(57)【要約】【課題】  スケール上に原点検出用のパターンを設ける必要がなく、また、別置きの原点検出用の装置を要することなく、移動体の絶対位置を検出すること。【解決手段】  光源１と、一定ピッチの測長パターンが施されたメインスケール３と、一定ピッチの測長パターンが取り付けられたインデックススケール６と、受光素子９とを備え、前記メインスケールと前記インデックススケールの相対移動による前記測長パターンの重なりの明暗を前記受光素子で検出することにより移動量を計測するリニアエンコーダであり、このリニアエンコーダにおいて、メインスケールに施された測長パターンの終端部を検出する終端部検出手段を備える構成とし、この終端部を検出した位置を原点とする。【選択図】  図１
2006038839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、一定ピッチの測長パターンが施されたメインスケールと、一定ピッチの測長パターンが取り付けられたインデックススケールと、受光素子とを備え、前記メインスケールと前記インデックススケールの相対移動による前記測長パターンの重なりの明暗を前記受光素子で検出することにより移動量を計測するリニアエンコーダにおいて、
前記メインスケールに施された測長パターンの終端部を検出する終端部検出手段を備え、当該終端部を検出した位置を原点とすることを特徴とするリニアエンコーダ。
【請求項２】
前記メインスケールは光透過面からなる非測長パターン部を備え、
前記終端部検出手段は、前記受光素子が検出する前記光透過面の光透過に基づいて当該光透過面の検出位置を前記測長パターンの終端部として検出することを特徴とする請求項１に記載のリニアエンコーダ。
【請求項３】
前記メインスケールは光遮断面からなる非測長パターン部を備え、
前記終端部検出手段は、前記受光素子が検出する前記光遮断面の遮光に基づいて当該光遮光面の検出位置を前記測長パターンの終端部として検出することを特徴とする請求項１に記載のリニアエンコーダ。
【請求項４】
前記メインスケールは光反射面からなる非測長パターン部を備え、
前記終端部検出手段は、前記受光素子が検出する前記光反射面の反射に基づいて当該光反射面の検出位置を前記測長パターンの終端部として検出することを特徴とする請求項１に記載のリニアエンコーダ。
【請求項５】
前記メインスケールは光散乱面又は光吸収面からなる非測長パターン部を備え、
前記終端部検出手段は、前記受光素子が検出する前記光散乱面又は光吸収面の散乱又は吸収に基づいて当該光散乱面又は光吸収面の検出位置を前記測長パターンの終端部として検出することを特徴とする請求項１に記載のリニアエンコーダ。
【請求項６】
前記受光素子は同一位置において異なる位相を受光するＡ相受光部とＢ相受光部を備え、
前記終端部検出手段は、前記Ａ相受光部の光強度とＢ相受光部の光強度が共に所定値以上となる位置を前記測長パターンの終端部として検出することを特徴とする請求項２又は４に記載のリニアエンコーダ。
【請求項７】
前記受光素子は同一位置において異なる位相を受光するＡ相受光部とＢ相受光部を備え、
前記終端部検出手段は、前記Ａ相受光部の光強度とＢ相受光部の光強度が共に所定値以下となる位置を前記測長パターンの終端部として検出することを特徴とする請求項３又は５に記載のリニアエンコーダ。
【請求項８】
前記位相差はπ／２の整数倍であることを特徴とする請求項６又は７に記載のリニアエンコーダ。
【請求項９】
前記受光素子は前記Ａ相受光部及びＢ相受光部に対してそれぞれπの奇数倍の位相差を持つＸＡ受光部と及びＸＢ受光部を備え、
前記終端部検出手段は、前記Ａ相受光部の光強度ＡとＸＡ受光部の光強度ＸＡと、Ｂ相受光部の光強度ＢとＸＢ受光部の光強度ＸＢとから求まる、
（Ａ−ＸＡ）2＋（Ｂ−ＸＢ）2
