JPH01152314A - Absolute encoder - Google Patents

Absolute encoder

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JPH01152314A
JPH01152314A JP62312474A JP31247487A JPH01152314A JP H01152314 A JPH01152314 A JP H01152314A JP 62312474 A JP62312474 A JP 62312474A JP 31247487 A JP31247487 A JP 31247487A JP H01152314 A JPH01152314 A JP H01152314A
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JP
Japan
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absolute
light receiving
receiving element
pattern
code
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Application number
JP62312474A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Ono
康 大野
Yasushi Kaneda
安司 金田
Tetsuo Hattori
徹夫 服部
Shoji Ishizaka
石坂 祥司
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an absolute encoder small and easy to adjust, by arranging a plurality of detectors in one row in the direction of relative movement while an absolute pattern is made as 1-track pattern corresponding to the number of the detectors. CONSTITUTION:An absolute pattern 2 has the circumference thereof divided in 16 and areas divided are formed as such transparent or non-transparent. The array of the areas is so determined that signals of the same combination will not be generated over one rotation of a code disc 1 from four light receiving elements 3a, 4a, 5a and 6a arranged corresponding to continuous four divided area along the circumference of a code disc 1. Thus, the light receiving element 3a is made to correspond to 2<0>, the light receiving element 4a to 2<1>, the light receiving element 5a to 2<2> and the light receiving element 6a to 2<3> thereby obtaining a 4-bit absolute signal.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) この発明はアブソリュートエンコーダに関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention relates to an absolute encoder.

(発明の背景) 従来のアブソリュートエンコーダとしては、光学式、磁
気式等のものが知られているが、2″の分解能を存する
アブソリュートエンコーダには、符号板のアブソリュー
トパターンとしてn本以上のトラックが必要で、第2図
に示したように、符号板が円板型であれば、半径方向に
複数のトラックが必要である。第2図(a)は符号板8
の平面図、第2図(b)はエンコーダの概略側面図であ
り、符号板8にはアブソリュートパターン9を形成する
4本の同心円状のトラックが形成され、各トラックに対
応させて4つの検出器10,11゜12.13が配設さ
れている。なお、第2図(b)で14は符号板8の回転
軸である。
(Background of the Invention) Conventional absolute encoders include optical and magnetic types, but absolute encoders with a resolution of 2'' have n or more tracks as the absolute pattern of the code plate. If the code plate is disc-shaped, as shown in Figure 2, multiple tracks are required in the radial direction.Figure 2 (a) shows the code plate 8.
2(b) is a schematic side view of the encoder. Four concentric tracks forming an absolute pattern 9 are formed on the code plate 8, and four detection sensors are provided corresponding to each track. The vessels 10, 11, 12, and 13 are arranged. In addition, 14 in FIG. 2(b) is the rotation axis of the code plate 8.

また、第4図(a)、(b)、(c)、(d)に検出器
1O111,12,13がらそれぞれ得られる信号を波
形整形した矩形波を示す、符号板8の任意の回転位置に
て得られる矩形波の組み合せが第4図(e)に示した十
人進数に対応しており、符号板8の回転位置がアブソリ
ュートに検出できる。
In addition, FIGS. 4(a), (b), (c), and (d) show rectangular waves obtained by shaping the signals obtained from the detectors 1O111, 12, and 13, respectively, at arbitrary rotational positions of the code plate 8. The combination of rectangular waves obtained in corresponds to the decimal number shown in FIG. 4(e), and the rotational position of the code plate 8 can be detected absolutely.

従って、分解能を上げようとすれば、トラックの数(検
出器の数)を増やさなければならず、その結果、符号板
の径が大きくならざるをえない。
Therefore, if the resolution is to be increased, the number of tracks (the number of detectors) must be increased, and as a result, the diameter of the code plate must be increased.

また、符号板が円筒型や平板型のものでは測定方向に直
交する方向(幅)が大きくなってしまう。
Furthermore, if the code plate is cylindrical or flat, the direction (width) perpendicular to the measurement direction becomes large.

さらに、1本のトラック間の位相関係の調整に煩わしさ
がある。
Furthermore, it is troublesome to adjust the phase relationship between one track.

