JP5640733B2 - エンコーダ装置、駆動装置、及びロボット装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンコーダ装置、駆動装置、及びロボット装置に関する。

産業用ロボットやサービスロボットなど、人と協調作業を行うロボット装置が知られている。このようなロボット装置は、エンコーダ装置を備えた駆動装置によって駆動され、エンコーダ装置が検出した位置情報に基づいて、出力軸などの位置制御及び速度制御を行っている（例えば、特許文献１を参照）。

特開平１１−２４５１９１号公報

ところで、上述したロボット装置が稼動する外部環境は電気的な外乱の中で動作している場合があり、とりわけ電界／磁界の外乱（通称“ノイズ”）によって、エンコーダ装置は検出した位置情報の位置ずれ（位置情報の変位）が発生する場合がある。また、エンコーダ装置は、減速機や駆動部の使用による磨耗などの要因によっても、位置情報の変位が発生する場合がある。こうした位置情報の変位が発生すると、エンコーダ装置が検出する位置情報の検出精度が低下する場合があるという問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、位置情報の変位が発生した場合に、位置情報を高精度に検出することができるエンコーダ装置、駆動装置、及びロボット装置を提供することにある。

上記問題を解決するために、本発明は、駆動部によって回転される入力軸の回転位置に応じた第１信号を出力する第１のエンコーダと、前記入力軸と動力伝達部を介して連結される出力軸の回転位置に応じた第２信号を出力する第２のエンコーダと、前記第１信号に基づいて、前記第１のエンコーダの回転位置情報を示す第１位置情報を生成する第１位置情報生成部と、前記第２信号と前記第２のエンコーダの回転位置情報の補正値を示す第１の補正テーブルとに基づいて、前記第２のエンコーダの回転位置情報を示す第２位置情報を生成する第２位置情報生成部と、前記第１位置情報と前記第２位置情報とを用いて、前記第１位置情報に対する前記第２位置情報の相対的な変位を検知する判定部と、前記判定部によって前記第２位置情報の相対的な変位が、予め定められた期間継続して検知された場合に、前記第２位置情報の変位に応じて予め生成されている複数の補正テーブルの中から、前記第２位置情報の相対的な変位に応じて第２の補正テーブルを選択し、選択した前記第２の補正テーブルに基づいて、前記第１の補正テーブルを変更する補正テーブル変更部とを備えることを特徴とするエンコーダ装置である。
また、本発明は、駆動部によって回転される入力軸の回転位置に応じた第１信号を出力する第１のエンコーダと、前記入力軸と動力伝達部を介して連結される出力軸の回転位置に応じた第２信号を出力する第２のエンコーダと、前記第１信号に基づいて、前記第１のエンコーダの回転位置情報を示す第１位置情報を生成する第１位置情報生成部と、前記第２信号と前記第２のエンコーダの回転位置情報の補正値を示す第１の補正テーブルとに基づいて、前記第２のエンコーダの回転位置情報を示す第２位置情報を生成する第２位置情報生成部と、前記第１位置情報と前記第２位置情報とを用いて、前記第１位置情報に対する前記第２位置情報の相対的な変位を検知する判定部と、前記判定部によって前記第２位置情報の相対的な変位を検知した場合に、前記第２位置情報の相対的な変位に応じて予め生成されている複数の補正テーブルの中から、前記第２位置情報の相対的な変位に応じて第２の補正テーブルを選択し、選択した前記第２の補正テーブルに基づいて、前記第１位置情報が予め定められた位置情報と一致するタイミングに同期して、前記第１の補正テーブルを変更する補正テーブル変更部とを備えることを特徴とするエンコーダ装置である。

また、本発明は、上記のエンコーダ装置を備えることを特徴とする駆動装置である。

また、本発明は、上記の駆動装置を備えることを特徴とするロボット装置である。

本発明によれば、位置情報を高精度に検出することができる。

本発明の一実施形態による駆動装置の構成を示すブロック図である。 図１の駆動装置におけるエンコーダ装置の構成を示すブロック図である。 図１の駆動装置における信号処理回路の構成を示すブロック図である。 同実施形態における第２のエンコーダの偏心誤差を説明する図である。 同実施形態における補正テーブルと偏心誤差との一例を示す概念図である。 同実施形態における複数の補正テーブルの一例を示す概念図である。 同実施形態における補正テーブルの別の一例を示す第２の概念図である。 図１の駆動装置におけるエンコーダ装置の構成の別の一例を示す第２のブロック図である。 図１の駆動装置における信号処理回路の構成の別の一例を示す第２のブロック図である。 図１の駆動装置を備えるロボット装置の一例を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態によるエンコーダ装置及び駆動装置について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態による駆動装置１を示すブロック図である。
この図において、駆動装置１は、ギヤ２、第１のエンコーダ３、第２のエンコーダ４、モータ７、入力軸１０、及び出力軸１１を備えている。なお、駆動装置１は、エンコーダ装置２０を備え、エンコーダ装置２０は、第１のエンコーダ３及び第２のエンコーダ４を備えている。
なお、この図において、エンコーダ装置２０ａは、図８及び図９を用いて後述する別の実施形態におけるエンコーダ装置である。

モータ７（駆動部）は、入力軸１０を回転させる。ギヤ２（動力伝達部）は、入力軸１０の回転に応じて、予め定められているギヤ比（例えば、１／１００）で減速して出力軸１１を回転させる。すなわち、この駆動装置１においては、モータ７が入力軸１０を回転させ、この入力軸１０が回転することにより、ギヤ２を介して出力軸１１が回転する。

第１のエンコーダ３は、１回転型のアブソリュートエンコーダであって、モータ７によって回転される入力軸１０の回転位置に応じた第１の検出信号（第１信号）を出力する。
第２のエンコーダ４は、１回転型のアブソリュートエンコーダであって、入力軸１０とギヤ２を介して連結される出力軸１１の回転位置に応じた第２の検出信号（第２信号）を出力する。
すなわち、第１のエンコーダ３は、モータ７の入力軸１０の位置変位を検知する機能を有しており、機械角３６０度の何処に位置するのかを検知できる１回転型のアブソリュートエンコーダである。なお、１回転型のアブソリュートエンコーダとは、回転情報として何回転、回ったかを示す多回転情報を検知する事が出来ないエンコーダのことである。ここで、第１のエンコーダ３は、例えば、１３ビットの分解能（０〜８１９１）のアブソリュートエンコーダである。

なお、駆動装置１では、ギヤ２が、予め定められているギヤ比で入力軸１０と出力軸１１とを連結している。そのため、エンコーダ装置２０は、１回転型のアブソリュートエンコーダである第１のエンコーダ３と、１回転型のアブソリュートエンコーダである第２のエンコーダ４とを用いて、エンコーダ装置全体としては、多回転型アブソリュートエンコーダとして機能する。

ところで、第１のエンコーダ３は、内部に、信号処理回路６を有している。この信号処理回路６には、第２のエンコーダ４が検出した第２の検出信号が、通信線１２を介して入力される。そして、信号処理回路６は、第１のエンコーダ３が検出した第１の検出信号と、第２のエンコーダ４が検出した第２の検出信号とに基づいて、入力軸１０の回転回数とともに１回転内の位置変位を示す合成位置データ（多回転位置情報）を合成する。また、信号処理回路６は、第１の検出信号と第２の検出信号とに基づいて、故障などを検出して、その結果としてエラーステータス情報を生成する。そして、信号処理回路６は、合成した合成位置データとエラーステータス情報とを、通信ライン９を介して、コントローラ８に出力する。

これにより、コントローラ８は、その合成位置データにより、入力軸１０の回転回数及び１回転内の位置変位を検出することが可能となる。また、コントローラ８は、エラーステータス情報により、例えば、モータ７の回転機構の異常、ギヤ２の異常、第１のエンコーダ３又は第２のエンコーダ４に内蔵されている後述する回転ディスク３０１、回転ディスク４０１の異常などによる、エンコーダ装置２０の故障を検出することができる。

次に、図２と図３とを用いて、駆動装置１のエンコーダ装置２０の構成について詳細に説明する。なお、図２及び図３において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
図２は、図１の駆動装置１におけるエンコーダ装置２０の構成を示すブロック図である。
まず、図２を用いて、第１のエンコーダ３と第２のエンコーダ４との構成について説明する。

