(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の位置又は角度の変位に応じて、１つの周期位置信号の位相を基準位相として９０度ずつ位相の異なる４つの周期位置信号を発生する位置信号発生部と、
前記移動体の変位位置が基準位置に達すると、信号の検出幅が前記４つの周期位置信号の周期の０．５倍以上、１．５倍未満となる原点検出用信号を発生する原点検出用信号発生部と、
前記４つの周期位置信号の各信号の極性の切替えを選択的に行う極性切替部と、
前記極性切替部が出力する前記４つの周期位置信号から、設定された分解能を有するパルス位置信号を生成する内挿分割部と、
前記原点検出用信号が検出された期間における、位相が９０度異なる２つの前記周期位置信号に従った予め定められた位相位置に基づき、前記パルス位置信号に同期してパルス原点信号を発生する原点信号発生部と、
を備えた、インクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項２】
移動体の位置又は角度の変位に応じて、１つの周期位置信号の位相を基準位相として９０度ずつ位相の異なる４つの周期位置信号を発生する位置信号発生部と、
前記移動体の変位位置が基準位置に達すると、信号の検出幅が前記４つの周期位置信号の周期の０．５倍以上、１．５倍未満となる原点検出用信号を発生する原点検出用信号発生部と、
前記４つの周期位置信号の各信号の極性の切替えを選択的に行う極性切替部と、
前記極性切替部から出力されたそれぞれ互いに位相が１８０度異なる２つの前記周期位置信号の差動信号である周期位置信号を発生させる第１および第２の合成回路と、
前記第１および第２の合成回路からの９０度位相の異なる２つの差動信号である前記周期位置信号から、設定された分解能を有するパルス位置信号を生成する内挿分割部と、
前記原点検出用信号が検出された期間における、前記第１および第２の合成回路からの９０度位相の異なる２つの差動信号である前記周期位置信号に従った予め定められた位相位置に基づき、前記パルス位置信号に同期してパルス原点信号を発生する原点信号発生部と、
を備えた、インクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項３】
前記原点信号発生部における予め定められた位相位置が、２つの前記周期位置信号の一方の値を２次元の直交座標系の横軸方向にとり、他方の値を縦軸方向にとり、前記直交座標系上で、２つの周期位置信号の値によって決まる、移動体の変位に従ったリサージュ波形の中心位置周りの基準回転位置に対する角度位置である、請求項１または２に記載のインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項４】
前記予め定められた位相位置は、９０度の整数倍(９０×Ｎ(Ｎ：整数))である、請求項３に記載のインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項５】
前記予め定められた位相位置は、４５度に１８０度の整数倍を加えた値(４５＋１８０×Ｎ(Ｎ：整数))である、請求項３に記載のインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項６】
移動体の位置又は角度の変位に応じて、１つの周期位置信号の位相を基準位相として９０度ずつ位相の異なる４つの周期位置信号を発生する位置信号発生部と、
前記移動体の変位位置が基準位置に達すると、信号の検出幅が前記４つの周期位置信号の周期の０．５倍以上、１．５倍未満となる原点検出用信号を発生する原点検出用信号発生部と、
前記４つの周期位置信号の各信号の極性の切替えを選択的に行う極性切替部と、
前記極性切替部が出力する前記４つの周期位置信号から、設定された分解能を有するパルス位置信号を生成する内挿分割部と、
前記原点検出用信号が検出された期間における、位相が９０度異なる２つの前記周期位置信号の、一方の周期位置信号が振幅の中心値より高いまたは低いレベルであり、他方の周期位置信号が振幅の中心値を増加して超える、または減少して下回る位相位置に基づき、前記パルス位置信号に同期してパルス原点信号を発生する原点信号発生部と、
を備えた、インクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項７】
移動体の位置又は角度の変位に応じて、１つの周期位置信号の位相を基準位相として９０度ずつ位相の異なる４つの周期位置信号を発生する位置信号発生部と、
前記移動体の変位位置が基準位置に達すると、信号の検出幅が前記４つの周期位置信号の周期の０．５倍以上、１．５倍未満となる原点検出用信号を発生する原点検出用信号発生部と、
前記４つの周期位置信号の各信号の極性の切替えを選択的に行う極性切替部と、
前記極性切替部から出力されたそれぞれ互いに位相が１８０度異なる２つの前記周期位置信号の差動信号である周期位置信号を発生させる第１および第２の合成回路と、
前記第１および第２の合成回路からの９０度位相の異なる２つの差動信号である前記周期位置信号から、設定された分解能を有するパルス位置信号を生成する内挿分割部と、
前記原点検出用信号が検出された期間における、前記第１および第２の合成回路からの９０度位相の異なる２つの差動信号である前記周期位置信号の、一方の周期位置信号が振幅の中心値より高いまたは低いレベルであり、他方の周期位置信号が振幅の中心値を増加して超える、または減少して下回る位相位置に基づき、前記パルス位置信号に同期してパルス原点信号を発生する原点信号発生部と、
を備えた、インクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項８】
移動体の位置又は角度の変位に応じて、１つの周期位置信号の位相を基準位相として９０度ずつ位相の異なる４つの周期位置信号を発生する位置信号発生部と、
前記移動体の変位位置が基準位置に達すると、信号の検出幅が前記４つの周期位置信号の周期の０．５倍以上、１．５倍未満となる原点検出用信号を発生する原点検出用信号発生部と、
前記４つの周期位置信号の各信号の極性の切替えを選択的に行う極性切替部と、
前記極性切替部が出力する前記４つの周期位置信号から、設定された分解能を有するパルス位置信号を生成する内挿分割部と、
前記原点検出用信号が検出された期間における、位相が９０度異なる２つの前記周期位置信号の、両方の前記周期位置信号も振幅の中心値より高いまたは低いレベルであり、２つの前記周期位置信号が交差する位相位置に基づき、前記パルス位置信号に同期してパルス原点信号を発生する原点信号発生部と、
を備えた、インクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項９】
移動体の位置又は角度の変位に応じて、１つの周期位置信号の位相を基準位相として９０度ずつ位相の異なる４つの周期位置信号を発生する位置信号発生部と、
前記移動体の変位位置が基準位置に達すると、信号の検出幅が前記４つの周期位置信号の周期の０．５倍以上、１．５倍未満となる原点検出用信号を発生する原点検出用信号発生部と、
