JP3357934B2 - アブソリュートエンコーダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアブソリュートエンコー
ダに関し、さらに詳細にはアブソリュートエンコーダの
アブソリュートパターンの検出手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のアブソリュートエンコーダにおい
て、たとえばＭ系列・周期系列のパターンを検出する場
合、特開平３−１２０４２０号公報に開示されているよ
うに、１トラックに形成されたアブソリュートパターン
の方向に所定個数並んだ受光素子をスキャン（走査）し
て、所定ビット数の２値化信号であるアブソリュート信
号を得ていた。

【０００３】１トラックアブソリュートパターンを受光
素子でスキャンしてアブソリュート信号を検出する場
合、一般にアブソリュート信号のビット数と所要の受光
素子数とは一致しており、その数はパルス数に応じて増
大する。たとえば１０２４（＝２¹⁰）パルスの場合最低
１０個の受光素子が必要であり、この１０個の受光素子
の出力を個々に２値化して、１０ビットのアブソリュー
ト信号を検出する。検出したアブソリュート信号に基づ
いて、読み取ったアブソリュートパターンに対応する絶
対位置を求めている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
アブソリュートエンコーダにおいては、１トラックアブ
ソリュートパターンをその方向に所定個数並んだ受光素
子でスキャンし、アブソリュート信号を得ている。しか
しながら、アブソリュートパターンが受光素子に対して
一定速度以上の速度で移動する場合、読み取るべきパタ
ーンが対応する受光素子に対して１パターン分以上の位
置ずれを起こすので、単純に受光素子をスキャンしても
アブソリュート信号を正しく検出することができないと
いう不都合があった。

【０００５】たとえば、１０２４パルスのアブソリュー
トパターンを１０個の受光素子で検出し、１０μｓｅｃ
ごとに各受光素子でスキャンする場合、すべての受光素
子のスキャンが終了するまでに１００μｓｅｃの時間が
かかる。したがって、１００μｓｅｃの時間にアブソリ
ュートパターンが１パルス分以上相対移動しなければ、
受光素子のスキャンによりアブソリュート信号を正しく
検出することが可能である。すなわち、アブソリュート
パターンが１回転するのに１００μｓｅｃ×１０２４パ
ルス＝約０．１ｓｅｃ以上かかるような回転速度でなけ
れば、アブソリュート信号を検出することができない。
換言すれば、信号が検出可能なアブソリュートパターン
の回転速度は約１０ｒｐｓ＝約６００ｒｐｍに制限さ
れ、約６００ｒｐｍ以上の回転速度で回転中のアブソリ
ュートエンコーダでは絶対位置を検出することができな
いという不都合があった。

【０００６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、アブソリュートパターンの相対移動速度があ
る程度大きくてもアブソリュート信号の検出が可能なア
ブソリュートエンコーダを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、所定のタイミングでクロック信
号を発生するクロック信号発生器と、アブソリュートパ
ターンおよびインクリメンタルパターンが形成された符
号板と、前記符号板に対して相対移動し、かつ所定個数
のアブソリュート用受光素子を有し、前記所定個数のア
ブソリュート用受光素子を前記クロック信号でスキャン
して前記アブソリュートパターンを読み取り、アブソリ
ュート信号を出力するアブソリュート検出部と、前記符
号板に対して相対移動し、前記インクリメンタルパター
ンを読み取ってインクリメンタル信号を出力するインク
リメンタル検出部と、前記アブソリュート信号に基づい
て絶対位置を算出するための絶対位置変換手段とを備え
たアブソリュートエンコーダにおいて、前記インクリメ
ンタル検出部からの前記インクリメンタル信号の立ち上
がりまたは立ち下がりが前記クロック信号の発生前に検
出されないとき、前記所定個数のアブソリュート用受光
素子を前記クロック信号でスキャンし、前記インクリメ
ンタル検出部からの前記インクリメンタル信号の立ち上
がりまたは立ち下がりが前記クロック信号の発生前に検
出されたとき、前記所定個数のアブソリュート用受光素
子を前記クロック信号でスキャンしないように制御する
制御手段を備えていることを特徴とするアブソリュート
エンコーダを提供する。

