JPH04524B2 - - Google Patents
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- JPH04524B2 JPH04524B2 JP59231354A JP23135484A JPH04524B2 JP H04524 B2 JPH04524 B2 JP H04524B2 JP 59231354 A JP59231354 A JP 59231354A JP 23135484 A JP23135484 A JP 23135484A JP H04524 B2 JPH04524 B2 JP H04524B2
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- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000630 rising 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
- G01D5/00—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
- 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
- G01D5/24409—Interpolation using memories
-
- 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
- G01D5/00—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
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- 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
- G01D5/24404—Interpolation using high frequency signals
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/22—Analogue/digital converters pattern-reading type
- H03M1/24—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
- H03M1/28—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
- H03M1/30—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は位置検出方法に関し、特にNC等の移
動する作業機械あるいはロボツトの腕などの移動
位置を精密に検出する移動位置検出方法に関す
る。
動する作業機械あるいはロボツトの腕などの移動
位置を精密に検出する移動位置検出方法に関す
る。
従来よりこの種の位置検出を行なうにあたつて
は、空間的に90°の位相差をもつた２相の正弦波
信号（以下に説明するようにこれらをVaおよび
Vbとする）を利用して位置検出を行なつており、
通常この種の位置検出器をエンコーダと称してい
る。
は、空間的に90°の位相差をもつた２相の正弦波
信号（以下に説明するようにこれらをVaおよび
Vbとする）を利用して位置検出を行なつており、
通常この種の位置検出器をエンコーダと称してい
る。
そして在来のエンコーダは、例えば発光ダイオ
ードからの射出光を、その回転位置が検出される
べき所定の回転軸に取付けられた回転コード板
（通常該回転コード板の周囲には所定間隔をおい
て多数の（例えば2000個の）スリツトが設けられ
る）に当て、該回転コード板および該回転コード
板と対向する固定板に設けられたスリツトを通過
した光をフオトダイオード等の受光素子で受光し
て電圧に変換し、それによつて該回転コード板の
回転に応じて該回転コード板に設けられた相隣接
するスリツト間隔（１ピツチ）を１周期とする正
弦波信号Va、Vbをうる。
ードからの射出光を、その回転位置が検出される
べき所定の回転軸に取付けられた回転コード板
（通常該回転コード板の周囲には所定間隔をおい
て多数の（例えば2000個の）スリツトが設けられ
る）に当て、該回転コード板および該回転コード
板と対向する固定板に設けられたスリツトを通過
した光をフオトダイオード等の受光素子で受光し
て電圧に変換し、それによつて該回転コード板の
回転に応じて該回転コード板に設けられた相隣接
するスリツト間隔（１ピツチ）を１周期とする正
弦波信号Va、Vbをうる。
なおこの場合、該２つの正弦波信号Va、Vbに
ついて空間的に90°の位相差を持たせるために、
該固定スリツト板に、該回転コード板に設けられ
たスリツト間隔（１ピツチ）の整数倍から1/4ピ
ツチだけずれた２個のスリツトを設け、それらの
各スリツトとそれぞれ対向して設けられた各受光
素子によつて受光されて生じた電気信号によつて
該２つの正弦波信号Va、Vbをうるようにしてい
る。（第９図ａ参照）。
ついて空間的に90°の位相差を持たせるために、
該固定スリツト板に、該回転コード板に設けられ
たスリツト間隔（１ピツチ）の整数倍から1/4ピ
ツチだけずれた２個のスリツトを設け、それらの
各スリツトとそれぞれ対向して設けられた各受光
素子によつて受光されて生じた電気信号によつて
該２つの正弦波信号Va、Vbをうるようにしてい
る。（第９図ａ参照）。
次いでこれらの各正弦波信号Va、Vbをそれぞ
れコンパレータに入力してその出力側からは該正
弦波信号の正・負の値に応じてそれぞれハイレベ
ルおよびロウレベルとなる出力信号APおよびBP
をつくり、該出力信号APの立上り時に出力信
号BPがハイレベルとなつているとき、該出力
信号BPの立下り時に出力信号APがハイレベルと
なつているとき、該出力信号APの立下り時に
出力信号BPがロウレベルとなつているとき、
該出力信号BPの立上り時に出力信号APがロウレ
ベルとなつているとき（第９図ｂ参照）にはアツ
プダウンカウンタを逐次カウントアツプさせる所
謂プラスパルスを生じさせ（このことは該回転コ
ード板が一方向例えば時計方向に回転しているこ
とを意味する）、一方該出力信号APの立上り時
に出力信号BPがロウレベルとなつているとき、
該出力信号BPの立下り時に出力信号APがロウ
レベルとなつているとき、該出力信号APの立
下り時に出力信号BPがハイレベルとなつている
とき、該出力信号BPの立上り時に出力信号AP
がハイレベルとなつているとき（第９図ｃ参照）
には、該アツプダウンカウンタを逐次カウントダ
ウンさせる所謂マイナスパルスを生じさせ（この
ことは該回転コード板が反対方向例えば反時計方
向に回転していることを意味する）、これによつ
て該回転コード板の回転角度、したがつて該回転
コード板が取付けられた回転軸の回転位置を検出
（場合によつては該回転コード板の回転角度を直
線状に展開することによつて直線状に移動する移
動体の移動位置を検出）するようにしている。
れコンパレータに入力してその出力側からは該正
弦波信号の正・負の値に応じてそれぞれハイレベ
ルおよびロウレベルとなる出力信号APおよびBP
をつくり、該出力信号APの立上り時に出力信
号BPがハイレベルとなつているとき、該出力
信号BPの立下り時に出力信号APがハイレベルと
なつているとき、該出力信号APの立下り時に
出力信号BPがロウレベルとなつているとき、
該出力信号BPの立上り時に出力信号APがロウレ
ベルとなつているとき（第９図ｂ参照）にはアツ
プダウンカウンタを逐次カウントアツプさせる所
謂プラスパルスを生じさせ（このことは該回転コ
ード板が一方向例えば時計方向に回転しているこ
とを意味する）、一方該出力信号APの立上り時
に出力信号BPがロウレベルとなつているとき、
該出力信号BPの立下り時に出力信号APがロウ
レベルとなつているとき、該出力信号APの立
下り時に出力信号BPがハイレベルとなつている
とき、該出力信号BPの立上り時に出力信号AP
がハイレベルとなつているとき（第９図ｃ参照）
には、該アツプダウンカウンタを逐次カウントダ
ウンさせる所謂マイナスパルスを生じさせ（この
ことは該回転コード板が反対方向例えば反時計方
向に回転していることを意味する）、これによつ
て該回転コード板の回転角度、したがつて該回転
コード板が取付けられた回転軸の回転位置を検出
（場合によつては該回転コード板の回転角度を直
線状に展開することによつて直線状に移動する移
動体の移動位置を検出）するようにしている。
しかしながら、かかる従来の位置検出方法にお
いては、上述したように回転コード板の回転に応
