JP2003185472A - アブソリュートエンコーダおよびその絶対値信号生成処理方法 - Google Patents
アブソリュートエンコーダおよびその絶対値信号生成処理方法Info
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- G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 絶対値生成周期やモータ制御装置の制御周
期、伝送方法に依存しない連続した補間絶対値信号を生
成できるアブソリュートエンコーダおよびその絶対値信
号生成処理方法を提供する。 【解決手段】 アブソリュートエンコーダにおいて、絶
対値信号生成部６で一定の周期ごとに生成される絶対値
信号を記憶する第１メモリ２３と、第１メモリ２３に入
力された絶対値信号の一周期前に生成された絶対値信号
を記憶する第２メモリ２４と、第１メモリ２３で記憶さ
れた絶対値信号と第２メモリ２３で記憶された一周期前
に生成された絶対値信号とを比較して増減量を算出する
比較演算部２５と、増減量を絶対値信号の生成周期間で
等比率に分割する分割処理部２６と、一周期前に生成さ
れた絶対値信号を読み込み後、分割された増減量を段階
的に加減算する補間絶対値信号生成部２７と、からなる
構成にしたものである。
期、伝送方法に依存しない連続した補間絶対値信号を生
成できるアブソリュートエンコーダおよびその絶対値信
号生成処理方法を提供する。 【解決手段】 アブソリュートエンコーダにおいて、絶
対値信号生成部６で一定の周期ごとに生成される絶対値
信号を記憶する第１メモリ２３と、第１メモリ２３に入
力された絶対値信号の一周期前に生成された絶対値信号
を記憶する第２メモリ２４と、第１メモリ２３で記憶さ
れた絶対値信号と第２メモリ２３で記憶された一周期前
に生成された絶対値信号とを比較して増減量を算出する
比較演算部２５と、増減量を絶対値信号の生成周期間で
等比率に分割する分割処理部２６と、一周期前に生成さ
れた絶対値信号を読み込み後、分割された増減量を段階
的に加減算する補間絶対値信号生成部２７と、からなる
構成にしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アブソリュートエ
ンコーダおよびその絶対値信号生成処理方法に関する。
ンコーダおよびその絶対値信号生成処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、一定周期で絶対値信号を生成する
ことができるアブソリュートエンコーダは図４に示すよ
うになっている。なお、従来技術、本発明ともバーニア
形のアブソリュートエンコーダを例にとって説明する。
図４は従来のバーニア型アブソリュートエンコーダの信
号処理のブロック図である。図４において、１は回転デ
ィスク、２はスリット列、３は磁気センサ、４は位相変
調部、５は位相差信号生成部、６は絶対値信号生成部、
７は発振器、８は基準信号生成部、９は変調信号生成
部、２０はデータ伝送部、２１はモータ、２２はモータ
制御装置である。
ことができるアブソリュートエンコーダは図４に示すよ
うになっている。なお、従来技術、本発明ともバーニア
形のアブソリュートエンコーダを例にとって説明する。
図４は従来のバーニア型アブソリュートエンコーダの信
号処理のブロック図である。図４において、１は回転デ
ィスク、２はスリット列、３は磁気センサ、４は位相変
調部、５は位相差信号生成部、６は絶対値信号生成部、
７は発振器、８は基準信号生成部、９は変調信号生成
部、２０はデータ伝送部、２１はモータ、２２はモータ
制御装置である。
【０００３】回転ディスク１上には同一等ピッチの位置
情報が形成され、それぞれピッチ数の異なる４組のスリ
ット列２が設けられている。磁気センサ３はＭＲ素子と
バイアス磁石で構成され、スリットピッチと等しいピッ
チの２相の正弦波を出力する。磁気センサ３からの出力
は、位相変調部４に入力され、位相信号φ０〜φ３に変
換される。各位相信号は、位相差信号生成部５へ入力さ
れ、φ１、φ２、φ３はφ０との位相差を検出し、それ
ぞれ位相差信号（φ０−φ１）、（φ０−φ２）、（φ
０−φ３）となり、絶対値信号生成部６へ入力され、位
相信号φ０の周期で間欠的に絶対値信号ｐを生成する。
また、この生成された絶対値信号ｐは、回転ディスク１
が取り付けられたモータ２１を制御するために利用され
るため、モータ制御装置２２にデータ伝送部２０によっ
てパラレル又はシリアル伝送される（例えば、再公表特
許ＷＯ／０５５５３号公報）。
情報が形成され、それぞれピッチ数の異なる４組のスリ
ット列２が設けられている。磁気センサ３はＭＲ素子と
バイアス磁石で構成され、スリットピッチと等しいピッ
チの２相の正弦波を出力する。磁気センサ３からの出力
は、位相変調部４に入力され、位相信号φ０〜φ３に変
換される。各位相信号は、位相差信号生成部５へ入力さ
れ、φ１、φ２、φ３はφ０との位相差を検出し、それ
ぞれ位相差信号（φ０−φ１）、（φ０−φ２）、（φ
０−φ３）となり、絶対値信号生成部６へ入力され、位
相信号φ０の周期で間欠的に絶対値信号ｐを生成する。
また、この生成された絶対値信号ｐは、回転ディスク１
が取り付けられたモータ２１を制御するために利用され
るため、モータ制御装置２２にデータ伝送部２０によっ
てパラレル又はシリアル伝送される（例えば、再公表特
許ＷＯ／０５５５３号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は以下の問題があった。図５はモータフィードバック回
転角度の関係図であって、（ａ）はモータ制御周期と絶
