JP2009294117A - Absolute encoder and method for detecting absolute position - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an absolute encoder utilizing an architecture of an incremental encoder. <P>SOLUTION: A wheel 100 includes a circular wheel body 102 and a plurality of grids 104. The grids 104 include a primary grid 104A which is a main grid arranged on a reference line, and secondary grid units 104B, 104C which are a plurality of sub-grids arranged on at least one adjustment line. The number of grids of the sub-grids 104B, 104C is smaller by one than the number of grids of the main grid 104A. For example, if the number of grids of the main grid 104A is 2,500, the number of grids of each sub-grid 104B, 104C is 2,499. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、アブソリュート型エンコーダ(絶対位置検出器)に関し、特にインクレメンタル型エンコーダー(相対位置検出器)のアーキテクチャを活用するアブソリュート型エンコーダーに関する。   The present invention relates to an absolute encoder (absolute position detector), and more particularly to an absolute encoder that utilizes the architecture of an incremental encoder (relative position detector).

従来のACサーボモータは、一般にロータの角度情報を感知するために光学エンコーダーを含み、この角度情報は固定子駆動電流を決定するために用いることができる。そのため、ACサーボモータの速度は正確に制御することができる。   Conventional AC servo motors typically include an optical encoder to sense rotor angle information, which can be used to determine stator drive current. Therefore, the speed of the AC servo motor can be accurately controlled.

図1は、先行技術のACサーボモータの概略図を示す。モータ10内のロータの角度位置は、光学エンコーダー12によって検出され、角度情報を得るために信号演算処理装置20によって処理される。推定されたモータ回転速度を得るために、角度情報は速度推定装置14によって処理される。速度コントローラ30は、モータ速度制御信号を生成するために、コントローラモジュール32およびIGBTモジュール34を制御するために推定されたモータ回転速度および速度コマンドを受信する。モータ速度制御信号は、正確にモータ10の回転速度を制御するために用いることができる。   FIG. 1 shows a schematic diagram of a prior art AC servomotor. The angular position of the rotor in the motor 10 is detected by the optical encoder 12 and processed by the signal processor 20 to obtain angle information. The angle information is processed by the speed estimator 14 to obtain the estimated motor rotation speed. The speed controller 30 receives the estimated motor rotation speed and speed commands for controlling the controller module 32 and the IGBT module 34 to generate a motor speed control signal. The motor speed control signal can be used to accurately control the rotation speed of the motor 10.

特に、サーボモータにおいて、モータ軸に付けられた位置センサーは、光学エンコーダー12である。光学エンコーダー12をインクレメンタル型エンコーダーとアブソリュート型エンコーダーに分類することができる場合、サーボモータの位置精密は光学エンコーダーの分解能に依存する。   In particular, in the servo motor, the position sensor attached to the motor shaft is the optical encoder 12. When the optical encoder 12 can be classified into an incremental type encoder and an absolute type encoder, the position accuracy of the servo motor depends on the resolution of the optical encoder.

インクレメンタル型エンコーダーは、直前の位置に関する情報を提供することができ、もし位置がリセットされなければ、そのエンコーダーホイールの絶対位置は電源障害の後に知ることができない。そのため、インクレメンタル型エンコーダーは、電源後のそのエンコーダーホイールの絶対位置が電源障害の後にまさに回復されることを知ることができない。これに反して、アブソリュート型エンコーダーは、常に、電源障害により悩まずに、出力軸の絶対位置を知ることができる。リセット動作は電源障害からの電源投入の後に必要ではなく、動作は簡易化される。   An incremental encoder can provide information about the previous position, and if the position is not reset, the absolute position of the encoder wheel cannot be known after a power failure. Thus, an incremental encoder cannot know that the absolute position of its encoder wheel after power is just restored after a power failure. On the other hand, the absolute encoder can always know the absolute position of the output shaft without being troubled by a power failure. The reset operation is not necessary after power-on due to a power failure, and the operation is simplified.

