JPH1062203A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JPH1062203A JPH1062203A JP21874596A JP21874596A JPH1062203A JP H1062203 A JPH1062203 A JP H1062203A JP 21874596 A JP21874596 A JP 21874596A JP 21874596 A JP21874596 A JP 21874596A JP H1062203 A JPH1062203 A JP H1062203A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 カウント値と補正値を加算して高分解能の位
置検出を行う方式において、ヒステリシス機能を持たせ
て正確にカウントしかつそのためカウントタイミングと
補正量の出力タイミングがずれても正しい高分解能の検
出結果を得る。 【解決手段】 カウンタ７に入力される２相矩形波ＡＰ
Ｈ、ＢＰＨのサンプルホールド・タイミング時の値を検
出するラッチ１１、１２を設け、比較補正器１３にてラ
ッチ１１、１２によりサンプルした２相矩形波ＡＰＨ、
ＢＰＨの値と２相正弦波信号Ｖａｄ、Ｖｂｄの値とを比
較して比較補正値を出力し、カウンタ７によるカウント
値Ｃと演算器８による補正値と比較補正器１３による比
較補正値とを加算器９で加算して検出位置として出力す
るようにした。
置検出を行う方式において、ヒステリシス機能を持たせ
て正確にカウントしかつそのためカウントタイミングと
補正量の出力タイミングがずれても正しい高分解能の検
出結果を得る。 【解決手段】 カウンタ７に入力される２相矩形波ＡＰ
Ｈ、ＢＰＨのサンプルホールド・タイミング時の値を検
出するラッチ１１、１２を設け、比較補正器１３にてラ
ッチ１１、１２によりサンプルした２相矩形波ＡＰＨ、
ＢＰＨの値と２相正弦波信号Ｖａｄ、Ｖｂｄの値とを比
較して比較補正値を出力し、カウンタ７によるカウント
値Ｃと演算器８による補正値と比較補正器１３による比
較補正値とを加算器９で加算して検出位置として出力す
るようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＣ制御機械ある
いはロボット等における腕等の移動体の移動位置を高分
解能に検出する位置検出装置に関するものである。
いはロボット等における腕等の移動体の移動位置を高分
解能に検出する位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の位置検出器は、空間的に
９０度の位相差を持った２相の正弦波信号（以下、これ
らをＶａ、Ｖｂとする）を利用して位置検出を行ってお
り、通常この種の位置検出器をエンコーダと称してい
る。
９０度の位相差を持った２相の正弦波信号（以下、これ
らをＶａ、Ｖｂとする）を利用して位置検出を行ってお
り、通常この種の位置検出器をエンコーダと称してい
る。
【０００３】従来のエンコーダは、例えば発光ダイオー
ドからの射出光を、その回転位置が検出されるべき所定
の回転軸に取付けられた回転コード板に当て、回転コー
ド板及び回転コード板と対向する固定板に設けられたス
リットを通過した光をフォトダイオード等の受光素子で
受光して電圧に変換し、それによって回転コード板の回
転に応じて回転コード板に設けられたスリット間隔を１
ピッチ・１周期とする正弦波信号Ｖａ、Ｖｂを得るよう
に構成されている。なお、この場合２つの正弦波信号Ｖ
ａ、Ｖｂについて空間的に９０度の位相差を持たせるた
め１／４ピッチだけずれた位置に２個の受光素子を設け
ている。
ドからの射出光を、その回転位置が検出されるべき所定
の回転軸に取付けられた回転コード板に当て、回転コー
ド板及び回転コード板と対向する固定板に設けられたス
リットを通過した光をフォトダイオード等の受光素子で
受光して電圧に変換し、それによって回転コード板の回
転に応じて回転コード板に設けられたスリット間隔を１
ピッチ・１周期とする正弦波信号Ｖａ、Ｖｂを得るよう
に構成されている。なお、この場合２つの正弦波信号Ｖ
ａ、Ｖｂについて空間的に９０度の位相差を持たせるた
め１／４ピッチだけずれた位置に２個の受光素子を設け
ている。
【０００４】次いで、これらの各正弦波信号Ｖａ、Ｖｂ
をコンパレータに入力してその出力側に正弦波信号の正
・負の値に応じてそれぞれハイレベル（以下ハイと記
す）とロウレベル（以下ロウと記す）となる矩形波信号
ＡＰ及びＢＰを作り、 矩形波信号ＡＰの立ち上がり時に矩形波信号ＢＰがロ
