JP2961462B2 - アブソリュートエンコーダ - Google Patents
アブソリュートエンコーダInfo
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- JP2961462B2 JP2961462B2 JP4058817A JP5881792A JP2961462B2 JP 2961462 B2 JP2961462 B2 JP 2961462B2 JP 4058817 A JP4058817 A JP 4058817A JP 5881792 A JP5881792 A JP 5881792A JP 2961462 B2 JP2961462 B2 JP 2961462B2
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- JP
- Japan
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- terminals
- track
- terminal
- absolute
- magnetic
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はエンコーダ、特にエン
コーダ出力がコード化されており、直接回転体の絶対位
置を検出できる、いわゆるアブソリュートエンコーダに
関するものである。
コーダ出力がコード化されており、直接回転体の絶対位
置を検出できる、いわゆるアブソリュートエンコーダに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】特開昭54−118259号公報や、特
開昭62−83619号公報には2列以上の磁化パター
ンが着磁された磁気ドラムと磁気抵抗効果素子(以下M
R素子という)を利用した検出器とを組み合わせた磁気
式のアブソリュートエンコーダが示されている。一般に
この種のアブソリュートエンコーダにおいて2のn乗の
分解能を得るのにはn本のトラックが必要であり、この
ようなものでは図3に示すように1ビットのアブソリュ
ート情報を記録した各トラック30を磁気ドラムの外周
に軸方向に複数個(図示の例では6個)配列し、この磁
気ドラムに前記トラックの数に対応するビット数のMR
素子(R01,R02, ・・・)を配列した磁気センサ20
を対向配置し、該複数のMR素子から得られた信号を組
み合わせてアブソリュート値を出力する構成としてい
る。
開昭62−83619号公報には2列以上の磁化パター
ンが着磁された磁気ドラムと磁気抵抗効果素子(以下M
R素子という)を利用した検出器とを組み合わせた磁気
式のアブソリュートエンコーダが示されている。一般に
この種のアブソリュートエンコーダにおいて2のn乗の
分解能を得るのにはn本のトラックが必要であり、この
ようなものでは図3に示すように1ビットのアブソリュ
ート情報を記録した各トラック30を磁気ドラムの外周
に軸方向に複数個(図示の例では6個)配列し、この磁
気ドラムに前記トラックの数に対応するビット数のMR
素子(R01,R02, ・・・)を配列した磁気センサ20
を対向配置し、該複数のMR素子から得られた信号を組
み合わせてアブソリュート値を出力する構成としてい
る。
【0003】また、特開平2−24513号公報にはア
ブソリュートパターンを有するトラックを設けた符号板
からアブソリュート信号を得ることが示されている。こ
の例では2のn乗の分解能を得るためには2のn乗個の
情報を1トラックに書き込む必要がある。
ブソリュートパターンを有するトラックを設けた符号板
からアブソリュート信号を得ることが示されている。こ
の例では2のn乗の分解能を得るためには2のn乗個の
情報を1トラックに書き込む必要がある。
【0004】図4はこのようなアブソリュートエンコー
ダを示す斜視図であり、1は磁気ドラム、2はMR素子
を備えた磁気センサ、3は磁気ドラム1の外周に形成し
た磁気トラックである。
ダを示す斜視図であり、1は磁気ドラム、2はMR素子
を備えた磁気センサ、3は磁気ドラム1の外周に形成し
た磁気トラックである。
【0005】上記磁気トラック3は互に磁気ドラム1の
軸方向にづれた3個の磁気トラック3−1,3−2,3
−3により形成され、上側の2個のトラック3−1と3
−2は絶対位置の出力用トラックとしてこれに循環乱数
系列によるアブソリュートパターンが記録され、下側の
トラック3−3にはこれから正弦波信号を得るように磁
極N,Sが規則正しく交互に記録されている。
軸方向にづれた3個の磁気トラック3−1,3−2,3
−3により形成され、上側の2個のトラック3−1と3
−2は絶対位置の出力用トラックとしてこれに循環乱数
系列によるアブソリュートパターンが記録され、下側の
トラック3−3にはこれから正弦波信号を得るように磁
極N,Sが規則正しく交互に記録されている。
【0006】図5は磁気ドラム1の外周面の展開図で、
絶対位置の出力用トラック3−1には記録信号のない部
分があり、この部分に対応する絶対位置の出力用トラッ
ク3−2の部分には信号が記録されている。また、反対
