JPS62293123A - エンコ−ダ用変位検出装置 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 「産業上の利用分野」 この発明は、角度や位置などの変位を検出する際に用い
て好適なエンコーダ用変位検出装置に関する。

「従来の技術」 変位検出用のエンコーダの出力信号を復調して変位を検
出する回路は、種々のものが開発され実用化されている
。第２図は、この種のエンコーダ用変位検出回路の一例
を示す回路図であり、以下にこの図に示す回路について
説明する。

第２図において、１５はスケールであり、所定の軌道を
一定周期の正弦波によって磁化することにより構成され
ている。この場合のスケール１５は、円盤状の磁性体表
面に円軌道を設定し、この円軌道を磁化することにより
構成されている。また、磁化に用いる正弦波の波長λは
、数十〜数百μｍ程度に設定されている。１６．１７は
各々磁気センサであり、スケール１５上の磁化の強さに
対応するレベル信号を出力する。すなわち、磁気センサ
Ｉ　６．１７としては、その出力信号に搬送波を含まな
いものが用いられ、例えば、半導体素子を使用したセン
サが用いられる。また、磁気センサ１７は、磁気センサ
１６に対し１／４λ（９０”　）ずれるように設定され
ている。したがって、磁気センサ１６，１７の間隔は（
ｍ＝！＝　１／４）λとなる（ただし、ｍは正整数）よ
うに設定されている。この磁気センサ１６，１７とスケ
ール１５とは、相対的に移動自在となっており、いずれ
か一方を固定したとすると、他方は回転運動を行うよう
になっている。

そして、上述したことから判るように、磁気センサ１６
が出力する信号をｓｉｎ波とすれば、磁気センサ１７が
出力する信号はｃｏｓ波となる。したがって、磁化正弦
波の一周期の間隔（スケール１５の極から極まで）をθ
−０〜２πとすれば、磁気センサＩ　６．１７の各出力
信号は、各々ｓｉｎθおよびｃｏｓθとなる。

次に、第２図に示す１８．１９は、各々磁気センサｌ　
６．＋　７の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器であり、デジタル化されたｓｉｎθおよびＣＯ５
θをデジタル乗算器２０．２１の一方の入力端に供給す
る。乗算器２０．２１の出力信号は、各々デジタル減算
器２２の一方および他方の入力端に供給され、減算器２
２の出力信号はデジタル比較器２３に供給される。この
デジタル比較器２３は、減算器２２の減算結果が０を超
えていれば“１”となり、０を超えていなければ“０”
となるＵ／Ｄ信号をカウンタ２４のアップダウン切換端
子Ｕ／ＩＴ）に供給する。カウンタ２４は、クロック信
号ＣＫをカウントするものであり、アップダウン切換端
子Ｕ／Ｄに“ｌ”信号が供給されるとアップカウント、
“０”信号が供給されるとダウンカウントを行う。次に
、２５は関数発生ＲＯＭであり、カウンタ２４のカウン
ト値Φに対応する正弦および余弦データを出力するもの
である。すなわち、関数発生ＲＯＭ２５内には予めｓｉ
ｎΦおよびｃｏｓΦのデータが記憶されており、この記
憶されたデータがカウント値Φに応じて順次読み出され
るようになっている。そして、データＣＯＳΦがデジタ
ル乗算器２０の他方の入力端に供給され、デジタルｓｉ
ｎΦがデジタル乗算器２１の他方の入力端に供給される
。上記構成によると、減算器２２の出力は、ｓ　ｉｎ（
θ−Φ）となる。したがって、比較器２３はｓｉｒ＋（
θ−Φ）の値が正の場合はＵ／Ｌ＋信号を“ｌ”、負の
場合はＵ／Ｄ信号を“０”とし、この結果、カウンタ２
４のカウント値Φは、５ｉｎ（θ−Φ）の符号に応じて
増減する。