ウになっているとき 矩形波信号ＢＰの立ち下がり時に矩形波信号ＡＰがロ
ウになっているとき 矩形波信号ＡＰの立ち下がり時に矩形波信号ＢＰがハ
イになっているとき 矩形波信号ＢＰの立ち上がり時に矩形波信号ＡＰがハ
イになっているとき にはアップダウンカウンタを逐次カウントアップさせ、
一方 矩形波信号ＡＰの立ち上がり時に矩形波信号ＢＰがハ
イになっているとき 矩形波信号ＢＰの立ち下がり時に矩形波信号ＡＰがハ
イになっているとき 矩形波信号ＡＰの立ち下がり時に矩形波信号ＢＰがロ
ウになっているとき 矩形波信号ＢＰの立ち上がり時に矩形波信号ＡＰがロ
ウになっているとき にはアップダウンカウンタを逐次カウントダウンさせ、
これによって回転コード板の回転角度を検出するように
している。
をコンパレータに入力してその出力側に正弦波信号の正
・負の値に応じてそれぞれハイレベル（以下ハイと記
す）とロウレベル（以下ロウと記す）となる矩形波信号
ＡＰ及びＢＰを作り、 矩形波信号ＡＰの立ち上がり時に矩形波信号ＢＰがロ
ウになっているとき 矩形波信号ＢＰの立ち下がり時に矩形波信号ＡＰがロ
ウになっているとき 矩形波信号ＡＰの立ち下がり時に矩形波信号ＢＰがハ
イになっているとき 矩形波信号ＢＰの立ち上がり時に矩形波信号ＡＰがハ
イになっているとき にはアップダウンカウンタを逐次カウントアップさせ、
一方 矩形波信号ＡＰの立ち上がり時に矩形波信号ＢＰがハ
イになっているとき 矩形波信号ＢＰの立ち下がり時に矩形波信号ＡＰがハ
イになっているとき 矩形波信号ＡＰの立ち下がり時に矩形波信号ＢＰがロ
ウになっているとき 矩形波信号ＢＰの立ち上がり時に矩形波信号ＡＰがロ
ウになっているとき にはアップダウンカウンタを逐次カウントダウンさせ、
これによって回転コード板の回転角度を検出するように
している。
【０００５】この位置検出方法においては、上述したよ
うに回転コード板の回転に応じて矩形波信号ＡＰ又はＢ
Ｐの１サイクル（１ピッチ）中にその回転角の計算を４
回（４逓倍と呼ぶ）しか行えない。
うに回転コード板の回転に応じて矩形波信号ＡＰ又はＢ
Ｐの１サイクル（１ピッチ）中にその回転角の計算を４
回（４逓倍と呼ぶ）しか行えない。
【０００６】そこで、出力信号Ｖａ、Ｖｂが正弦波信号
であることを利用して、 矩形波信号ＡＰの立ち上がり時に矩形波信号ＢＰがロ
ウになっているとき 矩形波信号ＡＰの立ち下がり時に矩形波信号ＢＰがハ
イになっているとき にはアップダウンカウンタを逐次カウントアップさせ、
一方 矩形波信号ＡＰの立ち上がり時に矩形波信号ＢＰがハ
イになっているとき 矩形波信号ＡＰの立ち下がり時に矩形波信号ＢＰがロ
ウになっているとき にはアップダウンカウンタを逐次カウントダウンさせ、
そのカウント値に｛ｔａｎ-1（Ｖａ／Ｖｂ）｝／πの補
正量を加算することにより、１サイクル中の回転角を４
倍以上の高い分解能で検出する方法が知られている。
であることを利用して、 矩形波信号ＡＰの立ち上がり時に矩形波信号ＢＰがロ
ウになっているとき 矩形波信号ＡＰの立ち下がり時に矩形波信号ＢＰがハ
イになっているとき にはアップダウンカウンタを逐次カウントアップさせ、
一方 矩形波信号ＡＰの立ち上がり時に矩形波信号ＢＰがハ
イになっているとき 矩形波信号ＡＰの立ち下がり時に矩形波信号ＢＰがロ
ウになっているとき にはアップダウンカウンタを逐次カウントダウンさせ、
そのカウント値に｛ｔａｎ-1（Ｖａ／Ｖｂ）｝／πの補
正量を加算することにより、１サイクル中の回転角を４
倍以上の高い分解能で検出する方法が知られている。
【０００７】図１０に上記方式の位置検出器の構成を示
す。３１、３２は正弦波信号Ｖａ、Ｖｂのサンプルホー
ルド回路、３３、３４はデジタル変換するＡ／Ｄ変換
器、３５、３６は正弦波信号Ｖａ、Ｖｂから矩形波信号
ＡＰ、ＢＰを得るコンパレータ、３７は矩形波信号Ａ
Ｐ、ＢＰにより上記のようにアップダウンカウントする
カウンタ、３８は上記｛ｔａｎ-1（Ｖａ／Ｖｂ）｝／π
の補正量を演算する演算器、３９はカウンタ３７と演算
器３８の出力値を加算する加算器、４０はサンプルホー
ルド回路３１、３２とカウンタ３７を同期して動作させ
るタイミング制御回路である。
す。３１、３２は正弦波信号Ｖａ、Ｖｂのサンプルホー
ルド回路、３３、３４はデジタル変換するＡ／Ｄ変換
器、３５、３６は正弦波信号Ｖａ、Ｖｂから矩形波信号
ＡＰ、ＢＰを得るコンパレータ、３７は矩形波信号Ａ
Ｐ、ＢＰにより上記のようにアップダウンカウントする
カウンタ、３８は上記｛ｔａｎ-1（Ｖａ／Ｖｂ）｝／π
の補正量を演算する演算器、３９はカウンタ３７と演算
器３８の出力値を加算する加算器、４０はサンプルホー
