JPH0886665A - Absolute value encoder - Google Patents

Absolute value encoder

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JPH0886665A
JPH0886665A JP24485294A JP24485294A JPH0886665A JP H0886665 A JPH0886665 A JP H0886665A JP 24485294 A JP24485294 A JP 24485294A JP 24485294 A JP24485294 A JP 24485294A JP H0886665 A JPH0886665 A JP H0886665A
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恵司 山口
Mamoru Yamashita
守 山下
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Abstract

PURPOSE: To realize an errorless detection by providing a circuit for detecting first and second binary serial codes divided by N and operating the exclusive OR thereof thereby outputting an incremental signal. CONSTITUTION: In order to obtain incremental signals 1A, 1B, output signals DA2-DA5 and DB2-DB5 are inputted to an logic operation circuit 6 comprising EX-OR gates G1-G6. The gates G1-G4 output operation output signals DG1-DG4 while the gate G6 outputs the incremental signal 1A in response to the output signals DG3, DG4 and the gate G5 outputs the signal 1B in response to the DG1, DG2. At the variation point of any one of the output signals DA2, DB2, DA3, DB3, other three signals are in a stable region and thereby only one variation point is present in each dived region. Since the 1B is obtained through division by four signals and employed for judging the region of other signal, errorless reading is realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、0、1の2値符号で表
された直列符号(本明細書中においては、2進直列符号
という)を用いた絶対値エンコーダに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an absolute value encoder using a serial code represented by a binary code of 0 and 1 (herein referred to as a binary serial code).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、絶対値エンコーダは、スリット数
の異なる複数のトラックを並べて所望のビット数のバイ
ナリコード等を構成する符号板を用いていたが、この方
式ではビット数に応じてトラック数が増大して絶対値エ
ンコーダの小型化が困難であるという問題点を有してい
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, absolute value encoders have used a code plate for arranging a plurality of tracks having different numbers of slits to form a binary code having a desired number of bits. In this method, however, the number of tracks depends on the number of bits. However, there is a problem in that it is difficult to reduce the size of the absolute value encoder due to the increase of.

【0003】そこで、例えばM系列乱数符号を用い、単
一のトラックに2進直列符号を配置した符号板を設けた
絶対値エンコーダが提案されている。この種の絶対値エ
ンコーダは、所望の分解能に相当する分割数2n 個の2
進直列符号をスリット等の形で符号板に刻しておき、n
個の検出素子でその符号列を読み取って絶対位置データ
を得る構成であるため、その2進直列符号の分割値(最
小読取単位)の境界領域(不安定領域)での検出値に読
み誤りが生じるという問題が生じる。
Therefore, for example, an absolute value encoder using a M-series random number code and provided with a code plate in which a binary serial code is arranged on a single track has been proposed. This type of absolute encoder has 2 n divisions corresponding to the desired resolution.
The serial code is engraved on the code plate in the form of a slit or the like, and n
Since the detection element is configured to read the code string to obtain the absolute position data, there is a read error in the detection value in the boundary area (unstable area) of the division value (minimum reading unit) of the binary serial code. The problem arises.

【0004】この問題を解決するため、n個の検出素子
をA群及びB群に分けて2組用意し、A群の検出素子と
B群の検出素子とを位相差をもって配置すると共に、境
界領域(不安定領域)判別の目的でこの直列符号の2倍
すなわち2×2n 個に分割されたインクリメンタル符号
トラックを符号板に別途設け、このインクリメンタル符
号を別の検出素子で検出し、この検出結果を用いてA群
又はB群の検出素子による検出値の安定領域を選択し、
読み誤りのない検出値を得る構成が公知である。
In order to solve this problem, two sets of n detecting elements are prepared by dividing them into an A group and a B group, the detecting elements of the A group and the detecting elements of the B group are arranged with a phase difference, and a boundary is provided. For the purpose of discriminating a region (unstable region), an incremental code track divided into 2 × 2 n pieces of this serial code is separately provided on the code plate, and this incremental code is detected by another detection element, and this detection is performed. Using the results, select the stable region of the detection value by the detection element of group A or group B,
A configuration for obtaining a detection value without reading error is known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この様に、単一のトラ
ックに2進直列符号を設けた従来の絶対値エンコーダに
あっては、読み誤りのない絶対位置データを得るため、
n 個の2進直列符号とは別のトラックに2×2n 個に
分割されたインクリメンタル符号を設けなければならな
ず、また読み出されたインクリメンタル符号に基づく安
定領域を判別する為の複雑なデータ変換回路を必要とす
るという問題点があった。
As described above, in the conventional absolute value encoder provided with the binary serial code on a single track, in order to obtain absolute position data without reading error,
In addition to the 2 n binary serial codes, 2 × 2 n incremental codes must be provided on a different track, and a complicated area for discriminating a stable region based on the read incremental code is required. However, there is a problem in that a different data conversion circuit is required.

【0006】この場合、併設するインクリメンタルトラ
ックの分割数は直列符号の分割数の2倍であるため、符
号板へ形成するスリットのピッチは半分となってしま
う。一般的に、スリットのピッチが狭くなると、符号板
と検出素子間の距離を狭くしなくてはならず、機構的な
制限を受けてしまい、小型で高分解能化の実現が難しく
なる。
In this case, since the number of divisions of the additional incremental tracks is twice the number of divisions of the serial code, the pitch of the slits formed on the code plate becomes half. Generally, when the pitch of the slits is narrowed, the distance between the code plate and the detection element must be narrowed, which is mechanically limited, and it is difficult to realize a small size and high resolution.

【0007】本発明の目的は、したがって、2進直列符
号が付された符号板から複数個の符号を読み取ってその
読み取り位置の絶対位置を示す絶対位置データを出力す
る絶対値エンコーダであって、4N分割の絶対位置デー
タを得る為に、4N分割の2進直列符号のトラックと境
界領域判別の為の2×4N分割のインクリメンタルトラ
ックを符号板に形成するのではなく、2つの異なったN
分割の2進直列符号を符号板に形成し、機構的制約が少
なく、且つ、読み誤りのない絶対値エンコーダを提供す
ると共に、2つの異なった直列符号の特徴を生かして、
この2つの直列符号より検出した信号に基づいてインク
リメンタル信号を生成することができるようにした絶対
値エンコーダを提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide an absolute value encoder which reads a plurality of codes from a code plate provided with a binary serial code and outputs absolute position data indicating the absolute position of the read position. In order to obtain 4N-divided absolute position data, a 4N-divided binary serial code track and a 2 × 4N-divided incremental track for boundary area discrimination are not formed on the code plate, but two different N
Forming a split binary serial code on the code plate, providing an absolute value encoder with less mechanical restrictions and no read error, and taking advantage of the characteristics of two different serial codes,
An object of the present invention is to provide an absolute value encoder capable of generating an incremental signal based on a signal detected by these two serial codes.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の特徴は、2進直列符号が付された符号板から
連続する複数個の符号を読み取って絶対位置データを出
力する4N分割の絶対値エンコーダにおいて、符号板に
は第1及び第2符号トラックが設けられており、これら
の符号トラックから絶対位置データを読み取るための第
1及び第2検出器が設けられている。
A feature of the present invention for solving the above-mentioned problems is that 4N divisions in which a plurality of continuous codes are read from a code plate provided with a binary serial code and absolute position data is output. In the absolute value encoder, the code plate is provided with first and second code tracks, and first and second detectors for reading absolute position data from these code tracks are provided.

【0009】第1符号トラックには、連続するK+1個
(ここでは2K-1 <N≦2K を満足する2以上の整数
値)の符号の読取結果が全て異なる内容となると共に、
任意の2つの読み取り2進値の和が2K+1 −1にならな
いという条件のもとに作成された第1のN分割2進直列
符号が付されている。
In the first code track, the reading results of consecutive K + 1 codes (in this case, integer values of 2 or more satisfying 2 K-1 <N ≦ 2 K ) have different contents, and
It is given a first N-split binary serial code created under the condition that the sum of any two read binary values will not be 2 K + 1 -1.

【0010】一方、第2符号トラックには、第1のN分
割2進直列符号とN個に分割されたインクリメンタル信
号との排他的論理和をとることによって作成された第2
のN分割2進直列符号が付されている。
On the other hand, on the second code track, a second N-ary binary serial code and a second N-ary divided serial signal are created by exclusive ORing the N incremental signals.
N divided binary serial codes are attached.

【0011】このようにして作成された第1及び第2の
N分割2進直列符号は、次のような関係を有している。
すなわち、同一分割の2進直列符号でありながら、直列
符号自体は異なり、またこの2つの直列符号は、それぞ
れの変化点が互いに重ならない、つまり、一方の直列符
号の変化点(エッヂ)では、他方の直列符号は信号が安
定領域にあるという特徴を持っている。
The first and second N-division binary serial codes thus created have the following relationship.
That is, even though they are binary serial codes of the same division, the serial codes themselves are different, and the change points of these two serial codes do not overlap each other, that is, at the change point (edge) of one serial code, The other serial code is characterized in that the signal is in the stable region.

【0012】ところで、信号X、Y、Zについて排他的
論理和(本明細書においてはその演算記号を※とする)
X※Y=Zが成立するとき、Y※Z=X、Z※X=Yも
また成立することが一般的に知られている。よって、第
2のN分割2進直列符号は、第1のN分割2進直列符号
とインクリメンタル信号との排他的論理和を演算するこ
とにより作成したものであるから、第1符号トラック上
の任意の位置に検出素子を配置し、第2符号トラック上
にもそれと相対する位置に検出素子を配置し、各検出素
子からの検出信号の排他的論理和をとることにより、イ
ンクリメンタル信号を生成することができる。
By the way, the exclusive OR of the signals X, Y, and Z (in this specification, the operation symbol is *).
It is generally known that when X * Y = Z holds, Y * Z = X and Z * X = Y also hold. Therefore, since the second N-divided binary serial code is created by calculating the exclusive OR of the first N-divided binary serial code and the incremental signal, it is arbitrary on the first code track. To generate an incremental signal by arranging the detection element at the position of ## EQU1 ## and arranging the detection element on the second code track at a position opposite to the detection element and taking the exclusive OR of the detection signals from the respective detection elements. You can

【0013】本発明では、第1及び第2のN分割2進直
列符号を上述の如くして検出し、これらの排他的論理和
を演算する回路手段を設けることにより、インクリメン
タル信号を出力する。
According to the present invention, the incremental signal is output by providing the circuit means for detecting the first and second N-divided binary serial codes as described above and calculating the exclusive OR of these.

