JP3064227B2 - 位置検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は移動物体の移動量や
位置を検出するための技術に関する。
位置を検出するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１３〜図１７及び図３，図５，図８を
参照して従来の技術を説明する。
参照して従来の技術を説明する。
【０００３】エレベータ等の移動物体の移動量や位置
（以下、これらを移動量等と表記することがある）を検
出する技術として、白黒等明暗の変化を数えることによ
り移動量等を検出する方法が知られている。この方法に
は白黒等の明暗が繰り返した縞を用意する必要があり、
この縞はエンコーダパターンと呼ばれている。図１３に
示すエンコーダパターン１４は明部１５と暗部１６から
なっている。
（以下、これらを移動量等と表記することがある）を検
出する技術として、白黒等明暗の変化を数えることによ
り移動量等を検出する方法が知られている。この方法に
は白黒等の明暗が繰り返した縞を用意する必要があり、
この縞はエンコーダパターンと呼ばれている。図１３に
示すエンコーダパターン１４は明部１５と暗部１６から
なっている。
【０００４】＜第１従来例＞このようなエンコーダパタ
ーン１４を用いた検出システムの原理を、図１４，図３
及び図５を参照して説明する。
ーン１４を用いた検出システムの原理を、図１４，図３
及び図５を参照して説明する。
【０００５】図１４に示すように、エンコーダパターン
１４の明暗の差を検出するために、移動物体１に光源３
及び光センサ９が搭載され、エンコーダパターン１４は
移動物体１ではない別の物体（図示省略）に移動方向１
２に沿って設けられており、光源３からエンコーダパタ
ーン１４に向けて光１７を照射する。この照射光１７が
暗部１６に当ると反射が無いが、明部１５に当ると反射
光１８が有り、この反射光１８が光センサ９に入射する
ことにより電気信号に変換される。光センサ９の出力電
圧は、例えば、図３（Ａ）に示すように反射光が有る時
は高く、無い時は低い。そのため、移動物体１の移動に
伴い、光センサ９の出力電圧がエンコーダパターン１４
の明暗に応じて、高低変化する（図３（Ｂ）参照）。
１４の明暗の差を検出するために、移動物体１に光源３
及び光センサ９が搭載され、エンコーダパターン１４は
移動物体１ではない別の物体（図示省略）に移動方向１
２に沿って設けられており、光源３からエンコーダパタ
ーン１４に向けて光１７を照射する。この照射光１７が
暗部１６に当ると反射が無いが、明部１５に当ると反射
光１８が有り、この反射光１８が光センサ９に入射する
ことにより電気信号に変換される。光センサ９の出力電
圧は、例えば、図３（Ａ）に示すように反射光が有る時
は高く、無い時は低い。そのため、移動物体１の移動に
伴い、光センサ９の出力電圧がエンコーダパターン１４
の明暗に応じて、高低変化する（図３（Ｂ）参照）。
【０００６】このような光センサ９の出力電圧が信号ケ
ーブル１１を通してカウンタ回路３０に伝達される。
ーブル１１を通してカウンタ回路３０に伝達される。
【０００７】カウンタ回路３０は図５に示すように、波
形整形回路２２とカウンタ２３から構成されている。波
形整形回路２２は光センサ９から出力される電気信号の
高低を、例えば図３（Ｂ）に示すような“１”と“０”
の２値のデジタル信号に変換し、カウンタ２３に与え
る。カウンタ２３はデジタル信号の例えば“１”だけを
数え、その計数値２４を出力する。従って、カウンタ２
３の計数値２４がエンコーダパターン１４の明暗の変化
回数に相当し、移動物体１の移動量等を検出することが
できる。
形整形回路２２とカウンタ２３から構成されている。波
形整形回路２２は光センサ９から出力される電気信号の
高低を、例えば図３（Ｂ）に示すような“１”と“０”
の２値のデジタル信号に変換し、カウンタ２３に与え
る。カウンタ２３はデジタル信号の例えば“１”だけを
数え、その計数値２４を出力する。従って、カウンタ２
３の計数値２４がエンコーダパターン１４の明暗の変化
回数に相当し、移動物体１の移動量等を検出することが
できる。
【０００８】ここで、エンコーダパターン１４の精度に
ついて述べる。エンコーダパターン１４の縞間隔は、図
１４に示したように、移動物体１の移動量に対する明暗
の変化をどれだけの値で捉えるかという分解能により決
定され、且つ、その分解能の精度を保つためにエンコー
ダパターン１４の縞間隔には全長にわたって高い正確さ
が要求される。もしエンコーダパターン１４の縞間隔が
ずれると、移動量等に対応した分だけの明暗の変化を計
数することができなくなり、移動量等の計測に誤差が生
じることとなる。
ついて述べる。エンコーダパターン１４の縞間隔は、図
１４に示したように、移動物体１の移動量に対する明暗
の変化をどれだけの値で捉えるかという分解能により決
定され、且つ、その分解能の精度を保つためにエンコー
ダパターン１４の縞間隔には全長にわたって高い正確さ
が要求される。もしエンコーダパターン１４の縞間隔が
ずれると、移動量等に対応した分だけの明暗の変化を計
数することができなくなり、移動量等の計測に誤差が生
じることとなる。
【０００９】そこで従来は、高度な印刷技術を用いた
り、あるいは、細い線を手間をかけて切り貼りして並べ
ることにより、エンコーダパターン１４を作製してい
る。また、エンコーダパターン１４の取り付けに際して
も、ずれ（特に傾き）が生じないように慎重に取り付
け、調整を行っている。
り、あるいは、細い線を手間をかけて切り貼りして並べ
ることにより、エンコーダパターン１４を作製してい
る。また、エンコーダパターン１４の取り付けに際して
も、ずれ（特に傾き）が生じないように慎重に取り付
け、調整を行っている。
【００１０】＜第２従来例＞更に、移動物体１が正逆
（上下、前後、左右など）どちらの方向へ移動したかを
知る必要があり、これについて図１５，図８及び図１７
を参照して説明する。
（上下、前後、左右など）どちらの方向へ移動したかを
知る必要があり、これについて図１５，図８及び図１７
を参照して説明する。
【００１１】図１５に示すように、移動物体１には２つ
の光源３Ａ，３Ｂと２つの光センサ９Ａ，９Ｂが搭載さ
れ、移動物体１ではない方の物体（図示省略）にも２個
のエンコーダパターン１４Ａ，１４Ｂが設けられてい
る。
の光源３Ａ，３Ｂと２つの光センサ９Ａ，９Ｂが搭載さ
れ、移動物体１ではない方の物体（図示省略）にも２個
のエンコーダパターン１４Ａ，１４Ｂが設けられてい
る。
【００１２】但し、２個のエンコーダパターン１４Ａ，
１４Ｂは移動方向１２について縞間隔（明暗ピッチ）の
１／４だけずれて並んでいる。２個の光センサ９Ａ，９
Ｂは移動方向１２について同じ位置にある。
１４Ｂは移動方向１２について縞間隔（明暗ピッチ）の
１／４だけずれて並んでいる。２個の光センサ９Ａ，９
Ｂは移動方向１２について同じ位置にある。
【００１３】また、光源３Ａからの光１７はエンコーダ
パターン１４Ａを照射し、その反射光１８を光センサ９
Ａが受光し、光源３Ｂからの光１７はエンコーダパター
ン１４Ｂを照射し、その反射光１８を光センサ９Ｂが受
光するようになっている。
パターン１４Ａを照射し、その反射光１８を光センサ９
Ａが受光し、光源３Ｂからの光１７はエンコーダパター
ン１４Ｂを照射し、その反射光１８を光センサ９Ｂが受
光するようになっている。
【００１４】その結果、２個の光センサ９Ａ，９Ｂの出
力は例えば図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、互いに９
０°位相がずれたＡ相とＢ相の信号となる。便宜上、光
センサ９ＡをＡ相光センサ、光センサ９ＢをＢ相光セン
サと表記する。
力は例えば図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、互いに９
０°位相がずれたＡ相とＢ相の信号となる。便宜上、光
センサ９ＡをＡ相光センサ、光センサ９ＢをＢ相光セン
サと表記する。
【００１５】これらＡ相光センサ９ＡとＢ相光センサ９
Ｂの出力電圧は、信号ケーブル１１を通してカウンタ回
路６０に伝達される。
Ｂの出力電圧は、信号ケーブル１１を通してカウンタ回
路６０に伝達される。
【００１６】このカウンタ回路６０は図１７に示すよう
