JP7258609B2 - Position detector - Google Patents

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Description

この発明は、位置検出装置に関し、特に、回転体の回転位置に対応して信号を出力する位置検出装置に関する。 The present invention relates to a position detection device, and more particularly to a position detection device that outputs a signal corresponding to the rotational position of a rotating body.

例えばモータのロータなどの回転体の回転位置（回転角度）に対応して信号を出力する位置検出装置が用いられている。 For example, a position detection device is used that outputs a signal corresponding to the rotational position (rotational angle) of a rotating body such as a rotor of a motor.

例えば、下記特許文献１には、遊星歯車装置において、ロータリエンコーダ等によって検出した入力時の回転角度に対応する回転角度補正量に基づいて、サーボモータの回転指令を補正することにより、回転角度誤差を低減することが開示されている。 For example, in the following patent document 1, in a planetary gear device, a rotation angle error is corrected by correcting a rotation command of a servo motor based on a rotation angle correction amount corresponding to the rotation angle at the time of input detected by a rotary encoder or the like. is disclosed to reduce the

特開平９－３１１７２５号公報JP-A-9-311725

この発明は、簡素な構成を有しており、高精度な位置検出装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a highly accurate position detection device having a simple configuration.

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、位置検出装置は、回転体と、回転体の回転位置に応じて、第１の分解能を有する周期的な第１パルス信号を出力する回転検出部と、回転体の回転位置が所定の基準位置であることを検出する基準位置検出部と、第１パルス信号に対応する予め設定された補正情報を記憶する記憶部と、回転検出部から出力された第１パルス信号と、基準位置検出部の検出結果と、記憶部に記憶されている補正情報とに基づいて、第１の分解能よりも低い第２の分解能を有する周期的な第２パルス信号を出力する出力部とを備える。 According to one aspect of the present invention to achieve the above object, a position detection device includes a rotating body and a rotation detecting apparatus that outputs a periodic first pulse signal having a first resolution in accordance with the rotational position of the rotating body. a reference position detection unit for detecting that the rotational position of the rotating body is a predetermined reference position; a storage unit for storing preset correction information corresponding to the first pulse signal; A periodic second pulse having a second resolution lower than the first resolution based on the obtained first pulse signal, the detection result of the reference position detection unit, and the correction information stored in the storage unit. and an output unit for outputting a signal.

好ましくは、出力部は、第１パルス信号のそれぞれのパルスのうち補正情報に基づいて特定されるパルスが出力されるタイミングに基づいて第２パルス信号のパルスを発生させる。 Preferably, the output section generates the pulse of the second pulse signal based on the timing at which the pulse specified based on the correction information among the pulses of the first pulse signal is output.

好ましくは、補正情報は、回転可能な範囲の全域を回転体が回転する間に出力される第１パルス信号に含まれるそれぞれのパルスに対応して設定されている。 Preferably, the correction information is set corresponding to each pulse included in the first pulse signal output while the rotating body rotates through the entire rotatable range.

これらの発明に従うと、簡素な構成を有しており、高精度な位置検出装置を提供することができる。 According to these inventions, it is possible to provide a highly accurate position detection device having a simple configuration.

本発明の実施の形態の１つにおけるエンコーダを用いたモータ装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a motor device using an encoder in one embodiment of the present invention; FIG. エンコーダの概略構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a schematic configuration of an encoder; FIG. エンコーダの動作を説明するタイミングチャートである。4 is a timing chart for explaining the operation of an encoder; 本実施の形態の第１の変形例に係るエンコーダの動作を説明するタイミングチャートである。9 is a timing chart explaining the operation of the encoder according to the first modified example of the present embodiment; 本実施の形態の第２の変形例に係るエンコーダの動作を説明するタイミングチャートである。9 is a timing chart explaining the operation of the encoder according to the second modified example of the embodiment;

以下、本発明の実施の形態におけるエンコーダ（位置検出装置の一例）について説明する。 An encoder (an example of a position detection device) according to an embodiment of the present invention will be described below.

［実施の形態］ [Embodiment]

図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるエンコーダ１を用いたモータ装置９１の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a motor device 91 using an encoder 1 according to one embodiment of the invention.

図１に示されるように、モータ装置９１は、エンコーダ１と、制御装置５０と、モータ８０とを有している。モータ８０は、制御装置５０の制御に基づいて、ロータ（回転体の一例）８１を回転させる。エンコーダ１は、モータ８０のロータ８１の回転位置（回転角度）に対応する出力信号（第２パルス信号の一例）Ｓ２を出力する。出力信号Ｓ２は、例えば、制御装置５０に出力されるが、これに限られるものではない。 As shown in FIG. 1 , the motor device 91 has an encoder 1 , a control device 50 and a motor 80 . The motor 80 rotates a rotor (an example of a rotating body) 81 under the control of the control device 50 . The encoder 1 outputs an output signal (an example of a second pulse signal) S2 corresponding to the rotational position (rotational angle) of the rotor 81 of the motor 80 . The output signal S2 is output to the control device 50, for example, but is not limited to this.

