JPH10246651A - 位置測定システムおよび測定方法 - Google Patents

位置測定システムおよび測定方法

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JPH10246651A
JPH10246651A JP9258891A JP25889197A JPH10246651A JP H10246651 A JPH10246651 A JP H10246651A JP 9258891 A JP9258891 A JP 9258891A JP 25889197 A JP25889197 A JP 25889197A JP H10246651 A JPH10246651 A JP H10246651A
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periods
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JP9258891A
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Hermann Hofbauer
ヘルマン・ホフバウアー
Steffen Bielski
シユテフエン・ビエイスキー
Helmut Huber
ヘルムート・フーバー
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Dr Johannes Heidenhain GmbH
Original Assignee
Dr Johannes Heidenhain GmbH
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Publication date
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    • 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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    • G01D5/245—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 using a variable number of pulses in a train
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    • H03M1/12—Analogue/digital converters
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    • H03M1/24—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
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    • H03M1/30—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental
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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 切換スイッチに誤動作があっても、僅かな誤
差で位置決めでき、特に信頼性を必要とする装置や方法
に採用できる位置測定システムおよび測定方法を提供す
る。 【解決手段】 目盛トラック８，９を有する目盛ホルダ
ー５と、第一周期のアナログ走査信号Ａ1,Ａ2および第
一周期と僅かに異なる第二周期のアナログ走査信号Ａ3,
Ａ4 を発生する走査ユニット６と、切換装置１０，１６
を備えた位置測定システムにあって、切換装置が、評価
ユニット２に第一動作モードで同時にあるいは順次両方
の周期の走査信号Ａ1 〜Ａ4 を導入し、回路内で両方の
周期のその時の値Ｉ1,Ｉ2 から絶対位置の値Ｋを形成し
て出力し、評価ユニット２に第二動作モードで両方の周
期の一方の少なくとも一つの走査信号Ａ1 〜Ａ4 ，Ｄ1
〜Ｄ4 を導入し、両方の周期一方のみの走査信号Ａ1 〜
Ａ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4 のその時の値Ｉ1 から増分位置測定を
行い、高分解能の位置測定値を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、絶対位置を求め
る位置測定システムと測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの電気モーターでは、動作開始時に
ロータの絶対位置を認識する必要がある。これにより、
電源を入れた時に巻線電流が回転軸に対して正しい角度
となり、ロータが望む回転方向に望むトルクで回転し始
める。絶対位置を知る必要のある角度範囲は電気モータ
ーの構造に依存する。角度測定システムを柔軟に利用で
きるには、電気モーターを同期切換（整流）する絶対位
置を全回転角にわたり一義的に求めるのが普通である。
以後の動作では、角度測定システムはロータの位置をで
きる限り高精度に出力するすべきである。
【０００３】WO 89/11080 号明細書により、目盛周期が
僅かに異なっている二つの目盛トラックを有する位置測
定システムが知られている。走査信号の位相差から電気
モーターの同期切換に使用する信号を得ている。ドイツ
特許第 195 13 691 C1号明細書により、同期信号を出力
する角度測定システムの形の他の位置測定システムが知
られている。目盛ホルダーの上には、正弦・余弦の信号
対を一回転当たり一周期で与える第一トラックと、正弦
・余弦の信号対を一回転当たり多数の周期で与える第二
トラックがある。電気モーターを始動させる時、第一ト
ラックの信号が評価ユニットに導入される。整流切換が
行われると、切換が行われて、評価ユニットには第二ト
ラックの正弦・余弦の信号対が一回転当たり非常に多く
の周期にして導入される。これにより測定された角度の
修正は基準マークの同期信号により行われる。
【０００４】この位置測定システムの難点は、切換スイ
ッチの誤動作が位置決め精度を著しく悪化させる。第一
トラックの粗い分解能の信号から第二トラックの高い分
解能の信号に正しい切換を行わないなら、後続する速度
調整器あるいは位置調整器が非常に大きな係数で高速回
転するか、誤った位置決めとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、こ
の種の大きな位置決め誤差をなくする位置測定システム
と測定方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、異なった目盛周期の周期的な複数の目盛トラッ
ク８，９を有する目盛ホルダー５と、第一周期Ｐ1 のア
ナログ走査信号Ａ1,Ａ2 および前記第一周期Ｐ1 と僅か
に異なる第二周期Ｐ2 のアナログ走査信号Ａ3,Ａ4 を発
生する走査ユニット６と、切換装置１０，１６を備えた
位置測定システムにおいて、前記切換装置１０，１６が a) 第一動作モードで両方の周期Ｐ1,Ｐ2 の走査信号Ａ1
〜Ａ4 を評価ユニット２に同時にあるいは順次導入
し、回路内で両方の周期Ｐ1,Ｐ2 の走査信号Ａ1 〜Ａ4
のその時の値Ｉ1,Ｉ2 から絶対位置の値Ｋを形成して出
力し、 b) 第二動作モードで両方の周期Ｐ1,Ｐ2 の一方の少な
くとも一つの走査信号Ａ1 〜Ａ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4 を評価ユ
ニット２に導入し、両方の周期Ｐ1,Ｐ2 の一方のみの走
査信号Ａ1 〜Ａ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4 のその時の値Ｉ1 から増
分位置測定を行い、高分解能の位置測定値を出力する、
ように制御できることによって解決されている。
【０００７】更に、上記の課題は、この発明により、第
一周期Ｐ1 の走査信号Ａ1,Ａ2 および第二周期Ｐ2 の走
査信号Ａ3,Ａ4 を発生する走査ユニット ６により走査
される、僅かに異なった目盛周期Ｐ1,Ｐ2 の複数の周期
的な目盛トラック８，９を有する目盛ホルダー５を用い
