JP3171485B2 - 高分解能アブソリュート信号の作成方法 - Google Patents
高分解能アブソリュート信号の作成方法Info
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Description
ダにおける高分解能アブソリュート信号の作成方法に関
する。
る機械的変位量の絶対位置の出力信号は、バイナリコー
ド(純2進符号)、グレイコード(交番2進符号)、B
CDコード(2進化10進符号)等の信号にて構成され
ている。これらの各信号は固定スリットと移動スリット
を通過した光を検出し、受光素子によって電気信号に変
換されたアナログ信号又は、アナログ信号を波形整形回
路によって波形整形した矩形波信号で構成されている
(光学式アブソリュートエンコーダの場合)。
リュートエンコーダは、アブソリュート信号の分解能が
高くなると出力信号数が増えるため、固定スリット及び
移動スリットが大きくなり、また受光素子数が増え、エ
ンコーダの小形化やコストダウンが難しくなる。
のであり、アブソリュート信号の分解能が高くなって
も、電源投入時の位置誤差をできるだけ少なくして、固
定スリット及び移動スリットが大きくならず、また受光
素子数も増えず、エンコーダの小形化や、コストダウン
が可能である高分解能アブソリュート信号の作成方法を
提供することを目的とする。
に本発明の高分解能アブソリュート信号の作成方法は、
上位データである低分解能アブソリュート信号n分割
と、高分解能インクリメンタル信号(位相差2信号)
(n×m)A,(n×m)Bをエンコーダから出力さ
せ、電源投入時の高分解能アブソリュート信号の初期位
置を低分解能アブソリュート信号n分割と低分解能アブ
ソリュート信号n分割内の仮定位置データ、または低分
解能アブソリュート信号n分割を電気的に分割して分解
能を高めた分割内の仮定位置データに設定した信号で構
成し、エンコーダの可動部の移動に伴う高分解能インク
リメンタル信号(n×m)A,(n×m)Bをカウント
した仮定位置からの位置データをカウントするパルス数
を補正しながら正規の絶対位置に近づけ、前記移動によ
る低分解能アブソリュート信号の変化点により前記位置
データの初期値を設定し直し、前記設定し直した初期値
を基準とする高分解能インクリメンタル信号(n×m)
A,(n×m)Bを加減算することによって(n×m)
分割の高分解能アブソリュート信号を作成することに特
徴を有している。
n分割と、高分解能インクリメンタル信号(位相差2信
号)(n×m)A,(n×m)Bをエンコーダから出力
させる。電源投入時の高分解能アブソリュート信号の初
期位置を低分解能アブソリュート信号n分割と低分解能
アブソリュート信号n分割内の仮定位置データ、または
低分解能アブソリュート信号n分割を電気的に分割して
分解能を高めた分割内の仮定位置データに設定した信号
で構成し、エンコーダの可動部の移動に伴う高分解能イ
ンクリメンタル信号(n×m)A,(n×m)Bをカウ
ントした仮定位置からの位置データをカウントするパル
ス数を補正しながら正規の絶対位置に近づけ、前記移動
による低分解能アブソリュート信号の変化点により前記
位置データの初期値を設定し直す。前記設定し直した初
期値を基準とする高分解能インクリメンタル信号(n×
m)A,(n×m)Bを加減算することによって(n×
m)分割の高分解能アブソリュート信号を作成する。
明する。図1は本発明の一実施例における各信号の波形
を示すタイムチャートである。説明は、光学式アブソリ
ュートエンコーダの受光素子により電気信号に変換され
たアナログ信号を波形整形回路によって矩形波信号に波
形整形したバイナリコード出力信号を例にし、回転スリ
ットが右回転の場合はデータは増加し、左回転の場合は
データが減少するものとする。信号Iは2(n+m+1) Aと
2(n+m+1) Bの高分解能インクリメンタル信号(位相差
2信号)であり、2(n+m+1) Aと2(n+m+1) B信号を固
定スリット及び回転スリットから光検出して、電気信号
に変換した信号で構成される。信号IIIは上位データ
である低分解能アブソリュート信号20 〜2n であり、
20 〜2n 信号を固定スリット及び回転スリットから光
検出して、電気信号に変換した信号で構成される。
ュート信号2(n+1) 〜2(n+m) は高分解能インクリメン
タル信号2(n+m+1) A,2(n+m+1) Bを加減算バイナリ
カウンタでカウントしたデータで構成する。エンコーダ
に電源投入時の初期アブソリュートデータ(絶対位置)
は、絶対位置情報が要求される(n×m)分割を判断で
きないため、低分解能アブソリュート信号20 〜2n の
範囲内の位置データを設定するか、または、さらに低分
解能アブソリュート信号20 〜2n のアナログ信号を電
気的に分割し、より精度の高い絶対位置の範囲内の仮定
位置データに設定する。下位ビットの加減算カウンタの
初期値を決め、設定することにより、ある値の位置誤差
を含んだアブソリュート信号を作る。
の初期アブソリュートデータ(絶対位置)が2n信号の
c〜d間であるとした場合、最も位置誤差の少ないc〜
d間の中央に信号II(仮定位置データ)を設定する。
