JPH0227601B2

JPH0227601B2 -

Info

Publication number: JPH0227601B2
Application number: JP50037032A
Authority: JP
Inventors: Repechi Maruku; Anjeru Fuiritsupu; Bodan Jatsuku; Deyu Bowasuboodori Dominiku
Original assignee: ECHUUDO RUSHERUSHU E KONSUTORYUKUSHION EREKUTORONIKU SOC
Current assignee: ECHUUDO RUSHERUSHU E KONSUTORYUKUSHION EREKUTORONIKU SOC
Priority date: 1974-03-28
Filing date: 1975-03-28
Publication date: 1990-06-19
Anticipated expiration: 1995-03-28
Also published as: DD117115A5; SE411253B; DE2512863C2; AU7955075A; CH601772A5; AT353022B; FR2270722B1; DE2512863A1; NO751050L; DK134775A; BE826943A; GB1498829A; ZA751976B; NO142974C; NO142974B; SE7503613L; FR2270722A1; NL7503715A; ATA232475A; JPS50152766A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、デイジタル角度コーダに関するもの
である。

角度は、一般に、１本の回転軸の周囲の２個の
部材の相対的な角度位置又は角度変位によつて決
められる。そして、角度を決定する一方の部材は
固定されて基準部材として利用される。この場合
他方の部材は回転可能であり、前記基準部材に対
する角度が測定される。

このような角度をデイジタル形式にコーデイン
グする方法において、前記の２個の角度決定部材
に対して相対的に回転する補助部材を使用する方
法が既に提案されている。この補助回転部材の軸
（第２の回転軸）は、前記の角度決定部材の軸
（第１の回転軸）にできるだけ近い位置に配置さ
れる。この補助回転部材は、前記の２個の角度決
定部材との相対的な１回転において、各角度決定
部材と関連して作動可能な１個のインデデツクス
を持つている。つまり、各回転ごとに、固定角度
決定部材とインデツクスとの一致および可動角度
決定部材とインデツクスとの一致が、それぞれ１
回ずつ得られる。これらの２つの一致信号の位相
差（時間の遅れ）を測定すれば、コーデイングさ
れる角度の大きさに関する情報が得られる。

例えば、２個の角度決定部材として２本の集電
ブラシを使用し、補助回転部材として１個の回転
シリンダの周辺の導電区域を使用し、それらを組
合わせて一致信号を得る装置もある。そのような
装置はドイツ特許第595939号に記載されている。

従来のこの種の装置においては、補助回転部材
の２個の角度決定部材に対する相対速度はほぼ一
定に保たれるが、補助回転部材にはインデツクス
が１個しかないため、測定精度は補助回転部材の
回転速度の精度の影響を直接受ける、という欠点
があつた。

本発明は、このような欠点を解決したものであ
り、補助回転部材の回転速度の変動を直接受けな
いようにして、高精度な角度の測定を可能にした
角度のデイジタルコーデイング方法及びデイジタ
ル角度コーダを提供するものである。

本発明において、第１の回転軸７の軸心にほぼ
一致するように配置された第２の回転軸を中心と
して、第一インジケータTF，TF０，TF１８０
及び第二インジケータ６，TM，TM１８０を含
む第一インジケータ・グループと、少なくとも第
三インジケータ５，５０を含む第二インジケー
タ・グループとの間で相対的な回転を起こさせ
る。このとき、各インジケータは、第１の回転軸
７に関連する、第一インジケータTF，TF０，
TF１８０及び第二インジケータ６，TM，TM
１８０を含む第一グループか、或いは、第２の回
転軸に関連する、少なくとも１個の第三インジケ
ータを含む第二グループのいずれかに帰属し、更
に、いずれか一方のグループのインジケータに
は、第１の回転軸の周囲に等間隔に形成された一
連の基準マーク５１，５２を含むものとする。そ
して、一方のグループのインジケータの前を他方
のグループのインジケータの基準マークが通過す
るとき、それに対応した２つの系列の一致を検出
する。

そして、一方の系列の一致信号と他方の系列の
隣接した一致信号との間の位相差を測定すること
により、第一インジケータTF，TF０，TF１８
０と第二インジケータ６，TM，TM１８０との
間の、第１の回転軸７を中心として形成された角
度変位で定められた角度をデジタル値にコーデイ
ングする。

そして、前記の位相差の測定に際しては、一方
の系列の一致信号と他方の系列の隣接した一致信
号との間で得られた全位相変位を、第一グループ
のインジケータと第二グループのインジケータと
の間の１回又は数回の完全回転にわたつて累積し
た上平均化する。

従つて、例えば、各系列の基準マーク（符号）
間隔の変動に起因する誤差が排除できる。また、
典型的な誤差というものは測定回数の増加と一定
の関係をもつて減少するものであり、そして本発
明は上述のように数多くの測定値の平均値を求め
るようにしているから、偶然的な誤差の影響を減
少させることができる。従つて、第三インジケー
タ（補助回転部材）の回転速度に瞬時的な変動が
あつても、その影響を直接受けずにすむという利
点がある。この点が従来技術との顕著な相違であ
る。

本発明における基準マーク（以下符号という）
は、回転デイスク上に設けることができ、磁気的
に又は光学的に読み取られる。符号を読取る装置
は、少なくとも１個の読取りヘツド、例えば磁気
読取りヘツド又は光学読取りヘツドからなる。各
符号の列は、対応する読取りヘツドによつて読出
される。

本発明の一実施例において、第三インジケータ
としての回転部材は、その回転デイスクの両面か
あるいは一方の面に設けられた２つ又はそれ以上
の符号の列を持つている。第一インジケータ及び
第二インジケータとしての角度決定部材はそれぞ
れ読取りヘツドを備えており、従つて、一方のヘ
ツドは第１の角度決定部材と共に固定され、他方
のヘツドは第２の角度決定部材と共に回転自在と
なつている。

できれば、角度変位軸（第１の軸）に関して上
記可動ヘツドと対称に、もう１個の可動ヘツドを
設けた方が良い。これらの可動ヘツドは同一系列
の符号を読取り、その平均値を求めれば角変位軸
（第１の軸）と相対回転軸（第２の軸）とのずれ
から生じる誤差は補正される。角変位軸の周囲に
もつと多数の可動ヘツドを規則正しく配置するこ
とももちろん可能である。

一方の系列の符号読取り信号とそれに近接する
他方の系列の符号読取り信号との間の時間変位を
決定するために、１個のカウンタがその間に所定
周波数のクロツク信号を受け取る。この場合、例
えば符号読取り信号を方形波信号に変形し、対応
する２個の方形波信号の時間間隔に基づいて前記
時間変位を決定する。

角度コーダにおいて最終的に視覚表示されるデ
イジタル情報は、上述のように、一回転または数
回転の間に検出される２系列の信号の時間変位の
平均変位を使つておこなう微小角測定と、種々の
方法でおこなう粗角測定とを組合せたものであ
る。

一例として磁気読取り方式を使用して後で詳細
に説明する実施例においては、粗角測定装置は、
例えばアツプ・ダウンカウンタで構成され、角度
決定部材（第１、第２）の角度変位の間の２系列
の符号読取り信号の数の差を数える。回転部材、
例えば回転デイスクの駆動は、モータによつてな
されるが、その回転速度はカウンタクロツクの周
波数と関連する。その回転デイスクは、例えばこ
のカウンタクロツクによつて制御される同期電動
機に連結される。

本発明の他の実施例においては、上述の実施例
の場合よりもさらに精度が高くなり、単純化され
るようになつている。その実施例では、さらに２
個のヘツド（補助ヘツド）が角度決定部材に設け
られると共に、回転部材にさらに符号（補助符
号）を設け、これらにより１回転毎に上述の符号
読取り信号とは別の１つの符号読取り信号（補助
信号）を発生させるようにしている。

角度検出装置は、１個又は数個のフリツプフロ
ツプ回路を備えており、この装置は各回転毎にそ
の状態を変えるために上記の補助ヘツドに接続さ
れる。そして、この装置の状態変化によつて、１
回転又は数回転に相当する時間窓を決定する。
（この時間窓は、平均値を求めるための時間に相
当するものである。）粗角度測定装置は、各回転毎の２個の補助ヘツ
ドからの符号読取り信号（補助信号）の間の遅れ
時間を利用するだけである。

