JP2003161644A - 光学式エンコーダおよび光学式エンコーダ校正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】波形歪みの影響を低減し、高精度な光学式エン
コーダ、および、このような光学式エンコーダとなるよ
うに校正するための光学式エンコーダ校正装置の提供を
する。 【解決手段】校正時には、光学式エンコーダ校正装置に
より電流電圧変換回路１０１〜１０４から出力される９
０゜の位相差を有する４相の正弦波電圧信号１８１〜４
８１を用いて波形歪みを補正する補正データを生成して
メモリ手段７１１に予め登録する。そして実際の使用に
よる角度検出時には、光学式エンコーダ９９９により補
正値演算手段１１５がこの補正データを用いて下位ビッ
トのデジタルデータである補正下位データを生成し、内
挿手段１１３が下位データを生成する。最終的に上位デ
ータおよび下位データを組合わせた角度データを出力す
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、回転体の角度や直
線移動体の位置を検出する機能を有し、特に、半導体検
査装置・製造装置・工作機械などに用いられて高精度な
位置決め・速度制御を実現するために用いられる光学式
エンコーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】光学式エンコーダには、光学式ロータリ
エンコーダおよび光学式リニアエンコーダなどが存在し
ている。これらのうち、光学式ロータリエンコーダにつ
いて図を用いて説明する。図１０は、従来技術の光学式
エンコーダの構成図である。従来技術による一般的な光
学式エンコーダ９９９の受発光素子側半断面は図１０で
示されるようになっている。

【０００３】これは、ケース１にベアリング３、４を介
して取付られた中空軸５と、該中空軸５に取付けられた
外周部に光を一定周期で透過させるスリットを有するス
リット板６と、該スリット板６のスリットを照明できる
位置にケース１の内部に配置された発光素子の一具体例
であるＬＥＤ２と、該スリット板６を挟みＬＥＤ２と対
向して配置された受光素子７と、該受光素子７および電
子部品９を実装し、ケース１に取り付けられた回路基板
８から構成される。

【０００４】図１１は従来技術の光学式エンコーダの受
光素子７の構成図である。例えば、この図の下側はエン
コーダの中心方向３０１であり、上側は外周方向３０２
である。また、左右方向３０３、３０４はスリット板６
の回転方向すなわち周方向である。図１１に示す受光素
子内の斜線領域は、スリット板６を透過した光を検出す
る受光セル１１〜１６、２１〜２６、３１〜３６、４１
〜４６であり、この領域に光が到達すると光電変換によ
り光電流信号を発生させる。

【０００５】これらの受光セル１１〜１６、２１〜２
６、３１〜３６、４１〜４６は、例えば、図中の左下側
６個の受光セル１１〜１６から構成されるＡ群１８、右
下側６個の受光セル２１〜２６からなるＢ群２８、左上
側６個の受光セル３１〜３６からなるＣ群３８、右上側
６個の受光セル４１〜４６からなるＤ群４８より構成さ
れる。

【０００６】例えば、この光学式エンコーダのスリット
板６の外周部にあるスリットの数が２^８個とすると、Ａ
群１８、Ｂ群２８、Ｃ群３８、Ｄ群４８の中の各受光セ
ルのピッチ５１は、機械角で（３６０ ／ ２^８）°と
なる。また、図１１で示すように２個の受光セル間の１
ピッチ５１に対し、Ａ群１８とＢ群２８のスリット板６
の回転方向の位置ずれ５２をピッチ５１の長さの１／
４、Ａ群１８とＣ群３８のスリット板６の回転方向の位
置ずれ５３をピッチ５１の長さの１／２（＝２／４）、
Ａ群１８とＤ群４８のスリット板６の回転方向の位置ず
れ５４をピッチ５１の長さの３／４、となる。

【０００７】図１２に従来技術の光学式エンコーダの各
受光セルアレイ（Ａ群１８、Ｂ群２８、Ｃ群３８、Ｄ群
４８）を含む受光素子とその周辺回路図を示す。この図
から、各受光セルアレイ（Ａ群１８、Ｂ群２８、Ｃ群３
８、Ｄ群４８）のカソード側には電源（Ｖｃｃ）が接続
されており、逆バイアス接続となっている。これらの各
Ａ群１８、Ｂ群２８、Ｃ群３８、Ｄ群４８はそれぞれ電
気的に並列接続となっている。

【０００８】受光セルアレイのＡ群１８のアノード側に
は、電流電圧変換回路の一具体例である電流電圧変換用
抵抗１９およびマイクロコンピュータ１００が接続され
ており、電流電圧変換用抵抗１９のもう片端は接地され
ている。同様にＢ群２８、Ｃ群３８、Ｄ群４８の各受光
セル群もＡ群１８と同様な回路構成となっており、電流
電圧変換用抵抗２９，３９，４９およびマイクロコンピ
ュータ１００に接続されており、電流電圧変換用抵抗２
９，３９，４９のもう片端は接地されている。

【０００９】次に、光学式エンコーダの動作について説
明する。図１０に示すようにＬＥＤ２からの光線はスリ
ット板６の外周部に配置された交互に光を透過・遮光さ
せるスリットを透過したのち、受光素子７に到達する。
受光素子７に到達した光線は、各受光セル内で光量に比
例した光電流信号に変換される。この光電流信号は、図
１２で示すように、電流電圧変換用抵抗１９、２９、３
９および４９で電圧信号に変換された後、例えば、マイ
クロコンピュータ１００に取込まれる。

【００１０】図１３にマイクロコンピュータ１００に取
り込まれた理想的な電圧信号波形図を示す。この図の縦
軸は電圧値を示し、横軸はスリット円板の回転角度を示
す。また、Ａ相信号１８１は受光セルアレイＡ群１８か
らの光電流を正弦波電圧信号に変換したものである。同
様に、Ｂ相信号２８１、Ｃ相信号３８１、Ｄ相信号４８
１はぞれぞれ、受光セルアレイのＢ群２８、Ｃ群３８、
Ｄ群４８からの光電流信号を正弦波電圧信号に変換した
ものである。これらの正弦波電圧信号は以下の次式であ
らわすことができる。

【００１１】

【数１】

【００１２】ここで、ＶＡ_Ａ、ＶＡ_Ｂ、ＶＡ_Ｃ、ＶＡ_Ｄ
は、受光素子７の各受光セルアレイＡ群１８、Ｂ群２
８、Ｃ群３８、Ｄ群４８からの電流信号が正弦波電圧信
号に変換されてマイクロコンピュータ１００に取り込ま
れる信号であり、図１３でも示すように、ＸはＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ相信号のオフセット６０、Ｙは信号振幅６１を示
す。また、各信号はスリット板６が１周期移動した（あ
るスリットから隣接する次のスリットに移動するまで）
場合に得られる正弦波を電気角の３６０°と定義する
と、それぞれ４相で９０°位相差の信号が得られること
になる。θは、あるタイミングにおけるエンコーダの回
転角を電気角で示したものであり、θの３６０°の変化
は、スリットの１ピッチ分の移動量に相当する。

【００１３】マイクロコンピュータ１００に取込まれた
正弦波電圧信号から、例えば、図１２に示すようにマイ
クロコンピュータ１００に内蔵されたＡ／Ｄ変換手段１
１２を介してオフセット除去演算手段１０９にて、基本
オフセットＸを減算し、オフセット成分を除去する。す
なわち、ＶＡ_Ａ〜ＶＡ_Ｄは次式の通りになる。

【００１４】

【数２】

【００１５】オフセット除去演算手段１０９からの電圧
信号ＶＤ’_Ａ〜ＶＤ’_Ｄは、マイコン１００の内部の内
挿手段１１３にて内挿倍処理された後、下位データ信号
１２４を得る。ここで、内挿手段１１３は、例えば、次
式のような演算を行う。

【００１６】

【数３】

【００１７】この演算処理は、スリット１ピッチに相当
する正弦波信号を電気的に分割する処理を表している。
一方、マイクロコンピュータ１００内のコンパレータ１
１０を介して得られた方形波である２値信号１２１は、
マイクロコンピュータ１００内のカウンタ手段１１１に
てカウントし、上位データ１２３を得る。

【００１８】以上、スリットの数をカウントすることに
よって得られる上位データと、１つの正弦波を電気的に
分割することによって得られる下位データを組み合わせ
て、角度データを得て、高分解能と高精度な光学式ロー
タリエンコーダとしている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学式
ロータリエンコーダの角度検出精度は、下位データの内
挿倍精度によって決定され、その内挿倍精度は波形の歪
みに依存する。実際のエンコーダの電流電圧変換回路か
らの出力信号は、 １） 光学式エンコーダの組立誤差、 ２） 受光素子７の感度バラツキ、 ３） ＬＥＤ２の照明むら等の影響 により、波形歪みを持つこととなる。

【００２０】図１４はマイクロコンピュータに取り込ま
れた実際の電圧信号波形図である。図１４は、説明を簡
略化するためＶＡ_Ｃ３８１の波形のみが波形歪みを持つ
として記載しているが、実際には、すべての信号におい
て波形ひずみを持つものである。マイクロコンピュータ
１００に取込まれる前のアナログ電圧信号として式で示
すと、次式のようになる。

【００２１】

【数４】

【００２２】ここで、ΔＸ_Ａ、ΔＸ_Ｂ、ΔＸ_Ｃ、ΔＸ_Ｄ
は各信号のオフセット誤差７０、ΔＹ_Ａ、ΔＹ_Ｂ、ΔＹ
_Ｃ、ΔＹ_Ｄは各信号の振幅誤差７１、Δθ_Ｂ、Δθ_Ｃ、
Δθ _Ｄは各信号の位相差誤差７２である。オフセット誤
差および振幅誤差は基準オフセットＸおよび基準振幅の
Ｙとの差（誤差）であり、位相差誤差は基準位相差９０
°からの差（誤差）である。このようなオフセット誤
差、振幅誤差および位相差誤差が大きくなると、内挿倍
誤差が大きくなり角度検出精度が悪化するという問題点
があった。さらに、このような問題は光学式ロータリエ
ンコーダに限定されるものではなく、光学式リニアエン
コーダでも起こりうるものである。