(発明の目的) 本発明はこれらの欠点を解決し小型かつ調整の容易なア
ブソリュートエンコーダを得ることを目的とする。
(Objective of the Invention) The object of the present invention is to solve these drawbacks and provide an absolute encoder that is compact and easy to adjust.

(発明の概要) 本発明は、符号板に形成したアブソリエートパターンを
複数の検出器によって読取り、前記符号板と前記検出器
との相対移動方向での絶対位置を検出するようになした
アブソリエートエンコーダにおいて、前記複数の検出器
を前記相対移動方向へ一列に配設すると共に、前記アブ
ソリュートパターンを前記検出器の数に応じたートラッ
クパターンとしたことを特徴とするアブソリエートエン
コーダである。
(Summary of the Invention) The present invention provides an absolute pattern formed on a code plate that is read by a plurality of detectors to detect an absolute position in a direction of relative movement between the code plate and the detector. The absolute encoder is characterized in that the plurality of detectors are arranged in a line in the relative movement direction, and the absolute pattern is a -track pattern depending on the number of the detectors.

2″のアブソリュートパターンを作るためには、2″個
の“0”と“1”のパルス列の組み合わせを順番にコン
ピュータにより発生させ、それをn個のセンサーで読み
取った時、このアブソリュートエンコーダを一回転させ
た中で、n個のセンサーから同じ出カバターンが出ない
ように、2n/n個のパターンの組み合わせからコンピ
ュータが選択するようになせばよい。
In order to create a 2" absolute pattern, a computer generates a combination of 2""0" and "1" pulse trains in sequence, and when they are read by n sensors, this absolute encoder is The computer may select from 2n/n combinations of patterns so that the same output pattern does not appear from n sensors during rotation.

(実施例) 第1図(a)、(b)は本発明を光電式のアブソリエー
トエンコーダに適用した場合の実施例を示す図であって
、第1図(a)は符号円板の平面図、第1図(b)は第
1図(a)のA矢視側面図である。
(Embodiment) FIGS. 1(a) and 1(b) are diagrams showing an embodiment in which the present invention is applied to a photoelectric absolute encoder, and FIG. 1(a) shows the plane of the code disk. FIG. 1(b) is a side view taken in the direction of arrow A in FIG. 1(a).

符号円板lには、円周方向に一列にアブソリエートパタ
ーン2が形成されている。アブソリエートパターン2は
、円周を16分割し、各分割領域を透明領域もしくは不
透明領域にして形成されるのであるが、第1図(b)に
示したように、符号板lの円周方向へ、連続した4つの
分割領域に対応させて配設した4つの受光素子3a、4
a、5a、6aから、符号円板1の一回転にわたって同
じ組み合わせの信号が生じないように、その配列が決め
られている。すなわち、透明を1.不透明を0で表わせ
ば、第1図のアブソリュートパターン2の配列(アブソ
リエートコード)は、000011010111100
1である。
Absolute patterns 2 are formed in a row in the circumferential direction on the code disk l. The absolute pattern 2 is formed by dividing the circumference into 16 areas and making each divided area a transparent area or an opaque area.As shown in FIG. 1(b), the circumferential direction of the code plate l is , four light-receiving elements 3a, 4 arranged corresponding to four consecutive divided areas.
The arrangement is determined so that the same combination of signals does not occur from a, 5a, and 6a over one revolution of the code disk 1. In other words, transparency is 1. If opacity is represented by 0, the array (absolute code) of absolute pattern 2 in Figure 1 is 000011010111100.
It is 1.

従って、受光素子3aを2°、受光素子4aを2’s受
光素子5aを28、受光素子6aを23にそれぞれ対応
させることで、4ビツトのアブソリュート信号が得られ
ることになる。
Therefore, by making the light receiving element 3a correspond to 2 degrees, the light receiving element 4a to 2', the light receiving element 5a to 28, and the light receiving element 6a to 23, a 4-bit absolute signal can be obtained.

なお、第1図(b)の符号3b、4b、5b。Note that the symbols 3b, 4b, and 5b in FIG. 1(b).

6bは受光素子3a、4a、5a、6aにそれぞれ対応
する光源、符号7は符号円板2の回転軸を示している。
Reference numeral 6b indicates a light source corresponding to each of the light receiving elements 3a, 4a, 5a, and 6a, and reference numeral 7 indicates a rotation axis of the code disk 2.

