JP2558287B2 - エンコ−ダ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、変位量の検出や位置検出等に供せられるエ
ンコーダ装置に関する。

（従来の技術） 例えば、回転機器の回転角や回転位置等を検出するた
めのロータリーエンコーダのように、移動体の変位量の
検出や位置検出等にエンコーダ装置が用いられている。
かかるエンコーダ装置は、回転体等の移動体に一定ピッ
チで磁極や窓孔等を形成し、これを磁気的又は光学的に
検出するようになっている。しかし、そのままでは分解
能が不足するので、磁気的又は光学的な検出信号を逓倍
して用いるエンコーダ装置が各種知られている。

実開昭60−161820号公報記載のものはその一つであ
り、一定のピッチ長で磁化された磁気トラックを有する
回転ドラムと、上記磁気トラック近傍に上記ピッチ長に
対し予め定められた間隔で配置された第１及び第２のの
磁気検出体と、第１の磁気検出体の出力を非反転増幅し
て第１の検出信号を得る第１の演算部と、第１の磁気検
出体の出力を反転増幅して第２の検出信号を得る第２の
演算部と、第２の磁気検出体の出力を非反転増幅して第
３の検出信号を得る第３の演算部と、第２の磁気検出体
の出力を反転増幅して第４の検出信号を得る第４の演算
部と、第１及び第２の検出信号から第１の比較信号を得
る第１の電圧比較器と、第２及び第４の検出信号から第
２の比較信号を得る第２の電圧比較器と、第１及び第３
の検出信号から第３の比較信号を得る第３の電圧比較器
と、第１及び第４の検出信号から第４の比較信号を得る
第４の電圧比較器と、第１の比較信号と第２の比較信号
から第１の出力信号を得る第１の排他的論理回路と、第
３の比較信号と第４の比較信号から第２の出力信号を得
る第２の排他的論理回路とを有してなる。

別の従来例として実開昭61−60113号公報記載のもの
もある。これは、回転体から回転に応じて変化する相互
に90゜の位相差を有する第１及び第２の正弦波信号を取
り出す第１及び第２の正弦波信号取り出し装置と、第１
及び第２の正弦波信号を少なくとも１回加算、減算して
複数の正弦波信号を得る正弦波合成回路と、第１及び第
２の正弦波信号並びに上記複数の正弦波信号のゼルクロ
ス点を検出するゼロクロス点検出回路と、基準信号によ
りリセットされ検出されたゼロクロス点の数をカウント
してそのカウントの内容を位置信号として出力するカウ
ンタとを有してなるものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記各従来例によれば、差動増幅器、加算回路、減算
回路等が必要であり、部品点数が多く、信頼性にも難点
がある。また、オペアンプやコンパレータが多いため、
それぞれのオフセット調整用ボリウムが必要であり、調
整の作業性が悪く、信頼性も悪い。そして、上記後者の
従来例の場合は、加算，減算回路の出力をゼロクロス点
検出回路に入力する必要があるため、加算，減算回路は
周波数特性に優れたオペアンプを使用しなければなら
ず、不利であ。

本発明は、かかる従来の問題点を解消するためになさ
れたもので、回路部品数を少なくすることにより安価で
信頼性が高く、また、周波数特性を向上させることがで
き、原点信号パルスも、逓倍したインクリメンタル相の
パルス幅に適合したパルス幅にすることができるエンコ
ーダ装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、連続した一定ピッチのインクリメンタル相
信号が信号トラックに記録されると共に所定位置を示す
原点相信号が記録された移動体と、上記信号トラックの
インクリメンタル相信号を読み取って位相差を有する複
数の出力信号を得る第１のセンサと、上記原点相信号を
読み取る第２のセンサと、上記第１のセンサの出力信号
からｍ倍（ｍ≧２）のパルス数にすると共に90゜の位相
差を有する２個のインクリメンタル信号を出力する逓倍
回路と、この逓倍回路のインクリメンタル出力信号を形
成するための信号と上記第２のセンサから得た原点相信
号から上記インクリメンタル信号の周期に対して1.5倍
未満のパルス幅を有する原点信号に変換する周期変換手
段とを具備することを特徴とする。

