JPH05172588A - アブソリュートエンコーダ - Google Patents
アブソリュートエンコーダInfo
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- JPH05172588A JPH05172588A JP34527791A JP34527791A JPH05172588A JP H05172588 A JPH05172588 A JP H05172588A JP 34527791 A JP34527791 A JP 34527791A JP 34527791 A JP34527791 A JP 34527791A JP H05172588 A JPH05172588 A JP H05172588A
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- bit
- sequence
- pattern
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 任意な分解能を有するシリアルコード形式の
アブソリュートエンコーダを得る。 【構成】 回転可能な目盛板１の周縁には、全周に亘っ
て広狭２種のスリット２が形成されている。広い幅のス
リットはビットの「１」、狭い幅のスリットは「０」に
対応する。この広狭２種のスリット２から成るビット系
列は、（２k−１）ビット（kは指数）の循環乱数コード
であるＭ系列の中の隣り合う（ｋ−１）ビットが任意の
ビット列の隣り合う（ｋ−１）ビットと同じコードのビ
ット列に来たとき前記任意のビット列に飛ばしてＭ系列
より小さい循環乱数コードを形成する。発光ダイオード
３から出射した光はスリット２を経てイメージセンサ７
に入力する。
アブソリュートエンコーダを得る。 【構成】 回転可能な目盛板１の周縁には、全周に亘っ
て広狭２種のスリット２が形成されている。広い幅のス
リットはビットの「１」、狭い幅のスリットは「０」に
対応する。この広狭２種のスリット２から成るビット系
列は、（２k−１）ビット（kは指数）の循環乱数コード
であるＭ系列の中の隣り合う（ｋ−１）ビットが任意の
ビット列の隣り合う（ｋ−１）ビットと同じコードのビ
ット列に来たとき前記任意のビット列に飛ばしてＭ系列
より小さい循環乱数コードを形成する。発光ダイオード
３から出射した光はスリット２を経てイメージセンサ７
に入力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｍ系列コードを用いた
アブソリュートエンコーダに関する。
アブソリュートエンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アブソリュートエンコーダとし
て、グレイコードを用いた目盛板を利用したものが知ら
れている。このエンコーダは、高い分解能を得ることが
困難であるため、内挿用の特別な目盛を設けて分解能を
上げていた。したがって、このエンコーダでは、目盛板
が複雑になり、高い精度の目盛板の製造が難しく、ま
た、目盛板読み取り装置も複雑でコストが高い欠点があ
った。
て、グレイコードを用いた目盛板を利用したものが知ら
れている。このエンコーダは、高い分解能を得ることが
困難であるため、内挿用の特別な目盛を設けて分解能を
上げていた。したがって、このエンコーダでは、目盛板
が複雑になり、高い精度の目盛板の製造が難しく、ま
た、目盛板読み取り装置も複雑でコストが高い欠点があ
った。
【０００３】この欠点を改善するものとして、Ｍ系列コ
ードを用いたアブソリュートエンコーダが提案されてい
る（特開平２−１３２３２４号公報）。
ードを用いたアブソリュートエンコーダが提案されてい
る（特開平２−１３２３２４号公報）。
【０００４】これは、円盤にＭ系列に０を加えた数（例
えばｋビットの場合は２k、但し、kは指数、以下同様）
のスリットを配列したもので、２kの分解能が得られ
る。
えばｋビットの場合は２k、但し、kは指数、以下同様）
のスリットを配列したもので、２kの分解能が得られ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記Ｍ系列コードを用
いたアブソリュートエンコーダは、スリットの数に対応
した分解能２kに限られるため、任意の分解能を得るこ
とが困難であった。本発明は、任意の分解能を得ること
