(57)【要約】【課題】スケール欠陥や姿勢変動に対する誤差影響を低減し、且つ受光した周期信号の初期位相ずれを有する構成においても、光電式エンコーダの測長に用いるための９０度位相差を有する２相信号を得る。【解決手段】本発明は、測長方向と直交する方向に配置されるとともに、互いに１８０度位相差の検出信号を出力する干渉縞検出受光部１０Ａ及び１０Ｂと、これらと９０度位相差の検出信号を出力する干渉縞検出受光部１０Ｃ及び１０Ｄとが生成した周期信号Ｓａ、Ｓｂ及びＳｃ、Ｓｄに対して、３相信号生成部３０において差動増幅処理を行い、２相信号生成部４０においてベクトル合成の処理を行うことによって、Ａ相信号及びＢ相信号を得る。この処理を行うことにより、周期信号Ｓａ〜Ｓｄが位相差を有していた場合にも、９０度位相差を有する２信号を得ることができる。【選択図】図２
2008232705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測長方向に沿ってスケール格子が形成されたメインスケールと、
このメインスケールに対してその測長方向に相対的に移動可能に配置されて前記スケール格子を読み取るセンサヘッドとを有し、
前記センサヘッドは、
前記メインスケールに光を照射する光源と、
前記メインスケールからの回折光により形成された干渉縞を受光して第１の位相を有する第１周期信号を出力する第１干渉縞検出受光部と、
前記第１干渉縞検出受光部からみて測長方向と直交する方向にずれた位置に配置され、前記メインスケールからの回折光により形成された干渉縞を受光して前記第１の位相と１８０度位相が異なる第２の位相を有する第２周期信号を出力する第２干渉縞検出受光部と、
前記第１干渉縞検出受光部から見て測長方向にずれた位置に配置され、前記メインスケールからの回折光により形成された干渉縞を受光して前記第１の位相と９０度位相が異なる第３の位相を有する第３周期信号を出力する第３干渉縞検出受光部と、
前記第３干渉縞検出受光部から見て測長方向と直交する方向にずれた位置に配置され、前記メインスケールからの回折光により形成された干渉縞を受光して前記第１の位相と２７０度位相が異なる第４の位相を有する第４周期信号を出力する第４干渉縞検出受光部と、
前記第１乃至第４周期信号の差に基づいて９０度位相差３相信号を生成する３相信号生成部と、
前記９０度位相差３相信号をベクトル合成することにより９０度位相差２相信号を生成する２相信号生成部と
を有することを特徴とする光電式エンコーダ。
【請求項２】
前記３相信号生成部は、前記第１周期信号と前記第２周期信号の差である第１差動信号を生成する第１差動信号生成手段と、
前記第３周期信号と前記第４周期信号の差である第２差動信号を生成する第２差動信号生成手段と、
前記第２差動信号を反転させた反転差動信号を生成する反転差動信号生成手段と
を有することを特徴とする請求項１記載の光電式エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スケールの相対的な変位を光学的に検出して測長を行う光電式エンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電式エンコーダは、最初に、ＬＥＤやレーザ等の光源からの光が光学格子等で構成された空間フィルタを介して光学格子を有するメインスケールに照射される。次に、この照射された光は、メインスケールの光学格子により位置情報を有した回折光として放射される。このメインスケールから放射された回折光は、空間に干渉縞を生成するので、これをインデックススケールで位相差信号として受光検波する。その受光信号を解析することでセンサヘッドとメインスケールの相対移動量と移動方向の情報を得ることができる。
【０００３】
