JPS58118909A - 光電型エンコ−ダ - Google Patents
光電型エンコ−ダInfo
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- JPS58118909A JPS58118909A JP66682A JP66682A JPS58118909A JP S58118909 A JPS58118909 A JP S58118909A JP 66682 A JP66682 A JP 66682A JP 66682 A JP66682 A JP 66682A JP S58118909 A JPS58118909 A JP S58118909A
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000004397 blinking Effects 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光電型エンコーダ、特にその信号処理を容易に
行うことのできる光電型エンコーダの改良に関するもの
である。
行うことのできる光電型エンコーダの改良に関するもの
である。
測長器、座標測定機成（・は工作機棹の位置決め装置等
において長さ或いは物理量変化を正確な電気信号として
検出するために光電型エンコーダが好適であり、直線型
或いは回転型のエンコーダとして種々の分野において実
用化されている。通常の場合、この種の光電型エンコー
ダは、第１図に示されるように、一対の光学格子、図に
おける主スケール１０及びインデックススケール１２を
有しこの光学格子対が長さその他の物理量変化に応じて
相対移動することにより格子対の光の透過或いは反射特
性が周期的に変化し、これを光電変換器によって電気的
な信号として検出することができる。第１図の光電型エ
ンコーダは透過型であり、ハツチングを施した遮光部と
透明な透過部とが交互に整列配置されており、光源１４
から放出された光は矢印で示されるよ５に光学格子対の
透過部を通って光電変換器１６に到達し、格子対の相対
移動量に応じた電気信号を光電変換器１６から出力する
ことができる。
において長さ或いは物理量変化を正確な電気信号として
検出するために光電型エンコーダが好適であり、直線型
或いは回転型のエンコーダとして種々の分野において実
用化されている。通常の場合、この種の光電型エンコー
ダは、第１図に示されるように、一対の光学格子、図に
おける主スケール１０及びインデックススケール１２を
有しこの光学格子対が長さその他の物理量変化に応じて
相対移動することにより格子対の光の透過或いは反射特
性が周期的に変化し、これを光電変換器によって電気的
な信号として検出することができる。第１図の光電型エ
ンコーダは透過型であり、ハツチングを施した遮光部と
透明な透過部とが交互に整列配置されており、光源１４
から放出された光は矢印で示されるよ５に光学格子対の
透過部を通って光電変換器１６に到達し、格子対の相対
移動量に応じた電気信号を光電変換器１６から出力する
ことができる。
前記光電変換器１６はたとえばフォトダイオード等から
成るが、通常の場合その検出電流値は微弱であり、その
ままではカウンタ或いは処理回路を駆動するには不充分
であるため、光電変換器１６の出力信号は増幅器によっ
て所定レベルまで増幅される。しかしながら、従来装置
では連続点灯光を照射する光源が用いられていたので、
光電変換された信号の増幅部にも直流増幅器が用いられ
、この増幅器においては、周知のように増幅器内部に温
度ドリフトがあり、光電型エンコーダのような微弱検出
電流では、この温度ドリフトの影響が著しく大きく測定
値に大きな誤差を生じさせると〜・５問題があった。
成るが、通常の場合その検出電流値は微弱であり、その
ままではカウンタ或いは処理回路を駆動するには不充分
であるため、光電変換器１６の出力信号は増幅器によっ
て所定レベルまで増幅される。しかしながら、従来装置
では連続点灯光を照射する光源が用いられていたので、
光電変換された信号の増幅部にも直流増幅器が用いられ
、この増幅器においては、周知のように増幅器内部に温
度ドリフトがあり、光電型エンコーダのような微弱検出
電流では、この温度ドリフトの影響が著しく大きく測定
値に大きな誤差を生じさせると〜・５問題があった。
従来の改良された装置として、前記温度ドリフトを補償
するための種々の補償回路が提案されているが、いずれ
も確実に温度ドリフトを除去することができず、また極
めて複線な回路構成を必要とする等の問題があり、特に
近年のように可搬型のたとえば電子マイクロメータのよ
うな小型の測定器に光電型エンコーダを組込む場合には
、従来の複線な回路では小型化及び低価格化が困難であ
り、またこのような複線な回路が衝撃に弱い等から、実
用的でない等の欠点が生じていた。
するための種々の補償回路が提案されているが、いずれ
も確実に温度ドリフトを除去することができず、また極
めて複線な回路構成を必要とする等の問題があり、特に
近年のように可搬型のたとえば電子マイクロメータのよ
うな小型の測定器に光電型エンコーダを組込む場合には
、従来の複線な回路では小型化及び低価格化が困難であ
り、またこのような複線な回路が衝撃に弱い等から、実
用的でない等の欠点が生じていた。