【０００８】本発明の好ましい態様によれば、前記制御
手段は、前記符号板と前記検出部との相対位置変化が所
定範囲を越えるときには、読み取ったアブソリュート信
号を無効にする。

【０００９】

【作用】請求項１に記載の本発明では、アブソリュート
パターンと前記検出部との相対位置変化に応じて、検出
部の複数の受光素子のスキャン方向、その実行および停
止を適宜制御するので、エンコーダの移動中にもアブソ
リュートパターンを随時直接検出することができる。し
たがって、従来のアブソリュートエンコーダでは電源投
入時にのみアブソリュートパターンを検出し、その後は
インクリメンタル信号を計数して絶対位置を出力してい
たが、本発明のアブソリュートエンコーダでは外部に絶
対位置を出力するたびに、アブソリュートパターンを読
み直すことができるので信頼度の高い絶対位置検出が可
能になる。また、アブソリュートパターンと検出部との
相対位置変化が所定範囲を逸脱するような変化を呈する
場合、たとえば、アブソリュートパターンの相対移動方
向が検出中に逆転するような場合には、読み取ったアブ
ソリュート信号を無効にするので、さらに信頼度の高い
絶対位置検出が可能になる。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の実施例にかかるアブソリュート
エンコーダの構成を説明するためのブロック図である。
なお、本実施例のアブソリュートエンコーダは、３２パ
ルスのロータリーアブソリュートエンコーダである。図
１を参照すると、本実施例のアブソリュートエンコーダ
は、１トラックアブソリュートパターン１およびインク
リメンタルパターン２が互いに平行に形成された符号板
（不図示）を備えている。なお、インクリメンタルパタ
ーン２の１ピッチは、アブソリュートパターン１の最小
読み取り単位のピッチと一致している。また、インクリ
メンタルパターン２において、３本の横線がある領域が
黒の領域を示している。

【００１１】図示のアブソリュートエンコーダは、イン
クリメンタルパターン２からＡ相信号を読み取るための
受光素子ａとＢ相信号を読み取るための受光素子ｂとか
らなるインクリメンタル検出部５を備えている。インク
リメンタル検出部５の出力は、コントローラ６の入力に
接続されている。図示のアブソリュートエンコーダはま
た、アブソリュートパターン１からアブソリュート信号
を検出するための５つの受光素子乃至からなるアブ
ソリュート検出部３を備えている。５つの受光素子乃
至のピッチはアブソリュートパターン１の最小読み取
り単位のピッチと一致しており、コントローラ６の制御
により受光素子乃至が適宜スキャンされるように構
成されている。

【００１２】アブソリュート検出部３の出力は、信号線
３−１を介して第１のシフトレジスタ７の入力に接続さ
れ、信号線３−２を介して第２のシフトレジスタ８の入
力に接続されている。第１のシフトレジスタ７および第
２のシフトレジスタ８の出力データは、選択回路４の入
力に接続されている。選択回路４は、第１のシフトレジ
スタ７または第２のシフトレジスタ８の出力データのい
ずれか一方をコントローラ６の制御により選択するよう
に構成されている。選択回路４の出力はさらに、絶対位
置変換手段としてのＲＯＭ９の入力に接続されている。
ＲＯＭ９では、選択回路４で選択されたデータすなわち
アブソリュート信号に基づいて、絶対位置を算出して外
部に出力するようになっている。

【００１３】以上のように構成された本実施例のアブソ
リュートエンコーダの動作について、図２を参照しなが
ら説明する。第１に、アブソリュートパターンの読み取
り中において、エンコーダがほぼ停止している場合につ
いて説明する。エンコーダがほぼ停止していることは、
後述するように、インクリメンタル信号のＡ相信号およ
びＢ相信号を監視することによって確認することができ
る。まず、コントローラ６が信号線６−２を介してアブ
ソリュート検出部３、第１のシフトレジスタ７および第
２のシフトレジスタ８にリセット信号を送る。この結
果、アブソリュート検出部３は、受光素子で読み取っ
たパターンＢに対応する２値化信号を信号線３−１を介
して第１のシフトレジスタ７に、受光素子で読み取っ
たパターンＦに対応する２値化信号を信号線３−２を介
して第２のシフトレジスタ８にそれぞれ出力している状
態になる。

