JP2691942B2 - ロータリー式アブソリュートエンコーダ - Google Patents
ロータリー式アブソリュートエンコーダInfo
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- JP2691942B2 JP2691942B2 JP9960390A JP9960390A JP2691942B2 JP 2691942 B2 JP2691942 B2 JP 2691942B2 JP 9960390 A JP9960390 A JP 9960390A JP 9960390 A JP9960390 A JP 9960390A JP 2691942 B2 JP2691942 B2 JP 2691942B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロータリー式アブソリューエンコーダに関
するものである。
するものである。
従来のこの種のアブソリュートエンコーダとしては、
例えば「特開平１−318920号公報」に示すように、光学
式、磁気式のものが知られている。
例えば「特開平１−318920号公報」に示すように、光学
式、磁気式のものが知られている。
この公報によれば、アブソリュートパターンを有する
第１のトラックと、同トラックのアブソリュートパター
ンの反転パターンを有する第２のトラックとを設けた符
号板と、前記アブソリュートパターンおよび反転パター
ンの夫々を読み取る第１、第２検出器と、該両検出器の
各検出出力の差動をとる差動回路とを備えたアブソリュ
ートエンコーダが示されている。
第１のトラックと、同トラックのアブソリュートパター
ンの反転パターンを有する第２のトラックとを設けた符
号板と、前記アブソリュートパターンおよび反転パター
ンの夫々を読み取る第１、第２検出器と、該両検出器の
各検出出力の差動をとる差動回路とを備えたアブソリュ
ートエンコーダが示されている。
そして、前記第１と第２の二つの検出器によって前記
アブソリュートパターンと前記反転パターンとが同期し
て読み取られ、両検出器からは互いに相補的な振幅変化
をする同期した検出信号が出力される。これら両検出出
力は差動回路によって差動をとられ、差動回路の出力端
に立ち上がり、立ち下がりのシャープなほぼ矩形波状の
信号が得られる。この差動回路の出力信号はコンパレー
タなどで整形され、そのためにエンコーダ出力としての
正確な矩形波信号を得ることができる。
アブソリュートパターンと前記反転パターンとが同期し
て読み取られ、両検出器からは互いに相補的な振幅変化
をする同期した検出信号が出力される。これら両検出出
力は差動回路によって差動をとられ、差動回路の出力端
に立ち上がり、立ち下がりのシャープなほぼ矩形波状の
信号が得られる。この差動回路の出力信号はコンパレー
タなどで整形され、そのためにエンコーダ出力としての
正確な矩形波信号を得ることができる。
前述の公報に示されているアブソリュートエンコーダ
に於いて、前記符号板には、アブソリュートパターンを
有する第１のトラックと、アブソリュートパターンの反
転パターンを有する第２のトラックとからなる２つのト
ラックパターンが設けられているが、そのパターンが２
つも要いると、夫々の幅などの大きさにより、符号板の
小型化ができないという問題点が生じてしまう。
に於いて、前記符号板には、アブソリュートパターンを
有する第１のトラックと、アブソリュートパターンの反
転パターンを有する第２のトラックとからなる２つのト
ラックパターンが設けられているが、そのパターンが２
つも要いると、夫々の幅などの大きさにより、符号板の
小型化ができないという問題点が生じてしまう。
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、
符号板の小型化を図ると共に、出力に誤りのないアブソ
リュートエンコーダを得ることを目的とする。
符号板の小型化を図ると共に、出力に誤りのないアブソ
リュートエンコーダを得ることを目的とする。
前記問題点を解決するために、本発明は、 ２種の、互いに反転する夫々の読取領域を回転中心周
りの円周方向に沿って多数並設し、該多数の前記領域に
より円周状のアブソリュートパターンを設けた回転板
と； この回転板に対して前記パターンの円周方向に相対移
動可能に設け、前記領域を読取るための検出器と； を備えたロータリー式アブソリュートエンコーダに於
いて、 前記アブソリュートパターンを一つのトラックパター
ンとすると共に、そのパターンに位置する前記多数の読
取領域は、前記回転板の回転中心を介して対峙する夫々
の読取領域が互いに反転するように設けられ、 また前記検出器として、前記対峙の一方の読取領域を
読み取るための第１の検出器と、他方の読取領域を読み
取るための第２の検出器とを設け、 更に前記両検出器の各検出出力の差動をとるための差
動回路を備えたことを技術的要点としている。
りの円周方向に沿って多数並設し、該多数の前記領域に
より円周状のアブソリュートパターンを設けた回転板
と； この回転板に対して前記パターンの円周方向に相対移
動可能に設け、前記領域を読取るための検出器と； を備えたロータリー式アブソリュートエンコーダに於