制御装置５０は、例えば、制御部５１と、制御部５１の制御に基づいてモータ８０に駆動電圧を印加するインバータ回路５２とを有している。制御部５１は、インバータ回路５２の制御を行うことでモータ８０を駆動させる。制御部５１は、例えば、エンコーダ１から出力された出力信号Ｓ２に応じてモータ８０を駆動させることができるが、これに限られるものではない。 The control device 50 has, for example, a control section 51 and an inverter circuit 52 that applies a drive voltage to the motor 80 based on the control of the control section 51 . The control unit 51 drives the motor 80 by controlling the inverter circuit 52 . For example, the control unit 51 can drive the motor 80 according to the output signal S2 output from the encoder 1, but is not limited to this.

なお、エンコーダ１は、このようなモータ装置９１に限られず、例えばブラシ等を有するモータと共に用いたり、回転体を有するその他の種々の装置と共に用いたりすることができる。 The encoder 1 is not limited to the motor device 91 as described above, and can be used with a motor having a brush or the like, or with other various devices having a rotating body.

図２は、エンコーダ１の概略構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the encoder 1. As shown in FIG.

図２に示されるように、エンコーダ１は、回転検出部１１と、基準位置検出部１２と、出力部１５と、補正情報１９を記憶している記憶部１８とを有している。 As shown in FIG. 2, the encoder 1 has a rotation detection section 11, a reference position detection section 12, an output section 15, and a storage section 18 in which correction information 19 is stored.

回転検出部１１は、ロータ８１の回転位置に応じて、回転検出信号（第１パルス信号の一例）Ｓ１を出力する。回転検出信号Ｓ１は、第１の分解能Ｒｉを有する、周期的なパルス信号である。すなわち、回転検出部１１は、ロータ８１が所定の角度だけ回転する間に第１の数のパルスが含まれる回転検出信号Ｓ１を出力する。回転検出信号Ｓ１は、出力部１５に入力される。 The rotation detector 11 outputs a rotation detection signal (an example of a first pulse signal) S1 according to the rotational position of the rotor 81 . The rotation detection signal S1 is a periodic pulse signal with a first resolution Ri. That is, the rotation detector 11 outputs the rotation detection signal S1 containing the first number of pulses while the rotor 81 rotates by a predetermined angle. The rotation detection signal S<b>1 is input to the output section 15 .

本実施の形態においては、回転検出部１１は、比較的高い第１の分解能Ｒｉを有するパルス発生器である。回転検出部１１は、例えば、光学式の検出方式によりロータ８１の回転位置を検出するものであってもよいし、磁気式の方法などその他の方法でロータ８１の回転位置を検出するものであってもよい。また、ロータ８１の周方向の変位の検出結果を逓倍することにより比較的高い第１の分解能Ｒｉのパルス信号を発生させるように構成されていてもよい。 In this embodiment, the rotation detector 11 is a pulse generator with a relatively high first resolution Ri. The rotation detector 11 may detect the rotational position of the rotor 81 by, for example, an optical detection method, or may detect the rotational position of the rotor 81 by another method such as a magnetic method. may Alternatively, the detection result of the circumferential displacement of the rotor 81 may be multiplied to generate a pulse signal with a relatively high first resolution Ri.

基準位置検出部１２は、ロータ８１の回転位置が所定の基準位置であることを検出する。検出結果は、基準位置信号Ｓｐとして出力され、出力部１５に入力される。本実施の形態において、ロータ８１が一回転する間において、ロータ８１が所定の回転位置にあるときに基準位置信号Ｓｐのパルスが発生する。基準位置信号Ｓｐは、例えばＰＧ信号であるが、これに限られるものではない。例えば、モータ８０に設けたホール素子等から出力されるものであってもよいし、種々の信号を基準位置信号Ｓｐとして用いることができる。 The reference position detector 12 detects that the rotational position of the rotor 81 is at a predetermined reference position. A detection result is output as a reference position signal Sp and input to the output unit 15 . In this embodiment, during one rotation of the rotor 81, a pulse of the reference position signal Sp is generated when the rotor 81 is at a predetermined rotational position. The reference position signal Sp is, for example, a PG signal, but is not limited to this. For example, it may be output from a Hall element or the like provided in the motor 80, or various signals may be used as the reference position signal Sp.

