JPS6052714A - インクリメンタル式エンコ−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】 （技術分野） 本発明は、インクリメンタル式エンコーダに関する。殊
に、本発明はインクリメンタル式エンコーダの基準位置
設定装置に関する。

（従来技術） インクリメンタル式エンコーダは、２つの相対的に変位
可能な部材、すなわち主スリツト板と副スリツト板とを
有し、主スリツト板には両板の相対的変位方向に一定ピ
ッチで規則的に主スリツト格子が形成され、副スリツト
板には主スリツト格子と同一ピンチの２個の副スリツト
格子が互にＡピッチの位相差で、かつ主スリツト格子と
重なるように形成されている。主、副スリツト板が基準
位置から相対的に変位するときに生じる主、副スリツト
格子の重なりの変化に応じて変化する２つの変位信号を
発生させるために、変位信号発生手段が設けられ、この
変位信号発生手段からの変位信号がパルス形成部におい
て計数用パルスに変換され、このパルスの計数により基
準位置からの主、副スリツト板の相対的変位が測定され
る。副スリツト板に２つの副スリツト格子を形成する理
由は、正、副スリツト板の相対的変位の方向を判別する
ためと、計数用パルス数を高めて高分解能を有るためで
あり、２つの副スリツト格子を２ピンチの位相差で配置
すれば、これら副スリツト格子により得られる変位信号
をそれぞれ矩形波に整形し、その矩形波の立ち上りおよ
び立ち下りに立ち上り点を有するパルスを形成すること
により、高ピツチの計数用パルスを得ることができる。

このように、インクリメンタル式エンコーダは、基準位
置からの相対的変位をその変位に対応するパルス数とし
て計数するものであるから、針数の始点となる基準位置
の設定が必要である。そして、この基準位置を定める信
号は、両スリット板の正逆両方向の相対的変位に対し同
一基準位置を示すためには、その巾が計数パルスのピッ
チ内で、しかもその位置は隣り合う２つの計数パルスの
間に入るようでなければならない。

従来は、この基準位置の設定のために、主スリツト板に
は主基準スリットを、副スリツト板には基準位置で主基
準スリットに重なる副基準スリットをそれぞれ設け、こ
れら基準スリットの重なり状態に応じた基準信号を得て
、この基準信号を所定のレベルの電圧と比較して所要タ
イミングの基準位置信号を得ている。

（従来技術の問題点） 従来のインクリメンタル式エンコーダの上述した基準位
置設定装置では、前述のように基準位置信号は、計数パ
ルスのピンチより小さい中でなければならないので、基
準スリット格子の巾は小さく制限され、透過光量が小さ
くなる。したがって、基準位置の検出が困難になり、誤
作動を生ずることがある。

（発明の目的） 本発明は、高レベルで基準信号の検出が可能であり、基
準値設定のための信号処理が容易なインクリメンタル式
エンコーダを提供することを目的とする。

（発明の構成） 上記の目的を達成するため、本発明は、主スリツト格子
を有する主スリツト板と、前記主スリツト板に対し前記
主スリツト格子の配列方向に相対的に可動で、副スリツ
ト格子を有する副スリツト板と、前記主スリツト板と副
スリツト板との基準位置からの相対的変位を検出して変
位信号を発生する信号検出手段と、前記変位信号から前
記相対的変位に応じたパルスを形成するパルス形成部と
、前記変位パルスの計数により前記相対的変位量を知る
計数部とを有するインクリメンタル式エンコーダにおい
て、前記両スリット板には基準位置において互に重なる
基準スリット格子が形成され、前記基準スリット格子の
重なり状態に応じた基準信号を発生ずる基準信号発生手
段と、前記基準信号とあらかじめ設定した設定値とから
基準値設定信号を発生する基準値設定信号発生手段とが
設けられ、前記計数部は前記基準値設定信号に応じて基
準値を設定するようになったことを特徴とする基準値設
定信号発生手段は、基準信号のたとえば中央位置を検出
して基準値設定信号を発生するように機能する。たとえ
ば、基準信号を一定ピンチのパルスに変換し、そのパル
ス数をカウントしながら、カウント値があらかじめ設定
した設定値になったとき、その位置を基準位置と判定す
ればよい。