に、波形整形回路２２と、方向判定回路２５と、カウン
タ２３から構成されている。波形整形回路２２はＡ相と
Ｂ相各光センサ９Ａ，９Ｂから出力される電気信号の高
低を、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように“１”と“０”
の２値のデジタル信号に変換し、方向判定回路２５に与
える。方向判定回路２５は予め設定した方向判定の定義
に基づき、Ａ相光センサ９ＡとＢ相光センサ９Ｂのどち
らの出力が先に出るかによって方向を判定し、その判定
結果をカウンタ２３に与える。カウンタ２３は方向判定
結果と予め定めた計数方法の定義に基づき、Ａ相光セン
サの出力に対応するデジタル信号及びＢ相光センサ９Ｂ
に対応するデジタル信号を計数する。
に、波形整形回路２２と、方向判定回路２５と、カウン
タ２３から構成されている。波形整形回路２２はＡ相と
Ｂ相各光センサ９Ａ，９Ｂから出力される電気信号の高
低を、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように“１”と“０”
の２値のデジタル信号に変換し、方向判定回路２５に与
える。方向判定回路２５は予め設定した方向判定の定義
に基づき、Ａ相光センサ９ＡとＢ相光センサ９Ｂのどち
らの出力が先に出るかによって方向を判定し、その判定
結果をカウンタ２３に与える。カウンタ２３は方向判定
結果と予め定めた計数方法の定義に基づき、Ａ相光セン
サの出力に対応するデジタル信号及びＢ相光センサ９Ｂ
に対応するデジタル信号を計数する。
【００１７】これら方向判定の定義と計数方法の定義の
一例を、以下に示す。例えば、図８（Ａ）に示すように
Ａ相光センサ９Ａの出力が先に出る場合には図１５で言
う右方向移動１２Ｒと判定し、図８（Ｂ）に示すように
Ｂ相光センサ９Ｂの出力が先に出る場合には図１５で言
う左方向移動１２Ｌと判定し、更に、右方向移動１２Ｒ
の場合にはＡ相光センサ９Ａの出力に対応するデジタル
信号の“１”だけをカウントアップ（増加計数）し、左
方向移動１２Ｌの場合にはＡ相光センサ９Ａの出力に対
応するデジタル信号の“１”だけをカウントダウン（減
少計数）するものと定義する。
一例を、以下に示す。例えば、図８（Ａ）に示すように
Ａ相光センサ９Ａの出力が先に出る場合には図１５で言
う右方向移動１２Ｒと判定し、図８（Ｂ）に示すように
Ｂ相光センサ９Ｂの出力が先に出る場合には図１５で言
う左方向移動１２Ｌと判定し、更に、右方向移動１２Ｒ
の場合にはＡ相光センサ９Ａの出力に対応するデジタル
信号の“１”だけをカウントアップ（増加計数）し、左
方向移動１２Ｌの場合にはＡ相光センサ９Ａの出力に対
応するデジタル信号の“１”だけをカウントダウン（減
少計数）するものと定義する。
【００１８】これにより、移動物体１が正逆どの方向に
移動したかを捉えることができ、カウンタ２３の計数値
２４は移動物体１の場所（正味の移動量）を表わす。
移動したかを捉えることができ、カウンタ２３の計数値
２４は移動物体１の場所（正味の移動量）を表わす。
【００１９】＜第３従来例＞次に、図１６を参照して、
図１５と等価な他の検出システムについて説明する。図
１６では、移動物体１には２個の光源３Ａ，３Ｂと、Ａ
相Ｂ相２個の光センサ９Ａ，９Ｂが搭載されているが、
Ａ相光センサ９ＡとＢ相光センサ９Ｂは移動方向１２に
ついてエンコーダパターン１４の明暗ピッチの１／４だ
けずれて位置している。エンコーダパターン１４は１個
だけが移動物体１ではない物体（図示省略）に設けられ
ている。この場合もＡ相光センサ９Ａの出力とＢ相光セ
ンサ９Ｂの出力には９０°の位相差がある。従って、図
１７に示したカウンタ回路６０に両光センサ出力を与え
ることにより、移動物体１が正逆どの方向に移動した
か、また移動物体１が移動した場所を検出することがで
きる。
図１５と等価な他の検出システムについて説明する。図
１６では、移動物体１には２個の光源３Ａ，３Ｂと、Ａ
相Ｂ相２個の光センサ９Ａ，９Ｂが搭載されているが、
Ａ相光センサ９ＡとＢ相光センサ９Ｂは移動方向１２に
ついてエンコーダパターン１４の明暗ピッチの１／４だ
けずれて位置している。エンコーダパターン１４は１個
だけが移動物体１ではない物体（図示省略）に設けられ
ている。この場合もＡ相光センサ９Ａの出力とＢ相光セ
ンサ９Ｂの出力には９０°の位相差がある。従って、図
１７に示したカウンタ回路６０に両光センサ出力を与え
ることにより、移動物体１が正逆どの方向に移動した
か、また移動物体１が移動した場所を検出することがで
きる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の技術には、下記（１）〜（５）に示すような課題があ
る。
の技術には、下記（１）〜（５）に示すような課題があ
る。
【００２１】（１）従来のエンコーダパターン１４，１
４Ａ，１４Ｂは高度な印刷技術を用いたり、あるいは細
い線の切り貼りといった加工に手間がかかる作業により
作製されるので、大変高価であった。また、エンコーダ
パターン１４，１４Ａ，１４Ｂを傾きが生じないように
物体に取り付け、調整するため、大変手間がかかってい
た。そこで、従来のエンコーダパターン１４，１４Ａ，
１４Ｂに代わる新規なエンコーダパターンの形成技術
と、それを用いた移動量等の検出技術が要望される。
４Ａ，１４Ｂは高度な印刷技術を用いたり、あるいは細
い線の切り貼りといった加工に手間がかかる作業により
作製されるので、大変高価であった。また、エンコーダ
パターン１４，１４Ａ，１４Ｂを傾きが生じないように
物体に取り付け、調整するため、大変手間がかかってい
た。そこで、従来のエンコーダパターン１４，１４Ａ，
１４Ｂに代わる新規なエンコーダパターンの形成技術
と、それを用いた移動量等の検出技術が要望される。
【００２２】（２）また、従来のエンコーダパターン１
４，１４Ａ，１４Ｂは移動物体１が最大に移動する距離
分だけの長さが必要であり、最大移動距離が長いほど高
価で、また取り付け等に多くの手間がかかる。そこで、
従来のエンコーダパターン１４，１４Ａ，１４Ｂを用い
ながらも、それより最大移動距離が長い移動物体１の移
動量等を検出することができる技術が要望される。
４，１４Ａ，１４Ｂは移動物体１が最大に移動する距離
分だけの長さが必要であり、最大移動距離が長いほど高
価で、また取り付け等に多くの手間がかかる。そこで、
従来のエンコーダパターン１４，１４Ａ，１４Ｂを用い
ながらも、それより最大移動距離が長い移動物体１の移
動量等を検出することができる技術が要望される。
【００２３】（３）更に、従来は移動物体１に必ず光源
３，３Ａ，３Ｂと、光センサ９，９Ａ，９Ｂと、信号用
ケーブル１１と、カウンタ回路３０，６０が搭載されて
いた。しかし、移動物体１にはなるべく位置検出用部品
や配線が無い方が、重量を軽くすることができて移動物
体１の反応速度を高速化することができる。そこで、移
動物体１の重量を軽くすることができる移動量等の検出
技術が要望される。
３，３Ａ，３Ｂと、光センサ９，９Ａ，９Ｂと、信号用
ケーブル１１と、カウンタ回路３０，６０が搭載されて
いた。しかし、移動物体１にはなるべく位置検出用部品
や配線が無い方が、重量を軽くすることができて移動物
体１の反応速度を高速化することができる。そこで、移
動物体１の重量を軽くすることができる移動量等の検出
技術が要望される。
【００２４】（４）また、従来は移動物体１の光センサ
９，９Ａ，９Ｂは必ずエンコーダパターン１４，１４
Ａ，１４Ｂに向いていることを前提にして移動量等を検
出していた。しかし、移動物体１が例えば円筒形であっ
て、レールやガイド等により姿勢を固定されずにトンネ
ルやパイプ中を移動する場合は、移動物体１が回転する
ことが考えられる。このような場合は、光センサ９，９
Ａ，９Ｂの向きがずれてしまうから、エンコーダパター
ン１４，１４Ａ，１４Ｂの明暗の変化を計数することが
できない。そこで、移動物体１が回転しながら移動する
場合でも確実に移動量等を検出することができる技術が
要望される。
９，９Ａ，９Ｂは必ずエンコーダパターン１４，１４
Ａ，１４Ｂに向いていることを前提にして移動量等を検
出していた。しかし、移動物体１が例えば円筒形であっ
て、レールやガイド等により姿勢を固定されずにトンネ
ルやパイプ中を移動する場合は、移動物体１が回転する
ことが考えられる。このような場合は、光センサ９，９
