(57)【要約】  本発明は、プログラムが可能な位置制御エンコーダ（ｅｎｃｏｄｅｒ）において、従来のロータリーエンコーダにシーケンス制御（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能が結合された新しい機能のエンコーダに関するものである。即ち、それぞれの位置を表す絶対位置コードである２進数の組み合わせで構成されたアドレスコード（Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｃｏｄｅ）を備える回転ディスク、前記２進アドレスコードを検出するための光センサー、前記光センサーの出力信号を増幅するための信号増幅部、及び前記信号増幅部で出力された信号を利用してデジタル信号を出力する制御回路ボードを含む。本発明によれば、ソフトウェア的な分解能の構成で分割角、または位置制御コードの変換が可能であり、従来のロータリーエンコーダにシーケンス制御機能を結合することによって作業効率性を極大化することができるという効果を奏する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３６０°の絶対位置データを構成する回転ディスクと、前記回転ディスクの絶対位置コードを検出するセンサーと、絶対位置コードが入力されて論理的に分割及び制御するマイコンと、前記センサーで検出された信号を増幅するための信号増幅部とを含む位置制御符号化装置における位置制御符号化方法において、
位置を検出するための位置検出装置から絶対位置データが入力されると、前記位置制御符号化装置が、前記絶対位置データを既定値に論理的分割するステップと；
前記位置制御符号化装置が、当該論理的分割値による制御信号を出力するステップと；を含み、
前記位置検出装置は、リニアスケールの位置を検出するためのアブソリュートリニアエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）であり、前記アブソリュートリニアエンコーダは、長さの変化量に対応する絶対位置データを出力し、
前記位置制御符号化装置は、前記絶対位置データを既定値に論理的分割することを特徴とする位置制御符号化方法。
【請求項２】
前記アブソリュートリニアエンコーダが、２進数の組合せで構成されたデジタルコードを出力することを特徴とする請求項１に記載の位置制御符号化方法。
【請求項３】
前記位置制御符号化装置は、矩形波またはオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の位置制御符号化方法。
【請求項４】
２台以上の位置検出装置が前記位置制御符号化装置に連結されることを特徴とする請求項１に記載の位置制御符号化方法。
【請求項５】
前記回転ディスクは、２進数の組合せで構成されたデジタルコード（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｄｅ）に形成されることを特徴とする請求項１に記載の位置制御符号化方法。
【請求項６】
前記回転ディスクは、基準原点を有するインクリメンタル（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ）型であり、原点を検出した後カウントして絶対位置データを構成することを特徴とする請求項１に記載の位置制御符号化方法。
【請求項７】
前記位置検出装置は、基準原点を有するインクリメンタル（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ）型であり、原点を検出した後カウントして絶対位置データを構成することを特徴とする請求項１に記載の位置制御符号化方法。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の方法をコンピューターで実行させることができるプログラムを記録したコンピューターで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来のアブソリュートロータリーエンコーダは、分割角に対応する２進数で組合されたコードを回転円板に設計した後、１対１に対応して反応する光センサーの出力を利用してオン／オフ信号や矩形波を検出する単純なハードウェア的方法である。これに対し、本発明は、アブソリュートロータリーエンコーダの回転ディスク上の絶対位置データを基準に角度または位置分割をソフトウェアで構成して、従来のロータリーエンコーダにシーケンス制御（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能を結合した新しい機能のエンコーダに関するものである。
【０００２】
即ち、本発明は、アブソリュートロータリーエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）で３６０°に対応する２進絶対位置コードで記録された回転円板、そしてこの回転円板で２進数ＢＣＤコードでセンサーによって入力されたそれぞれのアドレスデータを基準にしてそれぞれの位置を制御するプログラム、及びプログラムを実行するワンチップマイコン（ＯｎｅＣｈｉｐ  Ｍｉｃｏｍ）と制御回路で構成されたプログラムが可能なアブソリュートロータリーエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来のアブソリュートロータリーエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）は、角度分割制御のための簡単なスイッチング回路を回転ディスクにデザインして構成する。即ち、角度分割制御コードを回転ディスク上に２進数コードでハードウェア的に構成した後、センサーを利用してオン／オフ信号や矩形波を検出する。
