JPS60230018A - 光電型エンコ−ダの基準位置検出装置 - Google Patents
光電型エンコ−ダの基準位置検出装置Info
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- JPS60230018A JPS60230018A JP59087434A JP8743484A JPS60230018A JP S60230018 A JPS60230018 A JP S60230018A JP 59087434 A JP59087434 A JP 59087434A JP 8743484 A JP8743484 A JP 8743484A JP S60230018 A JPS60230018 A JP S60230018A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 34
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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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
- G01D5/363—Direction discrimination
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】
荻敬氷裏
本発明はインクリメンタル方式の光電型エンコーダに用
いられる基準位置検出装置、特に相対移動する主スケー
ルとインデックススケールの両方に設けられた基準位置
検出用光学格子から得られる信号を利用して主スケール
上の基準位置を検出する基準位置検出装置の改良に関す
るものである。
いられる基準位置検出装置、特に相対移動する主スケー
ルとインデックススケールの両方に設けられた基準位置
検出用光学格子から得られる信号を利用して主スケール
上の基準位置を検出する基準位置検出装置の改良に関す
るものである。
鴛−薇技１および（９問題点
従来、光電型エンコーダの基準位置検出装置においては
、主スケールとインデックススケールの両方に同一のラ
ンダムパターンを配し、光学的手段によりこれらのパタ
ーンの重なりを検知して電１ 気信号番−変換したもの
を基準位置信号として利用する方法がとられてきた。し
かしながら、上述のようにして得られる電気信号は一定
の幅を持ったパルスとなるため、基準位置も一定の幅を
持つこととなり正確な位置決定を行なうことができない
という問題を有していた。
、主スケールとインデックススケールの両方に同一のラ
ンダムパターンを配し、光学的手段によりこれらのパタ
ーンの重なりを検知して電１ 気信号番−変換したもの
を基準位置信号として利用する方法がとられてきた。し
かしながら、上述のようにして得られる電気信号は一定
の幅を持ったパルスとなるため、基準位置も一定の幅を
持つこととなり正確な位置決定を行なうことができない
という問題を有していた。
即ち、第５図に示す如く基準位置検出信号１０１をある
一定レベルのレベル信号１０２でパルス化した時、パル
ス１０３はパルス幅Ｔを有する。このパルス幅Ｔを狭く
するためにはレベル信号１０２を高めれば良いわけであ
るが、光量の変化、ノイズの発生等により基準位置検出
信号１０１が変動するため、レベル信号１０２をあまり
高めるとパルス１０３を正確に得られない場合も出てく
るため、基準位置検出信号１０１の変動の影響を受けな
いある一定レベルに設定されることとなる。従って、パ
ルス１０３はパルス幅Ｔｔｉ−原理的に保有することと
なり。
一定レベルのレベル信号１０２でパルス化した時、パル
ス１０３はパルス幅Ｔを有する。このパルス幅Ｔを狭く
するためにはレベル信号１０２を高めれば良いわけであ
るが、光量の変化、ノイズの発生等により基準位置検出
信号１０１が変動するため、レベル信号１０２をあまり
高めるとパルス１０３を正確に得られない場合も出てく
るため、基準位置検出信号１０１の変動の影響を受けな
いある一定レベルに設定されることとなる。従って、パ
ルス１０３はパルス幅Ｔｔｉ−原理的に保有することと
なり。
主スケールに対してインデックススケールを右方向に移
動した時には基準位置信号１０４が、左方向に移動した
時には基準位置信号１０５が得られるが。
動した時には基準位置信号１０４が、左方向に移動した
時には基準位置信号１０５が得られるが。
これらの基準位置信号１０４と１０５とはパルス幅Ｔに
対応する時間の方向性誤差を持つこととなる。
対応する時間の方向性誤差を持つこととなる。
実用上このパルス幅Ｔは、主スケールとインデックスス
ケールの相対移動によって得られる正弦波状の信号をパ
ルス化したカウントパルス信号のパルス間隔以内であれ
ば、パルス１０３の発生中に出力されるカウントパルス
信号は１つだけであるから左右いずれの方向にインデッ
クススケールが移動した場合し；も問題は生じないが、
各処理回路の応答速度やエンコーダの分解能を高めるた
