JP3067729B2 - エンコーダの信号処理方法及び装置 - Google Patents

エンコーダの信号処理方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2相インクリメン
タル・エンコーダの出力信号からカウンタの加算又は減
算を行って絶対角度データを得るエンコーダの信号処理
方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】よく知られているように、ステッピング
モーターに連結したインクリメンタル・オプティカル・
エンコーダの出力信号には、チャタリングないしオーバ
ーシュートが起こる。
【0003】チャタリングは、信号が変化する過程で過
渡的に信号レベルが振動する現象であるが、この発生原
因は (1)回転軸の機械的な振動をオプティカル・エンコー
ダが検知してしまうために起こる。これはステッピング
モータではdetent position(停止位
置)付近でおこりやすい。 (2)センサの出力レベルが、電気的なスレッショルド
レベルを通過するときには、スレッショルドレベル付近
でのセンサ出力レベルの変動によって、エンコーダ出力
信号にチャタリングがおこりやすい。これは、上述の回
転軸の機械的振動の他、電気的ノイズによっても起こ
る。
【0004】オーバーシュートは、回転しているモータ
を止めたり、方向転換を行う際にエンコーダが予定外の
信号を出力する現象である。これは、detent p
ositionに来たときにモータ回転軸に残っている
角運動量が、次のオプティカル・エンコーダ出力が変化
する位置まで動いたときの減衰量(減衰係数)よりも、
相対的に大きい場合に起こる。
【0005】このような場合には、モータ回転軸は次の
オプティカル・エンコーダ出力が変化する位置まで動い
た後、再び所定のdetent positionへ戻
ろうとする運動をするのであるが、オーバーシュートは
この行き過ぎの運動量をオプティカル・エンコーダが検
知するという現象である。
【0006】上記は、ステッピングモータとオプティカ
ル・エンコーダの側であるが、一般に、アクチュエータ
と位置検出器と組み合わせた場合には、このチャタリン
グとオーバーシュートの問題がおこる。他方、回転軸の
動きが滑らかで、制動能力が高い場合には、チャタリン
グやオーバーシュートが全くおきない場合もある。
【0007】ところで、インクリメンタル・オプティカ
ル・エンコーダは出力信号をカウンタに入力することで
アブソリュートの角度データを生成し、モータ回転軸の
位置(角度)を検出するための装置であるが、上記のチ
ャタリングないし、オーバーシュートを含んだ信号がカ
ウンタに入力されるとカウント値(角度データ)にエラ
ーがおこるという問題がある。
【0008】この問題を解決する方針として、一つに
は、エンコーダがチャタリングやオーバーシュートを出
力しないようにしようという方針が考えられる。しかし
この方針は、不合理な結果を招く。
【0009】実際に、モータの選定にあたって、オプテ
ィカル・エンコーダ出力のチャタリングやオーバーシュ
ートの発生を考慮して、回転軸があまり大きな角運動量
を持たないように、モータの発生トルクを小さくしてお
いたり(ステッピングモータは局所的な回転速度が遅く
なる)、減衰係数を大きくする(つまり、摩擦を発生さ
せる)ことがあるが、要するに、モータをあえて動きづ
らくしてしまおうというものであり、オプティカル・エ
ンコーダの出力信号への対策のためにモータの駆動性能
を制約してしまっているという不合理を生じている。
【0010】つまり、上述したようにこのチャタリング
ないしオーバーシュートという現象は、ステッピング・
モータなどの回転軸の機械的な振動がオプティカルエン
コーダの出力に現れた結果おこるものであるのだから、
オプティカル・エンコーダそれ自体として見れば、オプ
ティカル・エンコーダ出力は、回転軸の動きを忠実に反
映しているのであって、正常な動作をしているのであ
る。
【0011】従って、オプティカル・エンコーダ出力に
チャタリングやオーバーシュートがでないような対策を
とるということは、例えば、軸受けベアリングやハーモ
ニック・ギアのグリスの粘性を上げたりモータのトルク
出力を減らすことで、負荷トルクと出力トルクとの間の
余裕を削るか、あるいは、オプティカル・エンコーダの
電気的な応答速度を遅くすることで、表面的にエンコー
ダ出力を変化しにくくするという方法をとらざるをえな
くなってしまう。
【0012】こういった方法は、本来、オプティカル・
エンコーダがモータ回転軸の角度を計測しようという目
的で追随的に設けたものであるにもかかわらず、かえっ
てモータの駆動性能を低下させる原因になってしまって
おり、問題を解決する手段としては本末転倒である。
【0013】この問題を根本的に解決するためには、オ
プティカル・エンコーダの出力はチャタリングやオーバ
ーシュートがあることを前提にして、オプティカル・エ
ンコーダ出力信号から角度データを生成する過程で信号
を回路内で処理することによって、最終的なカウント値
(角度データ)にエラーが生じないようにする必要があ
る。
【0014】このような回路を構成するためには、オプ
ティカル・エンコーダは、2列以上のスリットを切って
2相以上の信号を出力するようにしておかなければなら
ない。もしエンコーダの出力が1相しかなければ、この
出力信号にチャタリングやオーバーシュートがあれば、
カウント値のエラーを防ぐことが不可能なのは明らかで
ある。
【0015】もともとオプティカル・エンコーダの出力
を2相にするのは、回転方向(CW=時計回り方向とC
CW=半時計回り方向の区別)を検出して、up/do
wnカウンタのup/down方向をコントロールする
ことで、CW/CCW両方向に回転するモータの角度を
計測できるようにしようとするものである。
【0016】例えば、A相とB相のスリットは同じ間隔
であいていてB相のスリットはA相よりも90度だけC
CW方向にずらしておけば、このエンコーダの出力信号
をみたとき、A相がB相よりも90度進み位相で信号を
出力しているときにはCW方向、90度遅れ位相のとき
には、CCW方向というように回転方向が検知できるの
で、これによってカウンタのup/down方向をコン
トロールすればよい。
【0017】このような、互いに90度位相のずれてい
る2列のスリットをオプティカル・エンコーダのディス
クに切ったものが一般に広く使われている。
【0018】チャタリングやオーバーシュートがおきな
い場合には2相オプティカル・エンコーダとup/Do
wnカウンタでCW/CCW両方向の回転角度を検出す
ることは容易である。
【0019】なお原理的には、スリットの列を増やすこ
とは可能であるが、結局アブソリュート・エンコーダに
なってしまうため、インクリメンタル・エンコーダとし
ては小型や経済性という長所を生かすために、2相ない
し、せいぜいこれにインデックスを加えた3相までが一
般に製品化されている。
【0020】そこで、第1に2相出力のインクリメンタ
ル・オプティカル・エンコーダの信号を使ってCW/C
CW両方向の回転角度を検出でき、かつ第2にチャタリ
ングやオーバーシュートによってカウント値(角度デー
タ)にエラーが生じないという2点を両立させた回路が
望ましい。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
回路は、現在までにいくつかの方法が試みられているも
のの、完全に上述の課題を解決できているもはない。
【0022】一例として、特開昭60−55226号公
報に開示された回路を挙げて説明する。この回路は、2
相インクリメンタル・エンコーダ信号からカウント値を
生成する信号処理回路であって、チャタリングによる誤
ったカウント動作がおきないようにしようとするもので
ある。
【0023】図8は、特開昭60−55226号に開示
された回路の構成を示す回路図である。この図におい
て、入力端子IN1及びIN2に入力された2相インク
リメンタル・エンコーダからのA相、B相信号は微分回
路25〜28によりその立ち上がり、立ち下がり信号
(図9にS3〜S6で示す)が作成され、この立ち上が
り、立ち下がり信号S3〜S6は、A相、B相信号の変
化点により発生され、遅延回路38により所定の時定数
(図9にTで示す)だけ遅延されたるクロックパルス
(図9にS7で示す)の立ち上がりによりフリップフロ
ップ40〜43により保持され、次のクロックパルスの
立ち上がり時までその出力(図9にS8〜S11で示
す)が保持される。
【0024】そして、これら出力S8〜S11の状態に
よりカウンタアップ信号及びカウンタダウン信号(図9
にそれぞれPu及びPdで示す)が出力される。このた
め、チャタリングのパルス幅が立ち上がり、立ち下がり
信号のパルス幅(図9にtで示す)より短ければチャタ
リングが排除され、また、チャタリングのパルス幅がt
より長い場合でもフリップフロップ40〜43において
遅延時間Tだけ遅れて信号の状態が保持されるため、チ
ャタリングの発生時点においてはNOR回路44〜51
の設定条件が満たされず、結果としてチャタリングが排
除される。
【0025】しかし、図8に示す回路にも次のような問
題がある。 (1)図9に示すようなA相、B相信号が図8に示す回
路に入力された場合、実際にはA信号のチャタリングに
よって、カウント値は、エンコーダ位置(すなわち、正
しい情報)と異なってしまうことがわかる。 (2)図8に示す回路は、エンコーダの方向転換により
カウント値のエラーを生ずるおそれがある。すなわち、
図10に示すように途中でエンコーダの方向転換が生じ
た場合、方向転換によって、カウント値は、エンコーダ
位置(正しい情報)と異なってしまうことがわかる。
【0026】なお、オーバーシュート(エンコーダ信号
が一瞬1/4サイクル行き過ぎて戻る場合)に対して
は、この回路では誤情報をおこすことは、同様にタイミ
ング図を描くことで検証できる。
【0027】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、カウンタ値の増減
を2相インクリメンタル・エンコーダの回転角の角度と
常に一致させることのできるエンコーダの信号処理方法
及び装置を提供する点にある。
【0028】
【課題を解決するための手段】請求項記載の発明の要
旨は、インクリメンタル型エンコーダから出力される互
いに位相差を持った2つの1ビット信号出力から、カウ
ンタの加算又は減算を行うエンコーダの信号処理方法に
おいて、一方の前記信号出力が変化した時点での他方の
信号出力の値をそれぞれ記憶しておくとともに、前回記
憶した信号出力の値の少なくとも一方を保持し、これら
記憶値及び保持値に基づいて前記カウンタの加算又は減
算を行い、前記記憶値と前記保持値とが異なる場合に前
記カウンタの加算又は減算を行うことを特徴とするエン
コーダの信号処理方法に存する。請求項記載の発明の
要旨は、インクリメンタル型エンコーダから出力される
互いに位相差を持った2つの1ビット信号出力から、カ
ウンタの加算又は減算を行うエンコーダの信号処理装置
において、前記信号出力の変化をそれぞれ検出する第1
及び第2の出力変化検出手段と、前記第1及び第2の出
力変化検出手段により変化が検出された時点での他方の
信号出力の値を記憶する第1及び第2の出力値記憶手段
と、前回の第1または第2の出力値記憶手段のうち少な
くとも一方の出力値記憶手段の記憶値を保持する過去値
記憶手段と、前記第1及び第2の出力値記憶手段及び前
記過去値記憶手段の値に基づいて前記カウンタの加算又
は減算を行うカウンタ加減算手段とを備え、前記第1及
び第2の出力値記憶手段の値と前記過去値記憶手段の値
とが異なる場合に前記カウンタの加算又は減算を行う
とを特徴とするエンコーダの信号処理装置に存する。
【0029】したがって、回転軸がある任意の角度にい
るとき、そのときのエンコーダ出力がどの値になってい
るかは、構造部材の機械的柔軟性や軸の偏心、センサの
電気的な応答遅れを無視すれば、これらの構造上の位置
関係によって一意的に決定する。
【0030】次に述べるように、エンコーダ出力にチャ
タリングやオーバーシュートがあるとしてもこの関係は
保たれているのであって、チャタリングやオーバーシュ
ートはエンコーダが回転軸の過渡的な動きを忠実に(過
敏に)検出した結果、出力されており、エンコーダ自体
としては誤った動作をしているわけではない。
【0031】従って、カウンタ回路としてはエンコーダ
信号が回転軸の角度と出力値の関係を一定の誤差の範囲
内で保っているという条件の下で入力される信号に対し
て、カウント値と回転軸の角度が一致する回路であれば
よいのである。
【0032】もし、回転軸の角度と出力値の関係が無条
件に保たれないと、どのような方法を採っても、カウン
ト値にエラーが生ずるケースがでてくる。これを避ける
ことは原理的に不可能である。
【0033】そこで、本発明の要旨は、インクリメンタ
ル型エンコーダから出力される互いに位相差を持った2
つの1ビット信号出力から、カウンタの加算又は減算を
行うエンコーダの信号処理方法において、信号出力の過
去の値に基づいてカウンタの加算又は減算を行うことを
特徴とするエンコーダの信号処理方法に存する。
【0034】また、本発明の要旨は、インクリメンタル
型エンコーダから出力される互いに位相差を持った2つ
の1ビット信号出力から、カウンタの加算又は減算を行
うエンコーダの信号処理方法において、一方の信号出力
が変化した時点での他方の信号出力の値をそれぞれ記憶
し、これら記憶値に基づいてカウンタの加算又は減算を
行うことを特徴とするエンコーダの信号処理方法に存す
る。
【0035】また、本発明の要旨は、インクリメンタル
型エンコーダから出力される互いに位相差を持った2つ
の1ビット信号出力から、カウンタの加算又は減算を行
うエンコーダの信号処理方法において、一方の前記信号
出力が変化した時点での他方の信号出力の値をそれぞれ
記憶しておくとともに、前回記憶した信号出力の値の少
なくとも一方を保持し、これら記憶値及び保持値に基づ
いてカウンタの加算又は減算を行うことを特徴とするエ
ンコーダの信号処理方法に存する。
【0036】さらに、本発明の要旨は、インクリメンタ
ル型エンコーダから出力される互いに位相差を持った2
つの1ビット信号出力から、カウンタの加算又は減算を
行うエンコーダの信号処理装置において、信号出力の過
