JPS63235819A - 絶対位置検出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、直線に沿って移動する物体または一点を中心
に回転する物体の位置検出を行うための絶対位置検出装
置に関するものである。

〔従来技術〕

移動可能な物体の絶対位置を電気的に検出し対応する電
気的出力を得るための絶対位置検出装置としては、直線
に沿って移動する物体の場合と円運動する物体の場合と
があるが、接触電極が直線に沿っているかまたは円周に
添っているかの相違であるので、直線に沿って移動する
物体であって１６の絶対位置である例をとって説明する
。移動態様または絶対位置の個数については変更するこ
ともできる。例えば、絶対位置の数を、文字・記号数に
対応させて、文字・記号入力装置に応用することができ
る。

従来技術にかかる絶対位置検出装置の例を第６図ないし
第９図を参照して開示する。第６図は、直線に沿って移
動する物体の絶対位置を検出するための従来例を示すも
のである。図において、移動物体自体または移動する物
体に付加された被絶対位置検出物１は接触子２により絶
対位置に対応して配置された接触電極口〜口に択一的に
接触しながらスケール基板８に沿って移動する。接触子
２が接触した接触電極口〜［のいずれかからの出力は信
号線７のいずれかを経てマルチプレクサ１０に伝達され
る。マルチプレクサ１０は、信号線７からの複数の位置
検出信号をマルチプレクサトした出力信号１１をマイク
ロコンピュータ１２に伝達する。線１３はマイクロコン
ピュータ１２からマルチプレクサ１６を制御する制御信
号を伝達する。この構成において回〜口は検出すべき絶
対位置に対応する。

第７図は、第６図の構成おけるスケール基板８の詳細説
明図で、絶対位置検出物１に固定された接触子２は、両
頭矢印に沿って往復移動し、個別接触電極３のいずれか
１個と共通電極４とを順次導通させる。各個別接触電極
３の出力はプルアップ抵抗５によりプルアップされると
同時にインバータ６へ入力される。インバータ６は、接
触子２と個別および共通接触電極３．４との接話の際の
チャタリングノイズによる誤動作を防止するためシュミ
ットトリガタイプを使用する必要がある。共通接触電極
４は接地されているので、回〜［に相当する１６の位置
検出信号７のうち、被絶対位置検出物１に対応する接触
電極３に対応する１個の位置検出信号のみが高レベルと
なり他１５個の信号はすべて低レベルとなっている。し
たがって、これら１６個の位置検出信号順次マルチプレ
クサ１０によりセレクトしてチェックすることにより、
被絶対位置検出物の絶対位置を知ることができる。

第８図はマルチプレクサ１０の回路例を示すもので、８
ＣＩ＋アナログスイツチ（回路４０５１相当）により、
１６個の位置検出信号をアドレス信号（４０−Ａ３）で
セレクトし、マルチプレクスト出力信号１１を得るもの
である。検出すべき絶対位置が前述の１６個から、３２
個、６４個、・・・となると、必要な８Ｃ）Ｉアナログ
スイッチの個数は５個、９個、・・・のように急激に増
加し、これら多数のアナログスイッチのうちから１個を
選択するためデコード回路も必要となる。第７図は検出
すべき絶対位置が３２個である場合の絶対位置検出の回
路構成を示すもので、破線で囲んだようなデコード回路
（１３９相当）を必要とする。

このように、絶対位置検出のための従来技術にかかる構
成においては、以下のような難点があった。

（１）複数の位置検出信号の中から１個の位置検出信号
を取り出すために多数のアナログスイッチ（およびデコ
ード回路）を必要とする。

（２）　　チャタリングノイズによる誤動作防止のため
、検出すべき絶対位置の数だけシュミットトリガタイプ
のインバータ（バッファ）を設ける必要がある。

したがって、装置の小型化、低価格化が困難であった。

〔発明の解決しようとする問題点〕

本発明は、マルチプレクサ（アナログスイッチ）が不要
で、かつインバータ（バッファ）数を減少して絶対位置
検出を可能にし、前述した従来技術の欠点を解消した絶
対位置検出装置を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

本発明にかかる絶対位置は、特許請求の範囲に記載の構
成、すなわち、人相信号を得る手段と、Ｂ相信号を得る
手段と、データ信号を得る手段と、Ａ相信号およびＢ相
信号のパルス列中の同一波形パルスをスタート／エンド
信号とする手段と、スタート／エンド信号を除きＡ相信
号およびＢ相信号の位相差を９０度とすることにより被
絶対位置検出物の移動方向を検出する手段と、Ａ相信号
およびＢ相信号の論理積信号に対応してデータ信号を読
み取る手段と、を有する絶対位置検出装置を特徴とする
。

〔発明の奏する効果〕

本発明によれば、絶対位置検出に関する従来技術におけ
る前述の欠点が解決され、構成要素を減少して、小型か
つ廉価な装置を提供することができる。本発明にかかる
絶対位置検出装置を、文字・記号入力装置に適用すれば
、回転ダイヤル式の選択手段を操作することにより入力
可能となる。したがって、選択部は指先の太きさに限定
されず、また格別の補助具等をも必要としない文字・記
号入力装置が得られる。さらに、直線または円周方向の
位置割り出し装置に適用することもできる。

〔実施例の説明〕

以下、実施例を示す添付図を参照して本発明を開示する
。

第１図は本発明にかかる絶対位置検出装置の実施例を示
すもので、従来例と同様に被絶対位置検出物１が直線に
沿って移動する例について説明するが、円周上を移動す
る場合にも同様に適用することができる。被絶対位置検
出物１には、ＡＢ相接触子２０およびデータ接触子２１
が付属しており、絶対位置に対応して配置された接触電
極口〜口を含むスケール基板２５に沿って両頭矢印のよ
うに往復移動する。スケール基板２５から取り出される
出力信号は、接触電極口〜５のそれぞれからＡ相信号２
２、Ｂ相信号２３、データ信号２４で、これら各信号は
、マイクロコンピュータ１２に印加される。なお、マイ
クロコンピュータ１２には、ＲＯＭ２６、ＲＡＭ２７か
らなる記憶装置、表示装置２８、印字装置２９が接続さ
れる。

第２図は、第１図に示したスケール基板２５の構造を示
す説明図で中間を省略したものである。また、第３図は
第２図において接触子２０および２１が左端から右端ま
で被絶対位置検出物ｌと共に移動した場合の出力状態を
示す波形図である。ここで、左端は絶対位置（Ｏｌ（二
進数ｏｏｏｏ　＞に、そして右端は絶対位置口（二進数
１１１１）に対応している。

第２図に示すように、ＡＢ相接触子２０とデータ接触子
２１とは、破線で示した連結子３０によって物理的に緊
結されているので、被絶対位置検出物１の移動に伴って
同距離同時に移動する。図下側に配置されたＡ相接触電
極３１およびＢ相接触電極３２は、第２図に示すように
接地されたＡＢ相接触子２０がその凸部においてのみ接
触する距離に並行配置される。したがって、ＡＢ相接触
子２０がＡ相接触電極３１の凸部上にある場合にのみ右
端のＡ相出力２２に高レベル出力が発生し、同様にＢ相
接触電極３２の凸部上にある場合にのみ右端のＢ相出力
２３に高レベル出力が発生する。また、ＡＢ相接触子２
０がＡ相接触電極３１およびらＢ相接触電極３２双方の
凸部上にある場合には、Ａ相出力２２およびＢ相出力２
３共に高レベル出力となる。

同様にデータ接触電極３３については、データ接触子２
１がその凸部に接触している場合にのみ右端のデータ出
力２４に高レベル出力が発生する。

Ａ相接触電極３１およびＢ相接触電極３２の凸部パター
ンは、絶対位置口、■、・・・・口に対応して配置され
、第２図から明らかなように、スタート／エンド信号に
対応する両端のトリガパターン３４の間に互いに９０度
位相差のある凸部パターンとして形成されている。この
ように、Ａ相接触電極３１およびＢ相接触電極３２のト
リガパターン間電極が９０度位相差を有するのは、良く
知られているように、被絶対位置検出物１の移動方向を
判別するためである。

なお、トリガパターンは、同相かつ同一パターンである
。

１つの絶対位置に対応するＡ相接触電極３１およびＢ相
接触電極３２の凸部パターンの数は、検出すべき絶対位
置数をｎ個とすると、ｌｏｇ、　ｎ　（ただし、整数で
ないときのみ小数点以下切り上げ） であり、その中でトリガパターンは２個である。

ｎ＝１６のときは、第２図のように各絶対位置における
凸部パターン数は４個で、その中でトリガパターンは２
個である。したがって、第２図左端（絶対位置Ｏ）から
右端（絶対位置１５）へ向けてＡＢ接触子２０が移動す
ると、Ａ相出力端子２２およびＢ相出力端子２３の各信
号は、第３図のようになる。第３図におけるタイミング
信号は、Ａ相出力端子２２およびＢ相出力端子２３の各
信号の論理積として得られ、このようにＡ相接触電極３
１とＢ相接触電極３２との凸部パターンの共通するタイ
ミングに同期して、第２図のデータ接触電極３３の凸部
パターンが表示データとなるように配置される。

第２図のデータ接触電極３３は、絶対位置を表す４ビツ
トデータを、左側ＭＳＢ、右側ＬＳＢとして単純にアセ
ンディングシーケンスに配置した例で、凸部パターンが
パ１′に対応している。第３図のスタート／エンド信号
は、各絶対位置対応の凸部パターンの両端、すなわちデ
ータ信号読み取りのスタートまたはエンドを表し、Ａ相
信号およびＢ相信号のパルス列中から同一波形、すなわ
ち同時立上がり／同時立下がりパルスを抽出することに
よって得られる。第３図において、タイミング信号およ
びスタート／エンド信号が点線で示されているのは、こ
れら各信号が一般的に、Ａ相信号およびＢ相信号からソ
フトウェア的に合成・検出されるものであることを示す
ものである。

第４図は、Ａ相信号とＢ相信号との位相関係から信号タ
イプを区分したものである。タイプＩは、両信号が同相
の場合、タイプ■は、Ａ相信号が進んでいる場合、そし
てタイプ■は、Ａ相信号が遅れている場合に相当する。

第５図は、本発明にかかる絶対位置検出装置の信号タイ
プに応じた動作を示すフロー図である。ステップＳ１に
おいて相信号読取りを行い、ついでステップＳ２におい
て信号タイプを判断する。この信号タイプが、■または
■の場合には、ステップＳｌ以降を繰り返す。ここでの
判断が■である場合には、ステップＳ３のように相信号
読取りを行う。次いで、ステップＳ４において再び信号
タイプを判断する。この信号タイプが、■の場合には、
ステップＳ３以降を繰り返す。信号タイプがＨの場合に
は、ステップＳ５のようにＢ相信号立ち上がり（↑）で
ＤＳ相読取り（正転）を行う。一方、この信号タイプが
■の場合には、ステップＳ６のようにＡ相信号立ち上が
り（↑）でＤＳ相読取り（逆転）を行う。

このようなりＳ相読取りの結果は、ステップＳ７におい
てデータ１ビツトの蓄積を行う。さらにステップＳ８に
おいて相信号読取りを行う。

この読取り結果についてステップＳ９において信号タイ
プの判定を行う。ここでの判断が、タイプ■の場合には
、ステップＳ１０において絶対位置算出を行った後、ス
テップＳ３以降を繰り返す。また、タイプ■の場合には
、ステップＳ５以降を、またタイプ■の場合には、ステ
ップＳ６以降を、それぞれ繰り返す。

ここに示した絶対位置検出過程を要約すると、以下の通
りである。

（１１Ａ相信号およびＢ相信号からトリガパターンに対
応するスタート／エンド信号パルスを得ると同時にデー
タ信号から１ビット読み取る。

（２）Ａ相信号およびＢ相信号の位相関係から被絶対位
置検出物の移動方向を検出する。

（３）Ａ相信号およびＢ相信号共に高レベル信号である
データを１ビット読み取る。

（４）上記（３）をスタート／エンド信号検出まで繰り
返す。

（５）　　スタート／エンド信号カ）らスタート／エン
ド信号までの各ビットデータに被絶対位置検出物の移動
方向を加味して演算を行い、絶対位置を算出する。

もし、スタート／エンド信号からスタート／エンド信号
検出までに移動方向が何度も変化した場合においても、
トリガパターン間に９０度位相のずれたトリガパターン
が配置されているので、常に移動方向の検出が可能であ
り、Ａ相信号およびＢ相信号に基づく正確なデータ信号
の読み取りが可能である。

以上の説明においては、接触電極と接触子との有接点構
造として開示してはいるが、上述の凸部パターンをスリ
ット穴で置換したエンコーダスリット板とし、接触子を
発光・受光素子対に置換してインクラブタにより、全く
同様の機能を有する無接触の光学式絶対位置検出装置を
実現することが出来ることは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる絶対位置検出装置の構成を示
す説明図である。 第２図は、本発明にかかる絶対位置検出装置のスケール
基板の構造説明図である。 第３図は、本発明にかかる絶対位置検出装置の信号波形
図である。 第４図は、各相信号の位相関係による信号タイプの説明
図である。 第５図は、本発明にかかる絶対位置検出装置の動作を示
すフロー図である。 第６図は、従来技術にかかる絶対位置検出装置の構成を
示す説明図である。 第７図は、従来技術にかかる絶対位置検出装置のスケー
ル基板の説明図である。 第８図及び第９図は、従来技術にかかる絶対位置検出装
置のマルチプレクサの説明図である。 図中の主な参照符号の対応は以下の通り。 １：被絶対位置検出物 ２０：ＡＢ相接触子　２１：データ接触子２２：Ａ相信
号　　　２３：Ｂ相信号 ２４：データ信号　　２５ニスケール基板２６：ＲＯＭ
　　　　　２７：ＲＡＭ ２８：表示装置　　　２９：印字装置 ３０：連結子 ３１：Ａ相接触電極　３２：Ｂ相接触電極３３：データ
接触電極 ３４ニドリガーパターン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ａ相信号を得る手段と、Ｂ相信号を得る手段と、データ
   信号を得る手段と、Ａ相信号およびＢ相信号のパルス列
   中の同一波形パルスをスタート／エンド信号とする手段
   と、スタート／エンド信号を除きＡ相信号およびＢ相信
   号の位相差を９０度とすることにより被絶対位置検出物
   の移動方向を検出する手段と、Ａ相信号およびＢ相信号
   の論理積信号に対応してデータ信号を読み取る手段と、
   を有することを特徴とする絶対位置検出装置。