JPS6269102A - 位置および角度検出装置 - Google Patents
位置および角度検出装置Info
- Publication number
- JPS6269102A JPS6269102A JP20972485A JP20972485A JPS6269102A JP S6269102 A JPS6269102 A JP S6269102A JP 20972485 A JP20972485 A JP 20972485A JP 20972485 A JP20972485 A JP 20972485A JP S6269102 A JPS6269102 A JP S6269102A
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- Japan
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- signals
- signal
- waveform
- output
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、位置および角度検出装置に関する。
検出方法に磁気式、光学式などを用いた回転式または直
線式の角度および位置検出装置において分解能は重要な
要素であるが、分解能を高める九めに、主スケールの目
盛ピッチを小さくするとともに検出用のインデックスス
ケールや再生ヘッドの検出素子のピッチを小さくする方
法がある。
線式の角度および位置検出装置において分解能は重要な
要素であるが、分解能を高める九めに、主スケールの目
盛ピッチを小さくするとともに検出用のインデックスス
ケールや再生ヘッドの検出素子のピッチを小さくする方
法がある。
実際に光学式の主スケールの目盛ピッチは８ミクロン程
度のものがあるが、この程度の目盛ピッチになると加工
技術に高度なものが必要になるほか、主スケールやイン
デックススケールに塵埃が付着して重大な障害を生ずる
。また透過光量も小さくなるので、主スケールと検出部
の相対的移動速度も減少するなどの欠点がある。
度のものがあるが、この程度の目盛ピッチになると加工
技術に高度なものが必要になるほか、主スケールやイン
デックススケールに塵埃が付着して重大な障害を生ずる
。また透過光量も小さくなるので、主スケールと検出部
の相対的移動速度も減少するなどの欠点がある。
さらに主スケールを複数設けるとか、検出部をバーニヤ
的に設置するなどの分解能を高める方法もあるが、構造
が複雑になり不利である。
的に設置するなどの分解能を高める方法もあるが、構造
が複雑になり不利である。
本発明者は、′／の位相差をもつ２相の検出アナログ信
号から主スケールの目盛ピッチの／２の波長で波形比が
１対１、位相差がκ／４の２相矩形波信号を得る方法を
提案した。
号から主スケールの目盛ピッチの／２の波長で波形比が
１対１、位相差がκ／４の２相矩形波信号を得る方法を
提案した。
これによれば、前記の如く、主スケールの目盛ピッチを
十分検出可能な程度にして、主スケールの目盛ピッチの
／２に相当する波長の信号を得ることができ、主スケー
ルを複数設けることもなく、検出部をバーニヤ的に設置
することもなく、極めて、合理的に分解能を高めること
ができる。
十分検出可能な程度にして、主スケールの目盛ピッチの
／２に相当する波長の信号を得ることができ、主スケー
ルを複数設けることもなく、検出部をバーニヤ的に設置
することもなく、極めて、合理的に分解能を高めること
ができる。
ただ、アナログ信号を差動増巾した後、加算増巾器もし
くは減算増巾器により合成するので、合成信号と、増巾
器への入力信号との間に電気的なレベル差があり、合成
信号相互の位相、および増巾滲入力信号と合成信号との
間の位相に安定さを厭くことがある。
くは減算増巾器により合成するので、合成信号と、増巾
器への入力信号との間に電気的なレベル差があり、合成
信号相互の位相、および増巾滲入力信号と合成信号との
間の位相に安定さを厭くことがある。
本発明はこれらの鋏点を改善するものである。
本発明の実施例を図面について説明する。
第１図および第２図において、
１および２は主スケールと、相対的に移動する検出部を
もち、それぞれ差動信号Ａ、λとｔ／′２の位相差をも
つ差動信号Ｂ、Ｂを出力するアナログ信号発生部、３お
よび４は前記差動信号を受は差動増巾信号して位相差ｗ
／′２をもつ差動増巾信号Ａ′ とＢ′ を出力する差
動増巾器。５および６は前記アナログ信号発生部１およ
び２から出力さする差動信号ＡとＢ、およびＡとＢを受
は加算増巾および減算増巾して、前記差動増巾信号Ａ′
およびＢ′に幻しκ／４′４の位相をもつ加算増巾信
号人“およびＢ′を出力する加算増巾器と、減算増巾器
である。
もち、それぞれ差動信号Ａ、λとｔ／′２の位相差をも
つ差動信号Ｂ、Ｂを出力するアナログ信号発生部、３お
よび４は前記差動信号を受は差動増巾信号して位相差ｗ
／′２をもつ差動増巾信号Ａ′ とＢ′ を出力する差
動増巾器。５および６は前記アナログ信号発生部１およ
び２から出力さする差動信号ＡとＢ、およびＡとＢを受
は加算増巾および減算増巾して、前記差動増巾信号Ａ′
およびＢ′に幻しκ／４′４の位相をもつ加算増巾信
号人“およびＢ′を出力する加算増巾器と、減算増巾器
である。
アナログ信号発生部１および２は、主スケールに灯し同
一基板上に位相差がゞ／２の検出素子が設けらｎでおり
１、これから出力される差動信号Ａ。
一基板上に位相差がゞ／２の検出素子が設けらｎでおり
１、これから出力される差動信号Ａ。
λとＢ、Ｂは検出素子がそれぞれブリッジを構成してお
り温度変化などの環境変化や、構造からくる誤差を極力
減少させた条件で正確に出力させる。
り温度変化などの環境変化や、構造からくる誤差を極力
減少させた条件で正確に出力させる。
第３図に、主スケールに磁気目盛を設け、検出素子にＭ
Ｒ素子を使用した実施例を示す。
Ｒ素子を使用した実施例を示す。
ＭＲ素子Ｓ１ 、Ｓ２ 、Ｓ、と８４およびＢ′１゜Ｂ
′２．Ｂ′３ とＢ′４はそれぞれ等しい抵抗値であり
、ＭＲ素子Ｓ１ と８２ 、Ｓ２とＳ４ 、Ｓ４と８．
はそれぞれπの位相差を持ち、同様に８′１ とＢ′２
゜Ｓ１２と５１４Ｓ′４ とＢ′３ も露の位相差を持
っていて、Ｓｌと８□の中点、Ｓ３と８４の中点からそ
れぞれ検出信号が出力されるが、ＭＲ素子Ｓ１と８４゜
８３と８２は同位相であり、ＭＲ素子Ｓ１での検出信号
はＳｌと８２の中点から、差動信号ＡとしてＭＲ素子Ｓ
４での検出信号はＳ３と８４の中点から同時に差動信号
Ａとして出力され、ＭＲ素子Ｓ２での検出信号はＳｏ
と ８２の中点から、差動信号Ａとして同時にＭＲ素子
Ｓ３での検出信号はＳ３と８４の中点から前記ＭＲ素子
Ｓ工およびＳでの検出信号とπの位相をもつ差動信号Ａ
として出力されるが、温度変化によるＭＲ素子の抵抗変
化も、主尺とＭＲ素子との隙間の変化も電気的に相殺さ
れ安定したものである。
′２．Ｂ′３ とＢ′４はそれぞれ等しい抵抗値であり
、ＭＲ素子Ｓ１ と８２ 、Ｓ２とＳ４ 、Ｓ４と８．
はそれぞれπの位相差を持ち、同様に８′１ とＢ′２
゜Ｓ１２と５１４Ｓ′４ とＢ′３ も露の位相差を持
っていて、Ｓｌと８□の中点、Ｓ３と８４の中点からそ
れぞれ検出信号が出力されるが、ＭＲ素子Ｓ１と８４゜
８３と８２は同位相であり、ＭＲ素子Ｓ１での検出信号
はＳｌと８２の中点から、差動信号ＡとしてＭＲ素子Ｓ
４での検出信号はＳ３と８４の中点から同時に差動信号
Ａとして出力され、ＭＲ素子Ｓ２での検出信号はＳｏ
と ８２の中点から、差動信号Ａとして同時にＭＲ素子
Ｓ３での検出信号はＳ３と８４の中点から前記ＭＲ素子
Ｓ工およびＳでの検出信号とπの位相をもつ差動信号Ａ
として出力されるが、温度変化によるＭＲ素子の抵抗変
化も、主尺とＭＲ素子との隙間の変化も電気的に相殺さ
れ安定したものである。
同様に、Ｂ′１とＳ／、での検出信号は、差動信号Ｂと
して前記Ｓ１ と８４での検出信号Ａとｆ／′２の位相
をもって、Ｂ′２ とＳ ／３での検出信号はＳ２とＳ
での検出信号とπ・の位相をもち、温Ｗｆ化３
