JPH07128088A - 測定装置の検出信号規格化回路 - Google Patents
測定装置の検出信号規格化回路Info
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- JPH07128088A JPH07128088A JP27241693A JP27241693A JPH07128088A JP H07128088 A JPH07128088 A JP H07128088A JP 27241693 A JP27241693 A JP 27241693A JP 27241693 A JP27241693 A JP 27241693A JP H07128088 A JPH07128088 A JP H07128088A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学式位置検出器のような測定装置から出力
される検出信号に対する補間テーブルの出力抜けを防止
することができるような測定装置の検出信号規格化回路
を提供する。 【構成】 入力端子３６，３７に入力される測定装置の
検出信号ａ，ｂは、二乗演算部１１のａ2 およびｂ2 演
算部１２，１３のそれぞれで二乗され、加算演算部１４
でその和が演算される。加算演算部１４の出力である信
号ａ2 ＋ｂ2 が入力される平方根演算部１５は、その平
方根を演算して除算演算部１６に出力する。除算演算部
１６のａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 およびｂ／（ａ2 ＋
ｂ2 ）1/2 演算部１７，１８は、検出信号ａ，ｂがそれ
ぞれ入力されており、それを平方根演算部１５によって
入力された信号で除算して規格化し、規格化信号ａn ，
ｂn のそれぞれを規格化信号ａn およびｂn 出力端子１
９，２０に出力する。
される検出信号に対する補間テーブルの出力抜けを防止
することができるような測定装置の検出信号規格化回路
を提供する。 【構成】 入力端子３６，３７に入力される測定装置の
検出信号ａ，ｂは、二乗演算部１１のａ2 およびｂ2 演
算部１２，１３のそれぞれで二乗され、加算演算部１４
でその和が演算される。加算演算部１４の出力である信
号ａ2 ＋ｂ2 が入力される平方根演算部１５は、その平
方根を演算して除算演算部１６に出力する。除算演算部
１６のａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 およびｂ／（ａ2 ＋
ｂ2 ）1/2 演算部１７，１８は、検出信号ａ，ｂがそれ
ぞれ入力されており、それを平方根演算部１５によって
入力された信号で除算して規格化し、規格化信号ａn ，
ｂn のそれぞれを規格化信号ａn およびｂn 出力端子１
９，２０に出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、測定装置の検出信号
規格化回路に関し、特に、光学式位置検出器のような測
定装置から出力される互いに位相の異なる複数相の検出
信号に基づいて、任意の位相情報を得ることで高分解能
化できるように補間テーブルを利用した出力補間回路に
用いられ、検出信号を規格化できるような検出信号規格
化回路に関する。
規格化回路に関し、特に、光学式位置検出器のような測
定装置から出力される互いに位相の異なる複数相の検出
信号に基づいて、任意の位相情報を得ることで高分解能
化できるように補間テーブルを利用した出力補間回路に
用いられ、検出信号を規格化できるような検出信号規格
化回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、メインスケールにインデック
ススケールが移動可能に設けられ、メインスケールとイ
ンデックススケールの相対的移動変化量に応じて、互い
にπ／２位相の異なる２つの検出信号ａ＝Ａｓｉｎθ，
ｂ＝Ａｓｉｎ（θ−π／２）を出力する光学式位置検出
器が知られている。このような光学式位置検出器にあっ
ては、メインスケールおよびインデックススケールの光
学格子のスケールピッチを小さくすればするほど、検出
値の分解能を高めることができるが、小さくするにも技
術上の限界がある。
ススケールが移動可能に設けられ、メインスケールとイ
ンデックススケールの相対的移動変化量に応じて、互い
にπ／２位相の異なる２つの検出信号ａ＝Ａｓｉｎθ，
ｂ＝Ａｓｉｎ（θ−π／２）を出力する光学式位置検出
器が知られている。このような光学式位置検出器にあっ
ては、メインスケールおよびインデックススケールの光
学格子のスケールピッチを小さくすればするほど、検出
値の分解能を高めることができるが、小さくするにも技
術上の限界がある。
【０００３】そこで、分解能を高めるために、抵抗分割
法に代表される検出信号を補間して使用する方法が提案
されている。この抵抗分割法は、複数の抵抗で位置検出
器の出力である検出信号ａ，ｂを抵抗の数だけ位相分割
し、複数のコンパレータで位相分割された検出信号をそ
れに応じた矩形波信号に変換し、その矩形波信号の立上
がり時および立下がり時に補間パルスを出力してカウン
タでカウントする方法である。
法に代表される検出信号を補間して使用する方法が提案
されている。この抵抗分割法は、複数の抵抗で位置検出
器の出力である検出信号ａ，ｂを抵抗の数だけ位相分割
し、複数のコンパレータで位相分割された検出信号をそ
れに応じた矩形波信号に変換し、その矩形波信号の立上
がり時および立下がり時に補間パルスを出力してカウン
タでカウントする方法である。
【０００４】この方法で生じる補間パルスは、位相分割
した抵抗の数に応じて出力されるので、光学格子１ピッ
チ当り高い分解能を得ることができる。
した抵抗の数に応じて出力されるので、光学格子１ピッ
チ当り高い分解能を得ることができる。
【０００５】ところが、位相分割数を増やすため、それ
だけ多くの抵抗が必要であり、それに伴って分割抵抗比
が複雑化する。さらに、抵抗の数を増やすことに伴っ
て、全体のコンパレータなどの部品点数が多く必要とさ
れ、その分だけ複雑化し、かつ高価なものになる。
だけ多くの抵抗が必要であり、それに伴って分割抵抗比
が複雑化する。さらに、抵抗の数を増やすことに伴っ
て、全体のコンパレータなどの部品点数が多く必要とさ
れ、その分だけ複雑化し、かつ高価なものになる。
【０００６】そこで、抵抗比が１の８分割程度が有用で
あり、それ以上の場合には他の方法を用いることがあ
る。以下、その一例として、位置検出器からのπ／２位
相差を持つ２つの検出信号ａ，ｂの組合わせから任意の
位相情報を得る方法について説明する。
あり、それ以上の場合には他の方法を用いることがあ
る。以下、その一例として、位置検出器からのπ／２位
相差を持つ２つの検出信号ａ，ｂの組合わせから任意の
位相情報を得る方法について説明する。
【０００７】図４は、この方法で用いられる光学式位置
検出器の出力補間回路を示す概略ブロック図である。
検出器の出力補間回路を示す概略ブロック図である。
【０００８】図４を参照して、この出力補間回路３１
は、Ａ／Ｄコンバータ３２と、補間テーブル部３３と、
補間パルス出力部３４と、補間パルス切換部３５とを含
む。
は、Ａ／Ｄコンバータ３２と、補間テーブル部３３と、
補間パルス出力部３４と、補間パルス切換部３５とを含
む。
【０００９】光学的位置検出器から入力端子３６，３７
に入力された検出信号ａ＝Ａｓｉｎθ，ｂ＝Ａｃｏｓθ
は、Ａ／Ｄコンバータ３２に入力され、Ａ／Ｄコンバー
タ３２の出力であるデジタル信号値ａD ，ｂD は、補間
テーブル部３３に入力される。さらに、補間テーブル部
３３は、図示していないがＡ／Ｄコンバータ３２を介し
て検出信号ａ，ｂがアドレス信号として入力されるＲＯ
Ｍ ＩＣ（読出専用メモリのＩＣ）を含んでいる。入力
端子３７に入力された検出信号ｂおよびＡ／Ｄコンバー
タ３２の一方の出力であるデジタル信号値ａD は、補間
パルス切換部３５に入力される。
に入力された検出信号ａ＝Ａｓｉｎθ，ｂ＝Ａｃｏｓθ
は、Ａ／Ｄコンバータ３２に入力され、Ａ／Ｄコンバー
タ３２の出力であるデジタル信号値ａD ，ｂD は、補間
テーブル部３３に入力される。さらに、補間テーブル部
３３は、図示していないがＡ／Ｄコンバータ３２を介し
て検出信号ａ，ｂがアドレス信号として入力されるＲＯ
Ｍ ＩＣ（読出専用メモリのＩＣ）を含んでいる。入力
端子３７に入力された検出信号ｂおよびＡ／Ｄコンバー
タ３２の一方の出力であるデジタル信号値ａD は、補間
パルス切換部３５に入力される。
【００１０】補間パルス出力部３４は、サンプリング部
３８と、判別部３９と、パルス化処理部４０とを含み、
補間テーブル部３３のＲＯＭ ＩＣに記憶された補間テ
ーブル値Ｖ（θ0 ）は、サンプリング部３８および判別
部３９に入力され、サンプリング部３８の出力は、サン
プリング値Ｖ（θS ）であり、判別部３９に入力され
る。判別部３９の出力は、入力された補間テーブル値Ｖ
（θ0 ）とサンプリング値Ｖ（θS ）との大小関係に関
する情報であり、パルス化処理部４０に入力される。さ
らに、パルス化処理部４０には、補間パルス切換部３５
の出力が入力されており、その入力された信号は、補間
テーブル部３３のＲＯＭ ＩＣに記憶された補間テーブ
ル値の最大値と最小値すなわち位相情報では０と２πを
通過することを検出した信号である。パルス化処理部４
０の出力は、補間パルスＰOUT であり、判別部３９およ
び補間パルス切換部３５による入力に応じて、アップパ
ルス出力端子（図面ではＵＰで表わす）４１またはダウ
ンパルス出力端子（図面ではＤＯＷＮ）４２に入力され
る。
３８と、判別部３９と、パルス化処理部４０とを含み、
補間テーブル部３３のＲＯＭ ＩＣに記憶された補間テ
ーブル値Ｖ（θ0 ）は、サンプリング部３８および判別
部３９に入力され、サンプリング部３８の出力は、サン
プリング値Ｖ（θS ）であり、判別部３９に入力され
る。判別部３９の出力は、入力された補間テーブル値Ｖ
（θ0 ）とサンプリング値Ｖ（θS ）との大小関係に関
する情報であり、パルス化処理部４０に入力される。さ
らに、パルス化処理部４０には、補間パルス切換部３５
の出力が入力されており、その入力された信号は、補間
テーブル部３３のＲＯＭ ＩＣに記憶された補間テーブ
ル値の最大値と最小値すなわち位相情報では０と２πを
通過することを検出した信号である。パルス化処理部４
０の出力は、補間パルスＰOUT であり、判別部３９およ
び補間パルス切換部３５による入力に応じて、アップパ
ルス出力端子（図面ではＵＰで表わす）４１またはダウ
ンパルス出力端子（図面ではＤＯＷＮ）４２に入力され
る。
【００１１】図５は、図４の出力補間回路の動作を説明
するための図であり、特に、図５（ａ）は、光学式位置
検出器から出力される検出信号ａ，ｂの波形図であり、
図５（ｂ）は、位相情報θに対する補間テーブル値の
変化状態を示す図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）の
“Ｘ”の部分拡大図である。次に、動作について説明す
る。
するための図であり、特に、図５（ａ）は、光学式位置
検出器から出力される検出信号ａ，ｂの波形図であり、
図５（ｂ）は、位相情報θに対する補間テーブル値の
変化状態を示す図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）の
“Ｘ”の部分拡大図である。次に、動作について説明す
る。
【００１２】Ａ／Ｄコンバータ３２は、図５（ａ）に示
すような光学的位置検出器から入力端子３６，３７に入
力された検出信号ａ＝Ａｓｉｎθ，ｂ＝Ａｃｏｓθの瞬
時値をデジタル化してデジタル信号値ａD ，ｂD を出力
する。
すような光学的位置検出器から入力端子３６，３７に入
力された検出信号ａ＝Ａｓｉｎθ，ｂ＝Ａｃｏｓθの瞬
時値をデジタル化してデジタル信号値ａD ，ｂD を出力
する。
【００１３】補間テーブル部３３は、入力されたデジタ
ル信号値ａD ，ｂD の組合わせから位相情報θが１対１
に対応していることを利用して逆演算し、図５（ｂ）に
示すような位相情報θに基づく補間テーブル値Ｖ
（θ0 ）を演算する。ここで、補間テーブル値Ｖ
（θ0 ）を表わす関数は、図５（ｂ）に示すように位相
情報θが０から２πの範囲内で階段関数、たとえば位相
情報が０から２π／Ｎ（Ｎ；位相分割数）増加するごと
に一定の値ＶC だけ増加する関数である。
ル信号値ａD ，ｂD の組合わせから位相情報θが１対１
に対応していることを利用して逆演算し、図５（ｂ）に
示すような位相情報θに基づく補間テーブル値Ｖ
（θ0 ）を演算する。ここで、補間テーブル値Ｖ
（θ0 ）を表わす関数は、図５（ｂ）に示すように位相
情報θが０から２πの範囲内で階段関数、たとえば位相
情報が０から２π／Ｎ（Ｎ；位相分割数）増加するごと
に一定の値ＶC だけ増加する関数である。
【００１４】また、補間テーブル部３３のＲＯＭ ＩＣ
は、図５（ｂ）に示すデータを記憶しているので、他の
回路構成を変えることなく、ＲＯＭ ＩＣを取換えるだ
けで、位相分割数Ｎを変えることができ、位相分割数Ｎ
を容易に増やすことができる。この場合、抵抗分割法の
ように精度が低下したり、回路が複雑化および高価にな
ることはない。
は、図５（ｂ）に示すデータを記憶しているので、他の
回路構成を変えることなく、ＲＯＭ ＩＣを取換えるだ
けで、位相分割数Ｎを変えることができ、位相分割数Ｎ
を容易に増やすことができる。この場合、抵抗分割法の
ように精度が低下したり、回路が複雑化および高価にな
ることはない。
【００１５】補間パルス出力部３４のサンプリング部３
８は、所定のクロック周波数（補間テーブル値Ｖ
（θ0 ）が変化する周波数よりも十分高い周波数）で補
間テーブル値Ｖ（θ0 ）をサンプリングしてサンプリン
グ値Ｖ（θS ）を判別部３９に出力する。判別部３９
は、サンプリング値Ｖ（θS ）と現在の補間テーブル値
Ｖ（θ 0 ）とを比較し、両者の大小関係に関する情報を
パルス化処理部１０へ出力する。パルス化処理部３０
は、その情報に基づいて、アップパルス出力端子４１ま
たはダウンパルス出力端子４２に補間パルスＰOUT を出
力する。すなわち、図５（ｃ）において矢印αで示すよ
うに、Ｖ（θ0 ）＝Ｖ（θS ）の状態からＶ（θ0）＞
Ｖ（θS ）になった瞬間には、補間パルスＰOUT をアッ
プパルス出力端子４１に出力し、図２（ｃ）において矢
印βで示すように、Ｖ（θ0 ）＝Ｖ（θS ）の状態から
Ｖ（θ0 ）＜Ｖ（θS ）になった瞬間には補間パルスＰ
OUT をダウンパルス出力端子４２に出力する。したがっ
て、補間パルスＰOUT がアップパルス出力端子４１とダ
ウンパルス出力端子４２のどちらから出力されているの
かを検出することにより、測定対象物の移動方向を検出
することができる。また、アップパルス出力端子４１か
ら出力される補間パルスＰOUT の数と、ダウンパルス出
力端子４２から出力される補間パルスＰOUT の数の差を
演算することにより、測定対象物の位置を検出すること
ができる。
８は、所定のクロック周波数（補間テーブル値Ｖ
（θ0 ）が変化する周波数よりも十分高い周波数）で補
間テーブル値Ｖ（θ0 ）をサンプリングしてサンプリン
グ値Ｖ（θS ）を判別部３９に出力する。判別部３９
は、サンプリング値Ｖ（θS ）と現在の補間テーブル値
Ｖ（θ 0 ）とを比較し、両者の大小関係に関する情報を
パルス化処理部１０へ出力する。パルス化処理部３０
は、その情報に基づいて、アップパルス出力端子４１ま
たはダウンパルス出力端子４２に補間パルスＰOUT を出
力する。すなわち、図５（ｃ）において矢印αで示すよ
うに、Ｖ（θ0 ）＝Ｖ（θS ）の状態からＶ（θ0）＞
Ｖ（θS ）になった瞬間には、補間パルスＰOUT をアッ
プパルス出力端子４１に出力し、図２（ｃ）において矢
印βで示すように、Ｖ（θ0 ）＝Ｖ（θS ）の状態から
Ｖ（θ0 ）＜Ｖ（θS ）になった瞬間には補間パルスＰ
OUT をダウンパルス出力端子４２に出力する。したがっ
て、補間パルスＰOUT がアップパルス出力端子４１とダ
ウンパルス出力端子４２のどちらから出力されているの
かを検出することにより、測定対象物の移動方向を検出
することができる。また、アップパルス出力端子４１か
ら出力される補間パルスＰOUT の数と、ダウンパルス出
力端子４２から出力される補間パルスＰOUT の数の差を
演算することにより、測定対象物の位置を検出すること
ができる。
【００１６】ただし、このままでは位相情報θが増大す
る方向へ測定対象物が単調に移動し、アップパルス出力
端子４１へ補間パルスＰOUT が出力されている場合で
も、図５（ｂ）に示したように、位相情報θが２πから
０へ切換わるとき、つまり検出信号ａ，ｂがある１周期
から次の周期へ移行するときのみ補間テーブル値Ｖ
（θ）が（Ｎ−１）ＶC から０に減少するので、ダウン
パルス出力端子４２へ補間パルスＰOUT が出力される。
逆に、位相情報θが減少する方向へ測定対象物が単調に
移動し、ダウンパルス出力端子４２へ補間パルスＰOUT
が出力されている場合でも、位相情報θが０から２πへ
切換わるときのみアップパルス出力端子４１へ補間パル
スＰOUT が出力される。したがって、位相情報θが２π
から０に切換わるとき、または０から２πに切換わると
きのみ補間パルスＰOUT を逆の出力端子４１，４２に出
力する必要がある。補間テーブル切換部３５は、これら
のことを検出し、それを表わす信号をパルス化処理部４
０に入力する。
る方向へ測定対象物が単調に移動し、アップパルス出力
端子４１へ補間パルスＰOUT が出力されている場合で
も、図５（ｂ）に示したように、位相情報θが２πから
０へ切換わるとき、つまり検出信号ａ，ｂがある１周期
