JPH04363624A - 絶対値式エンコーダ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は絶対値式エンコーダに関
し、小型にするとともに、誤りコードや不確実コードが
生じないようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の絶対値式エンコーダの一例を、図
５に示す。図５に示す光学式の絶対値式エンコーダ０１
では、回転コード円板０２を挾んで、複数の発光素子止
０３と複数の受光素子０４とが対向しつつ径方向になら
んで配置されている。発光素子０３と受光素子０４の数
は、それぞれ、分割数の２進桁数だけ備えている。回転
コード円板０２には、同心円状の多数の円周位置に、周
方向にならんで長短のスリットが形成されており、回転
コード円板０２が回転することにより、各発光素子０３
からの光が通過または遮断される。各受光素子０４は、
回転コード円板０２のスリットを通過してきた発光素子
０３の光を受けると出力１（ＯＮ）となり受光しないと
きには出力１（ＯＦＦ）となる。よって全ての受光素子
０４からの信号を受けることにより、回転角度に対応し
た２進コードを得ることができる。

【０００３】回転につれてコードが変化する場合、各ビ
ットに対応する受光素子０４は、その内の１つしか変化
（ＯＮからＯＦＦまたはＯＦＦからＯＮ）をしないよう
に、回転コード円板０２のスリットが形成されているの
が一般である。このため、コードの変り目で誤ったコー
ドを発生することはない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで図５に示す従
来技術では、分割の桁数が多くなりビット数が多くなっ
てくると、直径の大きな回転コード円板が必要となって
くる。このため高分解能な絶対値式エンコーダは作りに
くい。

【０００５】回転コード円板の直径（直線型エンコーダ
ではコード板の幅）を小さくするには、コード板に最長
シーケンスビットを示すスリットを一列に配置し、検出
装置をスリットの配列方向に並べる手法を採ればよい。 しかしこの手法を採った場合には、コードが変化すると
きに、図５に示す例とは異なり、１つのビットの変化に
とどめることは不可能である。よって、この変り目にお
いて誤った不必要なコードが発生してしまう。

【０００６】本発明は、上記実情に鑑み、最長シーケン
スビットを示すスリットがコード板に一列配置する絶対
値式エンコーダであっても、誤った不必要なコードを発
生することの無い絶対値式エンコーダを提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、検出装置に対し相対移動するコード板には
、位置検出用のビットを示すパターンが前記相対移動方
向に沿い一列に配列されており、前記検出装置には、ビ
ットパターンの組合せによるコードが変化していくピッ
チ間隔で、前記パターンを検出する複数の検出器が前記
相対移動方向に沿い一列に配置されている絶対値式エン
コーダにおいて、２つの検出装置を、前記ピッチ間隔の
半分の距離ないしピッチ間隔の整数倍プラス半ピッチ間
隔の距離をとって配置し、コード板がピッチ間隔の半分
だけ相対移動する毎に、２つの検出装置の出力信号を交
互に選択して外部出力とする振分け手段を備えたことを
特徴とする。

【０００８】

【作用】先ず本発明の第１の特徴は、ロータリエンコー
ダの場合、従来のものは２進桁数だけの同心円状の各円
周上に、コードパターンを形成していたが、本発明のコ
ード円板は、１円周上に非繰返し最長シーケンスに基く
ビット列を示すパターンが設けられていることである。

【０００９】そのビット列の１例を２進４桁の場合で示
すと次のようになる。１円周上に、例えば光を通す部分
を１とし通さない部分を０として次のビット列を構成す
る。１０００１００１１０１０１１１上記ビット列は１
周でもとにもどる。次にこのビット列を連続する４つの
検出器で検出し、このコード円板を回転させると４つの
検出器の信号を組み合せて次の様なコードを得る。「１
０００」，「０００１」，「００１０」，「０１００」
，「１００１」，「００１１」，「０１１０」，「１１
０１」，「１０１０」，「０１０１」，「１０１１」，
「０１１１」，「１１１１」，「１１１０」，「１１０
０」，元に戻る。以上１５のコードは同じものはない。 よってこのコードを解釈すれば、円板の回転位置を一義
的に知ることができる。

【００１０】しかし、１つのコードから次のコードに移
る際に、４つの検出器が同時に必要な変化をすることは
期待できない。例えばコードが「１０００」から「００
０１」に移行するポイントでは、「００００」，「１０
０１」などの誤りコードを発生することは充分考えられ
る。

【００１１】これを防ぐために、本発明では、更に４つ
の検出器を１組として、先の４つの検出器の組とちょう
ど半ピッチ（又はピッチの整数倍＋半ピッチ）ずれた位
置で検出することとする。そうすると、最初の組の検出
器が、コードが移ろうとしているとき、もう一つの組の
検出器はちょうどビットの中程にあって、誤りコードを
検出する心配はない。従って、この場合は後の検出器組
をもって検出し、又、この後の検出器組が変化する位置
に来たときは、先の検出器組をもって検出をする様に、
交互切換えて検出することを特徴とするものである。

【００１２】そこで、この２組の検出器の切換えの手段
を述べる。今説明したビットのピッチは、３６０°÷１
５＝２４°となっているが、これに対し、ちょうどこれ
を２等分する形で１２°ピッチの１，０の繰返しコード
を円板に設けることとする。これに第３の検出器を設け
ると、この信号がＯＮのとき最初の検出器組がビットの
中程にある様に関係づけると、この信号がＯＦＦのとき
は１２°ずれた位置だから、次の検出組がビットの中程
になり、交互に正しい検出位置に来ることとなり、この
第３の検出器の信号のＯＮ・ＯＦＦを利用して、２組の
検出器を切換えれば良いこととなる。但し、ここの記述
は、１２°ピッチのパターンによる信号を利用したが、
要は１２°毎に２つの検出器組を切換えることのできる
第３の検出器であれば良い。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明を光電式２進桁の絶対値式ロ
ータリエンコーダに適用した実施例を説明する。この実
施例は、図１に示すコード板１と図２に示す検出装置２
とを組合せたエンコーダである。

【００１４】コード板１には、最長シーケンスビット列
１ａと切換信号用の繰返しビット列１ｂとが円周上に配
置されている。検出装置２には、円周方向に１２°づつ
隔てて８個の検出器２ａ〜２ｈが備えられるとともに１
つの検出器２ｉが備えられている。このうち検出器２ａ
，２ｂ，２ｃ，２ｄは１組で４ビットコードを検出する
第１の検出器組であり、検出器２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ
は１組で４ビットコードを検出する第２の検出器組であ
る。第１の検出器組と第２の検出器組は１２°ずれた関
係となっている。

【００１５】そして、検出器２ａ〜２ｈが最長シーケン
スビット列１ａの円周上に重なり、検出器２ｉが繰返し
ビット列１ｂの円周上に重なる様に、コード板１と検出
装置２が組合される。コード板１の白い部分は光を通し
それに対応する検出器はＯＮとなり１を出力する。

【００１６】今コード板１が反時計方向に回転を始める
と、各検出器２ａ〜２ｈ，２ｉからは図３の様な「１」
，「０」信号が発生する。０°の位置では検出器２ｉの
信号が１となっているので検出器２ａ，２ｂ，２ｃ，２
ｄの組を有効とし、１０００のコードが出力される。検
出器２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈは切換り点にあってこちら
の組の信号は誤りコードを発生する危険があるので用い
ない。

【００１７】次に回転角度が１２°の半分進んだところ
で検出器２ｉの信号は０となるがここからは検出器２ａ
〜２ｄの代りに検出器２ｅ〜２ｈに切換える。更に回転
し１２°の位置に来ると検出器２ａや２ｄの信号が変化
するが、ここではこの信号は無視されていて関係がない
。

【００１８】以下同様に検出器２ｉの信号で交互にコー
ド信号を切換えていけば、コードの変化する近傍での不
確実性をさけて正しいコードを取出すことができる。

【００１９】図４は信号切替回路４を表す。この信号切
替回路４はアンド回路Ａ１〜Ａ８とオア回路ＯＲ１〜Ｏ
Ｒ４とノット回路ＮＯＴで構成されており、検出器２ｉ
の信号が「１」のときに、検出器２ａ，２ｂ，２ｃ，２
ｄの信号を、アンド回路Ａ，Ａ２，Ａ３，Ａ４及びオア
回路ＯＲ１，ＯＲ２，ＯＲ３，ＯＲ４を介して出力端４
ａから出力し、検出器２ｉの信号が「０」のときに、検
出器２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈの信号を、アンド回路Ａ５
，Ａ６，Ａ７及びオア回路ＯＲ１，ＯＲ２，ＯＲ３，Ｏ
Ｒ４を介して出力端４ａから出力する。信号切替回路４
から出力された信号は、コード交換装置５により２進信
号等に変換して用いることができる。

【００２０】なお、上記実施例では２進４桁の例を示し
たが、桁数が更に増えても同様である。又、光学式のエ
ンコーダを説明したが、磁気式や静電容量式や接触式な
ど、コードを読みとる方式が何であっても良い。実施例
ではロータリエンコーダを説明したが、本発明は直線状
に展開したリヤエンコーダにも適用することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに本発明によれば、誤りコードや不必要コードを生ず
ることなく、小型で且つ高分解能な絶対値式エンコーダ
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る絶対値式エンコーダのコ
ード板を示す構成図である。

【図２】本発明の実施例に係る絶対値式エンコーダの検
出装置を示す構成図である。

【図３】検出装置の各検出器の出力を示す波形図である
。

【図４】信号切替回路を示す回路図である。

【図５】従来の絶対値式ロータリエンコーダを示す構成
図である。

【符号の説明】

１　　コード板 １ａ　　最長シーケンスビット列 １ｂ　　繰返しビット列 ２　　検出装置 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２
ｉ　　検出器 ４　　信号切替回路 ５　　コード変換装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　検出装置に対し相対移動するコード板
   には、位置検出用のビットを示すパターンが前記相対移
   動方向に沿い一列に配列されており、前記検出装置には
   、ビットパターンの組合せによるコードが変化していく
   ピッチ間隔で、前記パターンを検出する複数の検出器が
   前記相対移動方向に沿い一列に配置されている絶対値式
   エンコーダにおいて、２つの検出装置を、前記ピッチ間
   隔の半分の距離ないしピッチ間隔の整数倍プラス半ピッ
   チ間隔の距離をとって配置し、コード板がピッチ間隔の
   半分だけ相対移動する毎に、２つの検出装置の出力信号
   を交互に選択して外部出力とする振分け手段を備えたこ
   とを特徴とする絶対値式エンコーダ。