JPH04158213A - High-resolution absolute value encoder - Google Patents

High-resolution absolute value encoder

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Publication number
JPH04158213A
JPH04158213A JP28342390A JP28342390A JPH04158213A JP H04158213 A JPH04158213 A JP H04158213A JP 28342390 A JP28342390 A JP 28342390A JP 28342390 A JP28342390 A JP 28342390A JP H04158213 A JPH04158213 A JP H04158213A
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JP
Japan
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pattern
absolute value
degrees
resolution
cycle
Prior art date
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Pending
Application number
JP28342390A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Kato
俊夫 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable the execution of high-resolution absolute value inspection having arbitrary resolution by determining absolute value data on each of rough, medium and precise angles and by obtaining continuous absolute value data by combining these absolute value data. CONSTITUTION:A first pattern 11 of which an opening length increases gradually till 180 degrees and decreases gradually in a half cycle of residual 180 degrees in accordance with a rotational angle, a second pattern 12 of which one cycle is four degrees and wherein transmitting and non-transmitting regions are repeated every two degrees, and a third pattern 13 which has a 1/3 cycle, are formed in a rotary slit plate 10. Besides, slits 21a to 23b and photosensors 31a to 33b corresponding to the patterns respectively are disposed in a fixed slit plate 20 and electric signals which the sensors 31a to 33b emit in accordance with the quantities of sensed light are subjected to voltage conversion 34. Pseudo sine signals 41a and 41b of which one cycle is one rotation, and of which phases are shifted by 90 degrees are obtained from the sensors 31a and 31b, while similar signals 42a and 42b/43a and 43b of which the respective brightness patterns are of one cycle are obtained from the sensors 32a and 32b/33a and 33b. These signals are subjected to an interpolation processing 35 at the same timing, absolute value data on each of rough, medium and precise angles thus obtained are combined 36, and thereby continuous absolute data are obtained.

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.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第6図は、従来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、61は回転側のスリット板
で、該回転スリット板61上には同心円状に複数のトラ
ック62が設けられている。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a conventional absolute value type encoder. In the figure, 61 is a slit plate on the rotating side, and a plurality of tracks 62 are provided concentrically on the rotating slit plate 61.

各トラック62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斌から成る複数のスリット
63で構成するパターンが設けられている。65は固定
スリット板である。66は固定スリット列で固定スリッ
ト板65上に設けら汽缶トラ・ツク62のスリットパタ
ーンから選択的に光束を通過させるために複数の開口を
有している。
Each track 62 is provided with an absolute value pattern, for example, a pattern in which a gray code is made up of a plurality of slits 63 consisting of areas through which light passes and areas through which light does not pass. 65 is a fixed slit plate. A fixed slit array 66 is provided on the fixed slit plate 65 and has a plurality of openings for selectively passing the light beam from the slit pattern of the steam can truck 62.

68は複数の発光素子を有する発光部、69は複数の受
光素子を有する受光部である。
68 is a light emitting section having a plurality of light emitting elements, and 69 is a light receiving section having a plurality of light receiving elements.

同図に示す構成において、受光部69の各受光素子には
、発光部68の各発光素子から放射される光束が、スリ
ット63及び固定スリット列66を通過して入射する。
In the configuration shown in the figure, the light flux emitted from each light emitting element of the light emitting section 68 passes through the slit 63 and the fixed slit row 66 and enters each light receiving element of the light receiving section 69 .

