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JPS63281015A - 位置検出器の基準信号発生装置 - Google Patents

位置検出器の基準信号発生装置

Info

Publication number
JPS63281015A
JPS63281015A JP62116509A JP11650987A JPS63281015A JP S63281015 A JPS63281015 A JP S63281015A JP 62116509 A JP62116509 A JP 62116509A JP 11650987 A JP11650987 A JP 11650987A JP S63281015 A JPS63281015 A JP S63281015A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slit
section
photodetector
photodetectors
reference signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62116509A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Masuda
豊 増田
Norio Okuya
奥谷　憲男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP62116509A priority Critical patent/JPS63281015A/ja
Priority to US07/189,788 priority patent/US4900924A/en
Priority to EP19880304053 priority patent/EP0292151A3/en
Priority to KR1019880005456A priority patent/KR910003830B1/ko
Priority to CA000566534A priority patent/CA1300245C/en
Publication of JPS63281015A publication Critical patent/JPS63281015A/ja
Priority to US07/451,527 priority patent/US5003170A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
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    • G—PHYSICS
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、位置決め装置における位置検出装置の基準信
号発生装置に関するものである。
従来の技術 位置決め装置の位置検出装置として、光電式エンコーダ
が広く利用されており、回転又は直線運動する移動スリ
ット板および固定スリット板に計数信号発生用の多数の
スリットと基準信号発生用のスリットを有し、光学的に
光検出器よりパルス出力を得て、物体の位置を検出して
いた。以下図面を参照しながら、上述した従来の光電式
エンコ−ダの基準信号発生装置の一例について説明する
。
第１０図は従来の光電式エンコーダの概要を示すもので
、１は回転運動する移動スリット板、２は光源、３は固
定スリット板、４，５．６は光検出器、７は回転部材で
ある。８は計数信号発生用スリットで移動スリット板１
上に形成され、９も計数信号発生用スリットでスリット
８に対向して固定スリット板３上に形成されている。１
０　、１１゜１２．１３は基準信号発生用スリットで、
スリブ）１０．１１は移動スリット板１上に、スリット
１２．１３は固定スリット板３上に形成されている。ス
リット１ｏと１２は対向して配置され、光源２からの光
はそれぞれを通過して光検出器４に至り、スリット１１
と１３は対向して配置され、それぞれを通過した光は光
検出器６で検出される。
同様にスリブ）　ａ　ｔ　ｅ　Ｉ光検出器６も配置され
る。
第１１図は基準信号発生用スリット１０〜１３の拡大図
、第１２図は光検出器４，６の出力信号処理図である。
１４は光検出器４の出力である信号Ｂと光検出器６の出
力である信号Ａとの差信号である信号Ｃを得る為の回路
手段、１５は信号Ｃとしきい値りの値を比較し、所定の
条件を満足する時、パルス状出力の基準信号を得る回路
手段である。第１３図は各信号を示したもので、移動ス
リット板１の回転に伴う時間の経過を横軸に、各信号の
値を縦軸にとったものである。
以上の様に構成された光電式エンコーダについて、以下
その動作について説明する。移動スリット板１は回転部
材７と一体に回転し、その時、スリット８，９を通る光
が断続され、それに伴い光検出器６から計数信号用出力
が得られる。基準信号発生用スリットは第１１図に示す
様にランダムにスリットが配列され、対応する２つのス
リットが重なり一致した時のみピーク出力が得られる。
具体的には、スリット１１．１３は同じスリット配列で
