JPH0577966B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スリツト列を通過した光により受光
面上に形成される光強度の分布を正弦波状とし、 高い内挿精度を得るようにした光学式エンコー
ダに関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、光学式のエンコーダにおいて、スリツ
トの１ピツチ以内の変位量を高精度に内挿するた
めには、受光面上に、スリツト列に対応した歪の
ない正弦波状の光強度分布を形成する必要があ
る。

第３図はこのような光学式エンコーダの一例を
示す構成図である。図において、１はコード板、
SOはコード板１に形成されたスリツト列、２は
スリツト列SOに拡散光を照射する光源、３はフ
オトダイオードアレイなどよりなり、スリツト列
SOを通過した光を検出する受光素子である。光
源２は、例えば点光源と拡散板とにより構成さ
れ、光源の長さ（光の出射面）はマスクにより規
定されている。

第４図はこのような光学式エンコーダにおける
光源２および受光素子３の配置状態の一例を示す
図である。ここでは、光源２の長さＷ２はスリツ
ト列SOのピツチPOと等しく、また、光源２とス
リツト列SOとの距離Ｌ２と、受光素子３とスリ
ツト列SOとの距離Ｌ３も等しく選ばれている。
したがつて、光源２から出射された拡散光は、図
のような範囲に到達し、受光素子３の位置（受光
面）における光強度の分布は、図中に示すような
正弦波分布となる。

なお、このように構成された光学式エンコーダ
においては、コード板１（スリツト列SO）の変
位と共に、光強度の分布が移動し、受光素子３の
出力からは、その移動量に応じた位相信号が得ら
れる。したがつて、この位相信号の位相変位量を
測定すれば、スリツト列SOの１ビツチ以内の変
位量を高精度に内挿して求めることができる。

〔発明が解決しようとする課題） しかしながら、スリツト列SOの１ビツチ以上
の変位量をアブソリユートに測定するために、コ
ード板１上にピツチの異なる複数のスリツト列を
設けるようにした光学式エンコーダにおいては、
多くの場合、光源は１つの光源が複数のスリツト
列で共用され、各スリツト列に対応した受光素子
は、同一の基板上に形成されているので、全ての
受光素子に対して、受光面上の光強度分布を歪の
ない正弦波状とすることはできない。すなわち、
いずれかの１つのスリツト列に対して上記のよう
な位置調節を行なつたとすると、他のスリツト列
においては、同様な位置関係を保つことができ
ず、光強度の正弦波分布が得られなくなつてしま
う。

例えば、スリツト列に対する光源および受光素
子の位置関係が前記第４図と等しいものとしたと
き、光源の長さＷ２に比べてスリツト列SO^-のピ
ツチPO^-が大きい場合には、第５図に示すごと
く、受光面において光が当たらない部分ができ、
光強度分布は台形のようになつてしまう。また、
光源の長さＷ２に比べてスリツト列SO^-のピツチ
PO^-が小さい場合には、第６図に示すごとく、別
のスリツトを通過した光が重なりあい、光強度分
布は三角波のようになつてしまう。

本発明は、上記のような従来装置の欠点をなく
し、コード板上にピツチの異なる複数のスリツト
列を設けるようにした場合にも、全ての受光素子
に対して、その受光面上の光強度分布を歪のない
正弦波状とすることのできる光学式エンコーダを
簡単な構成により実現することを目的としたもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光学式エンコーダは、コード板上にピ
ツチの異なる複数のスリツト列を有しこれらのス
リツト列に対して共通の光源から拡散光を照射す
るとともに各スリツト列を通過した光をそれぞれ
のスリツト列に対応して配置された複数の受光素
子により受光するようにした光学式エンコーダに
おいて、屈折率が空気と異なる補正板を前記光源
から各受光素子に至るまでの任意の光路中に挿入
するようにしたものである。

