JPH0829196A - 多回転アブソリュートエンコーダ - Google Patents
多回転アブソリュートエンコーダInfo
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 34
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回転データと１回転内情報との内部ラッチを
時間的なずれなく行い、且つ多回転量系回路ブロックの
消費電流を少なく抑えて十分なバックアップ時間を確保
することのできる、多回転アブソリュートエンコーダを
提供すること。 【構成】 本発明では、第１のパターンと第２のパター
ンとが形成された符号板と、前記第１のパターンを読み
取り、前記符号板の１回転内情報を出力する第１の検出
部と、前記第２のパターンを読み取り、前記符号板の第
１回転データを出力する第２の検出部と、前記１回転内
情報と前記第１回転データとに基づいて第２回転データ
を算出する演算手段と、前記符号板の回転速度を監視
し、前記回転速度に応じて前記第１回転データと前記第
２回転データとのいずれか一方を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択した前記第１回転データと前記第２
回転データとのいずれか一方と、前記１回転内情報とに
基づいて前記符号板の多回転情報を出力するためのデー
タ出力手段と、を備えている。
時間的なずれなく行い、且つ多回転量系回路ブロックの
消費電流を少なく抑えて十分なバックアップ時間を確保
することのできる、多回転アブソリュートエンコーダを
提供すること。 【構成】 本発明では、第１のパターンと第２のパター
ンとが形成された符号板と、前記第１のパターンを読み
取り、前記符号板の１回転内情報を出力する第１の検出
部と、前記第２のパターンを読み取り、前記符号板の第
１回転データを出力する第２の検出部と、前記１回転内
情報と前記第１回転データとに基づいて第２回転データ
を算出する演算手段と、前記符号板の回転速度を監視
し、前記回転速度に応じて前記第１回転データと前記第
２回転データとのいずれか一方を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択した前記第１回転データと前記第２
回転データとのいずれか一方と、前記１回転内情報とに
基づいて前記符号板の多回転情報を出力するためのデー
タ出力手段と、を備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多回転アブソリュートエ
ンコーダに関する。
ンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来の多回転アブソリュートエ
ンコーダのブロック構成図である。図示の多回転アブソ
リュートエンコーダは、回転軸に設けられた符号板（不
図示）に形成されたパターンから検出した信号に基づい
て多回転量データＱを求めて出力するための多回転量系
回路ブロック１０、および符号板の別のパターンから検
出した信号に基づいて１回転内絶対番地データＲを求め
て出力するための１回転内絶対番地系回路ブロック１３
を備えている。
ンコーダのブロック構成図である。図示の多回転アブソ
リュートエンコーダは、回転軸に設けられた符号板（不
図示）に形成されたパターンから検出した信号に基づい
て多回転量データＱを求めて出力するための多回転量系
回路ブロック１０、および符号板の別のパターンから検
出した信号に基づいて１回転内絶対番地データＲを求め
て出力するための１回転内絶対番地系回路ブロック１３
を備えている。
【０００３】図示の多回転アブソリュートエンコーダは
さらに、多回転量系回路ブロック１０からの多回転量デ
ータＱおよび１回転内絶対番地系回路ブロック１３から
の１回転内絶対番地データＲを受けるデータ出力回路１
６を備えている。データ出力回路１６は、多回転量デー
タＱと１回転内絶対番地データＲとを内部ラッチして、
符号板の絶対位置に対応する外部（シリアル）出力信号
ｓを送出する。
さらに、多回転量系回路ブロック１０からの多回転量デ
ータＱおよび１回転内絶対番地系回路ブロック１３から
の１回転内絶対番地データＲを受けるデータ出力回路１
６を備えている。データ出力回路１６は、多回転量デー
タＱと１回転内絶対番地データＲとを内部ラッチして、
符号板の絶対位置に対応する外部（シリアル）出力信号
ｓを送出する。
【０００４】多回転量系回路ブロック１０は、磁気式エ
ンコーダ部１１とバックアップ系回転量保持・計数回路
１２とからなる。磁気式エンコーダ部１１は、符号板に
形成された磁気パターンと、磁気パターンから信号を検
出するためのＭＲセンサ（磁気抵抗センサ）とからな
る。バックアップ系回転量保持・計数回路１２は、磁気
式エンコーダ部１１が出力するインクリメンタル２相
（Ａ相およびＢ相）信号ｌおよびｍに基づいて求めた多
回転量データＱを多回転量データバスを介してデータ出
力回路１６に送出する。なお、多回転量系回路ブロック
１０は、外部コントローラ（不図示）の主電源オフ時に
も外部バッテリまたはエンコーダ内部の大容量コンデン
サ（以下、単に「外部バッテリ」という）により駆動さ
れ、電力供給停止時にも動作するように構成されてい
る。
ンコーダ部１１とバックアップ系回転量保持・計数回路
１２とからなる。磁気式エンコーダ部１１は、符号板に
形成された磁気パターンと、磁気パターンから信号を検
出するためのＭＲセンサ（磁気抵抗センサ）とからな
る。バックアップ系回転量保持・計数回路１２は、磁気
式エンコーダ部１１が出力するインクリメンタル２相
（Ａ相およびＢ相）信号ｌおよびｍに基づいて求めた多
回転量データＱを多回転量データバスを介してデータ出
力回路１６に送出する。なお、多回転量系回路ブロック
１０は、外部コントローラ（不図示）の主電源オフ時に
