(57)【要約】【課題】１のアブソリュートエンコーダで、複数の種類の分解能を実現できるようにする。【解決手段】回転体の回転角度に応じた絶対位置を、あらかじめ定められた第１の検出分解能に基づき検出し、当該絶対位置表す信号を出力する絶対位置出力手段と、前記絶対位置出力手段が出力した信号を基に、前記回転体の位置情報を出力する演算手段とを備えたアブソリュートエンコーダであって、前記演算手段は、前記絶対位置検出手段が前記第１の検出分解能に基づき出力した信号を基に演算補正を行い、前記第１の検出分解能を用いた検出値に対応する、第２の検出分解能における相当値を出力することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転角度に応じた絶対位置を、あらかじめ定められた第１の検出分解能に基づき検出し、当該絶対位置表す信号を出力する絶対位置出力手段と、
前記絶対位置出力手段が出力した信号を基に、前記回転体の位置情報を出力する演算手段とを備えたアブソリュートエンコーダであって、
前記演算手段は、前記絶対位置検出手段が前記第１の検出分解能に基づき出力した信号を基に演算補正を行い、
前記第１の検出分解能を用いた検出値に対応する、第２の検出分解能における相当値を出力することを特徴とするアブソリュートエンコーダ。
【請求項２】
前記第１の検出分解能における出力値と、前記第２の検出分解能における対応値との対応関係表を格納した記憶手段を有し、
前記演算手段は、前記第２の検出分解能における前記第１の検出分解能の対応値を出力する際には、
前記記憶手段に格納された前記対応関係表を参照し、対応する値を出力することを特徴とする請求項１に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項３】
前記演算手段は、前記回転体の絶対位置の検出原点を設定する旨の信号を受け付け、
当該信号を受け付けた時点における、前記絶対位置出力手段の出力信号に相当する位置を、新たな検出原点として設定することを特徴とする請求項２に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項４】
前記演算手段は、前記回転体の絶対位置の検出原点を設定する旨の信号を受け付けた際には、
当該信号を受け付けた時点における、前記絶対位置出力手段の出力信号に相当する位置を新たな検出原点として、前記対応関係表の値を書き換えることを特徴とする請求項３に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項５】
前記記憶手段は、前記演算手段が前記演算補正を行う際に、前記第２の検出分解能として用いるべき分解能の値を示す情報を格納しており、
前記演算手段は、当該情報が示す分解能の値と、前記第１の検出分解能の値とが異なる場合には、前記演算補正を行うことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項６】
前記演算手段は、前記分解能の値を示す情報を設定する旨の信号を受け付けて前記記憶手段に格納し、
当該情報を出力すべき旨の信号を受け付けた際には、前記記憶手段より当該情報を読出して出力することを特徴とする請求項５に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項７】
前記絶対位置出力手段は、
回転体の回転角度に応じた絶対位置を表すビットパターンを形成したスリット板を用いて構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項８】
前記絶対位置出力手段は、
回転体の回転動作に応じて回転する磁石と、前記磁石の磁気を検出する磁気センサと、前記磁気センサの検出値を電気信号に変換する検出回路とを用いて構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のアブソリュートエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の分解能を有するアブソリュートエンコーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、『原点での位置決めを行うことなくアブソリュート型ロータリーエンコーダを設置できるようにする』技術として、『アブソリュート型ロータリーエンコーダをサーボモータ等にマウントして接続した後、原点位置で原点リセット信号を送出する。そうすれば原点リセット信号検知回路１４によってこの信号が検知され、メモリ１０によりそのときの回転角度に対するバイナリデータが保持される。以後はグレイ／バイナリ変換回路７と多回転カウンタ９の出力からこのメモリの保持値を減算することによって、設定された原点位置からの回転角度を検出できるようにしている。』というものが提案されている。
【特許文献１】特開平６−１２９８７５号公報（要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のアブソリュートエンコーダでは、原点の位置決めを行うことなく任意の位置を検出原点とすることが可能である一方で、１のアブソリュートエンコーダで実現できる分解能は、一定の種類のものに限られていた。
本発明の目的は、１のアブソリュートエンコーダで、複数の種類の分解能を実現できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係るアブソリュートエンコーダは、
回転体の回転角度に応じた絶対位置を、あらかじめ定められた第１の検出分解能に基づき検出し、当該絶対位置表す信号を出力する絶対位置出力手段と、
