(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動量に対応するパターンが移動方向に連続形成された移動体と、該移動体のパターン形成位置に投光する発光部と、該発光部からの光を該移動体に投光することにより得られる前記パターンに対応する光を受光し、該パターンに対応する信号を出力するリニア・イメージセンサと、該リニア・イメージセンサの出力信号から前記移動体の移動量を演算処理する演算処理手段とを備えたアブソリュート・エンコーダにおいて、前記リニア・イメージセンサは、受光素子が連続して配列されて構成されたセンサユニットが所定間隔離間して複数で且つ奇数並設されて成り、前記演算処理手段は、前記センサユニットの出力信号に基づいて前記移動体の移動量をセンサユニット毎に算出し、これらの算出結果が前記センサユニットの半数以上について一致したとき、その一致した移動量を前記移動体の移動量として出力するものであることを特徴とするアブソリュート・エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば測角儀などに用いられるアブソリュート・エンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアブソリュートエンコーダは、発光部から例えば回転ディスクに投光し、該回転ディスクのスリットパターン透過光を結像系レンズを介してリニア・イメージセンサに受光させ、該リニア・イメージセンサから出力する前記スリットパターンに対応する信号に基づいて演算処理回路でディスクの回転角を演算するように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のアブソリュート・エンコーダにおいて、リニア・イメージセンサであるＣＣＤは、例えば１４μｍ×１４μｍの大きさの受光素子が連続して多数個配列されて構成されているので、ディスクのパターン形成位置または、ＣＣＤの受光素子上にごみが付着したり、欠陥があったりした場合に、読み取りエラーの原因となる。即ち、ごみや欠陥は１０μｍ位又はそれ以上の大きさであることが多く、ＣＣＤの受光素子にごみ、欠陥の影が映るため、スリットパターンの正確な読み取りができないという課題があった。
【０００４】
本発明は、ごみが付着し、リニア・イメージセンサに欠陥があってもより正確な移動量例えば回転角の読み取りの出来るアブソリュート・エンコーダを提供することをその目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、移動量に対応するパターンが移動方向に連続形成された移動体と、該移動体のパターン形成位置に投光する発光部と、該発光部からの光を該移動体に投光することにより得られる前記パターンに対応する光を受光し、該パターンに対応する信号を出力するリニア・イメージセンサと、該リニア・イメージセンサの出力信号から前記移動体の移動量を演算処理する演算処理手段とを備えたアブソリュート・エンコーダにおいて、前記リニア・イメージセンサは、受光素子が連続して配列されて構成されたセンサユニットが所定間隔離間して複数で且つ奇数並設されて成り、前記演算処理手段は、前記センサユニットの出力信号に基づいて前記移動体の移動量をセンサユニット毎に算出し、これらの算出結果が前記センサユニットの半数以上について一致したとき、その一致した移動量を前記移動体の移動量として出力するものであることを特徴とする。
【０００６】
【作用】
リニア・イメージセンサは、センサユニットが、所定間隔離間して前記移動体の幅方向に複数で且つ奇数設けられて構成されているので、発光部からの光を移動体に投光することにより得られる、移動量に対応するパターンの光を複数で且つ奇数のセンサユニットが同時に受光する。したがって、センサユニットの全体の半数以下がごみの付着等により移動量に対応するパターンを誤って読み取ったとしても残りの全体の半数以上のセンサユニットは移動量に対応するパターンを正確に読み取るから、演算処理手段は、残りの全体の半数以上のセンサユニットの出力信号に基づいて移動体の移動量を求める。
【０００７】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面に従って説明する。
【０００８】
図１は、本発明の一実施例のパターン読み取り部の構成を示す。
【０００９】
同図において、１は発光部、２は回転ディスク、３は受光部である。発光部１は、例えば赤色６６０μｍの可視光を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）４、コリメーション・レンズ５及びプリズム６から成り、前記可視光を回転ディスク２のパターン形成位置に投光するようになっている。回転ディスク２は、半径方向に形成された回転角に対応するスリットパターンＰｓが円周方向に連続形成されている。受光部３は、プリズム７、結像系レンズ８及びリニア・イメージセンサ９から成り、該リニア・イメージセンサ９には後述の演算処理手段が接続されている。
