JP2982837B2 - アブソリュート型ロータリエンコーダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転体の一回転乃至多
回転に亘って回転体の絶対回転位置を定量的に検出する
と共に回転体の回転数を検出するアブソリュート型ロー
タリエンコーダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転体の一回転乃至多回転に亘って回転
体の絶対回転位置を定量的に検出すると共に回転体の回
転数を検出することができるアブソリュート型ロータリ
エンコーダは既に提案されている。このアブソリュート
型ロータリエンコーダとしては、回転体の一回転内の絶
対回転位置を光学式に定量的に検出するための回転ディ
スク以外に、これと減速歯車機構により駆動連結された
回転数検出用の回転ディスクを設け、この回転ディスク
の絶対回転位置の光学式検出により回転数を検出するよ
う構成されたものが知られている。

【０００３】また減速歯車機構を用いずに、回転体の回
転数を検出することができるアブソリュート型ロータリ
エンコーダとして、これの絶対回転位置検出の原点位置
を始端した１８０度展開のＭＳＢ（最上位ビット）スリ
ットパターンと、ＭＳＢスリットパターンとは所定角
度、例えば９０度回転変位し、ＭＳＢスリットパターン
の終端位置に重複して延在する１８０度展開のＭＳＢ−
１スリットパターンとを有する回転ディスクと、ＭＳＢ
スリットパターン、ＭＳＢ−１スリットパターンとを各
々個別に検出する発光素子と受光素子とによる光電素子
とを用い、ＭＳＢスリットパターンの受光素子の出力信
号とＭＳＢ−１スリットパターンの受光素子の出力信号
より、回転ディスクの正転時にはアップカウントし、回
転ディスクの逆転時にはダウンカウントし、回転体の回
転数を計数するよう構成されたものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】減速歯車機構により減
速回転される回転ディスクを用いたものは、回転ディス
クの一回転内の絶対回転位置を光学式に定量的に検出す
るためと回転数を検出するために、高価で、大きいスペ
ースを必要とする光学式のアブソリュート検出部を個別
に二つ必要とする欠点を含んでおり、これはアブソリュ
ート型ロータリエンコーダの低廉化、小型化を阻害す
る。

【０００５】またこのアブソリュート型ロータリエンコ
ーダに於いては、絶対回転位置検出の零原点位置にて検
出回転数が切り換わるためには、減速歯車機構は大きい
バックラッシュ等を含まない極めて精度が高いものであ
ることを要求され、また回転ディスクの一回転内の絶対
回転位置を定量的に検出するアブソリュート検出部と回
転数を検出するアブソリュート検出部との相互の位置関
係も高精度に設定される必要がある。またこれに於いて
は、減速歯車機構は機械的運動部であるから、減速歯車
機構がいくら高精度に製作されたものであっても、これ
の摩耗による精度劣化が生じることを避けられない。

【０００６】これに対し、ＭＳＢスリットパターンとＭ
ＳＢ−１スリットパターンとを用いたのものに於いて
は、光学式のアブソリュート検出部を二つ用いたものに
比してアブソリュート型ロータリエンコーダの低廉化、
小型化を促進し、減速歯車機構を必要しないので、検出
精度の経時的低下がなく、優れた性能を示す。

【０００７】しかし、通常、アブソリュート型ロータリ
エンコーダは、電源停止後も回転数をカウントする状態
を維持し、常に実際の回転数を認知、記憶しておく必要
があるため、光学式のアブソリュート型ロータリエンコ
ーダに於いては、電池等によるバックアップ電源により
回転数計数用のカウンタ回路のオン状態を維持し、また
発光素子をパルス点滅する必要がある。この発光素子の
パルス点滅は、電源停止時、常時行われるため、多くの
消費電流を費やし、電池等によるバックアップ電源の寿
命を短くする原因になる。また、発光素子は消費電流の
節約のために連続点灯ではなくてパルス点滅するため、
回転ディスクがこの時に高速回転されると、即ちパルス
点滅間隔の間に回転ディスク回転数が一回転以上回転す
ると、その回転が正確にカウントされなくなる。回転デ
ィスクが高速回転されても、その回転が正確にカウント
されるためには、発光素子のパルス点滅の間隔を短く設
定すればよいが、しかし、これに伴い消費電流が増大
し、電池等によるバックアップ電源の寿命がより一層短
くなる。

