JP5481631B2 - アブソリュートエンコーダ及びその位置データ出力方法 - Google Patents

Description

本発明は、アブソリュートエンコーダ及びその位置データ出力方法に関し、特に、インクリメンタル信号でアブソリュート信号の連続性を確認し、連続性の確認がとれたアブソリュート信号を用いてエンコーダの位置データを生成することにより、アブソリュートエンコーダの信頼性を向上させるための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種のアブソリュートエンコーダとしては、例えば、特許文献１の構成を挙げることができるが、アブソリュート信号の生成としては、図３で示される方法が採用されていた。
すなわち、図３において符号１で示されるものはエンコーダ２の回転ディスクであり、この回転ディスク１のスリット又はマーク等からなる符号３を経た光が受光素子４で受光されることにより、アブソリュート信号５が出力される。

前記アブソリュート信号５は、周知のように、ＬＳＢからＭＳＢまで前記符号３の内容に応じた出力が得られ、アブソリュート値６が順序に従って配列されている。

特開２０１１−１５４００５号公報

従来のアブソリュートエンコーダは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、回転ディスクの符号３であるアブソリュートパターンから得られた信号をそのままアブソリュート信号として使用し、エンコーダの位置データの生成を行っていたため、例えば、回転ディスクの符号であるアブソリュートパターン上に異物があると、その場所でアブソリュート信号が、図１のように、異常となり、アブソリュート値６が、「１１」のところが「３」となっていた。
そのために、エンコーダの位置データも異常となり、制御されている装置の動作も誤動作となることがあった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、インクリメンタル信号でアブソリュート信号の連続性を確認し、連続性の確認がとれたアブソリュート信号を用いてエンコーダの位置データを生成することにより、アブソリュートエンコーダの信頼性を向上させることを目的とする。

本発明によるアブソリュートエンコーダは、回転ディスクの符号を用いて得られるアブソリュート信号及びインクリメンタル信号を入力するための比較判定部と、前記アブソリュート信号、インクリメンタル信号及び前記比較判定部からの判定出力が入力される切替部と、からなり、前記アブソリュート信号の連続性を前記比較判定部で確認し、前記連続性が確認できた前記アブソリュート信号を前記切替部を経てエンコーダ位置データ生成ブロックに出力し、前記エンコーダ位置データ生成ブロックでアブソリュートエンコーダの位置データを生成するようにしたアブソリュートエンコーダにおいて、前記アブソリュート信号の連続性の有無の確認は、前記符号を用いて得られるインクリメンタル信号を基準として、前記インクリメンタル信号のアップ又はダウンと前記アブソリュート信号の増減が一定区間で同じであることを判断基準とする構成であり、また、前記アブソリュート信号が連続でないと判断された前記一定区間は、前記比較判定部の前段に設けられたカウンタにより前記インクリメンタル信号をカウントし、前記切替部を経て前記インクリメンタル信号を前記エンコーダ位置データ生成ブロックへ送り、前記アブソリュートエンコーダの位置データを生成する構成であり、また、前記一定区間は、前記比較判定部のメモリに設定され、前記一定区間は可変できるようにした構成であり、また、前記一定区間を越え、前記一定区間とは別に前記メモリに設定された別区間まで前記連続性が確認できない時は、前記比較判定部からフラグが出力される構成であり、また、本発明によるアブソリュートエンコーダの位置データ出力方法は、回転ディスクの符号を用いて得られるアブソリュート信号及びインクリメンタル信号を入力するための比較判定部と、前記アブソリュート信号、インクリメンタル信号及び前記比較判定部からの判定出力が入力される切替部と、からなり、前記アブソリュート信号の連続性を前記比較判定部で確認し、前記連続性が確認できた前記アブソリュート信号を前記切替部を経てエンコーダ位置データ生成ブロックに出力し、前記エンコーダ位置データ生成ブロックでアブソリュートエンコーダの位置データを生成するようにしたアブソリュートエンコーダの位置データ出力方法において、前記アブソリュート信号の連続性の有無の確認は、前記符号を用いて得られるインクリメンタル信号を基準として、前記インクリメンタル信号のアップ又はダウンと前記アブソリュート信号の増減が一定区間で同じであることを判断基準とする方法であり、また、前記アブソリュート信号が連続でないと判断された前記一定区間は、前記比較判定部の前段に設けられたカウンタにより前記インクリメンタル信号をカウントし、前記切替部を経て前記インクリメンタル信号を前記エンコーダ位置データ生成ブロックへ送り、前記アブソリュートエンコーダの位置データを生成する方法であり、また、前記一定区間は、前記比較判定部のメモリに設定され、前記一定区間は可変できるように構成されている方法であり、また、前記一定区間を越え、前記一定区間とは別に前記メモリに設定された別区間まで前記連続性が確認できない時は、前記比較判定部からフラグが出力される方法である。

本発明によるアブソリュートエンコーダ及びその位置データの出力方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、回転ディスクの符号を用いて得られるアブソリュート信号及びインクリメンタル信号を入力するための比較判定部と、前記アブソリュート信号、インクリメンタル信号及び前記比較判定部からの判定出力が入力される切替部と、からなり、前記アブソリュート信号の連続性を前記比較判定部で確認し、前記連続性が確認できた前記アブソリュート信号を前記切替部を経てエンコーダ位置データ生成ブロックに出力し、前記エンコーダ位置データ生成ブロックでアブソリュートエンコーダの位置データを生成するようにしたアブソリュートエンコーダにおいて、前記アブソリュート信号の連続性の有無の確認は、前記符号を用いて得られるインクリメンタル信号を基準として、前記インクリメンタル信号のアップ又はダウンと前記アブソリュート信号の増減が一定区間で同じであることを判断基準とすることにより、一定区間内よりも小さい異物であればそれによるアブソリュート信号の異常を排除して、正常なエンコーダ位置データを生成することができ、これにより、アブソリュートエンコーダの信頼性を向上させることができる。
前記アブソリュート信号が連続でないと判断された前記一定区間は、前記比較判定部の前段に設けられたカウンタにより前記インクリメンタル信号をカウントし、前記切替部を経て前記インクリメンタル信号を前記エンコーダ位置データ生成ブロックへ送り、前記アブソリュートエンコーダの位置データを生成することにより、連続しないアブソリュート信号の発生時においても正常な位置データを得ることができる。
前記一定区間は、前記比較判定部のメモリに設定され、前記一定区間は可変できるように構成されていることにより、エンコーダの種類によってユーザー側で任意に一定区間を変えて精度の選択をすることができる。
前記一定区間を越え、前記一定区間とは別に前記メモリに設定された別区間まで前記連続性が確認できない時は、前記比較判定部からフラグが出力されることにより、位置データの不良を迅速に確認し、装置等の暴走等を事前に防止することができる。

本発明によるアブソリュートエンコーダ及びその位置データ出力方法を示すブロック図である。 図１のアブソリュート信号、アブソリュート値、補完後のアブソリュート値及びインクリメンタル信号等を示す波形図である。 従来のアブソリュートエンコーダの一部を示す波形図である。

本発明は、インクリメンタル信号でアブソリュート信号の連続性を確認し、連続性の確認がとれたアブソリュート信号を用いてエンコーダ位置データを生成することにより、アブソリュートエンコーダの信頼性を向上するようにしたアブソリュートエンコーダ及びその位置データ出力方法を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明によるアブソリュートエンコーダ及びその位置データ出力方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１において、符号１で示されるものは、アブソリュートエンコーダ２の回転ディスクであり、この回転ディスク１の孔又はマーク等からなる符号３を経た光が受光素子４で受光させることにより、アブソリュート信号５が出力される。

前記アブソリュート信号５は、メモリ１０を有する比較判定部１１に入力されると共に切替部１２にも直接入力されている。
前記切替部１２からの出力１２ａは位置データ１３を出力するためのエンコーダ位置データ生成ブロック１４に入力されている。

前記受光素子４から得られたインクリメンタル信号１５は、前記比較判定部１１の前段に設けられたカウンタ１６に入力され、前記カウンタ１６からのカウンタ値１６ａは、前記比較判定部１１及び切替部１２に直接入力され、前記比較判定部１１からの判定出力１１ａは前記切替部１２に入力されると共に、前記比較判定部１１からはフラグ１７が出力できるように構成されている。

前述の構成において、前記回転ディスク１の符号３上に異物等の付着物が何もなく、異常信号のないアブソリュート信号５が比較判定部１１に入力され、アブソリュート信号５の連続性（すなわち、図３及び図２のようなアブソリュート値６に異常がある状態ではなく、正常に連続して出力される状態）が前記比較判定部１１で確認され、前記連続性が確認できた前記アブソリュート信号５が前記切替部１２を経てエンコーダ位置データ生成ブロック１４に入力されてアブソリュートエンコーダ２の位置データ１３が生成される。

前記アブソリュート信号５の連続性の有無の確認は、図２に示されるように、前記符号３を用いて得られる前記インクリメンタル信号１５を基準として、前記インクリメンタル信号１５のアップ又はダウンと前記アブソリュート信号５の増減が一定区間Ｄで同じであることを判断基準としている。

前記アブソリュート信号５が連続でない、すなわち、前記連続性がない、と判断された前記一定区間Ｄは、前記比較判定部１１の前段に設けられたカウンタ１６により前記インクリメンタル信号１５をカウントし、そのカウンタ値１６ａが前記切替部１２を経てエンコーダ位置データ生成ブロック１４に送られ。エンコーダ２の位置データ１３が生成される。

前記一定区間Ｄは、前記比較判定部１１内に設けられたメモリ１０に予め設定されており、この一定区間Ｄは可変できるように構成され、さらに、このメモリ１０は、比較判定部１１内に限ることなく、他の部分に設けることもできる。

また、前記一定区間Ｄを越え、前記一定区間Ｄとは別に前記メモリ１０に設定された別区間(図示せず)まで、前記連続性が確認できない時は、前記比較判定部１１からフラグ１７がアブソリュートエンコーダ２の外部へ出力され、被制御側の装置等の動作を停止させることができる。

