JPH04355326A - 電気角出力機能付きロータリエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータ等の回転軸に取
り付けられて電気角及び回転位置を検出するロータリエ
ンコーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のロータリエンコーダとして、光学
的若しくは磁気的にコードが付されたコード板をモータ
や工作機械の主軸等の回転軸に取り付け、該コード板の
コードを検出する検出回路を設け、上記回転軸が回転す
ることによって、上記検出回路のチャンネル１から正弦
波信号と余弦波信号（両者は位相差が９０度である）を
回転軸１回転当たり多数発生させると共に、チャンネル
２から同回転軸１回転当たり１以上のリファレンス点信
号を発生させる技術が知られている。そしてこの技術で
は、上記正弦波，余弦波を波形整形器で矩形波に整形し
、該矩形波の立ち上がり、立ち下がりをカウンタで計数
することによって、正弦波１周期内を４分割した単位で
上記回転軸の回転位置を検出するようにしている。また
、正弦波１サイクル中の回転角についてはこの正弦波及
び余弦波の値ｓｉｎθ，ｃｏｓθより内挿補間して、正
弦波１サイクル中の回転角を求めている。

【０００３】そこで上記従来技術を図４で説明すると、
上記回転軸の回転位置を検出については、同図（イ）及
び（ロ）に示すような正弦波及び余弦波に対して同図（
ハ）及び（ニ）に示すように波形整形してその立ち上が
り、立ち下がりをカウンタで計数することにより（同図
（ホ））、正弦波１周期内を４分割してカウントしてい
る。また、正弦波１サイクル中の回転角検出については
、検出した現在位置における正弦波の値ｓｉｎθ＝Ｓ１
　と余弦波の値ｃｏｓθ＝Ｃ１　とで当該正弦波１サイ
クル中の回転角度Ｍを求めている。この正弦波の値Ｓ１
　，余弦波の値Ｃ１　と回転角度Ｍ（＝θ）との関係に
ついて図５で説明すると、同図（イ）に示すようにｓｉ
ｎθ＝Ｓ１　、ｃｏｓθ＝Ｃ１　のときは同図（ロ）の
Ｃ−Ｓ直交座標においてＣ座標軸から点（Ｓ１　、Ｃ１
　）までの角度θ＝θ１　となる。同様に、ｓｉｎθ＝
Ｓ２　、ｃｏｓθ＝Ｃ２　のときはθ＝θ２　；ｓｉｎ
θ＝Ｓ３　、ｃｏｓθ＝Ｃ３　のときはθ＝θ３　とな
ることがそれぞれ同図（ロ）に示されている。

【０００４】なお、上記カウンタの値Ｎの検出及び正弦
波１サイクル中の回転角度Ｍの検出は所定サンプリング
周期毎に行っている。したがって、基準位置におけるカ
ウンタ値および正弦波１サイクル中の回転角度と、現在
検出時点におけるカウンタ値および正弦波１サイクル中
の回転角度とに基づいて決定される現在位置（図４（ヘ
）参照）は、上記所定サンプリング周期毎に検出される
ことになる。