じて該出力信号AP又はBPの１サイクル（回転コ
ード板に設けられた相隣接するスリツト間隔１ピ
ツチに相当）中に、その回転角度を計数するアツ
プダウンカウンタをカウントさせるパルス（上記
プラスパルス又はマイナスパルス）を４回発生さ
せうるにすぎず、仮に回転コード板の周囲に2000
個のスリツトが設けられているとすれば、その回
転角度検出についての分解能は１／2000×４＝１／8000 回転にすぎず、要するに回転コード板が回転する
とき、該スリツトによる１回転あたりの分割数の
４倍以上の高い検出分解能がえられないという問
題点があつた。
いては、上述したように回転コード板の回転に応
じて該出力信号AP又はBPの１サイクル（回転コ
ード板に設けられた相隣接するスリツト間隔１ピ
ツチに相当）中に、その回転角度を計数するアツ
プダウンカウンタをカウントさせるパルス（上記
プラスパルス又はマイナスパルス）を４回発生さ
せうるにすぎず、仮に回転コード板の周囲に2000
個のスリツトが設けられているとすれば、その回
転角度検出についての分解能は１／2000×４＝１／8000 回転にすぎず、要するに回転コード板が回転する
とき、該スリツトによる１回転あたりの分割数の
４倍以上の高い検出分解能がえられないという問
題点があつた。
本発明はかかる問題点にかんがみなされたもの
で、上述したような従来形の移動位置検出方法に
比較して格段に高い検出分解能（例えば
１／2000×1000回転）で、回転体更に一般的にいえ ば移動体の、該正弦波１サイクル内でのアブソリ
ユート位置を検出することが前提となつている。
で、上述したような従来形の移動位置検出方法に
比較して格段に高い検出分解能（例えば
１／2000×1000回転）で、回転体更に一般的にいえ ば移動体の、該正弦波１サイクル内でのアブソリ
ユート位置を検出することが前提となつている。
そして本発明においては、該２相の正弦波信号
としてそれぞれの波長を異にするものを複数組用
いることによつて、波長の短かい正弦波の複数サ
イクルに亘るアブソリユート位置を検出すること
ができるようにし、これをもとにして回転板の１
回板に亘るアブソリユート位置を高い分解能で検
出するようにしたものである。
としてそれぞれの波長を異にするものを複数組用
いることによつて、波長の短かい正弦波の複数サ
イクルに亘るアブソリユート位置を検出すること
ができるようにし、これをもとにして回転板の１
回板に亘るアブソリユート位置を高い分解能で検
出するようにしたものである。
そして上記問題点を解決するために、本発明に
よれば、90°の位相差をもちかつその振巾が等し
い２相の正弦波信号を複数チヤンネル記録し、そ
のうちの第１のチヤンネルは１回転につき正弦波
が１サイクルとなるようにし、第２のチヤンネル
は１回転につきＮサイクル（Ｎは２以上の整数）
となるようにし、以下同様にしてサイクル数を次
第に多くした所定数のチヤンネルを記録した回転
コード板を用い、 該回転コード板の回転に応じて空間的に90°の
位相差を有しかつその振巾が等しい２相の正弦波
信号であつてそれぞれの波長を異にするものを複
数組発生させ、該２相の正弦波信号のうち該第１
のチヤンネルによりえられる一組の各電圧値Va、
Vbを検出してＶ＝Va・cos α−Vb・sin αの値
を０にするαの値を算出し、更に該αについての
sin α、cos αの符号と該Va、Vbの符号とがそ
れぞれ一致するように該αの値を決定して該第１
のチヤンネルの１サイクル内の位置情報とし、次
いで該２相の正弦波信号のうち該第２のチヤンネ
ルによりえられる他の組の各電圧値Vc、Vdを検
出してＶ＝Vc・cos β−Vd・sin βの値を０に
するβの値を算出し、更に該βについてのsin
β、cos βの符号と該Vc、Vdの符号とがそれぞ
れ一致するように該βの値を決定して該第２のチ
ヤンネルの１サイクル内の位置情報とし、以下同
様にして第３のチヤンネル以降の１サイクル内の
位置情報を決定し、 該第１のチヤンネルの１サイクル内の位置情報
から、該第２のチヤンネルの、測定点におけるサ
イクル数を決定し、このようにして決定された該
第２のチヤンネルのサイクル数と該第２のチヤン
ネルの１サイクル内の位置情報とから、該第３の
チヤンネルの、測定点におけるサイクル数を決定
し、更にこのように決定された該第３のチヤンネ
ルのサイクル数と該第３のチヤンネルの１サイク
ル内の位置情報とから、第４のチヤンネルの、測
定点におけるサイクル数を決定し、以下同様にし
てサイクル数を次第に多くしたチヤンネルの、測
定点におけるサイクル数を決定し、 このようにして決定された最もサイクル数の多
いチヤンネルの、測定点におけるサイクル数とそ
のチヤンネルの１サイクル内の位置情報とから、
該回転コード板の１回転以内のアブソリユート位
置を検出することを特徴とする位置検出方法が提
供される。
よれば、90°の位相差をもちかつその振巾が等し
い２相の正弦波信号を複数チヤンネル記録し、そ
のうちの第１のチヤンネルは１回転につき正弦波
が１サイクルとなるようにし、第２のチヤンネル
は１回転につきＮサイクル（Ｎは２以上の整数）
となるようにし、以下同様にしてサイクル数を次
第に多くした所定数のチヤンネルを記録した回転
コード板を用い、 該回転コード板の回転に応じて空間的に90°の
位相差を有しかつその振巾が等しい２相の正弦波
信号であつてそれぞれの波長を異にするものを複
数組発生させ、該２相の正弦波信号のうち該第１
のチヤンネルによりえられる一組の各電圧値Va、
Vbを検出してＶ＝Va・cos α−Vb・sin αの値
を０にするαの値を算出し、更に該αについての
sin α、cos αの符号と該Va、Vbの符号とがそ
れぞれ一致するように該αの値を決定して該第１
のチヤンネルの１サイクル内の位置情報とし、次
いで該２相の正弦波信号のうち該第２のチヤンネ
ルによりえられる他の組の各電圧値Vc、Vdを検
出してＶ＝Vc・cos β−Vd・sin βの値を０に
するβの値を算出し、更に該βについてのsin
β、cos βの符号と該Vc、Vdの符号とがそれぞ
れ一致するように該βの値を決定して該第２のチ
ヤンネルの１サイクル内の位置情報とし、以下同
様にして第３のチヤンネル以降の１サイクル内の
位置情報を決定し、 該第１のチヤンネルの１サイクル内の位置情報
から、該第２のチヤンネルの、測定点におけるサ
イクル数を決定し、このようにして決定された該
第２のチヤンネルのサイクル数と該第２のチヤン
ネルの１サイクル内の位置情報とから、該第３の
チヤンネルの、測定点におけるサイクル数を決定
し、更にこのように決定された該第３のチヤンネ
ルのサイクル数と該第３のチヤンネルの１サイク
ル内の位置情報とから、第４のチヤンネルの、測
定点におけるサイクル数を決定し、以下同様にし
てサイクル数を次第に多くしたチヤンネルの、測
定点におけるサイクル数を決定し、 このようにして決定された最もサイクル数の多
いチヤンネルの、測定点におけるサイクル数とそ
のチヤンネルの１サイクル内の位置情報とから、
該回転コード板の１回転以内のアブソリユート位
置を検出することを特徴とする位置検出方法が提
供される。
上記本発明によれば、先ず、
Ｖ＝Va・cosα−Vb・sinαの値を０にするαの値
を算出することによつて、 Va＝V0sinθ、Vb＝V0cosθ （ただしθはそのときの回転角） であることから、結局 Ｖ＝V0（sinθ、cosα−cosθ、sinα） ＝V0sin（θ−α）の値を０にするαの値を算
出することになり、その解はα＝θ±nπ（ただし
ｎは整数）となる。
を算出することによつて、 Va＝V0sinθ、Vb＝V0cosθ （ただしθはそのときの回転角） であることから、結局 Ｖ＝V0（sinθ、cosα−cosθ、sinα） ＝V0sin（θ−α）の値を０にするαの値を算
出することになり、その解はα＝θ±nπ（ただし
ｎは整数）となる。
次いでこのようにしてえられたαについての
sinα、cosαの符号と該Va、Vbの符号とがそれぞ
れ一致するようにαを算出する（ただし０≦θ＜
2πラジアンという条件をおく）ことによつて、
該αは該正弦波１サイクル内でのアブソリユート
位置情報となる。
sinα、cosαの符号と該Va、Vbの符号とがそれぞ
れ一致するようにαを算出する（ただし０≦θ＜
2πラジアンという条件をおく）ことによつて、
該αは該正弦波１サイクル内でのアブソリユート
位置情報となる。
次いで本発明によれば、互にその波長を異にす
る複数組の２相正弦波信号を利用してこれら各２
相正弦波信号の各１サイクル内でのアブソリユー
ト位置情報をもとにして、短波長２相正弦波信号
の複数サイクルに亘るアブソリユート位置情報が
得られ、回転体の１回転に亘つてのアブソリユー