の値が所定値以下となる位置を前記測長パターンの終端部として検出することを特徴とする請求項１乃至５に記載のリニアエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアエンコーダに関し、特にリニアエンコーダの原点検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、リニアエンコーダは直線的な移動を行う移動体の移動量や位置を求めることを目的とする装置である。このリニアエンコーダでは、移動体の移動部に取り付けられたメインスケールと移動体の固定部に取り付けられたインデックススケールの相対位置の変化に応じた位置検出信号を出力することにより移動量や位置を求める。リニアエンコーダには、相対位置を求めるインクリメンタル型のリニアエンコーダと、絶対位置を求めるアブソリュート型のリニアエンコーダがある。
【０００３】
インクリメンタル型のリニアエンコーダが求める位置は検出出力を単に計数するものであって基準点がないため、移動体の相対的な位置を示すに過ぎない。これに対して、アブソリュート型のリニアエンコーダでは絶対的な位置を求めるため、原点位置を検出する必要がある。
【０００４】
通常の絶対位置リニアエンコーダ（アブソリュート型リニアエンコーダ）は、メインスケール及びインデックススケール上の相対位置検出用の周期的なパターンを光電走査することにより相対位置が求まり、メインスケール及びインデックススケール上の原点検出用のパターンを光電走査することにより原点が検出され、絶対位置が求まる（特許文献１参照）。
【０００５】
図８は従来のリニアエンコーダの一構成例を説明するための図である。リニアエンコーダは、メインスケール３とインデックススケール６とを互いに相対的に移動自在とし、これらを挟んで一方の側に光源と受光素子とを配置して構成される。
メインスケール３上及びインデックススケール６上には、それぞれ光源からの光を周期的に透過、又は遮光あるいは反射する周期的なパターンからなる相対位置検出用パターン５及び７が設けられ、相対位置検出用光源１の光は、相対位置検出用パターン５及び７を通して相対位置検出用受光素子９で検出される。
また、メインスケール３上及びインデックススケール６上には、それぞれ光源からの光を透過、又は遮光あるいは反射するパターンからなる絶対位置検出用パターン４及び８が設けられ、絶対位置検出用光源２の光は、絶対位置検出用パターン４及び８を通して絶対位置検出用受光素子１０で検出される。
上記構成の相対位置検出用受光素子９の検出出力により相対位置が求められ、絶対位置検出用受光素子１０の検出出力により原点位置が求められる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２８６５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の絶対位置リニアエンコーダでは、原点を求めるために、メインスケール及びインデックススケール上に原点検出用のパターンを形成し、この原点形成用のパターンを検出するために原点検出用の光源及び受光素子が必要である。
【０００８】
また、スケール上の原点検出用のパターンを持たないリニアエンコーダにおいて絶対位置を検出するためには、別置きの原点検出用の装置を移動体に取り付ける必要がある。
【０００９】
そこで、本発明は、スケール上に原点検出用のパターンを設ける必要がなく、また、別置きの原点検出用の装置を要することなく、移動体の絶対位置を検出することができるリニアエンコーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、メインスケール上の相対位置検出用の周期的なパターンの終端部を原点とみなすことによって、スケール上に原点検出用のパターンを設けたり、別置きの原点検出用の装置を設けることなく、移動体の絶対位置を検出することができる。
【００１１】
