(57)【要約】【課題】スケールの隙間位置をより正確に検出できる光学式エンコーダを提供する。【解決手段】複数のスケールと、被検出部ととともに前記スケールに対して移動する二つのスライダであって、それぞれが、前記スケールに対する移動に伴い周期的に変化する周期信号Ｓ１，Ｓ２を出力する二つのスライダと、前記被検出部のおよその位置を示す被検出部位置データＰＴＡＢと、前記二つのスライダから出力される周期信号Ｓ１，Ｓ２と、に基づいて、前記被検出部の正確な位置データＰＤを出力する信号処理部６と、を備え、前記信号処理部６は、前記周期信号Ｓ１，Ｓ２における特定の変化の発生をカウントするカウンタ３１と、少なくとも、前記カウンタ３１のカウント値ＳＣｎｔの変化の有無と、前記被検出部位置データＰＴＡＢと、に基づいて、隣接する二つのスケールの隙間の位置を特定するスケール隙間位置検出部２５と、を備える。【選択図】図１
2018036071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に間隔を開けて並ぶ複数のスケールと、
前記長手方向に間隔を開けて配置され、被検出部ととともに前記スケールに対して移動する二つのスライダであって、それぞれが、前記スケールに対する移動に伴い周期的に変化する周期信号を出力する二つのスライダと、
前記被検出部のおよその位置を示す被検出部位置データと、前記二つのスライダから出力される周期信号と、に基づいて、前記被検出部の正確な位置データを出力する信号処理部と、
を備え、
前記信号処理部は、
前記周期信号における特定の変化の発生をカウントするカウンタと、
少なくとも、前記カウンタのカウント値の変化の有無と、前記被検出部位置データと、に基づいて、隣接する二つのスケールの隙間の位置を特定するスケール隙間位置検出部と、
を備える、ことを特徴とする光学式エンコーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学式エンコーダ装置であって、
前記スケール隙間位置検出部は、前記隙間を横断するように一つのスライダを移動させた際に、前記カウンタのカウント値の変化が停止した時点での被検出部位置データと、前記カウンタのカウント値の変化が停止した後に再度、変化し始めた時点での被検出部位置データと、に基づいて、前記隙間の位置を特定する、ことを特徴とする光学式エンコーダ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学式エンコーダ装置であって、
前記スケール隙間位置検出部は、さらに、前記周期信号に基づいて、当該周期信号の変化傾向を示す評価値を算出し、
前記スケール隙間位置検出部は、前記隙間を横断するように一つのスライダを移動させた際に、前記カウンタのカウント値の変化が停止した時点、または停止後、再度変化し始めた時点での被検出部位置データと、前記評価値が、規定の閾値を横断した時点での被検出部位置データと、に基づいて、前記隙間の位置を特定する、ことを特徴とする光学式エンコーダ装置。
【請求項４】
長手方向に第一の間隔を開けて並ぶ複数のスケールと、
前記長手方向に第二の間隔を開けて配置され、被検出部ととともに前記スケールに対して移動する二つのスライダであって、それぞれが、前記スケールに対する移動に伴い周期的に変化する周期信号を出力する二つのスライダと、
前記二つのスライダから出力される周期信号と、に基づいて、前記被検出部の正確な位置データを出力する信号処理部と、
を備え、
前記信号処理部は、一つのスライダが、前記スケール間の隙間に進入した後、再度、一つのスケールに対向する位置に移動した際に、規定の復帰処理を行い、
前記信号処理部は、さらに、
前記周期信号における特定の変化の発生をカウントするカウンタと、
前記周期信号に基づいて当該周期信号の変化傾向を示す評価値を算出するとともに、算出された評価値と、前記カウンタによるカウント値と、に基づいて、前記復帰処理の要否を判定する信号検査部と、
を備える、ことを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項５】
請求項４に記載の光学式エンコーダであって、
前記信号検査部は、前記評価値と規定の閾値との比較結果、および、前記カウント値と、に基づいて、移動検知初期値を算出し、前記移動検知初期値と前記カウント値との差分値に基づいて、前記復帰処理の要否を判定する、ことを特徴とする光学式エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材間の相対的な直線位置の検出を行うリニアエンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数本のスケールユニットを長手方向に一列に設置して、長い測定長に対応したリニアエンコーダの構成例について説明する。図５は、２本のスケールユニットを長手方向に間隔を開けて配置したリニアエンコーダの概略構造図である。
【０００３】
この構成例では、２本のスケールユニット１ａ，１ｂが長手方向にある間隔Ｄ２を隔てて、１列に配置されている。２本のスケールユニット１ａ，１ｂ内には、それぞれスケール片２ａ，２ｂが含まれている。一方、テーブル５（被検出部）には、２つのスライダ３ａ，３ｂが、ある間隔Ｄ１を隔てて取付けられている。発光ユニット（図示せず）からの光は、スケール片２ａ，２ｂに施された目盛を透過し、スライダ３ａ，３ｂの検出部４ａ，４ｂで読み取られる。読み取られた信号は、スライダ３ａ，３ｂそれぞれから、位置信号Ｓ１，Ｓ２として信号処理部６に出力される。
【０００４】
ただし、この位置信号Ｓ１，Ｓ２は、それぞれひとつの信号とは限らず、少なくとも、スライダ３ａ，３ｂの移動によってＳｉｎ状に変化する周期信号とＣｏｓ状に変化する周期信号との２つの周期信号が含まれている。また、位置信号Ｓ１，Ｓ２は、Ｓｉｎ状に変化する周期信号とＣｏｓ状に変化する周期信号に加えて、さらに、逆位相の周期信号、すなわち、−Ｓｉｎ状の信号および−Ｃｏｓ状の信号を含んでもよい。また、スケール片２ａ，２ｂに施された目盛が複数あり、スライダ３ａ，３ｂから異なった周期の複数の周期信号を得る検出部４ａ，４ｂがある場合、位置信号Ｓ１，Ｓ２は、さらに多くの周期信号を含む。
【０００５】
