JP2000337926A - Initial position-detecting device for encoder - Google Patents

Initial position-detecting device for encoder

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JP2000337926A
JP2000337926A JP11148113A JP14811399A JP2000337926A JP 2000337926 A JP2000337926 A JP 2000337926A JP 11148113 A JP11148113 A JP 11148113A JP 14811399 A JP14811399 A JP 14811399A JP 2000337926 A JP2000337926 A JP 2000337926A
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智晴 中山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely detect the initial position of a rotor irrespectively whether the rotor rotates fast or slow. SOLUTION: To detect the initial position of a rotary body with the value obtained by converting an M-series signal obtained through a resistance 4 by a table 80 when the power source is turned on and adding the outputs of an A and B pulse counter 81 to the initial position detection value thereafter, a slow/fast-speed judging circuit 83 is added, when the rotary body is rotating slow including a stop, the initial position is detected from the output of the table 80 and when fast, the initial position is detected by using a Z-pulse signal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、サーボモータ等
に使用して好適なエンコーダの初期位置検出装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an encoder initial position detecting device suitable for use in a servomotor or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】Nビット(Nbit)のエンコーダの従
来例を図4に示す。同図において、1はスリット板、2
はLED(発光ダイオード)、3は受光素子群、4は抵
抗、5はI/V(電流/電圧)変換回路、6はコンパレ
ータ、8はM系列符号から位置信号に変換する変換テー
ブル80,カウンタ81,ラッチ82および加算器84
等からなるディジタル処理部である。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a conventional example of an N-bit (N-bit) encoder. In the figure, 1 is a slit plate, 2
Is an LED (light emitting diode), 3 is a light receiving element group, 4 is a resistor, 5 is an I / V (current / voltage) conversion circuit, 6 is a comparator, 8 is a conversion table 80 for converting an M-sequence code into a position signal, and a counter. 81, latch 82 and adder 84
And the like.

【0003】スリット板1は、1回転で1周期となるよ
うな2値乱数信号であるM系列信号に基づいて遮光,透
過を繰り返すパターンと、等間隔で1回転に2のN乗
(2N)回だけ遮光,透過を繰り返すA,Bパルスパタ
ーンを持つ。LED2より発光された光は、スリット板
1を経て受光素子群3にて受光される。受光素子群3
は、スリット板1のM系列のパターンを通った光を受光
し電流に変換するN個のM系列受光素子31と、スリッ
ト板1のA,Bパルスパターンを通した光を受光するA
パルス受光素子と、Aパルスの周期から1/4周期ずれ
た周期の出力を得るBパルス受光素子(以下、これらを
まとめてA,Bパルス受光素子32ともいう)と、M系
列受光素子31にて変換された電流を増幅するN個のト
ランジスタ34等から構成される。
[0003] The slit plate 1, shading based on M-sequence signal is a binary random signal such that one period in one rotation, and the pattern repeating transmission, equidistant one revolution 2 N with (2 N ) A and B pulse patterns that repeat light shielding and transmission only once. Light emitted from the LED 2 is received by the light receiving element group 3 via the slit plate 1. Light receiving element group 3
Are N M-sequence light-receiving elements 31 for receiving light passing through the M-sequence pattern of the slit plate 1 and converting the light into current, and A for receiving light passing through the A and B pulse patterns of the slit plate 1.
A pulse light receiving element, a B pulse light receiving element that obtains an output having a cycle shifted by 1/4 cycle from the cycle of the A pulse (hereinafter collectively referred to as A and B pulse light receiving elements 32), and an M series light receiving element 31. It is composed of N transistors 34 for amplifying the converted current.

【0004】N個のトランジスタ34より出力された電
流は、N個の抵抗4によって電圧に変換され、A,Bパ
ルス受光素子32より出力された電流は、I/V変換回
路5によって電圧に変換される。電圧に変換された信号
は、コンパレータ6によりA,Bパルス信号の振幅(P
−P)の中心電圧Eと比較され、パルスに波形整形され
る。これら電圧に変換されたN本(Nbit)のM系列
信号およびA,Bパルスは、ディジタル処理部8に入力
され、それぞれ以下のように処理される。
The current output from the N transistors 34 is converted into a voltage by the N resistors 4, and the current output from the A and B pulse light receiving elements 32 is converted into a voltage by the I / V conversion circuit 5. Is done. The signal converted to the voltage is output from the comparator 6 to the amplitudes (P
−P), and the waveform is shaped into a pulse. The N (N-bit) M-sequence signals and the A and B pulses converted into these voltages are input to the digital processing unit 8 and processed as follows.