も外部バッテリまたはエンコーダ内部の大容量コンデン
サ（以下、単に「外部バッテリ」という）により駆動さ
れ、電力供給停止時にも動作するように構成されてい
る。
【０００５】一方、１回転内絶対番地系回路ブロック１
３は、光学式エンコーダ部１４とデータ変換回路１５と
からなる。データ変換回路１５は、光学式エンコーダ部
１４が出力する１回転内絶対値データ信号（アブソリュ
ート信号）ｎと、１回転内インクリメンタル２相信号
（Ａ相およびＢ相）ｏおよびｐとに基づいて求めた１回
転内絶対番地データＱを１回転内絶対番地データバスを
介してデータ出力回路１６に送出する。なお、１回転内
絶対番地系回路ブロック１３は、外部コントローラの主
電源によって駆動され、電力供給停止時には動作が停止
するように構成されている。
３は、光学式エンコーダ部１４とデータ変換回路１５と
からなる。データ変換回路１５は、光学式エンコーダ部
１４が出力する１回転内絶対値データ信号（アブソリュ
ート信号）ｎと、１回転内インクリメンタル２相信号
（Ａ相およびＢ相）ｏおよびｐとに基づいて求めた１回
転内絶対番地データＱを１回転内絶対番地データバスを
介してデータ出力回路１６に送出する。なお、１回転内
絶対番地系回路ブロック１３は、外部コントローラの主
電源によって駆動され、電力供給停止時には動作が停止
するように構成されている。
【０００６】外部バッテリの動作時間、すなわちバック
アップ時間を増大させるには、多回転量系回路ブロック
１０の消費電力を低く抑える必要がある。したがって、
従来の多回転アブソリュートエンコーダでは、多回転量
を求めるための多回転量系回路ブロックには消費電力の
少ない磁気式エンコーダを使用するのが一般的である。
アップ時間を増大させるには、多回転量系回路ブロック
１０の消費電力を低く抑える必要がある。したがって、
従来の多回転アブソリュートエンコーダでは、多回転量
を求めるための多回転量系回路ブロックには消費電力の
少ない磁気式エンコーダを使用するのが一般的である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述のような従来の多
回転アブソリュートエンコーダでは、データ出力回路に
おいて多回転量データと１回転内絶対番地データとを時
間的なずれなく内部ラッチする必要がある。もし、時間
的なずれが生じた場合、多回転量データと１回転内絶対
番地データと間に時間的な不整合が起こり、場合によっ
ては±１回転だけ誤った多回転量に基づいて符号板の絶
対位置を検出してしまう。このような多回転量の誤差
は、符号板の絶対位置の検出精度を損ない、多回転アブ
ソリュートエンコーダにとって致命的な欠陥となる。
回転アブソリュートエンコーダでは、データ出力回路に
おいて多回転量データと１回転内絶対番地データとを時
間的なずれなく内部ラッチする必要がある。もし、時間
的なずれが生じた場合、多回転量データと１回転内絶対
番地データと間に時間的な不整合が起こり、場合によっ
ては±１回転だけ誤った多回転量に基づいて符号板の絶
対位置を検出してしまう。このような多回転量の誤差
は、符号板の絶対位置の検出精度を損ない、多回転アブ
ソリュートエンコーダにとって致命的な欠陥となる。
【０００８】図５は、多回転量データと１回転内絶対番
地データと間の時間的なずれを説明するための図であ
る。（ａ）および（ｂ）はそれぞれ低速回転時および高
速回転時における光学式エンコーダ部で求めた多回転量
データと磁気式エンコーダ部で求めた多回転量データと
を時間的に比較している。なお、後述するように、光学
式エンコーダ部で求めた多回転量データとは、電力供給
再開時において磁気式エンコーダ部で検出した多回転量
データを初期値として、これを光学式エンコーダ部で求
めた１回転内絶対番地データと合成して得られる多回転
量データである。
地データと間の時間的なずれを説明するための図であ
る。（ａ）および（ｂ）はそれぞれ低速回転時および高
速回転時における光学式エンコーダ部で求めた多回転量
データと磁気式エンコーダ部で求めた多回転量データと
を時間的に比較している。なお、後述するように、光学
式エンコーダ部で求めた多回転量データとは、電力供給
再開時において磁気式エンコーダ部で検出した多回転量
データを初期値として、これを光学式エンコーダ部で求
めた１回転内絶対番地データと合成して得られる多回転
量データである。
【０００９】図５（ａ）のように、低速回転時には磁気
式エンコーダ部の応答時間（ＭＲセンサが磁気の変化を
検出してから多回転量データが出力されるまでの時間）
の影響を受けることがないので、磁気式エンコーダ部の
多回転量データと光学式エンコーダ部の多回転量データ
との間に時間的なずれは生じない。しかしながら、図５
（ｂ）のように、高速回転時には磁気式エンコーダ部の
応答時間の遅れに起因して２つの多回転量データには時
間的に不整合な領域５０および５１が顕在化する。たと
えば領域５０では、光学式エンコーダ部の多回転量デー
タがｎであるにもかかわらず磁気式エンコーダ部の多回
転量データによるとｎ−１である。このような２つの多
回転量データの時間的なずれは、とりもなおさず磁気式
エンコーダ部の多回転量データと１回転内絶対番地デー
タとの時間的なずれに他ならない。
式エンコーダ部の応答時間（ＭＲセンサが磁気の変化を
検出してから多回転量データが出力されるまでの時間）
の影響を受けることがないので、磁気式エンコーダ部の
多回転量データと光学式エンコーダ部の多回転量データ
との間に時間的なずれは生じない。しかしながら、図５
（ｂ）のように、高速回転時には磁気式エンコーダ部の
応答時間の遅れに起因して２つの多回転量データには時
間的に不整合な領域５０および５１が顕在化する。たと
えば領域５０では、光学式エンコーダ部の多回転量デー
タがｎであるにもかかわらず磁気式エンコーダ部の多回
転量データによるとｎ−１である。このような２つの多
