KR100392309B1 - 광학 증분 엔코더를 이용한 물체의 방향전환에 따른 위치정보 검출장치 - Google Patents

광학 증분 엔코더를 이용한 물체의 방향전환에 따른 위치정보 검출장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학 증분 엔코더를 이용하여 물체의 운동 방향이 변하는 경우에도 오차발생없이 물체의 위치 검출이 가능하도록 한 광학 증분 엔코더를 이용한 물체의 방향전환에 따른 위치 정보검출장치에 관한 것으로, 물체의 운동 방향변화에 따라 상태 변화되어 출력되는 광학 증분 엔코더의 진상신호와 지상신호 및 피드백되는 소정의 플립플롭신호를 조합하여 소정의 논리 신호를 출력하는 조합 논리 회로수단; 외부로부터의 클럭에 근거하여 상기 조합 논리 회로수단으로부터의 논리 신호중의 일부 논리 신호에 따라 상기 소정의 플립플립신호를 출력하고, 상기 클럭에 근거하여 상기 조합 논리 회로수단으로부터의 논리 신호중의 나머지 논리 신호에 따라 상기 물체의 운동 방향변화 시점에서 일정한 시간범위내의 방향판별신호를 출력하는 플립플롭 수단; 상기 진상신호 및 지상신호를 일정시간 지연 및 매핑처리하여 펄스를 발생하는 펄스 발생 회로; 및 상기 방향판별신호와 클럭에 근거하여 상기 펄스를 카운트하여 소정의 위치 정보 검출신호를 출력하는 카운터를 구비하여, 광학 증분 엔코더에 대한 별도의 기구적 수정없이 간단한 디지털 회로를 추가하여 물체의 위치 변화시 전혀 오차없이 정확한 위치검출이 가능하다.

Description

광학 증분 엔코더를 이용한 물체의 방향전환에 따른 위치 정보 검출장치{An apparatus for detecting position information according to direction change of an object using an optical incremental encoder}
본 발명은 광학 증분 엔코더를 이용한 물체의 방향전환에 따른 위치 정보 검출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학 증분 엔코더를 이용하여 회전 운동 또는 직선 운동을 하는 물체의 방향 변경시 위치 정보를 오차없이 검출할 수 있도록 한 장치에 관한 것이다.
통상적인 광학 증분 엔코더는 선형 및 회전형이 있는데, 회전형에 대해 설명하면 다음과 같다. 그 회전형 광학 증분 엔코더는 원판 디스크의 외주연을 따라 일정 크기의 구멍을 등간격으로 뚫어 배치하되, 그 구멍 열을 상하로 2열로 배치한 후, 그 원판 디스크를 마주 보고 그 각각의 구멍 열에 대해 발광 소자 및 수광 소자를 대향되게 배치하고서, 모터 구동에 의해 원판 디스크를 회전시키면 발광 소자 및 수광 소자에서의 발광/수광동작에 따라 2개의 펄스가 발생된다. 그 2개의 펄스는 서로 90。의 위상차를 갖는다.
이와 같은 광학 증분 엔코더를 이용하여 직선 운동이나 회전 운동을 하는 물체의 위치를 검출하는 경우, 일반적인 플립플롭(예컨대, D플립플롭)만을 사용하여 운동 방향의 변화를 검출하는 경우, 오차가 발생하지 않거나 1펄스 또는 2펄스의 오차가 방향 전환시마다 발생하게 된다.
이와 같이 발생된 펄스 오차는 계속하여 누적되며 많은 방향 전환운동이 일어나는 시스템에서는 결국 부정확한 위치검출이 행해지게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 광학 증분 엔코더에 대한 기구적인 수정을 행하여 위치검출 오차를 없애려고 하였다(참고 문헌 : 일본 특허공개공보 평11-108698호, 미국 특허공개공보 US5,065,081호, 한국 실용신안공개공보 1998-054231호, 한국 특허공개공보 1998-067053호).
그러나, 상술한 참고 문헌들에 제시된 방법은 광학 증분 엔코더에 대해서 기구적인 수정을 해야 하기 때문에 일반 상용화되어 있는 광학 증분 엔코더를 이용한 위치 검출 시스템에는 적용하기 어렵다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 기존의 광학 증분 엔코더를 이용하여 직선 운동 또는 회전 운동을 하는 물체의 운동 방향이 변하는 경우에도 전혀 오차의 발생없이 물체의 위치 검출이 가능하도록 한 광학 증분 엔코더를 이용한 물체의 방향전환에 따른 위치 정보 검출장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광학 증분 엔코더를 이용한 물체의 방향전환에 따른 위치 정보 검출장치의 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 조합 논리 회로부의 내부 회로도,
도 3a는 물체의 정방향 이동에 따른 도 1에 도시된 조합 논리 회로부로의 입력 펄스 파형도,
도 3b는 물체의 역방향 이동에 따른 도 1에 도시된 조합 논리 회로부로의 입력 펄스 파형도,
도 4a 내지 도 4h는 물체의 운동방향 변화에 따라 도 1에 도시된 조합 논리 회로부로 입력되는 펄스의 파형예,
도 5는 도 1에 도시된 조합 논리 회로부로 입력되는 입력 펄스가 현재 상태에서 다음 상태로 변화할 경우의 방향판별 펄스의 상태 변화를 설명하는 상태 다이어그램,
도 6은 도 5의 상태 다이어그램을 이해하기 쉬운 표 형태로 나타낸 상태표,
도 7a 내지 도 7f는 도 6의 상태표를 근거로 하여 도 1의 조합 논리 회로부의 각 출력신호에 대응하는 플립플롭의 입력을 얻기 위한 카르노프 맵,
도 8a 내지 도 8h는 물체의 운동방향 변화에 따라 도 1에 도시된 플립플롭부의 방향판별 펄스의 출력 파형예들이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 제 1지연부 12 : 제 2지연부
14 : 체배 회로부 16 : 카운터
16a : 펄스 입력부 16b : 클럭 입력부
16c : 방향판별신호 입력부 16d : 데이터 출력부
18 : 조합 논리 회로부 20 : 플립플롭 수단
20a : 제 1플립플롭부 20b : 제 2플립플롭부
20c : 제 3플립플롭부
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학 증분 엔코더를 이용한 물체의 방향전환에 따른 위치 정보 검출장치는, 물체의 운동 방향변화에 따라 상태 변화되어 출력되는 광학 증분 엔코더의 진상신호와 지상신호 및 피드백되어 입력되는 소정의 플립플롭신호를 조합하여 소정의 논리 신호를 출력하는 조합 논리 회로수단; 외부로부터 입력되는 클럭에 근거하여 상기 조합 논리 회로수단으로부터의 논리 신호중의 일부 논리 신호에 따라 상기 소정의 플립플립신호를 출력하고, 상기 클럭에 근거하여 상기 조합 논리 회로수단으로부터의 논리 신호중의 나머지 논리 신호에 따라 상기 물체의 운동 방향변화 시점에서 일정한 시간범위내의 방향판별신호를 출력하는 플립플롭 수단; 상기 진상신호 및 지상신호를 입력받아 일정시간 지연 및 매핑처리하여 펄스를 발생하는 펄스 발생 회로; 및 상기 방향판별신호와 클럭에 근거하여 상기 펄스 발생 회로로부터의 펄스를 카운트하여 소정의 위치 정보 검출신호를 출력하는 카운터를 구비한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 광학 증분 엔코더를 이용한 물체의 방향전환에 따른 위치 정보 검출장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광학 증분 엔코더를 이용한 물체의 방향전환에 따른 위치 정보 검출장치의 구성도로서, 광학 증분 엔코더(도시 생략)에서 출력되는 진상신호(ina)를 입력받아 소정시간동안 지연시킨 후에 출력하는 제 1지연부(10); 광학 증분 엔코더(도시 생략)에서 출력되는 지상신호(inb)를 입력받아 소정시간동안 지연시킨 후에 출력하는 제 2지연부(12); 외부로부터 입력되는 클럭신호를 기준 클럭으로 하여 상기 지연된 진상신호(ina) 및 지상신호(inb)를 매핑시켜 소정 형태의 펄스를 출력하는 체배 회로부(14); 상기 외부로부터의 클럭신호를 클럭 입력부(16b)를 통해 입력받고, 상기 체배 회로부(14)에서 출력되는 펄스 신호를 펄스 입력부(16a)를 통해 입력받으며, 물체의 방향전환이 있게 됨에 따라 생성되는 소정의 방향판별신호(Z)를 방향판별신호 입력부(16c)를 통해 입력받아, 그 입력된 펄스 신호를 기준 클럭에 동기시켜 업 카운팅 또는 다운 카운팅하여 데이터 출력부(16d)를 통해 소정 데이터를 출력하는 카운터(16); 광학 중분 엔코더(도시 생략)에서 출력되는 진상신호(ina)와 지상신호(inb) 및 외부로부터의 클럭을 입력으로 하여 물체의 운동방향 변화에 따라 상기 카운터(16)를 업 카운터 또는 다운 카운터로 사용할지를 결정하는 방향판별신호(Z)를 상기 카운터(16)로 제공하는 방향판별신호 제공수단으로 구성된다.
상기 방향판별신호(Z)는 물체의 운동 방향에 따라 방향전환 시점에서 "0" 또는 "1"로 표시된다. 예를 들어, 물체가 정방향으로 운동하는 경우 그 방향판별신호(Z)는 "1"로 표시되고, 물체가 역방향으로 운동하는 경우 그 방향판별신호(Z)는 "0"으로 표시된다.
상기 카운터(16)는 그 입력되는 방향판별신호(Z)에 따라 위치정보를 증가(카운트 업) 또는 감소(카운트 다운)시킨다.
여기서, 물체가 정방향으로 이동하고 있을 경우에 광학 증분 엔코더에서 출력되는 진상신호(ina) 및 지상신호(inb)의 펄스 파형은 도 3a에서와 같은 형태이고, 물체가 역방향으로 이동하고 있을 경우에 광학 증분 엔코더에서 출력되는 진상신호(ina) 및 지상신호(inb)의 펄스 파형은 도 3b에서와 같은 형태이다.
그리고, 상기 방향판별신호 제공수단은 광학 증분 엔코더(도시 생략)의 진상신호(ina)와 지상신호(inb)를 상태 변수로 설정하고 물체의 방향전환에 따른 각 상태 변수의 변화를 나타내는 상태 다이어그램과 상태표로부터 플립플롭의 입력 회로식을 유도하는 카르노프 맵에 의해 얻은 식을 이용하여 구성한 조합 논리 회로부(18); 및 플립플롭 수단(20)으로 구성된다.
상기 조합 논리 회로부(18)는 물체의 방향전환에 따라 상태 변화되는 상기 진상신호(ina)와 지상신호(inb) 및 피드백되는 소정의 플립플롭신호(A, B)를 조합하여 소정의 논리 신호(JA, KA, JB, KB, JZ, KZ)를 출력한다.
상기 플립플롭 수단(20)은 3개의 플립플롭부(20a, 20b, 20c; JK플립플롭)로 구성되는데, 상기 조합 논리 회로부(18)에서 출력되는 논리 신호중의 일부 신호(JA, KA, JB, KB) 및 상기 외부로부터 입력되는 클럭에 근거하여 상기 제 1 및 제 2플립플롭부(20a, 20b)에서 상기 조합 논리 회로부(18)로 피드백되는 플립플립신호(A, B)를 생성하고, 상기 조합 논리 회로부(18)에서 출력되는 논리 신호중의 나머지 신호(JZ, KZ) 및 상기 외부로부터 입력되는 클럭에 근거하여 상기 제 3플립플롭부(20c)에서 해당 물체에 대한 방향판별신호(Z)를 생성한 후 상기 카운터(16)로 제공한다.
상기 조합 논리 회로부(18)는 도 2에 도시된 바와 같이, 진상신호(ina)를 반전시키는 인버터(IV1), 지상신호(inb)를 반전시키는 인버터(IV2), 피드백신호(A)를 반전시키는 인버터(IV3), 및 피드백신호(B)를 반전시키는 인버터(IV4)로 구성된 인버터부(18a); 상기 진상신호(ina)와 상기 인버터(IV3)의 출력신호(A') 및 상기 인버터(IV4)의 출력신호(B')를 입력으로 하여 논리곱(AND)하는 앤드 게이트(AND1), 상기 인버터(IV2)의 출력신호(inb')와 상기 인버터(IV3)의 출력신호(A') 및 상기 피드백신호(B)를 입력으로 하여 논리곱하는 앤드 게이트(AND2), 상기 인버터(IV1)의 출력신호(ina')와 상기 피드백신호(A) 및 상기 피드백신호(B)를 입력으로 하여 논리곱하는 앤드 게이트(AND3), 및 상기 지상신호(inb)와 상기 피드백신호(B) 및 상기 인버터(IV4)의 출력신호(B')를 입력으로 하여 논리곱하는 앤드 게이트(AND4)로 구성된 제 1앤드 회로부(18b); 상기 제 1앤드 회로부(18b)에서 출력되는 4개의 신호를 논리합(OR)하여 상기 제 3플립플롭부(20c)로 제공하는 오어 게이트(OR1); 상기 지상신호(inb)와 상기 인버터(IV3)의 출력신호(A') 및 상기 인버터(IV4)의 출력신호(B')를 입력으로 하여 논리곱하는 앤드 게이트(AND5), 상기 지상신호(ina)와 상기 인버터(IV3)의 출력신호(A') 및 상기 피드백신호(B)를 입력으로 하여 논리곱하는 앤드 게이트(AND6), 상기 인버터(IV2)의 출력신호(inb')와 상기 피드백신호(A) 및 상기 피드백신호(B)를 입력으로 하여 논리곱하는 앤드 게이트(AND7), 및 상기 인버터(IV1)의 출력신호(ina')와 상기 피드백신호(A) 및 상기 인버터(IV4)의 출력신호(B')를 입력으로 하여 논리곱하는 앤드 게이트(AND8)로 구성된 제 2앤드 회로부(18b); 및 상기 제 2앤드 회로부(18c)에서 출력되는 4개의 신호를 논리합(OR)하여 상기 제 3플립플롭부(20c)로 제공하는 오어 게이트(OR2)로 구성된다.
도 4a 내지 도 4h는 물체의 운동방향이 변하는 경우에 광학 증분 엔코더에서출력될 수 있는 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 펄스 형태로서, 물체가 정방향에서 역방향으로 방향전환시 광학 증분 엔코더는 도 4a, 도 4c, 도 4e, 도 4h에 도시된 펄스 형태(801, 803, 805, 808)와 같은 진상신호(ina)와 지상신호(inb)를 출력하고, 물체가 역방향에서 정방향으로 방향전환시 광학 증분 엔코더는 도 4b, 도 4d, 도 4f, 도 4g에 도시된 펄스 형태(802, 804, 806, 807)와 같은 진상신호(ina)와 지상신호(inb)를 출력한다.
도 5는 광학 증분 엔코더의 진상신호(ina)와 지상신호(inb)를 상태 변수로 정의하고 현재의 상태에 대해서 다음 상태가 입력으로 들어오는 경우 방향판별신호(Z)의 상태 변화를 표시한 상태 다이어그램으로서, 예를 들어 상태 변수가 00->10->11->01->00->10->11->01->00···으로 이동하는 경우에는 물체가 정방향으로 운동하는 것으로 하여 방향판별신호(Z)를 "1"로 정의하였고, 이와 반대로 00->01->11->10->00->01->11->10->00···으로 이동하는 경우에는 물체가 역방향으로 운동하는 것으로 하여 방향판별신호(Z)를 "0"으로 정의하였다.
한편, 상기 도 5의 상태 다이어그램을 알아보기 쉬운 표 형태로 나타내면 도 6의 상태표와 같다. 도 6의 상태표는 조합 논리 회로부(18)의 단자(A,B)의 현재 상태, 그 조합 논리 회로부(18)로 입력되는 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 입력 상태, 상기 단자(A,B)의 다음 상태, 방향판별신호(A)의 출력 상태 및 플립플롭의 입력(JA, KA, JB, KB, JZ, KZ)으로 구성된다.
상기 도 6의 상태표에 근거하여 제 1플립플롭부(20a)의 입력(JA)을 얻기 위한 카르노프 맵을 만들어 보면 도 7a와 같은 형태가 되고, 그 도 7a의 카르노프 맵에 의해 "JA = ina"라는 회로식을 얻게 된다.
상기 도 6의 상태표에 근거하여 제 1플립플롭부(20a)의 입력(KA)을 얻기 위한 카르노프 맵을 만들어 보면 도 7b와 같은 형태가 되고, 그 도 7b의 카르노프 맵에 의해 "KA = ina'"라는 회로식을 얻게 된다.
상기 도 6의 상태표에 근거하여 제 2플립플롭부(20b)의 입력(JB)을 얻기 위한 카르노프 맵을 만들어 보면 도 7c와 같은 형태가 되고, 그 도 7c의 카르노프 맵에 의해 "JB = inb"라는 회로식을 얻게 된다.
상기 도 6의 상태표에 근거하여 제 2플립플롭부(20b)의 입력(KB)을 얻기 위한 카르노프 맵을 만들어 보면 도 7d와 같은 형태가 되고, 그 도 7d의 카르노프 맵에 의해 "KB = inb'"라는 회로식을 얻게 된다.
상기 도 6의 상태표에 근거하여 제 3플립플롭부(20c)의 입력(JZ)을 얻기 위한 카르노프 맵을 만들어 보면 도 7e와 같은 형태가 되고, 그 도 7e의 카르노프 맵에 의해 "JZ = ina·A'·B' + inb'·A'·B + ina'·A·B + inb·A·B'"라는 회로식을 얻게 된다.
상기 도 6의 상태표에 근거하여 제 3플립플롭부(20c)의 입력(KZ)을 얻기 위한 카르노프 맵을 만들어 보면 도 7f와 같은 형태가 되고, 그 도 7f의 카르노프 맵에 의해 "KZ = inb·A'·B' + ina·A'·B + inb'·A·B + ina'·A·B'"라는 회로식을 얻게 된다.
이어, 본 발명의 실시예에 따른 광학 증분 엔코더를 이용한 물체의 방향전환에 따른 위치 정보 검출장치의 동작에 대해 도 8a 내지 도 8h의 파형도를 참조하여 상세히 설명한다.
조합 논리 회로부(18)와 플립플롭 수단(20)은 진상신호(ina)와 지상신호(inb) 및 클럭을 입력받아 상기 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 변화에 의한 방향전환 시점을 찾아내고, 그 방향전환이 정방향에서 역방향으로 행해지는지 또는 역방향에서 정방향으로 행해지는지를 판별하여 그 방향판별신호(Z)를 카운터(16)로 제공한다. 예를 들어, 도 8a, 도 8c, 도 8e, 및 도 8h는 물체가 정방향에서 역방향으로 방향을 전환하였을 경우의 방향판별신호(Z)의 파형이고, 도 8b, 도 8d, 도 8f, 및 도 8g는 물체가 역방향에서 정방향으로 방향을 전환하였을 경우의 방향판별신호(Z)의 파형이다.
도 8a에서와 같이 물체가 정방향에서 역방향으로 전환할 때 즉, 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 변수가 "10"에서 "00"으로 변하는 경우 상기 조합 논리 회로부(18)는 그 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 천이된 디지털 신호("00")와 함께 피드백되는 플립플롭신호(A, B)에 근거하여 내부의 논리 회로를 통해 플립플롭 수단(20)으로의 입력신호(JA, KA, JB, KB, JZ, KZ)를 생성하고, 그 플립플롭 수단(20)의 제 3플립플롭부(20c)에서는 "0"의 방향판별신호(Z)를 출력한다. 즉, 상기 진상신호(ina)의 하이(high) 구간(821)이 로우(low) 구간으로 천이되는 시점(701)에서 2클럭 이내에서 방향판별신호(Z)가 "1"에서 "0"으로 된다.도 8a의 경우 진상신호(ina)의 펄스폭이 지상신호(inb)의 펄스폭보다 작다.
도 8b에서와 같이 물체가 역방향에서 정방향으로 방향을 전환할 때 즉, 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 변수가 "11"에서 "01"로 변하는 경우 상기 조합 논리 회로부(18)는 그 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 천이된 디지털 신호("01")와 함께 피드백되는 플립플롭신호(A, B)에 근거하여 내부의 논리 회로를 통해 플립플롭 수단(20)으로의 입력신호(JA, KA, JB, KB, JZ, KZ)를 생성하고, 그 플립플롭 수단(20)의 제 3플립플롭부(20c)에서는 "1"의 방향판별신호(Z)를 출력한다. 즉, 상기 진상신호(ina)의 하이 구간(822)이 로우 구간으로 천이되는 시점(702)에서 2클럭 이내에서 방향판별신호(Z)가 "0"에서 "1"로 된다. 도 8b의 경우 진상신호(ina)의 펄스폭이 지상신호(inb)의 펄스폭보다 작다.
도 8c에서와 같이 물체가 정방향에서 역방향으로 방향을 전환할 때 즉, 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 변수가 "01"에서 "11"로 변하는 경우 상기 조합 논리 회로부(18)는 그 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 천이된 디지털 신호("11")와 함께 피드백되는 플립플롭신호(A, B)에 근거하여 내부의 논리 회로를 통해 플립플롭 수단(20)으로의 입력신호(JA, KA, JB, KB, JZ, KZ)를 생성하고, 그 플립플롭 수단(20)의 제 3플립플롭부(20c)에서는 "0"의 방향판별신호(Z)를 출력한다. 즉, 상기 진상신호(ina)의 로우 구간(823)이 하이 구간으로 천이되는 시점(703)에서 2클럭 이내에서 방향판별신호(Z)가 "1"에서 "0"으로 된다. 도 8c의 경우 진상신호(ina)의 펄스폭이 지상신호(inb)의 펄스폭보다 작다.
도 8d에서와 같이 물체가 역방향에서 정방향으로 방향을 전환할 때 즉, 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 변수가 "00"에서 "10"으로 변하는 경우 상기 조합 논리 회로부(18)는 그 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 천이된 디지털 신호("10")와 함께 피드백되는 플립플롭신호(A, B)에 근거하여 내부의 논리 회로를 통해 플립플롭 수단(20)으로의 입력신호(JA, KA, JB, KB, JZ, KZ)를 생성하고, 그 플립플롭 수단(20)의 제 3플립플롭부(20c)에서는 "1"의 방향판별신호(Z)를 출력한다. 즉, 상기 진상신호(ina)의 로우 구간(824)이 하이 구간으로 천이되는 시점(704)에서 2클럭 이내에서 방향판별신호(Z)가 "0"에서 "1"로 된다. 도 8d의 경우 진상신호(ina)의 펄스폭이 지상신호(inb)의 펄스폭보다 작다.
도 8e에서와 같이 물체가 정방향에서 역방향으로 방향을 전환할 때 즉, 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 변수가 "11"에서 "10"으로 변하는 경우 상기 조합 논리 회로부(18)는 그 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 천이된 디지털 신호("10")와 함께 피드백되는 플립플롭신호(A, B)에 근거하여 내부의 논리 회로를 통해 플립플롭 수단(20)으로의 입력신호(JA, KA, JB, KB, JZ, KZ)를 생성하고, 그 플립플롭 수단(20)의 제 3플립플롭부(20c)에서는 "0"의 방향판별신호(Z)를 출력한다. 즉, 상기 지상신호(inb)의 하이 구간(825)이 로우 구간으로 천이되는 시점(705)에서 2클럭 이내에서 방향판별신호(Z)가 "1"에서 "0"으로 된다. 도 8e의 경우 진상신호(ina)의 펄스폭이 지상신호(inb)의 펄스폭보다 크다.
도 8f에서와 같이 물체가 역방향에서 정방향으로 방향을 전환할 때 즉, 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 변수가 "01"에서 "00"으로 변하는 경우 상기 조합 논리 회로부(18)는 그 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 천이된 디지털 신호("00")와 함께 피드백되는 플립플롭신호(A, B)에 근거하여 내부의 논리 회로를 통해 플립플롭 수단(20)으로의 입력신호(JA, KA, JB, KB, JZ, KZ)를 생성하고, 그 플립플롭 수단(20)의 제 3플립플롭부(20c)에서는 "1"의 방향판별신호(Z)를 출력한다. 즉, 상기 지상신호(inb)의 하이 구간(826)이 로우 구간으로 천이되는 시점(706)에서 2클럭 이내에서 방향판별신호(Z)가 "0"에서 "1"로 된다. 도 8f의 경우 진상신호(ina)의 펄스폭이 지상신호(inb)의 펄스폭보다 크다.
도 8g에서와 같이 물체가 역방향에서 정방향으로 방향을 전환할 때 즉, 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 변수가 "10"에서 "11"로 변하는 경우 상기 조합 논리 회로부(18)는 그 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 천이된 디지털 신호("11")와 함께 피드백되는 플립플롭신호(A, B)에 근거하여 내부의 논리 회로를 통해 플립플롭 수단(20)으로의 입력신호(JA, KA, JB, KB, JZ, KZ)를 생성하고, 그 플립플롭 수단(20)의 제 3플립플롭부(20c)에서는 "1"의 방향판별신호(Z)를 출력한다. 즉, 상기 지상신호(inb)의 로우 구간(827)이 하이 구간으로 천이되는 시점(707)에서 2클럭 이내에서 방향판별신호(Z)가 "0"에서 "1"로 된다. 도 8g의 경우 진상신호(ina)의 펄스폭이 지상신호(inb)의 펄스폭보다 크다.
도 8h에서와 같이 물체가 정방향에서 역방향으로 방향을 전환할 때 즉, 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 변수가 "00"에서 "01"로 변하는 경우 상기 조합 논리 회로부(18)는 그 진상신호(ina)와 지상신호(inb)의 상태 천이된 디지털 신호("01")와 함께 피드백되는 플립플롭신호(A, B)에 근거하여 내부의 논리 회로를 통해 플립플롭 수단(20)으로의 입력신호(JA, KA, JB, KB, JZ, KZ)를 생성하고, 그플립플롭 수단(20)의 제 3플립플롭부(20c)에서는 "0"의 방향판별신호(Z)를 출력한다. 즉, 상기 지상신호(inb)의 로우 구간(828)이 하이 구간으로 천이되는 시점(708)에서 2클럭 이내에서 방향판별신호(Z)가 "1"에서 "0"으로 된다. 도 8h의 경우 진상신호(ina)의 펄스폭이 지상신호(inb)의 펄스폭보다 크다.
즉, 이와 같이 물체의 방향 전환에 따른 방향판별신호(Z)의 생성이 방향 전환 시점에서 항상 2클럭 이내의 지연을 가지므로, 도 1의 카운터(16)의 펄스 입력부(16a) 전단에 위치한 체배 회로부(14)에 광학 증분 엔코더의 진상신호(ina)와 지상신호(inb)를 입력하기 전에 제 1지연부(10)와 제 2지연부(12)에서 그 진상신호(ina)와 지상신호(inb)를 2클럭 정도 시간지연시킨 후에 카운트될 펄스를 만들어 냄으로써, 전혀 오차가 없이 물체의 빈번한 운동방향 변화 발생시에도 위치를 정확히 검출할 수 있게 된다.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 광학 증분 엔코더에 대한 별도의 기구적 수정없이 간단한 디지털 회로를 추가하여 직선운동 또는 회전운동을 하는 물체의 위치 변화시 전혀 오차없이 정확한 위치검출이 가능하다.
그리고, 본 발명을 마이크로프로세서를 사용하는 디지털 제어 시스템에 적용하는 경우 별도의 추가 비용 또는 추가적인 회로 또는 별도의 소프트웨어적인 보상이 필요없이 일반적으로 보드내에 설치된 EPLD 등에 간단하게 구현이 가능하므로, 위치제어 시스템 구성시 정밀한 제어 성능을 얻을 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (5)

  1. 광학 증분 엔코더로부터의 물체의 운동 방향변화에 따른 상태 변화에 의해 발생되는 진상신호와 지상신호 및 피드백되어 입력되는 소정의 플립플롭신호를 각기 반전시키고, 상기 진상신호와 지상신호 및 각각의 반전된 출력신호를 논리곱 및 논리합 처리하여 소정의 논리 신호를 출력하는 조합 논리 회로수단;
    외부 클럭에 근거하여 상기 조합 논리 회로수단으로부터의 논리 신호중의 일부 논리 신호에 따라 피드백을 위한 플립플립신호를 출력하고, 상기 클럭에 근거하여 상기 조합 논리 회로수단으로부터의 논리 신호중의 나머지 논리 신호에 따라 상기 물체의 운동 방향변화 시점에서 일정한 시간범위내의 방향판별신호를 출력하는 플립플롭 수단;
    상기 진상신호 및 지상신호를 입력받아 일정시간 지연 및 매핑처리하여 펄스를 발생하는 펄스 발생 회로; 및
    상기 방향판별신호와 클럭에 근거하여 상기 펄스 발생 회로로부터의 펄스를 카운트하여 소정의 위치 정보 검출신호를 출력하는 카운터를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 증분 엔코더를 이용한 물체의 방향전환에 따른 위치 정보 검출장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 플립플롭 수단은 3개의 JK플립플롭으로 구성되고, 상기 3개의 JK플립플롭중 2개의 플립플롭에서 출력되는 신호가 상기 조합 논리 회로수단으로 피드백되고, 나머지 한 개의 JK플립플롭에서 출력되는 방향판별신호가 상기 카운터로 입력되는 것을 특징으로 하는 광학 증분 엔코더를 이용한 물체의 방향전환에 따른 위치 정보 검출장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 펄스 발생 회로에서의 일정시간 지연은 상기 플립플롭 수단의 일정한 시간범위 이상으로 행해지는 것을 특징으로 하는 광학 증분 엔코더를 이용한 물체의 방향전환에 따른 위치 정보 검출장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 플립플롭 수단에서 출력되는 방향판별신호에 의해 상기 카운터가 업 카운터 또는 다운 카운터로 사용되는 것을 특징으로 하는 광학 증분 엔코더를 이용한 물체의 방향전환에 따른 위치 정보 검출장치.
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