JPS6117913A - Rotary encoder - Google Patents

Rotary encoder

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JPS6117913A
JPS6117913A JP13709984A JP13709984A JPS6117913A JP S6117913 A JPS6117913 A JP S6117913A JP 13709984 A JP13709984 A JP 13709984A JP 13709984 A JP13709984 A JP 13709984A JP S6117913 A JPS6117913 A JP S6117913A
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JP
Japan
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code
angle
sheet
reading
symbol
Prior art date
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Pending
Application number
JP13709984A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Naito
均 内藤
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.)
Omron Corp
Original Assignee
Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Tateisi Electronics Co, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Tateisi Electronics Co
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Publication of JPS6117913A publication Critical patent/JPS6117913A/en
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PURPOSE:To measure an absolute angle without contacting by arranging the sheet which makes the PN simbol for angle detection in patterns to the shape of a circumference, by reading one part of the symbols by the reading sensor being fitted to a rotary shaft and by deciding which position of the circumference. CONSTITUTION:The count of a PN symbol generating clock is started simultaneously with the angle convertor 5 outputting a PN symbol generation starting signal 7 to a PN symbol generator 4, and after the generator 4 setting the initial stage value to the value equivalent to a rotary angle 0 deg., the generation of PN signal is started from the phase thereof. A comparator 3 compares one by one the reading data of N bits length that a detector 2 outputs with reading from a PN symbol sheet 1 and the N bits of PN symbols, and if both of them coincide with each other, a coincidence output 6 is fed to the convertor 5. The convertor 5 further reads the count value of the clock and outputs with converting to a rotary angle data.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術的分野〕 本発明は回転角を検出するためのロークリエンコーダに
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a rotary encoder for detecting a rotation angle.

〔従来技術およびその欠点〕[Prior art and its drawbacks]

従来、角度を検出するロータリエンコーダとして、ポテ
ンショメータで抵抗比を測定するものや、円周上に設け
られたスリットを計数するもの等が知られている。しか
しながら、ポテンショメータは接触式であるため安定性
に問題があり、一方、スリット方式のものは基準位置か
らのスリット数を計数するため、計数の誤りが測定誤差
になるし、相対的な角度しか得られないという欠点があ
った。
Conventionally, rotary encoders for detecting angles include those that measure resistance ratios using potentiometers, and those that count slits provided on the circumference. However, since potentiometers are contact type, they have problems with stability.On the other hand, slit type potentiometers count the number of slits from a reference position, so counting errors result in measurement errors, and only relative angles can be obtained. The disadvantage was that it could not be done.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上述の従来形における欠点を解消するもので
、非接触で絶対角を得る手段を提供することにある。
The present invention solves the above-mentioned drawbacks of the conventional method, and its object is to provide a means for obtaining an absolute angle without contact.

〔発明の構成および効果〕[Structure and effects of the invention]

本発明は、ロータリエンコーダの内周に沿って配置され
るPN符号を、oターン化したシート、このシートの一
部を非接触で読み取れるように回転軸に取り付けられた
検出器、PN符号の発生器、読み取り系列とPN符号の
発生レジスタの内容を比較する比較器、および比較結果
を角度情報にする変換器から構成される。
The present invention includes a sheet in which a PN code arranged along the inner circumference of a rotary encoder is turned into an o-turn, a detector attached to a rotating shaft so that a part of this sheet can be read without contact, and a PN code generator. A comparator that compares the read sequence with the contents of the PN code generation register, and a converter that converts the comparison result into angle information.

このように構成される本発明によれば、PN符号の読み
取りは非接触で行なわれるため安定した読み取りが可能
であり、かつ読み取られたPN符号は絶対位置を示して
いるため、初期位置に関係なく検出器出力から絶対角を
得ることができる。
According to the present invention configured as described above, since the reading of the PN code is performed without contact, stable reading is possible, and since the read PN code indicates an absolute position, it is possible to read the PN code in a non-contact manner. The absolute angle can be obtained from the detector output without the need for

〔実施例の説明〕[Explanation of Examples]

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図はロータリエンコーダの断面図で、■はPN符号
シート、2は符号ノ♀ターンを読み取る検出器である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotary encoder, where ■ is a PN code sheet, and 2 is a detector for reading the code no♀ turn.

検出器は回転軸を中心に回転し、対向したPN符号ノ?
ターンを常時読み取ることができる。
The detector rotates around the rotation axis, and the opposite PN code?
You can always read the turn.

