(57)【要約】【課題】多相入力信号の位相調整を簡易な構成で精密に行うこと。【解決手段】抵抗列１は、２π／Ｍ（Ｍは２以上の整数）ずつ位相が異なる４相入力信号のうちの隣接する２つの相の間の電圧を分圧して、４相入力信号のそれぞれについて位相が遅れた４本の信号を生成することで、位相が２２．５°ずつ異なる１６本の信号を出力する。スイッチ部２は、１６本の信号から９０°ずつ位相が異なる４本の信号を選択する。増幅器ＡＭＰ１〜ＡＭＰ４は、抵抗列１で分圧されたことで減衰した４本の信号のそれぞれを、４本の信号の振幅が４相入力信号の振幅と一致するように増幅して、４相出力信号として出力する。【選択図】図１
2016197044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２π／Ｍ（Ｍは２以上の整数）ずつ位相が異なるＭ相入力信号のうちの隣接する２つの相の間の電圧を分圧して、前記Ｍ相入力信号のそれぞれについて位相が遅れたＮ（Ｎは２以上の整数）本の信号を生成することで、位相が２π／ＭＮずつ異なるＭＮ本の信号を出力する抵抗列と、
前記ＭＮ本の信号から２π／Ｌ（Ｌは２以上の整数）ずつ位相が異なるＬ本の信号を選択するスイッチ部と、
前記抵抗列で分圧されたことで減衰した前記Ｌ本の信号のそれぞれを、前記Ｌ本の信号の振幅が前記Ｍ相入力信号の振幅と一致するように増幅して、Ｌ（Ｌは２以上の整数）相出力信号として出力するＬ個の増幅器と、を備える、
位相調整器。
【請求項２】
前記Ｍ相入力信号のうちの隣接する２つの相の１つである第１の相は、直列接続されたＮ個の抵抗の一端に入力され、
前記Ｍ相入力信号のうちの隣接する２つの相の１つである第２の相は、前記直列接続されたＮ個の抵抗の他端に入力される、
請求項１に記載の位相調整器。
【請求項３】
前記直列接続されたＮ個の抵抗の合成抵抗をＲＴＯＴＡＬと定義した場合、
前記直列接続されたＮ個の抵抗うち、前記第１の相側から数えてｋ（ｋは、１≦ｋ≦Ｎの整数）番目までのｋ個の抵抗の合成抵抗ＲＥは、以下の式（１）で表され、
前記直列接続されたＮ個の抵抗うち、前記第１の相側から数えてｋ番目の抵抗の抵抗値は、以下の式（２）で表される、
請求項２に記載の位相調整器。
【数１】
2016197044.tif 000036
【数２】
2016197044.tif 000037
【請求項４】
前記Ｌ個の増幅器のそれぞれは、前記第１の相側から数えてｋ番目の抵抗とｋ＋１番目の抵抗との間から出力される信号を、１／βｋ倍に増幅し、
βｋは、以下の式（３）で表される、
請求項３に記載の位相調整器。
【数３】
2016197044.tif 000038
【請求項５】
前記抵抗列は、ＭＮ個の抵抗が環状に直列接続され、
前記スイッチ部は、前記ＭＮ個の抵抗間のＭＮ個のノードのうち、ＭＮ／Ｌ個だけ離れたものに接続可能な端子を有するロータリースイッチとして構成される、
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の位相調整器。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の位相調整器と、
原点信号及び主信号である前記Ｍ相入力信号を読み取って出力する検出部と、
前記原点信号と前記Ｌ相出力信号とを同期させることで、原点位置を決定する原点信号同期部と、を備える、
エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相調整器及びエンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、駆動部を有する様々な機器の位置検出にエンコーダが用いられている。エンコーダとは、工作機械や三次元測定機の駆動軸や回転軸に取り付けられる変位位置測定装置であって、一般的に、直線変位を検出するリニアエンコーダ、回転角度を検出するロータリーエンコーダがある。エンコーダの検出方式としては、光電式の他、磁気式、静電容量式、電磁誘導式などがある。
【０００３】
光電式エンコーダでは、それぞれ位相が９０°ずつ異なるＡ相（位相０°）、−Ａ相（位相１８０°）、Ｂ相（位相９０°）及び−Ｂ相（位相２７０°）からなる４相の主信号を出力するものがある。以後、この主信号を９０°位相差４相信号、又は、単に４相信号と称する。光電式エンコーダは、この信号と原点信号とを組み合わせることで、主信号の内挿最小分解能の精度で、ＡＢＳ位置（絶対位置）を出力することができる。
【０００４】
