JPH04145325A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
- Publication number
- JPH04145325A JPH04145325A JP26866090A JP26866090A JPH04145325A JP H04145325 A JPH04145325 A JP H04145325A JP 26866090 A JP26866090 A JP 26866090A JP 26866090 A JP26866090 A JP 26866090A JP H04145325 A JPH04145325 A JP H04145325A
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- light emitting
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- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract 1
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
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- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
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。
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
本発明は絶対位置を検出することが可能な位置検出装置
に関するものである。
に関するものである。
従来の技術
従来、回転位置等をアブソリュートに検出するエンコー
ダとしては、磁気式や光学式のエンコーダが汎用されて
おり、特にバイナリ−コード(2進化コード)を用いた
光学エンコーダは応答性良くかつ高い信鯨性をもって絶
対位置の検出が可能である。
ダとしては、磁気式や光学式のエンコーダが汎用されて
おり、特にバイナリ−コード(2進化コード)を用いた
光学エンコーダは応答性良くかつ高い信鯨性をもって絶
対位置の検出が可能である。
ところが、従来のアブソリュート式エンコーダは、特開
昭59−17605号公報に1例が示されるヨウに、1
つの測定位置においてパラレルに複数ビットのバイナリ
−コードを検出する必要があり高分解能のエンコーダを
得るには、それに必要なビット数分のコード列、これに
対応する数のコード検出手段や増幅回路等が必要となり
、コード板の構造が複雑になると共に、部品点数が多く
なり、調整に手間がかかり、コスト高になるという問題
があった。
昭59−17605号公報に1例が示されるヨウに、1
つの測定位置においてパラレルに複数ビットのバイナリ
−コードを検出する必要があり高分解能のエンコーダを
得るには、それに必要なビット数分のコード列、これに
対応する数のコード検出手段や増幅回路等が必要となり
、コード板の構造が複雑になると共に、部品点数が多く
なり、調整に手間がかかり、コスト高になるという問題
があった。
このような問題点を解消するため、本発明者等は位置デ
ータをバイナリ−コードによりシリアルに記録したアブ
ソリュートコード列を備えたエンコーダ(位置検出装置
)を開発し、これを特許出願した(特願平2−1143
83号、平成2年4月28日出W)。
ータをバイナリ−コードによりシリアルに記録したアブ
ソリュートコード列を備えたエンコーダ(位置検出装置
)を開発し、これを特許出願した(特願平2−1143
83号、平成2年4月28日出W)。
発明が解決しようとする課題
上記特許出願に係る先行発明は、シリアルに検出した必
要ビット数のアブソリュートコード(バイナリ−コード
)を、信号処理部においてパラレルコードに変換して絶
対位置を検出するものであり、1列のアブソリュートコ
ード列と、タイミング信号をとるために必要な1列のイ
ンクリメンタルコード列とを備えるだけでよいので、従
来のアブソリュート式エンコーダに比較して、コード板
の構造の簡単化及び部品点数の削減が可能であるという
長所を有している。
要ビット数のアブソリュートコード(バイナリ−コード
)を、信号処理部においてパラレルコードに変換して絶
対位置を検出するものであり、1列のアブソリュートコ
ード列と、タイミング信号をとるために必要な1列のイ
ンクリメンタルコード列とを備えるだけでよいので、従
来のアブソリュート式エンコーダに比較して、コード板
の構造の簡単化及び部品点数の削減が可能であるという
長所を有している。
ところでアブソリュートコード検出手段とインクリメン
タルコード検出手段の受光部は当然のことながら各別に
設けられているが、両コード検出手段の発光部は共通の
ものが用いられることが一般である。そして従来、位置
検出動作中発光部は常に同一光量で発光して、アブソリ
ュートコード列とインクリメンタルコード列とを照射す
るように構成されている。この発光部の光量が小である
場合、インクリメンタル信号は同一タイミングで繰返し
あられれる信号であるので、S/N比(信号/ノイズ比
)が大きな状態で検出でき支障はないが、アブソリュー
ト信号は信号レベルが低くなってS/N比が悪くなり正
確な検出を行うことが困難になるという問題がある。そ
こでアブソリュート信号の検出を正確に行うために、発
光部をその光量を大にして、位置検出動作中発光させ続
けると、発光部の寿命が短かくなるという問題がある。
タルコード検出手段の受光部は当然のことながら各別に
設けられているが、両コード検出手段の発光部は共通の
ものが用いられることが一般である。そして従来、位置
検出動作中発光部は常に同一光量で発光して、アブソリ
ュートコード列とインクリメンタルコード列とを照射す
るように構成されている。この発光部の光量が小である
場合、インクリメンタル信号は同一タイミングで繰返し
あられれる信号であるので、S/N比(信号/ノイズ比
)が大きな状態で検出でき支障はないが、アブソリュー
