WO1989012213A1 - Absolute position encoder - Google Patents

Description

明 細 書

絶対位置エ ン コ ー ダ

技術分野

本発明は絶対位置エ ン コ ー ダに係 り 、 特に工作機械等 を 駆動す る モ ー タ な ど の回転軸の回転位置を絶対位置 と し て検出で き る 絶対位置エ ン コ ー ダに関す る 。

背景技術

一般に こ の種 の絶対位置エ ン コ ーダは 、 回転軸に固定 さ れた 回転 コ ー ド板に 、 バ イ ナ リ 2 進法あ る い は グ レ イ 2 進法に従 っ た ス リ ツ ト 列 （ チ ャ ネ ル ） を所望す る 分解 能に応 じ て複数チ ヤ ネ ル設け 、 発光素子か ら該回転 コ ー ド板に形成 さ れた各チ ヤ ネ ル及び該各チ ヤ ネ ル に対向す る 固定ス リ ツ ト 部を通過し た光の量を受光素子 （光電変 換素子） で検出す る こ と に よ っ て該回転 コ ー ド板の回転 位置を絶対位置 と し て検出す る よ う に構成 さ れて い る 。

こ の場合、 そ の検出精度 （分解能） を上げ る た め に は 、 必然的に チ ヤ ネ ル数が増加し 、 例え ば 1 回転を 4 0 9 6すな わち 2 ^{1 2} に分割 し た角度情報を検出す る た め に は そ のチ ャ ネ ル数を 1 2 と し （ 1 2 ビッ ト の コ ー ド を必要 と し ） 、 そ れだ け大型の コ ー ド板が必要 と さ れ る 。

こ の よ う な 問題点を避け る た め に 、 該回転 コ ー ド板に 、 1 回転当 り のサ イ ク ル数が異な っ た複数の正弦波状の出 力が得 ら れ る よ う に 、 複数チ ヤ ネ ル の正弦波状のパタ ー ン を設け （例え ば、 第 1 チ ャ ネ ル と し て 1 回転当 り に 1 サ イ ク ル の正弦波状出力が得 られ る パ タ ー ン を設け 、 第 一 ん 一

2 チ ヤ ネ ル と し て 1 回転当 り に 1 6 サ イ ク ル の正弦波状 出力が得 られ る パタ ー ン を設け 、 第 3 チ ヤ ネ ル と し て 1 回転当 り に 256サ イ ク ル の正弦波状出力が得 られ る バタ — ンを設け ） 、 各チ ャ ネ ル の 1 波長内の角度情報を更に 1 6 個づつ に 内挿し 、 こ の よ う に し て得 られた各チ ヤ ネ ル の内挿データ を順次合成す る こ と に よ り 、 該コ ー ド板 の回転位置を絶対位置と し て検出す る こ と が考え られて い る 。

そ して 、 こ の場合には同 じ分解能を得る た めのチ ヤ ネ ル数は上記 2 進法に従って形成さ れた場合のチ ヤ ネ ル数 に比べて少な く てすみ （例え ば、 1 回転を 2¹²に分割し て検出す る ためには、 上述し た よ う な 3 個のチ ヤ ネ ル に よ っ て達成で き る ） 、 こ れに よ り 回転コ ー ド板を小型化 す る こ と が可能 と な る 。

第 2 図は かか る サ イ ク ル数の異な っ た複数チ ヤ ネ ル の 正弦波状パタ 一 ンを彤成した回転コ ― ド板を用いて そ の 角度情報を検出す る よ う に し た絶対位置エ ン コ ーダを例 示す る も ので あ る 。 こ の第 2 図に は、 上記第 1 チャ ネ ル 乃至第 3 チ ヤ ネ ル （ 1 λ ， 1 6 λ 及び 256 λ で表され る ） に加えて 、 第 4 チ ャ ネ ル （ 4096 λで表わ さ れ、 1 回転当 り に 4096サ イ ク ル の正弦波状出力が得 られ る ） が設け ら れ、 こ れ ら各チ ャ ネ ルか ら の正弦波 4言号 1 久 s i n，

16 λ s i n, 256 As i n及び 4096 A s i n、 並びに該各正弦波 信号 と それぞれ電気的に 9 0 ° の位相差を有す る余弦波信 号 1久 c o s， 16 λ c o s , 256入 {5 0 3及び = 096久 0 0 3が入カ さ れ る場合が示さ れて い る 。 尚、 余弦波信号は た と え ば 、 正弦波信号用 の固定ス リ ツ ト 部 と 電気角で 9 0 °ず ら さ れ た固定ス リ ツ ト 部を通過 し た光を受光素子で検出 し光電 変換す る こ と に よ っ て得 ら れ る 。

1 1 乃至 1 4 は そ れぞれ正弦波信号 l A s i n乃至 4096 λ s i nを増幅す る 増幅器、 2 1 乃至 2 4 は そ れ ぞれ該増幅 器 1 1 乃至 1 4 の出力側に接続'さ れた チ ヤ ネ ル選択用 の ア ナ ロ グ ス ィ ッ チ 、 1 6 乃至 1 9 は そ れぞれ余弦波信号 1 久 c o s乃至 4096 A c o sを増幅す る 増幅器、 2 6 乃至 2 9 は それ ぞれ該増幅器 1 6 乃至 1 9 の出力側に接続 さ れた チ ヤ ネ ル選択用 の ア ナ ロ グ ス イ ツ チ で あ る 。

い ま 、 回転 コ ー ド板の角度情報を検出す る に あ た っ て は 、 先ずス ィ ッ チ 2 1 と 2 6 と がオ ン と さ れ る 。 こ れに よ り 信号検出部 （対応す る 受光素子部） か ら の正弦波信 号 4096 A s i n及び余弦波信号 4096 A c o sは対応す る 増幅 器 1 1 , 1 6 で増幅 さ れた後、 ス ィ ッ チ 2 1 , 2 6 を通 過 し 、 それぞれ. A D変換器 3 1 , 3 2 に入力 さ れ る 。 各 A D 変換器 3 1 、 3 2 は入力信号を必要 と す る 分解能に 応 じ て所定 ビッ ト 数のデ ジ タ ル デー タ に変換 し 、 こ れ ら デ ジ タ ル データ （所謂 s i IIデー タ X_s及び c o sデー タ X_c ) を R O M 4 1 に そ の ア ド レ ス 入力 （例え ば ロ ウ 及び コ ラ ム ア ド レ ス入力） と し て供給す る 。 R O M 4 1 に は 、 指 定 さ れた ァ ド レ ス （ ァ ド レ ス は s i nデー タ X_s及び c o sデ — タ X„ に よ っ て指定 さ れ る ） に 応 じ て 、 t a n— ¹ (X_SZX_C) に適当な定数を掛け た値が 2 進数に変換 さ れて記億 さ れ て い る 。

すな わち 、 例え ばい ま 入力 さ れた正弦波信号 4096久 s i II力？ 0♦ 5 Vで あ る と し 、 一方余弦波 言号 4096 A c o sも 0 5 Vで あ る と す る と 、 こ れ ら各信号がそれぞれ A D変換器 3 1 , 3 2 で所定のデ ジ タ ル量、 例え ば " 0 1 0 0 " に 変換さ れ る （すな わ ち 、 R O M 4 に入力 さ れ る s i nデ一 タ X _s及び c o sデータ X _cが共に " 0 1 0 0 " と さ れ る ） 。 従っ て、 かか る s i nデータ 及び c o sデータ 力？ァ ド レ ス 信号 と して入力 さ れた場合、 対応す る ア ド レ ス に記億さ れ る R 0 Mのデータ は、 t a n—¹1=45 °に定数 と し て 1/36 0を掛けて得 られた値 （ = 1 Z.8 ) を適当な ビッ ト 数の 2 進数、 例えば 1 0 ビッ ト の 2 進数 " 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 " に変換し た も ので あ る 。 そ し て 、 かか る 1 0 ビッ ト の記億データ の う ち例えば上位 4 ビッ ト とすなわち 、 " 0 0 1 0 " が読み出 さ れて ラ ッ チ回路 5 1 に ラ-ッ チ さ れ - る 。 こ の場合には、 対応す る チ ヤ ネ ル （すな わち 4096久） に つ いて の 1 波長内の角度情報が 1 6 分割 さ れた 内挿デ —タ と して取 り 出 さ れ る 。