また、光電式エンコーダは、上記の４相信号において、Ａ相から−Ａ相を減じることでａ相（０°）を生成し、Ｂ相から−Ｂ相を減じることでｂ相（９０°）を生成できる。この場合、光電式エンコーダは、２相の主信号を出力することとなる。以後、この主信号を９０°位相差２相信号、又は、単に２相信号と称する。２相信号と４相信号とでは相の数が異なるものの、これらの技術的意義は同等である。
【０００５】
上述の４相の主信号と原点信号の位相は、例えば光電式エンコーダを装置に取り付ける際にずれが生じ、その結果、主信号と原点信号との間の位相差を所望の値に設定することができない場合が有る。このため、一般に、検出ヘッドの取り付け位置をエンコーダの移動方向に機械的に微調整することで、位相差を調整している。しかし、原点信号のパルス幅は狭いため、原点信号の大きさを観察しながら調整することはできない。このため、この調整作業を完了するまでにトライアンドエラーを繰り返す必要が有り、調整作業には長時間を要する。
【０００６】
調整作業の長時間化を避けるため、スイッチの切り替えにより主信号の位相を所定値だけ移動させ、主信号と原点パルスとの同期を実現する手法が提案されている（特許文献１）。この手法では、前記の機械的に微調整する場合と比べて、トライアンドエラーの回数を削減することができる。また、上述のような主信号の位相調整を、ＣＰＵでの演算によって自動制御する手法も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１１６０６０号公報
【特許文献２】特開２００２−１６２２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、発明者は、上述の手法には以下で説明する問題点が有ることを見出した。上記の特許文献１及び２では、位相調整のピッチが９０°であるため、粗い位相調整しか行うことができない。この場合、原点信号の状態によっては、位相調整後の主信号と原点信号との同期を正常に行えない問題が生じうる。
【０００９】
図１２は、原点信号のパルス幅が大きい場合の主信号と原点信号との同期を示す図である。本来、原点信号は、図１２の理想原点信号ＯＲＧ＿ＩＤＥＡＬに示す通り、主信号ＭＡＩＮの１周期（２π）のパルス幅を有することが望ましい。しかし、実際には、原点信号は、パルス幅が変動し、かつ、パルスの立ち上がり、立ち下りのタイミングが変動することがある。例えば、原点信号は、図１２の原点信号ＯＲＧ１に示す通り、パルスの中心は不動であるものの、パルス幅が理想値（２π）よりも大きいパルス幅となることがある。この原点信号ＯＲＧ１の例では、パルス幅は３πである。このときの原点信号ＯＲＧ１の立ち上がり位置は−３π／２、立ち下り位置は３π／２である。また、原点信号の立ち上がり、立ち下りのタイミングがπ／８だけ遅くなった原点信号ＯＲＧ２を定義する。
【００１０】
このような原点信号ＯＲＧ１及びＯＲＧ２に対して、上述の特許文献１及び２が提示しているような９０°（π／２）幅ステップの位相調整を行う場合について考える。
【００１１】
原点信号ＯＲＧ１及びＯＲＧ２の位相を９０°（π／２）遅らせて、それぞれ原点信号ＯＲＧ１０及びＯＲＧ２０とすると、図１２に示すように、原点信号ＯＲＧ２０は位相０及び位相２πの２か所で活性化された状態となっていることが理解できる。この場合、エンコーダは、位相０及び位相２πの２か所で原点を検出してしまうこととなり、原点の絶対値を誤って検出してしまう。
【００１２】
よって、上記のような誤検出を防止するため、９０°（π／２）よりも細かい主信号の位相調整を行う手法が必要である。
【００１３】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、光電式エンコーダ等の変位位置測定装置の原点信号に対する主信号の相対的な位相ずれを主信号の位相を調整することで簡単に一致させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様である位相調整器は、２π／Ｍ（Ｍは２以上の整数）ずつ位相が異なるＭ相入力信号のうちの隣接する２つの相の間の電圧を分圧して、前記Ｍ相入力信号のそれぞれについて位相が遅れたＮ（Ｎは２以上の整数）本の信号を生成することで、位相が２π／ＭＮずつ異なるＭＮ本の信号を出力する抵抗列と、前記ＭＮ本の信号から２π／Ｌ（Ｌは２以上の整数）ずつ位相が異なるＬ本の信号を選択するスイッチ部と、前記抵抗列で分圧されたことで減衰した前記Ｌ本の信号のそれぞれを、前記Ｌ本の信号の振幅が前記Ｍ相入力信号の振幅と一致するように増幅して、Ｌ（Ｌは２以上の整数）相出力信号として出力するＬ個の増幅器と、を備えるものである。
【００１５】
本発明の第２の態様である位相調整器は、上記の位相調整器であって、前記Ｍ相入力信号のうちの隣接する２つの相の１つである第１の相は、直列接続されたＮ個の抵抗の一端に入力され、前記Ｍ相入力信号のうちの隣接する２つの相の１つである第２の相は、前記直列接続されたＮ個の抵抗の他端に入力されるものである。
【００１６】
本発明の第３の態様である位相調整器は、上記の位相調整器であって、前記直列接続されたＮ個の抵抗の合成抵抗をＲＴＯＴＡＬと定義した場合、前記直列接続されたＮ個の抵抗うち、前記第１の相側から数えてｋ（ｋは、１≦ｋ≦Ｎの）整数）番目までのｋ個の抵抗の合成抵抗ＲＥは、以下の式（１）で表され、前記直列接続されたＮ個の抵抗うち、前記第１の相側から数えてｋ番目の抵抗の抵抗値は、以下の式（２）で表されるものである。
【数１】
2016197044.tif 000003
【数２】
2016197044.tif 000004
【００１７】
本発明の第４の態様である位相調整器は、上記の位相調整器であって、前記Ｌ個の増幅器のそれぞれは、前記第１の相側から数えてｋ番目の抵抗とｋ＋１番目の抵抗との間から出力される信号を、１／βｋ倍に増幅し、βｋは、以下の式（３）で表されるものである。
【数３】
2016197044.tif 000005
【００１８】
本発明の第５の態様である位相調整器は、上記の位相調整器であって、前記抵抗列は、ＭＮ個の抵抗が環状に直列接続され、前記スイッチ部は、前記ＭＮ個の抵抗間のＭＮ個のノードのうち、ＭＮ／Ｌ個だけ離れたものに接続可能な端子を有するロータリースイッチとして構成されるものである。
【００１９】
本発明の第６の態様であるエンコーダは、上記いずれかの位相調整器と、原点信号及び主信号である前記Ｍ相入力信号を読み取って出力する検出部と、前記原点信号と前記Ｌ相出力信号とを同期させることで、原点位置を決定する原点信号同期部と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、多相入力信号の位相調整を簡易な構成で精密に行うことができる。
【００２１】
本発明の上述及び他の目的、特徴、及び長所は以下の詳細な説明及び付随する図面からより完全に理解されるだろう。付随する図面は図解のためだけに示されたものであり、本発明を制限するためのものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１にかかる位相調整器の構成を模式的に示す回路図である。
【図２】Ａ相、Ｂ相及びノードＮ１〜Ｎ３から出力される信号の電圧Ｖ１〜Ｖ３を示す図である。
【図３】第１の相と第２の相との間に接続される抵抗を示す図である。
【図４】スイッチ部の構成を示す回路図である。
【図５】６７．５°（ｋ＝３）の位相オフセット時でのスイッチ部を示す回路図である。
【図６】３相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた３相出力信号を出力する抵抗列１１とスイッチ部２１とを示す回路図である。
【図７】３相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた３相出力信号を出力する抵抗列１２とスイッチ部２２とを示す回路図である。
【図８】３相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた４相出力信号を出力する抵抗列１３とスイッチ部２３とを示す回路図である。
【図９】３相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた４相出力信号を出力する抵抗列１４とスイッチ部２４とを示す回路図である。
【図１０】４相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた８相出力信号を出力する抵抗列１５とスイッチ部２５とを示す回路図である。
【図１１】８相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた４相出力信号を出力する抵抗列１６とスイッチ部２６とを示す回路図である。
【図１２】原点信号のパルス幅が大きい場合の主信号と原点信号との同期を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【００２４】
実施の形態１
実施の形態１にかかる位相調整器１００について説明する。位相調整器１００は、４相入力信号のＡ相、−Ａ相、Ｂ相及び−Ｂ相のそれぞれを、同じ値だけオフセットさせた信号を出力することができる構成を有する。
【００２５】
位相調整器１００は、例えばエンコーダに組み込まれ、検出部が読み取って出力する４相信号の位相を所定値だけオフセットさせる。そして、エンコーダに組み込まれた原点信号同期部が、検出部から出力される原点信号と、位相がオフセットされた４相信号とを同期させることで、エンコーダの原点位置を決定される。
【００２６】
例えば、Ａ相、−Ａ相、Ｂ相及び−Ｂ相は、それぞれ以下の式（４）〜（７）で示される。
【数４】
2016197044.tif 000006
【数５】
2016197044.tif 000007
【数６】
2016197044.tif 000008
【数７】
2016197044.tif 000009
【００２７】
位相調整器１００は、入力される４相入力信号のそれぞれ位相をΔθだけオフセットさせる構成を有する。図１は、実施の形態１にかかる位相調整器１００の構成を模式的に示す回路図である。
【００２８】
位相調整器１００は、抵抗列１、スイッチ部２、増幅器ＡＭＰ１〜ＡＭＰ４を有する。抵抗列１は、複数の分圧抵抗が縦続接続された構成を有する。この例では、１６個の抵抗Ｒ１〜Ｒ１６が直列に接続されている。ここで、抵抗Ｒ１〜Ｒ１６からなる抵抗列の抵抗Ｒ１側の一端をノードＮ０、抵抗Ｒ１６側の他端をノードＮ１６と称する。ノードＮ０から数えてｊ（ｊは、１≦ｊ≦１５の整数）番目の抵抗Ｒｊと（ｊ＋１）番目の抵抗Ｒ（ｊ＋１）との間のノードを、ノードＮｊと称する。
【００２９】
ノードＮ０、Ｎ４、Ｎ８、Ｎ１２及びＮ１６には、それぞれＡ相、Ｂ相、−Ａ相、−Ｂ相及びＡ相が直接入力される。
【００３０】
ノードＮ０からは、Ａ相がスイッチ部２に出力される。ノードＮ１〜Ｎ３からは、Ａ相の位相をそれぞれ２２．５°、４５°、６７．５°だけ遅延させた信号が、スイッチ部２に出力される。図２は、Ａ相、Ｂ相及びノードＮ１〜Ｎ３から出力される信号の電圧Ｖ１〜Ｖ３を示す図である。
【００３１】
ノードＮ４からは、Ｂ相（Ａ相の位相を９０°だけ遅延させた信号）が、スイッチ部２に出力される。ノードＮ５〜Ｎ７からは、Ｂ相の位相をそれぞれ２２．５°、４５°、６７．５°だけ遅延させた信号（Ａ相の位相をそれぞれ１１２．５°、１３５°、１５７．５°だけ遅延させた信号）が、スイッチ部２に出力される。
【００３２】
ノードＮ８からは、−Ａ相（Ａ相の位相を１８０°だけ遅延させた信号）が、スイッチ部２に出力される。ノードＮ９〜Ｎ１１からは、−Ａ相の位相をそれぞれ２２．５°、４５°、６７．５°だけ遅延させた信号（Ａ相の位相をそれぞれ２０２．５°、２２５°、２４７．５°だけ遅延させた信号）が、スイッチ部２に出力される。
【００３３】
ノードＮ１２からは、−Ｂ相（Ａ相の位相を２７０°だけ遅延させた信号）が、スイッチ部２に出力される。ノードＮ１３〜Ｎ１５からは、−Ｂ相の位相をそれぞれ２２．５°、４５°、６７．５°だけ遅延させた信号（Ａ相の位相をそれぞれ２９２．５°、３１５°、３３７．５°だけ遅延させた信号）が、スイッチ部２に出力される。
【００３４】
ノードＮ１６からは、ノードＮ０と同じＡ相がスイッチ部２に出力される。換言すれば、ノードＮｈ（ｈは、０≦ｈ≦１６の整数）からは、Ａ相の位相をｈ×２２．５°だけ遅延させた信号が出力されると理解することもできる。
【００３５】
以上説明したように、４相入力信号に含まれる２つの相の間に直列接続された抵抗による抵抗分圧を用いて、位相が２２．５°ずつ異なる信号が生成される。以下、上記の抵抗分圧を実現するための各抵抗の抵抗値の決定方法について説明する。上述では、例として２つの相の間で直列接続された抵抗の数を４、位相の調整幅を２２．５°としたが、抵抗の数及び位相の調整幅、及び相の総数はこれに限定されるものではない。以下では、Ｍ（Ｍは、２以上の整数）相信号に含まれる、隣接する２つの相の間に、Ｎ個の抵抗が直列接続されるものとして説明する。
【００３６】
図３は、第１の相と第２の相との間に接続される抵抗を示す図である。抵抗Ｒ１〜ＲＮからなる抵抗列の抵抗Ｒ１の側の端部には第１の相が入力され、抵抗ＲＮの側の端部には第２の相が入力される。ＶＥは第１の相の電圧、ＶＦは第２の相の電圧である。
【００３７】
まず、ｋ（ｋは、１≦ｋ≦Ｎ−１）番目から出力される信号の電圧Ｖｋを導出する。なお、ここでは、ノードＮｋより第１の相の側の抵抗Ｒ１〜Ｒｋの合成抵抗をＲＥ、ノードＮｋより第２の相の側の抵抗Ｒｋ＋１〜ＲＮの合成抵抗をＲＦとする。なお、図３では、図を見やすくするため、ノードＮ１〜ＮＮを、ノードＮ＿１〜Ｎ＿Ｎと表示している。合成抵抗ＲＥ及びＲＦは、同じ電流が流れるので、それぞれ以下の式（８）及び（９）で示される。
