KR20220123761A - Absolute Encoder - Google Patents
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Abstract
앱솔루트 인코더(1X)가 절대값 부호 패턴이 배치된 원판 모양의 스케일(20)과, 스케일(20)의 제1 위치로부터의 광을 수광하여 제1 아날로그 신호를 출력하는 이미지 센서(3X)와, 스케일(20)의 제2 위치로부터의 광을 수광하여 제2 아날로그 신호를 출력하는 이미지 센서(4X)와, 제1 아날로그 신호를 제1 디지털 신호로 변환하는 AD 변환기(5A)와, 제2 아날로그 신호를 제2 디지털 신호로 변환하는 AD 변환기(5B)와, 제1 및 제2 디지털 신호에 기초하여, 스케일(20) 상에서의 제1 절대 위치를 산출하는 절대 위치 연산부(6X)를 구비하고 있다. The absolute encoder 1X receives the light from the first position of the disk-shaped scale 20 on which the absolute value sign pattern is disposed, and the scale 20 and the image sensor 3X for outputting a first analog signal; An image sensor 4X that receives light from a second position of the scale 20 and outputs a second analog signal, an AD converter 5A that converts the first analog signal into a first digital signal, and a second analog signal An AD converter 5B for converting a signal into a second digital signal, and an absolute position calculating unit 6X for calculating a first absolute position on the scale 20 based on the first and second digital signals are provided. .
Description
본 개시는 측정 대상물의 각도 위치를 측정하는 앱솔루트 인코더에 관한 것이다. The present disclosure relates to an absolute encoder for measuring an angular position of a measurement object.
샤프트 등의 측정 대상물의 기계적인 각도 위치를 측정하는 앱솔루트 인코더는, 복수의 마크가 배열된 원판 스케일과, 원판 스케일에 광을 조사함으로써, 원판 스케일로부터 측정 대상물의 각도 위치에 대응하는 신호를 취득하는 광 센서 모듈을 구비하고 있다. An absolute encoder for measuring the mechanical angular position of a measurement object such as a shaft is a disk scale in which a plurality of marks are arranged, and by irradiating light to the disk scale, a signal corresponding to the angular position of the measurement object is obtained from the disk scale An optical sensor module is provided.
특허 문헌 1에 기재된 앱솔루트 인코더에서는, 원판 스케일에 ABS(ABSolute, 앱솔루트) 패턴과, INC(INCremental, 인크리멘탈) 패턴을 조합한 마크가 배열되어 있다. 이 앱솔루트 인코더는 원판 스케일로부터 취득되는 위치 정보를, 2개의 검출기로 취득하여, ABS 패턴의 위치 정보와 INC 패턴의 위치 정보로 분해하고, 이들 위치 정보를 평균값화함으로써, 위치 정보의 분해능을 향상시키고 있다. In the absolute encoder described in
그렇지만, 상기 특허 문헌 1의 기술에서는, 원판 스케일로부터 수광되는 광은 원판 스케일의 하나의 영역으로부터 수광되어 있고, 1개의 영역으로부터 수광된 광에 기초하여 ABS 패턴의 위치 정보 및 INC 패턴의 위치 정보를 산출하여 평균값화하고 있다. 이 때문에, 상기 특허 문헌 1의 기술에서는, 2개의 검출기 중 어느 것에 이물 부착 등이 있으면 위치 정보의 신뢰성이 손상된다고 하는 문제가 있었다. However, in the technique of
본 개시는 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 신뢰성이 높고 분해능이 높은 위치 데이터를 산출할 수 있는 앱솔루트 인코더를 얻는 것을 목적으로 한다. The present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to obtain an absolute encoder capable of calculating position data with high reliability and high resolution.
상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 개시의 앱솔루트 인코더는, 절대값 부호 패턴이 배치된 원판 모양의 스케일과, 스케일에 광을 조사하는 발광 소자를 구비하고 있다. 또, 본 개시의 앱솔루트 인코더는, 스케일의 중심으로부터 제1 거리만큼 떨어진 제1 위치로부터의 제1 광을 수광하여 제1 광에 대응하는 제1 아날로그 신호를 출력하는 제1 이미지 센서와, 스케일의 중심으로부터 제2 거리만큼 떨어진 제2 위치로부터의 제2 광을 수광하여 제2 광에 대응하는 제2 아날로그 신호를 출력하는 제2 이미지 센서를 구비하고 있다. 또, 본 개시의 앱솔루트 인코더는, 제1 아날로그 신호를 제1 디지털 신호로 변환하는 제1 신호 변환부와, 제2 아날로그 신호를 제2 디지털 신호로 변환하는 제2 신호 변환부와, 제1 디지털 신호 및 제2 디지털 신호에 기초하여, 스케일 상에서의 제1 절대 위치를 산출하는 절대 위치 연산부를 구비하고 있다. In order to solve the above-mentioned problem and achieve the objective, the absolute encoder of this indication is equipped with the disk-shaped scale on which the absolute value code pattern is arrange|positioned, and the light emitting element which irradiates light to the scale. In addition, the absolute encoder of the present disclosure includes a first image sensor that receives a first light from a first position separated by a first distance from the center of the scale and outputs a first analog signal corresponding to the first light; and a second image sensor that receives a second light from a second position separated by a second distance from the center and outputs a second analog signal corresponding to the second light. In addition, the absolute encoder of the present disclosure includes a first signal converter for converting a first analog signal into a first digital signal, a second signal converter for converting a second analog signal into a second digital signal, and a first digital An absolute position calculating unit for calculating a first absolute position on the scale based on the signal and the second digital signal is provided.
본 개시에 따른 앱솔루트 인코더는, 신뢰성이 높고 분해능이 높은 위치 데이터를 산출할 수 있다고 하는 효과를 달성한다. The absolute encoder according to the present disclosure achieves the effect that position data with high reliability and high resolution can be calculated.
도 1은 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 광량 보정부에 입력되는 신호를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 광량 보정부가 출력하는 신호를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 나타낸 엣지 영역의 신호를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 엣지 검출부가 검출하는 상승 엣지 및 하강 엣지를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 나타낸 엣지 정보에 대응하는 비트열을 나타내는 도면이다.
도 7은 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 디코드부가 개략적인(approximate) 절대 위치를 특정하는 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 위상 검출부가 산출하는, 신호의 위상 편차량을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더에서 얻어지는 신호의 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 실시 형태 2에 따른 앱솔루트 인코더의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은 실시 형태 2에 따른 앱솔루트 인코더에 있어서의 이미지 센서의 배치 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 실시 형태 3에 따른 앱솔루트 인코더의 구성을 나타내는 도면이다.
도 13은 실시 형태 3에 따른 앱솔루트 인코더의 위치 데이터 생성부에 의한 위치 데이터의 생성 처리 절차를 나타내는 순서도이다.
도 14는 실시 형태 3에 따른 앱솔루트 인코더의 위치 데이터 생성부에 의한 이상 판정 처리의 제1 예의 처리 절차를 나타내는 순서도이다.
도 15는 실시 형태 3에 따른 앱솔루트 인코더의 위치 데이터 생성부에 의한 이상 판정 처리의 제2 예의 처리 절차를 나타내는 순서도이다.
도 16은 실시 형태 3에 따른 앱솔루트 인코더의 스케일에 발생하는 면 편차(face deflection)를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 실시 형태 4에 따른 앱솔루트 인코더의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 18은 실시 형태 4에 따른 앱솔루트 인코더의 이미지 센서가 실장된 모듈의 제1 구성예를 나타내는 도면이다.
도 19는 실시 형태 4에 따른 앱솔루트 인코더의 이미지 센서가 실장된 모듈의 제2 구성예를 나타내는 도면이다.
도 20은 실시 형태 4에 따른 앱솔루트 인코더의 이미지 센서가 실장된 모듈의 제3 구성예를 나타내는 도면이다.
도 21은 도 20에 나타낸 모듈을 실시 형태 3의 앱솔루트 인코더에 적용했을 경우의, 앱솔루트 인코더의 구성을 나타내는 도면이다.
도 22는 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더가 구비하는 절대 위치 연산부를 실현하는 하드웨어 구성예를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the structure of the absolute encoder which concerns on
2 is a diagram illustrating a signal input to a light amount correcting unit of the absolute encoder according to the first embodiment.
3 is a diagram illustrating a signal output by a light amount correcting unit of the absolute encoder according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a signal of an edge region shown in FIG. 3 .
5 is a diagram for explaining a rising edge and a falling edge detected by the edge detection unit of the absolute encoder according to the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating a bit string corresponding to edge information shown in FIG. 5 .
Fig. 7 is a diagram for explaining processing for specifying an approximate absolute position of a decode unit of the absolute encoder according to the first embodiment;
It is a figure for demonstrating the amount of phase deviation of the signal which the phase detection part of the absolute encoder which concerns on
9 is a diagram for explaining the characteristics of a signal obtained by the absolute encoder according to the first embodiment.
Fig. 10 is a diagram showing the configuration of the absolute encoder according to the second embodiment.
It is a figure for demonstrating the arrangement position of the image sensor in the absolute encoder which concerns on
12 is a diagram showing the configuration of the absolute encoder according to the third embodiment.
13 is a flowchart showing a process procedure for generating position data by the position data generating unit of the absolute encoder according to the third embodiment.
14 is a flowchart showing a processing procedure of a first example of abnormality determination processing by the position data generation unit of the absolute encoder according to the third embodiment.
15 is a flowchart showing a processing procedure of a second example of abnormality determination processing by the position data generation unit of the absolute encoder according to the third embodiment.
16 is a diagram for explaining face deflection occurring in the scale of the absolute encoder according to the third embodiment.
17 is a diagram showing a schematic configuration of an absolute encoder according to the fourth embodiment.
18 is a diagram showing a first configuration example of a module in which the image sensor of the absolute encoder according to the fourth embodiment is mounted.
19 is a diagram showing a second configuration example of a module in which the image sensor of the absolute encoder according to the fourth embodiment is mounted.
20 is a diagram showing a third configuration example of a module on which an image sensor of an absolute encoder according to the fourth embodiment is mounted.
Fig. 21 is a diagram showing the configuration of an absolute encoder when the module shown in Fig. 20 is applied to the absolute encoder of the third embodiment.
22 is a diagram showing an example of a hardware configuration for realizing an absolute position calculating unit included in the absolute encoder according to the first embodiment.
이하에, 본 개시의 실시 형태에 따른 앱솔루트 인코더를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the absolute encoder which concerns on embodiment of this indication is demonstrated in detail based on drawing.
실시 형태 1.
도 1은 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 구성을 나타내는 도면이다. 앱솔루트 인코더(1X)는 발광 소자(2)와, 이미지 센서(3X, 4X)와, 스케일(20)과, AD(Analog to Digital) 변환기(5A, 5B)와, 절대 위치 연산부(6X)를 구비하고 있다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the structure of the absolute encoder which concerns on
발광 소자(2)는 스케일(20)에 광을 조사하는 조명부이다. 발광 소자(2)에는, 예를 들면 점광원 LED(Light Emitting Diode, 발광 다이오드)가 이용된다. 이미지 센서(3X, 4X)는 스케일(20)로부터의 광을 수광하는 광 검출부이다. 이미지 센서(3X, 4X)에는 CCD(Charge Coupled Device, 전하 결합 소자) 이미지 센서, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor, 상보성 금속 산화막 반도체) 이미지 센서 등의 촬상 디바이스가 이용된다. 실시 형태 1에서는, 이미지 센서(3X, 4X)가 1차원 이미지 센서인 경우에 대해서 설명하지만, 이미지 센서(3X, 4X)는 2차원 이미지 센서여도 상관없다. The
스케일(20)은 원판 모양의 스케일이다. 스케일(20)은 모터(도시하지 않음) 등이 구비하는 회전 샤프트(7)에 연결되어 있어, 회전 샤프트(7)가 회전함으로써 스케일(20)이 회전한다. 스케일(20)은 원주를 따른 방향으로 절대 위치 패턴인 절대값 부호 패턴(30)을 가지는 트랙이 1개만 마련되어 있다. 절대값 부호 패턴(30)에는, 스케일(20)의 지름 방향으로 연장되는 복수의 반사부(31)와, 복수의 비반사부(32)가 배치되어 있다. The
반사부(31)는 발광 소자(2)로부터의 광을 반사하는 부분이고, 또, 비반사부(32)는 발광 소자(2)로부터의 광을 흡수, 혹은 투과하는 부분이다. 비반사부(32)는 반사부(31)의 반사율보다도 낮은 반사율로 반사하는 부분이면 된다. 반사부(31) 및 비반사부(32)는, 이미지 센서(3X, 4X) 상에 투영되는 광 강도 분포를 변조하도록 기능한다. The
절대값 부호 패턴(30)은 스케일(20)의 각도 위치를 특징지우도록 반사부(31) 및 비반사부(32)로 구성되어 있다. 절대값 부호 패턴(30)의 배열에는, 예를 들면, M계열 등의 의사 랜덤 부호를 맨체스터 부호화한 부호열이 사용된다. The
실시 형태 1에서는, 발광 소자(2) 및 이미지 센서(3X, 4X)가 모두 스케일(20)의 편측(片側)의 면인 상면에 배치된 반사형 인코더를 예시한다. 또한, 실시 형태 1의 앱솔루트 인코더(1X)는, 스케일(20)을 사이에 두고 서로 대향하는 위치인 상면 및 하면에 발광 소자(2) 및 이미지 센서(3X, 4X)가 배치된 투과형 인코더에도 적용 가능하다. In
투과형 인코더의 경우, 절대값 부호 패턴(30)은 광을 투과하는 투과부와, 광을 투과하지 않는 비투과부로 구성되면 된다. 반사형 인코더 및 투과형 인코더 중 어느 경우에도, 이미지 센서(3X, 4X) 상에 투영되는 광 강도 분포를 변조하도록 구성되어 있으면, 절대값 부호 패턴(30)의 구성은 특별히 한정되지 않는다. In the case of a transmissive encoder, the absolute
또, 실시 형태 1에서는, 스케일(20)의 중심으로부터 지름 방향을 따라서, 발광 소자(2) 및 이미지 센서(3X, 4X)가, 발광 소자(2), 이미지 센서(3X), 및 이미지 센서(4X)의 순번으로 배치되어 있는 예를 나타내고 있지만, 배치의 순번은 이 순번으로 한정되지 않는다. 즉, 발광 소자(2) 및 이미지 센서(3X, 4X)는, 수광하는 광의 스케일(20) 상에서의 반사 위치가 다르면, 배치의 순번은 한정되지 않는다. Moreover, in
이미지 센서(3X, 4X) 및 발광 소자(2)는, 스케일(20)의 상면측인 회전축 방향에서 보았을 경우에, 스케일(20)의 중심으로부터 스케일(20)의 제1 지름 방향으로 연장되는 반직선 상에 겹치도록 배치되어 있다. 실시 형태 1에서는, 이 반직선에, 스케일(20)의 상면측에서 보았을 경우에, 이미지 센서(3X)의 중심과, 이미지 센서(4X)의 중심과, 발광 소자(2)의 중심이 겹치도록, 이미지 센서(3X, 4X) 및 발광 소자(2)가 배치되어 있다. The
실시 형태 1에서는, 이미지 센서(3X)가 제1 이미지 센서이고, 이미지 센서(4X)가 제2 이미지 센서이다. 이미지 센서(3X)는 스케일(20)의 중심으로부터 제1 거리만큼 떨어진 제1 위치로부터의 제1 광을 수광하여 제1 광에 대응하는 아날로그 신호를 출력한다. 이미지 센서(4X)는 스케일(20)의 중심으로부터 제2 거리만큼 떨어진 제2 위치로부터의 제2 광을 수광하여 제2 광에 대응하는 아날로그 신호를 출력한다. 실시 형태 1에서는, 제1 거리와 제2 거리는 상이한 거리이다. 이미지 센서(3X)가 출력하는 아날로그 신호가 제1 아날로그 신호이고, 이미지 센서(4X)가 출력하는 아날로그 신호가 제2 아날로그 신호이다. In
AD 변환기(5A)는 이미지 센서(3X)가 검출한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 신호 변환부이다. AD 변환기(5B)는 이미지 센서(4X)가 검출한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 제2 신호 변환부이다. AD 변환기(5A)가 변환하는 디지털 신호가 제1 디지털 신호이고, AD 변환기(5B)가 변환하는 디지털 신호가 제2 디지털 신호이다. The
절대 위치 연산부(6X)는 AD 변환기(5A, 5B)로부터의 출력에 기초하여, 스케일(20)의 절대 위치를 연산하는 연산부이다. 절대 위치 연산부(6X)는 제1 디지털 신호 및 제2 디지털 신호에 기초하여, 스케일(20) 상에서의 절대 위치를 산출하여, 위치 데이터(40X)로서 출력한다. 실시 형태 1에서는, 위치 데이터(40X)가 제1 절대 위치이다. The absolute
절대 위치 연산부(6X)는 광량 보정부(10A, 10B)와, 엣지 검출부(11A, 11B)와, 디코드부(12A)와, 개략 검출부(13A)와, 위상 검출부(14B)와, 고정밀도 검출부(15X)를 가지고 있다. The absolute
광량 보정부(10A)는 AD 변환기(5A)로부터 보내져 오는 디지털 신호의 신호 강도를 균일화하여, 엣지 검출부(11A)로 보낸다. 광량 보정부(10B)는 AD 변환기(5B)로부터 보내져 오는 디지털 신호의 신호 강도를 균일화하여, 엣지 검출부(11B)로 보낸다. The light
엣지 검출부(11A)는 광량 보정부(10A)에 의해서 신호 강도가 균일화된 신호에 대해서, 미리 설정해 둔 임계값 레벨과 일치하는, 이미지 센서(3X) 상에서의 엣지 위치(이하, 엣지 화소 위치라고 함)를 구한다. 또, 엣지 검출부(11A)는 엣지 화소 위치가 엣지의 상승을 나타내는 상승 엣지인지, 엣지의 하강을 나타내는 하강 엣지인지를 판별한다. The
엣지 검출부(11B)는 광량 보정부(10B)에 의해서 신호 강도가 균일화된 신호에 대해서, 미리 설정해 둔 임계값 레벨과 일치하는, 이미지 센서(4X) 상에서의 엣지 화소 위치를 구한다. 또, 엣지 검출부(11B)는 엣지 화소 위치가 엣지의 상승을 나타내는 상승 엣지인지, 엣지의 하강을 나타내는 하강 엣지인지를 판별한다.The
디코드부(12A)는 엣지 검출부(11A)가 판별한 상승 엣지 및 하강 엣지에 기초하여, 신호를 비트값 「1」 및 비트값 「0」으로 이루어지는 비트열로 변환한다. The decoding unit 12A converts the signal into a bit string composed of a bit value "1" and a bit value "0" based on the rising edge and the falling edge determined by the
개략 검출부(13A)는, 디코드부(12A)가 변환한 비트열로부터 개략적인 절대 위치를 검출한다. 개략 검출부(13A)에서는, 예를 들면, 절대값 부호 패턴(30)의 비트열을 나타내는 룩업 테이블과, 디코드부(12A)가 변환한 비트열을 비교함으로써 개략적인 절대 위치를 검출한다. 실시 형태 1에서는, 개략 검출부(13A)가 검출하는 개략적인 절대 위치가, 제2 절대 위치이다. The rough detection unit 13A detects a rough absolute position from the bit string converted by the decoding unit 12A. The rough detection unit 13A detects a rough absolute position, for example, by comparing a lookup table indicating the bit string of the absolute
위상 검출부(14B)는, 엣지 검출부(11B)가 판별한 상승 엣지 및 하강 엣지에 기초하여, 기준이 되는 화소 위치(후술하는 기준 화소 위치(150))에 대한 위상 편차량을 산출한다. The
고정밀도 검출부(15X)는, 개략 검출부(13A)가 검출한 개략적인 절대 위치와, 위상 검출부(14B)가 산출한 위상 편차량을 모두 더함으로써, 스케일(20)의 절대 위치를 산출한다. 고정밀도 검출부(15X)는 산출한 절대 위치를 위치 데이터(40X)로서 출력한다. The high-
또한, 이미지 센서(3X, 4X) 및 발광 소자(2)는 반직선 상에 겹치도록 배치되지 않아도 상관없다. 환언하면, 이미지 센서(3X, 4X)는 스케일(20)의 상면측인 회전축 방향에서 보았을 경우에, 스케일(20)의 중심으로부터 스케일(20)의 제1 지름 방향으로 연장되는 반직선 상에 겹쳐 있지 않아도 된다. 즉, 이미지 센서(3X)와 스케일(20)의 중심을 연결하는 직선과, 이미지 센서(4X)와 스케일(20)의 중심을 연결하는 직선은, 상이한 방향의 직선이어도 된다. In addition, the
이미지 센서(3X, 4X) 및 발광 소자(2)가 반직선 상에 겹치지 않은 경우, 절대 위치 연산부(6X)는 미리 산출된 이미지 센서(3X, 4X)의 위상차를 이용하여, 이미지 센서(3X, 4X)로부터 얻어지는 절대 위치 중 적어도 한쪽을 보정하면 된다. 예를 들면, 개략 검출부(13A)는 이미지 센서(3X)로부터 얻어지는 절대 위치를, 이미지 센서(3X, 4X) 및 발광 소자(2)가 반직선 상에 배치되었을 경우에 이미지 센서(3X)로부터 얻어지는 절대 위치로 보정한다. 또, 위상 검출부(14B)가 이미지 센서(4X)로부터 얻어지는 위상 편차량을, 이미지 센서(3X, 4X) 및 발광 소자(2)가 반직선 상에 배치되었을 경우에 이미지 센서(4X)로부터 얻어지는 위상 편차량으로 보정해도 된다. When the
이미지 센서(3X, 4X) 및 발광 소자(2)가 반직선 상에 겹치지 않는 경우, 앱솔루트 인코더(1X)에는, 2개의 발광 소자(2)가 배치된다. 이미지 센서(3X)는 2개의 발광 소자(2) 중 한쪽 발광 소자(2)로부터의 광을 수광하고, 이미지 센서(4X)는 2개의 발광 소자(2) 중 다른 쪽 발광 소자(2)로부터의 광을 수광한다. When the
다음에, 절대 위치 연산부(6X)의 각 구성부의 동작에 대해서 설명한다. AD 변환기(5A)가 이미지 센서(3X)에서 검출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 광량 보정부(10A)로 보내면, 광량 보정부(10A)는 디지털 신호의 신호 강도를 균일화하여, 엣지 검출부(11A)로 보낸다. Next, the operation of each component of the absolute
AD 변환기(5B)가 이미지 센서(4X)에서 검출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 광량 보정부(10B)로 보내면, 광량 보정부(10B)는 디지털 신호의 신호 강도를 균일화하여, 엣지 검출부(11B)로 보낸다. When the
도 2는 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 광량 보정부에 입력되는 신호를 나타내는 도면이다. 도 2의 가로축은 화소 위치이고, 세로축은 신호 강도이다. 광량 보정부(10A, 10B)에 입력되는 신호는, 광 강도 분포(70)와 같은 분포를 가지고 있다. 2 is a diagram illustrating a signal input to a light amount correcting unit of the absolute encoder according to the first embodiment. The horizontal axis of FIG. 2 is the pixel position, and the vertical axis is the signal intensity. The signals input to the light
광량 보정부(10A)에 입력되는 신호와, 광량 보정부(10B)에 입력되는 신호는, 이미지 센서(3X, 4X)의 배치 위치의 차이의 분만큼 상이한 신호로 되어 있다. 이미지 센서(3X, 4X)는 마찬가지의 처리를 실행하고, 광량 보정부(10A, 10B)는 마찬가지의 처리를 실행하고, 엣지 검출부(11A, 11B)는 마찬가지의 처리를 실행하므로, 도 2에서부터 도 5에서는, 이미지 센서(3X), 광량 보정부(10A), 엣지 검출부(11A)에 의한 처리에 대해서 설명한다. The signal input to the light
도 2에 나타내는 High 비트(8)는, 스케일(20)의 반사부(31)에서의 패턴을 나타내고, Low 비트(9)는 스케일(20)의 비반사부(32)에서의 패턴을 나타내고 있다. 이미지 센서(3X) 상에 투영되는 스케일(20)의 절대값 부호 패턴(30)에 대응하는 신호는, 도 2에 나타내는 것처럼, High 비트(8) 및 Low 비트(9)가 불균일한 광 강도 분포(70)가 된다. 즉, 절대값 부호 패턴(30)에 의한 신호는, 발광 소자(2) 자체의 광 강도 분포의 편차, 이미지 센서(3X)의 각 화소의 게인 편차 등의 영향에 의해서, 불균일한 광 강도 분포(70)가 된다. 이에, 광량 보정부(10A)는 불균일한 광 강도 분포(70)를 균일한 광 강도 분포가 되도록 미리 계측해 둔 광량 보정값에 기초하여 화소마다 광량의 보정을 행한다. The high bit 8 shown in FIG. 2 represents the pattern in the
도 3은 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 광량 보정부가 출력하는 신호를 나타내는 도면이다. 도 3의 가로축은 화소 위치이고, 세로축은 신호 강도이다. 도 3에서는, 광량 보정부(10A)가, 도 2에 나타낸 신호의 광량을 보정한 후의 신호의 광 강도 분포(71)를 나타내고 있다. 도 3에 나타내는 것처럼, 광량 보정 후에는, 절대값 부호 패턴(30)에 대응하는 신호는, High 비트(8) 및 Low 비트(9)가 균일한 광 강도 분포(71)가 된다. 광량 보정부(10A)는 광 강도 분포(71)를 엣지 검출부(11A)로 보낸다. 또, 광량 보정부(10B)는 광량의 보정을 행한 광 강도 분포를 엣지 검출부(11B)로 보낸다. 3 is a diagram illustrating a signal output by a light amount correcting unit of the absolute encoder according to the first embodiment. 3 , the horizontal axis indicates pixel positions, and the vertical axis indicates signal strength. In FIG. 3 , the
엣지 검출부(11A)는 광 강도 분포(71)의 신호에 대해서, 미리 설정해 둔 임계값 레벨(105)과 일치하는, 이미지 센서(3X) 상에서의 엣지 화소 위치(후술하는 엣지 화소 위치(110))를 구한다. 도 3에서는, 엣지 화소 위치를 포함하는 영역인 엣지 영역의 일례로서, 엣지 영역(75)을 나타내고 있다. The
도 4는 도 3에 나타낸 엣지 영역의 신호를 나타내는 도면이다. 도 4의 가로축은 화소 위치이고, 세로축은 신호 강도이다. 도 4에서는 도 3에 나타낸 엣지 영역(75)의 확대도를 나타내고 있다. 광 강도 분포(71)의 신호 중 임계값 레벨(105)과 일치하는 화소 위치가 엣지 화소 위치(110)이다. FIG. 4 is a diagram illustrating a signal of an edge region shown in FIG. 3 . 4 , the horizontal axis indicates pixel positions, and the vertical axis indicates signal strength. 4 shows an enlarged view of the
엣지 검출부(11A)는 서로 이웃하는, i(i는 자연수) 번째의 화소의 신호 강도와, i+1번째의 화소의 신호 강도 중, 한쪽의 신호 강도가 임계값 레벨(105)보다도 낮고, 다른 쪽의 신호 강도가 임계값 레벨(105)보다도 높은 2개의 화소를 검출한다. 구체적으로는, 엣지 검출부(11A)는 i번째의 화소의 신호 강도가 임계값 레벨(105)보다도 낮고, 또한 i+1번째의 화소의 신호 강도가 임계값 레벨(105)보다도 높은 2개의 화소 사이에 엣지 화소 위치(110)가 있다고 판단한다. 또, 엣지 검출부(11A)는 i번째의 화소의 신호 강도가 임계값 레벨(105)보다도 높고, 또한 i+1번째의 화소의 신호 강도가 임계값 레벨(105)보다도 낮은 2개의 화소 사이에 엣지 화소 위치(110)가 있다고 판단한다. The
또한, 엣지 검출부(11A)는 엣지 화소 위치(110)가 있다고 판정한 i번째의 화소와 i+1번째의 화소에 대해서, 임계값 레벨(105)을 넘도록 i번째의 화소와 i+1번째의 화소를 선형 보간한다. 엣지 검출부(11A)는 선형 보간된 신호와, 임계값 레벨(105)의 일치점을 엣지 화소 위치(110)로서 검출한다. 이와 같이 엣지 화소 위치(110)는, 디지털 신호의 상승 또는 하강의 위치이다. 환언하면, 엣지 화소 위치(110)는 디지털 신호의 유무의 경계이다. Further, the
또, 엣지 검출부(11A)는 검출한 엣지 화소 위치(110)가, 상승 엣지인지, 하강 엣지인지를 판정함으로써, 상승 엣지 및 하강 엣지를 검출한다. Further, the
도 5는 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 엣지 검출부가 검출하는 상승 엣지 및 하강 엣지를 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 가로 방향은, 화소 위치에 대응하고 있다. 5 is a diagram for explaining a rising edge and a falling edge detected by the edge detection unit of the absolute encoder according to the first embodiment. The horizontal direction in FIG. 5 corresponds to the pixel position.
엣지 검출부(11A)는 검출한 엣지 화소 위치(110) 중, i번째의 화소의 신호 강도가 i+1번째의 화소의 신호 강도보다도 낮은 엣지 화소 위치(110)를 상승 엣지(51)로서 검출한다. The
또, 엣지 검출부(11A)는 검출한 엣지 화소 위치(110) 중, i번째의 화소의 신호 강도가 i+1번째의 화소의 신호 강도보다도 높은 엣지 화소 위치(110)를 하강 엣지(52)로서 검출한다. In addition, the
이것에 의해, 엣지 검출부(11A)는 엣지 화소 위치(110)가, 상승 엣지(51)인지, 또는 하강 엣지(52)인지를 나타내는 엣지 방향 정보(50)를, 각 엣지 화소 위치(110)에 대해서 설정한다. 엣지 검출부(11A)는 엣지 방향 정보(50) 및 엣지 화소 위치(110)를 디코드부(12A)로 보낸다. Accordingly, the
엣지 검출부(11B)도 엣지 검출부(11A)와 마찬가지의 처리에 의해서 엣지 방향 정보(50) 및 엣지 화소 위치(110)를 검출한다. 엣지 검출부(11B)는 엣지 방향 정보(50) 및 엣지 화소 위치(110)를 위상 검출부(14B)로 보낸다. The
디코드부(12A)는 엣지 방향 정보(50) 및 엣지 화소 위치(110)에 기초하여, High 비트(8) 및 Low 비트(9)를, 「1」 또는 「0」의 비트값으로 변환함으로써, 신호를 비트열로 변환한다. The decoding unit 12A converts the high bit 8 and the
도 6은 도 5에 나타낸 엣지 정보에 대응하는 비트열을 나타내는 도면이다. 도 6에서는, 디코드부(12A)가 엣지 방향 정보(50) 및 엣지 화소 위치(110)에 기초하여, High 비트(8) 및 Low 비트(9)를, 「1」 또는 「0」으로 변환한 비트열(120)을 나타내고 있다. FIG. 6 is a diagram illustrating a bit string corresponding to edge information shown in FIG. 5 . In Fig. 6, the decoding unit 12A converts the high bit 8 and the
디코드부(12A)는, 예를 들면, 상승 엣지(51)로부터 하강 엣지(52)까지의 사이는 비트값 「1」로 하고, 하강 엣지(52)로부터 상승 엣지(51)까지의 사이는 비트값 「0」으로 함으로써 비트열(120)을 생성한다. 이것에 의해, High 비트(8)가 비트값 「1」로서 표현되고, Low 비트(9)가 비트값 「0」으로서 표현된다. The decoding unit 12A sets, for example, the bit value "1" between the rising
또, 디코드부(12A)는 1비트당 화소의 폭이 기본 주기폭과 동일해지도록, 비트열(120)을 생성한다. 기본 주기폭은 반사부(31) 및 비반사부(32)로 구성되는 절대값 부호 패턴(30)의 최소 선폭(線幅)이다. 단, 절대값 부호 패턴(30)은 스케일(20)의 중심으로부터 방사선 모양으로 형성되어 있으므로, 기본 주기폭은 스케일(20)의 지름 방향에 의존하여 값이 바뀐다. In addition, the decoding unit 12A generates the
디코드부(12A)는 High 비트(8) 및 Low 비트(9)를 2진화 처리에 의해서 「1」 또는 「0」의 비트값으로 변환함으로써, 신호를 비트열(120)로 변환해도 된다. 디코드부(12A)는 신호를 「1」 및 「0」으로 이루어지는 비트열(120)로 변환할 수 있는 방법이면, 어느 방법으로 신호를 비트열(120)로 변환해도 된다. 디코드부(12A)는 비트열(120)을 개략 검출부(13A)로 보낸다. The decoding unit 12A may convert the signal into the
개략 검출부(13A)는 디코드부(12A)가 변환한 비트열(120)로부터 개략적인 절대 위치를 검출한다. 개략 검출부(13A)에는, 예를 들면, 절대값 부호 패턴(30)을 구성하는 비트열이, 미리 룩업 테이블 내에 격납되어 있다. 개략 검출부(13A)는 디코드부(12A)가 검출한 비트열(120)과, 룩업 테이블 내의 비트열을 비교함으로써, 개략적인 절대 위치를 특정한다. 개략 검출부(13A)는, 비트열(120)이 룩업 테이블 내의 어느 쪽의 비트열에 대응하고 있을지에 기초하여, 개략적인 절대 위치를 특정한다. The rough detection unit 13A detects a rough absolute position from the
도 7은 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 디코드부가 개략적인 절대 위치를 특정하는 처리를 설명하기 위한 도면이다. 개략 검출부(13A)는 룩업 테이블(130)을 참조하여, 비트열(120)과 일치하는 비트열(140)을 탐색한다. 개략 검출부(13A)는 비트열(140)에 상당하는 절대 위치를 구함으로써, 비트열(120)에 대응하는 개략적인 절대 위치를 특정한다. 개략 검출부(13A)는 비트열(120)과 일치하는 비트열(140)의 위치에 대응하는 위치를 개략적인 절대 위치로서 검출한다. 개략 검출부(13A)는 특정한 절대 위치를 고정밀도 검출부(15X)로 보낸다. Fig. 7 is a diagram for explaining processing for specifying a schematic absolute position of a decode unit of the absolute encoder according to the first embodiment. The coarse detection unit 13A refers to the lookup table 130 and searches for the
또한, 개략 검출부(13A)가 비트열(140)의 중앙 비트에 상당하는 화소 위치를 기준으로 개략적인 절대 위치를 특정했을 경우, 특정한 절대 위치는, 이미지 센서(3X)로 취득하는 중심 화소 위치에 있어서의 절대 위치에 상당한다. In addition, when the rough detection unit 13A specifies a rough absolute position based on the pixel position corresponding to the center bit of the
위상 검출부(14B)는 엣지 검출부(11B)로부터 엣지 방향 정보(50) 및 엣지 화소 위치(110)를 접수하면, 기준의 화소 위치인 기준 화소 위치와, 신호 사이의 위상 편차량을 산출한다. When the
도 8은 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 위상 검출부가 산출하는, 신호의 위상 편차량을 설명하기 위한 도면이다. 위상 검출부(14B)는 이미지 센서(4X)의 기준 화소 위치(150)에 대한 위상 편차량 θ를 산출한다. 기준 화소 위치(150)의 중심 위치를 P라고 하고, P에 제일 가까운 엣지 화소 위치(110)를 ZC(i)라고 하면, ZC(i)는 기준 화소 위치(150)로부터의 위상 편차량 θ를 이용하여 이하의 식(1)로 나타낼 수 있다. It is a figure for demonstrating the amount of phase deviation of the signal which the phase detection part of the absolute encoder which concerns on
ZC(i)=P+θ···(1)ZC(i)=P+θ...(1)
θ는 기준 화소 위치(150)보다도 왼쪽에 있으면 마이너스의 부호가 되고, 오른쪽에 있으면 플러스의 부호가 된다. 환언하면, θ는 기준 화소 위치(150)보다도 회전 방향의 앞에 있으면 마이너스의 부호가 되고, 기준 화소 위치(150)보다도 회전 방향의 안쪽에 있으면 플러스의 부호가 된다. 위상 검출부(14B)는 엣지 검출부(11B)에서 검출한 엣지 화소 위치(110) 중, P에 가장 가까운 ZC(i)를 탐색하고, ZC(i)와 P의 차분을 취함으로써 위상 편차량 θ를 산출한다. θ has a minus sign if it is to the left of the
또한, 실시 형태 1에서는, 위상 검출부(14B)가 ZC(i) 및 P만을 이용하여 위상 편차량 θ를 산출하고 있지만, 위상 검출부(14B)는 모든 엣지 화소 위치(110)를 이용하여, 최소 이승법에 의해 위상 편차량 θ를 산출해도 된다. 또, 기준 화소 위치(150)는 이미지 센서(4X)의 중심 화소여도 되고, 좌단(左端) 또는 우단(右端)의 화소여도 되며, 기준 화소 위치(150)의 위치는 특별히 한정되지 않는다. 위상 검출부(14B)는 위상 편차량 θ를 고정밀도 검출부(15X)로 보낸다. Moreover, in
고정밀도 검출부(15X)는 개략 검출부(13A)가 산출한 개략적인 절대 위치와, 위상 검출부(14B)가 산출한 위상 편차량 θ를 모두 더함으로써, 스케일(20)의 절대 위치를 산출한다. 고정밀도 검출부(15X)는 개략적인 절대 위치의 특정에 사용한 비트에 대응하는 화소 위치와, 위상 편차량 θ의 산출에 사용한 기준 화소 위치(150)를 일치시킨 다음에, 스케일(20)의 절대 위치를 산출한다. 고정밀도 검출부(15X)는 산출한 절대 위치를 위치 데이터(40X)로서 출력한다. The high-
이와 같이, 앱솔루트 인코더(1X)는 신호 검출용의 패턴으로서는 절대값 부호 패턴(30)만으로부터 고정밀한 절대 위치를 검출할 수 있다. 따라서, 앱솔루트 인코더(1X)는 신호 검출용의 패턴을 복잡화하지 않고, 높은 신뢰성으로 높은 분해능의 절대 위치를 검출하는 것이 가능해진다. In this way, the
또, 앱솔루트 인코더(1X)는 스케일(20)의 지름 방향을 따라서 배치된 2개의 이미지 센서(3X, 4X)를 이용하고 있으므로, 절대 위치의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 여기서, 앱솔루트 인코더(1X)가 2개의 이미지 센서(3X, 4X)를 이용하여 절대 위치의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있는 이유에 대해서 설명한다. Moreover, since the
앱솔루트 인코더(1X)에서는, 도 1에 나타내는 것처럼, 스케일(20)의 회전축 방향에서 보았을 경우에, 스케일(20)의 지름 방향에 대해서, 발광 소자(2)의 중심, 이미지 센서(3X)의 중심, 및 이미지 센서(4X)의 중심이 일직선 상이 되도록, 발광 소자(2), 이미지 센서(3X, 4X)가 배치되어 있다. 또, 이미지 센서(3X)는 이미지 센서(4X) 보다도 스케일(20)의 중심에 가까운 위치에 배치되어 있다. 여기서의 이미지 센서(3X, 4X)는 동일한 사양이다. In the
여기서, 이미지 센서(3X, 4X)에서 수광하는 광을, AD 변환기(5A, 5B) 및 절대 위치 연산부(6X)에서 처리하여 얻어지는 신호의 특징에 대해서 설명한다. Here, the characteristics of the signal obtained by processing the light received by the
도 9는 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더에서 얻어지는 신호의 특징을 설명하기 위한 도면이다. 도 9의 좌측에 나타내는 스케일(20)의 일부에는, 이미지 센서(3X)가 수광한 광의 스케일(20) 상에서의 반사 지점(160)과, 이미지 센서(4X)가 수광한 광의 스케일(20) 상에서의 반사 지점(170)을 나타내고 있다. 또, 도 9의 우측에는, 이미지 센서(3X, 4X)에 투영된 광의 광량 보정 후의 광 강도 분포(72, 73)를 나타내고 있다. 광 강도 분포(72)가, 반사 지점(160)에 있어서의 광의 강도 분포이고, 광 강도 분포(73)가, 반사 지점(170)에 있어서의 광의 강도 분포이다. 9 is a diagram for explaining the characteristics of a signal obtained by the absolute encoder according to the first embodiment. In a part of the
이미지 센서(3X)가 수광하는 광의 반사 지점(160)에는, 이미지 센서(4X)가 수광하는 광의 반사 지점(170)보다도 많은 절대값 부호 패턴(30)이 포함되어 있다. 이 때문에, 엣지 검출부(11B)가 이미지 센서(3X)에 투영된 광의 광 강도 분포(72)에 대해서 엣지 검출 처리를 실행하면, 이미지 센서(4X)에 투영된 광의 광 강도 분포(73)에 대한 엣지 검출보다도 많은 엣지 화소 위치(110)가 검출된다. The
또, 반사 지점(160, 170)에 포함되는, 동일한 반사부(31)의 선폭 또는 동일한 비반사부(32)의 선폭에 주목하면, 반사 지점(160)에 있어서의 선폭의 쪽이, 반사 지점(170)에 있어서의 선폭보다도 좁다. 이 때문에, 광 강도 분포(72)에 있어서의 기본 주기폭은, 광 강도 분포(73)에 있어서의 기본 주기폭보다도 좁아진다. 이것은, 디코드부(12A)가 광 강도 분포(72)에 대해서 생성하는 비트열(18)이, 광 강도 분포(73)에 대해서 생성되는 비트열(19)보다도, 1비트당 화소수가 적어, 비트수(비트 길이)가 많은 것을 의미하고 있다. 즉, 이미지 센서(4X)에서 수광하는 광의 쪽이, 이미지 센서(3X)에서 수광하는 광보다도 1비트당 화소수가 많으므로, 이미지 센서(3X)에서 수광하는 광보다도 분해능이 높다. 한편, 이미지 센서(3X)에서 수광하는 광의 쪽이, 이미지 센서(4X)에서 수광하는 광보다도 비트수가 많으므로, 이미지 센서(4X)에서 수광하는 광보다도 신뢰도가 높다.In addition, when paying attention to the line width of the same
실시 형태 1의 앱솔루트 인코더(1X)는, 이미지 센서(3X, 4X)에 의해서 얻어지는 신호를 절대 위치 연산부(6X) 내에서 별개로 처리하고, 고정밀도 검출부(15X)가 별개로 구해진 위치 정보를 모두 더하고 있다. The
앱솔루트 인코더(1X)에서는, AD 변환기(5A)가 이미지 센서(3X)로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여, 절대 위치 연산부(6X)에 입력한다. 절대 위치 연산부(6X)는 이 AD 변환기(5A)로부터의 디지털 신호에 대해, 광량 보정 처리, 엣지 검출 처리, 및 디코드 처리를 실행하고, 개략 검출부(13A)가 개략적인 절대 위치를 산출한다. In the
개략 검출부(13A)는 이미지 센서(3X)가 취득한 신호로부터 생성한 비트열(18)과, 룩업 테이블(130)에 격납된 비트열을 비교함으로써 개략적인 절대 위치를 특정한다. 비트열(18)은 비트열(19)보다도 비트수가 많으므로, 개략 검출부(13A)는 비트열(19)를 이용하는 경우보다도 많은 비트를 비교 대상으로 할 수 있어, 산출하는 절대 위치의 신뢰성을 높일 수 있다. 예를 들면, 스케일(20)로의 이물의 부착에 의해서 스케일(20)로의 광이 차광되어, 비트열(18)의 일부의 비트에 오류가 발생했을 경우에도, 비교 대상으로 하는 비트수가 많으면, 개략 검출부(13A)는 이물의 부착에 의한 영향을 받지 않고 절대 위치를 특정할 수 있다. The rough detection unit 13A specifies the rough absolute position by comparing the
또, 앱솔루트 인코더(1X)에서는, AD 변환기(5B)가 이미지 센서(4X)로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여, 절대 위치 연산부(6X)에 입력한다. 절대 위치 연산부(6X)는 이 AD 변환기(5B)로부터의 디지털 신호에 대해, 광량 보정 처리, 및 엣지 검출 처리를 실행하고, 엣지 검출부(11B)가 위상 편차량 θ를 산출한다. Moreover, in the
위상 검출부(14B)가 산출하는 위상 편차량 θ의 단위는 화소수이다. 이미지 센서(4X)가 취득한 비트열(19)의 1비트당 화소수는, 비트열(18)의 1비트당 화소수 보다도 많다. 따라서, 위상 편차량 θ에 상당하는 화소수는, 비트열(19)의 화소수의 쪽이 비트열(18)의 화소수보다도 많아진다. 위상 검출부(14B)는 비트열(19)을 이용하여 위상 편차량 θ를 산출하고 있으므로, 비트열(18)을 이용하여 위상 편차량 θ를 산출하는 경우보다도 높은 분해능의 위상 편차량 θ를 산출할 수 있다. The unit of the phase deviation amount θ calculated by the
고정밀도 검출부(15X)는 개략 검출부(13A)가 산출한 신뢰성이 높은 개략적인 절대 위치와, 위상 검출부(14B)가 산출한 높은 분해능의 위상 편차량 θ를 모두 더한다. 이와 같이, 앱솔루트 인코더(1X)는 이미지 센서(3X, 4X)로부터 얻어지는 신호를 별개로 처리하여 모두 더함으로써, 신뢰성이 높고 분해능이 높은 절대 위치를 얻을 수 있다. The high-
이와 같이, 앱솔루트 인코더(1X)는 절대값 부호 패턴(30) 중 2지점에서 계측된 2개의 신호에 기초하여 위치 데이터(40X)를 산출하고 있으므로, 신뢰성이 높고 분해능이 높은 절대 위치를 얻을 수 있다. In this way, since the
또, 앱솔루트 인코더(1X)는 신뢰성이 높고 분해능이 높은 절대 위치를 얻을 수 있으므로, AD 변환기(5A, 5B)의 분해능을 향상시킬 필요도, 또 검출 횟수를 늘릴 필요도 없다. Further, since the
또, 앱솔루트 인코더(1X)의 스케일(20)은, 원주를 따른 방향으로 절대값 부호 패턴(30)을 가지는 트랙이 1개만 마련되어 있으므로, 간이한 구성으로 신뢰성이 높고 분해능이 높은 절대 위치를 얻을 수 있다. In addition, the
또한, 실시 형태 1에서는, 동일 사양의 이미지 센서(3X, 4X)를 이용하는 경우에 대해서 설명했지만, 비트열(18)의 비트수가, 비트열(19)의 비트수보다도 많다고 하는 조건을 만족하고 있으면, 이미지 센서(4X)보다도 소형화의 이미지 센서(3X)가 이용되어도 된다. 이것에 의해, 앱솔루트 인코더(1X)의 실장 체적을 경감시킬 수 있다. 또, 앱솔루트 인코더(1X)는 3개 이상의 이미지 센서를 이용하여 절대 위치를 검출해도 된다. In the first embodiment, the case of using the
이와 같이 실시 형태 1의 앱솔루트 인코더(1X)에서는, 이미지 센서(3X, 4X)가 스케일(20)의 중심으로부터 지름 방향으로 연장되는 반직선 상에 겹치도록 배치되어 있다. 또, 절대 위치 연산부(6X)가 이미지 센서(3X)로부터의 신호에 기초하여 스케일(20) 상에서의 개략적인 절대 위치를 산출함과 아울러, 이미지 센서(4X)로부터의 신호에 기초하여 기준 화소 위치(150)로부터의 위상 편차량 θ를 산출하고 있다. 그리고, 절대 위치 연산부(6X)가 개략적인 절대 위치와 위상 편차량 θ를 모두 더함으로써 위치 데이터(40X)를 산출하고 있다. 이것에 의해, 절대 위치 연산부(6X)는 신뢰도가 높은 개략적인 정보에 기초하여 산출된 절대 위치와, 분해능이 높은 정보에 기초하여 산출된 위상 편차량 θ를 모두 더할 수 있으므로, 신뢰성이 높고 분해능이 높은 위치 데이터(40X)를 산출할 수 있다. Thus, in the
실시 형태 2.
다음에, 도 10 및 도 11을 이용하여 실시 형태 2에 대해서 설명한다. 실시 형태 2에서는, 절대 위치 연산부가, 한쪽의 이미지 센서로부터 취득한 신호를 이용하여 산출한 비트열과, 다른 쪽의 이미지 센서로부터 취득한 신호를 이용하여 산출한 비트열을 서로 연결한 비트열을 생성하여 개략적인 절대 위치를 산출한다.Next,
도 10은 실시 형태 2에 따른 앱솔루트 인코더의 구성을 나타내는 도면이다. 도 11은 실시 형태 2에 따른 앱솔루트 인코더에 있어서의 이미지 센서의 배치 위치를 설명하기 위한 도면이다. 도 10의 각 구성요소 중 도 1에 나타내는 실시 형태 1의 앱솔루트 인코더(1X)와 동일 기능을 달성하는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여해 두고, 중복하는 설명은 생략한다. Fig. 10 is a diagram showing the configuration of the absolute encoder according to the second embodiment. It is a figure for demonstrating the arrangement position of the image sensor in the absolute encoder which concerns on
앱솔루트 인코더(1Y)는 발광 소자(2)와, 이미지 센서(3Y, 4Y)와, 스케일(20)과, AD 변환기(5A, 5B)와, 절대 위치 연산부(6Y)를 구비하고 있다. 이미지 센서(3Y, 4Y)는 이미지 센서(3X, 4X)와 같은 이미지 센서이고, 이미지 센서(3X, 4X)와는, 스케일(20)의 원주를 따른 방향의 배치 위치가 다르다.The
절대 위치 연산부(6Y)는 광량 보정부(10A, 10B)와, 엣지 검출부(11A, 11B)와, 디코드부(12A, 12B)와, 개략 검출부(13Y)와, 위상 검출부(14A, 14B)와, 고정밀도 검출부(15A, 15B)와, 연산부(45)를 가지고 있다. The absolute
앱솔루트 인코더(1Y)에서는, 이미지 센서(3Y)의 중심 Ca와 이미지 센서(4Y)의 중심 Cb가, 스케일(20)의 원주를 따른 방향에 대해서 상이한 위치로 되어 있다. 환언하면, 앱솔루트 인코더(1Y)에서는, 스케일(20)을 상면측에서 보았을 경우에, 이미지 센서(3Y)의 중심 Ca 이외의 위치와 이미지 센서(4Y)의 중심 Cb 이외의 위치 중 적어도 한쪽이, 스케일(20)의 중심 C1로부터 스케일(20)의 제1 지름 방향으로 연장되는 반직선(22) 상에 겹치도록 이미지 센서(3Y, 4Y)가 배치되어 있다. 즉, 이미지 센서(3Y)의 일부 및 이미지 센서(4Y)의 일부가 반직선(22) 상에 겹치고, 또한 이미지 센서(3Y)의 중심 Ca와 이미지 센서(4Y)의 중심 Cb 중 적어도 한쪽이, 반직선(22) 상에 겹치지 않도록 이미지 센서(3Y, 4Y)가 배치되어 있다. 발광 소자(2)는 발광 소자(2)의 중심 C2가, 이 반직선(22) 상에 겹치도록 배치되어 있다. 중심 Ca로부터 반직선(22)까지의 최단 거리와, 중심 Cb로부터 반직선(22)까지의 최단 거리는 같다. In the
또, 앱솔루트 인코더(1Y)에서는, 발광 소자(2)의 중심 C2와 스케일(20)의 중심 C1을 연결하는 반직선(22)이, 이미지 센서(3Y)의 수광면(21A) 및 이미지 센서(4Y)의 수광면(21B)을 통과하도록, 이미지 센서(3Y, 4Y)가 배치되어 있다. 또, 앱솔루트 인코더(1Y)에서는, 이미지 센서(3Y)의 길이 방향으로 연장되는 중앙선(41)과, 이미지 센서(4Y)의 길이 방향으로 연장되는 중앙선(42)이 겹치지 않도록, 이미지 센서(3Y, 4Y)가 배치되어 있다. 이미지 센서(3Y, 4Y)의 길이 방향은, 반직선(22)에 수직인 방향이다. 실시 형태 2에서는, 이미지 센서(3Y)가 제1 이미지 센서이고, 이미지 센서(4Y)가 제2 이미지 센서이다. Moreover, in the
이와 같이, 앱솔루트 인코더(1Y)에서는, 이미지 센서(3Y, 4Y)의 원주를 따른 방향의 위치 및 지름 방향의 위치가 상이하고, 또한 반직선(22)이 수광면(21A, 21B)을 통과하도록, 이미지 센서(3Y, 4Y)가 배치되어 있다. In this way, in the
이러한 이미지 센서(3Y, 4Y)의 배치에 의해, 수광면(21A, 21B)에서 수광되는 광에는 공통의 절대값 부호 패턴이 일부 포함되게 된다. 이것에 의해, 앱솔루트 인코더(1Y)는 이미지 센서(3Y, 4Y)의 신호를 디코딩함으로써 얻어지는 비트열을 서로 연결한 비트열(23)을 얻을 수 있다. Due to the arrangement of the
절대 위치 연산부(6Y)에서는, 광량 보정부(10A), 엣지 검출부(11A), 디코드부(12A), 위상 검출부(14A), 및 고정밀도 검출부(15A)가, 각각 광량 보정부(10B), 엣지 검출부(11B), 디코드부(12B), 위상 검출부(14B), 및 고정밀도 검출부(15B)와 마찬가지의 처리를 실행한다. 따라서, 여기에서는 광량 보정부(10A), 엣지 검출부(11A), 디코드부(12A), 위상 검출부(14A), 및 고정밀도 검출부(15A)가 실행하는 처리에 대해서 설명한다. 또, 개략 검출부(13Y) 및 연산부(45)가 실행하는 처리에 대해서 설명한다. In the absolute
절대 위치 연산부(6Y)의 광량 보정부(10A), 엣지 검출부(11A), 디코드부(12A), 개략 검출부(13Y), 위상 검출부(14A), 및 고정밀도 검출부(15A)는, 각각, 절대 위치 연산부(6X)의 광량 보정부(10A), 엣지 검출부(11A), 디코드부(12A), 개략 검출부(13A), 위상 검출부(14B), 및 고정밀도 검출부(15X)와 마찬가지의 처리를 실행한다. The light
즉, 광량 보정부(10A)는 AD 변환기(5A)로부터 보내져 오는 디지털 신호의 신호 강도를 균일화하여, 엣지 검출부(11A)로 보낸다. 엣지 검출부(11A)는 신호 강도가 균일화된 신호에 대해서, 임계값 레벨(105)과 일치하는 엣지 화소 위치(110)를 구한다. 또, 엣지 검출부(11A)는 엣지의 상승 또는 하강을 나타내는 엣지 방향 정보(50)를 각 엣지 화소 위치(110)에 설정한다. 절대 위치 연산부(6Y)의 엣지 검출부(11A)는 엣지 방향 정보(50) 및 엣지 화소 위치(110)를 디코드부(12A) 및 위상 검출부(14A)로 보낸다. That is, the light
디코드부(12A)는 엣지 방향 정보(50) 및 엣지 화소 위치(110)에 기초하여, 신호를, 비트값 「1」 및 비트값 「0」으로 이루어지는 비트열로 변환한다. 디코드부(12A)는 비트열을 개략 검출부(13Y)로 보낸다. Based on the
또, 디코드부(12B)는 디코드부(12A)와 마찬가지의 처리를 실행한다. 즉, 디코드부(12B)는 엣지 검출부(11B)로부터 접수한, 엣지 방향 정보(50) 및 엣지 화소 위치(110)에 기초하여, 신호를, 비트값 「1」 및 비트값 「0」으로 이루어지는 비트열로 변환한다. 디코드부(12B)는 비트열을 개략 검출부(13Y)로 보낸다. In addition, the
개략 검출부(13Y)는, 디코드부(12A)가 변환한 비트열과, 디코드부(12B)가 변환한 비트열을 서로 연결함으로써, 비트열(23)을 생성한다. 개략 검출부(13Y)는, 비트열(23)과 룩업 테이블(130)을 비교함으로써 개략적인 절대 위치를 검출한다. 이 때, 개략 검출부(13Y)는 특정하는 개략적인 절대 위치가, 반직선(22) 상의 스케일 각도 위치가 되도록 개략적인 절대 위치를 조정한 다음에 개략적인 절대 위치를 검출한다. 실시 형태 2에서는, 개략 검출부(13Y)가 검출하는 개략적인 절대 위치가, 제2 절대 위치이다. 개략 검출부(13Y)는 조정 후의 개략적인 절대 위치를 고정밀도 검출부(15A, 15B)로 보낸다. The rough detection unit 13Y generates the
위상 검출부(14A)는 엣지 검출부(11A)가 판별한 상승 엣지(51) 및 하강 엣지(52)에 기초하여, 기준 화소 위치(24)에 대한 위상 편차량 θ를 산출한다. 이 때, 위상 검출부(14A)는 이미지 센서(3Y)의 기준 화소 위치가, 반직선(22) 상의 기준 화소 위치(24)가 되도록 위상 편차량 θ를 조정한 다음에 위상 편차량 θ를 산출한다. 위상 검출부(14A)는 위상 편차량 θ를 고정밀도 검출부(15A)로 보낸다. The phase detection unit 14A calculates the phase deviation amount θ with respect to the
또, 위상 검출부(14B)는 엣지 검출부(11B)가 판별한 상승 엣지(51) 및 하강 엣지(52)에 기초하여, 기준 화소 위치(25)에 대한 위상 편차량 θ를 산출한다. 이 때, 위상 검출부(14B)는 이미지 센서(4Y)의 기준 화소 위치가, 반직선(22) 상의 기준 화소 위치(25)가 되도록 위상 편차량 θ를 조정한 다음에 위상 편차량 θ를 산출한다. 위상 검출부(14B)는 위상 편차량 θ를 고정밀도 검출부(15B)로 보낸다. Further, the
실시 형태 2에서는, 기준 화소 위치(24)가 제1 기준 화소 위치이고, 위상 검출부(14A)가 산출하는 위상 편차량 θ가 제1 위상 편차량이다. 또, 실시 형태 2에서는, 기준 화소 위치(25)가 제2 기준 화소 위치이고, 위상 검출부(14B)가 산출하는 위상 편차량 θ가 제2 위상 편차량이다. In
고정밀도 검출부(15A)는 개략 검출부(13Y)가 검출한 개략적인 절대 위치와, 위상 검출부(14A)가 산출한 위상 편차량 θ를 모두 더함으로써, 스케일(20)의 절대 위치를 산출한다. 고정밀도 검출부(15A)는 산출한 절대 위치를 연산부(45)로 보낸다. The high-
또, 고정밀도 검출부(15B)는 고정밀도 검출부(15A)와 마찬가지로, 개략 검출부(13Y)가 검출한 개략적인 절대 위치와, 위상 검출부(14B)가 산출한 위상 편차량 θ를 모두 더함으로써, 스케일(20)의 절대 위치를 산출한다. 고정밀도 검출부(15B)는 산출한 절대 위치를 연산부(45)로 보낸다. In addition, the high-
실시 형태 2에서는, 고정밀도 검출부(15A)가 산출하는 절대 위치가 제3 절대 위치이고, 고정밀도 검출부(15B)가 산출하는 절대 위치가 제4 절대 위치이다. In
이와 같이, 이미지 센서(3Y)가 취득한 신호는, 광량 보정부(10A)로부터 고정밀도 검출부(15A)까지의 처리에 의해서 스케일(20)의 절대 위치로 연산되고, 이미지 센서(4Y)가 취득한 신호는, 광량 보정부(10B)로부터 고정밀도 검출부(15B)까지의 처리에 의해서 스케일(20)의 절대 위치로 연산된다. In this way, the signal acquired by the
연산부(45)는 고정밀도 검출부(15A)가 산출한 절대 위치와, 고정밀도 검출부(15B)가 산출한 절대 위치의 평균 위치를 산출하고, 산출한 평균 위치를 위치 데이터(40Y)로서 출력한다. 실시 형태 2에서는, 위치 데이터(40Y)가 제1 절대 위치이다. The calculating
이와 같이 실시 형태 2의 절대 위치 연산부(6Y)에서는, 개략 검출부(13Y)가, 디코드부(12A)가 변환한 비트열과, 디코드부(12B)가 변환한 비트열을 서로 연결한 비트열(23)을 생성하여 절대 위치를 산출하므로, 신뢰성이 높은 절대 위치를 얻을 수 있다. As described above, in the absolute
실시 형태 3.Embodiment 3.
다음에, 도 12에서부터 도 16을 이용하여 실시 형태 3에 대해서 설명한다. 실시 형태 3의 앱솔루트 인코더는, 2개의 이미지 센서가 스케일(20)의 중심을 사이에 두고 대향하는 위치에 배치되어 있다. 실시 형태 3의 앱솔루트 인코더는, 2개의 이미지 센서 중 한쪽의 각도 검출 기능이 이상인 경우에는, 정상인 이미지 센서로부터 얻어지는 절대 위치를 출력하고, 양쪽의 각도 검출 기능이 정상인 경우에는, 절대 위치의 평균 위치를 출력한다. Next, Embodiment 3 will be described with reference to FIGS. 12 to 16 . In the absolute encoder of the third embodiment, two image sensors are disposed at opposing positions with the center of the
도 12는 실시 형태 3에 따른 앱솔루트 인코더의 구성을 나타내는 도면이다. 도 12의 각 구성요소 중 도 1에 나타내는 실시 형태 1의 앱솔루트 인코더(1X) 또는 도 10에 나타내는 실시 형태 2의 앱솔루트 인코더(1Y)와 동일 기능을 달성하는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여해 두고, 중복하는 설명은 생략한다. 12 is a diagram showing the configuration of the absolute encoder according to the third embodiment. Among the components in Fig. 12, the same reference numerals are assigned to components that achieve the same function as the
앱솔루트 인코더(1Z)는 발광 소자(2A, 2B)와, 이미지 센서(3Z, 4Z)와, 스케일(20)과, AD 변환기(5A, 5B)와, 절대 위치 연산부(6Z)를 구비하고 있다. 이미지 센서(3Z, 4Z)는 이미지 센서(3X, 4X)와 같은 이미지 센서이고, 이미지 센서(3X, 4X)와는 배치 위치가 다르다. The
실시 형태 3에서는, 이미지 센서(3Z, 4Z)가 회전 샤프트(7)의 회전축을 대칭으로 180°어긋난 위치에 배치되어 있다. 환언하면, 이미지 센서(3Z, 4Z)가 스케일(20)의 중심 위치를 사이에 두고 대향하도록 배치되어 있다. In the third embodiment, the
또, 발광 소자(2A, 2B)는 실시 형태 1의 발광 소자(2)와 마찬가지로 스케일(20)에 광을 조사하는 조명부이다. 이미지 센서(3Z)는 발광 소자(2A)가 조사하고 스케일(20)에서 반사된 광을 수광하여, 수광한 광에 대응하는 아날로그 신호를 AD 변환기(5A)로 출력한다. 이미지 센서(4Z)는 발광 소자(2B)가 조사하고 스케일(20)에서 반사된 광을 수광하여, 수광한 광에 대응하는 아날로그 신호를 AD 변환기(5B)로 출력한다.In addition, the
실시 형태 3에서는, 발광 소자(2A)가 스케일(20)의 제1 위치에 광을 조사하는 제1 발광 소자이고, 발광 소자(2B)가 스케일(20)의 제2 위치에 광을 조사하는 제2 발광 소자이다. 또, 실시 형태 3에서는, 이미지 센서(3Z)가 제1 이미지 센서이고, 이미지 센서(4Z)가 제2 이미지 센서이다. 이미지 센서(3Z)는 스케일(20)의 중심으로부터 제1 거리만큼 떨어진 제1 위치로부터의 제1 광을 수광하여 제1 광에 대응하는 아날로그 신호를 출력한다. 이미지 센서(4Z)는 스케일(20)의 중심으로부터 제2 거리만큼 떨어진 제2 위치로부터의 제2 광을 수광하여 제2 광에 대응하는 아날로그 신호를 출력한다. 실시 형태 3에서는, 제1 거리와 제2 거리는 상이한 거리여도 되고, 같은 거리여도 된다. 이미지 센서(3Z)가 출력하는 아날로그 신호가 제1 아날로그 신호이고, 이미지 센서(4Z)가 출력하는 아날로그 신호가 제2 아날로그 신호이다. In Embodiment 3, the
절대 위치 연산부(6Z)는 광량 보정부(10A, 10B)와, 엣지 검출부(11A, 11B)와, 디코드부(12A, 12B)와, 개략 검출부(13A, 13B)와, 위상 검출부(14A, 14B)와, 고정밀도 검출부(15A, 15B)와, 위치 데이터 생성부(16)를 가지고 있다. The absolute
개략 검출부(13A)는 디코드부(12A)가 변환한 비트열과 룩업 테이블(130)을 비교함으로써 개략적인 절대 위치를 검출한다. 개략 검출부(13A)는 조정 후의 개략적인 절대 위치를 고정밀도 검출부(15A)로 보낸다. The coarse detection unit 13A detects the approximate absolute position by comparing the bit string converted by the decoding unit 12A with the lookup table 130 . The rough detection unit 13A sends the rough absolute position after adjustment to the high-
개략 검출부(13B)는 디코드부(12B)가 변환한 비트열과 룩업 테이블(130)을 비교함으로써 개략적인 절대 위치를 검출한다. 개략 검출부(13B)는 조정 후의 개략적인 절대 위치를 고정밀도 검출부(15B)로 보낸다.The
고정밀도 검출부(15A)는 개략 검출부(13A)가 검출한 개략적인 절대 위치와, 위상 검출부(14A)가 산출한 위상 편차량 θ를 모두 더함으로써, 스케일(20)의 절대 위치를 산출한다. 고정밀도 검출부(15A)는 산출한 절대 위치를 위치 데이터 생성부(16)로 보낸다. The high-
고정밀도 검출부(15B)는 개략 검출부(13B)가 검출한 개략적인 절대 위치와, 위상 검출부(14B)가 산출한 위상 편차량 θ를 모두 더함으로써, 스케일(20)의 절대 위치를 산출한다. 고정밀도 검출부(15B)는 산출한 절대 위치를 위치 데이터 생성부(16)로 보낸다. The high-
이와 같이, 절대 위치 연산부(6Z)는 이미지 센서(3Z)가 취득한 신호와, 이미지 센서(4Z)가 취득한 신호를 별개로 처리하여, 각각의 신호로부터 절대 위치를 산출한다. 즉, 절대 위치 연산부(6Z)는 광량 보정부(10A)로부터 고정밀도 검출부(15A)까지의 처리에 의해서, 이미지 센서(3Z)가 취득한 신호로부터 절대 위치를 산출한다. 또, 절대 위치 연산부(6Z)는 광량 보정부(10B)로부터 고정밀도 검출부(15B)까지의 처리에 의해서, 이미지 센서(4Z)가 취득한 신호로부터 절대 위치를 산출한다. In this way, the absolute
위치 데이터 생성부(16)는 이미지 센서(3Z)의 절대 위치와 이미지 센서(4Z)의 절대 위치의 평균 위치를 위치 데이터(40Z)로서 산출하여 출력한다. 실시 형태 3에서는, 이미지 센서(3Z)의 절대 위치가 제2 절대 위치이고, 이미지 센서(4Z)의 절대 위치가 제3 절대 위치이다. 또, 실시 형태 3에서는, 위치 데이터(40Z)가 제1 절대 위치이다. The position
도 13은 실시 형태 3에 따른 앱솔루트 인코더의 위치 데이터 생성부에 의한 위치 데이터의 생성 처리 절차를 나타내는 순서도이다. 위치 데이터 생성부(16)는, 고정밀도 검출부(15A)가 산출한 절대 위치와, 고정밀도 검출부(15B)가 산출한 절대 위치의 위상차를 보정한다(스텝 S10). 고정밀도 검출부(15A)가 산출한 절대 위치가, 이미지 센서(3Z)로부터 얻어지는 절대 위치이고, 고정밀도 검출부(15B)가 산출한 절대 위치가, 이미지 센서(4Z)로부터 얻어지는 절대 위치이다. 위치 데이터 생성부(16)는 미리 산출해 둔 이미지 센서(3Z, 4Z)의 위상차를 이용하여, 이미지 센서(3Z, 4Z)로부터 얻어지는 절대 위치 중 적어도 한쪽을 보정한다. 13 is a flowchart showing a process procedure for generating position data by the position data generating unit of the absolute encoder according to the third embodiment. The position
위치 데이터 생성부(16)는 앱솔루트 인코더(1Z)의 이상의 유무를 판정한다(스텝 S20). 앱솔루트 인코더(1Z)의 이상은, 이미지 센서(3Z)의 각도 검출 기능 및 이미지 센서(4Z)의 각도 검출 기능 중 적어도 한쪽의 이상이다. 위치 데이터 생성부(16)가 이상을 검출하면, 앱솔루트 인코더(1Z)의 동작을 긴급 정지시키거나, 또는 정상인 절대 위치가 되도록 절대 위치를 보정하여 동작을 계속한다. The position
도 14는 실시 형태 3에 따른 앱솔루트 인코더의 위치 데이터 생성부에 의한 이상 판정 처리의 제1 예의 처리 절차를 나타내는 순서도이다. 위치 데이터 생성부(16)는 위상차를 보정한 후에 이미지 센서(3Z, 4Z)로부터 얻어지는 절대 위치의 차분이, 차분의 기준값 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S110). 14 is a flowchart showing a processing procedure of a first example of abnormality determination processing by the position data generation unit of the absolute encoder according to the third embodiment. After correcting the phase difference, the position
절대 위치의 차분이 차분의 기준값 이상인 경우(스텝 S110, Yes), 위치 데이터 생성부(16)는 앱솔루트 인코더(1Z)의 이상이라고 판정한다. 즉, 위치 데이터 생성부(16)는 이미지 센서(3Z)의 각도 검출 기능 및 이미지 센서(4Z)의 각도 검출 기능 중 적어도 한쪽이 이상이라고 판정한다. 이 경우, 위치 데이터 생성부(16)는 회전 샤프트(7)를 회전시키는 모터를 긴급 정지시킴으로써 스케일(20)의 회전을 긴급 정지시킨다(스텝 S120). 구체적으로는, 절대 위치의 차분이 차분의 기준값 이상인 경우, 위치 데이터 생성부(16)는 모터를 긴급 정지시키기 위한 지령을, 모터를 제어하는 모터 제어 장치에 송신한다. 이것에 의해, 모터 제어 장치가 모터를 정지시킨다. When the absolute position difference is equal to or greater than the reference value of the difference (step S110, Yes), the position
한편, 절대 위치의 차분이 차분의 기준값 미만인 경우(스텝 S110, No), 위치 데이터 생성부(16)는 앱솔루트 인코더(1Z)가 정상이라고 판정한다. 이 경우, 위치 데이터 생성부(16)는 이미지 센서(3Z, 4Z)로부터 얻어진 위상차 보정 후의 절대 위치의 평균 위치를 위치 데이터(40Z)로서 출력한다(스텝 S130). 이것에 의해, 앱솔루트 인코더(1Z)는 간이한 연산으로 신뢰성이 높은 절대 위치를 얻을 수 있다. On the other hand, when the absolute position difference is less than the reference value of the difference (step S110, No), the position
도 15는 실시 형태 3에 따른 앱솔루트 인코더의 위치 데이터 생성부에 의한 이상 판정 처리의 제2 예의 처리 절차를 나타내는 순서도이다. 위치 데이터 생성부(16)는 이미지 센서(3Z)의 각도 검출 기능이 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S210). 위치 데이터 생성부(16)는, 예를 들면, 엣지 검출부(11A)가 검출한 엣지 화소 위치(110)의 개수가, 엣지수의 기준값 이하인 경우에 이상이라고 판정한다. 또, 위치 데이터 생성부(16)는, 개략 검출부(13A)가 구하는 비트열(120)과, 룩업 테이블(130) 내의 비트열(140)의 차이 비트수가 임계값 이상인 경우에 이상이라고 판정해도 된다.15 is a flowchart showing a processing procedure of a second example of abnormality determination processing by the position data generation unit of the absolute encoder according to the third embodiment. The position
이미지 센서(3Z)의 각도 검출 기능이 이상인 경우(스텝 S210, Yes), 위치 데이터 생성부(16)는 이미지 센서(4Z)의 각도 검출 기능이 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S220). 위치 데이터 생성부(16)는, 예를 들면, 엣지 검출부(11B)가 검출한 엣지 화소 위치(110)의 개수가, 엣지수의 기준값 이하인 경우에 이상이라고 판정한다. 이미지 센서(3Z)에 있어서의 엣지 화소 위치(110)가 제1 엣지 위치이고, 이미지 센서(4Z)에 있어서의 엣지 화소 위치(110)가 제2 엣지 위치이다. When the angle detection function of the
또, 위치 데이터 생성부(16)는 개략 검출부(13B)가 구하는 비트열(120)과, 룩업 테이블(130) 내의 비트열(140)의 차이 비트수가 임계값 이상인 경우에 이상이라고 판정해도 된다. 실시 형태 3에서는, 개략 검출부(13A)가 구하는 비트열(120)이 제1 비트열이고, 개략 검출부(13B)가 구하는 비트열(120)이 제2 비트열이다. 또, 룩업 테이블(130) 내의 비트열(140)이, 제3 비트열이다. 또, 실시 형태 3에서는, 이미지 센서(3Z)의 각도 검출 기능이 제1 각도 검출 기능이고, 이미지 센서(4Z)의 각도 검출 기능이 제2 각도 검출 기능이다. In addition, the position
이미지 센서(4Z)의 각도 검출 기능이 이상인 경우(스텝 S220, Yes), 위치 데이터 생성부(16)는 모터를 긴급 정지시킨다(스텝 S230).When the angle detection function of the
이미지 센서(3Z)의 각도 검출 기능이 이상이지만, 이미지 센서(4Z)의 각도 검출 기능이 이상이 아닌 경우(스텝 S220, No), 위치 데이터 생성부(16)는 이미지 센서(4Z)로부터 얻어진 절대 위치를 위치 데이터(40Z)로서 출력한다(스텝 S240). 즉, 위치 데이터 생성부(16)는 고정밀도 검출부(15B)로부터 보내져 온 절대 위치를 위치 데이터(40Z)로서 출력한다. When the angle detection function of the
이미지 센서(3Z)의 각도 검출 기능이 이상이 아닌 경우(스텝 S210, No), 위치 데이터 생성부(16)는 이미지 센서(4Z)의 각도 검출 기능이 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S250). 여기서의 위치 데이터 생성부(16)는, 엣지 검출부(11B)가 검출한 엣지 화소 위치(110)의 개수가, 엣지수의 기준값 이하인 경우에 이상이라고 판정해도 되고, 비트열(120)과 비트열(140)의 차이 비트수가 임계값 이상인 경우에 이상이라고 판정해도 된다. When the angle detection function of the
이미지 센서(3Z)의 각도 검출 기능은 이상은 아니지만, 이미지 센서(4Z)의 각도 검출 기능이 이상인 경우(스텝 S250, Yes), 위치 데이터 생성부(16)는 이미지 센서(3Z)로부터 얻어지는 절대 위치를 위치 데이터(40Z)로서 출력한다(스텝 S260). 즉, 위치 데이터 생성부(16)는 고정밀도 검출부(15A)로부터 보내져 온 절대 위치를 위치 데이터(40Z)로서 출력한다. Although the angle detection function of the
이미지 센서(3Z, 4Z)의 각도 검출 기능이 이상이 아닌 경우(스텝 S250, No), 위치 데이터 생성부(16)는 이미지 센서(3Z, 4Z)로부터 얻어진 절대 위치의 평균 위치를 위치 데이터(40Z)로서 출력한다(스텝 S270). 즉, 위치 데이터 생성부(16)는 고정밀도 검출부(15A, 15B)로부터 보내져 온 절대 위치의 평균 위치를 위치 데이터(40Z)로서 출력한다. When the angle detection function of the
이와 같이, 위치 데이터 생성부(16)는 이미지 센서(3Z, 4Z)의 각도 검출 기능이 이상인지 여부를 판정하여, 정상인 각도 검출 기능이 있으면 동작을 계속하므로, 앱솔루트 인코더(1Z)는 로버스트하게 절대 위치를 얻을 수 있다. In this way, the position
또, 앱솔루트 인코더(1Z)에서는, 180°의 위상차로 이미지 센서(3Z, 4Z)가 배치되어 있다. 그리고, 앱솔루트 인코더(1Z)는 이미지 센서(3Z, 4Z)에서 얻어진 절대 위치의 평균 위치를 위치 데이터(40Z)로서 생성하고 있다. 이것에 의해, 앱솔루트 인코더(1Z)는 회전하는 스케일(20)의 면 편차에 의한 절대 위치의 오차 성분을 제거할 수 있다. Moreover, in the
도 16은 실시 형태 3에 따른 앱솔루트 인코더의 스케일에 발생하는 면 편차를 설명하기 위한 도면이다. 앱솔루트 인코더(1Z)에서는, 스케일(20)의 상면과 제어 기판(27)의 상면이 대향하도록 배치되어 있다. 16 is a diagram for explaining a plane deviation occurring in the scale of the absolute encoder according to the third embodiment. In the
발광 소자(2A, 2B) 및 이미지 센서(3Z, 4Z)는, 제어 기판(27)의 상면에 배치되어 있다. 도 16에서는, 제어 기판(27)에 대해서 스케일(20)이 면 편차에 의해서 기울어 있는 경우를 도시하고 있다. 또한, 스케일(20)에 대해서 제어 기판(27)이 기우는 경우도 있다. The
이와 같이 실시 형태 3의 앱솔루트 인코더(1Z)에서는, 이미지 센서(3Z, 4Z)가 180°의 위상차로 배치되어 있으므로, 이미지 센서(3Z)와 스케일(20) 사이의 거리와, 이미지 센서(4Z)와 스케일(20) 사이의 거리의 합은, 스케일(20)의 회전 위치에 의존하지 않고 일정해진다. 따라서, 절대 위치 연산부(6Z)는 이미지 센서(3Z, 4Z)로부터 얻어진 절대 위치의 평균 위치를 위치 데이터(40Z)로 함으로써, 면 편차에 기인하는 절대 위치의 오차 성분을 제거하는 것이 가능해진다. As described above, in the
또한, 이미지 센서(3Z)와 스케일(20) 사이의 거리와, 이미지 센서(4Z)와 스케일(20) 사이의 거리가 달라도 된다. 이 경우에도, 절대 위치 연산부(6Z)는 이미지 센서(3Z, 4Z)로부터 얻어진 절대 위치의 평균 위치를 위치 데이터(40Z)로 함으로써, 면 편차에 기인하는 절대 위치의 오차 성분을 저감시키는 것이 가능해진다. In addition, the distance between the
실시 형태 4.Embodiment 4.
다음에, 도 17에서부터 도 21을 이용하여 실시 형태 4에 대해서 설명한다. 실시 형태 4에서는, 발광 소자(2), 및 이미지 센서(3X, 4X)가 1개의 모듈에 실장된다. Next, Embodiment 4 will be described with reference to FIGS. 17 to 21 . In Embodiment 4, the
도 17은 실시 형태 4에 따른 앱솔루트 인코더의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 17의 각 구성요소 중 도 1에 나타내는 실시 형태 1의 앱솔루트 인코더(1X)와 동일 기능을 달성하는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여해 두고, 중복하는 설명은 생략한다. 17 is a diagram showing a schematic configuration of an absolute encoder according to the fourth embodiment. The same code|symbol is attached|subjected about the component which achieves the same function as the
실시 형태 4의 앱솔루트 인코더(1X)는, 실시 형태 1의 앱솔루트 인코더(1X)와 같은 구성요소를 가지고 있다. 실시 형태 4의 앱솔루트 인코더(1X)에서는, 발광 소자(2), 및 이미지 센서(3X, 4X)가, 1개의 모듈(80a)에 집약되어, 앱솔루트 인코더(1X)의 하드웨어를 구성하는 제어 기판(27)에 실장되어 있다. 구체적으로는, 발광 소자(2), 및 이미지 센서(3X, 4X)가, 소 기판(26) 상에 실장되고, 이 소 기판(26)이 제어 기판(27)의 상면에 실장되어 있다.The
여기서, 모듈(80a)의 구성과, 모듈(80a)과는 상이한 위치에 발광 소자(2), 또는 이미지 센서(3X, 4X)가 배치된 모듈(80b, 80c)의 구성에 대해서 설명한다. Here, the configuration of the
도 18은 실시 형태 4에 따른 앱솔루트 인코더의 이미지 센서가 실장된 모듈의 제1 구성예를 나타내는 도면이다. 도 18에서는, 모듈(80a)을 이미지 센서(3X, 4X)의 실장 방향에서 본 모듈(80a)의 상면도를 나타내고 있다. 18 is a diagram showing a first configuration example of a module in which the image sensor of the absolute encoder according to the fourth embodiment is mounted. 18 shows a top view of the
도 19는 실시 형태 4에 따른 앱솔루트 인코더의 이미지 센서가 실장된 모듈의 제2 구성예를 나타내는 도면이다. 도 19에서는, 모듈(80b)을 이미지 센서(3P, 4P)의 실장 방향에서 본 모듈(80b)의 상면도를 나타내고 있다. 모듈(80b)은 실시 형태 1에서 설명한 앱솔루트 인코더(1X) 등에 적용 가능하다. 19 is a diagram showing a second configuration example of a module in which the image sensor of the absolute encoder according to the fourth embodiment is mounted. 19 shows a top view of the
도 20은 실시 형태 4에 따른 앱솔루트 인코더의 이미지 센서가 실장된 모듈의 제3 구성예를 나타내는 도면이다. 도 20에서는, 모듈(80c)을 이미지 센서(3Z)의 실장 방향에서 본 모듈(80c)의 상면도를 나타내고 있다. 모듈(80c)은 실시 형태 3에서 설명한 앱솔루트 인코더(1Z) 등에 적용 가능하다. 20 is a diagram showing a third configuration example of a module in which the image sensor of the absolute encoder according to the fourth embodiment is mounted. Fig. 20 shows a top view of the
모듈(80a)에서는, 발광 소자(2) 및 이미지 센서(3X, 4X)가 소 기판(26)의 상면에 배치되어 있다. 모듈(80a)에서는, 발광 소자(2)에 대향하는 위치에 이미지 센서(4X)가 배치되고, 발광 소자(2)와 이미지 센서(4X)의 사이에 이미지 센서(3X)가 배치되어 있다.In the
모듈(80b)에서는, 발광 소자(2) 및 이미지 센서(3P, 4P)가 소 기판(26)의 상면에 배치되어 있다. 이미지 센서(3P, 4P)는 이미지 센서(3X, 4X)와 같은 이미지 센서이고, 이미지 센서(3X, 4X)와는 배치 위치가 다르다. 모듈(80b)에서는, 이미지 센서(3P)와 이미지 센서(4P)가 대향하도록 이미지 센서(3P, 4P)가 배치되고, 이미지 센서(3P)와 이미지 센서(4P)의 사이에 발광 소자(2)가 배치되어 있다. In the
모듈(80c)에서는, 발광 소자(2A) 및 이미지 센서(3Z)가 소 기판(26)의 상면에 배치되어 있다. 모듈(80c)에서는, 발광 소자(2A)에 대향하는 위치에 이미지 센서(3Z)가 배치되어 있다. 또, 도 20에 나타낸 소 기판(26)과는 다른 소 기판(26)의 상면에, 발광 소자(2B) 및 이미지 센서(4Z)가 배치된다. In the
도 21은 도 20에 나타낸 모듈을 실시 형태 3의 앱솔루트 인코더에 적용했을 경우의, 앱솔루트 인코더의 구성을 나타내는 도면이다. 도 21에서는, 상단에 앱솔루트 인코더(1Z)가 구비하는 제어 기판(27) 등의 단면도를 나타내고, 하단에 앱솔루트 인코더(1Z)가 구비하는 제어 기판(27)의 상면도를 나타내고 있다.Fig. 21 is a diagram showing the configuration of an absolute encoder when the module shown in Fig. 20 is applied to the absolute encoder of the third embodiment. In FIG. 21, the cross-sectional view of the
제어 기판(27)의 상면에는, 모듈(80c, 80c)이 스케일(20)의 중심을 사이에 두고 대향하도록 배치되어 있다. 한쪽의 모듈(80c)은 도 20에서 설명한 모듈로서, 발광 소자(2A) 및 이미지 센서(3Z)가 실장되어 있다. 다른 쪽의 모듈(80c)에서는, 발광 소자(2B)에 대향하는 위치에 이미지 센서(4Z)가 실장되어 있다. On the upper surface of the
또한, 실시 형태 2에서 설명한 앱솔루트 인코더(1Y)의 발광 소자(2) 및 이미지 센서(3Y, 4Y)가 1개의 모듈에 실장되어도 된다. 이와 같이 앱솔루트 인코더(1X, 1Y, 1Z)에서는, 적어도 1개의 발광 소자와 적어도 1개의 이미지 센서가 1개의 모듈에 실장되어 있다. In addition, the
이와 같이 실시 형태 4에 의하면, 모듈(80a, 80b, 80c) 중 어느 것이 사용됨으로써 실장 부품의 집약화를 실현할 수 있어, 제어 기판(27)의 실장 면적으로의 압박을 억제할 수 있다. 또, 모듈로서 부품을 실장할 수 있으므로, 생산시의 실장 속도가 향상되고, 실장시의 실장 위치 오류를 저감시키는 것이 가능해진다. As described above, according to the fourth embodiment, when any of the
여기서, 절대 위치 연산부(6X~6Z)의 하드웨어 구성에 대해서 설명한다. 또한, 절대 위치 연산부(6X~6Z)는 마찬가지의 하드웨어 구성을 가지고 있으므로, 여기에서는, 절대 위치 연산부(6X)의 하드웨어 구성에 대해서 설명한다. Here, the hardware configuration of the absolute
도 22는 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더가 구비하는 절대 위치 연산부를 실현하는 하드웨어 구성예를 나타내는 도면이다. 절대 위치 연산부(6X)는 입력 장치(300), 프로세서(100), 메모리(200), 및 출력 장치(400)에 의해 실현할 수 있다. 프로세서(100)의 예는, CPU(Central Processing Unit, 중앙 처리 장치, 처리 장치, 연산 장치, 마이크로 프로세서, 마이크로 컴퓨터, DSP(Digital Signal Processor)라고도 함) 또는 시스템 LSI(Large Scale Integration)이다. 메모리(200)의 예는, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory)이다. 22 is a diagram showing an example of a hardware configuration for realizing an absolute position calculating unit included in the absolute encoder according to the first embodiment. The absolute
절대 위치 연산부(6X)는, 프로세서(100)가 메모리(200)에 기억되어 있는 절대 위치 연산부(6X)의 동작을 실행하기 위한, 컴퓨터에서 실행 가능한, 절대 위치 연산 프로그램을 읽어내어 실행함으로써 실현된다. 절대 위치 연산부(6X)의 동작을 실행하기 위한 프로그램인 절대 위치 연산 프로그램은, 절대 위치 연산부(6X)의 절차 또는 방법을 컴퓨터에 실행시키는 것이라고도 말할 수 있다. The absolute
절대 위치 연산부(6X)에서 실행되는 절대 위치 연산 프로그램은, 광량 보정부(10A, 10B)와, 엣지 검출부(11A, 11B)와, 디코드부(12A)와, 개략 검출부(13A)와, 위상 검출부(14B)와, 고정밀도 검출부(15X)를 포함하는 모듈 구성으로 이루어져 있고, 이것들이 주 기억 장치 상에 로드되어, 이것들이 주 기억 장치 상에 생성된다. The absolute position calculation program executed by the absolute
입력 장치(300)는 AD 변환기(5A, 5B)로부터 디지털 신호를 접수하여 프로세서(100)로 보낸다. 메모리(200)는 프로세서(100)가 각종 처리를 실행할 때의 일시 메모리에 사용된다. 또, 메모리(200)는 임계값 레벨(105), 룩업 테이블(130) 등을 기억한다. 출력 장치(400)는 프로세서(100)가 산출한 위치 데이터(40X)를 출력한다. The input device 300 receives digital signals from the
절대 위치 연산 프로그램은 인스톨 가능한 형식 또는 실행 가능한 형식의 파일로, 컴퓨터가 판독 가능한 기억 매체에 기억되어 컴퓨터 프로그램 프로덕트로서 제공되어도 된다. 또, 절대 위치 연산 프로그램은 인터넷 등의 네트워크 경유로 절대 위치 연산부(6X)에 제공되어도 된다. 또한, 절대 위치 연산부(6X)의 기능에 대해서, 일부를 전용 회로 등의 전용의 하드웨어로 실현하고, 일부를 소프트웨어 또는 펌웨어로 실현하도록 해도 된다. The absolute position calculation program may be stored in a computer-readable storage medium as a file in an installable format or an executable format, and may be provided as a computer program product. Moreover, the absolute position calculating program may be provided to the absolute
이상의 실시 형태에 나타낸 구성은, 일례를 나타내는 것이며, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하고, 실시 형태끼리를 조합하는 것도 가능하며, 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 일부를 생략, 변경하는 것도 가능하다. The configuration shown in the above embodiment shows an example, it is possible to combine with other known techniques, it is also possible to combine the embodiments, and without departing from the gist, a part of the configuration is omitted or changed. It is also possible
1X, 1Y, 1Z: 앱솔루트 인코더
2, 2A, 2B: 발광 소자
3P, 3X, 3Y, 3Z, 4P, 4X, 4Y, 4Z: 이미지 센서
5A, 5B: AD 변환기
6X~6Z: 절대 위치 연산부
7: 회전 샤프트
10A, 10B: 광량 보정부
11A, 11B: 엣지 검출부
12A, 12B: 디코드부
13A, 13B, 13Y: 개략 검출부
14A, 14B: 위상 검출부
15A, 15B, 15X: 고정밀도 검출부
16: 위치 데이터 생성부
20: 스케일
21A, 21B: 수광면
22: 반직선
24, 25: 기준 화소 위치
30: 절대값 부호 패턴
31: 반사부
32: 비반사부
40X, 40Y, 40Z: 위치 데이터
45: 연산부
70~73: 광 강도 분포
80a, 80b, 80c: 모듈
100: 프로세서
105: 임계값 레벨
110: 엣지 화소 위치
130: 룩업 테이블
150: 기준 화소 위치
160, 170: 반사 지점
200: 메모리
300: 입력 장치
400: 출력 장치1X, 1Y, 1Z:
3P, 3X, 3Y, 3Z, 4P, 4X, 4Y, 4Z: Image sensor
5A, 5B:
7: Rotating
11A, 11B:
13A, 13B, 13Y:
15A, 15B, 15X: High-precision detection unit 16: Position data generation unit
20:
22:
30: absolute value sign pattern 31: reflector
32:
45:
80a, 80b, 80c: Module 100: Processor
105: threshold level 110: edge pixel position
130: lookup table 150: reference pixel position
160, 170: reflection point 200: memory
300: input device 400: output device
Claims (14)
상기 스케일에 광을 조사하는 발광 소자와,
상기 스케일의 중심으로부터 제1 거리만큼 떨어진 제1 위치로부터의 제1 광을 수광하여 상기 제1 광에 대응하는 제1 아날로그 신호를 출력하는 제1 이미지 센서와,
상기 스케일의 중심으로부터 제2 거리만큼 떨어진 제2 위치로부터의 제2 광을 수광하여 상기 제2 광에 대응하는 제2 아날로그 신호를 출력하는 제2 이미지 센서와,
상기 제1 아날로그 신호를 제1 디지털 신호로 변환하는 제1 신호 변환부와,
상기 제2 아날로그 신호를 제2 디지털 신호로 변환하는 제2 신호 변환부와,
상기 제1 디지털 신호 및 상기 제2 디지털 신호에 기초하여, 상기 스케일 상에서의 제1 절대 위치를 산출하는 절대 위치 연산부를 구비하고 있는,
것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.A disk-shaped scale on which the absolute value sign pattern is placed,
a light emitting element irradiating light to the scale;
a first image sensor for receiving a first light from a first position separated by a first distance from the center of the scale and outputting a first analog signal corresponding to the first light;
a second image sensor for receiving a second light from a second position separated by a second distance from the center of the scale and outputting a second analog signal corresponding to the second light;
a first signal converter converting the first analog signal into a first digital signal;
a second signal converter converting the second analog signal into a second digital signal;
an absolute position calculating unit for calculating a first absolute position on the scale based on the first digital signal and the second digital signal;
Absolute encoder, characterized in that.
상기 절대 위치 연산부는,
상기 제1 디지털 신호에 기초하여 상기 스케일 상에서의 제2 절대 위치를 산출함과 아울러, 상기 제2 디지털 신호에 기초하여 기준이 되는 화소 위치인 기준 화소 위치로부터의 위상 편차량을 산출하고, 상기 제2 절대 위치와 상기 위상 편차량을 모두 더함으로써 상기 제1 절대 위치를 산출하는,
것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.The method according to claim 1,
The absolute position calculating unit,
A second absolute position on the scale is calculated based on the first digital signal, and an amount of phase deviation from a reference pixel position that is a reference pixel position is calculated based on the second digital signal, and the second absolute position is calculated based on the second digital signal. 2 calculating the first absolute position by adding both the absolute position and the phase deviation amount,
Absolute encoder, characterized in that.
상기 제1 이미지 센서, 상기 제2 이미지 센서, 및 상기 발광 소자는, 상기 스케일의 회전축 방향에서 보았을 경우에, 상기 스케일의 중심으로부터 상기 스케일의 제1 지름 방향으로 연장되는 반직선 상에 겹치도록 배치되어 있는,
것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.The method according to claim 1 or 2,
The first image sensor, the second image sensor, and the light emitting element are arranged to overlap on a semi-rectangular line extending from the center of the scale in the first radial direction of the scale when viewed in the direction of the rotation axis of the scale. there is,
Absolute encoder, characterized in that.
상기 제1 이미지 센서, 상기 제2 이미지 센서, 및 상기 발광 소자는, 상기 스케일의 회전축 방향에서 보았을 경우에, 상기 반직선 상에 상기 제1 이미지 센서의 중심, 상기 제2 이미지 센서의 중심, 및 상기 발광 소자의 중심이 겹치도록 배치되어 있는,
것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.4. The method according to claim 3,
The first image sensor, the second image sensor, and the light emitting device may include a center of the first image sensor, a center of the second image sensor, and the Arranged so that the center of the light emitting element overlaps,
Absolute encoder, characterized in that.
상기 제1 이미지 센서 및 상기 제2 이미지 센서는, 상기 스케일의 회전축 방향에서 보았을 경우에, 상기 스케일의 중심으로부터 상기 스케일의 제1 지름 방향으로 연장되는 반직선 상에 겹치도록 배치되고, 또한 상기 제1 이미지 센서의 중심 및 상기 제2 이미지 센서의 중심이, 상기 반직선 상에 겹치지 않도록 배치되고,
상기 절대 위치 연산부는,
상기 제1 디지털 신호 및 상기 제2 디지털 신호에 기초하여 상기 스케일 상에서의 제2 절대 위치를 산출함과 아울러, 상기 제1 디지털 신호에 기초하여 기준이 되는 화소 위치인 제1 기준 화소 위치로부터의 제1 위상 편차량을 산출하고, 상기 제2 디지털 신호에 기초하여 기준이 되는 화소 위치인 제2 기준 화소 위치로부터의 제2 위상 편차량을 산출하고, 상기 제2 절대 위치와 상기 제1 위상 편차량을 모두 더함으로써 제3 절대 위치를 산출하고, 상기 제2 절대 위치와 상기 제2 위상 편차량을 모두 더함으로써 제4 절대 위치를 산출하고, 상기 제3 절대 위치 및 상기 제4 절대 위치의 평균 위치를 상기 제1 절대 위치로서 산출하는,
것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.The method according to claim 1,
The first image sensor and the second image sensor are arranged to overlap on a radial line extending from the center of the scale in the first radial direction of the scale when viewed in the direction of the rotation axis of the scale, and The center of the image sensor and the center of the second image sensor are disposed so as not to overlap on the semi-rectangular line,
The absolute position calculating unit,
The second absolute position on the scale is calculated based on the first digital signal and the second digital signal, and the second absolute position is calculated from the first reference pixel position, which is a pixel position serving as a reference based on the first digital signal. Calculating one phase deviation amount, calculating a second phase deviation amount from a second reference pixel position that is a reference pixel position based on the second digital signal, and calculating the first phase deviation amount from the second absolute position A third absolute position is calculated by adding all of to calculate as the first absolute position,
Absolute encoder, characterized in that.
상기 발광 소자와, 상기 제1 이미지 센서 및 상기 제2 이미지 센서 중 적어도 한쪽이 1개의 모듈에 실장되어 있는,
것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
At least one of the light emitting element and the first image sensor and the second image sensor is mounted on one module,
Absolute encoder, characterized in that.
상기 스케일의 중심으로부터 제1 거리만큼 떨어진 제1 위치에 광을 조사하는 제1 발광 소자와,
상기 스케일의 중심으로부터 제2 거리만큼 떨어진 제2 위치에 광을 조사하는 제2 발광 소자와,
상기 제1 위치로부터의 제1 광을 수광하여 상기 제1 광에 대응하는 제1 아날로그 신호를 출력하는 제1 이미지 센서와,
상기 제2 위치로부터의 제2 광을 수광하여 상기 제2 광에 대응하는 제2 아날로그 신호를 출력하는 제2 이미지 센서와,
상기 제1 아날로그 신호를 제1 디지털 신호로 변환하는 제1 신호 변환부와,
상기 제2 아날로그 신호를 제2 디지털 신호로 변환하는 제2 신호 변환부와,
상기 제1 디지털 신호 및 상기 제2 디지털 신호에 기초하여 상기 스케일 상에서의 제1 절대 위치를 산출하는 절대 위치 연산부를 구비하고,
상기 절대 위치 연산부는,
상기 제1 디지털 신호 및 상기 제2 디지털 신호에 기초하여, 상기 제1 이미지 센서의 제1 각도 검출 기능 및 상기 제2 이미지 센서의 제2 각도 검출 기능이 이상인지 여부를 판정하고, 상기 제1 각도 검출 기능 및 상기 제2 각도 검출 기능이 정상이면, 상기 제1 디지털 신호에 대응하는 상기 스케일 상에서의 제2 절대 위치와 상기 제2 디지털 신호에 대응하는 상기 스케일 상에서의 제3 절대 위치의 평균 위치를 상기 제1 절대 위치로서 산출하는,
것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.A disk-shaped scale on which the absolute value sign pattern is placed,
a first light emitting element irradiating light to a first position separated by a first distance from the center of the scale;
a second light emitting element irradiating light to a second position separated by a second distance from the center of the scale;
a first image sensor receiving the first light from the first position and outputting a first analog signal corresponding to the first light;
a second image sensor receiving the second light from the second position and outputting a second analog signal corresponding to the second light;
a first signal converter converting the first analog signal into a first digital signal;
a second signal converter converting the second analog signal into a second digital signal;
an absolute position calculating unit for calculating a first absolute position on the scale based on the first digital signal and the second digital signal;
The absolute position calculating unit,
Based on the first digital signal and the second digital signal, it is determined whether a first angle detection function of the first image sensor and a second angle detection function of the second image sensor are abnormal, and the first angle If the detection function and the second angle detection function are normal, the average position of the second absolute position on the scale corresponding to the first digital signal and the third absolute position on the scale corresponding to the second digital signal Calculated as the first absolute position,
Absolute encoder, characterized in that.
상기 절대 위치 연산부는,
상기 제1 각도 검출 기능이 정상이고 상기 제2 각도 검출 기능이 이상이면, 상기 제2 절대 위치를, 상기 제1 절대 위치로서 산출하고,
상기 제1 각도 검출 기능이 이상이고 상기 제2 각도 검출 기능이 정상이면, 상기 제3 절대 위치를, 상기 제1 절대 위치로서 산출하는,
것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.8. The method of claim 7,
The absolute position calculating unit,
If the first angle detection function is normal and the second angle detection function is abnormal, calculating the second absolute position as the first absolute position;
calculating the third absolute position as the first absolute position when the first angle detection function is abnormal and the second angle detection function is normal;
Absolute encoder, characterized in that.
상기 절대 위치 연산부는,
상기 제1 각도 검출 기능 및 상기 제2 각도 검출 기능이 이상이면, 상기 스케일의 회전을 정지시키는,
것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.8. The method of claim 7,
The absolute position calculating unit,
If the first angle detection function and the second angle detection function are abnormal, stopping the rotation of the scale,
Absolute encoder, characterized in that.
상기 절대 위치 연산부는,
상기 제1 절대 위치와 상기 제2 절대 위치의 차분이 기준값 이상인 경우에, 상기 제1 각도 검출 기능 및 상기 제2 각도 검출 기능 중 적어도 한쪽이 이상이라고 판정하여, 상기 스케일의 회전을 정지시키는,
것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.10. The method according to any one of claims 7 to 9,
The absolute position calculating unit,
When the difference between the first absolute position and the second absolute position is equal to or greater than a reference value, it is determined that at least one of the first angle detection function and the second angle detection function is abnormal, and the rotation of the scale is stopped;
Absolute encoder, characterized in that.
상기 절대 위치 연산부는,
상기 제1 디지털 신호의 상승 또는 하강의 위치이며 상기 제1 디지털 신호의 유무의 경계인 제1 엣지 위치를 검출하여, 상기 제1 엣지 위치의 개수가 기준값 이하인 경우에 상기 제1 각도 검출 기능이 이상이라고 판정하고,
상기 제2 디지털 신호의 상승 또는 하강이고 상기 제2 디지털 신호의 유무의 경계인 제2 엣지 위치를 검출하여, 상기 제2 엣지 위치의 개수가 상기 기준값 이하인 경우에 상기 제2 각도 검출 기능이 이상이라고 판정하는,
것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.10. The method according to any one of claims 7 to 9,
The absolute position calculating unit,
Detects a first edge position that is a rising or falling position of the first digital signal and is a boundary of the presence or absence of the first digital signal, and when the number of first edge positions is less than or equal to a reference value, the first angle detection function is abnormal judge,
Detects a second edge position that is the rising or falling of the second digital signal and is a boundary of the presence or absence of the second digital signal, and determines that the second angle detection function is abnormal when the number of the second edge positions is less than or equal to the reference value doing,
Absolute encoder, characterized in that.
상기 절대 위치 연산부는,
상기 제1 디지털 신호에 대응하는 제1 비트열을 생성함과 아울러, 상기 제2 디지털 신호에 대응하는 제2 비트열을 생성하고,
상기 제1 비트열과, 상기 절대값 부호 패턴의 비트열을 나타내는 룩업 테이블 내의 비트열인 제3 비트열의 차이 비트수가, 임계값 이상인 경우에 상기 제1 각도 검출 기능이 이상이라고 판정하고,
상기 제2 비트열과, 상기 제3 비트열의 차이 비트수가, 상기 임계값 이상인 경우에 상기 제2 각도 검출 기능이 이상이라고 판정하는,
것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.10. The method according to any one of claims 7 to 9,
The absolute position calculating unit,
generating a first bit string corresponding to the first digital signal and generating a second bit string corresponding to the second digital signal;
When the number of bits difference between the first bit string and a third bit string that is a bit string in a lookup table representing the bit string of the absolute value code pattern is equal to or greater than a threshold value, it is determined that the first angle detection function is abnormal;
determining that the second angle detection function is abnormal when the number of bits difference between the second bit string and the third bit string is equal to or greater than the threshold value;
Absolute encoder, characterized in that.
상기 제1 이미지 센서 및 상기 제2 이미지 센서는, 상기 스케일의 회전축 방향에서 보았을 경우에, 상기 스케일의 중심을 사이에 두고 대향하는 위치에 배치되는,
것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.13. The method according to any one of claims 7 to 12,
The first image sensor and the second image sensor are disposed at opposing positions with the center of the scale interposed therebetween when viewed in the direction of the axis of rotation of the scale,
Absolute encoder, characterized in that.
상기 제1 발광 소자 및 상기 제2 발광 소자 중 적어도 한쪽과, 상기 제1 이미지 센서 및 상기 제2 이미지 센서 중 적어도 한쪽이 1개의 모듈에 실장되어 있는,
것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.14. The method according to any one of claims 7 to 13,
At least one of the first light emitting element and the second light emitting element and at least one of the first image sensor and the second image sensor are mounted in one module,
Absolute encoder, characterized in that.
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