以下では、説明を簡単にするためにスケール片２ａ，２ｂに施された目盛が１つの場合について説明する。信号処理部６では、それぞれのスライダ３ａ，３ｂからの位置信号Ｓ１，Ｓ２と、テーブル５のおよその位置を示すテーブル位置データＰＴＡＢを元に、正確な位置データＰＤを出力する。
【０００６】
次に、信号処理部６の処理例を、図６を用いて説明する。スライダ３ａからの位置信号Ｓ１とスライダ３ｂからの位置信号Ｓ２は、位置演算部２０，２１とスケール隙間位置検出部２５に入力される。位置演算部２０，２１は、入力された位置信号Ｓ１と位置信号Ｓ２を、それぞれのスライダ３ａ，３ｂの位置データＳＤ１，ＳＤ２に変換する。
【０００７】
スケール隙間位置検出部２５は、２組の位置信号Ｓ１，Ｓ２と、テーブル位置データＰＴＡＢと、スケール隙間位置計測指令ＳＧＣと、を入力として、スケール隙間位置を検出し、スケール隙間位置記憶部２６に保存する位置を算出する。スケール隙間位置は、一つのスケール片２ａの端部位置（隙間の一端位置）を示すテーブル位置データＰＴＡＢＡと、他のスケール片２ｂの端部位置（隙間の他端位置）を示すテーブル位置データＰＴＡＢＢと、を含む。
【０００８】
はじめに、スケール隙間位置記憶部２６には、あらかじめ２本のスケール片２ａとスケール片２ｂの隙間の位置が記憶されているものとして図６の動作を説明する。スライダ間隔記憶部２７には、あらかじめ２つのスライダ３ａ，３ｂの間隔Ｄ１が記憶されており、スケールオフセット記憶部２８には、あらかじめ２本のスケール片２ａ，２ｂの位置オフセットＤ２が記憶されている。
【０００９】
使用ユニット判定部２９は、テーブル５の位置と、有効にすべきスケール片２ａ，２ｂおよびスライダ３ａ，３ｂと、の関係を有効マップとして記憶している。また、重み係数判定部３０には、テーブル５の位置と、２つのスライダ３ａ，３ｂの位置データに与えるべき重みの値と、の関係を重みマップとして記憶されている。
【００１０】
実際の処理例について図５と図７を用いて説明する。図５でテーブル５が左端から右端まで移動する場合を、図７の位置Ｐ１〜Ｐ７に対応させて示す。図７の横軸は、図５のテーブル５の位置を示している。
【００１１】
まず、位置Ｐ１〜Ｐ２の区間は、２つのスライダ３ａ，３ｂが共にスケール片２ａに対向している。したがって、スライダ３ａとスライダ３ｂは、共にスケール片２ａに対して位置検出可能であり、スケール片２ａに対して有効領域にある。使用ユニット判定部２９には、あらかじめ、この区間Ｐ１〜Ｐ２のテーブル位置においては、２つのスライダ３ａ，３ｂがスケール片２ａに対して有効であることが記憶されている。位置演算部２０，２１で計算された２つの位置データＳＤ１，ＳＤ２は、重み付け演算部２４に送られる。
【００１２】
ただし、ここで、スライダ３ｂからの位置データＳＤ２は、スライダ３ａからの位置データＳＤ１に対して、２つのスライダ３ａ，３ｂの間隔Ｄ１の分だけずれている。前述のように、この間隔Ｄ１はあらかじめスライダ間隔記憶部２７に記憶されている。そこで、使用ユニット判定部２９は、この間隔Ｄ１をそれぞれのスライダ３ａ，３ｂの位置データＳＤ１，ＳＤ２に加味するように働く。
【００１３】
以下に具体的に説明する。例として、位置データＳＤ１，ＳＤ２の増加方向をテーブルが右に進む方向とし、また、テーブル位置基準を２つのスライダ３ａ，３ｂの中心点ＴＣに取る場合を想定すると、スライダ３ａからの位置データＳＤ１は、テーブル位置基準ＴＣから見るとスライダ間隔Ｄ１の１／２だけ小さい値（ＳＤ１＝ＴＣ−Ｄ１／２）となる。同様にスライダ３ｂからの位置データＳＤ２は、スライダ間隔Ｄ１の１／２だけ大きい値（ＳＤ２＝ＴＣ＋Ｄ１／２）となる。そこで、使用ユニット判定部２９は、スライダ３ａの位置データＳＤ１に加算器２２によってスライダ間隔Ｄ１の１／２を加えてテーブル位置基準の値ＳＤ１’に修正する（ＳＤ１’＝ＳＤ１＋Ｄ１／２）。同様に、使用ユニット判定部２９は、スライダ３ｂの位置データＳＤ２に加算器２３によってスライダ間隔Ｄ１の１／２を減じてテーブル位置基準の値ＳＤ２’に修正する（ＳＤ２’＝ＳＤ２−Ｄ１／２）。この動作によって、重み付け演算部２４には、テーブル位置基準ＴＣに修正された２つのスライダ３ａ，３ｂの位置データＳＤ１’，ＳＤ２’が送信される。
【００１４】
次に、位置Ｐ１〜Ｐ２の区間での重み係数について説明する。重み係数判定部３０には、図７に示す重み係数のように、あらかじめ、位置Ｐ１〜Ｐ２に相当するテーブル位置では、スライダ３ａに対する重み係数が１であり、スライダ３ｂに対する重み係数が０であるように記憶されている。重み係数判定部３０では、テーブル位置データＰＴＡＢが、位置Ｐ１〜Ｐ２に相当する場合、重み付け演算部２４に対して、それぞれのスライダ３ａ，３ｂの重み係数を出力する。結果的に、位置Ｐ１〜Ｐ２では、重み係数判定部３０はスライダ３ａの重み係数が１、スライダ３ｂの重み係数が０であることから、スライダ３ｂからの位置データＳＤ２’は位置データＰＤに寄与せず、スライダ３ａからの位置データＳＤ１’を位置データＰＤとして出力する。
【００１５】
次に、位置Ｐ２〜Ｐ３の区間では、スライダ３ａは、スケール片２ａに対向しているが、スライダ３ｂはスケール片２ａ，２ｂ間の隙間にさしかかる。したがって、スライダ３ｂは、位置検出不可能となり、無効領域に位置する。使用ユニット判定部２９には、あらかじめ、この区間（Ｐ２〜Ｐ３）のテーブル位置においては、スライダ３ｂは無効であることが記憶されている。このとき、使用ユニット判定部２９は、スライダ無効情報ＳＣＥを、重み付け演算部２４に送り、スライダ３ｂのデータが誤って使用されないようにしている。
【００１６】
一方、位置演算部２０，２１で計算された２つの位置データＳＤ１，ＳＤ２は、位置Ｐ１〜Ｐ２の区間と同様に、加算器２２，２３によってテーブル位置基準ＳＤ１’，ＳＤ２’に修正されて重み付け演算部２４に送られる。
【００１７】
次に、位置Ｐ３〜Ｐ５の区間では、スライダ３ａは、スケール片２ａに対向しており、スライダ３ｂはスケール片２ｂに対向し始めている。したがって、スライダ３ａは、スケール片２ａに対して位置検出可能であり、スライダ３ｂは、スケール片２ｂに対して位置検出可能である。使用ユニット判定部２９には、あらかじめ、この区間（Ｐ３〜Ｐ５）のテーブル位置においては、スライダ３ａは、スケール片２ａに、またスライダ３ｂはスケール片２ｂに対して有効であることが記憶されている。ただし、このとき、スケール片２ｂの原点とスケール片２ａの原点の間隔距離Ｄ２分だけ、位置データＳＤ２を修正し、２つのスケール片２ａ，２ｂから読み取った位置データＳＤ１，ＳＤ２の連続性を保っている。
