JPS58168914A - 光学式定点検出装置 - Google Patents
光学式定点検出装置Info
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- JPS58168914A JPS58168914A JP5165882A JP5165882A JPS58168914A JP S58168914 A JPS58168914 A JP S58168914A JP 5165882 A JP5165882 A JP 5165882A JP 5165882 A JP5165882 A JP 5165882A JP S58168914 A JPS58168914 A JP S58168914A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims abstract description 10
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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)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
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】
本発明は光学的な定点検出装置に関し、特に充電式エン
コーダの原点位１１を精度よく検出するために、その原
点位置にランダムな明暗の格子ｔ−設けた原点検出装置
に圓する。
コーダの原点位１１を精度よく検出するために、その原
点位置にランダムな明暗の格子ｔ−設けた原点検出装置
に圓する。
梃米より光電式１／コーダ、特にインクリメンタル形の
エンコーダにおいてはスケール上に一定ピッチで設けら
れ次明暗の格子数を、麹」定約歇物の移動や回転に伴っ
てｌ′を数している。この明暗の格子はＩＩ接接スケー
ル上絶対的な位置を表わすものではないので、何らη為
の方法で、スケール上の定点、伺えは原点ｔ−恨出し１
いる。
エンコーダにおいてはスケール上に一定ピッチで設けら
れ次明暗の格子数を、麹」定約歇物の移動や回転に伴っ
てｌ′を数している。この明暗の格子はＩＩ接接スケー
ル上絶対的な位置を表わすものではないので、何らη為
の方法で、スケール上の定点、伺えは原点ｔ−恨出し１
いる。
この原点検出の一例としてスケール上にランダムパター
ンを設けた方法が知られている。
ンを設けた方法が知られている。
ランク“ムパターンとは明暗の格子を乱数的に６１１１
長文は測角方向に配列し友もン）で、格子の明部、暗部
の幅もランダムに形成されている。このようなランダム
パターンを光電検出すると、謔１図に示すような光電信
号が得られる。この光電信号の波形は被測定物が等速度
で停動し友場合金示し、時間１．からｔａｔで光電信号
は零から修々に増加する。そして時間も２にかいて、先
鋭なパルスとなり、時間ｔ２からｔ４までは徐々に減少
する。
長文は測角方向に配列し友もン）で、格子の明部、暗部
の幅もランダムに形成されている。このようなランダム
パターンを光電検出すると、謔１図に示すような光電信
号が得られる。この光電信号の波形は被測定物が等速度
で停動し友場合金示し、時間１．からｔａｔで光電信号
は零から修々に増加する。そして時間も２にかいて、先
鋭なパルスとなり、時間ｔ２からｔ４までは徐々に減少
する。
このとさ、光電１６号の先鋭なパルス部分ｔＳ効部Ａ１
その他のノイズ鄭分會非舊効ｓＢとすると、一般に有効
部人の波高１ｌｌ（電位零から〕に対して非有効部Ｂの
波高値は約１／２である。
その他のノイズ鄭分會非舊効ｓＢとすると、一般に有効
部人の波高１ｌｌ（電位零から〕に対して非有効部Ｂの
波高値は約１／２である。
そこでこの光電信号から有効部へのみｔ所定の基準レベ
ルで２値化すれば、スケール上の原点位Ｉｔは正確に検
出できる。例えば元電伯号會自効部Ａの半分のレベルで
２値化し友とき、侍られる矩形波信号の−はちょうどス
ケール上の蝦小目盛間隔と等しくなるように定めらノし
ている。
ルで２値化すれば、スケール上の原点位Ｉｔは正確に検
出できる。例えば元電伯号會自効部Ａの半分のレベルで
２値化し友とき、侍られる矩形波信号の−はちょうどス
ケール上の蝦小目盛間隔と等しくなるように定めらノし
ている。
ところがランダムパターンが＋＝ｊらかの原因でよごれ
てい友り、ランダムパターンの照明元型が変動したりす
