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JPH0783703A - Absolute encoder - Google Patents

Absolute encoder

Info

Publication number
JPH0783703A
JPH0783703A JP5252388A JP25238893A JPH0783703A JP H0783703 A JPH0783703 A JP H0783703A JP 5252388 A JP5252388 A JP 5252388A JP 25238893 A JP25238893 A JP 25238893A JP H0783703 A JPH0783703 A JP H0783703A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
absolute
pattern
bit
signal
absolute position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5252388A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3303472B2 (en
Inventor
Yasushi Ono
康 大野
Tadashi Horikawa
正 堀川
Toru Morita
徹 森田
Yuji Yamazaki
雄二 山崎
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP25238893A priority Critical patent/JP3303472B2/en
Priority to US08/299,445 priority patent/US5565864A/en
Publication of JPH0783703A publication Critical patent/JPH0783703A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3303472B2 publication Critical patent/JP3303472B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 絶対位置変換のためのROMの容量が小さく
且つ絶対位置に変換する所要時間のばらつきが少ないよ
うなアブソリュートエンコーダを提供する。 【構成】 アブソリュートパターンが形成された符号板
1と、符号板1に対して相対移動し、アブソリュートパ
ターンに対応して配置される検出素子を有し、アブソリ
ュートパターンを読み取ってビット信号を出力する検出
手段2と、ビット信号のうち、特定ビットパターン信号
だけを絶対値に変換可能にする絶対値変換手段3と、ビ
ット信号を選択し、絶対値変換手段3で変換可能な特定
ビットパターン信号になるまで、ビット信号を選択する
信号選択手段と、変換可能なビット信号と信号選択手段
における選択回数とに基づいて検出手段に対する符号板
の位置情報を演算する演算手段5と、を備えていること
を特徴とする。
(57) [Summary] (Correction) [Purpose] To provide an absolute encoder having a small ROM capacity for absolute position conversion and having less variation in the time required to convert to an absolute position. [Structure] A code plate 1 on which an absolute pattern is formed, and a detection element which moves relative to the code plate 1 and is arranged corresponding to the absolute pattern, and which detects the absolute pattern and outputs a bit signal Means 2 and an absolute value conversion means 3 that can convert only a specific bit pattern signal to an absolute value among the bit signals, and a bit signal is selected to be a specific bit pattern signal that can be converted by the absolute value conversion means 3. Up to the above, there is provided a signal selecting means for selecting a bit signal, and a calculating means 5 for calculating the position information of the code plate with respect to the detecting means based on the convertible bit signal and the number of selections in the signal selecting means. Characterize.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はアブソリュートエンコー
ダに関し、特にアブソリュートパターンから絶対位置へ
の変換手段に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an absolute encoder, and more particularly to an absolute pattern to absolute position converting means.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば最大周期系列(M系列)のアブ
ソリュートパターンから絶対位置へ変換する従来のアブ
ソリュートエンコーダとして、特開昭57−17521
1号公報および特開昭63−231215号公報に開示
のアブソリュートエンコーダがある。特開昭57−17
5211号公報に開示のアブソリュートエンコーダで
は、絶対位置変換手段としてROMを用い、検出した各
アブソリュート信号から直接その検出位置の絶対位置を
求めている。換言すれば、検出データから絶対位置に変
換するルックアップテーブルであるROMを用いて、絶
対位置を表すすべての検出位置で絶対位置変換可能にな
るようにしていた。
2. Description of the Related Art For example, as a conventional absolute encoder for converting an absolute pattern of a maximum period series (M series) into an absolute position, Japanese Patent Laid-Open No. 57-17521.
There is an absolute encoder disclosed in Japanese Patent Publication No. 1 and Japanese Patent Laid-Open No. 63-231215. JP-A-57-17
In the absolute encoder disclosed in Japanese Patent No. 5211, a ROM is used as an absolute position conversion means, and the absolute position of the detected position is directly obtained from each detected absolute signal. In other words, the ROM, which is a lookup table for converting the detection data into the absolute position, is used so that the absolute position conversion can be performed at all the detection positions representing the absolute position.

