JPH0626817A

JPH0626817A - 光学式変位検出装置

Info

Publication number: JPH0626817A
Application number: JP20302892A
Authority: JP
Inventors: Shingo Kuroki; 真吾黒木; Wataru Ishibashi; 渡石橋; ▲登▼鴻群; Kougun Tou
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 1992-07-07
Filing date: 1992-07-07
Publication date: 1994-02-04

Abstract

(57)【要約】【構成】受光素子１２０の正弦波出力に基づき、Ａ
相、該Ａ相とπ／２位相ずれたＢ相、及び前記Ａ相とπ
位相ずれたＡ’相出力を得る位相ずれ正弦波出力回路１
５０と、前記Ａ相−Ｂ相の位相差、及びＢ相−Ａ’相の
位相差を複数に分割し、微少位相差を有した複数の正弦
波を出力する位相分割回路１６２と、前記各分割出力さ
れた各位相の正弦波の平均電圧値近傍での立上がりない
し立ち下がり部分を採取し、前記各位相の正弦波に基づ
く立上がりないし立ち下がり部分を合成して鋸歯状出力
を得る鋸歯形成回路１７２と、を備えたことを特徴とす
る光学式変位検出装置。【効果】受光素子１２０の出力からＡ相、Ｂ相、Ａ’
相出力を得、Ａ相−Ｂ相、Ｂ相−Ａ’相をそれぞれ複数
に分割し、各正弦波の立上がりないしたち下がり部分を
合成することにより、鋸歯状出力を得るので、スケール
のピッチに比較し高分解能の変位検出を行うことが可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学式変位検出装置、特
にその信号処理回路の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種測定器、工作機械、更に最近は各種
情報機械などにも相対移動する二つの部材の変位量を検
出するため各種変位検出装置が用いられており、非接触
で変位量検出が可能なところから光学式変位検出装置が
汎用されている。該光学式変位検出装置は、相対移動す
る２つの部材のそれぞれに設けられた格子と、該格子の
重なりあいを検出するための発光素子及び受光素子より
なる。このような従来の光学式変位検出装置としては、
通常の２枚の格子の重なりあいを検出するエンコーダの
ほか、図１２に示すような３枚の格子の重なりあいの変
化より変位量を検出する、いわゆる３格子システムが周
知である（Journal ofthe optical society of Americ
a,１９６５年、vol.55、No.4、ＰＰ３７３−３８１）。

【０００３】前記図１２において、エンコーダ１０は、
平行配置された発光側格子１２，検出格子１４と、両格
子１２，１４の間に相対移動可能に平行配置された基準
格子１６と、前記発光側格子１２の図中左側に配置され
た発光素子１８と、前記検出格子１４の図中右側に配置
された受光素子２０と、を含む。そして、発光素子１８
から出射された光は発光側格子１２，基準格子１６，検
出格子１４を介して受光素子２０に至り、該受光素子２
０は各格子１２，１４，１６で制限された照射光を光電
変換し、更にプリアンプ２２により増幅して検出信号ｓ
を得る。

【０００４】ここで、基準格子１６が発光側格子１２，
検出格子１４に対し例えば矢印ｘ方向に相対移動する
と、発光素子１８からの照射光の格子１２，１６，１４
により遮蔽される光量が徐々に変化し、検出信号ｓは略
正弦波として出力される。そして、前記基準格子１６の
ピッチＰと検出信号ｓの波長が対応し、該検出信号ｓの
波数及びその分割値より前記基準格子１６の相対移動量
を測定するものである。図１３にはこのような３格子シ
ステムの反射式リニアエンコーダの縦断面図が示されて
おり、また図１４には図１３Ｉ−Ｉ線での断面図が示さ
れている。なお、前記図１２と対応する部分には同一符
号を付して説明を省略する。

