JP2003185473A - 回転数検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズが侵入した場合であってもエンコーダ
もしくはエンコーダが付属する回転体の回転数を正しく
検出する手段を提供することにある。 【解決手段】 電動機もしくは回転する機械軸に設置さ
れたＺ相付きインクリメンタルエンコーダと、該インク
リメンタルエンコーダからの回転に応じて出力するパル
スをカウントするリセット検出カウンターを備える回転
数検出装置を改良したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は輪転印刷機の高精度
同期制御、精密な位置決め装置、搬送装置や樹脂、金属
などの延伸装置の高精度同調制御に用いられるもので、
インクリメンタルエンコーダの回転数を高速運転中であ
っても高い信頼で高精度に検出することが可能な回転数
検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の電動機の高精度な同期制
御、工作機械などの精密な位置決めなどには電動機また
は回転体の回転位相を検出し、これをフィードバックと
する制御がおこなわれている。そして、これらの回転位
相の検出はアブソリュートエンコーダが広く使用されて
いる。

【０００３】アブソリュートエンコーダは図１５にその
概要を示すように、被検出体である回転円板上に同心円
状の複数のトラックを設け、該トラック上に回転位相を
示す絶対位置情報を２進化コードで構成し、これを発光
素子、受光素子などにより回転位相をＢ０からＢｎ−１
のｎビットの２進化信号で検出するものである。このア
ブソリュートエンコーダは絶対回転位相を常時検出でき
る長所があるが、１．位相検出の分解能を高くする為に
は回転円板上のトラックの数を多くする必要があり、高
い分解能のものは実現が困難もしくは不可能である。
２．同じく位相検出の分解能を高くする程２進化信号線
の本数が多くなり、長距離の上記信号の伝送を困難とし
ている。３．絶対位置を検出するとき位置情報の変化と
同期して検出する必要があり、高速回転においてリアル
タイムに検出することが困難もしくは不可能である。な
どの困難がある。

【０００４】また、回転位相を検出するためにアブソリ
ュートエンコーダの他、図１６に示すインクリメンタル
エンコーダが用いられる。図１６はＺ相付きインクリメ
ンタルエンコーダ（以下インクリメンタルエンコーダと
称す）の概略を示すもので、被検出体である回転円板上
に放射状に光学的なスリットを設け、これを発光素子、
受光素子などにより回転運動に応じてパルス列を発生す
るＡ相、Ｂ相の信号と１回転に１個のパルスを発生する
Ｚ相の信号を得るものである。ここで、上記Ａ相とＢ相
は電気角で９０°の位相差を有し正転／逆転の検出に用
いるものである。また、図１６ではＡ相とＢ相の２つの
パルス列出力の場合を示したが、回転方向を検出する必
要がないときは例えばＡ相のみ１つのパルス列出力のエ
ンコーダが使用される。

【０００５】上記インクリメンタルエンコーダは、その
ままでは絶対回転位相を検出できるものでないが、 １．高分解能のものが可能である。 ２．検出出力の信号がＡ、Ｂ、Ｚ相と数が少なく長距離
伝送に耐え得る。 ３．位相の変化をシリアルなパルス列で検出するので、
高速回転中であってもリアルタイムに回転位相を検出が
できる。 ４．出力信号がＡ相、Ｂ相、Ｚ相の矩形波信号のみで受
信側のインターフェイスを簡単に構成でき、温度変化や
経年変化の少ないインターフェイスが可能である。 ５．アブソリュートエンコーダに比して一般的に安価で
ある。 などの長所がある。

【０００６】ここで、インクリメンタルエンコーダはそ
のままでは絶対回転位相を検出できないが、近年絶対回
転位相の検出が考案されおり、その概要は図１７に示す
もので、Ｐｍ、Ｐｓ１はそれぞれマスターセクションと
スレーブセクションのインクリメンタルエンコーダ、Ｒ
ｐは該インクリメンタルエンコーダから回転に応じて出
力されるパルス列、Ｚｐは上記インクリメンタルエンコ
ーダの１回転毎に出力されるＺ相信号である。また、Ｃ
ｍ１は上記Ｐｍから出力される上記パルス列Ｒｐをカウ
ントし上記Ｚｐによりクリアされるマスター位相カウン
ターであり絶対回転位相Ｃｍを出力し、Ｃｓ１は該マス
ター位相カウンターＣｍ１と同様な機能を有するスレー
ブ位相カウンターであり絶対回転位相Ｃｓを出力する。
かように上記位相カウンターＣｍ１とＣｓ１はそれぞれ
エンコーダの付属する電動機の絶対回転位相ＣｍとＣｓ
を検出する。さらに図１７におけるＨｓ１は位相偏差演
算器であり、次に示す（１）式により位相偏差Ｈｓを下
記により演算する。 Ｈｓ＝Ｎｍａｘ×Ｃｏｖｆ＋Ｃｍ−Ｃｓ ・ ・ ・ ・ ・ （１） 該（１）式において、Ｎｍａｘはインクリメンタルエン
コーダＰｍ、Ｐｓ１の１回転当たりのパルス数、Ｃｏｖ
ｆはマスター位相カウンターＣｍ１がクリアする毎に１
ずつ加算され、スレーブ位相カウンターＣｓ１がクリア
する毎に１ずつ減算される。そして、ＣｍとＣｓは前記
のとおりそれぞれの絶対回転位相である。

【０００７】ここで図１７において、スレーブセクショ
ンのインクリメンタルエンコーダＰｓ１が絶対回転位相
Ｃｓがゼロで停止したままとすれば、上記（１）式は、 Ｈｓ＝Ｎｍａｘ×Ｃｏｖｆ‘＋Ｃｍ （２） となり、該（２）式のＣｏｖｆ‘はマスター位相カウン
ターＣｍ１がクリアする回数、すなわちインクリメンタ
ルエンコーダＰｍの回転数を表すことは明らかである。

【０００８】前記図１７および（２）式を時間とともに
変化する状態を図示すれば図１８の如くなる。図１８に
おいて、（ａ）はマスター位相カウンターＣｍ１の出力
Ｃｍの時間的な遷移、（ｂ）はＣｏｖｆ’の前記（２）
式におけるインクリメンタルエンコーダの回転数の遷
移、（ｃ）のＲｐと（ｄ）のＺｐはそれぞれ図１７に付
す同じ記号を付す信号の状態を示し、（ｅ）と（ｆ）は
前記（ｃ）と（ｄ）を時間軸を拡大し図示するものであ
る。前記図１８において、マスター位相カウンターの出
力Ｃｍはインクリメンタルエンコーダの出力Ｒｐを常時
カウントし、そして例えば図示する時刻ｔ１、ｔ２、ｔ
３においてＺｐがＨｉとなることによりクリアされ、こ
れによりＣｏｖｆ’は１ずつカウントアップし回転数を
計数することとなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、産業用電気
機器が使用される環境において、電源供給系統の電源変
動や瞬時停電による障害、あるいは照明、インバータ機
器などの負荷の増大によりノイズの発生が避けられな
い。かかる状況において、近年、ノイズ対策に考慮がな
されているとは言え、エンコーダを用いる場合でも信号
線にノイズが進入することが避けられない。この様子
を、インクリメンタルエンコーダを用いることによっ
て、ノイズの進入による影響を図１９により説明する。
図１９において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそ
れぞれ図１８で付したものと同じ信号を表し説明を割愛
する。図１９（ｄ）のＺ相信号Ｚｐにおいて、時刻ｔｎ
ｚ１、ｔｎｚ２にてノイズが侵入したとすれば、マスタ
ー位相カウンターの出力Ｃｍはクリアされることとな
る。これにより、図１９（ｂ）で示すＣｏｖｆ’は時刻
ｔｎｚ１において２、時刻ｔｎｚ２において４とカウン
トアップされ、時刻ｔ３においては６にカウントアップ
されることとなり、通常の動作を図示する図１８の同時
刻ｔ３のＣｏｖｆ’＝４と比して相違が発生し正しい回
転数を検出できないこととなる。また、前述したよう
に、従来は位相カウンターの出力がクリアすることによ
りＣｏｖｆが計数されており、かようなノイズなどの異
種信号の混入に対する処理はなされていなかった。