回転量データの時間的なずれは、とりもなおさず磁気式
エンコーダ部の多回転量データと１回転内絶対番地デー
タとの時間的なずれに他ならない。
【００１０】詳述すると、光学式エンコーダ部の応答時
間に比して磁気式エンコーダ部の応答時間が大きいた
め、アブソリュートエンコーダの回転軸の回転すなわち
符号板の回転が高速になると、多回転量データと１回転
内絶対番地データとの間に時間的なずれが顕在化する。
換言すれば、アブソリュートエンコーダの回転軸の回転
速度を小さくしなければ上記時間的なずれを実質的に回
避することができない。その結果、アブソリュートエン
コーダの定格回転速度が、磁気式エンコーダ部の応答時
間の遅れ（すなわち位相遅れ）によって制限されるとい
う不都合があった。
間に比して磁気式エンコーダ部の応答時間が大きいた
め、アブソリュートエンコーダの回転軸の回転すなわち
符号板の回転が高速になると、多回転量データと１回転
内絶対番地データとの間に時間的なずれが顕在化する。
換言すれば、アブソリュートエンコーダの回転軸の回転
速度を小さくしなければ上記時間的なずれを実質的に回
避することができない。その結果、アブソリュートエン
コーダの定格回転速度が、磁気式エンコーダ部の応答時
間の遅れ（すなわち位相遅れ）によって制限されるとい
う不都合があった。
【００１１】時間的なずれを回避するために磁気式エン
コーダ部の応答時間の遅れを小さくする場合、磁気式エ
ンコーダの消費電力を大きくしなければならない。その
結果、十分なバックアップ時間を確保することが困難と
なり、多回転量データの保持時間の短縮等のスペックダ
ウンを余儀なくされるという不都合があった。本発明
は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、多回転量
データと１回転内絶対番地データとの内部ラッチを時間
的なずれなく行い、且つ多回転量系回路ブロックの消費
電流を少なく抑えて十分なバックアップ時間を確保する
ことのできる、多回転アブソリュートエンコーダを提供
することを目的とする。
コーダ部の応答時間の遅れを小さくする場合、磁気式エ
ンコーダの消費電力を大きくしなければならない。その
結果、十分なバックアップ時間を確保することが困難と
なり、多回転量データの保持時間の短縮等のスペックダ
ウンを余儀なくされるという不都合があった。本発明
は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、多回転量
データと１回転内絶対番地データとの内部ラッチを時間
的なずれなく行い、且つ多回転量系回路ブロックの消費
電流を少なく抑えて十分なバックアップ時間を確保する
ことのできる、多回転アブソリュートエンコーダを提供
することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、第１のパターンと第２のパター
ンとが形成された符号板と、前記第１のパターンを読み
取り、前記符号板の１回転内情報を出力する第１の検出
部と、前記第２のパターンを読み取り、前記符号板の第
１回転データを出力する第２の検出部と、前記１回転内
情報と前記第１回転データとに基づいて第２回転データ
を算出する演算手段と、前記符号板の回転速度を監視
し、前記回転速度に応じて前記第１回転データと前記第
２回転データとのいずれか一方を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択した前記第１回転データと前記第２
回転データとのいずれか一方と、前記１回転内情報とに
基づいて前記符号板の多回転情報を出力するためのデー
タ出力手段と、を備えていることを特徴とする多回転ア
ブソリュートエンコーダを提供する。
に、本発明においては、第１のパターンと第２のパター
ンとが形成された符号板と、前記第１のパターンを読み
取り、前記符号板の１回転内情報を出力する第１の検出
部と、前記第２のパターンを読み取り、前記符号板の第
１回転データを出力する第２の検出部と、前記１回転内
情報と前記第１回転データとに基づいて第２回転データ
を算出する演算手段と、前記符号板の回転速度を監視
し、前記回転速度に応じて前記第１回転データと前記第
２回転データとのいずれか一方を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択した前記第１回転データと前記第２
回転データとのいずれか一方と、前記１回転内情報とに
基づいて前記符号板の多回転情報を出力するためのデー
タ出力手段と、を備えていることを特徴とする多回転ア
ブソリュートエンコーダを提供する。
【００１３】好ましい態様によれば、前記選択手段は、
前記符号板の回転速度を検出し、検出した回転速度に応
じた回転速度信号を出力するための回転速度監視回路
と、前記回転速度信号に応じて前記第１回転データと前
記第２回転データとのいずれか一方を選択して前記デー
タ出力手段に出力するためのデータセレクタと、を有す
る。
前記符号板の回転速度を検出し、検出した回転速度に応
じた回転速度信号を出力するための回転速度監視回路
と、前記回転速度信号に応じて前記第１回転データと前
記第２回転データとのいずれか一方を選択して前記デー
タ出力手段に出力するためのデータセレクタと、を有す
る。
【００１４】
【作用】本発明では、符号板の多回転量データ（すなわ
ち回転データ）を検出する回転検出部、たとえばバック
アップ系の磁気式エンコーダ部のインクリメンタル信号
に基づいて生成された第１の回転データを初期値とし、
アブソリュート検出部とインクリメンタル検出部とから
なるたとえば光学式エンコーダ部（光学式検出部）のイ
ンクリメンタル信号に基づいて更新した第２の回転デー
タを生成する。そして、符号板の回転速度に応じて、た
とえば低速回転時には第１回転データを、高速回転時に
は第２回転データを選択して、データ出力手段に出力す
る。