あり、そこを通過する光によシピークＰ１を有した信号
Ａが得られる。スリット１０．１２は互いに遮光部と透
光部が逆になったスリット配列で′あり、ピークＰ２を
有した信号Ｂが得られる。
ここでピークＰ１．Ｐ２は同時に得られる様、各スリッ
ト、光検出器は設けられる。信号Ｃは信号Ａと信号Ｂの
差を取ることによシ、各信号に乗るノイズ成分および光
量変化に起因する信号Ａ、Ｂの変動を相殺し、耐ノイズ
性を高めていた。この差信号Ｃとしきい値りを比較し、
差信号Ｃの値がしきい値りよシ大きい時に基準信号を出
力していた。
しきい値りを差信号ＣのピークＰ３のみが該当し、他の
ピークでは該当しない値とすることにより１、唯一の位
置即ちピークＰ３の位置で基準信号を得ることが出来る
。また差信号ＣはピークＰ３近傍では三角形に近い波形
となり、しきい値ｐの値を調節することにより、基準信
号の巾をある範囲内で調節できる。即ちしきい値りを大
きくすることにより基準信号の巾を狭く、しきい値りの
設定を小さくすることによシ基準信号の巾を広く出来る
。
しかししきい値りの設定はあまり大きくすると、差信号
ＣのピークＰ３が小さくなると基準信号が得られなくな
り、またしきい値りの設定も小さくすると差信号Ｃのビ
ークＰ３以外のピークがノイズ等により大きなピークと
なった時に、そのしきい値りよりも大きくなり、基準信
号がその位置でも生じてしまう。その為しきい値りのと
り得る値はある適当な範囲内に限られ、よって基準信号
の巾の調節範囲も限られてしまう。また基準信号の巾を
調整することによシ、その位置も多少の変化が生じるが
、それは巾によりその位置も決まるものであり、位置と
巾を独立して調整することは極めて困難であった。
次に従来の光電式エンコーダの基準信号発生装置の他の
一例について説明する。ここでは第１の従来例と異なる
基準信号発生装置について説明する。第１４図はその概
要を示し、移動スリット板１、光源２．固定スリット板
３は同様である。１６゜１７は光検出器、１Ｂ、１９．
２０はスリットで、スリット１８は移動スリット板１に
設けられ、スリブ）１９．２０は固定スリット板３に形
成されている。光検出器１６はスリット１９と対向し、
移動スリット板１の回転に伴い、スリット１８゜スリッ
ト１９も対向し、光源２からの光は、スリブ）１８．１
９を通り、光検出器１６に至る。光検出器１７．スリッ
ト１８．２０も同様に構成される。各スリットは、単一
開口部で形成され、スリッ）１９．２０は隣接して、あ
る距離隔てて形成されている。第１６図は光検出器１６
．１７の出力信号処理図であり、２１は光検出器１６の
出力信号Ｅと光検出器１７の出力信号Ｆとの差信号であ
る信号Ｇを得る回路手段、２２は信号Ｇから基準信号を
得る為の回路手段である。第１６図は移動スリット板１
の回転にともなう時間経過を横軸に、各信号を縦軸にと
ったものである。
以上の様に構成された基準信号発生装置について、以下
その動作について説明する。光検出器１６と１７はとも
にスリット１８を通過する光を受は出力する。よってそ
れぞれの出力である信号Ｅと信号Ｆは、スリット１８が
スリッ）１９．２０の間隔だけ動く時間を隔ててピーク
出力に達する。
この信号Ｅ、Ｆの差をとると、正と負の最大値の間に値
が零となる点を有した信号Ｇが得られる。
この信号Ｇの値が零となる点を検出し、その瞬間から微
小時間の間だけ基準信号を出力する方法が用いられてい
た。またこのための信号Ｇが零となる点を特定する為に
は、信号Ｇとしきい値Ｈおよびしきい値工を比較し、正
および負のピークを検出し、その間の零となる点を求め
ていた。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、次のような問題点
を有していた。まず第１従来例においては、高分解能に
対応する基準信号を得る為には、ピークＰ３を鋭くし、
その巾を狭くする必要があり、スリットの最小巾を狭く
する必要がある。それにともない、移動スリット板と固
定スリット板の間隔も狭くする必要があるが、現実の組
立上の問題や、ゴミ等の巻き込みによるスリット汚損。
破損による寿命の問題があり、困難である。また、信号
Ａ（！：Ｂの様な出力を得る為、スリット１ｏは光の透
過口中に一部の不透明部を設ける構成となる。この透過
部分からの光は他の受光部への回り込みを生じやすく、
計数用信号に悪影響が出やすく、これを防ぐ為にはスリ
、、　）　１０を計数用スリットとは距離を隔てて設置
しなければならず、位置検出装置として機器の小型化が
困難であるといった欠点があった。また第２従来例にお
いては、スリットが単開口である為、透過光量が少なく
なり、よって出力が小さく、ＳＮ比が良くないという問
題点を有する。この解決法として、高精度化に対応する
為には、スリット巾を小さく、かつ開口面積を大きくす
る方法があるが、これとて限度があシ、機器の大型化を
まねいてしまう。また基準信号はある点から一定の微゛
小時間だけ出力する為、回転方向により、基準信号の位
置が変化するという問題点を有していた。本発明は上記
問題点に鑑み、小型高分解能化に対応し得る高精度、高
ＳＮ比の位置検出器の基準信号発生装置を提供するもの