次に上記チ ヤ ネ ル選択用 ス イ ツ チ を 2 1 ， 2 6 か ら 2 2 , 2 7 に切 り 替え 、 そ の時入力 さ れる正弦波信号 256 λ s i η及び余弦波信号 256 A c o sを同様に A D変換器 3 1 ， 3 2 でデ ジ タ ル デー タ に変換し 、 こ の よ う に レ て得 られ た s i nデ一タ 及び c o sデータ を再び R O M 4 1 の ァ ド レ ス信号 と して上記 と 同様に し て該ァ ド レ ス に対応す る R O Mの 1 0 ビ ク ト データ を読出 し 、 そ の上位 4 ビッ ト デ ー タ を ラ ッ チ 回路 5 2 に ラ ッ チ す る 。

以下同様に し て 、 チ ヤ ネ ル選択用 ス イ ツ チ を順次 2 3 ， 2 8 更に は 2 4 ， 2 9 へ と 切 り 替え 、 そ の と き 入力 さ れ る ί言号 16 A s i n, 16 A c o s更に は l A s i n, l A c o sを A D 変換 し て得 ら れた s i ηデー タ 及び c o sデー タ を順次 R 0 Μ 4 1 の ァ ド レ ス 信号 と し て そ の ァ ド レ ス に対応す る R Ο Μ の デ ー タ を読出 し 、 そ の読出 し デ ー タ の上位 4 ビッ ト を順次 ラ ッ チ 回路 5 3 ， 5 4 に ラ ッ チ す る 。

こ の よ う に し て各チ ヤ ネ ソレ （ こ の場合 4 チ ャ ネ ル ） を 順次切 り 替え 、 各チ ヤ ネ ル の 2 相入力信号 （正弦波信号 及び余弦波信号） を所定ア ド レ ス 情報 と し て読み出 さ れ た R O M のデ一 タ を順次 ラ ッ チ 回路に ラ ッ チ し 、 該 ラ ッ チ 回路のデー タ を合成す る こ と に よ り 、 例え ば ラ ッ チ 回 路 5 4 に ラ ッ チ さ れた データ （上位側 ビッ ト のデー タ ） 力 > ら ラ ッ チ 回路 5 1 に ラ ッ チ さ れた デー タ （下位側 ビッ ト のデ一 タ ） に至 る 1 6 ビッ ト のデー タ に よ り 該回転コ ー ド板の角度情報を検出す る こ と がで き 、 こ の場合、 1 回転当 り の分割数を 2 ¹⁶ と し て （すな わ ち分解能を 2 ¹⁶

/回転 と し て ） 、 そ の絶対位置を検出す る こ と がで き る 。

第 3 図は以上に よ り 得 られ る 絶対位置デー タ の説明図 で あ り 、 最下位チ ヤ ネ ル （ 4096 λチ ヤ ネ ル ） に お け る 内 挿デ ー タ D ₄ の上位 4 ビッ ト の 1 6 進数値を A₄、 256久チ ャ ネ ル に お け る 内挿デ ー タ D ₃ の上位 4 ビッ ト の 1 6 進数 値を Α₃、 16 λチ ャ ネ ル に お け る 内挿デー タ D ₂ の上位 4 ビ ッ ト の 1 6 進数値を A ₂ 、 最上位チ ヤ ネ ル （ 1 λチ ヤ ネ ル に お け る 内挿データ の 1 6 進数値を と すれば、 絶 対位置データ は 1 6 進表現で

A, · 16一¹ +A₂ · 16^-£+A · 16— ³+A₄ · 16^→

と な る 。 尚、 1 6 進数値 A _; ( i = l〜 4 ) を

A. = a_i3 - 2"+a_;2- 2²+ a . _t · 2¹+a_i0

と 2 進表現す る と 、 絶対位置データ は

a₁₃ '

2— ²+_{a ii} . 2"³+α₁₀ · 2 +

a₂₃ ' 2— ^S+a₂₂. 2"⁶+a₂₁. 2— ⁷+a₂₀ ' 2— ^e+

+

a₄₃- 2-¹³+a,₂ - 2_"+a₄₁. 2— +a₄₀. 2— ^1&

と な る 。

と こ ろ で 、 各チ ャ ネ ル に お け る正弦波信号 1 λ s i n_;

16 λ s i n, 256 λ s i n及び 4096 λ s i nは理想的には、 第 4 図に示す よ う に （ 256 A s i iiと 4096 A s i nのみ示し てい る ） 、 所定周期毎に同時にゼロ ク ロ ス す る必要があ る 。 すなわち 、 （i)隣接す る 2 チ ヤ ネ ル に注目する と 、 下位チ ャ ネ ル の 1 6 サ イ ク ル毎に上位チ ヤ ネ ル と下位チ ヤ ネ ル の正弦波状信号が同時にゼロ ク 口 スす る必要があ る 。 （ii) 更に各チ ヤ ネ ル の正弦波状信号 と 余弦波状信号と は正確 に電気角に し て 9 0 °の位相差が存在する こ と が必、要で あ る ο

し か し 、 各チ ヤ ネ ル におけ る正弦波状パタ ー ン の作成 誤差等に よ り 上記（i)， (ii)を最初か ら満足す る こ と はで き な い。 すなわち 、 第 5 図に示す よ う に隣接チ ャ ネ ル の正 弦波状信号あ る いは余弦波状信号のゼ 口 ク π ス 点閭に位 相 P _E の誤差が存在 し 、 ま た正弦波状信号 と 余弦波状信号 閭 の位相 を 正確に 9 0 。 に す る こ と 力？で き な い 。

こ の た め 、 従来は受光素子出力で あ る 正弦波状信号及 び余弦波状信号の位相 を そ れ ぞれ ア ナ 口 グ的に調整す る 手段を設け 、 該調整手段を用 いて シ ン ク 口 ス コ ー プ等に よ り 各チ ヤ ネ ル の正弦波状信号を観測 し なが ら 、 下位チ ャ ネ ル側 （短周期側） の ゼ 口 ク ロ ス 点に隣接上位チ ヤ ネ ル側 （長周期側） の ゼ 口 ク ロ 点が所定周期毎に （短周期 の 1 6 サ イ ク ル毎に ） 一致す る よ う に調整 し 、 つ いで同 様に長周期側の余弦波状信号を正弦波状信号 よ り 9 0 °位 相 を進ま せ、 し か る 後隣接チ ヤ ネ ル の余弦波状信号のゼ ロ ク ロ ス が一致す る よ う に調整す る 。

し か し 、 かか る ア ナ ロ グ調整は面倒で あ り 、 し か も 調 整誤差が生 じ 、 正確な絶対位置検出がで き な い と い う 問 題力 あ る 。

以上か ら本発明の 目 的は 、 デ ジ タ ル 的に 、 し か も 自動 的に 、 更に は調整誤差が最小 と な る よ う に位相 を調整で き る 絶対位置ヱ ン コ ー ダ を提供す る こ と で あ る 。

発明の開示

本発明は 、 サ イ ク ル数が互い に異な っ た複数チ ヤ ネ ル に お い て そ れ ぞれ正弦波状及び余弦波状信号を 出力す る と 共に 、 各チ ヤ ネ ル の 1 波長内に位置情報を所定数内挿 し 、 各チ ヤ ネ ル の内挿デー タ の上位 m ビッ ト を合成 し て 回転 コ ー ド板の絶対位置を 出力す る絶対位置エ ン コ ー ダ で あ る o こ の発明にお い て は 、 サ イ ク ル数の多い下位チ ヤ ネ ル に お け る 内挿データ の上位 n ビッ ト デー タ と 、 サ イ ク ル 数の少な い上位隣接チ ャ ネ ル におけ る 内挿データ の下位 n ビッ ト データ と の差分が所定値以下 と な る よ う な補正 デ一ダを求め 、 該補正データ に よ り 上位隣接チ ヤ ネ ル の 内挿データ を補正し 、 補正後の各チ ヤ ネ ル の内挿データ の上位 m ビッ ト を合成して絶対位置を検出す る 。

