JP2003090741A

JP2003090741A - ロータリエンコーダ

Info

Publication number: JP2003090741A
Application number: JP2001286579A
Authority: JP
Inventors: Takeo Furumi; 丈夫古見; Hidehiro Yano; 英洋矢野
Original assignee: KOIZUMI SOKKI SEISAKUSHO KK
Current assignee: KOIZUMI SOKKI SEISAKUSHO KK
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2003-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】安価で高精度の角度検出を行うことができ、
原点合わせの手間も省くことができるロータリエンコー
ダを提供することを課題とする。【解決手段】検査対象の回転角に応じた抵抗値の変化
を出力するポテンショメータ１０と、このポテンショメ
ータ１０の出力をアナログデジタル変換するＡ／Ｄ変換
回路２１と、このＡ／Ｄ変換回路２１の出力と前記回転
角とを対比させた変換テーブル２３と、この変換テーブ
ル２３を参照して前記Ａ／Ｄ変換回路２１の出力に対応
した回転角を出力する制御手段２２とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロータリエンコーダ
に関し、特に、低コストで高精度のアブソリュート型を
実現したロータリエンコーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】ロータリエンコーダは、円板上に設けた
目盛りやスリットを光センサなどで読みとることによ
り、回転軸の位置の情報を表すデジタル信号を出力する
ものであり、円板に設けられる目盛りの形状及び出力信
号の違いにより、インクリメンタル型とアブソリュート
型とに分類される。

【０００３】インクリメンタル型は、回転する円板上に
等間隔に分割した縦じまの目盛り又はスリットを設け、
目盛りの通過をフォトトランジスタ等で検出すると共に
検出した電流を矩形波（パルス）として出力するもので
ある。出力はＡ相と、位相差が９０度のＢ相と、原点を
示すＺ相とからなるデジタル信号とし、回転方向がわか
るようになっており、一周を縦じまの数で分割した回転
角が、検知できる精度となる。なお、回転している間だ
けパルスが出力され、発生パルスを累積することにより
角度を検出する。

【０００４】一方、アブソリュート型は、円板上に径方
向に並んだ複数のトラックに分かれたパターンからなる
目盛りを設け、これをフォトトランジスタ等で検出する
ものである。複数のトラックのパターンは、一周を２の
べき乗数で分割し、それぞれの角度を２進数で表すもの
である。従って、トラックの本数はべき乗数の数に対応
し、出力されるデジタル信号線の本数はトラックの本数
に対応する。すなわち、トラックが４本の場合には、４
ビットのデジタルデータが出力され、これが分解能とな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】アブソリュート型のロ
ータリエンコーダ、特に高分解能のものは、目盛りのパ
ターンの形成及び読みとりが非常に複雑となるので、非
常に高価であるという問題がある。

【０００６】一方、アナログタイプの角度センサとし
て、ポテンショメータが知られている。ポテンショメー
タは、円板上に、円弧状の抵抗体と、この抵抗体上を摺
接するブラシとを設け、抵抗体の両端に所定の電圧を印
加すると共に一端とブラシとの間の電圧であるポテンシ
ョ電圧を出力するものである。かかるポテンショ電圧
は、抵抗体の一端とブラシ接点との間の抵抗値に応じて
出力されるので、原理的には、回転角度に比例する。な
お、回転角度とポテンショ電圧との直線性を出すため
に、ポテンショ電圧を測定しながら、抵抗体のトリミン
グが行われている。

【０００７】しかしながら、高精度型ポテンショメータ
であっても、回転角度とポテンショ電圧との直線性は±
１％以内でばらついているので、高精度の角度制御は困
難である。

【０００８】また、上述したロータリエンコーダやポテ
ンショメータを実際に装置に取り付ける場合、複数人の
作業員での作業で装置の零点とロータリエンコーダの零
点とを一致させるか、又は出力データを取り込むソフト
側を変更して零点調整を行わなければならないという問
題がある。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑み、安価で
高精度の角度検出を行うことができ、原点合わせの手間
も省くことができるロータリエンコーダを提供すること
を課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の第１の態様は、検査対象の回転角に応じた抵抗値の
変化を出力するポテンショメータと、このポテンショメ
ータの出力をアナログデジタル変換するＡ／Ｄ変換回路
と、このＡ／Ｄ変換回路の出力と前記回転角とを対比さ
せた変換テーブルと、この変換テーブルを参照して前記
Ａ／Ｄ変換回路の出力に対応した回転角を出力する制御
手段とを具備することを特徴とするロータリエンコーダ
にある。

