(57)【要約】【課題】絶対位置の検出精度を高める。【解決手段】エンコーダ１００は、アブソリュートパターン（スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２）が形成されたディスク１１０と、アブソリュートパターンに基づいて絶対位置を表す信号Ｑを生成する制御部１３０と、を有し、制御部１３０は、ディスク１１０の回転の有無を検出する回転検出部１３１と、回転の有無に基づいて、絶対位置を表す信号Ｑを生成する処理方式を切り替える処理方式切替部１３２と、を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アブソリュートパターンが形成された測定対象と、
前記アブソリュートパターンに基づいて絶対位置を表す信号を生成する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記測定対象の回転の有無を検出する回転検出部と、
前記回転の有無に基づいて、前記絶対位置を表す信号を生成する処理方式を切り替える処理方式切替部と、を有する
ことを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
前記回転検出部は、
第１の処理方式により生成された前記絶対位置を表す信号が変化したか否かに基づいて前記回転の有無を検出し、
前記処理方式切替部は、
前記絶対位置を表す信号が変化しない場合には前記第１の処理方式を維持し、前記絶対位置を表す信号が変化した場合には前記第１の処理方式から第２の処理方式に切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記回転検出部は、
第２の処理方式において所定の信号がラッチされたか否かに基づいて前記回転の有無を検出し、
前記処理方式切替部は、
前記所定の信号がラッチされた場合には前記第２の処理方式を維持し、前記所定の信号がラッチされていない場合には前記第２の処理方式から第１の処理方式に切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記回転検出部は、
前記測定対象に形成されたインクリメンタルパターンに基づいて前記測定対象の速度を検出し、
前記処理方式切替部は、
前記速度がしきい値以下である場合には第１の処理方式に切り替え、前記速度がしきい値より大きい場合には第２の処理方式に切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記制御部は、
前記測定対象に形成されたインクリメンタルパターンに基づいて、第１の基準パルスを生成する第１基準パルス生成部と、
前記インクリメンタルパターンに基づいて、前記第１の基準パルスと電気角で９０°の位相差を有する第２の基準パルスを生成する第２基準パルス生成部と、
前記アブソリュートパターンに基づいて、第１のコード信号を生成する第１コード信号生成部と、
前記アブソリュートパターンに基づいて、前記第１のコード信号と前記第１の基準パルス又は前記第２の基準パルスの電気角で１８０°の位相差を有する第２のコード信号を生成する第２コード信号生成部と、
前記第１のコード信号又は前記第２のコード信号を前記絶対位置を表す信号に変換する信号変換部と、を有し、
前記信号変換部は、
前記第１の処理方式では、前記第１のコード信号又は前記第２のコード信号のうち信号選択部により前記第１の基準パルスに基づいて選択された一方の信号を前記絶対位置を表す信号に変換し、
前記第２の処理方式では、前記第１のコード信号又は前記第２のコード信号のうち予め特定された一方の信号を前記第２の基準パルスでラッチした信号を前記絶対位置を表す信号に変換する、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記第１コード信号生成部、前記第２コード信号生成部、前記第１基準パルス生成部、及び第２基準パルス生成部は、
共通の集積回路によって実装されている、
ことを特徴とする請求項５に記載のエンコーダ。
【請求項７】
モータと、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のエンコーダと、
を有することを特徴とするサーボモータ。
【請求項８】
モータと、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のエンコーダと、
前記エンコーダの検出結果に基づいて前記モータを制御する制御装置と、
を有することを特徴とするサーボシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、エンコーダ、サーボモータ、サーボシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、符号板に記された循環乱数コードを位相差のある２相のコードとして検出し、これを基準パルスで切り換えてＲＯＭに入力し、ＲＯＭの変換遅れ時間等を考慮して出力段のフリップフロップをトリガするように構成された絶対値エンコーダが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−３５３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術の絶対値エンコーダでは、符号板の回転中には絶対位置を精度良く検出できない場合があり、検出精度の更なる向上が求められていた。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、絶対位置の検出精度を高めることができるエンコーダ、サーボモータ、サーボシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、アブソリュートパターンが形成された測定対象と、前記アブソリュートパターンに基づいて絶対位置を表す信号を生成する制御部と、を有し、前記制御部は、前記測定対象の回転の有無を検出する回転検出部と、前記回転の有無に基づいて、前記絶対位置を表す信号を生成する処理方式を切り替える処理方式切替部と、を有するエンコーダが適用される。
【０００７】
また、本発明の別の観点によれば、モータと、上記エンコーダと、を有するサーボモータが適用される。
【０００８】
また、本発明のさらに別の観点によれば、モータと、上記エンコーダと、前記エンコーダの検出結果に基づいて前記モータを制御する制御装置と、を有するサーボシステムが適用される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、絶対位置の検出精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るサーボシステムの構成の一例を表す説明図である。
【図２】本実施形態に係るエンコーダの構成の一例を表す説明図である。
【図３】エンコーダのディスクの構成の一例を表す説明図である。
【図４】ディスクに形成されたスリットトラックの構成の一例を表す説明図である。
【図５】エンコーダの光学モジュールの構成の一例を表す説明図である。
【図６】制御部の機能構成の一例を表すブロック図である。
【図７】絶対位置特定部の第１の処理方式における機能構成の一例を表すブロック図である。
【図８】絶対位置特定部の第２の処理方式における機能構成の一例を表すブロック図である。
【図９】第１の基準パルス、第１のコード信号及び第２のコード信号の波形の一例を表す説明図である。
【図１０】第１の処理方式における正転時の第１の基準パルス、コード信号、絶対位置を表す信号の波形の一例を表すタイミングチャートである。
【図１１】第１の処理方式における逆転時の第１の基準パルス、コード信号、絶対位置を表す信号の波形の一例を表すタイミングチャートである。
【図１２】第２の処理方式における正転時の第１の基準パルス、第２の基準パルス、コード信号、ラッチした信号、絶対位置を表す信号の波形の一例を表すタイミングチャートである。
【図１３】第２の処理方式における逆転時の第１の基準パルス、第２の基準パルス、コード信号、ラッチした信号、絶対位置を表す信号の波形の一例を表すタイミングチャートである。
【図１４】制御部により実行される処理手順の一例を表すフローチャートである。
【図１５】信号のラッチの有無で回転の有無を検出する変形例における、制御部の機能構成の一例を表すブロック図である。
【図１６】信号のラッチの有無で回転の有無を検出する変形例における、制御部により実行される処理手順の一例を表すフローチャートである。
【図１７】インクリメンタルパターンを用いて回転速度を検出する変形例における、制御部の機能構成の一例を表すブロック図である。
【図１８】インクリメンタルパターンを用いて回転速度を検出する変形例における、制御部により実行される処理手順の一例を表すフローチャートである。
【図１９】制御部のハードウェア構成例を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。なお、以下で説明する実施形態に係るエンコーダは、回転型（ロータリタイプ）や直線型（リニアタイプ）など様々なタイプのエンコーダに適用可能である。以下では、エンコーダの理解が容易になるように、回転型のエンコーダを例に挙げて説明する。他のタイプのエンコーダに適用する場合には、測定対象を回転型のディスクから直線型のリニアスケールに変更するなど適切な変更を加えることにより可能であるので、詳しい説明は省略する。
【００１２】
＜１．サーボシステム＞
まず、図１を参照しつつ、本実施形態に係るサーボシステムの構成について説明する。図１に示すように、サーボシステムＳは、サーボモータＳＭと、制御装置ＣＴとを有する。サーボモータＳＭは、エンコーダ１００と、モータＭとを有する。
【００１３】
モータＭは、回転子（図示省略）が固定子（図示省略）に対して回転する回転型モータであり、回転子に固定されたシャフトＳＨを軸心ＡＸ周りに回転させることにより、回転力を出力する。
【００１４】
なお、モータＭ単体をサーボモータという場合もあるが、本実施形態では、エンコーダ１００を含む構成をサーボモータＳＭという。以下では、説明の便宜上、サーボモータが、位置や速度等の目標値に追従するように制御される場合について説明するが、必ずしも追従制御される必要はなく、例えばエンコーダの出力を表示のみに用いる場合等、エンコーダが付設さえされていれば、サーボシステム以外に用いられるモータをも含むものである。
【００１５】
エンコーダ１００は、モータＭのシャフトＳＨの回転力出力側とは反対側に連結される。但し、必ずしも反対側に限定されるものではなく、エンコーダ１００はシャフトＳＨの回転力出力側に連結されてもよい。エンコーダ１００は、シャフトＳＨ（回転子）の位置を検出することにより、モータＭの位置（回転角度ともいう。）を検出し、その位置を表す位置データを出力する。
