(57)【要約】【課題】アブソリュート信号を精度良く生成できるアブソリュート信号生成回路を提供する。【解決手段】発光素子からの光が回転ディスクに設けられたアブソリュートパターンを透過し、回転ディスクが回転することにより発生するアブソリュート原信号（電流信号）を電圧変換抵抗１０２にて電圧に変換し、比較器１０３の反転入力端子に入力する。一方、発光素子からの光が回転ディスクに設けた等間隔のスリットを透過し、回転ディスクが回転することにより発生するインクリメンタル原信号（電流信号）を、電圧変換抵抗器１０５にて電圧に変換し、加算手段としてのバッファ１０６および抵抗器１０７を介して、加算合成される。この合成信号を基準電圧として比較器１０３の比反転入力端子に入力し、アブソリュート原信号と比較され、矩形波として出力される。【選択図】図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧変換したアブソリュート原信号と、電圧変換した１８０度の位相差を有する２つのインクリメンタル原信号を加算手段により合成した基準電圧とを、比較器で比較してアブソリュート信号を生成するアブソリュートエンコーダにおいて、前記加算手段と比較器との間に低域通過フィルタを設けたアブソリュート信号生成回路。
【請求項２】
電圧変換したアブソリュート原信号と、電圧変換した１８０度の位相差を有する２つのインクリメンタル原信号を加算手段により合成した基準電圧とを、比較器で比較してアブソリュート信号を生成するアブソリュートエンコーダにおいて、２つのインクリメンタル原信号を第１の差動回路に入力して第１の信号を生成するとともに、第２の差動回路に入力の正負を反転させて第２の信号を生成し、この２つの信号を加算手段で合成したことを特徴とするアブソリュート信号生成回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボモータなどに用いられるアブソリュートエンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の光学式エンコーダとして２つの方式が知られており、発光素子からの光をアブソリュートパターンが設けてある回転ディスクを透過させ、受光素子にて受光し、アブソリュート原信号を生成し、その原信号と回転ディスクに設けられたクリアトラックにより生成された一定電圧を基準電圧として利用し、アブソリュート信号を生成する。
【０００３】
この方式は、アブソリュート信号生成用の基準電圧にクリアトラックにより生成された一定電圧を用いるため、生成されたアブソリュート信号の精度はバラツキが少なく、安定した信号を生成することができ、かつ発光素子としてＬＥＤを用いた場合、経年変化によりＬＥＤの発光量が低下しても、アブソリュート原信号の中心電圧、クリアトラックから生成された一定電圧信号ともに減少するため、ＬＥＤ光量減少に伴うアブソリュート信号の精度変化を抑えることが可能である。しかしながら、クリアトラックパターンを回転ディスクに設けるために回転ディスクが径方向に大きくなり、エンコーダの小型化に課題があった。（例えば、特許文献１参照）
これに対して、発光素子からの光をアブソリュートパターンが設けてある回転ディスクを透過させ、受光素子にて受光し、アブソリュート原信号を生成し、その原信号と、同じく発光素子の光を等間隔のスリットパターンが設けてある回転ディスクを透過させ、スリットパターンの１周期に対し１８０度の位相を持たせて配置された受光素子にて受光して生成される１８０度の位相差を有するインクリメンタル原信号を加算合成し、その合成電圧をアブソリュート信号生成用の基準電圧として用いるものは、インクリメンタル信号をエンコーダの位置データ生成用にもともと使用しているため、前者のように基準電圧生成用のトラックを追加することなくアブソリュート信号生成用の基準電圧が生成できる。このため、回転ディスク径を小さくでき、エンコーダの小型化が容易になる。
【０００４】
後者のエンコーダについて図を用いて簡単に説明すると、アブソリュート信号の生成回路はアブソリュート原信号を生成する受光素子４０１と、受光素子により光から電流に変換された信号を電圧に変換する電圧変換抵抗器４０２、電圧に変換されたアブソリュート原信号を入力する比較器４０３、基準電圧生成用のインクリメンタル信号生成用受光素子４０４、電圧変換抵抗器４０５、バッファ４０６、抵抗器４０７、増幅器４０８より構成されている（図４）。このエンコーダの製造過程において、可動板と受光素子との位置関係が精度良く組立調整できなかった場合、あるいは受発光素子およびアナログ信号処理回路の回路定数にバラツキが生じた場合には、インクリメンタル原信号に位相ズレが発生し、アブソリュート信号を精度良く生成できなくなる（図５）。
【特許文献１】特開昭５９−７１５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、エンコーダの小型化が実現できても、インクリメンタル原信号に位相ズレが発生すると、基準電圧にリップルが発生してしまい、アブソリュート信号を精度良く生成できない点である。
【０００６】
本発明は、小型でアブソリュート信号を精度良く生成することができるアブソリュート信号生成回路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】
【０００７】
上記の課題を解決するために本発明は、電圧変換したアブソリュート原信号と、電圧変換した１８０度の位相差を有する２つのインクリメンタル原信号を加算手段により合成した基準電圧とを、比較器で比較してアブソリュート信号を生成するアブソリュートエンコーダにおいて、前記加算手段と比較器との間に低域通過フィルタを設けたものである。
【０００８】
また、２つのインクリメンタル原信号を第１の差動回路に入力して第１の信号を生成するとともに、第２の差動回路に入力の正負を反転させて第２の信号を生成し、この２つの信号を加算手段で合成したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のアブソリュート信号生成回路によれば、インクリメンタル原信号の合成信号からリップル成分を除去することで安定した基準電圧を得ることができるため、アブソリュート信号を精度良く生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
