JPH08152335A - リニアエンコーダ - Google Patents
リニアエンコーダInfo
- Publication number
- JPH08152335A JPH08152335A JP29423994A JP29423994A JPH08152335A JP H08152335 A JPH08152335 A JP H08152335A JP 29423994 A JP29423994 A JP 29423994A JP 29423994 A JP29423994 A JP 29423994A JP H08152335 A JPH08152335 A JP H08152335A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- striped pattern
- pulse
- striped
- stripe pattern
- width
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】平行移動する物体の移動距離を高精度に測定す
る装置を提供する。 【構成】幅の等しい濃色部１１ａと淡色部１１ｂとで交
互に彩られた縞模様体１１と、その上方に等間隔ではあ
るが縞模様体１１とは異なる間隔で印の付けられた縞模
様体１２と、その上方に縞模様体１１もしくは縞模様体
１２のどちらとも異なる間隔で印の付けられた縞模様体
１３から成る複合型縞模様体１４と、縞模様体を照らす
光源群２０と、三種の縞模様体１１，１２，１３からの
光源の反射光５１，５２，５３（あるいは透過光）を検
出する光検出器群６１，６２，６３、および光の明暗を
カウントするカウンタ７１，７２，７３とカウンタから
の信号から位置を演算する演算装置８０から構成され
る。
る装置を提供する。 【構成】幅の等しい濃色部１１ａと淡色部１１ｂとで交
互に彩られた縞模様体１１と、その上方に等間隔ではあ
るが縞模様体１１とは異なる間隔で印の付けられた縞模
様体１２と、その上方に縞模様体１１もしくは縞模様体
１２のどちらとも異なる間隔で印の付けられた縞模様体
１３から成る複合型縞模様体１４と、縞模様体を照らす
光源群２０と、三種の縞模様体１１，１２，１３からの
光源の反射光５１，５２，５３（あるいは透過光）を検
出する光検出器群６１，６２，６３、および光の明暗を
カウントするカウンタ７１，７２，７３とカウンタから
の信号から位置を演算する演算装置８０から構成され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はリニアエンコーダに関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】単一の縞模様体のみにて構成されるもの
がある（自動化技術第２５巻第４号，１９９３，Ｐ.Ｐ.
６９〜７３）。あるいは回転式位置検出機（ロータリー
エンコーダともいう）では通常のパルス出力と同時に一
回転に一回パルスのでるものがある（パルス出力が二種
類ある）。さらにロータリーエンコーダでは絶対的な値
（回転角）を出力するものもある。
がある（自動化技術第２５巻第４号，１９９３，Ｐ.Ｐ.
６９〜７３）。あるいは回転式位置検出機（ロータリー
エンコーダともいう）では通常のパルス出力と同時に一
回転に一回パルスのでるものがある（パルス出力が二種
類ある）。さらにロータリーエンコーダでは絶対的な値
（回転角）を出力するものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】縞模様体が単一である
と誤パルスを入力した場合や、台車などが移動するとき
車輪が滑るなどして位置検出器の示す信号と実際の移動
体の位置の間に狂いが生じる。
と誤パルスを入力した場合や、台車などが移動するとき
車輪が滑るなどして位置検出器の示す信号と実際の移動
体の位置の間に狂いが生じる。
【０００４】また、パルスエンコーダのパルス幅は検出
器の最高検出速度（スルーレートともいう）を越えられ
ないので、高速動作する移動体ではパルス幅が十分長く
なるようパルスエンコーダの縞の幅はその分長くなる。
すると、移動体が低速動作するときは、入力されてくる
パルスのパルス幅は、検出器のスルーレートに対して十
分余裕のある状態となるので、移動体の性能を十分発揮
できなくなる。
器の最高検出速度（スルーレートともいう）を越えられ
ないので、高速動作する移動体ではパルス幅が十分長く
なるようパルスエンコーダの縞の幅はその分長くなる。
すると、移動体が低速動作するときは、入力されてくる
パルスのパルス幅は、検出器のスルーレートに対して十
分余裕のある状態となるので、移動体の性能を十分発揮
できなくなる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】縞模様体を複数存在さ
せ、縞の間隔をそれぞれの縞模様体ごとに異ならせる手
段。また、縞模様体と合わせて、周期的に絶対的な位置
の情報をも与える手段。
せ、縞の間隔をそれぞれの縞模様体ごとに異ならせる手
段。また、縞模様体と合わせて、周期的に絶対的な位置
の情報をも与える手段。
【０００６】
【作用】複数の縞模様体の縞の幅が各縞模様体によって
異なることにより、縞の幅が狭いところで発生した誤パ
ルスを縞の幅の広いところで補正することができる。
異なることにより、縞の幅が狭いところで発生した誤パ
ルスを縞の幅の広いところで補正することができる。
【０００７】特に本発明では縞の幅の違いが三重以上と