本発明によるアブソリュートエンコーダ及びその位置データ出力方法は、インクリメンタル信号でアブソリュート信号の連続性を確認し、連続性の確認がとれたアブソリュート信号を用いてエンコーダの位置データを生成することによってアブソリュートエンコーダの信頼性を向上させることができる。

１ 回転ディスク
２ アブソリュートエンコーダ
３ 符号
４ 受光素子
５ アブソリュート信号
１０ メモリ
１１ 比較判定部
１１ａ 判定出力
１２ 切替部
１２ａ 出力
１３ 位置データ
１４ エンコーダ位置データ生成ブロック
１５ インクリメンタル信号
１６ カウンタ
１６ａ カウンタ値
１７ フラグ
Ｄ 一定区間

Claims (8)

1. 回転ディスク(1)の符号(3)を用いて得られるアブソリュート信号(5)及びインクリメンタル信号(15)を入力するための比較判定部(11)と、前記アブソリュート信号(5)、インクリメンタル信号(15)及び前記比較判定部(11)からの判定出力(11a)が入力される切替部(12)と、からなり、
   前記アブソリュート信号(5)の連続性を前記比較判定部(11)で確認し、前記連続性が確認できた前記アブソリュート信号(5)を前記切替部(12)を経てエンコーダ位置データ生成ブロック(14)に出力し、前記エンコーダ位置データ生成ブロック(14)でアブソリュートエンコーダ(2)の位置データ(13)を生成するようにしたアブソリュートエンコーダにおいて、
   前記アブソリュート信号(5)の連続性の有無の確認は、前記符号(3)を用いて得られるインクリメンタル信号(15)を基準として、前記インクリメンタル信号(15)のアップ又はダウンと前記アブソリュート信号(5)の増減が一定区間(D)で同じであることを判断基準とすることを特徴とするアブソリュートエンコーダ。
2. 前記アブソリュート信号(5)が連続でないと判断された前記一定区間(D)は、前記比較判定部(11)の前段に設けられたカウンタ(16)により前記インクリメンタル信号(15)をカウントし、前記切替部(12)を経て前記インクリメンタル信号(15)を前記エンコーダ位置データ生成ブロック(14)へ送り、前記アブソリュートエンコーダ(2)の位置データ(13)を生成することを特徴とする請求項１記載のアブソリュートエンコーダ。
3. 前記一定区間(D)は、前記比較判定部(11)のメモリ(10)に設定され、前記一定区間(D)は可変できるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のアブソリュートエンコーダ。
4. 前記一定区間(D)を越え、前記一定区間(D)とは別に前記メモリ(10)に設定された別区間まで前記連続性が確認できない時は、前記比較判定部(11)からフラグ(17)が出力されることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載のアブソリュートエンコーダ。
5. 回転ディスク(1)の符号(3)を用いて得られるアブソリュート信号(5)及びインクリメンタル信号(15)を入力するための比較判定部(11)と、前記アブソリュート信号(5)、インクリメンタル信号(15)及び前記比較判定部(11)からの判定出力(11a)が入力される切替部(12)と、を備え、
   前記アブソリュート信号(5)の連続性を前記比較判定部(11)で確認し、前記連続性が確認できた前記アブソリュート信号(5)を前記切替部(12)を経てエンコーダ位置データ生成ブロック(14)に出力し、前記エンコーダ位置データ生成ブロック(14)でアブソリュートエンコーダ(2)の位置データ(13)を生成するようにしたアブソリュートエンコーダの位置データ出力方法において、
   前記アブソリュート信号(5)の連続性の有無の確認は、前記符号(3)を用いて得られるインクリメンタル信号(15)を基準として、前記インクリメンタル信号(15)のアップ又はダウンと前記アブソリュート信号(5)の増減が一定区間(D)で同じであることを判断基準とすることを特徴とするアブソリュートエンコーダの位置データ出力方法。
6. 前記アブソリュート信号(5)が連続でないと判断された前記一定区間(D)は、前記比較判定部(11)の前段に設けられたカウンタ(16)により前記インクリメンタル信号(15)をカウントし、前記切替部(12)を経て前記インクリメンタル信号(15)を前記エンコーダ位置データ生成ブロック(14)へ送り、前記アブソリュートエンコーダ(2)の位置データ(13)を生成することを特徴とする請求項５記載のアブソリュートエンコーダの位置データ出力方法。
7. 前記一定区間(D)は、前記比較判定部(11)のメモリ(10)に設定され、前記一定区間(D)は可変できるように構成されていることを特徴とする請求項５又は６記載のアブソリュートエンコーダの位置データ出力方法。
8. 前記一定区間(D)を越え、前記一定区間(D)とは別に前記メモリ(10)に設定された別区間まで前記連続性が確認できない時は、前記比較判定部(11)からフラグ(17)が出力されることを特徴とする請求項５ないし７の何れかに記載のアブソリュートエンコーダの位置データ出力方法。

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