TWI650532B - 遞增型編碼器之脈衝化變換裝置及脈衝化變換方法 - Google Patents

遞增型編碼器之脈衝化變換裝置及脈衝化變換方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI650532B
TWI650532B TW106131411A TW106131411A TWI650532B TW I650532 B TWI650532 B TW I650532B TW 106131411 A TW106131411 A TW 106131411A TW 106131411 A TW106131411 A TW 106131411A TW I650532 B TWI650532 B TW I650532B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
phase
periodic
origin
pulse
Prior art date
Application number
TW106131411A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201829983A (zh
Inventor
中筋淑江
船岡幸治
高橋尚弘
Original Assignee
日商三菱電機股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商三菱電機股份有限公司 filed Critical 日商三菱電機股份有限公司
Publication of TW201829983A publication Critical patent/TW201829983A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI650532B publication Critical patent/TWI650532B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01D5/245—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 using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2451—Incremental encoders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01D5/24471—Error correction

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

本發明的目的在於提供一種遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，即使相對於週期位置信號的原點檢測用信號的相位位置有變化，仍正確地產生與脈衝位置信號同步的脈衝原點信號。本發明的遞增型編碼器之脈衝化變換裝置係具有：極性切換部，係對於伴隨移動體的位移而從編碼器本體輸出的相位逐一相差90度的四個週期位置信號2至5所用者；內插分割部14，係從四個週期位置信號產生所設定之解析度的A相及B相的脈衝位置信號16、17，而原點檢測用信號6的檢測寬度為週期位置信號的週期T的0.5倍以上而未達1.5倍；及原點信號產生部15，係在檢測到原點檢測用信號6的期間，以所設定的原點同步相位X取得時機，同步於脈衝位置信號而產生脈衝原點信號18。

Description

遞增型編碼器之脈衝化變換裝置及脈衝化變換方法
本發明係有關遞增型編碼器(incremental type encoder)中的信號的脈衝化變換，特別係有關與脈衝位置信號同步的脈衝原點信號的產生。
近年來，例如下述專利文獻1至4等之記載，根據複數個脈衝位置信號及與該些脈衝位置信號同步的脈衝原點信號來進行位移量之檢測、位置檢測等的遞增型編碼器中，編碼器日益高解析度化。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本國特開平1-248020號公報(第3圖、第5圖)
專利文獻2：日本國特許第2558287號說明書(第3圖)
專利文獻3：日本國特許第4274751號說明書(第1圖至第3圖)
專利文獻4：日本國特開2000-213925號公報(第1圖、第13圖)
隨著近年來編碼器的高解析度化，標度格柵也跟著微小間距化，使得週期位置信號的週期變短。因此，造成因為編碼器本體的構成相關的組裝誤差等的製造誤差的影響，導致相對於週期位置信號的原點檢測用信號的相位位置容易產生變異(variability)，而變得難以重現性佳、穩定、正確地產生與脈衝位置信號同步的脈衝原點信號。
本發明係為了解決上述課題而研創，目的在於提供一種遞增型編碼器之脈衝化變換裝置及脈衝化變換方法，即使對應於近年來的編碼器高解析度化而在編碼器本體的構成發生組裝誤差等的製造誤差，導致相對於週期位置信號的原點檢測用信號的相位位置有變化，仍能正確地產生與脈衝位置信號同步的脈衝原點信號。
本發明的遞增型編碼器之脈衝化變換裝置等係具備：位置信號產生部，係相應於移動體的位置或角度的變化，產生以一個週期位置信號的相位作為基準相位而相位逐一相差90度的四個週期位置信號；原點檢測用信號產生部，係當前述移動體的位移位置到達基準位置時，便產生信號的檢測寬度成為前述四個週期位置信號的週期 的0.5倍以上而未達1.5倍的原點檢測用信號；極性切換部，係選擇性地進行前述四個週期位置信號的各信號的極性的切換；內插分割部，係從前述極性切換部所輸出的前述四個週期位置信號，產生具有所設定之解析度的脈衝位置信號；及原點信號產生部，係根據預設相位位置，同步於前述脈衝位置信號而產生脈衝原點信號，該預設相位位置係依循在檢測到前述原點檢測用信號的期間中的相位相差90度的兩個前述週期位置信號而得者。
本發明中，即使在編碼器本體的構成發生組裝誤差等的製造誤差，導致相對於週期位置信號的原點檢測用信號的相位位置變化，仍能夠正確地產生與脈衝位置信號同步的脈衝原點信號。
1‧‧‧編碼器本體
1a‧‧‧位置信號產生部
1b‧‧‧原點檢測用信號產生部
2至5‧‧‧週期位置信號
6、6a‧‧‧原點檢測用信號
6b‧‧‧反轉原點檢測用信號
7‧‧‧極性切換部
8、9、10、11‧‧‧切換後的週期位置信號
12‧‧‧A相週期位置信號
13‧‧‧B相週期位置信號
14‧‧‧內插分割部
15‧‧‧原點信號產生部
16‧‧‧A相脈衝位置信號
17‧‧‧B相脈衝位置信號
18‧‧‧脈衝原點信號
19‧‧‧第1合成電路
20‧‧‧第2合成電路
21‧‧‧第1極性切換部
22‧‧‧第2極性切換部
31、32‧‧‧週期位置信號
41‧‧‧計數器部
71‧‧‧第1極性切換電路
72‧‧‧第2極性切換電路
71a、71b‧‧‧第1切換選擇部
72a、72b‧‧‧第2切換選擇部
212a‧‧‧反轉電路
212b‧‧‧非反轉電路
212c‧‧‧切換選擇部
DC‧‧‧脈衝化變換IC