Ａ，９Ｂの向きがずれてしまうから、エンコーダパター
ン１４，１４Ａ，１４Ｂの明暗の変化を計数することが
できない。そこで、移動物体１が回転しながら移動する
場合でも確実に移動量等を検出することができる技術が
要望される。
【００２５】（５）また更に、従来はインクリメント型
の検出システムであるため、もし光センサ９，９Ａ，９
Ｂの出力信号がエンコーダパターン１４，１４Ａ，１４
Ｂに付着したごみ、外乱光など、外部の影響により乱れ
ると、エンコーダパターン１４，１４Ａ，１４Ｂの明暗
の変化を計数することができなかったり、あるいは余分
に計数するといった計数ミスが積み重なり、移動量等の
計測誤差を生じることがある。そこで、これらの外部の
影響により光センサ９，９Ａ，９Ｂの出力信号が乱れて
も、計数ミスが積み重ねが起きない検出技術が要望され
る。
の検出システムであるため、もし光センサ９，９Ａ，９
Ｂの出力信号がエンコーダパターン１４，１４Ａ，１４
Ｂに付着したごみ、外乱光など、外部の影響により乱れ
ると、エンコーダパターン１４，１４Ａ，１４Ｂの明暗
の変化を計数することができなかったり、あるいは余分
に計数するといった計数ミスが積み重なり、移動量等の
計測誤差を生じることがある。そこで、これらの外部の
影響により光センサ９，９Ａ，９Ｂの出力信号が乱れて
も、計数ミスが積み重ねが起きない検出技術が要望され
る。
【００２６】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための第１の発明の位置検出装置は、エンコーダパター
ン投射機と、このエンコーダパターン投射機から投射さ
れた光を受光する光センサと、この光センサの出力変化
を計数するカウンタ回路とを具備することを特徴とす
る。
ための第１の発明の位置検出装置は、エンコーダパター
ン投射機と、このエンコーダパターン投射機から投射さ
れた光を受光する光センサと、この光センサの出力変化
を計数するカウンタ回路とを具備することを特徴とす
る。
【００２７】そして、第１の発明が具備するエンコーダ
パターン投射機は、明暗の縞を有するフィルタと、この
フィルタに光を照射する光源と、フィルタを通った光を
入射する光学系とを具備し、光源からの光を規則的な明
暗変化の光に変えて光学系から投射する構成のものであ
る。
パターン投射機は、明暗の縞を有するフィルタと、この
フィルタに光を照射する光源と、フィルタを通った光を
入射する光学系とを具備し、光源からの光を規則的な明
暗変化の光に変えて光学系から投射する構成のものであ
る。
【００２８】第２の発明は第１の発明を具体化したもの
であり、前記エンコーダパターン投射機が移動物体に搭
載され、前記光センサ及びカウンタ回路が前記移動物体
以外に設置されていることを特徴とする。
であり、前記エンコーダパターン投射機が移動物体に搭
載され、前記光センサ及びカウンタ回路が前記移動物体
以外に設置されていることを特徴とする。
【００２９】第３の発明も第１の発明を具体化したもの
であり、前記光センサが移動物体に搭載され、前記エン
コーダパターン投射機が移動物体以外に設置されている
ことを特徴とする。
であり、前記光センサが移動物体に搭載され、前記エン
コーダパターン投射機が移動物体以外に設置されている
ことを特徴とする。
【００３０】第４の発明は第３の発明を具体化したもの
であり、前記エンコーダパターン投射機が移動物体の移
動方向に沿って複数配置されていることを特徴とする。
であり、前記エンコーダパターン投射機が移動物体の移
動方向に沿って複数配置されていることを特徴とする。
【００３１】第５の発明は他の位置検出装置であり、移
動物体にその移動方向に沿って設けられたエンコーダパ
ターンと、移動物体以外に移動物体の移動方向に沿って
設けられた複数の光センサと、光センサを選択しその出
力変化を計数するカウンタ回路とを具備することを特徴
とする。
動物体にその移動方向に沿って設けられたエンコーダパ
ターンと、移動物体以外に移動物体の移動方向に沿って
設けられた複数の光センサと、光センサを選択しその出
力変化を計数するカウンタ回路とを具備することを特徴
とする。
【００３２】第６の発明は更に他の位置検出装置であ
り、移動物体にその移動方向に沿って設けられ且つ明暗
の縞が移動物体を一周しているエンコーダパターンと、
移動物体以外に設けられた光センサと、この光センサの
出力変化を計数するカウンタ回路とを具備することを特
徴とする。
り、移動物体にその移動方向に沿って設けられ且つ明暗
の縞が移動物体を一周しているエンコーダパターンと、
移動物体以外に設けられた光センサと、この光センサの
出力変化を計数するカウンタ回路とを具備することを特
徴とする。
【００３３】第７の発明は第２及び第６の各発明を更に
具体化したものであり、前記光センサが移動物体の移動
方向に沿って複数設置され、前記カウンタ回路が光セン
サを選択する回路を有していることを特徴とする。
具体化したものであり、前記光センサが移動物体の移動
方向に沿って複数設置され、前記カウンタ回路が光セン
サを選択する回路を有していることを特徴とする。
【００３４】第８の発明は第５及び第７の各発明を更に
具体化したものであり、移動物体を検知する移動物体検
知センサが前記光センサ側に設置され、前記カウンタ回
路は移動物体検知センサの出力を基に計数値を絶対位置
の値にプリセットする回路を有していることを特徴とす
る。
具体化したものであり、移動物体を検知する移動物体検
知センサが前記光センサ側に設置され、前記カウンタ回
路は移動物体検知センサの出力を基に計数値を絶対位置
の値にプリセットする回路を有していることを特徴とす
る。
【００３５】第９の発明は第１から第８の各発明を更に
具体化したものであり、前記光センサは位相差９０°の
２つの信号を出力する２個で１組の光センサであり、前
記カウンタ回路は光センサの２つの出力信号から移動物
体の移動方向を判定する回路を有することを特徴とす
る。
具体化したものであり、前記光センサは位相差９０°の
２つの信号を出力する２個で１組の光センサであり、前
記カウンタ回路は光センサの２つの出力信号から移動物
体の移動方向を判定する回路を有することを特徴とす
る。
【００３６】＜作用＞ 上述した構成により、第１の発明の位置検出装置が具備
するエンコーダパターン投射機は、規則的な明暗変化の
光を投射するので、この投射光を従来のエンコーダパタ
ーンの代りに用いることができる。従って、従来のエン
コーダパターンの製作のために高度な印刷技術を用いた
り、細い線の切り貼りといった手間のかかっていたもの
をなくすことができる。また、従来のエンコーダパター
ンの取り付けに際し傾きをなくすための調整にかかって
いた手間を大幅に軽減することができる。
するエンコーダパターン投射機は、規則的な明暗変化の
光を投射するので、この投射光を従来のエンコーダパタ
ーンの代りに用いることができる。従って、従来のエン
コーダパターンの製作のために高度な印刷技術を用いた
り、細い線の切り貼りといった手間のかかっていたもの
をなくすことができる。また、従来のエンコーダパター
ンの取り付けに際し傾きをなくすための調整にかかって
いた手間を大幅に軽減することができる。
【００３７】第１〜第４の発明の各位置検出装置では、
このエンコーダパターン投射機の投射光を光センサで受
光し、光センサの出力変化をカウンタ回路で計数する。
これにより、従来のエンコーダパターンを用いた場合と
同様に、移動物体の移動量や位置を検出することができ
る。
このエンコーダパターン投射機の投射光を光センサで受
光し、光センサの出力変化をカウンタ回路で計数する。
これにより、従来のエンコーダパターンを用いた場合と
同様に、移動物体の移動量や位置を検出することができ
る。
【００３８】特に、光センサが移動物体に搭載される場
合は第４の発明のように光センサが複数のエンコーダパ
ターン投射機から順次それぞれの投射光を受光し、また
エンコーダパターン投射機が移動物体に搭載される場合
は第７の発明のように複数の光センサを順次選択して、
出力変化を計数することにより、投射光の範囲より最大
移動距離が長くても移動量や位置を検出することができ
る。
合は第４の発明のように光センサが複数のエンコーダパ
ターン投射機から順次それぞれの投射光を受光し、また
エンコーダパターン投射機が移動物体に搭載される場合
は第７の発明のように複数の光センサを順次選択して、