対値生成周期が同期の場合、（ｂ）はモータ制御周期と
絶対値生成周期が非同期の場合を示す。 （１）間欠的に生成された絶対値信号ｐを利用して、制
御対象であるモータ２１を一定速度で回転させる場合
に、モータ制御装置２２のモータ制御周期と絶対値生成
周期が同期していれば図５（ａ）に示すような速度変動
のないモータフィードバック回転角度を得られるが、同
期するためにはモータ制御装置側とエンコーダ側でタイ
ミングを合わせる必要があり、また回転ディスク１やス
リット列２の仕様変更等で絶対値生成周期が変更された
場合にモータ制御装置２２側も仕様を変更する必要があ
った。 （２）また、モータ制御周期と絶対値生成周期が非同期
であると、図５（ｂ）に示すようにモータ制御装置２２
が取得したモータフィードバック回転角度が速度変動を
もった信号になり、エンコーダは、連続した補間絶対値
信号を取得することは困難であった。 （３）また、初期設定時に絶対値を読み込み、その後の
動作はインクリメンタル信号を生成し、初期絶対値信号
をインクリメントする生成方法もあるが、ノイズ等によ
る誤動作があった場合、誤差が蓄積され、絶対位置がず
れるといった問題を生じていた。
は以下の問題があった。図５はモータフィードバック回
転角度の関係図であって、（ａ）はモータ制御周期と絶
対値生成周期が同期の場合、（ｂ）はモータ制御周期と
絶対値生成周期が非同期の場合を示す。 （１）間欠的に生成された絶対値信号ｐを利用して、制
御対象であるモータ２１を一定速度で回転させる場合
に、モータ制御装置２２のモータ制御周期と絶対値生成
周期が同期していれば図５（ａ）に示すような速度変動
のないモータフィードバック回転角度を得られるが、同
期するためにはモータ制御装置側とエンコーダ側でタイ
ミングを合わせる必要があり、また回転ディスク１やス
リット列２の仕様変更等で絶対値生成周期が変更された
場合にモータ制御装置２２側も仕様を変更する必要があ
った。 （２）また、モータ制御周期と絶対値生成周期が非同期
であると、図５（ｂ）に示すようにモータ制御装置２２
が取得したモータフィードバック回転角度が速度変動を
もった信号になり、エンコーダは、連続した補間絶対値
信号を取得することは困難であった。 （３）また、初期設定時に絶対値を読み込み、その後の
動作はインクリメンタル信号を生成し、初期絶対値信号
をインクリメントする生成方法もあるが、ノイズ等によ
る誤動作があった場合、誤差が蓄積され、絶対位置がず
れるといった問題を生じていた。
【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、間欠的に一定周期で生成される絶対値
信号から、絶対値生成周期やモータ制御装置の制御周
期、伝送方法に依存しない連続した補間絶対値信号を生
成できるアブソリュートエンコーダおよびその絶対値信
号生成処理方法を提供することを目的としている。
れたものであり、間欠的に一定周期で生成される絶対値
信号から、絶対値生成周期やモータ制御装置の制御周
期、伝送方法に依存しない連続した補間絶対値信号を生
成できるアブソリュートエンコーダおよびその絶対値信
号生成処理方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、請求項１の本発明は、アブソリュートエンコーダに
係るものであって、同一ピッチの位置情報が形成され、
それぞれピッチ数の異なる複数個のスリット列と、前記
スリット列と相対的に移動し、前記位置情報を検出する
複数個のセンサと、前記センサからの信号を位相信号に
変換する位相変調部と、前記位相変調信号および任意の
２個の位相信号間の位相差信号をデジタル信号に変換す
る位相差信号生成部と、前記位相差信号生成部により変
換されたデジタル信号と位相差信号に基づいて一定周期
で絶対値位置に関する信号を生成する絶対値信号生成部
と、を備えたアブソリュートエンコーダにおいて、前記
絶対値信号生成部で一定の周期ごとに生成される絶対値
信号を記憶する第１メモリと、前記第１メモリに入力さ
れた絶対値信号の一周期前に生成された絶対値信号を記
憶する第２メモリと、前記第１メモリで記憶された絶対
値信号と前記第２メモリで記憶された前記一周期前に生
成された絶対値信号とを比較して増減量を算出する比較
演算部と、前記増減量を前記絶対値信号の生成周期間で
等比率に分割する分割処理部と、前記一周期前に生成さ
れた絶対値信号を読み込み後、前記分割された増減量を
段階的に加減算する補間絶対値信号生成部と、からなる
絶対値補間機能を有するものである。
め、請求項１の本発明は、アブソリュートエンコーダに
係るものであって、同一ピッチの位置情報が形成され、
それぞれピッチ数の異なる複数個のスリット列と、前記
スリット列と相対的に移動し、前記位置情報を検出する
複数個のセンサと、前記センサからの信号を位相信号に
変換する位相変調部と、前記位相変調信号および任意の
２個の位相信号間の位相差信号をデジタル信号に変換す
る位相差信号生成部と、前記位相差信号生成部により変
換されたデジタル信号と位相差信号に基づいて一定周期
で絶対値位置に関する信号を生成する絶対値信号生成部
と、を備えたアブソリュートエンコーダにおいて、前記
絶対値信号生成部で一定の周期ごとに生成される絶対値
信号を記憶する第１メモリと、前記第１メモリに入力さ
れた絶対値信号の一周期前に生成された絶対値信号を記
憶する第２メモリと、前記第１メモリで記憶された絶対
値信号と前記第２メモリで記憶された前記一周期前に生
成された絶対値信号とを比較して増減量を算出する比較
演算部と、前記増減量を前記絶対値信号の生成周期間で
等比率に分割する分割処理部と、前記一周期前に生成さ
