JPH05223595A - 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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- JPH05223595A JPH05223595A JP5874792A JP5874792A JPH05223595A JP H05223595 A JPH05223595 A JP H05223595A JP 5874792 A JP5874792 A JP 5874792A JP 5874792 A JP5874792 A JP 5874792A JP H05223595 A JPH05223595 A JP H05223595A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、小型で高分解能のアブソリ
ュートエンコーダを比較的安価に実現することにある。 【構成】 磁気ドラムに循環乱数系列符号によるアブソ
リュートパターンを記録した２個のトラックを設けて粗
の絶対位置の値を得、又、該アブソリュートパターンに
同期して２相の正弦波を出力する付加トラックを設け、
該正弦波出力用パターンから得られた密の絶対位置の値
を上記粗の絶対位置の値に加算するアブソリュートエン
コーダ。
ュートエンコーダを比較的安価に実現することにある。 【構成】 磁気ドラムに循環乱数系列符号によるアブソ
リュートパターンを記録した２個のトラックを設けて粗
の絶対位置の値を得、又、該アブソリュートパターンに
同期して２相の正弦波を出力する付加トラックを設け、
該正弦波出力用パターンから得られた密の絶対位置の値
を上記粗の絶対位置の値に加算するアブソリュートエン
コーダ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はエンコーダ、特にエン
コーダ出力がコード化されており、直接回転体の絶対位
置を検出できる、いわゆるアブソリュートエンコーダに
関するものである。
コーダ出力がコード化されており、直接回転体の絶対位
置を検出できる、いわゆるアブソリュートエンコーダに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特開昭５４−１１８２５９号公報や、特
開昭６２−８３６１９号公報には２列以上の磁化パター
ンが着磁された磁気ドラムと磁気抵抗効果素子（以下Ｍ
Ｒ素子という）を利用した検出器とを組み合わせた磁気
式のアブソリュートエンコーダが示されている。一般に
この種のアブソリュートエンコーダにおいて２のｎ乗の
分解能を得るのにはｎ本のトラックが必要であり、この
ようなものでは図１５に示すように１ビットのアブソリ
ュート情報を記録した各トラック３０を磁気ドラムの外
周に軸方向に複数個（図示の例では６個）配列し、この
磁気ドラムに前記トラックの数に対応するビット数のＭ
Ｒ素子（Ｒ01，Ｒ02, ・・・）を配列した磁気センサ２
０を対向配置し、該複数のＭＲ素子から得られた信号を
組み合わせてアブソリュート値を出力する構成としてい
る。
開昭６２−８３６１９号公報には２列以上の磁化パター
ンが着磁された磁気ドラムと磁気抵抗効果素子（以下Ｍ
Ｒ素子という）を利用した検出器とを組み合わせた磁気
式のアブソリュートエンコーダが示されている。一般に
この種のアブソリュートエンコーダにおいて２のｎ乗の
分解能を得るのにはｎ本のトラックが必要であり、この
ようなものでは図１５に示すように１ビットのアブソリ
ュート情報を記録した各トラック３０を磁気ドラムの外
周に軸方向に複数個（図示の例では６個）配列し、この
磁気ドラムに前記トラックの数に対応するビット数のＭ
Ｒ素子（Ｒ01，Ｒ02, ・・・）を配列した磁気センサ２
０を対向配置し、該複数のＭＲ素子から得られた信号を
組み合わせてアブソリュート値を出力する構成としてい
る。
【０００３】また、特開平２−２４５１３号公報にはア
ブソリュートパターンを有するトラックを設けた符号板
からアブソリュート信号を得ることが示されている。こ
の例では２のｎ乗の分解能を得るためには２のｎ乗個の
情報を１トラックに書き込む必要がある。
ブソリュートパターンを有するトラックを設けた符号板
からアブソリュート信号を得ることが示されている。こ
の例では２のｎ乗の分解能を得るためには２のｎ乗個の
情報を１トラックに書き込む必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、例えば特
開昭６２−８３６１９号公報に開示された従来技術のア
ブソリュートエンコーダに於いて分解能を上げる為に
