JPH01240820A - 位置情報発生装置および該装置用符号配列体 - Google Patents

位置情報発生装置および該装置用符号配列体

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JPH01240820A
JPH01240820A JP63068509A JP6850988A JPH01240820A JP H01240820 A JPH01240820 A JP H01240820A JP 63068509 A JP63068509 A JP 63068509A JP 6850988 A JP6850988 A JP 6850988A JP H01240820 A JPH01240820 A JP H01240820A
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track
sensor
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JP63068509A
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Tsuneo Watanabe
渡辺　恒雄
Kozo Okada
岡田　昂三
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Tokyo Keiki Inc
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Tokyo Keiki Co Ltd
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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、Ｍ系列符号パターンを配置したトラックを備
え、該トラックからセンサにより符号を検出して絶対位
置情報を発生する位置情報発生装置、および、この装置
に使用する符号配列体に関する。
［従来の技術］ アブソリュートエンコーダのような絶対位置情報を発生
する装置は、インクリメンタルエンコーダのような基準
位置からの累積的な計数を要せず、いずれの位置におい
ても、その位置で位置情報を発生できる利点を有する。
しかし、この種のアブソリュートエンコーダは、発生す
る位置情報の分解能を向上させるには、コード発生用ト
ラックの数を増す必要があり、結果的に、装置の物理的
大きさ（例えば、直径）か大きくなるという問題がある
。
また、この種のアブソリュートエンコーダは、マルチト
ラック形式で構成されるため、各トラックにおける符号
パターンのずれの許容度か、各トラックの許容度の積と
なって小さくなり、しがも、この許容度は１分解能を高
くすると、より小さくなるという問題がある。そのため
、この種のアブソリュートエンコーダは、符号配列の製
作に際して高精度を要求され、高価とならざるを得ない
。
これに対して、小型で、高分解能を目指した位置情報発
生装置として、従来、Ｍ系列符号、すなわち、　Ｍａｘ
ｉｍｕｍ　Ｌｅｎｇｔｈ　５ｅｑｕｅｎｃｅと呼ばれる
チェーン・コートを使用したものが提案されている。
チェーン・コートは、例えば、２４個の互いに異なるｍ
単位符号群を作り得るように配列された各２′″一１個
の１″と“０”とからなる循環数列を用いて構成される
。
従来、このチェーン・コードを使用した位置情報発生装
置としては、例えば、特公昭３１−８１８８号公報に開
示されているものがある。この装置は、上記循環数列を
構成する２′″個の符号を、光、磁気、導電性等の、セ
ンサ等で読み取れる方式でパターン化して、それが表わ
すべき位置と対応させて一列に並べた１本の符号トラッ
クを配置することにより符号配列を形成しである。そし
て、この符号配列から、センサにより、相隣るｍ個の符
号パターンを順次読み取ることにより、対応するｍ単位
の符号を検出して、絶対位置情報を得る構成となってい
る。このようなトラックを、例えば、回転板に配列して
、センサによりパターンを読み取ることにより、ロータ
リー・エンコーダをａ成することができる。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来のものは、１列に配置される各
符号パターンの境界部、すなわち、列設される符号間に
、センサが位置したとき、検出すべき符号語か確定しな
いので、位置検出が不能となる欠点かあり、実用的でな
い。
これに対して、特許出願公表６１−５０２５１２号公報
に開示されるものがある。このものは、Ｍ系列符号パタ
ーンによる主トラックと、同期をとるための同期トラッ
クとを併用して符号配列を構成し、かつ、主トラック上
と同期トラック上に各々センサを配置して構成したもの
である。
この従来の装置は、上記主トラックとセンサとが相対移
動して、位置情報を与える符号語を構成するｍ単位の符
号群からなる一連の符号パターンが、主トラック上に配
置されたセンサにより順次検出され１位置情報を与える
符号語を構成するｍ単位の符号群が読み取られた時点て
、位置情報が検出できる構成となっている。したがうて
、この従来の装置は、読取の開始時には、少なくとも符
号語を構成するｍ単位の符号群か読み取られるまでは、
位置情報か検出できないという欠点がある。
本発明は、高分解能で、小型化でき、しかも。
パターンの製作が容易な位置情報発生装置を得るに際し
て生ずる上記課題を解決すべくなされたもので、その目