【０００８】本発明は、従来のアブソリュート型ロータ
リエンコーダに於ける上述の如き問題点に着目してなさ
れたものであり、絶対回転位置検出の原点位置にて検出
回転数が正確に切り換わり、また電源停止後の電池等に
よるバックアップ電源によるバッアップ作動時に多くの
消費電流を費やすことなく低消費電流により回転数を常
に正確に検出することができるアブソリュート型ロータ
リエンコーダを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、 回転ディスクと前記回転
ディスクをはさんで設けられた発光素子及び受光素子と
を備え、前記回転ディスクは、前記受光素子に回転ディ
スクの原点位置から１回転の間のアブソリュート番地信
号を発生させるための、前記発光素子からの光を透過す
る部分と遮光する部分とからなる同心状に設けられた複
数のスリットパターンを有するものである、絶対回転位
置検出手段と、 前記回転ディスクとともに回転し所定の
回転角度範囲にわたって設けられた磁性体部と、前記磁
性体部の接近を検出する磁気検出手段とを備え、前記磁
気検出手段の出力信号を用いて回転ディスクの回転数を
検出する回転数検出手段と、 外部電源から給電されてい
ないときにロータリエンコーダ内の回路に給電するため
のバックアップ電源と、 外部電源から給電されていると
きにはすべての回路に連続通電し、外部電源から給電さ
れていないときには前記バックアップ電源を用いて前記
回転数検出手段に連続通電する電源制御手段と、を有す
るアブソリュート型ロータリエンコーダにおいて、 前記
回転ディスクの複数のスリットパターンには、回転ディ
スクの原点位置を開始端として１８０度の回転角範囲に
わたって連続した光透過性スリット部が設けられた最上
位ビットスリットパターンが含まれ、 前記磁性体部が設
けられている角度範囲は、前記発光素子及び受光素子に
よって前記最上位ビットスリットパターンの透光部が検
出されているときに前記磁気検出手段に対向する位置を
一端とし、前記発光素子及び受光素子によって前記最上
位ビットスリットパターンの遮光部が検出されていると
きに前記磁気検出手段に対向する位置を他端とする範囲
であり、 前記磁気検出手段は、前記磁性体部の接近又は
非接近により前記回転ディスクの原点位置が前記発光素
子及び受光素子の近傍に位置する原点近傍状態であるか
どうかを示す原点近傍信号を出力するものであり、 前記
回転数検出手段は、外部電源から給電されているときに
は、前記原点近傍 信号が原点近傍状態を示しているとき
に、前記投光素子及び受光素子により前記最上位ビット
スリットパターンについて検出された透光か遮光かの検
出状態が第１検出状態からその逆の状態である第２検出
状態に変化した時に回転数をカウントアップし第２検出
状態から第１検出状態に変化した時に回転数をカウント
ダウンするものであり、外部電源から給電されていない
ときには、前記原点近傍信号の状態が変化した時に所定
時間の間前記発光素子を発光させて前記最上位ビットス
リットパターンについての検出を行わせ、原点近傍信号
が原点非近傍状態から原点近傍状態に変化した時に前記
第１検出状態でありそれに続いて原点近傍信号が原点近
傍状態から原点非近傍状態に変化した時に前記第２検出
状態であれば回転数をカウントアップし、原点近傍信号
が原点非近傍状態から原点近傍状態に変化した時に第２
検出状態でありそれに続いて原点近傍信号が原点近傍状
態から原点非近傍状態に変化した時に第１検出状態であ
れば回転数をカウントダウンし、原点近傍信号が原点非
近傍状態から原点近傍状態に変化した時とそれに続いて
原点近傍状態から原点非近傍状態に変化した時とで最上
位ビットスリットパターンについての検出状態が同一で
あれば回転数を更新しないものである。また、請求項２
記載の発明は、請求項１に記載の発明において、 前記回
転数検出手段は、前記原点近傍信号が原点近傍状態を示
している間に外部電源からの給電が遮断された時に前記
発光素子を所定時間発光させて前記最上位ビットスリッ
トパターンについての遮断時検出状態を得、その直前に
前記原点近傍信号が原点非近傍状態から原点近傍状態に
変化した時の前記最上位ビットスリットパターンについ
ての遮断前検出状態が前記第１検出状態であり遮断時検
出状態が前記第２検出状態であれば回転数をカウントア
ップし、遮断前検出状態が第２検出状態であり遮断時検
出状態が第１検出状態であれば回転数をカウントダウン
し、遮断前検出状態と遮断時検出状態とが同一であれば
回転数を変更しないものであり、 かつ、前記回転数検出
手段は、前記原点近傍信号が原点近傍状態を示している
間に外部電源からの給電が回復した時に前記発光素子を
所定時間発光させて前記最上位ビットスリットパターン
についての回復検出状態を得、その直前に前記原点近傍
信号が原点非近傍状態から原点近傍状態に変化した時の
前記最上位ビット スリットパターンについての回復前検
出状態が前記第１検出状態であり回復時検出状態が前記
第２検出状態であれば回転数をカウントアップし、回復
前検出状態が第２検出状態であり回復時検出状態が第１
検出状態であれば回転数をカウントダウンし、回復前検
出状態と回復時検出状態とが同一であれば回転数を変更
しないものである。