【００１８】
これについて、具体的に説明する。スケールオフセット記憶部２８には、前述のように２つのスケール片２ａ，２ｂの原点の間隔距離Ｄ２が記憶されており、使用ユニット判定部２９では、この距離Ｄ２分をそれぞれのスライダ３ａ，３ｂの位置データＳＤ１，ＳＤ２に加味するように働く。
【００１９】
例として、それぞれのスケール片２ａ，２ｂの左端が原点であった場合、スライダ３ｂがスケール片２ａから読み取った位置データＳＤ２に対して、スライダ３ｂがスケール片２ｂから読み取った位置データＳＤ２には、２つのスケール片２ａ，２ｂの原点間の距離Ｄ２分だけ加算する。したがって、区間Ｐ３〜Ｐ５では、使用ユニット判定部２９は、前述のスライダ間隔Ｄ１に関する修正分とスケール片２ａ，２ｂの原点距離Ｄ２に関する修正分ＣＰ２を加算器２３に送っている。加算器２３は、この位置データＳＤ２と修正分ＣＰ２を加算した値ＳＤ２’を重み付け演算部２４に送信している。
【００２０】
次に、この区間Ｐ３〜Ｐ５の重み係数について説明する。この区間Ｐ３〜Ｐ５では、Ｐ３からＰ５に向かってスライダ３ａの重み係数を１から０に向かって減じ、スライダ３ｂの重み係数を０から１に向かって増加させている。このテーブル位置と重み係数との関係は、重み係数判定部３０に記録されており、重み係数判定部３０は、テーブル位置データＰＴＡＢの入力によりその位置に対応した重み係数を重み付け演算部２４に出力する。重み付け演算部２４では、２つのスライダ位置データＳＤ１’，ＳＤ２’にそれぞれ重み付けしたものを位置データＰＤとして出力する。
【００２１】
位置Ｐ５〜Ｐ６区間においては、スライダ３ａはスケール片２ａ，２ｂの隙間になるので読取不可能となり、使用ユニット判定部２９は、スライダ３ａが無効である情報ＳＣＥを重み付け演算部２４に送る。また、この区間Ｐ５〜Ｐ６での重み係数はスライダ３ａが０で、スライダ３ｂが１となっており、スライダ３ｂからの位置データＳＤ２’が結果的に重み付け演算部２４から出力される。
【００２２】
区間Ｐ６〜Ｐ７においては、２つのスライダ３ａ，３ｂが共にスケール片２ｂに対向している。したがって、スライダ３ａとスライダ３ｂは共にスケール片２ｂに対して位置検出可能であり、スケール片２ｂに対して有効領域にある。使用ユニット判定部２９には、あらかじめ、この区間Ｐ６〜Ｐ７のテーブル位置においては、２つのスライダ３ａ，３ｂがスケール片２ｂに対して有効であることが記憶されている。位置演算部２０，２１で計算された２つの位置データＳＤ１，ＳＤ２は、重み付け演算部２４に送られる。
【００２３】
区間Ｐ６〜Ｐ７では、２つのスライダ３ａ，３ｂのスライダ間隔Ｄ１に関する補正と、両方のスライダ３ａ，３ｂに対してスケール片２ｂのオフセットＤ２が加算器２２，２３によって加えられてから、重み付け演算部２４に送られる。また、重み係数については、スライダ３ａが０で、スライダ３ｂが１となっており、結果的にスライダ３ｂからの位置データＳＤ２’が重み付け演算部２４から出力される。
【００２４】
このような処理によって、複数のスライダ３ａ，３ｂを用いて、複数のスケール片２ａ，２ｂからの位置データＳＤ１，ＳＤ２を滑らかにつなぎ、長ストロークの位置検出をすることができる。
【００２５】
ここで、スケール隙間位置記憶部２６に、２本のスケール片２ａとスケール片２ｂの隙間の位置を記憶する方法について説明する。スケール隙間位置検出部２５の動作は、特許文献１に記載の評価値Ｇ１（＝ａ＋ｂ＋ａ／＋ｂ／）を使用した場合ついて説明する。
【００２６】
スケール隙間位置検出部２５への入力信号である位置信号Ｓ１、あるいは位置信号Ｓ２は、前記記載のＣｏｓ、Ｓｉｎ、−Ｃｏｓ、−Ｓｉｎ（それぞれ、ａ相、ｂ相、ａ／相、ｂ／相と呼ぶ）の４つの周期信号により構成されている。スライダ３ａがスケール隙間を通過する時にスライダ３ａから出力される四種類の周期信号の変化を図８に示す。
【００２７】
図８の横軸はテーブル位置、縦軸はａ相、ｂ相、ａ／相、ｂ／相の４つの周期信号の信号強度を表しており、各周期信号は、０〜４までの値を取る。また、スケール隙間を通過するときのａ相、ｂ相、ａ／相、ｂ／相の挙動は同じであるため波形を重ねて表示している。
【００２８】
Ａ１，Ａ５で示される領域では、検出部４ａは、スケール片２ａまたはスケール片２ｂに完全に対向しており、４つの周期信号はそれぞれ一定の振幅とオフセットを維持している。Ａ２，Ａ４の領域では、検出部４ａの一部のみが、スケール片２ａまたはスケール片２ｂに対向している。したがって、スケール片２ａ，２ｂに対向する面積の低下に伴い、周期信号の振幅が減少していく。また、このとき、スケール片２ａ，２ｂ上の格子を通らずに光が直接、受光素子の一部に入射するため、周期信号のオフセットが増加する。Ａ３の領域では、検出部４ａが完全にスケール片２ａ，２ｂの無い部分に対向しているため、振幅は現れず光量（オフセット）も最大値となる。
【００２９】
図８に示す周期信号に基づいて算出された評価値Ｇ１（＝ａ＋ｂ＋ａ／＋ｂ／）を図９に示す。横軸はテーブル位置、縦軸は評価値Ｇ１である。評価値Ｇ１は、０〜４までの値を取る。
【００３０】
評価値Ｇ１は、スライダ３ａの検出部４ａ全体がスケール片２ａまたはスケール片２ｂに対向している場所では一定値を示す。また、検出部４ａがスケール片２ａ，２ｂに部分的に対向しながら当該スケール片２ａ，２ｂの端部を通過する際には、それぞれの信号の光量が大きく変化するため、評価値Ｇ１は、大きく変化する。また、検出部４ａ全体が、スケール片２ａ，２ｂの隙間内にある場合、評価値Ｇ１は最大値を取る。スケール隙間位置検出部２５は、この評価値Ｇ１の最大値より僅かに小さい値を、閾値ＴＨ１として記憶している。そして、スケール隙間位置検出部２５は、スライダ３ａを移動させたときに得られる、評価値Ｇ１と、閾値ＴＨ１との比較結果に基づいて、スケール片２ａ，２ｂ間の隙間の位置を検知している。
【００３１】
次に、正常な位置検出が不可能となるような領域にスライダ３ａ，３ｂが移動し、また、正常な位置検出が可能となる領域にスライダ３ａ，３ｂが戻る際の一連の処理手順について、位置演算部２０，２１の詳細を説明する。
【００３２】
