(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の位置を検出して位置信号を出力可能な位置検出部と、
該位置検出部よりも高分解能で、前記物体の移動量に応じて変位パルスを出力可能な変位検出部と、
前記位置検出部からの位置信号を基準に、前記変位検出部からの変位パルスのエッジの数をカウントし、カウントによって得られたカウント値を位置情報として出力するカウント部とを備え、
該カウント部は、前記変位パルスのエッジが所定の区間エッジ数だけ到来する間に、該区間エッジ数よりも小さい所定の非カウント数だけ変位パルスのエッジをマスクして、マスクされていないエッジの数をカウントすることで、区間エッジ数よりも少ない任意のカウント値を得るように構成されたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記カウント部は、
前記変位検出部からの変位パルスのエッジを検出してエッジ検出パルスを出力するエッジ検出部と、
該エッジ検出部からのエッジ検出パルスを非整数分周してカウントパルスを出力する非整数分周器と、
前記位置検出部からの位置信号を基準に、前記非整数分周器からのカウントパルスの数をカウントし、カウントによって得られたカウント値を位置情報として出力する角度カウンタとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記変位検出部および前記位置検出部は、回転軸に取付けられたエンコーダであり、
前記変位パルスが、エンコーダのエンコーダパルスであり、
前記位置信号が、回転軸の１回転に１度だけ所定の角度においてエンコーダが出力するＺ相信号であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記変位検出部は、モータの回転軸に取付けられたエンコーダであり、
前記位置検出部は、前記モータの回転子の位置を検出するホールＩＣであり、
前記変位パルスが、エンコーダのエンコーダパルスであり、
前記位置信号が、前記ホールＩＣの出力するホール信号であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項５】
モータの回転子の位置を検出可能な請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の位置検出装置を備えると共に、
前記位置検出装置で検出した回転子の位置情報に応じた電圧を前記モータのコイル端子へ印加してモータを回転駆動可能なモータ駆動部とを備えたことを特徴とするモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、物体の位置を検出する位置検出装置、および、この位置検出装置を用いてモータを回転駆動するようにしたモータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、移動ステージに設置された物体の位置や、モータの回転子などの回転体の角度を検出するために、通常、リニアスケール（リニアエンコーダ）やロータリーエンコーダが用いられている。これらのエンコーダには、位置の変位のみを検出できるインクリメンタル型（変位検出）のものと、絶対位置が検出できるアブソリュート型（位置検出）のものとが存在する。
【０００３】
そして、並進する移動ステージの位置制御や、モータの回転駆動制御などの用途においては、それぞれ移動ステージの位置や、回転子の角度などの高精度な情報が必要となるが、高分解能のアブソリュート型検出器は非常に高価であるという価格上の問題があり、また、高価なアブソリュート型検出器を大量生産する製品に採用することが困難であるという製品コスト上の問題がある。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載されているように、高分解能でも比較的安価なインクリメンタル型検出器と、安価な低分解能のアブソリュート型検出器との両方を備えるようにして、アブソリュート型検出器の検出する低分解能の位置を基準に、高分解能のインクリメンタル型検出器の出力する変位を上記基準から加減算することによって、低分解能の位置情報を基に、高分解能の位置情報を生成するようにした位置検出部が提案されている。
【０００５】