【0014】[0014]

【作用】第1及び第2のN分割2進直列符号は、同一分
割の2進直列符号でありながら、直列符号自体は異な
り、またこの2つの直列符号はそれぞれの変化点が互い
に重ならない、つまり一方の直列符号の変化点(エッ
ヂ)では、他方の直列符号は安定領域にあるというこ
と、及び、これら2組のN分割2進直列符号の対応する
符号同志の排他的論理的をとることにより得られるイン
クリメンタル信号と前記直列符号の変化点とは同期して
いることから、複雑な変換回路を使用せずに、読み誤り
のない検出が実施できる。
The first and second N-divided binary serial codes are binary serial codes of the same division, but the serial codes themselves are different, and the two serial codes do not have their change points overlapping with each other. That is, at the change point (edge) of one serial code, the other serial code is in the stable region, and the exclusive logic of the corresponding codes of these two sets of N-divided binary serial codes is taken. Since the incremental signal obtained by the above method and the change point of the serial code are synchronized, detection without reading error can be performed without using a complicated conversion circuit.

【0015】また、得られる絶対位置データは4N分割
でありながら、符号板に形成される直列符号はN分割で
済むので、符号板に4N分割の直列符号を形成する場合
に比べ、符号板と検出素子との間の距離を広くすること
ができ、小型高分解能化が実現できる。
Further, although the obtained absolute position data is 4N-divided, the serial code formed on the code plate only needs to be N-divided. Therefore, compared with the case where the 4N-divided serial code is formed on the code plate, It is possible to widen the distance from the detection element, and it is possible to realize a small size and high resolution.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
き詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0017】図1は本発明によるロータリ式の絶対値エ
ンコーダ1の構成を示す概略構成図である。この絶対値
エンコーダ1は、図示しない被検出体の回転軸等に固定
される符号板2と、符号板2の一方の側に配置された光
源3と、符号板2に絶対位置データ読み取りのため符号
板2に後述の如くして形成されている2進循環直列符号
を表すスリットを介して光源3からの光を受け取ること
により符号板2のコードを光学的に読み取るための検出
素子SA1〜SA6及びSB1〜SB5を有する読取装
置4とを備えている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of a rotary type absolute value encoder 1 according to the present invention. The absolute value encoder 1 includes a code plate 2 fixed to a rotating shaft of a detection object (not shown), a light source 3 disposed on one side of the code plate 2, and a code plate 2 for reading absolute position data. Detecting elements SA1 to SA6 for optically reading the code of the code plate 2 by receiving light from the light source 3 through a slit representing a binary cyclic serial code formed in the code plate 2 as described later. And a reader 4 having SB1 to SB5.

【0018】図2に示されているように、本実施例で
は、符号板2には、第1符号トラックT1と第2符号ト
ラックT2とが同心円状に設けられており、各符号トラ
ックT1、T2は8等分割されている。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the code plate 2 is provided with a first code track T1 and a second code track T2 concentrically, and each code track T1, T2 is divided into eight equal parts.

【0019】分割された各セグメントは白い部分(透光
部)が「1」黒い部分(遮光部)が「0」として光学的
に8個の2進循環直列符号をそれぞれ表示するように構
成されている。また、本実施例はロータリ式の絶対値エ
ンコーダのため、これらの2進直列符号は循環する必要
がある。
Each of the divided segments is constructed so that the white portion (transparent portion) is "1" and the black portion (light-shielding portion) is "0" to optically display eight binary cyclic serial codes. ing. Further, since the present embodiment is a rotary type absolute value encoder, it is necessary to circulate these binary serial codes.

【0020】符号板2の第1符号トラックT1に付され
ている8分割(22 <8≦23 よりK=3)の第1の2
進循環直列符号FAは、「任意の連続したK+1=4個
の符号で示される絶対位置データが全て異なる内容とな
ると共に、任意の2つの読み取り2進値の和が23+1
1にならない。」という条件のもとに作成した一例を示
すと、本実施例では、〔11110100〕となる。こ
の第1の2進循環直列符号FAが絶対値エンコーダ1の
符号板2の第1符号トラックT1に白い部分(透光部)
を「1」黒い部分(遮光部)を「0」としたスリットと
し形成されている(図2参照)。
The first code track T1 to the attached is in which eight divisions of the code plate 2 (2 2 <8 ≦ 2 3 from K = 3) first of 2
The binary cyclic serial code FA has the following meaning: “Absolute K + 1 = 4 pieces of absolute position data represented by four codes have different contents, and the sum of arbitrary two read binary values is 2 3 + 1 −.
It doesn't become 1. An example created under the condition "" is [11110100] in this embodiment. This first binary cyclic serial code FA is a white portion (transparent portion) on the first code track T1 of the code plate 2 of the absolute value encoder 1.
Is formed as a slit having "1" as a black portion (light-shielding portion) of "0" (see FIG. 2).

