JPH08128857A - ロータリーエンコーダー - Google Patents

ロータリーエンコーダー

Info

Publication number
JPH08128857A
JPH08128857A JP28718194A JP28718194A JPH08128857A JP H08128857 A JPH08128857 A JP H08128857A JP 28718194 A JP28718194 A JP 28718194A JP 28718194 A JP28718194 A JP 28718194A JP H08128857 A JPH08128857 A JP H08128857A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
track
bit
signal
light
code plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP28718194A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Kawai
康治 河合
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.)
Tomoe Technical Research Co Ltd
Original Assignee
Tomoe Technical Research Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tomoe Technical Research Co Ltd filed Critical Tomoe Technical Research Co Ltd
Priority to JP28718194A priority Critical patent/JPH08128857A/ja
Publication of JPH08128857A publication Critical patent/JPH08128857A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 常に正しい回転角を検出することを可能とす
るアブソリュートタイプの光学式ロータリーエンコーダ
ーを提供せんとするものである。 【構成】 コード板の回転により、最小ビットのトラッ
クの信号を検出し、該信号の変化直後より、このトラッ
クの当該光透過部又は光非透過部が半分移動する時間を
待機時間とし、待機時間経過時のコード板上の全トラッ
クの信号を検出し、回転角を検出することを特徴とする
光学式ロータリーエンコーダー。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光学式ロータリーエ
ンコーダーに関し、特にアブソリュートタイプのロータ
リーエンコーダーで、常に正常な回転角を検知すること
の出来るロータリーエンコーダーに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光学式のロータリーエンコーダー
は公知であるが、これは回転板のパターンがグレイ2進
というトラックを一本のみ持ち、1つのビットのみ変化
するパターンをもつコード板を使用したロータリーエン
コーダーであり、この方法はトラック上に発光素子、受
光素子を2組配置し、これらの変化を検出して回転方向
を検出しているため検出回路が複雑になるものだった。
【0003】又、回転板のパターンがアブソリュートタ
イプのロータリーエンコーダーは、コード板の光透過部
の加工誤差や、受光素子の特性のバラツキなどにより、
正常な検出を得ることが出来ないため、使われていなか
った。このため、このタイプのロータリーエンコーダー
は通常、光学式ではなくコード板上の光透過部に対応す
る部分に金属を配設し、受光素子の変わりに電極を用い
て回転角を検出する機械式のロータリーエンコーダーが
用いられている。しかし、長期の使用により、接点の錆
や摩耗により接点の不良が起こり動作不能となることが
あった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、常に正し
い回転角を検出することを可能とするアブソリュートタ
イプの光学式ロータリーエンコーダーを提供せんとする
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明が採った手段は、コード板の回転により、最
小ビットのトラックの信号を検出し、該信号の変化直後
より、このトラックの当該光透過部又は光非透過部が半
分移動する時間を待機時間とし、待機時間経過時のコー
ド板上の全トラックの信号を検出し、回転角を検出す
る。
【0006】又、容易に変形することのない、円形のコ
ード板の表面に8つの同心円の第1トラック、第2トラ
ック、第3トラック、第4トラック、第5トラック、第
6トラック、第7トラック、第8トラックを有し、各ト
ラック上には2(7-n)個(nは0から7の整数)の光透過
部が形成され、且各トラックは重複しない数の光透過部
を有し、各トラックの光透過部は、その始端を基準線に
位置させて、逆時計方向に配列されており、各トラック
の光透過部の長さは、nビットのトラックの円周方向の
長さ(全長)をLnとしたときLn/2(7-n)の式で表わさ
れる長さを有しており、光透過部と、光非透過部とが交
互に配列されることを特徴とする。
【0007】
【発明の効果】この発明によれば、加工精度のあまり良
くないコード板を使用しても、常に正しい回転角を得る
ことが出来る。また、回路が複雑でなく部品点数の少な
いロータリーエンコーダーを使用することが出来る。
【0008】
【実施例】以下に図面を参照しつつ、この発明の好まし
い実施例を詳細に説明する。図1は8ビットタイプのバ
イナリーパターンをもつロータリーエンコーダーのコー
ド板(以下コード板(1)と呼ぶ)を示し、コード板(1)の
