JP4682598B2 - Encoder and encoder system - Google Patents

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Description

本発明は、エンコーダ及びエンコーダシステムに関する。   The present invention relates to an encoder and an encoder system.

エンコーダ及びエンコーダシステムは、例えば、回転軸に固定された磁石板、磁石板からの磁束を検出する磁束計、磁束の変化に基づいて回転軸の回転数を示す回転数情報を検出する計数処理部、回転軸に固定されたアブソリュートコード円板、アブソリュートコード円板に照射光を照射する光源及び、アブソリュートコード円板を通過した照射光に基づいて回転軸の回転量を示す回転量情報を検出するコード発生器等から構成されている(例えば、特許文献1)。検出された回転数及び回転量を示す情報は、各検出器から伝送線等を経由して上位システムに伝送される。
特開昭62−263600号公報
An encoder and an encoder system include, for example, a magnet plate fixed to a rotating shaft, a magnetometer that detects magnetic flux from the magnet plate, and a count processing unit that detects rotational speed information indicating the rotational speed of the rotating shaft based on a change in magnetic flux The absolute code disk fixed to the rotation shaft, the light source for irradiating the absolute code disk with the irradiation light, and the rotation amount information indicating the rotation amount of the rotation shaft are detected based on the irradiation light passing through the absolute code disk. It is comprised from the code generator etc. (for example, patent document 1). Information indicating the detected number of rotations and amount of rotation is transmitted from each detector to the host system via a transmission line or the like.
JP-A-62-263600

しかしながら、上述したエンコーダ及びエンコーダシステムでは、例えば、伝送線に障害が生じた場合、あるいは、計数処理部及びコード発生器等に電源を供給するための電源経路に障害が生じた場合、回転数及び回転量を示す情報が上位のシステムに伝送されなくなるという問題があった。
本発明の目的は、エンコーダ及びエンコーダシステムの一部に障害が発生した場合にも、回転量、又は回転数を示す情報を上位のシステムに確実に伝送できるエンコーダ及びエンコーダシステムを提供することである。
However, in the encoder and encoder system described above, for example, when a failure occurs in the transmission line, or when a failure occurs in the power supply path for supplying power to the counting processing unit and the code generator, the rotation speed and There is a problem that information indicating the amount of rotation is not transmitted to the host system.
An object of the present invention is to provide an encoder and an encoder system that can reliably transmit information indicating the amount of rotation or the number of rotations to an upper system even when a failure occurs in a part of the encoder and the encoder system. .

本発明のエンコーダでは、第1の検出部は、回転体に設けられた第1のパターンに基づいて回転体の回転量を検出する回転量検出部、及び回転体に設けられた第2のパターンに基づいて回転体の回転数を検出する回転数検出部を有する。第2の検出部は第2のパターンに基づいて回転体の回転数を検出する回転数検出部のを有する。さらに、回転量検出部は、第1のパターンに基づいて回転量を光学的に検出し、回転数検出部は、第2のパターンに基づいて回転数を電磁的に検出する。 In the encoder of the present invention, the first detection unit detects a rotation amount of the rotating body based on the first pattern provided on the rotating body, and the second pattern provided on the rotating body. And a rotation number detection unit for detecting the rotation number of the rotating body. Second detection unit has only the rotation speed detector which detects the rotational speed of the rotating body based on the second pattern. Further, the rotation amount detection unit optically detects the rotation amount based on the first pattern, and the rotation number detection unit electromagnetically detects the rotation number based on the second pattern.

また、第1の検出部及び第2の検出部は、互いに独立した電源が供給される電源端子を有してもよい Further , the first detection unit and the second detection unit may have power supply terminals to which power supplies independent from each other are supplied .

また、第1の検出部で検出される回転量及び回転数を示す情報を出力する第1の出力部と、第2の検出部で検出され回転数を示す情報出力する第2の出力部とを有してもよい。
本発明のエンコーダシステムでは、本発明のエンコーダと、第1の出力部に接続される第1の通信ラインと、第2の出力部に接続される第2の通信ラインと、第1及び第2の通信ラインを介して、第1及び第2の出力部から伝達され回転数を示す情報が互いに異なる時に、エラー情報を出力するエラー検出部とを備える。
Further, a first output section, a second output for outputting information indicating a rotational speed that will be detected by the second detection unit that outputs a rotation amount and information indicating the rotational speed detected by the first detection section Part.
In the encoder system of the present invention, the encoder of the present invention, the first communication line connected to the first output unit, the second communication line connected to the second output unit, the first and second via the communication line, when the information indicating the rotational speed that will be transmitted from the first and second output portions are different from each other, and a error detection unit for outputting error information.

本発明によれば、検出部が2つあるので、一方の検出部に障害が生じても、回転量又は回転数を示す情報は上位システムに確実に伝達され、エンコーダ及びエンコーダシステムの信頼性を向上できる。   According to the present invention, since there are two detection units, even if a failure occurs in one of the detection units, the information indicating the rotation amount or the rotation number is reliably transmitted to the host system, and the reliability of the encoder and the encoder system is improved. It can be improved.

