JP6649018B2 - Rotary encoder and method for detecting absolute angular position of rotary encoder - Google Patents
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Description
本発明は、回転体の瞬間時の絶対角度位置を検出するロータリエンコーダ、およびロータリエンコーダの絶対角度位置検出方法に関するものである。 The present invention relates to a rotary encoder for detecting an absolute angular position of a rotating body at an instant, and a method for detecting an absolute angular position of the rotary encoder.
固定体に対する回転体の回転を検出するロータリエンコーダとしては、第1センサ部と、第2センサ部とを設け、第1センサ部での検出結果と、第2センサ部での検出結果とに基づいて、回転体の瞬間時の絶対角度位置を検出する方式が提案されている(特許文献1参照)。例えば、第1センサ部には、N極とS極とが1つずつ配置された第1磁石と、第1磁石で対向する第1磁気抵抗素子、第1磁石に対向する第1ホール素子と、第1ホール素子に対して回転中心軸線周りに機械角で90°ずれた位置に配置された第2ホール素子とが設けられている。また、第2センサ部には、回転中心軸周りに配置された複数極対の第2磁石と、第2磁石に対向する第2磁気抵抗素子とが設けられている。従って、第1センサ部における1回転1周期の絶対角度データ、および第2センサ部における1回転N周期のインクリメンタル角度データに基づいて、回転体の瞬間時の角度位置を決定すれば、高い分解能を得ることができる。 A first sensor unit and a second sensor unit are provided as a rotary encoder that detects rotation of the rotating body with respect to the fixed body, and a rotary encoder is provided based on a detection result of the first sensor unit and a detection result of the second sensor unit. Thus, a method of detecting the absolute angular position of the rotating body at the moment has been proposed (see Patent Document 1). For example, the first sensor unit includes a first magnet in which one N pole and one S pole are arranged, a first magnetoresistive element facing the first magnet, and a first Hall element facing the first magnet. And a second Hall element arranged at a position shifted by 90 ° in mechanical angle around the rotation center axis with respect to the first Hall element. Further, the second sensor unit includes a second magnet having a plurality of pole pairs arranged around the rotation center axis and a second magnetoresistive element facing the second magnet. Accordingly, if the angular position of the rotating body at the moment is determined based on the absolute angle data of one cycle per rotation in the first sensor unit and the incremental angle data of N cycles per rotation in the second sensor unit, a high resolution can be obtained. Obtainable.
しかしながら、特許文献1に記載の構成のように、第1センサ部および第2センサ部を用いた場合、第1センサ部と第2センサ部との間に相対的な位置ずれが発生することがあり、このような位置ずれが発生すると、第1センサ部における絶対角度データと、第2センサ部におけるインクリメンタル角度データとの間に位相のずれが発生し、検出精度が低下するという問題点がある。
However, when the first sensor unit and the second sensor unit are used as in the configuration described in
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、第1センサ部での検出結果、および第2センサ部での検出結果に基づいて回転体の絶対角度位置を検出した場合でも、第1センサ部と第2センサ部との間の相対的な位置ずれ等に起因する検出低下を抑制することができるロータリエンコーダ、およびロータリエンコーダの絶対角度位置検出方法を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a first sensor which detects an absolute angular position of a rotating body based on a detection result of a first sensor unit and a detection result of a second sensor unit. It is an object of the present invention to provide a rotary encoder capable of suppressing a reduction in detection due to a relative displacement between a unit and a second sensor unit, and an absolute angular position detection method for the rotary encoder.
上記課題を解決するために、本発明は、Nを2以上の正の整数としたとき、第1センサ部と、第2センサ部と、前記第1センサ部における1回転1周期の第1絶対角度データがN個に内挿分割された第2絶対角度データ、および前記第2センサ部における1回転N周期のインクリメンタル角度データに基づいて、回転体の絶対角度位置を決定するロータリエンコーダであって、前記第2絶対角度データの位相と前記インクリメンタル角度データの位相とを比較する位相比較部と、前記位相比較部での比較結果において前記第2絶対角度データの位相と前記インクリメンタル角度データの位相とがずれているときに前記第2絶対角度データの補正を行う位相補正部と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problem, the present invention provides a first sensor unit, a second sensor unit, and a first absolute unit of one cycle per rotation in the first sensor unit, where N is a positive integer of 2 or more. A rotary encoder for determining an absolute angle position of a rotating body based on second absolute angle data obtained by interpolating and dividing angle data into N pieces of data and incremental angle data for one rotation N cycles in the second sensor unit. A phase comparison unit that compares the phase of the second absolute angle data with the phase of the incremental angle data, and the phase of the second absolute angle data and the phase of the incremental angle data in the comparison result of the phase comparison unit. And a phase correction unit that corrects the second absolute angle data when there is a deviation.
また、本発明は、第1センサ部と、第2センサ部とを設け、Nを2以上の正の整数としたとき、前記第1センサ部における1回転1周期の第1絶対角度データがN個に内挿分割
された第2絶対角度データ、および前記第2センサ部における1回転N周期のインクリメンタル角度データに基づいて、回転体の絶対角度位置を決定するロータリエンコーダの絶対角度位置検出方法であって、前記第2絶対角度データの位相と前記インクリメンタル角度データの位相とを比較する位相比較工程と、前記第2絶対角度データの位相と前記インクリメンタル角度データの位相とがずれているときに前記第2絶対角度データの補正を行う位相補正工程と、を行うことを特徴とする。
Further, according to the present invention, when the first sensor unit and the second sensor unit are provided and N is a positive integer of 2 or more, the first absolute angle data of one cycle per rotation in the first sensor unit is N. An absolute angle position detection method of a rotary encoder that determines the absolute angle position of the rotating body based on the second absolute angle data interpolated and divided into pieces and the incremental angle data of N cycles per rotation in the second sensor unit. A phase comparing step of comparing a phase of the second absolute angle data with a phase of the incremental angle data; and a step of comparing the phase of the second absolute angle data with the phase of the incremental angle data. And performing a phase correction step of correcting the second absolute angle data.
本発明では、第1センサ部での検出結果、および第2センサ部での検出結果に基づいて回転体の瞬間時の絶対角度位置を検出する。このため、高い分解能で回転体の瞬間時の絶対角度位置を検出することができる。また、第1センサ部における絶対角度データ(第2絶対角度データ)の位相と、第2センサ部におけるインクリメンタル角度データの位相とを比較し、位相がずれている場合、インクリメンタル角度データの位相と、絶対角度データ(第2絶対角度データ)の位相とを一致させる補正を行う。このため、第1センサ部での検出結果、および第2センサ部での検出結果に基づいて回転体の瞬間時の絶対角度位置を検出する方式のロータリエンコーダにおいて、第1センサ部と第2センサ部との間の相対的な位置ずれ等に起因して、絶対角度データ(第2絶対角度データ)の位相とインクリメンタル角度データの位相とにずれが発生した場合でも、検出精度の低下を抑制することができる。 According to the present invention, the absolute angular position of the rotating body at the moment is detected based on the detection result of the first sensor unit and the detection result of the second sensor unit. Therefore, the absolute angular position of the rotating body at the moment can be detected with high resolution. Also, the phase of the absolute angle data (second absolute angle data) in the first sensor unit is compared with the phase of the incremental angle data in the second sensor unit. Correction is performed to match the phase of the absolute angle data (second absolute angle data). For this reason, in the rotary encoder of the type that detects the absolute angular position of the rotating body at the moment based on the detection result of the first sensor unit and the detection result of the second sensor unit, the first sensor unit and the second sensor Even if the phase of the absolute angle data (second absolute angle data) and the phase of the incremental angle data are deviated due to a relative positional deviation between the unit and the like, a decrease in detection accuracy is suppressed. be able to.
