JPH04328419A - アブソリュートエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、測定対象の回転体の回
転角度値に対応する信号を出力するアブソリュートエン
コーダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アブソリュートエンコーダの動作方式に
は、磁気式や光学式等の方式が存在するが、本明細書で
は、光学式エンコーダを例に上げて説明する。スリット
が縁に沿って２列又は３列に設けられた円形のコード板
（図５参照）へ光源から光を照射し、スリットを通過し
てくる光を光電変換素子で受光し、コード板のアブソリ
ュートの回転角度θを測定するアブソリュートエンコー
ダがある。本出願人は、このようなエンコーダを実願平
０１−７９７３９号等で出願し開示している。実願平０
１−７９７３９号（以下、先願と記す）によれば、コー
ド板の回転角度θに対応した信号（この信号はアナログ
の場合もデジタルの場合もある）を直接取出すことがで
きる。

【０００３】一方エンコーダには、絶対値の角度θに対
応した信号（例えばθ＝８７．００１°を表す信号）を
出力するのでなく、光がスリットを通過するごとに、つ
まりコード板が或る角度（例えば、０．０１°）回転す
るごとに、例えばパルス信号を１発ずつ出力するタイプ
のエンコーダがある。本明細書では、このようなタイプ
のエンコーダをインクリメンタル形エンコーダと呼ぶ。

【０００４】このインクリメンタル形エンコーダは、例
えばサーボ系の位置検出器等として広く使用される。イ
ンクリメンタル形エンコーダの適用例を説明する。製図
器では、Ｘ軸の駆動モータと、Ｙ軸の駆動モータを備え
ており、これによりペンヘッドを指定されたＸ，Ｙ座標
位置まで移動させ、記録動作を行う。この指定されたＸ
，Ｙ座標位置までペンヘッドを移動させる制御にインク
リメンタル形エンコーダが用いられる。

【０００５】製図器にインクリメンタル形エンコーダを
用いて、ペンヘッドを指定されたＸ，Ｙ座標位置まで移
動させる動作を図６を参照して説明する。図６（５）　
は、インクリメンタル形エンコーダのコード板の一部を
拡大した図である。図６（５）　のようなスリット列Ａ
，Ｂが設けられたコード板をＸ軸，Ｙ軸の駆動モータの
シャフトへ取り付ける。コード板の近傍には、スリット
列Ａ，Ｂを通過してくる光を電気信号へ変換するセンサ
２ａ，２ｂが、図６（５）　のように設けられている。 ここでセンサ２ａ，２ｂ　は、スリットを通過した光が
照射されると例えば、ＨＩＧＨの信号を出力するものと
する。また、本明細書では、スリット列Ａの通過光を受
光するセンサ２ａで得られる信号をＡ相と言い、スリッ
ト列Ｂの通過光を受光するセンサ２ｂで得られる信号を
Ｂ相と言う。

【０００６】スリット列Ａ，Ｂを形成する各スリットの
配置位相は、図６（５）　のように、例えば９０°ずれ
て設けられているので、コード板１を図６（５）　に示
すＣＷ方向に回転させると、センサ２ａからは図６（３
）　の波形が、センサ２ｂからは図６（４）　の波形が
得られる。また図６（５）　のＣＣＷ　方向にコード板
１を回転させると、センサ２ａからは図６（１）　の波
形が、センサ２ｂからは図６（２）　の波形が得られる
。図６（１），（２）　の波形と、図６（３），（４）
　の波形を比較してみる。コード板１が図６（５）　に
示すＣＣＷ　方向に回転すると、Ｂ相信号の立ち上がり
エッジが先に発生し、遅れてＡ相信号の立ち上がりエッ
ジが発生する（図６（１），（２）　参照）。また、コ
ード板１が、上述と逆方向のＣＷ方向に回転すると、Ａ
相信号の立ち上がりエッジが先に発生し、遅れてＢ相信
号の立ち上がりエッジが発生する（図６（３），（４）
参照）。