ができるアブソリュートエンコーダを提供することをそ
の目的としたものである。
いたアブソリュートエンコーダは、スリットの数に対応
した分解能２kに限られるため、任意の分解能を得るこ
とが困難であった。本発明は、任意の分解能を得ること
ができるアブソリュートエンコーダを提供することをそ
の目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、（２k−１）ビット（kは
指数）の循環乱数コードであるＭ系列の中の任意の隣り
合う（ｋ−１）ビットがこのＭ系列中の別の場所で全く
同じコードの隣り合う（ｋ−１）ビットのビット列に来
たとき前記任意のビット列に飛ばしてＭ系列よりも小さ
い（ｋ＋１）〜（２k−２）の任意の長さの循環乱数コ
ードであるビット系列を作り、このビット系列を基板上
にパターンとして形成して成る目盛板と、該目盛板のパ
ターンを読み取る手段と、該手段で読み取ったビット列
のパターンから被測定体の絶対位置を求める手段とを具
備することを特徴とし、請求項２記載の発明は、（２k
−１）ビット（kは指数）の循環乱数コードであるＭ系
列の中の任意の隣り合う（ｋ−１）ビットがこのＭ系列
中の別の場所で全く同じコードの隣り合う（ｋ−１）ビ
ットのビット列に来たとき前記任意のビット列に飛ばし
てＭ系列より小さい（ｋ＋１）〜（２k−２）の任意の
長さの循環乱数コードであるビット系列を作り、このビ
ット系列を基板上に、ピッチが一定に配列され且つ広狭
２種の透光部又は不透光部から成るパターンとして形成
して成る目盛板と、該目盛板のパターン形成部を挾んで
光学的に対設された透光部及びイメージセンサと、該イ
メージセンサ上のビット列のパターンに対応した像から
被測定体の絶対位置を求めると共に該ビット列のパター
ンに対応した像の重心の、イメージセンサ上の基準位置
からの距離（重心位置）を求め、前記絶対位置から該重
心位置を差し引いて被測定体の高分解能絶対位置を求め
る手段とを具備することを特徴とする。
めに、請求項１記載の発明は、（２k−１）ビット（kは
指数）の循環乱数コードであるＭ系列の中の任意の隣り
合う（ｋ−１）ビットがこのＭ系列中の別の場所で全く
同じコードの隣り合う（ｋ−１）ビットのビット列に来
たとき前記任意のビット列に飛ばしてＭ系列よりも小さ
い（ｋ＋１）〜（２k−２）の任意の長さの循環乱数コ
ードであるビット系列を作り、このビット系列を基板上
にパターンとして形成して成る目盛板と、該目盛板のパ
ターンを読み取る手段と、該手段で読み取ったビット列
のパターンから被測定体の絶対位置を求める手段とを具
備することを特徴とし、請求項２記載の発明は、（２k
−１）ビット（kは指数）の循環乱数コードであるＭ系
列の中の任意の隣り合う（ｋ−１）ビットがこのＭ系列
中の別の場所で全く同じコードの隣り合う（ｋ−１）ビ
ットのビット列に来たとき前記任意のビット列に飛ばし
てＭ系列より小さい（ｋ＋１）〜（２k−２）の任意の
長さの循環乱数コードであるビット系列を作り、このビ
ット系列を基板上に、ピッチが一定に配列され且つ広狭
２種の透光部又は不透光部から成るパターンとして形成
して成る目盛板と、該目盛板のパターン形成部を挾んで
光学的に対設された透光部及びイメージセンサと、該イ
メージセンサ上のビット列のパターンに対応した像から
被測定体の絶対位置を求めると共に該ビット列のパター
ンに対応した像の重心の、イメージセンサ上の基準位置
からの距離（重心位置）を求め、前記絶対位置から該重
心位置を差し引いて被測定体の高分解能絶対位置を求め
る手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
【作用】Ｍ系列は、２k−１個のビットを並べ、その先
頭と後端とをつないでリング状にビットを並べたとき、
その隣り合ったｋ個のビット列のパターンが、リング状
に並べられたビット列の他のどの場所にも同じパターン
で並べられたビット列がないことを特徴としている。
頭と後端とをつないでリング状にビットを並べたとき、
その隣り合ったｋ個のビット列のパターンが、リング状
に並べられたビット列の他のどの場所にも同じパターン
で並べられたビット列がないことを特徴としている。
【０００８】このＭ系列において、隣り合ったｋ−１個
のビット列に注目すると、このＭ系列上にもう一ヶ所だ
け同じように並べられたパターンがあるはずである。す