的は、符号語の不確定による位置検出不能状態を生じる
ことかなく、また、読取の開始時から、すぐに位置情報
の検出が可能である、位置情報発生装置を提供すること
にある。
また、本発明の他の目的は、上記位置情報発生装置の構
成に適して、高分解能で、小型化でき、しかも、パター
ンの製作が容易な位置情報発生装置用符号配列体を提供
することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記課題を解決するための手段として、相異
なる複数個の符号語の連鎖を構成する一群のＭ系列符号
パターンを配置してなる主トラックを設けた符号配列体
と、該符号配列体に対して主トラック方向に相対移動す
るように配置されたセンサとを備え、該センサにより上
記主トラックから符号語を検出して位ご情報を発生する
位置情報発生装置において、 上記符号語の１語を構成するパターン数より多い数のセ
ンサを、上記符号語の１語に相当する長さの範囲で、読
み取るべき符号語の１語を構成する各単位パターン上に
少なくとも１個のセンサが当該単位パターンを検出可能
な状態で位置するように配列した主トラック用センサ群
と。
上記主トラック用センサ群と主トラックとの相対位置関
係を検出する相対位置検出手段と、上記相対位置検出手
段の検出信号に基づいて、上記主トラック用センサ群の
中から、上記各単位パターン毎に当該単位パターンの検
出が可能な状態に位置するセンサの検出信号を選択的に
出力させるセンサ選択回路とを備えることを特徴とする
。
本発明における主トラックを構成するＭ系列符号として
は、上記したように、例えば、２１個の互いに異なるｍ
単位符号群を作り得るように配列された各２１ｍ一群個
の“ｌ”と０”とからなる循環数列を用いて構成される
。
例えば、第１図に示すように、３ビツトの２進数を用い
てｌの符号語を表わせば、′ｌ”　（白表示部）と“０
”　（斜線表示部）とを２３個配列した数列により、一
連のＭ系列符号か構成される。
この例によれば、主トラック１１を、単位パターンＭＰ
、〜閘Ｐ、について、この順に０．０．０．１、Ｏｌｌ
、１、ｌを表わすパターンを配置すると。
これと同じ順序により（０００）　、　（００１）　、
　（０１０）、（１０１）　、　（０１１）　、　（１
１１）　、　（１１Ｇ）　、　（１００）の相異なる８
個の符号語の連鎖が構成される。
この“１″と“０”を表わす符号パターンは、検出に使
用されるセンサとの関係において設定され、光、磁気、
導電性、圧力等種々の物理的、化学的状態の変化の組合
せとして設定することができる。例えば、光方式とする
場合には、明暗のパターンを“１″と“０″とに対応さ
せることができる。この符号パターンを１位置情報を発
生すべき系、例えば、回転円盤、非円形軌道等に対して
、打ち抜き、印刷、取り付は等により直接的に、または
、パターンを印刷したシート、テープ等を貼付、取付等
により間接的に設けて符号配列体を構成する。
本発明において、上記相対位置検出手段は、上記主トラ
ックに並列に識別パターンを周期的に配置してなる副ト
ラックと、上記主トラック用センサ群に対して一定の位
置関係を保持して配置され、上記識別パターンを検出す
る副トラック用センサ群とを備えて構成する。すなわち
、この相対位置検出手段は、副トラックと副トラック用
センサ群とにより、主トラックの読み取るべき符号語の
範囲で、各単位パターンをトラック方向に複数の領域に
分割して、主トラック用センサ群の各センサの各単位パ
ターン内での相対位置を、上記分割された複数の領域と
対応させて検出するよう構成される。
上記副トラックは、好ましくは、上記主トラックのＭ系
列符号パターンの各単位パターン対応に、そのトラック
方向を複数領域に分割する識別パターンを配置して、上
記主トラックと並んで上記符号配夕可体に設ける。
上記副トラックの識別パターンは、上記主トラックの単
位パターンを複数領域にほぼ等分割するように、“１ｎ
と“ｏｎとに対応したパターンを組合せて構成すること
が好ましい。また、この識別パターンの態様は、上記主
トラックにおけるパターンと同様に、検出に使用される
センサとの関係において設定され、光、磁気、導電性、
圧力等種々の物理的、化学的状態の変化の組合せとして
設定することかできる。なお、好ましくは、主トラック
と同一の方式として、共通に形成する。
上記識別パターンの組合せは、分割数に合せて種々の態
様がある０分割数が多い場合には、副トラックを構成す
るトラックを複数本とする。
単純には、例えば、第１図に示すように、主トラック１
１の各単位パターンＭＰ、〜ＭＰ、を、′ｏ′を表わす
パターンと、′１”を表わすパターンとで２分割すると
、この副トラックは、“０″と“ｌ”とからなる識別パ
ターンＳＰｏ、ＳＰ□か周期的に連続する１本のトラッ
クとして構成されることどなる。
分割数か多い場合には、例えば、１本のトラックを用い
てｎビットのパターンの組合せを形成し、これを分割領
域に割り振ればよい、この場合、パターンの組合せは、
パターンの境界で符号か確定しないことかないように、
例えば、グレイコード（交番２進符号）を使用して構成
することか好ましい。
副トラックの分割数は、原則的には、主トラック用のセ
ンサの配置個数、配置ピッチ等の配置態様、特に、配置
ピッチとの関係で決定すればよい。例えば、上記主トラ
ック用センサ群のセンサを、上記符号語の１語に相当す
る長さの範囲で、上記単位パターンの分割ピッチのほぼ
（ｋ一群）倍のピッチで配置する場合、副トラ゛ツクを
、上記主トラックの各単位パターンを識別可能にに分割
する。この場合、識別可能なに個の識別パターンを使用
する。
もっとも、副トラックの分割数は、これより多くするこ
とも、また、少なくすることもできる。
少ない場合には、必要な識別パターン数を少なくするこ
とができる。一方、多い場合には、分解能を向上するこ
とができる。
なお、副トラック自体の分割数が単位パターンの目的と
する分割数より少ない場合、副トラック用センサの数を
増加して、それぞれトラック方向の異なる位置に配Ｈさ
せ、副トラックの識別パターンを検出することにより、
単位パターンの分割数を実質的に多くすることができる
。
本発明の基本的な態様としては、上記主トラックから検
出された符号語をそのまま位置情報として利用すること
ができる。しかし、本発明は、副トラックと副トラック
用センサ群とによる単位パターンの識別可能な分割を利
用して、上記主トラックから検出された符号語と、上記
副トラック用センサ群の出力信号とを組合せて位置情報
とする構成か可能である。後者の構成が分解能向上の上
で、より好ましい態様である。
上記主トラックと副トラックとは、同一の媒体に同一の
手段により形成することか好ましい。これらのトラック
の態様は、位置情報の検出を行なうべき対象により異な
るか、例えば１回転円盤にあっては、第１図に示すよう
に、主トラックと副トラックとを同心円状に設けたり、
直線軌道に平行線状に設けたりすることかできる。
また、上記主トラック用センサ群と副トラック用センサ
群とは、検出すべき符号パターンとの関係において選定
され、例えば、光センサ、磁気センサ、マイクロスイッ
チ、感圧スイッチ等を使用する。これらのセンサ群は、
それぞれ慣別的に素子を配置して構成してもよく、また
、各センサ群毎にハイブリットまたはモノリシックな形
態のセンサアッセンブリとして構成してもよい。さらに
、両センサ群を合せて一体的なセンサアッセンブリとし
て構成してもよい。
主トラック用センサ群は、符号語の１語を構成する単位
パターンの数より少なくとも１個多い数のセンサにより
構成される。副トラック用センサ群は、分割数と識別パ
ターンのビ・ント数により異なるか、最少１個のセンサ
により可能な場合もある。
上記主トラック用センサ群の各センサの配置ピッチは、
上記主トラックの単位パターンのパターンピッチより小
さいピッチとする。具体的なピッチは、センサの配置個
数、態様等により異なるが、主トラックの各単位パター
ンをに等分している場合、この分割ピッチの（ｋ一群）
倍とすることが好ましい。
上記副トラック用センサ群は、上記識別パターンを検出
する複数個のセンサを有し、これらのセンサを、各単位
パターンにおける複数個に分割された債域を、それらの
出力信号の組合せによって識別して検出できるように配
置することが好ましい。
主トラック用および副トラック用のセンサ群には１通常
、周知の手段である、検出信号を増幅すると共にディジ
タル化するための回路、例えば、波形整形回路等が接続
される。該波形整形回路からの出力は、センサ選択回路
に入力される。
このセンサ選択回路は、例えば、開閉制御信号により開
閉制御されるスイッチ回路、ゲート回路等からなり、上
記相対位置検出手段の副トラック用センサ群の検出信号
を制御信号として、主トラックの符号パターンの境界部
分に位置する可能性のないセンサ、すなわち、上記各単
位パターン毎に当該単位パターンの検出か可能な状態に
位置するセンサの出力を選択的に後段の符号変換回路に
接続するよう構成される。
符号変換回路は、予め設定した変換表等を有し、センサ
により上記主トラックから検出された符号語、または、
この符号語と副トラック用センサ群の検出信号とを組合
せたものを、位置情報に変換する。もっとも、符号語、
または、この符号語と副トラック用センサ群の検出信号
とを組合せたものを、そのまま位置情報として利用する
場合には、この符号変換回路は省略してもよい。
［作用］ 本発明は、符号配列体に設けられる、相異なる複数個の
符号語の連鎖を構成する一群のＭ系列符号パターンを、
該主トラックに沿って、該主トラック方向に相対移動す
るように配置されたセンサにより検出し、これらのパタ
ーンからなる符号語をそのまま、または、符号変換回路
により位置情報に変換することにより絶対位置情報を発
生する。
この際、本発明では、符号語の１語を構成する単位パタ
ーンの数より多い数のセンサを有する主トラック用セン
サ群により、任意の位置において符号語の１語を構成す
る単位パターンを同時に検出する。従って、本発明の位
置情報発生装置は、主トラックと主トラック用センサ群
との相対位置関係の如何に拘らず、また、停止状態ても
、さらに、読取の開始時でも、任意の位置において直ち
に絶対位置情報を検出することができる。
また、本発明の位置情報発生装置は、主トラック用セン
サ群の各センサを、上記符号語の１語に相当する長さの
範囲で、読み取るべき符号語の１語を構成する各単位パ
ターン上に少なくとも！（１のセンサが当該単位パター
ンを検出可能な状態で位置するように配列しである。そ
のため、主トラックと主トラック用センサ群とが相対移
動してどのような位置関係となっても、全てのセンサが
同時に単位パターンの境界部に位置する状態か起こるこ
とがない、また、いずれかのセンサが単位パターンの境
界部に位置しても、必ず他のセンサが符号語の１語を構
成する各単位パターン上に存在して、そのパターンの検
出ができる。従って、主トラックと主トラック用センサ
群との相対移動位置に拘らず、検出すべき符号語が確定
