JPH0618283A - 光電式アブソリュートエンコーダ - Google Patents

光電式アブソリュートエンコーダ

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JPH0618283A
JPH0618283A JP4200422A JP20042292A JPH0618283A JP H0618283 A JPH0618283 A JP H0618283A JP 4200422 A JP4200422 A JP 4200422A JP 20042292 A JP20042292 A JP 20042292A JP H0618283 A JPH0618283 A JP H0618283A
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JP
Japan
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light source
absolute
pattern
light
time interval
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4200422A
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English (en)
Inventor
Akihiko Morishita
昭彦 森下
Eiichi Kitajima
栄一 北島
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光電式アブソリュートエンコーダの光源の消
費電力を少なくして測量機の電力消費量を抑制する。 【構成】 アブソリュートパターンとインクリメンタル
パターンとが形成された符号板2と、この符号板2に光
を照射する光源1と、アブソリュートパターンの最小読
取単位を読み取る検出器3と、インクリメンタルパター
ンの最小読取単位を読み取るの検出器4とを備えた光電
式アブソリュートエンコーダにおいて、検出器4から出
力されたインクリメンタル信号を計数してエンコーダの
回転速度を検出する計数回路9を設け、その回転速度が
大きいときに光源1の消灯時間間隔を短くし、逆に回転
速度が小さいときに光源1の消灯時間間隔を長くする時
間間隔設定回路10を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光電式アブソリュー
トエンコーダに関し、特に光源の消費電力を低減するこ
とができる光電式アブソリュートエンコーダに関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来の光電式アブソリュートエ
ンコーダのブロック図である。
【0003】符号板62にはアブソリュートパターンと
インクリメントパターンとが形成され、光源61の光が
符号板61に照射されると、アブソリュートパターンと
インクリメントパターンとが検出器63、64にそれぞ
れ投影される。
【0004】検出器63、64は読み取った最小読取単
位を電気信号に変換し、その電気信号は信号処理回路6
5,66にて信号処理され、CPU67へ出力される。
CPU67は信号処理回路65,66からの位置情報に
より演算し、その結果を表示器68に表示させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、高分解能化
のためアブソリュートパターンの最小読取単位の幅を小
さくすると同時に、アブソリュートパターンを読み取る
ための検出器63の幅も小さくしているので、アブソリ
ュートパターン信号のS/N比を大きくするために光源
61の光量を増加する必要があり、しかも常時光源61
を点灯して位置検出するため消費電力が多くなるという
問題があった。特に測量機に用いられるエンコーダは、
バッテリーから電力供給を受けるため、電力消費が大き
いと測量時間が制約されるという問題があった。
【0006】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は消費電力の小さな光電式アブソリ
ュートエンコーダを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めこの発明の光電式アブソリュートエンコーダは、光学
