(57)【要約】【課題】高速に回転位置データを送信可能なアブソリュートエンコーダを提供する。【解決手段】  アブソリュートエンコーダ１は、回転位置を回転位置データとして検出可能なアブソリュート方式のエンコーダである。ビット分割部１１０は、回転位置データを、特定のビット長で分割する。インクリメンタル信号送信部１２０は、ビット分割部１１０により分割された各分割データのそれぞれについてカウント数を算出し、当該カウント数に対応したインクリメンタル信号を上位機器２へ送信する。【選択図】図１
2016004013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転位置を絶対値の回転位置データとして検出可能なアブソリュートエンコーダであって、
前記回転位置データを、特定のビット長で分割するビット分割手段と、
該ビット分割手段により分割された各分割データのそれぞれについてカウント数を算出し、当該カウント数に対応したインクリメンタル信号を送信するインクリメンタル信号送信手段とを備える
ことを特徴とするアブソリュートエンコーダ。
【請求項２】
前記回転位置データは、多回転データと一回転内の回転位置である一回転内データとが連続したビット列を含むデータである
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】
前記ビット分割手段は、
前記各分割データが等しいビット数となるよう分割する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項４】
前記インクリメンタル信号送信手段は、
前記回転位置データの分割数及び／又は総ビット数を含む分割指示データをインクリメンタル信号で送信する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項５】
前記インクリメンタル信号送信手段は、
前記各分割データの合計値を含む検証データをインクリメンタル信号で送信する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項６】
前記インクリメンタル信号送信手段は、
前記各分割データのそれぞれに誤り検出データを含ませてインクリメンタル信号で送信する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項７】
前記ビット分割手段は、
前記各分割データを前記インクリメンタル信号送信手段で特定時間以内に送信可能な分割数で分割する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項８】
前記インクリメンタル信号送信手段は、
接続された上位機器からの回転位置データの送信リクエストに応答して、前記各分割データのカウント数に対応したインクリメンタル信号を送信する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項９】
前記ビット分割手段により分割された各分割データのうち一つに、前記多回転データと前記一回転内データの一部が含まれていてもよい
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項１０】
前記ビット分割手段は、
前記回転位置データの総ビット数が奇数の場合は、当該奇数が割り切れる奇数個の分割数となるよう前記各分割データに分割し、
前記回転位置データの総ビット数が偶数の場合は、当該偶数が割り切れる偶数個の分割数となるよう前記各分割データに分割する
ことを特徴とする請求項３乃至９のいずれか１項に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項１１】
回転位置を絶対値の回転位置データとして検出可能なアブソリュートエンコーダによる回転位置データ伝送方法であって、
前記回転位置データを、特定のビット長で分割し、
分割された各分割データのそれぞれについてカウント数を算出し、当該カウント数に対応したインクリメンタル信号を送信する
ことを特徴とする回転位置データ伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アブソリュートエンコーダ及び回転位置データ伝送方法に係り、特に回転位置データの伝送時間を速めることができるアブソリュートエンコーダ及び回転位置データ伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータ等の軸の回転位置を回転位置データとして検出可能な磁気式又は光学式のエンコーダと呼ばれる装置が存在する。また、エンコーダには、回転位置を相対的に検出するインクリメンタル方式のエンコーダ（以下、インクリメンタルエンコーダという。）と、絶対的な回転位置を検出するアブソリュート方式のエンコーダ（以下、アブソリュートエンコーダという。）が存在する。
このうち、インクリメンタルエンコーダは、軸の回転変位量に応じパルス列をインクリメンタル信号として出力する。また、アブソリュートエンコーダは、回転出力軸の回転数を示す多回転データと、回転出力軸の一回転内の回転位置のデータ（以下、「一回転内データ」という。）とを絶対値の回転位置データとして出力可能である。
【０００３】
また、アブソリュートエンコーダには、絶対値の回転位置データをインクリメンタル型のエンコーダと同様のインクリメンタル信号に変換して、Ａ、Ｂ相と呼ばれる２つの伝送線を用いて送信可能なものが存在する。
たとえば、特許文献１には、絶対値の回転位置データを、インクリメンタル信号で送信するアブソリュートエンコーダの技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３６５０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたアブソリュートエンコーダでは、伝送するパルス数が膨大となる可能性があり、伝送に時間がかかってしまうという問題があった。
【０００６】
たとえば、図５では、多回転データが１５ビットであり、一回転内データが１７ビットの分解能のアブソリュートエンコーダによる送信例を示している。
この絶対値の回転位置データを一括伝送する場合、合計の総ビット数が３２ビットの回転位置データを、インクリメンタル信号で送信しなければならない。つまり、最大２32＝４２９４９６７２９５個にもなるパルス数のデータを伝送する必要がある。この場合、パルス列の伝送レート（以下、「パルスレート」という。）が５００ｋパルス／秒の場合、最長伝送時間は：