【００１６】
エンコーダ１００は、モータＭの位置に加えて又は代えて、モータＭの速度（回転速度、角速度等ともいう。）及びモータＭの加速度（回転加速度、角加速度等ともいう。）の少なくとも一方を検出してもよい。この場合、モータＭの速度及び加速度は、例えば、位置を時間で１又は２階微分したり検出信号（例えば後述するインクリメンタル信号）を所定の時間カウントするなどの処理により検出することが可能である。説明の便宜上、以下ではエンコーダ１００が検出する物理量は位置であるとして説明する。
【００１７】
制御装置ＣＴは、エンコーダ１００から出力される位置データを取得して、この位置データに基づいて、モータＭに制御信号（電流又は電圧等）を出力してモータＭの回転を制御する。更に、制御装置ＣＴは、上位制御装置（図示せず）から上位制御信号を取得して、上位制御信号に表された位置等を実現可能な回転力がモータＭのシャフトＳＨから出力されるように、モータＭを制御することも可能である。
【００１８】
＜２．エンコーダ＞
次に、本実施形態に係るエンコーダ１００について説明する。図２に示すように、エンコーダ１００は、ディスク１１０と、光学モジュール１２０と、制御部１３０とを有する。
【００１９】
ここで、エンコーダ１００の構造の説明の便宜上、上下等の方向を以下のように定め、適宜使用する。図２において、ディスク１１０が光学モジュール１２０と面する方向、つまりＺ軸正の方向を「上」とし、Ｚ軸負の方向を「下」とする。但し、これらの方向はエンコーダ１００の設置態様によって変動するものであり、エンコーダ１００の各構成の位置関係を限定するものではない。
【００２０】
（２−１．ディスク）
ディスク１１０は、図３に示すように円板状に形成され、ディスク中心Ｏが軸心ＡＸとほぼ一致するように配置される。ディスク１１０は、モータＭのシャフトＳＨに連結され、シャフトＳＨの回転により回転する。なお、本実施形態では、モータＭの回転を測定する測定対象の例として、円板状のディスク１１０を例に挙げて説明するが、例えば、シャフトＳＨの端面などの他の部材を測定対象とすることも可能である。また、図２に示す例では、ディスク１１０がシャフトＳＨに直接連結されているが、ハブ等の連結部材を介して連結されてもよい。
【００２１】
図３に示すように、ディスク１１０は、複数のスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２を有する。ディスク１１０はモータＭの駆動と共に回転するが、光学モジュール１２０は、ディスク１１０の一部に対向しつつ固定して配置される。従って、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２と、光学モジュール１２０とは、モータＭの駆動に伴い、互いに測定方向（図３に示す矢印Ｃの方向。以下適宜「測定方向Ｃ」と記載する。）に相対移動する。
【００２２】
ここで、「測定方向」とは、光学モジュール１２０でディスク１１０に形成された各スリットトラックを光学的に測定する際の測定方向である。本実施形態のように測定対象がディスク１１０である回転型のエンコーダにおいては、測定方向はディスク１１０のディスク中心Ｏを中心とした円周方向に一致する。一方、例えば測定対象がリニアスケール等であるリニア型のエンコーダにおいては、測定方向はリニアスケールに沿った直線方向に一致する。
【００２３】
（２−２．光学検出機構）
光学検出機構は、ディスク１１０に形成されたスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２と光学モジュール１２０とを有する。各スリットトラックは、ディスク１１０の上面にディスク中心Ｏを中心としたリング状に配置されたトラックとして形成される。各スリットトラックは、トラックの全周にわたって、測定方向Ｃに沿って並べられた複数の反射スリット（図４における斜線ハッチング部分）を有する。１つ１つの反射スリットは、光源１２１から出射された光を反射する。
【００２４】
（２−２−１．ディスク）
本明細書における「スリット」とは、ディスク１１０に形成され、光源１２１から出射された光に対し反射（反射型回折を含む）、透過（透過型回折を含む）等の作用を与える領域である。このスリットが上記測定方向に沿って所定のパターンを有するように複数配置されることで、各スリットトラックが構成されている。本実施形態では、各スリットが反射スリットである場合を一例として説明する。
【００２５】
スリットトラックは、ディスク１１０の上面において幅方向（図３に示す矢印Ｒの方向。以下適宜「幅方向Ｒ」と記載する。）に４本併設される。なお、「幅方向」とは、ディスク１１０の半径方向、すなわち測定方向Ｃと略垂直な方向であり、この幅方向Ｒに沿った各スリットトラックの長さが各スリットトラックの幅に相当する。４本のスリットトラックは、幅方向Ｒの内側から外側に向けて、ＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２の順に同心円状に配置される。各スリットトラックについてより詳細に説明するために、ディスク１１０の光学モジュール１２０と対向する領域近傍の部分拡大図を図４に示す。
【００２６】
図４に示すように、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２が有する複数の反射スリットは、測定方向Ｃでアブソリュートパターンを有するように、ディスク１１０の全周に配置される。
【００２７】
なお、「アブソリュートパターン」とは、後述する光学モジュール１２０が有する受光アレイが対向する角度内における反射スリットの位置や割合等が、ディスク１１０の１回転内で一義に定まるようなパターンである。つまり、例えば、図４に示すアブソリュートパターンの例の場合、モータＭがある角度位置となっている場合に、対向した受光アレイの複数の受光素子それぞれの検出又は未検出によるビットパターンの組み合わせが、その角度位置の絶対位置を一義に表すことになる。なお、「絶対位置」とは、ディスク１１０の１回転内での原点に対する角度位置をいう。原点は、ディスク１１０の１回転内での適宜の角度位置に設定され、この原点を基準としてアブソリュートパターンが形成される。
【００２８】
なお、このパターンの一例によれば、モータＭの絶対位置を、受光アレイの受光素子数のビットにより、一次元的に表すようなパターンを生成できる。しかし、アブソリュートパターンは、この例に限定されるものではない。例えば、受光素子数のビットにより多次元的に表すパターンであってもよい。また、所定のビットパターン以外にも、受光素子で受光する光量や位相などの物理量が絶対位置を一義的に表すように変化するパターンや、アブソリュートパターンの符号系列が変調を施されたパターン等であってもよく、その他、様々なパターンであってもよい。
【００２９】
なお、本実施形態では、同様のアブソリュートパターンが、測定方向Ｃで例えば１ビットの１／２の長さだけオフセットされて、２本のスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２として形成される。このオフセット量は、例えばスリットトラックＳＩ１の反射スリットのピッチＰ１の半分に相当する。仮に、このようにスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２をオフセットさせた構成としない場合、次のような可能性がある。つまり、本実施形態のような一次元的なアブソリュートパターンにより絶対位置を表す場合、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の各受光素子が反射スリットの端部近傍に対向して位置することによるビットパターンの変わり目の領域において、絶対位置の検出精度が低下する可能性がある。本実施形態では、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２をオフセットさせることで、例えば、スリットトラックＳＡ１による絶対位置がビットパターンの変わり目に相当する場合には、スリットトラックＳＡ２からの検出信号を使用して絶対位置を算出したり、その逆を行うことにより、絶対位置の検出精度を向上できる。なお、このような構成とする場合、２つの受光アレイＰＡ１，ＰＡ２における受光量を均一にする必要があるが、本実施形態では２つの受光アレイＰＡ１，ＰＡ２を光源１２１からほぼ等距離に配置するので、上記構成を実現できる。
【００３０】
なお、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２の各アブソリュートパターン同士をオフセットさせる代わりに、例えば、アブソリュートパターン同士はオフセットさせずに、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２それぞれに対応した受光アレイＰＡ１，ＰＡ２同士を測定方向Ｃにオフセットさせてもよい。
【００３１】
一方、スリットトラックＳＩ１，ＳＩ２が有する複数の反射スリットは、測定方向Ｃでインクリメンタルパターンを有するように、ディスク１１０の全周に配置される。
【００３２】
「インクリメンタルパターン」とは、図４に示すように、所定のピッチで規則的に繰り返されるパターンである。ここで、「ピッチ」とはインクリメンタルパターンを有するスリットトラックＳＩ１，ＳＩ２における各反射スリットの配置間隔をいう。図４に示すように、スリットトラックＳＩ１のピッチはＰ１であり、スリットトラックＳＩ２のピッチはＰ２である。インクリメンタルパターンは、複数の受光素子による検出の有無それぞれをビットとして絶対位置を表すアブソリュートパターンと異なり、少なくとも１以上の受光素子による検出信号の和により、１ピッチ毎又は１ピッチ内のモータＭの位置を表す。従って、インクリメンタルパターンは、モータＭの絶対位置を表すものではないが、アブソリュートパターンに比べると非常に高精度に位置を表すことが可能である。
【００３３】
本実施形態では、スリットトラックＳＩ１のピッチＰ１は、スリットトラックＳＩ２のピッチＰ２よりも長く設定される。この例では、Ｐ１＝２×Ｐ２となるように各ピッチが設定されている。すなわち、スリットトラックＳＩ２の反射スリットの数はスリットトラックＳＩ１の反射スリットの数の２倍となっている。しかしながら、このスリットピッチの関係は、この例に限定されるものではなく、例えば、３倍、４倍、５倍など様々な値を取り得る。
【００３４】