記憶部１８は、例えば、メモリである。記憶部１８は、回転検出信号Ｓ１に対応する補正情報１９を記憶する。補正情報１９は、後述のようにして、個々のエンコーダ１について予め設定され、記憶部１８に記憶されている。補正情報１９には、回転可能な範囲の全域をロータ８１が回転する間すなわちロータ８１が一回転する間に出力される回転検出信号Ｓ１に含まれるそれぞれのパルスに対応する情報が含まれる。 The storage unit 18 is, for example, a memory. The storage unit 18 stores correction information 19 corresponding to the rotation detection signal S1. The correction information 19 is set in advance for each encoder 1 and stored in the storage unit 18 as will be described later. The correction information 19 includes information corresponding to each pulse included in the rotation detection signal S1 output while the rotor 81 rotates through the entire rotatable range, that is, while the rotor 81 rotates once.

出力部１５は、入力された信号等に基づいて、出力信号Ｓ２を出力する。出力信号Ｓ２は、第２の分解能Ｒｔを有する、周期的なパルス信号である。すなわち、出力部１５は、ロータ８１が所定の角度だけ回転する間に第２の数のパルスが含まれる出力信号Ｓ２を出力する。 The output unit 15 outputs an output signal S2 based on the input signal or the like. The output signal S2 is a periodic pulse signal with a second resolution Rt. That is, the output unit 15 outputs the output signal S2 containing the second number of pulses while the rotor 81 rotates by a predetermined angle.

第２の分解能Ｒｔは、第１の分解能Ｒｉよりも低い。すなわち、ロータ８１が所定の角度だけ回転する間に出力される出力信号Ｓ２に含まれるパルスの数（第２の数）は、その間に出力される回転検出信号Ｓ１に含まれるパルスの数（第１の数）よりも小さい。本実施の形態において、第１の分解能Ｒｉは分解能Ｒｔの数倍又は数十倍であるが、これに限られるものではない。 The second resolution Rt is lower than the first resolution Ri. That is, the number of pulses included in the output signal S2 output while the rotor 81 rotates by a predetermined angle (second number) is the number of pulses included in the rotation detection signal S1 output during that time (second number). number of 1). In this embodiment, the first resolution Ri is several times or several tens of times the resolution Rt, but it is not limited to this.

本実施の形態において、出力部１５は、回転検出部１１から出力された回転検出信号Ｓ１と、基準位置検出部１２の検出結果である基準位置信号Ｓｐと、記憶部１８に記憶されている補正情報１９とに基づいて、出力信号Ｓ２を出力する。 In the present embodiment, the output unit 15 outputs the rotation detection signal S1 output from the rotation detection unit 11, the reference position signal Sp that is the detection result of the reference position detection unit 12, and the correction stored in the storage unit 18. Based on the information 19, an output signal S2 is output.

図３は、エンコーダ１の動作を説明するタイミングチャートである。 FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the encoder 1. FIG.

図３においては、モータ８０のロータ８１が略定速で回転している場合においてエンコーダ１において扱われる信号の波形が大まかに示されている。すなわち、図３において、左右方向は時間に対応しており、また、ロータ８１の回転位置に対応しているともいえる。図３の上側には、上段から、基準位置信号Ｓｐ、較正用信号Ｓ０、回転検出信号Ｓ１、出力信号Ｓ２のそれぞれの波形が示されている。図３の下段には、較正用信号Ｓ０、回転検出信号Ｓ１、補正情報１９、及び出力信号Ｓ２のそれぞれの波形等を部分的に拡大したものが示されている。 FIG. 3 roughly shows waveforms of signals handled by the encoder 1 when the rotor 81 of the motor 80 is rotating at a substantially constant speed. That is, in FIG. 3 , the horizontal direction corresponds to time, and it can be said that it corresponds to the rotational position of the rotor 81 . The upper part of FIG. 3 shows waveforms of the reference position signal Sp, the calibration signal S0, the rotation detection signal S1, and the output signal S2 from the top. The lower part of FIG. 3 shows partially enlarged waveforms of the calibration signal S0, the rotation detection signal S1, the correction information 19, and the output signal S2.

図３の上側に示されているように、基準位置信号Ｓｐは、ロータ８１が所定の回転位置に到来しているときにパルスが立ち上がるものである。ロータ８１が一回転する度に、基準位置信号Ｓｐの１つのパルスが立ち上がる。回転検出信号Ｓ１及び出力信号Ｓ２は、それぞれロータ８１の回転位置の変化に伴って周期的に出力されるパルスを含む。 As shown in the upper part of FIG. 3, the pulse of the reference position signal Sp rises when the rotor 81 reaches a predetermined rotational position. One pulse of the reference position signal Sp rises each time the rotor 81 rotates once. The rotation detection signal S1 and the output signal S2 each include pulses that are periodically output as the rotational position of the rotor 81 changes.

