JP2002243501A - エンコーダ出力信号の自動調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンコーダの出力信号が一周期に満たない場
合でもその出力信号の振幅とオフセットの高精度な自動
調整を行う。 【解決手段】 エンコーダ５００から出力される互いに
位相の異なる複数の各出力信号の動きを検知して半周期
毎に前記各出力信号の最大値または最小値を識別して検
出する補正信号検出手段と、該補正信号検出手段により
前記各出力信号に対して検出された最大値と最小値によ
り前記各出力信号の振幅とオフセットを算出して振幅と
オフセットの各規定値に対する補正量を演算する補正演
算手段と、該補正演算手段の演算出力に基づいて前記各
出力信号の振幅を調整する振幅補正手段である第１演算
部１０および第３演算部２０と、該補正演算手段の演算
出力に基づいて前記各出力信号のオフセットを調整する
オフセット補正手段である第２演算部１２および第４演
算部２４とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定物の回転角
度や移動距離を測定するためのエンコーダの出力信号を
自動調整する装置に関し、特にエンコーダ出力信号の振
幅とオフセットの自動調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンコーダからの出力信号は、
Ａ相およびＢ相と呼ばれる位相がおおよそ９０度ずれた
２相の正弦波信号であり、エンコーダに接続される電子
回路でこの信号を検出して被測定物の回転角度や移動距
離を測定する。理想的には、Ａ相信号とＢ相信号は、オ
フセットが零で正弦波信号の振幅が等しいことが望まれ
るが、実際には、エンコーダを構成する各部品のばらつ
きや組み立て上の差異により、オフセットと正弦波信号
の振幅は様々な大きさとなる。

【０００３】従来は、組み立てられたエンコーダのＡ相
信号とＢ相信号を作業者が測定器により確認し、調整抵
抗等によりオフセットを零、正弦波信号の振幅を規定値
となるように調整を行っていた。しかしながら、この方
法では、作業者の調整工程増加によるコスト上昇を招く
という問題があった。また、エンコーダの温度感度や経
年変化によるオフセット変化と正弦波信号振幅の変化と
により、回転角度または移動距離の測定において誤動作
や大きな誤差が発生するという問題があった。

【０００４】これらの問題点を改善する従来例は、例え
ば特開平７−２０９０２０号公報に開示されている。図
９は、この従来例に係るエンコーダ読み取り信号の補正
回路を示す概略構成図である。

【０００５】図９において、エンコーダ５００は、位相
がおおよそ９０度異なるＡ相とＢ相の正弦波信号を出力
する。これらの信号はセレクタ６１０および回転検知部
６２０に入力される。セレクタ６１０は検出シーケンサ
６０９により切り替えられ、セレクタ６１０に入力され
た信号は選択的にＡ／Ｄ変換器６１１に入力されてＡ／
Ｄ変換される。

【０００６】検出シーケンサ６０９は、Ａ／Ｄ変換され
たＡ相信号とＢ相信号のそれぞれの値とＲＡＭ６１２に
記憶されている最大値および最小値を比較し、記憶され
ている最大値より大きな値の場合は最大値を、最小値よ
り小さな値の場合は最小値を更新する。また、検出シー
ケンサ６０９は、エンコーダ５００から出力される正弦
波信号の一周期の期間における最大値と最小値をＲＡＭ
６１２に記憶させる。この動作を一周期毎に繰り返し行
う。ただし、図１０に示す第２周期のように、エンコー
ダ５００への入力が反転し、正弦波信号が一周期に満た
ない場合は、検出した最大値と最小値のデータを無効に
する。図１０は、エンコーダ５００への入力回転方向が
反転した場合の一例を示すエンコーダ出力波形図であ
り、縦軸は振幅、横軸は時間をそれぞれ示し、実線はＡ
相信号、点線はＢ相信号をそれぞれ示す。

【０００７】回転検知部６２０は、エンコーダ５００へ
の入力回転方向が一定であるか否かを検知するものであ
り、コンパレータ６０１，６０２、方向信号生成部６０
３、カウントクロック生成部６０４、カウンタ６０５、
フリップフロップ６０６，６０７およびカウント値比較
部６０８により構成され、正弦波信号の一周期を表すカ
ウントクロック信号と反転検出信号を検出シーケンサ６
０９に出力する。