第１のエンコーダ３は、入力軸の回転に伴い回転するマーカが機械角３６０度の何処に位置するのかを検知できる１回転型のアブソリュートエンコーダである。この第１のエンコーダ３は、例えば、１回転型のアブソリュートエンコーダであって、光学式エンコーダである。

第１のエンコーダ３は、所定のＭ系列コードによって定められたアブソリュートパターンとインクリメンタルパターンとを有する回転ディスク３０１を備えている。この回転ディスク３０１は、入力軸１０の回転に伴い回転する。発光素子３０２から発光された光は、この回転ディスク３０１の各々のパターンを通って、受光センサ３０３に入光される。そして、受光センサ３０３は、アブソリュートパターンから検出される信号と、インクリメンタルパターンから検出される信号との二種類の信号を、第１の検出信号として、信号処理回路６に出力する。

この受光センサ３０３から出力される二種類の信号における一方の信号であって、アブソリュートパターンから検出される信号は、絶対位置検出用信号（又は、Ｍ系列信号）として、信号処理回路６（後述する絶対位置検出回路６１１）に出力される。
また、受光センサ３０３から出力される二種類の信号における他方の信号であって、インクリメンタルパターンから検出される信号は、第１のインクリメンタル信号（又は、２相擬似正弦波）として、信号処理回路６（後述する第１の内挿回路６１２）に出力される。

第２のエンコーダ４は、モータ７の入力軸１０からギヤ２を介して接続された出力軸１１の回転における変位位置、すなわち、位置情報を検知する機能を有している。この第２のエンコーダは、磁気式の一回転に１λ（≒位相角、３６０度）の変位を生じる９０度の位相差を有する擬似正弦波を出力する。第２のエンコーダ４は、例えば、１回転型のアブソリュートエンコーダであって、磁気式エンコーダである。第１のエンコーダ３は、例えば、１１ビットの分解能（０〜２０４７）のアブソリュートエンコーダである。
第２のエンコーダ４は、ディスク面上においてＮ極とＳ極とに２分割されている領域を有する回転ディスク４０１（円盤）を備えている。すなわち、回転ディスク４０１は、Ｎ極とＳ極との磁極構成を持つ円盤である。この回転ディスク４０１は、出力軸１１の回転に伴い、回転する。

この回転ディスク４０１上には、磁気センサ装置４０２が配置されている。この磁気センサ装置４０２は、回転ディスク４０１が回転する円周上に配置されている２つの磁気センサ４０３と磁気センサ４０４とを備えている。この２つの磁気センサ４０３と磁気センサ４０４とは、例えば、互いの位置が、回転ディスク４０１の回転中心軸に対して９０度の角度となるようにして所定の位置に配置されているホール素子である。

磁気センサ装置４０２は、Ｎ極とＳ極とを有する回転ディスク４０１が回転磁石として一回転することに応じて、一回転につき１パルスの正弦波状の信号を出力する。なお、磁気センサ装置４０２は、互いに９０度の角度を有する磁気センサ４０３と磁気センサ４０４とを有しているため、この磁気センサ装置４０２からは、各々の磁気センサにより、９０度の位相差を有する２相擬似正弦波（例えば、Ａ、Ｂの２相信号）が出力される。この磁気センサ装置４０２が出力する２相擬似正弦波は、第２の検出信号すなわち第２のインクリメンタル信号として、信号処理回路６（後述する第２の内挿回路６２１）に出力される。

次に、図３を用いて、信号処理回路６の構成について説明する。
図３は、エンコーダ装置２０おける信号処理回路６の構成を示すブロック図である。
この図において、信号処理回路６は、第１の位置データ検出回路６１、第２の位置データ検出回路６２、位置データ合成回路６３、位置データ比較・照合回路６４、外部通信回路６５、補正テーブル変更部６７、及び補正テーブル記憶部６８を備えている。

第１の位置データ検出回路６１（第１の位置情報生成部）は、受光センサ３０３から入力された第１の検出信号に基づいて、入力軸１０の回転における位置変位を示す第１の位置データ（第１位置情報）を検出する。すなわち、第１の位置データ検出回路６１は、第１の検出信号に基づいて、第１のエンコーダ３の回転位置情報を示す第１位置情報を生成する。
また、第１の位置データ検出回路６１は、絶対位置検出回路６１１、第１の内挿回路６１２、位置検出回路６１３、及び変換テーブル記憶部６１４を備えている。

絶対位置検出回路６１１は、受光センサ３０３から出力された絶対位置検出用信号を、変換テーブル記憶部６１４で変換（デコード）することにより、絶対位置情報を検出する。すなわち、絶対位置検出回路６１１は、受光センサ３０３から出力された絶対位置検出用信号に該当する絶対位置情報を変換テーブル記憶部６１４から読み出すことにより、絶対位置検出用信号を絶対位置情報に変換して、絶対位置情報を検出する。
変換テーブル記憶部６１４には、絶対位置検出用信号（Ｍ系列信号）と、入力軸の一回転内における絶対位置を示す情報であって、所定の分解能である絶対位置情報とが関連付けて予め記憶されている。この絶対位置情報とは、入力軸１０の回転における絶対位置を示す情報である。

第１の内挿回路６１２は、受光センサ３０３から出力された第１のインクリメンタル信号を内挿処理する。すなわち、第１の内挿回路６１２は、受光センサ３０３から出力された２相擬似正弦波である第１のインクリメンタル信号を、電気的に細分化を行う。
位置検出回路６１３は、絶対位置検出回路６１１が検出した絶対位置情報と第１の内挿回路６１２が内挿処理した第１のインクリメンタル信号とに基づいて、第１の位置データを検出する。一例として、位置検出回路６１３は、絶対位置検出回路６１１が検出した絶対位置情報と、第１の内挿回路６１２が細分化したインクリメンタル信号とを、予め定められている算出方法により、整合をとりながら合成する。これによって、位置検出回路６１３は、絶対位置検出回路６１１が検出した絶対位置情報より高い分解能の絶対位置情報である第１の位置データを生成する。

第２の位置データ検出回路６２（第２の位置情報生成部）は、磁気センサ装置４０２から入力された第２の検出信号と、第２のエンコーダ４の回転位置情報の補正値を示す後述する補正テーブルとに基づいて、出力軸１１の回転における位置変位を示す第２の位置データ（第２位置情報）を検出する。すなわち、第２の位置データ検出回路６２は、第２の検出信号と補正テーブル（第１の補正テーブル）とに基づいて、第２のエンコーダ４の回転位置情報を示す第２の位置データを生成する。
また、第２の位置データ検出回路６２は、第２の内挿回路６２１を備えている。

第２の内挿回路６２１は、第２のエンコーダ４の磁気センサ装置４０２から出力された第２のインクリメンタル信号（２相擬似正弦波）を内挿処理して、出力軸１１の回転における位置変位を示す位置データを検出する。なお、第２のエンコーダ４は、入力軸１０と出力軸１１との間の伝達誤差を含んだ回転位置変位を検出する。そのため、第２の内挿回路６２１は、補正テーブル記憶部６８に記憶されている補正テーブルを用いて、検出した位置データを補正した第２の位置データを生成する。
ここで、入力軸１０と出力軸１１との間の伝達誤差とは、ギヤ２自体が本質的に有する誤差を示している。例えば、理想的な出力軸１１の回転中心に対して、ギヤ２の回転系の中心がずれていた場合に、後述する偏心誤差成分が累積誤差として現れる。本実施形態では、第２の内挿回路６２１が、主に偏心誤差による上述の伝達誤差を、補正テーブルを用いて補正する。

また、第２の内挿回路６２１は、第２の位置データの補正を行う際に、例えば、補正前の第２の位置データＤ１をアドレス情報として補正テーブル記憶部６８に出力する。第２の内挿回路６２１は、これにより補正テーブル記憶部６８より出力されたアドレス情報（Ｄ１）に対応する補正位置データＤ２を、第２の位置データとして取得する。

位置データ合成回路６３は、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとを合成して、入力軸１０の回転回数とともに一回転内の位置変位を示す合成位置データを生成する。なお、この位置データ合成回路６３は、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとを合成する場合に、予め定められたギヤ比情報に基づいて合成位置データを合成する。そして、位置データ合成回路６３は、生成した合成位置データを、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力する。

