KR101597906B1 - 인코더 - Google Patents

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KR101597906B1
KR101597906B1 KR1020140145216A KR20140145216A KR101597906B1 KR 101597906 B1 KR101597906 B1 KR 101597906B1 KR 1020140145216 A KR1020140145216 A KR 1020140145216A KR 20140145216 A KR20140145216 A KR 20140145216A KR 101597906 B1 KR101597906 B1 KR 101597906B1
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유스케 츠타가와
도루 에비네
히데유키 오다기리
하루히로 츠네타
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니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
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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
    • G01D5/12—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
    • G01D5/244—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
    • G01D5/24428—Error prevention
    • G01D5/24447—Error prevention by energy backup

Abstract

(과제) 백업 모드에 있어서, 회전체의 1 회전 범위 내에 있어서의 회전체의 개략 회전 위치를 정확하게 파악하는 것, 및 회전체가 소정의 원점 위치로부터 몇 회전하였는지를 정확하게 파악하는 것이 가능하더라도, 소비 전력을 저감시키는 것이 가능한 인코더를 제공한다.
(해결 수단) 인코더 (1) 에서는, 백업용 전지 (12) 로부터 공급되는 전력에 의해 마이크로컴퓨터 (8) 가 동작하는 백업 모드에 있어서, 마이크로컴퓨터 (8) 는, 소정의 샘플링 주기로 기동, 정지하는 마이크로컴퓨터 (8) 의 동작시에, 그 콤퍼레이터 기능을 이용하여, 제 1 센서 (5) 가 출력하는 제 1 출력 신호와 제 1 임계값을 비교하여 사각형 파상의 제 1 검출 신호를 생성한 후에, 제 2 센서 (6) 가 출력하는 제 2 출력 신호와 제 2 임계값을 비교하여 사각형 파상의 제 2 검출 신호를 생성함과 함께, 순차 생성된 제 1 검출 신호 및 제 2 검출 신호에 기초하여, 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 생성하고 기억하고 있다.

Description

인코더{ENCODER}
본 발명은, 회전체의 회전 각도를 검출하는 인코더에 관한 것이다.
종래, 회전체의 회전 각도의 절대 위치를 검출하기 위한 인코더로서, 주전원과 백업용 전지를 갖는 인코더가 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1 에 기재된 인코더는, 서보 모터의 로터의 회전 각도를 검출하기 위한 것으로, 로터를 구성하는 회전축 등에 고정되는 센서 자석과, 센서 자석에 대향 배치되는 자기 저항 소자 및 2 개의 홀 소자를 구비하고 있다. 또, 이 인코더는, 2 개의 홀 소자 각각이 전기적으로 접속되는 2 개의 콤퍼레이터와, 2 개의 콤퍼레이터의 출력측이 접속되는 CPU 를 구비하고 있다. 이 인코더에서는, 주전원으로부터 공급되는 전력에 의해 인코더가 동작하는 통상 동작 모드와, 주전원으로부터의 전력의 공급이 정지됨과 함께 백업용 전지로부터 공급되는 전력에 의해 인코더가 동작하는 백업 모드로 전환 가능하게 되어 있다.
특허문헌 1 에 기재된 인코더에서는, 통상 동작 모드에 있어서, 2 개의 홀 소자 및 2 개의 콤퍼레이터에 주전원으로부터 항상 전력이 공급되고 있다. 또, 이 인코더에서는, 통상 동작 모드에 있어서, 일방의 홀 소자로부터 출력되는 출력 신호에 기초하여 제 1 검출 신호가 생성됨과 함께, 타방의 홀 소자로부터 출력되는 출력 신호에 기초하여 제 2 검출 신호가 생성된다. 제 1 검출 신호 및 제 2 검출 신호는, 로터의 1 회전을 1 주기로 함과 함께 서로의 위상이 90°어긋난 사각형 파상의 신호이다. 그 때문에, 제 1 검출 신호의 레벨과 제 2 검출 신호의 레벨의 조합으로서 4 개의 조합이 생긴다. 특허문헌 1 에 기재된 인코더에서는, 이 4 개의 조합에 기초하여, 로터의 1 회전 범위 내에 있어서의 로터의 개략 회전 위치가 검출된다. 또, 이 인코더에서는, 제 1 검출 신호의 레벨과 제 2 검출 신호의 레벨의 조합이 순차 변천되어 가는 것을 검출함으로써, 로터가 소정의 원점 위치로부터 몇 회전하였는지가 검출된다.
또, 특허문헌 1 에 기재된 인코더에서는, 백업 모드에 있어서, 소정의 샘플링 주기로 일방의 홀 소자 및 일방의 콤퍼레이터에 백업용 전지로부터 전력이 공급되어, 이 홀 소자 및 콤퍼레이터가 기동, 정지하고, 제 1 검출 신호가 생성된다. 또, 백업 모드에 있어서는, 소정의 샘플링 주기로 생성되는 제 1 검출 신호의 레벨이 반전되었을 때에, 타방의 홀 소자 및 타방의 콤퍼레이터에 전지로부터 전력이 공급되어, 이 홀 소자 및 콤퍼레이터가 기동, 정지하고, 제 2 검출 신호가 생성된다.
이와 같이, 특허문헌 1 에 기재된 인코더에서는, 백업 모드에 있어서, 소정의 샘플링 주기로 일방의 홀 소자 및 콤퍼레이터에 전지로부터 전력이 공급되는데, 소정의 샘플링 주기로 생성되는 제 1 검출 신호의 레벨이 반전되지 않으면, 타방의 홀 소자 및 콤퍼레이터에 전지로부터 전력이 공급되지 않는다. 그 때문에, 이 인코더에서는, 백업용 전지로부터 공급되는 전력에 의해 인코더가 동작하는 백업 모드에 있어서, 인코더의 소비 전력을 저감시키는 것이 가능해진다.
일본 공개특허공보 2013-137255호
상기 서술한 바와 같이, 특허문헌 1 에 기재된 인코더에서는, 백업 모드에 있어서, 소정의 샘플링 주기로 생성되는 제 1 검출 신호의 레벨이 반전되지 않으면, 타방의 홀 소자 및 콤퍼레이터에 전력이 공급되지 않는다. 즉, 이 인코더에서는, 백업 모드에 있어서, 소정의 샘플링 주기로 생성되는 제 1 검출 신호의 레벨이 반전되지 않으면, 제 2 검출 신호가 생성되지 않는다. 그 때문에, 이 인코더에서는, 백업 모드에 있어서, 제 1 검출 신호의 레벨과 제 2 검출 신호의 레벨의 조합을 정확하게 파악할 수 없는 상황이 생길 수 있다. 제 1 검출 신호의 레벨과 제 2 검출 신호의 레벨의 조합을 정확하게 파악할 수 없는 상황이 생기면, 로터의 1 회전 범위 내에 있어서의 로터의 개략 회전 위치를 정확하게 파악하는 것이 곤란해짐과 함께, 로터가 소정의 원점 위치로부터 몇 회전하였는지를 정확하게 파악하는 것이 곤란해진다.