出力変化を計数することにより、投射光の範囲より最大
移動距離が長くても移動量や位置を検出することができ
る。
【００３９】第５の発明の位置検出装置は従来のエンコ
ーダパターンを用いるものであるが、従来はエンコーダ
パターンが移動物体以外に設置されていたのに対し、反
対に移動物体に設置し、複数の光センサを順次選択して
出力変化を計数する。これにより、エンコーダパターン
の長さが最大移動距離よりも短くて済み、製作が比較的
容易になり、また調整の手間も軽減する。また、移動物
体には光センサやカウント回路が不要であるから、それ
だけ軽量化に寄与する。
ーダパターンを用いるものであるが、従来はエンコーダ
パターンが移動物体以外に設置されていたのに対し、反
対に移動物体に設置し、複数の光センサを順次選択して
出力変化を計数する。これにより、エンコーダパターン
の長さが最大移動距離よりも短くて済み、製作が比較的
容易になり、また調整の手間も軽減する。また、移動物
体には光センサやカウント回路が不要であるから、それ
だけ軽量化に寄与する。
【００４０】第６の発明の位置検出装置も従来のエンコ
ーダパターンを移動物体に設けるものであるが、明暗の
縞が移動物体を一周しているので、移動物体が回転しな
がら移動しても、常にエンコーダパターンの反射光を光
センサで受光することができる。従って、移動量や位置
の検出が確実である。この場合も、光センサやカウント
回路を移動物体に搭載する必要がないから、それだけ軽
量化に寄与する。また、第７の発明のように複数の光セ
ンサを順次選択して出力変化を計数することにより、エ
ンコーダパターンより最大移動距離が長い場合でも、移
動量や位置を検出することができる。従って、エンコー
ダパターンの長さが最大移動距離よりも短くて済み、そ
れだけ製作が容易になり、また取り付け時に傾きを無く
す調整の手間も軽減する。
ーダパターンを移動物体に設けるものであるが、明暗の
縞が移動物体を一周しているので、移動物体が回転しな
がら移動しても、常にエンコーダパターンの反射光を光
センサで受光することができる。従って、移動量や位置
の検出が確実である。この場合も、光センサやカウント
回路を移動物体に搭載する必要がないから、それだけ軽
量化に寄与する。また、第７の発明のように複数の光セ
ンサを順次選択して出力変化を計数することにより、エ
ンコーダパターンより最大移動距離が長い場合でも、移
動量や位置を検出することができる。従って、エンコー
ダパターンの長さが最大移動距離よりも短くて済み、そ
れだけ製作が容易になり、また取り付け時に傾きを無く
す調整の手間も軽減する。
【００４１】第８の発明の位置検出装置はエンコーダパ
ターン投射機からの投射光またはエンコーダパターンか
らの反射光の受光とは別に、移動物体の存在をセンサで
検知する。このセンサの位置は既知のものであるから、
同センサの出力を基にして計数値を絶対位置にプリセッ
トすることにより、従来のインクリメント型検出システ
ムで生じていた計数ミスの累積を除去することができ
る。
ターン投射機からの投射光またはエンコーダパターンか
らの反射光の受光とは別に、移動物体の存在をセンサで
検知する。このセンサの位置は既知のものであるから、
同センサの出力を基にして計数値を絶対位置にプリセッ
トすることにより、従来のインクリメント型検出システ
ムで生じていた計数ミスの累積を除去することができ
る。
【００４２】第９の発明の位置検出装置は、エンコーダ
パターン投射機を用いる場合でも、移動物体に従来のエ
ンコーダパターンを設ける場合でも、光センサからの位
相差９０°の２つの信号を用いて移動方向を判定するこ
とにより、移動物体が往復動しても従来と同じく真の移
動量や位置を検出することができる。
パターン投射機を用いる場合でも、移動物体に従来のエ
ンコーダパターンを設ける場合でも、光センサからの位
相差９０°の２つの信号を用いて移動方向を判定するこ
とにより、移動物体が往復動しても従来と同じく真の移
動量や位置を検出することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】以下、図面（図１〜図１３）に示
す各実施例を参照して本発明の各実施の形態を説明す
る。
す各実施例を参照して本発明の各実施の形態を説明す
る。
【００４４】＜第１実施例＞図１は本発明の第１の実施
の形態に係る位置検出装置を示し、これはエンコーダパ
ターン投射機２と、複数の光センサ９と、カウンタ回路
２０から構成されている。
の形態に係る位置検出装置を示し、これはエンコーダパ
ターン投射機２と、複数の光センサ９と、カウンタ回路
２０から構成されている。
【００４５】エンコーダパターン投射機２は可視光やレ
ーザ光等の光源３と、明暗の縞が繰り返したフィルタ４
と、レンズ５から構成されており、光源３からフィルタ
４に光を照射し、フィルタ４の出射光をレンズ５に通す
ことにより、規則的な明暗変化の光８をレンズ５から外
部に投射する。即ち、この投射光８には、光非投射部
（暗部）６と、光投射部（明部）７とが繰り返して作り
出されている。明暗変化の規則性はフィルタ４における
明暗の縞間隔の設定及び／又はレンズ５の特性の設定等
により達成することができる。
ーザ光等の光源３と、明暗の縞が繰り返したフィルタ４
と、レンズ５から構成されており、光源３からフィルタ
４に光を照射し、フィルタ４の出射光をレンズ５に通す
ことにより、規則的な明暗変化の光８をレンズ５から外
部に投射する。即ち、この投射光８には、光非投射部
（暗部）６と、光投射部（明部）７とが繰り返して作り
出されている。明暗変化の規則性はフィルタ４における
明暗の縞間隔の設定及び／又はレンズ５の特性の設定等
により達成することができる。
【００４６】本実施の形態では、このようなエンコーダ
パターン投射機２をその投射光８が移動方向１２に沿っ
て明暗変化を繰り返すように、移動物体１に搭載してあ
る。そして、このエンコーダパターン投射機２からの投
射光８を受光する光センサ９を、移動物体１以外の物体
（以下、便宜上、固定物体という）１０に設置してあ
る。また、光センサ９の出力を信号ケーブル１１により
カウンタ回路２０に接続してある。
パターン投射機２をその投射光８が移動方向１２に沿っ
て明暗変化を繰り返すように、移動物体１に搭載してあ
る。そして、このエンコーダパターン投射機２からの投
射光８を受光する光センサ９を、移動物体１以外の物体
（以下、便宜上、固定物体という）１０に設置してあ
る。また、光センサ９の出力を信号ケーブル１１により
カウンタ回路２０に接続してある。
【００４７】但し、投射光８は限られた範囲までしか届
かないので、移動物体１が長距離を移動しても投射光８
を途切れることなく受光することができるように、光セ
ンサ９を複数、移動方向１２に沿って設置してある。
かないので、移動物体１が長距離を移動しても投射光８
を途切れることなく受光することができるように、光セ
ンサ９を複数、移動方向１２に沿って設置してある。
【００４８】このように光センサ９を複数設置したこと
により、図２に示すように、カウンタ回路２０は波形整
形回路２２とカウンタ２３に加えて、光センサ選択回路
２１を備えている。
により、図２に示すように、カウンタ回路２０は波形整
形回路２２とカウンタ２３に加えて、光センサ選択回路
２１を備えている。
【００４９】各光センサ９の出力電圧は入射光の有無に
より、例えば図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、高低変化
する。
より、例えば図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、高低変化
する。
【００５０】カウンタ回路２０においては、光センサ選
択回路２１は複数の光センサ９から得られる電気信号の
うち、エンコーダパターン投射機２からの投射光８を受
けている１つの光センサを選択し、その光センサからの
信号を波形整形回路２２に与える。
択回路２１は複数の光センサ９から得られる電気信号の
うち、エンコーダパターン投射機２からの投射光８を受
けている１つの光センサを選択し、その光センサからの
信号を波形整形回路２２に与える。
【００５１】波形整形回路２２は光センサ選択回路２１
を通して与えられる光センサ出力の高低電圧変化を、例
えば図３（Ｂ）に示すような“１”と“０”の２値のデ
ジタル信号に変換し、カウンタ２３に与える。カウンタ
