JPH03285114A - Code plate for 1 track absolute encoder - Google Patents

Code plate for 1 track absolute encoder

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JPH03285114A
JPH03285114A JP2084898A JP8489890A JPH03285114A JP H03285114 A JPH03285114 A JP H03285114A JP 2084898 A JP2084898 A JP 2084898A JP 8489890 A JP8489890 A JP 8489890A JP H03285114 A JPH03285114 A JP H03285114A
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JP
Japan
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code
track
absolute
sensor
absolute position
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Application number
JP2084898A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Matsumoto
豪 松本
Yasushi Ono
康 大野
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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 improve the resolution of an absolute pattern without restraints of limits of the sensor pitch by arranging the n-bit code detected by (n) sensors to be a specific array of codes different at every absolute position. CONSTITUTION:When two kinds of minimum reading units with different physi cal properties are represented by codes 0. 1, and supposing that (lambda) is the length of the minimum reading unit and (m) is an integer not smaller than 3 in a code plate A of an absolute encoder wherein a predetermined array of codes 0,1 is arranged in a longitudinal direction of a track T, the n-bit code detected by (n) sensors each placed in the longitudinal direction of the track T and having an array of codes arranged opposite to the track T with the pitch corre sponding to mlambda is made a specific array of codes different at any absolute position. The code plate A detects a plurality of minimum reading units with alternate two or more tracks T, thereby obtaining a code signal. Therefore, it is enough for the sensor S to be provided with a predetermined number of bits separated 3lambda or more in a sensor head SH, and the requirement for the sensor pitch is eased.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、1トラック型アブソリュート・エンコーダに
用いられる符号板に関し、詳しくは、トラック検出用の
センサ間隔を従来よりも拡大して1トラック型アブソリ
ュート・エンコーダの製作を容易にする方法を提供する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a code plate used in a one-track type absolute encoder. A method is provided that facilitates the production of absolute encoders.

[従来の技術] エンコーダは、B動量や、これを基に得られる移動角度
や速度を検出するもので、■移動範囲内での絶対位置が
検出できるアブソリュート・エンコーグと、■車に移動
量、または移動角度しか検出できないインクリメンタル
・エンコーダとに分類される。
[Prior art] An encoder detects the amount of B movement and the movement angle and speed obtained based on this, and consists of two types: ■Absolute encoder that can detect the absolute position within the movement range; It is also classified as an incremental encoder that can only detect the angle of movement.

いずれにせよ、エンコーダは、その構成として(1)物
理的性質、例えば反射率、透過率、偏光状態、磁気的性
質、磁化の向き等の異なるZfi類の最小読取単位を数
字の0.1の二値符号で表わすとき、0.1の数列から
なる所定符号列をトラック上に形成してなる符号板と、
(2)0.1を区別して検出するセンサヘッドとに分割
される。
In any case, the encoder has the following configuration: (1) The minimum reading unit of the Zfi class, which has different physical properties such as reflectance, transmittance, polarization state, magnetic properties, and direction of magnetization, is a number of 0.1. A code plate formed by forming a predetermined code sequence consisting of a sequence of 0.1 on a track when expressed as a binary code;
(2) A sensor head that distinguishes and detects 0.1.

その他、実際には、符号板とセンサヘッドとを相対的に
平行8動する機械的駆動機構が必要である。
In addition, a mechanical drive mechanism is actually required to move the code plate and the sensor head relative to each other in parallel.

符号板は、長尺の板状(直線に沿ってトラックがある・
・・リニアエンコーダ)、円盤状(円周に沿ってトラッ
クがある・・・ロータリーエンコーダ)、円筒状(円筒
の外周面に沿ってトラックがある・・・ロータリーエン
コーダ)等がある。
The code board is a long plate (with tracks along a straight line).
...linear encoder), disc-shaped (with tracks along the circumference...rotary encoder), cylindrical shape (with tracks along the outer circumferential surface of the cylinder...rotary encoder), etc.

最近、1トラックだけで絶対位置が知れる1トラック型
アブソリュート・エンコーダが提案された(特開昭57
−175211号、実開昭80−152916号、特開
平1−152314号の各公報を参叩)。
Recently, a one-track absolute encoder that can determine the absolute position with just one track has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 57
-175211, Japanese Utility Model Application Publication No. 80-152916, and Japanese Patent Application Publication No. 1-152314).

この1トラック型アブソリュート・エンコーダの符号板
では、Ollの数列からなる符号列が特別な配列を有し
ている。例えば、n=4ビツトの例では、全符号数p(
=2°”4=16個)の符号列は次のとおりである(第
2図参照)。
In the code plate of this one-track absolute encoder, the code string consisting of the Oll number sequence has a special arrangement. For example, in the case of n=4 bits, the total number of codes p(
= 2°''4 = 16) code strings are as follows (see Figure 2).

000010011110101 ↑111 −移動 ここで、矢印↑は、この符号列を検出するためにセンサ
ヘットに設けたセンサの位置を示し、センサの位置は、
符号板とセンサヘットの相対移動に伴って矢印一方向に
移動する。
000010011110101 ↑111 - Movement Here, the arrow ↑ indicates the position of the sensor installed in the sensor head to detect this code string, and the position of the sensor is
It moves in the direction of the arrow as the code plate and sensor head move relative to each other.

すなわち、センサヘットには、最小読取単位の長さをλ
として、n個のセンサがトラック長手方向にλに相当す
るピッチで配置され、このn個のセンサが連続したn個
の最小読取単位を並列に同時検出して、符号板に対する
センサヘッドの絶対位置を表わすコード信号を組立てて
いる。
In other words, the sensor head has a minimum reading unit length of λ
, n sensors are arranged at a pitch corresponding to λ in the longitudinal direction of the track, and these n sensors simultaneously detect n consecutive minimum reading units in parallel to determine the absolute position of the sensor head with respect to the code plate. We are assembling a code signal representing .