【０００８】コンパレータ６０１，６０２はエンコーダ
５００から出力されるＡ相とＢ相の正弦波信号を矩形波
に変換する。方向信号生成部６０３は前記各矩形波信号
に基づき回転方向を表す方向信号を生成する。カウント
クロック生成部６０４は前記カウントクロックを生成す
る。カウンタ６０５は方向信号生成部６０３が出力する
方向信号とカウントクロック生成部６０４が出力するカ
ウントクロックに基づき、現時点におけるエンコーダ５
００のカウント値を出力する。フリップフロップ６０６
はカウンタ６０５が出力する現時点のエンコーダ５００
のカウント値とカウントクロック生成部６０４が出力す
るカウントクロックに基づき、１つ前の時点におけるエ
ンコーダ５００のカウント値を出力する。フリップフロ
ップ６０７はフリップフロップ６０６が出力する１つ前
の時点におけるエンコーダ５００のカウント値とカウン
トクロック生成部６０４が出力するカウントクロックに
基づき、２つ前の時点におけるエンコーダのカウント値
を出力する。カウント値比較部６０８はカウンタ６０５
が出力する現時点におけるエンコーダ５００のカウント
値と、フリップフロップ６０７が出力する２つ前の時点
におけるエンコーダ５００のカウント値を比較し、等し
い場合はエンコーダ５００への入力回転方向が反転した
として回転検出信号を出力する。

【０００９】ＣＰＵ６１４は、ＲＡＭ６１２に格納され
た一周期毎のＡ相とＢ相の最大値と最小値をそれぞれ読
み出し、これよりエンコーダ５００からの出力信号であ
るＡ相とＢ相の正弦波信号の振幅とオフセット値を算出
する。

【００１０】上記従来例により、エンコーダからの出力
信号の振幅とオフセットを自動的に調整することが可能
となり、エンコーダの温度感度や経年変化による出力信
号の振幅とオフセットの変化を抑制することが可能とな
った。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例では、正弦波信号が一周期に満たない場合は出
力信号の振幅とオフセットの自動調整に必要な最大値と
最小値の検出が行われず、エンコーダへの入力が微小な
変位領域においては最大値と最小値の検出ができず、結
果として正確な振幅とオフセットの自動調整を行うこと
ができないという問題があった。

【００１２】また、回転検知部は、コンパレータ、カウ
ンタ、フリップフロップ、カウンタ値比較部等、様々な
電子部品により構成されているため、コストの上昇と電
子回路の大型化を伴うという問題があった。

【００１３】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、エンコーダを構成する各部品のばらつきや組み
立て上の差異およびエンコーダの温度感度や経年変化に
よる出力信号の振幅とオフセットの変化を自動調整し、
さらにはエンコーダへの入力が微小な変位領域で、エン
コーダ出力信号が一周期に満たないような場合において
も高精度な出力信号の自動調整を行うエンコーダ出力信
号の自動調整装置を提供することを目的とする。また、
低コストかつ小型のエンコーダ出力信号の自動調整装置
を提供することをさらなる目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のエンコーダ出力信号の自動調整装置は、被
測定物の回転角度または移動距離に応じてエンコーダか
ら出力される互いに位相の異なる複数の各出力信号の動
きを検知して半周期毎に前記各出力信号の最大値または
最小値を識別して検出する補正信号検出手段と、該補正
信号検出手段により前記各出力信号に対して検出された
最大値と最小値により前記各出力信号の振幅とオフセッ
トを算出して振幅とオフセットの各規定値に対する補正
量を演算する補正演算手段と、該補正演算手段の演算出
力に基づいて前記各出力信号の振幅を調整する振幅補正
手段と、該補正演算手段の演算出力に基づいて前記各出
力信号のオフセットを調整するオフセット補正手段とを
有することを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態で
は、被測定物の回転角度または移動距離を測定するエン
コーダにおいて、回転角度または移動距離に応じて該エ
ンコーダから出力される信号を検出するＡ／Ｄ変換手段
と、前記信号の動きを検知して半周期毎に前記信号の最
大値または最小値を識別して検出する補正信号検出手段
と、該補正信号検出手段より得られた最大値と最小値よ
り前記信号の振幅とオフセットを算出して振幅とオフセ
ットの各規定値に対して補正量を演算する補正演算手段
と、該補正演算手段に基づいて前記信号の振幅を調整す
る振幅補正手段とオフセットを調整するオフセット補正
手段とにより構成される。また、前記補正信号検出手段
は、前記Ａ／Ｄ変換手段によりディジタル信号に変換さ
れた信号を微分演算する微分演算手段と、該微分演算手
段により微分演算された信号の振幅と予め設定された振
幅基準値とを比較する比較演算手段とを有する。