【００１１】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記ポテンショメータはポテンショ電圧を出力する
ことを特徴とするロータリエンコーダにある。

【００１２】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、前記ポテンショメータは円形の抵抗体を有す
ると共に相対向する二カ所に電圧を印加した場合をポテ
ンショ電圧とすると共に前記二カ所と交差する他の二カ
所に電圧を印加した場合の電圧を位置決め電圧として出
力し、前記変換テーブルは、前記ポテンショ電圧及び前
記位置決め電圧に対応して前記Ａ／Ｄ変換器が出力する
デジタル出力の対と前記回転角とを対比させたものであ
ることを特徴とするロータリエンコーダにある。

【００１３】本発明の第４の態様は、第３の態様におい
て、前記相対向する二カ所と、前記他の二カ所は、それ
ぞれ直径方向に対向し、互いに直交することを特徴とす
るロータリエンコーダにある。

【００１４】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
の態様において、さらに、取付時の原点を記憶する書き
込み可能なメモリを具備し、前記制御手段は、前記メモ
リに書き込まれた原点情報を参照して当該原点を角度零
とした回転角を出力することを特徴とするロータリエン
コーダにある。

【００１５】本発明の第６の態様は、第１〜５の何れか
の態様において、前記制御手段は、設定されている回転
方向と実施の回転方向が反対の場合に、前記変換テーブ
ルの回転角を実際の回転方向に併せた回転角に反転出力
する機能を有することを特徴とするロータリエンコーダ
にある。

【００１６】本発明の第７の態様は、第１〜６の何れか
の態様において、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを具備する
マイクロコンピュータと、電気的に書込可能な不揮発性
メモリと、前記Ａ／Ｄ変換回路として機能するＡ／Ｄコ
ンバータとを具備し、前記不揮発性メモリには、前記変
換テーブルと、前記マイクロコンピュータに前記制御手
段としての機能を実現させるためのプログラムとが内蔵
されていることを特徴とするロータリエンコーダにあ
る。

【００１７】本発明の第８の態様は、第７の態様におい
て、前記マイクロコンピュータと、前記不揮発性メモリ
とがシングルチップ化されていることを特徴とするロー
タリエンコーダにある。

【００１８】本発明の第９の態様は、第７の態様におい
て、前記マイクロコンピュータと、前記不揮発性メモリ
と、前記Ａ／Ｄコンバータとがシングルチップ化されて
いることを特徴とするロータリエンコーダにある。

【００１９】かかる本発明のロータリエンコーダは、ポ
テンショメータを用いて安価にアブソリュート型ロータ
リエンコーダを実現したものである。本発明は、ポテン
ショメータは出力の直線性はよくないが、再現性は極め
て良好であるという知見に基づいて完成されたものであ
り、従って、直線性を高めた比較的高価なポテンショメ
ータを用いる必要はなく、安価なポテンショメータを用
いればよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態に基づい
て説明する。

【００２１】（実施形態１）図１は、実施形態１に係る
ロータリエンコーダの概略構成を説明する図である。図
１に示すように、ロータリエンコーダ１は、ポテンショ
メータ１０と、Ａ／Ｄ変換回路２１と、制御手段２２
と、変換テーブル２３とを具備する。

【００２２】ここで、ポテンショメータ１０は、その概
略を図２に示すように、円盤状の基板１１の円周上に一
部を切り欠いたリング状の抵抗体１２を具備し、抵抗体
１２の両端であるＡ端及びＢ端に電圧を印加するための
端子１３及び１４を具備する。また、基板１１上にはそ
の中心を基端として先端を抵抗体１２上に摺接させなが
ら回転移動するブラシ部材１５が設けられており、ブラ
シ部材１５の基端部は端子１６と接触している。

【００２３】このようなポテンショメータ１０は、端子
１３及び１４間に所定の電圧の電源を接続すると、ブラ
シ部材１５の接触位置であるＰ端とＡ端との間のポテン
ショ電圧Ｖｐが出力されるようになっている。