て、移動物体３の絶対位置を求める位置測定方法におい
て、第一動作モードで第一周期（Ｐ1 ）の走査信号Ａ1,
Ａ2 および第二周期Ｐ2 の走査信号Ａ3,Ａ4 を評価ユニ
ット２に導入し、走査信号Ａ1 〜Ａ4 の位相差ΔPhi か
ら粗い分解能の絶対位置Ｋを求めて出力し、次に続く第
二動作モードで第一周期Ｐ1 の走査信号Ａ1,Ａ2 と第二
周期Ｐ2 の走査信号Ａ3,Ａ4 の一方を増分位置測定のた
めに内挿装置１３内で分割し、高分解能の位置測定値Ｉ
1 を出力することによって解決されている。
【０００８】この発明による他の有利な構成は特許請求
の範囲の従属請求項に記載されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
【００１０】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づきこの発明を
より詳しく説明する。図１に示すように、この発明によ
る角度測定システムは回転変換器（ロータリーエンコー
ダー）１と評価ユニット２で構成されている。回転変換
器１の回転軸３は電気モーター４の回転軸に連結してい
る。回転軸３の回転は目盛ホルダーである円板５を走査
ユニット６で走査して測定される。アナログ走査信号Ａ
1 〜Ａ4 およびＲＳは評価ユニット２に導入される。こ
の評価ユニット２は、特にモーター４が始動する時、従
って回転軸３が静止している時、同期切換に必要な絶対
位置Ｋを出力し、後の動作で制御部７により機械や処理
を制御する高精度の位置検出が可能になるように、前記
走査信号Ａ1 〜Ａ4 およびＲＳを処理する。
【００１１】このため、円板５の上には周期的な第一目
盛トラック８とこのトラックに平行に延びる周期的な第
二目盛トラック９がある。これ等の目盛トラックの各々
には一回転で多数の目盛周期Ｐ1,Ｐ2 がある。第一目盛
トラック８の目盛周期Ｐ1 は第二目盛トラック９の目盛
周期Ｐ2 と僅かに異なっている。理想的には、一回転当
たり周期的な第一目盛トラック８にＮ個の目盛周期Ｐ1
が、また第二目盛トラック９に（Ｎ−１）個の目盛周期
Ｐ2 があるとよい。第一目盛トラック８を走査して生じ
るアナログ走査信号Ａ1,Ａ2 と、第二目盛トラック９を
走査して生じるアナログ走査信号Ａ3,Ａ4 は図２に模式
的に示してある。この図から分かることは、各目盛トラ
ック８，９により位相が互いに 90 °ずれたそれぞれ正
弦波状の二つの走査信号Ａ1,Ａ2 とＡ3,Ａ4 が得られる
ことにある。
【００１２】モーター４の始動時、つまり電源を止めた
後あるいは電流を止めた後にモーター４に最初に電流を
流す時には、制御部７がモーターを同期切換するために
正しく電流を流すため、回転軸３のその時の絶対位置を
知る必要がある。始動時には、このため制御部７から制
御信号Ｓが切換装置１０へ出力され、最初に走査信号Ａ
3,Ａ4 を、そしてその後に走査信号Ａ1,Ａ2 を評価ユニ
ット２に導入するようにする。図１は切換装置１０の第
一切換位置を示し、この位置では互いに 90 °位相のず
れた走査信号Ａ3,Ａ4 が後続するアナログ・デジタル変
換器１１，１２に導入される。周知のように、このよう
に形成されたデジタル値Ｄ3 とＤ4 は後続する内挿テー
ブル１３のアドレスとして使用されるので、出力端に目
盛周期Ｐ2 内のその時の絶対位置Ｉ2 が出力する。従っ
て、この絶対位置Ｉ2 はアナログ走査信号Ａ3,Ａ4 のそ
の時の信号振幅値により非常に高い分解能と精度で求ま
る。絶対値Ｉ2 は記憶器１４の中に保管される。
【００１３】この第一内挿処理の後に、制御部７は制御
信号Ｓにより切換装置１０を切換えるので、両方の走査
信号Ａ1 とＡ2 がアナログ・デジタル変換器１１と１２
に導入される。デジタル値Ｄ1,Ｄ2 から、一目盛周期Ｐ
1 内のその時の絶対位置Ｉ1を与える値が内挿テーブル
１３内で求まる。この絶対位置Ｉ1 は他の記憶器１５に
導入されそこに保管される。これには、図１の経過から
分かるように、制御信号Ｓにより駆動される他の切換装
置１６が設けてある。内挿テーブル１３の代わりに、周
知の他の内挿装置も使用できる。
【００１４】既に説明したように、目盛周期Ｐ1,Ｐ2 は