位置データ比較・照合回路６４（判定部）は、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとを用いて、第１の位置データに対する第２の位置データの相対的なずれ（以下、相対的なずれ（相対的な変位）という）を検知する。つまり、位置データ比較・照合回路６４は、例えば、第１の位置データとギヤ比情報とに基づいて、第２の位置データの推定値（第２の推定値）を算出する。そして、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データと、算出したこの第２の位置データの推定値とを比較及び照合する。そして、位置データ比較・照合回路６４は、比較及び照合した結果、第２の位置データのずれを検知した場合に、エラーステータス情報を、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力する。
なお、位置データ比較・照合回路６４は、例えば、第２の位置データのずれ量が予め定められた閾値以上であると判定した場合に、「相対的なずれを検知した」と判定する。

また、位置データ比較・照合回路６４は、上述の相対的なずれを検知した場合に、第２の位置データと、第１位置データから算出される第２の位置データの推定値とに基づいて、第２の位置データのずれ量（変位量）を算出する。そして、位置データ比較・照合回路６４は、相対的なずれを検知した場合に、補正テーブルを変更させる指令（以下、テーブル変更指令という）と共に、算出したずれ量を補正テーブル変更部６７に出力する。つまり、位置データ比較・照合回路６４は、ノイズによる誤動作や使用による磨耗、衝突、滑り（例、出力軸やギヤの滑り）や負荷などの何らかの要因によって、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じた場合（変位状態）に、このテーブル変更指令を補正テーブル変更部６７に出力する。例えば、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データのずれ量が予め定められた閾値以上である場合に、「相対的なずれを検知した」と判定し、テーブル変更指令を補正テーブル変更部６７に出力してもよい。

補正テーブル変更部６７は、位置データ比較・照合回路６４から出力されたテーブル変更指令に応じて、後述する複数の補正テーブルの中から、位置データ比較・照合回路６４によって算出される第２の位置データのずれ量に応じて補正テーブル（第２の補正テーブル）を選択する。つまり、補正テーブル変更部６７は、位置データ比較・照合回路６４によって相対的なずれを検知した場合に、複数の補正テーブルの中から、位置データ比較・照合回路６４によって算出される第２の位置データのずれ量に応じて補正テーブルを選択する。そして、補正テーブル変更部６７は、選択した補正テーブルに基づいて、第２の内挿回路６２１において使用される補正テーブル（第１の補正テーブル）を選択された補正テーブルに変更する。

補正テーブル記憶部６８は、例えば、不揮発性メモリであり、第２の位置データのずれ量に応じて予め生成されている複数の補正テーブルを記憶する。ここで、補正テーブルは、第２のエンコーダ４の回転位置情報の補正値を示す情報である。なお、複数の補正テーブルは、コントローラ８によって、外部通信回路６５を介して、補正テーブル記憶部６８に予め記憶されている。
各補正テーブルにおいて、第２のインクリメンタル信号（２相擬似正弦波）によって検知された伝達誤差を含んだ第２の位置データと、補正された第２の位置データとが関連づけられている。補正テーブル記憶部６８は、補正テーブルによって補正された第２の位置データを、第２の内挿回路６２１に出力する。なお、補正に使用される補正テーブル（第１の補正テーブル）は、この複数の補正テーブルのうち、補正テーブル変更部６７によって変更された補正テーブルである。

ここで、偏心誤差成分と補正テーブルについて、詳細に説明する。
第２のエンコーダ４によって検出される第２の位置データは、入力軸１０と出力軸１１との間の伝達誤差を含んでいる。この入力軸１０と出力軸１１との間の主な伝達誤差として、偏心誤差成分が考えられる。
この偏心誤差成分は、偏心情報に基づいて算出することが可能である。この偏心情報は、入力軸１０と出力軸１１との間の伝達誤差の主要な要因である偏心誤差成分に関する情報である。偏心情報は、例えば、第２のエンコーダ４に設けられた回転ディスク４０１（円盤）の半径Ｒと、予め測定されている入力軸１０の中心と出力軸１１の中心との偏心量εとである。なお、この半径Ｒは、位置情報を示すパターンを有するこの回転ディスク４０１の中心からパターンまでの距離情報である。

図４は、本実施形態における第２のエンコーダ４の偏心誤差を説明する図である。
この図において、ポイントＰ０は、出力軸１１の中心点を示している。また、円状の軌跡Ｌ１は、第２のエンコーダ４の回転ディスク４０１（出力軸１１）がポイントＰ０を中心に回転した場合に、回転ディスク４０１の中心が描く軌跡を示している。ここで、回転ディスク４０１の中心とポイントＰ０とのずれ量を示す変位量を偏心量εとした場合、偏心誤差成分θは、関係式（１）によって表現される。

θ ＝ ２・ｓｉｎ^−１ （ε／Ｒ） ・・・ （１）

したがって、偏心情報である回転ディスク４０１の半径Ｒと偏心量εとに基づいて、上記の式（１）を用いることによって、偏心による累積誤差である偏心誤差成分θを算出することができる。なお、この例では、最大の偏心誤差量は、（θ／２）となる。

また、図５は、同実施形態における補正テーブルと偏心誤差との一例を示す概念図である。図５（ａ）は、偏心誤差成分θに基づいて算出された、第２のエンコーダ４の偏心誤差分布の一例である。この図において、横軸は、第２のエンコーダ４における第２の位置データを示しており、縦軸は、偏心誤差量を示している。つまり、波形Ｗ１は、第２の位置データに対応する偏心誤差量を示している。また、例えば、図５（ａ）の位置情報０度（０°）は、図４の円状の軌跡Ｌ１において最も磁気センサ４０３又は４０４（光学式エンコーダの場合、受光センサ）に近い位置としている。
なお、ノイズによる誤動作や使用による磨耗、衝突、滑り（例、出力軸やギヤの滑り）や負荷などの何らかの要因によって、入力軸１０と出力軸１１との回転において、上述した相対的なずれが生じた場合に、この偏心誤差では、偏心誤差成分θは変化せずに、第２の位置データに対応する誤差量がシフトする。例えば、入力軸１０と出力軸１１との回転において、４５度の相対的なずれが発生した場合、第２の位置データに対する偏心誤差量は、波形Ｗ２に示すようにシフトする。

また、図５（ｂ）は、偏心誤差成分θに基づいて算出された補正テーブルの一例を示す図である。この図において、横軸は、第２のエンコーダ４における補正前の第２の位置データを示しており、縦軸は、第２のエンコーダ４における補正後の第２の位置データを示している。つまり、波形Ｗ３は、偏心誤差成分θに基づいて算出され、図５（ａ）の波形Ｗ１に対応する補正テーブルを示している。なお、波形Ｗ４は、偏心誤差が全くない理想的な場合の例（補正を必要としない場合の例）を示したものである。
また、波形Ｗ５は、４５度の相対的なずれが発生した場合に適用する補正テーブルを示している。この波形Ｗ５は、図５（ａ）の波形Ｗ２に対応している。

このように、補正テーブルは、偏心誤差成分θに基づいて予め生成することが可能である。また、上述した相対的なずれが生じた場合を予め想定して、第２の位置データのずれ量に応じてシフトした補正テーブルを予め生成することが可能である。つまり、補正テーブル記憶部６８に記憶されている複数の補正テーブルは、上述した生成方法によって、第２の位置データのずれ量に応じて予め生成されている。
すなわち、複数の補正テーブルは、第２の位置データのずれ量と、入力軸１０と出力軸１１との間の伝達誤差を示す伝達誤差情報と、に基づいて予め生成されている。ここで、伝達誤差情報は、例えば、上述した偏心誤差成分であり、回転ディスク４０１の中心からパターンまでの距離情報Ｒと、入力軸１０の中心と出力軸１１の中心との偏心量εと、に基づき算出される。

なお、第２のエンコーダ４は、例えば、１１ビットの位置データを検出し、０〜２０４７の第２の位置データを出力する。したがって、図５（ｂ）における横軸の０度〜３６０度の位置データは、補正テーブルにおいて、０〜２０４７のデータとして示される。