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61の絶
対回転角度を求めている。
Each light receiving element generates an output signal corresponding to the amount of incident light, and the absolute rotation angle of the rotating slit plate 61 is determined from a combination of the output signals.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

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
ない。ここで例えば、1回転当り100万分割のエンコ
ーダを実現するには、2  =1,048,576 であるからパターンは20トラクク必要で、ノ(ターン
の作成が非常に大変なだけでなく、トラックと同数の2
0組の発光素子・受光素子及びその処理回路が必要とな
り、高価なものとなる。さらに、光の回折現象のため実
現できる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、固定スリット列66
のスリット巾を10μmとし、1回転当り100万分割
のエンコーダを実現するには、 10μmX100万=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っ又、このよ
うにスリット巾を狭くすると受光素子の得られる光量は
微弱なものとなり、処理回路部の増幅率を大きくせざる
をえず、ノイズの影響を受けやすくなるといった弊害も
生じる。
However, if a high-resolution absolute value encoder is constructed using only binary codes such as Gray codes, all code patterns corresponding to the resolution must be created. For example, in order to realize an encoder with 1 million divisions per rotation, 2 = 1,048,576, so 20 tracks of patterns are required. the same number as 2
This requires 0 sets of light emitting elements, light receiving elements, and their processing circuits, making them expensive. Furthermore, there is a limit to the slit width that can be realized due to the phenomenon of light diffraction, and the minimum diameter of the encoder is determined by the resolution. For example, the fixed slit row 66
To realize an encoder with a slit width of 10 μm and one million divisions per rotation, the circumference would be 10 m and the diameter would be approximately 3 m, far exceeding the practical dimensions from the calculation 10 μm x 1 million = 10 m. Furthermore, when the slit width is narrowed in this manner, the amount of light obtained by the light receiving element becomes weak, which necessitates increasing the amplification factor of the processing circuit section, which also has the disadvantage of making it more susceptible to the effects of noise.

ロータリエンコーダの一般的使用例をみると、角度計測
器用としては角度の単位である度分秒系で区切りの良い
数値を最小分解能としたものが多い。また、FA機器で
多用されているネジ等を用いた直線送り機構の位置検出
用では、直線移動量の最小分解能が区切りのよい単位と
なる様にエンコーダの分解能を選ぶのが普通である。そ
れらのことから1回転当りの分解能は60または100
0倍数であることが望ましいことが判る。
Looking at typical examples of how rotary encoders are used, most rotary encoders are used for angle measuring instruments and have a minimum resolution of well-separated numerical values in degrees, minutes, and seconds, which is the unit of angle. In addition, for position detection of linear feed mechanisms using screws and the like, which are often used in FA equipment, the resolution of the encoder is usually selected so that the minimum resolution of the linear movement amount is a well-defined unit. For these reasons, the resolution per revolution is 60 or 100.
It can be seen that it is desirable to be a multiple of 0.

2値化符号としてグレイコードを用いた方式で、2n 
でなく任意の分解能を得るには、特開昭63−1871
17号公報に開示されているように、2n 個の分割数
から任意の符号対を取り去ることKより、任意の偶数個
の分割数の絶対値検出が可能となる。しかし、この方式
では、検出されたグレイコードをバイナリコード建変換
する際に一般的な方法でなくテーブル参照方式となり、
そのテーブルは分解能が高い場合には膨大なものとなる
A method using Gray code as a binary code, 2n
In order to obtain an arbitrary resolution instead of
As disclosed in Publication No. 17, by removing an arbitrary code pair K from the 2n number of divisions, it becomes possible to detect the absolute value of any even number of divisions. However, in this method, when converting the detected Gray code to binary code, a table reference method is used instead of the general method.
The table becomes enormous if the resolution is high.

マタ、2値化符号としてパイナリコードヲ用いた方式で
は、グレイ・バイナリ変換は不必要となるが、同時に複
数のビットが変化するため固定スリット板65の位置が
わずかでも傾いていると、誤ったデータを検出すること
となり組立調整が困。
In a method that uses a binary code as a binary code, gray-binary conversion is unnecessary, but since multiple bits change at the same time, if the position of the fixed slit plate 65 is even slightly tilted, erroneous data may be generated. This makes assembly and adjustment difficult.

難である。It is difficult.