より具体的には、インクリメンタル型検出器を変位に応じた変位パルスを出力するエンコーダとして、アブソリュート型検出器の出力するコードの変化エッジなどを基準に、上記変位パルスのパルス数やエッジをカウントすることにより、高分解能の位置情報を生成するようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１のように変位パルスのパルス数やエッジをカウントするようにした位置検出部では、検出位置は離散値として得られ、その分解能はインクリメンタル型検出器の分解能によって決まることになる。
【０００７】
つまり、分解能を変更するためには、インクリメンタル型検出器を変更する必要があるが、モータとエンコーダが一体となった一体型モジュールや、直動型の移動ステージにリニアスケールが組込まれている装置などでは、インクリメンタル型検出器の変更が困難な場合が多いという課題がある。
【０００８】
更に、検出した位置情報を利用して物体の位置制御やモータ駆動を行う際に、例えば、制御や駆動をコンピュータ上のソフトウェアで実現し得るようにするためには、インクリメンタル型検出器の分解能によって決まる検出位置情報の分解能に合わせて、演算係数やデータテーブルを変更することが必要になるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の位置検出装置は、物体の位置を検出して位置信号を出力可能な位置検出部と、該位置検出部よりも高分解能で、前記物体の移動量に応じて変位パルスを出力可能な変位検出部と、前記位置検出部からの位置信号を基準に、前記変位検出部からの変位パルスのエッジの数をカウントし、カウントによって得られたカウント値を位置情報として出力するカウント部とを備え、該カウント部は、前記変位パルスのエッジが所定の区間エッジ数だけ到来する間に、該区間エッジ数よりも小さい所定の非カウント数だけ変位パルスのエッジをマスクして、マスクされていないエッジの数をカウントすることで、区間エッジ数よりも少ない任意のカウント値を得るように構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、上記構成によって、変位検出部の検出分解能を変更することなく、検出する位置情報の分解能を設定、変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１にかかる位置検出装置の構成を示す図である。
【図２】図１の位置検出装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】図１の非整数分周器の構成を示す図である。
【図４】図３の非整数分周器の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】実施例２にかかるモータ駆動装置の全体構成を示す図である。
【図６】図５のホールＩＣを示す図である。
【図７】図５のブリッジ回路の構成を示す図である。
【図８】図５のモータ駆動装置にかかる角度検出の動作を示す図である。
【図９】図８の動作の詳細を示すタイミングチャートである。
【図１０】図５の正弦波変調部の構成を示す図である。
【図１１】図１０の正弦波変調部の正弦波データテーブルに格納された値を示す図である。
【図１２】図５のＰＭＷ部にかかるＰＷＭ信号、ゲート信号、端子電圧を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
この発明の実施形態は、以下のような構成を備えている。ここで、構成１および構成２は、以下の各実施例に共通の構成である。構成３は、主に実施例１にかかる構成である。構成４および構成５は、主に実施例２にかかる構成である。なお、各構成要素には、参考として、各実施例にて説明する具体的構成や符号、記号などを付記している。
【００１３】
（構成１）
物体の位置を検出して位置信号（Ｚ相信号ｅｎｃｚ）を出力可能な位置検出部（エンコーダ１、ホールＩＣ６）と、位置検出部（エンコーダ１、ホールＩＣ６）よりも高分解能で、物体の移動量に応じて変位パルス（エンコーダパルスｅｎｃａ）を出力可能な変位検出部（エンコーダ１）と、位置検出部（エンコーダ１、ホールＩＣ６）からの位置信号（Ｚ相信号ｅｎｃｚ）を基準に、変位検出部（エンコーダ１）からの変位パルス（エンコーダパルスｅｎｃａ）のエッジの数をカウントし、カウントによって得られたカウント値を位置情報（角度情報ｔｈｃｎｔ（または角度信号ｔｈｃｎｔ））として出力するカウント部（エッジ検出部２０、非整数分周器２１、角度カウンタ３１，３２）とを備えた位置検出装置であって、上記カウント部（エッジ検出部２０、非整数分周器２１、角度カウンタ３１，３２）は、変位パルス（エンコーダパルスｅｎｃａ）のエッジが所定の区間エッジ数（分周比分母ＤＥＮ）だけ到来する間に、区間エッジ数（分周比分母ＤＥＮ）よりも小さい所定の非カウント数（分周比分母ＤＥＮと分周比分子ＮＵＭとの差）だけ変位パルス（エンコーダパルスｅｎｃａ）のエッジをマスクして、マスクされていないエッジの数をカウントすることで、区間エッジ数（分周比分母ＤＥＮ）よりも少ない任意のカウント値を得るように構成する。