本発明に係るロータリエンコーダでは、前記第1絶対角度データを(2×N)倍に内挿分割したデータを第3絶対角度データとしたとき、前記位相比較部は、前記第1センサ部による検出結果が前記第3絶対角度データにおける奇数番目の周期であって、前記第2センサ部による検出結果が前記インクリメンタル角度データにおける第1閾値以上である場合、前記第2絶対角度データの位相が進んでいると判定し、前記第1センサ部による検出結果が前記第3絶対角度データにおける偶数番目の周期であって、前記第2センサ部による検出結果が前記インクリメンタル角度データにおける第2閾値以下である場合、前記第2絶対角度データの位相が遅れていると判定する態様を採用することができる。かかる構成によれば、第1センサ部での検出結果、および第2センサ部での検出結果に基づいて位相のずれを監視することができるので、比較的簡素な構成で、第1センサ部と第2センサ部との間の相対的な位置ずれ等に起因する検出精度の低下を抑制することができる。 In the rotary encoder according to the present invention, when data obtained by interpolating and dividing the first absolute angle data by (2 × N) times is used as third absolute angle data, the phase comparison unit detects the data by the first sensor unit. When the result is an odd-numbered cycle in the third absolute angle data and the detection result by the second sensor unit is equal to or greater than the first threshold in the incremental angle data, the phase of the second absolute angle data advances. And the detection result by the first sensor unit is an even-numbered cycle in the third absolute angle data, and the detection result by the second sensor unit is equal to or less than a second threshold value in the incremental angle data. It is possible to adopt a mode in which it is determined that the phase of the second absolute angle data is delayed. According to this configuration, it is possible to monitor the phase shift based on the detection result of the first sensor unit and the detection result of the second sensor unit. It is possible to suppress a decrease in detection accuracy due to a relative displacement between the second sensor unit and the like.
また、本発明に係るロータリエンコーダの絶対角度位置検出方法では、前記第1絶対角度データを(2×N)倍に内挿分割したデータを第3絶対角度データとしたとき、前記位相比較工程では、前記第1センサ部による検出結果が前記第3絶対角度データにおける奇数番目の周期であって、前記第2センサ部による検出結果が前記インクリメンタル角度データにおける第1閾値以上である場合、前記第2絶対角度データの位相が進んでいると判定し、前記第1センサ部による検出結果が前記第3絶対角度データにおける偶数番目の周期であって、前記第2センサ部による検出結果が前記インクリメンタル角度データにおける第2閾値以下である場合、前記第2絶対角度データの位相が遅れていると判定する態様を採用することができる。かかる構成によれば、第1センサ部での検出結果、および第2センサ部での検出結果に基づいて位相のずれを監視することができるので、比較的簡素な構成で、第1センサ部と第2センサ部との間の相対的な位置ずれ等に起因する検出精度の低下を抑制することができる。 In the method for detecting an absolute angular position of a rotary encoder according to the present invention, when data obtained by interpolating and dividing the first absolute angle data by (2 × N) times is used as third absolute angle data, And when the detection result by the first sensor section is an odd-numbered cycle in the third absolute angle data and the detection result by the second sensor section is equal to or greater than a first threshold value in the incremental angle data, It is determined that the phase of the absolute angle data is advanced, and the detection result by the first sensor unit is an even-numbered cycle in the third absolute angle data, and the detection result by the second sensor unit is the incremental angle data. If the second absolute angle data is equal to or less than the second threshold value, the phase of the second absolute angle data may be determined to be late. According to this configuration, it is possible to monitor the phase shift based on the detection result of the first sensor unit and the detection result of the second sensor unit. It is possible to suppress a decrease in detection accuracy due to a relative displacement between the second sensor unit and the like.
この場合、本発明に係るロータリエンコーダでは、iを奇数としたとき、前記位相補正部は、前記第1センサ部による今回の検出結果が前記第3絶対角度データにおけるi番目の周期であって、前記第2センサ部による今回の検出結果が前記インクリメンタル角度データにおける第1閾値以上である期間については、前記第2絶対角度データにおける(((i+1)/2)−1)番目の周期となるように前記第2絶対角度データを補正し、前記第1センサ部による今回の検出結果が前記第3絶対角度データにおける(i+1)番目の
周期であって、前記第2センサ部による今回の検出結果が前記インクリメンタル角度データにおける第2閾値以下である期間については、前記第2絶対角度データにおける(((i+1)/2)+1)番目の周期となるように前記第2絶対角度データを補正する態様を採用することができる。
In this case, in the rotary encoder according to the present invention, when i is an odd number, the phase correction unit determines that a current detection result of the first sensor unit is an i-th cycle in the third absolute angle data, The period in which the current detection result by the second sensor unit is equal to or greater than the first threshold value in the incremental angle data is set to be the (((i + 1) / 2) -1) -th cycle in the second absolute angle data. The second absolute angle data is corrected at this time, and the current detection result by the first sensor unit is the (i + 1) -th cycle in the third absolute angle data, and the current detection result by the second sensor unit is For a period of time equal to or less than the second threshold value in the incremental angle data, the (((i + 1) / 2) +1) th cycle in the second absolute angle data is used. The second absolute angle data so that it is possible to adopt a mode of correcting.
本発明において、前記位相比較部では、予め設定されたタイミング毎に、前記第2絶対角度データの位相と前記インクリメンタル角度データの位相との比較が行われることが好ましい。かかる構成によれば、ロータリエンコーダにおける第1センサ部と第2センサ部との間の相対的な位置ずれを所定のタイミングで監視するので、検出精度の低下を抑制することができる。 In the present invention, it is preferable that the phase comparison unit compares the phase of the second absolute angle data with the phase of the incremental angle data at each preset timing. According to such a configuration, the relative displacement between the first sensor unit and the second sensor unit in the rotary encoder is monitored at a predetermined timing, so that a decrease in detection accuracy can be suppressed.
