JPH02201118A - アブソリュートエンコーダ用符号板 - Google Patents
アブソリュートエンコーダ用符号板Info
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- JPH02201118A JPH02201118A JP1017489A JP1748989A JPH02201118A JP H02201118 A JPH02201118 A JP H02201118A JP 1017489 A JP1017489 A JP 1017489A JP 1748989 A JP1748989 A JP 1748989A JP H02201118 A JPH02201118 A JP H02201118A
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Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[l産業上の利用分野]
この発明はアブソリュートエンコーダ用符号板に関する
ものである。
ものである。
[従来の技術]
特開昭54−118259号公報には、二列以上の磁化
パターンのトラックをもつ符号板と、磁気抵抗効果素子
(Magnetoresistive Element
;以下MR素子という)を利用した検出器とを組合せた
磁気式のアブソリュートエンコーダが示されている。
パターンのトラックをもつ符号板と、磁気抵抗効果素子
(Magnetoresistive Element
;以下MR素子という)を利用した検出器とを組合せた
磁気式のアブソリュートエンコーダが示されている。
一般にこの種のアブソリュートエンコーダでは2Hの分
解能を得るにはアブソリュートパターンとして最低N木
のトラックが必要であり、符号板が円盤型であれば、複
数のトラックが同心円状に配列される。例えばN=4の
場合、円盤型符号板には四本の円形トラックが同心円状
に設けられ、これらトラックに611化の方向による二
進符号のアブソリュートパターンが形成される。夫々の
トラックにはMR素子からなるセンサが割当られ、符号
板がその中心口りに前記センサと相対的に回転するのに
伴って、符号板の任意の回転位置にて得られる各センサ
の出力の組合せが絶対的な符号板の回転位置を与えるコ
ード信号になるようにしである。
解能を得るにはアブソリュートパターンとして最低N木
のトラックが必要であり、符号板が円盤型であれば、複
数のトラックが同心円状に配列される。例えばN=4の
場合、円盤型符号板には四本の円形トラックが同心円状
に設けられ、これらトラックに611化の方向による二
進符号のアブソリュートパターンが形成される。夫々の
トラックにはMR素子からなるセンサが割当られ、符号
板がその中心口りに前記センサと相対的に回転するのに
伴って、符号板の任意の回転位置にて得られる各センサ
の出力の組合せが絶対的な符号板の回転位置を与えるコ
ード信号になるようにしである。
一方、特開昭57−175211号公報または実開昭6
0−152!!16号公報には、「0」信号と「1」信
号に対応する二・種の最小読取単位、つまり、磁気を持
つ最小読取単位と磁気を持たない最小読取単位とを所定
の配列で1トラック上に並べてなる符号板と、この符号
板と相対移動可能でトラック長さ方向に配置された複数
の検出器からなる読取ヘッドとからなり、各検出器から
出力される信号列を二進コードどして絶対位置を検出す
る磁気式または光学式のアブソリュートエンコーダが示
されている。
0−152!!16号公報には、「0」信号と「1」信
号に対応する二・種の最小読取単位、つまり、磁気を持
つ最小読取単位と磁気を持たない最小読取単位とを所定
の配列で1トラック上に並べてなる符号板と、この符号
板と相対移動可能でトラック長さ方向に配置された複数
の検出器からなる読取ヘッドとからなり、各検出器から
出力される信号列を二進コードどして絶対位置を検出す
る磁気式または光学式のアブソリュートエンコーダが示
されている。
[発明が解決しようとする課題]
前述の従来のアブソリュートエンコーダ用符号板では、
特に磁気式の場合、第2図に示すように二種の最小読取
単位は全体が信号確定部となっており、そのため一方が
他方に悪影響を与え、これがノイズとなって、結局、読
取精度が低下するという問題点があった。
特に磁気式の場合、第2図に示すように二種の最小読取
単位は全体が信号確定部となっており、そのため一方が
他方に悪影響を与え、これがノイズとなって、結局、読
取精度が低下するという問題点があった。
[課題を解決するための手段]
そこで本発明は、そのような符号板において二種の最小
読取単位の少なくとも一方について、その信号確定部を
単位全体ではなく単位の一部としたものである。
読取単位の少なくとも一方について、その信号確定部を
単位全体ではなく単位の一部としたものである。
[作用]
本発明において、信号確定部とは、その単位が「0」信
号を表わすのか’ I J iB号を表わすのかを確定
する領域(範囲)を指している。例えば磁気式を例にと
って解り易く説明すると、実rJ&例に対応する第1図
に示すように、一定ピツチで並んでいる複数の最小読取
単位のうちの「1」信号を表わす一方の単位の中にはそ
の一部のみに着磁領域(斜線部分)があるのに対し、「
0」信号を表わす他方の単位には着磁部分が全く存在し
ない。
号を表わすのか’ I J iB号を表わすのかを確定
する領域(範囲)を指している。例えば磁気式を例にと
って解り易く説明すると、実rJ&例に対応する第1図
に示すように、一定ピツチで並んでいる複数の最小読取
単位のうちの「1」信号を表わす一方の単位の中にはそ
の一部のみに着磁領域(斜線部分)があるのに対し、「
0」信号を表わす他方の単位には着磁部分が全く存在し
ない。
この一方の単位中の部分的な着611領域部分こそがそ
の単位を「l」信号として確定させる信号確定部である
。
の単位を「l」信号として確定させる信号確定部である
。
これに対して、従来の符号板では、第2図に示すように
、「1」信号を表わす一方の単位の全領域が着磁部分に
よって占められ、単位全体がイ3号確定部になっていた
。
、「1」信号を表わす一方の単位の全領域が着磁部分に
よって占められ、単位全体がイ3号確定部になっていた
。
尚、本発明の符号板では、単位の一部領域にしか信号確
定部がないことから、その単位の読取に際しては前記一
部領域の着磁部分内で読取を行なう必要がある。従って
、同種の読取単位については各単位で信号確定部が異な
る位置にあることは好ましくなく、どの読取単位につい
ても、単位の領域中のほぼ中央位置に信号確定部が存在
することが望ましい。
定部がないことから、その単位の読取に際しては前記一
部領域の着磁部分内で読取を行なう必要がある。従って
、同種の読取単位については各単位で信号確定部が異な
る位置にあることは好ましくなく、どの読取単位につい
ても、単位の領域中のほぼ中央位置に信号確定部が存在
することが望ましい。
また、本発明の符号板では読取単位をその信号確定部で
読取ることになるため、読取に際してタイミングをとる
ためのクロック信号が別途必要になる。このクロック信
号としては、別の時計を用いて入手する手法もあるが、
本発明の符号板上またはそれに並設した別の符号板上に
、アブソリュートパターンに沿って同一単位ピッチ、つ
まり長さの等しい読取単位からなるインクリメンタルパ
ターンを設け、これを別の検出器で読取ってクロック信
号を人手するのがよい、この場合、一般にクロック信号
は同期性が多少バラつくので、このバラつきの範囲を符
号板と読取ヘッドとの相対速度から計算して単位ごとの
読取位置のトラック長さ方向の変動範囲を予め求め、こ
の変動範囲を包含するように前記信号確定部の最小長さ
範囲を前記変動範囲以上に広くすることが好ましい。
読取ることになるため、読取に際してタイミングをとる
ためのクロック信号が別途必要になる。このクロック信
号としては、別の時計を用いて入手する手法もあるが、
本発明の符号板上またはそれに並設した別の符号板上に
、アブソリュートパターンに沿って同一単位ピッチ、つ
まり長さの等しい読取単位からなるインクリメンタルパ
ターンを設け、これを別の検出器で読取ってクロック信
号を人手するのがよい、この場合、一般にクロック信号
は同期性が多少バラつくので、このバラつきの範囲を符