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、高分
解能でかつ任意の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 an absolute value encoder with high resolution and arbitrary resolution without increasing the size of the entire device.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

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、1/2周期の範囲では透過光量が漸増し
、残りの1/2周期の範囲では透通光量が漸減する1周
期分の符号からなる第1のパターンと、この第1のパタ
ーンが配置されている範囲を等間隔で区切った縞状符号
からなる第2パターンとを配置している。
For this reason, the high-resolution absolute value encoder of the present invention has a movable slit plate for one period in which the amount of transmitted light gradually increases in the range of 1/2 period, and the amount of transmitted light gradually decreases in the range of the remaining 1/2 period. A first pattern consisting of codes and a second pattern consisting of striped codes obtained by dividing the range in which the first pattern is arranged at equal intervals are arranged.

第1のパターンからは1回転(360’)で1周期の、
90度位相のずれた2つの疑似正弦波信号を検出し、そ
れを電気的に内挿することで粗角度の絶対値データを得
る。第2のパターンからはそれぞれ所定の周期で90度
位相のずれた2つの疑似正弦波を検出し、それらを電気
的に内挿し中・精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。第
2のパターンの周期と内挿倍率を適度に選択することに
より任意の分解能が実現できる。
From the first pattern, one rotation (360') has one period,
By detecting two pseudo sine wave signals with a phase shift of 90 degrees and electrically interpolating them, absolute value data of the rough angle is obtained. From the second pattern, two pseudo sine waves with a phase shift of 90 degrees are detected at a predetermined period, and these are electrically interpolated to obtain absolute value data of medium and fine angles, and absolute value data of coarse angles are obtained. to obtain continuous absolute value data. Any resolution can be achieved by appropriately selecting the period of the second pattern and the interpolation magnification.

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、小型化が可能となり、かつ任意の分解能を
持った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, miniaturization is possible, and a high-resolution absolute value encoder having arbitrary resolution can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面により本発明の実施例として、分解能1秒(
1回転当り1,296.000分割)の絶対値エンコー
ダについて説明する。
Hereinafter, as an example of the present invention with reference to the drawings, a resolution of 1 second (
An absolute value encoder (1,296.000 divisions per rotation) will be explained.

第1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を示す図、第2図は、該エンコーダ
の固定スリットのパターンを直線に展開した図、第3図
は、この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4図は、粗角度データ・中角度データ
、精角度データの関係を示す図、第5図は、粗角度デー
タ・中角度データ・精角度データを結合するための処理
法を表すフローチャートである。
Fig. 1 is a diagram showing a pattern of a rotary slit plate which is a movable slit plate of the encoder, Fig. 2 is a diagram showing the fixed slit pattern of the encoder developed in a straight line, and Fig. 3 is a diagram showing the pattern of the rotary slit plate, which is a movable slit plate of the encoder. Figure 4 is a block diagram of the signal processing system of the absolute value encoder. Figure 4 is a diagram showing the relationship between coarse angle data, medium angle data, and fine angle data. Figure 5 is a diagram showing the relationship between coarse angle data, medium angle data, and fine angle data. 3 is a flowchart representing a processing method for combining.

〈基本的な考え方〉 回転スリット板10上に3種のバター/を記録し、第1
のパターンからは1回転1周期の信号を検出し、それを
内挿により180分割する。第1のパターンの後段とし
ての第2のパターンからは、第1のパターンの分割数の
2倍、すなわち、2/180回転で1周期の信号を検出
し、それを内挿により160分割することで、1回転あ
たり90X160の分解能を得、さらに、第2のパター
ンの後段としての第3のパターンからは、第2のパター
ンの分割数の2倍、すなわち、2/(90X1.60)
回転で1周期の信号を検出し、それを内挿により工8o
分割することで1回転あたり、 90x80x180=360x60x60=1,296
.OOO〔分割〕、 つまり1秒の分解能を得る。
<Basic idea> Record three types of butter on the rotating slit plate 10,
A signal of one rotation and one period is detected from the pattern, and it is divided into 180 by interpolation. From the second pattern as a subsequent stage of the first pattern, a signal of one period is detected at twice the number of divisions of the first pattern, that is, 2/180 rotations, and it is divided into 160 by interpolation. In this way, a resolution of 90×160 per revolution is obtained, and from the third pattern as a subsequent stage of the second pattern, the resolution is twice the number of divisions of the second pattern, that is, 2/(90×1.60).
Detect one period of rotation signal and interpolate it to process 8o
By dividing, per revolution: 90x80x180=360x60x60=1,296
.. OOO [division], that is, obtain a resolution of 1 second.

