JPS582613A - 光電型エンコ−ダの異常検出回路 - Google Patents

光電型エンコ−ダの異常検出回路

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JPS582613A
JPS582613A JP10089581A JP10089581A JPS582613A JP S582613 A JPS582613 A JP S582613A JP 10089581 A JP10089581 A JP 10089581A JP 10089581 A JP10089581 A JP 10089581A JP S582613 A JPS582613 A JP S582613A
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    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は充電型エンコーダの異常検出回路、特に光電検
出波形の乱れによる測定誤差等の発生な確実に防止する
ために好適な異常検出回路に関するものである。
副長器、座1iIA#I定機或いは工作機械の位置決め
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、
直線警戒いは回転型のエンコーダとして撫々の分野にお
いて実用化されている。
第1図には一般的な光電型エンコーダの−I!部が示さ
れ、主スケールlOと2個のインデックススケール12
,112とによって直線型エンコーダが形成されている
。各スケール10,12,112はそれぞれハツチング
を施した遮光部と光透過部とが交互に整列配置された形
状から成り、主スケール1Gとインデックススケール1
2そして主スケール10とインデックススケール112
とがそれぞれ対となって実施例における主スケール1゜
の移動時に光透過量を変化させる。従って、主スケール
10を長さその他の物理量変化に対応して移動させれば
、その移動量が周−動的な光量変化として検出すること
ができる。そして、前記光学格子対の一力の鯛力には光
@14が設けられ、また他方の一力にはそれぞれインデ
ックススケール12.112と対応して光電変換器16
.11.6が設けられている。従って、光源14からの
実施例における透過光はそれぞれ光電変換器16.11
6によって電気信号に変換される。前記インデックスス
ケール12.112は主スケール10に対して異なる位
相で配置されており、実施例においては90°異なる位
相で配置され、この結果、光電変換器16からは第2図
に示されるサイン波信号201が検出され、またこの時
光電変換器116からは第2図のコサイン波信号202
が検出される。従って、この樵の光電型エンコーダによ
れば1位相の異なる両信号201,202を組合せti
t算処塩処理ことによって高精度の測定信号を侍ること
が可i目となる。
以上のように、光電型エンコーダによれば、比軟的!i
bN匿で電気的な検出信号を得ることが可能となり、%
KM述したサイン波信号及びコサインtIL(IN号寺
の真なる位相の2棟類の信号を検出するエンコーダによ
れば、分解度の^い且つ方向弁別の容易な装置を提供す
ることが可能となる。
しかしながら、このようなエンコーダにおいては、前記
夛イン波及びコサイン波の検出波形が乱れた場合には測
定精度が著しく低下するという問題があった。前記波形
の乱れはたとえば電池駆動による工ンコー〆の場合電池
電圧の低下による光源14の発光量不足、各スケール1
O112,112のスリツ)II崩れ、光学格子間への
轟埃の侵入、モアレ発生成いは各スケール間の機械的な
固定位置のずれ等があげられる。そしてこれら樵檀の原
因によって波形が乱れた場合には、処理回路の作用に必
要な信号電圧が得られず、或いは夛イン波及びコナイン
波間の位相がずれる等の事態が発生し、実際上正確な測
長信号等を出力することは困難となる。そして、このよ
うな異常事態は従来装置ではなんら確認する手段がなく
、このために、従来においては大きな誤差を含む測定信
号をそのまま処理してしまうという欠点があった。
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、検出波形に乱れが生じた時に直ちVζ異常信
号を出力することのできる光電型エンコーダの異常検出
回路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、一対の相対移動
する光学格子と、光学格子対を透過または反射する光を
異なる位相で検出して電気信号にf換する一対の光電変
換器と、を含む光電量エンコーダにおいて、前記両光電
変換器の検出信号をそれぞれ正側及び負側において所定
の基準電圧と比較する電圧比較回路群と、紡配両検出信
号からそれぞれ基準位相信号を取出す位相検出器と、一
方の光電変換4飼の電圧比較信号を他方の光電変換器−
の基準位相信号と位相比較する位相比較回路群と、を含
み、光電変換器の検出信号が所定の基準電圧範囲及び基
準位相値から外れた時に異常構出信号を出力することを
特徴とする。
以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。
第3図において、サイン波信号201及びコサイン波信
号202は電圧比較回路18において所定の基$電圧2
03.204と比較される。
すなわち、電圧比較回路18はそれぞれ差動増幅器から
成る比Il!器20a、20k1112011,120
klを含み、信号201,202が基準電圧と比較され
る。すなわち、サイン波信号201は比較器201Lに
おいてその正側波高値が基準電圧203と比較され、ま
た比較器206において負側波高値が基準電圧204と
比較され名。そして同様にコサイン波信号202は比較
器120aにおいて正側波高値が同様に比較器120b
において負側波高値が基準電圧と比較される。