なっているため、幅の違いが二重のものと比べて精度が
より向上する。
なっているため、幅の違いが二重のものと比べて精度が
より向上する。
【０００８】あるいは、移動体の速度が低速時と高速時
で位置データを読み取るエンコーダからの信号を切換る
ことにより、広範囲の速度変化に対応する位置センサが
実現できる。
で位置データを読み取るエンコーダからの信号を切換る
ことにより、広範囲の速度変化に対応する位置センサが
実現できる。
【０００９】また、絶対的な位置の情報も得られるた
め、絶対的な位置の情報が得られるところでカウンタ値
の補正ができる。
め、絶対的な位置の情報が得られるところでカウンタ値
の補正ができる。
【００１０】
【実施例】実施例を図１から図５を用いて説明する。移
動体１１０が軌道１００上を移動している。このとき、
地上に固定された複合型縞模様体１０を移動体に固定さ
れた光源２０が照らしている。このときの反射光（ある
いは透過光）５０を、移動体に固定された位置検出器群
６０が検出しカウンタ群７０へと送る。カウンタ群７０
は対応する縞模様体の縞の幅に応じて入力されてくるパ
ルスの数をカウントする。
動体１１０が軌道１００上を移動している。このとき、
地上に固定された複合型縞模様体１０を移動体に固定さ
れた光源２０が照らしている。このときの反射光（ある
いは透過光）５０を、移動体に固定された位置検出器群
６０が検出しカウンタ群７０へと送る。カウンタ群７０
は対応する縞模様体の縞の幅に応じて入力されてくるパ
ルスの数をカウントする。
【００１１】基本的には一番幅の狭い縞模様体から入力
されるパルスを基に位置を認識する。位置の認識は、カ
ウント数に１パルス当りの移動距離を掛け合わせること
により得られる。カウント数は正方向に移動するときは
加算し、逆方向に移動するときは減算する。正方向と逆
方向の認識は、縞の濃淡の表れる順序により可能であ
る。また、回転方向はてい倍回路４の出力としても得ら
れる。それ以外の場合は移動体のアクチュエータの状態
をモニタすることにより回転方向を認識する。あるい
は、動作方向が単一であることが確実であるときは位置
検出器としての機能を果たす。
されるパルスを基に位置を認識する。位置の認識は、カ
ウント数に１パルス当りの移動距離を掛け合わせること
により得られる。カウント数は正方向に移動するときは
加算し、逆方向に移動するときは減算する。正方向と逆
方向の認識は、縞の濃淡の表れる順序により可能であ
る。また、回転方向はてい倍回路４の出力としても得ら
れる。それ以外の場合は移動体のアクチュエータの状態
をモニタすることにより回転方向を認識する。あるい
は、動作方向が単一であることが確実であるときは位置
検出器としての機能を果たす。
【００１２】また、この時、縞模様体がてい倍回路４を
設けることにより、１パルス当たりの移動距離は４分の
１となり、それだけ精度を上げることができる。
設けることにより、１パルス当たりの移動距離は４分の
１となり、それだけ精度を上げることができる。
【００１３】ここで、信号線に雑音が乗ったり移動体の
速度が速すぎて検出器がパルスを完全に検出できないこ
とがある。そのときは、検出器の検出ミスにより実際に
移動体のいる位置と位置検出器の示す値が異なってしま
う。しかし、本発明では縞の幅が異なる縞模様体が複数
存在するので、このような不具合が発生するときは、一
段階幅の広い縞模様体を用いて位置を検出する。する
と、移動体の速度が速すぎるためにパルスが検出できな
くなる度合いは減る。この幅の縞模様体でも誤パルスが
発生するときは更に幅の広い縞模様体を用いる。この方
法を用いることにより、幅の広い速度変化に対応する位
置検出装置が実現できる。
速度が速すぎて検出器がパルスを完全に検出できないこ
とがある。そのときは、検出器の検出ミスにより実際に
移動体のいる位置と位置検出器の示す値が異なってしま
う。しかし、本発明では縞の幅が異なる縞模様体が複数
存在するので、このような不具合が発生するときは、一
段階幅の広い縞模様体を用いて位置を検出する。する
と、移動体の速度が速すぎるためにパルスが検出できな
くなる度合いは減る。この幅の縞模様体でも誤パルスが
発生するときは更に幅の広い縞模様体を用いる。この方
法を用いることにより、幅の広い速度変化に対応する位
置検出装置が実現できる。
【００１４】パルス誤差の検出は異なる幅の縞模様体を
用いることにより可能となる。一定の距離に対して、一
方の縞の数と他方の縞の数の比は分かっているので、両
者のパルス数を比較しその比があらかじめ設定した値と
異なれば誤パルスが入力されたことになる。
用いることにより可能となる。一定の距離に対して、一
方の縞の数と他方の縞の数の比は分かっているので、両
者のパルス数を比較しその比があらかじめ設定した値と
異なれば誤パルスが入力されたことになる。
【００１５】パルス誤差の修正は、パルスの入力する回
数の少ない方の信号を用いて行う。例えば、パルス数の
比が１：４００とすると、前回両者に同時にパルスが入
力されてから次に幅の広い縞模様体からパルスが入力さ
れるときに、幅の狭い縞模様体のパルス数を（この場合
４００）、前回両者に同時にパルスが入力されたときの
幅の狭い縞模様体のパルス数に加えればよい。さらに縞
の幅の広い縞模様体が存在するときは、その縞模様体か
らのパルス出力をもって上と同様の方法で誤パルスの修
正が可能である。
数の少ない方の信号を用いて行う。例えば、パルス数の