タの正規化を説明する説明図である。電源が投入された
時の初期データは、上位データを1回転あたり20 〜2
n パルスの信号により、2(n+1) 分割の分解能を検出す
る。図において、a領域内の電源が投入された時の初期
位置は、初期データとして中央のbにする。その後回転
スリットが回転すると、高分解能インクリメンタル信号
2(n+m+1) A,2(n+m+1) Bをカウントしたデータでア
ブソリュートデータ値を増加、減少させる。2n 信号の
変化点d(またはc)を検出すると、正規の絶対位置が
判断できる。
A,2(n+m+1) Bを方向判別回路により方向判別した加
算パルスと減算パルスに変換し、加算パルスによる増加
したカウント数を0に、減算パルスによる減少したカウ
ント数を2m −1の値に設定し直すことで、アブソリュ
ートデータを正規化する。
ータの値をb点に設定し、実際の回転スリットの位置
(機械位置)がa1の領域にあって、右回転(データ増
加)した場合と、a2の領域にあって、左回転(データ
減少)した場合、アブソリュートデータが正規化位置
c,dの値を通り過ぎて、正規化によりアブソリュート
データが逆転した状態となるため、後述するカウンタデ
ータ検出回路により、カウンタデータが0になった場合
には減算パルスを停止し、2m −1になった場合加算パ
ルスを停止することにより、アブソリュートデータの逆
転を禁止し、カウントデータを正規化位置に近づけ位置
誤差を少なくすることができる。アブソリュートデータ
の正規化後は、低分解能アブソリュート信号20 〜2n
と高分解能インクリメンタル信号2(n+m+1) A,2
(n+m+1) Bを加減算したmビットのカウンタデータでア
ブソリュートデータが構成される。
構成の概要を示すブロック図である。1は方向判別回路
であり、エンコーダの回転スリットが左回転または右回
転すると、高分解能インクリメンタル信号(位相差2信
号)2(n+m+1) A,2(n+m+1) Bにより回転方向を判別
する。4は2n 信号判別及び初期位置設定回路であり、
電源投入時のmビット加減算カウンタのデータを低分解
能アブソリュート信号20 〜2n の範囲内の仮定位置デ
ータ設定するか、または、さらに低分解能アブソリュー
ト信号20 〜2n の受光素子からのアナログ信号を電気
的に分割し、より精度の高い絶対位置の範囲内の仮定位
置データに設定を行い、mビット加減算カウンタの正規
化を行う際、方向判別回路1からの方向判別信号によ
り、加算方向の場合は0、減算方向の場合は2m −1の
設定を行う。
ある。UP端子には方向判別回路1からゲート5を介し
て右回転の加算パルスが入力される。一方、DOWN端
子には方向判別回路1からゲート6を介して左回転の減
算パルスが入力される。最初は2n 信号判別及び初期位
置設定回路4からの初期位置設定データをLOADに記
憶しておく。エンコーダの回転スリットの回転により低
分解能アブソリュート信号2n の変化点が検出される
と、高分解能インクリメンタル信号2(n+m+1) A,2
(n+m+1) Bを方向判別回路により方向判別した加算パル
スによる増加したカウント数を0に、減算パルスによる
減少したカウント数を2m −1の値に設定し直すこと
で、アブソリュートデータを正規化する。
しながら正規化した後は、高分解能インクリメンタル信
号2(n+m+1) A,2(n+m+1) Bを方向判別回路により方
向判別した加算パルス及び減算パルスをmビット加減算
バイナリカウンタで引き続きカウントし、カウントした
カウント数(カウンタデータ)により、図1に示すよう
な、位置誤差のない下位データの高分解能アブソリュー
ト信号2(n+1) 〜2(n+m) が作成される。
が投入されてから初期位置が正規化されるまでの間使用
され、アブソリュートデータの逆転を禁止するための信
号を出力する。バイナリカウンタ2からのカウント数を
監視し、2m −1を検出すると加算パルス禁止の信号を
出力し、0を検出すると減算パルス禁止の信号を出力す
る。
路3からの加算パルス停止の信号により方向判別回路か
らの加算パルスの送出を停止する。同様に、6はゲート
であり、カウンタデータ検出回路3からの減算パルス停
止の信号により方向判別回路からの減算パルスの送出を
停止することで、mビット加減算カウントが正規化され
る前の位置誤差を少なくし(mビット加減算カウンタの
データを正規の絶対値に近づけ)、データの逆転を禁止
する。このように、固定スリット及び回転スリットから
光検出する信号数が減少するため、エンコーダの小形化
が可能になり、コストダウンが簡単になる。また、イン
クリメンタル信号(位相差2信号)を2逓倍、4逓倍し
て、方向判別パルスを作成することにより、アブソリュ
ート信号の分解能を2倍、4倍に高くすることができ
る。なお、実施例では出力信号としてバイナリコードで
説明したが、勿論、グレイコード、BCD等のコードも
同様に用いることができる。
ブソリュート信号の作成方法は、上位データである低分
解能アブソリュート信号n分割と、高分解能インクリメ
ンタル信号(位相差2信号)(n×m)A,(n×m)
Bをエンコーダから出力させ、電源投入時の高分解能ア
ブソリュート信号の初期位置を低分解能アブソリュート