ルド回路３１、３２とカウンタ３７を同期して動作させ
るタイミング制御回路である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
位置検出器において、実使用上ノイズのある環境におい
ても正確にカウントするため、入力周波数に制限のある
カウンタを用いて正弦波信号Ｖａ、Ｖｂの高周波をカッ
トすると同時に、正弦波信号を矩形波に変換するコンパ
レータ３５、３６にヒステリシスという機能を追加して
いる。
位置検出器において、実使用上ノイズのある環境におい
ても正確にカウントするため、入力周波数に制限のある
カウンタを用いて正弦波信号Ｖａ、Ｖｂの高周波をカッ
トすると同時に、正弦波信号を矩形波に変換するコンパ
レータ３５、３６にヒステリシスという機能を追加して
いる。
【０００９】このため、図８、図９に示すように、２相
の正弦波信号をＶａ、Ｖｂ、コンパレータ３５、３６か
ら出力される矩形波信号をＡＰ、ＢＰ、コンパレータ３
５、３６としてヒステリシス付きコンパレータを用いた
場合の矩形波信号をＡＰＨ、ＢＰＨとすると、カウンタ
３７の出力値は、図８、図９の（ｄ）に示すように、カ
ウントアップ、カウントダウンするタイミングが本来の
正弦波信号Ｖａ、Ｖｂのゼロレベルとタイミングが一致
しないという現象が生じる。したがって、カウンタ３７
のカウント値と演算器３８の補正値を単純に加算した場
合、図８、図９の（ｆ）に示すように、ヒシテリシスが
動作している範囲において正しい位置検出が行えないと
いう問題があった。
の正弦波信号をＶａ、Ｖｂ、コンパレータ３５、３６か
ら出力される矩形波信号をＡＰ、ＢＰ、コンパレータ３
５、３６としてヒステリシス付きコンパレータを用いた
場合の矩形波信号をＡＰＨ、ＢＰＨとすると、カウンタ
３７の出力値は、図８、図９の（ｄ）に示すように、カ
ウントアップ、カウントダウンするタイミングが本来の
正弦波信号Ｖａ、Ｖｂのゼロレベルとタイミングが一致
しないという現象が生じる。したがって、カウンタ３７
のカウント値と演算器３８の補正値を単純に加算した場
合、図８、図９の（ｆ）に示すように、ヒシテリシスが
動作している範囲において正しい位置検出が行えないと
いう問題があった。
【００１０】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、カウ
ント値と補正値を加算して高分解能の位置検出を行う方
式においてヒステリシス機能を持たせて正確にカウント
するとともに正しく高分解能の位置検出結果を得ること
ができる位置検出装置を提供することを目的としてい
る。
ント値と補正値を加算して高分解能の位置検出を行う方
式においてヒステリシス機能を持たせて正確にカウント
するとともに正しく高分解能の位置検出結果を得ること
ができる位置検出装置を提供することを目的としてい
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の位置検出装置
は、移動体の移動に応じて発生させた空間的に９０度の
位相差を有する２相の正弦波信号の各電圧値Ｖａ、Ｖｂ
をサンプルホールドする手段と、サンプルホールドされ
た各電圧値Ｖａ、Ｖｂをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器と、Ａ／Ｄ変換器からの２相の正弦波デジタル信
号から｛ｔａｎ-1（Ｖｂ／Ｖａ）｝／πの値を演算する
演算器と、２相の正弦波をヒステリシスを持ったゼロレ
ベルと比較することにより２相矩形波に変換するコンパ
レータと、サンプルホールドタイミングと同期して２相
の矩形波から移動体の移動に応じて正弦波が変化した数
を数えるカウンタと、同時にカウンタに入力される２相
の矩形波のサンプルホールド時の値を検出するラッチを
持ち、ラッチによりサンプルした２相の矩形波の値と２
相の正弦波の値とを比較することにより補正値を出力す
る比較補正器と、演算器とカウンタと比較補正器の出力
を加算する加算器と、サンプルホールド、カウント読み
だし、ラッチのタイミングが同時に起こるように制御す
るタイミング制御手段とを備え、カウンタに入力される
２相の矩形波のサンプルホールドタイミング時の値をラ
ッチにより検出し、その値と２相の正弦波の値とを比較
して比較補正値を得ることにより、カウント値と補正値
の加算値にさらに±１又は０の補正を行うものである。
は、移動体の移動に応じて発生させた空間的に９０度の
位相差を有する２相の正弦波信号の各電圧値Ｖａ、Ｖｂ
をサンプルホールドする手段と、サンプルホールドされ