【００１６】前記振幅基準値として零を中心に正の基準
値と負の基準値とを有し、前記比較演算手段は、前記微
分演算手段により微分演算された信号の振幅と前記正の
基準値および前記負の基準値との比較を行う振幅比較手
段を有する。ここで、該振幅比較手段は、前記微分演算
手段により微分演算された信号が前記正の基準値より大
きい場合は最大値を検出するための最大値検出命令を出
力し、前記微分演算手段により微分演算された信号が前
記負の基準値より小さい場合は最小値を検出するための
最小値検出命令を出力し、前記最大値検出命令および前
記最小値検出命令は重複することなく切り替わり、ヒス
テリシス特性を有するように構成される。

【００１７】従来は、エンコーダへの入力回転方向が一
定であるか否かを検知する回転検知部がＡ相信号とＢ相
信号の合成により回転を検知するように構成されている
ため、Ａ相とＢ相の独立性がなく、正弦波信号が一周期
に満たない場合は出力信号の振幅とオフセットの自動調
整に必要な最大値と最小値の検出が行われず、エンコー
ダへの入力が微小な変位領域においては最大値と最小値
の検出ができず、結果として正確な振幅とオフセットの
自動調整を行うことができないという問題があった。上
記構成によれば、被測定物の回転角度または移動距離に
応じてエンコーダから出力される複数の信号の動きを検
知して半周期毎に前記信号の最大値または最小値を識別
して検出するようにしたため、得られた最大値と最小値
より前記信号の振幅とオフセットを算出して前記複数の
信号の振幅とオフセットを調整することが可能となる。
また、前記振幅比較手段にヒステリシス特性を持たせる
ことにより、エンコーダから出力される各出力信号にノ
イズが重畳している場合でも正常に前記信号の動きを検
知して半周期毎に前記信号の最大値と最小値の識別を行
うことが可能となる。

【００１８】前記比較演算手段は、前記最大値検出命令
または前記最小値検出命令が出力されてから検出命令が
切り替わるまでの時間を計測し、この計測時間と最小の
時間基準値および最大の時間基準値とを比較する時間比
較手段をさらに有する。ここで、該時間比較手段は、前
記振幅比較手段から出力された検出命令が前記最小時間
基準値より短い場合は検出命令の切り替えを中止し先の
検出命令を持続させ、前記振幅比較手段から出力された
検出命令が前記最大時間基準値より長い場合はその検出
命令を無効とするように構成される。

【００１９】前記補正演算手段は、前記補正信号検出手
段により検出された最大値と最小値の差を求めて振幅の
規定値に対する補正量を演算する振幅補正演算手段と、
前記補正信号検出手段により検出された最大値と最小値
の平均値を求めてオフセットの規定値に対する補正量を
演算するオフセット補正演算手段とにより構成される。

【００２０】一般に、エンコーダに入力される回転角度
または移動距離の速度は、用途によりその上限が決めら
れている。従って、エンコーダから出力される信号の最
高周波数または最短周期は既知である。前記最小時間基
準値をエンコーダから出力される信号の最短周期より十
分短く設定することにより、エンコーダから出力される
信号に高周波ノイズが重畳している場合でも正常な最大
値と最小値の識別を行うことが可能となる。また、前記
最大時間基準値を十分長く設定することによりエンコー
ダへの入力が零、すなわち静止状態であることを検知す
ることができ、検出命令を無効とすることにより正常な
最大値と最小値の識別を行うことが可能となる。

【００２１】本実施形態において、被測定物の回転角度
または移動距離に応じて前記エンコーダから出力される
前記互いに位相の異なる複数の信号は２相の信号であ
り、前記振幅補正手段、前記オフセット補正手段、前記
Ａ／Ｄ変換手段、前記微分演算手段、前記比較演算手
段、前記振幅補正演算手段、および前記オフセット補正
演算手段を前記２相の各信号に対してそれぞれ独立に備
える。前記構成により、エンコーダから出力される位相
が異なる、例えばＡ相とＢ相と呼ばれる２相の信号にお
いて、Ａ相とＢ相の動きを独立に検知し、各信号それぞ
れにおいて半周期毎に前記信号の最大値または最小値を
識別して検出し、これらの検出値により前記信号が一周
期に満たない場合においてもエンコーダからの出力信号
の振幅とオフセットの正確な自動調整を行うことが可能
となる。

