JPS59211822A - 変位変換器 - Google Patents
変位変換器Info
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- JPS59211822A JPS59211822A JP8639183A JP8639183A JPS59211822A JP S59211822 A JPS59211822 A JP S59211822A JP 8639183 A JP8639183 A JP 8639183A JP 8639183 A JP8639183 A JP 8639183A JP S59211822 A JPS59211822 A JP S59211822A
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-
- 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
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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
本発明は、光を利用して機械的な変位を検出する変位変
換器に関するものである。更に詳しくは、本発明は、所
定ピッチで配列する複数個の透光スリットが形成された
コード板と位相板、このコード板の透光スリットを介し
て投受光を行なう光源及び受光素子とを含む光学式の変
位変換器′に関するものである。 このような変位変換器の一種に、円板の円周方向に沿っ
て等間隔に複数の透光部が形成されたコード体と、コー
ド体の透光部に対して位相が９０度ずつずれて重なるよ
５に少なくとも２個の透光部が形成されコード体に対し
て相対的に回転可能に配置されたコード片と、これら重
なり合う透光部を介して投受光を行うようにコード片の
各透光部に対向固定配置された少なくとも２組の発光、
受光素子組を用いたロータリーエンコーダがある。 第１図は、このような装置の具体例を示す構成説明図で
あって、１はコード体、２はコード片、３は発光素子、
４は受光素子である。コード体１の円周方向には等間隔
に複数の透光部が形成されている。コード片２には、４
群の透光部群２１〜２４がコード体１の透光部に対して
位相が９０度ずつずれて重なるようにして形成されてい
る。なお、コード片２の各透光部群２１〜２４は、コー
ド体１の透光部と等しい間隔で形成された複数個（第１
図では３個）の透光部で構成されている。発光素子３は
、コード片２の各透光部群２．〜２４を個別＋ｃ照射す
るように４個設けられている。受光素子４は、コード片
２の各透光部群２．〜２４及びコード体１の透光部を通
過する発光素子３１〜３４の出力光を個別に検出するよ
うに４個設げられている。ここで、コード体１とコード
片２は相対的に回転可能に配置され、コード片２と発光
素子３及び受光素子４はコード片２の各透光部群２１〜
２４を介して対向するように固定配置されている。 ところで、従来、このような装置を用いて回転量を検出
するのにあたっては、４個の発光素子６１〜３４を同時
圧点灯駆動して各受光素子４１〜４４の出力信号を論理
回路でデジタル的に並列処理することが行われていた。 しかし、このような従来の構成によれば、コード体１及
びコード片２に形成されている透光部の間隔よりも細か
い分解能を得ることは困難であり、受光素子４の応答速
度よりも速い応答性を得ることは困難である。 例えば、受光素子４としてフォトトランジスタを用いた
、現在市販され
換器に関するものである。更に詳しくは、本発明は、所
定ピッチで配列する複数個の透光スリットが形成された
コード板と位相板、このコード板の透光スリットを介し
て投受光を行なう光源及び受光素子とを含む光学式の変
位変換器′に関するものである。 このような変位変換器の一種に、円板の円周方向に沿っ
て等間隔に複数の透光部が形成されたコード体と、コー
ド体の透光部に対して位相が９０度ずつずれて重なるよ
５に少なくとも２個の透光部が形成されコード体に対し
て相対的に回転可能に配置されたコード片と、これら重
なり合う透光部を介して投受光を行うようにコード片の
各透光部に対向固定配置された少なくとも２組の発光、
受光素子組を用いたロータリーエンコーダがある。 第１図は、このような装置の具体例を示す構成説明図で
あって、１はコード体、２はコード片、３は発光素子、
４は受光素子である。コード体１の円周方向には等間隔
に複数の透光部が形成されている。コード片２には、４
群の透光部群２１〜２４がコード体１の透光部に対して
位相が９０度ずつずれて重なるようにして形成されてい
る。なお、コード片２の各透光部群２１〜２４は、コー
ド体１の透光部と等しい間隔で形成された複数個（第１
図では３個）の透光部で構成されている。発光素子３は
、コード片２の各透光部群２．〜２４を個別＋ｃ照射す
るように４個設けられている。受光素子４は、コード片
２の各透光部群２．〜２４及びコード体１の透光部を通
過する発光素子３１〜３４の出力光を個別に検出するよ
うに４個設げられている。ここで、コード体１とコード
片２は相対的に回転可能に配置され、コード片２と発光
素子３及び受光素子４はコード片２の各透光部群２１〜
２４を介して対向するように固定配置されている。 ところで、従来、このような装置を用いて回転量を検出
するのにあたっては、４個の発光素子６１〜３４を同時
圧点灯駆動して各受光素子４１〜４４の出力信号を論理
回路でデジタル的に並列処理することが行われていた。 しかし、このような従来の構成によれば、コード体１及
びコード片２に形成されている透光部の間隔よりも細か
い分解能を得ることは困難であり、受光素子４の応答速
度よりも速い応答性を得ることは困難である。 例えば、受光素子４としてフォトトランジスタを用いた
、現在市販され
【いるエンコーダでは応答周波数の上限
は約５０ ｋＨｚであり、１回転当たり１０００パルス
を生じるようなコード体１及びコード片２を毎分６００
０回転するような直流モータと組み合わせると周波数は
１００ｋＨｚとなり、十分に検出することができない。 また、小型のエンコーダで１回転当たり５００パルス以
上を生じるようなコード体１及びコード片２は高度の加
工技術が必要であり、高価になる。 本発明は、このような従来の欠点を解決したものである
。 また、従来の構成によれば、複数個の発光素子と複数個
の受光素子を用いるものであるために、光強度のバラツ
キや、受光感度のバラツキ等が問題になる。 本発明は、このような従来の欠点をも解決したものであ
る。 本発明に係る装置においては、透光スリットを通った光
を受光する受光素子として、複数分割したフォトダイオ
ードを使用するとともに１このフォトダイオード上九所
定ピッチで配列する透光スリットを有する位相板を設置
した点に構成上、の特徴がある。 第２図は本発明に係る装置の一例を示す構成説明図であ
る。この図において、１はコード体、１１はこのコード
体に所定ピッチで円周方向に複数個配列する透光スリッ
ト、３は光源、３０は光源６からの光ビームを平行ビー
ム忙するためのレンズ、４は透光スリット１１を通った
光源３からの光（スリット像）を受光するイメージセン
ナで、ここでは動作を簡単に説明する都合上、４分割し
たフォトダイオード４１ 、４２．４３．４４と、この
フォトダイオード上に所定ピッチで配列するスリット孔
を有する位相板２を設置したものを示す。ＳＶｉ’１
＊ ＳＷ２＋ＳＷ３． ＳＷ４は、４分割した各フォト
ダイオード４１〜４４からの信号を一定のタイミングで
、順次取り出すスイッチである。５は各スイッチＳＷ１
〜ＳＷ４を介して印加されるイメージセンサ４からの信
号を増巾する増巾器、６は増巾器５からの出力信号の基
本波成分を抽出するバンドパスフィルタである。 第５図は、位相板２に設けた透光スリット２１゜２２、
２３．２４と、４分割したフォトダイオード４１〜４４
の配列関係を示す図である。この図に示すよ５１Ｃ。 透光スリット２１．２２．２３．２４ （実線で示す）
の配列ピッチは、４分割フォトダイオード４１．４２．
４３．４４（破線で示す）の配列ピッチと等しく、また
、コード体１に設けられた透光スリット（斜線で示す）
１１の配列ピッチＰに対して５／４Ｐとなるよう形成さ
れている。なお、各スリット孔２１〜２４のスリット巾
はここでは勢にしである。 このように構成した装置の動作を、次に第４回動作波形
図を参照しながら説明する。 光源３からの光は、レンズ５０で平行ビームとなり、コ
ード板１の透光スリット１１及び位相板２の透光スリッ
ト２１〜２４を通過し、４分割フォトダイオード４１〜
４４上に透光スリット１１の像を結像させる。４分割フ
ォトダイオード４１〜４４において、各スイッチＳＷＩ