めにカウントパルスを内挿するような場合等を考慮する
と、パルス幅Ｔの許容範囲は非常に狭くなり、基準位置
検出用光学格子が高精度に加工されて）Ｎない１９合に
は正確な基準位置検出は望めなｔｌ。
ケールの相対移動によって得られる正弦波状の信号をパ
ルス化したカウントパルス信号のパルス間隔以内であれ
ば、パルス１０３の発生中に出力されるカウントパルス
信号は１つだけであるから左右いずれの方向にインデッ
クススケールが移動した場合し；も問題は生じないが、
各処理回路の応答速度やエンコーダの分解能を高めるた
めにカウントパルスを内挿するような場合等を考慮する
と、パルス幅Ｔの許容範囲は非常に狭くなり、基準位置
検出用光学格子が高精度に加工されて）Ｎない１９合に
は正確な基準位置検出は望めなｔｌ。
υ−−的
本発明は従来技術の問題点に着目してなされたものであ
り、一定のパルス幅を有する基準位置検出信号を積極的
に利用し、パルス幅の中で基準位置に対応するカウント
パルスの立」−りまたは立下りを検出して、この検出信
号を基準位置信号とする二とにより方向性誤差−１繰返
し誤差等がなく。
り、一定のパルス幅を有する基準位置検出信号を積極的
に利用し、パルス幅の中で基準位置に対応するカウント
パルスの立」−りまたは立下りを検出して、この検出信
号を基準位置信号とする二とにより方向性誤差−１繰返
し誤差等がなく。
ｙ６電型エンコーダを高分解能とすることのできる高精
度基準位置検出装置を提供することを目的とズー旅〕」 第１図は本発明一実施例の回路図、第２図は第１図に示
す回ｉ中の各部の出力波形図であり一点鎖線を挾んで左
側は主スケールに対してインデックススケールが右方向
に移動する場合、右側は左方向に移動する場合を示す。
度基準位置検出装置を提供することを目的とズー旅〕」 第１図は本発明一実施例の回路図、第２図は第１図に示
す回ｉ中の各部の出力波形図であり一点鎖線を挾んで左
側は主スケールに対してインデックススケールが右方向
に移動する場合、右側は左方向に移動する場合を示す。
第３図は第２図に示す波形を生じる主スケールと基準位
置検出光学格子及びインデックススケールと基準位置検
出光学格子の配置例を示す概略図である。
置検出光学格子及びインデックススケールと基準位置検
出光学格子の配置例を示す概略図である。
第３図示のようなパターンを介して、図示しないＬ Ｅ
Ｄ等の発光装置からの光を受光する受光素子Ｊ、１０
．１．１１．１１２の出力には夫々パルス化回路１１３
゜１１４、１１５が接続されており、パルス化回路１１
３はカウントパルス１０６を、パルス化回路１１４はカ
ウントパルス１０７を、パルス化回路１１５は基準位置
検出パルス１０３を夫々出力する。このうち、パルス北
回ｙＨｔ３及び１１４の出力であるカウントパルス１０
６と１０７は９０°の位相差を有しており、第３図示の
主スケール１２０に対するインデックススケール］しろ
と共に、カラン１−パルス１０７は分岐してその１：主
のものと反転されたものとがアナログスイッチ１１７に
入力される。前記方向弁別器１１６の出力は、前記アナ
ログノ、インデ１１．７及びカウンター１８に接続さ＃
１てＩＳす、アナログスイッチ１１７は方向弁別器１１
Ｇの出力によ−）て、主スケール１２０に対してインデ
ックススケール１．２１が右方向に移動する時には刀つ
ントバルス１０７をそのまま出力し、左方向に移動する
時にはカウントパルス１０７の反転されたＦノのを出力
する。パルス発生器１１９は、前記アナログスイッチ１
１７の出力と前記パルス化回路１１５の出力Ｃある基準
位置検出パルス１０３とを入力し、該括；碧位置検出パ
ルス１０３が発生している時のみカウントパルス１．０
７の立上りで基準位置信号１０８を前記カウンター１８
に出力する。従って、基準位置信号１０８は第２図示の
如くカウントパルス１０７のΔ印をイブした点でのみ発
生されることとなり、主ステ ケール１２０に対してインデックススケール１２１が左
右いずれの方向に移動する場合にも方向性誤差がなくな
る。この基準位置信号１０８は前記カラン々１１８をリ
セットする信号として用いられる。
Ｄ等の発光装置からの光を受光する受光素子Ｊ、１０
．１．１１．１１２の出力には夫々パルス化回路１１３
゜１１４、１１５が接続されており、パルス化回路１１
３はカウントパルス１０６を、パルス化回路１１４はカ
ウントパルス１０７を、パルス化回路１１５は基準位置
検出パルス１０３を夫々出力する。このうち、パルス北
回ｙＨｔ３及び１１４の出力であるカウントパルス１０
６と１０７は９０°の位相差を有しており、第３図示の
主スケール１２０に対するインデックススケール］しろ
と共に、カラン１−パルス１０７は分岐してその１：主
のものと反転されたものとがアナログスイッチ１１７に
入力される。前記方向弁別器１１６の出力は、前記アナ
ログノ、インデ１１．７及びカウンター１８に接続さ＃
１てＩＳす、アナログスイッチ１１７は方向弁別器１１
Ｇの出力によ−）て、主スケール１２０に対してインデ
ックススケール１．２１が右方向に移動する時には刀つ