なお、本実施形態では、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２の反射スリットの測定方向Ｃにおける最小長さは、スリットトラックＳＩ１の反射スリットのピッチＰ１と一致する。その結果、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２に基づくアブソリュート信号の分解能は、スリットトラックＳＩ１の反射スリットの数と一致する。しかしながら、最小長さは、この例に限定されるものではなく、スリットトラックＳＩ１の反射スリットの数はアブソリュート信号の分解能と同じかそれよりも多く設定されることが望ましい。
【００３５】
（２−２−２．光学モジュール）
光学モジュール１２０は、図２及び図５に示すように、ディスク１１０と対向する面上に、光源１２１と、複数の受光アレイＰＡ１，ＰＡ２，ＰＩ１，ＰＩ２とを有する。
【００３６】
図３に示すように、光源１２１は、スリットトラックＳＩ１とスリットトラックＳＩ２との間に対向する位置に配置される。そして、光源１２１は、光学モジュール１２０の対向する位置を通過する４つのスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２の対向した部分に光を照射する。
【００３７】
光源１２１としては、照射領域に光を照射可能な光源であれば特に限定されるものではないが、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が使用可能である。光源１２１は、特に光学レンズ等が配置されない点光源として構成され、発光部から拡散光を出射する。
【００３８】
複数の受光アレイＰＡ１，ＰＡ２，ＰＩ１，ＰＩ２は、光源１２１の周囲に配置され、対応付けられたスリットトラックの反射スリットで反射された光を各々受光する複数の受光素子（図５のドットハッチング部分）を有する。複数の受光素子は、図５に示すように、測定方向Ｃに沿って並べられる。１つ１つの受光素子としては、例えばフォトダイオードを使用することができる。但し、フォトダイオードに限定されるものではなく、光源１２１から出射された光を受光して電気信号に変換可能なものであれば、特に限定されるものではない。
【００３９】
本実施形態における受光アレイは、４本のスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２に対応して配置される。受光アレイＰＡ１は、スリットトラックＳＡ１で反射した光を受光するように構成され、受光アレイＰＡ２は、スリットトラックＳＡ２で反射した光を受光するように構成される。また、受光アレイＰＩ１は、スリットトラックＳＩ１で反射した光を受光するように構成され、受光アレイＰＩ２は、スリットトラックＳＩ２で反射した光を受光するように構成される。
【００４０】
光源１２１と、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２と、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２とは、図５に示す位置関係に配置される。アブソリュートパターンに対応する受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、幅方向Ｒにおいて光源１２１を間に挟んで配置される。この例では、受光アレイＰＡ１は内周側、受光アレイＰＡ２は外周側に配置される。本実施形態では、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の各々と光源１２１との距離は略等しくなっている。そして、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２が有する複数の受光素子は、それぞれ測定方向Ｃに沿って一定のピッチで並べられる。受光アレイＰＡ１，ＰＡ２では、それぞれスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２からの反射光が受光されることにより、受光素子数（本実施形態では例えば９）のビットパターンを有するアブソリュート信号が生成される。
【００４１】
インクリメンタルパターンに対応する受光アレイＰＩ１，ＰＩ２は、幅方向Ｒに互いにオフセットした位置に配置される。受光アレイＰＩ１は、受光アレイＰＡ１と光源１２１との間に配置される。また、受光アレイＰＩ２は、受光アレイＰＡ２と光源１２１との間に配置される。受光アレイＰＩ１は、受光アレイＰＩ２よりも内周側に配置される。また、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２の各々と光源１２１との距離は略等しくなっている。
【００４２】
本実施形態ではアブソリュートパターンとして一次元的なパターンを例示しているので、それに対応した受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、対応付けられたスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２の反射スリットで反射された光を各々受光するように測定方向Ｃに沿って並べられた複数（本実施形態では例えば９）の受光素子を有する。この複数の受光素子では、上述のとおり、１つ１つの受光又は非受光がビットとして扱われ、９ビットの絶対位置を表す。従って、複数の受光素子それぞれが受光する受光信号は、制御部１３０において相互に独立して取り扱われて、シリアルなビットパターンに暗号化（コード化）されていた絶対位置が、これらの受光信号の組み合わせから復号される。この受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の受光信号を、「アブソリュート信号」という。なお、本実施形態とは異なるアブソリュートパターンが使用される場合には、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、そのパターンに対応した構成となる。
【００４３】
受光アレイＰＩ１，ＰＩ２は、対応付けられたスリットトラックＳＩ１，ＳＩ２の反射スリットで反射された光を各々受光するように測定方向Ｃに沿って並べられた複数の受光素子を有する。まず、受光アレイＰＩ１を例に挙げて説明する。
【００４４】
本実施形態では、スリットトラックＳＩ１のインクリメンタルパターンの１ピッチ（投影された像における１ピッチ）中に、合計４個の受光素子のセット（図５に「ＳＥＴ１」で示す）が並べられ、かつ、４個の受光素子のセットが測定方向Ｃに沿って更に複数並べられる。そして、インクリメンタルパターンは、１ピッチ毎に反射スリットが繰り返し形成されるので、各受光素子は、ディスク１１０が回転する場合、１ピッチで１周期（電気角で３６０°という。）の周期信号を生成する。そして、１ピッチに相当する１セット中に４つの受光素子が配置されるので、１セット内の相隣接する受光素子同士は、相互に９０°の位相差を有する周期信号を検出することになる。この各受光信号を、Ａ相信号、Ｂ相信号（Ａ相信号に対する位相差が９０°）、Ａバー相信号（Ａ相信号に対する位相差が１８０°）、Ｂバー相信号（Ｂ相信号に対する位相差が１８０°）と呼ぶ。
【００４５】
インクリメンタルパターンは１ピッチ中の位置を表すので、１セット中の各位相の信号と、それと対応した他のセット中の各位相の信号とは、同様に変化する値となる。従って、同一位相の信号は、複数のセットにわたって加算される。従って、図５に示す受光アレイＰＩ１の多数の受光素子からは、位相が９０°ずつズレる４つの信号が検出されることとなる。
【００４６】
一方、受光アレイＰＩ２も、受光アレイＰＩ１と同様に構成される。すなわち、スリットトラックＳＩ２のインクリメンタルパターンの１ピッチ（投影された像における１ピッチ）中に、合計４個の受光素子のセット（図５に「ＳＥＴ２」で示す）が並べられ、かつ、４個の受光素子のセットが測定方向Ｃに沿って複数並べられる。従って、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２から位相が９０°ずつズレる４つの信号がそれぞれ生成される。この４信号を、「インクリメンタル信号」という。また、ピッチの短いスリットトラックＳＩ２に対応する受光アレイＰＩ２で生成されるインクリメンタル信号は、他のインクリメンタル信号に比べて高分解能であることから「高インクリメンタル信号」、ピッチの長いスリットトラックＳＩ１に対応する受光アレイＰＩ１で生成されるインクリメンタル信号は、他のインクリメンタル信号に比べて低分解能であることから「低インクリメンタル信号」という。
【００４７】
なお、本実施形態では、インクリメンタルパターンの１ピッチに相当する１セットには受光素子が４つ含まれる場合を一例として説明するが、例えば１セットに２つの受光素子が含まれる等、１セット中の受光素子数は特に限定されるものではない。
【００４８】
（２−３．制御部）
次に、図６〜図１３を用いて、制御部１３０の機能的構成及び各信号の波形の一例について説明する。
【００４９】
制御部１３０は、モータＭの絶対位置を測定するタイミングにおいて、光学モジュール１２０から、絶対位置を表すビットパターンをそれぞれ備えた２つのアブソリュート信号と、位相が９０°ずつズレる４つの信号を含む高インクリメンタル信号及び低インクリメンタル信号とを取得する。なお、絶対位置を測定するタイミングは、例えばエンコーダ１００の電源投入時や、その後のチェック処理時である。チェック処理は、エンコーダ１００において電源投入時に絶対位置が測定され、その後は当該絶対位置とインクリメンタルパターンに基づいて検出した相対位置とを用いて位置データが算出されるが、算出された位置データをチェックするために、予め定められたタイミングで定期的に行われる絶対位置を測定する処理である。
【００５０】
そして、制御部１３０は、２つのアブソリュート信号のうちの選択された一方のアブソリュート信号又は予め特定された一方のアブソリュート信号と、２つのインクリメンタル信号とに基づいて、これらの信号が表すモータＭの絶対位置を算出し、絶対位置を表す位置データを生成して制御装置ＣＴに出力する。絶対位置を測定した後（例えばエンコーダ１００の電源投入後、モータＭが回転開始した後）は、制御部１３０は、上記算出した絶対位置と、高インクリメンタル信号及び低インクリメンタル信号に基づき算出した相対位置とに基づき、位置データを生成して制御装置ＣＴに出力する。なお、その後に上述したチェック処理を定期的に行い、測定した絶対位置と上記算出した位置データとを比較して位置データの正確性をチェックしてもよい。
【００５１】
図６に示すように、制御部１３０は、絶対位置特定部１４０と、回転検出部１３１と、処理方式切替部１３２と、第１位置特定部１３３と、第２位置特定部１３４と、位置データ生成部１３５とを有する。
【００５２】