いて、 前記アブソリュートパターンを一つのトラックパター
ンとすると共に、そのパターンに位置する前記多数の読
取領域は、前記回転板の回転中心を介して対峙する夫々
の読取領域が互いに反転するように設けられ、 また前記検出器として、前記対峙の一方の読取領域を
読み取るための第１の検出器と、他方の読取領域を読み
取るための第２の検出器とを設け、 更に前記両検出器の各検出出力の差動をとるための差
動回路を備えたことを技術的要点としている。
符号板すなわち回転板に形成される円周状のアブソリ
ュートパターンは一つだけのトラックパターンとなり、
そのために符号板の小型化を図ることができる。また、
前記トラックパターンに、前述の如く符号板の回転中心
を介して対峙する夫々の読取領域が互いに反転するよう
に、前記多数の読取領域を並設して、その並設により円
周状のアブソリュートパターンを形成し、前記対峙の一
方の読取領域を読み取るための前記第１の検出器と、前
記一方の読取領域に反転する他方の読取領域を読み取る
ための前記第２の検出器とを設けたために、夫々の検出
器によって前記対峙の各読取領域を同時に読み取ること
ができ、両検出器からは互いに相補的な振幅変化をする
同期した検出信号が出力される。これら両検出器は前記
差動回路によって差動をとられ、差動回路の出力端に立
ち上がり・立ち下がりのシャープなほぼ矩形波状の信号
が得られる。そのために差動回路の出力信号はコンパレ
ータなどで整形され、エンコーダ出力としての正確な矩
形波信号を得ることができる。
ュートパターンは一つだけのトラックパターンとなり、
そのために符号板の小型化を図ることができる。また、
前記トラックパターンに、前述の如く符号板の回転中心
を介して対峙する夫々の読取領域が互いに反転するよう
に、前記多数の読取領域を並設して、その並設により円
周状のアブソリュートパターンを形成し、前記対峙の一
方の読取領域を読み取るための前記第１の検出器と、前
記一方の読取領域に反転する他方の読取領域を読み取る
ための前記第２の検出器とを設けたために、夫々の検出
器によって前記対峙の各読取領域を同時に読み取ること
ができ、両検出器からは互いに相補的な振幅変化をする
同期した検出信号が出力される。これら両検出器は前記
差動回路によって差動をとられ、差動回路の出力端に立
ち上がり・立ち下がりのシャープなほぼ矩形波状の信号
が得られる。そのために差動回路の出力信号はコンパレ
ータなどで整形され、エンコーダ出力としての正確な矩
形波信号を得ることができる。
従って、前記符号板の小型化を図ると共に、出力に誤
りのないアブソリュートエンコーダを得ることができ
る。
りのないアブソリュートエンコーダを得ることができ
る。
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明の実施例に係るロータリー式アブソ
リュートエンコーダの概略上面図で、光学式の実施例を
示している。
リュートエンコーダの概略上面図で、光学式の実施例を
示している。
同図に於いて、回転板として使用される符号板１に
は、その回転中心の周りに多数の透明領域2aおよび遮光
領域2bが並設されており、この並設により円周状のアブ
ソリュートパターン２が形成される。アブソリュートパ
ターン２は円周を14に分割し、各分割領域を透明領域2a
あるいは遮光領域2bにして形成されるのであるが、図示
の如く回転中心を介して対峙する夫々の領域が反転する
ように、また符号板１の一回転に渡って、同じ組合せの
アブソリュートコードが生じないようにするために、各
領域を並設しており、透明領域2aを「１」で、遮光領域
2bを「０」で表せば、アブソリュートコードは、図中の
３時の位置から時計方向に、 「01111001000011」 ということになる。
は、その回転中心の周りに多数の透明領域2aおよび遮光
領域2bが並設されており、この並設により円周状のアブ
ソリュートパターン２が形成される。アブソリュートパ
ターン２は円周を14に分割し、各分割領域を透明領域2a
あるいは遮光領域2bにして形成されるのであるが、図示
の如く回転中心を介して対峙する夫々の領域が反転する
ように、また符号板１の一回転に渡って、同じ組合せの
アブソリュートコードが生じないようにするために、各
領域を並設しており、透明領域2aを「１」で、遮光領域
2bを「０」で表せば、アブソリュートコードは、図中の
３時の位置から時計方向に、 「01111001000011」 ということになる。
また図示の如く、連続する４つの透過領域には、その
下方（紙面の下方）に、４個の受光素子3a、4a、5a、6a
が配設されており、また回転中心を介して前記４つの透
過領域の夫々と対峙する４つの遮光領域には、その下方
に４個の受光素子3b、4b、5b、6bが配設されている。こ
の紙面の上方には、前記領域を介して各受光素子と対峙
する不図示の各光源が配設されている。このような構造
であるから、８つの光源と８つの受光素子3a〜6a、3b〜
6bとに対して符号板１を前記中心の周りに回転させる
と、受光素子3a〜6a、3b〜6bからは、対応する光源との
間にアブソリュートパターン２の透明領域2aがあるか、