本発明のリニアエンコーダは、光源と、一定ピッチの測長パターンが施されたメインスケールと、一定ピッチの測長パターンが取り付けられたインデックススケールと、受光素子とを備え、前記メインスケールと前記インデックススケールの相対移動による前記測長パターンの重なりの明暗を前記受光素子で検出することにより移動量を計測するリニアエンコーダであり、このリニアエンコーダにおいて、メインスケールに施された測長パターンの終端部を検出する終端部検出手段を備える構成とし、この終端部を検出した位置を原点とする。
【００１２】
本発明のリニアエンコーダは、メインスケールが測長のために本来備える測長パターンの終端部をそのまま利用しこの終端部を原点とするため、スケール上に原点検出用のパターンや、別置きの原点検出用の装置といった付加的な構成要素を設けることなく、原点位置を検出し、この原点位置を基準位置とすることによって絶対位置を求める。
【００１３】
リニアエンコーダの第１の形態は、メインスケールの非測長パターン部を光透過面とする構成であり、終端部検出手段は、受光素子が非測長パターン部の光透過面の光透過を検出すると、この光透過面の検出位置を測長パターンの終端部として検出し、この終端部を原点する。
【００１４】
リニアエンコーダの第２の形態は、メインスケールの非測長パターン部を光遮断面とする構成であり、終端部検出手段は、受光素子が非測長パターン部の光遮断面の光遮断を検出すると、この光遮断面の検出位置を測長パターンの終端部として検出し、この終端部を原点する。
【００１５】
リニアエンコーダの第３の形態は、メインスケールの非測長パターン部を光反射面とする構成であり、終端部検出手段は、受光素子が検出する光反射面の反射を検出すると、この光反射面の検出位置を測長パターンの終端部として検出し、この終端部を原点する。
【００１６】
リニアエンコーダの第４の形態は、メインスケールの非測長パターン部を光散乱面又は光吸収面とする構成であり、終端部検出手段は、受光素子が非測長パターン部の光散乱面又は光吸収面の検出位置を測長パターンの終端部として検出し、この終端部を原点する。
【００１７】
受光素子は同一位置において異なる位相を受光するＡ相受光部とＢ相受光部を備える構成とすることができ、これにより移動方向を検出することができる。
【００１８】
Ａ相受光部とＢ相受光部を備える構成のリニアエンコーダにおいて、第１、第３の形態の終端部検出手段は、Ａ相受光部の光強度とＢ相受光部の光強度が共に所定値以上となる位置を測長パターンの終端部として検出する。第１の形態では、原点位置を過ぎると、Ａ相受光部及びＢ相受光部共に、非測長パターン部の光透過面の光透過の光強度は所定値以上となる。この光透過の光強度を指標として原点位置を検出する。また、第３の形態では、原点位置を過ぎると、Ａ相受光部及びＢ相受光部共に、非測長パターン部の光反射面の光反射の光強度は所定値以上となる。この光反射の光強度を指標として原点位置を検出する。
【００１９】
一方、Ａ相受光部とＢ相受光部を備える構成のリニアエンコーダにおいて、第２、第４の形態の終端部検出手段は、Ａ相受光部の光強度とＢ相受光部の光強度が共に所定値以下となる位置を測長パターンの終端部として検出する。第２の形態では、原点位置を過ぎると、Ａ相受光部及びＢ相受光部共に、非測長パターン部の光遮断面の光遮断により検出される光強度は所定値以下となる。この光遮断により検出される光強度を指標として原点位置を検出する。また、第４の形態では、原点位置を過ぎると、Ａ相受光部及びＢ相受光部共に、非測長パターン部の光散乱面又は光吸収面の光散乱又は光吸収により検出される光強度は所定値以下となる。この散乱又は光吸収により検出される光強度を指標として原点位置を検出する。ここで、Ａ相とＢ相の位相差はπ／２の整数倍である。
【００２０】
また、受光素子はＡ相受光部及びＢ相受光部に対してそれぞれπの奇数倍の位相差を持つＸＡ受光部と及びＸＢ受光部を備え、終端部検出手段は、Ａ相受光部の光強度ＡとＸＡ受光部の光強度ＸＡと、Ｂ相受光部の光強度ＢとＸＢ受光部の光強度ＸＢとから求まる、（Ａ−ＸＡ）2＋（Ｂ−ＸＢ）2の値が所定値以下となる位置を測長パターンの終端部と
して検出する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、スケール上に原点検出用のパターンを設ける必要がなく、また、別置きの原点検出用の装置を要することなく、移動体の絶対位置を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。  
図１は、本発明のリニアエンコーダの概略図である。
【００２３】
図１において、リニアエンコーダは、メインスケール３とインデックススケール６とを互いに相対的に移動自在とし、これらを挟んで一方の側に光源、他方の側に受光素子を配置して構成される。メインスケール３上及びインデックススケール６上には、相対位置検出用光源１からの光を周期的に透過、又は遮光あるいは反射する一定ピッチの周期的な測長パターンからなる相対位置検出用パターン５及び７が設けられ、相対位置検出用光源１の光は、相対位置検出用パターン５及び７を通して相対位置検出用受光素子９で検出される。
【００２４】
なお、上記周期的パターンは、光を透過又は遮光するパターン、光を反射又は透過するパターン、光を反射又は散乱あるいは吸収するパターン等とすることもできる。
【００２５】
メインスケール３の形成される相対位置検出用パターン５の両端側あるいは一端側は、パターンの終端部１１を境としてその外側を光遮断面とする。この光遮光面は終端部１１よりも外側において、メインスケールの位置にかかわらず相対位置検出用光源１からの光を常に遮断し、相対位置検出用受光素子に光を通さない。これにより、相対位置検出用受光素子の受光強度は所定強度を越えないため、この受光強度変化から、メインスケールの終端部に位置したことを検出することができる。
【００２６】
この終端部１１のパターン外側の形態は、上記した光遮断面に限らず、光反射面、光散乱面、光吸収面としてもよい。
【００２７】
終端部１１のパターン外側を光透過面とする形態では、パターンの終端部１１を境としてその外側を光透過面とする。この光透過面は終端部１１よりも外側において、メインスケールの位置にかかわらず相対位置検出用光源１からの光を常に透過させ、相対位置検出用受光素子に光を通す。これにより、相対位置検出用受光素子の受光強度は所定強度を越えるため、この受光強度変化から、メインスケールの終端部に位置したことを検出することができる。
【００２８】
また、終端部１１のパターン外側を光散乱面とする形態では、パターンの終端部１１を境としてその外側を光散乱面とする。この光散乱面は終端部１１よりも外側において、メインスケールの位置にかかわらず相対位置検出用光源１からの光を常に散乱させ、相対位置検出用受光素子に光を通さない。これにより、相対位置検出用受光素子の受光強度は所定強度を越えないため、この受光強度変化から、メインスケールの終端部に位置したことを検出することができる。
【００２９】
また、終端部１１のパターン外側を光吸収面とする形態では、パターンの終端部１１を境としてその外側を光吸収面とする。この光吸収面は終端部１１よりも外側において、メインスケールの位置にかかわらず相対位置検出用光源１からの光を常に吸収し、相対位置検出用受光素子に光を通さない。これにより、相対位置検出用受光素子の受光強度は所定強度を越えないため、この受光強度変化から、メインスケールの終端部に位置したことを検出することができる。
【００３０】
インデックススケール６上には、π／２の整数倍の位相差を持つ相対位置検出用パターン７Ａと相対位置検出用パターン７Ｂが形成され、メインスケール３上に形成された相対位置検出用パターン５と対向すると共に、メインスケール３との相対移動に伴った相対位置検出用パターン５に沿って移動自在としている。相対位置検出用パターン７Ａと相対位置検出用パターン７Ｂとは、例えば、パターンの光透過部と光遮断部のピッチ幅の１／４の整数倍だけずらすことでπ／２の整数倍の位相差が形成される。
【００３１】
相対位置検出用受光素子９は、インデックススケール６の相対位置検出用パターン７Ａに対応するＡ相受光部９Ａと、インデックススケール６の相対位置検出用パターン７Ｂに対応するＢ相受光部９Ｂを備える。
【００３２】
メインスケール３の相対位置検出用パターン５を検出する際には、Ａ相受光部９Ａが検出する検出出力とＢ相受光部９Ｂが検出する検出出力とには、π／２の整数倍の位相差があり、この位相差が位相進みであるか、あるいは位相遅れであるかによって、メインスケール３とインデックススケール６との相対的な移動方向を検出することができる。
【００３３】
さらに、Ａ相受光部９Ａとπの奇数倍だけ位相がずれた受光信号を出力する逆相Ａ相受光部７ＸＡと、
Ｂ相受光部９Ｂとπの奇数倍だけ位相がずれた受光信号を出力する逆相Ｂ相受光部７ＸＢを備える。
【００３４】
原点位置は、後述するように、上記したＡ相受光部９Ａの受光出力とＢ相受光部９Ｂの受光出力とを用いて求める他、上記したＡ相受光部９Ａの受光出力とＢ相受光部９Ｂの受光出力、及び逆相Ａ相受光部９ＸＡの受光出力と逆相Ｂ相受光部９ＸＢの受光出力とを用いて求めることができる。
【００３５】
以下、終端部１１のパターン外側の形態を光遮断面とする例を用いて説明する。
図２は、メインスケール３の相対位置検出用パターン５と終端部の受光出力の状態を説明するための図であり、図２（ａ）はメインスケールを示し、図２（ｂ）はインデックススケールを示し、図２（ｃ）はＡ相受光部９Ａの受光出力を示し、図２（ｄ）はＢ相受光部９Ｂの受光出力を示している。
【００３６】
図２（ａ）において、メインスケール３は相対位置検出用パターン５の終端部１１を境として、その外側端には相対位置検出用光源１からの光を遮断する光遮断面１２が設けられる。本発明は、この終端部１１をスケールの原点として扱い、原点検出用のパターンや装置を要することなく、終端部１１を検出することで原点検出を可能とする。
【００３７】
インデックススケールの相対位置検出用パターン７Ａ及び７Ｂが相対位置検出用パターン５と対向している間は、Ａ相受光部９Ａ及びＢ相受光部９Ｂの受光出力は図２（ｃ），（ｄ）に示すように相対移動に伴って変化する。
【００３８】
これに対して、相対位置検出用パターン７Ａ及び７Ｂが相対位置検出用パターン５の終端部１１をはずれて光遮断面１２と対向すると、Ａ相受光部９Ａ及びＢ相受光部９Ｂには光が届かないため、受光出力は図２（ｃ），（ｄ）の破線の右方に示すように低下する。
なお、終端部より右方の受光出力の強度はオフセット分である。
【００３９】
この光遮断面１２における受光出力強度は、相対位置検出用パターンでの周期的な変化を示さないため、この強度変化を検出することによって終端部１１を検出することができる。この終端部１１を原点とすることで、リニアエンコーダの原点を検出することができる。
【００４０】
図３はＡ相出力とＢ相出力から原点出力を求める回路例であり、図４は信号図である。
なお、ここで、Ａ相出力はＡ相受光部９Ａの受光出力であり、Ｂ相出力はＢ相受光部９Ｂの受光出力である。
【００４１】
図３に示す回路例は、Ａ相出力を所定強度の比較用信号Ｖrefと比較する比較器２０と、Ｂ相出力を所定強度の比較用信号Ｖrefと比較する比較器２１と、両比較器２０，２１の比較出力のアンドをとるＡＮＤ回路２２とから構成することができる。
【００４２】
図４（ａ）はＡ相出力を示し、図４（ｂ）はＢ相出力を示し、両図４（ａ），（ｂ）において破線は比較用信号Ｖrefを示している。また、図中のＰは終端部を示している。終端部から光遮断面側では、光遮断面によって光の透過が遮られるため、Ａ相出力及びＢ相出力の出力強度は共に低下する。
【００４３】
図４（ｃ），（ｄ）は、比較用信号Ｖrefをしきい値として比較したＡ相及びＢ相の各比較結果である。図４（ｅ）は、Ａ相とＢ相の比較結果の論理和を示し、終端部Ｐよりも相対位置検出用パターン側では“０”となり、光遮断面側では“１”となる。
【００４４】
終端部Ｐはメインスケールにおいて、インデックススケールとの相対位置に係わらず常に変わらず不変であるため、この終端部Ｐを原点とすることができる。
【００４５】