である。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決する為に位置検出器の基準信号発生装
置として、本発明の第１の発明は、不等間隔あるいは不
等巾の複数のスリットより成り、移動スリット板上にあ
る第１スリット部と、同様な固定スリット板上の第２ス
リフト部と、各スリット部の透過光の複数の光検出器と
、各光検出器の出力信号の差信′号を求める回路手段と
、その差信号が最大と最小の間で基準信号を生ずる回路
手段とから成り、前記光検出器の各出力が、移動スリッ
ト板で一定間隔をあけて最大値となる様に、各光検出器
、スリット部を配設して構成したものである。
また、本発明の第２の発明は、第１の発明において、前
記光検出器の各出力において互いに一方が最大の極大値
以外のピークとなる時、他方もピークとなる様に、第１
および第２スリット部を構成したものである。
また、本発明の第３の発明は、前記の基準信号を生ずる
回路手段において、差信号が最大と最小となる間におい
て異なる２つの値をとる間だけ基準信号を生ずる様に構
成したものである。
また、本発明の第４の発明は、本発明の第１の発明にお
いて、前記第１スリット部と第２スリット部のそれぞれ
を、不等間隔あるいは不等巾の複数のスリットから成る
スリット列の異なる配列バターンを有する複数のもので
構成し、前記光検出器を第１スリット部と第２スリット
部の各スリット列の透過光を検出する様に構成したもの
である。
また、本発明の第６の発明は、本発明の第４の発明にお
いて、第１スリット部と第２スリット部のそれぞれを、
前記スリット列の異なるスリット傾き角を有する複数の
もので構成し、第２スリット部の各スリット列は、第１
スリット部の各スリット列と同じスリット傾き角を有す
る様に構成したものである。
作　　用 上記した構成によって、本発明の第１の発明の作用は、
不等間隔あるいは不等巾の複数のスリットより成る第１
スリット部と第２スリット部の重なり合いの透過光量を
光検出器で検出する。よってその光量は半開ロスリット
に比べ格段に大きくなる。よってＳＮ比が向上する。ま
た、この複数の光検出器出力の差信号を求めることによ
り、光量変動やノイズによる信号の変動が相殺され、所
要のピーク値のＳＮ比が向上する。第１および第２スリ
ット部の透過光量は、互いのスリ、ットパターンの一致
する時に鋭いピークを示し、そのピーク巾はスリット巾
に対応する。よって鋭く大きなピークが得られ、−走間
隔離れたピークの差信号における傾斜が大きく取れ、そ
の差信号のある値をもって基準信号を出力する時、高精
度な基準信号とすることができる。また透過光量の大き
い分、ピーク巾も広く出来、個々のスリット巾を広く出
来る。よって移動スリット板と固定スリット板の間隔を
広く出来、破損の危険の減少、および組立調整を容易に
出来る。また光量が大きく、大きな開口部を必要としな
い為、光の回り込みも少なく、機器の小形化を図れる。
本発明の第２の発明の作用は、複数の光検出器出力にお
いて最大の極大値以外は各信号のピークは同時に生ずる
。よって差信号を求める際互いに打消され、もしくは、
そのピークは弱められる。
しかし基準信号生成に必要なピークは重ならず弱まらな
い為、相対的にＳＮ比の向上が図られる。
また、所要のピークに比べて大きな他のピークを打消す
べく第１スリット部、第２スリット部を構成することに
より各スリット部の寝動°スリット板の移動方向順の配
置も可能となり、機器の小形化を図ることができる。
本発明の第３の発明の作用は、複数の光検出器出力の差
信号において最大値と最小値をとる間、即ち差信号が最
大勾配となる時に、その間の異なる２つの値を設定し、
差信号値が前記の２値の間にある時に基準信号が出力さ
れる。この２値の位置すなわち基準信号の出力される移
動スリット板の位置は２値の設定値に大きく依存し、設
定値が不変であれば、この位置もほぼ一定となる。よっ
て回転方向による変化も生じない。また設定値を変える
ことにより、基準信号の始点と終点を変更出来る。よっ
て基準信号の位置と巾を容易に設定できる。
本発明の第４の発明の作用は、第１スリット部と第２ス
リット部の重なり合いにおいて、それぞれを構成する異
なる配列パターンを有するスリット列が一致あるいは共
通部分が最大となる時に、そのスリット列に対応する光
検出器出力はピーク値となる。各スリット列はランダム
パターンで構成される為、配列パターンが異なるとその
時の光検出器出力は大きくならない。よって一つのスリ
ット列に異なるスリット列が重なり合う場合においても
、そこからピークの得られるのは１つの場合のみであり
、ピーク位置も一つに定まる。よってスリット列を移動
スリット板の移動方向に沿って並べて配置でき、機器の
小型化が図れる。。
本発明の第５の発明の作用は、異なるスリット傾き角を
有する複数のスリット列より成る第１スリット部と第２
スリ・ント部の重なり合いにおいて、各スリット列に対
応する光検出器出力は、スリット傾き角が等しいスリッ
ト列同士では大きいが、スリット傾き角が異なると小さ
い。よってピーク出力はスリットパターンが一致あるい
は共通部分が大きい時に得られる。よって一つのスリッ
ト列に異なるスリット列が重なり合うような配列も可能