なわち、ｋ−１個のビット列の並びの次には、一方がビ
ット０ならば他方がビット１であるというように別々の
ビットがくるのはＭ系列の特性から当然である。このｋ
−１個のビット列から同じパターンのｋ−１個のビット
列までの間隔（あるｋ−１個のビット列の先頭から同じ
パターンで並んでいるビット列の先頭まで並んでいるビ
ット列の数）を、すべて０のビットを除いて（Ｍ系列上
に隣り合ったｋ個のビットが０のパターンはないので、
０がｋ−１個並んでいるパターンも１個所しかない）す
べてのｋ−１個のビットでできるビット列パターンにつ
いて調べてみると、その間隔が１〜２k−２まですべて
そろっていることが判る（あるｋ−１個のパターンから
それと同じ並びのパターンまでの間隔は、そのどちらか
ら数え始めるかによって２パターン存在する。）。
のビット列に注目すると、このＭ系列上にもう一ヶ所だ
け同じように並べられたパターンがあるはずである。す
なわち、ｋ−１個のビット列の並びの次には、一方がビ
ット０ならば他方がビット１であるというように別々の
ビットがくるのはＭ系列の特性から当然である。このｋ
−１個のビット列から同じパターンのｋ−１個のビット
列までの間隔（あるｋ−１個のビット列の先頭から同じ
パターンで並んでいるビット列の先頭まで並んでいるビ
ット列の数）を、すべて０のビットを除いて（Ｍ系列上
に隣り合ったｋ個のビットが０のパターンはないので、
０がｋ−１個並んでいるパターンも１個所しかない）す
べてのｋ−１個のビットでできるビット列パターンにつ
いて調べてみると、その間隔が１〜２k−２まですべて
そろっていることが判る（あるｋ−１個のパターンから
それと同じ並びのパターンまでの間隔は、そのどちらか
ら数え始めるかによって２パターン存在する。）。
【０００９】したがって、Ｍ系列の規則に従ってビット
列を並べると、２k−１個目で始めて先頭に戻ることに
なっている系列を、途中１個所で本来ビット０がくると
ころをビット１がくるようにすると、他の場所ではすべ
てＭ系列の規則に従わせても、いろいろな大きさのリン
グ状に並べられたビット列は、隣り合ったｋ個のビット
がすべてユニークな系列ができる。このリング状のビッ
ト列全体の大きさは、互いに同じパターンのｋ−１個の
ビット列の間隔が１〜２k−２までそろっていることに
より、ｋ＋１個（ｋ個のビット列が２つ以上存在するた
めに最低必要な数）から２k−２個まで自由に選べるこ
とが判る。したがって、Ｍ系列で本来０が来るところを
ビット１が来るようにする時に、その場所の選び方によ
って、隣り合ったｋ個のビット列のパターンのユニーク
さを保ちながら自由な長さ（ｋ＋１個から２k−２個ま
で）のリング状の系列を作ることができ、所望の分解能
をもつ目盛板を作ることができる。
列を並べると、２k−１個目で始めて先頭に戻ることに
なっている系列を、途中１個所で本来ビット０がくると
ころをビット１がくるようにすると、他の場所ではすべ
てＭ系列の規則に従わせても、いろいろな大きさのリン
グ状に並べられたビット列は、隣り合ったｋ個のビット
がすべてユニークな系列ができる。このリング状のビッ
ト列全体の大きさは、互いに同じパターンのｋ−１個の
ビット列の間隔が１〜２k−２までそろっていることに
より、ｋ＋１個（ｋ個のビット列が２つ以上存在するた
めに最低必要な数）から２k−２個まで自由に選べるこ
とが判る。したがって、Ｍ系列で本来０が来るところを
ビット１が来るようにする時に、その場所の選び方によ
って、隣り合ったｋ個のビット列のパターンのユニーク
さを保ちながら自由な長さ（ｋ＋１個から２k−２個ま
で）のリング状の系列を作ることができ、所望の分解能
をもつ目盛板を作ることができる。
【００１０】この目盛板のパターン形成部に対設するイ
メージセンサ上に形成されたビット列のパターンに対応
した像から被測定体の絶対位置が求められ、該ビット列
のパターンに対応した像の重心の、イメージセンサ上の
基準位置からの距離（重心位置）から内挿値を得ること
ができ、該被測定体の絶対位置から内挿値を差し引くこ
とによって高分解能の絶対位置が得られる。
メージセンサ上に形成されたビット列のパターンに対応
した像から被測定体の絶対位置が求められ、該ビット列
のパターンに対応した像の重心の、イメージセンサ上の
基準位置からの距離（重心位置）から内挿値を得ること
ができ、該被測定体の絶対位置から内挿値を差し引くこ