従って、上の例で言えば、矢印ttXで示す第1の絶対
位置てはコート信号oooo、これから矢印一方向に約
λ移動した′j82の絶対位置ではコート信号0001
という具合に、順次センサヘッドを送ると、各絶対位置
とそのコード信号の関係は次のようになる。ただし、こ
の符号列は、その右端がその左端に連結した、ロータリ
ーエンコーダ対応型のものであるとする。
Therefore, in the above example, the first absolute position indicated by the arrow ttX is the coat signal oooo, and the absolute position 'j82, which is moved by approximately λ in one direction of the arrow, is the coat signal 0001.
If the sensor heads are sent sequentially in this manner, the relationship between each absolute position and its code signal will be as follows. However, it is assumed that this code string is compatible with a rotary encoder, with its right end connected to its left end.

第1の絶対位置:  ooo。First absolute position: ooo.

第2の絶対位置:  0001 第3の絶対位置:  0010 第4の絶対位置:  0100 第5の絶対位置+  1001 第6の絶対位置+  0011 第7の絶対位置:  0111 第8の絶対位置:  1111 第9の絶対位置+  1110 第10の絶対位置:  1101 ′tS11の絶対位置:  1010 第12の絶対位置:  0101 第13の絶対位置  1011 第14の絶対位置  011O 第15の絶対位置  1100 !F:J16の絶対位置  1000 第1の絶対位置  0000 以上のとおり、n=4個のセンサて検出されるn=4ビ
ツトのコート信号は、各絶対位置においてそれぞれ異な
り、従フて、逆に、検出されたコート信号により、符号
板に対するセンサヘットの絶対位置を判別できる。また
、例えば、検出されたコート信号を二進数の序数信号に
1対1変換する対照表(メモリ)を用いれば、より理解
し易い数値でこの番地信号を得ることもてきる。
Second absolute position: 0001 Third absolute position: 0010 Fourth absolute position: 0100 Fifth absolute position + 1001 Sixth absolute position + 0011 Seventh absolute position: 0111 Eighth absolute position: 1111 9 absolute position + 1110 10th absolute position: 1101 'tS11 absolute position: 1010 12th absolute position: 0101 13th absolute position 1011 14th absolute position 011O 15th absolute position 1100 ! F: Absolute position of J16 1000 First absolute position 0000 As described above, the n=4-bit coat signal detected by the n=4 sensors is different at each absolute position, and conversely, The absolute position of the sensor head relative to the code plate can be determined from the detected coat signal. Further, for example, by using a comparison table (memory) that converts the detected code signal one-to-one into a binary ordinal number signal, it is possible to obtain this address signal in a numerical value that is easier to understand.

第2図は、この符号列になるアブソリュート・トラック
を用いたロータリ・アブソリュート・エンコーダの例を
示す。
FIG. 2 shows an example of a rotary absolute encoder using an absolute track of this code string.

第2図において、符号板Aには、白部をO1斜線部を1
でそれぞれ表わした長さλの最小読取単位を、円周に沿
って、ム印から右回りに配列して上述の符号列としたア
ブソリュート・トラックTが形成され、センサヘットS
Hには、このトラックTに沿って、ピッチλで4個のセ
ンサSが配置されている。
In Figure 2, code plate A has white parts as O1 and hatched parts as 1
An absolute track T is formed by arranging the minimum reading units of length λ, each represented by , clockwise along the circumference from the mark M to form the above-mentioned code string, and the sensor head S
Four sensors S are arranged along this track T at a pitch λ.

従って、第2図のロータリ・アブソリュート・エンコー
ダでは、最小読取単位長さとセンサピッチは等しくλで
ある。
Therefore, in the rotary absolute encoder of FIG. 2, the minimum reading unit length and the sensor pitch are equal to λ.

ところで、第2図のロータリ・アブソリュート・エンコ
ーダにおいて、rいずれかのセンサSが異なる種類の2
つの最小読取単位をまたいでいるような停止状態」から
、エンコーダの電源を投入して絶対位置の検出を開始す
る場合、そのセンサが2つの最小読取単位のいずれを読
み取るかは不定であり、出力されるコード信号に誤りを
生じる可能性が有る。例えば、第5の絶対位置と第6の
絶対位置のほぼ中間位置で、本来1001のコード信号
を出力すべきところを、左端のセンサが隣のOを検出し
てしまった場合、出力されるコード信号は0001とな
る。これは、第2の絶対位置を表わすコード信号である
から、大変な読み誤まり誤差と言える。
By the way, in the rotary absolute encoder shown in FIG. 2, one of the sensors S is of a different type.
If you turn on the power to the encoder and start detecting the absolute position from a stopped state in which the sensor straddles two minimum reading units, it is uncertain which of the two minimum reading units the sensor will read, and the output There is a possibility that an error may occur in the code signal that is sent. For example, if a code signal of 1001 should normally be output at a position approximately halfway between the fifth absolute position and the sixth absolute position, but the leftmost sensor detects the neighboring O, the output code The signal becomes 0001. Since this is a code signal representing the second absolute position, it can be said to be a serious reading error.

このような、最小読取単位境界をセンサが検出すること
に起因するコート信号の読み誤り、特に電源投入時にお
けるコート信号の不安定さを解決するために、n個のセ
ンサ(センサ群と呼ぶ)を2M、はぼ1/2λずらせて
配置し、この2組のうちで最小読取単位中央部を検出し
ている組を選択してコード信号を出力させる技術(例え
ば、特開昭64−79619号公報の第7図)が開発さ
れた。
In order to solve the misreading of the coat signal caused by the sensor detecting the minimum reading unit boundary, especially the instability of the coat signal when the power is turned on, n sensors (referred to as a sensor group) are used. A technique of arranging 2M, shifted by about 1/2λ, and outputting a code signal by selecting the set in which the minimum reading unit center is detected among these two sets (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 79619/1983) Figure 7 of the publication) was developed.