【００１０】

【作用】本発明では、 （１） 回転ディスクの複数のスリットパターンには、
回転ディスクの原点位置を開始端として１８０度の回転
角範囲にわたって連続した光透過性スリット部が設けら
れた最上位ビットスリットパターンが含まれ、 （２） 磁性体部が設けられている角度範囲は、発光素
子及び受光素子によって前記最上位ビットスリットパタ
ーンの透光部が検出されているときに磁気検出手段に対
向する位置を一端とし、前記発光素子及び受光素子によ
って前記最上位ビットスリットパターンの遮光部が検出
されているときに前記磁気検出手段に対向する位置を他
端とする範囲であり、 （３） 前記磁気検出手段は、前記磁性体部の接近又は
非接近により前記回転ディスクの原点位置が前記発光素
子及び受光素子の近傍に位置する原点近傍状態であるか
どうかを示す原点近傍信号を出力するものであり、 （４） 前記回転数検出手段は、外部電源から給電され
ているときには、前記原点近傍信号が原点近傍状態を示
しているときに、前記投光素子及び受光素子により前記
最上位ビットスリットパターンについて検出された透光
か遮光かの検出状態が第１検出状態からその逆の状態で
ある第２検出状態に変化した時に回転数をカウントアッ
プし第２検出状態から第１検出状態に変化した時に回転
数をカウントダウンするものであり、外部電源から給電
されていないときには、前記原点近傍信号の状態が変化
した時に所定時間の間前記発光素子を発光させて前記最
上位ビットスリットパターンについての検出を行わせ、
原点近傍信号が原点非近傍状態から原点近傍状態に変化
した時に前記第１検出状態でありそれに続いて原点近傍
信号が原点近傍状態から原点非近傍状態に変化した時に
前記第２検出状態であれば回転数をカウントアップし、
原点近傍信号が原点非近傍状態から原点近傍状態に変化
した時に第２検出状態でありそれに続いて原点近傍信号
が原点近傍状態から原点非近傍状態に変化した時に第１
検出状態であれば回転数をカウントダウンし、原点近傍
信号が原点非近傍状態から原点近傍状態に変化した時と
それに続いて原点近傍状態から原点非近傍状態に変化し
た時とで最上位ビットスリットパ ターンについての検出
状態が同一であれば回転数を更新しないものである。

【００１１】また、本発明では、 （５） 前記回転数検出手段は、前記原点近傍信号が原
点近傍状態を示している間に外部電源からの給電が遮断
された時に前記発光素子を所定時間発光させて前記最上
位ビットスリットパターンについての遮断時検出状態を
得、その直前に前記原点近傍信号が原点非近傍状態から
原点近傍状態に変化した時の前記最上位ビットスリット
パターンについての遮断前検出状態が前記第１検出状態
であり遮断時検出状態が前記第２検出状態であれば回転
数をカウントアップし、遮断前検出状態が第２検出状態
であり遮断時検出状態が第１検出状態であれば回転数を
カウントダウンし、遮断前検出状態と遮断時検出状態と
が同一であれば回転数を変更しないものであり、 かつ、
前記回転数検出手段は、前記原点近傍信号が原点近傍状
態を示している間に外部電源からの給電が回復した時に
前記発光素子を所定時間発光させて前記最上位ビットス
リットパターンについての回復検出状態を得、その直前
に前記原点近傍信号が原点非近傍状態から原点近傍状態
に変化した時の前記最上位ビットスリットパターンにつ
いての回復前検出状態が前記第１検出状態であり回復時
検出状態が前記第２検出状態であれば回転数をカウント
アップし、回復前検出状態が第２検出状態であり回復時
検出状態が第１検出状態であれば回転数をカウントダウ
ンし、回復前検出状態と回復時検出状態とが同一であれ
ば回転数を変更しないものである。