僅かに異なっている。その差（Ｐ2−Ｐ1 ）は、走査信
号Ａ1,Ａ2 とＡ3,Ａ4 の位相差から一回転内の絶対位置
Ｋを一義的に求めることができるように選択される。こ
の位相差ΔPhi の変化は図２の下のグラフに記入されて
いる。位相差ΔPhi の変化は内挿値Ｉ1 とＩ2 を比較し
て特に簡単に再現できる。このため、内挿値Ｉ1 とＩ2
を比較器１７に導入し、その出力端から絶対位置Ｋを取
り出せる。絶対位置Ｋの分解能およびこの絶対位置Ｋを
求める精度は、同期整流すべきモーター４に依存する。
同期整流に対して十分な分解能と精度を保証する必要が
ある。
【００１５】この絶対位置Ｋは制御部７に導入され、こ
の制御部７がそれによりモーター４に始動用の正しいモ
ーター電流Ｍを供給する。この動作期間が始まると、円
板５の回転が内挿値Ｉ1 を評価して更に得られ、その
間、内挿値Ｉ1 が周知のように計数器１８に導入され
る。計数器１８によるこの位置の把握は増分測定法と称
されている。計数器１８を動作させている間に把握され
た位置測定値は制御部７に導入され、この制御部７はそ
れに基づき周知のように位置調整器や速度調整器を介し
てモーター４に適当な電流Ｍを供給する。
【００１６】増分測定を開始する前に、計数器１８の計
数状態を絶対位置値Ｋにセットする可能性がある。計数
器１８の正確な同期は、基準マークＲの走査で図２に示
す基準マーク信号ＲＳにより行われる。基準マークＲの
絶対位置は既知であるので、一度合わせておけば、この
基準マークＲは増分測定値Ｉ1 に結び付けて計数器１８
中の高精度な絶対位置測定値に利用される。基準マーク
Ｒは周知のように増分目盛８の目盛周期Ｐ1 の幾つかに
わたり広がる線条の組み合わせで構成されている。この
ような基準マークＲを走査すると、基準マーク信号ＲＳ
が生じる。この基準マーク信号ＲＳはトリガーすると、
トラック８の少なくとも一定目盛周期に一義的に対応す
るパルスを与える。この周期に対応する絶対位置が記憶
器内に保管され、前記パルスが出現すると、計数器１８
に計数状態として導入される。基準マークＲを最適にす
れば、前記パルスにより目盛周期の数分の１に対して絶
対値を一義的に対応させることができる。図示する例で
は、一回転当たりただ一個の基準マークＲが示してあ
る。
【００１７】周囲に均等、あるいは不均等な間隔にして
設けた多数の基準マークも使用できる。不均一な間隔の
基準マークを使用すると、使用中に各二つの基準マーク
の間の増分を計数することにより絶対位置を高精度に検
出できる利点がある。これに対する評価方法は周知で、
それに付いては詳しくはドイツ特許第 24 16 212 A号明
細書を参照されたい。円板５の一回転内に等間隔に多数
の基準マークがあれば、各基準マークの絶対位置を記憶
器に保管する。基準マークの一つを走査して正しい記憶
内容を読み取るため、基準マークに異なった符号を対応
させる。特に有利な符号化は、この発明による位置測定
システムで粗い分解能の絶対位置Ｋにより与えられる。
例えば３つの基準マークを用い、第一が 0°, 第二が 1
20°，第三が 240°にあり、絶対位置Ｋを± 10 °の精
度で指定すると、第一基準マークが第一領域 350°〜 1
0 °内に、第二基準マークが第二領域 110°〜 130°内
に、そして第三基準マークが領域 230°〜 250°内にあ
ることが確実に定まる。３つの基準マークの一つを走査
し、例えばＫ＝ 7°であれば、計数器は第一基準マーク
に一義的に対応する絶対位置 0°に基準マーク位置の精
度で設定される。
【００１８】図１の角度測定システムをドイツ特許第 1
95 13 692 C1号明細書のシステムと比較すれば、切換ス
イッチ１０の切換位置に誤りがあると、ただ僅かな位置
決めの誤りとなることがこの発明による角度測定システ
ムでのみ保証される点が分かる。この発明の特別な利点
は、一回同期切換するために必要な粗い分解能の絶対位
置測定とこれに続く増分式の高分解能で高精度の位置測
定が同じ部品１１，１２，１３を用いて実現できる点に
ある。
【００１９】動作中に増分測定法で誤ったスイッチ設定
を検出するため、二つの基準マークＲＳの間で計数器１
８に導入される増分あるいは周期の個数を検出して所定
の目標値と比較する監視装置が設けてある。検出した増