較正用信号Ｓ０は、第３の分解能Ｒｘを有する。本実施の形態において、較正用信号Ｓ０の第３の分解能Ｒｘは、出力信号Ｓ２の第２の分解能Ｒｔと同じであるが、これに限られるものではない。第３の分解能Ｒｘは、第２の分解能Ｒｔと同じであるか、第２の分解能Ｒｔよりも高いことが望ましい。 Calibration signal S0 has a third resolution Rx. In this embodiment, the third resolution Rx of the calibration signal S0 is the same as the second resolution Rt of the output signal S2, but it is not limited to this. The third resolution Rx is preferably the same as or higher than the second resolution Rt.

本実施の形態において、出力部１５は、基準位置信号Ｓｐでパルスが出力されたとき、そのときのロータ８１の回転位置（以下、この回転位置のことを原点ということがある）を基準にして、その後ロータ８１が一回転する間の出力信号Ｓ２のパルスを、回転検出信号Ｓ１と補正情報１９とに基づいて出力する。出力部１５は、回転検出信号Ｓ１のそれぞれのパルスのうち、補正情報１９に基づいて特定されるパルスが出力されるタイミングに基づいて、出力信号Ｓ２のパルスを発生させる。すなわち、補正情報１９は、予め、回転検出信号Ｓ１に、出力信号Ｓ２のパルスを出力するタイミングを特定する情報を対応付けたものであり、出力部１５は、回転検出信号Ｓ１のパルスに基づいて、補正情報１９により特定されるタイミングに出力信号Ｓ２のパルスを発生させる。 In the present embodiment, when a pulse is output by the reference position signal Sp, the output unit 15 uses the rotational position of the rotor 81 at that time (hereinafter, this rotational position may be referred to as the origin) as a reference. , and thereafter outputs pulses of the output signal S2 during one rotation of the rotor 81 based on the rotation detection signal S1 and the correction information 19. FIG. The output unit 15 generates the pulse of the output signal S2 based on the timing at which the pulse specified based on the correction information 19 among the pulses of the rotation detection signal S1 is output. That is, the correction information 19 associates the rotation detection signal S1 with information specifying the timing of outputting the pulse of the output signal S2 in advance. , generates a pulse of the output signal S2 at the timing specified by the correction information 19. FIG.

より具体的には、出力部１５は、回転検出信号Ｓ１のそれぞれのパルスのうち補正情報１９に基づいて特定されるパルスが出力されている間、出力信号Ｓ２のパルスを発生させる。すなわち、図３の下側に示されているように、補正情報１９は、原点を基準にして、回転検出信号Ｓ１のそれぞれのパルスに「０」又は「１」の情報を対応付けたものである。出力部１５は、原点を基準にして、回転検出信号Ｓ１のパルスと補正情報１９との対応関係に基づいて、補正情報１９として「１」が対応付けられている回転検出信号Ｓ１のパルスが出力されているときに、出力信号Ｓ２のパルスを出力させる。 More specifically, the output unit 15 generates the pulse of the output signal S2 while the pulse specified based on the correction information 19 among the pulses of the rotation detection signal S1 is output. That is, as shown in the lower part of FIG. 3, the correction information 19 associates information of "0" or "1" with each pulse of the rotation detection signal S1 with reference to the origin. be. The output unit 15 outputs a pulse of the rotation detection signal S1 associated with "1" as the correction information 19 based on the correspondence relationship between the pulse of the rotation detection signal S1 and the correction information 19 with the origin as a reference. , the pulse of the output signal S2 is output.

図３においては、時刻ｔ１より前の回転検出信号Ｓ１のパルスについては補正情報１９として「０」が対応付けられており、この「０」が対応付けられているパルスが出力されている間は出力信号Ｓ２はローレベルとなる。時刻ｔ１から時刻ｔ２までに出力される回転検出信号Ｓ１のパルスについては補正情報１９として「１」が対応付けられており、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間は出力信号Ｓ２はハイレベルとなる。その後、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間及び時刻ｔ４以降は、補正情報１９として「０」が対応付けられている回転検出信号Ｓ１のパルスが出力されているので、出力信号Ｓ２はローレベルとなる。また、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間は補正情報１９として「１」が対応付けられている回転検出信号Ｓ１のパルスが出力されているため、出力信号Ｓ２はハイレベルとなる。換言すると、出力部１５は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間と、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間に、出力信号Ｓ２のパルスを出力する。 In FIG. 3, the pulse of the rotation detection signal S1 before time t1 is associated with "0" as the correction information 19, and while the pulse associated with this "0" is being output, The output signal S2 becomes low level. A pulse of the rotation detection signal S1 output from time t1 to time t2 is associated with "1" as the correction information 19, and the output signal S2 is at high level from time t1 to time t2. After that, from time t2 to time t3 and after time t4, the pulse of the rotation detection signal S1 associated with "0" as the correction information 19 is output, so the output signal S2 becomes low level. . Further, since the pulse of the rotation detection signal S1 associated with "1" as the correction information 19 is output from the time t3 to the time t4, the output signal S2 becomes high level. In other words, the output unit 15 outputs pulses of the output signal S2 between time t1 and time t2 and between time t3 and time t4.

