JP2001264109A - エンコーダ装置とその信号処理方法 - Google Patents
エンコーダ装置とその信号処理方法Info
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- JP2001264109A JP2001264109A JP2000072288A JP2000072288A JP2001264109A JP 2001264109 A JP2001264109 A JP 2001264109A JP 2000072288 A JP2000072288 A JP 2000072288A JP 2000072288 A JP2000072288 A JP 2000072288A JP 2001264109 A JP2001264109 A JP 2001264109A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンコーダの外形サイズに依存せず、検出素
子の機械的な調整を軽減ないし不要とする。 【解決手段】 エンコーダ装置において、第１の位置検
出手段から出力されるＡ相信号を増幅する第１の増幅器
１３と、第１の増幅器から出力されるＡ相増幅信号とＢ
相信号とを加算する加算器１４と、加算器１４の出力信
号とＡ相信号との位相差が９０°となるように加算器１
４の出力信号とＡ相信号とを観測しながら第１の増幅器
のゲインを調整する位相測定手段と、加算器１４の出力
段に設けられ、加算器１４の出力信号とＡ相信号とを観
測しながら両方の信号の振幅が等しくなるようにゲイン
を調整される第２の増幅器１５とを備える。
子の機械的な調整を軽減ないし不要とする。 【解決手段】 エンコーダ装置において、第１の位置検
出手段から出力されるＡ相信号を増幅する第１の増幅器
１３と、第１の増幅器から出力されるＡ相増幅信号とＢ
相信号とを加算する加算器１４と、加算器１４の出力信
号とＡ相信号との位相差が９０°となるように加算器１
４の出力信号とＡ相信号とを観測しながら第１の増幅器
のゲインを調整する位相測定手段と、加算器１４の出力
段に設けられ、加算器１４の出力信号とＡ相信号とを観
測しながら両方の信号の振幅が等しくなるようにゲイン
を調整される第２の増幅器１５とを備える。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は可動物体、例えばモ
ータの回転位置や工作機械のテーブル等の直線移動位置
を検出するエンコーダ装置とその信号処理方法に関す
る。
ータの回転位置や工作機械のテーブル等の直線移動位置
を検出するエンコーダ装置とその信号処理方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】モータにおけるロータ等の回転位置を検
出するエンコーダには、回転位置検出手段として、光電
素子を用いた光学式エンコーダ、磁気感光素子を用いた
磁気式エンコーダ、容量変化を生じる電極を利用した静
電式エンコーダ等が知られている。これらエンコーダで
は、複数の回転位置検出手段から、９０゜位相のずれた
Ａ相、Ｂ相の回転位置検出信号を得て、この信号を元に
回転位置、回転方向を求めている。しかし、回転位置検
出手段として使用する磁気感応素子や光電素子等の感度
のばらつきや素子の取り付け誤差の影響で、Ａ相とＢ相
の回転位置検出信号の振幅に差が生じたり、位相差が９
０°からずれてしまう。すなわち、Ａ相の回転位置検出
信号を第（１）式、B相の回転位置検出信号を第（２）
式で表した場合、Ｋa≠Ｋb、α≠９０゜となる。 Ａ＝Ｋa・sinθ （１） Ｂ＝Ｋb・sin（θ＋α） （２） このように、Ａ相とＢ相の回転位置検出信号の振幅が異
なったり、位相差が９０°からずれたりすると、エンコ
ーダの回転位置検出精度が悪くなるといった問題が生じ
る。したがって、従来のエンコーダでは、回転検出手段
として使用する磁気感応素子や光電素子等の取り付け誤
差を抑えるために、製造時に顕微鏡等を用いて磁気感応
素子や光電素子の取り付け位置を高精度に機械的に調整
していた。または、図８に示す特開平２−２５１７２０
のような構成で、Ａ相とＢ相の回転位置検出信号の振
幅、位相差を電気的に調整していた。このエンコーダに
おける調整方法を説明する。まず、差動配置した磁気感
応素子や光電素子等の回転位置検出手段からのａ＋信号
とａ−信号およびｂ＋信号とｂ−信号を差動増幅器１６
ａ、１６ｂにより差動増幅し、Ａ相、Ｂ相の回転位置検
出信号を得る。このＡ相、Ｂ相の信号を、Ａ／Ｄ変換器
６１ａ、６１ｂでデジタル信号に変換し、プロセッサ６
２に入力する。プロセッサ６２は、Ａ相、Ｂ相の信号の
最大値、最小値から、それぞれの振幅Ｋa、Ｋbを求め
る。この振幅Ｋa、Ｋbの大きさから得られた比Ｋa/Ｋb
をＢ相信号に乗じてることで、振幅の等しいＡ'、Ｂ'が
得られる。 Ａ'＝Ａ＝Ｋa・sinθ （３） Ｂ'＝（Ｋa/Ｋb）・Ｂ＝Ｋa・sin（θ＋α） （４） 次に、Ａ'とＢ'とのリサージュ波形である楕円の中心か
らの距離ｒを求めると、 ｒ＝（Ａ'2＋Ｂ'2）1/2＝Ｋa｛sin2θ＋sin2（θ＋α）｝1/2 （５） この楕円の半径ｒが、楕円の長軸状の両端および短軸上
の両端で極大値又は極小値となることから、半径ｒの２
乗ｒ2を求め、 ｒ2＝Ｋa2｛sin2（θ＋α）＋sin2（θ＋α）｝ （６） θで微分すると ｒ2／ｄθ＝Ｋa2｛２sinθcosθ＋２sin（θ＋α）cos（θ＋α）｝ ＝Ｋa2｛sin２θ＋２sin（２θ＋α）｝ ＝2Ｋa2sinα（2θ＋α）cosα （７） αの値は９０゜ではないので、cosαも０ではない。よ
って、ｒ2の微分が０となる点は、 sin（２θ＋α）＝０ （８） ゆえに、2θ＋α＝ｎπ／２のとき第（８）式は０とな
るから、θ＝−α／２、θ＝π／２−α／２、 θ
＝π−α／２、θ＝３π／２−α／２のとき楕円の半径
ｒは極大、極小となり、半径ｒの極大値は第（５）式よ
り、 θ＝−α／２、π−α／２のとき、ｒ＝√２・Ｋa｜sin（α／２）｜ （９） θ＝π／２−α／２、３π／２−α／２のとき、 ｒ＝√２・Ｋa｜cos（α／２）｜ （１０） となる。すなわち、位相誤差αの値が９０゜より小さい
ときは、cos（α／２）＞sin（α／２）となり、楕円の
半径ｒの最大値ｒ(max)、最小値r(min)は次の第（１