上述している、複数のスケールユニット１ａ，１ｂ、あるいはスライダ３ａ，３ｂを備えたリニアエンコーダにおいては、通常、複数の目盛りを有したスケール片２ａ，２ｂを使用して、アブソリュート方式とインクリメンタル方式の位置検出方式を併用している。位置検出の方式は、インクリメンタル方式での検出を常時行い、アブソリュート方式による検出値によりインクリメンタル方式による検出値をチェックする方式であり、その構成を図１０に示す。図１０は、図６における位置演算部２０または位置演算部２１の詳細な構成を示すブロック図である。
【００３３】
スケール片２ａ，２ｂには、絶対位置を読みとるための上位桁目盛が形成されている。上位桁目盛は、ピッチが異なる複数の目盛からなる。位置演算部２０，２１は、位置検出部５０と、オフセット処理部６０と、から構成される。説明を簡単にするため、スライダ３ａ，３ｂの信号検出部５１が検出する信号はスケール片の目盛に対してそれぞれ２相信号として説明する。また、信号検出部５１は、前記スライダの検出部４ａ，４ｂのことである。
【００３４】
信号検出部５１（検出部４ａ，４ｂ）は、Ｓｉｎ状に変化する周期信号とＣｏｓ状に変化する周期信号とからなる位置信号Ｓ１，Ｓ２を検出する（図６参照）。位置信号Ｓ１，Ｓ２は、各目盛から出力される２つの位置信号Ｓｉｇ．ＬとＳｉｇ．Ｈから構成される。位置信号Ｓｉｇ．Ｌは、ピッチ間隔、例えば８０μｍ周期の目盛側から検出される２相の電気信号であり、絶対位置の下位桁に相当する。位置信号Ｓｉｇ．Ｈは、ピッチ間隔、例えば２ｍｍ周期の目盛側から検出される２相の電気信号であり、絶対位置の上位桁に相当する。
【００３５】
信号検出部５１で検出された２相の位置信号Ｓｉｇ．Ｌは、内挿演算部５２とカウンタ５６と信号検査部６４に転送される。位置信号Ｓｉｇ．Ｈは、内挿演算部５２と信号検査部６４に転送される。位置検出部５０は、内挿演算部５２と、カウンタ５６と、カウンタ位置演算部５３と、絶対位置演算部５４、オフセット記憶部５７、位置データ検査部５５とを備える。
【００３６】
内挿演算部５２は、各２相の位置信号Ｓｉｇ．Ｌ，Ｓｉｇ．Ｈに含まれるオフセットなどの誤差を補正した上で、各目盛に対する内挿位置演算を行い、上位桁の位置データＰｏｓ．Ｈを絶対位置演算部５４に、下位桁の位置データＰｏｓ．Ｌを、カウンタ位置演算部５３と絶対位置演算部５４とオフセット演算部６５に出力する。
【００３７】
カウンタ５６は、周期信号Ｓｉｇ．Ｌの立ち上がりや立ち下がりごとにカウンタを１つ加算、又は減算し、カウント結果Ｃｎｔをカウンタ位置演算部５３とオフセット演算部６５に出力する。カウンタ位置演算部５３は、電源投入時にセットされたカウンタ初期値から下位桁の周期信号Ｓｉｇ．Ｌを計数することで、上位桁に相当する位置を演算し、その演算された値と前記内挿演算部５２より得られる下位桁の位置データＰｏｓ．Ｌとを加算することにより絶対位置データＰＩＮＣを演算する。演算された結果（絶対位置データＰＩＮＣ）は、位置データ検査部５５とカウンタ検査部６２に出力される。
【００３８】
絶対位置演算部５４は、内挿演算により得られる各桁の位置データＰｏｓ．Ｈ，Ｐｏｓ．Ｌを合成することにより、精密な絶対位置データＰＡＢＳを算出し、位置データ検査部５５とオフセット演算部６５に出力する。
【００３９】
位置データ検査部５５は、絶対位置データＰＡＢＳと、絶対位置データＰＩＮＣとを比較する事によって、位置データが誤りか否かを判断し、位置データＰｏｓを出力する。ここで、位置データ検査部５５において位置検出誤りが検出された場合には、アラーム信号ＰＡＬＭを出力する。
【００４０】
オフセット処理部６０は、オフセット置換え判定部６１と、カウンタ検査部６２と、アラーム処理部６３と、信号検査部６４と、オフセット演算部６５と、リセット処理部６６とを備える。カウンタ検査部６２では、リニアエンコーダの位置検出サイクル毎に、絶対位置演算部５４からの絶対位置データＰＡＢＳと、カウンタ位置演算部５３からの絶対位置データＰＩＮＣを得る。
【００４１】
この絶対位置データＰＩＮＣは、カウンタ５６で得られるカウント値Ｃｎｔと、内挿演算部５２から得られる下位桁の位置データＰｏｓ．Ｌと、オフセット記憶部５７から得られるオフセット値Ｏｆｓと、を合成することにより算出される。なお、オフセット値Ｏｆｓとは、インクリメンタル方式とアブソリュート方式で求められる位置データ間の整合を取るための値であり、具体的には、オフセット記憶部５７には、あらかじめ、前記内挿演算部５２により求められた位置データＰｏｓ．Ｈとカウンタ初期値との差異が、オフセット値Ｏｆｓとしてエンコーダ起動時に記憶されている。ここで、これらのデータ間には次の式１の関係がある。
Ｏｆｓ＝ＰＡＢＳ−（Ｃｎｔ×Ｐ）−Ｐｏｓ．Ｌ      式１
ここで、Ｐはカウンタにてカウントされる所定の単位距離である。
【００４２】
前述のように、ＰＩＮＣは、ＣｎｔとＰｏｓ．ＬとＯｆｓを合成したものであるので、カウンタ検査部６２では、ＰＡＢＳ＝ＰＩＮＣが成立するか否かを調べ、その判定結果ＡＣＫ１をオフセット置換え判定部６１へ出力する。
【００４３】
スライダ３ａ，３ｂがスケール片２ａ，２ｂの目盛読みとり不可能な領域に入り、また、スケール片２ａ，２ｂの目盛読みとり可能な位置に戻った場合に、アブソリュート方式による位置検出は正常な検出状態に復帰する。一方、インクリメンタル方式におけるＣｎｔ値は、スライダ３ａ，３ｂが、一度、スケール片２ａ，２ｂの隙間に進入すると、以降は、不良データとなってしまうため、それ以後すべての検出サイクルにおいて式１は成立しなくなる。
【００４４】
前記オフセット置換え判定部６１は、前記カウンタ検査部６２で、絶対位置データＰＡＢＳとカウンタ位置データＰＩＮＣが不一致（アラーム状態）と判定された場合、カウンタ検査部６２からの判定結果ＡＣＫ１を受信した後、アラーム処理部６３に対してアラーム処理の要求信号ＲＣＫ２を出力する。
【００４５】
一方、カウンタ検査部６２で、絶対位置データＰＡＢＳとカウンタ位置データＰＩＮＣとが一致したと判定された場合、カウンタ検査部６２からの判定結果ＡＣＫ１に基づき、アラーム処理部６３に対してアラーム処理要求信号ＲＣＫ２は出力しない。この場合、オフセット処理部６０における処理は終了となり、後述するオフセット値Ｏｆｓの置換え処理は実行されない。そのため、以降のリニアエンコーダの位置検出処理で、カウンタ位置演算部５３の絶対位置演算処理においては、オフセット記憶部５７に保存されているオフセット値Ｏｆｓがそのまま適用される。
【００４６】