【０００４】
ロータリーエンコーダ（Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）とは、回転方向の機械的変位量と、回転角の位置変位量をデジタル量に変換して検出するための位置センサーであり、大きく回転方向の位置を検出するロータリーエンコーダ（Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）と直線変位を測定するリニア（Ｌｉｎｅａｒ）スケールに分類することができる。
【０００５】
エンコーダを動作原理で分類すると、光電式エンコーダ、磁気式エンコーダ、電子誘導式エンコーダ、静電容量式エンコーダなどがある。このようなエンコーダは位置制御のための工作機械や数値制御工作機械（ＣＮＣ）などで広範に用いられている。
【０００６】
エンコーダでの光検出方式には、アブソリュート方式（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｔｙｐｅ：絶対方式）とインクリメンタル方式（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  Ｔｙｐｅ：増分方式）がある。
【０００７】
インクリメンタル方式は、回転軸の回転角度に比例したパルスを出力する方式で、信号が個別的に識別されないことから入力信号に対する回転数を認識するためにはその位置からパルス数を数えて累積加算する。インクリメンタル方式は、回転ディスクのスケールに基準位置を割り当てることによって基準点から回転量を際限なく測定することが可能であるが、電力を遮断した後に電力を再び供給する時は、必ず基準点を設定しなければならないという不都合がある。
【０００８】
アブソリュート方式は、回転角度による絶対位置値を回転ディスクに割り当てることによって回転ディスクの変位に対応する固有の位置信号がデジタルモードで出力されるようにしたもので、回転角度の検出に用いられ、電力を遮断しても回転ディスクに位置データが保存されているので、原点を設定する必要なしに直ちに位置データを検出することができる。
【０００９】
図６は一般的なロータリーエンコーダの回転ディスクを示す図であり、ここでは、一般的なロータリーエンコーダはハードウェア的に構成されている。
【００１０】
図２はロータリーエンコーダの基本的な構造を示す図である。
【００１１】
図２を参照すれば、ロータリーエンコーダの基本的構造は、回転軸と、回転軸を支持するベアリング１０１と、回転軸を固定する本体１１１と、回転軸に固定された回転ディスク１５１と、光を照射する発光部１２１と、照射された光を受ける受光部１３１と、光の照度の変化をデジタル信号に変換する電子回路１４１とで構成されている。
【００１２】
図４を参照すれば、一般的なロータリーエンコーダの作動原理は信号を発信する発光部Ｄで光源を発散すると、信号を制御する回転ディスクＢａが運動をする回転軸に連結されて回転する。この時、回転ディスクＢａには、図６に示すような黒白のパターン（Ｐａｔｔｅｒｎ）が割り当てられているが、固定スリットＣを通過した光は回転ディスクを通過するか遮断される。この時、通過した光を受信する受光部センサーＦによって２進位置データ３２が検出されて、矩形波３３やオン／オフ（Ｏｎ／Ｏｆｆ）信号で出力される。
【００１３】
図６に示すように、従来の位置制御エンコーダは、回転ディスクに物理的な分解能が構成され、それぞれの分解能に合わせてハードウェア的に回転ディスクを設計する。例えば、分解能が６であれば６つの位置コードを有する回転ディスクを設計し、分解能が２４であれば２４個の位置コードを有する回転ディスクを設計する方式である。
【００１４】
このように、従来は、分解能がｎであればｎ個の位置コードを有する回転ディスクを製作してアブソリュートロータリーエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）を構成していた。ここで、分解能とは分割しようとする角度を意味し、分解能が８であれば３６０゜を８等分して８つの位置データを出力することができるように製作されている。
【００１５】
出力方式に基くｎ分割エンコーダである場合、ｎ個のオン／オフスイッチ接点を出力する方式と２進ＢＣＤコードを出力する方式、またその他に２進グレーコードを出力する方式があるが、これらのロータリーエンコーダは、スケールへの刻印、またはパンチングされた形態によって正論理と負論理に分けられ、それぞれの製品は特性が異なるため互いに互換性がなく、使用範囲が極めて限定されており、応用の幅が極めて狭い。そのため、故障が発生した場合、特性上、入出力が同じ製品を購入しなければならず、その購入が難しい場合、設備を無期限に止めておかなければならないという問題点が発生することがある。
【００１６】