【０００７】従って、インクリメンタル形エンコーダか
ら出力されるＡ相，Ｂ相信号の位相関係より、コード板
（つまり駆動モータ）の回転方向を知ることができる。 また、図６のコード板１に設けられるスリット列Ａ，Ｂ
を形成するスリットが、縁に沿って、等間隔に、例えば
、１０，０００個／３６０　°が設けられていれば、コ
ード板が、０．０３６　°回転するごとに１パルス（立
ち上がりエッジ）を発生させるので、このパルス数を計
数することにより、計数開始の位置から駆動モータがど
れだけ回転したか（つまりペンヘッドがどれだけ移動し
たか）を知ることができる。このように製図器では、イ
ンクリメンタル形エンコーダのＡ相，Ｂ相信号より、駆
動モータの回転方向と、回転角度を知ることができるの
で、指定されたＸ，Ｙ座標値にペンヘッドを移動するこ
とができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようにエンコーダ
には、絶対値の角度θに対応した信号を出力するアブソ
リュートエンコーダと、光がスリットを通過する毎に、
パルス信号を１発ずつ出力するインクリメンタル形エン
コーダとがある。サーボ系を用いた機器では、制御を適
切に行うため、駆動モータの回転角度の測定をする必要
があるが、この場合、アブソリュートエンコーダと、イ
ンクリメンタル形エンコーダのどちらを使用しても原理
的にはよい。

【０００９】しかし現実の産業界では、サーボの位置検
出にインクリメンタル形エンコーダが用いられ、図６で
説明したようなＡ相，Ｂ相信号を利用した制御が従来か
ら慣習的に行われている。従って、Ａ相信号，Ｂ相信号
を出力しないアブソリュートエンコーダは、サーボ装置
の位置検出手段に用いられる機会が少ない。そこで、図
５に示すアブソリュートエンコーダのコード板のスリッ
ト列から、図６で説明したＡ相，Ｂ相信号を作り出すこ
とが考えられるが、現実には不可能である。

【００１０】その理由を説明する。本出願人が開示して
いる図５のアブソリュートエンコーダのコード板に設け
られるスリットは、次の点で図６（５）　に示すような
スリット配列と異なる。 （１）　図５に示すアブソリュートエンコーダのコード
板４４に設けられるスリットは、実施例において、その
１周分のスリット数が、数百である。従って、このスリ
ットを直接利用して図６のようなＡ相，Ｂ相信号を作り
出しても、数１００　パルス／３６０　°　　の信号し
か出力できず、市場が要求する角度分解能（例えば、１
０，０００パルス／３６０　°）に応えることができな
い。 （２）　図５のようにアブソリュートエンコーダのコー
ド板４４に設けたスリット列を形成する各スリットは、
図６（５）　に示すような位相配列（Ａ相とＢ相で９０
°ずれた位相）になっていない。即ち、図５に示すコー
ド板４４の各スリット列を形成するスリット数は、スリ
ット列毎に異なる数である。従って、インクリメンタル
形エンコーダのようにＡ相とＢ相とが同数のスリットで
形成され、同じ位相ずつシフトしたスリット配列（図６
（５）　）に形成することはできない。なお、このよう
に各スリット列毎に異なるスリット数にした理由は、先
願に明らかにしているのでここではその説明を省略する
。