とによって高分解能の絶対位置が得られる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１乃至図３において、１は図示しない回転軸に回
転自在に支承された目盛板で、この目盛板の周縁部に
は、全周に亘ってビット系列を形成するスリット２が設
けられている。目盛板１の下方には、発光ダイオード
３、コリメーションレンズ４及びプリズム５から成る送
光部６が配設され、上方には、例えばＣＣＤのリニアイ
メージセンサ７、レンズ８、９及びプリズム１０から成
る受光部１１が配設され、発光ダイオード３から出射し
た光がコリメーションレンズ４、プリズム５を経てスリ
ット２を通り、プリズム１０、レンズ８、９を経てリニ
アイメージセンサ７に入射するようになっており、目盛
板１のパターンを読み取る手段を構成している。前記ス
リット２は、図２に示すように、広狭２種のスリット２
1、２2から成り、一定のピッチで形成されている。幅の
広いスリット２1は、ビット「１」に対応し、幅の狭い
スリット２2は、ビット「０」に対応する。分解能が１
０′のエンコーダでは、前記目盛板１のスリット数Ｓ
は、３６０度＝Ｓ×分解能（１０／６０度）よりＳ＝２
１６０個となる。Ｍ系列のビット数は、ｋ＝１２のとき
は、２12−１＝４０９５、ｋ＝１１のときは２11−１＝
２０４７であるので、ｋ＝１２、即ち、１２個のビット
列まで作ったＭ系列に注目する。このＭ系列は、「００
０００ ０００００ ０１０１０………１１１００ １
０１１０ １１０１１」となり、「０００００ ０００
００ ０１」から「００００ ０００００ ０１０」
「００００００００ ０１０１」を経て「００ １０１
１０ １１０１１」までの４０９５個の互いに異なるビ
ット列から成るコードが並ぶ循環乱数コードである。こ
こで、今、任意の「ａｂ ｃｄｅｆｇ ｈｉｊｋｌ」
（ａ〜ｌはすべて「０」又は「１」である。）なる１２
個のビット列から成るコードに注目する。この「ａｂｃ
ｄｅｆｇ ｈｉｊｋｌ」なるコードはＭ系列（４０９５
個のビット列）の中では唯一個しか存在しないが、最後
の「ｌ」のみ異なるコード「ａｂ ｃｄｅｆｇｈｉｊｋ
ｍ」（ｍ≠ｌ）は、Ｍ系列のどこにあるのか不明である
が、他の１個だけ存在する。そこで、最後の「ｌ」を除
いた「ａｂ ｃｄｅｆｇ ｈｉｊｋ−」なるコードであ
って、これと前記「ａｂ ｃｄｅｆｇ ｈｉｊｋｌ」と
の間のビット列の数が２１６０となるコードをコンピュ
ータで求める。１２ビットのＭ系列では、「０１ １１
１１１ １１０００」と「０１ １１１１１ １１００
１」との間が２１６０個のビット列として求められた。
そこで、「０１ １１１１１ １１０００」から「０１
１１１１１ １１００１」までの「０」と「１」のビ
ット列に相当するスリット２が目盛板１のガラス基盤に
形成することにより、１０′の分解能のロータリエンコ
ーダが得られる。
る。図１乃至図３において、１は図示しない回転軸に回
転自在に支承された目盛板で、この目盛板の周縁部に
は、全周に亘ってビット系列を形成するスリット２が設
けられている。目盛板１の下方には、発光ダイオード
３、コリメーションレンズ４及びプリズム５から成る送
光部６が配設され、上方には、例えばＣＣＤのリニアイ
メージセンサ７、レンズ８、９及びプリズム１０から成
る受光部１１が配設され、発光ダイオード３から出射し
た光がコリメーションレンズ４、プリズム５を経てスリ
ット２を通り、プリズム１０、レンズ８、９を経てリニ
アイメージセンサ７に入射するようになっており、目盛
板１のパターンを読み取る手段を構成している。前記ス
リット２は、図２に示すように、広狭２種のスリット２
1、２2から成り、一定のピッチで形成されている。幅の
広いスリット２1は、ビット「１」に対応し、幅の狭い
スリット２2は、ビット「０」に対応する。分解能が１
０′のエンコーダでは、前記目盛板１のスリット数Ｓ
は、３６０度＝Ｓ×分解能（１０／６０度）よりＳ＝２
１６０個となる。Ｍ系列のビット数は、ｋ＝１２のとき
は、２12−１＝４０９５、ｋ＝１１のときは２11−１＝
２０４７であるので、ｋ＝１２、即ち、１２個のビット
列まで作ったＭ系列に注目する。このＭ系列は、「００
０００ ０００００ ０１０１０………１１１００ １
０１１０ １１０１１」となり、「０００００ ０００
００ ０１」から「００００ ０００００ ０１０」
「００００００００ ０１０１」を経て「００ １０１