ると、ノイズの影響ｔ−受けやすく、有効ｗ５Ａと非有
効部Ｂとの割合が変化しての幅が広くなって、原点位置
の検出に誤差が生しるという欠点があつ九。
てい友り、ランダムパターンの照明元型が変動したりす
ると、ノイズの影響ｔ−受けやすく、有効ｗ５Ａと非有
効部Ｂとの割合が変化しての幅が広くなって、原点位置
の検出に誤差が生しるという欠点があつ九。
そこで本発明は、有効部Ａの非有効部Ｂに対する割合を
増大した光電信号を発生する光学式定点検出ｇｉ＆＃Ｌ
を侍ること金目的とする。
増大した光電信号を発生する光学式定点検出ｇｉ＆＃Ｌ
を侍ること金目的とする。
この九め本発明においては、スケール上のランダムパタ
ー／以外の部分で、充電検出用の装−が対向する部分に
光電信号の市゛効部Ａと非有効部Ｂとの波高値の比、例
えば約１７２ （５０チ）と等しい透過率の光学フィル
ターを設けることによって、上記目的を達成するもので
ろゐ。
ー／以外の部分で、充電検出用の装−が対向する部分に
光電信号の市゛効部Ａと非有効部Ｂとの波高値の比、例
えば約１７２ （５０チ）と等しい透過率の光学フィル
ターを設けることによって、上記目的を達成するもので
ろゐ。
次に本発明の実２１％＋ｌＱｔ図−に基づいて貌明する
。第２１絋充電式１ンコーダとしてロータリーエンコー
ダ１示す斜視図でめる。
。第２１絋充電式１ンコーダとしてロータリーエンコー
ダ１示す斜視図でめる。
一定対象物と連結さ【た軸１０Ｋｖｉガラス材を円板状
に加工した王スケール１１が同軸に固看芒ｎている。こ
の王スケール１１上には、軸 。
に加工した王スケール１１が同軸に固看芒ｎている。こ
の王スケール１１上には、軸 。
１υと同心状に検出トラックが定められ、検出トランク
上の所定位置、例えは１ケ所にランダムパターン１１ａ
が設けられる。さらに検出トラック上のランダムパター
ン１１ａ以外の部分には、光透過率が約５０−のフィル
タ一部１１ｂが設けられる。−万、主スケール１１の下
方にはガフス材でできた読取板１２が配置されており、
主スケール１１の検出トラックと対向する位置にランダ
ムパターン１２ａが設けられている。また読取板１２に
は、率に九ｔ−虐過するだけの窓１２ｂが設けられてい
る。そして、王スケール１１の上刃には光源としての発
光ダイオード１５（以ＦＬｆＣＤｉ３と呼ぶことｆこす
る。）が配１１１１６れており、 Ｌ］ＩＣＤＩ！Ｉか
らの光束は主スケール１１の検出トラックを介して、読
取板１２に達する。
上の所定位置、例えは１ケ所にランダムパターン１１ａ
が設けられる。さらに検出トラック上のランダムパター
ン１１ａ以外の部分には、光透過率が約５０−のフィル
タ一部１１ｂが設けられる。−万、主スケール１１の下
方にはガフス材でできた読取板１２が配置されており、
主スケール１１の検出トラックと対向する位置にランダ
ムパターン１２ａが設けられている。また読取板１２に
は、率に九ｔ−虐過するだけの窓１２ｂが設けられてい
る。そして、王スケール１１の上刃には光源としての発
光ダイオード１５（以ＦＬｆＣＤｉ３と呼ぶことｆこす
る。）が配１１１１６れており、 Ｌ］ＩＣＤＩ！Ｉか
らの光束は主スケール１１の検出トラックを介して、読
取板１２に達する。
このｄ ＬＥＩＪ １３の一部の光束は、王スケールへ
１の検出トラック周辺の透明部分？介して窓１２ｋｌに
達する。
１の検出トラック周辺の透明部分？介して窓１２ｋｌに
達する。
さて、読取板１２０Ｆ方には受光集子１４．１５が配置
されて＆す、受光集子１４は王スケール１１の検出トラ
ックとランダムノ（ターン１２ａとｔ″通過た光量を光
電検出し、受光累ｆ１５は主スケール１１の透明部分と
窓１２ｂとを通過した元型１ｆｃ元電検出する。差動増
幅回路１６は、及び差動増幅回路１６は読取手段を構成
する。
されて＆す、受光集子１４は王スケール１１の検出トラ
ックとランダムノ（ターン１２ａとｔ″通過た光量を光
電検出し、受光累ｆ１５は主スケール１１の透明部分と
窓１２ｂとを通過した元型１ｆｃ元電検出する。差動増
幅回路１６は、及び差動増幅回路１６は読取手段を構成
する。
また不図示ではあるが、王スケール１１には検出トラッ
クと同心状に回転量や角［ｆｔ１１測するための目盛帝
が設けられている。さらに、このｉＭ＆帝と対向して目
盛ｔ−絖み取る光電検出部も設けられている。
クと同心状に回転量や角［ｆｔ１１測するための目盛帝
が設けられている。さらに、このｉＭ＆帝と対向して目
盛ｔ−絖み取る光電検出部も設けられている。
次にニスケール１１のフィルタ一部１１１）について第