【００１２】

【実施例】以下に添付の図を参照して本発明を実施例に
ついて詳細に説明する。

【００１３】図１および図２は本発明によるアブソリュ
ート型ロータリエンコーダの機械的構成の一実施例を示
している。アブソリュート型ロータリエンコーダは、ベ
ース部材１とカバー部材３とによるケーシング５を有し
ている。

【００１４】ベース部材１にはボール軸受７により入力
回転軸９が回転可能に取り付けられており、ケーシング
５内に位置する入力回転軸９の一端部には回転ディスク
１１が固定されている。回転ディスク１１には、図２に
示されている如く、エンコーダのディスク一回転のアブ
ソリュート番地信号を発生するために回転ディスク１１
を最小刻みにて分割する３６０度展開のＬＳＢ（最下位
ビット）スリットパターン１３乃至回転ディスク１１を
二分割すべく１８０度の回転角範囲に亘って連続した光
透過性スリット部を有するＭＳＢ（最上位ビット）スリ
ットパターン１５が各々同心にパターン印刷等により形
成されている。

【００１５】尚、この実施例に於いては、ディスク一回
転の絶対位置検出は１０２４分割とされ、ディスク一回
転のアブソリュート番地の最小番地、即ち原点位置番地
は零、最大番地は１０２３となっており、ＭＳＢスリッ
トパターン１５の光透過性スリット部の開始端はディス
ク一回転の絶対位置検出の原点位置と整合している。

【００１６】ケーシング５内には、ホルダ１７により回
転ディスク１１の一方の盤面、即ち図１にて上面に対し
光を照射する発光素子（ＬＥＤ）１９とレンズ２１とが
固定配置されている。

【００１７】またケーシング５内の回転ディスク１１の
他方の側、即ち下方にはホトダイオード等による受光素
子（ＰＤ）アレイ２３が固定配置されている。受光素子
アレイ２３の各受光部は、発光素子１９より放射されて
回転ディスク１１の光透過性スリット部を通過した光を
受光するようになっており、この受光位置は、以降、光
学的検出位置と称する。

【００１８】ケーシング５内に位置する入力回転軸９の
一端部にはもう一つの回転ディスク２５が固定されてい
る。回転ディスク２５の一方の盤面、即ち図１にて上面
には、図２に示されている如く、所定角度、例えば４５
程度の回転角範囲に亘って回転ディスク２５と同心の円
弧帯状の磁性体部２７が付与されている。磁性体部２７
は、図示の実施例に於いては、ディスク一回転の絶対位
置検出の原点位置を中央位置として回転方向両側に２
２．５度の回転角範囲に亘って設けられている。

【００１９】ケーシング５内には、ホルダ２９により磁
気抵抗素子３１が回転ディスク２５の図１にて上面に微
小間隔をおいて固定状態にて対向配置されている。磁気
抵抗素子３１は磁性体部２７と対向接近することにより
感応し、オン−オフするようになっている。

【００２０】この実施例に於いては、磁気抵抗素子３１
はディスク回転方向に見て前記光学的検出位置と同一位
置に配置されており、これにより磁気抵抗素子３１は回
転ディスク１１、２５が前記光学的検出位置にて原点位
置を検出される回転位相およびその回転方向両側に連続
する所定位相範囲にある時に磁性体部２７の接近を検出
してオン状態になる。

【００２１】ケーシング５内には、発光素子１９、磁気
抵抗素子３１等の電源回路、受光素子アレイ２３、磁気
抵抗素子３１よりの信号を処理する信号処理回路、カウ
ンタ回路等のプリント基盤を含む電気回路部３３が固定
配置されている。