【００１４】次いで、第１のシフトレジスタ７および第
２のシフトレジスタ８は信号線６−３を介してコントロ
ーラ６からレジスタ用クロック信号を、アブソリュート
検出部３は信号線６−１を介してコントローラ６から検
出部用クロック信号を受ける。上記リセット信号以降第
１番目のレジスタ用クロック信号により、受光素子で
読み取ったパターンＢに対応する２値化信号が第１のシ
フトレジスタ７に左から入力される。第２番目のレジス
タ用クロック信号が第１のシフトレジスタ７に入力され
る直前にアブソリュート検出部３に第１番目の検出部用
クロック信号がコントローラ６から出力される。その結
果、受光素子で読み取ったパターンＣに対応する２値
化信号が第１のシフトレジスタ７に出力されている状態
になる。そして、第２番目のレジスタ用クロック信号に
より、受光素子で読み取ったパターンＣに対応する２
値化信号（以下、単に「データＣ」という）が第１のシ
フトレジスタ７に左から入力される。

【００１５】上述の動作を受光素子、およびにつ
いて順次行うことにより、第１のシフトレジスタ７には
左から受光素子、、、およびが読み取ったデ
ータＢ、Ｃ、Ｄ、ＥおよびＦが格納される。なお、第１
のシフトレジスタ７について説明した上述の動作が、同
じクロック信号に基づいて第２のシフトレジスタ８につ
いても同様に行われる。こうして、第２のシフトレジス
タ８には右から受光素子、、、およびが読み
取ったデータＦ、Ｅ、Ｄ、ＣおよびＢが格納される。

【００１６】このように、アブソリュートパターンが検
出部に対してほぼ停止している場合、クロックに同期さ
せて単純に受光素子のスキャンを行うだけで、図２に示
すように、第１のシフトレジスタ７においても第２のシ
フトレジスタ８においても正しいアブソリュート信号を
得ることができる。したがって、次段の選択回路４で
は、第１のシフトレジスタ７の出力データおよび第２の
シフトレジスタの出力データのいずれを選択してもよ
い。こうして、ＲＯＭ９では、選択回路４で選択された
アブソリュート信号に基づいて、読み取ったアブソリュ
ートパターンに対応する絶対位置を算出して出力する。

【００１７】第２に、アブソリュートパターンが図中左
方向（これを正方向とする）に相対移動する場合につい
て図１、図２および図４（ａ）を参照して説明する。な
お、図３に示すように、Ａ相信号とＢ相信号との組み合
わせによってエンコーダの移動方向を検知することがで
きる。リセット信号がアブソリュート検出部３に入力さ
れ、最初の受光素子がアブソリュートパターン１から１
つのデータを読み取った後に、符号板（すなわちアブソ
リュートパターン）が正方向に相対移動した例について
説明する。なお、正方向のＡ相信号の立ち上がりとは、
図３に示すように、Ｂ相信号が黒（Ｌ）であってＡ相信
号が黒（Ｌ）から白（Ｈ）に変わることをいう。また、
正方向のＡ相信号の立ち下がりとは、図３に示すよう
に、Ｂ相信号が白（Ｈ）であってＡ相信号が白（Ｈ）か
ら黒（Ｌ）に変わることをいう。

【００１８】まず、図１において、Ａ相信号が黒（Ｌ）
である状態を開始状態とする。上述した停止状態におけ
る動作と同様、リセット信号以降第１番目のレジスタ用
クロック信号により、受光素子で読み取ったデータＢ
が第１のシフトレジスタ７に格納される。次いで、符号
板（すなわちアブソリュートパターン）が正方向に移動
し第１番目のＡ相信号の立ち上がりが検出されても、ア
ブソリュート検出部３からは信号線３−１を介して受光
素子が読み取っているデータが出力されている状態の
ままにしておく。

