JPH07253334A - 光学式エンコーダ - Google Patents
光学式エンコーダInfo
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- JPH07253334A JPH07253334A JP6070037A JP7003794A JPH07253334A JP H07253334 A JPH07253334 A JP H07253334A JP 6070037 A JP6070037 A JP 6070037A JP 7003794 A JP7003794 A JP 7003794A JP H07253334 A JPH07253334 A JP H07253334A
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- Japan
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- signal
- phase
- phase difference
- phase signal
- optical encoder
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 検出した２つの信号の位相差を所定の位相差
に電気的に調整することのできる光学式エンコーダを提
供する。 【構成】 光学式エンコーダの位相電調手段は、Ａ相信
号（０度）の反転信号であるＣ相信号（１８０度）を生
成するための反転オペアンプＯＰを備え、直列に接続さ
れた固定抵抗器Ｒと可変抵抗器Ｓの両端にはＡ相信号お
よびＢ相信号が接続されている。可変抵抗器Ｓの抵抗値
を調整することにより、Ａ相信号およびＢ相信号に基づ
いて、５度の位相を有するＤ相信号すなわちａ相信号
（５°）を生成する。可変抵抗器Ｕの抵抗値を調整する
ことにより、Ｂ相信号およびＣ相信号に基づいて、ａ相
信号に対して９０度の位相を有するＥ相信号すなわちｂ
相信号（９５°）を生成する。
に電気的に調整することのできる光学式エンコーダを提
供する。 【構成】 光学式エンコーダの位相電調手段は、Ａ相信
号（０度）の反転信号であるＣ相信号（１８０度）を生
成するための反転オペアンプＯＰを備え、直列に接続さ
れた固定抵抗器Ｒと可変抵抗器Ｓの両端にはＡ相信号お
よびＢ相信号が接続されている。可変抵抗器Ｓの抵抗値
を調整することにより、Ａ相信号およびＢ相信号に基づ
いて、５度の位相を有するＤ相信号すなわちａ相信号
（５°）を生成する。可変抵抗器Ｕの抵抗値を調整する
ことにより、Ｂ相信号およびＣ相信号に基づいて、ａ相
信号に対して９０度の位相を有するＥ相信号すなわちｂ
相信号（９５°）を生成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学式エンコーダに関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】２相正弦波信号を発生する光学式エンコ
ーダは、連続したパターンが形成されたメインスケール
と、このメインスケールを照明するＬＥＤのような光源
と、２つのパターンが形成されたインデックススケール
と、２つの受光センサとを備えている。光源、インデッ
クススケールおよび受光センサは、メインスケールに対
して一体的に相対移動（走査）され、メインスケールの
パターンとインデックススケールの一方のパターンとを
透過した光を受光した第１のセンサからＡ相信号を、メ
インスケールのパターンとインデックススケールの他方
のパターンとを透過した光を受光した第２のセンサから
Ｂ相信号を検出する。
ーダは、連続したパターンが形成されたメインスケール
と、このメインスケールを照明するＬＥＤのような光源
と、２つのパターンが形成されたインデックススケール
と、２つの受光センサとを備えている。光源、インデッ
クススケールおよび受光センサは、メインスケールに対
して一体的に相対移動（走査）され、メインスケールの
パターンとインデックススケールの一方のパターンとを
透過した光を受光した第１のセンサからＡ相信号を、メ
インスケールのパターンとインデックススケールの他方
のパターンとを透過した光を受光した第２のセンサから
Ｂ相信号を検出する。
【０００３】メインスケールのパターンおよびインデッ
クススケールのパターンは、検出されたＡ相信号および
Ｂ相信号の波形が互いに位相の９０度異なる２つの正弦
波信号になるように構成されている。しかしながら、実
際には、光源であるＬＥＤの光束が完全な平行光束でな
かったり、光束の強度の分布が一様でなかったりする場
合、位相差の誤差が発生する。また、メインスケールと
インデックススケールとが互いに平行に取り付けられて
いないような場合にも、位相差の誤差が発生する。
クススケールのパターンは、検出されたＡ相信号および
Ｂ相信号の波形が互いに位相の９０度異なる２つの正弦
波信号になるように構成されている。しかしながら、実
際には、光源であるＬＥＤの光束が完全な平行光束でな
かったり、光束の強度の分布が一様でなかったりする場
合、位相差の誤差が発生する。また、メインスケールと
インデックススケールとが互いに平行に取り付けられて
いないような場合にも、位相差の誤差が発生する。
【０００４】このように２相正弦波信号の場合、検出し
たＡ相信号とＢ相信号との位相差が正確に９０度にはな
らず、数度乃至２０度の誤差が発生することがある。そ
して、この位相差誤差は、走査範囲に亘って変動する。
光学式エンコーダでは、検出したＡ相信号およびＢ相信
号がゼロレベルと交差する位置をカウントして位置検出
するので、位相差の誤差はそのまま位置検出誤差の原因
となる。そこで、比較的高い位置検出精度が要求される
ような場合には、２つの信号の位相差が走査範囲に亘っ