れた絶対値信号を読み込み後、前記分割された増減量を
段階的に加減算する補間絶対値信号生成部と、からなる
絶対値補間機能を有するものである。
【０００７】請求項２の本発明は、アブソリュートエン
コーダの絶対値信号生成処理方法に係るものであって、
それぞれピッチ数の異なる複数個のスリット列の位置情
報を複数個のセンサにより検出し、前記センサからの信
号を位相変調部により位相信号に変換し、前記位相変調
信号および任意の２個の位相信号間の位相差信号を、位
相差信号生成部によりデジタル信号に変換し、前記位相
差信号生成部により変換されたデジタル信号と位相差信
号に基づいて一定周期で絶対値位置に関する信号を、絶
対値信号生成部により生成するアブソリュートエンコー
ダにおいて、前記絶対値信号生成部で一定の周期ごとに
生成される絶対値信号を第１メモリにより記憶し、前記
第１メモリに入力された絶対値信号の一周期前に生成さ
れた絶対値信号を第２メモリにより記憶し、前記第１メ
モリで記憶された絶対値信号と前記第２メモリで記憶さ
れた前記一周期前に生成された絶対値信号とを、比較演
算部により比較して増減量を算出し、前記増減量を分割
処理部により、前記絶対値信号の生成周期間で等比率に
分割し、前記一周期前に生成された絶対値信号を読み込
み後、補間絶対値信号生成部により前記分割された増減
量を段階的に加減算し、連続した補間絶対値信号を生成
するようにしたものである。
コーダの絶対値信号生成処理方法に係るものであって、
それぞれピッチ数の異なる複数個のスリット列の位置情
報を複数個のセンサにより検出し、前記センサからの信
号を位相変調部により位相信号に変換し、前記位相変調
信号および任意の２個の位相信号間の位相差信号を、位
相差信号生成部によりデジタル信号に変換し、前記位相
差信号生成部により変換されたデジタル信号と位相差信
号に基づいて一定周期で絶対値位置に関する信号を、絶
対値信号生成部により生成するアブソリュートエンコー
ダにおいて、前記絶対値信号生成部で一定の周期ごとに
生成される絶対値信号を第１メモリにより記憶し、前記
第１メモリに入力された絶対値信号の一周期前に生成さ
れた絶対値信号を第２メモリにより記憶し、前記第１メ
モリで記憶された絶対値信号と前記第２メモリで記憶さ
れた前記一周期前に生成された絶対値信号とを、比較演
算部により比較して増減量を算出し、前記増減量を分割
処理部により、前記絶対値信号の生成周期間で等比率に
分割し、前記一周期前に生成された絶対値信号を読み込
み後、補間絶対値信号生成部により前記分割された増減
量を段階的に加減算し、連続した補間絶対値信号を生成
するようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図１は本発明の実施例を示すバーニア形
アブソリュートエンコーダの信号処理ブロック図であ
る。図２は本発明の実施例を示す分割処理部の構成例で
ある。図３は本発明の実施例を示すモータフィードバッ
ク回転角度の関係図である。なお、本発明の構成要素が
従来技術と同じものについてはその説明を省略し、異な
る点のみ説明する。図１において、２３は第1メモリ、
２４は第２メモリ、２５は比較演算部、２６は分割処理
部、２７は補間絶対値信号生成部である。
いて説明する。図１は本発明の実施例を示すバーニア形
アブソリュートエンコーダの信号処理ブロック図であ
る。図２は本発明の実施例を示す分割処理部の構成例で
ある。図３は本発明の実施例を示すモータフィードバッ
ク回転角度の関係図である。なお、本発明の構成要素が
従来技術と同じものについてはその説明を省略し、異な
る点のみ説明する。図１において、２３は第1メモリ、
２４は第２メモリ、２５は比較演算部、２６は分割処理
部、２７は補間絶対値信号生成部である。
【０００９】本発明が従来技術と異なる点は以下のとお
りである。すなわち、アブソリュートエンコーダは、絶
対値信号生成部で一定の周期ごとに生成される絶対値信
号を記憶する第１メモリ２３と、第１メモリ２３に入力
された絶対値信号の一周期前に生成された絶対値信号を
記憶する第２メモリ２４と、第１メモリ２３で記憶され
た絶対値信号と第２メモリ２４で記憶された一周期前に
生成された絶対値信号とを比較して増減量を算出する比
較演算部２５と、増減量を絶対値信号の生成周期間で等
比率に分割する分割処理部２６と、一周期前に生成され
た絶対値信号を読み込み後、前記分割された増減量を段
階的に加減算する補間絶対値信号生成部２７と、からな
る構成されている点である。
りである。すなわち、アブソリュートエンコーダは、絶
対値信号生成部で一定の周期ごとに生成される絶対値信
号を記憶する第１メモリ２３と、第１メモリ２３に入力
された絶対値信号の一周期前に生成された絶対値信号を
記憶する第２メモリ２４と、第１メモリ２３で記憶され
た絶対値信号と第２メモリ２４で記憶された一周期前に
生成された絶対値信号とを比較して増減量を算出する比
較演算部２５と、増減量を絶対値信号の生成周期間で等
比率に分割する分割処理部２６と、一周期前に生成され
た絶対値信号を読み込み後、前記分割された増減量を段
階的に加減算する補間絶対値信号生成部２７と、からな
る構成されている点である。
【００１０】次に動作を説明する。磁気センサ３からの
出力は、位相変調部４に入力され、位相信号φ０〜φ３
に変換される。ここでの位相信号は変調信号ｚをセンサ
出力で変調した定常状態では一定周期の２値信号で、基
準信号φに対する位相信号のエッジ位置が位相情報にな
る。各位相信号は、位相差信号生成部５へ入力される。
スリット２−ａ０からの位相信号φ０は、位相差信号生
成部５−０で、基準信号φとの位相差を検出して、位相
信号φ０となる。スリット２−ａ１、２−ａ２、２−ａ
３からの位相信号φ１，φ２，φ３は、φ０との位相差
を検出し、それぞれ位相差信号（φ０−φ１）、（φ０
−φ２）、（φ０−φ３）となる。位相差信号部５の出
力は、位相差信号生成部５へ入力された２つの位相信号
のエッジ間に入る発信器７のクロック数でデジタル量に
変換された信号である。これらの信号は絶対値信号生成
部６へ入力され、絶対値信号ｐを生成する。絶対値信号
ｐは、絶対値信号生成部６で一定の生成周期ごとに生成
され、絶対値信号ｐ（ｎ）が生成されると、絶対値信号
ｐ（ｎ）を第1メモリ２３に記憶しておくのと同時に、
第２メモリ２４に一周期前に生成された絶対値信号ｐ
（ｎ−１）を記憶する。比較演算部２５にて、第1メモ
リ２３に記憶してある絶対値信号ｐ（ｎ）と第２メモリ
２４に記憶してある絶対値信号ｐ（ｎ−１）とを比較し
増減量Ａ（ｎ−１）を算出する。分割処理部２６は増減
量Ａ（ｎ−１）が入力され、増減量Ａ（ｎ−１）が生成
周期間で等比率に分割された信号を出力する。上記分割
処理部については、図２具体的な構成例を示すが、絶対
値生成周期とモータの最大回転速度から求まる最大増減
量に必要なビット数を予め算出しておき、そのビット数
に対応するＢｉｎａｒｙ Ｒａｔｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｉ
ｅｒ回路を用いており、絶対値生成周期ごとに増減量を
Ｂｉｎａｒｙ Ｒａｔｅとしてセットし、クロック入力
として絶対値生成周期を逓倍して得られる最大増減量に
必要な逓倍クロックを使用することで、生成周期間で等
比率に配分した増減パルスが出力される。補間絶対値信
号生成部２７は、第２メモリ２４に記憶された一周期前
に生成された絶対値信号ｐ（ｎ−１）を読み込み、分割
処理部２６から出力される増減量Ａ（ｎ−１）に対応し
た生成周期間で等比率に配分した増減パルスを使用し
て、絶対値信号ｐ（ｎ−１）に加減算して補間絶対値信
号を生成する。生成された補間絶対値信号はデータ伝送
部２０を介してモータ制御装置２２にフィードバックさ
れ、そのデータを基にモータ２１を制御する。こうする
ことで、生成周期毎に間欠的に生成される絶対値信号p
は、図３に示すような連続した絶対値信号へ補間するこ
とができる。
出力は、位相変調部４に入力され、位相信号φ０〜φ３
に変換される。ここでの位相信号は変調信号ｚをセンサ
出力で変調した定常状態では一定周期の２値信号で、基
準信号φに対する位相信号のエッジ位置が位相情報にな
る。各位相信号は、位相差信号生成部５へ入力される。
スリット２−ａ０からの位相信号φ０は、位相差信号生
成部５−０で、基準信号φとの位相差を検出して、位相
信号φ０となる。スリット２−ａ１、２−ａ２、２−ａ
３からの位相信号φ１，φ２，φ３は、φ０との位相差
を検出し、それぞれ位相差信号（φ０−φ１）、（φ０
−φ２）、（φ０−φ３）となる。位相差信号部５の出
力は、位相差信号生成部５へ入力された２つの位相信号
のエッジ間に入る発信器７のクロック数でデジタル量に
変換された信号である。これらの信号は絶対値信号生成
部６へ入力され、絶対値信号ｐを生成する。絶対値信号
ｐは、絶対値信号生成部６で一定の生成周期ごとに生成
され、絶対値信号ｐ（ｎ）が生成されると、絶対値信号
ｐ（ｎ）を第1メモリ２３に記憶しておくのと同時に、
第２メモリ２４に一周期前に生成された絶対値信号ｐ
（ｎ−１）を記憶する。比較演算部２５にて、第1メモ
リ２３に記憶してある絶対値信号ｐ（ｎ）と第２メモリ
２４に記憶してある絶対値信号ｐ（ｎ−１）とを比較し
増減量Ａ（ｎ−１）を算出する。分割処理部２６は増減
量Ａ（ｎ−１）が入力され、増減量Ａ（ｎ−１）が生成
周期間で等比率に分割された信号を出力する。上記分割
処理部については、図２具体的な構成例を示すが、絶対
値生成周期とモータの最大回転速度から求まる最大増減
量に必要なビット数を予め算出しておき、そのビット数
に対応するＢｉｎａｒｙ Ｒａｔｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｉ
ｅｒ回路を用いており、絶対値生成周期ごとに増減量を
Ｂｉｎａｒｙ Ｒａｔｅとしてセットし、クロック入力
として絶対値生成周期を逓倍して得られる最大増減量に
必要な逓倍クロックを使用することで、生成周期間で等
比率に配分した増減パルスが出力される。補間絶対値信
号生成部２７は、第２メモリ２４に記憶された一周期前
に生成された絶対値信号ｐ（ｎ−１）を読み込み、分割
処理部２６から出力される増減量Ａ（ｎ−１）に対応し
た生成周期間で等比率に配分した増減パルスを使用し
て、絶対値信号ｐ（ｎ−１）に加減算して補間絶対値信
号を生成する。生成された補間絶対値信号はデータ伝送
部２０を介してモータ制御装置２２にフィードバックさ
れ、そのデータを基にモータ２１を制御する。こうする
ことで、生成周期毎に間欠的に生成される絶対値信号p
は、図３に示すような連続した絶対値信号へ補間するこ
とができる。
【００１１】したがって、本発明は、同一ピッチの位置
情報が形成され、それぞれピッチ数の異なる複数個のス
リット列２と、スリット列２と相対的に移動し、該位置
情報を検出する複数個のセンサ３と、センサ３からの信
号を位相信号に変換する位相変調部４と、位相変調信号
および任意の2個の位相信号間の位相差信号をデジタル
信号に変換する位相差信号生成部５と、位相差信号生成
部５により変換されたデジタル信号と位相差信号に基づ
いて一定周期で絶対値位置に関する信号を生成する絶対
値信号生成部６と、を備えたアブソリュートエンコーダ
において、絶対値信号生成部６で一定の周期ごとに生成
される絶対値信号を記憶する第１メモリ２３と、第１メ
モリ２３に入力された絶対値信号の一周期前に生成され
た絶対値信号を記憶する第２メモリ２４と、第１メモリ
２３で記憶された絶対値信号と第２メモリ２３で記憶さ
れた一周期前に生成された絶対値信号とを比較して増減
量を算出する比較演算部２５と、増減量を絶対値信号の
生成周期間で等比率に分割する分割処理部２６と、一周
期前に生成された絶対値信号を読み込み後、分割された
増減量を段階的に加減算する補間絶対値信号生成部２７
と、からなる構成にしたので、間欠的に一定周期で生成
される絶対値信号から、絶対値生成周期やモータ制御装
置２２の制御周期、伝送方法に依存しない連続した補間
絶対値信号を生成することができる。また、モータ制御
装置２２のモータ制御周期と絶対値生成周期を同期させ
ることもなく、正確なモータフィードバック回転角度を
得られ、回転ディスク１やスリット列２の仕様変更等で
絶対値生成周期が変更された場合もモータ制御装置２２
側の仕様も変更する必要がなく、エンコーダ処理部の変
更で対応できる。さらに、生成周期毎に間欠的に生成さ
れる絶対値信号pを生成周期毎に読み込み補間するた
め、初期設定時に絶対値を読み込み、その後の動作はイ
ンクリメンタル信号を生成し、初期絶対値信号をインク
リメントする生成する方法に比べて、ノイズ等による誤
動作があった場合でも誤差が蓄積されることがないバー
ニア型アブソリュートエンコーダが実現できるという効
果がある。なお、本実施例は、アブソリュートエンコー
ダを回転型モータに適用した例について述べたが、本実
施例に限らず、リニアモータに適用したものでも良い。
また、スリット列の位置情報を検出するセンサについて
は、磁気式の例で説明したが、磁気センサに替えて、光
学式、あるいは磁気式と光学式を併用したものであって
も構わない。
情報が形成され、それぞれピッチ数の異なる複数個のス
リット列２と、スリット列２と相対的に移動し、該位置
情報を検出する複数個のセンサ３と、センサ３からの信
号を位相信号に変換する位相変調部４と、位相変調信号
および任意の2個の位相信号間の位相差信号をデジタル
信号に変換する位相差信号生成部５と、位相差信号生成
部５により変換されたデジタル信号と位相差信号に基づ
いて一定周期で絶対値位置に関する信号を生成する絶対
値信号生成部６と、を備えたアブソリュートエンコーダ
において、絶対値信号生成部６で一定の周期ごとに生成
される絶対値信号を記憶する第１メモリ２３と、第１メ
モリ２３に入力された絶対値信号の一周期前に生成され
た絶対値信号を記憶する第２メモリ２４と、第１メモリ
２３で記憶された絶対値信号と第２メモリ２３で記憶さ
れた一周期前に生成された絶対値信号とを比較して増減
量を算出する比較演算部２５と、増減量を絶対値信号の
生成周期間で等比率に分割する分割処理部２６と、一周
期前に生成された絶対値信号を読み込み後、分割された
増減量を段階的に加減算する補間絶対値信号生成部２７
と、からなる構成にしたので、間欠的に一定周期で生成
される絶対値信号から、絶対値生成周期やモータ制御装
置２２の制御周期、伝送方法に依存しない連続した補間
絶対値信号を生成することができる。また、モータ制御
装置２２のモータ制御周期と絶対値生成周期を同期させ
ることもなく、正確なモータフィードバック回転角度を
得られ、回転ディスク１やスリット列２の仕様変更等で
絶対値生成周期が変更された場合もモータ制御装置２２
側の仕様も変更する必要がなく、エンコーダ処理部の変
更で対応できる。さらに、生成周期毎に間欠的に生成さ
れる絶対値信号pを生成周期毎に読み込み補間するた
め、初期設定時に絶対値を読み込み、その後の動作はイ
ンクリメンタル信号を生成し、初期絶対値信号をインク
リメントする生成する方法に比べて、ノイズ等による誤
動作があった場合でも誤差が蓄積されることがないバー
ニア型アブソリュートエンコーダが実現できるという効
果がある。なお、本実施例は、アブソリュートエンコー
ダを回転型モータに適用した例について述べたが、本実
施例に限らず、リニアモータに適用したものでも良い。
また、スリット列の位置情報を検出するセンサについて
は、磁気式の例で説明したが、磁気センサに替えて、光
学式、あるいは磁気式と光学式を併用したものであって
も構わない。
【００１２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、同
一ピッチの位置情報が形成され、それぞれピッチ数の異
なる複数個のスリット列と、スリット列と相対的に移動
し、該位置情報を検出する複数個のセンサと、センサか
らの信号を位相信号に変換する位相変調部と、位相変調
信号および任意の２個の位相信号間の位相差信号をデジ
タル信号に変換する位相差信号生成部と、位相差信号生
成部により変換されたデジタル信号と位相差信号に基づ
いて一定周期で絶対値位置に関する信号を生成する絶対
値信号生成部と、を備えたアブソリュートエンコーダに
おいて、絶対値信号生成部で一定の周期ごとに生成され
る絶対値信号を記憶する第１メモリと、第１メモリに入
力された絶対値信号の一周期前に生成された絶対値信号
を記憶する第２メモリと、第１メモリで記憶された絶対
値信号と前記第２メモリで記憶された一周期前に生成さ
れた絶対値信号とを比較して増減量を算出する比較演算
部と、増減量を絶対値信号の生成周期間で等比率に分割
する分割処理部と、一周期前に生成された絶対値信号を
読み込み後、分割された増減量を段階的に加減算する補
間絶対値信号生成部と、からなる絶対値補間機能を有す
る構成にしたため。間欠的に一定周期で生成される絶対
値信号から、絶対値生成周期やモータ制御装置の制御周
期、伝送方法に依存しない連続した補間絶対値信号を生
成できる。また、モータ制御装置のモータ制御周期と絶
対値生成周期を同期させることもなく、正確なモータフ
ィードバック回転角度を得られ、回転ディスクやスリッ
ト列の仕様変更等で絶対値生成周期が変更された場合も
モータ制御装置側も変更する必要がなく、エンコーダ処
理部の変更で対応できる。さらに、生成周期毎に間欠的
に生成される絶対値信号pを生成周期毎に読み込み補間
するため、初期設定時に絶対値を読み込み、その後の動
作はインクリメンタル信号を生成し、初期絶対値信号を
インクリメントする生成する方法に比べて、ノイズ等に
よる誤動作があった場合でも誤差が蓄積されることがな
いバーニア型アブソリュートエンコーダが実現できると
いう効果がある。
一ピッチの位置情報が形成され、それぞれピッチ数の異
なる複数個のスリット列と、スリット列と相対的に移動
し、該位置情報を検出する複数個のセンサと、センサか
らの信号を位相信号に変換する位相変調部と、位相変調
信号および任意の２個の位相信号間の位相差信号をデジ
タル信号に変換する位相差信号生成部と、位相差信号生
成部により変換されたデジタル信号と位相差信号に基づ
いて一定周期で絶対値位置に関する信号を生成する絶対
値信号生成部と、を備えたアブソリュートエンコーダに
おいて、絶対値信号生成部で一定の周期ごとに生成され
る絶対値信号を記憶する第１メモリと、第１メモリに入
力された絶対値信号の一周期前に生成された絶対値信号
を記憶する第２メモリと、第１メモリで記憶された絶対
値信号と前記第２メモリで記憶された一周期前に生成さ
れた絶対値信号とを比較して増減量を算出する比較演算
部と、増減量を絶対値信号の生成周期間で等比率に分割
する分割処理部と、一周期前に生成された絶対値信号を
読み込み後、分割された増減量を段階的に加減算する補
間絶対値信号生成部と、からなる絶対値補間機能を有す
る構成にしたため。間欠的に一定周期で生成される絶対
値信号から、絶対値生成周期やモータ制御装置の制御周
期、伝送方法に依存しない連続した補間絶対値信号を生
成できる。また、モータ制御装置のモータ制御周期と絶
対値生成周期を同期させることもなく、正確なモータフ
ィードバック回転角度を得られ、回転ディスクやスリッ
ト列の仕様変更等で絶対値生成周期が変更された場合も
モータ制御装置側も変更する必要がなく、エンコーダ処
理部の変更で対応できる。さらに、生成周期毎に間欠的
に生成される絶対値信号pを生成周期毎に読み込み補間
するため、初期設定時に絶対値を読み込み、その後の動
作はインクリメンタル信号を生成し、初期絶対値信号を
インクリメントする生成する方法に比べて、ノイズ等に
よる誤動作があった場合でも誤差が蓄積されることがな
いバーニア型アブソリュートエンコーダが実現できると
いう効果がある。
【図１】本発明の実施例を示すバーニア型アブソリュー
トエンコーダの信号処理のブロック図である。
トエンコーダの信号処理のブロック図である。
【図２】本発明の実施例を示す分割処理部の構成図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施例を示すモータフィードバック回
転角度の関係図である。
転角度の関係図である。
【図４】従来のバーニア型アブソリュートエンコーダの
信号処理のブロック図である。
信号処理のブロック図である。
【図５】モータフィードバック回転角度の関係図であっ
て、（ａ）はモータ制御周期と絶対値生成周期が同期の
場合、（ｂ）はモータ制御周期と絶対値生成周期が非同
期の場合を示したものである。
て、（ａ）はモータ制御周期と絶対値生成周期が同期の
場合、（ｂ）はモータ制御周期と絶対値生成周期が非同
期の場合を示したものである。
１ 回転ディスク
２ スリット列
３ 磁気センサ（センサ）
４ 位相変調部
５ 位相差信号生成部
６ 絶対値信号生成部
７ 発振器
８ 基準信号生成部
９ 変調信号生成部
２０ データ伝送部
２１ モータ
２２ モータ制御装置
２３ 第1メモリ
２４ 第２メモリ
２５ 比較演算部
２６ 分割処理部
２７ 補間絶対値信号生成部
Claims (2)
- 【請求項１】 同一ピッチの位置情報が形成され、それ
ぞれピッチ数の異なる複数個のスリット列と、 前記スリット列と相対的に移動し、前記位置情報を検出
する複数個のセンサと、 前記センサからの信号を位相信号に変換する位相変調部
と、 前記位相変調信号および任意の２個の位相信号間の位相
差信号をデジタル信号に変換する位相差信号生成部と、 前記位相差信号生成部により変換されたデジタル信号と
位相差信号に基づいて一定周期で絶対値位置に関する信
号を生成する絶対値信号生成部と、を備えたアブソリュ
ートエンコーダにおいて、 前記絶対値信号生成部で一定の周期ごとに生成される絶
対値信号を記憶する第1メモリと、 前記第1メモリに入力された絶対値信号の一周期前に生
成された絶対値信号を記憶する第２メモリと、 前記第１メモリで記憶された絶対値信号と前記第２メモ
リで記憶された前記一周期前に生成された絶対値信号と
を比較して増減量を算出する比較演算部と、 前記増減量を前記絶対値信号の生成周期間で等比率に分
割する分割処理部と、 前記一周期前に生成された絶対値信号を読み込み後、前
記分割された増減量を段階的に加減算する補間絶対値信
号生成部と、から構成されていることを特徴とするアブ
ソリュートエンコーダ。 - 【請求項２】 それぞれピッチ数の異なる複数個のスリ
ット列の位置情報を複数個のセンサにより検出し、 前記センサからの信号を位相変調部により位相信号に変
換し、 前記位相変調信号および任意の２個の位相信号間の位相
差信号を、位相差信号生成部によりデジタル信号に変換
し、 前記位相差信号生成部により変換されたデジタル信号と
位相差信号に基づいて一定周期で絶対値位置に関する信
号を、絶対値信号生成部により生成するアブソリュート
エンコーダにおいて、 前記絶対値信号生成部で一定の周期ごとに生成される絶
対値信号を第1メモリにより記憶し、 前記第１メモリに入力された絶対値信号の一周期前に生
成された絶対値信号を第２メモリにより記憶し、 前記第１メモリで記憶された絶対値信号と前記第２メモ
リで記憶された前記一周期前に生成された絶対値信号と
を、比較演算部により比較して増減量を算出し、 前記増減量を分割処理部により、前記絶対値信号の生成
周期間で等比率に分割し、 前記一周期前に生成された絶対値信号を読み込み後、補
間絶対値信号生成部により前記分割された増減量を段階
的に加減算し、 連続した補間絶対値信号を生成するようにしたことを特
徴とするアブソリュートエンコーダの絶対値信号生成処
理方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001389000A JP2003185472A (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | アブソリュートエンコーダおよびその絶対値信号生成処理方法 |
| US10/499,707 US7266567B2 (en) | 2001-12-21 | 2002-10-24 | Absolute encoder and absolute value signal generation method |
| PCT/JP2002/011073 WO2003054485A1 (fr) | 2001-12-21 | 2002-10-24 | Codeur d'application et procede de generation de signaux en valeur absolue |
| KR10-2004-7009634A KR20040075894A (ko) | 2001-12-21 | 2002-10-24 | 엡솔루트 인코더 및 그 절대값 신호 생성 처리 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001389000A JP2003185472A (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | アブソリュートエンコーダおよびその絶対値信号生成処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003185472A true JP2003185472A (ja) | 2003-07-03 |
Family
ID=19188224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001389000A Pending JP2003185472A (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | アブソリュートエンコーダおよびその絶対値信号生成処理方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7266567B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003185472A (ja) |
| KR (1) | KR20040075894A (ja) |
| WO (1) | WO2003054485A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO2006103730A1 (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-05 | A & D Company, Ltd. | 基準信号発生装置及び方法 |
| JP2008004748A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Yaskawa Electric Corp | ウエハプリアライメント装置 |
| JP2008028179A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Yaskawa Electric Corp | 搬送機構およびそれを備えた処理装置 |
| JP2008122264A (ja) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | エンコーダの位置情報補間回路 |
| JP4917185B1 (ja) * | 2011-10-31 | 2012-04-18 | 捷利 壬生 | アブソリュートエンコーダ |
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| WO2013172564A1 (en) * | 2012-05-18 | 2013-11-21 | Snu R&Db Foundation | Digital opto-electric pulse application method for correcting bit error of vernier-type optical encoder |
| KR101456882B1 (ko) * | 2012-05-18 | 2014-11-03 | 서울대학교산학협력단 | 버니어 방식 광학 엔코더의 비트 오차 보정을 위한 디지털 옵토-일렉트리컬 펄스 적용 방법 |
