JPH04120419A - High resolution absolute value encoder - Google Patents
High resolution absolute value encoderInfo
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- JPH04120419A JPH04120419A JP24073690A JP24073690A JPH04120419A JP H04120419 A JPH04120419 A JP H04120419A JP 24073690 A JP24073690 A JP 24073690A JP 24073690 A JP24073690 A JP 24073690A JP H04120419 A JPH04120419 A JP H04120419A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、被測定物の角度検出や位置検出に用いて好適
な高分解能絶対値エンコーダに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a high-resolution absolute value encoder suitable for use in detecting the angle and position of an object to be measured.
第7図は、従来の被測定物の変位状態の絶対量を測定す
るための絶対値型のエンコーダの一例を示す概略図であ
る。同図において、11は回転側のスリット板で、該回
転スリット板11上には同心円状に複数のトラック13
が設けられている。FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a conventional absolute value type encoder for measuring the absolute amount of the displacement state of an object to be measured. In the figure, reference numeral 11 denotes a slit plate on the rotating side, and a plurality of tracks 13 are arranged concentrically on the rotating slit plate 11.
is provided.
各トラック13には絶対値のパターン、例えばグレイ符
号を光の通過領域と不通過領域から成る複数のスリット
15で構成するパターンが設けられている。18は固定
スリット板である。17は固定スリット列で固定スリッ
ト板18上に設けられ、各トラック16のスリットパタ
ーンから選択的に−W−市ル;i、;呂弐計Aナーめf
席計の間口か右1イいス19は複数の発光素子を有する
発光部、21は複数の受光素子を有する受光部である。Each track 13 is provided with an absolute value pattern, for example, a pattern in which a gray code is formed by a plurality of slits 15 each consisting of a light passing area and a non-light passing area. 18 is a fixed slit plate. 17 is a fixed slit row provided on the fixed slit plate 18, and selectively selected from the slit pattern of each track 16.
A chair 19 to the right of the frontage of the seat meter is a light emitting section having a plurality of light emitting elements, and a reference numeral 21 is a light receiving section having a plurality of light receiving elements.
発光部19と受光部21は、回転スリット板11及び固
定スリット板18を挾んで各発光素子と各受光素子が各
々固定スリット列17の各開口に対応するように配置さ
れている。The light emitting section 19 and the light receiving section 21 are arranged with the rotating slit plate 11 and the fixed slit plate 18 in between, such that each light emitting element and each light receiving element correspond to each opening of the fixed slit row 17, respectively.
同図に示す構成において、受光部21の各受光素子には
、発光部19の各発光素子から放射される光束がスリッ
ト15及び固定スリット列17を通過して入射する。各
受光素子には、入射した光量に応じた出力信号が発生し
、その出力信号の組合せから回転スリット板11の絶対
回転位置を求めている。In the configuration shown in the figure, the light flux emitted from each light emitting element of the light emitting section 19 passes through the slit 15 and the fixed slit array 17 and enters each light receiving element of the light receiving section 21 . Each light receiving element generates an output signal corresponding to the amount of incident light, and the absolute rotational position of the rotary slit plate 11 is determined from a combination of the output signals.
しかしながら、例えばグレイ符号といった2値化符号の
みで高分解能の絶対値エンコーダを構成しようとすると
、分解能分の符号パターンを全て作成しなければならず
、パターンの作成が非常に大変である。また、パターン
のトラック数が増えるので、トラック分の発光素子及び
受光素子が必要トなり、高価なものとなる。さらに、光
の回折現象のため実現できろスリット巾に限界があり、
分解能でエンコーダの最小径が決ってしまう。例えば最
小のスリット巾を10μmとすると、1回転当り100
万分割のエンコーダを実現するには、10μm X 1
00万一10m
の計算から周囲長で10m、直径で約3mとなり、実用
に供せる寸法をはるかに越えることとなる。However, if an attempt is made to construct a high-resolution absolute value encoder using only binary codes such as Gray codes, it is necessary to create all the code patterns corresponding to the resolution, making it very difficult to create the patterns. Furthermore, since the number of tracks in the pattern increases, the number of light emitting elements and light receiving elements corresponding to the number of tracks becomes necessary, which increases the cost. Furthermore, due to the phenomenon of light diffraction, there is a limit to the slit width that can be realized.
