JP3538261B2

JP3538261B2 - インクリメンタルエンコーダのカウント装置

Info

Publication number: JP3538261B2
Application number: JP17220095A
Authority: JP
Inventors: 光弘松本
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 2004-06-14
Anticipated expiration: 2015-07-07
Also published as: JPH0921653A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクリメンタル
エンコーダのカウント装置に関し、特に、そのカウント
値を検証して誤差を算出することができるカウント装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、部材間の相対移動距離や相対
回転角度を検出するためにエンコーダが用いられてき
た。このエンコーダは、インクリメンタル方式とアブソ
リュート式に大別される。後者においては、エンコーダ
から直接読み出される２進値のデータ自体が、一方の部
材に対する他方の部材の絶対的な位置を示す。前者にお
いては、直接読み出されるパルスは、両部材が単位距離
だけ相対移動したことを示すのみである。

【０００３】従って、インクリメンタル方式のエンコー
ダによって両部材間の絶対的な位置関係を検出するため
には、初期状態を特定するとともに、その初期状態特定
後に発生したパルスをカウントして（順方向を示すパル
スが発生した時にはカウントアップし、逆方向を示すパ
ルスが発生した時にはカウントダウンして）初期状態を
基準とした両部材間のズレを算出することになる。

【０００４】このようなパルスのカウントを行う従来の
カウント装置の構成を図１０に示す。図１０において、
「ＳＩＮ」，「ＣＯＳ」は、インクリメンタルエンコー
ダの出力信号である。つまり、インクリメンタルエンコ
ーダは、図６に示すように、他方の部材に固定されてい
るメインスケール４２と一方の部材に固定されているサ
ブスケール４３とを重ね合わせて、光を透過させるもの
である。このサブスケール４３は、長手方向に二分さ
れ、相互に９０°位相がずれた目盛りパターンが描かれ
ているその結果、各部分を透過した光は、相互に９０°
位相ずれした強度変化を示す。従って、一方の部分を透
過した光の強度変化を「ＳＩＮ」と表現すると、他方の
部分を透過した光の強度変化は「ＣＯＳ」と表現できる
のである。

【０００５】このような出力信号「ＳＩＮ」及び「ＣＯ
Ｓ」は、コンパレータ１０１，１０２によって夫々基準
値（Ｖｒｅｆ）と比較され、図７に示すように、方形波
として波形整形される。このように波形整形されたＳＩ
Ｎ信号及びＣＯＳ信号は、夫々アップダウンカウンタ１
０３に入力される。

【０００６】アップダウンカウンタ１０３は、図７に示
すように、ＣＯＳ＝Ｌの状態下でＳＩＮ信号の立ち上が
りを検出した時，ＳＩＮ＝Ｈの状態下でＣＯＳ信号の立
ち上がりを検出した時，ＣＯＳ＝Ｈの状態下でＳＩＮ信
号の立ち下がりを検出した時，及び、ＳＩＮ＝Ｌの状態
下でＣＯＳ信号の立ち下がりを検出した時にアップカウ
ントパルスを生成する。また、ＣＯＳ＝Ｌの状態下でＳ
ＩＮ信号の立ち下がりを検出した時，ＳＩＮ＝Ｈの状態
下でＣＯＳ信号の立ち下がりを検出した時，ＣＯＳ＝Ｈ
の状態下でＳＩＮ信号の立ち上がりを検出した時，ＳＩ
Ｎ＝Ｌの状態下でＣＯＳ信号の立ち上がりを検出した時
にダウンカウントパルスを生成する。そして、アップカ
ウントパルスの生成の都度カウント出力値をインクリメ
ントするとともに、ダウンカウントパルスの生成の都度
カウント出力値をデクリメントする。このアップダウン
カウンタ１０３は、リセット信号の入力によってリセッ
トされるので、このカウント出力値は、リセット時の位
置を基準としたメインスケール４２の現在位置を示すこ
とになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のカウント装置の構成では、図１１に示すよう
に、ノイズ等の理由によってこれらアップカウントパル
ス又はダウンカウントパルスを欠落させてしまったり、
ノイズをパルスと誤認してカウントしまうことがあっ
た。これらのカウントミスが生じると、アップダウンカ
ウンタ１０３のカウント出力値は、誤差を包含してしま
い、メインスケール４２の正確な位置を示さないように
なる。また、このような誤差は、カウントミスが生じる
毎に蓄積されるので、アップダウンカウンタ１０３のカ
ウント出力値がメインスケール４２の実際の位置から益
々ずれていってしまう。従って、従来のカウンタ回路で
は、測定精度の維持が困難であった。