本発明において、前記第1センサ部は、回転中心軸周りにN極とS極とが1つずつ配置された第1磁石と、前記第1磁石の回転中心軸線方向で対向する第1磁気抵抗素子と、前記第1磁石に対向する第1ホール素子と、前記第1ホール素子に対して前記回転中心軸線周りに機械角で90°ずれた位置に配置された第2ホール素子と、を備え、前記第2センサ部は、回転中心軸周りに複数極対が配置された第2磁石と、前記第2磁石に対向する第2磁気抵抗素子と、を備えている態様を採用することができる。 In the present invention, the first sensor section includes a first magnet having one N pole and one S pole arranged around a rotation center axis, and a first magnetoresistive element facing in a rotation center axis direction of the first magnet. An element, a first Hall element facing the first magnet, and a second Hall element arranged at a mechanical angle of 90 ° about the rotation axis with respect to the first Hall element. The second sensor unit may include a second magnet in which a plurality of pairs of poles are arranged around a rotation center axis, and a second magnetoresistive element facing the second magnet. .
本発明において、前記第1磁気抵抗素子が第1面側に設けられたセンサ基板を有し、前記センサ基板の前記第1面とは反対側の第2面側において前記第1磁気抵抗素子と重なる位置には、前記センサ基板を貫通するスルーホールを介して前記第1磁気抵抗素子に電気的に接続された第1アンプが設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、第1磁気抵抗素子と第1アンプとの信号伝達経路が短いため、第1磁気抵抗素子から第1アンプに出力されるアナログ信号は、第1磁石からの電磁的な影響を受けにくい。従って、第1磁気抵抗素子から第1アンプに出力されるアナログ信号に歪み等が発生しにくい。 In the present invention, the first magnetoresistance element has a sensor substrate provided on a first surface side, and the first magnetoresistance element is provided on a second surface side of the sensor substrate opposite to the first surface. It is preferable that a first amplifier electrically connected to the first magnetoresistive element via a through hole penetrating the sensor substrate is provided at the overlapping position. According to this configuration, since the signal transmission path between the first magnetoresistive element and the first amplifier is short, the analog signal output from the first magnetoresistive element to the first amplifier is affected by the electromagnetic influence from the first magnet. Hard to receive. Therefore, the analog signal output from the first magnetoresistive element to the first amplifier is unlikely to be distorted.
本発明において、前記センサ基板の前記第1面側には前記第2磁気抵抗素子が設けられ、前記センサ基板の前記第2面側において前記第2磁気抵抗素子と重なる位置には、前記センサ基板を貫通するスルーホールを介して前記第2磁気抵抗素子に電気的に接続された第2アンプが設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、第2磁気抵抗素子と第2アンプとの信号伝達経路が短いため、第2磁気抵抗素子から第2アンプに出力されるアナログ信号は、第2磁石からの電磁的な影響を受けにくい。従って、第2磁気抵抗素子から第2アンプに出力されるアナログ信号に歪み等が発生しにくい。 In the present invention, the second magnetic resistance element is provided on the first surface side of the sensor substrate, and the sensor substrate is provided at a position overlapping the second magnetic resistance element on the second surface side of the sensor substrate. Preferably, a second amplifier electrically connected to the second magnetoresistive element via a through hole penetrating through the second amplifier is provided. According to this configuration, since the signal transmission path between the second magnetoresistive element and the second amplifier is short, the analog signal output from the second magnetoresistive element to the second amplifier is affected by the electromagnetic influence from the second magnet. Hard to receive. Therefore, the analog signal output from the second magnetoresistive element to the second amplifier is unlikely to be distorted.
本発明では、第1センサ部での検出結果、および第2センサ部での検出結果に基づいて回転体の瞬間時の絶対角度位置を検出する。このため、高い分解能で回転体の瞬間時の絶対角度位置を検出することができる。また、位相比較部は、第1センサ部における絶対角度データ(第2絶対角度データ)の位相と、第2センサ部におけるインクリメンタル角度データとの位相とを比較し、位相補正部は、位相がずれている場合、インクリメンタル角度データの位相と、絶対角度データ(第2絶対角度データ)の位相とを一致させる補正を行う。このため、第1センサ部での検出結果、および第2センサ部での検出結果に基づいて回転体の瞬間時の絶対角度位置を検出する方式のロータリエンコーダにおいて、第1センサ部と第2センサ部との間の相対的な位置ずれ等に起因して、絶対角度データ(第2絶対角度データ)の位相とインクリメンタル角度データの位相とにずれが発生した場合でも、検出精度の低下を抑制することができる。 According to the present invention, the absolute angular position of the rotating body at the moment is detected based on the detection result of the first sensor unit and the detection result of the second sensor unit. Therefore, the absolute angular position of the rotating body at the moment can be detected with high resolution. The phase comparing section compares the phase of the absolute angle data (second absolute angle data) in the first sensor section with the phase of the incremental angle data in the second sensor section. In this case, a correction is made to match the phase of the incremental angle data with the phase of the absolute angle data (second absolute angle data). For this reason, in the rotary encoder of the type that detects the absolute angular position of the rotating body at the moment based on the detection result of the first sensor unit and the detection result of the second sensor unit, the first sensor unit and the second sensor Even if the phase of the absolute angle data (second absolute angle data) and the phase of the incremental angle data are deviated due to a relative positional deviation between the unit and the like, a decrease in detection accuracy is suppressed. be able to.
図面を参照して、本発明を適用したロータリエンコーダの実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、ロータリエンコーダとして、センサ部が磁石および感磁素子(磁気抵抗素子、ホール素子)によって構成された磁気式ロータリエンコーダを中心に説明する。この場合、固定体に磁石を設け、回転体に感磁素子を設けた構成、および固定体に感磁素子を設け、回転体に磁石を設けた構成のいずれの構成を採用してもよいが、以下の説明では、固定体に感磁素子を設け、回転体に磁石を設けた構成を中心に説明する。また、以下に参照する図面において、磁石および感磁素子等の構成について模式的に示してあり、第2磁石における磁極についてはその数を減らして模式的に示してある。また、磁気抵抗素子(感磁素子)における磁気抵抗パターンの構成についても、互いの位置をずらして模式的に示してある。 An embodiment of a rotary encoder to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In the following description, as a rotary encoder, a magnetic rotary encoder in which a sensor unit is configured by a magnet and a magnetic sensing element (a magnetoresistive element, a Hall element) will be mainly described. In this case, any of a configuration in which a magnet is provided in a fixed body and a magnetic sensing element is provided in a rotating body, and a configuration in which a magnetic sensing element is provided in a fixed body and a magnet is provided in a rotating body may be adopted. In the following description, a configuration in which a magnetic sensing element is provided on a fixed body and a magnet is provided on a rotating body will be mainly described. Further, in the drawings referred to below, the configurations of the magnet and the magneto-sensitive element are schematically shown, and the number of the magnetic poles in the second magnet is schematically illustrated with a reduced number. Also, the configuration of the magnetoresistive pattern in the magnetoresistive element (magnetic sensing element) is schematically shown with their positions shifted from each other.
