KR20180016570A - 위치 인코더 - Google Patents
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Abstract
위치 인코더는 이동가능 부재 및 적어도 제1 및 제2 센서를 포함한다. 이동가능 부재는 제1 및 제2 센서에 대하여 회전 가능하고 제1 센서는 이동가능 부재의 현재 위치의 제1 성분을 캡처하고 제1 성분에 대응하는 제2 신호를 출력하도록 구성되고, 제2 센서는 제1 성분에 상호 보완적인 현재 위치의 제2 성분을 캡처하고 제2 성분에 대응하는 제2 신호를 출력하도록 구성되고, 위치 인코더는 복수의 미리 정해진 룩업 값을 보유하는 적어도 제1 메모리 유닛을 더 포함하고, 각각의 미리 정해진 룩업 값은 적어도 제1 및 제2 신호의 각각의 세트에 대응하는 위치 값을 나타내고 각각의 세트의 신호를 연결함으로써 형성되는 개별 메모리 주소와 연관되고, 제1 메모리 유닛은 제1 및 제2 센서 각각에 의해 출력된 적어도 제1 및 제2 신호를 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하고 응답하여 수신된 메모리 주소와 연관된 미리 정해진 룩업 값을 출력하도록 구성된다.
Description
본 발명은 위치 관련 수치를 측정하기 위한 위치 인코더, 특히, 바람직하게는 자기 위치 인코더에 관한 것이다.
기준 위치에 대한 샤프트(shaft)의 각 위치와 같은 각도 관련 수치를 측정하기 위한 로터리 인코더(rotary encoder)는 그러한 위치 인코더의 일 예시이다. 위치 인코더의 다른 예시는 선형 이동을 측정하기 위한 선형 인코더이다. 위치 인코더는 일반적으로 알려져 있으며, 보통 이동가능 부재 및 적어도 제1 및 제2 센서를 포함하며, 이동가능 부재는 제1 및 제2 센서에 관하여 이동가능하다. 제1 센서는 이동가능 부재의 현재 위치의 제1 성분(component)을 캡처하고, 보통, 위치의 사인 성분인 제1 성분에 대응하는 제1 신호를 출력하도록 구성된다. 제2 센서는 제1 성분에 상보적(complementary)인 현재 위치의 제2 성분을 캡처하고 보통, 위치의 코사인 성분인 제2 성분에 대응하는 제2 신호를 출력하도록 구성된다. 현재 위치, 예컨대, 각 또는 선형 값이 제1 또는 제2 성분 만으로 충분히 정의되지 않을 수 있지만, 제1 및 제2 성분이 함께 현재 위치 값을 추정하기 위한 충분한 정보를 포함하는 한, 제2 성분은 제1 성분에 상보적이다. 따라서, 제1 및 제2 성분의 쌍으로부터, 위치 값이 예컨대, 일반적으로 알려진 삼각법적 방법에 의해 평가될 수 있다. 자기 위치 인코더의 경우에, 이동가능 부재는 복수의 대향하는 자기극을 가지는 적어도 하나의 자기 요소를 포함하며 제1 및 제2 센서는 홀 센서(Hall sensor)와 같은 자기 센서이다.
일반적으로, 한편으로는 절대형 인코더(absolute encoder) 그리고 다른 한편으로는 증분형 인코더(incremental encoder)의 2 가지 유형의 위치 인코더가 있다. 절대형 인코더는 절대값으로 이동가능 부재의 위치를 직접 결정한다. 반면, 증분형 인코더는 알려지지 않을 수 있고, 이후에, 달리 결정되어야 하는 일부 기준 위치에 관한 증분적인 위치 값만을 캡처한다. 그러나, 증분형 인코더는, 보통, 유사한 절대형 인코더에 비하여 높은 해상도를 가진다. 이는 증분형 인코더가, 보통, 전체 측정 범위의 일부만을 캡처하기 때문이다. 따라서, 전체 측정 범위가 일정 해상도로 절대형 인코더에 의해 캡처될 수 있는 경우, 전반적인 해상도는 측정 범위를 각각 유사한 해상도로 증분형 인코더에 의해 개별적으로 캡처되는 복수의 섹션으로 나눔으로써 곱해질 수 있다.
고정밀도로 절대 위치를 측정하기 위한 결합형 절대 및 증분 위치 인코더는 위치 인코더의 특정 실시예이다. 그러한 인코더는 2 요소 방식으로 동작한다. 한편으로는, 상술한 바와 같은 제1 위치 인코더 어셈블리가 대략적인 정밀도로 절대 위치를 측정하기 위하여 사용된다. 다른 한편으로는, 제1 어셈블리에 통합될 수 있는 제2 위치 인코더 어셈블리가 고정밀도로 증분 위치를 측정하기 위해 사용된다. 측정된 절대 값을 측정된 증분 값에 대한 기준 위치로 이용함으로써 측정을 결합하여 고정밀도로 절대 위치를 나타내는 위치 값을 산출한다. 이러한 2 요소 측정은 고정밀도의 순수 절대형 위치 인코더로의 절대 위치의 직접적인 측정에 비하여 보다 효율적으로 수행될 수 있다. 그러한 결합형 절대 및 증분 위치 인코더의 예시는 EP 2 711 663 A1에 기술되어 있으며, 여기서, 위치 인코더는 로터리 인코더이다.
상술한 바와 같은 고정밀도의 위치 인코더의 일반적인 문제점은 각각의 제1 및 제2 신호로부터의 절대 위치값 및 증분적 위치값 및/또는 이러한 중간 결과로부터의 결합된 고해상도 위치값의 계산과 차후의 후처리 단계, 예컨대, 선형 보정이 상당한 연산 리소스를 요구한다는 점이다. 이는 효율적인 알고리즘, 예컨대, CORDIC (Coordinate Rotation Digital Computer) 알고리즘이 이용되는 경우라도 그렇다. 보통, 요구되는 연산 단계는 표준 마이크로 프로세서, 예컨대, FPGA(Field Programmable Gate Arrays) 상에서 고정된 마이크로 코드로 수행된다. 그러나, 그러한 컴퓨팅 리소스가 더 많이 사용될수록, 위치 인코더가 덜 신뢰적이게 된다. 또한, 그와 같은 리소스 및 컴퓨팅 리소스의 설계와 레이아웃은 위치 인코더의 생산 비용을 추가한다.
따라서, 본 발명의 목적은 고정밀도 및 향상된 신뢰성을 가지고 위치를 측정할 수 있는 위치 인코더를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 위치 인코더에 의해 달성된다. 독창적인 위치 인코더는 이동가능 부재 및 적어도 제1 및 제2 센서를 포함하고, 이동가능 부재는 제1 및 제2 센서에 관하여 이동가능하다. 제1 센서는 이동가능 부재의 현재 위치의 제1 성분을 캡처하고 제1 성분에 대응하는 제1 신호를 출력하도록 구성된다. 그에 따라, 제2 센서는 현재 위치의 제2 성분을 캡처하고 제2 성분에 대응하는 제2 신호를 출력하도록 구성된다. 제2 성분은 제1 성분에 상보적(complementary)이다. 위치 인코더는 적어도 복수의 미리 정해진 룩업 값(look-up value)을 보유하는 적어도 제1 메모리 유닛을 더 포함하고, 각각의 미리 정해진 룩업 값은 적어도 제1 및 제2 신호의 각각의 세트에 대응하는 위치 값을 나타내며 각각의 세트의 신호를 연결(concatenate)함으로써 형성되는 개별 메모리 주소와 연관된다. 제1 메모리 유닛은 제1 및 제2 센서 각각에 의해 출력된 적어도 제1 및 제2 신호를 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하며, 수신된 메모리 주소와 연관된 미리 정해진 룩업 값을 응답으로 출력하도록 구성된다. 바람직하게는, 제1 메모리 유닛의 각각의 미리 정해진 룩업 값은 제1 및 제2 신호의 각각의 쌍에 대응하는 위치 값을 나타내며 각각의 쌍의 제1 및 제2 신호를 연결함으로써 형성되는 개별 메모리 주소와 연관되고, 제1 메모리 유닛은 제1 및 제2 센서 각각에 의해 출력된 제1 및 제2 신호를 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하도록 구성된다.
이동가능 부재는 바람직하게는 그 이동이 측정될 오브젝트에 연결되거나 연결가능하다. 이론상으로, 많은 상이한 종류의 움직임이 이러한 방식으로 평가될 수 있다. 그러나, 이동가능 부재는 특정 유형, 방향 및/또는 범위의 이동으로 제한될 수 있다. 예컨대, 위치 인코더가 선형 인코더인 경우에, 이동가능 부재는 제한된 범위 내에서 선형적으로만 이동가능할 수 있다. 또는, 위치 인코더가 로터리 인코더인 경우에, 이동가능 부재는 각도 제한을 가지고 또는 각도 제한 없이 축을 중심으로 회전 가능할 수 있다.
전술된 바와 같이, 제1 성분은, 보통, 사인 성분이며, 상보적인 제2 성분은 이동가능 부재의 현재 위치의 코사인 성분이다. 따라서, 제1 및 제2 센서는 센서가 요구되는 성분을 전하도록 이동가능 부재에 관하여 배열될 필요가 있다. 예컨대, 위치 인코더가 로터리 인코더인 경우에, 이동가능 부재는 회전 부재이고, 제1 및 제2 센서는 바람직하게는 서로에 대하여 90도의 각도로 회전 부재의 둘레에 배열된다. 그러나, 센서의 다른 배열 및 제1 및 제2 성분의 다른 관계가, 위치가 양 성분과 함께로부터 분명히 도출 가능하도록 제1 및 제2 성분이 서로 상보적인 한, 가능하다. 위치 인코더가 로터리 인코더인 경우, 회전 부재는 바람직하게는, 예컨대 샤프트에 부착 가능한 평평한 원형 디스크에 의해 형성되며, 샤프트의 각 위치가 로터리 인코더에 의해 측정될 것이다.