以上の構成は、従来のものと特に異ならない。
【００１０】
本発明のリニア・イメージセンサ（ＣＣＤ）９は、所定間隔離間して並設された例えば３個のＣＣＤユニットから成るセンサユニット１０1、１０2、１０3で構成され、各センサユニット１０1、１０2、１０3は、受光素子が前記回転ディスク２の接線方向に連続して配列されて構成されている。
【００１１】
図２は本発明の他の実施例のブロック図である。
同図において、発光ダイオード４は、ＬＥＤ駆動タイミング回路１１により作動するＬＥＤ駆動回路１２に接続され、ＣＣＤ動作タイミング回路１３により作動するリニア・イメージセンサ９は、ＣＣＤ波形成形回路１４を経てＡ／Ｄコンバータ１５に接続され、Ａ／Ｄコンバータ・タイミング回路１６により作動するＡ／Ｄコンバータ１５は、ＣＰＵ１７に接続されている。１８はＲＯＭ、１９はＲＡＭ、２０はキー及びディスプレイユニットである。前記ＬＥＤ駆動タイミング回路１１、ＣＣＤ動作タイミング回路１３及びＡ／Ｄコンバータ・タイミング回路１６は、いずれもＣＰＵ１７により制御される。
【００１２】
この実施例の作用を、図３に示すフロー図を用いて説明する。
ＬＥＤ駆動タイミング回路１１によりＬＥＤ駆動回路１２が作動して発光ダイオード４は点灯し、この光をコリメーション・レンズ５で平行光に変え、回転ディスク２のスリットパターンＰｓに投光する。このスリット・パターンＰｓを透過した光は、プリズム６、７及び結像系レンズ８を介してリニア・イメージセンサ９上に結像し、そのホト・ダイオードアレイをセットする（ステップＳ1、Ｓ2）。次いで、ＣＣＤ動作タイミング回路１３が作動して、先ずリニア・イメージセンサ９のセンサユニット１０1のホト・ダイオード・アレイの電荷を移送ゲートにより転送ゲートに送り（ステップＳ3）、発光ダイオード４は消灯した（ステップＳ4）後、ＣＣＤ転送レジスタのシフト、リセット、サンプルホールドを行なうことにより、スリットパターンに対応する信号をリニア・イメージセンサ９から出力する。残りのセンサユニット１０2、１０3も同様に順次作動してセンサユニット１０2、１０3上のスリットパターンに対応する信号をリニア・イメージセンサ９から順次出力する（ステップＳ5）。リニア・イメージセンサ９の出力信号は、ＣＣＤ波形成形回路１４で波形成形されてＡ／Ｄコンバータ１５に入力し、アナログ信号よりディジタル信号に変換されて（ステップＳ6）、メモリ（ＲＡＭ）１９に格納される（ステップＳ7）、ＣＰＵ１７では、メモリ（ＲＡＭ）１９に格納されたスリットパターンに対応するコード・パターン・データとＲＯＭ１８に格納されているコード・パターン・データとを比較して角度に変換する（ステップＳ8）。ＣＰＵ１７は、センサユニット１０1、１０2、１０3により夫々求めた角度位置が２つ以上一致しているかどうかを判断し（ステップＳ9）、一致しないときはエラーとしてディスプレイ・ユニット２０上に表示し（ステップＳ10）、２つ以上一致したときはそのスリットパターンに対応する角度を表示する（ステップＳ11）。尚、本発明は、リニア・エンコーダにも適用することができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は、上述のように、リニア・イメージセンサ（受光素子が連続して配列されて構成されたセンサユニット）が所定間隔離間して複数で且つ奇数並設されて成り、演算処理手段は、全体の半数以上のセンサユニットの出力信号が一致したとき、その出力信号から移動体の移動量を算出するものであるから、リニア・イメージセンサにごみが付着して欠陥があっても測定値の正確度を増すことができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のパターン読み取り部の斜視図
【図２】本発明の他の実施例のブロック図
【図３】本発明のフロー図
【符号の説明】
１  発光部              ２  回転ディスク      ３  受光部
４  発光ダイオード      ９  リニア・イメージセンサ
１０1、１０2、１０3  センサ・ユニット        １７  ＣＰＵ
１８  ＲＯＭ            １９  ＲＡＭ
【図１】
0003555039.tif 000002
【図２】
0003555039.tif 000003
【図３】
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