た各電圧値Ｖａ、Ｖｂをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器と、Ａ／Ｄ変換器からの２相の正弦波デジタル信
号から｛ｔａｎ-1（Ｖｂ／Ｖａ）｝／πの値を演算する
演算器と、２相の正弦波をヒステリシスを持ったゼロレ
ベルと比較することにより２相矩形波に変換するコンパ
レータと、サンプルホールドタイミングと同期して２相
の矩形波から移動体の移動に応じて正弦波が変化した数
を数えるカウンタと、同時にカウンタに入力される２相
の矩形波のサンプルホールド時の値を検出するラッチを
持ち、ラッチによりサンプルした２相の矩形波の値と２
相の正弦波の値とを比較することにより補正値を出力す
る比較補正器と、演算器とカウンタと比較補正器の出力
を加算する加算器と、サンプルホールド、カウント読み
だし、ラッチのタイミングが同時に起こるように制御す
るタイミング制御手段とを備え、カウンタに入力される
２相の矩形波のサンプルホールドタイミング時の値をラ
ッチにより検出し、その値と２相の正弦波の値とを比較
して比較補正値を得ることにより、カウント値と補正値
の加算値にさらに±１又は０の補正を行うものである。
【００１２】上記演算器と比較補正器と加算器は、マイ
コンとＲＯＭとＲＡＭとソフトウェアにて構成したり、
デジタルハードウェアにて構成することができる。
コンとＲＯＭとＲＡＭとソフトウェアにて構成したり、
デジタルハードウェアにて構成することができる。
【００１３】また、カウンタを同期式カウンタで構成
し、その入力初段ラッチ出力を比較補正器のラッチの入
力として利用し、同期式カウンタの読みだし可能タイミ
ングに同期してサンプルホールド、ラッチのタイミング
を遅らせることにより、サンプルホールドカウンタとラ
ッチの同期のずれが起こらないように構成することもで
きる。
し、その入力初段ラッチ出力を比較補正器のラッチの入
力として利用し、同期式カウンタの読みだし可能タイミ
ングに同期してサンプルホールド、ラッチのタイミング
を遅らせることにより、サンプルホールドカウンタとラ
ッチの同期のずれが起こらないように構成することもで
きる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の位置検出装置の一
実施形態を図１〜図９を参照しながら説明する。
実施形態を図１〜図９を参照しながら説明する。
【００１５】図１において、１、２は２相のアナログ入
力の正弦波信号Ｖａ、Ｖｂをサンプルホールドするサン
プルホールド回路、３、４はサンプルホールドされた２
相のアナログ正弦波信号Ｖａ、Ｖｂをデジタル変換する
Ａ／Ｄ変換器である。５、６は２相のアナログ正弦波信
号Ｖａ、Ｖｂをヒステリシスを持ったゼロレベルと比較
することにより２相の矩形波信号ＡＰＨ、ＢＰＨを得る
ヒステリシス付コンパレータ、７は９０度位相の異なる
矩形波信号ＡＰＨ、ＢＰＨの状態により移動体の移動に
応じて正弦波が変化した数を数えるカウンタであり、１
周期（３６０度）の変化でカウンタ値を２増減するよう
に構成されている。８は正弦波信号Ｖａ、Ｖｂを入力と
し、Ｖａが０でないとき｛ｔａｎ-1（Ｖａ／Ｖｂ）｝／
πを演算して補正量として出力し、Ｖａが０のときは１
／２を出力する演算器である。１１、１２は同時にカウ
ンタ７に入力される２相の矩形波信号ＡＰＨ、ＢＰＨの
サンプルホールド時の値（ハイまたはロウ）を検出して
記憶するラッチである。１０はサンプルホールド回路
１、２におけるサンプルホールドとカウンタ７の読み出
しとラッチ１１、１２のタイミングを制御するタイミン
グ制御回路である。１３はラッチ１１、１２によりサン
プルした２相の矩形波信号ＡＰＨ、ＢＰＨの値と２相の
正弦波デジタル信号Ｖａ、Ｖｂの値（正負）とを比較す
ることにより±１又は０の補正値を出力する比較補正器
である。９はカウンタ７と演算器８と比較補正器１３の
出力を加算する加算器である。１４は、演算器８と加算
器９と比較補正器１３を合わせた演算部である。
力の正弦波信号Ｖａ、Ｖｂをサンプルホールドするサン
プルホールド回路、３、４はサンプルホールドされた２
相のアナログ正弦波信号Ｖａ、Ｖｂをデジタル変換する
Ａ／Ｄ変換器である。５、６は２相のアナログ正弦波信
号Ｖａ、Ｖｂをヒステリシスを持ったゼロレベルと比較
することにより２相の矩形波信号ＡＰＨ、ＢＰＨを得る
ヒステリシス付コンパレータ、７は９０度位相の異なる
矩形波信号ＡＰＨ、ＢＰＨの状態により移動体の移動に
応じて正弦波が変化した数を数えるカウンタであり、１
周期（３６０度）の変化でカウンタ値を２増減するよう
に構成されている。８は正弦波信号Ｖａ、Ｖｂを入力と