【００２４】Ａ／Ｄ変換回路２１は、ポテンショメータ
１０の出力であるポテンショ電圧Ｖｐと、ポテンショメ
ータ１０に印加した基準電圧Ｖａｂをアナログ／デジタ
ル変換し、電圧比＝Ｖｐ／Ｖａｂに対応するデジタル変
換値を出力するものである。なお、アナログ信号でＶｐ
／Ｖａｂを算出してデジタル変換するようにしてもよい
し、ポテンショ電圧Ｖｐに対するデジタル変換値と基準
電圧Ｖａｂに対応するデジタル変換値を別途出力するよ
うにしてもよい。さらに、ポテンショメータ１０がポテ
ンショ電圧としてＶｐ／Ｖａｂを出力するようにしても
よい。なお、Ａ／Ｄ変換回路２１の具体的な構成は特に
限定されないが、４ビット（ｂｉｔ）以上、好ましくは
８ビット以上、さらに好ましくは１２ビット以上のデジ
タル信号を出力するものが好ましい。

【００２５】制御手段２２は、Ａ／Ｄ変換回路２１の出
力であるデジタル変換値を受信し、後述する変換テーブ
ル２３を参照して、受信したデジタル変換値に対応する
角度値を出力するものである。Ａ／Ｄ変換回路２１がポ
テンショ電圧に対応するデジタル変換値と基準電圧Ｖａ
ｂに対応するデジタル変換値とを出力する場合には、制
御手段２２は、両者の比をデジタル変換値として変換テ
ーブル２３を参照する。なお、デジタル変換値に完全に
一致した値がない場合には、最も近いデジタル変換値に
対応する角度値を出力する。

【００２６】変換テーブル２３は、一例を図３に示すよ
うに、ポテンショ電圧Ｖｐと基準電圧Ｖａｂの電圧比＝
Ｖｐ／Ｖａｂに対応するデジタル変換値と角度値を対比
したテーブルである。

【００２７】ここで、ポテンショメータ１０及び変換テ
ーブル２３の機能について説明する。

【００２８】ポテンショメータ１０の抵抗体１２の抵抗
値が周方向に亘って一定に変化すれば、上述したポテン
ショ電圧Ｖｐと基準電圧Ｖａｂとの電圧比＝Ｖｐ／Ｖａ
ｂはブラシ部材１５の回転角θｐに比例し、Ｖｐ／Ｖａ
ｂ＝θｐ／θａｂとなるので、電圧比Ｖｐ／Ｖａｂから
回転角θｐが決定される。しかしながら、実際の抵抗体
１２の抵抗値の変化は周方向に亘って一定ではないの
で、電圧比Ｖｐ／Ｖａｂは回転角θｐとは比例しない
で、最低でも±１％程度のバラツキがでる。本発明で用
いる変換テーブル２３は、回転角度に対する電圧比Ｖｐ
／Ｖａｂのバラツキを補正するものである。

【００２９】但し、本発明は、電圧比Ｖｐ／Ｖａｂは回
転角度に比例せずにバラツキがあるが、バラツキ自体に
は再現性があるという知見に基づいて完成されたもので
あり、変換テーブル２３は、各ポテンショメータ１０に
固有のものである。すなわち、ポテンショメータ１０の
一つ一つに対して電圧比Ｖｐ／Ｖａｂのデジタル変換値
と実際の角度値とを測定して変換テーブル２３を作成す
る必要がある。

【００３０】変換テーブル２３の作成方法は特に限定さ
れないが、個々のポテンショメータ１０について、市販
のロータリエンコーダでブラシ部材１５の回転角度を測
定しながらポテンショ電圧Ｖｐを測定することにより作
成すればよい。なお、所望の分解能の回転角度毎にポテ
ンショ電圧Ｖｐを測定してもよいが、所定の回転角度
（区間）毎に測定し、各区間については分解能に対応し
て直線補間するようにしてもよい。図４は、Ｎ箇所で電
圧比Ｖｐ／Ｖａｂを測定し、各区間を直線補間する手順
を説明するものである。

【００３１】何れにしても、変換テーブル２３の作成の
ための測定は自動化することができ、個々のポテンショ
メータ１０毎に変換テーブル２３を作成すること自体で
大幅なコストアップとなることはない。