副スリツト板にＡピッチだけ互に変位した２つの副スリ
・ノド格子を設けることにより２つの変位信号を発生す
るようにし、パルス形成部として、２つの変位信号に基
づきＡピッチ位相差の２つの矩形波信号を形成し、その
矩形波信号の立上りおよび立下りに立上り点を有する一
定ピンチの計数用パルスを形成するものは公知であり、
本発明においてもこのようなパルス形成の方式を採用す
ることが望ましく、また計数用パルスと同ピツチで高レ
ベル区間と低レベル区間とが同じ巾の内挿信号を用いる
ことにより、計数パルスのピッチの％の精度の計数を可
能にするばあいには、この内挿信号と基準信号との論理
積をとることにより基準信号のｒｐに含まれる内挿信号
を選び、その数をカウントして、カウント値が設定値と
同になったとき、基準値設定信号を発生するようにすれ
ばよい。

なお、本発明においては、スリット格子は、光学的スリ
ットはもち論、磁気的あるいはその他のスリットもすべ
て含むものである。

（発明の効果） 本発明は、上述したように、基準信号とあらかじめ設定
した設定値とから基準値設定信号を得るようにしている
ので、基準信号のみに基準値設定を行なうばあいのよう
に基準信号の巾を制限する必要がなく、したがって高レ
ベルの基準信号を得ることができるので、信号処理も容
易で、誤動作の恐れもなくなる。

（実施例の説明） 応用例の説明 第１図は本発明のインクリメンタル式エンコーダを使用
したトランシフトを示す斜視図である。

トランシソ１−は、規準望遠鏡ｌと、規準望遠鏡１を回
動自在に支持する支柱２ａ、２ｂを有する托架部２と、
托架部２を鉛直図わりに回動自在に支持する基盤３とか
ら構成されており、托架部２と基盤３の間には水平分度
読取用の光電式エンコーダ４が内蔵されている。このエ
ンコーダ４は、基盤部３に固定された主スリツト板４ａ
と、托架部２に固定されて托架部２と共に回動する副ス
リツト板４ｂと、これら主スリツト板４ａと副スリツト
板４ｂとを照明するための発光部４ｃと、その照明光を
受光する受光部４ｄとから構成される。

主スリツト板４ａは、一定ピツチで規則的に形成された
主スリツト格子１４ａを有し、また副スリツト板４ｂは
、主スリツト格子１４ａと同一ピンチの２つの副スリツ
ト格子１４ｂ、２４ｂを有する。これら主スリツト格子
１４ａおよび副スリツト格子１４ｂ、２４ｂは従来から
周知の構成のもので基盤部３に対する托架部２の回転角
を検出するように作用する。このため、支柱２ａには、
エンコーダ４からの読取信号を演算処理して角度値にす
るための信号処理部６と、該信号処理部６からの角度値
を水平分度角としてデジタル表示する表示器７が配置さ
れている。

支柱２ｂには規準望遠鏡１の回動量がら高低角度を読取
るためのエンコーダ５が取付けられている。該エンコー
ダ５は、規準望遠鏡ｌの回転軸（図示せず）に取付けら
れ該望遠鏡１とともに回転する主スリツト板５ａと支柱
２ｂに固定された副スリツト板５ｂとを有し、主スリツ
ト板５ａには一定ピッチで規則的に主スリツト格子１’
５ａが形成され、副スリツト板５ｂには、主スリツト格
子１５ａと同一ピッチで２つの副スリツト格子１５ｂ、
２５ｂが形成されている。副スリツト格子１５ｂ、２５
ｂは主スリツト格子１５ａと重なるように配置されるも
のであり、互に２ピンチの位相差で形成される。