【０００８】本発明の課題は、このような従来の問題点
に鑑みてなされたものであり、カウンタ出力値を論理的
に検証して、その誤差を自動的に検出することができる
インクリメンタルエンコーダのカウント装置を提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によるインクリメ
ンタルエンコーダのカウント装置は、上記課題を解決す
るため、２つの部材間の相対移動に連動して一定周期の
基準パルスとこの基準パルスに対して同周期且つ位相差
が１８０°未満の比較パルスを出力するパルス出力手段
と、任意の基準時以降における前記基準パルス及び前記
比較パルスの信号状態の相対的変化の回数をカウント出
力値としてカウントするカウンタと、前記基準時におけ
る前記基準パルス及び前記比較パルスの信号状態を保持
する保持手段と、前記保持手段に保持された前記基準パ
ルス及び前記比較パルスの信号状態から前記パルス出力
手段が現に出力している前記基準パルス及び前記比較パ
ルスの信号状態に移行するまでに要する最少の前記相対
的変化回数を理論値として算出する理論値算出手段と、
前記カウンタ出力値を前記基準パルスの１周期中に生じ
る前記相対的変化回数で除算した剰余と前記理論値との
差に基づいて、前記カウント出力値の誤差を算出する誤
差算出手段とを備えたことを特徴とする（請求項１に対
応）。

【００１０】２つの部材は、直線方向に相対移動するも
のであっても良いし、所定の中心軸を中心に相対回転す
るものであっても良い。これら２つの部材は、一の向き
のみに相対移動するものであっても良いし、逆の向きへ
も相対移動できるものであっても良い。

【００１１】基準パルス及び比較パルスは、光学式のイ
ンクリメンタルエンコーダから出力された正弦波を２値
化したものであっても良いし、縞状のランドとブラシか
らなる電気式のインクリメンタルエンコーダから直接出
力されたパルスであっても良い。

【００１２】基準パルスと比較パルスとの間の位相差は
任意であるが、０゜及び１８０°は除かれる。この間の
範囲であれば、両パルスの信号状態が共にＨにある状態
や共にＬになる状態が存在するので、これらの信号状態
の変化をも検出することができる。さらに、２つの部材
が一方の向きに相対移動する時と逆の向きに相対移動す
る時とで、パルスの発生パターンが相違するようにな
る。従って、両パルスの信号状態の変化に基づいて、２
つの部材の相対移動の向きを検出することができるよう
になる。具体的には、例えば、基準パルスに対して比較
パルスが９０゜の位相差を有するように構成することが
できる（請求項４に対応）。このように構成すると、２
つの部材を一定速度で相対移動させると、両パルスの信
号状態の相対変化が等間隔で生じるので、出力カウンタ
値自体が両部材の相対移動量に比例対応するようにな
る。また、この場合、２つの部材が一の方向に相対移動
する時には比較パルスが基準パルスに対して９０°の遅
れ位相差で出力されるとともに、２つの部材が逆の方向
に相対移動する時には比較パルスが基準パルスに対して
９０°の進み位相差で出力されるように構成することが
できる（請求項５に対応）。

【００１３】カウンタは、バイナリカウンタや１０進カ
ウンタとして構成することができる。このカウンタは、
基準パルス及び比較パルスの立ち上がり及び立ち下がり
を検出してカウントを行うように構成されても良い（請
求項２に対応）。このようにすれば、基準パルスの一周
期内に４回カウントを行うことができるので、細かくカ
ウントを行うことができる。また、カウンタは、２つの
部材が一の向きに相対移動する時にはカウント出力値を
増加させるとともに、２つの部材が逆の向きに相対移動
する時には前記カウント出力値を減少させるように構成
されても良い（請求項３に対応）。このようにすれば、
２つの部材の移動の向きの変化を加味した両部材の現在
状態を、簡単な構成でカウント値に反映させることがで
きる。さらに、カウンタは、誤差検出手段によって検出
された誤差に基づいてそのカウント出力値を補正しても
良い（請求項８に対応）。