（作用） 移動体が移動すると、第１のセンサが移動体の信号ト
ラックのインクリメンタル相信号を読み取って位相差を
有する複数の信号を出力し、第２のセンサが移動体の原
点相信号を読み取って原点相信号を得る。逓倍回路は、
第１のセンサの出力信号からｍ倍（ｍ≧２）のパルス数
にすると共に90゜の位相差を有する２相のインクリメン
タル信号を出力し、周波数変換手段が、上記インクリメ
ンタル信号を形成するための信号と第２のセンサによる
原点相信号からインクリメンタル信号の周期に対し1.5
倍未満のパルス幅の原点信号を出力する。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明に係るエンコーダ装
置の実施例を説明する。

第１図において符号１は第１のセンサ、２は第２のセ
ンサである。第１のセンサ１は、移動体のインクリメン
タル相信号を読み取るものであり、第２のセンサ２は、
移動体に記録された原点信号を読み取るものである。

これらセンサ1,2と移動体の各信号相の具体的構成を
第６図に示す。第６図において、符号15は移動体の信号
トラックであり、この信号トラック15には連続した一定
ピッチで磁極が形成されることによりインクリメンタル
相信号16が記録されており、また、移動体の所定位置を
示す原点相信号17が所定の磁極ピッチｐで形成されてい
る。信号トラック15に対向させて８個の磁気抵抗ストラ
イプR1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8（以下、磁気抵抗ストラ
イプについては単に「R1」「R2」のように略称する）が
この順に信号トラック方向に配置してある。各R1〜R8は
信号トラック15の幅方向に長くなっている。R1〜R8は第
１のセンサ１を構成するものであり、R1〜R4は一組のセ
ンサ1aを構成し、R5〜R8は他の一組のセンサ1bを構成す
る。インクリメンタル相信号16のＮ極とＳ極の１周期の
間隔をλとすると、センサ1aを構成するR1〜R4の相互間
隔及びセンサ1bを構成するR5〜R8の相互間隔はλ/4とな
っており、隣接するセンサ1aのR4とセンサ1bのR5の相互
間隔は３λ/8となっている。R2とR3は電源Vccに直列に
接続されてその中間からインクリメンタル相信号P1が読
み出され、R1とR4は電源Vccに直列に接続されてその中
間から上記信号P1に対し逆位相の信号▲▼が読み出
される。同様にR6,R7が電源Vccに直列に、R5,R8が電源V
ccに直列に接続され、R6,R7の中間からインクリメンタ
ル相信号P2が、R5,R8の中間から信号P2に対し逆相の信
号▲▼が読み出される。このようにして、第１のセ
ンサ１はインクリメンタル相信号16を読み取って位相差
を有する複数の出力信号を得る。

前記原点相信号17に対しては、第２のセンサ２を構成
する二つの磁気抵抗ストライプR11,R12が対向配置され
ている。R11,R12は電源Vccに直列に接続されると共に、
原点相信号17のトラック幅方向に長くなるように配置さ
れ、かつ、同トラック方向に原点相信号ピッチｐよりも
小さい間隔ｄで配置されている。R11,R12の中間からは
原点相信号P0が読み出される。

第１図において、信号▲▼,P1はコンパレータCmp
1により比較されて信号Paが得られる。信号P1,▲▼
はコンパレータCmp2で比較されて信号Pbが得られる。信
号▲▼,P2はコンパレータCmP3で比較されて信号Pc
が得られる。信号P1,P2はコンパレータCmp4で比較され
て信号Pdが得られる。また、原点相信号P0はコンパレー
タCmp5で参照電圧Vrefと比較されて信号Peが得られる。
信号Pb,Pdはイクスクルーシブオア回路E01で排他論理出
力Pgが得られ、信号Pa,Pcはイクスクルーシブオア回路E
02で排他論理出力Pfが得られる。コンパレータCmp1〜Cm
p4とイクスクルーシブオア回路E01,E02を含む回路部分
は、第１のセンサ１の各出力信号に対応するパルス数の
信号と、センサ１の各出力信号に対し２倍のパルス数で
90゜の位相差を有する２層のインクリメンタル信号Pg,P
fを出力する逓倍回路３を構成している。