となり、機器の小型化が図れる。またスリット傾き角が
異なるスリット列であれば同配列パターンのスリット列
でもよい。よって配列パターンの設計の簡略化が図れ、
また、最適な配列パターンとする為の設計の自由度が増
すこととなる。
実施例 以下本発明の第１の実施例の位置検出器の基準信号発生
装置について、図面を参照しながら説明する。第１図は
本発明の第１の実施例における位置検出器の基準信号発
生装置の概要を示すものである。１は移動スリット板、
２は光源、３は固定スリット板、７は回転部材であり、
従来例と同様である。３０．３１は光検出器である。３
２は移動スリット板１に形成された複数のスリット列よ
り成る第１スリット部、３３は固定スリット板３に形成
された複数のスリット列より成る第２スリット部である
。第２図は第１スリット部３２．第２スリット部３３の
要部拡大図である。第１スリット部３２は、２つのスリ
ット３４とスリット３６とから成り、位置がずれている
だけでそのスリットパターンは同じである。また第２ス
リット部３３のスリットパターンとも同じであり、その
大きさのみ異なる。光検出器３０はスリット３４．第２
スリット部３３に対応して設けられ、光検出器３１はス
リッ）３５．Ｉｇ２スリット部３３に対応して設けられ
る。第３図は各光検出器の出力信号処理図である。第４
図は、移動スリット板１の回転にともなう時間変化を横
軸にとり、各信号の大きさを縦軸にとった図である。３
６は光検出器３０の出力信号１と光検出器３１の出力信
号にの差信号りを求める回路手段、３７は差信号りの正
と負の最大値を、あらかじめ設定したしきい値ＭとＮと
で比較して求め、その正と負の最大値をとる位置の間の
み信号を出力する回路手段、３８は回路手段３フが信号
を出力する間で、差信号りがあらかじめ設定したしきい
値０としきい値Ｐの間の値である時、基準信号を出力す
る回路手段である。
以上の様に構成された位置検出器の基準信号発生装置に
ついて、その動作を説明する。第１スリット部３２．第
２スリ、ント部３３のスリットパターンは複数のスリッ
トの配列より構成され、対応するスリット、即ち、スリ
ット３４と第２スリット部３３、あるいはスリット３６
と第２スリット部３３が重なり一致した時のみ第４図に
示す様にスリットの透過光量が最大となり、対応する光
検出器出力がピークＰを持ち、それ以外の重なり状態で
はピークＰに比べ低い出力しか得られない様に、各スリ
ットは配列されたランダムパターンである。移動スリッ
ト板１の回転とともに、第１スリット部３２と第２スリ
ット部３３は重なり、光検出器３０．３１からは第４図
に示すような出力信号Ｉ、および信号Ｋが得られる。こ
こで信号１と信号にのピークの位置はスリット３４とス
リット３６の位置のズレ量だけ異なっており、その量は
ピークＰの大きさおよび基準信号精度よシ決められる。
次に回路手段３６により、信号Ｉと信号Ｋから、その差
信号である信号りが得られ、第４図の様になる。最終的
には、差信号りとしきい値０としきい値Ｐとから基準信
号が決定されるが、これを唯一つの点に特定する為に、
回路手段３７が設けられ、信号りの正と負の最大値をし
きい値ＭとＮを用いて比較し、信号の値や回転方向から
、信号りが正と負の最大値をとる位置の間にあることを
検出する。よって、このときに信号りとしきい値０とし
きい値Ｐから回路手段３８により基準信号が得られる。
以上の様に本実施例によれば、複数のスリット列より成
る第１スリット部、第２スリット部の重なシより得られ
る複数の信号の差信号をとることにより、各光検出器出
力のピーク位置のズレ量が狭く、ピークが大きい程、高
精度に対応できるが、複数のスリットの為に出力が第２
従来例に比べ大きくとれ、ピーク位置のズレも任意に設
定でき高精度化が容易となる。又、出力がもともと大き
くとれる為、高出力化の為に機器の大型化を招くことも
なく、機器の小型、高精度化に適する。更に、差信号を
とることにより、それ以前のノイズや光量変動といった
外乱に対しても強（ＳＮ比が良いものである。一方第１
従来例に似たスリット列であるが、第１従来例では高精
度化するにはスリットそのものを精細化する必要があり
、前述の問題点があったが、本実施例では高精度化には
複数の光検出器出力のピーク位置のズレ量が関係し、ス
リットそのものの精細度の重要性は低く、そのため、比
較的粗いスリットを用いることが出来る為、移動スリッ
ト板と固定スリット板の間隔を広く出来、信頼性が向上
する。また、第１従来例では、光検出器出力は正と逆の
パターンの２種が必要となり、そのためスリットの明部
による光の回り込みが問題となったが、本実施例ではそ
のようなこともなく出力の安定化を図れ、それを防止す
る為に機器が大型化することもなく、高信頼性化９機器
の小型化に適する。
また、前記差信号が最大値と最小値をとる間において、
異なる２つの値のしきい値の間で原点位置を示す基準信
号を出力する回路手段を用いることにより、基準信号の
巾と位置を、一定にかつ任意に設定することができ、第
２従来例の様に回転方向によシその位置が変化すること
もなく、安定性が増し、高信頼性が図れる。