前記絶対位置出力手段が出力した信号を基に、前記回転体の位置情報を出力する演算手段とを備えたアブソリュートエンコーダであって、
前記演算手段は、前記絶対位置検出手段が前記第１の検出分解能に基づき出力した信号を基に演算補正を行い、
前記第１の検出分解能を用いた検出値に対応する、第２の検出分解能における相当値を出力することを特徴とするものである。
【０００５】
また、前記第１の検出分解能における出力値と、前記第２の検出分解能における対応値との対応関係表を格納した記憶手段を有し、
前記演算手段は、前記第２の検出分解能における前記第１の検出分解能の対応値を出力する際には、
前記記憶手段に格納された前記対応関係表を参照し、対応する値を出力することを特徴とするものである。
【０００６】
また、前記演算手段は、前記回転体の絶対位置の検出原点を設定する旨の信号を受け付け、
当該信号を受け付けた時点における、前記絶対位置出力手段の出力信号に相当する位置を、新たな検出原点として設定することを特徴とするものである。
【０００７】
また、前記演算手段は、前記回転体の絶対位置の検出原点を設定する旨の信号を受け付けた際には、
当該信号を受け付けた時点における、前記絶対位置出力手段の出力信号に相当する位置を新たな検出原点として、前記対応関係表の値を書き換えることを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記記憶手段は、前記演算手段が前記演算補正を行う際に、前記第２の検出分解能として用いるべき分解能の値を示す情報を格納しており、
前記演算手段は、当該情報が示す分解能の値と、前記第１の検出分解能の値とが異なる場合には、前記演算補正を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記演算手段は、前記分解能の値を示す情報を設定する旨の信号を受け付けて前記記憶手段に格納し、
当該情報を出力すべき旨の信号を受け付けた際には、前記記憶手段より当該情報を読出して出力することを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記絶対位置出力手段は、
回転体の回転角度に応じた絶対位置を表すビットパターンを形成したスリット板を用いて構成されたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記絶対位置出力手段は、
回転体の回転動作に応じて回転する磁石と、前記磁石の磁気を検出する磁気センサと、前記磁気センサの検出値を電気信号に変換する検出回路とを用いて構成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るアブソリュートエンコーダによれば、
１のアブソリュートエンコーダで、複数の種類の分解能出力を得ることができ、かつ原点の位置決めを行うことなく、任意の位置を検出原点に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダの機能ブロック図を示すものである。
図１に示すアブソリュートエンコーダは、ＬＥＤ１０１、固定スリット板１０２、回転スリット板１０３、フォトダイオード１０４、増幅回路１０５、整形回路１０６、演算部１０７、インタフェース１０８を有する。
ＬＥＤ１０１は光源であり、ＬＥＤ１０１が発する光は、固定スリット板１０２、回転スリット板１０３を通して受光素子であるフォトダイオード１０４に当たり、アナログ電気信号に変換される。
固定スリット板１０２には、遮光部及び透光部が蒸着、エッチング等の方法で形成されている。
回転スリット板１０３には、グレイコードを表すビットパターンが蒸着、エッチング等の方法で形成されている。
固定スリット板１０２及び回転スリット板１０３を通過し、フォトダイオード１０４が受光した光は、回転スリット板１０３の回転角度に応じた絶対位置をグレイコードで表すアナログ電気信号となって、増幅回路１０５に入力される。
なお、絶対位置の検出分解能は、上記スリット板に形成されたビットパターンにより定まる。
増幅回路１０５は、フォトダイオード１０４が出力するアナログ電気信号を増幅し、整形回路１０６に出力する。
整形回路１０６は、増幅回路１０５が出力した信号を整形し、回転スリット板１０３の回転角度に応じた絶対位置を表すデジタルグレイコード信号として、演算部１０７に出力する。
演算部１０７は、整形回路１０６が出力した絶対位置信号を基に演算補正を行い、上記スリット板の検出分解能に基づいた絶対位置の値を、異なる検出分解能における相当値に変換して出力する。分解能の演算補正についての詳細は、後述の図２で説明する。
インタフェース１０８は、演算部１０７の出力を基に、外部のアプリケーション等へ位置検出結果を表す信号を出力する。
【００１４】
本発明における「絶対位置検出手段」は、図１のＬＥＤ１０１〜フォトダイオード１０４からなる部分に相当する。
また、「演算手段」は、図１の演算部１０７に相当する。
【００１５】
ここで、本発明の理解を容易にするために、従来のアブソリュートエンコーダについて説明する。
【００１６】
図１８は、従来のアブソリュートエンコーダの機能ブロック図を示すものである。
図１８に示すアブソリュートエンコーダの構成は、図１に示すものとほぼ同様であるが、演算部が存在しない点が異なっている。
【００１７】
図１９は、アブソリュートエンコーダに用いる回転スリット板（図１８の回転スリット板１８０３に相当）のイメージを示すものである。