(全体構成)
図1は、本発明を適用したロータリエンコーダの外観等を示す説明図であり、図1(a)、(b)は、ロータリエンコーダを回転軸線方向の一方側かつ斜め方向からみた斜視図、および回転軸線方向の一方側からみた平面図である。図2は、本発明を適用したロータリエンコーダの固定体の一部を切り欠いて示す側面図である。
(overall structure)
1A and 1B are explanatory views showing the appearance and the like of a rotary encoder to which the present invention is applied. FIGS. 1A and 1B are perspective views of the rotary encoder viewed from one side and the oblique direction of the rotation axis direction, and It is the top view seen from one side of the direction of a rotation axis. FIG. 2 is a side view in which a part of a fixed body of a rotary encoder to which the present invention is applied is cut away.
図1および図2に示すロータリエンコーダ1は、固定体10に対する回転体2の軸線周り(回転軸線周り)の回転を磁気的に検出する装置であり、固定体10は、モータ装置のフレーム等に固定され、回転体2は、モータ装置の回転出力軸等に連結された状態で使用される。固定体10は、センサ基板15と、センサ基板15を支持する複数の支持部材11とを備えており、本形態において、支持部材11は、円形の開口部122が形成された底板部121を備えたベース体12と、ベース体12に固定されたセンサ支持板13とからなる。センサ支持板13は、ベース体12において開口部122の縁部分から回転軸線方向Lの一方側L1に向けて突出した略円筒状の胴部123にネジ191、192等により固定されている。センサ支持板13からは、回転軸線方向Lの一方側L1に向けて複数本の端子16が突出している。胴部123において回転軸線方向Lの一方側L1に位置する端面には、突起124や穴125等が形成されており、かかる穴125等を利用して、胴部123にはセンサ基板15がネジ193等により固定されている。その際、センサ基板15は、突起124等により所定位置に位置決めされた状態で精度よく固定される。センサ基板15において、回転軸線方向Lの一方側L1の面にはコネクタ17が設けられている。回転体2は、胴部123の内側に配置される円筒状の部材であって、その内側にはモータの回転出力軸(図示せず)が嵌合等の方法で連結されている。従って、回転体2は、軸線周りに回転可能である。
The
(磁石および感磁素子等のレイアウト等)
図3は、本発明を適用したロータリエンコーダ1のセンサ部等の構成を示す説明図である。図4は、本発明を適用したロータリエンコーダ1に用いたセンサ基板15の説明図であり、図4(a)、(b)は、センサ基板15の第1面151側の説明図、およびセンサ基板15の第2面152側の説明図である。なお、図3において、データ処理部90は、予め格納されているプログラムに基づいて動作するCPU等を備えているため、データ処理部90の構成については機能ブロック図で示してある。
(Layout of magnets and magneto-sensitive elements, etc.)
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of a sensor unit and the like of the
図3に示すように、本形態のロータリエンコーダ1には、以下に説明する2つのセンサ部(第1センサ部1aおよび第2センサ部1b)が設けられている。第1センサ部1aは、回転体2の側に、N極とS極とが周方向において1極ずつ着磁された着磁面21を回転軸線方向Lの一方側L1に向ける第1磁石20を有している。また、第1センサ部1aは、固定体10の側に、第1磁石20の着磁面21に対して回転軸線方向Lの一方側L1で対向する第1磁気抵抗素子40と、第1磁石20の着磁面21に対して回転軸線方向Lの一方側L1で対向する第1ホール素子51と、第1ホール素子51に対して回転中心軸線周りに機械角で90°ずれた位置で第1磁石20の着磁面21に対して回転軸線方向Lの一方側L1で対向する第2ホール素子52とを備えている。
As shown in FIG. 3, the
第2センサ部1bは、回転体2の側に、第1磁石20に対して径方向の外側で離間する位置でN極とS極とが周方向において交互に複数着磁された環状の着磁面31を回転軸線方向Lの一方側L1に向ける第2磁石30を有している。本形態において、第2磁石30の着磁面31には、周方向においてN極とS極とが交互に多極に着磁されたトラック310が径方向で複数、並列している。本形態では、トラック310が2列形成されている。本形態においては、Nを正の整数としたとき、第2磁石30では、N極とS極との対が計N対形成されている。本形態において、Nは、例えば128である。
The
かかる2つのトラック310の間ではN極およびS極の位置が周方向でずれており、本形態では、2つのトラック310の間においてN極およびS極は周方向に1極分ずれている。また、第2センサ部1bは、固定体10の側に、第2磁石30の着磁面31に対して回転軸線方向Lの一方側L1で対向する第2磁気抵抗素子60を備えている。
The positions of the N pole and the S pole are shifted in the circumferential direction between the two
第1磁石20および第2磁石30は、回転体2と一体に回転軸線周りに回転する。第1磁石20は円盤状の永久磁石からなる。第2磁石30は円筒状であり、第1磁石20に対して径方向の外側で離間する位置に配置されている。第1磁石20および第2磁石30はボンド磁石等からなる。
The
第1磁気抵抗素子40は、第1磁石20の位相に対して、互いに90°の位相差を有するA相(SIN)の磁気抵抗パターンとB相(COS)の磁気抵抗パターンとを備えた第1磁気抵抗素子である。かかる第1磁気抵抗素子40において、A相の磁気抵抗パターンは、180°の位相差をもって回転体2の移動検出を行う+a相(SIN+)の磁気抵抗パターン43および−a相(SIN−)の磁気抵抗パターン41を備えている。B相の磁気抵抗パターンは、180°の位相差をもって回転体2の移動検出を行う+b相(COS+)の磁気抵抗パターン44および−b相(COS−)の磁気抵抗パターン42を備えている。ここで、+a相の磁気抵抗パターン43および−a相の磁気抵抗パターン41は、ブリッジ回路を構成しており、+b相の磁気抵抗パターン44および−b相の磁気抵抗パターン42も、+a相の磁気抵抗パターン43および−a相の磁気抵抗パターン41と同様、ブリッジ回路を構成している。
The
第2磁気抵抗素子60は、第2磁石30の位相に対して、互いに90°の位相差を有するA相(SIN)の磁気抵抗パターンとB相(COS)の磁気抵抗パターンとを備えてい
る。かかる第2磁気抵抗素子60において、A相の磁気抵抗パターンは、180°の位相差をもって回転体2の移動検出を行う+a相(SIN+)の磁気抵抗パターン64および−a相(SIN−)の磁気抵抗パターン62を備えている。B相の磁気抵抗パターンは、180°の位相差をもって回転体2の移動検出を行う+b相(COS+)の磁気抵抗パターン63および−b相(COS−)の磁気抵抗パターン61を備えている。ここで、+a相の磁気抵抗パターン64および−a相の磁気抵抗パターン62は、第1磁気抵抗素子40と同様、ブリッジ回路を構成しており、+b相の磁気抵抗パターン63および−b相の磁気抵抗パターン61は、+a相の磁気抵抗パターン64および−a相の磁気抵抗パターン62と同様、示すブリッジ回路を構成している。
The
本形態においては、図4(a)に示すように、第1磁気抵抗素子40、第1ホール素子51、第2ホール素子52、および第2磁気抵抗素子60はいずれも、センサ基板15の回転軸線方向Lの他方側L2に位置する第1面151に設けられている。また、図4(b)に示すように、センサ基板15において第1面151とは反対側の第2面152において、第1磁気抵抗素子40と平面視で重なる位置には、センサ基板15を貫通するスルーホール(図示せず)を介して第1磁気抵抗素子40に電気的に接続された第1アンプ91が設けられ、第2面152において、第2磁気抵抗素子60と平面視で重なる位置には、センサ基板15を貫通するスルーホール(図示せず)を介して第2磁気抵抗素子60に電気的に接続された第2アンプ92が設けられている。なお、第1ホール素子51および第2ホール素子52は、センサ基板15を貫通するスルーホール(図示せず)を介して第1アンプ91に電気的に接続されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the