【００１０】本発明は上記した問題点を解決するために
なされたものであって、その目的とするところは、イン
クリメンタルエンコーダを使用する場合において、ノイ
ズが侵入した場合であっても該エンコーダもしくはエン
コーダが付属する回転体の回転数を正しく検出する手段
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、 １．請求項１において、電動機もしくは回転する機械軸
に設置されたＺ相付きインクリメンタルエンコーダと、
該インクリメンタルエンコーダからの回転に応じて出力
するパルスをカウントするリセット検出カウンターを備
える回転数検出装置であり、上記リセット検出カウンタ
ーは上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダからの１
回転毎に出力するＺ相信号でリセットするものであっ
て、前記回転数検出装置に、上記リセット検出カウンタ
ーの出力を現在値としてラッチする第１の現在値ラッチ
ゲート部と、該第１の現在値ラッチゲート部の出力を前
回値としてラッチする第２の前回値ラッチゲート部を備
え、上記第２の前回値ラッチゲート部の出力と上記第１
の現在値ラッチゲート部の出力の偏差を検出する位相偏
差検出器と、上記リセット検出カウンターの出力の最大
値の１／２の値を有するリセット設定器を備え、該リセ
ット設定器の出力と上記位相偏差検出器の出力を比較す
るリセット検出器を備え、該リセット検出器は上記リセ
ット設定器の出力が上記位相偏差検出器の出力より小さ
いとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回
転とし、それ以外は１回転としない回転数判別手段を備
え、該回転数判別手段によりインクリメンタルエンコー
ダが回転したときのリセット検出器の出力をカウントす
る回転数検出器と、該回転数検出器の出力及び前記第１
の現在値ラッチゲート部の出力を入力とする中央演算処
理装置を備えることを特徴とする回転数検出装置であ
る。

【００１２】２．請求項２において、電動機もしくは回
転する機械軸に設置されたＺ相付きインクリメンタルエ
ンコーダと、該インクリメンタルエンコーダからの回転
に応じて出力するパルスをカウントするリセット検出カ
ウンターを備える回転数検出装置であり、上記リセット
検出カウンターは上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコ
ーダからの１回転毎に出力するＺ相信号でリセットする
ものであって、前記回転数検出装置に、上記リセット検
出カウンターの出力を現在値としてラッチする現在値ラ
ッチゲート部と、該現在値ラッチゲート部の出力を入力
とする中央演算処理装置（マイクロプロセッサ）を備
え、該中央演算処理装置は、メモリに接続されているも
のであって、上記現在値ラッチゲート部からの入力をメ
モリ内の現在回転位相レジスタに格納するとともに、該
現在回転位相レジスタの内容を同じメモリ内の前回回転
位相レジスタに格納することにより前回回転位相を記憶
する記憶手段を備え、上記前回回転位相レジスタと上記
現在回転位相レジスタの偏差を演算した後格納する位相
偏差レジスタと、上記リセット検出カウンターの出力の
最大値の１／２の値を有するリセット設定レジスタと、
上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの回転数をカ
ウントする回転数レジスタを備え、上記中央演算処理装
置は、該リセット設定レジスタの出力と上記位相偏差レ
ジスタの出力を比較することにより、上記リセット設定
レジスタの出力が上記位相偏差レジスタの出力より小さ
いとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回
転とし上記回転数レジスタをカウントするカウント手段
を備え、上記位相偏差レジスタの出力がリセット設定レ
ジスタの出力より小さいか又は等しいとき上記Ｚ相付き
インクリメンタルエンコーダの１回転とせず上記回転数
レジスタの値を変更しない判定手段を備えたことを特徴
とする回転数検出装置である。

【００１３】３．請求項３において、電動機もしくは回
転する機械軸に設置されたＺ相付きインクリメンタルエ
ンコーダと、該インクリメンタルエンコーダからの回転
に応じて出力するパルスをカウントするリセット検出カ
ウンターを備える回転数検出装置であり、上記リセット
検出カウンターは上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコ
ーダからの１回転毎に出力するＺ相信号でリセットする
ものであって、該回転数検出装置に、上記リセット検出
カウンターの出力を現在値としてラッチする現在値ラッ
チゲート部と、該現在値ラッチゲート部の出力を入力と
する中央演算処理装置を備え、該中央演算処理装置は、
上記現在値ラッチゲート部からの入力を現在回転位相レ
ジスタに格納するとともに、該現在回転位相レジスタの
内容を前回回転位相レジスタに格納することにより前回
回転位相を記憶する記憶手段を備え、上記中央演算処理
装置は、上記前回回転位相レジスタと上記現在回転位相
レジスタの偏差を演算した後格納する位相偏差レジスタ
と、上記リセット検出カウンターの出力の最大値の１／
２以上で該最大値未満の値を有するリセット設定レジス
タと、上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの回転
数をカウントする回転数レジスタと、前記位相偏差レジ
スタの出力のリセット値を積算するリセット積算レジス
タを備え、上記リセット設定レジスタの出力と上記位相
偏差レジスタの出力を比較することにより、上記リセッ
ト設定レジスタの出力が上記位相偏差レジスタの出力よ
り小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダ
の１回転として上記回転数レジスタをカウントするカウ
ント手段を備え、上記位相偏差レジスタの出力がリセッ
ト設定レジスタの出力より小さいか又は等しいとき、上
記位相偏差レジスタの出力をリセット積算レジスタに積
算し、上記リセット設定レジスタの出力が上記リセット
積算レジスタの出力より小さいとき上記Ｚ相付きインク
リメンタルエンコーダの１回転として上記回転数レジス
タをカウントし、上記リセット積算レジスタの出力が上
記リセット設定レジスタの出力より小さいか又は等しい
とき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転
とせず上記回転数レジスタの値を変更しない判定手段を
備えたことを特徴とする回転数検出装置である。

【００１４】４．請求項４において、電動機もしくは回
転する機械軸に設置されたＺ相付きインクリメンタルエ
ンコーダと、該インクリメンタルエンコーダからの回転
に応じて出力するパルスをカウントするリセット検出カ
ウンターを備える回転数検出装置であり、上記リセット
検出カウンターは上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコ
ーダからの１回転毎に出力するＺ相信号でリセットする
ものであって、該回転数検出装置に、上記リセット検出
カウンターの出力を現在値としてラッチする現在値ラッ
チゲート部と、該現在値ラッチゲート部の出力を入力と
する中央演算処理装置を備え、該中央演算処理装置は、
上記現在値ラッチゲートからの入力を現在回転位相レジ
スタに格納するとともに、該現在回転位相レジスタの内
容を前回回転位相レジスタに格納することにより前回回
転位相を記憶する記憶手段を備え、上記中央演算処理装
置は、上記前回回転位相レジスタと上記現在回転位相レ
ジスタの偏差を演算した後格納する位相偏差レジスタと
リセット設定レジスタと通信インターフェイスを備え、
該リセット設定レジスタは、外部入力装置から上記通信
インターフェイスを介して上記リセット検出カウンター
の出力の最大値の１／２以上で該最大値未満の値を任意
に設定できるものであって、上記Ｚ相付きインクリメン
タルエンコーダの回転数をカウントする回転数レジスタ
と、前記位相偏差レジスタの出力のリセット値を積算す
るリセット積算レジスタを備え、上記中央演算処理装置
は、上記リセット設定レジスタの出力と上記位相偏差レ
ジスタの出力を比較することにより、上記リセット設定
レジスタの出力が上記位相偏差レジスタの出力より小さ
いとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回
転とし上記回転数レジスタをカウントするカウント手段
を備え、上記位相偏差レジスタの出力がリセット設定レ
ジスタの出力より小さいか又は等しいとき、上記位相偏
差レジスタの出力をリセット積算レジスタに積算し、上
記リセット設定レジスタの出力が上記リセット積算レジ
スタの出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタ
ルエンコーダの１回転として上記回転数レジスタをカウ
ントし、上記リセット積算レジスタの出力が上記リセッ
ト設定レジスタの出力より小さいか又は等しいとき上記
Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転とせず上
記回転数レジスタの値を変更しない判定手段を備えたこ
とを特徴とする回転数検出装置である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて詳述する。図１は本発明の請求項１記載の第１
の実施例を示す回転数検出装置の構成図であり、図２は
図１の動作を説明する図、図３と図４は図１の実施例に
より得られる効果を説明する説明図である。