アブソリュートエンコーダに用いる回転スリット板は、回転角度に応じた絶対位置を表すビットパターンが、図１９に示すようなスリットにより形成されている。特定の角度位置におけるスリットパターンが出力するビット列は、必ず一意となるようになっているため、回転スリット板を通した光のビットパターンを調べれば、回転スリット板の現在の回転位置が一意に特定される。
【００１８】
アブソリュートエンコーダが、回転位置をどの程度細かく検出できるかを表す指標を、「分解能」と呼ぶ。分解能は、回転スリット板のスリットパターンの細かさに依存する。即ち、回転スリット板の周回方向に沿って１０２４個に等分割し、個々の位置に異なるスリットパターンを割り当てれば、その回転スリット板は１０２４の分解能を表現できることになる（図１９の左上）。
同様に、回転スリット板の周回方向に沿って７２０個に等分割すれば、その回転スリット板は７２０の分解能を表現できることになる（図１９の右上）。
このように、通常は分解能に応じてスリットパターンが定まるため、スリット板が異なれば、そのアブソリュートエンコーダの分解能も異なることになる。ただし、分解能の値が倍数関係になる場合は、単一の回転スリット板で複数の分解能を表現できる。
例えば、図１９の右上に示す回転スリット板は、０．５度毎に一意のスリットパターンを割り当てたものであるが、絶対位置を１つ置きにカウントすれば、同じ回転スリット板で、分解能３６０を得ることも可能である（図１９の右下）。
【００１９】
なお、図１９はイメージ図であり、正確なスリットパターンを示すものではないことを付言しておく。
【００２０】
図２０は、従来のアブソリュートエンコーダにおける、絶対位置を表すビットパターンの一覧表である。
図２０の表の左脇に示すように、分解能１０２４をスリットパターンで表現するためには、当該スリットパターンが１０ビット分の情報を出力する必要がある。同表に示すように、スリットパターンが「１」を出力した際には、回転角度の絶対位置が、分解能１０２４における「１」に相当する位置にあることを示す。なお、同じスリットパターンを用いて、分解能５１２、分解能２５６、分解能１２８、分解能６４、分解能３２も表現することができる。
また、図２０の右脇に示すように、分解能７２０をスリットパターンで表現するためには、当該スリットパターンが１０ビット分の情報を出力する必要がある。ただし、図１９で説明したように、分解能１０２４とは異なるスリットパターンを用いる必要がある。
同表に示すように、分解能７２０を用いる場合には、スリットパターンの出力値から１５２を減算した値が、実際の絶対位置となる。同様に、分解能３６０を用いる場合には７６を減算し、分解能１８０を用いる場合には３８を減算する。
【００２１】
図２１は、図２０の一覧表を、実際のスリットパターンに当てはめた際のイメージ図である。
図２１に示すように、全てのスリットパターンをフルに使用すれば、最大幅の分解能を得ることができ、同じスリットパターンの一部のみを使用すれば、使用しないビット幅分だけ少ない分解能を得ることができる。
このように、同じスリットパターンで複数の分解能を得ることができるが、得られる分解能はビット数に依存するするため、倍数関係にある値に限られる。
【００２２】
図２２は、図２０で説明したビットパターンの一覧表に基づいて、最終的な出力値を得る際のコード変換手順を説明するものである。
一般に、アブソリュートエンコーダの出力はグレイコードで出力されるため、処理しやすいバイナリコードやＢＣＤコード（２進化１０進コード）を得るためには、コード変換を行う必要がある。
例えば、ＢＣＤコードを得る際には、グレイコードをバイナリコードに一旦変換し、その後ＢＣＤコードに変換することで、ＢＣＤコードを得ることができる。なお図２０で説明した通り、分解能７２０、分解能３６０、分解能１８０を使用する際には、所定の減算を行う必要がある。
【００２３】
なお、図２２に示す「２進系」「角度系」という用語について、ここで補足する。
「２進系」の分解能とは、図２２に示す分解能３２〜分解能１０２４のことを指すが、これはコンピュータ等で処理しやすいように、２の累乗の分解能を出力することが望ましいアプリケーションが存在するために設けられているものである。
一方の「角度系」の分解能とは、例えば角度割り出しのように、人間が回転角度を確認したいような場合において、２進数表記は都合が悪いため、３６０度の角度系を用いて絶対位置を表すことができるように設けられたものである。
両者の分解能は、用いられるスリットが異なるため、従来のアブソリュートエンコーダでは、製造時にいずれか一方の分解能系を選択し、スリットパターンを形成していた。
本発明に係るアブソリュートエンコーダは、単一のスリットパターンで、双方の分解能系を表現できるようにするものである。
【００２４】
以後は、本実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダの説明を行う。
【００２５】
図２は、図１の演算部１０７が演算補正を行い、分解能１０２４における絶対位置の値を、分解能３６０における対応値に変換する際の対応関係を、例示して説明するものである。
ここでいう演算補正とは、例えば分解能１０２４のスリットパターンを用いている場合に、スリットパターンの出力値を、異なる分解能における対応値に変換することを言う。
例えば、分解能１０２４における絶対位置「２５６」は、分解能値の４分の１に相当するため、当該位置は分解能３６０における絶対位置「９０」と同一である。
そこで、演算部１０７は、分解能１０２４のスリットパターンを用いて分解能３６０を表現する際には、上記のような演算補正により値の変換を行い、変換後の値を出力する。このようにすることで、単一のスリットパターンを用いて、当該スリットパターンでは従来表現できなかった分解能を表現することが可能になる。
