JP5408342B2 - エンコーダ、駆動装置、絶対位置算出方法及びエンコーダ製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンコーダ、駆動装置、絶対位置算出方法及びエンコーダ製造方法に関する。

移動体の位置を特定する際にエンコーダが使用される。一方、近年サーボモータ等の動作精度の向上に伴い、エンコーダの位置特定精度の向上が図られている。このような位置特定精度の向上方法の一例として、いわゆる「積上げ方式」による位置特定が挙げられる。

積上げ方式によれば、移動体の位置を分解能の異なる複数の位置データで表し、分解能の低い位置データ（上位データ）から高い位置データ（下位データ）へと順次移動体の位置を特定することにより、正確な移動体の絶対位置を表す位置データを生成する。この積上げ方式によれば、例えば最も分解能の低い位置データに、移動体の絶対位置（アブソリュートポジション）のデータを含ませることにより、分解能の高い絶対位置をも特定することが可能である。

特許第３５５１２５２号公報 特許第３３３６３９６号公報

一方、このような積上げ方式によれば、分解能の異なる２以上の位置データ間に誤差（「位相誤差」ともいう。）が生じると、その２以上の位置データを積み上げた位置データが正確でなくなる場合がある。

そこで、このような誤差が生じた場合でも正確な位置データを生成するために、例えば特許文献１や特許文献２のようなエンコーダが開発されている。これらのエンコーダによれば、方法は異なるものの、位置データ生成過程で、下位データと上位データとを使用して、下位データが得られた上位データにおける区間を特定して、特定した区間と下位データとから絶対位置を表す位置データを生成する。従って、単純に積み上げる場合に比べて、区間特定の際に上記位相誤差を補償することにより、正確な位置データを生成する。

しかし、特許文献１や特許文献２に記載のエンコーダによれば、位置データ生成過程で、分解能が相異なる２以上の位置データに基づいて上記位相誤差を補正するが、補正が可能なズレ量には限界がある。その限界量は、補正方法や各位置データの分解能等にも依存するが、例えば、もっとも限界量が大きい場合でも、低分解能側の位置データが高分解能側の位置データの位相の１／２を超えると、位相誤差を補正することが難しい。

一方、位相誤差が生じる要因としては、例えば、位置データの生成に使用される検出信号に含まれた誤差が挙げられる。そして、その検出信号に含まれた誤差の特性に応じて、位相誤差は、移動体の移動や振動等のリアルタイムな駆動状況に起因した再現性のない誤差と、製造誤差など検出機構自身に起因して再現性のある誤差とに大別される。したがって、例えば、上記特許文献１や特許文献２に記載のエンコーダによれば、もともとエンコーダ自身が有する再現性のある誤差に、リアルタイムな駆動状況に応じた再現性のない誤差が積み重なる結果、上記の補正の限界量を超えてしまうことがあるのが実情である。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、比較的大きな誤差が生じた場合でも当該誤差を補正することが可能な、エンコーダ、駆動装置、絶対位置算出方法及びエンコーダ製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、移動体が移動可能な上位区間における上記移動体の位置を表す上位データと、上記上位区間内で複数回繰り返される下位区間における上記移動体の位置を上記上位データよりも高分解能に表す下位データとを取得する位置データ取得部と、
上記下位データに対して上記上位データにおいて生じ予め測定されたズレ量に基づいて予め生成された該ズレ量を補正可能な補正値が、上記移動体の上記下位データよりも低分解能な絶対位置に関連付けられて記録される記憶部と、
上記位置データ取得部により上記上位データが取得された際の上記低分解能な絶対位置に基づいて、当該絶対位置に関連付けられた補正値を上記記憶部から取得し、当該補正値に基づいて、上記上位データを補正する補正部と、
上記補正部が補正した上位データと、当該上位データが取得された際の上記下位データとに基づいて、当該下位データが取得された上記下位区間を、上記上位区間に対して特定する区間特定部と、
を有する、エンコーダが提供される。

また、少なくとも、上記区間特定部が特定した下位区間と、上記上位データが取得された際の下位データとに基づいて、上記移動体の上記下位データと同程度の分解能における絶対位置を算出する絶対位置算出部を更に有してもよい。

また、上記位置データ取得部は、上記移動体の移動可能範囲内を相異なる分割数で分割する複数の区間のそれぞれにおいて、該分割数が多くなるほど分解能が高くなる相異なる分解能により上記移動体の位置を表す３以上の位置データを取得し、
上記記憶部には、分解能の高低において相隣接して上記上位データ及び上記下位データの関係にある２の位置データの複数のペアそれぞれについて、上記補正値が記録され、
上記補正部は、上記複数のペアそれぞれについて、上記補正値に基づいて上記上位データに相当する位置データを補正し、
上記区間特定部は、上記複数のペアそれぞれについて、上記補正部が補正した上位データと、当該上位データが取得された際の上記下位データとに基づいて、当該下位データが取得された上記下位区間を、上記上位区間に対して特定し、
上記絶対位置算出部は、上記区間特定部が上記複数のペアそれぞれについて特定した区間全てと、最も分解能が高い位置データとに基づいて、上記最も分解能が高い位置データと同程度の分解能における上記移動体の絶対位置を算出してもよい。

また、上記記憶部には、上記複数のペアそれぞれの上位データに対して、該ペアの上位データと同程度の分解能の絶対位置に関連付けられて上記補正値が記録され、
上記補正部は、上記複数のペアそれぞれに対して、当該ペア中の上位データと同程度の分解能の絶対位置に基づいて、当該ペア中の上位データを補正する上記補正値を取得してもよい。

また、上記絶対位置算出部は、上記２の位置データのペアの少なくとも１つに対して上記区間特定部で特定された下位区間と、上記区間特定部で既に下位区間が特定された上記ペアに含まれる位置データのうち最も分解能が高い下位データとに基づいて、当該下位データと同程度の分解能による中間的な絶対位置を算出し、
上記補正部は、
補正対象となる上記ペアに含まれる上位データが上記移動体の絶対位置を表す場合には、当該上位データが表す絶対位置に基づいて、当該上位データを補正する上記補正値を取得し、
上記補正対象となるペアに含まれる上位データが上記移動体の絶対位置を表さない場合には、上記補正対象となるペアに含まれる上位データと同程度の分解能を有し上記絶対位置算出部で既に算出された中間的な絶対位置に基づいて、当該上位データを補正する上記補正値を取得してもよい。

また、上記上位区間は、上記移動体の移動可能範囲内で複数回繰り返され、
上記記憶部には、相隣接する複数の上記上位区間内の上位データに対する補正値が、同一の値に設定されて記録されてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、移動体を移動可能範囲内で移動させるモータと、
上記移動可能範囲内に含まれた上位区間における上記移動体の位置を表す上位データと、上記上位区間内で複数回繰り返される下位区間における上記移動体の位置を上記上位データよりも高分解能に表す下位データとを取得する位置データ取得部と、
上記下位データに対して上記上位データにおいて生じ予め測定されたズレ量に基づいて予め生成された該ズレ量を補正可能な補正値が、上記移動体の上記下位データよりも低分解能な絶対位置に関連付けられて記録される記憶部と、
上記位置データ取得部により上記上位データが取得された際の上記低分解能な絶対位置に基づいて、当該絶対位置に関連付けられた補正値を上記記憶部から取得し、当該補正値に基づいて、上記上位データを補正する補正部と、
上記補正部が補正した上位データと、当該上位データが取得された際の上記下位データとに基づいて、当該下位データが取得された上記下位区間を、上記上位区間に対して特定する区間特定部と、
少なくとも、上記区間特定部が特定した下位区間と、上記上位データが取得された際の下位データとに基づいて、上記移動体の上記下位データと同程度の分解能における絶対位置を算出する絶対位置算出部と、
上記絶対位置算出部が算出した絶対位置に基づいて、上記モータを制御する制御装置と、
を有する、駆動装置が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、移動体が移動可能な上位区間における上記移動体の位置を表す上位データと、上記上位区間内で複数回繰り返される下位区間における上記移動体の位置を上記上位データよりも高分解能に表す下位データとを取得する位置データ取得ステップと、
上記下位データに対して上記上位データにおいて生じ予め測定されたズレ量に基づいて予め生成された該ズレ量を補正可能な補正値が、上記移動体の上記下位データよりも低分解能な絶対位置に関連付けられて記録される記憶部から、上記位置データ取得ステップで上記上位データが取得された際の上記下位データよりも低分解能な絶対位置に基づいて、当該絶対位置に関連付けられた補正値を取得し、当該補正値に基づいて、上記上位データを補正する補正ステップと、
上記補正ステップで補正した上位データと、当該上位データが取得された際の上記下位データとに基づいて、当該下位データが取得された上記下位区間を、上記上位区間に対して特定する区間特定ステップと、
を有する、絶対位置算出方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、移動体が移動可能な上位区間における上記移動体の位置を表す上位データと、上記上位区間内で複数回繰り返される下位区間における上記移動体の位置を上記上位データよりも高分解能に表す下位データとを取得する位置データ取得ステップと、
上記位置データ取得部で取得した上位データ及び下位データに基づいて、当該下位データが取得された上記下位区間を、上記上位区間に対して特定する区間特定ステップと、
少なくとも、上記区間特定ステップで特定した下位区間と、上記位置データ取得ステップで取得した下位データとに基づいて、上記移動体の上記下位データと同程度の分解能における絶対位置を算出する絶対位置算出ステップと、
上記位置データ取得ステップで取得した下位データに基づいて、上記移動体の真の絶対値を算出する基準絶対位置算出ステップと、
上記絶対位置算出ステップで算出された絶対位置と、上記基準絶対位置算出ステップで算出された真の絶対位置とに基づいて、上記下位データに対して上記上位データにおいて生じるズレ量を測定するズレ量測定ステップと、
上記ズレ量測定ステップで測定されたズレ量に基づいて、該ズレ量を補正可能な補正値を生成する補正値生成ステップと、
上記補正値生成ステップで生成された補正値を、上記移動体の上記下位データよりも低分解能な絶対位置に関連付けて、エンコーダ内の記憶部に記録する記録ステップと、
を有する、エンコーダ製造方法が提供される。

以上説明したように本発明によれば、比較的大きな誤差が生じた場合でも当該誤差を補正することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る駆動装置について説明するための説明図である。 図２は、同実施形態に係るエンコーダについて説明するための説明図である。 図３は、同実施形態に係るエンコーダの動作について説明するための説明図である。 図４は、同実施形態に係るエンコーダによる第１の誤差補正例について説明するための説明図である。 図５は、同実施形態に係るエンコーダによる第１の誤差補正例について説明するための説明図である。 図６は、同実施形態に係るエンコーダによる第１の誤差補正例について説明するための説明図である。 図７は、同実施形態に係るエンコーダによる第１の誤差補正例について説明するための説明図である。 図８は、同実施形態に係るエンコーダによる第１の誤差補正例について説明するための説明図である。 図９は、同実施形態に係るエンコーダによる第２の誤差補正例について説明するための説明図である。 図１０は、同実施形態に係るエンコーダの製造装置の構成の一例について説明するための説明図である。 図１１は、同実施形態に係るエンコーダの製造装置の動作の一例について説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素は、原則として同一の符号で表し、これらの構成要素についての重複説明は、適宜省略するものとする。