遮光領域2bがあるかによってレベルの異なる信号が得ら
れる。
下方（紙面の下方）に、４個の受光素子3a、4a、5a、6a
が配設されており、また回転中心を介して前記４つの透
過領域の夫々と対峙する４つの遮光領域には、その下方
に４個の受光素子3b、4b、5b、6bが配設されている。こ
の紙面の上方には、前記領域を介して各受光素子と対峙
する不図示の各光源が配設されている。このような構造
であるから、８つの光源と８つの受光素子3a〜6a、3b〜
6bとに対して符号板１を前記中心の周りに回転させる
と、受光素子3a〜6a、3b〜6bからは、対応する光源との
間にアブソリュートパターン２の透明領域2aがあるか、
遮光領域2bがあるかによってレベルの異なる信号が得ら
れる。
前記夫々の受光素子は、同図中の信号処理回路７に接
続され、各受光素子により、前記レベルの異なる夫々の
信号が信号処理回路７に入力される。
続され、各受光素子により、前記レベルの異なる夫々の
信号が信号処理回路７に入力される。
信号処理回路７の内部構造を第２図に示し、第１図中
の透過領域の一つに位置する受光素子3aと、回転中心を
介して同素子3aと対峙する受光素子3bとは、第２図中の
オペアンプ11a、11bの夫々の反転入力端子に接続されて
いる。第１図中の回転中心を介して対峙する夫々の受光
素子4aと4b、5aと5bおよび6aと6bの各組についても上述
と同様であるので、ここでは、受光素子3a、3bの組につ
いてのみ説明する。
の透過領域の一つに位置する受光素子3aと、回転中心を
介して同素子3aと対峙する受光素子3bとは、第２図中の
オペアンプ11a、11bの夫々の反転入力端子に接続されて
いる。第１図中の回転中心を介して対峙する夫々の受光
素子4aと4b、5aと5bおよび6aと6bの各組についても上述
と同様であるので、ここでは、受光素子3a、3bの組につ
いてのみ説明する。
受光素子3a、3bは、その受光素子に位置する夫々の前
記領域が反転しているから、得られる検出出力は相補的
である。符号板１の反時計方向の回転に伴って受光素子
3aの検出信号は第３図（ａ）の通りであり、他方の受光
素子3bの検出信号は第３図（ｂ）の通りである。これら
の検出信号を、第２図に示す信号処理回路７の夫々のオ
ペアンプ11a、11bで各々増幅し、一方のオペアンプ11a
の出力端子には、第３図（ｃ）に示すような信号が現
れ、もう一方のオペアンプ11bの出力端子には第３図
（ｄ）に示すような信号が現れる。両出力端子に現れる
信号を信号処理回路７の差動アンプ12に入力して差動増
幅すると、差動アンプ12の出力端子には、第３図（ｅ）
に示す通りのほぼ矩形波状の信号が得られる。この信号
のパルス立上がりと立下がりは、パルス幅に関係なく一
定の急峻なものとなるので、この信号をコンパレータ13
によってある一定の比較レベルで矩形波に変換し、回路
７の出力端子14aには、第３図（ｆ）に示すような矩形
波信号が得られる。同様にして、第１図中の受光素子4a
と4bの組、5aと5bの組、6aと6bの組の夫々からの検出信
号による矩形波信号も第２図中のそれぞれの出力端子14
b、14c、14dに得られ、これによって４つの出力端子14a
〜14dから符号板１のπ/7ラジアンの回転角度毎に
「０、１」の組合せの異なる４桁の２進コード信号を得
ることができる。
記領域が反転しているから、得られる検出出力は相補的
である。符号板１の反時計方向の回転に伴って受光素子
3aの検出信号は第３図（ａ）の通りであり、他方の受光
素子3bの検出信号は第３図（ｂ）の通りである。これら
の検出信号を、第２図に示す信号処理回路７の夫々のオ
ペアンプ11a、11bで各々増幅し、一方のオペアンプ11a
の出力端子には、第３図（ｃ）に示すような信号が現
れ、もう一方のオペアンプ11bの出力端子には第３図
（ｄ）に示すような信号が現れる。両出力端子に現れる
信号を信号処理回路７の差動アンプ12に入力して差動増
幅すると、差動アンプ12の出力端子には、第３図（ｅ）
に示す通りのほぼ矩形波状の信号が得られる。この信号
のパルス立上がりと立下がりは、パルス幅に関係なく一
定の急峻なものとなるので、この信号をコンパレータ13
によってある一定の比較レベルで矩形波に変換し、回路
７の出力端子14aには、第３図（ｆ）に示すような矩形
波信号が得られる。同様にして、第１図中の受光素子4a
と4bの組、5aと5bの組、6aと6bの組の夫々からの検出信
号による矩形波信号も第２図中のそれぞれの出力端子14
b、14c、14dに得られ、これによって４つの出力端子14a
〜14dから符号板１のπ/7ラジアンの回転角度毎に
「０、１」の組合せの異なる４桁の２進コード信号を得
ることができる。
前記４組の各受光素子からの検出信号によって信号処
理回路７の出力端子14a〜14dの夫々に現れる矩形波信号
を、第１図に対応させて図示すると、第４図の通りであ
る。この場合、夫々の受光素子に対して符号板１が第１
図中の反時計方向に回転しているものとする。この実施
例では、回転中心を介して対峙する位置に配設された４
組の受光素子3a−3b、4a−4b、5a−5bおよび6a−6bの各
