JP3375642B2 - エンコーダの角度データ算出方法及び算出装置 - Google Patents
エンコーダの角度データ算出方法及び算出装置Info
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/24471—Error correction
- G01D5/24476—Signal processing
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、エンコーダの角度データを算出する方法お
よび装置に関し、NC装置の工作機械のテーブルやモータ
の位置を検出する検出装置等において、検出信号を内挿
する技術に関する。
よび装置に関し、NC装置の工作機械のテーブルやモータ
の位置を検出する検出装置等において、検出信号を内挿
する技術に関する。
背景技術
NC装置の工作機械のテーブルやモータの位置を検出す
る検出装置では、モータの軸等に取り付けられるロータ
リ形式のパルスエンコーダと工作テーブル等に取り付け
られるリニア形式のパルスエンコーダが知られており、
これによって、移動体の移動量や移動速度の検出を行っ
ている。このようなエンコーダでは、通常、移動体の移
動によって正弦波信号（Ksinθ）のＡ相信号と、該信号
に対して90゜位相がずれている正弦波信号（Ksinθ±π
/2）のＢ相信号とを発生し、その二つの正弦波信号から
内挿信号を形成して角度データを求め、位置や速度の分
解能を向上させている。
る検出装置では、モータの軸等に取り付けられるロータ
リ形式のパルスエンコーダと工作テーブル等に取り付け
られるリニア形式のパルスエンコーダが知られており、
これによって、移動体の移動量や移動速度の検出を行っ
ている。このようなエンコーダでは、通常、移動体の移
動によって正弦波信号（Ksinθ）のＡ相信号と、該信号
に対して90゜位相がずれている正弦波信号（Ksinθ±π
/2）のＢ相信号とを発生し、その二つの正弦波信号から
内挿信号を形成して角度データを求め、位置や速度の分
解能を向上させている。
このような内挿技術として、信号源からの正弦波信号
及び余弦波信号を、複数個の抵抗器及びコンパレータア
レイによって構成される変換回路に供給するものが知ら
れている。
及び余弦波信号を、複数個の抵抗器及びコンパレータア
レイによって構成される変換回路に供給するものが知ら
れている。
また、他の内挿手段として、図14に示すように、Ａ相
およびＢ相の正弦波信号をA/D変換した値a,bを演算手段
４に入力し、tan-1（a/b）の演算を行うことによって、
角度データθを求める方法も知られている。このtangen
tの逆変換の演算はテーラー展開の計算処理によって行
われる。
およびＢ相の正弦波信号をA/D変換した値a,bを演算手段
４に入力し、tan-1（a/b）の演算を行うことによって、
角度データθを求める方法も知られている。このtangen
tの逆変換の演算はテーラー展開の計算処理によって行
われる。
さらに、別の内挿技術として、A/D変換器とROM等の記
憶手段とにより構成するものが提案されている。図15は
従来の記憶素子を用いた内挿装置を説明するためのブロ
ック図である。図15に示すような内挿装置では、Ａ相お
よびＢ相の正弦波信号をA/D変換した値a,bをROM等の記
憶手段８に入力する。記憶手段８は内挿した角度データ
を記憶しており、A/D変換器1,2からのデジタル信号をア
ドレスとして角度データθを出力する。
憶手段とにより構成するものが提案されている。図15は
従来の記憶素子を用いた内挿装置を説明するためのブロ
ック図である。図15に示すような内挿装置では、Ａ相お
よびＢ相の正弦波信号をA/D変換した値a,bをROM等の記
憶手段８に入力する。記憶手段８は内挿した角度データ
を記憶しており、A/D変換器1,2からのデジタル信号をア
ドレスとして角度データθを出力する。
図16は、従来のA/D変換器と記憶手段とを備えた内挿
装置において、記憶手段のアドレスと記憶内容との関係
を示す図である。図16において、横軸をＸ方向のアドレ
ス、縦軸をＹ方向のアドレスとする。各アドレスはA/D
変換器によってデジタル信号に変換された正弦波及び余
弦波の値に対応している。例えば、各アドレスを８ビッ
トで表した場合には、各軸の値は０から255の256個のア
ドレスによって表される。そして、Ｘ方向アドレスとＹ
方向アドレスによって構成される各格子に対応する位置
に記憶内容が格納される。図12では記憶内容が格納され
ている部分を斜線によって表している。
装置において、記憶手段のアドレスと記憶内容との関係
を示す図である。図16において、横軸をＸ方向のアドレ
ス、縦軸をＹ方向のアドレスとする。各アドレスはA/D
変換器によってデジタル信号に変換された正弦波及び余
弦波の値に対応している。例えば、各アドレスを８ビッ
トで表した場合には、各軸の値は０から255の256個のア
ドレスによって表される。そして、Ｘ方向アドレスとＹ
方向アドレスによって構成される各格子に対応する位置
に記憶内容が格納される。図12では記憶内容が格納され
ている部分を斜線によって表している。
図中に示す円は、信号Ａ及び信号Ｂによって表される
位置データを示しており、入力された信号Ａ及び信号Ｂ
に対応するアドレスで定まる円上の記憶内容を知ること
によって位置データを取り出す。
位置データを示しており、入力された信号Ａ及び信号Ｂ
に対応するアドレスで定まる円上の記憶内容を知ること
によって位置データを取り出す。
しかしながら、従来の内挿技術において、例えば、抵
抗器及びコンパレータアレイの変換回路を用いる場合に
は、抵抗器及びコンパレータアレイにかかるコストが高
くつくと共に、装置の占有容積も大きくなるという問題
点がある。また、tan-1（a/b）の演算を行う場合には、
テーラー展開の計算処理を行うための複雑な演算回路が
必要なるという問題点がある。また、A/D変換器と記憶
手段とを備えた内挿装置においては、全てのアドレスに
対してその記憶内容を格納しておく必要があり、容量の
大きな記憶手段を必要とするという問題点がある。
抗器及びコンパレータアレイの変換回路を用いる場合に
は、抵抗器及びコンパレータアレイにかかるコストが高
くつくと共に、装置の占有容積も大きくなるという問題
点がある。また、tan-1（a/b）の演算を行う場合には、
テーラー展開の計算処理を行うための複雑な演算回路が
必要なるという問題点がある。また、A/D変換器と記憶
手段とを備えた内挿装置においては、全てのアドレスに
対してその記憶内容を格納しておく必要があり、容量の
大きな記憶手段を必要とするという問題点がある。
発明の開示
本発明の目的は、本発明は前記した従来の問題点を解
決して、簡易な演算回路と小容量の記憶手段によって角
度データを内挿することができるエンコーダの角度デー
タ算出方法および算出装置を提供することを目的とす
る。
決して、簡易な演算回路と小容量の記憶手段によって角
度データを内挿することができるエンコーダの角度デー
タ算出方法および算出装置を提供することを目的とす
る。
上記目的を達成するため、本発明では、位相が異なる
２つの正弦波のエンコーダ信号出力から、位相が異なる
２つの正弦波信号出力から角度を求める式を用いて第１
の角度を演算するとともに、位相が異なる２つの三角波
信号出力から角度を求める式を用いて第２の角度を演算
し、もって、この第２の角度とこれに対応する上記第１
の角度との差である角度誤差をその第２の角度と対応さ