【0021】一方、符号板2の第2符号トラックT2に
は、第1の2進循環直列符号FA及びこれと同数のイン
クリメンタル符号の排他的論理和をとった2進直列符号
が、第2の2進循環直列符号FBとして付されている。
On the other hand, in the second code track T2 of the code plate 2, the binary serial code FA obtained by exclusive ORing the first binary cyclic serial code FA and the same number of incremental codes as the second serial code FA It is designated as a binary cyclic serial code FB.

【0022】本実施例では、「1」スタートのインクリ
メンタル符号〔10101010〕を用意し、これと第
1の2進循環直列符号FAとの排他的論理和をとること
により、〔01011110〕なる直列符号を得、これ
を第2の2進循環直列符号FBとしている。
In this embodiment, a serial code [0101110] is prepared by preparing an incremental code [10101010] starting from "1" and taking the exclusive OR of this and the first binary cyclic serial code FA. As the second binary cyclic serial code FB.

【0023】なお、「0」スタートのインクリメンタル
符号を用いた場合には〔10100001〕の結果を得
るが、これを使用しても全く差しつかえない。
When the "0" start incremental code is used, the result of [10100001] is obtained, but even if this is used, there is no problem at all.

【0024】第1及び第2の2進循環直列符号FA、F
Bは、各符号トラックT1、T2に下記の対応関係をも
って配置されている(図2参照)。 T1(FA) 11110101 T2(FB) 01011110
First and second binary cyclic serial codes FA, F
B is arranged on each of the code tracks T1 and T2 in the following correspondence relationship (see FIG. 2). T1 (FA) 11110101 T2 (FB) 010111110

【0025】読取装置4は、検出素子SA1〜SA6及
び検出素子SB1〜SB5から成り、第1符号トラック
T1の符号を読み取るための各検出素子SA1〜SA6
は、図2に示す如く第1符号トラックT1に沿って配置
されている。ここで、検出素子SA1、SA2、SA
4、SA6からの出力が第1の絶対位置データを構成す
る信号として用いられる。一方、第2符号トラックT2
の符号を読み取るための各検出素子SB1〜SB5は、
図2に示す如く第2符号トラックT2に沿って配置さ
れ、検出素子SB1、SB2、SB5からの各出力が第
2の絶対位置データを構成する信号として用いられてい
る。
The reading device 4 comprises detection elements SA1 to SA6 and detection elements SB1 to SB5, and each detection element SA1 to SA6 for reading the code of the first code track T1.
Are arranged along the first code track T1 as shown in FIG. Here, the detection elements SA1, SA2, SA
4, the output from SA6 is used as a signal forming the first absolute position data. On the other hand, the second code track T2
Each of the detection elements SB1 to SB5 for reading the code of
As shown in FIG. 2, the outputs from the detection elements SB1, SB2 and SB5, which are arranged along the second code track T2, are used as signals constituting the second absolute position data.

【0026】図3には、各符号トラックの最小読取単位
をλとしたときの各検出素子の配置間隔が展開して詳細
に示されている。
In FIG. 3, the arrangement intervals of the respective detection elements are shown in detail when the minimum reading unit of each code track is λ.

【0027】ここで、図4、図5を参照して、検出素子
の配置の一般例について説明する。
Here, a general example of the arrangement of the detection elements will be described with reference to FIGS.

【0028】図4は、K(2K-1 <N≦2K を満たす
K、Kは2以上の整数)が最小、すなわちK=2の場合
の検出素子の基本配置を示している。第1符号トラック
T1上の任意の位置に検出素子SA1を配置し、その位
置と相対する第2符号トラックT2上に検出素子SB1
が配置される。検出素子SA1、SB1よりもピッチλ
/2ずれた位置に検出素子SA2、SB2が配置され、
そこからさらにピッチ3/4λずれた位置に検出素子S
A3、SB3が配置される。ここからピッチλ/2ずれ
た位置に検出素子SA4、SB4が配置され、検出素子
SA4よりλ/2ずれた位置に検出素子SA5が配置さ
れる。すなわち、この場合、第1の検出器SAはK+3
=5個の検出素子SA1〜SA5で構成され、第2の検
出器SBはK+2=4個の検出素子SB1〜SB4で構
成される。
[0028] Figure 4, K (2 K-1 <satisfy N ≦ 2 K K, K is an integer of 2 or more) indicates the minimum, ie the basic arrangement of the detection element in the case of K = 2. The detection element SA1 is arranged at an arbitrary position on the first code track T1, and the detection element SB1 is arranged on the second code track T2 facing the position.
Is arranged. Pitch λ than the detection elements SA1 and SB1
The detection elements SA2 and SB2 are arranged at positions shifted by 1/2.
The detection element S is arranged at a position further deviated from the pitch by 3 / 4λ.
A3 and SB3 are arranged. The detection elements SA4 and SB4 are arranged at a position deviated from the detection element SA4 by a pitch λ / 2, and the detection element SA5 is arranged at a position deviated by λ / 2 from the detection element SA4. That is, in this case, the first detector SA is K + 3.
= 5 detection elements SA1 to SA5, and the second detector SB is K + 2 = 4 detection elements SB1 to SB4.