分の個数が目標値から所定の許容公差ほど（最適で＝
0) ずれいれば、切換装置１０が正しく切り換わるおよ
び／または誤り信号または警報信号が出力する。
【００２０】スイッチの位置が誤っていても、最大で一
回転内の目盛周期Ｐ1 の位置決め誤差となる。増分測定
に対して周期Ｐ1 をできる限り小さくしたいので、通常
一回転内に数百の周期Ｐ1 がある。その結果、可能な最
大位置決め誤差は非常に小さくなる。実際には、例えば
Ｐ1 ＝ 360°/2048 とＰ2 ＝ 360°/2047 である。図示
する実施例では、内挿はテーブル１３を用いて行われる
が、この内挿は電算機（μＰ）でも行える。全体の評価
はマイクロプロセッサ（μＰ）の中でシーケンスルーチ
ンの形にして行われる。
【００２１】アナログ走査信号Ａ1 〜Ａ4 とＲＳは光
電、容量、磁気あるいは磁気誘導による走査原理で得ら
れる。切換装置１０は評価ユニット２あるいは回転変換
器１の構成要素である。回転変換器内での積分により評
価ユニット２への伝送導線が節約される。これは、評価
ユニット２が制御部７に付属しているか、あるいは制御
部７内に組み込まれている場合に特に有利である。切換
装置１０と評価ユニット２を回転変換器１の中に組み込
むこともできる。
【００２２】更に、走査信号Ａ1 〜Ａ4 のその時の値を
同時に読み取るため、切換装置１０の前に走査信号Ａ1
〜Ａ4 のその時の値を全て同時に引き受ける記憶器を配
置することもできる。この例は、図３に示してある。こ
の構成では、切換装置１０が回転変換器１内に導入され
ている。模式的に示す円板５は走査部材６.1〜６.5によ
りアナログ走査信号Ａ1 〜Ａ4 とＲＳを発生させるため
に走査される。走査信号Ａ1 〜Ａ4 の各々は固有な記憶
器２１，２２，２３，２４に一時記憶するために導入さ
れる。制御部７から制御信号Ｓが回転変換器１に導入さ
れると、論理回路２５は走査信号Ａ1 〜Ａ4 のその時の
値を同時に引き受ける。それと同時に、切換装置１０に
は制御信号Ｓ1 が導入され、この制御信号は走査信号Ａ
3,Ａ4 を出力させる。その後、この論理回路２５は他の
制御信号Ｓ2 により二つの切換装置１０.1と１０.2の切
換を行うので、走査信号Ｓ1 とＳ2 のみが出力される。
この第一動作モードでは、絶対位置Ｋを求めるため、走
査信号Ａ3,Ａ4 が、そしてその後に走査信号Ａ1,Ａ2 が
共通の導線で離れている評価ユニット２に導入される。
この過程の後、増分位置測定を行う第二動作モードで走
査信号Ａ3,Ａ4 を連続的に評価ユニット２に導入するた
め、論理回路２５は切換装置１０.1と１０.2を再び初期
位置に切り換える。図３では、回転変換器１の出力端に
出力導線用の所謂駆動回路２６〜２８が設けてある。こ
れ等の駆動回路２６〜２８は走査信号Ａ1 〜Ａ4 とＲＳ
の各々に対して逆相の走査信号Ａ1 〜Ａ4 とＲＳも出力
することができる。
【００２３】モーター４の始動は、今まで説明した実施
例の場合、制御信号Ｓにより回転変換器１あるいは評価
ユニット２に通報された。評価ユニット２あるいは回転
変換器１自体がその時の電源電圧を監視して運転開始を
認識し、それに応じて制御信号ＳあるいはＳ1,Ｓ2 を発
生し、両方の動作モードへの正しい切り換えを行わせし
めることも可能である。
【００２４】図４には、論理回路２５により時間的に制
御される切換を示す。論理回路２５の入力端には、クロ
ック発生器３０の信号Ｔが入力する。入力する制御信号
Ｓにより第一動作モードとなる。つまり、走査信号Ａ1
〜Ａ4 のその時の値が記憶器２１〜２４に保管され、こ
の記憶ルーチンを記号ＳＨ（Sample & Hold ：サンプル
・ホールド）で示す。時間ｔ1 内では走査信号Ａ3,Ａ4
が後続する評価ユニット２に導入され、所定数のクロッ
クサイクルの後に今度は走査信号Ａ1,Ａ2 を導入する切
換が行われる。更に所定数のクロックサイクルｔ2 の後
に、走査信号Ａ3,Ａ4 を連続的に与える切換装置１０ま
たは１０.1と１０.2の更なる切換、従って第二動作モー
ドへの切換が行われる。
【００２５】図示する実施例では、絶対角度位置Ｋが比
較器１７内の内挿テーブル１３と計算ステップで求ま
る。図示していない方法では、入力端に走査信号Ａ1,Ａ
