JPS5951007B2 - 位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は位置検出装置に関し、特に位置決め制御系等に
おいて可動部材の一定量の変位ごとにその変位方向に対
応したインクリメンタルパルスを’発生する位置検出装
置に関する。

従来、位置決め制御系では制御回路はアナログ信号処理
により構成されており、前記位置決め制御系の制御対象
である前記可動部材の位置及び速度の情報を前記制御回
路にフィードバックする信・号としてはアブソリユート
型の位置信号が一般的に用いられている。

比較的低価格で得られる前記アブソリユート型の位置信
号は設定位置決め点近傍の一定範囲で前記設定位置決め
点までの距離が前記位置信号のレベルと比例関係をなす
アナログ′信号であるため前記位置信号のレベルに基い
て前記可動部材を駆動することにより位置決め点への正
確な位置決めができる。しかし、前記のアナロダ信号処
理により構成された制御回路は調整および回路の小型化
が困難であり、総会的に低価格化１がはかれないという
欠点がある。このため、これらの問題点を解決し低価格
化が可能なディジタル信号処理により構成された制御回
路を用いた位置決め制御系が特願昭５３−１３７４９５
号明細書において提案されている。

このようなデイジタル信号処理により構成された制御回
路では、信号が離散的な量であるため前記のアブソリユ
ート型の位置信号のデイジタル的な取扱いが困難となる
。したがつてこのようなデイジタル信号処理により構成
された制御回路を用いた制御系ではインクリメンタル型
の位置信号を用いるのが有利である。前記インクリメン
タル型の位置信号は、前記可動部材が一定量変位するご
とにその変位方向に対応して発生される第１又は第２の
方向パルスからなるもので、前記可動部材の目標位置決
め位置に対応した目標移動距離に相当する前記方向パル
ス数をカウントすることにより前記可動部材を前記目標
位置に位置決めすることができる。従来、この種の位置
信号を発生する位置検出装置においては位置検出部とし
てはフオトエンコーダを用いたものがあるが、高精度の
位置決めには前記可動部材の微小な変位量に対応したパ
ルス間隔により制御された方向パルスを発生しなければ
ならずこれを前記のフオトエンコーダで実現すると位置
検出部が大型化したり非常に微細な加工を施す必要があ
りこの結果位置検出部の重量が増し可動部材の制御に悪
影響を与えたり、信頼性を低７下させたりするという欠
点が生じる。

このようにフオトエンコーダを用いた位置検出装置では
検出器が非常に高価になリデイジタル回路構成採用によ
る低価格化の実現が達成できない。本発明の目的は上記
欠点を除去し小型軽量で安５価なアブソリユート型の位
置検出器を用いて、かつ、簡単な回路でしかもデイジタ
ル処理に有利な新規なインタリメンタル位置信号発生型
の位置検出装置を提供することにある。

本発明の位置検出装置は位置決め制御系におけ３るイン
クリメンタル位置信号発生型の位置検出装置であり、第
１の周期を有する第１のクロツクに応答して互いに位相
がほぼ９０゜異り、実質的に振幅の等しい第２の周期を
有する正弦波状の第１入力正弦波信号と第２入力正弦波
信号とを発生する４１手段と、前記第１入力正弦波信号
と前記第２入力正弦波信号とに応答して前記第２の周期
を有し接続された可動部材の変位に対応して前記第１入
力正弦波信号に対して位相が相対的に変化するが如き正
弦波状の出力正弦波信号を発生する手段と、前記出力正
弦波信号に応答して前記出力正弦波信号に対して一定な
位相関係を有し、周期の等しい矩形の出力矩形波信号を
発生する手段と、前記第１の周期を有し、前記第１のク
ロツクに対し任意の一定な位相にある第２のクロツクと
前記第１の周期を有し、前記第２のクロツクと位相の異
る第３のクロツクと前記出力矩形波信号とを入力し、前
記第３のクロツクから得られる位相補正パルス９を用い
て前記第１の周期を単位としてステツプ状に位相を変化
させることができるところの、前記第２のクロツクを分
周して得られる前記第２の周期を有する比較信号を、前
記出力矩形波信号に位相周期させ、この位相周期過程で
発生される位相門補正パルスを位相修正の方向に応じて
第１の方向パルスまたは第２の方向パルスとして発生す
る手段と、から構成され前記可動部材が一定量変位する
ごとにその変位方向に応じて前記第１の方向パルスまた
は前記第２の方向パルスを発生することを特徴とする。