【００１９】その後、コントローラ６が第１番目の検出
用クロック信号をアブソリュート検出部３に出力すべき
タイミングまでに第１番目のＡ相信号の立ち下がりが検
出されない場合には、所定の周期タイミングにしたがっ
てコントローラ６から第１番目の検出用クロック信号
（周期クロック信号）がアブソリュート検出部３に出力
される。その結果、アブソリュート検出部３から信号線
３−１を介して受光素子で読み取ったデータＣが第１
のシフトレジスタ７に出力されている状態になる。すな
わち、受光素子のスキャンが行われる。上記第１番目の
検出用クロック信号の直後に、コントローラ６から第１
のシフトレジスタ７に第２番目のレジスタ用クロック信
号が出力される。この第２番目のレジスタ用クロック信
号により、受光素子で読み取ったデータＣが第１のシ
フトレジスタ７に格納される。なお、第１番目の検出用
クロック信号と第２番目のレジスタ用クロック信号との
間に第１番目のＡ相信号の立ち下がりが検出されても、
これを無視する。

【００２０】一方、コントローラ６が第１番目の検出用
クロック信号をアブソリュート検出部３に出力すべきタ
イミングよりも前に第１番目のＡ相信号の立ち下がりが
検出された場合には、所定の周期タイミングよりも前に
第１番目のＡ相信号の立ち下がりを検出した時点でコン
トローラ６から第２番目のレジスタ用クロック信号がア
ブソリュート検出部３に出力される。この場合、受光素
子をスキャンすることなく受光素子で読み取ったデー
タＣがアブソリュート検出部３から信号線３−１を介し
て第１のシフトレジスタ７に格納される。

【００２１】次に、図１において、Ａ相信号が白（Ｈ）
である状態を開始状態とする。上述した停止状態におけ
る動作と同様、リセット信号以降第１番目のレジスタ用
クロック信号により、受光素子で読み取ったデータＢ
が第１のシフトレジスタ７に格納される。次いで、符号
板（すなわちアブソリュートパターン）が正方向に移動
する。

【００２２】その後、コントローラ６が第１番目の検出
用クロック信号をアブソリュート検出部３に出力すべき
タイミングまでに第１番目のＡ相信号の立ち下がりが検
出されない場合には、所定の周期タイミングにしたがっ
てコントローラ６から第１番目の検出用クロック信号が
アブソリュート検出部３に出力される。その結果、アブ
ソリュート検出部３から信号線３−１を介して受光素子
で読み取ったデータＣが第１のシフトレジスタ７に出
力されている状態になる。すなわち、受光素子のスキャ
ンが行われる。上記第１番目の検出用クロック信号の直
後に、コントローラ６から第１のシフトレジスタ７に第
２番目のレジスタ用クロック信号が出力される。この第
２番目のレジスタ用クロック信号により、受光素子で
読み取ったデータＣが第１のシフトレジスタ７に格納さ
れる。なお、第１番目の検出用クロック信号と第２番目
のレジスタ用クロック信号との間に第１番目のＡ相信号
の立ち下がりが検出されても、これを無視する。

【００２３】一方、コントローラ６が第１番目の検出用
クロック信号をアブソリュート検出部３に出力すべきタ
イミングよりも前に第１番目のＡ相信号の立ち下がりが
検出された場合には、所定の周期タイミングよりも前に
第１番目のＡ相信号の立ち下がりを検出した時点でコン
トローラ６から第２番目のレジスタ用クロック信号がア
ブソリュート検出部３に出力される。この場合、受光素
子をスキャンすることなく受光素子で読み取ったデー
タＣがアブソリュート検出部３から信号線３−１を介し
て第１のシフトレジスタ７に格納される。

【００２４】本実施例では、リセット信号以降第１番目
のレジスタ用クロック信号により、受光素子で読み取
ったデータＢが第１のシフトレジスタ７に格納され、第
２番目のレジスタ用クロック信号により、受光素子で
読み取ったデータＣが第１のシフトレジスタ７に格納さ
れた場合を想定して、以降の動作をさらに説明する。