図2は、光学エンコーダーの概略図を示す。光源260からの光は、回転車200および固定マスク220を通過した後に、光センサー240に到達する。光センサー240によって受信された信号は、回転車200の位置変更により変更される。そのため、回転車200の位置変更は、光センサー240の信号の強さの検出によって知ることができる。   FIG. 2 shows a schematic diagram of an optical encoder. The light from the light source 260 reaches the optical sensor 240 after passing through the rotating wheel 200 and the fixed mask 220. The signal received by the optical sensor 240 is changed by changing the position of the rotating wheel 200. Therefore, the position change of the rotating wheel 200 can be known by detecting the signal strength of the optical sensor 240.

図3は、6ビットのエンコーダーホイールである、アブソリュート型エンコーダーホイール300の概略図を示す。アブソリュート型エンコーダーホイール300は、円形のホイール本体302および複数の格子304を含む。格子304は、最内軌道および1/2の周面を占める第1の格子304Aと、第2の最内軌道および各1/4の周面を占める2個の第2の格子304Bと、第3の格子304Cと、第4の格子304Dと、第5の格子304Eと、最も外側の軌道および各1/64の周面を占める32個の第6の格子304Fとを含む。強度を変化する信号は、ラジアル方向に沿って得ることができ、2=64の位置分解能は、周面方向に沿って得ることができる。しかしながら、1ビットの分解能が図3に示されるアブソリュート型エンコーダーホイール300において増強されるべきである場合、より多くの軌道が必要である。分解能をさらに要求している場合、アブソリュート型エンコーダーホイール300は、より多くのスペースを占める。図3に示されるアブソリュート型エンコーダーホイール300は、そのサイズが制限される場合、分解能が限定されている。 FIG. 3 shows a schematic diagram of an absolute encoder wheel 300, which is a 6-bit encoder wheel. The absolute encoder wheel 300 includes a circular wheel body 302 and a plurality of gratings 304. The grating 304 includes a first grating 304A that occupies the innermost track and ½ circumferential surface, two second gratings 304B that occupy the second innermost track and ¼ circumferential surface, 3 gratings 304C, a fourth grating 304D, a fifth grating 304E, and 32 sixth gratings 304F that occupy the outermost orbit and each circumferential surface of 1/64. A signal that varies in intensity can be obtained along the radial direction, and a position resolution of 2 6 = 64 can be obtained along the circumferential direction. However, if 1-bit resolution is to be enhanced in the absolute encoder wheel 300 shown in FIG. 3, more trajectories are required. If more resolution is required, the absolute encoder wheel 300 occupies more space. The absolute encoder wheel 300 shown in FIG. 3 has a limited resolution when its size is limited.

図4Aは、インクレメンタル型光学エンコーダーのためのエンコーダーホイール400の概略図を示しており、エンコーダーは円形のホイール本体402および複数の格子を含む。格子は、メインの格子404Aと、第1のサブ格子404Bと、第2のサブ格子を404Cとを含み、第1のサブ格子404Bおよび第2のサブ格子404Cは、メイン格子404Aの2つの対向面上に配置される。図4Bは、エンコーダーホイール400に関連したマスク420を示しており、エンコーダーホイール400は、格子420Aの4つの列を含む。図4Cは、エンコーダーホイール400に関連した光センサーデバイス440を示しており、エンコーダーホイール400は、メイン格子404Aに対応する主光センサーユニット442A、444A、442B、444B(A+/B+/A−/B−とラベル付けされた)を含む。エンコーダーホイール400が回転する場合、主光センサーユニット442A、444A、442B、444B(A+/B+/A−/B−とラベル付けされた)は、4つのシヌソイドのような信号を生成する。4つのシヌソイドのような信号には、0/90/180/270度のフェーズがある。同相雑音なしで正弦信号Aを得るために、180度の位相差によるA+/A−信号は差分演算に従う。同相雑音なしで余弦信号Bを得るために、180度の位相差によるB+/B−信号は差分演算に従う。前方または後方への回転を判断するために、90度の位相差による正弦信号Aおよび余弦信号Bを用いることができる。   FIG. 4A shows a schematic diagram of an encoder wheel 400 for an incremental optical encoder, the encoder including a circular wheel body 402 and a plurality of grids. The grating includes a main grating 404A, a first sub-grating 404B, and a second sub-grating 404C, where the first sub-grating 404B and the second sub-grating 404C are two opposite of the main grating 404A. Placed on the surface. FIG. 4B shows a mask 420 associated with encoder wheel 400, which includes four rows of grids 420A. FIG. 4C shows a light sensor device 440 associated with the encoder wheel 400, which is a main light sensor unit 442A, 444A, 442B, 444B (A + / B + / A− / B) corresponding to the main grid 404A. -Labeled). When the encoder wheel 400 rotates, the primary light sensor units 442A, 444A, 442B, 444B (labeled A + / B + / A− / B−) generate four sinusoid-like signals. A signal like four sinusoids has a phase of 0/90/180/270 degrees. In order to obtain the sine signal A without in-phase noise, the A + / A− signal with a phase difference of 180 degrees follows the difference calculation. In order to obtain the cosine signal B without in-phase noise, the B + / B− signal with a phase difference of 180 degrees follows the difference calculation. To determine forward or backward rotation, a sine signal A and a cosine signal B with a 90 degree phase difference can be used.