【0005】変換テーブル80は例えば図5に示すよう
に、NbitのM系列信号をNbitの位置データに変
換するN×Nの大きさのテーブルである。また、A,B
パルスのカウンタ81は、図6に示すような位相が90
度ずれたAパルス,Bパルスを1てい倍(逓倍)して、
アップ/ダウンカウントするようなカウンタである。
[0005] As shown in FIG. 5, for example, a conversion table 80 is an N × N table for converting an N-bit M-sequence signal into N-bit position data. A, B
The pulse counter 81 has a phase of 90 as shown in FIG.
A pulse and B pulse shifted by one degree are multiplied by 1 (multiplication),
It is a counter that counts up / down.

【0006】ディジタル処理部8での処理は次のように
行なわれる。まず、電源投入直後に、M系列/位置変換
テーブル80によりM系列/位置変換を行なう。これが
終了すると、M系列/位置変換終了フラグがセットさ
れ、ラッチ82ではテーブル80の出力が初期位置検出
値として保持されるとともに、A,Bパルスのカウンタ
81がクリア(clr)される。加算器84により、テ
ーブル出力のラッチ出力(M系列位置検出値ともいう)
と、A,Bパルスのカウンタ値が加算され、この加算結
果がエンコーダの位置検出値となる。
The processing in the digital processing section 8 is performed as follows. First, the M-sequence / position conversion is performed by the M-sequence / position conversion table 80 immediately after the power is turned on. When this is completed, the M-sequence / position conversion end flag is set, the output of the table 80 is held in the latch 82 as the initial position detection value, and the A and B pulse counter 81 is cleared (clr). The latch output of the table output by the adder 84 (also referred to as an M-sequence position detection value)
, And the counter values of the A and B pulses are added, and the addition result becomes the position detection value of the encoder.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成にお
いて、限られた径のスリット板1において高分解能を得
ようとする(Nを大きくする)場合、LED2の限られ
た照射面積内に、スリット板のパターンに対応する形状
の受光素子群3を配置しなければならないため、受光素
子1個あたりの面積が小さくなる。特に、M系列受光素
子はその出力信号の個数も多いため、A,Bパルス受光
素子に比べて面積を小さくせざるを得ないことが多く、
出力する信号も微小となる。したがって、トランジスタ
34などを用いて増幅することが必要となる。このよう
に、トランジスタを用いて増幅する場合、トランジスタ
はベース・エミッタ間に容量を持っており、電流/電圧
変換の抵抗4との間で、出力信号に遅延が生じる。
In the above configuration, when it is desired to obtain a high resolution (increase N) in the slit plate 1 having a limited diameter, the LED 2 has a limited irradiation area within a limited irradiation area. Since the light receiving element group 3 having a shape corresponding to the pattern of the slit plate must be arranged, the area per light receiving element becomes small. In particular, since the number of output signals of the M-sequence light receiving element is large, it is often necessary to reduce the area as compared with the A and B pulse light receiving elements.
The output signal is also very small. Therefore, it is necessary to perform amplification using the transistor 34 and the like. As described above, when amplification is performed using a transistor, the transistor has a capacitance between the base and the emitter, and a delay occurs in an output signal between the transistor and the resistor 4 for current / voltage conversion.

【0008】そのため、エンコーダの回転体が高速で回
転するような場合、遅延の影響でM系列信号が遅れてし
まい、誤った検出をしてしまうおそれがある。そのた
め、従来はM系列位置検出を行なう電源投入時は、エン
コーダの回転体が或る回転数以下であるといった使用上
の制限を設けていることが多い。したがって、この発明
の課題はエンコーダの回転体の回転数による制限を受け
ることなく、正確な位置検出を可能とすることにある。
For this reason, when the rotating body of the encoder rotates at a high speed, the M-sequence signal is delayed due to the influence of the delay, and there is a possibility that an erroneous detection may occur. For this reason, in the related art, when the power supply for detecting the position of the M-sequence is turned on, there is often a restriction on the use such that the rotating body of the encoder is at a certain rotational speed or less. Therefore, an object of the present invention is to enable accurate position detection without being limited by the number of revolutions of a rotating body of an encoder.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題の解決を図るべ
く、請求項1の発明では、エンコーダの回転体1回転で
1周期となるような2値乱数信号(以下、M系列信号と
いう)を出力するM系列信号出力手段と、エンコーダの
回転体1回転で任意の分解能の数だけ出力され、かつ、
デューティが50%のAパルス信号およびこのAパルス
信号に対し1周期の1/4だけずれたBパルス信号を出
力するパルス信号出力手段と、前記M系列信号を位置デ
ータに変換する変換手段と、前記Aパルス信号およびB
パルス信号を計数する計数手段とを備え、電源投入時に
前記変換手段を用いて初期位置検出を行ない、その後、
この初期位置検出値に前記計数手段からの出力を加算す
ることにより、位置検出を常時可能にしたエンコーダに
おいて、1回転で1パルスだけ同じ位置で発生するZパ
ルス信号を出力するZパルス信号出力手段と、このZパ
ルス信号から位置を検出する位置検出手段とを設け、エ
ンコーダの回転体が停止時を含む低速で回転中の場合
は、前記M系列信号を用いて初期位置検出を行ない、エ
ンコーダの回転体が高速で回転中の場合は、前記Zパル
ス信号を用いて初期位置検出を行なうことを特徴する。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a binary random number signal (hereinafter, referred to as an M-sequence signal) which is one cycle per rotation of a rotating body of an encoder is provided. An M-sequence signal output means for outputting, and an output of an arbitrary number of resolutions per rotation of the rotary body of the encoder; and
Pulse signal output means for outputting an A pulse signal having a duty of 50% and a B pulse signal shifted from the A pulse signal by 1/4 of one cycle; conversion means for converting the M-sequence signal into position data; The A pulse signal and B
And counting means for counting pulse signals, and performs initial position detection using the conversion means when power is turned on.
Z-pulse signal output means for outputting a Z-pulse signal generated at the same position by one rotation per rotation in an encoder which always enables position detection by adding the output from the counting means to the initial position detection value. And a position detecting means for detecting a position from the Z pulse signal, and when the rotating body of the encoder is rotating at a low speed including a stop, the initial position is detected using the M-sequence signal, and When the rotating body is rotating at a high speed, the initial position is detected using the Z pulse signal.