제1 메모리 유닛의 주 목적은 제1 및 제2 신호에 기초하여 위치 값을 평가하기 위하여 사용되는 그 전술된 컴퓨팅 리소스를 효율적으로 대체하는 것이다. 제1 메모리 유닛은 기본적으로 미리 정해진 값의 룩업 테이블로서 역할한다. 이러한 미리 정해진 룩업 값 각각은 아닐 경우 매번 다시 상기 컴퓨팅 리소스에 의해 연산될 바와 반드시 동일한 방식으로 각각의 제1 및 제2 신호로부터 연산된 위치 값을 나타낸다. 특히, 센서에 의하여 출력된 신호의 모든 가능한 세트 또는 적어도 합리적인 세트에 대하여, 대응하는 룩업 값이 상기 제1 메모리에서 쉽게 액세스 가능하다. 신호의 각 세트에 따라 특정 룩업 값을 액세스하기 위하여, 각각의 룩업 값은 이러한 세트의 신호를 연결함으로써 형성된 개별 메모리 주소와 연관된다. 이러한 맥락에서, 신호의 연결은 결과적으로 고유 메모리 주소가 되는 신호의 결합을 참조하고, 즉, 신호의 상이한 세트는 상이한 메모리 주소로 이어진다. 특히, 적어도 제1 및 제2 신호의 각각의 세트의 신호(바람직하게는 그 디지털 표현)는 (세트가 제1 신호 및 제2 신호의 쌍인 경우에, "하이(high)" 및 "로우(low)" 메모리 주소 부분으로 여겨질 수 있는) 각각의 메모리 주소 부분을 직접적으로 형성하거나 각각의 메모리 주소 부분으로 번역되고, 이러한 세트에 대응하는 메모리 주소는 예컨대, 단순한 순차적인 연쇄(sequential chaining)에 의해 (적어도) 이들 메모리 주소 부분으로 구성된다. 정의된 방식으로 신호의 세트를 대응하는 위치 값으로 연결하는 그러한 메모리 주소를 수신하면, 메모리 유닛은 이러한 위치 값을 나타내는 미리 정해진 룩업 값을 출력한다. 메모리 유닛은 따라서 아닐 경우 요구되는 연산 수단을 대체하도록 구성된다.
위치 인코더의 출력 신호를 생성하기 위한 임의의 계산을 효과적으로 생략하고, 대신 필요한 연산 결과를 메모리 유닛에 미리 정해진 룩업 값으로서 저장함으로써, 위치 인코더의 신뢰성 및 효율성이 증가된다. 당업자가 주목할 바와 같이, 그러한 연산은 보통 메모리로부터 정확한 연산 결과를 판독하는 것에 비해 보다 에러 발생이 쉽다. 또한, 값이 요구될 때마다 계산을 반복하는 대신 단 한번 계산을 수행하고 값을 저장하는 것은 더 효율적이다. 위치 인코더를 이용하는 경우, 개별 위치는 보통 여러 차례 나타난다. 따라서, 대응하는 위치가 나타날 때마다 출력되어야 하는 개별적인 위치 값은 단 한번만 계산되고, 위치 값이 출력될 경우, 메모리 유닛으로부터 단지 판독되는 것이 필요할 뿐이라는 점은 특히 유용하다.
본 발명의 이로운 실시예는 종속 청구항, 설명 및 도면에서 명시된다.
바람직한 실시예에 따르면, 위치 인코더는 적어도 제3 및 제4 센서를 더 포함하고, 이동가능 부재는 제1, 제2, 제3 및 제4 센서에 관하여 이동가능하다. 제1 센서는 이동가능 부재의 현재 절대 위치의 제1 성분을 캡처하고, 현재 절대 위치의 제1 성분에 대응하는 제1 절대 신호를 출력하도록 구성된다. 대응하여, 제2 센서는 현재 절대 위치의 제2 성분을 캡처하고 현재 절대 위치의 제2 성분에 대응하는 제2 절대 신호를 출력하도록 구성된다. 제2 성분은 현재 절대 위치의 제1 성분에 상보적이다. 제3 센서는 이동가능 부재의 현재 증분 위치의 제1 성분을 캡처하고 현재 증분 이동가능 위치의 제1 성분에 대응하는 제1 증분 신호를 출력하도록 구성된다. 제4 센서는 현재 증분 위치의 제1 성분에 상보적인 현재 증분 위치의 제2 성분을 캡처하고 현재 증분 위치의 제2 성분에 대응하는 제2 증분 신호를 출력하도록 구성된다. 따라서, 본 실시예의 위치 인코더는, 대략적인 절대 측정의 고해상도 증분 측정과의 결합에 의하여 고정밀도로 위치 값을 측정하는 데 이용될 수 있는 결합형 절대 및 증분 위치 인코더이다.
이러한 실시예에서, 제1 메모리 유닛은 제1 및 제2 센서 각각에 의해 출력된 제1 및 제2 절대 신호를 연결하는 것 및 제3 및 제4 센서 각각에 의해 출력된 제1 및 제2 증분 신호를 연결하는 것 중 적어도 하나에 의해 형성되는 메모리 주소를 수신하도록 구성된다. 즉, 메모리 주소는 제1 및 제2 신호의 적어도 한 쌍에 의해 형성되며, 적어도 한 쌍은 이동가능 부재의 절대 또는 증분 위치에 대응한다. 이러한 방식으로, 결합형 절대 및 증분 위치 인코더의 제1 메모리 유닛은 제1 및 제2 절대 신호로부터의 절대 위치 값 또는 제1 및 제2 증분 신호로부터의 증분 위치 값을 평가하도록 한다.
대안적으로, 제1 메모리 유닛은 한번에 4 개의 신호 모두로부터 (전반적인) 위치 값을 직접 평가하도록 한다. 이러한 실시예에서, 제1 메모리 유닛의 각각의 미리 정해진 룩업 값은 적어도 제1, 제2, 제3 및 제4 신호의 각각의 세트에 대응하는 위치 값을 나타내고 각각의 세트의 적어도 제1, 제2, 제3 및 제4 신호를 연결함으로써 형성되는 개별 메모리 주소와 연관된다. 제1 메모리 유닛은 이후 제1, 제2, 제3 및 제4 센서 각각에 의해 출력된 적어도 제1, 제2, 제3 및 제4 신호를 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하고, 수신된 메모리 주소와 연관된 미리 정해진 룩업 값을 응답으로 출력하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제1 메모리 유닛의 각각의 미리 정해진 룩업 값은 제1 및 제2 절대 신호의 각각의 쌍에 대응하는 (절대) 위치 값을 나타내며 각각의 쌍의 제1 및 제2 절대 신호를 연결함으로써 형성되는 개별 메모리 주소와 연관되고, 제1 메모리 유닛은 제1 및 제2 센서 각각에 의해 출력된 제1 및 제2 절대 신호를 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하도록 구성된다. 위치 인코더는 복수의 미리 정해진 룩업 값을 보유하는 한, 제1 메모리 유닛과 기능적으로 필수적으로 동일한 적어도 제2 메모리 유닛을 더 포함하고, 각각의 미리 정해진 룩업 값은 제1 및 제2 증분 신호의 각각의 쌍에 대응하는 (증분) 위치 값을 나타내며, 각각의 쌍의 제1 및 제2 증분 신호를 연결함으로써 형성되는 개별 메모리 주소와 연관된다. 제2 메모리 유닛은 제3 및 제4 센서 각각에 의해 출력된 제1 및 제2 증분 신호를 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하고, 수신된 메모리 주소와 연관된 미리 정해진 룩업 값을 응답으로 출력하도록 구성된다. 이러한 실시예에서, 제1 및 제2 절대 신호의 쌍 및 제1 및 제2 증분 신호의 쌍은 상이한 각각의 메모리 유닛에 할당되며, 메모리 유닛 각각은 대응하는 절대 및 증분 위치 값을 각각 출력하기 위한 룩업 테이블을 포함한다.
상기 실시예의 대안으로서, 위치 인코더는 복수의 미리 정해진 룩업 값을 보유하는 적어도 제2 메모리 유닛을 포함하고, 각각의 미리 정해진 룩업 값은 제1 메모리 유닛에 의해 출력된 미리 정해진 룩업 값, 제1 메모리 유닛에 의해 수신된 메모리 주소를 형성하지 않은 제1 및 제2 신호의 각각의 3개 쌍(triple)에 대응하는 위치 값을 나타내고 각각의 미리 정해진 룩업 값은 각각의 3개 쌍의 미리 정해진 룩업 값 및 제1 및 제2 신호를 연결함으로써 형성되는 개별 메모리 주소와 더 연관된다. 제2 메모리 유닛은 제1 메모리 유닛에 의해 출력된 미리 정해진 룩업 값 및 제1 메모리 유닛에 의해 수신된 메모리 어드레스를 형성하지 않는 제1 및 제2 신호를 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하고, 수신된 메모리 주소와 연관된 미리 정해진 룩업 값을 응답으로 출력하도록 구성된다.