トな回転位置も検出される。
る複数組の２相正弦波信号を利用してこれら各２
相正弦波信号の各１サイクル内でのアブソリユー
ト位置情報をもとにして、短波長２相正弦波信号
の複数サイクルに亘るアブソリユート位置情報が
得られ、回転体の１回転に亘つてのアブソリユー
トな回転位置も検出される。
この場合、該Ｖの値を０にするαの値は、検出
誤差の大きな原因となるV0の値（このV0の値は
回転コード板が回転するにつれて固定スリツト板
との間のギヤツプが変動することなどのために回
転板が１回転する間においても変動し、更に発光
ダイオードの発光量の時間的変動などによつても
変動する）とは無関係に上記したα＝θ±nπの
関係をみたしており、結局該αの値により、該正
弦波１サイクル（回転コード板上のスリツトの１
ピツチ間隔に相当する）内を、所要の分割数（例
えば1000）で直線状に補間分割（等分割）し、そ
れによつて回転コード板（一般的には移動体）の
アブソリユート位置情報が高い分解能で検出され
る。
誤差の大きな原因となるV0の値（このV0の値は
回転コード板が回転するにつれて固定スリツト板
との間のギヤツプが変動することなどのために回
転板が１回転する間においても変動し、更に発光
ダイオードの発光量の時間的変動などによつても
変動する）とは無関係に上記したα＝θ±nπの
関係をみたしており、結局該αの値により、該正
弦波１サイクル（回転コード板上のスリツトの１
ピツチ間隔に相当する）内を、所要の分割数（例
えば1000）で直線状に補間分割（等分割）し、そ
れによつて回転コード板（一般的には移動体）の
アブソリユート位置情報が高い分解能で検出され
る。
第１図は、上記本発明にかかる位置検出方法の
前提となる基本概念を示すブロツク図であり、第
２図および第３図は、かかる位置検出方法をコン
ピユータを用いて実施する場合の検出装置の構成
を示すブロツク図である。
前提となる基本概念を示すブロツク図であり、第
２図および第３図は、かかる位置検出方法をコン
ピユータを用いて実施する場合の検出装置の構成
を示すブロツク図である。
すなわちかかる位置検出方法においては、回転
コード板の回転角度（一般的には移動体の移動位
置）に応じて上記従来技術で説明したようにして
出力される２相の正弦波信号の電圧値Va、Vbを
一定周期（例えば50マイクロ秒）毎に読み取り、
次式すなわち、 Ｖ＝Vacosα−Vbsinαを０にするαを求める。
コード板の回転角度（一般的には移動体の移動位
置）に応じて上記従来技術で説明したようにして
出力される２相の正弦波信号の電圧値Va、Vbを
一定周期（例えば50マイクロ秒）毎に読み取り、
次式すなわち、 Ｖ＝Vacosα−Vbsinαを０にするαを求める。
このようにして求めたαは以下に説明するよう
に、該正弦波１サイクル（すなわち回転コード板
上における相隣接するスリツト間隔に対応する）
内を所定の分割数で直線的に補間分割（等分割）
した位置情報（この場合は回転角度を表す情報）
であつて、α＝θ±nπ（ｎは０、１、２… θは
回転コード板の回転角）の関係がある。
に、該正弦波１サイクル（すなわち回転コード板
上における相隣接するスリツト間隔に対応する）
内を所定の分割数で直線的に補間分割（等分割）
した位置情報（この場合は回転角度を表す情報）
であつて、α＝θ±nπ（ｎは０、１、２… θは
回転コード板の回転角）の関係がある。
この場合該αはπ毎に無数の値をとりえてその
絶体的な値が一義的に決らないため、次にこのよ
うにしてえられたαについてのsinα、cosαの符
号とVa、Vbの符号とがそれぞれ一致するように
該αを決定する。ただし０≦θ＜2π（ラジアン）
という条件をおく。
絶体的な値が一義的に決らないため、次にこのよ
うにしてえられたαについてのsinα、cosαの符
号とVa、Vbの符号とがそれぞれ一致するように
該αを決定する。ただし０≦θ＜2π（ラジアン）
という条件をおく。
すなわちそのときのVa、Vbの符号がともにプ
ラスであれば該αは第１象限内の角度、またとも
にマイナスであれば該αはそれからπだけずれた
第３象限内を角度とする。（第９図ａ参照）。
ラスであれば該αは第１象限内の角度、またとも
にマイナスであれば該αはそれからπだけずれた
第３象限内を角度とする。（第９図ａ参照）。
またそのときのVaがプラス、Vbがマイナスで
あれば該αは第２象限内の角度、またVaがマイ
ナス、Vbがプラスであれば該αはそれからπだ
けずれた第４象限内の角度となる。（同じく第９
図ａ参照）。
あれば該αは第２象限内の角度、またVaがマイ
ナス、Vbがプラスであれば該αはそれからπだ
けずれた第４象限内の角度となる。（同じく第９
図ａ参照）。
そしてこのようにして決定されたαは、該２相
信号１サイクル内でのアブソリユート位置を表す
位置情報となる。
信号１サイクル内でのアブソリユート位置を表す
位置情報となる。
ここで上述したＶ＝Vacosα−Vbsinαを０にす
るαが（θ±nπ）となる理由を説明すると、 上式 Ｖ＝Vacosα−Vbsinα ……(1) において、 Va＝V0sinθ、Vb＝V0cosθ （ただしV0は２相の正弦波信号の振巾θは回転
コード板の回転角） であるから、 これらを上記(1)式に代入すれば Ｖ＝V0（sinθ・cosα−cosθ・sinα） ＝V0sin（θ−α）となり、 したがつて該Ｖの値を０にするαの値は α＝θ±nπ（ただしｎは整数）となる。
るαが（θ±nπ）となる理由を説明すると、 上式 Ｖ＝Vacosα−Vbsinα ……(1) において、 Va＝V0sinθ、Vb＝V0cosθ （ただしV0は２相の正弦波信号の振巾θは回転
コード板の回転角） であるから、 これらを上記(1)式に代入すれば Ｖ＝V0（sinθ・cosα−cosθ・sinα） ＝V0sin（θ−α）となり、 したがつて該Ｖの値を０にするαの値は α＝θ±nπ（ただしｎは整数）となる。
第２図および第３図は、かかる位置検出方法を
コンピユータを用いて実施する場合の検出装置の
構成例を示すもので、まず第２図に示される検出
装置においては、該コンピユータ内のマイクロプ
ロセツサ２は、タイマ１から一定周期毎に入力さ
れるタイミング信号にもとづいて、その一定周期
毎に各サンプルホールド回路３１，３２（該サン
プルホールド回路３１，３２にはそれぞれ上記正
弦波信号Va、Vbが入力される。）にホールド指令
を出力して各正弦波信号Va、Vbの値をサンプル
ホールドし、その間に該正弦波信号Va、Vbのア
ナログ値をそれぞれＡ／Ｄ変換器４１，４２によ
つて所定の精度のデイジタル値に変換し、それら
のデイジタル値を上記所定の周期毎にバスを通し
て該マイクロプロセツサ２に入力させている。
コンピユータを用いて実施する場合の検出装置の
構成例を示すもので、まず第２図に示される検出
装置においては、該コンピユータ内のマイクロプ
ロセツサ２は、タイマ１から一定周期毎に入力さ
れるタイミング信号にもとづいて、その一定周期
毎に各サンプルホールド回路３１，３２（該サン
プルホールド回路３１，３２にはそれぞれ上記正
弦波信号Va、Vbが入力される。）にホールド指令
を出力して各正弦波信号Va、Vbの値をサンプル
ホールドし、その間に該正弦波信号Va、Vbのア
ナログ値をそれぞれＡ／Ｄ変換器４１，４２によ
つて所定の精度のデイジタル値に変換し、それら
のデイジタル値を上記所定の周期毎にバスを通し
て該マイクロプロセツサ２に入力させている。
そしてこれらのデイジタル入力を上記(1)式の
VaおよびVbの値として各周期毎に該マイクロプ
ロセツサ２において該(1)式すなわちＶの値を０と
するαの値を演算する。なおその各周期毎の演算
結果すなわち該周期毎の位置情報αは逐次該コン
ピユータのメモリあるいは外部の出力レジスタ５
に記憶させることができる。
VaおよびVbの値として各周期毎に該マイクロプ
ロセツサ２において該(1)式すなわちＶの値を０と
するαの値を演算する。なおその各周期毎の演算
結果すなわち該周期毎の位置情報αは逐次該コン
ピユータのメモリあるいは外部の出力レジスタ５
に記憶させることができる。
一方第３図に示される装置においては、上記第
２図における２個のＡ／Ｄ変換器４１，４２を設
ける代りに、サンプルホールド回路３１および３
２にそれぞれサンプルホールドされた出力を、該
マイクロプロセツサ２かマルチプレクサ４３に入
力される切換指令により各周期の途中で切換えて
共通のＡ／Ｄ変換器４４に順次入力させ、該変換
器４４の出力を順次マイクロプロセツサ２に入力
させるようにしてＡ／Ｄ変換器を１個節約してい
る。
２図における２個のＡ／Ｄ変換器４１，４２を設
ける代りに、サンプルホールド回路３１および３
２にそれぞれサンプルホールドされた出力を、該
