JPS63113311A - エンコ−ダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、移動位置を検出するためのエンコーダに関す
る。

〔発明の概９〕 本発明は、移動位置を検出するためのエンコーダにおい
て、移動速度に応じてピンチの異なるスケールを切換え
て使用するようにしたことにより、高分解能で、かつ高
速でも使用可能なようにしたものである。

Ｃ従来の技術〕 従来のエンコーダは、例えば、１つのスケールとカウン
タとを備え、スケールと対向して配された検出器より得
られるパルスをカウンタで計数することにより位置情報
を得ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、近年エンコーダは高分解能で、かつ高速でも
使用可能なものであることが求められている。

従来のエンコーダにおいて、高分解能とするためにはス
ケールを密にする必要がある。しかし、スケールをあま
り密にすると、高速移動時には検出器、カウンタ等の特
性から誤動作を生じやすく、正しい位置情報が得られな
くなるおそれがある。

本発明は斯る点に鑑み、高分解能で、かつ高速でも使用
可能なよう、にしたエンコーダを提供することを目的と
するものである。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は、ピッチの異なる少なくとも２つのスケールを
備え、移動速度に応じてスケールを切換えて使用するも
のである。

例えば、低速度用の細かなピッチの密スケール（２）と
、高速度用の粗いピッチの疎スケール（３）とを備え、
移動速度が低速のときには密スケール（２）を使用し、
一方、移動速度が高速のときには疎スケール（３）を使
用するものである。

（作用〕 上述構成において、例えば移動速度が低速で高分解能が
要求されるときには密スケール（２）が使用されるので
、高分解能となると共に、移動速度が高速のときには疎
スケール（３）が使用されるので、検出器、カウンタ等
の動作速度はそれ程高くならず、誤動作が生じにくいも
のとなる。

〔実施例〕

以下、第１図を参照しながら本発明の一実施例について
説明する。

同図において、（１）はスケールが形成される帯状の基
板である。この基板（１１の長手方向には、光反射部（
２＾）及び光吸収部（２Ｂ）とが交互に形成された密ス
ケール（２）と、光反射部（３Ａ）及び光吸収部（３Ｂ
）とが交互に形成された疎スケール（３）とが並べて設
けられる。この場合、疎スケール（３）のピッチは密ス
ケール（２）のピッチの２１Ｓ倍、本例においては４倍
とされる。

また、（４及び（５）は、夫々基板（１）の密スケール
（２）及び疎スケール（３）に対応して配された検出器
であり、発光素子及び受光素子を有して構成される。

この場合、検出器り４）及び（５）が、夫々光反射部（
２＾）及び（３Ａ）と対向する位置となるときには、そ
の出力として所定レベルの信号が得られる。

また、検出器（４）の出力信号は波形整形回路（６）に
供給され、その整形回路（６）の出力信号Ｓ＾はゲート
回路（７）を介してカウンタ（８）を構成するＴフリッ
プフロップ（８里）のＴ端子に供給される。

また、検出器（５）の出力信号は波形整形回路（９）に
供給され、この整形回路（９）の出力信号Ｓ８は切換ス
イッチ（１０）のＢ側の端子に供給される。

また、整形回路（９）の出力信号Ｓｓは速度検出器（１
１）に供給され、この速度検出器（１１）においては、
出力信号Ｓｓに基づいて基板（１）あるいは検出器（４
）、　（５）の移動速度θが所定速度θＴＨより高速か
低速かが判別される。そして、この速度検出器（１１）
からは移動速度θが所定速度θτＨより低速であるとき
には低レベル“Ｏ′となると共に、所定速度θτＨより
高速であるときには高レベル“１″″となる信号Ｓｃが
出力される。ここで、所定速度θ１は、第２図に示すよ
うに移動速度が変化する場合の最大速度θｌ１ａＸに対
して十分に小さな値とされる。

速度検出！！（１１）の出力信号ＳＣはゲート回路（７
）にゲート信号として供給されると共に、Ｔフリップフ
ロップ（８ｚ　）　、　　（８２）のクリア端子ＣＬＲ
に供給される。ゲート回路（りは出力信号ＳＣが低レベ
ル１０ｍとなると今オンとされ、またＴフリップフロッ
プ（８ｓ　＞　、　　（８２）は出力信号ＳＣが高レベ
ル“１”となるときクリアされる。

また、Ｔフリップフロップ（８！）の出力端子Ｑに得ら
れる信号Ｓ１はＴフリップフロップ（８２）のＴ端子に
供給され、このＴフリップフロップ（８２）の出力端子
Ｑに得られる信号Ｓ２は切換スイッチ（１０）のＡ側の
端子に供給され、さらに、Ｔフリップフロップ（８３）
〜（８ｎ−ｘ）の出力端子Ｑに得られる信号Ｓ３〜５ｎ
−１はＴフリップフロップ（８４）〜（８ｎ）のＴ端子
に供給される。また、切換スイッチ（１０）の出力信号
はＴフリップフロップ（８３）のＴ端子に供給される。

そして、切換スイッチ（１０）には速度検出器（１１）
の出力信号Ｓｃが制御信号として供給され、切換スイッ
チ（１０）は出力信号Ｓｃが低レベル“Ｏ”及び高レベ
ル６１ｍであるとき、夫々Ａ側及びＢ側に接続される。