移動量に加えて移動方向の情報を得るため、光電式エンコーダでは一般に、位相差の異なるスケール格子を複数通り備えることにより、９０度位相差２相信号を得て、この９０度位相差２相信号を解析することにより移動量と移動方向を算出している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−２５３３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の検出方法では、メインスケールの光学格子の欠陥や測長方向ピッチング変動があると、その影響で検出信号のＤＣ成分が変動してしまい、その結果、測長誤差が発生してしまうという問題があった。また、従来の光電式エンコーダは、構成や部品品質に依存する位相ずれや組み立て、又は取り付け調整で発生する位相ずれが発生してしまい、正確な９０度位相差信号を得ることが困難であった。これを改善する為には、検出器ごとに構成部品を変更する等の、煩雑な位相調整操作が必要であった。
【０００５】
本発明は、受光した周期信号のＤＣ成分の変動を抑制することにより、測定精度の劣化を低減することのできる光電式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】
【０００６】
本発明に係る光電式エンコーダは、測長方向に沿ってスケール格子が形成されたメインスケールと、このメインスケールに対してその測定軸方向に相対的に移動可能に配置されて前記スケール格子を読み取るセンサヘッドとを有し、前記センサヘッドは、前記メインスケールに光を照射する光源と、前記メインスケールからの回折光により形成された干渉縞を受光して第１の位相を有する第１周期信号を出力する第１干渉縞検出受光部と、前記第１干渉縞検出受光部からみて測長方向と直交する方向にずれた位置に配置され、前記メインスケールからの回折光により形成された干渉縞を受光して前記第１の位相と１８０度位相が異なる第２の位相を有する第２周期信号を出力する第２干渉縞検出受光部と、前記第１干渉縞検出受光部から見て測長方向にずれた位置に配置され、前記メインスケールからの回折光により形成された干渉縞を受光して前記第１の位相と９０度位相が異なる第３の位相を有する第３周期信号を出力する第３干渉縞検出受光部と、前記第３干渉縞検出受光部から見て測長方向と直交する方向にずれた位置に配置され、前記メインスケールからの回折光により形成された干渉縞を受光して前記第１の位相と２７０度位相が異なる第４の位相を有する第４周期信号を出力する第４干渉縞検出受光部と、前記第１乃至第４周期信号の差に基づいて９０度位相差３相信号を生成する３相信号生成部と、前記９０度位相差３相信号をベクトル合成することにより９０度位相差２相信号を生成する２相信号生成部とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る光電式エンコーダにおいて、メインスケールの測長方向に直交する方向に配置された干渉縞検出受光部から、互いに１８０度位相差となる検出信号間の差動信号を得て９０度位相差信号を求めているので、ＤＣ成分の変動を抑制して、精度劣化を低減することができる。
【０００８】
本発明において、前記３相信号生成部は、前記第１周期信号と前記第２周期信号の差である第１差動信号を生成する第１差動信号生成手段と、前記第３周期信号と前記第４周期信号の差である第２差動信号を生成する第２差動信号生成手段と、前記第２差動信号を反転させた反転差動信号を生成する反転差動信号生成手段とを有することが好ましい。このようにすることによって、正確な９０度位相差２相信号を生成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、検出した信号に対しベクトル合成処理を行うことにより、受光した周期信号のＤＣ成分の変動を抑制することができるため、測定精度の劣化を低減することのできる光電式エンコーダを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明に係る光電式エンコーダの実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態の構成を示す概略図である。
【００１１】
