JP2005024398A - 誤差補正機能付エンコーダ - Google Patents
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Abstract
【課題】可動被検出物の変位信号から作成されるリサージュ波形に基づき、変位量の検出誤差の補償を精度良く行うことが可能な誤差補正機能付エンコーダを提供することにある。
【解決手段】Ｒθ演算処理手段１２４によって可動被検出物の変位信号から作成されるリサージュ波形を形成する半径Ｒと角度θとを算出し、半径微分演算処理手段１２５によってその半径Ｒと角度θとからリサージュ波形の半径の変動を示す半径変動値を求め、その半径変動値を変位で微分して算出した微分値の各値に基づく誤差補正値を用いることを特徴とする。
【選択図】 図４
【解決手段】Ｒθ演算処理手段１２４によって可動被検出物の変位信号から作成されるリサージュ波形を形成する半径Ｒと角度θとを算出し、半径微分演算処理手段１２５によってその半径Ｒと角度θとからリサージュ波形の半径の変動を示す半径変動値を求め、その半径変動値を変位で微分して算出した微分値の各値に基づく誤差補正値を用いることを特徴とする。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動被検出物の移動量、位置、角度などの変位量の検出を行うエンコーダに関するものであって、特に、検出された実際の信号と理想的な信号とのズレを補正し、変位量の検出精度を向上させることが可能な誤差補正機能付エンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、可動被検出物の変位量を検出する装置として、磁気式又は光学式のエンコーダが知られている。例えば、磁気式エンコーダの一態様としては、可動被検出物に一定のピッチで着磁された多極着磁層を形成し、この多極着磁層に対向して磁気センサを配設し、この磁気センサに多極着磁のピッチよりも狭いピッチで４個の磁気抵抗素子を配置し、可動被検出物の回転に起因して変化する磁気抵抗素子の抵抗値を検知することによって変位量を検出するものが挙げられる。また、光学式エンコーダの一態様としては、一定のピッチで配設されたメインスケールとインデックススケールとを挟むようにＬＥＤ等の光源やフォトセンサ等の光検出装置を配置し、スラスト方向にある上述の２枚のスケールに起因して変化する光の干渉を検知することによって変位量を検出するものが挙げられる。
【０００３】
ところで、このような従来のエンコーダにおいて、可動被検出物の変位量を検出するに際し、可動被検出物の変位に対応して設けられたＡ相センサとＢ相センサから出力される正弦波状のＡ相信号とＢ相信号を取得して、両信号の逆正接信号を計算し、その逆正接信号を利用することによって変位量を検出する方法がある。
【０００４】
より具体的には、図１０（ａ）〜（ｃ）を用いて以下に説明する。図１０（ａ）は、可動被検出物の１周期の変位を５として２周期分の変位量に対する理想的な正弦波状のＡ相センサ出力信号と、理想的な正弦波状のＢ相センサ出力信号と、を示している。そして、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示すＡ相センサ出力信号（ｓｉｎθ）及びＢ相センサ出力信号（ｃｏｓθ）の逆正接信号を次式によって計算し、その逆正接信号の波形を示している。
【０００５】
【数１】
【０００６】
図１０（ｂ）によれば、理想的な正弦波状のＡ相センサ出力信号と、理想的な正弦波状のＢ相センサ出力信号と、からリニアかつ鋸刃形状の信号が得られることがわかる。さらに、図１０（ｂ）に示す逆正接信号の信号値（位相）をパラメータとし、Ａ相センサ出力をＹ値（縦軸）、Ｂ相センサ出力をＸ値（横軸）としてプロットすると、図１０（ｃ）に示すような図形（いわゆるリサージュ波形）が得られる。
【０００７】
このようにして得られた図１０（ｃ）に示すリサージュ波形は、図１０（ｂ）に示すＡ相とＢ相のセンサ出力を理想的なものと考えているため扁平や歪みのない円形となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際に得られるリサージュ波形は、Ａ相センサとＢ相センサの感度差に起因して円形とはならない場合がある。
【０００９】
すなわち、ＭＲセンサにおいては、例えば磁気抵抗素子の線幅・膜厚・ヒステリシス・磁歪・取付け位置の相違，組立てズレ，回路ゲイン差などにより、光センサにおいては、例えばフォトダイオードの取付け位置の相違，組立てズレ，明暗ピッチズレ，回路ゲイン差などにより、巻線型磁気センサにおいては、例えばコイルの巻数・位置の相違，磁気ヨークの透磁率の相違，組立て誤差などにより、Ａ相センサとＢ相センサの感度差が異なる場合がある。
【００１０】
このようなＡ相センサとＢ相センサの感度差に起因する状況説明図を図１１に示す。図１１においては、理想的なＡ相センサの出力波形をＡ’で、実際のＡ相センサ及びＢ相センサの出力波形を、それぞれＡ、Ｂで示しており、図１１（ａ−２），（ｂ−２），（ｃ−２），（ｄ−２）においては、実際に得られるリサージュ波形を実線で、理想的なリサージュ波形を破線で示している。図１１によれば、Ａ相センサ出力とＢ相センサ出力の振幅が異なることによって（図１１（ａ−１））、リサージュ波形がＸ軸方向に沿って扁平した円形になったり（図１１（ａ−２））、また、Ａ相センサ出力とＢ相センサ出力の振幅の中心が異なることによって（図１１（ｂ−１））、理想的なリサージュ波形の中心と実際に得られるリサージュ波形の中心との間にズレが生じたり（図１１（ｂ−２））、また、Ａ相センサ出力とＢ相センサ出力の位相が異なることによって（図１１（ｃ−１））、リサージュ波形が斜めに扁平した円形になったり（図１１（ｃ−２））、さらに、Ａ相センサ出力又はＢ相センサ出力のいずれか一方の波形が歪むことによって（図１１（ｄ−１））、リサージュ波形に歪みが生じることがある（図１１（ｄ−２））。
【００１１】
このように、実際に得られるリサージュ波形は円形にならない場合があり、かかる場合には、可動被検出物の変位量の検出精度低下を招来することとなる。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動被検出物の変位信号から作成されるリサージュ波形を形成する半径と角度から得られる情報を活用し、変位量の検出誤差の補償を精度良く行うことが可能な誤差補正機能付エンコーダを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するために、本発明は、可動被検出物の変位信号から作成されるリサージュ波形の半径の変動を示す半径変動値を求め、その半径変動値を変位で微分することによって求めた微分値に基づく誤差補正値を用いて誤差補正を行うことを特徴とする。
【００１４】
より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。
【００１５】
（１） 可動被検出物の変位に対応してＡ相センサから出力される正弦波状のＡ相信号と、この可動被検出物の変位に対応してＢ相センサから出力される正弦波状のＢ相信号と、を解析することによって可動被検出物の変位信号を出力するエンコーダにおいて、可動被検出物の一の変位位置において、前記Ａ相信号の出力をＸ値、前記Ｂ相信号の出力をＹ値とし、この可動被検出物の変位範囲における当該Ｘ値と当該Ｙ値とから作成されるＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θとを算出するＲθ演算処理手段と、前記Ｒθ演算処理手段によって算出された前記角度θの変位に対する前記半径Ｒの半径変動値を求め、この半径変動値を変位で微分することによって微分値を算出する機能を有する微分演算処理手段と、を備え、前記微分演算処理手段によって算出された微分値に基づく誤差補正値を用いて誤差補正をすることを特徴とする誤差補正機能付エンコーダ。
【００１６】
本発明によれば、可動被検出物の変位信号を出力するエンコーダにおいて、Ｒθ演算処理手段によって、可動被検出物の変位に対応してＡ相センサとＢ相センサから出力されるＡ相信号とＢ相信号をそれぞれＸ値、Ｙ値とし、可動被検出物の変位範囲における当該Ｘ値及び当該Ｙ値から作成されるＸＹ波形（リサージュ波形）を形成することが可能な半径Ｒと角度θとを算出し、微分演算処理手段によって、この角度θの変位に対するこの半径Ｒの半径変動値を求めるとともに、この半径変動値を変位で微分することによって微分値を算出し、その微分値に基づく誤差補正値を用いて誤差補正をすることにしたから、リサージュ波形の半径の変動値をそのまま誤差補正に直接反映させることができる。
【００１７】
従って、Ａ相センサ出力とＢ相センサ出力の振幅，振幅中心，位相が相違した場合、或いはＡ相センサ出力又はＢ相センサ出力のいずれか一方又は双方の波形に歪みが生じた場合であっても、またそれらが同時に複合した場合であっても、適切かつ正確に誤差補償を行うことができ、ひいては検出精度の良好な誤差補正機能付エンコーダを提供することができる。
【００１８】
（２） 前記微分演算処理手段は、フーリエ級数を用いて前記微分値を算出することを特徴とする誤差補正機能付エンコーダ。
【００１９】
本発明によれば、微分演算処理手段は、フーリエ級数を用いることによって微分値を算出することとしたので、誤差補正処理負担の軽減を図ることができる。
【００２０】
すなわち、半径変動値自体は一般的に周期関数であり、急激な変動がある関数ではないため、フーリエ級数を用いることによって微分値を算出する処理が簡素化され、ひいては誤差補正処理の負担軽減を図ることができる。
【００２１】
また、フーリエ級数を用いることによって各周波数成分を求めることができるため、各周波数成分の寄与率を変更して最適な微分値を得るなど、微分値を加工することが容易となり、ひいては誤差補正処理の精度を向上させることができる。
【００２２】
（３） 前記Ｒθ演算処理手段は、前記Ａ相信号の出力及び前記Ｂ相信号の出力に基づいて前記角度θを算出することを特徴とする誤差補正機能付エンコーダ。
【００２３】
本発明によれば、Ｒθ演算処理手段によって、可動被検出物の変位に対応したＡ相信号及びＢ相信号の出力自身から角度θが算出できるため、角度θを算出するための別途の構成、例えば基準スケール等を必要とせず、エンコーダの構成を簡素化して誤差補正をすることができる。
【００２４】
（４） 前記Ｒθ演算処理手段は、基準スケールに基づいて前記角度θを算出することを特徴とする誤差補正機能付エンコーダ。
【００２５】
本発明によれば、誤差補正の基準となる基準スケールに基づいて角度θを算出しているため、基準スケールによって測定される可動被検出物の絶対変位に対する半径変動値の算出が可能となり、精度の高い微分値が得られることとなり、誤差補正の精度を上げることができる。また、例えばエンコーダの出荷時において、基準スケールをもとに誤差補正に用いる微分値を予め算出しておき、エンコーダの使用時に同一の微分値に基づく誤差補正値を使用することで、エンコーダ使用時における誤差補正処理の手間が省け、ひいては適切かつ迅速に誤差補正を行うことができる。
【００２６】
（５） 可動被検出物の変位検出中において、前記Ｒθ演算処理手段によってＲθ演算処理を行い、前記微分演算処理手段によって微分演算処理を行うことによって、前記誤差補正値が更新されることを特徴とする誤差補正機能付エンコーダ。
【００２７】
本発明によれば、可動被検出物の変位を検出している最中において、Ｒθ演算処理手段が、Ａ相信号とＢ相信号とから得られた逆正接信号の信号値（位相）をパラメータとするＸ値及びＹ値とから作成されるＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θとを算出するというＲθ演算処理を行い、微分演算処理手段が、角度θの変位に対する半径Ｒの半径変動値を求め、この半径変動値を変位で微分することによって微分値を算出するという微分演算処理を行い、その結果、その微分値に基づく誤差補正値が随時更新されることとしたから、例えば、本発明に係る誤差補正機能付エンコーダを備えた装置の出荷時、或いは運転開始時といった初期設定として誤差補正を行うときのみならず、当該装置の運転中においても常時誤差補正を行うことが可能となり、ひいては信頼性の高い位置検出を行うことが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２９】
［概略構造］
図１は、本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダの検出部の概略構造を示す図である。
【００３０】
図１において、磁性体または金属から形成された細長状の可動被検出物１は、被検出体としてその長手方向の両方向（図１の左右方向）に往復変位可能に設けられている。なお、図１においては、誤差補正機能付エンコーダの検出部として巻線型磁気センサを採用しているが、その他ＭＲセンサや光センサを採用するものであってもよい。