【0029】そして、検出素子SA1〜SA4、及びS
B1〜SB4は2N個に分割された位相差λ/4の2つ
のインクリメンタル信号を作成するために使用される。
検出素子SA1、SA3、SA5は第1符号トラックT
1の符号から絶対位置データを読み取り、検出素子SB
1、SB2、SB4は第2符号トラックT2の符号から
絶対位置データを読み取るために使用される。
Then, the detection elements SA1 to SA4 and S
B1 to SB4 are used to create two incremental signals with a phase difference λ / 4 divided into 2N pieces.
The detection elements SA1, SA3, SA5 are the first code tracks T
Absolute position data is read from the code of 1 and the detection element SB
1, SB2, SB4 are used to read the absolute position data from the code of the second code track T2.

【0030】2K-1 <N≦2K を満たすKの値が増加し
た場合には、第1符号トラックT1は検出素子SA5に
対して、第2符号トラックT2は検出素子SB4に対し
てピッチmλずれた位置にKの値に応じて検出素子を1
組づつ追加配置して行けばよい。
When the value of K satisfying 2 K-1 <N ≦ 2 K is increased, the first code track T1 is pitched with respect to the detection element SA5 and the second code track T2 is pitched with respect to the detection element SB4. One detection element is placed at a position shifted by mλ according to the value of K.
All you have to do is to place additional pairs.

【0031】このことを図5を参照して説明する。上述
したmの値は、図5において、右方向を(+)左方向を
(−)とするとき、1≦m、m≦−2となる。ただし、
m=−2のときは検出素子群が密集するため、実際には
m≦−3とするのが好ましい。
This will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the value of m described above is 1 ≦ m and m ≦ −2 when the rightward direction is (+) and the leftward direction is (−). However,
When m = -2, the detection element groups are densely packed, and therefore it is actually preferable that m ≦ -3.

【0032】検出素子の追加配置は、m=1、2、3、
・・・、またはm=−3、−4、−5、・・・というよ
うに、一方向のみに追加して行ってもよいが、光量分布
の比較的安定した中央に基本素子群を配置し、この基本
素子群を中心にm=−3、1、−4、2、−5、3、・
・・というように追加して行き、追加した検出素子を、
各トラックの符号から絶対位置データを読み取るための
検出素子として使用するのが好ましい。
The additional arrangement of the detection elements is as follows: m = 1, 2, 3,
, Or m = −3, −4, −5, ... May be added only in one direction, but the basic element group is arranged at the center where the light amount distribution is relatively stable. Then, centering around this basic element group, m = -3, 1, -4, 2, -5, 3, ...
.. and so on, and add the added detection element
It is preferably used as a detecting element for reading the absolute position data from the code of each track.

【0033】図2の如く配設された各検出素子からの出
力は、図1に示す波形整形回路5において波形整形さ
れ、出力信号DA1〜DA6、及びDB1〜DB5とし
て出力される。
The outputs from the detection elements arranged as shown in FIG. 2 are waveform-shaped by the waveform shaping circuit 5 shown in FIG. 1 and output as output signals DA1 to DA6 and DB1 to DB5.

【0034】図6には、符号板2を1回転したときに各
検出素子によって得られる上記出力信号の波形が示され
ている。
FIG. 6 shows the waveform of the output signal obtained by each detecting element when the code plate 2 is rotated once.

【0035】図1に戻ると、インクリメンタル信号I
A、IBを得るため、出力信号DA2〜DA5及びDB
2〜DB5は、Ex−ORゲートG1〜G6から成る論
理演算回路6に入力されている。Ex−ORゲートG1
〜G4からは演算出力信号DG1〜DG4が出力され
る。Ex−ORゲートG6からは演算出力信号DG3、
DG4に応答しインクリメンタル信号IAが得られ、E
x−ORゲートG5からは演算出力信号DG1、DG2
に応答し別のインクリメンタル信号IBが得られる。演
算出力信号DG1〜DG4及び各インクリメンタル信号
IA、IBの波形は図6に示されている。
Returning to FIG. 1, the incremental signal I
To obtain A and IB, output signals DA2 to DA5 and DB
2 to DB5 are input to a logical operation circuit 6 including Ex-OR gates G1 to G6. Ex-OR gate G1
Calculation output signals DG1 to DG4 are output from G4 to G4. From the Ex-OR gate G6, the operation output signal DG3,
Incremental signal IA is obtained in response to DG4, and E
Operation output signals DG1 and DG2 are output from the x-OR gate G5.
In response to another incremental signal IB. The waveforms of the operation output signals DG1 to DG4 and the incremental signals IA and IB are shown in FIG.

【0036】ここで、一般にαとβとの排他的論理和の
演算をα※βと表わすとすれば、DA2※DB2により
N=8個に分割されたインクリメンタル信号DG1が得
られ、DA3※DB3によりDG1よりλ/2位相のず
れたN=8個に分割されたインクリメンタル信号DG3
が得られることが図6から判る。さらに、DG1※DG
2により、2N=16個に分割されたインクリメンタル
信号IB(=DO5)が得られる。
Here, if the operation of exclusive OR of α and β is generally expressed as α * β, an incremental signal DG1 divided into N = 8 by DA2 * DB2 is obtained, and DA3 * DB3 Incremental signal DG3 divided into N = 8 with a λ / 2 phase shift from DG1
It can be seen from FIG. 6 that Furthermore, DG1 * DG
With 2, the incremental signal IB (= DO5) divided into 2N = 16 is obtained.