ち回転データ）を検出する回転検出部、たとえばバック
アップ系の磁気式エンコーダ部のインクリメンタル信号
に基づいて生成された第１の回転データを初期値とし、
アブソリュート検出部とインクリメンタル検出部とから
なるたとえば光学式エンコーダ部（光学式検出部）のイ
ンクリメンタル信号に基づいて更新した第２の回転デー
タを生成する。そして、符号板の回転速度に応じて、た
とえば低速回転時には第１回転データを、高速回転時に
は第２回転データを選択して、データ出力手段に出力す
る。
【００１５】このように、符号板の回転速度が高速であ
る場合、時間的に整合性の高い第２の回転データと１回
転内情報とに基づき、符号板の絶対位置を精度良く検出
することができる。一方、上述したように、符号板の回
転速度が低速である場合には、磁気式エンコーダ部の第
１の回転データと光学式エンコーダ部の１回転内情報
（１回転内絶対番地データ）との間にいわゆる時間的な
ずれは実質的に発生しない。したがって、低速回転時に
は、符号板の本来の回転検出部であって電力供給停止時
においても作動する磁気式エンコーダ部の第１の回転デ
ータを使用して符号板の絶対位置を検出することができ
る。こうして、本発明によれば、バックアップ時間を十
分確保するために磁気式エンコーダ部の消費電力を少な
くしても、符号板の回転速度の変化にかかわらずその絶
対位置を精度良く検出することができる。
る場合、時間的に整合性の高い第２の回転データと１回
転内情報とに基づき、符号板の絶対位置を精度良く検出
することができる。一方、上述したように、符号板の回
転速度が低速である場合には、磁気式エンコーダ部の第
１の回転データと光学式エンコーダ部の１回転内情報
（１回転内絶対番地データ）との間にいわゆる時間的な
ずれは実質的に発生しない。したがって、低速回転時に
は、符号板の本来の回転検出部であって電力供給停止時
においても作動する磁気式エンコーダ部の第１の回転デ
ータを使用して符号板の絶対位置を検出することができ
る。こうして、本発明によれば、バックアップ時間を十
分確保するために磁気式エンコーダ部の消費電力を少な
くしても、符号板の回転速度の変化にかかわらずその絶
対位置を精度良く検出することができる。
【００１６】
【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の実施例にかかる多回転アブソリ
ュートエンコーダのブロック構成図である。図示の多回
転アブソリュートエンコーダは、回転軸に固定された符
号板（後述の図２および図３を参照）に形成された磁気
パターンから検出した信号に基づき多回転量データＦを
求めて出力するための多回転量系回路ブロック１を備え
ている。
する。図１は、本発明の実施例にかかる多回転アブソリ
ュートエンコーダのブロック構成図である。図示の多回
転アブソリュートエンコーダは、回転軸に固定された符
号板（後述の図２および図３を参照）に形成された磁気
パターンから検出した信号に基づき多回転量データＦを
求めて出力するための多回転量系回路ブロック１を備え
ている。
【００１７】多回転量系回路ブロック１は、検出部にた
とえばＭＲセンサ（磁気抵抗センサ）を用いた磁気式エ
ンコーダ部２とバックアップ系回転量保持・計数回路３
とからなる。バックアップ系回転量保持・計数回路３
は、磁気式エンコーダ部２が出力するインクリメンタル
２相（Ａ相およびＢ相）信号ａおよびｂに基づいて求め
た多回転量データＦを多回転量データバスを介してデー
タセレクタ８に送出する。なお、多回転量系回路ブロッ
ク１は符号板の第１回転データを出力するための検出部
を構成し、外部コントローラ（不図示）の主電源オフ時
にも外部バッテリにより駆動され、電力供給停止時にも
動作するように構成されている。
とえばＭＲセンサ（磁気抵抗センサ）を用いた磁気式エ
ンコーダ部２とバックアップ系回転量保持・計数回路３
とからなる。バックアップ系回転量保持・計数回路３
は、磁気式エンコーダ部２が出力するインクリメンタル
２相（Ａ相およびＢ相）信号ａおよびｂに基づいて求め
た多回転量データＦを多回転量データバスを介してデー
タセレクタ８に送出する。なお、多回転量系回路ブロッ
ク１は符号板の第１回転データを出力するための検出部
を構成し、外部コントローラ（不図示）の主電源オフ時
にも外部バッテリにより駆動され、電力供給停止時にも
動作するように構成されている。
【００１８】さらに、図示の多回転アブソリュートエン
コーダは、符号板に同心円状に形成されたアブソリュー
トパターンおよびインクリメンタルパターンから検出し
た信号に基づき１回転内絶対番地データＨを求めて出力
するための１回転内絶対番地系回路ブロック４を備えて
いる。１回転内絶対番地系回路ブロック４は、光学式エ
ンコーダ部５とアップダウン・カウンタ回路６と回転速
度監視回路７とからなる。アップダウン・カウンタ回路
６は、光学式エンコーダ部５のアブソリュート検出部が
アブソリュートパターンを読み取って出力する１回転内
絶対値データ信号（アブソリュート信号）ｃと、光学式
エンコーダ部５のインクリメンタル検出部がインクリメ
ンタルパターンを読み取って出力する１回転内インクリ
メンタル２相信号（Ａ相およびＢ相）ｄおよびｅとに基
づいて求めた１回転内絶対番地データＨを下位出力から
１回転内絶対番地データバスを介してデータ出力回路９
に送出する。
コーダは、符号板に同心円状に形成されたアブソリュー
トパターンおよびインクリメンタルパターンから検出し
た信号に基づき１回転内絶対番地データＨを求めて出力
するための１回転内絶対番地系回路ブロック４を備えて
いる。１回転内絶対番地系回路ブロック４は、光学式エ
ンコーダ部５とアップダウン・カウンタ回路６と回転速
度監視回路７とからなる。アップダウン・カウンタ回路
６は、光学式エンコーダ部５のアブソリュート検出部が
アブソリュートパターンを読み取って出力する１回転内