検出信号によって、出力端子14a〜14dからの符号板１の
一回転に互って同じ「０、１」の組合せのコード信号が
生じないように、トラック２上のアブソリュートパター
ンの配列（アブソリュートコード）が定められ、このコ
ードは、 「10000110111100」 である。
理回路７の出力端子14a〜14dの夫々に現れる矩形波信号
を、第１図に対応させて図示すると、第４図の通りであ
る。この場合、夫々の受光素子に対して符号板１が第１
図中の反時計方向に回転しているものとする。この実施
例では、回転中心を介して対峙する位置に配設された４
組の受光素子3a−3b、4a−4b、5a−5bおよび6a−6bの各
検出信号によって、出力端子14a〜14dからの符号板１の
一回転に互って同じ「０、１」の組合せのコード信号が
生じないように、トラック２上のアブソリュートパター
ンの配列（アブソリュートコード）が定められ、このコ
ードは、 「10000110111100」 である。
従って出力端子14aを「20」、14bを「21」、14cを「2
2」、14dを「23」に割り当てると、相対回転角度π/7ラ
ジアン毎に異なる内容の４ビットのアブソリュート信号
が得られ、第４図には夫々のアブソリュート信号に対応
する十六進数が下部に添え書きされている。これから解
るように、第４図の矩形波信号をそのまま数値化すれ
ば、16の十六進数となり、またこれは符号板１を一回転
した場合に一箇所として同じ数値となっておらず、従っ
てアブソリュートエンコーダが構成されていることが解
る。
2」、14dを「23」に割り当てると、相対回転角度π/7ラ
ジアン毎に異なる内容の４ビットのアブソリュート信号
が得られ、第４図には夫々のアブソリュート信号に対応
する十六進数が下部に添え書きされている。これから解
るように、第４図の矩形波信号をそのまま数値化すれ
ば、16の十六進数となり、またこれは符号板１を一回転
した場合に一箇所として同じ数値となっておらず、従っ
てアブソリュートエンコーダが構成されていることが解
る。
以上は光学式の実施例を述べたが、次に磁気式の実施
例を、第５図ないし第９図より説明する。
例を、第５図ないし第９図より説明する。
第５図に於いて、符号板21には、その回転中心の周り
に一つのトラックパターンが形成されており、このトラ
ックには、円周を14分割（１ビット分がπ/7ラジアンに
相当）した14ビットのアブソリュートパターンが着磁ビ
ット22a〜22cと未着磁23a〜23cによって形成されてい
る。４ビットからなる着磁ビット22aは回転中心を介し
て４ビットの未着磁ビット23aと対峙しており、同様に
２ビットの着磁ビット22bおよび未着磁ビット23b、１ビ
ットの着磁ビット22cおよび未着磁ビット23cも回転軸心
を介して互いに対峙している。同図中の３時の位置から
時計方向へ順にビット構成を説明すると、未着磁23cは
単一の「０」ビット、着磁ビット22aは連続した４つの
「１」ビット、未着磁ビット23bは連続した２つの
「０」ビット、着磁ビット22cは単一の「１」ビット、
未着磁ビット23aは連続した４つの「０」ビット、着磁
ビット22bは連続した２つの「１」ビットと現すことが
でき、従ってこのパターンのアブソリュートコードは、 「01111001000011」 ということになる。
に一つのトラックパターンが形成されており、このトラ
ックには、円周を14分割（１ビット分がπ/7ラジアンに
相当）した14ビットのアブソリュートパターンが着磁ビ
ット22a〜22cと未着磁23a〜23cによって形成されてい
る。４ビットからなる着磁ビット22aは回転中心を介し
て４ビットの未着磁ビット23aと対峙しており、同様に
２ビットの着磁ビット22bおよび未着磁ビット23b、１ビ
ットの着磁ビット22cおよび未着磁ビット23cも回転軸心
を介して互いに対峙している。同図中の３時の位置から
時計方向へ順にビット構成を説明すると、未着磁23cは
単一の「０」ビット、着磁ビット22aは連続した４つの
「１」ビット、未着磁ビット23bは連続した２つの
「０」ビット、着磁ビット22cは単一の「１」ビット、
未着磁ビット23aは連続した４つの「０」ビット、着磁
ビット22bは連続した２つの「１」ビットと現すことが
でき、従ってこのパターンのアブソリュートコードは、 「01111001000011」 ということになる。
前記夫々の着磁ビット22a〜22cは、１ビットの長さ寸
法（角度範囲）をλ、着磁ビットのビット数をｎとする
とき、トラック長手方向に（2n＋１）個の交互に極性の
異なる着磁区間（Ｓ、Ｎ）を隣接配列して構成されてお
り、しかも磁場分布を対称的にするために、前記配列の
始端と終端の着磁区画のトラック長手方向長さ寸法をλ
/4に実質的に等しく、これらの間に挟まれた中間の着磁
区画のトラック長手方向の長さをλ/2に実質的に等しく
している。例えば、着磁ビット22aはそのビット数が４
個（ｎ＝４）であるから合計９個の着磁区画（NSNSNSNS
N）が一列に並び、始端と終端の二つの着磁区画（Ｎ、
Ｎ）はトラック長手方向に夫々λ/4の長さを、また中間
の７個の着磁区画（SNSNSNS）は夫々λ/2の長さを有し
ている。ここで、λは１ビット分の長さ寸法であって、