そして、従来は、回転ディスク上に分割制御コードを設計する際に、ハードウェア的な設計によって人為的分解能の変更が不可能であり、また、多様な製品を生産する場合、それぞれの分解能に合う回転ディスクと制御回路が必要となるため、開発から生産までに多くの工程と設備が必要になる問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は上記のような問題点を解決するために案出されたもので、回転ディスク上で３６０゜に対応する２進数コードの組合で抽出された絶対位置データとマイコンを利用して分解能を自在に構成することができ、入出力でビット演算を利用して回路を構成することができて、応用可能な範囲が無限であり、製品を生産する時、３６０゜に対応する２進ＢＣＤアドレス（Ａｄｄｒｅｓｓ）とコンパイラープログラムを利用して多様な分解能の製品を構成することができて、生産工程を大幅に減少することができ、使用者がソースプログラムを利用して自在に分解能を構成して容易に用いることができ、特殊なアブソリュートロータリーエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）もコンパイラーを利用して容易に製作可能であり、コンパイルプログラムを利用して多様な形態の矩形波を出力することができるロータリーエンコーダを提供することにその目的がある。
【００１８】
また、本発明は現場の条件に合わせて分割角の修正及び変換が可能であり、周辺マイコン及びＣＰＵとの連動が可能で多様な機能の製品を作ることができ、多様な位置信号を作ることができて、生産性及び作業性を向上させ、回路の構成を簡単にすることができるようにすることにその他の目的がある。
【００１９】
本発明の目的は以上に言及した目的に制限されず、また、言及しなかった他の目的は以下の記載から当業者に明確に理解されることができる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このような目的を達するために、本発明は３６０゜を分割して２進数で組合されたコードで絶対位置データを構成した回転ディスクと、上記回転ディスクの２進絶対位置コードを検出するセンサーと、２進数で組合されたコードが入力されて論理的に分割及び制御するマイコンと、上記センサーで検出された信号を増幅するための信号増幅部とを含む位置制御符号化装置における位置制御符号化方法において、位置を検出するための位置検出装置から絶対位置データが入力されると、上記位置制御符号化装置は上記絶対位置データを既定値で論理的分割するステップと、上記位置制御符号化装置は上記論理的分割値による制御信号を出力するステップとを含む。
【００２１】
上記位置検出装置は回転角を検出するためのアブソリュートロータリーエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）であり、上記アブソリュートロータリーエンコーダは回転角の変化量に対応する絶対位置データを出力し、上記位置制御符号化装置は上記絶対位置データを既定値で論理的分割することができる。
【００２２】
上記位置検出装置はリニアスケールの位置を検出するためのアブソリュートリニアエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）であり、上記アブソリュートリニアエンコーダは長さの変化量に対応する絶対位置データを出力し、上記位置制御符号化装置は上記絶対位置データを既定値で論理的分割することができる。
【００２３】
上記アブソリュートロータリーエンコーダは２進数で組合された多様なデジタル信号を出力することができる。
【００２４】
上記アブソリュートリニアエンコーダは２進数で組合された多様なデジタル信号を出力することができる。
【００２５】
上記位置制御符号化装置は矩形波またはオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）信号を出力することができる。
【００２６】
２台以上の位置検出装置が上記位置制御符号化装置に連結されることができる。
【００２７】
上記位置検出装置は２進グレーコード（Ｇｒａｙ  Ｃｏｄｅ）を出力するロータリーエンコーダ（Ｒｏｔａｒｙ  ｅｎｃｏｄｅｒ）を含むことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ソフトウェア的分解能の構成で分割角または位置制御コードの変換が可能で、作業効率性を極大化することができるという効果を奏する。
【００２９】
また、ソフトウェアを利用して出力信号の増減、修正及び変形など多様な機能を演出することができ、ソフトウェア的符号板の構成でハードウェア的に構成しにくい多様な形態の符号板を構成することができ、多様な製品を生産することができ、開発時間を短縮することができるという効果を奏する。
【００３０】
また、本発明によれば、２進数で組合されたコードを出力する（３６゜×１０n）高分解能アブソリュートロータリーエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）と結合して新しいアブソリュートロータリーエンコーダやインクリメンタルロータリーエンコーダ（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）を製作することができる。
【００３１】