２32パルス  ／  ５００ｋパルス／秒  ＝  ８５９０秒  ＝  ２時間３９分
となっていた。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上述の問題を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のアブソリュートエンコーダは、回転位置を絶対値の回転位置データとして検出可能なアブソリュートエンコーダであって、前記回転位置データを、特定のビット長で分割するビット分割手段と、該ビット分割手段により分割された各分割データのそれぞれについてカウント数を算出し、当該カウント数に対応したインクリメンタル信号を送信するインクリメンタル信号送信手段とを備えることを特徴とする。このように構成することで、伝送時間を短縮できる。
【０００９】
本発明のアブソリュートエンコーダは、前記回転位置データが、多回転データと一回転内の回転位置のデータである一回転内データとが連続したビット列を含むデータであることを特徴とする。このように構成することで、適切な分割数を選択することができる。
【００１０】
本発明のアブソリュートエンコーダは、前記ビット分割手段が、前記各分割データが等しいビット数となるよう分割することを特徴とする。このように構成することで、伝送時間を最短にし、伝送の信頼性を高めることができる。
【００１１】
本発明のアブソリュートエンコーダは、前記インクリメンタル信号送信手段が、前記回転位置データの分割数及び／又は総ビット数を含む分割指示データをインクリメンタル信号で送信することを特徴とする。このように構成することで、上位機器が分割されたデータの分割数／及び又は総ビット数を知らなくてもデータ伝送することが可能になる。
【００１２】
本発明のアブソリュートエンコーダは、前記インクリメンタル信号送信手段が、前記各分割データの合計値を含む検証データをインクリメンタル信号で送信することを特徴とする。このように構成することで、回転位置データの伝送の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
本発明のアブソリュートエンコーダは、前記インクリメンタル信号送信手段が、前記各分割データのそれぞれに誤り検出データを含ませてインクリメンタル信号で送信することを特徴とする。このように構成することで、分割データの伝送の信頼性を向上させることができる。
【００１４】
本発明のアブソリュートエンコーダは、前記ビット分割手段が、前記各分割データを前記インクリメンタル信号送信手段で特定時間以内に送信可能な分割数で分割することを特徴とする。このように構成することで、特定時間以内に、回転位置データを確実に送信できる。
【００１５】
本発明のアブソリュートエンコーダは、前記インクリメンタル信号送信手段が、接続された上位機器からの回転位置データの送信リクエストに応答して、前記各分割データのカウント数に対応したインクリメンタル信号を送信することを特徴とする。このように構成することで、装置の構成を簡易化できる。
【００１６】
本発明のアブソリュートエンコーダは、前記ビット分割手段により分割された各分割データのうち一つに、前記多回転データと前記一回転内データの一部が含まれていてもよいことを特徴とする。このように構成することで、回転位置データの分割数が最適な値になるよう容易に設定することができる。
【００１７】
本発明のアブソリュートエンコーダは、前記ビット分割手段が、前記回転位置データの総ビット数が奇数の場合は、当該奇数が割り切れる奇数個の分割数となるよう前記各分割データに分割し、前記回転位置データの総ビット数が偶数の場合は、当該偶数が割り切れる偶数個の分割数となるよう前記各分割データに分割することを特徴とする。このように構成することで、倍数の分割数の場合、等しいビット長での分割が可能となり、又、適切な分割数での分割を行うことができる。
【００１８】
本発明の回転位置データ伝送方法は、回転位置を絶対値の回転位置データとして検出可能なアブソリュートエンコーダによる回転位置データ伝送方法であって、前記回転位置データを、特定のビット長で分割し、分割された各分割データのそれぞれについてカウント数を算出し、当該カウント数に対応したインクリメンタル信号を送信することを特徴とする。このように構成することで、伝送時間を短縮できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、回転位置データを特定のビット長で分割し、分割された各分割データのカウント数に対応したインクリメンタル信号をそれぞれ送信することで、絶対的な回転位置データを速く伝送可能なアブソリュートエンコーダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御システムのシステム構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る回転位置データ送信処理のフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る回転位置データ送信処理の概念図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る回転位置データの送信の概念図である。
【図５】従来のアブソリュートエンコーダによる送信例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜実施の形態＞
〔制御システムＸの構成〕
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御システムＸの構成について説明する。制御システムＸは、上位機器２、制御部１０、モータ１１、及びエンコーダ部１２を含んで構成される。
このうち、制御部１０とエンコーダ部１２とは本実施形態のアブソリュートエンコーダ１として機能する。
【００２２】
制御部１０は、上位機器２からの制御信号によりモータ１１の駆動を制御する。また、制御部１０は、例えば、上位機器２からのアブソリュートデータリクエストに応答して、エンコーダ部１２から回転位置データを取得し、インクリメンタル信号で上位機器２に伝送する。