【００２３】本発明は、上記したような問題点を解決す
るものであり、その目的は、従来技術における波形歪み
の影響を低減し、高精度な光学式エンコーダを提供する
ことにある。また、波形歪みの影響を低減し、高精度な
光学式エンコーダとなるように校正するための光学式エ
ンコーダ校正装置を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明に係る光学式エンコーダは、２次元
平面上に配置された受光セルを略直交する不感帯により
４群に分割してなるＡ群，Ｂ群，Ｃ群およびＤ群という
受光セルアレイを有し、これら４群の受光セルアレイか
ら出力される光電流信号がそれぞれ異なる位相を有する
周期信号となるように４群の受光セルアレイが配置され
る受光素子と、前記受光素子と対向する位置に配置さ
れ、前記受光素子へ向けて照射光を発光する発光素子
と、前記発光素子からの照射光を透過および遮光するた
めのスリット列からなる検出用トラックを有するスリッ
ト板と、前記受光素子の各受光セルアレイから出力され
る正弦波電流信号を正弦波電圧信号に変換する電流電圧
変換回路と、前記電流電圧変換回路から出力される正弦
波電圧信号を用いて上位ビットのデジタルデータである
上位データを生成する上位データ生成手段と、正弦波電
圧信号の波形歪みを補正するための補正データを出力す
るメモリ手段と、前記電流電圧変換回路から出力される
正弦波電圧信号に加えて前記メモリ手段から出力される
補正データを用いて下位ビットのデジタルデータである
下位データを生成する下位データ生成手段と、これら上
位データおよび下位データを組合わせた角度データを出
力することを特徴とする。

【００２５】また、請求項２の発明に係る光学式エンコ
ーダは、請求項１に記載の光学式エンコーダにおいて、
前記上位データ生成手段は、前記電流電圧変換回路から
出力される正弦波電圧信号を２値化して２値信号を出力
するコンパレータ手段と、前記コンパレータ手段で算出
された２値信号に基づいて計数して上位データを生成す
るカウンタ手段と、を備えることを特徴とする。

【００２６】また、請求項３の発明に係る光学式エンコ
ーダは、請求項１または請求項２に記載の光学式エンコ
ーダにおいて、前記下位データ生成手段は、前記電流電
圧変換回路から出力される正弦波電圧信号をＡ／Ｄ変換
して正弦波デジタルデータを出力するＡ／Ｄ変換手段
と、前記Ａ／Ｄ変換手段からの正弦波デジタルデータの
オフセット成分を除去してオフセット除去正弦波デジタ
ルデータを出力するオフセット除去演算手段と、前記オ
フセット除去演算手段からのオフセット除去正弦波デジ
タルデータおよび前記メモリ手段からの補正データを用
いて、振幅誤差、オフセット誤差および位相差誤差を除
去した補正下位データを生成する補正値演算手段と、前
記補正下位データを下位ビットのデジタルデータとする
下位データを算出する内挿手段と、を備えることを特徴
とする。

【００２７】また、請求項４の発明に係る光学式エンコ
ーダは、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の光学
式エンコーダにおいて、前記振幅補正データ、オフセッ
ト補正データおよび位相差補正データからなる補正デー
タは、所定区間でｎ個の範囲に分割されたオフセット除
去正弦波デジタルデータのそれぞれを補正するｎ個の補
正データとして、前記メモリ手段のｎ個の領域に書き込
まれていることを特徴とする。

【００２８】また、請求項５の発明に係る光学式エンコ
ーダは、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の光学
式エンコーダにおいて、前記スリット板は、検出用トラ
ックが略円状に配置される円板状のスリット板であっ
て、スリット板を挟んで対向して配置される前記発光素
子および受光素子により、回動するスリット板の回転方
向の変移量を検出するロータリエンコーダとしたことを
特徴とする。

【００２９】また、請求項６の発明に係る光学式エンコ
ーダは、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の光学
式エンコーダにおいて、前記スリット板は、検出用トラ
ックが略直線状に配置される略長方形状のスリット板で
あって、固定されたスリット板に沿って発光素子および
受光素子が対向しながらともに直線方向に移動して直線
方向の変移量を検出するリニアエンコーダとしたことを
特徴とする。

【００３０】また、請求項７の発明に係る光学式エンコ
ーダは、２次元平面上に配置された受光セルを略直交す
る不感帯により４群に分割してなるＡ群，Ｂ群，Ｃ群お
よびＤ群という受光セルアレイを有し、これら４群の受
光セルアレイから出力される光電流信号がそれぞれ異な
る位相を有する周期信号となるように４群の受光セルア
レイが配置される受光素子と、前記受光素子と対向する
位置に配置され、前記受光素子へ向けて照射光を発光す
る発光素子と、前記発光素子からの照射光を透過および
遮光するためのスリット列からなる検出用トラックを有
するスリット板と、前記受光素子の各受光セルアレイか
ら出力される正弦波電流信号を正弦波電圧信号に変換す
る電流電圧変換回路と、前記電流電圧変換回路から出力
される正弦波電圧信号のうち１８０゜の位相差がある２
相の正弦波電圧信号を差分して差動正弦波電圧信号を出
力する差動演算回路と、前記差動演算回路から出力され
る差動正弦波電圧信号を用いて上位ビットのデジタルデ
ータである上位データを生成する上位データ生成手段
と、差動正弦波電圧信号の波形歪みを補正するための補
正データを出力するメモリ手段と、前記差動演算回路か
ら出力される差動正弦波電圧信号に加えて前記メモリ手
段から出力される補正データを用いて下位ビットのデジ
タルデータである下位データを生成する下位データ生成
手段と、これら上位データおよび下位データを組合わせ
た角度データを出力することを特徴とする。

【００３１】また、請求項８の発明に係る光学式エンコ
ーダは、請求項７に記載の光学式エンコーダにおいて、
前記上位データ生成手段は、前記差動演算回路から出力
される差動正弦波電圧信号を２値化して２値信号を出力
するコンパレータ手段と、前記コンパレータ手段で算出
された２値信号に基づいて計数して上位データを生成す
るカウンタ手段と、を備えることを特徴とする。

【００３２】また、請求項９の発明に係る光学式エンコ
ーダは、請求項７または請求項８に記載の光学式エンコ
ーダにおいて、前記下位データ生成手段は、前記差動演
算回路から出力される差動正弦波電圧信号をＡ／Ｄ変換
して差動正弦波デジタルデータを出力するＡ／Ｄ変換手
段と、前記Ａ／Ｄ変換手段からの差動正弦波デジタルデ
ータおよび前記メモリ手段からの補正データを用いて、
振幅誤差、オフセット誤差および位相差誤差を除去した
補正下位データを生成する補正値演算手段と、前記補正
下位データを下位ビットのデジタルデータとする下位デ
ータを算出する内挿手段と、を備えることを特徴とす
る。

【００３３】また、請求項１０の発明に係る光学式エン
コーダは、請求項７〜請求項９の何れか一項に記載の光
学式エンコーダにおいて、前記振幅補正データ、オフセ
ット補正データおよび位相差補正データからなる補正デ
ータは、所定区間でｎ個の範囲に分割された差動正弦波
デジタルデータのそれぞれを補正するｎ個の補正データ
として、前記メモリ手段のｎ個の領域に書き込まれてい
ることを特徴とする。

【００３４】また、請求項１１の発明に係る光学式エン
コーダは、請求項７〜請求項１０の何れか一項に記載の
光学式エンコーダにおいて、前記スリット板は、検出用
トラックが略円状に配置される円板状のスリット板であ
って、スリット板を挟んで対向して配置される前記発光
素子および受光素子により、回動するスリット板の回転
方向の変移量を検出するロータリエンコーダとしたこと
を特徴とする。

【００３５】また、請求項１２の発明に係る光学式エン
コーダは、請求項７〜請求項１０の何れか一項に記載の
光学式エンコーダにおいて、前記スリット板は、検出用
トラックが略直線状に配置される略長方形状のスリット
板であって、固定されたスリット板に沿って発光素子お
よび受光素子が対向しながらともに直線方向に移動して
直線方向の変移量を検出するリニアエンコーダとしたこ
とを特徴とする。

【００３６】また、請求項１３の発明に係る光学式エン
コーダ校正装置は、請求項５または請求項６に記載の光
学式エンコーダのメモリ手段に登録させる補正データを
出力する光学式エンコーダ校正装置であって、前記電流
電圧変換回路から出力される正弦波電圧信号をＡ／Ｄ変
換して正弦波デジタルデータを出力するＡ／Ｄ変換手段
と、前記Ａ／Ｄ変換手段からの正弦波デジタルデータを
用いて振幅補正データ、オフセット補正データおよび位
相差補正データからなる補正データを算出し、メモリ手
段へ出力するコンピュータと、を備えることを特徴とす
る。

【００３７】また、請求項１４の発明に係る光学式エン
コーダ校正装置は、請求項１１または請求項１２に記載
の光学式エンコーダのメモリ手段に登録させる補正デー
タを出力する光学式エンコーダ校正装置であって、前記
差動演算回路から出力される差動正弦波電圧信号をＡ／
Ｄ変換して差動正弦波デジタルデータを出力するＡ／Ｄ
変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段からの差動正弦波デジ
タルデータを用いて振幅補正データ、オフセット補正デ
ータおよび位相差補正データからなる補正データを算出
し、メモリ手段へ出力するコンピュータと、を備えるこ
とを特徴とする。

【００３８】また、請求項１５の発明に係る光学式エン
コーダ校正装置は、請求項５、請求項６、請求項１１、
または、請求項１２の何れか一項に記載の光学式エンコ
ーダを校正用光学式エンコーダとし、この校正用光学式
エンコーダのメモリ手段に登録させる補正データを出力
する光学式エンコーダ校正装置であって、校正用光学式
エンコーダが発する正弦波数よりも数十〜数千倍の正弦
波を発生させる基準光学式エンコーダと、前記基準光学
式エンコーダを駆動する駆動手段と、校正用光学式エン
コーダと基準光学式エンコーダとが同時に信号出力する
ように連動させるカップリング手段と、校正用光学式エ
ンコーダからの正弦波数と基準光学式エンコーダからの
正弦波数とが一致するように分解能を調整する分解能変
換手段と、前記分解能変換手段で調整された正弦波を用
いて角度情報を比較する角度比較手段と、校正用光学式
エンコーダから出力される正弦波電圧信号または差動正
弦波電圧信号をＡ／Ｄ変換して正弦波デジタルデータま
たは差動正弦波デジタルデータを出力するＡ／Ｄ変換手
段と、前記Ａ／Ｄ変換手段からの正弦波デジタルデータ
または差動正弦波デジタルデータを用いて振幅補正デー
タ、オフセット補正データおよび位相差補正データから
なる補正データを算出し、かつ、角度比較手段から出力
される誤差に基づいて振幅補正データが含む微小振幅誤
差の補正、オフセット補正データが含む微小オフセット
誤差の補正、および、位相差補正データが含む微小位相
差誤差の補正を行い、前記校正用光学式エンコーダのメ
モリ手段に振幅補正データ、オフセット補正データおよ
び位相差補正データからなる補正データを登録するコン
ピュータと、を備えることを特徴とする。