は、図１５に示すように磁気ドラムの軸方向に複数個の
トラックを配列する必要があるので形状が大きくなると
いう欠点があり、又循環乱数系列符号等を用いたアブソ
リュートエンコーダでは細密な情報を１トラックに書き
込む必要があり、寸法精度が厳しく高価なものとなると
いう欠点があった。
開昭６２−８３６１９号公報に開示された従来技術のア
ブソリュートエンコーダに於いて分解能を上げる為に
は、図１５に示すように磁気ドラムの軸方向に複数個の
トラックを配列する必要があるので形状が大きくなると
いう欠点があり、又循環乱数系列符号等を用いたアブソ
リュートエンコーダでは細密な情報を１トラックに書き
込む必要があり、寸法精度が厳しく高価なものとなると
いう欠点があった。
【０００５】本発明の目的は上述した問題点を解決し
た、小型の高分解能のアブソリュートエンコーダを比較
的安価に実現することにある。
た、小型の高分解能のアブソリュートエンコーダを比較
的安価に実現することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のアブソリュート
エンコーダは、循環乱数系列符号によるアブソリュート
パターンを有する第１，第２のトラックと、該アブソリ
ュートパターンを有するトラックに同期して２相の正弦
波を出力する第３のトラックとを設けた磁気ドラムと、
この磁気ドラムに対向して設けた前記トラックの長手方
向のパターンの読み取り用検出器と、上記アブソリュー
トパターンを有する第１，第２のトラックから読み取っ
た絶対位置の値と、上記該第３のトラックより得られた
正弦波情報を演算して得られた絶対位置の値を加算して
出力するようにしたことを特徴とする。
エンコーダは、循環乱数系列符号によるアブソリュート
パターンを有する第１，第２のトラックと、該アブソリ
ュートパターンを有するトラックに同期して２相の正弦
波を出力する第３のトラックとを設けた磁気ドラムと、
この磁気ドラムに対向して設けた前記トラックの長手方
向のパターンの読み取り用検出器と、上記アブソリュー
トパターンを有する第１，第２のトラックから読み取っ
た絶対位置の値と、上記該第３のトラックより得られた
正弦波情報を演算して得られた絶対位置の値を加算して
出力するようにしたことを特徴とする。
【０００７】また、本発明のアブソリュートエンコーダ
は上記検出器によってアブソリュートパターンを有する
上記第１，第２のトラックより第１の信号と、該第１の
信号と磁気記録の一極分のピッチの１／２だけ位相のず
れた第２の信号とを得ると共に、前記正弦波情報を演算
して得られた絶対位置の値に応じ前記第１の信号と第２
の信号とのいづれかを選択して、前記正弦波情報を演算
して得られた絶対位置の値と加算して出力するようにし
たことを特徴とする。
は上記検出器によってアブソリュートパターンを有する
上記第１，第２のトラックより第１の信号と、該第１の
信号と磁気記録の一極分のピッチの１／２だけ位相のず
れた第２の信号とを得ると共に、前記正弦波情報を演算
して得られた絶対位置の値に応じ前記第１の信号と第２
の信号とのいづれかを選択して、前記正弦波情報を演算
して得られた絶対位置の値と加算して出力するようにし
たことを特徴とする。
【０００８】
【実施例】以下図面によって本発明の実施例を説明す
る。
る。
【０００９】図１は本発明のアブソリュートエンコーダ
を示す斜視図であり、１は磁気ドラム、２はＭＲ素子を
備えた磁気センサ、３は磁気ドラム１の外周に形成した
磁気トラックである。
を示す斜視図であり、１は磁気ドラム、２はＭＲ素子を
備えた磁気センサ、３は磁気ドラム１の外周に形成した
磁気トラックである。
【００１０】本発明においては図１に示すように上記磁
気トラック３を互に磁気ドラム１の軸方向にづれた３個
の磁気トラック３−１，３−２，３−３により形成し、
上側の２個のトラック３−１と３−２を絶対位置の出力
用トラックとしてこれに循環乱数系列によるアブソリュ
ートパターンを記録し、下側のトラック３−３にはこれ
から正弦波信号を得るように磁極Ｎ，Ｓを規則正しく交
互に記録する。
気トラック３を互に磁気ドラム１の軸方向にづれた３個
の磁気トラック３−１，３−２，３−３により形成し、
上側の２個のトラック３−１と３−２を絶対位置の出力
用トラックとしてこれに循環乱数系列によるアブソリュ
ートパターンを記録し、下側のトラック３−３にはこれ
から正弦波信号を得るように磁極Ｎ，Ｓを規則正しく交
互に記録する。
【００１１】図２は磁気ドラム１の外周面の展開図で、
絶対位置の出力用トラック３−１には記録信号のない部
分を設け、この部分に対応する絶対位置の出力用トラッ