絶対値データ信号（アブソリュート信号）ｃと、光学式
エンコーダ部５のインクリメンタル検出部がインクリメ
ンタルパターンを読み取って出力する１回転内インクリ
メンタル２相信号（Ａ相およびＢ相）ｄおよびｅとに基
づいて求めた１回転内絶対番地データＨを下位出力から
１回転内絶対番地データバスを介してデータ出力回路９
に送出する。
【００１９】また、アップダウン・カウンタ回路６は、
多回転量系回路ブロック１が出力する多回転量データＦ
と、光学式エンコーダ部５が出力する１回転内絶対値デ
ータ信号ｃ、１回転内インクリメンタル２相信号ｄおよ
びｅとに基づいて求めた多回転量データＧを上位出力か
ら多回転量データバスを介してデータセレクタ８に送出
する。一方、回転速度監視回路７はたとえば論理回路よ
り構成され、光学式エンコーダ部５が出力する１回転内
インクリメンタル２相信号ｄおよびｅに基づいてアブソ
リュートエンコーダの回転軸の回転速度すなわち符号板
の回転速度を検知する。回転速度監視回路７は、検知し
た回転速度に応じた回転速度モニタ信号ｉをデータセレ
クタ８に送出する。なお、１回転内絶対番地系回路ブロ
ック４は符号板の１回転内情報を出力するための検出部
を構成し、外部コントローラの主電源によって駆動さ
れ、電力供給停止時には動作が停止するように構成され
ている。
多回転量系回路ブロック１が出力する多回転量データＦ
と、光学式エンコーダ部５が出力する１回転内絶対値デ
ータ信号ｃ、１回転内インクリメンタル２相信号ｄおよ
びｅとに基づいて求めた多回転量データＧを上位出力か
ら多回転量データバスを介してデータセレクタ８に送出
する。一方、回転速度監視回路７はたとえば論理回路よ
り構成され、光学式エンコーダ部５が出力する１回転内
インクリメンタル２相信号ｄおよびｅに基づいてアブソ
リュートエンコーダの回転軸の回転速度すなわち符号板
の回転速度を検知する。回転速度監視回路７は、検知し
た回転速度に応じた回転速度モニタ信号ｉをデータセレ
クタ８に送出する。なお、１回転内絶対番地系回路ブロ
ック４は符号板の１回転内情報を出力するための検出部
を構成し、外部コントローラの主電源によって駆動さ
れ、電力供給停止時には動作が停止するように構成され
ている。
【００２０】データセレクタ８は、回転速度監視回路７
からの回転速度モニタ信号ｉに基づいて多回転量系回路
ブロック１からの多回転量データＦおよび１回転内絶対
番地系回路ブロック４からの多回転量データＧのうちい
ずれか一方を選択して、データ出力回路９に送出する。
データ出力回路９は、データセレクタ８において選択さ
れた多回転量データＦまたはＧと１回転内絶対番地デー
タＨとに基づいて符号板の絶対位置に対応する外部（シ
リアル）出力信号ｋを送出する。
からの回転速度モニタ信号ｉに基づいて多回転量系回路
ブロック１からの多回転量データＦおよび１回転内絶対
番地系回路ブロック４からの多回転量データＧのうちい
ずれか一方を選択して、データ出力回路９に送出する。
データ出力回路９は、データセレクタ８において選択さ
れた多回転量データＦまたはＧと１回転内絶対番地デー
タＨとに基づいて符号板の絶対位置に対応する外部（シ
リアル）出力信号ｋを送出する。
【００２１】図２および図３は、図１の多回転アブソリ
ュートエンコーダにおける磁気式エンコーダ部および光
学式エンコーダ部の具体的な構成を概略的に示す平面図
および側面図である。回転軸３１に固定された符号板４
には、アブソリュートパターンを有する第１トラック２
１、インクリメンタルパターンを有する第２トラック２
２、および１回転に１パルスを発生させる回転数計数用
の第３トラック２３が、それぞれ同心円状に独立に形成
されている。第１および第２トラック２１、２２は光学
式の白黒パターンであり、トラック２３は磁気式のＳＮ
パターンである。
ュートエンコーダにおける磁気式エンコーダ部および光
学式エンコーダ部の具体的な構成を概略的に示す平面図
および側面図である。回転軸３１に固定された符号板４
には、アブソリュートパターンを有する第１トラック２
１、インクリメンタルパターンを有する第２トラック２
２、および１回転に１パルスを発生させる回転数計数用
の第３トラック２３が、それぞれ同心円状に独立に形成
されている。第１および第２トラック２１、２２は光学
式の白黒パターンであり、トラック２３は磁気式のＳＮ
パターンである。
【００２２】回転計数用検出器である磁気式エンコーダ
部は、第３トラック２３に沿って検出することにより１
回転に１パルスを発生させるＭＲセンサ２７からなる。
このＭＲセンサ２７から出力される信号が、前述したイ
ンクリメンタル２相（Ａ相およびＢ相）信号ａおよびｂ
になる。また光学式エンコーダ部は、第２トラック２２
に沿って１回転内インクリメンタル２相信号ｄおよびｅ
を検出するインクリメンタル検出部２６と、第１トラッ
ク２１に沿って１回転内絶対値データｃを検出するアブ
ソリュート検出部２５とからなる。
部は、第３トラック２３に沿って検出することにより１
回転に１パルスを発生させるＭＲセンサ２７からなる。
このＭＲセンサ２７から出力される信号が、前述したイ
ンクリメンタル２相（Ａ相およびＢ相）信号ａおよびｂ
になる。また光学式エンコーダ部は、第２トラック２２
に沿って１回転内インクリメンタル２相信号ｄおよびｅ
を検出するインクリメンタル検出部２６と、第１トラッ
ク２１に沿って１回転内絶対値データｃを検出するアブ
ソリュート検出部２５とからなる。
【００２３】磁気式エンコーダ部２７で検出されたイン
クリメンタル２相信号ａおよびｂは、端子３０を介して
バックアップ系回転量保持・計数回路３に出力される。
また、アブソリュート検出部２５で検出された１回転内
絶対値データｃは、端子２８を介してアップダウン・カ
ウンタ回路６に出力される。さらに、インクリメンタル
検出部２６で検出された１回転内インクリメンタル２相
信号ｄおよびｅは、端子２９Ａおよび２９Ｂを介してア