【００１６】図１において、１はインクリメンタルエン
コーダであり、該インクリメンタルエンコーダ１の出力
Ａ相、Ｂ相、Ｚ相の信号は回転数検出装置２に接続され
る。

【００１７】回転数検出装置２において、３ａ、３ｂ、
３ｃはＤフリップフロップ、４は×１倍、×２倍または
×４倍に逓倍するものであるが、以下の説明を容易にす
る為に仮に×２倍の逓倍器とし、５はリセット検出カウ
ンターである。ここで、本実施例では該リセット検出カ
ウンター５は、ＣＫに入力されるパルスの立ち上がりエ
ッジでカウントし、ＲＥＳＥＴに入力されるパルスのＨ
ｉレベルでカウント値がクリアするものとしている。イ
ンクリメンタルエンコーダ１からのＡ相、Ｂ相信号は、
Ｄフリップフロップ３ａ、３ｂで後述するタイミングで
波形整形した後、逓倍器４で所定の周波数に変換されリ
セット検出カウンター５のＣＫに入力され、インクリメ
ンタルエンコーダの出力するＡ相、Ｂ相のパルス列をカ
ウントする。一方、インクリメンタルエンコーダ１から
のＺ相信号はＤフリップフロップ３ｃで後述するタイミ
ングで波形整形した後、リセット検出カウンター５のＲ
ＥＳＥＴに入力され該リセット検出カウンター５をクリ
アするものである。

【００１８】次に図１において、６ａは現在値ラッチゲ
ート部、６ｂは前回値ラッチゲート部であり、共にＤ
０、Ｄ１〜Ｄｍ−１のｍビットをデータ入力としＣＫ入
力の立ち下がりでデータ入力をラッチし、Ｑ０、Ｑ１〜
Ｑｍ−１に出力するものである。ここで、該現在値ラッ
チゲート部６ａの出力は前回値ラッチゲート部６ｂの入
力に接続されており、第１の前回値ラッチゲート部６ｂ
のＣＫに信号が入力され現在値ラッチゲート部の出力を
保持し、後述する遅れの後、現在値ラッチゲート部６ａ
のＣＫに信号が入力されリセット検出カウンター５の現
在値を保持する。

【００１９】また図１において、７は減算器よりなる位
相偏差検出器、８はリセット設定器、９はコンパレータ
からなるリセット検出器、１０はＤフリップフロップ、
１１はカウンターによる回転数検出器である。位相偏差
検出器７の入力ＣＰ（Ｎ）とＣＰ(Ｎ−１)には、それぞ
れ上記現在値ラッチゲート部６ａの出力と上記前回値ラ
ッチゲート部６ｂの出力が入力され、該位相偏差検出器
７は、 ΔＣＰ（Ｎ）＝ＣＰ(Ｎ−１)−ＣＰ（Ｎ） (３) を演算し出力する。そして、０＜ΔＣＰ（Ｎ）のときは
上記リセット検出カウター５のＲＥＳＥＴ入力に信号が
入力されカウント値がクリアされたことを示し、これは
上記Ｄフリップフロップ３ｃにＨｉの入力があったこと
を示す。次に、リセット検出カウンター５のカウントす
る最大値をＣｍａｘとすれば、リセット設定器８は Ｃｒｅｆ＝Ｃｍａｘ／２（整数演算による） (４) なる値Ｃｒｅｆを出力するもので、該リセット設定器８
と上記位相偏差検出器７の出力ΔＣＰ（Ｎ）はリセット
検出器９で比較し、 ΔＣＰ（Ｎ） ≦ Ｃｒｅｆ のときは０ (５) Ｃｒｅｆ ＜ ΔＣＰ（Ｎ） のときは１ (６) を該リセット検出器９は出力する。そして、上記(５)、
(６)式の結果はＤフリップフロップ１１で後述するタイ
ミングで安定化した後、カウンターからなる回転数検出
器１１のＣＫに入力される。すなわち、該回転数検出器
１１は上記(６)式が成立する回数をカウントするもので
ある。

【００２０】また、２１は発信器、２２ａはＤフリップ
フロップからなる分周器、２３ａ、２３ｂはＡＮＤゲー
トで、これらは回転数検出装置２のＡ相、Ｂ相、Ｚ相の
入力信号と上記現在値ラッチゲート部６ａ、上記前回値
ラッチゲート部６ｂおよびリセット検出器９間のタイミ
ングを生成し、回転数検出器１１を正しく動作させるも
のでこれの概要は図２において説明を行う。

【００２１】図２は動作説明図であり、上記回転数検出
器１１が回転数検出にいたる動作を図１を参照して説明
する。図２において、（ａ）は発信器２１の出力波形、
（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）は回転数検出装置２のそれぞれ
Ｚ相、Ａ相、Ｂ相入力を示し、この出力は図１のＤフリ
ップフロップ３ｃ、３ａ、３ｂにより発信器２１の出力
周波数の例えば立ち上がりエッジに同期化され、
（ｃ）、（ｆ）、（ｇ）に示す波形となり、次に図１の
逓倍器４で×２倍の周波数に変換され、（ｈ）に示す逓
倍器４の出力となる。そして、該（ｈ）の立ち上がりエ
ッジをリセット検出カウンター５はカウントし、（ｉ）
に示す如く、ＣＰ−１、ＣＰ、ＣＰ＋１と遷移し、やが
ては回転数検出装置２のＺ相入力（ｂ）にＨｉレベルが
入力されることにより０にクリアされる。

【００２２】図２（ｊ）は分周器２２ａの出力を示すも
ので、上記発信器２１の出力（ａ）を分周したものであ
って、該分周器２２ａの出力（ｊ）とＡＮＤゲート２３
ａ、２３ｂの作用により、発信器２１の出力（ａ）はゲ
ート２３ａの出力（ｋ）とゲート２３ｂの出力（ｌ）に
分離される。該（ｋ）と（ｌ）において、図２中に示す
ゲート２３ａの出力の立ち下がりエッジ、ゲート２３
ｂの出力の立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジに
より以下の動作を行う。上記のタイミングにより、リ
セット検出カウンター５の出力（ｉ）は現在値ラッチゲ
ート部６ａでラッチされ、現在値ラッチゲート部６ａの
出力（ｍ）となり、ＣＰ−１、ＣＰ、ＣＰ＋１、０と遷
移する。すなわち該（ｍ）はリセット検出カウンター５
の現在値を保持する。また、上記のタイミングにより
（ｍ）はラッチゲート部６ｂでラッチされ、前回値ラッ
チゲート部６ｂの出力（ｎ）を生成する。ここで、図２
の例えば時刻ｔ２において、（ｍ）に示す出力はＣＰ＋
１であり、（ｎ）に示す出力はＣＰである。すなわち、
前回値ラッチゲート部６ｂの出力（ｎ）はリセット検出
カウンター５の前回値を保持するものである。

【００２３】そして、上記（ｍ）と（ｎ）に示す値は位
相偏差検出器７で常時、前記（３）式の演算がなされて
リセット検出器９の入力となり、該リセット検出器９の
出力は図２の（ｏ）に示すもので、前記（５）、（６）
式により該（ｏ）は下記の値をとなる。 時刻ｔ１： ΔＣＰ（Ｎ）＝ＣＰ−ＣＰ＝０となり前記（５）式によ
り０ 時刻ｔ２： ΔＣＰ（Ｎ）＝ＣＰ−（ＣＰ＋１）＝−１となり前記
（５）式により０ 時刻ｔ３： ΔＣＰ（Ｎ）＝（ＣＰ＋１）−０＝ＣＰ＋１となり、Ｃ
ｒｅｆ＜ＣＰ＋１ とすれば、前記（６）式により１該（ｏ）に示す出力
は、図２のの各々のタイミングでＤフリップフロップ
１０により同期化され、回転数検出器１１のカウント入
力となり、該１１の出力は（ｐ）に示すとおりとなる。
（ｐ）において、時刻ｔ１、ｔ２では回転数検出器１１
の入力は０のままなのでカウント値ＣＲを保持し、時刻
ｔ３では該回転数検出器１１の入力は１となるので出力
はＣＲ＋１となる。すなわち、回転数検出装置２のＺ相
入力（ｂ）にＨｉ信号が入力され、前記（５）、（６）
式の判定により回転数検出器１１はカウントされ、イン
クリメンタルエンコーダ、もしくは該エンコーダの付属
する回転体の回転数を検出するに至る。

【００２４】更に図３により、図１，図２の実施例によ
る効果を説明する。図３において、（ａ）は図１のリセ
ット検出カウンター５の出力の時間的推移をグラフで示
し、（ｐ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｂ）はそれぞれ図２に
示す符号のそれと同じ信号である。ここで図３は図２に
比して時間軸を縮小している。図３（ａ）において、上
記リセット検出カウンター５の出力する最大値をＣｍａ
ｘとし、図１のリセット設定器８の設定値ＣｒｅｆをＣ
ｍａｘ／２とし、図中に点線で示すものである。