【0010】上記請求項1の発明においては、前記エン
コーダの回転体が低速か高速かは、或るサンプリング期
間における、前記計数手段からの出力値(カウンタ値)
の今回値から前回値を引いた差分値の絶対値を、所定値
と比較することにより判断することができ(請求項2の
発明)、または、前記計数手段からの出力値(カウンタ
値)の変化量と、前記変換手段からの出力の変化量とが
等しいとき、この変換手段からの出力を正しいものと判
断することができ(請求項3の発明)、もしくは、前記
Zパルスを前回検出してから今回検出するまでの間に、
前記計数手段からの出力値がエンコーダの回転体1回転
分相当のA,Bパルス数と等しいとき、Zパルスを用い
て位置を検出する位置検出手段からの出力を正しいもの
と判断することができる。
According to the first aspect of the present invention, whether the rotating body of the encoder is low speed or high speed is determined by an output value (counter value) from the counting means during a certain sampling period.
Can be determined by comparing the absolute value of the difference value obtained by subtracting the previous value from the current value with a predetermined value (the invention of claim 2), or the output value (counter value) from the counting means can be determined. When the amount of change is equal to the amount of change in the output from the conversion means, the output from the conversion means can be determined to be correct (the invention of claim 3), or the Z pulse is detected last time. Between detection and this time,
When the output value from the counting means is equal to the number of A and B pulses corresponding to one rotation of the rotary body of the encoder, the output from the position detecting means for detecting the position using the Z pulse can be determined to be correct. .

【0011】すなわち、請求項1の発明においては、電
源投入時等のスリット板などのエンコーダの回転体が低
速で回転している状態ではM系列信号を用いて位置検出
をし、高速に回転している状態ではZパルスを用いて位
置検出をすることにより、低速でも高速でも初期位置検
出が可能となる。さらに、M系列を用いた位置検出は、
N本のM系列信号を瞬時に読み取るため位置検出時間が
短いのに対し、Zパルスを用いた位置検出は、最悪、エ
ンコーダの回転体が1回転するまでの時間を要する。し
かし、この発明では、低速においてはM系列を用いた位
置検出を行ない、高速においてはZパルスを用いた位置
検出を行なうので、Zパルス位置検出を行なう場合で
も、回転体が1回転することにかかる時間が短く、初期
位置検出に要する時間が短くて済む。
That is, according to the first aspect of the present invention, when the rotating body of the encoder such as the slit plate is rotating at a low speed when the power is turned on, the position is detected by using the M-sequence signal, and the rotating body is rotated at a high speed. In such a state, the initial position can be detected at a low speed or a high speed by detecting the position using the Z pulse. Furthermore, position detection using the M sequence
While the position detection time for reading the N M-sequence signals instantaneously is short, the position detection using the Z pulse requires the time until the rotating body of the encoder makes one rotation at worst. However, in the present invention, the position detection using the M-sequence is performed at a low speed, and the position detection using the Z pulse is performed at a high speed. Therefore, even when the Z-pulse position detection is performed, the rotating body rotates once. This time is short, and the time required for initial position detection is short.