インクレメンタル型光学エンコーダーは、正弦の信号Aおよび余弦信号Bに基づいた増加分の位置情報を得ることができる。絶対位置情報を得るために、原点光センサーユニット446A、446B(Z+/Z−)がさらに備えられる。しかしながら、電源障害からの電源投入の後、増加分のエンコーダー上の原点マークは、絶対位置情報を得るために原点センサーユニットによって感知されるべきである。このプロセスは、時間を浪費し、原点マークへのリターンを要求しないアプリケーションのためには適していない。   The incremental optical encoder can obtain position information of an increment based on the sine signal A and the cosine signal B. In order to obtain absolute position information, origin light sensor units 446A, 446B (Z + / Z−) are further provided. However, after power-up from a power failure, the incremental origin mark on the encoder should be sensed by the origin sensor unit to obtain absolute position information. This process is not suitable for applications that are time consuming and do not require a return to the origin mark.

本発明は、インクレメンタル型エンコーダーのアーキテクチャを活用するアブソリュート型エンコーダーを提供することを目的とし、それにより、その分解能を増強する。   The present invention seeks to provide an absolute encoder that takes advantage of an incremental encoder architecture, thereby enhancing its resolution.

したがって、本発明のアブソリュート型エンコーダーは、アブソリュート型エンコーダーホイールを含む。アブソリュート型エンコーダーホイールは、一次光学格子ユニットおよび2つの二次光学格子ユニットを含み、2つの二次光学格子ユニットは、一次光学格子ユニットの外部および内部に配置されており、一次光学格子ユニットより1つ少ない光学格子を含んでいる。エンコーダーホイールは、二次光学格子ユニットの光検出信号内のゼロ点を見つけるために回転し、一次光学格子ユニットの対応する光検知値も決定される。エンコーダーホイールの絶対位置は、対応する光検知値に関連して計算することができる。アブソリュート型エンコーダーは、より多くの融通性を提供するためにインクレメンタル型エンコーダーとしても用いることができる。   Therefore, the absolute encoder of the present invention includes an absolute encoder wheel. The absolute type encoder wheel includes a primary optical grating unit and two secondary optical grating units, and the two secondary optical grating units are arranged outside and inside the primary optical grating unit, and are 1 more than the primary optical grating unit. Includes fewer optical gratings. The encoder wheel rotates to find the zero point in the light detection signal of the secondary optical grating unit, and the corresponding light detection value of the primary optical grating unit is also determined. The absolute position of the encoder wheel can be calculated in relation to the corresponding light detection value. Absolute encoders can also be used as incremental encoders to provide more flexibility.