符号板21の円形トラック上では、角度範囲にして360/14
≒25.7度（π/7ラジアン）に相当する。
法（角度範囲）をλ、着磁ビットのビット数をｎとする
とき、トラック長手方向に（2n＋１）個の交互に極性の
異なる着磁区間（Ｓ、Ｎ）を隣接配列して構成されてお
り、しかも磁場分布を対称的にするために、前記配列の
始端と終端の着磁区画のトラック長手方向長さ寸法をλ
/4に実質的に等しく、これらの間に挟まれた中間の着磁
区画のトラック長手方向の長さをλ/2に実質的に等しく
している。例えば、着磁ビット22aはそのビット数が４
個（ｎ＝４）であるから合計９個の着磁区画（NSNSNSNS
N）が一列に並び、始端と終端の二つの着磁区画（Ｎ、
Ｎ）はトラック長手方向に夫々λ/4の長さを、また中間
の７個の着磁区画（SNSNSNS）は夫々λ/2の長さを有し
ている。ここで、λは１ビット分の長さ寸法であって、
符号板21の円形トラック上では、角度範囲にして360/14
≒25.7度（π/7ラジアン）に相当する。
第５図中の符号板21の下方（この紙面の下方）には、
第６図に示すように、検出部24に４個ずつのMR素子セン
サ25a〜28aおよび25b〜28bが設けられており、これらの
センサは第１図中の受光素子3a〜6aおよび3b〜6bの夫々
に相当している。このように各センサを設けた検出部24
は第６図中の鎖線の如く符号板21と対置され、両者間の
相対回転に伴って、センサ25a〜28aが着磁ビットによる
アブソリュートパターンを読み取ると共に、それと同期
に回転中心を介して前記センサ25a〜28aと対峙する夫々
のセンサ25b〜28bも着磁ビットによるアブソリュートパ
ターンを読み取るものである。
第６図に示すように、検出部24に４個ずつのMR素子セン
サ25a〜28aおよび25b〜28bが設けられており、これらの
センサは第１図中の受光素子3a〜6aおよび3b〜6bの夫々
に相当している。このように各センサを設けた検出部24
は第６図中の鎖線の如く符号板21と対置され、両者間の
相対回転に伴って、センサ25a〜28aが着磁ビットによる
アブソリュートパターンを読み取ると共に、それと同期
に回転中心を介して前記センサ25a〜28aと対峙する夫々
のセンサ25b〜28bも着磁ビットによるアブソリュートパ
ターンを読み取るものである。
同一トラック上での各MR素子センサ間の配置間隔はλ
またはその整数倍であればよく、第６図ではこの間隔は
丁度λにしてある。夫々のMR素子センサについて、回転
中心を介して対峙する一方のMR素子センサ25aと他方の
センサ25bとは、第７図の如く夫々の構成が示されてい
る。尚、同図には略称されているが、第６図中の他のMR
素子センサ26aと26b、27aと27bおよび28aと28bの夫々
も、上述の素子センサ25aと25bと同様に構成されてお
り、ここでは便宜のために、素子センサ25aと25bの夫々
の構成について説明する。
またはその整数倍であればよく、第６図ではこの間隔は
丁度λにしてある。夫々のMR素子センサについて、回転
中心を介して対峙する一方のMR素子センサ25aと他方の
センサ25bとは、第７図の如く夫々の構成が示されてい
る。尚、同図には略称されているが、第６図中の他のMR
素子センサ26aと26b、27aと27bおよび28aと28bの夫々
も、上述の素子センサ25aと25bと同様に構成されてお
り、ここでは便宜のために、素子センサ25aと25bの夫々
の構成について説明する。
第７図に於いて、一方のMR素子センサ25aは、トラッ
ク長手方向にλ/4の間隔をあけた二本の細かい並行なMR
素子25a1、25a2から成り、他方のセンサ25bもトラック
長手方向にλ/4の間隔をあけた二本の細かい並行なMR素
子25b1、25b2から成っている。同図の如くMR素子25a1と
25b2とを接続する夫々の間およびMR素子25a2と25b1とを
接続する夫々の間には、各接点（黒点）を経て電源素子
29a、29bが設けられ、さらにMR素子25a1と25b1とを接続
する夫々の間およびMR素子25a2と25b2とを接続する夫々
の間には、各接点（黒点）を経て出力端子30a、30bが設
けられており、MR素子25a1と25b1および25a2と25b2の両
接続バイアスで電流の向きが互いに逆になるように、電
源端子29a、29b間でブリッジ回路を形成し、その出力端
子30a、30b間に検出出力を生じるように構成している。
また、同図に示す着磁ビット22aの終端の着磁区画22a1
および着磁ビット22bの始端の着磁区画22b1の、夫々の
長さ寸法は、共に前記MR素子25a1、25a2間または25b1、
25b2間の間隔寸法と同じλ/4であり、両着磁ビットのそ
の他の中間の着磁区画の長さ寸法はλ/2である。
ク長手方向にλ/4の間隔をあけた二本の細かい並行なMR
素子25a1、25a2から成り、他方のセンサ25bもトラック
長手方向にλ/4の間隔をあけた二本の細かい並行なMR素
子25b1、25b2から成っている。同図の如くMR素子25a1と
25b2とを接続する夫々の間およびMR素子25a2と25b1とを
接続する夫々の間には、各接点（黒点）を経て電源素子