【００２５】また、図３の回転数検出装置２のＺ相入力
（ｂ）において、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３にＺ相に正規の
Ｈｉの入力がなされ、この時刻において（ｉ）に図示す
るようにリセット検出カウンター５の出力はクリアされ
る。次に、図１９の従来の実施例と同様に時刻ｔｎｚ
１、ｔｎｚ２において、予期せぬノイズが侵入したとき
もリセット検出カウンター５の出力はクリアされる。

【００２６】そして、図３の（ｉ）ではリセット検出カ
ウンター５の出力は次の如く遷移するとしている。 時刻ｔｎｚ１：Ｃｄ１から０へ、ここでＣｍａｘ／２
＜ Ｃｄ１ 時刻ｔ１： Ｃｄ２から０へ、ここでＣｄ２ ＜ Ｃｍ
ａｘ／２ 時刻ｔ２： Ｃｄ３から０へ、ここでＣｍａｘ／２
＜ Ｃｄ３ 以下、時刻ｔｎｚ２、ｔ３は図示のとおりである。

【００２７】そして、図３の回転数検出器１１の出力
（ｐ）は、図２において説明した経緯より、下記のとお
りとなる。 時刻ｔｎｚ１： ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ１−０＝Ｃｄ１ Ｃｍａｘ／２ ＜ Ｃｄ１より前記（６）式より回転数検
出器１１の出力は＋１し２となる。 時刻ｔ１：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ２−０＝Ｃｄ２ Ｃｄ２ ＜ Ｃｍａｘ／２より前記（５）式より回転数検
出器１１の出力は２のまま変わらず。 時刻ｔ２： ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ３−０＝Ｃｄ３ Ｃｍａｘ／２ ＜ Ｃｄ３より前記（６）式より回転数検
出器１１の出力は＋１し３となる。上記に示す動作に準
じて、時刻ｔｎｚ２においては回転数検出器１１は３で
変化せず、時刻ｔ３においては＋１し４となる。これ
は、従来例の図１８、図１９と比較して明らかなよう
に、ノイズが回転数検出装置２のＺ相入力に侵入した場
合であっても、時刻ｔ２、ｔ３において正しい回転数が
得られることとなる。

【００２８】次に図４（ａ）、（ｂ）はＣｒｅｆを上記
第（４）式とする理由を更に詳細に説明するものであ
る。はじめに、図４(a)はリセット設定器８の出力Ｃｒ
ｅｆがＣｍａｘ／２より大きいときの動作を示すもの
で、ここでは説明を容易にする為にＣｒｅｆを例えば３
／４Ｃｍａｘとしている。図４（ａ）において、偶発的
に時刻ｔｎｚ１にノイズが回転数検出装置２のＺ相入力
に侵入した場合を示している。そして、時刻ｔｎｚ１及
びｔ２におけるＣｄ１とＣｄ２は共にＣｒｅｆより小さ
いので、回転数検出器１１の出力はＣＲ＝２のままで正
しい回転数を得ることはできない。すなわち、リセット
設定器８の出力ＣｒｅｆがＣｍａｘ／２より大きいとき
は、図４（ａ）のＴ２の区間にノイズが侵入するときは
正しい回転数が得られるが，Ｔ１の区間にノイズが侵入
したとき正しい回転数を得ることはできない。

【００２９】次に、図４（ｂ）はリセット設定器８の出
力ＣｒｅｆがＣｍａｘ／２より小さいときの動作を示す
もので、ここでは説明を容易にする為にＣｒｅｆを例え
ば１／４Ｃｍａｘとしている。該図４（ｂ）においても
時刻ｔｎｚ１にノイズが回転数検出装置２のＺ相入力に
侵入した場合を示しており、このときは時刻ｔｎｚ１及
びｔ２におけるＣｄ１とＣｄ２は共にＣｒｅｆより大き
いので、回転数検出器１１の出力はＣＲ＝２、３と多く
進み正しい回転数を得ることはできない。

【００３０】それ故、インクリメンタルエンコーダもし
くは該エンコーダの付属する回転体の１回転に１つの侵
入する予期せぬノイズの影響を排除する為に、Ｃｒｅｆ
を上記（４）式のとおりとするものである．次に該
（４）式について更に説明する。図１において、インク
リメンタルエンコーダ１の１回転当たりのパルス数をＰ
ｍａｘとし，該Ｐｍａｘを説明を容易とする為、例えば
２４００ＰＰＲとすれば逓倍器４で×２倍される。従っ
て、リセット検出カウンター５の出力は０〜（２４００
×２―１）＝４７９９の範囲で変化するものであり、こ
の場合のＣｒｅｆは上記（４）式より整数演算にて下記
のとおりとなる。 Ｃｒｅｆ＝（２４００×２―１）／２＝２３９９ （７） 従って、逓倍器４の逓倍比をＡ（Ａ＝１、２または４）
とすれば上記（４）式は下記のとおりとなる。 Ｃｒｅｆ＝（Ｐｍａｘ×Ａ−１）／２（整数演算による） （８）

【００３１】該Ｃｒｅｆが偶数であるとき、図３におい
てＣｄ１とＣｄ２が等しくなるのはインクリメンタルエ
ンコーダ１の１回転の中間にノイズが侵入するときのみ
でこの確率は極めて低いものであり、通常は下記のとお
りである。 Ｃｄ１＜Ｃｄ２ このときは Ｃｒｅｆ＜Ｃｄ２ （９） Ｃｄ２＜Ｃｄ１ このときは Ｃｒｅｆ＜Ｃｄ１ （１０） 更に、（８）式による上記Ｃｒｅｆは通常は奇数であ
り、必ず上記（９）、（１０）式のどちらか一方とな
り、図１、図２、図３にて動作を説明した位相偏差検出
器７、リセット設定器８、リセット検出器９、Ｄフリッ
プフロップ１０と回転数検出器１１の作用により回転数
を検出する。

【００３２】かようにして、本発明では電磁障害、誘導
障害などによりインクリメンタルエンコーダのＺ相信号
に該エンコーダの１回転に１回の偶発的に侵入するノイ
ズの障害を排除し、インクリメンタルエンコーダ、もし
くは該エンコーダの付属する回転体の回転数を正しく検
出せしめることを可能とするものである。これにより、
インクリメンタルエンコーダを用いる場合において、高
速に動作する回転体の回転数を高い信頼性で精度を損な
うこと無く検出することを実現し、高精度の位置決めや
同期制御を可能とした。

【００３３】図５は本発明の請求項１記載の第２の実施
例の回転数検出を示す構成図であり、図６は図５の動作
を説明する図である。

【００３４】以下、本発明の第２の実施例について説明
する。図５において、２２ａ、２２ｂ、２２ｃはＤフリ
ップフロップ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ，２３ｄはＡＮ
Ｄゲートである。また、１は図１と同様インクリメンタ
ルエンコーダであり、この他図１と同じ記号を付すもの
は該図１と同様の機能を有しこれらの説明は割愛する。

【００３５】図５において前記図１と相違する箇所の説
明を行う。マイクロプロセッサ１２は、回転数検出器１
１からインクリメンタルエンコーダもしくは、該エンコ
ーダの付属する回転体の回転数を読み出すときは出力ポ
ートＰをＨｉとしリード信号を出力する。該リード信号
はＤフリップフロップ２２ａにより発信器２１が出力す
る周波数信号に同期化された後、更にＤフリップフロッ
プ２２ｂ、２２ｃにより一定時間遅延され、次にＡＮＤ
ゲート２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄの作用によ
り、回転検出装置２のＡ相、Ｂ相、Ｚ相の入力信号と、
現在値ラッチゲート部６ａ、前回値ラッチゲート部６ｂ
及びリセット検出器９間のタイミングを生成し、回転数
検出器１１を正しく動作せしめるものでこれの詳細は図
６において更に説明を行う。

【００３６】図６において、時刻ｔ（Ｎ）はマイクロプ
ロセッサ１２が回転数検出器１１の出力をリードする現
在時刻であり、時刻ｔ（Ｎ＋１）は次回のリードする時
刻である。また、図５の（ａ）〜（ｉ）、および（ｍ）
〜（ｐ）は図２の同じ記号を付すものと同様の信号であ
り説明は割愛する。ここで、（ｉ）においてＣＰ（Ｎ）
は上記現在時刻ｔ（Ｎ）におけるリセット検出カウンタ
ー５の出力値である。また、回転数検出装置２のＺ相入
力（ｂ）においてＨｉが入力されると、上記リセット検
出カウンターの出力（ｉ）は図示するとおり０となる。

