JPH07198420A - アブソリュートエンコーダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 読み取りミスの有無を短時間で発見すること
ができ、短い検索時間で測定を行うことのできるアブソ
リュートエンコーダーを提供する。 【構成】 円形符号板１の円形トラックＴに、該トラッ
ク中の各位置から連続してｎ個の符号をとって成る各符
号語と、その符号語とは１８０°対向する位置にある符
号語とはハミング距離が符号語長ｎであるように物理的
符号２を配置する。１８０°対向する２つの符号語を第
１と第２の２つの検出手段３、５で検出し、両検出手段
３、５の検出符号のハミング距離がｎになっているか否
かで読み取りミスの有無を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は測量等に用いられるアブ
ソリュートエンコーダーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のアブソリュートエンコー
ダーとして、０又は１を示す幅狭又は幅広のスリットか
ら成る物理的符号を同一円形トラックに等ピッチで、且
つ、該トラック上の各位置から連続してｎ個の物理的符
号をとって成る符号語が相互に異なる、即ち各符号語相
互のハミング距離が１以上となる様に配置した円形符号
板を用い、該符号板に対し相対回転する極座標の所定の
角度区域に存する連続したｎ個の物理的符号から成る符
号語をイメージセンサ等から成る検出手段で読み取っ
て、読み取られた符号語に対応する絶対角度位置を対応
表と照合して算定するようにしたものが知られている。

【０００３】この様な同一円形トラック上の物理的符号
列から成る数列を有する円形符号板を用いたアブソリュ
ートエンコーダーの方式は、シリアルコード読み取り方
式と呼ばれ、複数の数列を同心円状に設けるマルチトラ
ック方式に比べて、単一トラックで位置決めが行えるた
め、トラック間の位置関係の調節が不要、符号板の径を
小さくできること等、利点が多いとされてきた。

【０００４】しかしながら、シリアルコード方式のアブ
ソリュートエンコーダーにおいて、高精度で位置決めを
行おうとした場合には、数列の項数を大きくしなければ
ならず、そのため物理的符号であるスリットのパターン
を微細化しなければならなくなる。かかる微細化に伴
い、Ｓ／Ｎ比の低下やスリット上にゴミが付着する等に
よって読み取りミスが発生してしまうことがあった。こ
の様な読み取りミスは測定位置の検出ミスとなるので、
読み取りミス検出手段、訂正手段が必要とされてきた。

【０００５】そこで従来は上記した角度区域に設ける第
１の検出手段に対し１８０°異なる位置に第２の検出手
段を設け、第２の検出手段で読み取られた符号語に対応
する絶対角度位置も対応表と照合して算定し、第１の検
出手段で読み取られた符号語に対応する絶対角度位置と
の角度差を求め、この角度差が１８０°になっているか
否かで読み取りミスの有無を判別するようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記の方法で
は、読み取りミスの判別のために、２つの検出手段で読
み取られた２つの符号語について各々絶対角度位置を対
応表で検索する必要があり、その処理に時間がかかって
迅速な作業の妨げとなっていた。本発明はこの様な不都
合を解消するために創作されたもので、その目的は読み
取りミスを短時間で発見することができ、且つ短い検索
時間で測定を可能ならしめるアブソリュートエンコーダ
ーを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、円形符号板であって、０又は１を示す物
理的符号が等ピッチで同一円形トラックに、且つ、該ト
ラックの各位置から連続してｎ個の物理的符号をとって
成る符号語と他の位置から連続してｎ個をとって成る符
号語とのハミング距離が１以上となる様に配置されたも
のと、前記円形符号板に対し相対回転する極座標の所定
の角度区域にある連続したｎ個の物理的符号から成る符
号語を読み取って第１検出符号を出力する第１検出手段
と、連続したｎ個の物理的符号から成る符号語と円形符
号板中の位置とを対応させた対応表を予め記憶しておく
記憶手段と、前記第１検出符号と前記対応表とから第１
検出手段の絶対角度位置を算出する算出手段とを備えた
アブソリュートエンコーダーにおいて、前記円形符号板
中の物理的符号は、連続したｎ個の物理的符号をとって
成る符号語と、該符号語とは１８０°対向する位置にあ
るｎ個の物理的符号から成る符号語とのハミング距離が
ｎである様に配置され、第１検出手段が読み取る符号語
とは１８０°対向した位置にある符号語を読み取って第
２検出符号を出力する第２検出手段と、第１検出符号と
第２検出符号とを比較して検出ミスの有無を判別する判
別手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】第１検出手段が読み取るべき円形符号板中の符
号語と第２検出手段が読み取るべき符号語とは、ハミン
グ距離が符号語長ｎとなるように配置されているため、
２つの検出手段が読み込んだ検出符号同士を比較すれば
読み取りミスの有無を判別することができる。