せて予め角度誤差データ記憶手段に記憶しておく。そし
て、運転中に位相が異なる２つのエンコーダ信号出力を
得てこれら出力データから上記第２の角度を角度演算手
段によって求める。ついで、上記求めた第２の角度に、
この第２の角度に対応する上記角度誤差を加減算手段に
より加えることで上記第１の角度を得る。
２つの正弦波のエンコーダ信号出力から、位相が異なる
２つの正弦波信号出力から角度を求める式を用いて第１
の角度を演算するとともに、位相が異なる２つの三角波
信号出力から角度を求める式を用いて第２の角度を演算
し、もって、この第２の角度とこれに対応する上記第１
の角度との差である角度誤差をその第２の角度と対応さ
せて予め角度誤差データ記憶手段に記憶しておく。そし
て、運転中に位相が異なる２つのエンコーダ信号出力を
得てこれら出力データから上記第２の角度を角度演算手
段によって求める。ついで、上記求めた第２の角度に、
この第２の角度に対応する上記角度誤差を加減算手段に
より加えることで上記第１の角度を得る。
好ましくは、上記２つのエンコーダ信号出力は絶対値
の形で得て、これら出力データから第Ｉ象限内での第２
の角度を計算し、一方、これら２つのエンコーダ信号出
力の正負の符号をみることにより、上記第１または第２
の角度が、第Ｉ、第II、第III、第IV象限のいずれに属
するかを判定し、そして、上記計算された第Ｉ象限内で
の第２の角度を、上記判定された象限内での角度に変換
する。
の形で得て、これら出力データから第Ｉ象限内での第２
の角度を計算し、一方、これら２つのエンコーダ信号出
力の正負の符号をみることにより、上記第１または第２
の角度が、第Ｉ、第II、第III、第IV象限のいずれに属
するかを判定し、そして、上記計算された第Ｉ象限内で
の第２の角度を、上記判定された象限内での角度に変換
する。
さらに好ましくは、上記第２の角度と対応させて記憶
される角度誤差は、その第２の角度が０からπ/4までの
範囲とし、第２の角度がπ/4からπ/2までのときに対応
する角度誤差は、その記憶された、第２の角度が０から
π/4までの範囲における角度誤差データを用いて求め
る。
される角度誤差は、その第２の角度が０からπ/4までの
範囲とし、第２の角度がπ/4からπ/2までのときに対応
する角度誤差は、その記憶された、第２の角度が０から
π/4までの範囲における角度誤差データを用いて求め
る。
以上のように、本発明によれば、位相が異なる２つの
エンコーダ信号Ａ、Ｂを内挿（分割）するのに、逐次θ
＝tan-1（A/B）の計算をすることなく、まず単純な計
算、A/（Ａ＋Ｂ）をし、ついで記憶素子に納めてある角
度誤差データを取り出して補正データとしてそれに加え
ればよい。また、記憶素子に納めるデータ量も少なくて
済む。
エンコーダ信号Ａ、Ｂを内挿（分割）するのに、逐次θ
＝tan-1（A/B）の計算をすることなく、まず単純な計
算、A/（Ａ＋Ｂ）をし、ついで記憶素子に納めてある角
度誤差データを取り出して補正データとしてそれに加え
ればよい。また、記憶素子に納めるデータ量も少なくて
済む。
図面の簡単な説明
図１は本発明のエンコーダの角度データ算出を説明す
るためのブロック図であり、 図2Aは位相の異なる２つの正弦波のエンコーダ信号の
出力を説明するための図であり、 図2Bは位相の異なる２つの三角波のエンコーダ信号の
出力を説明するための図であり、 図2Cは本発明における角度誤差を説明するための図で
あり、 図３は正弦波信号と三角波信号、および補正データの
関係を示す信号図であり、 図４は補正データ記憶手段のアドレスと補正データと
の関係を示す表であり、 図５は補正データ記憶手段のアドレスと補正データの
関係を説明する図であり、 図６は象限変換を説明する図であり、 図７は象限と角度データとの関係を表す図であり、 図８は補正データの容量の減少を説明するための図で
あり、 図9A−9Cはエンコーダ信号と三角波信号との関係を説
明する図であり、 図10は補正データの調整を説明するための図であり、 図11−13は補正データの調整量を行う回路構成例であ
り、 図14は従来の演算による角度データの算出を説明する
ための図であり、 図15は従来の記憶素子を用いた内挿装置を説明するた
めのブロック図であり、そして、 図16は従来のA/D変換器と記憶手段とを備えた内挿装
置における記憶手段のアドレスと記憶内容との関係を示
す図であり、 発明を実施するための最良の形態 まず、本発明の角度データの算出原理について説明す
る。
るためのブロック図であり、 図2Aは位相の異なる２つの正弦波のエンコーダ信号の
出力を説明するための図であり、 図2Bは位相の異なる２つの三角波のエンコーダ信号の
出力を説明するための図であり、 図2Cは本発明における角度誤差を説明するための図で
あり、 図３は正弦波信号と三角波信号、および補正データの
関係を示す信号図であり、 図４は補正データ記憶手段のアドレスと補正データと
の関係を示す表であり、 図５は補正データ記憶手段のアドレスと補正データの
関係を説明する図であり、 図６は象限変換を説明する図であり、 図７は象限と角度データとの関係を表す図であり、 図８は補正データの容量の減少を説明するための図で
あり、 図9A−9Cはエンコーダ信号と三角波信号との関係を説
明する図であり、 図10は補正データの調整を説明するための図であり、 図11−13は補正データの調整量を行う回路構成例であ
り、 図14は従来の演算による角度データの算出を説明する
ための図であり、 図15は従来の記憶素子を用いた内挿装置を説明するた
めのブロック図であり、そして、 図16は従来のA/D変換器と記憶手段とを備えた内挿装
置における記憶手段のアドレスと記憶内容との関係を示
す図であり、 発明を実施するための最良の形態 まず、本発明の角度データの算出原理について説明す
る。
第１のエンコーダからＡ相信号、すなわち、ａ＝Ksin
θの出力信号を得る。第２のエンコーダからはＢ相信
号、すなわち、ｂ＝Ksin（θ＋π/2）＝Kcosθの出力信
号を得る。このＡ相、Ｂ相信号の出力ａ、ｂと角度θと
の関係は図2Aに示すように、直交する２座標軸の交点Ｏ
を中心とする半径Ｋの円によって表すことができる。円
上の一点Ｐと中心Ｏとを結ぶ線分OPの縦軸成分がＡ相信
号の出力ａであり、横軸成分がＢ相信号の出力ｂであ
る。さらに、角度θは原点Ｏより右側の横軸部分から反
時計方向に測った上記線分OPの角度である。また、点Ｐ
が第Ｉ、II、III、IV象限のいずれにあるかについて
は、出力ａ、ｂそれぞれの符号の正負の組み合わせによ
り定まる。
θの出力信号を得る。第２のエンコーダからはＢ相信
号、すなわち、ｂ＝Ksin（θ＋π/2）＝Kcosθの出力信
号を得る。このＡ相、Ｂ相信号の出力ａ、ｂと角度θと
の関係は図2Aに示すように、直交する２座標軸の交点Ｏ
を中心とする半径Ｋの円によって表すことができる。円
上の一点Ｐと中心Ｏとを結ぶ線分OPの縦軸成分がＡ相信
号の出力ａであり、横軸成分がＢ相信号の出力ｂであ
る。さらに、角度θは原点Ｏより右側の横軸部分から反
時計方向に測った上記線分OPの角度である。また、点Ｐ
が第Ｉ、II、III、IV象限のいずれにあるかについて
は、出力ａ、ｂそれぞれの符号の正負の組み合わせによ
り定まる。
そして、角度θ（０≦θ＜２π）は、通常、これら出
力ａ、ｂの正負の判断と、 θ＝tan-1（|a|/|b|） …（１） の計算とにより求める。
力ａ、ｂの正負の判断と、 θ＝tan-1（|a|/|b|） …（１） の計算とにより求める。