【００３７】マイクロプロセッサ１２は回転数検出器１
１の出力をリードするとき、現在時刻ｔ（Ｎ）に先立ち
（ｑ）に示す如くＨｉ信号を出力ポートＰから出力す
る。該（ｑ）の信号はＤフリップフロップ２２ａで発信
器２１が出力する周波数に同期化され、次にＤフリップ
フロップ２２ｂとＡＮＤゲート２３ａ、２３ｂにより遅
延処理を行い（ｒ）に示す信号を生成する。また、上記
Ｄフリップフロップ２２ｂの出力は、更にＤフリップフ
ロップ２２ｃとＡＮＤゲート２３ｃ、２３ｄにより遅延
処理を行い（ｓ）に示す信号を生成する。該（ｒ）と
（ｓ）において、図６中に示すゲート２３ｂの出力
（ｒ）の立ち下がりエッジ、ゲート２３ｄの出力
（ｓ）の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジ
は、図２の、、と同様の機能を有すものである。

【００３８】すなわち、現在時刻ｔ（Ｎ）に先立ち上記
のタイミングにて、リセット検出カウンター５の出力
（ｉ）のＣＰ（Ｎ）は現在値ラッチゲート部６ａでラッ
チされ、該現在値ラッチゲート部６ａの出力は（ｍ）で
示すとおり前回時刻のリード値ＣＰ（Ｎ−１）から現在
値ＣＰ（Ｎ）となる。同様に次回時刻ｔ（Ｎ＋１）に先
立つと同じタイミングで現在値ラッチゲート部６ａの
出力は（ｍ）で示すとおり現在値ＣＰ（Ｎ）から０とな
る。すなわち、該（ｍ）はマイクロプロセッサ１２がリ
ードするときのリセット検出カウンター５の現在値を保
持する。また、上記のタイミングにより（ｍ）はラッ
チゲート部６ｂでラッチされ前回値ラッチゲート部６ｂ
の出力（ｎ）を生成する。ここで、図６の時刻ｔ（Ｎ）
において、（ｍ）に示す出力は現在値ＣＰ（Ｎ）であり
（ｎ）に示す出力は前回時刻にリードされた前回値ＣＰ
（Ｎ−１）である。すなわち、前回値ラッチゲート部６
ｂの出力（ｎ）はリセット検出カウンター５の前回値を
保持するものである。

【００３９】そして、図６の（ｏ）、（ｐ）は図２と同
様の動作を行うもので、回転数検出装置２のＺ相入力が
Ｈｉになった後リードする次回時刻Ｔ（Ｎ＋１）におい
て、回転数検出器１１の出力（ｐ）はＣＲからＣＲ＋１
にカウントアップするもので、インクリメンタルエンコ
ーダ、もしくは該エンコーダの付属する回転体の回転数
を検出するに至る。かようにして、本発明では電磁障
害、誘導障害などによりインクリメンタルエンコーダの
Ｚ相信号に該エンコーダの１回転に１回の偶発的に侵入
するノイズの障害を排除し、インクリメンタルエンコー
ダ、もしくは該エンコーダの付属する回転体の回転数を
正しく検出せしめることを可能とするものである。これ
により、インクリメンタルエンコーダを用いる場合にお
いて、高速に動作する回転体の回転数を高い信頼性で精
度を損なうこと無く検出することを実現し、高精度の位
置決めや同期制御を可能とした。

【００４０】図７は本発明の請求項２記載の一実施例の
回転数検出を示す構成図であり、図８は図７の動作を説
明する図である。

【００４１】図７において、１２はマイクロプロセッサ
であり１３は該マイクロプロセッサ１２と接続されたメ
モリである。該メモリ１２には、前回回転位相レジスタ
１３ａ、現在回転位相レジスタ１３ｂ、リセット設定レ
ジスタ１３ｃ、位相偏差レジスタ１３ｄおよび回転数レ
ジスタ１３ｅを内蔵する。そして、上記前回回転位相レ
ジスタ１３ａはＣＰ（Ｎ−１）なる値を有し、１３ｂ、
１３ｃ、１３ｄ、１３ｅの各レジスタはそれぞれＣＰ
（Ｎ）、Ｃｒｅｆ、ΔＣＰ（Ｎ）、ＣＲである値を有
す。また、図７において示すインクリメンタルエンコー
ダ１など図１と同じ記号を付すものは該図１と同様の機
能を有しこれらの説明は割愛する。

【００４２】図７において、マイクロプロセッサ１２は
毎スキャン毎に現在値ラッチゲートゲート部６ａの出力
をリードし現在回転位相レジスタ１３ｂにＣＰ（Ｎ）と
して格納する。リセット設定レジスタ１３ｃのＣｒｅｆ
は前記（４）式、（８）式により定める値に設定するも
のである。

【００４３】そして、マイクロプロセッサ１２は図８に
示すフローの処理により回転数検出装置２のＺ相入力に
インクリメンタルエンコーダの１回転に１回、偶発的に
侵入するノイズを排除し正しい回転数を得るもので、図
７を参照しつつ図８に示すマイクロプロセッサ１２の動
作について以下に説明する。 ｆ１：ＣＰ（Ｎ−１）＝ＣＰ（Ｎ）とし、現在回転位相
レジスタＣＰ（Ｎ）を前回回転位相レジスタＣＰ（Ｎ−
１）にセーブし、ＣＰ（Ｎ）の更新に備える。 ｆ２：現在値ラッチゲートゲート部６ａの出力をリード
し現在回転位相レジスタＣＰ（Ｎ）を更新し現在値とす
る。 ｆ３：ΔＣＰ（Ｎ）＝ＣＰ（Ｎ−１）−ＣＰ（Ｎ）を演
算する。 ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）≦Ｃｒｅｆのときは、インクリメン
タルエンコーダ１は１回転に至らないとしｆ１へ戻る。
Ｃｒｅｆ＜ΔＣＰ（Ｎ）のときは、インクリメンタルエ
ンコーダ１は１回転したものでありｆ５へ。 ｆ５：回転数レジスタＣＲをカウントアップした後ｆ１
へ戻る。

【００４４】かようにして、図７の第３の実施例は前記
図１、５で示すものと同様の機能を有し、電磁障害、誘
導障害などによりインクリメンタルエンコーダのＺ相信
号に該エンコーダの１回転に１回の予期せぬノイズの進
入による障害を排除し、インクリメンタルエンコーダ、
もしくは該エンコーダの付属する回転体の回転数を正し
く検出せしめることを可能とするものである。これによ
り、インクリメンタルエンコーダを用いる場合において
も、高い信頼性を有して高速に動作する回転体の回転数
を精度を損なうこと無く検出することを実現し、高精度
の位置決めや同期制御を可能とした。

【００４５】図９は次に示す本発明の実施例が解決しよ
うとする課題を示し、図１０は本発明の請求項３記載の
実施例の拡張した回転数検出を示す構成図であり、図１
１は図１０の動作を説明し、図１２，図１３は図１０の
効果を説明する図である。

【００４６】始めに、図９に本発明の解決しようとする
課題を説明する。図９において、リセット検出カウンタ
ー５の出力（ｉ）から回転数検出装置２のＺ相入力
（ｂ）までは、図３において同じ記号を付すものと同じ
ものである。図９では，インクリメンタルエンコーダの
１回転において、回転数検出装置２のＺ相入力に時刻ｔ
ｎｚ１、ｔｎｚ２と２回のノイズが侵入した例を示して
いる。この場合においてＣｒｅｆをＣｍａｘ／２とした
とき、図９に示すとおり時刻ｔｎｚ１、ｔｎｚ２、ｔｎ
ｚ３におけるＣｄ２、Ｃｄ３、Ｃｄ４はいずれもＣｒｅ
ｆ以下であり、回転数検出器１１の出力（ｐ）はＣＲ＝
２のままで変化せず正しい回転数を検出することはでき
ない。

【００４７】この発明は、インクリメンタルエンコーダ
もしくは該エンコーダの付属する回転体の回転数を検出
する回転数検出装置において、電源急変や負荷急変など
による電磁障害、誘電障害により誘因される偶発的なノ
イズがエンコーダの１回転に複数回侵入した場合であっ
ても、これを排除し正しい回転数を得るものである。