１０ １１０１１」までの４０９５個の互いに異なるビ
ット列から成るコードが並ぶ循環乱数コードである。こ
こで、今、任意の「ａｂ ｃｄｅｆｇ ｈｉｊｋｌ」
（ａ〜ｌはすべて「０」又は「１」である。）なる１２
個のビット列から成るコードに注目する。この「ａｂｃ
ｄｅｆｇ ｈｉｊｋｌ」なるコードはＭ系列（４０９５
個のビット列）の中では唯一個しか存在しないが、最後
の「ｌ」のみ異なるコード「ａｂ ｃｄｅｆｇｈｉｊｋ
ｍ」（ｍ≠ｌ）は、Ｍ系列のどこにあるのか不明である
が、他の１個だけ存在する。そこで、最後の「ｌ」を除
いた「ａｂ ｃｄｅｆｇ ｈｉｊｋ−」なるコードであ
って、これと前記「ａｂ ｃｄｅｆｇ ｈｉｊｋｌ」と
の間のビット列の数が２１６０となるコードをコンピュ
ータで求める。１２ビットのＭ系列では、「０１ １１
１１１ １１０００」と「０１ １１１１１ １１００
１」との間が２１６０個のビット列として求められた。
そこで、「０１ １１１１１ １１０００」から「０１
１１１１１ １１００１」までの「０」と「１」のビ
ット列に相当するスリット２が目盛板１のガラス基盤に
形成することにより、１０′の分解能のロータリエンコ
ーダが得られる。
【００１２】図３は前記実施例のブロック図である。前
記リニアイメージセンサ７の出力は、増幅器１２及びＡ
−Ｄコンバータ１３を介してマイクロコンピュータ１４
に接続されている。マイクロコンピュータ１４は、発振
器１５に接続されたタイミングゲート１６をコントロー
ルし、タイミングゲート１６はリニアイメージセンサ７
を駆動すると共にリニアイメージセンサ７のダイナミッ
クレンジを広くするために発光ダイオード３の発光時間
をコントロールするようになっている。前記マイクロコ
ンピュータ１４は、リニアイメージセンサ７で読み取っ
たパターンから被測定体の絶対位置、この実施例では絶
対角度を算出する手段を構成し、この絶対角度はディス
プレス１７に表示される。これを更に詳細に説明する
と、リニアイメージセンサ７上のスリット２1、２2の像
の明るさの分布は、例えば図４に示すような曲線Ｌにな
り、リニアイメージセンサ７の各受光セル（ＣＣＤセ
ル）は、ある大きさをもっているため棒グラフで示すよ
うな大きさの出力信号を出力する。マイクロコンピュー
タ１４は、各受光セルの出力を順番に調べながら出力信
号の極小値と極大値をサーチし、それによってスリット
２の１つ１つを区別し、それぞれのスリットの像を出力
信号の集合から求める。すなわち、それぞれのスリット
２1、２2の像を、像に対応する出力信号の集合である棒
グラフの面積を計算することによってスリット２が広い
か狭いかを識別することができる。このスリット２1、
２2の広狭の識別を目盛板１のシリアルコードの例えば
１２ビットのビット列に対応するスリット像について行
ない、マイクロコンピュータ１４のＲＯＭ内にあるアブ
ソリュート角度のコードと比較することによりアブソリ
ュート角度を算出する。
記リニアイメージセンサ７の出力は、増幅器１２及びＡ
−Ｄコンバータ１３を介してマイクロコンピュータ１４
に接続されている。マイクロコンピュータ１４は、発振
器１５に接続されたタイミングゲート１６をコントロー
ルし、タイミングゲート１６はリニアイメージセンサ７
を駆動すると共にリニアイメージセンサ７のダイナミッ
クレンジを広くするために発光ダイオード３の発光時間
をコントロールするようになっている。前記マイクロコ
ンピュータ１４は、リニアイメージセンサ７で読み取っ
たパターンから被測定体の絶対位置、この実施例では絶
対角度を算出する手段を構成し、この絶対角度はディス
プレス１７に表示される。これを更に詳細に説明する
と、リニアイメージセンサ７上のスリット２1、２2の像
の明るさの分布は、例えば図４に示すような曲線Ｌにな
り、リニアイメージセンサ７の各受光セル（ＣＣＤセ
ル）は、ある大きさをもっているため棒グラフで示すよ
うな大きさの出力信号を出力する。マイクロコンピュー
タ１４は、各受光セルの出力を順番に調べながら出力信
号の極小値と極大値をサーチし、それによってスリット
２の１つ１つを区別し、それぞれのスリットの像を出力
信号の集合から求める。すなわち、それぞれのスリット
２1、２2の像を、像に対応する出力信号の集合である棒
グラフの面積を計算することによってスリット２が広い
か狭いかを識別することができる。このスリット２1、