【数８】
2016197044.tif 000010
【数９】
2016197044.tif 000011
また、抵抗Ｒ１〜ＲＮの総和である抵抗ＲＴＯＴＡＬは以下の式（１０）で示される。
【数１０】
2016197044.tif 000012
【００３８】
また、図３の抵抗Ｒ１〜ＲＮは、全て同じ電流が流れるので、下記の式（１１）が成立する。
【数１１】
2016197044.tif 000013
【００３９】
式（１１）を電圧Ｖｋについて解くと、式（１２）となる。
【数１２】
2016197044.tif 000014
【００４０】
ここで、第１の相の電圧ＶＥを、以下の式（１３）で定義する。
【数１３】
2016197044.tif 000015
このとき、第２の相の電圧ＶＦは、以下の式（１４）で示される。
【数１４】
2016197044.tif 000016
【００４１】
式（１３）及び（１４）を式（１２）に代入すると、以下の式（１５）が得られる。
【数１５】
2016197044.tif 000017
【００４２】
電圧Ｖｋは、第１の相の電圧ＶＥと比べて、位相が２πｋ／ＭＮだけ遅延し、かつ、ｋ個の抵抗により電圧が降下されている。電圧Ｖｋの振幅をＶａｔｔと置くと、電圧Ｖｋは、以下の式（１６）で示される。
【数１６】
2016197044.tif 000018
【００４３】
上述で導出した式（１５）と式（１６）とは、同じ電圧Ｖｋを記述するものであるので、式（１５）と式（１６）とは一致することが理解できる。したがって、式（１５）のｓｉｎθを含む第１項と、式（１６）のｓｉｎθを含む第１項とは、互いに等しいので、以下の式（１７）が成立する。
【数１７】
2016197044.tif 000019
また、式（１５）のｃｏｓθを含む第２項と、式（１６）のｃｏｓθを含む第２項とは、互いに等しいので、以下の式（１８）が成立する。
【数１８】
2016197044.tif 000020
【００４４】
ここで、式（１９）に示す通り、βｋを定義する。βｋは、電圧Ｖｋの第１の相の電圧ＶＥに対する減衰率、及び、第２の相の電圧ＶＦに対する増幅率として理解できる。
【数１９】
2016197044.tif 000021
【００４５】
式（１７）及び（１８）に式（１９）を代入し、それぞれ以下の式（２０）及び式（２１）が得られる。
【数２０】
2016197044.tif 000022
【数２１】
2016197044.tif 000023
【００４６】
式（２１）をＲＥについて解くと、以下の式（２２）となる。
【数２２】
2016197044.tif 000024
【００４７】
式（２２）を式（２０）に代入し、ＲＦについて解くと、以下の式（２３）が得られる。
【数２３】
2016197044.tif 000025
【００４８】
式（１０）、（２２）及び（２３）より、βｋは以下の式（２４）で示される。
【数２４】
2016197044.tif 000026
【００４９】
式（２２）に式（２４）を代入すると、合成抵抗ＲＥは以下の式（２５）で表される。
【数２５】
2016197044.tif 000027
【００５０】
式（２５）を用いると、抵抗Ｒ１〜ＲＮの抵抗値を逐次決定することができる。まず、１番目の抵抗Ｒ１の抵抗値を決定する場合、ＲＥ＝Ｒ１であるので、抵抗Ｒ１の抵抗値は以下の式（２６）に示す値に決定される。
【数２６】
2016197044.tif 000028
【００５１】
次いで、２番目の抵抗Ｒ２の抵抗値を決定する場合、Ｒ２＝ＲＥ−Ｒ１であるので、抵抗Ｒ２の抵抗値は以下の式（２７）に示す値に決定される。
【数２７】
2016197044.tif 000029
【００５２】
以降、同様にして、ｋ番目の抵抗Ｒｋの抵抗値は、以下の式（２８）に示す値に決定できる。
【数２８】
2016197044.tif 000030
【００５３】
例えば、Ｎ番目の抵抗ＲＮの抵抗値は、ＲＥ＝ＲＴＯＴＡＬとなるので、以下の式（２９）に示す値に決定できる。
【数２９】
2016197044.tif 000031
【００５４】
そして、回路設計時にＲＴＯＴＡＬに具体的な値を与えれば、抵抗Ｒ１〜ＲＮの抵抗値が具体的に決定可能である。なお、上記に示す通り、各ノードの電圧Ｖ１〜ＶＮ−１は、第１の相の電圧ＶＥと比べて、係数β１〜βＮ−１で示す割合でそれぞれ減衰し、振幅が小さくなる。したがって、ノードの電圧Ｖ１〜ＶＮ−１は、後段に配置された増幅器ＡＭＰ１〜ＡＭＰＮによって、それぞれ係数１／β１〜１／βＮ−１倍に増幅されてから出力される。