この構成によれば、変位検出部（エンコーダ１）の検出分解能を変更することなく、検出する位置情報（角度情報ｔｈｃｎｔ）の分解能を設定、変更することができる。なお、位置情報（角度情報ｔｈｃｎｔ）の分解能の設定、変更は、カウント部（エッジ検出部２０、非整数分周器２１、角度カウンタ３１，３２）において、区間エッジ数（分周比分母ＤＥＮ）や非カウント数（分周比分母ＤＥＮと分周比分子ＮＵＭとの差）などを適宜設定、変更することにより行う。
【００１４】
（構成２）
カウント部は、変位検出部（エンコーダ１）からの変位パルス（エンコーダパルスｅｎｃａ）のエッジを検出してエッジ検出パルスｅｄｇｅを出力するエッジ検出部２０と、エッジ検出部２０からのエッジ検出パルスｅｄｇｅを非整数分周してカウントパルスｃｎｔｐｌｓを出力する非整数分周器２１と、位置検出部（エンコーダ１、ホールＩＣ６）からの位置信号（Ｚ相信号ｅｎｃｚ）を基準に、非整数分周器２１からのカウントパルスｃｎｔｐｌｓの数をカウントし、カウントによって得られたカウント値を位置情報（角度情報ｔｈｃｎｔ）として出力する角度カウンタ３１，３２とを備えるようにする。この構成によれば、上記位置情報（角度情報ｔｈｃｎｔ）の分解能の設定、変更を実質的に行うことができる。なお、位置情報（角度情報ｔｈｃｎｔ）の分解能の設定、変更は、カウント部の非整数分周器２１において、区間エッジ数（分周比分母ＤＥＮ）や非カウント数（分周比分母ＤＥＮと分周比分子ＮＵＭとの差）を設定、変更することや、角度カウンタ３１，３２において、角度情報分解能（ｎｃｎｔ）の値を設定、変更することなどにより行う。
【００１５】
（構成３）
変位検出部および位置検出部は、回転軸に取付けられたエンコーダ１（ロータリーエンコーダ）であり、変位パルスが、エンコーダ１のエンコーダパルスｅｎｃａであり、位置信号が、回転軸の１回転に１度だけ所定の角度においてエンコーダ１が出力するＺ相信号（ｅｎｃｚ）であるようにしている。この構成によれば、エンコーダ１の検出分解能を変更することなく、検出する位置情報（角度情報ｔｈｃｎｔ）の分解能を設定、変更することができる。
【００１６】
（構成４）
変位検出部は、モータ（ブラシレスモータ４）の回転軸に取付けられたエンコーダ１（ロータリーエンコーダ）であり、位置検出部は、モータ（ブラシレスモータ４）の回転子４１の位置を検出するホールＩＣ６であり、変位パルスが、エンコーダ１のエンコーダパルスｅｎｃａであり、位置信号が、ホールＩＣの出力するホール信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷであるようにしている。この構成によれば、エンコーダ１の検出分解能を変更することなく、検出する位置情報（角度情報ｔｈｃｎｔ）の分解能を設定、変更することができる。
【００１７】
（構成５）
モータ（ブラシレスモータ４）の回転子４１の位置を検出可能な上記位置検出装置を備えると共に、位置検出装置で検出した回転子４１の位置情報（角度情報ｔｈｃｎｔ）に応じた電圧をモータ（ブラシレスモータ４）のコイル端子へ印加してモータ（ブラシレスモータ４）を回転駆動可能なモータ駆動部（ブリッジ回路５、正弦波変調部７、ＰＭＷ部８、ゲート信号生成部９）を備えるようにする。この構成によれば、位置検出装置の検出分解能と、モータ駆動部の位置情報の分解能とが異なる場合においても、位置検出装置とモータ駆動部とに変更を加えることなく、モータ（ブラシレスモータ４）を回転駆動することができる。
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施例を、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
＜構成＞以下、この実施例の構成について説明する。
【００２０】
図１〜図４は、この実施例を示す図である。
【００２１】
図１はこの実施例にかかる位置検出装置の構成を示す図である。図２は位置検出装置の各種信号の動作を示すタイミングチャートである。
【００２２】
先ず、図１に示すように、上記した位置検出装置は、エンコーダ１（変位検出部および位置検出部）を備えている。また、位置検出装置は、カウント部として、エッジ検出部２０と、非整数分周器２１と、角度カウンタ３１とを備えている。