１）式、第（１２）式のようになる。 ｒ(max)＝√２・Ｋa・cos（α／２） （１１） r(min)＝√２・Ｋa・sin（α／２） （１２） また、位相誤差αの値が９０゜より大きいときは、cos
（α／２）＜sin（α／２）となり、楕円の半径ｒの最
大値ｒ(max)、最小値r(min)は次の第（１３）式、第
（１４）式のようになる。 r(min)＝√２・Ｋa・sin（α／２） （１３） r(min)＝√２・Ｋa・cos（α／２） （１４） その結果、α＜９０゜のとき、すなわち長軸であるｒ(m
ax)が第１、第３象限にあるとき、第（１１）、第（１
２）式より、 α＝２・tan-1（ｒ(min)／r(max)） （１５） 一方、α＞９０゜のとき、すなわち長軸であるｒ(max)
が第２、第４象限にあるとき、第（１３）、第（１４）
式より、 α＝２・tan-1（ｒ(max)／r(min)） （１６） として、位相が求められる。次に、上記第（４）式の
Ｂ'からcosα・Ａ’を減じたものをsinαで割った値
Ｂ''を求めると、第（１７）式に示されるように、補正
信号Ａ'に対して振幅同一で位相差が９０゜の信号Ｂ''
を求めることができる。 Ｂ''＝（Ｂ'−cosα・Ａ'）／sinα ＝（Ｋａ・sin（θ＋α）−Ｋａ・sinθcosα）／sinα ＝Ｋa・cosθ （１７） 従来のエンコーダでは、上記のように機械的あるいは電
気的手段により、Ａ相とＢ相の回転位置検出信号の振
幅、位相差の調整をおこなっていた。
出するエンコーダには、回転位置検出手段として、光電
素子を用いた光学式エンコーダ、磁気感光素子を用いた
磁気式エンコーダ、容量変化を生じる電極を利用した静
電式エンコーダ等が知られている。これらエンコーダで
は、複数の回転位置検出手段から、９０゜位相のずれた
Ａ相、Ｂ相の回転位置検出信号を得て、この信号を元に
回転位置、回転方向を求めている。しかし、回転位置検
出手段として使用する磁気感応素子や光電素子等の感度
のばらつきや素子の取り付け誤差の影響で、Ａ相とＢ相
の回転位置検出信号の振幅に差が生じたり、位相差が９
０°からずれてしまう。すなわち、Ａ相の回転位置検出
信号を第（１）式、B相の回転位置検出信号を第（２）
式で表した場合、Ｋa≠Ｋb、α≠９０゜となる。 Ａ＝Ｋa・sinθ （１） Ｂ＝Ｋb・sin（θ＋α） （２） このように、Ａ相とＢ相の回転位置検出信号の振幅が異
なったり、位相差が９０°からずれたりすると、エンコ
ーダの回転位置検出精度が悪くなるといった問題が生じ
る。したがって、従来のエンコーダでは、回転検出手段
として使用する磁気感応素子や光電素子等の取り付け誤
差を抑えるために、製造時に顕微鏡等を用いて磁気感応
素子や光電素子の取り付け位置を高精度に機械的に調整
していた。または、図８に示す特開平２−２５１７２０
のような構成で、Ａ相とＢ相の回転位置検出信号の振
幅、位相差を電気的に調整していた。このエンコーダに
おける調整方法を説明する。まず、差動配置した磁気感
応素子や光電素子等の回転位置検出手段からのａ＋信号
とａ−信号およびｂ＋信号とｂ−信号を差動増幅器１６
ａ、１６ｂにより差動増幅し、Ａ相、Ｂ相の回転位置検
出信号を得る。このＡ相、Ｂ相の信号を、Ａ／Ｄ変換器
６１ａ、６１ｂでデジタル信号に変換し、プロセッサ６
２に入力する。プロセッサ６２は、Ａ相、Ｂ相の信号の
最大値、最小値から、それぞれの振幅Ｋa、Ｋbを求め
る。この振幅Ｋa、Ｋbの大きさから得られた比Ｋa/Ｋb
をＢ相信号に乗じてることで、振幅の等しいＡ'、Ｂ'が
得られる。 Ａ'＝Ａ＝Ｋa・sinθ （３） Ｂ'＝（Ｋa/Ｋb）・Ｂ＝Ｋa・sin（θ＋α） （４） 次に、Ａ'とＢ'とのリサージュ波形である楕円の中心か
らの距離ｒを求めると、 ｒ＝（Ａ'2＋Ｂ'2）1/2＝Ｋa｛sin2θ＋sin2（θ＋α）｝1/2 （５） この楕円の半径ｒが、楕円の長軸状の両端および短軸上
の両端で極大値又は極小値となることから、半径ｒの２
乗ｒ2を求め、 ｒ2＝Ｋa2｛sin2（θ＋α）＋sin2（θ＋α）｝ （６） θで微分すると ｒ2／ｄθ＝Ｋa2｛２sinθcosθ＋２sin（θ＋α）cos（θ＋α）｝ ＝Ｋa2｛sin２θ＋２sin（２θ＋α）｝ ＝2Ｋa2sinα（2θ＋α）cosα （７） αの値は９０゜ではないので、cosαも０ではない。よ
って、ｒ2の微分が０となる点は、 sin（２θ＋α）＝０ （８） ゆえに、2θ＋α＝ｎπ／２のとき第（８）式は０とな
るから、θ＝−α／２、θ＝π／２−α／２、 θ
＝π−α／２、θ＝３π／２−α／２のとき楕円の半径
ｒは極大、極小となり、半径ｒの極大値は第（５）式よ
り、 θ＝−α／２、π−α／２のとき、ｒ＝√２・Ｋa｜sin（α／２）｜ （９） θ＝π／２−α／２、３π／２−α／２のとき、 ｒ＝√２・Ｋa｜cos（α／２）｜ （１０） となる。すなわち、位相誤差αの値が９０゜より小さい
ときは、cos（α／２）＞sin（α／２）となり、楕円の
半径ｒの最大値ｒ(max)、最小値r(min)は次の第（１
１）式、第（１２）式のようになる。 ｒ(max)＝√２・Ｋa・cos（α／２） （１１） r(min)＝√２・Ｋa・sin（α／２） （１２） また、位相誤差αの値が９０゜より大きいときは、cos
（α／２）＜sin（α／２）となり、楕円の半径ｒの最
大値ｒ(max)、最小値r(min)は次の第（１３）式、第
（１４）式のようになる。 r(min)＝√２・Ｋa・sin（α／２） （１３） r(min)＝√２・Ｋa・cos（α／２） （１４） その結果、α＜９０゜のとき、すなわち長軸であるｒ(m
ax)が第１、第３象限にあるとき、第（１１）、第（１
２）式より、 α＝２・tan-1（ｒ(min)／r(max)） （１５） 一方、α＞９０゜のとき、すなわち長軸であるｒ(max)
が第２、第４象限にあるとき、第（１３）、第（１４）
式より、 α＝２・tan-1（ｒ(max)／r(min)） （１６） として、位相が求められる。次に、上記第（４）式の
Ｂ'からcosα・Ａ’を減じたものをsinαで割った値
Ｂ''を求めると、第（１７）式に示されるように、補正
信号Ａ'に対して振幅同一で位相差が９０゜の信号Ｂ''
を求めることができる。 Ｂ''＝（Ｂ'−cosα・Ａ'）／sinα ＝（Ｋａ・sin（θ＋α）−Ｋａ・sinθcosα）／sinα ＝Ｋa・cosθ （１７） 従来のエンコーダでは、上記のように機械的あるいは電