The minimum diameter of the encoder is determined by the resolution. For example, if the minimum slit width is 10 μm, 100
To realize an encoder with 10,000 divisions, 10 μm x 1
From the calculation of 10,000,100 m, the circumference is 10 m and the diameter is approximately 3 m, far exceeding the dimensions that can be put to practical use.
また、正しい絶対精度を得るには、LSBの間隔が等し
くなるように回転スリット板11と固定スリット板18
を調整しなければならない。しかしながら、そのような
調整は困難であり、LSBの間隔が不均一となるので、
高い絶対精度を得ることは難しいという問題点がある。In addition, in order to obtain correct absolute accuracy, the rotating slit plate 11 and the fixed slit plate 18 must be arranged so that the LSB intervals are equal.
must be adjusted. However, such adjustment is difficult and the LSB spacing becomes uneven, so
The problem is that it is difficult to obtain high absolute accuracy.
この発明の目的は、このような問題点の解決を図ろうと
するものであり、装置全体を大型化することなく、高い
絶対精度を有する高分解能の絶対値エンコーダを提供す
ることにある。The purpose of the present invention is to solve these problems, and to provide a high-resolution absolute value encoder with high absolute accuracy without increasing the size of the entire device.
このため、本発明の高分解能絶対値エンコーダは、移動
スリット板に少ないトラック数に絞った2値化符号から
なる第1のパターンと、縞状符号からなる第2のパター
ンとを形成する。第1のパターンからは粗角度の絶対値
データを検出し、第2のパターンからは粗角度の絶対値
データのLSBの2倍あるいはそれ以上の整数倍の周期
を持ち、90度位相のずれた2つの疑似正弦波を検出す
る。後者の2つの疑似正弦波より、電気的に内挿した粗
角度の絶対値データを得、粗角度の絶対値データと結合
して連続した絶対値データを得る。For this reason, the high-resolution absolute value encoder of the present invention forms a first pattern consisting of a binary code with a small number of tracks and a second pattern consisting of a striped code on a moving slit plate. From the first pattern, absolute value data of the rough angle is detected, and from the second pattern, the absolute value data of the coarse angle is detected, which has a cycle that is an integer multiple of twice or more than the LSB of the absolute value data of the rough angle, and has a phase shift of 90 degrees. Detect two pseudo sine waves. Electrically interpolated coarse angle absolute value data is obtained from the latter two pseudo sine waves, and is combined with the coarse angle absolute value data to obtain continuous absolute value data.
また、移動スリット板と固定スリット板の位置関係が正
確に合っていない湯合、各々トランクのうち最も離れた
2つのトラック間の情報の読み取りの誤差が最も大きく
現われてくる。そこで、第1のパターンを挾むように第
2のパターンを配置し、2つの90度位相のずれた疑似
正弦波を取り出し、その2つの疑似正弦波のりサージ−
波形を基準として移動スリット板と固定スリット板を調
鮒す+1げ 詩み豫りの肥篠を取り除くことがでλる。In addition, if the positional relationship between the movable slit plate and the fixed slit plate is not accurately matched, the error in reading information between the two most distant tracks in each trunk will be the largest. Therefore, a second pattern is arranged to sandwich the first pattern, two pseudo sine waves with a phase shift of 90 degrees are extracted, and the surge of the two pseudo sine waves is
The movable slit plate and the fixed slit plate are adjusted based on the waveform and +1 can be removed.
前述のような第2のパターンから得た疑似正弦波で移動
スリット板と固定スリット板を調整するので、その間の
トラックの読み取り誤差も取り除かれる。このようにリ
サージュ波形を基準として移動スリット板と固定スリッ
トの位置関係が正確に把握できるので、移動スリット板
と固定スリットの位置決めを正確に行うことができる。Since the movable slit plate and the fixed slit plate are adjusted using the pseudo sine wave obtained from the second pattern as described above, errors in reading the tracks between them are also removed. In this way, since the positional relationship between the movable slit plate and the fixed slit can be accurately grasped based on the Lissajous waveform, the movable slit plate and the fixed slit can be accurately positioned.
上記の方法により、符号パターンのトラック数を減らす
ことができ、正確に移動スリットと固定スリットの位置
決めができるので、小型でかつ高い絶対精度を有する高
分解能の絶対値エンコーダを得ることができる。By the above method, the number of tracks of the code pattern can be reduced and the moving slit and fixed slit can be accurately positioned, so that a high-resolution absolute value encoder that is compact and has high absolute accuracy can be obtained.
〔実施例〕
以下、図面により本発明による高分解能絶対値エンコー
ダの実施例について説明する。[Example] Hereinafter, an example of a high-resolution absolute value encoder according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明を適用した絶対値エンコーダの信号処
理系のブロック図、第2図は、該エンコーダの移動スリ
ット板である回転スリット板のパターンの一部を直線に
展開した図、第3図は、該エンコーダの目安スリットの
パターンを有線に展開した図、第4図は、受光素子がら
の出方電圧信号の図、第5図は、粗角度データと精角度
データの関係を示す図である。FIG. 1 is a block diagram of a signal processing system of an absolute value encoder to which the present invention is applied, FIG. Figure 3 is a wired diagram of the standard slit pattern of the encoder, Figure 4 is a diagram of the output voltage signal from the light receiving element, and Figure 5 is the relationship between coarse angle data and fine angle data. It is a diagram.
第2図に示すように、回転スリット板12上には、疑似
正弦波を検出するための第2のパターンとしての縞状領
域31.35と、粗角度の絶対値データを得る第1のパ
ターンとしてのグレイ領域36とが設けられている。グ
レイ領域66には、グレイ符号を示すパターンが形成さ
れている。縞状領域31.35には、グレイ符号の最小
スリット巾Wgの半分の角度中を持った、複数の縞状の
パターンが等間隔に形成されており、この縞状のパター
ンは、グレイ符号の最も細かいパター7(r)変化線を
中心として配置される。As shown in FIG. 2, on the rotating slit plate 12, there are striped areas 31, 35 as a second pattern for detecting a pseudo sine wave, and a first pattern for obtaining absolute value data of rough angles. A gray area 36 is provided. A pattern indicating a gray code is formed in the gray area 66. In the striped area 31.35, a plurality of striped patterns are formed at equal intervals with an angle that is half the minimum slit width Wg of the Gray code. The finest putter 7(r) is arranged around the change line.
第3図に示すように、固定スリット板16上には、回転
スリット板12のグレイ領域6′6に対応した領域に、
グレイ領域36の最小スリット巾Wgの半分以下の巾を
持ったグレイ符号読み込み用スリット46が形成されて
いる。また、縞状領域61.35に対応した領域には、
縞状領域6165のパターンと巾及びピッチの等しいス
リット群42.46.44.45が形成されている。ス
リット群46.44.45は、スリット群42に対しそ
れぞれ1/4.2/4.3/4周期位相がずれた位置に
形成されている。As shown in FIG. 3, on the fixed slit plate 16, in an area corresponding to the gray area 6'6 of the rotating slit plate 12,
A gray code reading slit 46 having a width less than half the minimum slit width Wg of the gray area 36 is formed. In addition, in the area corresponding to the striped area 61.35,
Slit groups 42, 46, 44, and 45 having the same width and pitch as the pattern of the striped area 6165 are formed. The slit groups 46, 44, and 45 are formed at positions shifted from the slit group 42 by 1/4.2/4.3/4 cycles, respectively.
グレイ符号読み込み用スリット46の各トラック毎にフ
ォトセンサ412〜41fが1個ずつ配置されている。One photosensor 412 to 41f is arranged for each track of the gray code reading slit 46.
また、4Miのスリット群42.43.44.45に対
応して各1個ずつ計4個のフォトセンサ41W〜41z
が配置されている。In addition, a total of four photosensors 41W to 41z, one each corresponding to the 4Mi slit groups 42, 43, 44, and 45, are installed.
is located.
フォトセンサ群からは受光した光量に比例した電流信号
が得られ、第1図に示すように電流・電圧変換回路21
により電圧に変換される。これにより回転スリット板1
2(第2図)の回転角度に対応して、第4図に示す電圧
信号が得られる。A current signal proportional to the amount of light received is obtained from the photosensor group, and as shown in FIG.
is converted to voltage by As a result, the rotating slit plate 1
2 (FIG. 2), the voltage signal shown in FIG. 4 is obtained.
これらの信号のうちグレイ領域33(第2図)に対応す
る信号213〜21fは、比較器22により2値化され
グレイ符号22a〜22fとなり、さらにグレイ・バイ
ナリ−変換器26によりバイナリ−符号化される。グレ
イ・バイナリ−変換の方法については、出願人が先に出
願した特願平1−233977号に詳しく述べられてお
り、これによれば簡単な構成で高速な変換処理が可能で
ある。Among these signals, signals 213 to 21f corresponding to the gray region 33 (FIG. 2) are binarized by the comparator 22 to become gray codes 22a to 22f, and further binary encoded by the gray binary converter 26. be done. The gray binary conversion method is described in detail in Japanese Patent Application No. 1-233977 previously filed by the applicant, and according to this method, high-speed conversion processing is possible with a simple configuration.
一方、縞状領域61.35(第2図)に対応する信号2
1W〜21zは、2組の差動増幅器24(第1図)に入
力され、縞状領域31.35の明暗のパターンを一周期
とする、90度位相のずれた疑似正弦波信号24a、2
4bとなる。これら2つの疑似正弦波信号24a、24
bは、内挿処理部28により内挿処理されて、データ結
合部29に入力され、粗角度データと結合される。On the other hand, signal 2 corresponding to striped area 61.35 (FIG. 2)
1W to 21z are input to two sets of differential amplifiers 24 (FIG. 1), and generate pseudo sine wave signals 24a and 2 with a phase shift of 90 degrees, each having one cycle of the bright and dark pattern of the striped area 31.35.
It becomes 4b. These two pseudo sine wave signals 24a, 24
b is subjected to interpolation processing by the interpolation processing unit 28, inputted to the data combination unit 29, and combined with the rough angle data.
(精・粗データの結合)
縞状領域61.35(第2図)からは、疑似正弦波信号
24a、24bを内挿した精角度の絶対値データが得ら
れ、グレイ領域33(第2図)からは粗角度の絶対値デ
ータが得られる。その両信号間に一定の関係を持たせ連
結することにより、−回転内の絶対角度を高分解能に検
出できるようになる。そのためには以下のような処理を
すればよい。粗角度の絶対値データの変化点と、精角度
の絶対値データとの関係は、第4図により明らかだが、
第5図によりさらに詳しく説明をする。この図から、粗
角度データのLSBと精角度データのMSBは同一周期
であり、かつ位相がずれていることがわかる。そのため
、精角度の絶対値データが単調増加の場合、最大値がら
0に変化する点では、粗角度の絶対値データは、常に奇
数または偶数のいずれが一方となる。これは設計上どち
らかに定まる。なお、精角度の絶対値データが単調減少
の場合には、Oがら最大値に変化する点で同様のことが
いえる。ここで、例えば、第5図に示すように粗角度デ
ータが最大値から0に変化する点で粗角度データが奇数
の場合には、粗角度データの値をnとすれば、
■ nが偶数ならば、粗角度データをn/2、■ nが
奇数でかつ精角度データのMSBが1ならば、粗角度デ
ータを(n −1) / 2、■ nが奇数でかつ精角
度データのMSBが0ならば、粗角度データを(n +
1 ) / 2として、精角度データと接続すれば良
いことがわかる。(Combining fine and coarse data) From the striped area 61.35 (Fig. 2), absolute value data of fine angles obtained by interpolating the pseudo sine wave signals 24a and 24b are obtained, and from the gray area 33 (Fig. ) gives the absolute value data of the coarse angle. By establishing a certain relationship between these two signals and connecting them, it becomes possible to detect the absolute angle within the -rotation with high resolution. To do this, you can perform the following processing. The relationship between the change point of the absolute value data of the coarse angle and the absolute value data of the fine angle is clear from Figure 4.
This will be explained in more detail with reference to FIG. From this figure, it can be seen that the LSB of the coarse angle data and the MSB of the fine angle data have the same period and are out of phase. Therefore, when the absolute value data of the fine angle increases monotonically, at the point where the maximum value changes to 0, the absolute value data of the coarse angle is always either an odd number or an even number. This is determined by design. Incidentally, when the absolute value data of the fine angle is monotonically decreasing, the same thing can be said in that O changes to the maximum value. Here, for example, if the rough angle data is an odd number at the point where the rough angle data changes from the maximum value to 0 as shown in Figure 5, then if the value of the rough angle data is n, then n is an even number. Then, the coarse angle data is n/2, ■ If n is an odd number and the MSB of the fine angle data is 1, the coarse angle data is (n - 1) / 2, ■ n is an odd number and the MSB of the fine angle data is is 0, the coarse angle data is (n +
1) / 2, it can be seen that it is sufficient to connect it with precise angle data.
また、精角度データが最大値から0に変化する点で粗角
度データが偶数の場合には、粗角度データの値をnとす
れば、
■ nが奇数ならば、粗角度データをn/2、■ nが
偶数でかつ精角度データのMSBが1ならば、粗角度デ
ータを(n−1)/2、■ nが偶数でかつ精角度デー
タのMSBがOならば、粗角度データを(n + 1
) / 2として、その商を取ればよい。Also, if the coarse angle data is an even number at the point where the fine angle data changes from the maximum value to 0, then if the value of the coarse angle data is n, then if n is an odd number, the coarse angle data is n/2. , ■ If n is an even number and the MSB of the fine angle data is 1, the coarse angle data is (n-1)/2, ■ If n is an even number and the MSB of the fine angle data is O, the coarse angle data is ( n+1
) / 2 and take the quotient.
第6図に、データ結合部29のノ・−ド構成の一例を示
す。71は加算器、76はANDゲートである。また、
同図は、精角度データが最大値から0、または0から最
大値に変化する点で粗角度データが奇数の場合の構成で
ある。FIG. 6 shows an example of the node configuration of the data coupling section 29. 71 is an adder, and 76 is an AND gate. Also,
This figure shows a configuration in which the coarse angle data is an odd number in that the fine angle data changes from the maximum value to 0 or from 0 to the maximum value.
IPO〜IP7は内挿処理部28からの精角度データの
出力で、IPOがLSBを、IF5がMSBを表わして
いる。BINO−BIN5はグレイ・バイナリ−変換器
26からの粗角度データの出力で、BINOがLSBを
、BT N5がhi S Bを表わしている。加算器7
1は、k1+Bl+CI=St4−C++1
の演算をi=Qから5まで順次繰り返し、加算結果を出
力する。ここで、A、はIF5とBINOとの関係を示
すフラグピットを、B+ はBINO〜BIN5の加算
器への入力ピットを、S、は加算器71からの出力ビッ
トを、C3およびC1+は桁上げのピットを意味してい
る。また、BINを加算器入力前の粗角度データ、Sを
加算器からの出力データとする。ABS 0−ABS
12は補正演算の結果得られる絶対位置データである。IPO to IP7 are outputs of precision angle data from the interpolation processing unit 28, where IPO represents the LSB and IF5 represents the MSB. BINO-BIN5 is the coarse angle data output from the gray binary converter 26, where BINO represents LSB and BT N5 represents hi SB. Adder 7
1 sequentially repeats the calculation k1+Bl+CI=St4-C++1 from i=Q to 5 and outputs the addition result. Here, A is the flag pit indicating the relationship between IF5 and BINO, B+ is the input pit to the adder of BINO to BIN5, S is the output bit from adder 71, and C3 and C1+ are the carry bits. It means a pit. Also, let BIN be the rough angle data before input to the adder, and S be the output data from the adder. ABS 0-ABS
12 is absolute position data obtained as a result of the correction calculation.