【００３２】また、変換テーブル２３はメモリ等に格納
して各ポテンショメータ１０に付設する必要があり、高
分解能ほど大きな容量となるが、例えば、１６ビットの
分解能としても３２ｋＢ程度の容量であるので、メモリ
チップが安価になった現在においては、製品コストに大
きく影響を与えるものではない。

【００３３】なお、ポテンショメータ１０は、回転角度
とポテンショ電圧との直線性を出すために、ポテンショ
電圧を測定しながら抵抗体のトリミングを行ったもので
ある必要はなく、トリミングを行う前の安価なものでよ
い。

【００３４】かかるロータリエンコーダ１の出力は、要
求に応じて得ることができ、又は運転時において所定の
間隔で出力するようにすることもできる。また、上述し
たデジタル信号に加え、インクリメンタル型のパルス信
号を連続的に発生するようにすることもできる。すなわ
ち、所定の間隔での出力が一定角度を越えるタイミング
でパルスを発生するパルス発生回路を設ければよい。

【００３５】ここで、図２に示すポテンショメータ１０
では、３６０度の角度を測定することは不可能である
が、３６０度までの角度を測定できるポテンショメータ
の一例を図５に示す。

【００３６】図５に示すように、ポテンショメータ１０
Ａは、リング状の抵抗体１２Ａを具備する。また、抵抗
体１２Ａの直径方向に対向するＡ端及びＢ端に電圧を印
加するための端子１３Ａ及び１４Ｂの他に、Ａ−Ｂとは
直交してＣ端及びＤ端に電圧を印加する端子１７及び１
８を具備する。かかるポテンショメータ１０Ａでは、端
子１３Ａ及び１４Ａ間、すなわちＡ−Ｂ間に電圧を印加
したときのポテンショ電圧Ｖｐと共に端子１７及び１８
間、すなわちＣ−Ｄ間に電圧を印加したときの位置決め
電圧Ｖｑを出力する。

【００３７】このようなポテンショメータ１０Ａを用い
ると、ポテンショ電圧Ｖｐに基づく電圧比Ｖｐ／Ｖａｂ
について、上述したような手順で、図５（ｂ）に示すよ
うな変換テーブル２３Ａを作成すればよい。この変換テ
ーブル２３Ａは、ポテンショ電圧Ｖｐに基づく電圧比Ｖ
ｐ／Ｖａｂについてはデジタル変換値に対応する角度値
を参照できるようになっているが、位置決め電圧Ｖｑに
対応する電圧比Ｖｑ／Ｖｃｄについては、例えば、Ａ端
及びＢ端の電圧比より大きいか小さいかを判断すること
により、角度値が判断できるようになっており、これに
より、３６０度に対応した角度値を決定することができ
る。すなわち、電圧比Ｖｐ／Ｖａｂのみでは、Ａ−Ｃ−
Ｂ間と、Ａ−Ｄ−Ｂ間とで同一の値が存在するが、電圧
比Ｖｑ／ＶｃｄがＡ端及びＢ端の電圧比より小さい場合
にはＡ−Ｃ−Ｂ間、大きい場合にはＡ−Ｄ−Ｂ間と判断
することができる。したがって、変換テーブル２３Ａに
は、電圧比Ｖｑ／ＶｃｄがＡ端及びＢ端の電圧比より小
さいか大きいかを示す、例えば、「０」、「１」が書き
込まれている。また、Ａ端とＢ端の電圧比が異なること
が予想されるが、この場合、問題となるのはＡ端近傍、
又はＢ端近傍であり、電圧比Ｖｐ／Ｖａｂが０近傍で所
定の値より小さいときにはＡ端の電圧差と比較して大小
を決定するようにし、電圧比Ｖｐ／Ｖａｂが１近傍で所
定の値より大きいときには、Ｂ端の電圧差と比較して大
小を決定するようにすればよい。