2,Ａ3,Ａ4 および制御信号Ｓが入力し、出力端に第一動
作モードで絶対位置Ｋが、また第二動作モードで増分値
Ｉ1 またはＩ2 が出力する一つの回路要素を設けること
もできる。
【００２６】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明の位置
測定システムと測定方法の利点は、切換スイッチに誤動
作があっても、ただ僅かな誤差で位置決めでき、特に信
頼性を必要とする装置や方法に採用することもできる点
にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 角度測定システムの模式図、
【図２】 図１の角度測定システムの走査信号の波形
図、
【図３】 他の角度測定システムの模式図、
【図４】 信号波形図。
【符号の説明】
１ 回転変換器（ロータリーエンコーダー） ２ 評価ユニット ３ 回転軸 ４ 電気モーター ５ 円板（目盛ホルダー） ６ 走査ユニット ７ 制御部 ８ 第一目盛トラック ９ 第二目盛トラック １０，１６ 切換装置 １１，１２ アナログ・デジタル変換器 １３ 内挿テーブル １４，１５，２１〜２４ 記憶器 １７ 比較器 １８ 計数器 ２５ 論理回路 Ａ1,Ａ2 第一目盛トラックのアナログ走査信号 Ａ3,Ａ3 第二目盛トラックのアナログ走査信号 Ｄ1,Ｄ2 第一目盛トラックのデジタル走査信号 Ｄ3,Ｄ3 第二目盛トラックのデジタル走査信号 Ｋ 絶対位置の値 Ｐ1 第一目盛トラックの目盛周期 Ｐ2 第二目盛トラックの目盛周期 Ｒ 基準マーク ＲＳ 基準マークの走査信号 Ｓ 制御信号 Ｉ1,Ｉ2 内挿値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルマン・ホフバウアー ドイツ連邦共和国、83308 トロストベル ク、ヨハン− ナムベルガー− ストラー セ、46 (72)発明者 シユテフエン・ビエイスキー ドイツ連邦共和国、84518 ガルヒング、 フタケルストラーセ、24 (72)発明者 ヘルムート・フーバー ドイツ連邦共和国、84518 ガルヒング ／ヴアルト、ミユールバッハストラーセ、 ３アー

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 異なった目盛周期の周期的な複数の目盛
    トラック（８，９）を有する目盛ホルダー（５）と、第
    一周期（Ｐ1 ）のアナログ走査信号（Ａ1,Ａ2 ）および
    前記第一周期（Ｐ1 ）と僅かに異なる第二周期（Ｐ2 ）
    のアナログ走査信号（Ａ3,Ａ4 ）を発生する走査ユニッ
    ト（６）と、切換装置（１０，１６）を備えた位置測定
    システムにおいて、 前記切換装置（１０，１６）が a) 第一動作モードで両方の周期（Ｐ1,Ｐ2 ）の走査信
    号（Ａ1 〜Ａ4 ）を 評価ユニット（２）に同時にある
    いは順次導入し、回路内で両方の周期（Ｐ1,Ｐ2）の走
    査信号（Ａ1 〜Ａ4 ）のその時の値（Ｉ1,Ｉ2 ）から絶
    対位置の値（Ｋ）を形成して出力し、 b) 第二動作モードで両方の周期（Ｐ1,Ｐ2 ）の一方の
    少なくとも一つの走査信号（Ａ1 〜Ａ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4 ）
    を評価ユニット（２）に導入し、両方の周期（Ｐ1,Ｐ2
    ）の一方のみの走査信号（Ａ1 〜Ａ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4 ）
    のその時の値（Ｉ1）から増分位置測定を行い、高分解
    能の位置測定値を出力する、ように制御できることを特
    徴とする位置測定システム。
  2. 【請求項２】 目盛ホルダー（５）の上には、既知の絶
    対位置の少なくとも一つの基準マーク（Ｒ）を備え、更
    に第二動作モードで走査信号（Ａ1 〜Ａ4 ，Ｄ1 〜Ｄ4
    ）の一つを連続的に出力する内挿装置（１３）を設
    け、この装置の中で形成される内挿値（Ｉ1 ）を計数器
    （１８）に導入し、基準マーク（Ｒ）を走査した時に計