／ｚや構造上おこる検出条件
の変化は電気的に相殺され安定した差動信号ＢとＢとし
て出力される。
して前記Ｓ１ と８４での検出信号Ａとｆ／′２の位相
をもって、Ｂ′２ とＳ ／３での検出信号はＳ２とＳ
での検出信号とπ・の位相をもち、温Ｗｆ化３
／ｚや構造上おこる検出条件
の変化は電気的に相殺され安定した差動信号ＢとＢとし
て出力される。
アナログ信号発生部１から出力される安定した正確な差
動信号Ａ、λは位相差Ｋをもって差動増幅器３に入力さ
れ差動増巾信号Ａ−／とじて、アナログ信号発生部２か
ら出力される安定した正確な差動信号Ｂ、Ｂは位相差π
をもって差動増巾器４に入力され差動増巾信号Ｂ′とし
て、前記差動増巾信号Ａ′と位相差１７′２をもって出
力される。
動信号Ａ、λは位相差Ｋをもって差動増幅器３に入力さ
れ差動増巾信号Ａ−／とじて、アナログ信号発生部２か
ら出力される安定した正確な差動信号Ｂ、Ｂは位相差π
をもって差動増巾器４に入力され差動増巾信号Ｂ′とし
て、前記差動増巾信号Ａ′と位相差１７′２をもって出
力される。
差動信号ＡとＢは位相差ν′２を吃って加算増巾器５に
、差動信号ＡとＢは位相差ｔ／′２をもって減算増巾器
６に入力され、それぞれ合成信号Ａ′ とＢ′ として
Ａ“はＢに対しｌ、／、進み、Ｂ“はＡに対し／′４進
んだ位相で正確に出力される。
、差動信号ＡとＢは位相差ｔ／′２をもって減算増巾器
６に入力され、それぞれ合成信号Ａ′ とＢ′ として
Ａ“はＢに対しｌ、／、進み、Ｂ“はＡに対し／′４進
んだ位相で正確に出力される。
差動増巾器３から出力−４ｇた差動増巾信号、へ′は波
形整形回路７に、差動Ａｍ巾器４から出力された差動増
巾信号Ｂ′ は波形整形回路８に入力され波形比１灼１
の矩形波信号ａとｂに変換される。
形整形回路７に、差動Ａｍ巾器４から出力された差動増
巾信号Ｂ′ は波形整形回路８に入力され波形比１灼１
の矩形波信号ａとｂに変換される。
ａとｂの位相差はｌ／４波長（π／′２）をもっている
。
。
これらの矩形波信号ａとｂを排他的論理和回路１１にお
いて、ａとｂの人力信号レベルが共にＨレベル又はＬレ
ベルの場合はＬレベルの信号を出力し。
いて、ａとｂの人力信号レベルが共にＨレベル又はＬレ
ベルの場合はＬレベルの信号を出力し。
また入力信号の一方がＨレベル、他方がＬレベルの場合
はＨｖレベル出力する。そのために矩形波信号ａおよび
ｂの波形の波長のκ／４′２で波形比が１対１の矩形波
信号Ｃを出力する。
はＨｖレベル出力する。そのために矩形波信号ａおよび
ｂの波形の波長のκ／４′２で波形比が１対１の矩形波
信号Ｃを出力する。
アナログ信号発生部１および２から出力されるアナログ
信号の周波数の２倍の周波数をもつ矩形波信号で本発明
装置の出力端子１５から矩形゛波信号Ｃとして出力され
る。
信号の周波数の２倍の周波数をもつ矩形波信号で本発明
装置の出力端子１５から矩形゛波信号Ｃとして出力され
る。
合成信号Ａ′ とａ′は、波形整形回路９および１０に
人力され、波形比１吋１の矩形波信号ａ′とｂ′ に変
換さｎる。ａ′ とｂ′ の位相差は／４波長（’／２
）をもっている。これらの矩形波信号ａ′ とｂ′ を
排他的論理和回路１２においてａ′とｂ′ の人力信号
レベルが共にＨレベル又はＬレベルの場合はＬレベルの
信号を出力し、入力信号のいずれか一方がＨレベル他方
がＬレベルの場合はＨレベルの信号を出力する。そのた
めに矩形波信号ａ′ およびｂ′ の波形の波長のκ／
４′２で波形比が１幻１の矩形波信号ｃ′ を出力する
。この矩形波信号ｃ′ はアナログ信号発生部ｌおよび
２から出力されるアナログ信号の周波数の２倍の周波数
をもつ矩形波信号で本発明装置の出力端子１６から出力
される。
人力され、波形比１吋１の矩形波信号ａ′とｂ′ に変
換さｎる。ａ′ とｂ′ の位相差は／４波長（’／２
）をもっている。これらの矩形波信号ａ′ とｂ′ を
排他的論理和回路１２においてａ′とｂ′ の人力信号
レベルが共にＨレベル又はＬレベルの場合はＬレベルの
信号を出力し、入力信号のいずれか一方がＨレベル他方
がＬレベルの場合はＨレベルの信号を出力する。そのた
めに矩形波信号ａ′ およびｂ′ の波形の波長のκ／
４′２で波形比が１幻１の矩形波信号ｃ′ を出力する
。この矩形波信号ｃ′ はアナログ信号発生部ｌおよび
２から出力されるアナログ信号の周波数の２倍の周波数
をもつ矩形波信号で本発明装置の出力端子１６から出力
される。
矩形波信号Ｃとｃ′ の位相差は矩形波信号ａ。
ｂｌａ’？よびｂ′ の波長のκ／４、 （７４）で、
ｃ′はＣより位相が進んでいる。
ｃ′はＣより位相が進んでいる。
１３および１４はオープンコレクタ式のトランジスタス
イッチング回路でそれぞれのコレクタから信号出力端子
１５および１６に連結している。
イッチング回路でそれぞれのコレクタから信号出力端子
１５および１６に連結している。
前記のように、アナログ信号発、生回路は、本実施例の
如くそれぞれブリッジ回路に構成され検出素子の検出特
性も均一であり、温度変化に対しても安定した出力が得
られ、差動増巾、加算増巾および減算増巾方式を採るこ
とにより主尺と検出素子との空隙変化などの同相成分は
相殺されるので。
如くそれぞれブリッジ回路に構成され検出素子の検出特
性も均一であり、温度変化に対しても安定した出力が得
られ、差動増巾、加算増巾および減算増巾方式を採るこ
とにより主尺と検出素子との空隙変化などの同相成分は
相殺されるので。
極めて安定している。
したがって加算増巾や減算増巾は、前記の差動増巾と同
ノベルで行われ位相関係が、本発明者が提案した差動増
巾信号を加算もしくは減算増巾するのに比べ極めて安定
している。可変抵抗器などにより位相調整をする必要が
ない利点を持つ。
ノベルで行われ位相関係が、本発明者が提案した差動増
巾信号を加算もしくは減算増巾するのに比べ極めて安定
している。可変抵抗器などにより位相調整をする必要が
ない利点を持つ。
前記の如く本発明によれば、主尺の目盛の密度を高める
ことができない条件下で、主尺を複数使用し、相互の関
係位置を調整して分解能を高めたり、検出素子をバーニ
ヤ的に配設して分解能を高めることなく、低コストでし
かも安定した波形比１対１でアナログ信号の波長の１７
′２に相当する矩形波信号出力が得られる秀れたもので
ある。
ことができない条件下で、主尺を複数使用し、相互の関
係位置を調整して分解能を高めたり、検出素子をバーニ
ヤ的に配設して分解能を高めることなく、低コストでし
かも安定した波形比１対１でアナログ信号の波長の１７
′２に相当する矩形波信号出力が得られる秀れたもので
ある。
第１図は本発明の１実施例を示す回路図。
第２図は第１図の各部の信号を示す波形図。
第３図は第１図のアナログ信号発生部１と２の詳細を示
す説明図。 １および２はアナログ信号発生部 ３および４は差動増巾器 ５は加算増巾器 ６は減算増巾器 ７．８，９．１０は波形整形回路 １１．１２はｇｏａ集積回路 １３．１４はオーブンコレクタ凰トランジスタ１５．１
６は矩形波出力端子である。 才 １ 図 オ ３ ｒ：２ 矛 ２ 口 と
す説明図。 １および２はアナログ信号発生部 ３および４は差動増巾器 ５は加算増巾器 ６は減算増巾器 ７．８，９．１０は波形整形回路 １１．１２はｇｏａ集積回路 １３．１４はオーブンコレクタ凰トランジスタ１５．１
６は矩形波出力端子である。 才 １ 図 オ ３ ｒ：２ 矛 ２ 口 と
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 移動部と固定部のいずれか一方に主スケールを他方に検
出部を設置した位置および角度検出装置において、 差動信号Ａおよび＠Ａ＠と位相差κ／２をもつ差動信号
Ｂおよび＠Ｂ＠を発生する検出部をもち、前記信号を波
形比１対１の矩形波ａとｂに変換する第１の波形整形部
と、 前記の矩形波ａとｂの排他的論理和をとり前記矩形波ａ
とｂのピッチの１／２で波形比が１対１の矩形波ｃを出
力する第１の２倍回路と、 前記ＡとＢの差動信号の合成和信号Ａ″と、差動信号Ａ
とＢの合成差信号Ｂ″の位相を前記Ａ、Ｂ信号に対しそ