次に、複数の補正テーブルの構成について詳細に説明する。
なお、本実施形態において、補正テーブル変更部６７が切り換え情報Ｓ１を出力することによって、第２の内挿回路６２１において使用される補正テーブルを変更する場合の例について説明する。
この場合、図３における補正テーブル変更部６７は、位置データ比較・照合回路６４によって相対的な変位を検知した場合に、複数の補正テーブルの中から１つの補正テーブル（第２の補正テーブル）を選択する。そして、補正テーブル変更部６７は、選択した補正テーブルに変更させる切り換え情報Ｓ１を補正テーブル記憶部６８に対して出力する。

図６は、本実施形態における複数の補正テーブルの一例を示す概念図である。
図６（ａ）及び（ｂ）は、第２の位置データのずれ量に対応する８個の補正テーブルＴ１〜Ｔ８を示している。

この図において、補正テーブルＴ１は、第２の位置データのずれ量“０”に応じて生成されたテーブルである。また、この例では、補正テーブルＴ１が適用されるずれ量の範囲（変位量の範囲）は、ズレ量“−１２８”〜“＋１２８”の範囲に設定されている。
同様に、補正テーブルＴ２がずれ量“２５６”に、補正テーブルＴ３がずれ量“５１２”に、補正テーブルＴ４がずれ量“７６８”に、補正テーブルＴ５がずれ量“１０２４”に応じて、それぞれ生成されている。また、補正テーブルＴ６がずれ量“−７６８（１２８０）”に、補正テーブルＴ７がずれ量“−５１２（１５３６）”に、補正テーブルＴ８がずれ量“−２５６（１７９２）”に応じて、それぞれ生成されている。
また、補正テーブルＴ２〜Ｔ８におけるずれ量の範囲についても図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、設定されている。つまり、複数の補正テーブルＴ１〜Ｔ８は、互いに範囲の異なる予め定められたずれ量の範囲（変位量の範囲）に対応している。

図６（ｂ）に示すように、補正テーブルＴ１〜Ｔ８において、補正前の位置データＤ１（０〜２０４７）に対応する補正位置データＤ２（Ｄ２（Ｓ１，０）〜Ｄ２（Ｓ１，２０４７））が、それぞれに補正テーブル記憶部６８に記憶されている。ここで、補正テーブル変更部６７から出力される切り換え情報Ｓ１に基づいて、補正テーブルＴ１〜Ｔ８の中の１つが選択される。つまり、補正テーブル記憶部６８は、切り換え情報Ｓ１を上位のアドレス情報、補正前の位置データＤ１を下位のアドレス情報として受信し、これらのアドレス情報に対応する補正位置データＤ２を第２の位置データ検出回路６２に出力する。

次に、本実施形態におけるエンコーダ装置２０の動作について説明する。
まず、エンコーダ装置２０が、第１のエンコーダ３と第２のエンコーダ４とを用いて出力軸１１における合成位置データを検出する動作を説明する。

エンコーダ装置２０において、まず、第１の位置データ検出回路６１は、受光センサ３０３から入力された第１の検出信号に基づいて、第１の位置データを検出する。なお、第１の位置データ検出回路６１における絶対位置検出回路６１１は、受光センサ３０３から出力された絶対位置検出用信号を、変換テーブル記憶部６１４を用いて絶対位置情報に変換することにより、その絶対位置情報を検出する。また、第１の内挿回路６１２は、受光センサ３０３から出力された第１のインクリメンタル信号を内挿処理する。そして、位置検出回路６１３は、絶対位置検出回路６１１が検出した絶対位置情報と第１の内挿回路６１２が内挿処理した第１のインクリメンタル信号とに基づいて、第１の位置データを検出（合成）する。

また、第２の位置データ検出回路６２は、磁気センサ装置４０２から入力された第２の検出信号と、補正テーブル記憶部６８に記憶されている補正テーブルとに基づいて、第２の位置データ（第２位置情報）を検出する。

次に、位置データ合成回路６３は、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとを合成して、入力軸１０の回転回数とともに一回転内の位置変位を示す合成位置データを生成する。なお、この位置データ合成回路６３は、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとを合成する場合に、予め定められたギヤ比情報に基づいて合成位置データを合成する。これにより、エンコーダ装置２０は、出力軸１１における合成位置データを検出する。

なお、生成した合成位置データは、位置データ合成回路６３によって、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力される。
これにより、コントローラ８は、生成した合成位置データを検出することができ、コントローラ８は、検出した合成位置データに基づいて、駆動装置１の様々な制御を行うことができる。

次に、ノイズや使用による磨耗、衝突、滑り（例、出力軸やギヤの滑り）や負荷などの何らかの要因により、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれ（位置情報の相対的な変位）が生じた場合におけるエンコーダ装置２０の動作について説明する。なお、ここでは、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じる前の状態は、例えば、図６（ｂ）における補正テーブルＴ１が使用されており、相対的なずれが、“０”の状態（ずれのない無変位状態）である。そして、上述のような何らかの要因（不測要因）により、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対的なずれが“２５５”になった場合の例を説明する。

エンコーダ装置２０において、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じた場合に、位置データ比較・照合回路６４は、補正テーブルを変更させるテーブル変更指令を補正テーブル変更部６７に出力する。つまり、位置データ比較・照合回路６４は、例えば、第１の位置データとギヤ比情報と第１のエンコーダ３の分解能Ｂ１と第２のエンコーダの分解能Ｂ２とに基づいて、第２の位置データの推定値（第２の推定値）を算出する。
そして、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データと、算出したこの第２の位置データの推定値とを比較及び照合する。なお、位置データ比較・照合回路６４は、この比較及び照合する際に、第２の位置データのずれ量を算出する。位置データ比較・照合回路６４は、例えば、この第２の位置データのずれ量が予め定められた閾値以上（例えば、“１２８”以上）であると判定した場合に上述のテーブル変更指令を補正テーブル変更部６７に出力する。
なお、位置データ比較・照合回路６４は、テーブル変更指令を出力するとともに、テーブル変更を実行する警告をエラーステータス情報として、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力してもよい。

補正テーブル変更部６７は、位置データ比較・照合回路６４から出力されたテーブル変更指令に応じて、位置データ比較・照合回路６４によって算出される第２の位置データのずれ量に基づいて図６に示す補正テーブルＴ１〜Ｔ８の中から１つを選択する。この場合、第２の位置データのずれ量が“２５６”であるため、“＋１２８”〜“＋３８３”のずれ量の範囲に対応する補正テーブルＴ２が第２の補正テーブルとして選択される。
そして、補正テーブル変更部６７は、この補正テーブルＴ２（第２の補正テーブル）を第２の位置データ検出回路６２において使用される補正テーブル（第１の補正テーブル）に変更するために、切り換え情報Ｓ１を“０”から“１”に変更する。これにより、第２の位置データ検出回路６２は、補正テーブル変更部６７によって選択された補正テーブルＴ２を第１補正テーブルとして、第２の位置データを生成する。すなわち、第２の位置データのずれ量に対応した新しい補正テーブルＴ２に変更され、エンコーダ装置２０は、第２の位置データの相対的なずれを補正することが可能になる。

以上のように、本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、第１の位置データ検出回路６１が、受光センサ３０３から入力された第１の検出信号に基づいて、第１のエンコーダ３の回転位置情報を示す第１の位置データを生成する。また、第２の位置データ検出回路６２が、磁気センサ装置４０２から入力された第２の検出信号と、第２のエンコーダ４の回転位置情報の補正値を示す補正テーブル（第１の補正テーブル）とに基づいて、第２のエンコーダ４の回転位置情報を示す第２の位置データを生成する。

そして、位置データ比較・照合回路６４は、第１の位置データと第２の位置データとを用いて第２の位置データの相対的なずれ（変位）を検知する。さらに、補正テーブル変更部６７は、位置データ比較・照合回路６４よって第２の位置データの相対的なずれを検知した場合に、複数の補正テーブル（Ｔ１〜Ｔ８）の中から、第２の位置データの相対的なずれに応じて補正テーブル（第２の補正テーブル）を選択する。そして、補正テーブル変更部６７は、選択した補正テーブルに基づいて、第２の位置データ検出回路６２によって使用される補正テーブルを変更する。

これにより、エンコーダ装置２０は、第２の位置データの相対的なずれを補正することが可能になる。そのため、エンコーダ装置２０は、ノイズや使用による磨耗、衝突、滑り（例、出力軸やギヤの滑り）や負荷などの何らかの要因により、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれ（エンコーダ装置２０における位置情報の変位）が生じた場合であっても、位置情報の変位を修正することができる。また、本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、上述のような位置情報の変位が生じた場合であっても、位置情報を高精度に検出することができる。

また、本実施形態において、複数の補正テーブル（Ｔ１〜Ｔ８）は、図６に示すように、互いに範囲の異なる予め定められたずれ量の範囲（変位量の範囲）に対応している。そして、補正テーブル変更部６７は、位置データ比較・照合回路６４から出力されたテーブル変更指令に応じて、位置データ比較・照合回路６４によって算出される第２の位置データのずれ量に基づいて補正テーブルを選択する。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、範囲を持ったずれ量に対応する補正テーブルを予め生成しておくため、上述の補正テーブルの数を低減することができる。そのため、補正テーブル記憶部６８の記憶容量を低減することができる。

また、本実施形態において、補正テーブル変更部６７は、第２の位置データの相対的なずれを検知した場合に、第２の位置データのずれ量に基づいて、複数の補正テーブル（Ｔ１〜Ｔ８）の中から１つの補正テーブルを選択する。そして、第２の位置データ検出回路６２は、補正テーブル変更部６７によって選択された補正テーブルを補正に使用する補正テーブルとして、第２の位置データを生成する。
これにより、補正テーブル変更部６７は、入力軸１０及び出力軸１１の回転状態において補正テーブルを変更して更新することができる。したがって、本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、入力軸１０及び出力軸１１の回転状態において上述のような位置情報の変位が生じた場合に、常に（又は動的に）位置情報を高精度に検出することができる。

また、本実施形態において、複数の補正テーブル（Ｔ１〜Ｔ８）は、第２の位置データのずれ量と、入力軸１０と出力軸１１との間の伝達誤差を示す伝達誤差情報とに基づいて予め生成されている。さらに、この伝達誤差情報は、例えば、偏心誤差成分である。この偏心誤差成分は、第２のエンコーダ４に設けられた回転ディスク４０１（円盤）の半径Ｒ（距離情報）と入力軸１０の中心と出力軸１１の中心との偏心量ε（又は、回転ディスク４０１の偏心量ε）と、に基づき算出される。なお、この半径Ｒは、位置情報を示すパターンを有するこの回転ディスク４０１の中心からパターンまでの距離情報でもよい。
これにより、第２の位置データのずれ量に応じて補正テーブルをシフトすることによって、複数の補正テーブル（Ｔ１〜Ｔ８）は、予め生成されている。そのため、エンコーダ装置２０では、複数の補正テーブル（Ｔ１〜Ｔ８）を生成することができる。

また、本実施形態において、補正テーブル変更部６７は、位置データ比較・照合回路６４によって第２の位置データのずれ量が予め定められた閾値以上であると判定された場合に、第２の位置データ検出回路６２によって使用される補正テーブルを変更して更新する。
これにより、第２の位置データのずれ量に許容範囲が設けられるため、エンコーダ装置２０は、ノイズなどにより第１のエンコーダ３及び第２のエンコーダ４に誤検出が発生した場合に、誤って補正テーブルを変更して更新してしまうことを低減できる。また、エンコーダ装置２０は、第２の位置データの相対的なずれが、既に選択されている補正テーブルによって対応できる範囲のずれである場合に、不要な補正テーブルの変更を防止することができる。

また、本実施形態において、エンコーダ装置２０は、複数の補正テーブルを記憶するテーブル記憶部７８を備えている。これにより、エンコーダ装置２０は、単独により、補正テーブルを変更することができる。
また、テーブル記憶部７８は、不揮発性メモリ（不揮発性記憶部）である。また、本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、第２のエンコーダ４の第２位置情報と第１のエンコーダ３の分解能Ｂ１と第２のエンコーダ４の分解能Ｂ２とに基づいて、入力軸１０の多回転情報（例、回転回数）を算出する構成である。したがって、エンコーダ装置２０は、入力軸１０の多回転情報を不揮発性メモリに保持させるためのバックアップ用バッテリを備える必要がない。

また、本実施形態において、第１のエンコーダ３は、入力軸１０の回転における絶対位置情報を検出するアブソリュートエンコーダである。
これにより、入力軸１０の回転位置情報であり、第１のエンコーダ３の回転位置情報を示す第１の位置データを正確に検知することができる。

また、本実施形態において、第１のエンコーダ３は、光学式のエンコーダであり、第２のエンコーダ４は、磁気式のエンコーダである。光学式のエンコーダは、磁界による外乱の影響を受けず、高分解能が可能である。また、磁気式のエンコーダは、電界による外乱の影響を受けず、油などの汚れに対して影響を受けにくい。そのため、入力軸１０に光学式のエンコーダを使用し、出力軸１１に磁気式のエンコーダを使用することにより、高分解能で、且つ、油などの汚れに対して影響を受けにくいエンコーダ装置を実現することができる。

次に、補正テーブル変更部６７が２つの補正テーブルを選択して、２つの補正テーブルに基づいて合成した補正テーブルを、第２の内挿回路６２１において使用される補正テーブルとして変更して更新する場合の実施形態について説明する。
この場合、図３における補正テーブル変更部６７は、位置データ比較・照合回路６４によって相対的な変位を検知した場合に、複数の補正テーブルの中から２つの補正テーブルを選択する。そして、補正テーブル変更部６７は、選択した２つの補正テーブルに基づいて補正テーブル（第２の補正テーブル）を合成し、第２の内挿回路６２１において使用される補正テーブルの記憶領域であって、補正テーブル記憶部６８の記憶領域に、合成した補正テーブルを記憶させる。

図７は、本実施形態における複数の補正テーブルの別の一実施形態を示す概念図である。
図７（ａ）及び（ｂ）は、第２の位置データのずれ量に対応する８個の補正テーブルＴ１〜Ｔ８を示している。

この図において、補正テーブルＴ１は、第２の位置データのずれ量“０”に応じて生成されたテーブルである。また、この例では、補正テーブルＴ１が適用されるずれ量の範囲（変位量の範囲）は、ズレ量“−２５６”〜“＋２５６”の範囲に設定されている。
同様に、補正テーブルＴ２がずれ量“２５６”に、補正テーブルＴ３がずれ量“５１２”に、補正テーブルＴ４がずれ量“７６８”に、補正テーブルＴ５がずれ量“１０２４”に応じて、それぞれ生成されている。また、補正テーブルＴ６がずれ量“−７６８（１２８０）”に、補正テーブルＴ７がずれ量“−５１２（１５３６）”に、補正テーブルＴ８がずれ量“−２５６（１７９２）”に応じて、それぞれ生成されている。

また、補正テーブルＴ２〜Ｔ８におけるずれ量の範囲についても図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、設定されている。つまり、複数の補正テーブルＴ１〜Ｔ８は、互いに範囲の異なる予め定められたずれ量の範囲（変位量の範囲）に対応している。
なお、図７における補正テーブルＴ１〜Ｔ８におけるずれ量の範囲と、図６における補正テーブルＴ１〜Ｔ８におけるずれ量の範囲との違いは、図７（ａ）に示すように、互いに範囲が重複している点である。これにより、ずれ量に対応した補正テーブルが２つ存在し、補正テーブル変更部６７は、補正テーブルＴ２〜Ｔ８の中から、第２の位置データのずれ量に基づいて、２つの補正テーブルを選択する。

図７（ｂ）に示すように、本実施形態における補正テーブル記憶部６８は、９つの補正テーブルＴ０〜Ｔ８を記憶している。なお、補正テーブルＴ０（第１の補正テーブル）は、第２の内挿回路６２１において使用される補正テーブルである。補正テーブルＴ０〜Ｔ８において、補正前の位置データＤ１（０〜２０４７）に対応する補正位置データＤ２（Ｄ２_ｎ（０）〜Ｄ２_ｎ（２０４７））が、それぞれに補正テーブル記憶部６８に記憶されている。ここで、変数ｎは、補正テーブルの識別番号に対応し、補正テーブル記憶部６８における上位のアドレス情報を示している。補正テーブル変更部６７は、選択した２つの補正テーブルに基づいて補正テーブルを合成し、補正テーブル記憶部６８における補正テーブルＴ０の記憶領域（上位アドレレス情報が“０”の領域）に合成した補正テーブルを記憶させる。

次に、本実施形態におけるエンコーダ装置２０の動作について説明する。
まず、エンコーダ装置２０が、第１のエンコーダ３と第２のエンコーダ４とを用いて出力軸１１における合成位置データを検出する動作は、上述した図６に示される実施形態の場合と同様である。

次に、上述のような何らかの要因により、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じた場合におけるエンコーダ装置２０の動作について説明する。なお、ここでは、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じる前の状態は、例えば、図７（ａ）におけるポイントＰ１、つまり相対的なずれが“０”の状態である。そして、上述のような何らかの要因により、相対的なずれがポイントＰ２の“１２８”になった場合の例を説明する。

この場合、エンコーダ装置２０において、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じた場合に、位置データ比較・照合回路６４は、補正テーブルを変更させるテーブル変更指令を補正テーブル変更部６７に出力する。位置データ比較・照合回路６４における処理は、図６に示される実施形態の場合と同様である。

補正テーブル変更部６７は、位置データ比較・照合回路６４から出力されたテーブル変更指令に応じて、位置データ比較・照合回路６４によって算出される第２の位置データのずれ量に基づいて図７に示す補正テーブルＴ１〜Ｔ８の中から２つを選択する。この場合、第２の位置データのずれ量が“１２８”であるため、補正テーブル変更部６７は、“−２５６”〜“＋２５６”のずれ量の範囲に対応する補正テーブルＴ１と“＋１２８”〜“＋３８３”のずれ量の範囲に対応する補正テーブルＴ２との２つの補正テーブルが選択する。
そして、補正テーブル変更部６７は、補正テーブルＴ１と補正テーブルＴ２とを補正テーブル記憶部６８から読み出して、２つの補正テーブルを合成した補正テーブルを生成する。この合成する方法は、例えば、２つの補正テーブル（Ｔ１、Ｔ２）に対応するずれ量と、第２の位置データのずれ量との位置関係によって加重平均する。一例として、補正テーブルＴ１に対応するずれ量が“０”であり、補正テーブルＴ２に対応するずれ量が“２５６”である。つまり、第２の位置データのずれ量“１２８”は、２つの補正テーブル（Ｔ１、Ｔ２）に対応するずれ量の中点に対応する。そのため、補正テーブル変更部６７は、次の式（２）を用いて補正テーブルを合成する。

Ｄ２_０（Ｎ） ＝ （Ｄ２_１（Ｎ）＋Ｄ２_２（Ｎ））／２ ・・・ （２）
ここで、変数Ｎは、０〜２０４７の補正前の位置データＤ１に対応する。

次に、補正テーブル変更部６７は、式（２）を用いて算出した補正テーブルを、補正テーブルＴ０として、補正テーブル記憶部６８に記憶させる。
これにより、補正テーブル記憶部６８は、補正前の位置データＤ１をアドレス情報として供給され、補正テーブルＴ０においてアドレス情報に対応する補正位置データＤ２を第２の位置データ検出回路６２に出力する。そして、第２の位置データ検出回路６２は、補正テーブル変更部６７によって変更された補正テーブルＴ０を第１補正テーブルとして、第２の位置データを生成する。すなわち、第２の位置データのずれ量に対応した新しい補正テーブルＴ０に変更して更新され、エンコーダ装置２０は、第２の位置データの相対的なずれを補正することが可能になる。

以上のように、本実施形態において、エンコーダ装置２０は、補正テーブル変更部６７が、位置データ比較・照合回路６４によって第２の位置データの相対的なずれを検知した場合に、複数の補正テーブル（Ｔ１〜Ｔ８）の中から第２の位置データのずれ量に基づき少なくとも２つの補正テーブルを選択する。そして、第２の位置データ検出回路６２は、補正テーブル変更部６７によって選択された少なくとも２つの補正テーブルに基づいて合成した補正テーブルＴ０を補正に使用する補正テーブルとして、第２の位置データを生成する。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、少なくとも２つの補正テーブルに基づいて合成した補正テーブル（Ｔ０）を用いて補正するため、精度よく補正することができるとともに、補正テーブルの数を低減することができる。そのため、補正テーブル記憶部６８の記憶容量を低減することができる。

また、本実施形態において、補正テーブル変更部６７は、補正テーブルＴ１と補正テーブルＴ２とを補正テーブル記憶部６８から読み出して、２つの補正テーブルを合成（加重平均）した補正テーブルを生成する。そして、補正テーブル変更部６７は、合成した補正テーブルを、補正テーブルＴ０として、補正テーブル記憶部６８に記憶させる。
これにより、補正テーブル変更部６７は、容易に補正テーブルを変更して更新することができる。

次に、補正テーブル変更部６７が補正テーブルを変更するタイミングについて説明する。
例えば、補正テーブル変更部６７にテーブル変更指令を出力する位置データ比較・照合回路６４は、ノイズなどの外乱により、誤検出する場合がある。また、第２の位置データ検出回路６２が第２の位置データを生成している間に、補正テーブル変更部６７によって補正テーブルを変更する場合、位置データの位置とびが発生する場合がある。そのため、補正テーブル変更部６７は、補正テーブルを変更するタイミングを後述のようにしてもよい。

例えば、補正テーブル変更部６７は、第１の位置データが予め定められた位置データと一致するタイミングに同期して、補正テーブルを変更する。予め定められた位置データとは、例えば、原点“０”であり、補正テーブル変更部６７は、第１の位置データが原点を通過するタイミングに同期して、補正テーブルを変更してもよい。なお、補正テーブル変更部６７は、第１の位置データが予め定められた位置データ（例えば“０”）と一致するタイミングに同期して、テーブル変更指令を検出してもよい。これにより、エンコーダ装置２０は、ロバスト性を維持しつつ、位置とびの影響を低減することができる。

また、別の一例として、補正テーブル変更部６７は、第２の位置データ検出回路６２によって相対的なずれが、予め定められた期間継続して検知された場合に、補正テーブルを変更する。予め定められた期間は、例えば、１００μＳ（マイクロ秒）や１００ｍＳ（ミリ秒）など、位置データ比較・照合回路６４の誤検出を除去できる期間である。これにより、エンコーダ装置２０は、ロバスト性を維持することができる。
また、この場合、補正テーブル変更部６７は、上記の第１の位置データが予め定められた位置データと一致するタイミングに同期して変更する形態と組み合わせて変更する形態でもよい。

次に、本発明の別の一実施形態によるエンコーダ装置及び駆動装置について図面を参照して説明する。なお、本実施形態において、第２のエンコーダ４の出力軸１１が２回転以上回転する場合であっても適用可能なエンコーダ装置の一例について説明する。なお、図８に示すエンコーダ装置２０ａは、出力軸１１が１回転以下であっても適用可能である。
図８は、図１の駆動装置１におけるエンコーダ装置２０の構成の別の一例を示す第２のブロック図である。この図において、図２と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。エンコーダ装置２０ａは、第１のエンコーダ３ａと第２のエンコーダ４とを備えている。
また、図９は、図１の駆動装置における信号処理回路６の構成の別の一例を示す第２のブロック図である。この図において、図３と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

図８において、第１のエンコーダ３ａは、所定のＭ系列コードによって定められたアブソリュートパターンとインクリメンタルパターンと磁気パターン３０５とを有する回転ディスク３０１ａを備えている。この回転ディスク３０１ａは、入力軸１０の回転に伴い回転する。発光素子３０２から発光された光は、この回転ディスク３０１の各々のパターンを通って、受光センサ３０３に入光される。
そして、受光センサ３０３は、アブソリュートパターンから検出される信号と、インクリメンタルパターンから検出される信号との二種類の信号を信号処理回路６ａに出力する。また、また、磁気センサ３０４は、磁気パターン３０５が通過したことを検出する信号（多回転検出信号）を、信号処理回路６ａに出力する。

また、図９において、信号処理回路６ａは、第１の位置データ検出回路６１、第２の位置データ検出回路６２、位置データ合成回路６３ａ、位置データ比較・照合回路６４ａ、外部通信回路６５、補正テーブル変更部６７、補正テーブル記憶部６８、及び多回転検出回路６９を備えている。
多回転検出回路６９は、磁気センサ３０４から出力された多回転検出信号に基づいて、入力軸１０の回転回数を示す多回転情報を検出する。多回転検出回路６９は、検出した多回転情報を位置データ合成回路６３及び位置データ比較・照合回路６４に出力する。

位置データ合成回路６３ａは、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとこの多回転情報とを合成して、入力軸１０の回転回数とともに一回転内の位置変位を示す合成位置データを生成する。なお、この合成位置データは、多回転情報に基づいて合成されるため、出力軸１１が複数回転する場合にも対応している。位置データ合成回路６３ａは、生成した合成位置データを、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力する。位置データ合成回路６３のその他の機能は、図３に示される位置データ合成回路６３と同様である。

位置データ比較・照合回路６４ａは、例えば、第１の位置データと、ギヤ比情報と、第１のエンコーダ３ａの分解能Ｂ１ａと、第２のエンコーダ４の分解能Ｂ２と、多回転情報とに基づいて、第２の位置データの推定値（第２の推定値）を算出する。そして、位置データ比較・照合回路６４ａは、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データと、算出したこの第２の位置データの推定値とを比較及び照合する。位置データ比較・照合回路６４ａのその他の機能は、図３に示される位置データ比較・照合回路６４と同様である。

以上により、本実施形態におけるエンコーダ装置２０ａは、第１のエンコーダ３ａから出力される多回転検出信号に基づいて、入力軸１０の回転回数を検出する多回転検出回路６９を備えている。そのため、出力軸１１の多回転に対応した回転位置情報を検出することができる。
なお、本実施形態において、入力軸１０の回転回数を検出することにより、出力軸１１の多回転に対応させる形態を説明したが、第２のエンコーダ４における出力軸１１の回転回数を検出する形態でもよい。この場合も同様に、出力軸１１の多回転に対応した回転位置情報を検出することができる。
また、本実施形態において、磁気センサ３０５を用いて回転回数を検出する形態を説明したが、絶対位置検出用信号を用いて回転回数を検出する形態でもよい。この場合、回転位置データ“０”を通過する回数をカウントすることにより、実現してもよい。

なお、本発明の実施形態における駆動装置１は、上記で説明したエンコーダ装置２０（又は２０ａ）を備えている。そのため、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）と同様の効果を得ることができる。したがって、駆動装置１は、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）に位置情報の変位が生じた場合に、位置情報の変位を修正することができる。また、本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、上述のような位置情報の変位が生じた場合であっても、位置情報を高精度に検出することができる。

また、この駆動装置１は、産業用ロボットやサービスロボットなどのロボット装置に適用することができる。次に、その適用例について説明する。
図１０は、図１の駆動装置１を備えるロボット装置５の一例を示すブロック図である。
この図において、ロボット装置５は、多軸駆動形ロボットアームであり、２つの駆動装置（１Ａ、１Ｂ）と、２つのアーム部（５１、５２）と、制御装置５５とを備えている。なお、この図において、図１に示される駆動装置１を駆動装置（１Ａ、１Ｂ）として示す。

駆動装置１Ｂは、アーム部５２を駆動させ、駆動装置１Ａは、アーム部５２に設けられてアーム部５１を駆動させる。駆動装置１Ｂは、支柱５３を介して台座５４に固定されている。この台座５４は、例えば車輪などを備えており、水平方向に移動可能であってもよい。

なお、駆動装置１Ａと接続されない側のアーム部５１の端部は、例えば、作業対象に対して機械的な作用を生じさせる手先部が備えられる。この手先部とは、例えば、作業対象を挟持する挟持部、作業対象を溶接する溶接部、作業対象を切断する切断部、又は、作業対象であるネジやボルトを開閉する開閉部などのことである。なお、アーム部５１自体が、このような手先部そのものであってもよい。

制御装置５５は、信号線５６を介して入力された駆動装置（１Ａ、１Ｂ）の回転位置に基づいて、駆動装置（１Ａ、１Ｂ）を制御する。これにより、アーム部（５１、５２）の回転位置が制御され、アーム部５１の端部に備えられる手先部の位置が制御される。なお制御装置５５は、制御線５７を介して、駆動装置（１Ａ、１Ｂ）を制御する。また、この制御装置５５は、制御線５７を介して、手先部を制御してもよい。

以上のように、ロボット装置５は、上記で説明した駆動装置１（１Ａ、１Ｂ）を備えている。そのため、ロボット装置５は、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）と同様の効果を得ることができる。したがって、ロボット装置５は、ノイズや使用による磨耗、すべりなどの何らかの要因により、エンコーダ装置２０に位置情報の変位が生じた場合に、位置情報の変位を修正することができる。

なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
上記の各実施形態において、位置データ比較・照合回路６４（又は６４ａ）は、第２の位置データと、第１の位置データとから算出される第２の位置データの推定値とを比較及び照合する形態を説明したが、他の形態でもよい。例えば、位置データ比較・照合回路６４（又は６４ａ）は、第１の位置データと、第２の位置データから算出される第１の位置データの推定値（第１の推定値）とを比較及び照合する形態でもよい。この場合、位置データ比較・照合回路６４（又は６４ａ）は、第１の位置データのずれ量（変位量）を用いて第２の位置データのずれ量を算出する。つまり、第２の位置データの推定値を用いる形態と、第２の位置データの推定値を用いる形態とのいずれの場合も、第２の位置データのずれ量を算出することができる。

また、上記の各実施形態において、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）は、モータ７及びギヤ２を含まない形態で説明したが、モータ７及びギヤ２のいずれか又は両方を含む形態でもよい。
また、動力伝達部であれば、ギヤ２に限定されるものでななく、例えば、減速機、プーリ、伝達方向変換等でもよい。また、動力伝達部は、過負荷（トルク）を逃がす滑り機構を有する形態でもよい。
また、上記の各実施形態において、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）は、補正テーブル記憶部６８を備えている形態を説明したが、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）は補正テーブル記憶部６８を備えずに、駆動装置１が備えている形態でもよいし、駆動装置１の外部に備える形態でもよい。

また、上記の各実施形態において、伝達誤差として、出力軸１１の中心と第２のエンコーダ４における回転ディスク４０１の中心とのずれによる偏心誤差の例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、入力軸１０と出力軸１１との偏心誤差を含める形態でもよい。つまり、入力軸１０と出力軸１１との偏心誤差とは、例えば、入力軸１０と出力軸１１との偏心であって、この軸同士を精度よく組み立てたつもりでも軸部材の剛性や噛み合わせ、負荷などにより回転させると発生する誤差を示す。

また、上記の各実施形態において、伝達誤差情報は、偏心誤差成分である形態を説明したが、偏心誤差成分より算出される図５（ａ）の波形Ｗ１に示されるような偏心誤差情報を伝達誤差情報としてもよい。
また、伝達誤差情報は、出力軸１０を一回転させて検出した第１の位置データと第２の位置データとに基づいて取得される誤差情報としてもよい。この場合実際に測定した誤差情報に基づいて、補正テーブルが生成される。そのため、この方法によって生成された補正テーブルは、補正テーブル偏心誤差成分を用いて算出により生成された補正テーブルよりも、精度よく補正することができる。

また、上記の各実施形態において、補正テーブルの数が８個である形態を説明したが、これに限定されるものではない。補正テーブルの数は、例えば、１６個でもよいし、第２のエンコーダ４の分解能の数（例えば２０４８個）でもよい。補正テーブルの数が多い程、補正テーブル変更部６７によって補正テーブルが変更される際に発生する位置とびを低減できる。そのため、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）は、補正テーブルの数が多い程、単調増加性を維持し易くなるという効果を奏する。

また、図７に示される実施形態において、補正テーブル変更部６７が、２つの補正テーブルを合成した補正テーブルを補正テーブル記憶部６８に記憶させる形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、補正テーブル変更部６７が、２つ以上の補正テーブルを選択してもよい。また、第２の位置データ検出回路６２が、補正テーブル変更部６７によって選択された複数の補正テーブルを補正テーブル記憶部６８から読み出して、補正を行う際に、合成して使用してもよい。また、この補正テーブルの合成方法は、加重平均に限定されるものではなく、他の方法によって補正テーブルを合成する形態でもよい。

また、図６に示される実施形態において、補正テーブル変更部６７が切り換え情報Ｓ１を用いて補正テーブルを変更する形態を説明したが、図７に示される実施形態のように、補正テーブル変更部６７が、補正テーブルＴ０の領域に、選択した補正テーブルを記憶させる形態でもよい。