【００１１】本発明の目的は、測定した角度θに対応す
る信号から、Ａ相，Ｂ相信号を新たに作り出して出力で
きるアブソリュートエンコーダを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、アブソリュー
トの回転角度θに対応した信号を出力するエンコーダに
おいて、一定時間ｔｓおきの前記回転角度θに対応した
信号を導入し、また設定された角度値△θＰ　を導入し
、（１）　式の演算を行いデジタル値Ｊを出力する演算
器と、　　Ｊ＝２ｎａ・（Ｔｃ／ｔｓ）・｛（θ２　−
θ１　）／△θＰ　｝　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（１）　（なお、θ１　：前回取り込んだ回転角
度、θ２　：今回取り込んだ回転角度）周期Ｔｃのクロ
ック信号が加えられるたびに、自ら出力した前回までの
積算加算値と、前記演算器の出力Ｊとを加算し、積算加
算値のｎａビット目の信号をＢ相信号又はＡ相信号とし
て取り出される第１加算器と、周期Ｔｃのクロック信号
が加えられるたびに、第１加算器が出力する積算加算値
と、予め設定された２ｎａ・９０／３６０　又は２ｎａ
・２７０　／３６０　の位相オフセットデータとを加算
し、この加算データのｎａビット目の信号をＡ相信号又
はＢ相信号として取り出される第２加算器と、を備える
ようにしたものである。

【００１３】

【作用】演算器に加えられた設定された角度値△θＰ　
は、コード板がこの角度値△θＰ　回転するごとに、Ａ
相信号（Ｂ相信号）を出力するように指令する信号であ
る（図２参照）。演算器は周期ｔｓにて、前回取り込ん
だ回転角度データθ１　と今回取り込んだ回転角度デー
タθ２　の差を取り、Ｎ１＝（θ２　−θ１　）／△θ
Ｐ　の関係により、サンプリング周期ｔｓの間にＮ１発
のＡ相パルス信号（又はＢ相パルス信号）を出力させれ
ば良いことを知ることができる（図３参照）。従って、
このときのＡ相信号の周期Ｔｐは、 　　　　Ｔｐ＝ｔｓ／Ｎ１ 　　　　　　＝ｔｓ・｛△θＰ　／（θ２　−θ１　）
｝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　（２）　となる（図３参照）。

【００１４】一方、第１加算器は、クロック信号が加え
られるたびに、演算器が設定したデータＪの整数倍ずつ
、即ち、Ｊ，２Ｊ，３Ｊ，４Ｊ，　…と、積算加算を行
なう。従って、第１加算器のｎａビット目（ｎａビット
目のビット信号をＡ相信号又はＢ相信号に用いる）を見
ると、２ｎａ／Ｊ回の加算が繰り返される毎に、ｎａビ
ット目の信号が立ち上がる（立ち下がると見てもよい）
。従って、クロック信号の周期Ｔｃと第１加算器のｎａ
ビット目の信号の周期Ｔｐの間には、 　　　　Ｔｐ＝（２ｎａ／Ｊ）・Ｔｃ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　（３）の関係がある。つまり
、（２）　式と（３）　式の関係を満たすＪの値（即ち
、（１）　式のＪ）を演算器が算出し、第１加算器は、
周期Ｔｃのクロック信号が加えられる毎に積算加算する
ので、設定された角度値△θＰ　毎にＢ相信号を出力す
る。また、第２加算器は、３６０　°を２ｎａで分割し
た場合、９０°に相当する２ｎａ・９０／３６０　のデ
ータ、又は２７０　°（即ち、９０°遅れ）に相当する
２ｎａ・２７０　／３６０　のデータが一方の入力端子
にセットされている。従って、第２加算器からは、第１
加算器が出力するＢ相信号を９０°進ませた信号、又は
９０°遅らせた信号（Ａ相信号）を出力することができ
る。

【００１５】

【実施例】図１は本発明に係るアブソリュートエンコー
ダの構成例を示す図、図２はコード板の回転角度とＡ相
信号の関係を示す図、図３は測定回転角度のサンプリン
グ周期とＡ相信号との関係を示す図、図４は加算器の８
ビット目の信号と加算器の内容とＡ相・Ｂ相信号の関係
を示した図である。