【0003】一方、特開昭63−231215号公報に
開示のアブソリュートエンコーダでは、参照Mコード発
生回路をクリアした後、1クロックパルスを入力する毎
に符号板の回転位置(θ)に対応するMコード(m)に
なるまで順次異なるMコードを出力する。参照Mコード
発生回路から回転位置(θ)に対応するMコード(m)
が出力された時、そのMコード(m)が出力されるまで
に入力したクロックパルス数をカウンタで計数すること
により、そのMコード(m)が回転位置(θ)に対応す
ることがわかるようにしたものである。
On the other hand, in the absolute encoder disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-231215, after clearing the reference M code generation circuit, the M corresponding to the rotational position (θ) of the code plate is input every time one clock pulse is input. Different M codes are sequentially output until the code (m) is reached. M code (m) corresponding to the rotational position (θ) from the reference M code generation circuit
When is output, by counting the number of clock pulses input until the M code (m) is output, it can be seen that the M code (m) corresponds to the rotational position (θ). It is the one.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述のように従来のア
ブソリュートエンコーダでは、絶対位置変換をROMで
行うか、あるいはパターン発生回路で行っていた。すべ
ての位置について絶対位置変換をROMで行う前者の場
合、アブソリュートエンコーダのパルス数(最小読取単
位の数)の増加に伴いROMの容量が増加する。たとえ
ば、2n パルスが2n+1 パルスになるとROMの容量は
2・(n+1)/n倍となる。このため、アブソリュー
トエンコーダの回路をゲートアレイ等のセミカスタムI
Cで作成すると、セミカスタムICのゲート数のほとん
どを絶対位置変換のためのROM部分に使用されてしま
い、エンコーダの制御部として使用することができなく
なる等、セミカスタムICを効率的に使用することがで
きないという不都合があった。
As described above, in the conventional absolute encoder, the absolute position conversion is performed by the ROM or the pattern generating circuit. In the former case where the absolute position conversion is performed by the ROM for all positions, the capacity of the ROM increases as the number of pulses of the absolute encoder (the number of minimum reading units) increases. For example, when 2 n pulses become 2 n + 1 pulses, the ROM capacity becomes 2 · (n + 1) / n times. For this reason, the absolute encoder circuit is a semi-custom I such as a gate array.
If created in C, most of the number of gates of the semi-custom IC is used for the ROM part for absolute position conversion, and it cannot be used as the control part of the encoder. There was an inconvenience that it was not possible.

【0005】また、絶対位置変換をパターン発生回路で
行う後者の場合、アブソリュートパターンによって、す
なわち基準位置と検出位置との位置関係に依存して、絶
対位置変換に要する時間のばらつきが大きい。たとえば
クロック1MHzで2048パルスのアブソリュートエ
ンコーダでは、所要時間は最小1μsで最大2.048
msとなる。したがって、アブソリュートエンコーダを
使用してモータ等を制御する場合、所要時間差が大きす
ぎて安定な制御をすることが困難であるという不都合が
あった。本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので
あり、絶対位置変換のためのROMの容量が小さく且つ
絶対位置に変換する所要時間のばらつきが少ないような
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。
In the latter case where the absolute position conversion is performed by the pattern generating circuit, the time required for the absolute position conversion varies greatly depending on the absolute pattern, that is, depending on the positional relationship between the reference position and the detected position. For example, with an absolute encoder with 2048 pulses at a clock of 1 MHz, the required time is 1 μs and the maximum is 2.048.
ms. Therefore, when controlling a motor or the like using an absolute encoder, there is a disadvantage in that it is difficult to perform stable control because the required time difference is too large. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an absolute encoder in which the capacity of a ROM for absolute position conversion is small and the variation in the time required to convert to an absolute position is small. To do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、P個(2n-1 <P≦2n 、nは
正の整数)の最小読み取り単位から形成され、1つの絶
対値がnビットパターンから表されるアブソリュートパ
ターンが形成された符号板と、前記符号板に対して相対
移動し、前記アブソリュートパターンに対応して配置さ
れる(n+m)個(mは1以上の整数)の検出素子を有
し、前記アブソリュートパターンを読み取って(n+
m)ビット信号を出力する検出手段と、前記(n+m)
ビット信号のうち、特定のnビットパターンに対応する
特定nビットパターン信号だけを前記絶対値に変換可能
にする絶対値変換手段と、前記(n+m)ビット信号の
中からnビット信号を選択し、前記nビット信号が前記
絶対値変換手段で変換可能な前記特定nビットパターン
信号になるまで、前記nビット信号を選択する信号選択
手段と、変換可能な前記nビット信号と前記信号選択手
段における選択回数とに基づいて前記検出手段に対する
前記符号板の位置情報を演算する演算手段と、を備えて
いることを特徴とするアブソリュートエンコーダを提供
する。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, P (2 n-1 <P ≦ 2 n , n is a positive integer) minimum read units are formed. And a code plate having an absolute pattern in which one absolute value is represented by an n-bit pattern, and (n + m) (m is 1 or more) arranged relative to the code plate and arranged corresponding to the absolute pattern. (N + integer) detection element, and reads the absolute pattern (n +
m) detecting means for outputting a bit signal, and (n + m)
Among the bit signals, an absolute value conversion unit that can convert only a specific n-bit pattern signal corresponding to a specific n-bit pattern into the absolute value, and an n-bit signal is selected from the (n + m) bit signals, Until the n-bit signal becomes the specific n-bit pattern signal that can be converted by the absolute value conversion means, a signal selection means that selects the n-bit signal, the n-bit signal that can be converted and the selection in the signal selection means An absolute encoder is provided, which comprises: a calculating unit that calculates the position information of the code plate with respect to the detecting unit based on the number of times.