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図1は本発明のエンコーダ及びエンコーダシステムの第1の実施形態を示している。エンコーダシステムは、エンコーダ100、モータ等の出力軸に減速機等を介して連結される回転軸102(回転体)、LED104、互いに独立した電源108、110、互いに独立した通信路112(第1の通信ライン)、通信路114(第2の通信ライン)及び上位システムSYSを有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a first embodiment of the encoder and encoder system of the present invention. The encoder system includes an encoder 100, a rotary shaft 102 (rotary body) connected to an output shaft of a motor or the like via a speed reducer, an LED 104, power supplies 108 and 110 independent of each other, and a communication path 112 (first first Communication line), communication path 114 (second communication line), and host system SYS.

エンコーダ100は、回転ディスク122、永久磁石124、検出部DET1(第1の検出部及び出力部)及び検出部DET2(第2の検出部及び出力部)を有している。検出部DET1は、フォトダイオード12、14、アンプ16、A/D変換器18、MR素子22、24、コンパレータ30、32、論理回路38及び電源端子42を有している。
検出部DET2は、MR素子26、28、コンパレータ34、36、論理回路40及び電源端子44を有している。回転ディスク122及び永久磁石124は、回転軸102に着脱可能に装着される。回転ディスク122の外周部には、図示しないM系列パターン及びインクリメンタルパターンが環状に形成されている。M系列パターン及びインクリメンタルパターンは、図2で説明する。
The encoder 100 includes a rotating disk 122, a permanent magnet 124, a detection unit DET1 (first detection unit and output unit), and a detection unit DET2 (second detection unit and output unit). The detection unit DET1 includes photodiodes 12 and 14, an amplifier 16, an A / D converter 18, MR elements 22 and 24, comparators 30 and 32, a logic circuit 38, and a power supply terminal 42.
The detection unit DET2 includes MR elements 26 and 28, comparators 34 and 36, a logic circuit 40, and a power supply terminal 44. The rotating disk 122 and the permanent magnet 124 are detachably attached to the rotating shaft 102. An M series pattern and an incremental pattern (not shown) are formed in an annular shape on the outer peripheral portion of the rotating disk 122. The M series pattern and the incremental pattern will be described with reference to FIG.

LED104は、回転ディスク122に対向する位置に固定されている。LED104は、回転ディスク122の一回転内における絶対位置を示す情報及び絶対位置からの変位(回転量)を示す情報を検出するために、M系列パターン及びインクリメンタルパターンに向けて照射光を照射する。
フォトダイオード12、14は、回転ディスク122の第1のパターンを介して、LED104にそれぞれ対向する位置に配置される。フォトダイオード12は、LED104から照射され、回転ディスク122に形成されるインクリメンタルパターンの開口部を透過した光をNピッチ(例えば9ピッチ)毎に回転ディスク122の絶対位置からの変位を示す情報として受光し、光電変換する。
The LED 104 is fixed at a position facing the rotating disk 122. The LED 104 irradiates the irradiation light toward the M-sequence pattern and the incremental pattern in order to detect information indicating the absolute position within one rotation of the rotary disk 122 and information indicating the displacement (rotation amount) from the absolute position.
The photodiodes 12 and 14 are arranged at positions facing the LEDs 104 through the first pattern of the rotating disk 122, respectively. The photodiode 12 receives light emitted from the LED 104 and transmitted through the opening of the incremental pattern formed on the rotating disk 122 as information indicating displacement from the absolute position of the rotating disk 122 every N pitches (for example, 9 pitches). And photoelectric conversion.

フォトダイオード14は、LED104から照射され、回転ディスク122に形成されるM系列パターンの開口部を透過した光をNピッチ(例えば9ピッチ)単位で回転ディスク122の絶対位置を示す情報として受光し、光電変換する。
アンプ16は、フォトダイオード12、4が光電変換したアナログ信号を増幅し、増幅したアナログ信号をA/D変換器18に出力する。A/D変換器18は、アンプ16によって増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
The photodiode 14 receives light emitted from the LED 104 and transmitted through the opening of the M series pattern formed on the rotating disk 122 as information indicating the absolute position of the rotating disk 122 in units of N pitches (for example, 9 pitches). Perform photoelectric conversion.
Amplifier 16 amplifies the analog signal by the photodiode 12, 1 4 is photoelectrically converted, and outputs the amplified analog signal to the A / D converter 18. The A / D converter 18 converts the analog signal amplified by the amplifier 16 into a digital signal.

