JPH02290510A - 位置／速度検出装置 - 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） 本発明は、電気角９０″の位相差を持つ同振幅の正弦（
サイン）波形のＡ相及びＢ相検出信号を出力する位置／
速度検出器装置に関する。

（従来の技術） 近年、光学式ロークリエンコーダ装置等の位置／速度検
出装置は広く使用されている。

この光学式ロータリエンコーダ装置には、基準位置から
の相対移動量を検出するインクリメンタルタイプと絶対
角度に対応した絶対番地を検出するアブソリュートタイ
プとがあり、又、スリットやビットを形成したロータリ
エンコーダ円板の回転による、透過光の変化によりこの
スリットやピットを検出する透過型と、反射光の変化に
よりこのスリットやピットを検出する反射型とがある。

第３図は、従来の透過型光学式インクリメンタルロータ
リエンコーダ装置の例を示す概略構成図である。図に示
すように、従来例の透過型光学式インクリメンタルロー
タリエンコーダ装置２ｌは、発光素子群８と受光素子群
１０との間に、ロークリエンコーダ円板２と固定スリッ
ト板９とが配置された構成になっている。

このロータリエンコーダ円板２には、径方向に長い所定
幅のスリット４とこのスリット４間のマスク部５とが、
交互に所定数、等ピッチでリング状に配置されたエンコ
ーダトラック３が形成されている。この円板２は、中心
穴６を軸受（図示せず）に輔支された入力軸７に固定さ
れ、例えば矢印にて図示の方向に一体的に回転する。

前記発光素子群８の例えばレーザ発振器である発光素子
（Ａ）８Ａ及び（Ｂ）８Ｂと、前記受光素子群１０の例
えばフォトダイオードである受光素子（Ａ）ＩＯＡ及び
（Ｂ）ＩＯＢとのそれぞれの光路上に、この円板２の前
記エンコーダトラック３のスリット４及び前記固定スリ
ット板９のスリット（Ａ）９Ａ及び（Ｂ）９Ｂが、それ
ぞれ対応するように配置されている。この発光素子（Ａ
）８Ａ及び（Ｂ）８Ｂからのレーザー光線は、この日板
２の表面上に光スポット（Ａ）ＩＩＡ及び光スポット（
Ｂ）ＩＩＢとして照射され、この円板２の回転に伴い、
このスリット４及び前記マスク部５により断続されたレ
ーザ光線は、このスリット（Ａ）９Ａ及びＣＢ）９Ｂを
通過して、この受光素子（Ａ）１０Ａ及び（Ｂ）ＩＯＢ
により電気信号に変換され、この光スポット（Ａ）１１
Ａに対応してＡ相検出信号、この光スポット（Ｂ）１１
Ｂに対応してＢ相検出信号が出力される。この際、この
Ａ相検出信号とＢ相検出信号との位相差が電気角９０″
となるように、この光スポット（Ａ）ＩＩＡ及び（Ｂ）
ＩＩＢは、このスリット４の長手方向に対して所定の角
度だけずらされている。

第４図は、第３図の装置の検出信号波形を示す波形図で
ある。

図に示すように、前記人相及びＢ相検出信号波形ａ及び
ｂは、互いに電気角９０＠の位相７，差を持つ同振幅の
正弦波形である。

そして、前記入力軸７に直結された被測定物の駆動軸（
図示せず）の回転位置および／又は速度は、前記ロータ
リエンコーダ円板２の１回転当たり１回の検出信号であ
る図示しないＺ相検出信号出力と共に、このＡ相及びＢ
相検出信号出力により検出される。

（発明が解決しようとする課題） 以上のような構成の従来例の透過型光学式インクリメン
タルロータリエンコーダ装置２１において、偶発的な原
因により、前述のＡ相及びＢ相検出信号波形が変形する
場合がある。例えば、第４図（Ａ）に示すように前記ス
リット４にごみ等が付着した場合は、前記レーザ光線が
遮られ、信号欠落部が生じ、前記検出信号出力部等にノ
イズが混入した場合は、このノイズにより信号歪部が生
じる。この検出信号波形の信号欠落部は、前述の回転位
置および／又は速度の検出精度を低下させるものである
から、この検出信号出力が供給されるシステム側におい
て、例えばソフトウエアによる大規模な誤り訂正装置に
より、この検出信号の訂正を行なわなければならない。