29a、29bが設けられ、さらにMR素子25a1と25b1とを接続
する夫々の間およびMR素子25a2と25b2とを接続する夫々
の間には、各接点（黒点）を経て出力端子30a、30bが設
けられており、MR素子25a1と25b1および25a2と25b2の両
接続バイアスで電流の向きが互いに逆になるように、電
源端子29a、29b間でブリッジ回路を形成し、その出力端
子30a、30b間に検出出力を生じるように構成している。
また、同図に示す着磁ビット22aの終端の着磁区画22a1
および着磁ビット22bの始端の着磁区画22b1の、夫々の
長さ寸法は、共に前記MR素子25a1、25a2間または25b1、
25b2間の間隔寸法と同じλ/4であり、両着磁ビットのそ
の他の中間の着磁区画の長さ寸法はλ/2である。
MR素子は、水平磁場がかかると磁界の極性にこだわら
ず、その強度に応じて自身の電気抵抗値を低下させる。
従って検出板24と符号板21との相対移動によって、前記
センサの出力端子30a、30bに生じる信号は次のようにな
る。
ず、その強度に応じて自身の電気抵抗値を低下させる。
従って検出板24と符号板21との相対移動によって、前記
センサの出力端子30a、30bに生じる信号は次のようにな
る。
図示のごとく符号板21の反時計方向の回転に伴って、
MR素子25a1のところに第５図中の着磁ビット22aから未
着磁ビット23bに移行すると、MR素子25a1に磁場がなく
なると共に、着磁ビット22bによりMR素子25b1に磁場が
かかって出力端子30aの電位が低下し、またMR素子25a2
のところに磁場がなくなると、他方のMR素子25b2に磁場
がかかって出力端子30bの電位が上昇する。さらに、MR
素子25a1が着磁ビット22の始端にかかると、その素子25
a1に磁場が生じると共に、他方のMR素子25b1に磁場がな
くなって出力端子30aの電位が上昇し、またMR素子25a2
にも磁場がかかると、他方のMR素子25b2に磁場がなくな
って出力端子30bの電子が低下する。
MR素子25a1のところに第５図中の着磁ビット22aから未
着磁ビット23bに移行すると、MR素子25a1に磁場がなく
なると共に、着磁ビット22bによりMR素子25b1に磁場が
かかって出力端子30aの電位が低下し、またMR素子25a2
のところに磁場がなくなると、他方のMR素子25b2に磁場
がかかって出力端子30bの電位が上昇する。さらに、MR
素子25a1が着磁ビット22の始端にかかると、その素子25
a1に磁場が生じると共に、他方のMR素子25b1に磁場がな
くなって出力端子30aの電位が上昇し、またMR素子25a2
にも磁場がかかると、他方のMR素子25b2に磁場がなくな
って出力端子30bの電子が低下する。
回転中心を介して対峙する前記夫々のビットは、反転
のために相補的であり、また両センサ25a、25bと共に一
対のMR素子間の間隔は前述よりλ/4であるので、出力端
子30aと30bとでは振幅波形が丁度上下対称となり、両出
力間の位相のずれはλを360度とすると、90度の位相差
になる。
のために相補的であり、また両センサ25a、25bと共に一
対のMR素子間の間隔は前述よりλ/4であるので、出力端
子30aと30bとでは振幅波形が丁度上下対称となり、両出
力間の位相のずれはλを360度とすると、90度の位相差
になる。
そして、MR素子センサ25aと25bとの組の一方の出力端
子30aは第８図に示す信号処理回路の入力端子31aに接続
され、他方の出力端子30bは入力端子31bに接続されてい
る。第８図は、前記検出器24の検出出力を処理するため
の信号処理回路の一例を示しており、MR素子センサ25a
と25bとの組について例示されているが、第６図中の他
のMR素子センサの組についても同様であるので、ここで
は、MR素子センサ25aと25bとの組についてのみ説明す
る。
子30aは第８図に示す信号処理回路の入力端子31aに接続
され、他方の出力端子30bは入力端子31bに接続されてい
る。第８図は、前記検出器24の検出出力を処理するため
の信号処理回路の一例を示しており、MR素子センサ25a
と25bとの組について例示されているが、第６図中の他
のMR素子センサの組についても同様であるので、ここで
は、MR素子センサ25aと25bとの組についてのみ説明す
る。
第６図中の一方のMR素子センサ25において、そのとこ
ろに位置する磁場パターンは第９図（ａ）に示す通りで
あり、他方のMR素子センサ25bのところに位置する磁場
パターンは第９図（ｂ）に示す通りである。これをそれ
ぞれλ/4の間隔をあけた二本のMR素子からなるセンサ25
a、25bで相対走査すると、第７図または第８図中の出力
端子30aには第９図（ｃ）に示すような脈流パルス状の
信号が現れ、もう一方の出力端子30bには第９図（ｄ）
に示すような相補的な脈流パルス状の信号が現れる。両
出力端子30a、30bに現れる信号を、第８図中の差動アン
プ32に入力して差動増幅すると、差動アンプ32の出力端
子33には第９図（ｅ）に示す通りのほぼ矩形波状の信号
が得られる。この信号のパルス立ち上がりと立ち下がり
は、パルス幅に関係なく一定の急峻なものとなる。そこ