ト信号は信号レベルが低くなってS/N比が悪くなり正
確な検出を行うことが困難になるという問題がある。そ
こでアブソリュート信号の検出を正確に行うために、発
光部をその光量を大にして、位置検出動作中発光させ続
けると、発光部の寿命が短かくなるという問題がある。
本願の第1発明はこのような問題点を解消することを目
的とする。
的とする。
又アブソリュートコード検出手段とインクリメンタルコ
ード検出手段とに各別に発光部を設けた場合にも、両発
光部を同一の光量とし、これらを位置検出動作中発光さ
せ続けると同様の問題が生じる。本願の第2発明はこの
ような問題点を解消することを目的とする。
ード検出手段とに各別に発光部を設けた場合にも、両発
光部を同一の光量とし、これらを位置検出動作中発光さ
せ続けると同様の問題が生じる。本願の第2発明はこの
ような問題点を解消することを目的とする。
課題を解決するための手段
本願の第1発明は、位置データをバイナリ−コードによ
り移動方向に沿ってシリアルに記録したアブソリュート
コード列を有すると共に、各アブソリュートコードに対
応して規則的にコードを記録したインクリメンタルコー
ド列を有するコード板と、前記インクリメンタルコード
列のインクリメンタルコードを検出するインクリメンタ
ルコード検出手段の受光部と、前記インクリメンタルコ
ードの検出信号に基いてアブソリュートコード列のバイ
ナリ−コードをシリアルに検出するアブソリュートコー
ド検出手段の受光部と、両コード検出手段に共通の発光
部と、アブソリュートコード検出1手段で検出されたシ
リアルなバイナリ−コードを、所定ビット数のパラレル
なバイナリ−コードに変換し、これに基き絶対位置デー
タを得る手段と、インクリメンタルコードの検出信号の
タイミングに同期させて前記共通の発光部の光量を、パ
ルス的に太き(し、前記発光部の光量が大のときにアブ
ソリュートコードの検出を行わせる制御手段とを、備え
たことを特徴とする。
り移動方向に沿ってシリアルに記録したアブソリュート
コード列を有すると共に、各アブソリュートコードに対
応して規則的にコードを記録したインクリメンタルコー
ド列を有するコード板と、前記インクリメンタルコード
列のインクリメンタルコードを検出するインクリメンタ
ルコード検出手段の受光部と、前記インクリメンタルコ
ードの検出信号に基いてアブソリュートコード列のバイ
ナリ−コードをシリアルに検出するアブソリュートコー
ド検出手段の受光部と、両コード検出手段に共通の発光
部と、アブソリュートコード検出1手段で検出されたシ
リアルなバイナリ−コードを、所定ビット数のパラレル
なバイナリ−コードに変換し、これに基き絶対位置デー
タを得る手段と、インクリメンタルコードの検出信号の
タイミングに同期させて前記共通の発光部の光量を、パ
ルス的に太き(し、前記発光部の光量が大のときにアブ
ソリュートコードの検出を行わせる制御手段とを、備え
たことを特徴とする。
本願の第2発明は、位置データをバイナリ−コードによ
り移動方向に沿ってシリアルに記録したアブソリュート
コード列を有すると共に、各アブソリュートコードに対
応して規則的にコードを記録したインクリメンタルコー
ド列を有するコード板と、前記インクリメンタルコード
列のインクリメンタルコードを検出する発光部と受光部
を備えたインクリメンタルコード検出手段と、前記イン
クリメンタルコードの検出手段に基いてアブソリュート
コード列のバイナリ−コードをシリアルに検出する発光
部と受光部を備えたアブソリュートコード検出手段と、
アブソリュートコード検出手段で検出されたシリアルな
バイナリ−コードを、所定ビット数のパラレルなバイナ
リ−コードに変換し、これに基き絶対位置データを得る
手段と、インクリメンタルコードの検出信号のタイミン
グに同期させて、アブソリュートコード検出手段の発光
部をパルス的に点滅させ、この発光部の点灯時にアブソ
リュートコードの検出を行わせる制御手段とを、備えた
ことを特徴とする。
り移動方向に沿ってシリアルに記録したアブソリュート
コード列を有すると共に、各アブソリュートコードに対
応して規則的にコードを記録したインクリメンタルコー
ド列を有するコード板と、前記インクリメンタルコード
列のインクリメンタルコードを検出する発光部と受光部
を備えたインクリメンタルコード検出手段と、前記イン
クリメンタルコードの検出手段に基いてアブソリュート
コード列のバイナリ−コードをシリアルに検出する発光
部と受光部を備えたアブソリュートコード検出手段と、
アブソリュートコード検出手段で検出されたシリアルな
バイナリ−コードを、所定ビット数のパラレルなバイナ
リ−コードに変換し、これに基き絶対位置データを得る
手段と、インクリメンタルコードの検出信号のタイミン
グに同期させて、アブソリュートコード検出手段の発光
部をパルス的に点滅させ、この発光部の点灯時にアブソ
リュートコードの検出を行わせる制御手段とを、備えた
ことを特徴とする。
第11第2発明において、インクリメンタルコード検出
手段で得られた正弦波信号から矩形波信号を作るコンパ
レートレベルヲ1/2チューティ比より小さくなるよう
に設定してパルス信号を生成し、このパルス信号に同期
させて、前記共通の発光部の光量をパルス的に大きくし
たり、或いは前記アブソリュートコード検出手段の発光
部をパルス的に点滅させるように構成すると好適である
。
手段で得られた正弦波信号から矩形波信号を作るコンパ
レートレベルヲ1/2チューティ比より小さくなるよう
に設定してパルス信号を生成し、このパルス信号に同期
させて、前記共通の発光部の光量をパルス的に大きくし
たり、或いは前記アブソリュートコード検出手段の発光
部をパルス的に点滅させるように構成すると好適である
。
作用
本願の第1発明及び第2発明によると、位置データをシ
リアルに記録したアブソリュートコード列のバイナリ−
コードがシリアルに検出され、このシリアルなバイナリ
−コードがインクリメンタルコードの検出信号に基いて
パラレルなバイナリ−コードに変換され、このバイナリ
−コードから絶対位置データを得ることができるので、
コード板にアブソリュートコード列とインクリメンタル