マイクロプロセツサ２かマルチプレクサ４３に入
力される切換指令により各周期の途中で切換えて
共通のＡ／Ｄ変換器４４に順次入力させ、該変換
器４４の出力を順次マイクロプロセツサ２に入力
させるようにしてＡ／Ｄ変換器を１個節約してい
る。
次に該マイクロプロセツサ２において、上記(1)
式すなわちＶの値をにするαの値を求める場合の
具体的方法について説明する。
式すなわちＶの値をにするαの値を求める場合の
具体的方法について説明する。
すなわちその第１の方法は、所謂フイードバツ
ク法とでもいうべきもので次のような演算過程を
経て各検出周期毎のαを求める。
ク法とでもいうべきもので次のような演算過程を
経て各検出周期毎のαを求める。
いま、ある検出周期における位置情報αiを求め
ようとするときには、先ずその１周期前に求めた
位置情報αi-1と、上述したようにして各Ａ／Ｄ変
換器４１，４２又は４４から新たに入力された
VaおよびVbの各デイジタル値とをもとにして、
Vi＝Vacosαi-1−Vbsinαi-1を求め、更にこのViを
もとにして、 αi＝αi-1＋KVi ……(2) （ただしＫは定数） によつて新たな位置情報αiを求める。（所謂比例
補償法。） あるいは、上記(2)式による代りに、まず上記Vi
を累積加算してSiを求め、 （すなわちSi＝Si-1＋Vi＝1 〓n=0 Vo） 該ViおよびSiをもとにして、 αi＝αi-1＋Kp・Vi＋Ks・Si ……(3) （ただしKp、Ksはそれぞれ定数で通常Kp＞Ks） によつて新たな位置情報αiを求める。（所謂比例
積分補償法）。
ようとするときには、先ずその１周期前に求めた
位置情報αi-1と、上述したようにして各Ａ／Ｄ変
換器４１，４２又は４４から新たに入力された
VaおよびVbの各デイジタル値とをもとにして、
Vi＝Vacosαi-1−Vbsinαi-1を求め、更にこのViを
もとにして、 αi＝αi-1＋KVi ……(2) （ただしＫは定数） によつて新たな位置情報αiを求める。（所謂比例
補償法。） あるいは、上記(2)式による代りに、まず上記Vi
を累積加算してSiを求め、 （すなわちSi＝Si-1＋Vi＝1 〓n=0 Vo） 該ViおよびSiをもとにして、 αi＝αi-1＋Kp・Vi＋Ks・Si ……(3) （ただしKp、Ksはそれぞれ定数で通常Kp＞Ks） によつて新たな位置情報αiを求める。（所謂比例
積分補償法）。
なお上記比例補償法は実現が簡単であるが、θ
が一定速度で変化するときその速度に比例した検
出誤差が生ずるのは避けえないのに対し、該比例
積分補償法は、回路がやや複雑になるが、そのよ
うな速度に比例した検出誤差を生じない。
が一定速度で変化するときその速度に比例した検
出誤差が生ずるのは避けえないのに対し、該比例
積分補償法は、回路がやや複雑になるが、そのよ
うな速度に比例した検出誤差を生じない。
またその第２の方法は、上記αに関する非線形
方程式Va・cosα−Vb・sinα＝０を例えばニユー
トン法で解く方法である。この場合には先ず Ｖ（α）＝Vacosα−Vbsinαとするとそのαにつ
いての微分値V′（α）は V′（α）＝−Vasinα−Vbcosαとなり該非線形方
程式の近似解は次の反復によつて求められる。
方程式Va・cosα−Vb・sinα＝０を例えばニユー
トン法で解く方法である。この場合には先ず Ｖ（α）＝Vacosα−Vbsinαとするとそのαにつ
いての微分値V′（α）は V′（α）＝−Vasinα−Vbcosαとなり該非線形方
程式の近似解は次の反復によつて求められる。
いま、ある検出周期における位置情報αiを求め
ようとするときには、先ずその１周期前に求めた
位置情報αi-1をもとにして、これを該αiの最初の
近似値（第０近似という意味でαi-1＝αi0とする）
とし、αi1＝αi0＋Δαi0 ただし Δαi0＝−Ｖ（αi0）／V′（αi0） ＝Va・cosαi0Vb・sinαi0／Va・sinαi0＋Vb
・cosαi0 を求め該αi1の第１近似とする。
ようとするときには、先ずその１周期前に求めた
位置情報αi-1をもとにして、これを該αiの最初の
近似値（第０近似という意味でαi-1＝αi0とする）
とし、αi1＝αi0＋Δαi0 ただし Δαi0＝−Ｖ（αi0）／V′（αi0） ＝Va・cosαi0Vb・sinαi0／Va・sinαi0＋Vb
・cosαi0 を求め該αi1の第１近似とする。
以下この演算過程を繰返し、その第ｎ近似を
αioとすると、第（ｎ＋１）近似は、 αi(o+1)＝αio＋Δαio（ｎ＝０、１、２…） ただし Δαio＝−Ｖ（αio）／V′（αio） ＝Va・cosαioVb・sinαio／Va・sinαio＋Vb
・cosαio となる。
αioとすると、第（ｎ＋１）近似は、 αi(o+1)＝αio＋Δαio（ｎ＝０、１、２…） ただし Δαio＝−Ｖ（αio）／V′（αio） ＝Va・cosαioVb・sinαio／Va・sinαio＋Vb
・cosαio となる。
そして該Δαioの絶対値｜Δαio｜が｜Δαio＜ε
（ただしεは、要求精度に応じた所定の微小量）
となつたとき上記反復をみめ、該近似解αi(o+1)を
該検出周期における位置情報αiとするものであ
る。
該検出周期における位置情報αiとするものであ
る。
第６図は、マイクロプロセツサ２が上記ニユー
トン法によつて演算処理を行なう場合のフローチ
ヤートを示すもので、タイマ１から一定周期でタ
イミング信号が発生し、それにより該マイクロプ
ロセツサ２は該タイミング信号が入力される毎に
次の処理を始める。
トン法によつて演算処理を行なう場合のフローチ
ヤートを示すもので、タイマ１から一定周期でタ
イミング信号が発生し、それにより該マイクロプ
ロセツサ２は該タイミング信号が入力される毎に
次の処理を始める。
すなわちステツプＡでスタート後、ステツプＢ
でサンプルホールド回路３１，３２にホールド指
令を出し、その時点で２つの正弦波信号Va、Vb
の値をサンプルホールドし、その間にその値（ア
ナログ値）をＡ／Ｄ変換器４１，４２に通して所
定の精度のデイジタル値とし、ステツプＣにおい
て該デイジタル値Va、Vbを読みとる。
でサンプルホールド回路３１，３２にホールド指
令を出し、その時点で２つの正弦波信号Va、Vb
の値をサンプルホールドし、その間にその値（ア
ナログ値）をＡ／Ｄ変換器４１，４２に通して所
定の精度のデイジタル値とし、ステツプＣにおい
て該デイジタル値Va、Vbを読みとる。
次にステツプＤにおいてその１周期前に求めら
れた検出値（位置情報）αi-1をとり出し、これを
αi0とする。
れた検出値（位置情報）αi-1をとり出し、これを
αi0とする。
そしてステツプＥにおいて、
Δαo＝Va・cosαo−Vb・sinαo／Va・sinαo＋Vb・c
osαoおよび αo+1＝αo＋Δαo（ただしｎ＝０、１、２、……と
し、最初はｎ＝０からスタートする）を計算す
る。
osαoおよび αo+1＝αo＋Δαo（ただしｎ＝０、１、２、……と
し、最初はｎ＝０からスタートする）を計算す
る。
次いで、ステツプＦにおいて｜Δαo｜がε（た
だしεは検出精度誤差を規定する量で予め与えら
れているとする）より小か否かを判断し、小にな
つていなければ該αo+1を新たなαoとして（ステツ
プＧ）、同様の演算を繰返し、該｜Δαo｜が該ε
より小となればステツプＨにおいて該αo+1をその
周期における新しい検出位置情報αiとして出力
し、次いでステツプＩにおいて該ホールド指令を
解除し、その周期における演算処理を終了する。
（ステツプＪ）。
だしεは検出精度誤差を規定する量で予め与えら
れているとする）より小か否かを判断し、小にな
つていなければ該αo+1を新たなαoとして（ステツ
プＧ）、同様の演算を繰返し、該｜Δαo｜が該ε
より小となればステツプＨにおいて該αo+1をその
周期における新しい検出位置情報αiとして出力
し、次いでステツプＩにおいて該ホールド指令を
解除し、その周期における演算処理を終了する。
（ステツプＪ）。
上記した方法によれば、上記Ｖの値を０にする
αの値が、上述したように検出誤差の大きな原因
となる２相の正弦波信号のそれぞれの振巾の値
V0に何等影響されることがないので、該V0にも
とづく誤差が全く生じないものであり、更に該正
弦波信号の電圧値Va、Vbは、所定ビツトのＡ／
Ｄ変換器を用いることにより高精度に読みとるこ
とができるため、該Ａ／Ｄ変換器のビツト数に応
じて該正弦波１サイクル（回転コード板上の相隣
接するスリツト間のピツチに相当）を所要の分割
数（例えば1000）で直線状に補間分割した高分解
能の位置情報を検出することができる。
αの値が、上述したように検出誤差の大きな原因
となる２相の正弦波信号のそれぞれの振巾の値