この技術では、アブソリュート・トラックの隣りに1/
4λの位相差を持たせた、ピッチがlλのインクリメン
タル・トラックを併設し、このトラックを検出するイン
クリメンタル用センサも設ける。そうすると、電源投入
時に仮にインクリメンタル用センサの出力がハイレベル
(1)であれば一方の組のセンサ群は最小読取単位境界
上のセンサを含まないので、それを選択して絶対位置を
正しく読むことかでき、ローレベル(0)であれば、他
方の組のセンサ群は境界上のセンサを含まないので、そ
れを選択して絶対位置を正しく読むことかできる。
With this technology, 1/
An incremental track with a pitch of 1λ and a phase difference of 4λ is provided, and an incremental sensor for detecting this track is also provided. Then, if the output of the incremental sensor is high level (1) when the power is turned on, one set of sensors does not include the sensor on the minimum reading unit boundary, so select it and read the absolute position correctly. If it is low level (0), the other set of sensors does not include the sensor on the boundary, so it can be selected to read the absolute position correctly.

従って、このようなアブソリュート・エンコダでは、ア
ブソリュート・パターンの最小読取単位長さがλである
のに対して、センサヘットには2組のセンサ群がI/2
λずらせて配置されるため、実際のセンサピッチは1/
2λどなる。
Therefore, in such an absolute encoder, the minimum reading unit length of the absolute pattern is λ, whereas the sensor head has two sensor groups of I/2
Since they are arranged with a shift of λ, the actual sensor pitch is 1/
2λ roars.

[発明が解決しようとする課題] 第2図のようなロータリ・アブソリュート・エンコーダ
を実際に設計制作する場合、そのセンサヘッドSHに、
センサピッチえて配置されるセンサ群としては、短いフ
ォトセンサを多数、連続的に隣接させて形成したセンサ
アレーが一般的に採用されるが、現在の技術では、セン
サアレーを構成するフォトセンサの寸法が、エンコーダ
の小型化、高分解能化の限界をなしている。
[Problem to be solved by the invention] When actually designing and producing a rotary absolute encoder as shown in Fig. 2, the sensor head SH has
As a sensor group arranged at a sensor pitch, a sensor array formed by continuously adjoining a large number of short photosensors is generally adopted, but with current technology, the dimensions of the photosensors that make up the sensor array However, this is the limit for miniaturization and high resolution of encoders.

つまり、第2図のロータリ・アブソリュート・エンコー
ダの場合、単純な透明、不透明パターンで良いトラック
Tとしては、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、
λ=1μm程度のものでも容易に得られるが、■センサ
受光面積の低下によるSN比の低下、■相互干渉、■絶
縁の問題、■隣接最小読取単位からの回折光の影響、等
の理由により、センサヘットにおけるセンサピッチとし
ては20μmか限界とされ、これにより、符号板側の最
小読取単位長さも、より短いものか得られるにもかかわ
らず、20μmを採用せざるを得なかった。
In other words, in the case of the rotary absolute encoder shown in Fig. 2, a simple transparent or opaque pattern can be used as the track T, for example, using photolithography technology.
Although it is easy to obtain a λ of about 1 μm, due to reasons such as: - Decrease in S/N ratio due to reduction in sensor light receiving area, - Mutual interference, - Problems with insulation, - Effect of diffracted light from adjacent minimum reading units, etc. The sensor pitch in the sensor head is limited to 20 .mu.m, and as a result, the minimum reading unit length on the code plate side has to be 20 .mu.m even though a shorter length can be obtained.

さらに、上述の「センサ群を2組設け、最小読取単位中
央部を検出している組によりコート信号を出力させる」
アブソリュート・エンコーダの場合、センサアレーのセ
ンサピッチを限界の20μmとして、1つおきのセンサ
で各センサ群を構成すると、^=40μのであるから、
アブソリュト・パターンの最小読取単位長さ40μmと
いう相当に低分解能で大口径な符号板を、より細密なも
のが得られるにもかかわらず、受入れざるを得なかった
Furthermore, as mentioned above, "Two sets of sensor groups are provided, and the coat signal is output by the set that detects the minimum reading unit central part."
In the case of an absolute encoder, if the sensor pitch of the sensor array is set to the limit of 20 μm, and each sensor group is composed of every other sensor, ^ = 40 μm.
We had no choice but to accept a large-diameter code plate with considerably low resolution and a minimum reading unit length of 40 μm for the absolute pattern, even though it could produce more minute details.

従って、センサアレーを用いるこれらの形式の1トラッ
ク型・アブソリュート・エンコーダにおいて、さらなる
小型化、高分解能化、すなわちアブソリュート・パター
ンの最小読取単位長さλの縮小を実現させるには、この
センサピッチの問題を解決することが重要とされていた
Therefore, in order to achieve further miniaturization and higher resolution in these types of one-track absolute encoders that use sensor arrays, that is, to reduce the minimum reading unit length λ of the absolute pattern, it is necessary to increase the sensor pitch. Solving problems was considered important.

本発明は、センサピッチの限界に従来のようには制限さ
れないで、アブソリュート・パターンの分解能を高める
ことができる符号板を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a code plate that is not limited by the sensor pitch limit as in the past and is capable of increasing the resolution of an absolute pattern.