【００２２】従って、本実施形態により、エンコーダを
構成する各部品のばらつきや組み立て上の差異およびエ
ンコーダの温度感度や経年変化による出力信号の振幅と
オフセット変化、さらにはエンコーダへの入力が微小な
変位領域で、エンコーダ出力信号が一周期に満たないよ
うな場合においても高精度なエンコーダ出力信号の自動
調整装置が可能となる。

【００２３】また、複数の信号（例えばＡ相とＢ相）の
動きを独立に検知し、各信号それぞれにおいて半周期毎
に前記信号の最大値または最小値を識別して検出する補
正信号検出手段は、エンコーダから出力される前記複数
の信号をＡ／Ｄ変換した後、例えばディジタル信号処理
器により、一括してディジタル演算処理されるため、他
の電子回路部品を必要とせず、低コストかつ小型のエン
コーダ出力信号の自動調整装置を提供することが可能と
なる。

【００２４】

【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を用い
て詳細に説明する。 ［第１の実施例］まず、第１の実施例について説明す
る。

【００２５】図１は、第１の実施例に係るエンコーダ出
力信号の自動調整装置の概略構成図である。図１におい
て、エンコーダ５００は、回転角度または移動距離に応
じて正弦波信号を出力する。一般的には、Ａ相およびＢ
相と呼ばれる位相がおおよそ９０度ずれた２相の正弦波
信号を出力する。

【００２６】Ａ相信号は、振幅補正手段である第１演算
器１０に入力され、ディジタル信号処理器１００からの
信号によりＡ相信号である正弦波信号の振幅が規定値に
調整される。第１演算器１０は、例えばＤ／Ａ変換器等
により構成される。この場合、エンコーダ出力信号であ
るＡ相信号は、Ｄ／Ａ変換器のリファレンス入力に接続
され、ディジタル信号処理器１００からの振幅補正信号
と乗算され、振幅が調整される。

【００２７】第１演算器１０で振幅を補正された正弦波
信号は、オフセット補正手段である第２演算器１２に入
力され、その正弦波信号のオフセットがディジタル信号
処理器１００から第２演算器１２にＤ／Ａ変換器１４を
介して入力されるオフセット補正信号により規定値に調
整される。第２演算器１２は、例えば加算器等により構
成される。

【００２８】第２演算器１２の出力は、Ａ／Ｄ変換器１
６に入力され、ディジタル信号に変換されてディジタル
信号処理器１００に入力される。ディジタル信号処理器
１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉ
ｎｇ Ｕｎｉｔ）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎ
ａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、またはＡＳＩＣ（Ａｐｐ
ｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａ
ｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ
Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等
により構成される。

【００２９】Ｂ相信号も同様に、振幅補正手段である第
３演算器２０に入力され、ディジタル信号処理器１００
からの信号によりＢ相信号である正弦波信号の振幅が規
定値に調整される。第３演算器２０は、例えばＤ／Ａ変
換器等により構成される。この場合、エンコーダ出力信
号であるＢ相信号は、Ｄ／Ａ変換器のリファレンス入力
に接続され、ディジタル信号処理器１００からの振幅補
正信号と乗算され、振幅が調整される。

【００３０】第３演算器２０の出力は、オフセット補正
手段である第４演算器２２に入力され、ディジタル信号
処理器１００からＤ／Ａ変換器２４を介して第４演算器
２２に入力されるオフセット補正信号により、第３演算
器２０の出力である正弦波信号のオフセットが規定値に
調整される。第４演算器２２は、例えば加算器等により
構成される。第４演算器２２の出力は、Ａ／Ｄ変換器２
６に入力され、ディジタル信号に変換されてディジタル
信号処理器１００に入力される。

【００３１】次に、本実施例の主要な構成であるディジ
タル信号処理器１００について説明する。図２は、図１
のディジタル信号処理器１００の概略構成図である。図
２のディジタル信号処理器１００は、補正信号検出部１
２０と補正演算部１７０により構成される。ただし、デ
ィジタル信号処理器１００の各構成における具体的な処
理は、以下に説明するものに限定されるものではなく、
同様な機能を実現できるものであればどのようなもので
あってもよい。

【００３２】図３は、図２の補正信号検出部１２０の概
略構成図である。図３において、Ａ相信号のディジタル
信号であるＡ／Ｄ変換器１６の出力は、微分演算部１２
６により微分演算がなされる。Ａ相信号が微分演算部１
２６により微分演算がなされる様子を図５（ａ）および
（ｂ）に示す。