制御部１０は、例えば、制御アンプと、マイクロコントローラ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を含んでいる。
【００２３】
モータ１１は、制御部１０からの制御信号により、回転出力軸であるシャフトＳを、回転軸Ａを中心軸として回転させる。
モータ１１は、ロータ（rotor）、ベアリング（bearing）、ステータ（stator）、ブラケット（bracket）等を備える一般的なサーボモータ等である。
【００２４】
エンコーダ部１２は、回転位置を絶対値の回転位置データとして検出可能なアブソリュート方式のエンコーダである。エンコーダ部１２は、モータ１１と同軸のシャフトＳの角度を回転位置データとして常に検出している。この回転位置データは、シャフトＳの回転した回数を示す多回転データと、シャフトＳの角度を示す一回転内データとを含んでいる。また、回転位置データは、多回転データと一回転内データとが連続したビット列となるデータである。このうち、多回転データは、数ビット〜数十ビット、一回転内データは数ビット〜数百ビットの解像度である。
また、エンコーダ部１２は、制御部１０からの指示に応じて、回転位置データを制御部１０へ出力する。この際、エンコーダ部１２は、例えば、シリアル通信やパラレル通信の方式で出力することも可能である。
また、エンコーダ部１２は、例えば、磁気式や光学式の角度検出機構と、マイクロコントローラ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等を含んでいる。
また、エンコーダ部１２は、バッテリーを内蔵していて、制御部１０及びモータ１１に電源が供給されていない状態であっても、外力等によりシャフトＳが駆動された場合、回転位置データを内蔵の記憶媒体に記憶し続ける。
【００２５】
上位機器２は、モータ１１を制御するクライアント（顧客）用の機器である。上位機器２は、検出された回転位置データを取得して、取得した回転位置データに対応した制御信号を制御部１０に送信する。また、上位機器２は、例えば、マイクロコントローラを備えた各種機器のロジックボード等である。
また、上位機器２は、例えば、インクリメンタル信号を受信する伝送線と、回転位置データを取得するためのアブソリュートデータリクエスト用の伝送線とが制御部１０と接続されている。この場合、インクリメンタル信号を受信する伝送線は、位相がそれぞれ９０度ずれた信号のＨＬのエッジで送信するＡ、Ｂ相の二つの伝送線等で構成される。
【００２６】
〔制御部１０の構成〕
より詳しく説明すると、制御部１０は、ビット分割部１１０、及びインクリメンタル信号送信部１２０を備えている。
【００２７】
ビット分割部１１０は、エンコーダ部１２から取得した回転位置データを、特定のビット長になるよう、複数の分割データに分割する。この際、ビット分割部１１０は、各分割データが等しいビット数となるよう分割する。このように、回転位置データが多回転データと一回転内データの連続データである場合、ビット分割部１１０により分割された分割データ内に、多回転データと一回転内データの一部が含まれることもある。つまり、ビット分割部１１０は、回転位置データを、多回転データと一回転内データのビットの境界に関係なく分割することが可能である。
また、ビット分割部１１０は、回転位置データを、三以上の分割データに分割することが好適である。なお、ビット分割部１１０は、多回転データと一回転内データとを、それぞれ分割することも可能である。
また、ビット分割部１１０は、回転位置データの総ビット数が奇数の場合は、当該奇数が割り切れる奇数個の分割数となるよう各分割データに分割する。同様に、ビット分割部１１０は、回転位置データの総ビット数が偶数の場合は、当該偶数が割り切れる偶数個の分割数となるよう各分割データに分割する。
また、ビット分割部１１０が回転位置データを分割する分割数として、制御部１０が各分割データをインクリメンタル信号送信部１２０で特定時間以内に送信可能な分割数を算出して使用する。この特定時間は、数秒程度である。
このため、ビット分割部１１０は、下記式（１）により算出される最長伝送時間が特定時間未満になるように、分割数を設定する。
最長伝送時間  ＝  ｛２＾ａ＊（総ビット数／ａ）｝／パルスレート  ……  （１）
ここで、ａは、分割データのビット数を示す。
【００２８】
インクリメンタル信号送信部１２０は、ビット分割部１１０により分割された各分割データのそれぞれについてカウント数を算出する。また、インクリメンタル信号送信部１２０は、各分割データについて、算出されたカウント数に対応したインクリメンタル信号を上位機器２に送信する。
この際、まず、インクリメンタル信号送信部１２０は、各分割データの送信前のヘッダ信号等として、分割指示データをインクリメンタル信号で送信する。この分割指示データは、回転位置データの分割数、及び／又は総ビット数を含んでいる。また、分割指示データは、例えば、回転位置データの多回転データと一回転内データのビット数、整数やＢＣＤ（Binary-Coded Decimal）やグレーコードや固定小数点や浮動小数点等のデータ形式、符号のあるなし、ビッグエンディアンやリトルエンディアンのデータ並び等の情報を含んでいる。また、分割指示データには、誤り検出データの方式等の情報が含まれていてもよい。
また、インクリメンタル信号送信部１２０は、各分割データの送信が完了した後のフッタ信号等として、検証データをインクリメンタル信号で送信してもよい。この検証データは、例えば、各分割データの合計値の一部又は全部、チェックサム、ハッシュデータ等を含んでいる。検証データは、例えば、各分割データと同じビット数分だけ送信する。
また、インクリメンタル信号送信部１２０は、各分割データを送信する際、分割データのそれぞれにパリティ等の誤り検出データを含ませて送信してもよい。このパリティは、例えば、偶数パリティ又は奇数パリティである。この場合、インクリメンタル信号送信部１２０は、パリティを奇数にするか偶数にするかについて、各分割データのビット数が偶数か奇数かにより選択する。
また、インクリメンタル信号送信部１２０は、各分割データを送信する際、回転位置データの下位ビットから各分割データを送信する。また、逆に、インクリメンタル信号送信部１２０は、回転位置データの上位ビットから各分割データを送信することも可能である。
また、インクリメンタル信号送信部１２０は、アブソリュートデータリクエストにより回転位置データの送信が完了した後、シャフトＳの回転に応じて、インクリメンタル方式と同様に相対的な回転位置をインクリメンタル信号で出力する。
