JPS59155774A - リニヤエンコ−ダ - Google Patents

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】 （発明の技術分野） 本発明は、被移動物体の連続的な移動をパルス信号に変
換して検知するりニヤ１１ン］−ダに係り、特に、被移
動物体の移動を超音波を介してｊｑられたパルス信号に
よって検知するようにしたりニヤエンコーダに関する。

（従来技術とその問題点） 従来、リニヤエンコーダにあっては、被移動物体の直線
的な移動量に応じたパルス信号を１ｑる方法として、光
学式のものと磁気式のものが知られている。

前者の光学式のものは、被移動物体が移動するテーブル
に、その移動方向に沿って所定の間隔毎にスリットを形
成し、各スリン１〜に投光された光を被移動物体が遮光
することによってパルス信号を出力する構成を有してい
る。

しかし、このような構成では、被移動物体の移動方向に
沿って予めテーブルにスリットを複数個所定の間隔毎に
形成しなければならず、形成精度を向上させることに限
界がある上、各スリット部分の構造も複雑になり易い。

更に、ごみ、埃もしくは外来光等によって著しく精度が
低下し易いので、防塵・防先の目的からシールドを厳重
にする必要が生ずるので、外形形状が大形かつ複雑化し
易く、］ス１−高どなる欠点がある。

一方、後者の磁気式のものは、テーブル」二に所定の間
隔で帯磁部月を配置し、被移動物体に配置した磁気ヘッ
ドによって帯磁部月の磁気を読み取る構成となっていた
。

しかし、このにう４１磁気式の構成にあっても、テーブ
ル上に所定の間隔毎で正確に帯磁部材を配置ｔ１するこ
とには限界があり、精度が不十分なものどなっていたし
、構成も枚雑化し易かった。

（発明の目的） 本発明は、従来のりニヤエンコーダにお（プる」−）ホ
した欠点を解決するためになされたもので、構造が簡単
で、被移動物体の移動量の検出精度が良好な上、検出誤
差の補正が簡単かつ容易であり、ごみや外来光に対して
も検出ｆ６度が低下しないりニヤエンコーダの提供を目
的とする。

（発明の１１４成と効果） 本発明は、これらの目的を達成するために、超音波信号
を発生ずる超音波発振手段と、この超音波発振手段から
の超音波を被移動物体へ向けて光用する送波手段と、少
なくとも前記被移動物体に到達した超音波を受波して超
音波信号を出力する受波手段と、この受波手段からの超
音波信号ど前記超音波発振手段からの超音波１１１号の
波長を１１１１位として前記被移動物体の移動量に応じ
た数のパルス信号を出力するパルス出力手段を備えてな
るものである。

なお、ここで超音波とは、挟着の意味ではなく、後述す
るように広い交番信号の意味である。

このようｈ本発明の構成によれば、被移動物体の移動量
を超音波の波長を距１１１ｉ　１１４位どして検出する
ので、被移動物体の配置されるテーブル−にに予め目盛
としてのスリブ１〜や帯磁部月等を形成する必要がなく
なって構造が簡素化され、小形化も容易となる。

また、被移動物体の移動量の検出誤差が超音波の波長に
依存するので、超音波が伝播する雰囲気中の温度を把握
することにｊ；って誤差を正確に補正することができる
。

更に、ごみ、埃もしくは外来光等の影響を受けにくい。

更にまた、被移動物体の移動方向の検出に必要な互いに
９０°位相のずれ１ζΔ相、Ｂ相のパルス出力を正確か
つ容易に得ることができる。

（発明の実施例） 以下、本発明の詳細を図面を参考にして説明する。なお
、共通ずる部分には同一の符号を付す。

第１図は本発明のりニヤエンコーダの一実施例を示ずブ
ロック図である。図において、符＠１は、交番信号例え
ば超音波信号を発振、出力する超音波発振器であり、こ
の超音波発振器１は超音波を発射する送波手段どしての
送波器２おＪ：び後述する位相比較器７に接続されてい
る。

送波器２は、第２図に示すように、被移動物体としての
ヘッド３のガイド部材たる固定されたレール４の一端に
、ヘッド３に向けて固定され、超音波を発射する機能を
有している。レール４をガイド部材として移動するヘッ
ド３には送波器２から発射された超音波を受波する受波
手段としての５− 受波器５が取付けられている。従って、送波器２は受波
器５に対して固定されている。