２３はデジタル信号の例えば“１”だけを数え、その計
数値２４を出力する。従って、カウンタ２３の計数値２
４がエンコーダパターンの明暗の変化回数に相当し、移
動物体１の移動量等を検出することができる。
を通して与えられる光センサ出力の高低電圧変化を、例
えば図３（Ｂ）に示すような“１”と“０”の２値のデ
ジタル信号に変換し、カウンタ２３に与える。カウンタ
２３はデジタル信号の例えば“１”だけを数え、その計
数値２４を出力する。従って、カウンタ２３の計数値２
４がエンコーダパターンの明暗の変化回数に相当し、移
動物体１の移動量等を検出することができる。
【００５２】＜第２実施例＞図４は本発明の第２の実施
の形態に係る位置検出装置を示す。本実施の形態では、
移動物体１には光センサ９を搭載し、先に説明したエン
コーダパターン投射機２は固定物体１０に設置してい
る。この場合もエンコーダパターン投射機２からの投射
光８の範囲が限られる。そこで、移動物体１が長距離を
移動しても光センサ９が途切れることなく投射光８を受
光することができるように、エンコーダパターン投射機
２を複数、移動方向１２に沿って設置してある。もちろ
ん、投射光８は移動方向１２に沿って明暗を繰り返す。
の形態に係る位置検出装置を示す。本実施の形態では、
移動物体１には光センサ９を搭載し、先に説明したエン
コーダパターン投射機２は固定物体１０に設置してい
る。この場合もエンコーダパターン投射機２からの投射
光８の範囲が限られる。そこで、移動物体１が長距離を
移動しても光センサ９が途切れることなく投射光８を受
光することができるように、エンコーダパターン投射機
２を複数、移動方向１２に沿って設置してある。もちろ
ん、投射光８は移動方向１２に沿って明暗を繰り返す。
【００５３】本実施の形態の場合は光センサ９が１つで
良いので、カウンタ回路３０は図５に示すように、波形
整形回路２２とカウンタ２３で構成されている。つま
り、信号ケーブル１１を通して与えられる光センサ９の
出力電圧の高低変化を波形整形回路２２で２値のデジタ
ル信号に変換し、カウンタ回路２３で“１”または
“０”の一方のみを計数することにより、その計数値２
４が移動量や位置に相当する。
良いので、カウンタ回路３０は図５に示すように、波形
整形回路２２とカウンタ２３で構成されている。つま
り、信号ケーブル１１を通して与えられる光センサ９の
出力電圧の高低変化を波形整形回路２２で２値のデジタ
ル信号に変換し、カウンタ回路２３で“１”または
“０”の一方のみを計数することにより、その計数値２
４が移動量や位置に相当する。
【００５４】＜第３実施例＞図６は本発明の第３の実施
の形態に係る位置検出装置を示す。本実施の形態は移動
方向の判定のために、図１に示した第１実施例における
複数の光センサ９をそれぞれ、Ａ相光センサ９ＡとＢ相
光センサ９Ｂの２個で１組のセンサとしたものである。
Ａ相光センサ９ＡとＢ相光センサ９Ｂは移動方向１２に
関して投射光８の明暗ピッチの１／４だけずらして配置
することにより、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、出力
信号が互いに９０°の位相差を持つようにしてある。な
お、ずらし量をｇとし、明暗ピッチをＰとし、ｎを整数
とすれば、ｇ＝（２ｎ−１）Ｐ／４であれば良い。
の形態に係る位置検出装置を示す。本実施の形態は移動
方向の判定のために、図１に示した第１実施例における
複数の光センサ９をそれぞれ、Ａ相光センサ９ＡとＢ相
光センサ９Ｂの２個で１組のセンサとしたものである。
Ａ相光センサ９ＡとＢ相光センサ９Ｂは移動方向１２に
関して投射光８の明暗ピッチの１／４だけずらして配置
することにより、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、出力
信号が互いに９０°の位相差を持つようにしてある。な
お、ずらし量をｇとし、明暗ピッチをＰとし、ｎを整数
とすれば、ｇ＝（２ｎ−１）Ｐ／４であれば良い。
【００５５】各組毎にＡ相光センサ９ＡとＢ相光センサ
９Ｂの出力電圧を信号ケーブル１１を通しカウンタ回路
４０に与える。
９Ｂの出力電圧を信号ケーブル１１を通しカウンタ回路
４０に与える。
【００５６】カウンタ回路４０は図７に示すように、光
センサ選択回路２１と、波形整形回路２２と、方向判定
回路２５と、カウンタ２３で構成してある。
センサ選択回路２１と、波形整形回路２２と、方向判定
回路２５と、カウンタ２３で構成してある。
【００５７】光センサ選択回路２１は複数組の光センサ
９から得られる電気信号のうち、投射光８を受けている
１つの組の光センサを選択し、それのＡ相光センサ９Ａ
からの信号とＢ相光センサ９Ｂからの信号を波形整形回
路２２に与える。
９から得られる電気信号のうち、投射光８を受けている
１つの組の光センサを選択し、それのＡ相光センサ９Ａ
からの信号とＢ相光センサ９Ｂからの信号を波形整形回
路２２に与える。
【００５８】波形整形回路２２はＡ相とＢ相各光センサ
９Ａ，９Ｂから出力される電気信号の高低を、例えば図
８（Ａ），（Ｂ）に示すように“１”と“０”の２値の
デジタル信号に変換し、方向判定回路２５に与える。方
向判定回路２５は予め設定した方向判定の定義に基づ
き、Ａ相光センサ９ＡとＢ相光センサ９Ｂのどちらの出
力が先に出るかによって方向を判定し、その判定結果を
カウンタ２３に与える。カウンタ２３は方向判定結果と
予め定めた計数方法の定義に基づき、Ａ相光センサの出
力に対応するデジタル信号及びＢ相光センサ９Ｂに対応
するデジタル信号を計数する。
９Ａ，９Ｂから出力される電気信号の高低を、例えば図
８（Ａ），（Ｂ）に示すように“１”と“０”の２値の
デジタル信号に変換し、方向判定回路２５に与える。方
向判定回路２５は予め設定した方向判定の定義に基づ
き、Ａ相光センサ９ＡとＢ相光センサ９Ｂのどちらの出
力が先に出るかによって方向を判定し、その判定結果を
カウンタ２３に与える。カウンタ２３は方向判定結果と
予め定めた計数方法の定義に基づき、Ａ相光センサの出
力に対応するデジタル信号及びＢ相光センサ９Ｂに対応
するデジタル信号を計数する。
【００５９】これら方向判定の定義と計数方法の定義の
一例を、以下に示す。例えば、図８（Ａ）に示すように
Ａ相光センサ９Ａの出力が先に出る場合には図６で言う
右方向移動１２Ｒと判定し、図８（Ｂ）に示すようにＢ
相光センサ９Ｂの出力が先に出る場合には図６で言う左
方向移動１２Ｌと判定し、更に、例えば、右方向移動１
２Ｒの場合にはＡ相光センサ９Ａの出力に対応するデジ
タル信号の“１”だけをカウントアップ（増加計数）
し、左方向移動１２Ｌの場合にはＡ相光センサ９Ａの出
力に対応するデジタル信号の“１”だけをカウントダウ
ン（減少計数）するものと定義する。
一例を、以下に示す。例えば、図８（Ａ）に示すように
Ａ相光センサ９Ａの出力が先に出る場合には図６で言う
右方向移動１２Ｒと判定し、図８（Ｂ）に示すようにＢ
相光センサ９Ｂの出力が先に出る場合には図６で言う左
方向移動１２Ｌと判定し、更に、例えば、右方向移動１
２Ｒの場合にはＡ相光センサ９Ａの出力に対応するデジ
タル信号の“１”だけをカウントアップ（増加計数）
し、左方向移動１２Ｌの場合にはＡ相光センサ９Ａの出
力に対応するデジタル信号の“１”だけをカウントダウ
ン（減少計数）するものと定義する。
【００６０】これにより、移動物体１が正逆どの方向に
移動したかを捉えることができ、カウンタ２３の計数値
２４は移動物体１の場所（正味の移動量）を表わす。
移動したかを捉えることができ、カウンタ２３の計数値
２４は移動物体１の場所（正味の移動量）を表わす。
【００６１】＜第４実施例＞図９は本発明の第４の実施
の形態に係る位置検出装置を示す。本実施の形態は外乱
等による計数ミスの累積をなくすために、図６に示した
第３実施例に移動物体検知センサ１３を追加したもので
ある。即ち、Ａ相光センサ９ＡとＢ相光センサ９Ｂで１
組になった光センサ９どうしの間にて、移動物体検知セ
ンサ１３を固定物体１０に設置してある。各移動物体検
知センサ１３は近接センサや光センサなど移動物体１を
検知することができる任意のセンサであり、移動物体１
を検知すると例えば出力電圧が高低変化する。
の形態に係る位置検出装置を示す。本実施の形態は外乱
等による計数ミスの累積をなくすために、図６に示した
第３実施例に移動物体検知センサ１３を追加したもので