【００２９】
〔回転位置データ送信処理〕
次に、図２〜図３により、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ１による回転位置データ送信処理の説明を行う。
本実施形態の回転位置データ送信処理では、回転位置データを特定のビット長で分割データに分割し、この分割データ単位でインクリメンタル信号にて伝送する。この際、分割データの送信前に、分割指示データを送信する。また、分割データの送信後に、検証データを送信する。
本実施形態の回転位置データ送信処理は、主に制御部１０が、記憶媒体に記憶された制御プログラム（図示せず）を、各部と協働し、ハードウェア資源を用いて実行する。
以下で、図２のフローチャートにより、回転位置データ送信処理の詳細をステップ毎に説明する。
【００３０】
（ステップＳ１０１）
まず、ビット分割部１１０が、回転位置データ取得処理を行う。
ビット分割部１１０は、上位機器２からのアブソリュートデータリクエストを受信した場合、エンコーダ部１２から回転位置データを取得する。この際、ビット分割部１１０は、多回転データと一回転内データとが連続したビット列になるように取得する。
図３（ａ）（ｂ）は、取得した多回転データが１５ビットで１９１８７、一回転内データが１７ビットで６２１７９である例を示す。この例では、ビット分割部１１０は、これらを、総ビット数が３２ビットデータにまとめている。具体的に説明すると、多回転データが１９１８７＝０ｂ１００１０１０１１１１００１１、一回転内データが６２１７９＝０ｂ０１１１１００１０１１１０００１１の場合、回転位置データは、連続したビット列である、０ｂ１００１０１０１１１１００１１０１１１１００１０１１１０００１１となる。
なお、図３（ｂ）の例では、ビット分割部１１０は、多回転データが上位ビット、一回転内データが下位ビットとなる連続したビット列であるように記載したものの、例えば、多回転データが下位ビットで一回転内データが上位ビットとなるようまとめることも可能である。また、データ保存順がビッグエンディアンであっても、リトルエンディアンにすることも可能である。また、多回転データや一回転内データの各ビットは、符号付き整数であっても、ＢＣＤデータであっても、グレーコードであっても、固定小数点や浮動小数点のデータ等であっても、それ以外の各種形式に変換してまとめることが可能である。
【００３１】
（ステップＳ１０２）
次に、ビット分割部１１０が、回転位置データ分割処理を行う。
ビット分割部１１０は、連続したビット列である回転位置データの全ビット数から、分割数を算出して、特定のビット長で分割する。この際、ビット分割部１１０は、例えば、分割された分割データがそれぞれ等しいビット数になるよう分割する。なお、回転位置データの全ビット数が特定のビット長で割り切れない場合、余りのビットが出る。この場合、ビット分割部１１０は、その余りのビットの分割データの残りのビットを「０」等に設定して、他の分割データと等しいビット数になるようにする。
ビット分割部１１０は、特定時間以内に送信可能な分割数を、上述の式（１）のような式で算出する。また、これに加えて、ビット分割部１１０は、回転位置データの総ビット数が奇数の場合は、当該奇数が割り切れる奇数個の分割数となるよう各分割データに分割し、回転位置データの総ビット数が偶数の場合は、当該偶数が割り切れる偶数個の分割数となるよう各分割データに分割する。
ビット分割部１１０は、分割数の算出後、例えば、当該分割数と全ビット数から、分割する特定のビット長を算出し、この特定のビット長のマスクデータを作成する。この例の場合、ビット分割部１１０は、当該マスクデータと回転位置データとの論理積をとって分割データを取得する。ビット分割部１１０は、その後、回転位置データについて、特定のビット長のビットシフト等を分割数−１回繰り返して、分割データに分割する。この分割データは、元の回転位置データの形式に関わらず、符号なし整数として扱う。
図３（ｃ）の例では、特定のビット長が同一の８ビットである場合に、回転位置データを、４つに分割した例を示している。具体的に説明すると、各分割データは、符号なし整数に変換した場合、０ｂ１００１０１０１＝１４９、０ｂ１１１００１１０＝２３０、０ｂ１１１１００１０＝２４２、０ｂ１１１０００１１＝２２７となる。
【００３２】
（ステップＳ１０３）
次に、ビット分割部１１０が、分割データバッファ保存処理を行う。
ビット分割部１１０は、分割された分割データを、図示しない記憶媒体内のバッファに、例えば、回転位置データの下位ビットから上位ビットの順番になるよう保存する。この際、余りビットがある場合は、例えば、０を付加する。
また、ビット分割部１１０は、分割指示データと検証データを作成して、バッファに保存する。ビット分割部１１０は、分割指示データに、例えば、回転位置データの分割数、分割データのビット数、及び／又は回転位置データの総ビット数を含ませる。
また、ビット分割部１１０は、例えば、検証データとして、分割データの値の合計値等を算出する。
図３（ｃ）の例では、ビット分割部１１０は、各分割データである１４９、２３０、２４２、２２７を、それぞれバッファに保存する。また、ビット分割部１１０は、この例においては、分割指示データとして、回転位置データの分割数４、総ビット数を含むデータをバッファに保存する。また、ビット分割部１１０は、この例では、検証データとして、各分割データの合計、つまり１４９＋２３０＋２４２＋２２７＝８４８をバッファに保存する。
なお、ビット分割部１１０は、分割データをバッファに保存する際に、パリティ等も算出して一緒に保存することも可能である。また、検証データについて、所定のビット数分のデータのみ保存するよう構成することも可能である。
【００３３】
（ステップＳ１０４）
次に、インクリメンタル信号送信部１２０が、分割指示データ送信処理を行う。
インクリメンタル信号送信部１２０は、上位機器２へ、インクリメンタル信号送信部１２０からのデータ送信の始めに、ヘッダ信号として、分割指示データをバッファから読み出して送信する。インクリメンタル信号送信部１２０は、この送信時、分割指示データを特定のビット長のカウント数に対応するパルス列に変換して、インクリメンタル信号で送信する。この際、インクリメンタル信号送信部１２０は、分割数と総ビット数とを別々に、それぞれ特定の時間間隔で送信する。