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、゛信号の交流処理を行なうことにより温度ド
リフトその他による直流レベルの変動による感度その他
の不安定要素を確実に除去することのできる改良された
光電型エンコーダを提供することにある。
の目的は、゛信号の交流処理を行なうことにより温度ド
リフトその他による直流レベルの変動による感度その他
の不安定要素を確実に除去することのできる改良された
光電型エンコーダを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、相対移動する一
対の光学格子と、前記光学格子を透過または反射する光
の明暗を電気信号に変換する光電変換器と、を含み、物
理量変化に対応する光学格子の相対移動量を電気信号と
して検出する光電型エンコーダにおいて、所定周波数の
点減光を光学格子に照射する光源と、前記光電変換器か
ら検出された電気信号を増幅する交流増幅器と、前記交
流増幅器の増幅出力を前記光源の周波数信号に同期して
整流する同期整流回路と、を含み、信号を交流処理可能
なことを特徴とする。
対の光学格子と、前記光学格子を透過または反射する光
の明暗を電気信号に変換する光電変換器と、を含み、物
理量変化に対応する光学格子の相対移動量を電気信号と
して検出する光電型エンコーダにおいて、所定周波数の
点減光を光学格子に照射する光源と、前記光電変換器か
ら検出された電気信号を増幅する交流増幅器と、前記交
流増幅器の増幅出力を前記光源の周波数信号に同期して
整流する同期整流回路と、を含み、信号を交流処理可能
なことを特徴とする。
第２図には本発明に係る光電型エンコーダの第１実施例
が示され、主スケール２０とインデックススケール２２
とは一対の光学格子を形成し、長さその他の物理量変化
に応じて光学格子対が相対移動する。そして、この光学
格子の相対移動量を電気的な信号として検出するために
光電変換器２４が設けられ、光源からの透過光を電気信
号に変換して出力することができる。
が示され、主スケール２０とインデックススケール２２
とは一対の光学格子を形成し、長さその他の物理量変化
に応じて光学格子対が相対移動する。そして、この光学
格子の相対移動量を電気的な信号として検出するために
光電変換器２４が設けられ、光源からの透過光を電気信
号に変換して出力することができる。
本発明において特徴的なことは、光学格子に照射される
光が所望周波数で点滅する点減光からなることであり、
このために、光源は発光素子２６とこの発光素子２６に
励起信号を供給する交流信号源２８とを含み、クロンク
ジエネレータなどから成る交流信号源２８からの信号は
Ｐライ／々３０を介して発光素子２６に供給され、所望
周波数で発光素子２６を励起し、これによって点減光が
光学格子に照射されることとなる。前記発光素子２６は
比較的高周波数の交流励起信号に応答して点滅を繰り返
すよ゛うに極めて応答性に勝れた素子から形成すること
が好適である。
光が所望周波数で点滅する点減光からなることであり、
このために、光源は発光素子２６とこの発光素子２６に
励起信号を供給する交流信号源２８とを含み、クロンク
ジエネレータなどから成る交流信号源２８からの信号は
Ｐライ／々３０を介して発光素子２６に供給され、所望
周波数で発光素子２６を励起し、これによって点減光が
光学格子に照射されることとなる。前記発光素子２６は
比較的高周波数の交流励起信号に応答して点滅を繰り返
すよ゛うに極めて応答性に勝れた素子から形成すること
が好適である。
以上のように、本発明によれば、光学格子には交流点滅
光が照射されるので、光電変換器２４から得られる電気
信号も交流信号となり、従って、本発明においては、こ
の検出信号増幅部には交流増幅器３２を用いることがで
き、直流レベルの変動による悪影響を受けることがな（
また増幅器の安定性を増加し且つ大きな増幅度を得るこ
とが可能となる。そして、前記光電変換器２４から得ら
れる電気信号は光学格子が停止している場合には一定の
振幅の交流信号となり、また光学格子が相対移動してい
る場合には一定周波数の交流信号の振幅が相対移動量に
比例して変化することとなり、この包路線信号電圧が光
学格子の相対移動量に比例することが理解される。
光が照射されるので、光電変換器２４から得られる電気
信号も交流信号となり、従って、本発明においては、こ
の検出信号増幅部には交流増幅器３２を用いることがで
き、直流レベルの変動による悪影響を受けることがな（
また増幅器の安定性を増加し且つ大きな増幅度を得るこ
とが可能となる。そして、前記光電変換器２４から得ら
れる電気信号は光学格子が停止している場合には一定の
振幅の交流信号となり、また光学格子が相対移動してい
る場合には一定周波数の交流信号の振幅が相対移動量に
比例して変化することとなり、この包路線信号電圧が光
学格子の相対移動量に比例することが理解される。
本発明において前記交流増幅器３２の出力は同期整流１
ｉＦ３４に供給され、前記交流信号源２８からの同期信
号に基づいて光源の周波数と同期して整流作用が行なわ
れ、図においては包絡線の上半部が整流して取り出され
、さらにこの出力をローパスフィルタ３６にて処理する
ことにより包結線検波が行なわれ、光学格子の相対移動
に対応した電気信号を得ることが可能となる。
ｉＦ３４に供給され、前記交流信号源２８からの同期信