て９０度に近づくように、光源のような光学系やメイン
スケールおよびインデックススケールのような機械系の
調節を行っている。
たＡ相信号とＢ相信号との位相差が正確に９０度にはな
らず、数度乃至２０度の誤差が発生することがある。そ
して、この位相差誤差は、走査範囲に亘って変動する。
光学式エンコーダでは、検出したＡ相信号およびＢ相信
号がゼロレベルと交差する位置をカウントして位置検出
するので、位相差の誤差はそのまま位置検出誤差の原因
となる。そこで、比較的高い位置検出精度が要求される
ような場合には、２つの信号の位相差が走査範囲に亘っ
て９０度に近づくように、光源のような光学系やメイン
スケールおよびインデックススケールのような機械系の
調節を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
光学式エンコーダにおいては、２つの信号の位相差が走
査範囲に亘って９０度に近づくように、光学系や機械系
の調節を行っていた。しかしながら、光学系や機械系の
調節は、人の経験や感に頼る部分が多く、位相差を所望
の位相差に調整するのに時間がかかるという不都合があ
った。特に高い位置検出精度が要求されるような場合に
は、位相差の許容誤差が小さいので、位相差の調整に多
大の時間がかかるという不都合があった。
光学式エンコーダにおいては、２つの信号の位相差が走
査範囲に亘って９０度に近づくように、光学系や機械系
の調節を行っていた。しかしながら、光学系や機械系の
調節は、人の経験や感に頼る部分が多く、位相差を所望
の位相差に調整するのに時間がかかるという不都合があ
った。特に高い位置検出精度が要求されるような場合に
は、位相差の許容誤差が小さいので、位相差の調整に多
大の時間がかかるという不都合があった。
【０００６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、検出した２つの信号の位相差を所定の位相差
に電気的に調整することのできる光学式エンコーダを提
供することを目的とする。
のであり、検出した２つの信号の位相差を所定の位相差
に電気的に調整することのできる光学式エンコーダを提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、メインスケールに対するインデ
ックススケールの相対移動に応じて位相の異なる２つ以
上の信号を発生する光学式エンコーダにおいて、各信号
の位相差を所定の位相差に電気的に調整するための位相
電調手段を備え、該位相電調手段は、第１の信号および
該第１の信号に対して第１の位相差を有する第２の信号
に基づいて、前記所定位相差より小さい位相差を有する
第３の信号を生成するための第１の信号生成手段と、前
記第１の信号および前記第２の信号に基づいて、前記所
定位相差より大きい位相差を有する第４の信号を生成す
るための第２の信号生成手段と、前記第３の信号および
前記第４の信号に基づいて、前記第１の信号に対して前
記所定位相差を有する第５の信号を生成する第３の信号
生成手段とを備え、前記第１の信号および前記第５の信
号により、前記メインスケールと前記インデックススケ
ールとの相対移動量を算出することを特徴とする光学式
エンコーダを提供する。
に、本発明においては、メインスケールに対するインデ
ックススケールの相対移動に応じて位相の異なる２つ以
上の信号を発生する光学式エンコーダにおいて、各信号
の位相差を所定の位相差に電気的に調整するための位相
電調手段を備え、該位相電調手段は、第１の信号および
該第１の信号に対して第１の位相差を有する第２の信号
に基づいて、前記所定位相差より小さい位相差を有する
第３の信号を生成するための第１の信号生成手段と、前
記第１の信号および前記第２の信号に基づいて、前記所
定位相差より大きい位相差を有する第４の信号を生成す
るための第２の信号生成手段と、前記第３の信号および
前記第４の信号に基づいて、前記第１の信号に対して前
記所定位相差を有する第５の信号を生成する第３の信号
生成手段とを備え、前記第１の信号および前記第５の信
号により、前記メインスケールと前記インデックススケ
ールとの相対移動量を算出することを特徴とする光学式
エンコーダを提供する。
【０００８】本発明の好ましい態様によれば、前記第３
の信号生成手段は少なくとも１つの可変抵抗器を備え、
前記第３の信号と前記第４の信号とを前記可変抵抗器を
介して可変抵抗分割して、前記第１の信号に対して前記
所定位相差を有する前記第５の信号を生成する。また、
前記第１の信号生成手段は一対の固定抵抗器を備え、２
相正弦波信号である前記第１の信号と前記第２の信号と
を前記一対の固定抵抗器を介して抵抗分割して、前記第
１の信号に対して０より大きく且つ前記第１の位相差よ
り小さい位相差を有する前記第３の信号を生成するのが
好ましい。
の信号生成手段は少なくとも１つの可変抵抗器を備え、
前記第３の信号と前記第４の信号とを前記可変抵抗器を
介して可変抵抗分割して、前記第１の信号に対して前記
所定位相差を有する前記第５の信号を生成する。また、
前記第１の信号生成手段は一対の固定抵抗器を備え、２
相正弦波信号である前記第１の信号と前記第２の信号と
を前記一対の固定抵抗器を介して抵抗分割して、前記第
１の信号に対して０より大きく且つ前記第１の位相差よ
り小さい位相差を有する前記第３の信号を生成するのが
好ましい。
【０００９】
【作用】本発明では、検出した各信号の位相差を所定の
位相差に電気的に調整するための位相電調手段を備えて
いる。したがって、従来の光学系または機械系の調節に
よる位相差調整よりも迅速且つ正確な位相調整が可能で
ある。たとえば２相正弦波信号の場合について説明する
と、位相電調手段は抵抗分割を利用するものであって、