絶対位置特定部１４０は、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２のアブソリュート信号（９の受光素子からの各出力信号）及び受光アレイＰＩ１のインクリメンタル信号に基づいて絶対位置を特定する。絶対位置特定部１４０は、絶対位置を特定する処理方式、言い換えると絶対位置を表す信号Ｑを生成する処理方式として、互いに異なる処理方式である第１の処理方式１４０Ａと第２の処理方式１４０Ｂとを有する。この詳細については後述する。
【００５３】
回転検出部１３１は、ディスク１１０の回転の有無を検出する。具体的には、絶対位置を表す信号Ｑが変化したか否かを検出し、絶対位置を表す信号Ｑが変化しない場合にはディスク１１０に回転が無いと判定し、絶対位置を表す信号Ｑが変化した場合にはディスク１１０に回転が有ると判定する。
【００５４】
処理方式切替部１３２は、絶対位置特定部１４０の処理方式を、初期設定として第１の処理方式１４０Ａに設定する。そして、第１の処理方式１４０Ａで生成した絶対位置を表す信号Ｑが変化しない場合（ディスク１１０に回転が無い場合）には、第１の処理方式１４０Ａを維持し、前記絶対位置を表す信号Ｑが変化した場合（ディスク１１０に回転が有る場合）には、絶対位置特定部１４０の処理方式を第１の処理方式１４０Ａから第２の処理方式１４０Ｂに切り替える。
【００５５】
第１位置特定部１３３は、受光アレイＰＩ１からの４つの位相それぞれの低インクリメンタル信号のうち、１８０°位相差の低インクリメンタル信号同士を相互に減算する。このように１８０°位相差のある信号を減算することで、１ピッチ内の反射スリットの製造誤差や測定誤差などを相殺可能である。上述のように減算された結果の信号を、ここでは「第１インクリメンタル信号」及び「第２インクリメンタル信号」という。この第１インクリメンタル信号及び第２インクリメンタル信号は、相互に電気角で９０°の位相差を有する（単に「Ａ相信号」、「Ｂ相信号」などという。）。そこで、この２つの信号から、第１位置特定部１３３は、１ピッチ内の位置を特定する。この１ピッチ内の位置の特定方法は、特に限定されない。例えば、周期信号である低インクリメンタル信号が正弦波信号である場合には、上記特定方法の例として、Ａ相及びＢ相の２つの正弦波信号の除算結果をａｒｃｔａｎ演算することにより電気角φを算出する方法がある。あるいは、トラッキング回路を用いて２つの正弦波信号を電気角φに変換する方法もある。あるいは、予め作成されたテーブルにおいてＡ相及びＢ相の信号の値に対応付けられた電気角φを特定する方法もある。なおこの際、第１位置特定部１３３は、好ましくは、Ａ相及びＢ相の２つの正弦波信号を各検出信号毎にアナログ−デジタル変換する。
【００５６】
第２位置特定部１３４は、受光アレイＰＩ２からの高インクリメンタル信号について、上述した第１位置特定部１３３と同様の処理を行い、２つの信号から１ピッチ内の高精度な位置を特定する。
【００５７】
位置データ生成部１３５は、絶対位置特定部１４０により特定された絶対位置Ｑに、第１位置特定部１３３により特定された第１位置データを重畳する。これにより、アブソリュート信号に基づく絶対位置よりも高分解能な絶対位置を算出することができる。さらに、位置データ生成部１３５は、この低インクリメンタル信号に基づいて算出された絶対位置に、第２位置特定部１３４により特定された第２位置データを重畳する。これにより、低インクリメンタル信号に基づいて算出された絶対位置よりもさらに高分解能な絶対位置を算出することができる。そして、位置データ生成部１３５は、このようにして算出した絶対位置を逓倍処理して分解能をさらに向上させ、高精度な絶対位置を表す位置データを生成する。
【００５８】
位置データ生成部１３５は、このようにして生成された高精度な絶対位置を表す位置データを、制御装置ＣＴへ出力する。
【００５９】
図７に示すように、第１の処理方式１４０Ａに切り替えられた絶対位置特定部１４０は、第１コード信号生成部１４１と、第２コード信号生成部１４２と、第１基準パルス生成部１４３と、信号選択部１４４と、信号変換部１４５とを有する。
【００６０】
第１コード信号生成部１４１は、アブソリュートパターンに基づいて第１のコード信号Ａを生成する。具体的には、第１コード信号生成部１４１は、受光アレイＰＡ１のアブソリュート信号（９の受光素子からの各出力信号）の各振幅と所定のしきい値とをそれぞれ比較し、振幅がしきい値を超えた場合には検出、振幅がしきい値を超えない場合には未検出とすることで２値化し、絶対位置を表すビットデータに変換して、第１のコード信号Ａを生成する。
【００６１】
第２コード信号生成部１４２は、アブソリュートパターンに基づいて第１のコード信号Ａと電気角（第１の基準パルスＣＰ１の電気角）で１８０°の位相差を有する第２のコード信号Ｂを生成する。具体的には、第２コード信号生成部１４２は、受光アレイＰＡ２のアブソリュート信号（９の受光素子からの各出力信号）の各振幅と所定のしきい値とをそれぞれ比較し、振幅がしきい値を超えた場合には検出、振幅がしきい値を超えない場合には未検出とすることで２値化し、絶対位置を表すビットデータに変換して、第２のコード信号Ｂを生成する。
【００６２】
第１基準パルス生成部１４３は、インクリメンタルパターンに基づいて、第１の基準パルスＣＰ１を生成する。具体的には、第１基準パルス生成部１４３は、受光アレイＰＩ１の低インクリメンタル信号（第１インクリメンタル信号）の各振幅と所定のしきい値（例えば０）とをそれぞれ比較し、振幅がしきい値を超えた場合にはＨｉｇｈ（ハイ）、振幅がしきい値を超えない場合にはＬｏｗ（ロウ）として、第１の基準パルスＣＰ１を生成する。
【００６３】
信号選択部１４４は、第１基準パルス生成部１４３により生成された第１の基準パルスＣＰ１に基づいて、第１コード信号生成部１４１及び第２コード信号生成部１４２によりそれぞれ生成された第１のコード信号Ａ及び第２のコード信号Ｂのいずれか一方を選択し、コード信号Ｐとして出力する。この詳細について図９を用いて説明する。
【００６４】
図９は、第１の基準パルスＣＰ１、第１のコード信号Ａ及び第２のコード信号Ｂの波形の一例を表す説明図である。図９において、上段の第１の基準パルスＣＰ１の中の数字は、１周期（電気角で３６０°）を１００％とした場合の位相の大きさを表す。また、中段の第２のコード信号Ｂは、受光アレイＰＡ２のうちの１つの受光素子から出力された受光信号に基づくコード信号の波形である。また、下段の第１のコード信号Ａは、受光アレイＰＡ１のうちの１つの受光素子（上記受光アレイＰＡ２の受光素子に対応する受光素子）から出力された受光信号に基づくコード信号の波形である。
【００６５】
図９に示す例では、第２のコード信号Ｂの波形は、第１の基準パルスＣＰ１の位相が７５％のときにオン、オフの変わり目となる。一方、前述のように、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２のアブソリュートパターンは、測定方向ＣでピッチＰ１の半分（位相差５０％）だけオフセットされて形成される。このため、第１のコード信号Ａの波形は、第２のコード信号Ｂの波形に対し位相が５０％ずれている（この例では測定方向Ｃに対応して遅れている）。
【００６６】
信号選択部１４４は、第１の基準パルスＣＰ１の位相がＨｉｇｈの範囲（０％〜５０％の位相範囲。図９の白色の両矢印）である場合には、第２のコード信号Ｂを選択する。一方、信号選択部１４４は、第１の基準パルスＣＰ１のＬｏｗの範囲（５０％〜１００％の位相範囲。図９のクロスハッチングの両矢印）である場合には、第１のコード信号Ａを選択する。このようにして、コード信号Ｐが生成される。これにより、検出パターンの変化点等の振幅が不安定な領域でない方のコード信号を使用して絶対位置を特定することができるので、検出精度を向上することができる。
【００６７】
図７に戻り、信号変換部１４５は、予め定められたビットデータと絶対位置との対応関係を参照し、第１のコード信号Ａ又は第２のコード信号Ｂのうち信号選択部１４４により第１の基準パルスＣＰ１に基づいて選択された一方の信号を、絶対位置を表す信号Ｑに変換し、位置データ生成部１３５に出力する。
【００６８】
図１０及び図１１は、第１の処理方式の場合の第１の基準パルスＣＰ１、コード信号Ｐ、絶対位置を表す信号Ｑの波形の一例を表すタイミングチャートである。なお、図１０はモータＭの正転時の波形、図１１はモータＭの逆転時の波形を表している。
【００６９】
図１０に示すように、正転時には、コード信号Ｐは、第１の基準パルスＣＰ１の立ち下がり時に値が変更されると共に、上述したように、第１の基準パルスＣＰ１の位相がＨｉｇｈの範囲では第２のコード信号Ｂの値となり、第１の基準パルスＣＰ１のＬｏｗの範囲では第１のコード信号Ａの値となる。絶対位置を表す信号Ｑは、コード信号Ｐよりも、信号変換部１４５での変換処理による遅れ時間Ｔｔだけ遅れて値が変更される。
【００７０】
また図１１に示すように、逆転時には、コード信号Ｐは、第１の基準パルスＣＰ１の立ち上がり時に値が変更されると共に、上述したように、第１の基準パルスＣＰ１の位相がＨｉｇｈの範囲では第２のコード信号Ｂの値となり、第１の基準パルスＣＰ１のＬｏｗの範囲では第１のコード信号Ａの値となる。絶対位置を表す信号Ｑは、コード信号Ｐよりも、信号変換部１４５での変換処理による遅れ時間Ｔｔだけ遅れて値が変更される。
【００７１】
図８に示すように、第２の処理方式１４０Ｂに切り替えられた絶対位置特定部１４０は、第１コード信号生成部１４１と、第２基準パルス生成部１４８と、信号変換部１４５と、信号ラッチ部１４７とを有する。
【００７２】
第２基準パルス生成部１４８は、インクリメンタルパターンに基づいて、第１の基準パルスＣＰ１と電気角で９０°の位相差を有する第２の基準パルスＣＰ２を生成する。具体的には、第２基準パルス生成部１４８は、受光アレイＰＩ１の低インクリメンタル信号（第２インクリメンタル信号）の各振幅と所定のしきい値（例えば０）とをそれぞれ比較し、振幅がしきい値を超えた場合にはＨｉｇｈ（ハイ）、振幅がしきい値を超えない場合にはＬｏｗ（ロウ）として、第２の基準パルスＣＰ２を生成する。
【００７３】
信号ラッチ部１４７は、第２基準パルス生成部１４８により生成された第２の基準パルスＣＰ２に基づいて、第１のコード信号Ａ又は第２のコード信号Ｂのうち予め特定（選択）された一方の信号、この例では第１のコード信号Ａをラッチし、ラッチした信号Ｙとして信号変換部１４５に出力する。なお、本実施形態では第１のコード信号Ａを使用する場合について説明するが、第２のコード信号Ｂを使用してもよい。
【００７４】
信号変換部１４５は、予め定められたビットデータと絶対位置との対応関係を参照し、信号ラッチ部１４７でラッチした信号Ｙを絶対位置を表す信号Ｑに変換し、位置データ生成部１３５に出力する。
【００７５】
図１２及び図１３は、第２の処理方式の場合の第１の基準パルスＣＰ１、第２の基準パルスＣＰ２、コード信号Ｐ、ラッチした信号Ｙ、絶対位置を表す信号Ｑの波形の一例を表すタイミングチャートである。なお、図１２はモータＭの正転時の波形、図１３はモータＭの逆転時の波形を表している。