かかる構成によれば、第1磁気抵抗素子40と第1アンプ91との信号伝達経路が短いため、第1磁気抵抗素子40から第1アンプ91に出力されるアナログ信号は、第1磁石20からの電磁的な影響を受けにくい。従って、第1磁気抵抗素子40から第1アンプ91に出力されるアナログ信号に歪み等が発生しにくい。また、第2磁気抵抗素子60と第2アンプ92との信号伝達経路が短いため、第2磁気抵抗素子60から第2アンプ92に出力されるアナログ信号は、第2磁石30からの電磁的な影響を受けにくい。従って、第2磁気抵抗素子60から第2アンプ92に出力されるアナログ信号に歪み等が発生しにくい。
According to such a configuration, since the signal transmission path between the first
ここで、第1磁気抵抗素子40および第2磁気抵抗素子60は各々、磁気抵抗パターンが形成された素子基板が所定のパッケージに収容された磁気デバイスの状態でセンサ基板15に実装される。本形態では、パッケージに用いられた蓋材がガラス等の透光性部材からなる。このため、第1磁気抵抗素子40および第2磁気抵抗素子60をパッケージに収容した磁気デバイスをセンサ基板15に実装する際、透光性の蓋材を介して第1磁気抵抗素子40および第2磁気抵抗素子60の位置を直接、確認しながら、デバイスをセンサ基板15に実装することができる。
Here, each of the
また、素子基板をパッケージに収容する際に用いる接着剤については、弾性を有するものを用いることが好ましい。かかる構成によれば、温度変化等が発生した場合でも、第1磁気抵抗素子40および第2磁気抵抗素子60の位置がずれにくい。
It is preferable to use an adhesive having elasticity when the element substrate is housed in the package. According to such a configuration, even when a temperature change or the like occurs, the positions of the
(検出原理)
図5は、本発明を適用したロータリエンコーダ1における検出原理を示す説明図であり、図5(a)、(b)は、磁気抵抗素子4から出力される信号等の説明図、およびかかる信号と回転体2の角度位置(電気角)との関係を示す説明図である。図6は、本発明を適用したロータリエンコーダ1における角度位置の決定方法の基本的構成を示す説明図である。図7は、本発明を適用したロータリエンコーダ1における角度位置の決定方法の具体的構成を示す説明図である。なお、図7には、第2絶対角度データabs−2の各周期が
真の角度位置に対して、いずれの位置の周期かを示す符号1、2・・n−1、n、n+1・・Nを付し、インクリメンタル角度データINCの各周期が真の角度位置に対して、いずれの位置の周期かを示す符号1、2・・m−1、m、m+1・・Nを付してある。
(Detection principle)
FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams showing the principle of detection in the
図3に示すように、本形態のロータリエンコーダ1において、第1磁気抵抗素子40、第1ホール素子51、第2ホール素子52、および第2磁気抵抗素子60の出力は、第1アンプ91、第2アンプ92、A−Dコンバータ93a、93b、94を介して、補間処理や各種演算処理を行うCPU等を備えたデータ処理部90に出力される。データ処理部90は、第1磁気抵抗素子40、第1ホール素子51、第2ホール素子52、および第2磁気抵抗素子60からの出力に基づいて、固定体10に対する回転体2の絶対角度位置を求める。
As shown in FIG. 3, in the
より具体的には、ロータリエンコーダ1において、回転体2が1回転すると、第1磁石20が1回転するので、第1センサ部1aの第1磁気抵抗素子40からは、図5(a)に示す正弦波信号sin、cosが2周期分、出力される。従って、データ処理部90において、図5(b)に示すように、正弦波信号sin、cosからθ=tan−1(sin/cos)を求めれば、回転体2の角度位置θが分かる。また、本形態では、第1センサ部1aには、第1磁石20の中心からみて90°ずれた位置に第1ホール素子51および第2ホール素子52が配置されている。このため、現在位置が正弦波信号sin、cosのいずれの区間に位置するかが分かるので、回転体2の絶対角度位置が分かる。
More specifically, in the
また、本形態のロータリエンコーダ1では、第2センサ部1bに、N極とS極とが周方向において交互に複数着磁された環状の着磁面31を備えた第2磁石30が用いられており、かかる第2磁石30に対向する第2磁気抵抗素子60からは、回転体2が第2磁石30の磁極の1周期分を回転する度に、正弦波信号sin、cosが出力される。従って、第2磁気抵抗素子60から出力された正弦波信号sin、cosについても、図5(b)に示すように、正弦波信号sin、cosからθ=tan−1(sin/cos)を求めれば、第2磁石30の磁極の1周期分に相当する角度内における回転体2の角度位置θが分かる。
In the
そこで、本形態では、第1センサ部1aにおける1回転1周期の第1絶対角度データabs−1(図6(a)参照)と、第2センサ部1bにおける1回転N周期のインクリメンタル角度データINC(図6(b)参照)とに基づいて、回転体2の瞬間時の角度位置を検出する。従って、第1絶対角度データabs−1の分解能が低い場合でも、図6(c)に示すように、分解能の高い絶対角度データを得ることができる。
Therefore, in the present embodiment, the first absolute angle data abs-1 (see FIG. 6A) for one rotation and one cycle in the
かかる検出方式を採用するにあたって、図7(a)に示すように、図6(a)に示す第1絶対角度データabs−1を、第2磁石30の磁極対の数(N:2以上の正の整数)に内挿分割した第2絶対角度データabs−2を作成しておき、瞬間時に第1センサ部1aからの出力が、図7(a)に示す第2絶対角度データabs−2の周期1、2・・n−1、n、n+1・・Nのいずれの周期に位置するかを検出する。また、瞬間時に第2センサ部1bからの出力が、図7(b)に示すインクリメンタル角度データINCの周期1、2・・m−1、m、m+1・・N内におけるいずれの位置に相当するかを検出する。そして、瞬間時における第1センサ部1aにおける出力が、図7(a)に示す第2絶対角度データabs−2のいずれの周期にあるかをデジタルデータの上位データとし、第2センサ部1bからの出力が、図7(b)に示すインクリメンタル角度データINCのいずれの位置に相当するかをデジタルデータの下位データとして、瞬間時の回転体2の絶対角度位置を検出する。
In adopting such a detection method, as shown in FIG. 7A, the first absolute angle data abs-1 shown in FIG. 6A is converted into the number of magnetic pole pairs of the second magnet 30 (N: 2 or more). The second absolute angle data abs-2 interpolated and divided into (positive integers) is created, and the output from the
このため、図3に示すデータ処理部90には、第1センサ部1aにおける第2絶対角度
データabs−2を記憶しておく第1メモリ96と、第1センサ部1aにおけるインクリメンタル角度データINCを記憶しておく第2メモリ97と、瞬間時における第1センサ部1aからの出力、瞬間時における第2センサ部1bからの出力、第1メモリ96に記憶されている第2絶対角度データabs−2、および第2メモリ97に記憶されているインクリメンタル角度データINCに基づいて、瞬間時の回転体2の絶対角度位置を決定する角度位置決定部95とが設けられている。
For this reason, the
(位相ずれの補正)
図8は、本発明を適用したロータリエンコーダ1において絶対角度データの位相が進んでいる場合の説明図である。図9は、本発明を適用したロータリエンコーダ1において絶対角度データの位相が遅れている場合の説明図である。なお、図8および図9には、インクリメンタル角度データINCの各周期が真の角度位置に対して、いずれの位置の周期かを示す符号1、2・・m−1、m、m+1・・Nを付し、第2絶対角度データabs−2の各周期が真の角度位置に対して、いずれの位置の周期かを示す符号1、2・・n−1、n、n+1・・Nを付し、第3絶対角度データabs−3の各周期が真の角度位置に対して、いずれの位置の周期かを示す符号1、2・・i−1、i、i+1・・2Nを付してある。ここで、iは奇数である。