【０００５】同図に示すリニアエンコーダ１０は反射式
であり、インデックススケール３０及びメインスケール
３２を有する。そして、インデックススケール３０の図
１３中上面には、一個の発光素子１８及び四個の受光素
子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄからなる検出部３４
が配置されている。そして、前記発光素子１８及び各受
光素子２０のリード線は、プリント基板２４に固定され
ている。さらに、インデックススケール３０には、前記
発光素子１８及び各受光素子２０を囲んで枠３６が設け
られている。また、前記インデックススケール３０と対
向配置されたメインスケール３２には、基準格子１６が
設けられており、該基準格子１６には図１５に示すよう
に縦縞状目盛が形成されている。

【０００６】一方、前記インデックススケール３０に
は、図１６に示すように、前記発光素子１８に対応する
発光側格子１２、及び前記受光素子２０に対応する検出
格子１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが設けられてお
り、各格子には縦縞状目盛が形成されている。そして、
前記検出格子１４ａ…１４ｄの縦縞状目盛のピッチは位
相が互にπ／２づつずれて形成されており、各受光素子
２０ａ…２０ｄからは、それぞれπ／２づつ位相のずれ
たａ相、ｂ相、ａ'相、ｂ'相の信号を得ることができ
る。さらに、ａ相−ａ'相により差動振幅増幅したＡ相
出力を、ｂ相−ｂ'相により同じく差動振幅増幅された
Ｂ相出力を得ることができる。そして、前記Ａ相出力及
びＢ相出力のπ／２位相のズレ方向等よりスケールの相
対移動方向の弁別及び電気的に検出信号の分割を行な
い、変位量検出を行なっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の光電
型エンコーダは、通常図１７に示すように互いにπ／２
位相の異なる正弦波状のＡ相，Ｂ相を出力するか、また
は図１８に示す互いにπ／２位相の異なる二相の方形波
を出力する。前記図１７に示す正弦波状のＡ相、Ｂ相の
出力信号を利用すると、同図Ｐ₀，Ｐ₁，Ｐ₂，…Ｐ_n点で
位置決めが可能なようにアナログでサーボシステムを構
成できるため、スケールの相対位置を正確に停止・位置
決めすることが可能である。しかしながら、このアナ
ログサーボシステムの欠点は、目盛ピッチＰの細かいス
ケールの製作が困難な点にある。現状では、ピッチＰ≧
２０μm程度までは比較的安価にスケールを製作できる
が、高分解能（例えば１μm以下）の位置決めには適さ
ない。

【０００８】一方、１μm以下の高分解能を得るためピ
ッチＰ≦４μmのスケールも製作は可能であるが、高価
となってしまうという問題があり、さらに目盛ピッチＰ
を細かくしたときには、メインスケール、インデックス
スケールの相対移動速度が高速となった場合、Ａ相、Ｂ
相の正弦波の周波数が極めて高くなる。このため、受光
素子の応答速度を越え信号が減衰したりするため、回路
構成の点からも対応が困難となってしまう。一方、図１
８に示す互いにπ／２位相の異なる二相の方形波出力
は、デジタルサーボシステムの位置情報として用いられ
る。この出力は、通常図１７に示す正弦波出力を内挿分
割して出力されるため、分解能も高くなり、高速対応も
可能であるが、デジタル信号であるため、位置決め時、
最小でも±１カウント分の誤差が発生する。従って、目
標とする位置決め精度より分解能の一桁高い位置情報が
必要となり、Ａ相、Ｂ相の内挿分割回路が複雑になると
いう課題がある。

【０００９】また、二相の方形波信号から速度情報を得
る必要があるとき等には、回路が複雑になるという課題
もある。本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は分解能が高く、しかも高速対応が
可能なアナログサーボ方式の光学式変位検出装置を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明にかかる光学式変位検出装置は、メインスケー
ル、インデックススケール、発光素子、受光素子に加
え、位相ずれ正弦波出力回路と、位相分割回路と、鋸歯
形成回路とを備える。そして、前記位相ずれ正弦波出力
回路は、前記受光素子の正弦波出力に基づき、Ａ相、該
Ａ相とπ／２位相ずれたＢ相、及び前記Ａ相とπ位相ず
れたＡ’相出力を得る。また、位相分割回路は、Ａ相−
Ｂ相、及びＢ相−Ａ’相の位相差を複数に分割し、微少
位相差を有した複数の正弦波を出力する。鋸歯形成回路
は、前記各分割出力された各位相の正弦波の平均電圧値
近傍での立上がりないし立ち下がり部分を採取し、前記
各位相の正弦波に基づく立上がりないし立ち下がり部分
を合成して鋸歯状出力を得る。

【００１１】

【作用】本発明にかかる光学式変位検出装置は、前述し
たように位相ずれ正弦波出力回路によりＡ相、Ｂ相、
Ａ’相が出力され、位相分割回路によりＡ相−Ｂ相、Ｂ
相−Ａ’相の位相差をそれぞれ複数に分割するので、従
来のπ／２位相ずれたＡ相、Ｂ相に加えて、複数の微小
位相ずれた正弦波を得ることができる。そして、鋸歯形
成回路は、それぞれ微少位相ずれたそれぞれの正弦波の
平均電圧値近傍での立上がりないし立下がり部分を採取
する。この立上がり、ないし立ち下がり部分ではその変
化がほぼ直線に疑似され、各正弦波の立ち上がりないし
立ち下がり部分を時間を追って合成することにより、鋸
歯状出力を得ることができる。従って、受光素子から出
力される正弦波一波長当たり複数の三角波を得ることが
でき、それぞれの三角波から変位情報を得ることが可能
となる。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を
説明する。図１には本発明の一実施例にかかる光学式変
位検出装置としてのリニアエンコーダの回路構成が示さ
れており、前記従来技術と対応する部分には符号１００
を加えて示し説明を省略する。同図に示すように、本実
施例にかかるリニアエンコーダは３格子システムを採用
しており、発光素子１１８と受光素子１２０ａ，１２０
ｂ，…１２０ｄの間には発光側格子１１２、基準格子１
１６、及び前記各受光素子１２０ａ，１２０ｂ，…１２
０ｄにそれぞれ対応した検出格子１１４ａ，１１４ｂ，
…１１４ｄが配置されている。

【００１３】ここで、検出格子１１４ａ，１１４ｂは互
にπ位相ずれた格子が形成され、検出格子１１４ｃ，１
１４ｄにも互にπ位相のずれた格子が形成され、前記検
出格子１１４ａと１１４ｃはπ／２位相をずらして構成
している。このため検出格子１１４ａ，１１４ｃ，１１
４ｂ，１１４ｄはそれぞれπ／２づつ位相がずれている
こととなり、基準格子１１６の相対移動により前記受光
素子１２０ａ，１２０ｃ，１２０ｂ，１２０ｄにはそれ
ぞれπ／２づつ位相のずれた略正弦波の検出信号が得ら
れる。また、前記受光素子１２０は、本実施例において
フォトトランジスターよりなり、それぞれのベースに照
射された光量に比例して電源１００より電流が導通され
る。

【００１４】そして、受光素子１２０ａを例にとると、
電源１００より該受光素子１２０ａに導通された電流Ｉ
₁は受光素子１２０ａによりａ相信号を形成して電流電
圧変換回路１４０ａにて電圧に変換される。前記電流電
圧変換回路１４０ａはオペアンプ１４２、該オペアンプ
１４２と並列に接続された雑音防止コンデンサー１４４
と可変抵抗１４６の並列回路、及び抵抗１４８よりな
る。そして、前記オペアンプ１４２の反転入力端子に前
記受光素子１２０ａが接続され、非反転入力端子には基
準電圧Ｖrefが前記抵抗１４８を介して印加される。ま
た、同様にして受光素子１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ
に電源１００より導通された各電流Ｉ₂、Ｉ₃、Ｉ₄はそ
れぞれａ'相信号、ｂ相信号、ｂ'相信号を形成して、前
記電流電圧変換回路１４０ａと同一構成の電流電圧変換
回路１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄによりそれぞれ電圧
に変換される。