コード列の2列のコード列を設けるだけで、絶対位置の
検出が可能となる。
リアルに記録したアブソリュートコード列のバイナリ−
コードがシリアルに検出され、このシリアルなバイナリ
−コードがインクリメンタルコードの検出信号に基いて
パラレルなバイナリ−コードに変換され、このバイナリ
−コードから絶対位置データを得ることができるので、
コード板にアブソリュートコード列とインクリメンタル
コード列の2列のコード列を設けるだけで、絶対位置の
検出が可能となる。
そして本願の第1発明によれば、インクリメンタルコー
ドの検出信号のタイミングに同期させて前記発光部の点
灯光量をパルス的に大きくし、アブソリュートコードの
検出時に、前記光量を大とすることができ、S/N比の
良好なアブソリュート信号を得ることができ、それ以外
のときは前記光量を小として(この場合でもS/N比の
良好なインクリメンタル信号を得ることができる。)、
省電力を図ることができるので、発光部の寿命を長くす
ることができる。
ドの検出信号のタイミングに同期させて前記発光部の点
灯光量をパルス的に大きくし、アブソリュートコードの
検出時に、前記光量を大とすることができ、S/N比の
良好なアブソリュート信号を得ることができ、それ以外
のときは前記光量を小として(この場合でもS/N比の
良好なインクリメンタル信号を得ることができる。)、
省電力を図ることができるので、発光部の寿命を長くす
ることができる。
又本願の第2発明によれば、インクリメンタルコードの
検出信号のタイミングに同期させて、アブソリュートコ
ード検出手段の発光部をパルス的に点滅させ、この発光
部の点灯時にアブソリュートコードの検出を行わせ、そ
れ以外のときは消灯しているので、S/N比の良好なア
ブソリュート信号を得るために光量を大にする必要のあ
るアブソリュートコード検出手段の発光時間を必要最小
限に短くできる結果、前記発光部の寿命を長くすること
ができる。
検出信号のタイミングに同期させて、アブソリュートコ
ード検出手段の発光部をパルス的に点滅させ、この発光
部の点灯時にアブソリュートコードの検出を行わせ、そ
れ以外のときは消灯しているので、S/N比の良好なア
ブソリュート信号を得るために光量を大にする必要のあ
るアブソリュートコード検出手段の発光時間を必要最小
限に短くできる結果、前記発光部の寿命を長くすること
ができる。
そして、前記共通の発光部の光量をパルス的に大きくし
たり、前記アブソリュートコード検出手段の発光部をパ
ルス的に点滅させるときのタイミングを、インクリメン
タルコード検出手段で得られた正弦波信号から矩形波信
号を作るコンパレートレベルを172デユーティ比ヨり
小さくなるように設定して生成されるパルス信号に基い
てとると、より一層合理的にアブソリュートコード検出
に必要な時間のみ、光量を大とすることができ、発光部
の寿命の一層の長期化を図ることができる。
たり、前記アブソリュートコード検出手段の発光部をパ
ルス的に点滅させるときのタイミングを、インクリメン
タルコード検出手段で得られた正弦波信号から矩形波信
号を作るコンパレートレベルを172デユーティ比ヨり
小さくなるように設定して生成されるパルス信号に基い
てとると、より一層合理的にアブソリュートコード検出
に必要な時間のみ、光量を大とすることができ、発光部
の寿命の一層の長期化を図ることができる。
実施例
本発明の第1実施例を第1図ないし第5図に基いて説明
する。
する。
第2図はロータリーエンコーダ式位置検出装置を示して
いる。円形のコード板1は、被測定回転体に中心が一致
するように固定され、外周側に円周方向のインクリメン
タルコード列2が、内周側に円周方向のアブソリュート
コード列3が夫々設けられている。
いる。円形のコード板1は、被測定回転体に中心が一致
するように固定され、外周側に円周方向のインクリメン
タルコード列2が、内周側に円周方向のアブソリュート
コード列3が夫々設けられている。
図示する実施例は、説明を簡単にするため、4ビツトの
バイナリ−コードによって絶対位置が検出される場合を
示している。インクリメンタルコード列2には、16個
のスリット開口が規則的に設けられており、スリット形
成部と非形成部とが同一幅で交互にあられれるように形
成されている。アブソリュートコード列3はスリットコ
ードで構成された16個のバイナリ−コードを円周に沿
ってシリアルに配して成立している(第4図参照)。す
なわち、アブソリュートコード列3は、円周方向に16
等分され、夫々のエリアにおいてスリット開口がある場
合を「1」、スリット開口がない場合を「0」と定め、
これらにより位置データをシリアルに記録しているので
ある。アブソリュートコード列3のバイナリ−コードと
インクリメンタルコード列2のインクリメンタルコード
(スリット形成部と非形成部)とは、第2図に示すよう
に、対応する位置に同一ピッチで設けられている。
バイナリ−コードによって絶対位置が検出される場合を
示している。インクリメンタルコード列2には、16個
のスリット開口が規則的に設けられており、スリット形
成部と非形成部とが同一幅で交互にあられれるように形
成されている。アブソリュートコード列3はスリットコ
ードで構成された16個のバイナリ−コードを円周に沿
ってシリアルに配して成立している(第4図参照)。す
なわち、アブソリュートコード列3は、円周方向に16
等分され、夫々のエリアにおいてスリット開口がある場
合を「1」、スリット開口がない場合を「0」と定め、
これらにより位置データをシリアルに記録しているので
ある。アブソリュートコード列3のバイナリ−コードと
インクリメンタルコード列2のインクリメンタルコード
(スリット形成部と非形成部)とは、第2図に示すよう
に、対応する位置に同一ピッチで設けられている。
コード板1の下方に、そのインクリメンタルコード列2
に対向して、第2図及び第3図に示すように第1のイン
クリメンタルコード検出手段4の受光部4b、及び第2
のインクリメンタルコード検出手段5の受光部5bが配
設されている。第1の受光部4bと第2の受光部5bと
は、円周方向に互いに90@位相の異なった状態(イン
クリメンタルコード列2のスリット開口間の1ピツチを