ところが、本発明では、回転角θをこれら出力ａ、ｂ
から上の（１）式を用いて直接求めることはせず、ま
ず、 （ａ） ａ、ｂの正負の判断（現在角度θが第Ｉ、II、
III、IV象限のいずれにあるかについての判断）をし、
かつ、 （ｂ） θｄ＝｛|a|/（|a|＋|b|）｝・（π/2） …（２） の計算をする（０≦θｄ＜π/2）。
から上の（１）式を用いて直接求めることはせず、ま
ず、 （ａ） ａ、ｂの正負の判断（現在角度θが第Ｉ、II、
III、IV象限のいずれにあるかについての判断）をし、
かつ、 （ｂ） θｄ＝｛|a|/（|a|＋|b|）｝・（π/2） …（２） の計算をする（０≦θｄ＜π/2）。
ところで上記（２）式は、エンコーダ出力ａ、ｂがそ
れぞれ三角波信号のときにこれら出力値a,bから角度θ
ｄを求める式である。したがって、上の（２）式で得ら
れる角度θｄは上の（１）式により得られる角度θ（０
≦θ＜π/2）とほとんどの場合は一致しない。そこで、 （ｃ） Δθｄ＝θ−θｄに相当する分の補正量を、
［θｄ、Δθｄ］の対応関係の形で、あらかじめ用意し
ておき、（ｂ）式で求めた角度θｄにこのΔθｄを加え
る（θ＝θｄ＋Δθｄ）。
れぞれ三角波信号のときにこれら出力値a,bから角度θ
ｄを求める式である。したがって、上の（２）式で得ら
れる角度θｄは上の（１）式により得られる角度θ（０
≦θ＜π/2）とほとんどの場合は一致しない。そこで、 （ｃ） Δθｄ＝θ−θｄに相当する分の補正量を、
［θｄ、Δθｄ］の対応関係の形で、あらかじめ用意し
ておき、（ｂ）式で求めた角度θｄにこのΔθｄを加え
る（θ＝θｄ＋Δθｄ）。
ただし、
（ｄ） 補正された角度θは０≦θｄ＜π/2であるの
で、これに（ａ）で定めた象限情報を付加して、真の角
度θ（０≦θ＜π/2）を求める。
で、これに（ａ）で定めた象限情報を付加して、真の角
度θ（０≦θ＜π/2）を求める。
なお、三角波信号ａ、ｂ（ただし、ａ＋ｂ＝Ｒとす
る）によって角度を求めることは、図2Bに示すように、
直交する２座標軸に（Ｒ、０）、（０、Ｒ）（−Ｒ、
０）、（０、−Ｒ）を結ぶ線分（正方形）によって表す
ことができる。この線分上の点Ｑと二軸交点Ｏとを結ぶ
線分OQの縦軸成分がａであり、横軸成分がｂである。ま
た、線分OQの縦軸成分ａに（π/2）/Rをかけた値が横軸
に対する角度θｄ（０≦θｄ＜π/2）となる。
る）によって角度を求めることは、図2Bに示すように、
直交する２座標軸に（Ｒ、０）、（０、Ｒ）（−Ｒ、
０）、（０、−Ｒ）を結ぶ線分（正方形）によって表す
ことができる。この線分上の点Ｑと二軸交点Ｏとを結ぶ
線分OQの縦軸成分がａであり、横軸成分がｂである。ま
た、線分OQの縦軸成分ａに（π/2）/Rをかけた値が横軸
に対する角度θｄ（０≦θｄ＜π/2）となる。
以上の前提をもとに、本発明の実施の形態を説明す
る。
る。
図１は、本発明のエンコーダの角度データ算出を説明
するためのブロック図である。図１において、二つのエ
ンコーダからは互いに位相がπ/2だけ異なるそれぞれ正
弦波のＡ相信号とＢ相信号とが、それぞれA/D変換手段
１およびA/D変換手段２に入力される。各A/D変換手段1,
2は、入力されたエンコーダ信号をデジルタ信号a,およ
びｂに変換し、象限判断手段３に入力する。象限判断手
段３は、入力されたデジタル信号a,およびｂの符号の正
負によって、エンコーダ信号が第Ｉ象限〜第IV象限のい
ずれの象限に有るかを判断する。
するためのブロック図である。図１において、二つのエ
ンコーダからは互いに位相がπ/2だけ異なるそれぞれ正
弦波のＡ相信号とＢ相信号とが、それぞれA/D変換手段
１およびA/D変換手段２に入力される。各A/D変換手段1,
2は、入力されたエンコーダ信号をデジルタ信号a,およ
びｂに変換し、象限判断手段３に入力する。象限判断手
段３は、入力されたデジタル信号a,およびｂの符号の正
負によって、エンコーダ信号が第Ｉ象限〜第IV象限のい
ずれの象限に有るかを判断する。
デジルタ信号ａおよびｂは、さらに演算手段４に入力
され、三角波を仮定した演算データ信号θｄが上記
（２）式により演算される。すなわち、 θｄ＝｛|a|/（|a|＋|b|）｝・（π/2） の計算がされる。
され、三角波を仮定した演算データ信号θｄが上記
（２）式により演算される。すなわち、 θｄ＝｛|a|/（|a|＋|b|）｝・（π/2） の計算がされる。
補正データ記憶手段５は、演算手段４で算出した演算
データθｄ（詳しくはθd1、θd2、θd3、θd4、‥‥）
をアドレスとして記憶している補正データΔθｄ（詳し
くは、Δθd1、Δθd2、Δθd3、Δθd4、‥‥）を読み
出し、加減算手段６に出力する。加減算手段６は、演算
データθdjと補正データΔθdjとを加算（θdj＋Δθd
j）することによって、三角波と仮定したことによる誤
差を補正する。なお、この（θdj＋Δθdj）は、エンコ
ーダ信号が第Ｉ象限にある場合の角度であるため、デー
タ象限変換手段７において、象限判断手段３からの象限
信号によって、エンコーダ信号が存在する象限に応じた
角度に変換する。
データθｄ（詳しくはθd1、θd2、θd3、θd4、‥‥）
をアドレスとして記憶している補正データΔθｄ（詳し
くは、Δθd1、Δθd2、Δθd3、Δθd4、‥‥）を読み
出し、加減算手段６に出力する。加減算手段６は、演算
データθdjと補正データΔθdjとを加算（θdj＋Δθd
j）することによって、三角波と仮定したことによる誤
差を補正する。なお、この（θdj＋Δθdj）は、エンコ
ーダ信号が第Ｉ象限にある場合の角度であるため、デー
タ象限変換手段７において、象限判断手段３からの象限
信号によって、エンコーダ信号が存在する象限に応じた
角度に変換する。
ここで、正弦波信号と三角波信号との角度誤差、およ
びこの角度誤差を補正する補正データΔθｄについて説
明する。
びこの角度誤差を補正する補正データΔθｄについて説
明する。
第１象限（ａ≧０、ｂ≧０）に関して、
第１、第２のエンコーダから出力される正弦波のＡ相
信号、Ｂ相信号によって得られる角度信号θは上記
（１）式により、 θ＝tan-1（a/b）となり、 また、上記Ａ相信号及びＢ相信号を三角波信号出力とみ
なしたときに計算される角度θｄは、 θｄは、＝｛a/（ａ＋ｂ）｝・（π/2）となるから、 その角度誤差はΔθｄは、 Δθｄ＝θ−θｄ ＝tan-1（a/b） −｛a/（ａ＋ｂ）｝・（π/2） …（３） となる。
信号、Ｂ相信号によって得られる角度信号θは上記
（１）式により、 θ＝tan-1（a/b）となり、 また、上記Ａ相信号及びＢ相信号を三角波信号出力とみ
なしたときに計算される角度θｄは、 θｄは、＝｛a/（ａ＋ｂ）｝・（π/2）となるから、 その角度誤差はΔθｄは、 Δθｄ＝θ−θｄ ＝tan-1（a/b） −｛a/（ａ＋ｂ）｝・（π/2） …（３） となる。
このΔθｄは、
・θ＝０で、その結果、Ａ相信号の値ａ＝Ksinθ＝０の
ときは、Δθｄ＝０となる。
ときは、Δθｄ＝０となる。
・θ＝π/4で、その結果、Ａ相信号の値ａ＝KsinθとＢ
相信号の値ｂ＝Kcosθとが等しくなるとき、すなわち、
ａ＝ｂのときは、Δθｄ＝π/4−π/4＝０である。
相信号の値ｂ＝Kcosθとが等しくなるとき、すなわち、
ａ＝ｂのときは、Δθｄ＝π/4−π/4＝０である。
・θ＝π/2で、Ａ相信号の値ａ＝Ksinθ＝Ｋで、Ｂ相信
号の値ｂ＝Kcosθ＝０のときは、Δθｄ＝π/2−π/2＝