から次の周期へ移行するときのみ補間テーブル値Ｖ
（θ）が（Ｎ−１）ＶC から０に減少するので、ダウン
パルス出力端子４２へ補間パルスＰOUT が出力される。
逆に、位相情報θが減少する方向へ測定対象物が単調に
移動し、ダウンパルス出力端子４２へ補間パルスＰOUT
が出力されている場合でも、位相情報θが０から２πへ
切換わるときのみアップパルス出力端子４１へ補間パル
スＰOUT が出力される。したがって、位相情報θが２π
から０に切換わるとき、または０から２πに切換わると
きのみ補間パルスＰOUT を逆の出力端子４１，４２に出
力する必要がある。補間テーブル切換部３５は、これら
のことを検出し、それを表わす信号をパルス化処理部４
０に入力する。
【００１７】このようにして、補間パルスＰOUT がアッ
プパルス出力端子４１またはダウンパルス出力端子４２
のいずれかに出力されているかを検出することにより、
測定対象物の移動方向を漏れなく検出することができ
る。また、アップパルス出力端子４１から出力される補
間パルスＰOUT の数と、ダウンパルス出力端子４２から
出力される補間パルスＰOUT の数の差を演算することに
より、測定対象物の位置を検出することができる。この
ことは、測定対象物の移動方向が現在の位相情報と、過
去の位相情報とを比較することにより得られることを意
味する。
プパルス出力端子４１またはダウンパルス出力端子４２
のいずれかに出力されているかを検出することにより、
測定対象物の移動方向を漏れなく検出することができ
る。また、アップパルス出力端子４１から出力される補
間パルスＰOUT の数と、ダウンパルス出力端子４２から
出力される補間パルスＰOUT の数の差を演算することに
より、測定対象物の位置を検出することができる。この
ことは、測定対象物の移動方向が現在の位相情報と、過
去の位相情報とを比較することにより得られることを意
味する。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】図６は、図４に示した
出力補間回路における問題点を説明するための図であ
り、特に、図６（ａ）は、検出信号ａ，ｂに対して補間
データが存在する場合を示した図であり、図６（ｂ）
は、検出信号ａ，ｂに対して補間データが不存在の場合
を示した図である。
出力補間回路における問題点を説明するための図であ
り、特に、図６（ａ）は、検出信号ａ，ｂに対して補間
データが存在する場合を示した図であり、図６（ｂ）
は、検出信号ａ，ｂに対して補間データが不存在の場合
を示した図である。
【００１９】上記のように示した出力補間回路にあって
は、位置検出器からの検出信号ａ（＝Ａｓｉｎθ），ｂ
（＝Ａｃｏｓθ）の組合わせと位相情報とが１対１に対
応しない場合には問題が生じる。すなわち、図６（ａ）
に示すように、補間データが検出信号ａ，ｂ上に存在し
ている場合は問題ないが、図６（ｂ）に示すように破線
で示した検出信号ａが何らかの要因で実線で示した検出
信号ａ′に１補間間隔（１／Ｎ）以上ずれる場合があ
る。この信号ずれの要因として、第１に検出信号の振幅
が変化した場合、第２に検出信号に余分な直流成分が含
まれる場合、第３に検出信号の位相ずれが生じた場合が
考えられる。このような原因により生じたずれによっ
て、図６（ｂ）に示すように本来の組合わせのうち検出
信号ａ′側のものがγの部分にあるため、補間データが
検出信号ａ′上に存在しないことになる。このことは、
本来あり得ない組合わせを発生させ、補間テーブルにお
いて出力抜けを生じさせる。したがって、出力抜けを生
じさせるずれに対して、位相情報を補正してやればよい
が、品質上のばらつき等でそれらが常に同様に発生する
とは限らない。したがって、補間テーブル部に設けられ
たＲＯＭ ＩＣのメモリ内の位相情報にて補正すること
は困難である。
は、位置検出器からの検出信号ａ（＝Ａｓｉｎθ），ｂ
（＝Ａｃｏｓθ）の組合わせと位相情報とが１対１に対
応しない場合には問題が生じる。すなわち、図６（ａ）
に示すように、補間データが検出信号ａ，ｂ上に存在し
ている場合は問題ないが、図６（ｂ）に示すように破線
で示した検出信号ａが何らかの要因で実線で示した検出
信号ａ′に１補間間隔（１／Ｎ）以上ずれる場合があ
る。この信号ずれの要因として、第１に検出信号の振幅
が変化した場合、第２に検出信号に余分な直流成分が含
まれる場合、第３に検出信号の位相ずれが生じた場合が
考えられる。このような原因により生じたずれによっ
て、図６（ｂ）に示すように本来の組合わせのうち検出
信号ａ′側のものがγの部分にあるため、補間データが
検出信号ａ′上に存在しないことになる。このことは、
本来あり得ない組合わせを発生させ、補間テーブルにお
いて出力抜けを生じさせる。したがって、出力抜けを生
じさせるずれに対して、位相情報を補正してやればよい
が、品質上のばらつき等でそれらが常に同様に発生する
とは限らない。したがって、補間テーブル部に設けられ
たＲＯＭ ＩＣのメモリ内の位相情報にて補正すること
は困難である。
【００２０】ゆえに、この発明は、上記のような問題を
解決するために、位置検出器から出力される検出信号を
規格化信号として出力することができるような測定装置
の検出信号規格化回路を提供することである。
解決するために、位置検出器から出力される検出信号を
規格化信号として出力することができるような測定装置
の検出信号規格化回路を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る測
定装置の検出信号規格化回路は、相対する複数の部材の
相対動変量に応じて互いに位相の異なる複数相の検出信
号を出力する測定装置に対して、その出力を補間テーブ
ルを利用して補間する出力補間回路に用いられ、各検出
信号を規格化する測定装置の検出信号規格化回路であっ
て、各検出信号の二乗を演算する二乗演算手段と、二乗