【００３９】また、請求項１６の発明に係る光学式エン
コーダ校正装置は、請求項５、請求項６、請求項１１、
または、請求項１２の何れか一項に記載の光学式エンコ
ーダを校正用光学式エンコーダとし、この校正用光学式
エンコーダのメモリ手段に登録させる補正データを出力
する光学式エンコーダ校正装置であって、校正用光学式
エンコーダが発する正弦波数よりも数十〜数千倍の正弦
波を発生させる複数台の基準光学式エンコーダと、前記
複数台の基準光学式エンコーダを駆動する駆動手段と、
校正用光学式エンコーダと複数台の基準光学式エンコー
ダとが同時に信号出力するように連動させるカップリン
グ手段と、複数台の基準光学式エンコーダから出力され
る正弦波を平均して平均正弦波を出力する平均手段と、
校正用光学式エンコーダからの正弦波数と平均手段から
の正弦波数とが一致するように分解能を調整する分解能
変換手段と、前記分解能変換手段で調整された正弦波を
用いて角度情報を比較する角度比較手段と、校正用光学
式エンコーダから出力される正弦波電圧信号または差動
正弦波電圧信号をＡ／Ｄ変換して正弦波デジタルデータ
または差動正弦波デジタルデータを出力するＡ／Ｄ変換
手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段からの正弦波デジタルデー
タまたは差動正弦波デジタルデータを用いて振幅補正デ
ータ、オフセット補正データおよび位相差補正データか
らなる補正データを算出し、かつ、角度比較手段から出
力される誤差に基づいて振幅補正データが含む微小振幅
誤差の補正、オフセット補正データが含む微小オフセッ
ト誤差の補正、および、位相差補正データが含む微小位
相差誤差の補正を行い、前記校正用光学式エンコーダに
振幅補正データ、オフセット補正データおよび位相差補
正データからなる補正データを登録するコンピュータ
と、を備えることを特徴とする。

【００４０】また、請求項１７の発明に係る光学式エン
コーダ校正装置は、請求項１３〜請求項１６の何れか一
項に記載の光学式エンコーダ校正装置において、請求項
５、請求項６、請求項１１、または、請求項１２の何れ
か１項に記載の光学式エンコーダに対して通常検出を行
う通常検出モードまたは補正値演算を行う補正値演算モ
ードを切り替える切換手段を備えることを特徴とする。

【００４１】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］本発明の請求項
１〜３，５，１３に係る第１実施形態の光学式エンコー
ダについて説明する。ここに図１は本実施形態の光学式
エンコーダとその周辺機器のブロック図である。なお、
本実施形態の光学式エンコーダの構造・受光素子７のレ
イアウト・受光素子７から出力される光電流信号や動作
については、図１０，図１１で示す従来例と同様である
ので詳細な説明は省略する。

【００４２】図１で示すように、第１実施形態では光学
式エンコーダ９９９の外部に設置されたＡ／Ｄ変換手
段、コンピュータ２１０を用いて光学式エンコーダ校正
装置を形成し、この光学式エンコーダ校正装置を用いて
補正値演算を行う。マイクロコンピュータ１００はコン
ピュータ２１０により補正値演算モードと通常検出モー
ドとを切替えることができるようになされている。補正
値演算モードとは光学式エンコーダ使用前や工場出荷前
に予め補正値の演算を行う場合のモードであり、通常検
出モードとは補正値の取得終了後に通常の角度検出用セ
ンサとして用いる場合のモードである。以下、コンピュ
ータ２１０により補正値演算モードに切り換えられてい
るものとして説明する。

【００４３】スリット板６の回転に伴い、受光セル１１
〜１６、２１〜２６、３１〜３６、４１〜４６は光電流
を出力し、それぞれ９０°位相が異なる４相の正弦波電
流信号が出力される。図１でも示すように、これら正弦
波電流信号は、例えば、オペアンプなどから構成される
電流電圧変換回路１０１〜１０４により、スリット１ピ
ッチ分（１周期）の移動で３６０゜に相当する正弦波電
圧信号１８１，２８１，３８１，４８１（図１３参照）
に変換され、マイクロコンピュータ１００に取込まれ
る。これら正弦波電圧信号１８１，２８１，３８１，４
８１は、４相で９０°の位相差を有している。

【００４４】しかし、発明が解決しようとする課題でも
記述した通り、マイクロコンピュータ１００に取込まれ
た４相分の正弦波電圧信号１８１，２８１，３８１，４
８１は、オフセット誤差７０（ΔＸ_Ａ、ΔＸ_Ｂ、Δ
Ｘ_Ｃ、ΔＸ_Ｄ）、振幅誤差７１（ΔＹ_Ａ、ΔＹ_Ｂ、ΔＹ
_Ｃ、ΔＹ_Ｄ）、位相差誤差７２（Δθ_Ｂ、Δθ_Ｃ、Δθ
_Ｄ）が含まれ精度低下の大きな要因となっている（図１
４参照）。そこで、波形歪みの主な要因であるオフセッ
ト誤差、振幅誤差および位相差誤差を除去するための補
正値を光学式エンコーダ校正装置が取得する。まず、電
流電圧変換回路１０１〜１０４からの４相で９０°の位
相差の正弦波電圧信号１８１，２８１，３８１，４８１
は、光学式エンコーダ９９９の外部端子に接続されたＡ
／Ｄ変換手段２０９へ入力される。そして、Ａ／Ｄ変換
手段２０９からコンピュータ２１０に取込む。

【００４５】例えば、スリット板６のスリットの数が２
^８個（２５６個）の場合、一回転あたり４×２^８個（１
０２４個）の正弦波を出力する。これらは、 １）光学式エンコーダの組立誤差、 ２）受光素子７の感度バラツキ、 ３）ＬＥＤ２の照明むら等の影響により、 振幅値（Ｙ＋ΔＹ_{Ａ１−Ａ２５６}、Ｙ＋ΔＹ
_{Ｂ１−Ｂ２５６}、Ｙ＋ΔＹ_{Ｃ１−Ｃ ２５６}、Ｙ＋ΔＹ
_{Ｄ１−Ｄ２５６}）、オフセット値（Ｘ＋ΔＸ
_{Ａ１−Ａ２５６}、Ｘ＋ΔＸ_{Ｂ１−Ｂ２５６}、Ｘ＋ΔＸ
_{Ｃ１−Ｃ２５６}、Ｘ＋ΔＸ_{Ｄ１−Ｄ２５６}）および位相
差（９０゜＋Δθ_{Ｂ１−Ｂ２５６}、９０゜＋Δθ
_{Ｃ１−Ｃ２５６}、９０゜＋Δθ_{Ｄ１−Ｄ２５６}）のそれ
ぞれに、誤差成分が含まれる。

【００４６】次にコンピュータ２１０に取込まれた４×
２^８個の正弦波から、４×２^８個の振幅値、オフセット
値および位相差を演算する。そして、基準振幅Ｙおよび
基準オフセットＸを除去した振幅誤差（ΔＹ
_{Ａ１−Ａ２５６}、ΔＹ_{Ｂ１−Ｂ２５６}、ΔＹ
_{Ｃ１−Ｃ２５６}、ΔＹ_{Ｄ１−Ｄ２５６}）、オフセット誤
差（ΔＸ_{Ａ１−Ａ２ ５６}、ΔＸ_{Ｂ１−Ｂ２５６}、ΔＸ
_{Ｃ１−Ｃ２５６}、ΔＸ_{Ｄ１−Ｄ２５６}）を演算する。ま
た同様に３×２^８個の位相差から基準位相差９０°を除
去した位相差誤差（Δθ_{Ｂ１−Ｂ２５６}、Δθ
_{Ｃ１−Ｃ２５６}、Δθ_{Ｄ１−Ｄ２５６}）を演算する。

【００４７】これら振幅誤差（ΔＹ_{Ａ１−Ａ２５６}、Δ
Ｙ_{Ｂ１−Ｂ２５６}、ΔＹ_{Ｃ１−Ｃ２ ５６}、ΔＹ
_{Ｄ１−Ｄ２５６}）、オフセット誤差（ΔＸ
_{Ａ１−Ａ２５６}、ΔＸ_{Ｂ１ −Ｂ２５６}、ΔＸ
_{Ｃ１−Ｃ２５６}、ΔＸ_{Ｄ１−Ｄ２５６}）および位相差誤
差（Δθ_{Ｂ１−Ｂ２５６}、Δθ_{Ｃ１−Ｃ２５６}、Δθ
_{Ｄ１−Ｄ２５６}）の平均値を計算し、その計算結果を、
それぞれ振幅平均誤差（ΔＹ_{Ａ＿ｍｅａｎ} 、ΔＹ
_{Ｂ＿ｍ ｅａｎ} 、ΔＹ_{Ｃ＿ｍｅａｎ} 、ΔＹ
_{Ｄ＿ｍｅａｎ} ）、オフセット平均誤差（ΔＸ
_{Ａ＿ｍｅａｎ} 、ΔＸ_{Ｂ＿ｍｅａｎ} 、ΔＸ
_{Ｃ＿ｍｅａｎ} 、ΔＸ_{Ｄ＿ｍｅ ａｎ} ）、位相差平均誤
差（Δθ_{Ｂ＿ｍｅａｎ} 、Δθ_{Ｃ＿ｍｅａｎ} 、Δθ_{Ｄ
＿ｍｅａｎ} ）を得る。

【００４８】これらの振幅平均誤差、オフセット平均誤
差、位相差平均誤差を、メモリ手段７１１に、振幅補正
値（ΔＹ_{Ａ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} 、ΔＹ
_{Ｂ＿ｃｏｒｒｅｃｔ}、ΔＹ_{Ｃ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} 、ΔＹ
_{Ｄ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} ）、オフセット補正値（ΔＸ
_{Ａ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} 、ΔＸ_{Ｂ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} 、Δ
Ｘ_{Ｃ＿ｃｏｒｒｅ ｃｔ} 、Δ
Ｘ_{Ｄ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} ）、位相差補正値（Δθ
_{Ｂ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} 、Δθ_{Ｃ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} 、Δθ
_{Ｄ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} ）として書き込む。実際はデジタ
ルデータである振幅補正データ、オフセット補正デー
タ、位相差補正データとして書き込まれる。補正値演算
モードではこのような処理が行われる。