本発明によれば、位置制御エンコーダでセンサーに対応する回転円板やリニアスケールの２進符号板のパターン（Ｐａｔｔｅｒｎ）は、分解能用のハードウェア的に構成せずに、絶対位置データとプログラムを利用してソフトウェア的に構成し、外装型ＣＰＵ制御ＰＣＢを利用して多軸の位置制御を簡単に構成することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、ＣＰＵにコンパイラーを利用して分解能をプログラムした後、３６０゜のアドレスカウント（Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｃｏｕｎｔ）を利用してソフトウェアで分解能を構成するので、多様な製品を容易に製作することができる。
【００３３】
そして、マイコンのＣＰＵを用いるので応用可能な範囲が無限で、アブソリュートタイプやインクリメンタルタイプの設計が可能であり、マイコンを利用した多様な形態の所望の出力信号を得ることができる。従来のアブソリュートロータリーエンコーダは、回転ディスクに物理的に分解能を構成した単純なハードウェア的設計に起因して、１回転当たりの分解能が絶対位置値に決めらえており、特定分野で限定的に用いられている。しかしながら、本発明は３６０度のアドレスカウントとマイコンを利用して１回転当たりの分解能を自在に構成することができ、入出力でビット演算を利用して回路を構成することができて、応用可能な範囲が無限である。
【００３４】
また、本発明によれば、製品を生産する時、３６０゜に対応する２進数の組合になるデジタルデータとコンパイラープログラムを利用して多様な分解能の製品を構成することができて、生産工程を大幅に減らすことができ、使用者がソースプログラムを利用して自在に分解能を構成してシーケンス制御をすることができる。
【００３５】
また、特殊なアブソリュートロータリーエンコーダもコンパイラーを利用して容易に製作することができ、コンパイルプログラムを利用して多様な形態の出力を構成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一の実施形態によるプログラムが可能なアブソリュートロータリーエンコーダ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）の全体的な原理図である。
【図２】ＣＰＵ制御ＰＣＢ内装型とＣＰＵ制御ＰＣＢ外装型の構造及び構成図である。
【図３】外装型制御ＰＣＢを利用した多軸位置制御構成図である。
【図４】ハードウェア（Ｈａｒｄｗａｒｅ）構成のエンコーダ（Ｅｎｃｏｄｅｒ）とソフトウェア（Ｓｏｆｔｗａｒｅ）構成のエンコーダ（Ｅｎｃｏｄｅｒ）の比較概略図である。
【図５】本発明の一の実施形態によるアブソリュート（Ａｂｓｏｌｕｔｅ）ロータリーエンコーダと３６０分割位置制御用外装型ＣＰＵボード（Ｂｏａｒｄ）を示す図である。
【図６】制御コードをハードウェア的に構成したロータリーエンコーダの回転ディスクを示す図である。
【図７】３６０分割アブソリュートロータリーエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）の回転ディスクの２進絶対位置コードの詳細図である。
【図８】リニアスケールの２進絶対位置データに対応する十進数の例である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明はアブソリュートロータリーエンコーダの回転ディスク上の絶対位置データを基準に角度分割制御コードをソフトウェアで構成する方法に関するものである。
【００３８】
即ち、本発明はアブソリュートロータリーエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）で３６０゜×１０n分割の２進絶対位置コードで記録された回転円板と、この回転円板で２進数で組合された多様なコードでセンサーによって入力されたそれぞれのアドレスデータを基準にそれぞれの位置を制御するプログラムと、プログラムを実行するワンチップマイコン（ＯｎｅＣｈｉｐ  Ｍｉｃｏｍ）と、制御回路とで構成されたプログラムが可能なアブソリュートロータリーエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）に関する。
【００３９】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明すれば次の通りである。まず、各図の構成要素に参照符号を付ける際に、同じ構成要素には、異なる図上に表示されているとしても同じ符号で示すようにしていることに留意すべきである。また、本発明を説明する際に、関係する公知機能もしくは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にするおそれがあると判断される場合、そのような詳細な説明は省略する。また、明細書全般にわたって、ある部分がある構成要素を「含む」とする場合、これは特別に反対される記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００４０】