的性質の異なる2種類の最小読取単位を表わす符号を所
定の順序で並べてなるアブソリュートパターンが形成さ
れた符号板と、この符号板に光を照射する光源と、前記
アブソリュートパターンの最小読取単位を読み取る検出
手段とを備えた光電式アブソリュートエンコーダにおい
て、前記光源を周期的に点滅させる光源点滅手段を設
け、光源点灯の度ごとにアブソリュート位置を検出する
ようにした。
【0008】また、前記光源を周期的に点滅させる光源
点滅手段を設け、光源点灯の度ごとにアブソリュート位
置を検出すると共に、エンコーダの変動速度を検出し、
その変動速度が大きいときに前記光源の消灯時間間隔を
短くし、逆に前記変動速度が小さいときに前記光源の消
灯時間間隔を長くする時間間隔設定手段を設けたを設け
た。
【0009】更に、光学的性質の異なる2種類の最小読
取単位を表わす符号を所定の順序で並べてなるアブソリ
ュートパターンと、光学的性質の異なる2種類の最小読
取単位を表わす符号を交互に並べてなるインクリメンタ
ルパターンとが形成された符号板と、この符号板に光を
照射する光源と、前記アブソリュートパターンの最小読
取単位を読み取る第1の検出手段と、前記インクリメン
タルパターンの最小読取単位を読み取る第2の検出手段
とを備えた光電式アブソリュートエンコーダにおいて、
前記光源を周期的に点滅させる光源点滅手段を設け、前
記光源の点灯の度ごとにアブソリュート位置を検出する
と共に、前記第2の検出手段から出力された前記インク
リメンタルパターン信号に基づいてエンコーダの変動速
度を検出し、その変動速度が大きいときに前記光源の消
灯時間間隔を短くし、逆に前記変動速度が小さいときに
前記光源の消灯時間間隔を長くする時間間隔設定手段を
設けた。
【0010】
【作用】前述のように一定時間間隔おきに光源を点灯さ
せ、光源点灯時間内にアブソリュート位置を検出するよ
うにしたので、その光源による電力消費量を少なくする
ことができる。
【0011】
【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0012】図1はこの発明の一実施例に係る光電式ア
ブソリュートエンコーダのブロック図、図2は光電式ア
ブソリュートエンコーダの符号板の平面図である。 図
2に示すように、円板状の符号板2には、光学的性質
(例えば光透過率や反射率)の異なる2種類の最小読取
単位を円周方向に沿って所定の順序で並べてなるアブソ
リュートパターンのトラック21が形成されているとと
もに、光学的性質の異なる2種類の最小読取単位を円周
方向に沿って交互に並べてなるインクリメンタルパター
ンのトラック22が形成されている。白い区画(最小読
取単位)は透明部で符号「0」を示し、斜線を引いた区
画(最小読取単位)は遮光部で符号「1」を示す。イン
クリメンタルパターンはアブソリュートパターン以下の
内挿に使用される。符号板2の中心には図示しない回転
軸が接合され、回転軸の回転により符号板2が回転す
る。
【0013】符号板2を挟んで一方に例えば発光ダイオ
ードなどの光源1が、他方にフォトダイオードを用いた
検出器3,4がそれぞれ配置されている。
【0014】検出器3はアブソリュートパターンを検出
し、この検出器3はアブソリュートパターン信号を絶対
位置信号に変換する信号処理回路5に接続されている。
一方、検出器4はインクリメンタルパターンを検出し、
この検出器4はインクリメンタルパターン信号を増幅す
る信号処理回路6に接続されている。
【0015】信号処理回路5,6はCPU7にそれぞれ
接続され、CPU7は入力された位置情報により演算
し、その結果を表示器8に表示させる。
【0016】また、信号処理回路6はインクリメンタル
パターン信号を計数する計数回路9に接続され、計数回
路9は光源1の消灯時間間隔を設定する時間間隔設定回
路10に接続され、時間間隔設定回路10は光源1に接
続されている。
【0017】次に、動作を説明する。
【0018】光源1の光が符号板2に照射されると、符
号板2のアブソリュートパターン及びインクリメンタル
パターン情報としての透過光が検出器3,4にそれぞれ
投影される。検出器3はアブソリュートパターン情報を
電気信号に変換して信号処理回路5に送出し、信号処理
回路はアブソリュートパターン信号を絶対位置信号に変
