JPH0587589A - Encoder device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable placing an encoder at an arbitrary part of a measured body by placing a scale arranged with parts having a response characteristics optically and magnetically different from each other, following a specific rule directly or putting other parts in between. CONSTITUTION:For example, a tape shape encoder 11 arranged on the surface with reflection parts and diffusion parts (absorption parts) by turns at equal intervals is fixed with bond and the like around the shaft 1 of a measured body. A laser beam is irradiated from a laser diode 2A to the surface of the encoder 11 and the reflected light is received with a phototransistor 2B and sent to an amplifier 3. An A/D converter 4, by using a sampling pulse generated from a sampling pulse generator 7, quantumizes the output signal of the amplifier 3, converts to digital signal and sends to a memory 5. A calculator 6 calculates the memorized 5 reflection intensity for correlating with time and memorizes 10, as a correction value, the existing position of the scale for the encoder 11 during the time when the measured body rotates in a constant rotation speed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エンコーダ装置に関
し、特に回転、直線等の運動をする被測定対象を分解す
ることなく取付可能で、その運動態様を測定するエンコ
ーダ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an encoder device, and more particularly to an encoder device which can be attached to an object to be measured which moves in rotation, straight line or the like without disassembling it, and which measures its movement mode.

【０００２】[0002]

【従来の技術】例えば、ステッピングモータ等のシャフ
トの回転態様をエンコーダ装置を用いて測定する装置と
しては種々の方式がある。ところで、モータ自身のシャ
フトについての回転態様を測定することは、エンコーダ
を直接モータのシャフトに結合すれば良いから簡単であ
るが、モータを機構部に連結した後の完成体についてそ
の測定をすることは困難である。かかる完成体について
もモータシャフトの回転態様を測定する一例としては、
図２３に示す如く、モータ１０２のシャフト１０１が結
合された機構部１００の回転部に直結されたシャフト１
０３にエンコーダ１０４を取り付けるように構成した
り、図２４に示す如く、モータ１０２が結合された機構
部１００側とは反対側に別個のシャフト１０３を設け、
このシャフト１０３にエンコーダ１０４を結合させるよ
うに構成するものがある。2. Description of the Related Art For example, there are various systems for measuring the rotation mode of a shaft such as a stepping motor by using an encoder device. By the way, it is easy to measure the rotation mode of the shaft of the motor itself because the encoder may be directly connected to the shaft of the motor, but the measurement of the completed product after the motor is connected to the mechanical section is required. It is difficult. As an example of measuring the rotation mode of the motor shaft for such a completed product,
As shown in FIG. 23, the shaft 1 directly connected to the rotating part of the mechanism part 100 to which the shaft 101 of the motor 102 is connected.
03, an encoder 104 is attached, or as shown in FIG. 24, a separate shaft 103 is provided on the side opposite to the side of the mechanical section 100 to which the motor 102 is coupled,
There is a structure in which an encoder 104 is coupled to the shaft 103.

【０００３】エンコーダの代表的構成例が図２５に示さ
れている。図２５において、外周上、周方向に多数の開
口穴Ａが設けられた回転円板１１０がシャフト１００に
直結され、上記開口穴Ａの両側位置に発光ダイオード１
１１と受光素子１１２が設けられている。回転円板１１
０の開口穴Ａを通して発光ダイオード１１１からのレー
ザ光を受光素子１１２が受光して電気信号に変換し、電
圧比較器１１３に入力する。電圧比較器１１３は、その
入力電圧レベルとスレッシュホールドレベルとを比較
し、パルス信号を得る。こうして得られたパルス信号に
基づいて、回転角度、回転方向、回転速度等の回転態様
情報が測定される。図２６には、図２５の電圧比較器１
１３のＡ相、Ｂ相、Ｚ相についての出力パルスが示され
ている。ここで、Ａ相とＢ相は回転方向に若干ずらせた
位置関係で設けられた開口穴からのパルス出力であり、
Ｚ相は周方向一個所に設けられ基準位置用の開口穴から
のパルス出力である。これらのパルスの位相関係、周期
Ｔ等により回転方向や回転速度を求めることができる。
図中、ＣＷは右回り回転方向を、ＣＣＷは左回り回転方
向を示す。A typical configuration example of an encoder is shown in FIG. In FIG. 25, a rotating disk 110 having a large number of openings A in the circumferential direction on the outer circumference is directly connected to the shaft 100, and the light emitting diode 1 is provided on both sides of the opening A.
11 and a light receiving element 112 are provided. Rotating disk 11
The light receiving element 112 receives the laser light from the light emitting diode 111 through the opening A of 0, converts it into an electric signal, and inputs it to the voltage comparator 113. The voltage comparator 113 compares the input voltage level with the threshold level to obtain a pulse signal. Based on the pulse signal thus obtained, rotation mode information such as a rotation angle, a rotation direction, and a rotation speed is measured. FIG. 26 shows the voltage comparator 1 of FIG.
Output pulses for 13 A-phases, B-phases, and Z-phases are shown. Here, the A phase and the B phase are pulse outputs from the opening holes provided in a positional relationship slightly shifted in the rotation direction,
The Z phase is a pulse output from an opening hole for a reference position provided at one position in the circumferential direction. The rotation direction and rotation speed can be obtained from the phase relationship of these pulses, the period T, and the like.
In the figure, CW indicates the clockwise rotation direction, and CCW indicates the counterclockwise rotation direction.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
エンコーダ装置は、図２３に示す如く、被測定機構部１
００のシャフト１０３にエンコーダ１０４を連結させる
必要があり、この連結のためには、始めからエンコーダ
との接続を意図した特別仕様の構造を採用しなければな
らず、コストが上昇して問題を生じることになる。した
がって、ＯＡ機器等におけるように小型コンパクト構造
部においては、その特性を検査する等の目的でエンコー
ダを接続する必要が生ずる。また、図２４に示す構造で
は、モータにエンコーダ連結用の特別なシャフト１０３
を設置しなければならず、コスト面での負担となる。す
なわち、従来は、始めからエンコーダを装着することを
意図しないで作られた機構部にエンコーダを取り付ける
ことが困難であり、大量生産される装置については各種
試験を行う際の大きな障害となっていた。As described above, in the conventional encoder device, as shown in FIG.
It is necessary to connect the encoder 104 to the shaft 103 of No. 00, and for this connection, a specially designed structure intended for connection with the encoder must be adopted from the beginning, which causes a cost increase and a problem. It will be. Therefore, in a small and compact structure such as an OA device, it is necessary to connect an encoder for the purpose of inspecting its characteristics. Further, in the structure shown in FIG. 24, the special shaft 103 for connecting the encoder to the motor is used.
Must be installed, which is a cost burden. That is, conventionally, it was difficult to attach an encoder to a mechanical unit that was originally made without intending to attach the encoder, and this was a great obstacle in conducting various tests for mass-produced devices. ..