６図に基づいて伐明する。本実施例ではフィルタ一部１
１ρの透過率を約５０−にする友めに、検出トラック上
に島状の透過ｓＲよと過光ｓＲ，とｔ交互に同心円状に
配列し友スリットノ（ｆｉ−７ｔＷｋｎる。このスリッ
トパターンは透過＠Ｒムと透光部Ｒｔとの各１ＩＩｔ同
一にして、検出トラックの幅方向に関しては、光の透過
率ｆ５０％としたものでりる。
６図に基づいて伐明する。本実施例ではフィルタ一部１
１ρの透過率を約５０−にする友めに、検出トラック上
に島状の透過ｓＲよと過光ｓＲ，とｔ交互に同心円状に
配列し友スリットノ（ｆｉ−７ｔＷｋｎる。このスリッ
トパターンは透過＠Ｒムと透光部Ｒｔとの各１ＩＩｔ同
一にして、検出トラックの幅方向に関しては、光の透過
率ｆ５０％としたものでりる。
また、第４図は差動増幅回路１６の具体的な回路接続図
である。受光素子１４．１５は共にフォトダイオードで
めり、並列に逆接続されて演算増幅器２００反転入力と
非反転入力との間に接続される。演算増幅器２０の出力
と反転入力との間には帰環抵抗社が接続される。尚、非
反転入力には、オフセットレベルのｇ唖や出力信号のレ
ベルシフトのために、電圧Ｖｓが印加される。
である。受光素子１４．１５は共にフォトダイオードで
めり、並列に逆接続されて演算増幅器２００反転入力と
非反転入力との間に接続される。演算増幅器２０の出力
と反転入力との間には帰環抵抗社が接続される。尚、非
反転入力には、オフセットレベルのｇ唖や出力信号のレ
ベルシフトのために、電圧Ｖｓが印加される。
以上の如き構成において、その動作を第５図を参照して
説明する。第５図は差動増ｌ１ｆ１回鮎１６の出力１１
！号の波形図である。尚第５凶において時間℃は横軸に
定め、主スケール１１は等速度で回転しているものとす
る。
説明する。第５図は差動増ｌ１ｆ１回鮎１６の出力１１
！号の波形図である。尚第５凶において時間℃は横軸に
定め、主スケール１１は等速度で回転しているものとす
る。
王スケール１１の回転に伴って、時間ｔ１までｒｉｇ＊
也１２のランタームパターン１２ａと７１ルタ一部１１
１）とが対向しているため、出力信号はほぼ一定値とな
る。これけ１つのランダム、Ｚターン竺面については透
過率が約５０チのフイルメーとして機能するからである
。すなわち、ランダムパターン１２１Ｌの明暗の格子縞
に対してフィルタ一部１１１）の格子縞はほぼ直交する
ように形成されているから、ＬｇＤ１３からの照明光ｌ
はフィルタ一部１１ｋ）で５０％減少し、さらにランダ
ムパターン１２ａで約５０チ減少する。従って、ＬＥＤ
１３の照明光量のうち約２５チが受光承子１４に遜する
。さらに主スケール１１が回転し常的な一定１直から減
少するのは、フィルター１１に＋とランダムパターン１
１ａとの内省がランダムノ（ターン１２ａと重るからで
ある。
也１２のランタームパターン１２ａと７１ルタ一部１１
１）とが対向しているため、出力信号はほぼ一定値とな
る。これけ１つのランダム、Ｚターン竺面については透
過率が約５０チのフイルメーとして機能するからである
。すなわち、ランダムパターン１２１Ｌの明暗の格子縞
に対してフィルタ一部１１１）の格子縞はほぼ直交する
ように形成されているから、ＬｇＤ１３からの照明光ｌ
はフィルタ一部１１ｋ）で５０％減少し、さらにランダ
ムパターン１２ａで約５０チ減少する。従って、ＬＥＤ
１３の照明光量のうち約２５チが受光承子１４に遜する
。さらに主スケール１１が回転し常的な一定１直から減
少するのは、フィルター１１に＋とランダムパターン１
１ａとの内省がランダムノ（ターン１２ａと重るからで
ある。
ソノ後時間ｔ、においてランダムパターン１１ａとラン
ダムパターン１２１Ｌとの明暗の格子−が完全に一攻し
て、出力信号は鋭いピークとなる。
ダムパターン１２１Ｌとの明暗の格子−が完全に一攻し
て、出力信号は鋭いピークとなる。
このとさ、 ＬｌｌＣＤｉ３の照明光量のうち約５０チ
が受光素子１４に達する。さらに時間ｔ２からｔ３にか
けて出力信号は一度わずかに減少した後、時間ｔΔ以呻
は再ひ一定値になる。ここで、出力訃 信号の定常的な一定値からのピーク部分を有効ｓＡ′と
し、その一定値かられずかに減少した部分を非有効部Ｂ
’とする。このように主スケール１１の検出トラック上
のランダムパターン１１ａ以外の部分に５０チのフィル
ター８１１１１−ｄけることによって、Ｍ効Ｗ Ａ’と
非有効４４）ｋｉ’との比はおよそ４二１になる。
が受光素子１４に達する。さらに時間ｔ２からｔ３にか
けて出力信号は一度わずかに減少した後、時間ｔΔ以呻