第１図に戻って、受波器にはこの受波器で受（Ｊた超音
波信号を増幅する増幅器６が接続されてｄ３す、この増
幅器６は位相比較器７に接続されている。

この位相比較器７には超音波発振器１も接続されており
、この位相比較器７は、増幅器６および超音波発振器１
からの各超音波信号を位相比較し、第３図（Ａ）のよう
にλ／２（１８０°）の位相差毎に振幅が交互に最大ど
なるアナログ信号を出力するよう構成され、波形整形器
８に接続されている。

波形整形器８は、位相比較器７からのアナログ信号を増
幅する増幅回路およびこの増幅回路によって増幅された
増幅信号を整形してアナログ信号λ毎に第３図（Ｂ）に
示す、１うイＴパルス信号を出力するコンパレークから
形成されている。

次に、このように構成されたリニＡ７エンコーダの動作
を説明する。

６− Ａｒ１音波発振器１からの超音波信舅ににつて送波器２
がヘッド３の受ｆｌ！／器［ｉに向【プて指向性を伴な
・）（゛超音波を弁用すると、その超音波が受波器５で
受波ざ４′１、受波されたλｒ１音波信号が増幅回路６
で１１９幅されて位相比較器７に入力される。

この増幅されｌζ入力信号は、位相比較器７において同
様（、二人力された超音波発振器１の超音波信シー；と
比較される。

今、第２図に示ずＪ：うに、送波器２と受波器５間の距
Ｆ４１１がｌであり、この距１４ｆｆ　ｆが超音波信号
の波長の整数倍であると仮定づると、超音波発振器１お
にび増幅器６力日うの各々の超音波信号は同位相どイＴ
つてイイｌ相比較器７からの出力がなくなる。

もし、ヘッド３が微少距１ｌｌＩｌｄだ（］動くと、増
幅回路６からの信号が超音波発振器１からの超音波信号
に対しく１／λだけずれ、位相比較器７から信号が出力
される。この出力は、ｄ−２／　２　ｔなわち１８０°
の位相差が生じた場合に出力レベルが最大どなり、ヘッ
ド３が送波器２に対し連続的に移動すると、第３図（△
）に示すように、１８０゜の位相差毎に最大値を右する
アナログ信号とンｆる。

この位相比較器７からのアナログ信号は、波形整形器８
で増幅されて波形整形され、第３図（Ｂ）に示すよう、
アナログ信号のλ毎にパルス信号として出力される・ 従って、超音波信号の波形が判っていれば、波形整形器
８からのパルス信号のパルス数をカラン１〜することに
よって、超音波信号の波長を１単位としてカウント数倍
した距削をヘッドの移動量として検出できる。

例えば、超音波信号の周波数が３６　Ｋ　ｌ−Ｉ　Ｚで
あるとすると、常温大気中におりるその波長は１０ｍｍ
であるので、１０ｍｍ毎のヘッド３の移動量に対ｌノ１
個のパルス信号を出力するりニヤ１ンコーダが得られる
。

このにうに、本発明のりニヤエンコーダは、超音波発振
器１の超音波信号と、この超音波信号による超音波を受
波した受波器５からの超音波信号を位相比較して波形整
形し、ヘッド３の移動量に応じ超音波信号の波長を１単
イイ？とｌノてパルス例月を１ｑるＪ：うにしたので、
目盛と１ノでのスリットや帯磁部制の省略が可能となっ
て構造が簡単で小形化される。

また、ヘッド３の移動量が超音波の波長に依存するので
、雰囲気中の温度の把握によって、検出に！差を正確に
補正することが可能となるし、超音波の周波数を任意に
分割、内挿することが可能であることから任意の波長を
選択１ノで検出精度を著しく向上できる。

第４図は本発明の他の実施例を示すもので、レール４の
端部に送波器２おにび受波器５を配置するとともに、ヘ
ッド３に超音波反則面９を形成し、送波器２から発註・
！された超音波をヘッド３の超音波反則面９で反ｑ・１
さＶて固定した受波器５で受波するように構成したもの
である。

この実施例においては、超音波が反射されて送・受波器
１，５とヘッド３間を往復するので、ヘッド３のλ／２
の移動ｆｆ′Ｔｆｔｊに１個のパルス信号を出力するこ
とが可能となる。従って、超音波を複数回（１））反則
するように構成すれば、λ／ｎｍ−〇− にパルスを出力することが可能どなって、検出精度が史
に向上する。