(Correction of phase shift)
FIG. 8 is an explanatory diagram when the phase of the absolute angle data is advanced in the
本形態のロータリエンコーダ1においては、第1センサ部1aと第2センサ部1bとの相対的な位置ずれ、第1センサ部1aおよび第2センサ部1bを構成する部材の特性の誤差、第1センサ部1aと第2センサ部1bとのサンプリング時間差等の影響で第2絶対角度データabs−2の位相とインクリメンタル角度データINCの位相とがずれることがあり、このような場合、検出精度が低下する。
In the
そこで、本形態のロータリエンコーダ1では、図3に示すように、データ処理部90には、予め設定されたタイミングで第2絶対角度データabs−2の位相とインクリメンタル角度データINCの位相とを比較する位相比較部98と、位相比較部での比較結果において第2絶対角度データabs−2とインクリメンタル角度データINCとの位相がずれているときに第2絶対角度データabs−2の位相とインクリメンタル角度データINCの位相とを一致させる補正を行う位相補正部99とが設けられている。このため、ロータリエンコーダ1では、第2絶対角度データabs−2の位相とインクリメンタル角度データINCの位相とを比較する位相比較工程と、第2絶対角度データabs−2の位相とインクリメンタル角度データINCの位相とがずれているときに第2絶対角度データabs−2の補正を行う位相補正工程とが行われる。ここで、第2絶対角度データabs−2の位相とインクリメンタル角度データINCの位相とを比較する位相比較部98は、第2絶対角度データabs−2の位相とインクリメンタル角度データINCの位相を直接比較するのではなく、後述するように、第1絶対角度データabs−1から内挿分割された第3絶対角度データabs−3とインクリメンタル角度データINCにより比較を行う。
Therefore, in the
本形態において、位相比較部98は、第1絶対角度データabs−1が(2×N)個に内挿分割されたデータに相当する第3絶対角度データabs−3(図8(b)、図9(b))参照)を生成して第3メモリ986に記憶させておく第3絶対角度データ生成部985と、第3絶対角度データabs−3に基づいてインクリメンタル角度データINCに対する第2絶対角度データabs−2の位相の進みの有無を判定する第1判定部981と、第3絶対角度データabs−3に基づいてインクリメンタル角度データINCに対する第2絶対角度データabs−2の位相の遅れの有無を判定する第2判定部982とが設けられている。
In the present embodiment, the
本形態では、予め設定されたタイミングで、位相比較工程および位相補正工程を行うにあたって、回転体2を回転させて、その瞬間時の第1センサ部1aおよび第2センサ部1
bのデータを得る。
In this embodiment, when performing the phase comparison step and the phase correction step at a preset timing, the
Obtain the data of b.
次に、位相比較工程において、第1判定部981は、図8(a)、(b)に示すように、第1センサ部1aによる検出結果が第3絶対角度データabs−3における奇数番目(例えば、i番目)の周期であって、第2センサ部1bによる検出結果がインクリメンタル角度データINCにおける第1閾値TH1以上である場合、第2絶対角度データabs−2の位相がインクリメンタル角度データINCの位相より進んでいると判定する。すなわち、第2絶対角度データabs−2の位相とインクリメンタル角度データINCの位相とが一致している場合、第1センサ部1aによる検出結果が第3絶対角度データabs−3における奇数番目の周期であるときには、第2センサ部1bによる検出結果は、インクリメンタル角度データINCにおける第1閾値TH1未満であるから、上記の処理によれば、第2絶対角度データabs−2の位相がインクリメンタル角度データINCの位相より進んでいることを検出することができる。本形態において、第1閾値TH1は、電気角で270degである。
Next, in the phase comparison step, as shown in FIGS. 8A and 8B, the
また、位相比較工程において、第2判定部982は、図9(a)、(b)に示すように、第1センサ部1aによる検出結果が第3絶対角度データabs−3における偶数番目(例えば、(i+1)番目)の周期であって、第2センサ部1bによる検出結果がインクリメンタル角度データINCにおける第2閾値TH2以下である場合、第2絶対角度データabs−2の位相がインクリメンタル角度データINCの位相より遅れていると判定する。すなわち、第2絶対角度データabs−2の位相とインクリメンタル角度データINCの位相とが一致している場合、第1センサ部1aによる検出結果が第3絶対角度データabs−3における偶数番目の周期であるときには、第2センサ部1bによる検出結果は、インクリメンタル角度データINCにおける第2閾値TH2を超えることから、上記の処理によれば、第2絶対角度データabs−2の位相がインクリメンタル角度データINCの位相より遅れていることを検出することができる。本形態において、第2閾値TH2は、電気角で90degである。
Further, in the phase comparison step, as shown in FIGS. 9A and 9B, the
次に、位相補正工程において、位相補正部99は、第1センサ部1aによる検出結果が第3絶対角度データabs−3におけるi番目(奇数番目)の周期であって、第2センサ部1bによる検出結果がインクリメンタル角度データINCにおける第1閾値TH1以上である期間については、図8(c)に示すように、第2絶対角度データabs−2における(((i+1)/2)−1)番目の周期(n−1番目の周期)となるように、第2絶対角度データabs−2を補正する。従って、インクリメンタル角度データINCと、補正後の第2絶対角度データabs−2とでは位相が一致する。かかる補正後の第2絶対角度データabs−2は、第1メモリ96に記憶される。
Next, in the phase correction step, the
これに対して、位相補正工程において、位相補正部99は、第1センサ部1aによる検出結果が第3絶対角度データabs−3における(i+1)番目(偶数番目)の周期であって、第2センサ部1bによる検出結果がインクリメンタル角度データINCにおける第2閾値TH2以下である期間については、図9(c)に示すように、第2絶対角度データabs−2における(((i+1)/2)+1)番目の周期(n+1番目の周期)となるように、第2絶対角度データabs−2を補正する。従って、インクリメンタル角度データINCと、補正後の第2絶対角度データabs−2とでは位相が一致する。かかる補正後の第2絶対角度データabs−2は、第1メモリ96に記憶される。
On the other hand, in the phase correction step, the
従って、それ以降、角度位置決定部95は、第1メモリ96に記憶されている補正後の第2絶対角度データabs−2、および第2メモリ97に記憶されているインクリメンタル角度データINCに基づいて、瞬間時の回転体2の絶対角度位置を検出する。
Therefore, thereafter, the angular
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態のロータリエンコーダ1では、第1センサ部1aでの検出結果、および第2センサ部1bでの検出結果に基づいて回転体2の瞬間時の絶対角度位置を検出する。このため、高い分解能で回転体2の瞬間時の角度位置を高い分解能で検出することができる。
(Main effects of this embodiment)
As described above, in the
また、位相比較部98は、第1センサ部1aにおける絶対角度データ(第2絶対角度データabs−2)の位相と、第2センサ部1bにおけるインクリメンタル角度データINCとの位相とを比較し、位相補正部99は、位相がずれている場合、絶対角度データ(第2絶対角度データabs−2)の位相を補正して、絶対角度データ(第2絶対角度データabs−2)の位相とインクリメンタル角度データINCの位相とを一致させる。このため、第1センサ部1aでの検出結果、および第2センサ部1bでの検出結果に基づいて回転体2の瞬間時の絶対角度位置を検出する方式のロータリエンコーダ1において、第1センサ部1aと第2センサ部1bとの間の相対的な位置ずれ等に起因して、絶対角度データ(第2絶対角度データabs−2)の位相とインクリメンタル角度データINCとの位相とにずれが発生した場合でも、検出精度の低下を抑制することができる。
Further, the