０である。
号の値ｂ＝Kcosθ＝０のときは、Δθｄ＝π/2−π/2＝
０である。
・また、角度がθ（０＜θ＜π/4）から［π/2−θ］に
移ると、Ａ相信号の値はａからｂに、Ｂ相信号の値はｂ
からａに変化するので、そのときの角度誤差Δθｄは、
上の（３）式においてａをｂに、ｂをａにすることによ
って、 Δθｄ＝tan-1（b/a） −｛b/（ａ＋ｂ）｝・（π/2） ＝π/2−tan-1（a/b） −｛１−［a/（ａ＋ｂ）］｝・（π/2） ＝−tan-1（a/b） ＋｛a/（ａ＋ｂ）｝・（π/2） …（４） 上の（４）式は、角度がθ（０＜θ＜π/4）のときの
角度誤差と、角度が［π/2−θ］のときの角度誤差と
は、絶対値が等しく符号が反対の値になることを示して
いる。これを図に表せば図2Cのようになる。
移ると、Ａ相信号の値はａからｂに、Ｂ相信号の値はｂ
からａに変化するので、そのときの角度誤差Δθｄは、
上の（３）式においてａをｂに、ｂをａにすることによ
って、 Δθｄ＝tan-1（b/a） −｛b/（ａ＋ｂ）｝・（π/2） ＝π/2−tan-1（a/b） −｛１−［a/（ａ＋ｂ）］｝・（π/2） ＝−tan-1（a/b） ＋｛a/（ａ＋ｂ）｝・（π/2） …（４） 上の（４）式は、角度がθ（０＜θ＜π/4）のときの
角度誤差と、角度が［π/2−θ］のときの角度誤差と
は、絶対値が等しく符号が反対の値になることを示して
いる。これを図に表せば図2Cのようになる。
図2Cから明かなように、上の（２）式で求めた角度が
θｄ（０≦θｄ≦π/4）のときの角度誤差Δθｄは、角
度が［π/2−θｄ］のときの角度誤差Δθｄと、符号が
反対で絶対値が等しいということを示している。したが
って、０≦θｄ≦π/4の範囲で角度θｄと角度誤差Δθ
ｄとの対応関係をあらかじめ計算などにより求めておけ
ば、π/4≦θｄ≦π/2の範囲の角度に対応する角度誤差
Δθｄは知ることができる。すなわち、０≦θｄ≦π/2
（第Ｉ象限）の角度誤差全体のΔθｄを知ることができ
る。他の象限に関しても同様に求めることができる。
θｄ（０≦θｄ≦π/4）のときの角度誤差Δθｄは、角
度が［π/2−θｄ］のときの角度誤差Δθｄと、符号が
反対で絶対値が等しいということを示している。したが
って、０≦θｄ≦π/4の範囲で角度θｄと角度誤差Δθ
ｄとの対応関係をあらかじめ計算などにより求めておけ
ば、π/4≦θｄ≦π/2の範囲の角度に対応する角度誤差
Δθｄは知ることができる。すなわち、０≦θｄ≦π/2
（第Ｉ象限）の角度誤差全体のΔθｄを知ることができ
る。他の象限に関しても同様に求めることができる。
図３は正弦波信号と三角波信号、および補正データの
関係を示す信号図である。図３において、（ａ）は正弦
波信号、（ｂ）は三角波、（ｃ）は角度誤差Δθｄを示
している。角度誤差Δθｄは、π/2を周期とする信号と
なり、π/4の中心点として点対称である。
関係を示す信号図である。図３において、（ａ）は正弦
波信号、（ｂ）は三角波、（ｃ）は角度誤差Δθｄを示
している。角度誤差Δθｄは、π/2を周期とする信号と
なり、π/4の中心点として点対称である。
次に、この角度誤差Δθｄを補正データとして記憶す
る補正データ記憶手段５について説明する。以下では角
度誤差Δθｄを「補正データ」という。
る補正データ記憶手段５について説明する。以下では角
度誤差Δθｄを「補正データ」という。
補正データ記憶手段５は、例えばROM等の記憶素子に
より実現することができ、演算手段４によって演算され
た演算データθｄをアドレスとして、補正データΔθｄ
を格納する。図４は、補正データ記憶手段５のアドレス
θａと補正データΔθｄとの関係を示す。アドレスθａ
に対して補正データΔθｄが書き込まれる。
より実現することができ、演算手段４によって演算され
た演算データθｄをアドレスとして、補正データΔθｄ
を格納する。図４は、補正データ記憶手段５のアドレス
θａと補正データΔθｄとの関係を示す。アドレスθａ
に対して補正データΔθｄが書き込まれる。
図５はアドレスθａと補正データΔθｄとの関係を示
している。図５において、（ａ）は演算データθｄに対
するアドレスθａの関係を示しており、また、（ｂ）は
アドレスθａに対する補正データΔθｄの関係を示して
いる。図４および図５に示すように、アドレスθａは例
えば、θa1、θa2、‥‥、θai、θaj、θak、‥‥の離
散値で設定される。それに対して演算データθｄは、前
記（２）式により前記離散値以外の値となる場合があ
る。そこで、アドレスθａは、図５（ａ）に示すよう
に、演算データθｄのある範囲内に対して１つのアドレ
スθａを対応させ、さらに、図５（ｂ）に示すように、
このアドレスθａに対して補正データΔθｄを一対一で
対応させ、図４に示すようにアドレスによって対応付け
て補正データΔθｄの格納を行う。
している。図５において、（ａ）は演算データθｄに対
するアドレスθａの関係を示しており、また、（ｂ）は
アドレスθａに対する補正データΔθｄの関係を示して
いる。図４および図５に示すように、アドレスθａは例
えば、θa1、θa2、‥‥、θai、θaj、θak、‥‥の離
散値で設定される。それに対して演算データθｄは、前
記（２）式により前記離散値以外の値となる場合があ
る。そこで、アドレスθａは、図５（ａ）に示すよう
に、演算データθｄのある範囲内に対して１つのアドレ
スθａを対応させ、さらに、図５（ｂ）に示すように、
このアドレスθａに対して補正データΔθｄを一対一で
対応させ、図４に示すようにアドレスによって対応付け
て補正データΔθｄの格納を行う。
加減算手段６によって加算された演算データθｄと補
正データΔθｄは、第Ｉ象限を基準としているため、エ
ンコーダ信号が他の象限にある場合には、データ象限変
換手段７は、象限判断手段３から得た象限信号に基づい
て象限の変換を行う。図６は、この象限変換を説明する
図である。図６において、第Ｉ象限における角度がθの
場合、第II象限では（π−θ）、第III象限では（π＋
θ）、第IV象限では２π−θの角度関係となる。図７
は、この象限と角度データとの関係を表している。した
がって、例えば、エンコーダ信号からの信号a,bが（ａ
＞0,b＞０）の場合には、象限判断手段３はエンコーダ
信号が第Ｉ象限にあるものと判断し、データ象限変換手
段７は角度データθを出力する。また、信号a,bが（ａ
＞0,b＜０）の場合には、象限判断手段３はエンコーダ
信号が第II象限にあるものは判断し、データ象限変換手
段７は角度データ（π−θ）を出力し、信号a,bが（ａ
＜0,b＜０）の場合には、象限判断手段３はエンコーダ
信号が第III象限にあるものは判断し、データ象限変換
手段７は角度データ（π＋θ）を出力し、信号a,bが
（ａ＜0,b＞０）の場合には、象限判断手段３はエンコ
ーダ信号が第IV象限にあるものは判断し、データ象限変
換手段７は角度データ（２π−θ）を出力する。
正データΔθｄは、第Ｉ象限を基準としているため、エ
ンコーダ信号が他の象限にある場合には、データ象限変
換手段７は、象限判断手段３から得た象限信号に基づい
て象限の変換を行う。図６は、この象限変換を説明する
図である。図６において、第Ｉ象限における角度がθの
場合、第II象限では（π−θ）、第III象限では（π＋
θ）、第IV象限では２π−θの角度関係となる。図７
は、この象限と角度データとの関係を表している。した
がって、例えば、エンコーダ信号からの信号a,bが（ａ
＞0,b＞０）の場合には、象限判断手段３はエンコーダ