しかも、ヘッド３には受波器５を配置１ノないので、ヘ
ッド３から出力コードを引き回す必要がなくなってヘッ
ド３を９１独で移θＪさＶることができる。そのため、
ヘッド３を良い距離移動させたり高速反復溝させる場合
に有用である。

このように、上述した実施例においては、超音波の伝播
媒質として大気を用いる例を示したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、伝播媒質として固体を用いる
ことも可能である。

例えば、第５図に示すにうに、リチウム・ナイオベート
やガラス等の単結晶やセラミック等の多結晶からなる基
板１０の主面端部に、電極指を交差させたすだれ状電極
からなる送波用１ヘランスジユーサ（送波手段）１１お
よび受波用１〜ランスジコーサ（受波手段）１２を形成
し、送波器トランスジユーザ１１で励振された弾性表面
波の伝播路上に被移動物体としての反射用ローラ１３を
可動自在に配置して構成される。な１１３、第５図中符
号１０− １７Ｉは弾性表面波の吸収材である。

この構成のりニ′Ｘ７エンコーダは、送波用トランスジ
ユーザ１１で励振され１ζ弾性表面波が基板１０主面を
伝播して反則用ローラ１３で反則され、受波用トランス
ジコー（、Ｊ−１２で受波されて−に連の第１図に示す
ように、増幅器６で増幅された後、位相比較器７へ出力
される。従って、この構成においても、第４図に示す］
Ｍ成と同様に、反射用ローラ１３が弾性表面波のλ／２
移動する毎に１個のパルスを出力するりニヤエンコーダ
となる。

しかも固体を媒質に用いる場合には、高い周波数の弾性
表面波を伝播１−ることか可能であるし、送・受波用ト
ランスジユーサ１１．１２を形成するすだれ状電極指の
幅および相互間隔を微細加工することにより、極めて高
い周波数の弾性表面波の励振、受信が可能である。例え
ば、音速が３５００ｍ／Ｓの場合、３５０　Ｍ　ｌ−１
１の波長は１０μｍどなるので、反射用ローラ１３が５
μｍ移動する毎に１個のパルスが出力され、１／１０に
内挿すると最少読取り距０１が０．５μｍとなる。更に
、ＧＨｚ帯の弾性表面波の使用も可能であり、１μｍ以
下の波長を１単位として反身１用ローラ１３の移動量に
応じた数のパルスを出力できるので、検出精度を著しく
向上することができる。

また、一般にリニヤエンコーダは、ヘッド３の移動方向
の正負を判別可能にする目的から、互いに９０’位相の
ずれた△相、Ｂ相と呼ばれるパルス出力を必要とする場
合がある。

第６図はそのＡ相およびＢ相のパルス信号の出力可能な
実施例を示すブロック図である。

すなわち、上述の第１図に示す位相比較器７を第１の位
相比較器とし、更に第２の位相比較器１５および入力例
月の位相を９０°ずら「る位相器１６を用いたものであ
り、増幅回路６を第１および第２の位相比較器７，１５
に接続し、超音波発振器１を第１の位相比較器７と位相
器１６を介して第２の位相比較器１５へ接続するととも
に、各々の位相比較器７，１５に示すような波形整形器
８．１７を接続して構成されている。

ここで例えば、位相器１６を介して９０°ずらされた超
音波発振器１からの超音波信号と増幅回路６からの超音
波信号との入力された第２の位相比較器１５の出力信号
を８相とし、位相器１６を通さない超音波信号と増幅回
路６からの超音波信号の入力された第１の位相比較器７
の出力信号をＡ相とする。すると本発明のりニヤエンコ
ーダは、送・受波器２，５間の距１１１Ｉ！がｌ−ｎλ
（ｒ１ｓｔ整数）の場合、波形整形前のＡ相の信号は最
大となり、波形整形前のＢ相の信号はその１／２の振幅
となる。しかも、Ａ相とＢ相は９０°位相がずれたもの
となり、ぞの進み遅れの関係はヘッド３の移動方向によ
って逆転するので、ヘッド３の移動方向を判別すること
が可能となる。

なお、上述した各実施例において、被移動物体の移動量
に応じた数のパルス信号を出力するパルス出力手段とし
て位相比較器７，１５、波形整形器８．１７や位相器１
６等によって構成したが、本発明にあっては、受波手段
からの超音波信号と超音波発振手段からの超音波信号と
を位相比較し、超音波発振手段からの超音波信号の波長
を１単位１３− と１ノでパルス信号を出力する手段を用いれば、本発明
の目的達成が可能である。