換し、CPU7に送る。一方、検出器4はインクリメン
タルパターン情報を電気信号に変換して信号処理回路6
に送出し、信号処理回路6はインクリメンタルパターン
信号を増幅してCPU7に送る。CPU7は信号処理回
路5,6からの情報を変換し、表示器8に表示させる。
【0019】信号処理回路6はインクリメンタルパター
ン信号を増幅してCPU7に送るとともに、インクリメ
ンタルパターン信号の内挿処理と波形成形を行ない、計
数回路9に出力する。
【0020】計数回路9は、光源1の点灯時間T(例
えば0.01〜3秒)内に、信号処理回路6から、エン
コーダの回転量に相当するインクリメンタルパターン信
号がいくつ送り込まれたかを計数し、その計数情報を時
間間隔設定回路10に送り、光源1の消灯時には計数を
終了する。
【0021】時間間隔設定回路10は計数情報に基づい
て光源1の消灯時間間隔(例えば0.1〜3秒)T
設定し、その時間間隔設定信号を光源1に送る。光源1
は設定された消灯時間間隔Tにより点灯・消灯を行な
う。
【0022】図3は光源1の点滅動作を説明するための
図である。点灯時間Tは固定であり、この点灯時間T
の間だけ光源1と図示しない光源用電源とが接続し、
波高値Vの電流が流れる。
【0023】点灯時間T経過後、光源1は消灯し、そ
の消費電力はゼロとなる。そして消灯時間間隔T経過
後、再び波高値Vの電流が光源1に供給される。
【0024】したがって、光源点灯から次の点灯までの
消灯時間間隔T内の消費電力は点灯時間T間の波高
値Vだけであり、消灯時間間隔T内の平均消費電力
は波高値Vとなり、消費電力を大幅に低減できる。
【0025】図4は光源点灯時間Tとインクリメンタ
ル信号の計数状態とを示すタイムチャートである。図4
(a)は光源1の点灯時間Tを示し、図4(b)はエ
ンコーダの単位時間における変動量(即ち変動速度)が
多いときのインクリメンタル信号の計数状態を示し、図
4(c)はエンコーダの単位時間における変動量が少な
いときのインクリメンタル信号の計数状態を示す。
【0026】図4(a)〜(c)に示すように、点灯時
間T以外ではインクリメンタルパターン信号であるパ
ルスの計数を行なわない。
【0027】この実施例では、エンコーダの変動速度が
大きい状態(図4(b))では、光源1の点灯開始から
次の点灯開始までの消灯時間間隔Tを短くし、エンコ
ーダの変動速度が小さい状態(図4(c))では、T
を長くする。また、図4(c)の状態が進むと全く計数
しない場合、すなわちエンコーダが停止した場合には、
を最長値に設定しておけばよい。
【0028】前述の実施例では時間間隔設定回路10に
よりTを設定した場合について述べたが、これに代
え、その機能をCPU7の一機能として取り込み、ソフ
ト処理により同様の動作を行なわせるようにしてもよ
い。
【0029】図5は消灯時間間隔設定プログラムのフロ
ーチャートである。
【0030】まず、光源1を点灯させ(ステップ1)、
インクリメンタルパターン信号の計数を開始する(ステ
ップ2)。すなわち、点灯時間T内にいくつパルスが
送り込まれたかを計数する。
【0031】光源1が消灯したとき、インクリメンタル
パターンの計数を終了する(ステップ3)。
【0032】そして、インクリメンタルパターン信号の
計数値を読み込み、読み込みが終了したらリセットする
(ステップ4)。
【0033】次に、計数値に応じて消灯時間間隔T
設定する(ステップ5)。すなわち、計数値が多いとき
消灯時間間隔Tを短くし、計数値が少ないとき消灯時
間間隔Tを長くする。
【0034】そして、タイマーをスタートさせ(ステッ
プ6)、その後、タイマーが消灯時間間隔Tが経過し
たか否か判断する(ステップ7)。この答が否定(N
O)、すなわち消灯時間間隔Tが未だ経過していない
とき、このステップの判断を繰り返し、Tの経過を待
つ。
【0035】このステップの答えが肯定(YES)、す
なわち消灯時間間隔Tが経過したとき、ステップ1に
戻り、その後同様の動作を繰り返す。このようにして前
述の実施例と同様の効果が得られる。
【0036】なお、この実施例では消灯時間間隔T
可変としたが、これに代え、TをTと同様に固定と
し、例えばTとTとの比を1対10とすると、従来
の連続点灯方式に較べ1/10の電力量で検出が可能に
なる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の光電式ア