【００２５】その後、コントローラ６が第２番目の検出
用クロック信号をアブソリュート検出部３に出力すべき
タイミングよりも前に次のＡ相信号の立ち下がりが検出
された場合を想定する。この場合、Ａ相信号の立ち下が
りを検出した時点でコントローラ６から第３番目のレジ
スタ用クロック信号がアブソリュート検出部３に出力さ
れる。この場合、受光素子をスキャンすることなく受光
素子で読み取ったデータＤがアブソリュート検出部３
から信号線３−１を介して第１のシフトレジスタ７に格
納される。

【００２６】次いで、コントローラ６が第２番目の検出
用クロック信号をアブソリュート検出部３に出力すべき
タイミングよりも前に次のＡ相信号の立ち下がりが検出
された場合を想定する。この場合、Ａ相信号の立ち下が
りを検出した時点でコントローラ６から第４番目のレジ
スタ用クロック信号がアブソリュート検出部３に出力さ
れる。この場合も、受光素子をスキャンすることなく受
光素子で読み取ったデータＥがアブソリュート検出部
３から信号線３−１を介して第１のシフトレジスタ７に
格納される。

【００２７】最後に、コントローラ６が第２番目の検出
用クロック信号をアブソリュート検出部３に出力すべき
タイミングよりも前に次のＡ相信号の立ち下がりが検出
されなかった場合を想定する。この場合、第１番目の検
出用クロック信号から所定の周期タイミングにしたがっ
てコントローラ６から第２番目の検出用クロック信号が
アブソリュート検出部３に出力される。その結果、受光
素子で読み取ったデータＦがアブソリュート検出部３
から信号線３−１を介して第１のシフトレジスタ７に出
力されている状態になる。すなわち、受光素子のスキャ
ンが行われる。上記第２番目の検出用クロック信号の直
後に、コントローラ６から第１のシフトレジスタ７に第
５番目のレジスタ用クロック信号が出力される。この第
５番目のレジスタ用クロック信号により、受光素子で
読み取ったデータＦが第１のシフトレジスタ７に格納さ
れる。

【００２８】このように、データ検出中に移動方向の逆
転がなく符号板（アブソリュートパターン）が常に正方
向に移動していれば、上述のようにアブソリュートパタ
ーンの移動状態に応じて受光素子のスキャンを適宜制御
することによって、アブソリュートパターンの相対移動
速度がある程度大きくてもデータを読み取ることができ
る。このとき、読み取ったパターンはリセット信号を受
けた時点のものであり、絶対値が確定した時のものでは
ない。そこで、リセット信号後のインクリメンタル信号
を計数して検出した絶対値に加算すれば、現時点の絶対
値が求まる。なお、データ検出中に移動方向の逆転があ
った場合には、コントローラ６はリセット信号をアブソ
リュート検出部３、第１のシフトレジスタ７および第２
のシフトレジスタ８に送って、データ検出を再度行う。

【００２９】なお、第２のシフトレジスタ８にも第１の
シフトレジスタ７と同様に読み取られたデータが格納さ
れる。しかしながら、図２に示すように、符号板が正方
向に移動する場合には、第２のシフトレジスタ８には順
序の乱れたデータが格納され、このデータに基づいて絶
対位置変換を行うことはできない。したがって、符号板
が正方向に移動する場合における第２のシフトレジスタ
８の動作についての説明を省略する。なお、図４（ａ）
には、符号板が正方向に移動する場合における、リセッ
ト信号、検出用クロック信号およびレジスタ用クロック
信号のタイミングを示す。図４（ａ）において、乃至
はデータを読み取る受光素子を示している。

【００３０】第３に、アブソリュートパターンが図中右
方向（これを逆方向とする）に相対移動する場合につい
て図１、図２および図４（ｂ）を参照して説明する。な
お、図３に示すように、Ａ相信号とＢ相信号との組み合
わせによってエンコーダの移動方向を検知することがで
きる。リセット信号がアブソリュート検出部３に入力さ
れ、最初の受光素子がアブソリュートパターン１から１
つのデータを読み取った後に、符号板（すなわちアブソ
リュートパターン）が逆方向に相対移動した例について
説明する。なお、逆方向のＡ相信号の立ち上がりとは、
図３に示すように、Ｂ相信号が白（Ｈ）であってＡ相信
号が黒（Ｌ）から白（Ｈ）に変わることをいう。また、
逆方向のＡ相信号の立ち下がりとは、図３に示すよう
に、Ｂ相信号が黒（Ｌ）であってＡ相信号が白（Ｈ）か
ら黒（Ｌ）に変わることをいう。