先行技術のアブソリュート型光学エンコーダーにとって、バイナリコードまたはグレイコードなどのような物理的なコーディングは、絶対位置情報を得るのに必要である。さらに、アブソリュート型光学エンコーダーの分解能はまた、センサーの数に依存する。センサーの数が増加するにつれて、アブソリュート型光学エンコーダーのサイズおよびコストは増加する。本発明において、増加分のエンコーダーのアーキテクチャは、絶対位置感知機能を提供するために活用される。付加的な格子は、変調信号を生成するために増加分のエンコーダー内で備えられる。360度の正弦信号(あるいは余弦信号)は、変調信号により生成することができる。絶対位置情報は、正弦信号(あるいは余弦信号)の補間により得ることができる。   For prior art absolute optical encoders, physical coding, such as binary code or gray code, is necessary to obtain absolute position information. Furthermore, the resolution of an absolute optical encoder also depends on the number of sensors. As the number of sensors increases, the size and cost of absolute optical encoders increases. In the present invention, the incremental encoder architecture is exploited to provide absolute position sensing functionality. An additional grating is provided in the incremental encoder to generate a modulated signal. A 360 degree sine signal (or cosine signal) can be generated by a modulation signal. Absolute position information can be obtained by interpolation of a sine signal (or cosine signal).

図5Aは、本発明によるアブソリュート型光学エンコーダー内のエンコーダーホイール100の概略図を示す。ホイール100は、円形のホイール本体102および複数の格子104を含む。格子104は、基準線に配置された複数のメイン格子による一次格子ユニット104Aと、少なくとも1つの調整線に配置された複数のサブ格子による少なくとも1つの二次格子ユニット(この図の中では2つの二次格子ユニット104B、104Cがあると示されている)とを含む。サブ格子の格子数は、メイン格子の数より1つ少ない。例えば、メイン格子の格子数が2500である場合、サブ格子の格子数は2499である。   FIG. 5A shows a schematic diagram of an encoder wheel 100 in an absolute optical encoder according to the present invention. The wheel 100 includes a circular wheel body 102 and a plurality of grids 104. The grating 104 includes a primary grating unit 104A composed of a plurality of main gratings arranged on a reference line and at least one secondary grating unit composed of a plurality of sub-grids arranged on at least one adjustment line (in this figure, two Secondary grating units 104B and 104C). The number of sub-lattices is one less than the number of main lattices. For example, when the number of lattices of the main lattice is 2500, the number of lattices of the sub lattice is 2499.

図5Bは、マスク120の概略図を示しており、マスク120は、光センサーデバイスに対応する格子120Aの4つの列を含む。図5Cは、光センサーデバイス140の概略図を示しており、光センサーデバイス140は、一次格子ユニット104Aのメイン格子の場所に対応する主光センサーユニット142A、144A、142B、144B(すなわちA+/B+/A−/B−でマークされたエリア)を含む。光センサーデバイス140は、さらに、二次格子ユニット104B、104Cのサブ格子にそれぞれ対応する調整光センサーユニット146A、146B(すなわちM+/M−でマークされたエリア)を含む。   FIG. 5B shows a schematic diagram of the mask 120, which includes four columns of gratings 120A corresponding to the photosensor devices. FIG. 5C shows a schematic diagram of the photosensor device 140, which is the main photosensor unit 142A, 144A, 142B, 144B (ie, A + / B +) corresponding to the location of the main grid of the primary grid unit 104A. Area marked with / A− / B−). Photosensor device 140 further includes adjusted photosensor units 146A, 146B (ie, areas marked with M + / M−) corresponding to the sub-gratings of secondary grating units 104B, 104C, respectively.

本発明において、インクレメンタル型エンコーダー内のホイールと関連する構成部品とは、絶対位置情報を提供するために変更される。再び図5A、4A、4Cを参照すると、ホイール400のZ+/Z−エリアに対応するホイール100上の部分は、一次格子ユニット104Aのメイン格子より1つの少ないぎざぎざを各々有するサブ格子を備えている。実証を容易にするために、アブソリュート型エンコーダーの動作は、一次格子ユニット104Aにおいて16個のメイン格子と、二次格子ユニット104Bにおいて15個のサブ格子と、二次格子ユニット104Cにおいて15個のサブ格子で説明される。   In the present invention, the wheels and associated components in the incremental encoder are modified to provide absolute position information. Referring again to FIGS. 5A, 4A, and 4C, the portion on the wheel 100 corresponding to the Z + / Z− area of the wheel 400 comprises sub-grids each having one less jaggedness than the main lattice of the primary lattice unit 104A. . For ease of demonstration, the operation of the absolute encoder is as follows: 16 main grids in the primary grid unit 104A, 15 sub grids in the secondary grid unit 104B, and 15 sub grids in the secondary grid unit 104C. Illustrated by a lattice.