【００３１】
可動被検出物１の外周側部分には、この可動被検出物１の変位方向に沿って、円環状に巻回された一対の検出コイル２ａと３ａとから構成されるコイル組５ａと、円環状に巻回された一対の検出コイル２ｂと３ｂとからら構成されるコイル組５ｂと、の２組のコイル組が配置されている。
【００３２】
なお、本発明の実施の形態では、円環状に検出コイルが巻回されているが必ずしも円環状に巻回されている必要はない。また、上記検出コイル２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂはそれぞれ長手方向にほぼ同じ長さで形成されている。また、後述するドライバ７（励磁電源）から励磁電流がコイル組５ａの検出コイル２ａ，３ａに供給されることによって、コイル組５ａの周囲に検出磁界Φが形成される。すなわち、可動被検出物１は、コイル組５ａ，５ｂに励磁電流が供給されることによって形成される検出磁界Φの中を変位するように配置されている。
【００３３】
可動被検出物１は、材質が異なる可動被検出部１ａと１ｂとが一対になって変位方向（長手方向）に向かって交互に組み合わされて構成されている。可動被検出部１ａと１ｂは、ほぼ同じ長さで形成されるとともに、検出コイル２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂも、ほぼ同じ長さで形成されている。すなわち、可動被検出物１は、一対の検出コイル２ａ又は３ａ（２ｂ又は３ｂ）の端面と、可動被検出部１ａと１ｂの境界とが一致したとき、一対の検出コイル２ａと３ａ（２ｂと３ｂ）の各々に対応して材質が異なる一対の可動被検出部１ａと１ｂが変位方向に向かって複数連なって構成されている。この一対の可動被検出部１ａ，１ｂにより、コイル組５ａ又は５ｂに対する一周期分の変位に相当する移動距離（波長）λが構成されている。
【００３４】
また、可動被検出物１は、変位方向（図１の左右方向）に向かって円形断面を有する細長状の棒形状に形成されるとともに、変位方向でその円形断面の半径が同一のストレート形状すなわち円柱形状に形成されている。可動被検出物１は、円形断面を有する細長状の棒形状に形成されているため、円環状に巻回されたコイル組５（５ａ，５ｂ）の内周側でこのコイル組５に対して回転可能になっている。
【００３５】
可動被検出物１の変位方向に沿って配置されたコイル組５ａ，５ｂからは、後述するように、いわゆるＡ相，Ｂ相のコイル組検出信号Ｓ１（Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ）が得られるようになっている。具体的には、コイル組５ａと５ｂは、一対の可動被検出部１ａ，１ｂにより構成される一周期分に相当する後述の移動距離（波長）λに対して、λ＋（１／４）λだけ位置ズレした状態、すなわちλ＋（１／４）λピッチで配置されている。従って、コイル組５ａから出力されるコイル組検出信号Ｓ１ａと、コイル組５ｂから出力されるコイル組検出信号Ｓ１ｂと、は位相が（１／４）λだけ位置ズレした状態となっている。すなわち、例えば、Ａ相のコイル組検出信号Ｓ１ａの波形がｓｉｎθで表される場合には、Ｂ相のコイル組検出信号Ｓ１ｂの波形はｓｉｎ（θ＋π／２）で表されるようになり、Ａ相信号と９０°の位相差を有するＢ相信号が得られることとなる。
【００３６】
［電気的構成］
図２は、本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダの電気的構成を示す電気回路図である。
【００３７】
図２において、可動被検出物１の変位を検出する検出コイル２ａと検出コイル３ａの接続点には、この検出コイル２ａ，３ａに励磁電流を供給する励磁電源であるドライバ７ａが接続されている。同様に、可動被検出物１の変位を検出する検出コイル２ｂと検出コイル３ｂの接続点には、この検出コイル２ｂ，３ｂに励磁電流を供給する励磁電源であるドライバ７ｂが接続されている。そして、これらのドライバ７ａ，７ｂには、励磁信号を与える発振器６が接続されている。
【００３８】
一方、可動被検出物１の変位を検出する検出コイル２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂには、それぞれプリアンプ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ、整流回路９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ、及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが接続されている。そして、ＬＰＦ１０ａ及びＬＰＦ１０ｂは差動増幅アンプ１１ａに接続され、ＬＰＦ１０ｃ及び１０ｄは差動アンプ１１ｂに接続されている。また、差動増幅アンプ１１ａ及び差動増幅アンプ１１ｂは、誤差補正機能を有する誤差補正処理ユニット１２を介し、ＣＰＵをはじめ４逓倍回路やアップダウンカウンタ等の位置検出回路を多数備えた位置検出手段１３に接続されている。
【００３９】
なお、図２においては、説明の便宜のため、位置検出手段１３から独立した誤差補正処理ユニット１２に誤差補正機能をもたせているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、誤差補正処理ユニット１２が位置検出手段１３の内部に組み込まれたものであっても構わない。
【００４０】
以下、差動増幅アンプ１１ａの出力であって、誤差補正の対象となるコイル組検出信号Ｓ１ａが生成される過程を説明する。なお、差動増幅アンプ１１ｂの出力であって、誤差補正の対象となるコイル組検出信号Ｓ１ｂが生成される過程については、コイル組検出信号Ｓ１ａの場合と同様であるのでその説明を省略する。
【００４１】
まず、発振器６からは、一対の検出コイル２ａ，３ａに励磁電流を供給するドライバ７ａに励磁信号が与えられる。この励磁信号により、ドライバ７ａから検出コイル２ａ，３ａに励磁電流が供給され、一対の検出コイル２ａ，３ａから構成されるコイル組５ａの周囲には検出磁界Φが形成される。検出磁界Φの中を可動被検出物１が変位する際の検出コイル２ａ，３ａのインダクタンスの変化がそれぞれ検出コイル出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂとして出力される。出力された検出コイル出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂは、それぞれプリアンプ８ａ，８ｂ、整流回路９ａ，９ｂ、ＬＰＦ１０ａ，１０ｂを介して差動増幅アンプ１１ａに入力される。作動増幅アンプ１１ａでは、入力された検出コイル出力信号Ｓ２ａと検出コイル出力信号Ｓ２ｂとの差動出力信号がＡ相のコイル組検出信号Ｓ１ａとして出力される。
【００４２】
ここで、検出コイル出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄ、コイル組検出信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂの信号波形について、図３を用いて概略的に説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、可動被検出物１の変位量に対する検出コイル出力信号の信号波形を示す概略図である。また、図３（ｃ）は、可動被検出物１の変位量に対するコイル組検出信号の信号波形を示す概略図である。
【００４３】
まず、検出コイル２ａから出力される検出コイル出力信号Ｓ２ａは、図３（ａ）に示すように、所定の振幅値を有する波長λの正弦波の波形をしている。この波長λは、一対の可動被検出部１ａ，１ｂ分の移動距離に相当する。また、可動被検出物１は、一対の検出コイル２ａと３ａの各々に対応して材質が異なる一対の可動被検出部１ａと１ｂとが複数連なって構成されているため、検出コイル２ａと一対をなす検出コイル３ａからは、検出コイル出力信号Ｓ２ａとは逆位相の検出コイル出力信号Ｓ２ｂが出力される（図３（ｂ）参照）。なお、検出コイル２ｂ，３ｂから出力される検出コイル出力信号Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄの信号波形は、上述のとおりコイル組５ａと５ｂとがλ＋（１／４）λだけ位置ズレした状態で配置されていることから、検出コイル出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂと比べて位相がπ／２遅れた信号波形となっている（図３（ａ）及び（ｂ）参照）。
【００４４】
そして、Ａ相のコイル組検出信号Ｓ１ａは、検出コイル出力信号Ｓ２ａとＳ２ｂとは逆位相であることから、図３（ｃ）に示されるような正弦波状で出力される。また、Ｂ相のコイル組検出信号Ｓ１ｂは、検出コイル出力信号Ｓ２ｃとＳ２ｄとが逆位相であり、かつ、コイル組５ａと５ｂとがλ＋（１／４）λだけ位置ズレした状態で配置されていることから、Ａ相のコイル組検出信号Ｓ１Ａと位相が（１／４）λだけ遅れた信号波形となっている。
【００４５】
このように、図２の電気的構成において、誤差補正処理ユニット１２の入力として差動増幅アンプ１１ａ，１１ｂの出力たる差動出力信号を用いることとしたのは、ノイズ等の外乱の影響で検出コイル出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂの双方に変動が生じた場合であってもその悪影響を軽減するためである。また、逆位相である検出コイル出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂの差動を出力信号とすることで、エンコーダの温度特性の改善を図るためである。
【００４６】
［誤差補正処理］
図４は、本発明の実施の形態に係る誤差補正付エンコーダの誤差補正処理を行う誤差補正処理ユニット１２の電気的構成を示すブロック図である。
【００４７】
図４において、誤差補正処理ユニット１２は、誤差補正制御に関して総合的な制御を司るＣＰＵ１２１と、コイル組検出信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂをＡ／Ｄ変換し、この離散化されたコイル組検出信号をＣＰＵ１２１に入力する入力手段１２２と、誤差補正後のコイル組検出信号を位置検出手段１３（図２参照）に対して出力する出力手段１２３と、コイル組検出信号Ｓ１ａとコイル組検出信号Ｓ１ｂの逆正接信号の信号値（位相）をパラメータとして作成されたＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θとを算出するＲθ演算処理手段１２４と、角度θの変位に対する半径Ｒの半径変動値を求め、この半径変動値を変位で微分することによって微分値を算出する機能を有する微分演算処理手段１２５と、逆正接信号を求める際に用いる参照テーブルや誤差補正値を記憶したり、ＣＰＵ１２１のワーキングエリアとして機能する記憶手段１２６と、主要信号経路となるシステムバス１２７と、から構成されている。
【００４８】
なお、図４においては、説明の便宜のため、Ｒθ演算処理手段１２４と微分演算処理手段１２５とをＣＰＵ１２１から独立した手段として記載しているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、これらの手段がＣＰＵ１２１の一機能として実現されるものであっても構わない。
【００４９】
Ｒθ演算処理手段１２４は、コイル組検出信号Ｓ１ａをＹ値、コイル組検出信号Ｓ１ｂをＸ値に設定し、ＸＹ波形を作成する。また、このＸＹ波形は、ＣＰＵ１２１の指令に基づき算出されたコイル組検出信号Ｓ１ａとコイル組検出信号Ｓ１ｂの逆正接信号の信号値（位相）をパラメータとして描かれる。なお、実際には、磁気センサの取付け位置の相違、磁気ヨークの透磁率の相違等の要因によってＡ相センサとＢ相センサの感度が異なることから、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、或いは斜め方向に扁平した波形となったり、歪みが生じた波形となる。また、Ｒθ演算処理手段１２４は、コイル組検出信号Ｓ１ａをＸ値、コイル組検出信号Ｓ１ｂをＹ値に設定し、ＸＹ波形を作成してもよい。なお、Ｒθ演算処理手段１２４は、上述のとおり、ＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θを算出する手段であるが、ＸＹ波形（リサージュ波形）が何らかの表示手段により表示されることを必ずしも必要とするものではない。
【００５０】
