JP3481341B2 - 光電式アブソリュートエンコーダ - Google Patents
光電式アブソリュートエンコーダInfo
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Description
エンコーダに関し、特に消費電力を低減することができ
る光電式アブソリュートエンコーダに関する。
ンコーダのブロック図であり、図６において、符号板６
２にはアブソリュートパターンが形成され、光源６１の
光が符号板６２に照射されると、アブソリュートパター
ンの情報の透過光が検出器６３，６４にそれぞれ投影さ
れる。
気信号に変換し、その電気信号は信号処理回路６５，６
６にて信号処理され、ＣＰＵ６７へ出力される。ＣＰＵ
６７は信号処理回路６５，６６からの位置情報により演
算し、その結果を表示器６８に表示させる。
トパターンの最小読取単位の幅を小さくすると同時に、
アブソリュートパターンを読み取るための検出器６３の
幅も小さくしているので、アブソリュートパターン信号
のＳ／Ｎ比を大きくするために光源６１の光量を増加す
る必要があり、しかも常時光源６１を点灯して位置検出
するため消費電力が多くなるという問題があった。特に
測量機に用いられるエンコーダは、バッテリーから電力
供給を受けるため、電力消費が大きいと測量時間が制約
されるという問題があった。
開平６−１８２８３号公報で示されるような技術が提案
された。この提案技術は、図７に示すように、符号板７
２に形成されているインクリメンタルパターンを透過
（又は反射）した光を計数回路７９によってカウントす
ることでエンコーダの回転速度を検出し、回転速度が大
きい場合には、図８（ａ）に示すように、消灯時間間幅
Ｔ2を短くし、回転速度が小さい場合には、図８（ｂ）
に示すように、消灯時間間幅Ｔ2を長くすることで、光
源の点灯総時間が短縮され、電力消費量が低減されると
いう技術である。尚、符号７１は光源，符号７３及び７
４は検出器、符号７５及び７６は信号処理回路，符号７
７はＣＰＵ，符号７８は表示器，符号８０は時間間隔設
定回路である。
光源１の点灯総時間が短くなるものの、アブソリュート
パターンを精度よく検出するためには、輝度の大きい光
源が必要とされ、そのために消費電力の大きいＬＥＤが
不可欠であることから、消費電力の低減には限界があっ
た。
ための光源光としては強度が要求されるものの、回転角
検出のための光源光の強度はそれ程大きくなくてもよい
という点に注目した。即ち、アブソリュートパターン検
出をするためにはパターンを正確に読み取らなければな
らないが、回転角速度検出のためには、明暗だけ検出す
ればよいからである。またアブソリュートパターン検出
をするためには、複数のスリットを同時に検出するた
め、光源の照射領域を広くする必要があるが、回転角速
度検出のためには、一つのスリット分のみ照射出来れば
よい。
アブソリュートパターン検出のための光源とは別に電力
消費量の小さいものにするとともに、エンコーダの回転
角速度が大きいときはアブソリュートパターン検出のた
めの光源を消灯させるようにすることで、消費電力を低
減することが可能となる」こと、「エンコーダの回転角
速度が大きいときは、回転角速度検出をアブソリュート
パターン検出双方に使用する光源への供給電流を回転角
速度検出が可能な範囲内で小さくすることで、消費電力
を低減することが可能となる」という知見のもとに本発
明がなされたものである。
前記した知見の下になされたもので、その目的は、消費
電力の小さな光電式アブソリュートエンコーダを提供す
ることにある。
ブソリュートエンコーダは、巾の異なる複数種のスリッ
トを等間隔に並べてコード化されたアブソリュートパタ
ーンが形成された符号板と、この符号板に光を照射する
光源と、前記アブソリュートパターンを読み取るパター
ン検出手段と、を備えた光電式アブソリュートエンコー
ダにおいて、前記符号板の回転角速度を検出する回転角
速度検出手段を配設し、該回転角速度検出手段によって
符号板の回転角速度を検出し、符号板の回転角速度が所
定値以上となると前記光源および前記パターン検出手段
への給電を停止することを特徴とする。
は、少なくとも前記アブソリュートパターンを構成する
スリットの１つ分を照射領域とする光源と、該光源に対
向配置された受光素子と中央演算装置（ＣＰＵ）とで構
成される。
ーン検出手段として使用される光源と受光素子と中央演
算装置（ＣＰＵ）とで構成され、回転角速度が所定値以
上となると前記光源の光量を低下させることを特徴とす
る。
は、符号板の回転角速度を検出する回転角速度検出手段
を配設し、この回転角速度検出手段によって符号板の回
転角速度を検出し、符号板の回転角速度が所定値以上と
なると、光源およびパターン検出手段への給電を停止す
るので、明暗だけ検出する回転角速度検出のためには十
分であり、給電停止している分だけ消費電力を少なくで
きる。
明する。なお、以下に説明する部材，配置等は本発明を
限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変
することができるものである。
リュートエンコーダの第１実施例を示すもので、図１は
構成図、図２はパターン部分を示す説明図、図３は回転
角速度と回転角とを示すグラフ図、図４は光源の消灯時