されるので、符号語不確定による位置検出不能となるこ
とはない。
さらに、本発明では、相対位置検出手段により、上記主
トラック用センサ群と主トラックとの相対位置関係を検
出する。すなわち、主トラック用センサ群の各センサが
、主トラックとの相対移動により、符号語の１語を構成
する各単位パターンに対してどのような位置関係にある
かを検出する。この検出信号に基づいて、センサ選択回
路により、上記主トラック用センサ群の中から、上記各
単位パターン毎に当該単位パターンを検出可能な状態て
位置するセンサを選択する。そのため、主トラックに沿
う任意の位置において符号語の１語を構成する各単位パ
ターンを確実に検出することができる。しかも、この場
合、単位パターンの境界部に位置する可能性のあるセン
サからの出力が除かれるので、不確実な信号による誤検
出の発生を防止てきる。
上記したように、本発明では、主トラック用センサ群と
主トラックとの相対位置関係が検出されるため、主トラ
ック用センサ群による主トラックの単位パターンの読取
を、相対位置関係の検出信号に基づいて適宜行なえるの
で、少なくとも主トラックの単位パターンの位置ずれの
許容度か大きくなる。
また１本発明は、副トラックにより主トラックの単位パ
ターンを識別可能な状態で複数の領域に分割することに
より、Ｍ系列符号の１ピツチをさらに細分化して識別す
ることを可能としている。
その結果、Ｍ系列符号の符号語による位置情報を、より
分解歯を高めて利用することができる。
この場合、分割数を多くすれば、より高分解能の位置情
報が得られる。
なお、本発明は、符号変換回路を付加することにより、
選択された単位パターンの検出信号の組合せ、または、
これと副トラック用センサの出力信号との組合せを、予
め設定しである変換表を参照して、絶対位置情報を示す
信号、例えば、角度、長さ等に対応する数値、アドレス
等の対応する順序数などの情報に変換して出力すること
ができる。
また、本発明において、主トラックと副トラックとを並
設してなる位置情報発生装置用符号配列体を使用するこ
とにより、主トラックの単位パターンと、これを分割す
る副トラックとの間での位置ずれを防止することかでき
る。
さらに１本発明において、主トラック用センサ群と副ト
ラック用センサ群とからなるセンサアッセンブリを使用
することにより、主トラックと主トラック用センサ群と
の相対位置関係を、副トラック用センサ群により正確に
検出することが・できるのて、副トラックの分割数を多
くして、分解能をより高くすることが可能となる。
［実施例］ 本発明の実施例について図面を参照して説明する。
〈第１実施例の構成〉 本発明の第１実施例は、位置情報発生装置をロータリー
エンコーダに適用した例であって、８藷の符号語の連鎖
を構成するＭ系列符号を使用し、かつ、符号語を構成す
る各単位パターンを４分割して、実質的に３２の絶対位
置情報を発生する例である。この第１実施例の構成を第
３図に概念的に示す。
第３図に示す実施例の位置情報発生装置は、符号配列体
として、上記した第１図に示すものと同じ構成の符号板
１０と、主トラック用センサ群２１および副トラック用
センサ群２２を有するセンサアッセンブリ２０と、上記
各センサ群２１および２２の出力信号を処理して位置情
報を出力する信号処理部３０とを備えて構成される。
符号板１０とセンサアッセンブリ２０とは、相対的に移
動する関係にあればよい。本実施例では、前者か回転自
在に設けられ、後者か固定して設けられる。具体的には
、第２図に示すように配置される。
符号板ｌＯは、主トラック１１と副トラック１２とを、
前者を内側、後者を外側にして同心円状に形成しである
。この符号板ｉｌｌは、主トラック１】および副トラッ
ク１２の同心円の中心を回転軸としてあり、この回転軸
を、回転角等の位置情報を検出すべき回転体（図示せず
）に連結する。
主トラック１１は、既に第１図において説明したものと
同じパターン配置の構造となっており、学位パターンＨ
Ｐｏ〜ＨＰ、か符号語をａ成する２准将号に対応して配
置されている。本実施例では、光学的に検出できるよう
に、不透明部（斜線で表示する部分）と透明部を０“と
“１”とに対応させて、各単位パターンＭＰｏ〜ＭＰ、
を構成しである。
副トラック１２は、上記主トラック１１の単位パターン
を複数領域に等分割するように、“０”と１″とに対応
した識別パターンＳＰｏおよびＳＰｌを組合せて構成す
る。この識別パターンＳＰ。およびＳＰｌは、本実施例
では、上記主トラック１１におけるパターンと同様に、
不透明部（斜線で表示する部分）と透明部を“０”と“
１″とに対応させて構成しである。
副トラック１２の分割数は１本実施例ては、センサ数４
より少ない２分割としである。しかし、後述するように
、本実施例では、副トラック用センサ群を２個のセンサ
により構成しであるのて、第１図において、半径方向の
破線で区分して示すように、主トラ・ンクの各単位パタ
ーンＭＰ。−ＨＰ、が各々実質的に４分割となワている
。
主トラック用センサ群２１および副トラック用センサ群
２２は、前者は繭。〜Ｍ３の４個のセンサからなり、後
者はＳ。およびＳｌの２＠のセンサからなる。
これらのセンサ鋪。〜Ｍ３、ＳｏおよびＳ、は１本実施
例では、ホトダイオード、ホトトランジスタ等の受光素
子にて構成される。また、各センサＭ。〜Ｍ３、Ｓｏお
よびＳｌには、図示しない発光ダイオード等の光源を対
応して配置しである。
主トラック用センサ群２１は、上記したように主トラッ
ク１１の符号語の１語が３個の単位パターンて表わされ
るのて、これより多い個数の４個のセンサにより構成さ
れる。
上記主トラック用センサ群２１の各センサ繭。〜Ｍ３の
配置ピッチは、上記主トラック１１の単位パターンＭＰ
のパターンピッチ（パターン幅と一致する）より小さい
ピッチとする０本実施例では、第４図に示すように、単
位パターンＭＰのパターンピッチを４ｄとすると、該各
単位パターンＭＰを４分割しているので、センサＭ０〜
Ｍ、の配置ピッチは、この分割ピッチの（４一群）倍で
ある３ｄとなるようにしである。
副トラック用センサ群２２のセンサＳ。およびＳＩの配
置ピッチは、上記単位パターンＭＰを分割する識別パタ
ーンＳＰをさらに２分割するピッチとする。
本実施例では、第４図に示すように、識別パターンＳＰ
のパターンピッチか２ｄであるから、センサＳ。
およびＳ、の配置ピッチは、ｄとなるようにしである。
なお、主トラック用センサ群２１と副トラック用センサ
群２２どの配置関係は、センサＳ０の基準位置がセンサ
Ｍ。の位置より　ｄ／２ずれて設定しである。
これは、センサＭ。〜Ｍ７の配置ピッチと単位パターン
軒の配置ピッチとの差がｄであることを考慮して、Ｍｏ
−補、のいずれかのセンサか、いずれかの単位パターン
ＭＰの境界部との距離かｄ／Ｚ以内になるように接近し
た場合に、当該センサを、単位パターンの検出から外す
ようにするためである。従って、このｄ／２のずれは、
厳密でなくともよい。
信号処理部３０は、上記各センサＭ。−Ｍ３、Ｓｏおよ
びＳｌの出力を増幅すると共にディジタル化する波形整
形回路３１と、センサＳ。およびＳｌの出力を制御信号
として１Ｍｏ〜Ｍ３のうち主トラックの符号パターンの
境界部分に位置する可能性のないセンサ、すなわち、上
記各単位パターン毎に当該単位パターンの検出が可能な
状態に位置するセンサの出力を選択するセンサ選択回路
３２と、該センサ選択回路３２により選択された単位パ
ターンの検出信号の組合せを、予め設定しである変換表
を参照して、絶対位置情報を示す信号に変換して出力す
る符号変換回路３３とを備えて構成される。
センサ選択回路３２は、例えば、ｆＩ４１２１１１に示
すように、出力チャネルＣｈＯ、ｃｈ、およびＣｈ２と
同数のスイッチｓｗ、　、ｓｗ、およびＳｗ２と、論理
ゲートよりなるスイ・ンチ制御回路３２０とを有して構
成される。第１２図に示すセンサ選択回路３２は、副ト
ラック用センサが２個で、主トラック用センサが４個の
場合に適用される例である。
スイッチＳＷｏは、主トラック用センサＭ。とＬの信号
を択一的に選択して出力チャネルＣｈｏに出力し、スイ
ッチＳｗＩは、主トラック用センサＭ、とＭ２の信号を
択一的に選択して出力チャネルＣｈｌに出力し、スイッ
チＳＷ２は、主トラック用センサー２とＭ３の信号を択
一的に選択して出力チャネルＣｈ２に出力する構成とな
っている。各スイッチＳＷｏ、ＳｗｌおよびＳｗ、の択
一的選択は、スイッチ制御回路３２０により制御される
。
スイッチ制御回路３２０は、第１３図に示すように、副
トラ・ンク用センサＳ。およびＳｌの信号の論理和をと
るオアゲート回路３２１と、副トラック用センサＳ、の
信号を反転するノット回路３２２と、該ノット回路３２
２の出力および副トラック用センサＳ。
の信号の論理積を取るアンドゲート回路３２３とを備え
て構成される。上記オアゲート回路３２１の出力が、上
記スイッチＳＷｏに対するスイッチ制御信号となり、副
トラック用センサＳ。の信号が、上記スイッチＳＷ、に
対するスイッチ制御信号となり、また、アンドゲート回
路３２３の出力信号か上記スイッチＳＷ２に対するスイ
ッチ制御信号となる。
このようなセンサ選択回路３２における副トラックの信
号と、主トラックの有効センサとの対応は、第１４図の
表に示すようになる。本実施例ては、副トラックと副ト
ラック用センサ群とにより、主トラックの読み取るべき
符号語の範囲て、各単位パターンをトラック方向に四つ
の領域に分割している。そのため、同図において、相対
位置０〜３は、各単位パターンにおける分割された領域
を順に示す。
なお、本実施例て用いているセンサ選択回路は、主トラ
ック用センサのセンサ数か異なる場合にも、同様の回路
構成て対応することができる。
例えば、第１５図に示すように、８個センサＭ。〜Ｍ７
の検出信号を６個のチャンネルＣｈｏ〜Ｃｈ、に選択的
に出力させる回路のような４ＩＮ成とすることかできる
。
符号変換回路３３は、変換表を記憶保持する記憶部（図
示せず）と、センサ選択回路３２を介してから送られる
センサＭ。〜１ｌｌｆｆの検出信号およびセンサＳｏお
よびＳ、の出力を上記変換表を参照して位置情報に変換
して出力する照合部（図示せず）とを有している。変換
表は、本実施例の場合、第５図に示すように、Ｍ系列符
号（主トラック用センサ閘。
〜繭、の内有効なもの）と副トラック用センサＳ。およ
びＳｌの出力信号との組合せにより位にを表わす符号と
を対応させている。なお、同図に示す変換表において、
主トラック用センサＭ。−Ｌの出力信号については、説
明の都合上参考までに示したもので、現実の変換表のデ
ータとしては不要である。
〈実施例の作用〉 上記のように構成された本実施例の作用について説明す
る。
本実施例では、位置情報を検出すべき回転体の運動状態
に対応して回転または静止状態にある符号板１０の主ト
ラック１１および副トラック１２の各パターンを、セン
サアッセンブリ２０により検出することにより、位置情
報の検出を行なう。符号板１０による位置情報の発生は
、符号板ＩＯ上に設けである主トラック１１を構成する
単位パターンＭＰの連続する３個を主トラック用センサ