| JP6091268B2 (ja) * | 2013-03-15 | 2017-03-08 | キヤノン株式会社 | 位置検出装置、レンズ装置、撮像システム、工作装置、位置検出方法、および、プログラム |
| US10866122B2 (en) * | 2019-01-23 | 2020-12-15 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor for detecting an absolute position of a target object |
| US10816366B2 (en) | 2019-01-23 | 2020-10-27 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor for detecting an absolute position of a target object |
| US11346688B2 (en) | 2020-07-06 | 2022-05-31 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensors for detecting absolute position of multi-track targets |
| WO2022112856A1 (en) * | 2020-11-26 | 2022-06-02 | EDRIVELAB S.r.l. | Absolute position transducer and method for measuring the position |
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| US4901073A (en) * | 1986-12-04 | 1990-02-13 | Regent Of The University Of California | Encoder for measuring the absolute position of moving elements |
| JPS63177278A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-21 | Railway Technical Res Inst | 直線補間回路 |
| WO1992007355A1 (en) * | 1990-10-12 | 1992-04-30 | Servo Track Writer Corporation | Apparatus for, and methods of, recording signals in tracks on a memory member |
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| US5724264A (en) * | 1993-07-16 | 1998-03-03 | Immersion Human Interface Corp. | Method and apparatus for tracking the position and orientation of a stylus and for digitizing a 3-D object |
| US5936378A (en) * | 1997-03-27 | 1999-08-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor controller |
| WO2000005553A1 (fr) * | 1998-07-23 | 2000-02-03 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Codeur absolu |
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-
2001
- 2001-12-21 JP JP2001389000A patent/JP2003185472A/ja active Pending
-
2002
- 2002-10-24 WO PCT/JP2002/011073 patent/WO2003054485A1/ja active Application Filing
- 2002-10-24 US US10/499,707 patent/US7266567B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-10-24 KR KR10-2004-7009634A patent/KR20040075894A/ko not_active Application Discontinuation
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| JP2008122264A (ja) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | エンコーダの位置情報補間回路 |
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|---|---|
| WO2003054485A1 (fr) | 2003-07-03 |
| KR20040075894A (ko) | 2004-08-30 |
| US7266567B2 (en) | 2007-09-04 |
| US20050122242A1 (en) | 2005-06-09 |
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