앞선 실시예와 유사하게, 이러한 실시예에서는 위치 인코더가 또한 조합형 절대 및 증분 위치 인코더이며 2 개의 메모리 유닛을 포함한다. 그러나, 앞선 실시예에 대조적으로, 제1 및 제2 메모리 유닛은 절대 및 증분 신호 각각에 의해 형성되는 메모리 주소를 수신하도록 병렬로 배열되지 않는다. 대신, 메모리 유닛은 한편으로는 제1 메모리 유닛에 의해 출력된 미리 정해진 룩업 값에 의해 그리고 다른 한편으로는 제1 메모리 유닛에 의해 수신된 메모리 주소를 형성하지 않는 제1 및 제2 신호에 의해 형성되는 메모리 주소를 수신한다. 따라서, 제1 및 제2 절대 신호가 제1 메모리 유닛에 들어가고 제1 및 제2 증분 신호가 (제1 메모리 유닛에 의해 출력된 룩업 값과 함께) 제2 메모리 유닛으로 들어가거나 그 반대가 된다.
제1 및 제2 메모리 유닛이 병렬로 배열되는 실시예로의 다른 개선으로서, 위치 인코더가 복수의 미리 정해진 룩업 값을 보유하는 적어도 제3 메모리 유닛을 더 포함하고, 각각의 미리 정해진 룩업 값은 제1 메모리 유닛에 의해 출력된 미리 정해진 룩업 값 및 제2 메모리 유닛에 의해 출력된 미리 정해진 룩업 값의 각각의 쌍에 대응하는 위치 값을 나타내고 각각의 쌍의 제1 메모리 유닛에 의해 출력된 미리 정해진 룩업 값 및 제2 메모리 유닛에 의해 출력된 미리 정해진 룩업 값을 연결함으로써 형성되는 개별 메모리 주소와 연관된다. 제3 메모리 유닛은 제1 메모리 유닛에 의해 출력된 미리 정해진 룩업 값 및 제2 메모리 유닛에 의해 출력된 미리 정해진 룩업 값을 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하고, 수신된 메모리 주소와 연관된 미리 정해진 룩업 값을 응답으로 출력하도록 구성된다.
이러한 실시예에서, 제1 및 제2 메모리 유닛은 제1 및 제2 절대 신호 및 제1 및 제2 증분 신호를 메모리 주소로서 각각 수신하고, 각각, 절대 및 증분적 위치 값을 나타내는 대응하는 미리 정해진 룩업 값을 출력하도록 병렬로 배열된다. 제3 메모리 유닛은, 수신된 메모리 주소가 제1 및 제2 메모리 유닛에 의해 결정된 절대 및 증분 위치 값 양자 상의 정보를 포함하도록, 제1 및 제2 메모리 유닛 양자에 후속으로 배열되어 제1 및 제2 메모리 유닛에 의해 출력된 미리 정해진 룩업 값의 쌍에 의해 형성된 메모리 주소를 수신한다. 따라서, 제3 메모리 유닛에 의해, 이동가능 부재의 위치에 대한 측정된 정보 모두 - 즉, 제1 및 제2 센서에 의해 그리고 제3 및 제4 센서에 의해 각각 획득된 절대 및 증분 위치 정보 - 는 각 메모리 주소에서 제3 메모리 유닛에 저장된 대응하는 미리 정해진 룩업 값을 검색함으로써 결국 결합되며 고정밀도의 위치 값으로 해석된다. 이러한 실시예는 이하에서 보다 분명해질 바와 같이 특히 이롭다.
여기에서 설명된 실시예 중 임의의 것의 위치 인코더는 특히 로터리 인코더로서 구성된다. 따라서, 이동가능 부재는 인코더의 각 센서에 관하여 회전 가능한 회전 부재이며, 센서는 회전 부재의 현재 각 위치의 각각의 성분을 캡처하고 대응하는 신호를 출력하도록 구성된다. 각 메모리 유닛의 일반적인 작용, 즉, 신호를 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하고, 수신된 메모리 주소와 연관된 미리 정해진 룩업 값을 응답으로 출력하는 것은 일반적인 위치 인코더에 대하여 설명된 바와 동일하며, 물론, 각각의 메모리 유닛에 의해 보유되는 각각의 미리 정해진 룩업 값은 이후 각 값을 나타낸다.
바람직한 실시예에 따르면, 제1 및 제2 센서는 자기 센서이며, 이동가능 부재는 이동가능 부재의 연장을 따라 균등하게 배열되는 다수의 자극(magnetic pole)을 가지는 제1 자기 요소를 포함하고, 제1 및 제2 센서는 제1 자기 요소와 협력하도록 구성된다. 이동가능 부재의 상기 연장은 특히 그 기하학적 구조에 의해 정의된다. 특히, 상기 연장은 센서에 대한 이동가능 부재의 이동 동안 상기 센서로 이어지는 이동가능 부재를 따르는 각각의 경로에 의해 정의된다. 예컨대, 선형 인코더의 경우에, 이동가능 부재는 그 길이가 상기 연장에 대응하는 세장 형태(elongated form)를 가지는 한편, 로터리 인코더의 경우에, 예컨대, 원형 디스크일 수 있는 이동가능 부재의 연장은 이동가능 부재의 원주 외형에 의해 정의될 수 있다.
위치 인코더가 로터리 인코더인 경우에, 이동가능 부재는 바람직하게는 이동가능 부재의 회전축에 관하여 직경방향으로 대향된 2 개의 자극을 포함한다. 제1 자기 요소는 따라서 바람직하게는 원형 디스크로서 형성된 자기 쌍극자일 수 있으며 극 사이의 경계는 디스크의 직경을 따라 연장된다.
위치 인코더의 유형에 관계 없이, 자기 센서는 홀 센서 또는 자기장의 강도 및/또는 바람직하게는 방향을 측정할 수 있는 임의의 다른 센서일 수 있다. 당업자가 주목할 바와 같이, 절대 위치가 제1 및 제2 센서에 의해 측정될 수 있도록 센서의 유형은 적어도 상이한 영역, 예컨대, 이동가능 부재의 2 개의 직경 방향으로 분할된 영역 사이를 구별하기에 일반적으로 적합해야 한다. 따라서, 센서는 자기 센서일 필요는 없고 예컨대, 광학 센서일 수도 있다. 이러한 경우에, 이동가능 부재는 바람직하게는 광학적으로 코딩된 영역을 포함하며, 여기서 극은 상이한 반사율, 전달율, 빛 세기, 색 또는 기타 광학적 특징에 의해 구별된다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 제3 및 제4 센서는 자기 센서이며 이동가능 부재는 이동가능 부재의 연장을 따라 균등하게 그리고 바람직하게는 교대로 배열된 다수의 자극을 가지는 제2 자기 요소를 포함하며 제3 및 제4 센서는 제2 자기 요소와 협력하도록 구성된다. 특히, 제2 자기 요소는, 로터리 인코더의 경우에 이동가능 부재의 회전축을 중심으로 바람직하게는 대칭적으로 배열되는 8 내지 90, 바람직하게는 16 내지 72, 특히 32 내지 52 쌍의 자극을 포함할 수 있다. 이러한 수는 한편으로는 해상도에 관하여 다른 한편으로는 공간적 제약에 관하여 특히 유리하다.
제1 및 제2 자기 요소는 제1 및 제2 자기 요소가 서로에 대하여 이동가능하지 않도록 바람직하게는 이동가능 부재에 부착된다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 위치 인코더는 제1 및 제2 신호 중 하나의 아날로그 표현을 수신하고 수신된 신호의 디지털 표현을 출력하도록 구성된 적어도 하나의 아날로그-디지털 컨버터를 포함한다. 특히, 각각의 센서는 센서의 아날로그 신호를 디지털화 하기 위한 아날로그-디지털 컨버터에 할당될 수 있다. 각각의 아날로그 신호의 결과적인 디지털 표현은, 이후, 위치 인코더의 메모리 유닛에 의해 수신될 메모리 주소의 일부를 쉽게 형성할 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터는 각각의 센서에 통합되거나 디지털화된 신호가 입력될 메모리 유닛과 센서 사이에서 별도로 배치될 수 있다. 상이한 아날로그 신호의 양자화를 위해 이용되는 비트의 수(워드 길이)는 변동할 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 절대 신호를 디지털화하기 위한 디지털-아날로그 컨버터의 워드 길이는 제1 및 제2 증분 신호를 디지털하기 위한 것보다 적고, 예컨대, 각각 8 비트 및 12 비트이다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 위치 인코더는 미리 정해진 룩업 값 중 적어도 하나의 디지털 표현을 수신하고 수신된 룩업 값의 아날로그 신호를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 디지털-아날로그 컨버터를 포함한다. 특히, (데이터 흐름에 관하여) "마지막" 메모리 유닛, 예컨대, 제3 메모리 유닛에 의해 출력된 룩업 값은 위치 인코더 이후의 처리 단계에 출력되는 아날로그 표현으로 변환된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 출력된 디지털 룩업 값은 알려진 처리 모듈, 예컨대, SSI(Synchronous Serial Interface)로 직접적으로 공급될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 메모리 유닛 중 적어도 하나는 출력된 미리 정해진 룩업 값의 일부로서 허용오차 플래그(tolerance flag)를 출력하도록 더 구성된다. 바람직하게는 단일 비트인 허용오차 플래그는 출력된 미리 정해진 룩업 값이 허용오차 영역 내의 신호의 세트, 특히 제1 및 제2 신호의 쌍에 대응하는지 여부를 나타내기 위하여 제공된다. 그러한 허용오차 플래그는 특히 제1 및 제2 신호의 쌍에 대응하는 위치 값이 결정론적 행동에 제약되는 경우에 특히 유리하다. 예컨대, 제1 및 제2 신호가 이동가능 부재의 동일 위치(특히 동일 각도)를 참조하는 상보적인 사인 및 코사인 신호인 경우, 신호, 즉, 신호 쌍에 의해 기술되는 원의 반지름의 제곱의 합은 이상적으로는 일정해야(하고 정규화된 값에 대한 것과 동일해야) 한다. 그러나, 온도 드리프트, 전자적 소음 및 측정 에러와 같은 여러가지 영향 요소로 인하여 반지름은 실제적인 조건 하에서 변동할 수 있다.