【００１５】そして、基準格子１１６の相対移動により
電流電圧変換回路１４０ａ…１４０ｂからそれぞれ出力
されるＰ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，Ｐ₄点の電圧波形は、それぞれπ
／２づつ位相がずれた略正弦波となる。本発明において
特徴的なことは、位相ずれ正弦波出力回路と、位相分割
回路と、鋸歯形成回路とを備えたことである。そして、
本実施例において位相ずれ正弦波出力回路は、差動増幅
部１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃよりなる。

【００１６】すなわち、前記ａ相信号及びａ'相信号は
差動増幅部１５０ａによりａ相−ａ'相信号を作成し、
ＤＣ分が取除かれ差動振幅増幅されたＡ相を出力する。
ここで、前記差動増幅部１５０ａは、オペアンプ１５２
と抵抗１５４，１５６，１５８，１６０よりなり、該オ
ペアンプ１５２の反転入力端子には、前記電流電圧変換
回路１４０ａにより電圧に変換されたａ相信号が抵抗１
５４を介して入力される。また、オペアンプ１５２の非
反転入力端子には、前記電流電圧変換回路１４０ｂによ
り電圧に変換されたａ'相信号が抵抗１５６を介して入
力される。さらに、前記抵抗１５８はオペアンプ１５２
と並列に接続され、抵抗１６０はオペアンプ１５２の非
反転入力端子と基準電圧Ｖrefとを接続する。そして、
ａ相信号はそのπ位相のずれたａ'相信号を基準として
オペアンプ１５２により差動振幅増幅されＡ相出力を形
成するのである。

【００１７】なお、同様にして前記ｂ相信号及びｂ'相
信号は差動増幅部１５０ｂによりｂ相−ｂ'相信号を作
成し、ＤＣ分が取除かれ差動振幅増幅されたＢ相出力を
形成する。さらに、本発明において特徴的なＡ’相出力
を得るため、差動増幅部１５０ｃによりａ’相−ａ相信
号を作成し、ＤＣ分が取除かれ差動振幅増幅されたＡ’
相出力を得ている。また、本実施例において位相分割回
路は、前記Ａ相差動増幅部１５０ａ，Ｂ相差動増幅部１
５０ｂの出力間Ａ相−Ｂ相の位相差を５分割するため、
差動増幅部１５０ａと１５０ｂの出力端を直列接続する
分割抵抗１６２ａ，１６２ｂ，〜１６２ｅと、同様にＢ
相−Ａ’相の位相差を５分割するため、差動増幅部１５
０ｂと１５０ｃの出力端を直列接続する分割抵抗１６２
ｆ，１６２ｇ，〜１６２ｊとを含む。

【００１８】この結果、前記Ａ相差動増幅部１５０ａか
らはそのままＡ相出力、分割抵抗１６２ａからは（Ａ相
＋１８度）相出力、分割抵抗１６２ｂからは（Ａ相＋３
６度）相出力、…分割抵抗１６２ｅからは（Ａ相＋７２
度）相出力が得られる。また、前記Ｂ相差動増幅部１５
０ｂからはそのままＢ相＝（Ａ相＋９０度）相出力、分
割抵抗１６２ｆからは（Ｂ相＋１８度）＝（Ａ相＋１０
８度）相出力、分割抵抗１６２ｇからは（Ｂ相＋３６
度）＝（Ａ相＋１２６度）相出力…分割抵抗１６２ｊか
らは（Ａ相＋１６２度）相出力を得ることができる。各
相の出力は、非反転増幅器１６４ａ，１６４ｂ，…１６
４ｊによりそれぞれの出力の振幅が同じ大きさになるよ
うに増幅する。すなわち、非反転増幅器１６４ａは、オ
ペアンプ１６６、該オペアンプ１６６と並列に接続され
た抵抗１６８、及び抵抗１７０よりなる。そして、前記
オペアンプ１６６の非反転入力端子に前記Ａ相出力が入
力され、反転入力端子には基準電圧Ｖrefが前記抵抗１
６８を介して印加される。