MR素子22、24、26、28は、磁気抵抗効果素子でそれぞれ構成され、永久磁石124に対向する位置に配置される。MR素子22、24、26、28は、回転ディスク122の正・逆回転を検出するために、回転軸102を中心として90°おきに配置される。
MR素子22、24、26、28は、回転ディスク122の回転数を、永久磁石124から発生する磁界の変化を示す情報として検出し、検出した情報を電気信号として出力する。コンパレータ30、32、34、36は、MR素子22、24、26、28が検出した電気信号の波形を整形し、デジタル信号に変換する。
The MR elements 22, 24, 26, and 28 are each composed of a magnetoresistive effect element and are disposed at positions facing the permanent magnet 124. The MR elements 22, 24, 26, and 28 are arranged at 90 ° intervals about the rotation axis 102 in order to detect forward / reverse rotation of the rotary disk 122.
The MR elements 22, 24, 26, and 28 detect the number of rotations of the rotating disk 122 as information indicating a change in the magnetic field generated from the permanent magnet 124, and output the detected information as an electrical signal. The comparators 30, 32, 34, and 36 shape the waveform of the electrical signal detected by the MR elements 22, 24, 26, and 28 and convert it into a digital signal.

論理回路38は、A/D変換器18、コンパレータ30、32から出力されるデジタル信号に基づいて回転ディスク122の絶対位置、絶対位置からの変位及び回転数を示す情報をそれぞれ生成する。論理回路38は、通信路112を介して、回転ディスク122の絶対位置、絶対位置からの変位及び回転数を示す情報を、上位システムSYSの受信部116に送信する。   The logic circuit 38 generates information indicating the absolute position, the displacement from the absolute position, and the rotational speed of the rotating disk 122 based on the digital signals output from the A / D converter 18 and the comparators 30 and 32, respectively. The logic circuit 38 transmits information indicating the absolute position, the displacement from the absolute position, and the rotational speed of the rotary disk 122 to the receiving unit 116 of the host system SYS via the communication path 112.

論理回路40は、コンパレータ34、36が変換したデジタル信号を受け取り、コンパレータ34、36から出力されるデジタル信号に基づいて回転ディスク122の回転数を示す情報を生成し、通信路114を介して、回転ディスク122の回転数を示す情報を、上位システムSYSの受信部118に送信する。
エラー検出部120は、論理回路38、40から送信された回転ディスク122の回転数を示す情報を相互に比較し、各情報が異なれば、エラー情報を出力する。本発明では、2つの独立した通信路112、114を設けている。このため、通信路112あるいは通信路114に障害が発生した場合にも、受信部116及び118のいずれかにより、回転ディスク122の回転数を示す情報を取得できる。
The logic circuit 40 receives the digital signals converted by the comparators 34 and 36, generates information indicating the number of rotations of the rotating disk 122 based on the digital signals output from the comparators 34 and 36, and passes through the communication path 114. Information indicating the rotational speed of the rotating disk 122 is transmitted to the receiving unit 118 of the host system SYS.
The error detection unit 120 compares the information indicating the number of rotations of the rotating disk 122 transmitted from the logic circuits 38 and 40 with each other, and outputs error information if each information is different. In the present invention, two independent communication paths 112 and 114 are provided. For this reason, even when a failure occurs in the communication path 112 or the communication path 114, information indicating the number of rotations of the rotating disk 122 can be acquired by one of the receiving units 116 and 118.

検出部DET1の電源端子42及び検出部DET2の電源端子44には、互いに独立した電源108、110がそれぞれ接続される。このため、電源108、110の一方が遮断されても、検出部DET1、検出部DET2のいずれかは動作可能である。具体的には、電源108あるいは電源110に障害が発生した場合でも、検出部DET1、検出部DET2のいずれかに電源が供給される。このため、上位システムSYSは、検出部DET1からの回転ディスク122の絶対位置を示す情報、絶対位置からの変位を示す情報及び回転数を示す情報、あるいは、検出部DET2からの回転ディスク122の回転数を示す情報のいずれかを取得できる。   Independent power supplies 108 and 110 are connected to the power supply terminal 42 of the detection unit DET1 and the power supply terminal 44 of the detection unit DET2, respectively. For this reason, even if one of the power supplies 108 and 110 is cut off, either the detection unit DET1 or the detection unit DET2 can operate. Specifically, even when a failure occurs in the power supply 108 or the power supply 110, power is supplied to either the detection unit DET1 or the detection unit DET2. For this reason, the host system SYS receives information indicating the absolute position of the rotating disk 122 from the detection unit DET1, information indicating the displacement from the absolute position and information indicating the rotation speed, or rotation of the rotating disk 122 from the detection unit DET2. Any of the information indicating the number can be acquired.

図2は、回転ディスク122に形成されたM系列パターン及びインクリメンタルパターンを示している。図2に示すように、M系列パターン及びインクリメンタルパターンは回転ディスク122上に、それぞれ環状に形成されている。M系列パターンは、連続するNビット(例えば、9ビット)の符号の組み合わせから生成された(2のN乗)通りのアブソリュートパターンを有している。各アブソリュートパターンは、それぞれ回転ディスク122の絶対位置を示す情報である。1つのアブソリュートパターンには、第1ビットから第Nビットにそれぞれ対応した開口部又は閉口部が単位長さ(1ピッチ)毎に形成されている。   FIG. 2 shows an M series pattern and an incremental pattern formed on the rotating disk 122. As shown in FIG. 2, the M series pattern and the incremental pattern are each formed in an annular shape on the rotating disk 122. The M-sequence pattern has absolute patterns (2 to the power of N) generated from combinations of consecutive N-bit (for example, 9 bits) codes. Each absolute pattern is information indicating the absolute position of the rotating disk 122. In one absolute pattern, openings or closing portions respectively corresponding to the first bit to the Nth bit are formed for each unit length (one pitch).