[課題を解決するための手段] 本発明の請求項第1項の1トラック型アブソリュート・
エンコーダ用符号板は、物理的性質の異なる2種類の最
小読取単位を符号O11で表わすとき、トラック長手方
向に0.1の所定符号列を形成してなる】トラック型ア
ブソリュート・エンコーダ用符号板において、 λ: 前記最小読取単位の長さ m: 3以上の整数 とするとき、前記符号列を、 「前記トラックに対向させてmλに相当するピッチで前
記トラック長手方向に配置されたn個のセンサ」で検出
されるnビット・コードがどの絶対位置でも異なる特殊
符号列としたものである。
[Means for solving the problem] One-track absolute type according to claim 1 of the present invention
[The code plate for an encoder is formed by forming a predetermined code string of 0.1 in the longitudinal direction of the track when two types of minimum reading units with different physical properties are represented by the code O11] In the code plate for a track-type absolute encoder. , λ: Length of the minimum reading unit m: When an integer of 3 or more, the code string is defined as "n sensors facing the track and arranged in the longitudinal direction of the track at a pitch corresponding to mλ. '' is a special code string in which the n-bit code detected at any absolute position is different.

本発明の請求項第2項の1トラック型アブソリュート・
エンコーダ用符号板は、請求項第1項の1トラック型ア
ブソリュート・エンコーダ用符号板において、「λに相
当するピッチでトラック長手方向に配列したn個のセン
サ」で検出したnビット・コードがどの絶対位置におい
ても異なるような符号列を基準符号列A、(ただし、1
≦i≦p、pはトラック内の全符号数)とするとき、前
記特殊符号列Bt  (ただし、1≦j≦p、  pは
トラック内の全符号数)は、分数m/pか既約であると
いう条件下で、前記基準符号列A1を、次式 %式%) に従って並べ替えて構成したものである。
One-track absolute type according to claim 2 of the present invention.
The code plate for an encoder is a code plate for a one-track absolute encoder according to claim 1, in which the n-bit code detected by "n sensors arranged in the longitudinal direction of the track at a pitch corresponding to λ" is A code string that differs also in absolute position is referred to as a reference code string A (where 1
≦i≦p, p is the total number of codes in the track), the special code string Bt (where 1≦j≦p, p is the total number of codes in the track) is a fraction m/p or irreducible. The reference code string A1 is rearranged according to the following formula under the condition that .

[作用] 本発明の請求項第1項の1トラック型アブソリュート・
エンコーダ用符号板は、そのアブソリュート・トラック
が、従来の、連続した複数個の最小読取単位を検圧して
コード信号が得られるものてはなくて、それぞれ2mお
ぎ以上離れた複数個の最小読取単位を検出してコート信
号が得られるものである。従って、このトラックを検出
するためのセンサは、センサヘットに、それぞれ3λ以
上離して所定ビット数個を配置すれば良く、従来のλお
きに配置する場合よりも、センサピッチに対する要求は
緩和されている。つまり、■センサのトラックに沿った
長さやセンサ間の間隔を拡大すること、または、■従来
同様なセンサピッチのセンサアレーに対して、最小読取
単位長さλかより小さい、すなわち分解能の高い符号板
を通用することか可能となっている。
[Function] One-track absolute type according to claim 1 of the present invention.
The encoder code plate has an absolute track that detects a plurality of consecutive minimum reading units to obtain a code signal, rather than the conventional one that detects a plurality of minimum reading units separated by 2 m or more. A coat signal is obtained by detecting this. Therefore, the sensor for detecting this track only needs to have a predetermined number of bits arranged at least 3λ apart on the sensor head, and the requirements for the sensor pitch are relaxed compared to the conventional case where they are arranged at intervals of λ. . In other words, ■ increasing the length along the sensor track or the spacing between sensors, or ■ increasing the minimum reading unit length λ or smaller for a sensor array with the same sensor pitch as in the past, i.e., creating a code with high resolution. It is now possible to use the board.

また、この符号板を、上述の「センサ群を2組設け、最
小読取単位中央部を検出している組によりコード信号を
出力させる」アブソリュート・エンコーダに適用する場
合、■第1センサ群と第2センサ群との間隔を1/2λ
とする、■第1センサ群と第2センサ群との間隔を3/
2λとする等種々の選択が可能で、設計上の自由度も大
きくなるが、■、■を含むいずれの場合でも、センサピ
ッチに対する要求は同様に緩和される。特に第1センサ
群のセンサと第2センサ群のセンサとを交互、等間隔に
した場合、例えは、1センサ群のセンサピッチが3λの
ときに第1センサ群と第2センサ群との間隔を3/2λ
とした場合には、センサピッチに対する要求は、当然、
最低限のものとなる。
In addition, when this code plate is applied to the above-mentioned absolute encoder in which two sets of sensor groups are provided and the code signal is output by the set that detects the minimum reading unit central part, The distance between the two sensor groups is 1/2λ
■The distance between the first sensor group and the second sensor group is 3/
Various selections such as 2λ are possible, and the degree of freedom in design is increased, but in both cases, including (1) and (2), the requirements for the sensor pitch are similarly relaxed. In particular, when the sensors of the first sensor group and the sensors of the second sensor group are arranged alternately and at equal intervals, for example, when the sensor pitch of the first sensor group is 3λ, the interval between the first sensor group and the second sensor group is 3/2λ
In this case, the requirement for sensor pitch is naturally
It will be the minimum.

さて、このアブソリュート・トラックを構成する符号列
(特殊符号列と呼ぶ)としては、従来の符号列をそのま
ま用いることはてきないから、■電算機等によりトライ
及エラーを繰返して、やみくもに演算して新たな符号列
を創造する、または■連続したn個の最小読取単位から
コート信号が得られる既知の符号列(基準符号列と呼ぶ
)を機械的に再配置して、置き替え型の特殊符号列に変
換することにより、別途定める必要が有る。
Now, as the code string (called a special code string) that makes up this absolute track, it is not possible to use the conventional code string as it is. or ■ mechanically rearrange a known code string (referred to as a reference code string) from which a code signal can be obtained from n consecutive minimum reading units to create a special replacement type code string. It is necessary to separately define the value by converting it into a code string.