【００１９】そして、各非反転増幅器１６４ａ，１６４
ｂ，…１６４ｊにより増幅された各位相の正弦波出力は
鋸歯形成回路に入力される。該鋸歯形成回路は、スイッ
チング部１７２ａ，１７２ｂ，…１７２ｊを含み、各位
相の正弦波の立上がり部を次の位相の正弦波の立上がり
までの間切出す。そして、スイッチング部１７２ａ〜１
７２ｊの出力は合成された後、バッファ１７４に入力さ
れる。バッファ１７４の出力は反転回路１７６に入力さ
れる。該反転回路１７６は出力反転部１７８と、スイッ
チング部１８０，１８２を含む。該出力反転部１７８は
オペアンプ１８４及び抵抗１８６，１８８，１９０を備
え、バッファ１７４の出力は前記オペアンプ１８４の反
転入力端子に入力される。

【００２０】一方、スイッチング部１８０は前記バッフ
ァ１７４に直接接続され、スイッチング部１８２は出力
反転部１７８を介して同じくバッファ１７４に接続され
ている。そして、バッファ１７４の出力が正の場合はス
イッチング部１８０がＯＮ作動して該バッファ１７４の
出力をそのまま出力する。バッファ１７４の出力が負の
場合は、スイッチング部１８２がＯＮ作動し該バッファ
１７４の出力を出力反転部１７８により正に反転し、そ
れぞれ出力をバッファ回路１９２に供給する。バッファ
回路１９２はオペアンプ１９４、抵抗１９６，１９８を
含み、前記スイッチング部１８０ないし１８２の出力を
バッファ出力する。尚、本実施例において鋸歯形成回路
の各スイッチング部１７２及び反転回路１７６のスイッ
チング部１８０，１８２への指示信号Ａ₁〜Ａ₁₂は、図
２に示すように形成される。

【００２１】同図に示すように、前記各非反転増幅器１
６４の出力はそれぞれコンパレータ２００ａ，２００
ｂ，…２００ｊの非反転入力端子に入力され、コンパレ
ータ２００ａの出力は排他的論理和回路２０２ａに入力
される。また、コンパレータ２００ｂの出力は排他的論
理和回路２０２ａ及び２０２ｂに入力される。従って、
排他的論理和回路２０２ａからは、非反転増幅器１６４
ａからのＡ相出力の立上がりから、非反転増幅回路１６
４ｂからの（Ａ＋１８度）相出力が立ち上がるまでの位
相１８度の間、指示信号Ａ₁が出力され、スイッチング
部１７２ａをこの間ＯＮ作動させることとなる。同様
に、排他的論理和回路２０２ｂからは非反転増幅器１６
４ｂからの（Ａ＋１８度）相出力の立上がりから、非反
転増幅回路からの（Ａ＋３６度）相が立上がるまでの位
相１８度の間、指示信号Ａ₂が出力される。同様にし
て、排他的論理和回路２０２ｃ〜２０２ｊからは、それ
ぞれ指示信号Ａ3〜Ａ₁₀が出力される。

【００２２】一方、前記コンパレータ２００ａ出力はそ
のまま前記スイッチング部１８０ａのスイッチング信号
Ａ₁₁として出力し、さらにコンパレータ２００ａの出力
を反転回路２０４を介して出力反転部１７６のスイッチ
ング信号Ａ１２として出力する。本実施例にかかる光学
式変位検出装置は以上のように構成され、次にその作用
について説明する。まず、Ａ相、Ｂ相出力は前記図１７
と同様であり、Ａ’相出力はＡ相出力の反転出力であ
る。そして、前記位相分割回路の分割抵抗１６２ａ・・
・１６２ｊからは、図３に示すように各１８度づつずれ
た位相の正弦波出力が得られる。