한편, 백업 모드에 있어서, 제 1 검출 신호의 레벨과 제 2 검출 신호의 레벨의 조합을 정확하게 파악하여, 로터의 1 회전 범위 내에 있어서의 로터의 개략 회전 위치를 정확하게 파악함과 함께 로터가 소정의 원점 위치로부터 몇 회전하였는지를 정확하게 파악하기 위해서는, 소정의 샘플링 주기로 양방의 홀 소자 및 콤퍼레이터에 전력을 공급하여, 제 1 검출 신호의 레벨과 제 2 검출 신호의 레벨을 검출하면 된다. 그러나, 이 경우에는, 백업 모드에 있어서, 인코더의 소비 전력이 증대한다.
그래서, 본 발명의 과제는, 백업용 전지로부터 공급되는 전력에 의해 동작하는 백업 모드에 있어서, 회전체의 1 회전 범위 내에 있어서의 회전체의 개략 회전 위치를 정확하게 파악하는 것, 및 회전체가 소정의 원점 위치로부터 몇 회전하였는지를 정확하게 파악하는 것이 가능하더라도, 소비 전력을 저감시키는 것이 가능한 인코더를 제공하는 것에 있다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 인코더는, 주전원과 백업용 전지를 구비하는 인코더로서, 회전체의 회전 각도를 검출하기 위한 제 1 센서 및 제 2 센서와, 제 1 센서가 출력하는 제 1 출력 신호 및 제 2 센서가 출력하는 제 2 출력 신호가 입력되는 마이크로컴퓨터를 구비하고, 제 1 출력 신호는, 회전체의 1 회전을 1 주기로 하는 정현파 신호이고, 제 2 출력 신호는, 회전체의 1 회전을 1 주기로 하는 여현파 신호이며, 정현파 신호의 위상과 여현파 신호의 위상은 서로 90°어긋나 있고, 주전원으로부터의 전력의 공급이 정지됨과 함께 전지로부터 공급되는 전력에 의해 마이크로컴퓨터가 동작할 때의 인코더의 모드를 백업 모드로 하고, 1 주기분의 정현파 신호의 레벨과 여현파 신호의 레벨의 조합에 기초하여 특정되는 회전체의 1 회전 내의 4 개의 회전 각도 범위를 제 1 회전 각도 범위, 제 2 회전 각도 범위, 제 3 회전 각도 범위 및 제 4 회전 각도 범위로 하면, 회전체가 일방향으로 회전하고 있을 때에는, 회전체의 회전 각도 범위는, 제 1 회전 각도 범위, 제 2 회전 각도 범위, 제 3 회전 각도 범위 및 제 4 회전 각도 범위의 순번으로 변천됨과 함께, 회전체가 1 회전하면 제 4 회전 각도 범위로부터 제 1 회전 각도 범위로 되돌아가고, 마이크로컴퓨터는, 제 1 출력 신호와 소정의 제 1 임계값을 비교하고 이 비교 결과에 기초하여 사각형 파상의 제 1 검출 신호를 생성함과 함께, 제 2 출력 신호와 소정의 제 2 임계값을 비교하고 이 비교 결과에 기초하여 사각형 파상의 제 2 검출 신호를 생성하는 콤퍼레이터 기능과, 콤퍼레이터 기능에 의해 제 1 검출 신호 또는 제 2 검출 신호 중 어느 것을 생성할지의 전환을 실시하기 위한 전환 기능과, 회전체의 회전 각도가 제 1 회전 각도 범위, 제 2 회전 각도 범위, 제 3 회전 각도 범위 또는 제 4 회전 각도 범위 중 어느 범위 내에 있는지를 나타내는 개략 회전 위치 데이터와 회전체가 소정의 원점 위치로부터 몇 회전하였는지를 나타내는 다회전 데이터를 제 1 검출 신호와 제 2 검출 신호에 기초하여 생성하는 데이터 생성 기능과, 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 기억하는 데이터 기억 기능과, 전지로부터 마이크로컴퓨터에 공급된 전력을 제 1 센서 및 제 2 센서에 공급하는 전력 공급 기능을 구비하고, 백업 모드에 있어서, 마이크로컴퓨터는, 소정의 샘플링 주기로 기동, 정지하고, 마이크로컴퓨터의 동작시에, 콤퍼레이터 기능 및 전환 기능에 의해 제 1 검출 신호 및 제 2 검출 신호를 순차 생성함과 함께, 순차 생성된 제 1 검출 신호 및 제 2 검출 신호에 기초하여, 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 생성하고 기억하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 인코더에서는, 백업용 전지로부터 공급되는 전력에 의해 마이크로컴퓨터가 동작하는 백업 모드에 있어서, 마이크로컴퓨터는, 소정의 샘플링 주기로 기동, 정지하는 마이크로컴퓨터의 동작시에, 콤퍼레이터 기능 및 전환 기능에 의해 제 1 검출 신호 및 제 2 검출 신호를 순차 생성하고, 순차 생성된 제 1 검출 신호 및 제 2 검출 신호에 기초하여, 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 생성하고 기억하고 있다. 즉, 본 발명에서는, 백업 모드에 있어서도, 소정의 샘플링 주기로 생성되는 제 1 검출 신호 및 제 2 검출 신호에 기초하여, 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 생성하고 기억하고 있다. 그 때문에, 본 발명에서는, 백업 모드에 있어서도, 회전체의 1 회전 범위 내에 있어서의 회전체의 개략 회전 위치를 정확하게 파악하는 것, 및 회전체가 소정의 원점 위치로부터 몇 회전하였는지를 정확하게 파악하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명에서는, 백업 모드에 있어서, 1 개의 마이크로컴퓨터의 콤퍼레이터 기능을 이용하여, 제 1 출력 신호와 제 1 임계값을 비교하고 이 비교 결과에 기초하여 사각형 파상의 제 1 검출 신호를 생성한 후에, 제 2 출력 신호와 제 2 임계값을 비교하고 이 비교 결과에 기초하여 사각형 파상의 제 2 검출 신호를 생성하고 있다. 그 때문에, 본 발명에서는, 2 개의 콤퍼레이터를 사용하여 제 1 검출 신호 및 제 2 검출 신호를 생성하는 경우와 비교하여, 백업 모드에 있어서의 소비 전력을 저감시키는 것이 가능해진다. 즉, 본 발명에서는, 백업 모드에 있어서, 회전체의 1 회전 범위 내에 있어서의 회전체의 개략 회전 위치를 정확하게 파악하는 것, 및 회전체가 소정의 원점 위치로부터 몇 회전하였는지를 정확하게 파악하는 것이 가능하더라도, 소비 전력을 저감시키는 것이 가능해진다.