【００４９】続いて通常の角度検出である通常検出モー
ドについて説明する。通常検出モードではマイクロコン
ピュータ１００は以下のような処理を行う。まず上位デ
ータの取得について説明する。従来例でも述べたよう
に、マイクロコンピュータ１００内に取込まれた正弦波
電圧信号１８１，２８１，３８１，４８１は、例えば、
図３に示すようにマイクロコンピュータ１００内のコン
パレータ手段１１０を介して方形波状の２値信号１２１
に変換される。そして、この２値信号１２１をマイクロ
コンピュータ１００内のカウンタ手段１１１にて正弦波
の数をカウントし、このカウント値をデジタルデータと
して表したものを上位データ１２２として出力する。

【００５０】続いて下位データの取得について説明す
る。マイクロコンピュータ１００内に取込まれた正弦波
電圧信号１８１，２８１，３８１，４８１は、Ａ／Ｄ変
換手段１１２を介して正弦波デジタルデータに変換され
る。更に、オフセット除去演算手段１０９で基本オフセ
ットＸを除算して、オフセット成分を除去したオフセッ
ト除去正弦波デジタルデータを得る。通常、マイクロコ
ンピュータ１００内のオフセット除去演算手段１０９の
出力であるオフセット除去正弦波デジタルデータ１２３
は、以下のような数式の信号をデジタルデータとしたで
ものある。

【００５１】

【数５】

【００５２】続いて、マイクロコンピュータ１００内部
の補正値演算手段１１５にて、メモリ７１１内の振幅補
正データ、オフセット補正データ、位相差補正データか
らなる補正データを用いて波形歪みの影響を低減させる
ように演算し、下記のような信号をデジタルデータで表
したものである補正下位データ１２６を生成する。

【００５３】

【数６】

【００５４】内挿手段１１３はこの補正下位データ１２
６を下位ビットのデジタルデータに変換して下位データ
１２４を出力する。そして、上位データ１２２と下位デ
ータ１２４を組み合わせた角度データ２３１を出力す
る。以上、説明したように本実施形態の光学式エンコー
ダは、スリットの数をカウントすることによって得られ
る上位データと、１つの正弦波を電気的に分割すること
によって得られる補正下位データを組み合わせて高分解
能であって高精度な光学式エンコーダを得る。

【００５５】以上、第１実施形態について説明した。本
実施形態では、光学式エンコーダ９９９は光学式エンコ
ーダ校正装置により補正データの取得作業が予め行われ
て、メモリ手段７１１に補正データを書き込まれている
ため、使用時には直ちに角度検出を行うことができ、補
正作業を行うことなく高分解能かつ高精度で使用するこ
とができるようになる。なお、本実施形態の光学式エン
コーダはロータリ式のエンコーダであるものとして説明
したが、本発明の請求項６に係る実施形態として、検出
用トラックが略直線状に配置される略長方形状のスリッ
ト板を固定し、このスリット板に沿って発光素子および
受光素子が対向しながらともに直線方向に移動して直線
方向の変移量を検出するような光学式リニアエンコーダ
に、図１で説明したブロック構成と補正値演算機能を持
たせても良い。この場合も、光学式ロータリエンコーダ
と同様に高分解能であって高精度な光学式エンコーダと
することができる。

【００５６】［第２実施形態］続いて、本発明の請求項
１〜５，１３に係る第２実施形態の光学式エンコーダに
ついて説明する。第２実施形態の光学式エンコーダとそ
の周辺機器のブロック図を図２に示す。本実施形態で
は、第１実施形態の構成と殆ど同じであるものの、補正
データの算出手法を異ならせため、複数種類の補正デー
タを書き込むための複数領域を設けたメモリ手段７１
２、および、複数種類の補正データを扱う補正値演算手
段１１５を有している点が相違している。本実施形態で
はｎ＝４として補正データを得るようにした実施形態で
ある。これ以外は、光学式エンコーダの構造・受光素子
レイアウト・受光素子の動作については従来例と同様で
あるので詳細な説明は省略する。

【００５７】まず、本実施形態の補正値演算モードにつ
いて説明する。補正値演算モードでは、第１実施形態と
同様に、波形歪みの主な要因となるオフセット誤差、振
幅誤差および位相差誤差を除去するための補正値の取得
するモードである。なお、２×２^８個の正弦波信号を用
いる２×２^８個の振幅誤差、オフセット誤差および位相
差誤差の算出方法は、第１実施形態と同じであるため詳
細な説明は省略する。

【００５８】例えば、光学式エンコーダのスリット板６
の１回転で得られる正弦波の中で、最初の１番目〜６４
番目までの正弦波の振幅誤差、オフセット誤差および位
相差誤差のそれぞれの平均値を、第１振幅平均誤差（Δ
Ｙ_{Ａ＿ｃｏｒｒｅｃｔ＿１＿６４} 、ΔＹ
_{Ｂ＿ｃｏｒｒｅ ｃｔ＿１＿６４} 、ΔＹ
_{Ｃ＿ｃｏｒｒｅｃｔ＿１＿６４} 、ΔＹ_{Ｄ＿ｃｏｒｒｅ
ｃｔ＿１＿６４}）、第１オフセット平均誤差（ΔＸ
_{Ａ＿ｃｏｒｒｅｃｔ＿１＿６４} 、ΔＸ_{Ｂ＿ｃｏ
ｒｒｅｃｔ＿１＿６４} 、ΔＸ
_{Ｃ＿ｃｏｒｒｅｃｔ＿１＿６４} 、ΔＸ_{Ｄ＿ｃｏ
ｒｒｅｃｔ＿１＿６４} ） 第１位相差平均誤差（Δθ
_{Ｂ＿ｃｏｒｒｅｃｔ＿１＿６４} 、Δθ_{Ｃ＿ｃｏｒｒ
ｅｃｔ＿１＿６４} 、Δθ
_{Ｄ＿ｃｏｒｒｅｃｔ＿１＿６４} ）、として計算する。
ここで、１番目の正弦波とは、例えば、光学式エンコー
ダのスリット板６が回転し、あるスリットから隣接する
次のスリットへ移動するまでに得られる正弦波である。

【００５９】同様に、６５〜１２８番目までの正弦波の
振幅誤差、オフセット誤差および位相差誤差のそれぞれ
の平均値をそれぞれ第２振幅平均誤差、第２オフセット
平均誤差、第２位相差平均誤差と称し、１２９〜１９２
番目までの正弦波の振幅誤差、オフセット誤差および位
相差誤差のそれぞれの平均値をそれぞれ第３振幅平均誤
差、第３オフセット平均誤差、第３位相差平均誤差と称
し、１９３〜２５６番目までの正弦波の振幅誤差、オフ
セット誤差および位相差誤差のそれぞれの平均値をそれ
ぞれ第４振幅平均誤差、第４オフセット平均誤差、第４
位相差平均誤差と称す。

【００６０】そして、第１〜第４までの各平均誤差を補
正値として、図２に示すメモリ７１２内に書き込む。た
だし、第１振幅、オフセットおよび位相差補正値は、メ
モリ領域７１５内に、第２振幅、オフセットおよび位相
差補正値は、メモリ領域７１６内に、第３振幅、オフセ
ットおよび位相差補正値は、メモリ領域７１７内に、第
４振幅、オフセットおよび位相差補正値は、メモリ領域
７１８内に、それぞれ書き込む。なお、メモリ手段７１
３２は実際にはデジタルデータとして書き込まれる。

【００６１】そして、通常検出モード時において、第１
実施形態で実施した補正と同じ要領で補正を行うのであ
るが、光学式エンコーダの機械角０〜９０°すなわち正
弦波が１〜６４番目の場合には、第１振幅、オフセッ
ト、位相差補データを用いて、例えばマイクロコンピュ
ータ１００内のＡ／Ｄ変換手段１１２から出力される正
弦波デジタルデータ１２３を補正する。また、同様に機
械角が９０〜１８０°の場合、１８０〜２７０°の場
合、２７０〜３６０°の場合には、それぞれ、第２、第
３、第４の振幅、オフセット、位相差補正データを用い
て補正演算を実施することとなる。

【００６２】このように光学式エンコーダの機械角、す
なわち検出している角度に応じて４個の補正データの中
から選択して角度演算を行う。なお、通常検出モードに
おける角度演算は第１実施形態と同様であるので省略す
る。この補正下位データ１２６が内挿手段１１３に入力
されて下位データ１２４が出力される。そして、上位デ
ータ１２２と下位データ１２４と組み合わせて角度デー
タ２３１が出力される。このように構成することでさら
に高分解能かつ高精度な光学式エンコーダを得ることが
可能となる。

【００６３】以上、第２実施形態について説明した。本
実施形態の光学式エンコーダはロータリ式のエンコーダ
であるものとして説明したが、本発明の請求項６に係る
実施形態として、検出用トラックが略直線状に配置され
る略長方形状のスリット板を固定し、このスリット板に
沿って発光素子および受光素子が対向しながらともに直
線方向に移動して直線方向の変移量を検出するような光
学式リニアエンコーダに、図２で説明したブロック構成
と補正値演算機能を持たせても良い。この場合も、光学
式ロータリエンコーダと同様に高分解能であって高精度
な光学式エンコーダとすることができる。

【００６４】［第３実施形態］続いて、本発明の請求項
１〜５，１３に係る第３実施形態の光学式エンコーダに
ついて説明する。第３実施形態の光学式エンコーダとそ
の周辺機器のブロック図を図３に示す。本実施形態で
は、第２実施形態の構成と殆ど同じであるものの、本実
施形態ではｎ＝２５６として補正データを得るようにし
たため、数種類の補正データを書き込むための複数領域
を設けたメモリ手段７１３を有している点が相違してい
る。これ以外は、光学式エンコーダの構造・受光素子レ
イアウト・受光素子の動作については従来例と同様であ
るので詳細な説明は省略する。

【００６５】まず、本実施形態の補正値演算モードにつ
いて説明する。補正値演算モードでは、第２実施形態と
同様に、波形歪みの主な要因となるオフセット誤差、振
幅誤差および位相差誤差を除去するための補正値の取得
するモードである。なお、２×２^８個の正弦波信号から
２×２^８個の振幅誤差、オフセット誤差および位相差誤
差の算出方法は、第１実施形態、第２実施形態と同じで
あるので省略する。

