JPH0318710A - 位置検出器 - Google Patents
位置検出器Info
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- JPH0318710A JPH0318710A JP12017490A JP12017490A JPH0318710A JP H0318710 A JPH0318710 A JP H0318710A JP 12017490 A JP12017490 A JP 12017490A JP 12017490 A JP12017490 A JP 12017490A JP H0318710 A JPH0318710 A JP H0318710A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 13
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/249—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using pulse code
- G01D5/2492—Pulse stream
- G01D5/2495—Pseudo-random code
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/22—Analogue/digital converters pattern-reading type
- H03M1/24—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
- H03M1/28—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
- H03M1/282—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding of the pattern-shifting type, e.g. pseudo-random chain code
-
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- H03M1/30—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental
- H03M1/308—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental with additional pattern means for determining the absolute position, e.g. reference marks
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業状の利用分野）
本発明は符号化部材とセンサーとを具える種類の位置検
出器に関するもので、その符号化部材はその符号化路に
沿った方向にセンサーに関して移動できる第１符号化路
を有している。
出器に関するもので、その符号化部材はその符号化路に
沿った方向にセンサーに関して移動できる第１符号化路
を有している。
（従来の技術）
位置検出器は不透明な領域と透明な領域とを有する１個
またはそれ以上の符号化路を有する光学的な符号化部材
と光学的読み取りヘッドとを有し得る。この検出器は既
知の位置からの移動を測定することにより、位置の絶対
測定を与えるかまたは位置の増加量的な測定を与えるか
のいずれかである。位置の絶対測定が与えられる場合に
は、これは幾つかの平行な符号化路を用いることにより
達成され、その符号化路が最も粗く符号化された符号化
路が位置をその符号化路の第一又は第二の半分以内で全
体的に確認するように異なるレベルに各々符号化されて
いる。次の符号化路が位置を符号化路の四分の一の一つ
へもっと正確に確認する。この方法では、充分な数の符
号化路を用いることによって、必要な分解能を得ること
かできる。
またはそれ以上の符号化路を有する光学的な符号化部材
と光学的読み取りヘッドとを有し得る。この検出器は既
知の位置からの移動を測定することにより、位置の絶対
測定を与えるかまたは位置の増加量的な測定を与えるか
のいずれかである。位置の絶対測定が与えられる場合に
は、これは幾つかの平行な符号化路を用いることにより
達成され、その符号化路が最も粗く符号化された符号化
路が位置をその符号化路の第一又は第二の半分以内で全
体的に確認するように異なるレベルに各々符号化されて
いる。次の符号化路が位置を符号化路の四分の一の一つ
へもっと正確に確認する。この方法では、充分な数の符
号化路を用いることによって、必要な分解能を得ること
かできる。
しかしながら、これは多数の符号化路と従って多数の読
み取りヘッド、及び位置データを多重送信することを必
要にするそれらに付随する光学的要素とを必要とする。
み取りヘッド、及び位置データを多重送信することを必
要にするそれらに付随する光学的要素とを必要とする。
増加量的検出器は、方向情報が（一方向に回転するよう
に制限された回転エンコーダーのように）不必要な場合
には、１個の符号化路のみで作られ得る。この符号化路
は異なった特性の交替する領域の単純な２進クロックパ
ターンを有し、分解能は読み取りヘッドの読み取り分解
能によってのみ制限される。この検出器は、符号化路が
読み取りヘッドに対して動かされるので、既知の出発位
置から数え上げ又は数え下げることによって機能する。
に制限された回転エンコーダーのように）不必要な場合