２2の広狭の識別を目盛板１のシリアルコードの例えば
１２ビットのビット列に対応するスリット像について行
ない、マイクロコンピュータ１４のＲＯＭ内にあるアブ
ソリュート角度のコードと比較することによりアブソリ
ュート角度を算出する。
【００１３】この算出されるアブソリュート角度の分解
能は、３６０°／Ｓ（Ｓ；スリット数）であり、それ以
上の分解能を得るには、重心法による内挿を行なう。
能は、３６０°／Ｓ（Ｓ；スリット数）であり、それ以
上の分解能を得るには、重心法による内挿を行なう。
【００１４】図５に示すように、１つのスリットの像の
重心ＧＰ、すなわち、像の明るさの曲線Ｌの左右のバラ
ンスから見た中心位置は、各受光セルの出力である棒グ
ラフの全体の重心位置と一致しており、次のようにして
求められる。
重心ＧＰ、すなわち、像の明るさの曲線Ｌの左右のバラ
ンスから見た中心位置は、各受光セルの出力である棒グ
ラフの全体の重心位置と一致しており、次のようにして
求められる。
【００１５】 ｎ；受光セル番号 ＣＥＬ（ｎ）＝受光セル番号ｎの受光セルの出力 この重心ＧＰの位置は、リニアイメージセンサ７の基準
位置から注目している像の中心位置までの距離を表わし
ている。
位置から注目している像の中心位置までの距離を表わし
ている。
【００１６】そこで、図６に示すようにリニアイメージ
センサ７上の例えば５個のスリット２の像ｉ−２、ｉ−
１、ｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の各重心のリニアイメージセン
サ７上の基準位置からの距離（重心位置）を前記のよう
にして求め、これらを平均することによって、全体の像
の重心ＧＰ位置すなわちリニアイメージセンサ７上の基
準位置から重心ＧＰまでの距離Ｄ2を求めて内挿値を得
る。
センサ７上の例えば５個のスリット２の像ｉ−２、ｉ−
１、ｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の各重心のリニアイメージセン
サ７上の基準位置からの距離（重心位置）を前記のよう
にして求め、これらを平均することによって、全体の像
の重心ＧＰ位置すなわちリニアイメージセンサ７上の基
準位置から重心ＧＰまでの距離Ｄ2を求めて内挿値を得
る。
【００１７】分解能３６０°／Ｓの前記アブソリュート
角度Ｄ1は目標原点からリニアイメージセンサ７上の基
準位置からｉ番目のスリット位置までの角度を表わして
おり、ｉ番目のスリット位置と全体の像の重心位置ＧＰ
とは一致しているので、Ｄ1−Ｄ2によって目盛原点から
リニアイメージセンサ７上の基準位置までの高分解能角
度データを得る。
角度Ｄ1は目標原点からリニアイメージセンサ７上の基
準位置からｉ番目のスリット位置までの角度を表わして
おり、ｉ番目のスリット位置と全体の像の重心位置ＧＰ
とは一致しているので、Ｄ1−Ｄ2によって目盛原点から
リニアイメージセンサ７上の基準位置までの高分解能角
度データを得る。
【００１８】以上の内挿値の計算が前記高分解能角度デ
ータはいずれも前記マイクロコンピュータ１４によって
行なう。
ータはいずれも前記マイクロコンピュータ１４によって
行なう。
【００１９】重心法による内挿の分解能は、Ａ−Ｄコン
バータ１３の電圧分解能及びリニアイメージセンサ７の
分解能（セルの大きさ）によって決まる。Ａ−Ｄコンバ
ータ１３は、高分解能のものが容易に入手できる。リニ
アイメージセンサ７のＣＣＤのセルの大きさは、細かい
もので数ミクロンであり、受光系レンズによって像を拡
大すれば、相対的に分解能が向上する。この重心法の内
挿によると、内挿用の特別な目盛や読み取り装置が不要
であるため、簡単な構造で実現でき、コストが下げられ
る。
バータ１３の電圧分解能及びリニアイメージセンサ７の
分解能（セルの大きさ）によって決まる。Ａ−Ｄコンバ
ータ１３は、高分解能のものが容易に入手できる。リニ
アイメージセンサ７のＣＣＤのセルの大きさは、細かい
もので数ミクロンであり、受光系レンズによって像を拡
大すれば、相対的に分解能が向上する。この重心法の内
挿によると、内挿用の特別な目盛や読み取り装置が不要
であるため、簡単な構造で実現でき、コストが下げられ
る。
【００２０】上記実施例では、光を透過するスリットの
パターンでビット列を表現したが、透過／不透過が逆の
パターンでビット列を表現してもよい。また、上記実施
例では送光部６及び受光部１１を１組設けたが目盛板１
の直径上の対向する位置にもう一組設けてもよく、この
ようにすれば目盛板の偏心誤差を計算で除くことができ
る。尚、本発明のエンコーダは、光反射型その他のエン
コーダにも適用できる。また、ロータリエンコーダだけ
でなく、リニアスケールを用いたエンコーダにも適用で
きる。
パターンでビット列を表現したが、透過／不透過が逆の
パターンでビット列を表現してもよい。また、上記実施
例では送光部６及び受光部１１を１組設けたが目盛板１
の直径上の対向する位置にもう一組設けてもよく、この
ようにすれば目盛板の偏心誤差を計算で除くことができ
る。尚、本発明のエンコーダは、光反射型その他のエン
コーダにも適用できる。また、ロータリエンコーダだけ
でなく、リニアスケールを用いたエンコーダにも適用で
きる。
【００２１】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、任意の分
解能のエンコーダを得ることができる。請求項２記載の
発明によれば、任意な高分解能のエンコーダを得ること
ができる。
解能のエンコーダを得ることができる。請求項２記載の
発明によれば、任意な高分解能のエンコーダを得ること
ができる。
【図１】 本発明の一実施例の主要部の斜視図
【図２】 上記実施例の目盛板の一部の平面図
【図３】 上記実施例のブロック図
【図４】 リニアイメージセンサ上のスリットの像と各
受光セルの出力との関係図
受光セルの出力との関係図
【図５】 リニアイメージセンサ上の１スリットの像の
重心位置の説明図
重心位置の説明図
【図６】 アブソリュート角度及び内挿値と高分解能角
度データとの関係の説明図
度データとの関係の説明図
１ 目盛板 ２ スリット ２1 幅の広いスリット ２2 幅の狭いスリッ
ト ３ 発光ダイオード ７ リニアイメージセ
ンサ １４ マイクロコンピュータ
ト ３ 発光ダイオード ７ リニアイメージセ
ンサ １４ マイクロコンピュータ
Claims (2)
- 【請求項１】 （２k−１）ビット（kは指数）の循環乱
数コードであるＭ系列の中の任意の隣り合う（ｋ−１）
ビットがこのＭ系列中の別の場所で全く同じコードの隣
り合う（ｋ−１）ビットのビット列に来たとき前記任意
のビット列に飛ばしてＭ系列よりも小さい（ｋ＋１）〜
（２k−２）の任意の長さの循環乱数コードであるビッ
ト系列を作り、このビット系列を基板上にパターンとし
て形成して成る目盛板と、該目盛板のパターンを読み取
る手段と、該手段で読み取ったビット列のパターンから
被測定体の絶対位置を求める手段とを具備することを特
徴とするアブソリュートエンコーダ。 - 【請求項２】 （２k−１）ビット（kは指数）の循環乱
数コードであるＭ系列の中の任意の隣り合う（ｋ−１）
ビットがこのＭ系列中の別の場所で全く同じコードの隣
り合う（ｋ−１）ビットのビット列に来たとき前記任意
のビット列に飛ばしてＭ系列より小さい（ｋ＋１）〜
（２k−２）の任意の長さの循環乱数コードであるビッ
ト系列を作り、このビット系列を基板上に、ピッチが一
定に配列され且つ広狭２種の透光部又は不透光部から成
るパターンとして形成して成る目盛板と、該目盛板のパ
ターン形成部を挾んで光学的に対設された透光部及びイ
メージセンサと、該イメージセンサ上のビット列のパタ
ーンに対応した像から被測定体の絶対位置を求めると共
に該ビット列のパターンに対応した像の重心の、イメー
ジセンサ上の基準位置からの距離（重心位置）を求め、
前記絶対位置から該重心位置を差し引いて被測定体の高
分解能絶対位置を求める手段とを具備することを特徴と
するアブソリュートエンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34527791A JP3184939B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | アブソリュートエンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34527791A JP3184939B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | アブソリュートエンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05172588A true JPH05172588A (ja) | 1993-07-09 |