次に、第２図に示す３０．３１は、各々磁気センサＩ　
６．１７の出力信号を所定のしきい値で判定することに
より、“ｌ”レベルと“０“レベルの２値信号に変換す
る波形整形回路である。この場合、波形整形回路３０．
３１の出力信号Ｐ　、、Ｐ　ｆｆｉは、各々位相がπ／
２ずれた矩形波となるよう構成されており、また、磁気
センサ１６．１７の移動が正方向ノ場合は、パルスＰ、
が進み、移動が負方向の場合は、パルスＰ、が進むよう
になっている。３３は磁気センサ１６，１７の移動方向
を判別する方向判別回路であり、例えば、パルスＰ１の
立ち上がり時におけるパルスＰ２のレベルが“１”か“
０”かによって方向を判別するようにしている。この方
向判別回路３３の出力信号Ｓｖは、カウンタ３４のアッ
プダウン切換端子に供給されるとともに、外部に出力さ
れるようになっている。カウンタ３４は、信号Ｓｖによ
ってアップかダウンの切換を行いながら、パルスＰ１を
カウントするようになっている。この場合、磁気センサ
ｌ　６．１７が正方向に移動しているときにアップカウ
ント、負方向に移動しているときにダウンカウントが行
なわれるようになっている。また、磁気センサ１６，１
７がスケール１５を１回転する毎に、その基準位置にお
いて出力される０魚信号Ｓｚが、波形整形回路３２を介
した後に０点パルスＰｚとなり、この０点パルスＰｚが
カウンタ３４のリセット端子Ｒに供給されるようになっ
ており、この結果、カウンタ３４は、磁気センサ１６，
１７が基準位置に達する毎にリセットされる。したがっ
て、カウンタ３４のカウント値は、磁気センサ１６，１
７の現在位置と基準位置との間において、磁気センサ１
６．１７が通過したスケール１５上の磁気区間の数（磁
気極数）に対応する値となる。

そして、カウンタ３４の出力信号Ｎが変位データＤ　ｏ
ｕｔの上位側ビットのデータを構成し、カウンタ２４の
カウント値Φが変位データＤ　ｏｕｔの下位側ビットの
データを構成するようになっている。

上述した構成によれば、磁気センサ１６．１７が正方向
に移動すると、カウンタ３４は磁気センサ１６．．１７
が磁気区間（磁化ピッチ）を通過する毎にアップカウン
トを行って行き、このカウント値が捉位データＤｏｕｔ
の上位側ビットに出力される。したがって、変位データ
Ｄ　ｏｕｔの上位側ビットをみれば、磁気センサｌ　Ｂ
、１７が磁化区間をいくつ通過したか、すなわち、現時
点の磁気センサｌ　６，１７が、基準位置から何ピッチ
目に位置しているかが判る。

また、磁気センサ１６．１７から出力される信号ｓｉｎ
θ、ｃｏｓθは、各々Ａ／Ｄ変換器１８．１９によって
デジタル信号に変換された後、関数発生ＲＯＭ２５が出
力する信号ｃｏｓΦ、ｓｉｎΦと乗算され、これらの乗
算結果が減算器２２に供給されて５ｉｎ（θ−Φ）が検
出される。そして、この５ｉｎ（θ−Φ）の値の正負に
よってカウンタ２４のカウント値Φが増減し、カウント
値Φに応じて関数発生ＲＯＭの出力ｓｉｎΦ、ｃｏｓΦ
が増減する。この結果、第２図に示す回路は５ｉｎ（θ
−Φ）の値をＯとするような、すなわち、θ−Φとする
ようなフェイズロックドループとなる。したがって、カ
ウンタ２４のカウント値Φは、磁気センナ１６か磁化区
間内のどの位置にいるかを示すデータとなる。この場合
、カウンタ２４のピット数を８〜ＩＯビツトとすれば、
カウント値Φによる検出位置分解能は、ｌ磁化区間の１
／２５６〜１／２０４８程度の精度となる。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上述した回路において、スケールｌ！１７）
　１７ｍ上に、！０２４ピッチ分の磁化区間（＠化ピッ
チ）が設けられ、またカウンタ２４のピット数が８ビツ
トであるとすると、スケール１５の回転速度が１　ｒｐ
ｓの場合、カウンタ２４のＬＳＢ（最下位ビット）の周
波数は約２６０ｋＨｚに達する。