ク３−２の部分には信号を記録する。また、反対にトラ
ック３−１の記録信号の記録された部分に対応する出力
用トラック３−２の部分には信号を記録しない。
絶対位置の出力用トラック３−１には記録信号のない部
分を設け、この部分に対応する絶対位置の出力用トラッ
ク３−２の部分には信号を記録する。また、反対にトラ
ック３−１の記録信号の記録された部分に対応する出力
用トラック３−２の部分には信号を記録しない。
【００１２】図３は本発明における磁気ドラム１の磁気
トラックと磁気センサ２の中のＭＲ素子との関係を示す
展開図である。図３から明らかなように本発明の磁気セ
ンサ２においては絶対位置の出力用トラック３−１，３
−２にそれぞれ対向するように配置した出力用のＭＲ素
子Ｒ11，Ｒ12，Ｒ21，Ｒ22を３端子結合し、３端子結合
されたＭＲ素子Ｒ11，Ｒ12及びＲ21，Ｒ22の夫々の組は
磁気トラックの最小記録ピッチをλとしたとき半分のピ
ッチであるλ／２だけ互に離して配置せしめる。
トラックと磁気センサ２の中のＭＲ素子との関係を示す
展開図である。図３から明らかなように本発明の磁気セ
ンサ２においては絶対位置の出力用トラック３−１，３
−２にそれぞれ対向するように配置した出力用のＭＲ素
子Ｒ11，Ｒ12，Ｒ21，Ｒ22を３端子結合し、３端子結合
されたＭＲ素子Ｒ11，Ｒ12及びＲ21，Ｒ22の夫々の組は
磁気トラックの最小記録ピッチをλとしたとき半分のピ
ッチであるλ／２だけ互に離して配置せしめる。
【００１３】図３に示す配置で磁気ドラム１を磁気記録
の配列方向に移動させると各３端子結合されたＭＲ素子
の出力は図４のｅ1 ，ｅ2 のように変化する。この出力
ｅ1，ｅ2 を図５に示す第１の処理回路に入力すると図
４のｅ01出力が得られる。なお、図５においてＲｉ，Ｒ
ｆは固定抵抗、４ａはオペアンプである。図３の展開図
ではＲ11，Ｒ12，Ｒ21及びＲ22の４個のＭＲ素子で形成
した１組の“Ｈブリッジ”で１ビットの検出器を構成し
ているがこのような“Ｈブリッジ”を磁気トラックの最
小記録ピッチλの間隔で移動方向にｎ個配列すればｎビ
ットの絶対位置の出力が得られる。
の配列方向に移動させると各３端子結合されたＭＲ素子
の出力は図４のｅ1 ，ｅ2 のように変化する。この出力
ｅ1，ｅ2 を図５に示す第１の処理回路に入力すると図
４のｅ01出力が得られる。なお、図５においてＲｉ，Ｒ
ｆは固定抵抗、４ａはオペアンプである。図３の展開図
ではＲ11，Ｒ12，Ｒ21及びＲ22の４個のＭＲ素子で形成
した１組の“Ｈブリッジ”で１ビットの検出器を構成し
ているがこのような“Ｈブリッジ”を磁気トラックの最
小記録ピッチλの間隔で移動方向にｎ個配列すればｎビ
ットの絶対位置の出力が得られる。
【００１４】また２個の絶対位置の出力用トラック３−
１，３−２に隣接する２相の正弦波出力用トラック３−
３の最小記録ピッチは絶対位置の出力用トラック３−
１，３−２と同じにλとし、同一ピッチで一周に旦り記
録し、正弦波出力用トラック３−３に対向して設けられ
たＭＲ素子Ｒ31，Ｒ32は（ｎ＋１／２）λ（但しｎ＝
０，１，２，・・・）（図３ではｎ＝１）のピッチで配
置して３端子結合せしめ、ＭＲ素子Ｒ31，Ｒ41はｎλ／
３（ｎ＝１，２，・・・）（図３ではｎ＝２）の間隔で
配置し、ＭＲ素子Ｒ41，Ｒ42はλ／２の間隔で配置し３
端子結合せしめる。この夫々の３端子結合から得られた
出力ｅ3 ，ｅ4 を図６の第２の処理回路に入力すれば図
４のｅ０２のようにπ／４位相のずれた２相の正弦波即
ちｓｉｎθ，ｃｏｓθが得られる。なお、図６において
４ｂはオペアンプである。
１，３−２に隣接する２相の正弦波出力用トラック３−
３の最小記録ピッチは絶対位置の出力用トラック３−
１，３−２と同じにλとし、同一ピッチで一周に旦り記
録し、正弦波出力用トラック３−３に対向して設けられ
たＭＲ素子Ｒ31，Ｒ32は（ｎ＋１／２）λ（但しｎ＝
０，１，２，・・・）（図３ではｎ＝１）のピッチで配
置して３端子結合せしめ、ＭＲ素子Ｒ31，Ｒ41はｎλ／
３（ｎ＝１，２，・・・）（図３ではｎ＝２）の間隔で
配置し、ＭＲ素子Ｒ41，Ｒ42はλ／２の間隔で配置し３
端子結合せしめる。この夫々の３端子結合から得られた
出力ｅ3 ，ｅ4 を図６の第２の処理回路に入力すれば図
４のｅ０２のようにπ／４位相のずれた２相の正弦波即
ちｓｉｎθ，ｃｏｓθが得られる。なお、図６において
４ｂはオペアンプである。
【００１５】第１，第２の３端子結合は上記の如くｎλ
／３の間隔で配置され“Ｈブリッジ”を構成しているの
で図６に示すオペアンプ４ｂで演算された後の出力は第
３高調波の除去された歪の少ない正弦波となる。