【００１６】図１において、１はコード板であり、２は
光電変換機能を有したセンサ（例えば、図５の受光アレ
イ）である。角度演算器３は、センサ２から出力される
信号を導入し、先願で開示されているような公知の演算
を加えて、コード板１のアブソリュートの回転角度θに
対応した信号を出力している。本発明では、このコード
板１とセンサ２と角度演算器３の構成に特徴があるわけ
でないゆえ、その説明を省略するが、要するにコード板
１とセンサ２と角度演算器３により、コード板１のアブ
ソリュートの回転角度θに対応した信号を出力できる構
成であればどのようなものでもよい。

【００１７】もっとも、本発明は、アブソリュートの回
転角度値θから、Ａ相，Ｂ相信号を作出す点に特徴があ
るので、コード板１は、インクリメンタル形エンコーダ
のようにＡ相，Ｂ相信号を直接取り出すことができない
スリット配列（図６（５）　）に形成されているとして
以下の説明を行う。

【００１８】４は演算器であり、コード板１が△θＰ　
回転するごとにＡ相信号（Ｂ相信号）を出力するように
指令する信号（図２参照）と、角度演算器３からコード
板１の回転角度θに対応した信号を導入し、この導入信
号に基づいて、上記（１）　式の演算を行って得られる
デジタルデータＪを出力するものである。（１）　式を
再び記載すると、 　　Ｊ＝２ｎａ・（Ｔｃ／ｔｓ）・｛（θ２　−θ１　
）／△θＰ　｝　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（１）　（なお、θ１　：前回取り込んだ回転角度、θ
２　：今回取り込んだ回転角度）（１）　式の意味等は
、後の動作説明の所で説明する。

【００１９】５はラッチ回路であり、タイミング発生器
８から加えられた周期ｔｓの信号Ｓ１のタイミングで、
演算器４から出力される信号Ｊをラッチし、次段の加算
器２１に出力するものである。７はクロック発生器であ
り、周期Ｔｃのクロック信号ＣＫをタイミング発生器８
と、ラッチ回路２２，３２　に加えるものである。タイ
ミング発生器８は、クロック信号ＣＫを導入し、周期ｔ
ｓの信号Ｓ１を出力する。　　ブロック２０は、Ｂ相信
号を出力する部分であり、加算器２１と、ラッチ回路２
２で構成される。

【００２０】加算器２１は、周期Ｔｃのクロック信号Ｃ
Ｋがラッチ回路２２に加えられるたびに、自ら出力した
前回までの積算加算値Ｋをラッチ回路２２を介して導入
し、また、演算器４の出力Ｊとを加算して、積算加算値
を出力する。即ち、クロック信号ＣＫが発生するたびに
、Ｋ＝Ｊ，２Ｊ，３Ｊ，４Ｊ，…の如く、積算加算値を
出力する。そして、その内容が２ｎａを越えると（例え
ばｎａ＝８）、内容は０となり、再び上記カウンタ動作
を繰り返す。ラッチ回路２２は、印加されたクロック信
号ＣＫのタイミングで加算器２１の出力をラッチし、こ
れを加算器２１に帰還するとともに、導入した積算加算
値のｎａビット目のビット信号をＢ相信号として出力す
るものである。

【００２１】ブロック３０は、Ａ相信号を出力する部分
であり、加算器３１と、ラッチ３２と、位相オフセット
設定器３３で構成される。加算器３１は、加算器２１が
出力する積算加算値Ｋと、位相オフセット設定器３３か
ら加えられた２ｎａ・９０／３６０　又は２ｎａ・２７
０　／３６０　の位相オフセットデータＭとを加算した
結果を出力するものである。即ち加算器３１は、加算器
２１の出力データＫに位相オフセットデータＭを加算し
た信号を出力する。この加算器３１は、加算値（Ｋ＋Ｍ
）が２ｎａを越えると、（Ｋ＋Ｍ）−２ｎａ　　とした
値を出力する。ラッチ回路３２は、周期Ｔｃのクロック
信号ＣＫが加えられるたびに加算器３１の出力データを
導入し、このデータのｎａビット目の信号をＡ相信号と
して出力する。位相オフセット設定器３３は、３６０　
°を２ｎａで分割した場合、９０°に相当する２ｎａ・
９０／３６０　の位相オフセットデータ、又は２７０　
°（即ち、９０°遅れ）に相当する２ｎａ・２７０　／
３６０　の位相オフセットデータＭが、予め設定されて
いるものである。

