(57)【要約】【課題】意図しない使われ方をされることを回避することが可能なエンコーダおよび回転体駆動システムを提供する。【解決手段】回転体の回転に連動して変化する磁気センサの出力信号に基づいて回転体の角度位置を検出するエンコーダ２００は、上位装置３００からの送信要求に応じたデータを送信する通信部２１０と、送信データを変調する方式を指示する変調指示情報を記憶する記憶部２２０と、を有し、通信部２１０は、送信要求を受けると、記憶部２２０から読み出した変調指示情報に従って変調した送信データを送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転に連動して変化するセンサの出力信号に基づいて前記回転体の角度位置を検出するエンコーダであって、
送信要求に応じたデータを送信する通信部と、
送信データを変調する方式を指示する変調指示情報を記憶する記憶部と、を有し、
前記通信部は、
送信要求を受けると、前記記憶部から読み出した前記変調指示情報に従って変調した送信データを送信する
エンコーダ。
【請求項２】
前記送信データは複数バイトにより形成され、
前記通信部は、
前記送信データを、前記変調指示情報に従って前記送信データのバイトを入れ替えて送信する
請求項１記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記通信部は、
前記送信データを、前記変調指示情報に従ってビットシフトして送信する
請求項１記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記通信部は、
前記送信データを、前記変調指示情報に従って指定された所定ビットにエラーデータを設定する
請求項１記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記所定ビットは、前記送信データに付加されるエンコーダステータスビットであり、ディフォルトで正常状態であることを示す正常データが設定される
請求項４記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記変調方式は電源投入ごとに変更可能である
請求項１から５のいずれか一に記載のエンコーダ。
【請求項７】
前記通信部は、
変更された変調方式の情報を、送信要求を出した上位装置側に送信する
請求項６記載のエンコーダ。
【請求項８】
前記送信要求を出した上位装置側には前記変調方式の解読方法が通知されることが許可されており、
前記通信部は、
変更された変調方式の情報を、変調せずに送信要求を出した上位装置側に送信する
請求項７記載のエンコーダ。
【請求項９】
回転体と、
前記回転体の回転に連動して変化するセンサの出力信号に基づいて前記回転体の角度位置を検出するエンコーダと、
送信要求の応答として受信した前記エンコーダによる送信データに基づいて回転体を駆動制御する上位装置と、を有し、
前記エンコーダは、
前記上位装置による送信要求に応じたデータを送信する通信部と、
送信データを変調する方式を指示する変調指示情報を記憶する記憶部と、を含み、
前記通信部は、
送信要求を受けると、前記記憶部から読み出した前記変調指示情報に従って変調した送信データを前記上位装置に送信する
回転体駆動システム。
【請求項１０】
前記上位装置は、
前記変調方式の解読方法が通知されている場合のみ、前記変調された前記送信データを解読可能である
請求項９記載の回転体駆動システム。
【請求項１１】
前記エンコーダによる前記送信データは複数バイトにより形成され、
前記通信部は、
前記送信データを、前記変調指示情報に従って前記送信データのバイトを入れ替えて送信する
請求項９または１０記載の回転体駆動システム。
【請求項１２】
前記通信部は、
前記送信データを、前記変調指示情報に従ってビットシフトして送信する
請求項９または１０記載の回転体駆動システム。
【請求項１３】
前記通信部は、
前記送信データを、前記変調指示情報に従って指定された所定ビットにエラーデータを設定する
請求項９または１０記載の回転体駆動システム。
【請求項１４】
前記所定ビットは、前記送信データに付加されるエンコーダステータスビットであり、ディフォルトで正常状態であることを示す正常データが設定される
請求項１３記載の回転体駆動システム。
【請求項１５】
前記エンコーダは、
前記変調方式を電源投入ごとに変更可能である
請求項９から１４のいずれか一に記載の回転体駆動システム。
【請求項１６】
前記通信部は、
変更された変調方式の情報を、送信要求を出した上位装置側に送信する
請求項１５記載の回転体駆動システム。
【請求項１７】
前記送信要求を出した上位装置側には前記変調方式の解読方法が通知されることが許可されており、
前記通信部は、
変更された変調方式の情報を、変調せずに送信要求を出した上位装置側に送信する