この動作の説明をすると、
■ グレイ・バイナリ−変換器26のLSB(BINO
)が0のときにはANDゲート76の出力は0でありA
、〜A、は全て0となる。AoもOであるから、
BINO−BIN5すなわちB。〜B、にそれぞれOを
加算することになり、
S=B I N
の出力カー得られる。To explain this operation, ■ The LSB (BINO
) is 0, the output of the AND gate 76 is 0, and A
, ~A, are all 0. Since Ao is also O, BINO-BIN5 or B. By adding O to each of ~B, an output car of S=B I N is obtained.
■ グレイ・バイナリ−変換器23のLSB(BINO
)が1で、かっ内挿処理部28のMSB(IF5)が1
のときには、ANDゲート73の出力は1となりA1〜
A、は全て1となる。■ Gray binary converter 23 LSB (BINO
) is 1, and the MSB (IF5) of the bracket interpolation processing unit 28 is 1.
When , the output of the AND gate 73 becomes 1 and A1~
A is all 1.
Aoも1であるから、BINo〜BIN5すなわちB。Since Ao is also 1, BINo to BIN5, that is, B.
−B、にそれぞれ3F(16進表記)を加算することに
なる。これはB0〜B、がら1を減算するのと同じで、
5=BIN−1
の出力が得られる。3F (hexadecimal notation) is added to -B, respectively. This is the same as subtracting 1 from B0 to B, and an output of 5=BIN-1 is obtained.
■ グレイ・バイナリ−変換器23のLSB(BINO
)が1で、かっ内挿処理部28のMSB(IF5)がO
のときには、ANDゲート73の出力は0となりA工〜
A、は全て0となる。■ Gray binary converter 23 LSB (BINO
) is 1, and the MSB (IF5) of the bracket interpolation processing unit 28 is O.
At this time, the output of the AND gate 73 becomes 0, and A-
A is all 0.
Aoはlであるから、BINO−BIN5すなわちBo
−B5にそれぞれlを加算することになり、これにより
、
5=BIN+1
の出力が得られる。Since Ao is l, BINO-BIN5, that is Bo
-B5 and l will be added to each, thereby obtaining an output of 5=BIN+1.
以上の演算により
S=B IN+α(α−−1、O、+1 )の解が得ら
れたわけだが、ここで、SのLSB(So)を使用しな
いでS、から上位のピットを出力として使えば1/2さ
れた解が得られる。By the above calculation, we obtained the solution S = B IN + α (α--1, O, +1), but if we do not use the LSB (So) of S and use the upper pit from S as the output, A halved solution is obtained.
同様に、BINOの信号がANDゲート73に入力され
る前に、インバータを入れることにより、精角度データ
が最大値から0、またはOから最大値に変化する点で精
角度データが偶数の場合の回路を構成することができる
。Similarly, by inserting an inverter before the BINO signal is input to the AND gate 73, the fine angle data changes from the maximum value to 0, or from O to the maximum value. A circuit can be constructed.
このように粗角度データのLSBと精角度データのMS
Bとが、同一分解能を表わすようにしたことにより、精
角度データが最大値から0に変化する点において、対応
する粗角度データのLSBが変化しない範囲でズレが生
じても、その誤差を吸収することができる。In this way, the LSB of coarse angle data and the MS of fine angle data
By making B and B represent the same resolution, even if a deviation occurs within the range where the LSB of the corresponding coarse angle data does not change at the point where the fine angle data changes from the maximum value to 0, the error can be absorbed. can do.
なお得られた角度データは、そのままパラレル出力する
事も出来るが、第1図に示すようにP/S変換器30に
よりP/S変換処理をして、シリアルデータとして送信
すれば、信号線の本数を少なくすることができる。The obtained angle data can be directly output in parallel, but if it is subjected to P/S conversion processing by the P/S converter 30 and transmitted as serial data as shown in Fig. 1, it can be output on the signal line. The number can be reduced.