間設定プログラムのフローチャートである。なお本例で
は水平角エンコーダの例を示しており、高度角用のエン
コーダにおいても同様な構成である。
は、図１で示すように、符号板１０と、光源としてのＬ
ＥＤ１１と、パターン検出手段であるＣＣＤ１２と、回
転角速度検出手段としてのフォトインタラプタ１３及び
角速度検出回路１４と、電源部１５と、半導体スイッチ
１６と、測角系電子回路１７と、表示装置１８と、中央
演算装置（ＣＰＵ）２０と、を主要構成要素としてい
る。
巾Ｗ1，Ｗ2の異なるスリットが、符号板１０の周方向等
間隔（ピッチＰ）に一定の配列に従って並んだアブソリ
ュートパターン１９が形成されている。
符号板１０に光を照射するもので、符号板１０を挟んで
設けられている。そして、パターン検出手段である受光
素子としてのＣＣＤ１２は、ＬＥＤ１１に対向して設け
られている。このＣＣＤ１２は測角系電子回路１７を介
して中央演算装置（ＣＰＵ）２０に接続されている。
ォトインタラプタ１３が用いられ、このフォトインタラ
プタ１３は上記ＬＥＤ１１とは別に、ＬＥＤ１１より消
費電力の著しく小さいＬＥＤと受光素子（いずれも図示
せず）とを内蔵し、これらのＬＥＤと受光素子との間に
符号板１０を挟んで配設されている。なお、本例では図
示していないが、ＬＥＤとパターンの間にコリメータレ
ンズを配置している。
１０の回転時に、アブソリュートパターン１９を構成す
るスリットに対応する信号を角速度検出回路１４に出力
する。角速度検出回路１４では、フォトインタラプタ１
３から出力された信号数をカウントし、このカウント数
に比例した大きさの信号をＣＰＵ２０に出力する。即ち
スリットから得られる信号を一定時間内にカウントし、
その値によって角速度を計算する。
と接続され、さらに半導体スイッチ１６と接続されてい
る。半導体スイッチ１６はＬＥＤ１１と測角系電子回路
１７と接続されており、測角系電子回路１７はＣＣＤ１
２と接続されている。
信号（回転速度）が所定の設定値Ｗより大きいか小さい
かを判別し、大きい場合は半導体スイッチ１６を介し
て、測角系電子回路１７，ＣＣＤ１２およびＬＥＤ１１
への電流の供給を停止する。本例においては、回転速度
は３０乃至４５度／秒の範囲内の任意の速度以上、好ま
しくは３６度／秒以上の場合の場合に給電を停止するよ
うに構成するとよい。
用いた場合について説明する。図４は上記した光源であ
るＬＥＤ１１及び測角系電子回路１７，ＣＣＤ１２の消
灯時間設定プログラムのフローチャートであり、最初に
図示しない測量機の電源のスイッチを投入すると、ステ
ップＳ１で角速度検出用光源であるＬＥＤと、パターン
検出用光源であるＬＥＤが点灯し、パターンを検出する
ＣＣＤ１２等の電源が入る。
る。ステップＳ３では、計数カウントの時間を設定する
タイマーで計測時間を設定し時間カウントを始める。ス
テップ４でパターンの計数を開始する。ステップＳ５で
所定時間におけるパターンの計数を終了する。
たパターン数を読み込むと共にタイマーを停止しタイマ
ーの初期化をする。ステップＳ７でステップＳ６で読み
込んだパターン数が初期設定したパターン数と比較し、
初期設定値（所定値）より大きいときは、ステップ８で
既に光源及びパターン検出手段であるＣＣＤ１２および
ＬＥＤ１１，測角系電子回路１７等の電源スイッチがＯ
ＦＦであるかどうかを判別する。
角系電子回路１７等の電源スイッチがＯＦＦの場合に
は、ステップＳ１とステップＳ２との間に、上記ステッ
プＳ２からステップＳ８までがループ構造として構成さ
れる。
回路１７等の電源スイッチがＯＦＦでない場合には、ス
テップＳ９の光源及びパターン検出手段であるＣＣＤ１
２およびＬＥＤ１１，測角系電子回路１７等の電源スイ
ッチをＯＦＦにする。そしてステップＳ１０で表示装置
に電源停止表示をする。次にこれらのステップＳ２から
ステップＳ１０までの各ステップは、ステップＳ１とス
テップＳ２との間にループ構造として構成される。
値）より小さいときはステップＳ１１で電源停止表示が
あるかどうかを判断し、電源停止表示がある場合にはス
テップＳ１２で電源停止表示を解除する。そしてステッ
プＳ１３で通常の測角測距作業を行なう。このステップ
Ｓ２からステップＳ７及びステップＳ１１からステップ
Ｓ１３は、ステップＳ１とステップＳ２との間にループ
構造として構成される。
いは高度角測用エンコーダ）がある一定以上の速度で回
転するとき、即ち、表示部や望遠鏡部が測角データとし
て認識する必要のない速度で回転するとき、測角処理を
中断させ、測角に関する電子回路の電源の供給を中止す
る。このことにより、トータル・ステーション全体の消
費電力を低減することが出来る。
ンコーダ（あるいは両方が）、図３で示すような所定値
の角速度で回転動作をする時、図３の例では角速度Ｗ1
を超える領域で測角系の回路の電源を停止する。なお給
電停止は、φ1からφ2まで回転する間の時間である。
ーダが早く回転している最中は、消費電力の小さいフォ
トインタラプタだけに給電され、消費電力の大きい光
源、測角系電子回路、ＣＣＤに電源は供給されておら
ず、パターン検出に必要なエンコーダ静止時前後間の
み、光源、測角系電子回路、ＣＣＤに電源が供給され
る。このように、消費電力の小さいフォトインタラプタ
において消費される量に比べて、節約される電力は圧倒
的に大きい。
トエンコーダの第２実施例を示す構成図である。この実