アラーム処理部６３は、アラーム処理の要求信号ＲＣＫ２により、絶対位置データＰＡＢＳと絶対位置データＰＩＮＣとが不一致である状態（アラーム状態）がスライダの位置検出処理サイクルにおいて、連続して何サイクルに渡って継続しているかのカウントを行っている。そして、ある規定回数継続した場合には、スライダがスケール片の目盛を読取ることが可能な部分から外れ、カウンタ５６が出力するカウント値Ｃｎｔが不良データになり、絶対位置データＰＩＮＣが不良データであると判定し、この状態を通知するためのアラーム情報ＣＡＬＭを出力する。また、アラーム処理部６３は、このアラーム状態のカウント数が規定回数以内であるか否かを判定し、その判定結果ＡＣＫ２をオフセット置換え判定部６１に出力する。
【００４７】
オフセット置換え判定部６１では、アラーム処理部６３の判定結果ＡＣＫ２に基づき、アラーム状態のカウント値が規定回数以上であった場合は、信号検査部６４に対して信号検査の処理要求信号ＲＣＫ３を出力する。一方、アラーム状態のカウント値が規定回数以内であった場合には、オフセット置換え判定部６１は、信号検査の処理要求信号ＲＣＫ３を信号検査部６４に対して出力しないため、オフセット処理部６０における処理は終了となる。
【００４８】
信号検査部６４では、オフセット置換え判定部６１より検出信号の検査に関する処理要求信号ＲＣＫ３を受信した場合、前記信号検出部５１によりスライダの位置検出サイクル毎に転送される上位桁及び下位桁それぞれの２相の周期信号について、波形の良否判定を行う。そして、判定結果ＡＣＫ３をオフセット置換え判定部６１に出力する。
【００４９】
オフセット置換え判定部６１は、前記信号検査部６４の検査結果ＡＣＫ３に基づき、周期信号の波形が良好であった場合に、リセット処理部６６に対してリセット処理要求信号ＲＲＳＴを出力する。リセット処理部６６では、オフセット置換え判定部６１からのリセット処理要求信号ＲＲＳＴを受信して、カウンタ５６に対してリセット処理を実行し、リセット処理の終了後に、オフセット置換え判定部６１に対してリセット処理終了信号ＡＲＳＴを出力する。
【００５０】
また、もし変位信号の波形が良好でなかった場合には、オフセット置換え判定部６１は、リセット処理部６６に対してリセット処理要求信号ＲＲＳＴを出力しない。そのため、オフセット処理部６０における処理は終了となる。
【００５１】
式１に示したオフセット値Ｏｆｓの性質上、元の２相の周期信号の波形が良好でない場合は、正確なオフセット値Ｏｆｓは求め難い。そのため信号検査部６４によって、周期信号の波形が良好であると判定された場合に限り、信号検査部６４からの判定結果ＡＣＫ３を受けたオフセット置換え判定部６１から、オフセット値の置換え処理の要求信号ＲＡＰＤがオフセット演算部６５に出力される。
【００５２】
オフセット演算部６５では、内挿演算部５２からの下位桁位置データＰｏｓ．Ｌとカウンタ５６からのカウント値Ｃｎｔ、絶対位置演算部５４からの絶対位置データＰＡＢＳを用いて、適切なオフセット値が算出される。そして、算出したオフセット値Ｏｆｓ’をオフセット記憶部５７に対して出力し、オフセット記憶部５７において保持すべきオフセット値が変更される。
【００５３】
先述した前記リセット処理部６６によるカウンタ５６のリセット処理は、オフセット演算部６５のオフセット値の演算処理に先駆けて実行される。そのため、前記オフセット演算部６５によって新規に更新されたオフセット値Ｏｆｓ’が、カウンタ位置演算部５３にて使用される時点では、カウンタ５６のリセット処理は終了しており、カウンタ位置演算部５３はリセット後の正常なカウント値を得ることができるように構成している。
【００５４】
これにより、スケールの読み取り不可能な位置にスライダを移動させた後、通常の位置検出が可能なスケール位置にスライダが戻った場合においても、正常な位置検出が可能な状態に復帰させることができる。位置データ検査部５５から出力されるＰｏｓは、位置演算部２０，２１から出力されるＳＤ１，ＳＤ２となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特許第４１８９１３９号公報
【特許文献２】特許第４１４６１３３号公報
【特許文献３】特開２０１５−０８７２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００５６】
従来の技術では、複数のスケールユニットで構成されたリニアエンコーダのスケール片間の隙間の位置や大きさを、位置測定のための周期信号を用いた特許文献１に記載の評価値Ｇ１により測定していた。評価値Ｇ１により算出した信号を予め定められた閾値ＴＨ１と比較してガラススケール間の隙間の位置を算出していた。また、周期信号の波形が良好な状態に戻った場合にオフセット値の置き換えを行う復帰処理を実施していた。
【００５７】
ここで、スケール片やスライダの検出部などの検出経路にある部材が汚れた場合や、周囲温度によって発光ユニットの発光光量が変化した場合に、スライダの検出部が出力する周期信号が増減する。汚れや周囲温度に起因してスライダの検出部の周期信号が増減すると、当然ながら、評価値Ｇ１で算出される値も増減する。そして、結果として、スライダが有効領域にあるにも関わらず、無効領域（ガラススケールの隙間）に入ったと誤認識したり、逆に、スライダが無効領域から有効領域に復帰しているにも関わらず、復帰していないと誤認識したりするおそれがあった。
【００５８】
また、スライダの検出部が、スケール片の目盛が刻まれた方向に長く伸びた形状をした場合、又は前記方向に同じ相の受光素子が飛び飛びで配置された場合などには、評価値Ｇ１で算出した信号の上昇、下降の変化率が小さくなり、信号が完全に復帰するまでに時間を要する。
【００５９】
スライダの検出部の受光感度が高い場合や、前記記載のように評価値Ｇ１により算出した信号の上昇、下降の変化率が小さくなる場合は、全ての検出部がスケール片と対向する領域に入る前に周期信号の波形が良好な状態に戻ったと誤って認識されてしまい復帰処理をしてしまう課題がある。前記課題のため、復帰処理完了後に全ての受光素子がガラススケールと対向し、オフセット値が変化することで位置検出異常のアラームが発生してしまい機械が停止してしまう。
【課題を解決するための手段】
【００６０】