前記した例は、Ａ相出力とＢ相出力の位相が異なる２つの出力を用いて終端部を検出し原点位置を求める例であるが、次に、Ａ相出力とＢ相出力の位相が異なる２つの出力に加えて、Ａ相と逆相のＸＡ相及びＢ相と逆相のＸＢ相を用いて終端部を検出し原点位置を求める例について説明する。この４つの受光出力を用いることによって、受光出力に含まれるオフセット量による検出誤差を低減することができる。
【００４６】
図５は、メインスケールの相対位置検出用パターンと終端部の受光出力の状態を説明するための図である。
図５（ａ）はメインスケールを示し、図５（ｂ）はインデックススケールを示し、図５（ｃ），（ｄ）はＡ相受光部９Ａ及び逆相Ａ相受光部９ＸＡの受光出力を示し、図５（ｅ），（ｄ）はＢ相受光部９Ｂ及び逆相Ｂ相受光部９ＸＢの受光出力を示している。
【００４７】
図５（ａ）において、図２（ａ）と同様に、メインスケール３は相対位置検出用パターン５の終端部１１を境として、その外側端には相対位置検出用光源１からの光を遮断する光遮断面１２が設けられる。この例においても前記例と同様に、この終端部１１をスケールの原点として扱い、原点検出用のパターンや装置を要することなく、終端部１１を検出することで原点検出を可能とする。
【００４８】
インデックススケールの相対位置検出用パターン７Ａ，７ＸＡ及び７Ｂ，７ＸＢが相対位置検出用パターン５と対向している間は、Ａ相受光部９Ａ，逆相Ａ相受光部９ＸＡ、及びＢ相受光部９Ｂ，逆相Ｂ相受光部９ＸＢの受光出力は、それぞれ図５（ｃ），（ｄ）、（ｅ），（ｆ）に示すように相対移動に伴って変化する。
【００４９】
これに対して、相対位置検出用パターン７Ａ，７ＸＡ及び７Ｂ，７ＸＢが相対位置検出用パターン５の終端部１１をはずれて光遮断面１２と対向すると、Ａ相受光部９Ａ，逆相Ａ相受光部９ＸＡ、及びＢ相受光部９Ｂには光が届かないため、受光出力は図５（ｃ）〜（ｆ）の破線の右方に示すように低下する。なお、図示する終端部より右方の受光出力の強度はオフセット分である。
【００５０】
この光遮断面１２における受光出力強度は、相対位置検出用パターンでの周期的な変化を示さないため、この強度変化を検出することによって終端部１１を検出することができる。この終端部１１を原点とすることで、リニアエンコーダの原点を検出することができる。
【００５１】
図６はＡ相出力及びＸＡ相出力（Ａ相と逆相の出力）と、Ｂ相出力及びＸＢ相出力（Ｂ相と逆相の出力）から原点出力を求める回路例であり、図７は信号図である。なお、ここで、Ａ相出力はＡ相受光部９Ａの受光出力であり、ＸＡ相出力は逆相Ａ相受光部９ＸＡの受光出力であり、Ｂ相出力はＢ相受光部９Ｂの受光出力であり、ＸＢ相出力は逆相Ｂ相受光部９ＸＢの受光出力である。
【００５２】
図６に示す回路例は、Ａ相出力とＸＡ相出力の差分を算出する減算器２３と、Ｂ相出力とＸＢ相出力の差分を算出する減算器２５と、各減算器２３，２５の出力を２乗する演算器２４，２６と、２乗した値を加算する加算器２７と、加算器２７の加算出力を所定強度の比較用信号Ｖrefと比較する比較器２８とから構成することができる。なお、比較用信号Ｖrefは、前記図３に用いた比較用信号Ｖrefと異なる値とすることができる。
【００５３】
ここで、αを振幅、βをオフセット量としたとき、Ａ相出力は（αsinθ＋β）、ＸＡ相出力は（−αsinθ＋β）、Ｂ相出力は（αcosθ＋β）、ＸＡ相出力は（−αcosθ＋β）と表すことができる。
【００５４】
上記した回路構成は、（Ａ相出力−ＸＡ相出力）2＋（Ｂ相出力−ＸＢ相出力）2の演
算を行うことに対応する。
【００５５】
上記演算を整理すると、
（Ａ相出力−ＸＡ相出力）2＋（Ｂ相出力−ＸＢ相出力）2
＝（（αsinθ＋β）−（−αsinθ＋β））2＋（（αcosθ＋β）−（−αcosθ＋β））2
＝（２αsinθ）2＋（２αcosθ）2
＝４α2
となる。
【００５６】
上記演算において、出力はＡ相及びＢ相の振幅αの２乗の４倍となり、相対位置検出用パターン内にあるときは常に一定値となる。また、インデックススケールの相対位置検出用パターンがメインスケールの相対位置検出用パターンをはずれた場合には、すなわち終端部では（Ａ相出力−ＸＡ相出力）及び（Ｂ相出力−ＸＢ相出力）は共に“０”となり、演算出力は“０”となる。