／３の間隔で配置され“Ｈブリッジ”を構成しているの
で図６に示すオペアンプ４ｂで演算された後の出力は第
３高調波の除去された歪の少ない正弦波となる。
【００１６】図７は被検出パターン５と検出部６との関
係を示す原理図である。図７では回転体の８個所の絶対
位置を検出する場合について述べる。被検出パターン５
から検出部６で３ビットの信号を検出すれば８個所の位
置がコード０〜７として検出できる。
係を示す原理図である。図７では回転体の８個所の絶対
位置を検出する場合について述べる。被検出パターン５
から検出部６で３ビットの信号を検出すれば８個所の位
置がコード０〜７として検出できる。
【００１７】即ち、図７に於いて、検出部６を右に１ビ
ットずつずらしながら３ビットを読み取って行くと、図
８に示すように
ットずつずらしながら３ビットを読み取って行くと、図
８に示すように
【００１８】７ ６ ４ ０ １ ２ ５ ３
【００１９】とコード化することができる。回転体の位
置が０〜７のコードで読み取れるので８個所の絶対値が
読み取れることになる。上記７，６，４，０，１，２，
５，３の絶対値については予め記憶素子に前記コード値
に対応する数値を記憶させておけば順番に０〜７まで読
むことができる。
置が０〜７のコードで読み取れるので８個所の絶対値が
読み取れることになる。上記７，６，４，０，１，２，
５，３の絶対値については予め記憶素子に前記コード値
に対応する数値を記憶させておけば順番に０〜７まで読
むことができる。
【００２０】上記の説明では１回転中の８個所を３ビッ
トの検出器で読み取る場合について述べたが、同様に検
出部をｎビットで構成すれば１回転中の２のｎ乗個所の
絶対値を読み取ることができる。
トの検出器で読み取る場合について述べたが、同様に検
出部をｎビットで構成すれば１回転中の２のｎ乗個所の
絶対値を読み取ることができる。
【００２１】図９は本発明のアブソリュートエンコーダ
の演算処理装置を示し、１００はアブソリュートエンコ
ーダの検出部、１０１はコード変換器、１０２はラッチ
回路、１０３はサンプル アンド ホールド回路、１０
４はＣＰＵ、１０５はＡ／Ｄ変換器、１０６はＲＯＭ、
１０７はバッファである。
の演算処理装置を示し、１００はアブソリュートエンコ
ーダの検出部、１０１はコード変換器、１０２はラッチ
回路、１０３はサンプル アンド ホールド回路、１０
４はＣＰＵ、１０５はＡ／Ｄ変換器、１０６はＲＯＭ、
１０７はバッファである。
【００２２】図９に示した演算処理装置においてアブソ
リュートエンコーダの検出部１００の出力の中で磁気ト
ラック３−１及び３−２より得られる直接絶対位置の値
を示す信号は、コード変換器１０１及びラッチ回路１０
２を介して粗のデータとしてＣＰＵ１０４に取り込ま
れ、一方磁気トラック３−３より得られる２相正弦波出
力はサンプル アンド ホールド回路１０３で処理され
Ａ／Ｄ変換器１０５を介してＣＰＵ１０４に取り込ま
れ、ＲＯＭ１０６に格納されたデータと照合されて正弦
波１周期内の絶対位置に対応する密のデータに変換さ
れ、前記直接絶対位置の値と合成されてバッファ１０７
より出力される。
リュートエンコーダの検出部１００の出力の中で磁気ト
ラック３−１及び３−２より得られる直接絶対位置の値
を示す信号は、コード変換器１０１及びラッチ回路１０
２を介して粗のデータとしてＣＰＵ１０４に取り込ま
れ、一方磁気トラック３−３より得られる２相正弦波出
力はサンプル アンド ホールド回路１０３で処理され
Ａ／Ｄ変換器１０５を介してＣＰＵ１０４に取り込ま
れ、ＲＯＭ１０６に格納されたデータと照合されて正弦
波１周期内の絶対位置に対応する密のデータに変換さ
れ、前記直接絶対位置の値と合成されてバッファ１０７
より出力される。
【００２３】次に図１０により正弦波一波内の絶対位置
の求め方について述べる。図１０で示すように正弦波一
周期内を（１）〜（８）の８つの領域に分けて、ｓｉｎ
θ，ｃｏｓθの絶対値をとると領域（１）と（２）は４
５°を中心に左右対称である。同様に領域（３）と
（４），（５）と（６），（７）と（８）の各領域も対
称となる。従って３６０度の中でどの領域にいるか判断
することができれば単に０〜４５°までの計算をすれば
よいことになる。この手法を用いればソフトウエアの処
理時間を短くすることができる。
の求め方について述べる。図１０で示すように正弦波一
周期内を（１）〜（８）の８つの領域に分けて、ｓｉｎ
θ，ｃｏｓθの絶対値をとると領域（１）と（２）は４
５°を中心に左右対称である。同様に領域（３）と
（４），（５）と（６），（７）と（８）の各領域も対
称となる。従って３６０度の中でどの領域にいるか判断