請求項１６記載の回転体駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転に連動して変化するセンサの出力信号に基づいて回転体の角度位置を検出するエンコーダおよび回転体駆動システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固定体に対する回転体の回転を検出するロータリエンコーダでは、たとえば、回転体の側にマグネットを設け、固定体の側に磁気抵抗素子やホール素子を備えた磁気センサ装置が設けられる。
【０００３】
この磁気式のロータリエンコーダは、サーボモータ等の回転体駆動システムに適用される（たとえば特許文献１参照）。
磁気式ロータリエンコーダは、たとえばサーボモータの回転シャフトに連結される。
磁気式ロータリエンコーダは、磁気センサの出力信号に基づいてシャフトの位置（角度）を検出することにより、モータの回転角度（位置）を検出し、その回転角度を表す角度データ（１回転絶対値データや多回転データ等）を、上位装置の送信要求に応答して出力する。
上位装置は、ロータリエンコーダから出力される角度データを受信して、この角度データに基づいて、モータの回転を駆動制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１３１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、磁気式ロータリエンコーダを搭載したモータは、その仕様書を開示した場合、開示先の他メーカ等で、コントローラとして機能する上位装置を設計することにより、駆動することができる。
【０００６】
その結果、そのモータを組み込んだ製品も、上記他メーカ等で動作させることが可能になる。
しかし、この場合、その製品の仕様書を開示していない場合などに、意図しない使われ方をされるおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、意図しない使われ方をされることを回避することが可能なエンコーダおよび回転体駆動システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点は、回転体の回転に連動して変化するセンサの出力信号に基づいて前記回転体の角度位置を検出するエンコーダであって、送信要求に応じたデータを送信する通信部と、送信データを変調する方式を指示する変調指示情報を記憶する記憶部と、を有し、前記通信部は、送信要求を受けると、前記記憶部から読み出した前記変調指示情報に従って変調した送信データを送信する。
【０００９】
これにより、エンコーダからの変調された送信データ、たとえば角度データを、送信要求を出した上位装置（上位機器）が、エンコーダ側の変調方式を知らされていない場合、復調（解読）することができないので、たとえばエンコーダが搭載された回転体であるモータを上位装置から駆動しようと試みたとしても駆動することができない。
その結果、本エンコーダを含む回転体であるモータを意図しない使われ方をされる心配がないので、意図しない破壊や故障の発生を回避することができる。
【００１０】
好適には、前記送信データは複数バイトにより形成され、前記通信部は、前記送信データを、前記変調指示情報に従って前記送信データのバイトを入れ替えて送信する。
これにより、送信要求を出した上位装置（上位機器）が、エンコーダ側の変調方式を知らされていない場合、正しく復調（解読）することができないので、たとえばエンコーダが搭載された回転体であるモータを上位装置から駆動しようと試みたとしても駆動することができない。
その結果、本エンコーダを含む回転体であるモータを意図しない使われ方をされる心配がないので、意図しない破壊や故障の発生を回避することができる。
【００１１】
好適には、前記通信部は、前記送信データを、前記変調指示情報に従ってビットシフトして送信する。
これにより、送信要求を出した上位装置（上位機器）が、エンコーダ側の変調方式を知らされていない場合、正しく復調（解読）することができないので、たとえばモータ１回転データなどが正しくとれなくなり、エンコーダが搭載された回転体であるモータを上位装置から駆動しようと試みたとしても駆動することができない。
その結果、本エンコーダを含む回転体であるモータを意図しない使われ方をされる心配がないので、意図しない破壊や故障の発生を回避することができる。
【００１２】
好適には、前記通信部は、前記送信データを、前記変調指示情報に従って指定された所定ビットにエラーデータを設定する。
これにより、送信要求を出した上位装置（上位機器）が、エンコーダ側の変調方式を知らされていない場合、正しく復調（解読）することができないので、たとえばエンコーダが搭載された回転体であるモータを上位装置から駆動しようと試みたとしても駆動することができない。
その結果、本エンコーダを含む回転体であるモータを意図しない使われ方をされる心配がないので、意図しない破壊や故障の発生を回避することができる。
【００１３】
好適には、前記所定ビットは、前記送信データに付加されるエンコーダステータスビットであり、ディフォルトで正常状態であることを示す正常データが設定される。
【００１４】
好適には、前記変調方式は電源投入ごとに変更可能である。