| JP3184939B2 JP3184939B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=18375506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34527791A Expired - Fee Related JP3184939B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | アブソリュートエンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3184939B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007259517A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Ricoh Co Ltd | 回転体駆動制御装置、画像形成装置および位置ずれ補正方法 |
| CN100425952C (zh) * | 2006-10-10 | 2008-10-15 | 李苏 | 退化伪随机旋转传感器 |
| WO2020026978A1 (ja) | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 株式会社トプコン | 角度検出システムおよび角度検出方法 |
| WO2020026980A1 (ja) | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 株式会社トプコン | 角度検出システムおよび角度検出方法 |
| EP3633315A1 (en) | 2018-10-04 | 2020-04-08 | Topcon Corporation | Angle detection system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5294009B2 (ja) * | 2008-10-14 | 2013-09-18 | 株式会社安川電機 | 絶対位置検出装置および絶対位置検出装置を搭載したモータ |
| JP7234087B2 (ja) | 2019-10-09 | 2023-03-07 | Dmg森精機株式会社 | アブソリュートリニアエンコーダ |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP34527791A patent/JP3184939B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2007259517A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Ricoh Co Ltd | 回転体駆動制御装置、画像形成装置および位置ずれ補正方法 |
| CN100425952C (zh) * | 2006-10-10 | 2008-10-15 | 李苏 | 退化伪随机旋转传感器 |
| WO2020026978A1 (ja) | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 株式会社トプコン | 角度検出システムおよび角度検出方法 |
| WO2020026980A1 (ja) | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 株式会社トプコン | 角度検出システムおよび角度検出方法 |
| EP3633315A1 (en) | 2018-10-04 | 2020-04-08 | Topcon Corporation | Angle detection system |
| US10837767B2 (en) | 2018-10-04 | 2020-11-17 | Topcon Corporation | Angle detection system |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3184939B2 (ja) | 2001-07-09 |
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