また、位相比較工程において、位相比較部98は、第1センサ部1aによる検出結果、第3絶対角度データabs−3、第2センサ部1bによる検出結果、およびインクリメンタル角度データINCに基づいて第2絶対角度データabs−2の位相とインクリメンタル角度データINCの位相とを比較するので、第1センサ部1aと第2センサ部1bとの間の相対的な位置ずれ等に起因する検出精度の低下を抑制することができる。
Further, in the phase comparing step, the
また、位相補正工程において、位相補正部99は、位相比較工程(位相比較部98)での比較結果において、第1センサ部1aによる検出結果が第3絶対角度データabs−3における何番目の周期かを判定した結果に基づいて補正する内容を決定する。このため、第2絶対角度データabs−2の補正を容易に行うことができる。
Further, in the phase correction step, the
(他の実施の形態)
上記実施形態の磁気式のロータリエンコーダでは、第1センサ部1aおよび第2センサ部1bに磁石と磁気抵抗素子とを用いたが、第1センサ部1aおよび第2センサ部1bの一方あるいは双方をレゾルバによって構成した場合に本発明を適用してもよい。
(Other embodiments)
In the magnetic rotary encoder of the above embodiment, the magnet and the magnetoresistive element are used for the
上記実施形態のロータリエンコーダは、磁気式であったが、光学式のロータリエンコーダに本発明を適用してもよい。 Although the rotary encoder according to the above embodiment is a magnetic encoder, the present invention may be applied to an optical rotary encoder.
1 ロータリエンコーダ、1a 第1センサ部、1b 第2センサ部、2 回転体、4 磁気抵抗素子、10 固定体、15 センサ基板、20 第1磁石、21 着磁面、30
第2磁石、40 第1磁気抵抗素子、51 第1ホール素子、52 第2ホール素子、60 第2磁気抵抗素子、90 データ処理部、91 第1アンプ、92 第2アンプ、95 角度位置決定部、98 位相比較部、99 位相補正部、151 第1面、152
第2面、981 第1判定部、982 第2判定部、985 第3絶対角度データ生成部、abs−1 第1絶対角度データ、abs−2 第2絶対角度データ、abs−3 第3絶対角度データ、INC インクリメンタル角度データ、L 回転軸線方向
DESCRIPTION OF
2nd magnet, 40 1st magnetoresistive element, 51 1st Hall element, 52 2nd Hall element, 60 2nd magnetoresistive element, 90 data processing part, 91 first amplifier, 92 second amplifier, 95 angular position determination part , 98 phase comparator, 99 phase corrector, 151 first surface, 152
2nd surface, 981 first determination unit, 982 second determination unit, 985 third absolute angle data generation unit, abs-1 first absolute angle data, abs-2 second absolute angle data, abs-3 third absolute angle Data, INC Incremental angle data, L Rotation axis direction
Claims (9)
第1センサ部と、
第2センサ部と、
前記第1センサ部における1回転1周期の第1絶対角度データがN個に内挿分割された第2絶対角度データ、および前記第2センサ部における1回転N周期のインクリメンタル角度データに基づいて、回転体の絶対角度位置を決定するロータリエンコーダであって、
前記第2絶対角度データの位相と前記インクリメンタル角度データの位相とを比較する位相比較部と、
前記位相比較部での比較結果において前記第2絶対角度データの位相と前記インクリメンタル角度データの位相とがずれているときに前記第2絶対角度データの補正を行う位相補正部と、
を有することを特徴とするロータリエンコーダ。 When N is a positive integer of 2 or more,
A first sensor unit;
A second sensor unit;
Based on the second absolute angle data obtained by interpolating and dividing the first absolute angle data of one cycle per rotation in the first sensor unit into N pieces, and the incremental angle data of N cycles per rotation in the second sensor unit, A rotary encoder for determining an absolute angular position of a rotating body,
A phase comparison unit that compares the phase of the second absolute angle data with the phase of the incremental angle data;
A phase correction unit that corrects the second absolute angle data when the phase of the second absolute angle data is out of phase with the phase of the incremental angle data in the comparison result of the phase comparison unit;
A rotary encoder comprising:
前記位相比較部は、前記第1センサ部による検出結果が前記第3絶対角度データにおける奇数番目の周期であって、前記第2センサ部による検出結果が前記インクリメンタル角度データにおける第1閾値以上である場合、前記第2絶対角度データの位相が進んでいると判定し、前記第1センサ部による検出結果が前記第3絶対角度データにおける偶数番目の周期であって、前記第2センサ部による検出結果が前記インクリメンタル角度データにおける第2閾値以下である場合、前記第2絶対角度データの位相が遅れていると判定することを特徴とする請求項1に記載のロータリエンコーダ。 When data obtained by interpolating and dividing the first absolute angle data by (2 × N) times is used as third absolute angle data,
In the phase comparison unit, a detection result by the first sensor unit is an odd-numbered cycle in the third absolute angle data, and a detection result by the second sensor unit is equal to or greater than a first threshold value in the incremental angle data. In this case, it is determined that the phase of the second absolute angle data is advanced, and the detection result by the first sensor unit is an even-numbered cycle in the third absolute angle data, and the detection result by the second sensor unit is 2. The rotary encoder according to claim 1, wherein when is less than or equal to a second threshold in the incremental angle data, it is determined that the phase of the second absolute angle data is delayed. 3.