第２図に示すように、主スリツト板５ａには主基準スリ
ット格子３５ａが主スリツト格子１５ａと並んで形成さ
れ、副スリツト板５ｂには、基準位置で主基準スリット
格子３５ａと重なる位置に副基準スリット格子３５ｂが
形成されている。本例においては、各スリット格子は不
透明部に形成された透明スリットからなる光学的スリッ
トであリ、主スリツト格子１５ａと副スリツト格子１５
ｂとの重なりを読取り０°信号を発生するための光源部
１５ｃおよび受光部１５ｄと、主スリツト格子１５ａと
副スリツト格子２５ｂとの重なりを読取り９０°信号を
発生するための光源部２５ｃおよび受光部２５ｄと、主
、副基準スリント格子３５ａ、３５ｂの重なりを読取り
基準信号を発生するための光源部３５ｃおよび受光部３
５ｄが設けられている。信号処理部６は、エンコーダ５
からの信号を演算処理して高低分度角読取値を得るため
の高低分度角演算回路を有し、その演算結果は表示器７
に表示される。

演算回路 第３図は高低分度角演算回路を示すもので、この回路は
変位検出部１００と、基準信号形成部２００とからなる
。

変位検出部１００ 変位検出部１００は、受光部１５ｄ、２５ｄがらの信号
をそれぞれ受けるための増巾器１１０．１２０を有する
。受光部１５ｄ、２５ｄは、規準望遠鏡１が水平位置す
なわち基準位置がら上方に動かされたとき、その動きに
伴なって第４図＋１）に示すような０°信号と同図（２
）に示すような９０’信号を発生する。望遠鏡１が反対
方向に動かされるときは、これら信号の位相関係が逆に
なる。これら信号は、増巾器１１０，１２０により増巾
され、それぞれ矩形波変換器１３０，１４０に入力され
る。矩形波変換器１３０，１４０ば０°信号および９０
°信号をそれぞれ第４図（４１（５１に示す矩形波に変
換するもので、変換器１３０，１４０＜７）出力はとも
にパルス発生器１５０および方向弁別回路１６０に入力
される。パルス発生器１５０は、その入力矩形波の立上
りおよび立下りに応じてパルスを発生するもので、その
出方波形は第４図（６）に示すような等間隔パルスとな
る。方向弁別回路１６０は、２つの入力矩形波の位相関
係から変位方向を弁別し、正転または逆転を示す信号を
発生する。パルス発生器１５０および方向弁別回路１６
０の出力は共に第１計数器１７０に入力され、第１計数
器１７０は、方向弁別回路１６０の出力に従って、パル
ス発生器１５０の出力パルスの増減計数を行う。この第
１針数器１７０の出力は演算器１８０に与えられて演算
結果が表示器７に表示される。

基準信号形成部２００ 基準信号形成部２００は、パルス計数部１００の増巾器
１１０．１２０からのＯ°倍信号よび９０°信号を受け
る移相器２１０を有する。移相器２１０は入力信号の位
相を４５°だけ遅らすように作用し、４５°信号および
１３５°信号を形成する。これらの信号はそれぞれ矩形
波変換器２２０．２３０に入力されて第４図（７）　（
８１に示すような矩形波となり、内挿信号形成器２４０
に与えられる。内挿信号形成器２４０には変位検出部１
００の矩形波変換器１３０．１４０の出力も入力される
。該内挿信号形成器２４０は、第５図に示すように２個
の並列に配置されたエクスクル−シブＯＲ回路２４２．
２４４と、これらエクスクル−シブＯＲ回路２４２．２
４４の出力を入力とするＮＯＲ回路２４６とから構成さ
れ、エクスクル−シブＯＲ回路２４２には０゛信号と４
５°信号が入力されてそれらの排他的論理和が得られ、
エクスクル−シブＯＲ回路２４４には、９０°信号と１
３５°信号が入力されてそれらの排他的論理和が得られ
、これら２つの論理和が、ＮＯＲ回路２４６により論理
和否定処理を施されて第４図（９）に示すように高レベ
ル区間と低レベル区間が同一中の矩形波が形成され、こ
の矩形波が内挿信号となる。この内挿信号形成器２４０
の出力は演算器１８０及びＡＮＤ回路２５０に入力され
る。

さらに、基準値設定信号形成部２００は、受光部３５ｄ
からの信号を入力とする増巾器２６０を有する。受光部
３５ｄは、望遠鏡１が水平の基準位置にあるとき高くな
る第４図（３）に示すような比較的広中の基準信号を発
生し、その基準信号が増１ｊ器２６０により増巾される
。この増巾器２６０の出力は矩形波変換器２７０により
第４図ａ［相］に示°す矩形波に変換されてＡＮＤ回路
２５０に入力される。ＡＮＤ回路２５０は、内挿信号形
成器２４０の出力と矩形波変換器２７０の出力との論理
積として第４図ＯＯに示す基準位置信号を発生する。