【００３１】まず、図１において、Ａ相信号が白（Ｈ）
である状態を開始状態とする。上述した停止状態におけ
る動作と同様、リセット信号以降第１番目のレジスタ用
クロック信号により、受光素子で読み取ったデータＦ
が第２のシフトレジスタ８に格納される。次いで、符号
板（すなわちアブソリュートパターン）が逆方向に移動
し第１番目のＡ相信号の立ち下がりが検出されても、ア
ブソリュート検出部３からは信号線３−２を介して受光
素子が読み取っているデータが出力されている状態の
ままにしておく。

【００３２】その後、コントローラ６が第１番目の検出
用クロック信号をアブソリュート検出部３に出力すべき
タイミングまでに第１番目のＡ相信号の立ち上がりが検
出されない場合には、所定の周期タイミングにしたがっ
てコントローラ６から第１番目の検出用クロック信号が
アブソリュート検出部３に出力される。その結果、アブ
ソリュート検出部３から信号線３−２を介して受光素子
で読み取ったデータＥが第２のシフトレジスタ８に出
力されている状態になる。すなわち、受光素子のスキャ
ンが行われる。上記第１番目の検出用クロック信号の直
後に、コントローラ６から第２のシフトレジスタ８に第
２番目のレジスタ用クロック信号が出力される。この第
２番目のレジスタ用クロック信号により、受光素子で
読み取ったデータＥが第２のシフトレジスタ８に格納さ
れる。なお、第１番目の検出用クロック信号と第２番目
のレジスタ用クロック信号との間に第１番目のＡ相信号
の立ち上がりが検出されても、これを無視する。

【００３３】一方、コントローラ６が第１番目の検出用
クロック信号をアブソリュート検出部３に出力すべきタ
イミングよりも前に第１番目のＡ相信号の立ち上がりが
検出された場合には、所定の周期タイミングよりも前に
第１番目のＡ相信号の立ち上がりを検出した時点でコン
トローラ６から第２番目のレジスタ用クロック信号がア
ブソリュート検出部３に出力される。この場合、受光素
子をスキャンすることなく受光素子で読み取ったデー
タＥがアブソリュート検出部３から信号線３−２を介し
て第２のシフトレジスタ８に格納される。

【００３４】次に、図１において、Ａ相信号が黒（Ｌ）
である状態を開始状態とする。上述した停止状態におけ
る動作と同様、リセット信号以降第１番目のレジスタ用
クロック信号により、受光素子で読み取ったデータＦ
が第２のシフトレジスタ８に格納される。次いで、符号
板（すなわちアブソリュートパターン）が逆方向に移動
する。

【００３５】その後、コントローラ６が第１番目の検出
用クロック信号をアブソリュート検出部３に出力すべき
タイミングまでに第１番目のＡ相信号の立ち上がりが検
出されない場合には、所定の周期タイミングにしたがっ
てコントローラ６から第１番目の検出用クロック信号が
アブソリュート検出部３に出力される。その結果、アブ
ソリュート検出部３から信号線３−２を介して受光素子
で読み取ったデータＥが第２のシフトレジスタ８に出
力されている状態になる。すなわち、受光素子のスキャ
ンが行われる。上記第１番目の検出用クロック信号の直
後に、コントローラ６から第２のシフトレジスタ８に第
２番目のレジスタ用クロック信号が出力される。この第
２番目のレジスタ用クロック信号により、受光素子で
読み取ったデータＥが第２のシフトレジスタ８に格納さ
れる。なお、第１番目の検出用クロック信号と第２番目
のレジスタ用クロック信号との間に第１番目のＡ相信号
の立ち上がりが検出されても、これを無視する。