本発明のプログラムが可能なアブソリュートロータリーエンコーダ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）は３６０゜に対応する２進アドレスコード（３６０゜×１０n）を有する回転ディスクと、２進アドレスコードを検出するｎ個の光センサーを備えた本体と、検出された信号を増幅する信号増幅回路と、マイコンＣＰＵが付着された印刷回路基板とを含む。
【００４１】
本発明はロータリーエンコーダと、リニアエンコーダでプログラムが可能な多機能位置制御エンコーダを提案し、ここでは、多機能位置制御エンコーダは、スケールの絶対位置値に対応する２進アドレスコードを有する回転ディスクと、２進アドレスコードを検出するｎ個の光センサーを備える本体と、検出された信号を増幅する信号増幅回路と、ワンチップマイコン（ＯｎｅＣｈｉｐ  Ｍｉｃｏｍ）ＣＰＵが付着された印刷回路基板とで構成されている。
【００４２】
本発明は、次の２つの要素を利用した新しい形態のエンコーダを提案する。第一の要素は絶対位置（アドレス）データであり、第二の要素はワンチップマイコンである。この二つを利用してソフトウェアで分割パターンを構成して変換し、多様な出力を具現することができる。
【００４３】
まず、絶対位置データとは、従来のエンコーダのように回転ディスクやリニア（Ｌｉｎｅａｒ）スケールに２進絶対位置コードを割り当ててハードウェア的に構成して取得するアドレス値である。
【００４４】
本発明は、位置データが入力されて位置制御信号を出力する位置制御符号化装置における位置制御符号化方法において、位置を検出するための位置検出装置から絶対位置データが入力されると、位置制御符号化装置が絶対位置データを既定値で論理的分割するステップ、及び、位置制御符号化装置が論理的分割値による制御信号を出力するステップを含む。
【００４５】
ここで、位置検出装置は回転角を検出するためのアブソリュートロータリーエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）で、アブソリュートロータリーエンコーダは回転角の変化量に対応する絶対位置データを出力し、位置制御符号化装置は上記絶対位置データを既定値で論理的分割することができる。
【００４６】
位置検出装置はリニアスケールの位置を検出するためのアブソリュートリニアエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）で、アブソリュートリニアエンコーダは長さの変化量に対応する絶対位置データを出力し、位置制御符号化装置は絶対位置データを既定値で論理的分割することができる。
【００４７】
本発明の一の実施形態では、アブソリュートロータリーエンコーダは２進ＢＣＤコードを出力することができる。また、本発明の一の実施形態でアブソリュートリニアエンコーダは２進ＢＣＤコードを出力することができる。
【００４８】
位置制御符号化装置は矩形波またはオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）信号を出力することができる。
【００４９】
本発明の一の実施形態では、２台以上の位置検出装置が位置制御符号化装置に連結されることができる。
【００５０】
位置検出装置は２進グレーコード（Ｇｒａｙ  Ｃｏｄｅ）を出力するインクリメンタルエンコーダ（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  ｅｎｃｏｄｅｒ）を含むことができる。
【００５１】
図５は光電式ロータリーエンコーダの作動原理を説明するための図面である。
【００５２】
図５で発光センサー部２１０から光源２２が出力され、光源２２の中で回転ディスク２３を通過した光は受光センサー２４に到逹する。受光センサー２４ではフォトダイオードの電気特性によって光が感知されると高（ｈｉｇｈ）レベルの信号を出力する。
【００５３】
図５には、アブソリュートロータリーエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）の複数の受光センサー２４で検出された２進アドレスデータ（Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｄａｔａ）２５が示されており、このデータは２進ＢＣＤコードに変換して十進数で表すと７３という絶対位置データが算出される。
【００５４】
図７は、３６０パルス（Ｐｕｌｓｅ）の２進アドレスコードを切断して理解しやすく示した図である。図７のアドレスデータ４６を読めば、下部分が最上位ビットであるので「１０１０００００１１」になる。ここで、最も右側の１はＴＩＰの定位置を現わすデータであるので１を除いた「１０１０００００１」になり、これを十進数で変換すれば３２１になる。即ち、現在の位置は３２１゜であることが分かる。
【００５５】
本発明の他の実施形態では絶対位置データは他の方法で取得することができるが、２進ＢＣＤや２進グレーコード（Ｇｒａｙ  ｃｏｄｅ）を出力するエンコーダで絶対位置データが入力されてソフトウェアで構成した２進分割パターンで位置を制御することができる。即ち、ＣＰＵ制御部を外装型に別途に分離して２進ＢＣＤコードまたは２進グレーコードを出力するアブソリュートエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）と結合して用いることができる。
【００５６】