図５（ａ）は、差動増幅アンプ１１ａと差動増幅アンプ１１ｂとから出力されるコイル組検出信号Ｓ１ａとコイル組検出信号Ｓ１ｂの信号波形の一例を示している。図５（ａ）において、Ａ相センサとＢ相センサの感度が異なることに起因して、コイル組検出信号Ｓ１ａの振幅がコイル組検出信号Ｓ１ｂの振幅の約０．６倍になっている。すなわち、可動被検出物１の原点位置（図示せず）からの変位をｘとし、変位ｘにおけるコイル組検出信号Ｓ１ａの出力をＡ（ｘ）、変位ｘにおけるコイル組検出信号Ｓ１ｂの出力をＢ（ｘ）とすると、Ａ（ｘ）及びＢ（ｘ）はそれぞれ次式で表すことができる。なお、θはｘの関数であり、０＜ｘ＜λの範囲で連続的に変化するものとする。
【００５１】
【数２】
【００５２】
そして、Ａ（ｘ）をＸ値（横軸）、Ｂ（ｘ）をＹ値（縦軸）に設定し、ＸＹ波形を作成すると、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）が得られる。このＸＹ波形Ｃ（ｘ）は、可動被検出物１の変位ｘによって、Ａ（ｘ）は−１から１の範囲で変動し、Ｂ（ｘ）は−０．６から０．６までの範囲で変動することから、Ｘ軸方向に扁平した円の波形となる（図５（Ｂ）参照）。なお、説明の便宜のため、Ａ相センサとＢ相センサの感度が全く同一であると仮定し、そのときの理想的なＸＹ波形（真円）を破線で示している（図５（ｂ）参照）。
【００５３】
ここで、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）から、可動被検出物１の絶対位置の検出に用いられるインクリメンタル出力が得られる。より具体的には、インクリメンタル出力をＤ（ｘ）とすると、Ｄ（ｘ）は次式で算出される。
【００５４】
【数３】
【００５５】
この式より得られたインクリメンタル出力Ｄ（ｘ）を図５（ｃ）の実線で示す。また、説明の便宜のため、Ａ相センサとＢ相センサの感度が全く同一であると仮定し、そのときの理想的なインクリメンタル出力を図５（ｃ）の破線で示す。
【００５６】
図５（ｃ）において、実線の波形は、破線のリニアな波形と比べて波打つような波形となっている。これは、図５（ｂ）のＸＹ波形Ｃ（ｘ）が真円ではなく、Ｘ軸方向に扁平していることに起因している。すなわち、図５（ｃ）で示す領域Ｑ１における実線の波形の変動は、破線の波形の変動に比べて緩やかとなっているが、これは、可動被検出物１が、図５（ｃ）に示す領域Ｑ１に対応する変位だけ変動した場合であっても、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）の位相が領域Ｐ１に対応する位相しか変化しないためである。また、図５（ｃ）で示す領域Ｑ２における実線の波形の変動は、破線の波形の変動に比べて急になっているが、これは、可動被検出物１が、図５（ｃ）に示す領域Ｑ２に対応する変位だけ変動した場合には、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）の位相が領域Ｐ２に対応する位相（＞領域Ｐ１に対応する位相）だけ変化するためである。さらに、図５（ｃ）で示す領域Ｑ３における実線の波形の変動は、破線の波形の変動に比べて再び緩やかとなっているが、これは、可動被検出物１が、図５（ｃ）に示す領域Ｑ３に対応する変位だけ変動した場合であっても、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）の位相が領域Ｐ３に対応する位相（＜領域Ｐ２に対応する位相）しか変化しないためである。
【００５７】
このように、図５（ｃ）に実線で示す実際のインクリメンタル出力Ｄ（ｘ）は、図５（ｃ）に破線で示す理想的なインクリメンタル出力と比べて波打つような波形となるが、かかる現象に起因して検出誤差が生じる。すなわち、例えばインクリメンタル出力Ｄ（ｘ）＝Ｄ１の場合における可動被検出物１の変位を求めようとしたとき、検出誤差が全く生じていなければ、破線上のＤ（ｘ）＝Ｄ１となる変位ｘ１が解となるはずである。ところが、実際は、インクリメンタル出力Ｄ（ｘ）は誤差を含んで実線の波形となることから、インクリメンタル出力Ｄ（ｘ）＝Ｄ１の場合における可動被検出物１の変位は、変位ｘ２がその解となる。従って、かかる場合には、可動被検出物の真の変位ｘ１と、実際に誤差を含んで算出された可動被検出物の偽の変位ｘ２と、の差であるｘ２−ｘ１が検出誤差となる。
【００５８】
同様に、例えばインクリメンタル出力Ｄ（ｘ）＝Ｄ２の場合における可動被検出物１の変位を求めようとしたとき、検出誤差が全く生じていなければ、破線上のＤ（ｘ）＝Ｄ２となる変位ｘ４が解となるはずである。ところが、実際は、インクリメンタル出力Ｄ（ｘ）は誤差を含んで実線の波形となることから、インクリメンタル出力Ｄ（ｘ）＝Ｄ２の場合における可動被検出物１の変位は、変位ｘ３がその解となる。従って、かかる場合には、可動被検出物の真の変位ｘ４と、実際に誤差を含んで算出された可動被検出物の偽の変位ｘ３、の差であるｘ４−ｘ３が検出誤差となる。
【００５９】
以上より、補正によって検出誤差をなくすためには、図５（ｃ）における実線の波形が破線の波形のように直線（リニア）となればよいことがわかる。すなわち、図５（ｃ）において、実線の波形の各波形値から破線の波形の各波形値を減算すると図６（ａ）に示すような誤差波形が得られるが、この誤差波形を打ち消すことができる波形（この誤差波形と酷似した波形）をソフト的に生成し、その波形を用いて図５（ｃ）における実線の波形をリニア化することによって、誤差補正を実現することが可能となる。
【００６０】
ここで、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）の変位ｘにおける半径Ｒ（ｘ）と、検出誤差の関連性について詳述する。ＸＹ波形Ｃ（ｘ）の変位ｘにおける半径Ｒ（ｘ）は、次式に基づき、微分演算処理手段１２５によって算出される。
【００６１】
【数４】
【００６２】
図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）は、上述のとおりＸ軸方向に扁平した円の波形となっていることから、その半径Ｒ（ｘ）は、図５（ｂ）に示す理想的なＸＹ波形に対して変動することとなる。図６（ｂ）は、図５（ｂ）に示す理想的なＸＹ波形に対して、図５（ｂ）に示す実際のＸＹ波形Ｃ（ｘ）の半径Ｒ（ｘ）の変動分（半径変動値）を示す図である。なお、図６（ｂ）では、一周期λにおける半径変動値ΔＲ（ｘ）を示している。
【００６３】
図６（ｂ）によれば、半径変動値ΔＲ（ｘ）の波形は、可動被検出物１が１周期λ変位する間に３つの極値をもつ波形となる。これは、図５（ｂ）の第一象限においては、破線で示す理想的なＸＹ波形と実線で示す実際のＸＹ波形Ｃ（ｘ）との差（半径Ｒ（ｘ）の変動分）は次第に大きくなり、図５（ｂ）の第二象限においては、破線で示す理想的なＸＹ波形と実線で示す実際のＸＹ波形Ｃ（ｘ）との差（半径Ｒ（ｘ）の変動分）は次第に小さくなり、図５（ｂ）の第三象限においては、破線で示す理想的なＸＹ波形と実線で示す実際のＸＹ波形Ｃ（ｘ）との差（半径Ｒ（ｘ）の変動分）は次第に大きくなり、図５（ｂ）の第四象限においては、破線で示す理想的なＸＹ波形と実線で示す実際のＸＹ波形Ｃ（ｘ）との差（半径Ｒ（ｘ）の変動分）は次第に小さくなることによるものである。従って、この半径変動値ΔＲ（ｘ）を変位で微分すると、図６（ｃ）に示すような微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘが得られる。
【００６４】
図６（ｃ）によれば、この微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘが示す波形は、図６（ａ）に示す誤差波形と酷似した波形となっているのがわかる。従って、図６（ｃ）に示す微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘが示す波形は、上述した図６（ａ）に示す誤差波形を打ち消すことができる波形となる。
【００６５】
このような微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘをソフト的に生成することが可能な微分演算処理手段１２５について、以下に説明する。
【００６６】
微分演算処理手段１２５は、Ｒθ演算処理手段１２４によって作成されたＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θよりの半径変動値ΔＲ（ｘ）を求め、当該半径変動値ΔＲ（ｘ）を変位で微分するものである。より具体的には、まず、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）の変位ｘにおける半径Ｒ（ｘ）の変動値から半径変動値ΔＲ（ｘ）を求めるが、この半径変動値ΔＲ（ｘ）については上述のとおりである（図６（ｂ）参照）。図６（ｂ）に示す半径変動値ΔＲ（ｘ）をソフト的に微分する手法について、本発明においてはその種類の如何を問わない。例えば、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）を用いた微分手法が挙げられる。半径変動値Ｒ（ｘ）のフーリエ変換は、次式で定義される。なお、フーリエ級数には、複素形フーリエ級数と実数形フーリエ級数の両方が含まれる。
【００６７】
【数５】
【００６８】
ここで、このフーリエ変換によって遷移するｋ空間における情報量と、フーリエ変換する前のｘ空間における情報量とは全く同じであるため、上式示すフーリエ変換と、次式に示す逆フーリエ変換とによって、ｘ空間とｋ空間とを相互に行き来することが可能となる（フーリエ変換の双対性）。
【００６９】
【数６】
【００７０】
また、フーリエ変換には、次式に示すように、ｘ空間におけるΔＲ（ｘ）の微分演算が、ｋ空間においてＦ（ｋ）に（ｉｋ）を乗じることと等価になる、という性質がある。
【００７１】
【数７】
【００７２】
微分演算処理手段１２５は、まず半径変動値ΔＲ（ｘ）に離散的なフーリエ変換（複素形フーリエ級数展開）を施し、得られた離散データ（複素数）のデータ列に対してｉｋを乗じてフーリエ係数の入れ替え・シフトを行い、その後、離散的な逆フーリエ変換を施すことによって微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘを計算する。なお、ここでは離散的なフーリエ変換（複素形フーリエ級数展開）の双対性及び性質を利用したが、基本的には、上述した連続的なデータに対するフーリエ変換の双対性（数式６）及び性質（数式７）と同様であるのでその説明を省略する。
【００７３】
なお、上記説明においては複素形フーリエ級数展開を用いて微分値を算出することとしたが、実数形フーリエ級数を用いて微分値を算出することもできる。半径変動値ΔＲ（ｘ）のフーリエ級数は、次式で表される。
【００７４】
【数８】
【００７５】
ここで、ａｎ及びｂｎはフーリエ係数を示す。数式８に基づき、半径変動値ΔＲ（ｘ）の微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘは次式で表すことができる。
【００７６】
【数９】
【００７７】
従って、半径変動値Ｒ（ｘ）の微分値は、フーリエ級数を用いて迅速に算出することができる。なお、各周波数成分の寄与率（フーリエ係数ａｎ又はｂｎ）を変更することで実質的に微分値を加工し、その加工された微分値を誤差補正値としてもよい。
【００７８】
最後に、微分演算処理手段１２５によって計算された微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘの各値は、記憶手段１２６の一部であるＲＯＭに記憶され、本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダを使用するたびにＣＰＵ１２１の指令によって適宜読み出され、誤差補正処理が実行される。
【００７９】
以上説明したように、Ｒθ演算処理手段１２４と微分演算処理手段１２５とが、ＣＰＵ１２１の指令に基づき有機的に機能することによって誤差補正処理を実現することができる。すなわち、まず、Ｒθ演算処理手段１２４は、図５（ａ）に示すコイル組検出信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂの信号波形Ａ（ｘ），Ｂ（ｘ）から作成された図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）を形成する半径と角度を計算する。そして、微分演算処理手段１２５は、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）を形成する半径と角度から図６（ｂ）に示す半径変動値ΔＲ（ｘ）を求めるとともに、この半径変動値ΔＲ（ｘ）を変位で微分した図６（ｃ）に示す微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘを算出する。また、この微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘの各値は、ＣＰＵ１２１の指令によって記憶手段１２６に記憶される。