〔作用〕

このように、光源から受光素子に至るまでの任
意の光路中に、屈折率が空気と異なる補正板を挿
入すると、その屈折率および厚さに応じて見掛上
の光路長が変化し、これらの値を適当に選ぶこと
により、受光面上に歪のない正弦波分布を得るこ
とができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の光学式エンコーダの一実施例
を示す構成図である。図において、前記第３図と
同様のものは、同一符号を付して示す。Ｓ１，Ｓ
２はコード板１に設けられたピツチの異なるスリ
ツト列、３１，３２はこのスリツト列Ｓ１，Ｓ２
に対応して設けられた受光素子であり、これらは
基板３０に一体に保持されている。４は例えばガ
ラスよりなる補正板で、スリツトＳ２と受光素子
３２との間に挿入されている。光源２は２つのス
リツト列Ｓ１，Ｓ２を同時に照射するだけの幅を
有しており、その長さＷ２は一方のスリツト列Ｓ
１のピツチＰ１に合わされている。また、光源２
および受光素子３１，３２（基板３０）の位置関
係は、スリツト列Ｓ１を基準として調整されてお
り、前記第４図の関係に保たれている。すなわ
ち、受光素子３１においては、受光面上の光強度
の分布は歪のない正弦波分布となつている。

これに対して、受光素子３２側においては、ス
リツト列Ｓ２のピツチＰ２がスリツト列Ｓ１のピ
ツチＰ１より小さいので、補正板４が挿入されて
いない状態では、その受光面上の光強度の分布
は、前記した第６図のような状態となる。

そこで、スリツトＳ２と受光素子３２との間に
補正板４を挿入すると、第２図に示すごとく、補
正板４によりスリツト列Ｓ２を通過した光が屈折
し、見掛上の光路長が短くなるので、受光面上の
光強度の分布を歪のない正弦波分布とすることが
できる。

ここで、見掛上の光路長を変化させる程度は、
補正板４の屈折率とその厚さとによつて決まるの
で、これらの値を適当に選択することにより、任
意の補正を行なうことができる。

なお、上記の説明においては、光源２などの配
置状態の一列として、光源の長さＷ２とスリツト
列Ｓ０，Ｓ１のピツチＰ０，Ｐ１とが等しく（Ｗ
２＝Ｐ０，Ｐ１）、スリツト列Ｓ０，Ｓ１に対す
る光源２と受光素子３，３１，３２との距離Ｌ
２，Ｌ３が等しい場合（Ｌ２＝Ｌ３）を例示した
が、光強度の正弦波分布を得るための関係はこれ
に限られるものではなく、一般に Ｗ２＝（Ｌ３＋Ｌ２）／Ｌ３×（Ｐ０／２）の関
係を満足するように選ばれている。また、スリツ
ト列が２つの場合を例示したが、スリツト列の数
はこれに限られるものではない。また、補正板４
を挿入する位置は、スリツト列を受光素子との間
に限らず、その屈折率または補正する方向によつ
ては、光源とスリツト列との間に挿入されること
もあり得る。さらに、この補正方法はロータリエ
ンコーダにも応用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の光学式エンコー
ダでは、コード板上にピツチの異なる複数のスリ
ツト列を有しこれらのスリツト列に対して共通の
光源から拡散光を照射するとともに各スリツト列
を通過した光をそれぞれのスリツト列に対応して
配置された複数の受光素子により受光するように
した光学式エンコーダにおいて、屈折率が空気と
異なる補正板を前記光源から各受光素子に至るま
での任意の光路中に挿入するようにしているの
で、補正板の屈折率および厚さに応じて見掛上の
光路長が変化し、コード板上にピツチの異なる複
数のスリツト列を設けるようにした場合にも、全
ての受光素子に対して、その受光面上の光強度分
布を歪のない正弦波状とすることのできる光学式
エンコーダを簡単な構成により実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の光学式エンコー
ダの一実施例を示す構成図、第３図〜第６図は従
来の光学式エンコーダの一例を示す構成図であ
る。 １……コード板、Ｓ０，Ｓ０^-，Ｓ１，Ｓ２…
…スリツト列、２……光源、３，３１，３２……
受光素子、３０……基板、４……補正板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コード板上にピツチの異なる複数のスリツト
   列を有しこれらのスリツト列に対して共通の光源
   から拡散光を照射するとともに各スリツト列を通
   過した光をそれぞれのスリツト列に対応して配置
   された複数の受光素子により受光するようにした
   光学式エンコーダにおいて、屈折率が空気と異な
   る補正板を前記光源から各受光素子に至るまでの
   任意の光路中に挿入したことを特徴とする光学式
   エンコーダ。