図面の簡単な説明

第 1 図は本発明に係わる絶対位置ェ ン コ 一 ダの要部ブ ロ ッ ク 図、

第 2 図は絶対位置ェ ン コ ーダの絶対位置検出原理を説 明す る た め の ブ ロ ッ ク 図、

第 3 図は絶対位置デー タ の構成説明図、

第 4 図及び第 5 図は本発明の背景説明図で あ る

発明を実施す る ため の最良の形態''

初めに 、 本発明の絶対位置エ ン コ ーダに係わ る 角度デ ータ 補正方法の概略を説明する 。

）隣接す る 2 チヤ ネ ル の正弦波状信号のゼ ロ ク π ス 点 が、 下位チ ヤ ネ ル の所定サ イ ク ル （ た と え ば 1 6 サ イ ク ル ） 毎に一致し 、 しか も （iO同一チ ャ ネ ル の正弦波状信号 と 余弦波伏信号の位相が正確に 9 0 °ずれて いれば、 R O M 4 1 (第 2 図） か ら読み出 さ れる各チ ャ ネ ル の内挿デ 一タ D i〜 D ₄ (第 3 図参照） に つ いて以下が成立す る 。 すなわち 、

「隣接す る 2 つ の チ ヤ ネ ル の う ち 、 上位チ ヤ ネ ル の第 ( m + 1 ) ビ ッ ト （第 5 ビ ッ ト ） 以降の 6 ビ ッ ト の デ 一 タ と 下位チ ヤ ネ ル の上位 6 ビッ ト のデ ー タ A _{i + 1} '

( i = l ， 2 ， 3 ) は一致す る 」

が成立す る 。 換言すれば上記（i) ， (ϋ)の位相ずれが大き く な る 程、 デー タ Β _; と A _{i + 1} ' の差分の絶対値が大 き く な る

以上か ら 、 本発明に お いて は 、

(a)補正デー タ の初期値 C i を零 と し 、 所定のサ ン プ リ ン グ時刻に おけ る 上位チ ヤ ネ ル の内挿デー タ D _; に お け る デ — タ と 下位チ ヤ ネ ル の内挿デ ー タ D . _{+ 1} に お け る デー タ A _{i +} の差分 A C ; を演算 し 、

(b)差分の絶対値が設定値以上の場合に は C ； + Δ C , を 新た な補正デー タ と し （ C i + A C i — C ; ) 、

(c)該補正デー タ C； に よ り 次のサ ン プ リ ン グ時刻に おけ る 上位チ ャ ネ ル の内挿デー タ D i を補正 し （ ϋ _; + 。 ； → ϋ

, ) 、 以後同様な処理を行 っ て差分 Δ C _; の絶対値が所定 値以下に な る 補正デー タ を求め 、

(d)同様に し て各隣接チ ヤ ネ ル毎に補正デー タ を求め 、

(e)回転軸の絶対位置検出時に 際し て は 、 補正デー タ C ； に よ り 内挿デー タ を補正 し 、 補正後の各チ ヤ ネ ル の内 挿デー タ の上位 4 ビッ ト を合成 し て 回転軸の絶対位置デ ー タ を生成出力す る 。

第 1 図は本発明に係わ る 絶対位置ェ ン コ 一 ダの要部 ブ ロ ッ ク 図で あ る 。

1 は各チ ヤ ネ ル の内挿デー タ が記億 さ れた R 0 Mで あ り 、 第 2 図に おけ る R 0 M 4 1 と 同一構成、 同一記憶内 容を有し て い る 。 2 a〜 2 b は R O M 1 力 > ら読み出 さ れ た所定サ ン プ リ ン グ時亥!！に お け る 1 λ チ ヤ ネ ル〜 4096 λ チ ャ ネ ル の内挿デー タ （ 1 0 ビ ッ ト データ と す る ） D ₄， D 3 , D ₂， D i を記億す る 内挿データ 記億部で あ る 。 尚、 各チ ヤ ネ ル の内挿デー タ の詳細は第 3 図を参照。