表面には、垂直上方より見て8つの同心円の第1トラッ
ク(2)、第2トラック(3)、第3トラック(4)、第4ト
ラック(5)、第5トラック(6)、第6トラック(7)、第
7トラック(8)、第8トラック(9)がコード板(1)の外
縁より若干内側より等間隔及び各トラック同一の幅をも
って中心に向って配列されている。
【0009】第1トラック(2)は2進数8桁の第7ビッ
トに、第2トラック(3)は第0ビットに、第3トラック
(4)は第6ビットに、第4トラック(5)は第1ビット
に、第5トラック(6)は第5ビットに、第6トラック
(7)は第2ビットに、第7トラック(8)は第4ビット
に、第8トラック(9)は第3ビットに、それぞれ対応し
ている。
【0010】各トラック(2)〜(9)には、コード板(1)
を貫通し光が通過することのできる光透過部(10)と光非
透過部(11)が交互に形成されており、一つのトラックに
形成される光透過部(10)と光非透過部(11)の長さは同一
である。又、光透過部(10)と非透過部(11)の端辺は好ま
しくは、トラックに対して直行且直線状に形成されてい
るのが良い。光透過部(10)と光非透過部(11)の長さは、
nビットのトラックの円周方向の長さ(全長)をLnとし
たときLn/2(7-n)の式で算出される長さに形成されて
いる。例えば0ビットに対応する第2トラック(3)で
は、L0/2(7-0)=L0/128の長さの光透過部(10)
が2(7-0)=128個形成されている。同様に1ビット
に対応する第4トラック(5)については64個、2ビッ
トに対応する第6トラック(7)については32個、3ビ
ットに対応する第8トラック(9)については16個、4
ビットに対応する第7トラック(8)については8個、5
ビットに対応する第5トラック(6)については4個、6
ビットに対応する第3トラック(4)については2個、7
ビットに対応する第1トラック(2)については1個形成
されている。
【0011】各トラック(2)〜(9)にはそれぞれ光を発
光する素子(発光素子)(13)がコード板(1)と接触しない
ように、コード板(1)より若干離れた位置にコード板
(1)に対して垂直に取り付けられており、又、コード板
(1)をはさんで対向する位置に光を関知したとき電気信
号を出す受光素子(13)が一対の光センサーユニットとし
て固定されている。
【0012】各トラック(2)〜(9)の光透過部(10)はそ
の始端を基準線に位置させて、逆時計方向に配列されて
いる。光透過部(10)は、コード板(1)の基準線(12)から
逆時計方向に僅かな角度α変位したとき、すべてのトラ
ック(2)〜(9)に光非透過部(11)がある状態(すべての
ビットで光が透過しない状態)になっている。
【0013】ここで、発光素子(12)を作動させ、コード
板(1)を逆時計方向に回転させて、視覚的に受光素子(1
3)側から見ると、光が周期的に点滅して見える。例えば
7ビットに対応する第1トラック(2)についてみると、
光透過部(10)が第1トラック(2)に1個あるため、コー
ド板(1)が1周すると2回の光の変化(点灯、消灯)をみ
ることが出来る。これによりコード板(1)を光学的に2
分割出来たことになる。さらに6ビットに対応する第3
トラック(4)の2つのスリットを併用して光をみると、
7ビット、6ビットで(点灯・点灯),(点灯・消灯),
(消灯・点灯),(消灯・消灯)の4組の変化を観察でき
る。この変化の組み合わせは、光透過部(10)の数が2倍
になったトラックを1本増やすごとに2倍になり、全部
で8ビット分、すなわち、トラック8本(光透過部の数
は1,2,4,8,16,32,64,128個の8種
類)のときに256通りの組み合わせをもつことにな
り、コード板(1)を256分割出来る。又、その分割し
た位置についてそれぞれ位置番号にあたるものを付すこ
とが出来る。
【0014】上記の位置番号にあたるものは2進数で表
記することができる。すべてのビットが"0"つまり光の
透過がない場合は"00000000b"ということにな
る。つぎにコード板(1)が逆時計方向に前記角度αの2
倍の角度2α回転すると第2トラック(3)のみ光透過部
(10)が来て0ビットの値が変化するので"000000
01b"という結果が得られる。さらにすすむと0ビット
は今度、光非透過部(11)が来て値は"0"になり、又、第
4トラック(5)の1ビットに光非透過部(10)が来て値
は"1"になる。これは2進数での桁上がりが生じた状
態"00000010b"となる。この変化がコード板が
1周するあいだに255回あり、すべてのトラック(2)
〜(9)に光非透過部(10)が来て"11111111"=2
55の合計256種の分割位置がその検出した瞬間に判
別出来ることになる。これら2進数の計算方法はnビッ
ト(nは上記0〜7ビットに相当する)について値が"1"
になっているところについて2nを計算し、合計を出せ
ば良い。例えば"10101010"(1,3,5,7ビットの値が"
1"であり他のビットの値が"0"である場合)ならば、
7+25+23+21=128+32+8+2=170、
つまり、先述のコード板(1)の基準線より170番目の
位置、という結果を得られることになる。
【0015】図3はこのエンコーダーを作動させた時に
得られた各ビットが出力した波形の一部である。図にお
いて(15)の位置では0ビットの値が"0"であり、1ビッ
トについても"0"であるのが分かる。しかし、(16)の位
置では0ビットの値が変化していないにもかかわらず1
ビットの値が"1"に変化している。また、(17)と(18)で
は0ビットと1ビットの値が同一であるにもかかわらず
2ビットの値が変化してしまっているのがわかる。この
エンコーダーの最小検知単位は0ビットの変化回数であ
るので、これではエラーとなってしまい、正確な角度を
検出出来ない。
【0016】この現象は、0ビットの変化の前後、図に