図6は、光センサーデバイス140によって検出された信号を示す。ホイール100の1回転で、主光センサーユニット142A、142B(A+/A−でマークされるエリアに対応する)は、微分により16個の期間(各期間には360度のフェーズがある)の第1の正弦曲線(実線)を生成する。ホイール100の1回転で、調整光センサーユニット146Aまたは146B(M+/Mでマークされるエリアに対応する)は、15個の期間(各期間には360度のフェーズがある)の第2の正弦曲線(破線)を生成する。1つの期間(360度)の第3の正弦曲線(太い破線)は、第2の正弦曲線での零点により第1の正弦曲線をサンプリングすることにより得ることができ、それは後で詳述される。電力が電源障害の後に本発明のアブソリュート型エンコーダーに再び供給される場合、コントローラ(図示せず、図1の速度推定装置14でありえる)は、サブ格子の1つの格子ピッチに対応する隔たりを移動させるためにホイール100を駆動する(すなわちこの場合15個のサブ格子で24度)。2πゼロ点Aは、移動の間に調整光センサーユニット146Aによって感知された第2の正弦曲線において見つかり、第1の正弦曲線は2πゼロ点Aでサンプリングされる。図6から理解することができるように、サンプリングによって生成された第3の正弦曲線は、1つの期間(360度)の正弦曲線(太い破線)である。エンコーダーの絶対位置は、2πゼロ点Aで示された第3の正弦曲線の値から分かる。   FIG. 6 shows the signal detected by the optical sensor device 140. With one rotation of the wheel 100, the main light sensor units 142A, 142B (corresponding to the areas marked A + / A-) are differentiated into the 16th period (each period has a 360 degree phase). 1 sine curve (solid line) is generated. With one rotation of the wheel 100, the adjusting light sensor unit 146A or 146B (corresponding to the area marked with M + / M) is the second sine of 15 periods (each period has a 360 degree phase). Generate a curve (dashed line). A third sine curve (thick dashed line) for one period (360 degrees) can be obtained by sampling the first sine curve with a zero at the second sine curve, which will be detailed later. . When power is supplied again to the absolute encoder of the present invention after a power failure, the controller (not shown, which can be the speed estimator 14 of FIG. 1) moves the gap corresponding to one grid pitch of the sub-grid. To drive the wheel 100 (ie in this case 24 degrees with 15 sub-grids). The 2π zero A is found in the second sinusoid sensed by the adjusting light sensor unit 146A during the movement, and the first sinusoid is sampled at the 2π zero A. As can be seen from FIG. 6, the third sinusoid generated by sampling is a sinusoid (thick dashed line) of one period (360 degrees). The absolute position of the encoder is known from the value of the third sine curve indicated by the 2π zero point A.

エンコーダーの絶対位置は、16個のメイン格子および15個のサブ格子の例に基づく24度の分解能を有している。分解能は、より多くのメイン格子104A(例えば2500)で増強することができる。   The absolute position of the encoder has a resolution of 24 degrees based on the example of 16 main grids and 15 sub-gratings. The resolution can be enhanced with more main grids 104A (eg, 2500).