【００３６】一方、コントローラ６が第１番目の検出用
クロック信号をアブソリュート検出部３に出力すべきタ
イミングよりも前に第１番目のＡ相信号の立ち上がりが
検出された場合には、所定の周期タイミングよりも前に
第１番目のＡ相信号の立ち上がりを検出した時点でコン
トローラ６から第２番目のレジスタ用クロック信号がア
ブソリュート検出部３に出力される。この場合、受光素
子をスキャンすることなく受光素子で読み取ったデー
タＥがアブソリュート検出部３から信号線３−２を介し
て第２のシフトレジスタ８に格納される。

【００３７】本実施例では、リセット信号以降第１番目
のレジスタ用クロック信号により、受光素子で読み取
ったデータＦが第２のシフトレジスタ８に格納され、第
２番目のレジスタ用クロック信号により、受光素子で
読み取ったデータＥが第２のシフトレジスタ８に格納さ
れた場合を想定して、以降の動作をさらに説明する。

【００３８】その後、コントローラ６が第２番目の検出
用クロック信号をアブソリュート検出部３に出力すべき
タイミングよりも前に次のＡ相信号の立ち上がりが検出
された場合を想定する。この場合、Ａ相信号の立ち上が
りを検出した時点でコントローラ６から第３番目のレジ
スタ用クロック信号がアブソリュート検出部３に出力さ
れる。この場合、受光素子をスキャンすることなく受光
素子で読み取ったデータＤがアブソリュート検出部３
から信号線３−２を介して第２のシフトレジスタ８に格
納される。

【００３９】次いで、コントローラ６が第２番目の検出
用クロック信号をアブソリュート検出部３に出力すべき
タイミングよりも前に次のＡ相信号の立ち上がりが検出
された場合を想定する。この場合、Ａ相信号の立ち上が
りを検出した時点でコントローラ６から第４番目のレジ
スタ用クロック信号がアブソリュート検出部３に出力さ
れる。この場合も、受光素子をスキャンすることなく受
光素子で読み取ったデータＣがアブソリュート検出部
３から信号線３−２を介して第２のシフトレジスタ８に
格納される。

【００４０】最後に、コントローラ６が第２番目の検出
用クロック信号をアブソリュート検出部３に出力すべき
タイミングよりも前に次のＡ相信号の立ち上がりが検出
されなかった場合を想定する。この場合、第１番目の検
出用クロック信号から所定の周期タイミングにしたがっ
てコントローラ６から第２番目の検出用クロック信号が
アブソリュート検出部３に出力される。その結果、アブ
ソリュート検出部３から信号線３−２を介して受光素子
で読み取ったデータＢが第２のシフトレジスタ８に出
力されている状態になる。すなわち、受光素子のスキャ
ンが行われる。上記第２番目の検出用クロック信号の直
後に、コントローラ６から第２のシフトレジスタ８に第
５番目のレジスタ用クロック信号が出力される。この第
５番目のレジスタ用クロック信号により、受光素子で
読み取ったデータＢが第２のシフトレジスタ８に格納さ
れる。

【００４１】このように、データ検出中に移動方向の逆
転がなく符号板（アブソリュートパターン）が常に逆方
向に移動していれば、上述のようにアブソリュートパタ
ーンの移動状態に応じて受光素子のスキャンを適宜制御
することによって、アブソリュートパターンの相対移動
速度がある程度大きくても第２のシフトレジスタ８にデ
ータを読み取ることができる。このとき、読み取ったパ
ターンはリセット信号を受けた時点のものであり、絶対
値が確定した時のものではない。そこで、リセット信号
後のインクリメンタル信号を計数して検出した絶対値か
ら減ずれば、現時点の絶対値が求まる。なお、データ検
出中に移動方向の逆転があった場合には、コントローラ
６はリセット信号をアブソリュート検出部３、第１のシ
フトレジスタ７および第２のシフトレジスタ８に送っ
て、データ検出を再度行う。

【００４２】なお、第１のシフトレジスタ７にも第２の
シフトレジスタ８と同様に読み取られたデータが格納さ
れる。しかしながら、図２に示すように、符号板が逆方
向に移動する場合には、第１のシフトレジスタ７には順
序の乱れたデータが格納され、このデータに基づいて絶
対位置変換を行うことはできない。したがって、符号板
が逆方向に移動する場合における第１のシフトレジスタ
７の動作についての説明を省略する。