本発明の請求項第2項の1トラック型アブソリュート・
エンコーダ用符号板では、この特殊符号列が■の置き替
え型のものであり、既知の基準符号列を機械的に再配置
する方法の1つを紹介している。この方法によれは、■
の方法よりも少ない時間と手間で特殊符号列が得られる
。以下、この手順について詳しく説明する。
One-track absolute type according to claim 2 of the present invention.
In the encoder code plate, this special code string is a replacement type of ■, and one method of mechanically rearranging a known reference code string is introduced. If this method fails, ■
A special code string can be obtained with less time and effort than the above method. This procedure will be explained in detail below.

この方法では、まず、従来既知の1トラック型・アブソ
リュート・パターンを基準符号列として準備する。この
基準符号列は、「λに相当するピッチでトラック長手方
向に配置されたn個のセンサ」が読取るnビット・コー
ドが、どの絶対位置でも異なるものである。これを、今
、A、(1≦i≦p)で表わす。ここで、pは、トラッ
ク内の全符号数で、通常は2°である。また、目的とす
る特殊符号列はB、(1≦j≦p)で表わす。この場合
、分数m/pが既約であるという条件下でAiからB」
への並べ替えは、次式: %式%) によって表わされる。
In this method, first, a conventionally known one-track type absolute pattern is prepared as a reference code string. In this reference code string, the n-bit code read by "n sensors arranged in the longitudinal direction of the track at a pitch corresponding to λ" differs at any absolute position. This is now expressed as A, (1≦i≦p). Here, p is the total number of codes in the track and is usually 2°. Further, the target special code string is represented by B, (1≦j≦p). In this case, Ai to B under the condition that the fraction m/p is irreducible.
The sorting to is expressed by the following formula: %expression%).

すなわち、1+m(j−1)のpを法として、B ll
+aロー11 = A H・・・1番目B l++mf
2−11 = A 2 − m + 1番目B l++
+++3−11= A 、−2m + 1番目という具
合にA2まで順次買替えを遂行して、求める符号列B、
(1≦j≦p)を得る。
That is, B ll
+a low 11 = A H...1st B l++mf
2-11 = A 2 - m + 1st B l++
+++3-11=A, -2m + 1st and so on until A2 is replaced, and the code string B to be obtained is obtained.
(1≦j≦p) is obtained.

もう少し具体的に説明する。先に掲げたn=4ビツトの
基準符号列: 0000100111101011 を考え、この符号列の各符号を、今、記号・abcde
fghijklmnop て示す。m=3、すなわち2個おぎの4個の符号でコー
ト信号を組立てる特殊符号列は、次のように3回に分け
てa、b、c、・・・と再配置して形成される。
Let me explain in more detail. Considering the reference code string of n=4 bits listed earlier: 0000100111101011, each code of this code string is now written as the symbol abcde.
It is shown as fghijklmnop. A special code string for assembling a coat signal with m=3, that is, four codes divided by two, is formed by rearranging the codes a, b, c, . . . three times as follows.

基準符  0000100111101011号列  
 abcdefghijk1mnop1周目  a**
b**c**d**e**f2周目  **g**h*
*i**j**に*3周目  * 1 **m**n*
*o**p**口↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓1↓↓↓ 特殊符  algbmhcnidojepkfこのよう
にして得られた特殊符号列: algbmhcnidojepkf ooool  100101 1 1 1 101 1
  ↑  ↑ −移動方向 からは、矢印1で示す2個おきの符号を用いて次のよう
なコート信号が組立てられる。
Standard code 0000100111101011 number sequence
abcdefghijk1mnop 1st lap a**
b**c**d**e**f 2nd lap **g**h*
*3rd lap on *i**j** *1 **m**n*
*o**p**mouth↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓1↓↓↓ Special code algbmhcnidojepkfSpecial code string obtained in this way: algbmhcnidojepkf oooool 100101 1 1 1 10 1 1
↑ ↑ - From the movement direction, the following coat signal is assembled using every second code indicated by arrow 1.

%sの絶対位置:  abcd=ooo。Absolute position of %s: abcd=ooo.

第2の絶対位置:  1mno=0101第3の絶対位
置・ ghij−0111第4の絶対位置:  bcd
e=ooo1第5の絶対位置:  mnop=1011
第6の絶対位置:  hijk=1111第7の絶対位
置:  cdef=oo10第8の絶対位置:  no
pa=0110第9の絶対位置+  1jkl−111
0第10の絶対位置:  defg=0100第11の
絶対位置:  opab=1010第12の絶対位置:
  jk1m=1101′t%13の絶対位置:  e
fgh=1001第14の絶対位置:  pabc=o
+o。
Second absolute position: 1mno=0101 Third absolute position ghij-0111 Fourth absolute position: bcd
e=ooo1 5th absolute position: mnop=1011
6th absolute position: hijk=1111 7th absolute position: cdef=oo10 8th absolute position: no
pa=0110 9th absolute position + 1jkl-111
0 10th absolute position: defg=0100 11th absolute position: opab=1010 12th absolute position:
Absolute position of jk1m=1101't%13: e
fgh=1001 14th absolute position: pabc=o
+o.