おいては(19)〜(20)の範囲、すなわち第2トラック(3)
の光非透過部(11)と光透過部(10)の端辺附近で発生して
いる。これに反して、0ビットの信号の中心附近、すな
わち光透過部(10)又は光非透過部(11)の中心附近で光を
検出したときはこのような異常信号は発生していない。
よってこの光透過部(10)と光非透過部(11)の端片附近で
光の変化を検出しなければ正常な値を検出することが出
来、コード板(1)の正しい回転角を得ることが出来るこ
とがわかる。
【0017】そこで、図2を参照しつつこの検出方法に
ついて説明する。まず0ビットの信号を信号変化検出回
路(22)で信号変化について分析する。この回路へ入って
来た信号が変化した直後、遅延回路(23)へアクセスし、
信号変化検出回路(22)は、このトラックの当該光透過部
(10)又は非光透過部(11)が、前記角度α移動する時間を
待機時間とし処理を中断する。尚、この間他のビットの
信号は信号送出制御回路(24)により、出力を停止されて
いる。待機時間経過後、信号変化検出回路(22)は全ての
信号送出制御回路に(24)へ検出信号の送出指令を出す。
この信号を受け取ると、全ての信号送出制御回路(24)は
同時に現在の検出した信号を送出する。この一連の動作
により、全トラックで前記した端辺附近の異常信号を検
出することがないので、コード板の正しい回転角が得ら
れる。尚、上記一連の処理をコンピューターによるソフ
トウェアで処理すれば、受光素子(14)の信号を直接入力
し、同様の処理を行えるものであり、上記回路を使用し
なくても同じ結果を得られるものである。又、遅延時間
の幅についても短縮や増加を容易にできるため、コード
板が回転速度を変化させても、柔軟に対応することが出
来るものである。
【0018】この検出結果を電気信号のままコンピュー
ターに入力することにより、瞬時にコード板の回転角を
知ることが出来る。又、コード板(1)が現在の回転とは
逆回転をしたとき、出力結果は現在までの値の進み方と
は逆、つまり値がいままで増加していたのならば、結果
が減少するので、コード板(1)が逆回転をしたと容易に
判断することが出来る。検出目的の回転軸の制御も同一
コンピューターで同時に行えば、エンコーダーの検出結
果に対しての数値の増減を入力することにより、希望の
回転角を得ることが容易に出来る。
【0019】このエンコーダーの回転軸(21)を、回転角
を検出したいものの回転軸に直接取り付けることにより
検出したい回転軸が1周する間に回転角を256分割し
て検出出来る。更に、ビット数を増やすことにより分解
能を2倍ずつ上げることが出来る。又、回転軸(21)と検
出したい回転軸との間に歯車等を入れ、減速すること
で、分解能を上げることも出来る。
【0020】尚、コード板上のトラック(2)〜(9)の配
列については、この配列に限定されるものではなく、自
由に配列しても、最小ビットの信号変化を基準とした上
記一連の動作を行えば、常に正しい回転角を検出するこ
とが出来るのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】コード板の平面図
【図2】エンコーダーの概略図
【図3】作動時の一部の波形
【符号の簡単な説明】
(1) コード板 (2) 第1トラック (3) 第2トラック (4) 第3トラック (5) 第4トラック (6) 第5トラック (7) 第6トラック (8) 第7トラック (9) 第8トラック (10) 光透過部 (11) 光非透過部 (12) 基準線 (13) 発光素子 (14) 受光素子 (15) 正常信号検出位置 (16) 異常信号発生位置 (17) 異常信号発生位置 (18) 異常信号発生位置 (19) 異常信号発生開始位置 (20) 異常信号発生終了位置 (21) 回転軸 (22) 信号変化検出回路 (23) 遅延回路 (24) 信号送出制御回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コード板の回転により、最小ビットのト
    ラックの信号を検出し、該信号の変化直後より、このト
    ラックの当該光透過部又は光非透過部が半分移動する時
    間を待機時間とし、待機時間経過時のコード板上の全ト
    ラックの信号を検出し、回転角を検出することを特徴と
    する光学式ロータリーエンコーダー。
  2. 【請求項2】 容易に変形することのない、円形のコー
    ド板の表面に8つの同心円の第1トラック、第2トラッ
    ク、第3トラック、第4トラック、第5トラック、第6
    トラック、第7トラック、第8トラックを有し、各トラ
    ック上には2(7-n)個(nは0から7の整数)の光透過部
    が形成され、且各トラックは重複しない数の光透過部を
    有し、各トラックの光透過部は、その始端を基準線に位
    置させて、逆時計方向に配列されており、各トラックの
    光透過部の長さは、nビットのトラックの円周方向の長
    さ(全長)をLnとしたときLn/2(7-n)の式で表わされ
    る長さを有しており、光透過部と、光非透過部とが交互
    に配列されることを特徴とする光学式ロータリーエンコ
    ーダー。
  3. 【請求項3】 各トラックの光透過部の配列数が、外側
    より2進数8桁の第7ビット、第0ビット、第6ビッ
    ト、第1ビット、第5ビット、第2ビット、第4ビッ
    ト、第3ビットに順次対応していることを特徴とする請
    求項(2)記載の光学式ロータリーエンコーダー。
JP28718194A 1994-10-28 1994-10-28 ロータリーエンコーダー Pending JPH08128857A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28718194A JPH08128857A (ja) 1994-10-28 1994-10-28 ロータリーエンコーダー