【００２２】以上のように構成された図１の装置の動作
を図２〜図４を参照しながら説明する。

【００２３】本願発明の概要をまず説明する。加算器２
１は、クロック信号ＣＫが発生する毎に、ラッチ回路５
を介して導入したデータＪを積算的に加算し、その内容
が自ら備えるカウンタ容量（以下、単に容量と記す）を
越えると、循環するごとく再び０から計数する。例えば
、２ｎａがＪで割り切れるとすれば、加算器２１の積算
出力Ｋは、Ｋ＝Ｊ，２Ｊ，３Ｊ，　…，０，Ｊ，２Ｊ，
３Ｊ，…と推移する。ここで、加算器２１の容量が例え
ば、２８　（０〜２８　−１）　　であると仮定すると
、２８　／Ｊ　　回の積算加算を繰り返す毎に（つまり
、クロック信号ＣＫが２８　／Ｊ発加えられる毎に）、
加算器２１の８ビット目のビット信号は、立ち下がる（
あるいは立ち上がる）。従って、クロック信号ＣＫの周
期をＴｃ、８ビット目のビット信号の周期をＴｐとする
と、 　　Ｔｐ＝（２８　／Ｊ）・Ｔｃ　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　（４）　の関係が成り立つ（図
４参照）。

【００２４】一方、演算器４は周期ｔｓにて、前回取り
込んだ回転角度データθ１　と今回取り込んだ回転角度
データθ２　の差を取り、Ｎ１＝（θ２　−θ１　）／
△θＰ　の関係により、サンプリング周期ｔｓの間にＮ
１発のＢ相信号（ここでは、加算器２１の８ビット目の
信号）を出力させれば良いことを知ることができる（図
３参照）。従って、Ｂ相信号の周期Ｔｐは、上記した（
２）　式で表される。つまり、（２）　式と（４）　式
の関係を満たすＪの値（即ち、（１）　式のＪ）を演算
器４が算出し、加算器２１は、周期Ｔｃのクロック信号
ＣＫが発生する毎に積算加算するので、設定された角度
値△θＰ　毎に８ビット目のビット信号が立ち下がる（
あるいは立ち上がる）。

【００２５】以下、詳細に本発明を説明する。図２は、
コード板１の一部を拡大し、これにアブソリュートの回
転角度ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，…を書き込んだもので
ある。角度演算器３は、コード板１の回転角度θに応じ
た信号を逐次、演算器４へ出力している。演算器４は、
タイミング発生器８からの信号Ｓ１により、周期ｔｓ毎
に、この角度演算器３からの回転角度信号をサンプリン
グしている（図２と図３を参照）。例えば、時刻Ｔ１に
て、回転角度θ１（＝ａ１）を読み込んだとする。コー
ド板１は回転しているので、時刻Ｔ２には、回転角度θ
２（＝ａ１０）を読み込む（図２参照）。

【００２６】ここで、コード板１が△θＰ　回転するご
とに、Ａ相信号（Ｂ相信号）を出力するように図１の装
置は、指令されている。従って、演算器４は、前回取り
込んだ回転角度データθ１　と今回取り込んだ回転角度
データθ２　の差を取り、Ｎ１＝（θ２　−θ１　）／
△θＰ　の関係により、θ１　〜θ２　へ回転したこと
に対応して、Ｎ１発のＡ相信号（Ｂ相信号）を出力させ
れば良いことを知ることができる（図３参照）。そこで
、このＮ１発の信号を次のサンプリングまでに（時間ｔ
ｓ後）発生させなければならないから（図３参照）、こ
の時のＡ相信号の周期Ｔｐは、既述した（２）　式とな
る。つまり、　　　　Ｔｐ＝ｔｓ・｛△θＰ　／（θ２
　−θ１　）｝　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　（２）となる。