【００６６】第２実施形態で述べた方法によって得られ
たそれぞれの誤差は補正値として、メモリ手段７１３に
書き込まれる。ただし、第１振幅、オフセットおよび位
相差補正値は、メモリ領域７１５内に、第２振幅、オフ
セットおよび位相差補正値は、メモリ領域７１６内に、
以下同様にして第２５５振幅、オフセットおよび位相差
補正値は、メモリ領域７４０内に、第２５６振幅、オフ
セットおよび位相差補正値は、メモリ領域７４１内に、
それぞれ書き込む。なお、メモリ手段７１４には実際に
はデジタルデータとして書き込まれる。

【００６７】このように２５６個の正弦波についての補
正データがそれぞれ個別に書き込まれ、上位データで得
られた機械角より、Ｘ番目の正弦波であるかを検索し、
この正弦波の番号に対応する補正値をメモリ手段７１３
の指定された領域から読み込む。

【００６８】そして、通常検出モードでは、第２実施形
態で実施した補正と同じ要領で、正弦波が１番目の場合
には、メモリ領域７１５に書き込まれた第１振幅、オフ
セット、位相差補値を用いて、例えばマイクロコンピュ
ータ１００内のＡ／Ｄ変換手段１１２から出力される正
弦波デジタルデータ１２３を補正するというように、こ
の指定されたメモリ領域内の第Ｘ振幅誤差、第Ｘオフセ
ット誤差、第Ｘ位相差誤差を補正値として、得られた正
弦波信号に対して補正値演算手段１１５で補正し、補正
下位データ１２６を出力する。

【００６９】この補正下位データ１２６が内挿手段１１
３に入力されて下位データ１２４が出力される。そし
て、上位データ１２２と下位データ１２４と組み合わせ
て角度データ２３１が出力される。このような構成とす
ることで、さらに高分解能でありかつ高精度な光学式エ
ンコーダを得ることが可能となる。

【００７０】以上、第３実施形態について説明した。本
実施形態の光学式エンコーダはロータリ式のエンコーダ
であるものとして説明したが、本発明の請求項６に係る
実施形態として、検出用トラックが略直線状に配置され
る略長方形状のスリット板を固定し、このスリット板に
沿って発光素子および受光素子が対向しながらともに直
線方向に移動して直線方向の変移量を検出するような光
学式リニアエンコーダに、図３で説明したブロック構成
と補正値演算機能を持たせても良い。この場合も、光学
式ロータリエンコーダと同様に高分解能であって高精度
な光学式エンコーダとすることができる。

【００７１】［第４実施形態］続いて本発明の請求項７
〜９，１１，１４に係る第４実施形態について説明す
る。第４実施形態の光学式エンコーダとその周辺機器の
ブロック図を図４に示す。本実施形態では、第１実施形
態の構成に加えて、電流電圧変換回路１０１，１０２，
１０３，１０４に差動演算回路１３１，１３２を接続し
ている。さらにこのような措置に伴って、マイクロコン
ピュータ１００内の手段が若干相違している。これ以外
は、エンコーダの構造・受光素子レイアウト・受光素子
の動作については従来例と同様であるので詳細な説明は
省略する。

【００７２】続いて、本実施形態の補正値演算モードに
ついて説明する。補正値演算モードでは、第１実施形態
と同様に、波形歪みの主な要因となるオフセット誤差、
振幅誤差および位相差誤差を除去するための補正値の取
得するモードであり、光学式エンコーダ校正装置は補正
値を演算する。従来例および第１実施形態でも述べた通
り、スリット板６の回転に伴い、受光素子７から４相で
９０°位相差の光電流信号が出力される。この光電流信
号は、４個の電流電圧変換回路１０１〜１０４を介し
て、スリット１ピッチの周期に相当する４相で９０°位
相差の正弦波電圧信号１８１，２８１，３８１，４８１
として出力される。

【００７３】次に、電流電圧変換回路１０１〜１０４か
ら得られた４相で９０°位相差の正弦波電圧信号１８
１，２８１，３８１，４８１のうち、それぞれ１８０°
位相差の関係にある信号、すなわち正弦波電圧信号１８
１と３８１とが、また、正弦波電圧信号２８１と４８１
とが差動演算回路１３１，１３２に入力される。差動演
算回路１３１，１３２は差動演算を行って差動正弦波電
圧信号５８１，６８１を出力する。差動正弦波電圧信号
５８１，６８１は具体的には図５で示すように９０゜の
位相差の信号であり、オフセット成分は除去される。

【００７４】続いて、差動演算回路１３１，１３２から
の２相で９０°位相差の電圧信号５８１，６８１を、例
えば、光学式エンコーダ９９９の外部端子に接続された
Ａ／Ｄ変換手段２０９を介してコンピュータ２１０に取
込む。例えば、スリット板６のスリットの数が２^８個
（２５６個）の場合、スリット板６が一回転するにあた
り２×２^８個（５１２個）の正弦波が出力される。これ
らを用いて、コンピュータ２１０にてそれぞれの正弦波
に対応している振幅補正データ、オフセット補正データ
および位相差補正データからなる補正データが取得され
る。

【００７５】ここで、オフセットについてであるが、差
動演算回路１３１，１３２においてオフセット成分が除
去されているのでオフセット誤差（ΔＸ
_{ＡＣ１−ＡＣ２５６}、ΔＸ_{ＢＤ１−ＢＤ２５６}）のみが
得られるため、第１実施形態で用いられたオフセットを
除去する手段を不要としている。

【００７６】次に、コンピュータ２１０で２×２^８個の
振幅から基準振幅Ｙを除去した振幅誤差（ΔＹ
_{ＡＣ１−ＡＣ２５６} 、ΔＹ_{ＢＤ１−ＢＤ２５６}）と、
２^８個の正弦波の位相差から基準位相差９０°を除去し
た位相差誤差（Δθ_{１−２５６}）をそれぞれ演算する。
これら振幅誤差（ΔＹ_{ＡＣ１−ＡＣ２５６} 、ΔＹ
_{ＢＤ１−ＢＤ２５６}）、オフセット誤差（ΔＸ
_{ＡＣ１−ＡＣ２５６} 、ΔＸ_{ＢＤ１−ＢＤ２５６}）およ
び位相差誤差（Δθ_{１−２５６}）の平均値を計算し、そ
の計算結果をそれぞれ振幅平均誤差（ΔＹ
_{ＡＣ＿ｍｅａｎ} 、ΔＹ_{ＢＤ＿ｍｅａｎ}）、オフセット
平均誤差（ΔＸ_{ＡＣ＿ｍｅａｎ} 、Δ
Ｘ_{ＢＤ＿ｍｅａｎ}）、位相差平均誤差（Δθ_ｍｅａｎ）
を算出する。

【００７７】これらの振幅平均誤差、オフセット平均誤
差、位相差平均誤差を、例えばマイクロコンピュータ１
００内のメモリ７１１に、振幅補正値（ΔＹ
_{ＡＣ＿ｃｏｒｒ ｅｃｔ} 、Δ
Ｙ_{ＢＤ＿ｃｏｒｒｅｃｔ}）、オフセット補正値（ΔＸ
_{ＡＣ＿ｃｏｒ ｒｅｃｔ} 、Δ
Ｘ_{ＢＤ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} ）、位相差補正値（Δθ
_{ｃｏｒｒｅｃ ｔ} ）として書き込む。実際にはデジタル
データである振幅補正データ、オフセット補正データ、
位相差補正データからなる補正データが書き込まれる。
補正値演算モードではこのような補正データが算出され
る。

【００７８】続いて通常検出モードについて説明する。
まず上位データの生成について説明する。マイクロコン
ピュータ１００内に取込まれた差動正弦波電圧信号５８
１、６８１は、図４に示すようにマイクロコンピュータ
１００内のコンパレータ１１０に取り込まれ、方形波で
ある２値信号１２１が出力される。そして、この２値信
号をマイクロコンピュータ１００内のカウンタ手段１１
１にて正弦波の数としてカウントすることによって上位
データ１２２を得る。

【００７９】続いて下位データの生成について説明す
る。マイクロコンピュータ１００内に取込まれた差動正
弦波電圧信号は、Ａ／Ｄ変換手段１１２によりＡ／Ｄ変
換されて差動正弦波デジタルデータを得る。通常、Ａ／
Ｄ変換手段１１２から出力される差動正弦波デジタルデ
ータ１２３は、以下のような数式で表される信号をデジ
タルデータにしたものである。

【００８０】

【数７】

【００８１】このような差動正弦波デジタルデータ１２
３は、マイクロコンピュータ１００内部の補正値演算手
段１１５に入力される。この補正値演算手段１１５はメ
モリ７１１内の振幅補正データ、オフセット補正デー
タ、位相差補正データを取り込んで演算し、波形歪みの
影響を低減させた下記のような補正下位データ１２６を
出力する。

【００８２】

【数８】

【００８３】そして、内挿手段１１３はこの補正下位デ
ータを内挿倍処理した後、下位データ１２４を出力す
る。このようにして得られた上位データ１２２に下位デ
ータ１２４を組み合わせて角度データ２３１を得る。以
上説明したように、スリットの数をカウントすることに
よって得られる上位データと、１つの正弦波を電気的に
分割することによって得られる下位データとを組み合わ
せて高分解能であり高精度な光学式エンコーダを得る。

【００８４】以上、第４実施形態について説明した。本
実施形態の光学式エンコーダはロータリ式のエンコーダ
であるものとして説明したが、本発明の請求項１２に係
る実施形態として、検出用トラックが略直線状に配置さ
れる略長方形状のスリット板を固定し、このスリット板
に沿って発光素子および受光素子が対向しながらともに
直線方向に移動して直線方向の変移量を検出するような
光学式リニアエンコーダに、図４で説明したブロック構
成と補正値演算機能を持たせても良い。この場合も、光
学式ロータリエンコーダと同様に高分解能であって高精
度な光学式エンコーダとすることができる。

【００８５】［第５実施形態］続いて、本発明の請求項
６〜１１，１４に係る第５実施形態の光学式エンコーダ
について説明する。第５実施形態の光学式エンコーダと
その周辺機器のブロック図をを図６に示す。構造、受光
素子レイアウト、受光素子からの光出力は、図１０及び
図１１に示した従来技術と同様であり、その説明を省略
する。また、差動演算によって得られた２種類の正弦波
信号から角度を求める方法、および、コンピュータ２１
０においてスリット板１回転分すなわち正弦波信号２５
６周期分の振幅誤差、オフセット誤差及び位相差誤差を
算出する方法は、基本的には第４実施形態と同じである
が正弦波を分割している点が相違している。。