く角度検出〉 回転スリット板10上には、第1図に示すように、第1
のパターンとして、開口長さが回転角度に比例してOo
から180”の範囲では漸増し、180°から3600
の範囲では漸減するパターン11を形成する。第2のパ
ターンとして、第1のパターンの1/90.(360@
/90=4” )を1周期として、2°毎に光の通過領
域と不通過領域部が繰り返されるパターン12を形成、
第3のパターンとして、第2のパターンの1/80゜(
4X60/80=3 )を1周期とし、1.5毎に光の
通過領域と不通過領域が繰り返されるパターン16を形
成する。
Angle detection> On the rotating slit plate 10, as shown in FIG.
As a pattern, the opening length is proportional to the rotation angle.
Increasing gradually from 180° to 3600”
A gradually decreasing pattern 11 is formed in the range of . The second pattern is 1/90 of the first pattern. (360@
/90=4'') as one period, forming a pattern 12 in which light passing areas and non-light passing areas are repeated every 2 degrees,
As the third pattern, 1/80° (
4×60/80=3) as one period, and a pattern 16 is formed in which a light passage area and a light non-passage area are repeated every 1.5.

固定スリット板2oには、第2図に示すように、回転ス
リット上の第1のパターン11に対応して、90’離れ
た位INK各々内挿による分解能より狭い巾、例えばl
oの幅の通光部21&、21bを形成する。回転スリッ
ト板10上の第2・第3のパターン12.13に対応し
て各々のパターンと巾及びピッチの等しいスリット群2
2a、22b、26a、26bが形成されている。そし
て、スリット群22b、23bは、スリット群22a1
231Lに対し、それぞれ1/4周期位相がずれた位置
に形成されている。
As shown in FIG. 2, on the fixed slit plate 2o, corresponding to the first pattern 11 on the rotating slit, INKs are provided with a width narrower than the resolution by interpolation, for example, l, at a distance of 90'.
Light passing portions 21&, 21b having a width of o are formed. A slit group 2 having the same width and pitch as each pattern corresponds to the second and third patterns 12 and 13 on the rotating slit plate 10.
2a, 22b, 26a, and 26b are formed. The slit groups 22b and 23b are the slit group 22a1.
231L, and are formed at positions shifted by 1/4 period in phase.

6組ノスリット群21a、21b、22a。Six noslit groups 21a, 21b, 22a.

22b、21,23bに対応して各1個ずツ計6個(7
)7f トセンサ318% 3 l b、32a%32
b、33a、33bが配置されている。
22b, 21, 23b, 1 each, total 6 pieces (7
) 7f To sensor 318% 3 l b, 32a% 32
b, 33a, and 33b are arranged.

フォトセンサ群31〜33bからは受光した光量に比例
した電流信号が得られ、第3図に示すように電流・電圧
変換回路64により電圧に変換される。
A current signal proportional to the amount of light received is obtained from the photosensor groups 31 to 33b, and is converted into a voltage by a current/voltage conversion circuit 64 as shown in FIG.

第1のパターン11に対応したフォトセンサ31a、3
1bからは回転スリット板100回転角度に対応して、
1回転1周期で、90度位相のずれた疑似正弦波信号4
1a、41bが得られ、第2・第3のパターン12.1
6に対応したフォトセンサ32a、32b/33a13
3bからは各々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42&、42b/438
.43bが得られる。
Photo sensors 31a, 3 corresponding to the first pattern 11
From 1b, corresponding to the rotating slit plate 100 rotation angle,
Pseudo sine wave signal 4 with a phase shift of 90 degrees in one rotation and one period
1a and 41b are obtained, and the second and third patterns 12.1
Photo sensors 32a, 32b/33a13 compatible with 6
From 3b, each light and dark pattern is one cycle, 90
Pseudo sine wave signal 42&, 42b/438 with degree phase shift
.. 43b is obtained.