ここで、−役に、ロータリーエンフーダにおいては、ス
ケール１５の回転速度が６　ｒｐｓ〜６０　ｒｐｓとな
っても正確な位置検出を行うことができる機能が要求さ
れている。しかしながら、上述した回路においては、ス
ケール１５の回転速度が比較的低速の場合、高分解能で
位置検出を行なうことができるものの、スケール１５の
回転速度が高速となった場合、フェイズロックドループ
の応答速度の関係上、追従して動作しなくなり、変位デ
ータＤ　ｏｕｔの下位側ビットのデータを構成するカウ
ンタ２４のカウント値Φ、すなわち磁気センサ１６が磁
化区間内のどの位置にいるのかを示す変位データが不正
確となり、この不正確な変位データがそのまま出力され
てしまう恐れがあった。

また、上述した回路においては、カウンタ３４の出力信
号Ｎとカウンタ２４のカウント値Φによって構成される
変位データＤ　ｏｕｔがパラレルに出力される構成であ
るため、少なくとも、変位データＤ　ｏｕｔのビット数
以上の本数のケーブルが必要であり、この変位データＤ
ｏｕｔをそのまま外部装置にパラレル伝送すると、ノイ
ズその他の原因によって伝送誤りが生じる恐れがあり、
信頼性に欠けるという欠点があった。

さらに、上述した回路においては、電源が断たれた際に
おいて、カウンタ３４とカウンタ２４のカウント値が保
持されず、したがって、電源投入時に直ちに現時点の変
位データＤｏｕｔを出力することができないという欠点
があった。この場合、電源が断たれた時点において、変
位データＤ　ｏｕｔを外部のメモリに保持させるように
構成することが考えられるが、その後スケール１５が移
動してしまった場合においては、メモリ内に保持されて
いる変位データＤ、ｏｕｔと実際の変位が異なってしま
う。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、変
位速度が高い場合においては低分解能で位置検出を行な
わせることにより、変位速度に拘わらず常に正確な変位
データを出力することができ、また変位データを外部装
置にシリアル伝送することにより信頼性の向上が図られ
、さらに電源投入時において直ちに現時点の変位データ
を出力することができるエンコーダ用変位検出装置を提
供することを目的としている。

「間層点を解決するための手段」 この発明は、上述した事情に鑑みてなされたちので、所
定の軌道から一定の区間毎に直接正弦波が得られるよう
に信号発生源が付与されているスケールと、各々が前記
軌道に対して相対的に移動自在であるとともに、前記軌
道の信号発生源の信号の強さに対応するレベル信号を出
力し、かつ、前記正弦波の波長に対して位相が９０°ず
れるようにして設けられる第１１第２のセンサと、この
第１、第２のセンサの出力信号を各々デジタル信号に変
換する第１、第２のＡ／Ｄ変換器と、所定データに対応
する余弦値と前記第１のＡ／Ｄ変換器の出力信号との乗
算結果および前記所定データに対応する正弦値と前記第
２のＡ／Ｄ変換器の出力信号の乗算結果を出力する関数
発生乗算部と、この関数発生乗算部の各乗算結果の差を
検出する減算手段と、この減算手段において検出された
差に対応するカウントを行うとともに、前記差の正負に
よりカウントのアップ／ダウンを切り換え、このカウン
ト結果を前記関数発生乗算部に前記所定データとして供
給する第１のカウント手段と、前記第１または第２のセ
ンサの出力信号から、前記第１、第２のセンサに対する
前記スケールの相対的変位速度を検出し、この変位速度
が晧準速度を超えていれば前記第１または第２のセンサ
の出力信号を波形整形した信号を選択し、前記変位速度
が法学速度以内であれば前記第１のカウント手段のカウ
ント結果の最上位ビットの信号を選択して出力する信号
切換手段と、前記信号切換手段の出力信号をカウントす
る第２のカウント手段と、前記変位速度が法学速度以内
の場合、前記第１のカウント手段のカウント結果を下位
側ビットとし、前記第２のカウント手段のカウント結果
を上位側ビットとするアブソリュート変位データをシリ
アルデータに変換する一方、前記変位速度が基亭速度を
超えている場合、前記第１のカウント手段のカウント結
果を無効とし、前記第２のカウント手段のカウント結果
を上位側ビットとするアブソリュート変位データをシリ
アルデータに変換して出力する並列／直列変換手段と、
外部電源を前記各手段に供給する一方、外部電源が断た
れた場合に、バッテリ電源を前記各手段に供給するバン
クアップ手段とを具備することを特徴としている。

「作用　」 第１１第２のセンサに対する前記スケールのＦ門灯的変
位速度が法学速度以内の場合、第１のカウント手段のカ
ウント結果の最上位ビットの信号が第２のカウント手段
でカウントされ、そして、第１のカウント手段のカウン
ト結果を下位側ビットとし、第２のカウント手段のカウ
ント結果を上位側ビットとするアブソリュート変位デー
タがシリアルデータに変換されて、高分解能の変位を示
すシリアルデータとして出力される。

一方、前記変位速度が基準速度を超えている場合におい
ては、前記第１または第２のセンサの出力信号が波形整
形されて第２のカウント手段でカウントされ、そして、
第■のカウント手段のカウント結果を無効とし、前記第
２のカウント手段のカウント結果を上位側ビットとする
アブソリュート変位データがシリアルデータに変換され
て、低分解能の変位を示すシリアルデータとし出力され
る。

すなわち、低速で変位している場合および停止してる場
合においては、高分解能のシリアルの変位データが得ら
れ、高速で変位している場合においては、低分解能のシ
リアルの変位データが得られる。

また、外ＫＳ電源が断たれた場合においては、前記各手
段にバッテリ電源が供給され、変位検出動作が継続して
行なわれる。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。

第１図は、この発明の一実施例の構成を示すブロック図
であり、図において第２図に示す各部に対応する部分に
は、同一の符号を付しその説明を省略する。

第１図において、４０は磁気センサ１６から出力される
信号ｓｉｎθに基づいて、磁気センサ１６゜１７に対す
るスケール１５の相対的変位速度を検出するもので、こ
の変位速度が基準速度以内の場合“０゛信号を、基準速
度を超えている場合“ｌ”信号を出力する。４１は、磁
気センサ１６の出力信号を所定のしきい値で判定するこ
とにより、“Ｉ”レベルと“０”レベルの２値信号に変
換する波形整形回路である。４２は波形整形回路４１の
出力信号と、フェイズロックドループＰ内のカウンタ２
４のカウント値ΦのＭ　Ｓ　Ｂ　（最上位ビット）のい
ずれか一方を択一選択してカウンタ４３に供給するデー
タセレクタであり、速度検出回路４０から、“０”信号
が供給されている場合１こおいてはカウント値ΦのＭＳ
Ｂをカウンタ４３に供給する一方、“！”が供給されて
いる場合においては波形整形回路４１の出力信号をカウ
ンタ４３に供給する。このカウンタ４３のアップダウン
切換端子Ｕ／Ｉ５には、方向判別回路３３の出力信号Ｓ
ｖが供給されるようになっており、カウンタ４３は信号
Ｓｖによってアップかダウンの切換を行ないながら、入
力信号をカウントするようになっている。この実施例で
は、磁気センサＩ　６．１７が正方向に移動しているい
るときにアップカウント、負方向に移動しているときに
ダウンカウントが行なわれるなっている。また、カウン
タ４３のリセット端子Ｒには波形整形回路３２からアン
ドゲート４４を介して０点パルスＰｚが供給されるよう
になっており、この結果、カウンタ４３は、磁気センサ
１６．１７が基準位置に達する毎にリセットされる。そ
して、このカウンタ４３には、カウンタ２４のカウント
値ΦのＭＳＢまたは、波形整形回路４１の出力信号が供
給されるので、カウンタ４３のカウント値は、磁気セン
サ１６．１７の現在位置と基準位置との間において、磁
気センサ１６，１７が通過したスケール１５上の磁気区
間の数に対応する値となる。すなわち、このカウンタ４
３は、第２図に示した従来例のカウンタ３４に対応した
機能を有しているが、磁気センサ１６．１７に対するス
ケール１５の相対的変位速度が基準速度以内の場合にお
いて、フェイズロソクトループＰ内のカウンタ２４のカ
ウント値ΦのＭＳＢをカウントする点で異なっている。

次に、第１図に示す３５は、カウンタ２４のカウント値
Φを時間ｔで微分して出力する速度検出回路である。す
なわち、カウント値Φは磁気センサ１６．１７の相対速
度に応じて変化する。しｒコがって、カウント値Φの変
化率（ｄΦ／ｄｔ）は磁気センサ１６　．１７の相対速
度に対応した値となり、速度検出回路３５からは速度信
号が出力される。

次に、カウンタ４３の出力信号Ｎと、カウンタ２４のカ
ウント値Φはラッチ回路４５の入力端に供給される。ラ
ッチ回路４５は入力端に供給される信号をシステムクロ
ックＣＫによってラッチしてから、出力信号Ｎを上位側
ビットとし、カウント値Φを下位側ビットとする変位デ
ータＤｏｕｔをパラレル／シリアル変換回路４６に出力
するようになっている。これにより、パラレル／シリア
ル変換回路４６との同期が取られるようになっている。

一方、３６はフェイズロックドループＰ内のカウンタ２
４のカウント値ΦのＬＳＢ（最下位ビット）と、ＬＳＢ
＋１に基づいて磁気センサ１６　。

１７の移動方向を判別する方向判別回路である。

４７は方向判別回路３６の出力信号Ｓｖと、方向判別回
路３３の出力信号Ｓｖのいずれか一方を択一選択してラ
ッチ回路４５に供給するデータセレクタであり、速度検
出回路４０から、“０″信号が供給されている場合にお
いては信号Ｓｖをラッチ回路４５に供給する一方、“ｌ
”が供給されている場合においては信号Ｓｗをラッチ回
路４５に供給する。すなわち、磁気センサ１６．１７に
対するスケール１５の相対的変位速度が基準速度以内の
場合においては、信号Ｓｖを、磁気センサ１６゜１７の
移動方向を示す方向信号ｓｂとしてラッチ回路４５に供
給し、変位速度が法学速度を超えた場合においては、信
号Ｓｗを方向信号ｓｂとしてラッチ回路４５に供給する
。ランチ回路４５はデータセレクタ４７を介して供給さ
れる方向信号ｓｂおよび速度検出回路４０の出力信号に
ついても、システムクロックＧＫによってラッチしてか
らパラレル／シリアル変換回路４６に供給する。