第15の絶対位置:  k1mn=I010第16の絶
対位置:  fghi=oo11以上のとおり、n=4
個のセンサて検出されるn=4ビツトのコート信号は、
順序は異なるものの、元の符号列から得られるコート信
号群のそれぞれと同一で、センサヘットの各絶対位置に
おいてそれぞれ異なる。従って、逆に、検出されたコト
信号により、符号板に対するセンサヘットの絶対位置を
判別できる。また、例えば、検出されたコート信号を二
進数の序数信号に1対1変換する対照表(メモリ)を用
いれは、より理解し易い数値でこの番地信号を得ること
もできる。
15th absolute position: k1mn=I010 16th absolute position: fghi=oo11 As above, n=4
The n=4-bit coat signal detected by the sensors is
Although the order is different, they are the same as each of the coat signal groups obtained from the original code string, and are different at each absolute position of the sensor head. Therefore, conversely, the absolute position of the sensor head relative to the code plate can be determined from the detected signal. Further, for example, by using a comparison table (memory) that converts the detected court signal one-to-one into a binary ordinal number signal, this address signal can be obtained in a numerical value that is easier to understand.

ところで、3人ごとの最小読取単位を検出するこの符号
列を有する符号板を用いて、上述の「2組のセンサ群を
交互に切替える」形式のアブソリュート・エンコーダを
構成し、2組のセンサ群を3/2λ以上ずらせて配置し
た場合、「センサ群の切替えによる検出位置の後退」と
いう問題が発生する。これは、2組のセンサ群を1/2
λずらせて配置した場合には無い問題で、センサヘット
の1方向の穆動に伴って、2組のセンサ群が検出する3
/2λ離れた別の番地を示すコード信号が交互に出力さ
れるという問題である。しかし、この問題は、例えば、
一方のセンサ群にコード信号の1対1変換メモリを設け
て1または2番地ずれた番地のコード信号に変換してや
れば、容易に解決可能である。
By the way, by using a code plate having this code string that detects the minimum reading unit for every three people, an absolute encoder of the above-mentioned "two sets of sensor groups are alternately switched" type is constructed, and the two sets of sensor groups are If they are arranged with a shift of 3/2λ or more, a problem arises in that the detection position moves backward due to switching of the sensor group. This means that the two sensor groups are divided by 1/2.
This is a problem that does not exist when the sensor heads are arranged with a shift of λ.
The problem is that code signals indicating different addresses separated by /2λ are output alternately. However, this problem can be solved by e.g.
This problem can be easily solved by providing a one-to-one code signal conversion memory in one sensor group and converting the code signal to one at an address shifted by one or two addresses.

[発明の実施例] 本発明の実施例を図面を参照して説明する。[Embodiments of the invention] Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の第1実施例の1トラック型アブソリ
ュート・エンコーダ用符号板を用いたロータリ・エンコ
ーダの平面構造を示す。
FIG. 1 shows a planar structure of a rotary encoder using a code plate for a one-track absolute encoder according to a first embodiment of the present invention.

第1図において、符号板Aには、白部をO1斜線部を1
でそれぞれ表わした長さλの最小読取単位を、円周に沿
って、ム印から右回りに配列して特殊符号列としたアブ
ソリュート・トラックTが形成され、センサヘットSH
には、このトラックTに沿って、ピッチλで4個のセン
サSが配置されている。また、メモリ素子Mは、4個の
センサSにより検出される不規則なコード信号をBCD
(二進数序数)コードに変換する。
In Figure 1, code plate A has a white part of O1 and a hatched part of O1.
An absolute track T is formed by arranging the minimum reading units of length λ, each represented by
Along this track T, four sensors S are arranged at a pitch λ. Furthermore, the memory element M converts the irregular code signals detected by the four sensors S into a BCD.
(binary ordinal) code.

このアブソリュート・トラックTの特殊符号列B、は、
−周16個の最小読取単位からなる基準符号列A」 0000100111101011 を、次式: %式%) に従って再配置したもので、 00001 100101 1 1 1 10↑  ↑
  i  丁 =移動方向 という、−周16個の最小読取単位の符号列を形成し、
矢印↑で示すように2個おきの符号を用いて次のような
コード信号を組立て、 第1の絶対位置:  oooo→0001第2の絶対位
置:  010i→0010第3の絶対位置+  01
11→0011第4の絶対位置:  0001→010
0第5の絶対位置・ 1011−0101第6の絶対位
置:  1iit−0110第7の絶対位置:  00
10−0111第8の絶対位置:  0110→100
0第9の絶対位置:  1110→1001第10の絶
対位置+  0100→1010第11の絶対位置: 
 1oto−toit第12の絶対位置・ 1101→
1100第13の絶対位置+  1001→1101第
14の絶対位置・ 0100→1110第15の絶対位
置:  1010→1111第16の絶対位置:  0
011→0000直ちに、それぞれのコード信号は、メ
モリ素子Mにより、矢印で示される二進数序数のコード
信号に変換されて出力端子Cに出力される。
The special code string B of this absolute track T is:
0000100111101011 is rearranged according to the following formula: 00001 100101 1 1 1 10↑ ↑
Form a code string of 16 minimum reading units in the direction of movement,
As shown by the arrow ↑, use every second code to assemble the following code signal. First absolute position: oooo → 0001 Second absolute position: 010i → 0010 Third absolute position + 01
11→0011 Fourth absolute position: 0001→010
0 5th absolute position 1011-0101 6th absolute position: 1iit-0110 7th absolute position: 00
10-0111 8th absolute position: 0110→100
0 9th absolute position: 1110 → 1001 10th absolute position + 0100 → 1010 11th absolute position:
1oto-toit 12th absolute position・1101→
1100 13th absolute position + 1001 → 1101 14th absolute position・0100 → 1110 15th absolute position: 1010 → 1111 16th absolute position: 0
011→0000 Immediately, each code signal is converted by the memory element M into a binary ordinal code signal indicated by an arrow, and is output to the output terminal C.