図３（ｃ）の例では、インクリメンタル信号送信部１２０は、分割指示データとして、分割数４に対応する４パルスのインクリメンタル信号を送信し、次に、３２パルスのインクリメンタル信号を送信する。
なお、インクリメンタル信号送信部１２０は、分割指示データのうち、分割数以外のデータはフッタ信号等として送信することも可能である。
【００３４】
（ステップＳ１０５）
次に、インクリメンタル信号送信部１２０が、分割データ送信処理を行う。
インクリメンタル信号送信部１２０は、各分割データを、バッファから読み出して上位機器２にインクリメンタル信号で送信する。インクリメンタル信号送信部１２０は、例えば、回転位置データの下位ビットに対応する分割データから、上位ビットに対応する分割データの順番で分割データを送信する。この際、インクリメンタル信号送信部１２０は、分割指示データに含まれる分割データのカウント数に対応したパルス列のインクリメンタル信号を送信する。
具体的に説明すると、インクリメンタル信号送信部１２０は、送信する分割データのカウント数を算出し、当該カウント数に対応したパルス列のインクリメンタル信号を特定のパルスレートで送信する。たとえば、分割データのビット数が「８」であった場合、符号なし整数で８ビット（０〜２５５）までのカウント数となる。
インクリメンタル信号送信部１２０は、送信する分割データのインクリメンタル信号を送信後、特定の時間間隔になるまで待機する。
図３（ｄ）は、各分割データ送信処理のカウント数のパルス列を送信する例を示している。インクリメンタル信号送信部１２０は、送信する分割データについて、例えば、２２７の場合は２２７パルスのパルス列に対応するインクリメンタル信号を送信する。その後、インクリメンタル信号送信部１２０は、特定の時間間隔まで待って、例えば、２４２、２３０、１４９の順で、同様に分割データのカウント数に対応するパルス列のインクリメンタル信号を送信する。
なお、インクリメンタル信号送信部１２０は、例えば、分割データにパリティ等を含ませて送信する。また、インクリメンタル信号送信部１２０は、例えば、このパリティ等を別途送信することも可能である。
【００３５】
（ステップＳ１０６）
次に、インクリメンタル信号送信部１２０が、送信終了か否かを判定する。インクリメンタル信号送信部１２０は、全ての分割された分割データのインクリメンタル信号の送信が完了した場合に、Ｙｅｓと判定する。制御部１０は、それ以外の場合には、Ｎｏと判定する。
Ｙｅｓの場合、インクリメンタル信号送信部１２０は、処理をステップＳ１０７に進める。
Ｎｏの場合、インクリメンタル信号送信部１２０は、処理をステップＳ１０５に戻して分割データの送信を続ける。
【００３６】
（ステップＳ１０７）
全ての分割データの送信が完了した場合、インクリメンタル信号送信部１２０が、検証データ送信処理を行う。
インクリメンタル信号送信部１２０は、上位機器２へ、フッタ信号として、検証データをバッファから読み出して送信する。インクリメンタル信号送信部１２０は、例えば、分割指示データや分割データと同様に、検証データを特定のビット長でパルス列に変換して、インクリメンタル信号で送信する。これにより、上位機器２からのアブソリュートデータリクエストに対応した回転位置データの送信は完了する。
【００３７】
（ステップＳ１０８）
次に、インクリメンタル信号送信部１２０が、位置偏差送信処理を行う。
回転位置データの送信後、インクリメンタル信号送信部１２０は、通常のインクリメンタル方式と同様に相対的な回転位置をインクリメンタル信号で出力する。この際、インクリメンタル信号送信部１２０は、送信された回転位置データと、送信時点でのシャフトＳの回転数や角度との差（以下、「位置偏差」という。）を、パルスとしてインクリメンタル信号で出力する。
これにより、上述の処理中に外力等によりシャフトＳが動かされて回転位置が変化したとしても、最新の回転位置を更新することができる。
以上により、本発明の実施の形態に係る回転位置データ送信処理を終了する。
【００３８】
〔上位機器２での回転位置データ受信処理〕
ここで、上位機器２が上述の回転位置データ送信処理でデータを受信する際の処理について説明する。
上位機器２は、分割データを受信した場合、これを特定のビット長ごとにビットデータに変換し、回転位置データへ復調する。
上述の図３の例では、上位機器２は、分割指示データを受信し、順に各分割データとして２２７、２４２、２３０、１４９のパルスを受信する。上位機器２は、その後、検証データとして８４８を受信して、分割データの合計値と比較し、分割データが確かに受信されたことを確認する。
次に、上位機器２は、各分割データをビットデータに変換する。図３の例では、それぞれ、０ｂ１１１０００１１、０ｂ１１１１００１０、０ｂ１１１００１１０、０ｂ１００１０１０１となる。上述したように、回転位置データの下位ビットから受信した場合、一つにまとめると０ｂ１００１０１０１１１１００１１０１１１１００１０１１１０００１１となる。
また、上位機器２は、図３の例のように、受信した回転位置データをまとめたものから、多回転データを１５ビット分、一回転内データを１７ビット分取得する。つまり、多回転データは０ｂ１００１０１０１１１１００１１、一回転内データは０ｂ０１１１１００１０１１１０００１１となる。これを符号なし整数に変換すると、多回転データは１９１８７、一回転内データは６２１７９となり、送信データと一致するよう復調される。
【００３９】
〔本発明の実施の形態に係る主な効果〕
以上のように構成することで、以下のような効果を得ることができる。
従来、単純に絶対的な回転位置データをインクリメンタル信号で送信すると、多大な時間がかかるため実用的ではなかった。
これに対して、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ１は、回転位置を回転位置データとして検出可能なアブソリュートエンコーダであって、回転位置データを、特定のビット長で分割するビット分割部１１０と、ビット分割部１１０により分割された各分割データのそれぞれについてカウント数を算出し、当該カウント数に対応したインクリメンタル信号を送信するインクリメンタル信号送信部１２０とを備えることを特徴とする。
つまり、本実施形態のアブソリュートエンコーダ１は、回転位置データをアブソリュートエンコーダ１以降の上位機器２に伝送する際に、回転位置データを特定のビット長で分割して、インクリメンタル信号にて伝送する。
このように構成することで、分割せずに伝送する場合と比較して、伝送時間を短縮できる。また、インクリメンタル信号で伝送することにより、シリアル伝送の場合と比較して、受信側には専用ＩＣ等が不要になるので装置を簡易化できる。また、回転位置データをパラレル伝送する場合と比較すると、伝送線を少なくすることができる。すなわち、回転位置データを送信する際に、多部品化や多配線化する必要がなくなり、データ授受処理が容易となり、インクリメンタル信号を用いつつ短時間でデータを伝送できる。これにより、システムのコストを削減できる。
【００４０】
具体例で説明すると、図５に示したような３２ビットデータの全てが「１」の回転位置データの場合、下位ビットから８ビットずつ分割すると、例えば、２５５が４つあるデータに分割できる。
つまり、分割データは、それぞれ、２５５＝０ｂ１１１１１１１１、２５５＝０ｂ１１１１１１１１、２５５＝０ｂ１１１１１１１１、２５５＝０ｂ１１１１１１１１となる。
これにより、つまり伝送すべきパルス数は、２５５×４  ＝  １０２０となり、パルスレートが５００ｋパルス／秒の場合、最長伝送時間は：
１０２０パルス  ／  ５００ｋパルス／秒  ＝  ２．０４ミリ秒
となる。
つまり、従来、最大２32＝４２９４９６７２９５個にもなるパルス数のデータを伝送し、パルスレートが５００ｋパルス／秒である場合、最長伝送時間は２時間３９分であったものの、本実施形態のアブソリュートエンコーダ１では、２．０４ミリ秒に短縮することができる。
【００４１】
また、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ１は、回転位置データが、多回転データと一回転内の回転位置のデータである一回転内データとが連続したビット列を含むデータであり、ビット分割部１１０により分割された各分割データのうち一つに、多回転データと一回転内データの一部が含まれていてもよいことを特徴とする。
このように、回転位置データが多回転データと一回転内データを連続した一つのデータとして構成することで、総ビット長が長くなり、分割数の選択肢を増やすことができるため、適切な分割数を選択することができる。
また、多回転データと一回転内データで別々に送信する必要がなくなり、伝送時間を短縮できる。
【００４２】
また、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ１は、ビット分割部１１０が、各分割データが等しいビット数となるよう分割することを特徴とする。
このように、特定のビット長での分割は、等しいビット長となるように分割するよう構成することで、伝送時間を最短にできる。また、上位機器２での受信時のパルスのカウント失敗の可能性を低くすることができる。これにより、回転位置データの伝送の信頼性が高まる。
【００４３】
また、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ１は、インクリメンタル信号送信部１２０が、回転位置データの分割数及び／又は総ビット数を含む分割指示データをインクリメンタル信号で送信することを特徴とする。
このように、分割指示データに、分割数のデータのみ、又は分割数のデータと総ビット数を含めて送信するよう構成することで、上位機器２が分割指示データを解析して分割データを受信することができるため、上位機器２が分割されたデータの分割数やビット長を知らなくてもデータ伝送を行うことが可能になる。
また、始めに送信するヘッダ信号として、分割数及び総ビット数を含むデータを送信することで、分割データのビット数を上位機器２に予め設定等しなくても、分割データを伝送できる。また、上位機器２で特定の時間間隔を容易に算出でき、上位機器２で事前に設定等しなくても確実に回転位置データを取得することが可能となる。結果として、仕様変更やアブソリュートエンコーダ１自体の変更等にも柔軟に対応でき、開発コストを削減できる。
【００４４】
また、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ１は、インクリメンタル信号送信部１２０が、各分割データの合計値を含む検証データをインクリメンタル信号で送信することを特徴とする。
このように構成することで、上位機器２では、検証データを解析して、受信し復調した回転位置データが正しいか否かを容易に検証することができる。よって、回転位置データの伝送の信頼性を向上させることができる。
また、データ検証部に、分割されたデータ全ての合計数値を格納することで、パルス列の数のカウントが容易になる。
また、回転位置データの送信後のフッタ信号としてデータ検証部の送信を行うことで、送信が終了したことを上位機器２で確実に検出可能となる。
【００４５】
また、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ１は、ビット分割部１１０が、各分割データをインクリメンタル信号送信部１２０で特定時間以内に送信可能な分割数で分割することを特徴とする。つまり、本実施形態のアブソリュートエンコーダ１は、上述の式（１）で算出される最長伝送時間が、特定時間以内になるような分割数に分割する。
このように、特定時間により分割数を設定することにより、特定時間以内に、回転位置データを確実に送信できる。また、クライアントからの要求時間等に合わせた送信時間を保障することができ、信頼性を向上させることができる。また、上位機器２からの的確な指令により最適な制御を行うことができる。
【００４６】
また、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ１は、ビット分割部１１０が、回転位置データの総ビット数が奇数の場合は、当該奇数が割り切れる奇数個の分割数となるよう各分割データに分割し、回転位置データの総ビット数が偶数の場合は、当該偶数が割り切れる偶数個の分割数となるよう各分割データに分割することを特徴とする。
このように、特定のビット長での分割を奇数又は偶数で分割するよう構成すると、多回転データと一回転内データの総ビット数が、倍数、例えば、２１ビット、３３ビット、……のようになった場合、等しいビット長での分割が可能となる。また、分割数の選択を増やすことができるので、適切な分割を選択することができる。
【００４７】
また、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ１は、インクリメンタル信号送信部１２０が、接続された上位機器２からの回転位置データの送信リクエストに応答して、各分割データのカウント数に対応したインクリメンタル信号を送信することを特徴とする。
このように、上位機器２へインクリメンタル信号で伝送するように構成することで、従来のシリアルやパラレル伝送のアブソリュートエンコーダと比較して、受信側の上位機器２の専用ＩＣ、多数の伝送線等が不要になるため、装置を簡易化できる。よってシステムコストを削減できる。
【００４８】
また、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ１は、インクリメンタル信号送信部１２０が、各分割データのそれぞれに誤り検出データを含ませてインクリメンタル信号で送信することを特徴とする。
このように分割された分割データにパリティ等を付加するよう構成することで、分割データの受信が失敗した場合、上位機器２で検出することができ、各分割データ及び回転位置データ全体の伝送時におけるデータ信頼性を向上させることができる。
【００４９】
また、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ１は、インクリメンタル信号送信部１２０が、各分割データを、それぞれ等しいビット数にして、カウント数を算出することを特徴とする。
このように構成することで、回転位置データを分割する際に余りのビットがでても、分割データを、等しい特定の時間間隔で送信することが可能となる。このため、受信側の上位機器２での処理を簡略化でき、コストを削減できる。
【００５０】
また、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ１は、ビット分割部１１０により分割された各分割データのうち一つに、多回転データと一回転内データの一部が含まれていてもよいことを特徴とする。
このように、分割された複数のデータの内の一つに、多回転データと一回転内データが含まれてもよいように分割されることで、多回転データと一回転内データのビット長によらず自由に分割でき、多回転データと一回転内データが混在したとしても、最適な分割数に自由に設定することができる。
【００５１】
〔他の実施の形態１〕
上述の実施の形態の他に、分割データの各ビット長を上位機器２側、つまりクライアント側で設定可能なパラメータにより決定することもできる。この構成を他の実施の形態１として以下で説明する。
図４（ａ）により、具体例として、上位機器２より、分割する特定のビット長を示すパラメータとして、パラメータ番号と分割データのビット長とを示すパラメータテーブルがクライアントにより指定され、制御部１０に設定された例について説明する。このパラメータテーブルは、制御部１０が、例えば、予め内部パラメータ（クライアント設定）として、内蔵の記憶媒体に記憶し、回転位置データの分割時に参照する。または、上位機器２から送信されて、内蔵の記憶媒体に記憶してもよい。ここで、分割データのビット長は、例えば、０から２４までの値を指定できる。
図４（ａ）では、この内部パラメータして、パラメータテーブルのパラメータ番号「０」、「１」に対応する分割データのビット長が、それぞれ「１４」、「１６」と設定される例を示している。すなわち、図４（ａ）の例では、上位ビットより、パラメータ番号０に１４ビット、パラメータ番号１に１６ビットが設定されている。
【００５２】
このような設定がされ、回転位置データの総ビット数が３２ビットである場合に、上位機器２からアブソリュートデータリクエストが送信されると、制御部１０は、回転位置データを、分割データに分割して送信する。他の実施形態１では、この回転位置データの送信の処理として、上位ビットから内部パラメータのパラメータ番号０、１、……に対応したビット長で分割し、上述の実施形態の回転位置データ送信処理と同様のインクリメンタル信号で上位機器２に送信する。この際、例えば、送信される回転位置データは、下位ビット（桁）の側から「右詰め」状態になるよう分割される。このため、図４（ａ）の例では、上位２ビットが送信されないデータとなり、続く上位ビット１４ビットが送信され、次に続く１６ビットが送信される。なお、図４（ａ）において、「＊」は任意のビットや数値であることを示す。
【００５３】
このように、上位機器２から送信された分割データのビット長を含むパラメータテーブルにより設定された特定のビット長で回転位置データを各分割データに分割するよう構成することで、クライアントに指定された任意のビット長で、回転位置データを分割することが可能になる。
これにより、上位機器２の制御プログラム等に合わせて、復調しやすいビット長の分割データに分割することが可能となる。また、回転位置データにおいて必要なビット長のデータのみ取得することが可能となり、回転位置データの伝送時間を短くすることが可能となる。よって、例えば、アブソリュートデータリクエストを要求した後、特定の時間以内に再伝送を要求したため、多回転データの上位ビットが必要ない等の場合に、高速に回転位置データを取得可能となる。
【００５４】
なお、他の実施の形態１では、例えば、クライアントのパラメータテーブルにおいて、分割データのビット長を「０」と指定することにより、それ以降のパラメータ番号に分割ビット長を指定する値が入っていたとしても無効にする。つまり、図４（ａ）の例では、分割データのビット長「０」が設定されたパラメータ番号「２」以降のパラメータが無効となる。
別の具体例で説明すると、例えば、パラメータテーブルのパラメータ番号「０」、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」に対応するビット長が、それぞれ「８」、「８」、「８」、「０」、「４」、「４」と設定されていた場合、回転位置データは、ビット長「０」より前に設定されていた３つの「８」のビット長のみで分割される。つまり、パラメータ番号「３」のビット長「０」の後に、ビット長「４」が２つ設定されているものの、これらのパラメータは無効となる。したがって、回転位置データの総ビット数を３２ビットとすると、この例では、回転位置データは下位側（右詰め）で送信されるため、上位８ビットが送信されないデータとなる。このため、送信されない８ビットに続く上位ビットの８ビットが送信され、次に続く８ビットが送信され、最後に残り８ビットが送信されることになる。
【００５５】
〔他の実施の形態２〕