LI‧‧‧李沙育波形
O‧‧‧李沙育波形的中心位置
Pc‧‧‧原點檢測用信號的檢測寬度的中心相位
Pc2、Pc2’‧‧‧原點檢測用信號的檢測寬度的中心相位
Pc3、Pc3’‧‧‧原點檢測用信號的檢測寬度的中心相位
PP‧‧‧基準旋轉位置
Q‧‧‧預設相位位置
T‧‧‧週期位置信號的週期
Vt‧‧‧原點檢測閾值
W‧‧‧原點檢測用信號的檢測寬度
X‧‧‧原點同步相位
t1、t2、t3‧‧‧端子
第1圖係顯示將本發明實施形態1之遞增型編碼器的週期位置信號及原點檢測用信號變換為脈衝信號的脈衝化變換裝置的構成的一例之方塊圖。
第2圖係顯示本發明實施形態1之週期位置信號、原點檢測用信號同步的時機(timing)的一例之波形圖。
第3圖係本發明實施形態1之極性切換部為非反轉時的週期位置信號及原點檢測用信號的波形圖。
第4圖係將本發明實施形態1之極性切換部切換為反轉後的週期位置信號及原點檢測用信號的波形圖。
第5圖係用以說明本發明實施形態1之極性切換部中的反轉與原點檢測用信號的檢測寬度的中心相位Pc之關係之於橫軸描繪A相週期位置信號，於縱軸描繪B相週期位置信號時的李沙育波形(Lissajous’s waveform)圖。
第6圖係用以說明本發明實施形態1之原點檢測用信號的檢測寬度W比0.5×T小時的原點檢測用信號的檢測位置之於橫軸描繪A相週期位置信號，於縱軸描繪B相週期位置信號時的李沙育波形圖。
第7圖係用以說明本發明實施形態1之原點檢測用信號的檢測寬度W為1.5×T以上時的原點檢測用信號的檢測位置之於橫軸描繪A相週期信號，於縱軸描繪B相週期信號時的李沙育波形圖。
第8圖係顯示本發明實施形態2之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置的極性切換部的局部構成的一例之示意圖。
第9圖係顯示本發明實施形態3之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置的構成的一例之方塊圖。
第10圖係顯示本發明實施形態4之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置的極性切換部的局部構成的一例之圖。
第11圖係顯示本發明實施形態2之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置的構成的一例之方塊圖。
第12圖係顯示本發明實施形態1的變形例之週期位置信號、原點檢測用信號同步的時機的一例之波形圖。
第13圖係用以說明本發明的遞增型編碼器之脈衝化變換裝置中之由兩個週期相位信號描繪的李沙育波形為根 據的原點同步相位之圖。
本發明的遞增型編碼器由於具備能夠將相位相異的四個週期位置信號的各週期位置信號的極性切換為反轉、非反轉之極性切換部，且原點檢測用信號的信號檢測寬度為週期位置信號的週期T的0.5倍以上而未達1.5倍，藉此，即使使用以往之在輸出原點檢測用信號的期間根據所設定的原點同步相位來產生與脈衝位置信號同步的脈衝原點信號之原點信號產生部，且即使在高解析度化的編碼器本體的構成中發生組裝誤差等的製造誤差，仍能夠重現性佳、穩定、正確地產生脈衝原點信號。
藉由本發明的構成，能夠防止A相脈衝位置信號或B相脈衝位置信號的錯誤計數、未歸零之類的不良情形。能夠放寬對於週期位置信號的原點檢測用信號的相位位置、原點檢測用信號的檢測寬度W等，針對編碼器本體的構成的組裝誤差等的製造誤差，可擁有較大的容許範圍，故可抑制製造成本，而能夠以低廉的成本製造。由於係將相位相異的四個週期位置信號全部的週期位置信號的極性設為反轉或非反轉，故與移動體的位移方向對應的各週期信號的相位超前關係不會發生變化。因此，無需在進行移動體的位移方向的正向位移、逆向位移的檢測時附加新的調整功能，使得製造成本獲得抑制，成本低廉。
以下，依循本發明各實施形態，利用圖式，說明本發明的遞增型編碼器之脈衝化變換裝置及脈衝化變 換方法。另外，各實施形態中，相同或相當的部分係標示相同的元件符號並省略重複說明。
實施形態1.
第1圖係顯示將本發明實施形態1之遞增型編碼器的週期位置信號及原點檢測用信號變換為脈衝信號的脈衝化變換裝置的構成的一例之方塊圖。遞增型編碼器係檢測被量測體即移動體的位置或角度的變化。相應於移動體的位移而從遞增型編碼器的編碼器本體1輸出相位各自相異的四個週期位置信號(A+、A-、B+、B-)2至5。該些週期位置信號2至5係頻率相應於位移速度的正弦波信號，且以週期位置信號(A+)2作為基準相位時，週期位置信號(B+)4係相對於基準相位具有90度的相位差，週期位置信號(A-)3係相對於基準相位具有180度的相位差，週期位置信號(B-)5係相對於基準相位具有270度的相位差。
依移動體的位移的方向，週期位置信號(A+)2及週期位置信號(B+)4中之一者的相位超前。從編碼器本體1還輸出有原點檢測用信號6，作為於移動體的基準位置檢測時輸出的Z相信號。
如後述，編碼器本體1係具有：位置信號產生部1a，係相應於移動體的位置或角度的變化，產生以一個週期位置信號的相位作為基準相位而相位逐一相差90度的四個週期位置信號2至5；及原點檢測用信號產生部1b，係當移動體的位移位置到達基準位置時，便產生信號的檢測寬度W為四個週期位置信號2至5的週期T的 0.5倍以上而未達1.5倍的原點檢測用信號6。該些信號係例如以感測器(sensor)等檢測設置在移動體之被檢測體而得。
第1圖的脈衝化變換裝置係具備編碼器本體1及計數器部41以及以下之元件：極性切換部7，係能夠進行切換，而對相位相異的四個週期位置信號(A+、A-、B+、B-)2至5之各信號，選擇性地切換極性的反轉與非反轉；第1合成電路19，係將極性切換後的相位為相差180度的週期位置信號(A+’)8與(A-’)9進行差動處理，產生作為A相週期位置信號12的差動信號((A+’)-(A-’))；第2合成電路20，係將極性切換後的相位為相差180度的週期位置信號(B+’)10與(B-’)11進行差動處理，產生作為B相週期位置信號13的差動信號((B+’)-(B-’))；內插分割部14，係從A相週期位置信號12及B相週期位置信號13，產生具備預設之解析度的A相脈衝位置信號16及B相脈衝位置信號17；以及原點信號產生部15，係以原點檢測用信號6、A相週期位置信號12、B相週期位置信號13、A相脈衝位置信號16、及B相脈衝位置信號17作為輸入信號，而求取與A相脈衝位置信號16及B相脈衝位置信號17同步的脈衝原點信號18。
從脈衝化變換裝置輸出的A相脈衝位置信號16、B相脈衝位置信號17、及脈衝原點信號18係輸入至計數器部 41。計數器部41係計數A相脈衝位置信號16及B相脈衝位置信號17，並且以脈衝原點信號18進行計數重置，以獲得移動體的位置或角度的變化。
原點信號產生部15中的同步，係根據檢測到原點檢測用信號6的期間中的預設的原點同步相位X，同步於A相脈衝位置信號16及B相脈衝位置信號17，而產生脈衝原點信號18。
第13圖中顯示用以說明本發明的遞增型編碼器之脈衝化變換裝置中之由兩個週期相位信號描繪的李沙育波形為根據的原點同步相位之圖。