ある。即ち、Ａ相光センサ９ＡとＢ相光センサ９Ｂで１
組になった光センサ９どうしの間にて、移動物体検知セ
ンサ１３を固定物体１０に設置してある。各移動物体検
知センサ１３は近接センサや光センサなど移動物体１を
検知することができる任意のセンサであり、移動物体１
を検知すると例えば出力電圧が高低変化する。
【００６２】このような各移動物体検知センサ１３の出
力信号と、各組毎のＡ相光センサ９Ａ及びＢ相光センサ
９Ｂの出力信とを信号ケーブル１１を通してカウンタ回
路５０に与える。
力信号と、各組毎のＡ相光センサ９Ａ及びＢ相光センサ
９Ｂの出力信とを信号ケーブル１１を通してカウンタ回
路５０に与える。
【００６３】カウンタ回路５０は図１０に示すように、
波形整形回路２２と、方向判定回路２５と、光センサ選
択回路２１と、カウンタ回路２３に加えて、カウンタプ
リセット回路２６が備えられている。
波形整形回路２２と、方向判定回路２５と、光センサ選
択回路２１と、カウンタ回路２３に加えて、カウンタプ
リセット回路２６が備えられている。
【００６４】波形整形回路２２は各組の光センサ９につ
いて、Ａ相とＢ相各光センサ９Ａ，９Ｂから出力される
電気信号の高低を、例えば図８（Ａ），（Ｂ）に示すよ
うに“１”と“０”の２値のデジタル信号に変換し、方
向判定回路２５に与える。また移動物体検知センサ１３
の出力信号を、例えば移動物体１を検知すると“１”、
そうでない場合は“０”というように波形整形して方向
判定回路２５に与える。
いて、Ａ相とＢ相各光センサ９Ａ，９Ｂから出力される
電気信号の高低を、例えば図８（Ａ），（Ｂ）に示すよ
うに“１”と“０”の２値のデジタル信号に変換し、方
向判定回路２５に与える。また移動物体検知センサ１３
の出力信号を、例えば移動物体１を検知すると“１”、
そうでない場合は“０”というように波形整形して方向
判定回路２５に与える。
【００６５】方向判定回路２５は波形整形回路２２から
与えられる各組の光センサ９のＡ，Ｂ両相の信号と、各
移動物体検知センサ１３の信号とを光センサ選択回路２
１に与える。また、予め設定した方向判定の定義に基づ
き、各組の光センサ９について、Ａ相光センサ９ＡとＢ
相光センサ９Ｂのどちらの出力が先に出るかによって方
向を判定し、その判定結果を光センサ選択回路２１に与
える。例えば、図８（Ａ）に示すようにＡ相光センサ９
Ａの出力が先に出る場合には図９で言う右方向移動１２
Ｒと判定し、図８（Ｂ）に示すようにＢ相光センサ９Ｂ
の出力が先に出る場合には図９で言う左方向移動１２Ｌ
と判定する。
与えられる各組の光センサ９のＡ，Ｂ両相の信号と、各
移動物体検知センサ１３の信号とを光センサ選択回路２
１に与える。また、予め設定した方向判定の定義に基づ
き、各組の光センサ９について、Ａ相光センサ９ＡとＢ
相光センサ９Ｂのどちらの出力が先に出るかによって方
向を判定し、その判定結果を光センサ選択回路２１に与
える。例えば、図８（Ａ）に示すようにＡ相光センサ９
Ａの出力が先に出る場合には図９で言う右方向移動１２
Ｒと判定し、図８（Ｂ）に示すようにＢ相光センサ９Ｂ
の出力が先に出る場合には図９で言う左方向移動１２Ｌ
と判定する。
【００６６】光センサ選択回路２１は波形整形回路２２
及び方向判定回路２５を通して複数組の光センサ９から
得られる電気信号のうち、投射光８を受けている１つの
組の光センサを選択し、それのＡ相光センサ９Ａからの
信号とＢ相光センサ９Ｂからの信号をカウンタ２３に与
える。また、光センサ選択回路２１は、波形整形回路２
２及び方向判定回路２５を通して複数の移動物体検知セ
ンサ１３から得られる電気信号のうち、移動物体１を検
知する１つの移動物体検知センサを選択し、その信号を
カウンタプリセット回路２６に与える。更に、光センサ
選択回路２１は方向判定回路２５から得られる判定結果
の信号をカウンタ２３に与える。
及び方向判定回路２５を通して複数組の光センサ９から
得られる電気信号のうち、投射光８を受けている１つの
組の光センサを選択し、それのＡ相光センサ９Ａからの
信号とＢ相光センサ９Ｂからの信号をカウンタ２３に与
える。また、光センサ選択回路２１は、波形整形回路２
２及び方向判定回路２５を通して複数の移動物体検知セ
ンサ１３から得られる電気信号のうち、移動物体１を検
知する１つの移動物体検知センサを選択し、その信号を
カウンタプリセット回路２６に与える。更に、光センサ
選択回路２１は方向判定回路２５から得られる判定結果
の信号をカウンタ２３に与える。
【００６７】カウンタプリセット回路２６は光センサ選
択回路２５を通して移動物体検知センサ１３から得られ
た信号を入力した時、その信号に基づいて該当する移動
物体検知センサの絶対位置を表わす値をプリセット値と
してカウンタ２３に与える。
択回路２５を通して移動物体検知センサ１３から得られ
た信号を入力した時、その信号に基づいて該当する移動
物体検知センサの絶対位置を表わす値をプリセット値と
してカウンタ２３に与える。
【００６８】カウンタ２３は、基本的には方向判定結果
と予め定めた計数方法の定義に基づき、Ａ相光センサの
出力に対応するデジタル信号及び／またはＢ相光センサ
９Ｂに対応するデジタル信号を計数する。例えば、右方
向移動１２Ｒの場合にはＡ相光センサ９Ａの出力に対応
するデジタル信号の“１”だけをカウントアップ（増加
計数）し、左方向移動１２Ｌの場合にはＡ相光センサ９
Ａの出力に対応するデジタル信号の“１”だけをカウン
トダウン（減少計数）する。更に、カウンタ２３は、カ
ウンタプリセット回路２６からプリセット値を与えられ
た時点で、このプリセット値を計数値にプリセットし、
計数を続ける。
と予め定めた計数方法の定義に基づき、Ａ相光センサの
出力に対応するデジタル信号及び／またはＢ相光センサ
９Ｂに対応するデジタル信号を計数する。例えば、右方
向移動１２Ｒの場合にはＡ相光センサ９Ａの出力に対応
するデジタル信号の“１”だけをカウントアップ（増加
計数）し、左方向移動１２Ｌの場合にはＡ相光センサ９
Ａの出力に対応するデジタル信号の“１”だけをカウン
トダウン（減少計数）する。更に、カウンタ２３は、カ
ウンタプリセット回路２６からプリセット値を与えられ
た時点で、このプリセット値を計数値にプリセットし、
計数を続ける。
【００６９】これにより、光センサ９の出力が何らかの
影響、例えば外乱光やごみの付着等で乱されて計数不足
や過剰計数があっても、計数値が移動物体１の検知の都
度その絶対位置の値をプリセットされるため、これらの
計数ミスが累積しなくなる。また、移動物体１が正逆ど
の方向に移動したかを捉えることができる。従ってカウ
ンタ２３の計数値２４は移動物体１の場所（正味の移動
量）を精度高く表わす。
影響、例えば外乱光やごみの付着等で乱されて計数不足
や過剰計数があっても、計数値が移動物体１の検知の都
度その絶対位置の値をプリセットされるため、これらの
計数ミスが累積しなくなる。また、移動物体１が正逆ど
の方向に移動したかを捉えることができる。従ってカウ
ンタ２３の計数値２４は移動物体１の場所（正味の移動
量）を精度高く表わす。
【００７０】＜第５実施例＞図１１は本発明の第５の実
施の形態に係る位置検出装置を示す。本実施の形態は、
図９に示した第４実施例におけるエンコーダパターン投
射機２の代りに、図１３に示した従来のエンコーダパタ
ーン１４を移動物体１に取り付けたものであり、この点
と、互いに位相差９０°の信号を出力する２つの光セン
サ９Ａ，９Ｂ毎に可視光やレーザ光等の光源３Ａ，３Ｂ
を固定物体１に設置した点以外、カウンタ回路５０を含
めて第４の実施例と同じである。光源３Ａは光センサ９
Ａに、光源３Ｂは光センサ９Ｂにそれぞれ対応してい
る。
施の形態に係る位置検出装置を示す。本実施の形態は、
図９に示した第４実施例におけるエンコーダパターン投
射機２の代りに、図１３に示した従来のエンコーダパタ
ーン１４を移動物体１に取り付けたものであり、この点
と、互いに位相差９０°の信号を出力する２つの光セン
サ９Ａ，９Ｂ毎に可視光やレーザ光等の光源３Ａ，３Ｂ
を固定物体１に設置した点以外、カウンタ回路５０を含
めて第４の実施例と同じである。光源３Ａは光センサ９
Ａに、光源３Ｂは光センサ９Ｂにそれぞれ対応してい
る。
【００７１】このように、エンコーダパターン１４を移
動物体１に取り付けたことにより、光センサ９（９Ａ，
９Ｂ）、光源３Ａ，３Ｂ及びカウンタ回路５０は移動物
体１に存在しないから、それだけ移動物体１の重量が軽