このような構造であるから、回転軸7を回転することで
4つの光源3b、4b、5b、6bと4つの受光素子3
a、4a、5a、6aとに対して符号円板lを回転させ
ると、受光素子3a、4a、5a、6aからは、対応す
る光源との間にアブソリエートパターン2の透明領域が
あるか不透明領域があるかによってレベルの異なる信号
が得られ、それらの信号を周知の如く波形整形すること
によって第3図の如き矩形信号が得られる。第3図(a
)は2° (受光素子3aの出力による)、第3図(b
)は2’  (受光素子4aの出力による)、第3図(
c)は2寞 (受光素子5aの出力による)、第3図(
d)は23 (受光素子6aの出力による)を示してお
り、第3図(e)で示された子穴進数が、2@、2I、
2!、23の組み合せに対応するものである。
With such a structure, by rotating the rotation axis 7, the four light sources 3b, 4b, 5b, 6b and the four light receiving elements 3
When the code disk l is rotated with respect to the light receiving elements 3a, 4a, 5a, and 6a, the light receiving elements 3a, 4a, 5a, and 6a detect whether there is a transparent area of the absolute pattern 2 between the corresponding light source or not. Signals with different levels are obtained depending on the presence of the region, and by waveform shaping these signals in a well-known manner, a rectangular signal as shown in FIG. 3 is obtained. Figure 3 (a
) is 2° (according to the output of the light receiving element 3a), Fig. 3(b
) is 2' (according to the output of the light receiving element 4a), Fig. 3 (
c) is 2 (according to the output of the light receiving element 5a), Fig. 3 (
d) indicates 23 (according to the output of the light-receiving element 6a), and the child hole number shown in FIG. 3(e) is 2@, 2I,
2! , 23.

従って、第3図の矩形波をそのまま数値化すると、15
の十人進数列となるが、符号円板lを1回転した場合、
1ケ所として同じ組み合せが現われないので、アブソリ
エートエンコーダが構成されることになる。
Therefore, if we convert the rectangular wave in Figure 3 directly into numerical values, it will be 15
However, when the code disk l is rotated once,
Since the same combination does not appear at any one location, an absolute encoder is constructed.

次に、アブソリエートパターンの配列の決定手法につき
説明する。ビット数が少ないときは、順次試行錯誤で行
なっても良いが、ビット数が大きくなると、コンピュー
タにより演算させる必要がある。上述の4ビツトの場合
で説明すると、例えば、各ビットがOの場合は必ずある
から、まず、0.0.0.0を考え、0が5つ連続する
と、同じ組み合せが連続して生じてしまうことになるか
ら、0が4つ続いた後には必ずlがくると考える。
Next, a method for determining the arrangement of absolute patterns will be explained. When the number of bits is small, it may be performed sequentially by trial and error, but when the number of bits becomes large, it is necessary to perform calculations using a computer. To explain in the case of 4 bits mentioned above, for example, there is always a case where each bit is O, so first consider 0.0.0.0, and if there are 5 consecutive 0's, the same combination will occur consecutively. Since it will be stored away, it is assumed that l will always come after four consecutive 0's.

このようにして、順次0かlを追加していき、同じ組み
合せが生じないように調整していけばよい。
In this way, 0 or 1 can be added one after another, and adjustments can be made so that the same combinations do not occur.

このようにしてコンピュータに演算させた結果を第5図
(a)、(b)、(c)、(d)として示す。第5図(
a)は5ビツト、すなわちn=5の場合のアブソリュー
トコードであり、第5図(b)は6ビツトすなわち、n
=6の場合のアブソリュートコードであり、第5図(C
)は8ビツト、すなわちn=8の場合のアブソリュート
コードであり、第5図(d)はlOビット、すなわちn
=10の場合のアブソリュートコードである。
The results of the computer calculations are shown in FIGS. 5(a), (b), (c), and (d). Figure 5 (
a) is the absolute code for 5 bits, i.e., n=5, and FIG. 5(b) is the absolute code for 6 bits, i.e., n=5.
This is the absolute code when =6, and is shown in Figure 5 (C
) is the absolute code for 8 bits, that is, n=8, and FIG. 5(d) is the absolute code for 10 bits, that is, n
This is the absolute code when =10.