は再ひ一定値になる。ここで、出力訃 信号の定常的な一定値からのピーク部分を有効ｓＡ′と
し、その一定値かられずかに減少した部分を非有効部Ｂ
’とする。このように主スケール１１の検出トラック上
のランダムパターン１１ａ以外の部分に５０チのフィル
ター８１１１１−ｄけることによって、Ｍ効Ｗ Ａ’と
非有効４４）ｋｉ’との比はおよそ４二１になる。
同、この際受光素子１５はＬＥＤ１３の照明党皺の変動
によ−ノて、受光系子１４０光電１ｇ号が変動するのを
相殺し王、差動増幅回路１６の出力信号が安定になるよ
うに動く。以上の如く本実施例によれば、原点検出に必
要な壱効部Ａ′會非有効部Ｂ°よりもかなり大さくでさ
る。こりＪためノイズの影響を受けにくく、極めて安定
な原点検出が行なインｔＬる。ｌた、７１ルター郁１１
０はランダムパターン１１ａと１司−の検出トラック上
に設０゛るのみでおるから、符別に他のトラックや、受
光素子等を必要とせず、きわめて藺早な構成で有効部Ａ
°と非１効分Ｂ°との比を大きく丁ωことができる。
によ−ノて、受光系子１４０光電１ｇ号が変動するのを
相殺し王、差動増幅回路１６の出力信号が安定になるよ
うに動く。以上の如く本実施例によれば、原点検出に必
要な壱効部Ａ′會非有効部Ｂ°よりもかなり大さくでさ
る。こりＪためノイズの影響を受けにくく、極めて安定
な原点検出が行なインｔＬる。ｌた、７１ルター郁１１
０はランダムパターン１１ａと１司−の検出トラック上
に設０゛るのみでおるから、符別に他のトラックや、受
光素子等を必要とせず、きわめて藺早な構成で有効部Ａ
°と非１効分Ｂ°との比を大きく丁ωことができる。
以上、本発明Ｏ）実施例にνいて受光素子１５は単に照
明光のレファレンス検出として動くものでわる。そこで
ＷＢ１２ｂと受＋Ｘ子１５との間に進退自在な調整ネジ
全般けることによって。
明光のレファレンス検出として動くものでわる。そこで
ＷＢ１２ｂと受＋Ｘ子１５との間に進退自在な調整ネジ
全般けることによって。
有効部Ａ“と非有効部Ｂ°とす〕比を菱えずに、走動増
Ｑｉ１回路１６の出力信号をレベルソフトさせることか
できる。
Ｑｉ１回路１６の出力信号をレベルソフトさせることか
できる。
また、王スケール１１の７１ルタ一部１１ムとして、ニ
ュートラル・デンシティ（ＮＤ）フィルターｆ色フィル
ター等を、＠着によって設けてもＰＩ様の効果が得られ
る。さらに不発ＦＪＡはロータリーエンコーダだけでは
なし リニアエンコータにも何ら変更を処さすに便える
１よかりか、その慣、一般の光学式の定位１ｉｉ検出に
も使用し僧るものでわる。
ュートラル・デンシティ（ＮＤ）フィルターｆ色フィル
ター等を、＠着によって設けてもＰＩ様の効果が得られ
る。さらに不発ＦＪＡはロータリーエンコーダだけでは
なし リニアエンコータにも何ら変更を処さすに便える
１よかりか、その慣、一般の光学式の定位１ｉｉ検出に
も使用し僧るものでわる。
以上説明したよりに本発明によｉＬば、王スケールのう
／ダムパターン以外の部分に、光透過率が有効部と非有
効部との比に略等しいフィル鼾を設けたので、極めて（
資）単な構成で定点検出用の１３号の有効部が大きくな
り、ノイズの影ｗｔ受ｖ７にくくなるといり効果か生じ
る。
／ダムパターン以外の部分に、光透過率が有効部と非有
効部との比に略等しいフィル鼾を設けたので、極めて（
資）単な構成で定点検出用の１３号の有効部が大きくな
り、ノイズの影ｗｔ受ｖ７にくくなるといり効果か生じ
る。
第１図は従来の原点信号の波形図、第２図は本発明の実
施例を示すロータリーエンコーダの＠硯図、第５図は主
スケール１１上のランダムバター７１１ａとフィルタ一
部１１１１の一部拡大図、第４図は差動増幅回路１６の
具体的な接続図。 第５図は差動Ｊ＠７１−回４１６の出力信号の波形図で
める。 〔主要部分の符号のｄ明〕 １１・ ・・主スケール、 １１ａ、１２ａｌ・・ランダムパターン１１１）・・・
フィルタ一部 出願人 日本光学工業法式会社 代理人 咲 辺 隆 男 矛（囚 ／ｌ−２図 、ｔ３図 ｆ′４囚 オ′５図
施例を示すロータリーエンコーダの＠硯図、第５図は主
スケール１１上のランダムバター７１１ａとフィルタ一
部１１１１の一部拡大図、第４図は差動増幅回路１６の
具体的な接続図。 第５図は差動Ｊ＠７１−回４１６の出力信号の波形図で
める。 〔主要部分の符号のｄ明〕 １１・ ・・主スケール、 １１ａ、１２ａｌ・・ランダムパターン１１１）・・・
フィルタ一部 出願人 日本光学工業法式会社 代理人 咲 辺 隆 男 矛（囚 ／ｌ−２図 、ｔ３図 ｆ′４囚 オ′５図