ブソリュートエンコーダによれば、エンコーダ用光源の
消費電力を少なくして測量機の電力消費量を減らすこと
ができ、ひいてはバッテリの寿命を延ばすことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の一実施例に係る光電式アブソ
リュートエンコーダのブロック図である。
【図2】図2は光電式アブソリュートエンコーダの符号
板の平面図である。
【図3】図3は光源の点滅動作を説明するための図であ
る。
【図4】図4は光源点灯時間とインクリメンタル信号の
計数状態を示すタイムチャートである。
【図5】図5は光源の消灯時間間隔設定プログラムのフ
ローチャートである。
【図6】図6は従来の光電式アブソリュートエンコーダ
のブロック図である。
【符号の説明】
1 光源 2 符号板 3,4 検出器 7 CPU 9 計数回路 10 時間間隔設定回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学的性質の異なる2種類の最小読取単
    位を表わす符号を所定の順序で並べてなるアブソリュー
    トパターンが形成された符号板と、この符号板に光を照
    射する光源と、前記アブソリュートパターンの最小読取
    単位を読み取る検出手段とを備えた光電式アブソリュー
    トエンコーダにおいて、前記光源を周期的に点滅させる
    光源点滅手段を設け、光源点灯の度ごとにアブソリュー
    ト位置を検出することを特徴とする光電式アブソリュー
    トエンコーダ。
  2. 【請求項2】 光学的性質の異なる2種類の最小読取単
    位を表わす符号を所定の順序で並べてなるアブソリュー
    トパターンが形成された符号板と、この符号板に光を照
    射する光源と、前記アブソリュートパターンの最小読取
    単位を読み取る検出手段とを備えた光電式アブソリュー
    トエンコーダにおいて、前記光源を周期的に点滅させる
    光源点滅手段を設け、光源点灯の度ごとにアブソリュー
    ト位置を検出すると共に、エンコーダの変動速度を検出
    し、その変動速度が大きいときに前記光源の消灯時間間
    隔を短くし、逆に前記変動速度が小さいときに前記光源
    の消灯時間間隔を長くする時間間隔設定手段を設けたこ
    とを特徴とする光電式アブソリュートエンコーダ。
  3. 【請求項3】 光学的性質の異なる2種類の最小読取単
    位を表わす符号を所定の順序で並べてなるアブソリュー
    トパターンと、光学的性質の異なる2種類の最小読取単
    位を表わす符号を交互に並べてなるインクリメンタルパ
    ターンとが形成された符号板と、この符号板に光を照射
    する光源と、前記アブソリュートパターンの最小読取単
    位を読み取る第1の検出手段と、前記インクリメンタル
    パターンの最小読取単位を読み取る第2の検出手段とを
    備えた光電式アブソリュートエンコーダにおいて、前記
    光源を周期的に点滅させる光源点滅手段を設け、前記光
    源の点灯の度ごとにアブソリュート位置を検出すると共
    に、前記第2の検出手段から出力された前記インクリメ
    ンタルパターン信号に基づいてエンコーダの変動速度を
    検出し、その変動速度が大きいときに前記光源の消灯時
    間間隔を短くし、逆に前記変動速度が小さいときに前記
    光源の消灯時間間隔を長くする時間間隔設定手段を設け
    たことを特徴とする光電式アブソリュートエンコーダ。
JP4200422A 1992-07-03 1992-07-03 光電式アブソリュートエンコーダ Withdrawn JPH0618283A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006006605A1 (ja) * 2004-07-12 2006-01-19 Nok Corporation 磁気エンコーダ
CN111579811A (zh) * 2019-02-18 2020-08-25 北京京东尚科信息技术有限公司 一种使用光电编码器确定驱动器的输出速度的方法和装置

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Effective date: 19991005