(57)【要約】【課題】Ａ／Ｄ変換器の分解能より高い分解能で逓倍位置を確定することが可能なＡＣサーボモータの位置速度検出を行うエンコーダの信号逓倍方法を提供する。【解決手段】センサから得られるコサインおよびサイン信号を増幅し（ステップ１）、Ａ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換した後（ステップ２）、逓倍位置の確定を行うＡＣサーボモータの位置速度検出を行うエンコーダにおいて、前記コサインおよびサイン信号に、該信号よりもはるかに高い周波数の微少信号であるノイズ成分を任意に含ませるようにし（ステップ２の１）、その後逓倍位置計算を行うようにした（ステップ３）。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサから得られるコサインおよびサイン信号をＡ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換した後、逓倍位置の確定の演算を行い、ＡＣサーボモータの位置速度検出を行うエンコーダにおいて、前記コサインおよびサイン信号に、該信号よりもはるかに高い周波数の微少信号であるノイズ成分を任意に含ませることにより、Ａ／Ｄ変換器の分解能より高い分解能で逓倍位置を確定することを特徴とするエンコーダの信号逓倍方法。
【請求項２】
前記コサインおよびサイン信号に高周波数の微少信号であるノイズ成分をソフトまたはハードにて任意に作り出して加えることを特徴とする請求項１記載のエンコーダの信号逓倍方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサから得られるコサイン、サイン信号を用いてモータの位置及び速度を検出するエンコーダの信号逓倍方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高い位置決め精度が要求される位置決め装置などは、その駆動源にＡＣサーボモータが用いられると共に、該モータの軸には、モータの位置及び速度を検出するディスクスリット式エンコーダが直結されており、該エンコーダには分解能の高いセンサが使用されている。一般に、該センサの分解能を上げるためには、ディスクのスリットの数を増加させなければならないが、ディスクのスリットは機械的に決まった位置にあるので、スリットの数を増やすのは限度がある。そこでセンサから発生されるサインおよびコサイン信号を電気回路で逓倍する方法が用いられている。すなわち、光学式センサでは、モータの回転軸に直結されたディスクの外周部に放射状に一定間隔のスリットを設け、このディスクを挟んで一方の側に発光素子、他方の側に２個の受光素子を電気角で９０度ずらした位置にそれぞれ配置し、発光素子からの光がスリットを通って２個の受光素子に受光される。
モータの回転に伴ってディスクが回転していると、光量に応じて一方の受光素子からサイン波状の電流が流れ、他方の受光素子からコサイン波状の電流が流れる。
これらの信号を増幅することで基本正弦波信号、すなわちコサイン、サイン信号の２種類が得られるので、これらの基本信号を逓倍してゆくことにより、高分解能のエンコーダが得られることとなる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このようにセンサから得られるコサイン、サイン信号を用いて逓倍してモータの位置及び速度を検出する方法として種々あるが、図３は公知のエンコーダの信号逓倍方法の１つを説明するブロック図である。
まず、公知の検出方法について説明する。
図３において、ステップ１で、位置に応じて出力される光学または磁気センサから得られるコサイン、サイン信号をオペアンプで増幅し、ステップ２でＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換を行った後、ステップ３で逓倍位置確定の演算を行って、逓倍位置を確定してきた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−８２２６９号公報（第３ページ、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、公知の検出方法では、逓倍位置分解能はＡ／Ｄ変換器の分解能によって制限されてしまうという欠点があった。
本発明は、これらの課題を解決するもので、公知の検出方法のような逓倍位置分解能がＡ／Ｄ変換器の分解能によって制限されてしまうことのない逓倍位置分解能を向上させるエンコーダの信号逓倍方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するため、請求項１記載のエンコーダの信号逓倍方法の発明は、センサから得られるコサインおよびサイン信号をＡ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換した後、逓倍位置の確定の演算を行い、ＡＣサーボモータの位置速度検出を行うエンコーダにおいて、前記コサインおよびサイン信号に、該信号よりもはるかに高い周波数の微少信号であるノイズ成分を任意に含ませることにより、Ａ／Ｄ変換器の分解能より高い分解能で逓倍位置を確定することを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のエンコーダの信号逓倍方法において、前記コサインおよびサイン信号に高周波数の微少信号であるノイズ成分をソフトまたはハードにて任意に作り出して加えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例を示すエンコーダの信号逓倍方法のブロック図である。