【００２３】一方、鋸歯形成回路のスイッチング部１７
２ａ〜１７２ｊには、それぞれ排他的論理和回路２０２
ａ〜２０２ｊにより出力された図４Ａ₁〜Ａ₁₀のスイッ
チング信号が入力され、それぞれＨレベルの間だけスイ
ッチング部１７２をＯＮ作動させる。この結果、図５に
示すように各位相の正弦波の立ち上がりないし立ち下が
り部分のみが採取され、１８度毎の鋸歯状出力を得るこ
とができる。しかしながら、この状態では１８０度毎に
鋸歯状出力の正負が交代するため、前記反転回路１７６
により負の期間、鋸歯状出力を反転させ、図６に示すよ
うに正の信号のみの鋸歯状信号を形成する。この鋸歯状
信号により、図７に示すように例えば最大電圧Ｖの１／
２の電圧レベルで位置決めするようにアナログサーボ系
を構成することが可能となり、±１カウントの誤差を持
たない停止位置制御を行うことができる。また、スケー
ルのピッチＰより１桁以上のピッチＰ_kを細かくするこ
とができ、スケールピッチが大きくても高分解能のアナ
ログサーボ系を構成することが可能となり、さらに高速
対応が容易である。

【００２４】一方、本実施例にかかる光学式変位検出装
置によれば、速度情報が容易に作れるという利点があ
る。すなわち、図８に示すように鋸歯状出力の時間ｔに
おける電圧値Ｖ_nは、最大電圧Ｖ_k及びピッチＰ_kにより
次の式数１により表される。

【数１】Ｖ_n＝−ｎＶ_k＋（Ｖ_k／Ｐk）ｘこの数１を時間ｔで微分すると、次の数２が得られる。

【数２】ｄＶn／ｄｔ＝（Ｖ_k／Ｐ_k）・（ｄｘ／ｄｔ）
・（ｄｘ／ｄｘ）＝（Ｖ_k／Ｐ_k）／Ｖ_x このＶ_xが移動速度となり、電圧（Ｖ_n）を時間（ｔ）で
微分すれば、容易に移動速度を求めることができる。

【００２５】尚、本実施例において、メインスケールと
インデックススケールの相対移動方向を識別するため、
図２に示す回路構成を採用している。すなわち、コンパ
レータ２００ａの出力（図９（Ａ））と、コンパレータ
２００ｃの出力（図９（Ｃ））を反転回路２０６ａで反
転した反転出力とを論理積回路２０８ａに入力する。こ
の結果、該論理積回路からは図１０（Ａ）に示すような
出力を得ることができる。また、コンパレータ２００ｅ
の出力（図９（Ｅ））と、コンパレータ２００ｇの出力
（図９（Ｇ））を反転回路２０６ｃで反転した反転出力
とを論理積回路２０８ｂに入力する。この結果、該論理
積回路２０８ｂからは図１０（Ｂ）に示すような出力を
得ることができる。

【００２６】同様に各コンパレータ２００の出力と、該
コンパレータ２００と３６度ずれたコンパレータ２００
の反転出力を論理積回路２０８に入力することにより、
それぞれ図１０（Ａ）〜（Ｊ）に示すパルス状出力を
得、図１０（Ａ）〜（Ｄ）の出力を論理和回路２１０ａ
により合成することにより、図１１（Ａ）に示す方形波
出力を、また図１０（Ｅ）〜（Ｊ）に示す出力を論理和
回路２１０ｂにより合成することにより、図１１（Ｂ）
に示す方形波出力を得る。そして、図１１（Ａ）及び
（Ｂ）に示す方形波出力は位相が１８度ずれたものとな
り、その位相ずれが進相方向になるか、遅相方向になる
かにより、メインスケールとインデックススケールの相
対移動方向を判別することができる。