於二維直角座標系的橫軸方向(a)採用A相週期位置信號12及B相週期位置信號13兩個週期位置信號中之一方的值，於縱軸方向(b)採用另一方的值，而在上述直角座標系上，以由兩個週期位置信號12、13的值決定的點隨著移動體的位移而移動所描繪出的波形，作為兩個週期位置信號12、13的李沙育波形LI。將第13圖中以一點鎖鏈線標示出的李沙育波形LI的二維直角座標的中心位置定為O。此外，將繞李沙育波形LI的中心位置O旋轉的旋轉位置的基準旋轉位置定為PP。第13圖中，係以李沙育波形LI的直角座標的正側的橫軸與李沙育波形LI之交點定為基準旋轉位置PP。Q係在原點信號產生部15的電路設計階段決定之原點信號產生部15的李沙育波形的直角座標上的預設相位位置的點。並且，例如以基準旋轉位置PP為基準時，將中心位置O為中心之角∠PPOQ的角度位置 定為原點同步相位X。
亦即，原點同步相位X係繞著以兩個週期位置信號12、13的值形成的李沙育波形LI的直角座標的中心位置旋轉的原點信號產生部15的相位位置。
就一例而言，原點信號產生部15中的同步，係根據在檢測到原點檢測用信號6的期間中的A相及B相的兩個週期位置信號中之一方的信號為比信號的振幅中心值高或低的位準，且另一方的信號為從上往下或從下往上交會於信號的振幅中心值之相位位置亦即原點同步相位，同步於A相脈衝位置信號16及B相脈衝位置信號17，而產生脈衝原點信號18。
上述的振幅中心值係指信號一週期之波的最大值與最小值的正中央的值，為信號之波的[(最大值-最小值)/2]。
原點同步相位X係-180度、-90度、0度、90度等的90度的整數倍即90°×N(N：整數)度的相位位置。位置的值係藉由將A相脈衝位置信號16、B相脈衝位置信號17輸入至計數器部41進行計數來求取。此時，藉由在脈衝原點信號18產生時重置計數器部41，可定出位置檢測的原點。
第2圖係顯示第1圖的原點信號產生部15中之A相及B相的週期位置信號12、13與原點檢測用信號6之同步時機亦即原點同步相位的一例之信號波形圖。第2圖中，縱軸代表振幅、橫軸代表時間，(a)代表A相週期位置信號12， (b)代表B相週期位置信號13，(c)代表原點檢測用信號6。
第2圖中，移動體係例如朝所設定的方向旋轉，A相週期位置信號12的相位比B相週期位置信號13的相位超前90度。就一例而言，以虛線X標示的原點同步相位X係圖示出A相週期位置信號12比其中心值高且B相週期位置信號13從下往上交會於其中心值之位置。內插分割部14係能夠包含以使A相週期位置信號12的中心值與B相週期位置信號13的中心值成為相同位準之方式進行偏移值的補正之功能。此外，內插分割部14係更能夠包含進行A相週期位置信號12與B相週期位置信號13的相位差的補正、及A週期位置信號12、B相週期位置信號13各自信號的振幅的補正之功能。將原點檢測用信號6比原點檢測閾值Vt大的期間定為檢測寬度W的原點檢測期間時，在含有一次的原點同步相位時，則同步於A相脈衝位置信號16及B相脈衝位置信號17而產生一個脈衝原點信號18。
近年來，隨著編碼器日益高解析度化，位置變化檢測用的格柵的格柵週期P也跟著小間距化，使得A相及B相週期位置信號12、13的週期T變小而高頻化。隨著格柵週期P的微細化，編碼器本體1的構成中的組裝誤差等的製造誤差相對增大，導致相對於週期位置信號12、13的原點檢測用信號6的相位位置之變異變大。由於該變異，造成在檢測到原點檢測用信號6的期間內未檢測 出原點同步相位或檢測出複數次的原點同步相位等，而未正確地檢測到脈衝原點信號18。計數器部41係以脈衝原點信號18而歸零或重置，惟由於未檢測到脈衝原點信號18而導致計數器部41未歸零、重置之類的不良情形，或因檢測到複數次脈衝原點信號18而產生不必要的脈衝原點信號18，因而發生計數成錯誤的計數值或計數值因移動體的旋轉方向而異之類的錯誤計數等問題。
習知技術中，在輸出有原點檢測用信號6的期間，以所設定的原點同步相位取得時機，產生脈衝原點信號18之方式中，係有在原點信號產生部無法正確地輸出脈衝原點信號18之問題。以下，定義各符號：
T：週期位置信號2至5及12、13的週期
W：原點檢測用信號6的檢測寬度
△W：由於編碼器本體1的構成零件的製造誤差等致生的原點檢測用信號6的檢測寬度W的相位誤差
Pc：原點檢測用信號6的檢測寬度W的中心相位
X：原點同步相位
因上述的編碼器本體1的構成零件的製造誤差等會致生原點檢測用信號6的檢測寬度W的相位誤差△W，故原點檢測用信號6的檢測寬度W係製造、調整為(T-△W/360°×T)≦W<T在原點檢測用信號6的檢測寬度的中心相位Pc存在於下述範圍的情形中，(X-180°)≦Pc<(X+180°) 當滿足(X-180°)≦Pc<(X-180°+△W/2)或(X+180°-△W/2)<Pc<(X+180°)時，原點信號產生部15便不輸出脈衝原點信號18。
就一例而言，當相位誤差△W定為90度時，原點檢測用信號的檢測寬度W便為(3/4)×T≦W<T當滿足(X-180°)≦Pc<(X-135°)或(X+135°)<Pc<(X+180°)時，便不輸出脈衝原點信號18。亦即，由於原點檢測用信號的檢測寬度W的相位誤差△W的產生，造成原點檢測用信號6未被檢測出的情況。
依據本發明的構成，由於具備能夠將相位相異的四個的各週期位置信號(A+、A-、B+、B-)2至5的極性切換為反轉、非反轉之極性切換部7，且使原點檢測用信號6的信號檢測寬度W成為週期位置信號2至5的週期T的0.5倍以上而未達1.5倍，亦即成為T×0.5≦W<T×1.5藉此，即使原點檢測用信號6的檢測寬度的中心相位Pc相對於週期位置信號12、13發生變異，仍能夠重現性佳、穩定、正確地產生脈衝原點信號18，從而能夠防止A相脈衝位置信號16或B相脈衝位置信號17於計數器部41中的錯誤計數、未歸零之類的不良情形。能夠放寬相對於週 期位置信號12、13的原點檢測用信號6的相位位置，從而可使針對編碼器本體1的構成的組裝精度等的製造誤差擁有較大的容許範圍。
極性切換部7中，使用相位相差180度的兩個週期位置信號2、3以及週期位置信號4、5作為輸入值，藉此，可簡化極性切換部7的構成。
第1合成電路19及第2合成電路20係當週期位置信號2至5中因電性配線的佈線路徑而摻進雜訊等時，藉由將兩個週期位置信號2、3以及4、5進行差動處理而具有將雜訊等去除之效果。該等合成電路19、20係附屬於內插分割部14者。
另外，第1合成電路19及第2合成電路20係省略亦無妨。此時，從極性切換部7輸出的四個週期位置信號(2至5)之中，以相位差相差90度的兩個週期位置信號作為A相週期位置信號12及B相週期位置信號13，輸入至內插分割部14、原點信號產生部15。
第3圖係顯示原點檢測用信號6的檢測寬度W的中心相位Pc存在於下述範圍的情形中，(X-180°)≦Pc<(X-90°)當極性切換部7為非反轉時，A相及B相的週期位置信號12、13與原點檢測用信號6同步的時機，亦即原點同步相位X的另一例之信號波形圖。縱軸、橫軸及(a)-(c)係分別對應第2圖中的各者。