【００４８】次に、図１０において、１２はマイクロプ
ロセッサであり１３は該マイクロプロセッサ１２と接続
されたメモリであり、該メモリ１２には、前回回転位相
レジスタ１３ａ、現在回転位相レジスタ１３ｂ、リセッ
ト設定レジスタ１３ｃ、位相偏差レジスタ１３ｄおよび
回転数レジスタ１３ｅを内蔵し、これらは図７に示すも
のと同一の機能を有するものでその機能の説明は割愛す
る。また、１３ｆはリセット積算レジスタでありΣΔＣ
Ｐなる値を保持する。この他、図１０において示すイン
クリメンタルエンコーダ１など図７と同じ記号を付すも
のは該図７と同様の機能を有しこれらの説明は割愛す
る。

【００４９】次に図１１により図１０の構成の動作を説
明する。 ｆ１：回転数レジスタＣＲとリセット積算レジスタΣΔ
ＣＰを０に初期化する。 ｆ２：ＣＰ（Ｎ−１）＝ＣＰ（Ｎ）とし、現在回転位相
レジスタＣＰ（Ｎ）を前回回転位相レジスタＣＰ（Ｎ−
１）に格納し、ＣＰ（Ｎ）の更新に備える。 ｆ３：現在値ラッチゲートゲート部６ａの出力をリード
し現在回転位相レジスタＣＰ（Ｎ）を更新し現在値とす
る。 ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝ＣＰ（Ｎ−１）−ＣＰ（Ｎ）を演
算する。 ｆ５：ΔＣＰ（Ｎ）≦０のときは、回転数検出装置２の
Ｚ相入力はＬｏのままなのでｆ２へ戻る。０＜ΔＣＰ
（Ｎ）のときは、回転数検出装置２のＺ相入力にＨｉが
入力されたときでありｆ６へ。 ｆ６：ΔＣＰ（Ｎ）≦Ｃｒｅｆのときは、回転数検出装
置２のＺ相入力にノイズによる影響が認められるのでｆ
７のチェックへ。Ｃｒｅｆ＜ΔＣＰ（Ｎ）のときは、イ
ンクリメンタルエンコーダ１は１回転したものとしｆ９
へ。 ｆ７：ΣΔＣＰ＝ΣΔＣＰ＋ΔＣＰ（Ｎ）を演算する。 ｆ８：ΣΔＣＰ（Ｎ）≦Ｃｒｅｆのときは、インクリメ
ンタルエンコーダ１は１回転に至らないとしｆ２へ戻
る。Ｃｒｅｆ＜ΣΔＣＰのときは、インクリメンタルエ
ンコーダ１は１回転したものとしｆ９へ。 ｆ９：回転数レジスタＣＲをカウントアップした後ｆ１
０へ。 ｆ１０：リセット積算レジスタΣΔＣＰを０に再初期化
しｆ２へ戻る。

【００５０】次に図１２により、図１０、図１１の実施
例による効果を説明する。図１２において、（ａ）は図
１０のリセット検出カウンター５の出力の時間的推移を
グラフで示し、（ｂ）は回転数レジスタ１３ｅの値ＣＲ
を、（ｃ）、（ｄ）は回転数検出装置２のＡ相、Ｂ相入
力を、（ｅ）は該回転数検出装置２のＺ相入力の時間的
推移を示す。図１２（ａ）において、リセット検出カウ
ンター５の出力する最大値をＣｍａｘとし、図１０のリ
セット設定レジスタ１３ｃの値Ｃｒｅｆを例えばＣｍａ
ｘ／２とし図中に点線で示すものである。

【００５１】また、図１２の回転数検出装置２のＺ相入
力（ｅ）において、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３にＺ相に正規
のＨｉの入力がなされ、この時刻において（ａ）に図示
するようにリセット検出カウンター５（ａ）の出力はク
リアされる。次に、図９と同様に時刻ｔ１〜ｔ２のエン
コーダの１周期内の時刻ｔｎｚ１、ｔｎｚ２において、
偶発的なノイズが侵入したときもリセット検出カウンタ
ー５（ａ）の出力も図示するとおりクリアされる。

【００５２】そして、図１２の（ａ）ではリセット検出
カウンター５の出力は次の如く遷移するとしている。 時刻ｔ１： Ｃｄ１から０へ、ここでＣｍａｘ／２＜
（Ｃｄ１＝Ｃｍａｘ） 時刻ｔｎｚ１：Ｃｄ２から０へ、ここでＣｄ２＜Ｃｍａ
ｘ／２ 時刻ｔｎｚ２：Ｃｄ３から０へ、ここでＣｄ３＜Ｃｍａ
ｘ／２ また、Ｃｍａｘ／２＜（Ｃｄ２＋Ｃｄ３） 時刻ｔ２：Ｃｄ４から０へ、ここでＣｄ４＜Ｃｍａｘ／
２

【００５３】そして、図１２の回転数レジスタ１３ｅの
値（ｂ）は図１１において説明した経緯より、時刻ｔ
１、ｔｎｚ１、ｔｎｚ２において下記のとおりとなる。 時刻ｔ１： ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ１−０＝Ｃｄ１ ｆ５：０＜Ｃｄ１なのでｆ６へ ｆ６：Ｃｍａｘ／２ ＜ Ｃｄ１よりｆ９へ ｆ９：回転数レジスタ１３ｅの値ＣＲを＋１し２とする ｆ１０：ΣΔＣＰ＝０に再び初期化する 時刻ｔｎｚ１： ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ２−０＝Ｃｄ２ ｆ５：０＜Ｃｄ２なのでｆ６へ ｆ６：Ｃｄ２ ＜ Ｃｍａｘ／２なのでｆ７へ ｆ７：ΣΔＣＰ＝Ｃｄ２としｆ８へ ｆ８：ΣΔＣＰ＜Ｃｍａｘ／２なので、回転数レジスタ
１３ｅの値ＣＲは２のままでｆ２へ 時刻ｔｎｚ２： ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ３−０＝Ｃｄ３ ｆ５：０＜Ｃｄ３なのでｆ６へ ｆ６：Ｃｄ３ ＜ Ｃｍａｘ／２なのでｆ７へ ｆ７：ΣΔＣＰ＝Ｃｄ２＋Ｃｄ３としｆ８へ ｆ８：Ｃｍａｘ／２＜ΣΔＣＰなのでｆ９へ ｆ９：回転数レジスタ１３ｅの値ＣＲを＋１し３とする ｆ１０：ΣΔＣＰ＝０に再び初期化する かように、回転数レジスタＣＲは時刻ｔ１、ｔｎｚ２に
おいて２、３となるもので、同様の処理により時刻ｔ３
にて４となる。すなわち、時刻ｔ３において回転数レジ
スタＣＲは正しい回転数が得られるものである。

【００５４】図１２ではＣｒｅｆがＣｍａｘ／２の例を
示したが、次に図１３でＣｒｅｆを例えば３／４Ｃｍａ
ｘに設定する場合を示す。図１３で（ａ）〜（ｅ）と記
号を付すものは図１２で同じ記号を付すものと同じ信号
である。そして、同様に時刻ｔｎｚ１、ｔｎｚ２で回転
数検出装置２のＺ相入力（ｅ）に２回のノイズが侵入し
たとしている。そして図１２と同様、図１３の（ａ）で
はリセット検出カウンター５の出力は次の如く遷移する
としている。 時刻ｔ１： Ｃｄ１から０へ、ここで３／４Ｃｍａｘ
＜（Ｃｄ１＝Ｃｍａｘ） 時刻ｔｎｚ１：Ｃｄ２から０へ、 ここでＣｄ２＜３
／４Ｃｍａｘ 時刻ｔｎｚ２：Ｃｄ３から０へ、 ここでＣｄ３＜３
／４Ｃｍａｘ また、（Ｃｄ２＋Ｃｄ３）＜３／４Ｃｍａｘ 時刻ｔ２：Ｃｄ４から０へ、 ここでＣｄ４＜３
／４Ｃｍａｘ また、３／４Ｃｍａｘ＜（Ｃｄ２＋Ｃｄ３＋Ｃｄ４）