【００８６】例えば、光学式エンコーダのスリット板６
が１回転した時に得られる正弦波の中で、最初の１番目
〜６４番目までの正弦波信号から計算された振幅誤差、
オフセット誤差及び位相差誤差のそれぞれの平均値を、
第１振幅平均誤差（ΔＹ
_{ＡＣ＿ｃｏｒｒｅｃｔ＿１＿６４} 、ΔＹ_{ＢＤ＿ｃｏｒ
ｒｅｃｔ＿１＿６４}）、第１オフセット平均誤差（ΔＸ
_{ＡＣ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} 、ΔＸ
_{ＢＤ＿ｃｏｒｒｅ ｃｔ} ）及び第１位相差平均誤差（Δ
θ_{ｃｏｒｒｅｃｔ＿１＿６４}）として計算する。ここ
で、１番目の正弦波とは、例えば、エンコーダの原点位
置となる点である。

【００８７】同様に、６５−１２８番目のまでの各誤差
の平均値をそれぞれ第２振幅平均誤差、第２オフセット
平均誤差、第２位相差平均誤差とし、１２９−１９２番
目までの各誤差の平均値をそれぞれ第３振幅平均誤差、
第３オフセット平均誤差、第３位相差平均誤差と称し、
１９３−２５６番目までの各誤差の平均値をそれぞれ第
４振幅平均誤差、第４オフセット平均誤差、第４位相差
平均誤差として算出する。

【００８８】そして、第１〜第４までの各平均誤差を補
正値として、図６に示すメモリ７１２内に書き込む。た
だし、第１振幅、オフセット及び位相差補正値は、メモ
リ領域７１５内に、第２振幅、オフセット及び位相差補
正値は、メモリ領域７１６内に、第３振幅、オフセット
及び位相差補正値は、メモリ領域７１７内に、第４振
幅、オフセット及び位相差補正値は、メモリ領域７１８
内に、それぞれ書き込む。

【００８９】そして、エンコーダの角度検出値が機械角
で０〜９０°すなわち正弦波が１〜６４番目の場合に
は、第１振幅、オフセット、位相差補正データを用い
て、補正値演算手段１１５より、例えばマイクロコンピ
ュータ１００内のＡ／Ｄ変換手段１１２から出力される
差動正弦波デジタルデータ１２３を補正する。また、同
様に機械角が９０〜１８０°の場合、１８０〜２７０°
の場合、２７０〜３６０°の場合には、それぞれ、第
２、第３、第４の振幅、オフセット、位相差補正データ
を用いて補正演算を実施する。このように光学式エンコ
ーダが検出している角度に応じて補正データを選択す
る。

【００９０】機械角に応じた補正データ１２６は、内挿
手段１１３に入力されて下位データ１２４が出力され
る。そして、上位データ１２２と下位データ１２４を組
み合わせて角度データ２３１が出力される。この結果、
誤差と補正値が相殺することにより、波形歪の影響が低
減され角度検出精度が向上した光学式エンコーダを得る
ことが可能となる。

【００９１】以上、第５実施形態について説明した。本
実施形態の光学式エンコーダはロータリ式のエンコーダ
であるものとして説明したが、本発明の請求項１２に係
る実施形態として、検出用トラックが略直線状に配置さ
れる略長方形状のスリット板を固定し、このスリット板
に沿って発光素子および受光素子が対向しながらともに
直線方向に移動して直線方向の変移量を検出するような
光学式リニアエンコーダに、図６で説明したブロック構
成と補正値演算機能を持たせても良い。この場合も、光
学式ロータリエンコーダと同様に高分解能であって高精
度な光学式エンコーダとすることができる。

【００９２】［第６実施形態］続いて、本発明の請求項
６〜１１に係る第６実施形態の光学式エンコーダについ
て説明する。第６実施形態の光学式エンコーダとその周
辺機器のブロック図を図７に示す。本実施形態では、第
５実施形態の構成と殆ど同じであるものの、第５実施形
態において、補正データの算出手法を異ならせため、複
数補正データを算出するコンピュータ２１０、複数種類
の補正データを書き込むための複数領域を設けたメモリ
手段７１３を有している点が相違している。本実施形態
ではｎ＝２５６として補正データを得るようにした実施
形態である。これ以外は、光学式エンコーダの構造・受
光素子レイアウト・受光素子の動作については従来例と
同様であるので詳細な説明は省略する。

【００９３】まず、本実施形態の補正値演算モードにつ
いて説明する。補正値演算モードでは、第５実施形態と
同様に、波形歪みの主な要因となるオフセット誤差、振
幅誤差および位相差誤差を除去するための補正値の取得
するモードである。なお、２×２^８個の正弦波信号から
２×２^８個の振幅誤差、オフセット誤差および位相差誤
差の算出方法は、第４実施形態、第５実施形態と同じで
あるので省略する。

【００９４】第５実施形態で述べた方法によって得られ
たそれぞれの誤差は補正値として、メモリ手段７０４に
書き込まれる。ただし、第１振幅、オフセットおよび位
相差補正値は、メモリ領域７１５内に、第２振幅、オフ
セットおよび位相差補正値は、メモリ領域７１６内に、
以下同様にして第２５５振幅、オフセットおよび位相差
補正値は、メモリ領域７４０内に、第２５６振幅、オフ
セットおよび位相差補正値は、メモリ領域７４１内に、
それぞれ書き込む。なお、メモリ手段７１３には実際に
はデジタルデータとして書き込まれる。

【００９５】このように２５６個の正弦波についての補
正データがそれぞれ個別に書き込まれ、上位データで得
られた機械角より、Ｘ番目の正弦波であるかを検索し、
この正弦波の番号に対応する補正値をメモリ手段７１３
の指定された領域から読み込む。そして、通常検出モー
ドでは、第５実施形態で実施した補正と同じ要領で、正
弦波が１番目の場合には、メモリ領域７１５に書き込ま
れた第１振幅、オフセット、位相差補値を用いて、例え
ばマイクロコンピュータ１００内のＡ／Ｄ変換手段１１
２から出力される正弦波デジタルデータ１２３を補正す
るというように、この指定されたメモリ領域内の第Ｘ振
幅誤差、第Ｘオフセット誤差、第Ｘ位相差誤差を補正値
として、得られた正弦波信号に対して補正値演算手段１
１５で補正し、補正下位データ１２６を出力する。

【００９６】この補正下位データ１２６が内挿手段１１
３に入力されて下位データ１２４が出力される。そし
て、上位データ１２２と下位データ１２４と組み合わせ
て角度データ２３１が出力される。このような構成とす
ることで、さらに高分解能でありかつ高精度な光学式エ
ンコーダを得ることが可能となる。

【００９７】以上、第６実施形態について説明した。本
実施形態の光学式エンコーダはロータリ式のエンコーダ
であるものとして説明したが、本発明の請求項１２に係
る実施形態として、検出用トラックが略直線状に配置さ
れる略長方形状のスリット板を固定し、このスリット板
に沿って発光素子および受光素子が対向しながらともに
直線方向に移動して直線方向の変移量を検出するような
光学式リニアエンコーダに、図７で説明したブロック構
成と補正値演算機能を持たせても良い。この場合も、光
学式ロータリエンコーダと同様に高分解能であって高精
度な光学式エンコーダとすることができる。

【００９８】［第７実施形態］続いて、本発明の請求項
１５，１７に係る第７実施形態の光学式エンコーダ校正
装置について説明する。図８は、光学式エンコーダ校正
装置のブロック図である。本実施形態では光学式ロータ
リエンコーダを想定した校正装置であり、光学式エンコ
ーダに高い検出精度を与える光学式エンコーダ校正装置
である。

【００９９】この光学式エンコーダ校正装置は校正の対
象となる校正用エンコーダ９９９（請求項５，請求項１
１に係るロータリ式の光学式エンコーダに相当する）の
数十〜数千の正弦波を発生させる基準光学式エンコーダ
２０２と、このエンコーダ２０２から正弦波出力信号を
数十倍〜数千倍に内挿し、数千万倍の分解能を得る内挿
手段２０４と、分解能を変換する分解能変換手段２０
５，２０６（内挿手段２０４・分解能変換手段２０５，
２０６は本発明の分解能変換手段に相当）と、基準光学
式エンコーダ２０２を駆動するための例えばモータ２０
３及びモータ駆動用ドライバ２９９（本発明の構成の駆
動手段に相当）と、基準光学式エンコーダ２０２と校正
対象エンコーダ９９９とのカップリングをするエアベア
リング２０１（本発明の構成のカップリング手段に相
当）と、エアベアリング２０１に洗浄された空気を供給
するためのエアフィルタ２９８などによって構成する。

【０１００】続いて校正について説明する。校正時には
校正用光学式エンコーダ９９９のマイクロコンピュータ
１００はコンピュータ２１０により補正値演算モードに
切り換えられているものとする。基準光学式エンコーダ
２０２からの出力信号は、例えば、内挿手段２０４にて
１つの正弦波をＸ分割することが可能なものであり、校
正対象となるエンコーダよりも十分大きな分解能を有す
るものである。

【０１０１】基準光学式エンコーダ２０２は、校正用光
学式エンコーダ９９９に対して十分大きな分解能を持つ
ために単純に比較することができない。そこで、校正対
象となる校正用光学式エンコーダ９９９の角度検出情報
に基準光学式エンコーダ２０２からの角度検出情報と比
較できるように分解能変換手段２０６で分解能を調整
し、見かけ上では、基準光学式エンコーダ２０２と校正
用光学式エンコーダ９９９との分解能が同じように設定
すれば、基準光学式エンコーダ２０２と校正用光学式エ
ンコーダ９９９の検出角を比較することができる。

【０１０２】逆に、基準光学式エンコーダ２０２側の分
解能を校正用光学式エンコーダ９９９に合わせるよう
に、分解能変換手段２０５を配置すれば、分解能変換手
段２０６を除去することができる。すなわち、分解能変
換手段２０５，２０６のいずれか一方を設ければよい。
このように、基準光学式エンコーダ２０２からの角度情
報と、校正用光学式エンコーダ９９９からの角度情報を
角度比較手段２０７にて比較し、基準光学式エンコーダ
２０２から得られた角度情報と校正用光学式エンコーダ
９９９からの角度情報の差を計算する。これを角度検出
誤差と定義する。本実施形態では角度検出誤差は電圧情
報として出力される。

【０１０３】第１〜第６実施形態で述べた光学式エンコ
ーダにおいて、更に高い角度検出精度を得るため、図８
に示す基準光学式エンコーダ２０２と校正用光学式エン
コーダ９９９の角度検出誤差２３６（電圧信号）を、Ａ
／Ｄ変換器２９７を介してコンピュータ２１０にデジタ
ル信号２３７として取込む。但し、図１，２，３，４，
６，７に示すコンピュータ２１０と図８に示すコンピュ
ータ２１０は必ずしも同じコンピュータである必要はな
い。