でこの信号を第８図中のコンパレータ34によって或る一
定の比較レベルで矩形波状に変換すると、信号処理回路
の出力端子35aには第９図（ｆ）に示すような矩形波信
号が得られる。
ろに位置する磁場パターンは第９図（ａ）に示す通りで
あり、他方のMR素子センサ25bのところに位置する磁場
パターンは第９図（ｂ）に示す通りである。これをそれ
ぞれλ/4の間隔をあけた二本のMR素子からなるセンサ25
a、25bで相対走査すると、第７図または第８図中の出力
端子30aには第９図（ｃ）に示すような脈流パルス状の
信号が現れ、もう一方の出力端子30bには第９図（ｄ）
に示すような相補的な脈流パルス状の信号が現れる。両
出力端子30a、30bに現れる信号を、第８図中の差動アン
プ32に入力して差動増幅すると、差動アンプ32の出力端
子33には第９図（ｅ）に示す通りのほぼ矩形波状の信号
が得られる。この信号のパルス立ち上がりと立ち下がり
は、パルス幅に関係なく一定の急峻なものとなる。そこ
でこの信号を第８図中のコンパレータ34によって或る一
定の比較レベルで矩形波状に変換すると、信号処理回路
の出力端子35aには第９図（ｆ）に示すような矩形波信
号が得られる。
第６図に示す他のMR素子26aと26b、27aと27bおよび28
aと28bの各組にも、上述と同様な信号処理を施し、第８
図示の信号処理回路の各出力端子35a〜35dにより、前述
と同様に符号板21のπ/7ラジアンの回転角度毎に「０、
１」の組合せの異なる４桁の２進コード信号を得ること
ができる。
aと28bの各組にも、上述と同様な信号処理を施し、第８
図示の信号処理回路の各出力端子35a〜35dにより、前述
と同様に符号板21のπ/7ラジアンの回転角度毎に「０、
１」の組合せの異なる４桁の２進コード信号を得ること
ができる。
以上の本発明によれば、符号板すなわち回転板に円周
状のアブソリュートパターンを設けるとき、そのパター
ンは一つだけのトラックパターンとなるために、符号板
の小型化を図ることができる。また、前記トラックパタ
ーンに、前述の如く符号板の回転中心を介して対峙する
夫々の読取領域が互いに反転するように、前記多数の読
取領域を並設して、その並設により円周状のアブソリュ
ートパターンを形成し、前記対峙の一方の読取領域を読
み取るための前記第１の検出器と、前記一方の読取領域
に反転する他方の読取領域を読み取るための前記第２の
検出器と、前記両検出器の各検出出力の差動をとるため
の差動回路とを備えたために、両検出器の出力を経て差
動回路の出力端に、個々の検出器の検出信号のほぼ２倍
のS/N比で急峻な立ち上がり・立ち下がりのシャープな
略矩形波状の信号が得られ、その信号はコンパレータで
整形されて同出力としての正確な矩形波信号を得ること
ができる。
状のアブソリュートパターンを設けるとき、そのパター
ンは一つだけのトラックパターンとなるために、符号板
の小型化を図ることができる。また、前記トラックパタ
ーンに、前述の如く符号板の回転中心を介して対峙する
夫々の読取領域が互いに反転するように、前記多数の読
取領域を並設して、その並設により円周状のアブソリュ
ートパターンを形成し、前記対峙の一方の読取領域を読
み取るための前記第１の検出器と、前記一方の読取領域
に反転する他方の読取領域を読み取るための前記第２の
検出器と、前記両検出器の各検出出力の差動をとるため
の差動回路とを備えたために、両検出器の出力を経て差
動回路の出力端に、個々の検出器の検出信号のほぼ２倍
のS/N比で急峻な立ち上がり・立ち下がりのシャープな
略矩形波状の信号が得られ、その信号はコンパレータで
整形されて同出力としての正確な矩形波信号を得ること
ができる。
従って、前記符号板の小型化を図り、かつ出力に誤り
のないアブソリュートエンコーダを得ることができる。
のないアブソリュートエンコーダを得ることができる。
第１図は、本発明の実施例（光学式）に係るロータリー
式アブソリュートエンコーダの概略上面図である。 第２図は、第１図中の信号処理回路の内部構成を示す回
路図である。 第３図（ａ）ないし第３図（ｆ）は、第１図中の符号板
１に形成されたアブソリュートパターンの透明領域を透
過した光電信号と、前記信号処理回路の各部波形を示す
線図である。 第４図は、第１図示の実施例に係るアブソリュートパタ
ーンの最終出力波形を示す線図である。 第５図は、本発明の別の実施例（磁気式）に係るロータ
リー式アブソリュートエンコーダの符号板の上面図であ
る。 第６図は、第５図示の符号板に形成されたアブソリュー
トパターンを読み取るための多数の検出器を設けた検出
板の上面図である。 第７図は、第６図示の検出板21に設けたMR素子センサの
構成を示す説明図である。 第８図は、第７図中のMR素子センサの検出出力を処理す
るための信号処理回路の一例を示す回路図である。 第９図（ａ）ないし第９図（ｆ）は、第５図示の符号板
に形成されたアブソリュートパターンの着磁ビットによ
る磁場パターンと前記信号処理回路の各部波形を示す線