【０００５】さらに、チャンネル２の上記リファレンス
点信号は回転軸１回転内の特定の位置を検出するために
利用されている。ところで、同期電動機や誘導電動機等
で構成されているＡＣモータの制御においてはロータの
電気角を知る必要がある。そして電気角を求めるにはロ
ータの磁極の位置が分からなければならない。そこで上
記リファレンス点をロータの磁極に対応させることによ
って、リファレンス点を検出することにより磁極の位置
を求め、これから電気角を算出するようにしている。す
なわち、ロータに電気角０度の位置がｐ個（ｐ＝極対数
）あるとするとその電気角０度の位置毎にリファレンス
点信号が発するようにする。したがって、回転軸１回転
に付きリファレンス点信号がｐ回発せられる。ところで
、上記のようにリファレンス点をロータの磁極に対応さ
せロータ１回転に付きリファレンス点信号を極対数（ｐ
）発するようにした場合、このリファレンス点の位置Ｐ
ｒｅｆ　を基準にした現在位置が電気角となる。したが
って、リファレンス点の位置Ｐｒｅｆ　を求めることが
できれば、リファレンス点の位置Ｐｒｅｆ　を基準にし
た現在位置Ｐｒ　すなわち電気角ＰｒＥは次の式により
求めることができる。 ＰｒＥ＝Ｐｒ　−Ｐｒｅｆ　　　・・・・（１）なお、
上述したような、現在位置（Ｐｒ　）の検出を所定サン
プリング周期毎に実行するタイプのロータリエンコーダ
では、リファレンス点通過の信号が出されてもこれを検
出するのはその後のサンプリング時となる。したがって
、通常は、リファレンス点位置にもっとも近いサンプリ
ング時刻での検出位置をもってリファレンス位置を代用
させている。このため、こうして代用することによって
求めたリファレンス点位置は正確さに劣らざるを得ない
。

【０００６】そこで本件出願の出願人は先に特願平３−
３４９８７号としてリファレンス点を正確に求める手段
について特許出願をした。この内容の大略を図６によっ
て説明すると、所定周期でサンプルパルスが発せられ、
このサンプルパルス発生時に現在回転位置が検出される
。ここで、同図（イ）に示すように途中のサンプルパル
スを１，２．．．．ｎ，ｎ＋１とし、各サンプルパルス
発生時に検出する現在回転位置（以下、現在位置という
）を、同図（ロ）に示すように、Ｐｒ１，Ｐｒ２．．．
．Ｐｒｎ，Ｐｒｎ＋１とする。この現在回転位置は、図
４で説明したように、正弦波１周期内を４分割した単位
で検出した回転軸の回転位置Ｎと、正弦波及び余弦波の
値より内挿補間して求めた正弦波１サイクル中の回転角
Ｍに基づいて算出することができる。

【０００７】さらに、サンプルパルスが発せられる毎に
タイマがリセットされ計時を開始し次のサンプルパルス
でリセットされるまで、図６（ニ）に示すように、０か
らＦの値（サンプリング周期ｓｃに対応し常に一定）ま
で出力する。しかし、計時中にリファレンス点信号が出
力されるとその時点でタイマ出力はラッチされる。これ
について説明すると、図６（ハ）に示すように、リファ
レンス点信号■がサンプルパルス１と２の間に、次のリ
ファレンス点信号■がサンプルパルスｎとｎ＋１の間に
発せられたとする。するとタイマはその時点でラッチさ
れその時の出力値（ＬＴ）を保持する。そこでこの値（
ＬＴ）より、計時開始からラッチされるまでの時間（ｔ
ｒ　）はサンプリング周期ｓｃをＬＴ／Ｆに分割する時
点であることが分かり、したがって、リファレンス点信
号■が出力した位置（Ｐｒｅｆ　）は、位置Ｐｒ１とＰ
ｒ２との間（Ｐｒ２−Ｐｒ１）をＬＴ／Ｆに分割する位
置であることから、次の式で求めることができる。

【０００８】 　　　　　　　　　　Ｐｒｅｆ　＝Ｐｒ１＋（Ｐｒ２−
Ｐｒ１）・ＬＴ／Ｆ　　・・・・（２）なお、リファレ
ンス点信号■が出力した位置も同様にして求めることが
できる。

【０００９】そして、リファレンス点をロータ磁極に対
応させたときのそのリファレンス点を基準にした現在回
転位置は電気角ＰｒＥとなり（上記（１）式参照）、こ
れを図６で説明すると、同図（ホ）に示すように、現在
回転位置Ｐｒ２では電気角ＰｒＥ２、現在回転位置Ｐｒ
３では電気角ＰｒＥ３、現在回転位置Ｐｒｎでは電気角
ＰｒＥｎ　、現在回転位置Ｐｒｎ＋１では電気角ＰｒＥ
ｎ＋１　となる。