본 발명에 있어서, 인코더는, 마이크로컴퓨터가 전기적으로 접속되는 제 2 마이크로컴퓨터를 구비하고, 주전원으로부터 공급되는 전력에 의해 마이크로컴퓨터 및 제 2 마이크로컴퓨터가 동작할 때의 인코더의 모드를 통상 동작 모드로 하면, 백업 모드로부터 통상 동작 모드로 전환되면, 마이크로컴퓨터에 기억된 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터가 제 2 마이크로컴퓨터에 입력되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 백업 모드로부터 통상 동작 모드로 전환되었을 때에 입력되는 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터에 기초하여, 제 2 마이크로컴퓨터에서 회전체의 절대 회전 위치 (회전 각도의 절대 위치) 를 산출하는 것이 가능해진다.
본 발명에 있어서, 전환 기능은, 백업 모드에 있어서, 전지로부터의 전력이 제 1 센서 또는 제 2 센서의 일방에만 공급되도록 전력 공급 경로의 전환을 실시하는 기능인 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 백업 모드에 있어서의 마이크로컴퓨터의 동작시에 제 1 센서 및 제 2 센서의 양방에 항상 전력이 공급되고 있는 경우와 비교하여, 백업 모드에 있어서, 소비 전력을 보다 저감시키는 것이 가능해진다.
본 발명에 있어서, 인코더는, 마이크로컴퓨터가 전기적으로 접속되는 제 2 마이크로컴퓨터를 구비하고, 주전원으로부터 공급되는 전력에 의해 마이크로컴퓨터 및 제 2 마이크로컴퓨터가 동작할 때의 인코더의 모드를 통상 동작 모드로 함과 함께, 회전체의 최고 각가속도를 a (rad/sec2) 로 하고, 회전체의 최고 회전수를 N (rpm) 으로 하면, 통상 동작 모드로부터 백업 모드로 전환되었을 때의 샘플링 주기는,
t1 ＜ (√(π/{(1/2) × a}) － √({π/2}/{(1/2) × a}))
의 관계를 만족시키는 t1 (sec) 로 되어 있고,
백업 모드에 있어서 개략 회전 위치 데이터에 변화가 있으면, 샘플링 주기는,
t2 ＜ 1/{(N/60)/(90/360)}
의 관계를 만족시키는 t2 (sec) 로 전환되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 백업 모드에 있어서, 회전체의 1 회전 범위 내에 있어서의 회전체의 개략 회전 위치를 보다 정확하게 파악하는 것, 및 회전체가 소정의 원점 위치로부터 몇 회전하였는지를 보다 정확하게 파악하는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 본 발명의 인코더에서는, 백업용 전지로부터 공급되는 전력에 의해 동작하는 백업 모드에 있어서, 회전체의 1 회전 범위 내에 있어서의 회전체의 개략 회전 위치를 정확하게 파악하는 것, 및 회전체가 소정의 원점 위치로부터 몇 회전하였는지를 정확하게 파악하는 것이 가능하더라도, 소비 전력을 저감시키는 것이 가능해진다.
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 인코더의 개략 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 인코더의 기계적 구성을 설명하기 위한 개략도.
도 3 은, 도 1 에 나타내는 마이크로컴퓨터에서 생성되는 제 1 검출 신호 및 제 2 검출 신호와, 자기 저항 소자로부터의 입력 신호에 기초하여 제 2 마이크로컴퓨터에서 산출되는 계산값을 설명하기 위한 도면.
도 4 는, 도 1 에 나타내는 인코더의 통상 동작 모드에 있어서의 홀 소자의 구동 타이밍을 설명하기 위한 도면.
도 5 는, 도 1 에 나타내는 인코더의 백업 모드에 있어서의 마이크로컴퓨터 및 홀 소자의 구동 타이밍을 설명하기 위한 도면.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 설명한다.
(인코더의 구성)
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 인코더 (1) 의 개략 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2 는, 도 1 에 나타내는 인코더 (1) 의 기계적 구성을 설명하기 위한 개략도이다. 도 3 은, 도 1 에 나타내는 마이크로컴퓨터 (8) 에서 생성되는 제 1 검출 신호 (S1) 및 제 2 검출 신호 (S2) 와, 자기 저항 소자 (7) 로부터의 입력 신호에 기초하여 마이크로컴퓨터 (9) 에서 산출되는 계산값을 설명하기 위한 도면이다. 도 4 는, 도 1 에 나타내는 인코더 (1) 의 통상 동작 모드에 있어서의 홀 소자 (5, 6) 의 구동 타이밍을 설명하기 위한 도면이다. 도 5 는, 도 1 에 나타내는 인코더 (1) 의 백업 모드에 있어서의 마이크로컴퓨터 (8) 및 홀 소자 (5, 6) 의 구동 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
본 형태의 인코더 (1) 는, 회전체의 회전 각도 (회전 위치) 를 검출하기 위한 장치이다. 구체적으로는, 인코더 (1) 는, 회전체로서의 서보 모터의 로터의 회전 각도를 검출하기 위한 장치로, 서보 모터에 장착되어 있다. 이 인코더 (1) 는, 서보 모터를 구동 및 제어하는 모터 구동 장치 (모터 드라이버) 에 전기적으로 접속되어 있다. 또, 인코더 (1) 는, 로터의 회전 각도의 절대 위치를 검출하기 위한 앱솔루트 인코더 (절대값 인코더) 이다.
또, 본 형태의 인코더 (1) 는, 자기식의 로터리 인코더이다. 이 인코더 (1) 는, 서보 모터의 로터를 구성하는 회전축 (3) 에 고정되는 검출용 자석 (4) 과, 로터의 회전 각도를 검출하기 위한 2 개의 홀 소자 (5, 6) 및 자기 저항 소자 (7) 와, 홀 소자 (5) 가 출력하는 제 1 출력 신호 및 홀 소자 (6) 가 출력하는 제 2 출력 신호가 입력되는 마이크로컴퓨터 (마이크로컨트롤러) (8) 와, 자기 저항 소자 (7) 가 출력하는 출력 신호가 입력됨과 함께 마이크로컴퓨터 (8) 가 전기적으로 접속되는 마이크로컴퓨터 (마이크로컨트롤러) (9) 를 구비하고 있다. 본 형태의 홀 소자 (5) 는 제 1 센서이고, 홀 소자 (6) 는 제 2 센서이며, 마이크로컴퓨터 (9) 는 제 2 마이크로컴퓨터이다.
또, 인코더 (1) 는, 주전원 (11) 과, 백업용 전지 (12) 를 구비하고 있다. 주전원 (11) 은 마이크로컴퓨터 (8, 9) 에 접속되고, 전지 (12) 는 마이크로컴퓨터 (8) 에 접속되어 있다. 인코더 (1) 에서는, 통상, 주전원 (11) 으로부터 마이크로컴퓨터 (8, 9) 에 전력이 공급되고 있고, 마이크로컴퓨터 (8, 9) 는, 주전원 (11) 으로부터 공급되는 전력에 의해 동작하고 있다. 또, 어떠한 원인으로 주전원 (11) 으로부터의 전력의 공급이 정지되면, 전지 (12) 로부터 마이크로컴퓨터 (8) 에 전력이 공급되고, 마이크로컴퓨터 (8) 는 전지 (12) 로부터 공급되는 전력에 의해 동작한다. 즉, 인코더 (1) 는, 주전원 (11) 으로부터 공급되는 전력에 의해 마이크로컴퓨터 (8, 9) 가 동작할 때의 인코더 (1) 의 모드인 통상 동작 모드와, 전지 (12) 로부터 공급되는 전력에 의해 마이크로컴퓨터 (8) 가 동작할 때의 인코더 (1) 의 모드인 백업 모드로 전환 가능하게 되어 있다. 백업 모드에 있어서는, 마이크로컴퓨터 (9) 에는 전력이 공급되지 않아, 마이크로컴퓨터 (9) 는 정지되어 있다.
홀 소자 (5, 6) 및 자기 저항 소자 (7) 는, 검출용 자석 (4) 에 대향 배치되어 있다. 검출용 자석 (4) 은, 원판상으로 형성된 영구 자석이다. 검출용 자석 (4) 의, 홀 소자 (5, 6) 및 자기 저항 소자 (7) 의 대향면에는, 로터의 둘레 방향에 있어서 N 극과 S 극이 1 극씩 형성되어 있다. 검출용 자석 (4) 은, 회전축 (3) 의 축 방향에서 보았을 때에, 로터의 회전 중심과 검출용 자석 (4) 의 중심이 일치하도록 회전축 (3) 에 고정되어 있다.
홀 소자 (5) 와 홀 소자 (6) 는, 회전축 (3) 의 축 방향에서 보았을 때에, 로터의 회전 중심에 대해 (즉, 검출용 자석 (4) 의 중심에 대해) 서로 90°어긋난 위치에 배치되어 있다. 홀 소자 (5) 는, 제 1 출력 신호로서, 로터의 1 회전을 1 주기로 하는 정현파 신호를 출력하고, 홀 소자 (6) 는, 제 2 출력 신호로서, 로터의 1 회전을 1 주기로 하는 여현파 신호를 출력한다. 즉, 홀 소자 (5, 6) 는, 로터의 회전 각도에 따라 주기적으로 그 레벨이 변동되는 정현파 신호 및 여현파 신호를 출력한다. 홀 소자 (5) 가 출력하는 정현파 신호의 위상과 홀 소자 (6) 가 출력하는 여현파 신호의 위상은 서로 90°어긋나 있다.
자기 저항 소자 (7) 는, 회전축 (3) 의 축 방향에서 보았을 때에, 로터의 회전 중심과 자기 저항 소자 (7) 의 중심이 거의 일치하도록 배치되어 있다. 자기 저항 소자 (7) 에는, 서로 거의 직교하는 방향으로 배치되는 자기 저항 패턴이 형성되어 있다. 자기 저항 소자 (7) 는, 로터의 반회전을 1 주기로 하는 정현파 신호 및 여현파 신호를 출력한다. 즉, 자기 저항 소자 (7) 는, 홀 소자 (5, 6) 가 출력하는 정현파 신호 및 여현파 신호의 절반의 주기를 가짐과 함께, 로터의 회전 각도에 따라 주기적으로 그 레벨이 변동되는 정현파 신호 및 여현파 신호를 출력한다. 자기 저항 소자 (7) 가 출력하는 정현파 신호의 위상과 자기 저항 소자 (7) 가 출력하는 여현파 신호의 위상은 서로 90°어긋나 있다.
마이크로컴퓨터 (8) 는, 홀 소자 (5) 가 출력하는 정현파 신호와 소정의 제 1 임계값을 비교하고, 이 비교 결과에 기초하여 사각형 파상의 제 1 검출 신호 (A 상 신호) (S1) 를 생성함과 함께, 홀 소자 (6) 가 출력하는 여현파 신호와 소정의 제 2 임계값을 비교하고, 이 비교 결과에 기초하여 사각형 파상의 제 2 검출 신호 (B 상 신호) (S2) 를 생성하는 콤퍼레이터 기능을 구비하고 있다. 즉, 마이크로컴퓨터 (8) 에서는, 그 콤퍼레이터 기능에 의해, 홀 소자 (5) 가 출력하는 정현파 신호에 기초하여, 로터의 1 회전을 1 주기로 하는 사각형 파상의 제 1 검출 신호 (S1) 가 생성되고, 홀 소자 (6) 가 출력하는 여현파 신호에 기초하여, 로터의 1 회전을 1 주기로 하는 사각형 파상의 제 2 검출 신호 (S2) 가 생성된다. 예를 들어, 로터가 일정 속도로 회전하고 있는 경우로서, 또한, 제 1 검출 신호 (S1) 및 제 2 검출 신호 (S2) 가 연속적으로 생성되고 있는 경우에는, 도 3 에 나타내는 바와 같은 제 1 검출 신호 (S1) 및 제 2 검출 신호 (S2) 가 마이크로컴퓨터 (8) 에서 생성된다. 또한, 본 형태에서는, 후술하는 바와 같이, 실제로는 제 1 검출 신호 (S1) 및 제 2 검출 신호 (S2) 는 간헐적으로 생성된다.
제 2 검출 신호 (S2) 의 위상은, 제 1 검출 신호 (S1) 의 위상에 대해 90°어긋나 있다. 그 때문에, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 1 주기분의 제 1 검출 신호 (S1) 및 제 2 검출 신호 (S2) 에 기초하여, 제 1 검출 신호 (S1) 의 레벨 및 제 2 검출 신호 (S2) 의 레벨이 모두 「로우」일 때의 로터의 회전 각도 범위 (제 1 회전 각도 범위) (A1) 와, 제 1 검출 신호 (S1) 의 레벨이 「로우」이고 제 2 검출 신호 (S2) 의 레벨이 「하이」일 때의 로터의 회전 각도 범위 (제 2 회전 각도 범위) (A2) 와, 제 1 검출 신호 (S1) 의 레벨 및 제 2 검출 신호 (S2) 의 레벨이 모두 「하이」일 때의 로터의 회전 각도 범위 (제 3 회전 각도 범위) (A3) 와, 제 1 검출 신호 (S1) 의 레벨이 「하이」이고 제 2 검출 신호 (S2) 의 레벨이 「로우」일 때의 로터의 회전 각도 범위 (제 4 회전 각도 범위) (A4) 에 의해 로터의 1 회전 내의 4 개의 회전 각도 범위를 특정할 수 있다. 즉, 1 주기분의 제 1 검출 신호 (S1) 의 레벨과 제 2 검출 신호 (S2) 의 레벨의 조합에 기초하여, 로터의 1 회전 내의 4 개의 회전 각도 범위를 특정할 수 있다. 즉, 홀 소자 (5) 가 출력하는 1 주기분의 정현파 신호의 레벨과 홀 소자 (6) 가 출력하는 1 주기분의 여현파 신호의 레벨의 조합에 기초하여, 로터의 1 회전 내의 4 개의 회전 각도 범위를 특정할 수 있다.