【０１０４】次に、コンピュータ２１０にて、振幅補正
値（ΔＹ_{Ａ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} 、ΔＹ
_{Ｂ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} 、ΔＹ_{Ｃ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} 、Δ
Ｙ_{Ｄ＿ｃｏｒｒｅｃｔ}）、オフセット補正値（ΔＸ
_{Ａ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} 、ΔＸ_{Ｂ＿ｃｏｒｒｅｃｔ}、ΔＸ
_{Ｃ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} 、ΔＸ_{Ｄ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} ）、
位相差補正値（Δθ_{Ｂ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} 、Δθ
_{Ｃ＿ｃｏｒｒｅｃｔ} 、Δθ_{Ｄ＿ｃｏｒｒｅｃ ｔ} ）に
微小補正量を加え、角度比較手段２０７からの角度検出
誤差が最も小さくなるように制御し、角度検出精度の向
上を図る。

【０１０５】以上、第７実施形態について説明した。本
実施形態の光学式エンコーダ校正装置はロータリ式の光
学式エンコーダを校正するののとして説明したが、本発
明の請求項６，請求項１２に係る実施形態として、検出
用トラックが略直線状に配置される略長方形状のスリッ
ト板を固定し、このスリット板に沿って発光素子および
受光素子が対向しながらともに直線方向に移動して直線
方向の変移量を検出するような光学式リニアエンコーダ
に、図８で説明したブロック構成の光学式エンコーダ校
正装置により校正させるようにしても良い。この場合、
基準光学式エンコーダ２０２もリニア式エンコーダに、
また、モータ２０３もリニアモータとすることで対処で
きる。このようにしても本発明の実施は可能である。こ
の場合も、光学式ロータリエンコーダと同様に高分解能
であって高精度な光学式エンコーダとすることができ
る。

【０１０６】［第８実施形態］続いて本発明の請求項１
６，１７に係る第８実施形態について図９を用いて説明
する。図９は本発明の第８実施形態の光学式エンコーダ
校正装置のブロック図である。本実施形態に係るこの光
学式エンコーダ校正装置は、第７実施形態を改良したも
のであり、基準光学式エンコーダ２０２と同じタイプも
しくは異なるタイプの基準光学式エンコーダ２００２を
追加し、これら基準光学式エンコーダ２０２，２００２
の角度検出値の平均値を取り、それぞれの基準光学式エ
ンコーダ２０２，２００２のもつ角度検出誤差を相殺さ
せる機能を持つ。

【０１０７】基準光学式エンコーダ２０２，２００２か
ら出力される信号２３２、２０３２は、それぞれの内挿
手段２０４及び２００４に入力され、校正用光学式エン
コーダ９９９・分解能変換手段２０６からの分解能情報
と一致させるために、分解能変換手段２０５，２００５
で基準光学式エンコーダ２０２，２００２及び校正用光
学式エンコーダ９９９の分解能を一致させる。

【０１０８】そして、基準光学式エンコーダ２０２，２
００２間の誤差成分を相殺させるために、基準光学式エ
ンコーダ平均化回路２３４にて角度検出誤差を平均化
し、その結果を校正用光学式エンコーダ９９９の角度検
出値と角度比較手段２０７にて比較する。以下、第７実
施形態で説明した手法により補正データを算出すること
となる。以上の方法により、校正用光学式エンコーダに
対してより精度の高い基準エンコーダで校正することが
可能となり、校正対象用光学式エンコーダの角度検出精
度の向上が期待できる。

【０１０９】以上、第８実施形態について説明した。本
実施形態の光学式エンコーダ校正装置はロータリ式の光
学式エンコーダであるものとして説明したが、本発明の
請求項６，請求項１２に係る実施形態として、検出用ト
ラックが略直線状に配置される略長方形状のスリット板
を固定し、このスリット板に沿って発光素子および受光
素子が対向しながらともに直線方向に移動して直線方向
の変移量を検出するような光学式リニアエンコーダに、
図９で説明したブロック構成の光学式エンコーダ校正装
置により校正させるようにしても良い。この場合、基準
光学式エンコーダ２０２，２００２もリニア式エンコー
ダに、また、モータ２０３もリニアモータとすることで
対処できる。このようにしても本発明の実施は可能であ
る。この場合も、光学式ロータリエンコーダと同様に高
分解能であって高精度な光学式エンコーダとすることが
できる。

【０１１０】

【発明の効果】受光素子から得られた信号波形を基準と
なる理想的な信号波形と比較することにより波形歪み
（振幅、オフセット、位相差）計算し、この波形歪みを
補正値としてソフト的に補正することにより光学式エン
コーダの角度検出精度を向上させることが可能となっ
た。

【０１１１】さらに波形歪の影響を低減させるため、光
学式エンコーダ校正装置を用い波形歪の影響を更に低減
させることが可能になった。結果、光学式エンコーダの
角度検出精度が向上し、光学式エンコーダを搭載したシ
ステム位置決め及び速度制御性能が向上することが可能
となった。

【０１１２】総じて、本発明によれば、波形歪みの影響
を低減し、高精度な光学式エンコーダを提供することが
できる。また、波形歪みの影響を低減し、高精度な光学
式エンコーダとなるように校正するための光学式エンコ
ーダ校正装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の光学式エンコーダとそ
の周辺機器のブロック図

【図２】本発明の第２実施形態の光学式エンコーダとそ
の周辺機器のブロック図

【図３】本発明の第３実施形態の光学式エンコーダとそ
の周辺機器のブロック図

【図４】本発明の第４実施形態の光学式エンコーダとそ
の周辺機器のブロック図

【図５】差動正弦波電圧信号の波形図

【図６】本発明の第５実施形態の光学式エンコーダとそ
の周辺機器のブロック図

【図７】本発明の第６実施形態の光学式エンコーダとそ
の周辺機器のブロック図

【図８】本発明の第７実施形態の光学式エンコーダ校正
装置のブロック図

【図９】本発明の第８実施形態の光学式エンコーダ校正
装置のブロック図

【図１０】従来技術の光学式エンコーダの構成図であ
る。

【図１１】従来技術の光学式エンコーダの受光素子の構
成図である。

【図１２】従来技術の光学式エンコーダの受光素子とそ
の周辺回路図である。

【図１３】マイクロコンピュータに取り込まれた理想的
な電圧信号波形図である。

【図１４】マイクロコンピュータに取り込まれた実際の
電圧信号波形図である。

【符号の説明】

１ ケース ２ ＬＥＤ ３，４ ベアリング ５ 中空軸 ６ スリット板 ７ 受光素子 ８ 回路基板 ９ 電子部品 １１〜１６ 受光セル ２１〜２６ 受光セル ３１〜３６ 受光セル ４１〜４６ 受光セル １８ Ａ群 ２８ Ｂ群 ３８ Ｃ群 ４８ Ｄ群 １００ マイクロコンピュー
タ １０１，１０２，１０３，１０４ 電流電圧変換回路 １０９ オフセット除去演算
手段 １１０ コンパレータ手段 １１１ カウンタ手段 １１２ Ａ／Ｄ変換手段 １１３ 内挿手段 １１５ 補正値演算手段 １３１，１３２ 差動演算回路 ２０１ エアベアリング ２０２，２００２ 基準光学式エンコー
ダ ２０３ モータ ２０４，２００４ 内挿手段 ２０５，２００５ 分解能変換手段 ２０６ 分解能変換手段 ２０７ 角度比較手段 ２３４ 基準光学式エンコー
ダ平均化回路 ２９７ Ａ／Ｄ変換器 ２９８ エアフィルタ ２９９ 駆動用ドライバ ２０９ Ａ／Ｄ変換手段 ２１０ コンピュータ ７１１，７１２，７１３，７１４ メモリ手段 ７１５，７１６，７１７，７１８ メモリ手段 ７４０，７４１ メモリ手段 ９９９ 光学式エンコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 智晴 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F103 BA08 BA36 BA37 CA01 CA02 DA01 DA12 DA13 EA12 EA15 EB01 EB12 EB15 EB16 EB33 ED01 ED11 ED21 ED27 FA07 FA12

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２次元平面上に配置された受光セルを略直
   交する不感帯により４群に分割してなるＡ群，Ｂ群，Ｃ
   群およびＤ群という受光セルアレイを有し、これら４群
   の受光セルアレイから出力される光電流信号がそれぞれ
   異なる位相を有する周期信号となるように４群の受光セ
   ルアレイが配置される受光素子と、 前記受光素子と対向する位置に配置され、前記受光素子
   へ向けて照射光を発光する発光素子と、 前記発光素子からの照射光を透過および遮光するための
   スリット列からなる検出用トラックを有するスリット板
   と、 前記受光素子の各受光セルアレイから出力される正弦波
   電流信号を正弦波電圧信号に変換する電流電圧変換回路
   と、 前記電流電圧変換回路から出力される正弦波電圧信号を
   用いて上位ビットのデジタルデータである上位データを
   生成する上位データ生成手段と、 正弦波電圧信号の波形歪みを補正するための補正データ
   を出力するメモリ手段と、 前記電流電圧変換回路から出力される正弦波電圧信号に
   加えて前記メモリ手段から出力される補正データを用い
   て下位ビットのデジタルデータである下位データを生成
   する下位データ生成手段と、 これら上位データおよび下位データを組合わせた角度デ
   ータを出力することを特徴とする光学式エンコーダ。
2. 【請求項２】請求項１に記載の光学式エンコーダにおい
   て、 前記上位データ生成手段は、 前記電流電圧変換回路から出力される正弦波電圧信号を
   ２値化して２値信号を出力するコンパレータ手段と、 前記コンパレータ手段で算出された２値信号に基づいて
   計数して上位データを生成するカウンタ手段と、 を備えることを特徴とする光学式エンコーダ。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の光学式エ
   ンコーダにおいて、 前記下位データ生成手段は、 前記電流電圧変換回路から出力される正弦波電圧信号を
   Ａ／Ｄ変換して正弦波デジタルデータを出力するＡ／Ｄ
   変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段からの正弦波デジタルデータのオフ
   セット成分を除去してオフセット除去正弦波デジタルデ
   ータを出力するオフセット除去演算手段と、 前記オフセット除去演算手段からのオフセット除去正弦
   波デジタルデータおよび前記メモリ手段からの補正デー
   タを用いて、振幅誤差、オフセット誤差および位相差誤
   差を除去した補正下位データを生成する補正値演算手段
   と、 前記補正下位データを下位ビットのデジタルデータとす
   る下位データを算出する内挿手段と、 を備えることを特徴とする光学式エンコーダ。
4. 【請求項４】請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の
   光学式エンコーダにおいて、 前記振幅補正データ、オフセット補正データおよび位相
   差補正データからなる補正データは、所定区間でｎ個の
   範囲に分割されたオフセット除去正弦波デジタルデータ
   のそれぞれを補正するｎ個の補正データとして、前記メ
   モリ手段のｎ個の領域に書き込まれていることを特徴と
   する光学式エンコーダ。
5. 【請求項５】請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の
   光学式エンコーダにおいて、 前記スリット板は、検出用トラックが略円状に配置され
   る円板状のスリット板であって、 スリット板を挟んで対向して配置される発光素子および
   受光素子により、回動するスリット板の回転方向の変移
   量を検出するロータリエンコーダとしたことを特徴とす
   る光学式エンコーダ。
6. 【請求項６】請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の
   光学式エンコーダにおいて、 前記スリット板は、検出用トラックが略直線状に配置さ
   れる略長方形状のスリット板であって、 固定されたスリット板に沿って発光素子および受光素子
   が対向しながらともに直線方向に移動して直線方向の変
   移量を検出するリニアエンコーダとしたことを特徴とす
   る光学式エンコーダ。
7. 【請求項７】２次元平面上に配置された受光セルを略直
   交する不感帯により４群に分割してなるＡ群，Ｂ群，Ｃ
   群およびＤ群という受光セルアレイを有し、これら４群
   の受光セルアレイから出力される光電流信号がそれぞれ
   異なる位相を有する周期信号となるように４群の受光セ
   ルアレイが配置される受光素子と、 前記受光素子と対向する位置に配置され、前記受光素子
   へ向けて照射光を発光する発光素子と、 前記発光素子からの照射光を透過および遮光するための
   スリット列からなる検出用トラックを有するスリット板
   と、 前記受光素子の各受光セルアレイから出力される正弦波
   電流信号を正弦波電圧信号に変換する電流電圧変換回路
   と、 前記電流電圧変換回路から出力される正弦波電圧信号の
   うち１８０゜の位相差がある２相の正弦波電圧信号を差
   分して差動正弦波電圧信号を出力する差動演算回路と、 前記差動演算回路から出力される差動正弦波電圧信号を
   用いて上位ビットのデジタルデータである上位データを
   生成する上位データ生成手段と、 差動正弦波電圧信号の波形歪みを補正するための補正デ
   ータを出力するメモリ手段と、 前記差動演算回路から出力される差動正弦波電圧信号に
   加えて前記メモリ手段から出力される補正データを用い
   て下位ビットのデジタルデータである下位データを生成
   する下位データ生成手段と、 これら上位データおよび下位データを組合わせた角度デ
   ータを出力することを特徴とする光学式エンコーダ。
8. 【請求項８】請求項７に記載の光学式エンコーダにおい
   て、 前記上位データ生成手段は、 前記差動演算回路から出力される差動正弦波電圧信号を
   ２値化して２値信号を出力するコンパレータ手段と、 前記コンパレータ手段で算出された２値信号に基づいて
   計数して上位データを生成するカウンタ手段と、 を備えることを特徴とする光学式エンコーダ。
9. 【請求項９】請求項７または請求項８に記載の光学式エ
   ンコーダにおいて、 前記下位データ生成手段は、 前記差動演算回路から出力される差動正弦波電圧信号を
   Ａ／Ｄ変換して差動正弦波デジタルデータを出力するＡ
   ／Ｄ変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段からの差動正弦波デジタルデータお
   よび前記メモリ手段からの補正データを用いて、振幅誤
   差、オフセット誤差および位相差誤差を除去した補正下
   位データを生成する補正値演算手段と、 前記補正下位データを下位ビットのデジタルデータとす
   る下位データを算出する内挿手段と、 を備えることを特徴とする光学式エンコーダ。
10. 【請求項１０】請求項７〜請求項９の何れか一項に記載
    の光学式エンコーダにおいて、 前記振幅補正データ、オフセット補正データおよび位相
    差補正データからなる補正データは、所定区間でｎ個の
    範囲に分割された差動正弦波デジタルデータのそれぞれ
    を補正するｎ個の補正データとして、前記メモリ手段の
    ｎ個の領域に書き込まれていることを特徴とする光学式
    エンコーダ。
11. 【請求項１１】請求項７〜請求項１０の何れか一項に記
    載の光学式エンコーダにおいて、 前記スリット板は、検出用トラックが略円状に配置され
    る円板状のスリット板であって、 スリット板を挟んで対向して配置される発光素子および
    受光素子により、回動するスリット板の回転方向の変移
    量を検出するロータリエンコーダとしたことを特徴とす
    る光学式エンコーダ。
12. 【請求項１２】請求項７〜請求項１０の何れか一項に記
    載の光学式エンコーダにおいて、 前記スリット板は、検出用トラックが略直線状に配置さ
    れる略長方形状のスリット板であって、 固定されたスリット板に沿って発光素子および受光素子
    が対向しながらともに直線方向に移動して直線方向の変
    移量を検出するリニアエンコーダとしたことを特徴とす
    る光学式エンコーダ。
13. 【請求項１３】請求項５または請求項６に記載の光学式
    エンコーダのメモリ手段に登録させる補正データを出力
    する光学式エンコーダ校正装置であって、 前記電流電圧変換回路から出力される正弦波電圧信号を
    Ａ／Ｄ変換して正弦波デジタルデータを出力するＡ／Ｄ
    変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段からの正弦波デジタルデータを用い
    て振幅補正データ、オフセット補正データおよび位相差
    補正データからなる補正データを算出し、メモリ手段へ
    出力するコンピュータと、 を備えることを特徴とする光学式エンコーダ校正装置。
14. 【請求項１４】請求項１１または請求項１２に記載の光
    学式エンコーダのメモリ手段に登録させる補正データを
    出力する光学式エンコーダ校正装置であって、 前記差動演算回路から出力される差動正弦波電圧信号を
    Ａ／Ｄ変換して差動正弦波デジタルデータを出力するＡ
    ／Ｄ変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段からの差動正弦波デジタルデータを
    用いて振幅補正データ、オフセット補正データおよび位
    相差補正データからなる補正データを算出し、メモリ手
    段へ出力するコンピュータと、 を備えることを特徴とする光学式エンコーダ校正装置。
15. 【請求項１５】請求項５、請求項６、請求項１１、また
    は、請求項１２の何れか一項に記載の光学式エンコーダ
    を校正用光学式エンコーダとし、この校正用光学式エン
    コーダのメモリ手段に登録させる補正データを出力する
    光学式エンコーダ校正装置であって、 校正用光学式エンコーダが発する正弦波数よりも数十〜
    数千倍の正弦波を発生させる基準光学式エンコーダと、 前記基準光学式エンコーダを駆動する駆動手段と、 校正用光学式エンコーダと基準光学式エンコーダとが同
    時に信号出力するように連動させるカップリング手段
    と、 校正用光学式エンコーダからの正弦波数と基準光学式エ
    ンコーダからの正弦波数とが一致するように分解能を調
    整する分解能変換手段と、 前記分解能変換手段で調整された正弦波を用いて角度情
    報を比較する角度比較手段と、 校正用光学式エンコーダから出力される正弦波電圧信号
    または差動正弦波電圧信号をＡ／Ｄ変換して正弦波デジ
    タルデータまたは差動正弦波デジタルデータを出力する
    Ａ／Ｄ変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段からの正弦波デジタルデータまたは
    差動正弦波デジタルデータを用いて振幅補正データ、オ
    フセット補正データおよび位相差補正データからなる補
    正データを算出し、かつ、角度比較手段から出力される
    誤差に基づいて振幅補正データが含む微小振幅誤差の補
    正、オフセット補正データが含む微小オフセット誤差の
    補正、および、位相差補正データが含む微小位相差誤差
    の補正を行い、前記校正用光学式エンコーダのメモリ手
    段に振幅補正データ、オフセット補正データおよび位相
    差補正データからなる補正データを登録するコンピュー
    タと、 を備えることを特徴とする光学式エンコーダ校正装置。
16. 【請求項１６】請求項５、請求項６、請求項１１、また
    は、請求項１２の何れか一項に記載の光学式エンコーダ
    を校正用光学式エンコーダとし、この校正用光学式エン
    コーダのメモリ手段に登録させる補正データを出力する
    光学式エンコーダ校正装置であって、 校正用光学式エンコーダが発する正弦波数よりも数十〜
    数千倍の正弦波を発生させる複数台の基準光学式エンコ
    ーダと、 前記複数台の基準光学式エンコーダを駆動する駆動手段
    と、 校正用光学式エンコーダと複数台の基準光学式エンコー
    ダとが同時に信号出力するように連動させるカップリン
    グ手段と、 複数台の基準光学式エンコーダから出力される正弦波を
    平均して平均正弦波を出力する平均手段と、 校正用光学式エンコーダからの正弦波数と平均手段から
    の正弦波数とが一致するように分解能を調整する分解能
    変換手段と、 前記分解能変換手段で調整された正弦波を用いて角度情
    報を比較する角度比較手段と、 校正用光学式エンコーダから出力される正弦波電圧信号
    または差動正弦波電圧信号をＡ／Ｄ変換して正弦波デジ
    タルデータまたは差動正弦波デジタルデータを出力する
    Ａ／Ｄ変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段からの正弦波デジタルデータまたは
    差動正弦波デジタルデータを用いて振幅補正データ、オ
    フセット補正データおよび位相差補正データからなる補
    正データを算出し、かつ、角度比較手段から出力される
    誤差に基づいて振幅補正データが含む微小振幅誤差の補
    正、オフセット補正データが含む微小オフセット誤差の
    補正、および、位相差補正データが含む微小位相差誤差
    の補正を行い、前記校正用光学式エンコーダに振幅補正
    データ、オフセット補正データおよび位相差補正データ
    からなる補正データを登録するコンピュータと、 を備えることを特徴とする光学式エンコーダ校正装置。
17. 【請求項１７】請求項１３〜請求項１６の何れか一項に
    記載の光学式エンコーダ校正装置において、 請求項５、請求項６、請求項１１、または、請求項１２
    の何れか１項に記載の光学式エンコーダに対して通常検
    出を行う通常検出モードまたは補正値演算を行う補正値
    演算モードを切り替える切換手段を備えることを特徴と
    する光学式エンコーダ校正装置。