【０００５】そこで、本発明の目的は、被測定体上の任
意部分に容易に取り付け可能となるエンコーダ装置を提
供することにある。本発明の他の目的は、装着が容易で
且つ測定精度を向上せしめるエンコーダ装置を提供する
ことにある。本発明の更に他の目的は、上記利点を有し
つつ装着がきわめて簡単なエンコーダ装置を提供するこ
とにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an encoder device which can be easily attached to an arbitrary portion on the object to be measured. Another object of the present invention is to provide an encoder device that is easy to mount and improves measurement accuracy. Still another object of the present invention is to provide an encoder device which has the above advantages and is extremely easy to mount.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明によるエンコーダ装置は、回転や直線移動等
の運動をする被測定体に直接または他の部材を介して取
り付けられ、光学的、磁気的に異なる応答特性をもつ部
位を所定規則に従って配置したスケールと、前記スケー
ルの前記応答特性の違いを検出する検出手段と、前記検
出手段で検出された前記応答特性の違いの時系列変化に
基づいて前記移動体の回転、直線移動等の運動態様を測
定する測定手段と、を備えて構成される。In order to solve the above-mentioned problems, an encoder device according to the present invention is attached to a measured object that moves such as rotation and linear movement directly or through another member, and is optically A scale in which parts having magnetically different response characteristics are arranged according to a predetermined rule, a detection means for detecting a difference in the response characteristics of the scale, and a time series change in the difference in the response characteristics detected by the detection means And a measuring means for measuring a movement mode such as rotation and linear movement of the moving body based on the above.

【０００７】[0007]

【作用】本発明では、モータのシャフトや移動体の回転
等の移動態様を判定する際、例えば、反射部と拡散部、
反射部と吸収部等のように光学的、磁気的に異なる応答
特性をもつ部位を所定の規則に従って配置されたスケー
ルを直接または他の部材を介して取り付け、光学的、磁
気的手段により応答特性の違いを検出しているので、機
構部にモータを装着後であっても簡単に回転、移動態様
の測定が可能となる。In the present invention, when determining the movement mode such as the rotation of the shaft of the motor or the moving body, for example, the reflection part and the diffusion part,
A scale having optical and magnetic response characteristics such as a reflection section and an absorption section, etc., which are arranged according to a predetermined rule, is attached directly or through another member, and response characteristics are provided by optical and magnetic means. Since the difference is detected, it is possible to easily measure the rotation and movement modes even after the motor is mounted on the mechanism section.

【０００８】[0008]

【実施例】次に、本発明について図面を参照しながら説
明する。図１は、本発明によるエンコーダ装置の一実施
例を示す構成図である。本実施例では、被測定体のシャ
フト１に組立型エンコーダ１１が取り付けられている。
この組立型エンコーダは、例えば、表面に等間隔で反射
部と拡散部（吸収部）とを交互に配置したテープ状のエ
ンコーダで、シャフト１の周囲に接着剤等により張り付
け固定される。かかるエンコーダを用いれば、予めエン
コーダ装着を予定せずに作られた被測定体にも簡単に取
付が可能となる。シャフト１のテープ状のエンコーダ１
１の表面に、回転系とは独立した固定部に設けられたレ
ーザダイオード２Ａからレーザ光を照射し、当該表面か
らの反射光をホトトランジスタ２Ｂで受光し、電気信号
に変換して、アンプ３に送出する。上記反射光はエンコ
ーダ１１表面の反射特性の違いに起因して明滅が繰り返
されたものとなる。以後、明滅を生ずる一対の反射部と
拡散部のような応答特性の異なる部位が交互に配置され
たものをスケールと称する。アンプ３は、ホトトランジ
スタ２Ｂからの電気信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器４
は、サンプリングパルス発生部７により被測定体回転用
パルスに基づいて生成される上記パルスの整数倍の周波
数を有するサンプリングパルスを用いて、アンプ３から
の出力信号をサンプリング、量子化して、デジタル信号
に変換する。記憶部５においては、アドレス制御部８に
よりサンプリングパルス発生部７から発生されるサンプ
リングパルスに基づいて生成されるアドレス信号に関連
付けてＡ／Ｄ変換器４からのデジタル信号を記憶する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an encoder device according to the present invention. In this embodiment, the assembly type encoder 11 is attached to the shaft 1 of the object to be measured.
This assembly type encoder is, for example, a tape-shaped encoder in which reflecting portions and diffusing portions (absorbing portions) are alternately arranged on the surface at equal intervals, and is fixed around the shaft 1 with an adhesive or the like. By using such an encoder, it is possible to easily attach it to an object to be measured that is made without planning to attach the encoder in advance. Tape-shaped encoder 1 for shaft 1
The surface of 1 is irradiated with a laser beam from a laser diode 2A provided in a fixed portion independent of the rotating system, the reflected light from the surface is received by a phototransistor 2B, converted into an electric signal, and an amplifier 3 To send to. The reflected light is repeatedly blinked due to the difference in the reflection characteristics on the surface of the encoder 11. Hereinafter, a scale in which a pair of reflecting portions and a diffusing portion that cause blinking and which have different response characteristics are alternately arranged is referred to as a scale. The amplifier 3 amplifies the electric signal from the phototransistor 2B. A / D converter 4
Is a digital signal obtained by sampling and quantizing the output signal from the amplifier 3 using a sampling pulse having a frequency that is an integer multiple of the pulse generated by the sampling pulse generator 7 based on the pulse for rotating the measured body. Convert to. The storage unit 5 stores the digital signal from the A / D converter 4 in association with the address signal generated by the address control unit 8 based on the sampling pulse generated from the sampling pulse generation unit 7.

【０００９】ところで、上記のようなエンコーダの装
着、取付精度には限界がある。そこで、本実施例では、
エンコーダをシャフトに装着後、その取り付け状態を一
度測定し記憶する。測定時には、上記測定値を参照する
ことにより補正処理を施し、被測定体の位置情報を求め
る。この補正は次のように行われる。まず、装着された
エンコーダの取付状態の測定を行う。例えば、駆動用モ
ータがステッピングモータの場合、これを公知のファイ
ンステップ駆動法等により、低速で回転する。系のバッ
クラッシュ等が取り去られるまで安定してから補正のた
めの測定を行う。演算部（ＣＰＵ）６は、記憶部５に記
憶されている反射光強度を時間の関数として演算し、被
測定体が一定の回転数で回転したときのエンコーダ１１
のスケールが存在する位置を補正値として補正値記憶部
１０に記憶する。By the way, the mounting and mounting accuracy of the encoder as described above is limited. Therefore, in this embodiment,
After mounting the encoder on the shaft, measure the mounting state once and store it. At the time of measurement, a correction process is performed by referring to the measured value to obtain position information of the measured object. This correction is performed as follows. First, the attachment state of the attached encoder is measured. For example, when the drive motor is a stepping motor, it is rotated at a low speed by a known fine step drive method or the like. After the backlash of the system is removed, stabilize it and then perform the measurement for correction. The calculation unit (CPU) 6 calculates the reflected light intensity stored in the storage unit 5 as a function of time, and the encoder 11 when the measured object rotates at a constant rotation speed.
The position where the scale is present is stored in the correction value storage unit 10 as a correction value.

【００１０】一般に、被測定体が実用状態で回転すると
きは、駆動用のステッピングモータの１パルス当りの回
転角は大きく、回転速度も大きい。このため、上記補正
値記憶時におけるように、被測定体を時間に関し、正確
に回転させることは困難であり、回転誤差が生ずる。こ
の回転誤差は駆動に使われるモータ自身が有する角度誤
差よりもはるかに大きいのが普通である。そこで、本実
施例では、上記の如く補正を行って実用状態における被
測定体の回転態様を正確に測定できるようにしている。
また、測定時には、被測定体を駆動するためのモータ等
は、所望の速度、所望のタイミングで回転される。しか
しながら、被測定体シャフトは電気的／機械的な慣性に
より、必ずしも所望の回転角に達するとは限らない。本
実施例のエンコーダを用いれば被測定体の正確な位置測
定が可能となる。In general, when the object to be measured rotates in a practical state, the rotation angle per pulse of the driving stepping motor is large and the rotation speed is also large. Therefore, it is difficult to accurately rotate the object to be measured with respect to time, as in the case of storing the correction value, and a rotation error occurs. This rotation error is usually much larger than the angular error of the motor itself used for driving. Therefore, in the present embodiment, the above-described correction is performed so that the rotation mode of the measured object in a practical state can be accurately measured.
Further, at the time of measurement, a motor or the like for driving the measured object is rotated at a desired speed and a desired timing. However, the shaft to be measured does not always reach the desired rotation angle due to the electrical / mechanical inertia. By using the encoder of this embodiment, it is possible to accurately measure the position of the object to be measured.

【００１１】測定時における処理では、前述補正時と同
様に、エンコーダ１１からの反射光情報は、ホトトラン
ジスタ２Ｂ、アンプ３、Ａ／Ｄ変換器４を経て記憶部５
に記憶される。記憶部５に記憶された測定値は、演算部
６により補正値記憶部１０に記憶されている補正値と比
較されて、補正処理され、被測定体の正確な回転角が計
算される。こうして、得られた測定値は表示部９に表示
される。上記実施例においては、スケールの応答特性を
検出するための手段として光学的手段を用いているが、
磁気的手段等、他の任意の手段を用いることができるこ
とは勿論である。In the processing at the time of measurement, the reflected light information from the encoder 11 passes through the phototransistor 2B, the amplifier 3 and the A / D converter 4 as in the case of the above-mentioned correction, and the storage section 5 is obtained.
Memorized in. The measurement value stored in the storage unit 5 is compared with the correction value stored in the correction value storage unit 10 by the calculation unit 6 to be subjected to correction processing, and the accurate rotation angle of the measured object is calculated. The measured value thus obtained is displayed on the display unit 9. In the above embodiment, an optical means is used as a means for detecting the response characteristic of the scale,
Of course, any other means such as magnetic means can be used.

【００１２】図２（Ａ）には、組立型エンコーダ１１の
シャフト１への取付構造の斜視図が示されている。スケ
ールが付されたテープ状エンコーダ１１の裏面に粘着性
材料が塗布され、被測定体シャフト１に巻き付けられて
いる。一周巻き付け部で切断して完全に取り付けられた
状態が図２（Ｂ）に示されている。テープ状エンコーダ
１１を図３（Ａ）に示すように、シャフト１の一周長に
予め切断してシャフト１に巻き付け、図３（Ｂ）に示す
如く、テープ状エンコーダ１１の端部１１Ａを、端部間
の接合面が接合しやすい形状に、例えば斜角に加工して
おけば取り付けが容易となる。測定対象となるシャフト
類の太さの種類は規格化されているので、必要な寸法の
テープ状エンコーダを予め複数種類用意しておけば利用
の便が向上する。FIG. 2A shows a perspective view of a mounting structure of the assembled encoder 11 on the shaft 1. An adhesive material is applied to the back surface of the tape-shaped encoder 11 to which the scale is attached, and is wound around the shaft 1 to be measured. FIG. 2 (B) shows a state in which the wire is cut at the winding portion and is completely attached. As shown in FIG. 3 (A), the tape-shaped encoder 11 is preliminarily cut into one circumference of the shaft 1 and wound around the shaft 1. As shown in FIG. 3 (B), the end portion 11A of the tape-shaped encoder 11 is If the joint surface between the parts is processed into a shape that facilitates joining, for example, if it is processed into a bevel, the attachment becomes easy. Since the types of thickness of the shafts to be measured are standardized, the convenience of use is improved if a plurality of types of tape encoders with the required dimensions are prepared in advance.

【００１３】図４は、テープ状エンコーダ表面のスケー
ル態様の一例を示す。この例では、エンコーダ１１の進
行方向に関し、同一寸法に加工された光を拡散する斜線
部分（拡散部）と、光を反射する白地部分（反射部）と
が等間隔で交互に配置されている。図４に示すテープ状
エンコーダ１１のスケールの拡散部からの反射レーザ光
を受光するようにホトダイオード２Ｂを配設した例が図
５に示されている。拡散部からの反射光は、反射の法則
で規定される光線の出射面の方向を中心に図示したよう
な強度分布を示すから、ホトダイオード２Ｂを出射光線
の中心から外れた図示位置に配置しても拡散光を受光す
ることができる。シャフトの回転に伴いテープ状エンコ
ーダ１１のスケールが移動し、レーザ入射光がスケール
の反射部に当るようになると、出射光線は図６に示すよ
うな方向（図５の最大強度方向）の反射光線となるの
で、図５に示す位置に配置されたホトトランジスタ２Ｂ
には反射光線は入射せず、拡散部と反射部からの反射光
の識別が可能となる。尚、反射部の代わりに吸光部を採
用しても良いことは勿論である。以上において、スケー
ルの進行方向に関し、面の安定性限界に起因して、反射
光の出射角がばらつくため、ホトダイオードの受光面積
は大きく採るように構成されている。FIG. 4 shows an example of the scale aspect of the surface of the tape encoder. In this example, with respect to the traveling direction of the encoder 11, diagonally shaded portions (diffusion portions) processed to have the same dimensions and white background portions (reflection portions) that reflect light are alternately arranged at equal intervals. .. FIG. 5 shows an example in which the photodiode 2B is arranged so as to receive the reflected laser light from the diffusion portion of the scale of the tape encoder 11 shown in FIG. Since the reflected light from the diffusing portion has an intensity distribution as shown in the figure with the direction of the emission surface of the ray defined by the law of reflection as the center, the photodiode 2B is arranged at a position deviated from the center of the emitted ray. Can also receive diffused light. When the scale of the tape-shaped encoder 11 moves with the rotation of the shaft and the laser incident light strikes the reflecting portion of the scale, the emitted light beam is a reflected light beam in the direction as shown in FIG. 6 (direction of maximum intensity in FIG. 5). Therefore, the phototransistor 2B arranged at the position shown in FIG.
The reflected light beam does not enter the device, and the reflected light from the diffusing unit and the reflecting unit can be identified. Needless to say, a light absorbing section may be used instead of the reflecting section. In the above, with respect to the traveling direction of the scale, the emission angle of the reflected light varies due to the stability limit of the surface, so that the light receiving area of the photodiode is configured to be large.

【００１４】図７は、本発明によるエンコーダの他の実
施例の構成の側面図を示し、レーザダイオード２Ａと受
光器としてのホトダイオード２Ｂの近接配置を可能と
し、より小型化を促進する構造例である。上述実施例の
エンコーダでは、レーザダイオード２Ａとホトダイオー
ド２Ｂとを異なる方向に配置しなければならず小型化の
障害となっていたが、図７の実施例では、上述実施例の
拡散部に代えて微少なコーナーキューブを一列に多数配
置してこの問題を解決している。コーナーキューブは、
図示の如く、４５度斜面で交差角が９０度の反射面Ｒ１
と反射面Ｒ２から成り、光線の入射方向に反射光線が出
射する。したがって、光源としてのレーザダイオード２
Ａと受光器としてのホトダイオード２Ｂは、同一方向に
配置することができ、小型化が可能となるだけでなく、
被測定体の回転に伴うエンコーダ表面のふらつき、また
は光源／受光器のセットとエンコーダ表面との配置関係
の取り付け精度等の影響を軽減することができる。尚、
コーナーキューブは、図８に示す如く、コーナーキュー
ブ群を複数列のコーナーキューブにより構成しても良
い。また、コーナーキューブの代わりに半球状のマイク
ロセルを用いることもできる。FIG. 7 shows a side view of the configuration of another embodiment of the encoder according to the present invention, which is an example of the structure which enables the laser diode 2A and the photodiode 2B as a photodetector to be arranged close to each other, thereby promoting further miniaturization. is there. In the encoder of the above-described embodiment, the laser diode 2A and the photodiode 2B had to be arranged in different directions, which was an obstacle to miniaturization, but in the embodiment of FIG. 7, instead of the diffusion unit of the above-mentioned embodiment. This problem is solved by arranging many small corner cubes in a row. Corner cube
As shown in the figure, the reflective surface R1 has a slope of 45 degrees and an intersection angle of 90 degrees.
And a reflecting surface R2, and a reflected ray is emitted in the incident direction of the ray. Therefore, the laser diode 2 as the light source
A and the photodiode 2B as a light receiver can be arranged in the same direction, and not only can the size be reduced,
It is possible to reduce the influence of the fluctuation of the encoder surface due to the rotation of the DUT, or the mounting accuracy of the positional relationship between the light source / light receiver set and the encoder surface. still,
As for the corner cube, as shown in FIG. 8, the corner cube group may be configured by a plurality of rows of corner cubes. A hemispherical microcell may be used instead of the corner cube.

【００１５】図９は、溝型の反射部を形成したエンコー
ダの例が示されている。このときは、エンコーダ進行方
向と直角な方向に関し、入射光線と出射光線の関係が通
常の鏡におけると同様になる。FIG. 9 shows an example of an encoder having a groove type reflection portion. At this time, regarding the direction perpendicular to the encoder traveling direction, the relationship between the incident light beam and the outgoing light beam is the same as in a normal mirror.

【００１６】図１０には、レーザダイオード２Ａからの
出射光線をコリメータレンズ２０を用いて、コーナーキ
ューブ部、拡散部、反射部の幅に等しい太さの光束とし
てエンコーダ表面に入射させる例が示されている。これ
は、入射光束の太さ（幅）が大きいほど干渉による出射
光束の広がりを小さくできるが、この幅がコーナーキュ
ーブの幅Ｌ１や反射部の幅Ｌ２を越えると両者の分離、
識別が困難になるので、上記の如く、同一幅として最大
効率化を達成している。コーナーキューブをエンコーダ
表面に用いた場合、光源と受光器を同一方向に配置可能
となるが、コーナーキューブ等の製作精度には限界があ
る他、エンコーダを被測定体に取り付ける際の加工精度
の影響により、出射光束がふらつく。そこで、図１１に
示す実施例では、ホトダイオード等の受光面を広げてい
る。FIG. 10 shows an example in which a light beam emitted from the laser diode 2A is incident on the encoder surface as a light beam having a thickness equal to the widths of the corner cube portion, the diffusion portion and the reflection portion using the collimator lens 20. ing. This is because the wider the thickness (width) of the incident light beam, the smaller the spread of the emitted light beam due to interference, but when this width exceeds the width L1 of the corner cube or the width L2 of the reflecting portion, the two are separated,
Since it becomes difficult to identify, maximum efficiency is achieved with the same width as described above. When a corner cube is used on the encoder surface, the light source and the light receiver can be arranged in the same direction, but there is a limit to the manufacturing accuracy of the corner cube, etc., and the effect of processing accuracy when the encoder is attached to the measured object. As a result, the emitted light flux fluctuates. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 11, the light receiving surface of the photodiode or the like is widened.

【００１７】次に、本発明による組立可能エンコーダ装
置の他の構成例について説明する。図１２は、本発明に
よるエンコーダ装置の他の実施例を示す断面図である。
被測定体シャフト１には、シャフト１の全周を取り囲む
ように同一構造の２個の部材１２Ａと１２Ｂが取り付け
られ、部材１２Ａと１２Ｂの周表面１１には前述のエン
コーダのスケールが形成されている。スケールは周表面
の他、側面に配置しても良い。２個の部材１２Ａと１２
Ｂは、嵌合部１４を介して結合される。この結合は、適
当な接着剤等により行うことができる。部材１２Ａと１
２Ｂと被測定体との接触面近傍には切り欠き部１３が形
成され、測定終了後、ニッパー等を用いて被測定体を破
損することなくエンコーダを被測定体からの取り外しを
容易とする。図１２の実施例によれば、上述実施例のテ
ープ状エンコーダと比較して、スケール形成部分の寸法
（径）を大きくすることができるので測定精度が向上す
るとともに、被測定体への取り付けも容易となる。Next, another configuration example of the assembleable encoder device according to the present invention will be described. FIG. 12 is a sectional view showing another embodiment of the encoder device according to the present invention.
Two members 12A and 12B having the same structure are attached to the shaft 1 to be measured so as to surround the entire circumference of the shaft 1, and the scale of the encoder described above is formed on the peripheral surface 11 of the members 12A and 12B. There is. The scale may be arranged on the side surface as well as the peripheral surface. Two members 12A and 12
B is coupled via the fitting portion 14. This bonding can be performed with a suitable adhesive or the like. Member 12A and 1
A notch 13 is formed in the vicinity of the contact surface between 2B and the object to be measured, and after the measurement is completed, the encoder can be easily removed from the object to be measured without damaging the object to be measured with a nipper or the like. According to the embodiment of FIG. 12, the dimension (diameter) of the scale forming portion can be increased as compared with the tape encoder of the above-described embodiment, so that the measurement accuracy is improved and the scale can be attached to the object to be measured. It will be easy.

【００１８】図１３には本発明の更に他の実施例が示さ
れ、被測定体シャフト１に特定断面形状の図１２と同様
な部材１５が取り付けられている。この部材１５の厚さ
は比較的厚く、被測定体との接触面を拡大して、確実な
接触、取り付けを可能とする。部材１５の外周部にエン
コーダのスケールが形成される。本実施例では慣性モー
メントの増大に起因する問題を除去するため、スケール
形成部分を除き、シャフト１に近い内側から外側方向に
向かうに従って単位半径当りの部材１５の質量が少なく
なるように先細り形状に構成されている。図１２や図１
３に示す取付部材１２Ａ，１２Ｂ，１５は、その外周面
や側面にスケールを予め形成してあるが、スケールを予
め形成せず、取付部材を被測定体シャフト１に取り付け
た後、テープ状エンコーダを張り付けても良い。図１４
には、この例が示されている。テープ状エンコーダ１６
が被測定体シャフト１に取り付けた部材１２Ａ、１２Ｂ
の外周面に張り付けられている。図１４の実施例によれ
ば、スケール接合面を１個所にすることができる。ま
た、スケールのピッチを任意に設定できるようになる。FIG. 13 shows still another embodiment of the present invention, in which a member 15 having a specific sectional shape similar to that shown in FIG. 12 is attached to the shaft 1 to be measured. The thickness of the member 15 is relatively large, and the contact surface with the object to be measured is enlarged to enable reliable contact and attachment. An encoder scale is formed on the outer peripheral portion of the member 15. In this embodiment, in order to eliminate the problem caused by the increase of the moment of inertia, except for the scale forming portion, the tapered shape is adopted so that the mass of the member 15 per unit radius decreases from the inner side closer to the shaft 1 toward the outer side. It is configured. 12 and 1
Although the mounting members 12A, 12B, and 15 shown in FIG. 3 are preformed with scales on their outer peripheral surfaces and side surfaces, the scales are not preformed, and after mounting the mounting members on the shaft 1 to be measured, the tape encoder May be attached. 14
Shows an example of this. Tape encoder 16
Are members 12A and 12B attached to the shaft 1 to be measured
Is attached to the outer peripheral surface of. According to the embodiment of FIG. 14, the scale bonding surface can be provided at one place. Also, the pitch of the scale can be set arbitrarily.

【００１９】図１５には、取付部材１２Ａと１２Ｂの取
り付け構造の他の例が示されている。取付部材１２Ａと
１２Ｂの一端同士を結合するヒンジ部１７を介して両部
材１２Ａと１２Ｂが被測定体シャフト１に容易に取り付
けられている。図１６は、図１２や図１３等に示す組立
可能な構造を有するエンコーダ装置を被測定体に装着す
る際、互いの接合面に接着剤等を塗布した部材１２Ａ，
１２Ｂを被測定体シャフト１に堅固に支持し、固着する
ための治具を用いた例を示す。被測定体シャフト１の周
囲に部材１２Ａと１２Ｂを、ヒンジ部１９で結合された
支持部材１８Ａと１８Ｂで取り囲ませ、ボルト２０とナ
ット２１を用いて部材１２Ａと１２Ｂが完全に固着する
まで支持する。部材１２Ａと１２Ｂの固着が完了した
ら、ボルト２０とナット２１を緩め、支持部材１８Ａと
１８Ｂを取り外す。各支持部材１８Ａと１８Ｂがエンコ
ーダを構成する各部材と接する面は、離型性の良好な部
材、フッソ樹脂等で構成すると良い。FIG. 15 shows another example of the mounting structure of the mounting members 12A and 12B. Both members 12A and 12B are easily attached to the shaft 1 to be measured via a hinge portion 17 connecting one ends of the attachment members 12A and 12B. FIG. 16 is a view showing a member 12A in which an adhesive agent or the like is applied to the joint surfaces when mounting the encoder device having the assembleable structure shown in FIGS.
An example using a jig for firmly supporting and fixing 12B to the shaft 1 to be measured will be described. The members 12A and 12B are surrounded by the support members 18A and 18B joined by the hinge portion 19 around the shaft 1 to be measured, and the bolts 20 and the nut 21 are used to support the members 12A and 12B until they are completely fixed. .. When the fixing of the members 12A and 12B is completed, the bolt 20 and the nut 21 are loosened, and the supporting members 18A and 18B are removed. The surface of each of the support members 18A and 18B in contact with each member of the encoder may be made of a material having good releasability, such as a fluorine resin.

【００２０】次に、本発明に係るエンコーダの歪補正装
置に関し説明する。図１７（Ａ）は、図１におけるエン
コーダの歪補正装置に於て、較正を行っているとき、前
記受光器からの信号をサンプリングしている状態を示
す。例えば、被測定体がステッピングモータにより回転
される場合、較正時には公知のファインステップ法によ
り回転することによって、該モータのステップ角を通常
の２相駆動した場合の１パルス当りのステップ角の１／
Ｎとすることが出来るので、細かく較正を行うことが出
来る。また、被測定体を低速で駆動することにより、電
気機械系の運動に関係する被測定体の回転数を、該モー
タへ印加される駆動パルスの速度に正確に比例させるこ
とが出来る。従って、該モータに一定速度のパルスを加
えることにより、被測定体に装着された、本発明の組立
可能な構造を有するエンコーダを一定速度で回転する事
が出来る。ただし、被測定系のバックラッシュの影響を
避けるため、較正を行う前に、被測定系の運動が安定す
るまで、空回転させておく。Next, a distortion correction device for an encoder according to the present invention will be described. FIG. 17A shows a state in which the signal from the photodetector is sampled during calibration in the distortion correction device for the encoder in FIG. For example, when the object to be measured is rotated by a stepping motor, it is rotated by a known fine step method at the time of calibration, so that the step angle of the motor is 1 / one of the step angle per pulse when the normal two-phase drive is performed.
Since N can be set, fine calibration can be performed. Further, by driving the measured object at a low speed, the rotational speed of the measured object related to the motion of the electromechanical system can be made exactly proportional to the speed of the driving pulse applied to the motor. Therefore, by applying a pulse having a constant speed to the motor, it is possible to rotate the encoder mounted on the object to be measured and having the assembleable structure of the present invention at a constant speed. However, in order to avoid the influence of the backlash of the system under measurement, it is allowed to rotate idly until the movement of the system under measurement becomes stable before calibration.

【００２１】本発明の組立可能な構造を有するエンコー
ダ装置は、その構造上取り付け精度には限界があるの
で、図１７（Ａ）に示すように、スケールの位置を検出
する受光器の出力には、位相や振幅の変動が含まれる。
図中、・・・，Ａｉ−１，Ａｉ，Ａｉ＋１，・・・は、
等間隔のサンプリング点を、・・・，Ａｐｃｊ，Ａｐｃ
ｊ＋１，・・・は、スケールからの反射光束の強度が最
大になる点の位置、・・・，Ｖ（Ａｐｃｊ），Ｖ（Ａｐ
ｃｊ＋１），・・・は、前記の最大点における反射光の
強度を示す。被測定体シャフトの回転角に対するエンコ
ーダの各ピーク位置Ａｐｃｊは歪んではいるが、その位
置にピークが存在することを示す。測定時には順次ピー
ク位置を見つける。見つけたピーク位置が存在する被測
定体シャフトの位置は上記のことから判明する。したが
って、被測定体シャフトからその時点でどの角度に存在
したのかが測定でき、エンコーダとして機能する。Since the encoder device having the assembleable structure of the present invention has a limit in the mounting accuracy due to its structure, as shown in FIG. 17A, the output of the photodetector for detecting the position of the scale is , Phase and amplitude variations are included.
In the figure, ..., Ai-1, Ai, Ai + 1, ...
The sampling points at equal intervals are ..., Apcj, Apc
j + 1, ... is the position of the point where the intensity of the reflected light beam from the scale is maximum, ..., V (Apcj), V (Ap
cj + 1), ... Indicate the intensity of the reflected light at the maximum point. Each peak position Apcj of the encoder with respect to the rotation angle of the measured shaft is distorted, but a peak exists at that position. When measuring, find the peak position sequentially. The position of the measured body shaft where the found peak position exists is found from the above. Therefore, it is possible to measure at which angle the object shaft was present at that time, and it functions as an encoder.

【００２２】図１８は、上記の図１７（Ａ）の較正に於
ける、上記受光器の出力が最大となる点、Ａｐｃｊの並
びを縦軸に示す（Ｐ）。また、被測定体の実位置を横軸
に示す（θ）。両者の関係は、図中の「較正曲線」で結
ばれる。これは、受光器により検出されるスケールの位
置が、被測定体の実位置に対し歪んでいる状態を示す。
図１７（Ｂ）は、上記により較正を行ったエンコーダの
歪補正装置を用いて被測定体の運動を測定しているとき
の、受光器の出力をサンプリングしている状態を示す。
サンプリング点、・・・，Ａｉ−１，Ａｉ，Ａｉ＋１，
・・・は（Ａ）の場合と同じであるが、その間隔は、
（Ａ）の場合に対し任意に採る事が出来る。受光器から
の反射光束が最大強度になる点及びその強度は、それぞ
れ、・・・，Ａｐｍｊ，Ａｐｍｊ＋１，・・・、及び・
・・，Ｖ（Ａｐｍｊ），Ｖ（Ａｐｍｊ＋１），・・・、
となり、被測定系の運動を反映して、（Ａ）図の場合と
は異なる位置に出現する。取り付け歪を含むスケールに
より、被測定体の正確な位置を求めるには、図１８によ
り修正すればよい。前述のように較正時にはスケールを
低速で正確に移動させるため、図１８はスケールの歪を
正しく表している。上記スケールの被測定への取り付け
剛性を十分大きくすれば、被測定体を高速で回転させた
場合にも、スケールと被測定体との位置関係はずれない
ので、図１７（Ｂ）により得られたスケール検出点・・
・，Ａｐｍｊ，Ａｐｍｊ＋１，・・・を図１８の縦軸Ｐ
にとり、較正曲線から横軸の座標θを求めれば、その時
点に於ける被測定体の正確な位置を表す。FIG. 18 shows the point at which the output of the photodetector is maximized in the calibration of FIG. 17 (A) and the array of Apcj on the vertical axis (P). The horizontal axis indicates the actual position of the measured object (θ). The relationship between the two is connected by the "calibration curve" in the figure. This indicates that the position of the scale detected by the light receiver is distorted with respect to the actual position of the measured object.
FIG. 17B shows a state in which the output of the light receiver is sampled when the motion of the measured object is measured using the distortion correction device for the encoder calibrated as described above.
Sampling points, ..., Ai-1, Ai, Ai + 1,
... is the same as in (A), but the interval is
It can be arbitrarily selected from the case of (A). The point at which the light flux reflected from the light receiver has the maximum intensity and the intensity thereof are, respectively, ..., Apmj, Apmj + 1 ,.
.., V (Apmj), V (Apmj + 1), ...
Therefore, it appears at a position different from that in the case of FIG. In order to obtain the accurate position of the object to be measured by the scale including the mounting distortion, the correction may be made according to FIG. Since the scale is accurately moved at a low speed during the calibration as described above, FIG. 18 correctly shows the distortion of the scale. Since the positional relationship between the scale and the object to be measured does not deviate even when the object to be measured is rotated at a high speed if the rigidity for mounting the scale on the object to be measured is sufficiently large, the result obtained from FIG. 17B is obtained. Scale detection point
,, Apmj, Apmj + 1, ...
Then, if the coordinate θ on the abscissa is obtained from the calibration curve, it indicates the accurate position of the measured object at that time.

【００２３】次に、本発明に係るエンコーダの歪補正装
置の動作をフローチャートにより説明する。図１９は、
較正を行うための処理手順を示すフローチャートであ
る。処理に用いる波形データは、予め、波形メモリに格
納されているものとする。始めに、波形メモリーからデ
ータＡ（ｉ）を読みだすときのアドレスｉと、スケール
が存在する位置、即ち、図１７（Ａ）に於ける極大値が
存在するアドレス・・・，Ａｐｃｊ，Ａｐｃｊ＋１，・
・・を順次格納するためのメモリのアドレスｊを初期化
する（ステップＳ１とＳ２）。そして後述のサブルーチ
ン「極大位置Ｐｋの検出」（ステップＳ３）により、前
記極大値が存在するアドレスＡｐｃｊをＰｋとして、順
次検出して行く。Ｐｋが検出されたら、この値を極大位
置記憶用メモリＡＰ（ｊ）に順次格納して行く（ステッ
プＳ４）。格納が終了したら、前記格納アドレスｊを進
める（ステップＳ５）。ステップＳ６で全Ａ（ｉ）の終
了の判定を行い、初期化後の、上記の処理を、波形記憶
メモリＡ（ｉ）の全アドレスについて終了するまで続け
ることにより、較正を終了する。Next, the operation of the distortion correction device for an encoder according to the present invention will be described with reference to a flow chart. FIG. 19 shows
It is a flow chart which shows the processing procedure for performing calibration. It is assumed that the waveform data used for the processing is stored in the waveform memory in advance. First, the address i at which the data A (i) is read from the waveform memory and the position at which the scale exists, that is, the address at which the maximum value exists in FIG. 17A ... Apcj, Apcj + 1,・
The address j of the memory for sequentially storing .. is initialized (steps S1 and S2). Then, by a subroutine "detection of maximum position Pk" (step S3) described later, the address Apcj at which the maximum value is present is set as Pk and sequentially detected. When Pk is detected, this value is sequentially stored in the maximum position storage memory AP (j) (step S4). When the storage is completed, the storage address j is advanced (step S5). In step S6, it is determined whether all A (i) have ended, and the above processing after initialization is continued until all addresses in the waveform storage memory A (i) have been completed, thereby ending the calibration.

【００２４】次に、サブルーチン「極大位置Ｐｋの検
出」について図２０のフローチャートを参照しながら説
明する。始めに、極大値を検出するための記憶ＶＭの初
期化を行う（ステップＳ３１）。波形メモリから順次サ
ンプル値Ａ（ｉ）をＶとして読み出す（ステップＳ３
２）。読み出したらアドレスｉを進める（ステップＳ３
３）。次に、Ｖの最大値（極大値）を求めるための比較
ＶＭ＞＝Ｖの判断を行い（ステップＳ３４）、その時点
でのＶＭが最大で無ければ、ＶＭを更新する（ステップ
Ｓ３５）。同時に、ＶＭが存在するアドレスｉをＰＫと
して求める（ステップＳ３６）。ＶＭが更新されなかっ
た場合は、ピーク点を過ぎた可能性があるが、雑音によ
るサンプル値の凹凸を、ＶＭとして誤認識することを避
けるため、ΔＶのバックラッシュを設けて判断する（ス
テップＳ３７）。変動が、バックラッシュ以内で有れ
ば、ステップＳ３２の次の波形の読み出しに戻る。変動
が、バックラッシュを越えれば、極大値が検出されたも
のとして処理を終わる。以上の処理により、較正を終わ
れば、「測定」を行うことが出来る。Next, the subroutine "detection of the maximum position Pk" will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the storage VM for detecting the maximum value is initialized (step S31). The sample value A (i) is sequentially read out as V from the waveform memory (step S3
2). When read, the address i is advanced (step S3
3). Next, the comparison VM> = V for determining the maximum value (maximum value) of V is determined (step S34), and if the VM at that time is not the maximum, the VM is updated (step S35). At the same time, the address i at which the VM exists is obtained as PK (step S36). If the VM has not been updated, the peak point may have passed, but in order to avoid erroneously recognizing the unevenness of the sample value due to noise as the VM, a backlash of ΔV is provided for the determination (step S37). ). If the fluctuation is within the backlash, the process returns to the reading of the next waveform in step S32. If the fluctuation exceeds the backlash, the process ends as if the maximum value was detected. After the calibration is completed by the above processing, "measurement" can be performed.

【００２５】図２１は、「測定」の処理手順を示すフロ
ーチャートである。処理に用いる波形データは、予め、
波形メモリに格納されているものとする。始めに、波形
メモリＡ（ｉ）の読み出しアドレスｉ及び、較正時に格
納された、極大位置（ピーク位置）格納用メモリＡＰ
（ｊ）の読み出しアドレスｊの初期化を行う（ステップ
Ｓ１１とＳ１２）。極大位置ＰＫの検出を行う（ステッ
プＳ１３）。ここで求められるＰＫは、実測時のスケー
ルの極大位置であることに注意する必要がある。前述の
説明から、この極大位置を図１８により換算することに
より、被測定体の実位置を求めることが出来る。そこ
で、較正値記憶メモリＡＰ（ｊ）の中身、即ち、スケー
ルが存在する位置を読み出し、これを被測定体が本来有
るべき位置ｘ（ｊ）（横座標）とする（ステップＳ１
４）。アドレスｊを進め（ステップＳ１５）、被測定体
が実際に存在した位置は、ＰＫであるから、これをｙ
（ｊ）（縦座標）とする（ステップＳ１６）。前記ｘ
（ｊ），ｙ（ｊ）を記憶／表示する等目的に応じて、適
切に処理する（ステップＳ１７）。前記の処理を、ステ
ップＳ１８における全Ａ（ｉ）について処理が為された
か否かの判定を行うことにより、波形メモリの全アドレ
スについて終了するまで処理を続け、測定を終了する。FIG. 21 is a flow chart showing the procedure of the "measurement" process. Waveform data used for processing is previously
It is assumed to be stored in the waveform memory. First, the read address i of the waveform memory A (i) and the maximum position (peak position) storage memory AP stored at the time of calibration
The read address j of (j) is initialized (steps S11 and S12). The maximum position PK is detected (step S13). It should be noted that the PK obtained here is the maximum position of the scale at the time of actual measurement. From the above description, the actual position of the measured object can be obtained by converting this maximum position with FIG. Therefore, the contents of the calibration value storage memory AP (j), that is, the position where the scale is present, is read, and this is set as the position x (j) (abscissa) that the measured object should originally have (step S1).
4). The address j is advanced (step S15), and the position where the measured object actually existed is PK.
(J) (ordinate) (step S16). The x
(J) and y (j) are appropriately processed according to the purpose such as storing / displaying (j) and y (j) (step S17). By determining whether or not the above processing has been performed for all A (i) in step S18, the processing is continued until the processing is completed for all the addresses of the waveform memory, and the measurement is completed.

【００２６】図２２は、本発明に係るテープ状エンコー
ダ装置の他の実施例を示す。被測定体１１０が、図示の
ように、ベルト状に形成され、プーリー１１２と１１３
によって直線運動を行うような場合であり、ベルト１１
０に形成した組立可能エンコーダ１１１に発光器からレ
ーザ光を照射し、反射光を受光器で受光するもので、ス
ケールを容易に装着することが出来る。FIG. 22 shows another embodiment of the tape encoder device according to the present invention. The DUT 110 is formed in a belt shape as shown in the drawing, and has pulleys 112 and 113.
In this case, the belt 11
The assemblable encoder 111 formed to 0 is irradiated with laser light from a light emitting device and reflected light is received by a light receiving device, so that the scale can be easily attached.

【００２７】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるエン
コーダ装置によれば、モータのシャフトや移動体の回転
や移動態様を判定する際、例えば、反射部と拡散部、反
射部と吸収部等のように光学的、磁気的に異なる応答特
性をもつ部位を所定の規則に従って配置されたスケール
を直接または他の部材を介して設け、光学的、磁気的に
応答特性の違いを検出することによって測定しているの
できわめて簡単に回転、移動態様の測定が可能となり、
実機に装着された後においても上記測定が簡単に行え
る。As described above, according to the encoder device of the present invention, when determining the rotation or movement mode of the shaft of the motor or the moving body, for example, the reflecting portion and the diffusing portion, the reflecting portion and the absorbing portion, etc. By detecting the difference in the response characteristics optically and magnetically by providing a scale, which has different response characteristics optically and magnetically, according to a predetermined rule, directly or through another member. Since it is measuring, rotation and movement can be measured very easily,
The above measurement can be easily performed even after being mounted on the actual machine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明によるエンコーダ装置の一実施例を示す
構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an encoder device according to the present invention.

【図２（Ａ）】組立型エンコーダのシャフトへの取付構
造の斜視図である。FIG. 2 (A) is a perspective view of a mounting structure of a prefabricated encoder to a shaft.

【図２（Ｂ）】図２（Ａ）において一周巻き付け部で切
断して完全に取り付けられた状態を示す図である。FIG. 2 (B) is a view showing a state in which it is cut at a winding portion in FIG. 2 (A) and completely attached.

【図３（Ａ）】テープ状エンコーダをシャフトの一周長
に予め切断してシャフト１に巻き付けた状態を示す図で
ある。FIG. 3 (A) is a diagram showing a state in which the tape encoder is cut in advance to one circumference of the shaft and wound around the shaft 1.

【図３（Ｂ）】テープ状エンコーダの端部を端部間の接
合面が接合しやすいように斜角に加工した図である。FIG. 3 (B) is a view in which an end portion of the tape-shaped encoder is processed into an oblique angle so that a joint surface between the end portions can be easily joined.

【図４】テープ状エンコーダ表面のスケール態様の一例
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a scale aspect of the surface of a tape-shaped encoder.

【図５】テープ状エンコーダのスケールの拡散部からの
反射レーザ光を受光するようにホトダイオードを配設し
た例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example in which photodiodes are arranged so as to receive reflected laser light from a diffusion portion of a scale of a tape encoder.

【図６】テープ状エンコーダにレーザ光が入射し、反射
部からの出射光線を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a light beam emitted from a reflecting portion when laser light is incident on the tape encoder.

【図７】本発明によるエンコーダの他の実施例構成の側
面図である。FIG. 7 is a side view of the configuration of another embodiment of the encoder according to the present invention.

【図８】コーナーキューブを複数列配設した例を示す図
である。FIG. 8 is a diagram showing an example in which a plurality of corner cubes are arranged.

【図９】溝型の反射部を形成したエンコーダの一例を示
す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of an encoder in which a groove type reflection portion is formed.

【図１０】コリメータレンズを用いて入射光束をコーナ
ーキューブ部、拡散部、反射部の幅に等しくする例を示
す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example in which an incident light flux is made equal in width to a corner cube portion, a diffusion portion, and a reflection portion using a collimator lens.

【図１１】ホトダイオード受光面を広げた例を示す図で
ある。FIG. 11 is a diagram showing an example in which a photodiode light receiving surface is widened.

【図１２】本発明によるエンコーダ装置の他の実施例を
示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing another embodiment of the encoder device according to the present invention.

【図１３】本発明の更に他の実施例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing still another embodiment of the present invention.

【図１４】本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【図１５】取付部材の取り付け構造の他の例を示す図で
ある。FIG. 15 is a diagram showing another example of a mounting structure of a mounting member.

【図１６】図１２や図１３等に示す部材１２Ａ，１２Ｂ
を被測定体シャフトに堅固に支持し、固着するための治
具を用いた例を示す図である。16 is a member 12A, 12B shown in FIG. 12 and FIG.
It is a figure which shows the example which used the jig for firmly supporting and fixing to a to-be-measured body shaft.

【図１７（Ａ）】図１におけるエンコーダの歪補正装置
に於て、較正を行っているとき、受光器信号のサンプリ
ング図である。FIG. 17 (A) is a sampling diagram of a photodetector signal when calibration is performed in the distortion correction device for the encoder in FIG. 1.

【図１７（Ｂ）】上記により較正を行ったエンコーダの
歪補正装置を用いて被測定体の運動を測定しているとき
の、受光器出力のサンプリング図である。FIG. 17 (B) is a sampling diagram of a photodetector output when the motion of the measured object is measured using the distortion correction device for the encoder calibrated as described above.

【図１８】図１７（Ａ）の較正に於ける、受光器の出力
が最大となる点と被測定体の実位置の関係を示す図であ
る。FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the point where the output of the light receiver is maximum and the actual position of the measured object in the calibration of FIG. 17 (A).

【図１９】較正を行うための処理手順を示すフローチャ
ートである。FIG. 19 is a flowchart showing a processing procedure for performing calibration.

【図２０】極大位置Ｐｋの検出のフローチャートであ
る。FIG. 20 is a flowchart of detection of a maximum position Pk.

【図２１】測定の処理手順を示すフローチャートであ
る。FIG. 21 is a flowchart showing a measurement processing procedure.

【図２２】本発明に係るテープ状エンコーダ装置の他の
実施例を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing another embodiment of the tape encoder device according to the present invention.

【図２３】従来のモータシャフトの回転態様を測定する
一例を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing an example of measuring the rotation mode of a conventional motor shaft.

【図２４】従来のモータシャフトの回転態様を測定する
他の例を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing another example of measuring the rotation mode of a conventional motor shaft.

【図２５】一般的なエンコーダの構成例を示す図であ
る。FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration example of a general encoder.

【図２６】図２５の動作を説明するタイミングチャート
である。FIG. 26 is a timing chart illustrating the operation of FIG. 25.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，１００，１０１，１０３ シャフト ２Ａ，１１１ 発光ダイオード ２Ｂ，１１２ ホトトランジスタ ３ アンプ ４ Ａ
／Ｄ変換器 ５ 記憶部 ６ 演算部 ７ サンプリングパルス発生部 ８ アドレス制御部 ９ 表
示部 １０ 補正値記憶部 １１，１１１ エンコーダ １１Ａ 端部 １２Ａ，１２Ｂ，１５ 部材 １４ 嵌合部 １６ テ
ープ状エンコーダ １７，１９ ヒンジ部 １８Ａ，１８Ｂ
支持部材 ２０ ボルト ２１ ナ
ット １００ 機構部 １０２ モー
タ １０４ エンコーダ １１０ ベル
ト １１２，１１３ プーリー1,100,101,103 Shaft 2A, 111 Light emitting diode 2B, 112 Phototransistor 3 Amplifier 4A
/ D converter 5 storage unit 6 calculation unit 7 sampling pulse generation unit 8 address control unit 9 display unit 10 correction value storage unit 11,111 encoder 11A end portion 12A, 12B, 15 member 14 fitting unit 16 tape encoder 17, 19 Hinge part 18A, 18B
Support member 20 Bolt 21 Nut 100 Mechanism part 102 Motor 104 Encoder 110 Belt 112, 113 Pulley

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】回転や直線移動等の運動をする被測定体に
直接または他の部材を介して取り付けられ、光学的、磁
気的に異なる応答特性をもつ部位を所定規則に従って配
置したスケールと、 前記スケールの前記応答特性の違いを検出する検出手段
と、 前記検出手段で検出された前記応答特性の違いの時系列
変化に基づいて前記移動体の回転、直線移動等の運動態
様を測定する測定手段と、を備えて成ることを特徴とす
るエンコーダ装置。1. A scale, which is attached directly or through another member to an object to be moved such as rotation or linear movement, and in which parts having different response characteristics optically and magnetically are arranged according to a predetermined rule, A detection unit that detects a difference in the response characteristics of the scale, and a measurement that measures a movement mode such as rotation or linear movement of the moving body based on a time-series change in the difference in the response characteristics detected by the detection unit. An encoder device comprising: 【請求項２】前記スケールは、交互に配置されている光
学的な反射部と拡散部を有することを特徴とする請求項
１に記載のエンコーダ装置。2. The encoder device according to claim 1, wherein the scale has optical reflection portions and diffusion portions which are alternately arranged. 【請求項３】前記スケールは、交互に配置されている光
学的な反射部と吸収部を有することを特徴とする請求項
１に記載のエンコーダ装置。3. The encoder device according to claim 1, wherein the scale has optical reflection portions and absorption portions that are alternately arranged. 【請求項４】前記スケールは、交互に配置されている光
学的な反射部とコーナーキューブ部を有することを特徴
とする請求項１に記載のエンコーダ装置。4. The encoder device according to claim 1, wherein the scale has optical reflection portions and corner cube portions which are alternately arranged. 【請求項５】前記スケールは、フレキシブルなテープ表
面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の
エンコーダ装置。5. The encoder device according to claim 1, wherein the scale is formed on a flexible tape surface. 【請求項６】前記被測定体は、回転体のシャフトである
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ装置。6. The encoder device according to claim 1, wherein the object to be measured is a shaft of a rotating body. 【請求項７】回転体のシャフトに前記スケールが直接取
り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のエ
ンコーダ装置。7. The encoder device according to claim 1, wherein the scale is directly attached to a shaft of a rotating body. 【請求項８】回転体のシャフトを取り囲むように固定さ
れた部材の外周面に前記スケールが取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ装置。8. The encoder device according to claim 1, wherein the scale is attached to an outer peripheral surface of a member fixed so as to surround the shaft of the rotating body. 【請求項９】前記部材は、径方向に向かい、単位半径当
りの質量が小さくなるように構成されていることを特徴
とする請求項８に記載のエンコーダ装置。9. The encoder device according to claim 8, wherein the member is configured so that the mass per unit radius decreases in the radial direction. 【請求項１０】前記部材は、複数個の部材から成り、前
記シャフトを取り囲むように組み立てられていることを
特徴とする請求項８に記載のエンコーダ装置。10. The encoder apparatus according to claim 8, wherein the member is composed of a plurality of members and is assembled so as to surround the shaft. 【請求項１１】前記複数個の部材と前記シャフトとの接
触面に切り欠きが形成されていることを特徴とする請求
項１０に記載のエンコーダ装置。11. The encoder device according to claim 10, wherein a notch is formed in a contact surface between the plurality of members and the shaft. 【請求項１２】前記被測定体を既知の値だけ、回転また
は移動したときの前記スケールの存在位置情報を記憶
し、測定時には、前記スケール位置を前記記憶されてい
る位置情報に基づいて校正することを特徴とする請求項
１に記載のエンコーダ装置。12. The existing position information of the scale when the measured object is rotated or moved by a known value is stored, and at the time of measurement, the scale position is calibrated based on the stored positional information. The encoder device according to claim 1, wherein: