JP3039512B2 - ロータリエンコーダカウント装置およびロータリエンコーダカウント方法、並びに記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリエンコー
ダカウント装置およびロータリエンコーダカウント方
法、並びに記録媒体に関し、特に、ロータリエンコーダ
から出力される信号の変化をカウントする場合におい
て、ノイズ等による誤カウントがないようにしたロータ
リエンコーダカウント装置およびロータリエンコーダカ
ウント方法、並びに記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ソフトウェアによるロータリエン
コーダカウントは、出力信号のエッジを検出し、それを
カウントすることにより行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ソフトウェアによるロータリエンコーダカウントにおい
ては、ノイズ等による信号変化が原因となって、カウン
ト誤差を生じる場合がある課題があった。

【０００４】これは、ロータリエンコーダの出力信号が
ノイズ等によって変化した場合でも、その変化を正常な
信号変化としてカウントしてしまうためである。

【０００５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、ロータリエンコーダの出力信号の変化をカ
ウントする場合において、ノイズ等の影響を排し、誤り
のないカウントを行うことができるようにするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のロータ
リエンコーダカウント装置は、ロータリエンコーダから
出力される出力信号の変化をカウントするロータリエン
コーダカウント装置であって、出力信号の変化を検出す
る検出手段と、検出手段により、出力信号の変化が検出
されてから、所定の基準時間だけ計時する計時手段と、
計時手段により、基準時間だけ計時されたときの出力信
号のレベルを計測する計測手段と、計測手段によって計
測された出力信号のレベルを記憶する第１の記憶手段
と、所定のタイミングで転送されてきた第１の記憶手段
に記憶されている出力信号のレベルを記憶する第２の記
憶手段と、第１の記憶手段に記憶されているレベルと、
第２の記憶手段に記憶されているレベルに基づいて、ロ
ータリエンコーダの出力信号の変化をカウントしたカウ
ント値を更新するか否かを判定する判定手段と、判定手
段の判定結果に応じて、カウント値を更新する更新手段
とを備え、第１の記憶手段に記憶されている出力信号の
レベルは、判定手段による判定処理が終了したタイミン
グで、第２の記憶手段に転送されることを特徴とする。
また、計時手段によって計時される時間は、出力信号の
レベルが変化する周期より短く、ノイズにより出力信号
のレベルが変動する時間より長い時間であるようにする
ことができる。また、判定手段は、第１の記憶手段に記
憶されている出力信号のレベルと、第２の記憶手段に記
憶されている出力信号のレベルとが異なる場合、カウン
ト値を更新すべきであると判定するようにすることがで
きる。また、検出手段は、ロータリエンコーダの出力信
号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジを検出す
るようにすることができる。請求項５に記載のロータリ
エンコーダカウント方法は、ロータリエンコーダから出
力される出力信号の変化をカウントするロータリエンコ
ーダカウント方法であって、出力信号の変化を検出し、
出力信号の変化が検出されてから、所定の基準時間だけ
計時し、基準時間だけ経過したときの出力信号のレベル
を計測し、計測された出力信号のレベルと、前回出力信
号の変化が検出されてから基準時間だけ経過したときに
計測された出力信号のレベルに基づいて、ロータリエン
コーダの出力信号の変化をカウントしたカウント値を更
新するか否かを判定し、判定結果に応じて、カウント値
を更新することを特徴とする。請求項６に記載の記録媒
体は、請求項５に記載のロータリエンコーダカウント方
法を実行可能なプログラムが記録されていることを特徴
とする。本発明に係るロータリエンコーダカウント装置
およびロータリエンコーダカウント方法、並びに記録媒
体においては、出力信号のエッジが検出されてから所定
の時間だけ経過したときの出力信号のレベルを計測し、
計測された出力信号のレベルと、前回エッジが検出され
てから所定の時間だけ経過したときに計測された出力信
号のレベルに基づいて、ロータリエンコーダのカウント
値を更新するか否かを判定し、判定結果に応じて、ロー
タリエンコーダのカウント値を更新する。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のロータリエンコ
ーダカウント装置の一実施の形態の構成例を示すブロッ
ク図である。ロータリエンコーダ１０は、回転するのに
伴って、例えば、位相が約９０度異なる２相パルスであ
る信号Ａ及び信号Ｂを出力するようになされている。エ
ッジ検出部１１は、ロータリエンコーダ１０より供給さ
れた信号Ａのレベルが変化するエッジを検出し、エッジ
が検出されたとき、所定の検出信号を出力するようにな
されている。