【００１０】以上のように、上記先に特許出願したもの
では、電気角を求める基礎となるリファレンス点を基準
にした現在回転位置すなわち電気角ＰｒＥについてこれ
を求めるには、その現在回転位置Ｐｒ検出時に１番近い
過去に発生したリファレンス点信号を検出しその値を計
算するということが前提になっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電源を
投入してから第１回目のリファレンス点を通過するまで
は、基準とすべきリファレンス点信号が発せられないの
で、現在回転位置の電気角ＰｒＥは上記（１）式を用い
て求めることができない。

【００１２】そこで、本発明の目的は、第１回目のリフ
ァレンス点信号が発せられない間でもリファレンス点を
基準にした現在回転位置すなわち電気角ＰｒＥを検出で
きるようにするために、チャネル２からのリファレンス
点信号を得るための信号を正弦波及び余弦波とし、第１
回目のリファレンス点信号が発せられない間はこの正弦
波及び余弦波の値を内挿補間してロータ磁極に対応した
信号を得てこの信号に基づいて電気角を計算し、そして
第１回目のリファレンス点を通過してリファレンス点信
号が発せられた後はそのリファレンス点信号の位置を基
準にして電気角を求める、改良されたロータリエンコー
ダを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転軸に取り
付けられるコード板、該コード板の回転により１回転当
たり正弦波と余弦波とを複数回出力する第１のチャンネ
ルとさらにロータ基準位置に合わせて正弦波と余弦波と
を出力する第２のチャンネルとを備えた検出手段、上記
第１のチャンネルからの正弦波及び余弦波から正弦波サ
イクルの数をカウントするカウンタと正弦波１サイクル
内を内挿補間する内挿補間手段とからなる回転軸移動位
置検出手段、上記第２チャンネルからの正弦波及び余弦
波からリファレンス点信号を検出するリファレンス点信
号検出手段と正弦波１サイクル内を内挿補間する内挿補
間手段とからなる電気角検出手段、及び上記リファレン
ス点信号検出手段が第１回目のリファレンス点通過を検
出するまでは上記電気角検出手段の内挿補間手段によっ
て求めた値を電気角として出力しそして第１回目のリフ
ァレンス点通過検出後は上記回転軸移動位置検出手段で
求めた現在位置と上記リファレンス点信号検出手段で求
めたリファレンス点位置とにより電気角を算出し出力す
るよう切り替える切替え手段、を備えることによって上
記課題の解決を図ったものである。

【００１４】

【作用】検出手段のチャネル１からはコード板１回転当
たり複数回の正弦波と余弦波とを出力して正弦波の数と
内挿補間値を所定サンプリング周期毎検出することによ
って回転軸の現在位置を検出する。また、チャネル２か
らはコード板１回転当たり１回またはそれ以上の回数正
弦波と余弦波とを出力し、これらからリファレンス点信
号を作成する。そして、最初のリファレンス点信号が発
せられない間はチャネル２からの正弦波の値と余弦波の
値とを用いて内挿補間値を求め、その求めた値から上記
現在位置における電気角を算出する。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の一実施例のロータリエンコー
ダのブロック図である。図１中、１はコード板で、該コ
ード板１は検出対象の回転軸（図示せず）等に固着され
、回転軸が回転することによってコード板１も回転し、
このコード板１に配設されたコード（図示せず）を検出
する検出回路２からは従来のロータリエンコーダと同様
に、チャネル１から正弦波ｓｉｎθおよび余弦波ｃｏｓ
θをコード板１回転あたり複数回（例えば２５６回）出
力する。そしてこの正弦波，余弦波は波形整形回路１３
で矩形波に整形され、カウンタ１４でこの２つの矩形波
のエッジ、すなわち、立ち上がり、立ち下がりが計数さ
れる。そして、計数された値は入力ポート１５を介して
マイクロコンピュータ（ＭＰＵ）４に入力される。