にトラック3−1の記録信号の記録された部分に対応す
る出力用トラック3−2の部分には信号は記録されてい
ない。
絶対位置の出力用トラック3−1には記録信号のない部
分があり、この部分に対応する絶対位置の出力用トラッ
ク3−2の部分には信号が記録されている。また、反対
にトラック3−1の記録信号の記録された部分に対応す
る出力用トラック3−2の部分には信号は記録されてい
ない。
【0007】図6は磁気ドラム1の磁気トラックと磁気
センサ2の中のMR素子との関係を示す展開図である。
図6から明らかなように絶対位置の出力用トラック3−
1,3−2にそれぞれ対向するように配置した出力用の
MR素子R11,R12,R21,R22が3端子結合され、3
端子結合されたMR素子R11,R12及びR21,R22の夫
々の組は磁気トラックの最小記録ピッチをλとしたとき
半分のピッチであるλ/2だけ互に離して配置されてい
る。
センサ2の中のMR素子との関係を示す展開図である。
図6から明らかなように絶対位置の出力用トラック3−
1,3−2にそれぞれ対向するように配置した出力用の
MR素子R11,R12,R21,R22が3端子結合され、3
端子結合されたMR素子R11,R12及びR21,R22の夫
々の組は磁気トラックの最小記録ピッチをλとしたとき
半分のピッチであるλ/2だけ互に離して配置されてい
る。
【0008】図6に示す配置で磁気ドラム1を磁気記録
の配列方向に移動させると各3端子結合されたMR素子
の出力は図7のe1,e2のように変化する。この出力
e1,e2は図8に示す第1の処理回路に入力され図7
のe01出力が得られる。なお、図8においてRi,R
fは固定抵抗、4aはオペアンプである。図6の展開図
ではR11,R12,R21及びR22の4個のMR素
子で形成した1組の“Hブリッジ”で1ビットの検出器
を構成しているがこのような“Hブリッジ”を磁気トラ
ックの最小記録ピッチλの間隔で移動方向にn個配列す
ればnビットの絶対位置の出力が得られる。
の配列方向に移動させると各3端子結合されたMR素子
の出力は図7のe1,e2のように変化する。この出力
e1,e2は図8に示す第1の処理回路に入力され図7
のe01出力が得られる。なお、図8においてRi,R
fは固定抵抗、4aはオペアンプである。図6の展開図
ではR11,R12,R21及びR22の4個のMR素
子で形成した1組の“Hブリッジ”で1ビットの検出器
を構成しているがこのような“Hブリッジ”を磁気トラ
ックの最小記録ピッチλの間隔で移動方向にn個配列す
ればnビットの絶対位置の出力が得られる。
【0009】また2個の絶対位置の出力用トラック3−
1,3−2に隣接する2相の正弦波出力用トラック3−
3の最小記録ピッチは絶対位置の出力用トラック3−
1,3−2と同じλで、同一ピッチで一周に旦り記録さ
れ、正弦波出力用トラック3−3に対向して設けられた
MR素子R31,R32は(n+1/2)λ(但しn=0,
1,2,・・・)(図6ではn=1)のピッチで配置さ
れ3端子結合され、MR素子R31,R41はnλ/3(n
=1,2,・・・)(図6ではn=2)の間隔で配置さ
れ、MR素子R41,R42はλ/2の間隔で配置し3端子
結合せしめる。この夫々の3端子結合から得られた出力
e3 ,e4 は、図9の第2の処理回路に入力され図7の
e02のようにπ/4位相のずれた2相の正弦波即ちs
inθ,cosθが得られる。なお、図9において4b
はオペアンプである。
1,3−2に隣接する2相の正弦波出力用トラック3−
3の最小記録ピッチは絶対位置の出力用トラック3−
1,3−2と同じλで、同一ピッチで一周に旦り記録さ
れ、正弦波出力用トラック3−3に対向して設けられた
MR素子R31,R32は(n+1/2)λ(但しn=0,
1,2,・・・)(図6ではn=1)のピッチで配置さ
れ3端子結合され、MR素子R31,R41はnλ/3(n
=1,2,・・・)(図6ではn=2)の間隔で配置さ
れ、MR素子R41,R42はλ/2の間隔で配置し3端子
結合せしめる。この夫々の3端子結合から得られた出力
e3 ,e4 は、図9の第2の処理回路に入力され図7の
e02のようにπ/4位相のずれた2相の正弦波即ちs
inθ,cosθが得られる。なお、図9において4b
はオペアンプである。
【0010】図10は回転体の8個所の絶対位置を検出
するようにしたアブソリュートエンコーダを示し、この
例では磁気トラック3−1と3−2の磁気記録を検出す
るMR素子R11,R12の3端子構成とR21,R
22の3端子構成とR21,R22の3端子構成とR
31,R32の3端子構成及びR41,R42の3端子
構成の4組の3端子構成を、夫々λ/2のピッチで配設
ている。なお、図2Aは被検出パターン5と検出部6と
の関係を示す原理図であり、被検出パターン5は、図4
に示す出力トラック3−1,3−2を意味し、検出部6
は図4の磁気センサ2を意味している。図2Aでは回転
体の8個所の絶対位置を検出する場合について述べる。
被検出パターン5から検出部6で3ビットの信号を検出
すれば8個所の位置がコード0〜7として検出できる。