第5図(b)、(c)、(d)のアブソリエートコード
は、前(上)行の最後のビットが次(下)行の初めのビ
ットにつながって構成される。
The absolute codes shown in FIGS. 5(b), (c), and (d) are constructed by connecting the last bit of the previous (upper) row to the first bit of the next (lower) row.

そして、このアブソリュートコードをロータリーエンコ
ーダに用いる場合には、最下行の最後のビットが1行の
最初のビットに連続するようになす。
When this absolute code is used in a rotary encoder, the last bit of the bottom row is made to be continuous with the first bit of one row.

以上述べた実施例は、回転位置を読み取るためのアブソ
リュートエンコーダを主として考えていたが、全く同様
に直線位置を読み取るためのアブソリュートエンコーダ
に用いることもできる。その場合には上述の如き寿トラ
ックのアブソリュートパターンを符号板の相対移動方向
へ直線的に形成するようになせば良い。
Although the above-described embodiments were mainly considered as absolute encoders for reading rotational positions, they can also be used in exactly the same way as absolute encoders for reading linear positions. In that case, the absolute pattern of the longevity track as described above may be formed linearly in the direction of relative movement of the code plate.

さらに、以上の説明では、符号板に透明領域と不透明領
域とからなるアブソリュートパターンを形成した透過型
の光電式エンコーダの例を上げたが、透明領域を反射領
域、不透明領域を吸光領域に対応させ反射型の光電式エ
ンコーダとすることができるばかりでなく、透明領域を
磁石のある部分、不透明領域を磁石のない部分に対応さ
せることで磁気式のエンコーダとすることもできる。
Furthermore, in the above explanation, an example was given of a transmissive photoelectric encoder in which an absolute pattern consisting of a transparent area and an opaque area was formed on the code plate. Not only can it be used as a reflective photoelectric encoder, but it can also be made into a magnetic encoder by making the transparent area correspond to a part with a magnet and the opaque area to a part without a magnet.

また、以上の説明では、受光素子や磁気検出素子等の検
出器を連続した分割領域に対応させて設ける例を上げた
が、パターンが細かくなって連続した分割領域に検出器
を配設することが物理的に難かしい場合には、アブソリ
ュートパターンを工夫することによって、分割領域に1
つ置きに対応させて検出器を配設することができ、また
、その他の配置も可能である。−例として、分割領域に
1つ置きに対応させて検出器を配設できるアブソリュー
トパターンに対応したアブソリュートコードを示す。
In addition, in the above explanation, an example was given in which detectors such as light-receiving elements and magnetic detection elements are arranged in correspondence with continuous divided areas, but it is also possible to arrange detectors in continuous divided areas as the pattern becomes finer. If it is physically difficult to do so, by devising an absolute pattern, it is possible to
The detectors can be arranged in parallel, and other arrangements are also possible. - As an example, an absolute code corresponding to an absolute pattern in which detectors can be arranged in correspondence with every other divided area is shown.