1周期、360°としている。)で、スリット列を検出
し、A相とB相のインクリメンタル信号が得られるよう
に配設されている。又コード板1の下方に、そのアブソ
リュートコード列3に対向して、第2図及び第3図に示
すようにアブソリュート検出手段7の受光部7bが配設
されている。受光部4b、5b、7bはフォトダイオー
ド等で構成することができる。
に対向して、第2図及び第3図に示すように第1のイン
クリメンタルコード検出手段4の受光部4b、及び第2
のインクリメンタルコード検出手段5の受光部5bが配
設されている。第1の受光部4bと第2の受光部5bと
は、円周方向に互いに90@位相の異なった状態(イン
クリメンタルコード列2のスリット開口間の1ピツチを
1周期、360°としている。)で、スリット列を検出
し、A相とB相のインクリメンタル信号が得られるよう
に配設されている。又コード板1の下方に、そのアブソ
リュートコード列3に対向して、第2図及び第3図に示
すようにアブソリュート検出手段7の受光部7bが配設
されている。受光部4b、5b、7bはフォトダイオー
ド等で構成することができる。
これら受光部4b、5b、7bに光を与える発光部6は
、上記すべてのコード検出手段4.5.7に共通のもの
で、第3図に示すように、コード板1の上方に位置し、
LEDで構成されている。発光部6はレーザダイオード
等でも構成することができる。又第3図に示すように、
コード板1と各受光部4b、5b、7bとの間にはマス
ク板8が配され、各受光部4b、5b7bに対向するよ
うに固定スリット4c、5C17Cが形成されている。
、上記すべてのコード検出手段4.5.7に共通のもの
で、第3図に示すように、コード板1の上方に位置し、
LEDで構成されている。発光部6はレーザダイオード
等でも構成することができる。又第3図に示すように、
コード板1と各受光部4b、5b、7bとの間にはマス
ク板8が配され、各受光部4b、5b7bに対向するよ
うに固定スリット4c、5C17Cが形成されている。
前記発光部6は光量制御手段3Iの制御下において光量
が2段階に切替わるように構成されている。具体的には
、第1図に示すように、第2のインクリメンタルコード
検出手段5で検出されるB相のインクリメンタル正弦波
信号から、コンパレートレベルHを1/2デユーティ比
ヨリ小に設定して生成された矩形波信号、すなわち発光
量増大パルス信号に基いて、発光部6への通電量をパル
ス的に増減させ、光量が2段階に切替わるようにしてい
る。そしてアブソリュートコードの検出は、第1図に示
すようにA相のインクリメンタル信号の立上りにより行
われるように設定されていて、この前後において、前記
発光量増大パルス信号が「ハイレベル」になるようにタ
イミングがとれている。この結果アブソリュートコード
検出手段7が働くときの必要最小限の時間中にのみ、前
記共通の発光部6への通電量を大として発光部6の光量
が大となるようにしている。
が2段階に切替わるように構成されている。具体的には
、第1図に示すように、第2のインクリメンタルコード
検出手段5で検出されるB相のインクリメンタル正弦波
信号から、コンパレートレベルHを1/2デユーティ比
ヨリ小に設定して生成された矩形波信号、すなわち発光
量増大パルス信号に基いて、発光部6への通電量をパル
ス的に増減させ、光量が2段階に切替わるようにしてい
る。そしてアブソリュートコードの検出は、第1図に示
すようにA相のインクリメンタル信号の立上りにより行
われるように設定されていて、この前後において、前記
発光量増大パルス信号が「ハイレベル」になるようにタ
イミングがとれている。この結果アブソリュートコード
検出手段7が働くときの必要最小限の時間中にのみ、前
記共通の発光部6への通電量を大として発光部6の光量
が大となるようにしている。
アブソリュートコード列3にはM系列符号(喜安善市著
「アダマール行列とその応用」、昭和55年3月20日
初版、237〜242頁参照)にて位置データが記録さ
れている。このM系列符号を用いたアブソリュートコー
ド列3によれば、その配列順に位置コードを読み取る場
合に、それ以前に読み取った複数のコードと、新たに読
み取ったコードとを合成することにより、新たに読み取
ったコードに対応する絶対位置を知ることができ、その
後位置コードを読み取るごとにその絶対位置を知ること
ができるという利点がある。
「アダマール行列とその応用」、昭和55年3月20日
初版、237〜242頁参照)にて位置データが記録さ
れている。このM系列符号を用いたアブソリュートコー
ド列3によれば、その配列順に位置コードを読み取る場
合に、それ以前に読み取った複数のコードと、新たに読
み取ったコードとを合成することにより、新たに読み取
ったコードに対応する絶対位置を知ることができ、その
後位置コードを読み取るごとにその絶対位置を知ること
ができるという利点がある。
第4図にはその具体列が示されている。アブソリュート
コード列3には、M系列符号に基きr 0000100
110101111 Jのコードを記録しておくと、最
初の4ビツトを読み込んだときr oooo 。
コード列3には、M系列符号に基きr 0000100
110101111 Jのコードを記録しておくと、最
初の4ビツトを読み込んだときr oooo 。
の位置データが得られ、以降1ビット読み込むごとに順
次、roooIJ、r 0010 J、roloo、、
r 1001 J、rooll」、rollo」、r
1101 J、「1010 J、r、olol、、r
1011 J、rolll」、rllll」、rlll
oJ、r1100+、rlooo」の位置データを得る
ことができる。これら16種類の4ビツトの位置データ
はすべて異なった数値のものであり、これらを第4図に
示す「テーブル」のように整理し、絶対位置く1〉、く
2〉、−・・・−〈16〉と対応させることができる。
次、roooIJ、r 0010 J、roloo、、
r 1001 J、rooll」、rollo」、r
1101 J、「1010 J、r、olol、、r
1011 J、rolll」、rllll」、rlll