には、１個の符号化路のみで作られ得る。この符号化路
は異なった特性の交替する領域の単純な２進クロックパ
ターンを有し、分解能は読み取りヘッドの読み取り分解
能によってのみ制限される。この検出器は、符号化路が
読み取りヘッドに対して動かされるので、既知の出発位
置から数え上げ又は数え下げることによって機能する。
反対方向での移動は、移動の方向についての情報を与え
る第２符号化路を用いることによって測定され得る。こ
れらの増加量的検出器か単純な構成の検出器であり且つ
高い分解能を与え得るにもかかわらず、位置データの喪
失につながるなんらかのパワー損失かある場合には、符
号化部材を既知位置一戻すことによって、この検出器を
リセットする必要があるという重大な欠点に悩まされて
いる。安全か重要であり且つ電力の中断かあり得る状況
おいては、そのような検出器の使用をこのことか妨害し
ている。
る第２符号化路を用いることによって測定され得る。こ
れらの増加量的検出器か単純な構成の検出器であり且つ
高い分解能を与え得るにもかかわらず、位置データの喪
失につながるなんらかのパワー損失かある場合には、符
号化部材を既知位置一戻すことによって、この検出器を
リセットする必要があるという重大な欠点に悩まされて
いる。安全か重要であり且つ電力の中断かあり得る状況
おいては、そのような検出器の使用をこのことか妨害し
ている。
（発明か解決しようとする課題）
従来の検出器のこのような欠点を実質的に回避する位置
検出器を提供することか本発明の目的である。
検出器を提供することか本発明の目的である。
（課題を解決するための手段）
本発明に従って、前記により特定された種類の位置検出
器は、前記符号化路か２゛ビット長さの疑似２進乱数パ
ターンを有し、前記センサーが少なくともｎビット用の
記憶器を有し、このセンサーが前記符号化路から読まれ
た最後のｎビットを前記記憶器が含むように前記符号化
路から前記記憶器へ前記ビットの個別のビットを読み込
み、且つこの検出器か前記記憶器の内容から前記符号化
路と、従って符号化部材との絶対位置を決定することを
特徴とする。
器は、前記符号化路か２゛ビット長さの疑似２進乱数パ
ターンを有し、前記センサーが少なくともｎビット用の
記憶器を有し、このセンサーが前記符号化路から読まれ
た最後のｎビットを前記記憶器が含むように前記符号化
路から前記記憶器へ前記ビットの個別のビットを読み込
み、且つこの検出器か前記記憶器の内容から前記符号化
路と、従って符号化部材との絶対位置を決定することを
特徴とする。
前記符号化部材は好適には前記第１符号化路と平行な第
２符号化路を有し、該第２符号化路は第１符号化路内の
ビットと同じ長さのビットで符号化され、且つ前記セン
サーが第１符号化路のビットの境界線を決定するために
第２符号化路を感知する。前記符号化部材が前記第２符
号化路と平行な第３符号化路を有してもよく、該第３符
号化路は第１及び第２符号化路と同じ長さのビットで符
号化され、この第３符号化路のビットは前記第２符号化
路のビットから移動され、且つ前記センサーが前記符号
化部材に沿った異なる位置で出力に変化を与えるように
前記第２及び第３符号化路を感知し、且つそれにより前
記符号化部材の移動の方向を決定することを可能にする
。その代わりに、２個のセンサーの出力か前記符号化部
材の異なる位置で変化し、且つそれにより符号化部材の
移動の方向を決定することかできるように、前記検出器
か前記符号化路に沿って互いに間をあけられた２個のセ
ンサーを含んでもよい。
２符号化路を有し、該第２符号化路は第１符号化路内の
ビットと同じ長さのビットで符号化され、且つ前記セン
サーが第１符号化路のビットの境界線を決定するために
第２符号化路を感知する。前記符号化部材が前記第２符
号化路と平行な第３符号化路を有してもよく、該第３符
号化路は第１及び第２符号化路と同じ長さのビットで符
号化され、この第３符号化路のビットは前記第２符号化
路のビットから移動され、且つ前記センサーが前記符号
化部材に沿った異なる位置で出力に変化を与えるように
前記第２及び第３符号化路を感知し、且つそれにより前
記符号化部材の移動の方向を決定することを可能にする
。その代わりに、２個のセンサーの出力か前記符号化部
材の異なる位置で変化し、且つそれにより符号化部材の
移動の方向を決定することかできるように、前記検出器
か前記符号化路に沿って互いに間をあけられた２個のセ
ンサーを含んでもよい。
検出器が第１符号化路から同じビットで供給される各ｎ
ヒットの２個の記憶器を含んでもよく、一方向での符号
化部材の移動か一方の記憶器を充満させて他方の記憶器
を空虚にさせ、且つ反対方向での移動か他方の記憶器を
充満させて一方の記憶器を空虚にさせる。その代わりに
、前記記憶器か２０−１個の記憶位置を有して、第１符
号化路からのビットがこの記憶器の中心位置に供給され
、且つ前記符号化部材の移動の方向に従った反対方向に
この記憶器に沿って移動されてもよい。前記符号化部材
が矩形の形状であり、前記のあるいは各符号化路が真っ
直ぐであり、且つこの符号化部材が前記あるいは各符号
化路と平行な直線に沿って移動させられ得てもよい。第
１符号化路が光学的に符号化され、且つ交替に光学的に
不透明な領域と透明な領域とを有してもよい。前記セン
サーか時分割多重方式によって符号化部材へ結合されて
もよい。
ヒットの２個の記憶器を含んでもよく、一方向での符号
化部材の移動か一方の記憶器を充満させて他方の記憶器
を空虚にさせ、且つ反対方向での移動か他方の記憶器を
充満させて一方の記憶器を空虚にさせる。その代わりに
、前記記憶器か２０−１個の記憶位置を有して、第１符