電圧変換したアブソリュート原信号と、電圧変換した１８０度の位相差を有する２つのインクリメンタル原信号を加算手段により合成した基準電圧とを、比較器で比較してアブソリュート信号を生成するアブソリュートエンコーダにおいて、前記加算手段と比較器との間に低域通過フィルタを設けたものである。
【００１１】
また、２つのインクリメンタル原信号を第１の差動回路に入力して第１の信号を生成するとともに、第２の差動回路に入力の正負を反転させて第２の信号を生成し、この２つの信号を加算手段で合成したものである。
【実施例１】
【００１２】
実施例１は加算手段と比較器との間に低域通過フィルタを設けて、安定した基準電圧を得るもので、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１において、アブソリュート信号生成回路は、アブソリュート原信号を生成する受光素子１０１と、受光素子により光から電流に変換された信号を電圧に変換する電圧変換抵抗器１０２、電圧に変換されたアブソリュート原信号を入力する比較器１０３、基準電圧生成用のインクリメンタル信号生成用の受光素子１０４、電圧変換抵抗器１０５、バッファ１０６、抵抗器１０７、低域通過フィルタ１０８、増幅器１０９より構成されている。
【００１４】
まず、発光素子からの光が回転ディスクに設けられたアブソリュートパターンを透過し、回転ディスクが回転することにより発生するアブソリュート原信号（電流信号）を電圧変換抵抗１０２にて電圧に変換し、比較器１０３の反転入力端子に入力する。
【００１５】
一方、発光素子からの光が回転ディスクに設けた等間隔のスリットを透過し、回転ディスクが回転することにより発生するインクリメンタル原信号（電流信号）を、電圧変換抵抗器１０５にて電圧に変換し、加算手段としてのバッファ１０６および抵抗器１０７を介して、加算合成される。この合成信号を基準電圧として比較器１０３の比反転入力端子に入力し、アブソリュート原信号と比較され、矩形波として出力される。
【００１６】
アブソリュートの分解能を例えば５ｂｉｔにすると、比較器１０３の数も５ヶ必要となるが、分解能を上げれば上げるほどアブソリュート信号は下位のビットほど矩形波の周期が短くなり、信号周期に対する波形の立上り、立下り時間の割合が大きくなって、比較に用いる基準信号の電圧レベルによって信号のデューティ比が大きく変化するため、アブソリュート信号の角度精度が悪化してしまう。
【００１７】
一方、１８０度の位相差を有するインクリメンタル原信号を加算合成した基準電圧は、回転ディスクと受光素子の位置関係や、受光素子のバラツキ、回路定数のバラツキが全くない場合は、一定の電圧値として生成されるが、部品バラツキもしくは取り付け精度の誤差により、回転ディスクの回転速度に応じた周波数成分を持つことになる。
【００１８】
そこで、この基準電圧から周波数成分を取り除き一定の基準電圧を得るために、増幅器１０９の前段に低域通過フィルタ１０８を設けている。例えば、アブソリュート信号の最小周期信号が５ｂｉｔ（３２Ｐ／ｒ）で、１００ｒ／ｍｉｎ程度の低速回転をすれば、この低域通過フィルタ１０８は周波数５３Ｈｚを遮断できる程度でよい。この遮断周波数は小さい方がよいかわりにエンコーダの電源立上げ時には時定数による信号立上り分の時間を考慮したタイミング設計とする必要がある。
【実施例２】
【００１９】
実施例２は、２つのインクリメンタル原信号を２つの差動回路に入力し、加算手段で合成することで位相ズレを打ち消すもので、図を参照して説明する。
【００２０】
図２において、アブソリュート信号生成回路は、アブソリュート原信号を生成する受光素子２０１と、受光素子により光から電流に変換された信号を電圧に変換する電圧変換抵抗器２０２、電圧に変換されたアブソリュート原信号を入力する比較器２０３、基準電圧生成用のインクリメンタル信号生成用の受光素子２０４、電圧変換抵抗器２０５、バッファ２０６、第１の差動増幅器２０７、第２の差動増幅器２０８、抵抗器２０９、増幅器２１０より構成されている。
【００２１】
実施例１と異なるのは基準電圧の生成方法にあり、１８０度の位相差を有する２つのインクリメンタル原信号を第１の差動増幅器２０７で受けた信号と、差動入力の正負を逆転させた信号を第２の差動増幅器２０８で受けた信号とを抵抗器２０９を介して加算合成する構成とした点である。
【００２２】
この構成により、２つのインクリメンタル原信号の位相にズレが生じても、お互いに入力の極性を反転させた差動入力で受けた信号を加算合成するため、合成した信号では位相ズレ成分が打ち消され、安定した一定電圧を得ることができるため、精度の良いアブソリュート信号を得ることができる（図３）。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明のアブソリュート信号生成回路は、アブソリュート位置データの高精度化に最適であり、位置精度が求められる装置の位置検出などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１におけるアブソリュート信号生成回路図
【図２】本発明の実施例２におけるアブソリュート信号生成回路図
【図３】本発明のアブソリュート信号の説明図
【図４】従来のアブソリュート信号生成回路図
【図５】従来のアブソリュート信号の説明図
【符号の説明】
【００２５】
１０１、２０１  受光素子（アブソ用）
１０２、１０５、２０２、２０５  電圧変換抵抗器
１０３、２０３  比較器
１０４、２０４  受光素子（インクリメンタル用）
１０６、２０６  バッファ
１０７、２０９  抵抗器
１０８  低域通過フィルタ
１０９、２１０  増幅器
２０７  第１の差動増幅器
２０８  第２の差動増幅器
【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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