同様に、主光センサーユニット144A、144B(B+/B−でマークされたエリアに対応する)によって生成された余弦曲線も、調整光センサーユニット146A(あるいは146B)で感知された結果の2πゼロ点によってサンプリングすることができる。エンコーダーの絶対位置は、サンプリングされた結果の値から分かる。本発明において、エンコーダーの絶対位置は、増加分のエンコーダーと同様の分解能がある格子の助けを借りて得られる。そのため、絶対位置の分解能は増強される。さらに、オリジナルの正弦および余弦曲線内の高位調和成分が十分に小さい場合、分解能は、さらに補間によって増強することができる。   Similarly, the cosine curve generated by the main light sensor units 144A, 144B (corresponding to the areas marked B + / B−) is also the 2π zero point of the result sensed by the adjusting light sensor unit 146A (or 146B). Can be sampled. The absolute position of the encoder is known from the sampled result value. In the present invention, the absolute position of the encoder is obtained with the help of a grid with a resolution similar to the incremental encoder. Therefore, the absolute position resolution is enhanced. Furthermore, if the higher harmonic components in the original sine and cosine curves are sufficiently small, the resolution can be further enhanced by interpolation.

本発明の利点は以下のように要約することができる。
1.絶対位置情報は、増加分のエンコーダーのようなアーキテクチャにより利用可能である。
2.位置分解能は、増加分の位置信号の補間により増強することができる。
3.主光センサーユニットおよび調整光センサーユニットからの信号は、同相雑音を除去するために差別的に増幅される。
The advantages of the present invention can be summarized as follows.
1. Absolute position information is available with an incremental encoder-like architecture.
2. The position resolution can be enhanced by interpolation of the increased position signal.
3. Signals from the main light sensor unit and the conditioning light sensor unit are differentially amplified to remove common mode noise.

さらに、本発明のアブソリュート型エンコーダーは、光学エンコーダーの面から実証される。電磁気または容量性信号に基づいた他の種類のエンコーダーまたは角度分解器に、本発明のスキームを適用することができることは注目されるべきである。   Furthermore, the absolute encoder of the present invention is demonstrated in terms of an optical encoder. It should be noted that the scheme of the present invention can be applied to other types of encoders or angle resolvers based on electromagnetic or capacitive signals.

新規であると確信する本発明の機能は、添付された請求項において詳細に述べられる。しかしながら、本発明はそれ自身、本発明の詳細な説明(それは添付の図面と共に得られて、本発明の典型的な実施例を記述する)への参照によって最も理解されてもよい。
先行技術のACサーボモータの概略図を示す。 光学エンコーダーの概略図を示す。 アブソリュート型エンコーダーホイールの概略図を示す。 インクレメンタル型光学エンコーダーのためのエンコーダーホイールの概略図を示す。 図4Aのエンコーダーホイールに関連したマスクを示す。 図4Aのエンコーダーホイールに関連した光センサーデバイスを示す。 本発明によるアブソリュート型光学エンコーダーにおいてエンコーダーホイールの概略図を示す。 本発明によるマスクの概略図を示す。 光センサーデバイスの概略図を示す。 光センサーデバイスによって検出された信号を示す。
The features of the invention believed to be novel are set forth with particularity in the appended claims. However, the present invention itself may be best understood by reference to the detailed description of the invention, which is taken in conjunction with the accompanying drawings and describes exemplary embodiments of the invention.
1 shows a schematic diagram of a prior art AC servomotor. 1 shows a schematic diagram of an optical encoder. A schematic view of an absolute encoder wheel is shown. 1 shows a schematic diagram of an encoder wheel for an incremental optical encoder. 4B shows a mask associated with the encoder wheel of FIG. 4A. 4B illustrates an optical sensor device associated with the encoder wheel of FIG. 4A. 1 shows a schematic diagram of an encoder wheel in an absolute optical encoder according to the present invention. 1 shows a schematic view of a mask according to the invention. 1 shows a schematic diagram of an optical sensor device. Fig. 4 shows a signal detected by a light sensor device.