図１Ａ、図１Ｂは、それぞれこの発明の実施の形態による反射型の光電式エンコーダの平面図とその測定軸Ｘ方向の断面図である。この光電式エンコーダは、メインスケール１とこれに対してメインスケール１の測定軸Ｘ方向に相対移動可能に配置されたセンサヘッド２とから構成される。メインスケール１は、ガラス基板等のスケール基板１Ａを用い、これに所定ピッチのスケール格子１１を形成して構成されている。
【００１２】
センサヘッド２は、メインスケール１に対向配置されるとともに、光源３、インデックススケール４、及び受光部１０を有する。インデックススケール４は、ガラス基板等の透明基板４Ａを用いて構成されている。
【００１３】
この透明基板４Ａに、光源３からの光を透過回折するインデックス格子５が形成され、またこのインデックス格子５に隣接して、メインスケール１からの回折光干渉縞を受光して位相の異なる複数の位置情報信号を出力するための受光部１０を構成する位相検出部が形成されている。
【００１４】
図２は、受光部１０と、この受光部１０の受光信号に信号処理を施して９０度位相差２相信号を得る信号処理回路１００の構成を示している。
【００１５】
この受光部１０は、４組の位相検出部である第１〜第４干渉縞検出受光部１０Ａ〜１０Ｄから構成されている。
【００１６】
第１〜第４干渉縞検出受光部１０Ａ〜１０Ｄは、それぞれ所定のピッチで形成された位相検出部であり、それぞれ９０度ずつ位相の異なる回折光干渉縞を検出することができるよう、構成されている。即ち、第１干渉縞検出受光部１０Ａは、基準位相（０°）の位相を有する回折光干渉縞を検出するように構成され、前述の田の字形状の左上に配置されている。第１干渉縞検出受光部１０Ａは、検出した回折光干渉縞に基づいて基準位相（以下、０度とする）を有する周期信号Ｓａを生成する。
【００１７】
この第１干渉縞検出受光部１０Ａに対して測長方向Ｘと直交する方向（図２では下方の、田の字形状の左下）にずれた位置に第２干渉縞検出受光部１０Ｂが配置されている。この第２干渉縞検出受光部１０Ｂは、基準位相から１８０度位相のずれた回折光干渉縞を検出するように構成されている。第２干渉縞検出受光部１０Ｂは、検出した回折光干渉縞に基づいて基準位相の逆相（以下、１８０度とする）を有する周期信号Ｓｂを生成する。
【００１８】
また、第３干渉縞検出受光部１０Ｃは、第１干渉縞検出受光部１０Ａから測長方向Ｘにずれた位置（図２では右方向の、田の字形状の右上）に配置されている。この第３干渉縞検出受光部１０Ｃは、基準位相から９０度位相のずれた回折光干渉縞を検出するように構成されている。第３干渉縞検出受光部１０Ｃは、周期信号Ｓａが有する位相から位相が９０度異なる（以下、９０度とする）周期信号Ｓｃを生成する。
【００１９】
更に第４干渉縞検出受光部１０Ｄは、第３干渉縞検出受光部１０Ｃから測長方向Ｘと直交する方向にずれた位置（図１では下方向の、田の字形状の右下）に配置されている。この第４干渉縞検出受光部１０Ｄは、基準位相から２７０度位相のずれた回折光干渉縞を検出するように構成されている。第４干渉縞検出受光部１０Ｄは、周期信号Ｓａが有する基準位相から位相が２７０度異なる（以下、２７０度とする）周期信号Ｓｄを生成する。
【００２０】
信号処理回路１００は、電流電圧変換部２０、３相信号生成部３０及び２相信号生成部４０から構成されている。
【００２１】
電流電圧変換部２０は電流電圧変換回路２０Ａ〜２０Ｄにより構成される。電流電圧変換回路２０Ａ〜２０Ｄには干渉縞検出受光部１０Ａ〜１０Ｄがそれぞれ接続される。
【００２２】
３相信号生成部３０は、差動増幅回路３０Ａ〜３０Ｂにより構成される。差動増幅回路３０Ａには電流電圧変換回路２０Ａ及び２０Ｂが接続される。差動増幅回路３０Ｂ及び３０Ｃには電流電圧変換回路２０Ｃ及び２０Ｄが接続される。ここで差動増幅回路３０Ｂと３０Ｃでは、電流電圧変換回路２０Ｃ及び２０Ｄの出力との接続が反転されている。
【００２３】
２相信号生成部４０は、差動増幅回路４０Ａ及び４０Ｂにより構成される。差動増幅回路４０Ａには差動増幅回路３０Ａ及び３０Ｂが接続される。差動増幅回路４０Ｂには、差動増幅回路３０Ａ及び３０Ｃが接続される。また、２相信号生成部４０は利得調整部４１を有している。