上記信号PcはインバータIN1で反転されたのち切換ス
イッチSW1の接点ａを介してアンド回路A1に入力され、
アンド回路A1にはさらに信号Pa,Peが入力される。スイ
ッチSW1は接点ｂ側に切り換えることによりアンド回路A
1に電源Vccを選択して入力することができる。アンド回
路A1は、スイッチSW1が接点ａを選択した状態で上記逓
倍回路３のインクリメンタル出力信号Pg,Pfを形成する
ための信号Paおよび信号Pcの反転信号と第２のセンサ２
から得た原点相信号からインクリメンタル信号の周期に
対応したパルス幅を有する原点信号Phに変換する周期変
換手段４を構成している。スイッチSW1が接点ｂを選択
しているときは、アンド回路A1は原点信号Piを出力す
る。

次に、上記実施例の動作を第２図乃至第５図を参照し
ながら説明する。

第２図は切換スイッチSW1が接点ａを選択している状
態であり、この状態での動作を第３図に示す。移動体の
移動によって信号トラック15が移動するとそのインクリ
メンタル相信号を各磁気抵抗ストライプR1〜R8が検出し
て複数の出力信号▲▼，▲▼,P1,P2を出力す
る。これらの出力信号は第３図の上段に示すように近似
正弦波状の信号であり、それぞれ90゜ずつ位相がずれて
いる。第３図においてPa,Pb,Pc,Pdはそれぞれコンパレ
ータCmp1〜Cmp4の出力であり、それぞれ第１のセンサ１
の出力▲▼，▲▼,P1,P2に対応した周期のパル
スとなり、かつ、位相が90゜ずつずれており、逓倍無し
のインクリメンタル信号として供することができる。イ
クスクルーシブオア回路E01,E02による信号PaとPcの排
他論理出力Pf及び信号PbとPdの排他論理出力Pgは、第３
図に示すように第１のセンサ１の出力信号の２倍に逓倍
されると共に互いに90゜の位相差を有しており、２逓倍
のインクリメンタル信号として供することができる。第
３図においてPaPc及びPbPdの「」は排他論理を示
す。

一方、原点相信号P0はコンパレータCmp5で参照電圧Vr
efと比較されて第３図に示すように比較的幅の広いパル
ス信号Peに変換される。この信号Peと、前記信号Paと、
信号Pcの反転信号はアンド回路A1により論理積がとら
れ、原点信号Phとして出力される。アンド回路A1でなる
周期変換手段４は、原点相信号Peを、前記逓倍回路３の
出力であるインクリメンタル信号Pfに同期し、かつ、同
信号Pfの周期の1/2のパルス幅の原点信号Phに変換す
る。第３図下段は上記各信号Pf,Pg,Phを比較して示す。

このように、インクリメンタル信号は２倍に逓倍され
るため分解能を２倍に向上させることができると共に、
インクリメンタル信号の逓倍に伴って原点信号のパルス
幅もインクリメンタル信号の周期に適合したパルス幅に
変換されるため、原点検出の精度も分解能の向上に対応
させて向上させることができる。

第４図は、第１図の回路例においてスイッチSW1を接
点ｂ側に切り換えた状態を示すものであり、その場合の
動作を第５図に示す。ここでは、３入力のアンド回路A1
の一つの入力には電源Vccが加えられ、実質的には信号P
aと信号Peの２入力となって、信号Paと同期しかつ信号P
aと同じパルス幅の原点信号Piが得られる。この原点信
号Piを、前記スイッチSW1を接点ａ側に切り換えた場合
の原点信号Phと比較すると、パルス幅が２倍になってい
る。従って、上記原点信号Piは、インクリメンタル信号
が逓倍されない場合の原点信号として適合するものであ
り、この場合は逓倍されない信号Pa,Pcがインクリメン
タル信号として用いられ、逓倍された出力Pg,Pfはこの
場合は関係ないので、第４図では関係のない部分は省略
されている。