本発明のその他の特徴および利点については、
添付図第１図〜第７図を参照しながらおこなう以
下の詳細な説明から明らかになろう。

本発明の角度コーダの一実施例を図示した第１
図において、周波数23.976MHzの水晶クロツク回
路１はこの周波数23.976MHzを1000分の１に分周
して送り出す。

この周波数は周波数分周回路２（例えば数値計
数器）に送られ、その出力側は74Hzの周波数を送
り出す。

この出力周波数はさらに回路３へ送られる。こ
の回路は、例えば８極の同期電動機４の電源回路
である。この同期電動機としては、回転方向によ
つて９ 904 110 09601シリーズまたは９ 904
110 09611シリーズのポリモータ型のものを使用
できる。この種のモータはソシエテ・デチユー
ド・エ・ド・デヴロツプモン・ダパライル・エレ
クトロ・メカニツク（SEDELEM）社から市販
されている。８対の電極を備えたこのモータは7
４／８＝9.25回転／秒すなわち555回転／分の回転速
度をもつている。

この同期電動機は直接１枚のデイスク５に連結
されていて、前記の速度でデイスクを回転させ
る。デイスク５は外径18mmの磁気デイスクであ
る。この磁気デイスクはアルミニウム板を丸くく
り抜き、酸化鉄Fe₂O₃の磁化膜で両面を被覆した
もので、コンピユータ用磁気デイスクの製造に用
いられる種類のものである。

このデイスク５の片側には１個の磁気ヘツド
T_Fが取り付けられている。このヘツドは書込
み・読取り式のものである。この磁気ヘツドT_F
は、デイスク５上に中線直径13mmの磁気トラツク
を形成するような位置に設置されている。そのた
めに、ヘツド下のデイスクの移動速度は380mm／
秒である。

磁気ヘツドT_Fは、デイスクの回転によつて引
き起される流れに乗つて浮上り、デイスクから極
く近い距離（数ミクロン）を保つている。この流
体としては、例えば、大気流、または低粘性油な
どがある。磁気ヘツドを流体に乗せるため、ヘツ
ド自体の寸法は非常に小さなもの、ミリメートル
台のものにしてある。磁気ヘツドに浮力をつける
ために、それに翼をつけて、ひとりでに磁気デイ
スク５の上方に浮き上るようになつている。米国
カリフオルニア州のアプライツド・マグネテイツ
クス社の出している浮上磁気ヘツドが適当であろ
う。

固定磁気ヘツドT_Fと同様に、１対の可動ヘツ
ドT_Mp，T_Maがデイスクの反対側に設置されてい
る。（わかりやすくするために、第１図ではこれ
ら二つの可動ヘツドはデイスク５から遠くはなれ
て図示されている。）この可動ヘツドは両方とも
１本の可動軸７に固定されている１個のアーム６
に支持され、可動軸７は角変位軸を中心に回転す
る。この角変位軸は、デイスク５の回転軸とでき
る限り一直線をなすのが望ましい。磁気ヘツド
T_Fおよび磁気ヘツドT_Mpを磁気マーク記録回路８
と接続するためにそれらヘツドに接続線が取り付
けられている。記録回路８は23.976MHzのクロツ
ク周波数を受信する。

この記録装置全体は、工場で製造する方がよ
い。市販の角度コーダには回路８は含まれていな
い。それ故に、第１図ではこの部分を点線でかこ
んである。

この記録をおこなうには、まず、水晶クロツク
回路１で決定された速度9.25回転／秒で同期電動
機４を回転させる。磁気ヘツドT_FおよびT_Mpに周
波数23976Hzの信号を送りこむには通常の型の記
録回路８を使用する。これらの信号は方波形信号
にしてもよい。後に記すように、高密度の記録装
置の場合には正弦波形信号が使用されている。

記録操作はデイスクが１回転する間中続く。こ
の記録操作中、磁気ヘツドT_FおよびT_Mpはお互い
に対して絶対的に固定状態を保つている。

このようにして、磁気ヘツドT_Fと磁気ヘツド
T_Mpは、デイスク５の両側で、デイスクの完全一
回転に渡つて2592の周期またはマークをもつそれ
ぞれの磁気トラツクに接触する各周期は13mm近く
の直径に対して500秒（角度）に相当する。

これらヘツドは相対置した位置で停止する方が
よい。そうすれば、磁気デイスクの両側に全く同
じで対称的な内接磁気トラツクが得られる。

ここで、磁気ヘツドT_Fの第一インジケータと
磁気ヘツドT_Mpの第二インジケータ、磁気ヘツド
T_Maの第二補助インジケータによつて第一グルー
プが構成される。第二インジケータとその補助イ
ンジケータは、軸７の角変位軸に関して対称的に
設置されている。

第二グループを構成するデイスク５は、その両
面上の磁気トラツク上に第三および第四インジケ
ータとなる記録標示またはマークを有する。この
点に関しては、可動ヘツドがその移動中に固定ヘ
ツドによつて妨害されなければ、これら二つのヘ
ツドをデイスクの同じ側に設置して同一の磁気ト
ラツクを使用することも当然可能であろう。

デイスク５（第二グループ）は、同期電動機４
によつて磁気ヘツド（第一グループ）に対して回
転駆動される。

２本の磁気トラツクを読み取る磁気ヘツドT_F
およびT_Mpは、例えば記録されている正方波形信
号と同じ方向への転移の間あるいは正弦波形信号
と同じ方向への移動の間に読み取つたマーク信号
の変位の平均値を検出する。

従つて、各磁気ヘツドは、デイスク５の完全一
回転の間に一連のマーク系列を読み取り、しかも
その読み取り繰返しおこなう。補助磁気ヘツド
T_Maは可動磁気ヘツドT_Mpと同一の磁気トラツク
を読み取る、この点を考慮すれば、可動磁気ヘツ
ドT_MpおよびT_Maの読み値を平均することによつ
て、この両ヘツドの角変位軸のデイスク５回転軸
に対する非直線性を補正することができる。

三つの磁気ヘツドT_F，T_MpおよびT_Maは位相差
の読み取りおよび測定をおこなう回路９に接続し
ている。ここで添付図を参照しながら回路９に関
して詳細な説明をおこなう。

第２図において、磁気ヘツドT_Fは読取値増幅
器１１に接続し、可動ヘツドT_MpおよびT_Maは増
幅器１１と同じそれぞれの読取値増幅器１２およ
び１３に接続している。これらの各読取値増幅器
はまず第一に正弦波信号を方波形信号に変形する
波高値リミタ増幅器を備えている。これらの方波
形信号は次に微分され、同一方向、例えば上方方
向に対して所定の持続時間をもつ１個のパルスが
得られるような波形に変形される。

回路１２T_Mpのパルスと回路１１T_TFのパルス
は反合致回路２１に印加される。この回路２１は
これら二つのヘツドに同時に到着する二つのパル
スを分離する働きをする。

反合致回路２１から出た二つの出力T_F′および
T_Mp′は加減計数器２２の二つの入力側に印加さ
れ、そこで可動ヘツドT_Mpの読み取つたマーク信
号の数と固定ヘツドT_Fの読み取つたマーク信号
の数の差を出すとともに進行方向の決定または角
変位の符号を決定する。

位相測定制御回路１５の制御を受ける回路２３
は反合致回路２１の二つの出力とともに時計回路
１の出力を受信し、デイスク５の一回転の間に固
定ヘツドT_Fの読取つたマーク信号または周期と
可動ヘツドT_Mpの読み取つたマーク信号または周
期の平均位相差を測定する。