【0037】このとき、4つの出力信号DA2、DB
2、DA3、DB3の関係を見てみると、ある任意の信
号の変化点(エッヂ)では、他の3つの信号は波形が
「H」または「L」レベルの安定領域になっている。こ
れらの4つの信号を各信号の変化点で分割していった場
合、各分割領域に変化点が1つしかないという特徴をも
つ。
At this time, four output signals DA2, DB
Looking at the relationship between 2, DA3, and DB3, at a change point (edge) of a certain arbitrary signal, the waveforms of the other three signals are in the stable region of "H" or "L" level. When these four signals are divided at the changing points of each signal, there is only one changing point in each divided area.

【0038】したがって、これら4つの信号を検出する
検出素子SA2、SB2、SA3、SB3の任意の1つ
が符号板2のスリットの透光過部と、光遮断部の境界
部、即ち出力レベルが0(L)となるか1(H)となる
か断定できない不安定領域にあったとしても、間違った
データを出力することはない。
Therefore, any one of the detection elements SA2, SB2, SA3, SB3 for detecting these four signals is at the boundary between the light transmitting portion of the slit of the code plate 2 and the light blocking portion, that is, the output level is 0. Even if there is an unstable region where it cannot be determined whether it will be (L) or 1 (H), erroneous data will not be output.

【0039】また、これら4つの信号によって2N=1
6個に分割されたインクリメンタル信号がIB(DO
5)であるので、このインクリメンタル信号IBによっ
て他の信号の領域判別を行うことにより、即ちインクリ
メンタル信号IBの論理にて切替えることにより、読み
誤りのない検出を行うことができる。
Further, 2N = 1 by these four signals.
The incremental signal divided into 6 is IB (DO
Since it is 5), it is possible to perform detection without a read error by discriminating the areas of other signals by the incremental signal IB, that is, by switching according to the logic of the incremental signal IB.

【0040】検出素子SA1、SA4、SA6によって
検出された一組の出力信号DA1、DA2、DA4、D
A6と、検出素子SB1、SB2、SB3、SB5によ
って検出されたもう1組の出力信号DB1、DB2、D
B3、DB5とのいずれか一方をインクリメンタル信号
IBのレベルに応答して選択するため、セクレタ7が設
けられている。
A set of output signals DA1, DA2, DA4, D detected by the detection elements SA1, SA4, SA6.
A6 and another set of output signals DB1, DB2, D detected by the detection elements SB1, SB2, SB3, SB5.
A secreter 7 is provided to select either B3 or DB5 in response to the level of the incremental signal IB.

【0041】セクレタ7は、第1群の入力端子A1〜A
4と、第2群の入力端子B1〜B4とを有しており、各
出力信号はこれらの入力端子に図1に示されるようにそ
れぞれ入力されている。
The secreter 7 includes input terminals A1 to A of the first group.
4 and the second group of input terminals B1 to B4, and the respective output signals are input to these input terminals as shown in FIG.

【0042】セクレタ7は、そこに示されているよう
に、一般に2つの入力An、Bnを有しており、端子G
に印加されるインクリメンタル信号IBのレベルが
「L」の場合の入力Anを出力Ynとして取り出し、そ
の逆の場合には入力Bnを出力Ynとして取り出す選択
回路が、4組設けられている構成である。
The secreter 7, as shown there, generally has two inputs An, Bn and a terminal G
In this configuration, four sets of selection circuits are provided which take out the input An as the output Yn when the level of the incremental signal IB applied to the input is “L” and take out the input Bn as the output Yn in the opposite case. .

【0043】以上の説明から、インクリメンタル信号I
Bのレベルが「L」の場合には、各選択回路において、
第1群の入力端子A1〜A4に入力されている出力信号
DA1、DA2、DA4、DA6が出力端子Y1、Y
2、Y3、Y4から絶対位置データDO1、DO2、D
O3、DO4として出力される。一方、インクリメンタ
ル信号IBのレベルが「H」の場合には、各選択回路に
おいて第2群の入力端子B1〜B4に入力されている出
力信号DB1、DB2、DB3、DB5が出力端子Y
1、Y2、Y3、Y4から絶対位置データDO1、DO
2、DO3、DO4として出力される。
From the above description, the incremental signal I
When the level of B is “L”, in each selection circuit,
Output signals DA1, DA2, DA4, DA6 input to the input terminals A1 to A4 of the first group are output terminals Y1, Y.
2, Y3, Y4 to absolute position data DO1, DO2, D
It is output as O3 and DO4. On the other hand, when the level of the incremental signal IB is "H", the output signals DB1, DB2, DB3, DB5 input to the input terminals B1 to B4 of the second group in each selection circuit are output terminals Y.
Absolute position data DO1, DO from 1, Y2, Y3, Y4
2, DO3, and DO4 are output.