本発明の光学式エンコーダは、長手方向に間隔を開けて並ぶ複数のスケールと、前記長手方向に間隔を開けて配置され、被検出部ととともに前記スケールに対して移動する二つのスライダであって、それぞれが、前記スケールに対する移動に伴い周期的に変化する周期信号を出力する二つのスライダと、前記被検出部のおよその位置を示す被検出部位置データと、前記二つのスライダから出力される周期信号と、に基づいて、前記被検出部の正確な位置データを出力する信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、前記周期信号における特定の変化の発生をカウントするカウンタと、少なくとも、前記カウンタのカウント値の変化の有無と、前記被検出部位置データと、に基づいて、隣接する二つのスケールの隙間の位置を特定するスケール隙間位置検出部と、を備える、ことを特徴とする。
【００６１】
好適な態様では、前記スケール隙間位置検出部は、前記隙間を横断するように一つのスライダを移動させた際に、前記カウンタのカウント値の変化が停止した時点での被検出部位置データと、前記カウンタのカウント値の変化が停止した後に再度、変化し始めた時点での被検出部位置データと、に基づいて、前記隙間の位置を特定する。
【００６２】
この場合、前記スケール隙間位置検出部は、さらに、前記周期信号に基づいて、当該周期信号の変化傾向を示す評価値を算出し、前記スケール隙間位置検出部は、前記隙間を横断するように一つのスライダを移動させた際に、前記カウンタのカウント値の変化が停止した時点、または停止後、再度変化し始めた時点での被検出部位置データと、前記評価値が、規定の閾値を横断した時点での被検出部位置データと、に基づいて、前記隙間の位置を特定する、ことが望ましい。
【００６３】
他の本発明である光学式エンコーダは、長手方向に第一の間隔を開けて並ぶ複数のスケールと、前記長手方向に第二の間隔を開けて配置され、被検出部ととともに前記スケールに対して移動する二つのスライダであって、それぞれが、前記スケールに対する移動に伴い周期的に変化する周期信号を出力する二つのスライダと、前記二つのスライダから出力される周期信号と、に基づいて、前記被検出部の正確な位置データを出力する信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、一つのスライダが、前記スケール間の隙間に進入した後、再度、一つのスケールに対向する位置に移動した際に、規定の復帰処理を行い、前記信号処理部は、さらに、前記周期信号における特定の変化の発生をカウントするカウンタと、前記周期信号に基づいて当該周期信号の変化傾向を示す評価値を算出するとともに、算出された評価値と、前記カウンタによるカウント値と、に基づいて、前記復帰処理の要否を判定する信号検査部と、を備える、ことを特徴とする。
【００６４】
好適な態様では、前記信号検査部は、前記評価値と規定の閾値との比較結果、および、前記カウント値と、に基づいて、移動検知初期値を算出し、前記移動検知初期値と前記カウント値との差分値に基づいて、前記復帰処理の要否を判定する。
【発明の効果】
【００６５】
本発明によれば、スケール片の汚れや、発光ユニットや受光素子などの経時的な劣化による出力特性の低下が発生した場合においてもスケール片の有無を誤ることなく、スケール片の隙間の位置を精度良く検出することができ、ガラススケールを乗り換えた後に復帰できなくなることがなくなる。
【００６６】
また、スライダの検出部が、スケール片の目盛が刻まれた方向に長く伸びた形状をした場合、又は前記方向に同じ相の受光素子が飛び飛びで配置された場合などに、全ての検出部がガラススケールと対向する領域に入る前に誤って復帰処理をしてしまうことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図２】位置演算部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】スライダの検出部を構成する受光素子が間隔を開けて配置された場合に得られる周期信号の一例を示す図である。
【図４】図３の周期信号を元に算出した評価値を示す図である。
【図５】光学式エンコーダの構成を示す図である。
【図６】従来のリニアエンコーダの信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図７】テーブルの位置と重み係数との関係を示す図である。
【図８】周期信号の一例を示す図である。
【図９】図８の周期信号を元に算出した評価値を示す図である。
【図１０】従来のリニアエンコーダにおける位置演算部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本発明のリニアエンコーダの構成やスライダ３ａ，３ｂの検出部４ａ，４ｂの概略図は、図５と同じである。図１は、信号処理部６の構成を示すブロック図である。本実施形態の信号処理部６は、従来技術（図６）と比較してカウンタ３１が追加されている。また、図２は、位置演算部２０，２１の詳細構成を示すブロック図である。本実施形態の位置演算部２０，２１は、従来技術（図１０）と比較してカウンタ５６から信号検査部６４への出力線が追加されている。
【００６９】
以下では、従来技術と異なる点を中心に説明する。
【００７０】
既述した通り、図１に示す信号処理部６は、新たに、カウンタ３１を備えている。カウンタ３１は、周期信号Ｓ１また周期信号Ｓ２が、特定の変化をする度にカウントする。特定の変化としては、例えば、周期信号Ｓ１は、Ｃｏｓ状の信号と、Ｓｉｎ状の信号と、を含むが、このＣｏｓ状信号とＳｉｎ状信号とのリサージュ波形をとり、このリサージュ波形の象限が切り替わる度に、カウント値ＳＣｎｔを加算または減算してもよい。また、別の形態として、周期信号Ｓ１または周期信号Ｓ２の立ち上がり、または、立ち下がりごとに、カウント値ＳＣｎｔを１つ加算又は減算してもよい。
【００７１】
次に、スライダ３ａを用いて長手方向に配置された２本のスケール片２ａ，２ｂの隙間を検出する処理について説明する。スケール片２ａ，２ｂの隙間を検出する場合、テーブル５は、右方向に移動しながら信号処理部６に対してスケール隙間位置計測指令ＳＧＣを送る。スライダ３ａが移動して、スケール片２ａから隙間に入ると、検出部４ａから出力される周期信号Ｓ１の信号変化がなくなる。その結果、カウンタ３１のカウント値ＳＣｎｔが停止する。
【００７２】