【００３３】図５（ａ）は、エンコーダ５００から出力
されるＡ相信号を表す波形図である。このＡ相信号は、
オフセットをともなった振幅Ｖａ、角周波数ωの正弦波
信号出力であり、微分演算部１２６の入力信号である。

【００３４】図５（ｂ）は、微分演算部１２６の出力信
号を表す波形図である。この出力信号は、微分演算によ
り直流オフセットが零となり、振幅がＶａ＊ω、角周波
数がωの正弦波信号となる。

【００３５】図３において、微分演算部１２６の出力
は、比較演算部１３０に入力される。この比較演算部１
３０の概略構成図を図４に示す。

【００３６】図４において、微分演算部１２６からの出
力は、比較演算部１３０の振幅比較部１３２に入力され
る。振幅基準値１３４は、零を中心に正の基準値と負の
基準値とを有し、振幅比較部１３２は、微分演算部１２
６の出力信号と前記正の基準値と前記負の基準値との振
幅比較を行う。微分演算部１２６の出力信号と前記正の
基準値と前記負の基準値との振幅比較の様子を図５
（ｂ）および（ｃ）に示す。図５（ｃ）は、振幅比較部
１３２の出力信号を表す波形図である。

【００３７】振幅比較部１３２は、微分演算部１２６の
出力が前記正の基準値より大きい場合は最大値を検出す
るための最大値検出命令を出力し、微分演算部１２６出
力が前記負の基準値より小さい場合は最小値を検出する
ための最小値検出命令を出力する。

【００３８】図５（ｃ）に示すように、最大値検出命令
および最小値検出命令は重複することなく切り替わり、
かつ振幅比較部１３２はヒステリシス特性を持って振幅
比較することが好ましい。

【００３９】振幅比較部１３２が前記のように構成され
ることにより、図５（ａ）に示すエンコーダ５００から
出力される正弦波信号の動きを検知して半周期毎に正弦
波信号の最大値または最小値を識別して検出することが
可能となる。

【００４０】また、振幅比較部１３２にヒステリシス特
性を持たせることにより、エンコーダ５００から出力さ
れる正弦波信号にノイズが重畳している場合でも正常に
正弦波信号の動きを検知して半周期毎に正弦波信号の最
大値と最小値の識別を行うことが可能となる。ここで、
正の基準値と負の基準値の設定は、エンコーダ５００が
使用される状況により適切な値に設定されることが好ま
しい。

【００４１】図４に示す比較演算部１３０は、微分演算
部１２６からの信号について振幅比較部１３２による振
幅比較の後、さらに時間比較１３６を行うことが好まし
い。

【００４２】時間基準値１３８は、最小時間基準値と最
大時間基準値を有する。時間比較部１３６は、振幅比較
部１３２から出力された最小値検出命令または最大値検
出命令を受信すると、その検出命令が切り替わるまでの
時間を計測する。この計測時間と前記最小時間基準値お
よび前記最大時間基準値とを比較し、振幅比較部１３２
から出力された検出命令が前記最小時間基準値より短い
場合は検出命令の切り替えを中止し先の検出命令を持続
させ、振幅比較部１３２から出力される検出命令が前記
最大時間基準値より長い場合はその検出命令を無効とす
るように構成されることが好ましい。

【００４３】一般に、エンコーダ５００に入力される回
転角度または移動距離の変化分である速度は、用途によ
りその上限が決められている。従って、エンコーダ５０
０から出力される正弦波信号の最高周波数または最短周
期は既知である。時間基準値１３８において、前記最小
時間基準値をエンコーダ５００から出力される正弦波信
号の最短周期より十分短く設定することにより、エンコ
ーダ５００から出力される正弦波信号に高周波ノイズが
重畳している場合でも正常な最大値と最小値の識別を行
うことが可能となる。また、前記最大時間基準値を十分
長く設定することにより、エンコーダ５００への入力が
零すなわち静止状態であることを検知することができ
る。さらに、検出命令を無効とすることにより、正常な
最大値と最小値の識別を行うことが可能となる。

【００４４】図１のエンコーダ５００への入力が零とな
る場合の一例を図６に示す。図６（ａ）は、エンコーダ
５００から出力されるＡ相信号を表す波形図である。同
図において、Ａ相信号である正弦波信号の動きが止まっ
ている部分がエンコーダ５００への入力が零、すなわち
静止状態である。