演算手段の演算結果を加算して和を演算する加算演算手
段と、加算演算手段の演算結果の平方根を演算する平方
根演算手段と、各検出信号を平方根演算手段の演算結果
で除算し、その各演算結果を規格化信号として出力する
除算演算手段とを備える。
定装置の検出信号規格化回路は、相対する複数の部材の
相対動変量に応じて互いに位相の異なる複数相の検出信
号を出力する測定装置に対して、その出力を補間テーブ
ルを利用して補間する出力補間回路に用いられ、各検出
信号を規格化する測定装置の検出信号規格化回路であっ
て、各検出信号の二乗を演算する二乗演算手段と、二乗
演算手段の演算結果を加算して和を演算する加算演算手
段と、加算演算手段の演算結果の平方根を演算する平方
根演算手段と、各検出信号を平方根演算手段の演算結果
で除算し、その各演算結果を規格化信号として出力する
除算演算手段とを備える。
【００２２】請求項２では、相対する複数の部材は第１
の部材と第２の部材を含み、第１の部材に応じて測定装
置から出力される検出信号は交流信号ａを含み、第２の
部材に応じて測定装置から出力される検出信号は交流信
号ｂを含み、第１の演算手段はａ2 およびｂ2 を演算
し、第２の演算手段はａ2 ＋ｂ2 を演算し、第３の演算
手段は（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 を演算し、第４の演算手段は
ａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2およびｂ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2
を演算し、各々を規格化信号ａn および規格化信号ｂn
として出力する。
の部材と第２の部材を含み、第１の部材に応じて測定装
置から出力される検出信号は交流信号ａを含み、第２の
部材に応じて測定装置から出力される検出信号は交流信
号ｂを含み、第１の演算手段はａ2 およびｂ2 を演算
し、第２の演算手段はａ2 ＋ｂ2 を演算し、第３の演算
手段は（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 を演算し、第４の演算手段は
ａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2およびｂ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2
を演算し、各々を規格化信号ａn および規格化信号ｂn
として出力する。
【００２３】
【作用】この発明に係る測定装置の検出信号規格化回路
は、測定装置から出力される各検出信号の二乗積を演算
し、加算後その平方根を演算し、各検出信号を平方根で
表わされた演算結果で除算することで、各検出信号を規
格化できる。
は、測定装置から出力される各検出信号の二乗積を演算
し、加算後その平方根を演算し、各検出信号を平方根で
表わされた演算結果で除算することで、各検出信号を規
格化できる。
【００２４】
【実施例】図１は、この発明の一実施例による検出信号
規格化回路を用いた光学式位置検出器の出力補間回路を
示す概略ブロック図であり、図２は、図１の検出信号規
格化回路の一具体例を示す概略ブロック図である。以
下、図４に示した従来例と異なる部分についてのみ説明
する。
規格化回路を用いた光学式位置検出器の出力補間回路を
示す概略ブロック図であり、図２は、図１の検出信号規
格化回路の一具体例を示す概略ブロック図である。以
下、図４に示した従来例と異なる部分についてのみ説明
する。
【００２５】この実施例における出力補間回路１では、
検出信号規格回路２が入力端子３６，３７とＡ／Ｄコン
バータ３２との間に設けられる。これに伴って、入力端
子３６，３７にそれぞれ入力される検出信号ａ，ｂは検
出信号規格化回路２に入力され、検出信号規格化回路２
で規格化された規格化信号ａn ，ｂn がＡ／Ｄコンバー
タ３２に入力される。
検出信号規格回路２が入力端子３６，３７とＡ／Ｄコン
バータ３２との間に設けられる。これに伴って、入力端
子３６，３７にそれぞれ入力される検出信号ａ，ｂは検
出信号規格化回路２に入力され、検出信号規格化回路２
で規格化された規格化信号ａn ，ｂn がＡ／Ｄコンバー
タ３２に入力される。
【００２６】次に図２を参照して、検出信号規格化回路
２は、ａ2 演算部１２とｂ2 演算部１３とを有する二乗
演算部１１、加算演算部１４（図面ではＡｄｄで表わ
す）、平方根演算部１５、ａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 演算
部１７とｂ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/ 2 演算部１８を有する除
算演算部１６を含む。
２は、ａ2 演算部１２とｂ2 演算部１３とを有する二乗
演算部１１、加算演算部１４（図面ではＡｄｄで表わ
す）、平方根演算部１５、ａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 演算
部１７とｂ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/ 2 演算部１８を有する除
算演算部１６を含む。
【００２７】入力端子３６に入力される検出信号ａは二
乗演算部１１のａ2 演算部１２に入力され、入力端子３
７に入力される検出信号ｂはｂ2 演算部１３に入力され
る。ａ2 演算部１２の出力である信号ａ2 およびｂ2 演
算部１３の出力である信号ｂ 2 は、加算演算部１４に入
力され、その出力である信号ａ2 ＋ｂ2 は、平方根演算
部１５に入力される。平方根演算部１５の出力である信
号（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2は、ａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 演算