パラレル／シリアル変換回路４６は、ラッチ回路４５を
介して供給される変位データＤｏｕｔと方向信号ｓｂか
らなるパラレルデータをシリアルデータに変換して出力
するもので、速度検出回路４０からラッチ回路４５を介
して“０”信号か供給された場合、カウンタ４３の出力
信号Ｎを上位側ヒツトとし、カウンタ２４のカウント値
Φを下位側ビットとして得られる変位データＤｏｕｔお
よび方向信号ｓｂをシリアルデータに変換する。一方、
速度検出回路４０からラッチ回路４５を介して“１”信
号が供給された場合、カウンタ４３の出力信号Ｎを上位
側ビットとし、カウンタ２４のカウント値Φを０として
得られる変位データＤ　ｏｊ＋ｔおよび方向信号ｓｂを
シリアルデータに変換する。すなわち、磁気センサＩ　
６，１７に対するスケール１５の相対的変位速度が基準
速度を超えた場合においては、フェイズロックドループ
Ｐ内のカウンタ２４のカウント値Φは無効とされる。

次に、第１図に示す５０はパラレル／シリアル変換回路
４６から供給されるシリアルデータを符号化して出力す
る符号化回路であり、Ｎ　ＲＺ、バイフェーズ、ｆ／　
２　ｆ、複流ＲＺ、ＲＺ、バイポーラ、グイコード、Ｎ
ＲＺＩの各種符号の内、いずれかの符号に符号化される
。この符号化回路５０によって符号化された信号は、ド
ライバ５１によってパリティ−ビット等のチェックビッ
トが付加された上で、外部にシリアル伝送される。この
場合、ドライバ５１は、Ｒ９４２２、ｒ（９２３２Ｃま
たＲ５４２３の各種規格の内いずれかの規格に基づいて
シリアル伝送を行なうように構成してもよく、また光フ
アイバ伝送を行なうように構成してもよい。

次に、第１図に示ず５５は、バッテリ５６を有する電源
モニタ回路であり、外部から電源が供給されている場合
においては、この電源を符号化回路５０とドライバ５１
からなる回路群Ｂとその他の回路群Ａに供給し、また、
外部からの電源が断たれた時点以降においては、回路Ｉ
Ｂにバッテリ５６から電源を供給する。

次に、上記構成によるこの実施例の動作について説明す
る。

■磁気センザ１６，１７に対するスケール■５の相対的
変位速度が基準速度以内の場合。

この場合、速度検出回路４０から“０”信号がデータセ
レクタ４２および４７に供給されるとともに、この“０
”信号がラッチ回路４５を介してパラレル／ノリアル変
換回路４６に供給されている。

これにより、カウンタ２４のカウント値ΦのＭＳＢがデ
ータセレクタ４２を介してカウンタ４３に供給されて、
カウントされている。

そして、カウンタ２４のカウント値Φを下位側ビットと
し、カウンタ４３のカウント値Ｎを上位側ビットとする
変位データＤ　ｏｕｔがラッチ回路４５を介してパラレ
ル／シリアル変換回路４６に供給され、また、方向判別
回路３６の出力信号Ｓｖが、データセレクタ４７および
ラッチ回路４５を介して、磁気センサ１６，１７の移動
方向を示す方向信号ｓｂとしてパラレル／シリアル変換
回路４６に供給される。これにより、これら変位データ
Ｄｏｕｔと方向信号Ｓｂが、共にパラレル／シリアル変
換回路４６によってシリアルデータに変換されて、高分
解能の変位を示すシリアルデータとして、符号化回路５
０に供給される。

このようにして得られた高分解能の変位を示すシリアル
データは符号化回路５０によって符号化され、ドライバ
５１によって外部へシリアル伝送される。

■磁気センサ１６，１７に対するスケール１５の相対的
変位速度が基準速度を超えている場合。

この場合、速度検出回路４０から“ｌ”信号がデータセ
レクタ４２および４７に供給されるとともに、この“ｌ
”信号がラッチ回路４５を介してパラレル／シリアル変
換回路・１６に供給されている。