(回転スリット板と固定スリット板の位置決め)第3図
に示すように固定スリット板16の4隅にピッチの等し
いスリット群42,43,44.45を設けているので
、固定スリット板16の4隅から、4つの位相の異なる
疑似正弦波を取り出すことができる。例えば、フォトセ
ンサ41Wと41Xの信号出力は、位相が互いに90度
異なっているので、その出力信号が正弦波であれば、リ
サージュ波形は円形となる。しかしながら、回転スリッ
ト板12(第2図)と固定スリット板16の位置関係が
正確でなければ、リサージュ波形は、歪んでしまう。す
なわち、該リサージュ波形が円形になるように、回転ス
リット板12と固定スリット板16の位置を決定すれば
、スリット群42及びスリット群43の回転スリット板
に対する位置関係は正確に定まる。同様に、フォトセン
サ41Wと41yの信号出力のりサージ−波形が直線に
なるように、フォトセンサ41Wと412の信号出力の
りサージュ波形が円形となるように回転スリット板12
と固定スリット板16を調aすれば、回転スリット板1
2に対するスリット群42.46.44.45の位置、
即ち固定スリット板16の4隅の位置関係が正確に決ま
るので、高い絶対精度をだすことができる。また、当然
グレイ符号読み込み用スリット46の位置も正確に決ま
ることになる。(Positioning of the rotating slit plate and the fixed slit plate) As shown in FIG. Four pseudo sine waves with different phases can be extracted from the corners. For example, since the signal outputs of the photosensors 41W and 41X have phases different from each other by 90 degrees, if the output signals are sine waves, the Lissajous waveform will be circular. However, if the positional relationship between the rotating slit plate 12 (FIG. 2) and the fixed slit plate 16 is not accurate, the Lissajous waveform will be distorted. That is, if the positions of the rotating slit plate 12 and the fixed slit plate 16 are determined so that the Lissajous waveform is circular, the positional relationship of the slit group 42 and the slit group 43 with respect to the rotating slit plate is determined accurately. Similarly, the rotating slit plate 12 is set so that the signal output surge waveforms of the photosensors 41W and 41y are linear, and the signal output surge waveforms of the photosensors 41W and 412 are circular.
By adjusting the fixed slit plate 16, the rotating slit plate 1
The position of the slit group 42.46.44.45 with respect to 2,
That is, since the positional relationship between the four corners of the fixed slit plate 16 is determined accurately, high absolute accuracy can be achieved. Naturally, the position of the gray code reading slit 46 is also determined accurately.
以上の説明は、ロータリーエンコーダとして説明をして
きたが、これを、直線状に延ばしてリニアエンコーダに
適用できることは、言うまでもない。Although the above explanation has been made for a rotary encoder, it goes without saying that this can be extended to a linear encoder and applied to a linear encoder.
以上詳述したように、本発明の検出方式を採用した高分
解能の絶対値エンコーダによれば、2値化符号のトラッ
ク数を多くする事なく高分解能の検出が可能となるため
、装置全体を大型化しないですむ。また、回転スリット
板と固定スリット板の位置決めを行なうにあたって、リ
サージュ波形を基準に位置合わせできるので、高い絶対
精度を得ることができる。以上から、小型でかつ高い絶
対精度を持つ高分解能絶対値エンコーダを実現すること
かできる。As detailed above, according to the high-resolution absolute value encoder that adopts the detection method of the present invention, high-resolution detection is possible without increasing the number of tracks of the binarized code, so the entire device is No need to make it large. Further, when positioning the rotating slit plate and the fixed slit plate, high absolute accuracy can be achieved because the positioning can be performed based on the Lissajous waveform. From the above, it is possible to realize a high-resolution absolute value encoder that is small and has high absolute accuracy.
また、固定スリットの4隅にスリット群があるのでフォ
トセンサの位置を直接、固定スリットを通して視覚的に
確認できるのでフォトセンサの位置決めを容易にするこ
とができる。Further, since there are slit groups at the four corners of the fixed slit, the position of the photosensor can be visually confirmed directly through the fixed slit, so that positioning of the photosensor can be facilitated.