(c)所示的在檢測到原點檢測用信號6的期間即檢測寬 度W內，原點同步相位X出現兩次，產生兩個脈衝原點信號18。此時，若以極性切換部7將四個週期位置信號的極性的切換全部切換為反轉，便成為第4圖中所示的週期位置信號與原點檢測用信號的信號波形圖。藉由將四個週期位置信號2至5的極性全部切換為反轉，在檢測到原點檢測用信號6的檢測寬度W內，原點同步相位X亦即脈衝原點信號18即變為一次。
以極性切換部7預先預測相對於各週期位置信號2至5的原點檢測用信號6的檢測寬度W的中心相位Pc，依該中心相位Pc的位置進行極性切換部7的極性切換電路的切換。在原點檢測用信號6的檢測寬度W的中心相位Pc存在於下述範圍的情形中，(X-180°)≦Pc<(X+180°)當滿足(X+90°)<Pc<(X+180°)或(X-180°)≦Pc<(X-90°)時，將四個週期位置信號2至5的極性全部設定為反轉；當滿足(X-90°)≦Pc≦(X+90°)時，將四個週期位置信號2至5的極性全部設定為非反轉。
當A相及B相的兩個週期位置信號中，一方的週期位置信號為比上述中心值高或低的位準，而另一方的週期位置信號上升超過或下降低於振幅中心值之相位位置為原點同步相位X時，則於橫軸描繪A相週期位置信號12，於 縱軸描繪B相週期位置信號13時的李沙育波形中，原點同步相位X係成為-180°、-90°、0°、90°中之任一者。
第5圖中顯示於橫軸描繪A相週期位置信號12，於縱軸描繪B相週期位置信號13時的李沙育波形。就一例而言，當原點同步相位X定為0度，若滿足90°<Pc<180°或-180°≦Pc<-90°時，將四個週期位置信號2至5的極性全部設定為反轉；若滿足-90°≦Pc≦90°時，將四個週期位置信號2至5的極性全部設定為非反轉。
亦即，當原點檢測用信號6的檢測寬度W的中心相位Pc存在於A相週期位置信號12為負值時、亦即存在於第5圖中畫上網線的區域時，將極性切換為反轉。存在於90°<Pc<180°的中心相位Pc2係藉由極性切換部7的極性切換電路切換為反轉，從而對稱於李沙育波形的原點(0,0)，切換為-90°<Pc<0°的Pc2’。藉由切換為Pc2’，在檢測到原點檢測用信號6的期間內，原點同步相位X變為一次。
同樣地，存在於-180°≦Pc<-90°的中心相位Pc3係藉由極性切換部7的極性切換電路切換為反轉，從而對稱於李沙育波形的原點(0,0)，切換為 0°<Pc<90°的Pc3’，藉此，在檢測到原點檢測用信號6的期間內，原點同步相位X成為一次。
將編碼器本體1的構成組裝至移動體後，使移動體位移，使用示波器等監看從編碼器本體1檢測到的各週期位置信號2至5及原點檢測用信號6，量測相對於各週期位置信號2至5的原點檢測用信號6的檢測寬度W的中心相位Pc。
就一例而言，將編碼器本體1安裝至作為移動體的馬達，將馬達的軸聯結於使馬達旋轉的量測用馬達的軸。量測用馬達係使用量測用馬達用驅動控制裝置進行驅動。馬達的軸旋轉，以示波器監看從編碼器本體1輸出的各週期位置信號2至5及原點檢測用信號6，量測相對於各週期位置信號2至5的原點檢測用信號6的檢測寬度W的中心相位Pc。
另外，上述的馬達、量測用馬達、量測用馬達用驅動控制裝置、示波器之圖示係省略。
根據其量測結果來設定極性切換部7的極性切換電路的反轉、非反轉，藉此，可重現性佳、穩定、正確地產生脈衝原點信號。此外，由於係將各週期位置信號2至5的極性全部反轉或非反轉，故與移動體的位移的方向對應的各週期位置信號2至5的相位超前關係並不會發生變化。因此，無需在進行移動體的位移的方向的正向位移、逆向位移的檢測時附加新的調整功能，使得製造成本獲得抑制，成本低廉。
習知技術中，在輸出有原點檢測用信號6的期間，以所設定的原點同步相位X取得時機，產生脈衝原點信號18之原點信號產生部15中，原點檢測用信號6的檢測寬度W為(T-△W/360°×T)≦W<T。惟，藉由具備極性切換部7，使原點檢測用信號6的檢測寬度W的精度成為，0.5×T≦W<1.5×T從而可放寬檢測寬度W的容許值。
原點檢測用信號6的檢測寬度W比0.5×T小時，就一例而言，當原點檢測用信號6的檢測寬度W的中心相位Pc位在李沙育波形的90度、原點同步相位X為0度時，如第6圖所示，原點同步相位X中未檢測到原點檢測用信號6而未檢測到脈衝原點信號18。因此，為了無論原點檢測用信號6的檢測寬度W的中心相位Pc位在何處皆重現性佳、穩定、正確地產生脈衝原點信號18，原點檢測用信號6的檢測寬度W係必須為0.5×T以上。
原點檢測用信號6的檢測寬度W為1.5×T以上時，就一例而言，當原點檢測用信號6的檢測寬度W的中心相位Pc位在李沙育波形的90度、原點同步相位X為0度時，如第7圖所示，在原點同步相位X檢測到兩次原點檢測用信號6，因而產生兩個脈衝原點信號18。因此，為了無論原點檢測用信號6的檢測寬度W的中心相位Pc位在何處皆重現性佳、穩定、正確地產生脈衝原點信號， 原點檢測用信號6的檢測寬度W係必須比1.5×T小。
如上述，為了無論原點檢測用信號6的檢測寬度W的中心相位Pc位在何處皆重現性佳、穩定、正確地產生脈衝原點信號18，原點檢測用信號6的檢測寬度W的精度係必須滿足下式(1)。
0.5×T≦W<1.5×T (1)
藉由滿足上式(1)，使檢測寬度W的精度比習知技術的原點檢測用信號6的檢測寬度W之T-△W/360°×T≦W<T更放寬。因此，編碼器本體1的構成的設計裕度擴大，從而可擁有較大的製造容許範圍，故製造成本獲得抑制，能以低廉的成本製造。將編碼器本體1的構成組裝至移動體後，使移動體位移，使用示波器等監看從編碼器本體1檢測到的各週期位置信號2至5及原點檢測用信號6，量測原點檢測用信號6的檢測寬度W。關於原點檢測用信號6的檢測寬度W的設定，係在編碼器本體1加上使用數位電位器等進行的調整功能。數位電位器係省略圖示。此外，在原點信號產生部15附加有調整原點檢測閾值Vt等的調整功能，將原點檢測用信號6的檢測寬度W調整、設定在0.5×T以上而未達1.5×T，藉此，可重現性佳、穩定、正確地產生脈衝原點信號18。
另外，就脈衝化變換裝置的一例而言，可舉出由一個或複數個數位積體電路組成的數位積體電路部 構成，含有第1合成電路19、第2合成電路20、內插分割部14、原點信號產生部15，並將此數位積體電路部與極性切換部7安裝至一片基板上而成的脈衝化變換基板來構成。著眼於雜訊去除的效果，積體電路較佳係構成為含有第1合成電路19與第2合成電路20。藉由使用此積體電路，極限地縮小設置面積，從而可小型化。
另外，上述的例子中係說明如第2圖所示，在原點信號產生部15的電路設計階段決定之原點信號產生部15的李沙育波形的直角座標上的預設相位位置Q亦即原點同步相位X為90度的整數倍即90度×N(N：整數)時的情形。
在第12圖顯示相位位置Q的另一例。亦可如第12圖所示，A相及B相的兩個週期位置信號12、13的兩者的週期位置信號皆為比信號的波的振幅中心值高或低的位準，且兩個週期位置信號交會之相位位置為原點同步相位X。於橫軸描繪A相週期位置信號12，於縱軸描繪B相週期位置信號13時的李沙育波形中，原點同步相位X係成為-135°、45°其中任一者。
更進一步地，預設相位位置Q係成為在45度加上180度的整數倍即45+180×N度(N：整數)。
實施形態2.