これにより、波形整形回路４１の出力信号がデータセレ
クタ４２を介してカウンタ４３に供給されて、カウント
されている。

そして、カウンタ２４のカウント値Φを下位側１ビツト
とし、カウンタ４３のカウント値Ｎを上位側ビットとす
る変位データＤｏｕｔがラッチ回路４５を介してパラレ
ル／シリアル変換回路４６に供給され、また、方向判別
回路３３から出力された信号Ｓｖが、データセレクタ４
７およびラッチ回路４５を介して、磁気センサ１６，１
７の移動方向を示す方向信号ｓｂとしてパラレル／ノリ
アル変換回路４６に供給される。

この場合、パラレル／シリアル変換回路４６は、カウン
タ４３の出力信号Ｎを上位ビットとし、カウンタ２４の
カウント値Φを０として得られる変位データＤｏｕｔ、
および方向信号Ｓｂをシリアルデータに変換するので、
カウンタ２４のカウント値Φは無効とされる。

このようにして得られた低分解能の変位を示すシリアル
データは符号化回路５０によって符号化され、ドライバ
５１によって外部ヘンリアル伝送される。

以上により、磁気センサ１６，１７に対してスケール１
５が低速で相対的に変位している場合、および停止して
いる場合においては、高分解能のアブソリュート変位デ
ータが外部へシリアル伝送され、高逮で変位している場
合においては、低分解能のアブソリュート変位データが
シリアル伝送される。

次に、外部からの電源が断たれた場合について説明する
。

この場合、電源モニタ回路５５が、回路群Ｂに対してバ
ッテリ５６から電源を供給するので、外部電源が断たれ
た時点以降においても、回路群Ｂと寸芒（″ｒ大令中ｍ
ｈ作秦詐汗１１？−ｙＭ−て　雷栢埼大時において直ち
に現時点の変位データを出力することができる。

