JPS59501227A - 数値出力を有する回転式角度位置検出装置 - 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】 数値出力を有する回転式角度位置検出装置本発明は可変重み付きコード化装置を 利用する数値出力を有する回転式角度位置検出装置に関する。

一般に、回転式の位置検出装置は同じ円状に複数の読取トラックを有し、各トラ ックが２種類を交互に配列した一連のセクタを含む回転ディスクを利用すること は公知である。

各トラックと直角に適当な検知手段（センサ）をトラックごとに設け、一方の種 類のセクタから他方の種類のセクタに移行すると検知手段の状態が変化するよう にし、セクタの性質に応じてこれらの検知手段を例えばプラン、マイクロ接点、 光電対々どで構成することができる。

に相当する角度解像度を得るためにはｎ個の同心トランク上に１個ずつ配置され たｎ個の検知手段を利用しなければならない回転式検出装置を採用するのが普通 である。

の場合、ディスクは３本のトラック及びこれと連携する３個の検知手段を含み、 第１トラツクは４個の第２形式のセクタと交互に配置された４個の第１形式のセ クタを含み、第２トラツクは２個の第２形式のセクタと交互に配置された２個の 第１形式のセクタを含み、第３トラツクは第２タイプの１個のセクタと交替する 第１形式の１個のセクタを含む。

絶対コード化装置の利用が比較的寸法が大きく、解像度の高い検出装置の場合に のみ有効であることは明白である。

これに反して、寸法が小さく、解像度が極めて高１、）コーグの場合、ｎ番目の トラ、りの直径が余りに小さいため、ディスクを実現すると共にセクタを位置ぎ めするためには従来の製造手段では対応できない精度が必要となる。

例えば、直径Ｄ−２４論、トラック幅ｅ−０６調対コード化検出装置々ら、１２ 番目のトラックの直径ｄ＝Ｄ−２ｎｅ＝９．６簡、このトラックに対する増分幅 は０．００７＋ｍｎと々る。このようなコーグの実現には多大の技術的問題が支 障となることは明白である。

そこで本発明の目的はこのような問題点を解消することにある。公知の製造技術 によって寸法の小さい、しかも解像度の高い検知手段を実現できるようにするた め、本発明は公知の実施例の場合には必要々多数のトラックを半分にできる第１ の解決を提案するり この第１の解決は各トラックを２　Ｘ　４”個のセクタに分割し、互いに（１千 ２Ｋ）２ｘ４Ｋｌラジアンに相当する角度を形成するように配置した２個の検知 手段によってこのトラックを読むというものである。

（Ｋ’及びＫは整数である。Ｋ′はトラックの番号である。） しかしこの解決では寸法が極めて小さく、解像度が極めて高い検出装置を実現す ることができない。

そこで本発明は可変重み付きコード化原理に基づき、ディスクを下記のように構 成する第２の解決を提案する。即ち、 一少なくとも第１トラツクを２．個のゾーンに分割し、これらのゾーンにおいて セクタの幅がゾーンごとに変わるようにする。このトラックと直角に一様に２１ 個の検知手段を設け、ディスクの回転位置０の相対デコードの２１個のピットを 限定できるようにし、 一上述のような絶対コード化装置の実現を可能にする少なくとも１本の補助トラ ックを設け、このコード化装置が第１トランクと連携する２、個の検知手段に対 するディスク位置を限定すると共に請求める回転位置Ｏの大きい重みを表わす２ ２個のビット及び第１トラツクと連携する２１個の検知手段からのピントの相対 重みをめることのできる２２個の検知手段を含む。

４ 利用される検知手段の総数Ｚ、＋２２が少なくともｎ個でなければならないこと はいうまでも危い。

また、第１トラツクと連携する検知手段ｚ１がも供給されるビットの重みをめる 絶対コード化装置本発明の他の特徴として、検出装置のディスクは中心から１本 または複数本の絶対コード化トラッ久及び１本または複数本の可変重み付きコー ド化トラックを含むことができる。

この場合、絶対コード化トラックはディスクの回転位置の大きい重みの少々くと も第１ビット、及び次の第１可変重み付きコード化トラックから発生ずるビット の相対重みを限定することができる。

ディスクが第２可変重み付きコード化トラックを含む場合、このトラックから発 生するビットの相対重みは絶対コード化トラック及び第１可変重み付きコード化 トラックから発生するビットをデコードすることによってめられる。

この方法を、ディスクがｐ本の可変重み付きコード化トラックを含む検出装置に も応用できることは明白である。この場合、２番目の可変重み付きコード化トラ ックから発生するビットの重みはｐ　番目の可変重み付きコード化トラック及び 絶対コード化トラックから発生するビットをデコードすることによってめられる 。

トラックのコード化は２進コードのほかいかなる形式を取ってもよいが、最も小 さいセクタを含むゾーンから発生し、２増分ごとにだけ変化するビットについて 読取のあい１いさを排除するためグレイ・コードを利用すれば、このセクタの幅 が２進コードの場合よりも２倍だけ広くなる。

以下添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

添付図面中： 回転検出装置のディスクを示す。

第２図はそれぞれ２個の検知手段によって読取らド化方式の回転検出装置のテ゛ イスクを示す。

第３図は第２図に示した検出装置において利用される検知手段の状態に応じた回 転位置０の対応表である。

第４図はめられる回転位置０の絶対２進コード化と共に可変重み付きコード化原 理を利用する解像第５図は第４図に示した検出装置のコード変換マトリクスであ る。

第６図は第４図に示した実施例に利用される検知手段のうち検知手段１及び２が 状態Ｏ（コード変換マトリクスの第１列）である時の回転位置０の絶対２進コー ド化を示す表である。

第７図は可変重み付きコード化を利用する解像度第８図は絶対コード化の初めの ３ビツトの構成に応じた検知手段の重みを示す表である。

第９図は第７図に示した検出装置のコード変換マトリクスを示す。

第１０図は交番２進コード化を導入した可変重みのディスクを示す。

第１１図は第１０図に示しだ検出装置のコード変換マトリクスである。

第１２図はディスクの半回転ごとの検知手段配置に応じた回転位置０のコード化 を示す表である。

第１３図は可変重み付きコード化方式に交番２進第１４図は第１３図に示した検 出装置のコード変換マトリクスである。

一ド化装置はそれぞれがｎ個の検知手段（ブラシ。

光電対など）によって読取られる１本のトラックを有するディスクを利用しなけ ればならない。

絶対コード化成回転検出装置のディスクである。従って、このディスクは３本の 同心トラックにそれぞれ３個の検知手段を連携させである。

寸法が小さく、解像度が極めて高い検出装置の場合、ｎ　＠　ｆ＝１のトラック の直径があまりに小さいためディスクの実現、検知手段の位置ぎめに従来の製法 では不可能なｎ度が必要となることは明白である。

この問題点を回避するだめに提案される第１の解決（−１、必要［・ラック数を ａｔ″′分にすることを可能にする。

この解決では各トラックを２×４に′個のセクタに構成するように配置した２個 の検知手段で読取る（　Ｋ／及びＫは整数）。

第２図及び第３図はこの種の検出装置の原理を説明するだめの図である。

置が同心トラックを２本有するディスクを含む。即ち） 角度で配置した２個の検知手段１，２によって読取られるトラックと； ８ の角度で配置した２個の検知手段３，４で読取られるトラック。

第３図から明らか々ように、ディスクの各回転位よって直接供給される４ビツト ２進数に対応する。

ただしこの２解決は顕著な改良を提供するものの、寸法が極めて小さく、解像度 が極めて高い検出装置の場合には問題を残すことが判明した。

そこで本発明は可変重み付きコード化原理に基づく第２の解決を提案する。

この原理を理解し易くするため、先ず第４図に解このディスクは２本の同心トラ ックを含む。即ち、ａ）２個のセクタを含み、−の角度に配置した２個の検知手 段１及び２を連携させた内側トラック。

この構成が第１の解決において提案したような２個構成に対応することは明白で ある。

に分割され、内側トラックと同心の外側トラック。

ゾーン■は２個のセクタ、ゾーン■は４個のセクタ、ゾーン■は８個のセクタ、 ゾーン■は１６個のセクタを含む。このトラックと直角に４個の検知手段Ａ。

この場合、ディスクの回転位置０は検知手段１゜２、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの状態を表 わす６ビツト数から得られる６ビツト■、■、■、■、■、■の２進数によって められる。

検出装置の状態を表わす２進数を回転位置０を絶対２進コードで表わす２進数に 変換したものを第５図のコード変換マトリクスで示した。

このマトリクスにおいて、検知手段１及び２（最初の２行）の構成によシ、重み の大きいビット■及び■と、検知手段Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの重みをめることができ る。

例えば検知手段１及び２がいずれも状態０、ビット■及び■がＯならば、検知手 段Ａが重み付きビット■を、検知手段Ｂがビット■を、検知手段Ｃがビット■を 、検知手段りがビット■をめる。

また、重みの大きい初めの２ピツトは次のようにしてめられる：即ち、ビットの は検知手段１がら供給されるピントに等しく、ビット■は論理演算１■２の結果 に等しく、符号のは排他的論理和を表わす。

第６図の表は検知手段１及び２の状態０によって回転位置０に対応する２進数■ ■■■■■を示す。

検知手段ｌ及び２の他の３通シの構成に対応する表は容易に推論できる。

（従来の絶対コード化装置の場合が１２本であるのに対して）３本の同じトラッ クを含む。即ち、の内側トラックを含み、中心に近い方のトランクは９０°に配 置された２個の検知手段１，２によって読た２個の検知手段３及び４によって読 取られる。

ｂ）８個のゾーンに分割された外側トラック。第１ゾーンは４個のセクタを、第 ２ゾーンは８個のセクタを、以下第８ゾーンまでそれぞれ対応個数のセクタを含 む。このトラックと直角に順次４５°の角度で８個の検知手段が配置されている 。

この場合、検知手段Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ。

Ｈの重みは第８図に検知手段１，２及び３の構成によって示すようにめられる。

第８図の表から容易に推論できるように、第９図のコード変換マトリクスにおい て大きい重みのビット■は検知手段１から供給されるビットから成シ、ビット■ は論理演算１■２の結果に等しく、ビット■は検知手段３のビットから成り、ビ ット■は論理演算３■４の結果に等しく、演算子ｅは排他的論理和である。

ディスクが直径Ｄ＝２４ｍｎ、）ラック幅ｅ−０６箇を有する場合、直径のよシ 小なるトラ、りに対する増分は幅Ａ＝０．０１５簡となる。

第１Ｏ図は交番２進コード（グレイ・コード）を利用する可変重み付きコード化 原理を説明するためこのディスクは２本の読取トラックを使用する。

即ち、 一２個のセクタを含み、９０°の角度で配置した２個の検知手段１及び２によっ て読取られる内側トラ−寸法の異なる６個のセクタを有し、１８０°の角度で配 置した２個の検知手段で読取られるトラック。

この場合、セクタの構成及び検知手段の構成は一度に１個の検知手段だけが状態 を変えるように配慮する。

この実施例では検知手段Ａ及びＢから供給されるビットの重みは検知手段１の状 態によってめられ、従って、第１１図に示すコード変換マトリクスのようになる 。

このコード変換マトリクスから、検知手段１，２゜Ａ、Ｂから供給される２進数 とディスク回転位置０を表わす（交番２進コードによる）２進数■、■。

■、■との間の、ディスク半回転に亘る対応表が得られる。

第１３図は可変重み付きコード化及び交番２進コこのディスクは３本の同心トラ ックを含む。即ち、第１０図に示す解像度−の検出装置の構成と同様に４個の検 知手段１，２．Ａ、Ｂと連携する２本のトラ、りと、４５°の角度で配置された ８個の検知手段Ｃ、Ｄ　、　Ｅ　、　Ｆ　、　Ｇ　、’Ｈ、Ｉ　、　Ｊと連携す る８個のセクタから成る１本のトラックとを含む。

この場合、検知手段１及び２は回転位置θの大きい重みの２ビツト■及び■と、 （第１０１に示す実施例と同様に）検知手段Ａ、Ｂから供給されるビットの相対 重みとをめる。

また、回転位置０の大きい重みの３ビット■、■。

■をデコードすることにより、検知手段ｃ、、、、Ｄ、Ｅ。

Ｆ、Ｇ、Ｈ，Ｉ及びＪからのビットの相対重゛みを限定することができる。

即ち、第１４図に示すコード変換マドＩＪクスが得られる。このマトリクスでは 検知手段１，２．Ａ。

Ｂの状態に応じて検知手段１，２．Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ。

Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ，Ｉ、Ｊの重みをディスク回転位置０を表わす１２ピツトの、■ 、■、■、■、■、■。

■、■、＠、ＣＤ、■の２進数で示した・このコード変換マトリクスから、第６ 図または第１２図に示したものと同様の、ただし交番２進コード化された対応表 が容易に得ら、れる。この対応表はその重要度にかんがみ図示しなかった。

交番２進コードによる可変重み”付きデコ“−ドの場合、コード変換マトリクス を応用して交番２進／自然２進変換を行うことが好ましい。

また、この方式は最も小さい重みのビットが２増−ド化を利用する場合よりも２ 倍も大きいという点で有利である。第１３図に示す実施例ではこの長さを０．０ ３６Ｆ＋１１に設定することができる。

６　補正の対象 （１）特許法第１８４条の５第１項の規定による書面 （２）願書の翻訳文 （３）図面の翻訳文 （４）委任状 ７　補正の内容 （ＩＩ　、　＋２１　、　（４）　別紙の通り（３）　別紙の通り（内容に変更 なし）８　添付書類の目録 （１）殖許法第１８４条の５第１項の規定による書面　１通 （２）願書の翻訳文　１通 （３）図面の翻訳文　１通 （４）委任状及び訳文　各１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　それぞれが２種類から成る交互に配置された２組のセクタを含む１本型たけ ２本以上の同心円読取トラックを有するディスクを利用し、前記トラックを、一 方の組のセクタから他方の組のセクタに移行すると状態が変化する適切な検知手 段によって前記トラックを読取るように構成した数値出力を有するｈ　。 の場合、上記回転ディスクが一同ノーｙ　トラックにそれぞれ少なくともｎ個の 検知手段を配置し、Ｋ及びに′が整数であるとして、各トラックを２×４に′個 のセフ度を形成するように配置した２個の検知手段によって読取ることを特徴と する数値出力を有する回転式％式％ ２、それぞれが２種類から成る交互に配置された２組のセクタを含む１本または ２本以上の同心円読取トラックを有するディスクを利用し、前記Ｉ・ラックを、 一方の組のセクタから他方の組のセクタに移行すると状態が変化する適当々検知 手段によって前記トラックを読取るように構成した数値出力を有する回転式角度 位置検出装置において、前記ディスクが−Ｚ、個のゾーンに分割され、セクタの 長さがゾーンごとに可変であり、２１個の検知手段の数がディスク回転位置０の 相対デコードの２１個のビットを限定できる数である少なくとも１本の第１トラ ツクと、 〜コード化装置、例えば絶対コード化装置の実現を可能にし、第１トラツクと連 携する２１個の検知手段に対するディスク位置を限定すると共にディスク回転位 置０の大きい重みの２２個のビット及び第１トランクと連携の２．個の検知手段 から発生するビ、１・の相対重みを限定することのできる２２個の検知手段を利 用する少なくとも１本の補助トラックとを含むことを特徴とする数値出力を有す る回転式％式％ Ｚ、＋２２が少なくともｎ［等しくなければならないことと、第１トラツクと連 携の検知手段２．にょって供給されるビットの重みをめる絶対コード化装ないこ とを特徴とする請求の範囲第２項記載の数値出力を有する回転式角度位置検出装 置。 ４−絶対コード化トラックがディスク回転位置の重みの大きい少なくとも第１ピ 、ト及び該トラックの次の第１可変重み付きコード化トラックから発生するビッ トの相対重みを限定することと；−第２可変重み付きコード化トラックから発生 す　。 １６ るビットの相対重みを絶対コード化トラック及び第１可変重み付きコード化トラ ックから発生するビットをデコードすることによってめることと；−第９番目の 可変重み付きコード化トラックから発生するピットの重みをｐ−１番目の可変重 み付きコード化トラックまたは絶対コード化トラックから発生するピットをデコ ードするととによってめるとと； を特徴とするディスクが中心から１本または２本以上の絶対コード化トラック及 び複数本の可変重み付きコード化トラックを含む請求の範囲第１項捷だけ第２項 のいずれかに記載の回転式検出装置０５　トラックのコード化を自然２進形、交 番２進形またはその他のいかなる形でも行うことができることを特徴とする請求 の範囲第１項から第４項までのいずれかに記載の回転式検出装置。