JPH02165013A - アブゾリュートエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はアブソリュートエンコーダに関し、たとえば
、モータの回転軸の絶対位置を検出するようなアブソリ
ュートエンコーダに関する。

［従来の技術］ たとえば、産業用ロボットにおけるモータの回転軸位置
を検出するために、ロータリエンコーダが広く用いられ
ている。このようなロータリエンコーダは、インクリメ
ンタル型のものが多く用いられている。しかしながら、
インクリメンタル型ロータリエンコーダは、回転変化分
のみを検出するものであり、絶対位置を検出することは
できない。このため、制御装置の内部で絶対位置を記憶
するようにしている。しかしながら、この絶対位置の記
憶は、制御装置の電源を遮断すると消滅してしまう。こ
のため、ロータリエンコーダとしては、絶対位置の検出
可能ないわゆるアブソリュートエンコーダを用いるのが
最も都合がよい。

第５図は従来のアブソリュートエンコーダの一例を示す
図であある。第５図において、円板状のスケール１０に
は、同心円で２°　２１．２２・・・ビットが光の透過
可能なパターンで形成されており、一方面から光が照射
されると、パターンを通過した光が他方面側に設けられ
た光検知器１１゜１２．１３・・・によって検知される
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、ビット数がｎビット必要な場合、ｎ種類
のパターンとｎ個の光検知器が必要となる。

通常、必要な分解能を得るためには、ｎ−１２〜１６を
必要とし、光検知器をこれだけの数だけ並べると、アブ
ソリュートエンコーダ全体の形状および寸法が大きくな
り、小型のモータなどに組込むのが困難になるという欠
点があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、小型で信頼性の
高いアブソリュートエンコーダを提供することである。

［課題を解決するための手段］ この発明は絶対位置を示す数値コードが光を透過可能な
パターンで形成されたスケールと、スケールに光を照射
する光源と、スケールのパターンを通過した光を受光し
て、そのパターンに対応した数値コードを出力するため
のイメージセンサとを備えて構成される。

より好ましくは、予め定める１ビツト期間内にイメージ
センサから出力されるパルス数を判別し、予め定める数
のパルスが出力されたとき論理を特定する。

［作用］ この発明に係るアブソリュートエンコーダは、イメージ
センサの出力により、回転体の絶対位置を検出するよう
にしたので、小型化を図り信頼性を向上せしめることが
できる。

［発明の実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示す図である。

第１図において、ＣＯＤからなるイメージセンサ１に対
向してスケール２が配置されている。このスケール２は
たとえばガラスのごとき安定した材質のものに、２進コ
ードが光を透過可能なパターンとしてエツチングなどに
より刻印されている。

そして、スケール２の一方側に設置された光源（図示せ
ず）から光３が照射されると、パターンを透過した光が
イメージセンサ１によって検出される。

第２図はこの発明の一実施例の概略ブロック図である。

第１図に示したイメージセンサ１は駆動回路４によって
駆動されるとともに、イメージセンサ１の出力が駆動回
路４を介してレベルコンパレータ５に与えられる。レベ
ルコンパレータ５はイメージセンサ１の出力のレベルを
識別し、所定の値以上であれば“１”と判定し、それ以
下であれば“０゛として判定し、パルスを２値化するも
のである。２値化されたパルス信号はＳ／Ｐ変換回路６
に与えられ、シリアルなパルス信号からパラレルなパル
ス信号に変換されて多数決論理回路７に与えられる。多
数決論理回路７はパラレルに変換された信号の各ビット
が“１＃であるかあるいは“０”であるかを判定し、２
進出力としてレジスタ８に記憶する。このレジスタ８に
記憶された内容が絶対位置を示すことになる。

第３図はイメージセンサから出力されるパルス信号を示
す波形図である。

次に、第１図ないし第３図を参照して、この発明の一実
施例の具体的な動作について説明する。

イメージセンサ１からは第３図に示すごとく、時間ｔに
対してシリアルに読出される。イメージセンサ１上のＣ
ＯＤは１個が大体１ミル（１／１０００インチ）で普通
５１２あるいは１０２４の素子が１列に並べられて構成
されている。今、５１２素子のイメージセンサを用いて
１６ビツト（ｎ−１６）のアブソリュートエンコーダを
作るものと仮定すると、開口部と遮光部を同一寸法とす
れば、１開口部あたり５１２／１６Ｘ２−１６素子が１
ビツトあたりの信号に相当する。但し、第２図では１ビ
ツトあたり４素子の例を示している。

スケールの精度、ノイズの影響などを考慮し、１６素子
の信号のうち、たとえば１２素子以上が所定のレベルを
越えているものとレベルコンパレータ５が判別し、Ｓ／
Ｐ変換回路６によってパラレルな信号に変換されて多数
決論理回路７に与えられる。多数決論理回路７は１６素
子の信号のうち、たとえば１２素子以上がオンであると
判別すると、このビットを′１”と判定する。このよう
に判定することにより、精度、安定性を向上できる。

一方、寸法的問題として、イメージセンサ１は５１２ミ
ル程度の長さであるので、スケール２の格子間隔は５１
２／１６陶３２ミル（約０．８ｍｍ）となり、スリット
幅は５１２／１６Ｘ２−１６ミル（約０．４ｍｍ）とな
り、スケール幅としては（５１２＋α）ミル坤約１５ｍ
ｍであるガラススケールを用意すればよい。また、１ビ
ツトあたりの素子数を１６よりも下げて使用しても安定
性上問題がない場合は、さらに寸法を小型化することが
できる。

第４図はこの発明の他の実施例を示す図である。

この第４図に示した例は、スケール１０を円板で構成し
、このスケール１０に対向するように第１図に示したイ
メージセンサ１と同じものを配置したものである。この
ようにスケール１０とイメージセンサ１を形成し、イメ
ージセンサ１の出力を第２図に示した駆動回路４に与え
ることによって、高精度で絶対位置を検出することがで
き、しかも装置を小型化することができる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、イメージセンナの出力
により、回転体の絶対位置を検出するようにしたので、
小型化を図り、信頼性を向上せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の概略の構成を示す図であ
る。第２図はこの発明の一実施例の概略ブロック図であ
る。第３図はイメージセンサから出力されるパルス信号
の波形図である。第４図はこの発明の他の実施例を示す
図である。第５図は従来のアブソリュートエンコーダを
示す図である。 図において１はイメージセンサ、２，１０はスケール、
３は光、４は駆動回路、５はレベルコンパレータ、６は
Ｓ／Ｐ変換回路、７は多数決論理回路、８はレジスタを
示す。 特許出願人　エヌ・チー・エヌ東洋ベアリング第１図 第４図 第５図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶対位置を示す数値コードが光を透過可能なパタ
   ーンとして形成されたスケールと、前記スケールに光を
   照射する光源と、 前記スケールのパターンを通過した光を受光して、その
   パターンに対応した数値コードを出力するためのイメー
   ジセンサとを備えた、アブソリュートエンコーダ。
2. （２）さらに、予め定める１ビット期間内に前記イメー
   ジセンサから出力されるパルス数を判別し、予め定める
   数のパルスが出力されたとき、論理を特定するようにし
   た、請求項１項記載のアブソリュートエンコーダ。