以上述べた実施例によれば、コンパレータと簡単な論
理回路によりインクリメンタル信号の逓倍回路を構成す
ることができ、差動増幅器や、加算，減算回路や、オペ
アンプ等を用いる必要がないため、部品点数が少なく信
頼性も向上するし、オフセット調整等も不要なため、調
整作業の簡略化を図ることができる。また、信号の比較
動作と論理動作だけでよく、ゼロクロス検出や加算，減
算動作を行わせる必要がないため、周波数特性の優れた
回路部品等を用いる必要がないし、動作の安定したエン
コーダ装置を提供することができる。さらに、原点相信
号を、逓倍されたインクリメンタル信号の周期に対応し
た周期のパルス幅を有する原点信号に変換する周期変換
手段を設けたため、インクリメンタル信号の逓倍に応じ
た精度のよい原点信号を得ることができる。さらに、ス
イッチSW1の切り換えにより、必要に応じてインクリメ
ンタル信号を逓倍有りの状態と逓倍無しの状態に任意に
切り換えることができる。なお、スイッチSW1に代えて
ジャンパー線の接続位置の選択により逓倍有りと逓倍無
しの状態を任意に切り換えるようにしてもよい。

なお、第１図の実施例において、各コンパレータCmp1
〜Cmp5の各入力を反転させるなど、各コンパレータの結
線を変更してもよい。また、信号P1,P2の反転信号は、
インバータを介することによって得るようにしてもよ
い。逓倍回路３及び周期変換手段４における論理回路
は、他の同等の論理回路に変更してもよい。

本発明に係るエンコーダ装置における移動体の移動の
検出方式は磁気式に限られるものではなく、例えば、第
７図、第８図に示すように光学的な検出方式を用いても
よい。第７図において、回転軸等に取りつけられる移動
体としての回転体７の外周縁部にはインクリメンタル相
をなす多数の窓孔８が一定ピッチで形成されると共に、
窓孔８の列の内周側に原点相をなす一つの窓孔９が形成
されている。これら窓孔８の形成位置及び窓孔９の形成
位置を挟んで発光素子と受光素子が不動部に固定されて
おり、この発光素子と受光素子の間を窓孔8,9が通過す
るたびに発光素子からの光を受光素子が受光して検出信
号を発する。

第８図において、符号11は第１のセンサを、12は第２
のセンサを示す。第１のセンサ11は上記窓孔８を通った
光を検出する二つの受光素子11a,11bとこれら受光素子
の検出信号を反転する反転回路13,14を有してなる。受
光素子11a,11bは前記第１の実施例における第1,第２の
センサ部1a,1bに相当するものであり、所定の間隔をお
いて配置されることにより所定の位相差を有する信号P
1,P2を出力する。また、反転回路13,14は上記信号の反
転信号▲▼，▲▼を出力する。一方、第２のセ
ンサ12は前記窓孔９を通った光を検出する受光素子12a
を有してなり、原点相信号P0を出力する。これらの信号
P1,P2,▲▼，▲▼,P0は前記第１の実施例にお
ける同じ符号の信号と同様に処理される。

第１のセンサは必ずしも４つの近似正弦波信号を出力
する必要はなく、第９図の実施例のように90゜位相差の
３つの近似正弦波信号P1,▲▼,P2を出力するように
してもよい。即ち、第１のセンサ１に含まれる第１のセ
ンサ部を、電源Vccに対し抵抗R3,R2を直列に接続してな
るセンサ部1a′として近似正弦波信号P1のみが得られる
ようにし、コンパレータCmp1では上記信号P1を参照電圧
Voと比較してパルス信号Paを得るようにする。それ以外
の構成は前記第１の実施例と同様であり、逓倍されたイ
ンクリメンタル信号Pg,Pfと、この逓倍されたインクリ
メンタル信号の周期に対応したパルス幅をもつ原点信号
Phが得られる。

移動体の信号トラックのインクリメンタル相信号を読
み取る第１のセンサが、位相差を有するより多くの近似
正弦波信号を出力することができれば、インクリメンタ
ル信号の逓倍数をより多くすることができるし、必要に
応じて簡単な配線の変更で例えば４逓倍、２逓倍、逓倍
無し等を任意に選択することができる。第10図はその実
施例を示し、第11図はその動作を示す。