号に基づいて光源の周波数と同期して整流作用が行なわ
れ、図においては包絡線の上半部が整流して取り出され
、さらにこの出力をローパスフィルタ３６にて処理する
ことにより包結線検波が行なわれ、光学格子の相対移動
に対応した電気信号を得ることが可能となる。
以上のようにして得られた信号は分割処理回路３８に供
給され、実施例においては、図示していないが他の位相
の異なる光電変換器からの信号と共に分割処理、波形整
形及び移動方向の弁別が行なわれる。そして、この分割
処理された信号はカウンタ４０にて長さその他の物理量
変化として計数されこれがディスプレイ４２にて表示さ
れる。
給され、実施例においては、図示していないが他の位相
の異なる光電変換器からの信号と共に分割処理、波形整
形及び移動方向の弁別が行なわれる。そして、この分割
処理された信号はカウンタ４０にて長さその他の物理量
変化として計数されこれがディスプレイ４２にて表示さ
れる。
以上のように、本発明によれば、光学格子へ照射される
光が所望周波数の点減光からなり、これを交流的に処理
するため、処理回路には交流増幅器を用いることができ
、従来の温度Ｐリフトその他による直流レベル変動に弱
い直流増幅器を用いる必要がなく、直流し４ルの変動に
よる影響の少ない安定した処理回路を得ることが可能と
なり、またエンコーダの分割精度を上げることができる
という利点を有する。
光が所望周波数の点減光からなり、これを交流的に処理
するため、処理回路には交流増幅器を用いることができ
、従来の温度Ｐリフトその他による直流レベル変動に弱
い直流増幅器を用いる必要がなく、直流し４ルの変動に
よる影響の少ない安定した処理回路を得ることが可能と
なり、またエンコーダの分割精度を上げることができる
という利点を有する。
第３図には本発明の第２実施例が示さね、第１実施例と
同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
第２実施例においては、光学格子を透過する光の輝度変
化を検出して、この輝度変化に起因する光電変換器の出
力変動を補正できることを特徴とし、このために、イン
デックススケール２２には透過窓２２ａが設けられ、該
透過窓２２ａＫ対向して検出器４４が設けられている。
化を検出して、この輝度変化に起因する光電変換器の出
力変動を補正できることを特徴とし、このために、イン
デックススケール２２には透過窓２２ａが設けられ、該
透過窓２２ａＫ対向して検出器４４が設けられている。
そして、核検出器４４に対して光学格子を挾んで対向す
る位１には補助発光素子４６が設けられ、ドライＡ３゜
からの励起信号がこの補助発光素子４６へも供給される
ので、補助発光素子４６の点減光は光学格子を透過して
検出器４４に照射され、この結果、検出器４４は発光素
子２６から照射される測定用の点減光と同様に輝度変化
する光を電気的に検出し、その輝度変化に応じた質動分
を有する電気的な信号を検出することができる。
る位１には補助発光素子４６が設けられ、ドライＡ３゜
からの励起信号がこの補助発光素子４６へも供給される
ので、補助発光素子４６の点減光は光学格子を透過して
検出器４４に照射され、この結果、検出器４４は発光素
子２６から照射される測定用の点減光と同様に輝度変化
する光を電気的に検出し、その輝度変化に応じた質動分
を有する電気的な信号を検出することができる。
従って、本実施例においては、前記検出器４４の信号に
より測定用の光電変換器２４がら得られた検出信号を補
正して輝度変化による誤差を除去することができ、実施
例においては、光電変換器２４の出力を増幅する交流増
幅器３２の次に電圧制御アッテネータ４８を設けこのア
ッテネータ４８の減衰度を前記検出器４４の信号により
補正している。すなわち、検出器４４の出力は交流増幅
器５０で所定のレベルまで増幅された彼、交流信号源２
８の同期信号により同期整流器５２にて同期整流されさ
らにローパスフィルタ５４にて検波された彼にこの信号
が各光電変換された信号系に供給さね、実施例において
は前述した電圧制御アッテネ〜り４８の制御入力に仁の
補正信号を供給することにより、光源の輝度変化に基づ
く誤差を確′４！に補正することが可能となる。
より測定用の光電変換器２４がら得られた検出信号を補
正して輝度変化による誤差を除去することができ、実施
例においては、光電変換器２４の出力を増幅する交流増
幅器３２の次に電圧制御アッテネータ４８を設けこのア
ッテネータ４８の減衰度を前記検出器４４の信号により
補正している。すなわち、検出器４４の出力は交流増幅
器５０で所定のレベルまで増幅された彼、交流信号源２
８の同期信号により同期整流器５２にて同期整流されさ
らにローパスフィルタ５４にて検波された彼にこの信号
が各光電変換された信号系に供給さね、実施例において
は前述した電圧制御アッテネ〜り４８の制御入力に仁の
補正信号を供給することにより、光源の輝度変化に基づ
く誤差を確′４！に補正することが可能となる。
従って、本実施例によれば、電源電圧の変動或いは素子
の劣化その他による光源の輝度変化時においても確実な
補正作用を行なうことが可能となり、高Ｎ４度の測定を
行なうことが可能となる。
の劣化その他による光源の輝度変化時においても確実な
補正作用を行なうことが可能となり、高Ｎ４度の測定を