また、上記の各実施形態において、補正テーブル変更部６７が、位置データ比較・照合回路６４（又は６４ａ）が算出した第２の位置データのずれ量に基づいて、補正テーブルを選択する形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、補正テーブルを変更した際の累積したずれ量（累積ずれ量）を記憶する累積ずれ量記憶部を設けて、補正テーブル変更部６７は、この累積ずれ量に基づいて、補正テーブルを選択する形態でもよい。この場合、補正テーブル変更部６７は、第２の位置データの相対的なずれが複数回発生した場合に、累積ずれ量に基づいて、正確に補正テーブルを選択することができる。

また、上記の各実施形態において、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）は、第１のエンコーダ３に光学式のエンコーダを用い、第２のエンコーダ４に磁気式のエンコーダを用いる組合せの形態で説明したが、他の組合せを用いる形態でもよい。
また、上記の各実施形態において、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）は、第１のエンコーダ３と第２のエンコーダ４とがアブソリュートエンコーダである形態で説明したが、他のエンコーダを用いる形態でもよい。また、本実施形態における光学式のエンコーダは、透過式であっても反射式であってもよい。なお、本実施形態における入力軸１０は、中空状の軸部材であってもよい。入力軸１０が中空の場合、出力軸１１を入力軸１０の軸内に延伸し、第２のエンコーダ４を第１のエンコーダ３と同様にモータ７側に配置してもよい。また、本実施形態における出力軸１１は、中空状の軸部材であってもよい。また、例えば、本実施形態におけるエンコーダ装置２０（又は２０ａ）の位置データ比較・照合回路６４による入力軸１０と出力軸１１との相対位置関係の変位の検知は、位置情報の検出と同期させて行ってもよいし、第１のエンコーダ３又は第２のエンコーダ４の分解能に応じて所定間隔と同期させて行ってもよい。

また、上記の各実施形態において、信号処理回路６及び信号処理回路６の各回路(各部)は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリ及びＣＰＵ（Central processing unit）を備えて、プログラムによって実現されてもよい。

１，１Ａ，１Ｂ…駆動装置、２…ギヤ、３，３ａ…第１のエンコーダ、４…第２のエンコーダ、７…モータ、１０…入力軸、１１…出力軸、２０，２０ａ…エンコーダ装置、６１…第１の位置データ検出回路、６２…第２の位置データ検出回路、６４，６４ａ…位置データ比較・照合回路、６７…補正テーブル変更部、６８…補正テーブル記憶部、４０１…回転ディスク

Claims (16)

1. 駆動部によって回転される入力軸の回転位置に応じた第１信号を出力する第１のエンコーダと、
   前記入力軸と動力伝達部を介して連結される出力軸の回転位置に応じた第２信号を出力する第２のエンコーダと、
   前記第１信号に基づいて、前記第１のエンコーダの回転位置情報を示す第１位置情報を生成する第１位置情報生成部と、
   前記第２信号と前記第２のエンコーダの回転位置情報の補正値を示す第１の補正テーブルとに基づいて、前記第２のエンコーダの回転位置情報を示す第２位置情報を生成する第２位置情報生成部と、
   前記第１位置情報と前記第２位置情報とを用いて、前記第１位置情報に対する前記第２位置情報の相対的な変位を検知する判定部と、
   前記判定部によって前記第２位置情報の相対的な変位が、予め定められた期間継続して検知された場合に、前記第２位置情報の相対的な変位に応じて予め生成されている複数の補正テーブルの中から、前記第２位置情報の相対的な変位に応じて第２の補正テーブルを選択し、選択した前記第２の補正テーブルに基づいて、前記第１の補正テーブルを変更する補正テーブル変更部と
   を備えることを特徴とするエンコーダ装置。
2. 前記複数の補正テーブルは、互いに範囲の異なる予め定められた変位量の範囲に対応し、
   前記判定部は、前記第１位置情報に対する前記第２位置情報の相対的な変位を検知した場合、前記第１位置情報と前記第２位置情報とに基づき、前記第２位置情報の変位量を算出し、
   前記補正テーブル変更部は、前記第２位置情報の変位量に基づいて前記第２の補正テーブルを選択する
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ装置。
3. 前記補正テーブル変更部は、
   前記判定部によって前記第２位置情報の相対的な変位を検知した場合に、前記複数の補正テーブルの中から１つの前記第２の補正テーブルを選択し、
   前記第２位置情報生成部は、
   前記補正テーブル変更部によって選択された前記第２の補正テーブルを前記第１の補正テーブルとして、前記第２位置情報を生成する
   ことを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ装置。
4. 前記補正テーブル変更部は、
   前記判定部によって前記第２位置情報の相対的な変位を検知した場合に、前記複数の補正テーブルの中から前記変位量に基づき少なくとも２つの前記補正テーブルを選択し、
   前記第２位置情報生成部は、
   前記補正テーブル変更部によって選択された前記少なくとも２つの補正テーブルに基づいて合成した補正テーブルを前記第１の補正テーブルとして、前記第２位置情報を生成する
   ことを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ装置。
5. 前記複数の補正テーブルは、
   前記第２位置情報の変位量と、前記入力軸と前記出力軸との間の伝達誤差を示す伝達誤差情報と、に基づいて予め生成されている
   ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
6. 前記伝達誤差情報は、
   前記第２のエンコーダに設けられた円盤であって、位置情報を示すパターンを有する該円盤の中心から前記パターンまでの距離情報と、予め測定されている前記入力軸の中心と前記出力軸の中心との偏心量と、に基づき算出される
   ことを特徴とする請求項５に記載のエンコーダ装置。
7. 前記伝達誤差情報は、
   前記出力軸を一回転させて検出した前記第１位置情報と前記第２位置情報とに基づいて取得される
   ことを特徴とする請求項５に記載のエンコーダ装置。
8. 前記補正テーブル変更部は、
   前記判定部によって前記第２位置情報の変位量が予め定められた閾値以上であると判定された場合に、前記第１の補正テーブルを変更する
   ことを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
9. 前記判定部は、
   前記第２位置情報と、前記第１位置情報から算出される第２の推定値と、に基づき前記第２位置情報の変位量を算出する
   ことを特徴とする請求項２から請求項８のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
10. 前記判定部は、
    前記第１位置情報と、前記第２位置情報から算出される第１の推定値と、に基づく前記第１位置情報の変位量を用いて前記第２位置情報の変位量を算出する
    ことを特徴とする請求項２から請求項９のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
11. 前記補正テーブル変更部は、
    前記第１位置情報が予め定められた位置情報と一致するタイミングに同期して、前記第１の補正テーブルを変更する
    ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
12. 前記複数の補正テーブルを記憶する記憶部を備える
    ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
13. 前記第１のエンコーダは、前記入力軸の回転における絶対位置情報を検出するアブソリュートエンコーダであることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
14. 駆動部によって回転される入力軸の回転位置に応じた第１信号を出力する第１のエンコーダと、
    前記入力軸と動力伝達部を介して連結される出力軸の回転位置に応じた第２信号を出力する第２のエンコーダと、
    前記第１信号に基づいて、前記第１のエンコーダの回転位置情報を示す第１位置情報を生成する第１位置情報生成部と、
    前記第２信号と前記第２のエンコーダの回転位置情報の補正値を示す第１の補正テーブルとに基づいて、前記第２のエンコーダの回転位置情報を示す第２位置情報を生成する第２位置情報生成部と、
    前記第１位置情報と前記第２位置情報とを用いて、前記第１位置情報に対する前記第２位置情報の相対的な変位を検知する判定部と、
    前記判定部によって前記第２位置情報の相対的な変位を検知した場合に、前記第２位置情報の相対的な変位に応じて予め生成されている複数の補正テーブルの中から、前記第２位置情報の相対的な変位に応じて第２の補正テーブルを選択し、選択した前記第２の補正テーブルに基づいて、前記第１位置情報が予め定められた位置情報と一致するタイミングに同期して、前記第１の補正テーブルを変更する補正テーブル変更部と
    を備えることを特徴とするエンコーダ装置。
15. 請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のエンコーダ装置を備えることを特徴とする駆動装置。
16. 請求項１５に記載の駆動装置を備えることを特徴とするロボット装置。

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