【００５５】
従って、図１に示す構成では、Ｎ＝４、Ｍ＝４となるので、抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値は、それぞれ以下の式（３０）〜（３３）のように決定できる。なお、図１の構成では、いうまでもなく、Ｒ１＝Ｒ５＝Ｒ９＝Ｒ１３、Ｒ２＝Ｒ６＝Ｒ１０＝Ｒ１４、Ｒ３＝Ｒ７＝Ｒ１１＝Ｒ１５、Ｒ４＝Ｒ８＝Ｒ１２＝Ｒ１６である。
【数３０】
2016197044.tif 000032
【数３１】
2016197044.tif 000033
【数３２】
2016197044.tif 000034
【数３３】
2016197044.tif 000035
【００５６】
スイッチ部２は、出力端子ＴＡ、ＴＢ、Ｔ−Ａ及びＴ−Ｂに接続するノードを切り替え可能に構成される。出力端子ＴＡ、ＴＢ、Ｔ−Ａ及びＴ−Ｂから出力される信号は４相信号であるので、出力端子ＴＡ、ＴＢ、Ｔ−Ａ及びＴ−Ｂはそれぞれ位相が９０°（すなわち、２π／Ｍ）ずつ異なるノードと接続される。例えば、出力端子ＴＡがノードＮ１と接続される場合、出力端子ＴＢ、Ｔ−Ａ及びＴ−Ｂは、それぞれノードＮ５、Ｎ９、Ｎ１３と接続される。
【００５７】
図４は、スイッチ部２の構成を示す回路図である。この例では、上述の抵抗Ｒ１〜ＲＮを環状に接続することで、図１と同様の構成を実現している。なお、図４では、図面の簡略化のため、スイッチ部後段の増幅器については表示を省略している。スイッチ部２は、各ノードに９０°の位相差で接続できる端子を有し、いわゆるロータリースイッチとして構成される。スイッチ部２は、外部からの制御信号ＣＯＮにより、その回転角度が制御される。図４では、位相のオフセットが０の場合を表している。なお、制御信号ＣＯＮは、エンコーダ内に設けられた制御装置によって与えられてもよいし、エンコーダのユーザが希望する位相オフセット量に応じて与えてもよい。
【００５８】
図５は、６７．５°（ｋ＝３）の位相オフセット時でのスイッチ部２を示す回路図である。図４と同様に、図５では、図面の簡略化のため、スイッチ部後段の増幅器については表示を省略している。この場合、出力端子ＴＡはノードＮ３（６７．５°）、出力端子ＴＢはノードＮ７（１５７．５°）、出力端子Ｔ−ＡはノードＮ１１（２４７．５°）、出力端子Ｔ−ＢはノードＮ１５（３３７．５°）と接続される。
【００５９】
出力端子ＴＡ、ＴＢ、Ｔ−Ａ及びＴ−Ｂからは、位相オフセットを受けた４相信号ＳＡ、ＳＢ、−ＳＡ、−ＳＢが出力される。４相信号ＳＡ、ＳＢ、−ＳＡ、−ＳＢは、それぞれ後段の可変アンプＡＭＰ１〜ＡＭＰ４で１／βｋ倍に増幅される。増幅された信号は、振幅が揃った４相出力信号ＡＰ、ＢＰ、−ＡＰ及び−ＢＰとして出力される。
【００６０】
これにより、位相調整器１００は、Ａ相、Ｂ相、−Ａ相及び−Ｂ相を、それぞれ６７．５°（ｋ＝３）だけ位相をオフセットさせた４相出力信号ＡＰ、ＢＰ、−ＡＰ及び−ＢＰを出力することができる。
【００６１】
以上の通り、位相調整器１００は、簡易な抵抗列により、多相信号の位相を９０°よりも小さいオフセット量で遅延させることができるので、より精密な位相調整が実現できることが理解できる。さらに、オフセット量は、配置する分圧抵抗の個数で容易に調整することができるので、要求される精度に応じて位相オフセット量を設定することが可能である。
【００６２】
実施の形態２
上述の実施の形態１では、位相調整器が、４相の入力信号の位相をオフセットさせた４相の出力信号を出力する具体例について説明した。ここでは、ロータリースイッチとして構成されるスイッチ部の構成を示しながら、他の具体例について更に検討する。なお、以下の図では、図面の簡略化のため、スイッチ部後段の増幅器については表示を省略している。
【００６３】
構成例１
３相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた３相出力信号を出力する例について説明する。ここでは、３相入力信号の各相をＡ相（０°）、Ｂ相（１２０°）、Ｃ相（２４０°）とする。３相出力信号のそれぞれをＡＰ（０°＋Δθ）、ＢＰ（１２０°＋Δθ）、ＣＰ（２４０°＋Δθ）とする。
【００６４】
図６は、３相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた３相出力信号を出力する抵抗列１１とスイッチ部２１とを示す回路図である。抵抗列１１は、抵抗Ｒ１〜Ｒ２４が環状に接続されて構成される。すなわち、この例では、３相入力信号（Ｍ＝３）の隣接する信号同士の間に８つの抵抗（Ｎ＝８）が挿入される。したがって、位相オフセットの幅は１５°となる。スイッチ部２１は、３相出力信号を出力するために、各ノードに１２０°の位相差で接続できる端子を有するロータリースイッチとして構成される。スイッチ部２１は、外部からの制御信号ＣＯＮにより、その回転角度が制御される。
【００６５】
図６は、位相のオフセットが４５°（ｋ＝３）の場合を表している。この場合、ノードＮ３（４５°）、Ｎ１１（１６５°）、ノードＮ１９（２８５°）から、３相出力信号ＡＰ、ＢＰ、ＣＰが出力される。
【００６６】
構成例２
６相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた３相出力信号を出力する例について説明する。ここでは、６相入力信号の各相をＡ相（０°）、Ｂ相（６０°）、Ｃ相（１２０°）、−Ａ相（１８０°）、−Ｂ相（２４０°）、−Ｃ相（３００°）とする。３相出力信号のそれぞれをＡＰ（０°＋Δθ）、ＢＰ（１２０°＋Δθ）、ＣＰ（２４０°＋Δθ）とする。
【００６７】
図７は、３相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた３相出力信号を出力する抵抗列１２とスイッチ部２２とを示す回路図である。抵抗列１２は、構成例１と同様に、抵抗Ｒ１〜Ｒ２４が環状に接続されて構成される。よって、この例では、６相入力信号（Ｍ＝６）の隣接する信号同士の間に４つの抵抗（Ｎ＝４）が挿入される。したがって、位相オフセットの幅は１５°となる。スイッチ部２２は、３相出力信号を出力するために、各ノードに１２０°の位相差で接続できる端子を有するロータリースイッチとして構成される。スイッチ部２２は、外部からの制御信号ＣＯＮにより、その回転角度が制御される。
【００６８】
図７は、位相のオフセットが７５°（ｋ＝５）の場合を表している。この場合、ノードＮ５（７５°）、Ｎ１３（１９５°）、ノードＮ２１（３１５°）から、３相出力信号ＡＰ、ＢＰ、ＣＰが出力される。
【００６９】
構成例３
３相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた４相出力信号を出力する例について説明する。ここでは、３相入力信号の各相をＡ相（０°）、Ｂ相（１２０°）、Ｃ相（２４０°）とする。４相出力信号のそれぞれをＡＰ（０°＋Δθ）、ＢＰ（９０°＋Δθ）、−ＡＰ（１８０°＋Δθ）、−ＢＰ（２７０°＋Δθ）とする。
【００７０】
図８は、３相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた４相出力信号を出力する抵抗列１３とスイッチ部２３とを示す回路図である。抵抗列１３は、構成例１の抵抗列１１と同様であるので、説明を省略する。スイッチ部２３は、４相出力信号を出力するために、各ノードに９０°の位相差で接続できる端子を有するロータリースイッチとして構成される。スイッチ部２２は、外部からの制御信号ＣＯＮにより、その回転角度が制御される。
【００７１】
図８は、位相のオフセットが７５°（ｋ＝５）の場合を表している。この場合、ノードＮ５（７５°）、Ｎ１１（１６５°）、ノードＮ１７（２５５°）、ノードＮ２３（３４５°）から、４相出力信号ＡＰ、ＢＰ、−ＡＰ、−ＢＰが出力される。
【００７２】
構成例４
６相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた４相出力信号を出力する例について説明する。ここでは、６相入力信号の各相をＡ相（０°）、Ｂ相（６０°）、Ｃ相（１２０°）、−Ａ相（１８０°）、−Ｂ相（２４０°）、−Ｃ相（３００°）とする。４相出力信号のそれぞれをＡＰ（０°＋Δθ）、ＢＰ（９０°＋Δθ）、−ＡＰ（１８０°＋Δθ）、−ＢＰ（２７０°＋Δθ）とする。
【００７３】
図９は、３相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた４相出力信号を出力する抵抗列１４とスイッチ部２４とを示す回路図である。抵抗列１４は、構成例２の抵抗列１２と同様であるので、説明を省略する。スイッチ部２４は、構成例３のスイッチ部２３と同様であるので、説明を省略する。
【００７４】
図９は、位相のオフセットが７５°（ｋ＝５）の場合を表している。この場合、ノードＮ５（７５°）、Ｎ１１（１６５°）、ノードＮ１７（２５５°）、ノードＮ２３（３４５°）から、４相出力信号ＡＰ、ＢＰ、−ＡＰ、−ＢＰが出力される。
【００７５】
構成例５
４相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた８相出力信号を出力する例について説明する。ここでは、４相入力信号の各相をＡ相（０°）、Ｂ相（９０°）、−Ａ相（１８０°）、−Ｂ相（２７０°）とする。８相出力信号のそれぞれをＡＰ（０°＋Δθ）、ＢＰ（４５°＋Δθ）、ＣＰ（９０°＋Δθ）、ＤＰ（１３５°＋Δθ）、−ＡＰ（１８０°＋Δθ）、−ＢＰ（２２５°＋Δθ）、−ＣＰ（２７０°＋Δθ）、−ＤＰ（３１５°＋Δθ）とする。
【００７６】
図１０は、４相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた８相出力信号を出力する抵抗列１５とスイッチ部２５とを示す回路図である。抵抗列１５は、実施の形態１にかかる抵抗列１と同様であるので、説明を省略する。スイッチ部２５は、８相出力信号を出力するために、各ノードに４５°の位相差で接続できる端子を有するロータリースイッチとして構成される。スイッチ部２５は、外部からの制御信号ＣＯＮにより、その回転角度が制御される。
【００７７】
図１０は、位相のオフセットが６７．５°（ｋ＝３）の場合を表している。この場合、ノードＮ３（６７．５°）、Ｎ５（１１２．５°）、ノードＮ７（１５７．５°）、ノードＮ９（２０２．５°）、ノードＮ１１（２４７．５°）、ノードＮ１３（２９２．５°）、ノードＮ１５（３３７．５°）、ノードＮ１（２２．５°（３８５．５°））から、８相出力信号ＡＰ、ＢＰ、ＣＰ、ＤＰ、−ＡＰ、−ＢＰ、−ＣＰ、−ＤＰが出力される。
【００７８】
構成例６
８相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた４相出力信号を出力する例について説明する。ここでは、８相入力信号の各相をＡ相（０°）、Ｂ相（４５°）、Ｃ相（９０°）、Ｄ相（１３５°）、−Ａ相（１８０°）、−Ｂ相（２２５°）、−Ｃ相（２７０°）、−Ｄ相（３１５°）とする。４相出力信号のそれぞれをＡＰ（０°＋Δθ）、ＢＰ（９０°＋Δθ）、−ＡＰ（１８０°＋Δθ）、−ＢＰ（２７０°＋Δθ）とする。
【００７９】
図１１は、８相入力信号を基に所定の位相オフセットを与えた４相出力信号を出力する抵抗列１６とスイッチ部２６とを示す回路図である。抵抗列１６は、実施の形態１にかかる抵抗列１と同様であるので、説明を省略する。スイッチ部２６は、実施の形態１にかかるスイッチ部２と同様であるので、説明を省略する。
【００８０】
図１１は、位相のオフセットが６７．５°（ｋ＝３）の場合を表している。この場合、ノードＮ３（６７．５°）、ノードＮ７（１５７．５°）、ノードＮ１１（２４７．５°）、ノードＮ１５（３３７．５°）から、４相出力信号ＡＰ、ＢＰ、−ＡＰ、−ＢＰが出力される。
【００８１】
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記では、抵抗列へ入力される多相信号は、バッファを介して入力されてもよい。
【００８２】
抵抗列へ入力される多相信号は、抵抗列に入力される前に、例えば相変換回路などによって相の数を変換（例えば、３相信号を４相信号に変換するなど）してもよい。
【００８３】
上述では、位相調整器がエンコーダに用いられるものとして説明したが、エンコーダ以外の多相信号を用いる他の装置に適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８４】
１、１１〜１６  抵抗列
２、２１〜２６  スイッチ部
１００  位相調整器
ＡＭＰ１〜ＡＭＰ４  増幅器
ＣＯＮ  制御信号
Ｒ１〜Ｒ２４  抵抗
ＯＲＧ＿ＩＤＥＡＬ  理想原点信号
ＯＲＧ１〜ＯＲＧ３、ＯＲＧ１０、ＯＲＧ２０、ＯＲＧ３０  原点信号
【図１】
2016197044.tif 000039
【図２】
2016197044.tif 000040
【図３】
2016197044.tif 000041
【図４】
2016197044.tif 000042
【図５】
2016197044.tif 000043
【図６】
2016197044.tif 000044
【図７】
2016197044.tif 000045
【図８】
2016197044.tif 000046
【図９】
2016197044.tif 000047
【図１０】
2016197044.tif 000048
【図１１】
2016197044.tif 000049
【図１２】
2016197044.tif 000050