(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンコーダより出力された９０°の位相差を有する２相の周期的な出力信号から、前記位相差の誤差が補正された２相の補正信号を生成する位相差補正を行う位相差補正ステップと、
前記位相差補正ステップにて生成された前記２相の補正信号の振幅を揃える振幅補正を行う補正信号振幅補正ステップと、
前記補正信号振幅補正ステップで振幅補正された前記２相の補正信号を内挿処理して位相角を得る位相角取得ステップと、
前記補正信号振幅補正ステップにて振幅補正される前の前記２相の補正信号の振幅から、前記位相差の誤差により前記位相角に生じる誤差である位相角誤差を決定する誤差決定ステップと、
前記位相角取得ステップで取得した前記位相角を、前記誤差決定ステップで決定した前記位相角誤差で補正する位相角補正ステップと、
を有する内挿方法。
【請求項２】
前記振幅補正される前の前記２相の補正信号の一方の振幅値をＶＡとし、他方の振幅値をＶＢとし、前記位相角誤差をθとした場合、前記誤差決定ステップは、前記位相角誤差を下記の式、
θ＝ｔａｎ−１（ＶＢ／ＶＡ）
を用いて決定する請求項１に記載の内挿方法。
【請求項３】
前記位相差補正ステップでは、前記２相の周期的な出力信号を加算した加算信号と、前記２相の周期的な出力信号の一方から他方を減算した減算信号とを、前記２相の補正信号として生成する請求項１又は２に記載の内挿方法。
【請求項４】
前記位相差補正ステップの前に、前記２相の周期的な出力信号の振幅を揃える振幅補正を行う出力信号振幅補正ステップを有し、
前記位相差補正ステップは、前記出力信号振幅補正ステップにて振幅補正された前記２相の周期的な出力信号の入力を受けて、前記位相差補正を行う請求項１から３のいずれか１項に記載の内挿方法。
【請求項５】
前記位相差補正ステップの前に、前記２相の周期的な出力信号のオフセット値を求め、前記オフセット値に基づき前記２相の周期的な出力信号に対してオフセット補正を行うオフセット補正ステップを有し、
前記位相差補正ステップは、前記オフセット補正ステップにてオフセット補正された前記２相の周期的な出力信号の入力を受けて、前記位相差補正を行う請求項１から４のいずれか１項に記載の内挿方法。
【請求項６】
エンコーダより出力された９０°の位相差を有する２相の周期的な出力信号から、前記位相差の誤差が補正された２相の補正信号を生成する位相差補正を行う位相差補正部と、
前記位相差補正部から出力された前記２相の補正信号の振幅を揃える振幅補正を行う補正信号振幅補正部と、
前記補正信号振幅補正部が振幅補正した前記２相の補正信号を内挿処理して位相角を得る位相角取得部と、
前記補正信号振幅補正部により振幅補正される前の前記２相の補正信号の振幅から、前記位相差の誤差により前記位相角に生じる誤差である位相角誤差を決定する誤差決定部と、
前記位相角取得部が取得した前記位相角を、前記誤差決定部が決定した前記位相角誤差で補正する位相角補正部と、
を備える内挿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダから出力された２相の出力信号に対して内挿処理を行う内挿方法及び内挿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元測定器、真円度測定器、及び角度測定器等の各種の測定器には、ロータリーエンコーダ及びリニアエンコーダ等のエンコーダが設けられている。このエンコーダは、位相差が９０°ずれた２相の正弦波信号を内挿装置（内挿回路）に出力する。内挿装置は、エンコーダから出力された２相の正弦波信号の位相変化の空間周期を更に細分して内挿するものであり、２相の正弦波信号から位相角を求め、求めた位相角を基に測定器の被測定体の変位量、変位方向、及び変位速度等を示す位置データを演算する。
【０００３】
この際に、エンコーダから出力される２相の正弦波信号は、オフセットがとれており（中心電圧がゼロ）、互いに振幅が等しく、かつ２つの信号間の位相差が９０°である必要がある。しかし、これらオフセット、振幅の誤差、及び位相差の誤差を完全に除去するのは極めて困難で、これが位置データの測定精度向上の障害となっている。
【０００４】
そこで、内挿装置では、エンコーダから出力される２相の正弦波信号のオフセットを補正するオフセット補正と、２相の正弦波信号の振幅を揃える振幅補正とを行う。さらに、特許文献１に記載の内挿装置では、上述のオフセット補正及び振幅補正に加えて、２相の正弦波信号の位相差の誤差を補正する位相差補正を行う。
【０００５】
特許文献１に記載の内挿装置による位相差補正では、２相の正弦波信号により表されるリサージュ波形の座標値を４５°反時計回りに回転させた座標値に座標変換することで、４５°反時計回りに回転させたリサージュ波形を描く２相の補正信号を生成する。この座標変換は加算演算と減算演算とにより実行可能であるので、２相の補正信号は、２相の正弦波信号を加算した加算信号と、２相の正弦波信号の一方から他方を減算した減算信号とにより構成される。
【０００６】
ここで、位相差の誤差が補正された２相の補正信号には振幅ずれが発生するため、特許文献１では、２相の補正信号に対して振幅補正を再度行う。これにより、２相の補正信号により表されるリサージュ波形が真円となる、すなわちオフセット補正、振幅補正、及び位相差補正された２相の補正信号が得られる。その結果、各補正が施された２相の補正信号から位相角を求め、求めた位相角を基に測定器の被測定体の位置データを求めることができ、各補正を行う前よりも位置データの測定精度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１４９００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１５は、上記特許文献１に記載の位相差補正を行った場合に生じる課題を説明するための説明図である。なお、図１５では、位相差の誤差の大きさが異なる２組の２相の正弦波信号に対してそれぞれ位相差補正及び振幅補正を行った場合に得られる信号を、リサージュ波形（実線で表示）で表している。なお、符号１００Ａは位相差の誤差が＜誤差１＞である場合のリサージュ波形であり、符号１００Ｂは位相差の誤差が誤差１とは異なる＜誤差２＞である場合のリサージュ波形である。また、符号１０４は、オフセット、振幅の誤差、及び位相差の誤差がない理想的な２相の正弦波信号が表すリサージュ波形（点線で表示）である。
【０００９】
図１５において、上記特許文献１に記載の位相差補正と同様に、図中の上段に示すリサージュ波形１０１Ａ，１０１Ｂを形成する２相の正弦波信号に対して加算演算及び減算演算（リサージュ波形の４５°回転）を行うことにより、図中の中段に示すリサージュ波形１０２Ａ，１０２Ｂを形成する２相の補正信号が得られる。そして、図中の下段に示すように、２相の補正信号に対して振幅補正を行った場合、振幅補正後の２相の補正信号が形成するリサージュ波形１０３Ａ、１０３Ｂは真円になる。