更にまた、本発明は、超音波や弾性表面波に限らず、レ
ーザ光等、指向性を伴なって発射可能であるとともに、
位相比較も容易な交番信号を利用することが可能であっ
て、上述［）た実施例における超音波とは周波数の高い
ものまで含むものである。

以上説明したように、本発明のりニヤエンコーダは、構
造が簡単で精度が良好どなり、ごみ、埃や外来光の影響
を受けにクク、小形化おにひコストの低減を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のリニヤエンコーダの一実施例を示すブ
ロック図、第２図は第１図に示す送・受波手段の概略を
示す正面図、第３図は第１図に示す検出手段における波
形図、第４図および第５図は本発明のりニヤエンコーダ
の他の実施例における送・受波手段の概略を示す正面図
おＪ：び斜視図、第６図は本発明のりニヤエンコーダの
更に仙の実１４− 副側を示すブロック図である。 １・・・・・・・・・・・・超音波発振手段（超音波発
振器）２・・・・・・・・・・・・送波手段（送波器）
３・・・・・・・・・・・・被移動物体（ヘッド）５・
・・・・・・・・・・・受波手段（受波器）７．１５・
・・パルス出力手段（位相比較器）８．１７・・・パル
ス出ノ〕手段（波形整形器）特γＦ出願人 立石電機株式会社 １５− 第１図 第２図 第６図 特許庁長官　若　杉　和　夫　　殿 １、事件の表示　　昭和５８年２月２５［１捉出の特許
願２、発明の名称　　　　　　　ｆ６ｒ−０３・′ｆ゛
０リニヤエンコーダ ３、補止をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　京都市右京区花園土堂町１ｏ番地名　称　　
＜　２９４）立石電機株式会ネｌ−代表者　立　′Ｕｉ
　　孝　雄 ４、代理人〒１０？ 住　所　　東京都千代田区内神田１丁目１５？ｌ５１６
８栄光ビル６階　電話２９５−１４８０ ６、補正の対象 明Ｉ山全文 ７、補正の内容　　　　　別紙の通り 明　　　　　　細　　　　　　川 １、発明の名称 リニヤエンコーダ ２、特許請求の範囲 （１〉超音波信号を発生する超音波発振手段と、この超
音波発振手段からの超音波を被移動物体へ向〔Ｕて発射
する固定された送波手段と、少なくとも前記被移動物体
に到達した超音波を受波して超音波信号を出力する受波
手段ど、この受波手段からの超音波信号と前記超音波発
振手段からの超音波信号とを位相比較し、前記超音波発
振手段からの超音波信号の波長を１単位として前記被移
動物体の移動量に応じた数のパルス信号を出力するパル
ス出力手段とを具備してなることを特徴とするりニレエ
ンコーダ。 ３、発明の詳細な説明 （発明の技術分野） 本発明は、被移動物体の）Ｉａ続的な移動をパルス信号
に変換して検知するりニヤエンコーダに係り、特に、被
移動物体の移動を超音波を介して１ｑられ１− １− たパルス信号によって検知するようにしたりニレエンコ
ーダに関する。 （従来技術とその問題点） 従来、リニヤエンコーダにあっては、被移動物体の直線
的な移動量に応じたパルス信号を得る方法として、光学
式のものと磁気式の゛ものが知られている。 前者の光学式のものは、被移動物体が移ｖＪするテーブ
ルに、その移動方向に沿って所定の間隔毎にスリットを
形成し、各スリットに投光された光を被移動物体が遮光
することによってパルス信号を出力する構成を有してい
る。 しかし、このような構成では、被移動物体の移動方向に
治って予めテーブルにスリン１〜を複数蘭所定の間隔毎
に形成しなければならず、形成精度を向上させることに
限界がある上、各スリット部分の構造も複雑になり易い
。 更に、ごみ、埃もしくは外来光等によって著しく精度が
低下し易いので、防塵・防先の目的からシールドを厳重
にする必要が生ずるので、外形形２− 状が人形かつ複償１化し易く、コスト高となる欠点があ
る。 一方、後名の磁気式のものは、テーブル上に所定の間隔
で帯磁部材を配冒し、被移動物体に配置した磁気ヘッド
に」；って帯磁部材の磁気を読み取る構成となっていた
。 しかし、このにうな磁気式の構成にあっても、テーブル
−にに所定の間隔毎で正確に帯磁部材を配置覆ることに
は限界があり、精度が不十分なものとなっていたし、構
成も複雑化し易かった。 （発明の目的） 本発明は、従来のりニヤエンコーダにおける上）ホした
欠点を解決するためになされたもので、構造が簡単で、
被移動物体の移動量の検出精度が良好な上、検出誤差の
補正が簡単かつ容易であり、ごみヤ）外来光に対しても
検出精度が低下しないり二重７エンコーダの捉供を目的
とする。 （発明の構成と効果） 本発明は、これらの目的を達成するために、超音波信号
を発生する超音波発振手段と、この超音波発振手段から
の超音波を被移動物体へ向けて発射する送波手段と、少
なくとも前記被移動物体に到達した超音波を受波して超
音波信号を出力する受波手段と、この受波手段力日らの
超音波信号と前記超音波発振手段からの超音波信号の波
長を１単位として前記被移動物体の移動量に応じた数の
パルス信号を出ノｊするパルス出ノＪ手段を備えてなる
ものである。 なお、ここで超音波とは、狭義の意味ではなく、後述す
るように広い交番信号の意味である。 このような本発明の構成にＪ：れば、被移動物体の移動
量を超音波の波長を距離単位として検出するので、被移
動物体の起請されるテーブル上に予め目盛としてのスリ
ットや帯磁部材等を形成する必要がなくなって構造が簡
素化され、小形化も容易となる。 また、被移動物体の移動量の検出誤差が超音波の波長に
依存するので、超音波が伝播する雰囲気中の温度を把握
することによって誤差を正確に補正することができる。 更に、ごみ、埃もしくは外来光等の影響を受けにくい。 更にまた、被移動物体の移動方向の検出に必要な互いに
９０°位相のずれた△相、Ｂ相のパルス出力を正確かつ
容易に１ｑることができる。 （発明の実施例） 以下、本発明の詳細を図面を参考にして説明する。なお
、共通する部分には同一の符号を付す。 第１図は本発明のりニヤエンコーダの一実施例を示すブ
ロック図である。図において、符号１は、交番信号例え
ば超音波信号を発振、出力する超音波発振器であり、こ
の超音波発振器１は超音波を発射する送波手段としての
送波器２および後述する位相比較器７に接続されている
。 送波器２は、第２図に示すＪ：うに、被移動物体として
のヘッド３のガイド部材たる固定されたレール４の一端
に、ヘッド３に向（）て固定され、超音波を発射する機
能を有している。レール４をガイド部材として移動する
ヘッド３には送波器２から発射された超音波を受波する
受波手段としての＝５− 受波器５が取付けられている。従って、送波器２は受波
器５に対して固定されている。 第１図に戻って、受波器にはこの受波器で受けた超音波
信号を増幅する増幅器６が接続されており、この増幅器
６は位相比較器７に接続されている。 この位相比較器７には超音波発振器１も接続されており
、この位相比較器７は、増幅器６および超音波発振器１
からの各超音波信号を位相比較し、第３図（Ａ）のよう
にλ／２（１８０°）の位相差毎に振幅が交互に最大と
なるアナログ信号を出力するよう構成され、波形整形器
８に接続されている。 波形整形器８は、位相比較器７からのアナログ信号を増
幅する増幅回路およびこの増幅回路によって増幅された
増幅信号を整形してアナログ信号λ毎に第３図（Ｂ）に
示ずようなパルス信号を出力するコンパレータから形成
されている。 次に、このように構成されたりニヤエンコーダの動作を
説明する。 ６一 超音波発振器１からの超音波信号によって送波器２がヘ
ッド３の受波器５に向けて指向性を伴なって超音波を発
射すると、その超音波が受波器５で受波され、受波され
た超音波信号が増幅回路６で増幅されて位相比較器７に
入力される。 この増幅された入力信号は、位相比較器７において同様
に入力された超音波発振器１の超音波信号と比較される
。 今、第２図に示すように、送波器２と受波器５間の距離
がｌであり、この距＋ｍｔ、ｃが超音波信号の波長の整
数倍であると仮定すると、超音波発振器１および増幅器
６からの各々の超音波信号は同位相となって位相比較器
７からの出力が最大になる。 もし、ヘッド３が微少距ｌ１１ｔｄだけ動くと、増幅回
路６からの信号が超音波発振器１からの超音波信号に対
しｄ／λだけずれ、位相比較器７から信号が出力される