ップダウン・カウンタ回路６および回転速度監視回路７
に出力される。
クリメンタル２相信号ａおよびｂは、端子３０を介して
バックアップ系回転量保持・計数回路３に出力される。
また、アブソリュート検出部２５で検出された１回転内
絶対値データｃは、端子２８を介してアップダウン・カ
ウンタ回路６に出力される。さらに、インクリメンタル
検出部２６で検出された１回転内インクリメンタル２相
信号ｄおよびｅは、端子２９Ａおよび２９Ｂを介してア
ップダウン・カウンタ回路６および回転速度監視回路７
に出力される。
【００２４】以上の構成を有する本実施例の多回転アブ
ソリュートエンコーダの動作について説明する。まず、
電力供給が再開されると、アップダウン・カウンタ回路
６の下位の桁には光学式エンコーダ部５が出力する１回
転内絶対値データ信号ｃが、上位の桁には多回転量系回
路ブロック１からの多回転量データＦがロードされる。
その後、光学式エンコーダ部５が出力する１回転内イン
クリメンタル２相信号ｄおよびｅを受けて、最下位ビッ
ト（ＬＳＢ）よりアップダウン計数動作を行う。計数動
作においてキャリー（桁上がり）およびボロー（桁下が
り）が起こると、上位の桁に±１の変化を及ぼす。
ソリュートエンコーダの動作について説明する。まず、
電力供給が再開されると、アップダウン・カウンタ回路
６の下位の桁には光学式エンコーダ部５が出力する１回
転内絶対値データ信号ｃが、上位の桁には多回転量系回
路ブロック１からの多回転量データＦがロードされる。
その後、光学式エンコーダ部５が出力する１回転内イン
クリメンタル２相信号ｄおよびｅを受けて、最下位ビッ
ト（ＬＳＢ）よりアップダウン計数動作を行う。計数動
作においてキャリー（桁上がり）およびボロー（桁下が
り）が起こると、上位の桁に±１の変化を及ぼす。
【００２５】こうして、アップダウン・カウンタ回路６
の下位出力からは、光学式エンコーダ部５で検出した１
回転内絶対番地データＨが送出される。また、上位出力
からは、磁気式エンコーダ部２で検出した多回転量デー
タＦを初期値とし、光学式エンコーダ部５で検出した１
回転内インクリメンタル２相信号ｄおよびｅによって更
新された多回転量データＧが送出される。このように、
多回転量データＧは、磁気式エンコーダ部２で検出され
た多回転量データを初期値とし、その後光学式エンコー
ダ部５の１回転内インクリメンタル２相信号によって更
新される。したがって、アップダウン・カウンタ回路６
の下位出力である１回転内絶対番地データＨと、上位出
力である多回転量データＧとの間には、符号板の回転速
度の変化にかかわりなく時間的なずれは実質的に発生し
ない。
の下位出力からは、光学式エンコーダ部５で検出した１
回転内絶対番地データＨが送出される。また、上位出力
からは、磁気式エンコーダ部２で検出した多回転量デー
タＦを初期値とし、光学式エンコーダ部５で検出した１
回転内インクリメンタル２相信号ｄおよびｅによって更
新された多回転量データＧが送出される。このように、
多回転量データＧは、磁気式エンコーダ部２で検出され
た多回転量データを初期値とし、その後光学式エンコー
ダ部５の１回転内インクリメンタル２相信号によって更
新される。したがって、アップダウン・カウンタ回路６
の下位出力である１回転内絶対番地データＨと、上位出
力である多回転量データＧとの間には、符号板の回転速
度の変化にかかわりなく時間的なずれは実質的に発生し
ない。
【００２６】データセレクタ８では、回転速度監視回路
７で検知したアブソリュートエンコーダの回転軸の回転
速度に応じて、多回転量データを選択する。すなわち、
低速回転時には多回転量データＦを、高速回転時には多
回転量データＧを選択する。なお、すでに述べたよう
に、低速時には、磁気式エンコーダ部２で検出した多回
転量データＦと光学式エンコーダ部５で検出した１回転
内絶対番地データＨとの時間的なずれは実質的にない。
また、高速時には、光学式エンコーダ部５で検出した多
回転量データＧと１回転内絶対番地データＨとの時間的
なずれは実質的にない。
７で検知したアブソリュートエンコーダの回転軸の回転
速度に応じて、多回転量データを選択する。すなわち、
低速回転時には多回転量データＦを、高速回転時には多
回転量データＧを選択する。なお、すでに述べたよう
に、低速時には、磁気式エンコーダ部２で検出した多回
転量データＦと光学式エンコーダ部５で検出した１回転
内絶対番地データＨとの時間的なずれは実質的にない。
また、高速時には、光学式エンコーダ部５で検出した多
回転量データＧと１回転内絶対番地データＨとの時間的
なずれは実質的にない。
【００２７】こうして、データ出力回路９は、データセ
レクタ８において適宜選択された多回転量データＦまた
はＧと１回転内絶対番地データＨとを時間的なずれが実
質的にない状態で内部ラッチして、符号板の絶対位置に
対応する外部出力信号ｋを送出することができる。
レクタ８において適宜選択された多回転量データＦまた
はＧと１回転内絶対番地データＨとを時間的なずれが実
質的にない状態で内部ラッチして、符号板の絶対位置に
対応する外部出力信号ｋを送出することができる。
【００２８】なお、上述の実施例では、アブソリュート
エンコーダの回転軸の回転速度に応じて多回転量データ
を選択しているが、低速時であろうと高速時であろうと
回転軸の回転状態の変化にかかわりなく、常に多回転量
データＧと１回転内絶対番地データＨとを内部ラッチし
てもよい。ただし、低速時に磁気式エンコーダ部からの
多回転量データＦを選択することにより、多回転量デー
タの信頼性を得ることができる。すなわち、多回転アブ
ソリュートエンコーダの多回転量データは電力供給停止
時にも多回転量データを検出することのできる磁気式エ
ンコーダ部からの多回転量データＦが基準になっている
からである。
エンコーダの回転軸の回転速度に応じて多回転量データ
を選択しているが、低速時であろうと高速時であろうと