補正情報１９は、エンコーダ１をモータ８０に組み付けた後で、例えば以下のようにして生成される。補正情報１９の生成には、ロータ８１の回転位置に応じてその回転位置を高精度に検出可能な較正用信号Ｓ０を出力可能な装置が用いられる。 The correction information 19 is generated, for example, as follows after the encoder 1 is assembled to the motor 80 . A device capable of outputting a calibration signal S0 capable of detecting the rotational position of the rotor 81 with high accuracy is used to generate the correction information 19 .

まず、エンコーダ１をモータ８０に組み付けた状態で、較正用信号Ｓ０を出力可能な装置をモータ８０に一時的に取り付ける。この状態でロータ８１を回転させ、基準位置信号Ｓｐと、回転検出信号Ｓ１と、較正用信号Ｓ０とを得る。 First, a device capable of outputting a calibration signal S0 is temporarily attached to the motor 80 while the encoder 1 is attached to the motor 80 . Rotor 81 is rotated in this state to obtain reference position signal Sp, rotation detection signal S1, and calibration signal S0.

次に、回転検出信号Ｓ１と較正用信号Ｓ０とを、基準位置信号Ｓｐのパルスを基準として同期させた状態で比較する。回転検出信号Ｓ１のパルスのうち、較正用信号Ｓ０のパルスに対応するパルスに補正情報として「１」を対応させ、そうでないパルスに補正情報として「０」を対応させる。具体的には、図３の下側に示されるように、時刻ｔ１ｂから時刻ｔ２ｂ、及び時刻ｔ３ｂから時刻ｔ４ｂに較正用信号Ｓ０のパルスが出力されている場合には、その間の回転検出信号Ｓ１のパルスに対応する補正情報として「１」が設定され、それ以外の回転検出信号Ｓ１のパルスに対応する補正情報として「０」が設定される。 Next, the rotation detection signal S1 and the calibration signal S0 are compared in a synchronized state with reference to the pulse of the reference position signal Sp. Of the pulses of the rotation detection signal S1, the pulses corresponding to the pulses of the calibration signal S0 are associated with "1" as correction information, and the other pulses are associated with "0" as correction information. Specifically, as shown in the lower part of FIG. 3, when the pulses of the calibration signal S0 are output from time t1b to time t2b and from time t3b to time t4b, the rotation detection signal S1 "1" is set as the correction information corresponding to the pulses of the rotation detection signal S1, and "0" is set as the correction information corresponding to the other pulses of the rotation detection signal S1.

このようにして原点を基準としてロータ８１が一回転する間の補正情報１９を設定し、記憶部１８に記憶させることで、上述のようなエンコーダ１の動作が実行可能となる。 By setting the correction information 19 during one rotation of the rotor 81 with reference to the origin in this way and storing it in the storage unit 18, the operation of the encoder 1 as described above can be executed.

一般に、ロータ８１の回転位置を正確に検出する必要がある場合には、高いコストが必要となる。例えば、角度の精度が０．０１度以下であるというような高精度の角度情報を得るためには、一回転当たり３６０００パルス以上の分解能を有し、出力する信号自身も安定して高精度に出力することができる高価なエンコーダを用いる必要がある。また、エンコーダのモータへの取り付け精度も高くすることが必要になる。また、エンコーダの大きさも大型になる場合がある。 In general, high costs are required when the rotational position of the rotor 81 needs to be accurately detected. For example, in order to obtain high-precision angle information with an angle accuracy of 0.01 degrees or less, it is necessary to have a resolution of 36000 pulses or more per rotation, and the output signal itself must be stable and highly accurate. It is necessary to use an expensive encoder capable of output. In addition, it is necessary to improve the mounting accuracy of the encoder to the motor. Also, the size of the encoder may become large.