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の１実施例を示す図である。本発明の位
置検出装置１は可動部材９および駆動部８に接続され、
前記可動部９の変位に対応して第１の方向パルス６０１
および第２の方向パルス６０２を発生し、制御部７に入
力する。前記制御部７は前記第１の方向パルス６０１お
よび第２の方向パルス６０２より可動部材の変位の方向
と変位量を検知し、これに基づいて駆動信号７０１を発
生し前記駆動部８を介して前記可動部材９の動きを制御
する。第２図は本発明の位置検出装置の一実施例を示す
図である。

クロツク発生器２により発生された第１の周期を有する
第１のタロツク２０１は２相正弦波発生回路３に入力し
、互いに位相がほぼ９０゜異り実質的に振幅の等しい第
２の周期を有する正弦波状の第１入力正弦彼信号３０１
と第２入力正弦彼信号３０２とを発生する。

前記第１入力正弦波信号３０１と前記第２入力正弦波信
号３０２とは位置検出部４に入力し、前記第２の周期を
有し、前記可動部材９（第１図）の変位に対応して前記
第１入力正弦波信号３０］に対して位相が相対的に変化
するが如き正弦波形状を有する出力正弦波信号４０１を
発生する。前記出力正弦波信号４０１はパルス化回路５
に入力し、前記出力正弦波信号４０１に対し一定な位相
関係を有し、周期の等しい出力矩形波信号５０１を発生
する。クロツク発生器２より発生された前記第１の周期
を有する第２のクロツク２０２と前記第１の周期を有し
前記第２のクロツク２０２と位相の異る第３のクロツク
２０３と前記出力矩形波信号５０１とは方向パルス発生
回路６に入力し、前記出力矩形波信号５０１の位相があ
る設定量変化するごとにその方向に対応して第１の方向
パルス６０１または第２の方向パルス６０２を発生する
。

ここで前記第２のクロツク２０２は前記第１のクロツク
２０１を用いてもかまわない。第１６図は第２図におけ
るクロツク発生器２の１つの実施例を示す図である。

マスタークロツク発生器２１より発生したマスタークロ
ツク２１１はフリツプフロツプ２２に入力し、前記マス
タークロツク２１１の１パルスごとに出力を反転させる
ことにより、等間隔でハイレベルローレベルを繰返す第
１出力信号２２１を発生する。

前記第１出力信号２２１は遅れ要素２３に入力し前記第
１出力信号２２１よりも一定量位相の遅れた第２出力信
号２３１を発生する。前記第１出力信号２２１及び第２
出力信号２３１はゲート回路２４に入力し、前記第１出
力信号２２１と前記第２出力信号２３１の反転信号のナ
ンドをとることにより前記第２の方向パルス２０２を、
前記第１出力信号２２１の反転信号と前記第２出力信号
２３１とのナンドをとることにより前記第３の方向パル
ス２０３を発生する。この結果前記第２の方向パルス２
０２と前記第３の方向パルス２０３とは等しい第１の周
期を有し位相のほぼ１８０゜異るクロツクとなる。なお
本実施例においては前記第１の方向パルス２０１は前記
第２の方向パルス２０２をそのまま用いる構成とする。
第３図は第２図における２相正弦波発生回路３の第１の
実施例を示す図である。第４図は第３図の各部の信号の
１例を示す図で以下第４図を参照しながら第３図を説明
する。図において２相正弦波発生回路３に入力した前記
第１のクロツク２０１はアツプカウンタ３１に入力し、
前記アツプカウンタ３１の各ビツトをアドレス信号３１
１として発生する。

従つて前記アドレス信号３１１は複数ビツトを有するデ
イジタル信号で前記アツプカウンタ３１のビツト数によ
つて定まる前記第２の周期を有し、各周期内で値が階段
状に増加する信号である。前記アドレス信号３１１はＲ
ＯＭ（リードオンリーメモリ）等により構成される関数
発生器３２に入力し、一例として３ビツトのデイジタル
信号である第１の信号群３２１，３２２，３２３と第２
の信号群３２４，３２５，３２６とを出力する。ここで
前記アドレス信号３１１に対し前記関数発生器３２のＲ
ＯＭを適当に設定することにより、前記第１の信号群３
２１，３２２，３２３は前記第２の周期を有しほぼ正弦
波状に値の変化する信号となり、前記第２の信号群３２
４，３２５，３２６は前記第１の信号群３２１，３２２
，３２３と同じ周期と振幅を有し位相のほぼ９０゜異る
信号となる。前記第１の信号群３２１，３２２，３２３
及び前記第２の信号群３２４，３２５，３２６は各々デ
イジタルアナログ変換器３３，３４に入力し、アナログ
信号化され第１の出力信号３３１及び第２の出力信号３
４１を発生する。ここでデイジタルアナログ変換器３３
，３４は演算増幅器等を用いて簡単に構成することがで
きる。前記第１の出力信号３３１及び第２の出力信号３
４１は各々前記第２の周期に設定したバンドパスフイル
タ一３５，３６に入力し、互いに位相がほぼ９０゜異り
実質的に振幅の等しい前記第２の周期を有する正弦波状
の前記第１入力正弦波信号３０１及び前記第２入力正弦
波信号３０２を発生する。Ｉ 第５図は第２図における
２相正弦波発生回路３の第２の実施例を示す図である。

図において、２相正弦波発生回路３に入力した前記第１
のクロツク２０１はアツプカウンタ１１０に入力し前記
アツプカウンタ１１０の最上位ビＪツト及び第２位ビツ
トを各々最上位ビツト信号１２０及び第２位ビツト信号
１２１として出力する。

前記最上位ビツト信号１２０はフリツプフロツプ１１１
において前記第２位ビツト信号１２１の立上りによりサ
ンプルされ前記最上位ビツト信フ号１２０よりも位相の
ほぼ９０゜遅れた第２出力信号１２２を発生する。前記
最上位ビツト信号１２０及び前記第２出力信号１２２は
前記アツプカウンタ１１０のビツト数によつて定まる前
記第２の周期を有し、ほぼ等しい振幅を有する矩形波で
あり、前記第２の周期に設定されたバンドパスフイルタ
一１１２，１１３に各々入力され互いに位相がほぼ９０
゜異なり実質的に振幅の等しい前記第２の周期を有する
正弦波状の前記第１入力正弦波信号３０１及び前記第２
入力正弦波信号３０２を発生する。第６図は第２図にお
ける２相正弦波発生回路３の第３の実施例を示す図であ
る。

第７図は第６図の各部の信号の１例を示す図で以下第７
図を参照しながら第６図を説明する。図において、２相
正弦波発生回路３に入力した前記第１のクロツク２０１
はアツプカウンタ１３０に入力し、前記アツプカウンタ
１３０の最上位ビツト、第２位ビツト、第３位ビツト及
び第４位ビツトを各々最上位ビツト信号１４０、第２位
ビツト信号］４１．第３位ビツト信号１４２、第４位ビ
ツト信号１４３として出力する。

前記最上位ビツト信号１４０はフリツプフロツプ１３１
において前記第２位ビツト信号１４１の立上りによりサ
ンプルされ、前記最上位ビツト信号１４０よりも位相の
ほぼ９０゜遅れた第２矩形波信号１４４を発生する。前
記最上位ビツト信号１４０及び前記第２矩形波信号］４
４は前記アツプカウンタ１３０のビツト数によつて定ま
る前記第２の周期を有する信号である。前記第２位ビツ
ト信号１４１．前記第３位ビツト信号１４２及び前記第
４位ビツト信号１４３は前記最上位ビツト信号１４０と
ともに第１反転回路１３２に入力し前記最上位ビツト信
号１４０がローレベルの時はそのままで、ハイレベルの
時は反転されて第１の信号群１４５，１４６，１４７を
発生する。又前記第２位ビツト信号１４１をインバータ
１３３Ａにより反転した反転第２位ビツト信号１４１Ａ
、前記第３位ビツト信号１４２及び前記第４位ビツト信
号１４３は前記第２矩形波信号１４４とともに第２反転
回路１３３に入力し前記第２矩形波信号１４４が口ーレ
ベルの時はそのままで、ハイレベルの時は反転されて第
２の信号群１４８，１４９，１５０を発生する。ここで
前記第１反転回路１３２及び前記第２反転回路１３３は
エクスタルーシフオア素子を用いて簡単に構成すること
ができる。前記第１の信号群１４５，１４６，１４７及
び前記第２の信号群１４８，１４９，１５０はともに３
ビツトのデイジタル信号であり前記第２の周期であつく
て、その周期の１／２で値が増加し、残りの１／２で値
が減少する動作を繰返す信号で、互いにほぼ９０゜の位
相ずれを有し振幅が等しい信号である。

前記第１の信号群１４５，１４６，１４７および前記第
２の信号群１４８，１４９，１５０は各々デイジタルア
ナログ変換器１３４，１３５に入力しアナログ信号化さ
れ第１出力信号１５１及び第２出力信号］５２を発生す
る。ここで前記デイジタルアナログ変換器１３４，１３
５は演算増幅器等を用いて簡単に構成することができる
。前記第１出力信号１５１及び前記第２出力信号１５２
は、前記デイジタルアナログ変換器１３４，１３５の入
力信号の各ビツトに対するデイジタルアナログ変換ゲイ
ンを適当に設定することにより等しい振幅を有し正弦波
状に近い形状にすることができる。前記第１出力信号１
５１及び前記第２出力信号１５２は各々前記第２の周期
に設定したバンドパスフイルタ一１３６，１３７に入力
し互いに位相がほぼ９０゜異り実質的に振幅の等しい前
記第２の周期を有する正弦波状の第１入力正弦波信号３
０］及び第２入力正弦波信号３０２を発生する。なお、
ここでは一例として前記アツプダウンカウンタ］３０の
出力の４ビツトを使用する場合について示したが、この
ビツト数に限らないのはいうまでもない。第８図は第２
図における２相正弦波発生回路３の第４の実施例を示す
図である。

第９図は第８図の各部の信号の１例を示す図で、以下第
９図を参照しながら第８図を説明する。図において２相
正弦波発生回路３に入力した前記第１のタロツク２０１
はアツプカウンタ１６０に入力し、前記アップ劾ウンタ
１６０の最上位ビツト及び第３位ビツトを各々最上位ビ
ツト信号１７０及び第３位ビツト信号１７１として出力
する。

前記最上位ビツト信号１７０は前記アツプカウンタ１６
０のビツト数によつて定まる前記第２の周期を有する矩
形彼で、ハイレベルとローレベルの比率は等しい。前記
最上位ビツト信号１７０は第１のフリツプフロツプ１６
１において前記第３位ビツト信号１７１の立下りにより
サンプルされ前記最上位ビツト信号１７０よりも位相の
ほぼ９０゜遅れた第２矩形波信号］７２を発生する。前
記第２矩形波信号１７２は第２のフリツプフロツプ１６
２において前記第３位ビツト信号１７１の立下りにより
サンプルされ前記第２矩形波信号１７２よりも位相のほ
ぼ９０゜遅れた第３矩形波信号１７３を発生する。前記
最上位ビツト信号１７０、前記第２矩形波信号１７２及
び前記第３矩形波信号１７３は第１のデイジタルアナロ
グ変換器Ｌｌ６４に入力し各信号が各々アナログレベル
に変換され加算されて第１出力信号１７６を発生する。
又、前記第３矩形波信号１７３は第３のフリツプフロツ
プ１６３において前記第３位ビツト信号１７１の立下り
によりサンプルされさらに反転ｌされて、前記最上位ビ
ツト信号１７０よりも位相の９０゜進んだ反転第４矩形
波信号１７５を発生する。前記最上位ビツト信号１７０
、前記反転第４矩形波信号１７５及び前記第３矩形波信
号１７３を反転して得られる前記反転第４矩形波信号１
７，５よりもさらに位相のほぼ９０゜進んだ反転第３矩
形波信号１７４は第２のデイジタルアナログ変換器１６
５に入力し各信号が各々アナログレベルに変換され加算
されて第２出力信号１７７を発生する。ここで、前記デ
イジタルアナログ変換器１６．４，１６５は演算増幅器
等を用いて簡単に構成することができ前記デイジタルア
ナログ変換器１６４，１６５の入力から出力への変換の
ゲインを各入力信号について適当に設定することにより
前記第１出力信号１７６及び前記第２出力信号１７７は
ほぼ等しい振幅を有し正弦波状に近い形状にすることが
できる。前記第１出力信号１７６及び前記第２出力信号
１７７は各々前記第２の周期に設定したバンドパスフイ
ルタ一１６６，１６７に入力し互いに位相がほぼ９０゜
異なり実質的に振幅の等しい前記第２の周期を有する正
弦波状の第１入力正弦波信号３０１及び第２入力正弦波
信号３０２を発生する。第１０図は第２図における位置
検出部４の１つの実施例を示す図である。

図において、位置検出部４に入力した前記第１人力正弦
波信号３０１及び前記第２入力正弦波信号３０２は各々
駆動回路４１，４２を介して電磁誘導形検出要素４３の
第１の１次コイル４４及び第２のｌ次コイル４５に入力
し、前記第１の１次コイル４４と前記第２のｌ次コイル
４５に互いに位相がほぼ９０゜ずれ振幅が等しく前記第
２の周期を有する正弦波状の交流電流を印加する。

前記電磁誘導形検出要素４３の前記第１の１次コイル４
４及び第２の１次コイル４５は固定されており、２次コ
イル４６は前記可動部材９（第１図）に接続して移動し
、前記第１の１次コイル４４と前記第２の１次コイル４
５は前記２次コイル４６に対して巻線の位相が相対的に
互いにほぼ９０゜ずれている。この結果、前記２次コイ
ル４６の両端には、前記可動部材９（第１図）の位置に
対応して前記第１の入力正弦波信号３０１に対する位相
が相対的に変化し前記第１の入力正弦波信号と同じ周期
、即ち前記第２の周期を有する正弦波状の出力正弦波信
号４０１が発生する。なお駆動回路４１，４２は演算増
幅回路を用いて簡単に構成することができる。また電磁
誘導形検出要素としては、一例として米国特許第３１９
１０１０号に示されているインダクトシンを用いること
ができる。又他の例としては、ＭＲ素子（磁気抵抗素子
）を用いた位置検出器であつても良＜、他に類似する手
段は多々あることは云うまでもない。第１１図は第２図
におけるパルス化回路５の１つの実施例を示す図である
。

図においてパルス化回路５に入力した前記出力正弦波信
号４０１は前記第２の周期に設定されたバンドパスフイ
ルタ一５１において雑音を除去され増幅器５２により増
幅され比較回路５３に入力し、信号の正負に応じてハイ
レベルもしくはローレベルの論理信号を出力矩形波信号
５０１として出力する。

この結果前記出力矩形波信号５０１は前記出力正弦波信
号４０１に対し常に一定の相対的位相関係を有する。第
１２図は第２図における方向パルス発生回路６の第１の
実施例を示す図である。

第１３図は第１２図の各部の信号の一例を示す図で以下
第１３図を参照しながら第１２図を説明する。図におい
て方向パルス発生回路６には前記出力門矩形波信号５０
Ｌ前記第２のクロツク２０２及び前記第３のクロツク２
０３が入力する。

前記出力矩形波信号５０１は第１のフリツプフロツプ６
１において前記第３のクロツク２０３によりサンプルさ
れ第１同期出力信号６１１を発生する。前ク記第１同期
出力信号６１１は第２のフリツプフロツプ６２において
前記第３のクロツク２０３によりサンプルされ、第２同
期出力信号６２１を発生する。従つて前記第１同期出力
信号６１１および前記第２同期出力信号６２１は前記出
力矩形波信号５０１に基づき前記第２の周期を有し前記
第３のクロツク２０３に同期して変化する矩形波で、前
記第２同期出力信号６２１は前記第１同期出力信号６１
］よりも前記第３のクロツク２０３の１クロツク周期だ
け遅れて変化する。一方、前記第２のクロツタ２０２は
アンドゲート６８を介してアツプダウンカウンタ６６の
アツプ端子に入力し第１比較信号６６１を発生する。

前記第１比較信号６６１は、前記アツプダウンカウンタ
６６のビツト数を前記２相正弦波発生回路３の各実施例
（第３図、第５図、第６図、第８図）におけるカウンタ
のビツト数と等しく設定することにより、前記第１の入
力正弦波信号３０１と等しい前記第２の周期を有する。
前記第１比較信号６６１は第３のフリツプフロツプ６５
において前記第２のクロツク２０２によりサンプルされ
、第２比較信号６５１を発生する。前記第２比較信号６
５１は第４のフリツプフロツプ６７において前記第２の
クロツク２０２によりサンプルされさらに反転されて第
３比較信号６７１を発生する。前記第２比較信号６５１
および前記第３比較信号６７１はアンドゲート６９にお
いてアンドがとられ第１ゲート信号６９１を発生する。
従つて前記第２比較信号６５１は前記第２の周期を有し
前記第２のクロツク２０２に同期して変化する矩形波で
、前記第１比較信号６６１よりも前記第２の１クロツク
周期だけ遅れて変化する。又前記第１ゲート信号６９１
は前記第２比較信号６５１の立上り時より前記第２のク
ロツタ２０２の１クカツタ周期間だけハイレベルを有す
る信号となる。前記第１同期出力信号６１１は第５のフ
リツプフロツプ６４において前記第２比較信号６５１の
立上りによりサンプルされさらに反転されて第２ゲート
信号６４１を発生する。前記第２同期出力信号６２１は
第６のフリツプフロツプ６３におい．て前記第２比較信
号６５１の立上りによりサンプルされ第３ゲート信号６
３１を発生する。そして前記第３のクロツク２０３はイ
ンバータ７３により反転された後ナンドゲート７２にお
いて前記第１ゲート信号６９１および前記第２ゲート信
号６・４１とナンドがとられ前記第１方向パルス６０１
を発生する一方、ナンドゲート７１において前記第１ゲ
ート信号６９１および前記第３ゲート信号６３１とナン
ドがとられ前記第２方向パルス６０２を発生する。従つ
て前記第２比較信号６５１の立上り時に前記第２比較信
号６５１の位相に対して前記第１同期出力信号６１１お
よび前記第２同期出力信号６２１の位相が両方とも遅れ
ていれば、前記第２ゲート信号６４１がハイレベル前記
第３ゲート信号６３１がローレベルとなり前記第１方向
パルスが１個発生され、両方とも進んでいれば前記第３
ゲート信号６３１がハイレベル前記第２ゲート信号６４
１がローレベルとなり、前記第２方向パルス６０２が１
個発生され、前記第１同期出力信号６１１の位相が進ん
でおり前記第２同期出力信号６２１の位相が遅れていれ
ば前記第２ゲート信号６４１および前記第３ゲート信号
６３１はともにローレベルとなり前記第１方向パルス６
０１および前記第２方向パルス６０２は両方とも発生し
ない。上記３つの場合はそれぞれ第１３図のＡ，ｃ，ｂ
、に相当する。前記第１方向パルス６０１および前記第
２方向パルス６０２は本図の方向パルス発生回路６の出
ｌ力として出力される一方、前記第１方向パルス６０１
は前記アツプダウンカウンタ６６のダウン端子に入力し
、前記第１比較信号６６１および前記第２比較信号６５
１の位相を前記第１の周期に相当する位相量だけ遅らせ
、前記第２方向パルス６０２は前記アンドゲート６８を
介して前記アツプダウンカウンタ６６のアツプ端子に入
力し前記第１比較信号６６１および前記第２比較信号６
５１の位相を前記第１の周期に相当する位相量だけ進め
る。

この結果前記第１比較信号６６１は前記第２の周期ごと
に前記出力矩形波信号５０１との相対的位相差が検出さ
れ、前記第２の周期を前記可動部材９（第１図）の動き
に対応できるよう十分短く選んでおくことにより、常に
前記出力矩形波信号５０１に対して前記第１の周期に相
当する不感帯の範囲内で位相関係が一定に保たれるよう
に位相が補正される。以上の動作により本図の方向パル
ス発生回路６により前記出力矩形波信号５０１の位相が
前記第１入力正弦波信号３０１の位相に対して相対的に
ある設定量変化するごとにその方向に応じて前記第１方
向パルス６０１もしくは前記第２方向パルス６０２を発
生することができる。第１４図は第２図における方向パ
ルス発生回路６の第２の実施例を示す図である。

第１５図は第１４図の各部の信号の一例を示す図で、以
下第１５図を参照しながら第１４図を説明する。図にお
いて、方向パルス発生回路６には、前記出力矩形波信号
５０１前記第２のクロツク２０２及び前記第３のクロツ
ク２０３が入力する。

前記．出力矩形波信号５０１は第１のフリツプフロツプ
７４において前記第３のクロツク２０３によりサンプル
され、第１同期出力信号７４１を発生する。前記第１同
期出力信号７４１は第２のフリツプフロツプ７５におい
て前記第３のクロツク２０，３によりサンプルされ第２
同期出力信号７５１を発生する。前記第２同期出力信号
７５は第３のフリツプフロツプ７６において前記第３の
クロツク２０３によりサンプルされ第３同期出力信号７
６１を発生する。従つて前記第１同期出力信号７４．１
および前記第３同期出力信号７６１は前記出力矩形波信
号５０１に基づき前記第２の周期を有し前記第３のクロ
ツク２０３に同期して変化する矩形波で、前記第３同期
出力信号７６１は前記第１同期出力信号７４１よりも前
記第３のクロツク２．０３の２クロツク周期だけ遅れて
変化する。一方前記第２のクロツク２０２はアンドゲー
ト８３を介してアツプダウンカウンタ８２のアツプ端子
に入力し第１比較信号８２．１を発生する。前記第１比
較信号８２１は前記アツプダウンカウンタ８２のビツト
数を前記２相正弦波発生回路３の各実施例（第３図、第
５図、第６図、第８図）におけるカウンタのビツト数と
等しく設定することにより前記第１の入力正弦波信号３
０１と等しい前記第２の周期を有する。前記第１比較信
号８２１第４のフリツプフロツプ８１において前記第２
のクロツク２０２によりサンプルされ第２比較信号８１
１を発生する。前記第２比較信号８１１は第５のフリツ
プフロツプ７９において前記第２のクロツク２０２によ
りサンプルされ、さらに反転されて第３比較信号７９１
を発生する。前記第２比較信号８１１および前記第３比
較信号７９１はアンドゲート８４においてアンドがとら
れ、第１ゲート信号８４１を発生する。従つて前記第２
比較信号８１１は前記第２の周期を有し、前記第２のク
ロツク２０２に同期して変化する矩形波で前記第１比較
信号８２１よりも前記第２のクロツク２０２の１クロツ
ク周期だけ遅れて変化する。又前記第１ゲート信号７９
１の立上り時より前記第２のクロツク２０２の１クロツ
ク周期間だけハイレベルを有する信号となる。前記第１
同期出力信号７４１は第６のフリツプフロツプ７８にお
いて前記第２比較信号８１１の立上りによりサンプルさ
れ、さらに反転されて第２ゲート信号７８１を発生する
。

前記第３同期出力信号７６１は第７のフリツプフロツプ
JモVにおいて前記第２比較信号８１１の立上りによりサ
ンプルされた第３ゲート信号７７１を発生する。そして
前記第３のクロツク２０３はインバータ８７により反転
された後ナンドゲート８６において前記第１ゲート信号
８４１および前記第２ゲート信号７８１とナンドがとら
れ前記第１方向パルスを発生する一方、ナンドゲート８
５において前記第１ゲート信号８４１および前記第３ゲ
ート信号７７１とナンドがとられ前記第２方向パルスを
発生する。従つて前記第２比較信号８１１の立上り時に
前記第２比較信号８１１の位相に対して前記第１同期出
力信号７４１および前記第３同期出力信号７６１の位相
が、両方とも遅れていれば前記第２ゲート信号７８１が
ハイレベル前記第３ゲート信号７７１がローレベルとな
り前記第１方向パルス６０１が１発発生され、両方とも
進んでいれば前記第３ゲート信号７７１がハイレベル、
前記第２ゲート信号７８１がローレベルとなり、前記第
２方向パルス６０２が１発発生され前記第１同期出力信
号７４１の位相が進んでおり前記第３同期出力信号７６
１の位相が遅れていれば前記第２ゲート信号７８１．お
よび前記第３ゲート信号７７１はともにローレベルとな
り、前記第１方向パルス６０１および前記第２方向パル
ス６０２は両方とも発生しない。上記の３つの場合は第
１の場合、第２の場合がそれぞれ第１５図のＡ，ｄに第
３の場合がＢ，ｃに相当する。前記第１方向パルス６０
１および前記第２方向パルス６０２は本図の方向パルス
発生回路６の出力として出力される一方、前記第１方向
パルス６０１は前記アツプダウンカウンタ８２のダウン
端子に入力し、前記第１比較信号８２１および前記第２
比較信号８１１の位相を前記第１の周期に相当する位相
量だけ遅らせ、前記第２方向パルス６０２は前記アンド
ゲート８３を介して前記アツプダウンカウンタ８２のア
ツプ端子に入力し前記第１比較信号８２１および前記第
２比較信号８１１の位相を前記第２の周期に相当する位
相量だけ進める。

この結果前記第１比較信号８２１は前記第２の周期ごと
に前記出力矩形波信号５０１との相対的位相差が検出さ
れ、前記第２の周期を前記可動部材９（第１図）の動き
に対応できるよう十分短く選んでおくことにより、常に
前記出力矩形波信号５０１に対して前記第１の周期の２
倍に相当する不感帯の範囲内で位相関係が一定に保たれ
るように位相が補正される。以上の動作により本図の方
向パルス発生回路６により前記出力矩形波信号５０１の
位相が前記第１入力正弦波信号３０１の位相に対して相
対的にある設定量変化するごとにその方向に応じて前記
第１方向パルスもしくは前記第２方向パルスを発生する
ことができる。