【０００８】タイマカウント１２は、エッジ検出部１１
より、信号Ａのレベルが変化するエッジを検出したこと
を示す検出信号が供給されたとき、カウント動作を開始
する。そして、所定の基準時間に対応するカウント数を
カウントし、カウント動作が終了したとき、所定のカウ
ント終了信号を出力するようになされている。

【０００９】ロータリエンコーダカウント部１００を構
成するレベル判定部１０１は、タイマカウント１２より
カウント終了信号が供給されたタイミングで、ロータリ
エンコーダ１０より供給される信号Ａ及び信号Ｂの各レ
ベルを判定し、判定結果としての信号Ａ及び信号Ｂの各
レベルをメモリ１３に供給する。また、信号Ａ及び信号
Ｂの各レベルを判定したことを示す信号を後述するロー
タリエンコーダカウント更新条件判定部１０２に供給す
るようになされている。ここで、ロータリエンコーダカ
ウント部１００は、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃ
ｅｓｓｉｎｇｕｎｉｔ）上で動作するソフトウェアによ
って構成することができる。

【００１０】メモリ１３は、レベル判定部１０１より供
給されるロータリエンコーダ１０が出力する今回の信号
Ａ、Ｂの各レベルを格納するようになされている。ま
た、ロータリエンコーダカウント更新条件判定部１０２
によって更新条件が判定された後、次回の更新条件の判
定処理を行うために、メモリ１３に格納されている今回
の信号Ａ，Ｂの各レベルがメモリ１４に転送されるよう
になされている。そして、メモリ１４は、メモリ１３よ
り転送されてきた信号Ａ，Ｂの各レベルを、前回の信号
Ａ，Ｂの各レベルとして格納するようになされている。

【００１１】ロータリエンコーダカウント更新条件判定
部１０２は、メモリ１３に格納されている今回の信号Ａ
のレベルと、メモリ１４に格納されている前回の信号Ａ
のレベルとを比較し、ロータリエンコーダカウント更新
条件を満たすか否かを判定するようになされている。そ
して、その判定結果をロータリエンコーダカウント更新
部１０３に供給するようになされている。

【００１２】後述するように、ロータリエンコーダカウ
ント更新条件は、今回の信号Ａのレベルと前回の信号Ａ
のレベルとが一致していないことである。信号Ａの変化
があったとき、信号Ａ、Ｂの各レベルをメモリ１３に格
納するが、信号変化が起きてから、信号のレベルを判定
し、それをメモリ１３に格納する処理の開始をタイマカ
ウント１２により所定の基準時間だけ遅らせることで、
本来の信号Ａの変化周期に比べて短い時間で変化する不
正な信号変化によるロータリエンコーダカウントの更新
を防止するようにしている。

【００１３】ロータリエンコーダカウント更新部１０３
は、ロータリエンコーダカウント更新条件判定部１０２
より、ロータリエンコーダカウント更新条件を満たすと
いう判定結果が供給されたとき、ロータリエンコーダカ
ウントを更新するようになされている。

【００１４】次に、図１乃至図３を参照して、その動作
について説明する。図２は、図１の実施の形態の動作を
示すフローチャートであり、図３は、図１のロータリエ
ンコーダカウント更新条件判定部１０２の更新条件判定
処理を説明するタイミングチャートである。

【００１５】図３に示すように、メモリ１４には、初期
値として、信号Ａのレベル３０ａ及び信号Ｂのレベル３
０ｂが格納されているものとする。そして、ロータリエ
ンコーダ１０が出力する信号Ａのレベルが、図３の変化
点３１，３２の順で変化したものとする。

【００１６】ステップＳ１において、エッジ検出部１１
により、ロータリエンコーダ１０より供給される信号Ａ
のレベルが変化したか否かが判定される。信号Ａのレベ
ルが変化していないと判定された場合、ステップＳ１に
おける処理が繰り返し実行される。一方、信号Ａのレベ
ルが変化したと判定された場合、エッジ検出部１１は、
タイマカウント１２に対して、タイマカウント動作の開
始を命令する。

【００１７】ステップＳ２において、タイマカウント１
２は、エッジ検出部１１からの命令に従って、タイマカ
ウント動作を開始する。そして、ステップＳ３に進み、
予め設定されている所定のカウント数だけカウントした
か否かが判定される。即ち、タイマカウント動作を終了
したか否かが判定される。タイマカウント動作を終了し
ていないと判定された場合、ステップＳ３の処理が繰り
返し実行される。一方、タイマカウント動作が終了した
と判定された場合、カウント動作を終了したことを示す
信号がレベル判定部１０１に供給される。

【００１８】ステップＳ４においては、タイマカウント
１２によりタイマカウント動作が終了したタイミング
で、レベル判定部１０１により、ロータリエンコーダ１
０より供給される信号Ａ及び信号Ｂのレベルが判定され
る。例えば、図３において、信号Ａの変化点３１に対し
ては、タイマカウント動作が開始されてから、タイマカ
ウント動作が終了するまでの期間（タイマカウント動作
期間）だけ遅れたタイミングで、信号Ａのレベル３１ａ
及び信号Ｂのレベル３１ｂが、レベル判定部１０１によ
りレベル判定され、判定結果としての信号Ａ及び信号Ｂ
の各レベルがメモリ１３に供給され、格納される。

【００１９】次に、ステップＳ５に進み、ロータリエン
コーダカウント更新条件判定部１０２により、メモリ１
３に格納されている今回の信号Ａのレベルと、メモリ１
４に格納されている前回の信号Ａのレベルが比較され、
ロータリエンコーダカウント更新条件を満たしているか
否かが判定される。その結果、ロータリエンコーダカウ
ント更新条件を満たしていないと判定された場合、ステ
ップＳ７に進む。一方、ロータリエンコーダカウント更
新条件を満たしていると判定された場合、ロータリエン
コーダカウント更新部１０３に対して、ロータリエンコ
ーダカウントを更新するよう命令し、ステップＳ６に進
む。

【００２０】ステップＳ６においては、ロータリエンコ
ーダカウント更新部１０３は、ロータリエンコーダカウ
ンタ更新条件判定部１０２からの命令に従って、ロータ
リエンコーダカウントを更新する。即ち、１だけインク
リメントする。

【００２１】図３に示した例の場合、メモリ１４に格納
されている前回の信号Ａの状態であるレベル３０ａがＬ
レベル、メモリ１３に格納されている今回の信号Ａの状
態であるレベル３１ａがＨレベルであるため、レベルが
一致しない。このことにより、ロータリエンコーダカウ
ント更新条件判定部１０２は、ロータリエンコーダカウ
ント更新条件を満たしていると判定し、ロータリエンコ
ーダカウント更新部１０３に対して、ロータリエンコー
ダカウントの更新を命令する。この命令に従って、ロー
タリエンコーダカウント更新部１０３は、ロータリエン
コーダカウントの更新を行う。

【００２２】ロータリエンコーダカウントの更新後、ス
テップＳ７において、メモリ１３に格納されている今回
の信号Ａ及び信号Ｂの各レベルをメモリ１４に転送し、
メモリ１４に格納されている前回の信号Ａ及び信号Ｂの
各レベルを更新する。

【００２３】次に、ノイズ等により、信号Ａに不正な変
化３２が発生した場合の動作について説明する。

【００２４】信号変化がノイズ等による不正な信号変化
であるか否かの判定は、ノイズによる信号変化の場合、
レベルが変化する期間が短いことを利用して行う。即
ち、短い期間の信号変化をノイズによる信号変化である
と判定する。

【００２５】まず、エッジ検出部１１は、信号Ａの変化
３２により、タイマカウント１２のカウント動作を開始
させる。そして、タイマカウント１２がカウント動作を
終了した時点における信号Ａのレベル３２ａ及び信号Ｂ
のレベル３２ｂが、レベル判定部１０１によりレベル判
定され、判定結果としての信号Ａのレベル３２ａと信号
Ｂのレベル３２ｂとがメモリ１３に供給される。メモリ
１３は、レベル判定部１０１より供給された信号Ａのレ
ベル３２ａと信号Ｂのレベル３２ｂとを格納する。

【００２６】このとき、ノイズによる信号Ａの変化時間
が短いことから、タイマカウント１２のカウント動作終
了直後にレベル判定部１０１によってレベル判定された
今回の信号Ａのレベル３２ａは、メモリ１４に格納され
ている前回の信号Ａのレベル３１ａと同一レベルとな
り、上述したように、この今回の信号Ａのレベル３２ａ
は、メモリ１３に格納される。

【００２７】次に、ロータリエンコーダカウント更新条
件判定部１０２は、メモリ１３に格納されている今回の
信号Ａのレベル３２ａとメモリ１４に格納されている前
回の信号Ａのレベル３１ａとが同じＨレベルであること
から、ロータリエンコーダカウント更新条件を満たして
いないと判定する。その結果、ロータリエンコーダ更新
部１０３によるロータリエンコーダカウントの更新は行
われない。

【００２８】ロータリエンコーダカウント更新条件判定
後、メモリ１３の内容がメモリ１４に転送されるが、メ
モリ１４に格納されている前回の信号Ａのレベル３１ａ
とメモリ１３に格納されている今回の信号Ａのレベル３
２ａとは同一レベルであるため、更新条件の判断基準と
なるメモリ１４に格納されている信号のレベルは変化し
ない。従って、次回のロータリエンコーダカウント更新
条件の判定には影響しない。

【００２９】ここでは、信号Ａのエッジをカウントする
場合についてだけ説明したが、上述した場合と同様にし
て、信号Ｂのエッジをカウントすることができる。従っ
て、信号Ｂのエッジのカウント方法についての説明はこ
こでは省略する。

【００３０】このように、ロータリエンコーダカウント
更新条件を満たす場合にだけ、ロータリエンコーダの信
号変化のカウント値の更新を行うようにしたので、ノイ
ズやバウンス（ｂｏｕｎｃｅ）（ロータリエンコーダが
回転し始めるとき、回転する方向とは逆方向にトルクが
加わっていると、わずかに逆方向に回転してから所定の
方向に回転し始めることがある。この、微少な逆方向へ
の回転をバウンスという）などによる影響を受けず、ロ
ータリエンコーダカウント結果に誤差が生じないように
することができる。その理由は、ロータリエンコーダカ
ウント更新条件判定を行うことにより、ロータリエンコ
ーダカウント更新対象外の信号変化を判定することがで
き、この信号変化を無視することができるからである。

【００３１】また、ロータリエンコーダカウント更新条
件判定部１０２とロータリエンコーダカウント更新部１
０３における処理をソフトウェアで行うため、専用のハ
ードウェアが不要となる。このため、装置のコストを低
減することができる。

【００３２】以上のように、ソフトウェアにより、ロー
タリエンコーダの出力信号をカウントする場合におい
て、ノイズやバウンスの影響を排した誤りのないカウン
トを行うことができる。これにより、例えば、ロータリ
エンコーダによるモータの回転位置検出を正確に行うこ
とができる。

【００３３】なお、上記実施の形態においては、ロータ
リエンコーダカウント部１００を、ＣＰＵ上で動作する
ソフトウェアによって構成するようにしたが、勿論、ハ
ードウェアによって構成するようにすることも可能であ
る。

【００３４】また、上記実施の形態において、エッジ検
出部１１の処理及びタイマカウント１２の処理の少なく
ともいずれかをソフトウェアで行わせるようにすること
も可能である。

【００３５】さらに、上記実施の形態において、メモリ
１３，１４をＣＰＵ内のレジスタで代用するようにする
ことも可能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明に係るロータリエンコーダカウン
ト装置およびロータリエンコーダカウント方法、並びに
記録媒体によれば、出力信号の変化が検出されてから所
定の基準時間だけ経過したときの出力信号のレベルを計
測し、計測された出力信号のレベルと、前回出力信号の
変化が検出されてから基準時間だけ経過したときに計測
された出力信号のレベルに基づいて、ロータリエンコー
ダの出力信号の変化のカウント値を更新するか否かを判
定し、判定結果に応じて、ロータリエンコーダの出力信
号の変化のカウント値を更新するようにしたので、ロー
タリエンコーダの出力信号がノイズ等により変化して
も、その変化を正常な信号変化ではないと判定し、カウ
ントしないようにすることができ、ロータリエンコーダ
の出力信号の変化を正確にカウントすることができる。
また、ソフトウェアによって判定処理及びカウント処理
を行うことにより、装置のコストを低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロータリエンコーダカウント装置の一
実施の形態の構成例を示すブロック図である。

【図２】図１のロータリエンコーダカウント装置の動作
を説明するフローチャートである。

【図３】図１のロータリエンコーダ更新条件判定部１０
２の判定方法を説明するタイミングチャートである。

【符号の説明】

１０ ロータリエンコーダ １１ エッジ検出部 １２ タイマカウント １３，１４ メモリ １００ ロータリエンコーダカウント部 １０１ レベル判定部 １０２ ロータリエンコーダカウント更新条件判定部 １０３ ロータリエンコーダ更新部

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータリエンコーダから出力される出力
   信号の変化をカウントするロータリエンコーダカウント
   装置であって、 前記出力信号の変化を検出する検出手段と、 前記検出手段により、前記出力信号の変化が検出されて
   から、所定の基準時間だけ計時する計時手段と、 前記計時手段により、前記基準時間だけ計時されたとき
   の前記出力信号のレベルを計測する計測手段と、 前記計測手段によって計測された前記出力信号のレベル
   を記憶する第１の記憶手段と、 所定のタイミングで転送されてきた前記第１の記憶手段
   に記憶されている前記出力信号のレベルを記憶する第２
   の記憶手段と、 前記第１の記憶手段に記憶されている前記レベルと、前
   記第２の記憶手段に記憶されている前記レベルに基づい
   て、ロータリエンコーダの出力信号の変化をカウントし
   たカウント値を更新するか否かを判定する判定手段と、 前記判定手段の判定結果に応じて、前記カウント値を更
   新する更新手段とを備え、 前記第１の記憶手段に記憶されている前記出力信号のレ
   ベルは、前記判定手段による判定処理が終了したタイミ
   ングで、前記第２の記憶手段に転送されることを特徴と
   するロータリエンコーダカウント装置。
2. 【請求項２】 前記計時手段によって計時される時間
   は、前記出力信号のレベルが変化する周期より短く、ノ
   イズにより前記出力信号のレベルが変動する時間より長
   い時間であることを特徴とする請求項１に記載のロータ
   リエンコーダカウント装置。
3. 【請求項３】 前記判定手段は、前記第１の記憶手段に
   記憶されている前記出力信号のレベルと、前記第２の記
   憶手段に記憶されている前記出力信号のレベルとが異な
   る場合、前記カウント値を更新すべきであると判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のロータリエンコーダ
   カウント装置。
4. 【請求項４】 前記検出手段は、前記ロータリエンコー
   ダの出力信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッ
   ジを検出することを特徴とする請求項１に記載のロータ
   リエンコーダカウント装置。
5. 【請求項５】 ロータリエンコーダから出力される出力
   信号の変化をカウントするロータリエンコーダカウント
   方法であって、 前記出力信号の変化を検出し、 前記出力信号の変化が検出されてから、所定の基準時間
   だけ計時し、 前記基準時間だけ経過したときの前記出力信号のレベル
   を計測し、 計測された前記出力信号のレベルと、前回出力信号の変
   化が検出されてから前記基準時間だけ経過したときに計
   測された前記出力信号のレベルに基づいて、ロータリエ
   ンコーダの出力信号の変化をカウントしたカウント値を
   更新するか否かを判定し、 判定結果に応じて、前記カウント値を更新することを特
   徴とするロータリエンコーダカウント方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のロータリエンコーダカ
   ウント方法を実行可能なプログラムが記録されているこ
   とを特徴とする記録媒体。