【００１６】同時に、上記チャネル１からの正弦波，余
弦波は、サンプルパルス発生器３から出力されるサンプ
ルパルスによってサンプルホールド回路１６，１７でサ
ンプルホールドされ、斯くサンプルホールドされた正弦
波，余弦波の値は、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／
Ｄ変換器）１８，１９でそれぞれディジタル値に変換さ
れＭＰＵ４に入力される。

【００１７】上記検出回路２のチャネル２からはコード
板１回転あたり極対数ｐに等しい数の正弦波ｓｉｎαお
よび余弦波ｃｏｓαが出力され、その正弦波の値がゼロ
で余弦波の値がプラスである点（ゼロクロス点）をリフ
ァレンス点（すなわち電気角ゼロ度）とし、このゼロク
ロス点をリファレンス点検出回路２３で検出する。この
リファレンス点検出回路２３がリファレンス点信号を検
出すると、ＭＰＵ４に出力しリファレンス点通過判定ビ
ットを「１」にすると共に、ラッチ回路５を作動させ、
タイマ６の出力値をラッチする。該タイマ６はサンプル
パルス発生器３から出力されるサンプリングパルスでリ
セットされ、かつ計時を開始する。

【００１８】さらに、チャネル２からの正弦波，余弦波
は、サンプルパルス発生器３から出力されるサンプルパ
ルスによってサンプルホールド回路２６，２７でサンプ
ルホールドされ、斯くサンプルホールドされた正弦波，
余弦波の値は、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変
換器）２８，２９でそれぞれディジタル値に変換されＭ
ＰＵ４に入力される。

【００１９】上記検出回路２、波形整形回路１３、カウ
ンタ１４はバッテリバックアップされており、電源がＯ
ＦＦになっても、コード板１の回転を検出できるように
なっている。そのため、電源がＯＦＦの状態で回転軸が
回転してもカウンタ１４は回転位置を検出しており、電
源復旧時にはこのカウンタ１４の値と正弦波，余弦波に
よって得られる内挿補間位置によって正確に位置を検出
できるようになっている。

【００２０】ＭＰＵ４及びメモリ７は本実施例において
、現在位置およびリファレンス点位置を算出し記憶する
手段と、リファレンス点位置を基準にした現在位置すな
わち電気角を求め出力する手段を構成するもので、ＭＰ
Ｕ４はプロセッサ（ＣＰＵ）、入力回路，出力回路等で
構成されている。７はＭＰＵ１０のプロセッサが実施す
るプログラムや正弦波，余弦波の値より正弦波１周期内
の内挿補間位置を割り出すためのテーブル等を記憶する
ＲＯＭ，および各種演算データの一時記憶等に利用され
るＲＡＭ、及びバッテリバックアップされた不揮発性Ｒ
ＡＭ等で構成されたメモリである。

【００２１】また、サンプルパルス発生器３からのサン
プルパルスはＭＰＵ４にも入力される。ＭＰＵ４はサン
プルパルスが入力されると、後述する処理を行なって現
在位置Ｐｒ　、及びリファレンス点位置Ｐｒｅｆ　を基
準にした現在位置すなわち電気角ＰｒＥ（電気角に対応
する角度）を算出し出力する。

【００２２】回転軸およびコード板１が回転し、検出回
路２のチャネル１から正弦波信号，余弦波信号が出力さ
れると、該各信号は波形整形回路１３で波形整形され矩
形波に変換され、この各矩形波のエッジがカウンタ１４
で計数されることになる。そのため、カウンタ１４は正
弦波１サイクルで４パルスを計数することになり、１サ
イクルを４倍の値で検出することにより、基準位置から
現在位置までの正弦波のサイクル数Ｎを求めている。

【００２３】一方、サンプルホールド回路１６，１７は
サンプルパルス発生器３からのサンプルパルスによって
チャネル１からの正弦波，余弦波をサンプルホールドし
、Ａ／Ｄ変換器１８，１９がこのホールド値をディジタ
ル値に変換し出力する。そして同時にホールドした正弦
波，余弦波の値から正弦波１サイクル内を内挿補間して
内挿補間値Ｍ（図４参照）を求める。なお、メモリ７の
ＲＯＭには、上述したように、正弦波，余弦波の値より
正弦波１周期内の内挿補間位置を割り出すためのテーブ
ル等を記憶している。

【００２４】そして、ＭＰＵ４は上記カウンタ４の値Ｎ
及び上記内挿補間値Ｍに基づき各サンプリング時毎現在
位置Ｐｒ　を出力する。

【００２５】一方、リファレンス点検出回路２３ではチ
ャネル２からの正弦波，余弦波の値を測定して正弦波の
値がゼロ、余弦波の値がプラスになる点すなわちゼロク
ロス点を検出しラッチ回路５にゼロクロス信号を出力す
る。すると、直前のサンプルパルスによって計時を開始
していたタイマ６の出力はラッチされ、ラッチされた時
のタイマ出力（ＬＴ）をＭＰＵ４に入力する。するとＭ
ＰＵ４はメモリ７のＲＡＭに一時記憶されたデータ（前
回のサンプルパルス発生時に記憶した回転位置Ｐｒ１、
タイマがラッチされないときの最大出力Ｆ）を用い上記
（１）式および（２）式によりリファレンス点を基準に
した現在位置すなわち電気角ＰｒＥを求める。但し、こ
うして電気角ＰｒＥを求めるのことができるためには既
にリファレンス点信号が出力されてその位置（Ｐｒｅｆ
　）がメモリ７に与えられていなければならない。しか
るに、電源投入直後は上記位置Ｐｒｅｆ　データがまだ
メモリ７に与えられていない。したがて、この間は、上
記（１）式および（２）式を用いて電気角ＰｒＥを求め
ることができない。

【００２６】そこで本発明はこの問題に対処するために
、チャネル２から発せられるリファレンス点信号を得る
ための信号を正弦波，余弦波にし、そしてこれらの信号
により形成されるリファレンス点信号が１度も出力され
ない間は図１に示すＡ／Ｄ変換器２８，２９からの出力
を用いて電気角を計算するようにしている。これについ
て説明すると、上記リファレンス点検出回路から第１回
目のリファレンス点信号が発せられたということをＭＰ
Ｕ４のプロセッサが判断しない間は、チャネル２からの
出力（正弦波，余弦波の値）でサンプルホールド回路２
６，２７およびＡ／Ｄ変換器２８，２９を通ってＭＰＵ
４に入力したデータから（所定サンプル周期毎に）内挿
補間手段を用いて電気角ＰｒＥを計算するようにしてい
る。この計算について図２で説明すると、サンプルパル
ス発生器３からサンプルパルスが出力される度にそのと
き求めた正弦波の値ｓと余弦波の値ｃとから当該サンプ
リング時のリファレンス点位置ｐ０　（電気角０度の位
置）を基準とした位置すなわち電気角ＰｒＥを求める。 同図において、正弦波の値ｓ１　，余弦波の値ｃ１　の
ときは電気角がＰｒＥ１　で、また、正弦波の値ｓ２　
，余弦波の値ｃ２　のとき電気角がＰｒＥ２　となるこ
とを説明している。 なお、こうして電気角を求める方法は、図４に示した内
挿補間値Ｍを求める方法と同様なので、これ以上の説明
は省略する。さらに、メモリ７のＲＯＭには上記正弦波
，余弦波の値より正弦波１周期内の内挿補間位置を割り
出し電気角ＰｒＥを得るためのテーブル等を記憶してい
る。

【００２７】次に本実施例の動作を説明する。まず、該
エンコーダに電源をいれたとき、基準位置Ｐｓを設定す
る。この基準位置Ｐｓは任意の位置でよく、例えば、エ
ンコーダが取り付けられた回転軸の特定位置を基準位置
として入力する。基準位置が入力されるとＭＰＵ１４は
入力されたときのカウンタ４の値Ｎｓ及び、Ａ／Ｄ変換
器１８，１９から出力されている正弦波，余弦波の値よ
り求められる内挿補間位置Ｍｓをメモリ７内のＲＡＭ中
に記憶させておく。この値Ｎｓ，Ｍｓに基づき設定基準
位置Ｐｓが決定される。

【００２８】次に、ＭＰＵ１４は図３のフローチャート
に示す処理を開始し、上記設定基準位置Ｐｓをレジスタ
Ｒ（Ｐｒｏ）　に記憶し（ステップＳ１）、次いでリフ
ァレンス点第１回通過判定フラグＦを０にする（ステッ
プＳ２）。それから、サンプルパルス発生器３から発生
するサンプルパルスを検出する毎に（ステップＳ３）、
カウンタ１４の値Ｎｒを入力ポート１５を介して読み込
むと共に、Ａ／Ｄ変換器１８，１９の値を読み込み内挿
補間値Ｍｒを算出する（ステップＳ４）。次に、設定さ
れた基準位置の値Ｎｓ，Ｍｓと読み取ったカウンタ値Ｎ
ｒ，内挿補間値Ｍｒより、現在位置Ｐｒ　を求め出力す
ると共にその値をレジスタＲ（Ｐｒ）に一時記憶する（
ステップＳ５）。この現在位置Ｐｒ　については、上記
先の特許出願に開示したように、基準位置Ｐｓから現在
位置Ｐｒ　までの正弦波のサイクル数Ｋ、基準位置Ｐｓ
および現在位置Ｐｒ　における内挿補間位置Ｎｓ，Ｍｓ
から求める。なお、上記正弦波のサイクル数Ｋは基準位
置Ｐｓから内挿補間位置Ｍｓ前のゼロクロス点位置から
、現在位置Ｐｒ　から内挿補間位置Ｍｒ前のゼロクロス
点位置までに存在すべき正弦波のサイクル数Ｋ（整数）
である（なお、このＫの算出の結果、整数値にならなか
ったら、出た値を四捨五入して整数値Ｋとする）。そし
て、正弦波１サイクル（３６０　度）を１とすると、現
在位置Ｐｒ　は、Ｐｒ　＝Ｋ＋Ｍｒ−Ｍｓ　　・・・・
（３）となる。

【００２９】こうして現在位置Ｐｒ　を算出したら、リ
ファレンス点通過判定ビットｒｅｆ　が「１」か否か判
定する（ステップＳ６）。当該サンプル周期においてリ
ファレンス点を通過していればリファレンス点検出回路
２３はリファレンス点通過判定ビットｒｅｆ　を「１」
にし、通過してなければ「０」のままである。電源投入
直後はリファレンス点を通過していない（ｒｅｆ　＝０
）ので、このステップＳ６からステップＳ１１に移行す
る。そして、ここでリファレンス点第１回通過のフラグ
Ｆが立っているかどうかを判定する。ところが電源投入
直後のためまだリファレンス点を１度も通過していない
のでフラグＦが立っておらず（Ｆ＝０）、そのため、こ
こからステップＳ１２に移行して、電気角を、図２に関
して説明したように、チャネル２からの正弦波の値と余
弦波の値とを用いて内挿補間値を求めて現在位置におけ
る電気角ＰｒＥを算出する。すなわち、ＭＰＵ４はサン
プルパルス発生器３からのサンプルパルスに基づいて、
その時の正弦波の値と余弦波の値（Ａ／Ｄ変換器２８，
２９でディジタル変換されている）を読取り、ＲＯＭに
記憶してあるテーブルを参照してその内挿補間位置すな
わち電気角ＰｒＥを求め、その値を出力する（ステップ
Ｓ１２）。その後は上記ステップＳ５で算出しレジスタ
Ｒ（Ｐｒ）に記憶した現在位置Ｐｒ　データをレジスタ
Ｒ（Ｐｒｏ）　に移して（ステップＳ１３）ステップＳ
３に戻る。

【００３０】一方、ステップＳ６でリファレンス点通過
判定ビットｒｅｆ　が「１」であることを判定すると、
ラッチ回路５にリファレンス通過時のタイマ６の値がラ
ッチされているので、このラッチ回路５の値ＬＴを読む
（ステップＳ７）。そして、この値ＬＴと、レジスタＲ
（Ｐｒｏ）　に記憶されているＰｒ０の値（最初はステ
ップＳ１で記憶されるが、次からはステップＳ１３で記
憶される）とステップＳ５で算出しレジスタＲ（Ｐｒ）
に記憶した現在位置Ｐｒ　データとで上記（２）式を用
いて（同式においてＰｒ０をＰｒ１、Ｐｒ　をＰｒ２と
おく）リファレンス位置Ｐｒｅｆを算出し、その値をレ
ジスタＲ（ｒｅｆ）に記憶する（ステップＳ８）。そし
て、リファレンス点通過判定ビットｒｅｆ　を「０」に
セットし且つリファレンス点第１回通過判定用フラグＦ
をたてる（ステップＳ９）。そして、ステップＳ５で計
算しレジスタＲ（Ｐｒ）に記憶した現在位置Ｐｒ　デー
タと先程ステップＳ８で計算したリファレンス点位置Ｐ
ｒｅｆ　データにより上記（１）式を用いて電気角Ｐｒ
Ｅを算出し、その値を出力する（ステップＳ１０）。こ
うして電気角ＰｒＥを求めた後は、ステップＳ５で算出
した現在位置Ｐｒ　をレジスタＲ（Ｐｒｏ）　に格納し
て（ステップＳ１３）ステップＳ３に戻る。

【００３１】また、ステップＳ６でリファレンス点通過
判定ビットｒｅｆ　が「０」であることを判定しさらに
ステップＳ１１でリファレンス点第１回通過判定用フラ
グＦが立っている（Ｆ＝１）と判断すると（図６の例で
は、サンプルパルス２と３の間、ｎ−１　とｎとの間）
、ここからステップＳ１０に移行し、当該サンプル周期
においてステップＳ５で計算しレジスタＲ（Ｐｒ）に記
憶した現在位置Ｐｒ　と、何回か前のサンプル周期にお
いてステップＳ８で計算しレジスタＲ（ｒｅｆ）に記憶
してあるリファレンス位置Ｐｒｅｆとで、上記（１）式
を用いて電気角ＰｒＥを求めその値を出力する。これを
図６で例示すると、サンプルパルスｎが発せられた時の
現在位置Ｐｒｎでの電気角ＰｒＥｎ　は、リファレンス
点信号■が発生したサンプル周期ｓｃにレジスタＲ（ｒ
ｅｆ）に記憶したリファレンス位置Ｐｒｅｆ　データと
現在位置Ｐｒｎデータとで上記（１）式を用いて算出す
る。

【００３２】かくして、ＭＰＵ４はサンプルパルスを検
出する毎に上記ステップＳ１〜ステップＳ１３の処理を
実行し、現在位置Ｐｒ　と電気角ＰｒＥが各サンプリン
グ時毎出力されることになる。

【００３３】なお、上記実施例では、検出回路２のチャ
ネル２からはコード板１回転あたり極対数ｐに等しい数
のリファレンス点（すなわち電気角ゼロ度）を発するよ
うにしたが（すなわち電気角０度毎に必ずリファレンス
点信号が発せられるようにしたが）、これに代えて、コ
ード板１回転あたりリファレンス点信号をｐ／ｎ＝ｍ回
（ｎ，ｍは１を含む整数）発するようにしてもよい（先
の例はｎ＝１、したがってｐ＝ｍの場合である）。この
場合、電気角ＰｒＥは出力角度を［３６０／ｍ］で割り
、その余りをｍ倍した値（度）となる。特にコード板１
回転あたりリファレンス点信号を１回出すようにすると
、電気角ＰｒＥは出力角度を［３６０／ｐ］で割りその
余りをｐ倍すると求めることができ、同時にそのリファ
レンス点信号を基準（０度）とした機械角を（Ｃ軸位置
）を得ることができる。

【００３４】また、上記実施例では、サンプルパルス発
生器３を設けるようにしたが、このサンプルパルス発生
器３の代わりに、ＭＰＵ４から所定周期毎信号を出力さ
せ、この信号で、サンプルホールドさせると共にその後
わずかな遅延をおいて図３のステップＳ２〜Ｓ１３の処
理を実施するようにしてもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明によって、電源を投入してから第
１回目のリファレンス点を通過するまでの間、検出回路
のチャネル２からのリファレンス点通過信号を処理する
ことによって電気角ＰｒＥを求めることができるように
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のロータリエンコーダのブロ
ック図である。

【図２】本発明のロータリエンコーダによって電気角を
求めるときの原理を説明するための図である。

【図３】本発明の一実施例のロータリエンコーダにおけ
るＭＰＵのＣＰＵが現在位置及び電気角を求めるために
実施する処理のフローチャートである。

【図４】チャネル１からの正弦波及び余弦波を処理して
回転軸の回転位置を検出する方法を説明するための図で
ある。

【図５】正弦波及び余弦波の値より正弦波１サイクル中
の回転角を内挿補間することを説明するための図である
。

【図６】本発明の先行技術に係るロータリエンコーダに
ついて、現在位置及びリファレンス位置を検出するため
の原理を説明するための図である。

【符号の説明】

１　　コード板 ２　　検出回路 ３　　サンプルパルス発生器 ４　　ＭＰＵ ５　　ラッチ回路 ６　　タイマ ７　　メモリ １３　　波形整形回路 １４　　カウンタ １５　　入力ポート １６，１７，２６，２７サンプルホールド回路１８，１
９，２８，２９　　アナログ／ディジタル変換器（Ａ／
Ｄ変換器） ２３　　リファレンス点検出回路 Ｐｒ　　　現在位置 Ｐｒｅｆ　　　リファレンス点位置 ＰｒＥ　　電気角（リファレンス点位置を基準にした現
在位置）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転軸に取り付けられるコード板、該
   コード板の回転により１回転当たり正弦波と余弦波とを
   複数回出力する第１のチャンネルとさらにロータ基準位
   置に合わせて正弦波と余弦波とを出力する第２のチャン
   ネルとを備えた検出手段、上記第１のチャンネルからの
   正弦波及び余弦波から正弦波サイクルの数をカウントす
   るカウンタと正弦波１サイクル内を内挿補間する内挿補
   間手段とからなる回転軸移動位置検出手段、上記第２チ
   ャンネルからの正弦波及び余弦波からリファレンス点信
   号を検出するリファレンス点信号検出手段と正弦波１サ
   イクル内を内挿補間する内挿補間手段とからなる電気角
   検出手段、上記リファレンス点信号検出手段が第１回目
   のリファレンス点通過を検出するまでは上記電気角検出
   手段の内挿補間手段によって求めた値を電気角として出
   力しそして第１回目のリファレンス点通過検出後は上記
   回転軸移動位置検出手段で求めた現在位置と上記リファ
   レンス点信号検出手段で求めたリファレンス点位置とに
   より電気角を算出し出力するよう切り替える切替え手段
   からなる電気角出力機能付きロータリエンコーダ。