また、Ｔフリップフロップ（８１）〜（８ｎ）の出力端
子Ｑに得られる信号８１〜ｓｎは夫々端子（１２１）〜
（１２ｎ）に位置情報として導出される。

本例において、基板（１）あるいは検出器（４）　、　
（５）の移動速度θが所定速度θ１より低速であるとき
には、速度検出器（１工）の出力信号ＳＣは第３図Ｃに
示すように低レベル″０′となるので、ゲート回路（７
）はオンとされ、フリップフロップ（８１）のＴ端子に
は、第３図Ａに示すような波形整形回路（６）の出力信
号Ｓ＾が供給される。また、速度検出器（１１）の出力
信号Ｓｃは低レベル“０”となるので、切換スイッチ（
１０）はＡ側に接続され、フリップフロップ（８３）の
Ｔ端子にはフリップフロップ（８２）の出力端子Ｑに得
られる信号Ｓ２が供給される。また、速度検出器（１１
）の出力信号Ｓｃは低レベル“０”となるので、フリッ
プフロ７ブ＜ａｔ　）　、　　（８２）はクリアされな
い。

したがってこのとき、フリップフロップ（８１）〜（８
ｎ）は出力信号Ｓ＾によってカウント動作をし、端子（
１２ｚ）〜（１２ｎ）に得られる信号Ｓ１〜Ｓｎは順次
変化し、位置情報となる。尚、第３図Ｂは波形整形回路
（９）の出力信号ＳＢを示しており、また、同図Ｄ−Ｇ
は、端子（１２Ｌ）〜（１２４）に得られる信号５ｓ＝
３４を示している。

一方、基板（１）あるいは検出器（４）、＋５）の移動
速度θが所定速度θ藷より高速であるときには、速度検
出器（１１）の出力信号ＳＣは第４図Ｃに示すように高
レベル１１１ｍとなるので、ゲート回路（７）はオフと
され、フリップフロップ（８１）のＴｆｉ子には、第４
図Ａに示すような波形整形回路（６）の出力信号Ｓ＾は
供給されない、また、速度検出器（１１）の出力信号Ｓ
Ｃは高レベル″１”となるので、切換スイッチ（ｌＯ）
はＢ側に接続され、フリップフロップ（８３）のＴ端子
には、第４図Ｂに示すような波形整形回路（９）の出力
信号Ｓ９が供給される。また、速度検出器（１１）の出
力信号Ｓｃは高レベル″１”となるので、フリップフロ
ップ（８１）　、　　（８２）はクリアされ、出力端子
（１２１）　、　　（１２２）に得られる信号Ｓ　ｔ　
＋　Ｓ　２は低レベル“Ｏ”となる。

したがってこのとき、フリップフロップ（８３）〜（８
ｎ）が出力信号ＳＲによってカウント動作をし、端子（
１２ｘ）〜（１２ｎ）に得られる信号Ｓ３〜ｓｎは順次
変化する。このときも、端子（１２ｒ）〜（１２ｎ）に
得られる信号Ｓｔ〜Ｓｎが位置情報となる。尚、＠４図
Ｄ−Ｇは、端子（１２ｚ）〜（１２４）に得られる信Ｊ
Ｐ）Ｓｔ〜Ｓ４を示している。

このように本例によれば、基板（１１あるいは検出１（
ｓ）、　（５）の移動速度θが所定速度θＴＨより低速
であるときには、密スケール（２）に基づく出力信号Ｓ
＾によってカウンタ（８）が動作するので、高分解能を
得ることができる。一方、移動速度θが所定速度０丁Ｈ
より高速であるときには、峠スケール（３）に基づく出
力信号ＳＢによってカウンタ（８）が動作し、また疎ス
ケール（３）のピッチは密スケール（２）のピッチの４
倍となされているので、検出器（９）、カウンタ（８）
等の動作速度は、密スケール（２）に基づく信号Ｓ＾に
よる場合に比べて１／４となり、誤動作が生じにくくな
る。ところでこのとき、端子（１２１）〜（１２ｎ）に
得られる信号８１〜Ｓｎのうち、下位ビットである信号
Ｓ１．Ｓ２は常に低レベル“Ｏ”となる、しかし、通常
の位置制御では停止時に位置精度が要求され、このとき
には下位ビットの信号ＳＬ、Ｓ２も重要であるが、高速
移動時では下位ビットは無視しても動作に支障はない。

尚、上述実施例においては、基板（１）のスケール（２
）、　（３）は光反射部、光吸収部で形成されると共に
、検出器（４）、　（５）も光学的なものであったが、
本発明は基板（１）のスケール（２）、　（３）及び検
出器（４）、　（５）をそのイカの光学的手段あるいは
磁気的手段等で構成するものにも同様に通用することが
できる。

また、上述実施例においては疎スケール（３）のピッチ
は密スケール（２）のピッチの４倍とされているが、一
般的に２１）倍（ｎは正の整数）とすることにより、動
作速度を１　／　２　”とすることができる。

また、上述実施例は低速度用の密スケール（２）及ヒ高
速度用の疎スケール（３）の２つのスケールを備えるも
のであるが、ピッチの異なるスケールを３つ以上備え、
移動速度に応じてこれらのスケールを切換え使用するも
のも同様に構成することができる。

また、上述実施例は本発明をリニヤエンコーダに通用し
たものであるが、ロータリーエンコーダにも同様に適用
することができる。

（発明の効果） 以上述べた本発明によれば、移動速度に応じてピッチの
異なるスケールを切換えて使用するので、高分解佃で、
かつ高速でも誤動作しにくく使用可能なエンコーダを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図〜第４
図はその説明のための図である。 （２）は密スケール、（３）は伸スケール、（４）及び
（５）は検出器、（６）及び（９）は波形整形回路、（
７）はゲート回路、（８）はカウンタ、（８ｘ）〜（８
ｎ）はＴフリップフロップ、（１０）は切換スイッチ、
（１１）は速度検出器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ピッチの異なる少なくとも２つのスケールを備え、 移動速度に応じて上記スケールを切換えて使用すること
   を特徴とするエンコーダ。