【００２２】図３は発光素子１９と磁気抵抗素子３１の
電源回路例を示している。この電源回路は、電源オン時
に所定の時間遅れＴｒｅｓをもってリセット信号ＲＥＳ
を出力する電源リセット回路３５と、バッテリ電源３７
と、ツェナダイオード３９、トランジスタ４１、４３、
ダイオード４５、４７により構成された自動電源切替回
路と、リセット信号ＲＥＳに対しオンディレーのオンデ
ィレーリセット信号ＲＥＳ−ＯＮＤを出力するオンディ
レー回路４９とを有し、前記自動電源切替回路は電源オ
ン時には外部電源電流を出力し、電源オフ時にはバッテ
リ電源３７の電流を出力するようになっている。

【００２３】図４は発光素子１９のドライブ回路と受光
素子アレイ２３のうちのＭＳＢ用の受光素子２３ｍｓｂ
の出力回路と磁気抵抗素子３１の出力回路をなす回路例
を示している。発光素子１９のドライブ回路は、トラン
ジスタ５１と、後述のＬＥＤドライブ信号を入力してト
ランジスタ５１のスイッチングを制御するゲート信号を
出力するインバータ５３を有し、トランジスタ５１のス
イッチング動作により前記電源回路による電源電圧を発
光素子１９に選択的に印加するようになっている。

【００２４】受光素子２３ｍｓｂの出力回路は、コンパ
レータ５５を有し、比較基準電圧（Ｖｒｅｆ1 ）と受光
素子２３ｍｓｂの出力電圧との比較によりオンオフ信号
としてのＭＳＢ信号を出力するようになっている。

【００２５】磁気抵抗素子３１の出力回路は、コンパレ
ータ５７を有し、比較基準電圧（Ｖｒｅｆ2 ）と磁気抵
抗素子３１の出力電圧との比較によりオンオフ信号とし
ての磁気検出信号を出力するようになっている。

【００２６】図５はＬＥＤドライブ信号の出力回路と回
転数検出用のアップダウンカウンタ制御回路の回路例を
示している。この回路は、入力端子５９にＲＥＳ出力
を、入力端子６１にＲＥＳ−ＯＮＤ出力を、入力端子６
３に磁気抵抗素子３１による磁気検出信号を、入力端子
６５にＭＳＢ信号を各々与えられ、インバータ６７、６
９と、アンドゲート７１、７３と、入力信号の立ち上が
りエッジによりオン出力を出力するワンショットディレ
ー回路７５、７９と、入力信号の立ち下がりエッジによ
りオン出力を出力するワンショットディレー回路７７、
７９と、ノアゲート８３、８５と、ナンドゲート８７、
８９と、ノアゲート９１、９３と、インバータ９５、９
７、９９と、ナンドゲート１０１と、インバータ１０３
と、入力信号の立ち下がりエッジによりオン出力を出力
するワンショットディレー回路１０５、１０７と、ナン
ドゲート１０９、１１１、１１３、１１５と、第一フリ
ップフロップ１１７と、第二フリップフロップ１１９
と、入力信号の立ち下がりエッジによりオン出力を出力
するワンショットディレー回路２１１、２１３と、ノア
ゲート１２５、１２７とを有し、インバータ１０３より
ＬＥＤドライブ信号を、ノアゲート１２５よりカウント
アップ信号を、ノアゲート１２７よりカウントダウン信
号を各々出力するようになっている。

【００２７】この場合、ノアゲート１２５は、電源オン
時の正転（図２にて時計廻り方向）時にはワンショット
ディレー回路１０５より、電源オフ時の正転時にはワン
ショットディレー回路１２１よりオン信号を与えらるこ
とにより、図６に示されている如きカウントアップ信号
を出力し、これに対しノアゲート１２７は、電源オン時
の逆転（図２にて反時計廻り方向）時にはワンショット
ディレー回路１０７より、電源オフ時の逆転時にはワン
ショットディレー回路１２３よりオン信号を与えらるこ
とにより、図６に示されている如きカウントダウン信号
を出力するようになる。このカウントアップ信号とカウ
ントダウン信号は回転数計数用のカウンタ回路１２９に
入力される。

【００２８】上述の如き構成によれば、電源オン時に
は、外部電源により、発光素子１９は連続点灯し、また
磁気抵抗検出素子３１、その他すべての回路に対し連続
通電が行われる。この状態下にて、磁気抵抗検出素子３
１が磁性体部２７の接近を検出していることにより、磁
気検出信号がオン状態である時に、ＭＳＢ信号がオン状
態よりオフ状態に変化した時には、正転状態にてＭＳＢ
スリットパターン１５の光透過性スリット部の開始端、
換言すればディスク一回転の絶対位置検出の原点位置が
光学的検出位置を通過したとして、カウントアップ信号
によりカウンタ回路１２９のカウント値を１カウントア
ップすることが行われる。