【００８０】
このようにすることで、本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダを使用する際、ＣＰＵ１２１は、記憶手段１２６から微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘの各値を読み出し、図６（ａ）に示す誤差波形から、この微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘそのものを誤差補正値として減算することによって、或いはこの微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘに加工を施した値を誤差補正値として減算することによって、図５（ｃ）に実線で示すインクリメンタル出力Ｄ（ｘ）を線形（リニア）な波形にすることができ、ひいては可動被検出物１の変位量の検出誤差の補償を精度良く行う誤差補正処理を実現することができる。
【００８１】
また、上記説明においては、誤差補正機能付エンコーダの出荷時などにおいて一旦誤差補正処理を行い、その誤差補正値を記憶手段１２６のＲＯＭに記憶し、使用時に毎回同じ誤差補正値を使用することとしたが、本発明はこれに限られず、例えば、運転を開始するたびに誤差補正処理を行い、使用時に毎回変わる誤差補正値を使用するものであってもよい。これより、使用時の温度環境が変化した場合や磁気抵抗素子が経時変化した場合であっても、その環境やスペックに適した誤差補正値を使用することができ、ひいては可動被検出物１の変位量の検出誤差の補償精度を更に高めることができる。
【００８２】
なお、上述の実施の形態では、コイル組検出信号Ｓ１ａの出力Ａ（ｘ）およびコイル組検出信号Ｓ１ｂの出力Ｂ（ｘ）に基づいて角度θを算出しているが、例えば、出荷検査時等において可動被検出物１の絶対位置の検出が可能な基準スケールが準備できる場合には基準スケールに基づいて角度θを算出してもよい。この場合は、基準スケールから求められる可動被検出物１の変位を角度に換算することで、角度θを算出することができる。上述の実施の形態では、例えば、λの変位は角度θに換算すると２πとなる。
【００８３】
このように基準スケールに基づいて角度θを算出する場合には、基準スケールによって測定される可動被検出物の絶対変位に対する半径変動値の算出が可能となり、ひいては精度の高い微分値が得られることとなる。従って、精度の高い誤差補正処理を実現することができる。また、例えばエンコーダの出荷時において、基準スケールをもとに誤差補正に用いる微分値を予め算出しておき、エンコーダの使用時に同一の微分値に基づく誤差補正値を使用することで、エンコーダ使用時における誤差補正処理の手間が省け、ひいては適切かつ迅速に誤差補償を行うことができる。
【００８４】
［動作フロー］
図７は、本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダによる誤差補正処理の処理動作を示すフロー図である。なお、ここでは複素形フーリエ級数展開を用いて微分値を算出する。
【００８５】
図７において、まず、コイル組検出信号の入力処理が行われる（ステップＳ７１）。より具体的には、差動増幅アンプ１１ａ，１１ｂから出力されたコイル組検出信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂが誤差補正処理ユニット１２に入力される。
【００８６】
次いで、入力信号の離散化処理が行われる（ステップＳ７２）。より具体的には、誤差補正処理ユニット１２内の入力手段１２２は、Ａ／Ｄ変換を行いコイル組検出信号のデジタル波形を生成する。
【００８７】
次いで、Ｒθ演算処理が行われる（ステップＳ７３）。より具体的には、誤差補正処理ユニット１２内のＲθ演算処理手段１２４は、コイル組検出信号Ｓ１ａをＹ値、コイル組検出信号Ｓ１ｂをＸ値に設定した上で作成されたＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θとを計算する。
【００８８】
次いで、半径変動値が求められる（ステップＳ７４）。より具体的には、誤差補正処理ユニット１２内の微分演算処理手段１２５は、ステップＳ７３によって得られたＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θから半径変動値を求める。
【００８９】
次いで、データ点数の変換処理が行われる（ステップＳ７５）。より具体的には、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ７４で得られたＸＹ波形の半径変動値を内挿計算等によって等間隔のデータ列に近似する。それと共に、次の処理ステップで行われるＦＦＴを適切に行うべくデータ点数を２のｎ乗に変換する。
【００９０】
次いで、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）が行われる（ステップＳ７６）。より具体的には、微分演算処理手段１２５は、ステップＳ７５で得られた２のｎ乗の等間隔離散データ列に対し、離散的な高速フーリエ変換を施す。なお、この離散的な高速フーリエ変換は、離散的なフーリエ変換（複素形フーリエ級数展開）の対称性に着目し、その演算量を大幅に減らして高速に変換するものである。
【００９１】
次いで、フーリエ係数操作が行われる（ステップＳ７７）。より具体的には、微分演算処理手段１２５は、ステップＳ７６によって得られた複素形フーリエ級数の離散データのデータ列に対しフーリエ係数の入れ替えやシフトを行う。
【００９２】
次いで、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）が行われる（ステップＳ７８）。より具体的には、微分演算処理手段１２５は、ステップＳ７７のフーリエ係数操作を行った後のデータ列に対し、離散的な逆高速フーリエ変換を施す。これにより、ステップＳ７４で得られたＸＹ波形の半径変動値の微分値を得ることができる。
【００９３】
最後に、誤差補正処理が行われる（ステップＳ７９）。Ａ相センサとＢ相センサの感度差・位相ズレ・振幅中心ズレ・歪み等が異なることに起因してインクリメンタル出力を計算した場合に生じる誤差波形を、上述のステップＳ７８によって得られた誤差補正値としての微分値を用いて打ち消すことによって誤差補正を実現する。
【００９４】
なお、ここでは誤差波形から微分値を単純に減算することによって誤差補正を実現することとしたが、上述のとおり、微分値に一定の加工を施した微分値に基づく誤差補正値を用いて誤差補正を行ってもよい。
【００９５】
また、上記説明においては、誤差補正機能付エンコーダの出荷時・運転開始時に誤差補正を行うこととしたが、本発明はこれに限られることなく、例えば、使用途中において継続的に補正を行うこととしてもよい。すなわち、ＣＰＵ１２１，Ｒθ演算処理手段１２４，微分演算処理手段１２５による上述の誤差補正処理が行われる度に、計算された誤差補正値を記憶手段１２６の一部であるＲＡＭ等のメモリを上書きし、この誤差補正値を更新しながら継続的に補正を行ってもよい。これより、実際の使用時において、可動被検出物の微小変位が測定できる場合には常時補正が可能となり、運転期間中に環境温度変化や磁気抵抗素子の経時変化があったとしても補正が可能であることから、可動被検出物１の変位量の検出誤差の補償精度を更に高め、誤差補正機能に対する信頼性を向上させることができる。
【００９６】
さらに、常時補正する場合には、絶対位置が分からないので測定位置（変位検出開始位置）を基準とし、その微分値を得ることで十分に無視できる程度まで補償値を得ることができる。さらに精度を上げるために、１回目で得られた補償値で誤差を含む１回目測定値を補償し、その値で再度補償値を算出することで高精度の補償値を得ることができる。かかる処理を補償値が収束するまで数回繰り返すことによって、より高精度の補償値を得ることができる。
【００９７】
例えば、図８の概略フロー図に示すような処理動作が行われることによってより高精度な補償値を得ることができる。すなわち、図８において、まず、コイル組検出信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂが誤差補正処理ユニット１２内に取り込まれる。（ステップＳ８１）。そして、Ｒθ演算処理手段１２４によってＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θとを算出した後に、微分演算処理手段１２５は、ＸＹ波形の半径変動値を求め（ステップＳ８２）、その半径変動値に対して微分処理を施す（ステップＳ８３）。最後に、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ８３より得られた微分値を用いて誤差補正処理を行った後に（ステップＳ８４）、収束判定処理を行う（ステップＳ８５）。このステップＳ８５における収束判定処理について、より具体的には、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ８４の誤差補正処理を行った後の補償値を用いて測定値を補償し、その補償値が一定の値に収束したか否かを判断する。一定の値に収束していないと判定した場合には、処理をステップＳ８２に戻し、上述の処理（ステップＳ８２〜ステップＳ８４）を行った後に再び収束判定処理を行う。一方で、一定の値に収束したと判定した場合には、誤差補正が完了し、より高精度な補償値が得られることとなる。
【００９８】
図９は、本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダによって得られた誤差波形と微分波形を示す図である。
【００９９】
図９において、波形１は、補正前の誤差波形を示しており、波形２は、微分演算処理手段１２５によって得られた微分波形を示している。そして、この微分波形の各値を微分値として、波形１から減算することにより補正後の誤差波形３が得られる。図９によれば、補正前は最大約１１．８μｍあった検出誤差が、補正後は最大約３．１５μｍと、大幅に改善されていることが分かる。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、微分演算処理手段が、Ｒθ演算処理手段によって算出されるＸＹ波形の半径と角度に基づき、その半径の変動を示す半径変動値を求め、この半径変動値を微分した微分値に基づく誤差補正値を使用することによって、可動被検出物の変位量の検出誤差の補償を精度良く行うことが可能な誤差補正機能付エンコーダを提供することができる。
【０１０１】
また、本発明によれば、誤差補正機能付エンコーダの運転期間中における常時補正も可能となり、可動被検出物の変位量の検出誤差の補償精度を更に高め、誤差補正機能に対する信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダの検出部の概略構造を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダの電気的構成を示す電気回路図である。
【図３】検出コイル出力信号とコイル組検出信号の信号波形について説明するための概略図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る誤差補正付エンコーダの誤差補正処理を行う誤差補正処理ユニットの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】Ａ相センサとＢ相センサの出力を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例に係る誤差補正機能付エンコーダによって得られた誤差波形と微分波形を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダによる誤差補正処理の処理動作を示すフロー図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダにおいて、収束判定を含めた誤差補正を行う際の処理動作の概略を示す概略フロー図である。
【図９】本発明の実施例に係る誤差補正機能付エンコーダによって得られた誤差波形と微分波形を示す図である。
【図１０】理想的な正弦波状のＡ相センサ出力信号とＢ相センサ出力信号を説明するための図である。
【図１１】Ａ相センサ出力とＢ相センサ出力の違い、それに伴うリサージュ波形を示す図である。
【符号の説明】
１２ 誤差補正処理ユニット
１２１ ＣＰＵ
１２２ 入力手段
１２３ 出力手段
１２４ Ｒθ演算処理手段
１２５ 微分演算処理手段
１２６ 記憶手段
１２７ システムバス