図1に示したフォトダイオード12は、インクリメンタルパターンの開口部及び閉口部に対向して配置された複数の受光面を有している。フォトダイオード12は、インクリメンタルパターンの開口部を透過した光を受光し、受光した光を回転ディスク122の絶対位置からの変位を示すアナログ信号に光電変換する。
フォトダイオード14は、M系列パターンの開口部及び閉口部に対向して配置される。フォトダイオード14は、ピッチ毎に0°及び90°の二相の受光面を有している。フォトダイオード14は、回転ディスク122に形成されるM系列パターンの開口部を透過した光により得られた光を回転ディスク122の絶対位置を示すアナログ信号に光電変換する。フォトダイオード14は、制御回路を介してアンプ16に接続される。
The photodiode 12 shown in FIG. 1 has a plurality of light receiving surfaces arranged to face the opening portion and the closing portion of the incremental pattern. The photodiode 12 receives light transmitted through the opening of the incremental pattern, and photoelectrically converts the received light into an analog signal indicating displacement from the absolute position of the rotating disk 122.
The photodiode 14 is disposed so as to face the opening portion and the closing portion of the M series pattern. The photodiode 14 has two-phase light receiving surfaces of 0 ° and 90 ° for each pitch. The photodiode 14 photoelectrically converts light obtained by the light transmitted through the opening of the M series pattern formed on the rotating disk 122 into an analog signal indicating the absolute position of the rotating disk 122. The photodiode 14 is connected to the amplifier 16 through a control circuit.

図1に示した回転ディスク122に固定された永久磁石124は、N極及びS極を有する2層の磁性体で構成される。回転ディスク122の正回転は、MR素子22、26により検出される。回転ディスク122の逆回転は、MR素子24、28により検出される。MR素子22、24、26、28は、直列に接続された2つのMR素子をそれぞれ有している。回転ディスク122が正回転すると、N極からS極への磁界を受けて、磁界の向きに直交するMR素子の抵抗値が増加する。MR素子の抵抗値の増加を受けて、MR素子22、26の電圧がそれぞれ減少する。回転ディスク122が逆回転すると、N極からS極への磁界を受けて、磁界の向きに直交するMR素子の抵抗値が増加する。MR素子の抵抗値の増加を受けて、MR素子24、28の電圧がそれぞれ増加する。このようにして、MR素子22〜28は、電位の変化を示す電気信号を回転ディスク122の回転数を示す情報として出力する。   The permanent magnet 124 fixed to the rotating disk 122 shown in FIG. 1 is composed of a two-layer magnetic body having an N pole and an S pole. The normal rotation of the rotating disk 122 is detected by the MR elements 22 and 26. The reverse rotation of the rotating disk 122 is detected by the MR elements 24 and 28. The MR elements 22, 24, 26 and 28 each have two MR elements connected in series. When the rotating disk 122 rotates forward, the magnetic field from the N pole to the S pole is received, and the resistance value of the MR element orthogonal to the direction of the magnetic field increases. In response to the increase in the resistance value of the MR element, the voltages of the MR elements 22 and 26 are decreased. When the rotating disk 122 rotates in the reverse direction, the resistance value of the MR element that is orthogonal to the direction of the magnetic field increases due to the magnetic field from the north pole to the south pole. In response to the increase in the resistance value of the MR element, the voltages of the MR elements 24 and 28 increase. In this way, the MR elements 22 to 28 output an electrical signal indicating a change in potential as information indicating the number of rotations of the rotating disk 122.

コンパレータ30〜36は、MR素子22〜28の電位の変化を示す電気信号をそれぞれ受け取る。コンパレータ30〜36は、MR素子22〜28からそれぞれ受け取った電気信号に基づいて、二値(”0”または”1”)信号を回転ディスク122の回転数を示す情報として生成する。コンパレータ30及び32、コンパレータ34及び36は、生成した二値信号を回転ディスク122の回転数を示す情報として論理回路38及び40にそれぞれ出力する。回転ディスク122の一回転内における絶対位置を示す情報は、エンコーダシステムの電源投入後のスキャン動作モード中に、M系列パターンから得られる。   The comparators 30 to 36 receive electrical signals indicating changes in the potentials of the MR elements 22 to 28, respectively. The comparators 30 to 36 generate a binary (“0” or “1”) signal as information indicating the rotational speed of the rotary disk 122 based on the electrical signals received from the MR elements 22 to 28, respectively. The comparators 30 and 32 and the comparators 34 and 36 output the generated binary signals to the logic circuits 38 and 40 as information indicating the number of rotations of the rotating disk 122, respectively. Information indicating the absolute position within one rotation of the rotary disk 122 is obtained from the M-sequence pattern during the scan operation mode after the encoder system is powered on.

以上、本実施形態では、回転ディスク122の回転数を示す情報が、互いに独立した通信路112及び114を介して、上位システムSYSにて受信される。このため、例えば、検出部DET1、検出部DET2のいずれかに障害が生じた場合にも、回転ディスク122の回転数を示す情報を上位システムSYSに確実に伝達できる。産業用ロボット等を制御するための重要な情報である回転数を示す情報は上位システムに確実に伝達されるため、産業用ロボット等を誤動作させることなく最適に制御できる。また、検出部を1つしか持たないエンコーダでは、検出部に障害が生じた場合でもモータを制御する制御部が障害を認識せず、モータを停止させないことがある。これに対して、本実施形態では検出部DET1、検出部DET2のいずれかに障害が生じた場合には、エラー検出部120はエラー信号を出力するので、このエラー信号を基にモータを制御する制御部はモータを直ちに停止することができる。   As described above, in the present embodiment, the information indicating the rotational speed of the rotating disk 122 is received by the host system SYS via the communication paths 112 and 114 independent of each other. For this reason, for example, even when a failure occurs in either the detection unit DET1 or the detection unit DET2, information indicating the number of rotations of the rotary disk 122 can be reliably transmitted to the host system SYS. Information indicating the rotational speed, which is important information for controlling the industrial robot or the like, is reliably transmitted to the host system, so that it can be optimally controlled without causing the industrial robot or the like to malfunction. In an encoder having only one detection unit, even when a failure occurs in the detection unit, the control unit that controls the motor may not recognize the failure and stop the motor. On the other hand, in the present embodiment, when a failure occurs in either the detection unit DET1 or the detection unit DET2, the error detection unit 120 outputs an error signal, and the motor is controlled based on the error signal. The control unit can immediately stop the motor.

MR素子26及び28、コンパレータ34及び36等の磁気装置のみで構成される検出部DET2を用いて回転ディスク122の回転数を示す情報を検出することによって、光学装置により回転数を検出する場合に比べて、エンコーダ100及びエンコーダシステムの消費電力を小さくできる。一般に、MR素子26及び28、コンパレータ34及び36等の磁気装置は、光学的な検出装置に比べて低コストで構成できる。したがって、エンコーダ100及びエンコーダシステムの製造コストを削減できる。   When detecting the number of rotations by the optical device by detecting information indicating the number of rotations of the rotating disk 122 using the detection unit DET2 including only the magnetic devices such as the MR elements 26 and 28 and the comparators 34 and 36. In comparison, the power consumption of the encoder 100 and the encoder system can be reduced. In general, magnetic devices such as the MR elements 26 and 28 and the comparators 34 and 36 can be configured at a lower cost than optical detection devices. Therefore, the manufacturing cost of the encoder 100 and the encoder system can be reduced.

検出部DET1、検出部DET2は電源端子42、44をそれぞれ有しており、それぞれ異なる電源108、110から電源が供給される。このため、電源108、110の一方が遮断された場合にも、検出部DET1、検出部DET2のいずれか一方を継続して動作できる。この結果、上位システムSYSは、DET1からの回転ディスク122の絶対位置を示す情報、絶対位置からの変位を示す情報及び回転数を示す情報、あるいは、DET2からの回転ディスク122の回転数を示す情報のいずれかを取得可能である。   The detection unit DET1 and the detection unit DET2 have power supply terminals 42 and 44, respectively, and are supplied with power from different power supplies 108 and 110, respectively. For this reason, even when one of the power supplies 108 and 110 is shut off, either the detection unit DET1 or the detection unit DET2 can be operated continuously. As a result, the host system SYS receives information indicating the absolute position of the rotating disk 122 from the DET1, information indicating the displacement from the absolute position and information indicating the rotation speed, or information indicating the rotation speed of the rotating disk 122 from the DET2. Either of can be acquired.

図3は本発明のエンコーダ及びエンコーダシステムの第2の実施形態を示している。エンコーダシステムは、エンコーダ200、回転軸102、LED104、104、電源108、110、通信路112、114、上位システムSYSを有している。この実施形態では、検出部DET1は、第1の実施形態と同じ構成である。検出部DET2は、第1の実施形態と異なり、M系列パターン及びインクリメンタルパターンを検出する光学的な検出手段を有している。すなわち、検出部DET2は、フォトダイオード12、14、アンプ16、A/D変換器18、論理回路46、電源端子44を有している。上位システムSYSは、受信部126、エラー検出部128が第1の実施形態と相違する。上位システムSYSの受信部126は、通信路114を介して論理回路46に接続される。上位システムSYSのエラー検出部128は、受信部116、126に接続される。エンコーダシステムのその他の構成は、第1の実施形態と同じである。第1の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。   FIG. 3 shows a second embodiment of the encoder and encoder system of the present invention. The encoder system includes an encoder 200, a rotating shaft 102, LEDs 104 and 104, power supplies 108 and 110, communication paths 112 and 114, and a host system SYS. In this embodiment, the detection unit DET1 has the same configuration as that of the first embodiment. Unlike the first embodiment, the detection unit DET2 includes an optical detection unit that detects an M-sequence pattern and an incremental pattern. That is, the detection unit DET2 includes photodiodes 12 and 14, an amplifier 16, an A / D converter 18, a logic circuit 46, and a power supply terminal 44. The host system SYS is different from the first embodiment in the receiving unit 126 and the error detecting unit 128. The receiving unit 126 of the host system SYS is connected to the logic circuit 46 via the communication path 114. The error detection unit 128 of the host system SYS is connected to the reception units 116 and 126. Other configurations of the encoder system are the same as those in the first embodiment. The same elements as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

論理回路46は、A/D変換器18から出力されるデジタル信号に基づいて回転ディスク122の絶対位置、絶対位置からの変位を示す情報をそれぞれ生成する。論理回路46は、通信路114を介して、回転ディスク122の絶対位置、絶対位置からの変位を示す情報を上位システムSYSの受信部126に送信する。
エラー検出部128は、受信部116、126から送信された回転ディスク122の絶対位置及び、絶対位置からの変位を示す情報を相互に比較し、各情報が異なれば、エラー情報を出力する。
The logic circuit 46 generates information indicating the absolute position and the displacement from the absolute position of the rotary disk 122 based on the digital signal output from the A / D converter 18. The logic circuit 46 transmits information indicating the absolute position of the rotating disk 122 and the displacement from the absolute position to the receiving unit 126 of the host system SYS via the communication path 114.
The error detection unit 128 compares the absolute position of the rotating disk 122 transmitted from the receiving units 116 and 126 and information indicating the displacement from the absolute position, and outputs error information if the information is different.

本発明では、第1の実施形態と同様に、2つの独立した通信路112、114を設けている。このため、通信路112あるいは通信路114に障害が発生した場合にも、受信部116、126のいずれかにより、回転ディスク122の絶対位置、絶対位置からの変位を示す情報を取得できる。
検出部DET1の電源端子42、検出部DET2の電源端子44は、第1の実施形態と同様に、互いに独立した電源108、110がそれぞれ接続される。このため、電源108、110の一方が遮断されても、上位システムSYSは、検出部DET1からの回転ディスク122の絶対位置を示す情報、絶対位置からの変位を示す情報及び回転数を示す情報、あるいは、検出部DET2からの回転ディスク122の絶対位置を示す情報、絶対位置からの変位を示す情報のいずれかを取得できる。
In the present invention, as in the first embodiment, two independent communication paths 112 and 114 are provided. For this reason, even when a failure occurs in the communication path 112 or the communication path 114, information indicating the absolute position of the rotating disk 122 and the displacement from the absolute position can be acquired by either the receiving unit 116 or 126.
As in the first embodiment, the power supply terminal 42 of the detection unit DET1 and the power supply terminal 44 of the detection unit DET2 are connected to power supplies 108 and 110 that are independent from each other. For this reason, even if one of the power supplies 108 and 110 is shut off, the host system SYS receives information indicating the absolute position of the rotating disk 122 from the detection unit DET1, information indicating the displacement from the absolute position, and information indicating the number of rotations. Alternatively, either the information indicating the absolute position of the rotating disk 122 from the detection unit DET2 or the information indicating the displacement from the absolute position can be acquired.

以上、本実施形態においても、上述した第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
図4は本発明のエンコーダ及びエンコーダシステムの第3の実施形態を示している。エンコーダシステムは、エンコーダ300、回転軸102、LED104、104、電源108、110、通信路112、114、上位システムSYSを有している。この実施形態では、検出部DET1は第1の実施形態と同じ構成である。検出部DET2(第2の検出部及び出力部)は、第1の実施形態と異なり、検出部DET1と同じ構成である。すなわち、検出部DET2は、フォトダイオード12、14、アンプ16、A/D変換器18、MR素子22、24、コンパレータ30、32、論理回路38、電源端子42を有している。上位システムSYSは、検出部DET1、DET2にそれぞれ対応する受信部116とエラー検出部132を有している。上位システムSYSのエラー検出部132は、2つの受信部116に接続される。その他の構成は、第1の実施形態と同じである。第1の実施形態で説明した要素と同一の要素については、詳細な説明を省略する。エラー検出部132は、2つの受信部116から送信された回転ディスク122の絶対位置、絶対位置からの変位及び回転数を示す情報を相互に比較し、各情報が異なれば、エラー情報を出力する。
As described above, also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained.
FIG. 4 shows a third embodiment of the encoder and encoder system of the present invention. The encoder system includes an encoder 300, a rotary shaft 102, LEDs 104 and 104, power supplies 108 and 110, communication paths 112 and 114, and a host system SYS. In this embodiment, the detection unit DET1 has the same configuration as that of the first embodiment. Unlike the first embodiment, the detection unit DET2 (second detection unit and output unit) has the same configuration as the detection unit DET1. That is, the detection unit DET2 includes photodiodes 12 and 14, an amplifier 16, an A / D converter 18, MR elements 22 and 24, comparators 30 and 32, a logic circuit 38, and a power supply terminal 42. The host system SYS has a receiving unit 116 and an error detecting unit 132 corresponding to the detecting units DET1 and DET2, respectively. The error detection unit 132 of the host system SYS is connected to the two reception units 116. Other configurations are the same as those of the first embodiment. Detailed description of the same elements as those described in the first embodiment is omitted. The error detection unit 132 compares the information indicating the absolute position, the displacement from the absolute position, and the rotational speed of the rotating disk 122 transmitted from the two receiving units 116 with each other, and outputs error information if each information is different. .

本発明では、第1の実施形態と同様に、2つの独立した通信路112、114を設けている。このため、通信路112あるいは通信路114に障害が発生した場合にも、2つの受信部116のいずれかにより、回転ディスク122の絶対位置、絶対位置からの変位及び回転数を示す情報を取得できる。
検出部DET1の電源端子42、検出部DET2の電源端子42は、第1の実施形態と同様に、互いに独立した電源108、110がそれぞれ接続される。このため、電源108、110の一方が遮断されても、上位システムSYSは、検出部DET1からの回転ディスク122の絶対位置を示す情報、絶対位置からの変位を示す情報及び回転数を示す情報、あるいは、検出部DET2からの回転ディスク122の絶対位置を示す情報、絶対位置からの変位を示す情報及び回転数を示す情報のいずれかを取得できる。
In the present invention, as in the first embodiment, two independent communication paths 112 and 114 are provided. For this reason, even when a failure occurs in the communication path 112 or the communication path 114, information indicating the absolute position, the displacement from the absolute position, and the rotation speed of the rotating disk 122 can be acquired by one of the two receiving units 116. .
As in the first embodiment, the power supply terminals 42 of the detection unit DET1 and the power supply terminal 42 of the detection unit DET2 are connected to the power supplies 108 and 110, respectively. For this reason, even if one of the power supplies 108 and 110 is shut off, the host system SYS receives information indicating the absolute position of the rotating disk 122 from the detection unit DET1, information indicating the displacement from the absolute position, and information indicating the number of rotations. Alternatively, any one of information indicating the absolute position of the rotating disk 122 from the detection unit DET2, information indicating the displacement from the absolute position, and information indicating the number of rotations can be acquired.

以上、本実施形態においても、上述した第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第1、第2及び第3の実施形態では、回転ディスク122に形成される各パターンの開口部を透過した光を9ピッチ毎に受光する例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、10ピッチ毎に受光しても良い。この場合、回転ディスク122の各位置情報が更に高密度に区分される。この結果、回転ディスク122の絶対位置を精密に取得できる。
As described above, also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained.
In the first, second, and third embodiments, the example in which the light transmitted through the openings of the respective patterns formed in the rotating disk 122 is received every nine pitches has been described. The present invention is not limited to such an embodiment. For example, light may be received every 10 pitches. In this case, each position information of the rotating disk 122 is divided with higher density. As a result, the absolute position of the rotating disk 122 can be accurately acquired.

上述した第1の実施形態では、論理回路38が回転ディスク122の各情報を受信部116に伝達する例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、論理回路38は、A/D変換部18、コンパレータ30、32からそれぞれ受け取った絶対位置からの変位を示す情報及び回転数を示す情報を比較して、各情報が異なれば、受信部116にエラー情報を出力しても良い。この結果、エラー検出部120が各情報を受信する前に受信部116によってエンコーダ100及びエンコーダシステムの異常を検知できる。したがって、エンコーダ100及びエンコーダシステムの異常を早期に検知できる。   In the above-described first embodiment, the example in which the logic circuit 38 transmits each piece of information on the rotating disk 122 to the receiving unit 116 has been described. The present invention is not limited to such an embodiment. For example, the logic circuit 38 compares the information indicating the displacement from the absolute position and the information indicating the rotation speed received from the A / D conversion unit 18 and the comparators 30 and 32, respectively. Error information may be output to As a result, the error detection unit 120 can detect abnormality of the encoder 100 and the encoder system by the reception unit 116 before receiving each information. Therefore, the abnormality of the encoder 100 and the encoder system can be detected at an early stage.