【0007】好ましい態様によれば、前記信号選択手段
は、前記nビット信号を前記アブソリュートパターンに
形成されたパターン配列順に選択する。
According to a preferred aspect, the signal selecting means selects the n-bit signal in the order of pattern arrangement formed in the absolute pattern.

【0008】[0008]

【作用】本発明のアブソリュートエンコーダでは、P個
(2n-1 <P≦2n )のアブソリュートパターンから
(n+m)個の2進数数列からなるアブソリュート信号
を検出する。ここで、検出した(n+m)個の2進数数
列に含まれる(m+1)個のnビットパターンのうち、
少なくとも1つのnビットパターンは絶対値ひいては絶
対位置に直接変換可能なように構成されている。こうし
て、変換可能なnビットパターンの絶対位置aおよび検
出データにおいて変換可能なnビットパターンの検出位
置に対する相対位置kを求める。このように求めた絶対
位置変換可能なnビットパターンに相対位置情報k(0
≦k≦m)と、上述の絶対位置変換可能なnビットパタ
ーンの絶対位置情報aとに基づき、たとえばa−kの演
算を行うことによって検出位置の絶対位置a−kを求め
ることができる。
In the absolute encoder of the present invention, an absolute signal composed of (n + m) binary number sequences is detected from P (2 n-1 <P ≦ 2 n ) absolute patterns. Here, among the (m + 1) n-bit patterns included in the detected (n + m) binary sequence,
At least one n-bit pattern is constructed so that it can be directly converted into an absolute value and thus an absolute position. Thus, the absolute position a of the convertible n-bit pattern and the relative position k with respect to the detected position of the convertible n-bit pattern in the detection data are obtained. The relative position information k (0
≦ k ≦ m) and the absolute position information a of the n-bit pattern capable of absolute position conversion described above, the absolute position ak of the detected position can be obtained by performing calculation of ak, for example.

【0009】このように、本発明のアブソリュートエン
コーダでは、すべての検出位置において直接絶対位置変
換可能ではなく、ある特定の検出位置においてのみ直接
絶対位置変換可能である。したがって、直接絶対位置変
換可能なnビットパターンの数を適宜限定することによ
り、ROMの容量を所望の範囲に抑えることが可能にな
る。また、検出位置の絶対位置a−kを求めるのに要す
る最大時間は、絶対位置変換可能なnビットパターンの
絶対位置間隔に依存する。換言すれば、絶対位置変換可
能なnビットパターンの数を適宜確保し、その絶対位置
間隔を実質的に等間隔にすることにより、絶対位置に変
換する所要時間のばらつきを所望範囲に抑えることが可
能になる。
As described above, in the absolute encoder of the present invention, absolute position conversion is not possible at all detection positions directly, but absolute position conversion is possible only at a specific detection position. Therefore, the capacity of the ROM can be suppressed to a desired range by appropriately limiting the number of n-bit patterns that can be directly subjected to absolute position conversion. Further, the maximum time required to obtain the absolute position ak of the detected position depends on the absolute position interval of the n-bit pattern in which the absolute position can be converted. In other words, by appropriately securing the number of n-bit patterns capable of absolute position conversion and making the absolute position intervals substantially equal, it is possible to suppress the variation in the time required to convert the absolute positions to a desired range. It will be possible.

【0010】[0010]

【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図1は、本発明の第1の実施例にかかるアブソリ
ュートエンコーダの構成を概略的に示すブロック図であ
る。また、図2は、X5 +X3 +X0 の生成多項式によ
り発生したアブソリュートパターンであり、5次のM系
列(最大周期系列)パターンにおいて0が4つ連続した
部分に0を1つ挿入したパターンである。換言すれば、
図2のアブソリュートパターンは25 =32個の2進数
からなる数列であり、32個の読み取りパターンが可能
である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of an absolute encoder according to a first embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is an absolute pattern generated by the generator polynomial of X 5 + X 3 + X 0 , and is a pattern in which one 0 is inserted in a portion where four 0s are consecutive in a 5th-order M series (maximum period series) pattern. Is. In other words,
The absolute pattern in FIG. 2 is a sequence of 2 5 = 32 binary numbers, and 32 reading patterns are possible.

【0011】図1のアブソリュートエンコーダは、図2
のアブソリュートパターンが形成された符号表示手段1
を備えている。符号表示手段1は、たとえば光学式の場
合には遮光が1で透過が0というように2値化されたパ
ターンを有する。図示のアブソリュートエンコーダはさ
らに、符号表示手段1のパターン情報を読み取りディジ
タル信号に変換するための検出手段2を備えている。検
出手段2は、たとえばフォトダイオードアレイのような
9個の検出素子によって構成され、出力線2−1を介し
て検出データをパラレル出力またはシリアル出力する。
The absolute encoder shown in FIG.
Code display means 1 on which an absolute pattern of
Is equipped with. The code display means 1 has a binarized pattern in which, for example, in the case of an optical type, the shading is 1 and the transmission is 0. The absolute encoder shown in the figure further includes detection means 2 for reading the pattern information of the code display means 1 and converting it into a digital signal. The detection means 2 is composed of, for example, nine detection elements such as a photodiode array, and outputs detection data in parallel or serially via the output line 2-1.

【0012】検出手段2の出力2−1は、絶対位置変換
可能パターン位置認識手段4の入力に接続されている。
絶対位置変換可能パターン位置認識手段4では、入力さ
れた9個の2進数数列において連続する5つの数列から
なる5種類の5ビットパターン信号を、出力線4−1を
介して絶対位置変換手段3に順次出力する。絶対位置変
換手段3では、上述の32個の読み取りパターンのうち
図3に示す8種類の5ビット数列パターン信号について
直接絶対位置変換が可能なように構成されている。換言
すれば、絶対位置変換手段3において図中左側に示す8
種類の5ビットパターン信号が絶対位置変換可能であ
り、それぞれ図中右側に示す絶対位置に変換される。こ
のように、本実施例ではnが5でありmが4でありPは
32である。
The output 2-1 of the detecting means 2 is connected to the input of the absolute position convertible pattern position recognizing means 4.
In the absolute position convertible pattern position recognizing means 4, the absolute position converting means 3 receives five kinds of 5-bit pattern signals consisting of five consecutive number sequences in the inputted nine binary number sequences via the output line 4-1. To output sequentially. The absolute position conversion means 3 is configured to be able to directly perform absolute position conversion on the eight types of 5-bit sequence pattern signals shown in FIG. 3 among the above-mentioned 32 reading patterns. In other words, in the absolute position conversion means 3, 8 shown on the left side in the figure.
Absolute position conversion is possible for each type of 5-bit pattern signal, and each is converted to the absolute position shown on the right side of the drawing. Thus, in this example, n is 5, m is 4, and P is 32.

【0013】絶対位置変換手段3は、入力された数列パ
ターンが絶対位置に直接変換可能であるか否かを判定す
る。判定信号は、出力線3−1を介して絶対位置変換可
能パターン位置認識手段4に入力される。変換可能な場
合、絶対位置変換手段3は出力線3−2を介して変換可
能な5ビットパターンの絶対位置情報aを演算手段5に
出力するとともに、絶対位置変換可能パターン位置認識
手段4は出力線4−2を介して変換可能な5ビットパタ
ーンの相対位置情報kを演算手段5に出力する。双方の
位置情報を受けて、演算手段5は検出位置の絶対位置を
求め、出力線5−1を介して出力6に出力する。
The absolute position conversion means 3 determines whether or not the input sequence pattern can be directly converted into an absolute position. The determination signal is input to the absolute position convertible pattern position recognition means 4 via the output line 3-1. When the conversion is possible, the absolute position conversion means 3 outputs the convertible 5-bit pattern absolute position information a to the calculation means 5 via the output line 3-2, and the absolute position convertible pattern position recognition means 4 outputs it. The relative position information k of a 5-bit pattern that can be converted is output to the calculating means 5 via the line 4-2. Receiving the position information of both, the calculation means 5 obtains the absolute position of the detected position and outputs it to the output 6 via the output line 5-1.