【００７６】
図１２に示すように、正転時には、コード信号Ｐは、第１の基準パルスＣＰ１の立ち下がり時に値が変更されると共に、第１の基準パルスＣＰ１の位相がＨｉｇｈの範囲では第２のコード信号Ｂの値となり、第１の基準パルスＣＰ１のＬｏｗの範囲では第１のコード信号Ａの値となる。また、コード信号Ｐは、第２の基準パルスＣＰ２の立ち上がり時に値がラッチされ、ラッチした信号Ｙとして出力される。第２の基準パルスＣＰ２は、第１の基準パルスＣＰ１と電気角で９０°の位相差を有している（この例では位相が９０°進んでいる）ため、第１のコード信号Ａの値をその切り替わりタイミングの中央近傍のタイミングでラッチすることが可能となり、ディスク１１０の回転による基準パルスＣＰ１，ＣＰ２と絶対位置を表す信号Ｑとの位相の変動に対するマージンを高めることができる。絶対位置を表す信号Ｑは、ラッチした信号Ｙよりも、信号変換部１４５での変換処理による遅れ時間Ｔｔだけ遅れて値が変更される。
【００７７】
また図１３に示すように、逆転時には、コード信号Ｐは、第１の基準パルスＣＰ１の立ち上がり時に値が変更されると共に、第１の基準パルスＣＰ１の位相がＨｉｇｈの範囲では第２のコード信号Ｂの値となり、第１の基準パルスＣＰ１のＬｏｗの範囲では第１のコード信号Ａの値となる。また、コード信号Ｐは、第２の基準パルスＣＰ２の立ち下がり時に値がラッチされ、ラッチした信号Ｙとして出力される。第２の基準パルスＣＰ２は、第１の基準パルスＣＰ１と電気角で９０°の位相差を有している（この例では位相が９０°遅れている）ため、第１のコード信号Ａの値をその切り替わりタイミングの中央近傍のタイミングでラッチすることが可能となり、ディスク１１０の回転による基準パルスＣＰ１，ＣＰ２と絶対位置を表す信号Ｑとの位相の変動に対するマージンを高めることができる。絶対位置を表す信号Ｑは、ラッチした信号Ｙよりも、信号変換部１４５での変換処理による遅れ時間Ｔｔだけ遅れて値が変更される。
【００７８】
なお、上述した制御部１３０の各処理部（絶対位置特定部１４０、回転検出部１３１、処理方式切替部１３２等）、及び絶対位置特定部１４０の各処理部（第１コード信号生成部１４１、第２コード信号生成部１４２、第１基準パルス生成部１４３、第２基準パルス生成部１４８等）における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の処理部（例えば１つの処理部）で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、制御部１３０の各機能は、後述するＣＰＵ９０１（図１７参照）が実行するプログラムにより実装されてもよいし、その一部又は全部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。
【００７９】
本実施形態では、図７及び図８に示すように、絶対位置特定部１４０のうち、第１コード信号生成部１４１、第２コード信号生成部１４２、第１基準パルス生成部１４３、第２基準パルス生成部１４８、信号ラッチ部１４７等については、共通の集積回路、例えばＡＳＩＣにより実装される（図７及び図８ではＡＳＩＣによる実装範囲をＡＳで示す）。なお、これらは共通の集積回路で実装されればよく、ＡＳＩＣ以外にも、例えばＦＰＧＡ等の特定の用途向けに構築された専用集積回路により実装されてもよいし、共通のプロセッサ（例えばＣＰＵ９０１）が実行するプログラムにより実装されてもよい。また、絶対位置特定部１４０のうち、信号選択部１４４、信号変換部１４５等については、例えばマイコンのプロセッサが実行するプログラムにより実装される（図７及び図８ではマイコンによる実装範囲をＭＣで示す）。なお、これらの一部又は全部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。
【００８０】
（２−４．制御部による処理手順）
次に、図１４を用いて、制御部１３０により実行される処理手順の一例について説明する。
【００８１】
図１４に示すように、ステップＳ１０では、制御部１３０は、絶対位置の測定タイミングか否かを判定する。前述のように、絶対位置の測定タイミングは、例えばエンコーダ１００の電源投入時や、その後のチェック処理時である。
【００８２】
ステップＳ２０では、制御部１３０は、処理方式切替部１３２により、絶対位置特定部１４０の処理方式を第１の処理方式１４０Ａに設定し、絶対位置を測定する。
【００８３】
ステップＳ３０では、制御部１３０は、回転検出部１３１により、上記ステップＳ２０で測定した絶対位置が変化したか否か、言い換えるとディスク１１０が回転したか否かを判定する。絶対位置が変化した場合には（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、ステップＳ４０に移り、制御部１３０は処理方式切替部１３２により、絶対位置特定部１４０の処理方式を第２の処理方式１４０Ｂに切り替え、絶対位置を測定する。一方、絶対位置が変化しない場合には（ステップＳ３０：ＮＯ）、ステップＳ５０に移り、制御部１３０は絶対位置特定部１４０の処理方式を第１の処理方式１４０Ａに維持し、絶対位置を測定する。
【００８４】
ステップＳ６０では、制御部１３０は、位置データ生成部１３５等により、上記ステップＳ４０又は上記ステップＳ５０で絶対位置特定部１４０により生成された絶対位置を表す信号Ｑに、第１位置特定部１３３により特定された第１位置データ、及び、第２位置特定部１３４により特定された第２位置データを重畳することにより、高精度な絶対位置を表す位置データを生成し、制御装置ＣＴに出力する。以上により本フローを終了する。
【００８５】
＜３．実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態のエンコーダ１００は、アブソリュートパターン（スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２）が形成されたディスク１１０と、アブソリュートパターンに基づいて絶対位置を表す信号Ｑを生成する制御部１３０と、を有し、制御部１３０は、ディスク１１０の回転の有無を検出する回転検出部１３１と、回転の有無に基づいて、絶対位置を表す信号Ｑを生成する処理方式を切り替える処理方式切替部１３２と、を有する。これにより、次の効果を得ることができる。
【００８６】
すなわち、一般に絶対位置を検出するエンコーダは、電源投入時等の検出タイミングにおいて、ディスクが停止した状態で絶対位置を測定することを前提としている。しかしながら、例えばモータの駆動中に停電が発生してフリーラン状態となり、そのフリーラン状態において電力が復帰したような場合には、ディスクの回転中に絶対位置を検出することになる。また前述したように、エンコーダによっては、モータの駆動中に算出された位置データをチェックするために、予め定められたタイミングで定期的に絶対位置を測定するチェック処理が行われる場合がある。このような場合に、従来のエンコーダではディスクが回転しているため絶対位置を精度良く検出できない場合があり、検出精度の更なる向上が求められていた。
【００８７】
本実施形態のエンコーダ１００では、絶対位置を測定する際にディスク１１０の回転の有無を検出し、回転の有無に応じて制御部１３０の絶対位置特定部１４０における絶対位置を表す信号Ｑを生成する処理方式を切り替える。これにより、測定時のディスク１１０の回転の有無に応じた処理方式で絶対位置を表す信号Ｑを生成することができるので、モータＭが停止している場合だけでなく、回転している場合でも絶対位置を精度良く検出することができる。
【００８８】
また、本実施形態では特に、回転検出部１３１は、第１の処理方式１４０Ａにより生成された絶対位置を表す信号Ｑが変化したか否かに基づいて回転の有無を検出し、処理方式切替部１３２は、絶対位置を表す信号Ｑが変化しない場合には第１の処理方式１４０Ａを維持し、絶対位置を表す信号Ｑが変化した場合には第１の処理方式１４０Ａから第２の処理方式１４０Ｂに切り替える。
【００８９】
このように、本実施形態のエンコーダ１００では、ディスク１１０の回転検出を絶対位置を表す信号Ｑの変化に基づいて行うので、回転検出のために新たな部品や回路等を設ける必要が無く、既存の部品や回路等を利用することができる。
【００９０】
また、本実施形態では特に、制御部１３０は、ディスク１１０に形成されたインクリメンタルパターン（スリットトラックＳＩ１）に基づいて、第１の基準パルスＣＰ１を生成する第１基準パルス生成部１４３と、インクリメンタルパターン（スリットトラックＳＩ１）に基づいて、第１の基準パルスＣＰ１と電気角で９０°の位相差を有する第２の基準パルスＣＰ２を生成する第２基準パルス生成部１４８と、アブソリュートパターン（スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２）に基づいて、第１のコード信号Ａを生成する第１コード信号生成部１４１と、アブソリュートパターン（スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２）に基づいて、第１のコード信号Ａと第１の基準パルスＣＰ１又は第２の基準パルスＣＰ２の電気角で１８０°の位相差を有する第２のコード信号Ｂを生成する第２コード信号生成部１４２と、第１のコード信号Ａ又は第２のコード信号Ｂを絶対位置を表す信号Ｑに変換する信号変換部１４５と、を有し、信号変換部１４５は、第１の処理方式１４０Ａでは、第１のコード信号Ａ又は第２のコード信号Ｂのうち信号選択部１４４により第１の基準パルスＣＰ１に基づいて選択された一方の信号を絶対位置を表す信号Ｑに変換し、第２の処理方式１４０Ｂでは、第１のコード信号Ａ又は第２のコード信号Ｂのうち予め特定された一方の信号を第２の基準パルスＣＰ２でラッチした信号Ｙを絶対位置を表す信号Ｑに変換する。これにより、次の効果を得ることができる。
【００９１】
すなわち、本実施形態のエンコーダ１００では、アブソリュートパターンに基づいて得られる第１のコード信号Ａと第２のコード信号Ｂは互いに１８０°位相が異なっており、信号選択部１４４が第１の基準パルスＣＰ１に基づいて一方の信号を選択する。これにより、コード信号の切り替わり点等の不安定な領域でない方のコード信号を使用して絶対位置を特定することが可能となり、検出精度の向上することができる。そして、第１の処理方式１４０Ａの場合には、すなわちディスク１１０が停止している場合には、第１コード信号生成部１４１又は第２コード信号生成部１４２がアブソリュートパターンの変化点に対応する位置で第１のコード信号Ａ又は第２のコード信号Ｂを生成する可能性があるため、上記コード信号の選択を実行することにより検出精度を向上することができる。一方、第２の処理方式に切り替えられた場合には、すなわちディスク１１０が回転している場合には、上述のように第１のコード信号Ａを切り替わりタイミングの中央近傍（安定領域）でラッチすることができる。このため、コード信号の選択を行わずに、予め特定された一方の信号を使用して絶対位置を特定することにより、信号選択部１４４等による処理が不要となり、信号処理を簡素化することができる。