【００２６】
図３は、図１の演算部１０７が、図２に例示するような演算補正を行う際の処理フローを説明するものである。以下、各ステップについて説明する。
（Ｓ３０１）
演算部１０７は、所定の初期化処理を行う。例えば、演算に使用するメモリ領域のクリアなどの処理が、本ステップの処理に該当する。
（Ｓ３０２）
演算部１０７は、出力すべき分解能の設定を読み込む。当該設定は、別途設けたメモリ領域にあらかじめ格納しておいてもよいし、回転スリット板１０３の種類に合わせて、製造時に固定的に演算部１０７へ書き込んでおいてもよい。ただしこの場合は、表現できる分解能の種類が限定される点に注意する。
（Ｓ３０３）
演算部１０７は、出力すべき分解能の種別に応じて、以下のステップＳ３０４若しくはステップＳ３０６のいずれかの処理に進む。
（Ｓ３０４）
演算部１０７は、整形回路１０６が出力した絶対位置信号を読み込む。
（Ｓ３０５）
演算部１０７は、図２で例示したような演算補正を行い、ステップＳ３０４で読み込んだ絶対位置信号を、出力する分解能に対応した値に変換する。変換演算の詳細については、後述の図６で説明する。
（Ｓ３０６）
演算部１０７は、整形回路１０６が出力した絶対位置信号を読み込む。
（Ｓ３０７）
演算部１０７は、図２で例示したような演算補正を行い、ステップＳ３０６で読み込んだ絶対位置信号を、出力する分解能に対応した値に変換する。
（Ｓ３０８）
演算部１０７は、バイナリコードとグレイコードの間の変換処理を行う。バイナリコードとグレイコードのいずれを最終出力値とするかは、用途に応じて任意に定めればよい。
なお、上記各ステップの段階で、最終出力値のコード体系を用いている場合には、本ステップは省略する。
（Ｓ３０９）
演算部１０７は、演算補正結果をインタフェース１０８に出力する。
（Ｓ３１０）
演算部１０７は、アブソリュートエンコーダ本体の動作終了等により、演算を終了すべきか否かを判断する。演算を継続する場合は、ステップＳ３０３に戻る。
【００２７】
図４は、図１の演算部１０７の１実現例として、マイコンを用いた場合のイメージ図を示すものである。
マイコンを用いて演算部１０７を実現した場合は、入力側の各端子に変換前の各ビット信号の入力値を割り当て、出力側の各端子に変換後の各ビット信号の出力値を割り当てればよい。
なお、演算部１０７の実現方法はマイコンに限られるものではなく、任意のＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＰＬＣ）等を用いて実現してもよい。
【００２８】
図５は、図１の演算部１０７として、図４のようなマイコン回路を用いた場合の機能ブロック図を示すものである。
ＬＥＤ５０１、固定スリット板５０２、回転スリット板５０３、フォトダイオード５０４、増幅回路５０５、整形回路５０６、インタフェース５０８は、図１の該当部分に相当するため、説明を省略する。
マイコン回路５０７は、図１における演算部１０７に相当する。
マイコン回路５０７は、図４に示すマイコンのような演算手段とその周辺回路を含み、メモリ５０９、ＣＰＵ５１０を有する。
ＣＰＵ５１０は、演算補正を行う演算手段であり、例えば図４に示すようなマイコンを用いることができる。
メモリ５０９は、対応テーブル５１１を格納している。対応テーブル５１１の詳細は、後述の図６で説明する。
【００２９】
図６は、図５の対応テーブル５１１の構成を説明するものであり、図３のステップＳ３０５とステップＳ３０７において、演算部１０７が演算補正を行う際に用いられるものである。
マイコン回路５０７は、図３のフローチャートに示す演算補正処理を行う際に、対応テーブル５１１を参照する。
対応テーブル５１１には、回転スリット板５０３の出力値（絶対位置）と、対応する変換後の値との関係が記録されている。
図６の左側の表は、回転スリット板５０３として分解能１０２４のスリット板を用いた場合の出力値一覧を示しており、絶対位置「０」〜「１０２３」までの１０２４個の値が格納されている。
図６の右側の表は、左側の１０２４個の値を、分解能１８０における対応値に変換した場合の変換後の値が格納されている。例えば、左側の表の値「２５６」は、全体の４分の１の位置に相当し、これは分解能１８０においては、１８０の４分の１の「４５」に相当するため、右側の表の対応位置には「４５」が格納されている。
左側の値「１０２３」は、丁度１回転して検出原点に戻ってきた位置に相当するため、右側の表の対応値は「０」が格納されている。
【００３０】
図６のような対応関係は、図６の中央部に示す計算式でも求められるが、端数が生じた場合にそれを切り捨てるべきか否かは、個別のアプリケーションの事情等にも依存するので、メモリ５０９の容量とアクセス速度が許容される限り、図６のような対応表を設けておくことが望ましい。
なお、図６においては分解能１０２４の値を分解能１８０の値に変換する場合の対応表を例示したが、その他の複数の分解能の値を得たい場合は、対応する表を複数設けておけばよい。
【００３１】
図７は、１０進数、２進コード（バイナリコード）、グレイコードの対応関係を説明するものである。各コード体系の間には、図７に示すような対応関係が存在する。
図３のステップＳ３０８においては、必要に応じ２進コードとグレイコードを相互に変換する必要がある。２進コードとグレイコードは、ともに対応する１０進数の値を表すものであるが、その対応関係は容易に求めることができる。
【００３２】
図８は、２進コードとグレイコードを相互に変換する際の手順を説明するものである。
【００３３】
２進コードから対応するグレイコードを得るには、以下の手順を踏む。
（１）
グレイコードへ変換する前の２進コードのビット列を読み込む。
（２）
変換前の２進コードのビット列を、右に１つシフトする。
（３）
変換前のビット列と、ステップ（２）のビット列の各ビットにおいて、排他的論理和演算を実施する。得られたビット列が、対応するグレイコードである。
【００３４】
また、グレイコードから対応する２進コードを得るには、以下の手順を踏む。
（１）
２進コードに変換する前のグレイコードのビット列を読み込む。
（２）
ステップ（１）のビット列の最上位ビットを、そのまま変換後の最上位ビットとする。
（３）
元のビット列の２ビット目と、ステップ（２）の１ビット目との、排他的論理和演算を実施する。得られた値を、変換後の２ビット目の値とする。
（４）〜（９）
以降、同様の処理を繰り返す。
【００３５】
図３のステップＳ３０８においては、演算部１０７は上記のような演算を行い、バイナリコードとグレイコードの相互変換を行う。
その後、演算部１０７はステップＳ３０９の処理を行い、インタフェース１０８に演算補正後の絶対位置を示すバイナリコードもしくはグレイコードを出力する。
【００３６】
以上のように、本実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダによれば、
回転体の回転角度に応じた絶対位置を、あらかじめ定められた第１の検出分解能に基づき検出し、当該絶対位置表す信号を出力する絶対位置出力手段と、
前記絶対位置出力手段が出力した信号を基に、前記回転体の位置情報を出力する演算手段とを備えたアブソリュートエンコーダであって、
前記演算手段は、前記絶対位置検出手段が前記第１の検出分解能に基づき出力した信号を基に演算補正を行い、
前記第１の検出分解能を用いた検出値に対応する、第２の検出分解能における相当値を出力するので、
１のアブソリュートエンコーダで、複数の種類の分解能出力を得ることができる。
【００３７】
また、前記第１の検出分解能における出力値と、前記第２の検出分解能における対応値との対応関係表を格納した記憶手段を有し、
前記演算手段は、前記第２の検出分解能における前記第１の検出分解能の対応値を出力する際には、
前記記憶手段に格納された前記対応関係表を参照し、対応する値を出力するので、
演算部１０７の演算補正により端数が生じる場合であっても、端数を切り捨てるべきか否か等をあらかじめ決定しておくことができる。また、対応テーブル５１１の値を再設定もしくは複数の対応テーブルを設ければ、複数の分解能について、同様の処理を行うことができる。
【００３８】
また、前記絶対位置出力手段は、
回転体の回転角度に応じた絶対位置を表すビットパターンを形成したスリット板を用いて構成されているので、
回転スリット板が有するスリットパターンを基に、回転角度に対する絶対位置を検出することができる。
【００３９】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダの機能ブロック図を説明するものである。
図９に示すアブソリュートエンコーダの構成は、図５に示すものと同様であるが、マイコン回路９０７が「原点Ｒｅｓｅｔ」信号を外部のアプリケーション等より受け付ける点が、図５の構成とは異なっている。
マイコン回路９０７は、「原点Ｒｅｓｅｔ」信号を外部のアプリケーション等より受け付けると、その時点における回転スリット板９０３の絶対位置を、以後の絶対位置検出における原点として再設定する。
【００４０】
図１０は、原点を再設定することの利点を説明するものである。
図１０の左図に示す初期状態で、矢印で示す位置を検出原点として、角度に応じた絶対位置の検出を行うと、検出終了後は初期の原点が最初の位置から移動しているため、同じ位置から検出を再開すると、「０」以外の出力値から検出が行われることになる。
すると、利用者としては、原点位置を元の場所に戻すか、得られた値から検出開始時における絶対位置を減算する等の手間が必要となり、使い勝手が低減する。
そこで、前回の検出終了時における絶対位置を、次回の検出開始時における検出原点として再設定するなど、任意の絶対位置を検出原点として設定できれば、利用者の利便性が増す。
【００４１】
例えば、絶対位置「１０９」においてマイコン回路９０７が「原点Ｒｅｓｅｔ」信号を受け付けた場合には、以降の絶対位置検出においては、「１０９」の位置を絶対位置「０」とみなして検出を行ったほうが、利用者にとって便宜である（図１０の右図参照）。
【００４２】
また、任意の検出原点を設定できることは、製造者にとってもメリットがある。図２３を用いて、製造者にとってのメリットを説明する。
【００４３】
図２３は、アブソリュートエンコーダの製造プロセスにおいて、回転スリット板の原点位置合わせを行う際の作業の様子を説明するものである。
アブソリュートエンコーダは、回転角度に対する絶対位置を検出するために用いられるものであるため、初期の原点合わせが非常に重要となる。原点位置がずれていれば、検出値と実際の位置との間に、差異が生じるからである。
実際の製造プロセスにおいては、図２３に示す「回転シャフト」を専用の工具（冶具）で固定し、同図に示す「原点マーク」が、専用工具（冶具）の基準マーク及びこれに合せて設けられた基準線の位置と合致するように回転スリット板を回転させ、目視確認等により位置合わせを行う。
位置が合うと、当該位置で接着剤等により位置を固定し、固定した位置のままで、凝固させる工程へと移行する。
【００４４】
もし製造後にも任意の位置を原点位置として設定することができれば、上記図２３で説明したような手間のかかる製造工程を省略でき、製造コストや期間の効率化を図ることが可能になるため、製造者にとって大きなメリットがある。
【００４５】
任意の検出原点の設定は、図９に示す「原点Ｒｅｓｅｔ」信号をマイコン回路９０７が受け付けた際の絶対位置をメモリ９０９に記憶しておき、以降の絶対位置検出においては、ＣＰＵ９１０の演算処理により、当該位置の値を検出結果から減算して出力するようにすればよい。
ただし、同時に分解能の変換演算補正も行う必要があるため、「原点Ｒｅｓｅｔ」信号を受け付けた際には、対応テーブル９１１の値を書き換える方が、複雑な演算を検出時に行う必要がなく、好都合である。
書き換え後の対応テーブル９１１の値については、後述の図１２を用いて説明する。
【００４６】
図１１は、図９のマイコン回路９０７が、図２に例示するような演算補正を行う際の処理フローを説明するものである。
図１１に示すフローチャートは、図３に示すフローチャートとほぼ同様であるが、ステップＳ１１０２において、原点設定を読み込む点が異なっている。また、原点再設定は常に行われる可能性があるため、原点位置は都度読み込む必要があり、ステップＳ１１１０の戻り位置が図３とは異なっている。
ステップＳ１１０２で言う原点設定は、「原点Ｒｅｓｅｔ」信号をマイコン回路９０７が受け付けた際の絶対位置であり、例えばメモリ９０９の空き領域等に当該絶対位置の値を格納しておき、ステップＳ１１０２で読み込めばよい。
なお、後述する図１２に示すように、対応テーブル９１１を、再設定した原点位置を基に書き換えた場合には、ステップＳ１１０２において原点設定を読み込む必要はない。
【００４７】
図１２は、図９の対応テーブル９１１の構成を説明するものであり、図１１のステップＳ１１０５とステップＳ１１０７において、マイコン回路９０７が演算補正を行う際に用いられるものである。
図１２の対応テーブルは、図６に示す対応テーブルと同様の構成を有する。
ただし、マイコン回路９０７が「原点Ｒｅｓｅｔ」信号を受け付けた際には、対応テーブル９１１の値を書き換えるようにすることができる。
例えば、図１０の右図に示すように、絶対位置「１０９」の位置でマイコン回路９０７が「原点Ｒｅｓｅｔ」信号を受け付けた場合には、図１２の右表の対応する位置を「０」として、右表の各値を書き換える。
この書き換えを行えば、マイコン回路９０７は単に対応テーブル９１１を読み込んで対応値を出力すれば、それだけで新たな原点位置に基づく分解能変換が行われることになるので、図１１のステップＳ１１０２において原点設定を読み込む処理はスキップすることができる。
【００４８】
なお、「原点Ｒｅｓｅｔ」信号を受け付け、図１２の右表を書き換える際には、図１２の中央に示す計算式を用いて、新たな値を求めればよい。
【００４９】
以上のように、本実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダによれば、
前記演算手段は、前記回転体の絶対位置の検出原点を設定する旨の信号を受け付け、
当該信号を受け付けた時点における、前記絶対位置出力手段の出力信号に相当する位置を、新たな検出原点として設定するので、
任意の絶対位置を検出原点として設定でき、利用者が原点位置を元の場所に戻す、あるいは得られた値から検出開始時における絶対位置を減算する等の手間が不要となり、利用者の利便性が増す。
さらには、製造工程において、原点位置合わせを行う工程を省略することができ、製造コストや期間の効率化を図ることが可能になるため、製造者にとって大きなメリットがある。
【００５０】
また、前記演算手段は、前記回転体の絶対位置の検出原点を設定する旨の信号を受け付けた際には、
当該信号を受け付けた時点における、前記絶対位置出力手段の出力信号に相当する位置を新たな検出原点として、前記対応関係表の値を書き換えるので、
都度原点設定を読み込み、減算処理を行う等の演算を行う必要がなく、演算部の負荷を低減することができる。
【００５１】
実施の形態３．
図１３は、本発明の実施の形態３に係るアブソリュートエンコーダの機能ブロック図を示すものである。
図１３に示すアブソリュートエンコーダは、図９と同様の構成を有するが、マイコン回路１３０７は、現在の分解能を示す信号を外部のアプリケーション等に出力し、もしくは分解能を設定する旨の信号を外部のアプリケーション等から受け付ける点が、図９の構成とは異なっている。
【００５２】
図１４は、図１３における対応テーブル１３１１の内容を示すものである。
図１４に示す対応テーブル１３１１は、図１２に示す構成に加えて、分解能の演算補正を行う際に用いるべき分解能の値を格納する領域（図１４の「分解能モード」部）を設けている点が異なっている。
【００５３】
図１４の右表には、同図の「分解能モード」に示す領域の値に対応した、分解能変換後の値が格納されている。例えば、同図の「分解能モード」に示す領域に「１８０」が格納されていれば、同図の右表には、分解能１０２４を分解能１８０に変換した際の対応値が格納されている。
【００５４】
また、マイコン回路１３０７は、外部のアプリケーション等より、現在の分解能値を出力すべき旨の信号を受け付けた際には、図１４の「分解能モード」に示す領域の値を読み取り、当該値を出力する。
さらには、新たな分解能を設定する旨の信号を外部のアプリケーション等から受け付けた際には、図１４の「分解能モード」に示す領域の値を当該値に変更するとともに、図１４の中央に示す計算式を用いて、当該分解能に対応する新たな値を、図１４の右表に設定する。
【００５５】
マイコン回路１３０７は、回転スリット板１３０３が有する分解能と、図１４の「分解能モード」に示す領域の値とが異なる場合には、同図の対応テーブル１３１１を用いて演算補正を行い、両者が一致する場合には、演算補正を行わずに、スリットパターンの出力値をそのまま出力する。