예컨대, 센서 중 하나의 심각한 에러를 나타내는 보다 큰 변동과 수용가능 변동 사이를 구별하도록 허용오차 플래그가 제공될 수 있다. 예컨대, 허용오차 플래그는 신호 쌍에 대응하는 반지름이 일부 문턱값 이하의 양만큼 예상된 반지름으로부터 이탈하는 경우, (사인-코사인) 신호 쌍이 "정상 기능 지역" 내에 있다고 나타낼 수 있고 이탈이 문턱값을 초과하는 경우, (사인-코사인) 신호 쌍이 "기능 이상 지역" 내에 있다고 나타낼 수 있다. 정상 기능 지역 및 기능 이상 지역은 각각 0 또는 1이거나 그 반대인 허용오차 플래그에 의해 표현될 수 있다. 바람직하게는, 신호의 모든 가능한 세트는 정상 기능 지역 또는 기능 이상 지역에 해당한다. 허용오차 플래그는 위치 인코더의 높은 신뢰성을 보장하도록 이용될 수 있다. 예컨대, 허용오차 플래그가 에러를 나타내는 경우, 인코더에 의해 출력된 값은 주의 있게 취급될 것이다. 응용에 따라, 인코더의 출력은 무시될 수 있거나 에러 처리 루틴이 활성화될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 메모리 유닛의 적어도 하나는 전이 플래그(transition flag)를 출력된 미리 정해진 룩업 값으로서 출력하도록 더 구성된다. 바람직하게는 단일 비트인 전이 플래그는 이동가능 부재의 현재 위치가 전이 영역 내에 있는지 여부를 나타내기 위하여 제공된다. 예컨대, 이동가능 부재의 하나의 극으로부터 다른 하나로의 전이가 있는 이동 가능 부재의 위치의 범위가 그러한 전이 영역이다. 특히, 이동가능 부재가 자기 요소를 포함하는 경우에, 전이 영역은 센서 중 적어도 하나가 이동가능 부재의 2 개의 인접한 자극의 전이에 가까운 적어도 하나의 위치 또는 위치의 범위를 포함하도록 정의될 수 있다.
이동가능 부재의 현재 위치가 전이 영역 내에 있다는 것을 검출하고 이를 전이 플래그에 의해 나타내는 것은, 특히, 결합형 절대 및 증분 위치 인코더에서 위치의 비교적 대략적인 절대 측정의 부정확성 또는 시프트를 보상하도록 한다. 절대 측정이 극 쌍 또는 극 중 어느 것이 증분 측정을 위한 증분 센서와 현재 협력하는지를 결정하는 데 이용되는 경우, 이는 절대 측정에서의 시프트 또는 다른 에러로 인하여 2 개 연이은 극 또는 극 쌍의 전이 영역 내에서 확실성을 가지고 결정될 수 없다. 전이 영역의 (가능하면 각) 폭은 이로써 절대 측정의 추정되거나 결정된 에러 범위에 대응한다. 전이 플래그가 설정되어 이동가능 부재의 현재 위치가 전이 영역 내에 있다고 나타내는 경우, 추가적인 측정이 예컨대, 정확한 극 또는 극 쌍을 보다 신뢰적으로 결정하도록 이루어질 수 있다.
향상된 실시예에 따르면, 메모리 유닛 중 적어도 추가적인 하나는 복수의 미리 정해진 룩업 값을 보유하며, 이러한 추가적인 메모리 유닛의 각각의 미리 정해진 룩업 값은 (i) 이동가능 부재의 절대 위치에 대응하고 전이 플래그를 포함하는 제1 신호 및 (ii) 이동가능 부재의 증분적 위치에 대응하는 제2 신호의 각각의 쌍에 대응하는 위치 값을 나타낸다. 상기 추가적인 메모리 유닛은 특히 상술한 제3 메모리 유닛이다. 또한, 이러한 추가적인 메모리 유닛의 각각의 미리 정해진 룩업 값은 각각의 쌍의 제1 및 제2 신호를 연결함으로써 형성되는 개별 메모리 주소와 연관되며, 추가적인 메모리 유닛은 제1 및 제2 신호를 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하도록 구성된다. 특히, 추가적인 메모리 유닛에 의해 수신된 제1 신호는 종전 메모리 유닛에 의해 출력된 미리 정해진 룩업 값이며 상기 전이 플래그는 이러한 출력된 룩업 값의 일부이다. 상기 종전 메모리 유닛은 특히 제1 메모리 유닛이다.
예컨대, 출력하는 메모리 유닛 내 노이즈 또는 싱글 이벤트 업셋(single event upset)으로 인한, 출력된 룩업 값 내 에러를 보상하기 위하여, 바람직하게는 출력된 룩업 값 중 적어도 하나는 저역 통과 필터링된다. 예컨대, 레지스터 및 커패시터를 포함하는 단순한 아날로그 저역 통과 필터는 아날로그 신호 중 적어도 하나를 필터링하도록 위치 인코더에 배열될 수 있다. 그러나 필터링은 또한 디지털적으로도 실행될 수 있다.
바람직하게는, 위치 인코더의 아날로그-디지털 컨버터의 각각의 해상도는 출력된 미리 정해진 룩업 값에 의해 나타나는 위치 값의 전반적인 에러가 미리 정해진 값 미만인 것을 보장하도록 구성된다. 특히, 아날로그-디지털 컨버터의 해상도는 각 컨버터에 의해 출력된 디지털 표현의 워드 길이(비트의 수)에 의존하며 비트의 수가 커질수록 보다 양자화는 보다 미세해지며 따라서 해상도가 보다 높아진다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 예시적인 실시예의 방식으로 이하에서 설명된다.
도 1은 회전 부재의 절대 각 위치를 측정하기 위한 로터리 인코더의 개략도를 도시하고,
도 2는 허용오차 플래그와 연관된 정상 기능 및 기능 이상 영역의 개략적인 예시를 도시하고,
도 3은 고정밀도로 회전 부재의 절대 각 위치를 측정하기 위한 로터리 인코더의 개략도를 도시하며,
도 4는 로터리 인코더로 각 위치를 평가하는 예시를 예시하는 도면을 도시한다.
도 1은 회전 부재의 절대 각 위치를 측정하기 위한 로터리 인코더의 개략도를 도시하고,
도 2는 허용오차 플래그와 연관된 정상 기능 및 기능 이상 영역의 개략적인 예시를 도시하고,
도 3은 고정밀도로 회전 부재의 절대 각 위치를 측정하기 위한 로터리 인코더의 개략도를 도시하며,
도 4는 로터리 인코더로 각 위치를 평가하는 예시를 예시하는 도면을 도시한다.
도 1 및 도 3은 로터리 인코더로 구성되는 위치 인코더(11)의 실시예를 도시한다. 그러나, 이러한 로터리 인코더(11)의 동작의 원리가 상이한 유형의 인코더 예컨대, 선형 인코더에 유사하게 적용 가능하다는 점이 주목되어야 한다.
도 1은 회전축(14)에 관하여 회전 가능한 제1 자기 디스크(13)에 의해 형성된 회전 부재를 포함하는 로터리 인코더(11)를 도시한다. 회전축(14)은 도면 평면을 통하여 수직으로 연장된다. 제1 자기 디스크(13)는 서로 직경 방향으로 인접하고 회전 축(14)에 관하여 대칭으로 배열되는 제1 자극(15) 및 제2 자극(17)을 가진다. 제1 홀 센서(19a) 및 제2 홀 센서(19b)는 회전 축(14)에 관하여 90도로 놓이도록 제1 자기 디스크(13)의 둘레에 배열된다. 제1 및 제2 홀 센서(19a, 19b)는, 각각, 회전 축(14)에 관하여 제1 자기 디스크(13)의 절대 각 위치의 사인 및 코사인 성분을 캡처하도록 구성된다. 이러한 사인 및 코사인 성분은 제1 자기 디스크(13)의 자기장을 측정하는 방식에 의해 획득된다. 제1 및 제2 홀 센서(19a, 19b)는, 각각, 아날로그 제1 절대 신호(21)(사인) 및 아날로그 제2 절대 신호(23)(코사인)를 출력한다. 아날로그 제1 절대 신호(21)는 제1 아날로그-디지털 컨버터(25a)로 공급되고 아날로그 제2 절대 신호(23)는 아날로그-디지털 컨버터(25b)로 공급된다. 예컨대, 아날로그-디지털 컨버터(25a, 25b) 모두는 대응하는 아날로그 입력(21, 23)의 디지털 8 비트 표현을 출력 - 즉, 제1 컨버터(25a)는 8 비트 디지털 제1 절대 신호(21')를 출력하고 제2 컨버터(25b)는 8 비트 디지털 제2 절대 신호(23')를 출력 -하도록 구성된다.
디지털 신호(21', 23')는 연결(concatenate)되어 제1 플래시 메모리 유닛(27a)에 의해 수신된 메모리 주소를 형성하고, 여기서, 메모리 주소는 바람직하게는 순차적인 연쇄에 의해 결합된 신호(21', 23')로만 구성된다. 제1 메모리 유닛(27a)은 가능하게는 제1 메모리 유닛(27a)에 의해 수신되는 각각의 메모리 주소에 대한 미리 정해진 룩업 값(29)을 보유한다. 즉, 홀 센서(19a, 19b)로부터 생성될 수 있으며 제1 메모리 유닛(27a)에 대한 메모리 주소를 직접적으로 형성하는 디지털 신호(21', 23')의의 임의의 쌍은 디지털 절대 신호(21', 23')의 각각의 쌍의 수신에 따라 제1 메모리 유닛(27a)에 저장되고 제1 메모리 유닛(27a)에 의해 출력되는 미리 정해진 룩업 값(29)과 연관된다.