【００９２】
また、本実施形態では特に、第１コード信号生成部１４１、第２コード信号生成部１４２、第１基準パルス生成部１４３、及び第２基準パルス生成部１４８は、共通の集積回路によって実装されている。これにより、次の効果を得ることができる。
【００９３】
例えば、第１コード信号生成部１４１及び第２コード信号生成部１４２と、第１基準パルス生成部１４３及び第２基準パルス生成部１４８とが、異なる集積回路によって実装される場合、アブソリュート信号とインクリメンタル信号のラッチタイミングが処理時間の相違により同時とならない場合が考えられる。この場合、ディスク１１０が停止していれば問題ないが、ディスク１１０が回転している場合には、回転速度が大きくなればなるほど生成されるコード信号と基準パルスとの間の位相の変動量が大きくなり、絶対位置の検出精度が低下する可能性がある。
【００９４】
本実施形態のエンコーダ１００では、第１コード信号生成部１４１及び第２コード信号生成部１４２と、第１基準パルス生成部１４３及び第２基準パルス生成部１４８とが、共通の集積回路によって実装されるので、アブソリュート信号とインクリメンタル信号を略同時にラッチすることができる。その結果、ディスク１１０が回転中であり、且つ、回転速度が高速である場合であっても、生成されるコード信号と基準パルスとの間の位相の変動量を低減でき、絶対位置の検出精度を高めることができる。特に、モータＭの高速回転中にも絶対位置を精度良く検出できることから、チェック処理を高速回転中にも実行できるメリットがある。
【００９５】
＜４．変形例＞
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例について説明する。
【００９６】
（４−１．信号のラッチの有無で回転の有無を検出する場合）
上記実施形態では、絶対位置特定部１４０の処理方式をまず第１の処理方式１４０Ａに設定し、絶対位置を表す信号Ｑの変化に基づいてディスク１１０の回転の有無を検出するようにしたが、他の手法で回転の有無を検出してもよい。例えば、絶対位置特定部１４０の処理方式をまず第２の処理方式１４０Ｂに設定し、第１のコード信号Ａがラッチされたか否かに基づいてディスク１１０の回転の有無を検出してもよい。図１５及び図１６を用いて、本変形例について説明する。
【００９７】
図１５に、本変形例の制御部１３０Ａの機能構成の一例を示す。図１５に示すように、制御部１３０Ａは、前述の回転検出部１３１及び処理方式切替部１３２の代わりに回転検出部１３１Ａ及び処理方式切替部１３２Ａを有する。その他の機能構成については前述の図６に示す制御部１３０と同様であるので説明を省略する。
【００９８】
回転検出部１３１Ａは、ディスク１１０の回転の有無を検出する。具体的には、第２の処理方式１４０Ｂに設定された絶対位置特定部１４０において、信号ラッチ部１４７で第１のコード信号Ａがラッチされたか否かを検出し、第１のコード信号Ａがラッチされていない場合にはディスク１１０に回転が無いと判定し、第１のコード信号Ａがラッチされた場合にはディスク１１０に回転が有ると判定する。第１のコード信号Ａのラッチの有無は、例えば絶対位置を表す信号Ｑの変化に基づいて検出される。例えば、第２の処理方式１４０Ｂでは第１のコード信号Ａがラッチされていない場合には絶対位置を表す信号Ｑが出力されないようにしておき、絶対位置を表す信号Ｑが出力され始めたことをもって第１のコード信号Ａのラッチを検出してもよい。また、第１のコード信号Ａがラッチされていない場合には絶対位置を表す信号Ｑとして所定の信号が出力されるようにしておき、絶対位置を表す信号Ｑが上記所定の信号から変化したことをもって第１のコード信号Ａのラッチを検出してもよい。
【００９９】
処理方式切替部１３２Ａは、絶対位置特定部１４０の処理方式を、初期設定として第２の処理方式１４０Ｂに設定する。そして、第２の処理方式１４０Ｂの信号ラッチ部１４７で第１のコード信号Ａがラッチされていない場合（絶対位置を表す信号Ｑが変化しない場合。ディスク１１０に回転が無い場合）には、絶対位置特定部１４０の処理方式を第２の処理方式１４０Ｂから第１の処理方式１４０Ａに切り替える。一方、第１のコード信号Ａがラッチされた場合（絶対位置を表す信号Ｑが変化した場合。ディスク１１０に回転が有る場合）には、第２の処理方式１４０Ｂを維持する。
【０１００】
図１６に、制御部１３０Ａにより実行される処理手順の一例を示す。図１６に示すように、ステップＳ１１０では、制御部１３０Ａは、絶対位置の測定タイミングか否かを判定する。前述のように、絶対位置の測定タイミングは、例えばエンコーダ１００の電源投入時や、その後のチェック処理時である。
【０１０１】
ステップＳ１２０では、制御部１３０Ａは、処理方式切替部１３２により、絶対位置特定部１４０の処理方式を第２の処理方式１４０Ｂに設定する。
【０１０２】
ステップＳ１３０では、制御部１３０Ａは、回転検出部１３１Ａにより、信号ラッチ部１４７で第１のコード信号Ａがラッチされたか否か、言い換えるとディスク１１０が回転したか否かを判定する。第１のコード信号Ａがラッチされた場合には（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、ステップＳ１４０に移り、制御部１３０Ａは処理方式切替部１３２Ａにより、絶対位置特定部１４０の処理方式を第２の処理方式１４０Ｂに維持し、絶対位置を測定する。一方、第１のコード信号Ａがラッチされていない場合には（ステップＳ１３０：ＮＯ）、ステップＳ１５０に移り、制御部１３０Ａは絶対位置特定部１４０の処理方式を第１の処理方式１４０Ａに切り替え、絶対位置を測定する。
【０１０３】
ステップＳ１６０では、制御部１３０Ａは、位置データ生成部１３５等により、上記ステップＳ１４０又は上記ステップＳ１５０で絶対位置特定部１４０により生成された絶対位置を表す信号Ｑに、第１位置特定部１３３により特定された第１位置データ、及び、第２位置特定部１３４により特定された第２位置データを重畳することにより、高精度な絶対位置を表す位置データを生成し、制御装置ＣＴに出力する。以上により本フローを終了する。
【０１０４】
以上説明した変形例によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
（４−２．インクリメンタルパターンを用いて回転速度を検出する場合）
上記実施形態では、絶対位置を表す信号Ｑの変化に基づいてディスク１１０の回転の有無を検出するようにしたが、インクリメンタルパターンを用いてディスク１１０の回転速度を検出してもよい。図１７及び図１８を用いて、本変形例について説明する。
【０１０６】
図１７に示すように、本変形例に係る制御部１３０Ｂは回転検出部１３１Ｂを有する。回転検出部１３１Ｂは、ディスク１１０に形成されたインクリメンタルパターンに基づいて、例えば位置データを１階微分することによりディスク１１０の回転速度（速度の一例）を検出する。インクリメンタルパターンは、スリットトラックＳＩ１，ＳＩ２のいずれか一方のみを用いてもよいし、両方を用いてもよい。図１７では、一例として受光アレイＰＩ１からの低インクリメンタル信号を用いる場合を図示している。
【０１０７】
処理方式切替部１３２Ｂは、回転検出部１３１Ｂにより検出された回転速度に基づいて、絶対位置特定部１４０の処理方式を第１の処理方式１４０Ａ又は第２の処理方式１４０Ｂに切り替える。具体的には、処理方式切替部１３２Ｂは、ディスク１１０の回転速度が例えばしきい値以下である場合には第１の処理方式１４０Ａに切り替え、ディスク１１０の回転速度がしきい値より大きい場合には第２の処理方式１４０Ｂに切り替える。しきい値は、例えば０としてもよいし、所定の値（単位は例えば回転数／ｍｉｎ等）としてもよい。しきい値を０とする場合には、第１の処理方式１４０Ａはディスク１１０の停止時の処理方式、第２の処理方式１４０Ｂはディスク１１０の回転時の処理方式となる。しきい値を所定の値とする場合には、第１の処理方式１４０Ａはディスク１１０の低速回転時の処理方式、第２の処理方式１４０Ｂはディスク１１０の高速回転時の処理方式となる。
【０１０８】
制御部１３０Ｂの上記以外の構成は、前述の制御部１３０と同様であるため説明を省略する。
【０１０９】
次に、図１８を用いて、制御部１３０Ｂにより実行される処理手順の一例について説明する。
【０１１０】
図１８に示すように、ステップＳ２１０では、制御部１３０Ｂは、絶対位置の測定タイミングか否かを判定する。前述のように、絶対位置の測定タイミングは、例えばエンコーダ１００の電源投入時や、その後のチェック処理時である。
【０１１１】
ステップＳ２２０では、制御部１３０Ｂは、回転検出部１３１Ｂにより、ディスク１１０の回転速度を検出する。
【０１１２】
ステップＳ２３０では、制御部１３０Ｂは、回転検出部１３１Ｂにより、上記ステップＳ２２０で検出した回転速度がしきい値以下か否かを判定する。回転速度がしきい値以下である場合には（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）、ステップＳ２４０に移り、制御部１３０Ｂは処理方式切替部１３２Ｂにより、絶対位置特定部１４０の処理方式を第１の処理方式１４０Ａに切り替えて絶対位置を測定し、ステップＳ２６０に移る。一方、回転速度がしきい値より大きい場合には（ステップＳ２３０：ＮＯ）、絶対位置特定部１４０の処理方式を第２の処理方式１４０Ｂに切替えて絶対位置を測定し、ステップＳ２６０に移る。
【０１１３】
ステップＳ２６０では、制御部１３０Ｂは、位置データ生成部１３５等により、上記ステップＳ２４０又は上記ステップＳ２５０で絶対位置特定部１４０により生成された絶対位置を表す信号Ｑに、第１位置特定部１３３により特定された第１位置データ、及び、第２位置特定部１３４により特定された第２位置データを重畳することにより、高精度な絶対位置を表す位置データを生成し、制御装置ＣＴに出力する。以上により本フローを終了する。
【０１１４】
以上説明したように、本変形例のエンコーダ１００では、回転検出部１３１Ｂは、ディスク１１０に形成されたインクリメンタルパターン（スリットトラックＳＩ１，ＳＩ２）に基づいてディスク１１０の回転速度を検出し、処理方式切替部１３２Ｂは、絶対位置特定部１４０の処理方式を、回転速度がしきい値以下である場合には第１の処理方式１４０Ａに切り替え、回転速度がしきい値より大きい場合には第２の処理方式１４０Ｂに切り替える。これにより、次の効果を得る。