前記４つの周期位置信号の各信号の極性の切替えを選択的に行う極性切替部と、
前記極性切替部から出力されたそれぞれ互いに位相が１８０度異なる２つの前記周期位置信号の差動信号である周期位置信号を発生させる第１および第２の合成回路と、
前記第１および第２の合成回路からの９０度位相の異なる２つの差動信号である前記周期位置信号から、設定された分解能を有するパルス位置信号を生成する内挿分割部と、
前記原点検出用信号が検出された期間における、前記第１および第２の合成回路からの９０度位相の異なる２つの差動信号である前記周期位置信号の、位相が９０度異なる２つの前記周期位置信号の、両方の前記周期位置信号も振幅の中心値より高いまたは低いレベルであり、２つの前記周期位置信号が交差する位相位置に基づき、前記パルス位置信号に同期してパルス原点信号を発生する原点信号発生部と、
を備えた、インクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項１０】
前記極性切替部は、
第１の切替選択部を含む第１の極性切替回路と、
第２の切替選択部を含む第２の極性切替回路と、
を有し、
前記第１の極性切替回路は、前記第１の切替選択部の極性の選択に基づき、基準位相の周期位置信号の電気配線の接続と、基準位相と１８０度位相が異なる周期位置信号の電気配線の接続を入れ替え、
前記第２の極性切替回路は、前記第２の切替選択部の極性の選択に基づき、基準位相と９０度位相が異なる周期位置信号の電気配線の接続と、基準位相と２７０度位相が異なる周期位置信号の電気配線の接続を入れ替える、
請求項１から９までのいずれか１項に記載のインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項１１】
移動体の位置又は角度の変位に応じて、位相が９０度異なる２つの周期位置信号を発生する位置信号発生部、
移動体の変位位置が基準位置に達すると、信号の検出幅が前記周期位置信号の周期の０．５倍以上、１．５倍未満となる原点検出用信号を発生する原点検出用信号発生部と、
一方の前記周期位置信号の極性の反転と非反転とを選択的に行う第１の極性切替部と、
他方の前記周期位置信号の極性の反転と非反転とを選択的に行う第２の極性切替部と、
前記第１および第２の極性切替部からの２つの前記周期位置信号から、設定された分解能を有するパルス位置信号を生成する内挿分割部と、
前記原点検出用信号が検出された期間における、２つの前記周期位置信号の、予め定められた位相位置に基づき、前記パルス位置信号に同期してパルス原点信号を発生する原点信号発生部と、
を備えた、インクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項１２】
前記原点信号発生部の予め定められた位相位置が、２つの前記周期位置信号の一方の値を２次元の直交座標系の横軸方向にとり、他方の値を縦軸方向にとり、前記直交座標系上で、２つの周期位置信号の値によって決まる、移動体の変位に従ったリサージュ波形の中心位置周りの基準回転位置に対する角度位置である、請求項１１に記載のインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項１３】
前記予め定められた位相位置は、９０度の整数倍(９０×Ｎ(Ｎ：整数))である、請求項１２に記載のインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項１４】
前記予め定められた位相位置は、４５度に１８０度の整数倍を加えた値(４５＋１８０×Ｎ(Ｎ：整数))である、請求項１２に記載のインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項１５】
移動体の位置又は角度の変位に応じて、位相が９０度異なる２つの周期位置信号を発生する位置信号発生部、
移動体の変位位置が基準位置に達すると、信号の検出幅が前記周期位置信号の周期の０．５倍以上、１．５倍未満となる原点検出用信号を発生する原点検出用信号発生部と、
一方の前記周期位置信号の極性の反転と非反転とを選択的に行う第１の極性切替部と、
他方の前記周期位置信号の極性の反転と非反転とを選択的に行う第２の極性切替部と、
前記第１および第２の極性切替部からの２つの前記周期位置信号から、設定された分解能を有するパルス位置信号を生成する内挿分割部と、
前記原点検出用信号が検出された期間における、２つの前記周期位置信号の、一方の周期位置信号が振幅の中心値より高いまたは低いレベルであり、他方の周期位置信号が振幅の中心値を増加して超える、または減少して下回る位相位置に基づき、前記パルス位置信号に同期してパルス原点信号を発生する原点信号発生部と、
を備える、インクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項１６】
移動体の位置又は角度の変位に応じて、位相が９０度異なる２つの周期位置信号を発生する位置信号発生部、
移動体の変位位置が基準位置に達すると、信号の検出幅が前記周期位置信号の周期の０．５倍以上、１．５倍未満となる原点検出用信号を発生する原点検出用信号発生部と、
一方の前記周期位置信号の極性の反転と非反転とを選択的に行う第１の極性切替部と、
他方の前記周期位置信号の極性の反転と非反転とを選択的に行う第２の極性切替部と、
前記第１および第２の極性切替部からの２つの前記周期位置信号から、設定された分解能を有するパルス位置信号を生成する内挿分割部と、
前記原点検出用信号が検出された期間における、２つの前記周期位置信号の、両方の前記周期位置信号も振幅の中心値より高いまたは低いレベルであり、２つの前記周期位置信号が交差する位相位置に基づき、前記パルス位置信号に同期してパルス原点信号を発生する原点信号発生部と、
を備える、インクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項１７】
前記第１および第２の極性切替部はそれぞれ、
前記周期位置信号の極性を反転させる反転回路と、
前記周期位置信号の極性を反転させない非反転回路と、
前記反転回路と非反転回路の出力を切り替える切替選択部と、
を備える、請求項１１から１６までのいずれか１項に記載のインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項１８】
前記第１および第２の極性切替部はそれぞれ、
前記周期位置信号の極性を反転させる反転回路と、
前記周期位置信号と前記反転回路の出力とを切り替える切替選択部と、
を備える、請求項１１から１６までのいずれか１項に記載のインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置。
【請求項１９】
移動体の位置又は角度の変位に応じて、１つの周期位置信号の位相を基準位相として９０度ずつ位相の異なる４つの周期位置信号を発生し、
前記移動体の変位位置が基準位置に達すると、信号の検出幅が前記４つの周期位置信号の周期の０．５倍以上、１．５倍未満となる原点検出用信号を発生し、
前記４つの周期位置信号の各信号の極性を選択的に切替え、
極性が選択的に切替えられた前記４つの周期位置信号から、設定された分解能を有するパルス位置信号を生成し、
前記原点検出用信号が検出された期間における、位相が９０度異なる２つの前記周期位置信号に従った予め定められた位相位置に基づき、前記パルス位置信号に同期してパルス原点信号を発生する、
ことを含む、インクリメンタル型エンコーダにおけるパルス化変換方法。
【請求項２０】
前記予め定められた位相位置が、２つの前記周期位置信号の一方の値を２次元の直交座標系の横軸方向にとり、他方の値を縦軸方向にとり、前記直交座標系上で、２つの周期位置信号の値によって決まる、移動体の変位に従ったリサージュ波形の中心位置周りの基準回転位置に対する角度位置である、請求項１９に記載のインクリメンタル型エンコーダにおけるパルス化変換方法。
【請求項２１】
前記予め定められた位相位置は、９０度の整数倍(９０×Ｎ(Ｎ：整数))である、請求項２０に記載のインクリメンタル型エンコーダにおけるパルス化変換方法。
【請求項２２】
前記予め定められた位相位置は、４５度に１８０度の整数倍を加えた値(４５＋１８０×Ｎ(Ｎ：整数))である、請求項２０に記載のインクリメンタル型エンコーダにおけるパルス化変換方法。
【請求項２３】
移動体の位置又は角度の変位に応じて、１つの周期位置信号の位相を基準位相として９０度ずつ位相の異なる４つの周期位置信号を発生し、
前記移動体の変位位置が基準位置に達すると、信号の検出幅が前記４つの周期位置信号の周期の０．５倍以上、１．５倍未満となる原点検出用信号を発生し、
前記４つの周期位置信号の各信号の極性を選択的に切替え、
極性が選択的に切替えられた前記４つの周期位置信号から、設定された分解能を有するパルス位置信号を生成し、
前記原点検出用信号が検出された期間における、位相が９０度異なる２つの前記周期位置信号の、一方の周期位置信号が振幅の中心値より高いまたは低いレベルであり、他方の周期位置信号が振幅の中心値を増加して超える、または減少して下回る位相位置に基づき、前記パルス位置信号に同期してパルス原点信号を発生する、
ことを含む、インクリメンタル型エンコーダにおけるパルス化変換方法。
【請求項２４】
移動体の位置又は角度の変位に応じて、１つの周期位置信号の位相を基準位相として９０度ずつ位相の異なる４つの周期位置信号を発生し、
前記移動体の変位位置が基準位置に達すると、信号の検出幅が前記４つの周期位置信号の周期の０．５倍以上、１．５倍未満となる原点検出用信号を発生し、
前記４つの周期位置信号の各信号の極性を選択的に切替え、
極性が選択的に切替えられた前記４つの周期位置信号から、設定された分解能を有するパルス位置信号を生成し、
前記原点検出用信号が検出された期間における、位相が９０度異なる２つの前記周期位置信号の、両方の前記周期位置信号も振幅の中心値より高いまたは低いレベルであり、２つの前記周期位置信号が交差する位相位置に基づき、前記パルス位置信号に同期してパルス原点信号を発生する、
ことを含む、インクリメンタル型エンコーダにおけるパルス化変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インクリメンタル型エンコーダにおける信号のパルス化変換、特にパルス位置信号に同期したパルス原点信号の発生に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば下記特許文献１−４等に記載されているような、複数のパルス位置信号とこれらのパルス位置信号に同期したパルス原点信号に基づき変位量の検出や位置検出を行うインクリメンタル型エンコーダでは、近年、エンコーダの高分解能化が進んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２４８０２０号公報  図３、図５
【特許文献２】特許第２５５８２８７号明細書  図３
【特許文献３】特許第４２７４７５１号明細書  図１、図２、図３
【特許文献４】特開２０００−２１３９２５号公報  図１、図１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年のエンコーダの高分解能化に伴い、スケール格子が微小ピッチ化しており、周期位置信号の周期が短くなっている。そのため、エンコーダ本体の構成に関する組立誤差等の製造誤差の影響で、周期位置信号に対する原点検出用信号の位相位置がバラツキ易く、再現性よく、安定して、正確にパルス位置信号に同期したパルス原点信号発生することが難しくなってきている。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたものであり、近年のエンコーダ高分解能化に対応し、エンコーダ本体の構成で、組立誤差等の製造誤差が生じて、周期位置信号に対する原点検出用信号の位相位置が変化しても、パルス位置信号に同期したパルス原点信号を正確に発生する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】
この発明は、移動体の位置又は角度の変位に応じて、１つの周期位置信号の位相を基準位相として９０度ずつ位相の異なる４つの周期位置信号を発生する位置信号発生部と、前記移動体の変位位置が基準位置に達すると、信号の検出幅が前記４つの周期位置信号の周期の０．５倍以上、１．５倍未満となる原点検出用信号を発生する原点検出用信号発生部と、前記４つの周期位置信号の各信号の極性の切替えを選択的に行う極性切替部と、前記極性切替部が出力する前記４つの周期位置信号から、設定された分解能を有するパルス位置信号を生成する内挿分割部と、前記原点検出用信号が検出された期間における、位相が９０度異なる２つの前記周期位置信号に従った予め定められた位相位置に基づき、前記パルス位置信号に同期してパルス原点信号を発生する原点信号発生部と、を備えた、インクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置等にある。
【発明の効果】
【０００７】
この発明では、エンコーダ本体の構成で、組立誤差等の製造誤差が生じて、周期位置信号に対する原点検出用信号の位相位置が変化しても、パルス位置信号に同期したパルス原点信号を正確に発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に関わるインクリメンタル型エンコーダの周期位置信号および原点検出用信号をパルス信号に変換するパルス化変換装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に関わる周期位置信号、原点検出用信号の同期するタイミングの一例を示す波形図である。
【図３】この発明の実施の形態１に関わる極性切替部が非反転時の周期位置信号および原点検出用信号の波形図である。
【図４】この発明の実施の形態１に関わる極性切替部を反転に切り替えた後の周期位置信号および原点検出用信号の波形図である。
【図５】この発明の実施の形態１に関わる、極性切替部での反転と原点検出用信号の検出幅の中心位相Ｐｃとの関係を説明するための横軸にＡ相周期位置信号、縦軸にＢ相周期位置信号をプロットした場合のリサージュ波形図である。
【図６】この発明の実施の形態１に関わる、原点検出用信号の検出幅Ｗが０．５×Ｔより小さい場合の原点検出用信号の検出位置を説明するための、横軸にＡ相周期位置信号、縦軸にＢ相周期位置信号をプロットした場合のリサージュ波形図である。
【図７】この発明の実施の形態１に関わる、原点検出用信号の検出幅Ｗが１．５×Ｔ以上である場合の原点検出用信号の検出位置を説明するための、横軸にＡ相周期信号、縦軸にＢ相周期信号をプロットした場合のリサージュ波形図である。
【図８】この発明の実施の形態２に関わるインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置の極性切替部の一部の構成の一例を示す模式図である。
【図９】この発明の実施の形態３に関わるインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に関わるインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置の極性切替部の一部の構成の一例を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に関わるインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態１の変形例に関わる周期位置信号、原点検出用信号の同期するタイミングの一例を示す波形図である。
【図１３】この発明のインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置における２つの周期位相信号によるリサージュ波形に基づく原点同期位相を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明によるインクリメンタル型エンコーダは、位相の異なる４つの周期位置信号の各周期位置信号の極性を反転、非反転を切替可能な極性切替部を備え、原点検出用信号の信号検出幅が、周期位置信号の周期Ｔの０．５倍以上、１．５倍未満であることにより、従来の原点検出用信号が出力されている期間、設定された原点同期位相に基づき、パルス位置信号に同期したパルス原点信号を発生する原点信号発生部を用いても、高分解能化されたエンコーダ本体の構成において、組立誤差等の製造誤差が生じても、再現性よく、安定して、正確にパルス原点信号を生成することが可能になる。
【００１０】
本構成により、Ａ相パルス位置信号またはＢ相パルス位置信号のミスカウントや、カウントクリアされないといった不具合を防ぐことができる。周期位置信号に対する原点検出用信号の位相位置や、原点検出用信号の検出幅Ｗを緩和することができ、エンコーダ本体の構成の組立誤差などの製造誤差について、より大きな許容範囲を持たせることが可能となるため、製造コストが抑えられ、安価に製造することが可能となる。位相の異なる４つの周期位置信号のすべての周期位置信号の極性を反転、または非反転するため、移動体の変位の方向に対応した、各周期信号の位相の進みの関係に変化が生じない。したがって、移動体の変位の方向の正変位、逆変位の検出に際し、新たな調整機能を付加する必要がなく、製造コストが抑えられ安価である。
【００１１】
以下、この発明による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を各実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、各実施の形態において、同一または相当部分は同一符号で示し、重複する説明は省略する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に関わるインクリメンタル型エンコーダの、周期位置信号および原点検出用信号をパルス信号に変換するパルス化変換装置の構成の一例を示すブロック図である。インクリメンタル型エンコーダは被測定体である移動体の位置又は角度の変位を検出する。インクリメンタル型エンコーダのエンコーダ本体１からは、移動体の変位に応じて、それぞれ位相が異なる４つの周期位置信号(Ａ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−)２−５が出力される。これらの周期位置信号２−５は、変位速度に応じた周波数の正弦波信号であって、
周期位置信号(Ａ＋)２を基準位相とすると、
周期位置信号(Ｂ＋)４は基準位相に対して位相差９０度、
周期位置信号(Ａ−)３は基準位相に対して位相差１８０度、
周期位置信号(Ｂ−)５は基準位相に対して位相差２７０度、をそれぞれ有している。
移動体の変位の方向によって、周期位置信号(Ａ＋)２および周期位置信号(Ｂ＋)４のいずれか一方の位相が進んだものとなる。エンコーダ本体１からはさらに、移動体の基準位置検出の際に出力されるＺ相信号としての原点検出用信号６が出力される。
【００１３】
エンコーダ本体１は後述するように、移動体の位置又は角度の変位に応じて、１つの周期位置信号の位相を基準位相として９０度ずつ位相の異なる４つの周期位置信号２−５を発生する位置信号発生部１ａと、移動体の変位位置が基準位置に達すると、信号の検出幅Ｗが４つの周期位置信号２−５の周期Ｔの０．５倍以上、１．５倍未満となる原点検出用信号６を発生する原点検出用信号発生部１ｂと、を有する。これらの信号は例えば、移動体に設けられた非検出体をセンサ等で検出して得る。
【００１４】
図１のパルス化変換装置はエンコーダ本体１およびカウンタ部４１と共に、以下のものを備える。
切替可能な極性切替部７は、位相の異なる４つ周期位置信号(Ａ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−)２−５の各信号に対して、極性の反転と非反転を選択的に切替える。
第１の合成回路１９は、極性切替後の位相が１８０度異なる周期位置信号(Ａ＋’)と(Ａ−’)を差動させて、Ａ相周期位置信号１２としての差動信号((Ａ＋’)−(Ａ−’))を発生する。
第２の合成回路２０は、極性切替後の位相が１８０度異なる周期位置信号(Ｂ＋’)と(Ｂ−’)を差動させて、Ｂ相周期位置信号１３としての差動信号((Ｂ＋’)−(Ｂ−’))を発生する。
内挿分割部１４は、Ａ相周期位置信号１２およびＢ相周期位置信号１３から、予め設定された分解能を備えたＡ相パルス位置信号１６およびＢ相パルス位置信号１７を生成する。
原点信号発生部１５は、原点検出用信号６、Ａ相周期位置信号１２、Ｂ相周期位置信号１３、Ａ相パルス位置信号１６およびＢ相パルス位置信号１７を入力として、Ａ相パルス位置信号１６およびＢ相パルス位置信号１７に同期したパルス原点信号１８を求める。
パルス化変換装置から出力されたＡ相パルス位置信号１６、Ｂ相パルス位置信号１７、およびパルス原点信号１８は、カウンタ部４１に入力される。カウンタ部４１は、移動体の位置又は角度の変位を得るために、Ａ相パルス位置信号１６およびＢ相パルス位置信号１７をカウントすると共にパルス原点信号１８でカウントリセットを行う。
【００１５】
原点信号発生部１５における同期は、原点検出用信号６が検出された期間における、予め定められた原点同期位相Ｘに基づいて、Ａ相パルス位置信号１６およびＢ相パルス位置信号１７に同期して、パルス原点信号１８が発生される。
図１３に、この発明のインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置における２つの周期位相信号によるリサージュ波形に基づく原点同期位相を説明するための図を示す。
Ａ相周期位置信号１２およびＢ相周期位置信号１３の２つの周期位置信号の一方の値を２次元の直交座標系の横軸方向(ａ)にとり、他方の値を縦軸方向(ｂ)にとり、上記直交座標系上で、２つの周期位置信号１２，１３の値によって決まる点が移動体の変位につれて移動して描かれる波形を、２つの周期位置信号１２，１３のリサージュ波形ＬＩとする。図１３で一点鎖線で示されたリサージュ波形ＬＩの２次元の直交座標の中心位置をＯとする。また、リサージュ波形ＬＩの中心位置Ｏの周りの回転位置の基準回転位置をＰＰとする。図１３では、リサージュ波形ＬＩの直交座標の正側の横軸とリサージュ波形ＬＩとの交点を基準回転位置ＰＰとしている。Ｑは、原点信号発生部１５の回路設計段階で決められた、原点信号発生部１５のリサージュ波形の直交座標上の予め定められた位相位置の点である。そして例えば基準回転位置ＰＰを基準とすると、中心位置Ｏを中心とする角∠ＰＰＯＱの角度位置を原点同期位相Ｘとする。
すなわち、原点同期位相Ｘは２つの周期位置信号１２，１３の値で形成されるリサージュ波形ＬＩの直交座標の中心位置の周りの原点信号発生部１５の位相位置である。
一例として、原点信号発生部１５における同期は、原点検出用信号６が検出された期間における、Ａ相およびＢ相の２つの周期位置信号の一方の信号が、信号の振幅の中心値より高いまたは低いレベルであって、他方の信号が、信号の振幅の中心値を下から交差する、または上から交差する位相位置すなわち原点同期位相に基づいて、Ａ相パルス位置信号１６およびＢ相パルス位置信号１７に同期して、パルス原点信号１８を発生する。
上述の振幅の中心値とは、信号１周期の波の最大値と最小値の真ん中の値であり、信号の波の{(最大値−最小値)／２}である。
原点同期位相Ｘは、−１８０度、−９０度、０度、９０度、等の９０度の整数倍、９０°×Ｎ(Ｎ：整数)度の位相位置である。位置の値は、Ａ相パルス位置信号１６、Ｂ相パルス位置信号１７をカウンタ部４１に入力してカウントすることによって求める。この場合、パルス原点信号１８が発生したときにカウンタ部４１をリセットすることによって、位置検出の原点を定めることが可能となる。
【００１６】
図２は、図１の原点信号発生部１５における、Ａ相およびＢ相の周期位置信号１２，１３と原点検出用信号６の同期するタイミング、すなわち原点同期位相の一例を示す信号波形図である。図２において、縦軸が振幅、横軸が時間を示し、
(ａ)がＡ相周期位置信号１２、
(ｂ)がＢ相周期位置信号１３、
(ｃ)が原点検出用信号６を示す。
【００１７】
図２では、移動体が例えば設定された方向に回転しており、Ａ相周期位置信号１２がＢ相周期位置信号１３より９０度位相が進んでいる。一例として、破線Ｘで示す原点同期位相Ｘは、Ａ相周期位置信号１２がその中心値より高く、Ｂ相周期位置信号１３がその中心値を下から交差する位置を図示している。内挿分割部１４は、Ａ相周期位置信号１２の中心値とＢ相周期位置信号１３の中心値が同じレベルになるようオフセット値の補正を行う機能を含み得る。また、内挿分割部１４はさらに、Ａ相周期位置信号１２とＢ相周期位置信号１３の位相差の補正、および、Ａ周期位置信号１２、Ｂ相周期位置信号１３、それぞれの信号の振幅の補正を行う機能を含み得る。原点検出用信号６が、原点検出閾値Ｖｔより大きい値の期間を、検出幅Ｗの原点検出期間とすると、原点同期位相が１回含まれる場合、Ａ相パルス位置信号１６およびＢ相パルス位置信号１７に同期して、パルス原点信号１８が１個生成される。
【００１８】
近年、エンコーダの高分解能化が進み、それに伴い、位置変位検出用の格子の格子周期Ｐが小ピッチ化しており、Ａ相およびＢ相周期位置信号１２，１３の周期Ｔが小さくなり、高周波化されている。格子周期Ｐの微細化に伴い、相対的に、エンコーダ本体１の構成における、組立誤差などの製造誤差は大きくなり、周期位置信号１２，１３に対する原点検出用信号６の位相位置のばらつきが大きくなっている。このばらつきにより、原点検出用信号６が検出された期間内の原点同期位相が検出されなかったり、複数回検出されたりして、パルス原点信号１８が正確に検出されない。カウンタ部４１はパルス原点信号１８でカウントクリア、リセットされるが、パルス原点信号１８が検出されず、カウンタ部４１においてカウントクリア、リセットされないといった不具合や、パルス原点信号１８が複数検出され、不要なパルス原点信号１８が発生されることにより、誤ったカウント値になったり、移動体の回転方向によってカウント値が異なるといったミスカウント等の問題が発生していた。
【００１９】
従来の原点検出用信号６が出力されている期間、設定された原点同期位相でタイミングをとりパルス原点信号１８を発生する方式では、原点信号発生部において、パルス原点信号１８を正確に出力できない問題があった。以下
Ｔ：周期位置信号２−５、および１２，１３の周期
Ｗ：原点検出用信号６の検出幅、
ΔＷ：エンコーダ本体１の構成部品の製造誤差等による原点検出用信号６の検出幅Ｗの位相誤差
Ｐｃ：原点検出用信号６の検出幅Ｗの中心位相
Ｘ：原点同期位相
とする。
【００２０】
上述のエンコーダ本体１の構成部品の製造誤差等によって、原点検出用信号６の検出幅Ｗの位相誤差ΔＷが生じるので、原点検出用信号６の検出幅Ｗは、
(Ｔ−ΔＷ／３６０°×Ｔ)≦Ｗ＜Ｔ
の範囲に製造、調整される。原点検出用信号６の検出幅の中心位相Ｐｃが、
(Ｘ−１８０°)≦Ｐｃ＜(Ｘ＋１８０°)
に存在する場合、
(Ｘ−１８０°)≦Ｐｃ＜(Ｘ−１８０°＋ΔＷ／２)、または、
(Ｘ＋１８０°−ΔＷ／２)＜Ｐｃ＜(Ｘ＋１８０°)
であると、原点信号発生部１５においてパルス原点信号１８が出力されない。
【００２１】
一例として、位相誤差ΔＷを９０度とすると、原点検出用信号の検出幅Ｗは、
(３／４)×Ｔ≦Ｗ＜Ｔ
であり、
(Ｘ−１８０°)≦Ｐｃ＜(Ｘ−１３５°)、または、
(Ｘ＋１３５°)＜Ｐｃ＜(Ｘ＋１８０°)
であると、パルス原点信号１８が出力されない。すなわち、原点検出用信号の検出幅Ｗの位相誤差ΔＷが生じるため、原点検出用信号６は検出されない場合が生じていた。
【００２２】
この発明の構成によれば、位相が異なる４つの各周期位置信号(Ａ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−)２−５の極性を反転、非反転を切替可能な極性切替部７を備え、原点検出用信号６の信号検出幅Ｗが、周期位置信号２−５の周期Ｔの０．５倍以上、１．５倍未満、すなわち
Ｔ×０．５≦Ｗ＜Ｔ×１．５
であるようにすることにより、周期位置信号１２，１３に対して、原点検出用信号６の検出幅の中心位相Ｐｃがばらついていても、再現性よく、安定して、正確にパルス原点信号１８を発生することができ、Ａ相パルス位置信号１６またはＢ相パルス位置信号１７のカウンタ部４１におけるミスカウントや、カウントクリアされないといった不具合を防ぐことができる。周期位置信号１２，１３に対する原点検出用信号６の位相位置を緩和することができ、エンコーダ本体１の構成の組立精度等の製造誤差について、より大きな許容範囲を持たせることが可能となる。
【００２３】
極性切替部７において、入力値として１８０度位相が異なる２つの周期位置信号２と３、また周期位置信号４と５を用いることにより、極性切替部７の構成の簡素化が可能となる。
第１の合成回路１９および第２の合成回路２０は、電気的な配線の引きまわし経路にて、ノイズ等が周期位置信号２−５に加算された場合、２つの周期位置信号２と３、および４と５を差動させることにより、ノイズ等を除去する効果がある。これらの合成回路１９，２０は、内挿分割部１４に付属するものである。
なお、第１の合成回路１９および第２の合成回路２０は省略しても構わない。この場合、極性切替部７から出力された４つの周期位置信号(２−５)のうち、位相差が９０度異なる２つの周期位置信号を、Ａ相周期位置信号１２、およびＢ相周期位置信号１３として、内挿分割部１４、原点信号発生部１５が入力する。
【００２４】
図３は、原点検出用信号６の検出幅Ｗの中心位相Ｐｃが、
(Ｘ−１８０°)≦Ｐｃ＜(Ｘ−９０°)
に存在する場合の、極性切替部７が非反転時の、Ａ相およびＢ相の周期位置信号１２，１３と原点検出用信号６の同期するタイミング、すなわち原点同期位相Ｘの別の例を示す信号波形図である。縦軸、横軸(ａ)−(ｃ)はそれぞれ図２のものに対応する。
(ｃ)に示す、原点検出用信号６が検出された期間である検出幅Ｗ内に、原点同期位相Ｘが２回生じており、パルス原点信号１８が２個発生している。この場合、極性切替部７にて、４つの周期位置信号の極性の切替を、すべて反転に切り替えると、図４に示す、周期位置信号と原点検出用信号の信号波形図となる。４つの周期位置信号２−５の極性をすべて反転に切り替えたことにより、原点検出用信号６が検出された検出幅Ｗ内に、原点同期位相Ｘ、すなわちパルス原点信号１８が１回となる。
【００２５】
極性切替部７にて、各周期位置信号２−５に対する原点検出用信号６の検出幅Ｗの中心位相Ｐｃを予め測定しておき、この中心位相Ｐｃの位置によって、極性切替部７の極性切替回路の切替を行う。原点検出用信号６の検出幅Ｗの中心位相Ｐｃが、
(Ｘ−１８０°)≦Ｐｃ＜(Ｘ＋１８０°)に存在する場合、
(Ｘ＋９０°)＜Ｐｃ＜(Ｘ＋１８０°)、または、
(Ｘ−１８０°)≦Ｐｃ＜(Ｘ−９０°)
を満たす場合、４つの周期位置信号２−５の極性をすべて反転に設定し、
(Ｘ−９０°)≦Ｐｃ≦(Ｘ＋９０°)
を満たす場合、４つの周期位置信号２−５の極性をすべて非反転に設定する。
Ａ相およびＢ相の２つの周期位置信号の、一方の周期位置信号が、上述の中心値より高いまたは低いレベルであり、他方の周期位置信号が振幅の中心値を増加して超える、または減少して下回る位相位置を原点同期位相Ｘとすると、原点同期位相Ｘは、横軸にＡ相周期位置信号１２、縦軸にＢ相周期位置信号１３をプロットした場合のリサージュ波において、−１８０°、−９０°、０°、９０°のいずれかとなる。
【００２６】
図５に、横軸にＡ相周期位置信号１２、縦軸にＢ相周期位置信号１３をプロットした場合のリサージュ波形を示す。一例として、原点同期位相Ｘを０度とすると、
９０°＜Ｐｃ＜１８０°、または、
−１８０°≦Ｐｃ＜−９０°
を満たす場合、４つの周期位置信号２−５の極性をすべて反転に設定し、
−９０°≦Ｐｃ≦９０°
を満たす場合、４つの周期位置信号２−５の極性をすべて非反転に設定する。
【００２７】
すなわち、原点検出用信号６の検出幅Ｗの中心位相Ｐｃが、Ａ相周期位置信号１２がマイナス値となる場合、すなわち図５における斜線にハッチングした領域に存在する場合は、極性を反転に切り替える。
９０°＜Ｐｃ＜１８０°
に存在する中心位相Ｐｃ２は、極性切替部７の極性切替回路にて反転に切り替えることにより、リサージュ波形の原点(０，０)に対象に、−９０°＜Ｐｃ＜０°のＰｃ２’に切り替わる。Ｐｃ２’に切り替わることにより、原点検出用信号６が検出された期間内に、原点同期位相Ｘが１回となる。
同様に、
−１８０°≦Ｐｃ＜−９０°
に存在する中心位相Ｐｃ３は、極性切替部７の極性切替回路にて反転に切り替えることにより、リサージュ波形の原点(０，０)に対象に、０°＜Ｐｃ＜９０°のＰｃ３’に切り替わることにより、原点検出用信号６が検出された期間内に、原点同期位相Ｘが１回となる。
【００２８】
エンコーダ本体１の構成を移動体に組立後、移動体を変位させ、エンコーダ本体１から検出される各周期位置信号２−５および原点検出用信号６を、オシロスコープ等を用いてモニタし、各周期位置信号２−５に対する原点検出用信号６の検出幅Ｗの中心位相Ｐｃを測定する。
一例として、エンコーダ本体１を移動体であるモータに取り付け、モータのシャフトを、モータを回転させる測定用モータのシャフトとカップリングする。測定用モータは、測定用モータ用駆動制御装置を用いて、駆動する。モータのシャフトが回転し、エンコーダ本体１から出力される各周期位置信号２−５および原点検出用信号６をオシロスコープでモニタし、各周期位置信号２−５に対する原点検出用信号６の検出幅Ｗの中心位相Ｐｃを測定する。
なお上述のモータ、測定用モータ、測定用モータ用駆動制御装置、オシロスコープの図示は省略されている。
その測定結果に基づき、極性切替部７の極性切替回路の反転、非反転を設定することで、再現性よく、安定して、正確にパルス原点信号を発生することが可能となる。さらに、各周期位置信号２−５の極性をすべて反転、または非反転するため、移動体の変位の方向に対応した、各周期位置信号２−５の位相の進みの関係に変化が生じない。したがって、移動体の変位の方向の正変位、逆変位の検出に際し、新たな調整機能を付加する必要がなく、製造コストが抑えられ安価である。
【００２９】
従来の原点検出用信号６が出力されている期間、設定された原点同期位相Ｘでタイミングをとりパルス原点信号１８を発生する原点信号発生部１５では、原点検出用信号６の検出幅Ｗは、
(Ｔ−ΔＷ／３６０°×Ｔ)≦Ｗ＜Ｔ
であった。しかし、極性切替部７を備えることにより、原点検出用信号６の検出幅Ｗの精度が、
０．５×Ｔ≦Ｗ＜１．５×Ｔ
となり、検出幅Ｗの許容値を大きくとることが可能となる。
【００３０】
原点検出用信号６の検出幅Ｗが０．５×Ｔより小さい場合、一例として、原点検出用信号６の検出幅Ｗの中心位相Ｐｃがリサージュ波形の９０度に位置し、原点同期位相Ｘを０度とすると、図６に示すように、原点同期位相Ｘにて原点検出用信号６が検出されず、パルス原点信号１８が検出されない。したがって、原点検出用信号６の検出幅Ｗの中心位相Ｐｃがどこにあっても、再現性よく、安定して、正確にパルス原点信号１８を発生するためには、原点検出用信号６の検出幅Ｗが０．５×Ｔ以上である必要がある。
【００３１】
原点検出用信号６の検出幅Ｗが１．５×Ｔ以上である場合、一例として、原点検出用信号６の検出幅Ｗの中心位相Ｐｃがリサージュ波形の９０度に位置し、原点同期位相Ｘを０度とすると、図７に示すように、原点同期位相Ｘにて、原点検出用信号６を２回検出するので、パルス原点信号１８を２個発生することになる。したがって、原点検出用信号６の検出幅Ｗの中心位相Ｐｃがどこにあっても、再現性よく、安定して、正確にパルス原点信号を発生するためには、原点検出用信号６の検出幅Ｗが１．５×Ｔより小さいことが必要である。
【００３２】
上述のように、原点検出用信号６の検出幅Ｗの中心位相Ｐｃがどこにあっても、再現性よく、安定して、正確にパルス原点信号１８を発生するためには、原点検出用信号６の検出幅Ｗの精度が、下記式(１)を満たす必要ある。
【００３３】
０．５×Ｔ≦Ｗ＜１．５×Ｔ      (１)
【００３４】
式(１)を満たすことより、従来の原点検出用信号６の検出幅Ｗ
Ｔ−ΔＷ／３６０°×Ｔ≦Ｗ＜Ｔ
よりも、検出幅Ｗの精度が緩和される。したがって、エンコーダ本体１の構成の設計裕度が広がり、より大きな製造許容範囲を持たせることが可能となるため、製造コストが抑えられ、安価に製造することが可能となる。エンコーダ本体１の構成を移動体に組立後、移動体を変位させ、エンコーダ本体１から検出される各周期位置信号２−５および原点検出用信号６を、オシロスコープ等を用いてモニタし、原点検出用信号６の検出幅Ｗを測定する。原点検出用信号６の検出幅Ｗの設定には、エンコーダ本体１に、ディジタルポテンショメータ等を用いた調整機能が付いている。ディジタルポテンショメータは図示が省略されている。また、原点信号発生部１５に、原点検出閾値Ｖｔなどを調整する調整機能が付いており、原点検出用信号６の検出幅Ｗを０．５×Ｔ以上、１．５×Ｔ未満に調整、設定することにより、再現性よく、安定して、正確にパルス原点信号１８を発生することが可能となる。
【００３５】
なお、パルス化変換装置の一例として、第１の合成回路１９と、第２の合成回路２０と、内挿分割部１４と、原点信号発生部１５を含めて、１つまたは複数のディジタル集積回路からなるディジタル集積回路部で構成し、このディジタル集積回路部と、極性切替部７を１つの基板上に実装したパルス化変換基板で構成することがあげられる。集積回路は、ノイズ除去の効果から、第１の合成回路１９と第２の合成回路２０を含めた構成が望ましい。この集積回路を用いることで、飛躍的に設置面積が小さくなり、小型化が可能となる。
【００３６】
なお、上記の例では図２に示すように、原点信号発生部１５の回路設計段階で決められた、原点信号発生部１５のリサージュ波形の直交座標上の予め定められた位相位置Ｑ、すなわち原点同期位相Ｘが９０度の整数倍である９０度×Ｎ(Ｎ：整数)の場合を説明した。
位相位置Ｑの別の例を図１２に示す。図１２に示すように、Ａ相およびＢ相の２つの周期位置信号１２，１３の、どちらの周期位置信号も、信号の波の振幅の中心値より高いまたは低いレベルであり、２つの周期位置信号が交差する位相位置を原点同期位相Ｘとしてもよい。原点同期位相Ｘは、横軸にＡ相周期位置信号１２、縦軸にＢ相周期位置信号１３をプロットした場合のリサージュ波において、−１３５°、４５°のいずれかとなる。
これはひいては、予め定められた位相位置Ｑは、４５度に１８０度の整数倍を加えた４５＋１８０×Ｎ度(Ｎ：整数)となる。
【００３７】
実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１における極性切替部７が、概略、
基準位相の周期位置信号２と、基準位相と１８０位相が異なる周期位置信号３とを、電気的に配線を入れかえ可能な第１の極性切替回路７１と、
基準位相と９０度位相が異なる周期位置信号４と、基準位相と２７０度位相が異なる周期位置信号５とを、電気的に入れかえ可能な第２の極性切替回路７２と、
を備える。図８は、第１の極性切替回路７１の一例の模式図であり、第２の極性切替回路７２も同様の構成である。
一例として、最も簡素化された、パルス化変換装置の構成を図１１に示す。第１の合成回路１９、第２の合成回路２０、内挿分割部１４、原点信号発生部１５の部分は、パルス化変換ＩＣ(ＤＣ)で示したディジタル集積回路部で構成する。ディジタル集積回路部は、１つまたは複数のディジタル集積回路で構成され得る。
第１の極性切替回路７１は、同じ構成を有する第１の切替選択部７１ａ，７１ｂを備える。第２の極性切替回路７２も同様の構造を有し、第２の切替選択部７２ａ，７２ｂを備える。各切替選択部は端子１、端子２、端子３を備え、端子２を端子１に電気的に接続することにより、入力した周期位置信号の極性が非反転となり、端子２を端子３に電気的に接続することにより、各周期位置信号の極性が反転する。
エンコーダ本体１から出力された、１つの周期位置信号の位相を基準位相として９０度ずつ位相の異なる４つの周期位置信号(２−５)のうち、それぞれ互いに位相が１８０度異なるＡ＋、Ａ−で示された２つの周期位置信号を１セットとし、第１の極性切替回路７１に入力する。同様に、第１の極性切替回路７１に入力した以外の、それぞれ互いに位相が１８０度異なるＢ＋、Ｂ−で示された２つの周期位置信号を、第２の極性切替回路７２に入力する。
上述のように、各周期位置信号２−５に対する原点検出用信号６の検出幅Ｗの中心位相Ｐｃを測定した測定結果に基づき、第１および第２の極性切替回路７１，７２にて、各切替選択部７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂで端子２を、端子１または端子３のどちらか一方に電気的に接続する。第１および第２の極性切替回路７１，７２から出力された、１つの周期位置信号の位相を基準位相として９０度ずつ位相の異なる４つの周期位置信号はパルス化変換ＩＣ(ＤＣ)に入力される。原点検出用信号６ａもパルス化変換ＩＣ(ＤＣ)に入力される。原点検出用信号６ａは、原点検出用信号６ａの極性を反転した反転原点検出用信号６ｂと併せて、パルス化変換ＩＣ(ＤＣ)に入力してもよい。この場合、パルス化変換ＩＣ(ＤＣ)にて、原点検出用信号６ａと反転原点検出用信号６ｂの差動処理を行う。パルス化変換ＩＣ(ＤＣ)からは、Ａ相パルス位置信号１６、Ｂ相パルス位置信号１７、およびパルス原点信号１８が出力される。これらのパルス化変換ＩＣ(ＤＣ)は第１および第２の極性切替回路７１，７２と共に同一基板上に実装してもよい。
【００３８】
第１の極性切替回路７１の第１の切替選択部７１ａ，７１ｂを図８に示す反転状態に切り替えると、基準位相の周位置期信号(Ａ＋)２は、基準位相と１８０度位相が異なる周期位置信号(Ａ−’)９に切り替わり、基準位相と１８０度位相が異なる周期位置信号(Ａ−)３は、基準位相の周期位置信号(Ａ＋’)８に切り替わる。
第１の極性切替回路７１の第１の切替選択部７１ａ，７１ｂを図８のそれぞれ下側の端子に接続する非反転に切替ると、基準位相の周期位置信号(Ａ＋)２は、基準位相の周期位置信号(Ａ＋’)８のまま出力され、基準位相と１８０度位相が異なる周期位置信号(Ａ−)３は、基準位相と１８０度位相が異なる周期位置信号(Ａ−’)９のまま出力される。
第２の切替選択部７２ａ，７２ｂを有する第２の極性切替回路７２も同様である。
【００３９】
実施の形態１の各極性切替回路において、入力値として１８０度位相が異なる２つの周期位置信号を用いること、すなわち９０度ずつ位相の異なる４つの周期位置信号を用いることにより、電気的に配線を入れかえる構成の極性切替回路を備えることが可能となる。
各極性切替回路は、例えば図８に示すような、簡易な構成をしており、信号の比較処理や論理処理や加算、演算処理をする必要がない。オペアンプ等で構成される演算処理回路やコンパレータなどで構成される比較回路などは必要ない。近年、移動体の変位速度は高速化しており、周波数特性が優れた高価な回路部品を用いているが、その部品点数の増加は生じない。したがって製造コストが抑えられ、安価である。設置面積の増加が抑えられ、小型化が可能となる。また、回路部品から生じる発熱も抑えられ、信号特性の不具合を防げる。
【００４０】
実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３に関わるインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置の構成の一例を示すブロック図である。実施の形態３は、実施の形態１における、エンコーダ本体１から、移動体の変位に応じて出力される周期位置信号が、９０度位相の異なる２つの周期位置信号(Ａ)３１、周期位置信号(Ｂ)３２であり、第１の極性切替部２１および第２の極性切替部２２を備える。
【００４１】
エンコーダ本体１からは、移動体の変位に応じて、９０度位相が異なる２つの周期位置信号(Ａ、Ｂ)３１，３２が出力される。これら２つの周期位置信号３１，３２は、変位速度に応じた周波数の正弦波信号であって、移動体の変位の方向によって、周期位置信号(Ａ)３１または周期位置信号(Ｂ)３２のいずれか一方の位相が進んだものになる。
この場合、エンコーダ本体１は、移動体の位置又は角度の変位に応じて、位相が９０度異なる２つの周期位置信号を発生する位置信号発生部１ａと、移動体の変位位置が基準位置に達すると、信号の検出幅Ｗが周期位置信号３１，３２の周期Ｔの０．５倍以上、１．５倍未満となる原点検出用信号６を発生する原点検出用信号発生部１ｂと、を有することになる。
【００４２】
周期位置信号(Ａ)３１の極性の反転と非反転は、切替可能な第１の極性切替部２１で行われ、周期位置信号(Ｂ)３２の極性の反転と非反転は、切替可能な第２の極性切替部２２で行われる。その他の内挿分割部１４、原点信号発生部１５、カウンタ部４１の部分については上記実施の形態と同様である。
【００４３】
エンコーダ本体１から出力される周期位置信号３１，３２が、９０度位相が異なる２つの周期位置信号でも、第１の極性切替部２１および第２の極性切替部２２を備えることにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
実施の形態４．
実施の形態４は、実施の形態３における各極性切替部２１，２２が、非反転回路２１２ｂと反転回路２１２ａと切替選択部２１２ｃで構成される。図１０は、第１の極性切替部２１の一例を示すもので、第２の極性切替部２２も同様の構成である。
反転回路２１２ａはオペアンプなどを用いて構成され、各周期位置信号の振幅値の増幅率調整や、オフセット値の調整が可能である。非反転回路２１２ｂも同様である。ただし、各周期位置信号の調整が不要であれば、非反転回路２１２ｂは図１０で破線で示すように、備えなくても構わない。例えば、オフセット値が１．０Ｖであって、オフセット値を中心に、±０．５Ｖの振幅の周期位置信号の場合、２．０Ｖから周期位置信号を差動する差動回路を備えることで、反転信号が得られる。
【００４５】
エンコーダ本体１から出力される周期位置信号が、９０度位相が異なる２つの周期位置信号３１，３２でも、切替スイッチからなる切替選択部２１２ｃと、演算回路を１つまたは２つを備える非反転回路２１２ｂと反転回路２１２ａからなる極性切替部にて、周期位置信号の反転、非反転とを切替可能となる。非反転回路２１２ｂと反転回路２１２ａからなる極性切替部は、演算回路を１つまたは２つ含み、比較的簡易な回路構成である。部品点数の増加は限られており、製造コストが抑えられ安価である。設置面積の増加も抑えられ、小型化が可能となる。また、回路部品から生じる発熱も抑えられ、信号特性の不具合を防げる。
【００４６】
なお、エンコーダ本体１の移動体の位置又は角度の変位を計測する部分は、光学式でも磁気式でもどちらでも構わない。
また、上記各実施の形態では、各周期位置信号２−５に対する原点検出用信号６の検出幅Ｗの中心位相Ｐｃの測定およびこの中心位相Ｐｃの位置に従った極性切替部７の極性切替回路の切替を人手により行っている。しかしながら、例えば極性切替部７に原点検出用信号６も入力し、極性切替部７に電圧計等のセンサおよびセンサでの検出値に基づく演算処理および制御のための演算制御部を設け、さらに極性切替回路を演算制御部で制御される電動スイッチで構成することにより、上述の検出幅Ｗの中心位相Ｐｃ等の測定、回路の切替えを自動で行うようにしてもよい。この場合、極性切替部７の演算制御部は、第１、第２の合成回路１９、２０、内挿分割部１４、原点信号発生部１５と共にディジタル集積回路部内に構成する。
またはさらに、エンコーダ本体１から原点検出用信号６の検出幅Ｗの設定用ディジタルポテンショメータの設定信号を極性切替部７で入力して使用するようにしてもよい。
【００４７】
なおこの発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、これらの可能な組み合わせを全て含む。
【産業上の利用の可能性】
【００４８】
この発明は、種々の分野、種々の形態のインクリメンタル型エンコーダのパルス化変換装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１  エンコーダ本体、１ａ  位置信号発生部、１ｂ  原点検出用信号発生部、２−５  周期位置信号、６，６ａ  原点検出用信号、６ｂ  反転原点検出用信号、７  極性切替部、１２  Ａ相周期位置信号、１３  Ｂ相周期位置信号、１４  内挿分割部、１５  原点信号発生部、１６  Ａ相パルス位置信号、１７  Ｂ相パルス位置信号、１８  パルス原点信号、１９  第１の合成回路、２０  第２の合成回路、２１  第１の極性切替部、２２  第２の極性切替部、３１，３２  周期位置信号、４１  カウンタ部、７１  第１の極性切替回路、７２  第２の極性切替回路、７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ  切替選択部、２１２ａ  反転回路、２１２ｂ  非反転回路、２１２ｃ  切替選択部。
【図１】
0006625236.tif 000002
【図２】
0006625236.tif 000003
【図３】
0006625236.tif 000004
【図４】
0006625236.tif 000005
【図５】
0006625236.tif 000006
【図６】
0006625236.tif 000007
【図７】
0006625236.tif 000008
【図８】
0006625236.tif 000009
【図９】
0006625236.tif 000010
【図１０】
0006625236.tif 000011
【図１１】
0006625236.tif 000012
【図１２】
0006625236.tif 000013
【図１３】
0006625236.tif 000014