行なうことが可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、光学格子と交流
変化する点減光とを組み合せることｐｒより、交流処理
作用を行ない、安定性の勝れた光電型エンコーダを得る
ことが可能となる。
変化する点減光とを組み合せることｐｒより、交流処理
作用を行ない、安定性の勝れた光電型エンコーダを得る
ことが可能となる。
第１図は従来の一般的な光電型エンコーダを示す概略観
明図、 第２図は本発明に係る充電型エンコーダの好適な第１実
施例を示す説明図、 第３図は本発明の第２実施例を示す説明図である。 ２０・・・主スケール、 ２２・・・インデックススケール、 ２４・・・光電変換器、 ２６・・・発光素子、 ２８・・・交流信号源、 ３２・・・交流増幅器、 ３４・・・同期整流器、 ４４・・・検出器、
明図、 第２図は本発明に係る充電型エンコーダの好適な第１実
施例を示す説明図、 第３図は本発明の第２実施例を示す説明図である。 ２０・・・主スケール、 ２２・・・インデックススケール、 ２４・・・光電変換器、 ２６・・・発光素子、 ２８・・・交流信号源、 ３２・・・交流増幅器、 ３４・・・同期整流器、 ４４・・・検出器、
Claims (1)
- （１）相対移動する一対の光学格子と、前記光学格子を
透過または反射する光の明暗を電気信号に変換する光電
変換器と、を含み、物理量変化に対応する光学格子の相
対移動量を電気信号として検出する光電型エンコーダに
おいて、所定周波数の点滅光を光学格子に照射する光源
と、前記光電変換器から検出された電気信号を増幅する
交流増幅器と、前記交流増幅器の増幅出力を前記光源の
周波数信号に同期して整流する同期整流回路と、を含み
、信号を交流処理可能なことを特徴とする光電型エンコ
ーダ。 （２、特許請求の範囲（１）記載のエンコーダにおいて
、光学格子を透過または反射する光の輝度を検出する検
出器を有し、光の輝度変化に応じて光電変換器の出力を
補正することを特徴とする光電型エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP66682A JPS58118909A (ja) | 1982-01-06 | 1982-01-06 | 光電型エンコ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP66682A JPS58118909A (ja) | 1982-01-06 | 1982-01-06 | 光電型エンコ−ダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58118909A true JPS58118909A (ja) | 1983-07-15 |
Family
ID=11480057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP66682A Pending JPS58118909A (ja) | 1982-01-06 | 1982-01-06 | 光電型エンコ−ダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58118909A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1985004710A1 (en) * | 1984-04-14 | 1985-10-24 | Fanuc Ltd | Optical rotary encoder |
| JPS646517U (ja) * | 1987-06-30 | 1989-01-13 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50141353A (ja) * | 1974-04-30 | 1975-11-13 | ||
| JPS5141544A (ja) * | 1974-08-08 | 1976-04-07 | Westinghouse Electric Corp | |
| JPS51127753A (en) * | 1975-04-30 | 1976-11-08 | Ono Sokki Co Ltd | End position detector |
| JPS55140105A (en) * | 1979-04-18 | 1980-11-01 | Canon Inc | Photo encoder |
-
1982
- 1982-01-06 JP JP66682A patent/JPS58118909A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50141353A (ja) * | 1974-04-30 | 1975-11-13 | ||
| JPS5141544A (ja) * | 1974-08-08 | 1976-04-07 | Westinghouse Electric Corp | |
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| JPS646517U (ja) * | 1987-06-30 | 1989-01-13 |
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