施例では、ＬＥＤがパターン検出用光源と、エンコーダ
の回転角速度検出用光源とを兼用する例を示すものであ
る。本例において前記実施例と同様部材等には同一符号
を付してその説明を省略する。
１５との間に半導体回路２１を設けており、この半導体
回路２１はＣＰＵ２０と接続されている。本例の半導体
回路２１はＣＰＵからの出力により電流を少量流すセー
ブ回路が設けられている。またＣＣＤ１２と角速度検出
回路１４とが接続されており、この角速度検出回路１４
は、前記実施例と同様にＣＰＵと接続されている。
ンコーダにおいては、ＬＥＤ１１の光によってアブソリ
ュートパターン１９がＣＣＤ１２で受光されるととも
に、アブソリュートパターン１９を構成するスリット透
過光が受光素子２２で受光されてエンコーダ角速度検出
回路１４に出力される。
１６によって測角系電子回路１７、ＣＣＤ１２への電源
供給を停止する。同時に半導体回路２１によってＬＥＤ
１１への供給電源を低下させる。
させるため、エンコーダが速く回転している最中は、測
角系電子回路１７、ＣＣＤ１２への電源の供給がなくな
り、またＬＥＤ１１への供給電源は小さくなるので、消
費電力が低減される。
ば、エンコーダが早く回転している最中は消費電力の大
きい光源，回路，ＣＣＤに電源は供給されておらずパタ
ーン検出の必要なエンコーダ静止時前後間のみ光源、回
路、ＣＣＤに電源が供給されるため、フォトインタラプ
ターにおいて消費される量に比べて、節約される電力は
圧倒的に大きい。
速く回転している最中は、回路，ＣＣＤへの電源の供給
が低下され、ＬＥＤへの供給電源は小さくなるので、消
費電力が低減される。
の第１実施例を示す構成図である。
トである。
の第２実施例を示す構成図である。
である。
Claims (3)
- 【請求項１】 巾の異なる複数種のスリットを等間隔に
並べてコード化されたアブソリュートパターンが形成さ
れた符号板と、この符号板に光を照射する光源と、前記
アブソリュートパターンを読み取るパターン検出手段
と、を備えた光電式アブソリュートエンコーダにおい
て、前記符号板の回転角速度を検出する回転角速度検出
手段を配設し、該回転角速度検出手段によって符号板の
回転角速度を検出し、符号板の回転角速度が所定値以上
となると前記光源および前記パターン検出手段への給電
を停止することを特徴とする光電式アブソリュートエン
コーダ。 - 【請求項２】 前記回転角速度検出手段は少なくとも前
記アブソリュートパターンを構成するスリットの１つ分
を照射領域とする光源と、該光源に対向配置された受光
素子と中央演算装置（ＣＰＵ）とで構成されることを特
徴とする請求項１記載のアブソリュートエンコーダ。 - 【請求項３】 前記回転角速度検出手段は、前記パター
ン検出手段として使用される光源と受光素子と中央演算
装置（ＣＰＵ）とで構成され、回転角速度が所定値以上
となると前記光源の光量を低下させることを特徴とする
請求項１記載のアブソリュートエンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05379295A JP3481341B2 (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 光電式アブソリュートエンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05379295A JP3481341B2 (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 光電式アブソリュートエンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08226827A JPH08226827A (ja) | 1996-09-03 |
| JP3481341B2 true JP3481341B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=12952676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05379295A Expired - Fee Related JP3481341B2 (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 光電式アブソリュートエンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3481341B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005351867A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Sokkia Co Ltd | 光学式ロータリエンコーダの測角評価装置 |
-
1995
- 1995-02-20 JP JP05379295A patent/JP3481341B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08226827A (ja) | 1996-09-03 |
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