JPS61137011A

JPS61137011A - エンコ−ダ出力の精度向上方法

Info

Publication number: JPS61137011A
Application number: JP59258810A
Authority: JP
Inventors: Koji Yao; 耕次八尾
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1984-12-06
Filing date: 1984-12-06
Publication date: 1986-06-24
Also published as: DE3542908A1; JPH052082B2; DE3542908C2; US4707683A; KR930002719B1; KR860005212A

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】「産業上の利用分野」この発明はロータリーエンコーダ、又はすニアエンコー
ダに関するものであり、特に等速回転、又は等速移動す
る光学式、磁気式の上記エンコーダの出力信号に対応す
る角度、又は位置誤差を補正する方法に関する。

「従来の技術」光学式ロータリーエンコーダが発生する角度位置情報パ
ルスは透明板上に不透明色、例えば黒の線が放射状に一
定太さの一定ピッチで描かれたコード板を回転させて該
コード板を透過する光を光電変換した受光器の出力信号
を適宜の電子回路で増幅して、波形整形した正弦波又は
矩形波の信号から得られる。反射源リニアエンコーダの
場合、上記ニードは反射色と吸収色（例えば白と黒）を
用いて板上に格子上に描かれており、受光器からの反射
光を受光するよう一ζなっている。

上記エンコーダが発生するパルスの位置情報の精度は上
記コード板に描かれた透明と不透明線（白、黒線）の位
置精度に左右される。又、ロータリーエンコーダの場合
には放射状に描かれた透明、不透明線の回転中心位置の
偏よりの度合によっても位置精度が左右される。

この事情は磁気式エンコーダについても同様である。

「発明が解決しようとする問題点」従って高精度のエンコーダを得るためには上記コード板
を精度よく作成し、更にロータリーエンコーダの場合に
は回転中心と放射状のコードの中心とを精度よく合わせ
ることが要求されるのであるが、これらの精度を向上さ
せるためには技術的、経済的限界があった。

「発明の目的」この発明は上記従来の事情に鑑みて提案されたものであ
り、その目的は比較的安価で精度がそれほど高くないエ
ンコーダの出力に対して電子回路を用いて補正を加えて
高精度のエンコーダの製作費用よりも低い価格で精度の
高い位置信号が得られる方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成するために、この発明は以下の方法を採
用している。

先ず等速移動するり二Ｙエンコーダや等速回転するロー
タリーエンコーダの出力パルス信号をＰＬＬ回路で逓倍
して求めようとする精度に応じた細かな逓倍パルス信号
を得、この逓倍パルス信号をロータリーエンコーダの出
力パルス信号の少くとも半パルス間に必要とする精度が
得られるだけの出力パルスを多数保有する精度の高いエ
ンコーダの出力パルス数に基づいて計算する。又は原点
からの基準単位移動量毎に計算する手段から得られる真
正の位置情報との関係を示すデータを記憶装置、例えば
リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）に書込む。

ここで上記記憶装置に書込まれる逓倍パルス信号と真正
の位置情報との関係を承すデータには以下の場合がある
。そのひとつはエンコーダが移動（回転）原点から基準
単位量移動（回転）する毎に得られる逓倍パルス信号の
パルス数（これは本来一定の値になるべきものであるが
、エンコーダの精度不足のため必ずしも一定とはならな
い）を上記データとするものであり、従って逓倍パルス
信号を記憶装置から続出された上記パルス数で分周する
と基準単位移動量に対応する補正された位置情報を得る
ことができる。

上記基準単位移動量ごとの逓倍パルスの数は計算によっ
て求めることもできるし、またハード的な方法によって
も求めることができる。

また、他のひとつはエンコーダが前記基準単位量移動す
るごとに発生する各逓倍パルスに対応し、＠θ′又は６
１′の値をデータとするものである。

＠Ｏ”又は１１”の値は例えばエンコーダが基準単位量
の一移動する毎に逓倍パルス毎に“０″又は第１″を交
互に記憶装置に書き込み、次いで１Ｇ”又は第１”のデ
ータを記憶装置から読出すことによって基準単位移動量
に対応する補正された′Ｏ″又は１−″の位置情報を得
ることができるのである。

以上のようにして得られる補正された位置情報は予め逓
倍パルスの逓倍塵を増加させておくことによって更に精
度を上げることができる。

「実施例」及び「作用」まず実施例における基本的な考え方を説明する。

出力精度が必要とする精度に遅しないロータリーエンコ
ーダの出力をＰＬＬ回路に通して逓倍パルス信号を得る
。この逓倍パルス信号の間隔は必要とする精度より細か
い間隔のものとしておく。ＰＬＬ回路を用いることによ
って逓倍パルス信号はその絶対的な位置精度、すなわち
円周分割精度は所要のレベルに達してはいないけれども
、その発生する位置は常に一定している。

逓倍パルス信号の発生する位置が常に一定しているから
それを十分に細かくしておくと、その逓倍パルスのいず
れかが必要とする絶対的な位置から許容誤差範囲内のと
ころに存在するはずである。