【００２４】
図３（ａ）は、干渉縞検出受光部１０Ａ〜１０Ｄにより生成された周期信号Ｓａ〜Ｓｄの位相と強度の関係を示すベクトル図である。また、図３（ｂ）は３相信号生成部３０において生成された信号の位相と強度の関係を示す。図３（ｃ）は２相信号生成部４０において生成された信号の位相と強度の関係を示す。なお、ここでは、各周期信号Ｓａ〜Ｓｄに位相のずれは生じていないものとして説明・図示する。
【００２５】
前述したように、第１干渉縞検出受光部１０Ａ〜１０Ｄは、周期信号Ｓａ〜Ｓｄを生成する。周期信号Ｓａ及びＳｂは、図２の電流電圧変換回路２０Ａ及び２０Ｂを介して３相信号生成部３０の差動増幅回路３０Ａに入力される。差動増幅回路３０Ａは、両入力信号Ｓａ、Ｓｂを差動増幅し、第１差動信号ＤＳａを出力する。この第１差動信号ＤＳａは０度の位相を持つ周期信号Ｓａと１８０度の位相を持つ周期信号Ｓｂの差を取ったものであり、周期信号ＳａとＳｂの位相のずれがなければ、基準位相と同じ０度の位相を有する信号である。
【００２６】
同様に周期信号Ｓｃ及びＳｄは、電流電圧変換回路２０Ｃ及び２０Ｄを介して３相信号生成部３０の差動増幅回路３０Ｂに入力される。差動増幅回路３０Ｂは、両入力信号Ｓｃ、Ｓｄを差動増幅し、第２差動信号ＤＳｂを出力する。この第２差動信号ＤＳｂは９０度の位相を持つ周期信号Ｓｃと２７０度の位相を持つ周期信号Ｓｄの差を取ったものであり、周期信号ＳｃとＳｄの位相のずれがなければ、基準位相に対して９０度の位相差を有する信号である。
【００２７】
また、周期信号Ｓｃ及び周期信号Ｓｄは、電流電圧変換回路２０Ｃ及び２０Ｄを介して３相信号生成部３０の差動増幅回路３０Ｃにも入力される。差動増幅回路３０Ｃは、差動増幅回路３０Ｂと同様に両入力信号ＳｃとＳｄを差動増幅するが、その出力信号ＤＳｃは、上記第２差動信号ＤＳｂとは位相が１８０度異なる反転差動信号として得られる。すなわち、反転差動信号ＤＳｃは基準位相に対して２７０度（すなわち−９０度）の位相差を有している信号である。図３（ｂ）に示すように、３相信号生成部３０で得られた３相信号ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃはそれぞれ９０度位相差を有することとなる。
【００２８】
その後、第１差動信号ＤＳａと第２差動信号ＤＳｂは２相信号生成部４０が有する差動増幅回路４０Ａに入力される。差動増幅回路４０Ａは入力された２信号ＤＳａとＤＳｂをベクトル合成することにより、Ａ相信号を生成する。０度の位相の信号ＤＳａと９０度の位相の信号ＤＳｂがベクトル合成されるため、Ａ相信号は基準位相に対して４５度の位相差を有する信号となる。
【００２９】
同様に、第１差動信号ＤＳａと反転差動信号ＤＳｃは２相信号生成部４０が有する差動増幅回路４０Ｂに入力される。差動増幅回路４０Ｂは入力された２信号ＤＳａとＤＳｃをベクトル合成することにより、Ｂ相信号を生成する。Ａ相信号と同様に、０度の位相の信号ＤＳａと２７０度（−９０度）の位相の信号ＤＳｃがベクトル合成されるため、Ｂ相信号は基準位相に対して３１５度（すなわち−４５度）の位相を有する信号となる。このように、得られたＡ相信号とＢ相信号は９０度の位相差を有しており、その強度は等しい（図３（ｃ）参照）。
【００３０】
次に、周期信号Ｓｃ、Ｓｄに、周期信号Ｓａ、Ｓｂに対する位相ずれが生じている場合について説明する。一般に光電式エンコーダにおいては、光源の位置、メインスケールのスケール格子の誤差等により、その出力信号（周期信号）に位相ずれを生じる場合がある。図４（ａ）は、周期信号Ｓｃ、Ｓｄが、理想的には周期信号Ｓａ、Ｓｂに対し９０度の位相差を有しているところ、この９０度から更に位相差δのずれを有している場合のベクトル図である。図４（ｂ）は、３相信号生成部３０において生成された３相差動信号ＤＳａ〜ＤＳｃの位相と強度の関係を示す。図４（ｃ）は２相信号生成部４０において生成された信号の位相と強度の関係を示す。
【００３１】
各周期信号Ｓａ〜Ｓｄは、上述したように３相信号生成部３０の差動増幅回路３０Ａ〜３０Ｃに入力され、差動信号ＤＳａ〜ＤＳｃが出力される。ここで、第２差動信号ＤＳｂは第１差動信号ＤＳａに対して位相ずれδを有するため９０度位相差とはならず、第１差動信号ＤＳａに対し（９０−δ）度の位相差を有することになる。差動増幅回路３０Ｃにより生成される反転差動信号ＤＳｃは、第２差動信号ＤＳｂを反転したものであるので第２差動信号ＤＳｂとは１８０度位相差であるものの、第２差動信号ＤＳｂと同様に第１差動信号ＤＳａに対して位相ずれδを有しているため、第１差動信号ＤＳａに対し（２７０−δ）度の位相差を有することとなる。
【００３２】
図４（ｂ）に示すように、３相信号生成部３０で得られた３相差動信号ＤＳａ〜ＤＳｃは、周期信号Ｓｃ、Ｓｄが位相ずれδを有しているため、互いに９０度位相差を有するものではなく、位相ずれδを含んでいる。
【００３３】
その後、位相ずれδを有する３相差動信号ＤＳａ〜ＤＳｃのうち、第１差動信号ＤＳａと第２差動信号ＤＳｂは２相信号生成部４０の差動増幅回路４０Ａに入力され、ベクトル合成される。これにより、図４（ｃ）に示すように、Ａ相信号が得られる。２相信号生成部４０における処理はベクトル合成なので、Ａ相信号の位相は（４５−δ／２）度となる。
【００３４】
また、第１差動信号ＤＳａと反転差動信号ＤＳｃも、同様に２相信号生成部４０の差動増幅回路４０Ｂに入力されベクトル合成されることによりＢ相信号が得られる。ここで、Ｂ相信号の位相は（１３５−δ／２）度となる。
【００３５】
このように、得られた２相信号Ａ、Ｂは、元の周期信号Ｓａ〜Ｓｄに位相ずれが生じたとしても、９０度位相差を有することとなる。すなわち、周期信号Ｓａ〜Ｓｄが位相ずれを有する場合にも、位相調整操作を行うことなく９０度位相差を持つＡ相信号及びＢ相信号を得ることができる（図４（ｃ）参照）。
【００３６】
２相信号生成部４０における９０度位相差２相信号Ａ、Ｂを生成する処理はベクトル合成であるため、図４（ｃ）に示すように２相信号Ａ、Ｂはそれぞれの信号強度が異なっている。この場合、２相信号生成部４０において、２相信号Ａ、Ｂを生成した後、それぞれの信号Ａ、Ｂの利得を２相信号生成部４０が有する利得調整部４１で調整することによって、図４（ｄ）に示すように９０度位相差を有し、且つ、強度の等しいＡ相信号及びＢ相信号を生成することができる。
【００３７】
次に、メインスケール１のスケール格子１１に欠陥やムラ等が存在したり、測長移動時に動的なピッチング変動が発生したりすることによって、干渉縞検出受光部１０Ａ〜１０Ｄの受光光量が変化し、干渉縞検出受光部１０Ａ〜１０Ｄより出力される周期信号Ｓａ〜Ｓｄの強度が劣化している場合について説明する。
【００３８】
通常の光電式エンコーダでは、受光部において、光源の照射位置を通る対角線上に位相が１８０度異なる信号を生成する干渉縞検出受光部が配置されている場合がある。例えば、図２における１０Ａの位置に基準位相（０度）の位相を有する周期信号Ｓａを生成する干渉縞検出受光部が配置され、１０Ｄの位置に１８０度の位相を有する周期信号Ｓｂを生成する干渉縞検出受光部が配置される。また、１０Ｃの位置に９０度の位相差を持つ周期信号Ｓｃを生成する干渉縞検出受光部が配置され、１０Ｂの位置に２７０度の位相を有する周期信号Ｓｄを生成する干渉縞検出受光部が配置される場合である。
【００３９】
メインスケールのスケール格子上の欠陥やピッチング変動があると、受光部により出力される信号は光源を中心に配置された干渉縞検出受光部のうち、片側のみ（例えば図２における田の字形状の左側）の信号が劣化することになる。
【００４０】
図５は、上述の通常の光電式エンコーダにおいて周期信号Ｓａ〜Ｓｄのうち周期信号Ｓａ及びＳｄに劣化が生じている場合の位相と強度の関係を示す。通常の光電式エンコーダにおいては、０度の位相を有する周期信号を生成する干渉縞検出受光部にスケール格子の欠陥等の影響が及び、０度の位相を有する周期信号Ｓａに劣化が生じる。同様に２７０度の位相を有する周期信号を生成する干渉縞検出受光部に欠陥等の影響が及び、２７０度の位相を有する周期信号Ｓｄに、劣化が生じる。
【００４１】
図６は、通常の光電式エンコーダにおいて、片側の受光部により生成された周期信号Ｓａ及びＳｄに劣化が生じた場合の、信号処理後の９０度位相差２信号Ａ、Ｂに基づくリサージュ信号を示す。差動増幅処理を行う１組の信号の片方に劣化の生じた周期信号に基づき生成された９０度位相差２信号には、ＤＣ変動が発生する。そのため、リサージュ図形の中心がずれることとなる。ＤＣ変動が生じることにより狭範囲精度が劣化し、光電式エンコーダの測定に支障をきたす。
【００４２】
本実施の形態においては、干渉縞検出受光部１０Ａ〜１０Ｄのうち位相が１８０度異なる周期信号を生成するものは、測長方向に垂直にずれた位置に配置されている。メインスケールのスケール格子の欠陥やピッチング変動が生じ、片側の２つの干渉縞検出受光部（例えば図２における干渉縞検出受光部１０Ａ及び１０Ｂ）に影響が及んだとしても、差動増幅処理される信号は同時に信号が劣化することになり、ＤＣ変動が生じることはない。
【００４３】
図７（ａ）は、スケール格子１１の一部に欠陥等が生じている場合の第１〜第４干渉縞検出受光部１０Ａ〜１０Ｄにおいて生成された各周期信号Ｓａ〜Ｓｄの位相と強度を示す。図７（ｂ）は、各周期信号Ｓａ〜Ｓｄから生成された差動信号ＤＳａ〜ＤＳｃの位相と強度を示す。図７（ｃ）は２相信号生成部４０において生成された信号の位相と強度の関係を示す。ここで、周期信号Ｓｃ及びＳｄは、周期信号Ｓａ及びＳｂに対して位相δのずれを有しているものとして説明・図示する。
【００４４】
本実施の形態において、第１及び第２干渉縞検出受光部１０Ａ、１０Ｂにおいて、上述したような理由により周期信号Ｓａ、Ｓｂが劣化する（図７（ａ）参照）。周期信号Ｓａ、Ｓｂから３相信号生成部３０において生成される第１差動信号ＤＳａにも劣化が生じる。これに対し第３及び第４干渉縞検出受光部１０Ｃ、１０Ｄにより出力された周期信号Ｓｃ、Ｓｄは劣化していない。周期信号Ｓｃ、Ｓｄから３相信号生成部３０において生成される第２差動信号ＤＳｂ及び反転差動信号ＤＳｃにも劣化は生じない（図７（ｂ）参照）。
【００４５】
３相信号生成部３０から出力された３相差動信号ＤＳａ〜ＤＳｃは、それぞれ位相ずれδを有するとともに、第１差動信号ＤＳａが劣化しているため、その信号強度が異なることとなる（図７（ｂ）参照）。この３相差動信号ＤＳａ〜ＤＳｃを２相信号生成部４０に入力しベクトル合成すると、図７（ｃ）に示すように出力として位相差が９０度ではないＡ相信号及びＢ相信号が出力される。その後、このＡ相信号及びＢ相信号は、利得調整部４１において利得が調整され、等しい強度を有することとなる（図７（ｄ）参照）。
【００４６】
図８は、本実施の形態において生成された９０度位相差２信号Ａ、Ｂに基づくリサージュ信号を示す。図８に示すリサージュ図形は生成されたＡ相信号及びＢ相信号の位相差が９０度ではないためその形状が楕円形状となるものの、その中心がずれることはない。
【００４７】
メインスケールのスケール格子に存在する欠陥やムラ、ピッチング変動により周期信号に劣化が生じた場合において、本実施の形態に係る光電式エンコーダにより生成された２相信号は、正確に９０度位相差を有するものではない。しかし、従来の差動処理を行う１組の受光部を光源中心に対角に配置していたため発生するＤＣ変動に比べ、本実施の形態に係る光電式エンコーダにより得られる位相差の生じた２相信号による検出の狭範囲精度の劣化（誤差）は、半分以下である。そのため、本実施の形態に係る光電式エンコーダは、メインスケールのスケール格子の欠陥やピッチング変動が生じた場合にも有効である。
【００４８】
このように、本実施の形態に係る光電式エンコーダはその信号処理にベクトル合成を用いることにより、信号を調整している。位相ずれを有する３相信号は、この処理過程において正確に９０度位相差を有することとなる。これにより、位相ずれを有する３相信号において、可変抵抗器等を用いた位相調整操作をすることなく所望の９０度位相差の２相信号を得ることができる。また、本実施の形態に係る光電式エンコーダは、メインスケールのスケール格子に存在する欠陥やムラ、ピッチング変動により周期信号に劣化が生じた場合においても有効である。