することができれば単に０〜４５°までの計算をすれば
よいことになる。この手法を用いればソフトウエアの処
理時間を短くすることができる。
【００２４】図９の演算処理装置におけるＣＰＵ１０４
で演算した正弦波一周期内の絶対位置は数１のように示
される。
で演算した正弦波一周期内の絶対位置は数１のように示
される。
【００２５】
【数１】
【００２６】この数１は、ｓｉｎθ，ｃｏｓθが同期し
て変化する場合には検出誤差を生じないことを示してい
る。
て変化する場合には検出誤差を生じないことを示してい
る。
【００２７】図１１に示すようにＣＰＵ１０４の中の加
算部では粗信号部７と密信号部８からの信号値を加算せ
しめる。即ち、前記アブソリュートパターンを有するト
ラックから求めた粗の絶対位置の値を上位として、前記
正弦波一周期内から求めた密の絶対位置の値を下位とし
て加算して出力することで、小型で分解能の高いアブソ
リューエンコーダを実現できる。
算部では粗信号部７と密信号部８からの信号値を加算せ
しめる。即ち、前記アブソリュートパターンを有するト
ラックから求めた粗の絶対位置の値を上位として、前記
正弦波一周期内から求めた密の絶対位置の値を下位とし
て加算して出力することで、小型で分解能の高いアブソ
リューエンコーダを実現できる。
【００２８】上記の実施例においては、図３の展開図に
示すようにアブソリュトパターンを有する磁気トラック
３−１と３−２の磁気記録を、ＭＲ素子Ｒ11，Ｒ12，Ｒ
21，Ｒ22で検出するものであるが、図２に示した展開図
のように磁気トラッック３−１と３−２では磁気記録位
置が相補の関係、即ち、磁気トラック３−１側で磁気記
録が無くなる位置で磁気トラック３−２に磁気記録され
るようになっているため、両者の境界線位置におけるＭ
Ｒ素子の出力は不安定であり、特に電源投入直後の絶対
位置の粗の値は前記ＭＲ素子より直接得た信号により得
られるものであるから、ＭＲ素子の出力が不安定である
ということは、即出力信号が不安定であり誤差を伴うと
いう可能性がある。
示すようにアブソリュトパターンを有する磁気トラック
３−１と３−２の磁気記録を、ＭＲ素子Ｒ11，Ｒ12，Ｒ
21，Ｒ22で検出するものであるが、図２に示した展開図
のように磁気トラッック３−１と３−２では磁気記録位
置が相補の関係、即ち、磁気トラック３−１側で磁気記
録が無くなる位置で磁気トラック３−２に磁気記録され
るようになっているため、両者の境界線位置におけるＭ
Ｒ素子の出力は不安定であり、特に電源投入直後の絶対
位置の粗の値は前記ＭＲ素子より直接得た信号により得
られるものであるから、ＭＲ素子の出力が不安定である
ということは、即出力信号が不安定であり誤差を伴うと
いう可能性がある。
【００２９】従って、本発明の他の実施例においては上
記のように電源投入直後における誤差を発生しないよう
にするため図１２に示すように磁気トラック３−１と３
−２の磁気記録を検出するＭＲ素子Ｒ11，Ｒ12の３端子
構成とＲ21，Ｒ22の３端子構成とＲ21，Ｒ22の３端子構
成とＲ31，Ｒ32の３端子構成及びＲ41，Ｒ42の３端子構
成の４組の３端子構成を、夫々λ／２のピッチで配設
し、各３端子構成の出力端子ｅ1 ，ｅ2 ，ｅ3 ，及びｅ
4 のうち、出力端子ｅ1 ，ｅ2 を図１３に示した第３の
処理回路のオペアンプ４ｃの入力端子に接続し、同じ
く、出力端子ｅ3 ，ｅ4 を、オペアンプ４ｄの入力端子
に夫々接続せしめる。
記のように電源投入直後における誤差を発生しないよう
にするため図１２に示すように磁気トラック３−１と３
−２の磁気記録を検出するＭＲ素子Ｒ11，Ｒ12の３端子
構成とＲ21，Ｒ22の３端子構成とＲ21，Ｒ22の３端子構
成とＲ31，Ｒ32の３端子構成及びＲ41，Ｒ42の３端子構
成の４組の３端子構成を、夫々λ／２のピッチで配設
し、各３端子構成の出力端子ｅ1 ，ｅ2 ，ｅ3 ，及びｅ
4 のうち、出力端子ｅ1 ，ｅ2 を図１３に示した第３の
処理回路のオペアンプ４ｃの入力端子に接続し、同じ
く、出力端子ｅ3 ，ｅ4 を、オペアンプ４ｄの入力端子
に夫々接続せしめる。
【００３０】図１４はアブソリュートパターンを有する
磁気トラック３−１と３−２及び正弦波出力を得る磁気
トラック３−３と、これに対応して図１３の処理回路Ｏ
Ｒ回路１１ａより出力される第１信号と第２信号の夫々
波形と、正弦波出力より得られた波形ｃｏｓθ及びｓｉ
ｎθとを夫々示している。
磁気トラック３−１と３−２及び正弦波出力を得る磁気
トラック３−３と、これに対応して図１３の処理回路Ｏ
Ｒ回路１１ａより出力される第１信号と第２信号の夫々
波形と、正弦波出力より得られた波形ｃｏｓθ及びｓｉ