예를 들어, 소정의 원점 위치에 로터가 있을 때의 로터의 회전 각도를 0°로 하면, 로터의 회전 각도가 0°∼ 90°사이일 때에 로터는 제 1 회전 각도 범위 (A1) 내에 있고, 로터의 회전 각도가 90°∼ 180°일 때에 로터는 제 2 회전 각도 범위 (A2) 내에 있으며, 로터의 회전 각도가 180°∼ 270°일 때에 로터는 제 3 회전 각도 범위 (A3) 내에 있고, 로터의 회전 각도가 270°∼ 360°일 때에 로터는 제 4 회전 각도 범위 (A4) 내에 있다.
또, 마이크로컴퓨터 (8) 는, 소정의 샘플링 타임에 제 1 검출 신호 (S1) 및 제 2 검출 신호 (S2) 의 레벨을 취득하여, 로터의 회전 각도가, 제 1 회전 각도 범위 (A1), 제 2 회전 각도 범위 (A2), 제 3 회전 각도 범위 (A3) 또는 제 4 회전 각도 범위 (A4) 중 어느 범위 내에 있는지를 나타내는 개략 회전 위치 데이터를 생성한다. 또, 로터가 일방향으로 회전하고 있을 때에, 로터의 1 회전 내의 회전 각도 범위는, 제 1 회전 각도 범위 (A1), 제 2 회전 각도 범위 (A2), 제 3 회전 각도 범위 (A3) 및 제 4 회전 각도 범위 (A4) 의 순번으로 변천됨과 함께, 로터가 1 회전하면 제 4 회전 각도 범위 (A4) 로부터 제 1 회전 각도 범위 (A1) 로 되돌아간다. 그 때문에, 마이크로컴퓨터 (8) 는, 로터의 회전 각도 범위의 변천에 기초하여, 로터가 소정의 원점 위치로부터 몇 회전하였는지를 나타내는 다회전 데이터를 생성한다.
이와 같이, 마이크로컴퓨터 (8) 는, 제 1 검출 신호 (S1) 와 제 2 검출 신호 (S2) 에 기초하여, 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 생성하는 데이터 생성 기능을 구비하고 있다. 또, 마이크로컴퓨터 (8) 는, 생성된 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 기억하는 데이터 기억 기능도 구비하고 있다. 마이크로컴퓨터 (8) 는, 생성된 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 마이크로컴퓨터 (9) 에 출력한다. 또, 마이크로컴퓨터 (8) 는, 통상 동작 모드에 있어서, 주전원 (11) 으로부터 마이크로컴퓨터 (8) 에 공급된 전력을 홀 소자 (5, 6) 에 공급함과 함께, 백업 모드에 있어서, 전지 (12) 로부터 마이크로컴퓨터 (8) 에 공급된 전력을 홀 소자 (5, 6) 에 공급하는 전력 공급 기능을 구비하고 있다.
마이크로컴퓨터 (9) 는, 자기 저항 소자 (7) 로부터 입력되는 정현파 신호 및 여현파 신호를 사용한 소정의 연산을 실시하여, 이 정현파 신호 및 여현파 신호의 1 주기마다 소정값으로부터 소정값까지 증가하는 계산값을 산출한다. 구체적으로는, 마이크로컴퓨터 (9) 는, 자기 저항 소자 (7) 로부터 입력되는 정현파 신호의 값과 여현파 신호의 값의 비 ATAN (아크탄젠트) 을 산출한다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터 (9) 는, 로터가 일정 속도로 회전하고 있는 경우에, 도 3 에 나타내는 톱날상의 직선을 이루는 계산값을 산출한다. 또, 마이크로컴퓨터 (9) 는, 이 계산값과, 마이크로컴퓨터 (8) 로부터 입력되는 개략 회전 위치 데이터에 기초하여, 로터의 1 회전 내의 회전 각도의 상세 위치를 산출함과 함께, 이 로터의 1 회전 내의 회전 각도의 상세 위치와 다회전 데이터에 기초하여, 소정의 원점 위치로부터의 로터의 회전 각도의 절대 위치를 산출한다.
이상과 같이 구성된 인코더 (1) 에서는, 통상 동작 모드에 있어서는, 마이크로컴퓨터 (8) 에 항상 전력이 공급되고 있다. 한편, 통상 동작 모드에서는, 마이크로컴퓨터 (8) 로부터 홀 소자 (5) 와 홀 소자 (6) 에 교대로 전력이 공급되고 있다. 또, 통상 동작 모드에서는, 홀 소자 (5) 및 홀 소자 (6) 의 양방에 전력이 공급되지 않는 시간도 설정되어 있다. 즉, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 통상 동작 모드에서는, 제 1 검출 신호 (A 상 신호) (S1) 를 생성하기 위한 정현파 신호를 출력하는 홀 소자 (5) 와, 제 2 검출 신호 (B 상 신호) (S2) 를 생성하기 위한 여현파 신호를 출력하는 홀 소자 (6) 가 교대로 기동, 정지함과 함께, 홀 소자 (5) 및 홀 소자 (6) 의 양방이 정지하고 있는 시간이 있다. 마이크로컴퓨터 (8) 는, 그 콤퍼레이터 기능에 의해, 제 1 검출 신호 (S1) 와 제 2 검출 신호 (S2) 를 교대로 생성한다. 즉, 본 형태에서는, 제 1 검출 신호 (S1) 및 제 2 검출 신호 (S2) 가 간헐적으로 생성된다. 또, 통상 동작 모드에 있어서, 마이크로컴퓨터 (8) 는, 생성된 제 1 검출 신호 (S1) 및 제 2 검출 신호 (S2) 에 기초하여, 홀 소자 (5) 및 홀 소자 (6) 의 양방이 정지하고 있는 시간에 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 생성하고, 생성된 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 마이크로컴퓨터 (9) 를 향해 출력한다.