検出したＡ相信号とＢ相信号とからその中間の位相を有
するＤ相信号を生成する。さらに、Ａ相信号の反転信号
であるＣ相信号とＢ相信号とからその中間の位相を有す
るＥ相信号を生成する。
位相差に電気的に調整するための位相電調手段を備えて
いる。したがって、従来の光学系または機械系の調節に
よる位相差調整よりも迅速且つ正確な位相調整が可能で
ある。たとえば２相正弦波信号の場合について説明する
と、位相電調手段は抵抗分割を利用するものであって、
検出したＡ相信号とＢ相信号とからその中間の位相を有
するＤ相信号を生成する。さらに、Ａ相信号の反転信号
であるＣ相信号とＢ相信号とからその中間の位相を有す
るＥ相信号を生成する。
【００１０】仮に、実際に検出したＡ相信号とＢ相信号
との位相差を８０度とすると、生成されたＤ相信号のＡ
相信号に対する位相差は４０度であり、Ｅ相信号のＡ相
信号に対する位相差は１３０度である。換言すれば、Ｄ
相信号のＡ相信号に対する位相差は所定の位相差である
９０度よりも小さく、Ｅ相信号のＡ相信号に対する位相
差は所定の位相差である９０度よりも大きい。このよう
に生成されたＤ相信号とＥ相信号とを可変抵抗器を介し
て可変抵抗分割することによって、Ａ相信号（ａ相信
号）に対して所定の位相差を有するｂ相信号を生成する
ことができる。
との位相差を８０度とすると、生成されたＤ相信号のＡ
相信号に対する位相差は４０度であり、Ｅ相信号のＡ相
信号に対する位相差は１３０度である。換言すれば、Ｄ
相信号のＡ相信号に対する位相差は所定の位相差である
９０度よりも小さく、Ｅ相信号のＡ相信号に対する位相
差は所定の位相差である９０度よりも大きい。このよう
に生成されたＤ相信号とＥ相信号とを可変抵抗器を介し
て可変抵抗分割することによって、Ａ相信号（ａ相信
号）に対して所定の位相差を有するｂ相信号を生成する
ことができる。
【００１１】可変抵抗分割における位相差の調整方法と
して、オシロスコープでリサージュ波形が円形になるよ
うに調整する方法や、位相測定器によって位相差が９０
度になるように調整する方法がある。いずれの方法も、
光学系や機械系を調節することなく迅速且つ正確に位相
差調整をすることができる。以上のように、本発明で
は、固定抵抗器、可変抵抗器等の比較的安価な電気部品
を付設するだけで、位相差誤差の少ないエンコーダ信号
を発生させることができ、高精度な位置検出が可能にな
る。
して、オシロスコープでリサージュ波形が円形になるよ
うに調整する方法や、位相測定器によって位相差が９０
度になるように調整する方法がある。いずれの方法も、
光学系や機械系を調節することなく迅速且つ正確に位相
差調整をすることができる。以上のように、本発明で
は、固定抵抗器、可変抵抗器等の比較的安価な電気部品
を付設するだけで、位相差誤差の少ないエンコーダ信号
を発生させることができ、高精度な位置検出が可能にな
る。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の第１の実施例にかかる光学式エ
ンコーダの位相電調手段の構成を示す図である。図２
は、実際の位相差が８０度であるＡ相信号およびＢ相信
号を位相調整して、９０度の所定位相差を有するａ相信
号およびｂ相信号を生成する様子を示す図である。この
ように、第１の実施例は、本発明を２相正弦波信号に適
用したものである。以下の説明において、実際に検出さ
れたＡ相信号の位相を基準の０度とし、Ｂ相信号の位相
を８０度とし、生成される各信号の位相を括弧内に示
す。
する。図１は、本発明の第１の実施例にかかる光学式エ
ンコーダの位相電調手段の構成を示す図である。図２
は、実際の位相差が８０度であるＡ相信号およびＢ相信
号を位相調整して、９０度の所定位相差を有するａ相信
号およびｂ相信号を生成する様子を示す図である。この
ように、第１の実施例は、本発明を２相正弦波信号に適
用したものである。以下の説明において、実際に検出さ
れたＡ相信号の位相を基準の０度とし、Ｂ相信号の位相
を８０度とし、生成される各信号の位相を括弧内に示
す。
【００１３】図１を参照すると、第１実施例の光学式エ
ンコーダの位相電調手段は、Ａ相信号（０度）の反転信
号であるＣ相信号（１８０度）を生成するための反転オ
ペアンプＯＰを備えている。図示の位相電調手段は、直
列に接続された固定抵抗器Ｒと可変抵抗器Ｓとを備え、
その両端にはＡ相信号およびＢ相信号が接続されてい
る。Ａ相信号およびＢ相信号は、固定抵抗器Ｒおよび可
変抵抗器Ｓを介して可変抵抗分割され、たとえば５度の
位相を有するＤ相信号（５°）が生成される。すなわ
ち、可変抵抗器Ｓの抵抗値を調整することにより、Ａ相
信号およびＢ相信号に基づいて、５度の位相を有するＤ
相信号すなわちａ相信号（５°）を生成する。
ンコーダの位相電調手段は、Ａ相信号（０度）の反転信
号であるＣ相信号（１８０度）を生成するための反転オ
ペアンプＯＰを備えている。図示の位相電調手段は、直
列に接続された固定抵抗器Ｒと可変抵抗器Ｓとを備え、
その両端にはＡ相信号およびＢ相信号が接続されてい
る。Ａ相信号およびＢ相信号は、固定抵抗器Ｒおよび可
変抵抗器Ｓを介して可変抵抗分割され、たとえば５度の
位相を有するＤ相信号（５°）が生成される。すなわ
ち、可変抵抗器Ｓの抵抗値を調整することにより、Ａ相
信号およびＢ相信号に基づいて、５度の位相を有するＤ
相信号すなわちａ相信号（５°）を生成する。
【００１４】図示の位相電調手段はさらに、直列に接続
された固定抵抗器Ｔと可変抵抗器Ｕとを備え、その両端
にはＢ相信号およびＣ相信号（１８０度）が接続されて
いる。Ｂ相信号およびＣ相信号は、固定抵抗器Ｔおよび
可変抵抗器Ｕを介して可変抵抗分割され、後述するよう
にａ相信号（５°）に対して９０度の位相を有するＥ相
信号（９５°）が生成される。すなわち、可変抵抗器Ｕ