PN符号パターンは光学式、磁気式いずれも可能であり
、光学式の場合はCCDやホトダイオードアレイにより
、磁気式の場合は磁気ヘラFやホール素子によりパター
ンを読みとることができる。
The PN code pattern can be read by either an optical method or a magnetic method, and in the case of the optical method, the pattern can be read by a CCD or a photodiode array, and in the case of the magnetic method, the pattern can be read by a magnetic spatula F or a Hall element.

PN符号、Qターンの一例としてはディジタル符号系列
をそのままバーコード状にしたものが使用できる。
As an example of the PN code and Q-turn, a digital code sequence converted into a bar code as it is can be used.

第2図は、第1図のロータリエンコーダにおけるPN符
号シー]・1を展開して全体の電気回路構成を表わした
ものであり、3は符号シートから読み取った符号列とP
N符号発生器レジスタ4の内容とを比較する比較器で、
これらの符号列が一致すると角度変換器5へ一致信号6
を出力する。
Figure 2 shows the entire electric circuit configuration by expanding the PN code sheet [1] in the rotary encoder shown in Figure 1, and 3 represents the code string read from the code sheet and P
A comparator for comparing the contents of the N code generator register 4,
When these code strings match, a match signal 6 is sent to the angle converter 5.
Output.

角度変換器5は、PN符号発生器4へPN符号発生開始
信号7を供給し、P’N符号発生器4は、この開始信号
7で定まる基準位相からPN符号を発生して比較器3に
PN符号部分列8を出力する。このPN符号はPN符号
発生器4を構成するシフトレジスタの段数をnとすると
全符号長が2n−1ビツトからなり、この全符号長内に
おいて開始点の異なるnビット以上の部分列はすべて異
なる。(+ターンとなる。本発明はこの性質を利用して
位置(角度)の絶対値を求めるようにしている。9はク
ロック発生器である。
The angle converter 5 supplies a PN code generation start signal 7 to the PN code generator 4, and the P'N code generator 4 generates a PN code from the reference phase determined by this start signal 7 and sends it to the comparator 3. A PN code subsequence 8 is output. This PN code has a total code length of 2n-1 bits, where n is the number of stages of the shift register constituting the PN code generator 4, and within this total code length, subsequences of n bits or more with different starting points are all different. . (This is a + turn. The present invention utilizes this property to obtain the absolute value of the position (angle). 9 is a clock generator.

第3図は第2図の回路における各信号のタイムチャート
を表わす。次に第3図のタイムチャ一トに従って各部の
動作を詳述する。
FIG. 3 shows a time chart of each signal in the circuit of FIG. Next, the operation of each part will be explained in detail according to the time chart shown in FIG.

角度変換器5はPN符号発生開始信号7をPN符号発生
器に出力すると同時にPN符号発生クロックのカウント
を開始する。
The angle converter 5 outputs the PN code generation start signal 7 to the PN code generator and simultaneously starts counting the PN code generation clock.

PN符号発生器4は開始信号7により発生レジスタの初
期値を回転角チに相当する値に設定したうえで、その位
相からPN符号の発生を開始する。
The PN code generator 4 sets the initial value of the generation register to a value corresponding to the rotation angle x by the start signal 7, and then starts generating the PN code from that phase.

比較器3は検出器2から出力されているNピット長の読
み取りデータとPN符号のNビット長を逐一比較し、一
致したら一致出力6を角度変換器5へ出力する。
The comparator 3 compares the N-bit length read data outputted from the detector 2 one by one with the N-bit length of the PN code, and outputs a coincidence output 6 to the angle converter 5 if they match.

角度変換器は一致信号6でPN符号発生クロックのカウ
ント値を読み、回転角データに変換して出力する。
The angle converter reads the count value of the PN code generation clock using the coincidence signal 6, converts it into rotation angle data, and outputs it.

検出器2はPN符号シート上のコードパターン変化の2
倍の密度で配置されたアレイセンサによって、コードパ
ターンを読み取る。
Detector 2 detects 2 of the code pattern changes on the PN code sheet.
The code pattern is read by an array sensor arranged at twice the density.

アレイセンサの数は比較PN符号長Nに対して、2N+
1個配置され全データが2N+1ビットのシフトレジス
タにIQラレルロードされる。
The number of array sensors is 2N+ for the comparison PN code length N.
All data is loaded into a 2N+1 bit shift register in IQ parallel.

シフトレジスタ出力は1,3.5・・・・・・、2N+
1と奇数番のみが、パラレルに比較器3に出力される。
Shift register output is 1, 3.5..., 2N+
Only 1 and odd numbers are output to the comparator 3 in parallel.