【００３８】また、図５（ｃ）に示すように、全ての回
転角度について、ポテンショ電圧Ｖｐに基づく電圧比Ｖ
ｐ／Ｖａｂと、位置決め電圧Ｖｑに対応する電圧比Ｖｑ
／Ｖｃｄとの両者のデジタル変換値を有する変換テーブ
ル２３Ｂを作成してもよい。この場合、両者のデジタル
変換値が最も近い角度値を参照するようにすればよい。
この場合でも、両者のデジタル変換値が二カ所で近似す
る可能性があるが、この場合には、上述したように、電
圧比Ｖｑ／ＶｃｄがＡ端及びＢ端の電圧比より小さいか
大きいかで判断するようにする。勿論、変換テーブル２
３Ｂのようにポテンショ電圧Ｖｐに基づく電圧比Ｖｐ／
Ｖａｂと、位置決め電圧Ｖｑに対応する電圧比Ｖｑ／Ｖ
ｃｄとの両者のデジタル変換値を有するようにして、電
圧比Ｖｑ／ＶｃｄがＡ端及びＢ端の電圧比より小さいか
大きいかで判断するようにしてもよい。

【００３９】なお、上述した例では、Ａ端及びＢ端、Ｃ
端及びＤ端をそれぞれ直径方向に相対向する二カ所（１
８０度離れた位置）とし、且つ互いに直交するようにし
たが、Ａ端及びＢ端、Ｃ端及びＤ端は、それぞれ直径方
向に相対向していなくてもよく、Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄが互い
に交差するようにＡ端〜Ｄ端を設定すればよい。

【００４０】（実施形態２）一般的にロータリエンコー
ダでは、装置に取り付ける際に原点合わせをする必要が
ある。すなわち、ポテンショメータ１０のブラシ部材１
５（図２参照）がＡ端にある際に、装置の回転角度が零
となるように取り付ける必要がある。

【００４１】しかしながら、本発明のロータリエンコー
ダ１では、取付時の原点を角度零として記憶し、出力す
る角度値を補正して出力するようにすることにより、取
付時の原点合わせを省略することができる。

【００４２】これを実現した概略構成を図６に示す。図
６に示すように、このロータリエンコーダ１Ａは、原点
セットスイッチ２４を有し、原点セットスイッチ２４で
動作する原点セット手段２５を具備し、これ以外の構成
は上述した実施形態と同様である。

【００４３】このロータリエンコーダ１Ａは、取付後、
図示しない原点セットスイッチ２４がオンされた際に原
点セット手段２５が起動し、そのときの位置（角度値）
を原点位置２６として不揮発性メモリ６０又は別途設け
たＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに書き込むようにす
る。一方、制御手段２２は、変換テーブル２３を参照し
て角度値を出力する際に、原点位置２６が書き込まれて
いる場合には、原点位置２６を差し引いた値を角度値と
して出力するようにする。

【００４４】勿論、原点セット手段２５は、原点位置２
６を書き込む際に、変換テーブル２３に原点位置２６を
差し引いた角度値を付記するようにし、制御手段２２が
これを参照するようにしてもよい。

【００４５】（実施形態３）一般的にロータリエンコー
ダでは基準の回転方向が決められており、回転方向を一
致させて装置に取り付ける必要がある。本発明のロータ
リエンコーダは基準の回転方向が決められているが、取
付後、基準の回転方向を反転する反転スイッチを設ける
こともできる。

【００４６】これを実現したロータリエンコーダの概略
構成を図７に示す。図７に示すように、ロータリエンコ
ーダ１Ｂは、反転スイッチ２７と、反転スイッチ２７に
より起動する反転セット手段２８を具備する以外は、上
述した実施形態と同様である。

【００４７】このロータリエンコーダ１Ｂでは、反転ス
イッチ２７がオンされると、反転セット手段２８が起動
し、反転フラグ２９を不揮発性メモリ６０又は別途設け
たＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに書き込むようにす
る。一方、制御手段２２は、変換テーブル２３を参照し
て角度値を出力する際に、反転フラグ２９が書き込まれ
ている場合には、回転方向を反転させたように補正した
角度値を出力する。

【００４８】勿論、反転セット手段２８は、反転フラグ
２９を書き込む際に、予め変換テーブル２３に反転させ
た角度値を付記しておき、制御手段２２がこれを参照し
て出力するようにしてもよい。