oJ、r1100+、rlooo」の位置データを得る
ことができる。これら16種類の4ビツトの位置データ
はすべて異なった数値のものであり、これらを第4図に
示す「テーブル」のように整理し、絶対位置く1〉、く
2〉、−・・・−〈16〉と対応させることができる。
従って、例えば「1」、「0」、「0」、「1」とシリ
アルにコードを読み込んだとき、これに基き「1001
Jという4ビツトの位置データを作成することにより
、絶対位置が〈5〉であることを認知することができる
。そして次に「1」とコードを読み込んだとき、それ以
前に読み込んだ3ビツトのコードr001 Jと合成し
てroollJという4ビツトの位置データを作成する
ことにより、絶対位置が〈6〉であることを認知するこ
とができる。このように、最初の絶対位置を知るために
は、4ビツトのシリアルなコードが必要であるが、その
後の絶対位置を知るためには1ビツトのコードが追加さ
れるだけでよいという利点を、M系列符号を用いたアブ
ソリュートコード列3は有している。
アルにコードを読み込んだとき、これに基き「1001
Jという4ビツトの位置データを作成することにより
、絶対位置が〈5〉であることを認知することができる
。そして次に「1」とコードを読み込んだとき、それ以
前に読み込んだ3ビツトのコードr001 Jと合成し
てroollJという4ビツトの位置データを作成する
ことにより、絶対位置が〈6〉であることを認知するこ
とができる。このように、最初の絶対位置を知るために
は、4ビツトのシリアルなコードが必要であるが、その
後の絶対位置を知るためには1ビツトのコードが追加さ
れるだけでよいという利点を、M系列符号を用いたアブ
ソリュートコード列3は有している。
上記のような位置データを得て、絶対位置を検出するた
めの信号処理回路の構成は第5図に示されている。
めの信号処理回路の構成は第5図に示されている。
各コード検出手段4.5.7の受光部4b、5b、7b
から得られた検出信号はアブソリュート・インクリメン
タル信号生成手段11に入力される。このアブソリュー
ト・インクリメンタル信号生成手段11は一般的な増幅
回路及び波形整形回路11a、llb、llcで構成さ
れており、各コード検出手段4.5.7に対応して各回
路が設けられている。前記アブソリュートコード検出手
段7で検出されたアブソリュートコード列3のアブソリ
ュート信号は、前記信号生成手段11で増幅、波形整形
されて4ビツトのシフトレジスタ16に入力される。第
1のインクリメンタルコード検出手段4で検出されたA
相のインクリメンタル信号と、第2のインクリメンタル
コード検出手段5で検出されたB相のインクリメンタル
信号は、共に前記信号生成手段11で増幅、波形整形さ
れて、タイミング信号作成・4逓倍回路17に入力され
る。第1図にはB相のインクリメンタル正弦波信号から
、コンパレートレベルMを1/2デユーティ比に設定し
て生成されたB相のインクリメンタル信号が示されてい
るが、A相のインクリメンタル信号、アブソリュート信
号も同様にして生成される。
から得られた検出信号はアブソリュート・インクリメン
タル信号生成手段11に入力される。このアブソリュー
ト・インクリメンタル信号生成手段11は一般的な増幅
回路及び波形整形回路11a、llb、llcで構成さ
れており、各コード検出手段4.5.7に対応して各回
路が設けられている。前記アブソリュートコード検出手
段7で検出されたアブソリュートコード列3のアブソリ
ュート信号は、前記信号生成手段11で増幅、波形整形
されて4ビツトのシフトレジスタ16に入力される。第
1のインクリメンタルコード検出手段4で検出されたA
相のインクリメンタル信号と、第2のインクリメンタル
コード検出手段5で検出されたB相のインクリメンタル
信号は、共に前記信号生成手段11で増幅、波形整形さ
れて、タイミング信号作成・4逓倍回路17に入力され
る。第1図にはB相のインクリメンタル正弦波信号から
、コンパレートレベルMを1/2デユーティ比に設定し
て生成されたB相のインクリメンタル信号が示されてい
るが、A相のインクリメンタル信号、アブソリュート信
号も同様にして生成される。
前記アブソリュート信号がシフトレジスタ16に入力さ
れるタイミングは、すでに述べたように、A相のインク
リメンタル信号の立ち上がり時点に設定されている。す
なわちこのように設定されたタイミング信号がタイミン
グ信号作成・4逓倍回路17より出力され、これに基き
シフトレジスタ16がアブソリュート信号を読み込むよ
うになっている。又タイミング信号作成・4逓倍回路1
7において、前述の発光量増大パルス信号が生成され、
この信号が光量制御手段31に出力される。
れるタイミングは、すでに述べたように、A相のインク
リメンタル信号の立ち上がり時点に設定されている。す
なわちこのように設定されたタイミング信号がタイミン
グ信号作成・4逓倍回路17より出力され、これに基き
シフトレジスタ16がアブソリュート信号を読み込むよ
うになっている。又タイミング信号作成・4逓倍回路1
7において、前述の発光量増大パルス信号が生成され、
この信号が光量制御手段31に出力される。
第1図のタイミングチャートにおいて、タイミングaの
時点から絶対位置検出を始めたとすると、A相のインク
リメンタル信号の最初の立ち上がりでシフトレジスタ1
6には「0」が入力される。次いで同様にして「0」
「0」 「l」が順次入力され、シフトレジスタ16に
はroool」のパラレルな4ビツトの位置データ13
が得られる。このように、シフトレジスタ16及びタイ
ミング信号作成・4逓倍回路17によって構成されるシ
リアル−パラレル信号変換手段12から4ビツトの位置
データ13が出力される。
時点から絶対位置検出を始めたとすると、A相のインク
リメンタル信号の最初の立ち上がりでシフトレジスタ1
6には「0」が入力される。次いで同様にして「0」
「0」 「l」が順次入力され、シフトレジスタ16に
はroool」のパラレルな4ビツトの位置データ13
が得られる。このように、シフトレジスタ16及びタイ
ミング信号作成・4逓倍回路17によって構成されるシ
リアル−パラレル信号変換手段12から4ビツトの位置