【００２７】更に、本発明の実施例において、微少位相
差を１８度づつにして分割したが、これに限るものでは
ない。例えば、微少位相差を９度、１１．２５度、２
２．５度等にすることも図１の回路を変更すれば容易に
実現できる。また、Ａ相、Ｂ相、Ａ’相の位相差も互い
にπ／２づつである必要はない。例えば互いに１２０度
の位相差を持たせても実現可能である。なお、本実施例
においては３格子システムのリニアエンコーダについて
説明したが、むろん通常の２格子システムのエンコーダ
でも、またロータリーエンコーダ等の変位検出器であっ
ても全く同様に適用し得る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる光
学式変位検出装置によれば、受光素子の出力からＡ相、
Ｂ相、Ａ’相の正弦波出力を得、Ａ相−Ｂ相、Ｂ相−
Ａ’相をそれぞれ複数に分割し、各正弦波の立上がりな
いしたち下がり部分を合成することにより、鋸歯状出力
を得るので、スケールのピッチに比較し高分解能の変位
検出を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかるリニアエンコーダの
回路構成の説明図である。

【図２】図１に示した回路のスイッチング部の指示信号
出力機構の説明図である。

【図３】図１に示したＰ₁〜Ｐ₁₀点の電圧波形の説明図
である。

【図４】図１に示した回路のスイッチング部の指示信号
出力状態の説明図である。

【図５】鋸歯形成回路による出力状態の説明図である。

【図６】図１に示す回路から出力される鋸歯状出力の説
明図である。

【図７】図１に示すエンコーダによる停止位置制御状態
の説明図である。

【図８】図１に示すエンコーダによる速度情報出力状態
の説明図である。

【図９】図２に示すコンパレータ出力状態の説明図であ
る。

【図１０】図２に示す論理積回路２０８の出力状態の説
明図である。

【図１１】図２に示す論理和回路２１０の出力状態の説
明図である。

【図１２】一般的な３格子システムのエンコーダの概念
説明図である。

【図１３】図１２に示したエンコーダの具体的構成の説
明図である。

【図１４】図１３Ｉ−Ｉ線での断面の説明図である。

【図１５】図１３に示したエンコーダのメインスケール
の説明図である。

【図１６】図１３に示したエンコーダのインデックスス
ケールの説明図である。

【図１７】，

【図１８】従来のエンコーダの信号処理状態の説明図で
ある。

【符号の説明】

１２，１１２ … 発光側格子１４，１１４ … 検出格子１６，１１６ … 基準格子１８，１１８ … 発光素子２０，１２０ … 受光素子３０，１３０ … インデックススケール３２，１３２ … メインスケール１５０ … 差動増幅部（位相ずれ正弦波出力回路）１６２ … 分割抵抗（位相分割回路）１７２ … スイッチング部（鋸歯形成回路）

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【手続補正書】

【提出日】平成４年７月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【図４】

【図１２】

【図１】

【図２】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図１１】

【図９】

【図１０】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の基準格子が形成されているメイン
スケールと、検出格子が形成され、前記メインスケールに対し相対移
動可能に並列配置されるインデックススケールと、前記基準格子に光を照射する発光素子と、前記基準格子及び検出格子により制限された光を受光し
てメインスケールとインデックススケールの相対移動量
を互いに位相の異なる複数の正弦波信号として出力する
複数の受光素子と、この複数の受光素子の出力の位相差を複数に分割し、微
少位相差を有した複数の正弦波を出力する位相分割回路
と、前記各分割出力された各位相の正弦波の平均電圧値近傍
での立上がりないし立ち下がり部分を採取し、前記各位
相の正弦波に基づく立上がりないし立ち下がり部分を合
成して鋸歯状出力を得る鋸歯形成回路と、を備えたこと
を特徴とする光学式変位検出装置。