また、図３に示すように、複数の絶対位置エンコーダと組み合わせることにより、多軸の位置制御も簡単に具現することができる。例えば、まず２進ＢＣＤ出力をする３つのエンコーダＥ１、Ｅ２、Ｅ３を外装型ＣＰＵボードＢ１に連結し、第１軸はポートＡ、Ｂに連結し、第２軸はポートＢ、Ｃに連結し、第３軸はポートＣ、Ｄに連結し、出力ポートをＤ、Ｆ、Ｇで構成すれば３つの軸を連動して位置を制御することができる。
【００５７】
図１を参照して本発明でプログラムが可能な多機能位置制御エンコーダの構成と原理を説明すると、絶対アドレスコード１２で３６０分割のアドレスコードディスクは回転円板に負と正の多数の２進コードからなっている。
【００５８】
本発明で２進コードは複数のセンサー１３で１と０のデータを作るが、図５に例示するように、センサーを作動する媒体２２を通過すれば「１」になり、遮断すれば「０」になる原理でそれぞれのセンサーで作られたデータを組み合わせれば、２進ＢＣＤコード２５が完成する。
【００５９】
センサーで作られた信号は、検出信号増幅（１４）されてマイコン１５の入力ポートに伝達され、ソフトウェアで２進アドレス分割パターン構成及び入出力（１０）によって出力ポートを通じて出力１６になる。
【００６０】
ソフトウェアで２進アドレス分割パターン構成及び入出力（１０）で３６０゜を所望の分割に等分し、入力条件と出力条件を設定した後、コンパイルソフトウェア（１１）を利用してフラッシュメモリー（Ｆｌａｓｈ  Ｍｅｍｏｒｙ）に入力する。
【００６１】
図８の表（５０）はＣＰＵに入力される３６０個の位置コード（横）といくつかの２進コード（縦）を表す。
【００６２】
図８で暗い黒色部分は１で、白色部分は０で、このように３６０まで２進絶対位置コードが与えられる。２進絶対位置コードとは、図６に示すように、多数の２進データで構成された位置コードをいう。
【００６３】
表１は、３６０分割アブソリュートロータリーエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）の２進絶対位置値と３６０゜対応十進数である。
【００６４】
【表１】
2015522176.tif 000003
【００６５】
表２は３６０゜の２進絶対位置値である。
【００６６】
【表２】
2015522176.tif 000004
【００６７】
表３は３６００゜の２進絶対位置値である。
【００６８】
【表３】
2015522176.tif 000005
【００６９】
表４は３６０００°の２進絶対位置値である。
【００７０】
【表４】
2015522176.tif 000006
【００７１】
表３は３６００分割の２進絶対位置コードであり、表４は３６０００分割の絶対位置コードを表した表である。
【００７２】
３６０゜を１゜単位で分割すると、９ビットで構成された３６０個の絶対位置データが出る。
【００７３】
表２は３６０個の２進絶対位置データを表した表である。
【００７４】
３６０゜の２進絶対位置データを利用して所定範囲に分割し、所定分割の範囲が真であれば１、偽であれば０を出力するプログラムを作成すれば位置制御が可能になる。
【００７５】
即ち、３６０゜を１度単位で分割する際に、分けようとする最小角度をＮとすれば、Ｎ≦３６０であり、０．１゜単位の分割は３６００パルスを利用し、０．０１゜の分割は３６０００パルス、０．００１゜の分割は３６００００パルスを利用すれば分割が可能である。即ち、最小分割角Ｎ＝１／（３６゜×１０n）になる。
【００７６】
表３と表４はそれぞれ３６００゜、３６０００゜であるときの、最小分割角の２進絶対位置データを表した表である。
【００７７】
図５を参照すれば、発光素子２１から照射された光は、回転ディスクと固定スリットを透過して受光素子２４に到達される。回転ディスクとシャフトは固定されて回転するので、受光部に照射された光の照度を変化させる。
【００７８】
受光素子２４は光の照度変化による正弦波信号を出力し、この正弦波を矩形波に変換して出力する。
【００７９】
光検出方式ロータリーエンコーダは、回転円板に、図４に示すように、２進アドレスコードが光を遮断したり透過させることによって所定位置に到逹した時、１または０の位置信号を受けて図２に示すようにこれを増幅して所望のデータを出力させる。
【００８０】
図４のロータリーエンコーダで（Ａ）は、（Ｂ）と（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｆ）で構成され、（Ｄ）はフォトダイオードの発光部、（Ｂ）は回転ディスク、（Ｃ）は光が透過される量を制御するスケール、（Ｆ）は光を受ける受光部で構成されている。
【００８１】
（Ｄ）で透過された光は（Ｂ）の回転ディスクの２進コードを通過し、通過された光を利用して正弦波が作られる。即ち、光が（Ｆ）に到逹すると、高（Ｈｉｇｈ）信号が出力され、到逹されない場合、低（Ｌｏｗ）信号が出力される。
【００８２】
図６を参照すれば、２進絶対位置コードとは多数の２進データで構成された位置コードをいい、図４に示すように、２進データは光が通過すれば１になり、光が遮断されると０になる原理で構成される。
【００８３】
表２は３６０分割の２進絶対位置コードを表した表である。
【００８４】
表３は３６００分割の２進絶対位置コードであり、表４は３６０００分割の絶対位置コードを表した表である。
【００８５】