このようにすることで、演算補正をする必要がない場合にまで演算処理を行って、不要な演算リソースを消費してしまうことを回避できる。
【００５６】
図１５は、実施の形態３に係るアブソリュートエンコーダを、外部のアプリケーションに接続した際のイメージ図を示すものである。
図１５に示すアブソリュートエンコーダは、回転角度に対する現在の絶対位置信号を、表示機器１５０２に出力する。
マイコン回路１５０１は、本実施の形態３に係るアブソリュートエンコーダが有するマイコン回路であり、図１３のマイコン回路１３０７に該当する。
表示機器１５０２は、外部アプリケーションであり、回転角度に対する現在の絶対位置を表示するものである。
現在位置表示部１５０３は、図１５が現在の絶対位置を表すものである。表示に際しては、アブソリュートエンコーダが現在用いている分解能に対応した値が表示される。
Ｒｅｓｅｔ信号送信ボタン１５０４は、押下により図１３に示す「原点Ｒｅｓｅｔ信号」を、マイコン回路１５０１に送信するためのものである。
分解能設定ボタン１５０５は、押下する毎に、図１３に示す「分解能モード」信号を送信するものである。例えば、１回目の押下では「分解能を１８０に設定」すべき旨の信号をマイコン回路１５０１に送信し、２回目の押下では、「分解能を１８０に設定」すべき旨の信号を送信する、というように構成すればよい。
分解能表示部１５０６は、マイコン回路１５０１の現在の分解能設定を表示する。表示の更新は、分解能設定ボタン１５０５を利用者が押下する毎に、マイコン回路１５０１より読み取るなどの処理を行えばよい。
【００５７】
このように、現在の分解能を示す信号を外部のアプリケーション等に送信すれば、現在の分解能を利用者が目視確認などにより知ることができ、利用者の利便性が増す。
さらには、分解能の値を設定すべき旨の信号を受け付け、対応テーブル１３１１の内容を更新することにより、利用者が望む任意の分解能を、単一のスリットパターンで提供することが可能になる。
【００５８】
以上のように、本実施の形態３に係るアブソリュートエンコーダによれば、
前記記憶手段は、前記演算手段が前記演算補正を行う際に、前記第２の検出分解能として用いるべき分解能の値を示す情報を格納しており、
前記演算手段は、当該情報が示す分解能の値と、前記第１の検出分解能の値とが異なる場合には、前記演算補正を行うので、
演算補正をする必要がない場合にまで演算処理を行って、不要な演算リソースを消費してしまうことを回避できる。
【００５９】
また、前記演算手段は、前記分解能の値を示す情報を設定する旨の信号を受け付けて前記記憶手段に格納し、
当該情報を出力すべき旨の信号を受け付けた際には、前記記憶手段より当該情報を読出して出力するので、
現在の分解能を示す信号を外部のアプリケーション等に送信すれば、現在の分解能を利用者が目視確認などにより知ることができ、利用者の利便性が増す。
さらには、分解能の値を設定すべき旨の信号を受け付け、対応テーブル１３１１の内容を更新することにより、利用者が望む任意の分解能を、単一のスリットパターンで提供することが可能になる。
【００６０】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係るアブソリュートエンコーダは、実施の形態１〜３におけるＬＥＤ１０１〜フォトダイオード１０４等からなる部分を、磁気センサ等で実現したものである。
【００６１】
図１６は、本実施の形態４に係るアブソリュートエンコーダの機能ブロック図を示すものである。
図１６に示すアブソリュートエンコーダは、回転磁石１６０１、磁気センサと検出回路を兼ねたセンサ部１６０２を有する。
その他の構成は、図１に示すアブソリュートエンコーダと同様であるため、説明を省略する。
図１６に示すように、磁気センサなどを用いて、回転体の回転角度に対する絶対位置を検出する場合でも、実施の形態１と同様の構成を用いて、演算補正により複数の分解能を実現することができる。
【００６２】
図１７は、実施の形態３に相当する構成であり、図１３におけるＬＥＤ１３０１〜フォトダイオード１３０４からなる部分を、図１６と同様の回転磁石１６０１、センサ部１６０２を用いて構成したものである。
図１７に示すアブソリュートエンコーダは、回転磁石１７０１、磁気センサと検出回路を兼ねたセンサ部１７０２を有する。
その他の構成は、図１３に示すアブソリュートエンコーダと同様であるため、説明を省略する。
図１７に示すように、磁気センサなどを用いて、回転体の回転角度に対する絶対位置を検出する場合でも、実施の形態３と同様の構成を用いて、演算補正により複数の分解能を実現することができる。実施の形態２についても同様である。
【００６３】
以上のように、本実施の形態４に係るアブソリュートエンコーダによれば、
前記絶対位置出力手段は、
回転体の回転動作に応じて回転する磁石と、前記磁石の磁気を検出する磁気センサと、前記磁気センサの検出値を電気信号に変換する検出回路とを用いて構成されているので、
磁気センサ等を用いて回転体の回転角度に対する絶対位置を検出する場合でも、実施の形態１〜３と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダの機能ブロック図を示すものである。
【図２】演算部１０７が演算補正を行い、分解能を変換する際の対応関係を、例示して説明するものである。
【図３】演算部１０７が、図２に例示するような演算補正を行う際の処理フローを説明するものである。
【図４】演算部１０７の１実現例として、マイコンを用いた場合のイメージ図を示すものである。
【図５】演算部１０７として、図４のようなマイコン回路を用いた場合の機能ブロック図を示すものである。
【図６】図５の対応テーブル５１１の構成を説明するものである。
【図７】１０進数、２進コード（バイナリコード）、グレイコードの対応関係を説明するものである。
【図８】２進コードとグレイコードを相互に変換する際の手順説明である。
【図９】実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダの機能ブロック図を説明するものである。
【図１０】原点を再設定することの利点を説明するものである。
【図１１】図９のマイコン回路９０７が、図２に例示するような演算補正を行う際の処理フローを説明するものである。
【図１２】図９の対応テーブル９１１の構成を説明するものである。
【図１３】実施の形態３に係るアブソリュートエンコーダの機能ブロック図を示すものである。
【図１４】図１３における対応テーブル１３１１の内容を示すものである。
【図１５】実施の形態３に係るアブソリュートエンコーダを、外部のアプリケーションに接続した際のイメージ図を示すものである。
【図１６】実施の形態４に係るアブソリュートエンコーダの機能ブロック図を示すものである。
【図１７】ＬＥＤ１３０１〜フォトダイオード１３０４からなる部分を、回転磁石１６０１、センサ部１６０２を用いて構成したものである。
【図１８】従来のアブソリュートエンコーダの機能ブロック図を示すものである。
【図１９】アブソリュートエンコーダに用いる回転スリット板のイメージを示すものである。
【図２０】従来のアブソリュートエンコーダにおける、絶対位置を表すビットパターンの一覧表である。
【図２１】図１８の一覧表を、実際のスリットパターンに当てはめた際のイメージ図である。
【図２２】図１８で説明したビットパターンの一覧表に基づいて、最終的な出力値を得る際のコード変換手順を説明するものである。
【図２３】アブソリュートエンコーダの製造プロセスにおいて、回転スリット板の原点位置合わせを行う際の作業の様子を説明するものである。
【符号の説明】
【００６５】
１０１  ＬＥＤ、１０２  固定スリット板、１０３  回転スリット板、１０４  フォトダイオード、１０５  増幅回路、１０６  整形回路、１０７  演算部、１０８  インタフェース、５０１  ＬＥＤ、５０２  固定スリット板、５０３  回転スリット板、５０４  フォトダイオード、５０５  増幅回路、５０６  整形回路、５０７  マイコン回路、５０８  インタフェース、５０９  メモリ、５１０  ＣＰＵ、５１１  対応テーブル、９０１  ＬＥＤ、９０２  固定スリット板、９０３  回転スリット板、９０４  フォトダイオード、９０５  増幅回路、９０６  整形回路、９０７  マイコン回路、９０８  インタフェース、９０９  メモリ、９１０  ＣＰＵ、９１１  対応テーブル、１３０１  ＬＥＤ、１３０２  固定スリット板、１３０３  回転スリット板、１３０４  フォトダイオード、１３０５  増幅回路、１３０６  整形回路、１３０７  マイコン回路、１３０８  インタフェース、１３０９  メモリ、１３１０  ＣＰＵ、１３１１  対応テーブル、１５０１  マイコン回路、１５０２  表示機器、１５０３  現在位置表示部、１５０４  Ｒｅｓｅｔ信号送信ボタン、１５０５  分解能設定ボタン、１５０６  分解能表示部、１６０１  回転磁石、１６０２  磁気センサ及び検出回路、１６０５  増幅回路、１６０６  整形回路、１６０７  演算部（マイコン回路）、１６０８  インタフェース、１６０９  メモリ、１６１０  ＣＰＵ、１６１１  対応テーブル、１７０１  回転磁石、１７０２  磁気センサ及び検出回路、１７０５  増幅回路、１７０６  整形回路、１７０７  マイコン回路、１７０８  インタフェース、１７０９  メモリ、１７１０  ＣＰＵ、１７１１  対応テーブル、１８０１  ＬＥＤ、１８０２  固定スリット板、１８０３  回転スリット板、１８０４  フォトダイオード、１８０５  増幅回路、１８０６  整形回路、１８０８  インタフェース。
【図１】
2007271459.tif 000003
【図２】
2007271459.tif 000004
【図３】
2007271459.tif 000005
【図４】
2007271459.tif 000006
【図５】
2007271459.tif 000007
【図６】
2007271459.tif 000008
【図７】
2007271459.tif 000009
【図８】
2007271459.tif 000010
【図９】
2007271459.tif 000011
【図１０】
2007271459.tif 000012
【図１１】
2007271459.tif 000013
【図１２】
2007271459.tif 000014
【図１３】
2007271459.tif 000015
【図１４】
2007271459.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2007271459.tif 000019
【図１８】
2007271459.tif 000020
【図１９】
2007271459.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2007271459.tif 000023
【図２２】
2007271459.tif 000024
【図２３】
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