図１において、ステップ１で、位置に応じて出力される光学または磁気センサから得られるコサイン、サイン信号をオペアンプで増幅し、ステップ２でＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換を行なう。
次のステップ２の１は、本発明に係る検出方法で挿入されたステップで、ここではステップ２でＡ／Ｄ変換されたコサイン、サイン信号に、これらの２つの信号よりもはるかに高い周波数の微少信号であるノイズ成分を加えるようにしている。
その次のステップ３では、ノイズ成分を含んだコサイン、サイン信号から位置テーブルからの逓倍位置取り出しを行い、高分解能位置を確定する。
【０００８】
このように、Ａ／Ｄ変換されたコサイン、サイン信号に、これら２つの信号よりもはるかに高い周波数の微少信号であるノイズ成分を加えることが本発明の検出方法の特徴である。
ノイズの含まれないコサイン、サイン信号で逓倍位置確定を行ったとすると、Ａ／Ｄ変換器の分解能に応じたコサイン、サインの値にて位置テーブルの取り出しを行い、位置を確定していく。位置テーブルの取り出しとは、横軸をコサイン信号のＡ／Ｄ値、縦軸をサイン信号のＡ／Ｄ値としたＡ／Ｄ変換器の分解能の分だけのテーブルに角度データを持たせておき、コサイン信号のＡ／Ｄ値、縦軸をサイン信号のＡ／Ｄ値から角度データを取り出し、位置を確定させる方法をいう。
しかしながら、本発明に係る検出方法によりノイズの含んだコサイン、サイン信号で逓倍位置確定を行ったとすると、Ａ／Ｄ変換器の分解能に応じたコサイン、サインの値にノイズ成分がそれぞれの値にプラスされるため、Ａ／Ｄ変換器のしきい値の間にノイズ成分の大きさの分だけ分解能が上がることになり、高分解能位置を確定することができる。
【０００９】
図２は、従来公知の検出方法と本発明に係る検出方法の検出結果を示す時間−逓倍位置の図表である。
図２において、横軸は時間、縦軸は逓倍位置を示す。１はＡ／Ｄ変換器の分解能、２はノイズ成分が含まれた場合の逓倍位置、３はＡ／Ｄ変換器の分解能に応じた出力逓倍位置、４は逓倍位置の真値をそれぞれ示している。ノイズの含まれないコサイン、サイン信号で逓倍位置確定を行ったとすると、Ａ／Ｄ変換器の分解能１に応じたコサイン、サインの値にて位置テーブルの取り出しを行い、逓倍位置３（黒丸）が確定される。
ところが、本発明に係る検出方法によりノイズの含んだコサイン、サイン信号で逓倍位置確定を行なうと、Ａ／Ｄ変換器のしきい値１と次の直上のしきい値１との間に逓倍位置２（白丸）がノイズにより生まれ、Ａ／Ｄ変換器の分解能以上の位置を確定することができるため、ノイズ成分の大きさの分だけ分解能が上がることになり、高分解能位置を確定することができる。
すなわち、モータが回転していたとすると時間とともに位置も変化するが、しかし逓倍位置はＡ／Ｄ変換器の分解能に依存しているので、時間が経過しても黒丸に位置しか変化しない。しかしノイズ成分が含んだ信号により、逓倍位置演算を行なうと、Ａ／Ｄ変換器のしきい値の間の位置がノイズにより生まれることが解る。
【００１０】
また、コサイン、サイン信号に高い周波数の微少信号であるノイズ成分を加える加え方は、ソフトまたはハードにて加えるようにすればよい。
ノイズ成分は、コサイン、サイン信号にソフトまたはハード上で、ある任意の値を加減算することで自由に作り出すことができるため、可変可能であり、出力させたい分解能に応じて加えることができる。
【００１１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、（１）センサから得られる信号にノイズ成分を含ませることにより、Ａ／Ｄ変換器の分解能より高い分解能で逓倍位置を確定することが可能になり、また（２）ノイズ成分をソフトまたはハードにて自由に作り出すことができるため、出力させたい分解能に応じてセンサからの信号に加えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すエンコーダの信号逓倍方法に係わるブロック図である。
【図２】従来公知の検出方法と本発明に係る検出方法の検出結果を示す時間−逓倍位置の図表である。
【図３】公知のエンコーダの信号逓倍方法に係わるブロック図である。
【符号の説明】
１　Ａ／Ｄ変換器の分解能
２　ノイズ成分が含まれた場合の逓倍位置
３　Ａ／Ｄ変換器の分解能に応じた出力逓倍位置
４　逓倍位置の真値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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