去の値に基づいて前記カウンタの加算又は減算を行うカ
ウンタ加減算手段を備えたことを特徴とするエンコーダ
の信号処理装置に存する。
【0037】さらに、本発明の要旨は、インクリメンタ
ル型エンコーダから出力される互いに位相差を持った2
つの1ビット信号出力から、カウンタの加算又は減算を
行うエンコーダの信号処理装置において、一方の信号出
力が変化した時点での他方の信号出力の値をそれぞれ記
憶する第1及び第2の出力値記憶手段と、第1及び第2
の出力値記憶手段の値に基づいてカウンタの加算又は減
算を行うカウンタ加減算手段とを備えたことを特徴とす
るエンコーダの信号処理装置に存する。
【0038】そして、本発明の要旨は、インクリメンタ
ル型エンコーダから出力される互いに位相差を持った2
つの1ビット信号出力から、カウンタの加算又は減算を
行うエンコーダの信号処理装置において、信号出力の変
化をそれぞれ検出する第1及び第2の出力変化検出手段
と、第1及び第2の出力変化検出手段により変化が検出
された時点での他方の信号出力の値を記憶する第1及び
第2の出力値記憶手段と、前回の第1または第2の出力
値記憶手段のうち少なくとも一方の出力値記憶手段の記
憶値を保持する過去値記憶手段と、第1及び第2の出力
値記憶手段及び過去値記憶手段の値に基づいてカウンタ
の加算又は減算を行うカウンタ加減算手段とを備えたこ
とを特徴とするエンコーダの信号処理装置に存する。
【0039】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形
態であるエンコーダの信号処理回路を示す機能ブロック
図である。この図において、101、102は、2相イ
ンクリメンタル・エンコーダの各Ach、Bchのセン
サで、この出力に変化があったことを変化点検出部10
3、104で検出する。
【0040】Bchに変化があったときのAchの値を
記憶部105により記憶する。記憶部105、106、
107は、レジスタやF/F(フリップ・フロップ)等
で構成される。また、Achに変化があったときのBc
hの値を順に記憶部106,107により記憶する。記
憶部106、107は例えばシフトレジスタ回路で構成
される。
【0041】論理判定部108は、記憶部105に記憶
された、最後のBchの変化点でのAchの値、記憶部
106に記憶された、最後のAchの変化点でのBch
の値、及び記憶部107に記憶された、一つ前のAch
の変化点でのBchの値から、下記の表1の論理関係に
従い、カウンタ111のup/down方向を設定す
る。
【表1】
【0042】また、論理判定部109及びクロック送出
部110は、記憶部106に記憶された、最後のAch
の変化点でのBchの値、及び記憶部107に記憶され
た、一つ前のAchの変化点でのBchの値から、下記
の表2の論理関係に従い、111のカウンタにクロック
を送出する。
【表2】
【0043】クロック送出部110からクロックが送出
され、カウンタ111のカウント値(角度データ)が動
くのは、これら記憶部106、107の値に変化があっ
たときである。従って、カウンタ111の値が動くの
は、Achに変化があったときであるから、論理判定部
108で設定しているカウンタ111のup/down
方向も、Achに変化があったときに設定される方向が
カウンタ値に影響を与える。
【0044】以上をまとめると、下記の表3のような論
理関係になる。
【表3】
【0045】次に、本実施形態のエンコーダの信号処理
回路の動作について、図2〜図6を参照して説明する。
図2は、ステッピングモータに連結された2相インクリ
メンタル・オプティカル・エンコーダのスリットと出力
の関係を、横軸を角度にして示したものである。また、
この事例では、ステッピングモータの停止位置(det
ent position)をAch信号の立ち上が
り、立ち下がりのエッジ付近にあるとする。deten
t positionでは、Achの出力は、不定(v
alid)となる。
【0046】図3は、このステッピングモータを駆動さ
せた場合の横軸を時間にして示したタイミング図でる。
図3は途中CW→CCWに方向を転換した状態を示して
いる。また、Ach,Bchいずれの出力も変化点でチ
ャタリングをおこすものとする。
【0047】図4は、図3の条件において、図1に示す
回路のカウント値の変化を示したものである。回転軸の
位置(角度)とカウント値が常にリアルタイムで一致し
ていることがわかる。
【0048】図5は、図3の条件においてAch、Bc
hの出力にチャタリングが生じた場合の、図1に示す回
路のカウント値の変化を示したものである。チャタリン
グが生じても、回転軸の位置(角度)とカウント値が常
にリアルタイムで一致していることがわかる。
【0049】図6は、図3の条件においてAchの出力
にオーバーシュートが生じた場合の、図1に示す回路の
カウント値の変化を示したものである。オーバーシュー
トが生じても、回転軸の位置(角度)とカウント値が常
にリアルタイムで一致していることがわかる。
【0050】図7は、図1に示す回路の具体的構成を示
すの回路図である。図1の100番台の下2桁と図7の
500番台の下2桁が同一のものは、同一の構成要素を
示す。 501、502は、2相インクリメンタル・オ
プティカル・エンコーダの各Ach、Bchのセンサで
ある。503、504は、エンコーダのAch、Bch
の変化点で、モノパルスを生成する変化点検出回路であ
る。505は、Bchの変化点におけるAchの値を記
憶するフリップ・フロップである。506、507はシ
フトレジスタで、Achの変化点におけるBchの値を
順次、記憶する。508は、カウンタ511のup/d
own方向を設定する論理回路である。509、510
は、シフトレジスタ506、507の記憶値の変化に応
じて一個のクロックをカウンタ511に送る論理回路及
びクロック送出回路である。511は、up/down
カウンタであって、角度データを出力する。このカウン
タ511は、4個のバイナリup/downカウンタか
ら構成され、各バイナリup/downカウンタの出力
Q1〜4がパラレルに出力されて1つの角度データを構
成する。
【0051】図7に示す回路の動作は、図1に示される
回路に対応する。ここで、Bchの変化点でのAchの
値はフリップ・フロップ505のQ端子出力、一つ前の
Achの変化点でのBchの値はシフトレジスタ507
のQ端子出力、最後のAchの変化点でのBchの値は
シフトレジスタ506のQ端子出力、カウンタ511の
up/down方向は、論理回路508のフリップフロ
ップのQ端子出力に設定される。カウンタ511へのク
ロックは、クロック送出回路510のAND回路の出
力、カウント値(角度データ)は、カウンタ511のQ
1〜4出力である。
【0052】本実施形態のエンコーダの信号処理回路
は、2相インクリメンタル・エンコーダのAch、Bc
h出力の一方の変化点における他方の値を検出し、この
値の論理関係によってカウンタのup/down方向と
クロックの送出をコントロールしている。このため、エ
ンコーダ出力の変化点での変化の仕方が、立ち上がりエ
ッジであるか、立ち下がりエッジであるかということは
カウンタの動作に影響しない。
【0053】また、互いに位相のずれたエンコーダ出力
は、変化は交代しておこる(同時に変化しない)ので、
一方の変化点では他方の値は確定している。この値の推
移には、回転方向によって一定の規則性があり、上述の
表3のようにカウンタをコントロールすることでエンコ
ーダ出力からアブソリュートの角度データを生成でき、
このカウント値は、方向転換、チャタリング、オーバー
シュートによってエラーをおこさせない。
【0054】従って、本実施形態のエンコーダの信号処
理回路は、以下に掲げる効果を奏する。第1の効果は、
CW/CCW両方向に回転する2相インクリメンタル・
エンコーダ出力からアブソリュートの角度データを生成
する回路として成立しているということである。その理
由は、図4に示したように、回転軸の角度とカウント値
が常にリアルタイムで一致しているからである。
【0055】第2の効果は、エンコーダ出力にチャタリ
ングがあっても、カウント値(角度データ)には影響を
与えないということである。
【0056】第3の効果は、エンコーダ出力にオーバー
シュートがあっても、カウント値(角度データ)には、
影響を与えないということである。なお、オーバーシュ
ートは、1パルス以上行き過ぎて戻る現象であるから、
方向転換時にエラーが生じなければ、オーバーシュート
についてもエラーは生じない。
【0057】なお、本実施の形態においては、本発明は
図1、図5に示す回路に限定されず、本発明を適用する
上で好適な回路を採用することができる。一例として、
下記の表4に示す論理関係を実現する回路であってもよ
い。
【表4】
【0058】また、上記構成部材の数、位置、形状等は
上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好
適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図
において、同一構成要素には同一符号を付している。
【0059】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、カウンタ値の増減を2相インクリメンタル・エンコ
ーダの回転角の角度と常に一致させることのできるエン
コーダの信号処理方法及び装置を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態であるエンコーダの信号処
理回路を示す機能ブロック図である。
【図2】2相インクリメンタル・エンコーダの出力例を
示す図である。
【図3】図2と同様の図である。
【図4】一実施形態のエンコーダの信号処理回路の動作
を説明する図である。
【図5】チャタリングが生じた場合の一実施形態のエン
コーダの信号処理回路の動作を説明する図である。
【図6】オーバーシュートが生じた場合の一実施形態の
エンコーダの信号処理回路の動作を説明する図である。
【図7】一実施形態のエンコーダの信号処理回路の具体
的構成を示す回路図である。
【図8】従来のエンコーダの信号処理回路を示す回路図
である。
【図9】従来のエンコーダの信号処理回路の動作を説明
する図である。
【図10】図9と同様の図である。
【符号の説明】
101、501 インクリメンタルエンコーダAchセ
ンサ 102、502 インクリメンタルエンコーダBchセ
ンサ 103、104 変化点検出部 105、106,107 記憶部 108、109 論理判定部 110 クロック送出部 111、511 カウンタ 503、504 変化点検出回路 505 フリップ・フロップ 506、507 シフトレジスタ 508、509 論理判定回路 510 クロック送出回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクリメンタル型エンコーダから出力
    される互いに位相差を持った2つの1ビット信号出力か
    ら、カウンタの加算又は減算を行うエンコーダの信号処
    理方法において、 一方の前記信号出力が変化した時点での他方の信号出力
    の値をそれぞれ記憶しておくとともに、前回記憶した信
    号出力の値の少なくとも一方を保持し、 これら記憶値及び保持値に基づいて前記カウンタの加算
    又は減算を行い、前記記憶値と前記保持値とが異なる場合に前記カウンタ
    の加算又は減算を行う ことを特徴とするエンコーダの信
    号処理方法。
  2. 【請求項2】 インクリメンタル型エンコーダから出力
    される互いに位相差を持った2つの1ビット信号出力か
    ら、カウンタの加算又は減算を行うエンコーダの信号処
    理装置において、 前記信号出力の変化をそれぞれ検出する第1及び第2の
    出力変化検出手段と、 前記第1及び第2の出力変化検出手段により変化が検出
    された時点での他方の信号出力の値を記憶する第1及び
    第2の出力値記憶手段と、 前回の第1または第2の出力値記憶手段のうち少なくと
    も一方の出力値記憶手段の記憶値を保持する過去値記憶
    手段と、 前記第1及び第2の出力値記憶手段及び前記過去値記憶
    手段の値に基づいて前記カウンタの加算又は減算を行う
    カウンタ加減算手段とを備え、前記第1及び第2の出力値記憶手段の値と前記過去値記
    憶手段の値とが異なる場合に前記カウンタの加算又は減
    算を行う ことを特徴とするエンコーダの信号処理装置。
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WO2005053146A2 (en) * 2003-11-20 2005-06-09 University Of Virginia Patent Foundation Method and system for enhanced resolution, automatically- calibrated position sensor
JP2008510148A (ja) * 2004-08-12 2008-04-03 ユニヴァースティ オブ ヴァージニア パテント ファウンデイション エンコーダ・インターフェイス用のディスクリミネータをエイリアシングするための方法、装置およびコンピュータ・プログラム・プロダクト
JP5598203B2 (ja) * 2010-09-22 2014-10-01 パナソニック株式会社 サーボシステム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5658334A (en) * 1979-10-19 1981-05-21 Ricoh Co Ltd Counting circuit
JPS6055226A (ja) * 1983-09-06 1985-03-30 Nissan Motor Co Ltd エンコ−ダの信号処理装置
JP2720642B2 (ja) * 1991-07-30 1998-03-04 三菱電機株式会社 多回転絶対値エンコーダ
JPH074990A (ja) * 1993-06-14 1995-01-10 Fanuc Ltd エンコーダにおける絶対位置検出方法及びエンコーダ装置

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