比が１：４００とすると、前回両者に同時にパルスが入
力されてから次に幅の広い縞模様体からパルスが入力さ
れるときに、幅の狭い縞模様体のパルス数を（この場合
４００）、前回両者に同時にパルスが入力されたときの
幅の狭い縞模様体のパルス数に加えればよい。さらに縞
の幅の広い縞模様体が存在するときは、その縞模様体か
らのパルス出力をもって上と同様の方法で誤パルスの修
正が可能である。
【００１６】
【発明の効果】精度の高い位置検出器を実現することが
できるので、平行移動する物体を制御する制御器へのフ
ィードバック信号として使用すれば精度の高い移動動作
が実現される。また、単なる位置検出器としても使用で
き、精度の高い物体の移動距離測定器が実現できる。
できるので、平行移動する物体を制御する制御器へのフ
ィードバック信号として使用すれば精度の高い移動動作
が実現される。また、単なる位置検出器としても使用で
き、精度の高い物体の移動距離測定器が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リニアエンコーダを用いて走行する移動体の説
明図。
明図。
【図２】リニアエンコーダの説明図。
【図３】複合型縞模様体の説明図。
【図４】複合型縞模様体の説明図。
【図５】縞の構成単位が三種以上の縞模様体の説明図。
１０…複合型縞模様体、１１，１２，１３…縞模様体、
１１ａ…縞模様体の構成要素、１１ａ−１…濃色部、１
１ａ−２…淡色部、１１ｂ…縞模様体の構成要素、２０
…光源群、２１，２２，２３…光源、５１，５２，５３
…反射光、６１，６２，６３…光センサ、７１，７２，
７３…カウンタ、８０…演算装置。
１１ａ…縞模様体の構成要素、１１ａ−１…濃色部、１
１ａ−２…淡色部、１１ｂ…縞模様体の構成要素、２０
…光源群、２１，２２，２３…光源、５１，５２，５３
…反射光、６１，６２，６３…光センサ、７１，７２，
７３…カウンタ、８０…演算装置。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｄ 5/36 Ｂ Ｗ
Claims (1)
- 【請求項１】それぞれ幅の等しい濃色部と淡色部とで交
互に色付けされた第一の縞模様体と、その上方に等間隔
ではあるが前記第一の縞模様体とは異なる間隔で交互に
色付けられた第二の縞模様体と、さらにその上方に前記
第一の縞模様体もしくは前記第二の縞模様体のどちらと
も異なる間隔で交互に色付けられた第三の縞模様体の三
種から成る複合型縞模様体と、これら三種の前記縞模様
体を照らす光源と、前記三種の縞模様体からの光源の反
射光を検出する光検出器群と、前記三種の縞模様体から
発生するパルス数をカウントするカウンタと、前記カウ
ンタの値をもとに移動体の位置を精確に演算する演算装
置からなることを特徴とするリニアエンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29423994A JPH08152335A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | リニアエンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29423994A JPH08152335A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | リニアエンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08152335A true JPH08152335A (ja) | 1996-06-11 |
Family
ID=17805155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29423994A Pending JPH08152335A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | リニアエンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08152335A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101023875B1 (ko) * | 2008-12-02 | 2011-03-22 | 한화테크엠주식회사 | 리니어 스케일 장치 |
| EP2477006A1 (en) | 2011-01-17 | 2012-07-18 | Thomas Baader | High resolution absolute linear encoder |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP29423994A patent/JPH08152335A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101023875B1 (ko) * | 2008-12-02 | 2011-03-22 | 한화테크엠주식회사 | 리니어 스케일 장치 |
| EP2477006A1 (en) | 2011-01-17 | 2012-07-18 | Thomas Baader | High resolution absolute linear encoder |
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