次に、本発明の第２の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。第６図は本発明の第２の実施例を示す位
置検出器の基準信号発生装置の概要図である。第１図に
示す本発明の第１の実施例と異なるのは第１スリット部
３２と、第２スリット部３３であり、他は同様である。
即ち、第１スリット部３２はスリット３９とスリット４
０で構成され、第２スリット部３３はスリット４１とス
リット４２で構成され、それぞれ複数のスリットで構成
される。光検出器３ｏはスリット３９．スリット４１を
通過した光に対応し、光検出器３１はスリット４０．ス
リット４２を通過した光に対応して配置される。第６図
は各信号の値の変化を横軸に時間をとって示したもので
、光検出器３゜の出力信号Ｑ、光検出器３１の出力信号
Ｒ１そしてそれらの差信号Ｓを示したものである。信号
Ｑのピークとなる位置が、スリット３９と４１が一致す
る位置で、信号Ｒのピークとなる位置が、スリッ）４０
と４２が一致する位置であり、所定の間隔を置いてピー
クとなる。ここでスリット３９と４１は同じ構成であり
、スリット４０と４２は同じであるが、それらから得ら
れる信号が異なる様に、スリット３９と４０．スリット
４１と４２は異なる。そして、信号Ｑと信号Ｈの内、一
方がピークとなる時は他方は極小値をとり、それ以外の
ところでは各信号の値はほぼ等しくなる様に、各スリッ
トは構成されている。
以上の様に、複数の光検出器の各出力において、互いの
最大値以外のピークが他方のピークにより、差信号を求
めることにより打消される様に、第１スリット部、第２
スリット部を構成することにより、差信号において基準
信号に必要な最大のピーク値以外の部分、即ち、ノイズ
等によ、９ＳＮ比の悪化しやすい部分を互いに相殺する
ことにより低くすることができ、ＳＮ比の高い耐ノイズ
性の優れたものとなる。更に、一方の光検出器出力信号
が最大値のときに、他方が極小値となる様に構成すると
一層良好となるものである。
次に本発明の第３の実施例について説明する。
第７図は本発明の第３の実施例を示す位置検出器の基準
信号発生装置の概要図である。第８図はそのスリ・ント
板の要部拡大図である。移動スリット板１．光源２．固
定スリット板３．光検出器３０゜３１、第１スリット部
３２．第２スリット部３３は第１図に示す本発明の第１
の実施例と同様であり、異なるのは、第１スリット部３
２と第２スリット部３３の構成および光検出器３ｏと３
１の配置である。即ち、第１スリット部３２はスリット
列４３とスリット列４４とで構成され、第２スリット部
３３はスリット列４６とスリット列４６とで構成される
。スリット列４３とスリット列４６とは対応し、それら
を通過した光は光検出器３゜出される。スリット列４３
と４４は、移動スリット板１の移動方向、即ち円周上に
並んで配列される。同様にスリット列４６と４６も配列
される。
以上の様に構成された位置検出器の基準信号発生装置に
ついてその動作を説明する。スリット列４３とスリット
列４６０組合せに対して、スリット列４４とスリット列
４６の組合せのスリット配列ランダムパターンは異なっ
て設けられている。
この為、組合せ同士、ｆｆ１ｌｊちスリット４３とスリ
ット４６とが一致した時は開口面積が大きくなり、そう
でない時即ちスリット４３とスリット４６では重なって
も組合せ同士の様に開口面積が大きくなることはない。
よって移動スリット板１の回転にともなう光検出器３ｏ
の出力を考えると、第１スリット部３２と第２スリット
部３３が重ならない時は光は遮へいされ出力は出ない。
第７図に示す矢印方向の回転を考えると、スリ・ント４
５はスリット４４とまず重なるが、この時はスリット配
列模様が一致せず、透過光量は小さく従い出力も小さい
。次にスリット４６はスリット４３と重なり、この時は
スリット配列模様が一致する時があり、その時透過光量
は最大となり、出力信号もピーク出力を得ることとなる
。同様のことが光検出器３１についても成立し、各光検
出器は移動スリット板１回転につき１回だけピーク出力
を発生する。このピーク出力を得る位置が所定の間隔を
隔てて得られる様に各スリットは配列されている。
この様にして得られた複数の光検出器のピーク信号の処
理は本発明の第１および第２の実施例と同様であり説明
は省略する。
以上の様に本実施例によれば、異なる配列模様を有した
複数のスリット列により、第１スリット部および第２ス
リット部を構成することにより、複数の光検出器に対応
するそれぞれのスリットが互いに重なるような配列で構
成することが出来る。
よって光検出器を移動スリット板の進行方向に直列に配
列出来、機器の小型化を図ることが可能となる。
次に本発明の第４の実施例について説明する。
第９図は本発明の第４の実施例を示す位置検出器の基準
信号発生装置の要部拡大図であり、第１スリット部３２
と第２スリット部３３について示す。
本実施例が本発明の第３の実施例と異なるのは第１スリ
ット部３２および第２スリット部３３を構成するスリッ
ト列の構成が異なり、他は同様である。即ち、４７と４
８はスリット列であり第１スリット部３２を構成し、４
９と６０はスリット列であり第２スリット部３３を構成
する。スリット列４７と４９は対応し、一致した時、透
過光量が最大となり、その光を受ける光検出器３０の出
力もピーク出力となる。スリット列４８と６０および光
検出器３１も同様な関係にある。スリット列４７と４９
は移動スリット板１の移動方向に対しである角度だけ傾
いたスリット列より構成され、スリット列４８と５０は
別の角度だけ傾いたスリット列より構成される。
以上の様に構成された位置検出器の基準信号発生装置に
ついてその動作を説明する。本実施例においても第３の
実施例と同じく対応するスリット配列パターンが同じス
リット同士の重なりにおいて大きな透過光が得られ、そ
れ以外では無あるいは小さなものとなることは同様であ
る。本実施例ではスリットパターンが異なる角度をもっ
て構成されるため、異なるスリット列即ちスリット４７
と６０の重なりでは、一致部分は十字の中心のみとなり
極めて小面積となる。よって本来−ノイズとなる小出力
部の出力をさらに低くすることができ、ＳＮ比の向上が
図れる。また本発明の第３の実施例では、スリット列の
配列間隔の不一致により、スリット列同士の一致を防い
でいた。その為、ピーク状の透過光量最大値を得る為の
スリット列の設計が２種以上必要となりしかも互いにピ
ーク出力が得られないスリット列とする必要があり、め
んどうな作業であった。また本発明の第２の実施例に示
すような出力信号を得るスリット列を第３の実施例にそ
のまま適用してもその２種のスリット配列によっては効
果が十分でない場合もある。
しかし本実施例のようにスリット列の重なりをスリット
自体の不一致にて得る場合は、そのようなこともなく、
スリット列の設計が簡単となり、又、より最適なスリッ
ト配列をとることが可能となる。
以上の様に複数のスリット列を角度を変えて配設するこ
とにより、ＳＮ比の向上が図れ、また、スリット列の設
計も簡単化できるものである。
なお本発明の各実施例では移動スリット板は回転運動す
る形態の位置検出器について述べたが、直線運動するも
のでも構わない。また第１の実施例から第４の実施例ま
でのそれぞれを組合せて用いてもよい。また各実施例に
おける各スリット列の配列パターンについても具体的に
示した例に限らず、その機能を果すものであればよい。
また、第１の実施例では２つの光検出器に対する第２ス
リット部３３は１つのスリット列より成っていたが、こ
れは各光検出器出力のピーク値の位置の間隔を第１スリ
ット部３２により決め、かつスリット列３４．３５が同
じである為であり、別々のスリット列により構成しても
よく、又第２スリット部３３と第１スリット部３２の構
成を逆にしてもよい。このことは他の実施例についても
同様である。
また、各実施例に示した各種回路手段についても、限定
するものでなく、それぞれ説明した機能を有する回路手
段であればよい。また、本発明の第２の実施例において
、複数の光検出器の出力信号は最大値以外では、互いに
ほぼ同じ値となっていたが、これは差信号における相殺
効果を最大限に発揮させる為であり、第１スリット部、
第２スリット部のランダムスリットパターン形状によっ
ては、必ずしも全体において相殺効果を発揮できない場
合もある。第２の実施例で言わんとするところは一方の
不用な信号成分を、他方の信号成分で打消すことにあり
、一方の信号に不用なピーク信号がある場合、他の信号
にもそれを打消すべくピーク信号をあえて加えることは
この考えによるところであり、効果があることはいうま
でもない。
また、本発明の各実施例における第１スリット部と第２
スリット部はそれぞれ対応する部分は同一スリット配列
であったが、第１スリット部と第２スリット部は異なる
スリット列で構成されていてもよい。特に第３実施例に
第２実施例を組み合せ、各スリット部を構成するスリッ
ト列群を接近させ重ねて配設すると、第１スリット部と
第２スリット部は全く配列パターンの異なるものとなる
。
第２実施例においても個別のスリットパターンに対応し
て打消すべくスリットを設けると第１スリット部と第２
スリット部は異なる配列パターンを有したスリット列と
なるものである。
発明の効果 以上の様に本発明の第１の発明は、不等間隔あるいは不
等巾の複数のスリットよシ成シ、移動スリット板上にあ
る第１スリット部と、同様な構成の固定スリット板上の
第２スリット部と、各スリット部の透過光の複数の光検
出器と、各光検出器の出力信号の差信号を求める回路手
段と、その差信号が最大と最小の間で基準信号を生ずる
回路手段とから成シ、前記光検出器の各出力が、移動ス
リット板で一定間隔をあけて最大値となる様に、各光検
出器、スリット部を配設することにより、第１．第２ス
リット部の重ね合せの透過光の光検出器出力は鋭く大き
な出力を示し、さらに差信号を取ることによシ、ノイズ
および光量変動に対し安定し、ＳＮ比の向上、信頼性の
向上が図られる。
また差信号の最大傾斜部が大きくとれ、高精度な基準信
号を得られる。一方スリット巾を広くしてもよく、この
場合移動スリット板と固定スリット板の間隔を広く出来
、破損の危険性の減少９組立調整の容易化が図れる。ま
た第１の従来例に示した様な大きな開口部を設ける必要
がなく、光の回り込みが生じない。よって機器の小型化
が図れる。
また本発明の第２の発明は、第１の発明における光検出
器の各出力において互いに一方が最大の極大値以外のピ
ークとなる時、他方もピークとなる様に、第１および第
２スリット部を構成することにより、差信号の最大と最
小のピーク以外のピークを小さくでき、ＳＮ比の向上、
信頼性の増大が図られる。また所要のピーク以外のピー
クを打消すように各スリット部を構成することにより、
各スリット部の配置の自由度が増し、機器の小形化を図
れる。
また、本発明の第３の発明は、前記の差信号よシ基準信
号を生ずる回路手段において、差信号が最大と最小とな
る間において異なる２つの値をとる間だけ基準信号を生
ずる様に構成することにより、回転方向によらず一定に
出来、異なる２つの値を設定することにより、基準信号
の位置と巾を微調整して設定することができる。
また、本発明の第４の発明は、前記第１スリット部と第
２スリット部のそれぞれを、不等間隔あるいは不等巾の
複数のスリットから成るスリット列の異なる配列パター
ンを有する複数のもので構成し、光検出器を第１スリッ
ト部と第２スリット部の各スリット列の透過光を検出す
る様に構成することにより、配列パターンが一致又は共
通部分が多い時にピーク出力が得られる。よって異なる
スリット列が重なり合う配列も可能となシ、移動スリッ
ト板の移動方向に沿ってスリット列を配置でき、機器の
小型化が図れる。また、異なるスリット列から得られる
光検出器出力も異なり、これらを組合せた差信号におい
て最適なものとすることもできる。
また、本発明の第６の発明は、本発明の第４の発明にお
いて、第１スリット部と第２スリット部のそれぞれを、
前記スリット列の異なるスリット傾き角を有する複数の
もので構成し、第１および第２スリット部のそれぞれ対
応するスリット列は同じスリット傾き角を有する様に構
成することにより、同じスリット傾き角を有するスリッ
ト列が対向する時のみ鋭いピークが得られる。よって同
配列パターンが複数重なり合う様な配列も可能であり、
小型化が可能である。また、スリット列の配列パターン
の設計の自由度が増し、最適化あるいは簡略化が図られ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１の実施例における位置検出器の基
準信号発生装置の概要図、第２図は第１図の要部拡大図
、第３図は第１の実施例における位置検出器の基準信号
発生装置の信号処理系統図、第４図は第１図の信号波形
図、第６図は本発明の第２の実施例における位置検出器
の基準信号発生装置の概要図、第６図は第６図の信号波
形図、第７図は本発明の第３の実施例における位置検出
器の基準信号発生装置の概要図、第８図は第７図の要部
拡大図″、第９図は本発明の第４の実施例における位置
検出器の基準信号発生装置の要部拡大図、第１０図は第
１の従来例における位置検出器の基準信号発生装置の概
要図、第１１図は第１０図の要部拡大図、第１２図は第
１０図の信号処理系統図、第１３図は第１０図の信号波
形図、第１４図は第２の従来例における位置検出器の基
準信号発生装置の要部拡大図、第１６図は第１４図の信
号処理系統図、第１６図は第１４図の信号波形図である
。 １・・・・・・移動スリット板、２・・・・・・光源、
３・・・・・・固定スリット板、３０，３１・・・・・
・光検出器、３２・・・・・・第１スリット部、３３・
・・・・・第２スリット部、３４゜３６・・・・・・第
１スリット部を構成するスリット列、３６・・・・・・
光検出器の出力信号の差信号を得る回路手段、３８・・
・・・・差信号が最大値と最小値をとる間において、異
なる２つの値をとる′間で原点位置を示す基準信号を出
力する回路手段、３９，４０゜４１．４２・・・・・・
スリット列、４３，４４，４５゜４６・・・・・・スリ
ット列、４７　、４Ｂ　、　４９　、５０・・・・・・
スリット列。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　にか１名（−
一一枠！υスｙ外万更 第１図　　　　　２−光重 ３−−−１オシスリ１．７Ｌ猥 ３０．３１”°−ｆ、冷土朱 第４図 ビー２Ｐ 第７図 改に 第８図 第９図 第１１図 第１２図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）光源と光検出器の間に移動スリット板と固定スリ
    ット板を配設した光電式の位置検出装置において、不等
    間隔あるいは不等巾の複数のスリットより成り、移動ス
    リット板上にあり、基準位置を示す第１スリット部と、
    不等間隔あるいは不等巾の複数のスリットより成り、固
    定スリット板上にあり、基準位置を示す第２スリット部
    と、第１スリット部と第２スリット部とを透過した光を
    検出する複数の光検出器と、前記各光検出器の各出力信
    号の差信号を得る回路手段と、その差信号が最大と最小
    となる近傍で基準位置を示す基準信号を生ずる回路手段
    とから成り、前記各光検出器の各出力が、移動スリット
    板の移動にともない一定間隔をあけて最大値となるよう
    に、各光検出器、第１スリット部、第２スリット部を配
    設した位置検出器の基準信号発生装置。 （２）光源と光検出器の間に移動スリット板と固定スリ
    ット板を配設した光電式の位置検出装置において、不等
    間隔あるいは不等巾の複数のスリットより成り、移動ス
    リット板上にあり基準位置を示す第１スリット部と、不
    等間隔あるいは不等巾の複数のスリットより成り、固定
    スリット板上にあり基準位置を示す第２スリット部と、
    第１スリット部と第２スリット部とを透過した光を検出
    する複数の光検出器と、前記各光検出器の各出力信号の
    差信号を得る回路手段と、その差信号が最大と最小とな
    る近傍で基準位置を示す基準信号を生ずる回路手段とか
    ら成り、前記各光検出器の各出力が、移動スリット板の
    移動にともない一定間隔をあけて最大値となるように、
    各光検出器、第１スリット部、第２スリット部を配設し
    、前記光検出器の各出力において互いに一方が最大の極
    大値以外のピークとなる時、他方もピークとなる様に、
    第１スリット部と第２スリット部を構成した位置検出器
    の基準信号発生装置。 （２）前記各光検出器の出力において、一方の出力が最
    大値となる時、他方の出力が極小値となり、それ以外の
    時は、両方の出力がほぼ等しくなる様に、第１スリット
    部、第２スリット部を構成したことを特徴とする特許請
    求の範囲第２項記載の位置検出器の基準信号発生装置。 （４）光源と光検出器の間に移動スリットと固定スリッ
    ト板を配設した光電式の位置検出装置において、移動ス
    リット板上にあり、基準位置を示す第１スリット部と、
    固定スリット板上にあり、基準位置を示す第２スリット
    部と、第１スリット部と第２スリット部とを透過した光
    を検出する複数の光検出器と、前記各光検出器の各出力
    信号の差信号を得る回路手段と、その差信号が最大と最
    小となる間において異なる２つの値をとる間だけ、基準
    位置を示す基準信号を生ずる回路手段とから成り、前記
    各光検出器の各出力が、移動スリット板の移動にともな
    い一定間隔をあけて最大値となるように、各光検出器、
    第１スリット部、第２スリット部を配設した位置検出器
    の基準信号発生装置。 （５）光源と光検出器の間に移動スリット板と固定スリ
    ット板を配設した光電式の位置検出装置において、不等
    間隔あるいは不等巾の複数のスリットから成るスリット
    列と、異なる配列パターンの複数の前記スリット列より
    成り、移動スリット板上にあり基準位置を示す第１スリ
    ット部と、異なる配列パターンの複数の前記スリット列
    より成り、固定スリット板上にあり、基準位置を示す第
    ２スリット部と、第１スリット部と第２スリット部の各
    スリット列を透過した光を検出する複数の光検出器と、
    前記各光検出器の各出力信号の差信号を得る回路手段と
    、その差信号が最大と最小となる間で基準位置を示す基
    準信号を生ずる回路手段とから成り、前記各光検出器の
    各出力が、移動スリット板の移動にともない一定間隔を
    あけて最大値となるように、各光検出器、第１スリット
    部、第２スリット部を配設した位置検出器の基準信号発
    生装置。 （６）前記各光検出器の出力において、一方の出力が最
    大値となる時、他方の出力が極小値となり、それ以外の
    時は、両方の出力がほぼ等しくなる様に、第１スリット
    部、第２スリット部を構成したことを特徴とする特許請
    求の範囲第５項記載の位置検出器の基準信号発生装置。 （７）光源と光検出器の間に移動スリット板と固定スリ
    ット板を配設した光電式の位置検出装置において、不等
    間隔あるいは不等巾の複数のスリットから成るスリット
    列と、異なるスリット傾き角を有する複数の前記スリッ
    ト列より成り、移動スリット板上にあり基準位置を示す
    第１スリット部と、前記第１スリット部を構成する各ス
    リット列のスリット傾き角と同じスリット傾き角を有す
    る複数の前記スリット列より成り、固定スリット板上に
    あり、基準位置を示す第２スリット部と、第１スリット
    部と第２スリット部とを透過した光を検出する複数の光
    検出器と、前記各光検出器の各出力信号の差信号を得る
    回路手段と、その差信号が最大と最小となる間で基準位
    置を示す基準信号を生ずる回路手段とから成り、前記各
    光検出器の各出力が、移動スリット板の移動にともない
    一定間隔をあけて最大値となるように、各光検出器、第
    １スリット部、第２スリット部を配設した位置検出器の
    基準信号発生装置。 （８）前記各光検出器の出力において、一方の出力が最
    大値となる時、他方の出力が極小値となり、それ以外の
    時は、両方の出力がほぼ等しくなる様に、第１スリット
    部、第２スリット部を構成したことを特徴とする特許請
    求の範囲第７項記載の位置検出器の基準信号発生装置。
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