Claims (14)

ホイール本体と、
第1の数のメイン格子を有する一次格子ユニットであって、前記メイン格子は前記ホイール本体の周面のまわりに配置された前記一次格子ユニットと、
第2の数のサブ格子を有する少なくとも1つの二次光学格子ユニットであって、前記サブ格子は前記ホイール本体の別の周面のまわりに配置された前記二次光学格子ユニットと
を備え、
前記第2の数は前記第1の数より1つ少ないこと
を特徴とするアブソリュート型光学エンコーダーホイール。
The wheel body,
A primary lattice unit having a first number of main lattices, wherein the main lattice is disposed around a peripheral surface of the wheel body;
At least one secondary optical grating unit having a second number of sub-gratings, the sub-grating comprising: the secondary optical grating unit disposed around another circumferential surface of the wheel body;
The absolute number optical encoder wheel, wherein the second number is one less than the first number.
前記アブソリュート型エンコーダーホイールは、1つの二次光学格子ユニットを備え、前記二次光学格子ユニットは前記一次格子ユニットの内部に配置されることを特徴とする請求項1記載のアブソリュート型光学エンコーダーホイール。   The absolute optical encoder wheel according to claim 1, wherein the absolute encoder wheel includes one secondary optical grating unit, and the secondary optical grating unit is disposed inside the primary grating unit. 前記アブソリュート型エンコーダーホイールは、1つの二次光学格子ユニットを備え、前記二次光学格子ユニットは前記一次格子ユニットの外部に配置されることを特徴とする請求項1記載のアブソリュート型光学エンコーダーホイール。   2. The absolute optical encoder wheel according to claim 1, wherein the absolute encoder wheel includes one secondary optical grating unit, and the secondary optical grating unit is arranged outside the primary grating unit. 前記アブソリュート型エンコーダーホイールは、2つの二次光学格子ユニットを備え、前記二次光学格子ユニットは、前記一次格子ユニットの内部および外部にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項1記載のアブソリュート型光学エンコーダーホイール。   2. The absolute type encoder wheel according to claim 1, wherein the absolute type encoder wheel includes two secondary optical grating units, and the secondary optical grating units are disposed inside and outside the primary grating unit, respectively. Optical encoder wheel. 前記第1の数は2500であり、前記第2の数は2499であることを特徴とする請求項1記載のアブソリュート型光学エンコーダーホイール。   The absolute optical encoder wheel according to claim 1, wherein the first number is 2500 and the second number is 2499. 光源に関してホイール本体の絶対位置を判断するためのアブソリュート型光学エンコーダーであって、
第1の数のメイン格子を有する一次格子ユニットであって、前記メイン格子は前記ホイール本体の周面のまわりに配置された前記一次格子ユニットと、
第2の数のサブ格子を有する少なくとも1つの二次光学格子ユニットであって、前記サブ格子は前記ホイール本体の別の周面のまわりに配置され、前記第2の数は前記第1の数より1つ少ない前記二次光学格子ユニットと、
前記一次格子ユニットに対応して配置され、前記一次格子ユニットを介して通過する光源からの光を受信する複数の主光センサーユニットと、
少なくとも1つの二次光学格子ユニットに対応し、前記一次格子ユニットを介して通過する光源からの光を受信する少なくとも1つの調整光センサーユニットと、
前記主光センサーユニットおよび前記調整光センサーユニットと電気的に接続されたコントローラであって、前記主光センサーユニットおよび前記調整光センサーユニットの感知された結果により前記ホイール本体の絶対位置を得るように構成された前記コントローラと
を備えたことを特徴とするアブソリュート型光学エンコーダー。
An absolute optical encoder for determining the absolute position of the wheel body with respect to the light source,
A primary lattice unit having a first number of main lattices, wherein the main lattice is disposed around a peripheral surface of the wheel body;
At least one secondary optical grating unit having a second number of sub-gratings, the sub-grating being arranged around another circumferential surface of the wheel body, wherein the second number is the first number One less said secondary optical grating unit;
A plurality of main light sensor units that are arranged corresponding to the primary grating units and receive light from a light source that passes through the primary grating units;
At least one adjusting light sensor unit corresponding to at least one secondary optical grating unit and receiving light from a light source passing through the primary grating unit;