くなり、その反応速度を高速化することが可能となる。
また、エンコーダパターン１４は最大移動距離よりも短
くて済み、それだけ製作及び取り付け、調整が容易とな
る。
動物体１に取り付けたことにより、光センサ９（９Ａ，
９Ｂ）、光源３Ａ，３Ｂ及びカウンタ回路５０は移動物
体１に存在しないから、それだけ移動物体１の重量が軽
くなり、その反応速度を高速化することが可能となる。
また、エンコーダパターン１４は最大移動距離よりも短
くて済み、それだけ製作及び取り付け、調整が容易とな
る。
【００７２】＜第６実施例＞図１２は本発明の第６の実
施の形態に係る位置検出装置を示す。本実施の形態は、
移動物体１が移動中に回転または回動する場合の対策と
して、図１１に示した第５実施例におけるエンコーダパ
ターン１４を、その明暗の各縞が移動物体１をその回転
方向に一周するように形成したものである。その他（光
源３Ａ，３Ｂ、光センサ９（９Ａ，９Ｂ）及びカウンタ
回路５０）は第５実施例と同じである。
施の形態に係る位置検出装置を示す。本実施の形態は、
移動物体１が移動中に回転または回動する場合の対策と
して、図１１に示した第５実施例におけるエンコーダパ
ターン１４を、その明暗の各縞が移動物体１をその回転
方向に一周するように形成したものである。その他（光
源３Ａ，３Ｂ、光センサ９（９Ａ，９Ｂ）及びカウンタ
回路５０）は第５実施例と同じである。
【００７３】このように移動物体１を明暗の各縞が一周
していることから、移動物体１が例えば円筒形などであ
り、レールやガイド等により姿勢を固定されることな
く、トンネルやパイプ等の移動空間中を回転しながら移
動する場合でも、光センサ９（９Ａ，９Ｂ）は常にエン
コーダパターン１４からの反射光１８を受光することが
でき、従って移動物体１の位置や移動量を常に検出する
ことができる。
していることから、移動物体１が例えば円筒形などであ
り、レールやガイド等により姿勢を固定されることな
く、トンネルやパイプ等の移動空間中を回転しながら移
動する場合でも、光センサ９（９Ａ，９Ｂ）は常にエン
コーダパターン１４からの反射光１８を受光することが
でき、従って移動物体１の位置や移動量を常に検出する
ことができる。
【００７４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
位置検出装置が具備するエンコーダパターン投射機は、
規則的な明暗変化の光を投射するので、この投射光が従
来のエンコーダパターンの代りになる。従って、従来の
エンコーダパターンの製作のために高度な印刷技術を用
いたり、細い線の切り貼りといった手間のかかっていた
ものをなくすことができる。また、従来のエンコーダパ
ターンの取り付けに際し傾きをなくすための調整にかか
っていた手間を大幅に軽減することができる。
位置検出装置が具備するエンコーダパターン投射機は、
規則的な明暗変化の光を投射するので、この投射光が従
来のエンコーダパターンの代りになる。従って、従来の
エンコーダパターンの製作のために高度な印刷技術を用
いたり、細い線の切り貼りといった手間のかかっていた
ものをなくすことができる。また、従来のエンコーダパ
ターンの取り付けに際し傾きをなくすための調整にかか
っていた手間を大幅に軽減することができる。
【００７５】請求項１〜４の発明の各位置検出装置は、
エンコーダパターン投射機の投射光を光センサで受光
し、光センサの出力変化をカウンタ回路で計数するの
で、従来のエンコーダパターンを用いた場合と同様に、
移動物体の移動量や位置を検出することができる。
エンコーダパターン投射機の投射光を光センサで受光
し、光センサの出力変化をカウンタ回路で計数するの
で、従来のエンコーダパターンを用いた場合と同様に、
移動物体の移動量や位置を検出することができる。
【００７６】請求項５の発明の位置検出装置は従来のエ
ンコーダパターンを用いるのであるが、従来はエンコー
ダパターンが移動物体以外に設置されていたのに対し、
反対に移動物体に設置し、複数の光センサを順次選択し
て出力変化を計数するので、エンコーダパターンの長さ
が最大移動距離よりも短くて済み、製作が比較的容易に
なり、また調整の手間も軽減する。また、移動物体には
光センサやカウント回路が不要であるから、それだけ軽
量化に寄与する。
ンコーダパターンを用いるのであるが、従来はエンコー
ダパターンが移動物体以外に設置されていたのに対し、
反対に移動物体に設置し、複数の光センサを順次選択し
て出力変化を計数するので、エンコーダパターンの長さ
が最大移動距離よりも短くて済み、製作が比較的容易に
なり、また調整の手間も軽減する。また、移動物体には
光センサやカウント回路が不要であるから、それだけ軽
量化に寄与する。
【００７７】請求項６の発明の位置検出装置も従来のエ
ンコーダパターンを移動物体に設けるのであるが、明暗
の縞が移動物体を一周しているので、移動物体が回転し
ながら移動しても、常にエンコーダパターンの反射光を
光センサで受光することができる。従って、移動量や位
置の検出が確実である。この場合も、光センサやカウン
ト回路を移動物体に搭載する必要がないから、それだけ
軽量化に寄与する。
ンコーダパターンを移動物体に設けるのであるが、明暗
の縞が移動物体を一周しているので、移動物体が回転し
ながら移動しても、常にエンコーダパターンの反射光を
光センサで受光することができる。従って、移動量や位
置の検出が確実である。この場合も、光センサやカウン
ト回路を移動物体に搭載する必要がないから、それだけ
軽量化に寄与する。
【００７８】特に、請求項４の発明のように光センサが
移動物体に搭載される場合は光センサが複数のエンコー
ダパターン投射機からそれぞれの投射光を順次受光し、
また請求項７の発明のようにエンコーダパターン投射機
が移動物体に搭載される場合は複数の光センサを順次選
択して、光センサの出力変化を計数するので、投射光の
範囲より最大移動距離が長くても移動量や位置を検出す
ることができる。更に、従来のエンコーダパターンを移
動物体に取り付ける場合も、請求項７の発明のように複
数の光センサを順次選択して出力変化を計数することに
より、エンコーダパターンより最大移動距離が長くて
も、移動量や位置を検出することができるので、エンコ
ーダパターンの長さが最大移動距離よりも短くて済み、
それだけ製作が容易になり、また取り付け時に傾きを無
くす調整の手間も軽減する。
移動物体に搭載される場合は光センサが複数のエンコー
ダパターン投射機からそれぞれの投射光を順次受光し、
また請求項７の発明のようにエンコーダパターン投射機
が移動物体に搭載される場合は複数の光センサを順次選
択して、光センサの出力変化を計数するので、投射光の
範囲より最大移動距離が長くても移動量や位置を検出す
ることができる。更に、従来のエンコーダパターンを移
動物体に取り付ける場合も、請求項７の発明のように複
数の光センサを順次選択して出力変化を計数することに
より、エンコーダパターンより最大移動距離が長くて
も、移動量や位置を検出することができるので、エンコ
ーダパターンの長さが最大移動距離よりも短くて済み、
それだけ製作が容易になり、また取り付け時に傾きを無
くす調整の手間も軽減する。
【００７９】請求項８の発明の位置検出装置はエンコー
ダパターン投射機からの投射光の受光またはエンコーダ
パターンからの反射光の受光とは別に、移動物体の存在
をセンサで検知し、同センサの出力を基にして計数値を
絶対位置にプリセットするので、従来のインクリメント
型検出システムで生じていた計数ミスの累積を除去する
ことができる。
ダパターン投射機からの投射光の受光またはエンコーダ
パターンからの反射光の受光とは別に、移動物体の存在
をセンサで検知し、同センサの出力を基にして計数値を
絶対位置にプリセットするので、従来のインクリメント
型検出システムで生じていた計数ミスの累積を除去する
ことができる。
【００８０】請求項９の発明の位置検出装置は、エンコ
ーダパターン投射機を用いる場合でも、移動物体に従来
のエンコーダパターンを設ける場合でも、光センサから
の位相差９０°の２つの信号を用いて移動方向を判定す
るので、移動物体が往復動しても従来と同じく真の移動
量や位置を検出することができる。
ーダパターン投射機を用いる場合でも、移動物体に従来
のエンコーダパターンを設ける場合でも、光センサから
の位相差９０°の２つの信号を用いて移動方向を判定す