の抵抗値を調整することにより、Ｂ相信号およびＣ相信
号に基づいて、ａ相信号に対して９０度の位相を有する
Ｅ相信号すなわちｂ相信号（９５°）を生成する。
された固定抵抗器Ｔと可変抵抗器Ｕとを備え、その両端
にはＢ相信号およびＣ相信号（１８０度）が接続されて
いる。Ｂ相信号およびＣ相信号は、固定抵抗器Ｔおよび
可変抵抗器Ｕを介して可変抵抗分割され、後述するよう
にａ相信号（５°）に対して９０度の位相を有するＥ相
信号（９５°）が生成される。すなわち、可変抵抗器Ｕ
の抵抗値を調整することにより、Ｂ相信号およびＣ相信
号に基づいて、ａ相信号に対して９０度の位相を有する
Ｅ相信号すなわちｂ相信号（９５°）を生成する。
【００１５】図３は、オシロスコープのリサージュ波形
による位相調整を説明する図である。位相差が８０度で
あるＡ相信号およびＢ相信号をオシロスコープに入力す
るとそのリサージュ波形は図示のように楕円形状にな
る。一方、位相差が９０度である２つの信号のリサージ
ュ波形は図示のように円形になる。したがって、ａ相信
号およびｂ相信号をオシロスコープに入力し、そのリサ
ージュ波形が円形になるように、可変抵抗器Ｕを作動さ
せる。すなわち、リサージュ波形を参照しながら可変抵
抗器Ｕを適宜作動させることによって、位相差がほぼ９
０度異なるａ相信号およびｂ相信号を得ることができ
る。
による位相調整を説明する図である。位相差が８０度で
あるＡ相信号およびＢ相信号をオシロスコープに入力す
るとそのリサージュ波形は図示のように楕円形状にな
る。一方、位相差が９０度である２つの信号のリサージ
ュ波形は図示のように円形になる。したがって、ａ相信
号およびｂ相信号をオシロスコープに入力し、そのリサ
ージュ波形が円形になるように、可変抵抗器Ｕを作動さ
せる。すなわち、リサージュ波形を参照しながら可変抵
抗器Ｕを適宜作動させることによって、位相差がほぼ９
０度異なるａ相信号およびｂ相信号を得ることができ
る。
【００１６】しかしながら、第１実施例のエンコーダで
は、信号処理に使用されるａ相信号およびｂ相信号が検
出したＡ相信号およびＢ相信号に対して位相差を有する
（換言すれば、基準であるＡ相信号とａ相信号との位相
が同一ではない）。したがって、第１実施例のエンコー
ダをたとえばステージの移動量測定に使用する場合、１
ストロークでの移動量に誤差が生じる可能性がある。こ
のため、たとえばレーザ測長器で測定した１ストローク
の移動量と、第１実施例のエンコーダで測定した１スト
ロークの移動量とを比較し、その差に基づいてａ相信号
およびｂ相信号を補正する必要がある。
は、信号処理に使用されるａ相信号およびｂ相信号が検
出したＡ相信号およびＢ相信号に対して位相差を有する
（換言すれば、基準であるＡ相信号とａ相信号との位相
が同一ではない）。したがって、第１実施例のエンコー
ダをたとえばステージの移動量測定に使用する場合、１
ストロークでの移動量に誤差が生じる可能性がある。こ
のため、たとえばレーザ測長器で測定した１ストローク
の移動量と、第１実施例のエンコーダで測定した１スト
ロークの移動量とを比較し、その差に基づいてａ相信号
およびｂ相信号を補正する必要がある。
【００１７】図４は、本発明の第２の実施例にかかる光
学式エンコーダの位相電調手段の構成を示す図である。
第２の実施例も、本発明を２相正弦波信号に適用したも
のである。以下の説明において、実際に検出されたＡ相
信号の位相を基準の０度とし、Ｂ相信号の位相を８０度
とし、生成される各信号の位相を括弧内に示す。図４を
参照すると、第２実施例の光学式エンコーダの位相電調
手段は、Ａ相信号（０度）の反転信号であるＣ相信号
（１８０度）を生成するための反転オペアンプＯＰを備
えている。図示の位相電調手段は、互いに同じ抵抗値を
有し直列に接続された２つの抵抗器Ｒ１を備え、一対の
抵抗器Ｒ１の両端にはＡ相信号およびＢ相信号が接続さ
れている。Ａ相信号およびＢ相信号は、各抵抗器Ｒ１を
介して抵抗分割されＡ相信号の位相とＢ相信号の位相と
の中間の位相を有するＤ相信号（４０度）が生成され
る。このように、一対の抵抗器Ｒ１は、第１の抵抗分割
器を構成している。
学式エンコーダの位相電調手段の構成を示す図である。
第２の実施例も、本発明を２相正弦波信号に適用したも
のである。以下の説明において、実際に検出されたＡ相
信号の位相を基準の０度とし、Ｂ相信号の位相を８０度
とし、生成される各信号の位相を括弧内に示す。図４を
参照すると、第２実施例の光学式エンコーダの位相電調
手段は、Ａ相信号（０度）の反転信号であるＣ相信号
（１８０度）を生成するための反転オペアンプＯＰを備
えている。図示の位相電調手段は、互いに同じ抵抗値を
有し直列に接続された２つの抵抗器Ｒ１を備え、一対の
抵抗器Ｒ１の両端にはＡ相信号およびＢ相信号が接続さ
れている。Ａ相信号およびＢ相信号は、各抵抗器Ｒ１を
介して抵抗分割されＡ相信号の位相とＢ相信号の位相と
の中間の位相を有するＤ相信号（４０度）が生成され
る。このように、一対の抵抗器Ｒ１は、第１の抵抗分割
器を構成している。
【００１８】図示の位相電調手段はさらに、互いに同じ
抵抗値を有し直列に接続された２つの抵抗器Ｒ２を備
え、一対の抵抗器Ｒ２の両端にはＢ相信号およびＣ相信
号（１８０度）が接続されている。Ｂ相信号およびＣ相
信号は、各抵抗器Ｒ２を介して抵抗分割されＢ相信号の
位相とＣ相信号の位相との中間の位相を有するＥ相信号
（１３０度）が生成される。このように、一対の抵抗器
Ｒ２は、第２の抵抗分割器を構成している。
抵抗値を有し直列に接続された２つの抵抗器Ｒ２を備
え、一対の抵抗器Ｒ２の両端にはＢ相信号およびＣ相信
号（１８０度）が接続されている。Ｂ相信号およびＣ相
信号は、各抵抗器Ｒ２を介して抵抗分割されＢ相信号の