同様に、第2の実施形態において、論理回路86は、A/D変換部18、コンパレータ30、32からそれぞれ受け取った絶対位置からの変位を示す情報及び回転数を示す情報を比較して、各情報が異なれば、受信部116にエラー情報を出力しても良い。上述した第3の実施形態において、各論理回路38は、各A/D変換部18及び、各コンパレータ30、32からそれぞれ受け取った絶対位置からの変位を示す情報及び回転数を示す情報を比較して、各情報が異なれば、各受信部116にエラー情報をそれぞれ出力しても良い。   Similarly, in the second embodiment, the logic circuit 86 compares the information indicating the displacement from the absolute position and the information indicating the rotational speed received from the A / D converter 18 and the comparators 30 and 32, respectively, If the information is different, error information may be output to the receiving unit 116. In the third embodiment described above, each logic circuit 38 compares the information indicating the displacement from the absolute position and the information indicating the rotation speed received from each A / D converter 18 and each comparator 30 and 32, respectively. If each information is different, error information may be output to each receiving unit 116.

以上、本発明について詳細に説明してきたが、上記の実施形態及びその変形例は発明の一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。本発明を逸脱しない範囲で変形可能であることは明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail, said embodiment and its modification are only examples of this invention, and this invention is not limited to this. Obviously, modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明のエンコーダ及びエンコーダシステムの第1の実施形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a first embodiment of an encoder and an encoder system of the present invention. M系列パターン及びインクリメンタルパターンの説明図である。It is explanatory drawing of an M series pattern and an incremental pattern. 本発明のエンコーダ及びエンコーダシステムの第2の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 2nd Embodiment of the encoder and encoder system of this invention. 本発明のエンコーダ及びエンコーダシステムの第3の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 3rd Embodiment of the encoder and encoder system of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

12、14 フォトダイオード
16 アンプ
18 A/D変換器
22、24、26、28 MR素子
30、32、34、36 コンパレータ
38、40、46 論理回路
42、44 電源端子
100 エンコーダ
102 回転軸
104 LED
108、110 電源
112、114 通信路
116、118、126 受信部
120、128、132 エラー検出部
122 回転ディスク
124 永久磁石
200 エンコーダ
300 エンコーダ
12, 14 Photodiode 16 Amplifier 18 A / D converter 22, 24, 26, 28 MR element 30, 32, 34, 36 Comparator 38, 40, 46 Logic circuit 42, 44 Power supply terminal 100 Encoder 102 Rotating shaft 104 LED
108, 110 Power supply 112, 114 Communication path 116, 118, 126 Receiver 120, 128, 132 Error detector 122 Rotating disk 124 Permanent magnet 200 Encoder 300 Encoder

Claims (4)

回転体に設けられた第1のパターンに基づいて前記回転体の回転量を検出する回転量検出部、及び前記回転体に設けられた第2のパターンに基づいて前記回転体の回転数を検出する回転数検出部を有する第1の検出部と、
前記第2のパターンに基づいて前記回転体の回転数を検出する回転数検出部のを有する第2の検出部と、を備え、
前記回転量検出部は、前記第1のパターンに基づいて前記回転量を光学的に検出し、
前記回転数検出部は、前記第2のパターンに基づいて前記回転数を電磁的に検出する
ことを特徴とするエンコーダ。
A rotation amount detection unit that detects a rotation amount of the rotating body based on a first pattern provided on the rotating body, and detects a rotation number of the rotating body based on a second pattern provided on the rotating body. A first detection unit having a rotation number detection unit to perform,
And a second detector having only the rotation speed detector which detects the rotational speed of the rotating body based on the second pattern,
The rotation amount detection unit optically detects the rotation amount based on the first pattern,
The encoder that detects the number of revolutions electromagnetically based on the second pattern.
請求項1に記載のエンコーダにおいて、
前記第1の検出部及び前記第2の検出部は、互いに独立した電源が供給される電源端子を有することを特徴とするエンコーダ。
The encoder according to claim 1, wherein
The encoder according to claim 1, wherein the first detection unit and the second detection unit have power supply terminals to which power supplies independent from each other are supplied .
請求項1は請求項2に記載のエンコーダにおいて、
前記第1の検出部で検出される前記回転量及び前記回転数を示す情報を出力する第1の出力部と、
前記第2の検出部で検出される前記回転数を示す情報を出力する第2の出力部とを有することを特徴とするエンコーダ。
The claim 1 or in the encoder according to claim 2,
A first output unit that outputs information indicating the rotation amount and the rotation speed detected by the first detection unit ;
An encoder comprising: a second output unit that outputs information indicating the number of rotations detected by the second detection unit .
請求項に記載のエンコーダ
前記第1の出力に接続される第1の通信ラインと、
前記第2の出力に接続される第2の通信ライン
前記第1及び第2の通信ラインを介して、前記第1及び第2の出力部から伝達される前記回転数を示す情報が互いに異なる時に、エラー情報を出力するエラー検出部とを備えることを特徴とするエンコーダシステム
An encoder according to claim 3 ;
A first communication line that will be connected to the first output unit,
A second communication line that will be connected to the second output section,
An error detection unit that outputs error information when the information indicating the rotation speed transmitted from the first and second output units is different from each other via the first and second communication lines. Characteristic encoder system .
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