さらに本実施例によれば前記可動部材９が（第１図）一
定位置にある場合、回路素子の特性変動といつた何らか
の回路上の理由により前記出力正弦波信号５０１が不安
定で、このため前記第３のクロツク２０３との位相関係
により前記第１同期出力信号７４１および前記第３同期
出力信号７６１の位相が前記第３のクロツクの１クロツ
ク分の範囲で不安定となつても前記第１方向信号６０１
もしくは前記第２方向信号６０２が発生することがなく
出力が安定している。又第２図における方向パルス発生
回路６の実施例としては前記第１の実施例第２の実施例
とも前記出力矩形波信号５０１の立上りのみで位相検出
を行つたが立上り立下りの両方位相を検出する構成とす
ることも容易に行うことができる。以上のようにして、
本発明によれば小型軽量で安価な新規なインクリメンタ
ル位置信号発生型の位置検出装置を実現できる。

ノ したがつて、従来のアブソリユート型の位置信号を発生
する位置検出部を用いて、デイジタル信号処理に有利な
インクリメンタル型の位置信号を発生することにより、
アナログ信号処理の欠点である多くの調整工数を必要と
する点、回路の小型化の困難等およびインクリメンタル
型位置検出装置の位置検出部としてフオトエンコーダ等
を用いた場合の諸問題等を一挙に解決することが可能と
なり、その効果は多大なものがある。

【図面の簡単な説明】

第］図は本発明の一実施例を示すプロツク図、第２図は
第１図の位置検出装置１を詳しく示した図、第３図、第
５図、第６図、第８図は第２図の２相正弦波発生回路３
の種々変形した構成例を示す図、第４図は第３図の２相
正弦波発生回路３の一構成例の各部の信号波形を示す図
、第７図は第６図の２相正弦波発生回路３の一構成例の
各部の信号波形を示す図、第９図は第８図の２相正弦波
発生回路３の一構成例の各部の信号波形を示す図、第１
０図は第２図の位置検出部４の一構成例を示すプロツク
図、第１１図は第２図のパルス化回路５の一構成例を示
すプロツク図、第１２図、第１４図は第２図の方向パル
ス発生回路６の種々変形した構成例を示すプロツク図、
第１３図は第１２図の方向パルス発生回路６の一構成例
の各部の信号波形を示す図、第１５図は第１４図の方向
パルス発生回路の一構成例の各部の信号波形を示す図お
よび第］６図は第２図のクロツク発生器２の一構成例を
示す図である。 図において、２はクロツタ発生器、３は２相正弦波発生
回路、４は位置検出部、５はパルス化回路、６は方向パ
ルス発生回路をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 位置決め制御系における位置検出装置において、第
   １の周期を有する第１のクロックに応答して互いに位相
   がほぼ９０°異なり、実質的に振幅の等しい第２の周期
   を有する正弦波状の第１入力正弦波信号と第２入力正弦
   波信号とを発生する手段と、前記第１入力正弦波信号と
   前記第２入力正弦波信号とに応答して前記第２の周期を
   有し、接続された可動部材の変位に対応して前記第１入
   力正弦波信号に対して位相が相対的に変化するが如き正
   弦波状の出力正弦波信号を発生する手段と、前記出力正
   弦波信号に応答して前記出力正弦波信号に対して一定な
   位相関係を有し周期の等しい矩形の出力矩形波信号を発
   生する手段と、前記第１の周期を有し前記第１のクロッ
   クに対し任意の一定な位相にある第２のクロックと前記
   第１の周期を有し、前記第２のクロックと位相の異なる
   第３のクロックと前記出力矩形波信号とを入力し、前記
   第３のクロックから得られる位相補正パルスを用いて前
   記第１の周期を単位としてステップ状に位相を変化させ
   ることができる前記第２のクロックを分周して得られる
   前記第２の周期を有する比較信号を前記出力矩形波信号
   に位相同期させ、この位相同期過程で発生される位相補
   正パルスを位相修正方向に応じて第１の方向パルスまた
   は第２の方向パルスとして発生する手段と、から構成さ
   れ前記可動部材が一定量変位するごとにその変位方向に
   応じて前記第１の方向パルスまたは前記第２の方向パル
   スを発生することを特徴とする位置検出装置。