この発明は前記逓倍パルス信号のうちから必要とする精
度位置から許容誤差範囲内に存在するパルスを求めてお
いて、精度を向上させた位置信号を出力させようとする
ものである。

第１の実施例ではこの高精度位置信号を次のようにして
求める。まずロータリエンコーダの原点からの単位移動
量毎の逓倍パルス数を計算により求めたり実際に動作さ
せて求める。この求めた逓倍パルス数を分周数として適
当な記憶装置に入れる、ロータリエンコーダを使用利用
する場合にこの分周数を記憶装置から読み出して、それ
に従って逓倍パルスを分周し、分周数毎にパルス信号を
出力させる。こうして分周数の読み出しと分局動作を繰
返すことによって精度を向上させた単位移動量毎の位置
信号が求められる。

別の実施例においても第１の実施例と同じ（、精度不十
分なロータリエンコーダの出力からの逓倍パルスを用い
る。そして正確な位置信号を発生する基準パルスが存在
するとした場合に前記逓倍パルスの発生する各位置にお
いて＠θ′であるか１１′であるかをそれらの位置、す
なわち逓倍パルスのパルス数をアドレスとする記憶装置
に書き込んでおく。

使用に際してはこの記憶装置から、ロータリエンコーダ
出力からの逓倍パルスの個数を教えた値をアドレスとし
て、記憶しであるデータを読み出すと、この読み出した
データ１０′又は１１”により補正向上された正確な位
置信号を得ることができる。

第１図はロータリエンコーダの出力に対して補正を加え
るためのこの発明の第１の実施例の概略を示すものであ
る。補正を要するロータリエンコーダ（以下被検エンコ
ーダという）１は、例えば画像走査記録装置に装着され
、第１図に示した回路で補正が加えられる。第１図に示
すＲＯＭ１６には被検エンコーダ１の出力信号ＴをＰＬ
Ｌ回路２１で逓倍した逓倍パルス信号Ｎを分周して基準
単位移動量毎に対応する補正された位置信号Ｐ４を得る
ためのデータ（分周数）が収納されておりこのデータ（
分周数Ｍ）は後記のように第２図の回路で作られる。

ますロータリエンコーダ１からのスタート信号Ｓはワン
シ冒ット２６を介してアップカウンタ２４を初期状態（
アドレス「零」）にし、アップカウンタ２４はアドレス
「零」４を出力し、ＲＯＭ１６はアドレス「零」での分
周データＭを出力する。分周データＭはダウンカウンタ
２２に取り込まれて、ダウンカウンタ２２はＰＬＬ回路
２１の出力する逓倍パルス信号Ｎを分周データＭに等し
い回数をかぞえる毎に出力Ｒを出す。この出力ＲＣは７
２９１１８回路２８を介して求める補正ずみ位置信号で
あるパルスＰ４を出力すると共に、パルスＰ４はアップ
カウンタ２４をカウントアツプさせると共に、次の、Ｒ
ＯＭ１６からの分周データＭをカウンタ２２に散り込ま
せる。そして、カウンタ２２はダウンカウントを行う。

このようにして、分周を繰返えして、各基準単位移動量
ごとに補正済み位置信号Ｐ４の出力を繰返す。詳細は後
に説明する。

分周数を求め、補正パルスＰ４を求める順の実施例を説
明する。

まず第２図において被検エンコーダ１と、より精度の高
い基準エンコーダ２（例えばハイデンハィン社製、イン
クレメンタルロータリエンコーダＲＯＤ８００）は駆動
モータ８によって駆動され同軸に回転するようになって
いる。

被検エンコーダ１は１回転毎に１回発生するスタートパ
ルスＳとｖ０パルス／１回転（以下ｖ０＝　５，０００
の場合を例示する）のパルス信号Ｔを出力し、基準エン
コーダ２は１回転毎に図示しない波形成形回路を介して
Ｗ０パルス／１回転Ｃ以下Ｗ。−８，６００，０００の
場合を例示する）のパルス信号Ｋを出力する。

エンコーダ１，２が同軸に回転することにより、スター
トパルスＳが発生した後にこのスタートパルスＳＩζよ
り、カウンタ７の出力値ｊは零にリセットされる。

被検エンコーダ１より発生したパルス信号Ｔはワンシ冒
フト回路８に入力され更にインバータ９を介して別の７
２９１１８回路１０に入力される。

ワンシ暫ット回路８，１０の出力は、アンドゲート１１
に入力され、アンドゲート１１の出力はパルスＴの立上
り時と立下り時に負方向パルス信号１１　を発生する。

パルス信号Ｔが５，０００パルス／１回転であるからパ
ルス信号ｒ１は被検エンコーダ１の１回転で１０．００
０パルスとなる。パルス信号ｒ１はカウンタ７のクロッ
ク端子に入力され、カウンタ７はパルス信号ｒ、のパル
スが入力されるごとに計数値ｊを１つずつ増加する。

一方基準エンコーダ２の出力パルス信号にはカウンタ１
８に入力され、このカウンタ１８は後記同期化回路１２
からパルス信号ｒ１に同期して出力されるリセット信号
Ｘでリセットされるようになっており、カウンタ１８は
リセット前に被検エンコーダ１のパルスＴの半周期に発
生する基準エンコーダ２の出力パルス数を計数して誉き
込み信号Ｗでメモリ１４に入力する。そしてメモリ１４
には上記カウンタ１８の計数値Ｃ＃ζカウンタ７で作ら
れたアドレスが付されて収納される。被検エンコーダの
パルスＴの間隔を測定したことになる。

同期化回路１２は上記カウンタ１８の計数値Ｃがメモリ
１４に正確に書込まれるように以下の如き同期制御を行
なう。

まずカウンタ７にパルス信号ｒ１の１つのパルスが入力
されて計数値を１つ増加させる。そしてパルス信号Ｆｌ
が発生した後のカウンタ１８に入力される基準パルスに
の立上りでカウンタ１Ｂがカウントアツプするタイミン
グを考慮する同期化回路１２がメモリ１４に書込みパル
スＷを出力してカウンタ１８の計数値Ｃをメモリ１４に
沓込み、更にその後にリセット信号Ｘを出力してカウン
タ１Ｂをリセットするようになっている。

従って被検エンコーダ１の出力が誤差のないパルス信４
！−Ｔを発生しているものとすればパルス信号ｒ１の１
パルスに対して基準エンコーダ出力Ｋ（７）＆Ｃ１！’
υ口）、０００＝８６０パルス出力する。

１０．０００従ってカウンタ１８がｒ８５９」を計数した後パルス信
号ｒ１が発生し、前述したようにカウンタ７の計数値ｊ
を「１」つ増加し、その後のパルス信号にの立上りによ
りカウンタ１８がｒ８６０Ｊを計数したのちメモリ１４
はカウンタ７の計数値ｊをアドレスとしてカウンタ１８
の計数値Ｃである「８６０」を記憶する。（被検エンコ
ーダ信号出力のデユーティが６０％でないときは適宜パ
ルスＴの１周期以上の周期により求める。）被検エンコーダ１の出力精度が充分でない場合にはパル
ス信号Ｔの周期にばらつきが生じ、カウンタ１８の計数
値ＣはｒＪ１６０」を中心とした前後の値をとることに
なる。

このようにして被検エンコーダｌのパルス信号Ｔの半周
期ごとのカウンタ１８の出力値Ｃ（「８６０」を中心と
したその前後の値）はカウンタ７の出力値ｊをアドレス
として順次メモリ１４に記憶される。

被検エンコーダ１が次のスタートパルスＳを発生して１
回転すると、被検エンコーダ１周分のカウンタ７の計数
値ｊ毎のカウンタ１８の計数値Ｃがすべてメモリ１４に
記憶される。

本発明の方法においては、被検エンコーダ１は＊＠使用
に際して以上のようにしてメモリ１４に収納されたデー
タに基づいて演算を行い、分周数を求めてＲＯＭ１６に
記憶する。まず第１図に示した回路で使用される被検エ
ンコーダ１が回転ドラム式画像走査記録装置の走査、又
は記録ドラムに装着されている場合を想定し、その出力
信号Ｔをｎ。倍（以下ｎｏ　＝＝　１６０の場合を例示
する）に逓倍した逓倍パルス信号Ｎの１パルスが周長り
驕（以下り、＝８００ｍの場合を例示する）の記録ドラ
ム、あるいは走査ドラム上でいくらの間隔Ｂになるかをなる式で求める（ここで−を用いるのは値Ｃが被検エン
コーダ１の出力パルス信号Ｔの半周期に対応する値であ
るため）。逓倍パルス間隔Ｂは約１μｍとなる。

次にドラム上の単位移動量毎Ｂ０（以下、供の例では１
０μｍとする）に対応する上記逓倍パルスの数ＭをＭ−
Ｂ、なる関係に基づいて計算する。

第８図は上記演算を行なうためのフローチャートを示す
ものである。

まずこの計算に用いる変数１　、３．　、Ｍ、Ａ、　ｌ
　　を全て零にしておく（Ｓ、）。

ここでｉは逓倍パルスの原点（スタートパルスＳが発生
する点）からの数ｊはメモリ１４のアドレス（カウンタ７の出力）Ｍは単位移動量あたりの逓倍パルスの数であって第１図
の回路で逓倍パルス信号に対する分周数となる。

ｌはＲＯＭ１６のアドレスＡはドラム周面での原点からの距離に対応する値である
。

次にメモリ１４の最終アドレスから値Ｃを胱出す（Ｓ２
）。

最終アドレスのＣの値を読出す理由は第１図で使用され
ているＰＬＬ回路２１の出力逓倍パルスが被検エンコー
ダ１の出力パルスの半周期分連れることを考慮したもの
である。