ントバルス１０７をそのまま出力し、左方向に移動する
時にはカウントパルス１０７の反転されたＦノのを出力
する。パルス発生器１１９は、前記アナログスイッチ１
１７の出力と前記パルス化回路１１５の出力Ｃある基準
位置検出パルス１０３とを入力し、該括；碧位置検出パ
ルス１０３が発生している時のみカウントパルス１．０
７の立上りで基準位置信号１０８を前記カウンター１８
に出力する。従って、基準位置信号１０８は第２図示の
如くカウントパルス１０７のΔ印をイブした点でのみ発
生されることとなり、主ステ ケール１２０に対してインデックススケール１２１が左
右いずれの方向に移動する場合にも方向性誤差がなくな
る。この基準位置信号１０８は前記カラン々１１８をリ
セットする信号として用いられる。
尚、第３図示の如く主スケール１２０明部（斜線部分）
の片側と基準位置検出光学格子１２２の明部の中心が一
致するように主スケール板」二に配置し、インデックス
スケール１２１の明部の中心と基準位置検出光学格子１
２２の明部の中心が一致するようし；インデックススケ
ール板上に配置することにより、第２図に示す波形関係
が得られる。
の片側と基準位置検出光学格子１２２の明部の中心が一
致するように主スケール板」二に配置し、インデックス
スケール１２１の明部の中心と基準位置検出光学格子１
２２の明部の中心が一致するようし；インデックススケ
ール板上に配置することにより、第２図に示す波形関係
が得られる。
また、第５図に示す基準点検出信号１０１を得るために
従来は主スケールとインデックススケールに特殊なラン
ダムパターンを形成していたが、例えば主スケールが第
３図に示す主スケール１２０のような形状の場合、イン
デックススケールを第４図に示すように明部は主スケー
ル１２０と同一形状とし、暗部だけ階差級数列で間隔が
増加していくよう配置すれば簡ｍに最大出力と２１１目
の高出力の比が３＝１以上になる基準位置検出信号１０
１が得られる。このように最大出力が他の高出力に比し
てかなり大きくなるために一定レベル信号１０２の範囲
も広イかｌ】 ノイズ等に強い基準位置信号を得ること
ができる。
従来は主スケールとインデックススケールに特殊なラン
ダムパターンを形成していたが、例えば主スケールが第
３図に示す主スケール１２０のような形状の場合、イン
デックススケールを第４図に示すように明部は主スケー
ル１２０と同一形状とし、暗部だけ階差級数列で間隔が
増加していくよう配置すれば簡ｍに最大出力と２１１目
の高出力の比が３＝１以上になる基準位置検出信号１０
１が得られる。このように最大出力が他の高出力に比し
てかなり大きくなるために一定レベル信号１０２の範囲
も広イかｌ】 ノイズ等に強い基準位置信号を得ること
ができる。
塾−−−−米
以ＩＺのように、本発明によれば基準位置信号をパルス
化する際にパルス幅が生じたとしても、そのパルス幅の
中の一点で基準位置信号を発生させる二とができるので
方向性誤差、繰返し誤差等がなく、更にスケールに特殊
なランダムパターンを形成しなくても簡単なパターンに
より最高出力と２番目の高出力の差の大きい基準位置検
出信号を得ることができ、ノイズ等に強い高精度な基準
位置検出装置とすることができる。
化する際にパルス幅が生じたとしても、そのパルス幅の
中の一点で基準位置信号を発生させる二とができるので
方向性誤差、繰返し誤差等がなく、更にスケールに特殊
なランダムパターンを形成しなくても簡単なパターンに
より最高出力と２番目の高出力の差の大きい基準位置検
出信号を得ることができ、ノイズ等に強い高精度な基準
位置検出装置とすることができる。
第１図は本発明一実施例の回路図、第２図は第１図に示
す回路図中の要部の出力波形図であり一・点鎖線を挾ん
で左側は主スケールに対してインデー ツクススケール
が右方向に移動する場合、右側は左方向に移動する場合
を示す。第３図は第２図に示す波形を生じる主スケール
と基準位置検出光学格子の配置例を示す概略図、第４図
はインデックススケールのパターンの一例を示す図、第
５図は従来の基準位置検出装置における要部の出力波形
図である。 １０１：基準位置検出信号 １０３：基準位置検出パルス １０６．１０７ ：カウントパルレス １０８二基準位置信号 １１３：パルス化回路（第２のパルス発生手段）１１４
：パルス化回路（第３のパルス発生手段）１１５ ：パ
ルス化回路（第１のパルス発生手段）１１６二方向弁別
器 １１７：アナログスイッチ １１８：カウンタ １１９：パルス発生器（第４のパルス発生手段）特許出
願人 旭光学工業株式会社 第１図 箋２図 斗３め ｆ４面
す回路図中の要部の出力波形図であり一・点鎖線を挾ん
で左側は主スケールに対してインデー ツクススケール
が右方向に移動する場合、右側は左方向に移動する場合
を示す。第３図は第２図に示す波形を生じる主スケール
と基準位置検出光学格子の配置例を示す概略図、第４図
はインデックススケールのパターンの一例を示す図、第
５図は従来の基準位置検出装置における要部の出力波形