部１７およびｂ／／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 演算部１８に入
力される。ａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 演算部１７には他に
入力端子３６に入力される検出信号ａも入力されてお
り、所定の演算が行なわれ、その出力であるａ／（ａ2
＋ｂ2 ）1/2 が規格化信号ａn 出力端子１９に入力され
る。また、ｂ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 演算部１８にも入力
端子３７に入力される検出信号ｂが入力されており、所
定の演算が行なわれ、その出力である信号ｂ／（ａ2 ＋
ｂ2）1/2 が規格化信号ｂn 出力端子２０に入力され
る。
乗演算部１１のａ2 演算部１２に入力され、入力端子３
７に入力される検出信号ｂはｂ2 演算部１３に入力され
る。ａ2 演算部１２の出力である信号ａ2 およびｂ2 演
算部１３の出力である信号ｂ 2 は、加算演算部１４に入
力され、その出力である信号ａ2 ＋ｂ2 は、平方根演算
部１５に入力される。平方根演算部１５の出力である信
号（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2は、ａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 演算
部１７およびｂ／／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 演算部１８に入
力される。ａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 演算部１７には他に
入力端子３６に入力される検出信号ａも入力されてお
り、所定の演算が行なわれ、その出力であるａ／（ａ2
＋ｂ2 ）1/2 が規格化信号ａn 出力端子１９に入力され
る。また、ｂ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 演算部１８にも入力
端子３７に入力される検出信号ｂが入力されており、所
定の演算が行なわれ、その出力である信号ｂ／（ａ2 ＋
ｂ2）1/2 が規格化信号ｂn 出力端子２０に入力され
る。
【００２８】図３は、図２に示した検出信号規格化回路
２についての動作を説明するための図であり、特に、図
３（ａ）は、入力端子３６，３７にそれぞれ入力された
検出信号ａ，ｂのリサージュ図形を示した図であり、図
３（ｂ）は、規格化信号ａn出力端子１９および規格化
信号ｂn 出力端子２０に入力される規格化信号ａn ，ｂ
n のリサージュ図形を示した図である。以下、図３を用
いて、図２に示した検出信号規格化部２の動作について
説明する。
２についての動作を説明するための図であり、特に、図
３（ａ）は、入力端子３６，３７にそれぞれ入力された
検出信号ａ，ｂのリサージュ図形を示した図であり、図
３（ｂ）は、規格化信号ａn出力端子１９および規格化
信号ｂn 出力端子２０に入力される規格化信号ａn ，ｂ
n のリサージュ図形を示した図である。以下、図３を用
いて、図２に示した検出信号規格化部２の動作について
説明する。
【００２９】入力端子３６，３７には、図３（ａ）に示
すような完全な円でなく、多少偏心したリサージュ図形
を示す検出信号ａ，ｂがそれぞれ入力される。そして、
それぞれの検出信号ａ，ｂはそれぞれ二乗演算部１１の
ａ2 演算部１２およびｂ2 演算部１３に入力される。ａ
2 演算部１２は、入力された検出信号ａを二乗してその
演算結果である信号ａ2 を加算演算部１４に出力し、ｂ
2 演算部１３は入力された検出信号ｂを二乗してその演
算結果である信号ｂ2 を加算演算部１４に出力する。加
算演算部１４は、入力された信号ａ2 ，ｂ2 の和を演算
し、その演算結果である信号ａ2 ＋ｂ2 を平方根演算部
１５に出力する。平方根演算部１５は、入力された信号
ａ2 ＋ｂ2 の平方根を演算し、その演算結果である（ａ
2 ＋ｂ2）1/2 を除算演算部１６のａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）
1/2 演算部１７およびｂ／（ａ2＋ｂ2 ）1/2 演算部１
８に出力する。
すような完全な円でなく、多少偏心したリサージュ図形
を示す検出信号ａ，ｂがそれぞれ入力される。そして、
それぞれの検出信号ａ，ｂはそれぞれ二乗演算部１１の
ａ2 演算部１２およびｂ2 演算部１３に入力される。ａ
2 演算部１２は、入力された検出信号ａを二乗してその
演算結果である信号ａ2 を加算演算部１４に出力し、ｂ
2 演算部１３は入力された検出信号ｂを二乗してその演
算結果である信号ｂ2 を加算演算部１４に出力する。加
算演算部１４は、入力された信号ａ2 ，ｂ2 の和を演算
し、その演算結果である信号ａ2 ＋ｂ2 を平方根演算部
１５に出力する。平方根演算部１５は、入力された信号
ａ2 ＋ｂ2 の平方根を演算し、その演算結果である（ａ
2 ＋ｂ2）1/2 を除算演算部１６のａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）
1/2 演算部１７およびｂ／（ａ2＋ｂ2 ）1/2 演算部１
８に出力する。
【００３０】ａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 演算部１７には、
入力端子３６に入力された検出信号ａも入力されている
ので、その検出信号ａを平方根演算部１５によって入力
された信号（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 で割り、その演算結果で
あるａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2を規格化信号ａn 出力端子
１９を出力する。また、ｂ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 演算部
１８にも入力端子３７に入力される検出信号ｂが入力さ
れているので、ｂ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 演算部１８は、
検出信号ｂを平方根演算部１５によって入力される信号
（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 で割り、その演算結果であるｂ／
（ａ2 ＋ｂ2 ）1/ 2 を規格化信号ｂn 出力端子２０に出
力する。規格化信号ａn 出力端子１９および規格化信号
ｂn 出力端子２０に入力された規格化信号ａn ，ｂ
n は、変調を受けて正弦波周期の信号でないため補間隔
のずれは補正できないものの、図３（ｂ）に示すように
中心および半径一定の円のリサージュ図形に示されるよ
うな信号となる。したがって、規格化信号ａn ，ｂn は
あたかもｓｉｎθとｃｏｓθの組合わせた信号と同等に
なり、位相情報が必ず存在することになる。
入力端子３６に入力された検出信号ａも入力されている
ので、その検出信号ａを平方根演算部１５によって入力
された信号（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 で割り、その演算結果で
あるａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2を規格化信号ａn 出力端子
１９を出力する。また、ｂ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 演算部
１８にも入力端子３７に入力される検出信号ｂが入力さ
れているので、ｂ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 演算部１８は、
検出信号ｂを平方根演算部１５によって入力される信号
（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 で割り、その演算結果であるｂ／
（ａ2 ＋ｂ2 ）1/ 2 を規格化信号ｂn 出力端子２０に出
力する。規格化信号ａn 出力端子１９および規格化信号
ｂn 出力端子２０に入力された規格化信号ａn ，ｂ
n は、変調を受けて正弦波周期の信号でないため補間隔
のずれは補正できないものの、図３（ｂ）に示すように
中心および半径一定の円のリサージュ図形に示されるよ
うな信号となる。したがって、規格化信号ａn ，ｂn は
あたかもｓｉｎθとｃｏｓθの組合わせた信号と同等に
なり、位相情報が必ず存在することになる。
【００３１】このように位相情報を必ず存在させること
がでるので、規格化信号ａn ，ｂnをＡ／Ｄコンバータ
３２を介して、位相情報の存在しないアドレス信号が補
間テーブル部３３のＲＯＭ ＩＣに入力されることがな
くなる。そのため、補間テーブル部３３からの出力抜け
がなくなり、常に真値に近い位相情報が得られることに
なる。
がでるので、規格化信号ａn ，ｂnをＡ／Ｄコンバータ
３２を介して、位相情報の存在しないアドレス信号が補
間テーブル部３３のＲＯＭ ＩＣに入力されることがな
くなる。そのため、補間テーブル部３３からの出力抜け
がなくなり、常に真値に近い位相情報が得られることに
なる。
【００３２】なお、この実施例では、位置検出器からの
検出信号ａ（＝Ａｓｉｎθ），ｂ（＝Ａｃｏｓθ）につ
いて説明したが、同じ比率でその振幅が変動していると
いう仮定の下で直流分または位相ずれによる信号のずれ
が生じた場合であれば、交流信号である検出信号の信号
数は限定されるものでない。すなわち、たとえば検出信
号ａ，ｂ，ｃに対して、規格化信号ａn ＝ａ／（ａ2 ＋
ｂ2 ＋ｃ2 ）1/2 ，ｂ n ＝ｂ／（ａ2 ＋ｂ2 ＋ｃ2 ）
1/2 ，ｃn ＝ｃ／（ａ2 ＋ｂ2 ＋ｃ2 ）1/2 であれば、
ａn 2 ＋ｂn 2 ＋ｃn 2 ＝１となり、同様に規格化でき
る。
検出信号ａ（＝Ａｓｉｎθ），ｂ（＝Ａｃｏｓθ）につ
いて説明したが、同じ比率でその振幅が変動していると
いう仮定の下で直流分または位相ずれによる信号のずれ
が生じた場合であれば、交流信号である検出信号の信号
数は限定されるものでない。すなわち、たとえば検出信
号ａ，ｂ，ｃに対して、規格化信号ａn ＝ａ／（ａ2 ＋
ｂ2 ＋ｃ2 ）1/2 ，ｂ n ＝ｂ／（ａ2 ＋ｂ2 ＋ｃ2 ）
1/2 ，ｃn ＝ｃ／（ａ2 ＋ｂ2 ＋ｃ2 ）1/2 であれば、
ａn 2 ＋ｂn 2 ＋ｃn 2 ＝１となり、同様に規格化でき
る。
【００３３】また、位相検出器からの交流信号である検
出信号ａ，ｂは、それぞれＡｓｉｎθ，Ａｃｏｓθでな
くても、検出信号ａ，ｂがそれぞれＡｓｉｎθ＋Ｂ，Ａ
ｃｏｓθ＋ＣまたはＡｓｉｎ（θ＋φ），Ａｃｏｓ（θ
＋ψ）であってもよい。
出信号ａ，ｂは、それぞれＡｓｉｎθ，Ａｃｏｓθでな
くても、検出信号ａ，ｂがそれぞれＡｓｉｎθ＋Ｂ，Ａ
ｃｏｓθ＋ＣまたはＡｓｉｎ（θ＋φ），Ａｃｏｓ（θ
＋ψ）であってもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、複数の
検出信号の振幅の低下、あるいはその組合わせに１補間
以上のずれが生じたとしても、演算結果である規格化信
号は規格化されており、補間テーブルの出力抜け発生を
防止でき、真値に近い位相情報を得ることができる。ま
た、検出信号の振幅が低下した場合、各信号の二乗の和
を監視することで本来の振幅最大値を把握できる。さら
に、回路を誤動作させない意味での補正を必要としない
ため、品質上のばらつきに左右されることなく、同一の
補間テーブルを利用できる。
検出信号の振幅の低下、あるいはその組合わせに１補間