〜ＳＷ４は第４図ｆ、）〜ｆｄ）に示すようなタイミン
グで順次オン、オフ（オ／時間なＴとする）し、各フォ
トダイオード４１〜４４からの信号を順次取り出す。増
巾器５はこの信号を増巾する。この結果、増ｌ】器５の
出力信号ｅ５は、第４図（ｅ）に示すように、各スイッ
チＳＷ１〜ＳＷ４がオンとなる時間ごとに大きさが階段
状に変化する階段波形となる。 このような階段波信号ｅ５を、バンドパスフィルタ６に
加えると、第４図（ｆｌに示すような正弦波信号ｅ６が
得られる。この正弦波信号ｅ６の基本波周波数は、各ス
イッチｓＷ１〜ＳＷ４を順次駆動するくり返し周波数に
一致する。ここで、コード体１が測定すべき変位に応じ
て回転すると、各フォトダイオード４１〜４４上に結像
する像が移動し、バンドパスフィルタ６から得られる正
弦波信号ｅ６の位相が、像の移動量、すなわち、コード
体の変位に応じて、例えば破線に示すようにΦだげシフ
トする。コード体１が、透光スリット１１の配列ピッチ
の１ピッチＰ分だけ回転すると、正弦波信号ｅ６の位相
シフト量は２にとなる。 したがって、この位相のシフト、ｔΦを測定することに
よって、コード体１に形成された透光スリット１１の配
列ピッチ２以内の回転角度を求めることができる。 第５図は、このような位相ソフト量測定回路の一例を示
す構成ブロック図である。この回路はバンドパスフィル
タ６から得られる正弦波信号ｅ６の位相を１００〜１０
００程度内挿する動作をなすものである。すなわち、正
弦波信号ｅ６を、帰還回路に’１ｐｒ（Ｎは分周比）分
周器７２を有したフェーズロ、り゛ドループ（ＰＬＬ）
７１に印加し、ここで８倍された信号ｆｇｉｇと、基
準クロック（この基準り四ツクはイメージセンサ４の駆
動信号として用いられる） ｆｃを同時パルス禁止回路
８を通した後、アップダウンカウンタ９に与えるように
したものである。 １）ＬＬ ７１で８倍された信号’ ｓｉｇの周波数が
ｆｃより高くなる方向（ｆｃ＋Δｆ）へコード体１が回
転すると、アップダウンカウンタ８はアップカウントさ
れ、また、ｆ ｓｉｇがｆｃより低くなる方向（ｆｃ＋
Δｆ）ヘコード体１が回転すると、ダウンカフ／卜する
。しり たがって、アップダウンカラン〆９の出力から、位相シ
フト員、すなわちコード体１０回転角を、例えば、分局
比を１０００とすれば１Ｐの十どいつた高い分解能で内
挿することかできる。 第６図及び第７図は、位相板２と４分割フォトダイオー
ド４１〜４４の他の配列関係を示す説明図である。 第６図の実施例においては、４分割７オトダイオード４
１〜４４を格子状に配列するとともに、位相板２に各フ
ォトダイオード４１〜４４に対応して設けるスリット孔
２１〜２４を、スリット孔２１と２２がヴ４、スリット
孔２１と２３が仏だげづれ、また、スリット孔２２と２
４が仏だげづれるようにしたもの、すなわち、スリット
孔２１．２２の配列ビクチは５Ｐ／４ 。 スリット孔２５．２４の配列ピッチは７Ｐ／４となるよ
５にしたものである。 第７図の実施例においては、４分割フォトダイオード４
１〜４４を格子状に配列するととも釦、各フォトダイオ
ード４１〜４４上に複数個（ここでは２個）のスリット
孔が配列するようにしたものである。 すな′わち、フォトダイオード４１上には、２個のスリ
ット孔２１ａ、 ２１ｂ （スリット巾Ｐ／２．スリッ
ト孔２１ａ、 ２１ｂの距離Ｐ）が、又、フォトダイオ
ード４２上には、スリット孔２２ａ、 ２２ｂ （スリ
ット孔２１ｂと２２ａの間隔ＳＰ／４）が設けられてい
る。又、フォトダイオード４３上にはスリット孔２５ａ
、 ２５ｂ （スリット孔２１ｍと２３ａの間隔Ｐ／２
）が、又、フォトダイオード４４上にはスリ、ト孔２４
ａ、 ２４ｂ （スリット孔２３ｂと２４ａの間＠ ７
Ｐ／４ ）がそれぞれ設けられている。 この実施例によれば、空間フィルタの選択性を向上させ
φことができ、ＳＺＮ比が向上する。 第８図は、イメージセンサ４において、各フォトダイオ
ードからの信号を取りパ出すスイッチ８県〜ＳＷ４の駆
動信号の他の例を示す波形図である。 コード体１に形成した透光スリット１１のスリット巾や
ピッチ等にバラツキが存在すると、イメージセンサから
得られる信号に２次高調波が重畳し−Ｃ＜る。第８図に
示すように複数個のスイッチ（ここでは２個）をオーバ
ラップさせる期間を設けて順次駆動することによって、