〈データの結合〉 これら3組の疑似正弦波信号41a、41b/421k
、42b/43&、43bは内挿処理部35で同一のタ
イミングに内挿処理が開始され、その結果、粗角度・中
角度・精角度3つの絶対値データが得られ、それらはデ
ータ結合部36に大刀され、3つの角度データが結合さ
れ連続した絶対値データとなる。
<Data combination> These three sets of pseudo sine wave signals 41a, 41b/421k
, 42b/43&, 43b are interpolated at the same timing by the interpolation processing unit 35, and as a result, absolute value data of three coarse angles, medium angles, and fine angles are obtained, and these are sent to the data combining unit 36. The three angle data are combined into continuous absolute value data.

第5図は、そのデータ結合処理内容を表したフローチャ
ートで、第4図を用いて説明をする。
FIG. 5 is a flowchart showing the contents of the data combination process, which will be explained using FIG. 4.

第5図中、 finは精角度データ、 midは中角度データ、 crsは粗角度データ、 F、magは精角度データの内挿倍率、Mmagは中角
度データの内挿倍率、 M I Dは補正後の中角度データ、 CR3は補正後の粗角度データ を表している。
In Fig. 5, fin is fine angle data, mid is medium angle data, crs is coarse angle data, F, mag is interpolation magnification of fine angle data, Mmag is interpolation magnification of medium angle data, MID is correction The latter intermediate angle data, CR3, represents the coarse angle data after correction.

第4図から、中角度データは1.5毎に変化し、精角度
データは3を一周期として変化していることがわかる。
From FIG. 4, it can be seen that the medium angle data changes every 1.5, and the fine angle data changes every 3.

そのため、精角度の絶対値データが単調増加している場
合、最大値から0に変化する点では、中角度の絶対値デ
ータは、常に奇数または偶数のいずれか一方となる。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、0から最大値に変化する点
で同様のことがいえる。また、その変化点は22&、2
2b、23a、25b(第2図)の位相を調整すること
でずらすことが可能である。
Therefore, if the absolute value data of the fine angle increases monotonically, the absolute value data of the medium angle will always be either an odd number or an even number at the point where it changes from the maximum value to 0. 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 it changes from 0 to the maximum value. Also, the change point is 22 &, 2
2b, 23a, and 25b (FIG. 2) can be shifted by adjusting the phases.

ここで、例えば、第4図に示すように精角度データが最
大値から0に変化する点で中角度データが奇数の場合に
は、中角度データの値をm i dとすれば、 ■ midが偶数ならば、補正後の中角度データMID
をm i d / 2、 ■ midが奇数でかつ精角度データfinが精角度デ
ータの内挿倍率Fmgfの半分以上であれば、補正後の
中角度データMIDを(m i d −1) / 2、 ■ m i dが奇数でかつ精角度データfinが精角
度データの内挿倍率Fmgfの半分未満であれば、補正
後の中角度データMIDを(m i d + 1 ) 
/ 2、ただし、このMIDが内挿倍率Fmgfの半分
以上になったときには0、 とする。
Here, for example, if the intermediate angle data is an odd number at the point where the fine angle data changes from the maximum value to 0 as shown in FIG. 4, then if the value of the intermediate angle data is m i d, then ■ mid If is an even number, the corrected medium angle data MID
m id / 2, ■ If mid is an odd number and the fine angle data fin is more than half the interpolation magnification Fmgf of the fine angle data, the medium angle data MID after correction is (m id −1) / 2. , ■ If m i d is an odd number and the fine angle data fin is less than half of the interpolation magnification Fmgf of the fine angle data, the corrected medium angle data MID is (m i d + 1).
/ 2, however, when this MID becomes more than half of the interpolation magnification Fmgf, it is set to 0.

