JPH044532B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は絶対番地型光電式位置検出装置に関
する。

工作機械などにおいて位置を光学的に読取る装
置としてロータリエンコーダが従来より知られて
いる。これは軸の機械的回転位置のアナログ量を
符号板を用いその明減変化を光電方式により検出
し、デジタル符号化するもので、その形式にはイ
ンクリメンタルエンコーダとアブソリユートエン
コーダとがある。この発明な絶対番地で位置検出
を行なうアブソリユートエンコーダに関するもの
である。

アブソリユートエンコーダはその内部が第１図
のように構成されている。回転符号板１には各角
度位置で当該角度位置に対応した符号がグレイ符
号、BCD符号などで明暗パターンとして刻み込
まれている。回転符号板１にはそれを挟んで発光
ダイオード２とフオトダイオード３が対向して配
されている。入力軸５の回転にともなつて回転符
号板１が回転するとそのパターンにしたがつて固
定スリツト板４を通過した発光ダイオードの光の
うちあるものは透過、あるものは遮ぎられる。透
過した光はフオトダイオード３で受光され、その
受光位置を検出することによつて軸の回転位置が
絶対番地で求められ、これによつて検出対象物の
位置が検出される。

かかる装置においては回転符号板１上に明暗パ
ターンとして刻み込まれた各位置データは径方向
の複数ビツトで構成されている。このため、位置
データが一度に複数のビツトにわたつて変化する
ような場合においてはパターンを刻み込む誤差や
入力軸５と回転符号板１上に刻まれたパターン心
との取付偏心等によりそれらが多少ずれて変化
し、その光学的検出過程において誤データが検出
されることがある。したがつて回転符号板に刻む
符号は光電式読み取りの際にあいまいな符号の発
生しない、すなわち、隣接番地の符号変化の際に
は１ビツトの変化しか生じないGray（単一距離二
進）符号を利用して絶対番地式回転符号板を製作
し、内蔵したアブソリユートエンコーダから検出
された位置データをROM、Ｐ−ROMなどのメ
モリ回路を用いて必要とする最終出力のコードに
コード変換（デコードまたは適宜の関数に変化）
し、デジタル符号として出力する場合においては
各ビツト間の変化ばらつきによる誤読防止のため
読出すタイミングの同期を取る必要がある。

この発明はアブソリユートエンコーダ（ロータ
リ式およびリニア式のいずれも含む）から得られ
る位置データをメモリ回路を用いてコード変換し
所望の形式でデータを得る絶対番地型光電式位置
検出装置において、各ビツトの検出信号を利用し
てデータを読出すタイミングの同期を取ることに
より誤検出を防止するようにしたものである。

以下この発明を添付図面の実施例を参照して詳
しく説明する。

第２図ａはアブソリユートエンコーダの回転符
号板に刻まれた明暗パターンを直線的に示したも
のである。斜線を施した部分が遮光部分であり、
それ以外の部分が透光部分である。ここではグレ
イ符号を用いた場合について示してある。

この場合においては同期信号は第２図ｂに示す
ように各ビツトにおけるパルス信号（明暗パター
ンの検出信号をいう。）のエツジ（立上りおよび
立下り）を抽出し、それらの論理和を取ることに
より得ることができる。すなわち、同期信号の信
号幅をメモリ回路による変換時間より長く取り、
この同期信号の立下りのエツジで読取りの信号の
同期を外部に与える。これにより、いずれかのビ
ツトで立上りまたは立下りが検出された時に、次
にいずれかのビツトで立上りまたは立下りが検出
されるまでの間の所定期間遅れたタイミングが前
記メモリ回路から得られるデータの読み出しタイ
ミングとして指示されてメモリ回路の各ビツト間
の変化のばらつきによる誤読が防止される。

第３図は第２図の方法を実現する回路の一例で
ある。第３図において１１は回転符号板（板状の
部材）、１２は発光ダイオード、１３はフオトダ
イオード（１２，１３でフオトカプラを構成す
る）、１４は固定スリツト板、１５は入力軸であ
る。発光ダイオード１２から発せられた光は回転
符号板１１における透光部分１１ａおよび固定ス
リツト板１４を介してフオトダイオード１３に受
光される。それぞれのビツトに対応したフオトダ
イオード１３の出力は比較増幅器２０において方
形波信号に波形成形される。この比較増幅器２０
までの部分が検出手段に相当する。比較増幅器２
０から出力される各ビツトのパルス信号はメモリ
回路に相当するROM（リードオンリーメモリ）
２１に入力される。ROM２１はコード変換を行
なうもので、比較増幅器２０の出力データをアド
レス信号としてそれに対応したデータを読出す。
ROM２１におけるコード変換はグレイ符号で入
力されるデータをバイナリ符号（純２進符号）や
BCD（２進化10進符号）にデコードするもの、あ
るいは適宜の関数すなわち入力軸１５の回転角に
対応した関数値（sin、cos、tan、sin^-1、cos^-1、
tan^-1、log、e^x等）をバイナリ符号やBCD符号に
変換するものなどを適宜選択することができる。
ROM２１の出力データはバツフアドライバー２
２を介して電気的デイジタル符号出力として取り
出される。

同期信号発生回路２３（同期信号発生手段）に
おいてエツジトリガモノマルチバイブレータ２４
は比較増幅器２０の各ビツトにおけるパルス信号
のエツヂ（立上りおよび立下り）を抽出するもの
である。各ビツトで抽出されたエツジはオア回路
２５で論理和がとられ、この信号が出力データを
読取るための同期信号として用いられる。すなわ
ち、前述のようにこの同期信号の立下りエツジで
読取り信号の同期を外部に与える。これにより、
ビツト変化を外れたタイミングでROM２１の出
力が読み出されるので誤検出が防止される。尚、
この同期信号の時間幅はROM２１の符号変換時
間より長く、かつ第２図ｂのように次のパルス信
号のエツジが生じるまでの期間より短くなるよう
にする。その時間幅はエツジトリガモノマルチバ
イブレータ２４におけるワンシヨツトパルスのパ
ルス幅で調整できる。

尚、第３図では前述したように、同期信号を出
力して最終出力符号の誤読を防止する機能を持た
せたが、同期信号をROM２１の（アウトプツ
ト イネーブル）に入力して、ROMの出力を符
号変換時間だけ、全ビツト出力を“１”（又は
“０”）状態にすることや（同期信号の立下りエツ
ジで同期でとられることになる）、エンコーダ内
にあるバツフアドライバ回路２２にラツチ回路を
設けて、エンコーダ内部で同期を取つた符号を作
り、出力することも可能で、この場合には第３図
で示す符号読取り同期信号はエンコーダ外部へは
出力しない。上述の信号処理例を第４図に示す。
またバツフアドライバ２２にラツチ付（Ｄタイプ
フリツプフロツプ−クロツク同期付）の素子を用
いれは第３図のバツフアドライバ２２の出力は完
全に同期の取れたアブソリユート符号が得られ
る。この場合もエンコーダ外部への符号読取り同
期信号は不要となる。

尚、上記実施例ではこの発明をロータリエンコ
ーダに適用した場合について示したがリニアスケ
ール（明暗パターンを検出対象物の移動方向に配
し、それを挟んでフオトカプラを対向させ、それ
らの位置関係が検出対象物の移動にともなつて直
線的に変化するようにして位置検出を行なう装
置）にも適用することができる。

以上説明したようにこの発明によればアブソリ
ユートエンコーダにおいて各ビツトの信号を読取
る際に同期を取るようにしたので誤データが検出
されるおそれがなくなるという効果がある。

また、板状の部材に同期信号を発生させるため
の専用の同期ビツトを設ける必要がないので、板
状の部材は従来と同じでよく、装置が大型化する
こともない。

【図面の簡単な説明】

第１図はアブソリユートロータリエンコーダの
内部構造の概略を示す斜視図、第２図は第３図の
実施例における同期の取り方を説明する図、第３
図はこの発明の一実施例を示すブロツク図、第４
図は第３図における同期信号の用い方の変更例を
示すブロツク図である。 １，１１……回転符号板（板状の部材）、１１
ａ……透光部分、２と３，１２と１３……フオト
カプラ（２，１２……発光ダイオード、３，１３
……フオトダイオード）、４，１４……固定スリ
ツト板、５，１５……入力軸、２０……比較増幅
器、２１……ROM（メモリ回路）、２２……バツ
フアドライバ、２３……同期信号発生回路（同期
信号発生手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各番地情報を表わす符号の各ビツトの情報を
   光線を透過する部分と遮断する部分との組合せと
   して板状の部材に刻み込み、当該板状の部材を挟
   んで前記符号の各ビツトに対応した位置にフオト
   カプラをそれぞれ配置し、これらフオトカプラで
   前記符号の各ビツト情報を検出してこれら各ビツ
   トの検出信号の組合せで構成される符号を当該板
   状の部材と前記フオトカプラとの相対的な位置関
   係を表わす絶対番地の情報として出力する検出手
   段と、 前記検出手段から出力される前記符号を適宜の
   形式の符号にコード変換するメモリ回路と、 前記検出手段から出力される各ビツトの検出信
   号の立上りおよび立下りを検出して、いずれかの
   ビツトで立上りまたは立下りが検出された時に、
   次にいずれかのビツトで立上りまたは立下りが検
   出されるまでの間であつて前記メモリ回路による
   コード変換時間よりも遅れたタイミングを前記メ
   モリ回路から得られるデータの読み出しタイミン
   グとして指示するための同期信号を発生する同期
   信号発生手段とを具えた絶対番地型光電式位置検
   出装置。