比較器3は検出器出力とPN符号部分列8とを比較し結
果を記憶する。つぎに検出器2にシフト指令を出して、
検出器のシフトレジスタの内容を1ビツトシフトさせる
。シフトされる前の出力をS Q’、シフト後の出力を
81とする。
Comparator 3 compares the detector output with PN code subsequence 8 and stores the result. Next, issue a shift command to detector 2,
Shift the contents of the shift register of the detector by 1 bit. The output before being shifted is SQ', and the output after shifting is 81.

比較器はSlに対してもSOと同様の比較をする。さら
にもう1ビツトのシフト指令によりS2を得て同様の比
較をする。これら3回の比較結果から5O1S2とPN
符号部分列が一致した場合を“一致パとし、Sl、82
とPN符号部分列が一致した場合を、”(+)半ビット
一致′″とする。このようにすれば、PN符号、Qター
ンシートの半ビットの誤差範囲で回転角情報が得られる
The comparator performs the same comparison for Sl as for SO. Furthermore, S2 is obtained by another 1-bit shift command and a similar comparison is made. From the results of these three comparisons, 5O1S2 and PN
If the code subsequences match, let it be “matching pa”, Sl, 82
The case where the and PN code subsequences match is defined as a "(+) half-bit match." In this way, rotation angle information can be obtained within a half-bit error range of the PN code and Q turn sheet.

第4図はこれらの比較信号を表すタイムチャートであり
、この例ではS1出力とS2出力とがPN符号部分列に
一致しており、これより(+)半ビット−散出力が得ら
れる。
FIG. 4 is a time chart showing these comparison signals. In this example, the S1 output and the S2 output match the PN code subsequence, and from this, a (+) half-bit-scattered output is obtained.

これら一致信号から角度情報を得るには、PN符号符号
系列長がMビット、測定角度範囲をθτ比較器が一致信
号を出力した時のP N符号発生クロックカウント値を
Cとすれば次式で角度情報ηが得られる。
To obtain angle information from these matching signals, the following equation can be used, assuming that the PN code sequence length is M bits, the measurement angle range is C and the PN code generation clock count value when the θτ comparator outputs the matching signal. Angle information η is obtained.

■1 但し、 測定精度をあげるには、より長いPN符号系列により、
PN符号シートの分解能を上げればよい。
■1 However, in order to improve measurement accuracy, a longer PN code sequence is required.
It is only necessary to increase the resolution of the PN code sheet.

このようにして、初期状態にかかわらず、常時回転角情
報を得られるロークリエンコーダを実現することができ
る。
In this way, it is possible to realize a rotary encoder that can always obtain rotation angle information regardless of the initial state.

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

第1図は本発明の1実施例に係るロークリエンコーダの
検出器断面図、第2図は第1図の検出器を備えたローク
リエンコーダの全体構成を示す回路図、第3図は第1図
の装置の各部分の信号のタイムチャート、そして第4図
は第1図における検出器出力に対する比較器の処理概念
を示すタイムチャートである。 1・・・PN符号シート、  2・・・検出器、3・・
・比較器、      4・・・PN符号発生器、5・
・・角度変換器、     6・・・一致信号、7・・
・PN符号発生開始信号、 8・・・PN符号部分列、 9・・・PN符号発生クロック発生器。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a detector of a low-return encoder according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing the overall configuration of a low-return encoder equipped with the detector of FIG. 1, and FIG. 1 is a time chart of signals of each part of the device, and FIG. 4 is a time chart showing the processing concept of a comparator for the detector output in FIG. 1. 1...PN code sheet, 2...detector, 3...
・Comparator, 4... PN code generator, 5.
... Angle converter, 6... Match signal, 7...
- PN code generation start signal, 8... PN code segment, 9... PN code generation clock generator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 角度検出に用いるPN符号をパターン化したシートを円
周状に配置し、円周に沿つて回転するように回転軸に取
り付けられたパターン読み取りセンサによりシートの符
号の一部を読み取り、シート全周のどの位置にあたるか
を判定して回転角を測定する手段を具備することを特徴
とするロータリエンコーダ。
A sheet patterned with PN codes used for angle detection is arranged in a circumferential manner, and a part of the code on the sheet is read by a pattern reading sensor attached to a rotating shaft so as to rotate along the circumference, and the entire circumference of the sheet is read. A rotary encoder characterized in that it is equipped with means for determining the position of the rotary encoder and measuring the rotation angle.
JP13709984A 1984-07-04 1984-07-04 Rotary encoder Pending JPS6117913A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010066129A (en) * 2008-09-11 2010-03-25 Iai:Kk Absolute type linear encoder and actuator
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