3 a〜 3 c は隣接チ ヤ ネ ル間の補正データ に基づい て上位チ ヤ ネ ル の内挿デー タ を次式

D . + C . → D . ' · · · · (1)

に よ り 補正す る角度データ 補正部、 4 は各隣接チ ヤ ネ ル 間の補正データ C； を求め る 際に所定の隣接チ ヤ ネ ル の 2 つ の内挿デ ータ D ， D _{i + 1} ' を切 り 替え出力す る 角度 データ 切替部、 5 a は下位チ ヤ ネ ル の内挿データ D _{i + i} ' の上位 6 ビッ ト データ Α _{; + 1} ' を 出力す る上位 6 ビッ ト 出 力部、 5 b は上位チ ャ ネ ル の内挿デー タ の下位 6 ビ ッ ト データ B を 出力す る下位 6 ビッ ト 出力部、 6 は次式.

Α . _{+ 1} ' — Β . → Δ Ο . · · . . (2)

に よ り デー タ Α _{ί + 1} ' と Β _; の差分 A C ; を演算す る差分演 算部、 7 は差分 A C の絶対値 i A C i l が設定値以下か ど う か を チ ヱ ッ ク す る誤差監視部、 8 は補正データ 演算 部、 9 は補正データ 記億部で あ り 、 補正データ 演算部 8 は各隣接チ ヤ ネ ル間の補正データ C ; を次式

C； + 厶 C , — C . · · ' · (3)

に よ り 更新して補正デー タ 記億部 9 に記億す る 。 1 0 は 絶対位置データ 出力部で あ り 、 各チ ヤ ネ ル の内挿データ _Λ ,

11 -

D _χ ' 〜 D ₄ ' の上位 4 ビッ ト を合成 し て 1 6 ビ ッ ト の 2 進絶対位置デ ー タ を 出力す る 。

次に第 1 図の全体的動作を説明す る 。

(a)補正デ ー タ 決定処理

補正デ ー タ の決定処理に際 し て は 、 各隣接チ ヤ ネ ル 間 補正デ ー タ C ₃ , C ₂ ， C _t の初期値を零 と し 、 最下位チ ヤ ネ ル側隣接チ ヤ ネ ル の補正デー タ C ₃か ら順次決定す る 。 尚、 第 2 図に お け る 従来方法 と 同様に所定サ ン プ リ ン グ 時刻毎に各チ ヤ ネ ル の内挿デー タ D i ， D ₂ , D ₃ ， D ₄が R O M 1 カゝ ら読み出 さ れて各記億部 2 a 〜 2 d に記億 さ れて い る 。

(a)ま ず下位チ ヤ ネ ル を 4 0 9 6 λチ ヤ ネ ル 、 上位チ ヤ ネ ル を 2 5 6 λ チ ヤ ネ ル と し 、 所定のサ ン プ リ ン グ時刻に お け る 上位チ ヤ ネ ル の内挿デー タ D ₃ に対 し て 、 （1)式の補正 演算 を施 し て 内挿データ D ₃ ' を発生す る 。 尚 、 最下位チ ャ ネ ル の内挿デー タ D ₄ に は補正は施 さ れず、 D ₄ を D ₄ ' と みな す。

(b)つ いで 、 角度デー タ 切替部 4 は補正後の下位チ ヤ ネ ル及び上位チ ャ ネ ル の内挿デ ー タ ， D 3 ' を上位 6 ビッ ト 出力部 5 a と 下位 6 ビツ ト 出力部 5 b に そ れ ぞれ 選択出力す る

(c)上位 6 ビ ッ ト 出力部 5 a は下位チ ヤ ネ ル の内挿デ 一 タ D ₄ ' の上位 6 ビッ ト デ ー タ Α ₄ ' を 出力 し 、 下位 6 ビ ッ ト 出力部 5 b は上位チ ャ ネ ル の内挿デ ー タ D ₃ ' の下位 6 ビッ ト デ ー タ B 3 を 出力す る 。 (d)差分演算部 6 はデータ A と データ B ₃ の差分 A C ₃ を（2)式に よ り 演算して誤差監視部 7 と補正データ 演算部 8 に入力す る 。