(発明の効果) 以上のように本発明によれば、アブソリュートパターン
を≠トラックパターンとすることができるので、いわゆ
るインクリメンタル型のエンコーダとほとんど、大きさ
に差のないアブソリュートエンコーダができるばかりで
なく、軽量化と大幅なコストダウンのできるアブソリュ
ートエンコーダを得ることができる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, it is possible to make the absolute pattern ≠ a track pattern, so not only can an absolute encoder with almost no difference in size from a so-called incremental encoder be created, but also It is possible to obtain an absolute encoder that is lightweight and can significantly reduce costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)、(b)は本発明の第1実施例の光電式ア
ブソリュートエンコーダを示す図、第2図(a)、(b
)は従来の光電式アブソリュートエンコーダを示す図、
第3図は第1図(a)、(b)の構成により得られる矩
形波の組を示す波形図、第4図は第2図(a)、(b)
の構成により得られる矩形波の組を示す波形図、第5図
(a)、(b)、(c)、(d)は異なるビット数のア
ブソリュート信号を得るためのアブソリュートパターン
を決定するアブソリュートコードの例を示す図、第6図
はアブソリュートコードの他の例を示す図、である。 (主要部分の符号の説明) 1・・・符号円板、 2・・・アブソリュートパターン
、3a、4a、5a、6a・・・受光素子。 出願人  日本光学工業株式会社
FIGS. 1(a) and (b) are diagrams showing a photoelectric absolute encoder according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2(a) and (b)
) is a diagram showing a conventional photoelectric absolute encoder,
FIG. 3 is a waveform diagram showing a set of rectangular waves obtained by the configuration of FIGS. 1(a) and (b), and FIG.
A waveform diagram showing a set of rectangular waves obtained by the configuration shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing another example of the absolute code. (Explanation of symbols of main parts) 1... Code disk, 2... Absolute pattern, 3a, 4a, 5a, 6a... Light receiving element. Applicant Nippon Kogaku Kogyo Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 符号板に形成したアブソリュートパターンを複数の検出
器によって読取り、前記符号板と前記検出器との相対移
動方向での絶対位置を検出するようになしたアブソリュ
ートエンコーダにおいて、前記複数の検出器を前記相対
移動方向へ配設すると共に、前記アブソリュートパター
ンを前記検出器の数に応じた1トラックパターンとした
ことを特徴とするアブソリュートエンコーダ。
In the absolute encoder, an absolute pattern formed on a code plate is read by a plurality of detectors to detect an absolute position in a direction of relative movement between the code plate and the detector. An absolute encoder characterized in that the absolute pattern is arranged in a moving direction and that the absolute pattern is a one-track pattern corresponding to the number of the detectors.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH041521A (en) * 1990-04-18 1992-01-07 Nikon Corp One-track type absolute encoder
US5252825A (en) * 1990-07-18 1993-10-12 Nikon Corporation Absolute encoder using interpolation to obtain high resolution
US5841274A (en) * 1997-01-29 1998-11-24 Mitutoyo Corporation Induced current absolute position transducer using a code-track-type scale and read head
EP1380815A2 (en) 2002-06-28 2004-01-14 Sony Precision Technology Inc. Position detection apparatus
US6772088B2 (en) 2002-03-08 2004-08-03 Sony Precision Technology Inc. Position transducer
US7462789B2 (en) 2006-02-17 2008-12-09 Panasonic Corporation Rotary type encoder
EP2551646A2 (en) 2011-07-26 2013-01-30 Canon Kabushiki Kaisha Scale and manufacturing method thereof, and absolute encoder
JP2018151182A (en) * 2017-03-10 2018-09-27 多摩川精機株式会社 SINGLE-TRACK TYPE Nbit ABSOLUTE ENCODER

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5319852A (en) * 1976-08-07 1978-02-23 Anritsu Electric Co Ltd Shaft angle encoder

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5319852A (en) * 1976-08-07 1978-02-23 Anritsu Electric Co Ltd Shaft angle encoder

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH041521A (en) * 1990-04-18 1992-01-07 Nikon Corp One-track type absolute encoder
US5252825A (en) * 1990-07-18 1993-10-12 Nikon Corporation Absolute encoder using interpolation to obtain high resolution
DE4123722B4 (en) * 1990-07-18 2006-09-21 Nikon Corp. absolute encoder
US5841274A (en) * 1997-01-29 1998-11-24 Mitutoyo Corporation Induced current absolute position transducer using a code-track-type scale and read head
US6772088B2 (en) 2002-03-08 2004-08-03 Sony Precision Technology Inc. Position transducer
EP1380815A2 (en) 2002-06-28 2004-01-14 Sony Precision Technology Inc. Position detection apparatus
US6768426B2 (en) 2002-06-28 2004-07-27 Sony Precision Technology Inc. Position detection apparatus
US7462789B2 (en) 2006-02-17 2008-12-09 Panasonic Corporation Rotary type encoder
EP2551646A2 (en) 2011-07-26 2013-01-30 Canon Kabushiki Kaisha Scale and manufacturing method thereof, and absolute encoder
JP2018151182A (en) * 2017-03-10 2018-09-27 多摩川精機株式会社 SINGLE-TRACK TYPE Nbit ABSOLUTE ENCODER

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