【００４５】図６（ｂ）は、微分演算部１２６から出力
される信号を表す波形図である。同図において、Ａ相信
号について微分演算がなされた信号の零となっている部
分がエンコーダ５００への入力が零の状態である。

【００４６】図６（ｃ）は、時間比較部１３６の出力信
号を表す波形図である。図４の時間比較部１３６は、振
幅比較部１３２から出力された最大値検出命令を受信す
ると、その検出命令が切り替わるまでの時間を計測す
る。そして、時間比較部１３６は、この計測時間ｔ
_count と前記最大時間基準値とを比較し、ｔ_count が前
記最大時間基準値より長い場合はエンコーダへの入力が
零すなわち静止状態であるとして、その検出命令を無効
とすることにより正常な最大値と最小値の識別を行うこ
とが可能となる。この最大時間基準値の設定は、エンコ
ーダ５００が使用される状況により異なり、数秒から数
十分程度と考えられる。

【００４７】図３に戻り説明を続ける。Ａ相信号のディ
ジタル信号であるＡ／Ｄ変換器１６の出力は、最大値検
出部１２２および最小値検出部１２４に入力される。ま
た、最大値検出部１２２は、比較演算部１３０からの最
大値検出命令を受信し、最小値検出部１２４は前記比較
演算部１３０からの最小値検出命令を受信する。最大値
検出部１２２は、前記最大値検出命令に従い、各最大値
検出命令期間におけるＡ／Ｄ変換器１６からの出力の最
大値を検出する。最小値検出部１２４は、前記最小値検
出命令に従い、各最小値検出命令期間におけるＡ／Ｄ変
換器１６からの出力の最小値を検出する。これらの動作
により、回転角度または移動距離に応じてエンコーダ５
００から出力される正弦波信号の動きを検知して半周期
毎に正弦波信号の最大値または最小値を識別して検出す
ることが可能となる。

【００４８】Ｂ相信号についてもＡ相と同様な構成によ
り同様な動作が行われるため、図３における微分演算部
１４６、比較演算部１５０、最大値検出部１４２、最大
値検出部１４４、および図４における振幅比較１５２、
振幅基準値１５４、時間比較部１５６、時間基準値１５
８に関する説明は省略する。

【００４９】図７は、図２の補正演算部１７０の概略構
成図である。Ａ相信号における最大値検出部１２２の出
力および最小値検出部１２４の出力は、振幅補正演算部
１７２とオフセット補正演算部１７４にそれぞれ入力さ
れる。振幅補正演算部１７２は、入力された最大値と最
小値の差を求めて振幅の規定値に対する補正量を演算
し、第１演算器１０に出力する。オフセット補正演算１
７４は、入力された最大値と最小値の平均値を求めてオ
フセットの規定値に対する補正量を演算し、Ｄ／Ａ変換
器１４に出力する。

【００５０】Ｂ相信号についてもＡ相と同様な構成によ
り同様な動作が行われるため、図７における振幅補正演
算部１７６、オフセット演算部１７８に関する説明は省
略する。

【００５１】以上説明した実施例により、エンコーダ５
００から出力される位相が異なるＡ相およびＢ相と呼ば
れる２相の信号において、Ａ相およびＢ相の信号の動き
を独立に検知し、それぞれにおいて半周期毎に前記信号
の最大値または最小値を識別して検出し、これらの検出
値により前記信号が一周期に満たない場合においてもエ
ンコーダ５００からの出力信号の振幅とオフセットの正
確な自動調整を行うことが可能となる。

【００５２】従って、本実施例により、エンコーダを構
成する各部品のばらつきや組み立て上の差異およびエン
コーダの温度感度や経年変化による出力信号の振幅とオ
フセット変化を自動調整し、さらにはエンコーダへの入
力が微小な変位領域で、エンコーダ出力信号が一周期に
満たないような場合においても高精度なエンコーダ出力
信号の自動調整が可能となる。

【００５３】また、Ａ相およびＢ相の信号の動きを独立
に検知し、それぞれにおいて半周期毎に前記信号の最大
値または最小値を識別して検出する補正信号検出部は、
エンコーダから出力されるＡ相およびＢ相の前記信号を
Ａ／Ｄ変換した後、ディジタル信号処理器により一括し
てディジタル演算処理されるため、他の電子回路部品を
必要とせず、低コストかつ小型のエンコーダ出力信号の
自動調整装置を提供することが可能となる。