A controller electrically connected to the main light sensor unit and the adjustment light sensor unit, wherein the absolute position of the wheel body is obtained according to a sensed result of the main light sensor unit and the adjustment light sensor unit. An absolute optical encoder comprising the controller configured as described above.
前記アブソリュート型エンコーダーは、1つの二次光学格子ユニットを備え、前記二次光学格子ユニットは前記一次格子ユニットの内部に配置されることを特徴とする請求項6記載のアブソリュート型光学エンコーダー。   7. The absolute optical encoder according to claim 6, wherein the absolute encoder includes one secondary optical grating unit, and the secondary optical grating unit is disposed inside the primary grating unit. 前記アブソリュート型エンコーダーは、1つの二次光学格子ユニットを備え、前記二次光学格子ユニットは前記一次格子ユニットの外部に配置されることを特徴とする請求項6記載のアブソリュート型光学エンコーダー。   7. The absolute optical encoder according to claim 6, wherein the absolute encoder includes one secondary optical grating unit, and the secondary optical grating unit is disposed outside the primary grating unit. 前記アブソリュート型エンコーダーは、2つの二次光学格子ユニットを備え、前記二次光学格子ユニットは前記一次格子ユニットの内部および外部にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項6記載のアブソリュート型光学エンコーダー。   7. The absolute optical encoder according to claim 6, wherein the absolute encoder includes two secondary optical grating units, and the secondary optical grating units are disposed inside and outside the primary grating unit, respectively. . 前記主光センサーユニットは、90度の信号位相差での4つのセンサーユニットを備えることを特徴とする請求項6記載のアブソリュート型光学エンコーダー。   The absolute optical encoder according to claim 6, wherein the main light sensor unit includes four sensor units with a signal phase difference of 90 degrees. 前記調整光センサーユニットは、180度の信号位相差での2つの光センサーユニットを備えることを特徴とする請求項6記載のアブソリュート型光学エンコーダー。   The absolute optical encoder according to claim 6, wherein the adjustment optical sensor unit includes two optical sensor units with a signal phase difference of 180 degrees. 光学エンコーダーホイールの絶対位置を感知するための方法であって、
光源を備え、
ホイール本体と、第1の数のメイン格子を有する一次格子ユニットであって、前記メイン格子は前記ホイール本体の周面のまわりに配置された前記一次格子ユニットと、第2の数のサブ格子を有する少なくとも1つの二次光学格子ユニットであって、前記サブ格子は前記ホイール本体の別の周面のまわりに配置され、前記第2の数は前記第1の数より1つ少ない前記二次光学格子ユニットとを含むアブソリュート型エンコーダーホイールを備え、
前記サブ格子の格子ピッチに対応する距離を回転させるために前記ホイール本体を駆動し、前記サブ格子に対応する感知された結果のゼロ点を見つけ、
前記ゼロ点に関連して前記メイン格子のために感知された結果の標本値を見つけ、前記標本値に基づいて前記エンコーダーホイールの絶対位置を見つけること
を含む方法。
A method for sensing the absolute position of an optical encoder wheel, comprising:
With a light source,
A primary lattice unit having a wheel body and a first number of main lattices, wherein the main lattice comprises a primary lattice unit disposed around a peripheral surface of the wheel body and a second number of sub-lattices. At least one secondary optical grating unit, wherein the sub-grating is arranged around another circumferential surface of the wheel body, and the second number is one less than the first number. It has an absolute encoder wheel including a lattice unit,
Driving the wheel body to rotate a distance corresponding to the grating pitch of the sub-grating, finding a zero point of the sensed result corresponding to the sub-grating,
Finding a sample value of a sensed result for the main grid relative to the zero point and finding an absolute position of the encoder wheel based on the sample value.
前記サブ格子に対応する感知された結果のすべてのゼロ点のすべての標本値は、360度の正弦曲線であることを特徴とする請求項12記載の方法。   13. The method of claim 12, wherein all sample values at all zeros of the sensed result corresponding to the sub-grid are 360 degree sinusoids. 前記サブ格子に対応する感知された結果のすべてのゼロ点のすべての標本値は、360度の余弦曲線であることを特徴とする請求項12記載の方法。   13. The method of claim 12, wherein all sample values of all zeros of the sensed result corresponding to the sub-grid are 360 degree cosine curves.
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