【0012】請求項2の発明においては、初期位置検出
において、A,Bパルスカウント値の、あるサンプリン
グ期間の変化量が大きい/小さいをもって高速/低速の
判断を行なうため、新規に高速/低速の判断手段を設け
ることなく実現できる。請求項3の発明においては、あ
るサンプリング期間でのM系列位置検出値の変化量と、
A,Bパルスカウント値の変化量が一致することで、M
系列位置検出値を正しいとして採用している。異なった
受光素子からの信号で、かつ異なる検出手段で得られた
結果を比較するため、一方の検出手段がノイズでだめに
なったとしても、もう一方の検出手段が正常である場合
があるので、エンコーダが初期位置検出を誤る可能性を
非常に小さくすることができる。また、もし上記の比較
が一致しないときは、この動作をリトライするとした場
合、初期位置検出値がなかなか確立しないことは、一方
の検出手段が正常でないことを意味し、このことからエ
ンコーダの故障を検出できる。
According to the second aspect of the present invention, in the initial position detection, the high / low speed is newly determined because the change amount of the A and B pulse count values during a certain sampling period is large / small. This can be realized without providing a judging means. In the invention according to claim 3, the amount of change in the M-sequence position detection value during a certain sampling period;
When the change amounts of the A and B pulse count values match, M
The sequence position detection value is adopted as correct. In order to compare the signals obtained from different light receiving elements and the results obtained by different detection means, even if one detection means fails due to noise, the other detection means may be normal. In addition, the possibility that the encoder erroneously detects the initial position can be greatly reduced. Also, if the above comparisons do not match, if this operation is retried, the fact that the initial position detection value is not easily established means that one of the detection means is not normal, and this indicates that the encoder has failed. Can be detected.

【0013】請求項4の発明においては、電源投入直後
にZパルスを検出してから次にZパルスを検出するまで
の間に、A,Bパルスカウント値が1回転分のパルス数
だけ変化することをもって、Zパルス位置検出値を初期
位置検出値として採用する。これは、異なった受光素子
からの信号で、かつ異なる検出手段で得られた結果を比
較するため、一方の検出手段がノイズ等でだめになった
としても、もう一方の検出手段が正常である場合がある
ので、エンコーダが初期位置検出を誤る可能性を非常に
小さくすることができる。また、請求項3の発明と同じ
く、もし上記比較が一致しないときにリトライするとし
た場合、初期位置検出値がなかなか確立しないことは、
一方の検出手段が正常でないことを意味し、このことか
らエンコーダの故障を検出できる。
According to the present invention, the count value of the A and B pulses changes by the number of pulses for one rotation between the detection of the Z pulse immediately after the power is turned on and the detection of the next Z pulse. Thus, the Z pulse position detection value is adopted as the initial position detection value. This is because signals from different light receiving elements and results obtained by different detection means are compared, so that even if one detection means fails due to noise or the like, the other detection means is normal. In some cases, the possibility that the encoder erroneously detects the initial position can be greatly reduced. Further, similarly to the invention of claim 3, if the retry is performed when the comparisons do not match, the initial position detection value is not easily established.
This means that one of the detection means is not normal, and from this it is possible to detect a failure of the encoder.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1の実施の形
態を示す構成図である。スリット板1には、1回転で1
周期となるようなNビットのM系列信号パターン、等間
隔で遮光・透過を繰り返すA,Bパルス信号パターン、
および1回転に同じ位置で1回だけ光を透過するZパル
ス信号パターンが形成されているものとする。LED2
より発光された光はスリット板1を通して、受光素子群
3にて電流に変換される。したがって、受光素子群3は
N個の受光素子列31と、Aパルス受光素子とAパルス
受光素子の出力信号から1/4周期位相のずれた波形を
出力するように配置されたBパルス受光素子を含むA,
Bパルス受光素子32と、Zパルス受光素子33と、M
系列受光素子31から出力された電流を増幅するN個の
トランジスタ34等より成っている。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention. The slit plate 1 has one rotation
N-bit M-sequence signal pattern having a period, A and B pulse signal patterns that repeat light-shielding / transmission at equal intervals,
It is assumed that a Z-pulse signal pattern that transmits light only once at the same position in one rotation is formed. LED2
The emitted light is converted into a current by the light receiving element group 3 through the slit plate 1. Therefore, the light receiving element group 3 includes N light receiving element rows 31 and a B pulse light receiving element arranged to output a waveform having a phase shifted by 1/4 cycle from the output signals of the A pulse light receiving element and the A pulse light receiving element. A containing
B pulse light receiving element 32, Z pulse light receiving element 33, M
It comprises N transistors 34 and the like for amplifying the current output from the series light receiving element 31.

【0015】N個のトランジスタ34から出力された電
流は、それぞれN個の抵抗4によって電流から電圧に変
換される。また、Zパルス受光素子33から出力された
電流は、I/V変換回路5Aにより電圧に変換される。
電圧に変換されたZパルス信号は、コンパレータ6A
で、出力(Zパルスのパルス幅)がA,Bパルスのパル
ス幅程度になるような比較電圧E1と比較され、図6に
示すようなZパルス信号に波形整形される。同様に、
A,Bパルス受光素子32から出力された電流は、I/
V変換回路5により電圧に変換される。電圧に変換され
たA,Bパルス信号は電圧Eとコンパレータ6で比較さ
れ、図6に示すようなA,Bパルス信号に波形整形され
る。
The currents output from the N transistors 34 are converted from currents to voltages by the N resistors 4. The current output from the Z-pulse light receiving element 33 is converted into a voltage by the I / V conversion circuit 5A.
The Z pulse signal converted into the voltage is supplied to the comparator 6A
Then, the output (pulse width of the Z pulse) is compared with the comparison voltage E1 such that the pulse width becomes about the pulse width of the A and B pulses, and the waveform is shaped into a Z pulse signal as shown in FIG. Similarly,
The current output from the A and B pulse light receiving elements 32 is I /
The voltage is converted by the V conversion circuit 5 into a voltage. The voltage-converted A and B pulse signals are compared with the voltage E by the comparator 6 and shaped into A and B pulse signals as shown in FIG.