【００５４】［第２の実施例］続いて、第２の実施例に
ついて説明する。図８は、第２の実施例に係るエンコー
ダ出力信号の自動調整装置の概略構成図である。エンコ
ーダ５００からのＡ相信号およびＢ相信号は、直接Ａ／
Ｄ変換器１６およびＡ／Ｄ変換２６に入力され、Ａ／Ｄ
変換器１６，２６の出力は、ディジタル信号処理器１０
０ａにそれぞれ入力される。振幅補正手段およびオフセ
ット補正手段は、全てディジタル信号処理器１００ａの
中で行われ、図１に示す第１の実施例の第１演算器１０
に代わる手段としてディジタルの乗算器が、第２演算器
１２に代わる手段としてディジタルの加減算器が用いら
れる。

【００５５】その他の構成および動作は第１の実施例と
同様であり、説明を省略する。また、Ｂ相に関してもＡ
相と同様であり、説明を省略する。本実施例のエンコー
ダ出力信号の自動調整装置は、Ａ／Ｄ変換器１６，２６
と、ディジタル信号処理器１００ａで構成されるため、
さらに低コストかつ小型に構成することが可能となる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エンコーダから出力される互いに位相が異なる複数の信
号（例えばＡ相およびＢ相と呼ばれる２相の信号）にお
いて、この各信号の動きを独立に検知し、各信号それぞ
れに対して半周期毎に前記信号の最大値または最小値を
識別して検出し、これらの検出値により前記信号が一周
期に満たない場合においてもエンコーダからの出力信号
の振幅とオフセットの正確な自動調整を行うことが可能
となる。

【００５７】従って、本発明により、エンコーダを構成
する各部品のばらつきや組み立て上の差異、およびエン
コーダの温度感度や経年変化による出力信号の振幅とオ
フセット変化を自動調整し、さらにはエンコーダへの入
力が微小な変位領域で、エンコーダ出力信号が一周期に
満たないような場合においても高精度なエンコーダ出力
信号の自動調整装置を提供することが可能となる。

【００５８】また、上記した第１の実施例のように、Ａ
相およびＢ相の信号の動きを独立に検知し、それぞれに
おいて半周期毎に前記信号の最大値または最小値を識別
して検出する補正信号検出部は、エンコーダから出力さ
れるＡ相およびＢ相の前記信号をＡ／Ｄ変換した後、デ
ィジタル信号処理器により一括してディジタル演算処理
されるため、他の電子回路部品を必要とせず、低コスト
かつ小型のエンコーダ出力信号の自動調整装置を提供す
ることが可能となる。

【００５９】さらに、上記した第２の実施例のように、
エンコーダ出力信号の自動調整装置をＡ／Ｄ変換器とデ
ィジタル信号処理器で構成すれば、さらに低コストかつ
小型のエンコーダ出力信号の自動調整装置を提供するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例に係るエンコーダ出力
信号の自動調整装置の概略構成図である。

【図２】 図１のディジタル信号処理器の概略構成図で
ある。

【図３】 図２の補正信号検出部の概略構成図である。

【図４】 図３の比較演算部の概略構成図である。

【図５】 図１のエンコーダから出力される正弦波信号
と正弦波信号の動きを検知して半周期毎に正弦波信号の
最大値および／または最小値を識別して検出する一例を
示す波形図である。 （ａ）図１のエンコーダから出力されるＡ相信号を表す
波形図である。 （ｂ）図３の微分演算部の出力信号を表す波形図であ
る。 （ｃ）図４の振幅比較部の出力信号を表す波形図であ
る。

【図６】 図１のエンコーダへの入力が零となる場合の
一例を示す波形図である。 （ａ）図１のエンコーダから出力されるＡ相信号を表す
波形図である。 （ｂ）図３の微分演算部から出力される信号を表す波形
図である。 （ｃ）図４の時間比較部の出力信号を表す波形図であ
る。