号化路からのビットがこの記憶器の中心位置に供給され
、且つ前記符号化部材の移動の方向に従った反対方向に
この記憶器に沿って移動されてもよい。前記符号化部材
が矩形の形状であり、前記のあるいは各符号化路が真っ
直ぐであり、且つこの符号化部材が前記あるいは各符号
化路と平行な直線に沿って移動させられ得てもよい。第
１符号化路が光学的に符号化され、且つ交替に光学的に
不透明な領域と透明な領域とを有してもよい。前記セン
サーか時分割多重方式によって符号化部材へ結合されて
もよい。
（実施例）
以下、本発明による光学的位置検出器を添付の図面を参
照しつつ、実施例を用いて詳細に説明する。
照しつつ、実施例を用いて詳細に説明する。
第１図及び第２図を参照すると、この検出器は通路２に
沿って普通の構造のビームスプリッター３へ光照射を供
給する光源ｌを含んでいる。このビームスプリッター３
か光学エンコーダー板２ｏに沿った個別の直線符号化路
２１． ２２及び２３と提携する３個の開口部３１，
３２，及び３３へ光を供給する。
沿って普通の構造のビームスプリッター３へ光照射を供
給する光源ｌを含んでいる。このビームスプリッター３
か光学エンコーダー板２ｏに沿った個別の直線符号化路
２１． ２２及び２３と提携する３個の開口部３１，
３２，及び３３へ光を供給する。
この光学エンコーダー板２０を通過する光は個別の光フ
ァイバー４１． ４２及び４３の一端に焦点を合わされ
る。これらの光ファイバー４ｌ〜４３は、これらの光フ
ァイバーの後端から現れる光か個別のフォトセル５１〜
５３上に焦点を合わされる感知ユニット５０へ延びてい
る。これらのフォトセル５１〜５３が、後でもっと詳細
に説明する処理ユニット７０へ、線６１〜６３上の電気
的出力を与える。この処理ユニット７０が光学エンコー
ダー板２０の位置を表現する出力を線７１上に与え、そ
の出力が表示ユニット８０又はその他の利用手段へ供給
される。
ァイバー４１． ４２及び４３の一端に焦点を合わされ
る。これらの光ファイバー４ｌ〜４３は、これらの光フ
ァイバーの後端から現れる光か個別のフォトセル５１〜
５３上に焦点を合わされる感知ユニット５０へ延びてい
る。これらのフォトセル５１〜５３が、後でもっと詳細
に説明する処理ユニット７０へ、線６１〜６３上の電気
的出力を与える。この処理ユニット７０が光学エンコー
ダー板２０の位置を表現する出力を線７１上に与え、そ
の出力が表示ユニット８０又はその他の利用手段へ供給
される。
この光学エンコーダー板２０か、位置を測定されるべき
、圧力隔膜のような、（図示してない）なんらかの可動
部材に結合される。この光学エンコーダー板２０は矩形
形状の板であり、３個の符号化路２１〜２３がこの板の
長さに沿って互いに平行に延びる。各符号化路は透明な
領域と不透明な領域との路に作成され、この板自身はこ
の符号化路の透明領域は別として不透明であるか、ある
いはこの符号化路の不透明領域を別として透明であって
もよい。第２図に示した上側の符号化路２１は長さ２″
の疑似２進乱数パターンを有する。これも第３Ａ図，第
３Ｂ図及び第３Ｃ図に、２進の０と１との列によって図
解してある。長さ２″ビットの疑似２進乱数列の一つの
特性は、長さｎビットの窓がこの列の上に置かれた場合
に、この列に沿った窓の位置がこの窓に現れるビットに
よって独特に確認されることである。エンコーダー板の
絶対的位置を決定することを可能にするためにこの特性
が本発明に用いられた。
、圧力隔膜のような、（図示してない）なんらかの可動
部材に結合される。この光学エンコーダー板２０は矩形
形状の板であり、３個の符号化路２１〜２３がこの板の
長さに沿って互いに平行に延びる。各符号化路は透明な
領域と不透明な領域との路に作成され、この板自身はこ
の符号化路の透明領域は別として不透明であるか、ある
いはこの符号化路の不透明領域を別として透明であって
もよい。第２図に示した上側の符号化路２１は長さ２″
の疑似２進乱数パターンを有する。これも第３Ａ図，第
３Ｂ図及び第３Ｃ図に、２進の０と１との列によって図
解してある。長さ２″ビットの疑似２進乱数列の一つの
特性は、長さｎビットの窓がこの列の上に置かれた場合
に、この列に沿った窓の位置がこの窓に現れるビットに
よって独特に確認されることである。エンコーダー板の
絶対的位置を決定することを可能にするためにこの特性
が本発明に用いられた。
単純化するために、長さ２４即ち１６ビットの列と長さ
４ビットの窓に限って考える。この例では処理ユニット
７０は長さ４ビットのシフトレジスターあるいは同様の
記憶器７２を有している。起動に際しては、光学エンコ
ーダー板２０が第３Ａ図に示したように置かれていると
仮定し、そこでは光ファイバー４１の前方端部が不透明
領域即ち２進０ビットに提携している。従ってこの記憶
器７２内の第１位置Ａは、２進０で満たされ、その他の
位置Ｂ〜Ｄは空虚である。この段階では、不透明領域が
光ファイバー４１の前部に置かれている８個の位置のい
ずれでもあり得るので、いかなる付加的情報もなしにエ
ンコーダー板２０の位置を独特に確認することは不可能
である。いまこのエンコーダー板２０が３ビット左へ、
第３Ｂ図に示した位置へ動いた場合には、この記憶器内
の位置ＡのＯビットは位置Ｂ及びＣを介して位置Ｄへず
らされる。同様に、位置Ｃは２進０で満たされ、位置Ｂ
は２進ｌで満たされ、また位置Ａは２進Ｏで満たされる
。
４ビットの窓に限って考える。この例では処理ユニット
７０は長さ４ビットのシフトレジスターあるいは同様の
記憶器７２を有している。起動に際しては、光学エンコ
ーダー板２０が第３Ａ図に示したように置かれていると
仮定し、そこでは光ファイバー４１の前方端部が不透明
領域即ち２進０ビットに提携している。従ってこの記憶
器７２内の第１位置Ａは、２進０で満たされ、その他の
位置Ｂ〜Ｄは空虚である。この段階では、不透明領域が
光ファイバー４１の前部に置かれている８個の位置のい
ずれでもあり得るので、いかなる付加的情報もなしにエ
ンコーダー板２０の位置を独特に確認することは不可能
である。いまこのエンコーダー板２０が３ビット左へ、
第３Ｂ図に示した位置へ動いた場合には、この記憶器内
の位置ＡのＯビットは位置Ｂ及びＣを介して位置Ｄへず
らされる。同様に、位置Ｃは２進０で満たされ、位置Ｂ
は２進ｌで満たされ、また位置Ａは２進Ｏで満たされる
。
この記憶器７２は今や直線符号化路２１に沿った４個目
，５個目，６個目及び７個目のビットについての情報を
含んでおり、これが今やこのエンコーダー板の位置を絶
対的に確認する。
，５個目，６個目及び７個目のビットについての情報を
含んでおり、これが今やこのエンコーダー板の位置を絶
対的に確認する。
直線符号化路２１の隣接するビットは相互から常には異
なってはいないので、この記憶器７２は、このエンコー
ダー板２０の移動の方向についての情報をも与える他の
２個の直線符号化路２２及び２３から得られる情報に依
存して、この記憶器に沿ってビットをずらせるためにク
ロックされる。
なってはいないので、この記憶器７２は、このエンコー
ダー板２０の移動の方向についての情報をも与える他の
２個の直線符号化路２２及び２３から得られる情報に依
存して、この記憶器に沿ってビットをずらせるためにク
ロックされる。
下側の２個の直線符号化路２２及び２３は交替に不透明
領域と透明領域、即ち交替に０ビットとｌビットとから
なる単純なクロツク路である。各ビットは上側の直線符
号化路２１のビットと同じ長さのビットであって、上側
の直線符号化路と隣接する直線路２２については、それ
らのビットが互いに提携するように、上側直線路と同位
相に配置されている。第２直線符号化路２２に付随した
フォトセル５２が、処理装置７３での適当な処理の後に
シフトレジスター７２をクロックするために用いられる
クロック信号を与える。
領域と透明領域、即ち交替に０ビットとｌビットとから
なる単純なクロツク路である。各ビットは上側の直線符
号化路２１のビットと同じ長さのビットであって、上側
の直線符号化路と隣接する直線路２２については、それ
らのビットが互いに提携するように、上側直線路と同位
相に配置されている。第２直線符号化路２２に付随した
フォトセル５２が、処理装置７３での適当な処理の後に
シフトレジスター７２をクロックするために用いられる
クロック信号を与える。
下側直線符号化路２３に付随した他方のフ十トセル５３
からの出力もこの処理装置７３へ供給されて、中央直線
路２２から得られた出力と一緒にこの出力かエンコーダ
ー板の移動の方向を示すために用いられる。
からの出力もこの処理装置７３へ供給されて、中央直線
路２２から得られた出力と一緒にこの出力かエンコーダ
ー板の移動の方向を示すために用いられる。
例えば、光学エンコーダー板２０が、両方の光ファイバ
ー４２と４３とが個別の直線符号化路２２と２３との透
明領域に提携している位置で起動した場合には、両フォ
トセルからの出力は１である。エンコーダー板２０の左
への移動はフォトセル５２が１から０へ変わる前にフォ
トセル５３の出力に１から０への変化が生じる。逆に、
エンコーダー板２０の右への移動はフォトセル５３の出
力が１から０へ変わる前にフォトセル５２の出力に１か
らＯへの変化が生しる。処理装置７３はどのフォトセル
出力が最初に変化するかを監視し、これから、エンコー
ダー板の移動の方向を指示する出力を得る。シフトレジ
スタの各位置の内容が置き換えられる、方向を制御する
ためのシフトレジスター７２へ、この出力が線７４上で
供給される。
ー４２と４３とが個別の直線符号化路２２と２３との透
明領域に提携している位置で起動した場合には、両フォ
トセルからの出力は１である。エンコーダー板２０の左
への移動はフォトセル５２が１から０へ変わる前にフォ
トセル５３の出力に１から０への変化が生じる。逆に、
エンコーダー板２０の右への移動はフォトセル５３の出
力が１から０へ変わる前にフォトセル５２の出力に１か
らＯへの変化が生しる。処理装置７３はどのフォトセル
出力が最初に変化するかを監視し、これから、エンコー
ダー板の移動の方向を指示する出力を得る。シフトレジ
スタの各位置の内容が置き換えられる、方向を制御する
ためのシフトレジスター７２へ、この出力が線７４上で
供給される。
第３Ａ図と第３Ｂ図とに関連して前述した状況は、エン
コーダー板２０の右への移動に関するものであった。シ
フトレジスター７２への人力はそのレジスターの左端部
でなされるから、このエンコーダー板をもっと右へ移動
すると、位置Ｄの内容はオーバーフローを単純に生じ、
新しいビットか位置Ａへ入れられるので、このシフトレ
ジスターは直線符号化路２１の４個の隣接する領域のデ
ータを維持する。しかしなから、このエンコーダー板２
０が第３Ｂ図に示した位置から１ビットだけ左へ、第３
Ｃ図に示した位置へ移動させられた場合には、記憶器Ａ
−Ｄの内容は左へ１位置だけ転送されて、記憶器Ａの元
の内容は左へオーバーフローし且つ記憶器Ｄは空虚にな
る。この状態においては、シフトレジスター７２は直線
符号化路２１の３個の順次の領域のデータ、即ち１００
のみを含む。一般に、エンコーダー板２０の位置を確認
するためには、３ビットでは絶対的に充分ではない。例
えば、第３図からわかるように、３ビット窓がビット０
１０又は０１１を納め得るところかこのエンコーダー板
に沿って２位置が存在する。それ故に、両方向に動くこ
とが自由な場合には、上側直線符号化路はそれ自身によ
ってこのエンコーダー板の位置を絶対的に規定するため
には充分ではない。しかしながら、処理装置７３の出力
と組み合わせてその位置か方向に関係なく独特に確認で
きる。これはこの処理装置が直線符号化路２２及び２３
から、このエンコーダー板２０か位置０１００から左へ
ｌビットだけ動かされたことを決定できるからであり、
それでエンコーダー板の位置が絶対的に規定できる。
コーダー板２０の右への移動に関するものであった。シ
フトレジスター７２への人力はそのレジスターの左端部
でなされるから、このエンコーダー板をもっと右へ移動
すると、位置Ｄの内容はオーバーフローを単純に生じ、
新しいビットか位置Ａへ入れられるので、このシフトレ
ジスターは直線符号化路２１の４個の隣接する領域のデ
ータを維持する。しかしなから、このエンコーダー板２
０が第３Ｂ図に示した位置から１ビットだけ左へ、第３
Ｃ図に示した位置へ移動させられた場合には、記憶器Ａ
−Ｄの内容は左へ１位置だけ転送されて、記憶器Ａの元
の内容は左へオーバーフローし且つ記憶器Ｄは空虚にな
る。この状態においては、シフトレジスター７２は直線
符号化路２１の３個の順次の領域のデータ、即ち１００
のみを含む。一般に、エンコーダー板２０の位置を確認
するためには、３ビットでは絶対的に充分ではない。例
えば、第３図からわかるように、３ビット窓がビット０
１０又は０１１を納め得るところかこのエンコーダー板
に沿って２位置が存在する。それ故に、両方向に動くこ
とが自由な場合には、上側直線符号化路はそれ自身によ
ってこのエンコーダー板の位置を絶対的に規定するため
には充分ではない。しかしながら、処理装置７３の出力
と組み合わせてその位置か方向に関係なく独特に確認で
きる。これはこの処理装置が直線符号化路２２及び２３
から、このエンコーダー板２０か位置０１００から左へ
ｌビットだけ動かされたことを決定できるからであり、
それでエンコーダー板の位置が絶対的に規定できる。
このシステムに対して電力が失われ、それてシフトレジ
スター７２の内容が失われた場合には、これが電力が回
復した後に位置Ａが再び急速に充満されるようにする。
スター７２の内容が失われた場合には、これが電力が回
復した後に位置Ａが再び急速に充満されるようにする。
これではエンコーダー板２０の位置を急速には独特に確
認できないけれども、このエンコーダー板が右へ３ビッ
ト移動されたらすぐに、これが再びシフトレジスターを
充満させるようにして、両方向での移動による全ての連
続した位置を確認できるようになる。このシステムにつ
いてはエンコーダー板が位置情報の喪失に続いて右へ移
動されることを保証する必要があるが、これは純粋に増
加量的エンコーダーに必要なことよりも概して少ない。
認できないけれども、このエンコーダー板が右へ３ビッ
ト移動されたらすぐに、これが再びシフトレジスターを
充満させるようにして、両方向での移動による全ての連
続した位置を確認できるようになる。このシステムにつ
いてはエンコーダー板が位置情報の喪失に続いて右へ移
動されることを保証する必要があるが、これは純粋に増
加量的エンコーダーに必要なことよりも概して少ない。
本発明の変形において、フォトセル５ｌからではあるか
シフトレジスターの異なる端部から同じ出力を供給され
る２個のシフトレジスタを使用することが可能である。
シフトレジスターの異なる端部から同じ出力を供給され
る２個のシフトレジスタを使用することが可能である。
この方法では、一方のシフトレジスターがエンコーダー
板の左への移動によって充満され、他方のレジスターは
エンコーダー板の右への移動によって充満される。その
ような配置における電力の喪失に続いて、両方向への３
ビットだけのエンコーダー板２０の移動が、このエンコ
ーダー板の位置を絶対的に確認するために充分な情報を
有するシフトレジスターを提供できる。
板の左への移動によって充満され、他方のレジスターは
エンコーダー板の右への移動によって充満される。その
ような配置における電力の喪失に続いて、両方向への３
ビットだけのエンコーダー板２０の移動が、このエンコ
ーダー板の位置を絶対的に確認するために充分な情報を
有するシフトレジスターを提供できる。
その代わりに、７個（２ｎ−１）の記憶位置を有する一
個のシフトレジスターを用いることかでき、そのシフト
レジスターは直線路２１からのデータについて、中央の
位置即ち４個目の位置で供給される。
個のシフトレジスターを用いることかでき、そのシフト
レジスターは直線路２１からのデータについて、中央の
位置即ち４個目の位置で供給される。
幾つかの検出器ではエンコーダー板は一方向にのみ動き
得る。例えば、エンコーダー板がそれの中心の周りで一
方向に回される円盤で、この円盤と同心的な円形の符号
化路を有する円盤であり得る。その代わりに、このエン
コーダー板か環状にされた無端のベルトであってもよく
、そのベルトは一方向に回転し、そのベルト上に符号化
路がそのベルトに沿って延在する。そのような検出器に
ついては、なんらの方向情報を持つ必要はなく、１個の
シフトレジスタのみが必要である。
得る。例えば、エンコーダー板がそれの中心の周りで一
方向に回される円盤で、この円盤と同心的な円形の符号
化路を有する円盤であり得る。その代わりに、このエン
コーダー板か環状にされた無端のベルトであってもよく
、そのベルトは一方向に回転し、そのベルト上に符号化
路がそのベルトに沿って延在する。そのような検出器に
ついては、なんらの方向情報を持つ必要はなく、１個の
シフトレジスタのみが必要である。
方向情報が必要な場合にも、互いに位相の異なる２個の
個別の符号化路を備える必要はない。代わりに、第４図
に示したように、単一の符号化路２２゜が、互いに位相
を違えてこの符号化路に沿って間をあけられた２個の受
信ファイバー４２ 及び４３゜ と共に用いられ得て
、それで２個の受信ファイバーは異なる時に状態が変わ
る。
個別の符号化路を備える必要はない。代わりに、第４図
に示したように、単一の符号化路２２゜が、互いに位相
を違えてこの符号化路に沿って間をあけられた２個の受
信ファイバー４２ 及び４３゜ と共に用いられ得て
、それで２個の受信ファイバーは異なる時に状態が変わ
る。
検出器のエンコーダー板は透明領域と不透明領域とを有
する必要はない。それに代えて、検出器は第５図に示す
ように反射領域と非反射領域との符号化路によって符号
化され得る。この配置では時分割多重方式が用いられる
。源１００が第１結合器１０１ と光ファイバーケーブ
ル１０２とを介して、遅延線１０４． １０５及び１０
６の形で３個の出力端子を有する第２結合器へ供給され
る光のパルスを発生する。この遅延線が読み取りヘッド
１０７へ供給されるパルスへ異なる遅延をもたらせて、
その読み取りヘッドが次々に光のパルスをエンコーダー
板１０８の３個の個別の反射する符号化路へ焦点をあわ
せる。エンコーダー板１０８から反射された光のパルス
は、個別の遅延線１０４〜１０６を介して第２結合器１
０３へ帰り、そこから単一の光ファイバーケーブル１０
２を介して第１結合器１０１へ帰る。これらの反射され
たパルスのサンプルが光ガイド１１０を介して処理ユニ
ット１１１へ供給される。エンコーダー板１０８上の符
号化路は、異なる符号化路へ供給され且つ異なる符号化
路から反射された光のパルスが通過した通路長へ導入さ
れた異なる遅延から確認される。同様の時分割多重方式
配置が他の符号化の形式と共に用いられ得る。
する必要はない。それに代えて、検出器は第５図に示す
ように反射領域と非反射領域との符号化路によって符号
化され得る。この配置では時分割多重方式が用いられる
。源１００が第１結合器１０１ と光ファイバーケーブ
ル１０２とを介して、遅延線１０４． １０５及び１０
６の形で３個の出力端子を有する第２結合器へ供給され
る光のパルスを発生する。この遅延線が読み取りヘッド
１０７へ供給されるパルスへ異なる遅延をもたらせて、
その読み取りヘッドが次々に光のパルスをエンコーダー
板１０８の３個の個別の反射する符号化路へ焦点をあわ
せる。エンコーダー板１０８から反射された光のパルス
は、個別の遅延線１０４〜１０６を介して第２結合器１
０３へ帰り、そこから単一の光ファイバーケーブル１０
２を介して第１結合器１０１へ帰る。これらの反射され
たパルスのサンプルが光ガイド１１０を介して処理ユニ
ット１１１へ供給される。エンコーダー板１０８上の符
号化路は、異なる符号化路へ供給され且つ異なる符号化
路から反射された光のパルスが通過した通路長へ導入さ
れた異なる遅延から確認される。同様の時分割多重方式
配置が他の符号化の形式と共に用いられ得る。
本発明は光学的符号化部材と共に用いることに限られる
ものではなク、゛磁気的符号化あるいは電気的に導電性
の領域と非導電性の領域とを用いることによるような、
なんらかの他の符号化の形式と共にも用いられ得ること
は認識されねばならない。
ものではなク、゛磁気的符号化あるいは電気的に導電性
の領域と非導電性の領域とを用いることによるような、
なんらかの他の符号化の形式と共にも用いられ得ること
は認識されねばならない。
第１図はこの検出器の簡略図であり、
第２図はこの検出器の符号化板を示し、第３Ａ図〜第３
Ｃ図はそれぞれこの符号化板の移動による検出器内の変
化を図示しており、第４図は代わりの符号化板の部分図
でありって、第５図は代わりの検出器の簡略図である。 １・・・光源 ２・・・通路 ３・・・ビームスプリッター ２０・・・光学エンコーダー板 ２１． ２１’， ２２． ２２’ ２３・・・符号化
路３１． ３２． ３３・・・開口部 ４１， ４２． ４３・・・光ファイバー５０・・・感
知ユニット ５１， ５２． ５３・・・フォトセル６１， ６２，
６３， ７１． ７４・・・線７０， １１１・・・
処理ユニット ７２・・・シフトレジスタのような記憶器７３・・・処
理装置 ８０・・・表示ユニット １００・・・源 １０１・・・第１結合器 １０２・・・光ファイバーケーブル １０３・・・第２結合器 １０４， １０５． １０６・・・遅延線１０７・・・
読み取りヘッド １０８・・・エンコーダー板 １１０・・・光ガイド 特 許 出 願 人 スミスズ インダストリーズ
パブリフクリミテフド コンバニ
Ｃ図はそれぞれこの符号化板の移動による検出器内の変
化を図示しており、第４図は代わりの符号化板の部分図
でありって、第５図は代わりの検出器の簡略図である。 １・・・光源 ２・・・通路 ３・・・ビームスプリッター ２０・・・光学エンコーダー板 ２１． ２１’， ２２． ２２’ ２３・・・符号化
路３１． ３２． ３３・・・開口部 ４１， ４２． ４３・・・光ファイバー５０・・・感
知ユニット ５１， ５２． ５３・・・フォトセル６１， ６２，
６３， ７１． ７４・・・線７０， １１１・・・
処理ユニット ７２・・・シフトレジスタのような記憶器７３・・・処
理装置 ８０・・・表示ユニット １００・・・源 １０１・・・第１結合器 １０２・・・光ファイバーケーブル １０３・・・第２結合器 １０４， １０５． １０６・・・遅延線１０７・・・
読み取りヘッド １０８・・・エンコーダー板 １１０・・・光ガイド 特 許 出 願 人 スミスズ インダストリーズ
パブリフクリミテフド コンバニ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、符号化部材とセンサーとを具えている位置検出器で
あって、その符号化部材がその符号化路に沿った方向で
センサーに関して動き得る第１符号化路を有する位置検
出器において、前記符号化路（２１）が２＾ｎビット長
さの疑似２進乱数パターンを有し、前記センサー（５０
，７０）が少なくともｎビット用の記憶器（７２）を有
し、このセンサーが前記符号化路から読まれた最後のｎ
ビットを前記記憶器が含むように前記符号化路（２１）
から前記記憶器（７２）へ前記ビットの個別のビットを
読み込み、且つこの検出器が前記記憶器（７２）の内容
から前記符号化路（２１）と、従って符号化部材（２０
）との絶対位置を決定することを特徴とする位置検出器
。 ２、前記符号化部材（２０）が前記第１符号化路（２１
）と平行な第２符号化路（２２）を有し、該第２符号化
路（２２）は第１符号化路（２１）内のビットと同じ長
さのビットで符号化され、且つ前記センサー（５０，７
０）が第１符号化路（２１）のビットの境界線を決定す
るために第２符号化路（２２）を感知することを特徴と
する請求項１記載の位置検出器。 ３、前記符号化部材（２０）が前記第２符号化路（２２
）と平行な第３符号化路（２３）を有し、該第３符号化
路（２３）は第１及び第２符号化路（２１及び２２）と
同じ長さのビットで符号化され、この第３符号化路（２
３）のビットは前記第２符号化路（２２）のビットから
移動され、且つ前記センサー（５０，７０）が前記符号
化部材に沿った異なる位置で出力に変化を与えるように
前記第２及び第３符号化路を感知し、且つそれにより前
記符号化部材の移動の方向を決定することを可能にする
ことを特徴とする請求項２記載の位置検出器。 ４、２個のセンサーの出力が前記符号化部材に沿った異
なる位置で変化し、且つそれにより符号化部材（２０）
の移動の方向を決定することができるように、前記検出
器が第２符号化路（２２′）に沿って互いに間をあけら
れた２個のセンサー（４２′及び４３′）を含むことを
特徴とする請求項２記載の位置検出器。 ５、検出器が第１符号化路（２１）から同じビットで供
給される各ｎビットの２個の記憶器を含み、一方向での
符号化部材（２０）の移動が一方の記憶器を充満させて
他方の記憶器を空虚にさせ、且つ反対方向での移動が他
方の記憶器を充満させて一方の記憶器を空虚にさせるこ
とを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載の位置検
出器。 ６、前記記憶器が２ｎ−１個の記憶位置を有し、第１符
号化路（２１）からのビットがこの記憶器の中心位置に
供給され、且つ前記符号化部材（２０）の移動の方向に
従って反対方向にこの記憶器に沿って移動されることを
特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の位置検出
器。 ７、前記符号化部材（２０）が矩形の形状であり、前記
のあるいは各符号化路（２１，２２，２３）が真つ直ぐ
であり、且つこの符号化部材が前記あるいは各符号化路
と平行な直線に沿って移動させられ得ることを特徴とす
る前記請求項の何れか１項記載の位置検出装置。 ８、第１符号化路（２１）が光学的に符号化されたこと
を特徴とする前記請求項の何れか１項記載の位置検出器
。 ９、第１符号化路（２１）が交替に光学的に不透明な領
域と透明な領域とを有することを特徴とする請求項８記
載の位置検出器。 １０、センサー（１０７，１０３，１０１，１１１）が
時分割多重方式によって符号化部材（１０８）へ結合さ
れたことを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載の
位置検出器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8911809,5 | 1989-05-23 | ||
| GB898911809A GB8911809D0 (en) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | Position transducers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0318710A true JPH0318710A (ja) | 1991-01-28 |
Family
ID=10657199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12017490A Pending JPH0318710A (ja) | 1989-05-23 | 1990-05-11 | 位置検出器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0318710A (ja) |
| DE (1) | DE4015099A1 (ja) |
| FR (1) | FR2647545A1 (ja) |
| GB (2) | GB8911809D0 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19515139A1 (de) * | 1995-04-25 | 1996-10-31 | Sachse Lothar | Verfahren zum Anzeigen von Weg- und/oder Winkelpositionen |