号板と読取ヘッドとの相対速度から計算して単位ごとの
読取位置のトラック長さ方向の変動範囲を予め求め、こ
の変動範囲を包含するように前記信号確定部の最小長さ
範囲を前記変動範囲以上に広くすることが好ましい。
同一または併設の符号板上に1トラック形式のアブソリ
ュートパターンに沿ってインクリメンタルパターンのト
ラックを添設し、このインクリメンタルトラックを利用
して作ったクロック信号をストローブ信号としてラッチ
回路を動作させることにより、各検出器の出力パルスを
最適タイミングで同時に読取ってアブソリュート出力を
得る方式(特願昭63−170782) 、または同様
な符号板を用いてインクリメンタルパターンから作った
クロック信号により各検出器からの直列データ形式のア
ブソリュート信号を最適タイミングでシフトレジスタな
どに取りこんで直列・並列データ変換を行うことによっ
てアブソリュート出力を得る方式(特願昭63−171
922)が先に提案されている。これらはいずれも本発
明の符号板の応用例として使用可能である。−例として
、前者の方式の概要を第12図に示す。
ュートパターンに沿ってインクリメンタルパターンのト
ラックを添設し、このインクリメンタルトラックを利用
して作ったクロック信号をストローブ信号としてラッチ
回路を動作させることにより、各検出器の出力パルスを
最適タイミングで同時に読取ってアブソリュート出力を
得る方式(特願昭63−170782) 、または同様
な符号板を用いてインクリメンタルパターンから作った
クロック信号により各検出器からの直列データ形式のア
ブソリュート信号を最適タイミングでシフトレジスタな
どに取りこんで直列・並列データ変換を行うことによっ
てアブソリュート出力を得る方式(特願昭63−171
922)が先に提案されている。これらはいずれも本発
明の符号板の応用例として使用可能である。−例として
、前者の方式の概要を第12図に示す。
この第12図(a)の例はスケール目盛数が24=16
(N=4)パルスの光学式の例で、円盤型符号板IC
Mに1トラックのアブソリュートパターンのトラック1
02とインクリメンタルトラック103が製作されてい
る。トラック102のアブソリュートパターンは、 rooool 10101111001Jになっている
。 +04−1〜104.−4は、トラック102
の読取用の光センサ−(検出器の一例)であり、これよ
り4ビツトの二進コードからなるアブソリュート信号を
得る。インクリメンタルトラック103は別の光センサ
−105によって読取られる。尚、106は符号板lの
回転軸心である。
(N=4)パルスの光学式の例で、円盤型符号板IC
Mに1トラックのアブソリュートパターンのトラック1
02とインクリメンタルトラック103が製作されてい
る。トラック102のアブソリュートパターンは、 rooool 10101111001Jになっている
。 +04−1〜104.−4は、トラック102
の読取用の光センサ−(検出器の一例)であり、これよ
り4ビツトの二進コードからなるアブソリュート信号を
得る。インクリメンタルトラック103は別の光センサ
−105によって読取られる。尚、106は符号板lの
回転軸心である。
′fJ12図(b)は、これらセンサーによる読取結果
を処理する出力回路の例を示したもので、センサー10
5からのインクリメンタル信号と、センサー104−1
〜104−4からのアブソリュート信号とを、各々パル
ス整形回路110.110−J〜110−4で矩形波に
波形整形し、その後、アブソリュート信号はそのままラ
ッチ回路114へ人力し、インクリメンタルパルスはワ
ンショット回路112へ人力してその立上りと立下りの
両方の時点でクロックパルスを発生させ、これをラッチ
回路+14のストローブ信号として使用する。この場合
、前記クロックパルスはアブソリュー)・信号を構成す
る単位パルスのパルス幅の略中央の時点にて立上るよう
にしである。ラッチ回路114はクロックパルスが到来
する度にその時のアブソリュート信号のパルスの高低レ
ベル(このレベルの高と低が「0,1」信号の一方及び
他方に相当する)を読取り、次のクロックが入るまでそ
の値をラッチして、出力端子116−1〜+16−4に
出力し続ける。
を処理する出力回路の例を示したもので、センサー10
5からのインクリメンタル信号と、センサー104−1
〜104−4からのアブソリュート信号とを、各々パル
ス整形回路110.110−J〜110−4で矩形波に
波形整形し、その後、アブソリュート信号はそのままラ
ッチ回路114へ人力し、インクリメンタルパルスはワ
ンショット回路112へ人力してその立上りと立下りの
両方の時点でクロックパルスを発生させ、これをラッチ
回路+14のストローブ信号として使用する。この場合
、前記クロックパルスはアブソリュー)・信号を構成す
る単位パルスのパルス幅の略中央の時点にて立上るよう
にしである。ラッチ回路114はクロックパルスが到来
する度にその時のアブソリュート信号のパルスの高低レ
ベル(このレベルの高と低が「0,1」信号の一方及び
他方に相当する)を読取り、次のクロックが入るまでそ
の値をラッチして、出力端子116−1〜+16−4に
出力し続ける。
このようなラッチ方式によって前述のエンコーダ出力の
誤り発生は回避されたが、先の提案に係る特願昭63−
170782の方式においては、符号板のアブソリュー
トパターン中の最小読取単位の43号内容をrO,かr
lJかに確定するための信号確定部が、第2図に示すよ
うに最小読取単位の長さ寸法人(トラック長手方向の寸
法)と同じに形成されているので、例えば磁気式では信
号確定部となる着用部を正確な長さ寸法精度で形成しな
ければならない。
誤り発生は回避されたが、先の提案に係る特願昭63−
170782の方式においては、符号板のアブソリュー
トパターン中の最小読取単位の43号内容をrO,かr
lJかに確定するための信号確定部が、第2図に示すよ
うに最小読取単位の長さ寸法人(トラック長手方向の寸
法)と同じに形成されているので、例えば磁気式では信
号確定部となる着用部を正確な長さ寸法精度で形成しな
ければならない。
また光学式の場合、仮に一方の最小読取単位を例λば符
号板にあけた抜孔で表わすとき、その単1jが連続して
いると符号板の機減的強度が低下するので補強の必要が
生じてしまう。
号板にあけた抜孔で表わすとき、その単1jが連続して
いると符号板の機減的強度が低下するので補強の必要が
生じてしまう。
更に、いずれの方式でも、符号板のアブソリュートパタ
ーン中に、最長で、その単位ピッチλのN倍までの長さ
の連続単位を形成しなければならないので、アブソリュ
ートコードのビット数Nが多くなるほど、高い寸法精度
で形成する必要がある。
ーン中に、最長で、その単位ピッチλのN倍までの長さ
の連続単位を形成しなければならないので、アブソリュ
ートコードのビット数Nが多くなるほど、高い寸法精度
で形成する必要がある。
ところが、本発明の如く、信号確定部を読取単位の領域
中の一部に形成すると、これらの必要性は解消するので
、アブソリュートエンコーダの組み立てと調整が容易に
なる。
中の一部に形成すると、これらの必要性は解消するので
、アブソリュートエンコーダの組み立てと調整が容易に
なる。
本発明の符号板を用いたアブソリュートエンコーダては
、例えば本発明の符号板に対してトラックの長手方向に
相対移動可能な複数の検出器を設け、これら各検出器に
よってアブソリュート信号のパルスの高低レベルを読取
る際に、最小読取単位の長さえより短い信号確定部だけ
を、別のクロックパルス信号に同期させて、対応するパ
ルスの幅内の時点で読取るのである。
、例えば本発明の符号板に対してトラックの長手方向に
相対移動可能な複数の検出器を設け、これら各検出器に
よってアブソリュート信号のパルスの高低レベルを読取
る際に、最小読取単位の長さえより短い信号確定部だけ
を、別のクロックパルス信号に同期させて、対応するパ
ルスの幅内の時点で読取るのである。
本発明の符号板を用いたアブソリュートエンコーダでは
、符号板のトラックのアブソリュートパターンが各検出
器で読取られると、各検出器から取り出されるパルス列
は前記アブソリュートパターンの一定の単位ピッチに従
うデジタルコード配列に対応したシリアルデータとなっ
ており、従って該パルス列を構成する単位パルスの高低
レベルを前記単位毎に別のクロックパルス信号に同期し
て読取る。これにより前記クロック信号に基づいて前記
パルス列の各単位パルスの立上り・立下りから離れた安
定な時点で各検出器出力の読取りが行なわれるので、エ
ンコーダ出力に誤りが発生するのを極めて少なくするこ
とが可能となる。
、符号板のトラックのアブソリュートパターンが各検出
器で読取られると、各検出器から取り出されるパルス列
は前記アブソリュートパターンの一定の単位ピッチに従
うデジタルコード配列に対応したシリアルデータとなっ
ており、従って該パルス列を構成する単位パルスの高低
レベルを前記単位毎に別のクロックパルス信号に同期し
て読取る。これにより前記クロック信号に基づいて前記
パルス列の各単位パルスの立上り・立下りから離れた安
定な時点で各検出器出力の読取りが行なわれるので、エ
ンコーダ出力に誤りが発生するのを極めて少なくするこ
とが可能となる。
そして本発明では、アブソリュートパターン中の最小読
取単位がrO」あるか「1」であるかを確定する信号確
定部を、前記単位の長さえより小さく形成したので、隣
接する信号確定部との間に間隔をあけられることになる
。
取単位がrO」あるか「1」であるかを確定する信号確
定部を、前記単位の長さえより小さく形成したので、隣
接する信号確定部との間に間隔をあけられることになる
。
尚、好ましくは前記クロックパルスはアブソリュートパ
ターンを形成した符号板に一緒に設けられたインクリメ
ンタルパターンの読取り結果から得るものとするが、こ
れは軸で連結された別の符号板のインクリメンタルパタ
ーンから得るようにしてもよく、この場合は前記軸のね
じれも考慮に入れて前記信号確定部のトラック長さ方向
の寸法を決定する。
ターンを形成した符号板に一緒に設けられたインクリメ
ンタルパターンの読取り結果から得るものとするが、こ
れは軸で連結された別の符号板のインクリメンタルパタ
ーンから得るようにしてもよく、この場合は前記軸のね
じれも考慮に入れて前記信号確定部のトラック長さ方向
の寸法を決定する。
本発明の実施例を図面と共に説明すれば以下の通りであ
る。
る。
[実施例]
第3図(a)(+))は、MR素子を用いた磁気式アブ
ソリュートエンコーダの場合の本発明の一実施例を示す
ものであり、同図(a)は円盤型符号板の模式平面図、
同図(b)は前記円盤型符号板に5li11されたアブ
ソリュートパターン信号を読取るMR素子のセンサを示
す模式平面図である。
ソリュートエンコーダの場合の本発明の一実施例を示す
ものであり、同図(a)は円盤型符号板の模式平面図、
同図(b)は前記円盤型符号板に5li11されたアブ
ソリュートパターン信号を読取るMR素子のセンサを示
す模式平面図である。
第3図(a)において、符号板1にはその回転軸心3を
中心とする三木の円形のトラック2a。
中心とする三木の円形のトラック2a。
2b、2cが同心円状に設定されている。
ここでトラック2a、2bはアブソリュ−)・パターン
を有するトラックであり、この実施例では相補的なダブ
ルトラックを用いて検出器の読み取りのS/N比を向上
した場合を例示しているが、勿論、−木のアブソリュー
トパターントラックによるものでありてもよい。
を有するトラックであり、この実施例では相補的なダブ
ルトラックを用いて検出器の読み取りのS/N比を向上
した場合を例示しているが、勿論、−木のアブソリュー
トパターントラックによるものでありてもよい。
第1の円形トラック2a上には、円周を16分割(1目
盛単位がπ/8ラジアンに相当)した16目1(N=4
ヒ゛ット)のアブソリュートパターンが、矢印で示した
磁化方向の着磁部(信号確定部に相当)Mを有する目盛
単位(最小読取単位)からなる着磁目盛6a〜6dと着
磁部Mを有していない目盛単位(最小読取単位)からな
る未着磁目盛7a〜7dとによフて形成されている。尚
、着磁部Mの実際の様子は、ここでは第3図(e)の如
くなっている。
盛単位がπ/8ラジアンに相当)した16目1(N=4
ヒ゛ット)のアブソリュートパターンが、矢印で示した
磁化方向の着磁部(信号確定部に相当)Mを有する目盛
単位(最小読取単位)からなる着磁目盛6a〜6dと着
磁部Mを有していない目盛単位(最小読取単位)からな
る未着磁目盛7a〜7dとによフて形成されている。尚
、着磁部Mの実際の様子は、ここでは第3図(e)の如
くなっている。
第3図(a)の第1の円形トラック2aにおいて12時
位置から時計方向へ順に目盛構成を説明すると、未着磁
目盛7aは連続した四つの「0」目盛、着磁目盛6aは
連続した二つの「1」目盛、未着磁目盛7bは阜−の「
0」目盛、着磁目盛6bは車−のrIノ目盛、未着磁目
盛7cは単一の「0」目盛、着磁目盛6cは連続した四
つの「1」目盛、未着磁目盛7dは連続した二つの「0
」目盛、モして着磁目盛6dは単一のrIJ目盛と現す
ことができ、従ってこのパターンのアブソリュートコー
ドは、 rooool 10101111001Jということに
なる。
位置から時計方向へ順に目盛構成を説明すると、未着磁
目盛7aは連続した四つの「0」目盛、着磁目盛6aは
連続した二つの「1」目盛、未着磁目盛7bは阜−の「
0」目盛、着磁目盛6bは車−のrIノ目盛、未着磁目
盛7cは単一の「0」目盛、着磁目盛6cは連続した四
つの「1」目盛、未着磁目盛7dは連続した二つの「0
」目盛、モして着磁目盛6dは単一のrIJ目盛と現す
ことができ、従ってこのパターンのアブソリュートコー
ドは、 rooool 10101111001Jということに
なる。
第2の円形トラック2b上にも、円周を16分割(l目
盛単位がπ/8ラジアンに相当)した16目盛(N=4
ビット)のアブソリュートパターンが前述と同様の着磁
目盛6e〜6hと未着磁口117e〜7hによって形成
されているが、このアブソリュートパターンは第1のト
ラックのアブソリュートパターンの丁度反転パターンに
なフており、従ってこのパターンのアブソリュートフー
ドは、 rlllloololoooolloJということにな
る。
盛単位がπ/8ラジアンに相当)した16目盛(N=4
ビット)のアブソリュートパターンが前述と同様の着磁
目盛6e〜6hと未着磁口117e〜7hによって形成
されているが、このアブソリュートパターンは第1のト
ラックのアブソリュートパターンの丁度反転パターンに
なフており、従ってこのパターンのアブソリュートフー
ドは、 rlllloololoooolloJということにな
る。
前記各着磁目盛6a〜6hを構成する目盛単位のそれぞ
れは1目盛の長さ寸法(角度範囲)λをもち、そのほぼ
中央部にトラック長手方向に寸法αくλを有する着磁部
Mを夫々有している。
れは1目盛の長さ寸法(角度範囲)λをもち、そのほぼ
中央部にトラック長手方向に寸法αくλを有する着磁部
Mを夫々有している。
ここで、λはl目盛単位の長さ寸法であると共に目盛単
位の配列ピッチであり、第3図(a)ではN=4である
から、λは符号板lの円形トラック上では角度範囲にし
て、 360/16=22.5度(π/8ラジアン)に相当す
る。
位の配列ピッチであり、第3図(a)ではN=4である
から、λは符号板lの円形トラック上では角度範囲にし
て、 360/16=22.5度(π/8ラジアン)に相当す
る。
着磁部Mは信号確定部であり、そのトラック長手方向の
寸法αは、1目盛単位の寸法λ未満にされると共に、後
述のように着磁部Mの寸法αに相当するアブソリュート
信号の単位パルス幅のなかに同期信号としてのクロック
信号が必ず現れるように、クロック信号との相対誤差を
カバーするに足りるだけの寸法とされている。
寸法αは、1目盛単位の寸法λ未満にされると共に、後
述のように着磁部Mの寸法αに相当するアブソリュート
信号の単位パルス幅のなかに同期信号としてのクロック
信号が必ず現れるように、クロック信号との相対誤差を
カバーするに足りるだけの寸法とされている。
一番内側の第3のトラック2Cは前述のクロック信号を
得るためのインクリメンタルパターンを有するものであ
り、このトラック2C上には、T度1目盛の長さ寸法(
角度範囲)λに相当する16個の着磁区画N、Sが交互
に杯性を変えて配列され、全周を16分割したインクリ
メンタルパターンとなっている。
得るためのインクリメンタルパターンを有するものであ
り、このトラック2C上には、T度1目盛の長さ寸法(
角度範囲)λに相当する16個の着磁区画N、Sが交互
に杯性を変えて配列され、全周を16分割したインクリ
メンタルパターンとなっている。
検出器IOは、第3図(b)に示すように符号板1の各
アブソリュートパターントラック2a、2b毎にN=4
個ずつのMR素子センサlla〜14a及びllb〜+
4bを有すると共に、インクリメンタルパターントラッ
ク2Cの読取り用に一つのMR素子センサ30を有して
いる。この検出器10は、¥%3図(b)に98mで示
したように符号板1と対置され、回転軸心3を中心とす
る両者間の相対回転に伴ない、センサlla〜14aが
第1の円形トラック2aの着磁目盛によるアブソリュー
トパターンを読取ると同時にセンサllb〜14bが第
2の円形トラック2bの反転アブソリュートパターンを
読取り、そのときの同期したクロック信号を得るべくセ
ンサ30が第3の円形トラック2C上のインクリメンタ
ルパターンを読取るものである。
アブソリュートパターントラック2a、2b毎にN=4
個ずつのMR素子センサlla〜14a及びllb〜+
4bを有すると共に、インクリメンタルパターントラッ
ク2Cの読取り用に一つのMR素子センサ30を有して
いる。この検出器10は、¥%3図(b)に98mで示
したように符号板1と対置され、回転軸心3を中心とす
る両者間の相対回転に伴ない、センサlla〜14aが
第1の円形トラック2aの着磁目盛によるアブソリュー
トパターンを読取ると同時にセンサllb〜14bが第
2の円形トラック2bの反転アブソリュートパターンを
読取り、そのときの同期したクロック信号を得るべくセ
ンサ30が第3の円形トラック2C上のインクリメンタ
ルパターンを読取るものである。
アブソリュートパターンの読取に関して、同一トラック
上での各MR素子センサ間の配置間隔は前記単位寸法λ
またはその整数1Qであればよく、第3図(b)ではこ
の間隔は丁度λにしである。
上での各MR素子センサ間の配置間隔は前記単位寸法λ
またはその整数1Qであればよく、第3図(b)ではこ
の間隔は丁度λにしである。
但し、整数倍の場合、アブソリュートパターンは前記と
は異なったものとなる0例えば10目盛のアブソリュー
トエンコーダの場合、間隔がλのときは第8図(d)、
間隔が2λの場合は第9図のようなアブソリュートパタ
ーンになる。
は異なったものとなる0例えば10目盛のアブソリュー
トエンコーダの場合、間隔がλのときは第8図(d)、
間隔が2λの場合は第9図のようなアブソリュートパタ
ーンになる。
個々のMR1子センサについて、アブソリュートパター
ン読取用のセンサlla、+Ibの構成をインクリメン
タルパターン読取用のセンサ30との関連構成と共に第
4図に示す。尚、アブソリュートパターン読取用の他の
センサ12a、、b〜14a、bの構成は、前記両セン
サlla、11bの構成と同様であるので説明を省略す
る。
ン読取用のセンサlla、+Ibの構成をインクリメン
タルパターン読取用のセンサ30との関連構成と共に第
4図に示す。尚、アブソリュートパターン読取用の他の
センサ12a、、b〜14a、bの構成は、前記両セン
サlla、11bの構成と同様であるので説明を省略す
る。
第4図に示すように、第1のトラック2aのためのMR
素子センサllaを構成するMR素子I5aと、第2の
トラック2bのためのMR素子センサIlbを構成する
MR素子15bとは、符号板のトラック平面と並行な面
内でトラック2a。
素子センサllaを構成するMR素子I5aと、第2の
トラック2bのためのMR素子センサIlbを構成する
MR素子15bとは、符号板のトラック平面と並行な面
内でトラック2a。
2bに直交する方向に一列に並んでいる。第3のトラッ
ク2cのためのMR素子センサ30は、トラック長手方
向にλ/2の間隔をあけた二本の細いMR素子15c、
15dからなる。この場合、センサIla、llbのM
R素子同士がトラック長手方向に関し位置ずれなく揃え
られているが、これは第3図(a)に示すように、両ト
ラック2a、2bが周方向に位相差零で併設されている
からであり、これらトラック同士が成る位相差で周方向
にずれて設けられている場合には、センサ】laとll
bのMR素子15a、15bの配置も対応する位相差で
ずらせばよい。
ク2cのためのMR素子センサ30は、トラック長手方
向にλ/2の間隔をあけた二本の細いMR素子15c、
15dからなる。この場合、センサIla、llbのM
R素子同士がトラック長手方向に関し位置ずれなく揃え
られているが、これは第3図(a)に示すように、両ト
ラック2a、2bが周方向に位相差零で併設されている
からであり、これらトラック同士が成る位相差で周方向
にずれて設けられている場合には、センサ】laとll
bのMR素子15a、15bの配置も対応する位相差で
ずらせばよい。
前記アブソリュートパターン読取用のMR素子15a、
15bは、第4図に示すように、15aと抵抗32a、
15bと抵抗32bがそれぞれ組にされて直列接続され
、両直列接続バスで電流の向きが互いに逆になるように
直流電源端子17゜20間でブリッジ回路を形成し、そ
の信号出力端子18.19間に検出出力を生じるように
構成しである。第4図には例として両トラックの着磁目
盛6a、6fが添置されている。
15bは、第4図に示すように、15aと抵抗32a、
15bと抵抗32bがそれぞれ組にされて直列接続され
、両直列接続バスで電流の向きが互いに逆になるように
直流電源端子17゜20間でブリッジ回路を形成し、そ
の信号出力端子18.19間に検出出力を生じるように
構成しである。第4図には例として両トラックの着磁目
盛6a、6fが添置されている。
また、インクリメンタルパターン読取用のセンサ30の
MR素子15c、15dは、第4図に示すように前記直
流電源端子17.20間で直列接続されており、同様に
前記直流電源端子間にて直列接続された固定抵抗32c
、32dと共にブリッジ回路を構成し、各直列接続バス
の中間接続点を信号出力端子33.34に接続している
。MR素子は、それに水平磁場がかかると磁界の極性に
拘らずその強度に応じて自身の電気抵抗値を低下させる
。従って検出器10と符号板lどの相対移動によって第
4図のアブソリュートパターン読取用のセンサの出力端
子18.19に生じる信号は次のようになる。
MR素子15c、15dは、第4図に示すように前記直
流電源端子17.20間で直列接続されており、同様に
前記直流電源端子間にて直列接続された固定抵抗32c
、32dと共にブリッジ回路を構成し、各直列接続バス
の中間接続点を信号出力端子33.34に接続している
。MR素子は、それに水平磁場がかかると磁界の極性に
拘らずその強度に応じて自身の電気抵抗値を低下させる
。従って検出器10と符号板lどの相対移動によって第
4図のアブソリュートパターン読取用のセンサの出力端
子18.19に生じる信号は次のようになる。
例えばMR素子15aに着磁目盛からの水平磁場がかか
ると、MR素子15aの抵抗値が小さくなるから出力端
子18の電位が上昇し、MR素子15bに磁場がかかる
と出力端子18の電位が低下する。出力端子19の電位
は固定抵抗32a。
ると、MR素子15aの抵抗値が小さくなるから出力端
子18の電位が上昇し、MR素子15bに磁場がかかる
と出力端子18の電位が低下する。出力端子19の電位
は固定抵抗32a。
32bによって直流電源端子17.20間の中間の所定
電位に固定されている。両トラックのパターンは相補的
であり、また両センサ共にMR素子同士がトラック畏さ
方向にずれていないので、これら両者の場合、出力端子
18と19との間に生じる電圧は振幅波形が丁度上下対
称となり、両出力間の位相のずれはλを360度とする
と90度の位相差に相当する。
電位に固定されている。両トラックのパターンは相補的
であり、また両センサ共にMR素子同士がトラック畏さ
方向にずれていないので、これら両者の場合、出力端子
18と19との間に生じる電圧は振幅波形が丁度上下対
称となり、両出力間の位相のずれはλを360度とする
と90度の位相差に相当する。
また、インクリメンタルパターン読取用のセンサ30の
出力端子33.34に生じる信号は次の通りである。す
なわち、一方のMR素子15cに水平磁場がかかると、
その抵抗値が小ざくなるから、出力端子33の電位が上
昇し、他方のMR素子+56に水平磁場がかかると、そ
の抵抗値が小さくなるから、出力端子33の電位が低下
する。
出力端子33.34に生じる信号は次の通りである。す
なわち、一方のMR素子15cに水平磁場がかかると、
その抵抗値が小ざくなるから、出力端子33の電位が上
昇し、他方のMR素子+56に水平磁場がかかると、そ
の抵抗値が小さくなるから、出力端子33の電位が低下
する。
一方、出力端子34の電位は、固定抵抗32C132d
によって直流電源端子17.20間の中間の所定電位に
固定されている。
によって直流電源端子17.20間の中間の所定電位に
固定されている。
両MR素子15c、15d間の間隔寸法は、インクリメ
ンタルパターンの各着磁目盛単位の長さ寸法λの丁度半
分のλ/2であるから、MR素子15c、15dの一方
が最大抵抗値のとぎに他方は最低抵抗値となり、従って
符号板1と検出器10との相対8動によって出力端子3
3.34間にはインクリメンタルパターンの]・ラック
2cに沿った水平磁場分布に対応して変化する信号出力
が得られる。
ンタルパターンの各着磁目盛単位の長さ寸法λの丁度半
分のλ/2であるから、MR素子15c、15dの一方
が最大抵抗値のとぎに他方は最低抵抗値となり、従って
符号板1と検出器10との相対8動によって出力端子3
3.34間にはインクリメンタルパターンの]・ラック
2cに沿った水平磁場分布に対応して変化する信号出力
が得られる。
第5図には前記検出器10の検出出力を処理するための
信号処理回路の一例が示され、第6図には符号板1のト
ラック2a、2bに形成された相補的なアブソリュート
パターンおよびトラック2Cに形成されたインクリメン
タルパターンの各着磁区画によるトランクに沿った水平
磁場パターンと前記信号処理回路の各8波形の例が示さ
れている。
信号処理回路の一例が示され、第6図には符号板1のト
ラック2a、2bに形成された相補的なアブソリュート
パターンおよびトラック2Cに形成されたインクリメン
タルパターンの各着磁区画によるトランクに沿った水平
磁場パターンと前記信号処理回路の各8波形の例が示さ
れている。
検出器10において、アブソリュートパターン読取用の
MR素子センサIla、llbの一方の出力端子18は
信号処理回路21の入力端子22に接続されており、他
方の出力端子19は入力端子23に接続されている。他
のアブソリュートパターン読取用のMR素子センサ12
a、t2b〜14a、14bについても同様であるので
、ここではMR素子センサlla、llbの組について
のみ説明する。
MR素子センサIla、llbの一方の出力端子18は
信号処理回路21の入力端子22に接続されており、他
方の出力端子19は入力端子23に接続されている。他
のアブソリュートパターン読取用のMR素子センサ12
a、t2b〜14a、14bについても同様であるので
、ここではMR素子センサlla、llbの組について
のみ説明する。
符号板1のトラック2aに形成されたアブソリュートパ
ターンの着磁目盛による磁場パターンは第6図(a)に
示す通りであり、これと相補的なトラック2bに形成さ
れた反、転パターンの着磁目盛による磁場パターンは第
6図(b)に示す通りである。これを各々MR素子から
なるセンサ11a、jlbで相対走査すると、出力端子
18には′s6図(d)1.:示すような脈流パルス状
の信号が現われ、もう一方の出力端子には第6図(e)
に示すようなほぼ一定レベルの電圧信号が生じる。
ターンの着磁目盛による磁場パターンは第6図(a)に
示す通りであり、これと相補的なトラック2bに形成さ
れた反、転パターンの着磁目盛による磁場パターンは第
6図(b)に示す通りである。これを各々MR素子から
なるセンサ11a、jlbで相対走査すると、出力端子
18には′s6図(d)1.:示すような脈流パルス状
の信号が現われ、もう一方の出力端子には第6図(e)
に示すようなほぼ一定レベルの電圧信号が生じる。
両出力端子18.19に現われるイス号を信号処理回路
21の差動アンプ24に入力して差動増幅すると、差動
アンプ24の出力端には第6図(f)に示す通りのほぼ
矩形波状の信号が得られる。この信号のパルス立上りと
立下がりは、パルス幅に関係なく一定の急峻なものとな
る。そこでこの信号をコンパレータ25によって成る一
定の比較レベルで矩形波に変換すると、コンパレータ2
5の出力端には第6図(g)に示すような矩形波信号が
得られる。この矩形波信号は読取手段の一部としてのラ
ッチ回路29の入力端に入力され、同様にしてセンサ1
2aと12bの組、センサ13aとj3bの組、センサ
14aと14bの組のそれぞれからの検出信号による矩
形波信号も夫々ラッチ回路の対応する入力端C入力され
る。
21の差動アンプ24に入力して差動増幅すると、差動
アンプ24の出力端には第6図(f)に示す通りのほぼ
矩形波状の信号が得られる。この信号のパルス立上りと
立下がりは、パルス幅に関係なく一定の急峻なものとな
る。そこでこの信号をコンパレータ25によって成る一
定の比較レベルで矩形波に変換すると、コンパレータ2
5の出力端には第6図(g)に示すような矩形波信号が
得られる。この矩形波信号は読取手段の一部としてのラ
ッチ回路29の入力端に入力され、同様にしてセンサ1
2aと12bの組、センサ13aとj3bの組、センサ
14aと14bの組のそれぞれからの検出信号による矩
形波信号も夫々ラッチ回路の対応する入力端C入力され
る。
一方、符号板1のトラック2Cに形成されたインクリメ
ンタルパターンの水平磁場パターンは第6図(C)に示
す通りであり、これをλ/2の間隔をあけた二本のMR
素子15c、15dからなるセンサ30で相対走査する
と、センサ30の出内端子33.34間には水平磁場パ
ターンに対応した波形の脈流パルス状の信号が現われる
から、これを信号処理回路21内の増幅回路26とシュ
ミットトリガ回路27で矩形波に波形整形したのち、モ
ノマルチ回路28に入力する。モノマルチ回路28は、
前記矩形波の立上りと立下りの両方で第6図(h)に示
すような前記クロック(8号としてのストローブパルス
を出力し、これをラッチ回路29に学えている。
ンタルパターンの水平磁場パターンは第6図(C)に示
す通りであり、これをλ/2の間隔をあけた二本のMR
素子15c、15dからなるセンサ30で相対走査する
と、センサ30の出内端子33.34間には水平磁場パ
ターンに対応した波形の脈流パルス状の信号が現われる
から、これを信号処理回路21内の増幅回路26とシュ
ミットトリガ回路27で矩形波に波形整形したのち、モ
ノマルチ回路28に入力する。モノマルチ回路28は、
前記矩形波の立上りと立下りの両方で第6図(h)に示
すような前記クロック(8号としてのストローブパルス
を出力し、これをラッチ回路29に学えている。
この場合、第6図(g)(h)に示すように、前記スト
ローブパルスは、アブソリュートパターンの読取結果で
ある矩形波信号の最小目盛構成単位のパルス幅のほぼ中
央の時点に同期して生じるようになっており、これによ
って、各コンパレータ25からの矩形波43号の高低レ
ベルの読取のタイミングをラッチ回路29で前記ストロ
ーブパルス時点に揃え、第6図(g)に示す矩形波の立
上り・立下りから離れたパルス幅のほぼ中はどの安定し
た時点で各矩形波信号を同時1srA取るようにし、誤
った内容での読取を防いでいる。読取った結果の二進数
を第6図(f)に示す。
ローブパルスは、アブソリュートパターンの読取結果で
ある矩形波信号の最小目盛構成単位のパルス幅のほぼ中
央の時点に同期して生じるようになっており、これによ
って、各コンパレータ25からの矩形波43号の高低レ
ベルの読取のタイミングをラッチ回路29で前記ストロ
ーブパルス時点に揃え、第6図(g)に示す矩形波の立
上り・立下りから離れたパルス幅のほぼ中はどの安定し
た時点で各矩形波信号を同時1srA取るようにし、誤
った内容での読取を防いでいる。読取った結果の二進数
を第6図(f)に示す。
本実施例においては、このような読取タイミングの選定
は、アブソリュートパターンのトラック2a、2bとそ
の検出器11 a、 b 〜14a、 bとの組合せ
に対して、インクリメンタルパターンのトラック2Cと
その検出器30との組合せの配置上の位相差を適当に選
定することで実現している。
は、アブソリュートパターンのトラック2a、2bとそ
の検出器11 a、 b 〜14a、 bとの組合せ
に対して、インクリメンタルパターンのトラック2Cと
その検出器30との組合せの配置上の位相差を適当に選
定することで実現している。
ラッチ回路29は、前述のようなりロック信号としての
ストローブパルスの到来の度に各入力端の矩形波信号の
高低レベルをラッチしてその出力端子27a〜27dに
出力する。このようにして四つの出力端子27a〜27
dから前記符号板1のπ/8ラジアンの回転角度毎に’
0.1」(7)m合せの異なる4桁の2進コ一ド信号が
得られるようになっている。
ストローブパルスの到来の度に各入力端の矩形波信号の
高低レベルをラッチしてその出力端子27a〜27dに
出力する。このようにして四つの出力端子27a〜27
dから前記符号板1のπ/8ラジアンの回転角度毎に’
0.1」(7)m合せの異なる4桁の2進コ一ド信号が
得られるようになっている。
前記四組の各センサからの検出信号によフて前記信号処
理回路25の出力端子25a、25b。
理回路25の出力端子25a、25b。
25c、25dに現われる矩形波信号を、第3図(a)
(b)に対応させて図示すると第7図に示す(a)(b
)(c)(d)の通りである。尚、S7図の(8)はシ
ュミットトリガ回路27から出力されているインクリメ
ンタルパターンの読取結果に対応する矩形波信号であり
、この信号の立上りと立下りの双方で読取タイミングを
与えるストローブパルスが発生される。この場合、固定
された検出器10に対し、符号板1が第3図(b)に矢
印で示すように反時計方向に回転しているものとする。
(b)に対応させて図示すると第7図に示す(a)(b
)(c)(d)の通りである。尚、S7図の(8)はシ
ュミットトリガ回路27から出力されているインクリメ
ンタルパターンの読取結果に対応する矩形波信号であり
、この信号の立上りと立下りの双方で読取タイミングを
与えるストローブパルスが発生される。この場合、固定
された検出器10に対し、符号板1が第3図(b)に矢
印で示すように反時計方向に回転しているものとする。
この実施例では、前述のようにN=4であるからアブソ
リューi・コードは2N=16目盛であり、第3図(b
)に示すように、符号板1の円周方向へ各々間隔λで並
べた四組のMR素子センサ1la−jlb、12a−1
2b、13a−13b、および14a−14bによる検
出信号によって出力端子27a〜27dから符号板1の
一回転に亙って同じro、IJの組合せのコード信号が
生じないように、トラック2上のアブソリュートパター
ンの配列(アブソリュートコード)が定められ、これは
前述した通り、 rooool 10101111001Jである。
リューi・コードは2N=16目盛であり、第3図(b
)に示すように、符号板1の円周方向へ各々間隔λで並
べた四組のMR素子センサ1la−jlb、12a−1
2b、13a−13b、および14a−14bによる検
出信号によって出力端子27a〜27dから符号板1の
一回転に亙って同じro、IJの組合せのコード信号が
生じないように、トラック2上のアブソリュートパター
ンの配列(アブソリュートコード)が定められ、これは
前述した通り、 rooool 10101111001Jである。
従って出力端子27aを2° 27bを2127cを2
’ 27dを23に割り当てると、相対回転角度π/
8ラジアン毎に異なる内容の4目盛のアブソリュート信
号が得られ、第7図にはそれぞれのアブソリュート信号
に対応する十六進数が(f)として添え書きされている
。これから解るように、第7図の矩形波信号をそのまま
数値化すれば16の十六進数となり、またこれは符号板
1を一回転した場合に一箇所として同じ数値となってお
らず、従ってアブソリュートエンコーダが構成されてい
ることが解る。
’ 27dを23に割り当てると、相対回転角度π/
8ラジアン毎に異なる内容の4目盛のアブソリュート信
号が得られ、第7図にはそれぞれのアブソリュート信号
に対応する十六進数が(f)として添え書きされている
。これから解るように、第7図の矩形波信号をそのまま
数値化すれば16の十六進数となり、またこれは符号板
1を一回転した場合に一箇所として同じ数値となってお
らず、従ってアブソリュートエンコーダが構成されてい
ることが解る。
アブソリュートパターンの配列の決定は次のようにして
行なう。
行なう。
即ち、目盛数が少ないときは順次試行錯誤的に行なって
もよいが、目盛数が多くなるとコンピュータで演算させ
る必要がある。
もよいが、目盛数が多くなるとコンピュータで演算させ
る必要がある。
前述の4目盛の場合で説明すると、例えば各目盛が「0
」の場合は必ず存在するから、先ず4つの「0」の連続
ro、0.O,OJを考える。モして「0」が5つ連続
すると同じ組合せが生じてしまうことになるから、「0
」が4つ続いた後には必ず「1」がくると考える。この
ようにして順次「0」か「1」かを追加していき、4つ
ずつの区切りで1目盛ずつシフトしたときに同じ内容の
組合せが生じないようにすればよい。
」の場合は必ず存在するから、先ず4つの「0」の連続
ro、0.O,OJを考える。モして「0」が5つ連続
すると同じ組合せが生じてしまうことになるから、「0
」が4つ続いた後には必ず「1」がくると考える。この
ようにして順次「0」か「1」かを追加していき、4つ
ずつの区切りで1目盛ずつシフトしたときに同じ内容の
組合せが生じないようにすればよい。
このようにしてコンピュータに演算させた結果を第8図
(a)(b)(c)(d)に示す。
(a)(b)(c)(d)に示す。
第8図(a)は32目盛、即ちN=5ビットの場合のア
ブソリュートコード、第8図(b)は64目盛、即ちN
=6ビツトの場合のアブソリュートコード、第8図(C
)は256目盛、即ちN=8ビットの場合のアブソリュ
ートコード、そして第8図(C)は1024目盛、即ち
N=IOビットの場合のアブソリュートコードである。
ブソリュートコード、第8図(b)は64目盛、即ちN
=6ビツトの場合のアブソリュートコード、第8図(C
)は256目盛、即ちN=8ビットの場合のアブソリュ
ートコード、そして第8図(C)は1024目盛、即ち
N=IOビットの場合のアブソリュートコードである。
第8図(b)(c)(d)のアブソリュートコドは、行
の末尾の目盛がその次(下)の行の先頭の目盛につなが
って一連のものとして構成される。
の末尾の目盛がその次(下)の行の先頭の目盛につなが
って一連のものとして構成される。
これら第8図のアブソリュートコードをロータリーエン
コーダに用いる場合には、最下行の最後の目盛が’fi
、x行の先頭の目盛につながって無端状に連続するよう
にする。
コーダに用いる場合には、最下行の最後の目盛が’fi
、x行の先頭の目盛につながって無端状に連続するよう
にする。
第8図の例ではMR素子センサをアブソリュートパター
ンの1目盛相当分の間隔(λ)で連続配置する場合のコ
ード配列を示したが、パターンが細かくなってセンサの
寸法上の制限によりI目盛間隔での連続配置が物理的に
困ψ1tになる場合は、アブソリュートパターンのコー
ド配列を工夫することによって、例えばコード配列の1
目盛置ぎに2人の間隔でMR素子センサを配置すること
かできる。そのような−例として第9図にN=10の場
合のアブソリュートコードを示す。この場合はN=10
であるから10個のMR素子センサが1目盛首ぎ、つま
り間隔2λで配置される。
ンの1目盛相当分の間隔(λ)で連続配置する場合のコ
ード配列を示したが、パターンが細かくなってセンサの
寸法上の制限によりI目盛間隔での連続配置が物理的に
困ψ1tになる場合は、アブソリュートパターンのコー
ド配列を工夫することによって、例えばコード配列の1
目盛置ぎに2人の間隔でMR素子センサを配置すること
かできる。そのような−例として第9図にN=10の場
合のアブソリュートコードを示す。この場合はN=10
であるから10個のMR素子センサが1目盛首ぎ、つま
り間隔2λで配置される。
勿論、他の間隔についても同様にアブソリュートコード
を適宜定めることは可能であり、−数的にはλの整数倍
の間隔についてアブソリュー]・コードを作ることがで
きる。
を適宜定めることは可能であり、−数的にはλの整数倍
の間隔についてアブソリュー]・コードを作ることがで
きる。
このようなアブソリュートコードによれはlトラックで
アブソリュートパターンが実現できるので、所謂インク
リメンタル型のエンコーダと大きさが殆ど変わらないア
ブソリュートエンコーダを得ることが可能である。
アブソリュートパターンが実現できるので、所謂インク
リメンタル型のエンコーダと大きさが殆ど変わらないア
ブソリュートエンコーダを得ることが可能である。
以上は磁気式アブソリュートエンコーダの例であるが、
第10図〜第11図は光学式アブソリュートエンコーダ
の実施例を示している。
第10図〜第11図は光学式アブソリュートエンコーダ
の実施例を示している。
第10図(a)において、符号板4には不透明部分だけ
で形成された「0」目盛単位と、透明部分子を含む「1
」目盛単位とからなる前述と同様のアブソリュートパタ
ーンを設けたトラック5aと、−周分を16等分して各
分割領域を不透明部分と透明部分とに交互に繰り返して
インクリメンタルパターンとしたトラック5bとが併設
されている。このアブソリュートパターンのトラック5
aにおける透明部Tは信号確定部であり、そのトラック
長さ方向の寸法αが目盛単位の寸法えより小さいことは
前述の磁気式の場合と同様である。
で形成された「0」目盛単位と、透明部分子を含む「1
」目盛単位とからなる前述と同様のアブソリュートパタ
ーンを設けたトラック5aと、−周分を16等分して各
分割領域を不透明部分と透明部分とに交互に繰り返して
インクリメンタルパターンとしたトラック5bとが併設
されている。このアブソリュートパターンのトラック5
aにおける透明部Tは信号確定部であり、そのトラック
長さ方向の寸法αが目盛単位の寸法えより小さいことは
前述の磁気式の場合と同様である。
符号板4には、第10図(b)に示すように符号板を挟
んで対向する光源81a〜84aと光電センサ81b〜
84bの組および光源80aと光電センサ80bの組が
検出器として組み合され、これら検出器と符号板4とは
回転軸心9を中心とする相対回転を行なう。
んで対向する光源81a〜84aと光電センサ81b〜
84bの組および光源80aと光電センサ80bの組が
検出器として組み合され、これら検出器と符号板4とは
回転軸心9を中心とする相対回転を行なう。
この検出器は、トラック5aを読取るために間隔λでト
ラック長手方向に配列された四つの光電センサ81a、
82a、83a、84aと、トラック5bを読取るため
の単一の光電センサ80bからなり、これらの相対配置
関係については前述の6f1気式アブソリュートエンコ
ーダの実施例の場合と同様に、光電センサ81b〜84
bが互いにλの間隔でトラック5aに沿って配列され、
これらに対して角度位置でλ/2だけずれた位置にて光
電センサ80bがトラック5bに対設されている。
ラック長手方向に配列された四つの光電センサ81a、
82a、83a、84aと、トラック5bを読取るため
の単一の光電センサ80bからなり、これらの相対配置
関係については前述の6f1気式アブソリュートエンコ
ーダの実施例の場合と同様に、光電センサ81b〜84
bが互いにλの間隔でトラック5aに沿って配列され、
これらに対して角度位置でλ/2だけずれた位置にて光
電センサ80bがトラック5bに対設されている。
第11図には前記各光電センサ80b〜84bの検出出
力を処理するための信号処理回路の一例が示されている
。第11図の信号処理回路では、これら各光電センサの
検出出力をパルス整形回路90〜94で整形処理し、夫
々磁気式と同じように第7図に示すような矩形波信号を
得ている。第7図において(a)〜(d)は夫々整形回
路91〜94の出力を、また(e)は整形回路90の出
力波形に対応する。第7図に示したように、インクリメ
ンタルパターンの読取結果に対応する光電センサaob
の検出信号から得られた矩形波信号(e)の立上りと立
下りのタイミングは、矩形波信′+(a)〜(d)の最
小目盛単位のパルス幅の略中央となっている。この矩形
波信号(e)はモノマルチ回路95にトリガ信号として
人力され、モノマルチ回路95は前記トリガパルスの立
上りと立下りの双方でパルス出力を生じる。96はラッ
チ回路であり、パルス整形回路91〜94から出力され
る矩形波信号(a)〜(d)を、前記モノマルチ回路9
5から出力されるパルス(ストローブパルス)の到来時
点でラッチして出力端子978〜97dに取り出すよう
になっている。これによって各出力端子97a〜97d
に前述と同様な4目盛の二進コード信号が得られること
は述べるまでもない。
力を処理するための信号処理回路の一例が示されている
。第11図の信号処理回路では、これら各光電センサの
検出出力をパルス整形回路90〜94で整形処理し、夫
々磁気式と同じように第7図に示すような矩形波信号を
得ている。第7図において(a)〜(d)は夫々整形回
路91〜94の出力を、また(e)は整形回路90の出
力波形に対応する。第7図に示したように、インクリメ
ンタルパターンの読取結果に対応する光電センサaob
の検出信号から得られた矩形波信号(e)の立上りと立
下りのタイミングは、矩形波信′+(a)〜(d)の最
小目盛単位のパルス幅の略中央となっている。この矩形
波信号(e)はモノマルチ回路95にトリガ信号として
人力され、モノマルチ回路95は前記トリガパルスの立
上りと立下りの双方でパルス出力を生じる。96はラッ
チ回路であり、パルス整形回路91〜94から出力され
る矩形波信号(a)〜(d)を、前記モノマルチ回路9
5から出力されるパルス(ストローブパルス)の到来時
点でラッチして出力端子978〜97dに取り出すよう
になっている。これによって各出力端子97a〜97d
に前述と同様な4目盛の二進コード信号が得られること
は述べるまでもない。
尚、以上に述べた実施例では、回転角位置を読取るため
のロータリーエンコーダを主に説明したが、本発明は直
線位置を読み取るためのリニアエンコーダにも通用でき
、その場合には、長尺板状の符号板に前述のようなアブ
ソリュートパターンを直線状に形成すればよい。
のロータリーエンコーダを主に説明したが、本発明は直
線位置を読み取るためのリニアエンコーダにも通用でき
、その場合には、長尺板状の符号板に前述のようなアブ
ソリュートパターンを直線状に形成すればよい。
またクロック信号(ストローブパルス)を得るために符
号板にインクリメンタルパターンのトラックを併設した
場合を例に挙げたが、符号板と検出器の相対移動が常に
一定速度で行なわれるようなエンコーダの場合には、信
号処理回路中に〜定周波数のクロックパルス発振器をも
たせることにより、インクリメンタルパターンのトラッ
クとその検出系を省くことができる。
号板にインクリメンタルパターンのトラックを併設した
場合を例に挙げたが、符号板と検出器の相対移動が常に
一定速度で行なわれるようなエンコーダの場合には、信
号処理回路中に〜定周波数のクロックパルス発振器をも
たせることにより、インクリメンタルパターンのトラッ
クとその検出系を省くことができる。
[発明の効果]
以上に述べたように、本発明によれば、符号板のアブソ
リュートパターン中の信号確定部が最小読取単位より小
さく形成されているから、隣接する読取単位の影響が少
なくなって読取精度が向上する。また符号板のアブソリ
ュートパターンの形成と、エンコーダの組み立ておよび
調整が容易になる。つまり、読取結果の矩形波信号を、
その最小読取単位相当分よりも小さいパルス幅の中で別
のクロック信号に基づいて読取るので、個々の検出器か
らの検出信号のパルス高低レベルを安定した時点で同時
に取りこむことができ、出力に誤りの生じる恐れのない
高分解能のアブソリュートエンコーダを得ることができ
るものである。
リュートパターン中の信号確定部が最小読取単位より小
さく形成されているから、隣接する読取単位の影響が少
なくなって読取精度が向上する。また符号板のアブソリ
ュートパターンの形成と、エンコーダの組み立ておよび
調整が容易になる。つまり、読取結果の矩形波信号を、
その最小読取単位相当分よりも小さいパルス幅の中で別
のクロック信号に基づいて読取るので、個々の検出器か
らの検出信号のパルス高低レベルを安定した時点で同時
に取りこむことができ、出力に誤りの生じる恐れのない
高分解能のアブソリュートエンコーダを得ることができ
るものである。
第1図は本発明の符号板の一例を示す概略部分平面図、
第2図は従来例の概略部分平面図、第3図(a)は磁気
式アブソリュートエンコーダ用の未発明の一実施例に係
る符号板の模式平面図、同図(b)は前記符号板の着磁
部によるアブソリュートパターンを読取るMR素子セン
サからなる検出器を示す模式平面図、同図(C)は着磁
部Mの説明図、第4図は個々のMR素子センサの構成を
示す説明図、第5図は前記検出器の出力信号を処理する
ための信号処理回路の一例を示す回路図、第6図(a)
〜(i)は符号板のトラックに形成されたアブソリュー
トパターンおよびインクリメンタルパターンの着磁目盛
による水平磁場パターンと前記信号処理回路の各部波形
を示す線図、第7図(a)〜(f)は本発明の符号板を
用いたアブソリュートエンコーダの最終出力波形を示す
線図、第8図(a)〜(d)は異なる目盛数のアブソリ
ュート信号を得るためのアブソリュートパターンを決定
するアブソリュートコードのいくつかの例を示す説明図
、第9図はアブソリュートコードの別の例を示す説明図
、第10図(a)は本発明の別の実施例に係る光学式ア
ブソリュートエンコーダ用符号板を示す模式平面図、同
図(b)は前図の矢印六方向からみた正面図、第11図
は前図の光電センサの出力信号をlA埋するための信号
処理回路の一例を示す回路図、第12図(a)は従来例
に係る光学式アブソリュートエンコーダ用符号板の模式
平面図、同図(b)はその信号処理回路を示す回路図で
ある。 (主要部分の符号の説明) 1:符号板 2a、2b:)ラック(アブソリュート)2Cニドラツ
ク(インクリメンタル) 3:回転軸心 68〜6h:着磁目盛 78〜7h:未着磁目盛 10:検出器 11 a、 b 〜14a、 b : MR素子セ
ンサ15a 〜d:MR素子 17:+側電源端子 1.8.19+出力端子(アブソリュート)20ニー側
電源端子 21:信号処理回路 246差動アンプ 25:コンパレータ 28:モノマルチ回路 29:ラッチ回路 30:MR素子センサ
第2図は従来例の概略部分平面図、第3図(a)は磁気
式アブソリュートエンコーダ用の未発明の一実施例に係
る符号板の模式平面図、同図(b)は前記符号板の着磁
部によるアブソリュートパターンを読取るMR素子セン
サからなる検出器を示す模式平面図、同図(C)は着磁
部Mの説明図、第4図は個々のMR素子センサの構成を
示す説明図、第5図は前記検出器の出力信号を処理する
ための信号処理回路の一例を示す回路図、第6図(a)
〜(i)は符号板のトラックに形成されたアブソリュー
トパターンおよびインクリメンタルパターンの着磁目盛
による水平磁場パターンと前記信号処理回路の各部波形
を示す線図、第7図(a)〜(f)は本発明の符号板を
用いたアブソリュートエンコーダの最終出力波形を示す
線図、第8図(a)〜(d)は異なる目盛数のアブソリ
ュート信号を得るためのアブソリュートパターンを決定
するアブソリュートコードのいくつかの例を示す説明図
、第9図はアブソリュートコードの別の例を示す説明図
、第10図(a)は本発明の別の実施例に係る光学式ア
ブソリュートエンコーダ用符号板を示す模式平面図、同
図(b)は前図の矢印六方向からみた正面図、第11図
は前図の光電センサの出力信号をlA埋するための信号
処理回路の一例を示す回路図、第12図(a)は従来例
に係る光学式アブソリュートエンコーダ用符号板の模式
平面図、同図(b)はその信号処理回路を示す回路図で
ある。 (主要部分の符号の説明) 1:符号板 2a、2b:)ラック(アブソリュート)2Cニドラツ
ク(インクリメンタル) 3:回転軸心 68〜6h:着磁目盛 78〜7h:未着磁目盛 10:検出器 11 a、 b 〜14a、 b : MR素子セ
ンサ15a 〜d:MR素子 17:+側電源端子 1.8.19+出力端子(アブソリュート)20ニー側
電源端子 21:信号処理回路 246差動アンプ 25:コンパレータ 28:モノマルチ回路 29:ラッチ回路 30:MR素子センサ
Claims (1)
- 「0」信号と「1」信号に対応する二種の最小読取単位
を所定の配列で1トラック上に並べてなるアブソリュー
トエンコーダ用符号板において、前記最小読取単位の少
なくとも一方が、前記単位の長さより短い信号確定部を
有するものであることを特徴とするアブソリュートエン
コーダ用符号板。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1748989A JP2679207B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | アブソリュートエンコーダ用符号板 |
US07/453,986 US5068529A (en) | 1988-12-22 | 1989-12-20 | Absolute position detection encoder |
DE3942625A DE3942625A1 (de) | 1988-12-22 | 1989-12-22 | Absolutkodierer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1748989A JP2679207B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | アブソリュートエンコーダ用符号板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02201118A true JPH02201118A (ja) | 1990-08-09 |
JP2679207B2 JP2679207B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=11945417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1748989A Expired - Lifetime JP2679207B2 (ja) | 1988-12-22 | 1989-01-30 | アブソリュートエンコーダ用符号板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2679207B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007033245A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気式アブソリュート型エンコーダ |
JP2007218907A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | エンコーダ |
WO2008056546A1 (fr) * | 2006-11-06 | 2008-05-15 | Nikon Corporation | Codeur absolu |
JP2008521000A (ja) * | 2004-11-24 | 2008-06-19 | ボッシュ・レクスロース・コーポレーション | 空間検出装置 |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP1748989A patent/JP2679207B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008521000A (ja) * | 2004-11-24 | 2008-06-19 | ボッシュ・レクスロース・コーポレーション | 空間検出装置 |
JP2007033245A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気式アブソリュート型エンコーダ |
JP4622725B2 (ja) * | 2005-07-27 | 2011-02-02 | 三菱電機株式会社 | 磁気式アブソリュート型エンコーダ |
JP2007218907A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | エンコーダ |
WO2008056546A1 (fr) * | 2006-11-06 | 2008-05-15 | Nikon Corporation | Codeur absolu |
JP2008116343A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Sendai Nikon:Kk | アブソリュートエンコーダ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2679207B2 (ja) | 1997-11-19 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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