V0に何等影響されることがないので、該V0にも
とづく誤差が全く生じないものであり、更に該正
弦波信号の電圧値Va、Vbは、所定ビツトのＡ／
Ｄ変換器を用いることにより高精度に読みとるこ
とができるため、該Ａ／Ｄ変換器のビツト数に応
じて該正弦波１サイクル（回転コード板上の相隣
接するスリツト間のピツチに相当）を所要の分割
数（例えば1000）で直線状に補間分割した高分解
能の位置情報を検出することができる。
このようにして上記したＶの値を０にするαの
値を求めた後、該αについてのsinα、cosαの符
号とVa、Vbの符号とがそれぞれ一致するように
該αを決定すれば、そのようにして決定されたα
の値が該２相信号１サイクル内でのアブソリユー
ト検出位置を表すことは上述したとおりである。
値を求めた後、該αについてのsinα、cosαの符
号とVa、Vbの符号とがそれぞれ一致するように
該αを決定すれば、そのようにして決定されたα
の値が該２相信号１サイクル内でのアブソリユー
ト検出位置を表すことは上述したとおりである。
以上のようにして正弦波１サイクル内（すなわ
ち回転コード板における相隣接するスリツト間隔
に相当する１ピツチ内）でのアブソリユート位置
を求めることができるが、このような考え方を更
に発展させて、本発明では、第８図ｂに示される
ような１サイクル長の短い（短波長の）２相信号
Vc、Vdと、第８図ａに示されるような１サイク
ル長の長い（長波長の）２相信号Va、Vbとを組
合せ、該長波長の２相信号Va、Vbの１サイクル
内でのアブソリユート位置と短波長の２相信号
Vc、Vdの１サイクル内でのアブソリユート位置
とから、該短波長２相信号Vc、Vdの複数サイク
ルに亘るアブソリユート位置を検出することがで
きる。
ち回転コード板における相隣接するスリツト間隔
に相当する１ピツチ内）でのアブソリユート位置
を求めることができるが、このような考え方を更
に発展させて、本発明では、第８図ｂに示される
ような１サイクル長の短い（短波長の）２相信号
Vc、Vdと、第８図ａに示されるような１サイク
ル長の長い（長波長の）２相信号Va、Vbとを組
合せ、該長波長の２相信号Va、Vbの１サイクル
内でのアブソリユート位置と短波長の２相信号
Vc、Vdの１サイクル内でのアブソリユート位置
とから、該短波長２相信号Vc、Vdの複数サイク
ルに亘るアブソリユート位置を検出することがで
きる。
すなわち長波長サイクル内でのアブソリユート
位置を検出することにより、その検出位置がその
長波長１サイクル開始位置から数えて、そのとき
検出されている短波長信号でみて、その何サイク
ル目にあたるかが分る。そしてその情報と、該短
波長１サイクル内でのアブソリユート位置情報と
から、該短波長複数サイクルに亘るアブソリユー
ト位置が検出できる。
位置を検出することにより、その検出位置がその
長波長１サイクル開始位置から数えて、そのとき
検出されている短波長信号でみて、その何サイク
ル目にあたるかが分る。そしてその情報と、該短
波長１サイクル内でのアブソリユート位置情報と
から、該短波長複数サイクルに亘るアブソリユー
ト位置が検出できる。
同様にして、この長波長より更に長い波長の２
相信号を用意すれば、該長波長複数サイクルに亘
るアブソリユート位置の検出が可能になり、この
ようにして回転体の１回転に亘るアブソリユート
位置を高分解能で検出することもできる。
相信号を用意すれば、該長波長複数サイクルに亘
るアブソリユート位置の検出が可能になり、この
ようにして回転体の１回転に亘るアブソリユート
位置を高分解能で検出することもできる。
第４図および第５図は、このように波長を異に
する２相の正弦波信号を２組用いて位置検出を行
なう場合の検出装置の構成例を示すもので、第４
図に示されるものにおいては、サンプルホールド
回路３１，３２に上記２相の正弦波信号Va、Vb
を入力させるほか、他のサンプルホールド３６，
３７には該正弦波信号Va、Vbより波長の短い
（第８図に示される例では1/5の波長となつてい
る）他の２相正弦波信号Vc、Vdを入力させ、マ
イクロプロセツサ２からのホールド指令によつて
これら各正弦波信号Va、Vb、VcおよびVdの値を
サンプルホールドしている間に各正弦波信号のア
ナログ値をそれぞれＡ／Ｄ変換器４１，４２，４
６，４７によつて所定の精度のデイジタル値に変
換し、それらの値をタイマ１で規定される所定の
周期毎に、バスを通してマイクロプロセツサ２に
入力させる。
する２相の正弦波信号を２組用いて位置検出を行
なう場合の検出装置の構成例を示すもので、第４
図に示されるものにおいては、サンプルホールド
回路３１，３２に上記２相の正弦波信号Va、Vb
を入力させるほか、他のサンプルホールド３６，
３７には該正弦波信号Va、Vbより波長の短い
（第８図に示される例では1/5の波長となつてい
る）他の２相正弦波信号Vc、Vdを入力させ、マ
イクロプロセツサ２からのホールド指令によつて
これら各正弦波信号Va、Vb、VcおよびVdの値を
サンプルホールドしている間に各正弦波信号のア
ナログ値をそれぞれＡ／Ｄ変換器４１，４２，４
６，４７によつて所定の精度のデイジタル値に変
換し、それらの値をタイマ１で規定される所定の
周期毎に、バスを通してマイクロプロセツサ２に
入力させる。
そしてこれらのデイジタル入力をもとにして、
V1＝Vacosα−Vbsinαを０にするαの値および
V2＝Vccosβ−Vdsinβを０にするβの値を演算
し、更にこのようにして算出されたαについての
sinα、cosαの符号と該入力されたVa、Vbの符号
（Ａ／Ｄ変換器４１，４２からの入力で検出でき
る）とがそれぞれ一致するようにαを決める。
し、更にこのようにして算出されたαについての
sinα、cosαの符号と該入力されたVa、Vbの符号
（Ａ／Ｄ変換器４１，４２からの入力で検出でき
る）とがそれぞれ一致するようにαを決める。
また上記で算出されたβについてのsinβ、cosβ
の符号と該入力されたVc、Vdの符号（Ａ／Ｄ変
換器４６，４７からの入力で検出できる）とがそ
れぞれ一致するようにβを決める。
の符号と該入力されたVc、Vdの符号（Ａ／Ｄ変
換器４６，４７からの入力で検出できる）とがそ
れぞれ一致するようにβを決める。
そしてこのようにしてえられたα、βをもとに
して該短波長の２相信号の複数サイクルに亘るア
ブソリユート位置情報を得る。
して該短波長の２相信号の複数サイクルに亘るア
ブソリユート位置情報を得る。
また第５図に示されるものにおいては、４個の
Ａ／Ｄ変換器４１，４２，４６，４７を用いる代
りに各サンプルホールド回路３１，３２，３６，
３７にそれぞれサンプルホールドされた出力を、
マイクロプロセツサ２かマルチプレクサ４８に入
力される切換指令により各周期の途中で切換えて
共通のＡ／Ｄ変換器４９に順次入力させ、該変換
器４９の出力を順次マイクロプロセツサ２に入力
させるようにしてＡ／Ｄ変換器を１個に節約して
いる。
Ａ／Ｄ変換器４１，４２，４６，４７を用いる代
りに各サンプルホールド回路３１，３２，３６，
３７にそれぞれサンプルホールドされた出力を、
マイクロプロセツサ２かマルチプレクサ４８に入
力される切換指令により各周期の途中で切換えて
共通のＡ／Ｄ変換器４９に順次入力させ、該変換
器４９の出力を順次マイクロプロセツサ２に入力
させるようにしてＡ／Ｄ変換器を１個に節約して
いる。
第７図は、マイクロプロセツサ２が上記のよう
にして各周期毎に入力されたVa、Vb、Vc、Vdを
もとにして上記αおよびβを演算決定する場合の
フローチヤートを示すもので、タイマ１から一定
周期毎にタイミング信号が発生し、それにより該
マイクロプロセツサ２は該タイミング信号が入力
される毎に次の処理を始める。
にして各周期毎に入力されたVa、Vb、Vc、Vdを
もとにして上記αおよびβを演算決定する場合の
フローチヤートを示すもので、タイマ１から一定
周期毎にタイミング信号が発生し、それにより該
マイクロプロセツサ２は該タイミング信号が入力
される毎に次の処理を始める。
すなわちステツプＬでスタート後、ステツプＭ
でサンプルホールド回路３１，３２，３６，３７
にホールド指令を出し、その時点でのVa、Vb、
Vc、Vdの値をサンプルホールドし、その間に先
ずその値（アナログ値）をＡ／Ｄ変換器４１，４
２に通して所定の精度をデイジタル値とし、ステ
ツプＮにおいて該デイジタル値Va、Vbを読みと
る。次いでステツプＯにおいてV1＝Vacosα−Vb
sinαの値が０になるαを求め（その求め方は前述
した）、更にステツプＰにおいて該αについての
sinα、cosαの符号と該Va、Vbの符号とがそれぞ
れ一致するようにαを決める。
でサンプルホールド回路３１，３２，３６，３７
にホールド指令を出し、その時点でのVa、Vb、
Vc、Vdの値をサンプルホールドし、その間に先
ずその値（アナログ値）をＡ／Ｄ変換器４１，４
２に通して所定の精度をデイジタル値とし、ステ
ツプＮにおいて該デイジタル値Va、Vbを読みと
る。次いでステツプＯにおいてV1＝Vacosα−Vb
sinαの値が０になるαを求め（その求め方は前述
した）、更にステツプＰにおいて該αについての
sinα、cosαの符号と該Va、Vbの符号とがそれぞ
れ一致するようにαを決める。
更にステツプＱにおいて、Ａ／Ｄ変換器４６，
４７を通して入力されているデイジタル値Vc、
Vdを読み取り、ステツプＲにおいてV2＝Vccosβ
−Vdsinβの値が０になるβを求め、ステツプＳ
において該βについてのsinβ、cosβの符号と該
Vc、Vdの符号とがそれぞれ一致するようにβを
決める。
４７を通して入力されているデイジタル値Vc、
Vdを読み取り、ステツプＲにおいてV2＝Vccosβ
−Vdsinβの値が０になるβを求め、ステツプＳ
において該βについてのsinβ、cosβの符号と該
Vc、Vdの符号とがそれぞれ一致するようにβを
決める。
そしてステツプＴにおいて、上記のようにして
決定されたα、βを出力するようにすれば、それ
によつて短波長の２相信号の複数サイクルに亘る
アブソリユート位置情報がえられる。そしてステ
ツプＵでホールド指令が解除される。
決定されたα、βを出力するようにすれば、それ
によつて短波長の２相信号の複数サイクルに亘る
アブソリユート位置情報がえられる。そしてステ
ツプＵでホールド指令が解除される。
更に本発明では、互に波長を異にする２相の正
弦波信号を複数組発生させる手段として、該２相
の正弦波信号を複数チヤンネル記録した回転コー
ド板を用い、これによつて該コード板の１回転に
亘つてのアブソリユート位置情報を得るようにし
たもので、以下この点について説明する。
弦波信号を複数組発生させる手段として、該２相
の正弦波信号を複数チヤンネル記録した回転コー
ド板を用い、これによつて該コード板の１回転に
亘つてのアブソリユート位置情報を得るようにし
たもので、以下この点について説明する。
先ず該回転コード板に設けられる第１のチヤン
ネルは該回転コード板が１回転する毎に１サイク
ルとなる２相の正弦波信号がえられるように形成
される。そのためには第１のチヤンネルを例えば
該回転コード板の円周360°に沿つてそのスリツト
巾（或は長さ）が漸次変化する所定数のスリツト
によつて形成し、該第１のチヤンネルおよび空間
的に90°ずれた固定板の各スリツトをそれぞれ通
過する光によつて該回転コード板が１回転する間
に１サイクル変化する２相の正弦波信号を発生さ
せる。
ネルは該回転コード板が１回転する毎に１サイク
ルとなる２相の正弦波信号がえられるように形成
される。そのためには第１のチヤンネルを例えば
該回転コード板の円周360°に沿つてそのスリツト
巾（或は長さ）が漸次変化する所定数のスリツト
によつて形成し、該第１のチヤンネルおよび空間
的に90°ずれた固定板の各スリツトをそれぞれ通
過する光によつて該回転コード板が１回転する間
に１サイクル変化する２相の正弦波信号を発生さ
せる。
また該第１のチヤンネルと同心的にその１回転
につきＮサイクル（Ｎは２以上の整数）の２相正
弦波信号がえられるように、第２のチヤンネル
（すなわち回転コード板の円周に沿つて適宜形状
のスリツトをＮピツチとなるように配列し、固定
板側の各スリツトはその１ピツチの1/4だけずれ
るように配列する）を設け、以下同様にしてサイ
クル数を次第に多くした所定数のチヤンネルを複
数個設けた回転コード板を用いる。
につきＮサイクル（Ｎは２以上の整数）の２相正
弦波信号がえられるように、第２のチヤンネル
（すなわち回転コード板の円周に沿つて適宜形状
のスリツトをＮピツチとなるように配列し、固定
板側の各スリツトはその１ピツチの1/4だけずれ
るように配列する）を設け、以下同様にしてサイ
クル数を次第に多くした所定数のチヤンネルを複
数個設けた回転コード板を用いる。
以下かかる回転コード板を用い、該コード板の
１回転に亘つてのアブソリユート位置情報を得る
場合の具体例を具体的数値を用いて説明する。な
おここで例示する回転コード板には該複数個のチ
ヤンネルとして第１から第３までの３チヤンネル
が設けられているものとする。
１回転に亘つてのアブソリユート位置情報を得る
場合の具体例を具体的数値を用いて説明する。な
おここで例示する回転コード板には該複数個のチ
ヤンネルとして第１から第３までの３チヤンネル
が設けられているものとする。
先ず、第１のチヤンネルは上述したようにその
１回転につき正弦波１サイクルを発生させるもの
であり、上述した本発明方法により、その１サイ
クルの補間分割数を1000として（この補間分割数
はＡ／Ｄ変換器のビツト数に応じて決る）ある時
点での回転コード板の該１サイクル内でのアブソ
リユート位置情報（上記αに相当）として例えば
552という値がえられたとする。
１回転につき正弦波１サイクルを発生させるもの
であり、上述した本発明方法により、その１サイ
クルの補間分割数を1000として（この補間分割数
はＡ／Ｄ変換器のビツト数に応じて決る）ある時
点での回転コード板の該１サイクル内でのアブソ
リユート位置情報（上記αに相当）として例えば
552という値がえられたとする。
次に第２のチヤンネルはその１回転につき正弦
波200サイクルを発生させるものであり、該１サ
イクル内でのアブソリユート位置情報（上記βに
相当）として201という値がえられたとし、更に
第３のチヤンネルはその１回転につき正弦波2000
サイクルを発生させるものであり、該１サイクル
内でのアブソリユート位置情報として10という値
がえられたとする。
波200サイクルを発生させるものであり、該１サ
イクル内でのアブソリユート位置情報（上記βに
相当）として201という値がえられたとし、更に
第３のチヤンネルはその１回転につき正弦波2000
サイクルを発生させるものであり、該１サイクル
内でのアブソリユート位置情報として10という値
がえられたとする。
そこでまず第１のチヤンネル１サイクル内での
アブソリユート位置552が、第２のチヤンネルに
おいてその何サイクル目にあたるかを決める。そ
のためには、該第２のチヤンネルの１サイクルが
第１のチヤンネル１サイクルにおける５分割分
（1000分割／200）に相当することから552／２と
すればよく、その商の値（余りは無視する）から
第２のチヤンネルの110サイクル目にあたること
が分る。
アブソリユート位置552が、第２のチヤンネルに
おいてその何サイクル目にあたるかを決める。そ
のためには、該第２のチヤンネルの１サイクルが
第１のチヤンネル１サイクルにおける５分割分
（1000分割／200）に相当することから552／２と
すればよく、その商の値（余りは無視する）から
第２のチヤンネルの110サイクル目にあたること
が分る。
更に該第２のチヤンネルの110サイクルは、該
第３のチヤンネル（最も波長の短いチヤンネル）
の1100サイクル目（110サイクル×2000／200）にあた ることも分る。
第３のチヤンネル（最も波長の短いチヤンネル）
の1100サイクル目（110サイクル×2000／200）にあた ることも分る。
次に該第２のチヤンネル１サイクル内でのアブ
ソリユート位置201が、第３のチヤンネルにおい
てその何サイクル目にあたるかを決める。そのた
めには該第３のチヤンネルの１サイクルが第２の
チヤンネル１サイクルにおける100分割分（1000
分割／10）に相当することから201／100とすれば
よく、その商の値（余りは無視する）から第３の
チヤンネルの２サイクル目にあたることが分る。
ソリユート位置201が、第３のチヤンネルにおい
てその何サイクル目にあたるかを決める。そのた
めには該第３のチヤンネルの１サイクルが第２の
チヤンネル１サイクルにおける100分割分（1000
分割／10）に相当することから201／100とすれば
よく、その商の値（余りは無視する）から第３の
チヤンネルの２サイクル目にあたることが分る。
このようにして該回転コード板の回転位置は該
第３チヤンネルにおける（1100＋２）＝1102サイ
クル目の範囲にあり、かつそのサイクル内でのア
ブソリユート位置は上述したように10であること
も検出されている。
第３チヤンネルにおける（1100＋２）＝1102サイ
クル目の範囲にあり、かつそのサイクル内でのア
ブソリユート位置は上述したように10であること
も検出されている。
そして該第３のチヤンネルにおいても、その各
１サイクル内の補間分割数を1000としていれば、
結局上記回転位置は、該第３のチヤンネルにおけ
るアブソリユート位置として 1102×1000＋10＝1102010という値によつて表さ
れる。
１サイクル内の補間分割数を1000としていれば、
結局上記回転位置は、該第３のチヤンネルにおけ
るアブソリユート位置として 1102×1000＋10＝1102010という値によつて表さ
れる。
このようにして回転コード板１回転に亘つての
回転位置を検出分解能の高いアブソリユート位置
情報として得ることができる。
回転位置を検出分解能の高いアブソリユート位置
情報として得ることができる。
本発明によれば、従来形の位置検出方法に比較
して格段に高い検出分解能で回転コード板の１回
転以内のアブソリユート位置を検出することがで
き、これをもとにして回転体の１回転に亘つての
回転位置をも検出分解能の高いアブソリユート位
置情報として得ることができる。
して格段に高い検出分解能で回転コード板の１回
転以内のアブソリユート位置を検出することがで
き、これをもとにして回転体の１回転に亘つての
回転位置をも検出分解能の高いアブソリユート位
置情報として得ることができる。
第１図は、本発明にかかる位置検出方法の前提
となる基本概念を示すブロツク図、第２図および
第３図は、それぞれ第１図に示される位置検出方
法を実施する場合の検出装置の構成を例示したブ
ロツク図、第４図および第５図は、それぞれ本発
明にかかる位置検出方法を実施する場合の検出装
置の構成を例示したブロツク図、第６図は、第１
図に示される位置検出方法を実施するにあたり、
コンピユータにより検出位置情報を算出する場合
の制御プログラムの１例をフローチヤートによつ
て示す図、第７図は、第４図または第５図の装置
を用いて本発明方法を実施するにあたり、コンピ
ユータにより検出位置情報を得る場合の制御プロ
グラムの１例をフローチヤートによつて示す図、
第８図ａ，ｂは本発明の位置検出方法を説明する
ための波形図、第９図ａ，ｂ，ｃは従来技術にお
けるこの種の位置検出方法を説明するための波形
図である。 （符号の説明）１……タイマ、２……マイクロ
プロセツサ、５……出力レジスタ、３１，３２，
３６，３７……サンプルホールド回路、４１，４
２，４６，４７，４９……Ａ／Ｄ変換器、４８…
…マルチプレクサ。
となる基本概念を示すブロツク図、第２図および
第３図は、それぞれ第１図に示される位置検出方
法を実施する場合の検出装置の構成を例示したブ
ロツク図、第４図および第５図は、それぞれ本発
明にかかる位置検出方法を実施する場合の検出装
置の構成を例示したブロツク図、第６図は、第１
図に示される位置検出方法を実施するにあたり、
コンピユータにより検出位置情報を算出する場合
の制御プログラムの１例をフローチヤートによつ
て示す図、第７図は、第４図または第５図の装置
を用いて本発明方法を実施するにあたり、コンピ
ユータにより検出位置情報を得る場合の制御プロ
グラムの１例をフローチヤートによつて示す図、
第８図ａ，ｂは本発明の位置検出方法を説明する
ための波形図、第９図ａ，ｂ，ｃは従来技術にお
けるこの種の位置検出方法を説明するための波形
図である。 （符号の説明）１……タイマ、２……マイクロ
プロセツサ、５……出力レジスタ、３１，３２，
３６，３７……サンプルホールド回路、４１，４
２，４６，４７，４９……Ａ／Ｄ変換器、４８…
…マルチプレクサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 90°の位相差をもちかつその振巾が等しい２
相の正弦波信号を複数チヤンネル記録し、そのう
ちの第１のチヤンネルは１回転につき正弦波が１
サイクルとなるようにし、第２のチヤンネルは１
回転につきＮサイクル（Ｎは２以上の整数）とな
るようにし、以下同様にしてサイクル数を次第に
多くした所定数のチヤンネルを記録した回転コー
ド板を用い、 該回転コード板の回転に応じて空間的に90°の
位相差を有しかつその振巾が等しい２相の正弦波
信号であつてそれぞれの波長を異にするものを複
数組発生させ、該２相の正弦波信号のうち該第１
のチヤンネルによりえられる一組の各電圧値Va、
Vbを検出してＶ＝Va・cos α−Vb・sin αの値
を０にするαの値を算出し、更に該αについての
sin α、cos αの符号と該Va、Vbの符号とがそ
れぞれ一致するように該αの値を決定して該第１
のチヤンネルの１サイクル内の位置情報とし、次
いで該２相の正弦波信号のうち該第２のチヤンネ
ルによりえられる他の組の各電圧値Vc、Vdを検
出してＶ＝Vc・cos β−Vd・sin βの値を０に
するβの値を算出し、更に該βについてのsin
β、cos βの符号と該Vc、Vdの符号とがそれぞ
れ一致するように該βの値を決定して該第２のチ
ヤンネルの１サイクル内の位置情報とし、以下同
様にして第３のチヤンネル以降の１サイクル内の
位置情報を決定し、 該第１のチヤンネルの１サイクル内の位置情報
から、該第２のチヤンネルの、測定点におけるサ
イクル数を決定し、このようにして決定された該
第２のチヤンネルのサイクル数と該第２のチヤン
ネルの１サイクル内の位置情報とから、該第３の
チヤンネルの、測定点におけるサイクル数を決定
し、更にこのようにして決定された該第３のチヤ
ンネルのサイクル数と該第３のチヤンネルの１サ
イクル内の位置情報とから、第４のチヤンネル
の、測定点におけるサイクル数を決定し、以下同
様にしてサイクル数を次第に多くしたチヤンネル
の、測定点におけるサイクル数を決定し、 このようにして決定された最もサイクル数の多
いチヤンネルの、測定点におけるサイクル数とそ
のチヤンネルの１サイクル内の位置情報とから、
該回転コード板の１回転以内のアブソリユート位
置を検出することを特徴とする位置検出方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59231354A JPS61110006A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | 位置検出方法 |
| EP85905437A EP0199826B1 (en) | 1984-11-05 | 1985-11-05 | Method of detecting position |
| DE8585905437T DE3585921D1 (de) | 1984-11-05 | 1985-11-05 | Verfahren zur bestimmung der ortung. |
| PCT/JP1985/000613 WO1986002995A1 (en) | 1984-11-05 | 1985-11-05 | Method of detecting position |
| US07/262,081 US4884226A (en) | 1984-11-05 | 1988-10-24 | Method for detecting position |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59231354A JPS61110006A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | 位置検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61110006A JPS61110006A (ja) | 1986-05-28 |
| JPH04524B2 true JPH04524B2 (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=16922304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59231354A Granted JPS61110006A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | 位置検出方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4884226A (ja) |
| EP (1) | EP0199826B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61110006A (ja) |
| DE (1) | DE3585921D1 (ja) |
| WO (1) | WO1986002995A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63311119A (ja) * | 1987-06-15 | 1988-12-19 | Fanuc Ltd | 絶対位置エンコ−ダ |
| JPH01189518A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-28 | Fanuc Ltd | インクリメンタル型ロータリーエンコーダ |
| JP3029657B2 (ja) * | 1990-09-28 | 2000-04-04 | カヤバ工業株式会社 | 位置検出装置 |
| US5590059A (en) * | 1995-03-14 | 1996-12-31 | Schier; J. Alan | Position encoder system which utilites the fundamental frequency of a ruled scale on an object |
| US6789041B1 (en) * | 2001-05-08 | 2004-09-07 | Miranova Systems, Inc. | Bi-directional signal converter |
| DE10132685A1 (de) * | 2001-07-05 | 2003-01-16 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Drehwinkels oder Weges |
| DE10160835B4 (de) * | 2001-12-06 | 2011-02-17 | Anton Rodi | Anordnung zur Interpolation eines Messsignals |
| US7336756B2 (en) * | 2004-10-25 | 2008-02-26 | Miranova Systems, Inc. | Reprogrammable bi-directional signal converter |
| JP2009002903A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | International Manufacturing & Engineering Services Co Ltd | レーザーエンコーダのパラメータ補正方法 |
| EP2434312B1 (de) * | 2010-09-24 | 2013-01-16 | Sick AG | Laserscanner mit einstückiger Lichtablenkeinheit mit Winkelmaßverkörperung |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5914165A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-25 | Toshiba Corp | テ−プレコ−ダ装置 |
| JPS5988612A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-22 | Toshiba Mach Co Ltd | アブソリユ−ト位置の検知方法および装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3508252A (en) * | 1966-10-03 | 1970-04-21 | Gen Electric | Analog to digital and digital to analog signal converters |
| US4119958A (en) * | 1975-10-23 | 1978-10-10 | The Singer Company | Method for achieving high accuracy performance from conventional tracking synchro to digital converter |
| US4099245A (en) * | 1977-05-05 | 1978-07-04 | Lockheed Electronics Co., Inc. | Transducer signalling apparatus |
| IT1160621B (it) * | 1978-08-31 | 1987-03-11 | Olivetti Controllo Numerico | Apparecchiatura per la misura numerica di posizioni |
| US4335443A (en) * | 1979-12-21 | 1982-06-15 | Dickey Baron C | Electronic angle resolver |
| US4449117A (en) * | 1981-11-13 | 1984-05-15 | Dataproducts Corporation | Encoder tracking digitizer having stable output |
| JPS5892012A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-06-01 | Telmec Co Ltd | 位置決め装置 |
| JPS5912764A (ja) * | 1982-07-13 | 1984-01-23 | 井関農機株式会社 | 籾摺装置における麦粒等の除去装置 |
| DE3231990A1 (de) * | 1982-08-27 | 1984-03-01 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Auswerteeinrichtung fuer einen digitalen inkrementalgeber |
| US4583079A (en) * | 1983-12-14 | 1986-04-15 | The Singer Company | Multiplexed tracking converter |
| JPS60157014A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-17 | Tokyo Optical Co Ltd | エンコ−ダ読取信号の内挿方法および装置 |
| FR2588814B1 (fr) * | 1985-10-22 | 1988-05-27 | Bendix France | Servomoteur a depression d'assistance au freinage et procede de reglage d'un tel servomoteur |
-
1984
- 1984-11-05 JP JP59231354A patent/JPS61110006A/ja active Granted
-
1985
- 1985-11-05 DE DE8585905437T patent/DE3585921D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-05 EP EP85905437A patent/EP0199826B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-05 WO PCT/JP1985/000613 patent/WO1986002995A1/ja active IP Right Grant
-
1988
- 1988-10-24 US US07/262,081 patent/US4884226A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5914165A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-25 | Toshiba Corp | テ−プレコ−ダ装置 |
| JPS5988612A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-22 | Toshiba Mach Co Ltd | アブソリユ−ト位置の検知方法および装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0199826B1 (en) | 1992-04-22 |
| EP0199826A1 (en) | 1986-11-05 |
| JPS61110006A (ja) | 1986-05-28 |
| DE3585921D1 (de) | 1992-05-27 |
| US4884226A (en) | 1989-11-28 |
| EP0199826A4 (en) | 1989-03-29 |
| WO1986002995A1 (en) | 1986-05-22 |
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