即ち、図2Aに於いて、検出部6を右に1ビットずつず
らしながら3ビットを読み取って行くと、図2Bに示す
ように7,6,4,0,1,2,5,3,とコード化す
ることができる。回転体の位置が0〜7のコードで読み
取れるので8個所の絶対値が読み取れることになる。上
記7,6,4,0,1,2,5,3の絶対値については
予め記憶素子に前記コード値に対応する数値を記憶させ
ておけば順番に0〜7まで読むことができる。即ち、図
2Aの位置関係が図2Cと図2Dの位置にある時、処理
回路からの出力e01,e02,e03は、それぞれ出
力が“1”で図2Bの“7(111)”の状態を示して
いる。次に、図2Dの検出部6が図2Cに対してλ(2
π)右に移動した場合を考えると検出部6の出力e0
1,e02,e03は、それぞれ“1”,“1”,
“0”となり、図2Bの“6(110)”の状態を示
す。更に、λ(2π)右に移動した場合を考えると、検
出部6の出力e01,e02,e03は、それぞれ
“1”,“0”,“0”となり、図2Bの“4(10
0)”の状態となる。以下、λ(2π)ずつ右に移動さ
せて行くと、図2Bの“0(000)”,“1(00
1)”,“2(010)”,“5(101)”,“3
(011)”の状態になる。上記の説明では1回転中の
8個所を3ビットの検出器で読み取る場合について述べ
たが、同様に検出部をnビットで構成すれば1回転中の
2のn乗個所の絶対値を読み取ることができる。
するようにしたアブソリュートエンコーダを示し、この
例では磁気トラック3−1と3−2の磁気記録を検出す
るMR素子R11,R12の3端子構成とR21,R
22の3端子構成とR21,R22の3端子構成とR
31,R32の3端子構成及びR41,R42の3端子
構成の4組の3端子構成を、夫々λ/2のピッチで配設
ている。なお、図2Aは被検出パターン5と検出部6と
の関係を示す原理図であり、被検出パターン5は、図4
に示す出力トラック3−1,3−2を意味し、検出部6
は図4の磁気センサ2を意味している。図2Aでは回転
体の8個所の絶対位置を検出する場合について述べる。
被検出パターン5から検出部6で3ビットの信号を検出
すれば8個所の位置がコード0〜7として検出できる。
即ち、図2Aに於いて、検出部6を右に1ビットずつず
らしながら3ビットを読み取って行くと、図2Bに示す
ように7,6,4,0,1,2,5,3,とコード化す
ることができる。回転体の位置が0〜7のコードで読み
取れるので8個所の絶対値が読み取れることになる。上
記7,6,4,0,1,2,5,3の絶対値については
予め記憶素子に前記コード値に対応する数値を記憶させ
ておけば順番に0〜7まで読むことができる。即ち、図
2Aの位置関係が図2Cと図2Dの位置にある時、処理
回路からの出力e01,e02,e03は、それぞれ出
力が“1”で図2Bの“7(111)”の状態を示して
いる。次に、図2Dの検出部6が図2Cに対してλ(2
π)右に移動した場合を考えると検出部6の出力e0
1,e02,e03は、それぞれ“1”,“1”,
“0”となり、図2Bの“6(110)”の状態を示
す。更に、λ(2π)右に移動した場合を考えると、検
出部6の出力e01,e02,e03は、それぞれ
“1”,“0”,“0”となり、図2Bの“4(10
0)”の状態となる。以下、λ(2π)ずつ右に移動さ
せて行くと、図2Bの“0(000)”,“1(00
1)”,“2(010)”,“5(101)”,“3
(011)”の状態になる。上記の説明では1回転中の
8個所を3ビットの検出器で読み取る場合について述べ
たが、同様に検出部をnビットで構成すれば1回転中の
2のn乗個所の絶対値を読み取ることができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のアブソ
リュートエンコーダでは図10に示すようにアブソリュ
ートトラックに対向するMR素子のパターン配置で1番
目の3端子結合された素子と2番目の3端子結合された
素子は電源の上下が反対で、これが交互に繰り返されて
いる千鳥配線のパターンになっている。この為、MR素
子のパターン制作に於いて1層配線はできず2層配線に
なり、センサ部と電源部との導通スルーホール部が多く
なり信頼性が低下するという欠点があった。
リュートエンコーダでは図10に示すようにアブソリュ
ートトラックに対向するMR素子のパターン配置で1番
目の3端子結合された素子と2番目の3端子結合された
素子は電源の上下が反対で、これが交互に繰り返されて
いる千鳥配線のパターンになっている。この為、MR素
子のパターン制作に於いて1層配線はできず2層配線に
なり、センサ部と電源部との導通スルーホール部が多く
なり信頼性が低下するという欠点があった。
【0012】本発明は上述した欠点を除くようにしたも
のである。
のである。
【0013】
【0014】本発明のアブソリュートエンコーダは、循
環乱数系列符号によるアブソリュートパターンを有する
第1,第2のトラックを設けた磁気ドラムと、この磁気
ドラムに対向して設けた前記トラックの長手方向のパタ