一方、第5図のフローチャートには記載していないが、
精角度データが最大値からOに変化する点で中角度デー
タが偶数の場合には、中角度データの値をm i dと
すれば、 +’pmidが奇数ならば、補正後の中角度データM 
I Dをm i d / 2、 ■ m i dが偶数でかつ精角度データfinが精角
度データの内挿倍率Fmgfの半分以上であれば、補正
後の中角度データMIDを(m i d −1) / 
2、ただし、中角度データm i dが0の時は中角度
データの内挿倍率値Mmgfとし演算する、 ■ m i dが偶数でかつ精角度データfinが精角
度データの内挿倍率Fmgfの半分未満であれば、補正
後の中角度データMIDを(m i d + 1 ) 
/ 2、 として、その商を取れば良い。
On the other hand, although not shown in the flowchart in Figure 5,
If the intermediate angle data is an even number at the point where the fine angle data changes from the maximum value to O, then if the value of the intermediate angle data is m i d, if +'pmid is an odd number, the intermediate angle data after correction is M
I D is m id / 2, ■ If m i d is an even number and the fine angle data fin is more than half the interpolation magnification Fmgf of the fine angle data, the medium angle data MID after correction is (m id − 1) /
2. However, when the medium angle data m i d is 0, it is calculated as the interpolation magnification value Mmgf of the medium angle data. ■ When m i d is an even number and the fine angle data fin is the interpolation magnification value Fmgf of the fine angle data. If it is less than half, the corrected medium angle data MID is (m i d + 1)
/ 2, and take the quotient.

以上の演算により解は、精角度データの一周期3を1単
位とした値となる。
By the above calculation, the solution becomes a value in which one period 3 of the precision angle data is one unit.

このように精角度データの一周期を中角度データの最小
分解能の2倍となるように設定したことにより、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
中角度データが変化しな(・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。
By setting one cycle of the fine angle data to be twice the minimum resolution of the medium angle data in this way, at the point where the fine angle data changes from the maximum value to 0, the corresponding medium angle data changes. Even if there is a deviation in the range, the error can be absorbed.

また、粗角度データは2°毎に変化し、中角度データは
4°を一周期として変化している。これらの関係は、さ
きに述べた中角度データと粗角度データの関係と、分割
している角度値と内挿倍率を除き全く同じで、同様の演
算処理により解は、中角度データの一周期4°を1単位
とした値となる。
Further, the coarse angle data changes every 2 degrees, and the medium angle data changes every 4 degrees. These relationships are exactly the same as the relationship between medium angle data and coarse angle data mentioned earlier, except for the angle values being divided and the interpolation magnification. It is a value with 4 degrees as one unit.

以上2回の演算処理により求めた解を粗角度の最小単位
とすることで連続した絶対値データが得られる。具体的
には次式による。
Continuous absolute value data can be obtained by using the solution obtained through the above two calculation processes as the minimum unit of the rough angle. Specifically, it is based on the following formula.

絶対値データ − 粗角度データ + 補正後の中角度データ × 粗角度データの内挿倍率 + 補正後の粗角度データ × 中角度データの内挿倍率 × 粗角度データの内挿倍率 ÷   2 なお、得られた角度データは、そのままパラレル出力す
ることもできるが、第3図に示すように、P/S変換器
67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
Absolute value data − Rough angle data + Medium angle data after correction × Interpolation magnification of coarse angle data + Rough angle data after correction × Interpolation magnification of medium angle data × Interpolation magnification of rough angle data ÷ 2 The obtained angle data can be directly output in parallel, but as shown in Figure 3, if the P/S converter 67 performs P/S conversion processing and transmits it as serial data, the number of signal lines can be reduced.