信号が第Ｉ象限にあるものと判断し、データ象限変換手
段７は角度データθを出力する。また、信号a,bが（ａ
＞0,b＜０）の場合には、象限判断手段３はエンコーダ
信号が第II象限にあるものは判断し、データ象限変換手
段７は角度データ（π−θ）を出力し、信号a,bが（ａ
＜0,b＜０）の場合には、象限判断手段３はエンコーダ
信号が第III象限にあるものは判断し、データ象限変換
手段７は角度データ（π＋θ）を出力し、信号a,bが
（ａ＜0,b＞０）の場合には、象限判断手段３はエンコ
ーダ信号が第IV象限にあるものは判断し、データ象限変
換手段７は角度データ（２π−θ）を出力する。
前記実施の形態においては、補正データ記憶手段５
は、アドレスθａが第Ｉ象限である０からπ/2の角度に
ついて補正データΔθｄを格納しているが、補正データ
Δθｄの対称性を利用することにより格納のための容量
を減少させることができる。
は、アドレスθａが第Ｉ象限である０からπ/2の角度に
ついて補正データΔθｄを格納しているが、補正データ
Δθｄの対称性を利用することにより格納のための容量
を減少させることができる。
そこで、以下に補正データΔθｄの容量の減少につい
て図８を参照して説明する。
て図８を参照して説明する。
アドレス０からπ/4までの補正データΔθｄを用意し
て、 演算手段４の出力θｄが、 （ａ）０≦θｄ＜π/4のときは、θｄに対応したアドレ
スθａの補正データΔθｄを取り出し、また、 （ｂ）π/4≦θｄ＜π/2のときは、［π/2−θｄ］に対
応したアドレスθａの補正データΔθｄを取り出して、
その符号を反転する。
て、 演算手段４の出力θｄが、 （ａ）０≦θｄ＜π/4のときは、θｄに対応したアドレ
スθａの補正データΔθｄを取り出し、また、 （ｂ）π/4≦θｄ＜π/2のときは、［π/2−θｄ］に対
応したアドレスθａの補正データΔθｄを取り出して、
その符号を反転する。
このケース（ｂ）を図８により説明すると、出力θｄ
がＥ点（π/4点よりプラス側にｓ移動した点）であると
きは、Ｆ点（π/4点よりマイナス側にｓ移動した点）で
示されるアドレスの補正データΔθｄを取り出してその
符号を反転する。
がＥ点（π/4点よりプラス側にｓ移動した点）であると
きは、Ｆ点（π/4点よりマイナス側にｓ移動した点）で
示されるアドレスの補正データΔθｄを取り出してその
符号を反転する。
次に、本発明の補正データの算出の他の実施形態につ
いて説明する。前記した実施形態では、入力波形は正弦
波信号であることを前提とし、三角波信号との誤差を補
正する補正データの算出を行っている。入力波形が三角
波信号である場合には補正データは不要であり、入力波
形が正弦波信号である場合には、算出した補正データに
よって正弦波信号と三角波信号との誤差を補正して、三
角波信号として角度信号を算出している。
いて説明する。前記した実施形態では、入力波形は正弦
波信号であることを前提とし、三角波信号との誤差を補
正する補正データの算出を行っている。入力波形が三角
波信号である場合には補正データは不要であり、入力波
形が正弦波信号である場合には、算出した補正データに
よって正弦波信号と三角波信号との誤差を補正して、三
角波信号として角度信号を算出している。
これに対して、以下に示す実施の形態は、入力波形
が、正弦波信号あるいは三角波信と同様に角度に従って
信号の大きさが変化する周期信号であるが、波形形状が
正弦波信号あるいは三角波信号のいずれでもない場合で
ある。以下、このような任意波形の周期信号に対する角
度データの内挿について説明する。
が、正弦波信号あるいは三角波信と同様に角度に従って
信号の大きさが変化する周期信号であるが、波形形状が
正弦波信号あるいは三角波信号のいずれでもない場合で
ある。以下、このような任意波形の周期信号に対する角
度データの内挿について説明する。
図9Aは、正弦波信号Ａと三角波信号Ｂとの関係を示し
ている。前記した実施形態において算出した補正データ
は、正弦波信号Ｂの入力波形を三角波信号Ａを補正する
データであり、補正データは入力波形が三角波信号であ
ることを前提としている。
ている。前記した実施形態において算出した補正データ
は、正弦波信号Ｂの入力波形を三角波信号Ａを補正する
データであり、補正データは入力波形が三角波信号であ
ることを前提としている。
このような三角波信号に対して、実際のエンコーダか
ら出力される信号波形は必ずしも正弦波信号となるとは
限らない。例えば、固定スリットと移動スリットとの相
対移動による通過光量変化によって角度検出を行う光学
的なエンコーダでは、光の漏れ等によって受光器に入力
する光量は変化し、理想的な正弦波信号は得られず、例
えば図9B中の一点鎖線Ｃあるいは図9C中の二点鎖線Ｄに
示すように、三角波信号あるいは正弦波信号の何れでも
ない周期信号となる。
ら出力される信号波形は必ずしも正弦波信号となるとは
限らない。例えば、固定スリットと移動スリットとの相
対移動による通過光量変化によって角度検出を行う光学
的なエンコーダでは、光の漏れ等によって受光器に入力
する光量は変化し、理想的な正弦波信号は得られず、例
えば図9B中の一点鎖線Ｃあるいは図9C中の二点鎖線Ｄに
示すように、三角波信号あるいは正弦波信号の何れでも
ない周期信号となる。
このような任意波形の信号に対して、入力波形が正弦
波信号を前提とする補正データを適用した場合には、充
分な補正効果が得られないことになる。そこで、この実
施の形態は、正弦波信号を前提として得た補正データを
用い、この補正データを調整して、充分な補正効果が得
られる補正データを生成する。
波信号を前提とする補正データを適用した場合には、充
分な補正効果が得られないことになる。そこで、この実
施の形態は、正弦波信号を前提として得た補正データを
用い、この補正データを調整して、充分な補正効果が得
られる補正データを生成する。
この実施形態では、図10に示すように、正弦波信号を
前提として得た補正データΔθｄに対して1/2nを乗算す
る演算を行い、これによって、調整した補正データΔθ
ｄ′を得る。図10において、補正データΔθｄは、0,1,
2,3,4のデータを有した５ビットの２進数のデータとす
る。なお、この補正データのデータ長は、５ビットに限
らず任意のビット数とすることができる。以下、該デー
タは〔4,3,2,1,0〕の表示形態によって表示する。
前提として得た補正データΔθｄに対して1/2nを乗算す
る演算を行い、これによって、調整した補正データΔθ
ｄ′を得る。図10において、補正データΔθｄは、0,1,
2,3,4のデータを有した５ビットの２進数のデータとす
る。なお、この補正データのデータ長は、５ビットに限
らず任意のビット数とすることができる。以下、該デー
タは〔4,3,2,1,0〕の表示形態によって表示する。
通常、２進数で表したデータは、その数値をビット単
位でずらすと、1/2あるいは２の倍数だけ増減する。補
正データΔθｄ〔4,3,2,1,0〕を例えば、１ビット分だ
けLSB側にずらすと、補正データΔθｄに1/2＝（1/21）
を乗じた補正データΔθｄ′〔3,2,1,0〕が得られる。
さらに、２ビット分だけLSB側にずらすと、補正データ
Δθｄに1/4（＝1/22）を乗じた補正データΔθｄ′
〔2,1,0〕が得られる。また、逆に１ビット分だけMSB側
にずらすと、補正データΔθｄに２（＝1/2-1）を乗じ
た補正データΔθｄ′〔4,3,2,1,0,0〕が得られる。
位でずらすと、1/2あるいは２の倍数だけ増減する。補
正データΔθｄ〔4,3,2,1,0〕を例えば、１ビット分だ
けLSB側にずらすと、補正データΔθｄに1/2＝（1/21）
を乗じた補正データΔθｄ′〔3,2,1,0〕が得られる。
さらに、２ビット分だけLSB側にずらすと、補正データ
Δθｄに1/4（＝1/22）を乗じた補正データΔθｄ′
〔2,1,0〕が得られる。また、逆に１ビット分だけMSB側
にずらすと、補正データΔθｄに２（＝1/2-1）を乗じ
た補正データΔθｄ′〔4,3,2,1,0,0〕が得られる。
上記の演算によって調整した補正データΔθｄ′を用
いることによって、入力波形から角度データを算出する
際のデータ補正の程度を調整する。例えば、入力波形が
三角波信号の場合には、補正データθｄの調整を行わず
に補正データΔθｄをそのまま使用する。
いることによって、入力波形から角度データを算出する
際のデータ補正の程度を調整する。例えば、入力波形が
三角波信号の場合には、補正データθｄの調整を行わず
に補正データΔθｄをそのまま使用する。
これに対して、入力波形が三角波信号に近い波形の場
合には、補正データΔθｄを１ビット分だけLSB側にず
らす演算によって、1/2（＝1/21）を乗じた補正データ
Δθｄ′〔3,2,1,0〕を用いて、補正データΔθｄに加
える調整量を少なくする。また、入力波形がさらに三角
波信号に近い波形で、補正を必要とする程度が少ない場
合には、補正データΔθｄを２ビット分だけLSB側にず
らす演算によって、1/4（＝1/22）を乗じた補正データ
Δθd'〔2,1,0〕を用いて、補正データΔθｄに加える
調整量をさらに少なくする。
合には、補正データΔθｄを１ビット分だけLSB側にず
らす演算によって、1/2（＝1/21）を乗じた補正データ
Δθｄ′〔3,2,1,0〕を用いて、補正データΔθｄに加
える調整量を少なくする。また、入力波形がさらに三角
波信号に近い波形で、補正を必要とする程度が少ない場
合には、補正データΔθｄを２ビット分だけLSB側にず
らす演算によって、1/4（＝1/22）を乗じた補正データ
Δθd'〔2,1,0〕を用いて、補正データΔθｄに加える
調整量をさらに少なくする。
また、入力波形が正弦波信号の上下のピーク部分をつ
ぶした波形であって、より矩形波に近い波形の場合に
は、補正データΔθｄを１ビット分だけMSB側にずらす
演算によって、２（＝1/2-1）を乗じた補正データΔθ
ｄ′〔4,3,2,1,0,0〕を用いて、補正データΔθｄに加
える調整量を大きくする。
ぶした波形であって、より矩形波に近い波形の場合に
は、補正データΔθｄを１ビット分だけMSB側にずらす
演算によって、２（＝1/2-1）を乗じた補正データΔθ
ｄ′〔4,3,2,1,0,0〕を用いて、補正データΔθｄに加
える調整量を大きくする。
また、補正データの調整量は、1/2あるいは２の倍数
に限らず、これらの倍数の組み合わせて、例えば、3/4
（＝1/2＋1/4）等の種々の倍率とすることもできる。
に限らず、これらの倍数の組み合わせて、例えば、3/4
（＝1/2＋1/4）等の種々の倍率とすることもできる。
補正データの調整量は、前記したように２進数で表し
た補正データのビットを移動することにより行うことが
でき、このビットの移動は、ハードウェアあるいはソフ
トウェアいずれの手段によっても行うことができ、ま
た、調整量の選択は、入力波形に応じて任意の手段を用
いて行うことができる。例えば、入力波形に応じて外部
から選択信号を入力し、これによって、ビートの移動量
を変更し調整量を選択することができる。
た補正データのビットを移動することにより行うことが
でき、このビットの移動は、ハードウェアあるいはソフ
トウェアいずれの手段によっても行うことができ、ま
た、調整量の選択は、入力波形に応じて任意の手段を用
いて行うことができる。例えば、入力波形に応じて外部
から選択信号を入力し、これによって、ビートの移動量
を変更し調整量を選択することができる。
以下、補正データの調整量をハードウェアによって選
択する場合について、図11〜図13に示す回路例を用いて
説明する。なお、図11の回路は補正データの調整を行わ
ず全補正データを使用する場合を示し（以下、全補正と
いう）、図12の回路は補正データに1/2を乗じて調整を
行って、補正データの半分の補正量を使用する場合を示
し（以下、1/2補正という）、図13の回路は補正データ
に1/4を乗じて調整を行って、補正データの４分の１の
補正量を使用する場合を示している（以下、1/4補正と
いう）。
択する場合について、図11〜図13に示す回路例を用いて
説明する。なお、図11の回路は補正データの調整を行わ
ず全補正データを使用する場合を示し（以下、全補正と
いう）、図12の回路は補正データに1/2を乗じて調整を
行って、補正データの半分の補正量を使用する場合を示
し（以下、1/2補正という）、図13の回路は補正データ
に1/4を乗じて調整を行って、補正データの４分の１の
補正量を使用する場合を示している（以下、1/4補正と
いう）。
図11〜図13において、P1の部分は補正データを選択す
る信号を形成する回路部分であり、P2は補正データ選択
信号によって補正データを選択して調整を行う回路部分
である。補正データ選択信号形成部分P1には、信号S1お
よびS2を入力し、これによって、４種類の補正データの
調整を行う選択信号を形成することができる。また、補
正データ選択部分P2には、前記で求めた補正データθｄ
を入力し、この補正データΔθｄの各ビットのビットデ
ータを、補正データ選択信号形成部分P1からの選択信号
によって選択し、調整後補正データΔθｄ′として出力
する。また、各図11〜13では、補正データΔθｄとして
〔4,3,2,1,0〕の５ビットのデータを入力する場合を示
している。
る信号を形成する回路部分であり、P2は補正データ選択
信号によって補正データを選択して調整を行う回路部分
である。補正データ選択信号形成部分P1には、信号S1お
よびS2を入力し、これによって、４種類の補正データの
調整を行う選択信号を形成することができる。また、補
正データ選択部分P2には、前記で求めた補正データθｄ
を入力し、この補正データΔθｄの各ビットのビットデ
ータを、補正データ選択信号形成部分P1からの選択信号
によって選択し、調整後補正データΔθｄ′として出力
する。また、各図11〜13では、補正データΔθｄとして
〔4,3,2,1,0〕の５ビットのデータを入力する場合を示
している。
図11は、全補正データを選択する場合を示している。
ここで、信号S1およびS2に「１」を入力すると、補正デ
ータ選択部分P2は、補正データΔθｄの各ビットのデー
タを選択し、そのデータ端子に第１ビットデータから第
５ビットデータの全ビットのデータを出力する。これに
よって、補正データΔθｄの全データを選択することが
できる。
ここで、信号S1およびS2に「１」を入力すると、補正デ
ータ選択部分P2は、補正データΔθｄの各ビットのデー
タを選択し、そのデータ端子に第１ビットデータから第
５ビットデータの全ビットのデータを出力する。これに
よって、補正データΔθｄの全データを選択することが
できる。
図12は、1/2補正を行う場合を示している。ここで、
信号S1に「１」を入力し、信号S2に「０」を入力する
と、補正データ選択部分P2は、補正データΔθｄのLMS
ビットの除く各ビットのデータを選択し、そのデータ端
子に第１ビットデータから第４ビットデータの４ビット
のデータを出力する。これによって、補正データΔθｄ
の半分の補正量を選択することができる。
信号S1に「１」を入力し、信号S2に「０」を入力する
と、補正データ選択部分P2は、補正データΔθｄのLMS
ビットの除く各ビットのデータを選択し、そのデータ端
子に第１ビットデータから第４ビットデータの４ビット
のデータを出力する。これによって、補正データΔθｄ
の半分の補正量を選択することができる。
また、図13は、1/4補正を行う場合を示している。こ
こで、信号S1に「０」を入力し、信号S2に「１」を入力
すると、補正データ選択部分P2は、補正データΔθｄの
LMSビットおよび次のビットの除く各ビットのデータを
選択し、そのデータ端子に第１ビットデータから第３ビ
ットデータの３ビットのデータを出力する。これによっ
て、補正データΔθｄの四分の一の補正量を選択するこ
とができる。
こで、信号S1に「０」を入力し、信号S2に「１」を入力
すると、補正データ選択部分P2は、補正データΔθｄの
LMSビットおよび次のビットの除く各ビットのデータを
選択し、そのデータ端子に第１ビットデータから第３ビ
ットデータの３ビットのデータを出力する。これによっ
て、補正データΔθｄの四分の一の補正量を選択するこ
とができる。
以上説明したように、本発明によれば、簡易な演算回
路と小容量の記憶手段によって角度データを内挿するこ
とができるエンコーダの角度算出方法および算出装置を
提供することができる。
路と小容量の記憶手段によって角度データを内挿するこ
とができるエンコーダの角度算出方法および算出装置を
提供することができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−68812（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−61861（ＪＰ，Ａ)
実開 平３−91914（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭62−186023（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01D 5/00 - 5/62
G01B 7/00 - 7/34
G01B 11/00 - 11/30
G01P 1/00 - 3/80
Claims (9)
- 【請求項１】（ａ）位相が異なる２つの正弦波のエンコ
ーダ信号出力から、位相が異なる２つの正弦波信号出力
から角度を求める式を用いて第１の角度を演算するとと
もに、位相が異なる２つの三角波信号出力から角度を求
める式を用いて第２の角度を演算し、もって、この第２
の角度とこれに対応する上記第１の角度との差である角
度誤差をその第２の角度と対応させて予め記憶してお
き、 （ｂ）位相が異なる２つのエンコーダ信号出力を得てこ
れらデータから上記第２の角度を求め、 （ｃ）上記求めた第２の角度に、この第２の角度に対応
する上記角度誤差を加えることにより上記第１の角度を
得る、 ことを特徴とする、エンコーダの角度データ算出方法。 - 【請求項２】上記２つのエンコーダ信号出力は絶対値の
形で得て、これらデータから第１象限内での第２の角度
を計算し、 一方、これら２つのエンコーダ信号出力の正負の符号を
みることにより、上記第１または第２の角度が、第Ｉ、
第II、第III、第IV象限のいずれに属するかを判定し、
そして、 上記計算された第Ｉ象限内での第２の角度を、上記判定
された象限内での角度に変換する、 請求の範囲第１項記載のエンコーダの角度データ算出方
法。 - 【請求項３】上記（ａ）の、第２の角度と対応させて記
憶される角度誤差は、その第２の角度が０からπ/4まで
の範囲とし、 第２の角度がπ/4からπ/2までのときに対応する角度誤
差は、その記憶された、第２の角度が０からπ/4までの
範囲における角度誤差データを用いて求める、 請求の範囲第２項記載のエンコーダの角度データ算出方
法。 - 【請求項４】上記（ａ）の、角度誤差を第２の角度と対
応させて記憶するに際して、この第２の角度はアドレス
とする、請求の範囲第１項記載のエンコーダの角度デー
タ算出方法。 - 【請求項５】上記（ｃ）で加えられる角度誤差は、上記
（ａ）で記憶された角度誤差そのものではなくて、エン
コーダ信号の正弦波とのずれに応じて調整される、請求
の範囲第１項記載のエンコーダの角度データ算出方法。 - 【請求項６】上記調整は、上記記憶された角度誤差を、
2n（ｎは正又は負の整数）倍又は2nを組み合わせた倍率
で増減することを特徴とする請求の範囲第５項記載のエ
ンコーダの角度データ算出方法。 - 【請求項７】位相が異なる２つの正弦波のエンコーダ信
号出力から、位相が異なる２つの正弦波信号出力から角
度を求める式を用いて計算された第１の角度と、上記２
つの正弦波のエンコーダ信号出力から、位相が異なる２
つの三角波信号出力から角度を求める式を用いて計算さ
れた第２の角度との差である角度誤差を、上記第２の角
度に対応させて記憶する角度誤差データ記憶手段と、 位相が異なる２つのエンコーダ信号を入力して、それら
入力信号から、位相が異なる２つの三角波信号出力から
角度を求める式を用いて、上記第２の角度を演算し出力
する角度演算手段と、 上記角度演算手段で演算した第２の角度に、上記角度誤
差データ記憶手段に記憶された、この第２の角度に対応
する角度誤差を加算することにより上記第１の角度を得
る加算手段と、 を含む、エンコーダの角度データ算出装置。 - 【請求項８】上記角度演算手段は、上記２つのエンコー
ダ信号出力を絶対値に変換したうえで第２の角度を計算
し、そして、 エンコーダ信号出力の正負の符号をみることにより、上
記第１または第２の角度が、第Ｉ、第II、第III、第IV
象限のいずれに属するかを判定する象限判定手段と、 上記角度演算手段で計算された第２の角度を、上記判定
された象限内での角度に変換するデータ象限変換手段と
を 含む、請求の範囲第７項記載のエンコーダの角度データ
算出装置。 - 【請求項９】上記角度誤差データ記憶手段に記憶される
角度誤差データは、第２の角度が０からπ/4までである
ときのデータのみとし、 第２の角度がπ/4からπ/2までのときは、第２の角度に
対応する角度誤差は、その記憶された、第２の角度が０
からπ/4までの範囲における角度誤差データを用いて求
める手段を備えた、請求の範囲第８項記載のエンコーダ
の角度データ算出装置。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018517140A (ja) * | 2015-06-11 | 2018-06-28 | ヴィシェイ・エムセベ・アンデュストリー | 位置エンコーダ |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6188341B1 (en) | 1996-11-11 | 2001-02-13 | Fanuc Ltd. | Encoder interpolation circuit which corrects an interpolation angle between a received sine-wave encoder signal and a cosine-wave encoder signal |
| JP3026949B2 (ja) * | 1997-05-12 | 2000-03-27 | ファナック株式会社 | エンコーダのオフセット補正回路 |
| US6326908B1 (en) * | 1998-09-04 | 2001-12-04 | Trilogy Systems Corp | Precision position encoder using coarse position indicator |
| US6518897B1 (en) * | 2001-08-29 | 2003-02-11 | Trw Inc. | Angle quantization using log division |
| WO2003058820A2 (de) * | 2002-01-11 | 2003-07-17 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Verfahren zur interpolation mindestens zweier positionsabhängiger, periodischer, zueinander phasenverschobener analogsignale |
| JP3772121B2 (ja) | 2002-02-28 | 2006-05-10 | ファナック株式会社 | エンコーダの信号処理装置 |
| DE10392675B4 (de) * | 2003-04-11 | 2006-10-12 | Mitsubishi Denki K.K. | Drehcodierer |
| US8212551B2 (en) * | 2004-08-03 | 2012-07-03 | Ntn Corporation | Bearing with absolute angle sensor |
| CN100359290C (zh) * | 2004-09-08 | 2008-01-02 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种提高光电编码器测角精度的方法 |
| JP4005096B2 (ja) | 2005-11-29 | 2007-11-07 | ファナック株式会社 | エンコーダの信号処理回路 |
| US7268710B1 (en) * | 2006-07-11 | 2007-09-11 | Hiwin Mikrosystems Corp. | Logic device for the transformation of the output of the RDC into series A-B pulses |
| JP4805784B2 (ja) * | 2006-10-17 | 2011-11-02 | 大同特殊鋼株式会社 | 位置センサ |
| JP2008241345A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Toshiba Mach Co Ltd | 位相検出装置及び位置検出装置 |
| CN104764473B (zh) * | 2008-08-26 | 2017-07-07 | 株式会社尼康 | 编码器系统、信号处理方法 |
| JP6196532B2 (ja) * | 2013-11-05 | 2017-09-13 | 日本電産サンキョー株式会社 | エンコーダ |
| JP5832509B2 (ja) * | 2013-11-28 | 2015-12-16 | ファナック株式会社 | モータと主軸との間の動力伝達部の異常検出機能を有するモータ制御装置 |
| CN105928547B (zh) * | 2014-05-06 | 2018-06-22 | 盛铂科技（上海）有限公司 | 一种旋转编码器二相信号处理电路及其信号处理方法 |
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Family Cites Families (8)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS62163589A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-20 | Hitachi Ltd | パルス幅変調インバ−タによる誘導電動機の制御装置 |
| DE58904087D1 (de) * | 1989-07-21 | 1993-05-19 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Verfahren zum interpolieren von positionsmesssignalen. |
| JPH0382396A (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-08 | Mitsubishi Electric Corp | パルス幅変調形インバータ装置 |
| JPH0391914U (ja) * | 1990-01-09 | 1991-09-19 | ||
| JPH0661861A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-03-04 | Yaskawa Electric Corp | エンコ−ダ信号処理逓倍装置 |
| US5650708A (en) * | 1992-12-08 | 1997-07-22 | Nippondenso Co., Ltd. | Inverter control apparatus using a two-phase modulation method |
| JPH08201110A (ja) * | 1995-01-30 | 1996-08-09 | Sony Magnescale Inc | 内挿装置 |
-
1996
- 1996-08-14 DE DE69616505T patent/DE69616505T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-08-14 US US08/817,428 patent/US5786781A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1996-08-14 WO PCT/JP1996/002301 patent/WO1997007382A1/ja active IP Right Grant
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018517140A (ja) * | 2015-06-11 | 2018-06-28 | ヴィシェイ・エムセベ・アンデュストリー | 位置エンコーダ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1997007382A1 (fr) | 1997-02-27 |
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| DE69616505D1 (de) | 2001-12-06 |
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| EP0787973A1 (en) | 1997-08-06 |
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| EP0787973A4 (en) | 1997-11-12 |
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