| DE19532903A1 (de) * | 1995-09-07 | 1997-03-13 | Teves Gmbh Alfred | Lenkwinkelsensor mit Absolutwertmessung |
| DE19601676A1 (de) * | 1996-01-18 | 1997-07-24 | Teves Gmbh Alfred | Lenkwinkelsensor mit Auswertung der Inkrementalspur zur Absolutwertbestimmung |
| DE19601674B4 (de) * | 1996-01-18 | 2005-08-04 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Nach dem Differenzmeßprinzip arbeitender Lenkwinkelgeber für Kraftfahrzeuge |
| US5731702A (en) * | 1996-08-21 | 1998-03-24 | General Motors Corporation | High accuracy angle based rotation sensor with time based back up |
| DE102010003526B4 (de) * | 2010-03-31 | 2024-05-02 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Verarbeitung von Signalen, die eine Winkelstellung einer Welle eines Motors repräsentieren |
| CN108645353B (zh) * | 2018-05-14 | 2020-09-01 | 四川川大智胜软件股份有限公司 | 基于多帧随机二元编码光场的三维数据采集系统及方法 |
| EP3770559A1 (de) | 2019-07-23 | 2021-01-27 | Sick Ag | Bestimmung der relativposition zweier zueinander bewegter objekte |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1445739A (fr) * | 1965-06-04 | 1966-07-15 | Alcatel Sa | Procédé de codage numérique et ses applications |
| GB1284641A (en) * | 1970-01-08 | 1972-08-09 | Ferranti Ltd | Improvements relating to measuring apparatus |
| US3963098A (en) * | 1974-05-07 | 1976-06-15 | Westinghouse Electric Corporation | Position measurement apparatus |
| GB2121252A (en) * | 1982-05-18 | 1983-12-14 | Marconi Co Ltd | Apparatus for indicating the position of a member |
| GB2126444B (en) * | 1982-09-01 | 1986-03-19 | Rosemount Eng Co Ltd | Position measuring apparatus |
| US4628298A (en) * | 1984-06-22 | 1986-12-09 | Bei Motion Systems Company, Inc. | Chain code encoder |
| GB2183951B (en) * | 1985-11-28 | 1990-05-23 | Duracell Int | Displacement measuring apparatus |
-
1989
- 1989-05-23 GB GB898911809A patent/GB8911809D0/en active Pending
-
1990
- 1990-05-08 GB GB9010248A patent/GB2232544A/en not_active Withdrawn
- 1990-05-10 FR FR9006080A patent/FR2647545A1/fr not_active Withdrawn
- 1990-05-11 JP JP12017490A patent/JPH0318710A/ja active Pending
- 1990-05-11 DE DE19904015099 patent/DE4015099A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2232544A (en) | 1990-12-12 |
| FR2647545A1 (fr) | 1990-11-30 |
| DE4015099A1 (de) | 1990-11-29 |
| GB8911809D0 (en) | 1989-07-12 |
| GB9010248D0 (en) | 1990-06-27 |
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