【0044】ここで、出力信号DA2、DB2、DB3
とインクリメンタル信号IBとの関係は、前記の様に出
力信号DA2、DB2、DB3の各変化点(エッヂ)が
インクリメンタル信号IBの変化点(エッヂ)と一致
(同期)している。一方、出力信号DA1、DA4、D
A6、DB1、DB5とインクリメンタル信号IBとの
関係は、出力信号DA1、DA4、DA6、DB1,D
B5の各変化点が、インクリメンタル信号IBの変化点
に対してλ/4だけ位相がずれていて、かつ本実施例の
場合、出力信号DA1、DA4、DA6の各変化点は、
インクリメンタル信号IBが「H」レベルの領域にのみ
存在し、また出力信号DB1、DB5の各変化点は、イ
ンクリメンタル信号IBが「L」レベルの領域にのみ存
在していることが、図6のタイムチャートよりわかる。
Here, the output signals DA2, DB2, DB3
With respect to the relationship between the incremental signal IB and the incremental signal IB, the changing points (edges) of the output signals DA2, DB2, and DB3 coincide (synchronize) with the changing points (edge) of the incremental signal IB as described above. On the other hand, output signals DA1, DA4, D
The relationship between A6, DB1, DB5 and the incremental signal IB is that output signals DA1, DA4, DA6, DB1, D
Each change point of B5 is out of phase by λ / 4 with respect to the change point of the incremental signal IB, and in the case of the present embodiment, each change point of the output signals DA1, DA4, DA6 is
The time in FIG. 6 indicates that the incremental signal IB exists only in the region of “H” level, and the change points of the output signals DB1 and DB5 exist only in the region of the incremental signal IB of “L” level. You can see from the chart.

【0045】本実施例においては、インクリメンタル信
号IBが「L」レベル時には出力信号DA1、DA4、
DA6が安定領域にあり、インクリメンタル信号IBが
「H」レベル時には出力信号DB1、DB5が安定領域
にあるので、インクリメンタル信号IBが「L」レベル
時に出力信号DA1、DA2、DA4、DA6が、イン
クリメンタル信号IBが「H」レベル時に出力信号DB
1、DB2、DB3、DB5が、セレクタ7で選択さ
れ、絶対位置データDO1〜DO4として出力される。
ここで、インクリメンタル信号IBは絶対位置データD
O5として使用され、2N=16個に分割された絶対位
置データDO1〜DO5が得られる。
In this embodiment, when the incremental signal IB is at "L" level, the output signals DA1, DA4,
Since DA6 is in the stable region and the output signals DB1 and DB5 are in the stable region when the incremental signal IB is at the "H" level, the output signals DA1, DA2, DA4 and DA6 are the incremental signals when the incremental signal IB is at the "L" level. Output signal DB when IB is at "H" level
1, DB2, DB3, DB5 are selected by the selector 7 and output as absolute position data DO1 to DO4.
Here, the incremental signal IB is the absolute position data D
Used as O5, absolute position data DO1 to DO5 divided into 2N = 16 pieces are obtained.

【0046】なお、インクリメンタル信号IBのレベル
がいずれの場合に第1群の入力端子又は第2群の入力端
子のどちらの信号を選択するかは、使用する2進循環直
列符号によって定まるので、使用する直列符号によりセ
レクタ7における選択論理を適宜変更すればよい。
It should be noted that which level of the incremental signal IB the signal of the input terminal of the first group or the input terminal of the second group to select is determined by the binary cyclic serial code used. The selection logic in the selector 7 may be appropriately changed according to the serial code.

【0047】さらに、EX−ORゲートG6における下
記の論理演算、 DG3※DG4 により、2N=16個に分割されたインクリメンタル信
号IAが得られる。
Further, the following logical operation in the EX-OR gate G6, DG3 * DG4, gives an incremental signal IA divided into 2N = 16 pieces.

【0048】インクリメンタル信号IAはインクリメン
タル信号IBに対してλ/4位相がずれているので、E
X−ORゲートG7における演算IA※IBにより、4
N=32個に分割されたインクリメンタル信号DO6が
得られる。このインクリメンタル信号DO6により、先
に得られた2N=16個の絶対位置データの分解能を2
倍し、図7に示す様な4N=32個の絶対位置データが
得られる。
Since the incremental signal IA is out of phase by λ / 4 with respect to the incremental signal IB, E
4 by the operation IA * IB in the X-OR gate G7
An incremental signal DO6 divided into N = 32 is obtained. With this incremental signal DO6, the resolution of the previously obtained 2N = 16 pieces of absolute position data is set to 2
By multiplying, 4N = 32 pieces of absolute position data as shown in FIG. 7 are obtained.