計数器２２と位相差測定回路２３は接続されて
いて、回路２３へ主して進行方向情報が伝送され
る。

測定回路２３は、ヘツドT_Fからのパルス（マ
ーク信号）と可動ヘツドT_Mpからのパルス（マー
ク信号）との時間間隔の間にクロツクパルスの計
数をおこなう。

原点調整回路１６の制御を受けて、デイジタル
記憶回路２４は原点φ₀における位相差を記録す
る。

測定回路２３と記憶回路２４には１個のデイジ
タル減算器２６が接続されていて、原点位相差と
そのあとの最終的測定位相差の差がここで出され
る。

さらに、回路２７には、加減計数器２２の若干
の段階出力を通過させ、位相差の符号に従つて計
数値を一単位だけ加減修正する。

第２図では、補助可動ヘツドT_Maと固定ヘツド
T_Fから出るパルスに関しても同様の回路を備え
ている。反合致回路３１、加減計数器３２、平均
位相差測定回路３３、原点位相差記憶回路３４、
位相差減算回路３６および単位補正回路３７であ
る。

第２図には、さらに回路１８が図示されている
が、この回路は回路２６と３６から出る微測定値
の平均および回路２７と３７から出る補正粗測定
値の平均を出す。これらすべての回路は複数のデ
イジタル情報を出力するが、回路１８は明らかに
２値の平均値１個を出力するだけである。

２個の可動ヘツドに関するこの平均値は回路１
９においてデイジタル表示され、固定ヘツドに対
する可動ヘツド２個の共通角変位に相当する位相
差が可視表示される。

本発明のコーダをさらにわかりやすく説明する
ために、望遠鏡の第一照準位置と第二照準位置の
位相差を例えば鉛直角と仮定して、経緯儀を使用
して説明する。

まず第一に、磁気ヘツドT_F，T_Mp，T_Maは相互
にしつかりと固定されたもので、いずれのヘツド
も同一の周期数／秒を正確に読み取るものと仮定
する。このような条件下における加減計数器２２
および３２はそれらの初値に対する一つの単位を
発振する。

経緯儀の望遠鏡の第一照準位置に関しては、位
相制御回路１５および原点調整回路１６が作動さ
れる。回路１６は加減計数器２２および２３をゼ
ロにセツトする。各可動ヘツドから出るパルスと
固定ヘツドから出るパルスの平均位相差が読み取
られる（それぞれ回路２３および３３が作動す
る）。

常に原点調整回路１６の作用を受ける記憶回路
２４および３４は望遠鏡の第一位置に関してそれ
ぞれ２個の可動ヘツドによつて得た原点位相差を
記録する。

次に、回路１５および１６は作動停止となり、
経緯儀を第一照準位置から第二照準位置へ移す。
二つの可動ヘツドと固定ヘツドの間に相対移動が
生ずる。この相対移動は可動ヘツドによつて読み
取られたマーク信号の数と固定ヘツドによつて読
み取られたマーク信号の数との間に差を生む。各
可動ヘツドに関するこの差は加減計数器２２と３
２に記録される。

望遠鏡が第二照準位置に達した時、新らたに作
動されるのは位相測定制御回路１５だけである
が、それによつて測定回路２３と３３において新
らたな平均位相差測定がおこなわれる。

そのあと、減算器２６および３６によつて二つ
の位相差が出される。それぞれの補正回路２７お
よび３７においてそれら位相差に符号が付けられ
る。

回路１８は二つの可動ヘツドの読取値の平均を
出し、回路１９は第一照準位置から第二照準位置
までの望遠鏡の角変位の数値を最後に表示する。

すでに述べたように、回路２２および３２によ
る計数、さらに回路２７および３７による補正の
あと得られたマーク信号または周期は500秒（角
度）に相当する。

回路２３および３３による位相差測定は周期の
１／１０００分割、すなわち半秒の角度でおこなわれ
る。従がつてその精度は秒台（角度）で得られ
る。

ここで第２図に図示してある特に重要な若干の
回路についてさらに詳細な説明をおこなう。まず
反合致回路２１から始める。この回路の重要性
は、この実施例においてはパルスが位相差測定の
唯一の基盤であるために、これらのパルスの微細
性および識別がきわめて肝要である。という点に
ある。以下の説明においては、可動ヘツドT_Maに
関しても同じ回路を使用するので、可動ヘツド
T_Mpにのみ限定して説明をおこない、その参照番
号T_Mpの指数ｏを省くことにする。

第３図に図示した反合致回路２１は固定ヘツド
１１の読取回路から来たマーク入力T_Fと可動ヘ
ツド１２の読取回路から来たマーク入力T_Mの２
個の入力を受信する。

前述の二つのパルスの一方は他方よりも少し早
く到着し、これを前パルスとし、後の方を後パル
スとする。また、それらパルスはその持続時間の
半分を少し上まわる時間だけ重なり合い、両パル
スの持続時間は同一とする。この条件で第３図、
第３Ａ図および第３Ｂ図を参照しながらこの回路
動作の説明をおこなう。

この回路の二つの入力T_FおよびT_Mは、まず最
初にNANDゲート２１１０に印加され、その出
力は２個の入力パルスの共通部分の間だけ低くな
る（第３Ａ図および第３Ｂ図のＣ行）。

ANDゲート２１１１および２１１２の出力側
には、パルスT_FとT_Mが得られるが、両パルスの
共通部分は取り除かれている（第３Ａ図および第
３Ｂ図のｄ行）。

二つのANDゲート２１１１および２１１２の
出力はそれぞれの単安定回路２１１３および２１
１４に印加されるが、この両回路は初パルスT_F
およびT_Mの持続時間に等しい同一の遅延T₁をも
つている。これらの単安定回路は、その出力がそ
の入力信号の立上り面からこの遅延時間T₁だけ
持続するように設計されている（第３Ａ図、第３
Ｂ図のｅ行）。

単安定回路２１１３および２１１４の出力はそ
れぞれANDゲート２１１５および２１１６へ送
られる。これらのゲートはその他にそれぞれの入
力信号T_FおよびT_Mを受信する。

ANDゲート２１１５および２１１６は以下の
結果を出す。まず最初にゲートに到着したパルス
は実際に何の変化も受けないが、後からゲートに
到着したパルスはこのゲートによつて非共通部分
を除去される（ｆ行）。

NANDゲート２１１０から来たパルス、すな
わちT_FとT_Mの共通部分はインバータ２１２０に
よつて反転された後、単安定回路２１１７によつ
て遅延時間T₁だけ延長される（ｇ行およびｈ
行）。ゲート２１１１および２１１２から来たパ
ルスT_FおよびT_Mの非共通部分はNANDゲート２
１１８および２１１９に印加される。これら
NANDゲートはさらに単安定回路２１１７の出
力をも同時に受信する。これら２ゲートの一方の
出力はレベル「１」を保ち、パルスT_FとT_Mのう
ち最初に到着した方を指示している（ｉ行）。

ANDゲート２１２１および２１２２はゲート
２１１５および２１１６の出力から上記の最初に
到着したパルスを選択する（ｊ行）。

インバータ２１２３および２１２４による反転
後、ANDゲート２１２５および２１２６は二つ
のパルスのうち後から到着したパルスを選択する
（ｋ行）。

第３図に図示したように、ANDゲート２１２
５および２１２６に達するまでのパルスT_Fおよ
びT_Mの行程上には、遅延素子２１４０，２１４
１，２１４２および２１４３が挿入されている。
これらの遅延素子は持続時間の短かい妨害パルス
の発生を防ぐことによつて反合致回路の性能を最
大限に発揮させるためのものである。

単安定回路２１２７はNANDゲート２１１０
の出力側に接続し、二つの入力パルスの共通部分
を受信する。その出力側ではそのマイナス波の発
端はT₂値だけ遅延する。その結果、低レベルの
部分は共通部分の最後の小部分だけになる（第３
Ａ図のｌ行）。

この単安定回路２１２７の出力はANDゲート
２１２８と２１２９に印加される。これら両ゲー
トはANDゲート２１２１と２１２２の出力をも
入力する。その結果最初に到着したパルスはOR
ゲート２１５１の方へ送られ、その出力はT_F′と
なる（あるいはゲート２１５２へ送られその出力
はT_M′となる）。この第１パルスは遅延T₂の単安
定回路２１２７の働きによつてその最終部分を切
り取られている（第３Ａ図ｍ行）。

後から到着したパルスはゲート２１２５および
２１２６から送られて来る。二つの入力パルスが
ほとんどぴつたりと合致しているかどうかは、
ANDゲート２１３０によつて示される。

それらが合致していれば、インバータ２１３１
はANDゲート２１３２を作動させ、第二パルス
は、T_FまたはT_Mによつてゲート２１３３または
ゲート２１３４を通過する。これらの二つのゲー
トは単安定回路２１３５の出力をも入力する。

単安向回路２１３５はゲート２１１０で形成さ
れた反転共通部分を上述の遅延時間T₂より長い
定持続時間をもつ少し短かい共通部分に変形する
（第３Ｂ図のｌ行）。

その結果、後から到着するパルスは、遅延T₂
の単安定回路２１２７で形成された先に到着した
パルスが終らないかぎり、現われないことになる
（第３Ａ図および第３Ｂ図のｍ行を比較してみれ
ば明白であろう）。

二つの入力パルスが完全に分離していれば、共
通部分は全くなく、ANDゲート２１２１および
２１２２の出力側にはそのようなパルスが現わ
れ、ANDゲート２１２５および２１２６は低レ
ベルのままである。

単安定回路２１２７（時間T₂）が動作を停止
すると、ゲート２１２８および２１２９は順番に
パルスを通過させる。

最後に、二つのパルスがほとんど合致していれ
ば、ゲート２１２１および２１２２は低レベルの
出力を出し、パルスT_FおよびT_MはANDゲート２
１２５および２１２６を通過し、ANDゲート２
１３０はこの二つの同期パルスの持続時間の間動
作を続ける。

その場合、ANDゲート２１３７によつてパル
スT_Fを先頭に出す。このゲート２１３７は単安
定回路２１２７から来た共通部分のうち持続時間
T₂の発端部分だけをORゲート２１５１に送りこ
み、このゲートの出力T_F′を出す。

同様に、ANDゲート２１３４は単安定回路T₃
２１３５の出力に作用し、所定時間後にパルス
T_M′を出力し、この出力はORゲート２１５２に
印加される。

従つて、三通りの動作がおこなわれる。

１二つの入力パルスが完全に一定時間離れてい
る場合には、反合致パルスはそれらをそのまゝ
通過させる。

２二つの入力パルスが完全には合致しないが、
共通部分を持つている場合には、単安定回路
T₂およびT₃によつてそれらを分離させる。

３入力パルスがほとんど完全か、完全に合致し
ている場合には、パルスT_F′を先に出力し、そ
のあとに完全に分離させた短かいパルスT_M′を
出力させる。

第４図においては、第２図の加減計数器２２の
実施例を図示してある。この回路も回転方向すな
わち角度位の符号の検出をおこなうものである。

第４図の回路は第３図の反合致回路から来るパ
ルスT_F′およびT_M′を入力する。双安定トリガ回
路２２１０は、あとで説明するような進行方向情
報SENSを送り出す。

トリガ回路２２１０の出力端子Ｑおよびの状
態に従がつて、入力T_F′およびT_M′は４個のAND
ゲート２２１１〜２２１４を介してORゲート２
２２１および２２２２へ直接あるいは逆転されて
印加される。

ORゲート２２２１および２２２２の出力は論
理回路２２４１〜２２４３を介して一連の４集積
回路２２３１〜２２３４へ印加される。この集積
回路は２進化10進法BCDの加減計数集積回路で
ある。これらの集積回路の加算入力端子UP、減
算入力端子DOWNおよび繰上出力端子CARRY、
借り出力端子BORROWの直列接続は公知の方法
で行なえる。第４図においては、この接続はテキ
サス・インスツルメンツ社販売の集積回路
SN74192を使つておこなつたものである。

第４図を簡単にするために、各集積回路の４個
の段出力は第２図と第５図には下流の方へ送り出
されているが、この第４図では省略されている。

これらの集積回路は、双安定トリガ回路２２１
０と同様に、信号SCDMすなわち原点調整回路
１６（第２図）の動作時に送り出される測定開始
時調整信号によつてゼロにセツトされる。

ORゲート２２２１は補助入力端子SUCDを備
え、第２図および第５図の単位補正回路２７から
送り出される加減計数器用単位減算信号を入力す
る。ORゲート２２２１に現われるパルスSUCD
は第一計数器２２３１の入力端子DOWNに送り
こまれ、その内容から一単位が差引かれる。

加減計数器２２３１〜２２３４の出力全体の出
力ゼロはORゲート２２４４によつて検出され、
このゲートは加減計数器２２のゼロ検出信号
DZCDを送り出す。この信号DZCDは、加減計数
器２２のすべての出力端子がゼロにセツトされて
いる時に、論理上のゼロとなる。計数器２２がゼ
ロにセツトされた後に到着した第一パルスが減算
用のパルスである時、トリガ回路Ｄ２２１０の入
力端子CLOCKに１個のパルスを印加することに
よつてこのトリガ回路を動揺させることができ
る。インバータ２２４５とANDゲート２２４６
がそのような状態をつくる。

ORゲート２２２２から送られてきた計数用パ
ルスは通常NORゲート２２４１のなかで逆転さ
れ、回路２２３１の入力端子UPにおいて計数さ
れる。信号DZCDがゼロになつていて、最初に現
われる第一パルスが原則として減算用のパルスと
なる上述の場合には、このパルスは実際にはイン
バータ２２４５によつて作動されるANDゲート
２２４６およびNORゲート２２４１を介して回
路２２３１の加算用入力端子UPに印加される。

ORゲート２２２１から伝送される減算用パル
スあるいは単位減算用パルスSUCDは、計数器２
２DZCDのゼロ・セツトによつて作動される
ANDゲート２２４２、さらにインバータ２２４
３を介して第一計数器２２３１の入力端子
DOWNに伝送される。

要約すると、トリガ回路２２１０は可動ヘツド
T_Mと固定ヘツドT_Fの変位方向すなわち角度符号
の情報SENSを入力する。この回路が動揺するの
は、第一パルスが減算用パルスであれば、計数器
がゼロにセツトされている場合である。その時パ
ルスT_F′およびT_M′は計数器２２３１の入力端子
UPまたはDOWNの方へ伝送される。

加減計数器２２の内容の最初の符号は任意に決
定できる。あるいは固定ヘツドの前にある可動ヘ
ツドT_Mpを任意の方向にある一つの細区分の内側
へ移動させることによつて決定される。

ヘツドT_MをヘツドT_Fに関してデイスクの回転
方向へ変位すれば、加減計数器はT_Fの読み取つ
た各正パルスに関しては＋１・T_Mの読み取つた
各パルスに関しては−１を入力するので、ゼロと
＋１の間を移動する。その場合、位相測定値は＋
（正）符号をもち、T_Fから測定が開始される。

変位方向が逆になれば、加減計数器はゼロと−
１の間を移動する。その場合、位相測定値には−
（負）符号が与えられ、T_Mから測定が開始され
る。

負変位のあと、加減計数器の計数値が最終的に
正になるか、負になるかによつて、最終位相測定
は固定磁気ヘツドT_Fに関しておこなわれるか、
可動磁気ヘツドT_Mに関しておこなわれるかいず
れかである。

第５図においては、破線の上側に回路２３、そ
して破線の下側にすでに説明ずみの回路２２、原
点位相記憶回路２４、減算器２６および補正回路
２７がまとめて図示されている。

回路２３１５においては信号DICDが出力する
が、この信号は加減計数器の第一回路２２３１へ
印加されたような各パルスUPまたはDOWNの終
了時に状態が変る。例えば、パルスUPの終了時
に信号DICDはレベル１へ変り始める。その時、
２５９２の周期の計数がこの信号DICDの開始と
ともにおこなわれ、同一方向のすべての転移を数
える。このために、回路２３１５は2592モジユー
ル計数器を備えている。この計数器が2592を数え
終えたら、それは位相差測定が終つたことを示
す。

果たして、周期計数回路２３１５は１本の出力
線SDD２を備えているが、この出力線は2592周
期の計数をおこなつていない時に回路２３１１の
出力側に位相差波形を発生させないようにする。

周期の計数開始は、第２図の位相測定制御回路
１５から来る位相測定始動信号VDMPによつて
おこなわれる。この信号に応答して、回路２３１
５は累算器２３１４をゼロにセツトする制御信号
SDD３を発生させる。この累算器は加算パルス
と減算パルスの平均位相差φMを計算する。

最後にこの計数回路２３１５は、第２図の原点
調整回路１６から来る上述の測定開始時調整信号
SCDMを入力する。この回路は少なくとも計数
終了時までこの信号SCDMを記録し、それから
2592周期（デイスク―回転）の計数終了後に出力
信号SDD１を発生する。

信号VDMPおよびSDD２が存在している間、
回路２３１１は位相差波形を生む。このために、
信号UP、DOWNおよびDICDを使用して三つの
信号CDA１，CDA２およびCDSAが別々に発生
する。

信号DICDはパルスUPおよびDOWN（すなわち
T_F′およびT_M′）が常に交互に到着しているかど
うか、すなわち信号DICDが一方の状態にある時
に一方が到着し、その信号が他方の状態にある時
に他方が到着しているかどうかを見るためのもの
である。

位相測定の開始（信号VDMP）以来パルスUP
とパルスDOWNが交互に到着しているものと仮
定すれば、回路２３１１は、パルスUPの終了時
からその直後のパルスDOWNの終了時までの各
時間間隔ごとに１個の波形１を含む１個の信号
CDA１を発生する。この信号CDA１はこの場合
信号DICDと同じものである。

さらに、信号CDA１は＋（正）符号と係数１を
もつ時間測定値によつて表わされる。

パルスUPとパルスDOWNが交互に到着しなく
なると、また異なつた状態になる。

二つのパルスDOWNが相次いで現われると、
パルスDOWNの終了時からその後のパルスUPの
終了時までに１個の波形を含む１個の信号CDS
１が発生されるだけである。そして二つのパルス
UPが相次いで現われ、ここに初めてパルス
DOWNとUPの交番がおこなわれる。

信号CDS１は−（負）符号と係数１をもつ時間
測定値によつて表わされる。

最後に、正常な最初のパルス交番があつた後、
二つのパルスUPが相次いで現われた場合でも、
信号CDA１が発生するが、それは逆転した形で
現われる。すなわち、連続する二つのパルスUP
の間、さらにその後に現われるパルスDOWNと
パルスUPの間に波形CDA１が挿入されていて、
そのあと二つの連続パルスDOWNが現われて、
最初の交番を設定することになる。その場合、交
番が中断されるにもかかわらず、信号CDA１は
信号DICDと同じものとなる。

さらに、その時１個の信号CDA２も発生する
が、この信号は＋符号と係数２をもつ時間測定値
に相当する。

この信号CDA２はパルスUPからその直後に来
るパルスDOWNまでの各時間間隔、すなわち明
らかに異常時間の間に１個の波形を含んでいる。

信号CDA１と信号CDA２を結合すれば、その
異常性にもかかわらず、実値に相当する測定値が
得られる。その場合波形の重なり合つている部分
を２回計算する。

論理ゲート２３１２は、位相差波形発生回路２
３１１から来た信号CDS１，CDA２を除数2592
の除算器２３１３へ伝送する。この論理ゲート２
３１２は23..976MHzの時計周波数信号を受信し、
除算器２３１３は波形CDA１が現われている間
にこの周波数を2592で分周し、そして波形CDA
２が現われている間にその周波数を1296（2592÷
２）で分周し、その結果＋符号を持つ最初の出力
信号SDA２５９２を発生させる。除算器２３１
３はさらに波形CDS１が現われている間にクロ
ツク周波数を2592で分周し、一符号を持つ第二出
力信号SDS２５９２を発生させる。これらの出力
信号SDS２５２９およびSDA２５９２は平均位
相差φM計数器２３１４の加算入力端子および減
算入力端子へ送り込まれる。

最初信号SCDMによつてゼロにセツトされて
いた原点位相記憶器２４は、信号SDD１に応答
して、計数器２３１４の内容を記録する。その時
記憶回路２４のなかには原点位相が記憶されてい
るが、この原点位相はさらに２進式10進法BCD
で動作する減算器２６へ印加される。

回路１５のその後の動作がおこなわれると、新
しい信号VDMPが発生し、周期計数器２３１５
が再び動作し、位相差波形発生回路２３１１を作
動させる。計数器２３１４は2592の周期のあと、
最終平均位相差を算出し、この平均位相差は
BCD減算器２６のもう一つの入力端子へ印加さ
れる。

BCDの減算器２６は最終位置と初位置の平均
位相差を出出力する。

クロツク周波数はデイスクのマーク記録周波数
の1000倍であるので、位相差測定は1000分の１の
精度でおこなわれる。それゆえに、減算器２６は
４個の10進数をもつBCD計算をおこなう。

このBCD減算器は、例えば、最も有意性の低
いビツド・レベルにはない単位を考慮して、９に
補数を加算することによつて動作する。しかしな
がら、記憶されている原点位相と測定位相φMの
間で方向SENSが変わつた場合には、単にその２
値を加算するだけである。

加減計数器２２の内容を補正する単位補正回路
２７は平均位相計数器２３１４の繰上げおよび借
り出力CARRY，BORROWを受信し、平均位相
の符号を決定し、その符号に従つて補正をおこな
う。

回路２７はさらにBCD減算器２６からも１個
の信号を受ける。それは、加減計数器２２がゼロ
（DZCD信号）とともに測定開始時調整信号
SCDMを入力することからも明らかである。

補正回路２７は、これら種々の信号から、加減
計数器用単位減算信号SUCDを形成し、直接、加
減計数器２２の第一段２２３１の減算入力端子
DOWNへ印加する。

この補正が完了したら、第２図の回路１８が可
動ヘツドT_Mpの測定値と可動ヘツドT_Maの測定値
の平均を出す。この回路１８は公知の方法によつ
て２進式10進法の２で割算をおこなう。

最後に、回路１９が符号の付いた10進数字７数
字で最終位相差を表示する。

経違儀に応用する場合には、当然、鉛直角用と
水平角用として本発明の角度コーダは２個使用さ
れる。電子回路には当然共通部分、主として時計
回路１、原点調整装置１６および制御回路１６
（第２図）が含まれている。実施の際には、回路
１５と１６は押ボタン操作のものにするか、直接
経違儀の角制動器を使用して操作するか、その両
方を使用するか、いずれを採用してもよい。

本発明の他の実施例においては、周波数発生源
の制御を受ける同期電動機の代りに直流電動機を
使用し、例えば固定ヘツドによるマークの読取り
を規則正しくおこなうなど、マーク信号の時間的
規則性を維持するようにその電動機に制御を加え
ている。記録をおこなうデイスクのマークの間隔
の規則性を測定する場合には、デイスクの回転速
度は事実上定速度になる。

回転デイスクのマークの磁気検出方法は勿論、
絶対に必要というわけではない。この他に光学検
出法も測定精度が高く、例えば磁気ヘツドT_F・
T_Mp・T_Maの代りに光電素子を使用し、回転デイ
スク上に黒白の線を描いておくこともできる。

事実、第６図および第７図を参照して以下に説
明しようとする好適実施例は光学読取方式を採用
したものである。

第６図を見れば明らからように、各インジケー
タに一連の目盛マークが付いているグループは角
度測定の何の関わりもないグループ、すなわち以
下に記す第二グループである。

第６図において、参照番号４０は破線４１の枠
内に非常に簡単に図示されている装置の一部とな
る軸受を表わす。

破線でかこまれた装置４１は、微測定用の２個
の主読取ヘツドT_FpおよびT_F１８０を含む第一イ
ンジケータと粗測定用の補助読取ヘツドT₁を備
えている。

第二インジケータは軸受４０に支持された１本
の回転軸４２に連結している。装置４１に連結し
ている軸受４０に関して軸４２が回転することに
よつて測定すべき角度が与えられる。

軸４２は、微測定用の２個の主読取ヘツドT_Mp
およびT_M１８０、ならびに粗測定用補助読取器
T₂を支持している１個の放射状要素と一体とな
つている。

光線を吸収する、従つてほとんど反射しないか
全く反射しない１枚のデイスク５０は電動機５５
に駆動され、軸４２の回転軸と事実上合致してい
る１本の軸を中心に回転する。この両軸の合致が
できる限り精密におこなわなければ、残留偏差が
生じ、軸４２に角変位を与える第一回転軸とデイ
スク５０を駆動回転させる第二回転軸がはつきり
識別できるようになる。

デイスク５０は２種の主インジケータを有する
が、それらはそのデイスクの回転軸の周囲に規則
正しく配分された２系列の彫刻反射マークであ
る。これら２系列のマークは２本のトラツク５１
および５２を形成する。これら２本のトラツクの
マークはデイスク上の同一半径上にそれぞれ彫り
刻む方がよいが、必ずしもそうする必要はない。

或る実施例においては、これらのマーク数を
2000個とし、デイスクの直径を約６cmとしてい
る。今日精密光学で使用されている線刻技術で
は、直径約５cmすなわち円周15.5cmの円上に一回
転につき2000本の線を形成できる。これは１ミリ
メートル当り約13本の線刻密度に相当する。刻線
の厚さは、できれば、線間隔の1/2から1/10まで
の厚さにするのがよく、例えば線間隔の４分の１
でもよい。

デイスクにはさらに２個の補助マーク５３およ
び５４を別個のトラツク上に設け、一回転当り１
マークとする。さらに、それらのマークは同一半
径上に設ける方がよいが、必ずしもそうする必要
はない。

デイスクは2.5回転／秒の速度で駆動回転され
る。トラツク５３および５４における一回転当り
１マークに対応する周波数は2.5Hzであり、トラ
ツク５１および５２上に規則正しく配分されてい
る2000個のマークに関しては、トラツク５３，５
４の周波数の2000倍、すなわち5000Hzの周波数で
ある。

読取ヘツドT_Fpは１個の発光素子４２０、１個
の格子４２１、１個の受光素子４２２を備えてい
る。第６図では参照番号T_Epから素子４２０，４
２１，４２２まで１本の軸線が描かれている。こ
の軸線はマーク・トラツク５１の下端区域にまで
達しているが、これはこれら３素子の関係を示す
ものである。

読取ヘツドT_F１８０も同じ構成になつている
がそれに関する軸線はトラツク５１の別の区域、
すなわち読取ヘツドT_Fpに関する区域と正反対の
区域に達している。

さらに補助読取ヘツドT₁が主読取ヘツドT_Fpの
そばに取り付けられているが、これはトラツク５
３のマークを読み取るためのものである。補助読
取ヘツドT₁は読取ヘツドT_Fpと同様の構成になつ
ているが、その格子４２５は唯一の細い透明な間
隔、すなわちスリツトに相当するものである。製
造を規格化するために、読取ヘツドT_F１８０に
取り付けた格子４２３の近くにも、同じスリツト
４２６を設けてある。この補助格子４２６は、例
えば、必要に応じてあるいは補助的手段として第
二補助読取ヘツドを取り付けた際に利用する。

第二インジケータも同様にマーク・トラツク５
２と関係のある主読取ヘツドT_Mpを備えている。
この読取ヘツドT_Mpのそばには１個の補助読取ヘ
ツドT₂が取り付けられていて、マーク５４と関
わりをもつ。軸４２の回転軸に関して読取ヘツド
T_Mpと正反対の位置に、もう一個の主読取ヘツド
T_M１８０が設置され、トラツク５２の一部と関
わりをもつ。このトラツク部分は同一トラツクの
うち可動読取ヘツドT_Mpに関係のあるトラツク部
分の正反対の位賃にある。

このように構成上、可動ヘツドT_MpとT_M１８０
は、角変位を受ける軸４２の回転軸に関して対称
的に取り付けられている。固定ヘツドT_F１８０
の支持体４２８の近くに二方向矢印４２７が示す
ように、この固定ヘツドは位置調節のできるもの
である。この調節は、その構造に従つて（後述す
る場合には）固定ヘツドT_F１８０自体が第二回
転軸に関して固定ヘツドT_Fpと対称的になるよう
におこなわれる。実験によれば、微測定用固定ヘ
ツドT_FpおよびT_F１８０の２個を使用し、微測定
用可動ヘツドT_MpおよびT_M１８０と同様にそれら
２ヘツドを正反対の位置に取り付けることによつ
て精度が相当高くなることがわかつた。

もちろん、第６図は、わかりやすくするために
各部品を離して図示してある組立前の図である。
実際には、４２１，４２３，４２５のような固定
ヘツドの格子も、４３１，４３３，４３５のよう
な可動ヘツドの格子もデイスク５０のマーク系列
のすぐ近くに設けられている。デイジタル角度コ
ーダの機械部の非常に複雑な構造はこのような図
から非常に明白となろう。

ここで、第７図を参照しながらコーダの電子部
分について詳細な説明をおこなう。

まず第一に、この電子部の入力側が読取ヘツド
の出力側と接続していることは云うまでもないだ
ろう。

発光素子としては、例えば、テキサス・インス
ツルメンツ社から市販されている光電ダイオード
TIL23または24を使用できる受光素子としては、
やはりテキサス・インスツルメンツ社で市販して
いる光学トランジスタLS600、あるいはRTC・
ラ・ラジオテクニツク・コンプレツク社によつて
フランス国内で市販されている光学トランジスタ
BP×71−Ｃ型を使用することができる。

これらの素子は公知の方法で給電され、適当な
光学システムを備えている。この光学システムは
メーカー製品でかまわない。

回路６１，６２，７１，７２，８１，８２は従
つて受光素子に接続されている。

４２５および４３５のような格子は、すでに述
べたように、１個のスリツトに相当するものにす
ぎない。トラツク５３および５４は少なくとも１
個のマークを有し、このマークがスリツトを通過
することによつて当該マークが読み出される。そ
の結果、各回転ごとに１個のパルスが第７図の回
路６１および６２から現われる。これらの回路は
補助固定読取ヘツドT₁と補助可動読取ヘツドT₂
に接続している。

格子４２１，４２３，４３１，４３３は、例え
ばトラツク５１および５２の連続マークと同じよ
うな20本の線刻マークに相当するものを備えてい
る。

マーク系列が格子と完全に一致した時に、発光
素子から発した光線の大部分が格子を通過してデ
イスク５０によつて吸収されるか、伝達される。
そして光線のほんの一部だけが反射し、受光素子
の中へ進入する。これはデイスク上のマークと格
子のマークとが一致したからである。相対回転に
よつてデイスク上の反射マーク列は格子マークか
ら徐々にずれてくると、受光素子が受光する反射
光線量はしだいに増加し、ほとんど変らなくな
る。その時トラツク上の各マークは格子上の二つ
のマークの間に完全に入つている。このように、
トラツク上のマーク系列が格子上のマークと一致
した時に、受光素子の受光した最少光量によつて
合致が検出される。

原則としては１個のマークだけで充分であるの
に、20個のマークを持つ４２１および４２３のよ
うな格子を使用するのは、発光素子の出力側の信
号雑音比を高めるためであると同時に、マーク位
置の不均等性をことごとく補正し、一種の均衡を
得るためである。

すでに述べたように、微測定用ヘツドによつて
得られた信号は、固定ヘツドT_FpおよびT_F１８０
の場合には第７図の回路７１および７２の出力側
に、また可動ヘツドT_MpおよびT_M１８０の場合に
は回路８１および８２の出力側に電気信号の形で
出力される。

第７図においては、相対回転についての一回転
を決定するために使用される回転数検出回路７０
の中に、固定ヘツドT₁用読取回路６１の出力が
使用されている。この回路には１個または複数個
の双安定トリガ回路が取り付けられ、固定ヘツド
T₁からの信号に応答してその状態を変化させる。
第一の信号と第二の信号との間に、回路７０は
「第一回転」出力状態をANDゲート７１０および
８１０に接続しているその出力線上に形成する。
７１０と８１０は読取回路７１T_Fp固定ヘツドと
８１T_Mp可動ヘツドの出力をも受ける。

固定ヘツドT₁の読み取つた第二の信号と第三
の信号との間に、回路７０は「第二回転」出力状
態を形成し、それをANDゲート７２０および８
２０へ印加する。これらゲートはこの他に読取回
路７２（固定ヘツドT_F１８０）および読取回路
８２（可動ヘツドT_M１８０）の出力側にも接続
している。

ANDゲート７１０と７２０の出力はORゲート
７３の中で結合され、ANDゲート８１０と８２
０の出力はORゲート８３の中で結合される。

従つて回路７０は一種の多重化をおこない、第
一回転中はヘツドT_FpとT_Mpが使用され、第二回
転の間はヘツドT_F１８０とT_M１８０が使用され
ることになる。この多重化の動作は２回転のみに
限られる。そして後述するように、この２回転の
間に信号間の位相差の平均化がおこなわれる。こ
のような動作が何回か繰り返されて、いくつかの
平均測定値が連続的に得られる。

ここで、ORゲート７３の出力を例に取れば、
この出力が、ある時は読取ヘツドT_Fpからの信号
であり、ある時は読取ヘツドT_F１８０からの信
号である。しかも、デイスク５０の回転を忠実に
示すものであるいくつかの信号から成ることは明
らかである。

これらの信号は位相制御口を備えたクロツク回
路７４（VCO型すなわち電圧制御発振器）を制
御する。このように、信号間の位相差測定に使用
されるクロツク回路は高精度なものではなく、デ
イスク５０の回転に従つて制御されるものであ
る。デイスク５０の回転は勿論、例えば直流電動
機などによつて定速度に保たれているが、デイス
ク５０の回転運動に生ずる「回転むら」等はクロ
ツク回路７４において検出されるが、この回路は
デイスク５０の回転に関して決定されるいわば特
殊な時間を与えるものである。このような措置は
精度を高める上で大いに役に立つ。

ここで可動ヘツドT₁と可動ヘツドT₂に接続し
ている回路６１および６２に戻ると、これらの回
路の出力はともに１個の回路６３のに印加され、
この回路によつて粗測定波形が形成される。それ
故に、回路６３は例えば１個の双安定トリガ回路
から成り、回路６１の出力によつて一つの状態に
セツトされ、回路６２の出力によつて他の状態に
セツトされる。

このトリガ回路の状態出力の一方は、回路６３
の出力として１個の粗測定波形を出す。この波形
はANDゲート６４へ送りこまれる。ゲート６４
はクロツク回路７４から出た10KHzの周波数とと
もに角測開始回路６５の出力を受ける。

回路６３の出力はANDゲート６６にも伝送さ
れる。このゲートはクロツク回路７４から100K
Hzの周波数とともに開始回路６７の出力をも受け
る。ゲート６４と６６のいずれか一方だけが動作
する。

精密角測動作中、回路６５はゲート６４を作動
し、そのゲート出力はORゲート６９を通過し
て、粗測定をおこなう計数器９０へ達する。果た
して、回路６３によつて形成された粗測定波形の
持続中、計数器９０はANDゲート６４から10K
Hzのパルス（制御されている）を受信する。これ
らのパルスを数えることによつて粗測定が決定さ
れる。

他方、回路７５はORゲート７３および８３の
出力を受信し、微測定波形を形成する。これらの
波形は固定ヘツドT_FpおよびT_F１８０の一方によ
つて読み取られた信号と可動ヘツドT_MpおよびT_M
１８０の一方によつて読み取られた信号の間隔に
関するものである。

これらの波形は、あらかじめ設定しておいた符
号の選択によつて回路７５の出力側（＋＋）・
（＋）あるいは（−）に現われる。この符号の選
定は、固定ヘツド（第一インジケータ）からの信
号が可動ヘツド（第二インジケータ）からの信号
より先に生ずるか、あるいはその逆であるかを決
めるものである。もちろん、符号の選定は自由で
あるが、構造によつて決まつている。出力（＋
＋）は波形どうしが重なつていることを表わす
（アンビギテイ）。

回路７５の出力（＋＋）・（＋）・および（−）
はそれぞれのANDゲート８０，７６および７７
へ印加される。これらのゲートはさらにそれぞれ
クロツク回路７４からの同一の出力10MHzを受け
る。

ゲート８０，７６および７７の出力は除数4000
の除算器を備えた計数器７８および７９へ印加さ
れる。ゲート８０の出力は計数器７６の第二の双
安定入力端子（入力×２）へ印加される。１回転
につき2000マークであるので、これらの計数器に
よつて、第一回転ではヘツドT_FpとT_Mp間、第二
回転ではヘツドT_F１８０とT_M１８０間の相隣接
する信号の位相差の平均が算出される。

除算器７８および７９の出力は加減計数器９１
の加算入力および減算入力へ印加される。回路７
０によつて検出された２回転の下で、回路９１の
計数は、すでに述べたように、平均微測定値を決
定する。

回路７５並びにゲート８０，７６および７７、
除算器７８および７９は、第５図に関してすでに
説明した回路２３１１並びにゲート回路２３１
２、加減数回路２３１３と同様のものである。ゲ
ート７３および８３から来た入力は回路２３１１
の入力UPおよびDOWNに相当する。計数器７８
および７９の出力は回路２３１３の出力信号
SDA２５９２およびSDS２５９２に相当する。
従つて、反合致回路が前述のものよりも複雑では
なく、補助インジケータによつて絶対基準が決定
されるにしても、「アンビギテイ消去」は相変ら
ずおこなわれる。

また前述のものと同様、補正回路９２が微測定
回路９１と粗測定計数器９０の間に挿入され、微
測定計算によつて粗測定の誤差が明らかになつた
場合に粗測定計数器を１単位だけ補正する。

最後に、計数器９０および９１の出力は解読・
数値表示回路９５へ送られる。解読動作は継続的
におこなわれるが、表示はANDゲート９４によ
つて多重化される。このゲート９４はクロツク回
路７４から周波数1KHzを入力するとともに、表
示開始回路９３の制御を受ける。この回路９３は
角測始動回路６５なり、角変位始動回路６７なり
によつて作動することもできる。

第７図を参照しながら説明してきた上述の動作
は２回転の間におこなわれる精密角測に関するも
のである。回路６５は必要な動作開始を制御する
と同時に、必要な各種状態へのセツト、特に回転
検出回路および計数器７８，７９，９０，９１の
ゼロへのセツトをおこなう。２回転後、角測値は
回路９５によつて表示される。そのあと、電子回
路は次の手動角測制御を待つているか、例えば回
路６５の制御の下に同じ動作を何回か繰り返すこ
とになる。

角測の他にも有効な用途がある。精密方位測定
である。この場合には回路６６，６７および６８
を使用すればよい。微測定に若干時間がかかるの
で、求める正確な方位に達するまで何回も連続的
に微測定をおこなうことは大変なことである。そ
こで、回路６６，６７および６８を使用して「準
粗測定」をおこない、それを粗方位測定とする。
特にこの準粗測定は中断なくおこなわれる。始動
回路６７は、「第一回転」状態にある時には回転
検出回路７０を停止させるので、微測定回路全体
は停止状態になる。その場合クロツク回路７４は
固定ヘツドT_Fpから制御を受けている。粗測定波
形６３が現われている間、クロツク回路７４から
出た周波数100KHzはモジユール１０の計数器６
８へ印加され、その出力はORゲート６９を通つ
て粗測定計数器９０へ送られる。この場合クロツ
ク周波数は100KHzであるので、そのようにして
得られた測定値はより精確なものとなる。最後に
方位測定始動回路６７は表示始動回路９３に作用
し、回路９５による粗測定値表示をおこなわせ
る。この連続的に繰返される迅速な（400m sec）
動作は、１回または複数回の完全な微測定（各測
定に約１秒かかる）をおこなつて正確な方位を得
る前に、求める精確な方位にできるかぎり近い値
を得ておく場合により有利となる。

第１図〜第５図を参照して説明をおこなつた角
度コーダはあいまいな微測定をおこなう場合には
絶対型のものであり、粗測定の場合には角度決定
部材の相対変位を測定することに基づいているの
で相対型である。第６図，第７図を参照して説明
した実施例の角度コーダは真の絶対型角度コーダ
である。この型のコーダはいかなる位置でもアン
ビギテイのない角度を検出でき、0.01センチグレ
ードの有効設度を与えるものである。

この絶対型コーデイングを相対型コーデイング
へ変えることももちろん可能である。その場合に
は、精測定用計数器９０の並列入力および微測定
用計数器９１の並列入力の上へ、コーデイング輪
によつて一つの初値を導入する。

そのような実施例に係るコーダは主として経違
儀に適用される。第１図〜第５図のコーダに関し
てすでに指摘した通りである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る角度コーダ略
図、第２図は第１図の角度コーダの電子部の主要
電気系統図、第３図は第２図の反合致回路２１の
詳細電気系統図、第３Ａ図および第３Ｂ図はこの
回路に関する時間図、第４図は第２図の差動周期
計数回路２２の詳細電気系統図、第５図は第２図
の平均位相差測定回路２３、計数回路２２、原点
位相記憶回路２４、位相差測定回路２６および単
位補正回路２７の部分詳細電気系統図、第６図は
角度コーダ変型実施例の機械部部品図、第７図は
第６図のコーダの角測をおこなう電子回路図であ
る。第１図：１……水晶クロツク回路、２……周波
数分周回路、３……電源回路、４……同期電動
機、５……磁気デイスク、６……アーム、７……
可動軸、８……磁気マーク記録回路、９……マー
ク読取・位相差測定回路、T_F……固定磁気ヘツ
ド、T_Mp，T_Ma……可動磁気ヘツド。第２図：１
１……固定ヘツド読取増幅器、１２……可動ヘツ
ド読取増幅器、１３……可動ヘツド読取増幅器、
１５……位相測定制御回路、１６……原点調整回
路、１８……平均化回路、１９……位相差表示回
路、２１……反合致回路、２２……加減計数器、
２３……平均位相差測定回路、２４……デイジタ
ル記憶回路、２６……デイジタル減算器、２７…
…単位補正回路、３１……反合致回路、３２……
加減計数器、３３……平均位相差測定回路、３４
……原点位相差記憶回路、３６……デイジタル減
算器、３７……単位補正回路。第３図：２１１０
……NANDゲート、２１１１……ANDゲート、
２１１２……ANDゲート、２１１３，２１１４
……単安定回路、２１１５，２１１６……AND
ゲート、２１１７……単安定回路、２１１８，２
１１９……NANDゲート、２１２０……インバ
ータ、２１２１，２１２２……ANDゲート、２
１２３，２１２４……インバータ、２１２５，２
１２６……ANDゲート、２１２７……単安定回
路、２１２８，２１２９……ANDゲート、２１
３０……ANDゲート、２１３１……インバータ、
２１３２……ANDゲート、２１３３，２１３４
……ゲート、２１３５……単安定回路、２１３７
……ANDゲート、２１４０，２１４１，２１４
２，２１４３……遅延素子、２１５１，２１５２
……ORゲート。第４図：２２１０……双安定ト
リガ回路、２２１１〜２２１４……ANDゲート、
２２２１，２２２２……ORゲート、２２３１〜
２２３４……加減計数用集積回路、２２４１……
NORゲート、２２４２……ANDゲート、２２４
３……インバータ、２２４０……ORゲート、２
２４５……インバータ、２２４６……ANDゲー
ト、UP……加算入力（端子）、DOWN……減算
入力（端子）、CARRY……繰上出力（端子）、
BORROW……借り出力（端子）、CLEAR……消
去入力（端子）。第５図：２３１１……位相差波
形形成回路、２３１２……論理ゲート、２３１３
……除算器、２３１４……計数器。第６図：４０
……軸受、４１……断続線の枠内にある装置、４
２……回転軸、５０……デイスク、５１，５２…
…反射マーク・トラツク、５３，５４……反射マ
ーク・トラツク、５５……電動機、T_F，T_F１８
０……固定ヘツド読取器、TMo，T_M１８０……
可動ヘツド読取ヘツド、T₁，T₂……補助読取ヘ
ツド、４２０，４２９……発光素子、４２２，４
２４……受光素子、４２１，４２３，４３１，４
３３……格子、４２５，４２６，４３５……スリ
ツト、４２７……固定ヘツド調整方向。第７図：
６１，６２，７１，７２，８１，８２……読取回
路、６３……粗測定波形形成回路、双安定トリガ
回路、６４……ANDゲート、６５……角測始動
回路、６６……ANDゲート、６７……方位測定
始動回路、６８……加減計数器、６９……ORゲ
ート、７０……回転数検出回路、７１０，７２
０，８１０，８２０……ANDゲート、７３，８
３……ORゲート、７５……微測定波形形成回
路、７６……ANDゲート、７７……ANDゲー
ト、７８，７９……除算器、８０……ANDゲー
ト、７４……クロツク回路、９０……粗測定計数
器、９１……微測定計数器、９２……補正回路、
９３……表示開始回路、９４……ANDゲート、
９５……解読・数値表示回路。

Claims

【特許請求の範囲】１ (i) 第１の回転軸７の軸心にほぼ一致するよ
うに配置された第２の回転軸を中心として、第
一インジケータTF，TF０，TF１８０及び第
二インジケータ６，TM，TM１８０を含む第
一インジケータ・グループと、少なくとも第三
インジケータ５，５０を含む第二インジケー
タ・グループとの間で、相対的な回転を起こさ
せ、このとき、各インジケータは、第１の回転軸
７に関連する、第一インジケータTF，TF０，
TF１８０及び第二インジケータ６，TM，
TM１８０を含む第一グループか、或いは、第
２の回転軸に関連する、少なくとも１個の第三
インジケータを含む第二グループのいずれかに
帰属し、更に、いずれか一方のグループのインジケータに
は、第１の回転軸の周囲に等間隔に形成された
一連の基準マーク５１，５２を含むものとし、 (ii) 一方のグループのインジケータの前を他方の
グループのインジケータの基準マークが通過す
るとき、それに対応した２つの系列の一致信号
を検出し、 (iii) 一方の系列の一致信号と他方の系列の隣接し
た一致信号との間の位相差を測定し、上記各工程を含み、第一インジケータTF，TF
０，TF１８０と第二インジケータ６，TM，
TM１８０との間の、第１の回転軸７を中心とし
て形成された角度変位で定められた角度をデジタ
ル値にコーデイングする方法であつて、前記の位相差の測定に際して、一方の系列の一
致信号と他方の系列の隣接した一致信号との間で
得られた全位相変位を、第一グループのインジケ
ータと第二グループのインジケータとの間の１回
又は数回の完全回転にわたつて累積した上平均化
する工程を含み、前記基準マークの角度間隔の不均一を補償し
て、角度測定が高精度になるようにしたことを特
徴とする角度のデジタルコーデイング方法。２第１の回転軸７を中心として相対角度変位を
行なうように相対運動可能な第一インジケータ
TF，TF０，TF１８０及び第二インジケータ６，
TM０，TM１８０と；第１の回転軸の軸心にほ
ぼ一致するように配置された第２の回転軸を中心
として、第一インジケータ及び第二インジケータ
を含む第一インジケータ・グループと、少なくと
も１個の第三インジケータ５，５０を含む第二イ
ンジケータ・グループとの間に相対的な回転運動
を起こさせる装置４，５５と；を有し、各インジケータは、第１の回転軸７に関連する
第一インジケータTF，TF０，TF１８０及び第
二インジケータ６，TM０，TM１８０を含む第
一グループ、或いは第２の回転軸に関連する、少
なくとも第三インジケータ５，５０を含む第二グ
ループに帰属し、いずれか一方のグループのインジケータには、
第１の回転軸の周囲に等間隔に形成された一連の
基準マーク５１，５２を含み；更に、一方のグループのインジケータの前を他
方のグループのインジケータの基準マークが通過
するとき、それに対応した２つの系列の一致信号
を検出する装置と；一方の系列の一致信号と他方の系列の隣接する
一致信号との間の遅れを検出する角度検出装置９
と；を具備し、角度検出装置９は、第一グループのインジケー
タと第二グループのインジケータとの一回又はそ
れ以上の完全相対回転に相当する時間を定める装
置２３，２３１５と；一方の系列の一致信号と他
方の系列の隣接する一致信号との間で得られた全
移相変位を、前記装置２３，２３１５によつて定
められた時間の間、１回又は数回の完全回転にわ
たつて累積した上平均する装置２３，２４２６を
有し；前記基準マークの角度間隔の不均一を補償する
ことによつて、角度測定が高精度になるようにし
たことを特徴とするデジタル角度コーダ。