백업 모드에 있어서는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 소정의 샘플링 주기 (T) 로 마이크로컴퓨터 (8) 에 전력이 공급되고, 마이크로컴퓨터 (8) 는 샘플링 주기 (T) 로 기동, 정지한다. 또, 백업 모드에서는, 마이크로컴퓨터 (8) 의 동작 시간 (ΔT) 내에, 홀 소자 (5) 와 홀 소자 (6) 에 전력이 순차 공급된다. 또, 백업 모드에서는, 동작 시간 (ΔT) 내에, 홀 소자 (5) 및 홀 소자 (6) 의 양방에 전력이 공급되지 않는 시간도 설정되어 있다. 즉, 백업 모드에서는, 동작 시간 (ΔT) 내에, 제 1 검출 신호 (A 상 신호) (S1) 를 생성하기 위한 정현파 신호를 출력하는 홀 소자 (5) 와, 제 2 검출 신호 (B 상 신호) (S2) 를 생성하기 위한 여현파 신호를 출력하는 홀 소자 (6) 가 차례로 1 회씩 기동, 정지함과 함께, 홀 소자 (5) 및 홀 소자 (6) 의 양방이 정지하고 있는 시간이 있다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터 (8) 가 기동하는 것과 거의 동시에 홀 소자 (5) 가 기동하고, 홀 소자 (5) 가 정지하는 것과 거의 동시에 홀 소자 (6) 가 기동한다. 또, 홀 소자 (6) 가 정지하고 나서 소정 시간 경과 후에 마이크로컴퓨터 (8) 가 정지한다. 마이크로컴퓨터 (8) 는, 그 콤퍼레이터 기능에 의해, 동작 시간 (ΔT) 내에, 홀 소자 (5) 가 출력한 정현파 신호에 기초하여 제 1 검출 신호 (S1) 를 생성한 후, 홀 소자 (6) 가 출력한 여현파 신호에 기초하여 제 2 검출 신호 (S2) 를 생성한다. 또, 백업 모드에 있어서, 마이크로컴퓨터 (8) 는, 생성된 제 1 검출 신호 (S1) 및 제 2 검출 신호 (S2) 에 기초하여, 홀 소자 (5) 및 홀 소자 (6) 의 양방이 정지하고 있는 시간에 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 생성하고 기억한다.
이와 같이, 마이크로컴퓨터 (8) 는, 콤퍼레이터 기능에 의해 제 1 검출 신호 (S1) 또는 제 2 검출 신호 (S2) 중 어느 것을 생성할지의 전환을 실시하기 위한 전환 기능을 구비하고 있다. 이 전환 기능은, 통상 동작 모드에 있어서는, 주전원 (11) 으로부터의 전력이 홀 소자 (5) 또는 홀 소자 (6) 의 일방에만 공급되도록 전력 공급 경로의 전환을 실시하는 기능이고, 백업 모드에 있어서는, 전지 (12) 로부터의 전력이 홀 소자 (5) 또는 홀 소자 (6) 의 일방에만 공급되도록 전력 공급 경로의 전환을 실시하는 기능이다. 이 전환 기능 및 콤퍼레이터 기능에 의해, 마이크로컴퓨터 (8) 는, 백업 모드에 있어서, 그 동작시에, 제 1 검출 신호 (S1) 및 제 2 검출 신호 (S2) 를 순차 생성한다.
여기서, 로터의 최고 각가속도를 a (rad/sec2 (라디안/초2)) 로 하고, 로터의 최고 회전수를 N (rpm) 으로 하면, 로터의 1 회전 내의 회전 각도 범위가, 90°마다 단락지어지는 제 1 회전 각도 범위 (A1) ∼ 제 4 회전 각도 범위 (A4) 로 순차 변천되어 가는 것을 마이크로컴퓨터 (8) 가 검출하고, 적절한 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 생성할 수 있도록, 샘플링 주기 (T) 는 이하와 같이 설정되어 있다.
즉, 통상 동작 모드로부터 백업 모드로 전환되었을 때의 샘플링 주기 (T) 는,
t1 ＜ (√(π/{(1/2) × a}) － √({π/2}/{(1/2) × a}))
의 관계를 만족시키는 t1 (sec) 로 되어 있다. 본 형태에서는, 예를 들어, 로터의 최고 각가속도는 80000 (rad/sec2) 이며, t1 은 2.6 (msec (밀리초)) 으로 되어 있다.
또, 백업 모드에 있어서 개략 회전 위치 데이터에 변화가 있으면 (즉, 로터의 회전 각도 범위가, 제 1 회전 각도 범위 (A1), 제 2 회전 각도 범위 (A2), 제 3 회전 각도 범위 (A3) 또는 제 4 회전 각도 범위 (A4) 중 어느 것으로부터 제 1 회전 각도 범위 (A1), 제 2 회전 각도 범위 (A2), 제 3 회전 각도 범위 (A3) 또는 제 4 회전 각도 범위 (A4) 중 어느 것으로 변천되면), 샘플링 주기 (T) 는,
t2 ＜ 1/{(N/60)/(90/360)}
의 관계를 만족시키는 t2 (sec) 로 전환된다. 본 형태에서는, t2 는, 예를 들어, 0.5 (msec) 로 되어 있다.
또, 그 후, t2 (sec) 의 샘플링 주기 (T) 로 복수 회 샘플링을 실시해도 개략 회전 위치 데이터에 변화가 없는 경우에는, 샘플링 주기 (T) 는 t2 (sec) 에서 t1 (sec) 로 전환된다. 예를 들어, t2 (sec) 의 샘플링 주기 (T) 로 8 회 샘플링을 실시해도 개략 회전 위치 데이터에 변화가 없는 경우에, 샘플링 주기 (T) 는 t2 (sec) 에서 t1 (sec) 로 전환된다.
또, 백업 모드로부터 통상 동작 모드로 전환되면, 마이크로컴퓨터 (8) 는, 기억하고 있는 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 마이크로컴퓨터 (9) 를 향해 출력한다. 즉, 백업 모드로부터 통상 동작 모드로 전환되면, 마이크로컴퓨터 (8) 에 기억된 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터가 마이크로컴퓨터 (9) 에 입력된다. 그 때문에, 백업 모드에 있어서, 마이크로컴퓨터 (9) 가 정지하고 있어도, 통상 동작 모드로 전환되었을 때에, 마이크로컴퓨터 (9) 는 소정의 원점 위치로부터의 로터의 회전 각도의 절대 위치를 산출하는 것이 가능해진다.
(본 형태의 주된 효과)
이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 마이크로컴퓨터 (8) 는, 백업 모드에 있어서, 샘플링 주기 (T) 로 기동, 정지하는 마이크로컴퓨터 (8) 의 동작 시간 (ΔT) 내에, 제 1 검출 신호 (S1) 와 제 2 검출 신호 (S2) 를 차례로 생성함과 함께, 생성된 제 1 검출 신호 (S1) 및 제 2 검출 신호 (S2) 에 기초하여, 홀 소자 (5) 및 홀 소자 (6) 의 양방이 정지하고 있는 시간에 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 생성하고 기억하고 있다. 즉, 본 형태에서는, 백업 모드에 있어서도, 샘플링 주기 (T) 로 생성되는 제 1 검출 신호 (S1) 및 제 2 검출 신호 (S2) 에 기초하여, 홀 소자 (5) 및 홀 소자 (6) 의 양방이 정지하고 있는 시간에 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 생성하고 기억하고 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 백업 모드에 있어서도, 로터의 1 회전 범위 내에 있어서의 로터의 개략 회전 위치를 정확하게 파악하는 것, 및 로터가 원점 위치로부터 몇 회전하였는지를 정확하게 파악하는 것이 가능해진다.