【００１４】保持手段は、ラッチ回路として構成するこ
とができる。この保持手段は、カウンタを初期化する任
意の基準時における両パルスの信号状態を保持する。こ
の基準時は、外部から入力される初期化信号（０セット
信号）によって規定されても良い。また、この保持手段
は、各パルスがＨであるかＬであるかを保持するように
しても良い。

【００１５】理論値算出手段は、基準パルスの一周期中
に生じるカウント回数の範囲で、理論値を算出する。こ
の理論値算出手段は、理論値算出のための計算プログラ
ムを実行するコンピュータとして構成しても良いし、論
理回路として構成しても良い。

【００１６】誤差算出手段は、カウンタが各パルスの立
ち上がり及び立ち下がりを検出してカウントする場合に
は、カウント出力値を４で除算する（請求項６に対
応）。この誤差算出手段は、誤差算出のための計算プロ
グラムを実行するコンピュータとして構成しても良い
し、論理回路として構成しても良い。この誤差算出手段
は、剰余が理論値よりも１つ大きいとき，及び理論値が
３且つ剰余が０のときには、カウント出力値が＋１の誤
差を含有していると算出し、剰余が理論値よりも１つ小
さいとき，及び理論値が０且つ剰余が３のときには、前
記カウント出力値が−１の誤差を含有していると算出し
ても良い（請求項７に対応）。また、誤差算出手段は、
剰余と理論値との差が２である場合には、エラーが生じ
たことを示すエラー信号を出力しても良い（請求項９に
対応）。この場合、最初の誤差が生じたときに補正がな
される前に次の誤差が生じたと考えられるので、何らか
の障害が生じたと考えられるからである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。

【００１８】

【実施形態１】以下、本発明の第１の実施形態を説明す
る。＜インクリメンタルエンコーダ＞図６を用いて、インク
リメンタルエンコーダの詳細な構成説明を行う。このイ
ンクリメンタルエンコーダは、図示せぬ固定部材と図示
せぬ移動部材との間（２つの部材間）の相対移動距離及
び移動方向を検出するものである。このインクリメンタ
ルエンコーダを構成する各部材のうち、メインスケール
４２のみは、移動部材に固定され、発光ダイオード４
０，コリメータレンズ４１，サブスケール４３，及び受
光素子４４ａ，４４ｂは、固定部材に固定されている。

【００１９】そして、発光ダイオード４０出射された発
散光は、コリメータレンズ４１によって、メインスケー
ル４２の幅よりも若干狭いビーム径を有する平行光にさ
れる。メインスケール４２は透明部材からなり、その
表面には、透明部と不透明部とが均等なピッチで交互に
繰り返してなる縞模様が、その長手方向に沿って不透明
塗料によって形成されている。

【００２０】このメインスケール４２に重ねられたサブ
スケール４３は、このメインスケール４２と同幅を有
し、このメインスケール４２と同じく透明部材から構成
されている。このサブスケール４３の表面は、その短手
方向に二分され、二分された夫々に、メインスケール４
２のものと同じピッチの縞模様が、その長手方向に沿っ
て不透明塗料によって形成されている。但し、二分され
たうちの一方（第１サブスケール４３ａ）の縞模様の位
相に対して、他方（第２サブスケール４３ｂ）の縞模様
の位相は、９０°ずれている。

【００２１】コリメータレンズ４１によって平行光にさ
れた光は、これらメインスケール４２及びサブスケール
４３を透過する。この透過光のうち、第１サブスケール
４３ａを透過した光は、第１ホトダイオード４４ａによ
って受光される。同様に、第２サブスケール４３ｂを透
過した光は、第２ホトダイオード４４ｂによって受光さ
れる。