【００５５】そして、図１３の回転数レジスタ１３ｅの
値（ｂ）は図１１において説明した経緯より、時刻ｔ
１、ｔｎｚ１、ｔｎｚ２において下記のとおりとなる。 時刻ｔ１： ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ１−０＝Ｃｄ１ ｆ５：０＜Ｃｄ１なのでｆ６へ ｆ６：３／４Ｃｍａｘ ＜ Ｃｄ１よりｆ９へ ｆ９：回転数レジスタ１３ｅの値ＣＲを＋１し２とする ｆ１０：ΣΔＣＰ＝０に再び初期化する 時刻ｔｎｚ１： ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ２−０＝Ｃｄ２ ｆ５：０＜Ｃｄ２なのでｆ６へ ｆ６：Ｃｄ２ ＜ ３／４Ｃｍａｘなのでｆ７へ ｆ７：ΣΔＣＰ＝Ｃｄ２としｆ８へ ｆ８：ΣΔＣＰ＜３／４Ｃｍａｘなので、回転数レジス
タ１３ｅの値ＣＲは２のままでｆ２へ 時刻ｔｎｚ２： ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ３−０＝Ｃｄ３ ｆ５：０＜Ｃｄ３なのでｆ６へ ｆ６：Ｃｄ２ ＜ ３／４Ｃｍａｘなのでｆ７へ ｆ７：ΣΔＣＰ＝ΣΔＣＰ＋Ｃｄ３としｆ８へ ここで、ΣΔＣＰ＝Ｃｄ２＋Ｃｄ３である ｆ８：ΣΔＣＰ＜３／４Ｃｍａｘなので、回転数レジス
タ１３ｅの値ＣＲは２のままでｆ２へ 時刻ｔ２： ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ４−０＝Ｃｄ４ ｆ５：０＜Ｃｄ４なのでｆ６へ ｆ６：Ｃｄ４ ＜ ３／４Ｃｍａｘなのでｆ７へ ｆ７：ΣΔＣＰ＝ΣΔＣＰ＋Ｃｄ４としｆ８へここで、
ΣΔＣＰ＝Ｃｄ２＋Ｃｄ３＋Ｃｄ４＝Ｃｍａｘである ｆ８：３／４Ｃｍａｘ＜ΣΔＣＰなのでｆ９へ ｆ９：回転数レジスタ１３ｅの値ＣＲを＋１し３とする ｆ１０：ΣΔＣＰ＝０に再び初期化する

【００５６】かように、回転数レジスタＣＲは時刻ｔ
１、ｔ２において２、３となり、同様の処理により時刻
ｔ３にて４となる。そして、ノイズの侵入があっても、
図１２では１周期遅れの時刻ｔ３において回転数レジス
タ１２ｅのＣＲは正しい回転数が得られたが、Ｃｒｅｆ
を３／４Ｃｍａｘとすることにより図１３ではｔ２にて
正しい回転数を得ることができる。

【００５７】図１３では説明を容易とする為に、ｔ１〜
ｔ２の１周期に２回のノイズが回転数検出装置２のＺ相
入力に侵入した例を示した。ここで、該回転数検出装置
２のＺ相入力にｔ１〜ｔ２の一周期内の時刻ｔｎｚ１、
ｔｎｚ２ ・ ・ ・ ｔｎｚｎにＮ回のノイズが侵入し、該
ノイズ侵入時刻におけるリセット検出カウンター５の出
力（ａ）の変化量をそれぞれＣｄｎｚ１、Ｃｄｎｚ２ ・
・ ・ Ｃｄｎｚｎとし、時刻ｔ２における変化量をＣｄ
ｔ２とすれば下記の式が常に成立する。 Ｃｄｎｚ１＋Ｃｄｎｚ２＋ ・ ・ ・ ＋Ｃｄｎｚｎ＋Ｃｄｔ２＝Ｃｍａｘ （１１） また、本発明の実施例１においてはリセット設定器８の
値Ｃｒｅｆは前記（４）式により定めるものであった
が、ここで説明する実施例４では図１０のリセット設定
レジスタ１３ｃの値Ｃｒｅｆは拡張して、下記の値を設
定するものである。 Ｃｍａｘ／２≦Ｃｒｅｆ＜Ｃｍａｘ（整数演算による） (１２) そして、上記（１２）式を満たす範囲でＣｒｅｆを大き
い値とするもので、通常Ｃｒｅｆは０．８Ｃｍａｘ〜
０．９Ｃｍａｘに設定する。

【００５８】かように、本発明の実施例４では、回転数
検出装置２のＺ相入力にエンコーダの１周期内に複数回
のノイズが侵入した場合であってもインクリメンタルエ
ンコーダもしくは該エンコーダの付属する回転体の回転
数を正しい時刻に得ることができる。これにより、イン
クリメンタルエンコーダを使用するときにおいて極めて
信頼性と精度の高い位置決め制御や同期制御を可能とし
た。

【００５９】図１４は本発明の請求項４記載の拡張回転
数検出の構成を示すものである。図１４において、２は
回転数検出装置、３は外部入力装置、１４は上記回転数
検出装置２に内蔵する通信インターフェイスである。こ
こで、図１４において図１０と同じ記号を付すものは同
様の機能を有すものでこれらの説明は割愛する。

【００６０】図１４において、外部入力装置３は通信イ
ンターフェイス１４を介して回転検出装置２が内蔵する
マイクロプロセッサ１３の通信ポートＳと接続されてい
る。そして、外部入力装置３により設定される値は、上
記の接続によりマイクロプロセッサに送信されリセット
設定レジスタＣｒｅｆに設定するものである。これによ
り、インクリメンタルエンコーダの１回転当たりのパル
ス数がいかなる値のものであっても、上記（１２）式に
よるＣｒｅｆを適切に設定できるものである。これによ
り、インクリメンタルエンコーダがいかなるパルス数の
ものであっても、回転数検出装置２の内部構成を変更す
ることなく対応できるものである。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、コストが低く設置
においても容易なインクリメンタルエンコーダを用いる
ときにおいて、該エンコーダの１回転に１回または複数
回のノイズが侵入するときであっても、インクリメンタ
ルエンコーダもしくは該インクリメンタルエンコーダが
付属する回転体の回転数を正しく確実に検出し、高い信
頼性と高精度の位置決め制御や同期制御を可能とすし
た。また、該インクリメンタルエンコーダが設置毎に１
回転当たりのパルス数が異なっても、外部からリセット
設定器もしくはリセット設定レジスタの値を設定できる
ものとし、いかなるパルス数のエンコーダに容易に使用
できるもので、実用上、極めて有用性の高いものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１記載の第１の実施例の回転数
検出の構成を示す図である。