位相とＣ相信号の位相との中間の位相を有するＥ相信号
（１３０度）が生成される。このように、一対の抵抗器
Ｒ２は、第２の抵抗分割器を構成している。
【００１９】このように、互いに９０度の位相差を有す
る２つの信号として、Ｄ相信号（４０度）すなわちａ相
信号およびＥ相信号（１３０度）すなわちｂ相信号が得
られる。しかしながら、第２実施例のエンコーダにおい
ても、信号処理に使用されるａ相信号およびｂ相信号が
検出したＡ相信号およびＢ相信号に対して位相差を有す
るので、第１実施例と同様の補正が必要になる。
る２つの信号として、Ｄ相信号（４０度）すなわちａ相
信号およびＥ相信号（１３０度）すなわちｂ相信号が得
られる。しかしながら、第２実施例のエンコーダにおい
ても、信号処理に使用されるａ相信号およびｂ相信号が
検出したＡ相信号およびＢ相信号に対して位相差を有す
るので、第１実施例と同様の補正が必要になる。
【００２０】図５は、本発明の第３の実施例にかかる光
学式エンコーダの位相電調手段の構成を示す図である。
第３の実施例も、本発明を２相正弦波信号に適用したも
のである。以下の説明において、実際に検出されたＡ相
信号の位相を基準の０度とし、Ｂ相信号の位相を８０度
とし、生成される各信号の位相を括弧内に示す。図５を
参照すると、第３実施例の光学式エンコーダの位相電調
手段は、Ａ相信号（０度）の反転信号であるＣ相信号
（１８０度）を生成するための反転オペアンプＯＰを備
えている。図示の位相電調手段は、互いに同じ抵抗値を
有し直列に接続された２つの抵抗器Ｒ１を備え、一対の
抵抗器Ｒ１の両端にはＡ相信号およびＢ相信号が接続さ
れている。Ａ相信号およびＢ相信号は、各抵抗器Ｒ１を
介して抵抗分割されＡ相信号の位相とＢ相信号の位相と
の中間の位相を有するＤ相信号（４０度）が生成され
る。このように、一対の抵抗器Ｒ１は、第１の抵抗分割
器を構成している。
学式エンコーダの位相電調手段の構成を示す図である。
第３の実施例も、本発明を２相正弦波信号に適用したも
のである。以下の説明において、実際に検出されたＡ相
信号の位相を基準の０度とし、Ｂ相信号の位相を８０度
とし、生成される各信号の位相を括弧内に示す。図５を
参照すると、第３実施例の光学式エンコーダの位相電調
手段は、Ａ相信号（０度）の反転信号であるＣ相信号
（１８０度）を生成するための反転オペアンプＯＰを備
えている。図示の位相電調手段は、互いに同じ抵抗値を
有し直列に接続された２つの抵抗器Ｒ１を備え、一対の
抵抗器Ｒ１の両端にはＡ相信号およびＢ相信号が接続さ
れている。Ａ相信号およびＢ相信号は、各抵抗器Ｒ１を
介して抵抗分割されＡ相信号の位相とＢ相信号の位相と
の中間の位相を有するＤ相信号（４０度）が生成され
る。このように、一対の抵抗器Ｒ１は、第１の抵抗分割
器を構成している。
【００２１】図示の位相電調手段はさらに、互いに同じ
抵抗値を有し直列に接続された２つの抵抗器Ｒ２を備
え、一対の抵抗器Ｒ２の両端にはＢ相信号およびＣ相信
号（１８０度）が接続されている。Ｂ相信号およびＣ相
信号は、各抵抗器Ｒ２を介して抵抗分割されＢ相信号の
位相とＣ相信号の位相との中間の位相を有するＥ相信号
（１３０度）が生成される。このように、一対の抵抗器
Ｒ２は、第２の抵抗分割器を構成している。
抵抗値を有し直列に接続された２つの抵抗器Ｒ２を備
え、一対の抵抗器Ｒ２の両端にはＢ相信号およびＣ相信
号（１８０度）が接続されている。Ｂ相信号およびＣ相
信号は、各抵抗器Ｒ２を介して抵抗分割されＢ相信号の
位相とＣ相信号の位相との中間の位相を有するＥ相信号
（１３０度）が生成される。このように、一対の抵抗器
Ｒ２は、第２の抵抗分割器を構成している。
【００２２】生成されたＤ相信号（４０度）およびＥ相
信号（１３０度）は、それぞれ互いに同じ抵抗値を有す
る抵抗器Ｒ３を介して可変抵抗器ＶＲに接続されてい
る。Ｄ相信号およびＥ相信号は、各抵抗器Ｒ３および可
変抵抗器ＶＲを介して可変抵抗分割されＤ相信号の位相
とＥ相信号の位相との間の任意の位相を有するｂ相信号
（４０〜１３０度）が生成される。このように、一対の
抵抗器Ｒ３および可変抵抗器ＶＲは、可変抵抗分割器を
構成している。
信号（１３０度）は、それぞれ互いに同じ抵抗値を有す
る抵抗器Ｒ３を介して可変抵抗器ＶＲに接続されてい
る。Ｄ相信号およびＥ相信号は、各抵抗器Ｒ３および可
変抵抗器ＶＲを介して可変抵抗分割されＤ相信号の位相
とＥ相信号の位相との間の任意の位相を有するｂ相信号
（４０〜１３０度）が生成される。このように、一対の
抵抗器Ｒ３および可変抵抗器ＶＲは、可変抵抗分割器を
構成している。
【００２３】こうして、Ａ相信号（ａ相信号）およびｂ
相信号をオシロスコープに入力し、そのリサージュ波形
が円形になるように、可変抵抗器ＶＲを作動させる。す
なわち、リサージュ波形を参照しながら可変抵抗器ＶＲ
を適宜作動させることによって、位相差がほぼ９０度異
なるａ相信号およびｂ相信号を得ることができる。な
お、第１実施例では位相調整のための可変抵抗器を２つ
設ける必要があるのに対し、第３実施例では１つの可変
抵抗器だけで位相調整すればよい。また、第１実施例お
よび第２実施例では１ストロークでの補正が必要である
のに対し、第３実施例では上記補正をする必要がない。
相信号をオシロスコープに入力し、そのリサージュ波形
が円形になるように、可変抵抗器ＶＲを作動させる。す
なわち、リサージュ波形を参照しながら可変抵抗器ＶＲ
を適宜作動させることによって、位相差がほぼ９０度異
なるａ相信号およびｂ相信号を得ることができる。な
お、第１実施例では位相調整のための可変抵抗器を２つ
設ける必要があるのに対し、第３実施例では１つの可変
抵抗器だけで位相調整すればよい。また、第１実施例お
よび第２実施例では１ストロークでの補正が必要である