【００５７】
これによって、（Ａ相出力−ＸＡ相出力）2＋（Ｂ相出力−ＸＢ相出力）2をモニタす
ることによって絶対位置検出が可能となる。
【００５８】
図７（ａ）はＡ相出力を示し、図７（ｂ）はＸＡ相出力を示し、また、図７（ｄ）はＢ相出力を示し、図７（ｅ）はＸＢ相出力を示している。また、図中のＰは終端部を示している。終端部から光遮断面側では、光遮断面によって光の透過が遮られるため、Ａ相出力，ＸＡ相出力、及びＢ相出力，ＸＢ相出力の出力強度は共に低下する。また、図７（ｃ）は（Ａ相−ＸＡ相）を示し、図７（ｆ）は（Ｂ相−ＸＢ相）を示している。
【００５９】
図７（ｃ）と図７（ｆ）の差分出力を２乗して加算すると、図７（ｇ）の４α2が得られる。この出力としきい値としての比較用信号Ｖrefとを比較することにより終端部を検出することができる。
【００６０】
終端部Ｐはメインスケールにおいて、インデックススケールとの相対位置に係わらず常に変わらず不変であるため、この終端部Ｐを原点とすることができる。
【００６１】
なお、比較用信号Ｖrefは、スケールによる位置検出時に誤って原点を検出しない値、すなわち前記４α2より十分に小さいならば任意の値に設定することができる。また、上記説明では、メインスケールの終端部より外側の部分を光遮断面としているが、光透過面、光散乱面、光反射面とした場合についても同様とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明のメインスケール及びインデックススケール上の相対位置検出用の周期的なパターンの終端部を原点とみなすことによって、スケール上に設ける原点検出用のパターンや、別置きの原点検出用の装置を要することなく、移動体の絶対位置を検出する構成は、リニアエンコーダに限らず円弧状に移動するエンコーダや、回転角度が３６０度以内のロータリエンコーダにも適用することができる。
【００６３】
また、本発明は、光学エンコーダに限らず、例えば、光透過面及び光遮断面に対応する部分としてＮ極あるいはＳ極の磁場領域、あるいは異なる磁気抵抗を用いることにより、磁気エンコーダにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明のリニアエンコーダの概略図である。
【図２】メインスケールの相対位置検出用パターンと終端部の受光出力の状態を説明するための図である。
【図３】Ａ相出力とＢ相出力から原点出力を求める回路例である。
【図４】Ａ相出力とＢ相出力から原点出力を求める信号図である。
【図５】メインスケールの相対位置検出用パターンと終端部の受光出力の状態を説明するための図である。
【図６】各相出力から原点出力を求める回路例の図である。
【図７】各相出力から原点出力を求める信号図である。
【図８】従来のリニアエンコーダの一構成例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  相対位置検出用光源
２  絶対位置検出用光源
３  メインスケール
４  絶対位置検出用パターン
５  相対位置検出用パターン
６  インデックススケール
７，７Ａ，７Ｂ，７ＸＡ，７ＸＢ  相対位置検出用パターン
８  絶対位置検出用パターン
９，９Ａ，９Ｂ，９ＸＡ，９ＸＢ  相対位置検出用受光素子
１０  絶対位置検出用受光素子
１１  終端部
１２  光遮断面
２０，２１  比較器
２２  ＡＮＤ
２３，２５  減算器
２４，２６  演算器
２７  加算器
２８  比較器
【図１】
2006038839.tif 000003
【図２】
2006038839.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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