し、Ｖａが０でないとき｛ｔａｎ-1（Ｖａ／Ｖｂ）｝／
πを演算して補正量として出力し、Ｖａが０のときは１
／２を出力する演算器である。１１、１２は同時にカウ
ンタ７に入力される２相の矩形波信号ＡＰＨ、ＢＰＨの
サンプルホールド時の値（ハイまたはロウ）を検出して
記憶するラッチである。１０はサンプルホールド回路
１、２におけるサンプルホールドとカウンタ７の読み出
しとラッチ１１、１２のタイミングを制御するタイミン
グ制御回路である。１３はラッチ１１、１２によりサン
プルした２相の矩形波信号ＡＰＨ、ＢＰＨの値と２相の
正弦波デジタル信号Ｖａ、Ｖｂの値（正負）とを比較す
ることにより±１又は０の補正値を出力する比較補正器
である。９はカウンタ７と演算器８と比較補正器１３の
出力を加算する加算器である。１４は、演算器８と加算
器９と比較補正器１３を合わせた演算部である。
【００１６】図２は演算部１４の具体構成例を示し、マ
イコン１５とＲＯＭ１６とＲＡＭ１７にて構成されてい
る。図３はマイコン１５の動作を示すフローチャートで
ある。図３において、Ｃはカウンタ値、Ｌａ、Ｌｂはラ
ッチ１１、１２の出力値、Ｖａｄ、Ｖｂｄは正弦波信号
Ｖａ、Ｖｂのデジタル値、Ｌは位置測定値である。マイ
コン１５は、図２に示すように、 Ｌａがロウ、Ｌｂがハイ、Ｖａｄが正または０、Ｖ
ｂｄが正のとき−１の補正 Ｌａがハイ、Ｌｂがロウ、Ｖａｄが負または０、Ｖ
ｂｄが負のとき−１の補正 Ｌａがハイ、Ｌｂがハイ、Ｖａｄが負、Ｖｂｄが正
のとき＋１の補正 Ｌａがロウ、Ｌｂがロウ、Ｖａｄが正、Ｖｂｄが負
のとき＋１の補正 をソフトウェアで行うようにしている。
イコン１５とＲＯＭ１６とＲＡＭ１７にて構成されてい
る。図３はマイコン１５の動作を示すフローチャートで
ある。図３において、Ｃはカウンタ値、Ｌａ、Ｌｂはラ
ッチ１１、１２の出力値、Ｖａｄ、Ｖｂｄは正弦波信号
Ｖａ、Ｖｂのデジタル値、Ｌは位置測定値である。マイ
コン１５は、図２に示すように、 Ｌａがロウ、Ｌｂがハイ、Ｖａｄが正または０、Ｖ
ｂｄが正のとき−１の補正 Ｌａがハイ、Ｌｂがロウ、Ｖａｄが負または０、Ｖ
ｂｄが負のとき−１の補正 Ｌａがハイ、Ｌｂがハイ、Ｖａｄが負、Ｖｂｄが正
のとき＋１の補正 Ｌａがロウ、Ｌｂがロウ、Ｖａｄが正、Ｖｂｄが負
のとき＋１の補正 をソフトウェアで行うようにしている。
【００１７】図４は演算部１４の他の具体構成例を示
し、ＲＯＭ１８とシフトレジスタ１９とＲＯＭ２０と加
算器２１にて構成されている。ＲＯＭ１８は、Ｖａｄ、
Ｖｂｄをアドレスラインに入力することにより、Ｖａｄ
が０でないとき｛ｔａｎ-1（Ｖｂ／Ｖａ）｝／πをテジ
タル化したものを、Ｖａが０のときは１／２をデジタル
化したものをデータラインに出力するようにそのデータ
が設定されている。シフトレジスタ１９は、カウンタ７
の出力を入力とし、掛け算器として作用してＲＯＭ１８
の出力に桁を合わせるように設定されている。ＲＯＭ２
０は、アドレスラインにラッチ１１、１２の出力Ｌａ、
Ｌｂ、及びＶａｄ、Ｖｂｄを入力することによりデータ
ラインに図５に示す論理表に示す補正値をＲＯＭ１８の
出力の桁に合わせたデータとして出力するように設定さ
れている。加算器２１は以上のＲＯＭ１８とシフトレジ
スタ１９とＲＯＭ２０の出力を加算するように構成され
ている。
し、ＲＯＭ１８とシフトレジスタ１９とＲＯＭ２０と加
算器２１にて構成されている。ＲＯＭ１８は、Ｖａｄ、
Ｖｂｄをアドレスラインに入力することにより、Ｖａｄ
が０でないとき｛ｔａｎ-1（Ｖｂ／Ｖａ）｝／πをテジ
タル化したものを、Ｖａが０のときは１／２をデジタル
化したものをデータラインに出力するようにそのデータ
が設定されている。シフトレジスタ１９は、カウンタ７
の出力を入力とし、掛け算器として作用してＲＯＭ１８
の出力に桁を合わせるように設定されている。ＲＯＭ２
０は、アドレスラインにラッチ１１、１２の出力Ｌａ、
Ｌｂ、及びＶａｄ、Ｖｂｄを入力することによりデータ
ラインに図５に示す論理表に示す補正値をＲＯＭ１８の
出力の桁に合わせたデータとして出力するように設定さ
れている。加算器２１は以上のＲＯＭ１８とシフトレジ
スタ１９とＲＯＭ２０の出力を加算するように構成され
ている。
【００１８】図６は、カウンタ７とラッチ１１、１２の
具体構成例として一般的な同期カウンタを用いた構成例
を示している。２２〜２５はＤフリップフロップと呼ば
れ、Ｄに入力されたデジタル信号をＣ．ＣＬＫで示した
同期信号のタイミングで保持出力する作用を行うもの、
２６はアップダウンカウンタと呼ばれ、ＵＰに入力した
パルスをカウントアップし、ＤＯＷＮに入力したパルス
をカウントダウンするものである。２７はラッチ１１を
構成するＤフリップフロップ、２８はラッチ１２を構成
するＤフリップフロップであり、Ｒ．ＣＬＫはタイミン
グ制御回路１０から出力されるサンプルホールド、ラッ
チ、カウンタ読み出しタイミング信号であり、図７に示
すようにカウンタ動作終了後のカウンタ読み出し可能タ
イミングで、同期信号Ｃ．ＣＬＫより遅らせて発生させ
る。このように構成すると、実際の読み出しタイミング
は、希望する読み出しタイミングより少し遅れるが、最
大でＣ．ＣＬＫの１周期以下であるので、Ｃ．ＣＬＫを
十分に速くすることにより無視できる。
具体構成例として一般的な同期カウンタを用いた構成例
を示している。２２〜２５はＤフリップフロップと呼ば
れ、Ｄに入力されたデジタル信号をＣ．ＣＬＫで示した
同期信号のタイミングで保持出力する作用を行うもの、
２６はアップダウンカウンタと呼ばれ、ＵＰに入力した
パルスをカウントアップし、ＤＯＷＮに入力したパルス
をカウントダウンするものである。２７はラッチ１１を
構成するＤフリップフロップ、２８はラッチ１２を構成
するＤフリップフロップであり、Ｒ．ＣＬＫはタイミン
グ制御回路１０から出力されるサンプルホールド、ラッ
チ、カウンタ読み出しタイミング信号であり、図７に示
すようにカウンタ動作終了後のカウンタ読み出し可能タ
イミングで、同期信号Ｃ．ＣＬＫより遅らせて発生させ
る。このように構成すると、実際の読み出しタイミング
は、希望する読み出しタイミングより少し遅れるが、最
大でＣ．ＣＬＫの１周期以下であるので、Ｃ．ＣＬＫを
十分に速くすることにより無視できる。
【００１９】図８、図９にカウントアップの場合と、カ
ウントダウンの場合のタイミングチャートを示す。
（ａ）は正弦波信号Ｖａ、Ｖｂ、（ｂ）はゼロレベルコ
ンパレータにて生成した矩形波信号ＡＰ、ＢＰ、（ｃ）
はヒステリシス付きゼロレベルコンパレータにて生成し
た矩形波信号ＡＰＨ、ＢＰＨ、（ｄ）はカウント値、
（ｅ）は演算器８の出力値、（ｆ）はカウント値と演算
値との加算値、（ｇ）は本実施形態の位置検出値である
カウント値と演算値と比較補正値の加算値を示してい
る。
ウントダウンの場合のタイミングチャートを示す。
（ａ）は正弦波信号Ｖａ、Ｖｂ、（ｂ）はゼロレベルコ
ンパレータにて生成した矩形波信号ＡＰ、ＢＰ、（ｃ）
はヒステリシス付きゼロレベルコンパレータにて生成し
た矩形波信号ＡＰＨ、ＢＰＨ、（ｄ）はカウント値、
（ｅ）は演算器８の出力値、（ｆ）はカウント値と演算
値との加算値、（ｇ）は本実施形態の位置検出値である
カウント値と演算値と比較補正値の加算値を示してい
る。
【００２０】なお、以上の説明ではカウンタ部を２逓倍
の構成で比較補正器の説明をしたが、その他の１逓倍、
４逓倍時の場合についても同様にそれぞれの比較補正器
を用いて実施可能である。
の構成で比較補正器の説明をしたが、その他の１逓倍、
４逓倍時の場合についても同様にそれぞれの比較補正器
を用いて実施可能である。
【００２１】
【発明の効果】本発明の位置検出装置によれば、以上の
説明から明らかなように、２相正弦波信号から２相矩形
波信号を生成するヒステリシス付きコンパレータと、２
相矩形波信号により位置をカウントするカウンタと、２
相正弦波信号から補正量を演算する演算器と、加算器
と、タイミング制御手段とを備え、カウント値と補正量
を加算して高分解能の位置検出を行う位置検出装置にお
いて、同時にカウンタに入力される２相矩形波のサンプ
ルホールド時の値を検出するラッチを持ち、ラッチによ
りサンプルした２相矩形波の値と２相正弦波信号の値と
を比較することにより補正値を出力する比較補正器を設
け、加算器で演算器とカウンタと比較補正器の出力を加
算するようにしているので、ヒステリシスによってカウ
ントアップ、カウントダウンするタイミングが正弦波信
号がゼロレベルのときに厳密に一致していなくても、正
しい測定値を得ることができ、従ってヒステリシス機能
を持たせて正確にカウントしかつそのためカウントタイ
ミングと補正量の出力タイミングがずれても正しい高分
解能の検出結果を得ることができるという効果を発揮す
る。
説明から明らかなように、２相正弦波信号から２相矩形
波信号を生成するヒステリシス付きコンパレータと、２
相矩形波信号により位置をカウントするカウンタと、２
相正弦波信号から補正量を演算する演算器と、加算器
と、タイミング制御手段とを備え、カウント値と補正量
を加算して高分解能の位置検出を行う位置検出装置にお
いて、同時にカウンタに入力される２相矩形波のサンプ
ルホールド時の値を検出するラッチを持ち、ラッチによ
りサンプルした２相矩形波の値と２相正弦波信号の値と