【００２７】次に、図４（１）　と（２）　を主として
参照しながら加算器２１の動作を説明する。図４（１）
　は、加算器２１の計数内容と、加算器２１の８ビット
目（つまり２８　桁目）の信号波形との関係を示した図
である。図４（１）　中に付した数０，６４，１２８　
，１９２は、加算器２１の計数容量が２８　（０〜２５
５　）であると仮定した時の、信号波形の各位相位置に
対応する加算器２１の計数内容を示している。つまり、
加算器２１の内容が“１２７　”→“１２８　”になる
と８ビット目は、立ち上がり、“２５５　”→“０”に
なるとこのビットは立ち下がる。なお、この図４（１）
　に示す加算器の計数内容と８ビット目の信号波形との
関係は、加算器３１も同様である。また、加算器２１の
８ビット目のビット信号が、一旦立ち下がってから再び
立ち下がるまでのコード板１の回転角度は△θＰ　であ
る。

【００２８】図４（２）　は、クロック信号の発生に連
れて加算器２１の内容（縦軸）が変わる様子を示した図
である。なお、図４（１）　の波形と（２）　の波形の
横軸（時間軸）は共通である（図４（３）　〜（６）　
の時間軸とは異なる）。加算器２１は、クロック信号が
ラッチ回路２２へ印加されるたびに、その内容が、Ｊ，
２Ｊ，３Ｊ，…と階段状に増加していく。そして、既述
したようにその内容が“１２８　”となると、８ビット
目のビットが立ち上がり、“２５５　”→“０”になる
とこのビットは立ち下がる。もっとも、Ｊの値がマイナ
スであれば、階段状に減少する。図４（２）　は、コー
ド板１がＣＣＷ　方向に回転して、Ｊの値がプラスであ
ると仮定したものである。

【００２９】ここで、加算器２１の容量を２８　＝２５
６　（０〜２５５）とすると、積算加算値がこの最大値
２５５　を越えると、再び０となり、その積算動作を繰
り返す。ここで、加算器２１の容量は、２８　である（
仮定）から、２８　／Ｊ　　回の積算加算を繰り返す毎
に（つまり、クロック信号ＣＫが２８　／Ｊ発加えられ
る毎に）、加算器２１の８ビット目のビットは、立ち下
がる（図４（１）　参照）。従って、クロック信号ＣＫ
の周期をＴｃ、８ビット目のビット信号の周期をＴｐと
すると、Ｔｐ＝（２８　／Ｊ）・Ｔｃ　　の関係が成り
立つ（図４（２）　参照）。加算器２１には、（２）　
式と（３）　式の関係を満たすＪの値（即ち、（１）　
式のＪ）が演算器４から加えられているので、加算器２
１の出力信号の８ビット目は、設定された角度値△θＰ
　毎に立ち下がる（あるいは立ち上がる）。また、加算
器３１は、３６０　°を２ｎａ＝２５６で分割した場合
、９０°に相当する２ｎａ・９０／３６０　＝　６４　
のデータ｛又は２７０　°（即ち、９０°遅れ）に相当
する２ｎａ・２７０　／３６０　＝１９２　のデータ｝
が、一方の入力端子にセットされている。従って、加算
器３１からは、加算器２１が出力するＢ相信号と９０°
位相が異なる信号を出力することができる。

【００３０】次に図４（３）　〜（６）　を参照して、
図１装置からＡ相信号とＢ相信号が得られる動作を説明
する。図４（３）　と（４）　は、コード板１がＣＣＷ
　方向に回転した場合の波形であり、図４（５）　と（
６）　は、ＣＷ方向に回転させた場合の波形である。な
お、図４（３）　〜（６）　の図中に記載した数値（０
，６４，１２８，…）は、Ａ相信号，Ｂ相信号を出力す
る加算器２１，３１の内容を示すものである。