以上1回転当り1,296,000分割の実現方法につ
いて説明してきたが、分割数は × 第3の内挿倍率 により決定され、各段での内挿倍率を適当に組み合わせ
ることで任意の分割数が得られる。また、より大きな分
割数が必要ならば、内挿の段数を増やすことで、逆に、
それほどの高分解能を必要としないのであれば、内挿な
2段とすることで、より単純な構成で、20,000分
割程度が同様の方法で可能である。また、内挿倍率を大
きくすることで分割数をあげることもできる。
The method for realizing 1,296,000 divisions per rotation has been explained above, but the number of divisions is determined by the × third interpolation magnification, and any number of divisions can be obtained by appropriately combining the interpolation magnifications at each stage. is obtained. Also, if a larger number of divisions is required, conversely, by increasing the number of interpolation stages,
If such high resolution is not required, by using two stages of interpolation, division into about 20,000 can be achieved in a similar manner with a simpler configuration. Furthermore, the number of divisions can be increased by increasing the interpolation magnification.

以上の説明では、第1のパターンとして開口長さが漸増
・漸減する例を示したが、他の例として180°対向位
置に透過率0%と透過率100%の部分を有し、その間
は連続的に透過率が変化する様なパターンであってもよ
い。
In the above explanation, an example in which the aperture length gradually increases and decreases is shown as the first pattern, but as another example, there are parts with transmittance of 0% and transmittance of 100% at 180° opposing positions, and in between. It may be a pattern in which the transmittance changes continuously.

また、以上の実施例では第1のパターンを1本とじ90
°離れた2点で検出することで90度位相のずれた疑似
正弦波を得ているが、第1のパターンを90°位相をず
らして2本形成し、同一地点で検出することにより、9
0度位相のずれた疑 l低圧弦波を得ることができるの
で、固定スリットを小型にすることが可能となる。
In addition, in the above embodiment, the first pattern is one stitched 90
By detecting at two points separated by 90 degrees, a pseudo sine wave with a phase shift of 90 degrees is obtained. However, by forming two first patterns with a phase shift of 90 degrees and detecting them at the same point,
Since it is possible to obtain a low-pressure sinusoidal wave with a phase shift of 0 degrees, it is possible to make the fixed slit smaller.

さらに、以上、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。なお、リニアエン
コーダに適用する場合には、第1のパターンは、1周期
分以内の範囲で形成しても適用可能であるので、この場
合も1周期分形成されたものと見なすことができる。
Further, although the rotary encoder has been described above, it goes without saying that this can be extended in a straight line and applied to a linear encoder. Note that when applied to a linear encoder, the first pattern can be formed within a range of one period, so it can be considered that the first pattern is formed for one period in this case as well.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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、少ないトラック数で
高分解能の検出が可能となるため、装・買全体を大型化
しないですむうえ、任意の分解能の絶対値検出が可能と
なる。
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 with a small number of tracks, so there is no need to increase the size of the entire equipment and purchase. , absolute value detection with arbitrary resolution becomes possible.

また、固定マスクのスリット幅を充分広く設定すること
が可能なため、電流・電圧変換回路の増幅率を低く抑え
ることができ、ノイズの影響を受は難くなる。
Furthermore, since the slit width of the fixed mask can be set sufficiently wide, the amplification factor of the current/voltage conversion circuit can be kept low, making it less susceptible to noise.

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

第1図は、本発明における実施例の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を示す図、第
2図は、本発明における実施例のエンコーダの固定スリ
ットのパターンを直線に展開した図、第3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4図は、粗角度データ・中角度データ・粗角度デー
タの関係を示す図、第5図は、粗角度データ・中角度デ
ータ・粗角度データを結合するための処理法を表すフロ
ーチャート、第6図は従来の絶対値検出型エンコーダの
斜視図である。 10.61・・・・・・回転スリット板、11・・・・
・・第1のパターン、 12・・・・・・第2のパターン、 16・・・・・・第3のパターン、 20.65・・・・・・固定スリット板、64・・・・
・・電流・電圧変換器、 65・・・・・・内挿処理部、 36・・・・・・データ結合部。 第1図 第6図
FIG. 1 is a diagram showing a pattern of a rotary slit plate, which is a movable slit plate, of an encoder according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a linear development of the fixed slit pattern of an encoder according to an embodiment of the present invention. , FIG. 3 is a block diagram of the signal processing system of the absolute value encoder to which the present invention is applied, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between coarse angle data, medium angle data, and coarse angle data, and FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a processing method for combining angle data, intermediate angle data, and coarse angle data, and is a perspective view of a conventional absolute value detection type encoder. 10.61... Rotating slit plate, 11...
...First pattern, 12...Second pattern, 16...Third pattern, 20.65...Fixed slit plate, 64...
... Current/voltage converter, 65 ... Interpolation processing section, 36 ... Data combination section. Figure 1 Figure 6