【００４９】（実施例）図８には、上述したロータリエ
ンコーダ１の具体的構成の一例を示す。図８に示すよう
に、ロータリエンコーダ１は、ポテンショメータ１０
と、半導体集積回路を含む半導体デバイス３０とを具備
する。半導体デバイス３０は、本実施例では、Ａ／Ｄコ
ンバータ４０と、マイクロコンピュータ（マイコン）５
０と、不揮発性メモリ６０とからなる。

【００５０】ここで、マイコン５０は、ＣＰＵ５１、Ｒ
ＯＭ５２及びＲＡＭ５３を含むもので、一般的に市販さ
れているワンチップマイコンである。一般に市販されて
いるワンチップマイコンには、Ａ／Ｄ変換回路及び不揮
発性メモリが含まれているものもあるが、本実施例で
は、Ａ／Ｄ変換の分解能の関係でＡ／Ｄコンバータ４０
を別途設けているが、分解能の面で問題なければＡ／Ｄ
コンバータ４０を別途設ける必要はない。また、メモリ
容量の関係でフラッシュＲＯＭなどの不揮発性メモリ６
０を付設しているが、大容量の不揮発性メモリを内蔵し
たワンチップマイコンを用いてもよい。不揮発性メモリ
６０には、上述した変換テーブル２３と共に、マイコン
５０に読み込まれて当該マイコン５０を上述した制御手
段２２として機能させるプログラム６１が格納されてい
る。なお、プログラム６１は、ＲＯＭ５２に格納しても
よいが、変換テーブル２３と共にフラッシュＲＯＭ等の
不揮発性メモリ６０に格納すれば、特別なＲＯＭ書込装
置を用意する必要がないという利点がある。このような
ロータリエンコーダ１では、プログラム６１がマイコン
５０に読み込まれて制御手段２２として機能し、ポテン
ショメータ１０からのポテンショ電圧Ｖｐが入力されて
Ａ／Ｄコンバータ４０がデジタル変換値を出力すると、
制御手段２２は、デジタル変換に対応する角度値をデジ
タル値で出力する。

【００５１】勿論、プログラム６１に上述した原点セッ
ト手段２５及び反転セット手段２８として機能させるプ
ログラムを包含させることにより、マイコン５０を、制
御手段２２、原点セット手段２５及び反転セット手段２
８として機能させることができる。

【００５２】以上の構成により、ポテンショメータ１０
のアナログ信号を擬似的にデジタル化し、比較的安価な
ポテンショメータを利用して高精度のアブソリュート型
ロータリエンコーダを実現することができる。

【００５３】（試験例）市販の角度分解能１０秒のイン
クリメンタルロータリエンコーダを基準エンコーダとし
て用い、ポテンショメータ１０について、５度間隔及び
１度間隔でポテンショ電圧Ｖｐと基準電圧Ｖａｂとの電
圧比のデジタル変換値と、基準エンコーダの角度とを対
比させた変換テーブル２３を作成し、ロータリエンコー
ダ１とした。なお、５度間隔及び１度間隔の間は直線補
間した。

【００５４】さらに、ロータリエンコーダ１で出力され
る角度値θと、基準エンコーダの角度θ０との差（θ―
θ_０）を−６０度〜５８度について測定した結果を図９
に示し、（ａ）は５度間隔で補間したもの、（ｂ）は１
度間隔で補間したものである。

【００５５】また、比較として、ポテンショメータ１０
自体のポテンショ電圧Ｖｐと基準電圧Ｖａｂとの電圧比
から算出される角度θ_１について、基準エンコーダの角
度θ _０との差（θ_１―θ_０）を−６０度〜５８度につい
て測定した結果を図１０に示す。

【００５６】この結果、ポテンショメータ１０では、直
線性が１％以内にトリミングしたものを使用したため、
直線性はその範囲内であるが、最大０．７度の変動が見
られる。一方、変換テーブルを用いて補正したロータリ
エンコーダの出力は、５度間隔で補間したものは、０．
１度以内、１度間隔で補間したもので、０．０８度以内
のバラツキとなり、１度間隔で補間した変換テーブルを
具備するロータリエンコーダは、回転角１２０度、分解
能１０ビットのアブソリュートエンコーダとして使用可
能であることが確認された。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、比較
的安価なポテンショメータのアナログ信号を擬似的にデ
ジタル化し、変換テーブルでポテンショ電圧を補正する
ことにより、比較的安価なポテンショメータを利用して
高精度のアブソリュート型ロータリエンコーダを実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るロータリエンコーダ
の概略構成図である。