【００３１】まず、コード板１がＣＣＷ　方向へ回転し
た場合から説明する。時刻ｔ１において、加算器２１の
内容は、“０”であると仮定する。また、加算器３１に
は位相オフセットＭ＝１９２　が加えられているので、
時刻ｔ１において、加算器３１の内容は、“１９２”で
ある。コード板１がＣＣＷ　方向に回転すると、図４（
１）　のＣＣＷ　方向に加算器２１と加算器３１の内容
は増加するので（Ｊはプラス）、時刻ｔ２において加算
器２１の内容が“６４”になると、加算器３１の内容は
、６４＋１９２＝２５６→０　　となる。従って、図４
（１）　に示すように、その内容が“２５５　”→“０
”になるので、加算器３１の８ビット目のビットは、立
ち下がる（図４（３）　参照）。

【００３２】更にコード板１がＣＣＷ　方向に回転し、
時刻ｔ３になると、加算器２１の内容は、“１２８　”
になる。従って、図４（１）　から明らかなように、加
算器２１の８ビット目のビット信号は、立ち上がる（図
４（４）　参照）。一方、この時（ｔ３）、加算器３１
の内容は、１２８＋１９２−２５６＝６４　　となり、
図４（１）　から分かるように、波形は変化しない（図
４（３）　参照）。更にコード板１がＣＣＷ　方向に回
転し、時刻ｔ４になると、加算器２１の内容は、“１９
２　”になる。従って、図４（１）　から明らかなよう
に、加算器２１の８ビット目のビット信号は、変化しな
い（図４（４）　参照）。一方、この時（ｔ４）、加算
器３１の内容は、１９２＋１９２−２５６＝１２８　　
　となり、図４（１）　から分かるように、加算器３１
の８ビット目のビット信号は立ち上がる（図４（３）　
参照）。

【００３３】以下同様にして、時刻ｔ５になると、加算
器２１の内容は“２５５　”→“０”となって、８ビッ
ト目のビット信号は立ち下がり、加算器３１の内容は“
１９２　”となって、波形は変化しない。以上の結果、
図６（１）　と（２）　に示すＡ相信号とＢ相信号と同
じ波形が、図１のラッチ回路２２と３２から得られる。 つまり、設定された回転角度△θＰ　毎にＨＩＧＨとＬ
ＯＷ　が変化し、しかも位相が互いに９０°異なるＡ相
信号とＢ相信号を出力することができる。

【００３４】次に、コード板１がＣＷ方向へ回転した場
合を図４（１）　と（５）　と（６）　を参照して説明
する。この場合も時刻ｔ１において、加算器２１の内容
は、“０”であると仮定する。また、加算器３１には位
相オフセットＭ＝１９２　が加えられているので、時刻
ｔ１において、加算器３１の内容は、“１９２　”であ
る（図４（５）　，（６）　参照）。コード板１がＣＷ
方向に回転すると、演算器４において、（θ２　−θ１
　）の値がマイナスとなるので、（１）　式により演算
器４が出力するデジタルデータＪもマイナスとなる。従
って、加算器２１はマイナス値Ｊを加算するので、その
計数内容は減少する。従って、時刻ｔ２において加算器
２１の内容が“１９２　”になると、加算器３１の内容
は、１９２＋１９２−２５６＝１２８　　　となる。従
って、図４（５）　に示すように、その内容が“１２８
　”→“１２７　”になると、加算器３１の８ビット目
のビット信号は、立ち下がる（図４（５）　参照）。