ｎθとを夫々示している。
【００３１】上記第１の信号は、上記ＭＲ素子Ｒ11，Ｒ
12で構成した第１の３端子構成と、Ｒ21，Ｒ22で構成さ
れた第２の３端子構成との出力ｅ1 ，ｅ2 を上記オペア
ンプ４ｃで処理することにより発生し、上記第２の信号
は上記ＭＲ素子Ｒ21，Ｒ23で構成された第２の３端子構
成とＲ31，Ｒ32により構成された第３の３端子構成との
出力ｅ2 ，ｅ3 を上記オペアンプ４ｄで処理することに
より発生する。
12で構成した第１の３端子構成と、Ｒ21，Ｒ22で構成さ
れた第２の３端子構成との出力ｅ1 ，ｅ2 を上記オペア
ンプ４ｃで処理することにより発生し、上記第２の信号
は上記ＭＲ素子Ｒ21，Ｒ23で構成された第２の３端子構
成とＲ31，Ｒ32により構成された第３の３端子構成との
出力ｅ2 ，ｅ3 を上記オペアンプ４ｄで処理することに
より発生する。
【００３２】この第１信号は磁気トラック３−１のＮ極
の左端の位置で振幅が零であり、右に移動すると増加し
てπ／２の位置で最大と成り、θ1 の間一定振幅で３π
／２の位置で振幅が減少し、Ｓ極の位置で振幅が零と成
るように変化する。
の左端の位置で振幅が零であり、右に移動すると増加し
てπ／２の位置で最大と成り、θ1 の間一定振幅で３π
／２の位置で振幅が減少し、Ｓ極の位置で振幅が零と成
るように変化する。
【００３３】一方上記第２の信号は磁気トラック３−１
のＮ極の左端の位置で最大であり、右に移動してπ／２
の間は最大値は継続しπ／２より振幅が減少しπの位置
で零となり、更に右に移動すると振幅が増大し３π／２
の位置最大となり２πまで最大振幅を維持する。
のＮ極の左端の位置で最大であり、右に移動してπ／２
の間は最大値は継続しπ／２より振幅が減少しπの位置
で零となり、更に右に移動すると振幅が増大し３π／２
の位置最大となり２πまで最大振幅を維持する。
【００３４】上記図１３においては上記オペアンプ４ｃ
の出力端子をＡＮＤ回路１０ａの一方の入力端子に、オ
ペアンプ４ｄの出力端子はＡＮＤ回路１０ｂの一方の入
力端子に夫々接続し、上記ＡＮＤ回路１０ａとＡＮＤ回
路１０ｂの出力端子をＯＲ回路１１ａの２つの入力端子
に夫々接続し、上記ＡＮＤ回路１０ａの他方の入力端子
には、得られた正弦波出力のうち、ｓｉｎθが角度π／
２から３π／２の間、（θ1 ）の値の範囲の時にＯＮ信
号を加え、また、ＡＮＤ回路１０ｂの他方の入力端子に
は、正弦波出力のうちｃｏｓθが角度零からπ／２の間
（θ2 ）の値の範囲の時にＯＮ信号を加え、θ1 の範囲
の時はオペアンプ４ｃの出力を選択し、θ2 の範囲の時
はオペアンプ４ｄの出力を夫々選択してＯＲ回路１１ａ
より絶対位置の信号を得るようにする。
の出力端子をＡＮＤ回路１０ａの一方の入力端子に、オ
ペアンプ４ｄの出力端子はＡＮＤ回路１０ｂの一方の入
力端子に夫々接続し、上記ＡＮＤ回路１０ａとＡＮＤ回
路１０ｂの出力端子をＯＲ回路１１ａの２つの入力端子
に夫々接続し、上記ＡＮＤ回路１０ａの他方の入力端子
には、得られた正弦波出力のうち、ｓｉｎθが角度π／
２から３π／２の間、（θ1 ）の値の範囲の時にＯＮ信
号を加え、また、ＡＮＤ回路１０ｂの他方の入力端子に
は、正弦波出力のうちｃｏｓθが角度零からπ／２の間
（θ2 ）の値の範囲の時にＯＮ信号を加え、θ1 の範囲
の時はオペアンプ４ｃの出力を選択し、θ2 の範囲の時
はオペアンプ４ｄの出力を夫々選択してＯＲ回路１１ａ
より絶対位置の信号を得るようにする。
【００３５】上記のように磁気トラック３−１の角度零
の位置からπ／２（θ2 ）の間は第２の信号を選択し、
π／２から３π／２（θ1 ）の間は第１信号を選択し、
３π／２より２πの間（θ1 ）は第２信号を選択するこ
とになり、磁気トラックのどの位置でも絶対位置の信号
を検出することができる。
の位置からπ／２（θ2 ）の間は第２の信号を選択し、
π／２から３π／２（θ1 ）の間は第１信号を選択し、
３π／２より２πの間（θ1 ）は第２信号を選択するこ
とになり、磁気トラックのどの位置でも絶対位置の信号
を検出することができる。
【００３６】図１３に示した、ＯＲ回路１１ａの出力信
号は、図９に示した演算処理装置のＣＰＵ１０４に入力
され、正弦波信号と合成されることは第１の実施例と同
様である。
号は、図９に示した演算処理装置のＣＰＵ１０４に入力
され、正弦波信号と合成されることは第１の実施例と同
様である。
【００３７】また、図１２に示すようにＭＲ素子による
（ｎ＋１）組の３端子構成を備え、ｎ組の３端子構成と
“Ｈブリッジ”を構成し、其の出力を図１３のオペアン
プに接続し、ＡＮＤ回路とＯＲ回路を介して第１信号と