【００１０】
しかしながら、図中上段において、リサージュ波形１０４上のある一点Ｐ０（位相差の誤差がない場合の真値）に注目した場合、この一点Ｐ０に対応するリサージュ波形１０１Ａ上の対応点Ｐ１Ａの位置と、リサージュ波形１０１Ｂ上の対応点Ｐ１Ｂの位置とが、位相差の誤差の大きさに応じて変わってしまう。すなわち、リサージュ波形１０１Ａ上に一点Ｐ０（真値）が投影される位置と、リサージュ波形１０１Ｂ上に一点Ｐ０（真値）が投影される位置とが異なってしまう。その結果、図中の中段及び下段において、リサージュ波形１０２Ａ，１０３Ａ上での対応点Ｐ１Ａの位置と、リサージュ波形１０２Ｂ，１０３Ｂ上での対応点Ｐ１Ｂの位置とが位相差の誤差の大きさに応じて変わってしまう。
【００１１】
このように特許文献１に記載の位相差補正では、リサージュ波形１０３Ａ，１０３Ｂ上での対応点Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂの位置が異なってしまうが、元々の一点Ｐ０（真値）の位置は同じである。このため、位相差の誤差の大きさに関係なく、リサージュ波形１０３Ａ，１０３Ｂ上での対応点Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂの位置が同じ位置にならないと真の補正とはいえない。従って、上記特許文献１の位相差補正後の２相の補正信号から得られる位相角には、エンコーダから出力される２相の正弦波信号の位相差の誤差の大きさに応じた位相角誤差Δθが含まれてしまう。その結果、この位相角を基に求められる位置データにも誤差が生じてしまうため、位置データの測定精度が低下してしまう。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、位相差の誤差により生じる位相角の誤差を補正することができる内挿方法及び内挿装置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】
【００１３】
本発明の目的を達成するための内挿方法は、エンコーダより出力された９０°の位相差を有する２相の周期的な出力信号から、位相差の誤差が補正された２相の補正信号を生成する位相差補正を行う位相差補正ステップと、位相差補正ステップにて生成された２相の補正信号の振幅を揃える振幅補正を行う補正信号振幅補正ステップと、補正信号振幅補正ステップで振幅補正された２相の補正信号を内挿処理して位相角を得る位相角取得ステップと、補正信号振幅補正ステップにて振幅補正される前の２相の補正信号の振幅から、位相差の誤差により位相角に生じる誤差である位相角誤差を決定する誤差決定ステップと、位相角取得ステップで取得した位相角を、誤差決定ステップで決定した位相角誤差で補正する位相角補正ステップと、を有する。
【００１４】
この内挿方法によれば、エンコーダより出力された２相の周期的な出力信号の位相差の誤差により位相角に生じる位相角誤差を補正することができるので、被測定体の位置データの測定精度を向上させることができる。
【００１５】
本発明の他の態様に係る内挿方法において、振幅補正される前の２相の補正信号の一方の振幅値をＶＡとし、他方の振幅値をＶＢとし、位相角誤差をθとした場合、誤差決定ステップは、位相角誤差を下記の式、θ＝ｔａｎ−１（ＶＢ／ＶＡ）を用いて決定する。振幅補正の際に求める２相の補正信号の振幅値から位相角誤差を決定することができる。
【００１６】
本発明の他の態様に係る内挿方法において、位相差は９０°であり、位相差補正ステップでは、２相の周期的な出力信号を加算した加算信号と、２相の周期的な出力信号の一方から他方を減算した減算信号とを、２相の補正信号として生成する。これにより、位相差の誤差が補正された２相の補正信号を生成することができる。
【００１７】
本発明の他の態様に係る内挿方法において、位相差補正ステップの前に、２相の周期的な出力信号の振幅を揃える振幅補正を行う出力信号振幅補正ステップを有し、位相差補正ステップは、出力信号振幅補正ステップにて振幅補正された２相の周期的な出力信号の入力を受けて、位相差補正を行う。これにより、位相差補正ステップの前に２相の周期的な出力信号の振幅を揃えることができるので、これら２相の周期的な出力信号により形成されるリサージュ波形を長軸が座標軸に対して４５°傾いた楕円にすることができる。その結果、位相差補正ステップでは加算演算及び減算演算により簡単に位相差補正を行うことができる。
【００１８】
本発明の他の態様に係る内挿方法において、位相差補正ステップの前に、２相の周期的な出力信号のオフセット値を求め、オフセット値に基づき２相の周期的な出力信号に対してオフセット補正を行うオフセット補正ステップを有し、位相差補正ステップは、オフセット補正ステップにてオフセット補正された２相の周期的な出力信号の入力を受けて、位相差補正を行う。これにより、位相差補正ステップの前に２相の周期的な出力信号のオフセットを補正することができる。
【００１９】
本発明の目的を達成するための内挿装置は、エンコーダより出力された９０°の位相差を有する２相の周期的な出力信号から、位相差の誤差が補正された２相の補正信号を生成する位相差補正を行う位相差補正部と、位相差補正部から出力された２相の補正信号の振幅を揃える振幅補正を行う補正信号振幅補正部と、補正信号振幅補正部が振幅補正した２相の補正信号を内挿処理して位相角を得る位相角取得部と、補正信号振幅補正部により振幅補正される前の２相の補正信号の振幅から、位相差の誤差により位相角に生じる誤差である位相角誤差を決定する誤差決定部と、位相角取得部が取得した位相角を、位相角誤差決定部が決定した位相角誤差で補正する位相角補正部と、を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の内挿方法及び内挿装置は、位相差の誤差により生じる位相角の誤差を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】エンコーダの内挿装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】エンコーダから出力される２相の正弦波信号の一例を説明するための説明図である。
【図３】オフセット、振幅の誤差、及び位相差の誤差をそれぞれ含む２相の正弦波信号により形成されるリサージュ波形を説明するための説明図である。
【図４】オフセット補正された２相の正弦波信号により形成されるリサージュ波形と、振幅補正された２相の正弦波信号により形成されるリサージュ波形とを説明するための説明図である。
【図５】位相差補正後の２相の補正信号により形成されるリサージュ波形を説明するための説明図である。
【図６】振幅補正された２相の補正信号により形成されるリサージュ波形を説明するための説明図である。
【図７】位相差の誤差を含む振幅補正前の２相の正弦波信号により形成されるリサージュ波形Ｒ３と、位相差の誤差がない理想的な２相の正弦波信号により形成されるリサージュ波形とを説明するための説明図である。
【図８】図７に示したリサージュ波形の位相差補正後のリサージュ波形を説明するための説明図である。
【図９】図８に示したリサージュ波形の振幅補正後のリサージュ波形を説明するための説明図である。
【図１０】位相角誤差Δθから位相差補正による４５°（π／４）回転分を引いた角度ψの算出を説明するための説明図である。
【図１１】内挿装置による位置データの演算までの流れを示したフローチャートである。
【図１２】位相差の誤差が時間と共に大きくなる場合の本実施形態の効果を説明するための説明図である。
【図１３】位相差の誤差が時間と共に増減する場合の本実施形態の効果を説明するための説明図である。
【図１４】他実施形態の内挿装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図１５】上記特許文献１に記載の位相差補正を行った場合に生じる課題を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［内挿装置の構成］
図１は、エンコーダ９の内挿装置１０の電気的構成を示すブロック図である。図１に示すように、エンコーダ９は、例えば、３次元測定器、真円度測定器、及び角度測定器等の各種の測定器（図示は省略）に搭載されるリニアエンコーダ又はロータリーエンコーダであり、２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１を出力する。なお、エンコーダ９の構造は周知技術であるので具体的な説明は省略する。
【００２３】
図２は、エンコーダ９から出力される２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１の一例を説明するための説明図である。図２に示すように、エンコーダ９は、９０°［π／２（ｒａｄ）］の位相差を有する２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１を出力する。これら２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１は、本発明の２相の周期的な出力信号に相当する。
【００２４】
ここで、オフセット、振幅の誤差、及び位相差の誤差がない理想的な２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１であれば、これら２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１により形成されるリサージュ波形Ｒ１は真円となる。しかし、既述の通り、エンコーダ９から出力される実際の２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１から、オフセット、振幅の誤差、及び位相差の誤差の全てを取り除くことは困難であるため、リサージュ波形Ｒ１は真円にならない。
【００２５】
図３は、オフセット、振幅の誤差、及び位相差の誤差をそれぞれ含む２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１により形成されるリサージュ波形Ｒ１を説明するための説明図である。図３において、オフセットのみが発生している場合、矢印ＡＲ１に示すようにリサージュ波形Ｒ１の中心が座標軸の座標原点からずれる。また、振幅の誤差のみが発生している場合（振幅が揃っていない場合）、矢印ＡＲ２に示すようにリサージュ波形Ｒ１が楕円となる。また、位相差の誤差のみが発生している場合、矢印ＡＲ３に示すようにリサージュ波形Ｒ１は座標軸に対して長軸が＋４５°又は−４５°傾いた楕円となる。
【００２６】
なお、振幅の誤差と位相差の誤差とが両方発生している場合、リサージュ波形Ｒ１は、座標軸に対する長軸の傾き角度が＋４５°又は−４５°からずれた楕円となる（図４参照）。
【００２７】
図１に戻って、エンコーダ９から出力された２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１はそれぞれ図中「Ａ／Ｄ」（Analog/Digital）で示すＡ／Ｄ変換回路１９Ａ，１９Ｂに入力される。Ａ／Ｄ変換回路１９Ａは、エンコーダ９から出力された正弦波信号Ａ１をデジタル信号Ａ１ａに変換した後、このデジタル信号Ａ１ａを内挿装置１０のオフセット補正回路２０Ａへ出力する。また、Ａ／Ｄ変換回路１９Ｂは、エンコーダ９から出力された正弦波信号Ｂ１をデジタル信号Ｂ１ａに変換した後、このデジタル信号Ｂ１ａを内挿装置１０のオフセット補正回路２０Ｂへ出力する。
【００２８】
内挿装置１０は、前述の測定器に搭載、或いはこの測定器に接続された測定器の制御装置（図示せず）に搭載されており、Ａ／Ｄ変換回路１９Ａから出力された２相のデジタル信号Ａ１ａ，Ｂ１ａ（エンコーダ９から出力された２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１）を内挿処理して測定器の被測定体の変位量、変位方向、及び変位速度等を示す位置データ４０を出力する。
【００２９】
内挿装置１０は、オフセット補正回路２０Ａ，２０Ｂと、振幅補正回路２１Ａ，２１Ｂと、位相差補正回路２２と、図中「ＡＴＡＮ」で示す位相角取得部２３と、位相角補正部２４と、図中「ＣＰＵ」で示す演算処理回路２５と、を備える。
【００３０】
オフセット補正回路２０Ａは、Ａ／Ｄ変換回路１９Ａから出力されたデジタル信号Ａ１ａのオフセット補正（オフセット調整ともいう）を行う。例えば、オフセット補正回路２０Ａは、デジタル信号Ａ１ａの最大値Ａ１ＭＡＸと最小値Ａ１ＭＩＮとを検出し、（Ａ１ＭＡＸ＋Ａ１ＭＩＮ）／２を計算してデジタル信号Ａ１ａのオフセット値を取得する。そして、オフセット補正回路２０Ａは、デジタル信号Ａ１ａのオフセット値に基づき、デジタル信号Ａ１ａをオフセット補正、例えばデジタル信号Ａ１ａからオフセット値を減算して、オフセット補正済みのデジタル信号Ａ２を出力する。
【００３１】
オフセット補正回路２０Ｂは、Ａ／Ｄ変換回路１９Ｂから出力されたデジタル信号Ｂ１ａのオフセット補正を行う。オフセット補正回路２０Ｂは、上述のオフセット補正回路２０Ａと同様に、デジタル信号Ｂ１ａの最大値Ｂ１ＭＡＸと最小値Ｂ１ＭＩＮとを検出し、（Ｂ１ＭＡＸ＋Ｂ１ＭＩＮ）／２を計算して取得したデジタル信号Ｂ１ａのオフセット値を基に、デジタル信号Ｂ１ａをオフセット補正する。そして、オフセット補正回路２０Ｂは、オフセット補正済みのデジタル信号Ｂ２を出力する。なお、エンコーダ９から出力される２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１のオフセットが十分に調整されている場合には、オフセット補正回路２０Ａ，２０Ｂは省略してもよい。
【００３２】
振幅補正回路２１Ａ，２１Ｂは、オフセット補正回路２０Ａ，２０Ｂから出力された２相のデジタル信号Ａ２，Ｂ２の振幅を揃える振幅補正を行う。振幅補正回路２１Ａは、デジタル信号Ａ２の最大値Ａ２ＭＡＸと最小値Ａ２ＭＩＮとを検出し、Ａ２ＭＡＸ−Ａ２ＭＩＮを計算してデジタル信号Ａ２の振幅値ＶＡを得る。また、振幅補正回路２１Ｂは、デジタル信号Ａ２の最大値Ｂ２ＭＡＸと最小値Ｂ２ＭＩＮとを検出し、Ｂ２ＭＡＸ−Ｂ２ＭＩＮを計算してデジタル信号Ｂ２の振幅値ＶＢを得る。
【００３３】
次いで、振幅補正回路２１Ａ，２１Ｂは、振幅値ＶＡと振幅値ＶＢとから振幅比を演算し、この振幅比から求めた乗算係数を２相のデジタル信号Ａ２，Ｂ２の少なくとも一方に乗算して２相のデジタル信号Ａ２，Ｂ２の振幅を揃える。具体的には、デジタル信号Ａ２及びデジタル信号Ｂ２の一方が他方よりも振幅が大きい場合、一方に対してその振幅を減少させる乗算係数の乗算を行う方法と、他方に対してその振幅を増加させる乗算係数の乗算を行う方法と、前者の２つの方法を組み合わせる方法とのいずれを採用してもよい。そして、振幅補正回路２１Ａ，２１Ｂは、振幅補正された２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３をそれぞれ出力する。なお、エンコーダ９から出力される２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１の位相が十分に揃っている場合には、振幅補正回路２１Ａ，２１Ｂは省略してもよい。
【００３４】
図４は、オフセット補正された２相のデジタル信号Ａ２，Ｂ２により形成されるリサージュ波形Ｒ２と、振幅補正された２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３により形成されるリサージュ波形Ｒ３とを説明するための説明図である。図４の上段に示すように、オフセット、振幅の誤差、及び位相差の誤差をそれぞれ含む２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１により形成されるリサージュ波形Ｒ１は、長軸が座標軸に対して＋４５°又は−４５°からずれた角度で傾き、且つ回転中心が座標原点からずれた楕円となる。そして、図４の中段に示すように、オフセット補正された２相のデジタル信号Ａ２，Ｂ２をＤ／Ａ（Digital / Analog）変換した正弦波信号により形成されるリサージュ波形Ｒ２は、楕円の中心が座標原点と一致する。
【００３５】
図４の下段に示すように、振幅補正された２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３には位相差の誤差（理想値９０°からの誤差）が含まれているため、２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３をＤ／Ａ変換した正弦波信号により形成されるリサージュ波形Ｒ３は真円とはならず、座標軸に対して長軸が＋４５°又は−４５°傾き、且つ回転中心が座標原点上に位置する楕円となる。
【００３６】
図１に戻って、位相差補正回路２２は、２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３から位相差の誤差が補正された２相の補正信号Ａ４，Ｂ４を生成すると共に、生成した２相の補正信号Ａ４，Ｂ４の振幅補正を行う。また、位相差補正回路２２は、後述の位相角取得部２３で得られる位相角ＰＨに生じる位相角誤差Δθを決定する。この位相差補正回路２２は、位相差補正部３０と、補正信号振幅補正部３１と、誤差決定部３２とを有している。
【００３７】
位相差補正部３０は、加算器３５と減算器３６とを備えている。加算器３５は、２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３を加算した加算信号を生成し、この加算信号を補正信号Ａ４として補正信号振幅補正部３１へ出力する。減算器３６は、２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３の一方から他方を減算した減算信号を生成し、この減算信号を補正信号Ｂ４として補正信号振幅補正部３１へ出力する。
【００３８】
図５は、位相差補正後の２相の補正信号Ａ４，Ｂ４により形成されるリサージュ波形Ｒ４を説明するための説明図である。図５に示すように、２相の補正信号Ａ４，Ｂ４を生成する加算演算及び減算演算は、位相差補正前の２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３をＤ／Ａ変換した正弦波信号により形成されるリサージュ波形Ｒ３の各座標値を４５°反時計回りに回転させた座標値に変換する演算に相当する。ただし、この場合には変換後の座標の原点からの距離が、変換前の距離と比較して√２倍となる。このため、２相の補正信号Ａ４，Ｂ４により形成されるリサージュ波形Ｒ４は、長軸が座標軸に平行な楕円となり、且つ大きさも√２倍になる。
【００３９】
なお、本実施形態では回転角度を４５度としたが、これに限らず、（２Ｎ＋１）π／４［rad］（Ｎ＝０，１，２，３・・・）、すなわち１３５°、２２５°、３１５°の回転角度としてもよい。また、√２倍する代わりにゼロ以外の任意の実数を掛けても良い（上記特許文献１参照）。
【００４０】
２相の補正信号Ａ４，Ｂ４は位相差補正部３０により位相差が所望の９０°に補正されるが、２相の補正信号Ａ４，Ｂ４の振幅にはずれが生じている。このため、２相の補正信号Ａ４，Ｂ４は、補正信号振幅補正部３１にて振幅を揃える振幅補正が施される。
【００４１】
図１に戻って、補正信号振幅補正部３１は、振幅補正回路３８Ａと振幅補正回路３８Ｂとを有している。振幅補正回路３８Ａ，３８Ｂは、前述の振幅補正回路２１Ａ，２１Ｂと基本的に同じものである。従って、振幅補正回路３８Ａは、補正信号Ａ４の最大値Ａ４ＭＡＸと最小値Ａ４ＭＩＮとを検出し、Ａ４ＭＡＸ−Ａ４ＭＩＮを計算して補正信号Ａ４の振幅値ＶＡ（図６参照）を得る。また、振幅補正回路３８Ｂは、補正信号Ｂ４の最大値Ｂ４ＭＡＸと最小値Ｂ４ＭＩＮとを検出し、Ｂ４ＭＡＸ−Ｂ４ＭＩＮを計算して補正信号Ｂ４の振幅値ＶＢ（図６参照）を得る。
【００４２】
次いで、振幅補正回路３８Ａ，３８Ｂは、振幅値ＶＡと振幅値ＶＢとから振幅比を演算し、この振幅比を基に決定した乗算係数を２相の補正信号Ａ４，Ｂ４の少なくとも一方に乗算して２相の補正信号Ａ４，Ｂ４の振幅を揃える振幅補正を行う。そして、振幅補正回路３８Ａ，３８Ｂは、振幅補正後の２相の補正信号Ａ５，Ｂ５をそれぞれ位相角取得部２３へ出力する。
【００４３】
図６は、振幅補正された２相の補正信号Ａ５，Ｂ５をＤ／Ａ変換した正弦波信号により形成されるリサージュ波形Ｒ５を説明するための説明図である。図６に示すように、楕円のリサージュ波形Ｒ４を形成する振幅補正前の２相の補正信号Ａ４，Ｂ４の振幅を揃えることにより、振幅補正後の２相の補正信号Ａ５，Ｂ５をＤ／Ａ変換した正弦波信号により形成されるリサージュ波形Ｒ５は、回転中心が座標原点に一致した真円となる。すなわち、オフセット、振幅の誤差、及び位相差の誤差がそれぞれ補正された２相の補正信号Ａ５，Ｂ５が得られる。
【００４４】
図１に戻って、振幅補正回路３８Ａ，３８Ｂは、振幅補正後の２相の補正信号Ａ５，Ｂ５をそれぞれ位相角取得部２３へ出力すると共に、振幅補正の際に求めた２相の補正信号Ａ４，Ｂ４の振幅値ＶＡ，ＶＢをそれぞれ誤差決定部３２へ出力する。
【００４５】
図中「ＡＴＡＮ」で示す誤差決定部３２は、詳しくは後述するが、振幅補正回路３８Ａ，３８Ｂから入力された２相の補正信号Ａ４，Ｂ４の振幅値ＶＡ，ＶＢに基づき、後述の位相角取得部２３で得られる位相角ＰＨに生じる位相角誤差Δθを決定する。
【００４６】
位相角取得部２３は、振幅補正回路３８Ａ，３８Ｂから出力された２相の補正信号Ａ５，Ｂ５から、２相の補正信号Ａ５，Ｂ５の位相角ＰＨ（内挿データ又は内挿値ともいう）を得る内挿処理を行う。この位相角ＰＨは、上述の測定器の被測定体の位置データ４０を示すものである。
【００４７】
位相角取得部２３は、予め必要な内挿数の位相角ＰＨが、２相の補正信号Ａ５，Ｂ５の振幅比（正接関数）の逆正接関数（ＡＴＡＮ：arctangent）として記憶されたルックアップテーブルを備えている。そして、位相角取得部２３は、振幅補正回路３８Ａ，３８Ｂから入力された２相の補正信号Ａ５，Ｂ５の振幅比を算出し、この振幅比をインデックスとしてルックアップテーブルを参照することにより、逆正接、すなわち、内挿された位相角ＰＨを取得する。位相角取得部２３は、取得した位相角ＰＨを位相角補正部２４へ出力する。
【００４８】
位相角補正部２４は、位相角取得部２３から出力された位相角ＰＨを、誤差決定部３２が決定した位相角誤差Δθで補正する。この位相角誤差Δθは、エンコーダ９から出力される２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１の位相差の誤差（理想値９０°からの誤差）により位相角ＰＨに生じる誤差である。以下、位相角誤差Δθについて図７〜図１０により説明を行う。
【００４９】
［位相角誤差Δθの説明］
図７は、位相差の誤差を含む振幅補正前の２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３をＤ／Ａ変換した正弦波信号により形成されるリサージュ波形Ｒ３（実線で表示）と、位相差の誤差がない理想的な２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３をＤ／Ａ変換した正弦波信号により形成されるリサージュ波形Ｒ０（点線で表示）とを説明するための説明図である。ここではリサージュ波形Ｒ３を実線で表示し、リサージュ波形Ｒ０を点線で表示している。
【００５０】
図７に示すように、リサージュ波形Ｒ０の半径を１とし、このリサージュ波形Ｒ０上の任意の座標（ｘ，ｙ）に対応する位相角をθとした場合、座標（ｘ，ｙ）は下記の［数１］式で表される。
【００５１】
【数１】
0006624446.tif 000002
【００５２】
一方、２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３の間に位相差の誤差φ（０＜φ＜π／２）が発生している場合、リサージュ波形Ｒ３は図中に示したように楕円となる。そして、リサージュ波形Ｒ０の座標（ｘ，ｙ）に対応する（ｘ座標が同一座標となる）リサージュ波形Ｒ３上の座標（ｘ１，ｙ１）は下記の［数２］式で表される。また、リサージュ波形Ｒ３上の座標（ｘ１，ｙ１）に対応する位相角をθ１とすると、このθ１は下記の［数３］式に示すように「θ」と「φ」で表される。
【００５３】
【数２】
0006624446.tif 000003
【００５４】
【数３】
0006624446.tif 000004
【００５５】
図８は、図７に示したリサージュ波形Ｒ３の位相差補正後のリサージュ波形Ｒ４を説明するための説明図である。図８に示すように、位相差補正（４５°回転）によって図７に示したリサージュ波形Ｒ３上の座標（ｘ１，ｙ１）は、リサージュ波形Ｒ４上の座標（ｘ２，ｙ２）に移動する。なお、図中の符号「θ２」は、リサージュ波形Ｒ４上の座標（ｘ２，ｙ２）に対応する位相角であり、θ１＋４５°（π／４）で表される。
【００５６】
座標（ｘ２，ｙ２）は、下記の［数４］式で表される。そして、下記の［数４］式の計算結果は、下記の［数５］式に示すような合成公式を用いると、下記の［数６］式で表すことができる。なお、［数５］式中のα及びβは任意の定数である。
【００５７】
【数４】
0006624446.tif 000005
【００５８】
【数５】
0006624446.tif 000006
【００５９】
【数６】
0006624446.tif 000007
【００６０】
図９は、図８に示したリサージュ波形Ｒ４の振幅補正後のリサージュ波形Ｒ５を説明するための説明図である。なお、図中ではリサージュ波形Ｒ４を点線で表示し、リサージュ波形Ｒ５を実線で表示している。図９に示すように、振幅補正により図８に示したリサージュ波形Ｒ４上の座標（ｘ２，ｙ２）は、リサージュ波形Ｒ５上の座標（ｘ３，ｙ３）に移動する。この座標（ｘ３，ｙ３）は、下記の［数７］式で表される。また、図中の符号「θ３」は、リサージュ波形Ｒ５上の座標（ｘ３，ｙ３）に対応する位相角（すなわち、前述の位相角ＰＨ）である。
【００６１】
【数７】
0006624446.tif 000008
【００６２】
座標（ｘ３，ｙ３）は座標（ｘ，ｙ）とは一致せず、θ３とθとの間には位相角誤差Δθ（Δθ＝θ３−θ）が生じる。この位相角誤差Δθを求める場合には、数式を簡略化するため、θ＝０となるように座標系を回転したモデルで計算を行う。具体的には、上記［数７式］においてθ＝０を代入することで得られる座標（ｘ３，ｙ３）を（Δｘ，Δｙ）として下記［数８］式で表した場合、位相角誤差Δθは下記［数９］式で表される。
【００６３】
【数８】
0006624446.tif 000009
【００６４】
【数９】
0006624446.tif 000010
【００６５】
上記［数９］式に示すように、位相角誤差Δθは、位相差の誤差φの大きさに応じて変化する値である。この位相角誤差Δθは、上記［数９］式以外に、位相差補正による回転分［４５°（π／４）］を含んだ式によっても表すことができる。
【００６６】
図１０は、位相角誤差Δθから位相差補正による４５°（π／４）回転分を引いた角度である角度ψ（ψ＝Δθ−π／４）の算出を説明するための説明図であり、より具体的には上記［数９］式が示す三角関数ｔａｎΔθを図面化したものである。なお、角度ψは位相補正時に生じる位相角ＰＨのオフセットであるともいえる。
【００６７】
図１０に示すように、ｃｏｓφ＝ａとし、ｓｉｎφ＝ｂとすると、角度ψをなす斜辺ｈｙ１及び斜辺ｈｙ２のそれぞれの長さと、角度ψに対向する対辺ｏｐｐの長さとは、下記の［数１０］式で表される。
【００６８】
【数１０】
0006624446.tif 000011
【００６９】
上記［数１０］式に示した斜辺ｈｙ１の長さ、斜辺ｈｙ２の長さ、及び対辺ｏｐｐの長さと、角度ψとの間には、余弦定理により下記［数１１］式を満たす関係が成り立つ。
【００７０】
【数１１】
0006624446.tif 000012
【００７１】
上記［数１１］式は、「ａ２＋ｂ２＝ｃｏｓ２φ＋ｓｉｎ２φ＝１」の関係により式中の「ａ２＋（１＋ｂ）２」が「２（１＋ｂ）」となるので、下記［数１２］式に変形（簡略化）することができる。そして、この［数１２］式を２乗すると下記［数１３］式が得られる。
【００７２】
【数１２】
0006624446.tif 000013
【００７３】
【数１３】
0006624446.tif 000014
【００７４】
上記［数１３］式は、いわゆる半角の公式であるので、角度ψはψ＝φ／２より算出される。従って、２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３［ｘ＝ｃｏｓθ、ｙ＝ｓｉｎ（θ＋φ）］を位相差補正及び振幅補正することによる楕円のリサージュ波形Ｒ３から真円のリサージュ波形Ｒ５への写像において、写像後の位相角θ３と、位相差の誤差がない真の位相角θとの間には、下記［数１４］に示す位相角誤差Δθが生じる。
【００７５】
【数１４】
0006624446.tif 000015
【００７６】
上記［数１４］式における「π／４」は位相差補正の座標回転により生じるものであり、「φ／２」は上記の写像により生じる写像誤差である。この写像誤差φ／２を補償しないと、位相角ＰＨが位相差の誤差φの大きさに応じて変わってしまう。そこで、本実施形態では、上述の補正信号振幅補正部３１による振幅補正時に得た２相の補正信号Ａ４，Ｂ４の振幅値ＶＡ，ＶＢから位相差の誤差φを推定して補償、より具体的には、位相差の誤差φを含む位相角誤差Δθを推定して位相角ＰＨを位相角誤差Δθで補正する。以下、２相の補正信号Ａ４，Ｂ４の振幅値ＶＡ，ＶＢから位相差の誤差φが推定できる理由について説明する。
【００７７】
上記［数６］式を簡略化すると下記の［数１５］式のように表すことができる。ここで、［数１５］式中の「Ａｘ」は前述の振幅値ＶＡに相当し、［数１５］式中の「Ａｙ」は前述の振幅値ＶＢに相当する。
【００７８】
【数１５】
0006624446.tif 000016
【００７９】
次いで、ｒ＝Ａｙ／Ａｘとした場合、このｒは下記の［数１６］式で表される。
【００８０】
【数１６】
0006624446.tif 000017
【００８１】
ここで、上記［数１６］式中の右辺の「（１＋ｓｉｎφ）／ｃｏｓφ」の逆正接を算出すると、上記［数９］式に示したようにΔθとなる。従って、上記［数１６］式は下記の［数１７］式のように表される。これにより、位相角誤差Δθを下記の［数１８］式から求めることができる。
【００８２】
【数１７】
0006624446.tif 000018
【００８３】
【数１８】
0006624446.tif 000019
【００８４】
上記［数１８］式に示すように、位相角誤差Δθは、２相の補正信号Ａ４，Ｂ４の振幅値ＶＡ，ＶＢの振幅比の逆正接より算出することができる。従って、図１に「ＡＴＡＮ」で示した誤差決定部３２は、上記［数１８］式に基づき、前述の位相角取得部２３と同様の逆正接関数ルックアップテーブルを用いて、上述の補正信号振幅補正部３１が振幅補正時に取得した２相の補正信号Ａ４，Ｂ４の振幅値ＶＡ，ＶＢから位相角誤差Δθを決定し、決定した位相角誤差Δθを位相角補正部２４へ出力する。
【００８５】
［位相角補正］
図１に戻って、位相角補正部２４は、位相角取得部２３から出力された位相角ＰＨを、誤差決定部３２が決定した位相角誤差Δθで補正、具体的には位相角ＰＨから位相角誤差Δθを減算した補正位相角ＰＨＣを求め、この補正位相角ＰＨＣを演算処理回路２５へ出力する。
【００８６】
演算処理回路２５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）或いはＦＰＧＡ（field-programmable gate array）を含む各種の演算部及び処理部及び記憶部により構成されている。この演算処理回路２５は、位相角ＰＨ及び補正位相角ＰＨＣなどの位相角と、前述の被測定体の位置データ４０との関係を示すルックアップテーブル又は演算式等を有しており、位相角補正部２４から入力された補正位相角ＰＨＣを基に被測定体の位置データ４０を演算する。そして、演算処理回路２５は、位置データ４０を図示しない測定器の制御装置へ出力する。
【００８７】
［内挿装置の作用］
次に、図１１を用いて上記構成の内挿装置１０の作用（本発明の内挿方法）について説明する。図１１は、内挿装置１０による位置データ４０の演算までの流れを示したフローチャートである。
【００８８】
測定器の被測定体の変位に伴い、エンコーダ９から内挿装置１０に向けて２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１が出力される。これら２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１は、Ａ／Ｄ変換回路１９Ａ，１９Ｂによりそれぞれデジタル信号Ａ１ａ，Ｂ１ａに変換された後、それぞれ内挿装置１０のオフセット補正回路２０Ａ，２０Ｂに入力される（ステップＳ１）。
【００８９】
デジタル信号Ａ１ａの入力を受けたオフセット補正回路２０Ａは、デジタル信号Ａ１ａの最大値Ａ１ＭＡＸと最小値Ａ１ＭＩＮとを検出することによりデジタル信号Ａ１ａのオフセット値を取得し、このオフセット値に基づきデジタル信号Ａ１ａをオフセット補正してデジタル信号Ａ２を出力する。また、オフセット補正回路２０Ｂは、デジタル信号Ｂ１ａの最大値Ｂ１ＭＡＸと最小値Ｂ１ＭＩＮとを検出することによりデジタル信号Ｂ１ａのオフセット値を取得し、このオフセット値に基づきデジタル信号Ｂ１ａをオフセット補正してデジタル信号Ｂ２を出力する。これにより、オフセット補正済みの２相のデジタル信号Ａ２，Ｂ２がそれぞれ振幅補正回路２１Ａ，２１Ｂに入力される（ステップＳ２、本発明のオフセット補正ステップに相当）。
【００９０】
デジタル信号Ａ２の入力を受けた振幅補正回路２１Ａは、デジタル信号Ａ２の最大値Ａ２ＭＡＸと最小値Ａ２ＭＩＮとを検出することによりデジタル信号Ａ２の振幅値ＶＡを求める。また、デジタル信号Ｂ２の入力を受けた振幅補正回路２１Ｂは、デジタル信号Ｂ２の最大値Ｂ２ＭＡＸと最小値Ｂ２ＭＩＮとを検出することによりデジタル信号Ｂ２の振幅値ＶＢを求める。
【００９１】
次いで、振幅補正回路２１Ａ，２１Ｂは、振幅値ＶＡと振幅値ＶＢとから振幅比を演算し、この振幅比から求めた乗算係数を２相のデジタル信号Ａ２，Ｂ２の少なくとも一方に乗算して２相のデジタル信号Ａ２，Ｂ２の振幅を揃える振幅補正を行う（ステップＳ３、本発明の出力信号振幅補正ステップに相当）。そして、振幅補正済みの２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３が位相差補正回路２２の位相差補正部３０を構成する加算器３５及び減算器３６にそれぞれ入力される。
【００９２】
加算器３５は、２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３を加算した加算信号を生成し、この加算信号を補正信号Ａ４として補正信号振幅補正部３１の振幅補正回路３８Ａへ出力する。また、減算器３６は、２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３の一方から他方を減算した減算信号を生成し、この減算信号を補正信号Ｂ４として補正信号振幅補正部３１の振幅補正回路３８Ｂへ出力する。加算器３５による加算演算と減算器３６による減算演算とを行うことで、位相差の誤差が補正され、既述の図５に示したリサージュ波形Ｒ４を形成する２相の補正信号Ａ４，Ｂ４が得られる（ステップＳ４、本発明の位相差補正ステップに相当）。
【００９３】
補正信号Ａ４の入力を受けた振幅補正回路３８Ａは、補正信号Ａ４の最大値Ａ４ＭＡＸと最小値Ａ４ＭＩＮとを検出することにより補正信号Ａ４の振幅値ＶＡを求める。また、補正信号Ｂ４の入力を受けた振幅補正回路３８Ｂは、補正信号Ｂ４の最大値Ｂ４ＭＡＸと最小値Ｂ４ＭＩＮとを検出することにより補正信号Ｂ４の振幅値ＶＢを求める。
【００９４】
次いで、振幅補正回路３８Ａ，３８Ｂは、振幅値ＶＡと振幅値ＶＢとから振幅比を演算し、この振幅比から求めた乗算係数を２相の補正信号Ａ４，Ｂ４の少なくとも一方に乗算して２相の補正信号Ａ４，Ｂ４の振幅を揃える振幅補正を行う（ステップＳ５、本発明の補正信号振幅補正ステップに相当）。そして、振幅補正済みの２相の補正信号Ａ５，Ｂ５が位相角取得部２３に入力される。
【００９５】
また、振幅補正回路３８Ａ，３８Ｂは、振幅補正の際に求めた補正信号Ａ４の振幅値ＶＡと補正信号Ｂ４の振幅値ＶＢとを誤差決定部３２へ出力する。これにより、誤差決定部３２は、振幅値ＶＡ，ＶＢの振幅比を算出し、この振幅比をインデックスとしてルックアップテーブルを参照することで位相角誤差Δθを決定する（ステップＳ６、本発明の誤差決定ステップに相当）。そして、誤差決定部３２は、決定した位相角誤差Δθを位相角補正部２４へ出力する。
【００９６】
一方、振幅補正回路３８Ａ，３８Ｂから２相の補正信号Ａ５，Ｂ５の入力を受けた位相角取得部２３は、２相の補正信号Ａ５，Ｂ５の振幅比を算出し、この振幅比をインデックスとしてルックアップテーブルを参照することで、位相角ＰＨを取得する（ステップＳ７、本発明の位相角取得ステップに相当）。そして、位相角取得部２３は、取得した位相角ＰＨを位相角補正部２４へ出力する。
【００９７】
位相角ＰＨ及び位相角誤差Δθの入力を受けた位相角補正部２４は、位相角ＰＨから位相角誤差Δθを減算して位相角ＰＨの補正を行う（ステップＳ８、本発明の位相角補正ステップに相当）。これにより、エンコーダ９から出力される２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１の位相差の誤差に起因する位相角誤差Δθを補正することができる。そして、位相角補正部２４は、補正した補正位相角ＰＨＣを演算処理回路２５へ出力する。
【００９８】
補正位相角ＰＨＣの入力を受けた演算処理回路２５は、この補正位相角ＰＨＣを基に測定器の被測定体の位置データ４０を演算して、この位置データ４０を図示しない測定器の制御装置に出力する（ステップＳ９）。これにより、制御装置にて位置データ４０が表示及び記憶される。
【００９９】
［本実施形態の内挿装置の効果］
以上のように、内挿装置１０では、位相差補正後の振幅補正の際に求めた２相の補正信号Ａ４，Ｂ４の振幅値ＶＡ，ＶＢから位相角誤差Δθを決定することにより、エンコーダ９から出力された２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１を内挿処理して求めた位相角ＰＨを位相角誤差Δθで補正することができる。すなわち、２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１の位相差の誤差φにより位相角ＰＨに生じる位相角誤差Δθであって且つ誤差φの大きさに依存する位相角誤差Δθを補正することができる。これにより、位相差の誤差φの大きさに応じて位相角ＰＨの値が変化したとしても、位相差の誤差φを補償した補正位相角ＰＨＣが得られる。その結果、位置データ４０の誤差を減らすことができるので、位置データ４０の測定精度を向上させることができる。
【０１００】
図１２（Ａ），（Ｂ）は、位相差の誤差φが時間と共に大きくなる場合の本実施形態の効果を説明するための説明図である。図１２（Ａ）は、時間（ここではscale signal phaseとして表示）の経過と共に位相差の誤差φ（phase error）が大きくなる場合を表した説明図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示した位相差の誤差φが発生した場合において、位相角ＰＨの補正を行う場合と行わない場合の位置データ４０の誤差（error）の大きさを比較した比較図である。図１２（Ａ），（Ｂ）に示すように、位相角補正を行うことで位置データ４０の測定精度を向上させることができる。
【０１０１】
図１３（Ａ），（Ｂ）は、位相差の誤差φが時間と共に増減する場合の本実施形態の効果を説明するための説明図である。図１３（Ａ）は、時間（ここではエンコーダサイクル数として表示）の経過に応じて位相差の誤差φが増減する場合を表した説明図である。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）に示した位相差の誤差φが発生した場合において、位相差補正を行わなかった場合（位相差補正なし）と、上記特許文献１の位相差補正を行った場合（従来手法）と、本実施形態の位相角ＰＨの補正を行った場合（提案する方法）とにおける位置データ４０の誤差を比較した比較図である。図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、位相角ＰＨの補正を行うことにより、単に位相差補正を行った場合と比較して位置データ４０の測定精度をより向上させることができる。
【０１０２】
［その他］
図１４は、他実施形態の内挿装置１０の電気的構成を示すブロック図である。上記実施形態では、位相角取得部２３及び誤差決定部３２が個別に設けられているが、位相角取得部２３及び誤差決定部３２は、共に振幅比をインデックスとして逆正接関数ルックアップテーブルを参照することで逆正接（位相角ＰＨ、位相角誤差Δθ）を取得している。このため、位相角取得部２３及び誤差決定部３２を同一の回路で共用してもよい。
【０１０３】
具体的には、図１４に示すように、内挿装置１０の位相差補正回路２２（補正信号振幅補正部３１）の後段に、タイマーモジュール１９９と、セレクタ２００Ａ，２００Ｂと、前述の位相角取得部２３及び誤差決定部３２として機能する逆正接部２０１と、セレクタ２０２と、フリップフロップ回路２０３Ａ，２０３Ｂと、前述の位相角補正部２４と、を設ける。
【０１０４】
タイマーモジュール１９９は、セレクタ２００Ａ，２００Ｂとセレクタ２０２とに対して切換クロックを出力する。また、タイマーモジュール１９９は、フリップフロップ回路２０３Ａ，２０３Ｂに対してラッチクロックを出力する。
【０１０５】
セレクタ２００Ａは、補正信号振幅補正部３２の振幅補正回路３８Ａ（図１参照）に接続しており、タイマーモジュール１９９から入力される切換クロックに応じて、前述の補正信号Ａ５と振幅値ＶＡとを交互に逆正接部２０１へ出力する。また、セレクタ２００Ｂは、補正信号振幅補正部３２の振幅補正回路３８Ｂ（図１参照）に接続しており、タイマーモジュール１９９から入力される切換クロックに応じて、前述の補正信号Ｂ５と振幅値ＶＢとを交互に逆正接部２０１へ出力する。これにより、切換クロックに応じて、２相の補正信号Ａ５，Ｂ５と振幅値ＶＡ，ＶＢとが交互に（時分割で）逆正接部２０１に入力される。
【０１０６】
逆正接部２０１は、２相の補正信号Ａ５，Ｂ５が入力された場合は前述の位相角取得部２３として機能し、２相の補正信号Ａ５，Ｂ５の振幅比をインデックスとしてルックアップテーブルを参照することで、位相角ＰＨを取得及び出力する。また、逆正接部２０１は、振幅値ＶＡ，ＶＢが入力された場合は前述の誤差決定部３２として機能し、振幅値ＶＡ，ＶＢの振幅比をインデックスとしてルックアップテーブルを参照することで、位相角誤差Δθを取得及び出力する。
【０１０７】
セレクタ２０２は、前述の切換クロックに応じて、逆正接部２０１から入力された位相角ＰＨをフリップフロップ回路２０３Ａへ出力すると共に、逆正接部２０１から入力された位相角誤差Δθをフリップフロップ回路２０３Ｂへ出力する。
【０１０８】
フリップフロップ回路２０３Ａ，２０３Ｂは、それぞれタイマーモジュール１９９から入力されるラッチクロックに同期して、セレクタ２０２から入力される新たな位相角ＰＨと位相角誤差Δθの保持記憶を行うと共に、先に保持記憶した位相角ＰＨと位相角誤差Δθを位相角補正部２４へ出力する。
【０１０９】
位相角補正部２４は、既述の通り、位相角ＰＨから位相角誤差Δθを減算して位相角ＰＨの補正を行い、補正位相角ＰＨＣを演算処理回路２５へ出力する。
【０１１０】
このように図１４に示した他実施形態によれば、位相角取得部２３及び誤差決定部３２のモジュール（回路）を時分割で共用することができるので、内挿装置１０の回路規模を縮小することができる。
【０１１１】
上記実施形態では測定器に搭載されるエンコーダ９から出力される２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１の内挿処理について説明したが、測定器以外に搭載されるエンコーダ９から出力される２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１の内挿処理についても本発明を適用可能である。また、エンコーダ９には、インクリメンタルタイプ及びアブソリュートタイプなど各種タイプがあるが、エンコーダ９のタイプは特に限定されるものではない。
【０１１２】
上記実施形態では、エンコーダ９から内挿装置１０に対して２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１が出力される場合について説明したが、エンコーダ９から正弦波信号以外の信号（例えば９０°位相差の矩形波信号等）が出力される場合には、予め波形整形などを行って正弦波信号に変換してから内挿装置１０へ出力する。また、上記実施形態では、エンコーダ９から出力される２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１の位相差が９０°である場合について説明したが、この位相差９０°には略９０°も含まれる。
【０１１３】
上記実施形態では、位相差補正部３０が加算減算を行うことにより２相のデジタル信号Ａ３，Ｂ３の位相差誤差を補正しているが、位相差誤差の補正方法は公知の各種方法を採用可能である。
【０１１４】
上記実施形態では、エンコーダ９から出力された２相の正弦波信号Ａ１，Ｂ１をＡ／Ｄ変換回路１９Ａ，１９Ｂによりそれぞれデジタル信号Ａ１ａ，Ｂ１ａに変換しているため、内挿装置１０で行われる信号処理は全てデジタル信号処理になるが、例えば、位相角取得部２３及び誤差決定部３２で行われる以外の処理をアナログ信号処理してもよい。
【０１１５】
上記実施形態では、補正位相角ＰＨＣを基に演算処理回路２５が位置データ４０を演算しているが、補正位相角ＰＨＣから位置データ４０を求める方法は特に限定されるものではなく、例えば、補正位相角ＰＨＣを基に２相方形波を発生させ、この２相方形波のパルスをカウントして位置データ４０を求めるなど公知の手法を採用してもよい。
【０１１６】
上記実施形態の内挿装置１０は、オフセット補正回路２０Ａ，２０Ｂと、振幅補正回路２１Ａ，２１Ｂと、位相差補正回路２２と、位相角取得部２３と、位相角補正部２４と、演算処理回路２５とを備えるが、これら各回路としてコンピュータ（演算装置）を機能させるプログラムをコンピュータに組み込むことにより、コンピュータを本発明の内挿装置として機能させることもできる。
【符号の説明】
【０１１７】
９  エンコーダ，１０  内挿装置，２０Ａ，２０Ｂ  オフセット補正回路，２１Ａ，２１Ｂ  振幅補正回路，２２  位相差補正回路，２３  位相角取得部，２４  位相角補正部，２５  演算処理回路，３０  位相差補正部，３１  補正信号振幅補正部，３２  誤差決定部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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