【0016】N本のM系列信号,A,Bパルス信号およ
びZパルス信号は、それぞれディジタル処理部8に入力
されて以下のように処理され、位置検出値に加工され
る。M系列/位置変換テーブル80は図4と同じく、N
本のM系列信号の入力に対して、Nbitの位置データ
に変換するN行×N列の大きさのテーブルである。81
も図4と同じく、図6に示すようなA,Bパルスを1て
い倍して、アップ/ダウンカウントするようなカウンタ
であり、電源投入時には“0”がプリセットされてい
る。
The N M-sequence signals, A, B pulse signals, and Z pulse signals are input to the digital processing unit 8 and processed as described below to be processed into position detection values. The M-sequence / position conversion table 80 is similar to FIG.
It is a table of the size of N rows × N columns for converting the input of the M-sequence signal into N-bit position data. 81
4, is a counter for multiplying the A and B pulses by 1 as shown in FIG. 6 and counting up / down, and "0" is preset when the power is turned on.

【0017】ここで、電源が投入されると、まず最初に
スリット板1が停止または低速で回転中か高速で回転中
かが、低速/高速判断回路83により判断される。そし
て、低速の場合、判断回路83は“1”を出力してスイ
ッチ(SW)86によりテーブル80出力を選択し、高
速の場合は判断回路83は“0”を出力し、スイッチ
(SW)86により“0”、すなわちZパルスによる位
置検出値(0)を選択する。次に、86により選択され
たデータは、ラッチ82により論理回路85から出力さ
れる初期位置検出終了信号の立ち上がりタイミングで、
初期位置検出値としてラッチされる。初期位置検出終了
信号は論理回路85により電源オン時にクリアされ、低
速でかつM系列/位置検出変換終了の場合と、高速でか
つZパルスを検出した場合にセットされる。初期位置検
出終了信号がセットされたのち、ラッチ82によってラ
ッチされた初期位置検出値と、初期位置検出終了信号の
立ち上がりエッジでクリアされたカウンタ81の出力は
加算器84によって加算され、常に位置検出が行なわれ
ることになる。
When the power is turned on, first, the low speed / high speed determination circuit 83 determines whether the slit plate 1 is stopped, rotating at a low speed, or rotating at a high speed. When the speed is low, the judgment circuit 83 outputs "1" and selects the output of the table 80 by the switch (SW) 86. When the speed is high, the judgment circuit 83 outputs "0" and the switch (SW) 86 To select "0", that is, the position detection value (0) based on the Z pulse. Next, the data selected by 86 is at the rising timing of the initial position detection end signal output from the logic circuit 85 by the latch 82,
Latched as the initial position detection value. The initial position detection end signal is cleared by the logic circuit 85 when the power is turned on, and is set at low speed and when M-sequence / position detection conversion is completed, and at high speed and when a Z pulse is detected. After the initial position detection end signal is set, the initial position detection value latched by the latch 82 and the output of the counter 81 cleared at the rising edge of the initial position detection end signal are added by the adder 84, and the position detection is always performed. Will be performed.

【0018】図2はこの発明の第2の実施の形態を示す
構成図である。図1と異なるのは低速/高速判断回路8
3の部分だけなので、これについてのみ説明し他につい
ては説明を省略する。低速/高速判断回路83は図示の
ように、カウンタ81の出力の前回値を保持するバッフ
ァ832,前回値から今回値を減算する減算器831,
減算結果の絶対値を演算する絶対値演算器833および
コンパレータ834等より構成する。なお、コンパレー
タ835の入力Aは、低速か高速かの判断しきい値を示
す。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. What is different from FIG. 1 is a low speed / high speed judgment circuit 8.
Since only part 3 is described, only this will be described, and the description of the other parts will be omitted. As shown in the figure, a low speed / high speed determination circuit 83 includes a buffer 832 for holding the previous value of the output of the counter 81, and a subtractor 831 for subtracting the current value from the previous value.
It is composed of an absolute value calculator 833 for calculating the absolute value of the subtraction result, a comparator 834, and the like. The input A of the comparator 835 indicates a threshold value for determining whether the speed is low or high.