본 형태에서는, 마이크로컴퓨터 (8) 는, 백업 모드에 있어서, 마이크로컴퓨터 (8) 의 동작 시간 (ΔT) 내에 홀 소자 (5) 와 홀 소자 (6) 에 순차 전력을 공급하여, 제 1 검출 신호 (S1) 와 제 2 검출 신호 (S2) 를 차례로 생성하고 있다. 즉, 본 형태에서는, 백업 모드에 있어서, 마이크로컴퓨터 (8) 의 1 개의 콤퍼레이터 기능을 이용하여, 마이크로컴퓨터 (8) 의 동작 시간 (ΔT) 내에 제 1 검출 신호 (S1) 를 생성한 후에 제 2 검출 신호 (S2) 를 생성하고 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 마이크로컴퓨터 (8) 의 동작 시간 (ΔT) 내에 2 개의 콤퍼레이터를 사용하여 제 1 검출 신호 (S1) 및 제 2 검출 신호 (S2) 를 생성하는 경우와 비교하여, 백업 모드에 있어서의 소비 전력을 저감시키는 것이 가능해진다.
특히 본 형태에서는, 백업 모드에 있어서, 마이크로컴퓨터 (8) 의 동작 시간 (ΔT) 내에 홀 소자 (5) 와 홀 소자 (6) 가 차례로 1 회씩 기동, 정지하고 있기 때문에, 마이크로컴퓨터 (8) 의 동작 시간 (ΔT) 내에 홀 소자 (5) 및 홀 소자 (6) 의 양방에 항상 전력이 공급되고 있는 경우와 비교하여, 백업 모드에 있어서, 소비 전력을 보다 저감시키는 것이 가능해진다.
본 형태에서는, 통상 동작 모드로부터 백업 모드로 전환되었을 때의 샘플링 주기 (T) 는,
t1 ＜ (√(π/{(1/2) × a}) － √({π/2}/{(1/2) × a}))
의 관계를 만족시키는 t1 (sec) 로 되어 있고, 또, 백업 모드에 있어서 개략 회전 위치 데이터에 변화가 있으면, 샘플링 주기 (T) 는,
t2 ＜ 1/{(N/60)/(90/360)}
의 관계를 만족시키는 t2 (sec) 로 전환된다. 그 때문에, 상기 서술한 바와 같이, 로터의 1 회전 내의 회전 각도 범위가, 90°마다 단락지어지는 제 1 회전 각도 범위 (A1) ∼ 제 4 회전 각도 범위 (A4) 로 순차 변천되어 가는 것을 마이크로컴퓨터 (8) 가 검출하여, 적절한 개략 회전 위치 데이터 및 다회전 데이터를 생성하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 형태에서는, 백업 모드에 있어서, 로터의 1 회전 범위 내에 있어서의 로터의 개략 회전 위치를 보다 정확하게 파악하는 것, 및 로터가 원점 위치로부터 몇 회전하였는지를 보다 정확하게 파악하는 것이 가능해진다. 또, 본 형태에서는, t2 (sec) 의 샘플링 주기 (T) 로 복수 회 샘플링을 실시해도 개략 회전 위치 데이터에 변화가 없는 경우에, 샘플링 주기 (T) 가 t2 (sec) 에서 t1 (sec) 로 전환되기 때문에, 백업 모드에 있어서, 소비 전력을 효과적으로 저감시키는 것이 가능해진다.
(다른 실시형태)
상기 서술한 형태는 본 발명의 바람직한 형태의 일례이지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 다양한 변형 실시가 가능하다.
상기 서술한 형태에서는, 마이크로컴퓨터 (8) 는, 주전원 (11) 또는 전지 (12) 로부터의 전력이 홀 소자 (5) 또는 홀 소자 (6) 의 일방에만 공급되도록 전력 공급 경로의 전환을 실시하는 전환 기능을 구비하고 있다. 이 외에도 예를 들어, 주전원 (11) 또는 전지 (12) 로부터의 전력이 홀 소자 (5) 및 홀 소자 (6) 의 양방에 공급됨과 함께, 홀 소자 (5) 가 출력하는 정현파 신호 또는 홀 소자 (6) 가 출력하는 여현파 신호의 일방만을 임계값과 비교하여 제 1 검출 신호 (S1) 또는 제 2 검출 신호 (S2) 중 어느 것을 생성하도록 신호 경로의 전환을 실시하는 전환 기능을 마이크로컴퓨터 (8) 가 구비하고 있어도 된다. 즉, 콤퍼레이터 기능에 의해 제 1 검출 신호 (S1) 또는 제 2 검출 신호 (S2) 중 어느 것을 생성할지의 전환을 실시하기 위한 전환 기능은, 홀 소자 (5, 6) 가 출력하는 정현파 신호 및 여현파 신호의 신호 경로의 전환을 실시하는 기능이어도 된다.
상기 서술한 형태에서는, 인코더 (1) 는, 로터의 회전 각도를 검출하기 위한 제 1 센서 및 제 2 센서로서 홀 소자 (5, 6) 를 구비하고 있지만, 인코더 (1) 는, 제 1 센서 및 제 2 센서로서, 예를 들어, 발광 소자 및 수광 소자를 갖는 광학식의 센서를 구비하고 있어도 된다. 또, 인코더 (1) 는, 제 1 센서 및 제 2 센서로서 자기식의 센서 및 광학식의 센서 이외의 센서를 구비하고 있어도 된다. 또, 상기 서술한 형태에서는, 인코더 (1) 는 앱솔루트 인코더이지만, 인코더 (1) 는 인크리멘탈 인코더여도 된다.
