JPH04198714A - エンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は工作機械や測定器等の分野において被測定物の
直線移動状態や回転移動状態等を検出するエンコーダに
関し、特にエンコータを構成する各要素を複数のユニッ
トよりＭ成し、検出操作の容易さを向上させたエンコー
ダに関するものである。

（従来の技術） 従来よりＸ−Ｙステージ等の移動物体の直線方向の位置
検出や移動速度を検出する装置としてリニアエンコーダ
が、又回転物体の回転方向や回転速度等の回転状態を検
出する装置としてロータリーエンコーダか用いられてい
る。これらのエンコーダは比較的高鯖度な検出が容易に
出来る為、各分野で用いられている。

第３図は従来の光学式のリニアエンコーダの概略構成図
である。同図において６１はスケール板であり、スケー
ル６１ａを直線方向に設けている。６８はエンコーダ本
体であり、光源手段としての発光素子とスケール６１ａ
を読取る為の検出手段（センサ）そして信号処理手段等
を内部に備えている。６９は被測定物で矢印の如く一方
向に移動する移動より成っている。スケール板６１は移
動ステージ６９に取り付けられ、又エンコーダ本体６８
は不図示の基板に固定されている。

６８ａは出力信号ケーブルである。

同図に示すリニアエンコーダは移動ステージ６９の移動
に伴うスケール板６１上のスケール６１ａの変位量をエ
ンコーダ本体６８により検出することにより該移動ステ
ージ６９の変位状態を検出している。

この低回転物体の回転速度や回転変動量を検出する為の
ロータリエンコーダは、例えば特開昭５２−１６３９２
２号公報や特開昭６２−１６３９２５号公報等で種々と
提案されている。

（発明か解決しようとする゛課題） 従来のエンコータは移動物体の移動状態を検出する為の
各要素を１つの筺体内に収納してエンコーダ本体を構成
していた。このときのエンコーダ本体の外形状は固定さ
れており、又エンコーダ本体は比較的大型化してくる傾
向があフた。

この為例えばエンコーダ本体を取り付ける空間か狭く限
定されている場合にはエンコーダ本体の取付けが大変困
難となる場合があった。

本発明はエンコーダ本体の取付ける空間が狭く、又はあ
る程度狭く限定されている小空間内に配置するような場
合であっても、周囲の他の空間を利用して容易に取付け
ができ、常に良好なる検出を可能としたエンコータの提
供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明のエンコータは、光源手段からの光束を投光手段
により移動物体に設けたスケールに投光し、該スケール
を介した光束を検出手段で検出し、該検出手段から得ら
れる信号を利用して信号処理手段により該移動物体の移
動状態を検出するエンコーダにおいて、該エンコーダを
構成する各要素を複数のユニットより構成し、このうち
少なくとも１つのユニットは方向の異なる複数の位置に
各々信号出力部又は／及び信号入力部を具備しているこ
とを特徴としている。

又本発明では、前記１つのユニットを光源手段、投光手
段そして検出手段を収納する検出ヘッドより構成し、該
検出ヘッドは方向の異なる複数の位置に信号出力部を具
備していることを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明を所謂光学式のリニアエンコーダに適用
したときの第１実施例の要部概略図である。

同図において１０１はエンコーダ本体であり、１つのユ
ニットより成る検出ヘッド２と１つのユニットより成る
信号処理手段４の２つのユニットを有している。又検出
ヘッド２と信号処理手段４は各々１つの筐体より成って
いる。

１はスケール板であり、スリット状の光反射部と光吸収
部を複数個、マーキング等により等間隔に所定の長さと
なるように配設されたスケールを有し、被測定物である
移動物体（不図示）に取り付けられている。

２は検出ヘッドであり、１つの筐体のユニットから成っ
ている。検出ヘッド２にはスケール板１側に光束を投光
する投光手段やスケール板１からの反射光束を検出する
検出手段等が設けられており、所定の基板（不図示）面
上に載置されている。

又、検出ヘッド２には方向が異なる複数の位置に例えば
コネクターより成る信号出力部３Ａ。

３Ｂ、３Ｃが設けられている。（同図では３か所に設け
ているがこの数はいくつあっても良い。）そして検出ヘ
ッド２内に設けた選択手段（不図示）により複数の信号
出力部のうちから１つの信号出力部を選択して、該検出
ヘッド２で得られた移動物体の移動速度に関する信号を
該信号出力部より出力している。

４は信号処理手段であり、１つの筐体のユニットより成
っている。信号処理手段４は検出ヘッド２の信号出力部
からの信号を入力する例えばコネクターより成る信号入
力部５を有している。同図では信号処理手段４の信号入
力部５と検出ヘッド２の信号出力部３Ｂとが結合される
状態を示している。

信号処理手段４は検出ヘッド２からの信号をカウントデ
ータやカウント表示等に変換すると共に所定の演算を行
ないスケール板１の移動状態を求めている。そして求め
た移動状態に関する情報を信号出力部４ａより出力し信
号ケーブル６を介して、例えば表示部（不図示）等に表
示している。

本実施例では信号処理手段４の信号入力部５はエンコー
ダ本体１０１の取り付ける空間の大きさ及び形状に応じ
て検出ヘッド２の複数の信号出力部３Ａ、３Ｂ、３Ｃの
うちの任意の１つの信号出力部に接合可能となフている
。

尚、本実施例ではエンコーダの各要素を２つのユニット
に分割した場合を示したが３つ以上のユニットに分割し
て各ユニットを前述の如く構成しても良いことは当然で
ある。

第２図は本発明を回折光干渉方式を利用したリニアエン
コーダに適用したときの第２実施例の要部概略図である
。

本実施例における移動物体の移動状態の検出原理につい
ては、本出願人が先に提案した例えば特開昭６３−３１
１１２１号公報に開示されているエンコーダを略同様で
ある。

第２図において１０２は検出ヘッドである。検出ヘッド
１０２は第１ユニツト２と第２ユニツト１２の２つのユ
ニットより成っている。　　　　′本実施例では第１ユ
ニツト７には図示していないが例えば可干渉光束を放射
するレーザ、該レーザからのレーザ光束を所定方向に偏
光した２つのレーザ光に分割する偏光ビームスプリッタ
−１２つのレーザ光をスケール板１に設けた回折格子に
所定方向から入射させるミラー、そして回折格子からの
所定次数の２つの回折光を重ね合わせ干渉させ信号光（
干渉光）を得る為の光学部材等が設けられている。

１０ａ、１０ｂは各々第１ユニツト７の方向か異なる位
置に設けた信号出力部としての窓である。ｌｌａ〜ｌｉ
ｄは各々第１ユニツト７に設けたストッパーであり、第
２ユニツトと結合する際に第２ユニツト１２のストッパ
ー１７ａ、１７ｂと各々嵌合結合している。９は選択手
段としての反射鏡であり、回動可能の反射台８に載置さ
せており、第１ユニツト７内で得られた移動物体の移動
状態に基づく信号光を反射させ、任意の１つの窓より射
出させている。

一方、第２ユニツト１２内には第１ユニツト７の窓から
射出してきた信号光を受は入れる信号入力部としての窓
１６と、窓１６から入射してきた信号光を２つの信号光
に分割するビームスプリッタ−１４、偏光板（不図示）
そして２つの検出手段１５ａ、１５ｂ等が設けられてい
る。

１３は信号処理部であり、検出手段１５ａ。

１５ｂからの信号を処理し、信号出力部１２ａより出カ
ケープル６を介して出力している。

第２図では第１ユニツト７の右側に第２ユニツト１２を
結合し、第１ユニツト７の窓１０ｂより射出した信号光
を第２ユニツト１２で検出する場合を示している。この
とき第１ユニツトのストッパー１１ａ、ｌｌｂは各々第
２ユニツト１２のストッパー１７ａ、１７ｂと嵌合結合
する。

本実施例において第２ユニツト１２の配置空間上の制約
から、例えば第２ユニツト１２を第１ユニツト７の左側
に配置しなければならないときは反射台８を１８０度回
転させ信号光を窓１０ａより射出させると共に第１ユニ
ツト７のストッパー１１ｃ、１１ｄと第２ユニツト１２
のストッパー１７ａ、１７ｂとを嵌合結合させれば良い
。

尚１本実施例では第１ユニツト７に信号出力部として２
つの窓を設けた場合を示したが、この信号出力部として
の窓の数及び位置は異った方向に２つ以上、複数個設け
ても良い。

以上の各実施例では本発明をリニアエンコーダに適用し
た場合を示したがロータリーエンコーダにおいても同様
に適用することができる。

（発明の効果） 本発明によれば前述の如くエンコーダを構成する各要素
を複数のユニットから構成することによリ、外形状に柔
軟性を持たせることができ、検出領域の空間の大きさに
制約されずに容易に移動物体の移動状態を検出すること
ができるエンコーダを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１．第２図は各々本発明の第１．第２実施例の要部概
略図、第３図は従来のリニアエンコータの要部概略図で
ある。 図中、１はスケール板、２は検出ヘッド、３ａ〜３ｃは
信号出力部、４は信号処理手段、５は信号入力部、６は
出カケープル、７は第１ユニツト、８は反射台、９は反
射鏡、！Ｏａ。 １０ｂは窓、１１ａ〜１１ｄはストッパー、１２は第２
ユニツト、１３は信号処理部、１４はビームスプリッタ
−１１５ａ、１５ｂは検出手段である。 特許出願人　　キャノン株式会社 第　　　　１　　　　図 第　　　２　　　　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源手段からの光束を投光手段により移動物体に
   設けたスケールに投光し、該スケールを介した光束を検
   出手段で検出し、該検出手段から得られる信号を利用し
   て信号処理手段により該移動物体の移動状態を検出する
   エンコーダにおいて、該エンコーダを構成する各要素を
   複数のユニットより構成し、このうち少なくとも１つの
   ユニットは方向の異なる複数の位置に各々信号出力部又
   は／及び信号入力部を具備していることを特徴とするエ
   ンコーダ。
2. （２）前記１つのユニットを光源手段、投光手段そして
   検出手段を収納する検出ヘッドより構成し、該検出ヘッ
   ドは方向の異なる複数の位置に信号出力部を具備してい
   ることを特徴とする請求項１記載のエンコーダ。