これにより、変調方式が電源投入ごとに変更されることから、変調方式を知らない上位装置は解読方法をより解明し難くなり、意図しない使われ方をされるおそれが少なくなる。
【００１５】
好適には、前記通信部は、変更された変調方式の情報を、送信要求を出した上位装置側に送信する。
さらに好適には、前記送信要求を出した上位装置側には前記変調方式の解読方法が通知されることが許可されており、前記通信部は、変更された変調方式の情報を、変調せずに送信要求を出した上位装置側に送信する。
これにより、変調方式が電源投入ごとに変更されたとしても、変調方式の解読方法が通知されることが許可された上位装置は解読方法をより容易に認識することができ、円滑なシステム駆動を実現することができる。
【００１６】
本発明の第２の観点の回転体駆動システムは、回転体と、前記回転体の回転に連動して変化するセンサの出力信号に基づいて前記回転体の角度位置を検出するエンコーダと、送信要求の応答として受信した前記エンコーダによる送信データに基づいて回転体を駆動制御する上位装置と、を有し、前記エンコーダは、前記上位装置による送信要求に応じたデータを送信する通信部と、送信データを変調する方式を指示する変調指示情報を記憶する記憶部と、を含み、前記通信部は、送信要求を受けると、前記記憶部から読み出した前記変調指示情報に従って変調した送信データを前記上位装置に送信する。
【００１７】
これにより、エンコーダからの変調された送信データ、たとえば角度データを、送信要求を出した上位装置（上位機器）が、エンコーダ側の変調方式を知らされていない場合、復調（解読）することができないので、たとえばエンコーダが搭載された回転体であるモータを上位装置から駆動しようと試みたとしても駆動することができない。
その結果、本エンコーダを含む回転体であるモータを意図しない使われ方をされる心配がないので、意図しない破壊や故障の発生を回避することができ、円滑なシステム駆動を実現することができる。
【００１８】
好適には、前記上位装置は、前記変調方式の解読方法が通知されている場合のみ、前記変調された前記送信データを解読可能である。
これにより、変調方式の解読方法が通知されることが許可された上位装置のみが解読方法をより容易に認識することができ、円滑なシステム駆動を実現することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、意図しない使われ方をされることを回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る回転体駆動システムとしてのモータ駆動システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る磁気センサおよびロータリエンコーダにおける原理を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態に係る磁気センサ装置に用いた感磁素子の感磁膜（磁気抵抗膜）の電気的な接続構造を説明するための図である。
【図４】本実施形態に係る上位装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】本実施形態に係るエンコーダの送信データの変調方式の具体例を説明するための図である。
【図６】本実施形態に係るエンコーダと上位装置との通信の概要について説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
本実施形態においては、回転体としてのモータのシャフトに磁気式ロータリエンコーダを取り付けたモータ駆動システムを回転体駆動システムの一例として説明する。
【００２２】
［回転体駆動システムの構成例］
図１は、本発明の実施形態に係る回転体駆動システムとしてのモータ駆動システムの構成例を示すブロック図である。
【００２３】
図１のモータ駆動システム１０は、モータ１００、エンコーダ２００、およびコントローラである上位装置３００を含んで構成されている。
【００２４】
モータ１００は、シャフト１１０を有し、上位装置３００による駆動制御信号ＣＴＬに基づいて、シャフト１１０を回転軸心Ｌ（ＡＸ）周りに回転させることにより、回転力を出力する。
【００２５】
［エンコーダ２００の構成］
エンコーダ２００は、磁気式のロータリエンコーダにより構成され、モータ１００の回転力出力側とは反対側のシャフト１１０に連結される。
エンコーダ２００は、磁気センサの出力信号に基づいてシャフト１１０の位置（角度）を検出することにより、モータの回転角度（位置）を検出し、その回転角度を表す角度データ（１回転絶対値データや多回転データ等）を、上位装置３００の送信要求に応答して出力（返信）する。
このように、エンコーダ２００は上位装置３００との通信機能を有する。
【００２６】
本実施形態のエンコーダ２００は、上位装置３００による送信要求（コマンド）に応じたデータを送信する通信部２１０、および送信すべき送信データを変調する方式を指示する変調指示情報ＭＩＩを記憶する記憶部２２０と、有する。
そして、エンコーダ２００の通信部２１０は、上位装置３００から送信要求を受けると、記憶部２２０から読み出した変調指示情報ＭＩＩに従って変調した送信データを上位装置３００に送信する。
【００２７】
変調方式としては、たとえば以下の方式が採用される。
第１の変調方式では、後述するように、送信データは複数バイト、たとえば２バイトにより形成されることを踏まえて、通信部２１０は、送信データを、記憶部２２０から読み出した変調指示情報ＭＩＩに従って送信データのバイトを入れ替えて送信する。
これにより、送信要求を出した上位装置（上位機器）が、エンコーダ側の変調方式を知らされていない場合、正しく復調（解読）することができないので、たとえばエンコーダが搭載された回転体であるモータを上位装置から駆動しようと試みたとしても駆動することができない。
その結果、本エンコーダを含む回転体であるモータを意図しない使われ方をされる心配がないので、意図しない破壊や故障の発生を回避することができる。
【００２８】
第２の変調方式では、通信部２１０は、送信データを、変調指示情報ＭＩＩに従ってビットシフト、具体的には左シフトして送信する。
これにより、数値データが全て倍されることになり、送信要求を出した上位装置（上位機器）が、エンコーダ側の変調方式を知らされていない場合、正しく復調（解読）することができないので、たとえばモータ１回転データなどが正しくとれなくなり、エンコーダが搭載された回転体であるモータを上位装置から駆動しようと試みたとしても駆動することができない。
その結果、本エンコーダを含む回転体であるモータを意図しない使われ方をされる心配がないので、意図しない破壊や故障の発生を回避することができる。
【００２９】
第３の変調方式では、通信部２１０は、送信データを、変調指示情報ＭＩＩに従って指定された所定ビット（ステータスビット）にエラーデータを設定する。
なお、所定ビットは、送信データに付加されるエンコーダステータスビットであり、ディフォルトで正常状態であることを示す正常データが設定される。
これにより、送信要求を出した上位装置（上位機器）が、エラーを消す（解消する）ことができなくなり、エンコーダ側の変調方式を知らされていない場合、正しく復調（解読）することができないので、たとえばエンコーダが搭載された回転体であるモータを上位装置から駆動しようと試みたとしても駆動することができない。
その結果、本エンコーダを含む回転体であるモータを意図しない使われ方をされる心配がないので、意図しない破壊や故障の発生を回避することができる。
【００３０】
第４の変調方式では、上記したような各種変調方式を電源投入ごとに変更する。
これにより、変調方式が電源投入ごとに変更されることから、変調方式を知らない上位装置は解読方法をより解明し難くなり、意図しない使われ方をされるおそれが少なくなる。
この場合は、通信部２１０は、変更された変調方式の情報を、送信要求を出した上位装置３００側に送信する。
さらに、送信要求を出した上位装置３００側には変調方式の解読方法が通知されることが許可されており、通信部２１０は、変更された変調方式の情報を、変調せずに送信要求を出した上位装置３００側に送信する。
これにより、たとえば通信のハンドシェイクをすることなどが可能となり、変調方式が電源投入ごとに変更されたとしても、変調方式の解読方法が通知されることが許可された上位装置は解読方法をより容易に認識することができ、円滑なシステム駆動を実現することができる。
【００３１】
エンコーダ２００で採用可能な各種変調方式の具体例に関しては後で詳述する。
【００３２】
記憶部２２０は、たとえば不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭにより構成され、通信部２１０で参照される変調指示情報ＭＩＩが１または複数格納されている。
なお、記憶部２２０は、たとえば不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭにより構成される例を示しているが、バックアップ電源でバックアップされた揮発性メモリにより構成することも可能である。
【００３３】
ここで、磁気式ロータリエンコーダにより構成されるエンコーダ２００の構成例について図２に関連付けて説明する。
なお、ロータリエンコーダにおいて、固定体に対する回転体の回転を検出するにあたっては、固定体にマグネットを設け、回転体側に感磁素子を設けた構成、または固定体に感磁素子を設け、回転体側にマグネットを設けた構成のいずれの構成を採用してもよい。
以下の説明では、固定体に磁気センサ装置を設け、回転体側にマグネットを設けた構成を中心に説明する。
【００３４】
図２は、本発明の実施形態に係る磁気センサ装置２３０およびロータリエンコーダ２００における原理を説明するための図である。
図２（ａ）は感磁素子２４０等に対する信号処理系の説明図、図２（ｂ）は感磁素子２４０から出力される信号の説明図、図２（ｃ）は感磁素子２４０から出力される信号と回転子ＲＴが連結されるであるモータ１００のシャフト１１０の角度位置（電気角）との関係を示す説明図である。
図３は、本発明の実施形態に係る磁気センサ装置２３０に用いた感磁素子２４０の感磁膜（磁気抵抗膜）２４１〜２４４の電気的な接続構造を説明するための図である。
図３（ａ）は第１相としての＋Ａ相および−Ａ相の感磁膜が形成するブリッジ回路を示す図、図３（Ｂ）は第２相としての＋Ｂ相および−Ｂ相の感磁膜が形成するブリッジ回路を示す図である。
【００３５】
図２に示すロータリエンコーダ２００は、固定体（図示せず）に対する回転子ＲＴの軸線周り（回転軸線周り）の回転を磁気センサ装置２３０によって磁気的に検出する装置である。ロータリエンコーダ２００において、固定体は、モータ１００のフレーム等に固定され、回転子ＲＴがモータ１００の回転出力軸等に連結された状態で使用される。
回転子ＲＴ側には、Ｎ極とＳ極とが周方向において１極ずつ着磁された着磁面２５１を回転軸線方向Ｌの一方側に向けるマグネット２５０が保持されており、マグネット２５０は回転子ＲＴと一体に回転軸線周りに回転する。
【００３６】
固定体の側には、マグネット２５０の着磁面２５１に対して回転軸線方向Ｌの一方側で対向する感磁素子２４０等を備えた磁気センサ装置２３０が設けられている。
磁気センサ装置２３０は、マグネット２５０に対向する位置に、第１ホール素子２６１と、第１ホール素子２６１に対して周方向において機械角で９０°ずれた箇所に位置する第２ホール素子２６２とを備えている。
【００３７】
感磁素子２４０は、基板２４５と、マグネット２５０の位相に対して互いに９０°の位相差を有する２相の感磁膜（第１相としてのＡ相（ＳＩＮ）の感磁膜、および第２相としてのＢ相（ＣＯＳ）の感磁膜）とを備えた磁気抵抗素子である。
この感磁素子２４０において、Ａ相の感磁膜は、１８０°の位相差をもって回転体２の移動検出を行う＋Ａ相（ＳＩＮ＋）の感磁膜２４３、および−Ａ相（ＳＩＮ−）の感磁膜２４１を備えている。Ｂ相の感磁膜は、１８０°の位相差をもって回転体２の移動検出を行う＋Ｂ相（ＣＯＳ＋）の感磁膜２４４、および−Ｂ相（ＣＯＳ−）の感磁膜２４２を備えている。
【００３８】
＋Ａ相の感磁膜２４３および−Ａ相の感磁膜２４１は、図３（ａ）に示すブリッジ回路を形成しており、一方端がＡ相用の電源端子ＶｃｃＡに接続され、他方端がＡ相用のグランド端子ＧＮＤＡに接続されている。
＋Ａ相の感磁膜２４３の中点位置には、＋Ａ相が出力される出力端子＋ＡＴが設けられ、−Ａ相の感磁膜２４１の中点位置には、−Ａ相が出力される出力端子−ＡＴが設けられている。
【００３９】
また、＋Ｂ相の感磁膜２４４および−Ｂ相の感磁膜２４２も、＋Ａ相の感磁膜２４３および−Ａ相の感磁膜２４１と同様、図３（ｂ）に示すブリッジ回路を形成しており、一方端がＢ相用の電源端子ＶｃｃＢに接続され、他方端がＢ相用のグランド端子ＧＮＤＢに接続されている。
＋Ｂ相の感磁膜２４４の中点位置には、＋Ｂ相が出力される出力端子＋ＢＴが設けられ、−Ｂ相の感磁膜２４２の中点位置には、−Ｂ相が出力される出力端子−ＢＴが設けられている。
【００４０】
なお、図３では便宜上、Ａ相用の電源端子ＶｃｃＡおよびＢ相用の電源端子ＶｃｃＢの各々を記載したが、Ａ相用の電源端子ＶｃｃＡとＢ相用の電源端子ＶｃｃＢとが共通になっていてもよい。
また、図３では便宜上、Ａ相用のグランド端子ＧＮＤＡおよびＢ相用のグランド端子ＧＮＤＢの各々を記載したが、Ａ相用のグランド端子ＧＮＤＡとＢ相用のグランド端子ＧＮＤＢとが共通になっていてもよい。
【００４１】
このような構成を有する感磁素子２４０は、図２（ａ）に示すように、マグネット２５０において着磁境界部分に回転軸線方向Ｌで重なる位置に配置されている。
このため、感磁素子２４０の感磁膜２４１〜２４４は、各感磁膜２４１〜２４４の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度で、着磁面２５１の面内方向で向きが変化する回転磁界を検出することができる。
すなわち、着磁境界線部分では、各感磁膜２４１〜２４４の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度で面内方向の向きが変化する回転磁界が発生する。
【００４２】
ここで、飽和感度領域とは、一般的に、抵抗値変化量ｋが、磁界強度Ｈと近似的に「ｋ∝Ｈ２」の式で表すことができる領域以外の領域をいう。
また、飽和感度領域以上の磁界強度で回転磁界（磁気ベクトルの回転）の方向を検出する際の原理は、感磁膜２４１〜２４４に通電した状態で、抵抗値が飽和する磁界強度を印加したとき、磁界と電流方向がなす角度θと、感磁膜２４１〜２４４の抵抗値Ｒとの間には、次式で示す関係があることを利用するものである。
【００４３】
Ｒ＝Ｒ０−ｋ×ｓｉｎ２θ
Ｒ０：無磁界中での抵抗値
ｋ：抵抗値変化量（飽和感度領域以上のときは定数）
【００４４】
このような原理に基づいて回転磁界を検出すれば、角度θが変化すると抵抗値Ｒが正弦波に沿って変化するので、波形品質の高いＡ相出力およびＢ相出力を得ることができる。
【００４５】
本実施形態の磁気センサ装置２３０を備えたロータリエンコーダ２００において、感磁素子２４０、第１ホール素子２６１、および第２ホール素子２６２には、増幅回路２７１、２７２、２７３、２７４を介して制御部２７０が接続されている。
制御部２７０は、これらの増幅回路２７１、２７２，２７３、２７４から出力される正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓに補間処理や各種演算処理を行うＣＰＵ（演算回路）等を備えて構成されており、感磁素子２４０、第１ホール素子２６１、および第２ホール素子２６２からの出力に基づいて、固定体に対する回転子ＲＴに連結されたモータ１００のシャフト１１０の回転角度位置が求められる。
【００４６】
より具体的には、ロータリエンコーダ２００において、回転子ＲＴが連結されたシャフト１１０が１回転すると、感磁素子２４０（磁気抵抗素子）からは、図２（ｂ）に示す正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓが２周期分、出力される。
したがって、正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓを増幅回路２７１、２７２により増幅した後、制御部９０において、図２（ｃ）に示すリサージュ図を求め、正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓからθ＝ｔａｎ-1（ｓｉｎ／ｃｏｓ）を求めれば、回転出力軸の角度位置θが分かる。
【００４７】
また、本実施形態では、マグネット２５０の中心からみて９０°ずれた位置に第１ホール素子２６１および第２ホール素子２６２が配置されている。このため、第１ホール素子２６１および第２ホール素子２６２の出力の組合せにより、現在位置が正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓのいずれの区間に位置するかが分かる。
したがって、ロータリエンコーダ２００は、感磁素子２４０での検出結果、第１ホール素子２６１での検出結果、および第２ホール素子２６２での検出結果に基づいて回転体（シャフト１１０）の絶対角度位置情報を生成することができ、アブソリュート動作を行うことができる。
【００４８】
［上位装置３００の構成］
上位装置３００は、送信要求の応答として受信したエンコーダ２００から出力される角度データ等のデータに基づいて、駆動制御信号ＣＴＬによりモータの回転を制御する。
ただし、エンコーダ２００から送信されてくる角度データ等は、所定の変調方式で変調されていることから、上位装置３００は、変調方式の解読方法情報ＲＳＩが通知されている場合のみ、変調されたエンコーダ２００による送信データを解読可能である。
これにより、変調方式の解読方法が通知されることが許可された上位装置のみが解読方法をより容易に認識することができ、円滑なシステム駆動を実現することができる。
したがって、送信要求を出した上位装置３００が、エンコーダ側の変調方式を知らされていない場合、正しく復調（解読）することができないので、エンコーダ２００が搭載されたモータ１００を上位装置３００から駆動しようと試みたとしても駆動することができない。
その結果、エンコーダ２００を含むモータ１００を意図しない使われ方をされるおそれが少なくなることから、意図しない破壊や故障の発生を回避することができる。
【００４９】
以上のように、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶部２２０にある変調指示情報ＭＩＩ（パラメータ）を書き込んだエンコーダ２００は必ず変調したデータを送信するため、変調に対応した上位装置３００でないとモータ１００のデータを正しく取れなくなる。
また、上記した第３の変調方式のように、必ずあるエラーが立つように変調を掛けることによって、上位装置（上位機器）においても変調に対応していないものではモータを駆動制御ができないようになっている。
それとは逆に、変調に対応している上位装置（上位機器）３００では、あるエラーが設定されていないと異常と判断するように構成することが可能であり、変調に対応しているものと対応していないものでミスマッチが起こらないように構成することが可能となっている。
【００５０】
図４は、本実施形態に係る上位装置３００の構成例を示すブロック図である。
図４の上位装置３００は、基本的に、処理部であるＣＰＵ３１０、ＲＯＭ３２０、ＲＡＭ３３０、ストレージユニット３４０、および上位側通信部３５０を有している。
上位側通信部３５０は、通信ケーブル４００を介してエンコーダ２００の通信部２１０と接続されている。
上位装置３００とエンコーダ２００間の通信は、伝送方式は全二重シリアル通信により行われ、コマンドやデータは調歩同期式シリアル通信により入出力される。
【００５１】
本例においては、図４中のストレージユニット３４０内に保存されたオペレーティングシステム（ＯＳ）、通信制御用等のミドルウェアＭＷ、アプリケーション等のプログラムがソフトウェアシステムの一部をなし、実行時にいわゆるコンピュータ（電子計算機）のソフトウェアとしてＲＡＭ３３０上に展開される。
【００５２】
このように、上位装置３００は、ＣＰＵ３１０、ＲＯＭ３２０、ＲＡＭ３３０等の各種ハードウェアを有しており、上位装置３００を統合的に制御する機能、エンコーダ２００との通信機能、および角度データ等の読み取りを行う機能などを有している。
【００５３】
上位装置３００において、ＣＰＵ３１０が全体の制御を行う。
上位装置３００は、エンコーダ２００との通信を行う場合に、ＣＰＵ３１０の制御の下、上位（ホスト）側通信部３５０を通して、ケーブル４００により接続されたエンコーダ２００の通信部２１０との間で調歩同期式シリアル通信を行う。
【００５４】
ただし、上述したように、上位装置３００のＣＰＵ３１０は、変調方式の解読方法情報ＲＳＩが通知されている場合のみ、変調されたエンコーダ２００による送信データを解読可能である。
これにより、変調方式の解読方法が通知されることが許可された上位装置３００のＣＰＵ３１０のみが解読方法をより容易に認識することができ、円滑なシステム駆動を実現することができる。
したがって、送信要求を出した上位装置３００が、エンコーダ側の変調方式を知らされていない場合、ＣＰＵ３１０は正しく復調（解読）することができないので、エンコーダ２００が搭載されたモータ１００を上位装置３００から駆動しようと試みたとしても駆動することができない。
また、たとえば送信データに、変調指示情報に従って指定された所定ビット（ステータスビット）にエラーデータを設定されている場合、ＣＰＵ３１０はエラーを消す（解消する）ことができなくなり、エンコーダ側の変調方式を知らされていない場合、正しく復調（解読）することができないので、たとえばエンコーダが搭載された回転体であるモータを上位装置から駆動しようと試みたとしても駆動することができない。
【００５５】
以上、モータ駆動システム１０のモータ１００、エンコーダ２００、およびコントローラである上位装置３００の特徴的な構成について説明した。
なお、エンコーダ送信データフレームのあるビットはエンコーダステータスＳＴを示している。このエンコーダステータスビットＳＴＢが“０”が設定されている場合には「正常」を示し、“１”が設定されると「エラー」を示す。
エンコーダステータスビットＳＴＢは通常“０”に設定され、たとえば前述した第３の変調方式を採用する場合には、このエンコーダステータスビットＳＴＢがエラービットＥＲＢとして用いられる。
エンコーダステータスビットＳＴＢが“１”に設定された変調データを受けた上位装置３００は、エラーを消す（解消する）ことができなくなり、エンコーダ側の変調方式を知らされていない場合、正しく復調（解読）することができないので、たとえばエンコーダが搭載された回転体であるモータを上位装置から駆動しようと試みたとしても駆動することができない。
【００５６】
ここで、フレームフォーマットの構成を踏まえて、第１の変調方式、第２の変調方式、および第３の変調方式の具体例について説明する。
【００５７】
［変調方式の具体例］
図５は、本実施形態に係るエンコーダ２００の送信データの変調方式の具体例を説明するための図である。
図５（ａ）は変調前の２バイトの送信データの一例を、図５（ｂ）は送信データを第１の変調方式で変調する例を、図５（ｃ）は送信データを第２の変調方式で変調する例を、図５（ｄ）は送信データを第３の変調方式で変調する例を、それぞれ示している。
【００５８】
この例では、図５（ａ）に示すように、送信データである変調前の元の角度データは２バイトであり、“０ｘ２ＣＤＣ”である。
【００５９】
第１の変調方式では、図５（ｂ）に示すように、送信データは２バイトにより形成されることを踏まえて、通信部２１０は、送信データを、記憶部２２０から読み出した変調指示情報ＭＩＩに従って送信データのバイトを入れ替えて送信する。
たとえば第１データフレームＤＦ０と第２データフレームＤＦ１のデータを入れ替える。
これにより、送信データは“０ｘ２ＣＤＣ”が“０ｘ５Ｃ２Ｃ”に変調（変更）される。
【００６０】
第２の変調方式では、通信部２１０は、送信データを、変調指示情報ＭＩＩに従ってビットシフト、具体的には左シフトして送信する。
これにより、送信データは“０ｘ２ＣＤＣ”が２倍された“０ｘ５９Ｂ８”に変調（変更）される。
【００６１】
第３の変調方式では、通信部２１０は、送信データを、変調指示情報に従って指定された所定ビットであるエンコーダステータスＳＴにエラーデータ“１”を設定する。
これにより、送信要求を出した上位装置（上位機器）が、エラーを消す（解消する）ことができなくなる。
【００６２】
以上の各変調方式を採用することにより、上位装置３００側にエンコーダ２００側の変調方式を知らされていない場合、正しく復調（解読）することができないので、たとえばエンコーダが搭載された回転体であるモータを上位装置から駆動しようと試みたとしても駆動することができない。
その結果、本エンコーダ２００を含む回転体であるモータを意図しない使われ方をされる心配がないので、意図しない破壊や故障の発生を回避することができる。
【００６３】
次に、エンコーダ２００と上位装置３００との通信の概要について図６に関連付けて説明する。
図６は、本実施形態に係るエンコーダ２００と上位装置３００との通信の概要について説明するためのフローチャートである。
【００６４】
上位装置３００は、通信部３５０を通して、角度データ等のデータ送信要求をエンコーダ２００に送信する（ステップＳＴ１）。
送信要求はエンコーダ２００の通信部２１０に入力され、通信部２１０は要求に応じた角度データ等を制御部２７０から取得する（ステップＳＴ２）。
通信部２１０は、送信すべき送信データを変調する方式を指示する変調指示情報ＭＩＩを記憶部２２０から読み出す（ステップＳＴ３）。
通信部２１０は、読み出した変調指示情報ＭＩＩに従って変調し（ステップＳＴ４）、変調したで変調データを上位装置３００に返信する（ステップＳＴ５）。
【００６５】
上位装置３００は、変調データを通信部３５０で受信する（ステップＳＴ６）。
上位装置３００は、エンコーダ２００側の変調データの復調方法（解読方法）を通知し、解読可能な場合には（ステップＳＴ７のＹＥＳ）、変調データを復調し（ステップＳＴ８）、モータの回転を駆動制御する（ステップＳＴ９）。
一方、上位装置３００は、エンコーダ２００側の変調データの復調方法（解読方法）を通知されず、解読不可能な場合には（ステップＳＴ７のＮＯ）、モータの駆動制御を行うことができない（ステップＳＴ１０）。
【００６６】
［本実施形態の主な効果］
以上説明したように、本実施形態のエンコーダ２００は、上位装置３００による送信要求（コマンド）に応じたデータを送信する通信部２１０、および送信すべき送信データを変調する方式を指示する変調指示情報ＭＩＩを記憶する記憶部２２０と、有する。
そして、エンコーダ２００の通信部２１０は、上位装置３００から送信要求を受けると、記憶部２２０から読み出した変調指示情報ＭＩＩに従って変調した送信データを上位装置３００に送信する。
これにより、送信要求を出した上位装置（上位機器）が、エンコーダ側の変調方式を知らされていない場合、正しく復調（解読）することができないので、たとえばエンコーダが搭載された回転体であるモータを上位装置から駆動しようと試みたとしても駆動することができない。
その結果、本エンコーダを含む回転体であるモータを意図しない使われ方をされる心配がないので、意図しない破壊や故障の発生を回避することができる。
【００６７】
以上のように、本実施形態では、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶部２２０にある変調指示情報ＭＩＩ（パラメータ）を書き込んだエンコーダ２００は必ず変調したデータを送信するため、変調に対応した上位装置３００でないとモータ１００のデータを正しく取れなくなる。
また、上記した第３の変調方式のように、必ずあるエラーが立つように変調を掛けることによって、上位装置（上位機器）においても変調に対応していないものではモータを駆動制御ができない。
それとは逆に、変調に対応している上位装置（上位機器）３００では、あるエラーが設定されていないと異常と判断するように構成することが可能であり、変調に対応しているものと対応していないものでミスマッチが起こらないように構成することが可能となっている。
【００６８】
［他の実施形態］
上記実施形態では図５に関連付けて第１、第２、および第３の変調方式について説明したが、第４の変調方式として、上記したような第１、第２、第３等の各種変調方式を電源投入ごとに変更するように構成することも可能である。
これにより、変調方式が電源投入ごとに変更されることから、変調方式を知らない上位装置は解読方法をより解明し難くなり、意図しない使われ方をされるおそれが少なくなる。
この場合は、通信部２１０は、変更された変調方式の情報を、送信要求を出した上位装置３００側に送信する。
さらに、送信要求を出した上位装置３００側には変調方式の解読方法が通知されることが許可されており、通信部２１０は、変更された変調方式の情報を、変調せずに送信要求を出した上位装置３００側に送信する。
これにより、たとえば通信のハンドシェイクをすることなどが可能となり、変調方式が電源投入ごとに変更されたとしても、変調方式の解読方法が通知されることが許可された上位装置は解読方法をより容易に認識することができ、円滑なシステム駆動を実現することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１０・・・モータ駆動システム（回転体駆動システム）、１００・・・モータ、１１０・・・シャフト、２００・・・エンコーダ、２１０・・・通信部、２２０・・・記憶部、２３０・・・磁気センサ装置、２４０・・・感磁素子、２４１〜２４４・・・感磁膜、２５０・・・マグネット、２６１・・・第１ホール素子、２６２・・・第２ホール素子、２７０・・・制御部、３００・・・上位装置、３１０・・・ＣＰＵ、３２０・・・ＲＯＭ、３３０・・・ＲＡＭ、３４０・・・ストレージユニット、３５０・・・通信部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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