【0019】すなわち、カウンタ81の出力は減算器8
31により、バッファ832の値から減算され、絶対値
演算器833によって絶対値がとられる。この絶対値
は、サンプリング間のA,Bパルス変化量である。この
変化量はコンパレータ834において、低速か高速かの
判断しきい値Aと比較される。こうして、低速/高速判
断回路83は低速ならば“1”を、高速ならば“0”を
出力する。ここに、低速か高速かを判断するためのしき
い値Aは、M系列信号の応答から決まる定数である。
That is, the output of the counter 81 is applied to the subtractor 8
31, the value is subtracted from the value of the buffer 832, and the absolute value calculator 833 takes the absolute value. This absolute value is the amount of change in A and B pulses between samplings. The amount of change is compared with a threshold value A for determining whether the speed is low or high in the comparator 834. Thus, the low speed / high speed judgment circuit 83 outputs "1" if the speed is low and "0" if the speed is high. Here, the threshold value A for determining whether the speed is low or high is a constant determined from the response of the M-sequence signal.

【0020】図3はこの発明の第3の実施の形態を示す
構成図で、図2に示すものに対してM系列位置検出値チ
ェック回路87と、Zパルス位置検出値チェック回路8
8とを付加して構成される。まず、M系列位置検出値チ
ェック回路87は、M系列位置検出値の前回値を保持す
るバッファ871,M系列位置検出値の前回値から今回
値を減算する減算器872,カウンタ81の出力の前回
値を保持するバッファ874,カウンタ81の出力の前
回値から今回値を減算する減算器875,減算器872
の出力から減算器875の出力減算する減算器873,
およびこの減算器873の出力が“0”かそれ以外かを
判断する判断回路876等より構成される。
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. In FIG. 3, an M-sequence position detection value check circuit 87 and a Z pulse position detection value check circuit 8 are different from those shown in FIG.
8 is added. First, the M-sequence position detection value check circuit 87 includes a buffer 871 for holding the previous value of the M-sequence position detection value, a subtractor 872 for subtracting the current value from the previous value of the M-sequence position detection value, A buffer 874 for holding the value, a subtractor 875 for subtracting the current value from the previous value of the output of the counter 81, and a subtractor 872
Subtracter 873, which subtracts the output of subtractor 875 from the output of
And a judgment circuit 876 for judging whether the output of the subtracter 873 is "0" or not.

【0021】M系列位置検出値チェック回路87の動作
について説明する。テーブル80の出力であるM系列位
置検出値は、減算器872により前回値を保持するバッ
ファ871の出力から減算される。この減算結果はサン
プリング間のM系列位置検出値の変化量である。一方、
A,Bパルスカウンタ81の出力は、減算器875によ
り前回値を保持するバッファ874の出力から減算され
る。この減算結果はサンプリング間のA,Bパルス数で
ある。サンプリング間のM系列位置検出値の変化量か
ら、サンプリング間のA,Bパルス数が、減算器873
により減算される。この減算結果が“0”、すなわちサ
ンプリング間のA,Bパルス数とM系列位置検出値の変
化量が一致することを判断回路876は判断し、一致し
たならば“1”、一致しないならば“0”を出力する。
この出力が“1”ならば、M系列位置検出値のチェック
はOKであり、低速の場合は論理回路85により、初期
位置検出終了フラグがセットされる。もし、上記出力が
“0”ならば、低速の場合であっても初期位置検出終了
フラグはクリアされたままとなるので、M系列位置検出
値のチェック動作を次のサンプリングでリトライする。
The operation of the M-sequence position detection value check circuit 87 will be described. The M-sequence position detection value output from the table 80 is subtracted by the subtractor 872 from the output of the buffer 871 holding the previous value. This subtraction result is the amount of change in the M-sequence position detection value between samplings. on the other hand,
The output of the A and B pulse counters 81 is subtracted by a subtractor 875 from the output of the buffer 874 holding the previous value. The result of this subtraction is the number of A and B pulses between samplings. From the amount of change in the M-sequence position detection value between samplings, the number of A and B pulses between samplings is subtracted by
Is subtracted by The determination circuit 876 determines that the result of the subtraction is "0", that is, the number of A and B pulses between samplings and the amount of change in the M-sequence position detection value match. Outputs “0”.
If this output is “1”, the check of the M-sequence position detection value is OK, and the initial position detection end flag is set by the logic circuit 85 at low speed. If the output is "0", the initial position detection end flag remains cleared even in the case of low speed, so that the check operation of the M-sequence position detection value is retried in the next sampling.

【0022】一方、Zパルス位置検出値チェック回路8
8は、今回のZパルス検出のタイミングでカウンタ81
の出力をラッチするラッチ881,前回のZパルス検出
のタイミングでカウンタ81の出力をラッチするラッチ
882,その前回値から今回値を減算する減算器88
3,および減算結果が2のN乗(2N )かどうかを判断
する判断回路884等より構成される。その動作は以下
のとおりである。電源投入後、最初にZパルスを検出し
たときのカウンタ81の出力値をラッチ882にラッチ
し、次にZパルスを検出したときのカウンタ81の出力
値をラッチ881でラッチし、その差分を減算器883
により求める。判断回路884は、その差分がスリット
板1の1回転分のA,Bパルス数に相当する2N である
かどうかを判断し、その結果が“1”ならばZパルス位
置検出のチェックはOKであり、高速の場合は論理回路
85により、初期位置検出終了フラグがセットされる。
もし、上記出力が“0”ならば、高速であっても初期位
置検出終了フラグはセットされずに、Zパルス位置検出
値のチェック動作をリトライする。
On the other hand, Z pulse position detection value check circuit 8
8 is a counter 81 at the timing of the current Z pulse detection.
A latch 881, a latch 882 for latching the output of the counter 81 at the previous Z pulse detection timing, and a subtractor 88 for subtracting the current value from the previous value.
3, and a judgment circuit 884 for judging whether or not the subtraction result is 2 N (2 N ). The operation is as follows. After the power is turned on, the output value of the counter 81 when the Z pulse is detected first is latched by the latch 882, and the output value of the counter 81 when the Z pulse is detected is latched by the latch 881 and the difference is subtracted. Vessel 883
Ask by The judgment circuit 884 judges whether the difference is 2 N corresponding to the number of A and B pulses for one rotation of the slit plate 1, and if the result is "1", the check of the Z pulse position detection is OK. In the case of high speed, the logic circuit 85 sets an initial position detection end flag.
If the output is "0", the initial position detection end flag is not set even at high speed, and the operation of checking the Z pulse position detection value is retried.

【0023】[0023]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、電源投入時の
初期位置検出を、低速でM系列信号を用いて行ない、高
速でZパルスを用いることにより、停止時から高速ま
で、初期位置検出が可能となる。請求項2の発明によれ
ば、新規に回転数を検出する手段を設けることなく、従
来からあるA,Bパルスカウント値を用いて、低速/高
速の判断が可能となる。請求項3の発明によれば、或る
サンプリング期間でのM系列位置検出値とA,Bパルス
カウント値の変化量が一致することでM系列位置検出値
を正しいと判断し、初期位置検出値として採用すること
により、M系列位置検出の耐ノイズ性を高めることがで
きる。請求項4の発明によれば、電源投入直後にZパル
スを検出してから、次にZパルスを検出するまでの間
に、A,Bパルスカウント値が1回転分のパルス数だけ
変化することで、Zパルス位置検出値を正しいと判断
し、初期位置検出値として採用することにより、Zパル
ス位置検出の耐ノイズ性を高めることができる。
According to the first aspect of the present invention, the initial position upon power-on is detected at low speed using the M-sequence signal, and the Z pulse is used at high speed. Detection becomes possible. According to the second aspect of the present invention, it is possible to determine the low speed / high speed by using the conventional A and B pulse count values without providing a means for newly detecting the number of revolutions. According to the third aspect of the present invention, the M-sequence position detection value is determined to be correct when the M-sequence position detection value and the change amount of the A and B pulse count values in a certain sampling period match, and the initial position detection value is determined. , The noise resistance of M-sequence position detection can be improved. According to the fourth aspect of the present invention, between the detection of the Z pulse immediately after the power is turned on and the detection of the next Z pulse, the A and B pulse count values change by the number of pulses for one rotation. By determining that the Z pulse position detection value is correct and adopting it as the initial position detection value, the noise resistance of the Z pulse position detection can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施の形態を示す構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第2の実施の形態を示す構成図であ
る。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第3の実施の形態を示す構成図であ
る。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図4】従来例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing a conventional example.

【図5】M系列信号を位置データに変換するテーブル例
の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of a table for converting an M-sequence signal into position data.

【図6】図1〜4の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of FIGS.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…スリット板、2…LED(発光ダイオード)、3…
受光素子群、31,32,33…受光素子、34…トラ
ンジスタ、4…抵抗、5,5A…電流/電圧(I/V)
変換回路、6,6A,834…コンパレータ、8…ディ
ジタル処理部、81…カウンタ、82,881,882
…ラッチ、83…低速/高速判断回路、84…加算器、
85…論理00086…スイッチ、87…、M系列位置
検出値チェック回路、88…Zパルス位置検出値チェッ
ク回路、831,872,875,883…減算器、8
32,871,874…バッファ、833…絶対値演算
器、876,884…判断回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Slit board, 2 ... LED (light emitting diode), 3 ...
Light receiving element group, 31, 32, 33: light receiving element, 34: transistor, 4: resistor, 5, 5A: current / voltage (I / V)
Conversion circuit, 6, 6A, 834 Comparator, 8 Digital processing unit, 81 Counter, 82, 881, 882
... Latch, 83 ... Low speed / high speed judgment circuit, 84 ... Adder,
85: logic 0886: switch, 87: M-sequence position detection value check circuit, 88: Z pulse position detection value check circuit, 831, 872, 875, 883: subtractor, 8
32, 871, 874: buffer; 833: absolute value calculator; 876, 884: determination circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藍原 隆司 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 Fターム(参考) 2F077 AA38 NN02 NN30 PP19 QQ05 QQ11 RR17 TT32 TT61 TT66 TT71 2F103 BA32 CA02 DA01 DA13 EA02 EA12 EB06 EB33 ED06 ED12 ED18 ED21  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Aihara 1-1-1 Tanabeshinda, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term in Fuji Electric Co., Ltd. (Reference) 2F077 AA38 NN02 NN30 PP19 QQ05 QQ11 RR17 TT32 TT61 TT66 TT71 2F103 BA32 CA02 DA01 DA13 EA02 EA12 EB06 EB33 ED06 ED12 ED18 ED21

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンコーダの回転体1回転で1周期とな
るような2値乱数信号(以下、M系列信号という)を出
力するM系列信号出力手段と、エンコーダの回転体1回
転で任意の分解能の数だけ出力され、かつ、デューティ
が50%のAパルス信号およびこのAパルス信号に対し
1周期の1/4だけずれたBパルス信号を出力するパル
ス信号出力手段と、前記M系列信号を位置データに変換
する変換手段と、前記Aパルス信号およびBパルス信号
を計数する計数手段とを備え、電源投入時に前記変換手
段を用いて初期位置検出を行ない、その後、この初期位
置検出値に前記計数手段からの出力を加算することによ
り、位置検出を常時可能にしたエンコーダにおいて、 1回転で1パルスだけ同じ位置で発生するZパルス信号
を出力するZパルス信号出力手段と、このZパルス信号
から位置を検出する位置検出手段とを設け、エンコーダ
の回転体が停止時を含む低速で回転中の場合は、前記M
系列信号を用いて初期位置検出を行ない、エンコーダの
回転体が高速で回転中の場合は、前記Zパルス信号を用
いて初期位置検出を行なうことを特徴とするエンコーダ
の初期位置検出装置。
1. An M-sequence signal output means for outputting a binary random number signal (hereinafter, referred to as an M-sequence signal) such that one cycle is obtained by one rotation of the rotating body of the encoder, and an arbitrary resolution by one rotation of the rotating body of the encoder. And A pulse signal output means for outputting an A pulse signal having a duty ratio of 50% and a B pulse signal shifted from the A pulse signal by one-fourth of one cycle; A conversion unit for converting the data into data; and a counting unit for counting the A pulse signal and the B pulse signal. When the power is turned on, an initial position is detected by using the conversion unit. In an encoder that always enables position detection by adding outputs from the means, a Z pulse that outputs a Z pulse signal generated at the same position by one pulse per rotation No. output means, and a position detecting means for detecting a position of the Z pulse signal provided, if the rotation of the encoder is rotating at a low speed including when stopped, the M
An initial position detecting device for an encoder, wherein the initial position is detected by using a series signal, and the initial position is detected by using the Z pulse signal when the rotating body of the encoder is rotating at a high speed.
【請求項2】 前記エンコーダの回転体が低速か高速か
は、或るサンプリング期間における、前記計数手段から
の出力値(カウンタ値)の今回値から前回値を引いた差
分値の絶対値を、所定値と比較することにより判断する
ことを特徴とする請求項1に記載のエンコーダの初期位
置検出装置。
2. The method according to claim 1, wherein the rotating body of the encoder is at a low speed or a high speed by determining the absolute value of a difference value obtained by subtracting a previous value from a current value of an output value (counter value) from the counting means during a certain sampling period. The initial position detecting device for an encoder according to claim 1, wherein the determination is made by comparing with a predetermined value.
【請求項3】 前記計数手段からの出力値(カウンタ
値)の変化量と、前記変換手段からの出力の変化量とが
等しいとき、この変換手段からの出力を正しいものと判
断することを特徴とする請求項1に記載のエンコーダの
初期位置検出装置。
3. When the amount of change in the output value (counter value) from the counting means is equal to the amount of change in the output from the converting means, the output from the converting means is determined to be correct. The encoder initial position detecting device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記Zパルスを前回検出してから今回検
出するまでの間に、前記計数手段からの出力値がエンコ
ーダの回転体1回転分相当のA,Bパルス数と等しいと
き、Zパルスを用いて位置を検出する位置検出手段から
の出力を正しいものと判断することを特徴とする請求項
1に記載のエンコーダの初期位置検出装置。
4. When the output value from the counting means is equal to the number of A and B pulses corresponding to one rotation of the rotating body of the encoder during a period from the previous detection of the Z pulse to the present detection thereof, the Z pulse The initial position detecting device for an encoder according to claim 1, wherein the output from the position detecting means for detecting the position using is determined to be correct.
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