【０００９】又、第１検出符号を対応表中の符号語と照
合して絶対角度位置を求める際、検出符号と対応表中の
符号語とのハミング距離が０であるものがあればその符
号語に対応する絶対角度位置が検出手段の絶対角度位
置、ハミング距離が符号語長ｎであるものがあればその
符号語に対応する絶対角度位置に１８０°加えた値が検
出手段の絶対角度位置であるとすることができる。従っ
て、検出符号を対応表と照合する際、最大でも対応表中
の符号語の半分と照合すれば、検出手段の絶対角度位置
を算出することができることとなる。

【００１０】更に、円形符号板にある符号語の全てを絶
対角度位置と対応させて対応表に記憶させる必要がな
く、１８０°対向する位置にあるいずれか一方の符号語
のみを円形符号板の絶対角度位置と対応させて記憶して
おけばよく、このため記憶容量が半分で済む。

【００１１】

【実施例】図１を参照して、１は円形符号板であり、周
方向に並べて０又は１を示す物理的符号であるスリット
２が刻まれている。スリット２は、図２に示す如く細い
ものと太いものとがあり、細いスリット２ａは０を表
し、太いスリット２ｂは１を表す。これらスリット２
ａ、２ｂは等ピッチＰで同一円形トラックＴ上に周方向
に配置してある。スリット２は、該トラック上の各位置
から連続してｎ個のスリットをとって成る符号語と他の
位置から連続してｎ個のスリットをとって成る符号語と
のハミング距離が１以上であり、且つ、連続したｎ個の
スリットをとって成る符号語と、該符号語とは１８０°
対向する位置にあるｎ個のスリットから成る符号語との
ハミング距離がｎである様に配置してある。

【００１２】ところで、スリット２を連続して複数配置
した場合、各スリットは０又は１を示すため、概念上、
スリットの集合を０又は１を要素とする数列として取り
扱うことができる。この様な観点に立てば、前記数列
中、数列中の各要素から連続してｎ個のスリットをとっ
て成る符号語と他の位置から連続してｎ個のスリットを
とって成る符号語とのハミング距離が１以上であるもの
は巡回数列と把握することができ、それは適当な初項と
生成多項式とから作れることが知られている。

【００１３】そのうちでも特に、巡回数列中の巡回する
部分を円形に配置した場合に、数列中の互いに１８０°
対向する位置にある２つの要素が互いに異なるものであ
る様な巡回数列はセルフコンプリメンタルコード（以下
「ＳＣＣ」と言う。）と呼ばれている。セルフコンプリ
メンタルコードから連続したｎ個の要素をとって成る符
号語と、該符号語とは１８０°対向する位置にあるｎ個
の要素から成る符号語とのハミング距離は符号語長ｎで
あることとなる。

【００１４】巡回数列は、生成多項式に適当な符号語を
代入して得られる値を順次符号語に加えていくことで得
られることは広く知られているが、ＳＣＣを発生させる
方法を以下に説明する。一般に、生成多項式Ｇ（ｘ）に
適当な多項式を「２を法とした乗算」を施して得られる
多項式ｇ（ｘ）も又、生成多項式である。従って、ｇ
（ｘ）と適当な初項とから巡回数列を得ることができ
る。このうち、ＳＣＣを発生させることのできる生成多
項式ｇ（ｘ）を得るためには、適当な生成多項式Ｇ
（ｘ）と多項式ｘ²＋１とを乗算して得られる。長い巡
回性を得るためには、Ｇ（ｘ）にＭ系列の多項式を用い
るのが望ましく、例えば、 Ｇ（ｘ）＝ｘ⁴＋ｘ＋１ を用いれば、 ｇ（ｘ）＝（ｘ²＋１）×Ｇ（ｘ）＝（ｘ²＋１）×（ｘ
⁴＋ｘ＋１）＝ｘ⁶＋ｘ⁴＋ｘ³＋ｘ²＋ｘ＋１ と、ＳＣＣを発生させることができる生成多項式ｇ
（ｘ）を得ることができる。なお、「×」は２を法とし
た乗算であり、「＋」は排他的論理和を表している。こ
の生成多項式ｇ（ｘ）と初期値０００００１とから、次
の様なＳＣＣが得られる。 ０００００１１０００１００１０１１１１１００１１１
０１１０１… （「…」以下は繰り返しパターンである。）上記数列の
繰り返し部分である「…」以下を省略し、最後の項の
「１」と最初の項の「０」とが隣あう様に円形に配置す
ればＳＣＣを得ることができる。

【００１５】その様な配置で構成される数列中の連続し
た７つの要素からなる符号語は、順番に記すと次の様に
なる。

【００１６】 （０〜１８０°） （１８０°〜３６０°） ０００００１１ １１１１１００ ００００１１０ １１１１００１ ０００１１００ １１１００１１ ００１１０００ １１００１１１ ０１１０００１ １００１１１０ １１０００１０ ００１１１０１ １０００１００ ０１１１０１１ ０００１００１ １１１０１１０ ００１００１０ １１０１１０１ ０１００１０１ １０１１０１０ １００１０１１ ０１１０１００ ００１０１１１ １１０１０００ ０１０１１１１ １０１００００ １０１１１１１ ０１０００００ ０１１１１１０ １０００００１ 上記符号語同士のハミング距離は最低でも２であり１ビ
ットの読み取りミスがあった場合は、その様な符号語
は、該ＳＣＣ中には存在しないこととなる。又、１８０
°対向する位置にある２つの符号語同士は、対応する各
要素は互いに異なるものであり、そのハミング距離は符
号語長ｎ即ち７となる。

【００１７】円形符号板１に上記ＳＣＣの各要素に対応
するスリットを配置し、該円形符号板１に対し相対回転
する極座標の所定の角度区域にある連続したｎ個のスリ
ットから成る符号語Ａを読み取る第１検出手段３を設け
て、該検出手段３から第１検出符号ａを算出手段６と判
別手段４とに出力する。前記極座標は、円形符号板１が
固定の場合には測定すべき回転体に対し静止した座標と
し、円形符号板１が回転体と一体に回転する場合は空間
座標系に対し静止した座標とする。

【００１８】又、第１検出手段３が読み取る符号語Ａと
は１８０°対向した位置にある連続したｎ個のスリット
から成る符号語Ｂを読み取る第２検出手段５を設け、該
検出手段５から第２検出符号ｂを算出手段６と判別手段
４とに出力する。第１検出手段３と第２検出手段５は、
レンズ、プリズム、リニアイメージセンサの組合せによ
り構成できるが、リニアイメージセンサについては、第
１検出手段と第２検出手段とで別々に２つ設けても、１
つのリニアイメージセンサを共有しても良い。又、算出
手段６はＣＰＵの様な演算装置及びＤＲＡＭ等の記憶装
置とから構成される。

【００１９】判別手段４は、第１検出符号ａと第２検出
符号ｂとを照合して読み取りミスの有無を判別してその
結果を算出手段６に出力する。算出手段６は、該判別結
果と第１検出符号ａと第２検出符号ｂと記憶手段７に予
め記憶された対応表から第１検出手段３の絶対角度位置
を図３に示す手順で算出する。

【００２０】図３を参照し、処理はＳ１から開始され
る。Ｓ２で、第１検出手段３が、連続したｎ個のスリッ
トから成る符号語Ａを読み取って算出手段６に第１検出
符号ａを出力する。Ｓ３で、第２検出手段５は、符号語
Ａとは１８０°対向する位置にある符号語Ｂを読み込ん
で、算出手段６に第２検出符号ｂを出力する。

【００２１】Ｓ４では判別手段４が第１検出符号ａと第
２検出符号ｂとのハミング距離ｄH（ａ，ｂ）を求めて
符号語長ｎと等しいか否かを判別する。読み取りミスの
ため、Ａ≠ａ又はＢ≠ｂのいずれかである場合はｄH
（ａ，ｂ）が符号語長ｎと等しくないため処理をＳ５に
移行させる。ｄH（ａ，ｂ）＝ｎであった場合は、読み
取りミスはなかったと判断して、処理をＳ６に移行させ
る。

【００２２】Ｓ６で、算出手段６が記憶手段７に記憶さ
れた対応表中の符号語と第１検出符号ａとを照合する。
対応表中に、第１検出符号ａとハミング距離が０又はｎ
である符号語Ｃがあった場合、ハミング距離が０のとき
はＳ７に移行して第１検出手段３の絶対角度位置αをＣ
に対応する絶対角度θの値とし、ｎの場合はＳ８に移行
して絶対角度位置αをθに１８０°加えた値とする。

【００２３】０又はｎである符号語が存在しなかった場
合は、第１検出符号ａと第２検出符号ｂとの両方に検出
ミスがありながらｄH（ａ、ｂ）＝ｎが保たれたレアケ
ースである。通常「１」を示す太いスリット２ｂにゴミ
が付着して「０」を示す細いスリット２ａと読み誤るこ
とはあるが、細いスリットを太いスリットと読み誤るこ
とは希である。しかも、ＡとＢの対応する要素でその様
な読み誤りが同時に起こることは非常に確率が低い。こ
の場合には、Ｓ９で警報を出力して作業を終了する。

【００２４】Ｓ４で、第１検出符号ａ又は第２検出符号
ｂに読み誤りがあると判断された場合には、Ｓ５に処理
が移る。Ｓ５ではＳ６と同様に、ハミング距離が０であ
る時はＳ１１に、ｎであった時はＳ１２に処理が移行
し、Ｓ１１ではＳ７と、Ｓ１２ではＳ８と同様の処理が
される。対応表に第１検出符号ａとハミング距離が０又
はｎなる符号語が存在しなかった場合には、第１検出符
号ａに読み取りミスがあるので、Ｓ１０に処理を移し、
第１検出符号ａに代わって第２検出符号ｂを用いる。

【００２５】第２検出符号ｂとハミング距離が０である
符号語Ｃが対応表中に存在した場合は、Ｓ１０からＳ１
３に処理が移り、第１検出手段３の絶対角度位置αを符
号語Ｃに対応する絶対角度位置θに１８０°加えた値と
する。第２検出符号ｂとハミング距離がｎである符号語
Ｃが対応表中に存在した場合は、Ｓ１０からＳ１４へ処
理が移り、第１検出手段３の絶対角度位置αをθの値と
する。対応表中に０又はｎとなる符号語がいずれも存在
しなかった場合には、第２検出符号ｂにも読み取りミス
がある場合であり、第１検出手段３の絶対角度位置を求
めることができないためＳ１５に処理を移して警報を出
力して処理は終了する。

【００２６】以上の処理により得られた絶対角度位置α
の値又は警報は、表示手段１０でされる。

【００２７】なお、この様に、検出符号を対応表中の符
号語と照合して絶対角度位置を求める際、検出符号と対
応表中の符号語とのハミング距離が０であるものがあれ
ば、直ちにその符号語に対応する絶対角度位置が検出手
段の絶対角度位置に、ハミング距離が符号語長ｎである
ものがあればその符号語に対応する絶対角度位置に１８
０°加えた値が検出手段の絶対角度位置であるとするこ
とができる。従って、例えば前記巡回数列中の０〜１８
０°の範囲に対応する符号語のみを記憶しておく等、１
８０°対向する位置にあるいずれか一方の符号語のみを
円形符号板の絶対角度位置と対応させて記憶しておけば
よく、このため記憶手段７の記憶容量が半分で済む。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、読み取りミスの有無
を、検索作業を行うことなく簡易迅速に判別することが
できる。

【００２９】検出手段が検出した検出符号と対応表とを
照合して絶対角度位置を求める際、ハミング距離が０で
あるものばかりでなく、符号語長ｎであるものからも絶
対角度位置がわかるので、対応表中の符号語全てを照合
する必要がなく、検索時間が短くて済む。更には、１８
０°対向する位置にあるいずれか一方の符号語のみを円
形符号板の位置と対応させて対応表中に記憶しておけば
済むため、記憶手段は半分の容量があればよく、コスト
ダウンを図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】 円形トラック部分の拡大図である。

【図３】 本発明による処理手順の一例を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ 円形符号板 ２ スリット ３
第１検出手段 ４ 判別手段 ５ 第２検出手段 ６
算出手段 ７ 記憶手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円形符号板であって、０又は１を示す物
   理的符号が同一円形トラックに等ピッチで、且つ、該ト
   ラックの各位置から連続してｎ個の物理的符号をとって
   成る符号語と他の位置から連続してｎ個をとって成る符
   号語とのハミング距離が１以上となる様に配置されたも
   のと、 前記円形符号板に対し相対回転する極座標の所定の角度
   区域にある連続したｎ個の物理的符号から成る符号語を
   読み取って第１検出符号を出力する第１検出手段と、 連続したｎ個の物理的符号から成る符号語と円形符号板
   中の位置とを対応させた対応表を予め記憶しておく記憶
   手段と、 前記第１検出符号と前記対応表とから第１検出手段の絶
   対角度位置を算出する算出手段とを備えたアブソリュー
   トエンコーダーにおいて、 前記円形符号板中の物理的符号は、連続したｎ個の物理
   的符号をとって成る符号語と、該符号語とは１８０°対
   向する位置にあるｎ個の物理的符号から成る符号語との
   ハミング距離がｎである様に配置され、 第１検出手段が読み取る符号語とは１８０°対向した位
   置にある符号語を読み取って第２検出符号を出力する第
   ２検出手段と、 第１検出符号と第２検出符号とを比較して検出ミスの有
   無を判別する判別手段とを備えたことを特徴とするアブ
   ソリュートエンコーダー。
2. 【請求項２】 前記記憶手段に記憶した対応表は、連続
   したｎ個の符号をとって成る符号語のうち１８０°対向
   する位置にあるいずれか一方の符号語のみを円形符号板
   の位置と対応させて予め記憶したものであることを特徴
   とする請求項１記載のアブソリュートエンコーダー。