以上のずれが生じたとしても、演算結果である規格化信
号は規格化されており、補間テーブルの出力抜け発生を
防止でき、真値に近い位相情報を得ることができる。ま
た、検出信号の振幅が低下した場合、各信号の二乗の和
を監視することで本来の振幅最大値を把握できる。さら
に、回路を誤動作させない意味での補正を必要としない
ため、品質上のばらつきに左右されることなく、同一の
補間テーブルを利用できる。
【図１】図１は、この発明の一実施例による検出信号規
格化回路が用いられた測定装置の出力補間回路を示す概
略ブロック図である。
格化回路が用いられた測定装置の出力補間回路を示す概
略ブロック図である。
【図２】図１の検出信号規格化回路の一具体例を示した
概略ブロック図である。
概略ブロック図である。
【図３】図２の検出信号規格化回路の動作を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図４】従来の光学式位置検出器の出力補間回路を示す
概略ブロック図である。
概略ブロック図である。
【図５】図４の出力補間回路の動作を説明するための図
である。
である。
【図６】図４の出力補間回路の問題点を説明するための
図である。
図である。
１ 出力補間回路 ２ 検出信号規格化回路 １１ 二乗演算部 １４ 加算演算部 １５ 平方根演算部 １６ 除算演算部
Claims (2)
- 【請求項１】 相対する複数の部材の相対移動変量に応
じて互いに位相の異なる複数相の検出信号を出力する測
定装置に対して、その出力を補間テーブルを利用して補
間する出力補間回路に用いられ、前記各検出信号を規格
化する測定装置の検出信号規格化回路であって、 前記各検出信号の二乗を演算する二乗演算手段と、 前記二乗演算手段の演算結果を加算して和を演算する加
算演算手段と、 前記加算演算手段の演算結果の平方根を演算する平方根
演算手段と、 前記各検出信号を前記平方根演算手段の演算結果で除算
し、その各演算結果を規格化信号として出力する除算演
算手段とを備えた測定装置の検出信号規格化回路。 - 【請求項２】 前記相対する複数の部材は第１の部材と
第２の部材を含み、 前記第１の部材に応じて前記測定装置から出力される検
出信号は交流信号ａを含み、 前記第２の部材に応じて前記測定装置から出力される検
出信号は交流信号ｂを含み、 前記第１の演算手段はａ2 およびｂ2 を演算し、前記第
２の演算手段はａ2 ＋ｂ2 を演算し、前記第３の演算手
段は（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 を演算し、前記第４の演算手段
はａ／（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 およびｂ／（ａ2 ＋ｂ2 ）
1/2 を演算し、各々を規格化信号ａn および規格化信号
ｂn として出力することを特徴とする、請求項１記載の
測定装置の検出信号規格化回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27241693A JPH07128088A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 測定装置の検出信号規格化回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27241693A JPH07128088A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 測定装置の検出信号規格化回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128088A true JPH07128088A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=17513608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27241693A Withdrawn JPH07128088A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 測定装置の検出信号規格化回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07128088A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10176935A (ja) * | 1996-10-12 | 1998-06-30 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 位置に依存した走査信号の検査のための方法及び制御装置 |
| JP2010139405A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | エンコーダ信号処理方法、エンコーダ装置及びサーボモータ |
-
1993
- 1993-10-29 JP JP27241693A patent/JPH07128088A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10176935A (ja) * | 1996-10-12 | 1998-06-30 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 位置に依存した走査信号の検査のための方法及び制御装置 |
| JP2010139405A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | エンコーダ信号処理方法、エンコーダ装置及びサーボモータ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |