JPH0894388A - 光学式エンコーダ - Google Patents

光学式エンコーダ

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JPH0894388A
JPH0894388A JP21278295A JP21278295A JPH0894388A JP H0894388 A JPH0894388 A JP H0894388A JP 21278295 A JP21278295 A JP 21278295A JP 21278295 A JP21278295 A JP 21278295A JP H0894388 A JPH0894388 A JP H0894388A
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JP
Japan
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slit
light source
moving
index
slits
Prior art date
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Pending
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JP21278295A
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English (en)
Inventor
Yuji Arinaga
雄司 有永
Yasushi Yoshida
吉田  康
Kouji Suzuki
嚆二 鈴木
Koji Nakajima
耕二 中嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】移動スリットと固定スリットとの位置合わせが
容易で、かつ、位相差が変化しない高精度のエンコーダ
を得る。 【構成】相対移動する一方の部材に固定され、移動方向
に移動スリットを備えた移動スケール1 と、相対移動す
る他方の部材に固定され、拡散光を射出する光源と移動
スケールとの間に空隙を介して配置され、光源スリット
と光源スリットと同一平面上にあるインデックススリッ
トからなる固定スケール2 と、移動スリットからの反射
光をインデックススリットを介して検出する受光素子4
とを備え、受光素子出力の検出信号の周期的な変動から
両部材の相対的変位を検出するもので、固定スケールの
同一平面上に光源スリット21とインデックススリット22
とが相対移動方向に沿って一列に配置され、かつ、イン
デックススリットは90degの位相差を持つ2個一組
のものが少なくとも2組配置された構成にしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光学式エンコーダの固定
スリットに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光学式エンコーダにおける固定ス
ケールには、たとえば、図8〜図9に示すようなエンコ
ーダが提案されている(実開平1−180615号)。
すなわち、複数の線光源を形成するため、光源スリット
21とその両側に配置されたインデックススリット22
とからなるものである。インデックススリット22は方
向弁別のため、位相が互いに90degずれるように移
動スケール1の移動方向に沿って2個もうけてある。ま
た、電気的に検出信号を分割するため、移動スケール1
の移動方向と直角方向にも2個設けた+A相、+B相、
−A相、−B相の合計4個としているれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のよう
にインデックススリット22が光源スリット21を中心
として田型に配置されたものでは、移動スケール1上の
複数の格子からなる移動スリットと、固定スケール2上
の光源スリット21およびインデックススリット22と
の平行度がずれた場合に検出信号の位相差が変化するの
で、正しい位相差にならず、検出精度が悪いという問題
がある。また、正確に高い平行度に調整するには、熟練
を要しかつ調整の時間がかかるという問題点があった。
そこで、本発明は固定スケール2上のスリットの配置を
工夫することにより、移動スケール上の移動スリット
と、固定スケール上の光源スリットとインデックススリ
ットとの位置合わせが容易で、かつ、移動スケール上の
移動スリットと固定スケール上の光源スリットとインデ
ックススリットの平行度がずれても検出信号の位相差が
変化しない高精度の光エンコーダを提供することを目的
とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明は、相対移動する一方の部材に固定され、移
動方向に複数の格子からなる移動スリットを備えた移動
スケールと、相対移動する他方の部材に固定され、拡散
光を射出する光源と移動スケールとの間に空隙を介して
配置され、複数の格子からなる光源スリットと前記光源
スリットと同一平面上にある複数の格子を有するインデ
ックススリットからなる固定スケールと、前記移動スリ
ットからの反射光を前記インデックススリットを介して
検出する受光素子とを備え、前記受光素子出力の検出信
号の周期的な変動から前記両部材の相対的変位を検出す
る光学式エンコーダにおいて、前記固定スケールの同一
平面上に前記光源スリットと前記インデックススリット
とが相対移動方向に沿って一列に配置され、かつ、前記
インデックススリットは90degの位相差を持つ2個
一組のものが少なくとも2組配置された構成にしてい
る。
【0005】
【作用】本発明は上記の手段により、インデックススリ
ットと前記光源スリットを相対移動方向に一直線上に並
べて配置したので、光源スリットの中心点と各インデッ
クススリットの中心点とのスリット平面上における相対
移動方向に対する直角方向の距離の差がゼロになるた
め、移動スケール上のスリットと固定スリット上の光源
スリット、インデックススリットの平行度がずれても、
検出信号の位相差の変動を防ぐことができる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例に基づいて詳細に説明
する。 (第一実施例)図1は本発明の第一実施例を示すリニア
型の光学式エンコーダの斜視図、図2は図1の固定スケ
ールの配置を示す平面図である。図において、1は移動
スケール、2は固定スケール、3は拡散光源、4は受光
素子である。移動スケール1は移動スリット11を有し
ており、固定スケール2は光源スリット21の両側にイ
ンデックススリット22を2個づつ備えている。光源ス
リット21とインデックススリット22は、相対移動方
向に対して一直線上に並べて配置したものである。イン
デックススリット22は移動方向に90degの位相差
を持つように設定されている。A相とB相2つの信号を
得るようにするため、インデックススリット22のうち
の1つをa相とし、他の1つをこのa相と180deg
位相の異なる−a相とし、この差動をとった差動信号
(a−a)である。またB相信号は残り2つのインデッ
クススリット22のうちの1つをa相と90deg位相
の異なる信号が得られるb相とし、残りの1つをこのb
相と180deg位相の異なる−b相とし、この差動信
号(b−b)である。つぎに、このリニア型の光学式エ
ンコーダの動作について、図7〜図9を用いて説明す
る。位相差が変化し検出精度に影響する移動スリット1
1とインデックススリット22との平行度のずれ方は3
通りあり、図7(a)に示すように、光源スリットの2
1の中心である原点P0 を通り移動方向と平行な軸(X
軸)を中心に回転して傾く(ロール角)場合と、図7
(b)に示すように、原点P0 を通り移動スケールに平
行でかつ移動方向に対して垂直な軸(Y軸)を中心に回
転して傾く(ピッチ角)場合と、図7(a)(b)の他
図8にも示すように原点P0を通り移動スケールに平行
で垂直な軸(Z軸)を中心に回転して傾く(アジマス
角)場合である。これら3つの角度変化のうち最も位相
差に影響を与える傾き方はアジマス角が変化する場合で
ある。これは光源スリット21の中心を原点として移動
スリット11とインデックススリット22が空間的にね
じれる方向にずれものである。このアジマス角の影響を
抑えれば、位置合わせが容易になり、検出精度がよくな
る。このアジマス角の変動を抑える方法を検討した結
果、検出信号の位相差変動に影響するのはスリット位置
の相対移動方向に対する距離が変化するためで、検出信
号の位相差が変化するスリットは図9における上下方
向、対角方向に配置される組のインデックススリットで
ある。この配置における位相差の変化分Φは次式で表さ
れる。 Φ=2L1 sinφ×360/PIT 〔deg〕 (1) ここで、φはアジマス角である。上式(1)からLが0
であれば位相差変化分Φは0になることがわかる。すな
わち、図1に示すように光源スリット21とインデック
ススリット22を移動方向にそって1列に配置すれば、
移動スリット11と光源スリット21、インデックスス
リット22が平行に配置されていた状態から平行度がず
れた場合、位相差変化分Φは0になる。また、図3、図
4のようにインデックススリット22を光源スリット2
1に対して同数にならないように配置しても、位相差の
変化は起こらない。この測定結果においてアジマス角変
化±0.2degに対して位相差変動は±2.0deg
以下であり、この位相差変動の数値は一般のエンコーダ
において十分満足のいく数値である。そして、アジマス
角変化±0.2degについても、一般的なエンコーダ
から考えれば大きな数値であり、この数値以内に位置合
わせすることは極めて容易にできることである。 (第二実施例)図5は本発明の第二実施例を示すロータ
リ型の光学式エンコーダの、固定スケールの平面図であ
る。図において、2Bはロータリエンコーダ用の固定ス
ケールであり、図2と同様に光源スリット21の両側に
インデックススリット22を2個ずつ備え、移動方向に
90degの位相差を持つように設定したインデックス
スリット22と光源スリット21を相対回転方向に対し
て同一円弧上に並ぶように配置したものである。この固
定スケール2Bを用いたロータリエンコーダにおいて、
アジマス角φを変化させた場合の位相差の変化について
調べた。回転スリットの仕様はφ28.1mm、分割数
3000パルスである。A相信号は4つのインデックス
スリット22のうちの1つをa相とし、他の1つをこの
a相と180deg位相の異なる−a相とし、この差動
をとった差動信号(a−a)である。またB相信号は残
り2つのインデックススリット22のうちの1つをa相
と90deg位相の異なる信号が得られるb相とし、残
りの1つをこのb相と180deg位相の異なる−b相
とし、この差動信号(b−b)である。結果を図6に示
す。この測定結果においてアジマス角変化±0.2de
gに対して位相差変動は±2.5deg以下であり、こ
の位相差変動の数値は一般のエンコーダにおいて十分満
足のいく数値である。そして、アジマス角変化±0.2
degという数値は、一般的なエンコーダから考えれば
大きな数値であり、この数値以内に極めて容易に位置合
わせすることができる。このように、ロータリエンコー
ダにおいても相対移動方向に90degずつ位相差を持
つインデックススリット22と光源スリット21を一線
上に並べて配置することにより、位相差の変化はエンコ
ーダの性能として満足のいく数値以内であることが明ら
かになった。
【0007】
【発明の効果】以上説明したように、相対移動方向に9
0degずつ位相差を持つインデックススリットと光源