제1 메모리 유닛(27a)의 용량은 (예컨대, 상술한 바와 같이, 허용오차 플래그 또는 전이 플래그의 형태로) 에러 표시를 위하여 예약된 1 비트를 선택적으로 가지는 예컨대, 적어도 8 비트 내지 16 비트, 특히 12비트를 포함하는 출력 데이터 버스 길이 및 수신된 메모리 주소의 워드 길이에 따라 구성된다. 8 비트의 출력 데이터 버스 길이 및 디지털 신호(21', 23')의 워드 길이의 합, 즉, 본 실시예에서는 16비트인 메모리 주소를 고려하면, 제1 메모리 유닛(28a)의 용량은 예컨대, 적어도 512kb이다. 일반적으로, 메모리 유닛의 용량은, 메모리 유닛이 적어도 데이터 버스 길이 곱하기 2 내지 메모리 주소 워드 길이의 제곱의 용량을 요구하므로, 메모리 주소의 워드 길이 및 용량 사이의 반 대수적 관계(semi-logarithmic relationship)에 따라 도출될 수 있다.
소정의 시각에 제1 메모리 유닛(27)에 의해 메모리 주소의 형태로 수신된 디지털 신호(21', 23')의 쌍에 응답하여 제1 메모리 유닛(27a)에 의해 출력된 소정의 미리 정해진 룩업 값(29)은 제1 자기 디스크(13)의 절대 각 위치에 대응하는 각 값(α)을 나타내는 디지털 값이다. 각 값(α)은 제1 자기 디스크(13)의 제1 및 제2 자극(15, 17)을 분리하는 (도 1에서 점으로 찍힌) 축이 (도 1에서 대시 기호로 이루어진) 기준 축(31)과 정렬되는 기준 위치에 관하여 정의된다. 예컨대, 각 값(α)은 도 1에서 약 35도 이지만, 자기 디스크(13)가 자유롭게 회전 가능하므로, 0도 내지 360도의 범위에서의 임의의 각 값일 수 있다.
룩업 값(29)은 제1 메모리 유닛(27a)에 의해 디지털로 출력되며, 바람직하게는 적어도 5 비트 내지 16 비트의 워드 길이를 가진다. 룩업 값(29) 중 1 비트는 허용오차 플래그(도시되지 않음)로서 역할할 수 있다. 도 2는 제1(사인) 및 제2(코사인) 절대 신호의 모든 가능한 쌍을 개략적으로 나타내는 정방형 필드(39)을 도시하며, 각 점의 가로 좌표는 제1 절대 신호에 대응하고 각 점의 세로 좌표는 제2 절대 신호에 대응한다. 바람직하게는, 허용오차 플래그는 [디지털 신호(21', 23')에 대응하는] 제곱한 사인 및 코사인 신호(21, 23)의 합의 제곱근으로부터 도출 가능한 반지름이 도 2에 도시된 링 형상의 허용오차 영역(33) 내인 경우 0 이다.
이상적으로, 반지름은 언제나 일정하며 사인 및 코사인 신호(21, 23)에 대하여 1이다. 그러나, 실제 조건 하에서, 온도 드리프트, 전자적 잡음, 공기 간극 허용 오차, 센서의 비선형성 및 측정 에러와 같은 여러가지 영향 요인이 영향을 나타내며, 이상적인 상수 반지름과 상이한 반지름들을 일으킨다. 허용오차 영역(33)은 따라서, 실제 조건 하에서 예상 가능한 반지름의 범위를 캡처한다. 이러한 예상 가능한 변동을 보다 큰 에러를 나타내는 변동으로부터 구별하기 위하여, 기능 이상 영역(37)이 정의된다. 도 2에서, 이러한 기능 이상 영역(37)은 필드(39)의 음영 영역에 의해 나타난다. 제1 및 제2 신호의 각각의 쌍이 기능 이상 영역(37) 내에 들어가는 경우, 즉, 허용오차 영역(33)의 밖의 값을 가지는 경우, 허용 오차 플래그는 1로 설정된다. 따라서, 허용오차 플래그는 각 값(α)을 나타내는 출력된 룩업 값에 대한 타당성 검사의 결과로 여겨질 수 있으며, 타당성 검사는 "삼각법적 반지름 영역(trigonometrical radius domain)"에서 평가된다. 허용오차 플래그의 상태가 계산에 의해 결정되지 않는 다는 점이 주목될 것이다. 대신, 허용오차 플래그가 출력된 룩업 값(29)의 일부이므로, 허용오차 플래그는 미리 정해진다. 제1 메모리 유닛(27a)의 미리 정해진 룩업 값 모두는 각각의 룩업 값에 연관된 메모리 주소를 형성하는 제1 및 제2 신호의 각각의 쌍에 대응하는 각 값의 미리 정해진 표현 및 제1 및 제2 값의 동일한 쌍에 대응하는 미리 정해진 허용오차 플래그 양자를 포함한다.
룩업 값(29)은 이후 룩업 값(29) - 또는 각 값(α)을 표현하는 룩업 값의 적어도 일부 -을 아날로그 출력 신호(43)로 전환하는 디지털-아날로그 컨버터(41)로 입력된다. 허용오차 플래그가 1인 경우에, 출력 신호(43)는, 예컨대, 측정의 에러를 나타내는 상수일 수 있다. 아닐 경우, 출력 신호(43)는 각 값(α)을 나타내는 아날로그 값이다.
출력 신호(43)는 제1 메모리 유닛(27a) 내 싱글 이벤트 업셋(single event upset)으로 인한 에러, 예컨대, 비트 에러를 보상하기 위하여, 저역 통과 필터(도시되지 않음)에 의해 선택적으로 저역 통과 필터링될 수 있다.
도 3은 결합된 절대 및 증분 유형이고 이에 의해 고정밀도로 각 위치를 측정하도록 구성된 로터리 인코더(11)의 다른 실시예의 개략도를 도시한다. 로터리 인코더(11)는 둘 다 회전 축(14)에 관하여 회전 가능한 제1 자기 디스크(13) 및 제2 자기 디스크(45)에 의해 형성된 회전 부재를 포함한다. 자기 디스크(13, 45)는 서로 공통축으로 부착되며 서로에 대하여 회전 가능하지 않다. 도 3에서 자기 디스크(13, 45)는 도면의 가독성을 향상시키기 위하여 별도로 도시된다.
홀 센서(19c, 19d)의 쌍은 제1 자기 디스크(13)의 직경 방향으로 대향하는 측면 상에 제1 자기 디스크(13)의 둘레에 배열된다. 홀 센서(19c, 19d)의 쌍에 의해 출력된 측정 신호는 아날로그 제1 절대 신호(21)를 응답으로 출력하는 제1 차동 증폭기(47a)로 입력된다. 홀 센서(19e, 19f)의 쌍은 제1 홀 센서(19c, 19d)의 쌍에 수직으로 제1 자기 디스크(13)의 직경 방향으로 대향하는 측면 상에 제1 자기 디스크(13)의 둘레에 배열된다. 홀 센서(19e, 19f)의 쌍에 의해 출력된 측정 신호는 아날로그 제2 절대 신호(23)를 응답으로 출력하는 제2 차동 증폭기(47b)로 입력된다. 회전 축(14)에 대하여 제1 자기 디스크(13)의 절대 각 위치의 사인 및 코사인 성분을 각각 나타내는 아날로그 제1 및 제2 절대 신호(21, 23)는 이후, 각각 아날로그-디지털 컨버터(25a, 25b)고 공급된다. 대응하여, 아날로그-디지털 컨버터(25a, 25b)는 각각 제1 및 제2 절대 신호(21', 23')를 출력하며, 각 디지털 신호(21', 23')는 8 비트의 워드 길이를 가진다. 디지털 신호(21', 23')는 제1 메모리 유닛(27a)에 대한 메모리 주소를 형성하도록 연결된다.
이러한 실시예에서, 메모리 주소를 수신하는 것에 응답하여, 제1 메모리(27a)는 7 비트의 워드 길이를 가지는 미리 정해진 룩업 값(49)을 출력하도록 구성된다. 출력된 룩업 값(49)은 6 비트의 워드 길이를 가지고 제1 자기 디스크(13)의 각 위치에 대응하는 절대 각 값의 표현을 포함한다. 룩업 값(49)의 나머지 1 비트는 이하에서 더 설명될 전이 플래그(transition flag)로 역할한다.
제2 자기 디스크(45)는 제2 자기 디스크(45)의 전체 둘레를 따라 교대로 배열되는 복수의 제1 자극(15) 및 제2 자극(17)을 포함한다. 제2 자기 디스크(45)의 자극(15, 17)의 수는 제1 자기 디스크(13)의 자극의 수보다 높으며, 예컨대, 제2 자기 디스크(45) 상의 적어도 20 내지 200 개 단일 극(15, 17) 대 제1 자기 디스크(13) 상의 2 개 극(15, 17)이다. 자기저항 센서(19g)가 제2 자기 디스크(45)의 둘레에, 이를 접촉하지 않으면서, 배열된다. 자기저항 센서(19g)는 서로에 대하여 90도만큼 위상 시프트된 2 개의 사인 신호(따라서, 각각 사인 및 코사인 신호에 대응함)를 캡처하도록 구성되는 2 개의 휘트스톤 브리지(Whetstone bridge)를 포함하고, 양 신호는 센서(19g)에 현재 가장 가까운 제2 자기 디스크(45)의 각 극 쌍(15, 17)의 현재 위치를 나타낸다. 이러한 점에서, 자기저항 센서(19g)는 단일 유닛으로 결합된 2 개의 센서[특히, 각각 제2 자기 디스크(45)의 각 위치의 사인 및 코사인 성분을 캡처하는 제1 센서 및 제2 센서]를 나타낸다. 따라서, 자기저항 센서(19g)는 또한 2 개의 개별 센서로 대체될 수 있다. 센서(19g)의 측정된 신호는 제3 및 제4 증폭기(47c 및 47d)로 공급된다. 제3 증폭기(47c)는 아날로그 제1 증분 신호(51)를 출력하고 제4 증폭기(47d)는 아날로그 제2 증분 신호(53)를 출력한다.
아날로그 제1 증분 신호(51)는 제3 아날로그-디지털 컨버터(25c)로 공급되고 아날로그 제2 증분 신호(53)는 제4 아날로그-디지털 컨버터(25d)로 공급된다. 예컨대, 제3 및 제4 아날로그-디지털 컨버터(25c, 25d)는 둘 다 대응하는 아날로그 입력(51, 53)의 디지털 12 비트 표현을 출력 - 즉, 제3 컨버터(25c)는 12 비트 디지털 제1 증분 신호(51')를 출력하고 제4 컨버터(25d)는 12 비트 디지털 제2 증분 신호(53')를 출력 -하도록 구성된다. 특히, 아날로그-디지털 컨버터(25a, 25b, 25c, 25d)의 해상도는, 로터리 인코더(11)의 회전 부재의 각 위치를 측정하는 전반적인 측정 에러가 적어도 0.05도 미만, 바람직하게는 0.02도 미만, 특히, 0.01도 미만으로 되도록, 선택된다.
디지털 신호(51', 53')는 제2 플래시 메모리 유닛(27b)에 의해 수신된 메모리 주소를 형성하도록 연결된다. 제2 메모리 유닛(27b)은 가능하게는 제2 메모리 유닛(27b)에 의해 수신되는 각각의 메모리 주소에 대한 미리 정해진 룩업 값(55)을 보유한다. 즉, 센서(19g)로부터 생성될 수 있고 제2 메모리 유닛(27b)에 대한 메모리 주소를 형성하는 디지털 신호(51', 53')의 임의의 쌍은 디지털 증분 신호(51', 53')의 각각의 쌍을 수신하면 제2 메모리 유닛(27b)에 저장되고 제2 메모리 유닛(27b)에 의해 출력되는 미리 정해진 룩업 값(55)과 연관된다.
디지털 증분 신호(51', 53')의 소정의 쌍에 대하여, 제2 메모리 유닛(27b)은 디지털 신호(51', 53')에 의해 형성된 메모리 주소에 응답하여 미리 정해진 룩업 값(55)을 출력한다. 예컨대, 룩업 값(55)은 15비트의 워드 길이를 가지며 제2 자기 디스크(45)의 극 쌍(15, 17)의 위치에 대응하는 증분적인 각 값의 표현을 포함한다. 본 예시적인 실시예에서, 제2 메모리 유닛(27b)은 16비트의 데이터 버스 길이 및 256Mb의 용량을 가진다.
제1 및 제2 메모리 유닛(27a, 27b)에 의해 출력되고 각각 7 및 15 비트의 워드 길이를 가지는 미리 정해진 룩업 값(49, 55)은 64Mb의 용량을 가지는 제3 플래시 메모리 유닛(27c)에 대한 메모리 주소를 형성한다. 제3 메모리 유닛(27c)은 가능하게는 제3 메모리 유닛(27c)에 의해 수신되는 각각의 메모리 주소에 대한 미리 정해진 룩업 값(57)을 보유한다. 즉, 제3 메모리 유닛(27c)에 대하여 메모리 주소를 형성하는 미리 정해진 룩업 값(49, 55)의 임의의 쌍은 제1 및 제2 메모리 유닛(27a, 27b) 각각에 의해 출력된 룩업 값(49, 55)의 각각의 쌍을 수신하면 메모리 유닛(27c)에 저장되고 메모리 유닛(27c)에 의해 출력되는 미리 정해진 룩업 값(57)과 연관된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 메모리 유닛(27c)에 대한 메모리 주소는 절대 각 값 및 [룩업 값(49)의 일부로서] 전이 플래그의 표현 및 [룩업 값(55)의 일부로서] 증분 각 값의 표현을 포함하는 3개 쌍에 의해 효과적으로 형성된다. 메모리 주소 내의 3개 쌍의 이러한 부분의 순서는 제3 메모리 유닛(27c)이 대응하여 구성되는 한 임의의 가능한 순서에 따라 선택될 수 있다.
전이 플래그는 일반적으로 회전 부재의 현재 각 위치가 2 개의 인접한 자극(15, 17)의 전이 영역 내에 있는지 여부를 나타내기 위하여 제공된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 전이 플래그는 회전 부재의 현재 각 위치가 제2 자기 디스크(45)의 2 개의 인접한 자극(15, 17)의 전이 영역 내에 있는지 여부를 나타낸다. 특히, 각각의 전이 영역은 센서(19g)가 제2 자기 디스크(45)의 제1 및 제2 자극(15 및 17)의 제2 자기 디스크(45)의 제1 및 제2 자극(15 및 17)의 쌍의 전이에 가까운 각 위치에 의해 정의된다. 전이 영역은 각각의 전이 중심으로 작은 각 섹터, 예컨대, 1 내지 10도로서 더 정의될 수 있다. 전이 플래그의 목적은 도 4에 관하여 설명될 것이다.
제3 메모리 유닛(27c)에 의해 출력된 미리 정해진 룩업 값(57)은 예컨대, 16 비트의 워드 길이를 가지며 로터리 인코더(11)의 회전 부재의 각 위치에 대응하는 고정밀도의 디지털 각 값의 표현을 포함한다. 출력된 룩업 값(57)은 또한 허용오차 플래그를 포함하며, 고정밀도의 디지털 각 값의 표현은 이후 예컨대, 15 비트의 워드 길이를 가지는 한편, 나머지 1 비트는 허용오차 플래그로 역할한다. 이러한 경우에, 허용오차 플래그는 메모리 주소의 일부로서 제3 메모리 유닛(27c)에 의해 수신되며 제3 메모리 유닛(27c)을 단순히 통과하는 허용오차 플래그에 해당할 수 있다. 대안적으로, 허용오차 플래그는 제3 메모리 유닛(27c)으로부터 비롯될 수 있으며 메모리 유닛(27c)에 진입하는 복수의 신호에 기초할 수 있다.
구체적인 응용에 따라, 룩업 값(57)은 예컨대, 출력 신호(57', 57'' 및 57''')를 각각 산출하는 디지털-아날로그 컨버터(59), 동기식 직렬 인터페이스(SSI) 컨버터(61) 및 A/B Z 컨버터(63)에 의해 더 처리될 수 있다.
도 4는 한편으로는 절대 각 위치의 표현, 증분 각 위치의 표현 및 전이 플래그를 포함하는 제3 메모리 유닛(27c)에 의해 수신된 각각의 메모리 주소 및 다른 한편으로는 이들로부터 도출되는 미리 정해진 룩업 값(57) 사이의 대응을 예시한다. 축(65)("x 축")은 도 3에 도시된 로터리 인코더(11)의 회전 부재의 각 위치와 연관된다. 회전 부재의 각 위치의 전체 범위 중 작은 일부만이 도시된다. 축(67)("y 축")은 이하에서 설명될 바와 같이, 회전 부재의 회전 동안 로터리 인코더(11)에 의해 생성된 데이터와 연관된다.
위에서 밑까지 도시된 데이터는, 각각 룩업 값(49)의 일부로서 제1 메모리 유닛(27)에 의해 출력된 절대 각 값(69)의 디지털 표현(011101 내지 011111); 제2 자기 디스크(45)의 연이은 물리적 극 쌍(15, 17)의 일련 번호(70); 하나의 극 쌍(15, 17)으로부터 다른 것으로의 전이 주변의 전이 영역(72) 내에서 1이거나 아닌 경우 0인 단일 비트인 전이 플래그(71) - 전이 플래그(71)는 각각의 룩업 값(49)의 일부로서 제1 메모리 유닛(27a)에 의해 출력됨 -; 제1 메모리 유닛(27a)에 의해 출력되고 전이 플래그(71)로 이어지는 절대 각 값(69)의 각각의 디지털 표현을 포함하는 룩업 값(49)(0111010 내지 0111111); 및 0에서 시작하고 각각의 극 쌍(15, 17)에 대하여 32767로 선형적으로 증가하는 증분 각 값(73)의 표현이다. 이러한 마지막에 언급된 (디지털 형태로 전환되는) 표현(73)은 제2 메모리 유닛(27b)에 의해 출력된 룩업 값(55)을 형성한다.
제1 메모리 유닛(27a)에 의해 출력된 룩업 값(49) 및 제2 메모리 유닛(27b)에 의해 출력된 룩업 값(55)은 따라서 로터리 인코더(11)의 회전 부재의 각 위치에 대한 정보를 모두 포함하며 주소와 연관된 미리 정해진 룩업 값(57)을 응답으로 출력하는 제3 메모리 유닛(27c)에 의해 수신되어 메모리 주소에 연결된다. 제3 메모리 유닛(27c)에 저장된 미리 정해진 룩업 값(57)은 이하에서 설명되는 바와 같이, 각각의 절대 각 값(69), 각각의 증분 각 값(73) 및 전이 플래그(71)를 고려하여 저장 전에 계산된다.
