JP3103266B2 - 絶対位置検出装置 - Google Patents
絶対位置検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は位置検出装置に関し、特
に絶対位置検出装置に関する。
に絶対位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の絶対位置検出装置としてはグレイ
コードを用いた絶対位置検出装置が有名ではあるが、こ
のグレイコード方式の絶対位置検出装置にてＮビットの
検出を行なうにはＮ個のトラックが必要となる。従っ
て、高分解能化しようとするとトラック数が多くなるた
め、装置が大掛かりになるという欠点を有していた。
コードを用いた絶対位置検出装置が有名ではあるが、こ
のグレイコード方式の絶対位置検出装置にてＮビットの
検出を行なうにはＮ個のトラックが必要となる。従っ
て、高分解能化しようとするとトラック数が多くなるた
め、装置が大掛かりになるという欠点を有していた。
【０００３】そこで、トラック数が１つでも絶対位置を
検出できる絶対位置検出装置としてＮビットの２進疑似
乱数数列を用いたもの、即ち、パターン中におけるＮビ
ット（Ｎは整数）のパターンが全て異なるような疑似乱
数数列パターンを１トラック上に備えたものを用いて、
このパターンを検出することにより被検出体の絶対位置
を演算するようにした絶対位置検出装置がある。図４は
このような疑似乱数数列パターン方式の従来の絶対位置
検出装置の一例を示す概略図である。ここで被検出体
（１）に取付けられた円板（２）は、透磁材よりなる円
板であって、その外周に切り欠きを有し、この切り欠き
の有無により疑似乱数数列ビットパターンを形成してい
る。切り欠き部を０、切り欠かれていない部分を１とす
ると、本例では４ビット検出を行なっており、その疑似
乱数数列ビットパターンとして００００１１１１０１１
００１０１を用いているので、同図の円板（２）ような
形状となり、また、この各パターンと絶対位置情報との
関係は図５のようになる。
検出できる絶対位置検出装置としてＮビットの２進疑似
乱数数列を用いたもの、即ち、パターン中におけるＮビ
ット（Ｎは整数）のパターンが全て異なるような疑似乱
数数列パターンを１トラック上に備えたものを用いて、
このパターンを検出することにより被検出体の絶対位置
を演算するようにした絶対位置検出装置がある。図４は
このような疑似乱数数列パターン方式の従来の絶対位置
検出装置の一例を示す概略図である。ここで被検出体
（１）に取付けられた円板（２）は、透磁材よりなる円
板であって、その外周に切り欠きを有し、この切り欠き
の有無により疑似乱数数列ビットパターンを形成してい
る。切り欠き部を０、切り欠かれていない部分を１とす
ると、本例では４ビット検出を行なっており、その疑似
乱数数列ビットパターンとして００００１１１１０１１
００１０１を用いているので、同図の円板（２）ような
形状となり、また、この各パターンと絶対位置情報との
関係は図５のようになる。
【０００４】センサ群は永久磁石（図示せず）を有した
半導体磁気センサ（３ａ、３ｂ，３ｃ，３ｄ）である。
２値化手段（５）は比較回路（２０）にて各半導体磁気
センサ（３ａ、３ｂ，３ｃ，３ｄ）の信号（Ｓ１、Ｓ
２、Ｓ３、Ｓ４）と所定の電圧レベル（Ｖ１）とを比較
して２値化を行ない４ビットの疑似乱数パターンを検出
する。位置情報変換手段（８）は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、図
６に示す４ビットの疑似乱数パターンと絶対位置との関
係を記憶したＲＯＭ等からなり、ＣＰＵは、この図６に
示す関係に従って、前記４ビットの疑似乱数パターンか
ら絶対位置情報を検出する（特開平４ー１１０７２７
号、特開平４ー１３６７１５号公報参照）。
半導体磁気センサ（３ａ、３ｂ，３ｃ，３ｄ）である。
２値化手段（５）は比較回路（２０）にて各半導体磁気
センサ（３ａ、３ｂ，３ｃ，３ｄ）の信号（Ｓ１、Ｓ
２、Ｓ３、Ｓ４）と所定の電圧レベル（Ｖ１）とを比較
して２値化を行ない４ビットの疑似乱数パターンを検出
する。位置情報変換手段（８）は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、図
６に示す４ビットの疑似乱数パターンと絶対位置との関
係を記憶したＲＯＭ等からなり、ＣＰＵは、この図６に
示す関係に従って、前記４ビットの疑似乱数パターンか
ら絶対位置情報を検出する（特開平４ー１１０７２７
号、特開平４ー１３６７１５号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】所が、このような従来
の絶対位置検出装置では、ビットパターンの変化点近傍
では誤検出をする場合がある。即ち、図７に示すように
円板（２）のある部分の加工精度が悪い場合（図中の楕
円印部分）はセンサの出力信号レベル（図中のセンサ４
ｄの出力レベルの黒丸印）が本来のレベル（図中のセン
サ４ｄの出力レベルの白丸印）と異なるため、センサ群
がビットパターンの変化点近傍にあるときは本来検出す
べきパターンは００１０であるのに実際には００１１と
いうパターンになってしまい、位置情報は間違ったもの
となってしまう。本発明はこのような課題を解決するた
めになされたものであり、本発明によればセンサ群がビ
ットパターンの変化点近傍にあるときでも誤検出をしな
いので常に正確な位置を検出することができる位置検出
装置が提供される。
の絶対位置検出装置では、ビットパターンの変化点近傍
では誤検出をする場合がある。即ち、図７に示すように
円板（２）のある部分の加工精度が悪い場合（図中の楕
円印部分）はセンサの出力信号レベル（図中のセンサ４
ｄの出力レベルの黒丸印）が本来のレベル（図中のセン
サ４ｄの出力レベルの白丸印）と異なるため、センサ群
がビットパターンの変化点近傍にあるときは本来検出す
べきパターンは００１０であるのに実際には００１１と
いうパターンになってしまい、位置情報は間違ったもの
となってしまう。本発明はこのような課題を解決するた
めになされたものであり、本発明によればセンサ群がビ
ットパターンの変化点近傍にあるときでも誤検出をしな
いので常に正確な位置を検出することができる位置検出
装置が提供される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、１トラック上
のどのＮビットも全て異なるパターンとなるＮビットの
２進疑似乱数数列（Ｎは整数）に従ったパターンを有す
る被検出体と、前記被検出体のＮビットの２進疑似乱数
を検出する第１のセンサ群と、前記第１のセンサ群とは
異なる位相で前記被検出体のＮビットの２進疑似乱数を
検出する第２のセンサ群と、前記第１及び第２のセンサ
群の出力を２値化する２値化手段と、前記第１のセンサ
群の各信号のいずれかが、２値化基準電圧を中心に上下
一定幅の電圧内にあるか否かを検出する信号レベル変化
点検出手段と、前記信号レベル変化点検出手段が、前記
第１のセンサ群の各信号のいずれかが前記２値化基準電
圧を中心に上下一定幅の電圧内にあることを検出してい
る時は前記第２のセンサ群の２値化された信号を出力
し、前記２値化基準電圧を中心に上下一定幅の電圧内に
ないことを検出している時は前記第１のセンサ群の２値
化された信号を出力するセンサ信号選択手段と、前記セ
ンサ信号選択手段から出力される２値化された信号を被
検出体の位置情報に変換する位置情報変換手段とを具備
することによって達成される。
のどのＮビットも全て異なるパターンとなるＮビットの
２進疑似乱数数列（Ｎは整数）に従ったパターンを有す
る被検出体と、前記被検出体のＮビットの２進疑似乱数
を検出する第１のセンサ群と、前記第１のセンサ群とは
異なる位相で前記被検出体のＮビットの２進疑似乱数を
検出する第２のセンサ群と、前記第１及び第２のセンサ
群の出力を２値化する２値化手段と、前記第１のセンサ
群の各信号のいずれかが、２値化基準電圧を中心に上下
一定幅の電圧内にあるか否かを検出する信号レベル変化
点検出手段と、前記信号レベル変化点検出手段が、前記
第１のセンサ群の各信号のいずれかが前記２値化基準電
圧を中心に上下一定幅の電圧内にあることを検出してい
る時は前記第２のセンサ群の２値化された信号を出力
し、前記２値化基準電圧を中心に上下一定幅の電圧内に
ないことを検出している時は前記第１のセンサ群の２値
化された信号を出力するセンサ信号選択手段と、前記セ
ンサ信号選択手段から出力される２値化された信号を被
検出体の位置情報に変換する位置情報変換手段とを具備
することによって達成される。
【０００７】
【作用】本発明にあっては、第１のセンサ群と第２のセ
ンサ群の内、２値化基準電圧近傍にはない方のセンサ群
の信号を選択して使用することとしているので常に正確
な位置を検出できる。
ンサ群の内、２値化基準電圧近傍にはない方のセンサ群
の信号を選択して使用することとしているので常に正確
な位置を検出できる。
【０００８】
【実施例】以下、図面に従って本発明を詳細に述べる。
図１は、本発明の絶対位置検出装置の第一の実施例を図
４に対応させて示す概略構成図であり、同一構成箇所は
同符号を付してある。被検出体（１）に取付けられた円
板（２）は、従来のものと全く同じなので説明を省略す
る。第１のセンサ群（３ａ〜３ｄ）は従来例で説明した
センサ群と同じ構成であり、各センサの配置も従来例と
同じように取付けられている。第２のセンサ群（４ａ〜
４ｄ）は、構成は第１のセンサ群（３ａ〜３ｄ）と同じ
であるが、取付け場所がどの磁気センサも第１のセンサ
と一定距離（ｘ１）だけ離れており、検出する信号の位
相は第１のセンサ群（３ａ〜３ｄ）と異なっている。図
１の例ではｘ１は、被検出体の２進疑似乱数数列の１ビ
ット長の４分の１となっており、第１のセンサ群（３ａ
〜３ｄ）の信号と第２のセンサ群（４ａ〜４ｄ）との信
号は９０度の位相差を有している。
図１は、本発明の絶対位置検出装置の第一の実施例を図
４に対応させて示す概略構成図であり、同一構成箇所は
同符号を付してある。被検出体（１）に取付けられた円
板（２）は、従来のものと全く同じなので説明を省略す
る。第１のセンサ群（３ａ〜３ｄ）は従来例で説明した
センサ群と同じ構成であり、各センサの配置も従来例と
同じように取付けられている。第２のセンサ群（４ａ〜
４ｄ）は、構成は第１のセンサ群（３ａ〜３ｄ）と同じ
であるが、取付け場所がどの磁気センサも第１のセンサ
と一定距離（ｘ１）だけ離れており、検出する信号の位
相は第１のセンサ群（３ａ〜３ｄ）と異なっている。図
１の例ではｘ１は、被検出体の２進疑似乱数数列の１ビ
ット長の４分の１となっており、第１のセンサ群（３ａ
〜３ｄ）の信号と第２のセンサ群（４ａ〜４ｄ）との信
号は９０度の位相差を有している。
【０００９】信号レベル変化点検出手段（７）は、図２
に示す回路からなり、電圧レベル判定回路（２１）は第
１のセンサ群（３ａ〜３ｄ）の各信号の電圧がＶ２（Ｖ
１−Ｖｘ）〜Ｖ３（Ｖ１＋Ｖｘ）にあるときはＨｉｇｈ
出力となり、それ以外はＬｏｗ出力となる。ＮＯＲ回路
（２２）は４個の電圧レベル判定回路の出力の内１個で
もＨｉｇｈ出力があるときはＬｏｗ出力となり、４個の
比較回路が全てＬｏｗ出力のときはＨｉｇｈ出力とな
る。センサ信号選択手段（８）は、信号レベル変化点検
出手段（７）の出力がＨｉｇｈ出力のときは第１のセン
サ群（３ａ〜３ｄ）の２値化された信号を出力し、信号
レベル変化点検出手段の出力がＬｏｗ出力のときは第２
のセンサ群（４ａ〜４ｄ）の２値化された信号を出力す
る。位置情報変換手段（９）は、従来例と同じ様に、上
記センサ信号選択手段の出力信号であるＮビットの２進
疑似乱数数列のパターンから、図６の変換テーブルに従
い絶対位置情報へと変換する。
に示す回路からなり、電圧レベル判定回路（２１）は第
１のセンサ群（３ａ〜３ｄ）の各信号の電圧がＶ２（Ｖ
１−Ｖｘ）〜Ｖ３（Ｖ１＋Ｖｘ）にあるときはＨｉｇｈ
出力となり、それ以外はＬｏｗ出力となる。ＮＯＲ回路
（２２）は４個の電圧レベル判定回路の出力の内１個で
もＨｉｇｈ出力があるときはＬｏｗ出力となり、４個の
比較回路が全てＬｏｗ出力のときはＨｉｇｈ出力とな
る。センサ信号選択手段（８）は、信号レベル変化点検
出手段（７）の出力がＨｉｇｈ出力のときは第１のセン
サ群（３ａ〜３ｄ）の２値化された信号を出力し、信号
レベル変化点検出手段の出力がＬｏｗ出力のときは第２
のセンサ群（４ａ〜４ｄ）の２値化された信号を出力す
る。位置情報変換手段（９）は、従来例と同じ様に、上
記センサ信号選択手段の出力信号であるＮビットの２進
疑似乱数数列のパターンから、図６の変換テーブルに従
い絶対位置情報へと変換する。
【００１０】図３は、本発明の第２の実施例を示すもの
であり、本例では、まずセンサ信号選択手段（１１）が
第１のセンサ群（３ａ〜３ｄ）の信号か第２のセンサ群
（４ａ〜４ｄ）の信号かを選択し、その後２値化を行な
うような構成になっているもので、具体的な各構成ブロ
ックの内容等は前記の実施例と同じであるので詳細は省
略する。
であり、本例では、まずセンサ信号選択手段（１１）が
第１のセンサ群（３ａ〜３ｄ）の信号か第２のセンサ群
（４ａ〜４ｄ）の信号かを選択し、その後２値化を行な
うような構成になっているもので、具体的な各構成ブロ
ックの内容等は前記の実施例と同じであるので詳細は省
略する。
【００１１】なお、上記実施例では、信号レベル変化点
検出手段（７）、センサ信号選択手段（８）はいずれも
ハードウェア処理にて構成されているが、本発明はこれ
に限られるものではなく、位置情報変換手段のＣＰＵ、
ＲＯＭ、ＲＡＭに加えて、アナログデジタル変換器（Ａ
Ｄ変換器）等を用いてソフトウェア処理により行なうも
のとしてもよい。また、本発明での疑似乱数のパターン
は上述した４ビットの例に限られるものではなく、他の
ビット数の場合でもよい。さらに、疑似乱数数列手段及
びセンサ群としては、前述した疑似乱数数列パターンを
発生するものならばよく、例えば、磁性体に疑似乱数数
列パターンを記録させ磁気センサにてこの疑似乱数数列
パターンを検出する、いわゆる磁気ドラム式のものでも
よく、さらには光式のものを用いてもよい。また、疑似
乱数数列を発生させる部分（上述の実施例では、円板
（２））は、特に、回転型に限られるものではなく、直
線式等他の形をしたものでもよい。
検出手段（７）、センサ信号選択手段（８）はいずれも
ハードウェア処理にて構成されているが、本発明はこれ
に限られるものではなく、位置情報変換手段のＣＰＵ、
ＲＯＭ、ＲＡＭに加えて、アナログデジタル変換器（Ａ
Ｄ変換器）等を用いてソフトウェア処理により行なうも
のとしてもよい。また、本発明での疑似乱数のパターン
は上述した４ビットの例に限られるものではなく、他の
ビット数の場合でもよい。さらに、疑似乱数数列手段及
びセンサ群としては、前述した疑似乱数数列パターンを
発生するものならばよく、例えば、磁性体に疑似乱数数
列パターンを記録させ磁気センサにてこの疑似乱数数列
パターンを検出する、いわゆる磁気ドラム式のものでも
よく、さらには光式のものを用いてもよい。また、疑似
乱数数列を発生させる部分（上述の実施例では、円板
（２））は、特に、回転型に限られるものではなく、直
線式等他の形をしたものでもよい。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の絶対位置検
出装置によれば、常に正確な絶対位置を検出することが
できる。しかも、本発明では、第１のセンサ群と第２の
センサ群との切り替えの判断条件は、上記第１のセンサ
群の信号そのものから検出しているので、この切り替え
用の信号検出に特別なセンサやパターンを必要としない
ので、装置の小型化・低コスト化が可能である。
出装置によれば、常に正確な絶対位置を検出することが
できる。しかも、本発明では、第１のセンサ群と第２の
センサ群との切り替えの判断条件は、上記第１のセンサ
群の信号そのものから検出しているので、この切り替え
用の信号検出に特別なセンサやパターンを必要としない
ので、装置の小型化・低コスト化が可能である。
【図１】本発明による絶対位置検出装置の第１の実施例
の概略を示す構成図である。
の概略を示す構成図である。
【図２】図１に示す本発明装置の信号レベル変化点検出
手段の概略を示す図である。
手段の概略を示す図である。
【図３】本発明による絶対位置検出装置の第２の実施例
の概略を示す構成図である。
の概略を示す構成図である。
【図４】従来の絶対位置検出装置の一例を示す概略構成
図である。
図である。
【図５】疑似乱数パターンと絶対位置との関係を示す図
である。
である。
【図６】位置情報変換手段での入出力の関係を示す図で
ある。
ある。
【図７】従来の絶対位置検出装置における誤検出を説明
するための図である。
するための図である。
１ 被検出体 ２、円板 ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 磁
気センサ ５ ２値化手段 ７ 信号レベル変化点検出手段 ８、１１ センサ信号選択手段 ９ 位置情報変換手段 ２０ 比較回路 ２１ 電圧レベル判定回路 ２２ ＮＯＲ回路
気センサ ５ ２値化手段 ７ 信号レベル変化点検出手段 ８、１１ センサ信号選択手段 ９ 位置情報変換手段 ２０ 比較回路 ２１ 電圧レベル判定回路 ２２ ＮＯＲ回路
Claims (2)
- 【請求項１】１トラック上のどのＮビットも全て異なる
パターンとなるＮビットの２進疑似乱数数列（Ｎは整
数）に従ったパターンを有する被検出体と、 前記被検出体のＮビットの２進疑似乱数を検出する第１
のセンサ群と、 前記第１のセンサ群とは異なる位相で前記被検出体のＮ
ビットの２進疑似乱数を検出する第２のセンサ群と、 前記第１及び第２のセンサ群の出力を２値化する２値化
手段と、 前記第１のセンサ群の各信号のいずれかが、２値化基準
電圧を中心に上下一定幅の電圧内にあるか否かを検出す
る信号レベル変化点検出手段と、 前記信号レベル変化点検出手段が、前記第１のセンサ群
の各信号のいずれかが前記２値化基準電圧を中心に上下
一定幅の電圧内にあることを検出している時は前記第２
のセンサ群の２値化された信号を出力し、前記２値化基
準電圧を中心に上下一定幅の電圧内にないことを検出し
ている時は前記第１のセンサ群の２値化された信号を出
力するセンサ信号選択手段と、前記センサ信号選択手段
から出力される２値化された信号を被検出体の位置情報
に変換する位置情報変換手段とを具備することを特徴と
する絶対位置検出装置。 - 【請求項２】１トラック上のどのＮビットも全て異なる
パターンとなるＮビットの２進疑似乱数数列（Ｎは整
数）に従ったパターンを有する被検出体と、 前記被検出体のＮビットの２進疑似乱数を検出する第１
のセンサ群と、 前記第１のセンサ群とは異なる位相で前記被検出体のＮ
ビットの２進疑似乱数を検出する第２のセンサ群と、 前記第１のセンサ群の各信号のいずれかが、２値化基準
電圧を中心に上下一定幅の電圧内にあるか否かを検出す
る信号レベル変化点検出手段と、 前記信号レベル変化点検出手段が、前記第１のセンサ群
の各信号のいずれかが前記２値化基準電圧を中心に上下
一定幅の電圧内にあることを検出している時は前記第２
のセンサ群の信号を出力し、前記２値化基準電圧を中心
に上下一定幅の電圧内にないことを検出している時は前
記第１のセンサ群の信号を出力するセンサ信号選択手段
と、 前記センサ信号選択手段から出力される各信号を２値化
する２値化手段と、前記２値化手段からの２値化された
信号を前記被検出体の位置情報に変換する位置情報変換
手段とを具備することを特徴とする絶対位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06077894A JP3103266B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 絶対位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06077894A JP3103266B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 絶対位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07260513A JPH07260513A (ja) | 1995-10-13 |
| JP3103266B2 true JP3103266B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=13646794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06077894A Expired - Fee Related JP3103266B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 絶対位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3103266B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03241020A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-28 | Murata Mach Ltd | 紡績装置 |
| JPH03241021A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-28 | Murata Mach Ltd | 紡績装置 |
| US6768426B2 (en) | 2002-06-28 | 2004-07-27 | Sony Precision Technology Inc. | Position detection apparatus |
| US6772088B2 (en) | 2002-03-08 | 2004-08-03 | Sony Precision Technology Inc. | Position transducer |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2391869B1 (en) * | 2009-01-27 | 2021-08-18 | Renishaw PLC | Magnetic encoder apparatus |
| JP6024970B2 (ja) * | 2012-12-12 | 2016-11-16 | 株式会社ジェイテクト | 回転角検出装置およびそれを備えた電動パワーステアリング装置 |
| WO2015136690A1 (ja) | 2014-03-14 | 2015-09-17 | 三菱電機株式会社 | 磁気式位置検出装置、磁気式位置検出方法 |
-
1994
- 1994-03-25 JP JP06077894A patent/JP3103266B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03241020A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-28 | Murata Mach Ltd | 紡績装置 |
| JPH03241021A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-28 | Murata Mach Ltd | 紡績装置 |
| US6772088B2 (en) | 2002-03-08 | 2004-08-03 | Sony Precision Technology Inc. | Position transducer |
| US6768426B2 (en) | 2002-06-28 | 2004-07-27 | Sony Precision Technology Inc. | Position detection apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07260513A (ja) | 1995-10-13 |
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