データ13が出力される。
前記パラレルな位置データ13は、位置データ変換回路
18に入力される。この位置データ変換回路18は、次
のr表」に示すように、前記位置表 データ13をアドレスとし、これに対応する絶対位置を
示す2進数のデータが書き込まれたROMを備え、前記
位置データr 0001 Jを絶対位置を示すデータr
0001 Jに変換する。この絶対位置を示すデータ
r 0001 Jは6ビツトのアップダウンカウンタエ
9に送られ、その上位4ビツトにプリセットされる。ア
ップダウンカウンタ19の下位2ビツトは「00」をプ
リセットする。
18に入力される。この位置データ変換回路18は、次
のr表」に示すように、前記位置表 データ13をアドレスとし、これに対応する絶対位置を
示す2進数のデータが書き込まれたROMを備え、前記
位置データr 0001 Jを絶対位置を示すデータr
0001 Jに変換する。この絶対位置を示すデータ
r 0001 Jは6ビツトのアップダウンカウンタエ
9に送られ、その上位4ビツトにプリセットされる。ア
ップダウンカウンタ19の下位2ビツトは「00」をプ
リセットする。
アップダウンカウンタ19には、前記タイミング信号作
成・4逓倍回路17で作成されたクロック信号及び方向
信号が入力される。クロック信号はA相、B相のインク
リメンタル信号を4週倍したもので、このクロック信号
でアップダウンカウンタ19をカウントアツプ又はカウ
ントダウンする。方向信号は90°位相のずれたA相、
B相のインクリメンタル信号の立ち上り、立ち下りを比
較することにより得られ、アップダウンカウンタ19の
カウントアツプ又はカウントダウンを決定する。このよ
うにしてアップダウンカウンタ19は最初’0OO10
0Jとなり、次いでコード板1が同一方向にアブソリュ
ートコード列3の1/4ビット分回転したときr O,
00101、となる。アップダウンカウンタ19の内容
は、クロック信号に基き順次出力され、これが6ビツト
の絶対位置を示すデータとなる。このインクリメンタル
コードによる絶対位置データは1/(16X4)円周、
すなわち1/64円周の分解能を有した絶対位置データ
であり、アブソリュートコードによる絶対位置データに
比較し分解能が高められたものである。このようにして
、位置データ変換回路18及びアップダウンカウンタ1
9を備えた位置データ変換手段14から、1/64円周
の分解能を有した絶対位置データが出力される。
成・4逓倍回路17で作成されたクロック信号及び方向
信号が入力される。クロック信号はA相、B相のインク
リメンタル信号を4週倍したもので、このクロック信号
でアップダウンカウンタ19をカウントアツプ又はカウ
ントダウンする。方向信号は90°位相のずれたA相、
B相のインクリメンタル信号の立ち上り、立ち下りを比
較することにより得られ、アップダウンカウンタ19の
カウントアツプ又はカウントダウンを決定する。このよ
うにしてアップダウンカウンタ19は最初’0OO10
0Jとなり、次いでコード板1が同一方向にアブソリュ
ートコード列3の1/4ビット分回転したときr O,
00101、となる。アップダウンカウンタ19の内容
は、クロック信号に基き順次出力され、これが6ビツト
の絶対位置を示すデータとなる。このインクリメンタル
コードによる絶対位置データは1/(16X4)円周、
すなわち1/64円周の分解能を有した絶対位置データ
であり、アブソリュートコードによる絶対位置データに
比較し分解能が高められたものである。このようにして
、位置データ変換回路18及びアップダウンカウンタ1
9を備えた位置データ変換手段14から、1/64円周
の分解能を有した絶対位置データが出力される。
上記実施例では、アブソリュートコード列3としてM系
列の4ビツトのコードを用いたが、M系列のより多いビ
ット数のコードを用いることもでき、又M系列符号に限
定する必要もない。又上記実施例では、6ビツトの絶対
位置データが得られるように構成しているが、インクリ
メンタル信号を、アブソリュート信号を検出するときの
タイミング信号及び発光量増大パルス信号を生成するた
めの信号としてだけ利用し、位置データ変換回路18に
より得られる4ビツトの絶対位置データを直接取り出す
ように構成してもよい。又アブソリュート信号を常時検
出するように構成してもよいが、絶対位置検出指令に基
き最初の絶対位置検出のときだけアブソリュートコード
検出手段7が働き、その後はインクリメンタルコード検
出手段4.5が単独で働くように構成してもよい。又ア
ブソリュート信号を限定的に検出する場合に、アブソリ
ュートコード検出手段7を最初の絶対位置検出のときの
みならず、インクリメンタルコードによる絶対位置デー
タが正しいか否かをチエツクするために動作させるよう
に構成してもよい。更に、上記実施例ではB相のインク
リメンタル正弦波信号をコンパレートレベルHでコンパ
レートして作成された発光量増大パルス信号によって、
共通の発光部6の光量を大とするタイミングをとってい
るが、B相のインクリメンタル信号を発光量増大パルス
信号として用いてもよく、この場合には前記発光部6の
光量が大となる時間と光量が小となる時間は1:1とな
る。
列の4ビツトのコードを用いたが、M系列のより多いビ
ット数のコードを用いることもでき、又M系列符号に限
定する必要もない。又上記実施例では、6ビツトの絶対
位置データが得られるように構成しているが、インクリ
メンタル信号を、アブソリュート信号を検出するときの
タイミング信号及び発光量増大パルス信号を生成するた
めの信号としてだけ利用し、位置データ変換回路18に
より得られる4ビツトの絶対位置データを直接取り出す
ように構成してもよい。又アブソリュート信号を常時検
出するように構成してもよいが、絶対位置検出指令に基
き最初の絶対位置検出のときだけアブソリュートコード
検出手段7が働き、その後はインクリメンタルコード検
出手段4.5が単独で働くように構成してもよい。又ア
ブソリュート信号を限定的に検出する場合に、アブソリ
ュートコード検出手段7を最初の絶対位置検出のときの
みならず、インクリメンタルコードによる絶対位置デー
タが正しいか否かをチエツクするために動作させるよう
に構成してもよい。更に、上記実施例ではB相のインク
リメンタル正弦波信号をコンパレートレベルHでコンパ
レートして作成された発光量増大パルス信号によって、
共通の発光部6の光量を大とするタイミングをとってい
るが、B相のインクリメンタル信号を発光量増大パルス
信号として用いてもよく、この場合には前記発光部6の
光量が大となる時間と光量が小となる時間は1:1とな
る。
第6図は本発明の第2実施例のコード検出手段を示して
いる。第2実施例は、第1実施例のものと同様の機能を
営む第1のインクリメンタルコード検出手段4、第2の
インクリメンタルコード検出手段5及びアブソリュート
コード検出手段7を備え、各別に受光部4b、5b、7
b及び固定スリット4c、5c、7cを備えている。し
かし第1実施例と異なり、各コード検出手段4.5.7
には各別の発光部4a、5a、7aが設けられている。
いる。第2実施例は、第1実施例のものと同様の機能を
営む第1のインクリメンタルコード検出手段4、第2の
インクリメンタルコード検出手段5及びアブソリュート
コード検出手段7を備え、各別に受光部4b、5b、7
b及び固定スリット4c、5c、7cを備えている。し
かし第1実施例と異なり、各コード検出手段4.5.7
には各別の発光部4a、5a、7aが設けられている。
そしてアブソリュートコード検出手段7の発光部7aの
光量は、第1、第2のインクリメンタルコード検出手段
4.5の発光部4a、5aの光量よりも大に設定されて
いる。又これら発光部4a、5a、7aへの通電の0N
−OFFは発光部切替装置32によってコントロールさ
れ、第1、第2のインクリメンタルコード検出手段4.
5の発光部4a、5aには位置測定中は常時通電され、
発光部4a、5aが発光しつづけるようになっているが
、アブソリュートコード検出手段7の発光部7aには前
記発光量増大パルス信号(第1図参照)が「ハイレベル
」のときにのみ通電がONされ、そのときのみ発光部7
aが発光するようになっている。第2実施例の他の構成
は第1実施例と同様なので説明を省略する。
光量は、第1、第2のインクリメンタルコード検出手段
4.5の発光部4a、5aの光量よりも大に設定されて
いる。又これら発光部4a、5a、7aへの通電の0N
−OFFは発光部切替装置32によってコントロールさ
れ、第1、第2のインクリメンタルコード検出手段4.
5の発光部4a、5aには位置測定中は常時通電され、
発光部4a、5aが発光しつづけるようになっているが
、アブソリュートコード検出手段7の発光部7aには前
記発光量増大パルス信号(第1図参照)が「ハイレベル
」のときにのみ通電がONされ、そのときのみ発光部7
aが発光するようになっている。第2実施例の他の構成
は第1実施例と同様なので説明を省略する。
発明の効果
本願の第1、第2発明によれば、インクリメンタルコー
ドの検出信号のタイミングに同期させて、共通の発光部
の光量をパルス的に増減させたり、アブソリュートコー
ド専用の発光部をパルス的に点滅させることができ、光
量が十分にあるときアブソリュートコードの検出ができ
、それ以外のときは共通の発光部の光量を小にしたり、
前記アブソリュートコード専用の発光部を消灯すること
ができるので、共通の発光部やアブソリュートコード専
用の発光部の寿命を長くできると共に、信号レベルを上
げなければS/N比が悪くなるアブソリュートコード列
の検出に対し十分な光量が与えられる結果検出信号のエ
ラーを防ぐことができ、更にコード板にアブソリュート
コード列とインクリメンタルコード列の2列のコード列
を設けるだけで、絶対位置の検出が可能になる構造簡単
な位置検出装置を提供することができる。
ドの検出信号のタイミングに同期させて、共通の発光部
の光量をパルス的に増減させたり、アブソリュートコー
ド専用の発光部をパルス的に点滅させることができ、光
量が十分にあるときアブソリュートコードの検出ができ
、それ以外のときは共通の発光部の光量を小にしたり、
前記アブソリュートコード専用の発光部を消灯すること
ができるので、共通の発光部やアブソリュートコード専
用の発光部の寿命を長くできると共に、信号レベルを上
げなければS/N比が悪くなるアブソリュートコード列
の検出に対し十分な光量が与えられる結果検出信号のエ
ラーを防ぐことができ、更にコード板にアブソリュート
コード列とインクリメンタルコード列の2列のコード列
を設けるだけで、絶対位置の検出が可能になる構造簡単
な位置検出装置を提供することができる。
又インクリメンタルコード検出手段で得られた正弦波信
号から矩形波信号を作るコンパレートレベルを1/2デ
ユーティ比より小さべなるように設定して生成されるパ
ルス信号に基いて、共通の発光部の光量をパルス的に大
きくしたり、アブソリュートコード検出手段の発光部を
パルス的に点滅させるときのタイミングをとるように構
成すると、光量増大時間や発光時間がアブソリュートコ
ード検出に必要な最小時間に近づけることができ、より
一層発光部の寿命を長くすることができる。
号から矩形波信号を作るコンパレートレベルを1/2デ
ユーティ比より小さべなるように設定して生成されるパ
ルス信号に基いて、共通の発光部の光量をパルス的に大
きくしたり、アブソリュートコード検出手段の発光部を
パルス的に点滅させるときのタイミングをとるように構
成すると、光量増大時間や発光時間がアブソリュートコ
ード検出に必要な最小時間に近づけることができ、より
一層発光部の寿命を長くすることができる。
第1図は本発明の第1実施例における信号処理に関する
タイミング図、第2図はコード板を示す平面図、第3図
はコード検出手段を示す断面図、第4図はM系列符号を
説明する説明図、第5図は信号処理回路のブロック図、
第6図は本発明の第2実施例におけるコード検出手段を
示す断面図である。 1−−−−−−−−−−コード板 2・−・−−−−−−−−インクリメンタルコード列3
−−−−−−−−−−−アブソリュートコード列4.5
−・−・−・インクリメンタルコード検出手段6−−−
−−−−−・共通の発光部 7−−−−−−−・−アブソリュートコード検出手段4