列を、次式: %式%) に従って再配置したものである。すなわち、1+3X 
(j−1) の10を(去として、 B、=A、   ・・・1番目 B4”A2  ・・・3+1番目 B7 =A3  ・・・6+1番目 B、o=A4  ・−9+1番目 B3 =A5  ・・・12+1−10番番目6=A6
  ・・・15+1−10番目という具合にAiOまで
順次買替えて、特殊符号列B、(1≦j≦p)を得てい
る。
The columns are rearranged according to the following formula: i.e. 1+3X
(j-1) 10 as (Left, B, = A, ... 1st B4"A2 ... 3 + 1st B7 = A3 ... 6 + 1st B, o = A4 ・-9 + 1st B3 = A5 ...12+1-10th 6=A6
. . . The special code string B, (1≦j≦p) is obtained by sequentially purchasing AiO, such as 15th+1−10th.

第3図は、本発明の第2実施例の1トラック型アブソリ
ュート・エンコーダ用符号板を説明するためのもので、
符号板に形成される特殊符号列のアブソリュート・トラ
ックを示す。これは、A1〜AiOの10個の最小読取
単位からなる基準符号第4図は、本発明の第3実施例の
1トラック型アブソリュート・エンコーダ用符号板、特
にそのアブソリュート・トラックの符号列を説明するた
めのもので、(1)はM系列符号配列を有する基準符号
列、(2)は基準符号列を並べ替えた特殊符号列を示す
FIG. 3 is for explaining a code plate for a one-track absolute encoder according to a second embodiment of the present invention.
The absolute track of the special code string formed on the code plate is shown. This is a standard code consisting of 10 minimum reading units of A1 to AiO. FIG. 4 illustrates the code plate for a one-track absolute encoder according to the third embodiment of the present invention, particularly the code string of its absolute track. (1) shows a reference code string having an M-sequence code arrangement, and (2) shows a special code string obtained by rearranging the reference code string.

第4図(1)の符号列は、次式: %式% で表わされる、1023個の符号からなるM系列の符号
列であって、連続する9個の符号で構成されるコートが
、符号列上のどの位置においても異なる。
The code string in FIG. 4 (1) is an M-sequence code string consisting of 1023 codes expressed by the following formula: Different at every position on the column.

第4図(2)の符号列は、第4図(1)の符号列をm=
5として、次式: %式%) に従って再配置したもので、4個おきの9個の符号で構
成されるコートが、符号列上のどの位置においても異な
る。
The code string in FIG. 4(2) is the code string in FIG. 4(1) with m=
5, the code is rearranged according to the following formula: % Formula %), and the coat consisting of every fourth nine codes is different at every position on the code string.

第5図は、本発明の第4実施例の1トラック型アブソリ
ュート・エンコーダ用符号板、特にそのアブソリュート
・トラックの符号列を説明するためのもので、(1)は
全周期系列の符号配列を有する基準符号列、(2)は基
準符号列を並べ替えた特殊符号列を示す。
FIG. 5 is a code plate for a one-track absolute encoder according to a fourth embodiment of the present invention, particularly for explaining the code string of its absolute track. (1) shows the code arrangement of the entire periodic sequence. (2) indicates a special code string obtained by rearranging the reference code string.

第5図(1)の符号列は、I 000個の符号からなる
全周期系列の符号列であって、10個の連続した符号で
構成されるコードが符号列上のどの位置においても異な
る。
The code string in FIG. 5(1) is a full periodic code string consisting of I 000 codes, and the codes made up of 10 consecutive codes are different at any position on the code string.

第5図(2)の符号列は、第5図(1)の符号列をm=
3として、次式: %式%) に従って再配置したもので、2個おきの10個の符号で
構成されるコートが符号列上のどの位置においても異な
る。
The code string in FIG. 5(2) is the code string in FIG. 5(1) with m=
3, the codes are rearranged according to the following formula: % Formula %), and the coat composed of every second 10 codes is different at any position on the code string.

[発明の効果] 本発明の請求項第1項の1トラック型アブソリュート・
エンコーダ用符号板を採用すれば、従来の符号板よりも
、■センサのトラックに沿った長さやセンサ間の間隔を
拡大すること、または、■従来同様なセンサピッチで設
けたセンサに対しては、アブソリュート・トラック上の
最小読取単位長さを縮小、すなわち分解能の高い符号板
を通用することが可能となっている。従フて、その信頼
性を損なうこと無く、容易に、アブソリュート・エンコ
ーダの小型化、高分解能化を行うことかでざる。つまり
、 アブソリュート・トラックのピッチが細かくなった
ときでも、光学式では、センサの有効面積が減らなく、
センサ制作か容易な、磁気式では、MRセンサ等の制作
が容易なアブソリュート・エンコーダを提供することが
できるものである。
[Effect of the invention] The one-track absolute type according to claim 1 of the present invention
If an encoder code plate is adopted, compared to a conventional code plate, ■ the length along the sensor track and the spacing between sensors can be expanded, or ■ it is possible to increase the distance between sensors installed with the same sensor pitch as before. , it has become possible to reduce the minimum reading unit length on the absolute track, that is, to use a code plate with high resolution. Therefore, it is possible to easily downsize the absolute encoder and increase its resolution without impairing its reliability. In other words, even when the pitch of the absolute track becomes finer, the effective area of the sensor does not decrease with the optical type.
The magnetic type, which is easy to manufacture, can provide an easy-to-manufacture absolute encoder such as an MR sensor.

特に「センサ群を2組設け、最小読取単位中央部を検出
している組によりコート信号を出力させるノ形式のアブ
ソリュート・エンコーダにこの符号板を採用し、2組の
センサ群を交互、等間隔に配置すれば、小型、高分解能
で、しかも電源投入時にも読み誤りの無い、信頼性の高
いアブソリュート・エンコーダが得られる。すなわち、
符号検出の信頼性を損なうこと無く、センサピッチの限
界に制限されずに、符号板側の分解能を極限まで高める
ことができる。
In particular, this code plate is used in an absolute encoder that has two sets of sensors and outputs a code signal by the set that detects the center of the minimum reading unit. If the encoder is placed in the
The resolution on the code plate side can be maximized without impairing the reliability of code detection and without being limited by the sensor pitch limit.