。この出力は、ｄ＝λ／２すなわち１８００の位相差が
生じた場合に出力レベルが最小となり、ヘッド３が送波
器２に対し連続的に移動すると、第３図（Ａ）に示すよ
うに、３６００の位相差毎に最大値を有するアナログ信
号となる。 この位相比較器７からのアナログ信号は、波形整形器８
で増幅されて波形整形され、第３図（Ｂ）に示すよう、
アナログ信号のλ毎にパルス信号として出力される。 従って、波形整形器８からのパルス信号のパルス数をカ
ウントすることによって、超音波信号の゛波長を１単位
どしてカウント数倍した距離をヘッドの移動量として検
出できる。 例えば、超音波信号の周波数が３６に１〜ＩＺであると
すると、常温大気中におけるその波長は１０ｍａｎであ
るので、１Ｑｍｍ毎のヘッド３の移動量に対し１個のパ
ルス信号を出力するりニヤエンコーダが得られる。 このように、本発明のりニヤエンコーダは、超音波発振
器１の超音波信号と、この超音波信号による超音波を受
波した受波器５からの超音波信号を位相比較し・て波形
整形し、ヘッド３の移動量に応じ超音波信号の波長を１
単位としてパルス信号を得るようにしたので、目盛とし
てのスリットや帯磁部材の省略が可能となって構造が簡
単で小形化される。 また、ヘッド３の移動量は超音波の波長が温度に依存す
るので、雰囲気中の温度の把握によって、検出誤差を正
確に補正することが可能となるし、位相比較器からのア
ナログ信号を任意に分割、内挿することが可能であるこ
とから任意の最小読取り距離を選択して検出精度を著し
く向上できる。 第４図は本発明の他の実施例を示すもので、レール４の
端部に送波器２および受波器５を配置するとともに、ヘ
ッド３に超音波反射面９を形成し、送波器２から発射さ
れた超音波をヘッド３の超音波反射面９で反射させて固
定した受波器５で受波するように構成したものである。 この実施例においては、超音波が反射されて送・受波器
１，５とヘッド３間を往復するので、ヘッド３のλ／２
の移動量毎に１個のパルス信号を出力することが可能と
なる。従って、超音波を複数回（ｎ）反射するように構
成すれば、λ／８毎にパルスを出力することが可能とな
って、検出精９一 度が更に向上する・ しかも、ヘッド３には受波器５を配置しないので、ヘッ
ド３から出力コードを引き回す必要がなくなってヘッド
３を単独で移動さ凹ることができる。そのため、ヘッド
３を長い距離移動させたり高速反復道させる場合に有用
である。 このように、上述した実施例においては、超音波の伝播
媒質として大気を用いる例を示したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、伝播媒質として固体を用いる
ことも可能である。 例えば、第５図に示すように、リヂウム・ナイオベート
等の単結晶やセラミック等の多結晶からなる基板１０の
主面端部に、電極指を交差させたすだれ状電極からなる
送波用トランスジコーサ（送波手段）１１および受波用
トランスジューサ（受波手段）１２を形成し、送波器ト
ランスジューサ１１で励振された弾性表面波の伝播路上
に被移動物体としての反射用ローラ１３を可動自在に配
置して構成される。なお、第５図中符号１４は弾性表面
波の吸収材である。 １０− この構成のりニヤエンコーダは、送波用トランスジコー
サ１１で励振された弾性表面波が基板１０主面を伝播し
て反則用ローラ１３で反則され、受波器１〜ランスジュ
ーサ１２で受波されて上）ホの第１図に示すにうに、増
幅器６で増幅された後、位相比較器７へ出力される。従
って、この構成においても、第４図に示す構成と同様に
、反射用ローラ１３が弾性表面波のλ／２移動する毎に
１個のパルスを出力するりニヤエンコーダとなる。 しかも固体を媒質に用いる場合には、高い周波数の弾１
１１表面波を伝播することが可能であるし、送・受波用
トランスジコーザ１１．１２を形成するすだれ状電極指
の幅および相互間隔を微細加工することにより、極めて
高い周波数の弾性表面波の励振、受信が可能である。例
えば、音速が３５００ｍ／ｓの場合、３５０ＭＨ２の波
長は１０μｍとなるので、反則用ローラ１３が５μｍ移
動する毎に１個のパルスが出力され、１／１０に内挿す
ると最少読取り距離が０．５μｍとなる。更に、ＧＨ２
帯の弾性表面波の使用も可能であり、１μｍ以下の波長
を１単位として反射用ローラ１３の移動量に応じた数の
パルスを出力できるので、検出精度を著しく向上するこ
とができる。 また、一般にリニヤエンコーダは、ヘッド３の移動方向
の正負を判別可能にする目的から、互いに９０’位相の
ずれたＡ相、Ｂ相と呼ばれるパルス出力を必要とする場
合がある。 第６図はそのＡ相およびＢ相のパルス信号の出力可能な
実施例を示すブリック図である。 すなわち、上述の第１図に示す４ｉｙ相比較器７を第１
の位相比較器とし、更に第２の位相比較器１５および入
力信号の位相を９０’ずらせる位相器１６を用いたもの
であり、増幅回路６を第１および第２の位相比較器７．
１５に接続し、超音波発振器１を第１の位相比較器７と
位相器１６を介して第２の位相比較器１５へ接続すると
ともに、各々の位相比較器７，１５に示ずような波形整
形器８．１７を接続して構成されている。 ここで例えば、位相器１６を介して９０°ずらされた超
音波発振器１からの超音波信号と増幅回路６からの超音
波信号との入力された第２の位相比較器１５の出力信号
をＢ相とし、位相器１６を通さない超音波信号と増幅回
路６からの超音波信号の入力された第１の位相比較器７
の出力信号をＡ相とする。すると本発明のりニヤエンコ
ーダは、送・受波器２，５間の距離！が、５＝ｎλ（ｎ
は整数）の場合、波形整形前のＡ相の信号は最大となり
、波形整形前の８相の信号はその１／２の振幅となる。 つまり、Ａ相とＢ相は９００位相がずれたものとなり、
その進み遅れの関係はヘッド３の移動方向によって逆転
するので、ヘッド３の移動方向を判別することが可能と
なる。 なお、−ヒ）ホした各実施例において、被移動物体の移
動量に応じた数のパルス信号を出ノ〕するパルス出力手
段として位相比較器７，１５、波形整形器８．１７や位
相器１６等によって構成したが、本発明にあっては、受
波手段からの超音波信号と超音波発振手段からの超音波
信号とを位相比較し、超音波発振手段からの超音波信号
の波長を１単位としてパルス信号を出力する手段を用い
れば、本−１３＝ 発明の目的達成が可能である。 更にまた、本発明は、超音波や弾性表面波に限らず、変
調レーザ光やマイクロ波等、指向性を伴なって発射可能
であるとともに、位相比較も容易な交番信号を利用する
ことが可能であって、−上述した実施例における超音波
とは周波数の高いものまで含むものである。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明のりニヤエンコーダの一実施例を示すブ
ロック図、第２図は第１図に示η−送・受波手段の概略
を示す正面図、第３図は第１図に示す検出手段における
波形図、第４図および第５図は本発明のりニヤエンコー
ダの他の実施例における送・受波手段の概略を示す正面
図および斜視図、第６図は本発明のりニヤエンコーダの
更に他の実施例を示すブロック図である。 １・・・・・・・・・・・・超音波発振手段（超音波発
振器）２・・・・・・・・・・・・送波手段（送波器）
３・・・・・・・・・・・・被移動物体（ヘッド）５・
・・・・・・・・・・・受波手段（受波器）＝１４− ７．１５・・・パルス出力手段（位相比較器）８，１７
・・・パルス出力手段（波形整形器〉特許出願人 立石電機株式会礼 １５−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ＫＮ音波信号を発４Ｉ？ｌ’　８超音波発振手
   段と、この超音波発振手段り目らの超音波を被移動物体
   へ向りて発ｑ・１する固定された送波手段と、少なくと
   も前記被移動物体に到達した超音波を受波して超音波信
   ′；３を出力する受波手段と、この受波手段からの超音
   波信号と前記超音波発振手段からの超音波信号とを位相
   比較し、Ｍｔ記超超音波発振手段らの超音波信号の波長
   を１単位とじで１ｉＦＩ記被移動物体の移動量に応じた
   数のパルス信号を出力するパルス出力手段とを具備して
   なることを特徴どするリニヤエンコーダ。