ーンの読み取り用検出器とより成り、上記第1,第2の
トラックに対向する検出器の夫々の磁気抵抗効果素子が
3端子結合され、この3端子結合が互に隣接して第1〜
(n+1)セット配置され、この3端子結合の上記第1
トラック側の端子が電源の一方の極側ラインに共通に接
続されており、上記第1及び(n+1)の3端子結合の
上記第2トラック側の端子が電源の他方の極側ラインに
接続され、第2〜nセットの3端子結合の上記第2トラ
ック側の端子が互に隣接するもの毎に接続した後電源の
他方の極側ラインに共通ラインを介して接続され、互に
隣接する3端子結合の出力端子をこの互に隣接する3端
子結合の上記他方の極側ラインに接続された端子間で取
り出されることを特徴とする。
環乱数系列符号によるアブソリュートパターンを有する
第1,第2のトラックを設けた磁気ドラムと、この磁気
ドラムに対向して設けた前記トラックの長手方向のパタ
ーンの読み取り用検出器とより成り、上記第1,第2の
トラックに対向する検出器の夫々の磁気抵抗効果素子が
3端子結合され、この3端子結合が互に隣接して第1〜
(n+1)セット配置され、この3端子結合の上記第1
トラック側の端子が電源の一方の極側ラインに共通に接
続されており、上記第1及び(n+1)の3端子結合の
上記第2トラック側の端子が電源の他方の極側ラインに
接続され、第2〜nセットの3端子結合の上記第2トラ
ック側の端子が互に隣接するもの毎に接続した後電源の
他方の極側ラインに共通ラインを介して接続され、互に
隣接する3端子結合の出力端子をこの互に隣接する3端
子結合の上記他方の極側ラインに接続された端子間で取
り出されることを特徴とする。
【0015】
【実施例】以下図面によって本発明の実施例を説明す
る。
る。
【0016】
【0017】
【0018】図1は本発明の実施例における磁気ドラム
1と磁気センサ2のMR素子との関係を示す展開図であ
る。図1から明らかなようにこの実施例ではMR素子は
3端子結合され、出力トラック3−1,3−2に夫々対
向し、出力用トラック3−1側は+(V)ラインに接続
されている。又、出力用トラック3−2側を−(G)ラ
インに全て接続すると、3端子結合の出力端子がG側ラ
インと交差するので“Hブリッジ”の片側を切り離し、
各ビット間を接続し、そこからG側端子を単独に各々出
すようにする。このようにする事により、端子数は増す
が1層パターンのみでMR素子を製作出来るので信頼性
が向上する。
1と磁気センサ2のMR素子との関係を示す展開図であ
る。図1から明らかなようにこの実施例ではMR素子は
3端子結合され、出力トラック3−1,3−2に夫々対
向し、出力用トラック3−1側は+(V)ラインに接続
されている。又、出力用トラック3−2側を−(G)ラ
インに全て接続すると、3端子結合の出力端子がG側ラ
インと交差するので“Hブリッジ”の片側を切り離し、
各ビット間を接続し、そこからG側端子を単独に各々出
すようにする。このようにする事により、端子数は増す
が1層パターンのみでMR素子を製作出来るので信頼性
が向上する。
【0019】上記の本発明の説明は回転形の磁気エンコ
ーダについて為されているが本発明の要旨はリニアエン
コーダにも適用することができる。
ーダについて為されているが本発明の要旨はリニアエン
コーダにも適用することができる。
【0020】
【発明の効果】本発明に成るアブソリュートエンコーダ
は上記のような構成であるから1層配線でMR素子を製
作出来るため、高信頼性のアブソリュートエンコーダの
製作が可能となる大きな利益がある。
は上記のような構成であるから1層配線でMR素子を製
作出来るため、高信頼性のアブソリュートエンコーダの
製作が可能となる大きな利益がある。
【図1】本発明のアブソリュートエンコーダの一実施例
における磁気トラックとMR素子との関係を示す展開図
である。
における磁気トラックとMR素子との関係を示す展開図
である。
【図2A】
本発明のアブソリュートエンコーダにおける
被検出パターンと検出部との関係を示す原理図である。
被検出パターンと検出部との関係を示す原理図である。
【図2B】
本発明のアブソリュートエンコーダにおける
検出パターンを示す説明図である。
検出パターンを示す説明図である。
【図2C】
図2Aにおける被検出パターンの位置説明図
である。
である。
【図2D】
図2Aにおける検出部の位置説明図である。
【図3】従来のアブソリュートエンコーダにおける磁気
トラックと磁気センサの展開図である。
トラックと磁気センサの展開図である。
【図4】従来のアブソリュートエンコーダにおける磁気
トラックと磁気センサの斜視図である。
トラックと磁気センサの斜視図である。
【図5】従来のアブソリュートエンコーダにおける磁気
ドラムの外周面の展開図である。
ドラムの外周面の展開図である。
【図6】従来のアブソリュートエンコーダにおける磁気
トラックとMR素子との関係を示す展開図である。
トラックとMR素子との関係を示す展開図である。
【図7】本発明のアブソリュートエンコーダにおける磁
気センサ及び処理回路からの信号波形である。