なお、上記実施例は、変位検出用エンコーダとして磁気
式のものを用いた場合の例であったが、エンコーダとし
ては、光学式や電磁式を用いでもよい。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、所定の軌道か
ら一定の区間毎に直接正弦波が得られるように信号発生
源が付与されているスケールと、各々が前記軌道に対し
て相対的に移動自在てめろとともに、前記軌道の信号発
生源の信号の強さに対応オるレベル信号を出力し、かつ
、前記正弦波の波長に対して位相が９０°ずれるように
して設けられる第１、第２のセンサと、この第１、第２
のセンサの出力信号を各々デジタル信号に変換する第１
１第２のＡ／Ｄ変換器と、所定データに対応する余弦値
と前記第１のＡ／Ｄ変換器つ出力信号との乗算結果およ
び前記所定データに対応する正弦値と前記第２のＡ　／
　Ｄ変換器の出力信号の乗算結果を出力する関数発生乗
算部と、この関数発生乗算部の各乗算結果の差を検出す
る減算手段と、この減算手段において検出された差に対
応するカウントを行うとともに、前記差の正負によりカ
ウントのアップ／ダウンを切り換え、このカウント結果
を前記関数発生乗算部に前記所定データとして供給する
第１のカウント手段と、前記第１または第２のセンサの
出力信号から、前記第１、第２のセンナに対する前記ス
ケールの相対的変位速度を検出し、この変位速度が基準
速度を超えていれば前記第１または第２のセンサの出力
信号を波形整形した信号を選択し、前記変位速度が基準
速度以内であれば前記第１のカウント手段のカウント結
果の最上位ビットの信号を選択して出力する信号切換手
段と、前記信号切換手段の出力信号をカウントする第２
のカウント手段と、前記変位速度が基準速度以内の場合
、前記第１のカウント手段のカウント結果を下位側ビッ
トとし、前記第２のカウント手段のカウント結果を上位
側ビットとするアブソリュート変位データをシリアルデ
ータに力海虚木千十プロ１．々Ｍア木ス 変換する一方、前記変位速度が基準速度を超えている場
合、前記第１のカウント手段のカウント結果を無効とし
、前記第２のカウント手段のカウント結果を上位側ビッ
トとするアブソリュート変位データをシリアルデータに
変換して出力する並列／直列変換手段と、外部電源を前
記各手段に供給する一方、外部電源が断たれた場合に、
バッテリ電源を前記各手段に供給するバックアップ手段
とを設けたので、変位速度が高い場合においては低分解
能で位置検出を行なわせることにより、変位速度に拘わ
らず常に正確な変位データを出力することができ、また
変位データをシリアルデータに変換して出力することに
より、外部装置に変位データを伝送する際の信頼性の向
上が図られ、さらに電源のバックアップを行なっている
ため電源投入時において直ちに現時点の変位データを出
力することができるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例構成を示すブロック図、第
２図は従来のエンコーダ用変位検出回路１８．１９・・
・・・・Ａ／Ｄ変換器（第１１第２のＡ／Ｄ変換器）、
２０．２１・・・・・・乗算器（関数発生乗算部）、２
２・・・・・・減算器（減算比較手段）、２３・・・・
・・比較器（減算比較手段）、２４・・・・・カウンタ
（第１のカウント手段）、２５・・・・・・関数発生Ｒ
ＯＭ（関数発生乗算部）、３６・・・・・・方向判別回
路、４０・・・・・・速度検出回路（信号切換手段）、
４２・・・・・・データセレクタ（信号切換手段）、４
３・・・・カウンタ（第２のカウント手段）、４６・・
・・・・パラレル／シリアル変換回路（並列／直列変換
手段）、５０・・・・・符号化回路（符号化手段）、５
５・・・・・・電源モニタ回路（バックアップ手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定の軌道から一定の区間毎に直接正弦波が得られるよ
   うに信号発生源が付与されているスケールと、 各々が前記軌道に対して相対的に移動自在であるととも
   に、前記軌道の信号発生源の信号の強さに対応するレベ
   ル信号を出力し、かつ、前記正弦波の波長に対して位相
   が９０°ずれるようにして設けられる第１、第２のセン
   サと、 この第１、第２のセンサの出力信号を各々デジタル信号
   に変換する第１、第２のＡ／Ｄ変換器と、所定データに
   対応する余弦値と前記第１のＡ／Ｄ変換器の出力信号と
   の乗算結果および前記所定データに対応する正弦値と前
   記第２のＡ／Ｄ変換器の出力信号の乗算結果を出力する
   関数発生乗算部と、 この関数発生乗算部の各乗算結果の差を検出する減算手
   段と、 この減算手段において検出された差に対応するカウント
   を行うとともに、前記差の正負によりカウントのアップ
   ／ダウンを切り換え、このカウント結果を前記関数発生
   乗算部に前記所定データとして供給する第１のカウント
   手段と、 前記第１または第２のセンサの出力信号から、前記第１
   、第２のセンサに対する前記スケールの相対的変位速度
   を検出し、この変位速度が基準速度を超えていれば前記
   第１または第２のセンサの出力信号を波形整形した信号
   を選択し、前記変位速度が基準速度以内であれば前記第
   １のカウント手段のカウント結果の最上位ビットの信号
   を選択して出力する信号切換手段と、 前記信号切換手段の出力信号をカウントする第２のカウ
   ント手段と、 前記変位速度が基準速度以内の場合、前記第１のカウン
   ト手段のカウント結果を下位側ビットとし、前記第２の
   カウント手段のカウント結果を上位側ビットとするアブ
   ソリュート変位データをシリアルデータに変換する一方
   、前記変位速度が基準速度を超えている場合、前記第１
   のカウント手段のカウント結果を無効とし、前記第２の
   カウント手段のカウント結果を上位側ビットとするアブ
   ソリュート変位データをシリアルデータに変換して出力
   する並列／直列変換手段と、 外部電源を前記各手段に供給する一方、外部電源が断た
   れた場合に、バッテリ電源を前記各手段に供給するバッ
   クアップ手段とを具備することを特徴とするエンコーダ
   用変位検出装置。