また、上述の他の実施の形態１で説明したパラメータテーブルに、回転位置データの総ビット数を越えるビット長を設定することもできる。この構成を他の実施の形態２として以下で説明する。
図４（ｂ）により、具体例として、回転位置データの総ビット数が３２ビットであり、パラメータテーブルのパラメータ番号「０」、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」に対応するビット長が、それぞれ「２」、「８」、「８」、「８」、「８」、「０」、と設定された場合の例について説明する。
この例において、制御部１０は、３２ビットを超えた部分には「０」が２ビット分、配置されて、２ビット分の送信時間があることを上位機器２が判別できるようにして、パラメータ番号０の分割データを送信する。以降、制御部１０は、上述の他の実施形態１と同様に、８ビットずつに分割された分割データを４つ送信する。
【００５６】
このように、クライアントの上位機器２が回転位置データの総ビット数より長い分割データのビット長をパラメータテーブルで指定してもよい構成することで、総ビット数より長いパラメータテーブルが指定されても、エラーとならずに回転位置データを送信することが可能となる。これにより、複数の異なる仕様のエンコーダを使用する等の構成でも、容易に対応することが可能となる。このため、開発コストを削減することができる。
【００５７】
〔その他の実施の形態〕
なお、上述の実施の形態、他の実施の形態１、及び他の実施の形態２では、回転位置データとして多回転データと一回転内データとをまとめていたが、別々のデータのまま送信することも可能である。この場合も、多回転データと一回転内データとは、それぞれ分割データに分割される。また、多回転データと一回転内データとを送信する間、特定の時間待機する等して、分割して送信することも可能である。
また、ビット分割部１１０は、複数の特定のビット長で回転位置データを分割することも可能である。また、ビット分割部１１０は、多回転データと一回転内データのビットの境界で分割するような特定ビット長で分割することも可能である。この場合、ビット分割部１１０は、多回転データと一回転内データとを第一の特定ビット長で分割して、更に、第二の特定ビット長で多回転データと一回転内データとを分割することも可能である。また、ビット分割部１１０は、多回転データと一回転内データとで、異なる特定ビット長で分割することも可能である。
このように構成することで、回転位置データのビット数や精度等に合わせて分割することが可能となり、制御システムＸの構成に合わせて柔軟な回転位置データの伝送が可能となる。
【００５８】
また、上述の実施の形態、他の実施の形態１、他の実施の形態２では、回転位置データの総ビット数が３２ビットである例について説明したが、これに限られない。つまり、６４ビット等、３２ビット以外の回転位置データを分割してもよい。
このように構成することで、任意の総ビット数の回転位置データを分割することができる。また、機器の設定や仕様変更等により、多回転データと一回転内データのビット数が変化しても対応可能となる。
【００５９】
また、上述の実施の形態では、回転位置データの下位ビットにあたる分割データから送信するよう記載したものの、他の実施形態１、他の実施形態２のように上位ビットから送信するように構成することも可能である。
また、パリティ等や検証データにより、送信された各分割データの誤りが検出された場合に、送信する回転位置データの順番を変更することも可能である。
つまり、例えば、回転位置データの下位ビットから上位ビットの順で分割データが送信された際に誤りが検出された場合、上位機器２は再伝送を要求する。この場合、アブソリュートエンコーダ１の制御部１０は、再伝送においては、上位ビットから下位ビットの順で送信することも可能である。また、再伝送において、ビット分割部１１０は、特定のビット長や分割数を変えることも可能である。これにより、上位機器２において、誤り箇所の推定や特定が可能となる。また、再伝送において、インクリメンタル信号送信部１２０は、特定の時間間隔を変更することも可能である。
このように構成することで、上位機器２のクロック、パルスレート、伝送線の性質、ノイズ等の影響を少なくして、確実にインクリメンタル信号で回転位置データを送信することが可能となる。
【００６０】
また、上述の実施の形態の回転位置データ送信処理では、制御部１０から上位機器２への伝送する例について記載した。
しかしながら、エンコーダ部１２から制御部１０への回転位置データの送信に、本実施形態の回転位置データ送信処理の送信方式を適用することも可能である。
このように構成することで、エンコーダ部１２と制御部１０との接続についてもコストを削減することが可能となる。また、伝送線を少なくすることで、ノイズを少なくして、角度を取得する精度を向上させることができる。
【００６１】
また、上述の実施の形態では、分割指示データをヘッダ信号として送信したものの、フッタ信号や分割データの送信の途中に挿入して送信することも可能である。
また、上述の実施の形態では、分割データにパリティ等を付加してもよく、更に検証データを付加する旨、説明した。しかしながら、パリティ等又は検証データのいずれか、又は誤り検出機能を使用しない構成でも可能である。
また、上述の実施の形態では、分割データ毎にパリティ等を算出する例について記載したものの、これに限られず、分割データ毎に複数個のパリティ等を算出したり、複数個の分割データに対応するパリティ等を算出したりするような構成も可能である。
このように構成することで、回転位置データの送信に関連するデータを柔軟に送信することができる。
【００６２】
なお、上記実施の形態の構成及び動作は例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実行することができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６３】
１  アブソリュートエンコーダ
２  上位機器
１０  制御部
１１  モータ
１２  エンコーダ部
１１０  ビット分割部
１２０  インクリメンタル信号送信部
Ａ  回転軸
Ｓ  シャフト
Ｘ  制御システム
【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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