そしてフェーズ拳ロックしたときのみ（１）式の計算を
行ない、逓倍パルス信号Ｎの１周期に対応するドラム周
面上の長さＢを求める（Ｓ８）。ここで（１）式に例示
した６値を与えると、グーが正確な位置情報を出力している場合はＣ＝８６Ｇ
であるからＢｓｇｌＪｍとなる。次にＡ＋Ｂなる計算を
行なって、その結果を析たな人の値とする（Ｓ４）。

次に上記Ｓ４のステップで得られた人の値に０゜６を加
え合わせてその値をｌ入とする（Ｓ６）、　上記０．５
を加え合わせるのは誤差が１パルスの半分以内になるよ
うにするためである。

ここで値ｉとＭを１つずつ大きくしてＩ　Ｓ、　）（Ｓ
７）、Ｑ析し一月の値と−７−（ｊ＋１）とを比較する（Ｓｌｉ
）−すなわちメモリー４から絖み出したＣの値を（１）
式に使用すべき期間内であるか否かを判断するのである
。逓倍パルス槓算数五が−（ｊ＋１　＞を越えまたとｈ（メモリー４から読み出したＣの値や“１”式に
使用する範囲を超えたとき）にはステップＳ８はＹＥＳ
となってｊの値を１つ増やしたｊ＋１の値を析しいｊの
１直としくＳｌ。）、メモリー４のｊ−１番地からＣの
値を読取り（初めての処理では零番地からＣの値を読み
とる）　（Ｓ１１）、更に上記ｊが（最終番地＋１）か
（最終番地＋１）より大きい値を越えるか否か（最終番
地のＣのデータはステップＳ２で使用している）を判断
しくｓｌｇ）、越えない場合にはステップＳ９に進行し
、越える場合には被検エンコーダ１の１周分のＣの値に
ついて必要なデータの作成が行なわれたことを意味する
ので終了する。

コノ：Ｘｙ−ｙ　フＳ　ｓ　テ１２　”　（ｊ＋　１　
）　テナイ場合にはステップＳ８の判断はＮＯとなって
前記Ｓ、のステップで得られたＩＡの値が回転始端から
の必要とする単位移動量Ｂ。（１０μｍとする）の整数
倍（ｌ＋１）Ｂｏ　（ここでの整数はＲＯＭ１６のアド
レス！より１つ多い数）を越えるか否かを判断する（Ｓ
、）。

Ｉ　Ａ＜　（Ｊ＋１　）Ｂｏであるときはこの時点での
逓倍パルス数Ｍに対応する距離が単位移動量Ｂ０に満た
ないことを意味するので判断ステップ８゜１よＹＥＳと
なって再びＳ８のステップに戻って同じＣの値に基づく
上記５３〜Ｓ、のステップを繰返す、上記Ｓ、のステッ
プでＩＡＯ値が単位移動量Ｂ０の複数倍を越えた場合に
は、判断ステップＳ９はＮＯとなってそのときのＭの値
例えば最初のＩＱ　ｐｍに対して、Ｂζ１　ｓｍが１０
コとステップＳ、で０．６を加算しているのでＭ−１０
（すなわち分周数）をＲＯＭ１ｇへ値１をアドレスとし
て書込む（Ｓｌ、）ようになっている、向上記例示した
値から計算されたＭは１０を中心としたその前後の値で
ある。その後アドレスＩを１つ進め（Ｓ１４）、史にＭ
をＯにして（Ｓｌ、）　、再びステップＳ、に戻るよう
になっている。

第１図は上記のようにして分周数を畳込んだＲＯＭ１６
に基づいて実ＶＡＩｃ周長がＬ−のドラムを有する画像
走査記鎌装置に４Ｍ着された？ＨＬ検エンコーダ１か６
１０　ｓｏｌ毎に補正された位置信号を得るための回路
である＊　ｔ　′／：ｇ４図は第１図に示した回路に用
いられる各信号のタイミングチャートを示したものであ
る。

波慣エンコーダ１はＰＬＬ回路２１がフェーズロックす
るように回転しており、その出力信号は前記のようにｖ
０パルス／１回転である。

出力信号ＴはＰＬＬ回路２１でｎ。倍に逓倍されてｎ。

Ｖ、＝Ｎパルス／１回転の逓倍信号Ｎがダウンカウンタ
２２に入力される。ダウンカウンタ２２には下記の順序
でＲＯＭ１６から続出される分周数Ｍが設定されており
、分周数Ｍをカウントダウンしてゆきダウンカウンタ２
２が「′０」をカウントすることによってワンシ■ット
回路２８から波形成形された補正された位置信号を出力
するようになっている。