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動被検出物の移動量、位置、角度などの変位量の検出を行うエンコーダに関するものであって、特に、検出された実際の信号と理想的な信号とのズレを補正し、変位量の検出精度を向上させることが可能な誤差補正機能付エンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、可動被検出物の変位量を検出する装置として、磁気式又は光学式のエンコーダが知られている。例えば、磁気式エンコーダの一態様としては、可動被検出物に一定のピッチで着磁された多極着磁層を形成し、この多極着磁層に対向して磁気センサを配設し、この磁気センサに多極着磁のピッチよりも狭いピッチで４個の磁気抵抗素子を配置し、可動被検出物の回転に起因して変化する磁気抵抗素子の抵抗値を検知することによって変位量を検出するものが挙げられる。また、光学式エンコーダの一態様としては、一定のピッチで配設されたメインスケールとインデックススケールとを挟むようにＬＥＤ等の光源やフォトセンサ等の光検出装置を配置し、スラスト方向にある上述の２枚のスケールに起因して変化する光の干渉を検知することによって変位量を検出するものが挙げられる。
【０００３】
ところで、このような従来のエンコーダにおいて、可動被検出物の変位量を検出するに際し、可動被検出物の変位に対応して設けられたＡ相センサとＢ相センサから出力される正弦波状のＡ相信号とＢ相信号を取得して、両信号の逆正接信号を計算し、その逆正接信号を利用することによって変位量を検出する方法がある。
【０００４】
より具体的には、図１０（ａ）〜（ｃ）を用いて以下に説明する。図１０（ａ）は、可動被検出物の１周期の変位を５として２周期分の変位量に対する理想的な正弦波状のＡ相センサ出力信号と、理想的な正弦波状のＢ相センサ出力信号と、を示している。そして、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示すＡ相センサ出力信号（ｓｉｎθ）及びＢ相センサ出力信号（ｃｏｓθ）の逆正接信号を次式によって計算し、その逆正接信号の波形を示している。
【０００５】
【数１】
図１０（ｂ）によれば、理想的な正弦波状のＡ相センサ出力信号と、理想的な正弦波状のＢ相センサ出力信号と、からリニアかつ鋸刃形状の信号が得られることがわかる。さらに、図１０（ｂ）に示す逆正接信号の信号値（位相）をパラメータとし、Ａ相センサ出力をＹ値（縦軸）、Ｂ相センサ出力をＸ値（横軸）としてプロットすると、図１０（ｃ）に示すような図形（いわゆるリサージュ波形）が得られる。
【０００７】
このようにして得られた図１０（ｃ）に示すリサージュ波形は、図１０（ｂ）に示すＡ相とＢ相のセンサ出力を理想的なものと考えているため扁平や歪みのない円形となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際に得られるリサージュ波形は、Ａ相センサとＢ相センサの感度差に起因して円形とはならない場合がある。
【０００９】
すなわち、ＭＲセンサにおいては、例えば磁気抵抗素子の線幅・膜厚・ヒステリシス・磁歪・取付け位置の相違，組立てズレ，回路ゲイン差などにより、光センサにおいては、例えばフォトダイオードの取付け位置の相違，組立てズレ，明暗ピッチズレ，回路ゲイン差などにより、巻線型磁気センサにおいては、例えばコイルの巻数・位置の相違，磁気ヨークの透磁率の相違，組立て誤差などにより、Ａ相センサとＢ相センサの感度差が異なる場合がある。
【００１０】
このようなＡ相センサとＢ相センサの感度差に起因する状況説明図を図１１に示す。図１１においては、理想的なＡ相センサの出力波形をＡ’で、実際のＡ相センサ及びＢ相センサの出力波形を、それぞれＡ、Ｂで示しており、図１１（ａ−２），（ｂ−２），（ｃ−２），（ｄ−２）においては、実際に得られるリサージュ波形を実線で、理想的なリサージュ波形を破線で示している。図１１によれば、Ａ相センサ出力とＢ相センサ出力の振幅が異なることによって（図１１（ａ−１））、リサージュ波形がＸ軸方向に沿って扁平した円形になったり（図１１（ａ−２））、また、Ａ相センサ出力とＢ相センサ出力の振幅の中心が異なることによって（図１１（ｂ−１））、理想的なリサージュ波形の中心と実際に得られるリサージュ波形の中心との間にズレが生じたり（図１１（ｂ−２））、また、Ａ相センサ出力とＢ相センサ出力の位相が異なることによって（図１１（ｃ−１））、リサージュ波形が斜めに扁平した円形になったり（図１１（ｃ−２））、さらに、Ａ相センサ出力又はＢ相センサ出力のいずれか一方の波形が歪むことによって（図１１（ｄ−１））、リサージュ波形に歪みが生じることがある（図１１（ｄ−２））。
【００１１】
このように、実際に得られるリサージュ波形は円形にならない場合があり、かかる場合には、可動被検出物の変位量の検出精度低下を招来することとなる。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動被検出物の変位信号から作成されるリサージュ波形を形成する半径と角度から得られる情報を活用し、変位量の検出誤差の補償を精度良く行うことが可能な誤差補正機能付エンコーダを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するために、本発明は、可動被検出物の変位信号から作成されるリサージュ波形の半径の変動を示す半径変動値を求め、その半径変動値を変位で微分することによって求めた微分値に基づく誤差補正値を用いて誤差補正を行うことを特徴とする。
【００１４】
より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。
【００１５】
（１） 可動被検出物の変位に対応してＡ相センサから出力される正弦波状のＡ相信号と、この可動被検出物の変位に対応してＢ相センサから出力される正弦波状のＢ相信号と、を解析することによって可動被検出物の変位信号を出力するエンコーダにおいて、可動被検出物の一の変位位置において、前記Ａ相信号の出力をＸ値、前記Ｂ相信号の出力をＹ値とし、この可動被検出物の変位範囲における当該Ｘ値と当該Ｙ値とから作成されるＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θとを算出するＲθ演算処理手段と、前記Ｒθ演算処理手段によって算出された前記角度θの変位に対する前記半径Ｒの半径変動値を求め、この半径変動値を変位で微分することによって微分値を算出する機能を有する微分演算処理手段と、を備え、前記微分演算処理手段によって算出された微分値に基づく誤差補正値を用いて誤差補正をすることを特徴とする誤差補正機能付エンコーダ。
【００１６】
本発明によれば、可動被検出物の変位信号を出力するエンコーダにおいて、Ｒθ演算処理手段によって、可動被検出物の変位に対応してＡ相センサとＢ相センサから出力されるＡ相信号とＢ相信号をそれぞれＸ値、Ｙ値とし、可動被検出物の変位範囲における当該Ｘ値及び当該Ｙ値から作成されるＸＹ波形（リサージュ波形）を形成することが可能な半径Ｒと角度θとを算出し、微分演算処理手段によって、この角度θの変位に対するこの半径Ｒの半径変動値を求めるとともに、この半径変動値を変位で微分することによって微分値を算出し、その微分値に基づく誤差補正値を用いて誤差補正をすることにしたから、リサージュ波形の半径の変動値をそのまま誤差補正に直接反映させることができる。
【００１７】
従って、Ａ相センサ出力とＢ相センサ出力の振幅，振幅中心，位相が相違した場合、或いはＡ相センサ出力又はＢ相センサ出力のいずれか一方又は双方の波形に歪みが生じた場合であっても、またそれらが同時に複合した場合であっても、適切かつ正確に誤差補償を行うことができ、ひいては検出精度の良好な誤差補正機能付エンコーダを提供することができる。
【００１８】
（２） 前記微分演算処理手段は、フーリエ級数を用いて前記微分値を算出することを特徴とする誤差補正機能付エンコーダ。
【００１９】
本発明によれば、微分演算処理手段は、フーリエ級数を用いることによって微分値を算出することとしたので、誤差補正処理負担の軽減を図ることができる。
【００２０】
すなわち、半径変動値自体は一般的に周期関数であり、急激な変動がある関数ではないため、フーリエ級数を用いることによって微分値を算出する処理が簡素化され、ひいては誤差補正処理の負担軽減を図ることができる。
【００２１】
また、フーリエ級数を用いることによって各周波数成分を求めることができるため、各周波数成分の寄与率を変更して最適な微分値を得るなど、微分値を加工することが容易となり、ひいては誤差補正処理の精度を向上させることができる。
【００２２】
（３） 前記Ｒθ演算処理手段は、前記Ａ相信号の出力及び前記Ｂ相信号の出力に基づいて前記角度θを算出することを特徴とする誤差補正機能付エンコーダ。
【００２３】
本発明によれば、Ｒθ演算処理手段によって、可動被検出物の変位に対応したＡ相信号及びＢ相信号の出力自身から角度θが算出できるため、角度θを算出するための別途の構成、例えば基準スケール等を必要とせず、エンコーダの構成を簡素化して誤差補正をすることができる。
【００２４】
（４） 前記Ｒθ演算処理手段は、基準スケールに基づいて前記角度θを算出することを特徴とする誤差補正機能付エンコーダ。
【００２５】
本発明によれば、誤差補正の基準となる基準スケールに基づいて角度θを算出しているため、基準スケールによって測定される可動被検出物の絶対変位に対する半径変動値の算出が可能となり、精度の高い微分値が得られることとなり、誤差補正の精度を上げることができる。また、例えばエンコーダの出荷時において、基準スケールをもとに誤差補正に用いる微分値を予め算出しておき、エンコーダの使用時に同一の微分値に基づく誤差補正値を使用することで、エンコーダ使用時における誤差補正処理の手間が省け、ひいては適切かつ迅速に誤差補正を行うことができる。
【００２６】
（５） 可動被検出物の変位検出中において、前記Ｒθ演算処理手段によってＲθ演算処理を行い、前記微分演算処理手段によって微分演算処理を行うことによって、前記誤差補正値が更新されることを特徴とする誤差補正機能付エンコーダ。
【００２７】
本発明によれば、可動被検出物の変位を検出している最中において、Ｒθ演算処理手段が、Ａ相信号とＢ相信号とから得られた逆正接信号の信号値（位相）をパラメータとするＸ値及びＹ値とから作成されるＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θとを算出するというＲθ演算処理を行い、微分演算処理手段が、角度θの変位に対する半径Ｒの半径変動値を求め、この半径変動値を変位で微分することによって微分値を算出するという微分演算処理を行い、その結果、その微分値に基づく誤差補正値が随時更新されることとしたから、例えば、本発明に係る誤差補正機能付エンコーダを備えた装置の出荷時、或いは運転開始時といった初期設定として誤差補正を行うときのみならず、当該装置の運転中においても常時誤差補正を行うことが可能となり、ひいては信頼性の高い位置検出を行うことが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２９】
［概略構造］
図１は、本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダの検出部の概略構造を示す図である。
【００３０】
図１において、磁性体または金属から形成された細長状の可動被検出物１は、被検出体としてその長手方向の両方向（図１の左右方向）に往復変位可能に設けられている。なお、図１においては、誤差補正機能付エンコーダの検出部として巻線型磁気センサを採用しているが、その他ＭＲセンサや光センサを採用するものであってもよい。
【００３１】
可動被検出物１の外周側部分には、この可動被検出物１の変位方向に沿って、円環状に巻回された一対の検出コイル２ａと３ａとから構成されるコイル組５ａと、円環状に巻回された一対の検出コイル２ｂと３ｂとからら構成されるコイル組５ｂと、の２組のコイル組が配置されている。
【００３２】
なお、本発明の実施の形態では、円環状に検出コイルが巻回されているが必ずしも円環状に巻回されている必要はない。また、上記検出コイル２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂはそれぞれ長手方向にほぼ同じ長さで形成されている。また、後述するドライバ７（励磁電源）から励磁電流がコイル組５ａの検出コイル２ａ，３ａに供給されることによって、コイル組５ａの周囲に検出磁界Φが形成される。すなわち、可動被検出物１は、コイル組５ａ，５ｂに励磁電流が供給されることによって形成される検出磁界Φの中を変位するように配置されている。
【００３３】