図である。 １０１：基準位置検出信号 １０３：基準位置検出パルス １０６．１０７ ：カウントパルレス １０８二基準位置信号 １１３：パルス化回路（第２のパルス発生手段）１１４
：パルス化回路（第３のパルス発生手段）１１５ ：パ
ルス化回路（第１のパルス発生手段）１１６二方向弁別
器 １１７：アナログスイッチ １１８：カウンタ １１９：パルス発生器（第４のパルス発生手段）特許出
願人 旭光学工業株式会社 第１図 箋２図 斗３め ｆ４面
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １一定間隔で明暗のパターンを形成し且つ該パターンの
明暗の比がｌ対ｌに構成された主スケールと、該主スケ
ールに対して平行に相対移動を行ない主スケールと同様
のパターンが形成されたインデックススケールと、該イ
ンデックススケールと前記主スケールの相対移動により
正弦波状の信号を取り出すための発光手段、受光手段と
を有するインクリメンタル方式の光電型エンコーダにお
いて、所望の位置で基準位置検出を行なうために前記主
スケールの所望の位置にランダムパターンを形成し前記
インデックススケールにも同様のランダムパターンを形
成゛して、基準位置検出信号を取り出す発光手段、受光
手段と。 前記基準位置検出信号から基準位置検出パルスを発生さ
せる第１のパルス発生手段と、前記正弦波ントパルスを
発生させる第２及び第３のパルス発生手段と、前記２つ
のカウントパルスを入力し前記主スケールに対する前記
インデックススケールの移動方向製弁別する方向弁別器
と、前記カウントパルスの一方をそのままと反転させた
状態とで入力し前記方向弁別器の出力に応じて入力パル
スのいずれか一方を出力するアナログスイッチと、該ア
ナログスイッチの出力であるカウントパルスと前記基準
位置検出パルスとを入力し該基準位置検出パルス発生中
の前記カウントパルスの立上りまたは立下りに応じてカ
ウンタをリセットする基準位置信号を発生させる第４の
パルス発生手段とを設けたことを特徴とする光電型エン
コーダの基準位置検出装置。 ２ 前記ランダムパターンは、前記主スケールにおいて
は一定間隔で明暗のパターンを形成し且つ該パターンの
明暗の比が１対ｌに構成され、前記インデックススケー
ルにおいては前記主スケールと同一形状の明部を形成し
且つ階差数列で間隔求の範囲第１項に記載の光電型エン
コーダの基準位置検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59087434A JPS60230018A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 光電型エンコ−ダの基準位置検出装置 |
| US06/709,590 US4678910A (en) | 1984-04-27 | 1985-03-08 | Reference position-detecting device for photoelectric encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59087434A JPS60230018A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 光電型エンコ−ダの基準位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60230018A true JPS60230018A (ja) | 1985-11-15 |
Family
ID=13914759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59087434A Pending JPS60230018A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 光電型エンコ−ダの基準位置検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4678910A (ja) |
| JP (1) | JPS60230018A (ja) |
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- 1984-04-27 JP JP59087434A patent/JPS60230018A/ja active Pending
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| JPS63208012A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-29 | Fuji Photo Optical Co Ltd | カメラ鏡胴の位置検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4678910A (en) | 1987-07-07 |
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