第10図において、第１のセンサ21は４つのセンサ部21
a,21b,21c,21dからなる。センサ部21a,21bは前記実施例
におけるセンサ部1a,1bと同様に構成され、互いに90゜
位相差の近似正弦波信号▲▼,P1,▲▼,P2を出
力する。これらのセンサ部21a,21bの中間にセンサ部21
c,21dが配置されている。このセンサ部21c,21dは他のセ
ンサ部21a,21bと同様の磁気抵抗ストライプと同様の構
成で同様の配線からなり、近似正弦波信号P3,P4とその
逆位相の近似正弦波信号▲▼，▲▼が出力され
る。その結果、第１のセンサ21から出力される８つの近
似正弦波信号P1,P2,P3,P4,▲▼，▲▼，▲
▼，▲▼の位相差は45゜となる。一方、符号22で示
す第２のセンサは、移動体の原点相信号を読み取って近
似正弦波信号P0を出力する。

上記信号▲▼,P1はコンパレータCmp11で比較され
てパルス信号Paaとされ、以下同様に、▲▼,P3はCm
p12で比較されて信号Pabとされ、▲▼,P3はCmp13で
比較されて信号Pacとされ、P3,▲▼はCmp14で比較
されて信号Padとされ、▲▼,P2はCmp15で比較され
て信号Paeとされ、▲▼,P4はCmp16で比較されて信
号Pafとされ、▲▼,P4はCmp17で比較されて信号Pag
とされ、P1,P4はCmp18で比較されて信号Pahとされる。
信号P0はCmp19で参照電圧Vrefと比較されてパルス信号P
a0とされる。イクスクルーシブオア回路E03は信号Paa,P
aeの排他論理信号Paiを出力し、以下同様に、E04は信号
Pab,Pafの排他論理信号Pajを、E05は信号Pac,Pagの排他
論理信号Pakを、E06は信号Pad,Pahの排他論理信号Palを
出力する。さらに、E07は信号Pai,Pakの排他論理信号Pa
mを、E08は信号Paj,Palの排他論理信号Panを出力する。
Cmp11〜Cmp18とE03〜E08を含む構成部分は、第１のセン
サ21の出力信号からｍ倍（ｍ≧２）のパルス数にすると
共に90゜の位相差を有する２相のインクリメンタル信号
Pam,Panを出力する逓倍回路23を構成している。

４入力のアンド回路A2には信号Paaと信号Pa0が入力さ
れると共に、信号PaeがインバータIN2と切換スイッチSW
1の接点ａを介して入力され、かつ、信号Pamが切換スイ
ッチSW2の接点ｃを介して入力される。スイッチSW1は接
点ｂ側に切り換えることにより電源Vccをアンド回路A2
に入力する。スイッチSW2は接点ｄ側に切り換えること
により電源Vccをアンド回路A2に入力する。アンド回路A
2は、逓倍回路23のインクリメンタル出力信号Pamおよひ
インクリメンタル出力信号Pam,Panを形成するための信
号と第２のセンサ22から得た原点相信号から、逓倍回路
23で得られるインクリメンタル信号の周期に対応したパ
ルス幅の原点信号に変換する周期変換手段24を構成して
いる。

第11図に示すように、信号Paa〜Pakは第１のセンサ21
から出力される８つの近似正弦波信号に対応した周期の
パルス信号であって、相互の位相差が45゜のパルス信号
となる。これらのパルス信号Paa〜Pakはイクスクルーシ
ブオア回路E03〜E06によってそれぞれ２逓倍されかつ相
互に45゜の位相差のパルス信号Pai〜Palとなる。さらに
このパルス信号Pai〜Palはイクスクルーシブオア回路E0
7,E08により２逓倍（信号Paa〜Pakに対しては４逓倍）
され、かつ、相互に90゜の位相差をもつパルス信号Pam,
Panとなる。従って、信号Pam,Panをとれば、第１のセン
サ21の出力信号から４倍に逓倍されたパルス数で90゜の
位相差を有する２相のインクリメンタル信号を得ること
ができる。また、信号Pai,Pakをとれは、第１のセンサ2
1の出力信号から２倍に逓倍されたパルス数で90゜の位
相差を有する２相のインクリメンタル信号を得ることが
できる。さらに、信号Paa,Paeをとれば、第１のセンサ2
1の出力信号に対し逓倍無しの90゜位相差の２相のイン
クリメンタル信号を得ることができる。

ここで、切換スイッチSW1,SW2の各切換状態での動作
について説明する。いま、スイッチSW1が接点ａに、ス
イッチSW2が接点ｃ側に切り換えられているものとす
る。アンド回路A2は信号Paa,Pam,Pa0と信号Paeの反転信
号の論理積をとって信号Papを出力する。この信号Pap
は、４逓倍された信号Pam,Panと同期しかつ同信号と同
等のパルス幅の信号となり、逓倍されたインクリメンタ
ル信号の周期に対応した原点信号として供することによ
り、精度の良い原点検出を行うことができる。

次に、スイッチSW1が接点ａに、スイッチSW2が接点ｄ
に切り換えられているものとすると、アンド回路A2では
実質的に信号Pae,Pa0と信号Paeの反転信号との論理積が
とられることになり、信号Pap′が出力される。この信
号Pap′は、２逓倍された信号Pa,Pakに同期しかつ同信
号と同等のパルス幅となり、逓倍されたインクリメンタ
ル信号を周期に対応した原点信号として供することがで
きる。

スイッチSW1が接点ｂに、スイッチSW2が接点ｄに切り
換えられているものとすると、アンド回路A2では実質的
に信号PaaとPa0の論理積がとられることになり、信号Pa
p″が出力される。この信号Paa″は、逓倍無しの信号Pa
a,Paeに同期しかつ同信号と同等のパルス幅の原点信号
として供することができる。

上記第10図の実施例において、第１のセンサ21の近似
正弦波信号のうち信号▲▼,P2,▲▼がなくて
も、残りの５個の45゜位相差の近似正弦波信号を用いる
ことにより、４逓倍の２相インクリメンタル信号を得る
ことができる。第12図はその実施例を示しており、第１
のセンサ21′に含まれる第１、第２、第３のセンサ部21
b′,21c′,21d′の磁気抵抗ストライプの構成を簡略化
して各センサ部からはそれぞれ一つの近似正弦波信号▲
▼,P3,P4のみが出力されるようになっている。そし
て、コンパレータCmp13では信号P3を参照電圧Vrf1と比
較してパルス信号Pacを得、コンパレータCmp15では信号
▲▼を参照電圧Vrf2と比較してパルス信号Paeを
得、コンパレータCmp17では信号P4を参照電圧Vrf3と比
較して信号Pagを得る。このように、第１のセンサ21′
の検出信号に基づいて得られるパルス信号は第10図の実
施例の場合と同様であり、他の構成部分を第10図の実施
例と同様に構成することにより第10図の実施例と同じ作
用効果を奏する。

なお、前記信号▲▼,P2,▲▼のうち１個又は
２個を除いても、コンパレータの接続を第12図の場合の
ように変更することにより、所定の信号を得ることがで
きる。

このように、第１のセンサを構成する検出素子、例え
ば磁気抵抗ストライプの数を増やせば、インクリメンタ
ル信号の逓倍数を増やすことができるし、逓倍数に応じ
た幅の狭いパルス信号でなる原点信号を出力するエンコ
ーダ装置を実現することができる。そして、第１のセン
サの出力信号の位相差に応じてインクリメンタル信号の
逓倍数を変えることことができる。例えば、位相差60゜
のセンサ出力を得て３逓倍のインクリメンタル出力、位
相差22.5゜のセンサ出力を得て８逓倍のインクリメンタ
ル出力、位相差36゜のセンサ出力を得て５逓倍のインク
リメンタル出力、位相差30゜のセンサ出力を得て６逓倍
のインクリメンタル出力等を得ることができる。

第13図は位相差60゜のセンサ出力を得て３逓倍のイン
クリメンタル出力を得る場合の実施例を示し、第14図は
その動作を示す。第13図において第１のセンサ31は所定
の相互間隔をおき、かつ、移動体に対して対向配置され
た第1,第2,第３のセンサ部31a,31b,31cを有してなり、
これらのセンサ部31a,31b,31cは、移動体の信号トラッ
クのインクリメンタル相信号を読み取って、第14図の上
段に示すように相互に60゜の位相差を有する近似正弦波
状の信号P11,P12,P13,▲▼，▲▼，▲
▼を出力する。信号P11,▲▼はコンパレータCm
p21で比較されて信号P11に同期しかつ同信号P11の周期
の1/2のパルス幅のパルス信号P21とされる。以下同様
に、信号P11,▲▼はコンパレータCmp22で比較さ
れて信号P22とされ、信号P12,▲▼はコンパレー
タCmp23で比較されて信号P23とされ、信号P12,▲
▼はコンパレータCmp24で比較されて信号P24とされ、信
号P13,▲▼はコンパレータCmp25で比較されて信
号P25とされ、信号P11,P13はコンパレータCmp26で比較
されて信号P26とされる。これらの信号P21〜P26は第14
図に示すように相互に30゜の位相差を有する。信号P21,
P23はアンド回路A11に、信号P21,P25はアンド回路A12
に、信号P23,P25はアンド回路A13に、信号P24,P22はア
ンド回路A14に、信号P26,P22はアンド回路A15に、信号P
26,P24はアンド回路A16にそれぞれ入力され、それぞれ
論理積信号P27,P28,P29,P31,P32,P33が得られる。これ
らの信号P27〜P29,P31〜P33は、第14図に示すように、
周期が前記信号P21〜P26と同じでパルス幅が前記信号P2
1〜P26のパルス幅の1/3のパルス信号となる。信号P27,P
28,P29はオア回路011により論理和信号P30とされ、信号
P31,P32,P33はオア回路012により論理和信号P34とされ
る。信号P30,P34は、第14図に示すように、第１のセン
サ31で得られる各信号が３倍に逓倍された形のパルス信
号となると共に90゜の位相差を有し、これをインクリメ
ンタル信号として供することができる。コンパレータCm
p21〜Cmp26と、アンド回路A11〜A16及びオア回路011,01
2を含む構成成分は、逓倍された２相のインクリメンタ
ル信号P30,P34を出力する逓倍回路33を構成する。

一方、第２のセンサ32は移動体の原点相信号を読み取
って原点信号P00を出力する。この信号P00はコンパレー
タCmp35で参照電圧Vrefと比較され、第14図に示すよう
に比較的幅の広いパルス信号でなる原点信号P35とさ
れ、アンド路A18に入力される。アンド回路A18にはま
た、切換スイッチSW3の接点をｅ又はｆに切り換えるこ
とにより信号P27又は信号P21が選択的に入力される。ア
ンド回路A18を含む構成部分は、逓倍回路33のインクリ
メンタル出力信号を形成するための信号P21又はP27と原
点相信号P35から、逓倍回路33から出力されるインクリ
メンタル信号の周期に対応したパルス幅の原点信号に変
換する周期変換手段34を構成している。

いま、上記スイッチSW3が接点ｅ側に切り換えられて
いるものとすると、アンド回路A18からは信号P35と信号
P27の論理積信号P36が出力される。この信号P36は、第1
4図に示すように、第１のセンサの出力が３倍に逓倍さ
れてなるインクリメンタル信号P30,P34のパルス幅と同
じパルス幅で信号P30に同期した原点信号となる。次
に、スイッチSW3が接点ｆ側に切り換えられているもの
とすると、アンド回路A18からは信号P35と信号P21の論
理積信号P36′が出力される。この信号P36′は、第14図
に示すように、第１のセンサの出力が逓倍されないとき
のインクリメンタル信号P21,P24のパルス幅と同じパル
ス幅で信号P21に同期した原点信号となる。

このように、上記実施例の場合も、インクリメンタル
信号の逓倍数に対応したパルス幅の原点信号を得ること
ができるため、インクリメンタル信号の逓倍数に対応し
て精度の良い原点検出を行うことができる。

以上述べた各実施例では、原点信号がインクリメンタ
ル信号の片方に同期するように論理回路が組まれていた
が、原点信号は必ずしもインクリメンタル信号に同期さ
せる必要はなく、例えば、インクリメンタル相信号の略
１周期分の長さにするとか、インクリメンタル相信号の
1.5周期未満の長さにしてもよい。このように原点信号
とインクリメンタル信号とが同期しない場合は、エンコ
ーダ装置の外部回路で同期をとって使用すればよい。た
だし、原点信号のパルス幅はインクリメンタル信号の周
期の1.5倍未満にする。そうしないと１パルスとしての
原点信号が得られない。第15図はこのように構成した場
合の各信号波形を示すもので、A,Bは90゜位相差の２相
のインクリメンタル信号であり、このインクリメンタル
信号の１周期をａとすると、この１周期ａの1.5倍未満
のパルス幅を有する原点信号Ｚが得られる場合を示して
いる。原点信号Ｚのパルス幅はインクリメンタル信号の
１周期の1.5倍未満であるから、両者を重ねると原点信
号Ｚの両端に隙間G1,G2が生じる。この原点信号Ｚとイ
ンクリメンタル信号Ａは外部回路により論理積Ａ・Ｚを
とることにより、第15図に示すように、最終的にはイン
クリメンタル信号に同期しかつインクリメンタル信号の
パルス幅と同じパルス幅の原点信号とすることができ
る。

このように、原点信号は必ずしもインクリメンタル信
号と同期する必要はないが、外部処理によって最終的に
インクリメンタル信号と同期した原点信号を得るために
は、周期変換手段において、インクリメンタル信号の周
期の1.5倍未満の原点信号に変換する必要がある。

なお、原点信号は、論理を逆にして原点検出位置でロ
ーレベルとなるようにしてもよい。これは外部回路との
関係によって決まる。

（発明の効果） 本発明によれば、次のような効果を奏する。

オペアンプを使用する必要がないため、コストが安く
なると共に、オフセット調整箇所が減って組立，調整の
作業性が向上し、かつ、信頼性も向上する。また、オペ
アンプがないため、オペアンプによる遅れがなくなり、
周波数特性が向上する。

移動体の構成及びこれと組み合わせられる磁気抵抗ス
トライプや発光，受光素子等の構成は従来の同じ構成の
ままでインクリメンタル信号を簡単に逓倍できる。そし
て、逓倍されたインクリメンタル信号のパルス幅に対応
したパルス幅の原点信号を得ることができるため、逓倍
されたインクリメンタル信号に対応した精度の良い原点
検出を行うことができる。

検出素子の数を増すことにより、容易にインクリメン
タル信号の逓倍数を増やすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンコーダ装置の一実施例を示す
回路図、第２図は同上実施例の一つの動作モードを示す
回路図、第３図は同上動作モードでの動作を示すタイミ
ングチャート、第４図は上記実施例の別の動作モードを
示す回路図、第５図は同上動作モードでの動作を示すタ
イミングチャート、第６図は上記実施例に用いられるセ
ンサ部分の構成例を示す正面図、第７図は本発明に適用
可能な移動体の例を示す正面図、第８図は同上移動体と
組み合わせて用いることができるセンサ部分の構成例を
示すブロック図、第９図は本発明に係るエンコーダ装置
の別の実施例を示す回路図、第10図は本発明に係るエン
コーダ装置のさらに別の実施例を示す回路図、第11図は
同上実施例の動作を示すタイミングチャート、第12図は
本発明に係るエンコーダ装置のさらに別の実施例を示す
回路図、第13図は本発明に係るエンコーダ装置のさらに
別の実施例を示す回路図、第14図は同上実施例の動作を
示すタイミングチャート、第15図は本発明に係るエンコ
ーダ装置の変形例を説明するためのタイミングチャート
である。 1,21,31……第１のセンサ、2,22,32……第２のセンサ、
3,23,33……逓倍回路、4,24,34……周期変換手段、15…
…信号トラック、16……インクリメンタル相信号、17…
…原点相信号。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続した一定ピッチのインクリメンタル相
   信号が信号トラックに記録されると共に所定位置を示す
   原点相信号が記録された移動体と、上記信号トラックの
   インクリメンタル相信号を読み取って位相差を有する複
   数の出力信号を得る第１のセンサと、上記原点相信号を
   読み取る第２のセンサと、上記第１のセンサの出力信号
   からｍ倍（ｍ≧２）のパルス数にすると共に90゜の位相
   差を有する２個のインクリメンタル信号を出力する逓倍
   回路と、この逓倍回路のインクリメンタル出力信号を形
   成するための信号と上記第２のセンサから得た原点相信
   号から上記インクリメンタル信号の周期に対して1.5倍
   未満のパルス幅を有する原点信号に変換する周期変換手
   段とを具備することを特徴とするエンコーダ装置。