【００３５】更にコード板１がＣＷ方向に回転し、時刻
ｔ３になると、加算器２１の内容は、１２８→１２７　
になる。従って、図４（１）　から明らかなように、加
算器２１の８ビット目のビット信号は、立ち下がる（図
４（６）　参照）。一方、この時（ｔ３）、加算器３１
の内容は、１２８＋１９２−２５６＝６４　　となり、
図４（１）　から分かるように、波形は変化しない（図
４（５）　参照）。以上のようにしてコード板がＣＷ方
向に回転すると、図６（３）　と（４）　に示すＡ相信
号とＢ相信号と同じ波形が、図１のラッチ回路２２と３
２から得られる。つまり、設定された回転角度△θＰ　
毎にＨＩＧＨとＬＯＷ　が変化し、しかも位相が互いに
９０°異なり、かつ、ＣＣＷ　方向の場合と逆の位相関
係のＡ相信号とＢ相信号を出力することができる。

【００３６】なお、上述では、角度演算器３は回転角度
θに応じた信号を逐次出力しており、演算器４にて周期
ｔｓ毎にこの信号を読み込むとして説明したが、これと
逆に、角度演算器３が周期ｔｓ毎に回転角度θに応じた
信号を出力し、演算器４がこの信号を逐次導入するよう
にしてもよい。また、上述ではコード板の最外周に設け
られたスリット列から得られる信号をＡ相、その内側の
スリット列から得られる信号をＢ相と便宜的に称したが
、この逆にしてもよい。つまり、外側のスリット列から
得られる信号をＢ相、内側のスリット列から得られる信
号をＡ相としてもよい。また、上述では光学式エンコー
ダの例で本発明を説明したが、この動作原理に限定する
わけでなく、例えば磁気式エンコーダ等で動くものであ
ってもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ブソリュートの角度信号から、設定された角度△θＰ　
おきに発生するＡ相，Ｂ相信号を出力することができる
。 そして、従来のインクリメンタルタイプでは、Ａ相，Ｂ
相信号の発生角度ステップは、スリットパターンで決定
されるので、この発生角度ステップを任意に変えること
はできない。しかし、本発明によれば、スリットパター
ンを変更することなく、演算器４に加える信号△θＰ　
により、その値を任意に変えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアブソリュートエンコーダの構成
例を示す図

【図２】コード板の回転角度とＡ相信号の関係を示す図

【図３】測定回転角度のサンプリング周期とＡ相信号と
の関係を示す図

【図４】加算器の２８　桁目の信号と加算器の内容とＡ
相・Ｂ相信号の関係を示す図

【図５】アブソリュートエンコーダに用いるコード板の
構成例を示す図である

【図６】従来例を説明する図

【符号の説明】

１　　コード板 ２　　センサ ３　　角度演算器 ４　　演算器 ２１，３１　　加算器 ３３　　位相オフセット設定器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アブソリュートの回転角度θに対応した信
   号を出力するエンコーダにおいて、一定時間ｔｓおきの
   前記回転角度θに対応した信号を導入し、また設定され
   た角度値△θＰ　を導入し、下式の演算を行いデジタル
   値Ｊを出力する演算器と、 Ｊ＝２ｎａ・（Ｔｃ／ｔｓ）・｛（θ２　−θ１　）／
   △θＰ　｝（なお、θ１　：前回取り込んだ回転角度、
   θ２　：今回取り込んだ回転角度）周期Ｔｃのクロック
   信号が加えられるたびに、自ら出力した前回までの積算
   加算値と、前記演算器の出力Ｊとを加算し、積算加算値
   のｎａビット目の信号をＢ相信号又はＡ相信号として取
   り出される第１加算器と、周期Ｔｃのクロック信号が加
   えられるたびに、第１加算器が出力する積算加算値と、
   予め設定された２ｎａ・９０／３６０　又は２ｎａ・２
   ７０　／３６０　の位相オフセットデータとを加算し、
   この加算データのｎａビット目の信号をＡ相信号又はＢ
   相信号として取り出される第２加算器と、を備えたこと
   を特徴とするアブソリュートエンコーダ。