気センサ及び処理回路からの信号波形である。
【図8】従来のアブソリュートエンコーダにおける第1
の処理回路である。
の処理回路である。
【図9】従来のアブソリュートエンコーダにおける第2
の処理回路である。
の処理回路である。
【図10】従来のアブソリュートエンコーダにおける磁
気トラックとMR素子との関係を示す展開図である。
気トラックとMR素子との関係を示す展開図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−168115(JP,A) 特開 昭63−95315(JP,A) 特開 昭61−22205(JP,A) 特開 昭62−38316(JP,A) 特開 昭59−105503(JP,A) 特開 昭62−247214(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01D 5/249
Claims (1)
- 【請求項1】 循環乱数系列符号によるアブソリュート
パターンを有する第1,第2のトラックを設けた磁気ド
ラムと、この磁気ドラムに対向して設けた前記トラック
の長手方向のパターンの読み取り用検出器とより成り、
上記第1,第2のトラックに対向する検出器の夫々の磁
気抵抗効果素子が3端子結合され、この3端子結合が互
に隣接して第1〜(n+1)セット配置され、この3端
子結合の上記第1トラック側の端子が電源の一方の極側
ラインに共通に接続されており、上記第1及び(n+
1)の3端子結合の上記第2トラック側の端子が電源の
他方の極側ラインに接続され、第2〜nセットの3端子
結合の上記第2トラック側の端子が互に隣接するもの毎
に接続した後電源の他方の極側ラインに共通ラインを介
して接続され、互に隣接する3端子結合の出力端子をこ
の互に隣接する3端子結合の上記他方の極側ラインに接
続された端子間で取り出されることを特徴とするアブソ
リュートエンコーダ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4058817A JP2961462B2 (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | アブソリュートエンコーダ |
DE69312109T DE69312109T2 (de) | 1992-02-13 | 1993-01-19 | Absolutkodierer |
EP93300334A EP0555961B1 (en) | 1992-02-13 | 1993-01-19 | Absolute encoder |
US08/009,267 US5430373A (en) | 1992-02-13 | 1993-01-22 | Absolute encoder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4058817A JP2961462B2 (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | アブソリュートエンコーダ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05223596A JPH05223596A (ja) | 1993-08-31 |
JP2961462B2 true JP2961462B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13095173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4058817A Expired - Fee Related JP2961462B2 (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | アブソリュートエンコーダ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2961462B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6395315A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-26 | Hitachi Ltd | 磁気的な位置検出装置 |
JP2754635B2 (ja) * | 1988-12-22 | 1998-05-20 | 株式会社ニコン | アブソリュートエンコーダ |
JPH02231586A (ja) * | 1989-03-06 | 1990-09-13 | Japan Servo Co Ltd | 磁気センサ |
-
1992
- 1992-02-13 JP JP4058817A patent/JP2961462B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05223596A (ja) | 1993-08-31 |
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