(e)誤差監視部 7 は差分 Δ C ₃ の絶対値が設定値以下か ど う かを チ ェッ ク し 、 以上の場合に は補正データ 更新指令

R E N を補正データ 演算部 8 に入力す る 。

）補正データ 更新指令 R E N が発生すれば、 補正デ— タ 演算部は（3)式に よ り C ₃ + A C ₃ を新た な補正データ と し （ C ₃ + A C ₃— C ₃ ) 、 補正データ 記億部 9 に記億す る 以後、 次のサ ン プ リ ン グ時刻に な る と 上記ス テ タ プ（a) 以降の処理が繰 り 返さ れ、 差分厶 C ₃が設定値以下に なれ ば、 補正データ 更新指令 R E Nが発生せず補正データ C ₃ の決定処理が終了する 。

以上に よ り 、 最下位チ ヤ ネ ル と その隣接チ ヤ ネ ル間の 補正データ C ₃が決定さ れれば、 以後同様に 内挿デ一タ D ₃, D ₂ を用 いて補正データ C ₂を決定 し 、 同様に内挿デー タ D ₂ ， D _t を用 いて補正データ を決定し て 、 補正デ一 タ 決定処理を終了す る 。

尚、 以上では 、 所定のサ ン プ リ ン グ時刻毎に各チ ヤ ネ ル の内挿データ D ₄ 〜 D ₁ を R O Mか ら読み取 っ て補正デ一 タ を決定し たが、 所定時刻におけ る 各チ ヤ ネ ル の内挿デ ータ D ₄ 〜 D i を変更す る こ と な く 上記処理を行 っ て補正 デー タ を決定す る よ う に構成する こ と も で き る 。

(b)絶対位置デー タ 出力処理

回転軸の絶対位置検出時に際して は 、 サ ン プ リ ン グ時 刻毎に補正データ C i C s に よ り 各チ ヤ ネ ル に お け る 内 挿デー タ _{D i}〜 D ₃ を補正 し （ D ₄ は補正せず） 、 補正後の 各チ ャ ネ ル の内挿デ ー タ 〜 Dノ を絶対位置デ ー タ 出力部 1 0 に入力 し 、 絶対位置デ ー タ 出力部 1 0 は各チ ャ ネ ノレ の内挿デ ー タ 〜 D ₄ ' の上位 4 ビ ッ ト を従来 方法 と 同様に合成 し て 1 6 ビッ ト の 2 進数で表現 し た絶 対位置デー タ を 出力す る 。

尚、 以上で は誤差監視部 7 に お い て 、 | A C i | が設定 値以下に な っ た時に補正デー タ の決定処理を終了す る よ う に し て い る 力 次の よ う に し て も よ い 。 すな わ ち 、 差 分 の絶対値 I A C ; にが 1 サ ン プ リ ン グ時刻前の そ れ よ り 小 さ い場合に補正デー タ C _; を（3)式に従 っ て更新 し 、 大 き い場合に は 1 サ ン プ リ ン ^前の I △ C ； I が最小 と みな し て補正データ 決定処理を終了す る よ う に構成す る こ と も で き る 。 更に 、 以上で は光学式セ ン サ ー に本発明 を適用 し た場合で あ る 力 、 磁気セ ン サ ー に も 適用で き る 。

又、 以上で は 回転型の絶対位置ヱ ン コ ー ダに つ いて説 明 し た力；、 リ ニ ァ ス ケ ー ル の ご と き 直線式の検出器に本 発明 を適用す る こ と に よ り 同様に直線式の絶対位置ェ ン コ ー ダ を構成す る こ と も で き る 。

以上本発明に よ れば、 下位チ ヤ ネ ル に お け る 内挿デ ー タ の上位 6 ビッ ト のデ ー タ と 、 上位チ ャ ネ ル に お け る 内 挿デ ー タ の第 5 ビ ク ト 目 カ > ら の 6 ビッ ト デ ー タ と の差分 △ C , を計算 し 、 該差分が所定値以下あ る い は最小 と な る よ う な補正デー タ C , を求め 、 該補正デ ー タ C ; に よ り 隣 接上位チ ヤ ネ ル に おけ る 内挿デ一タ を補正し 、 補正後の 各チ ャ ネ ル の内挿デ ー タ の上位 4 ビッ ト を合成し て回転 軸の絶対位置を検出す る よ う に構成し たか ら 、 デ ジ タ ル 的に 、 し かも 自動的に位栢を調整で き 、 更に は調整誤差 が最小 と な る よ う に位相調整がで き 、 高精度の絶対位置 検出が可能であ る 。