【図７】 図２の補正演算部の概略構成図である。

【図８】 本発明の第２の実施例に係るエンコーダ出力
信号の自動調整装置の概略構成図である。

【図９】 従来例に係るエンコーダ読み取り信号の補正
回路を示す概略構成図である。

【図１０】従来例に係るエンコーダへの入力回転方向が
反転した場合の一例を示す波形図であり、実線はＡ相信
号、点線はＢ相信号をそれぞれ示す。

【符号の説明】

１０：第１演算器、１２：第２演算器、１４，２４：Ｄ
／Ａ変換器、１６，２６：Ａ／Ｄ変換器、１００，１０
０ａ：ディジタル信号処理器、１２０：補正信号検出
部、１２２，１４２：最大値検出部、１２４，１４４：
最小値検出部、１２６，１４６：微分演算部、１３０，
１５０：比較演算部、１３２，１５２：振幅比較部、１
３４，１５４：振幅基準値、１３６，１５６：時間比較
部、１３８，１５８：時間基準値、１７０：補正演算
部、１７２，１７６：振幅補正演算部、１７４，１７
８：オフセット補正演算部、５００：エンコーダ、６０
１，６０２：コンパレータ、６０３：方向信号生成部、
６０４：カウントクロック生成部、６０５：カウンタ、
６０６，６０７：フリップフロップ、６０８：カウント
値比較部、６０９：検出シーケンサ、６１０：セレク
タ、６１１：Ａ／Ｄ変換器、６１２：ＲＡＭ、６１４：
ＣＰＵ、６２０：回転検知部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物の回転角度または移動距離に応
   じてエンコーダから出力される互いに位相の異なる複数
   の各出力信号の動きを検知して半周期毎に前記各出力信
   号の最大値または最小値を識別して検出する補正信号検
   出手段と、該補正信号検出手段により前記各出力信号に
   対して検出された最大値と最小値により前記各出力信号
   の振幅とオフセットを算出して振幅とオフセットの各規
   定値に対する補正量を演算する補正演算手段と、該補正
   演算手段の演算出力に基づいて前記各出力信号の振幅を
   調整する振幅補正手段と、該補正演算手段の演算出力に
   基づいて前記各出力信号のオフセットを調整するオフセ
   ット補正手段とを有することを特徴とするエンコーダ出
   力信号の自動調整装置。
2. 【請求項２】 前記エンコーダからの各出力信号を微分
   演算する微分演算手段と、該微分演算手段により微分演
   算された信号の振幅と予め設定された振幅基準値とを比
   較する比較演算手段とを有することを特徴とする請求項
   １に記載のエンコーダ出力信号の自動調整装置。
3. 【請求項３】 前記振幅基準値として零を中心に正の基
   準値と負の基準値とを有し、前記比較演算手段は、前記
   微分演算手段により微分演算された信号の振幅と前記正
   の基準値および前記負の基準値との比較を行う振幅比較
   手段を有し、該振幅比較手段は、前記微分演算手段によ
   り微分演算された信号が前記正の基準値より大きい場合
   は最大値を検出するための最大値検出命令を出力し、前
   記微分演算手段により微分演算された信号が前記負の基
   準値より小さい場合は最小値を検出するための最小値検
   出命令を出力し、前記最大値検出命令および前記最小値
   検出命令は重複することなく切り替わり、ヒステリシス
   特性を有するように振幅比較することを特徴とする請求
   項２に記載のエンコーダ出力信号の自動調整装置。
4. 【請求項４】 前記比較演算手段は、前記最大値検出命
   令または前記最小値検出命令が出力されてから検出命令
   が切り替わるまでの時間を計測し、この計測時間と最小
   の時間基準値および最大の時間基準値とを比較する時間
   比較手段をさらに有し、該時間比較手段は、前記振幅比
   較手段から出力された検出命令が前記最小時間基準値よ
   り短い場合は検出命令の切り替えを中止し先の検出命令
   を持続させ、前記振幅比較手段から出力された検出命令
   が前記最大時間基準値より長い場合はその検出命令を無
   効とするように構成されることを特徴とする請求項３に
   記載のエンコーダ出力信号の自動調整装置。
5. 【請求項５】 前記補正演算手段は、前記補正信号検出
   手段により検出された最大値と最小値の差を求めて振幅
   の規定値に対する補正量を演算する振幅補正演算手段
   と、前記補正信号検出手段により検出された最大値と最
   小値の平均値を求めてオフセットの規定値に対する補正
   量を演算するオフセット補正演算手段とを有することを
   特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンコ
   ーダ出力信号の自動調整装置。
6. 【請求項６】 被測定物の回転角度または移動距離に応
   じて前記エンコーダから出力される前記互いに位相の異
   なる複数の信号は２相の信号であり、前記振幅補正手
   段、前記オフセット補正手段、前記微分演算手段、前記
   比較演算手段、前記振幅補正演算手段、および前記オフ
   セット補正演算手段を前記２相の各信号に対してそれぞ
   れ独立に備えることを特徴とする請求項５に記載のエン
   コーダ出力信号の自動調整装置。