【0014】以上のように構成された本実施例のアブソ
リュートエンコーダの動作を具体的な数列に基づき説明
する。符号表示手段1のアブソリュートパターンのう
ち、検出手段2の9つの検出素子が対向するパターン部
分が読み取られ2値化される。次いで、検出手段2から
の検出データ、すなわちMSB側から10111011
0の2進数数列が、出力線2−1を介して絶対位置変換
可能パターン位置認識手段4に送られる。絶対位置変換
可能パターン位置認識手段4は、9ビットの検出データ
101110110のうち左側5ビットの10111を
絶対位置に直接変換することができるか否かを調べるた
めに、出力線4−1を介して絶対位置変換手段3に出力
する。
The operation of the absolute encoder of the present embodiment constructed as described above will be explained based on a concrete sequence of numbers. Of the absolute pattern of the code display means 1, the pattern portion where the nine detection elements of the detection means 2 face each other is read and binarized. Next, the detection data from the detection means 2, that is, 10111011 from the MSB side.
A binary number sequence of 0 is sent to the absolute position convertible pattern position recognition means 4 via the output line 2-1. The absolute position convertible pattern position recognizing means 4 checks whether or not the left 5 bit 10111 of the 9-bit detection data 101110110 can be directly converted into an absolute position via the output line 4-1. It outputs to the absolute position conversion means 3.

【0015】図3に示すように、絶対位置変換手段3に
おいて、この5ビット数列パターン信号10111は絶
対位置変換可能ではない。したがって、絶対位置変換手
段3は出力線3−1を介して絶対位置変換不可能信号L
を出力する。この絶対位置変換不可能信号Lを受けて、
絶対位置変換可能パターン位置認識手段4は、9ビット
の検出データ101110110のうち左端より1ビッ
ト右から5ビットの01110を出力線4−1を介して
絶対位置変換手段3に出力する。この5ビット数列パタ
ーン信号01110も絶対位置変換可能ではないため、
絶対位置変換手段3は出力線3−1を介して絶対位置変
換不可能信号Lを出力する。
As shown in FIG. 3, the absolute position conversion means 3 cannot convert the 5-bit sequence pattern signal 10111 into an absolute position. Therefore, the absolute position conversion means 3 outputs the absolute position conversion impossible signal L via the output line 3-1.
Is output. Upon receiving this absolute position conversion impossible signal L,
The absolute position convertible pattern position recognizing means 4 outputs 01110 which is 1 bit from the left end and 5 bits from the right end of the 9-bit detection data 101110110 to the absolute position converting means 3 via the output line 4-1. Since this 5-bit sequence pattern signal 01110 is also not capable of absolute position conversion,
The absolute position conversion means 3 outputs the absolute position conversion impossible signal L via the output line 3-1.

【0016】以下、絶対位置変換手段3において絶対位
置変換可能になるまでこの動作を繰り返す。このよう
に、絶対位置変換可能パターン位置認識手段4は、(n
+m)ビット信号の中からnビット信号を選択し、絶対
位置変換手段3で変換可能な特定nビットパターン信号
になるまで、nビット信号を選択する信号選択手段を構
成している。本実施例では、最終的に左端より4ビット
右から5ビットのデータ10110が出力線4−1を介
して絶対位置変換手段3に出力される。この5ビット数
列パターン信号10110は絶対位置変換可能であるた
め、絶対位置変換手段3は出力線3−1を介して絶対位
置変換可能信号Hを出力するとともに、変換可能な5ビ
ットパターンの絶対位置aの値01011(図3の4行
目参照)すなわち十進数で11を演算手段5に出力線3
−2を介して出力する。
Thereafter, this operation is repeated until the absolute position conversion can be performed by the absolute position conversion means 3. In this way, the absolute position convertible pattern position recognizing means 4 (n
The signal selecting means is configured to select an n-bit signal from the + m) bit signals and select the n-bit signal until a specific n-bit pattern signal that can be converted by the absolute position converting means 3 is obtained. In this embodiment, finally, data 10110 of 4 bits from the left end and 5 bits from the right end is output to the absolute position conversion means 3 through the output line 4-1. Since this 5-bit sequence pattern signal 10110 is capable of absolute position conversion, the absolute position conversion means 3 outputs the absolute position convertible signal H via the output line 3-1 and the absolute position of the convertible 5-bit pattern. The value a of 0101 (see the 4th line in FIG. 3), that is, 11 in decimal number is output to the calculating means 5 through the output line 3
Output via -2.

【0017】一方、絶対位置変換可能パターン位置認識
手段4からは、検出データ101110110のうち左
端より4ビット右からの5ビット数列パターンが絶対位
置に直接変換可能であったこと、すなわち絶対位置変換
可能パターンの検出位置に対する相対位置情報kを示す
値4が演算手段5に出力線4−2を介して出力される。
演算手段5は、直接変換可能なパターンの絶対位置情報
11および絶対位置変換可能パターンの相対位置情報4
に基づき、検出位置の絶対位置11−4=7を求めて出
力線5−1を介して出力する。
On the other hand, from the absolute position convertible pattern position recognizing means 4, it is possible to directly convert a 5-bit sequence from the left end of the detected data 101110110 by 4 bits to the absolute position, that is, absolute position conversion is possible. The value 4 indicating the relative position information k with respect to the detected position of the pattern is output to the calculation means 5 via the output line 4-2.
The calculation means 5 includes absolute position information 11 of directly convertible patterns and relative position information 4 of absolute position convertible patterns.
Based on the above, the absolute position 11-4 = 7 of the detected position is obtained and output via the output line 5-1.

【0018】このように本実施例では、絶対位置変換手
段3において、8種類の5ビットパターンについて直接
絶対位置変換している。この絶対位置への直接変換を組
み合わせ回路で行う場合には問題がないが、ROMで行
う場合にはアドレス空間として相変わらず5ビット必要
であり、ROMの容量を低減することができない。した
がって、本発明の第2の実施例として、8種類の5ビッ
トパターンを3ビットパターンに論理圧縮し、アドレス
空間を3ビットにしてROMの容量を1/4に低減した
アブソリュートエンコーダを提案する。
As described above, in this embodiment, the absolute position conversion means 3 directly performs absolute position conversion on eight kinds of 5-bit patterns. There is no problem when the direct conversion to the absolute position is performed by the combinational circuit, but when the direct conversion is performed by the ROM, the address space still needs 5 bits, and the capacity of the ROM cannot be reduced. Therefore, as a second embodiment of the present invention, an absolute encoder is proposed in which eight kinds of 5-bit patterns are logically compressed into 3-bit patterns, the address space is set to 3 bits, and the ROM capacity is reduced to 1/4.

【0019】第2の実施例にかかるアブソリュートエン
コーダにおける論理圧縮の方法として、図4に示すよう
に5ビットパターンの上位2ビットが00のパターンに
おいてのみ絶対位置変換が可能なように構成する方法が
ある。すなわち、図中左側に示す00から始まる8種類
の5ビットパターンが絶対位置変換可能であり、それぞ
れ図中右側に示す絶対位置に変換されるように構成する
方法である。この場合、絶対位置変換可能な5ビットパ
ターンの上位2ビットを削除するだけで直ちに3ビット
パターンに論理圧縮することができる。したがって、図
5に示すように、ROMにおいて左側の8種類の3ビッ
トパターンをそれぞれ図中右側に示す絶対位置に変換す
るので、5ビットパターンを絶対位置変換する場合と比
較してROMの容量が1/4に低減される。
As a logical compression method in the absolute encoder according to the second embodiment, as shown in FIG. 4, there is a method in which the absolute position conversion is possible only in the pattern in which the upper 2 bits of the 5-bit pattern are 00. is there. That is, this is a method in which eight types of 5-bit patterns starting from 00 shown on the left side of the figure can be converted into absolute positions, and are converted to the absolute positions shown on the right side of the drawing, respectively. In this case, it is possible to immediately perform logical compression into a 3-bit pattern by only deleting the upper 2 bits of the 5-bit pattern capable of absolute position conversion. Therefore, as shown in FIG. 5, the 8 types of 3-bit patterns on the left side of the ROM are converted into the absolute positions shown on the right side of the figure, respectively. It is reduced to 1/4.

【0020】また、図6に示すように入力X4乃至X0
の5ビットから出力Y2乃至Y0の3ビットを得ること
ができるような論理式で示される組み合わせ回路によっ
て、論理圧縮を行っても同様の効果が得られる。図4の
絶対位置変換では絶対位置が不等間隔であり、たとえば
4行目の00011(十進法で3)と5行目の0111
1(十進法で15)との間のように、隣接する変換可能
な隣接するパターンの絶対位置の間隔が12と最大にな
っている。したがってこの場合、検出手段2において必
要な検出素子の数は5+12−1=16となる。
Further, as shown in FIG. 6, inputs X4 to X0
The same effect can be obtained even if logical compression is performed by a combinational circuit represented by a logical expression that can obtain 3 bits of outputs Y2 to Y0 from 5 bits of In the absolute position conversion of FIG. 4, the absolute positions are unequal intervals, and for example, 00011 on the 4th line (3 in decimal) and 0111 on the 5th line.
As in the case of 1 (15 in decimal), the absolute position interval between adjacent convertible adjacent patterns is 12, which is the maximum. Therefore, in this case, the number of detection elements required in the detection means 2 is 5 + 12-1 = 16.

【0021】このように、絶対位置変換を不等間隔にし
てROMのアドレス空間を減少させる第2の実施例の場
合には、検出素子の数が増える傾向がある。このため、
検出素子の数を最小にするために、上述の00を含む変
換可能な5ビットパターンが実質的に等間隔(たとえば
第1実施例のように5ピッチで)に現れるように構成す
るのが望ましい。一般的に言えば、最小読み取り単位の
数P(本実施例では32)を変換可能な特定ビット信号
の数(本実施例では8)で除した値より1だけ小さい数
(本実施例では3)を、2進数で表したときの桁数(本
実施例では2)を有する特定の数列(本実施例では0
0)が、アブソリュートパターン内においてほぼ(m+
1)ピッチ(本実施例では5ピッチ)で実質的に等間隔
に存在するのが好ましい。また、00以外の特定の2ビ
ット数列を含む変換可能な5ビットパターンが実質的に
等間隔に現れるように構成してもよい。
As described above, in the case of the second embodiment in which the absolute position conversion is made unequal intervals to reduce the ROM address space, the number of detecting elements tends to increase. For this reason,
In order to minimize the number of detecting elements, it is desirable to configure the convertible 5-bit pattern including 00 described above to appear at substantially equal intervals (for example, 5 pitches as in the first embodiment). . Generally speaking, the number P (32 in this embodiment) of the minimum reading unit divided by the number of convertible specific bit signals (8 in this embodiment) is smaller by 1 (3 in this embodiment). ) Has a number of digits (2 in this embodiment) when represented by a binary number (0 in this embodiment).
0) is almost (m +) in the absolute pattern.
1) The pitches (5 pitches in this embodiment) are preferably present at substantially equal intervals. In addition, a convertible 5-bit pattern including a specific 2-bit sequence other than 00 may be configured to appear at substantially equal intervals.

【0022】なお、上述の実施例では、M系列アブソリ
ュートパターンを例にとって本発明を説明したが、他の
一般的なアブソリュートパターンについても本発明を適
用することができることは明らかである。また、上述の
実施例では、5次のM系列アブソリュートパターンを例
にとって本発明を説明したが、さらに高次のアブソリュ
ートパターンについても本発明を適用することができる
ことは明らかである。さらに、上述の実施例では、変換
可能な5ビットパターンに00000を含めているが、
絶対位置の間隔からも明らかなように、この変換可能な
パターンを省略しても本発明が成立することができるこ
とは明らかである。
In the above embodiment, the present invention has been described by taking the M-series absolute pattern as an example, but it is obvious that the present invention can be applied to other general absolute patterns. Further, although the present invention has been described in the above embodiment by taking the fifth-order M-series absolute pattern as an example, it is obvious that the present invention can be applied to higher-order absolute patterns. Furthermore, in the above-described embodiment, 00000 is included in the convertible 5-bit pattern,
As is clear from the absolute position interval, it is clear that the present invention can be realized even if this convertible pattern is omitted.

【0023】[0023]

【効果】以上説明したように、本発明のアブソリュート
エンコーダでは、アブソリュートパターンから絶対位置
に変換するルックアップテーブルであるROMの容量を
1/4以下に大幅に減少させることができるとともに、
絶対位置変換所要時間も2μs程度と短くすることが可
能である。したがって、本発明により、小型でコスト的
に有利なアブソリュートエンコーダを実現することがで
きる。
As described above, in the absolute encoder of the present invention, the capacity of the ROM, which is the lookup table for converting the absolute pattern into the absolute position, can be greatly reduced to 1/4 or less, and
The time required for absolute position conversion can be shortened to about 2 μs. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a small-sized and cost-effective absolute encoder.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例にかかるアブソリュートエンコ
ーダの構成を概略的に示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of an absolute encoder according to an embodiment of the present invention.

【図2】M系列アブソリュートパターンの一例を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of an M-sequence absolute pattern.

【図3】絶対位置変換手段において直接変換可能な5ビ
ットパターンおよび対応する絶対位置を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a 5-bit pattern that can be directly converted by an absolute position conversion unit and a corresponding absolute position.

【図4】絶対位置変換手段において直接変換可能な5ビ
ットパターンおよび対応する絶対位置を示す別の図であ
って、第2の実施例の論理圧縮のために構成された絶対
位置変換手段の内容を示す図である。
FIG. 4 is another diagram showing a 5-bit pattern that can be directly converted by the absolute position conversion means and the corresponding absolute position, and is the contents of the absolute position conversion means configured for the logical compression of the second embodiment. FIG.

【図5】論理圧縮によりROMのアドレス空間を低減し
た第2の実施例を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a second embodiment in which the ROM address space is reduced by logical compression.

【図6】論理圧縮のための論理式を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a logical expression for logical compression.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 符号表示手段 2 検出手段 3 絶対位置変換手段 4 絶対位置変換可能パターン位置認識手段 5 演算手段 6 出力 1 Code Display Means 2 Detecting Means 3 Absolute Position Converting Means 4 Absolute Position Convertible Pattern Position Recognizing Means 5 Computing Means 6 Output

フロントページの続き (72)発明者 山崎 雄二 神奈川県横浜市栄区長尾台町471番地 株 式会社ニコン横浜製作所内Front Page Continuation (72) Inventor Yuji Yamazaki 471 Nagaodai-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Nikon Yokohama Works

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 P個(2n-1 <P≦2n 、nは正の整
数)の最小読み取り単位から形成され、1つの絶対値が
nビットパターンから表されるアブソリュートパターン
が形成された符号板と、 前記符号板に対して相対移動し、前記アブソリュートパ
ターンに対応して配置される(n+m)個(mは1以上
の整数)の検出素子を有し、前記アブソリュートパター
ンを読み取って(n+m)ビット信号を出力する検出手
段と、 前記(n+m)ビット信号のうち、特定のnビットパタ
ーンに対応する特定nビットパターン信号だけを前記絶
対値に変換可能にする絶対値変換手段と、 前記(n+m)ビット信号の中からnビット信号を選択
し、前記nビット信号が前記絶対値変換手段で変換可能
な前記特定nビットパターン信号になるまで、前記nビ
ット信号を選択する信号選択手段と、 変換可能な前記nビット信号と前記信号選択手段におけ
る選択回数とに基づいて前記検出手段に対する前記符号
板の位置情報を演算する演算手段と、を備えていること
を特徴とするアブソリュートエンコーダ。
1. An absolute pattern is formed from P (2 n-1 <P ≦ 2 n , n is a positive integer) minimum reading units, and one absolute value is represented by an n-bit pattern. A code plate and (n + m) (m is an integer of 1 or more) detection elements that move relative to the code plate and are arranged corresponding to the absolute pattern are provided, and the absolute pattern is read ( detecting means for outputting an (n + m) -bit signal; and an absolute value converting means for converting only a specific n-bit pattern signal corresponding to a specific n-bit pattern among the (n + m) -bit signals into the absolute value. An n-bit signal is selected from (n + m) -bit signals, and the n-bit signal is converted into the specific n-bit pattern signal that can be converted by the absolute value conversion means. Signal selecting means for selecting a signal; and calculating means for calculating the position information of the code plate with respect to the detecting means based on the convertible n-bit signal and the number of selections in the signal selecting means. Is an absolute encoder.
【請求項2】 前記信号選択手段は、前記nビット信号
を前記アブソリュートパターンに形成されたパターン配
列順に選択することを特徴とする請求項1に記載のアブ
ソリュートエンコーダ。
2. The absolute encoder according to claim 1, wherein the signal selection means selects the n-bit signal in the order of pattern arrangements formed in the absolute pattern.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011158302A (en) * 2010-01-29 2011-08-18 Nikon Corp Encoder
JP2013096990A (en) * 2011-10-28 2013-05-20 Dspace Digital Signal Processing & Control Engineering Gmbh Method for detecting rotation angle

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