Claims

請求の範囲

1 . サ イ ク ル数が互い に異な っ た複数チ ヤ ネ ル に お い て それ ぞれ正弦波状及び余弦波状出力が得 ら れ る よ う に 形成 さ れた移動 コ 一 ド板及び固定 コ ー ド板 と 、

該移動 コ ー ド板の位置情報を構成す る た め に各チ ヤ ネ ル に お け る正弦波状及び余弦波状の出力を それ ぞれ A D 変換す る A D 変換器 と 、

各チ ヤ ネ ル の正弦波状及び余弦波状出力に対応す る A D 変換器出力 を組に し て 順次ァ ド レ ス情報 と す る と 共に 該各チ ヤ ネ ル の 1 波長内に位置情報を所定数内挿 し 、 該 内挿デー タ を そ れぞれ対応す る ァ ド レ ス に格納 し た R O

M を備え 、

各チ ヤ ネ ル に お け る 内挿デー タ の上位 m ビッ ト を用 い て移動 コ 一 ド板の絶対位置を検出す る絶対位置ュ ン コ 一 ダ に お い て 、

サ イ ク ル数の多い下位チ ヤ ネ ル に お け る 内挿デー タ の 上位 II ビッ ト データ と 、 サ イ ク ル数の少な い上位隣接チ ャ ネ ル に お け る 内挿デ一 タ の第 （ m + 1 ) ビッ ト 目 カ ら の n ビッ ト データ と の差分が所定値以下あ る い は最小 と な る よ う な補正デー タ を演算す る手段 と 、

該補正デー タ に よ り 前記隣接チ ヤ ネ ル の一方のチ ヤ ネ ル に お け る 内挿データ を補正す る補正手段 と 、

補正後の各チ ヤ ネ ル の内挿デ ー タ の上位 m ビッ ト を合 成 し て移動 コ ー ド板の絶対位置を 出力す る手段を有す る こ と を特徵 と す る 絶対位置ヱ ン コ ー ダ 。

2 ， 前記補正デー タ 演算手段は 、 隣接す る チ ヤ ネ ル毎 に補正データ を求め る こ と を待徵 と す る請求の範囲第 1 項記載の絶対位置ェ ン コ 一ダ。

3 . 前記補正データ 演算手段は、 下位チ ヤ ネ ル におけ る 内挿デー タ の上位 n ビッ ト デー タ と 、 上位隣接チ ヤ ネ ル に おけ る 内挿デ一タ の第 （ m + 1 ) ビッ ト 目 か ら の n ビ ジ ト デー タ と の差分を演算する演算部 と 、 該差分が所 定値以下あ る いは最小 と な っ たか監視す る監視部 と 、 差 分が所定値以下あ る いは最小でな い場合に は補正データ を更新す る補正データ 更新部を有す る こ と を待徵と する 請求の範囲第 2 項記載の絶対位置エ ン コ ーダ。

4 , 前記補正データ 更新部は 、 補正デ一 タ の初期値 C を零 と し 、 前記差分を A C と す る と き 、 C + A C → C に よ り 補正データ を更新し 、 A C の絶対値が所定値以下あ る いは最小に な る迄補正データ を更新す る こ どを待徵 と す と を特徵と す る請求の範囲第 3 項記載の絶対位置ェ ン コ 一ダ。

5 . 前記移動コ ー ド板を 回転コ ー ド板と する と 共に 、 各チ ヤ ネ ル の正弦波状及び余弦波状出力のサ ィ ク ル数を 1 回転当 り 1 6 ⁰ , 1 6 ¹ ， 1 6 ² , 1 6 ³ · * · ' と し 、 かつ m = 4 と し た こ と を特徵 と す る請求の範囲第 1 項記 載の絶対位置エ ン コ ーダ。