절대 각 값(69) 및 증분 각 값(73)을 결합하는 기본 개념은 자기 센서(19g)에 의해 현재 캡처된 물리적 극 쌍(70)을 식별하고 따라서 회전 부재의 현재 각 위치가 들어가는 각 범위를 결정하기 위하여 절대 각 값(69)을 이용하는 것이다. 증분 각 값(73)은 이후 이러한 각 범위 내의 정확한 각 위치를 결정하는 데 이용될 수 있다.
그러나, 절대 각 값(69)은, 특히 제1 자기 디스크(13)가 2 개의 자극(15, 17) 만을 가지므로, 일부 측정 에러 또는 시프트의 대상이다. 따라서, 2 개의 연이은 극 쌍(15, 17) 사이의 전이 주변에서의 전이 영역(72) 밖에서, 증분 각 값(73)이 쉽게 이용될 수 있는 한편, 전이 영역(72) 내에서는 극 쌍(15, 17) 중 어느 것이 자기 센서(19g)에 의해 실제로 캡처된 것인지의 불확실성이 있다. 따라서, 전이 플래그(71)가 설정되는 경우, 정확한 극 쌍(70)은 증분 극 값(73)이 (참고로, 수평 점선으로 된 24576 내지 32767의) 높은 범위에 있는 경우, 2 개의 가능한 극 쌍(70) 중 전자가 옳은 것이고, 증분적 극 값(73)이 (참고로, 수평 점선으로된 0 내지 8192의) 낮은 범위에 있는 경우, 2 개의 가능한 극 쌍(70) 중 후자가 옳은 것이라는 추가적인 검사에 의해 식별된다. 이러한 검사 이후에, 측정된 증분 각 값(73)은 보통의 방식으로 옳은 극 쌍(70)에 대응하는 각 범위에 적용되어, 높은 정밀도로 로터리 인코더(11)의 회전 부재의 각 위치를 나타내는 각 값을 결정할 수 있다.
제3 메모리 유닛(27c)에 의해 마지막으로 출력되는 각 값의 상기 평가는 도 3의 로터리 인코더(11)의 이해를 용이하게 하도록 설명된다. 그러나, 상기 평가는 각 측정 동안 온라인으로 수행되지 않는다. 대신, 제3 메모리 유닛(27c)은 바람직하게는 절대 및 증분 각 값과 전이 플래그를 결합된 메모리 주소로서 수신하고 최종 각 값[즉, 룩업 값(57)]을 각각의 주소에서 제3 메모리 유닛(27c)의 판독 너머 추가적인 처리 단계 없이 출력하도록 구성된다. 즉, 모든 처리 단계는 제3 메모리 유닛(27c)의 입력-출력 특징이 결정된 사전 계산 단계 동안 이미 고려되었다. 따라서, 로터리 인코더(11)는 최종 각 값이 미리 정해진 룩업 값(57)의 연속적인 판독에 의해 간단히 평가되므로, 특히 신뢰 가능하고 빠르다.
11
로터리 인코더
13 제1 자기 디스크
14 회전 축
15 제1 자극
17 제2 자극
19 자기 센서
21 아날로그 제1 절대 신호
21' 디지털 제1 절대 신호
23 아날로그 제2 절대 신호
23' 디지털 제2 절대 신호
25 아날로그-디지털 컨버터
27 플래시 메모리 유닛
29 룩업 값
31 기준 축
33 허용오차 영역
37 기능 이상 영역
39 정방형 필드
40 외부 원
41 디지털-아날로그 컨버터
43 출력 신호
45 제2 자기 디스크
47 차동 증폭기
49 룩업 값
51 아날로그 제1 증분 신호
51' 디지털 제1 증분 신호
53 아날로그 제2 증분 신호
53' 디지털 제2 증분 신호
55 룩업 값
57 룩업 값
59 디지털-아날로그 컨버터
61 SSI 컨버터
63 A/B Z 컨버터
65 x 축
67 y 축
69 절대 각 값의 디지털 표현
70 물리적 극 수
71 전이 비트
72 전이 영역
73 증분 각 값의 표현
α 각 값
13 제1 자기 디스크
14 회전 축
15 제1 자극
17 제2 자극
19 자기 센서
21 아날로그 제1 절대 신호
21' 디지털 제1 절대 신호
23 아날로그 제2 절대 신호
23' 디지털 제2 절대 신호
25 아날로그-디지털 컨버터
27 플래시 메모리 유닛
29 룩업 값
31 기준 축
33 허용오차 영역
37 기능 이상 영역
39 정방형 필드
40 외부 원
41 디지털-아날로그 컨버터
43 출력 신호
45 제2 자기 디스크
47 차동 증폭기
49 룩업 값
51 아날로그 제1 증분 신호
51' 디지털 제1 증분 신호
53 아날로그 제2 증분 신호
53' 디지털 제2 증분 신호
55 룩업 값
57 룩업 값
59 디지털-아날로그 컨버터
61 SSI 컨버터
63 A/B Z 컨버터
65 x 축
67 y 축
69 절대 각 값의 디지털 표현
70 물리적 극 수
71 전이 비트
72 전이 영역
73 증분 각 값의 표현
α 각 값
Claims (15)
- 위치 인코더(11)로서,
이동가능 부재(13, 45); 및
적어도 제1 센서(19a, 19c, 19d) 및 제2 센서(19b, 19e, 19f)
를 포함하고,
상기 이동가능 부재(13, 45)는 상기 제1 및 제2 센서(19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f)에 대하여 이동가능하고,
상기 제1 센서(19a, 19c, 19d)는 상기 이동 가능 부재(13, 45)의 현재 위치의 제1 성분을 캡처하고 상기 제1 성분에 대응하는 제1 신호(21)를 출력하도록 구성되며,
상기 제2 센서(19b, 19e, 19f)는 상기 제1 성분에 상보적인(complementary) 상기 현재 위치의 제2 성분을 캡처하고 상기 제2 성분에 대응하는 제2 신호(23)를 출력하도록 구성되며,
상기 위치 인코더(11)는
복수의 미리 정해진 룩업 값(look-up value)(29, 49)을 보유하는 적어도 제1 메모리 유닛(27a)
을 더 포함하고,
각각의 미리 정해진 룩업 값(29, 49)은 적어도 상기 제1 및 제2 신호(21, 23)의 각각의 세트에 대응하는 위치 값을 나타내며 상기 각각의 세트의 상기 신호(21, 23)를 연결(concatenate)함으로써 형성되는 개별 메모리 주소와 연관되고,
상기 제1 메모리 유닛(27a)은 상기 제1 및 제2 센서(19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f) 각각에 의하여 출력된 적어도 상기 제1 및 제2 신호(21, 23)를 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하고 상기 수신된 메모리 주소와 연관된 상기 미리 정해진 룩업 값(29, 49)을 응답으로 출력하도록 구성되는 것인, 위치 인코더(11). - 제1항에 있어서,
상기 위치 인코더(11)는,
적어도 제3 및 제4 센서(19g)
를 더 포함하고,
상기 이동가능 부재(13, 45)는 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 센서(19c, 19d, 19e, 19f, 19g)에 관하여 이동가능하고,
상기 제1 센서(19c, 19d)는 상기 이동가능 부재(13, 45)의 현재 절대 위치의 제1 성분을 캡처하고 상기 현재 절대 위치의 상기 제1 성분에 대응하는 제1 절대 신호(21)를 출력하도록 구성되고,
상기 제2 센서(19e, 19f)는 상기 현재 절대 위치의 상기 제1 성분에 상보적인 상기 현재 절대 위치의 제2 성분을 캡처하고 상기 현재 절대 위치의 상기 제2 성분에 대응하는 제2 절대 신호(23)를 출력하도록 구성되고,
상기 제3 센서(19g)는 상기 이동가능 부재의 현재 증분 위치의 제1 성분을 캡처하고 상기 현재 증분 위치의 상기 제1 성분에 대응하는 제1 증분 신호(51)를 출력하도록 구성되고,
상기 제4 센서(19g)는 상기 현재 증분 위치의 상기 제1 성분에 상보적인 상기 현재 증분 위치의 제2 성분을 캡처하고 상기 현재 증분 위치의 상기 제2 성분에 대응하는 제2 증분 신호(53)를 출력하도록 구성되며,
상기 제1 메모리 유닛(27a)은,
상기 제1 및 제2 센서(19c, 19d, 19e, 19f) 각각에 의해 출력된 상기 제1 및 제2 절대 신호(21, 23)를 연결하는 것, 및
상기 제3 및 제4 센서(19g)에 의해 출력된 상기 제1 및 제2 증분 신호(51, 53)를 연결하는 것 중 적어도 하나에 의해 형성되는 메모리 주소를 수신하도록 구성되는 것인, 위치 인코더(11). - 제2항에 있어서,
상기 제1 메모리 유닛(27a)의 각각의 미리 정해진 룩업 값(49)은 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 신호(21, 23, 51, 53)의 각각의 세트에 대응하는 위치 값을 나타내고 상기 각각의 세트의 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 신호(21, 23, 51, 53)를 연결함으로써 형성되는 개별적인 메모리 주소와 연관되고,
상기 제1 메모리 유닛(27a)은 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 센서(19c, 19d, 19e, 19f, 19g)에 의해 출력되는 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 신호(21, 23, 51, 53)를 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하고 상기 수신된 메모리 주소와 연관된 상기 미리 정해진 룩업 값(49, 55)을 응답으로 출력하도록 구성되는 것인, 위치 인코더(11). - 제2항에 있어서,
상기 제1 메모리 유닛(27a)의 각각의 미리 정해진 룩업 값(49)은 상기 제1 및 제2 절대 신호(21, 23)의 각각의 쌍에 대응하는 위치 값을 나타내고 상기 각각의 쌍의 상기 제1 및 제2 절대 신호(21, 23)를 연결함으로써 형성되는 개별적인 메모리 주소와 연관되고,
상기 제1 메모리 유닛(27a)은 상기 제1 및 제2 센서(19c, 19d, 19e, 19f) 각각에 의해 출력되는 상기 제1 및 제2 절대 신호(21, 23)를 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하도록 구성되고,