1 : 인코더
5 : 홀 소자 (제 1 센서)
6 : 홀 소자 (제 2 센서)
8 : 마이크로컴퓨터
9 : 마이크로컴퓨터 (제 2 마이크로컴퓨터)
11 : 주전원
12 : 전지
A1 : 제 1 회전 각도 범위
A2 : 제 2 회전 각도 범위
A3 : 제 3 회전 각도 범위
A4 : 제 4 회전 각도 범위
S1 : 제 1 검출 신호
S2 : 제 2 검출 신호
T : 샘플링 주기

Claims (6)

  1. 주전원과 백업용 전지를 구비하는 인코더로서,
    회전체의 회전 각도를 검출하기 위한 제 1 센서 및 제 2 센서와, 상기 제 1 센서가 출력하는 제 1 출력 신호 및 상기 제 2 센서가 출력하는 제 2 출력 신호가 입력되는 마이크로컴퓨터를 구비하고,
    상기 제 1 출력 신호는, 상기 회전체의 1 회전을 1 주기로 하는 정현파 신호이고, 상기 제 2 출력 신호는, 상기 회전체의 1 회전을 1 주기로 하는 여현파 신호이며,
    상기 정현파 신호의 위상과 상기 여현파 신호의 위상은, 서로 90°어긋나 있고,
    상기 주전원으로부터의 전력의 공급이 정지됨과 함께 상기 전지로부터 공급되는 전력에 의해 상기 마이크로컴퓨터가 동작할 때의 상기 인코더의 모드를 백업 모드로 하고, 1 주기분의 상기 정현파 신호의 레벨과 상기 여현파 신호의 레벨의 조합에 기초하여 특정되는 상기 회전체의 1 회전 내의 4 개의 회전 각도 범위를 제 1 회전 각도 범위, 제 2 회전 각도 범위, 제 3 회전 각도 범위 및 제 4 회전 각도 범위로 하면,
    상기 회전체가 일방향으로 회전하고 있을 때에는, 상기 회전체의 회전 각도 범위는, 상기 제 1 회전 각도 범위, 상기 제 2 회전 각도 범위, 상기 제 3 회전 각도 범위 및 상기 제 4 회전 각도 범위의 순번으로 변천됨과 함께, 상기 회전체가 1 회전하면 상기 제 4 회전 각도 범위로부터 상기 제 1 회전 각도 범위로 되돌아가고,
    상기 마이크로컴퓨터는, 상기 제 1 출력 신호와 소정의 제 1 임계값을 비교하고 이 비교 결과에 기초하여 사각형 파상의 제 1 검출 신호를 생성함과 함께, 상기 제 2 출력 신호와 소정의 제 2 임계값을 비교하고 이 비교 결과에 기초하여 사각형 파상의 제 2 검출 신호를 생성하는 콤퍼레이터 기능과, 상기 콤퍼레이터 기능에 의해 상기 제 1 검출 신호 또는 상기 제 2 검출 신호 중 어느 것을 생성할지의 전환을 실시하기 위한 전환 기능과, 상기 회전체의 회전 각도가 상기 제 1 회전 각도 범위, 상기 제 2 회전 각도 범위, 상기 제 3 회전 각도 범위 또는 상기 제 4 회전 각도 범위 중 어느 범위 내에 있는지를 나타내는 개략 회전 위치 데이터와 상기 회전체가 소정의 원점 위치로부터 몇 회전하였는지를 나타내는 다회전 데이터를 상기 제 1 검출 신호와 상기 제 2 검출 신호에 기초하여 생성하는 데이터 생성 기능과, 상기 개략 회전 위치 데이터 및 상기 다회전 데이터를 기억하는 데이터 기억 기능과, 상기 전지로부터 상기 마이크로컴퓨터에 공급된 전력을 상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서에 공급하는 전력 공급 기능을 구비하고,
    상기 백업 모드에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터는, 소정의 샘플링 주기로 기동, 정지하고, 상기 마이크로컴퓨터의 동작시에, 상기 콤퍼레이터 기능 및 상기 전환 기능에 의해 상기 제 1 검출 신호 및 상기 제 2 검출 신호를 순차 생성함과 함께, 순차 생성된 상기 제 1 검출 신호 및 상기 제 2 검출 신호에 기초하여, 상기 개략 회전 위치 데이터 및 상기 다회전 데이터를 생성하고 기억하는 것을 특징으로 하는 인코더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로컴퓨터가 전기적으로 접속되는 제 2 마이크로컴퓨터를 구비하고,
    상기 주전원으로부터 공급되는 전력에 의해 상기 마이크로컴퓨터 및 상기 제 2 마이크로컴퓨터가 동작할 때의 상기 인코더의 모드를 통상 동작 모드로 하면,
    상기 백업 모드로부터 상기 통상 동작 모드로 전환되면, 상기 마이크로컴퓨터에 기억된 상기 개략 회전 위치 데이터 및 상기 다회전 데이터가 상기 제 2 마이크로컴퓨터에 입력되는 것을 특징으로 하는 인코더.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전환 기능은, 상기 백업 모드에 있어서, 상기 전지로부터의 전력이 상기 제 1 센서 또는 상기 제 2 센서의 일방에만 공급되도록 전력 공급 경로의 전환을 실시하는 기능인 것을 특징으로 하는 인코더.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로컴퓨터가 전기적으로 접속되는 제 2 마이크로컴퓨터를 구비하고,
    상기 주전원으로부터 공급되는 전력에 의해 상기 마이크로컴퓨터 및 상기 제 2 마이크로컴퓨터가 동작할 때의 상기 인코더의 모드를 통상 동작 모드로 함과 함께, 상기 회전체의 최고 각가속도를 a (rad/sec2) 로 하고, 상기 회전체의 최고 회전수를 N (rpm) 으로 하면,
    상기 통상 동작 모드로부터 상기 백업 모드로 전환되었을 때의 상기 샘플링 주기는,
    t1 ＜ (√(π/{(1/2) × a}) － √({π/2}/{(1/2) × a}))
    의 관계를 만족시키는 t1 (sec) 로 되어 있고,
    상기 백업 모드에 있어서 상기 개략 회전 위치 데이터에 변화가 있으면, 상기 샘플링 주기는,
    t2 ＜ 1/{(N/60)/(90/360)}
    의 관계를 만족시키는 t2 (sec) 로 전환되는 것을 특징으로 하는 인코더.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전환 기능은, 상기 백업 모드에 있어서, 상기 전지로부터의 전력이 상기 제 1 센서 또는 상기 제 2 센서의 일방에만 공급되도록 전력 공급 경로의 전환을 실시하는 기능인 것을 특징으로 하는 인코더.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 마이크로컴퓨터가 전기적으로 접속되는 제 2 마이크로컴퓨터를 구비하고,
    상기 주전원으로부터 공급되는 전력에 의해 상기 마이크로컴퓨터 및 상기 제 2 마이크로컴퓨터가 동작할 때의 상기 인코더의 모드를 통상 동작 모드로 함과 함께, 상기 회전체의 최고 각가속도를 a (rad/sec2) 로 하고, 상기 회전체의 최고 회전수를 N (rpm) 으로 하면,
    상기 통상 동작 모드로부터 상기 백업 모드로 전환되었을 때의 상기 샘플링 주기는,
    t1 ＜ (√(π/{(1/2) × a}) － √({π/2}/{(1/2) × a}))
    의 관계를 만족시키는 t1 (sec) 로 되어 있고,
    상기 백업 모드에 있어서 상기 개략 회전 위치 데이터에 변화가 있으면, 상기 샘플링 주기는,
    t2 ＜ 1/{(N/60)/(90/360)}
    의 관계를 만족시키는 t2 (sec) 로 전환되는 것을 특징으로 하는 인코더.
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