空間的２次高調波を打ち消すようにしたものである。 第２図に示した装置において、コード体１が偏心すると
測定誤差を生ずる。 第９図はこのような、コード体１の偏心による測定誤差
をなくするようにした、本発明の他の構成例を示す説明
図である。この図において、コード体１が実線に示すよ
うな位置から、破線に示すような位置（中心Ｐ１がｅだ
げ移動しＰ２にきた位置）に偏心したとすれば、誤差δ
はｅ／Ｈｇｉｎα（ただし、Ｒは透光スリットまでの半
径、αはイメージセンサ４ａと中心Ｐ１を結ぶ線と水平
線１＋とがなす角）で表わすことができ、この誤差δは
αに対して正弦波状に変化する。 それ故に、この実施例においては、２個のイメージセン
サ４ａ、４ｂを中心Ｐ１を介して１８ｏ０隔てた位置に
設置し、各イメージセンサ４ａ、４ｂからの各信号を加
算器５０で加算するようにしたものである。 この実施例によれば、コード体１が偏心しても、一方の
イメージセンサ４ａでは例えば位相が進み、他方のイメ
ージセンサ４ｂでは位相が遅れるように差動的に動作し
、偏心による誤差を打消すことができる。 なお、上記の各実施例ではいずれもロータリーエンコー
ダに適用することを想定したものであるが、直線変位形
にも適用できる。また、４分割フォトダイオードを用い
たが、分割する数は３以上の複数個であればよい。 以上説明したように、本発明によれば、イメージセンサ
は複数個に分割したフォトダイオード上に位相板を設備
して構成したもので、比較的簡単な構成で、高分解能、
高速応答性を有する変位変換器が実現できる。また、光
源の強度変化やイメージセンサを構成する素子の感度変
化等の彫響を受けない変位変換器が実現できる。
は約５０ ｋＨｚであり、１回転当たり１０００パルス
を生じるようなコード体１及びコード片２を毎分６００
０回転するような直流モータと組み合わせると周波数は
１００ｋＨｚとなり、十分に検出することができない。 また、小型のエンコーダで１回転当たり５００パルス以
上を生じるようなコード体１及びコード片２は高度の加
工技術が必要であり、高価になる。 本発明は、このような従来の欠点を解決したものである
。 また、従来の構成によれば、複数個の発光素子と複数個
の受光素子を用いるものであるために、光強度のバラツ
キや、受光感度のバラツキ等が問題になる。 本発明は、このような従来の欠点をも解決したものであ
る。 本発明に係る装置においては、透光スリットを通った光
を受光する受光素子として、複数分割したフォトダイオ
ードを使用するとともに１このフォトダイオード上九所
定ピッチで配列する透光スリットを有する位相板を設置
した点に構成上、の特徴がある。 第２図は本発明に係る装置の一例を示す構成説明図であ
る。この図において、１はコード体、１１はこのコード
体に所定ピッチで円周方向に複数個配列する透光スリッ
ト、３は光源、３０は光源６からの光ビームを平行ビー
ム忙するためのレンズ、４は透光スリット１１を通った
光源３からの光（スリット像）を受光するイメージセン
ナで、ここでは動作を簡単に説明する都合上、４分割し
たフォトダイオード４１ 、４２．４３．４４と、この
フォトダイオード上に所定ピッチで配列するスリット孔
を有する位相板２を設置したものを示す。ＳＶｉ’１
＊ ＳＷ２＋ＳＷ３． ＳＷ４は、４分割した各フォト
ダイオード４１〜４４からの信号を一定のタイミングで
、順次取り出すスイッチである。５は各スイッチＳＷ１
〜ＳＷ４を介して印加されるイメージセンサ４からの信
号を増巾する増巾器、６は増巾器５からの出力信号の基
本波成分を抽出するバンドパスフィルタである。 第５図は、位相板２に設けた透光スリット２１゜２２、
２３．２４と、４分割したフォトダイオード４１〜４４
の配列関係を示す図である。この図に示すよ５１Ｃ。 透光スリット２１．２２．２３．２４ （実線で示す）
の配列ピッチは、４分割フォトダイオード４１．４２．
４３．４４（破線で示す）の配列ピッチと等しく、また
、コード体１に設けられた透光スリット（斜線で示す）
１１の配列ピッチＰに対して５／４Ｐとなるよう形成さ
れている。なお、各スリット孔２１〜２４のスリット巾
はここでは勢にしである。 このように構成した装置の動作を、次に第４回動作波形
図を参照しながら説明する。 光源３からの光は、レンズ５０で平行ビームとなり、コ
ード板１の透光スリット１１及び位相板２の透光スリッ
ト２１〜２４を通過し、４分割フォトダイオード４１〜
４４上に透光スリット１１の像を結像させる。４分割フ
ォトダイオード４１〜４４において、各スイッチＳＷＩ
〜ＳＷ４は第４図ｆ、）〜ｆｄ）に示すようなタイミン
グで順次オン、オフ（オ／時間なＴとする）し、各フォ
トダイオード４１〜４４からの信号を順次取り出す。増
巾器５はこの信号を増巾する。この結果、増ｌ】器５の
出力信号ｅ５は、第４図（ｅ）に示すように、各スイッ
チＳＷ１〜ＳＷ４がオンとなる時間ごとに大きさが階段
状に変化する階段波形となる。 このような階段波信号ｅ５を、バンドパスフィルタ６に
加えると、第４図（ｆｌに示すような正弦波信号ｅ６が
得られる。この正弦波信号ｅ６の基本波周波数は、各ス
イッチｓＷ１〜ＳＷ４を順次駆動するくり返し周波数に
一致する。ここで、コード体１が測定すべき変位に応じ
て回転すると、各フォトダイオード４１〜４４上に結像
する像が移動し、バンドパスフィルタ６から得られる正
弦波信号ｅ６の位相が、像の移動量、すなわち、コード
体の変位に応じて、例えば破線に示すようにΦだげシフ
トする。コード体１が、透光スリット１１の配列ピッチ
の１ピッチＰ分だけ回転すると、正弦波信号ｅ６の位相
シフト量は２にとなる。 したがって、この位相のシフト、ｔΦを測定することに
よって、コード体１に形成された透光スリット１１の配
列ピッチ２以内の回転角度を求めることができる。 第５図は、このような位相ソフト量測定回路の一例を示
す構成ブロック図である。この回路はバンドパスフィル
タ６から得られる正弦波信号ｅ６の位相を１００〜１０
００程度内挿する動作をなすものである。すなわち、正
弦波信号ｅ６を、帰還回路に’１ｐｒ（Ｎは分周比）分
周器７２を有したフェーズロ、り゛ドループ（ＰＬＬ）
７１に印加し、ここで８倍された信号ｆｇｉｇと、基
準クロック（この基準り四ツクはイメージセンサ４の駆
動信号として用いられる） ｆｃを同時パルス禁止回路
８を通した後、アップダウンカウンタ９に与えるように
したものである。 １）ＬＬ ７１で８倍された信号’ ｓｉｇの周波数が
ｆｃより高くなる方向（ｆｃ＋Δｆ）へコード体１が回
転すると、アップダウンカウンタ８はアップカウントさ
れ、また、ｆ ｓｉｇがｆｃより低くなる方向（ｆｃ＋
Δｆ）ヘコード体１が回転すると、ダウンカフ／卜する
。しり たがって、アップダウンカラン〆９の出力から、位相シ
フト員、すなわちコード体１０回転角を、例えば、分局
比を１０００とすれば１Ｐの十どいつた高い分解能で内
挿することかできる。 第６図及び第７図は、位相板２と４分割フォトダイオー
ド４１〜４４の他の配列関係を示す説明図である。 第６図の実施例においては、４分割７オトダイオード４
１〜４４を格子状に配列するとともに、位相板２に各フ
ォトダイオード４１〜４４に対応して設けるスリット孔
２１〜２４を、スリット孔２１と２２がヴ４、スリット
孔２１と２３が仏だげづれ、また、スリット孔２２と２
４が仏だげづれるようにしたもの、すなわち、スリット
孔２１．２２の配列ビクチは５Ｐ／４ 。 スリット孔２５．２４の配列ピッチは７Ｐ／４となるよ
５にしたものである。 第７図の実施例においては、４分割フォトダイオード４
１〜４４を格子状に配列するととも釦、各フォトダイオ
ード４１〜４４上に複数個（ここでは２個）のスリット
孔が配列するようにしたものである。 すな′わち、フォトダイオード４１上には、２個のスリ
ット孔２１ａ、 ２１ｂ （スリット巾Ｐ／２．スリッ
ト孔２１ａ、 ２１ｂの距離Ｐ）が、又、フォトダイオ
ード４２上には、スリット孔２２ａ、 ２２ｂ （スリ
ット孔２１ｂと２２ａの間隔ＳＰ／４）が設けられてい
る。又、フォトダイオード４３上にはスリット孔２５ａ
、 ２５ｂ （スリット孔２１ｍと２３ａの間隔Ｐ／２
）が、又、フォトダイオード４４上にはスリ、ト孔２４
ａ、 ２４ｂ （スリット孔２３ｂと２４ａの間＠ ７
Ｐ／４ ）がそれぞれ設けられている。 この実施例によれば、空間フィルタの選択性を向上させ
φことができ、ＳＺＮ比が向上する。 第８図は、イメージセンサ４において、各フォトダイオ
ードからの信号を取りパ出すスイッチ８県〜ＳＷ４の駆
動信号の他の例を示す波形図である。 コード体１に形成した透光スリット１１のスリット巾や
ピッチ等にバラツキが存在すると、イメージセンサから
得られる信号に２次高調波が重畳し−Ｃ＜る。第８図に
示すように複数個のスイッチ（ここでは２個）をオーバ
ラップさせる期間を設けて順次駆動することによって、
空間的２次高調波を打ち消すようにしたものである。 第２図に示した装置において、コード体１が偏心すると
測定誤差を生ずる。 第９図はこのような、コード体１の偏心による測定誤差
をなくするようにした、本発明の他の構成例を示す説明
図である。この図において、コード体１が実線に示すよ
うな位置から、破線に示すような位置（中心Ｐ１がｅだ
げ移動しＰ２にきた位置）に偏心したとすれば、誤差δ
はｅ／Ｈｇｉｎα（ただし、Ｒは透光スリットまでの半
径、αはイメージセンサ４ａと中心Ｐ１を結ぶ線と水平
線１＋とがなす角）で表わすことができ、この誤差δは
αに対して正弦波状に変化する。 それ故に、この実施例においては、２個のイメージセン
サ４ａ、４ｂを中心Ｐ１を介して１８ｏ０隔てた位置に
設置し、各イメージセンサ４ａ、４ｂからの各信号を加
算器５０で加算するようにしたものである。 この実施例によれば、コード体１が偏心しても、一方の
イメージセンサ４ａでは例えば位相が進み、他方のイメ
ージセンサ４ｂでは位相が遅れるように差動的に動作し
、偏心による誤差を打消すことができる。 なお、上記の各実施例ではいずれもロータリーエンコー
ダに適用することを想定したものであるが、直線変位形
にも適用できる。また、４分割フォトダイオードを用い
たが、分割する数は３以上の複数個であればよい。 以上説明したように、本発明によれば、イメージセンサ
は複数個に分割したフォトダイオード上に位相板を設備
して構成したもので、比較的簡単な構成で、高分解能、
高速応答性を有する変位変換器が実現できる。また、光
源の強度変化やイメージセンサを構成する素子の感度変
化等の彫響を受けない変位変換器が実現できる。
第１図は従来装置の一例を示す構成説明図、第２図は本
発明に係る装置の一例を示す構成説明図、第６図は第２
図装置における位相板２の透光スリットと４分割フォト
ダイオードの配列関係を示す図、第４図は動作波形図、
第５図は位相シフト量測定回路の一例を示す構成ブロッ
ク図、第６図及び第７図は位相板２と４分割フォトダイ
オードの他の配列関係を示す説明図、第８図はイメージ
センサの他の駆動例を示す波形図、第９図は本発明装置
の他の構成例を示す説明図である。 １・・・コード体、１１・・・透光スリット、６・・・
光源、４・・・イメージセンサ、４１〜４４・・・４分
割フォトダイオード、ｓｗ１〜Ｓｗ４・・・スイッチ、
５・・・増巾器、６・・・バンドパスフィルタ。 ロ ｅつ 断 ０ＤＬ）Ｔ） ｃｉ）’＋−爪５図 児７圓 芦８図
発明に係る装置の一例を示す構成説明図、第６図は第２
図装置における位相板２の透光スリットと４分割フォト
ダイオードの配列関係を示す図、第４図は動作波形図、
第５図は位相シフト量測定回路の一例を示す構成ブロッ
ク図、第６図及び第７図は位相板２と４分割フォトダイ
オードの他の配列関係を示す説明図、第８図はイメージ
センサの他の駆動例を示す波形図、第９図は本発明装置
の他の構成例を示す説明図である。 １・・・コード体、１１・・・透光スリット、６・・・
光源、４・・・イメージセンサ、４１〜４４・・・４分
割フォトダイオード、ｓｗ１〜Ｓｗ４・・・スイッチ、
５・・・増巾器、６・・・バンドパスフィルタ。 ロ ｅつ 断 ０ＤＬ）Ｔ） ｃｉ）’＋−爪５図 児７圓 芦８図
Claims (3)
- （１）所定ピッチで配列する複数個の透光スリットが形
成されたコード板、このコード板の透光スリットに平行
な光を投射させる光源、複数分割したフォトダイオード
とこの各フォトダイオード上に設置され所定ピッチで配
列するスリット孔を有した位相板と各フォトダイオード
からの信号を順次取り出すスイッチ手段とで構成される
イメージセンサｚ１このイメージセンサから得られる信
号から基本波成分を抽出するバンドパスフィルタン、こ
のパンドパスフィルタノ出力信号と前記イメージセンサ
の駆動信゛号とを入力し前記基本波成分の位相シフト量
に基づいて前記コード体の変位を求める位相測定手段〉
を具備した変位変換器。 - （２） 各フォトダイオードからの信号を順次取り出
すスイッチのいくつかを、同時にオンとするようにし駆
動することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の変
位変換器。 - （３） 各フォトダイオード上に位置する位相板のス
リット孔を、複数個とするようにしたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の変位変換器。 ゛
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8639183A JPS59211822A (ja) | 1983-05-17 | 1983-05-17 | 変位変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8639183A JPS59211822A (ja) | 1983-05-17 | 1983-05-17 | 変位変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59211822A true JPS59211822A (ja) | 1984-11-30 |
| JPH0439603B2 JPH0439603B2 (ja) | 1992-06-30 |
Family
ID=13885570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8639183A Granted JPS59211822A (ja) | 1983-05-17 | 1983-05-17 | 変位変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59211822A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006071634A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Leica Geosystems Ag | 回転角を正確に測定する方法及び装置 |
| JP2006189449A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Agilent Technol Inc | 光学エンコーダ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5219127U (ja) * | 1975-07-29 | 1977-02-10 | ||
| JPS5597022U (ja) * | 1978-12-28 | 1980-07-05 | ||
| JPS57169612A (en) * | 1981-04-13 | 1982-10-19 | Tokyo Optical Co Ltd | Photoelectric encoder |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5219127B2 (ja) * | 1972-09-14 | 1977-05-26 |
-
1983
- 1983-05-17 JP JP8639183A patent/JPS59211822A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5219127U (ja) * | 1975-07-29 | 1977-02-10 | ||
| JPS5597022U (ja) * | 1978-12-28 | 1980-07-05 | ||
| JPS57169612A (en) * | 1981-04-13 | 1982-10-19 | Tokyo Optical Co Ltd | Photoelectric encoder |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006071634A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Leica Geosystems Ag | 回転角を正確に測定する方法及び装置 |
| JP2006189449A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Agilent Technol Inc | 光学エンコーダ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0439603B2 (ja) | 1992-06-30 |
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