【００４３】なお、上述の実施例において、アブソリュ
ートパターンの移動速度が大きすぎて、レジスタ用クロ
ック信号の応答限界を越えるような場合は、アブソリュ
ート信号を正しく検出することができないので読み取っ
たアブソリュート信号を無効にするのがよい。また、上
述の実施例において、３２パルスのロータリーアブソリ
ュートエンコーダを例にとって本発明を説明したが、他
の適当なパルス数を有するリニアーアブソリュートエン
コーダに対しても本発明を適用することができる。

【００４４】さらに、上述の実施例では、アブソリュー
ト検出部を構成する受光素子の数が奇数の５である。ア
ブソリュート検出部が奇数の受光素子で構成される場
合、中央の受光素子（上述の実施例では受光素子）か
ら信号線３−１および３−２に同時に出力されることが
ある。この場合、信号線３−１および３−２の出力がア
ナログであれば、中央受光素子には他の受光素子に比べ
て大きなドライブ能力が要求される。このように中央受
光素子に大きなドライブ能力が要求されることを回避す
るには、受光素子の数が偶数になるように構成すればよ
い。

【００４５】

【効果】以上説明したように、本発明のアブソリュート
エンコーダでは、アブソリュートパターンの相対移動速
度がある程度大きくてもアブソリュート信号の検出が可
能である。このため、随時検出したアブソリュート信号
に基づいて絶対位置を算出することができ、信頼性が著
しく向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかるアブソリュートエンコ
ーダの構成を説明するためのブロック図である。

【図２】エンコーダが停止中、正方向に移動中および逆
方向に移動中において、本発明にしたがって第１のシフ
トレジスタおよび第２のシフトレジスタで検出されるア
ブソリュートパターンを示す図である。

【図３】インクリメンタル信号に基づいて、エンコーダ
の移動方向を示す図である。

【図４】リセット信号、検出用クロック信号およびレジ
スタ用クロック信号のタイミングを示す図である。

【符号の説明】

１ アブソリュートパターン ２ インクリメンタルパターン ３ アブソリュート検出部 ４ 選択回路 ５ インクリメンタル検出部 ６ コントローラ ７ 第１のシフトレジスタ ８ 第２のシフトレジスタ ９ ＲＯＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 雄二 神奈川県横浜市栄区長尾台町471番地 株式会社ニコン 横浜製作所内 (56)参考文献 特開 平７−229759（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−147921（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−59611（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/62 H03M 1/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のタイミングでクロック信号を発生
   するクロック信号発生器と、 アブソリュートパターンおよびインクリメンタルパター
   ンが形成された符号板と、 前記符号板に対して相対移動し、かつ所定個数のアブソ
   リュート用受光素子を有し、前記所定個数のアブソリュ
   ート用受光素子を前記クロック信号でスキャンして前記
   アブソリュートパターンを読み取り、アブソリュート信
   号を出力するアブソリュート検出部と、 前記符号板に対して相対移動し、前記インクリメンタル
   パターンを読み取ってインクリメンタル信号を出力する
   インクリメンタル検出部と、 前記アブソリュート信号に基づいて絶対位置を算出する
   ための絶対位置変換手段とを備えたアブソリュートエン
   コーダにおいて、 前記インクリメンタル検出部からの前記インクリメンタ
   ル信号の立ち上がりまたは立ち下がりが前記クロック信
   号の発生前に検出されないとき、前記所定個数のアブソ
   リュート用受光素子を前記クロック信号でスキャンし、 前記インクリメンタル検出部からの前記インクリメンタ
   ル信号の立ち上がりまたは立ち下がりが前記クロック信
   号の発生前に検出されたとき、前記所定個数のアブソリ
   ュート用受光素子を前記クロック信号でスキャンしない
   ように制御する制御手段 を備えていることを特徴とする
   アブソリュートエンコーダ。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記符号板と前記検出
   部との相対位置変化が所定範囲を越えるときには、読み
   取ったアブソリュート信号を無効にすることを特徴とす
   る請求項１に記載のアブソリュートエンコーダ。