のに対し、第３実施例では上記補正をする必要がない。
【００２４】図６は、本発明の第４の実施例にかかる光
学式エンコーダの位相電調手段の構成を示す図である。
第４の実施例は、本発明を３相正弦波信号に適用したも
のである。３相正弦波信号の場合、各信号間の所定の位
相差は１２０度である。以下の説明において、実際に検
出されたＡ相信号の位相を基準の０度とし、Ｂ相信号の
位相を１１０度とし、Ｃ相信号の位相を２３０度とし、
生成される各信号の位相を括弧内に示す。
学式エンコーダの位相電調手段の構成を示す図である。
第４の実施例は、本発明を３相正弦波信号に適用したも
のである。３相正弦波信号の場合、各信号間の所定の位
相差は１２０度である。以下の説明において、実際に検
出されたＡ相信号の位相を基準の０度とし、Ｂ相信号の
位相を１１０度とし、Ｃ相信号の位相を２３０度とし、
生成される各信号の位相を括弧内に示す。
【００２５】図６を参照すると、第４実施例の光学式エ
ンコーダの位相電調手段は、互いに同じ抵抗値を有し直
列に接続された２つの抵抗器Ｒ１を備え、一対の抵抗器
Ｒ１の両端にはＡ相信号およびＢ相信号が接続されてい
る。Ａ相信号およびＢ相信号は、各抵抗器Ｒ１を介して
抵抗分割されＡ相信号の位相とＢ相信号の位相との中間
の位相を有するＤ相信号（５５度）が生成される。この
ように、一対の抵抗器Ｒ１は、第１の抵抗分割器を構成
している。
ンコーダの位相電調手段は、互いに同じ抵抗値を有し直
列に接続された２つの抵抗器Ｒ１を備え、一対の抵抗器
Ｒ１の両端にはＡ相信号およびＢ相信号が接続されてい
る。Ａ相信号およびＢ相信号は、各抵抗器Ｒ１を介して
抵抗分割されＡ相信号の位相とＢ相信号の位相との中間
の位相を有するＤ相信号（５５度）が生成される。この
ように、一対の抵抗器Ｒ１は、第１の抵抗分割器を構成
している。
【００２６】図示の位相電調手段はさらに、互いに同じ
抵抗値を有し直列に接続された２つの抵抗器Ｒ２を備
え、一対の抵抗器Ｒ２の両端にはＢ相信号およびＣ相信
号が接続されている。Ｂ相信号およびＣ相信号は、各抵
抗器Ｒ２を介して抵抗分割されＢ相信号の位相とＣ相信
号の位相との中間の位相を有するＥ相信号（１７０度）
が生成される。このように、一対の抵抗器Ｒ２は、第２
の抵抗分割器を構成している。
抵抗値を有し直列に接続された２つの抵抗器Ｒ２を備
え、一対の抵抗器Ｒ２の両端にはＢ相信号およびＣ相信
号が接続されている。Ｂ相信号およびＣ相信号は、各抵
抗器Ｒ２を介して抵抗分割されＢ相信号の位相とＣ相信
号の位相との中間の位相を有するＥ相信号（１７０度）
が生成される。このように、一対の抵抗器Ｒ２は、第２
の抵抗分割器を構成している。
【００２７】図示の位相電調手段はさらに、互いに同じ
抵抗値を有し直列に接続された２つの抵抗器Ｒ３を備
え、一対の抵抗器Ｒ３の両端にはＣ相信号およびＡ相信
号が接続されている。Ｃ相信号およびＡ相信号は、各抵
抗器Ｒ３を介して抵抗分割されＣ相信号の位相とＡ相信
号（３６０度）の位相との中間の位相を有するＦ相信号
（２９５度）が生成される。このように、一対の抵抗器
Ｒ３は、第３の抵抗分割器を構成している。
抵抗値を有し直列に接続された２つの抵抗器Ｒ３を備
え、一対の抵抗器Ｒ３の両端にはＣ相信号およびＡ相信
号が接続されている。Ｃ相信号およびＡ相信号は、各抵
抗器Ｒ３を介して抵抗分割されＣ相信号の位相とＡ相信
号（３６０度）の位相との中間の位相を有するＦ相信号
（２９５度）が生成される。このように、一対の抵抗器
Ｒ３は、第３の抵抗分割器を構成している。
【００２８】生成されたＤ相信号（５５度）およびＥ相
信号（１７０度）は、それぞれ互いに同じ抵抗値を有す
る抵抗器Ｒ４を介して可変抵抗器ＶＲ１に接続されてい
る。Ｄ相信号およびＥ相信号は、各抵抗器Ｒ４および可
変抵抗器ＶＲ１を介して可変抵抗分割されＤ相信号の位
相とＥ相信号の位相との間の任意の位相を有するｂ相信
号（５５〜１７０度）が生成される。このように、一対
の抵抗器Ｒ４および可変抵抗器ＶＲ１は、第１の可変抵
抗分割器を構成している。
信号（１７０度）は、それぞれ互いに同じ抵抗値を有す
る抵抗器Ｒ４を介して可変抵抗器ＶＲ１に接続されてい
る。Ｄ相信号およびＥ相信号は、各抵抗器Ｒ４および可
変抵抗器ＶＲ１を介して可変抵抗分割されＤ相信号の位
相とＥ相信号の位相との間の任意の位相を有するｂ相信
号（５５〜１７０度）が生成される。このように、一対
の抵抗器Ｒ４および可変抵抗器ＶＲ１は、第１の可変抵
抗分割器を構成している。
【００２９】一方、生成されたＥ相信号（１７０度）お
よびＦ相信号（２９５度）は、それぞれ互いに同じ抵抗
値を有する抵抗器Ｒ５を介して可変抵抗器ＶＲ２に接続
されている。Ｅ相信号およびＦ相信号は、各抵抗器Ｒ５
および可変抵抗器ＶＲ２を介して可変抵抗分割されＥ相
信号の位相とＦ相信号の位相との間の任意の位相を有す
るｃ相信号（１７０〜２９５度）が生成される。このよ
うに、一対の抵抗器Ｒ５および可変抵抗器ＶＲ２は、第
２の可変抵抗分割器を構成している。
よびＦ相信号（２９５度）は、それぞれ互いに同じ抵抗
値を有する抵抗器Ｒ５を介して可変抵抗器ＶＲ２に接続
されている。Ｅ相信号およびＦ相信号は、各抵抗器Ｒ５
および可変抵抗器ＶＲ２を介して可変抵抗分割されＥ相
信号の位相とＦ相信号の位相との間の任意の位相を有す
るｃ相信号（１７０〜２９５度）が生成される。このよ
うに、一対の抵抗器Ｒ５および可変抵抗器ＶＲ２は、第
２の可変抵抗分割器を構成している。
【００３０】こうして、Ａ相信号（すなわちａ相信
号）、ｂ相信号およびｃ相信号をオシロスコープに入力
し、そのリサージュ波形が円形になるように、可変抵抗
器ＶＲ１およびＶＲ２をそれぞれ作動させる。すなわ
ち、リサージュ波形を参照しながら可変抵抗器ＶＲ１お
よびＶＲ２をそれぞれ適宜作動させることによって、位