図３を参照すれば、本発明の回転ディスクを例に、ロータリーエンコーダの回転軸が回転または停止時に光センサーが位置する所のアドレスデータが『００１００１００１』になる。この２進数を十進数で変換すれば７３になる。即ち、３６０゜の回転ディスクで現在の位置は７３゜であることが分かる。
【００８６】
図７のアドレスデータ４６を読めば、下部分が最上位ビットであるので『１０１０００００１１』になる。ここで、右側の１はＴＩＰの位置データであるので、１を除いた『１０１０００００１』になり、十進数で変換すれば３２１になる。即ち、現在の位置は３２１゜であることが分かる。
【００８７】
図８はセンサーで２進アドレス信号を検出する図である。
【００８８】
表２を参照すれば、３６０分割の回転ディスクは（ＴＰＯ）、（２0）、（２1）、（２2）、（２3）、（２゜×１０）、（２1×１０）、（２2×１０）、（２3×１０）、（２゜×１００）の９つの２進アドレスコードと１つの位置信号（ＴＰ０）、そしてこれに対応する１０個のセンサーで構成されている。
【００８９】
図６で３６０゜のアドレスデータを利用して現在の位置を認識することが可能であれば、プログラムを利用して分解能を論理的に構成することができる。まず、３６０゜を８分割すれば、表１のようなデータを得ることができる。
【００９０】
表１でＫＡは３６０を８で割った値であり、ＫＢは分割角の範囲であり、ＫＣは分割角の定位置値である。ＫＰとＫＩＰは定位置の位置値をそれぞれ表す。
【００９１】
表２を参照すれば、３６０分割の回転ディスクは（ＴＰ０）、（２0）、（２1）、（２2）、（２3）、（２゜×１０）、（２1×１０）、（２2×１０）、（２3×１０）、（２゜×１００）、（２1×１００）、（２2×１００）、（２3×１００）、（２゜×１０００）、（２1×１０００）、（２2×１０００）、（２3×１０００）の２進アドレスコードとこれに対応するセンサーで構成される。
【００９２】
表３を参照すれば、３６００分割の回転ディスクは（ＴＰ０）、（２0）、（２1）、（２2）、（２3）、（２゜×１０）、（２1×１０）、（２2×１０）、（２3×１０）、（２゜×１００）、（２1×１００）、（２2×１００）、（２3×１００）、（２゜×１０００）、（２1×１０００）、（２2×１０００）、（２3×１０００）の２進アドレスコードとこれに対応するセンサーで構成される。
【００９３】
表４を参照すれば、３６０００分割の回転ディスクには（ＴＰ０）、（２0）、（２1）、（２2）、（２3）、（２゜×１０）、（２1×１０）、（２2×１０）、（２3×１０）、（２゜×１００）、（２1×１００）、（２2×１００）、（２3×１００）、（２゜×１０００）、（２1×１０００）、（２2×１０００）、（２3×１０００）の２進アドレスコードとこれに対応するセンサーで構成される。
【００９４】
即ち、本発明の回転ディスクは（３６゜×１０n）＝Ｎである時、３６゜に１０nを掛けたＮ分割の回転ディスクにはＴＰ０（正位置２進データ）と２進アドレスコード、そしてこれに対応するｎ個のセンサーで構成される。
【００９５】
センサーで検出されたｎ個の信号はＢＣＤコード化されて絶対位置データを表す。
【００９６】
現在のロータリーエンコーダの回転円板の位置データはマイコン制御部にプログラムされた位置データと一致する時の結果値を表す。例えば０゜〜４５゜区間をｋ１とし、２n〜２n×１０nをｂｃｄ１とする場合、ｉｆ文を利用して分割すれば、
｛ｉｆ（（ｂｃｄ１＞０）＆＆（ｂｃｄ１＜＝４５））｛ＯＵＴａ＝１；ＯＵＴｂ＝１；ＯＵＴｃ＝０｝｝
『１１０』が出力される。
【００９７】
このようにＮ分割の回転ディスクとｎ個のセンサーで検出された位置データはマイコンにプログラムされた位置データと比べて一致すれば、これに対応するオン／オフ信号や矩形波を出力するようになる。
【００９８】
図５を参照すれば、本発明で多数のセンサーを利用して作られた２進ＢＣＤコード化された各個別位置データ（精密アドレスデータ）をマイコンから入力されて、ソフトウェアで構成された入出力条件に対応して単一または多重の矩形波やオン／オフ信号を発生するようになる。この時、絶対位置値に対応するセンサーの数は２進アドレスコードを作るビットの数と一致するように構成する。
【００９９】
例えば、３６０分割のアブソリュート回転（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ）ディスクを利用してＢＣＤコードが入力される時、９ビットの位置データが必要である。場合によっては、補助位置検出のための追加的な２ビットの位置データが必要である時、即ち１１ビットの位置データが必要であれば１１個のセンサーを必要とする。
【０１００】
本発明で用いる絶対位置データは２進ＢＣＤコードを利用して作り、３６０００パルス（Ｐｕｌｓｅ）の絶対位置データを作るためには１６個のセンサーで１６ビットの２進ＢＣＤコードのデータ（表４）を必要とする。
【０１０１】
本発明で精緻で微細な位置制御のために、分解能の大きいアブソリュートロータリーエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）を構成するにおいて、一つの回転ディスクに複数のセンサーが対応すれば、複雑な構成になって回転ディスクを２つまたは３つで軸方向に分けて構成することが好ましい。
【０１０２】