【図２】実施形態１に用いるポテンショメータの一例を
示す図である。

【図３】実施形態１に用いる変換テーブルの一例を示す
図である。

【図４】実施形態１に用いる変換テーブルの作成の手順
の一例を示す図である。

【図５】実施形態１に用いるポテンショメータ及び変換
テーブルの他の例を示す図である。

【図６】本発明の実施形態２に係るロータリエンコーダ
の概略構成を示す図である。

【図７】本発明の実施形態３に係るロータリエンコーダ
の概略構成を示す図である。

【図８】本発明の実施例に係るロータリエンコーダの概
略構成を示す図である。

【図９】試験例における角度誤差を示す図である。

【図１０】試験例における角度誤差を示す図である。

【符号の説明】

１ロータリエンコーダ１０，１０Ａポテンショメータ１２，１２Ａ抵抗体１５ブラシ部材２１Ａ／Ｄ変換回路２２制御手段２３，２３Ａ，２３Ｂ変換テーブル４０Ａ／Ｄコンバータ５０マイクロコンピュータ６０不揮発性メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F063 AA35 CA40 DA05 EA03 FA03 KA02 KA03 LA19 LA30 2F077 CC02 EE03 TT06 TT33 TT49 TT66

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検査対象の回転角に応じた抵抗値の変化
を出力するポテンショメータと、このポテンショメータ
の出力をアナログデジタル変換するＡ／Ｄ変換回路と、
このＡ／Ｄ変換回路の出力と前記回転角とを対比させた
変換テーブルと、この変換テーブルを参照して前記Ａ／
Ｄ変換回路の出力に対応した回転角を出力する制御手段
とを具備することを特徴とするロータリエンコーダ。
【請求項２】請求項１において、前記ポテンショメー
タはポテンショ電圧を出力することを特徴とするロータ
リエンコーダ。
【請求項３】請求項１又は２において、前記ポテンシ
ョメータは円形の抵抗体を有すると共に相対向する二カ
所に電圧を印加した場合をポテンショ電圧とすると共に
前記二カ所と交差する他の二カ所に電圧を印加した場合
の電圧を位置決め電圧として出力し、前記変換テーブル
は、前記ポテンショ電圧及び前記位置決め電圧に対応し
て前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデジタル出力の対と前記
回転角とを対比させたものであることを特徴とするロー
タリエンコーダ。
【請求項４】請求項３において、前記相対向する二カ
所と、前記他の二カ所は、それぞれ直径方向に対向し、
互いに直交することを特徴とするロータリエンコーダ。
【請求項５】請求項１〜４の何れかにおいて、さら
に、取付時の原点を記憶する書き込み可能なメモリを具
備し、前記制御手段は、前記メモリに書き込まれた原点
情報を参照して当該原点を角度零とした回転角を出力す
ることを特徴とするロータリエンコーダ。
【請求項６】請求項１〜５の何れかにおいて、前記制
御手段は、設定されている回転方向と実施の回転方向が
反対の場合に、前記変換テーブルの回転角を実際の回転
方向に併せた回転角に反転出力する機能を有することを
特徴とするロータリエンコーダ。
【請求項７】請求項１〜６の何れかにおいて、ＣＰ
Ｕ、ＲＯＭ及びＲＡＭを具備するマイクロコンピュータ
と、電気的に書込可能な不揮発性メモリと、前記Ａ／Ｄ
変換回路として機能するＡ／Ｄコンバータとを具備し、
前記不揮発性メモリには、前記変換テーブルと、前記マ
イクロコンピュータに前記制御手段としての機能を実現
させるためのプログラムとが内蔵されていることを特徴
とするロータリエンコーダ。
【請求項８】請求項７において、前記マイクロコンピ
ュータと、前記不揮発性メモリとがシングルチップ化さ
れていることを特徴とするロータリエンコーダ。
【請求項９】請求項７において、前記マイクロコンピ
ュータと、前記不揮発性メモリと、前記Ａ／Ｄコンバー
タとがシングルチップ化されていることを特徴とするロ
ータリエンコーダ。