第２信号を選択し、ｎビットの絶対位置信号を得ること
ができる。
（ｎ＋１）組の３端子構成を備え、ｎ組の３端子構成と
“Ｈブリッジ”を構成し、其の出力を図１３のオペアン
プに接続し、ＡＮＤ回路とＯＲ回路を介して第１信号と
第２信号を選択し、ｎビットの絶対位置信号を得ること
ができる。
【００３８】上記の本発明の説明は回転形の磁気エンコ
ーダについて為されているが本発明の要旨を光学式エン
コーダに適応することは可能であり、又リニアーエンコ
ーダにも適用する事が出来る。
ーダについて為されているが本発明の要旨を光学式エン
コーダに適応することは可能であり、又リニアーエンコ
ーダにも適用する事が出来る。
【００３９】
【発明の効果】本発明に成るアブソリュートエンコーダ
は上記のような構成であるから、小型で高分解能のエン
コーダを安価に提供できる利益がある。
は上記のような構成であるから、小型で高分解能のエン
コーダを安価に提供できる利益がある。
【００４０】また、正弦波一波内の絶対位置の値は理論
的にはいくらでも細かくすることが可能であり、歪の少
ない正弦波をえることで高分解能化が容易にできる。
的にはいくらでも細かくすることが可能であり、歪の少
ない正弦波をえることで高分解能化が容易にできる。
【００４１】更に、電源投入直後より正確な絶対位置の
値を検出できる利益がある。
値を検出できる利益がある。
【図１】本発明のアブソリュートエンコーダの一実施例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】本発明のアブソリュートエンコーダの一実施例
における磁気ドラムの外周面の展開図である。
における磁気ドラムの外周面の展開図である。
【図３】本発明のアブソリュートエンコーダにおける磁
気トラックとＭＲ素子との関係を示す展開図である。
気トラックとＭＲ素子との関係を示す展開図である。
【図４】本発明のアブソリュートエンコーダにおける磁
気センサ及び処理回路からの信号波形である。
気センサ及び処理回路からの信号波形である。
【図５】本発明のアブソリュートエンコーダにおける第
１の処理回路である。
１の処理回路である。
【図６】本発明のアブソリュートエンコーダにおける第
２の処理回路である。
２の処理回路である。
【図７】本発明のアブソリュートエンコーダにおける被
検出パターンと検出部との関係を示す原理図である。
検出パターンと検出部との関係を示す原理図である。
【図８】本発明のアブソリュートエンコーダにおける検
出パターンを示す説明図である。
出パターンを示す説明図である。
【図９】本発明のアブソリュートエンコーダの演算処理
装置のブロック回路図である。
装置のブロック回路図である。
【図１０】本発明のアブソリュートエンコーダにおける
正弦波を８つの領域に分けた説明図である。
正弦波を８つの領域に分けた説明図である。
【図１１】本発明のアブソリュートエンコーダにおける
粗信号と密信号とを加算する説明図である。
粗信号と密信号とを加算する説明図である。
【図１２】本発明のアブソリュートエンコーダの他の実
施例における磁気トラックとＭＲ素子との関係を示す展
開図である。
施例における磁気トラックとＭＲ素子との関係を示す展
開図である。
【図１３】本発明のアブソリュートエンコーダの他の実
施例における第３の処理回路の回路図である。
施例における第３の処理回路の回路図である。
【図１４】本発明のアブソリュートエンコーダの他の実
施例における磁気トラックと第１の信号と第２の信号及
び正弦波信号との相関を示す展開図である。
施例における磁気トラックと第１の信号と第２の信号及
び正弦波信号との相関を示す展開図である。
【図１５】従来のアブソリュートエンコーダにおける磁
気トラックと磁気センサの展開図である。
気トラックと磁気センサの展開図である。
１ 磁気ドラム ２ 磁気センサ ３ 磁気トラック ３−１ 絶対位置の出力用トラック ３−２ 絶対位置の出力用トラック ３−３ 正弦波信号を出力するトラック Ｒ11 ＭＲ素子 Ｒ12 ＭＲ素子 Ｒ21 ＭＲ素子 Ｒ22 ＭＲ素子 Ｒ31 ＭＲ素子 Ｒ32 ＭＲ素子 Ｒ41 ＭＲ素子 Ｒ42 ＭＲ素子 ｅ1 出力 ｅ2 出力 ｅ01 出力 ｅ02 出力 Ｒｉ 固定抵抗 Ｒｆ 固定抵抗 ４ａ オペアンプ ４ｂ オペアンプ ４ｃ オペアンプ ４ｄ オペアンプ ５ 被検出パターン ６ 検出部 ７ 絶対位置の出力用トラックから得た粗信号 ８ 正弦波出力から求めた密信号 ２０ 磁気センサ ３０ トラック １００ 検出部 １０１ コード変換器 １０２ ラッチ回路 １０３ サンプル アンド ホールド回路 １０４ ＣＰＵ １０５ Ａ／Ｄ変換器 １０６ ＲＯＭ １０７ バッファ １０ａ ＡＮＤ回路 １０ｂ ＡＮＤ回路 １１ａ ＯＲ回路