一方、この検出信号波形の信号欠落部の位置を表す、エ
ラー位置検出信号がこのシステム側に供給された場合は
、この誤り訂正装置は簡単なものとなる。

本発明は上記の点に着目してなされたもので、このエラ
ー位置検出信号が出力される位置／速度検出装置を提供
することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の位置／速度検出装置は、被測定物の回転又は直
線運動と応動するエンコーダ板に、等ピッチの物理的変
化部が配置されたエンコーダトラックを形成し、このエ
ンコーダトラックを読み取ることにより、前記披側定物
の回転又は直線方向の位置及び／又は速度を表す、電気
角９０＠の位相差をもつ同振幅の正弦波形のＡ相及びＢ
相検出信号を出力する位置／速度検出装置において、こ
のＡ相及びＢ相検出信号をそれぞれ自乗し、Ａ相及びＢ
相自乗信号をそれぞれ出力する乗算回路と、このＡ相及
びＢ相自乗信号を加算して自乗加算信号を出力する加算
回路と、この自乗加算信号又はこの自乗加算信号に応じ
た信号と、この自乗加算信号又はこの自乗加算信号に応
じた信号のＤＣレベルと同電圧の基準電圧とを、この基
準電圧を中心とした所定の不感帯電圧幅を持って比較し
比較結果を出力する比較回路とを備え、この比較結果か
ら前記Ａ相及びＢ相検出信号波形の信号欠落部の位置を
表すエラー位置検出信号を得るよう構成したものである
。

（実施例） 本発明の位置／速度検出装置は、電気角９０″の位相差
を持つ同振幅の正弦（サイン）波形のＡ相及びＢ相検出
信号を出力すると共に、このＡ相及びＢ相検出信号波形
の処理により、この検出信号波形の信号欠落部の位置を
表す、エラー位置検出信号を出力するものである。

本発明の一実施例として、従来例の場合と同様に、透過
型光学式インクリメンタルロータリエンコーダ装置の例
について以降説明する。

第１図は、本発明の位置／速度検出装置の一実施例であ
る透過型光学式インクリメンタルロータリエンコーダ装
置の例を示す概略構成図であり、第２図は、第１図の装
置の動作を説明する波形図である。第１図に示すように
、本発明の一実施例の透過型光学式インクリメンタルロ
ータリエンコーダ装置１のＡ相及びＢ相検出信号出力部
は、前述の従来例の装置２１と同様であるから、同様部
分には同符号を付し、その説明を省略する。

前述の受光素子群１０の受光素子（Ａ）ＩＯＡ及び（Ｂ
）ＩＯＢから出力される前述のＡ相及びＢ相検出信号は
、従来例の場合と同様に、この装置１から出力されると
共に、それぞれ乗算回路（Ａ）１２Ａ及び（Ｂ）１２Ｂ
にも供給される。

このＡ相及びＢ相検出信号の波形ａ及びｂは、前述の如
く正弦波形であるから、振幅をＨ、角度をθとするとそ
れぞれＨｓｉｎθ及びＨｃｏｓθで表される。前記乗算
回路（Ａ）１２Ａ及び（Ｂ）１２Ｂにおいて、このＡ相
及びＢ相検出信号は、それぞれ自乗され、Ｈ２ｓｉｎ２
θ及びＨ　　ｃｏｓ２θで表される、Ａ相自乗信号及び
Ｂ相自乗信号となり、共に加算回路１３に供給される。

この加算回路１．３において、このＡ相及びＢ相自乗信
号は加算され、 Ｈ　　ｓｉｎ　　θ＋Ｈ　　ｃｏｓ　　θ一Ｈ２で表さ
れる自乗加算信号となり、電圧制御増幅回路１４に洪給
される。この電圧制御増幅回路１４において、この自乗
加算信号は所定の定数Ｋ分の１に増幅され、Ｈ２／Ｋで
表される比較信号Ｃとなり、ヒステリシス増幅器１６の
一側入力端子に倶給される。

比較回路１５は、このヒステリシス増幅器１６と基準電
圧発生器１７とから構成されており、この基準電圧発生
器１７において、この自乗加算信号のＤＣレベルと同電
圧のＨ２／Ｋに調整された基準電圧ｖＲＥＰが出力され
、このヒステリシス増幅器１６の士側入力端子に供給さ
れる。このヒステリシス増幅器１６は、この十側入力端
子に供給されたこの基準電圧Ｖ　ＲＥＰを中心として、
ΔＶ　Ｒｌ！Ｐなる所定の不感帯電圧幅を持ったＶＲＥ
Ｐ＝ｌ：１／２ΔＶ　ＩＩＥＰなる電圧値と、前記一側
入力端子に供給された比較信号Ｃとを比較し、比較結果
ｄを出力する。この比較信号Ｃには、第２図に示すよう
に、前述のゴミ等による信号欠落部及びノイズによる信
号歪部に応じた波形変形部が含まれているが、振幅の小
さいこのゴミ等による信号歪部に応じた波形変形部は、
この不感帯電圧幅ΔＶ　ＲＩＩＰに吸収されてしまい、
この比較結果ｄには現れず、振幅の大きいこのゴミ等に
よる信号欠落部に応じた波形変形部のみが、この比較結
果ｄに現れるから、この比較結果ｄは、この信号欠落部
の位置を表す前述のエラー位置検出信号となる。