を比較することにより補正値を出力する比較補正器を設
け、加算器で演算器とカウンタと比較補正器の出力を加
算するようにしているので、ヒステリシスによってカウ
ントアップ、カウントダウンするタイミングが正弦波信
号がゼロレベルのときに厳密に一致していなくても、正
しい測定値を得ることができ、従ってヒステリシス機能
を持たせて正確にカウントしかつそのためカウントタイ
ミングと補正量の出力タイミングがずれても正しい高分
解能の検出結果を得ることができるという効果を発揮す
る。
【００２２】また、演算器、比較補正器、加算器をマイ
コンとＲＯＭとＲＡＭとソフトウェアにより構成する
と、正しい測定値を低コストで得ることができる。
コンとＲＯＭとＲＡＭとソフトウェアにより構成する
と、正しい測定値を低コストで得ることができる。
【００２３】また、演算器、比較補正器、加算器をデジ
タルハードウェアにて構成すると、正しい測定値が１マ
イクロ秒以下の短時間で得られ、高速にて位置検出する
ことができる。
タルハードウェアにて構成すると、正しい測定値が１マ
イクロ秒以下の短時間で得られ、高速にて位置検出する
ことができる。
【００２４】また、カウンタとして同期式カウンタを用
い、その入力初段ラッチをラッチ入力として利用してカ
ウンタとラッチの同期のずれが起こらないように構成す
ると、希望する読み取りタイミングを少し遅らせるだけ
で、配線による遅延等に関係なく、ラッチとカウンタの
状態とを完全に同期させることが可能となり、正しい測
定値が得られる。
い、その入力初段ラッチをラッチ入力として利用してカ
ウンタとラッチの同期のずれが起こらないように構成す
ると、希望する読み取りタイミングを少し遅らせるだけ
で、配線による遅延等に関係なく、ラッチとカウンタの
状態とを完全に同期させることが可能となり、正しい測
定値が得られる。
【図１】本発明の位置検出装置の一実施形態の構成図で
ある。
ある。
【図２】同実施形態におけるマイコンを利用した演算部
の構成図である。
の構成図である。
【図３】マイコンの動作フローチャートである。
【図４】同実施形態におけるＲＯＭを利用した演算部の
構成図である。
構成図である。
【図５】比較演算器として機能するＲＯＭの論理図であ
る。
る。
【図６】同実施形態における同期式カウンタを利用した
ラッチの構成図である。
ラッチの構成図である。
【図７】同期式カウンタを利用した場合の同期信号のタ
イミング図である。
イミング図である。
【図８】同実施形態におけるカウントアップ時のタイミ
ングチャートである。
ングチャートである。
【図９】同実施形態におけるカウントダウン時のタイミ
ングチャートである。
ングチャートである。
【図１０】従来例の位置検出装置の構成図である。
１、２ サソンプルホールド回路 ３、４ Ａ／Ｄ変換器 ５、６ ヒステリシス付きコンパレータ ７ カウンタ ８ 演算器 ９ 加算器 １０ タイミング制御回路 １１、１２ ラッチ １３ 比較補正器 １５ マイコン １６ ＲＯＭ １７ ＲＡＭ １８ 演算器としてのＲＯＭ １９ シフトレジスタ ２０ 比較補正器としてのＲＯＭ ２１ 加算器 ２２、２４ 同期式カウンタの初段ラッチ用Ｄフリップ
フロップ ２６、２７ ラッチ用Ｄフリップフロップ
フロップ ２６、２７ ラッチ用Ｄフリップフロップ
Claims (4)
- 【請求項１】 移動体の移動に応じて発生させた空間的
に９０度の位相差を有する正弦波信号の各電圧値Ｖａ、
Ｖｂをサンプルホールドする手段と、 サンプルホールドされた各電圧値Ｖａ、Ｖｂをデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、 Ａ／Ｄ変換器からの２相の正弦波デジタル信号から｛ｔ
ａｎ-1（Ｖｂ／Ｖａ）｝／πの値を演算する演算器と、 ２相の正弦波をヒステリシスを持ったゼロレベルと比較
することにより２相の矩形波に変換するコンパレータ
と、 サンプルホールドタイミングと同期して２相の矩形波か
ら移動体の移動に応じて正弦波が変化した数を数えるカ
ウンタと、 同時にカウンタに入力される２相の矩形波のサンプルホ
ールド時の値を検出するラッチを持ち、ラッチによりサ
ンプルした２相の矩形波の値と２相の正弦波の値とを比
較することにより補正値を出力する比較補正器と、 演算器とカウンタと比較補正器の出力を加算する加算器
と、 サンプルルホールド、カウント読みだし、ラッチのタイ
ミングが同時に起こるように制御するタイミング制御手
段とを備えたことを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項２】 演算器と比較補正器と加算器を、マイコ
ンとＲＯＭとＲＡＭとソフトウェアにて構成したことを
特徴とする請求項１記載の位置検出装置。 - 【請求項３】 演算器と比較補正器と加算器を、デジタ
ルハードウェアにて構成したことを特徴とする請求項１
記載の位置検出装置。 - 【請求項４】 カウンタを同期式カウンタで構成し、そ
の入力初段ラッチ出力を比較補正器のラッチの入力とし
て利用し、同期式カウンタの読みだし可能タイミングに
同期してサンプルホールド、ラッチのタイミングを遅ら
せることにより、カウンタとラッチの同期のずれが起こ
らないように構成したことを特徴とする請求項１記載の
位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21874596A JP3365913B2 (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21874596A JP3365913B2 (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1062203A true JPH1062203A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3365913B2 JP3365913B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=16724762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21874596A Expired - Lifetime JP3365913B2 (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3365913B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007198805A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Ricoh Co Ltd | 位置検出装置、位置検出方法及び画像形成装置 |
| JP2008520988A (ja) * | 2004-11-23 | 2008-06-19 | アイイーイー インターナショナル エレクトロニクス アンド エンジニアリング エス．エイ． | ３ｄカメラ用誤差補償方法 |
| JP2009112684A (ja) * | 2007-11-09 | 2009-05-28 | Hitachi Medical Corp | 超音波診断装置、超音波計測プログラム |
| WO2022250022A1 (ja) * | 2021-05-27 | 2022-12-01 | ミネベアミツミ株式会社 | 回転検出装置、回転検出方法および回転検出プログラム |
-
1996
- 1996-08-20 JP JP21874596A patent/JP3365913B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008520988A (ja) * | 2004-11-23 | 2008-06-19 | アイイーイー インターナショナル エレクトロニクス アンド エンジニアリング エス．エイ． | ３ｄカメラ用誤差補償方法 |
| JP4869246B2 (ja) * | 2004-11-23 | 2012-02-08 | アイイーイー インターナショナル エレクトロニクス アンド エンジニアリング エス．エイ． | 一つのシーン内の距離値を３ｄイメージセンサの出力から計算する方法 |
| JP2007198805A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Ricoh Co Ltd | 位置検出装置、位置検出方法及び画像形成装置 |
| JP2009112684A (ja) * | 2007-11-09 | 2009-05-28 | Hitachi Medical Corp | 超音波診断装置、超音波計測プログラム |
| WO2022250022A1 (ja) * | 2021-05-27 | 2022-12-01 | ミネベアミツミ株式会社 | 回転検出装置、回転検出方法および回転検出プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3365913B2 (ja) | 2003-01-14 |
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