【０１１５】
一般に絶対位置エンコーダでは、ディスクにアブソリュートパターンとインクリメンタルパターンとが形成されており、電源投入時にアブソリュートパターンに基づいて絶対位置を検出し、その後は当該絶対位置とインクリメンタルパターンに基づいて検出した相対位置とを用いて位置データを生成する。
【０１１６】
本変形例では、ディスク１１０の回転の検出をインクリメンタルパターンに基づいて行うので、回転検出のために新たな部品や回路等を設ける必要が無く、既存の部品や回路等を利用することができる。また、検出した回転速度としきい値との大小関係により処理方式を切り替えるので、例えば回転速度が０の場合（停止）と回転速度が０でない場合（回転動作中）、あるいは回転速度が所定値以下の場合（低速回転）と回転速度が所定値より大きい場合（高速回転）など、しきい値の設定を適宜変更することにより、処理方式の切り替えタイミングの設計の自由度を向上できる。
【０１１７】
（４−３．その他）
以上では、エンコーダがピッチの異なる２種類のインクリメンタルパターンを有し、分解能が相異なる複数の位置データから高分解能な絶対位置を特定する方式（いわゆる「積上げ方式」）について説明したが、これに限定されるものではなく、１種類のインクリメンタルパターンのみ（例えばスリットトラックＳＩ１等）有するエンコーダとしてもよい。
【０１１８】
また以上では、エンコーダを、回転子が固定子に対して回転する回転型のモータに適用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、可動子が固定子に対して移動するリニアモータに適用してもよい。
【０１１９】
なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「垂直」「平行」「平面」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」という意味である。
【０１２０】
また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさ、形状、位置等が「同一」「同じ」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「同じ」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に同じ」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。
【０１２１】
但し、例えばしきい値（図１６のフローチャート参照）や基準値等、所定の判定基準となる値あるいは区切りとなる値の記載がある場合は、それらに対しての「同一」「等しい」「異なる」等は、上記とは異なり、厳密な意味である。
【０１２２】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【０１２３】
＜５．制御部のハードウェア構成例＞
次に、図１９を参照しつつ、制御部１３０（制御部１３０Ａ，１３０Ｂも同様）のハードウェア構成例について説明する。
【０１２４】
図１９に示すように、制御部１３０は、例えば、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の特定の用途向けに構築された専用集積回路９０７と、入力装置９１３と、出力装置９１５と、記録装置９１７と、ドライブ９１９と、接続ポート９２１と、通信装置９２３とを有する。これらの構成は、バス９０９や入出力インターフェース９１１を介し相互に信号を伝達可能に接続されている。
【０１２５】
プログラムは、例えば、ＲＯＭ９０３やＲＡＭ９０５、記録装置９１７等に記録しておくことができる。
【０１２６】
また、プログラムは、例えば、フレキシブルディスクなどの磁気ディスク、各種のＣＤ・ＭＯディスク・ＤＶＤ等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体９２５に、一時的又は非一時的（永続的）に記録しておくこともできる。このような記録媒体９２５は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することもできる。この場合、これらの記録媒体９２５に記録されたプログラムは、ドライブ９１９により読み出されて、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。
【０１２７】
また、プログラムは、例えば、ダウンロードサイト・他のコンピュータ・他の記録装置等（図示せず）に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、ＬＡＮやインターネット等のネットワークＮＷを介し転送され、通信装置９２３がこのプログラムを受信する。そして、通信装置９２３が受信したプログラムは、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。
【０１２８】
また、プログラムは、例えば、適宜の外部接続機器９２７に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、適宜の接続ポート９２１を介し転送され、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。
【０１２９】
そして、ＣＰＵ９０１が、上記記録装置９１７に記録されたプログラムに従い各種の処理を実行することにより、前述の絶対位置特定部１４０、回転検出部１３１、処理方式切替部１３２、第１位置特定部１３３、第２位置特定部１３４、位置データ生成部１３５等が実現される。この際、ＣＰＵ９０１は、例えば、上記記録装置９１７からプログラムを直接読み出して実行してもよいし、ＲＡＭ９０５に一旦ロードした上で実行してもよい。更にＣＰＵ９０１は、例えば、プログラムを通信装置９２３やドライブ９１９、接続ポート９２１を介し受信する場合、受信したプログラムを記録装置９１７に記録せずに直接実行してもよい。
【０１３０】
また、ＣＰＵ９０１は、必要に応じて、例えばマウス・キーボード・マイク（図示せず）等の入力装置９１３から入力する信号や情報に基づいて各種の処理を行ってもよい。
【０１３１】
そして、ＣＰＵ９０１は、上記の処理を実行した結果を、例えば表示装置や音声出力装置等の出力装置９１５から出力してもよく、さらにＣＰＵ９０１は、必要に応じてこの処理結果を通信装置９２３や接続ポート９２１を介し送信してもよく、上記記録装置９１７や記録媒体９２５に記録させてもよい。
【符号の説明】
【０１３２】
１００          エンコーダ
１１０          ディスク（測定対象）
１３０          制御部
１３０Ａ        制御部
１３０Ｂ        制御部
１３１          回転検出部
１３１Ａ        回転検出部
１３１Ｂ        回転検出部
１３２          処理方式切替部
１３２Ａ        処理方式切替部
１３２Ｂ        処理方式切替部
１４０          絶対位置特定部
１４０Ａ        第１の処理方式
１４０Ｂ        第２の処理方式
１４１          第１コード信号生成部
１４２          第２コード信号生成部
１４３          第１基準パルス生成部
１４４          信号選択部
１４５          信号変換部
１４６          トリガパルス生成部
１４８          第２基準パルス生成部
Ａ              第１のコード信号
Ｂ              第２のコード信号
ＣＫ１          トリガパルス
ＣＫ２          トリガパルス
ＣＰ１          第１の基準パルス
ＣＰ２          第２の基準パルス
ＣＴ            制御装置
Ｍ              モータ
Ｑ              絶対位置を表す信号
Ｓ              サーボシステム
ＳＡ１，ＳＡ２  スリットトラック（アブソリュートパターン）
ＳＩ１          スリットトラック（インクリメンタルパターン）
ＳＭ            サーボモータ
Ｙ              ラッチした信号
【図１】
2020139911.tif 000003
【図２】
2020139911.tif 000004
【図３】
2020139911.tif 000005
【図４】
2020139911.tif 000006
【図５】
2020139911.tif 000007
【図６】
2020139911.tif 000008
【図７】
2020139911.tif 000009
【図８】
2020139911.tif 000010
【図９】
2020139911.tif 000011
【図１０】
2020139911.tif 000012
【図１１】
2020139911.tif 000013
【図１２】
2020139911.tif 000014
【図１３】
2020139911.tif 000015
【図１４】
2020139911.tif 000016
【図１５】
2020139911.tif 000017
【図１６】
2020139911.tif 000018
【図１７】
2020139911.tif 000019
【図１８】
2020139911.tif 000020
【図１９】
2020139911.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月19日(2019.7.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アブソリュートパターンが形成された測定対象と、
前記アブソリュートパターンに基づいて位置データを生成する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記アブソリュートパターンに基づいて絶対位置を特定する絶対位置特定部と、
前記絶対位置特定部により特定された前記絶対位置と当該絶対位置からの相対位置とに基づいて前記位置データを生成する位置データ生成部と、
前記測定対象の回転の有無を検出する回転検出部と、
前記回転の有無に基づいて、前記絶対位置特定部により前記絶対位置を特定する処理方式を切り替える処理方式切替部と、を有する
ことを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
前記回転検出部は、
第１の処理方式により特定された前記絶対位置を表す信号が変化したか否かに基づいて前記回転の有無を検出し、
前記処理方式切替部は、