    数器（１８）に同期信号（ＲＳ）が出力することを特徴
    とする請求項１に記載の位置測定システム。
  3. 【請求項３】 目盛ホルダーは回転変換器（１）の円板
    （５）であり、一回転毎に第一目盛トラック（８）はＮ
    個の目盛周期（Ｐ1 ）を、また第二目盛トラック（９）
    はＮ−１個の目盛周期（Ｐ1 ）を有することを特徴とす
    る請求項１または２に記載の位置測定システム。
  4. 【請求項４】 第一周期（Ｐ1 ）の走査信号（Ａ1,Ａ2
    ）および第二周期（Ｐ2 ）の走査信号（Ａ3,Ａ4 ）を
    発生する走査ユニット（６）により走査される、僅かに
    異なった目盛周期（Ｐ1,Ｐ2 ）の複数の周期的な目盛ト
    ラック（８，９）を有する目盛ホルダー（５）を用い
    て、移動物体（３）の絶対位置を求める位置測定方法に
    おいて、第一動作モードで第一周期（Ｐ1 ）の走査信号
    （Ａ1,Ａ2）および第二周期（Ｐ2 ）の走査信号（Ａ3,
    Ａ4 ）を評価ユニット（２）に導入し、走査信号（Ａ1
    〜Ａ4 ）の位相差（ΔPhi ）から粗い分解能の絶対位置
    （Ｋ）を求めて出力し、次に続く第二動作モードで第一
    周期（Ｐ1 ）の走査信号（Ａ1,Ａ2 ）と第二周期（Ｐ2
    ）の走査信号（Ａ3,Ａ4 ）の一方を増分位置測定のた
    めに内挿装置（１３）内で分割し、高分解能の位置測定
    値（Ｉ1 ）を出力することを特徴とする位置測定方法。
  5. 【請求項５】 第一動作モードで求めた粗い分解能の絶
    対位置（Ｋ）を制御部（７）に導入し、この制御部
    （７）がそれに応じて電気モーター（４）の始動を制御
    することを特徴とする請求項４に記載の位置測定方法。
  6. 【請求項６】 内挿で求めた高分解能の増分位置測定値
    （Ｉ1 ）を第二動作モードで計数器（１８）に導入し、
    この計数器の計数状態が第一動作モードの後に求めた粗
    い分解能の絶対位置（Ｋ）に設定されることを特徴とす
    る請求項４または５に記載の位置測定方法。
  7. 【請求項７】 内挿で求めた高分解能の増分位置測定値
    （Ｉ1 ）を第二動作モードで計数器（１８）に導入し、
    この計数器の計数状態が特に基準マーク（Ｒ）を一度走
    査した時にこの基準マーク（Ｒ）に対応する既知の絶対
    参照位置に設定されることを特徴とする請求項４〜６の
    何れか１項に記載の位置測定方法。
  8. 【請求項８】 評価ユニット（２）には第一動作モード
    で第一周期（Ｐ2 ）の走査信号（Ａ3,Ａ4 ）が導入さ
    れ、その時の値（Ｉ2 ）を保管し、次いで第一モードで
    第二周期（Ｐ2 ）の走査信号（Ａ1,Ａ2 ）が導入され、
    その時の値（Ｉ1 ）も同じように保管し、保管されたそ
    の時の値（Ｉ1,Ｉ2 ）からその時の位相差（ΔPhi ）を
    求めることを特徴とする請求項４に記載の位置測定方
    法。
  9. 【請求項９】 第一動作モードで第一周期（Ｐ2 ）の走
    査信号（Ａ3,Ａ4 ）が第一内挿値（Ｉ2 ）を求める内挿
    装置（１３）に導入され、粗い分解能の絶対位置（Ｋ）
    が第一と第二の内挿値（Ｉ1,Ｉ2 ）の間の比較により求
    まることを特徴とする請求項４に記載の位置測定方法。
  10. 【請求項１０】 内挿装置（１３）には更に第二動作モ
    ードで第二周期（Ｐ1 ）の走査信号（Ａ1,Ａ2 ）が導入
    され、内挿値（Ｉ1 ）を計数器（１８）に導入すること
    を特徴とする請求項９に記載の位置測定方法。
  11. 【請求項１１】 既知の間隔の連続する二つの基準マー
    ク（Ｒ）を走査する間の計数状態の変化を所定値と比較
    し、比較結果に応じて誤動作信号を発生させることを特
    徴とする請求項７に記載の位置測定方法。
JP9258891A 1996-09-25 1997-09-24 位置測定システムおよび測定方法 Withdrawn JPH10246651A (ja)

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