JPH06133586A - アブソリュート型ロータリーエンコーダ - Google Patents

アブソリュート型ロータリーエンコーダ

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Publication number
JPH06133586A
JPH06133586A JP4304611A JP30461192A JPH06133586A JP H06133586 A JPH06133586 A JP H06133586A JP 4304611 A JP4304611 A JP 4304611A JP 30461192 A JP30461192 A JP 30461192A JP H06133586 A JPH06133586 A JP H06133586A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
output
rotary encoder
light
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP4304611A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Yamamoto
真一 山本
Shinsuke Asami
真介 浅見
Hiroyuki Okuno
博行 奥野
Ikuo Takeda
郁夫 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
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Publication of JPH06133586A publication Critical patent/JPH06133586A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Transform (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ACモータをコントロールするためのポール
検出信号をロータリーエンコーダを用いて算出できるよ
うにすること。 【構成】 ロータリーエンコーダより得られる回転位置
に応じたバイナリコードをnとする。乗算回路9ではモ
ータポール数をPとしてn×3Pを乗算する。そして分
解能を2m とすると、乗算出力をシフト回路10によっ
てmビット下位方向にシフトする。こうして得られた値
Xの整数値INT(X)からUVW信号生成回路11に
よってポール検出信号UVWを生成するようにしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアブソリュート型のロー
タリーエンコーダに関し、特にポール検出信号を生成で
きるようにしたアブソリュート型のロータリーエンコー
ダに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ACモータの制御は、ポール検出信号
(UVW)を用いて行われる。ポール検出信号を生成す
るためにはモータの回転軸と同軸に磁石を取付け、ホー
ル検出素子によってその回転角度からポール検出信号を
検出する磁気式の信号検出方式や、スリットにUVWの
信号を形成した回転板をモータの回転軸と同軸に回転さ
せ、光学的な手段によってポール検出信号を検出するよ
うにした光学式の検出方法が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
に磁気式の検出方法では、磁石とホール素子が必要とな
り、光学式の場合にもスリットを有する回転板と投受光
素子等が必要となる。又いずれの方法でも構造が複雑に
なるため形状が大きくなるという欠点があった。又モー
タのポール数に合わせて異なった構造のポール検出信号
を生成するために検出器の構造を変える必要があるとい
う欠点があった。
【0004】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、モータにアブソリュート型ロー
タリーエンコーダを連結して用いる場合に、アブソリュ
ート型ロータリーエンコーダの出力からポール検出信号
を算出できるようにすることを技術的課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、回転軸に連結され複数の同心円に沿って回転角度に
対応して異なったパターンのスリットが形成された回転
板と、回転板に光を投光する投光素子と、投光素子の光
を回転板のスリットを介して受光する複数の受光素子
と、複数の受光素子から得られる並列出力を所定の閾値
で弁別する波形整形回路と、波形整形回路の出力をバイ
ナリコードに変換するコード変換回路と、を具備するア
ブソリュート型ロータリーエンコーダであって、ロータ
リーエンコーダに連結されたモータのポール数Pを入力
とし、バイナリデータnに3Pを乗算する乗算回路と、
ロータリーエンコーダの分解能を2m としたときに乗算
回路の乗算出力をmビット下位にシフトし、その整数部
INT(X)を算出するシフト回路と、シフト回路の出
力INT(X)に基づいて、その変化毎に順次変化する
モータポール信号(UVW)を算出するポール信号生成
回路と、を具備することを特徴とするものである。
【0006】本願の請求項2の発明は、回転軸に連結さ
れ複数の同心円に沿って回転角度に対応して異なったパ
ターンのスリットが形成された回転板と、回転板に光を
投光する投光素子と、投光素子の光を回転板のスリット
を介して受光する複数の受光素子と、複数の受光素子か
ら得られる並列出力を所定の閾値で弁別する波形整形回
路と、波形整形回路の出力をバイナリコードに変換する
コード変換回路と、を具備するアブソリュート型ロータ
リーエンコーダであって、モータポール数P、分解能M
を入力とし、M/3Pにより被除数Aを算出する被除数
発生回路と、コード変換回路のバイナリコード出力nと
被除数発生回路の出力Aが入力され、n/Aを算出し、
その整数部をINT(X)として出力する割算回路と、
割算回路の出力INT(X)の変化に基づいてその変化
毎に順次変化するモータポール信号(UVW)を生成す
るポール信号生成回路と、を具備することを特徴とする
ものである。
【0007】
【作用】このような特徴を有する本発明によれば、ロー
タリーエンコーダに接続されたモータのモータポール数
をP、ロータリーエンコーダの分解能が2m の場合に
は、P及びmを入力する。そして乗算回路によって3n
pを乗算し、この値をmビット下位にシフトする。そう
すれば乗算出力をMで除算したこととなり、その整数値
Xからポール信号を生成するようにしている。又分解能
が2m で表されないときには、分解能Mを被除数発生回
路に与え、被除数M/3Pを算出し、割算回路で割算し
てその整数分INT(X)を生成している。そしてこの
INT(X)に基づいてモータポール信号を生成してい
る。
【0008】
【実施例】図1は本発明の一実施例によるポール信号検
出機能を有するアブソリュート型ロータリーエンコーダ
を示すブロック図である。本図においてこのロータリー
エンコーダは回転軸に回転板が固定されている。アブソ
リュート型ロータリーエンコーダの回転板には、複数の
同心円上に特定パターンのスリットが形成される。この
パターンは回転角度に対応して異なったデータを検出で
きるようなパターン、例えばグレイコードに基づくパタ
ーンが形成されている。そして複数の投光素子2a,2
b・・・から固定マスク板3及び回転板1のスリットを
介して受光素子側に光が照射される。こうすれば回転軸
の回転角度に応じて受光素子4a,4b・・・4cへの
光が断続し、その出力は波形整形回路5a,5b・・・
5cに与えられる。波形整形回路5a,5b・・・5c
はこの受光素子の出力を波形整形し二値信号に整形する
ものであり、各出力はグレイ/バイナリ変換回路6に与
えられる。グレイ/バイナリ変換回路6はグレイコード
をバイナリコードに変換する変換回路であって、その並
列出力は回転板1の回転角度情報として外部に出力され
る。又電源回路7は投光素子2a,2b・・・、受光素
子4a,4b・・・、波形整形回路5a,5b・・・及
びグレイ/バイナリコード変換回路6とUVW演算回路
8Aに与えられている。
【0009】ここでグレイコードを11ビットの出力が
得られるものとすれば、受光素子4a,4b・・・は1
1ビット分設けられ、同様に波形整形回路5a,5b・
・・も11ビット分設けられている。そしてこのグレイ
コードをバイナリコードに変換した場合には、1回転で
0〜2047までのバイナリコードでの回転位置情報がグレ
イ/バイナリ変換回路6より出力されることとなる。こ
のロータリーエンコーダに4極のモータが接続されてい
るものとすれば、必要なポール信号UVWは図2に示す
ように回転軸の1回転につき夫々2周期分となり、位相
が60°づつずれた信号となる。ここで図中の点Aはバ
イナリコードの分解能をM、モータのポール数をPとす
ると、次式で示される。 A=M/(3×P) ・・・(1) そして図2に示すようにモータポール信号UVWはこの
Aの倍数の点で変化する。従ってバイナリ変換出力の値
をn(図2の場合にはn=0〜2047)とすると、次のX
を算出することによってモータポール信号UVWの値を
得ることができる。 X=n/A=n×(3×P)/M・・・(2)
【0010】さて分解能が2m であれば割算はビットシ
フトによって行うことができる。図1は分解能が2m
場合のUVW演算回路8の一例を示す図である。本図に
示すようにグレイ/バイナリ変換回路6の出力は乗算回
路9に与えられる。乗算回路9の入力端子9aはこのロ
ータリーエンコーダに接続されるモータのポール数Pを
入力する端子であり、乗算回路によってn×3Pの演算
が行われる。この演算出力はシフト回路10に与えられ
る。シフト回路10には分解能の累乗mの入力端子10
aが接続されている。シフト回路10はこの乗算値をm
ビット下位方向にシフトし、得られたXの整数値をポー
ル信号生成回路11に与えている。ポール信号生成回路
11はこのXの整数値INT(X)に対応したUVW信
号を生成する回路である。この信号生成は図3に示すよ
うにXの整数値INT(X)に応じてUVWが決定され
るため、これを実現するようなROMテーブルメモリ又
は論理回路によって容易に実現することができる。
【0011】さて前述した第1実施例では分解能が2m
であるため、割算回路を省略するようにしている。しか
し分解能が2m でなければポール信号は算出できない。
第2実施例は任意の分解能を算出できるようにした実施
例であり、図4にそのブロック図を示す。本図において
前述した第1実施例と同一部分は同一符号を付して詳細
な説明を省略する。本実施例においても波形整形回路5
a〜5cの出力がグレイ/バイナリ変換回路6に与えら
れ、そのバイナリデータがUVW演算回路8Bの割算回
路12に与えられる。UVW演算回路8Bは被除数発生
回路13を有している。被除数発生回路13はモータポ
ール数P及び分解能Mの値が入力される入力端子13
a,13bを有している。被除数発生回路13はこの値
に基づいて式(1)に示したA=M/3Pを算出する演
算回路であって、その出力Aは割算回路12に与えられ
る。割算回路12はn/Aの演算を行い、その整数部分
をINT(X)としてポール信号生成回路11に与える
ものである。ポール信号生成回路11はこの入力Xに基
づいて図3に示すようにUVW信号を生成する。こうす
れば任意のモータポール数や分解能に応じたモータポー
ル信号を算出することができる。
【0012】尚本実施例ではモータポール数Pを図2で
は4極としている。この場合には図示のようにUVWは
夫々1回転につきて2サイクル分となる。ポール数Pが
6又は8極ではUVW信号は1回転につき夫々3サイク
ル及び4サイクルとなる。この場合も前述した式(1)
又は(2)に基づいて同様にUVW信号を生成すること
ができる。
【0013】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、モータに連結されたロータリーエンコーダの回転位
置情報に基づいて演算回路からポール信号を生成するこ
とができる。従ってモータに連結した磁石やホール検出
素子等を用いる必要がなく、ポール信号を得るため個別
の回転板等を用いて光学的に検出する必要がなく、極め
て容易にモータポール信号を得ることができる。又モー
タポール数が変化した場合や接続されるアブソリュート
型ロータリーエンコーダの分解能にかかわらず、ポール
信号を得ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるロータリーエンコーダ
の構成を示すブロック図である。
【図2】ロータリーエンコーダの1回転での出力される
バイナリデータとポール信号及び本実施例に用いる変数
Xの関係を示すタイムチャートである。
【図3】バイナリ変換出力nとINT(X)及びモータ
ポール信号UVWの関係を示す表である。
【図4】本発明の第2実施例によるロータリーエンコー
ダの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 回転板 2a,2b・・・ 投光素子 4a,4b・・・ 受光素子 5a,5b・・・ 波形整形回路 6 グレイ/バイナリ変換回路 7 電源回路 8A,8B UVW演算回路 9 乗算回路 10 シフト回路 11 ポール信号生成回路 12 割算回路 13 被除数発生回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年3月12日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】バイナリ変換出力nとINT(X)及びモータ
ポール信号UVWの関係を示す図表である。
フロントページの続き (72)発明者 武田 郁夫 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸に連結され複数の同心円に沿って
    回転角度に対応して異なったパターンのスリットが形成
    された回転板と、 前記回転板に光を投光する投光素子と、 前記投光素子の光を前記回転板のスリットを介して受光
    する複数の受光素子と、 前記複数の受光素子から得られる並列出力を所定の閾値
    で弁別する波形整形回路と、 前記波形整形回路の出力をバイナリコードに変換するコ
    ード変換回路と、を具備するアブソリュート型ロータリ
    ーエンコーダにおいて、 ロータリーエンコーダに連結されたモータのポール数P
    を入力とし、バイナリデータnに3Pを乗算する乗算回
    路と、 前記ロータリーエンコーダの分解能を2m としたときに
    前記乗算回路の乗算出力をmビット下位にシフトし、そ
    の整数部INT(X)を算出するシフト回路と、 前記シフト回路の出力INT(X)に基づいて、その変
    化毎に順次変化するモータポール信号(UVW)を算出
    するポール信号生成回路と、を具備することを特徴とす
    るアブソリュート型ロータリーエンコーダ。
  2. 【請求項2】 回転軸に連結され複数の同心円に沿って
    回転角度に対応して異なったパターンのスリットが形成
    された回転板と、 前記回転板に光を投光する投光素子と、 前記投光素子の光を前記回転板のスリットを介して受光
    する複数の受光素子と、 前記複数の受光素子から得られる並列出力を所定の閾値
    で弁別する波形整形回路と、 前記波形整形回路の出力をバイナリコードに変換するコ
    ード変換回路と、を具備するアブソリュート型ロータリ
    ーエンコーダにおいて、 モータポール数P、分解能Mを入力とし、M/3Pによ
    り被除数Aを算出する被除数発生回路と、 前記コード変換回路のバイナリコード出力nと前記被除
    数発生回路の出力Aが入力され、n/Aを算出し、その
    整数部をINT(X)として出力する割算回路と、 前記割算回路の出力INT(X)の変化に基づいてその
    変化毎に順次変化するモータポール信号(UVW)を生
    成するポール信号生成回路と、を具備することを特徴と
    するアブソリュート型ロータリーエンコーダ。
JP4304611A 1992-10-15 1992-10-15 アブソリュート型ロータリーエンコーダ Pending JPH06133586A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100319138B1 (ko) * 2000-01-06 2002-01-04 구자홍 3상 브러시리스 직류 모터의 오동작 보정 회로
JP2002291280A (ja) * 2001-03-27 2002-10-04 Toshiba Elevator Co Ltd 永久磁石電動機の制御装置
JP2020016473A (ja) * 2018-07-23 2020-01-30 多摩川精機株式会社 エンコーダ、エンコーダディスク、およびエンコーダディスク上符号化パターン

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