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28718194A JPH08128857A (ja) 1994-10-28 1994-10-28 ロータリーエンコーダー

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08128857A true JPH08128857A (ja) 1996-05-21

Family

ID=17714134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28718194A Pending JPH08128857A (ja) 1994-10-28 1994-10-28 ロータリーエンコーダー

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08128857A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003294490A (ja) * 2002-04-01 2003-10-15 Tamagawa Seiki Co Ltd アブソリュートエンコーダの信号出力方法
JP4626095B2 (ja) * 2001-06-15 2011-02-02 フジテック株式会社 同期電動機の磁極検出装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4626095B2 (ja) * 2001-06-15 2011-02-02 フジテック株式会社 同期電動機の磁極検出装置
JP2003294490A (ja) * 2002-04-01 2003-10-15 Tamagawa Seiki Co Ltd アブソリュートエンコーダの信号出力方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5687103A (en) Position measuring device
US4780703A (en) Rotary encoder apparatus
JP7193635B2 (ja) デュアルアブソリュートエンコーダ
JP2004077483A (ja) マルチターン・角度測定器
KR950010384B1 (ko) 부호기용 이상처리회로
US4833316A (en) Rotary encoder
US4183014A (en) Absolute encoding apparatus
JP2015102552A (ja) マルチターン‐ロータリエンコーダ
Das et al. Design of an absolute shaft encoder using optically modulated binary code
US5233355A (en) Position transducer
JP2004279422A (ja) 対象物のポジション、行程または回転角を測定する装置
JPH08128857A (ja) ロータリーエンコーダー
US10119842B1 (en) Encoder design and use
US4841297A (en) Displacement coder
CN116295550A (zh) 一种新型光电编码器码盘设计方法
JP2003315099A (ja) 多回転エンコーダ
JP2018169396A (ja) エンコーダ及びエンコーダを作動させるための方法
JP2000046536A (ja) 車両用操舵角検出装置
JP2013047692A (ja) エンコーダ及びエンコーダのパターン検出方法
JPS63242028A (ja) 多回転絶対番地型位置検出器
JP2019215306A (ja) 光学式ロータリーエンコーダ
JPS59102103A (ja) 回転軸センサの監視装置
CN218411219U (zh) 码盘式编码器
CN106996799A (zh) 用于仪器面板的微调编码器、系统及识别方法
JPH0663899B2 (ja) 動的バランサ