實施形態2中，實施形態1中的極性切換部7概略而言係具備：
第1極性切換電路71，係能夠對基準相位的週期位置信號2，跟相位與基準相位相差180度的週期位置信號3將配線進行電性互換；及第2極性切換電路72，係能夠對相位與基準相位相差90度的週期位置信號4，跟相位與基準相位相差270度的週期位置信號5進行電性互換。第8圖係第1極性切換電路71的一例的示意圖，第2極性切換電路72亦為相同的構成。
就一例而言，在第11圖顯示經最簡化的脈衝化變換裝置的構成。第1合成電路19、第2合成電路20、內插分割部14、原點信號產生部15的部分係以脈衝化變換IC(DC)表示的數位積體電路部所構成。數位積體電路部係能夠以一個或複數個數位積體電路構成。
第1極性切換電路71係具備擁有相同構成的第1切換選擇部71a、71b。第2極性切換電路72亦具有相同構造，具備第2切換選擇部72a、72b。各切換選擇部係具備端子t1、端子t2、端子t3，藉由將端子t2電性連接至端子t1，使所輸入的週期位置信號的極性變成為非反轉；藉由將端子t2電性連接至端子t3，使各週期位置信號的極性反轉。
從編碼器本體1輸出的以一個週期位置信號的相位作為基準相位而相位逐一相差90度的四個週期位置信號(2至5)之中，以相位彼此相差180度的A+、A-所示的兩個週期位置信號為一組，輸入至第1極性切換電路71。同樣地，將輸入至第1極性切換電路71的信號以外的相位彼此相差180度的B+、B-所示的兩個週期位置信號輸入至第2極性切換電路72。
如上述，根據量測相對於各週期位置信號2至5的原點檢測用信號6的檢測寬度W的中心相位Pc所得的量測結果，在第1及第2極性切換電路71、72，以各切換選擇部71a、71b、72a、72b將端子t2電性連接至端子t1或端子t3中之一者。從第1及第2極性切換電路71、72輸出的以一個週期位置信號的相位作為基準相位而相位逐一相差90度的四個週期位置信號，係輸入至脈衝化變換IC(DC)。原點檢測用信號6a亦輸入至脈衝化變換IC(DC)。原點檢測用信號6a亦可與將原點檢測用信號6a的極性反轉而得的反轉原點檢測用信號6b一併輸入至脈衝化變換IC(DC)。此時，在脈衝化變換IC(DC)，進行原點檢測用信號6a與反轉原點檢測用信號6b的差動處理。從脈衝化變換IC(DC)係輸出A相脈衝位置信號16、B相脈衝位置信號17、及脈衝原點信號18。該脈衝化變換IC(DC)係亦可與第1及第2極性切換電路71、72一同安裝至同一基板上。
將第1極性切換電路71的第1切換選擇部71a、71b切換為第8圖所示的反轉狀態時，基準相位的週期位置信號(A+)2便切換為相位與基準相位相差180度的週期位置信號(A-’)9，相位與基準相位相差180度的週期位置信號(A-)3便切換為基準相位的週期位置信號(A+’)8。
將第1極性切換電路71的第1切換選擇部71a、71b切換為連接至第8圖的各別的下側的端子之非反轉狀態時，基準相位的週期位置信號(A+)2便直接以基準相位的週期位置信號(A+’)8輸出，相位與基準相位相差180度的週期位置信號(A-)3便直接以相位與基準相位相差180度的週期位置信號(A-’)9輸出。
具備第2切換選擇部72a、72b的第2極性切換電路72亦同上述。
實施形態1的各極性切換電路中，由於使用相位相差180度的兩個週期位置信號作為輸入值，亦即，使用相位逐一相差90度的四個週期位置信號，藉此，可具備將配線進行電性互換之構成的極性切換電路。
各極性切換電路係例如採用如第8圖所示的簡易構成，無需進行信號的比較處理、邏輯處理、加法處理、運算處理等。不需要以運算放大器等構成的運算處理電路、以比較器等構成的比較電路等。近年來，移動體的位移速度係高速化，而使用頻率特性優異的昂貴電路零件，但並未出現零件數目增加的情形。因此，製造成本獲得抑制，成本低廉。設置面積的增加獲得抑制，而可小型化。此外，電路零件的發熱亦獲得抑制，能夠防止信號特性異常。
實施形態3.
第9圖係顯示本發明實施形態3之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置的構成的一例之方塊圖。實施形態3中，從實施形態1的編碼器本體1相應於移動體的位移而輸出的週期位置信號為相位相差90度的兩個週期位置信號(A)31、週期位置信號(B)32，並具備第1極性切換部21及第2極性切換部22。
從編碼器本體1係相應於移動體的位移而 輸出相位相差90度的兩個週期位置信號(A、B)31、32。該兩個週期位置信號31、32係頻率相應於位移速度的正弦波信號，依移動體的位移方向，週期位置信號(A)31及週期位置信號(B)32中之一者的相位超前。
此時，編碼器本體1係具有：位置信號產生部1a，係相應於移動體的位置或角度的變化，產生相位相差90度的兩個週期位置信號；及原點檢測用信號產生部1b，係當移動體的位移位置到達基準位置時，便產生信號的檢測寬度W成為週期位置信號31、32的週期T的0.5倍以上而未達1.5倍的原點檢測用信號6。
週期位置信號(A)31的極性的反轉與非反轉係以能夠進行切換的第1極性切換部21進行，週期位置信號(B)32的極性的反轉與非反轉係以能夠進行切換的第2極性切換部22進行。關於其餘的內插分割部14、原點信號產生部15、計數器部41的部分，係與前述實施形態相同。
即使從編碼器本體1輸出的週期位置信號31、32為相位相差90度的兩個週期位置信號，藉由具備第1極性切換部21及第2極性切換部22，仍能夠獲得與實施形態1相同的效果。
實施形態4.
實施形態4係將實施形態3的各極性切換部21、22以非反轉電路212b、反轉電路212a及切換選擇部212c構成。第10圖係顯示第1極性切換部21的一例，第2極性 切換部22亦為相同的構成。
反轉電路212a係使用運算放大器等構成，能夠進行各週期位置信號的振幅值的放大率調整和偏移值的調整。非反轉電路212b亦同。惟，若不需要進行各週期位置信號的調整，則如第10圖中的虛線所示，不具備非反轉電路212b亦無妨。例如，在偏移值為1.0V、具有以偏移值為中心±0.5V之振幅的週期位置信號的情形中，可藉由具備以2.0V對週期位置信號進行差動處理的差動電路來獲得反轉信號。
即使從編碼器本體1輸出的週期位置信號為相位相差90度的兩個週期位置信號31、32，仍能夠以由切換開關構成的切換選擇部212c與具備一個或兩個運算電路的非反轉電路212b與反轉電路212a所構成的極性切換部，切換週期位置信號的反轉、非反轉。由非反轉電路212b與反轉電路212a構成的極性切換部係含有一個或兩個運算電路，為比較簡易的電路構成。零件數目的增加有限，使得製造成本獲得抑制，成本低廉。設置面積的增加亦獲得抑制而可小型化。此外，電路零件的發熱亦獲得抑制，能夠防止信號特性異常。
另外，編碼器本體1的對於移動體的位置或角度的變化進行測量的部分，不論為光學式或磁性式皆無妨。
此外，前述各實施形態中，係藉由人手進行相對於各週期位置信號2至5的原點檢測用信號6的檢測寬度W的 中心相位Pc之量測，及依循此中心相位Pc的位置而進行的極性切換部7的極性切換電路之切換。但例如亦可構成為：將原點檢測用信號6亦輸入至極性切換部7，在極性切換部7設置電壓計等的感測器以及供以感測器的檢測值為根據的運算處理及控制之用的運算控制部，並將極性切換電路進一步以運算控制部進行控制的電動開關構成，藉此，自動地進行上述檢測寬度W的中心相位Pc等之量測、電路之切換。此時，極性切換部7的運算控制部係與第1、第2合成電路19、20、內插分割部14、原點信號產生部15一同構成在數位積體電路部內。
此外，亦可構成為：從編碼器本體1將原點檢測用信號6的檢測寬度W的設定用數位電位器的設定信號，在極性切換部7輸入來使用。
另外，本發明不限於前述各實施形態，而包含前述各實施形態的所有可能的組合。

Claims (27)

  1. 一種遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，係具備：位置信號產生部，係相應於移動體的位置或角度的變化，產生以一個週期位置信號的相位作為基準相位而相位逐一相差90度的四個週期位置信號；原點檢測用信號產生部，係當前述移動體的位移位置到達基準位置時，便產生信號的檢測寬度成為前述四個週期位置信號的週期的0.5倍以上而未達1.5倍的原點檢測用信號；極性切換部，係選擇性地進行前述四個週期位置信號的各信號的極性的切換；內插分割部，係從前述極性切換部所輸出的前述四個週期位置信號，產生具有所設定之解析度的脈衝位置信號；及原點信號產生部，係根據預設相位位置，同步於前述脈衝位置信號而產生脈衝原點信號，該預設相位位置係依循在檢測到前述原點檢測用信號的期間中的相位相差90度的兩個前述週期位置信號而得者。