【００２３】
上記した「エンコーダ１」は、回転軸に固定されたロータリーエンコーダである。このロータリーエンコーダは、回転軸の角度変位に比例して、図２に示すような、エンコーダパルスｅｎｃａ（変位パルス）を出力する。また、ロータリーエンコーダは、回転軸の１回転に１度だけ所定の角度で、図２に示すような、パルス状のＺ相信号ｅｎｃｚ（位置信号）を出力する。なお、エンコーダ１は、移動ステージに設置された物体の位置を検出可能なリニアエンコーダであっても良い。
【００２４】
上記した「エッジ検出部２０」は、上記したエンコーダパルスｅｎｃａの立上りエッジを検出して、図２に示すような、クロックｃｌｋの１周期幅のエッジ検出パルスｅｄｇｅを出力する。なお、上記したクロックｃｌｋは、図示しない発振子等により生成される一定周期のパルス信号である。
【００２５】
上記した「非整数分周器２１」は、上記エッジ検出部２０からのエッジ検出パルスｅｄｇｅが、分周比分母ＤＥＮ（区間エッジ数）と等しいパルスだけ到来する間に、分周比分母ＤＥＮ−分周比分子ＮＵＭ回（非カウント数）だけエッジ検出パルスｅｄｇｅをマスクしてカウントしないようにしつつカウントを行い、得られた値を、図２に示すような、カウントパルスｃｎｔｐｌｓとして出力する。
【００２６】
ここで、上記した分周比分子ＮＵＭおよび分周比分母ＤＥＮは、回路内部の図示しないレジスタや、回路外部に設けた図示しないスイッチなどの図示しない設定部を用いて任意に設定できる値である。分周比分子ＮＵＭと分周比分母ＤＥＮとは、ＮＵＭ＜ＤＥＮとなる範囲で設定する。
【００２７】
この実施例の場合には、例として、分周比分子ＮＵＭ＝３、分周比分母ＤＥＮ＝４に設定している（但し、ＮＵＭおよびＤＥＮの値は、これに限るものではない）。これにより、非整数分周比ＮＵＭ／ＤＥＮは３／４となる。このとき、図２に示すように、エッジ検出パルスｅｄｇｅの４パルスにつき１パルスをマスクしてカウントしないようにしつつカウントを行い、得られた値をカウントパルスｃｎｔｐｌｓとして出力することになる。非整数分周器２１の詳細な動作については後述する。
【００２８】
上記した「角度カウンタ３１」は、上記非整数分周器２１からのカウントパルスｃｎｔｐｌｓのパルス数をカウントアップして位置情報（角度情報ｔｈｃｎｔ）を出力するカウンタである。即ち、図２に示すように、検出する角度情報分解能を回転軸１周当たりｎｃｎｔとすると（角度情報分解能ｎｃｎｔ）、角度カウンタ３１は０から（ｎｃｎｔ−１）の範囲を繰り返しカウントする。また、上記ロータリーエンコーダからのＺ相信号ｅｎｃｚの立上りエッジを、カウントパルスｃｎｔｐｌｓのカウントの基準として、カウントパルスｃｎｔｐｌｓのカウントをゼロにクリアする。そして、カウントパルスｃｎｔｐｌｓのカウント値を角度情報ｔｈｃｎｔとして出力する。なお、上記した分周比分子ＮＵＭや分周比分母ＤＥＮなどと同様に、角度情報分解能ｎｃｎｔは、角度カウンタ３１に対して任意に設定、変更することができる値である。
【００２９】
以上が、本実施例における位置検出装置の構成の概要であり、上記したエッジ検出部２０と非整数分周器２１と角度カウンタ３１は、例えば、デジタル回路により実現される。
【００３０】
次に、図３および図４を用いて非整数分周器２１の構成および動作の詳細について説明する。図３はこの実施例における非整数分周器２１の構成を示す図であり、図４は非整数分周器２１の各種信号の動作を示すタイミングチャートである。
【００３１】
図３に示すように、非整数分周器２１は、モジュロ加算器２２と、イネーブル付フリップフロップ２３（Ｄ−ＦＦ）と、ディレイ２４（遅延回路）と、論理積演算器２５とを備えている。
【００３２】
上記した「モジュロ加算器２２」は、上記したＮＵＭ（非整数分周器２１の分周比分子）と、イネーブル付フリップフロップ２３の後述するＦＦ出力ｓｕｍ＿ｄとを入力し、式１（モジュロ加算器の処理を示す式）および式２（剰余演算の振舞いを示す式）に示す剰余演算を実行して、キャリｃｙ（桁上）および加算結果ｓｕｍ（または加算値ｓｕｍ）を出力する。なお、図３中、ＤＥＮは上記した非整数分周器２１の分周比分母である。
【００３３】
式１）ｓｕｍ＝（ＮＵＭ＋ｓｕｍ＿ｄ）ｍｏｄ（ＤＥＮ−１）
式２）α ｍｏｄ β＝α−（β＋１）（α＞βのとき）
またはα（α≦βのとき）
但し、α，βは、整数で、０＞β、０≦α≦２β＋１
ｃｙ＝１（α＞βのとき）または０（α≦βのとき）
上記した「イネーブル付フリップフロップ２３」は、イネーブルｅｎがハイの時に、図示しない上記クロックｃｌｋの立上りでデータｄをラッチして、ＦＦ出力ｓｕｍ＿ｄとして出力する。この実施例では、イネーブルｅｎには上記エッジ検出部２０からのエッジ検出パルスｅｄｇｅを、また、データｄには上記モジュロ加算器２２からの加算結果ｓｕｍを入力する。イネーブル付フリップフロップ２３の動作の概要は、図４に示す通りである。
【００３４】
上記した「ディレイ２４」は、上記エッジ検出部２０からのエッジ検出パルスｅｄｇｅを、上記クロックｃｌｋの１周期分だけ遅延させた遅延信号ｅｄｇｅ＿ｄを出力する（図４参照）。
【００３５】
上記した「論理積演算器２５」は、上記モジュロ加算器２２からのキャリｃｙと、上記ディレイ２４からの遅延信号ｅｄｇｅ＿ｄとの論理積を、上記したカウントパルスｃｎｔｐｌｓとして出力する。このとき、カウントパルスｃｎｔｐｌｓは、上記エッジ検出パルスｅｄｇｅを、上記非整数分周比ＮＵＭ／ＤＥＮの通りに分周した信号となる（図４参照）。
【００３６】
なお、この実施例では、変位パルスの立上りエッジのみをカウントする構成としているが、これに限るものではなく、例えば、立上りエッジおよび立下りエッジの両方をカウントする構成としても良く、変位パルスは１／４周期の位相差をもつＡ相／Ｂ相の２つの信号とする構成としても良い。
【００３７】
＜作用効果＞以下、この実施例の作用効果について説明する。
【００３８】
この実施例では、回転軸に固定されたエンコーダ１は、回転軸の角度変位に比例した変位パルス（エンコーダパルスｅｎｃａ）と、検出角度の基準を示すＺ相信号（ｅｎｃｚ）とを出力し、エッジ検出部２０は、変位パルス（エンコーダパルスｅｎｃａ）のエッジを検出してエッジ検出パルスｅｄｇｅを生成し、非整数分周器２１は、非整数分周してカウントパルスｃｎｔｐｌｓを生成し、角度カウンタ３１は、カウントパルスｃｎｔｐｌｓを、Ｚ相信号（ｅｎｃｚ）を基準にカウントするよう構成している。このため、エンコーダ１の分解能を変更することなく、検出する位置情報（角度情報ｔｈｃｎｔ）の分解能を設定することができる。
【実施例２】
【００３９】
＜構成＞以下、この実施例の構成について説明する。ただし、実施例１と共通する構成については説明を省略する。
【００４０】
図５〜図１２は、この実施例を示す図である。
【００４１】
図５は、本実施例におけるモータ駆動装置の構成を示す図である。
【００４２】
このモータ駆動装置は、ブラシレスモータ４（モータ）と、ブリッジ回路５とを備えている。また、モータ駆動装置は、位置検出装置として、エンコーダ１（変位検出部）と、ホールＩＣ６（位置検出部）と、カウント部としての、エッジ検出部２０、非整数分周器２１、角度カウンタ３２を備えている。更に、モータ駆動装置は、モータ駆動手段として、正弦波変調部７と、ＰＷＭ部８（パルス幅変調部）と、ゲート信号生成部９とを備えている。なお、このモータ駆動装置は、ブラシレスモータ４（モータ）とエンコーダ１（変位検出部）とが一体となった一体型モジュールとなっているが、両者を別体としても良い。
【００４３】
上記した「ブラシレスモータ４」は、互いに１２０度の位相差を有する、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相で構成されるコイルと、このコイルと対向する位置に配置された、図６に示すような回転子４１とによって構成される（この回転子４１は、図５では省略されている）。この回転子４１は、Ｓ極、Ｎ極が交互に並んだ永久磁石で構成されている。また、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイル端子は、ブリッジ回路５に接続されている。なお、この場合、ブラシレスモータ４は８極とされ、さらに、所定の一方向にのみ回転駆動するものとされている。
【００４４】
上記した「ブリッジ回路５」は、図７に示すように、スイッチング素子５５とダイオード５６とが並列に接続された上側アーム５１を有している。また、ブリッジ回路５は、上側アーム５１と同様のスイッチング素子５５とダイオード５６とで構成された下側アーム５２を有している。上側アーム５１と下側アーム５２とは、３相分備えた構成とされ、それぞれのスイッチング素子５５は、後述するゲート信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬによって駆動されて、ブラシレスモータ４のコイルにＰＷＭ（パルス幅変調）された電圧を印加して、コイルへ駆動電流を供給し、ブラシレスモータ４を回転駆動する。
【００４５】
上記した「エンコーダ１」は、上記ブラシレスモータ４の回転軸に固定されたロータリーエンコーダである。このロータリーエンコーダは、モータの回転子４１の角度変位に比例してエンコーダパルスｅｎｃａ（変位パルス）を出力する。なお、エンコーダ１は、移動ステージに設置された物体の位置を検出可能なリニアエンコーダであっても良い。
【００４６】
上記した「ホールＩＣ６」は、ホール素子とホールアンプを１つのパッケージに封入したＩＣである。このホールＩＣ６は、図６に示すように、回転子４１の近傍に３つ固定して配置され、回転子４１の磁界の変化に応じて、図８の上段に示すような、互いに１２０度の位相差をもつ２値のホール信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ（位置信号）を出力する。これらのホール信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷは１周期内に６つの信号エッジがあり、その６点で回転子４１の位置を検出することができる。また、回転子４１が８極であることから回転子４１の１回転につきホール信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷを４周期分（極数の半分）出力する。
【００４７】
上記した「エッジ検出部２０」は、実施例１のものと同様である。
【００４８】
上記した「非整数分周器２１」は、実施例１のものと同様である。なお、この実施例においても、例として、分周比分子ＮＵＭ＝３、分周比分母ＤＥＮ＝４に設定している（但し、ＮＵＭおよびＤＥＮの値は、これに限るものではない）。
【００４９】
上記した「角度カウンタ３２」は、図８に示すように、上記カウントパルスｃｎｔｐｌｓのパルス数をアップカウントするカウンタであり、検出する角度情報分解能を上記ホール信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷの１周期当たりｎｃｎｔとすると（角度情報分解能ｎｃｎｔ）、角度カウンタ３２は０から（ｎｃｎｔ−１）の範囲を繰り返しカウントする。また、図８を拡大した図９に示すように、上記ホール信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷの１つであるＨＷの立上りエッジをカウントパルスｃｎｔｐｌｓのカウントの基準として、カウントパルスｃｎｔｐｌｓのカウントをゼロにクリアする。そして、カウントパルスｃｎｔｐｌｓのカウント値を、上記回転子４１の角度情報ｔｈｃｎｔとして出力する。なお、角度情報分解能ｎｃｎｔは、角度カウンタ３２に対して、設定、変更することができる値である。この場合には、モータ駆動手段（正弦波変調部７）の分解能に合わせて設定する。
【００５０】
上記した「正弦波変調部７」は、電圧振幅指令値Ｖａｍｐと上記角度カウンタ３２からの角度情報ｔｈｃｎｔとに従って、互いに１２０度の位相差を持つ３相の正弦波もしくは正弦波近似波形となる、端子電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊を出力する。正弦波変調部７の詳細動作については、図１０、図１１を用いて後述する。なお、上記電圧振幅指令値Ｖａｍｐは、例えば、回転子４１の挙動を制御するために図示しない制御器等によって決定される値である。
【００５１】
上記した「ＰＷＭ部８」は、上記正弦波変調部７からの端子電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊と、搬送波Ｖｃとを大小比較してパルス幅変調し、ＰＷＭ信号Ｕｐｗｍ、Ｖｐｗｍ、Ｗｐｗｍを生成する。
【００５２】
ここで、ＰＷＭ部８の動作を図１２を用いて説明する。図１２の１段目に示す搬送波Ｖｃは、所定のＰＷＭ周期の三角波であり、接地ＧＮＤから電源電圧Ｖｃｃまでの振幅を持つものであるが、ここでは、Ｖｃｃ／２だけマイナス側へにオフセットして、Ｖｃｃ／２を仮想ゼロとしている。ＰＷＭ部８は、上記正弦波変調部７からの端子電圧指令値Ｖｕ＊と上記搬送波Ｖｃとを比較して、図１２の２段目に示すＰＷＭ信号Ｕｐｗｍを生成する。図１２にはＵ相のみを示すが、Ｖ相、Ｗ相についても同様である。
【００５３】
上記した「ゲート信号生成部９」は、上記ＰＷＭ信号Ｕｐｗｍ、Ｖｐｗｍ、Ｗｐｗｍに従って、上記スイッチング素子５５の短絡防止区間（デッドタイム）を挿入して、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）における、上記上側アーム５１のスイッチング素子５５のゲート信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨと、上記下側アーム５２のスイッチング素子５５のゲート信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬとを生成する。
【００５４】
ゲート信号生成部９の動作を図１２を用いて説明する。図１２の３段目、４段目に示すように、上記ＰＷＭ部８からのＰＷＭ信号Ｕｐｗｍに対して、ゲート信号生成部９は、立上りが長さｔｄだけ遅れた上側アーム５１のスイッチング素子５５のゲート信号ＵＨを生成する。また、ゲート信号生成部９は、上記ＰＷＭ部８からのＰＷＭ信号Ｕｐｗｍを反転して、立上り（Ｕｐｗｍでは立下がり部分）を２＊ｔｄだけ遅らせた下側アーム５２のゲート信号ＵＬを生成する。なお、上記ｔｄは、上側アーム５１と下側アーム５２のスイッチング素子５５の短絡防止を目的に設けられた短絡防止区間（デッドタイム）の長さである。図１２はＵ相のみを示しているが、Ｖ相、Ｗ相についても同様である。
【００５５】
次に、上記した「正弦波変調部７」の詳細を、図１０、図１１、式３（正弦波データテーブルの番地を示す式）および式４（ＵＶＷ相の正弦波変調を示す式）を用いて説明する。
【００５６】
式３）
ａｄｄｒｕ＝（ｔｈｃｎｔ＋ａｄｊ）ｍｏｄ（ｎｃｎｔ−１）
ａｄｄｒｖ＝（ｔｈｃｎｔ＋ａｄｊ＋２＊ｎｃｎｔ／３）ｍｏｄ（ｎｃｎｔ−１）
ａｄｄｒｗ＝（ｔｈｃｎｔ＋ａｄｊ＋ｎｃｎｔ／３）ｍｏｄ（ｎｃｎｔ−１）
式４）
Ｖｕ＊＝Ｖａｍｐ×ｃｏｓｄａｔ［ａｄｄｒｕ］
Ｖｖ＊＝Ｖａｍｐ×ｃｏｓｄａｔ［ａｄｄｒｖ］
Ｖｗ＊＝Ｖａｍｐ×ｃｏｓｄａｔ［ａｄｄｒｗ］
図１０に示すように、正弦波変調部７は、データ読出部７１と、メモリ７２（記憶部）と、乗算部７３とを備えている。
【００５７】
上記した「メモリ７２」は、内部に正弦波データテーブルを持っている。この正弦波データテーブルには、図１１に示すように、メモリ７２内の所定アドレスを先頭として順に、角度情報分解能ｎｃｎｔ個で余弦波形１周期分を示す正弦波データｃｏｓｄａｔ［ｎ］が格納されている。ここで、相対アドレスカウントｎは、先頭アドレスからの何番目に格納されているかを示し、０から（ｎｃｎｔ−１）の範囲の値を取る。なお、余弦波形は正弦波形の位相を１／４周期進めた波形であり、ここでは両者を区別しない。
【００５８】
上記した「データ読出部７１」は、式３に示すように、上記角度カウンタ３２からの角度情報ｔｈｃｎｔと上記角度情報分解能ｎｃｎｔと進角量ａｄｊ（または進角カウントａｄｊ）から、正弦波データの相対アドレスカウントａｄｄｒ＿ｕ、ａｄｄｒ＿ｖ、ａｄｄｒ＿ｗを算出して、上記メモリ７２に格納された正弦波テーブルから、正弦波データｃｏｓｄａｔ［ａｄｄｒ＿ｕ］、ｃｏｓｄａｔ［ａｄｄｒ＿ｖ］、ｃｏｓｄａｔ［ａｄｄｒ＿ｗ］を読出して出力する。
【００５９】
ここで、進角量ａｄｊは、角度情報ｔｈｃｎｔの値に対する端子電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊の正弦波形の位相を調整するオフセット値である。また、剰余演算ｍｏｄは式２と同様であるが、キャリｃｙはないものとする。
【００６０】
上記した「乗算部７３」は、式４に示すように、正弦波変調部７へ入力される上記電圧振幅指令値Ｖａｍｐと、上記データ読出部７１が読出した３相の正弦波データｃｏｓｄａｔ［ａｄｄｒ＿ｕ］、ｃｏｓｄａｔ［ａｄｄｒ＿ｖ］、ｃｏｓｄａｔ［ａｄｄｒ＿ｗ］とを乗じて、上記端子電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊として出力する。以上が、正弦波変調部７の構成および動作である。 
【００６１】
＜作用効果＞以下、この実施例の作用効果について説明する。
【００６２】
このモータ駆動装置は、エンコーダ（ロータリーエンコーダ１）の出力する、回転子４１の角度変位に比例した変位パルス（エンコーダパルスｅｎｃａ）のエッジをエッジ検出部２０で検出し、エッジ検出部２０で検出したエッジ検出パルスｅｄｇｅを非整数分周器２１で非整数分周したカウントパルスｃｎｔｐｌｓを角度カウンタ３２でホール信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷを基準にカウントすることにより、回転子４１の角度情報ｔｈｃｎｔを検出するようにした位置検出装置（エンコーダ１（変位検出部）、ホールＩＣ６（位置検出部）、カウント部（エッジ検出部２０、非整数分周器２１、角度カウンタ３２）を備えている。このため、従来技術では駆動する対象によってエンコーダ（ロータリーエンコーダ１）の分解能が変ると、角度カウンタ３２による角度情報ｔｈｃｎｔの角度情報分解能ｎｃｎｔも変ってしまうため、上記正弦波変調部７（モータ駆動手段）の正弦波テーブルを変更する必要が生じるが、この実施例の位置検出装置によれば、エンコーダ（ロータリーエンコーダ１）の分解能が変化しても、角度カウンタ３２による角度情報ｔｈｃｎｔの分解能を、正弦波変調部７の正弦波テーブルと同じにすることができるため、駆動する対象に応じて正弦波変調部７の正弦波テーブルを変更せずに、モータ（この場合にはブラシレスモータ４）等を回転駆動することができる。
【００６３】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。
【符号の説明】
【００６４】
１    エンコーダ
２０  エッジ検出部
２１  非整数分周器
２２  モジュロ加算器
２３  イネーブル付フリップフロップ
２４  ディレイ（遅延回路）
２５  論理積演算器
３１  角度カウンタ
３２  角度カウンタ
４    ブラシレスモータ
４１  回転子
５    ブリッジ回路
５１  上側アーム
５２  下側アーム
５５  スイッチング素子
５６  ダイオード
６    ホールＩＣ
７    正弦波変調部
７１  データ読出部
７２  メモリ
７３  乗算部
８    ＰＷＭ部
９    ゲート信号生成部
ｅｎｃａ    エンコーダパルス
ｅｎｃｚ    Ｚ相信号
ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ    ホール信号
ＮＵＭ    分周比分子
ＤＥＮ    分周比分母
ｅｄｇｅ    エッジ検出パルス
ｅｄｇｅ＿ｄ    遅延信号（ｅｄｇｅの１ｃｌｋディレイ）
ｃｌｋ    クロック
ｓｕｍ＿ｄ    ＦＦ出力
ｓｕｍ    加算結果
ｃｙ    キャリ
ｃｎｔｐｌｓ    カウントパルス
ｔｈｃｎｔ    角度情報
ｎｃｎｔ    角度情報分解能
ｃｏｓｄａｔ［ｎ］    正弦波データ
ａｄｊ    進角量
ａｄｄｒ＿ｕ、ａｄｄｒ＿ｖ、ａｄｄｒ＿ｗ
正弦波データの相対アドレスカウント（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）
Ｖａｍｐ    電圧振幅指令値
Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊    端子電圧指令値（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）
Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ    端子電圧（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）
Ｕｐｗｍ、Ｖｐｗｍ、Ｗｐｗｍ    ＰＷＭ信号（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）
ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ    ゲート信号（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相  上側アーム）
ＵＬ、ＶＬ、ＷＬ    ゲート信号（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相  下側アーム）
Ｖｃ    搬送波
ｔｄ      短絡防止区間Ｄｅａｄ（デッドタイム）の長さ
ｔｐｗｍ  ＰＷＭ周期の長さ
Ｖｃｃ    電源電圧
ＧＮＤ    接地
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６５】
【特許文献１】特許3171485号公報
【図１】
0005879700.tif 000002
【図２】
0005879700.tif 000003
【図３】
0005879700.tif 000004
【図４】
0005879700.tif 000005
【図５】
0005879700.tif 000006
【図６】
0005879700.tif 000007
【図７】
0005879700.tif 000008
【図８】
0005879700.tif 000009
【図９】
0005879700.tif 000010
【図１０】
0005879700.tif 000011
【図１１】
0005879700.tif 000012
【図１２】
0005879700.tif 000013