a、5 a 、 7 a−−−−−−一発光部4b、5
b、7b・−−−−−・受光部31・−・・−−−−一
光量制御手段
タイミング図、第2図はコード板を示す平面図、第3図
はコード検出手段を示す断面図、第4図はM系列符号を
説明する説明図、第5図は信号処理回路のブロック図、
第6図は本発明の第2実施例におけるコード検出手段を
示す断面図である。 1−−−−−−−−−−コード板 2・−・−−−−−−−−インクリメンタルコード列3
−−−−−−−−−−−アブソリュートコード列4.5
−・−・−・インクリメンタルコード検出手段6−−−
−−−−−・共通の発光部 7−−−−−−−・−アブソリュートコード検出手段4
a、5 a 、 7 a−−−−−−一発光部4b、5
b、7b・−−−−−・受光部31・−・・−−−−一
光量制御手段
Claims (4)
- (1)位置データをバイナリーコードにより移動方向に
沿ってシリアルに記録したアブソリュートコード列を有
すると共に、各アブソリュートコードに対応して規則的
にコードを記録したインクリメンタルコード列を有する
コード板と、 前記インクリメンタルコード列のインクリメンタルコー
ドを検出するインクリメンタルコード検出手段の受光部
と、 前記インクリメンタルコードの検出信号に基いて、アブ
ソリュートコード列のバイナリーコードをシリアルに検
出するアブソリュートコード検出手段の受光部と、 両コード検出手段に共通の発光部と、 アブソリュートコード検出手段で検出されたシリアルな
バイナリーコードを、所定ビット数のパラレルなバイナ
リーコードに変換し、これに基き絶対位置データを得る
手段と、インクリメンタルコードの検出信号のタイミン
グに同期させて前記共通の発光部の光量を、パルス的に
大きくし、前記発光部の光量が大のときにアブソリュー
トコードの検出を行わせる制御手段とを、 備えたことを特徴とする位置検出装置。 - (2)インクリメンタルコード検出手段で得られた正弦
波信号から矩形波信号を作るコンパレートレベルを1/
2デューティ比より小さくなるように設定してパルス信
号を生成し、このパルス信号に同期させて共通の発光部
の光量をパルス的に大きくすることを特徴とする請求項
1記載の位置検出装置。 - (3)位置データをバイナリーコードにより移動方向に
沿ってシリアルに記録したアブソリュートコード列を有
すると共に、各アブソリュートコードに対応して規則的
にコードを記録したインクリメンタルコード列を有する
コード板と、 前記インクリメンタルコード列のインクリメンタルコー
ドを検出する発光部と受光部を備えたインクリメンタル
コード検出手段と、前記インクリメンタルコードの検出
信号に基いてアブソリュートコード列のバイナリーコー
ドをシリアルに検出する発光部と受光部を備えたアブソ
リュートコード検出手段と、アブソリュートコード検出
手段で検出されたシリアルなバイナリーコードを、所定
ビット数のパラレルなバイナリーコードに変換し、これ
に基き絶対位置データを得る手段と、インクリメンタル
コードの検出信号のタイミングに同期させて、アブソリ
ュートコード検出手段の発光部をパルス的に点滅させ、
この発光部の点灯時にアブソリュートコードの検出を行
わせる制御手段とを、 備えたことを特徴とする位置検出装置。 - (4)インクリメンタルコード検出手段で得られた正弦
波信号から矩形波信号を作るコンパレートレベルを1/
2デューティ比より小さくなるように設定してパルス信
号を生成し、このパルス信号に同期させてアブソリュー
トコード検出手段の発光部をパルス的に点滅させること
を特徴とする請求項3記載の位置検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26866090A JPH04145325A (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26866090A JPH04145325A (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 位置検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04145325A true JPH04145325A (ja) | 1992-05-19 |
Family
ID=17461639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26866090A Pending JPH04145325A (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04145325A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007078357A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-29 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 光学式絶対値エンコーダ |
JP2009068978A (ja) * | 2007-09-13 | 2009-04-02 | Iai:Kk | アブソリュート型リニアエンコーダとアクチュエータ |
-
1990
- 1990-10-05 JP JP26866090A patent/JPH04145325A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007078357A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-29 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 光学式絶対値エンコーダ |
JP2009068978A (ja) * | 2007-09-13 | 2009-04-02 | Iai:Kk | アブソリュート型リニアエンコーダとアクチュエータ |
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