本実施の形態においては、比較的高い分解能Ｒｉを有する回転検出信号Ｓ１を用いて、予め較正用信号Ｓ０に対応させて設定した補正情報１９に基づいて、ロータ８１の回転位置に応じた比較的低い分解能Ｒｔを有する出力信号Ｓ２が出力される。したがって、回転検出信号Ｓ１自体の精度が比較的低くても、較正用信号Ｓ０に近似した高精度の出力信号Ｓ２を出力させることができる。例えば、図３に示されるように、出力信号Ｓ２のパルスのエッジ（立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジ）が出力される時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４と、高精度である較正用信号Ｓ０のパルスのエッジが出力される時刻ｔ１ｂ，ｔ２ｂ，ｔ３ｂ，ｔ４ｂとの差は小さくなる。本実施の形態の構成においては、回転検出部１１としては、最終的に出力する出力信号Ｓ２の分解能Ｒｔよりも高い分解能Ｒｉを有する回転検出信号Ｓ１を得られるものを用いればよく、高精度のものを用いる必要はない。また、エンコーダ１のモータ８０への取り付け精度が低くても、高精度の出力信号Ｓ２を出力させることができる。したがって、高精度で高価なエンコーダを用いることなく、低いコストで、必要な分解能Ｒｔで高い精度を有する出力信号Ｓ２を出力可能なエンコーダ１を製造することができる。 In the present embodiment, the rotation detection signal S1 having a relatively high resolution Ri is used, and based on the correction information 19 set in advance in association with the calibration signal S0, a comparative detection corresponding to the rotational position of the rotor 81 is performed. An output signal S2 with a low resolution Rt is output. Therefore, even if the accuracy of the rotation detection signal S1 itself is relatively low, it is possible to output a highly accurate output signal S2 that approximates the calibration signal S0. For example, as shown in FIG. 3, there are times t1, t2, t3, and t4 when the edge (rising edge or falling edge) of the pulse of the output signal S2 is output, and the timing of the pulse of the highly accurate calibration signal S0. Differences from the times t1b, t2b, t3b, and t4b at which edges are output become smaller. In the configuration of the present embodiment, as the rotation detection section 11, one that can obtain the rotation detection signal S1 having a resolution Ri higher than the resolution Rt of the output signal S2 that is finally output may be used. You don't have to use anything. Further, even if the mounting accuracy of the encoder 1 to the motor 80 is low, it is possible to output the output signal S2 with high accuracy. Therefore, the encoder 1 capable of outputting the output signal S2 having the required resolution Rt and high accuracy can be manufactured at low cost without using a high-accuracy and expensive encoder.

補正情報１９は、ロータ８１が一回転する間に出力される回転検出信号Ｓ１に含まれるそれぞれのパルスに対応して設定されている。そのため、原点を基準としてロータ８１が一回転するまでのすべての区間において、ロータ８１の回転位置に応じて高精度の出力信号Ｓ２を出力させることができる。 The correction information 19 is set corresponding to each pulse included in the rotation detection signal S1 output while the rotor 81 rotates once. Therefore, it is possible to output the highly accurate output signal S2 according to the rotational position of the rotor 81 in all sections until the rotor 81 makes one rotation with respect to the origin.

なお、補正情報１９は、上述のような態様のものに限られない。 Note that the correction information 19 is not limited to the form described above.

図４は、本実施の形態の第１の変形例に係るエンコーダ１の動作を説明するタイミングチャートである。 FIG. 4 is a timing chart explaining the operation of encoder 1 according to the first modification of the present embodiment.

図４においては、図３の下側と同様に、較正用信号Ｓ０、回転検出信号Ｓ１、補正情報１９、及び出力信号Ｓ２のそれぞれの波形等が示されている。 4, similarly to the lower side of FIG. 3, waveforms of the calibration signal S0, the rotation detection signal S1, the correction information 19, and the output signal S2 are shown.

第１の変形例において、補正情報１９は、回転検出信号Ｓ１のそれぞれのパルスのうち、出力信号Ｓ２のパルスのエッジ（立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジ）に対応するパルスについて「１」を、それ以外のパルスについて「０」を、それぞれ対応付けたものである。 In the first modification, the correction information 19 sets "1" for each pulse of the rotation detection signal S1 corresponding to the edge (rising edge or falling edge) of the pulse of the output signal S2, and sets "1" for other pulses. are associated with "0" for each pulse.

出力部１５は、回転検出信号Ｓ１のそれぞれのパルスのうち補正情報１９に基づいて特定されるパルスが出力されるタイミングにおいて出力信号Ｓ２のパルスのエッジを発生させる。すなわち、出力信号Ｓ２がローレベルである場合において、対応付けられている補正情報１９が「１」である回転検出信号Ｓ１のパルスが検出されたとき、出力信号Ｓ２のパルスの出力を開始し（立ち上がりエッジを出力し）、その後、ハイレベルの出力を維持する。また、出力信号Ｓ２がハイレベルである場合において、対応付けられている補正情報１９が「１」である回転検出信号Ｓ１のパルスが検出されたとき、出力信号Ｓ２のパルスの出力を終了し（立ち下がりエッジを出力し）、その後、ローレベルの出力を維持する。換言すると、出力部１５は、対応付けられている補正情報１９が「１」である回転検出信号Ｓ１のパルスが検出される度に、出力信号Ｓ２のレベルを切り替える。 The output unit 15 generates the edge of the pulse of the output signal S2 at the timing when the pulse specified based on the correction information 19 among the pulses of the rotation detection signal S1 is output. That is, when the output signal S2 is at the low level, when a pulse of the rotation detection signal S1 whose associated correction information 19 is "1" is detected, the output of the pulse of the output signal S2 is started ( output a rising edge), and then maintain the output at a high level. Further, when the output signal S2 is at a high level, when a pulse of the rotation detection signal S1 whose associated correction information 19 is "1" is detected, the output of the pulse of the output signal S2 is terminated ( output a falling edge), and then keep the output at low level. In other words, the output unit 15 switches the level of the output signal S2 each time a pulse of the rotation detection signal S1 with the associated correction information 19 of "1" is detected.

このようにしても、エンコーダ１から高精度な出力信号Ｓ２を出力させることができ、上述の実施の形態と同様の利点が得られる。なお、補正情報１９において、立ち上がりエッジに対応付けられる情報と立ち下がりエッジに対応付けられる情報とが区別されていてもよい。 Even in this way, the encoder 1 can output the highly accurate output signal S2, and the same advantages as those of the above-described embodiment can be obtained. In the correction information 19, information associated with the rising edge and information associated with the falling edge may be distinguished.

図５は、本実施の形態の第２の変形例に係るエンコーダ１の動作を説明するタイミングチャートである。 FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of encoder 1 according to the second modification of the present embodiment.

図５においても、図３の下側と同様に、較正用信号Ｓ０、回転検出信号Ｓ１、補正情報１９、及び出力信号Ｓ２のそれぞれの波形等が示されている。 5 also shows respective waveforms of the calibration signal S0, the rotation detection signal S1, the correction information 19, and the output signal S2, as in the lower part of FIG.

第２の変形例において、補正情報１９は、回転検出信号Ｓ１のそれぞれのパルスのうち、出力信号Ｓ２のパルスのエッジ（立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジ）に対応するパルスを、原点からのパルスのカウント数で特定する情報である。 In the second modification, the correction information 19 includes the pulses corresponding to the edges (rising edges or falling edges) of the pulses of the output signal S2 among the pulses of the rotation detection signal S1. It is information specified by a number.

出力部１５は、回転検出信号Ｓ１のそれぞれのパルスのうち補正情報１９に基づいて特定されるパルスが出力されるタイミングにおいて出力信号Ｓ２のパルスのエッジを発生させる。すなわち、出力信号Ｓ２のパルスのエッジを発生させるタイミングは、例えば、原点からの回転検出信号Ｓ１のパルスをカウントした数が補正情報１９において指定されている数と一致したタイミングであるということができる。 The output unit 15 generates the edge of the pulse of the output signal S2 at the timing when the pulse specified based on the correction information 19 among the pulses of the rotation detection signal S1 is output. That is, it can be said that the timing for generating the edge of the pulse of the output signal S2 is, for example, the timing when the counted number of pulses of the rotation detection signal S1 from the origin matches the number specified in the correction information 19. .

出力部１５は、回転検出信号Ｓ１のそれぞれのパルスのうち出力信号Ｓ２がローレベルである場合において、補正情報１９で特定された回転検出信号Ｓ１のパルスが検出されたとき、出力信号Ｓ２のパルスの出力を開始し（立ち上がりエッジを出力し）、その後、ハイレベルの出力を維持する。また、出力信号Ｓ２がハイレベルである場合において、補正情報１９で特定された回転検出信号Ｓ１のパルスが検出されたとき、出力信号Ｓ２のパルスの出力を終了し（立ち下がりエッジを出力し）、その後、ローレベルの出力を維持する。換言すると、出力部１５は、原点からの回転検出信号Ｓ１のパルスのカウント数が補正情報１９で指定されている数になる度に、出力信号Ｓ２のレベルを切り替える。 The output unit 15 outputs a pulse of the output signal S2 when the pulse of the rotation detection signal S1 specified by the correction information 19 is detected when the output signal S2 among the pulses of the rotation detection signal S1 is at a low level. (output a rising edge), and then maintain a high level output. Further, when the output signal S2 is at high level and the pulse of the rotation detection signal S1 specified by the correction information 19 is detected, the output of the pulse of the output signal S2 is terminated (the falling edge is output). , then keep the output low. In other words, the output unit 15 switches the level of the output signal S2 each time the count number of pulses of the rotation detection signal S1 from the origin reaches the number specified by the correction information 19 .

このようにしても、エンコーダ１から高精度な出力信号Ｓ２を出力させることができ、上述の実施の形態と同様の利点が得られる。なお、補正情報１９において、立ち上がりエッジを特定する情報と立ち下がりエッジを特定する情報とが区別されていてもよい。 Even in this way, the encoder 1 can output the highly accurate output signal S2, and the same advantages as those of the above-described embodiment can be obtained. In the correction information 19, the information specifying the rising edge and the information specifying the falling edge may be distinguished.

［その他］ [others]

上述の実施の形態の構成そのものに限られず、上述の実施の形態の一部の構成要素を、適宜、変更したり、置換したりしてもよい。また、上述の実施の形態のうち、一部の構成要素や機能が省略されていてもよい。 It is not limited to the configuration of the above-described embodiment itself, and some components of the above-described embodiment may be changed or replaced as appropriate. Also, some components and functions may be omitted from the above-described embodiments.

エンコーダは、アブソリュート型のものに限られず、インクリメンタル型のものであってもよい。インクリメンタル型のエンコーダにおいても、回転体が一回転する間に所定の回転位置で発生する基準位置信号を基準として、上述と同様に、高精度の出力信号を得ることができる。 The encoder is not limited to the absolute type and may be of the incremental type. Also in the incremental encoder, a highly accurate output signal can be obtained in the same manner as described above, based on a reference position signal generated at a predetermined rotational position during one rotation of the rotating body.

第１パルス信号を間引いたパルスに対して、第１パルス信号及び補正情報に基づいて補正を行ってもよい。補正情報は間引きされたもので、間引き補正の間は一定カウント毎に第２パルス信号を出力するような構成でも構わない。間引いたパルスに対して補正を行うことで、第２パルス信号を出力する出力部の処理速度（処理能力）を抑えることができる。すなわち、安価に構成することが可能となる。 A pulse obtained by thinning the first pulse signal may be corrected based on the first pulse signal and correction information. The correction information is thinned out, and the second pulse signal may be output at every constant count during the thinning out correction. By correcting the thinned-out pulses, the processing speed (processing capacity) of the output unit that outputs the second pulse signal can be suppressed. That is, it becomes possible to configure at low cost.

エンコーダは、モータに限られず、回転体を有する種々の装置に用いることができる。 Encoders are not limited to motors, and can be used in various devices having rotating bodies.

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The above-described embodiments should be considered as illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.

１ エンコーダ（位置検出装置の一例）
１１ 回転検出部
１２ 基準位置検出部
１５ 出力部
１８ 記憶部
１９ 補正情報
８０ モータ
８１ ロータ（回転体の一例）
９１ モータ装置
Ｓ１ 回転検出信号（第１パルス信号の一例）
Ｓ２ 出力信号（第２パルス信号の一例）
Ｓｐ 基準位置信号 1 Encoder (an example of a position detection device)
REFERENCE SIGNS LIST 11 rotation detection unit 12 reference position detection unit 15 output unit 18 storage unit 19 correction information 80 motor 81 rotor (an example of a rotating body)
91 motor device S1 rotation detection signal (an example of the first pulse signal)
S2 output signal (an example of the second pulse signal)
Sp Reference position signal

Claims (2)

回転体と、
前記回転体の回転位置に応じて、第１の分解能を有する周期的な第１パルス信号を出力する回転検出部と、
前記回転体の回転位置が所定の基準位置であることを検出する基準位置検出部と、
前記第１パルス信号に対応する予め設定された補正情報を記憶する記憶部と、
前記回転検出部から出力された第１パルス信号と、前記基準位置検出部の検出結果と、前記記憶部に記憶されている補正情報とに基づいて、前記第１の分解能よりも低い第２の分解能を有する周期的な第２パルス信号を出力する出力部とを備え、
前記出力部は、前記第１パルス信号に基づいて、前記補正情報によって特定されるタイミングにおいて前記第２パルスのエッジを発生させる、位置検出装置。 a rotating body;
a rotation detector that outputs a periodic first pulse signal having a first resolution according to the rotational position of the rotating body;
a reference position detection unit that detects that the rotational position of the rotating body is a predetermined reference position;
a storage unit that stores preset correction information corresponding to the first pulse signal;
Based on the first pulse signal output from the rotation detection section, the detection result of the reference position detection section, and the correction information stored in the storage section, a second resolution lower than the first resolution is obtained. an output unit that outputs a periodic second pulse signal having resolution ,
The position detection device, wherein the output unit generates an edge of the second pulse at a timing specified by the correction information based on the first pulse signal. 前記補正情報は、回転可能な範囲の全域を前記回転体が回転する間に出力される前記第１パルス信号に含まれるそれぞれのパルスに対応して設定されている、請求項１に記載の位置検出装置。 2. The position according to claim 1 , wherein the correction information is set corresponding to each pulse included in the first pulse signal output while the rotating body rotates through the entire rotatable range. detection device.
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