スリットを一線上に並べて配置したので、移動スケール
と固定スケールの位置合わせが容易になるため、製作の
コストが低減でき、かつ、移動スリットと光源スリッ
ト、インデックススリットの平行度がずれても位相差の
変化が起こらない精度の高い光学式エンコーダを提供で
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例を示すリニア型光学式エン
コーダの斜視図である。
【図2】図1における固定スケールの平面図である。
【図3】本発明の他の実施例である。
【図4】本発明の他の実施例である。
【図5】本発明の第二実施例従来の実施例を示すロータ
リエンコーダ型光学式エンコーダの斜視図である。
【図6】実施例の効果を説明する特性図である。
【図7】光源スリットの中心を原点として移動スケール
方向に対して傾く場合を説明した図である。
【図8】従来のリニア型光学式エンコーダの平面図であ
る。
【図9】図8の一部を拡大した部分平面図である。
【符号の説明】 1 移動スケール 3
拡散光源 11 移動スリット 4
受光素子 2 固定スケール 21 光源スリット 22 インデックススリット 2B ロータリエンコーダの固定スケール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中嶋 耕二 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】相対移動する一方の部材に固定され、移動
    方向に複数の格子からなる移動スリットを備えた移動ス
    ケールと、相対移動する他方の部材に固定され、拡散光
    を射出する光源と移動スケールとの間に空隙を介して配
    置され、複数の格子からなる光源スリットと前記光源ス
    リットと同一平面上にある複数の格子を有するインデッ
    クススリットからなる固定スケールと、前記移動スリッ
    トからの反射光を前記インデックススリットを介して検
    出する受光素子とを備え、前記受光素子出力の検出信号
    の周期的な変動から前記両部材の相対的変位を検出する
    光学式エンコーダにおいて、 前記固定スケールの同一平面上に前記光源スリットと前
    記インデックススリットとが相対移動方向に沿って一列
    に配置され、かつ、前記インデックススリットは90d
    egの位相差を持つ2個一組のものが少なくとも2組配
    置されたことを特徴とする光学式エンコーダ。
  2. 【請求項2】前記相対移動方向が直線であることを特徴
    とする請求項1記載の光学式エンコーダ。
  3. 【請求項3】前記相対移動方向が円であることを特徴と
    する請求項1記載の光学式エンコーダ。
  4. 【請求項4】前記インデックススリットを前記光源スリ
    ットの両側に2個ずつ配置したことを特徴とする請求項
    1ないし3に記載の光学式エンコーダ。
  5. 【請求項5】前記インデックススリットを前記光源スリ
    ットの一方の側と他方の側に前記インデックススリット
    の個数が異なるように配置したことを特徴とする請求項
    1ないし3に記載の光学式エンコーダ。
JP21278295A 1994-07-28 1995-07-27 光学式エンコーダ Pending JPH0894388A (ja)

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JP21278295A JPH0894388A (ja) 1994-07-28 1995-07-27 光学式エンコーダ

Applications Claiming Priority (3)

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JP19797294 1994-07-28
JP6-197972 1994-07-28
JP21278295A JPH0894388A (ja) 1994-07-28 1995-07-27 光学式エンコーダ

Publications (1)

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JPH0894388A true JPH0894388A (ja) 1996-04-12

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JP21278295A Pending JPH0894388A (ja) 1994-07-28 1995-07-27 光学式エンコーダ

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JP (1) JPH0894388A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008232705A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Mitsutoyo Corp 光電式エンコーダ
JP2010071830A (ja) * 2008-09-19 2010-04-02 Mitsutoyo Corp 光電式エンコーダ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008232705A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Mitsutoyo Corp 光電式エンコーダ
JP2010071830A (ja) * 2008-09-19 2010-04-02 Mitsutoyo Corp 光電式エンコーダ

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040628