信号n分割と低分解能アブソリュート信号n分割内の仮
定位置データ、または低分解能アブソリュート信号n分
割を電気的に分割して分解能を高めた分割内の仮定位置
データに設定した信号で構成し、エンコーダの可動部の
移動に伴う高分解能インクリメンタル信号(n×m)
A,(n×m)Bをカウントした仮定位置からの位置デ
ータをカウントするパルス数を補正しながら正規の絶対
位置に近づけ、前記移動による低分解能アブソリュート
信号の変化点により前記位置データの初期値を設定し直
し、前記設定し直した初期値を基準とする高分解能イン
クリメンタル信号(n×m)A,(n×m)Bを加減算
することによって(n×m)分割の高分解能アブソリュ
ート信号を作成するようにしたので、アブソリュートエ
ンコーダのアブソリュート信号の分解能が高くなって
も、電源投入時の位置誤差をできるだけ少なくして、固
定スリット及び移動スリットが大きくならず、また受光
素子数も増えず、エンコーダの小形化や、コストダウン
が可能となる。
タイムチャートである。
を説明する説明図である。
を示すブロック図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 上位データである低分解能アブソリュー
ト信号n分割と、高分解能インクリメンタル信号(位相
差2信号)(n×m)A,(n×m)Bをエンコーダか
ら出力させ、電源投入時の高分解能アブソリュート信号の初期位置を
低分解能アブソリュート信号n分割と低分解能アブソリ
ュート信号n分割内の仮定位置データ、または低分解能
アブソリュート信号n分割を電気的に分割して分解能を
高めた分割内の仮定位置データに設定した信号で構成
し、 エンコーダの可動部の移動に伴う高分解能インクリメン
タル信号(n×m)A,(n×m)Bをカウントした仮
定位置からの位置データをカウントするパルス数を補正
しながら正規の絶対位置に近づけ、 前記移動による低分解能アブソリュート信号の変化点に
より前記位置データの初期値を設定し直し、 前記設定し直した初期値を基準とする高分解能インクリ
メンタル信号(n×m)A,(n×m)Bを加減算する
ことによって(n×m)分割の高分解能アブソリュート
信号を作成することを特徴とする高分解能アブソリュー
ト信号の作成方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP18191592A JP3171485B2 (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 高分解能アブソリュート信号の作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18191592A JP3171485B2 (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 高分解能アブソリュート信号の作成方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH06160113A JPH06160113A (ja) | 1994-06-07 |
JP3171485B2 true JP3171485B2 (ja) | 2001-05-28 |
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ID=16109133
Family Applications (1)
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JP18191592A Expired - Fee Related JP3171485B2 (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 高分解能アブソリュート信号の作成方法 |
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CN109443402B (zh) * | 2018-12-12 | 2024-04-05 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种码盘及编码器 |
CN112880712A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-06-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 光磁绝对式编码器、运动设备的位置确定方法及装置 |
WO2022185547A1 (ja) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | 株式会社五十嵐電機製作所 | ロータリーエンコーダ及びそれを用いたサーボ制御装置 |
-
1992
- 1992-06-16 JP JP18191592A patent/JP3171485B2/ja not_active Expired - Fee Related
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