本発明の請求項第2項の1トラック型アブソリュート−
エンコーダ用符号板は、既知の1トラック型アブソリユ
ート・パターン符号列からの簡単な再配置によって、そ
の特殊な符号列を得ているから、やみくもな計算によっ
て1から作成するよりも、時間と労力が削減される。ま
た、このようにして作成した特殊な符号列からは、順序
は異なるものの、元の符号列から得られるものと同しコ
ートが得られるから、電子回路構成上の共通点も多くな
り、部品の共通化、設計の迅速化に有利である。
One track type absolute according to claim 2 of the present invention
The encoder code plate obtains its special code string by simple rearrangement from a known one-track absolute pattern code string, so it takes less time and effort than creating it from scratch by blind calculation. reduced. In addition, the special code string created in this way yields the same codes as those obtained from the original code string, although the order is different, so there are many commonalities in the electronic circuit configuration, and the parts It is advantageous for standardization and speeding up of design.

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

第1図は、本発明の第1実施例の1トラック型アブソリ
ュート・エンコーダ用符号板を用いたロータリ・エンコ
ーダの平面図である。 第2図は、従来例のロータリ・アブソリュート・エンコ
ーダの平面図である。 第3図は、本発明の第2実施例の1トラック型アブソリ
ュート・エンコーダ用符号板を説明するための図で、こ
の符号板に形成されるアブソリュート・トラックの模式
図である。 第4図は、本発明の第3実施例の1トラック型アブソリ
ュート・エンコーダ用符号板、特にそのアブソリュート
・トラックの符号列を説明するための数列で、(1)は
M系列符号配列を有する基準符号列の数列、(2)は基
準符号列を並べ替えた特殊符号列の数列である。 第5図は、本発明の第4実施例の1トラック型アブソリ
ュート・エンコーダ用符号板、特にそのアブソリュート
・トラックの符号列を説明するためのもので、(1)は
全周期系列の符号配列を有する基準符号列の数列、(2
)は基準符号列を並べ替えた特殊符号列の数列である。 [主要部分の符号の説明]
FIG. 1 is a plan view of a rotary encoder using a code plate for a one-track absolute encoder according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of a conventional rotary absolute encoder. FIG. 3 is a diagram for explaining a code plate for a one-track absolute encoder according to a second embodiment of the present invention, and is a schematic diagram of absolute tracks formed on this code plate. FIG. 4 is a numerical sequence for explaining the code plate for a one-track absolute encoder according to the third embodiment of the present invention, particularly the code sequence of its absolute track, and (1) is a standard having an M-sequence code sequence. The number sequence (2) of the code string is a number sequence of the special code string obtained by rearranging the reference code string. FIG. 5 is a code plate for a one-track absolute encoder according to a fourth embodiment of the present invention, particularly for explaining the code string of its absolute track. (1) shows the code arrangement of the entire periodic sequence. The reference code sequence with (2
) is a sequence of special code sequences obtained by rearranging the standard code sequence. [Explanation of symbols of main parts]

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)物理的性質の異なる2種類の最小読取単位を符号
0、1で表わすとき、トラック長手方向に0、1の所定
符号列を形成してなる1トラック型アブソリュート・エ
ンコーダ用符号板において、λ:前記最小読取単位の長
さ m:3以上の整数 とするとき、前記符号列は、 「前記トラックに対向させてmλに相当するピッチで前
記トラック長手方向に配置されたn個のセンサ」で検出
されるnビット・コードがどの絶対位置においても異な
る特殊符号列であることを特徴とする符号板。
(1) When two types of minimum reading units with different physical properties are represented by codes 0 and 1, in a code plate for a one-track absolute encoder in which a predetermined code string of 0 and 1 is formed in the longitudinal direction of the track, λ: Length of the minimum reading unit m: When an integer of 3 or more, the code string is "n sensors arranged in the longitudinal direction of the track facing the track at a pitch corresponding to mλ" A code plate characterized in that the n-bit code detected in the code is a special code string that differs at any absolute position.
(2)「λに相当するピッチでトラック長手方向に配列
したn個のセンサ」で検出したnビット・コードがどの
絶対位置においても異なるような符号列を基準符号列A
_i(ただし、1≦i≦p、pはトラック内の全符号数
)とするとき、 前記特殊符号列B_j(ただし、1≦j≦p、pはトラ
ック内の全符号数)は、分数m/pが既約であるという
条件下で、前記基準符号列A_iを、次式: B_1_+_m_(_j_−_1_)=A_j(mod
.p)に従って並べ替えて構成したものであることを特
徴とする請求項第1項に記載の符号板。
(2) Standard code string A is a code string in which the n-bit codes detected by "n sensors arranged in the longitudinal direction of the track at a pitch corresponding to λ" are different at any absolute position.
When _i (however, 1≦i≦p, p is the total number of codes in the track), the special code string B_j (however, 1≦j≦p, p is the total number of codes in the track) is a fraction m Under the condition that /p is irreducible, the reference code string A_i is expressed as follows: B_1_+_m_(_j_-_1_)=A_j(mod
.. 2. The code board according to claim 1, wherein the code board is arranged according to p).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH064618U (en) * 1992-06-23 1994-01-21 株式会社ニコン Photoelectric 1-track absolute encoder
DE19818654A1 (en) * 1998-04-25 1999-11-04 Hengstler Gmbh Sensor unit for encoder systems

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