【００４９】
以上のように、本実施の形態に係る光電式エンコーダで得られた９０度位相差を持つＡ相信号とＢ相信号は、２相信号生成部４０において３相差動信号ＤＳａ〜ＤＳｃをベクトル合成しているため、信号強度が約√２倍となる。これにより信号雑音比が３ｄＢ改善する。
【００５０】
また、２相信号生成部４０において、信号の利得を調整することによって、ベクトル合成後に強度の等しい９０度位相差２相信号を得ることができる。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、追加等が可能である。
【００５２】
例えば、干渉縞検出受光部１０Ａ〜１０Ｄの生成する周期信号Ｓａ〜Ｓｄにアンバランスがあり、ベクトル合成後に位相差が生じる場合がある。この場合、３相信号生成部に利得調整手段を設けることにより係る位相差を補正することができる。
【００５３】
また、本発明の実施の形態において位相検出部とした干渉縞検出受光部１０Ａ〜１０Ｄの具体的な構成として、インデックススケールを前面に備えたフォトダイオード、インデックススケールを前面に備えたファイバ及びレンズからなる光導波路とフォトダイオード、又はフォトダイオードを格子状に配置してインデックススケールの機能を兼ね備えたフォトダイオードアレイとの構成とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１Ａ】本発明の実施の形態に係る光電式エンコーダの平面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の形態に係る光電式エンコーダの側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光電式エンコーダの受光部と信号処理回路の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光電式エンコーダによる信号処理の例を示すベクトル図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光電式エンコーダによる信号処理の他の例を示すベクトル図である。
【図５】従来の光電式エンコーダによる信号の例を示すベクトル図である。
【図６】従来の光電式エンコーダによる信号の例のリサージュ波形を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る光電式エンコーダによる信号処理の他の例を示すベクトル図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る光電式エンコーダによる信号処理の他の例のリサージュ波形を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・メインスケール、  ２・・・センサヘッド、  ３・・・光源、  ４・・・インデックススケール、  ５・・・インデックス格子、  １０・・・受光部、  １１・・・スケール格子、  ２０・・・電流電圧変換部、  ３０・・・３相信号生成部、  ４０・・・２相信号生成部、  １００・・・信号処理回路。
【図１Ａ】
2008232705.tif 000003
【図１Ｂ】
2008232705.tif 000004
【図２】
2008232705.tif 000005
【図３】
2008232705.tif 000006
【図４】
2008232705.tif 000007
【図５】
2008232705.tif 000008
【図６】
2008232705.tif 000009
【図７】
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【図８】
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