相差がほぼ１２０度異なるａ相信号、ｂ相信号およびｃ
相信号を得ることができる。
号）、ｂ相信号およびｃ相信号をオシロスコープに入力
し、そのリサージュ波形が円形になるように、可変抵抗
器ＶＲ１およびＶＲ２をそれぞれ作動させる。すなわ
ち、リサージュ波形を参照しながら可変抵抗器ＶＲ１お
よびＶＲ２をそれぞれ適宜作動させることによって、位
相差がほぼ１２０度異なるａ相信号、ｂ相信号およびｃ
相信号を得ることができる。
【００３１】なお、上述の各実施例では位相差の調整に
ついてのみ説明したが、位相差が調整された信号はその
中心レベルおよび振幅等についても調整された後、不図
示の信号処理手段により、メインスケールとインデック
ススケールとの相対移動量を示す具体的な数値に信号処
理される。また、上述の第２乃至第４実施例では、抵抗
分割器を互いに同じ抵抗値を有する一対の固定抵抗器で
構成する例を示したが、異なる抵抗値を有する一対の固
定抵抗器で構成してもよいし、他の適当な構成の適用を
妨げるものではない。さらに、上述の第３および第４実
施例では、可変抵抗分割器を互いに同じ抵抗値を有する
一対の固定抵抗器および可変抵抗器で構成する例を示し
たが、異なる抵抗値を有する一対の固定抵抗器および可
変抵抗器で構成してもよいし、可変抵抗器のみで構成し
てもよい。
ついてのみ説明したが、位相差が調整された信号はその
中心レベルおよび振幅等についても調整された後、不図
示の信号処理手段により、メインスケールとインデック
ススケールとの相対移動量を示す具体的な数値に信号処
理される。また、上述の第２乃至第４実施例では、抵抗
分割器を互いに同じ抵抗値を有する一対の固定抵抗器で
構成する例を示したが、異なる抵抗値を有する一対の固
定抵抗器で構成してもよいし、他の適当な構成の適用を
妨げるものではない。さらに、上述の第３および第４実
施例では、可変抵抗分割器を互いに同じ抵抗値を有する
一対の固定抵抗器および可変抵抗器で構成する例を示し
たが、異なる抵抗値を有する一対の固定抵抗器および可
変抵抗器で構成してもよいし、可変抵抗器のみで構成し
てもよい。
【００３２】
【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、検出した各信号の位相差を電気的に調整するた
めの位相電調手段を備えているので、従来の光学系また
は機械系の調節による位相差調整よりも迅速且つ正確な
位相調整が可能である。また、本発明の位相電調手段を
固定抵抗器、可変抵抗器等の電気部品で構成すれば、比
較的安価な構成で高精度な位置検出が可能になる。
ダでは、検出した各信号の位相差を電気的に調整するた
めの位相電調手段を備えているので、従来の光学系また
は機械系の調節による位相差調整よりも迅速且つ正確な
位相調整が可能である。また、本発明の位相電調手段を
固定抵抗器、可変抵抗器等の電気部品で構成すれば、比
較的安価な構成で高精度な位置検出が可能になる。
【図１】本発明の第１の実施例にかかる光学式エンコー
ダの位相電調手段の構成を示す図である。
ダの位相電調手段の構成を示す図である。
【図２】実際の位相差が８０度であるＡ相信号およびＢ
相信号を位相調整して、９０度の所定位相差を有するａ
相信号およびｂ相信号を生成する様子を示す図である。
相信号を位相調整して、９０度の所定位相差を有するａ
相信号およびｂ相信号を生成する様子を示す図である。
【図３】オシロスコープのリサージュ波形による位相調
整を説明する図である。
整を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施例にかかる光学式エンコー
ダの位相電調手段の構成を示す図である。
ダの位相電調手段の構成を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施例にかかる光学式エンコー
ダの位相電調手段の構成を示す図である。
ダの位相電調手段の構成を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施例にかかる光学式エンコー
ダの位相電調手段の構成を示す図である。
ダの位相電調手段の構成を示す図である。
Ｒ 固定抵抗器 ＶＲ 可変抵抗器 ＯＰ 反転オペアンプ
Claims (7)
- 【請求項１】 メインスケールに対するインデックスス
ケールの相対移動に応じて位相の異なる２つ以上の信号
を発生する光学式エンコーダにおいて、 各信号の位相差を所定の位相差に電気的に調整するため
の位相電調手段を備え、該位相電調手段は、 第１の信号および該第１の信号に対して第１の位相差を
有する第２の信号に基づいて、前記所定位相差より小さ
い位相差を有する第３の信号を生成するための第１の信
号生成手段と、 前記第１の信号および前記第２の信号に基づいて、前記
所定位相差より大きい位相差を有する第４の信号を生成
するための第２の信号生成手段と、 前記第３の信号および前記第４の信号に基づいて、前記
第１の信号に対して前記所定位相差を有する第５の信号
を生成する第３の信号生成手段とを備え、 前記第１の信号および前記第５の信号により、前記メイ
ンスケールと前記インデックススケールとの相対移動量
を算出することを特徴とする光学式エンコーダ。 - 【請求項２】 前記第３の信号生成手段は少なくとも１
つの可変抵抗器を備え、前記第３の信号と前記第４の信
号とを前記可変抵抗器を介して可変抵抗分割して、前記
第１の信号に対して前記所定位相差を有する前記第５の
信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の光学
式エンコーダ。 - 【請求項３】 前記第１の信号生成手段は一対の固定抵
抗器を備え、２相正弦波信号である前記第１の信号と前
記第２の信号とを前記一対の固定抵抗器を介して抵抗分
割して、前記第１の信号に対して０より大きく且つ前記
第１の位相差より小さい位相差を有する前記第３の信号
を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の
光学式エンコーダ。 - 【請求項４】 前記第２の信号生成手段は一対の固定抵
抗器を備え、２相正弦波信号である前記第１の信号の反
転信号と前記第２の信号とを前記一対の固定抵抗器を介
して抵抗分割して、前記第１の信号に対して前記第１の
位相差より大きく且つ１８０度より小さい位相差を有す
る前記第４の信号を生成することを特徴とする請求項１
乃至３のいずれか１項に記載の光学式エンコーダ。 - 【請求項５】 前記第１の信号生成手段の一対の固定抵
抗器は互いに同じ抵抗値を有し、前記第１の信号に対し
て前記第１の位相差の半分の位相差を有する前記第３の
信号を生成することを特徴とする請求項３に記載の光学
式エンコーダ。 - 【請求項６】 前記第２の信号生成手段の一対の固定抵
抗器は互いに同じ抵抗値を有し、前記第１の信号に対し
て前記第１の位相差に１８０度を加算した位相差の半分
の位相差を有する前記第４の信号を生成することを特徴
とする請求項４に記載の光学式エンコーダ。 - 【請求項７】 メインスケールに対するインデックスス
ケールの相対移動に応じて位相の異なる２つ以上の信号
を発生する光学式エンコーダにおいて、 各信号の位相差を所定の位相差に電気的に調整するため
の位相電調手段を備え、該位相電調手段は、 第１の信号と、該第１の信号に対して第１の位相差を有
する第２の信号とに基づいて、第３の信号を生成するた
めの第１の信号生成手段と、 前記第１の信号と前記第２の信号とに基づいて、前記第
３の信号に対して所定の位相差を有する第４の信号を生
成するための第２の信号生成手段とを備え、 前記第３の信号および前記第４の信号により、前記メイ
ンスケールと前記インデックススケールとの相対移動量
を算出することを特徴とする光学式エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6070037A JPH07253334A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 光学式エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6070037A JPH07253334A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 光学式エンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07253334A true JPH07253334A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=13419997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6070037A Pending JPH07253334A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 光学式エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07253334A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008116229A (ja) * | 2006-11-01 | 2008-05-22 | Koyo Electronics Ind Co Ltd | インクリメンタル型ロータリエンコーダ |
| EP1972902A1 (en) | 2007-03-19 | 2008-09-24 | Mitutoyo Corporation | Photoelectric encoder |
| CN106052593A (zh) * | 2015-04-03 | 2016-10-26 | 株式会社三丰 | 相位调整器和编码器 |
-
1994
- 1994-03-15 JP JP6070037A patent/JPH07253334A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008116229A (ja) * | 2006-11-01 | 2008-05-22 | Koyo Electronics Ind Co Ltd | インクリメンタル型ロータリエンコーダ |
| EP1972902A1 (en) | 2007-03-19 | 2008-09-24 | Mitutoyo Corporation | Photoelectric encoder |
| CN106052593A (zh) * | 2015-04-03 | 2016-10-26 | 株式会社三丰 | 相位调整器和编码器 |
| JP2016197044A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | 株式会社ミツトヨ | 位相調整器及びエンコーダ |
| CN106052593B (zh) * | 2015-04-03 | 2020-05-01 | 株式会社三丰 | 相位调整器和编码器 |
| DE102016003957B4 (de) | 2015-04-03 | 2021-07-22 | Mitutoyo Corporation | Phasenverstellvorrichtung, Codierer und Phasenverstellverfahren |
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