【００２２】図示せぬ移動部材が図示せぬ固定部材に対
して相対移動すると、メインスケール４２がサブスケー
ル４３に対して相対スライドする。すると、これらメイ
ンスケール４２及びサブスケール４３を透過する光の透
過率は、０％〜５０％の範囲で正弦波状に変化する。即
ち、第１ホトダイオード４４ａの出力信号は、ＳＩＮ波
状に強度変化し、第２ホトダイオード４４ｂの出力信号
は、それよりも９０°位相がずれたＣＯＳ波状に強度変
化するのである。＜カウント装置＞次に、以上のようなインクリメンタル
エンコーダの出力信号に基づいてカウントを行うための
カウント装置の構成を、図１を参照して説明する。

【００２３】図１において、第１ホトダイオード４４ａ
からのＳＩＮ波状出力信号は、パルス出力手段としての
第１コンパレータ１によってしきい値電圧Ｖｒｅｆと比
較され、図７に示すような方形波（基準パルス）に波形
整形される。同様に、第２ホトダイオード４４ｂからの
ＣＯＳ波状出力信号は、パルス出力手段としての第２コ
ンパレータ２によってしきい値電圧Ｖｒｅｆと比較さ
れ、方形波（比較パルス）に波形整形される。このしき
い値電圧Ｖｒｅｆは、メインスケール４２及びサブスケ
ール４３による透過率が２５％の時のホトダイオード４
４の出力と同じ電圧値である。

【００２４】第１コンパレータ１によって波形整形され
た基準パルスとしてのＳＩＮ波状出力信号及び第２コン
パレータ２によって波形整形された比較パルスとしての
ＣＯＳ波状出力信号は、夫々、アップダウンカウンタ
３，初期位相ラッチ回路４，及び、位相比較回路５に入
力される。

【００２５】このアップダウンカウンタ３（所定の基準
時以降における基準パルス及び比較パルスの信号状態の
相対的変化の回数をカウント出力値としてカウントする
カウンタ）は、二進値からなるカウント出力値を出力す
るバイナリーカウンタであり、そのリセット端子に「０
セット信号」が入力されると、そのカウント出力値を０
にリセットする。また、このアップダウンカウンタ３
は、図７に示すように、ＣＯＳ＝Ｌの状態下でＳＩＮ波
状出力信号の立ち上がりを検出した時，ＳＩＮ＝Ｈの状
態下でＣＯＳ波状出力信号の立ち上がりを検出した時，
ＣＯＳ＝Ｈの状態下でＳＩＮ波状出力信号の立ち下がり
を検出した時，及び、ＳＩＮ＝Ｌの状態下でＣＯＳ波状
出力信号の立ち下がりを検出した時にアップカウントパ
ルスを生成する。また、ＣＯＳ＝Ｌの状態下でＳＩＮ波
状出力信号の立ち下がりを検出した時，ＳＩＮ＝Ｈの状
態下でＣＯＳ波状出力信号の立ち下がりを検出した時，
ＣＯＳ＝Ｈの状態下でＳＩＮ波状出力信号の立ち上がり
を検出した時，ＳＩＮ＝Ｌの状態下でＣＯＳ波状出力信
号の立ち上がりを検出した時にダウンカウントパルスを
生成する。そして、アップカウントパルスの生成の都度
カウント出力値をインクリメントするとともに、ダウン
カウントパルスの生成の都度カウント出力値をデクリメ
ントする。

【００２６】即ち、図６においてメインスケールが右方
向にスライドすると、ＳＩＮ波状出力信号に対してＣＯ
Ｓ波状出力信号が９０°の位相遅れをもって出力される
ので、カウント出力値がインクリメントされる。これに
対して、図６においてメインスケールが左方向にスライ
ドすると、ＳＩＮ波状出力信号に対してＣＯＳ波状出力
信号が９０°の位相進みをもって出力されるので、カウ
ント出力値がデクリメントされる。このアップダウンカ
ウンタ３のカウント出力値は、外部に出力されるととも
に、カウントエラー検出回路６に入力される。

【００２７】初期位相ラッチ回路４（所定の基準時にお
ける基準パルス及び比較パルスの信号状態を保持する保
持手段）は、０セット信号を受信した時点におけるＳＩ
Ｎ波状出力信号（ＳＩＮ初期値）及びＣＯＳ波状出力
信号（ＣＯＳ初期値）をラッチし、次に０セット信号
を受信するまで、これらＳＩＮ初期値及びＣＯＳ初期
値を位相比較回路５に入力し続ける。