図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １、21……符号板 ２……アブソリュートパターン 2a……透明領域、2b……遮光領域 3a〜6a、3b〜6b……受光素子 ７……信号処理回路 22a、22b、22c……着磁ビット 23a、23b、23c……未着磁ビット 25a〜28a、25b〜28b……MR素子センサ
式アブソリュートエンコーダの概略上面図である。 第２図は、第１図中の信号処理回路の内部構成を示す回
路図である。 第３図（ａ）ないし第３図（ｆ）は、第１図中の符号板
１に形成されたアブソリュートパターンの透明領域を透
過した光電信号と、前記信号処理回路の各部波形を示す
線図である。 第４図は、第１図示の実施例に係るアブソリュートパタ
ーンの最終出力波形を示す線図である。 第５図は、本発明の別の実施例（磁気式）に係るロータ
リー式アブソリュートエンコーダの符号板の上面図であ
る。 第６図は、第５図示の符号板に形成されたアブソリュー
トパターンを読み取るための多数の検出器を設けた検出
板の上面図である。 第７図は、第６図示の検出板21に設けたMR素子センサの
構成を示す説明図である。 第８図は、第７図中のMR素子センサの検出出力を処理す
るための信号処理回路の一例を示す回路図である。 第９図（ａ）ないし第９図（ｆ）は、第５図示の符号板
に形成されたアブソリュートパターンの着磁ビットによ
る磁場パターンと前記信号処理回路の各部波形を示す線
図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １、21……符号板 ２……アブソリュートパターン 2a……透明領域、2b……遮光領域 3a〜6a、3b〜6b……受光素子 ７……信号処理回路 22a、22b、22c……着磁ビット 23a、23b、23c……未着磁ビット 25a〜28a、25b〜28b……MR素子センサ
Claims (1)
- 【請求項１】２種の、反転する夫々の読取領域を回転中
心周りの円周方向に沿って多数並設し、該多数の前記領
域により円周状のアブソリュートパターンを設けた回転
板と； この回転板に対して前記パターンの円周方向に相対移動
可能に設け、前記領域を読取るための検出器と； を備えたロータリー式アブソリュートエンコーダに於い
て、 前記アブソリュートパターンを一つのトラックパターン
とすると共に、そのパターンに位置する前記多数の読取
領域は、前記回転板の回転中心を介して対峙する夫々の
読取領域が互いに反転するように設けられ、 また前記検出器として、前記対峙の一方の読取領域を読
み取るための第１の検出器と、他方の読取領域を読み取
るための第２の検出器とを設け、 更に前記両検出器の各検出出力の差動をとるための差動
回路を備えたことを特徴とするロータリー式アブソリュ
ーエンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9960390A JP2691942B2 (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | ロータリー式アブソリュートエンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9960390A JP2691942B2 (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | ロータリー式アブソリュートエンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03296619A JPH03296619A (ja) | 1991-12-27 |
| JP2691942B2 true JP2691942B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=14251671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9960390A Expired - Fee Related JP2691942B2 (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | ロータリー式アブソリュートエンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2691942B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19818654A1 (de) * | 1998-04-25 | 1999-11-04 | Hengstler Gmbh | Sensoreinheit für Gebersysteme |
| JP5407878B2 (ja) * | 2010-01-08 | 2014-02-05 | 日本精工株式会社 | 回転軸用物理量測定装置 |
-
1990
- 1990-04-16 JP JP9960390A patent/JP2691942B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03296619A (ja) | 1991-12-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |