JP2018151182A - １トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートパターンに異物が付着した場合でも、正確なエンコーダ角度データを得ることである。【解決手段】本発明による１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダは、少なくとも、３組以上の受光素子組(20,7,21)の各受光素子(6)により、アブソリュートパターン(2)を同時に読み取った読み取りデータを第１〜第３角度データ(A,B,C)に変換し、オフセット補正後の第１〜第３角度データ(A,B',C')の比較を比較し、最も多い角度データからなる第１角度データ(A)をエンコーダ角度データ(A)とする構成である。【選択図】図１

Description

本発明は、アブソリュートエンコーダに関し、特に、１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートパターンを用いたアブソリュート信号の異常を排除して正確なエンコーダ角度データを得るようにするための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートパターンを用いたアブソリュートエンコーダとしては、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示された構成を挙げることができるが、一般には、図２で示される１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダが用いられている。
すなわち、図２において符号１で示されるものは、ＬＥＤからなる光源であり、この光源１の下方には、わずかな隙間をあけて１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートパターン２（以下、アブソリュートパターンと云う）を有する回転符号板３が回転自在に設けられている。

前記アブソリュートパターン２は、回転スリット４とマスク部５とから構成されていると共に、前記スリット４とマスク部５は、互いに所定のパターンで配列されている。
前記回転符号板３の下方には、所定のｂｉｔ数の受光素子６からなる受光素子組７がわずかな隙間を介してアブソリュートエンコーダ８の台（図示せず）上に固設されている。

前記受光素子組７の各受光素子６から出力された読み取りデータ９は角度データ変換器１０に入力され、この角度データ変換器１０からは、デジタル形式のエンコーダ角度データＢが出力される。
尚、前記受光素子組７は、予め、角度何度に配設されているかが予め分かっているため、前記アブソリュートパターン２が正常であれば、前記角度データ変換器１０から、その時点のエンコーダ角度データＢが出力される。

前述の状態において、例えば、アブソリュートパターン２の１個の回転スリット４内にゴミ等の異物１２が入り込んでいた場合、この異物１２が前記回転スリット４を塞ぐため、前記光源１からの光が前記スリット１２を透光できず、前記各受光素子６の１個のみがオンとなることができない。
そのため、前記角度データ変換器１０から出力される前記エンコーダ角度データＢが、本来出力される前記エンコーダ角度データＢとは異なるＮＧデータＢａとなる。

特開平８−３１３３０６号公報 特開平５−２５２０３７号公報

従来の１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダは、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。
すなわち、回転符号板３の１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートパターン２の回転スリット４の１個にでも異物１２が付着している場合には、その場所を従来の受光素子６で読み取ると、読み取りデータ９が異常となり、その後に変換したエンコーダ、角度データＢもＮＧデータＢａを含む異常となると云う問題が存在していた。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートパターンを用いたアブソリュート信号の異常を排除して正確なエンコーダ角度データを得るようにした１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダを提供することを目的とする。

本発明による１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダは、回転符号板の１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートパターンに対し、円周上に配設されたＮ個の受光素子からなり、予め設定された角度位置に配設された受光素子組により前記アブソリュートパターンを読み取り、エンコーダ角度データに変換するように構成した１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダにおいて、少なくとも、３組以上の前記受光素子組の各受光素子により前記アブソリュートパターンを同時に読み取った読み取りデータを第１、第２、第３角度データＡ,Ｂ,Ｃに変換するための複数の第１、第２、第３角度データ変換器と、前記角度データのうちの第２、第３角度データのオフセット補正を行うための第１、第２角度オフセット補正器と、前記第１角度データ変換器及び前記各角度オフセット補正器から得られた複数の角度データの比較を行うための角度データ比較器と、を備え、前記各角度データ比較器にて前記各角度データの比較後、最も多い角度データからなる前記第１角度データを選択してエンコーダ角度データとする構成であり、また、前記第１、第２、第３受光素子組は、互いに一体状、又は、互いに別体状の何れかとした構成である。

本発明による１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、回転符号板の１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートパターンに対し、円周上に配設されたＮ個の受光素子からなり、予め設定された角度位置に配設された受光素子組により前記アブソリュートパターンを読み取り、エンコーダ角度データに変換するように構成した１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダにおいて、少なくとも、３組以上の前記受光素子組の各受光素子により前記アブソリュートパターンを同時に読み取った読み取りデータを第１、第２、第３角度データＡ,Ｂ,Ｃに変換するための複数の第１、第２、第３角度データ変換器と、前記角度データのうちの第２、第３角度データのオフセット補正を行うための第１、第２角度オフセット補正器と、前記第１角度データ変換器及び前記各角度オフセット補正器から得られた複数の角度データの比較を行うための角度データ比較器と、を備え、前記各角度データ比較器にて前記各角度データの比較後、最も多い角度データからなる前記第１角度データを選択してエンコーダ角度データとする構成としたことにより、アブソリュート信号の異常を排除して正確なエンコーダ位置データを生成することができると共に、アブソリュートエンコーダの信頼性を向上させることができる。
また、前記第１、第２、第３受光素子組は、互いに一体状、又は、互いに別体状の何れかで構成されていることにより、複数の受光素子組の配列組立てが容易となる。

本発明の１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダを示す概略構成図である。 従来の１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダを示す概略構成図である。

本発明による１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダは、１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートパターンを用いたアブソリュート信号の異常を排除して正確なエンコーダ角度データを得ることである。

以下、図面と共に本発明による１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダの好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１において符号１で示されるものは、ＬＥＤからなる光源であり、この光源１の下方には、わずかな隙間をあけて１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートパターン２（以下、アブソリュートパターン）を有する回転符号板３が回転自在に設けられている。

前記アブソリュートパターン２は、回転スリット４（白部分）とマスク部５（黒部分）から構成されていると共に、前記スリット４とマスク部５は、互いに所定のパターンで配列されている。
前記回転符号板３の下方には、所定のｂｉｔ数の受光素子６からなる第１、第２、第３受光素子組２０,７,２１がわずかな隙間を介してアブソリュートエンコーダ８の合（図示せず）上に固設されている。

前記各受光素子組２０,７,２１の各受光素子６から出力された読み取りデータ９は、第１、第２、第３角度データ変換器３０,１０,３１に入力され、各角度データ変換器３０,１０,３１に入力され、前記各データ変換器３０,１０,３１のうち、第１角度データ変換器３０からの第１角度データＡは角度データ比較器４０に直接入力されている。

前記第２角度データ比較器１０からの第２角度データＢは、第１角度オフセット補正器４１で角度のオフセット補正が行われた後に前記角度データ比較器４０に入力される。
前記第３角度データ変換器３１からの第３角度データＣは、第２角度オフセット補正器４２で角度のオフセット補正が行われた後に前記角度データ比較器４０に入力されている。

次に、動作について説明する。
まず、図１の構成において、各受光素子組２０,７,２１でＮｂｉｔのアブソリュートパターン２を同時に読み取る時に、前記回転符号板３のほぼ中央部分における回転スリット４に対して異物１２が付着している場合、前記異物１２に対応する前記第２受光素子組７の受光素子６には光が入らないか光量が極めて少ないため、前記受光素子６からは正規信号とは異なる誤信号ＮＧが発生し、この誤信号ＮＧからなる第２角度データＢが第１角度オフセット補正器４１によってオフセット補正され、第２ａ角度データＢ’として角度データ比較器４０に入力される。すなわち、３個以上の各受光素子組２０,７,２１でアブソリュートパターン２を同時に読み取っているため、冗長系を構成している。

前記第１角度データ変換器３０からの第１角度データＡは、前記第１受光素子組２０に対応する回転符号板３の各回転スリット４に異物１２が存在していないため、各受光素子６からの読み取りデータ９が正常であり、前記第１角度データＡが正常値として角度データ比較器に直接入力されている。尚、前述の角度データは位置データのことである。

前記第３角度データ変換器３１からの第３角度データＣは、前記第３受光素子組２１に対応する回転符号板３の各回転スリット４に異物１２が存在していないため、各受光素子６からの読み取りデータ９が正常であり、前記第３角度データＣが第２角度オフセット補正器４２で角度のオフセットが補正された後、第３ａ角度データＣ’として前記角度データ比較器４０に入力される。

前記角度データ比較器４０においては、前記第１角度データＡ、第２ａ角度データＢ’及び第３ａ角度データＣ’が入力され、互いに比較される。
前述の場合の比較は、Ａ＝Ｃ’≠Ｂ’であるため、最も多い位置データを選択すると、前記第１角度データＡが前記角度データ比較器４０からエンコーダ角度データＡとして外部に出力される。
すなわち、少なくとも３組以上の受光素子組２０，７,２１は、予め角度何度に設置してあるため、配置した時の角度が予め分かっているため、その角度を角度オフセット補正器４１で補正し、１番多い位置データを選択しているため、高精度のアブソリュートのエンコーダ角度データＡを得ることができる。
尚、前記各受光素子組２０,７,２１は、図１の構成では、互いに隣接して設けられているが、隣接配置ではなく、互いに所定距離だけ離間して配置することもできる。

本発明による１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダの要旨とするところは、以下の通りである。
すなわち、回転符号板３の１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートパターンに対し、円周上に配設されたＮ個の受光素子からなり、予め設定された角度位置に配設された受光素子組(20,7,21)により前記アブソリュートパターン２を読み取り、エンコーダ角度データＡに変換するように構成した１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダにおいて、少なくとも、３組以上の前記受光素子組２０，７，２１の各受光素子６により前記アブソリュートパターン２を同時に読み取った読み取りデータ９を第１、第２、第３角度データＡ,Ｂ,Ｃに変換するための複数の第１、第２、第３角度データ変換器３０，１０，３１と、前記角度データのうちの第２、第３角度データＢ,Ｃのオフセット補正を行うための第１、第２角度オフセット補正器４１，４２と、前記第１角度データ変換器３０及び前記各角度オフセット補正器４１，４２から得られた複数の角度データＡ',Ｂ',Ｃ'の比較を行うための角度データ比較器４０と、を備え、前記各角度データ比較器４０にて前記各角度データＡ,Ｂ',Ｃ'の比較後、最も多い角度データからなる前記第１角度データＡを選択してエンコーダ角度データとする構成であり、また前記第１、第２、第３受光素子組２０，７，２１は、互いに一体状、又は、互いに別体状の何れかで形成された構成である。

本発明による１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダは、３組以上の受光素子組からの読み取りデータを用いて処理後に得られた最も多い角度データをエンコーダ角度データとして用いることにより、回転ディスクのアブソリュートパターン上に異物が付着している場合でも、容易に正確な角度データを得ることができる。

１ 光源
２ １トラック型のＮｂｉｔアブソリュートパターン
４ 回転スリット
５ マスク部
６ 受光素子
８ アブソリュートエンコーダ
９ 読み取りデータ
１０ 第２角度データ変換器
１２ 異物
２０ 第１受光素子組
３０ 第１角度データ変換器
３１ 第３角度データ変換器
４０ 角度データ比較器
４１ 第１角度オフセット補正器
４２ 第２角度オフセット補正器
Ａ 第１角度データ（エンコーダ角度データ）
Ｂ 第２角度データ
Ｂ’ 第２ａ角度データ
Ｃ 第３角度データ

Claims (2)

1. 回転符号板(3)の１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートパターンに対し、円周上に配設されたＮ個の受光素子からなり、予め設定された角度位置に配設された受光素子組(20,7,21)により前記アブソリュートパターン(2)を読み取り、エンコーダ角度データ(A)に変換するように構成した１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダにおいて、
   少なくとも、３組以上の前記受光素子組(20,7,21)の各受光素子(6)により前記アブソリュートパターン(2)を同時に読み取った読み取りデータ(9)を第１、第２、第３角度データ(A,B,C)に変換するための複数の第１、第２、第３角度データ変換器(30,10,31)と、前記角度データのうちの第２、第３角度データ(B,C)のオフセット補正を行うための第１、第２角度オフセット補正器(41,42)と、前記第１角度データ変換器(30)及び前記各角度オフセット補正器(41,42)から得られた複数の角度データ(A,B',C')の比較を行うための角度データ比較器(40)と、を備え、
   前記各角度データ比較器(40)にて前記各角度データ(A,B',C')の比較後、最も多い角度データからなる前記第１角度データ(A)を選択してエンコーダ角度データとする構成としたことを特徴とする１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダ。
2. 前記第１、第２、第３受光素子組(20,7,21)は、互いに一体状、又は、互いに別体状の何れかで構成されていることを特徴とする請求項１記載の１トラック型のＮｂｉｔアブソリュートエンコーダ。

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