【００２８】位相比較回路５（理論値算出手段）は、第
１コンパレータ１から入力されたＳＩＮ波状出力信号
（ＳＩＮ瞬時値），第２コンパレータ２から入力され
たＣＯＳ波状出力信号（ＣＯＳ瞬時値），初期位相ラ
ッチ回路４から入力されたＳＩＮ初期値及びＣＯＳ初
期値に基づいて、ＳＩＮ初期値及びＣＯＳ初期値
の信号状態（位相状態）からＳＩＮ瞬時値及びＣＯＳ
瞬時値の信号状態（位相状態）に移行するまでに要する
ＳＩＮ波状出力信号及びＣＯＳ波状出力信号の最少の相
対的変化回数を、「カウント参照値（理論値）」として
出力する。この位相比較回路５は、図２に示すような論
理回路として構成されている。

【００２９】図２において、ＡＮＤ回路１１は、ＳＩＮ
初期値，ＣＯＳ初期値，及びＣＯＳ瞬時値の否定
入力の論理積を出力する。同様に、ＡＮＤ回路１２は、
ＳＩＮ初期値，ＣＯＳ初期値の否定入力，及びＳＩ
Ｎ瞬時値の否定入力の論理積を出力する。同様に、Ａ
ＮＤ回路１３は、ＳＩＮ初期値の否定入力，ＣＯＳ初
期値，及びＳＩＮ瞬時値の論理積を出力する。同様
に、ＡＮＤ回路１４は、ＳＩＮ初期値の否定入力，Ｃ
ＯＳ初期値の否定入力，及びＣＯＳ瞬時値の論理積
を出力する。

【００３０】また、排他ＯＲ回路１５は、ＳＩＮ初期値
，及びＳＩＮ瞬時値の排他論理和を出力する。同様
に、排他ＯＲ回路１６は、ＣＯＳ初期値，及びＣＯＳ
瞬時値の排他論理和を出力する。

【００３１】また、ＯＲ回路１７は、ＡＮＤ回路１１乃
至１４の各出力の論理和を、カウント参照値の重み２の
ビット（２¹）として出力する。同様に、排他ＯＲ回路
１８は、排他ＯＲ回路１５及び１６の各出力の排他論理
和を、カウント参照値の最下位ビット（２⁰）として出
力する。

【００３２】このような論理回路として構成されている
位相比較回路５における各入力値〜とカウント参照
値との関係を、図３の論理表にまとめた。この論理表か
ら明らかなように、ＳＩＮ瞬時値及びＣＯＳ瞬時値
の位相状態が初期の位相状態と同じであれば、カウント
参照値は０となり、ＳＩＮ瞬時値及びＣＯＳ瞬時値
の位相状態が初期の位相状態からずれる毎にカウント参
照値が増加する。つまり、このカウント参照値は、アッ
プダウンカウンタ３のカウント出力値を４で除算したと
きの剰余に、理論的上一致するのである。

【００３３】カウントエラー検出回路６（誤差算出手
段）は、このカウント参照値（理論値）をアップダウン
カウンタ３の実際のカウント出力値の下位２ビット（即
ち、カウント出力値を４（基準パルスの１周期中に生じ
るＳＩＮ波状出力信号及びＣＯＳ波状出力信号の相対的
変化回数）で除算したときの剰余）と比較して、両値間
の誤差を算出する回路である。このカウントエラー検出
回路６は、図４に示すような論理回路として構成されて
いる。

【００３４】図４において、カウント出力値の最下位ビ
ット（２⁰）は、インバータ２３によって反転されて、
排他ＯＲ回路２１及びＡＮＤ回路２２に入力されてい
る。また、カウンタ出力値の重み２のビット（２¹）
は、インバータ２４によって反転されて、排他ＯＲ回路
２５に入力されている。一方、カウント参照値の最下位
ビット（２⁰）は、排他ＯＲ回路２１及びＡＮＤ回路２
２の他の入力端子に入力されている。また、カウンタ参
照値の重み２のビット（２¹）は、排他ＯＲ回路２５の
他の入力端子に入力している。このＡＮＤ回路２２の出
力と排他ＯＲ回路２５の出力は、排他ＯＲ回路２６に入
力されている。

【００３５】排他ＯＲ回路２１の出力は、インバータ２
７によって反転されてＡＮＤ回路２８及びＡＮＤ回路３
１に入力されるとともに、そのままＡＮＤ回路３０に入
力されている。また、排他ＯＲ回路２６の出力は、イン
バータ２９によって反転されてＡＮＤ回路２８及びＡＮ
Ｄ回路３０の他の入力端子に入力されているとともに、
そのままＡＮＤ回路３１の他の入力端子に入力されてい
る。

【００３６】このＡＮＤ回路２８のＨ出力は、カウント
参照値に対してカウント出力値の下位２ビットが１つ遅
れていることを示す。即ち、理論値に対して実際のカウ
ント出力値が１つ遅れていることを示す。また、ＡＮＤ
回路３０のＨ出力は、カウント参照値に対してカウント
出力値の下位２ビットが＋／−２進んでいることを示
す。即ち、理論値に対して実際のカウント出力値が＋／
−２進んでいることを示す。また、ＡＮＤ回路３１のＨ
出力は、カウント参照値に対してカウント出力値の下位
２ビットが１つ進んでいることを示す。即ち、理論値に
対して実際のカウント出力値が１つ進んでいることを示
す。これらＡＮＤ回路２８，３０，３１の出力が、カウ
ントエラー検出回路６によって検出されたカウント誤差
を示す。図５に、これらカウント出力値及びカウント参
照値とカウント誤差との関係をまとめた。

【００３７】このカウント誤差が＋／−１であった場合
（ＡＮＤ回路２８又は３１の出力がＨであった場合）に
は、カウント出力値の補正が可能であるので、カウント
エラー検出回路６は、カウンタ補正値としてＡＮＤ回路
２８及び３１の出力をアップダウンカウンタ３に入力す
る。アップダウンカウンタ３は、ＡＮＤ回路２８の出力
がＨの場合にはカウンタ出力値を一つインクリメント
し、ＡＮＤ回路３１の出力がＨの場合にはカウンタ出力
値を一つデクリメントする。一方、カウント誤差が＋／
−２であった場合（ＡＮＤ回路３０の出力がＨであった
場合）には、誤差の蓄積が大き過ぎてその補正が不可能
であるので、カウントエラー検出回路６は、外部に対し
てエラー信号を出力する。＜カウンタ回路の作用＞上記構成を有する本実施形態の
カウンタ回路によると、０セット信号が入力されると、
アップダウンカウンタ３のカウント出力値が０にリセッ
トされるとともに、初期位相ラッチ回路４が第１コンパ
レータ１から出力されたＳＩＮ波状信号及び第２コンパ
レータ２から出力されたＣＯＳ波状信号を初期値として
ラッチする。

【００３８】そして、メインスケール４２が図６上で右
側にスライドすると、第１コンパレータ１から出力され
るＳＩＮ波状信号の位相が変化するとともに、このＳＩ
Ｎ波状信号の位相に９０゜遅れた位相差で第２コンパレ
ータ２から出力されるＣＯＳ波状信号の位相が変化す
る。すると、アップダウンカウンタ３が、カウンタ出力
値をカウントアップするとともに、位相比較回路５が、
初期位相ラッチ回路４から出力されるＳＩＮ初期値及
びＣＯＳ初期値を基準としてカウント参照値を０→１
→２→３→０の順番で変化させる。

【００３９】また、逆に、メインスケール４２が図６上
で左側にスライドすると、第１コンパレータ１から出力
されるＳＩＮ波状信号の位相が変化するとともに、この
ＳＩＮ波状信号の位相に９０゜進んだ位相差で第２コン
パレータ２から出力されるＣＯＳ波状信号の位相が変化
する。すると、アップダウンカウンタ３が、カウンタ出
力値をカウントダウンするとともに、位相比較回路５
が、初期位相ラッチ回路４から出力されるＳＩＮ初期値
及びＣＯＳ初期値を基準としてカウント参照値を０
→３→２→１→０の順番で変化させる。

【００４０】カウント参照値は、カウント出力値を４で
除算したときの剰余と理論上一致するので、カウントエ
ラー検出回路６は、カウント参照値とカウント出力値の
下位２ビットとを比較する。そして、両者が不一致の場
合には、カウント出力値に誤差が包含されていると判断
する。即ち、その誤差が＋／−１の範囲であればアップ
ダウンカウンタ３に対してカウント出力値を補正させる
とともに、その誤差が＋／−２の範囲であればエラー信
号を出力する。

【００４１】このように、本実施の形態によると、カウ
ント出力値の誤差（カウントの欠落，カウントの重複，
等）は、＋／−２の範囲に限って検出される。しかし、
カウントエラー検出回路６は、常にカウント出力値の検
証を行い、カウント出力値に誤差が１つでも混入すると
直ちにこのカウント出力値の補正を行う。従って、誤差
が＋／−１を越えることはほとんどない。そのため、誤
差検出範囲を一応＋／−２までとし、＋／−２の誤差が
生じた場合には、回復できない障害が生じたものとし
て、エラー信号を出力するようにしたのである。

【００４２】

【実施形態２】次に、本発明の第２の実施形態を説明す
る。本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態と比較
して、位相比較回路５及びカウントエラー検出回路６の
機能をマイクロコンピュータ７及びＲＯＭ８によって実
現させている点のみが相違する。従って、図８において
第１の実施形態と同じ構成には同じ参照番号を付し、そ
の機能の説明を省略する。

【００４３】図８においてマイクロコンピュータ７は、
アップダウンカウンタ３及び初期位相ラッチ回路４に０
セット信号を出力するとともに、アップダウンカウンタ
３からのカウント出力値が入力される制御装置である。
このマイクロコンピュータ７には、また、初期位相ラッ
チ回路４によってラッチされたＳＩＮ初期値及びＣＯ
Ｓ初期値が入力される。さらに、このマイクロコンピ
ュータ７には、第１コンパレータ１からのＳＩＮ瞬時値
，及び第２コンパレータ２からのＣＯＳ瞬時値が、
直接入力される。

【００４４】理論値算出手段及び誤差算出手段としての
マイクロコンピュータ７は、カウント出力値の下位２ビ
ット，ＳＩＮ初期値，ＣＯＳ初期値，ＳＩＮ瞬時値
，及びＣＯＳ瞬時値を、上位桁から順番に並べてア
ドレスとし、ＲＯＭ８にアクセスして、このアドレスに
対応するデータを読み出す。このＲＯＭ８内には、図９
に示すように、種々のアドレス値に対応するデータ（カ
ウント誤差）を記載したテーブルが格納されている。こ
のテーブル内におけるアドレス（カウント出力値，ＳＩ
Ｎ・ＣＯＳ初期値，ＳＩＮ・ＣＯＳ瞬時値）とデータ
（カウント誤差）との関係は、図３の表と図５の表とを
組み合わせたのと等価である。従って、マイクロコンピ
ュータ７は、カウント出力値，ＳＩＮ・ＣＯＳ初期値，
及びＳＩＮ・ＣＯＳ瞬時値から一義的に定まるカウント
出力値に包含されるカウント誤差を、ＲＯＭ８から読み
出すことができる。また、マイクロコンピュータ７は、
読み出したカウント誤差をアップダウンカウンタ３に入
力して、そのカウンタ出力値を補正させる。

【００４５】なお、このとき、第１の実施形態の場合と
同じく、マイクロコンピュータ７は、ＲＯＭ８から読み
出されたカウント誤差が＋／−１の場合のみ、アップダ
ウンカウンタ３に対してカウンタ出力値を補正させると
ともに、カウント誤差が＋／−２の場合には、エラーが
生じた場合の処理（例えば、カウントの中止）を行う。
本第２の実施形態の他の作用は、第１の実施形態の作
用と同じなので、その説明を省略する。

【００４６】

【発明の効果】以上のように構成した本発明のインクリ
メンタルエンコーダのカウント装置によると、カウント
出力値の正誤を論理的に検証して、その誤差を自動的に
検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるインクリメン
タルエンコーダのカウント装置を示すブロック図

【図２】図１における位相比較回路の詳細な構成を示
す論理回路図

【図３】図２の位相比較回路の動作を示す論理表

【図４】図１のカウントエラー検出回路の詳細な構成
を示す論理回路図

【図５】図４のカウントエラー回路の動作を示す論理
表

【図６】インクリメンタルエンコーダの構成を示す斜
視図

【図７】図１の各部の信号状態を示すタイムチャート

【図８】本発明の第２の実施形態によるインクリメン
タルエンコーダのカウント装置を示すブロック図

【図９】図８のＲＯＭ内に格納されたテーブルを示す
表

【図１０】従来のカウント装置を示すブロック図

【図１１】従来のカウント装置におけるカウントミス
の発生を示すタイムチャート

【符号の説明】

１第１コンパレータ２第２コンパレータ３アップダウンカウンタ４初期位相ラッチ回路５位相比較回路６カウントエラー検出回路７マイクロコンピュータ８ＲＯＭ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの部材間の相対移動に連動して、一定
周期の基準パルスとこの基準パルスに対して同周期且つ
位相差が１８０°未満の比較パルスを出力するパルス出
力手段と、任意の基準時以降における前記基準パルス及び前記比較
パルスの信号状態の相対的変化の回数をカウント出力値
としてカウントするカウンタと、前記基準時における前記基準パルス及び前記比較パルス
の信号状態を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された前記基準パルス及び前記比較
パルスの信号状態から前記パルス出力手段が現に出力し
ている前記基準パルス及び前記比較パルスの信号状態に
移行するまでに要する最少の前記相対的変化回数を理論
値として算出する理論値算出手段と、前記カウンタ出力値を前記基準パルスの１周期中に生じ
る前記相対的変化回数で除算した剰余と前記理論値との
差に基づいて、前記カウント出力値の誤差を算出する誤
差算出手段とを備えたことを特徴とするインクリメンタ
ルエンコーダのカウント装置。
【請求項２】前記カウンタは前記基準パルス及び前記比
較パルスの立ち上がり及び立ち下がりを検出してカウン
トすることを特徴とする請求項１記載のインクリメンタ
ルエンコーダのカウント装置。
【請求項３】前記カウンタは、前記２つの部材が一の向
きに相対移動する時には前記カウント出力値を増加させ
るとともに、前記２つの部材が逆の向きに相対移動する
時には前記カウント出力値を減少させることを特徴とす
る請求項２記載のインクリメンタルエンコーダのカウン
ト装置。
【請求項４】前記基準パルスに対して前記比較パルスが
９０゜の位相差を有することを特徴とする請求項３記載
のインクリメンタルエンコーダのカウント装置。
【請求項５】前記２つの部材が一の方向に相対移動する
時には前記比較パルスは前記基準パルスに対して９０°
の遅れ位相差で出力されるとともに、前記２つの部材が
逆の方向に相対移動する時には前記比較パルスは前記基
準パルスに対して９０°の進み位相差で出力されること
を特徴とする請求項４記載のインクリメンタルエンコー
ダのカウント装置。
【請求項６】前記誤差算出手段は前記カウント出力値を
４で除算することを特徴とする請求項２又は３記載のイ
ンクリメンタルエンコーダのカウント装置。
【請求項７】前記誤差算出手段は、前記剰余が前記理論
値よりも１つ大きいとき，及び前記理論値が３且つ前記
剰余が０のときには、前記カウント出力値が＋１の誤差
を含有していると算出し、前記剰余が前記理論値よりも
１つ小さいとき，及び前記理論値が０且つ前記剰余が３
のときには、前記カウント出力値が−１の誤差を含有し
ていると算出することを特徴とする請求項６記載のイン
クリメンタルエンコーダのカウント装置。
【請求項８】前記カウンタは前記誤差算出手段によって
算出された誤差に基づいて前記カウント出力値を補正す
ることを特徴とする請求項７記載のインクリメンタルエ
ンコーダのカウント装置。
【請求項９】前記誤差算出手段は、前記剰余と前記理論
値との差が２である場合には、エラーが生じたことを示
すエラー信号を出力することを特徴とする請求項７記載
のインクリメンタルエンコーダのカウント装置。