第1図は本発明を適用した絶対値検出装置の一実施例の
信号処理系ブロック図、第2図は回転スリット板に形成
するパターンを示す図、第3図は固定スリット板に形成
する信号検出用スリットを示す図、第4図はフォトセン
サ群の出力信号とそれらから得られる絶対値データとの
関係を示す図、第5図は粗角度データと精角度データの
関係を示す図、第6図は、精角度データと粗角度データ
との結合のハード構成を示した図、第7図は従来の絶対
値検出型エンコーダの斜視図である。
11.12・・・・・・回転スリット板、16.18・
・・・・・固定スリット板、21・・・・・・電流・電
圧変換器、
2・・・・・・比較器、
3・・・・・・グレイ・バイナリ
4・・・・・・差動増幅器、
8・・・・・・内挿処理部、
9・・・・・・データ結合部、
1.35・・・・・・縞状領域、
6・・・・・・グレイ領域。
−変換器、
第2ば
第3図
第4Wi
第7図Fig. 1 is a block diagram of a signal processing system of an embodiment of an absolute value detection device to which the present invention is applied, Fig. 2 is a diagram showing a pattern formed on a rotating slit plate, and Fig. 3 is a diagram showing a signal formed on a fixed slit plate. 4 is a diagram showing the relationship between the output signals of the photosensor group and the absolute value data obtained from them; FIG. 5 is a diagram showing the relationship between coarse angle data and fine angle data; FIG. 6 is a diagram showing a hardware configuration for combining fine angle data and coarse angle data, and FIG. 7 is a perspective view of a conventional absolute value detection type encoder. 11.12... Rotating slit plate, 16.18.
...Fixed slit plate, 21...Current/voltage converter, 2...Comparator, 3...Gray binary 4...Difference Dynamic amplifier, 8... Interpolation processing unit, 9... Data combination unit, 1.35... Striped area, 6... Gray area. -Converter, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 7
Claims (2)
らなる第2のパターンとが形成された移動スリット板と
、 前記第1のパターンを用いて、粗角度の絶対値データを
得る手段と、 前記第2のパターンを用いて、粗角度の絶対値データの
LSBの2倍あるいはそれ以上の整数倍の周期を持つ第
1の疑似正弦波を得る手段と、前記第1の疑似正弦波と
90度位相のずれた同周期の第2の疑似正弦波を得る手
段と、 前記2つの疑似正弦波を内挿処理して精角度の絶対値デ
ータを得る内挿処理部と、 前記粗角度の絶対値データと、前記精角度の絶対値デー
タとを結合するデータ結合部と、 を有することを特徴とする高分解能絶対値エンコーダ。(1) Using a moving slit plate on which a first pattern consisting of a binary code and a second pattern consisting of a striped code are formed, and the first pattern, absolute value data of a coarse angle is obtained. means for obtaining, using the second pattern, a first pseudo sine wave having a period that is twice or an integral multiple of the LSB of the absolute value data of the rough angle; means for obtaining a second pseudo sine wave of the same period and 90 degrees out of phase with the second pseudo sine wave; an interpolation processing section for interpolating the two pseudo sine waves to obtain absolute value data of a fine angle; A high-resolution absolute value encoder comprising: a data combining unit that combines absolute value data of an angle and absolute value data of the fine angle.
配置されていることを特徴とする請求の範囲第1項記載
の高分解能絶対値エンコーダ。(2) The high-resolution absolute value encoder according to claim 1, wherein the second pattern is arranged to sandwich the first pattern.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24073690A JPH04120419A (en) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | High resolution absolute value encoder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24073690A JPH04120419A (en) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | High resolution absolute value encoder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04120419A true JPH04120419A (en) | 1992-04-21 |
Family
ID=17063938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24073690A Pending JPH04120419A (en) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | High resolution absolute value encoder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04120419A (en) |
-
1990
- 1990-09-11 JP JP24073690A patent/JPH04120419A/en active Pending
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