【図２】図１の動作を説明する図である。

【図３】図１の効果を説明する図である。

【図４】図１のリセット設定器の効果を説明する図であ
る。

【図５】本発明の請求項１記載の第２の実施例の回転数
検出の構成を示す図である。

【図６】図５の動作を説明する図である。

【図７】本発明の請求項２記載の回転数検出の構成を示
す図である。

【図８】図７の動作を説明する図である。

【図９】回転の１周期においてＺ相に複数のノイズが混
入するときの図である。

【図１０】本発明の請求項３記載の拡張回転数検出の構
成を示す図である。

【図１１】図１０の動作を説明する図である。

【図１２】図１０の効果を説明する図である。

【図１３】図１０の効果を説明する図である。

【図１４】本発明の請求項４記載の拡張回転数検出の構
成を示す図である。

【図１５】アブソリュートエンコーダを説明する図であ
る。

【図１６】インクリメンタルエンコーダを説明する図で
ある。

【図１７】従来の実施例を説明する図である。

【図１８】従来の実施例の動作を説明する図である。

【図１９】従来の実施例でＺ相にノイズが混入したとき
の動作を説明する図である。

【符号の説明】

１ インクリメンタルエンコーダ ２ 回転数検出装置 ３ 外部入力装置 ３ａ、３ｂ、３ｃ Ｄフリップフロップ ４ 逓倍器 ５ リセット検出カウンター ６ａ 現在値ラッチゲート部 ６ｂ 前回値ラッチゲート部 ７ 位相偏差検出器 ８ リセット設定器 ９ リセット検出器 １０ Ｄフリップフロップ １１ 回転数検出器 １２ マイクロプロセッサ １３ メモリ １３ａ 前回回転位相レジスタ １３ｂ 現在回転位相レジスタ １３ｃ リセット設定レジスタ １３ｄ 位相偏差レジスタ １３ｅ 回転数レジスタ １３ｆ リセット積算レジスタ １４ 通信インターフェイス ２１ 発信器 Ｐｍ、Ｐｓ１ インクリメンタルエンコーダ Ａｓ１ スレーブセクション Ｃｍ１ マスター位相カウンター Ｃｓ１ スレーブ位相カウンター Ｈｓ１ 位相偏差演算器 Ｃｍ、Ｃｓ 絶対回転位相 Ｒｐ エンコーダの回転に応じて出力さ
れるパルス列 Ｚｐ エンコーダの１回転毎に出力され
るパルス信号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機もしくは回転する機械軸に設置さ
   れたＺ相付きインクリメンタルエンコーダと、該インク
   リメンタルエンコーダからの回転に応じて出力するパル
   スをカウントするリセット検出カウンターを備える回転
   数検出装置であり、 上記リセット検出カウンターは上記Ｚ相付きインクリメ
   ンタルエンコーダからの１回転毎に出力するＺ相信号で
   リセットするものであって、 前記回転数検出装置に、上記リセット検出カウンターの
   出力を現在値としてラッチする第１の現在値ラッチゲー
   ト部と、該第１の現在値ラッチゲート部の出力を前回値
   としてラッチする第２の前回値ラッチゲート部を備え、 上記第２の前回値ラッチゲート部の出力と上記第１の現
   在値ラッチゲート部の出力の偏差を検出する位相偏差検
   出器と、上記リセット検出カウンターの出力の最大値の
   １／２の値を有するリセット設定器を備え、 該リセット設定器の出力と上記位相偏差検出器の出力を
   比較するリセット検出器を備え、 該リセット検出器は上記リセット設定器の出力が上記位
   相偏差検出器の出力より小さいとき上記Ｚ相付きインク
   リメンタルエンコーダの１回転とし、それ以外は１回転
   としない回転数判別手段を備え、 該回転数判別手段によりインクリメンタルエンコーダが
   回転したときのリセット検出器の出力をカウントする回
   転数検出器と、該回転数検出器の出力及び前記第１の現
   在値ラッチゲート部の出力を入力とする中央演算処理装
   置を備えることを特徴とする回転数検出装置。
2. 【請求項２】 電動機もしくは回転する機械軸に設置さ
   れたＺ相付きインクリメンタルエンコーダと、該インク
   リメンタルエンコーダからの回転に応じて出力するパル
   スをカウントするリセット検出カウンターを備える回転
   数検出装置であり、 上記リセット検出カウンターは上記Ｚ相付きインクリメ
   ンタルエンコーダからの１回転毎に出力するＺ相信号で
   リセットするものであって、 前記回転数検出装置に、上記リセット検出カウンターの
   出力を現在値としてラッチする現在値ラッチゲート部
   と、該現在値ラッチゲート部の出力を入力とする中央演
   算処理装置（マイクロプロセッサ）を備え、 該中央演算処理装置は、メモリに接続されているもので
   あって、上記現在値ラッチゲート部からの入力をメモリ
   内の現在回転位相レジスタに格納するとともに、該現在
   回転位相レジスタの内容を同じメモリ内の前回回転位相
   レジスタに格納することにより前回回転位相を記憶する
   記憶手段を備え、 上記前回回転位相レジスタと上記現在回転位相レジスタ
   の偏差を演算した後格納する位相偏差レジスタと、上記
   リセット検出カウンターの出力の最大値の１／２の値を
   有するリセット設定レジスタと、上記Ｚ相付きインクリ
   メンタルエンコーダの回転数をカウントする回転数レジ
   スタを備え、 上記中央演算処理装置は、該リセット設定レジスタの出
   力と上記位相偏差レジスタの出力を比較することによ
   り、上記リセット設定レジスタの出力が上記位相偏差レ
   ジスタの出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメン
   タルエンコーダの１回転とし上記回転数レジスタをカウ
   ントするカウント手段を備え、 上記位相偏差レジスタの出力がリセット設定レジスタの
   出力より小さいか又は等しいとき上記Ｚ相付きインクリ
   メンタルエンコーダの１回転とせず上記回転数レジスタ
   の値を変更しない判定手段を備えたことを特徴とする回
   転数検出装置。
3. 【請求項３】 電動機もしくは回転する機械軸に設置さ
   れたＺ相付きインクリメンタルエンコーダと、該インク
   リメンタルエンコーダからの回転に応じて出力するパル
   スをカウントするリセット検出カウンターを備える回転
   数検出装置であり、 上記リセット検出カウンターは上記Ｚ相付きインクリメ
   ンタルエンコーダからの１回転毎に出力するＺ相信号で
   リセットするものであって、 該回転数検出装置に、上記リセット検出カウンターの出
   力を現在値としてラッチする現在値ラッチゲート部と、
   該現在値ラッチゲート部の出力を入力とする中央演算処
   理装置を備え、 該中央演算処理装置は、上記現在値ラッチゲート部から
   の入力を現在回転位相レジスタに格納するとともに、該
   現在回転位相レジスタの内容を前回回転位相レジスタに
   格納することにより前回回転位相を記憶する記憶手段を
   備え、 上記中央演算処理装置は、上記前回回転位相レジスタと
   上記現在回転位相レジスタの偏差を演算した後格納する
   位相偏差レジスタと、上記リセット検出カウンターの出
   力の最大値の１／２以上で該最大値未満の値を有するリ
   セット設定レジスタと、上記Ｚ相付きインクリメンタル
   エンコーダの回転数をカウントする回転数レジスタと、
   前記位相偏差レジスタの出力のリセット値を積算するリ
   セット積算レジスタを備え、上記リセット設定レジスタ
   の出力と上記位相偏差レジスタの出力を比較することに
   より、上記リセット設定レジスタの出力が上記位相偏差
   レジスタの出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメ
   ンタルエンコーダの１回転として上記回転数レジスタを
   カウントするカウント手段を備え、 上記位相偏差レジスタの出力がリセット設定レジスタの
   出力より小さいか又は等しいとき、上記位相偏差レジス
   タの出力をリセット積算レジスタに積算し、上記リセッ
   ト設定レジスタの出力が上記リセット積算レジスタの出
   力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコ
   ーダの１回転として上記回転数レジスタをカウントし、
   上記リセット積算レジスタの出力が上記リセット設定レ
   ジスタの出力より小さいか又は等しいとき上記Ｚ相付き
   インクリメンタルエンコーダの１回転とせず上記回転数
   レジスタの値を変更しない判定手段を備えたことを特徴
   とする回転数検出装置。
4. 【請求項４】 電動機もしくは回転する機械軸に設置さ
   れたＺ相付きインクリメンタルエンコーダと、該インク
   リメンタルエンコーダからの回転に応じて出力するパル
   スをカウントするリセット検出カウンターを備える回転
   数検出装置であり、 上記リセット検出カウンターは上記Ｚ相付きインクリメ
   ンタルエンコーダからの１回転毎に出力するＺ相信号で
   リセットするものであって、 該回転数検出装置に、上記リセット検出カウンターの出
   力を現在値としてラッチする現在値ラッチゲート部と、
   該現在値ラッチゲート部の出力を入力とする中央演算処
   理装置を備え、 該中央演算処理装置は、上記現在値ラッチゲートからの
   入力を現在回転位相レジスタに格納するとともに、該現
   在回転位相レジスタの内容を前回回転位相レジスタに格
   納することにより前回回転位相を記憶する記憶手段を備
   え、 上記中央演算処理装置は、上記前回回転位相レジスタと
   上記現在回転位相レジスタの偏差を演算した後格納する
   位相偏差レジスタとリセット設定レジスタと通信インタ
   ーフェイスを備え、 該リセット設定レジスタは、外部入力装置から上記通信
   インターフェイスを介して上記リセット検出カウンター
   の出力の最大値の１／２以上で該最大値未満の値を任意
   に設定できるものであって、 上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの回転数をカ
   ウントする回転数レジスタと、前記位相偏差レジスタの
   出力のリセット値を積算するリセット積算レジスタを備
   え、 上記中央演算処理装置は、上記リセット設定レジスタの
   出力と上記位相偏差レジスタの出力を比較することによ
   り、上記リセット設定レジスタの出力が上記位相偏差レ
   ジスタの出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメン
   タルエンコーダの１回転とし上記回転数レジスタをカウ
   ントするカウント手段を備え、 上記位相偏差レジスタの出力がリセット設定レジスタの
   出力より小さいか又は等しいとき、上記位相偏差レジス
   タの出力をリセット積算レジスタに積算し、上記リセッ
   ト設定レジスタの出力が上記リセット積算レジスタの出
   力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコ
   ーダの１回転として上記回転数レジスタをカウントし、
   上記リセット積算レジスタの出力が上記リセット設定レ
   ジスタの出力より小さいか又は等しいとき上記Ｚ相付き
   インクリメンタルエンコーダの１回転とせず上記回転数
   レジスタの値を変更しない判定手段を備えたことを特徴
   とする回転数検出装置。