気的手段により、Ａ相とＢ相の回転位置検出信号の振
幅、位相差の調整をおこなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来は、Ａ
相とＢ相の回転位置検出信号の振幅、位相差を調整する
ために、エンコーダの製造時に、顕微鏡等を用いて磁気
感応素子や光電素子等の回転位置検出手段を高精度に取
り付け、機械的に精密調整する必要があった。そのた
め、エンコーダ製造時に、調整に要する労力が大きく、
調整コストがかかるという問題点があった。また、従来
の電気的調整では、Ａ相とＢ相の位相差αを直接求めな
ければならず、そのためにディジタル演算処理を必要と
し装置の構成が煩雑であった。具体的には、回転位置検
出手段として用いる磁気感応素子や光電素子からのアナ
ログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部が必
要であり、さらにディジタル信号の演算のためにＣＰＵ
やＤＳＰといったプロセッサも必要であり、装置の構成
が煩雑となるとともにコストも高くなるといった問題点
があった。特に、エンコーダの外形サイズが小型になれ
ばなるほど検出素子の調整に要する労力とコストが大き
くなっていた。本発明はこれらの問題点に鑑みてなされ
たものであり、エンコーダの外形サイズに依存せず、検
出素子の機械的な調整を軽減ないし不要とするエンコー
ダ装置を提供し、さらにＡ、Ｂ相の振幅、位相調整に必
要とされたＡ／Ｄ変換器やマイクロプロセッサを不要と
し、エンコーダ装置のコストを低減することを目的とす
る。
相とＢ相の回転位置検出信号の振幅、位相差を調整する
ために、エンコーダの製造時に、顕微鏡等を用いて磁気
感応素子や光電素子等の回転位置検出手段を高精度に取
り付け、機械的に精密調整する必要があった。そのた
め、エンコーダ製造時に、調整に要する労力が大きく、
調整コストがかかるという問題点があった。また、従来
の電気的調整では、Ａ相とＢ相の位相差αを直接求めな
ければならず、そのためにディジタル演算処理を必要と
し装置の構成が煩雑であった。具体的には、回転位置検
出手段として用いる磁気感応素子や光電素子からのアナ
ログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部が必
要であり、さらにディジタル信号の演算のためにＣＰＵ
やＤＳＰといったプロセッサも必要であり、装置の構成
が煩雑となるとともにコストも高くなるといった問題点
があった。特に、エンコーダの外形サイズが小型になれ
ばなるほど検出素子の調整に要する労力とコストが大き
くなっていた。本発明はこれらの問題点に鑑みてなされ
たものであり、エンコーダの外形サイズに依存せず、検
出素子の機械的な調整を軽減ないし不要とするエンコー
ダ装置を提供し、さらにＡ、Ｂ相の振幅、位相調整に必
要とされたＡ／Ｄ変換器やマイクロプロセッサを不要と
し、エンコーダ装置のコストを低減することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
請求項１記載の発明は、 可動物体の近傍に配置した第
１の位置検出手段と前記第１の位置検出手段と互いに電
気角で９０°位相の異なるように配置した第２の位置検
出手段とを持つエンコーダ装置において、前記第１の位
置検出手段から出力されるＡ相信号を増幅する第１の増
幅器と、前記第１の増幅器から出力されるＡ相増幅信号
と前記第２の位置検出手段から出力されるＢ相信号とを
加算する加算器とを備えたものである。また、請求項２
記載の発明は前記加算器の出力段または第１の増幅器と
並列に設けられ前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号と
の振幅が等しくなるようにゲインを調整される第２の増
幅器とを備え、前記第２の増幅器の出力信号を真のＢ相
信号として用いるものである。また、請求項３記載の発
明は前記エンコーダ装置において、前記第１の位置検出
手段から出力されるＡ相信号を増幅する第１の増幅器
と、前記第１の増幅器から出力されるＡ相増幅信号と前
記第２の位置検出手段から出力されるＢ相信号とを加算
する加算器と、前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号と
の位相差が９０°となるように前記加算器の出力信号と
前記Ａ相信号とを観測しながら前記第１の増幅器のゲイ
ンを調整する位相測定手段と、前記加算器の出力段に設
けられ、前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号とを観測
しながら両方の信号の振幅が等しくなるようにゲインを
調整される第２の増幅器と、前記第２の増幅器出力信号
を真のＢ相信号として用いたものである。また、請求項
４記載の発明は前記第１の増幅器が正負両極性の倍率で
調整できる可変倍率信号増幅器としたものである。ま
た、請求項５記載のの発明は前記第１の増幅器が増幅率
調整可能な非反転増幅器と差動増幅器とから構成したも
のである。また、請求項６の発明は前記第１の増幅器が
増幅率調整可能な反転増幅器と加算器とから構成される
ものである。また、請求項７記載の発明は可動物体の近
傍に配置した第１の位置検出手段と前記第１の位置検出
手段と互いに電気角で９０°位相の異なる位置に配置し
た第２の位置検出手段とを持つエンコーダ装置の信号処
理方法において、前記第１の位置検出手段から出力され
るＡ相信号を第１の増幅器により増幅したＡ相増幅信号
を作成し、前記Ａ相増幅信号と前記第２の位置検出手段
から出力されるＢ相信号とを加算器へ入力し、前記加算
器から出力信号と前記Ａ相信号との位相差が９０°とな
るように前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号とを位相
測定手段により観測しながら前記第１の増幅器のゲイン
を調整し、前記加算器の出力段に設けられた第２の増幅
器で前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号とを観測しな
がら、両方の信号の振幅が等しくなるように前記第２の
増幅器のゲインを調整し、前記第２の増幅器出力信号を
真のＢ相信号として用いるエンコーダ装置の信号処理方
法である。また、請求項８記載の発明は前記位相測定手
段がゲインフェーズメータまたはオシロスコープとした
ものである。
請求項１記載の発明は、 可動物体の近傍に配置した第
１の位置検出手段と前記第１の位置検出手段と互いに電
気角で９０°位相の異なるように配置した第２の位置検
出手段とを持つエンコーダ装置において、前記第１の位
置検出手段から出力されるＡ相信号を増幅する第１の増
幅器と、前記第１の増幅器から出力されるＡ相増幅信号
と前記第２の位置検出手段から出力されるＢ相信号とを
加算する加算器とを備えたものである。また、請求項２
記載の発明は前記加算器の出力段または第１の増幅器と
並列に設けられ前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号と
の振幅が等しくなるようにゲインを調整される第２の増
幅器とを備え、前記第２の増幅器の出力信号を真のＢ相
信号として用いるものである。また、請求項３記載の発
明は前記エンコーダ装置において、前記第１の位置検出
手段から出力されるＡ相信号を増幅する第１の増幅器
と、前記第１の増幅器から出力されるＡ相増幅信号と前
記第２の位置検出手段から出力されるＢ相信号とを加算
する加算器と、前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号と
の位相差が９０°となるように前記加算器の出力信号と
前記Ａ相信号とを観測しながら前記第１の増幅器のゲイ
ンを調整する位相測定手段と、前記加算器の出力段に設
けられ、前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号とを観測
しながら両方の信号の振幅が等しくなるようにゲインを
調整される第２の増幅器と、前記第２の増幅器出力信号
を真のＢ相信号として用いたものである。また、請求項
４記載の発明は前記第１の増幅器が正負両極性の倍率で
調整できる可変倍率信号増幅器としたものである。ま
た、請求項５記載のの発明は前記第１の増幅器が増幅率
調整可能な非反転増幅器と差動増幅器とから構成したも
のである。また、請求項６の発明は前記第１の増幅器が
増幅率調整可能な反転増幅器と加算器とから構成される
ものである。また、請求項７記載の発明は可動物体の近
傍に配置した第１の位置検出手段と前記第１の位置検出
手段と互いに電気角で９０°位相の異なる位置に配置し
た第２の位置検出手段とを持つエンコーダ装置の信号処
理方法において、前記第１の位置検出手段から出力され
るＡ相信号を第１の増幅器により増幅したＡ相増幅信号
を作成し、前記Ａ相増幅信号と前記第２の位置検出手段
から出力されるＢ相信号とを加算器へ入力し、前記加算
器から出力信号と前記Ａ相信号との位相差が９０°とな
るように前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号とを位相
測定手段により観測しながら前記第１の増幅器のゲイン
を調整し、前記加算器の出力段に設けられた第２の増幅
器で前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号とを観測しな
がら、両方の信号の振幅が等しくなるように前記第２の
増幅器のゲインを調整し、前記第２の増幅器出力信号を
真のＢ相信号として用いるエンコーダ装置の信号処理方
法である。また、請求項８記載の発明は前記位相測定手
段がゲインフェーズメータまたはオシロスコープとした
ものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明のエンコーダは、位置検出
手段として、ホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子、ＭＩ
素子等の磁気感応素子を利用して回転位置を検出する磁
気式エンコーダや、フォトトランジスタ、フォトダイオ
ード等の光電素子を利用した光学式エンコーダ、または
電気容量の変化を検出する電極を利用した静電容量式エ
ンコーダに適用することが可能である。またモータ等の
回転位置を検出するロータリエンコーダだけでなく、ス
ライダー等の直線移動位置を検出するリニアエンコーダ
に適用することができる。以下、本発明の実施形態を図
を用いて説明する。図１は、本発明のエンコーダのアナ
ログ信号調整部の実施形態を示すブロック図である。１
６ａ、１６ｂは差動増幅器で、差動配置した磁気感応素
子や光電素子等の回転位置検出手段からのａ＋信号とａ
−信号およびｂ＋信号とｂ−信号を差動増幅しＡ相信
号、Ｂ相信号の回転位置検出信号を得る。１３は増幅率
調整可能な第１の増幅器、１４は加算器、１５は増幅調
整可能な第２の増幅器である。ここで、本発明のエンコ
ーダを用いて、第（１９）式で表されるＡ相信号と第
（２０）式で表されるＢ相信号の振幅、位相差の調整を
おこなう手順を説明する。 Ａ＝Ｋa・sinθ （１９） Ｂ＝Ｋb・sin（θ＋α） （２０） まず、第１の増幅器１３によりＡ相信号をゲインＧ１倍
に増幅し、第（２１）式のようなＡ相増幅信号である
Ａ'相信号を得る。次に、加減算器１４により、Ａ'相信
号とＢ相信号を加えると第（２２）式のようなＢ'信号
が得られる。 Ａ'＝Ｇ１・Ｋa・sinθ （２１） Ｂ'＝Ｂ＋Ａ'＝Ｋb・sin（θ＋α）＋Ｇ１・Ｋa・sinθ ＝Ｋb・sinθcosα＋Ｋb・cosθsinα＋Ｇ１・Ｋa・sinθ ＝（Ｋb・cosα＋Ｇ１・Ｋa）sinθ＋Ｋb・sinαcosθ （２２） 第（２２）式より、Ｋb・cosα＋Ｇ１・Ｋa＝０が成り
立つとき、Ｂ'＝Ｋb・sinαcosθとなり、Ａ相信号と信
号Ｂ'の位相差は９０゜になる。つまり、 Ｇ１＝−（Ｋb／Ｋa）cosα （２３） となるように第１の増幅器１３のゲインG1を調整すれ
ば、９０゜位相のずれたＢ'信号をつくることができ
る。第（２３）式より、Ａ相、Ｂ相の位相差αが、９０
゜より大きいとき第１の増幅器１３のゲインＧ１は正の
値、９０゜より小さいときＧ１は負の値をとる必要があ
る。また、位相差αが９０゜のときは、位相調整は不要
でＧ１＝０、つまりＢ相信号にＡ相信号を加える必要は
ない。このように、Ａ相、Ｂ相の位相差αの値に従っ
て、第１の増幅器１３はゲインＧ１の極性を切り替えら
れるように構成する必要がある。つぎに、増幅調整可能
な第２の増幅器１５により、位相差調整後の信号Ｂ'の
振幅を調整を行うことにより、Ａ相信号と信号Ｂ'の振
幅をそろえることができる。第２の増幅器１５で振幅を
調整しても、調整済みの位相差には影響しないため、位
相差調整と振幅調整を独立におこなうことができ、非常
に簡単に調整することができる。また、調整箇所が第１
の増幅器１３と第２の増幅器１５の２箇所と少ないこと
も本エンコーダの特長である。
手段として、ホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子、ＭＩ
素子等の磁気感応素子を利用して回転位置を検出する磁
気式エンコーダや、フォトトランジスタ、フォトダイオ
ード等の光電素子を利用した光学式エンコーダ、または
電気容量の変化を検出する電極を利用した静電容量式エ
ンコーダに適用することが可能である。またモータ等の
回転位置を検出するロータリエンコーダだけでなく、ス
ライダー等の直線移動位置を検出するリニアエンコーダ
に適用することができる。以下、本発明の実施形態を図
を用いて説明する。図１は、本発明のエンコーダのアナ
ログ信号調整部の実施形態を示すブロック図である。１
６ａ、１６ｂは差動増幅器で、差動配置した磁気感応素
子や光電素子等の回転位置検出手段からのａ＋信号とａ
−信号およびｂ＋信号とｂ−信号を差動増幅しＡ相信
号、Ｂ相信号の回転位置検出信号を得る。１３は増幅率
調整可能な第１の増幅器、１４は加算器、１５は増幅調
整可能な第２の増幅器である。ここで、本発明のエンコ
ーダを用いて、第（１９）式で表されるＡ相信号と第
（２０）式で表されるＢ相信号の振幅、位相差の調整を
おこなう手順を説明する。 Ａ＝Ｋa・sinθ （１９） Ｂ＝Ｋb・sin（θ＋α） （２０） まず、第１の増幅器１３によりＡ相信号をゲインＧ１倍
に増幅し、第（２１）式のようなＡ相増幅信号である
Ａ'相信号を得る。次に、加減算器１４により、Ａ'相信
号とＢ相信号を加えると第（２２）式のようなＢ'信号
が得られる。 Ａ'＝Ｇ１・Ｋa・sinθ （２１） Ｂ'＝Ｂ＋Ａ'＝Ｋb・sin（θ＋α）＋Ｇ１・Ｋa・sinθ ＝Ｋb・sinθcosα＋Ｋb・cosθsinα＋Ｇ１・Ｋa・sinθ ＝（Ｋb・cosα＋Ｇ１・Ｋa）sinθ＋Ｋb・sinαcosθ （２２） 第（２２）式より、Ｋb・cosα＋Ｇ１・Ｋa＝０が成り
立つとき、Ｂ'＝Ｋb・sinαcosθとなり、Ａ相信号と信
号Ｂ'の位相差は９０゜になる。つまり、 Ｇ１＝−（Ｋb／Ｋa）cosα （２３） となるように第１の増幅器１３のゲインG1を調整すれ
ば、９０゜位相のずれたＢ'信号をつくることができ
る。第（２３）式より、Ａ相、Ｂ相の位相差αが、９０
゜より大きいとき第１の増幅器１３のゲインＧ１は正の
値、９０゜より小さいときＧ１は負の値をとる必要があ
る。また、位相差αが９０゜のときは、位相調整は不要
でＧ１＝０、つまりＢ相信号にＡ相信号を加える必要は
ない。このように、Ａ相、Ｂ相の位相差αの値に従っ
て、第１の増幅器１３はゲインＧ１の極性を切り替えら
れるように構成する必要がある。つぎに、増幅調整可能
な第２の増幅器１５により、位相差調整後の信号Ｂ'の
振幅を調整を行うことにより、Ａ相信号と信号Ｂ'の振
幅をそろえることができる。第２の増幅器１５で振幅を
調整しても、調整済みの位相差には影響しないため、位
相差調整と振幅調整を独立におこなうことができ、非常
に簡単に調整することができる。また、調整箇所が第１
の増幅器１３と第２の増幅器１５の２箇所と少ないこと
も本エンコーダの特長である。
【０００６】以下、本発明の第１の実施例を以下に示
す。第１の実施例では、図３の特願平１０−５４１４８
２号の磁気式エンコーダに適用した例を示す。図におい
て、３１は回転体、３２は回転体に固定された永久磁石
で、３２の平面部に回転体３１の軸に垂直方向と平行に
一方向に磁化させた。３４、３５、３６、３７は固定体
３３に互いに周方向に９０゜間隔で取り付けられた４個
の磁気検出素子で、永久磁石３２の外周面に対して空壁
を介して対向し、かつ互いに機械角で９０゜ずらしてａ
＋相検出素子３４とｂ＋相検出素子３５を設け、さらに
ａ＋相検出素子３４に対して機械角で１８０゜位相をず
らしてａ−相検出素子３６を、ｂ＋相検出素子に対し
て、ｂ−相検出素子３７を設けた。本発明のエンコーダ
の第１の回転位置検出手段として、単数の素子を利用し
てもかまわないが、好ましくはａ＋相検出素子３４とａ
−相検出素子３６のように差動配置した複数の素子を利
用すると耐ノイズ性等で有利である。同様に、第２の回
転位置検出手段として、単数の素子を利用しても、複数
の素子を利用してもかまわない。上記の磁気式エンコー
ダの信号処理部として、図１のブロック図の回路を使用
した。Ａ相、Ｂ相の位相差αの値に従って、第１の増幅
器１３のゲインＧ１の極性を切り替えられるように、第
１の増幅器１３は図２のようなアナログ回路で構成し
た。２０は反転増幅器、２１は加算器であり、２２、２
４、２５、２６は固定抵抗器、２３は可変抵抗器、２
７、２８は演算増幅器である。Ａ相信号は加算器２１の
第１の入力信号になるとともに、反転増幅器２０の入力
信号となる。反転増幅器２０の可変抵抗２３の値を調整
することにより反転増幅器２０のゲインｇ１を調整する
ことができる。加算器２１によりＡ相信号と反転増幅器
２０の出力を加えることにより、加算器２１の出力信号
は、−（ｇ１＋１）・Ｋa・sinθとなる。したがって、
第１の増幅器１３のゲインＧ１は、Ｇ１＝−（ｇ１＋
１）になる。ここで、反転増幅器２０のゲインｇ１を−
１以上０以下に調整した場合はＧ１は−１以上０以下と
なり、ゲインｇ１を−１以下に調整した場合はＧ１は０
以上になる。つまり、第１の増幅器のゲインＧ１は正負
の値を取ることができ、信号Ｂ'の位相を進めることも
遅らせるようにも調整することもできる。なお、ゲイン
Ｇ１の負側は、０から−１倍の値しかとれないが、Ａ相
信号とＢ相信号の振幅が同じ場合、４５゜までは信号
Ｂ'の位相を調整できることになる。通常、磁気式エン
コーダでも光学式エンコーダでも静電容量式エンコーダ
でも機械的取り付けによる位相誤差は、４５゜以内であ
るため実用上問題はない。上記構成のエンコーダにおい
て、磁気検出素子３４、３５、３６、３７の取り付け位
置調整をせずに、Ａ相信号とＢ相信号の振幅、位相を測
定すると、図４のリサージュ波形のように、振幅差が９
％以上、位相誤差が２２゜あった。そこで、機械的な調
整をせずに、本発明のエンコーダの信号処理部により電
気的な調整をおこなった。まず、Ａ相信号を第１の増幅
器１３によりゲインＧ１倍し、Ｂ相信号を加算器１４に
より加えた。加算器１４の出力信号Ｂ'とＡ相信号の位
相差が９０゜となるように、信号Ｂ'とＡ相信号のリサ
ージュ信号をオシロスコープでモニタしながらゲインＧ
１を調整、具体的には可変抵抗２３の抵抗値を調整し
た。別の方法として、ゲインフェーズメータなどの位相
差を定量的にモニタできる測定器を使って調整してもよ
い。さらに、位相調整後の信号Ｂ'の後段に取り付けた
第２の増幅器により振幅調整をおこなった。その際、振
幅調整のために第２の増幅器の増幅率を調整しても、信
号Ｂ'とＡ相信号の位相関係は変化しなかった。本発明
のエンコーダを用いることにより、機械的調整を全くお
こなわずに、電気的調整のみにより、図５のリサージュ
波形のように振幅誤差０．５％以下、位相誤差２゜以下
に調整できた。一方、磁気検出素子３４、３５、３６、
３７の取り付けの機械的調整により、位相誤差を２°以
下に抑えたところ、調整に１５分を要した。本発明のエ
ンコーダを用いることにより、この機械的調整作業を全
く行わずに、同等の性能を得ることができるため、調整
に要する製造コストを大幅に削減できる。なお、第１の
増幅器１３としては、反転増幅器２０の代わりに非反転
増幅器、加算器２１の代わりに差動増幅器を用いて構成
することも可能である。また、位相調整後の振幅調整
は、加算器の出力信号もしくはＡ相信号のどちらか一方
の振幅を他方の振幅と同じになるよう調整すればよい。
したがって、この振幅調整のための第２の増幅器は加算
器の出力段または第１の増幅器と並列に設けることがで
きる。
す。第１の実施例では、図３の特願平１０−５４１４８
２号の磁気式エンコーダに適用した例を示す。図におい
て、３１は回転体、３２は回転体に固定された永久磁石
で、３２の平面部に回転体３１の軸に垂直方向と平行に
一方向に磁化させた。３４、３５、３６、３７は固定体
３３に互いに周方向に９０゜間隔で取り付けられた４個
の磁気検出素子で、永久磁石３２の外周面に対して空壁
を介して対向し、かつ互いに機械角で９０゜ずらしてａ
＋相検出素子３４とｂ＋相検出素子３５を設け、さらに
ａ＋相検出素子３４に対して機械角で１８０゜位相をず
らしてａ−相検出素子３６を、ｂ＋相検出素子に対し
て、ｂ−相検出素子３７を設けた。本発明のエンコーダ
の第１の回転位置検出手段として、単数の素子を利用し
てもかまわないが、好ましくはａ＋相検出素子３４とａ
−相検出素子３６のように差動配置した複数の素子を利
用すると耐ノイズ性等で有利である。同様に、第２の回
転位置検出手段として、単数の素子を利用しても、複数
の素子を利用してもかまわない。上記の磁気式エンコー
ダの信号処理部として、図１のブロック図の回路を使用
した。Ａ相、Ｂ相の位相差αの値に従って、第１の増幅
器１３のゲインＧ１の極性を切り替えられるように、第
１の増幅器１３は図２のようなアナログ回路で構成し
た。２０は反転増幅器、２１は加算器であり、２２、２
４、２５、２６は固定抵抗器、２３は可変抵抗器、２
７、２８は演算増幅器である。Ａ相信号は加算器２１の
第１の入力信号になるとともに、反転増幅器２０の入力
信号となる。反転増幅器２０の可変抵抗２３の値を調整
することにより反転増幅器２０のゲインｇ１を調整する
ことができる。加算器２１によりＡ相信号と反転増幅器
２０の出力を加えることにより、加算器２１の出力信号
は、−（ｇ１＋１）・Ｋa・sinθとなる。したがって、
第１の増幅器１３のゲインＧ１は、Ｇ１＝−（ｇ１＋
１）になる。ここで、反転増幅器２０のゲインｇ１を−
１以上０以下に調整した場合はＧ１は−１以上０以下と
なり、ゲインｇ１を−１以下に調整した場合はＧ１は０
以上になる。つまり、第１の増幅器のゲインＧ１は正負
の値を取ることができ、信号Ｂ'の位相を進めることも
遅らせるようにも調整することもできる。なお、ゲイン
Ｇ１の負側は、０から−１倍の値しかとれないが、Ａ相
信号とＢ相信号の振幅が同じ場合、４５゜までは信号
Ｂ'の位相を調整できることになる。通常、磁気式エン
コーダでも光学式エンコーダでも静電容量式エンコーダ
でも機械的取り付けによる位相誤差は、４５゜以内であ
るため実用上問題はない。上記構成のエンコーダにおい
て、磁気検出素子３４、３５、３６、３７の取り付け位
置調整をせずに、Ａ相信号とＢ相信号の振幅、位相を測
定すると、図４のリサージュ波形のように、振幅差が９
％以上、位相誤差が２２゜あった。そこで、機械的な調
整をせずに、本発明のエンコーダの信号処理部により電
気的な調整をおこなった。まず、Ａ相信号を第１の増幅
器１３によりゲインＧ１倍し、Ｂ相信号を加算器１４に
より加えた。加算器１４の出力信号Ｂ'とＡ相信号の位
相差が９０゜となるように、信号Ｂ'とＡ相信号のリサ
ージュ信号をオシロスコープでモニタしながらゲインＧ
１を調整、具体的には可変抵抗２３の抵抗値を調整し
た。別の方法として、ゲインフェーズメータなどの位相
差を定量的にモニタできる測定器を使って調整してもよ
い。さらに、位相調整後の信号Ｂ'の後段に取り付けた
第２の増幅器により振幅調整をおこなった。その際、振
幅調整のために第２の増幅器の増幅率を調整しても、信
号Ｂ'とＡ相信号の位相関係は変化しなかった。本発明
のエンコーダを用いることにより、機械的調整を全くお
こなわずに、電気的調整のみにより、図５のリサージュ
波形のように振幅誤差０．５％以下、位相誤差２゜以下
に調整できた。一方、磁気検出素子３４、３５、３６、
３７の取り付けの機械的調整により、位相誤差を２°以
下に抑えたところ、調整に１５分を要した。本発明のエ
ンコーダを用いることにより、この機械的調整作業を全
く行わずに、同等の性能を得ることができるため、調整
に要する製造コストを大幅に削減できる。なお、第１の
増幅器１３としては、反転増幅器２０の代わりに非反転
増幅器、加算器２１の代わりに差動増幅器を用いて構成
することも可能である。また、位相調整後の振幅調整
は、加算器の出力信号もしくはＡ相信号のどちらか一方
の振幅を他方の振幅と同じになるよう調整すればよい。
したがって、この振幅調整のための第２の増幅器は加算
器の出力段または第１の増幅器と並列に設けることがで
きる。
【０００７】次に、本発明の第２の実施例を以下に示
す。第２の実施例は、図６に示す光学式のエンコーダに
適用した。図６において、４１は回転体、４２は回転体
４１に回転軸を同一になるように固定された中空円盤状
のガラスディスクで、４２の平面部に回転スリット４３
を回転体４１の同心円上に形成した。この回転スリット
４３を挟むように、発光素子４４と受光素子アレイ４５
を対向し固定させた。また、受光素子４５と回転スリッ
ト４３の間には、固定スリット４６を固定させた。固定
スリット４６は図７のように、ａ＋スリット５１、ｂ＋
スリット５２、ａ−スリット５３、ｂ−スリット５４を
設けてた。回転体４１が回転して、回転スリット４３の
スリットパターンがａ＋スリット５１と一致したとき、
ａ−スリット５３も一致するが、ｂ＋スリット５２、ｂ
−スリット５４は、１／４スリット分だけずれるように
形成した。つまりａ＋スリット５１あるいはａ−スリッ
ト５３と、ｂ＋スリット５２あるいはｂ−スリット５４
とは、９０°の位相差が生じるように形成させた。受光
素子アレイ４５として、各５１〜５４の各分割スリット
に対応して、４つに分割されたホトダイオードアレイを
使用した。回転スリット４３のスリットは１周（機械角
３６０゜）に３０００本程度あり、電気角３６０゜は機
械角０．１゜程度、長さに換算して３０μｍ程度しかな
い。そのため、この回転スリット４３に対して、正確な
アライメント調整をおこなって固定スリットを取り付け
るのは非常に難しく通常顕微鏡を用いて超精密な位置合
わせをおこなっている。実際に、顕微鏡を用いた精密な
機械的な調整を５分間おこなっても位相誤差が５゜生じ
た。本発明のエンコーダを用いた場合、機械的には粗調
整しかおこなわず位相誤差が１０°生じていたが、電気
的調整をおこなうことにより、位相誤差を１゜以下まで
調整することができた。この電気的調整には２分間をよ
うした。したがって、本発明のエンコーダを用いること
により、短い調整時間で、同等の以上の性能を得ること
ができるため、調整に要する製造コストを低減できる。
す。第２の実施例は、図６に示す光学式のエンコーダに
適用した。図６において、４１は回転体、４２は回転体
４１に回転軸を同一になるように固定された中空円盤状
のガラスディスクで、４２の平面部に回転スリット４３
を回転体４１の同心円上に形成した。この回転スリット
４３を挟むように、発光素子４４と受光素子アレイ４５
を対向し固定させた。また、受光素子４５と回転スリッ
ト４３の間には、固定スリット４６を固定させた。固定
スリット４６は図７のように、ａ＋スリット５１、ｂ＋
スリット５２、ａ−スリット５３、ｂ−スリット５４を
設けてた。回転体４１が回転して、回転スリット４３の
スリットパターンがａ＋スリット５１と一致したとき、
ａ−スリット５３も一致するが、ｂ＋スリット５２、ｂ
−スリット５４は、１／４スリット分だけずれるように
形成した。つまりａ＋スリット５１あるいはａ−スリッ
ト５３と、ｂ＋スリット５２あるいはｂ−スリット５４
とは、９０°の位相差が生じるように形成させた。受光
素子アレイ４５として、各５１〜５４の各分割スリット
に対応して、４つに分割されたホトダイオードアレイを
使用した。回転スリット４３のスリットは１周（機械角
３６０゜）に３０００本程度あり、電気角３６０゜は機
械角０．１゜程度、長さに換算して３０μｍ程度しかな
い。そのため、この回転スリット４３に対して、正確な
アライメント調整をおこなって固定スリットを取り付け
るのは非常に難しく通常顕微鏡を用いて超精密な位置合
わせをおこなっている。実際に、顕微鏡を用いた精密な
機械的な調整を５分間おこなっても位相誤差が５゜生じ
た。本発明のエンコーダを用いた場合、機械的には粗調
整しかおこなわず位相誤差が１０°生じていたが、電気
的調整をおこなうことにより、位相誤差を１゜以下まで
調整することができた。この電気的調整には２分間をよ
うした。したがって、本発明のエンコーダを用いること
により、短い調整時間で、同等の以上の性能を得ること
ができるため、調整に要する製造コストを低減できる。
【０００８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば可動
物体の近傍に配置した第１の位置検出手段と前記第１の
位置検出手段と互いに電気角で９０°位相の異なる位置
に配置した第２の位置検出手段とを持つエンコーダ装置
において、前記第１の位置検出手段から出力されるＡ相
信号を増幅する第１の増幅器と、前記第１の増幅器から
出力されるＡ相増幅信号と前記第２の位置検出手段から
出力されるＢ相信号とを加算する加算器と、前記加算器
の出力信号と前記Ａ相信号との位相差が９０°となるよ
うに前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号とを観測しな
がら前記第１の増幅器のゲインを調整する位相測定手段
と、前記加算器の出力段に設けられ、前記加算器の出力
信号と前記Ａ相信号とを観測しながら両方の信号の振幅
が等しくなるようにゲインを調整される第２の増幅器
と、前記第２の増幅器出力信号を真のＢ相信号として用
いたので、簡単な回路構成で、エンコーダの振幅、位相
調整ができる。そのために、従来おこなっていた回転位
置検出手段の機械的な取り付け調整を軽減もしく不要に
するため、機械的な調整に要していた労力が軽減もしく
は不要となる。また、従来、振幅、位相調整を電気的に
おこなうために必要であったＡ／Ｄ変換部や、プロセッ
サが不要になり、装置の構成が簡単になり、装置のコス
トを低減できる。さらに、本発明のエンコーダは、位相
差調整と振幅を独立に調整できるため、非常に簡単に調
整がおこなえる。
物体の近傍に配置した第１の位置検出手段と前記第１の
位置検出手段と互いに電気角で９０°位相の異なる位置
に配置した第２の位置検出手段とを持つエンコーダ装置
において、前記第１の位置検出手段から出力されるＡ相
信号を増幅する第１の増幅器と、前記第１の増幅器から
出力されるＡ相増幅信号と前記第２の位置検出手段から
出力されるＢ相信号とを加算する加算器と、前記加算器
の出力信号と前記Ａ相信号との位相差が９０°となるよ
うに前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号とを観測しな
がら前記第１の増幅器のゲインを調整する位相測定手段
と、前記加算器の出力段に設けられ、前記加算器の出力
信号と前記Ａ相信号とを観測しながら両方の信号の振幅
が等しくなるようにゲインを調整される第２の増幅器
と、前記第２の増幅器出力信号を真のＢ相信号として用
いたので、簡単な回路構成で、エンコーダの振幅、位相
調整ができる。そのために、従来おこなっていた回転位
置検出手段の機械的な取り付け調整を軽減もしく不要に
するため、機械的な調整に要していた労力が軽減もしく
は不要となる。また、従来、振幅、位相調整を電気的に
おこなうために必要であったＡ／Ｄ変換部や、プロセッ
サが不要になり、装置の構成が簡単になり、装置のコス
トを低減できる。さらに、本発明のエンコーダは、位相
差調整と振幅を独立に調整できるため、非常に簡単に調
整がおこなえる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例の第１の信号増幅器の回路図で
ある。
ある。
【図３】本発明を具体的に適用した磁気式エンコーダの
構成図である。
構成図である。
【図４】本発明の適用前の磁気式エンコーダの２信号の
リサージュ波形である。
リサージュ波形である。
【図５】本発明の適用後の磁気式エンコーダの２信号の
リサージュ波形である。
リサージュ波形である。
【図６】本発明を具体的に適用した光学式エンコーダの
構成図である。
構成図である。
【図７】本発明を具体的に適用した光学式式エンコーダ
の固定スリットの概略図である。
の固定スリットの概略図である。
【図８】従来のエンコーダのブロック図である。
１６a、１６b 差動増幅器 ２２、２４、２５、２６ 固定抵抗器 ２３ 可変抵抗器 ２７、２８ 演算増幅器 １３ 第１の増幅器 １４ 加算器 １５ 第２の増幅器 ２０ 反転増幅器 ２１ 加算器 ３４、３５、３６、３７ 磁気検出器 ３１、４１ 回転体 ３２ 永久磁石 ３３ 固定体 ４２ ガラスディスク ４３ 回転スリット ４４ 発光素子 ４５ 受光素子アレイ ４６ 固定スリット ５１、５２、５３、５４ 分割スリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F077 AA20 AA46 AA48 CC02 HH00 JJ08 JJ09 JJ23 MM16 QQ05 TT21 TT42 UU19 UU20 2F103 BA31 CA02 DA01 DA13 EA02 EA12 EA24 EB01 EB12 EB33 ED02 FA12
Claims (8)
- 【請求項１】 可動物体の近傍に配置した第１の位置検
出手段と前記第１の位置検出手段と互いに電気角で９０
°位相の異なるように配置した第２の位置検出手段とを
持つエンコーダ装置において、 前記第１の位置検出手段から出力されるＡ相信号を増幅
する第１の増幅器と、 前記第１の増幅器から出力されるＡ相増幅信号と前記第
２の位置検出手段から出力されるＢ相信号とを加算する
加算器とを備えたことを特徴とするエンコーダ装置。 - 【請求項２】 前記加算器の出力段または第１の増幅器
と並列に設けられ前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号
との振幅が等しくなるようにゲインを調整される第２の
増幅器とを備え、前記第２の増幅器の出力信号を真のＢ
相信号として用いる請求項１記載のエンコーダ装置。 - 【請求項３】 前記エンコーダ装置において、前記第１
の位置検出手段から出力されるＡ相信号を増幅する第１
の増幅器と、 前記第１の増幅器から出力されるＡ相増幅信号と前記第
２の位置検出手段から出力されるＢ相信号とを加算する
加算器と、 前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号との位相差が９０
°となるように前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号と
を観測しながら前記第１の増幅器のゲインを調整する位
相測定手段と、 前記加算器の出力段に設けられ、前記加算器の出力信号
と前記Ａ相信号とを観測しながら両方の信号の振幅が等
しくなるようにゲインを調整される第２の増幅器と、 前記第２の増幅器出力信号を真のＢ相信号として用いる
ことを特徴とするエンコーダ装置。 - 【請求項４】 前記第１の増幅器が正負両極性の倍率で
調整できる可変倍率信号増幅器である請求項１から３の
いずれかに記載のエンコーダ装置。 - 【請求項５】 前記第１の増幅器が増幅率調整可能な非
反転増幅器と差動増幅器とから構成される請求項１から
４のいずれかに記載のエンコーダ装置。 - 【請求項６】 前記第１の増幅器が増幅率調整可能な反
転増幅器と加算器とから構成される請求項１から４のい
ずれかに記載のエンコーダ装置。 - 【請求項７】 可動物体の近傍に配置した第１の位置検
出手段と前記第１の位置検出手段と互いに電気角で９０
°位相の異なるように配置した第２の位置検出手段とを
持つエンコーダ装置の信号処理方法において、 前記第１の位置検出手段から出力されるＡ相信号を第１
の増幅器により増幅したＡ相増幅信号を作成し、 前記Ａ相増幅信号と前記第２の位置検出手段から出力さ
れるＢ相信号とを加算器へ入力し、 前記加算器から出力信号と前記Ａ相信号との位相差が９
０°となるように前記加算器の出力信号と前記Ａ相信号
とを位相測定手段により観測しながら前記第１の増幅器
のゲインを調整し、 前記加算器の出力段に設けられた第２の増幅器で前記加
算器の出力信号と前記Ａ相信号とを観測しながら、両方
の信号の振幅が等しくなるように前記第２の増幅器のゲ
インを調整し、前記第２の増幅器出力信号を真のＢ相信
号として用いることを特徴とするエンコーダ装置の信号
処理方法。 - 【請求項８】 前記位相測定手段がゲインフェーズメー
タまたはオシロスコープである請求項７記載のエンコー
ダ装置の信号処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000072288A JP2001264109A (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | エンコーダ装置とその信号処理方法 |
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ID=18590726
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001264109A (ja) |
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