【0049】上記実施例では符号板が円形状の光学式ロ
ータリーエンコーダを例示して説明したが、符号板が直
線状のリエヤエンコーダ、或いは、符号の検出を磁気的
に行う磁気式エンコーダ等においても本発明を同様にし
て適用することができることは勿論である。
Although the optical rotary encoder having a circular code plate has been described as an example in the above embodiment, a linear encoder having a linear code plate or a magnetic encoder for magnetically detecting a code is used. Of course, the present invention can be applied in the same manner.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明によれば、上述の如く、2進直列
符号が付された符号板から複数ビットの符号を読み取っ
て絶対位置を示す絶対位置データを出力する絶対値エン
コーダであって、読み出された全ての絶対位置データが
重複することのないようにした絶対値エンコーダを簡単
に構成することができ、また、得られる絶対位置データ
の分解能よりも低い分解能の直列符号を符号板へ形成す
ればよいので、符号板と検出素子との間の検出距離が広
く取れ、機構的制限の少ない絶対値エンコーダを実現す
ることができる。
According to the present invention, as described above, an absolute value encoder for reading a code of a plurality of bits from a code plate provided with a binary serial code and outputting absolute position data indicating an absolute position, An absolute encoder that prevents all read absolute position data from overlapping can be easily configured, and a serial code with a resolution lower than the resolution of the obtained absolute position data can be transferred to the code plate. Since it suffices to form the encoder, the detection distance between the code plate and the detection element can be widened, and an absolute value encoder with less mechanical limitation can be realized.

【0051】さらに、符号板の2つのトラックに付され
た2組の直列符号の特徴を生かして、これらの直列符号
より検出した信号からインクリメンタル信号を作成する
ようにしたので、インクリメンタル符号トラックを特別
に設けることなしにトラックに付された符号を読み誤り
なく検出することをも実現することができる。
Further, since the characteristics of the two sets of serial codes attached to the two tracks of the code plate are utilized to generate the incremental signal from the signals detected from these serial codes, the incremental code track is specially designed. It is also possible to realize the detection of the code attached to the track without reading errors without providing the above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による絶対値エンコーダの一実施例の構
成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an absolute value encoder according to the present invention.

【図2】図1に示した絶対値エンコーダの符号板と検出
素子との間の配置関係を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between a code plate and detection elements of the absolute value encoder shown in FIG.

【図3】図2に示した符号板に対する検出素子の配列パ
ターンを説明するため検出素子を展開して示した説明
図。
FIG. 3 is an explanatory view showing the detection elements in a developed manner for explaining an array pattern of the detection elements on the code plate shown in FIG.

【図4】本発明による検出素子の基本的配列を説明する
ための説明図。
FIG. 4 is an explanatory view for explaining a basic arrangement of detection elements according to the present invention.

【図5】本発明による検出素子の一般的配列を説明する
ための説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a general arrangement of detection elements according to the present invention.

【図6】図1の符号板を1回転させた場合の各部の信号
の波形を示すタイムチャート。
FIG. 6 is a time chart showing the waveform of the signal of each part when the code plate of FIG. 1 is rotated once.

【図7】図1の構成において得られる32個の絶対位置
データを示す図。
FIG. 7 is a diagram showing 32 pieces of absolute position data obtained in the configuration of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶対値エンコーダ 2 符号板 6 論理演算回路 7 セレクタ IA、IB インクリメンタル信号 SA1〜SA6、SB1〜SB6 検出素子 FA 第1の2進循環直列号 FB 第2の2進循環直列号 T1 第1符号トラック T2 第2符号トラック DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Absolute value encoder 2 Code board 6 Logical operation circuit 7 Selector IA, IB Incremental signal SA1-SA6, SB1-SB6 Detection element FA 1st binary cyclic series FB 2nd binary cyclic series T1 1st code track T2 second code track

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03M 1/24 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location H03M 1/24

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2進直列符号が付された符号板から複数
個の符号を読み取って絶対位置データを出力する4N分
割の絶対値エンコーダにおいて、 第1符号トラックと第2符号トラックとを有し、第1符
号トラックには連続するK+1個の符号の読み取り結果
が全て異る内容となると共に任意の2つの読み取り結果
の2進値の和が2K+1 −1にならないという条件の下に
作成されたN分割(2K-1 <N≦2K 、Kは2以上の整
数、Nは4以上の偶数)の第1の2進直列符号が設けら
れ、第2符号トラックには該第1の2進直列符号とN個
に分割されたインクリメンタル符号との排他的論理和を
とることによって作成されたN分割の第2の2進直列符
号が設けられている符号板と、 前記第1符号トラック及び又は第2符号トラックから絶
対位置データを読み取るための検出器手段と、 前記第1符号トラック及び第2符号トラックから所要の
符号を読み取ってインクリメンタル信号を作成する手段
とを備えたことを特徴とする絶対値エンコーダ。
1. An absolute value encoder of 4N division, which reads a plurality of codes from a code plate provided with a binary serial code and outputs absolute position data, having a first code track and a second code track. , Under the condition that the reading results of consecutive K + 1 codes are all different in the first code track and the sum of the binary values of any two reading results is not 2 K + 1 -1. The created N divisions (2 K-1 <N ≦ 2 K , K is an integer of 2 or more, N is an even number of 4 or more) are provided with the first binary serial code, and the second code track is provided with the first binary serial code. A code plate provided with an N-divided second binary serial code created by taking the exclusive OR of the binary serial code of 1 and the incremental code divided into N pieces; Absolute position data from the code track and / or the second code track. An absolute value encoder comprising: a detector means for reading the data, and a means for reading a required code from the first code track and the second code track to create an incremental signal.
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