第4図には第3図の回路動作が示されており、信号20
1及び2 ’02はそれぞれ正側基準電圧203を越え
たハツチングを施した部分でそれぞれ比較器20a及び
120&から電圧比較信号211.212が出力され、
同様に信号201゜202が負側基準電圧204以下と
なった時に比較器20b、120t)から電圧比較信号
213及び214が出力される。
前記電圧比較回路18の出力は次に位相比較回路22に
よって両信号201,202間の位相が比較される。す
なわち、位相比較回路22は、4個のD型フリッグフロ
ツノ(以下D−PPという)24a、z4b、124a
、1241)を含み、それぞれ比@62oa、201)
、120gL、 12obの出力が各り人力に供給され
ている。そして、前記位相比較回路22へは基準位相検
出器26.12@からチイ/及びコサイン波信号201
,202の基準位相信号が供給されており1本発明にお
いては、−力の検出信号すなわちサイン波検出信号20
1に対応するD−F)F24a、24klには他方の検
出1j号すなわちコサイン波信号202の基準位相イg
号が検出器126から供給され、同様に、多方の検出信
号202に対応するD−FF124&。
124 b If(はサイン波検出偵号201からの基
準位相信号が検出器2Gから供給されている。基準位相
検出器26.126は共にサイン波信号201及びコサ
イン波信号202の任意の基準位相、実施例においては
0°及び90°の基準位相信号が周知の7ユミツ))リ
ガ回路等によって検出されている。そして、基準位相検
出器26の出力は直接D−FP 124aのクロック人
力へまたインバータ28によって反転されてD−FF 
 124bのクロック人力に供給されている。同様に、
基準位相検出器126090°の基準位相信号はD−I
P724aのクロック入力へ直接そしてインバータ12
gを介してD−PF  24bのクロック入力へ供給さ
れている。
従って1位相比較回路24は電圧比較回路18の各出力
211,212.2133.214を各基準位相信号と
位相比較することとなり、実施ガにおいては所定の位相
範囲内にある時は位相比較回路22の各D−’11Fか
らはrHJなるQ信号が出力される。すなわち、D−I
FF241Lのみをガとして説明すると、比較器201
LからrLJなる比較信号211がD入力に供給されて
いる間にI−HJなる90°基準位相信号が供給された
場合にはyy2naは反転することなくQ出力から「H
」信号を供給し続ける。従って、第4図に示されるよう
に、電圧比較回路18から所定幅の比較信号が出力され
、これが位相の異なる81頌のすなわちチイ/lHL及
びコサイン波信号間で所定の位相範囲にあれば、位相比
較回路22からは常にrHJなる4−の46号が出力さ
れることとなる。そして、これら4個の信号は反転され
てオアデー)30に供給されまたオアゲート30から端
子32を通って図ij、シnV1い外部の異常警報回路
或いは他の異常時処理回路に異常検出信号が出力される
前記各D−FF 241L、24b、124L、124
bをこはそれぞれ図示していない外部回路からリセット
人力が供給されており、異常検出作用が行なわれた恢、
異常が回復した時に各FF24,124の状態を通常の
待機状態に復帰させる。
本発明の実施例は以上の構成から成り、検出信号201
,202は電圧比較回路18及び位相比軟回路22によ
ってそれぞれ発光量の変動に基づく電圧f動そしてチイ
ン及びコナイン波間の位相良動が比較され、これらの波
形の乱れが所定値を總えた時に異常検出信号を出力する
ことができる。
第5図には一力の検出信号たとえばサイン波検出信号2
01の検出電圧が低下した異常発生状態が示され、正負
側の両極電圧値が低下し或いは電圧が一方向にシフトす
る2種類の異常状態が示されている。このような異常状
態は電源電圧の低下。
塵埃侵入による光量低下或いはスリットの聾崩れ等に起
因して生ずる。
第5図の信号201が正負両方向VC附して電圧不足と
なる場合には、電圧比較回路18からの信号211、z
lsは共K rHjとなり、この結果、時刻tIにおい
て90’基準位相信号が位相比較回路22のD−FF 
24aに供給された時D−FF24aは反転し、そOC
t出力が「L」となり、この結果、オアf −) 30
から端子32を介してrHJなる異常検出信号が供給さ
れる。従って、この異常検出信号によりエンコーダの検
出値は無効とされ或いは他の必要な異常処理作用が行な
われることとなる。
同様に第5図において信号201の負側電圧が不足した
場合には、時刻t、においては前述した正常時の検出作
用が行なわれるが、次の時刻t。
において、比較器20bからの信号213はrHJtm
持し続けるので、D−yy24bは反転し、目1」配異
常状態と同様に異常検出信号が出力される。
第6図には信号201と202との間に位相差φが生じ
た異常状態を示し、この時には電圧値が正常であった場
合においても位相比較回路22は両信号201.2OS
!間の位相が所定値を越えた時に異常検出信号を出力し
、前記と同様の異常処理4川が打なわれることとなる。
以上説明したように、本発明によれば、光電変換器から
検出される波形の乱れを確実に判断し。
電圧及び位相の乱れの両者に対して確実に異常検出を行
なうことがiI籠となり、誤差を含む測定値その他を確
実に除去することが出来る利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的な充電型エンコーダの概略構成を示すa
5を四重。 第2図は第1図の検出波形図− 第3図は本発明に係る異常検出回路の好適な実に別を不
す回路図、 第4図は第3図の正常状態における波形図、第5,6図
はそれぞれ第3図の異常状態における波形図である。 16.116・・・光電変換器、 18・・・電圧比較回路。 22・・・位相比較回路。 26.126・・・基準位相検出器。 第4図 第 5!I!

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 口) 一対の相対移動する光学格子と、光学格子対をi
    11過または反射する光を異なる位相で検出して電気信
    号に変換する一対の光電変換器と、を含む光電型エンコ
    ーダにおいて、前記両充電変換器(1)検出信号をそれ
    ぞれ正匈及び負側において所定の基準電圧と比較する電
    圧比較回路群と、前記両横出信号からそれぞれ基準位相
    信号を取出す位相検出器と、一方の光電変換器飼の電圧
    比較信号を他力の光電変換器匈の基準位相信号と位相比
    較する位相比較回路群と、を會み、光電変換器の検出信
    号が/−yIずの基準電圧範囲及び基準位相値から外れ
    た時に異常検出信号を出力することを特徴とする光電型
    エンコーダの異常検出回路。
JP10089581A 1981-06-29 1981-06-29 光電型エンコ−ダの異常検出回路 Expired JPS6026965B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006266727A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Brother Ind Ltd 光学式エンコーダの異常検出装置及び光学式エンコーダの異常検出方法
JP2006284521A (ja) * 2005-04-05 2006-10-19 Sendai Nikon:Kk エンコーダ
DE102017205423A1 (de) 2016-04-01 2017-10-05 Fanuc Corporation Encoder; der infiltration von flüssigkeit mittels licht erfasst

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US10260912B2 (en) 2016-04-01 2019-04-16 Fanuc Corporation Encoder that detects infiltration of liquid by light
DE102017205423B4 (de) * 2016-04-01 2021-06-10 Fanuc Corporation Encoder, der infiltration von flüssigkeit mittels licht erfasst

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