前記絶対位置を表す信号が変化しない場合には前記第１の処理方式を維持し、前記絶対位置を表す信号が変化した場合には前記第１の処理方式から第２の処理方式に切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記回転検出部は、
第２の処理方式において所定の信号がラッチされたか否かに基づいて前記回転の有無を検出し、
前記処理方式切替部は、
前記所定の信号がラッチされた場合には前記第２の処理方式を維持し、前記所定の信号がラッチされていない場合には前記第２の処理方式から第１の処理方式に切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記回転検出部は、
前記測定対象に形成されたインクリメンタルパターンに基づいて前記測定対象の速度を検出し、
前記処理方式切替部は、
前記速度がしきい値以下である場合には第１の処理方式に切り替え、前記速度がしきい値より大きい場合には第２の処理方式に切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記絶対位置特定部は、
前記測定対象に形成されたインクリメンタルパターンに基づいて、第１の基準パルスを生成する第１基準パルス生成部と、
前記インクリメンタルパターンに基づいて、前記第１の基準パルスと電気角で９０°の位相差を有する第２の基準パルスを生成する第２基準パルス生成部と、
前記アブソリュートパターンに基づいて、第１のコード信号を生成する第１コード信号生成部と、
前記アブソリュートパターンに基づいて、前記第１のコード信号と前記第１の基準パルス又は前記第２の基準パルスの電気角で１８０°の位相差を有する第２のコード信号を生成する第２コード信号生成部と、
前記第１のコード信号又は前記第２のコード信号を前記絶対位置を表す信号に変換する信号変換部と、を有し、
前記信号変換部は、
前記第１の処理方式では、前記第１のコード信号又は前記第２のコード信号のうち信号選択部により前記第１の基準パルスに基づいて選択された一方の信号を前記絶対位置を表す信号に変換し、
前記第２の処理方式では、前記第１のコード信号又は前記第２のコード信号のうち予め特定された一方の信号を前記第２の基準パルスでラッチした信号を前記絶対位置を表す信号に変換する、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記第１コード信号生成部、前記第２コード信号生成部、前記第１基準パルス生成部、及び第２基準パルス生成部は、
共通の集積回路によって実装されている、
ことを特徴とする請求項５に記載のエンコーダ。
【請求項７】
モータと、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のエンコーダと、
を有することを特徴とするサーボモータ。
【請求項８】
モータと、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のエンコーダと、
前記エンコーダの検出結果に基づいて前記モータを制御する制御装置と、
を有することを特徴とするサーボシステム。
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月10日(2019.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アブソリュートパターンが形成された測定対象と、
前記アブソリュートパターンに基づいて位置データを生成する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記アブソリュートパターンに基づいて絶対位置を特定する絶対位置特定部と、
前記絶対位置特定部により特定された前記絶対位置と当該絶対位置からの相対位置とに基づいて前記位置データを生成する位置データ生成部と、
前記測定対象の回転の有無を検出する回転検出部と、
前記回転の有無に基づいて、前記絶対位置特定部により前記絶対位置を特定する処理方式を切り替える処理方式切替部と、
を有し、
前記回転検出部は、
第１の処理方式により特定された前記絶対位置を表す信号が変化したか否かに基づいて前記回転の有無を検出し、
前記処理方式切替部は、
前記絶対位置を表す信号が変化しない場合には前記第１の処理方式を維持し、前記絶対位置を表す信号が変化した場合には前記第１の処理方式から第２の処理方式に切り替え、
前記絶対位置特定部は、
前記測定対象に形成されたインクリメンタルパターンに基づいて、第１の基準パルスを生成する第１基準パルス生成部と、
前記インクリメンタルパターンに基づいて、前記第１の基準パルスと電気角で９０°の位相差を有する第２の基準パルスを生成する第２基準パルス生成部と、
前記アブソリュートパターンに基づいて、第１のコード信号を生成する第１コード信号生成部と、
前記アブソリュートパターンに基づいて、前記第１のコード信号と前記第１の基準パルス又は前記第２の基準パルスの電気角で１８０°の位相差を有する第２のコード信号を生成する第２コード信号生成部と、
前記第１のコード信号又は前記第２のコード信号を前記絶対位置を表す信号に変換する信号変換部と、を有し、
前記信号変換部は、
前記第１の処理方式では、前記第１のコード信号又は前記第２のコード信号のうち信号選択部により前記第１の基準パルスに基づいて選択された一方の信号を前記絶対位置を表す信号に変換し、
前記第２の処理方式では、前記第１のコード信号又は前記第２のコード信号のうち予め特定された一方の信号を前記第２の基準パルスでラッチした信号を前記絶対位置を表す信号に変換する、
ことを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
アブソリュートパターンが形成された測定対象と、
前記アブソリュートパターンに基づいて位置データを生成する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記アブソリュートパターンに基づいて絶対位置を特定する絶対位置特定部と、
前記絶対位置特定部により特定された前記絶対位置と当該絶対位置からの相対位置とに基づいて前記位置データを生成する位置データ生成部と、
前記測定対象の回転の有無を検出する回転検出部と、
前記回転の有無に基づいて、前記絶対位置特定部により前記絶対位置を特定する処理方式を切り替える処理方式切替部と、
を有し、
前記回転検出部は、
第２の処理方式において所定の信号がラッチされたか否かに基づいて前記回転の有無を検出し、
前記処理方式切替部は、
前記所定の信号がラッチされた場合には前記第２の処理方式を維持し、前記所定の信号がラッチされていない場合には前記第２の処理方式から第１の処理方式に切り替え、
前記絶対位置特定部は、
前記測定対象に形成されたインクリメンタルパターンに基づいて、第１の基準パルスを生成する第１基準パルス生成部と、
前記インクリメンタルパターンに基づいて、前記第１の基準パルスと電気角で９０°の位相差を有する第２の基準パルスを生成する第２基準パルス生成部と、
前記アブソリュートパターンに基づいて、第１のコード信号を生成する第１コード信号生成部と、
前記アブソリュートパターンに基づいて、前記第１のコード信号と前記第１の基準パルス又は前記第２の基準パルスの電気角で１８０°の位相差を有する第２のコード信号を生成する第２コード信号生成部と、
前記第１のコード信号又は前記第２のコード信号を前記絶対位置を表す信号に変換する信号変換部と、を有し、
前記信号変換部は、
前記第１の処理方式では、前記第１のコード信号又は前記第２のコード信号のうち信号選択部により前記第１の基準パルスに基づいて選択された一方の信号を前記絶対位置を表す信号に変換し、
前記第２の処理方式では、前記第１のコード信号又は前記第２のコード信号のうち予め特定された一方の信号を前記第２の基準パルスでラッチした信号を前記絶対位置を表す信号に変換する、
ことを特徴とするエンコーダ。
【請求項３】
アブソリュートパターンが形成された測定対象と、
前記アブソリュートパターンに基づいて位置データを生成する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記アブソリュートパターンに基づいて絶対位置を特定する絶対位置特定部と、
前記絶対位置特定部により特定された前記絶対位置と当該絶対位置からの相対位置とに基づいて前記位置データを生成する位置データ生成部と、
前記測定対象の回転の有無を検出する回転検出部と、
前記回転の有無に基づいて、前記絶対位置特定部により前記絶対位置を特定する処理方式を切り替える処理方式切替部と、
を有し、
前記回転検出部は、
前記測定対象に形成されたインクリメンタルパターンに基づいて前記測定対象の速度を検出し、
前記処理方式切替部は、
前記速度がしきい値以下である場合には第１の処理方式に切り替え、前記速度がしきい値より大きい場合には第２の処理方式に切り替え、
前記絶対位置特定部は、
前記測定対象に形成されたインクリメンタルパターンに基づいて、第１の基準パルスを生成する第１基準パルス生成部と、
前記インクリメンタルパターンに基づいて、前記第１の基準パルスと電気角で９０°の位相差を有する第２の基準パルスを生成する第２基準パルス生成部と、
前記アブソリュートパターンに基づいて、第１のコード信号を生成する第１コード信号生成部と、
前記アブソリュートパターンに基づいて、前記第１のコード信号と前記第１の基準パルス又は前記第２の基準パルスの電気角で１８０°の位相差を有する第２のコード信号を生成する第２コード信号生成部と、
前記第１のコード信号又は前記第２のコード信号を前記絶対位置を表す信号に変換する信号変換部と、を有し、
前記信号変換部は、
前記第１の処理方式では、前記第１のコード信号又は前記第２のコード信号のうち信号選択部により前記第１の基準パルスに基づいて選択された一方の信号を前記絶対位置を表す信号に変換し、
前記第２の処理方式では、前記第１のコード信号又は前記第２のコード信号のうち予め特定された一方の信号を前記第２の基準パルスでラッチした信号を前記絶対位置を表す信号に変換する、
ことを特徴とするエンコーダ。
【請求項４】
前記第１コード信号生成部、前記第２コード信号生成部、前記第１基準パルス生成部、及び第２基準パルス生成部は、
共通の集積回路によって実装されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項５】
モータと、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエンコーダと、
を有することを特徴とするサーボモータ。
【請求項６】
モータと、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエンコーダと、
前記エンコーダの検出結果に基づいて前記モータを制御する制御装置と、
を有することを特徴とするサーボシステム。