回転軸の回転状態の変化にかかわりなく、常に多回転量
データＧと１回転内絶対番地データＨとを内部ラッチし
てもよい。ただし、低速時に磁気式エンコーダ部からの
多回転量データＦを選択することにより、多回転量デー
タの信頼性を得ることができる。すなわち、多回転アブ
ソリュートエンコーダの多回転量データは電力供給停止
時にも多回転量データを検出することのできる磁気式エ
ンコーダ部からの多回転量データＦが基準になっている
からである。
【００２９】また、磁気式エンコーダ部（磁気式検出
部）と光学式エンコーダ部（光学式検出部）とを備えた
アブソリュートエンコーダについて本発明を説明した
が、応答時間の異なる２つの検出部を有するアブソリュ
ートエンコーダについて本発明を適用することができる
ことは明らかである。
部）と光学式エンコーダ部（光学式検出部）とを備えた
アブソリュートエンコーダについて本発明を説明した
が、応答時間の異なる２つの検出部を有するアブソリュ
ートエンコーダについて本発明を適用することができる
ことは明らかである。
【００３０】さらに、上述の実施例では、回転速度監視
回路が光学式エンコーダ部のインクリメンタル信号に基
づいて符号板の回転速度を検出しているが、磁気式エン
コーダ部のインクリメンタル信号に基づいて検出しても
よいし、他の適当な方法で回転軸の回転速度を検出して
もよい。このように、上述の実施例では、多回転量デー
タと１回転内絶対番地データとの内部ラッチを時間的な
ずれなく行い、且つ多回転量系回路ブロックの消費電流
を少なく抑えて十分なバックアップ時間を確保すること
ができる。
回路が光学式エンコーダ部のインクリメンタル信号に基
づいて符号板の回転速度を検出しているが、磁気式エン
コーダ部のインクリメンタル信号に基づいて検出しても
よいし、他の適当な方法で回転軸の回転速度を検出して
もよい。このように、上述の実施例では、多回転量デー
タと１回転内絶対番地データとの内部ラッチを時間的な
ずれなく行い、且つ多回転量系回路ブロックの消費電流
を少なく抑えて十分なバックアップ時間を確保すること
ができる。
【００３１】したがって、磁気式エンコーダ部の消費電
力を少なくしてバックアップ時間を十分確保するととも
に、符号板の回転速度の変化にかかわらずその絶対位置
を精度良く検出することができる。なお、本実施例の光
学式エンコーダ部では、インクリメンタルパターンを備
える構成としているが、アブソリュートパターンだけで
構成してもよい。この場合、１回転内絶対番地データＧ
は、アブソリュートパターンを読み取って出力する１回
転内絶対値データ信号から求めればよい。
力を少なくしてバックアップ時間を十分確保するととも
に、符号板の回転速度の変化にかかわらずその絶対位置
を精度良く検出することができる。なお、本実施例の光
学式エンコーダ部では、インクリメンタルパターンを備
える構成としているが、アブソリュートパターンだけで
構成してもよい。この場合、１回転内絶対番地データＧ
は、アブソリュートパターンを読み取って出力する１回
転内絶対値データ信号から求めればよい。
【００３２】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、回転量
データと１回転情報との内部ラッチを時間的なずれなく
行い、且つ多回転量系回路ブロックの消費電流を少なく
抑えて十分なバックアップ時間を確保することができ
る。
データと１回転情報との内部ラッチを時間的なずれなく
行い、且つ多回転量系回路ブロックの消費電流を少なく
抑えて十分なバックアップ時間を確保することができ
る。
【図１】本発明の実施例にかかる多回転アブソリュート
エンコーダのブロック構成図である。
エンコーダのブロック構成図である。
【図２】図１の多回転アブソリュートエンコーダにおけ
る磁気式エンコーダ部および光学式エンコーダ部の具体
的な構成を概略的に示す平面図である。
る磁気式エンコーダ部および光学式エンコーダ部の具体
的な構成を概略的に示す平面図である。
【図３】図１の多回転アブソリュートエンコーダにおけ
る磁気式エンコーダ部および光学式エンコーダ部の具体
的な構成を概略的に示す側面図である。
る磁気式エンコーダ部および光学式エンコーダ部の具体
的な構成を概略的に示す側面図である。
【図４】従来の多回転アブソリュートエンコーダのブロ
ック構成図である。
ック構成図である。
【図５】従来の多回転アブソリュートエンコーダにおけ
る多回転量データと１回転内絶対番地データと間の時間
的なずれを説明する図である。
る多回転量データと１回転内絶対番地データと間の時間
的なずれを説明する図である。
１、１０ 多回転量系回路ブロック ２、１１ 磁気式エンコーダ部 ３、１２ バックアップ系回転量保持・計数回路 ４、１３ １回転内絶対番地系回路ブロック ５、１４ 光学式エンコーダ部 ６ アップダウン・カウンタ回路 ７ 回転速度監視回路 ８ データセレクタ ９、１６ データ出力回路 １５ データ変換回路 ａ、ｂ、ｌ、ｍ 多回転量インクリメンタル２相信号 ｃ、ｎ １回転内絶対値データ信号（アブソリ
ュート信号） ｄ、ｅ、ｏ、ｐ １回転内インクリメンタル２相信号 Ｆ、 多回転量データ Ｈ、Ｒ １回転内絶対番地データ ｉ 回転速度モニタ信号 ｋ、ｓ 外部（シリアル）出力信号
ュート信号） ｄ、ｅ、ｏ、ｐ １回転内インクリメンタル２相信号 Ｆ、 多回転量データ Ｈ、Ｒ １回転内絶対番地データ ｉ 回転速度モニタ信号 ｋ、ｓ 外部（シリアル）出力信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山▲崎▼ 雄二 神奈川県横浜市栄区長尾台町471番地 株 式会社ニコン横浜製作所内
Claims (6)
- 【請求項１】 第１のパターンと第２のパターンとが形
成された符号板と、 前記第１のパターンを読み取り、前記符号板の１回転内
情報を出力する第１の検出部と、 前記第２のパターンを読み取り、前記符号板の第１回転