以下第４図に示すタイミングチャートに従って更に詳し
く説明する。被検エンコーダ１が回転始端を表わすスタ
ートパルスＳを発生すると、スタートパルスＳはワンシ
習ット回路２６に入力されワンシ璽ット回路２６は負方
向パルスＰ１を７ツプカウンタ２４のクリア端子に入力
する■、前記負方向パルスＰ１によってクリアされたア
ップカウンタ２４は零の値をＲＯＭ１６にアドレスｌと
して出力する■。ＲＯＭ１６からは零番地に収納されて
いる分周数Ｍが出力され、カウンタ２２のデータ人・力
端子に入力される■。

一方、前記負方向パルスＰ１はア、ンドゲート２７を介
してワンシ曽ット回路２８にも入力され、負方向パルス
、Ｐｌの立上りでワンシロブト回路２８から負方向パル
スＰ２が出力される■。この負方向パルスＰ、の幅は、
アップカウンタ２４でアドレスＪｒ（この場合零）が確
立し、アドレスｌによりＲＯＭ１６から該当するアドレ
スに収納されている分周数Ｍがダウンカウンタに安定し
て収納されるに要する時間を確保している。負方向パル
スＰ２はフンシロフト回路２９に入力され、ワンシ冒フ
ト回路２９はパルスＰ２の立上りで負方向パルスＰ８を
発生する■。パルスＰ８は前記■のステップでダウンカ
ウンタ２２のデータ端子に入力されている分周数Ｍをダ
ウンカウンタ２２にロードする■。

ダウンカウンタ２２は分周数Ｍがプリセットされると逓
倍パルス信号Ｎの各パルスの立上りごとに１つずつカウ
ントダウンしていく■。ダウンカウンタ２２に逓倍パル
スＮが入力され、ダウンカウンタの出力値が零になる■
と、上記ダウンカウンタを零にしだ逓ｉパルスの立下り
でリップルクロックｒτか出力される■（出力ＲＣはフ
ィードバックであるゲート２７、ワンシ四フト回路２８
゜２９がない場合は点線で示す如くに出力される）。

リップルクロックＲＣの立下りでワンシ暫ット回路２８
は補正された位置信号であるパルスＰ４を出力するｑΦ
、このようにして原点から約１０　ｓｉｎのパルスＰ４
が得られた。

位置パルスＰ４はアップカウンタ２４、に入力され、該
アップカウンタ２４の計数値、すなわちＲＯＭ１６のア
ドレスｌを１つ増加させる（この場合零から１になる）
■。従ってＲＯＭ１６からは次のアドレス！にある析し
い分周数Ｍが読出され分周数Ｍはダウンカウンタ２２の
データ端子に入力されることになる＠。前記パルスＰ４
は前記アンドゲート２７にも入力されており、前記ステ
ップ■で発生したと同じようにワンシｗット回路２８で
パルスＰ　を発生しｑ択更にパルスＰ２の立上りでワン
シ１ット回路２９でパルスＰ、を発生する■。パルスＰ
、でダウンカウンタ２２に新たな分周数Ｍをプリセット
する＠と同時に前記リップルクロックＲＣが１′に戻る
［相］。そして次の逓倍パルスＮの立上りでダウンカウ
ンタ２２は計数値を１つ減少することになる０゜以後前
記同様逓倍信号Ｎの各パルスの立上りでダウンカウンタ
２２は計数値をカウントダウンし、前記■〜◎のステッ
プを繰返すことになる。

尚、位置パルスＰ４がスタート信号Ｓが立上る直前の逓
倍パルスの立下り時点に発生すると仮定すると、１４４
図において破線で示した各信号（各ステップにはダッシ
ュを符して同図右部の各ステ、プと対応させている）が
発生する。

このようにして被検エンコーダ１の原点から基準単位移
動量Ｂ０毎に位置パルスＰ４が出力され、その誤差は第
８図に示すステップ■での演算による丸め誤差、すなわ
ちスタート点からの距離に対して逓倍パルス１つ分以内
である１例示した数値に基づいて上記誤差を計算すると
、スタート点からの距離に対して約±０．５μｍ程度と
なる。（尚（一般的に）出力信号が５，０００パルス／
１回転のロータリエンコーダの誤差は約８μｍである。

）この誤差は被検エンコーダに対する逓倍数を増やせば
より小さくなることはもちろんである。尚上記薯（１３
式のＣの値は、被検エンコーダの半パルス分の基準エン
コーダの出力に基づいて計算しているが、１パルス分あ
るいはそれ以上の値をとってもよい。

単位移動量Ｂ０ごとの逓倍パルス数は上記のように計算
によって求めなくても第６図に示す回路を用いてハード
的に求めることもできる。

第５図において被検エンコーダ１と基準エンコーダ２と
は同軸にＰＬＬ回路８４がフェーズロックする様に等速
度で回転しており、スタートパルスＳが出力されるとワ
ンシ、ット回路８８から負方向パルスＰ１□が出力され
て分局器８１を初期化し、カウンタ８２を零にリセット
する。

基準エンコーダ２の出力パルスには分周器８１でｍ０分
の１（以下ｍ。＝４６の場合を例示する）に分周された
分周パルス信号に１となってカウンタ８２に入力され、
カウンタ８２の計数値はＲＡＭ８６ｊζアドレス値とし
て入力される。

一方被検エンコーダ１の出力値はＰＬＬ回路８４でｎ０
倍に逓倍されて、第１図の実施例で用いた同様の逓倍パ
ルス信号’ｔ２となってカウンタ８５に入力される。カ
ウンタ８６は後記同期化回路８７０作用によって上記分
周パルス信号に１の１周期ごとのパルスＰｔｉの計数値
をＲＡＭ８６にデータとして入力するようになっている
。従ってＲＡＭ８６は上記のようにして得られたカウン
タ８５の出力であるデータにカウンタ８２からの出力で
あるアドレスを付して収納するのであり、ここで得られ
たデータが第１図に示した回路に用いられる分周数Ｍと
なる。

同期化回路８７はＲＡＭ８６にデータを書込むための同
期制御を行なうものである。まずスタートパルスＳによ
ってワンシ冒ット回路８８から出力されるパルスＰ１１
がアンドゲート８７８を介してフリップフロップ８７４
をセットし、オアゲ−ト８７５の出力を＠Ｏ”にする。

そしてパルスＰ１□が発生した直後の逓倍パルスＰ１２
の立上りでカウンタ８６の計数値が１つ増加されると同
時にワンシ１ット回路８７１は負方向パルスＰｔｓを発
生し、オアゲート８７６を介してワンシ冒フト回路８７
６に入力し、ワンシーット回路８７６はパルスＰＩｌｌ
の立上りで負方向パルスＰ１４を発生する。パルスＰ１
４はＲＡＭＪ１６に書込みパルスとして入力され、ＲＡ
Ｍ８６はカウンタ８２の出力すなわち零をアドレスとし
、カウンタ８５の出力をデータとしてパルスＰ１４で書
込みを行なう。ワンシ璽ット回路８７７はパルスＰ１４
の立上りで負方向パルスＰ１５を発生し、カウンタ８５
をクリアすると同時に、フリップフロップ８７４をリセ
ットする。そしてパルスＰ１ｉＩの立上り毎Ｅζカウン
タ８５は計数を１つずつ増やす。

次に分局器８１が基譲エンコーダ２の出力パルスＫを数
えて分局器８１の出力が立下る時カウンタ８２は計数を
１つ増加し、７２９１１８回路８７２は分周器８１の出
力の立下りで負方向パルスを発生し、フリップフロップ
８７４をセットする。

こののち、逓倍パルスＰ１！の立上りでカウンタ８６を
１つ増加し、前述の如くワンシｍｙト回路８７１、オア
ゲート８７６を介してワンシ璽ット回路８７Ｂからパル
スＰ１４が発生し、ＲＡλ１８６はカウンタ８２の出力
をアドレスとし、カウンタ８５の出力をデータとして、
パルスＰ１４で馨込みを行なう、クンシ臂ット回路８７
７は前述の如くパルスＰ１６を発生してカウンタ８５を
クリアし、フリップフロップ８７４をリセットする。そ
してこの動作を１回転につき繰返す。

以上のようにしてＲＡＭ８６に入力されたデータは公知
の技術を用いてＲＯＭ１６に移植され、ＲＯＭ１６は被
検エンコーダζ共に第１図に示す回路に適用される。な
お書込みアクセス時間の短かいリードオンリメモリＲＯ
Ｍ１６を用いてカウンタ８６の出力データをＲＯＭ１６
に直接書込むようにしてもよい。

尚、以上第２の方法で得られた最終出力パルスの精度に
ついては後に考察する。

この発明は第６図に示す回路を用いても賽施することが
できる。先ず第６図（２）は被検エンコーダ１が実際に
稼動されたときに必要とする補正データをＲＯＭ４７に
収納するための回路であり、該ＲＯＭ４７は被検エンコ
ーダ１が実際に稼動する場合に第６図（均の回路に適用
され被検エンコーダ１に対する補正処理を行なう。

まず第６図囚に於て被検エンコーダ１と基準エンコーダ
２は同軸に等速回転しでいる。基準エンコーダ２のパル
スは分局器４１にてｍ０分の１（＝４５分の１）されて
分周器４１の出力に１は１″又は０″のデータとしてＲ
ＡＭ４６に入力されている。被検エンコーダ１からスタ
ートパルスＳが発生するとパルスＳの立上りで７２９１
１８回路４２から負方向パルスが発生し、分局器４１を
初期状態にし、カウンタ４４を零にする。

被検エンコーダ１の出力パルス信号ＴはＰＬＩ。

回路４８でｎ０倍（１６０倍）され、１回転あたりｎ。

７０個のパルス（８００，０００／　１回転）を有する
逓倍パルス信号Ｐａｔとなり、この逓倍パルス信号Ｐ８
１はカウンタ４４に入力され、カウンタ４４は逓倍パル
ス信号Ｐ３１のパルス数をパルスＰ８、の立上りで計数
し、計数値はＲＡＭ４６にアドレス値として入力される
。逓倍パルス信号Ｐｓｔはワンシーット回路４６にも入
力され、ワンシ画ット回路４６からは各逓倍パルスの立
上りののち、カウンタ４４の出力が安定するタイミング
を得たのち負方向パルスＰ、を出力し、パルスＰ３２を
書込みパルスとしてＲＡＭ４６に入力する。

ＲＡＭ４ｇはカウンタ４４の出力をアドレスとし、ワン
シｗット回路４５の出力を書き込みパル。

スとして分局器４１の出力１１”又は１０”をデータと
して１１７図に示すように記憶する。

尚上記回路において分局器４１とＲＡＭ４６の間に例え
ば、７２９１１８回路を挿入し、「１」又はｒＯＪのデ
ータ数比を定めてもよい。

ＲＡＭ４６の代りにＲＯＭ４７を用いてもよいがＲＯＭ
４７の書込み時間の足りない場合には図示の如＜ＲＡＭ
４６にデータが書込まれた後、公知の手段を用いてＲＯ
Ｍ４７にデータを書移す。

次に第６図（Ｂ）は上記のようにデータが書込まれたＲ
ＯＭ４７を実際に稼動する場合の回路を示すものである
。

第６図（Ｂ）に於て被検エンコーダ１からスタートパル
スＳが出力されると該スタートパルスＳはワンシ冒ット
回路５２を介してカウンタ６８をクリアする。被検エン
コーダ１からの出力パルス信号ＴはＰＬＬ回路５１にて
１９倍されてカウンタ６Ｂに入力され、カウンタ６８の
出力値がＲＯＭ４７のアドレスとなり、ＲＯＭ４７から
データ′″１１又は１０”が出力されるようになってい
る。

次に第８図に基づいて第６図及び第６回国に示した実施
例における精度を、例示した具体的な数値に基づいて考
察する。

第６図におけるＰＬＬ回路８４、第６回国におけるＰＬ
Ｌ回路４８、復調の際に用いる第１図のＰＬＬ回路２１
、及び第６図（８）のＰＬＬ回路６１の出力する逓倍パ
ルス信号の１パルスは局長８００ａｍのドラム周面上に
於て約１．＃ｍに相当する。

また基準パルスは絶対位置に対して誤差が±０．０１μ
ｍ程度の高精度のものである。

従って第８図の（ａｌに示すようにＰＬＩ、回路出力が
基準パルスに対して最も大きな位相差Ｐｉとなったとき
、最終出力パルスと基準パルスとの誤差ＰｄはＰＬＬ回
路出力の１パルス分約１ｓｍ以内となる。また第８図の
（ｂ）に示すようにＰＬＬ回路出力が基準パルスに対し
て最も小さな位相差Ｐｂとなったとき、最終出力パルス
と基準パルスとの誤差Ｐｇは１−より充分小さな値とな
る。

更にＰＬＬがフヱーズロフクする位相範囲は通常１０％
前後であり、この範囲を２倍の２０％としても逓倍信号
の１パルスの幅は１．２μｍである。

従って絶対位置に対する正の最大誤差は１．２μｍ以内
にすることができる。

絶対位置に対する負の方向の誤差は上記基準パルスの誤
差０．０１μｍ以内となる。

第５図、１２４６図囚の実施例において、基準エンコー
ダ２の出力を分周して析たな基準位置情報を得ているが
この発明を用いて精度を１桁糧よくして補正したエンコ
ーダの出力するパルスを基準パルスとして用いてもよい
のは言うまでもない。

被検エンコーダ１を逆方向に回転させる場合は、第１図
におけるカウンタ２４、第６図ＣＢ）におけるカウンタ
６８をダウンカウンタに入れ替えて動作させればよい。

又、両方向に回転させて使用する場合は公知の技術を用
いて回転方向に応じてアップカウンタ、又はダウンカウ
ンタの動作をさせればよい。

第２図で求めたデータを用いてステップ８１８をＭの数
半数を１１″、残りの半数を１０１でＲＯＭ４７に書込
んで第６図（Ｂ）の実施例のＲＯＭを作ることもできる
し、＠６図実施求めたデータからａｔ図に用いるＲＯＭ
１Ｂを作るξとができるのは言うまでもない。

カウンタと一致回路を用いて、分周したと同昏動作をさ
せることもできる。

さらに基準の単位移動証を基準エンコーダ２を用いたが
他の方法によってもよい１例えば被検エンコーダ１の出
力そのま−で得られるデータから誤差値を求め、その値
をデータとして、第８図のように演算して求めることも
できる。

高速回転で用いる場合、ＲＯＭ１６又はＲＯＭ４７に高
速のものがない場合は、公知の手段を用いてＲＡＭにｄ
Ｆｍ替えて使用することができる。

「発明の効果」ロータリエンコーダの精度は一般的には１回転あたりの
出力パルス数にほぼ比例している。さらにハイデンハイ
ン社製のロータリエンコーダの場合は、１きざみの＋」
−以内の精度をもっているとされている、出力パルス数
が多いロータリエンコーダは一般に高価であり、かつセ
ンサ系及び逓倍回路系の応答により低速回転（例えば２
５ｒ。

ｐ、ｍ）でしか用いられない。

この発明は安価で精度の低いロータリエンコーダをかな
シ」）高い積度まで高めることが可能でなおかつ高速回
転（例えば１．２０　Ｏｒ、ｐ、ｍ　）で使用できるよ
うになり、経済的効果は大きい。

１回転あたりの出力パルス数の少ないロータリエンコー
ダは上述の如く高速で使用できる反面精度が悪いとされ
、使用目的に合格する製品は高価であったものが標準品
、又はそれ以下であってもフェーズロックする範囲の精
度内なら、この発明で使用できるようになった。

実施例はロータリエンコーダで説明したが等速度で動く
リニアエンコーダにもこの発明が利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を使用する実施例を示す図、第２図は
この発明のデータを作る第１の実施例を示す図、第８図
は第２図における処理部のフローチャート、第４図は第
１図に示した回路のタイミングチャート、＠６図はこの
発明のデフータを作る第２の実施例を示す図、第６回国
はこの発明のデータを作る纂８の実施例を示す図、第６
図（Ｂ）は第６回国の実施例で作ったデータを使用する
実施例を示す図、第７図は第６Ｑ囚の回路によってＲＯ
ｈ（に収納されるデータとアドレスの関係を示す図、第
８図は精度を説明する図である。図中１・・・被検エンコーダ、２・・・基準エンコーダ、７
．１Ｂ、８２．８５，４４．５８・・・カウンタ、１２
．８７・・・同期化回路、１４・・・メモリ、　　　　１５・・・処理部、１６．
４７・・・ＲＯＭ。２１．８４．４８．５１・・・ＰＬＬ。２２・・・ダウンカウンタ、２４・・・アップカウンタ、８１．４１・・・分局器、８６．４６・・・ＲＡＭ。第１図第５図（Ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）実質的に等速度で動くエンコーダが出力するパル
ス信号を適宜の数で逓倍した逓倍パルス信号を得、原点からの単位移動量毎にこの逓倍パルス信号の数を数
えておき、この数えたデータに基づいて、単位移動量毎
に補正済み位置信号を得ることを特徴とするエンコーダ
出力の精度向上方法。
（２）実質的等速度で動くエンコーダが出力するパルス
信号を適宜の数で逓倍した逓倍パルス信号を得、この逓倍パルス信号を原点からの単位移動量毎に予め求
めておいた分周数で分周したパルスを得る特許請求の範
囲第１項に記載のエンコーダ出力の精度向上方法。
（３）エンコーダの出力パルス信号の少なくとも半パル
スに対応する間隔を精度の高い別のエンコーダの出力パ
ルス数に基づいて計算し、この計算結果に基づいて次に逓倍パルス信号の１パルス
に対応する間隔を、目的とする精度が得られる桁数で計
算し、更に原点からの基準単位毎の移動量を得るための逓倍パ
ルス数を上記１逓倍パルス間隔に基づいて計算し、得ら
れた逓倍パルス数を分周数とした特許請求の範囲第１項
又は第２項に記載のエンコーダ出力の精度向上方法。
（４）原点からの基準単位移動量毎の逓倍パルス信号の
パルス数をカウンタで計数しこの計数値を分周数とした
特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のエンコーダ出
力の精度向上方法。
（５）等速度で動くエンコーダにおいてエンコーダの発
生するパルスを適宜の数で逓倍した逓倍パルス信号を得
、予め逓倍パルス信号の各パルスに対応した少なくとも１
つの“０”又は少なくとも１つの“１”のデータを原点
からの基準となる単位移動量毎に交互に求めておき、上
記データを最終出力パルス信号として各逓倍パルスに対
応して出力する特許請求の範囲第１項に記載のエンコー
ダ出力の精度向上方法。
（６）補正を要するエンコーダの出力パルス信号の少な
くとも半パルスに対応する間隔をエンコーダの出力パル
ス数に基づいて計算し、次にこの計算結果に基づいて逓倍パルス信号の１パルス
に対応する間隔を、目的とする精度が得られる桁数で計
算し、更に基準単位移動量を得るための上記逓倍パルス数を計
算し、得られた数の各パルスに“０”と“１”のレベル
を対応させることによって得た基準単位移動量毎のデー
タとして用いた特許請求の範囲第１項又は第５項に記載
のエンコーダ出力の精度向上方法。
（７）原点からの基準単位量毎に出力される逓倍パルス
信号の各パルスの少なくとも１つに“０”又は少なくと
も１つに“１”を対応させたデータを用いた特許請求の
範囲第１項又は第５項に記載のエンコーダ出力の精度向
上方法。