そして、必要であれば、インクリメンタル（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ）エンコーダを利用してソフトウェア２進符号板を構成することもできる。即ち、インクリメンタルエンコーダの基準原点をスキャンした後、最小単位パルスを２進グレーコードで入力されてアップカウントまたはダウンカウントして全体的なスケールを構成した後、単一または多重の矩形波を制御することができる。
【０１０３】
図２はＣＰＵ制御ＰＣＢ内装型エンコーダａと、ＣＰＵ制御ＰＣＢ外装型エンコーダｂの実施形態が示されている。
【０１０４】
図２を参照すれば、本発明で必要とする絶対アドレスである２進アドレスデータ（Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｄａｔａ）を２進ＢＣＤコードで得るために、アブソリュート回転（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ）ディスクとＣＰＵ  ＰＣＢでＣＰＵ制御ボード１４１を結合したり、または、ＣＰＵ  ＰＣＢ１４１が分離されたりして、２進ＢＣＤコードを出力するアブソリュートエンコーダ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）と結合して、アブソリュート回転（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｒｏｔａｒｙ）ディスクまたはリニアスケールの２進位置データが予めプログラムされた論理的な分割角に対応する時（位置する時）、オン／オフ信号や矩形波を出力することができる。
【０１０５】
本発明はソフトウェアを利用して入力に対する所望の出力条件（回転ディスクの２進符号パターン、アブソリュートリニアスケールの２進符号パターン）を論理的に設計し、３６０゜に対応する２進絶対位置コード（２進アドレスコード）または２進ＢＣＤ、バイナリーデータ（ｂｉｎａｒｙ  Ｄａｔａ）が入力されてエンコーダの直線軸と回転軸が論理的な分割位置に対応する時（位置する時）、オン／オフ信号や矩形波を出力することができるようにしたプログラム可能な多機能エンコーダ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｍｕｌｔｉ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｅｎｃｏｄｅｒ）に関する。本発明のエンコーダはアブソリュートエンコーダで２進ＢＣＤコードが入力され、インクリメンタル（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ）エンコーダで２進グレーコードが入力される。
【０１０６】
一方、本発明の実施形態による位置制御符号化方法はコンピューターで読み取り可能な記録媒体にコンピューターが読み取り可能なコードとして具現されることが可能である。コンピューターが読み取り可能な記録媒体はコンピューターシステムによって読み取り可能なデータが貯蔵される全ての種類の記録装置を含む。
【０１０７】
例えば、コンピューターが読み取り可能な記録媒体としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、ハードディスク、フロッピーディスク、ポータブルストレージ、不揮発性メモリ（フラッシュメモリ）、光データ記憶装置などがあり、またキャリアウエーブ（例えば、インターネットを通じる送信）の形態で具現されることも含まれる。
【０１０８】
また、コンピューターで読み取り可能な記録媒体はコンピューター通信網で連結されたコンピューターシステムに分散されて、分散方式で読み取り可能なコードとして記憶されて実行されることができる。
【０１０９】
以上、本発明を好ましい実施形態を通じて説明したが、これらの実施形態は例示的なものであり、本発明を限定するのではない。本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば本発明の思想と添付された特許請求の範囲に提示された権利範囲から逸脱しない範囲内で多様な変化及び修正が可能であることを理解すべきである。
【符号の説明】
【０１１０】
１０１  ベアリング
１１１  本体
１５１  回転ディスク
１２１  発光部
１３１  受光部
１４１  電子回路
【図２（ａ）】
2015522176.tif 000007
【図２（ｂ）】
2015522176.tif 000008
【図６（ａ）】
2015522176.tif 000009
【図６（ｂ）】
2015522176.tif 000010
【図６（ｃ）】
2015522176.tif 000011
【図７】
2015522176.tif 000012
【図８】
2015522176.tif 000013
【図１】
2015522176.tif 000014
【図３】
2015522176.tif 000015
【図４】
2015522176.tif 000016
【図５】
2015522176.tif 000017
【国際調査報告】
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2015522176.tif 000019
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