データを出力する第２の検出部と、 前記１回転内情報と前記第１回転データとに基づいて第
２回転データを算出する演算手段と、 前記符号板の回転速度を監視し、前記回転速度に応じて
前記第１回転データと前記第２回転データとのいずれか
一方を選択する選択手段と、 前記選択手段で選択した前記第１回転データと前記第２
回転データとのいずれか一方と、前記１回転内情報とに
基づいて前記符号板の多回転情報を出力するためのデー
タ出力手段と、 を備えていることを特徴とする多回転アブソリュートエ
ンコーダ。 - 【請求項２】 アブソリュートパターンとインクリメン
タルパターンと回転数計測用パターンが形成された符号
板と、 前記アブソリュートパターンを読み取り、アブソリュー
ト信号を出力するアブソリュート検出部と、 前記インクリメンタルパターンを読み取り、第１インク
リメンタル信号を出力するインクリメンタル検出部と、 前記回転数計測用パターンを読み取り、前記符号板の回
転数を表す回転検出信号を出力し、前記回転検出信号か
ら前記符号板の第１回転データを検出する回転検出部
と、 要求信号を入力した時の前記アブソリュート信号を第２
インクリメンタル信号に変換するとともに、前記回転検
出信号を第３インクリメンタル信号に変換する変換手段
と、 前記第１インクリメンタル信号と前記第２インクリメン
タル信号とに基づいて前記符号板の１回転内情報を演算
し、前記第２インクリメンタル信号と前記第３インクリ
メンタル信号とに基づいて第２回転データを演算する演
算手段と、 前記符号板の回転速度を監視し、前記回転速度に応じて
前記第１回転データと前記第２回転データとのいずれか
一方を選択する選択手段と、 前記選択手段で選択した前記第１回転データと前記第２
回転データとのいずれか一方と、前記１回転内情報とに
基づいて前記符号板の多回転情報を出力するためのデー
タ出力手段と、 を備えていることを特徴とする多回転アブソリュートエ
ンコーダ。 - 【請求項３】 前記選択手段は、 前記符号板の回転速度を検出し、検出した回転速度に応
じた回転速度信号を出力するための回転速度監視回路
と、 前記回転速度信号に応じて前記第１回転データと前記第
２回転データとのいずれか一方を選択して前記データ出
力手段に出力するためのデータセレクタと、 を有することを特徴とする請求項１または２に記載の多
回転アブソリュートエンコーダ。 - 【請求項４】 前記回転速度監視回路は、前記インクリ
メンタル検出部が検出した前記第１インクリメンタル信
号に基づいて前記符号板の回転速度を検出することを特
徴とする請求項３に記載の多回転アブソリュートエンコ
ーダ。 - 【請求項５】 前記回転速度信号は、前記符号板の回転
速度が高速であるか低速であるかを示す信号であり、 前記データセレクタは、前記符号板の回転速度が高速で
ある場合には前記第２回転データを選択し、前記符号板
の回転速度が低速である場合には前記第１回転データを
選択することを特徴とする請求項３または４に記載の多
回転アブソリュートエンコーダ。 - 【請求項６】 前記演算手段はアップダウンカウンタ回
路を有し、 要求信号を入力した時、前記アブソリュート信号を前記
アップダウン回路の下位の桁にロードし、前記第１回転
データを前記アップダウン回路の上位の桁にロードし、 前記インクリメンタル検出部からの第１インクリメンタ
ル信号に基づいて前記アップダウン回路の最下位ビット
よりアップダウン計数動作を行い、 前記アップダウン回路の上位出力からは前記第２回転デ
ータを出力し、前記アップダウン回路の下位出力からは
前記１回転内情報を出力することを特徴とする請求項２
乃至５のいずれか１項に記載の多回転アブソリュートエ
ンコーダ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6187767A JPH0829196A (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 多回転アブソリュートエンコーダ |
| US08/501,651 US5663557A (en) | 1994-07-18 | 1995-07-12 | Multiple rotating absolute encoder capable of accurately latching absolute address data with data on number of rotations |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6187767A JPH0829196A (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 多回転アブソリュートエンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829196A true JPH0829196A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=16211860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6187767A Pending JPH0829196A (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 多回転アブソリュートエンコーダ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5663557A (ja) |
| JP (1) | JPH0829196A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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