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1および第2のパターンが配置された移動スリ
ット板と、 前記第1のパターンから90度位相のずれた2つの波形
信号を検出する第1の検出手段と、前記第2のパターン
から90度位相のずれた2つの波形信号を検出する第2
の検出手段と、前記第1の検出手段により検出された2
つの波形信号を内挿処理する第1の内挿処理手段と、前
記第2の検出手段により検出された2つの波形信号を内
挿処理する第2の内挿処理手段と、前記第1および第2
の内挿処理手段により得られた内挿データを結合するデ
ータ結合手段と、を有し、 前記第1のパターンは、1/2周期分の範囲では透過光
量が漸増し、残りの1/2周期分の範囲では透過光量が
漸減する一周期分の符号からなり、かつ、この透過光量
から得られる信号が疑似正弦波状に出力されるようにな
されており、 前記第2のパターンは、前記第1のパターンが配置され
ている範囲を等間隔に分割する縞状符号よりなる、 ことを特徴とする高分解能絶対値エンコーダ。
(1) A movable slit plate on which first and second patterns are arranged, a first detection means for detecting two waveform signals having a phase shift of 90 degrees from the first pattern, and a second pattern. A second waveform signal that detects two waveform signals with a phase shift of 90 degrees from
and 2 detected by the first detection means.
a first interpolation processing means for interpolating one waveform signal; a second interpolation processing means for interpolating two waveform signals detected by the second detection means; 2
data combining means for combining the interpolated data obtained by the interpolation processing means of the first pattern, the amount of transmitted light gradually increases in the range of 1/2 cycle, and the amount of transmitted light gradually increases in the range of 1/2 period, and The second pattern consists of a code for one period in which the amount of transmitted light gradually decreases in the range of one period, and the signal obtained from this amount of transmitted light is output in a pseudo-sine wave shape, and the second pattern 1. A high-resolution absolute value encoder comprising: a striped code that divides a range in which a pattern No. 1 is arranged at equal intervals.
(2)第2のパターンは、縞状符号の間隔が所定の整数
比により順次細かくなる複数のトラックにより構成され
、 第2の内挿処理手段は、前記各々のトラックに対応して
複数設けられている、 ことを特徴とする請求項1記載の高分解能絶対値エンコ
ーダ。
(2) The second pattern is composed of a plurality of tracks in which the interval between the striped codes becomes finer in sequence according to a predetermined integer ratio, and a plurality of second interpolation processing means are provided corresponding to each of the tracks. The high-resolution absolute value encoder according to claim 1, characterized in that:
(3)隣接するパターンのうち後段のパターンは、前段
のパターンから得られる信号を内挿処理する内挿処理手
段により得られた内挿データの分解能の2倍を一周期と
する、90度位相のずれた2つの疑似正弦波状の出力信
号が得られるようになされていることを特徴とする請求
項1あるいは2記載の高分解能絶対値エンコーダ。
(3) The later pattern among the adjacent patterns has a 90-degree phase, with one cycle being twice the resolution of the interpolated data obtained by the interpolation processing means that interpolates the signal obtained from the previous pattern. 3. The high-resolution absolute value encoder according to claim 1, wherein the high-resolution absolute value encoder is configured to obtain two pseudo-sinusoidal output signals that are shifted from each other.
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