スケール隙間位置検出部２５は、テーブルの位置データＰＴＡＢとカウンタ３１の出力するカウント値ＳＣｎｔを監視する。そして、スケール隙間位置検出部２５は、カウンタ３１のカウント値ＳＣｎｔが停止した場合には、その時点でのテーブルの位置データＰＴＡＢを検出して、検出値を、隙間の始端ＰＴＡＢＡとしてスケール隙間位置記憶部２６に出力する。
【００７３】
スライダ３ａが、さらに、移動してスケール片２ｂに対向し始めると、検出部４ａから出力される周期信号Ｓ１の信号変化が復帰し、カウンタ３１のカウント値ＳＣｎｔが動作を開始する。スケール隙間位置検出部２５は、カウンタ３１のカウント値ＳＣｎｔのカウントが再開するのを確認した場合、その時点のテーブルの位置データＰＴＡＢを検出して、検出値を、隙間の終端ＰＴＡＢＢとしてスケール隙間位置記憶部２６に出力する。このように、周期信号Ｓ１または周期信号Ｓ２の特定の変化をカウントしたカウント値ＳＣｎｔを監視することで、光量の増減に影響されることなくスケール隙間位置を検出することが可能となる。なお、当然ながら、周期信号Ｓ１ではなく、周期信号Ｓ２の特定の変化をカウントした値に基づいて、スケール隙間位置を検出してもよい。
【００７４】
次に、別の形態について説明する。図１では、スライダ３ａ，３ｂの検出部４ａ，４ｂから出力される周期信号Ｓ１，Ｓ２は、位置演算部２０，２１と、カウンタ３１と、に入力されているが、別の形態では、この周期信号Ｓ１，Ｓ２を、さらに、スケール隙間位置検出部２５にも入力する。スケール隙間位置検出部２５は、周期信号Ｓ１またはＳ２から評価値Ｇ１（＝ａ相＋ｂ相＋ａ／相＋ｂ／相）を、随時、算出する。また、スケール隙間位置検出部２５は、算出された評価値Ｇ１と、予め規定された閾値ＴＨ１と、を比較する。
【００７５】
スライダ３ａが移動してスケール片２ａの端部を通過し始めると、評価値Ｇ１が予め定められた閾値ＴＨ１を超える（閾値ＴＨ１を横断する）。評価値Ｇ１が閾値ＴＨ１を超えた場合、スケール隙間位置検出部２５は、Ｇ１＞ＴＨ１となった時点のテーブルの位置データＰＴＡＢ１を検出し、一時記憶する。また、スケール隙間位置検出部２５は、カウンタ３１のカウント値ＳＣｎｔを監視する。
【００７６】
その後、スライダ３ａが完全にスケール片２ａ，２ｂの隙間に入ると、検出部４ａから出力される周期信号Ｓ１の信号変化がなくなり、カウンタ３１のカウント値ＳＣｎｔが停止する。スケール隙間位置検出部２５は、カウンタ３１のカウント値ＳＣｎｔが停止したのを確認すると、その時点でのテーブルの位置データＰＴＡＢ２を検出する。そして、スケール隙間位置検出部２５は、テーブルの位置データＰＴＡＢＡ＝｛（ＰＴＡＢ１＋ＰＴＡＢ２）／２｝をスケール片２ａの始端位置として、スケール隙間位置記憶部２６に出力する。
【００７７】
さらに、スライダ３ａが移動してスケール片２ｂの端部を通過し始めると、検出部４ａから出力される周期信号Ｓ１の信号変化が復帰し、カウンタ３１のカウント値ＳＣｎｔが動作を開始する。スケール隙間位置検出部２５は、カウンタ３１のカウント値ＳＣｎｔのカウントが再開するのを確認すると、その時点のテーブルの位置データＰＴＡＢ３を検出する。また、スライダ３ａが、さらに、移動して、スケール片２ｂに完全に対向すると、評価値Ｇ１が、閾値ＴＨ１未満となる（閾値ＴＨ１を横断する）。スケール隙間位置検出部２５は、Ｇ１＜ＴＨ１となれば、その時点のテーブル位置ＰＴＡＢ４を検出する。そして、スケール隙間位置検出部２５は、テーブルの位置データＰＴＡＢＢ＝｛（ＰＴＡＢ３＋ＰＴＡＢ４）／２｝をスケール片２ｂの端部位置として、スケール隙間位置記憶部２６に出力する。
【００７８】
以上の説明から明らかな通り、本実施形態では、カウント値ＳＣｎｔの変化の有無と、評価値Ｇ１と、の双方を考慮して、スケール片２ａ，２ｂの端部位置を特定する。そのため、閾値ＴＨ１の設定レベルを下げることが可能であり、光源の増減に対して、さらに、マージンを持たせることが可能である。また、スライダ３ａ，３ｂの駆動に異常が発生し、スライダ３ａ，３ｂの駆動が停止（すなわち、カウント値ＳＣｎｔが停止）してもスケール片２ａ，２ｂの隙間位置を誤検出することがなくなる。
【００７９】
次に、正常な位置検出が不可能となるような領域にスライダ３ａ，３ｂが移動した際、および、正常な位置検出が可能となる領域にスライダ３ａ，３ｂが戻る際に、位置演算部２０，２１にて行われる一連の処理手順について図２を参照して説明する。
【００８０】
信号検査部６４は、先程のスケール隙間位置を検出する際に用いた評価値Ｇ１と同じ評価値Ｇ１（＝ａ相＋ｂ相＋ａ／相＋ｂ／相）を随時算出し、算出された評価値Ｇ１を、予め規定された閾値ＴＨ２と比較する。また、カウンタ５６は、位置信号Ｓｉｇ．Ｌの特定の変化をする度にカウント値Ｃｎｔを加算または減算する。特定の変化としては、例えば、位置信号Ｓｉｇ．Ｌは、Ｃｏｓ状の信号と、Ｓｉｎ状の信号と、を含むが、このＣｏｓ状信号とＳｉｎ状信号とのリサージュ波形をとり、このリサージュ波形の象限が切り替わる度に、カウント値Ｃｎｔを加算または減算してもよい。また、別の形態として、位置信号Ｓｉｇ．Ｌの立ち上がり、または、立ち下がりごとに、カウント値ＳＣｎｔを１つ加算又は減算してもよい。
【００８１】
スライダ３ａが移動してスケール片２ａの端部を通過し始めると、評価値Ｇ１は、閾値ＴＨ２を超える。信号検査部６４は、Ｇ１＞ＴＨ２を確認すると、その時点におけるカウンタ５６のカウント値ＣＴ（ＬＯＷ）を保存する。この時、カウンタ検査部６２は、絶対位置データＰＡＢＳとカウンタ位置データＰＩＮＣの不一致（アラーム状態）を検査しており、不一致を判定した場合は、判定結果ＡＣＫ１を出力する。
【００８２】
オフセット置換え判定部６１は、カウンタ検査部６２のＡＣＫ１を受けて、アラーム処理部６３に対してアラーム処理の要求信号ＲＣＫ２を出力する。アラーム処理部６３は、アラーム処理の要求信号ＲＣＫ２により、絶対位置データＰＡＢＳと絶対位置データＰＩＮＣとが不一致である状態（アラーム状態）がスライダの位置検出処理サイクルにおいて、連続して何サイクルに渡って継続しているかのカウントを行っている。そして、不一致状態がある規定回数継続した場合には、スライダ３ａがスケール片２ａの目盛を読取ることが可能な部分から外れ、カウンタ５６が出力するカウント値Ｃｎｔが不良データになり、絶対位置データＰＩＮＣが不良データであると判定し、この状態を通知するためのアラーム情報ＣＡＬＭを出力する。
【００８３】