群２１て読み取ることにより行なう、この際、主トラッ
クと主トラック用センサ群２１との相対的な状態は、静
止状態、移動状態のいずれてあってもよい。
主トラ・ツク用センサ群２１の各センサＭ。〜Ｍ、と、
副トラック用センサ群２２のセンサＳ０およびＳ、とは
、それぞれの視野内に見込む主トラック１１と副トラッ
ク１２からの透過光を受光する。各センサＭ０〜Ｍ３、
ＳｏおよびＳ、の出力は、波形整形回路３１において増
幅されると共に整形されて、′Ｏ′”または１”を表わ
すデジタル信号として出力される。
この際、上記したように、単位パターンＭＰと識別パタ
ーンＳＰとは、各々“０”とｌ”とでパターンを形成し
、これを不透明部と透明部（斜線で表示する部分）とす
ることにより具体的に表示している。そのため、各セン
サＭ。〜Ｍ３、ＳｏおよびＳｌか見込むパターンが“０
”であるか“１″であるかは、各センサＭ。〜１、Ｓｏ
およびＳ、の出力レベルの高低により検出する。従って
、符号語の読取は、センサＭ。〜１の光電出力に基づい
て各センサ閘。〜Ｍ３か見込む単位パターンＭＰかＯ”
か“ｌ”を検出して、その検出結果の論理的組合せによ
り行なう。
ここて、主トラック１１と主トラック用センサ群２１と
の相対的位置関係によっては、センサ鷺０〜Ｍ３のいず
れかが主トラック１１の単位パターンＭＰの境界部に位
置している状態か起こり得る。そこで。
副トラック用センサ群２２により副トラック１２の識別
パターンＳＰｏとＳＰ、とを検出して、副トラック用セ
ンサＳ。およびＳｌの出力の組合せにより、主トラック
用センサＭ。〜Ｍ、と主トラック１１との相対位置関係
を検出して、センサＭ。−Ｍ３の内、単位パターンＭＰ
の境界部に位置している可能性のないものを選択する。
この選択は、センサ選択回路３２において行なわれる。
すなわち、センサ選択回路３２は、センサＭ。
〜Ｍ、の出力から有効な出力を選択して、後段の符号変
換回路３３の三つの入力チャネルｃｈｏ〜ｃｈｔに接続
する。
主ｌ−ラック１１と主トラック用センサ群２１との相対
的位置関係は、第６図に示すように、本実施例の場合、
上記したように、単位パターンＭＰを副トラックにおい
て２分割し、これを２個の副トラック用センサによって
検出する構成となっているので、４通りの態様がある。
これらの態様は、第４図に示すように、本実施例では、
単位パターンＭＰのパターンピッチか４ｄ、主トラック
用センサ群２１のセンサ閘。〜Ｍ、の配置ピッチか３ｄ
、　識別パターンＳＰのパターンピッチが２ｄ、副トラ
ック用センサ群２２のセンサＳ。およびＳｌの配置ピッ
チがｄであって、かつ、センサＳ。の膜設位置がセンサ
解。の位置よＦ）　　ｄ／２ずれるようにしであるのて
、同図に示すＡ−Ｄの４態様となる。
しかも、これらのＡ〜Ｄの態様は、主トラック１１と主
トラック用センサ群２１とかｄずつ相対移動する毎に、
次の態様に移行し、単位パターン）４Ｐのピッチに相当
する４ｄ移動することにより１次の周期となって、同し
態様の変化を繰り返す。
本実施例では、これらのＡ〜Ｄの態様をセンサー０〜Ｍ
３か単位パターンＭＰの境界部に位置する場合と対応さ
せている。センサ選択回路３２は、これらのＡ〜Ｄの態
様を、副トラック１２の識別パターンＳＰ。およびＳＰ
、と副トラック用センサＳ。およびＳｌとの相対位置関
係の変化により検出して、この検出結果に対応してセン
サＭＯ−Ｍ、の選択を行なっている。
Ａの態様は、主トラック用センサＭ。が単位パターン１
！Ｐの境界部に位置している場合で、この場合には、同
図に示すように、副トラック用センサｓ０およびＳｌは
、共に同一の識別パターンＳＰ０を視野内に見込むこと
となる。従って、それらの出力は共にＯ”となる、同様
にして、Ｂ〜Ｄの各態様は、主トラック用センサ閤３、
Ｍｌ、１が順に単位パターンＭＰの境界部に位置してい
る場合で、副トラック用センサＳ。およびＳ、の出力は
、それぞれ、態様Ｂ−（Ｓ、−０，Ｓ、一群） 態様Ｃ・（Ｓ、一群，Ｓ、一群） 態様Ｄ　＝・（５ｏＩ一群，ＳｌＪ） となる。
従って、センサ選択回路３２は、上記Ａ〜Ｄの各態様を
検出し、これに応じて、主トラック用センサＭ。〜６か
ら（Ｌ、Ｌ、Ｌ）、（Ｎｏ、　Ｌ、ａＳ）、（閣。、Ｍ
ｌ、Ｍ３）および（ＭＯ，＋ｌｌｌ、Ｍｌ）の組合せを
選択して、符号変換回路３３の入力チャネルｃｈｏ〜Ｃ
ｈ２に対応して接続する。この入力チャネルｃｈ。
〜ｃ　ｈ２に入力する信号は、第５図に示すように、Ｍ
系列符号に対応している。
符号変換回路３３は、上記選択された主トラッ′・用セ
ンサＭ。〜Ｍユの出力信号の組合せ、すなわち、Ｍ系列
符号を位置情報に変換する。この場合、Ｍ系列符号をそ
のまま位置情報に対応させると、８通りの位ｎ情報か得
られる。しかし、副トラック用センサＳ。およびＳ、の
出力信号の組合せをも参照することにより、同一のＭ系
列符号について、さらに４分割して位置情報に変換でき
る。
このように、本実施例によれば、Ｍ系列符号のみによる
８通りの位置情報より、さらに分解能が高いＯ〜３１ま
での位置情報が得られる。
なお、Ｍ系列符号をそのまま位置情報として利用する場
合、また、Ｍ系列符号と副トラック用センサＳ。および
Ｓｌの出力信号の組合せとをそのまま位置情報として利
用する場合には、符号変換回路３３を省略することがで
きる。そのような場合としては、位置情報を、角度、長
さ等の数値データ、順序数からなるアドレスデータなど
に変換することなく、そのまま識別信号として利用する
場合等が考えられる。
〈他の実施例〉 上記した第１実施例は、３ビツトの単位パターンからな
る符号語の連鎖を構成するＭ系列符号を使用し、かつ、
符号語を構成する各単位パターンを４分割した例である
が１本発明は、これに限らず、符号語の構成ビット数、
単位パターンの分割数を適宜選定して構成することがで
きる。その２．３の例を挙げる。
第７図に示す例は、８ビツトの単位パターンＭＰからな
る符号語の連鎖を構成するＭ系列符号を使用し、かつ、
符号語を構成する各単位パターンを４分割した例である
。
この例では、１１個の主トラック用センサー。〜１１０
を符号語の１語の長さに相当する範囲に配置し、副トラ
ック１２を２種の識別パターンＳＰ、およびＳＰｌによ
り２分割し、かつ、２個の副トラック用センサＳ。およ
びＳ、を配置して、上記単位パターンＩＩＰを４分割し
ている。
上記１１個の主トラック用センサＭ０〜ＭＩＯの検出信
号の取出は、上記第１実施例の場合と同様に、２個の副
トラック用センサＳ。およびＳｌの出力信号の論理的組
合せによりセンサ選択回路にて行なう、この例でも、４
分割に伴なって、Ａ〜Ｄの４態様がある。第８図に各態
様毎のセンサー。〜ＭＩＯの検出信号の選択的出力の状
態を示す。
なお、この例は、主トラック用センサの数を多くするこ
とにより、符号語を構成する各単位パターンの分割数を
少なくしている。従って、副トラックの識別パターンの
微細化の限界まで、単位パターンを小さく形成すること
が可能となる。
第９図に示す例は、（ｋ一群）個の単位パターンにより
符号語１語が構成され、これをＭ。〜Ｍｋ一群のに個の
主トラック用センサにより検出するために、副トラック
をｎ本使用してｎビットのグレイコートからなる識別パ
ターンにより、上記単位パターンを（ｋ−２’）（！ｌ
の領域に分割する場合の具体例である。すなわち、第９
図に示す例は、７ビツトの単位パターンＭＰからなる符
号語の連鎖を構成するＭ系列符号を使用し、かつ、符号
語を構成する各単位パターンを８分割した例である。
なお、この種の位置情報発生装置では、最少分割ピッチ
をｄとすると、単位パターンのピッチ（長さ）はｋｄと
なり、主トラック用センサの配置ピッチは、（ｋ一群）
ｄとなる。
この例では、同図に示すように、８偏の主トラック用セ
ンサ繭。〜Ｍｔを符号語の１語の長さに相当する範囲に
配置している。また、副トラック１２を、１２ａ　、　
１２ｂおよび１２ｃの３本配置している。
副トラック１２は、副トラック１２ａおよび１２ｂを、
各々位相をずらせて２種の識別パターンＳＰｏおよびＳ
ＰＩにより２分割し、副トラック１２ｃを識別パターン
ＳＰ２およびＳＦ３により４分割している。その結果、
すべての分割領域を、３本のトラックにわたるパターン
の組合せにより識別可能として、８分割している。なお
、各副トラック１２ａ　、　１２ｂおよび１２ｃには、
各々１個の副トラック用センサＳｏ、ｓ＋およびＳ２を
、回し基準位置に配置しである。
上記８個の主トラック用センサＭ。〜Ｍ７の検出信号の
取出は、副トラック用センサの個数か異なるほかは、基
本的には上記第１実施例の場合と同様である。すなわち
、３個の副トラック用センサＳｏ、　ＳｒおよびＳ２の
出力信号の論理的組合せによりセンサ選択回路にて行な
う。
なお、この例は、第１Ｏ図に示すように、副トラック１
２ａに、副トラック用センサＳ。およびｓｌを配置して
、副トラック１２ｂを省略する構成とすることもできる
。
Ｚｌ１図に示す例は、少ない本数の副トラックに多数の
副トラック用センサをトラック方向に一定ビッチて配置
して、単位パターンの分割を行なっている例である。具
体的には、５ビツトの単位パターンＭＰからなる符号語
の連鎖を構成するＭ系列符号を使用し、かつ、符号語を
構成する各単位パターンを６分割した例である。
すなわち、この例では、６個の主トラック用センサ閘。
〜Ｍ５を符号語の１語の長さに相当する範囲に配置し、
副トラック１２を２ｍの識別パターンＳＰ。およびＳＬ
により２分割し、かつ、３個の副トラック用センサＳ、
、　Ｓ、およびＳ、を、最少分割ピッチと同じピッチ　
ｄて配置して、上記単位パターンＭＰを６分割している
。
上記６個の主トラック用センサＭ。−Ｍ、の検出信号の
取出は、副トラック用センサの個数か異なるほかは、基
本的には上記第１実施例の場合と同様である。すなわち
、３４ｖ１の副トラック用センサＳｏ、　ＳｒおよびＳ
２の出力信号の論理的組合せによりセンサ選択回路にて
行なう。
また、上記実施例は、位置情報発生装器をロータリーエ
ンコーダに適用した例であるか、本発明は、回転型、非
回転型を問わず、種々の用途に適用することができる。
例えば、リニヤエンコータ、工作機械等におけるＸ−Ｙ
移動テーブルの位置決め等種々可能である。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、符号語の不確定による位
置検出不能状態を生じることかなく、また、読取の開始
時から、すぐに位置情報の検出が可能となる位置情報発
生装置を実現することができる効果がある。その結果、
高分解部で、小型化でき、しかも、パターンの製作が容
易な位置情報発生装置を得ることかできる。
また、本発明によれば、上記位置情報発生装置の構成に
適して、高分解部で、小屋化でき、しかも、パターンの
製作か容易な位置情報発生装置用符号配列体を提供する
ことかてきる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に使用する符号配列体を構成する符号板
の一例を示す説明図、第２図は上記符号板に対するセン
サアッセブリの配置例を示す説明図、第３図は本発明の
第１実施例である位置情報発生装置をロータリーエンコ
ーダに適用した例の構成示す機念図、第４図は上記第１
実施例における主トラック、副トラック、主トラック用
センサおよび副トラックセンサの配置関係を展開して示
す説明図、第５図は符号変換表の内容を示す説明図、第
６図は主トラックと主トラ・ンク用センサとの相対位置
関係とその検出態様を示す説明図、第７図は本発明の他
の実施例の構成を主トラック、副トラック、主トラック
用センサおよび副トラックセンサの配ご関係を展開して
示す説明図、第８図はこの第７図に示す実施例における
主トラック用センサの検出信号の選択的出力の状態を示
す説明図、第９図、第１０図および第１１図は本発明の
さらに他の実施例についての構成を主トラック、副トラ
ック、主トラック用センサおよび副トラック用センサの
配置関係を展開して示す説明図、第１２図は上記第１実
施例に使用するセンサ選択回路の一例を示すブロック図
、第１３図は上記センサ選択回路に使用するスイッチ制
御回路の一例を示す論理回路図、第１４図は上記センサ
選択回路による有効センサの選択と相対位置の関係を示
す説明図、第１５図はセンサ選択回路の変形例を示すブ
ロック図である。 １０・・・符号板　　　　　Ｊｌ・・・主トラック１２
・・・副トラック　　　２０・・・センサアッセブリ２
１・・・主トラック用センサ群 ２２・・・副トラック用センサ群 ３０・・・波形整形回路　　３１・・・センサ選択回路
３３・・・符号変換回路 ＭＰ・・・単位パターン ＳＰ・・・識別パターン 閾。〜　ＭＩＯ・・・主トラック用センサＳｏ〜Ｓ２・
・・副トラック用センサ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）相異なる複数個の符号語の連鎖を構成する一群の
    Ｍ系列符号パターンを配置してなる主トラックを設けた
    符号配列体と、該符号配列体に対して主トラック方向に
    相対移動するように配置されたセンサとを備え、該セン
    サにより上記主トラックから符号語を検出して位置情報
    を発生する位置情報発生装置において、 上記符号語の１語を構成するパターン数より多い数のセ
    ンサを、上記符号語の１語に相当する長さの範囲で、読
    み取るべき符号語の１語を構成する各単位パターン上に
    少なくとも１個のセンサが当該単位パターンを検出可能
    な状態で位置するように配列した主トラック用センサ群
    と、 上記主トラック用センサ群と主トラックとの相対位置関
    係を検出する相対位置検出手段と、上記相対位置検出手
    段の検出信号に基づいて、上記主トラック用センサ群の
    中から、上記各単位パターン毎に当該単位パターンの検
    出が可能な状態に位置するセンサの検出信号を選択的に
    出力させるセンサ選択回路とを備えることを特徴とする
    位置情報発生装置。
  2. （２）上記相対位置検出手段を、 上記主トラックに並列して識別パターンを周期的に配置
    してなる副トラックと、 上記主トラック用センサ群に対して一定の位置関係を保
    持して配置され、上記識別パターンを検出する副トラッ
    ク用センサ群とを備えて構成した請求項１記載の位置情
    報発生装置。
  3. （３）上記相対位置検出手段を、 副トラックと副トラック用センサ群とにより、主トラッ
    クの各単位パターンをトラック方向に複数の領域に分割
    して、主トラック用センサ群の各センサの各単位パター
    ン内での相対位置を、上記分割された複数の領域と対応
    させて検出する構成とした請求項２記載の位置情報発生
    装置。
  4. （４）上記主トラックから検出された符号語を位置情報
    に変換する符号変換回路を備えた請求項１、２または３
    記載の位置情報発生装置。
  5. （５）上記主トラックから検出された符号語と、上記副
    トラック用センサ群の出力信号とを組み合せて位置情報
    に変換する符号変換回路を備えた請求項１、２または３
    記載の位置情報発生装置。
  6. （６）相異なる複数個の符号語の連鎖を構成する一群の
    Ｍ系列符号パターンを配置した主トラックと、 上記主トラックに並列して識別パターンを周期的に配置
    してなる副トラックとを設けたことを特徴とする位置情
    報発生装置用符号配列体。
  7. （７）上記副トラックを、上記主トラックに並列して、
    該主トラックのＭ系列符号パターンの各単位パターンを
    トラック方向に複数領域に分割するための識別パターン
    を周期的に配置して設けた請求項６記載の位置情報発生
    装置用符号配列体。
  8. （８）上記副トラックの分割数を、主トラック用センサ
    群のセンサの配置ピッチに対応させた請求項６または７
    記載の位置情報発生装置用符号配列体。
  9. （９）上記相対位置検出手段として、上記主トラックの
    各単位パターンを識別可能にに分割する副トラックと該
    副トラック用センサ群とを設け、上記主トラック用セン
    サ群のセンサを、上記符号語の１語に相当する長さの範
    囲で、上記単位パターンの分割ピッチのほぼ（ｋ−１）
    倍のピッチで配置した請求項１、２、３、４または５記
    載の位置情報発生装置。
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