以上説明したように、本発明の一実施例の透過型光学式
インクリメンタルロータリエンコータ装置１は、前記Ａ
゛相及びＢ相検出信号と共に、このＡ相及びＢ相検出信
号の波形処理により、この検出信号波形の信号欠落部の
位置を表す、エラー位置検出信号を出力するから、この
検出信号出力が供給−されるシステム側における誤り訂
正装置が簡単なものとなる。

なお、上述の一実施例の説明では、前記自乗加算信号Ｈ
２は１／Ｋに増幅後、前記基準電圧Ｖｑａｐ−Ｈ２／Ｋ
と比較される例について述べたが、この自乗加算信号Ｈ
２を直接基準電圧ＶＲ！ｌＰ＝Ｈ２と比較しても良いの
は勿論である。

又、上述の一実施例の説明では、前記Ａ相及びＢ相検出
信号出力部が透過型光学式インクリメンタルロータリエ
ンコーダ装置の例について述べたが、他の方式のインク
リメンタルロータリエンコーダ装置、例えば反射型光学
式インクリメンタルロータリエンコーダ装置、磁気式イ
ンクリメンタルロータリエンコーダ装置等にも本発明は
応用出来る。

又、上述の一実施例の説明では、被測定物の回転運動を
検出するインクリメンタルロータリエンコーダ装置の例
について述べたが、直線運動を検出するインクリメンタ
ルリニアエンコーダ装置にも本発明は応用出来る。

（発明の効果） 以上のような構成よりなる本発明の位置／速度検出装置
は、前記Ａ相及びＢ相検出信号と共に、このＡ相及びＢ
相検出信号波形の信号欠落部の位置を表す、エラー位置
検出信号を出力するから、この装置の機能が向上すると
共に、この装置を使用するシステム側の誤り訂正装置が
簡単なものとなり、コストダウンが可能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の位１／速度検出装置の一実施例である
透過型光学式インクリメンタルロータリエンコーダ装置
の例を示す概略構成図、第２図は第１図の装置の動作を
説明する波形図、第３図は従来の透過型光学式インクリ
メンタルロータリエンコーダ装置の例を示す概略構成図
、第４図は第３図の装置の検出信号波形を示す波形図で
ある。 １．２１・・・透過型光学式インクリメンタルロータリ
エンコーダ装置（位置／速度検出装置）、２・・・ロー
タリエンコーダ円板（エンコーダ板）、３・・・エンコ
ーダトラック、 ４・・・スリット（物理的変化部）、 ８・・・発光素子群、 ９・・・固定スリット板、 １０・・・受光素子群、ＩＩＡ，ＩＩＢ・・・光スポッ
ト、１２Ａ，１２Ｂ・・・乗算回路、 １３・・・加算回路、 １５・・・比較回路、 １６・・・ヒステリシス増幅器、 １７・・・基準電圧発生器、Ｖ　ＲＢＦ・・・基準電圧
、ΔＶ　ｌ［ｌＦ・・・不感帯電圧幅。 特許出願人　日本ビクター株式会社 代表者　垣　木　邦　夫 ′Ｉ１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定物の回転又は直線運動と応動するエンコーダ板に
   、等ピッチの物理的変化部が配置されたエンコーダトラ
   ックを形成し、このエンコーダトラックを読み取ること
   により、前記被測定物の回転又は直線方向の位置及び／
   又は速度を表す、電気角９０°の位相差を持つ同振幅の
   正弦波形のＡ相及びＢ相検出信号を出力する位置／速度
   検出装置において、このＡ相及びＢ相検出信号をそれぞ
   れ自乗し、Ａ相及びＢ相自乗信号をそれぞれ出力する乗
   算回路と、このＡ相及びＢ相自乗信号を加算して自乗加
   算信号を出力する加算回路と、この自乗加算信号又はこ
   の自乗加算信号に応じた信号と、この自乗加算信号又は
   この自乗加算信号に応じた信号のＤＣレベルと同電圧の
   基準電圧とを、この基準電圧を中心とした所定の不感帯
   電圧幅を持って比較し比較結果を出力する比較回路とを
   備え、この比較結果から前記Ａ相及びＢ相検出信号波形
   の信号欠落部の位置を表すエラー位置検出信号を得るこ
   とを特徴とする位置／速度検出装置。