상기 위치 인코더(11)는,
복수의 미리 정해진 룩업 값(55)을 보유하는 적어도 제2 메모리 유닛(27b)
을 더 포함하고,
각각의 미리 정해진 룩업 값(55)은 상기 제1 및 제2 증분 신호(51, 53)의 각각의 쌍에 대응하는 위치 값을 나타내고 상기 각각의 쌍의 상기 제1 및 제2 증분 신호(51, 53)를 연결함으로써 형성되는 개별 메모리 주소와 연관되고,
상기 제2 메모리 유닛(27b)은 상기 제3 및 제4 센서(19g) 각각에 의해 출력된 상기 제1 및 제2 증분 신호(51, 53)를 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하고 상기 수신된 메모리 주소와 연관되는 상기 미리 정해진 룩업 값(55)을 응답으로 출력하도록 구성되는 것인, 위치 인코더(11). - 제2항에 있어서,
상기 위치 인코더(11)는
복수의 미리 정해진 룩업 값(57)을 보유하는 적어도 제2 메모리 유닛(27c)을 더 포함하고,
각각의 미리 정해진 룩업 값(57)은 상기 제1 메모리 유닛(27a, 27b)에 의해 출력된 상기 미리 정해진 룩업 값(49, 55) 및 상기 제1 메모리 유닛(27a, 27b)에 의해 수신된 상기 메모리 주소를 형성하지 않는 상기 제1 및 제2 신호(21, 23, 51, 53)의 각각의 3개 쌍에 대응하는 위치 값을 나타내고,
각각의 미리 정해진 룩업 값(57)은 상기 각각의 3개 쌍의 상기 미리 정해진 룩업 값(49, 55) 및 상기 제1 및 제2 신호(21, 23, 51, 53)을 연결함으로써 형성되는 개별 메모리 주소와 더 연관되고,
상기 제2 메모리 유닛(27c)은 상기 메모리 유닛(27a, 27b)에 의해 출력된 상기 미리 정해진 룩업 값(49, 55) 및 상기 제1 메모리 유닛(27a, 27b)에 의해 수신된 상기 메모리 주소를 형성하지 않는 상기 제1 및 제2 신호(21, 23, 51, 53)를 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하고 상기 수신된 메모리 주소와 연관된 상기 미리 정해진 룩업 값(57)을 응답으로 출력하도록 구성되는 것인, 위치 인코더(11). - 제4항에 있어서,
상기 위치 인코더(11)는
복수의 미리 정해진 룩업 값(57)을 보유하는 적어도 제3 메모리 유닛(27c)
을 더 포함하고,
각각의 미리 정해진 룩업 값(57)은 상기 제1 메모리 유닛(27a)에 의해 출력된 상기 미리 정해진 룩업 값(49) 및 상기 제2 메모리 유닛(27b)에 의해 출력된 상기 미리 정해진 룩업 값(55)의 각각의 쌍에 대응하는 위치 값을 나타내고 상기 각각의 쌍의 상기 제1 메모리 유닛(27a)에 의해 출력된 상기 미리 정해진 룩업 값(49) 및 상기 제2 메모리 유닛(27b)에 의해 출력된 상기 미리 정해진 룩업 값(55)을 연결함으로써 형성되는 개별 메모리 주소와 연관되고,
상기 제3 메모리 유닛(27c)은 상기 제1 메모리 유닛(27a)에 의해 출력된 상기 미리 정해진 룩업 값(49) 및 상기 제2 메모리 유닛(27b)에 의해 출력된 상기 미리 정해진 룩업 값(55)을 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하고 상기 수신된 메모리 주소와 연관된 상기 미리 정해진 룩업 값(57)을 응답으로 출력하도록 구성되는 것인, 위치 인코더(11). - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위치 인코더(11)는 로터리 인코더(11)로서 구성되고,
상기 이동가능 부재(13, 45)는 회전 부재(13, 45)의 현재 각 위치(angular position)의 각각의 성분을 캡처하도록 구성되는 각각의 센서(19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g)에 관하여 회전가능한 상기 회전 부재(13, 45)이고,
각각의 메모리 유닛(27a, 27b, 27c)에 의해 보유된 각각의 미리 정해진 룩업 값은 각 값을 나타내는 것인, 위치 인코더(11). - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 센서(19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f)는 자기 센서이고 상기 이동가능 부재(13, 45)는 상기 이동가능 부재(13, 45)의 연장을 따라 균등하게 배열된 복수의 자극(15, 17), 특히 상기 이동가능 부재(13, 45)의 중심에 관하여 직경방향으로 대향하는 2 개의 자극을 포함하고,
상기 제1 및 제2 센서(19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f)는 상기 제1 자기 요소(13)와 협력하도록 구성되는 것인, 위치 인코더(11). - 제2항 또는 제2항과 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항의 결합에 있어서,
상기 제3 및 제4 센서(19g)는 자기 센서이며, 상기 이동 가능 부재(13, 45)는 상기 이동가능 부재(13, 45)의 연장을 따라 균등하게 배열되는 복수의 자극(15, 17), 특히, 상기 이동가능 부재(13, 45)의 연장을 따라 교대로 배열되는 적어도 8 내지 90, 바람직하게는 적어도 16 내지 72, 보다 바람직하게는 적어도 32 내지 52개의 자극(15, 17)을 포함하고,
상기 제3 및 제4 센서(19g)는 상기 제2 자기 요소(45)와 협동하도록 구성되는, 위치 인코더(11). - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위치 인코더(11)는 상기 제1 및 제2 신호(21, 23, 49, 51, 53, 55) 중 하나의 아날로그 표현을 수신하고 상기 수신된 신호(21, 23, 49, 51, 53, 55)의 디지털 표현(21', 23', 51', 53')을 출력하도록 구성된 적어도 하나의 아날로그-디지털 컨버터(25a, 25b, 25c, 25d)를 포함하는 것, 및/또는
상기 위치 인코더(11)는 상기 미리 정해진 룩업 값(29, 49, 55, 57) 중 하나의 디지털 표현을 수신하고 상기 수신된 룩업 값(29, 49, 55, 57)의 아날로그 표현을 출력하도록 구성된 적어도 하나의 디지털-아날로그 컨버터(41, 59)를 포함하는 것인, 위치 인코더(11). - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 메모리 유닛(27a, 27b, 27c) 중 적어도 하나는 상기 출력된 미리 정해진 룩업 값(29, 49, 55, 57)의 일부로서 허용오차 플래그(tolerance flag)를 출력하도록 더 구성되고, 상기 허용오차 플래그는 상기 출력된 미리 정해진 룩업 값(29, 49, 55, 57)이 허용오차 영역(33) 내에서 신호의 세트, 특히 제1 및 제2 신호(21, 23, 49, 51, 53, 55)의 쌍에 대응하는지 여부를 나타내기 위하여 제공되는 것인, 위치 인코더(11). - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 메모리 유닛(27a, 27b, 27c) 중 적어도 하나는 상기 출력된 미리 정해진 룩업 값(29, 49, 55, 57)의 일부로서 전이 플래그(transition flag)(71)를 출력하도록 더 구성되고 상기 전이 플래그(71)는 상기 이동가능 부재(13, 45)의 상기 현재 위치가 전이 영역(72) 내에 있는지 여부를 나타내기 위하여 제공되는 것인, 위치 인코더(11) - 제12항에 있어서,
상기 전이 영역(72)은 상기 센서(19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g) 중 적어도 하나가 상기 이동가능 부재(13, 45)의 연장을 따라 배열되는 상기 이동가능 부재의 2 개의 인접한 자극(15, 17)의 전이에 가까운 적어도 하나의 위치를 포함하는 것인, 위치 인코더(11). - 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 메모리 유닛(27a, 27b, 27c) 중 적어도 추가적인 하나는 복수의 미리 정해진 룩업 값(57)을 보유하고,
상기 추가적인 메모리 유닛(27c)의 각각의 미리 정해진 룩업 값(57)은,
상기 이동가능 부재의 절대 위치에 대응하고 전이 플래그(71)를 포함하는 제1 신호(49) 및 상기 이동가능 부재의 증분 위치에 대응하는 제2 신호(55)의 각각의 쌍에 대응하는 위치 값을 나타내며,
상기 각각의 쌍의 상기 제1 및 제2 신호(49, 55)를 연결함으로써 형성되는 개별 메모리 주소와 연관되고,
상기 추가적인 메모리 유닛(27c)은 제1 및 제2 신호(49, 55)를 연결함으로써 형성되는 메모리 주소를 수신하도록 구성되는 것인, 위치 인코더(11). - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출력된 룩업 값(29, 49, 55, 57) 중 적어도 하나는 저역 통과 필터링되는 것, 및/또는
상기 위치 인코더(11)의 아날로그-디지털 컨버터(25a, 25b, 25c, 25d)의 각각의 해상도는 출력된 미리 정해진 룩업 값(29, 49, 55, 57)에 의해 표현된 상기 위치 값의 전반적인 에러가 미리 정해진 값 미만임을 보장하도록 구성되는 것인, 위치 인코더(11).
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