るので、移動物体が往復動しても従来と同じく真の移動
量や位置を検出することができる。
【図１】本発明の第１実施例の位置検出装置の構成を示
す図。
す図。
【図２】第１実施例のカウンタ回路の構成を示す図。
【図３】光センサの出力特性例を示す図。
【図４】本発明の第２実施例の位置検出装置の構成を示
す図。
す図。
【図５】第２実施例のカウンタ回路の構成を示す図。
【図６】本発明の第３実施例の位置検出装置の構成を示
す図。
す図。
【図７】第３実施例のカウンタ回路の構成を示す図。
【図８】２個で１組の光センサの出力特性例を示す図。
【図９】本発明の第４実施例の位置検出装置の構成を示
す図。
す図。
【図１０】第４〜第６実施例のカウンタ回路の構成を示
す図。
す図。
【図１１】本発明の第５実施例の位置検出装置の構成を
示す図。
示す図。
【図１２】本発明の第６実施例の位置検出装置の構成を
示す図。
示す図。
【図１３】エンコーダパターンを示す図。
【図１４】位置検出装置の第１従来例を示す図。
【図１５】位置検出装置の第２従来例を示す図。
【図１６】位置検出装置の第３従来例を示す図。
【図１７】第２〜第３従来例のカウンタ回路の構成を示
す図。
す図。
１ 移動物体 ２ エンコーダパターン投射機 ３，３Ａ，３Ｂ 光源 ４ フィルタ ５ レンズ ６ 光非投射部 ７ 光投射部 ８ 投射光 ９，９Ａ，９Ｂ 光センサ １０ 固定物体 １１ 信号ケーブル １２ 移動方向 １２Ｒ 右方向 １２Ｌ 左方向 １３ 移動物体検知センサ １４，１４Ａ，１４Ｂ エンコーダパターン １５ 明部 １６ 暗部 １７ 照射光 １８ 反射光 ２０，３０，４０，５０，６０ カウンタ回路 ２１ 光センサ選択回路 ２２ 波形整形回路 ２３ カウンタ ２４ 計数値 ２５ 方向判定回路 ２６ カウンタプリセット回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上城 和洋 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番 １号 三菱重工業株式会社 神戸造船所 内 (72)発明者 衣笠 学 東京都港区赤坂一丁目９番13号 動力 炉・核燃料開発事業団内 (56)参考文献 特開 昭63−145905（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−250235（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G01D 5/00 - 5/62
Claims (9)
- 【請求項１】 明暗の縞を有するフィルタと、このフィ
ルタに光を照射する光源と、フィルタを通った光を入射
する光学系とを具備し、光源からの光を規則的な明暗変
化の光に変えて光学系から投射する構成のエンコーダパ
ターン投射機と、このエンコーダパターン投射機から投
射された光を受光する光センサと、この光センサの出力
変化を計数するカウンタ回路とを具備することを特徴と
する位置検出装置。 - 【請求項２】 前記エンコーダパターン投射機が移動物
体に搭載され、前記光センサ及びカウンタ回路が前記移
動物体以外に設置されていることを特徴とする請求項１
に記載の位置検出装置。 - 【請求項３】 前記光センサが移動物体に搭載され、前
記エンコーダパターン投射機が移動物体以外に設置され
ていることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装
置。 - 【請求項４】 前記エンコーダパターン投射機が移動物
体の移動方向に沿って複数配置されていることを特徴と
する請求項３に記載の位置検出装置。 - 【請求項５】 移動物体にその移動方向に沿って設けら
れたエンコーダパターンと、移動物体以外に移動物体の
移動方向に沿って設けられた複数の光センサと、光セン
サを選択しその出力変化を計数するカウンタ回路とを具
備することを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項６】 移動物体にその移動方向に沿って設けら
れ且つ明暗の縞が移動物体を一周しているエンコーダパ
ターンと、移動物体以外に設けられた光センサと、この
光センサの出力変化を計数するカウンタ回路とを具備す
ることを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項７】 前記光センサが移動物体の移動方向に沿
って複数設置され、前記カウンタ回路が光センサを選択
する回路を有していることを特徴とする請求項２または
６に記載の位置検出装置。 - 【請求項８】 移動物体を検知する移動物体検知センサ
が前記光センサ側に設置され、前記カウンタ回路は移動
物体検知センサの出力を基に計数値を絶対位置の値にプ
リセットする回路を有していることを特徴とする請求項
５または７に記載の位置検出装置。 - 【請求項９】 前記光センサは位相差９０°の２つの信
号を出力する２個で１組の光センサであり、前記カウン
タ回路は光センサの２つの出力信号から移動物体の移動
方向を判定する回路を有することを特徴とする請求項１
から８いずれかに記載の位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7336517A JP3064227B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7336517A JP3064227B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09178419A JPH09178419A (ja) | 1997-07-11 |
| JP3064227B2 true JP3064227B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=18299954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7336517A Expired - Fee Related JP3064227B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3064227B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110709673A (zh) * | 2017-05-31 | 2020-01-17 | 浜松光子学株式会社 | 编码器用受光模块及编码器 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7679533B2 (en) * | 2007-10-02 | 2010-03-16 | Renco Encoders Inc. | Photodiode array for an optical encoder, photodiode detection system, and optical encoder |
| KR101981211B1 (ko) * | 2014-07-10 | 2019-05-23 | 건국대학교 산학협력단 | 열차 정위치정차 측정시스템 |
-
1995
- 1995-12-25 JP JP7336517A patent/JP3064227B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110709673A (zh) * | 2017-05-31 | 2020-01-17 | 浜松光子学株式会社 | 编码器用受光模块及编码器 |
| US11307060B2 (en) | 2017-05-31 | 2022-04-19 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light-receiving module for encoder, and encoder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09178419A (ja) | 1997-07-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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