れぞれκ／４にする信号合成部と、前記Ａ″およびＢ″
を波形比１対１の矩形波の矩形波ａ′およびｂ′にする
第２の波形整形部と、前記矩形波ａ′およびｂ′の排他
的論理和をとり、前記矩形波ａ′とｂ′のピッチの１／
２で波形比１対１で、しかも矩形波ｃとの位相差がκ／
２なる矩形波ｃ′を出力する第２の２倍回路部とを有す
る位置および角度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20972485A JPS6269102A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 位置および角度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20972485A JPS6269102A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 位置および角度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6269102A true JPS6269102A (ja) | 1987-03-30 |
Family
ID=16577594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20972485A Pending JPS6269102A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 位置および角度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6269102A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5036276A (en) * | 1989-04-05 | 1991-07-30 | Seiko Epson Corporation | Magnetic encoder with high resolution of data signal recording at reduced recording pitch |
| US7402998B2 (en) * | 2006-09-07 | 2008-07-22 | Alps Electric Co., Ltd | Magnetic detection device including circuit capable of switching over output mode of N pole and S pole between non-separated one output and separated two outputs |
-
1985
- 1985-09-20 JP JP20972485A patent/JPS6269102A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5036276A (en) * | 1989-04-05 | 1991-07-30 | Seiko Epson Corporation | Magnetic encoder with high resolution of data signal recording at reduced recording pitch |
| US7402998B2 (en) * | 2006-09-07 | 2008-07-22 | Alps Electric Co., Ltd | Magnetic detection device including circuit capable of switching over output mode of N pole and S pole between non-separated one output and separated two outputs |
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