  2. 一種遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，係具備：位置信號產生部，係相應於移動體的位置或角度的變化，產生以一個週期位置信號的相位作為基準相位而相位逐一相差90度的四個週期位置信號；原點檢測用信號產生部，係當前述移動體的位移位置到達基準位置時，便產生信號的檢測寬度成為前述四個週期位置信號的週期的0.5倍以上而未達1.5倍的原點檢測用信號；極性切換部，係選擇性地進行前述四個週期位置信號的各信號的極性的切換；第1及第2合成電路，係產生屬於從前述極性切換部輸出的相位彼此相差180度的兩個前述週期位置信號之差動信號的週期位置信號；內插分割部，係從屬於來自前述第1及第2合成電路的相位相差90度的兩個差動信號的前述週期位置信號，產生具有所設定之解析度的脈衝位置信號；及原點信號產生部，係根據預設相位位置，同步於前述脈衝位置信號而產生脈衝原點信號，該預設相位位置係依循在檢測到前述原點檢測用信號的期間中的屬於來自前述第1及第2合成電路的相位相差90度的兩個差動信號的前述週期位置信號而得者。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，其中，前述原點信號產生部中的預設相位位置為繞著李沙育波形的中心位置旋轉的相對於基準旋轉位置之角度位置，該李沙育波形為於二維直角座標系的橫軸方向採用兩個前述週期位置信號中之一方的值，於縱軸方向採用另一方的值，而在前述直角座標系上，由兩個週期位置信號的值所決定的依循移動體的位移而描繪者。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，其中，前述預設相位位置為90度的整數倍(90×N(N：整數))。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，其中，前述預設相位位置為在45度加上180度的整數倍之值(45+180×N(N：整數))。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，其中，前述極性切換部係具有：第1極性切換電路，係含有第1切換選擇部；及第2極性切換電路，係含有第2切換選擇部；前述第1極性切換電路係根據前述第1切換選擇部的極性的選擇，將基準相位的週期位置信號的電性配線的連接，跟相位與基準相位相差180度的週期位置信號的電性配線的連接互換；前述第2極性切換電路係根據前述第2切換選擇部的極性的選擇，將相位與基準相位相差90度的週期位置信號的電性配線的連接，跟相位與基準相位相差270度的週期位置信號的電性配線的連接互換。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，其中，前述極性切換部係具有：第1極性切換電路，係含有第1切換選擇部；及第2極性切換電路，係含有第2切換選擇部；前述第1極性切換電路係根據前述第1切換選擇部的極性的選擇，將基準相位的週期位置信號的電性配線的連接，跟相位與基準相位相差180度的週期位置信號的電性配線的連接互換；前述第2極性切換電路係根據前述第2切換選擇部的極性的選擇，將相位與基準相位相差90度的週期位置信號的電性配線的連接，跟相位與基準相位相差270度的週期位置信號的電性配線的連接互換。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，其中，前述極性切換部係具有：第1極性切換電路，係含有第1切換選擇部；及第2極性切換電路，係含有第2切換選擇部；前述第1極性切換電路係根據前述第1切換選擇部的極性的選擇，將基準相位的週期位置信號的電性配線的連接，跟相位與基準相位相差180度的週期位置信號的電性配線的連接互換；前述第2極性切換電路係根據前述第2切換選擇部的極性的選擇，將相位與基準相位相差90度的週期位置信號的電性配線的連接，跟相位與基準相位相差270度的週期位置信號的電性配線的連接互換。
  9. 一種遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，係具備：位置信號產生部，係相應於移動體的位置或角度的變化，產生以一個週期位置信號的相位作為基準相位而相位逐一相差90度的四個週期位置信號；原點檢測用信號產生部，係當前述移動體的位移位置到達基準位置時，便產生信號的檢測寬度成為前述四個週期位置信號的週期的0.5倍以上而未達1.5倍的原點檢測用信號；極性切換部，係選擇性地進行前述四個週期位置信號的各信號的極性的切換；內插分割部，係從前述極性切換部所輸出的前述四個週期位置信號，產生具有所設定之解析度的脈衝位置信號；及原點信號產生部，係根據下述相位位置，同步於前述脈衝位置信號而產生脈衝原點信號，該相位位置為：在檢測到前述原點檢測用信號的期間中，相位相差90度的兩個前述週期位置信號中之一方的週期位置信號為比振幅中心值高或低的位準，而另一方的週期位置信號上升超過或下降低於振幅中心值時之相位位置。
  10. 一種遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，係具備：位置信號產生部，係相應於移動體的位置或角度的變化，產生以一個週期位置信號的相位作為基準相位而相位逐一相差90度的四個週期位置信號；原點檢測用信號產生部，係當前述移動體的位移位置到達基準位置時，便產生信號的檢測寬度成為前述四個週期位置信號的週期的0.5倍以上而未達1.5倍的原點檢測用信號；極性切換部，係選擇性地進行前述四個週期位置信號的各信號的極性的切換；第1及第2合成電路，係產生屬於從前述極性切換部輸出的相位彼此相差180度的兩個前述週期位置信號之差動信號的週期位置信號；內插分割部，係從屬於來自前述第1及第2合成電路的相位相差90度的兩個差動信號的前述週期位置信號，產生具有所設定之解析度的脈衝位置信號；及原點信號產生部，係根據下述相位位置，同步於前述脈衝位置信號而產生脈衝原點信號，該相位位置為：在檢測到前述原點檢測用信號的期間中，屬於來自前述第1及第2合成電路的相位相差90度的兩個差動信號的前述週期位置信號中之一方的週期位置信號為比振幅中心值高或低的位準，而另一方的週期位置信號上升超過或下降低於振幅中心值時之相位位置。
  11. 一種遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，係具備：位置信號產生部，係相應於移動體的位置或角度的變化，產生以一個週期位置信號的相位作為基準相位而相位逐一相差90度的四個週期位置信號；原點檢測用信號產生部，係當前述移動體的位移位置到達基準位置時，便產生信號的檢測寬度成為前述四個週期位置信號的週期的0.5倍以上而未達1.5倍的原點檢測用信號；極性切換部，係選擇性地進行前述四個週期位置信號的各信號的極性的切換；內插分割部，係從前述極性切換部所輸出的前述四個週期位置信號，產生具有所設定之解析度的脈衝位置信號；及原點信號產生部，係根據下述相位位置，同步於前述脈衝位置信號而產生脈衝原點信號，該相位位置為在檢測到前述原點檢測用信號的期間中，相位相差90度的兩個前述週期位置信號之雙方的前述週期位置信號皆為比振幅中心值高或低的位準，且兩個前述週期位置信號交會時之相位位置。
  12. 一種遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，係具備：位置信號產生部，係相應於移動體的位置或角度的變化，產生以一個週期位置信號的相位作為基準相位而相位逐一相差90度的四個週期位置信號；原點檢測用信號產生部，係當前述移動體的位移位置到達基準位置時，便產生信號的檢測寬度成為前述四個週期位置信號的週期的0.5倍以上而未達1.5倍的原點檢測用信號；極性切換部，係選擇性地進行前述四個週期位置信號的各信號的極性的切換；第1及第2合成電路，係產生屬於從前述極性切換部輸出的相位彼此相差180度的兩個前述週期位置信號之差動信號的週期位置信號；內插分割部，係從屬於來自前述第1及第2合成電路的相位相差90度的兩個差動信號的前述週期位置信號，產生具有所設定之解析度的脈衝位置信號；及原點信號產生部，係根據下述相位位置，同步於前述脈衝位置信號而產生脈衝原點信號；該相位位置為：在檢測到前述原點檢測用信號的期間中，屬於來自前述第1及第2合成電路的相位相差90度的兩個差動信號的前述週期位置信號的相位相差90度的兩個前述週期位置信號之雙方的前述週期位置信號皆為比振幅中心值高或低的位準，且兩個前述週期位置信號交會時之相位位置。
  13. 如申請專利範圍第1、2、9至12項中任一項所述之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，其中，前述極性切換部係具有：第1極性切換電路，係含有第1切換選擇部；及第2極性切換電路，係含有第2切換選擇部；前述第1極性切換電路係根據前述第1切換選擇部的極性的選擇，將基準相位的週期位置信號的電性配線的連接，跟相位與基準相位相差180度的週期位置信號的電性配線的連接互換；前述第2極性切換電路係根據前述第2切換選擇部的極性的選擇，將相位與基準相位相差90度的週期位置信號的電性配線的連接，跟相位與基準相位相差270度的週期位置信號的電性配線的連接互換。