可動被検出物１は、材質が異なる可動被検出部１ａと１ｂとが一対になって変位方向（長手方向）に向かって交互に組み合わされて構成されている。可動被検出部１ａと１ｂは、ほぼ同じ長さで形成されるとともに、検出コイル２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂも、ほぼ同じ長さで形成されている。すなわち、可動被検出物１は、一対の検出コイル２ａ又は３ａ（２ｂ又は３ｂ）の端面と、可動被検出部１ａと１ｂの境界とが一致したとき、一対の検出コイル２ａと３ａ（２ｂと３ｂ）の各々に対応して材質が異なる一対の可動被検出部１ａと１ｂが変位方向に向かって複数連なって構成されている。この一対の可動被検出部１ａ，１ｂにより、コイル組５ａ又は５ｂに対する一周期分の変位に相当する移動距離（波長）λが構成されている。
【００３４】
また、可動被検出物１は、変位方向（図１の左右方向）に向かって円形断面を有する細長状の棒形状に形成されるとともに、変位方向でその円形断面の半径が同一のストレート形状すなわち円柱形状に形成されている。可動被検出物１は、円形断面を有する細長状の棒形状に形成されているため、円環状に巻回されたコイル組５（５ａ，５ｂ）の内周側でこのコイル組５に対して回転可能になっている。
【００３５】
可動被検出物１の変位方向に沿って配置されたコイル組５ａ，５ｂからは、後述するように、いわゆるＡ相，Ｂ相のコイル組検出信号Ｓ１（Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ）が得られるようになっている。具体的には、コイル組５ａと５ｂは、一対の可動被検出部１ａ，１ｂにより構成される一周期分に相当する後述の移動距離（波長）λに対して、λ＋（１／４）λだけ位置ズレした状態、すなわちλ＋（１／４）λピッチで配置されている。従って、コイル組５ａから出力されるコイル組検出信号Ｓ１ａと、コイル組５ｂから出力されるコイル組検出信号Ｓ１ｂと、は位相が（１／４）λだけ位置ズレした状態となっている。すなわち、例えば、Ａ相のコイル組検出信号Ｓ１ａの波形がｓｉｎθで表される場合には、Ｂ相のコイル組検出信号Ｓ１ｂの波形はｓｉｎ（θ＋π／２）で表されるようになり、Ａ相信号と９０°の位相差を有するＢ相信号が得られることとなる。
【００３６】
［電気的構成］
図２は、本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダの電気的構成を示す電気回路図である。
【００３７】
図２において、可動被検出物１の変位を検出する検出コイル２ａと検出コイル３ａの接続点には、この検出コイル２ａ，３ａに励磁電流を供給する励磁電源であるドライバ７ａが接続されている。同様に、可動被検出物１の変位を検出する検出コイル２ｂと検出コイル３ｂの接続点には、この検出コイル２ｂ，３ｂに励磁電流を供給する励磁電源であるドライバ７ｂが接続されている。そして、これらのドライバ７ａ，７ｂには、励磁信号を与える発振器６が接続されている。
【００３８】
一方、可動被検出物１の変位を検出する検出コイル２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂには、それぞれプリアンプ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ、整流回路９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ、及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが接続されている。そして、ＬＰＦ１０ａ及びＬＰＦ１０ｂは差動増幅アンプ１１ａに接続され、ＬＰＦ１０ｃ及び１０ｄは差動アンプ１１ｂに接続されている。また、差動増幅アンプ１１ａ及び差動増幅アンプ１１ｂは、誤差補正機能を有する誤差補正処理ユニット１２を介し、ＣＰＵをはじめ４逓倍回路やアップダウンカウンタ等の位置検出回路を多数備えた位置検出手段１３に接続されている。
【００３９】
なお、図２においては、説明の便宜のため、位置検出手段１３から独立した誤差補正処理ユニット１２に誤差補正機能をもたせているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、誤差補正処理ユニット１２が位置検出手段１３の内部に組み込まれたものであっても構わない。
【００４０】
以下、差動増幅アンプ１１ａの出力であって、誤差補正の対象となるコイル組検出信号Ｓ１ａが生成される過程を説明する。なお、差動増幅アンプ１１ｂの出力であって、誤差補正の対象となるコイル組検出信号Ｓ１ｂが生成される過程については、コイル組検出信号Ｓ１ａの場合と同様であるのでその説明を省略する。
【００４１】
まず、発振器６からは、一対の検出コイル２ａ，３ａに励磁電流を供給するドライバ７ａに励磁信号が与えられる。この励磁信号により、ドライバ７ａから検出コイル２ａ，３ａに励磁電流が供給され、一対の検出コイル２ａ，３ａから構成されるコイル組５ａの周囲には検出磁界Φが形成される。検出磁界Φの中を可動被検出物１が変位する際の検出コイル２ａ，３ａのインダクタンスの変化がそれぞれ検出コイル出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂとして出力される。出力された検出コイル出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂは、それぞれプリアンプ８ａ，８ｂ、整流回路９ａ，９ｂ、ＬＰＦ１０ａ，１０ｂを介して差動増幅アンプ１１ａに入力される。作動増幅アンプ１１ａでは、入力された検出コイル出力信号Ｓ２ａと検出コイル出力信号Ｓ２ｂとの差動出力信号がＡ相のコイル組検出信号Ｓ１ａとして出力される。
【００４２】
ここで、検出コイル出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄ、コイル組検出信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂの信号波形について、図３を用いて概略的に説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、可動被検出物１の変位量に対する検出コイル出力信号の信号波形を示す概略図である。また、図３（ｃ）は、可動被検出物１の変位量に対するコイル組検出信号の信号波形を示す概略図である。
【００４３】
まず、検出コイル２ａから出力される検出コイル出力信号Ｓ２ａは、図３（ａ）に示すように、所定の振幅値を有する波長λの正弦波の波形をしている。この波長λは、一対の可動被検出部１ａ，１ｂ分の移動距離に相当する。また、可動被検出物１は、一対の検出コイル２ａと３ａの各々に対応して材質が異なる一対の可動被検出部１ａと１ｂとが複数連なって構成されているため、検出コイル２ａと一対をなす検出コイル３ａからは、検出コイル出力信号Ｓ２ａとは逆位相の検出コイル出力信号Ｓ２ｂが出力される（図３（ｂ）参照）。なお、検出コイル２ｂ，３ｂから出力される検出コイル出力信号Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄの信号波形は、上述のとおりコイル組５ａと５ｂとがλ＋（１／４）λだけ位置ズレした状態で配置されていることから、検出コイル出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂと比べて位相がπ／２遅れた信号波形となっている（図３（ａ）及び（ｂ）参照）。
【００４４】
そして、Ａ相のコイル組検出信号Ｓ１ａは、検出コイル出力信号Ｓ２ａとＳ２ｂとは逆位相であることから、図３（ｃ）に示されるような正弦波状で出力される。また、Ｂ相のコイル組検出信号Ｓ１ｂは、検出コイル出力信号Ｓ２ｃとＳ２ｄとが逆位相であり、かつ、コイル組５ａと５ｂとがλ＋（１／４）λだけ位置ズレした状態で配置されていることから、Ａ相のコイル組検出信号Ｓ１Ａと位相が（１／４）λだけ遅れた信号波形となっている。
【００４５】
このように、図２の電気的構成において、誤差補正処理ユニット１２の入力として差動増幅アンプ１１ａ，１１ｂの出力たる差動出力信号を用いることとしたのは、ノイズ等の外乱の影響で検出コイル出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂの双方に変動が生じた場合であってもその悪影響を軽減するためである。また、逆位相である検出コイル出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂの差動を出力信号とすることで、エンコーダの温度特性の改善を図るためである。
【００４６】
［誤差補正処理］
図４は、本発明の実施の形態に係る誤差補正付エンコーダの誤差補正処理を行う誤差補正処理ユニット１２の電気的構成を示すブロック図である。
【００４７】
図４において、誤差補正処理ユニット１２は、誤差補正制御に関して総合的な制御を司るＣＰＵ１２１と、コイル組検出信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂをＡ／Ｄ変換し、この離散化されたコイル組検出信号をＣＰＵ１２１に入力する入力手段１２２と、誤差補正後のコイル組検出信号を位置検出手段１３（図２参照）に対して出力する出力手段１２３と、コイル組検出信号Ｓ１ａとコイル組検出信号Ｓ１ｂの逆正接信号の信号値（位相）をパラメータとして作成されたＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θとを算出するＲθ演算処理手段１２４と、角度θの変位に対する半径Ｒの半径変動値を求め、この半径変動値を変位で微分することによって微分値を算出する機能を有する微分演算処理手段１２５と、逆正接信号を求める際に用いる参照テーブルや誤差補正値を記憶したり、ＣＰＵ１２１のワーキングエリアとして機能する記憶手段１２６と、主要信号経路となるシステムバス１２７と、から構成されている。
【００４８】
なお、図４においては、説明の便宜のため、Ｒθ演算処理手段１２４と微分演算処理手段１２５とをＣＰＵ１２１から独立した手段として記載しているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、これらの手段がＣＰＵ１２１の一機能として実現されるものであっても構わない。
【００４９】
Ｒθ演算処理手段１２４は、コイル組検出信号Ｓ１ａをＹ値、コイル組検出信号Ｓ１ｂをＸ値に設定し、ＸＹ波形を作成する。また、このＸＹ波形は、ＣＰＵ１２１の指令に基づき算出されたコイル組検出信号Ｓ１ａとコイル組検出信号Ｓ１ｂの逆正接信号の信号値（位相）をパラメータとして描かれる。なお、実際には、磁気センサの取付け位置の相違、磁気ヨークの透磁率の相違等の要因によってＡ相センサとＢ相センサの感度が異なることから、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、或いは斜め方向に扁平した波形となったり、歪みが生じた波形となる。また、Ｒθ演算処理手段１２４は、コイル組検出信号Ｓ１ａをＸ値、コイル組検出信号Ｓ１ｂをＹ値に設定し、ＸＹ波形を作成してもよい。なお、Ｒθ演算処理手段１２４は、上述のとおり、ＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θを算出する手段であるが、ＸＹ波形（リサージュ波形）が何らかの表示手段により表示されることを必ずしも必要とするものではない。
【００５０】
図５（ａ）は、差動増幅アンプ１１ａと差動増幅アンプ１１ｂとから出力されるコイル組検出信号Ｓ１ａとコイル組検出信号Ｓ１ｂの信号波形の一例を示している。図５（ａ）において、Ａ相センサとＢ相センサの感度が異なることに起因して、コイル組検出信号Ｓ１ａの振幅がコイル組検出信号Ｓ１ｂの振幅の約０．６倍になっている。すなわち、可動被検出物１の原点位置（図示せず）からの変位をｘとし、変位ｘにおけるコイル組検出信号Ｓ１ａの出力をＡ（ｘ）、変位ｘにおけるコイル組検出信号Ｓ１ｂの出力をＢ（ｘ）とすると、Ａ（ｘ）及びＢ（ｘ）はそれぞれ次式で表すことができる。なお、θはｘの関数であり、０＜ｘ＜λの範囲で連続的に変化するものとする。
【００５１】
【数２】
そして、Ａ（ｘ）をＸ値（横軸）、Ｂ（ｘ）をＹ値（縦軸）に設定し、ＸＹ波形を作成すると、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）が得られる。このＸＹ波形Ｃ（ｘ）は、可動被検出物１の変位ｘによって、Ａ（ｘ）は−１から１の範囲で変動し、Ｂ（ｘ）は−０．６から０．６までの範囲で変動することから、Ｘ軸方向に扁平した円の波形となる（図５（Ｂ）参照）。なお、説明の便宜のため、Ａ相センサとＢ相センサの感度が全く同一であると仮定し、そのときの理想的なＸＹ波形（真円）を破線で示している（図５（ｂ）参照）。
【００５３】
ここで、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）から、可動被検出物１の絶対位置の検出に用いられるインクリメンタル出力が得られる。より具体的には、インクリメンタル出力をＤ（ｘ）とすると、Ｄ（ｘ）は次式で算出される。
【００５４】
【数３】
この式より得られたインクリメンタル出力Ｄ（ｘ）を図５（ｃ）の実線で示す。また、説明の便宜のため、Ａ相センサとＢ相センサの感度が全く同一であると仮定し、そのときの理想的なインクリメンタル出力を図５（ｃ）の破線で示す。
【００５６】
図５（ｃ）において、実線の波形は、破線のリニアな波形と比べて波打つような波形となっている。これは、図５（ｂ）のＸＹ波形Ｃ（ｘ）が真円ではなく、Ｘ軸方向に扁平していることに起因している。すなわち、図５（ｃ）で示す領域Ｑ１における実線の波形の変動は、破線の波形の変動に比べて緩やかとなっているが、これは、可動被検出物１が、図５（ｃ）に示す領域Ｑ１に対応する変位だけ変動した場合であっても、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）の位相が領域Ｐ１に対応する位相しか変化しないためである。また、図５（ｃ）で示す領域Ｑ２における実線の波形の変動は、破線の波形の変動に比べて急になっているが、これは、可動被検出物１が、図５（ｃ）に示す領域Ｑ２に対応する変位だけ変動した場合には、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）の位相が領域Ｐ２に対応する位相（＞領域Ｐ１に対応する位相）だけ変化するためである。さらに、図５（ｃ）で示す領域Ｑ３における実線の波形の変動は、破線の波形の変動に比べて再び緩やかとなっているが、これは、可動被検出物１が、図５（ｃ）に示す領域Ｑ３に対応する変位だけ変動した場合であっても、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）の位相が領域Ｐ３に対応する位相（＜領域Ｐ２に対応する位相）しか変化しないためである。
【００５７】
このように、図５（ｃ）に実線で示す実際のインクリメンタル出力Ｄ（ｘ）は、図５（ｃ）に破線で示す理想的なインクリメンタル出力と比べて波打つような波形となるが、かかる現象に起因して検出誤差が生じる。すなわち、例えばインクリメンタル出力Ｄ（ｘ）＝Ｄ１の場合における可動被検出物１の変位を求めようとしたとき、検出誤差が全く生じていなければ、破線上のＤ（ｘ）＝Ｄ１となる変位ｘ１が解となるはずである。ところが、実際は、インクリメンタル出力Ｄ（ｘ）は誤差を含んで実線の波形となることから、インクリメンタル出力Ｄ（ｘ）＝Ｄ１の場合における可動被検出物１の変位は、変位ｘ２がその解となる。従って、かかる場合には、可動被検出物の真の変位ｘ１と、実際に誤差を含んで算出された可動被検出物の偽の変位ｘ２と、の差であるｘ２−ｘ１が検出誤差となる。
【００５８】
同様に、例えばインクリメンタル出力Ｄ（ｘ）＝Ｄ２の場合における可動被検出物１の変位を求めようとしたとき、検出誤差が全く生じていなければ、破線上のＤ（ｘ）＝Ｄ２となる変位ｘ４が解となるはずである。ところが、実際は、インクリメンタル出力Ｄ（ｘ）は誤差を含んで実線の波形となることから、インクリメンタル出力Ｄ（ｘ）＝Ｄ２の場合における可動被検出物１の変位は、変位ｘ３がその解となる。従って、かかる場合には、可動被検出物の真の変位ｘ４と、実際に誤差を含んで算出された可動被検出物の偽の変位ｘ３、の差であるｘ４−ｘ３が検出誤差となる。
【００５９】
以上より、補正によって検出誤差をなくすためには、図５（ｃ）における実線の波形が破線の波形のように直線（リニア）となればよいことがわかる。すなわち、図５（ｃ）において、実線の波形の各波形値から破線の波形の各波形値を減算すると図６（ａ）に示すような誤差波形が得られるが、この誤差波形を打ち消すことができる波形（この誤差波形と酷似した波形）をソフト的に生成し、その波形を用いて図５（ｃ）における実線の波形をリニア化することによって、誤差補正を実現することが可能となる。
【００６０】
ここで、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）の変位ｘにおける半径Ｒ（ｘ）と、検出誤差の関連性について詳述する。ＸＹ波形Ｃ（ｘ）の変位ｘにおける半径Ｒ（ｘ）は、次式に基づき、微分演算処理手段１２５によって算出される。
【００６１】
【数４】
図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）は、上述のとおりＸ軸方向に扁平した円の波形となっていることから、その半径Ｒ（ｘ）は、図５（ｂ）に示す理想的なＸＹ波形に対して変動することとなる。図６（ｂ）は、図５（ｂ）に示す理想的なＸＹ波形に対して、図５（ｂ）に示す実際のＸＹ波形Ｃ（ｘ）の半径Ｒ（ｘ）の変動分（半径変動値）を示す図である。なお、図６（ｂ）では、一周期λにおける半径変動値ΔＲ（ｘ）を示している。
【００６３】
図６（ｂ）によれば、半径変動値ΔＲ（ｘ）の波形は、可動被検出物１が１周期λ変位する間に３つの極値をもつ波形となる。これは、図５（ｂ）の第一象限においては、破線で示す理想的なＸＹ波形と実線で示す実際のＸＹ波形Ｃ（ｘ）との差（半径Ｒ（ｘ）の変動分）は次第に大きくなり、図５（ｂ）の第二象限においては、破線で示す理想的なＸＹ波形と実線で示す実際のＸＹ波形Ｃ（ｘ）との差（半径Ｒ（ｘ）の変動分）は次第に小さくなり、図５（ｂ）の第三象限においては、破線で示す理想的なＸＹ波形と実線で示す実際のＸＹ波形Ｃ（ｘ）との差（半径Ｒ（ｘ）の変動分）は次第に大きくなり、図５（ｂ）の第四象限においては、破線で示す理想的なＸＹ波形と実線で示す実際のＸＹ波形Ｃ（ｘ）との差（半径Ｒ（ｘ）の変動分）は次第に小さくなることによるものである。従って、この半径変動値ΔＲ（ｘ）を変位で微分すると、図６（ｃ）に示すような微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘが得られる。
【００６４】
図６（ｃ）によれば、この微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘが示す波形は、図６（ａ）に示す誤差波形と酷似した波形となっているのがわかる。従って、図６（ｃ）に示す微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘが示す波形は、上述した図６（ａ）に示す誤差波形を打ち消すことができる波形となる。
【００６５】
このような微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘをソフト的に生成することが可能な微分演算処理手段１２５について、以下に説明する。
【００６６】
微分演算処理手段１２５は、Ｒθ演算処理手段１２４によって作成されたＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θよりの半径変動値ΔＲ（ｘ）を求め、当該半径変動値ΔＲ（ｘ）を変位で微分するものである。より具体的には、まず、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）の変位ｘにおける半径Ｒ（ｘ）の変動値から半径変動値ΔＲ（ｘ）を求めるが、この半径変動値ΔＲ（ｘ）については上述のとおりである（図６（ｂ）参照）。図６（ｂ）に示す半径変動値ΔＲ（ｘ）をソフト的に微分する手法について、本発明においてはその種類の如何を問わない。例えば、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）を用いた微分手法が挙げられる。半径変動値Ｒ（ｘ）のフーリエ変換は、次式で定義される。なお、フーリエ級数には、複素形フーリエ級数と実数形フーリエ級数の両方が含まれる。
【００６７】
【数５】
ここで、このフーリエ変換によって遷移するｋ空間における情報量と、フーリエ変換する前のｘ空間における情報量とは全く同じであるため、上式示すフーリエ変換と、次式に示す逆フーリエ変換とによって、ｘ空間とｋ空間とを相互に行き来することが可能となる（フーリエ変換の双対性）。
【００６９】
【数６】
また、フーリエ変換には、次式に示すように、ｘ空間におけるΔＲ（ｘ）の微分演算が、ｋ空間においてＦ（ｋ）に（ｉｋ）を乗じることと等価になる、という性質がある。
【００７１】
【数７】
微分演算処理手段１２５は、まず半径変動値ΔＲ（ｘ）に離散的なフーリエ変換（複素形フーリエ級数展開）を施し、得られた離散データ（複素数）のデータ列に対してｉｋを乗じてフーリエ係数の入れ替え・シフトを行い、その後、離散的な逆フーリエ変換を施すことによって微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘを計算する。なお、ここでは離散的なフーリエ変換（複素形フーリエ級数展開）の双対性及び性質を利用したが、基本的には、上述した連続的なデータに対するフーリエ変換の双対性（数式６）及び性質（数式７）と同様であるのでその説明を省略する。
【００７３】
なお、上記説明においては複素形フーリエ級数展開を用いて微分値を算出することとしたが、実数形フーリエ級数を用いて微分値を算出することもできる。半径変動値ΔＲ（ｘ）のフーリエ級数は、次式で表される。
【００７４】
【数８】
ここで、ａｎ及びｂｎはフーリエ係数を示す。数式８に基づき、半径変動値ΔＲ（ｘ）の微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘは次式で表すことができる。
【００７６】
【数９】
従って、半径変動値Ｒ（ｘ）の微分値は、フーリエ級数を用いて迅速に算出することができる。なお、各周波数成分の寄与率（フーリエ係数ａｎ又はｂｎ）を変更することで実質的に微分値を加工し、その加工された微分値を誤差補正値としてもよい。
【００７８】
最後に、微分演算処理手段１２５によって計算された微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘの各値は、記憶手段１２６の一部であるＲＯＭに記憶され、本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダを使用するたびにＣＰＵ１２１の指令によって適宜読み出され、誤差補正処理が実行される。
【００７９】
以上説明したように、Ｒθ演算処理手段１２４と微分演算処理手段１２５とが、ＣＰＵ１２１の指令に基づき有機的に機能することによって誤差補正処理を実現することができる。すなわち、まず、Ｒθ演算処理手段１２４は、図５（ａ）に示すコイル組検出信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂの信号波形Ａ（ｘ），Ｂ（ｘ）から作成された図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）を形成する半径と角度を計算する。そして、微分演算処理手段１２５は、図５（ｂ）に示すＸＹ波形Ｃ（ｘ）を形成する半径と角度から図６（ｂ）に示す半径変動値ΔＲ（ｘ）を求めるとともに、この半径変動値ΔＲ（ｘ）を変位で微分した図６（ｃ）に示す微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘを算出する。また、この微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘの各値は、ＣＰＵ１２１の指令によって記憶手段１２６に記憶される。
【００８０】
このようにすることで、本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダを使用する際、ＣＰＵ１２１は、記憶手段１２６から微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘの各値を読み出し、図６（ａ）に示す誤差波形から、この微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘそのものを誤差補正値として減算することによって、或いはこの微分値ｄΔＲ（ｘ）／ｄｘに加工を施した値を誤差補正値として減算することによって、図５（ｃ）に実線で示すインクリメンタル出力Ｄ（ｘ）を線形（リニア）な波形にすることができ、ひいては可動被検出物１の変位量の検出誤差の補償を精度良く行う誤差補正処理を実現することができる。
【００８１】
また、上記説明においては、誤差補正機能付エンコーダの出荷時などにおいて一旦誤差補正処理を行い、その誤差補正値を記憶手段１２６のＲＯＭに記憶し、使用時に毎回同じ誤差補正値を使用することとしたが、本発明はこれに限られず、例えば、運転を開始するたびに誤差補正処理を行い、使用時に毎回変わる誤差補正値を使用するものであってもよい。これより、使用時の温度環境が変化した場合や磁気抵抗素子が経時変化した場合であっても、その環境やスペックに適した誤差補正値を使用することができ、ひいては可動被検出物１の変位量の検出誤差の補償精度を更に高めることができる。
【００８２】
なお、上述の実施の形態では、コイル組検出信号Ｓ１ａの出力Ａ（ｘ）およびコイル組検出信号Ｓ１ｂの出力Ｂ（ｘ）に基づいて角度θを算出しているが、例えば、出荷検査時等において可動被検出物１の絶対位置の検出が可能な基準スケールが準備できる場合には基準スケールに基づいて角度θを算出してもよい。この場合は、基準スケールから求められる可動被検出物１の変位を角度に換算することで、角度θを算出することができる。上述の実施の形態では、例えば、λの変位は角度θに換算すると２πとなる。
【００８３】
このように基準スケールに基づいて角度θを算出する場合には、基準スケールによって測定される可動被検出物の絶対変位に対する半径変動値の算出が可能となり、ひいては精度の高い微分値が得られることとなる。従って、精度の高い誤差補正処理を実現することができる。また、例えばエンコーダの出荷時において、基準スケールをもとに誤差補正に用いる微分値を予め算出しておき、エンコーダの使用時に同一の微分値に基づく誤差補正値を使用することで、エンコーダ使用時における誤差補正処理の手間が省け、ひいては適切かつ迅速に誤差補償を行うことができる。
【００８４】
［動作フロー］
図７は、本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダによる誤差補正処理の処理動作を示すフロー図である。なお、ここでは複素形フーリエ級数展開を用いて微分値を算出する。
【００８５】
図７において、まず、コイル組検出信号の入力処理が行われる（ステップＳ７１）。より具体的には、差動増幅アンプ１１ａ，１１ｂから出力されたコイル組検出信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂが誤差補正処理ユニット１２に入力される。
【００８６】
次いで、入力信号の離散化処理が行われる（ステップＳ７２）。より具体的には、誤差補正処理ユニット１２内の入力手段１２２は、Ａ／Ｄ変換を行いコイル組検出信号のデジタル波形を生成する。
【００８７】
次いで、Ｒθ演算処理が行われる（ステップＳ７３）。より具体的には、誤差補正処理ユニット１２内のＲθ演算処理手段１２４は、コイル組検出信号Ｓ１ａをＹ値、コイル組検出信号Ｓ１ｂをＸ値に設定した上で作成されたＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θとを計算する。
【００８８】
次いで、半径変動値が求められる（ステップＳ７４）。より具体的には、誤差補正処理ユニット１２内の微分演算処理手段１２５は、ステップＳ７３によって得られたＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θから半径変動値を求める。
【００８９】
次いで、データ点数の変換処理が行われる（ステップＳ７５）。より具体的には、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ７４で得られたＸＹ波形の半径変動値を内挿計算等によって等間隔のデータ列に近似する。それと共に、次の処理ステップで行われるＦＦＴを適切に行うべくデータ点数を２のｎ乗に変換する。
【００９０】
次いで、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）が行われる（ステップＳ７６）。より具体的には、微分演算処理手段１２５は、ステップＳ７５で得られた２のｎ乗の等間隔離散データ列に対し、離散的な高速フーリエ変換を施す。なお、この離散的な高速フーリエ変換は、離散的なフーリエ変換（複素形フーリエ級数展開）の対称性に着目し、その演算量を大幅に減らして高速に変換するものである。
【００９１】
次いで、フーリエ係数操作が行われる（ステップＳ７７）。より具体的には、微分演算処理手段１２５は、ステップＳ７６によって得られた複素形フーリエ級数の離散データのデータ列に対しフーリエ係数の入れ替えやシフトを行う。
【００９２】
次いで、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）が行われる（ステップＳ７８）。より具体的には、微分演算処理手段１２５は、ステップＳ７７のフーリエ係数操作を行った後のデータ列に対し、離散的な逆高速フーリエ変換を施す。これにより、ステップＳ７４で得られたＸＹ波形の半径変動値の微分値を得ることができる。
【００９３】
最後に、誤差補正処理が行われる（ステップＳ７９）。Ａ相センサとＢ相センサの感度差・位相ズレ・振幅中心ズレ・歪み等が異なることに起因してインクリメンタル出力を計算した場合に生じる誤差波形を、上述のステップＳ７８によって得られた誤差補正値としての微分値を用いて打ち消すことによって誤差補正を実現する。
【００９４】
なお、ここでは誤差波形から微分値を単純に減算することによって誤差補正を実現することとしたが、上述のとおり、微分値に一定の加工を施した微分値に基づく誤差補正値を用いて誤差補正を行ってもよい。
【００９５】
また、上記説明においては、誤差補正機能付エンコーダの出荷時・運転開始時に誤差補正を行うこととしたが、本発明はこれに限られることなく、例えば、使用途中において継続的に補正を行うこととしてもよい。すなわち、ＣＰＵ１２１，Ｒθ演算処理手段１２４，微分演算処理手段１２５による上述の誤差補正処理が行われる度に、計算された誤差補正値を記憶手段１２６の一部であるＲＡＭ等のメモリを上書きし、この誤差補正値を更新しながら継続的に補正を行ってもよい。これより、実際の使用時において、可動被検出物の微小変位が測定できる場合には常時補正が可能となり、運転期間中に環境温度変化や磁気抵抗素子の経時変化があったとしても補正が可能であることから、可動被検出物１の変位量の検出誤差の補償精度を更に高め、誤差補正機能に対する信頼性を向上させることができる。
【００９６】
さらに、常時補正する場合には、絶対位置が分からないので測定位置（変位検出開始位置）を基準とし、その微分値を得ることで十分に無視できる程度まで補償値を得ることができる。さらに精度を上げるために、１回目で得られた補償値で誤差を含む１回目測定値を補償し、その値で再度補償値を算出することで高精度の補償値を得ることができる。かかる処理を補償値が収束するまで数回繰り返すことによって、より高精度の補償値を得ることができる。
【００９７】
例えば、図８の概略フロー図に示すような処理動作が行われることによってより高精度な補償値を得ることができる。すなわち、図８において、まず、コイル組検出信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂが誤差補正処理ユニット１２内に取り込まれる。（ステップＳ８１）。そして、Ｒθ演算処理手段１２４によってＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θとを算出した後に、微分演算処理手段１２５は、ＸＹ波形の半径変動値を求め（ステップＳ８２）、その半径変動値に対して微分処理を施す（ステップＳ８３）。最後に、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ８３より得られた微分値を用いて誤差補正処理を行った後に（ステップＳ８４）、収束判定処理を行う（ステップＳ８５）。このステップＳ８５における収束判定処理について、より具体的には、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ８４の誤差補正処理を行った後の補償値を用いて測定値を補償し、その補償値が一定の値に収束したか否かを判断する。一定の値に収束していないと判定した場合には、処理をステップＳ８２に戻し、上述の処理（ステップＳ８２〜ステップＳ８４）を行った後に再び収束判定処理を行う。一方で、一定の値に収束したと判定した場合には、誤差補正が完了し、より高精度な補償値が得られることとなる。
【００９８】
図９は、本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダによって得られた誤差波形と微分波形を示す図である。
【００９９】
図９において、波形１は、補正前の誤差波形を示しており、波形２は、微分演算処理手段１２５によって得られた微分波形を示している。そして、この微分波形の各値を微分値として、波形１から減算することにより補正後の誤差波形３が得られる。図９によれば、補正前は最大約１１．８μｍあった検出誤差が、補正後は最大約３．１５μｍと、大幅に改善されていることが分かる。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、微分演算処理手段が、Ｒθ演算処理手段によって算出されるＸＹ波形の半径と角度に基づき、その半径の変動を示す半径変動値を求め、この半径変動値を微分した微分値に基づく誤差補正値を使用することによって、可動被検出物の変位量の検出誤差の補償を精度良く行うことが可能な誤差補正機能付エンコーダを提供することができる。
【０１０１】
また、本発明によれば、誤差補正機能付エンコーダの運転期間中における常時補正も可能となり、可動被検出物の変位量の検出誤差の補償精度を更に高め、誤差補正機能に対する信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダの検出部の概略構造を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダの電気的構成を示す電気回路図である。
【図３】検出コイル出力信号とコイル組検出信号の信号波形について説明するための概略図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る誤差補正付エンコーダの誤差補正処理を行う誤差補正処理ユニットの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】Ａ相センサとＢ相センサの出力を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例に係る誤差補正機能付エンコーダによって得られた誤差波形と微分波形を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダによる誤差補正処理の処理動作を示すフロー図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る誤差補正機能付エンコーダにおいて、収束判定を含めた誤差補正を行う際の処理動作の概略を示す概略フロー図である。
【図９】本発明の実施例に係る誤差補正機能付エンコーダによって得られた誤差波形と微分波形を示す図である。
【図１０】理想的な正弦波状のＡ相センサ出力信号とＢ相センサ出力信号を説明するための図である。
【図１１】Ａ相センサ出力とＢ相センサ出力の違い、それに伴うリサージュ波形を示す図である。
【符号の説明】
１２ 誤差補正処理ユニット
１２１ ＣＰＵ
１２２ 入力手段
１２３ 出力手段
１２４ Ｒθ演算処理手段
１２５ 微分演算処理手段
１２６ 記憶手段
１２７ システムバス
Claims (5)
- 可動被検出物の変位に対応してＡ相センサから出力される正弦波状のＡ相信号と、この可動被検出物の変位に対応してＢ相センサから出力される正弦波状のＢ相信号と、を解析することによって可動被検出物の変位信号を出力するエンコーダにおいて、
可動被検出物の一の変位位置において、前記Ａ相信号の出力をＸ値、前記Ｂ相信号の出力をＹ値とし、この可動被検出物の変位範囲における当該Ｘ値と当該Ｙ値とから作成されるＸＹ波形を形成する半径Ｒと角度θとを算出するＲθ演算処理手段と、
前記Ｒθ演算処理手段によって算出された前記角度θの変位に対する前記半径Ｒの半径変動値を求め、この半径変動値を変位で微分することによって微分値を算出する機能を有する微分演算処理手段と、を備え、
前記微分演算処理手段によって算出された微分値に基づく誤差補正値を用いて誤差補正をすることを特徴とする誤差補正機能付エンコーダ。 - 前記微分演算処理手段は、フーリエ級数を用いて前記微分値を算出することを特徴とする請求項１記載の誤差補正機能付エンコーダ。
- 前記Ｒθ演算処理手段は、前記Ａ相信号の出力及び前記Ｂ相信号の出力に基づいて前記角度θを算出することを特徴とする請求項１記載の誤差補正機能付エンコーダ。
- 前記Ｒθ演算処理手段は、基準スケールに基づいて前記角度θを算出することを特徴とする請求項１記載の誤差補正機能付エンコーダ。
- 可動被検出物の変位検出中において、前記Ｒθ演算処理手段によってＲθ演算処理を行い、前記微分演算処理手段によって微分演算処理を行うことによって、前記誤差補正値が更新されることを特徴とする請求項１記載の誤差補正機能付エンコーダ。
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