Claims (2)
- （１） 光透Ｓ部と一元部との縞倉乱叙配列したラン
ダムパターン會所定の位置に設けた主スケールと；該王
スケールと対向して相ズ・ｊ移動９症に設けられると共
に、藺ム己うンダムパターンｔ−九電的に絖み取つτ検
出信号を発生する読取手段とを備えた足点検出装置にお
いＸ、＋１１１記主スケール上のランダムパターン以外
の繭記絖取手段と心向可能な部分に、！ｉｉ］記恢出１
呂号の有効部と丼薯効部との比に応じた透過率の光学フ
ィルター１を設けたことに！ｆｆｌとする光字式定点検
出装置。 - （２） ％詐鴎求の範囲第１項記載の装置において、
前記光学フ１ルターは前記主スケールとｆｔ１ｔ、取す
段の相対移動方向とほぼ直父する方向に、光透過部と遣
光部とを一定の間隔で交互に配列した明暗スリットパタ
ーンであることを特許とする光学定点検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5165882A JPS58168914A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 光学式定点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5165882A JPS58168914A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 光学式定点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58168914A true JPS58168914A (ja) | 1983-10-05 |
| JPS6341493B2 JPS6341493B2 (ja) | 1988-08-17 |
Family
ID=12892970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5165882A Granted JPS58168914A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 光学式定点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58168914A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60183818U (ja) * | 1984-05-16 | 1985-12-06 | 東洋電装株式会社 | 回転エンコ−ダ |
| US5331154A (en) * | 1988-11-30 | 1994-07-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Rotary encoder for detecting a rotating position of a motor |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0365687U (ja) * | 1989-10-27 | 1991-06-26 | ||
| JPH049290U (ja) * | 1990-05-11 | 1992-01-27 | ||
| JP5982161B2 (ja) | 2012-04-11 | 2016-08-31 | 株式会社ミツトヨ | エンコーダ |
-
1982
- 1982-03-30 JP JP5165882A patent/JPS58168914A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60183818U (ja) * | 1984-05-16 | 1985-12-06 | 東洋電装株式会社 | 回転エンコ−ダ |
| US5331154A (en) * | 1988-11-30 | 1994-07-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Rotary encoder for detecting a rotating position of a motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6341493B2 (ja) | 1988-08-17 |
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