なお、以下では説明の便宜上、本発明の一実施形態の理解が容易になるように次の順序で説明する。
＜１．本実施形態に係るエンコーダ等＞
（１−１．駆動装置の構成）
（１−２．逓倍積上げ方式及びエンコーダの誤差）
（１−２−１．逓倍積上げ方式）
（１−２−２．エンコーダの誤差）
（１−３．エンコーダの構成）
（１−４．エンコーダの動作）
（１−５．エンコーダによる誤差補正例）
（１−５−１．第１の誤差補正例）
（１−５−２．第２の誤差補正例）
（１−６．本実施形態による効果の例）
＜２．本実施形態に係るエンコーダの製造＞
（２−１．エンコーダ製造装置の構成）
（２−２．エンコーダ製造装置の動作）

＜１．本実施形態に係るエンコーダ等＞
（１−１．駆動装置の構成）
まず、図１を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る駆動装置の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る駆動装置について説明するための説明図である。

図１に示すように、本実施形態に係る駆動装置ＤＶは、動力発生装置ＰＧと、制御装置ＣＴとを有する。そして、動力発生装置ＰＧは、モータＭと、エンコーダ１００とを有する。

モータＭは、エンコーダ１００を含まない動力発生源の一例であり、駆動装置ＤＶが駆動させる対象である駆動対象（図示せず）を、発生させた動力により駆動させる。この際、モータＭは、エンコーダ１００から出力される絶対位置データに基づいて制御装置ＣＴにより制御される。

モータＭは、動作原理や種類などは特に限定されるものではない。
つまり、モータＭは、動力源として電気を使用する電動式モータ部である場合に限られるものではなく、例えば、油圧式モータ部、エア式モータ部、蒸気式モータ部等の他の動力源を使用したモータであってもよい。
また、モータＭは、例えば、駆動対象を回転させるロータリタイプのモータであってもよく、駆動対象を直線又は曲線などの線上で移動させるリニアタイプのモータであってもよい。

ただし、説明の便宜上、以下ではモータＭがロータリタイプの電動式モータである場合について例を挙げて説明する。つまり、本実施形態に係るモータＭは、少なくとも一側に回転シャフトＳＨ１を有し、この回転シャフトＳＨ１を回転軸周りに回転させることにより、回転力を出力する。この際、本実施形態に係るモータＭは、制御信号Ｉｃｏｎｔとして、制御装置ＣＴから電気信号（例えばモータＭの印加電圧又は電流など）を取得して、該電気信号に応じて回転シャフトＳＨ１を回転させる。

なお、動作原理又は種類などが異なるモータＭに本実施形態が適用される場合の相違点等については、適宜補足説明する。

エンコーダ１００は、本実施形態では、モータＭの出力側の回転シャフトＳＨ１とは逆側に配置されて当該回転シャフトＳＨ１に対応して回転する他の回転シャフトＳＨ２に連結される。そして、エンコーダ１００は、回転シャフトＳＨ２の絶対位置（回転角度等）を検出することにより、回転力が出力される回転シャフトＳＨ１の絶対位置及び／又は回転シャフトＳＨ１に接続された駆動対象（図示せず）の絶対位置を検出する。更に、エンコーダ１００は、検出した絶対位置を表す絶対位置データを、制御装置ＣＴに出力する。

このエンコーダ１００は、分解能が高く精度の高い絶対位置を検出することが可能なように、いわゆる「逓倍処理」を伴った「積上げ方式」により、非常に高精度な絶対位置を、絶対位置データとして出力することができる（以下「逓倍積上げ方式」という。）。この「逓倍積上げ方式」については、詳しく後述する。

この際、エンコーダ１００は、随時、逓倍積上げ方式により、絶対位置を検出してもよいが、例えば、電源投入時や駆動装置ＤＶにエラーが発生した場合など、所定の動作開始時にだけ、逓倍積上げ方式により、絶対位置を検出することも可能である。この場合、例えば、外部（例えば制御装置ＣＴ）からの絶対位置要求信号（図示せず）を受け取ったときや、エンコーダ１００に電源が投入されたとき、モータＭが所定の動作をしたときなどに、上記逓倍積上げ方式により絶対位置を検出する。一方、エンコーダ１００は、一旦絶対位置を逓倍積上げ方式により検出した後は、最も分解能が高い検出信号をカウントアップするなどにより、絶対位置を検出することが可能である。本実施形態では、説明の便宜上、逓倍積上げ方式により絶対位置を検出する場合について詳しく説明することにする。

なお、エンコーダ１００は、回転シャフトＳＨ２等の絶対位置だけでなく、回転シャフトＳＨ２等の回転速度（角速度ともいう。）及び回転加速度（角加速度ともいう。）の少なくとも一方を検出してもよい。この場合、角速度及び角加速度は、絶対位置を時間で１又は２回微分したり、絶対位置の単位時間あたりの変化量又はその変化量の単位時間あたりの変化量を測定（例えばカウント等）するなどの処理により、エンコーダ１００により検出され得る。

エンコーダ１００が検出する絶対位置は、回転シャフトＳＨ２、回転シャフトＳＨ１及び駆動対象（図示せず）のいずれの絶対位置に基づいて駆動装置ＤＶが駆動対象とするかに応じて、いずれの絶対位置であっても構わない。従って、いずれの絶対位置を検出するかによって、その絶対位置が検出された対象が移動体の一例となる。本実施形態では、説明の便宜上、回転シャフトＳＨ２の絶対位置がエンコーダ１００により検出される場合について説明する。

エンコーダ１００の配置位置は、本実施形態に特に限定されるものではない。例えば、エンコーダ１００は、駆動装置ＤＶが使用する絶対位置の出所や装置自体の配置等に応じて、動力が出力される回転シャフトＳＨ１に直接連結されるように配置されてもよく、また、減速機や回転方向変換機などの他の機構を介して回転シャフト等の回転体に連結されてもよい。

制御装置ＣＴは、エンコーダ１００が出力する絶対位置データを取得し、該絶対位置データに表された絶対位置に基づいて、動力発生装置ＰＧの動力発生状態、つまり、モータＭの回転を制御する。従って、モータＭとして電動式モータ部が使用される本実施形態では、制御装置ＣＴは、絶対位置データに基づいて、制御信号ＩｃｏｎｔとしてモータＭに印加する電流又は電圧等を制御することにより、モータＭの回転を制御する。モータＭが、油圧式、エア式、蒸気式などの他の動力源を使用する場合には、制御装置ＣＴは、それらの動力源の供給を制御することにより、モータＭの回転を制御することが可能である。

この制御装置ＣＴは、上位制御装置（図示せず）から上位制御信号を取得して、当該上位制御信号に表された位置等がモータＭの回転軸から出力されるように、モータＭを制御することも可能であることは言うまでもない。

（１−２．逓倍積上げ方式及びエンコーダの誤差）
このように駆動装置ＤＶは、エンコーダ１００が検出する絶対位置に応じて、モータＭを回転させて、駆動対象を駆動させる。従って、エンコーダ１００が検出する絶対位置に誤差が含まれる場合、駆動装置ＤＶ自身の駆動対象の駆動精度等に多大なる影響を与えてしまう場合がある。これに対して、本実施形態に係るエンコーダ１００は、上記逓倍積上げ方式を採用するばかりか、エンコーダ１００の位置検出機構で生じる誤差を、非常に広い許容範囲で補正して、非常に精度の高い正確な絶対位置を検出することを可能にしている。そこで、以下では、この本実施形態に係るエンコーダ１００について詳細に説明する。

ただし、エンコーダ１００について詳細に説明する前に、このエンコーダ１００の格別な作用及び効果の理解が容易になるように、本実施形態に係るエンコーダ１００による逓倍積上げ方式及びエンコーダで生じ得る誤差について説明する。

（１−２−１．逓倍積上げ方式）
エンコーダは、検出する位置情報に応じて、例えば、アブソリュートエンコーダとインクリメンタルエンコーダとに大別される。

アブソリュートエンコーダは、回転シャフトＳＨ２の１回転（移動体の移動可能範囲又は上位区間の一例。）内の絶対位置を一義に表す検出信号を検出し、その検出信号に基づいて、回転シャフトＳＨ２の絶対位置を算出する。従って、アブソリュートエンコーダは、電源が投入された直後に絶対位置を確定することができる。つまり、アブソリュートエンコーダは、この絶対位置を初期値とし、以降は、回転シャフトＳＨ２の１回転内で複数回繰り返される区間（上位区間及び下位区間の一例。ピッチともいう。）内の位置を一義に表す検出信号（インクリメンタル信号）をカウントするなどの処理により高分解能な絶対位置を算出できる。

これに対して、インクリメンタルエンコーダは、電源投入時の位置データは０となり絶対位置は特定できない。つまり、インクリメンタルエンコーダは、電源投入時の位置データを０とした後、回転シャフトＳＨ２の１回転内で複数回繰り返される区間内の位置を一義に表す検出信号を検出し、所定の原点位置から生じた検出信号をカウントするなどの処理により相対的な位置を算出する。従ってインクリメンタルエンコーダでは、別途設けられた１回転に１つの原点信号等を使い、この原点信号を通過することによって得られる相対補正量を加味することによって擬似的に絶対位置を算出する。

アブソリュートエンコーダが検出する検出信号を「アブソ信号」や「１Ｘ信号」ともいい、インクリメンタルエンコーダが検出する検出信号を、「インクレ信号」やその分割数ｎに応じて「ｎ倍インクレ信号」又は「ｎＸ信号」ともいう。アブソ信号やインクレ信号は、それぞれ１回転（移動可能範囲）又は１区間（分割された区間）毎に１周期を有する周期信号を有する。１回転で１周期のアブソ信号は、移動可能範囲（１回転）を１分割する区間（つまり１回転）内で１周期を有する周期信号であるとも言える。

このようなアブソ信号又はインクレ信号からは、検出信号をアナログ−デジタル変換した後、周期内の位相角度に変換することにより、１区間内の位置（１回転内の位置（絶対位置）を含む。区間内位置ともいう。）が算出される。１区間内の位置（角度）を、１周期内での位置を０°〜３６０°の角度で示したという意味で「電気角」ともいう。そして、アブソリュートエンコーダ及びインクリメンタルエンコーダは、それぞれの周期的な検出信号を、例えば、アナログ−デジタル変換した後、位置データに変換する前に、一旦逓倍処理（ここでは逓倍数をｍとする）することにより、各検出信号の分解能をｍ倍に向上させて、１区間内の位置の検出精度を向上させることが可能である。

より具体的な逓倍積上げ方式の例について説明する。本実施形態に係るエンコーダ１００は、例えば、１のアブソ信号と１又は２以上のインクレ信号とを実質的には同時に取得し、そのアブソ信号とインクレ信号とに基づいて、インクレ信号の分解能における絶対位置を測定する。このエンコーダ１００による処理内容を概念的に説明すれば以下のとおりである。つまり、エンコーダ１００は、各検出信号に逓倍処理等を施して分解能を向上させた後、最も分解能が低いアブソ信号から絶対位置を算出する一方、各インクレ信号からそのインクレ信号の分解能に応じた区間内位置を算出する。そして、エンコーダ１００は、最も分解能が低い絶対位置に対して、分解能が低い順にインクレ信号が表す区間内位置を重畳（積上げ）して、最も分解能が高いインクレ信号の分解能における絶対位置を特定する。このように高分解能を実現する絶対位置検出方式を、検出信号を逓倍した後、分解能の異なる検出信号による位置データを重畳（積上げ）するという意味で、ここでは「逓倍積上げ方式」という。なお、逓倍処理を施さずに、単に積み上げることも可能だが、本実施形態では逓倍積上げ方式について説明する。

ここで、分解能及び移動可能範囲における分割数が相異なる区間（１回転又は１区間）の位置を積み上げる方式について、概念的ではあるが、具体的に説明すると以下のとおりである。例えば、アブソ信号から得られる絶対位置を表す第１位置データと、その第１位置データの次に分解能が高いインクレ信号から得られる位置を表す第２位置データと、その第２位置データの次に分解能が高いインクレ信号から得られる位置を表す第３位置データと、を例に挙げる。すると、まず、この積上げ方式では、第１位置データと第２位置データとに基づいて、第２位置データが区間内位置を表すその第２区間が、第１位置データが表す絶対位置中に含まれる複数の第２区間のうちのいずれの第２区間であるのかが特定される。そして、第２位置データと第３位置データとに基づいて、第３位置データが区間内位置を表すその第３区間が、第２位置データが表す絶対位置中に含まれる複数の第３区間のうちのいずれの第３区間であるのかが特定される。その結果、特定された２の区間を重畳した後、最も分解能が高い第３区間内の区間内位置を更に重畳することにより、第３位置データの分解能における絶対位置が算出され得る。なお、区間特定処理の方法は様々な方法が考えられるが、少なくとも分解能の相対関係において、上位（分可能が低い）と下位（分解能が高い）との関係にある２の位置データ（上位データ及び下位データの一例）から、下位の位置データが取得された区間（下位区間の一例）が、上位の位置データの区間（上位区間の一例）に対して特定される。

（１−２−２．エンコーダの誤差）
一方、例えば、各分解能の検出信号には、検出誤差が生じ得る。検出誤差が生じた場合、上記の逓倍積上げ方式による処理の途中で、区間特定の際に、誤った区間が特定されることがある。つまり、下位の区間の特定の際、より高分解能な下位の位置データに対して、より低分解能な上位の位置データにズレが生じると、両位置データの同期状態に誤差が生じ、同期のズレ量に応じて、誤った下位の区間が特定されてしまうことがある。このようなズレ量が生じる原因としては、大きく分けて、再現性のある誤差（「再現性誤差」ともいう。）と、再現性のない誤差（「非再現性誤差」ともいう。）とが挙げられる。再現性誤差は、主には、検出信号の検出機構やエンコーダ１００内部の装置構成などにおける装置自身が有する誤差に起因することが多い一方、非再現性誤差は、主には、検出信号取得時の振動や迷光などのようにリアルタイムに変化するノイズに起因することが多い。なお、区間特定処理によって、上記ズレ量はある程度補正され得、正確な区間が特定され得る。しかしながら、上位の位置データの下位の位置データに対する同期ズレのズレ量が、下位の位置データの区間の約半分程度に達すると、上位の位置データと下位の位置データとの組み合わせから、正確な区間を特定することは難しい。しかしながら、本実施形態に係るエンコーダ１００は、このように下位の位置データの区間の約半分程度のズレ量が、上位の位置データに生じた場合でも、適切に補正が可能であり、下位の位置データの区間を正確に特定することが可能である。従って、このエンコーダ１００は、正確かつ高分解能な絶対位置の算出が可能である。

そこで、以下では、本実施形態に係るエンコーダ１００について、図２を参照しつつ詳細に説明する。

なお、以下では説明の便宜上、エンコーダ１００は、上記の例示と同様に、分解能が相異なる３の位置データ（絶対位置を含む第１位置データ〜第３位置データ）を取得して、逓倍積上げ方式により最も分解能が高い位置データの分解能による絶対位置を算出する場合について例を挙げつつ説明する。これはあくまで例示であり、エンコーダ１００は、分解能が相異なる２の位置データ又は３以上の位置データを取得して、絶対位置を算出することも可能である。ただし、これらの場合であっても、エンコーダ１００が取得して絶対位置算出に使用する複数の位置データには、少なくとも他の位置データよりも分解能の低い絶対位置を表す位置データ（例えば分解能が最も低い位置データ）が含まれることになる。

ここで、第１位置データｄ１は、３つの位置データのうち最も分可能が低く、回転シャフトＳＨ２の１回転（移動可能範囲又は上位区間の一例。第１区間Ｔ１ともいう。）における絶対位置（以下「第１位置ｐ１」「基準位置Ｄｏｒｇ」ともいう。）を表し、基準絶対位置データともいう。
第２位置データｄ２は、第１位置データｄ１の次に分解能が高く、１回転を２以上の第２分割数ｎ２（例えばｎ２＝４）で分割して１回転内でｎ２回繰り返される第２区間Ｔ２内（上位区間又は下位区間の一例）における区間内位置（以下「第２位置ｐ２」ともいう。）を表す。
そして、第３位置データｄ３は、最も分解能が高く、第２区間Ｔ２内を２以上の第３分割数ｎ３（例えばｎ３＝４）で分割して第２区間内でｎ３回繰り返される第３区間Ｔ３（下位区間の一例）における区間内位置（以下「第３位置ｐ３」ともいう。）を表す。

なお、第１位置データは、上述の通り、最も分解能が低く、移動可能範囲（１回転）を第１分割数ｎ１（ｎ１＝１）で分割する第１区間Ｔ１内の位置（「基準位置」ともいう。）を表す位置データ（「基準絶対位置データＤｏｒｇ」ともいう。）と表現することも可能である。

分解能の相対関係において、分解能の高低で相隣接する２の位置データのうち、分解能が高い方の位置データを「下位データ」ともいい、分解能が低い方の位置データを「上位データ」ともいう。そして、この場合、下位データ及び上位データの区間内位置がそれぞれ表す区間を、「下位区間」及び「上位区間」ともいう。

より具体的には、第１位置データｄ１と第２位置データｄ２とを例に挙げると、第１位置データｄ１は上位データであり、第２位置データｄ２は下位データとなる。そして、第１位置データｄ１が位置を表す区間Ｔ１（移動可能範囲）が上位区間となり、第２位置データｄ２が位置を表す第２区間Ｔ２が下位区間となる。一方、第２位置データｄ２と第３位置データｄ３とを例に挙げると、第２位置データｄ２は上位データであり、第３位置データｄ３は下位データとなる。そして、第２位置データｄ２が位置を表す第２区間Ｔ２が上位区間となり、第３位置データｄ３が位置を表す第３区間Ｔ３が下位区間となる。なお、分解能の相対関係上、最も分解能が高い第３位置データｄ３は、上位データにはならず、最も分解能が低い第１位置データｄ１は、下位データにはならないことは、言うまでもない。

（１−３．エンコーダの構成）
図２は、本発明の一実施形態に係るエンコーダについて説明するための説明図である。
図２に示すように、エンコーダ１００は、大きく分けて、ディスク１１０と、位置データ取得部１２０と、記憶部１３０と、補正部１４０と、区間特定部１５０と、絶対位置算出部１６０と、を有する。

ディスク１１０は、回転シャフトＳＨ２に接続され、回転シャフトＳＨ２の回転とともに回転する。一方、このディスク１１０には、それぞれ１回転でｎ１周期（ｎ１＝１）、１回転でｎ２周期（例えばｎ２＝４）、１回転でｎ２×ｎ３周期（例えばｎ３＝４）の３つの検出信号（以下「１Ｘ信号、４Ｘ信号、１６Ｘ信号」ともいう。）が得られるように、それぞれ第１検出機構〜第３検出機構が設けられている。

なお、この第１検出機構から第３検出機構は、各周期の検出信号が得られる検出機構であれば特に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、磁極がディスク１１０と平行な面内で並べられてディスク１１０の回転中心に配置された磁石が、第１検出機構として使用される。一方、ディスク１１０上には、光学的な検出原理を利用して第２検出機構及び第３検出機構それぞれに対応した複数のスリットによるトラックが形成される。第２検出機構のトラックは、１回転を分割数ｎ２で分割して１回転内でｎ２周期の検出信号が得られるように、ｎ２本のスリットが形成される。なお、本実施形態では、ｎ２＝４である場合を例に挙げて説明するが、実際はｎ２はより大きな値に設定されることが望ましい。一方、第３検出機構のトラックは、１回転を分割数ｎ２×ｎ３で分割して１回転内でｎ２×ｎ３周期の検出信号が得られるように、ｎ２×ｎ３本のスリットが形成される。なお、ここであげた第１検出機構〜第３検出機構は、あくまで一例であり、本実施形態は、かかる検出機構の例に限定されるものではないことは上述のとおりである。

位置データ取得部１２０は、ディスク１１０が有する第１検出機構〜第３検出機構から、各検出機構における分解能（１：ｎ２：ｎ２×ｎ３＝１：４：１６など）の３の位置データ（第１位置データｄ１〜第３位置データｄ３）を取得する。より具体的には、位置データ取得部１２０は、第１位置データｄ１〜第３位置データｄ３をそれぞれ取得する第１位置データ取得部１２１〜第３位置データ取得部１２３を有する。そして、第１位置データ取得部１２１〜第３位置データ取得部１２３は、それぞれ対応した第１検出機構〜第３検出機構から、各検出原理を利用して、各分解能を有する第１位置データｄ１〜第３位置データｄ３を取得する。

ここで、第１位置データ取得部１２１〜第３位置データ取得部１２３による位置データ取得について第３位置データ取得部１２３を例に挙げて説明する。第３位置データ取得部１２３は、ディスク１１０の第３検出機構のトラックに光を照射して、そのトラックに形成された複数のスリットからの反射光を検出する。すると、検出信号は、本実施形態では１回転内でスリット本数（つまり分割数ｎ２×ｎ３）に応じた周期繰り返される略正弦波状の信号となる。そこで、第３位置データ取得部１２３は、この正弦波状の検出信号を、アナログ−デジタル変換してｍ３倍に逓倍した後、電気角へと変換することにより、第３区間Ｔ３内における第３位置ｐ３を表す第３位置データｄ３を取得する。第１位置データ取得部１２１及び第２位置データ取得部１２２は、検出機構や分解能が異なるものの第３位置データ取得部１２３と同様に、それぞれ、第１区間Ｔ１（１回転）内における第１位置ｐ１を表す第１位置データｄ１、及び、第２区間Ｔ２内における第２位置ｐ２を表す第２位置データｄ２を取得する。

なお、本実施形態に係るエンコーダ１００は、位置データ取得機構、つまり検出信号の検出機構及び検出信号から位置データへの変換方向等については、特に限定されるものではなく、ここで説明した例に限定されないことは言うまでもない。

記憶部１３０には、後述する補正部１４０で下位データに対する上位データの補正が行われる際に使用される補正値が、上位データが取得された際の下位データよりも低分解能な回転シャフトＳＨ２の絶対位置に関連付けられて記録されている。なお、本実施形態においては、補正値が関連付けられる低分解能な絶対位置としては、補正対象となる上位データと同程度の分解能な絶対位置が使用される。

本実施形態においては、２種類の補正値ｒ１，ｒ２が使用される。後述する補正部１４０は、分解能の相対関係で上位データと下位データの関係にある２の位置データのペアそれぞれについて、下位データに対する上位データのズレ量を補正する。従って、本実施形態に係るエンコーダ１００は、第１のペア中第２位置データｄ２に対して第１位置データｄ１に生じるズレ量と、第２のペア中第３位置データｄ３に対して第２位置データｄ２に生じるズレ量とを、補正する。そこで、第１位置データｄ１のズレ量を補正する補正値として、補正値ｒ１が記憶部１３０に記録され、かつ、第２位置データｄ２のズレ量を補正する補正値として、補正値ｒ２が記憶部１３０に記録される。エンコーダ１００が２の位置データから絶対位置を算出する場合には、ペアが１つしか形成されないため、１種類の補正値が記憶部１３０に記録されることになる。一方、エンコーダ１００が３以上のｊ個の位置データから絶対位置を算出する場合には、ペアがｊ−１つ形成されるため、ｊ−１種類の補正値が記憶部１３０に記録されることになる。本実施形態では、本実施形態で使用される２種類の補正値ｒ１，ｒ２が格納される記憶部を区別するために、記憶部１３０は、補正値ｒ１が記録される第１記憶部１３１と、補正値ｒ２が記録される第２記憶部１３２とを有する。

また、補正値ｒ１，ｒ２は、上述の通り、補正対象となるペア中の下位データよりも低分解能な絶対位置であって、補正対象となる上位データが取得された際の絶対位置に関連付けられて、それぞれ第１記憶部１３１及び第２記憶部１３２に記録される。ここで、本実施形態では、補正値ｒ１，ｒ２が関連付けられる絶対位置として、下位データより低分解能な上位データと同程度の分解能を有する絶対位置が使用される。つまり、補正値ｒ１は、上位データとしての第１位置データｄ１と同程度の分解能の絶対位置に関連付けられて、第１記憶部１３１に記録される。一方、補正値ｒ２は、上位データとしての第２位置データｄ２と同程度の分解能の絶対位置に関連付けられて、第２記憶部１３２に記録される。

この補正値ｒ１，ｒ２の生成方法等の例については、後述のエンコーダ製造装置についての説明において、詳述することとし、補正値ｒ１，ｒ２が関連付けられる絶対位置については、後述するエンコーダ製造装置と共に下記の補正部１４０において、詳述する。ただし、この生成方法等の概要としては、以下のとおりである。つまり、例えば、エンコーダ製造装置等が、予め、補正が行われる上位データにおいて下位データに対して生じるズレ量を測定し、そのズレ量に基づいて、そのズレ量を補正可能な補正値ｒ１，ｒ２を算出する。一方、エンコーダ製造装置等は、その補正値ｒ１，ｒ２が算出された際の、上位データの分解能における絶対位置を算出又は取得する。そして、エンコーダ製造装置等は、補正値ｒ１，ｒ２と絶対位置とを関連付けて、記憶部１３０に記録する。

なお、回転シャフトＳＨ２の１回転（移動可能範囲）内で複数繰り返される第２位置データｄ２に対する補正値ｒ２については、同期ズレが１の第２区間Ｔ２内の局所的なものであれば、その局所的な絶対位置に対応付けられて第２記憶部１３２に記録される。一方、同期ズレが相隣接した複数の第２区間Ｔ２に跨る場合には、補正値ｒ２は、その複数の第２区間Ｔ２内で同一の値に設定されて、第２記憶部１３２に記録されることが望ましい。

補正部１４０は、位置データ取得部１２０により取得された上位データが取得された際の上位データの分解能と同程度の分解能の絶対位置に基づいて、その絶対位置に関連付けられた補正値を記憶部１３０から取得する。そして、補正部１４０は、取得した補正値を使用して、上位データを補正する。つまり、補正部１４０は、分解能の相対関係で連続した高低の関係にある上位データ及び下位データの２つの位置データのペア毎に、そのうち低分解能な上位データを補正する。

つまり、本実施形態では、第１位置データｄ１〜第３位置データｄ３の３つの位置データが使用されるが、補正部１４０は、第１ペアである第１位置データｄ１と第２位置データｄ２との関係から、補正値ｒ１に基づいて第１位置データｄ１のズレ量を補正し、第２ペアである第２位置データｄ２と第３位置データｄ３との関係から、補正値ｒ２に基づいて第２位置データｄ２のズレ量を補正する。なお、各補正を区別して説明するために、本実施形態に係る補正部１４０は、第１位置データｄ１を補正する第１補正部１４１と、第２位置データｄ２を補正する第２補正部１４２とを有する。

補正部１４０が補正を行う際に使用する補正値ｒ１，ｒ２は、本実施形態では上述の通り、それぞれの補正対象となる上位データが取得された際におけるその上位データと同程度の分解能の絶対位置に対して関連付けられて、第１記憶部１３１又は第２記憶部１３２にそれぞれ記録される。

第１補正部１４１が補正する第１位置データｄ１（上位データの一例）は、３の位置データのうち最も低い分解能により回転シャフトＳＨ２の絶対位置を表し、基準絶対位置データＤｏｒｇでもある。従って、第１補正部１４１は、この第１位置データｄ１自身に関連付けられて第１記憶部１３１に記録された補正値ｒ１を、第１位置データｄ１自身に基づいて取得する。そして、第１補正部１４１は、例えば、取得した補正値ｒ１を、第１位置データｄ１に加算（又は減算）して、第１位置データｄ１に生じる第２位置データｄ２に対するズレ量を補正する。なお、補正後の第１位置データｄ１を補正前のものと区別するために「第１補正データｄ１’」という。

一方、第２補正部１４２が補正する第２位置データｄ２（上位データの一例）は、絶対位置ではなく区間内位置を表すため、そのまま第２位置データｄ２に基づいて補正値ｒ２を取得することはできない。そして、第２補正部１４２の補正処理に先立ち、後述する絶対位置算出部１６０では第２位置データｄ２を下位データとして使用してその第２位置データｄ２と同程度の分解能を有する絶対位置が算出される。そこで、第２補正部１４２は、その絶対位置算出部１６０で算出された絶対位置を取得する。この絶対位置を「中間絶対位置」ともいい、中間絶対位置を表す絶対位置データを「中間絶対位置データＤｍｉｄ」ともいう。すると、第２補正部１４２は、後述する絶対位置算出部１６０から中間絶対位置データＤｍｉｄを取得し、その中間絶対位置データＤｉｍｄが表す中間絶対位置に関連付けられて第２記憶部１３２に記録された補正値ｒ２を、中間絶対位置データＤｍｉｄに基づいて取得する。そして、第２補正部１４２は、例えば、取得した補正値ｒ２を、第２位置データｄ２に加算（又は減算）して、第２位置データｄ２に生じる第３位置データｄ３に対するズレ量を補正する。補正後の第２位置データｄ２を補正前のものと区別するために「第２補正データｄ２’」という。

なお、本実施形態とは異なり、補正値ｒ２は、上位データ（第２位置データｄ２）と同程度の分解能の絶対位置以外に、各下位データ（第３位置データｄ３）よりも低分解能な絶対位置に関連付けられて、記憶部１３０（第２記憶部１３２）に記録されてもよい。この場合、補正部（第２補正部１４２）は、例えば、下位データである第３位置データｄ３だけでなく上位データである第２位置データｄ２よりも低分解能な絶対位置を表す第１位置データｄ１（つまり基準絶対位置データＤｏｒｇ）を取得して、その第１位置データｄ１に関連付けられた補正値ｒ２を第２記憶部１３２から取得してもよい。なお、本実施形態では、上述の通り、補正部（第２補正部１４２）が、補正対象となるペア中の上位データ（第２位置データｄ２）と同程度の分解能を有する絶対位置（中間絶対位置）を絶対位置算出部１６０（第１絶対位置算出部１６１）から取得して、その中間絶対位置に関連付けられた補正値ｒ２を取得する。従って、本実施形態の場合、補正部による補正の位置に対する精度を向上させることが可能であり、より局所的なズレに対する補正を適切に行うことが可能である。

また、本実施形態に係る補正部１４０は、上位データ及び下位データの２つの位置データの１ペアだけについて補正することも可能である。しかし、本実施形態のように、補正部１４０が上位データ及び下位データの２つの位置データの全てのペアそれぞれについて補正する場合、エンコーダ１００は、再現性誤差及び非再現性誤差を含むズレ量に対する許容値を高め、精度の高い絶対位置をより安定的に算出することが可能である。

区間特定部１５０は、補正部１４０が補正した上位データと、その上位データが取得された際の下位データとに基づいて、下位データが取得された下位区間を、上位区間に対して特定する。つまり、区間特定部１５０は、補正部１４０が補正の対象とした２の位置データのペアそれぞれについて、補正後の上位データと、その上位データとペアを成す下位データとを使用して、下位データが属する下位区間が、上位区間中に含まれる複数の下位区間のいずれの下位区間であるのかを特定する。

換言すれば、補正部１４０が補正の対象としたペアにおいて、下位データは、下位区間内における位置を一義に表す一方、その下位区間は、上位区間を所定の分割数で分割したものであり、上位区間内で複数回繰り返される。従って、下位データのみからは、上位区間に含まれる複数の下位区間のうち、いずれの下位区間に下位データが属しているのかを判別することができない。そこで、区間特定部１５０は、下位データと共に上位データを使用して、下位データが属する下位区間を特定する。この際、区間特定部１５０は、位置データ取得部１２０で取得された上位データではなく、補正部１４０で補正された補正後の上位データを使用する。従って、区間特定部１５０は、区間特定精度を非常に向上させることが可能である。

より具体的に、区間特定部１５０について説明する。
本実施形態では、上位データと下位データとの関係を形成する２の位置データのペアが２つ（第１位置データｄ１及び第２位置データｄ２のペア、並びに、第２位置データｄ２及び第３位置データｄ３のペア）形成される。従って、区間特定部１５０は、各ペアについて、その下位データ（第１位置データｄ１又は第２位置データｄ２）の下位区間（第１区間Ｔ１又は第２区間Ｔ２）を特定する。そこで、各ペアに対応して、区間特定部１５０は、第１区間特定部１５１と、第２区間特定部１５２とを有する。

第１区間特定部１５１と第２区間特定部１５２とは、区間特定をおこなうペアが異なるものの基本的には同様に構成される。そこで、ここでは、第１区間特定部１５１を例に挙げて説明する。この第１区間特定部１５１は、下位データとして、第２位置データ取得部１２２が取得した第２位置データｄ２を取得する。更に、第１区間特定部１５１は、上位データとして、第１位置データ取得部１２１が取得した第１位置データｄ１を直接取得するのではなく、第１補正部１４１により補正された補正後の第１位置データｄ１’を取得する。そして、第１区間特定部１５１は、取得した第２位置データｄ２と補正後の第１位置データｄ１’とに基づいて、第２区間Ｔ２を特定する。

なお、ここで行われる区間特定方法は、様々な方法が使用可能である。つまり、上位区間に含まれる複数の下位区間において、下位データが取得された下位区間が明に特定されてもよいが、例えば、上位データと下位データが重畳又は加算等の処理を施されて、上位データに対する下位データの位置が特定されることにより、下位区間が暗に特定されてもよい。また、下位区間を明に特定する場合の処理も特に限定されるものではなく、例えば、以下のような処理が使用可能である。つまり、例えば、補正後の上位データと下位データが表す位置や処理後の符号の組み合わせに基づいて、下位区間が特定されてもよい。また、例えば、補正後の上位データが、逓倍処理、フィルタリング処理又は閾値との比較処理などにより、上位データを下位データの分割数の分解能にされ、その分解能の上位データがあらわす位置が直接下位データの下位区間として特定されてもよい。なお、本実施形態では、これらの区間特定処理よりも区間特定時の誤差が生じにくい区間特定処理が使用される。

この区間特定処理のために本実施形態では、第１位置データｄ１〜第３位置データｄ３として以下のような位置データが使用される。つまり、下位データである第２位置データｄ２は、上位データである第１位置データｄ１に対して、下位データの下位区間の２分の１周期だけズレた位置データが使用される。そして、下位データである第３位置データｄ３は、上位データである第２位置データｄ２に対して、下位データの下位区間の２分の１周期だけズレた位置データが使用される。

なお、このような相互の下位区間の２分の１周期だけズレた複数の位置データを生成するには、位置データ取得部１２０が位置データを取得する検出機構（第１検出機構〜第３検出機構）それぞれが、下位区間の２分の１周期分だけズレて形成されることになる。つまり、光学式の検出原理を使用する第３検出機構の複数の下位区間（ピッチ）の周期が、上位の第２検出機構の１の上位区間（ピッチ）の周期とぴったり一致せず、下位区間の２分の１周期（２分の１ピッチ分）だけズレて形成される。そして、第２検出機構と第１検出機構も同様な形成位置関係で形成される。その結果、上述のように、下位区間で２分の一周囲だけズレた複数の位置データが生成される。

上述と同様に、第１区間特定部１５１を例に挙げると、第１区間特定部１５１は、上記のように生成され、下位区間である第２区間Ｔ２の２分の１周期だけ互いに周期がズレた第１位置データｄ１’と第２位置データｄ２とを取得する。すると、第１区間特定部１５１は、まず、分解能変更処理を行い、分解能が高い下位データに相当する第２位置データｄ２の分解能と、上位データに相当する第１位置データｄ１’の分解能とを擬似的に一致させる。なお、この分解能変更処理は、第１位置データｄ１’に対して逓倍処理することにより擬似的に分解能を向上させて行ってもよく、第２位置データｄ２に対して分周処理することにより擬似的に分解能を低下させて行ってもよい。更に、分解能変更処理として、後続の処理が容易になるように、第１位置データｄ１’及び第２位置データｄ２それぞれに逓倍又は分周処理を施して分解能を一致させることも可能である。また、この分解能変更処理は、例えば、区間特定部１５０内以外でも、位置データ取得部１２０における逓倍処理等において行われてもよい。

この分解能変更処理後、第１区間特定部１５１は、第１位置データｄ１’から、分解能が揃えられた第２位置データｄ２を減算する。そして、第１区間特定部１５１は、分解能が揃えられた際の第２区間Ｔ２内の分割数で、上記の減算結果を除算し、その除算結果を、小数点以下切り捨て処理等を施すことにより整数化する。すると、これらの処理後の計算結果である整数は、下位区間である第２区間Ｔ２を上位区間に対して一義的に表すことになる（図５及び図６等参照）。

このような本実施形態に係る区間特定処理によれば、上位データにおける下位データに対するズレ量は、除算結果に主には１未満の小数点以下の値として含まれる。従って、その除算結果を整数化する際に、比較的大きなズレ量であっても補正される。一方、この区間特定処理によれば、所定のロジック等による判断処理等が必要ではく、直接算出により下位区間を特定可能であるため、処理負荷を低減することができる。
なお、この区間特定処理によれば、上位データと下位データの分解能を擬似的に一致させる際に、その分解能を高く設定するほど、補正可能なズレ量が増加する。しかしながら、分解能を向上させたとしても、例えば、下位区間の２分の１以上、上位データがズレた場合、そのズレ量は除算結果に１以上の値として含まれることとなり、この区間特定処理によっても補正することが難しくなる。
しかしながら、本実施形態に係るエンコーダ１００は、補正部１４０等を有することにより、区間特定処理に使用する上位データを予め補正値により補正しておき、その補正後の上位データと下位データとから下位区間を特定する。従って、このような補正値として、例えば再現性誤差を補正可能な値を予め記憶部１３０に記録させておくことにより、本実施形態に係るエンコーダ１００は、再現性誤差を、区間特定処理前に低減させることができ、区間特定部１５０における区間特定における精度を向上させることが可能である。つまり、本実施形態に係るエンコーダ１００は、正確に区間特定を行うことにより、比較的大きなズレ量が生じた場合であっても、精度の高い絶対位置を安定的に生成することが可能である。

そして、第１区間特定部１５１は、特定した第２区間Ｔ２を絶対位置算出部１６０に出力する。一方、第２区間特定部１５２は、第１区間特定部１５１と同様な処理により第３区間Ｔ３を特定し、その特定した第３区間Ｔ３を絶対位置算出部１６０に出力する。

絶対位置算出部１６０は、区間特定部１５０が既に特定した下位区間と、その下位区間が特定された下位データとに基づいて、その下位データと同程度の分解能における絶対位置を算出する。その結果、絶対位置算出部１６０は、最も分解能が高い位置データと同程度の絶対位置を表す絶対位置データＤａｂｓを算出して、制御装置ＣＴに出力することが可能である。

この際、絶対位置算出部１６０は、最終的な最も分解能が高い絶対位置を算出する前の段階で、区間特定部１５０が既に特定した全ての下位区間と、区間特定部１５０が既に下位区間を特定したペアに含まれる位置データのうち最も分解能が高い下位データとに基づいて、下位データと同程度の分解能である中間的な分解能を有する中間絶対位置を表す中間絶対位置Ｄｍｉｄをも算出し、補正部１４０に出力する。

３つの位置データが使用される本実施形態に係るエンコーダ１００では、最も分解能が高い第３位置データｄ３と同程度の分解能の絶対位置が算出されるとともに、中間絶対位置として、中間的な分解能を有する第２位置データｄ２と同程度の分解能の絶対位置が算出される。そこで、本実施形態に係る絶対位置算出部１６０は、後者の中間絶対位置を算出する構成として第１絶対位置算出部１６１と、前者の最終的な絶対位置を算出する構成として第２絶対位置算出部１６２とを有する。

第１絶対位置算出部１６１は、第１区間特定部１５１が特定した第２区間Ｔ２と、第２位置データ取得部１２２が取得した第２位置データｄ２とを取得する。そして、第１絶対位置算出部１６１は、取得した第２区間Ｔ２及び第２位置データｄ２に基づいて、中間絶対位置を算出する。換言すれば、特定された第２区間Ｔ２は、第１区間Ｔ１（つまり移動可能範囲の１回転）に対する第２区間Ｔ２の位置を表す。一方、第２位置データｄ２は、その第２区間Ｔ２内の区間内位置を表す。従って、第１絶対位置算出部１６１は、例えば、第２区間Ｔ２を中間絶対位置の上位ビットとし、第２位置データｄ２を中間絶対位置の下位ビットとするなどの積上げ処理により、中間絶対位置を算出することが可能である。

なお、第２位置データｄ２が、位置データ取得部１２０又は区間特定部１５０等により、本来有する分解能よりも擬似的に低分解能に変換されている場合には、第１絶対位置算出部１６１は、この第２位置データｄ２に逓倍処理等を施すことにより、第２位置データｄ２を本来有する分解能に高分解能化した後、中間絶対位置を算出することが望ましい。

第１絶対位置算出部１６１が算出した中間絶対位置データＤｍｉｄは、第２補正部１４２に出力され、上述のとおり、第２補正部１４２における補正値ｒ２の取得に使用される。そして、その後、第２補正部１４２は、第２位置データｄ２を補正し、その補正後の第２位置データｄ２’を使用して、第２区間特定部１５２が、第２位置データｄ２’に対する第３区間Ｔ３を特定することになる。

一方、第２絶対位置算出部１６２は、第１区間特定部１５１及び第２区間特定部１５２が特定した第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３を取得し、かつ、第３位置データ取得部１２３が取得した第３位置データｄ３を取得する。

この際、上記第１絶対位置算出部１６１と同様に、第３位置データｄ３が、位置データ取得部１２０又は区間特定部１５０等により、本来有する分解能よりも擬似的に低分解能に変換されている場合には、第２絶対位置算出部１６２は、この第３位置データｄ３に逓倍処理等を施すことにより、第３位置データｄ３を本来有する分解能に高分解能化する。

そして、第２絶対位置算出部１６２は、上記第１絶対位置算出部１６１と同様に、特定された第２区間Ｔ２を最終的な絶対位置データＤａｂｓの最上位ビットとし、特定された第３区間Ｔ３を中位ビットとし、高分解能な第３位置データｄ３を最下位ビットとするなどの積上げ処理により、非常に高分解能な絶対位置を表す絶対位置データＤａｂｓを算出する。そして、算出された絶対位置データＤａｂｓは、制御装置ＣＴに出力される。

（１−４．エンコーダの動作）
次に、以上で説明した本発明の一実施形態に係るエンコーダ１００による絶対位置算出動作について、図３を参照しつつ説明する。図３は、本実施形態に係るエンコーダの動作について説明するための説明図である。

例えば制御装置ＣＴ等の指令信号に基づき絶対位置算出処理が開始されると、エンコーダ１００は、まず、ステップＳ１０１を処理する。

このステップＳ１０１（位置データ取得ステップの一例）では、位置データ取得部１２０が、アブソ信号を含む複数の検出信号（１Ｘ信号、４Ｘ信号、１６Ｘ信号）をほぼ同時に取得する。そして、位置データ取得部１２０は、各検出信号に対して、デジタル−アナログ変換処理や逓倍処理等を施すことにより、分解能が相異なる複数の第１位置データｄ１〜第３位置データｄ３を生成する。このステップＳ１０１の処理後は、ステップＳ１０３に進む。

なお、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０７は、最終的な高分解能な絶対位置データＤａｂｓの算出が完了するまで繰り返されることになるが、まず、１回目のステップＳ１０３〜ステップＳ１０７における処理について説明する。そして、２回目のステップＳ１０３〜ステップＳ１０９における処理については、ステップＳ１０９の説明の後に説明する。

ステップＳ１０１の処理後に開始される１回目のステップＳ１０３（補正ステップの一例）の処理では、第１補正部１４１が、絶対位置を表す基準絶対位置データＤｏｒｇである第１位置データｄ１に基づいて、その絶対位置に関連付けられた補正値ｒ１を、第１記憶部１３１から取得する。そして、第１補正部１４１は、取得した補正値ｒ１を、第１位置データｄ１に加算（又は減算）することにより、補正後の第１位置データｄ１’を生成する。そして、ステップＳ１０５に進む。

１回目のステップＳ１０５（区間特定ステップの一例）では、第１区間特定部１５１が、ステップＳ１０３で補正された第１補正データｄ１’と、ステップＳ１０１で取得された第２位置データｄ２とに基づいて、第２位置データｄ２の第２区間Ｔ２を第１位置データｄ１に対して特定する。そして、ステップＳ１０７に進む。

１回目のステップＳ１０７（絶対位置算出ステップの一例）では、第１絶対位置算出部１６１が、ステップＳ１０５で特定された第２区間Ｔ２と、ステップＳ１０１で取得された第２位置データｄ２とに基づいて、その第２位置データｄ２と同程度の分解能の絶対位置である中間絶対位置を算出する。そして、ステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９では、エンコーダ１００が、ステップＳ１０７で算出された絶対位置が最終的な高分解能を有する絶対位置（絶対位置データＤａｂｓ）であるか否かを確認する。絶対位置データＤａｂｓでない場合、つまり中間絶対位置データＤｍｉｄである場合には、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０９の処理後に処理されるステップＳ１０３、つまり２回目のステップＳ１０３（補正ステップの一例）では、第２補正部１４２が、ステップＳ１０７で算出された中間絶対位置データＤｍｉｄに基づいて、その絶対位置に関連付けられた補正値ｒ２を、第２記憶部１３２から取得する。そして、第２補正部１４２は、取得した補正値ｒ２を、第２位置データｄ２に加算（又は減算）することにより、補正後の第２位置データｄ２’を生成する。そして、ステップＳ１０５に進む。

２回目のステップＳ１０５（区間特定ステップの一例）では、第２区間特定部１５２が、ステップＳ１０３で補正された第２補正データｄ２’と、ステップＳ１０１で取得された第３位置データｄ３とに基づいて、第３位置データｄ３の第３区間Ｔ３を第２位置データｄ２に対して特定する。そして、ステップＳ１０７に進む。

２回目のステップＳ１０７（絶対位置算出ステップの一例）では、第２絶対位置算出部１６２が、ステップＳ１０５で特定された第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３と、ステップＳ１０１で取得された第３位置データｄ３とに基づいて、その第３位置データｄ３と同程度の最終的な高分解能を有する絶対位置を算出する。そして、ステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９では、エンコーダ１００が、上述の通り、ステップＳ１０７で算出された絶対位置が最終的な高分解能を有する絶対位置（絶対位置データＤａｂｓ）であるか否かを確認する。そして、２回目のステップＳ１０７の処理後は、絶対位置データＤａｂｓであると判断され、絶対位置データＤａｂｓが制御装置ＣＴに出力されて、動作を終了する。

（１−５．エンコーダによる誤差補正例）
以上、本実施形態に係るエンコーダ１００等の構成及び動作について説明したが、ここでこのエンコーダ１００等の格別な作用効果等の理解が容易になるように、エンコーダ１００による誤差補正例について、図４〜図９を参照しつつ説明する。図４〜図８は、本実施形態に係るエンコーダによる第１の誤差補正例について説明するための説明図である。図９は、本実施形態に係るエンコーダによる第２の誤差補正例について説明するための説明図である。

なお、上記実施形態では、絶対位置算出に使用される複数の位置データが３つの第１位置データｄ１〜第３位置データｄ３である場合を例に説明した。一方、補正・区間特定・絶対地位算出等の処理は、基本的には上位データと下位データの２つの位置データのペア毎に行われる。そこで、以下では、特に上位データ及び下位データがいずれの場合であるのかを限定せずに説明し、第１位置データｄ１〜第３位置データｄ３によって相違する点については適宜補足説明する。

また、図４〜図９では、移動体である回転シャフトＳＨ２が定速で回転している場合を示し、横軸に時間ｔを取っている。そして、区間特定処理等の説明の便宜上、上位データの分解能と下位データの分解能とは、擬似的に一致させられている場合について説明する。

（１−５−１．第１の誤差補正例）
まず、図４〜図８を参照しつつ、上位データが下位データに対して局所的にズレて、両者の間に同期ズレが生じている場合について、第１誤差補正例として説明する。

図４に示すように、ここでは本実施形態の区間特定処理が使用されるため、下位データは、上位データに対して下位データの下位区間Ｔｄの周期の２分の１（ΔＴ）だけずれて生成される。つまり、この例の場合、下位データの下位区間Ｔｄの切れ目は、上位データの上位区間Ｔｕの切れ目から、ディレイΔＴ（＝Ｔｄ／２）だけ遅れて到来する。なお、このディレイΔＴは、第２誤差補正例も同様である。

上位データが下位データに対して局所的に同期しておらず、上位データのプロファイルは、実線で示した上位位置ｐｕとなっている。一方、下位データは上位データに比べて正確な位置を示すため、下位データのプロファイルは、図４では、便宜上、同期ズレが生じていない１周期内で規則正しく位置が増加する下位位置ｐｄで示している。なお、同期ズレが生じていない場合の上位データのプロファイルは、局所的には破線で示した上位位置ｐｕ０となる。従って、例えば、時点ｔ１では、上位データにズレ量Δｐ１が生じており、時点ｔ２では、上位データにズレ量Δｐ２が生じている。

このように局所的にズレ量Δｐ１，Δｐ２が生じている上位データと、誤差のない下位データとを、図５にデジタル表示する。一方、本実施形態における区間特定部１５０における区間特定処理では、上位データから下位データが減算される。この減算結果をデジタルで表示したものを図５に示し、グラフ化したものを図６に示す。図５及び図６に示すように、この区間特定部１５０における区間特定処理の中間段階では、時点ｔ１及び時点ｔ２の両時点において、ズレ量Δｐ１，Δｐ２に応じた誤差が含まれている。一方、この上位データから下位データを減算した結果は、下位データの１の下位区間Ｔｄ内の分割数（図４等では０〜３の４分割）で除算され、その計算結果は、小数点以下が切り捨てられて、下位区間Ｔｄが直接算出される。この特定された下位区間Ｔｄを、図５及び図６に示す。図５及び図６に示す下位区間Ｔｄでは、時点ｔ１においては、ズレ量Δｐ１に起因した誤差が適切に補正され、正確な下位区間Ｔｄ（０）が算出されている。一方、時点ｔ２においては、ズレ量Δｐ２が許容値よりも大きいため、特定された下位区間Ｔｄ（０）は、誤差を含み、真の下位区間Ｔｄ（３）に対して誤差が生じている（＋１）。特定された下位区間Ｔｄと下位データとから絶対位置算出部１６０で算出される絶対位置Ｐａｂｓを、図６に示す。時点ｔ２における絶対位置Ｐａｂｓに示すように、区間特定部１５０による区間特定時に生じた誤差は、この絶対位置Ｐａｂｓにも含まれる。

このような誤差を補正するために、本実施形態に係るエンコーダ１００は、記憶部１３０と補正部１４０とを有する。記憶部１３０に予め記録される補正値ｒを図７に示す。上記時点ｔ２におけるズレ量Δｐ２は＋２である。そこで、この補正値ｒとしては、ズレ量Δｐ２による誤差を補正可能なように−１が設定される。

上記時点ｔ２に対してズレ量Δｐ２を補正値ｒとして設定するが、補正値ｒは、上位データと同程度の分解能の絶対位置に関連付けられて記憶部１３０に記録されるため、ここでは上位データｐｕ（＝２）の場合に関連付けられて補正値ｒ（＝−１）が記憶部１３０に記録されることになる。図７では上位データが絶対位置を示すものと仮定して図示している。

そこで、補正部１４０は、例えば時点ｔ２においては、上位データと同程度の分解能の絶対位置に基づいて、その絶対位置に関連付けられた補正値ｒ（＝−１）を取得する。そして、補正部１４０は、取得した補正値ｒを上位データに加算して上位データを補正する。そして、区間特定部１５０は、補正後の上位データから下位データを減算する。この減算結果と、減算結果から特定される下位区間Ｔｄを図７及び図８に示し、更に図８には下位区間Ｔｄから算出された絶対位置Ｐａｂｓを示す。

図７及び図８に示すように、特定された下位区間Ｔｄは、補正をしない図５及び図６に示す下位区間Ｔｄでは誤差が生じていた時点ｔ２においても、適切に補正がなされている。従って、本実施形態に係るエンコーダ１００によれば、図８に示すように、比較的大きなズレ量Δｐ２が生じた場合であっても適切に補正することができ、結果として、誤差を含まない絶対位置Ｐａｂｓを生成することが可能である。

この第１誤差補正例では、上位データに局所的に同期ズレが生じた場合について説明した。しかし、例えば、移動可能範囲（１回転）内で複数の第２区間Ｔ２が繰り返される上記第２位置データｄ２において第３位置データｄ３に対して生じる同期ズレの場合には、局所的な誤差だけではなく、複数の上位区間Ｔｕ（この場合複数の第２区間Ｔ２）に跨るような誤差が生じることがある。このような誤差をここでは長周期誤差ともいう。

一方、本実施形態に係るエンコーダ１００は、上記局所的な誤差だけではなく、複数の上位区間Ｔｕに跨るような長周期誤差をも適切に補正することが可能である。そこで、このような複数の上位区間Ｔｕに跨るような誤差が生じた場合のエンコーダ１００に誤差補正を、第２誤差補正例として以下で説明する。

（１−５−２．第２の誤差補正例）
図９には、絶対位置ではなく移動可能範囲（１回転）内で複数回繰り返される上位区間Ｔｕの上位位置ｐｕを表す上位データと、その上位区間Ｔｕにおいて複数回繰り返される下位区間Ｔｄの下位位置ｐｄを表す下位データを示す。図９に示すように、上位データは、局所的ではなく、複数の上位区間Ｔｕ（図９に示した全ての上位区間Ｔｕ）において、下位データに対して同期ズレ（ズレ量Δｐ）が生じている。この場合、補正部１４０による補正を行わなければ、区間特定部１５０が特定する下位区間Ｔｄは、図９に示すように、ズレ量Δｐによる影響により、同期ズレが生じた上位区間Ｔｕ全域にわたり誤差が生じてしまう。このような場合、もはや区間特定部１５０による誤差補正のみでは誤差が生じていることすら特定することは難しい。

このような場合、本実施形態に係るエンコーダ１００の記憶部１３０には、相隣接する複数の上位区間Ｔｕにわたり同一の値が設定された補正値ｒが、それぞれの絶対位置に関連付けられて記録される。この補正値ｒを模式的に図９に示す。このような長周期誤差が生じている場合には、本実施形態に係るエンコーダ１００は、複数の上位区間Ｔｕにわたり同一の値に設定された補正値ｒにより、複数の上位区間Ｔｕ内の全上位データ全体を補正することが可能である。従って、エンコーダ１００は、このような長周期誤差が生じた範囲全体について、上記第１誤差補正例と同様に、区間特定部１５０による区間特定処理では補正し切れない誤差をも、適切に補正して、精度の高い絶対位置を安定して生成することが可能である。

（１−６．本実施形態による効果の例）
以上、本発明の一実施形態に係るエンコーダ１００と、エンコーダ１００の動作と、そのエンコーダ１００を備えた駆動装置ＤＶとについて説明した。これらのエンコーダ１００等によれば、逓倍積上げ方式により高分解能な絶対位置を算出する際、区間特定部１５０により下位区間の特定を行う前に、その区間特定に使用する上位データを、補正部１４０により補正する。従って、区間特定部１５０が補正可能なズレ量よりも大きなズレ量が生じた場合であっても、このエンコーダ１００等は、ズレ量による影響を補正して、高分解能な絶対位置を、安定的に測定することが可能である。なお、この際、補正部１４０で上位データに対する補正に使用される補正値ｒは、予め測定されたズレ量Δｐに基づいて決定される。従って、補正値ｒが補正するズレ量Δｐの成分は、再現性誤差であるともいえる。このエンコーダ１００等のように、補正部１４０により、予め再現性誤差を補正した後に、区間特定部１５０により、非再現性誤差を補正することにより、誤差に対するロバスト性を飛躍的に向上させることが可能である。

なお、３以上の位置データから絶対位置を算出する場合、エンコーダ１００は、上位データ及び下位データの複数のペアのうち、いずれか１のペアについてその上位データを補正することにより、上記のような耐誤差性能を向上させることが可能である。しかしながら、本実施形態のエンコーダ１００のように、全てのペアについて、補正部１４０による補正が行われる場合には、耐誤差性能をより一層向上させることが可能である。

また、絶対位置を表さない位置データが上位データとして補正の対象となる場合、本実施形態では、誤差値ｒを特定するために、上位データと同程度の分解能を有して絶対位置算出部１６０により既に算出されている中間絶対位置に基づいて、補正部１４０は、その中間絶対位置に関連付けられた補正値ｒを取得して、上位データの補正を行う。従って、補正部１４０は、補正を十分に細やかな精度で行うことが可能であり、補正の精度を向上させることが可能である。

なお、本実施形態で区間特定部１５０が使用した区間特定処理は、他の区間特定処理に比べて、誤差に対する許容値が高く、また、区間特定処理における負荷も少ない。そればかりか、本実施形態に係る区間特定処理は、下位区間を直接計算処理により求めることが可能であるため、補正部１４０で使用する補正値ｒの特定が容易である。従って、本実施形態に係る区間特定処理を使用する場合、エンコーダ１００等は、より一層容易に製造することが可能である。

＜２．本実施形態に係るエンコーダの製造＞
以下では、本発明の一実施形態に係るエンコーダの製造等について、補正値ｒの生成方法等に触れつつ説明する。なお、補正値ｒの生成方法等は、下位データに対して上位データに生じるズレ量を適切に補正可能な補正値ｒを生成可能な方法であれば特に限定されるものではなく、以下で説明する生成方法等と同様な様々な生成方法であってもよい。なお、以下では、様々なバリエーションの中でも、より容易により正確な補正値ｒを生成可能な方法について例を挙げつつ説明することにする。

（２−１．エンコーダ製造装置の構成）
まず、図１０を参照しつつ、本実施形態に係るエンコーダの製造装置２００の構成の一例について説明する。図１０は、本実施形態に係るエンコーダの製造装置の構成の一例について説明するための説明図である。

図１０に示すように、製造装置２００は、位置データ取得部２１０と、区間特定部１５０と、絶対位置算出部１６０と、基準絶対位置算出部２２０と、ズレ量測定部２３０と、補正値生成部２４０と、記録部２５０と、制御部２６０とを有する。

この製造装置２００は、例えば、駆動装置ＤＶに接続されて、駆動装置ＤＶからエンコーダ１００の内部で取得される位置データを取得し、駆動装置ＤＶの制御装置ＣＴに駆動装置ＤＶを制御させる上位指令信号を出力する。従って、この製造装置２００では、制御装置ＣＴが製造装置２００の上位指令信号に基づいて動力発生装置ＰＧを制御する。ただし、製造装置２００がエンコーダ１００単体を製造する場合には、製造装置２００が、図１０に示す駆動装置ＤＶの構成である制御装置ＣＴ及びモータＭを有するなどのように変更が可能である。

製造装置２００が有する制御部２６０は、以下で説明する動作を実現すべく、上位指令信号を生成して制御装置ＣＴに対して出力する。一方、この制御部２６０は、以下で説明する動作を実現すべく、製造装置２００が有する他の構成の制御も行う。この制御部２６０以外の製造装置２００の構成（位置データ取得部２１０・区間特定部１５０・絶対位置算出部１６０・基準絶対位置算出部２２０・ズレ量測定部２３０・補正値生成部２４０・記録部２５０）の各機能等については、重複説明を省略するために以下で説明する動作の例において、詳しく説明する。

（２−２．エンコーダ製造装置の動作）
次に、図１１を参照しつつ、図１０に例示したエンコーダの製造装置２００による動作の一例について説明する。図１１は、本実施形態に係るエンコーダの製造装置の動作の一例について説明するための説明図である。

製造装置２００は、補正の対象となり得る１又は２以上の上位データ（例えば第１位置データｄ１又は第２位置データｄ２）全てについて、図１１に示す諸ステップを処理することにより、補正値ｒを生成してエンコーダ１００の記憶部１３０に記録させる。この際、製造装置２００は、補正の対象となる２の位置データのペア毎に、補正値ｒを特定することになる。よって、製造装置２００は、複数のペアがある場合、つまり３以上の位置データを使用して絶対位置を測定する場合、その複数のペアそれぞれの補正対象となる上位データの分解能が低い順に、１つ１つのペアに対して図１１に示す諸ステップを処理して、補正値ｒをエンコーダ１００に格納する。そこで、以下では、最も分解能が低い上位データを有するペアに対して諸ステップが処理された場合を例に挙げて説明し、他のペアに対する諸ステップにおける相違点について適宜補足説明することにする。

また、製造装置２００は、移動体である回転シャフトＳＨ２の移動可能範囲（つまり１回転）の全域に亘る補正値ｒを、図１１に示す諸ステップを処理することにより生成してエンコーダ１００に格納させる。そのために、製造装置２００は、各絶対位置において、補正値ｒを生成する必要がある。ただし、補正値ｒが０となる場合も存在する。このように１回転の全域に亘る補正値ｒを生成する処理を、図１１では、ステップＳ２１１における分岐によるループ処理として概念的に示している。この場合、ステップＳ２１１によりループ処理される諸ステップは、１の位置における補正値ｒを生成してエンコーダ１００に格納させる処理を意味する。ただし、本実施形態に係るエンコーダの製造装置２００の動作は、これに限られるものではなく、まず全域について補正値ｒを順次生成して、全域の補正値ｒが生成された後に、全ての補正値ｒをエンコーダ１００に格納させることも可能である。この場合、ステップＳ２０９は、ステップＳ２１１によるループ処理の後に処理されることになる。

つまり、１のペアの１の絶対位置に対する補正値ｒの生成等について以下では詳しく説明するが、その補正値ｒをエンコーダ１００に格納させるタイミングや方法、及び、他のペアの補正値ｒの生成処理との相対関係におけるタイミングや方法は、以下で説明する動作の一例に特に限定されるものではなく、様々なバリエーションが考えられる。

以下、具体的に、最も分解能が低い上位データを含むペアに対して、その上位データを補正する補正値ｒを生成して、エンコーダ１００にその補正値ｒを格納させる過程について詳しく説明する。

図１１に示すように、まず、ステップＳ２０１が処理され、このステップＳ２０１では、製造装置２００の位置データ取得部２１０が、エンコーダ１００の位置データ取得部１２０が取得した上位データ及び下位データを取得する。そして、ステップＳ１０５とそれに続くステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０５及びステップＳ１０７では、図３に示したエンコーダ１００の動作における処理と同様に、製造装置２００の区間特定部１５０が下位データの下位区間を上位データに対して特定し、製造装置２００の絶対位置算出部１６０が、特定された下位区間と下位データとに基づいて絶対位置を生成する。このステップＳ１０５及びステップＳ１０７の処理後に生成される絶対位置は、補正値ｒが生成されるペアにより導出可能な最も分解能が高い絶対位置となる。従って、この絶対位置を表す絶対位置データは、例えば、第１位置データｄ１と第２位置データｄ２のペアが処理されている場合には、中間絶対位置を表す中間絶対位置データＤｍｉｄとなり、第２位置データｄ２と第３位置データｄ３のペアが処理されている場合には、最終的な絶対位置を表す絶対位置データＤａｂｓとなる。

ただし、この製造装置２００におけるステップＳ１０５及びステップＳ１０７での処理では、エンコーダ１００の内部における絶対位置算出過程とは異なり、補正部１４０による補正が行われていない位置データにより絶対位置が算出される。ここでは、このステップＳ１０５及びステップＳ１０７の処理後に絶対位置算出部１６０で算出される絶対位置を、補正が行われていない絶対位置という意味で補正前絶対位置ともいう。そして、算出された補正前絶対位置は、ズレ量測定部２３０に出力される。

一方、これらのステップＳ１０５及びステップＳ１０７の処理後（これらの処理前又は同時処理であってもよい。）は、ステップＳ２０３が処理される。

ステップＳ２０３では、基準絶対位置算出部２２０が、ステップＳ２０１で取得された下位データを取得し、その下位データに基づいて、上位データに含まれるズレ量を含まない基準となる真の絶対位置を算出する。基準絶対位置算出部２２０は、例えば、所定のタイミングから下位区間をカウントし、そのカウントした値と下位データが表す区間内位置とに基づいて、真の絶対位置を算出することが可能である。そして、算出された真の絶対位置は、ズレ量測定部２３０に出力される。ステップＳ２０３の処理後はステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０５では、ズレ量測定部２３０が、ステップＳ１０７で算出された補正前絶対位置と、ステップＳ２０３で算出された真の絶対位置とに基づいて、ズレ量Δｐを測定する。つまり、ズレ量測定部２３０は、真の絶対位置と補正前の絶対位置との差分を取り、ズレ量Δｐを算出する。このステップＳ２０５の処理を図８を参照しつつ概念的に説明する。図８における絶対位置Ｐａｂｓは、上記エンコーダ１００の説明では補正後に算出される絶対位置であったが、ここでは真の絶対位置を表す。一方、図８における破線は、上記エンコーダ１００の説明では図６に示す補正前の誤差を含む絶対位置であったが、ここでも補正前絶対位置を表す。すると、真の絶対位置Ｐａｂｓと破線で示した補正前絶対位置との差分が、ズレ量Δｐに相当することになり、ズレ量測定部２３０は、このズレ量Δｐを測定する。なお、図８に示した例では、絶対位置は、０〜１５の１６段階の位置データとして表される。従って、絶対位置は、１５を超えると０に戻ることになる。このことは、ズレ量Δｐについても同様であり、図８に示した例では、ズレ量Δｐは、４と表される（０〜１５の値をとる）。この算出されたズレ量Δｐは、補正値生成部２４０に出力され、ステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７では、補正値生成部２４０が、ステップＳ２０５で測定されたズレ量Δｐに基づいて、そのズレ量Δｐを補正可能な補正値ｒを生成する。図８に示した例では、上述の通りΔｐ＝＋４と測定される。一方、このズレ量Δｐは、絶対位置における誤差であるため、下位データと同程度の分解能で表されている。そこで、補正値生成部２４０は、このズレ量Δｐを下位データの上位データに対する分解能の倍率ｍ（上位区間に対する分割数）で除算して、上位データと同程度の分解能に変換する。この上位データの分解能のズレ量Δｐ’は、図８に示す例では、倍率が４であるため、Δｐ’＝４／４＝１と算出される。次に、補正値生成部２４０は、この分解能変換したズレ量Δｐ’の符号を反転させて誤差ｒを生成する（ｒ＝−Δｐ’＝−Δｐ／ｍ）。この誤差ｒは、記録部２５０に出力され、ステップＳ２０９に進む。

ステップＳ２０９では、記録部２５０が、ステップＳ２０７で生成された誤差ｒを、下位データよりも低分解能な絶対位置に関連付けて、エンコーダ１００の記憶部１３０に記録する。そのために、記録部２５０は、下位データよりも低分解能な絶対位置を、エンコーダ１００内部から取得してもよく、また、エンコーダ１００から取得された上位データ等から生成してもよい。なお、本実施形態では、補正データは、上位データと同程度の分解能の絶対位置に関連付けられる。そこで、上位データが絶対位置を表した第１位置データｄ１である場合には、記録部２５０は、補正値ｒが生成された時点における上位データに関連付けられて、記憶部１３０に記録される。一方、上位データが絶対位置以外の第２位置データｄ２である場合には、記録部２５０は、エンコーダ１００から上位データと同程度の絶対位置を表した中間絶対位置データＤｍｉｄを取得し、その中間絶対位置に補正値ｒを関連付けて記憶部１３０に記録する。そして、ステップＳ２１１に進む。

ステップＳ２１１では、上述の通り、１回転内全てのポジションに対して上記諸ステップが処理されたかを確認し、処理された場合には、動作を終了する一方、処理されていない場合には、ステップＳ２１３に進み、制御部２６０がモータＭを所定量回転させた後、ステップＳ２０１以降の処理が繰り返されることになる。

以上、本発明の一実施形態に係るエンコーダ１００の製造装置２００等について説明した。このような製造装置２００によれば、上述のように高分解能な絶対位置を安定的に測定可能なエンコーダ１００を容易に製造することが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明した。しかしながら、本発明はこれらの実施形態の例に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、様々な変更や修正を行うことに想到できることは明らかである。従って、これらの変更後や修正後の技術も、当然に本発明の技術的範囲に属するものである。

尚、本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的に又は個別的に実行される処理をも含む。また時系列的に処理されるステップでも、場合によっては適宜順序を変更することが可能であることは言うまでもない。

ＤＶ 駆動装置
ＰＧ 動力発生装置
Ｍ モータ
ＳＨ１，ＳＨ２ 回転シャフト
ＣＴ 制御装置
１００ エンコーダ
１１０ ディスク
１２０ 位置データ取得部
１２１ 第１位置データ取得部
１２２ 第２位置データ取得部
１２３ 第３位置データ取得部
１３０ 記憶部
１３１ 第１記憶部
１３２ 第２記憶部
１４０ 補正部
１４１ 第１補正部
１４２ 第２補正部
１５０ 区間特定部
１５１ 第１区間特定部
１５２ 第２区間特定部
１６０ 絶対位置算出部
１６１ 第１絶対位置算出部
１６２ 第２絶対位置算出部
２００ 製造装置
２１０ 位置データ取得部
２２０ 基準絶対位置算出部
２３０ ズレ量測定部
２４０ 補正値生成部
２５０ 記録部
２６０ 制御部

Claims (9)

1. 移動体が移動可能な上位区間における前記移動体の位置を表す上位データと、前記上位区間内で複数回繰り返される下位区間における前記移動体の位置を前記上位データよりも高分解能に表す下位データとを取得する位置データ取得部と、
   前記下位データに対して前記上位データにおいて生じ予め測定されたズレ量に基づいて予め生成された該ズレ量を補正可能な補正値が、前記移動体の前記下位データよりも低分解能な絶対位置に関連付けられて記録される記憶部と、
   前記位置データ取得部により前記上位データが取得された際の前記低分解能な絶対位置に基づいて、当該絶対位置に関連付けられた補正値を前記記憶部から取得し、当該補正値に基づいて、前記上位データを補正する補正部と、
   前記補正部が補正した上位データと、当該上位データが取得された際の前記下位データとに基づいて、当該下位データが取得された前記下位区間を、前記上位区間に対して特定する区間特定部と、
   を有する、エンコーダ。
2. 少なくとも、前記区間特定部が特定した下位区間と、前記上位データが取得された際の下位データとに基づいて、前記移動体の前記下位データと同程度の分解能における絶対位置を算出する絶対位置算出部を更に有する、請求項１に記載のエンコーダ。
3. 前記位置データ取得部は、前記移動体の移動可能範囲内を相異なる分割数で分割する複数の区間のそれぞれにおいて、該分割数が多くなるほど分解能が高くなる相異なる分解能により前記移動体の位置を表す３以上の位置データを取得し、
   前記記憶部には、分解能の高低において相隣接して前記上位データ及び前記下位データの関係にある２の位置データの複数のペアそれぞれについて、前記補正値が記録され、
   前記補正部は、前記複数のペアそれぞれについて、前記補正値に基づいて前記上位データに相当する位置データを補正し、
   前記区間特定部は、前記複数のペアそれぞれについて、前記補正部が補正した上位データと、当該上位データが取得された際の前記下位データとに基づいて、当該下位データが取得された前記下位区間を、前記上位区間に対して特定し、
   前記絶対位置算出部は、前記区間特定部が前記複数のペアそれぞれについて特定した区間全てと、最も分解能が高い位置データとに基づいて、前記最も分解能が高い位置データと同程度の分解能における前記移動体の絶対位置を算出する、請求項２に記載のエンコーダ。
4. 前記記憶部には、前記複数のペアそれぞれの上位データに対して、該ペアの上位データと同程度の分解能の絶対位置に関連付けられて前記補正値が記録され、
   前記補正部は、前記複数のペアそれぞれに対して、当該ペア中の上位データと同程度の分解能の絶対位置に基づいて、当該ペア中の上位データを補正する前記補正値を取得する、請求項３に記載のエンコーダ。
5. 前記絶対位置算出部は、前記２の位置データのペアの少なくとも１つに対して前記区間特定部で特定された下位区間と、前記区間特定部で既に下位区間が特定された前記ペアに含まれる位置データのうち最も分解能が高い下位データとに基づいて、当該下位データと同程度の分解能による中間的な絶対位置を算出し、
   前記補正部は、
   補正対象となる前記ペアに含まれる上位データが前記移動体の絶対位置を表す場合には、当該上位データが表す絶対位置に基づいて、当該上位データを補正する前記補正値を取得し、
   前記補正対象となるペアに含まれる上位データが前記移動体の絶対位置を表さない場合には、前記補正対象となるペアに含まれる上位データと同程度の分解能を有し前記絶対位置算出部で既に算出された中間的な絶対位置に基づいて、当該上位データを補正する前記補正値を取得する、請求項４に記載のエンコーダ。
6. 前記上位区間は、前記移動体の移動可能範囲内で複数回繰り返され、
   前記記憶部には、相隣接する複数の前記上位区間内の上位データに対する補正値が、同一の値に設定されて記録される、請求項１に記載のエンコーダ。
7. 移動体を移動可能範囲内で移動させるモータと、
   前記移動可能範囲内に含まれた上位区間における前記移動体の位置を表す上位データと、前記上位区間内で複数回繰り返される下位区間における前記移動体の位置を前記上位データよりも高分解能に表す下位データとを取得する位置データ取得部と、
   前記下位データに対して前記上位データにおいて生じ予め測定されたズレ量に基づいて予め生成された該ズレ量を補正可能な補正値が、前記移動体の前記下位データよりも低分解能な絶対位置に関連付けられて記録される記憶部と、
   前記位置データ取得部により前記上位データが取得された際の前記低分解能な絶対位置に基づいて、当該絶対位置に関連付けられた補正値を前記記憶部から取得し、当該補正値に基づいて、前記上位データを補正する補正部と、
   前記補正部が補正した上位データと、当該上位データが取得された際の前記下位データとに基づいて、当該下位データが取得された前記下位区間を、前記上位区間に対して特定する区間特定部と、
   少なくとも、前記区間特定部が特定した下位区間と、前記上位データが取得された際の下位データとに基づいて、前記移動体の前記下位データと同程度の分解能における絶対位置を算出する絶対位置算出部と、
   前記絶対位置算出部が算出した絶対位置に基づいて、前記モータを制御する制御装置と、
   を有する、駆動装置。
8. 移動体が移動可能な上位区間における前記移動体の位置を表す上位データと、前記上位区間内で複数回繰り返される下位区間における前記移動体の位置を前記上位データよりも高分解能に表す下位データとを取得する位置データ取得ステップと、
   前記下位データに対して前記上位データにおいて生じ予め測定されたズレ量に基づいて予め生成された該ズレ量を補正可能な補正値が、前記移動体の前記下位データよりも低分解能な絶対位置に関連付けられて記録される記憶部から、前記位置データ取得ステップで前記上位データが取得された際の前記下位データよりも低分解能な絶対位置に基づいて、当該絶対位置に関連付けられた補正値を取得し、当該補正値に基づいて、前記上位データを補正する補正ステップと、
   前記補正ステップで補正した上位データと、当該上位データが取得された際の前記下位データとに基づいて、当該下位データが取得された前記下位区間を、前記上位区間に対して特定する区間特定ステップと、
   を有する、絶対位置算出方法。
9. 移動体が移動可能な上位区間における前記移動体の位置を表す上位データと、前記上位区間内で複数回繰り返される下位区間における前記移動体の位置を前記上位データよりも高分解能に表す下位データとを取得する位置データ取得ステップと、
   前記位置データ取得部で取得した上位データ及び下位データに基づいて、当該下位データが取得された前記下位区間を、前記上位区間に対して特定する区間特定ステップと、
   少なくとも、前記区間特定ステップで特定した下位区間と、前記位置データ取得ステップで取得した下位データとに基づいて、前記移動体の前記下位データと同程度の分解能における絶対位置を算出する絶対位置算出ステップと、
   前記位置データ取得ステップで取得した下位データに基づいて、前記移動体の真の絶対値を算出する基準絶対位置算出ステップと、
   前記絶対位置算出ステップで算出された絶対位置と、前記基準絶対位置算出ステップで算出された真の絶対位置とに基づいて、前記下位データに対して前記上位データにおいて生じるズレ量を測定するズレ量測定ステップと、
   前記ズレ量測定ステップで測定されたズレ量に基づいて、該ズレ量を補正可能な補正値を生成する補正値生成ステップと、
   前記補正値生成ステップで生成された補正値を、前記移動体の前記下位データよりも低分解能な絶対位置に関連付けて、エンコーダ内の記憶部に記録する記録ステップと、
   を有する、エンコーダ製造方法。

Images