前記位相補正部は、前記第1センサ部による検出結果が前記第3絶対角度データにおけるi番目の周期であって、前記第2センサ部による検出結果が前記インクリメンタル角度データにおける第1閾値以上である期間については、前記第2絶対角度データにおける(((i+1)/2)−1)番目の周期となるように前記第2絶対角度データを補正し、前記第1センサ部による検出結果が前記第3絶対角度データにおける(i+1)番目の周期であって、前記第2センサ部による検出結果が前記インクリメンタル角度データにおける第2閾値以下である期間については、前記第2絶対角度データにおける(((i+1)/2)+1)番目の周期となるように前記第2絶対角度データを補正することを特徴とする請求項2に記載のロータリエンコーダ。 When i is odd,
The phase correction unit may be configured such that a detection result by the first sensor unit is an i-th cycle in the third absolute angle data, and a detection result by the second sensor unit is equal to or larger than a first threshold value in the incremental angle data. As for the period, the second absolute angle data is corrected so as to be the (((i + 1) / 2) -1) -th cycle in the second absolute angle data, and the detection result by the first sensor unit is the In the (i + 1) -th cycle in the third absolute angle data, and during a period in which the detection result by the second sensor unit is equal to or less than the second threshold in the incremental angle data, (((i + 1)) in the second absolute angle data 3. The rotary engine according to claim 2, wherein the second absolute angle data is corrected so as to be a cycle of () / 2) +1). Over da.
前記第2センサ部は、回転中心軸周りに複数極対が配置された第2磁石と、前記第2磁石に対向する第2磁気抵抗素子と、を備えていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のロータリエンコーダ。 A first magnet in which one N pole and one S pole are arranged around a rotation center axis; a first magnetoresistive element facing in a rotation center axis direction of the first magnet; A first Hall element facing the first magnet; and a second Hall element disposed at a position shifted by 90 ° in mechanical angle around the rotation center axis with respect to the first Hall element.
The said 2nd sensor part is provided with the 2nd magnet with which the several pole pair was arrange | positioned around the rotation center axis, and the 2nd magnetoresistive element facing the said 2nd magnet, The 1st characterized by the above-mentioned. The rotary encoder according to any one of claims 4 to 4.
前記センサ基板の前記第1面とは反対側の第2面側において前記第1磁気抵抗素子と重
なる位置には、前記センサ基板を貫通するスルーホールを介して前記第1磁気抵抗素子に電気的に接続された第1アンプが設けられていることを特徴とする請求項5に記載のロータリエンコーダ。 The first magnetic resistance element has a sensor substrate provided on a first surface side,
At a position overlapping the first magnetoresistive element on a second surface side of the sensor substrate opposite to the first surface, the first magnetoresistive element is electrically connected to the first magnetoresistive element via a through hole penetrating the sensor substrate. The rotary encoder according to claim 5, further comprising a first amplifier connected to the rotary encoder.
前記センサ基板の前記第2面側において前記第2磁気抵抗素子と重なる位置には、前記センサ基板を貫通するスルーホールを介して前記第2磁気抵抗素子に電気的に接続された第2アンプが設けられていることを特徴とする請求項6に記載のロータリエンコーダ。 The second magnetoresistive element is provided on the first surface side of the sensor substrate,
A second amplifier electrically connected to the second magnetoresistive element via a through hole penetrating the sensor board is provided at a position overlapping the second magnetoresistive element on the second surface side of the sensor substrate. The rotary encoder according to claim 6, wherein the rotary encoder is provided.
Nを2以上の正の整数としたとき、
前記第1センサ部における1回転1周期の第1絶対角度データがN個に内挿分割された第2絶対角度データ、および前記第2センサ部における1回転N周期のインクリメンタル角度データに基づいて、回転体の絶対角度位置を決定するロータリエンコーダの絶対角度位置検出方法であって、
前記第2絶対角度データの位相と前記インクリメンタル角度データの位相とを比較する位相比較工程と、
前記第2絶対角度データの位相と前記インクリメンタル角度データの位相とがずれているときに前記第2絶対角度データの補正を行う位相補正工程と、
を行うことを特徴とするロータリエンコーダの絶対角度位置検出方法。 Providing a first sensor unit and a second sensor unit;
When N is a positive integer of 2 or more,
Based on the second absolute angle data obtained by interpolating and dividing the first absolute angle data of one cycle per rotation in the first sensor unit into N pieces, and the incremental angle data of N cycles per rotation in the second sensor unit, An absolute angular position detection method for a rotary encoder that determines an absolute angular position of a rotating body,
A phase comparing step of comparing the phase of the second absolute angle data with the phase of the incremental angle data;
A phase correction step of correcting the second absolute angle data when the phase of the second absolute angle data is out of phase with the phase of the incremental angle data;
A method for detecting the absolute angular position of a rotary encoder.
前記位相比較工程では、前記第1センサ部による検出結果が前記第3絶対角度データにおける奇数番目の周期であって、前記第2センサ部による検出結果が前記インクリメンタル角度データにおける第1閾値以上である場合、前記第2絶対角度データの位相が進んでいると判定し、前記第1センサ部による検出結果が前記第3絶対角度データにおける偶数番目の周期であって、前記第2センサ部による検出結果が前記インクリメンタル角度データにおける第2閾値以下である場合、前記第2絶対角度データの位相が遅れていると判定することを特徴とする請求項8に記載のロータリエンコーダの絶対角度位置検出方法。 When data obtained by interpolating and dividing the first absolute angle data by (2 × N) times is used as third absolute angle data,
In the phase comparison step, a detection result by the first sensor unit is an odd-numbered cycle in the third absolute angle data, and a detection result by the second sensor unit is equal to or greater than a first threshold value in the incremental angle data. In this case, it is determined that the phase of the second absolute angle data is advanced, and the detection result by the first sensor unit is an even-numbered cycle in the third absolute angle data, and the detection result by the second sensor unit is The absolute angle position detection method for a rotary encoder according to claim 8, wherein when is less than or equal to a second threshold value in the incremental angle data, it is determined that the phase of the second absolute angle data is delayed.
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