Claims (2)
- 【請求項１】 循環乱数系列符号によるアブソリュート
パターンを有する第１，第２のトラックと、該アブソリ
ュートパターンを有するトラックに同期して２相の正弦
波を出力する第３のトラックとを設けた磁気ドラムと、
この磁気ドラムに対向して設けた前記トラックの長手方
向のパターンの読み取り用検出器と、上記アブソリュー
トパターンを有する第１，第２のトラックから読み取っ
た絶対位置の値と、上記該第３のトラックより得られた
正弦波情報を演算して得られた絶対位置の値を加算して
出力するようにしたことを特徴とするアブソリュートエ
ンコーダ。 - 【請求項２】 上記検出器によってアブソリュートパタ
ーンを有する上記第１，第２のトラックより第１の信号
と、該第１の信号と磁気記録の一極分のピッチの１／２
だけ位相のずれた第２の信号とを得ると共に、前記正弦
波情報を演算して得られた絶対位置の値に応じ前記第１
の信号と第２の信号とのいづれかを選択して、前記正弦
波情報を演算して得られた絶対位置の値と加算して出力
するようにしたことを特徴とする請求項１記載のアブソ
リュートエンコーダ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5874792A JPH05223595A (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | アブソリュートエンコーダ |
| DE69312109T DE69312109T2 (de) | 1992-02-13 | 1993-01-19 | Absolutkodierer |
| EP93300334A EP0555961B1 (en) | 1992-02-13 | 1993-01-19 | Absolute encoder |
| US08/009,267 US5430373A (en) | 1992-02-13 | 1993-01-22 | Absolute encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5874792A JPH05223595A (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | アブソリュートエンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05223595A true JPH05223595A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=13093137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5874792A Pending JPH05223595A (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | アブソリュートエンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05223595A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990050221A (ko) * | 1997-12-16 | 1999-07-05 | 이종수 | 서보모터 초기운전 제어방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04136715A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-11 | Okuma Mach Works Ltd | エンコーダ |
-
1992
- 1992-02-13 JP JP5874792A patent/JPH05223595A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04136715A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-11 | Okuma Mach Works Ltd | エンコーダ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990050221A (ko) * | 1997-12-16 | 1999-07-05 | 이종수 | 서보모터 초기운전 제어방법 |
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