該ＡＮＤ回路２５０の出力は第２計数部２８０に与えら
れる。計数部２８０の出力である計数値は比較器２９０
に入力される。比ｖｉ器２９０には置数器３００から設
定値信号が入力され、計数部２８０からの計数値が設定
値になったとき、基準値設定信号を発生し、その信号は
第１計数器１７０に与えられる。置数器３００には、Ａ
ＮＤ回路２５０の出力である第４図θ１）に示すパルス
列の中間までの数をあらかじめ設定しておく。なお、第
２計数部２８０には、演算器１８０からの信号も与えら
れる。

１−肱 作動にあたっては、上向きの高度角を測定するばあいに
は、規準望遠鏡１を、水平基準位置より下方から該基準
位置を横切って上向きに動かして目標を規準する位置で
止める。この過程において、規準望遠鏡１が水平基準位
置を通過したとき、受光部３５ｄには第４図（３）に示
す基準信号が発生する。この基準信号は、基準値信号形
成部２００において第４図（至）に示す基準位置信号に
変換されたのち、同図（９）に示す内挿信号との論理積
により同図ＩＪＩ）に示すパルス列となり、第２計数部
２８０に入力される。第２計数部２８０はその計数値を
比較部２９０に与え、比較部２９０は、第２計数部２８
０からの計数値を置数器３００からの設定値と比較して
、計数値が設定値と等しくなったとき、基準値設定信号
を発生する。この基準値設定信号は、第１計数器１７０
に入力され、第１計数器１７０は、基準値設定信号を受
けたときに計数値零をリセットしてパルス発生器１５０
からのパルスの計数を開始する。なお、第２計数部２８
０の計数値は、第１計数器１７０の計数開始後に、演算
器１８０からの信号によりクリアされる。第１針数器１
７０の入力は、第４図（６）に示すような主スリット（
各子１５ａの２ピツチに相当するピッチの計数パルスで
あり、このパルスが第１計数器１７０によりカウントさ
れて、その結果が演算器１８０に入力される。演算器１
８０には、第４図（９）に示すような内挿信号が内挿信
号形成器２４０から入力され、変位が正転方向のばあい
に内挿信号がハイレベルであれば第１針数器１７０の計
数値に変化はなく、ローレベルのばあいには０．５が加
えられる。変位が逆転方向であれば、その逆の処理が行
なわれる。このように内挿信号を用いることにより、計
数パルスの〃ピッチごとの表示が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクリメンタル式エンコーダを用い
たディジクルトランシットの概略斜視図、第２図（ａ）
はエンコーダの主スリ・ノド板を示す図、第２図（ｂ）
は副スリツト板を示す図、第３図は信号処理回路を示す
ブロック図、第４図は信号処理回路内の信号波形を示す
図、第５図は内挿信号形成器の一例を示す図である。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主スリツト格子を有する主スリツト板と、前記主スリツ
   ト板に対し前記主スリツト格子の配列方向に相対的に可
   動で、副スリツト格子を有する副スリツト板と、前記主
   スリツト板と副スリツト板との基準位置からの相対的変
   位を検出して変位信号を発生する信号検出手段と、前記
   変位信号から前記相対的変位に応じたパルスを形成する
   パルス形成部と、前記変位パルスの計数により前記相対
   的変位量を知る計数部とを有するインクリメンタル式エ
   ンコーダにおいて、前記両スリット板には基準位置にお
   いて互に重なる基準スリット格子が形成され、前記基準
   スリット格子の重なり状態に応じた基準信号を発生する
   基準信号発生手段と、前記基準信号とあらかじめ設定し
   た設定値とから基準値設定信号を発生する基準値設定信
   号発生手段とが設けられ、前記計数部は前記基準値設定
   信号に応じて基準値を設定するようになったことを特徴
   とするインクリメンタル式エンコーダ。