また、アラーム処理部６３は、このアラーム状態のカウント数が規定回数以内であるか否かを判定し、その判定結果ＡＣＫ２をオフセット置換え判定部６１に出力する。オフセット置換え判定部６１では、アラーム処理部６３の判定結果ＡＣＫ２に基づき、アラーム状態のカウント値が規定回数以上であった場合は、信号検査部６４に対して信号検査の処理要求信号ＲＣＫ３を出力する。信号検査部６４では、オフセット置換え判定部６１より検出信号の検査に関する処理要求信号ＲＣＫ３を受信した場合、前記信号検出部５１によりスライダの位置検出サイクル毎に転送される上位桁及び下位桁それぞれの２相の周期信号について、波形の良否判定を開始する。
【００８４】
スライダ３ａが移動してスケール片２ｂに対向し始めると、信号検出部５１から出力される周期信号Ｓｉｇ．ＨとＳｉｇ．Ｌの信号変化が復帰し、カウンタ５６が動作を開始する。信号検査部６４は、評価値Ｇ１が閾値ＴＨ２より低下したのを確認すれば、その時点にカウンタ５６が出力するカウント値ＣＴ（ＨＩＧＨ）を保存する。そして、信号検査部６４は、以下の式２により移動検知初期値ＭＶを算出する。
ＭＶ＝｛ＣＴ（ＬＯＷ）＋ＣＴ（ＨＩＧＨ）｝／２    式２
【００８５】
信号検査部６４は、移動検知初期値ＭＶを算出後、カウンタ５６の出力するカウント値Ｃｎｔと移動検知初期値ＭＶの差分の絶対値を取った移動量ＤＩＦＭＶ＝ＡＢＳ（Ｃｎｔ−ＭＶ）を監視する。そして、前記移動量ＤＩＦＭＶが、予め規定された復帰移動量ＤＩＦを超えた場合、信号検査部６４は、波形が良好な状態であると判断し、判定結果ＡＣＫ３をオフセット置換え判定部６１に出力する。
【００８６】
オフセット置換え判定部６１は、前記信号検査部６４の検査結果ＡＣＫ３に基づき、周期信号の波形が良好であった場合に、リセット処理部６６に対してリセット処理要求信号ＲＲＳＴを出力する。
【００８７】
リセット処理部６６では、オフセット置換え判定部６１からのリセット処理要求信号ＲＲＳＴを受信して、カウンタ５６に対してリセット処理を実行し、リセット処理の終了後に、オフセット置換え判定部６１に対してリセット処理終了信号ＡＲＳＴを出力する。信号検査部６４からの判定結果ＡＣＫ３とリセット処理部６６からの判定結果ＡＲＳＴを受けたオフセット置換え判定部６１は、オフセット値の置換え処理の要求信号ＲＡＰＤをオフセット演算部６５に出力する。後は、従来例と同じ動作を行い、オフセット値ｏｆｓ’が更新されることで、正常な位置検出が可能な状態に復帰することができる。
【００８８】
本特許の構成にすることにより、受光素子が単純に信号強度を閾値のみで判定する場合と異なり、ガラススケールやスライダの検出部などの検出経路にある部材が汚れたり、周囲温度によって発光ユニットなどの特性変化や、発光ユニットと検出部の経年劣化による特性変化があったりしても誤って復帰することがなくなる。また、スライダの検出部が、スケール片の目盛が刻まれた方向に長く伸びた形状をした場合、又は前記方向に同じ相の検出部が飛び飛びで配置された場合に誤って復帰してしまうことがなくなる。
【００８９】
検出部４ａを構成する四種の受光素子が間隔を開けて配置された場合の信号波形と評価値Ｇ１の例を図３、図４に示す。図３の横軸はテーブル位置、縦軸はａ相、ｂ相、ａ／相、ｂ／相の４つの周期信号の信号強度を表しており０〜４までの値を取る。図４の横軸はテーブル位置、縦軸は図３の周期信号を評価値Ｇ１にて評価した値であり０〜４までの値を取るように変更してある。
【００９０】
検出部４ａを構成する四種の受光素子が間隔を開けて配置されているため、評価値Ｇ１の値に段が形成されており、間隔を開けて配置された受光素子がスケールと対向するたびに信号が増加していることが分かる。この場合、予め定める閾値ＴＨ２の設定が難しく、信号強度の増減により誤って復帰してしまう可能性がある。本実施形態の技術は、こうした場合でも、復帰のタイミングを適切に検知でき、適切に復帰処理（カウンタ５６のリセット、オフセット値Ｏｆｓの更新）が行える。
【００９１】
なお、本実施例では、ガラススケールのトラックが２トラックある場合で説明したが、１トラックでも、さらに複数のトラックで構成されていても適用可能である。また、必ずしも周期信号Ｓｉｇ．ＨとＳｉｇ．Ｌの両方を監視する必要はなく、どちらか一方が監視できればよい。また、本実施形態では、評価値Ｇ１として、四相の信号（ａ相、ｂ相、ａ／相、ｂ／相）の加算値を用いているが、評価値Ｇ１は、周期信号Ｓ１，Ｓ２の変化傾向を示す値であれば、他の値でもよい。例えば、評価値Ｇ１は、四相の信号（ａ相、ｂ相、ａ／相、ｂ／相）の振幅値でもよい。図３に示すように、四相の信号の振幅値は、スライダ３ａ，３ｂが、隙間に入ることで小さくなる。したがって、この場合は、評価値Ｇ１として機能する振幅値が予め規定された閾値ＴＨ３未満になれば、スライダ３ａ，３ｂが、スケール片２ａ，２ｂの隙間に進入していると判断すればよい。
【符号の説明】
【００９２】
１ａ，１ｂ  スケールユニット、２ａ，２ｂ  スケール片、３ａ，３ｂ  スライダ、４ａ，４ｂ  検出部、５  テーブル、６  信号処理部、２０，２１  位置演算部、２２，２３  加算器、２５  スケール隙間位置検出部、２６  スケール隙間位置記憶部、２７  スライダ間隔記憶部、２８  スケールオフセット記憶部、２９  使用ユニット判定部、３０  重み係数判定部、３１，５６  カウンタ、５０  位置検出部、５１  信号検出部、５２  内挿演算部、５３  カウンタ位置演算部、５４  絶対位置演算部、５５  位置データ検査部、５７  オフセット記憶部、６０  オフセット処理部、６１  オフセット置換え判定部、６２  カウンタ検査部、６３  アラーム処理部、６４  信号検査部、６５  オフセット演算部、６６  リセット処理部。
【図１】
2018036071.tif 000003
【図２】
2018036071.tif 000004
【図３】
2018036071.tif 000005
【図４】
2018036071.tif 000006
【図５】
2018036071.tif 000007
【図６】
2018036071.tif 000008
【図７】
2018036071.tif 000009
【図８】
2018036071.tif 000010
【図９】
2018036071.tif 000011
【図１０】
2018036071.tif 000012