【００２９】これに対し、磁気検出信号がオン状態であ
る時に、ＭＳＢ信号がオフ状態よりオン状態に変化した
時には、逆転状態にてＭＳＢスリットパターン１５の光
透過性スリット部の開始端、即ちディスク一回転の絶対
位置検出の原点位置が光学的検出位置を通過したとし
て、カウントダウン信号によりカウンタ回路１２９のカ
ウント値が１カウントダウンが行われる。

【００３０】上述のカウントアップ、カウントダウン
は、回転ディスク１１、２５の回転位置が原点位置にあ
る時に正確に行われる。

【００３１】電源がオフされると、発光素子１９に対す
る通電を除いて、磁気抵抗検出素子３１およびカウンタ
回路１２９を含む上述の回転数計数用の電気回路に対す
る連続通電がバッテリ電源３７により行われ、これらの
オン状態が引続き維持され、発光素子１９は、図５に示
されている如く、磁気抵抗検出素子３１による磁気検出
信号がオフ状態よりオン状態に変化した時と、この磁気
検出信号がオン状態よりオフ状態に変化した時に各々Ｌ
ＥＤドライバ信号が所定時間に亘って反転することによ
り、この反転期間のみバッテリ電源３７により電圧を印
加されて発光作動する。

【００３２】上述の作動下にて、磁気検出信号がオフ状
態よりオン状態に変化した時にＭＳＢ信号がオン状態で
あると、ディスク正転により磁性体部２７の一方の端縁
部２７ａが光学的検出位置を通過した時であり、次に磁
気検出信号がオン状態よりオフ状態に変化した時にＭＳ
Ｂ信号がオフ状態になると、磁性体部２７の他方の端縁
部２７ｂが光学的検出位置を通過した時である。この時
は、ディスク正転によりディスク一回転の絶対位置検出
の原点位置が光学的検出位置を通過したとして、カウン
トアップ信号によりカウンタ回路１２９のカウント値を
１カウントアップすることが行われる。

【００３３】尚、磁気検出信号がオン状態よりオフ状態
に変化した時にもＭＳＢ信号がオン状態を維持すると、
ディスク回転が戻されて磁性体部２７の一方の端縁部２
７ａが光学的検出位置を再び通過した時であり、この時
はカウントアップ信号の出力されず、カウント数に変化
は生じない。

【００３４】即ち、磁気検出信号がオフ状態よりオン状
態へ、またオン状態よりオフ状態へ変化する際の二回の
発光素子１９の発光時に、ＭＳＢ信号が、その一回目に
オン、二回目にオフであれば、カウントアップを行い、
一、二回目共にオンであれば、現カウント数を維持する
ことが行われる。

【００３５】これに対し、上述の作動下にて、磁気検出
信号がオフ状態よりオン状態に変化した時にＭＳＢ信号
がオフ状態であると、ディスク逆転により磁性体部２７
の他方の端縁部２７ｂが光学的検出位置を通過した時で
あり、次に磁気検出信号がオン状態よりオフ状態に変化
した時にＭＳＢ信号がオン状態になると、磁性体部２７
の一方の端縁部２７ａが光学的検出位置を通過した時で
ある。この時は、ディスク逆転によりディスク一回転の
絶対位置検出の原点位置が光学的検出位置を通過したと
して、カウントダウン信号によりカウンタ回路１２９の
カウント値を１カウントダウンすることが行われる。

【００３６】尚、磁気検出信号がオン状態よりオフ状態
に変化した時もＭＳＢ信号がオフ状態あれば、ディスク
回転が戻されて磁性体部２７の他方の端縁部２７ｂが光
学的検出位置を再び通過した時であり、この時はカウン
トダウン信号の出力されず、カウント数に変化は生じな
い。

【００３７】即ち、磁気検出信号がオフ状態よりオン状
態へ、またオン状態よりオフ状態へ変化する際の二回の
発光素子１９の発光時に、ＭＳＢ信号が、その一回目に
オフ、二回目にオンであれば、カウントダウンを行い、
一、二回目共にオフであれば、現カウント数を維持する
ことが行われる。

【００３８】上述の如き電源オフ状態より電源オン状態
に切り換わった時には、その切り換わり時点にて、カウ
ンタ回路１２９を除くその他のすべての記憶回路をクリ
アして電源オン時モードへ移行することが行われる。但
し、この切り換わり時点にて、磁気検出信号がオン状態
で、発光素子１９の一回目の発光作動が完了していれ
ば、既にディスク回転が原点位置を通過して行われてい
る可能性があるから、電源オン時の発光素子１９の点灯
を、これを電源オフ時の二回目の発光作動と同様に取り
扱って電源オフ時の上述のカウント制御と同様のカウン
ト制御を行い、この後に電源オン時モードへ移行するこ
とが行われる。

【００３９】また逆に、磁気検出信号がオン状態で、電
源オン状態より電源オフ状態に切り換わった時には、そ
の切り換わり時点にて発光素子１９の点灯させて上述の
電源オフ時モードへ移行することが行われる。

【００４０】尚、上述の実施例に於いては、磁性体部２
７はディスク一回転の絶対位置検出の原点位置を中央位
置として回転方向両側に２２．５度の回転角範囲に亘っ
て設けられているが、磁性体部２７の配設位置は、この
反対で、上述の範囲を除いて設けられていてもよく、ま
た磁気抵抗素子３１は必ずしもディスク回転方向に見て
前記光学的検出位置と同一位置に配置されている必要は
なく、これの配設位置は回転ディスク２５に於ける磁性
体部２７の配設位置との兼ね合いに於いて、回転ディス
クが光学的に原点位置を検出される回転位置付近にある
ことを検出する位置であればよい。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
に係わるアブソリュート型ロータリエンコーダでは、以
下の効果を奏する。 （請求項１） 回転数の更新を回転ディスクのスリットパターンの検出
に基づいて行っているから回転ディスクの原点位置を基
準に正確に回転数の更新を行える。 バックアップ電源で
動作しているときの発光時間が回転数を更新するために
必要なだげの時間に限定されているから少ない消費電力
で外部電源からの給電がない間の回転数更新が行える。 （請求項２） 外部電源の遮断時及び回復時に１回転分の回転数誤差が
生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるアブソリュート型ロータリエンコ
ーダの機械的構成の一実施例を示す縦断面図。

【図２】図１の線II-II に沿った断面図。

【図３】本発明によるアブソリュート型ロータリエンコ
ーダに用いられる発光素子と磁気抵抗素子の電源回路の
一実施例を示す回路図。

【図４】本発明によるアブソリュート型ロータリエンコ
ーダに用いられる発光素子のドライブ回路と受光素子ア
レイのうちのＭＳＢ用の受光素子の出力回路と磁気抵抗
素子の出力回路をなす電気回路の一実施例を示す回路
図。

【図５】本発明によるアブソリュート型ロータリエンコ
ーダに用いられるＬＥＤドライブ信号の出力回路と回転
数検出用のアップダウンカウンタ制御回路をなす電気回
路の一実施例を示す回路図。

【図６】本発明によるアブソリュート型ロータリエンコ
ーダの動作状態を示すタイムチャート。

【符号の説明】

５ ケーシング ９ 入力回転軸 １１ 回転ディスク １９ 発光素子 ２３ 受光素子アレイ ２５ 回転ディスク ２７ 磁性体部 ３１ 磁気抵抗素子 ３５ 電源リセット回路 ３７ バッテリ電源 １２９ カウンタ回路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−253610（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−134797（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−53114（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−27510（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/62

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転ディスクと前記回転ディスクをはさ
   んで設けられた発光素子及び受光素子とを備え、前記回
   転ディスクは、前記受光素子に回転ディスクの原点位置
   から１回転の間のアブソリュート番地信号を発生させる
   ための、前記発光素子からの光を透過する部分と遮光す
   る部分とからなる同心状に設けられた複数のスリットパ
   ターンを有するものである、絶対回転位置検出手段と、 前記回転ディスクとともに回転し所定の回転角度範囲に
   わたって設けられた磁性体部と、前記磁性体部の接近を
   検出する磁気検出手段とを備え、前記磁気検出手段の出
   力信号を用いて回転ディスクの回転数を検出する回転数
   検出手段と、 外部電源から給電されていないときにロータリエンコー
   ダ内の回路に給電するためのバックアップ電源と、 外部電源から給電されているときにはすべての回路に連
   続通電し、外部電源から給電されていないときには前記
   バックアップ電源を用いて前記回転数検出手段に連続通
   電する電源制御手段と、を有するアブソリュート型ロー
   タリエンコーダにおいて、 前記回転ディスクの複数のスリットパターンには、回転
   ディスクの原点位置を開始端として１８０度の回転角範
   囲にわたって連続した光透過性スリット部が設けられた
   最上位ビットスリットパターンが含まれ、 前記磁性体部が設けられている角度範囲は、前記発光素
   子及び受光素子によって前記最上位ビットスリットパタ
   ーンの透光部が検出されているときに前記磁気検出手段
   に対向する位置を一端とし、前記発光素子及び受光素子
   によって前記最上位ビットスリットパターンの遮光部が
   検出されているときに前記磁気検出手段に対向する位置
   を他端とする範囲であり、 前記磁気検出手段は、前記磁性体部の接近又は非接近に
   より前記回転ディスクの原点位置が前記発光素子及び受
   光素子の近傍に位置する原点近傍状態であるかどうかを
   示す原点近傍信号を出力するものであり、 前記回転数検出手段は、外部電源から給電されていると
   きには、前記原点近傍信号が原点近傍状態を示している
   ときに、前記投光素子及び受光素子により前記最上位ビ
   ットスリットパターンについて検出された透光か遮光か
   の検出状態が第 １検出状態からその逆の状態である第２
   検出状態に変化した時に回転数をカウントアップし第２
   検出状態から第１検出状態に変化した時に回転数をカウ
   ントダウンするものであり、外部電源から給電されてい
   ないときには、前記原点近傍信号の状態が変化した時に
   所定時間の間前記発光素子を発光させて前記最上位ビッ
   トスリットパターンについての検出を行わせ、原点近傍
   信号が原点非近傍状態から原点近傍状態に変化した時に
   前記第１検出状態でありそれに続いて原点近傍信号が原
   点近傍状態から原点非近傍状態に変化した時に前記第２
   検出状態であれば回転数をカウントアップし、原点近傍
   信号が原点非近傍状態から原点近傍状態に変化した時に
   第２検出状態でありそれに続いて原点近傍信号が原点近
   傍状態から原点非近傍状態に変化した時に第１検出状態
   であれば回転数をカウントダウンし、原点近傍信号が原
   点非近傍状態から原点近傍状態に変化した時とそれに続
   いて原点近傍状態から原点非近傍状態に変化した時とで
   最上位ビットスリットパターンについての検出状態が同
   一であれば回転数を更新しないものである、 アブソリュ
   ート型ロータリエンコーダ。
2. 【請求項２】 前記回転数検出手段は、前記原点近傍信
   号が原点近傍状態を示している間に外部電源からの給電
   が遮断された時に前記発光素子を所定時間発光させて前
   記最上位ビットスリットパターンについての遮断時検出
   状態を得、その直前に前記原点近傍信号が原点非近傍状
   態から原点近傍状態に変化した時の前記最上位ビットス
   リットパターンについての遮断前検出状態が前記第１検
   出状態であり遮断時検出状態が前記第２検出状態であれ
   ば回転数をカウントアップし、遮断前検出状態が第２検
   出状態であり遮断時検出状態が第１検出状態であれば回
   転数をカウントダウンし、遮断前検出状態と遮断時検出
   状態とが同一であれば回転数を変更しないものであり、 かつ、前記回転数検出手段は、前記原点近傍信号が原点
   近傍状態を示している間に外部電源からの給電が回復し
   た時に前記発光素子を所定時間発光させて前記最上位ビ
   ットスリットパターンについての回復検出状態を得、そ
   の直前に前記原点近傍信号が原点非近傍状態から原点近
   傍状態に変化した時の前記最上位ビットスリットパター
   ンについての回復前検出状態が前記第１検出状態であり
   回復時検出状態が前記第２検出状態であれば回転数をカ
   ウントアップし、回復前検出状態 が第２検出状態であり
   回復時検出状態が第１検出状態であれば回転数をカウン
   トダウンし、回復前検出状態と回復時検出状態とが同一
   であれば回転数を変更しないものである、請求項１に記
   載のアブソリュート型ロータリエンコーダ。