  14. 一種遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，係具備：位置信號產生部，係相應於移動體的位置或角度的變化，產生相位相差90度的兩個週期位置信號；原點檢測用信號產生部，係當移動體的位移位置到達基準位置時，便產生信號的檢測寬度成為前述週期位置信號的週期的0.5倍以上而未達1.5倍的原點檢測用信號；第1極性切換部，係選擇性地進行一方之前述週期位置信號的極性的反轉與非反轉；第2極性切換部，係選擇性地進行另一方之前述週期位置信號的極性的反轉與非反轉；內插分割部，係從來自前述第1及第2極性切換部的兩個前述週期位置信號，產生具有所設定之解析度的脈衝位置信號；及原點信號產生部，係根據在檢測到前述原點檢測用信號的期間中的兩個前述週期位置信號的預設相位位置，同步於前述脈衝位置信號而產生脈衝原點信號。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，其中，前述原點信號產生部的預設相位位置為繞著李沙育波形的中心位置旋轉的相對於基準旋轉位置之角度位置，該李沙育波形為於二維直角座標系的橫軸方向採用兩個前述週期位置信號中之一方的值，於縱軸方向採用另一方的值，而在前述直角座標系上由兩個週期位置信號的值所決定的依循移動體的位移而描繪者。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，其中，前述預設相位位置為90度的整數倍(90×N(N：整數))。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，其中，前述預設相位位置為在45度加上180度的整數倍之值(45+180×N(N：整數))。
  18. 一種遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，係具備：位置信號產生部，係相應於移動體的位置或角度的變化，產生相位相差90度的兩個週期位置信號；原點檢測用信號產生部，係當移動體的位移位置到達基準位置時，便產生信號的檢測寬度成為前述週期位置信號的週期的0.5倍以上而未達1.5倍的原點檢測用信號；第1極性切換部，係選擇性地進行一方之前述週期位置信號的極性的反轉與非反轉；第2極性切換部，係選擇性地進行另一方之前述週期位置信號的極性的反轉與非反轉；內插分割部，係從來自前述第1及第2極性切換部的兩個前述週期位置信號，產生具有所設定之解析度的脈衝位置信號；及原點信號產生部，係根據下述相位位置，同步於前述脈衝位置信號而產生脈衝原點信號，該相位位置為：在檢測到前述原點檢測用信號的期間中，兩個前述週期位置信號中之一方的週期位置信號為比振幅中心值高或低的位準，而另一方的週期位置信號上升超過或下降低於振幅中心值時之相位位置。
  19. 一種遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，係具備：位置信號產生部，係相應於移動體的位置或角度的變化，產生相位相差90度的兩個週期位置信號；原點檢測用信號產生部，係當移動體的位移位置到達基準位置時，便產生信號的檢測寬度成為前述週期位置信號的週期的0.5倍以上而未達1.5倍的原點檢測用信號；第1極性切換部，係選擇性地進行一方之前述週期位置信號的極性的反轉與非反轉；第2極性切換部，係選擇性地進行另一方之前述週期位置信號的極性的反轉與非反轉；內插分割部，係從來自前述第1及第2極性切換部的兩個前述週期位置信號，產生具有所設定之解析度的脈衝位置信號；及原點信號產生部，係根據下述相位位置，同步於前述脈衝位置信號而產生脈衝原點信號，該相位位置為：在檢測到前述原點檢測用信號的期間中，兩個前述週期位置信號之雙方的前述週期位置信號皆為比振幅中心值高或低的位準，且兩個前述週期位置信號交會時之相位位置。
  20. 如申請專利範圍第14至19項中任一項所述之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，其中，前述第1及第2極性切換部係分別具備：反轉電路，係令前述週期位置信號的極性反轉；非反轉電路，係令前述週期位置信號的極性不反轉；及切換選擇部，係切換前述反轉電路與非反轉電路的輸出。
  21. 如申請專利範圍第14至19項中任一項所述之遞增型編碼器之脈衝化變換裝置，其中，前述第1及第2極性切換部係分別具備：反轉電路，係令前述週期位置信號的極性反轉；及切換選擇部，係切換前述週期位置信號與前述反轉電路的輸出。
  22. 一種遞增型編碼器之脈衝化變換方法，係含有下述步驟：相應於移動體的位置或角度的變化，產生以一個週期位置信號的相位作為基準相位而相位逐一相差90度的四個週期位置信號；當前述移動體的位移位置到達基準位置時，便產生信號的檢測寬度成為前述四個週期位置信號的週期的0.5倍以上而未達1.5倍的原點檢測用信號；選擇性地切換前述四個週期位置信號的各信號的極性；從經選擇性地切換極性後的前述四個週期位置信號，產生具有所設定之解析度的脈衝位置信號；根據預設相位位置，同步於前述脈衝位置信號而產生脈衝原點信號，該預設相位位置係依循在檢測到前述原點檢測用信號的期間中的相位相差90度的兩個前述週期位置信號而得者。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之遞增型編碼器之脈衝化變換方法，其中，前述預設相位位置為繞著李沙育波形的中心位置旋轉的相對於基準旋轉位置之角度位置，該李沙育波形為於二維直角座標系的橫軸方向採用兩個前述週期位置信號中之一方的值，於縱軸方向採用另一方的值，而在前述直角座標系上由兩個週期位置信號的值所決定的依循移動體的位移而描繪者。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之遞增型編碼器之脈衝化變換方法，其中，前述預設相位位置為90度的整數倍(90×N(N：整數))。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之遞增型編碼器之脈衝化變換方法，其中，前述預設相位位置為在45度加上180度的整數倍之值(45+180×N(N：整數))。
  26. 一種遞增型編碼器之脈衝化變換方法，係含有下述步驟：相應於移動體的位置或角度的變化，產生以一個週期位置信號的相位作為基準相位而相位逐一相差90度的四個週期位置信號；當前述移動體的位移位置到達基準位置時，便產生信號的檢測寬度成為前述四個週期位置信號的週期的0.5倍以上而未達1.5倍的原點檢測用信號；選擇性地切換前述四個週期位置信號的各信號的極性；從經選擇性地切換極性後的前述四個週期位置信號，產生具有所設定之解析度的脈衝位置信號；根據下述相位位置，同步於前述脈衝位置信號而產生脈衝原點信號，該相位位置為：在檢測到前述原點檢測用信號的期間中，相位相差90度的兩個前述週期位置信號中之一方的週期位置信號為比振幅中心值高或低的位準，而另一方的週期位置信號上升超過或下降低於振幅中心值時的相位位置。
  27. 一種遞增型編碼器之脈衝化變換方法，係含有下述步驟：相應於移動體的位置或角度的變化，產生以一個週期位置信號的相位作為基準相位而相位逐一相差90度的四個週期位置信號；當前述移動體的位移位置到達基準位置時，便產生信號的檢測寬度成為前述四個週期位置信號的週期的0.5倍以上而未達1.5倍的原點檢測用信號；選擇性地切換前述四個週期位置信號的各信號的極性；從經選擇性地切換極性後的前述四個週期位置信號，產生具有所設定之解析度的脈衝位置信號；根據下述相位位置，同步於前述脈衝位置信號而產生脈衝原點信號，該相位位置為：在檢測到前述原點檢測用信號的期間中，相位相差90度的兩個前述週期位置信號之雙方的前述週期位置信號皆為比振幅中心值高或低的位準，且兩個前述週期位置信號交會時的相位位置。
TW106131411A 2016-10-25 2017-09-13 遞增型編碼器之脈衝化變換裝置及脈衝化變換方法 TWI650532B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-208412 2016-10-25
JP2016208412 2016-10-25
PCT/JP2017/029090 WO2018079014A1 (ja) 2016-10-25 2017-08-10 インクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置およびパルス化変換方法
??PCT/JP2017/029090 2017-08-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201829983A TW201829983A (zh) 2018-08-16
TWI650532B true TWI650532B (zh) 2019-02-11

Family

ID=62024718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106131411A TWI650532B (zh) 2016-10-25 2017-09-13 遞增型編碼器之脈衝化變換裝置及脈衝化變換方法

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6625236B2 (zh)
KR (1) KR102113456B1 (zh)
CN (1) CN109844462B (zh)
TW (1) TWI650532B (zh)
WO (1) WO2018079014A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021047033A (ja) 2019-09-17 2021-03-25 ファナック株式会社 エンコーダおよびエンコーダの制御方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002116060A (ja) * 2000-10-11 2002-04-19 Futaba Corp リニヤスケールにおける原点信号の設定装置及び設定方法
US20080035837A1 (en) * 2001-03-07 2008-02-14 Olympus Corporation Displacement sensor, method for detecting the optimal reference position, and method for judging stability of detecting reference position of displacement sensor
TW201414988A (zh) * 2012-05-30 2014-04-16 尼康股份有限公司 編碼器、及驅動裝置
CN104422468A (zh) * 2013-08-19 2015-03-18 佳能株式会社 编码器

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01248020A (ja) 1988-03-29 1989-10-03 Omron Tateisi Electron Co エンコーダの基準原点信号処理回路
JP2558287Y2 (ja) 1992-08-28 1997-12-24 新東工業株式会社 装飾体材料クランプ装置
JP3506613B2 (ja) * 1998-09-21 2004-03-15 株式会社ミツトヨ 原点検出方式
JP2000161992A (ja) * 1998-11-30 2000-06-16 Futaba Corp 光学式リニヤスケール
JP2000213925A (ja) 1999-01-26 2000-08-04 Takashi Katagiri 位置検出装置
JP4668396B2 (ja) * 2000-08-28 2011-04-13 ハイデンハイン株式会社 原点信号発生装置
JP4535414B2 (ja) * 2000-11-27 2010-09-01 ハイデンハイン株式会社 リニヤスケールにおける原点信号の自動設定装置
JP4291564B2 (ja) * 2002-11-27 2009-07-08 株式会社ミツトヨ 変位測定装置
JP4454974B2 (ja) * 2003-07-04 2010-04-21 オリンパス株式会社 変位センサ、変位センサの最適な原点位置候補の検知方法、及び、変位センサの原点検出の安定度判断方法
JP4498024B2 (ja) * 2004-06-15 2010-07-07 キヤノン株式会社 光学式エンコーダ
JP4953589B2 (ja) * 2005-05-25 2012-06-13 株式会社ミツトヨ エンコーダの原点信号生成方法及び装置
JP6234111B2 (ja) * 2013-08-19 2017-11-22 キヤノン株式会社 エンコーダ及びエンコーダの原点リセット方法
JP6158682B2 (ja) * 2013-10-25 2017-07-05 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 磁気センサ回路
JP6437802B2 (ja) * 2014-11-28 2018-12-12 株式会社ミツトヨ 光学式エンコーダ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002116060A (ja) * 2000-10-11 2002-04-19 Futaba Corp リニヤスケールにおける原点信号の設定装置及び設定方法
US20080035837A1 (en) * 2001-03-07 2008-02-14 Olympus Corporation Displacement sensor, method for detecting the optimal reference position, and method for judging stability of detecting reference position of displacement sensor
TW201414988A (zh) * 2012-05-30 2014-04-16 尼康股份有限公司 編碼器、及驅動裝置
CN104422468A (zh) * 2013-08-19 2015-03-18 佳能株式会社 编码器

Also Published As

Publication number Publication date
TW201829983A (zh) 2018-08-16
KR102113456B1 (ko) 2020-06-02
WO2018079014A1 (ja) 2018-05-03
CN109844462A (zh) 2019-06-04
JPWO2018079014A1 (ja) 2019-02-07
CN109844462B (zh) 2021-05-25
JP6625236B2 (ja) 2019-12-25
KR20190047081A (ko) 2019-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10775200B2 (en) Rotary encoder and absolute angular position detection method thereof
US9255817B2 (en) Rotation-angle detection device, image processing apparatus, and rotation-angle detection method
WO2008020231A2 (en) Methods of processing encoder signals
CN107860404B (zh) 旋转编码器及旋转编码器的绝对角度位置检测方法
WO2008053581A1 (fr) Capteur de rotation et palier équipé dudit capteur de rotation
JP5402313B2 (ja) エンコーダおよび信号処理方法
JP2012118064A (ja) インクリメンタル位置測定機構の位置信号を監視するための監視ユニットおよび方法
TWI650532B (zh) 遞增型編碼器之脈衝化變換裝置及脈衝化變換方法
US8271221B2 (en) Phase detection device and position detection device
CN110375788B (zh) 一种四路正交差动信号解调仪表校准方法及系统
JP2009031261A (ja) 光学式エンコーダおよび電子機器
JP4782434B2 (ja) 回転検出装置の信号処理装置
JPH04524B2 (zh)
JP6779333B2 (ja) 回転角度検出装置
JPH04233411A (ja) 位置検出装置
JP3365913B2 (ja) 位置検出装置
JP2009244022A (ja) 位相検出回路
JP3851214B2 (ja) 回転位置検出器
JP2003130686A (ja) 位置検出装置
JP2013047693A (ja) エンコーダ及びエンコーダのパターン検出方法
JPH10311742A (ja) 位置検出センサ
JP2003161644A (ja) 光学式エンコーダおよび光学式エンコーダ校正装置
JP2003035569A (ja) 光学式エンコーダ
CN117561421A (zh) 位置检测装置以及摄像装置
JP2005106495A (ja) センサ信号処理方法