JPH04524B2 - - Google Patents
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- JPH04524B2 JPH04524B2 JP59231354A JP23135484A JPH04524B2 JP H04524 B2 JPH04524 B2 JP H04524B2 JP 59231354 A JP59231354 A JP 59231354A JP 23135484 A JP23135484 A JP 23135484A JP H04524 B2 JPH04524 B2 JP H04524B2
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- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/24409—Interpolation using memories
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
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- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/24404—Interpolation using high frequency signals
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/22—Analogue/digital converters pattern-reading type
- H03M1/24—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
- H03M1/28—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
- H03M1/30—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は位置検出方法に関し、特にNC等の移
動する作業機械あるいはロボツトの腕などの移動
位置を精密に検出する移動位置検出方法に関す
る。
動する作業機械あるいはロボツトの腕などの移動
位置を精密に検出する移動位置検出方法に関す
る。
従来よりこの種の位置検出を行なうにあたつて
は、空間的に90°の位相差をもつた2相の正弦波
信号(以下に説明するようにこれらをVaおよび
Vbとする)を利用して位置検出を行なつており、
通常この種の位置検出器をエンコーダと称してい
る。
は、空間的に90°の位相差をもつた2相の正弦波
信号(以下に説明するようにこれらをVaおよび
Vbとする)を利用して位置検出を行なつており、
通常この種の位置検出器をエンコーダと称してい
る。
そして在来のエンコーダは、例えば発光ダイオ
ードからの射出光を、その回転位置が検出される
べき所定の回転軸に取付けられた回転コード板
(通常該回転コード板の周囲には所定間隔をおい
て多数の(例えば2000個の)スリツトが設けられ
る)に当て、該回転コード板および該回転コード
板と対向する固定板に設けられたスリツトを通過
した光をフオトダイオード等の受光素子で受光し
て電圧に変換し、それによつて該回転コード板の
回転に応じて該回転コード板に設けられた相隣接
するスリツト間隔(1ピツチ)を1周期とする正
弦波信号Va、Vbをうる。
ードからの射出光を、その回転位置が検出される
べき所定の回転軸に取付けられた回転コード板
(通常該回転コード板の周囲には所定間隔をおい
て多数の(例えば2000個の)スリツトが設けられ
る)に当て、該回転コード板および該回転コード
板と対向する固定板に設けられたスリツトを通過
した光をフオトダイオード等の受光素子で受光し
て電圧に変換し、それによつて該回転コード板の
回転に応じて該回転コード板に設けられた相隣接
するスリツト間隔(1ピツチ)を1周期とする正
弦波信号Va、Vbをうる。
なおこの場合、該2つの正弦波信号Va、Vbに
ついて空間的に90°の位相差を持たせるために、
該固定スリツト板に、該回転コード板に設けられ
たスリツト間隔(1ピツチ)の整数倍から1/4ピ
ツチだけずれた2個のスリツトを設け、それらの
各スリツトとそれぞれ対向して設けられた各受光
素子によつて受光されて生じた電気信号によつて
該2つの正弦波信号Va、Vbをうるようにしてい
る。(第9図a参照)。
ついて空間的に90°の位相差を持たせるために、
該固定スリツト板に、該回転コード板に設けられ
たスリツト間隔(1ピツチ)の整数倍から1/4ピ
ツチだけずれた2個のスリツトを設け、それらの
各スリツトとそれぞれ対向して設けられた各受光
素子によつて受光されて生じた電気信号によつて
該2つの正弦波信号Va、Vbをうるようにしてい
る。(第9図a参照)。
次いでこれらの各正弦波信号Va、Vbをそれぞ
れコンパレータに入力してその出力側からは該正
弦波信号の正・負の値に応じてそれぞれハイレベ
ルおよびロウレベルとなる出力信号APおよびBP
をつくり、該出力信号APの立上り時に出力信
号BPがハイレベルとなつているとき、該出力
信号BPの立下り時に出力信号APがハイレベルと
なつているとき、該出力信号APの立下り時に
出力信号BPがロウレベルとなつているとき、
該出力信号BPの立上り時に出力信号APがロウレ
ベルとなつているとき(第9図b参照)にはアツ
プダウンカウンタを逐次カウントアツプさせる所
謂プラスパルスを生じさせ(このことは該回転コ
ード板が一方向例えば時計方向に回転しているこ
とを意味する)、一方該出力信号APの立上り時
に出力信号BPがロウレベルとなつているとき、
該出力信号BPの立下り時に出力信号APがロウ
レベルとなつているとき、該出力信号APの立
下り時に出力信号BPがハイレベルとなつている
とき、該出力信号BPの立上り時に出力信号AP
がハイレベルとなつているとき(第9図c参照)
には、該アツプダウンカウンタを逐次カウントダ
ウンさせる所謂マイナスパルスを生じさせ(この
ことは該回転コード板が反対方向例えば反時計方
向に回転していることを意味する)、これによつ
て該回転コード板の回転角度、したがつて該回転
コード板が取付けられた回転軸の回転位置を検出
(場合によつては該回転コード板の回転角度を直
線状に展開することによつて直線状に移動する移
動体の移動位置を検出)するようにしている。
れコンパレータに入力してその出力側からは該正
弦波信号の正・負の値に応じてそれぞれハイレベ
ルおよびロウレベルとなる出力信号APおよびBP
をつくり、該出力信号APの立上り時に出力信
号BPがハイレベルとなつているとき、該出力
信号BPの立下り時に出力信号APがハイレベルと
なつているとき、該出力信号APの立下り時に
出力信号BPがロウレベルとなつているとき、
該出力信号BPの立上り時に出力信号APがロウレ
ベルとなつているとき(第9図b参照)にはアツ
プダウンカウンタを逐次カウントアツプさせる所
謂プラスパルスを生じさせ(このことは該回転コ
ード板が一方向例えば時計方向に回転しているこ
とを意味する)、一方該出力信号APの立上り時
に出力信号BPがロウレベルとなつているとき、
該出力信号BPの立下り時に出力信号APがロウ
レベルとなつているとき、該出力信号APの立
下り時に出力信号BPがハイレベルとなつている
とき、該出力信号BPの立上り時に出力信号AP
がハイレベルとなつているとき(第9図c参照)
には、該アツプダウンカウンタを逐次カウントダ
ウンさせる所謂マイナスパルスを生じさせ(この
ことは該回転コード板が反対方向例えば反時計方
向に回転していることを意味する)、これによつ
て該回転コード板の回転角度、したがつて該回転
コード板が取付けられた回転軸の回転位置を検出
(場合によつては該回転コード板の回転角度を直
線状に展開することによつて直線状に移動する移
動体の移動位置を検出)するようにしている。
しかしながら、かかる従来の位置検出方法にお
いては、上述したように回転コード板の回転に応
じて該出力信号AP又はBPの1サイクル(回転コ
ード板に設けられた相隣接するスリツト間隔1ピ
ツチに相当)中に、その回転角度を計数するアツ
プダウンカウンタをカウントさせるパルス(上記
プラスパルス又はマイナスパルス)を4回発生さ
せうるにすぎず、仮に回転コード板の周囲に2000
個のスリツトが設けられているとすれば、その回
転角度検出についての分解能は1/2000×4=1/8000 回転にすぎず、要するに回転コード板が回転する
とき、該スリツトによる1回転あたりの分割数の
4倍以上の高い検出分解能がえられないという問
題点があつた。
いては、上述したように回転コード板の回転に応
じて該出力信号AP又はBPの1サイクル(回転コ
ード板に設けられた相隣接するスリツト間隔1ピ
ツチに相当)中に、その回転角度を計数するアツ
プダウンカウンタをカウントさせるパルス(上記
プラスパルス又はマイナスパルス)を4回発生さ
せうるにすぎず、仮に回転コード板の周囲に2000
個のスリツトが設けられているとすれば、その回
転角度検出についての分解能は1/2000×4=1/8000 回転にすぎず、要するに回転コード板が回転する
とき、該スリツトによる1回転あたりの分割数の
4倍以上の高い検出分解能がえられないという問
題点があつた。
本発明はかかる問題点にかんがみなされたもの
で、上述したような従来形の移動位置検出方法に
比較して格段に高い検出分解能(例えば
1/2000×1000回転)で、回転体更に一般的にいえ ば移動体の、該正弦波1サイクル内でのアブソリ
ユート位置を検出することが前提となつている。
で、上述したような従来形の移動位置検出方法に
比較して格段に高い検出分解能(例えば
1/2000×1000回転)で、回転体更に一般的にいえ ば移動体の、該正弦波1サイクル内でのアブソリ
ユート位置を検出することが前提となつている。
そして本発明においては、該2相の正弦波信号
としてそれぞれの波長を異にするものを複数組用
いることによつて、波長の短かい正弦波の複数サ
イクルに亘るアブソリユート位置を検出すること
ができるようにし、これをもとにして回転板の1
回板に亘るアブソリユート位置を高い分解能で検
出するようにしたものである。
としてそれぞれの波長を異にするものを複数組用
いることによつて、波長の短かい正弦波の複数サ
イクルに亘るアブソリユート位置を検出すること
ができるようにし、これをもとにして回転板の1
回板に亘るアブソリユート位置を高い分解能で検
出するようにしたものである。
そして上記問題点を解決するために、本発明に
よれば、90°の位相差をもちかつその振巾が等し
い2相の正弦波信号を複数チヤンネル記録し、そ
のうちの第1のチヤンネルは1回転につき正弦波
が1サイクルとなるようにし、第2のチヤンネル
は1回転につきNサイクル(Nは2以上の整数)
となるようにし、以下同様にしてサイクル数を次
第に多くした所定数のチヤンネルを記録した回転
コード板を用い、 該回転コード板の回転に応じて空間的に90°の
位相差を有しかつその振巾が等しい2相の正弦波
信号であつてそれぞれの波長を異にするものを複
数組発生させ、該2相の正弦波信号のうち該第1
のチヤンネルによりえられる一組の各電圧値Va、
Vbを検出してV=Va・cos α−Vb・sin αの値
を0にするαの値を算出し、更に該αについての
sin α、cos αの符号と該Va、Vbの符号とがそ
れぞれ一致するように該αの値を決定して該第1
のチヤンネルの1サイクル内の位置情報とし、次
いで該2相の正弦波信号のうち該第2のチヤンネ
ルによりえられる他の組の各電圧値Vc、Vdを検
出してV=Vc・cos β−Vd・sin βの値を0に
するβの値を算出し、更に該βについてのsin
β、cos βの符号と該Vc、Vdの符号とがそれぞ
れ一致するように該βの値を決定して該第2のチ
ヤンネルの1サイクル内の位置情報とし、以下同
様にして第3のチヤンネル以降の1サイクル内の
位置情報を決定し、 該第1のチヤンネルの1サイクル内の位置情報
から、該第2のチヤンネルの、測定点におけるサ
イクル数を決定し、このようにして決定された該
第2のチヤンネルのサイクル数と該第2のチヤン
ネルの1サイクル内の位置情報とから、該第3の
チヤンネルの、測定点におけるサイクル数を決定
し、更にこのように決定された該第3のチヤンネ
ルのサイクル数と該第3のチヤンネルの1サイク
ル内の位置情報とから、第4のチヤンネルの、測
定点におけるサイクル数を決定し、以下同様にし
てサイクル数を次第に多くしたチヤンネルの、測
定点におけるサイクル数を決定し、 このようにして決定された最もサイクル数の多
いチヤンネルの、測定点におけるサイクル数とそ
のチヤンネルの1サイクル内の位置情報とから、
該回転コード板の1回転以内のアブソリユート位
置を検出することを特徴とする位置検出方法が提
供される。
よれば、90°の位相差をもちかつその振巾が等し
い2相の正弦波信号を複数チヤンネル記録し、そ
のうちの第1のチヤンネルは1回転につき正弦波
が1サイクルとなるようにし、第2のチヤンネル
は1回転につきNサイクル(Nは2以上の整数)
となるようにし、以下同様にしてサイクル数を次
第に多くした所定数のチヤンネルを記録した回転
コード板を用い、 該回転コード板の回転に応じて空間的に90°の
位相差を有しかつその振巾が等しい2相の正弦波
信号であつてそれぞれの波長を異にするものを複
数組発生させ、該2相の正弦波信号のうち該第1
のチヤンネルによりえられる一組の各電圧値Va、
Vbを検出してV=Va・cos α−Vb・sin αの値
を0にするαの値を算出し、更に該αについての
sin α、cos αの符号と該Va、Vbの符号とがそ
れぞれ一致するように該αの値を決定して該第1
のチヤンネルの1サイクル内の位置情報とし、次
いで該2相の正弦波信号のうち該第2のチヤンネ
ルによりえられる他の組の各電圧値Vc、Vdを検
出してV=Vc・cos β−Vd・sin βの値を0に
するβの値を算出し、更に該βについてのsin
β、cos βの符号と該Vc、Vdの符号とがそれぞ
れ一致するように該βの値を決定して該第2のチ
ヤンネルの1サイクル内の位置情報とし、以下同
様にして第3のチヤンネル以降の1サイクル内の
位置情報を決定し、 該第1のチヤンネルの1サイクル内の位置情報
から、該第2のチヤンネルの、測定点におけるサ
イクル数を決定し、このようにして決定された該
第2のチヤンネルのサイクル数と該第2のチヤン
ネルの1サイクル内の位置情報とから、該第3の
チヤンネルの、測定点におけるサイクル数を決定
し、更にこのように決定された該第3のチヤンネ
ルのサイクル数と該第3のチヤンネルの1サイク
ル内の位置情報とから、第4のチヤンネルの、測
定点におけるサイクル数を決定し、以下同様にし
てサイクル数を次第に多くしたチヤンネルの、測
定点におけるサイクル数を決定し、 このようにして決定された最もサイクル数の多
いチヤンネルの、測定点におけるサイクル数とそ
のチヤンネルの1サイクル内の位置情報とから、
該回転コード板の1回転以内のアブソリユート位
置を検出することを特徴とする位置検出方法が提
供される。
上記本発明によれば、先ず、
V=Va・cosα−Vb・sinαの値を0にするαの値
を算出することによつて、 Va=V0sinθ、Vb=V0cosθ (ただしθはそのときの回転角) であることから、結局 V=V0(sinθ、cosα−cosθ、sinα) =V0sin(θ−α)の値を0にするαの値を算
出することになり、その解はα=θ±nπ(ただし
nは整数)となる。
を算出することによつて、 Va=V0sinθ、Vb=V0cosθ (ただしθはそのときの回転角) であることから、結局 V=V0(sinθ、cosα−cosθ、sinα) =V0sin(θ−α)の値を0にするαの値を算
出することになり、その解はα=θ±nπ(ただし
nは整数)となる。
次いでこのようにしてえられたαについての
sinα、cosαの符号と該Va、Vbの符号とがそれぞ
れ一致するようにαを算出する(ただし0≦θ<
2πラジアンという条件をおく)ことによつて、
該αは該正弦波1サイクル内でのアブソリユート
位置情報となる。
sinα、cosαの符号と該Va、Vbの符号とがそれぞ
れ一致するようにαを算出する(ただし0≦θ<
2πラジアンという条件をおく)ことによつて、
該αは該正弦波1サイクル内でのアブソリユート
位置情報となる。
次いで本発明によれば、互にその波長を異にす
る複数組の2相正弦波信号を利用してこれら各2
相正弦波信号の各1サイクル内でのアブソリユー
ト位置情報をもとにして、短波長2相正弦波信号
の複数サイクルに亘るアブソリユート位置情報が
得られ、回転体の1回転に亘つてのアブソリユー
トな回転位置も検出される。
る複数組の2相正弦波信号を利用してこれら各2
相正弦波信号の各1サイクル内でのアブソリユー
ト位置情報をもとにして、短波長2相正弦波信号
の複数サイクルに亘るアブソリユート位置情報が
得られ、回転体の1回転に亘つてのアブソリユー
トな回転位置も検出される。
この場合、該Vの値を0にするαの値は、検出
誤差の大きな原因となるV0の値(このV0の値は
回転コード板が回転するにつれて固定スリツト板
との間のギヤツプが変動することなどのために回
転板が1回転する間においても変動し、更に発光
ダイオードの発光量の時間的変動などによつても
変動する)とは無関係に上記したα=θ±nπの
関係をみたしており、結局該αの値により、該正
弦波1サイクル(回転コード板上のスリツトの1
ピツチ間隔に相当する)内を、所要の分割数(例
えば1000)で直線状に補間分割(等分割)し、そ
れによつて回転コード板(一般的には移動体)の
アブソリユート位置情報が高い分解能で検出され
る。
誤差の大きな原因となるV0の値(このV0の値は
回転コード板が回転するにつれて固定スリツト板
との間のギヤツプが変動することなどのために回
転板が1回転する間においても変動し、更に発光
ダイオードの発光量の時間的変動などによつても
変動する)とは無関係に上記したα=θ±nπの
関係をみたしており、結局該αの値により、該正
弦波1サイクル(回転コード板上のスリツトの1
ピツチ間隔に相当する)内を、所要の分割数(例
えば1000)で直線状に補間分割(等分割)し、そ
れによつて回転コード板(一般的には移動体)の
アブソリユート位置情報が高い分解能で検出され
る。
第1図は、上記本発明にかかる位置検出方法の
前提となる基本概念を示すブロツク図であり、第
2図および第3図は、かかる位置検出方法をコン
ピユータを用いて実施する場合の検出装置の構成
を示すブロツク図である。
前提となる基本概念を示すブロツク図であり、第
2図および第3図は、かかる位置検出方法をコン
ピユータを用いて実施する場合の検出装置の構成
を示すブロツク図である。
すなわちかかる位置検出方法においては、回転
コード板の回転角度(一般的には移動体の移動位
置)に応じて上記従来技術で説明したようにして
出力される2相の正弦波信号の電圧値Va、Vbを
一定周期(例えば50マイクロ秒)毎に読み取り、
次式すなわち、 V=Vacosα−Vbsinαを0にするαを求める。
コード板の回転角度(一般的には移動体の移動位
置)に応じて上記従来技術で説明したようにして
出力される2相の正弦波信号の電圧値Va、Vbを
一定周期(例えば50マイクロ秒)毎に読み取り、
次式すなわち、 V=Vacosα−Vbsinαを0にするαを求める。
このようにして求めたαは以下に説明するよう
に、該正弦波1サイクル(すなわち回転コード板
上における相隣接するスリツト間隔に対応する)
内を所定の分割数で直線的に補間分割(等分割)
した位置情報(この場合は回転角度を表す情報)
であつて、α=θ±nπ(nは0、1、2… θは
回転コード板の回転角)の関係がある。
に、該正弦波1サイクル(すなわち回転コード板
上における相隣接するスリツト間隔に対応する)
内を所定の分割数で直線的に補間分割(等分割)
した位置情報(この場合は回転角度を表す情報)
であつて、α=θ±nπ(nは0、1、2… θは
回転コード板の回転角)の関係がある。
この場合該αはπ毎に無数の値をとりえてその
絶体的な値が一義的に決らないため、次にこのよ
うにしてえられたαについてのsinα、cosαの符
号とVa、Vbの符号とがそれぞれ一致するように
該αを決定する。ただし0≦θ<2π(ラジアン)
という条件をおく。
絶体的な値が一義的に決らないため、次にこのよ
うにしてえられたαについてのsinα、cosαの符
号とVa、Vbの符号とがそれぞれ一致するように
該αを決定する。ただし0≦θ<2π(ラジアン)
という条件をおく。
すなわちそのときのVa、Vbの符号がともにプ
ラスであれば該αは第1象限内の角度、またとも
にマイナスであれば該αはそれからπだけずれた
第3象限内を角度とする。(第9図a参照)。
ラスであれば該αは第1象限内の角度、またとも
にマイナスであれば該αはそれからπだけずれた
第3象限内を角度とする。(第9図a参照)。
またそのときのVaがプラス、Vbがマイナスで
あれば該αは第2象限内の角度、またVaがマイ
ナス、Vbがプラスであれば該αはそれからπだ
けずれた第4象限内の角度となる。(同じく第9
図a参照)。
あれば該αは第2象限内の角度、またVaがマイ
ナス、Vbがプラスであれば該αはそれからπだ
けずれた第4象限内の角度となる。(同じく第9
図a参照)。
そしてこのようにして決定されたαは、該2相
信号1サイクル内でのアブソリユート位置を表す
位置情報となる。
信号1サイクル内でのアブソリユート位置を表す
位置情報となる。
ここで上述したV=Vacosα−Vbsinαを0にす
るαが(θ±nπ)となる理由を説明すると、 上式 V=Vacosα−Vbsinα ……(1) において、 Va=V0sinθ、Vb=V0cosθ (ただしV0は2相の正弦波信号の振巾θは回転
コード板の回転角) であるから、 これらを上記(1)式に代入すれば V=V0(sinθ・cosα−cosθ・sinα) =V0sin(θ−α)となり、 したがつて該Vの値を0にするαの値は α=θ±nπ(ただしnは整数)となる。
るαが(θ±nπ)となる理由を説明すると、 上式 V=Vacosα−Vbsinα ……(1) において、 Va=V0sinθ、Vb=V0cosθ (ただしV0は2相の正弦波信号の振巾θは回転
コード板の回転角) であるから、 これらを上記(1)式に代入すれば V=V0(sinθ・cosα−cosθ・sinα) =V0sin(θ−α)となり、 したがつて該Vの値を0にするαの値は α=θ±nπ(ただしnは整数)となる。
第2図および第3図は、かかる位置検出方法を
コンピユータを用いて実施する場合の検出装置の
構成例を示すもので、まず第2図に示される検出
装置においては、該コンピユータ内のマイクロプ
ロセツサ2は、タイマ1から一定周期毎に入力さ
れるタイミング信号にもとづいて、その一定周期
毎に各サンプルホールド回路31,32(該サン
プルホールド回路31,32にはそれぞれ上記正
弦波信号Va、Vbが入力される。)にホールド指令
を出力して各正弦波信号Va、Vbの値をサンプル
ホールドし、その間に該正弦波信号Va、Vbのア
ナログ値をそれぞれA/D変換器41,42によ
つて所定の精度のデイジタル値に変換し、それら
のデイジタル値を上記所定の周期毎にバスを通し
て該マイクロプロセツサ2に入力させている。
コンピユータを用いて実施する場合の検出装置の
構成例を示すもので、まず第2図に示される検出
装置においては、該コンピユータ内のマイクロプ
ロセツサ2は、タイマ1から一定周期毎に入力さ
れるタイミング信号にもとづいて、その一定周期
毎に各サンプルホールド回路31,32(該サン
プルホールド回路31,32にはそれぞれ上記正
弦波信号Va、Vbが入力される。)にホールド指令
を出力して各正弦波信号Va、Vbの値をサンプル
ホールドし、その間に該正弦波信号Va、Vbのア
ナログ値をそれぞれA/D変換器41,42によ
つて所定の精度のデイジタル値に変換し、それら
のデイジタル値を上記所定の周期毎にバスを通し
て該マイクロプロセツサ2に入力させている。
そしてこれらのデイジタル入力を上記(1)式の
VaおよびVbの値として各周期毎に該マイクロプ
ロセツサ2において該(1)式すなわちVの値を0と
するαの値を演算する。なおその各周期毎の演算
結果すなわち該周期毎の位置情報αは逐次該コン
ピユータのメモリあるいは外部の出力レジスタ5
に記憶させることができる。
VaおよびVbの値として各周期毎に該マイクロプ
ロセツサ2において該(1)式すなわちVの値を0と
するαの値を演算する。なおその各周期毎の演算
結果すなわち該周期毎の位置情報αは逐次該コン
ピユータのメモリあるいは外部の出力レジスタ5
に記憶させることができる。
一方第3図に示される装置においては、上記第
2図における2個のA/D変換器41,42を設
ける代りに、サンプルホールド回路31および3
2にそれぞれサンプルホールドされた出力を、該
マイクロプロセツサ2かマルチプレクサ43に入
力される切換指令により各周期の途中で切換えて
共通のA/D変換器44に順次入力させ、該変換
器44の出力を順次マイクロプロセツサ2に入力
させるようにしてA/D変換器を1個節約してい
る。
2図における2個のA/D変換器41,42を設
ける代りに、サンプルホールド回路31および3
2にそれぞれサンプルホールドされた出力を、該
マイクロプロセツサ2かマルチプレクサ43に入
力される切換指令により各周期の途中で切換えて
共通のA/D変換器44に順次入力させ、該変換
器44の出力を順次マイクロプロセツサ2に入力
させるようにしてA/D変換器を1個節約してい
る。
次に該マイクロプロセツサ2において、上記(1)
式すなわちVの値をにするαの値を求める場合の
具体的方法について説明する。
式すなわちVの値をにするαの値を求める場合の
具体的方法について説明する。
すなわちその第1の方法は、所謂フイードバツ
ク法とでもいうべきもので次のような演算過程を
経て各検出周期毎のαを求める。
ク法とでもいうべきもので次のような演算過程を
経て各検出周期毎のαを求める。
いま、ある検出周期における位置情報αiを求め
ようとするときには、先ずその1周期前に求めた
位置情報αi-1と、上述したようにして各A/D変
換器41,42又は44から新たに入力された
VaおよびVbの各デイジタル値とをもとにして、
Vi=Vacosαi-1−Vbsinαi-1を求め、更にこのViを
もとにして、 αi=αi-1+KVi ……(2) (ただしKは定数) によつて新たな位置情報αiを求める。(所謂比例
補償法。) あるいは、上記(2)式による代りに、まず上記Vi
を累積加算してSiを求め、 (すなわちSi=Si-1+Vi=1 〓n=0 Vo) 該ViおよびSiをもとにして、 αi=αi-1+Kp・Vi+Ks・Si ……(3) (ただしKp、Ksはそれぞれ定数で通常Kp>Ks) によつて新たな位置情報αiを求める。(所謂比例
積分補償法)。
ようとするときには、先ずその1周期前に求めた
位置情報αi-1と、上述したようにして各A/D変
換器41,42又は44から新たに入力された
VaおよびVbの各デイジタル値とをもとにして、
Vi=Vacosαi-1−Vbsinαi-1を求め、更にこのViを
もとにして、 αi=αi-1+KVi ……(2) (ただしKは定数) によつて新たな位置情報αiを求める。(所謂比例
補償法。) あるいは、上記(2)式による代りに、まず上記Vi
を累積加算してSiを求め、 (すなわちSi=Si-1+Vi=1 〓n=0 Vo) 該ViおよびSiをもとにして、 αi=αi-1+Kp・Vi+Ks・Si ……(3) (ただしKp、Ksはそれぞれ定数で通常Kp>Ks) によつて新たな位置情報αiを求める。(所謂比例
積分補償法)。
なお上記比例補償法は実現が簡単であるが、θ
が一定速度で変化するときその速度に比例した検
出誤差が生ずるのは避けえないのに対し、該比例
積分補償法は、回路がやや複雑になるが、そのよ
うな速度に比例した検出誤差を生じない。
が一定速度で変化するときその速度に比例した検
出誤差が生ずるのは避けえないのに対し、該比例
積分補償法は、回路がやや複雑になるが、そのよ
うな速度に比例した検出誤差を生じない。
またその第2の方法は、上記αに関する非線形
方程式Va・cosα−Vb・sinα=0を例えばニユー
トン法で解く方法である。この場合には先ず V(α)=Vacosα−Vbsinαとするとそのαにつ
いての微分値V′(α)は V′(α)=−Vasinα−Vbcosαとなり該非線形方
程式の近似解は次の反復によつて求められる。
方程式Va・cosα−Vb・sinα=0を例えばニユー
トン法で解く方法である。この場合には先ず V(α)=Vacosα−Vbsinαとするとそのαにつ
いての微分値V′(α)は V′(α)=−Vasinα−Vbcosαとなり該非線形方
程式の近似解は次の反復によつて求められる。
いま、ある検出周期における位置情報αiを求め
ようとするときには、先ずその1周期前に求めた
位置情報αi-1をもとにして、これを該αiの最初の
近似値(第0近似という意味でαi-1=αi0とする)
とし、αi1=αi0+Δαi0 ただし Δαi0=−V(αi0)/V′(αi0) =Va・cosαi0Vb・sinαi0/Va・sinαi0+Vb
・cosαi0 を求め該αi1の第1近似とする。
ようとするときには、先ずその1周期前に求めた
位置情報αi-1をもとにして、これを該αiの最初の
近似値(第0近似という意味でαi-1=αi0とする)
とし、αi1=αi0+Δαi0 ただし Δαi0=−V(αi0)/V′(αi0) =Va・cosαi0Vb・sinαi0/Va・sinαi0+Vb
・cosαi0 を求め該αi1の第1近似とする。
以下この演算過程を繰返し、その第n近似を
αioとすると、第(n+1)近似は、 αi(o+1)=αio+Δαio(n=0、1、2…) ただし Δαio=−V(αio)/V′(αio) =Va・cosαioVb・sinαio/Va・sinαio+Vb
・cosαio となる。
αioとすると、第(n+1)近似は、 αi(o+1)=αio+Δαio(n=0、1、2…) ただし Δαio=−V(αio)/V′(αio) =Va・cosαioVb・sinαio/Va・sinαio+Vb
・cosαio となる。
そして該Δαioの絶対値|Δαio|が|Δαio<ε
(ただしεは、要求精度に応じた所定の微小量)
となつたとき上記反復をみめ、該近似解αi(o+1)を
該検出周期における位置情報αiとするものであ
る。
該検出周期における位置情報αiとするものであ
る。
第6図は、マイクロプロセツサ2が上記ニユー
トン法によつて演算処理を行なう場合のフローチ
ヤートを示すもので、タイマ1から一定周期でタ
イミング信号が発生し、それにより該マイクロプ
ロセツサ2は該タイミング信号が入力される毎に
次の処理を始める。
トン法によつて演算処理を行なう場合のフローチ
ヤートを示すもので、タイマ1から一定周期でタ
イミング信号が発生し、それにより該マイクロプ
ロセツサ2は該タイミング信号が入力される毎に
次の処理を始める。
すなわちステツプAでスタート後、ステツプB
でサンプルホールド回路31,32にホールド指
令を出し、その時点で2つの正弦波信号Va、Vb
の値をサンプルホールドし、その間にその値(ア
ナログ値)をA/D変換器41,42に通して所
定の精度のデイジタル値とし、ステツプCにおい
て該デイジタル値Va、Vbを読みとる。
でサンプルホールド回路31,32にホールド指
令を出し、その時点で2つの正弦波信号Va、Vb
の値をサンプルホールドし、その間にその値(ア
ナログ値)をA/D変換器41,42に通して所
定の精度のデイジタル値とし、ステツプCにおい
て該デイジタル値Va、Vbを読みとる。
次にステツプDにおいてその1周期前に求めら
れた検出値(位置情報)αi-1をとり出し、これを
αi0とする。
れた検出値(位置情報)αi-1をとり出し、これを
αi0とする。
そしてステツプEにおいて、
Δαo=Va・cosαo−Vb・sinαo/Va・sinαo+Vb・c
osαoおよび αo+1=αo+Δαo(ただしn=0、1、2、……と
し、最初はn=0からスタートする)を計算す
る。
osαoおよび αo+1=αo+Δαo(ただしn=0、1、2、……と
し、最初はn=0からスタートする)を計算す
る。
次いで、ステツプFにおいて|Δαo|がε(た
だしεは検出精度誤差を規定する量で予め与えら
れているとする)より小か否かを判断し、小にな
つていなければ該αo+1を新たなαoとして(ステツ
プG)、同様の演算を繰返し、該|Δαo|が該ε
より小となればステツプHにおいて該αo+1をその
周期における新しい検出位置情報αiとして出力
し、次いでステツプIにおいて該ホールド指令を
解除し、その周期における演算処理を終了する。
(ステツプJ)。
だしεは検出精度誤差を規定する量で予め与えら
れているとする)より小か否かを判断し、小にな
つていなければ該αo+1を新たなαoとして(ステツ
プG)、同様の演算を繰返し、該|Δαo|が該ε
より小となればステツプHにおいて該αo+1をその
周期における新しい検出位置情報αiとして出力
し、次いでステツプIにおいて該ホールド指令を
解除し、その周期における演算処理を終了する。
(ステツプJ)。
上記した方法によれば、上記Vの値を0にする
αの値が、上述したように検出誤差の大きな原因
となる2相の正弦波信号のそれぞれの振巾の値
V0に何等影響されることがないので、該V0にも
とづく誤差が全く生じないものであり、更に該正
弦波信号の電圧値Va、Vbは、所定ビツトのA/
D変換器を用いることにより高精度に読みとるこ
とができるため、該A/D変換器のビツト数に応
じて該正弦波1サイクル(回転コード板上の相隣
接するスリツト間のピツチに相当)を所要の分割
数(例えば1000)で直線状に補間分割した高分解
能の位置情報を検出することができる。
αの値が、上述したように検出誤差の大きな原因
となる2相の正弦波信号のそれぞれの振巾の値
V0に何等影響されることがないので、該V0にも
とづく誤差が全く生じないものであり、更に該正
弦波信号の電圧値Va、Vbは、所定ビツトのA/
D変換器を用いることにより高精度に読みとるこ
とができるため、該A/D変換器のビツト数に応
じて該正弦波1サイクル(回転コード板上の相隣
接するスリツト間のピツチに相当)を所要の分割
数(例えば1000)で直線状に補間分割した高分解
能の位置情報を検出することができる。
このようにして上記したVの値を0にするαの
値を求めた後、該αについてのsinα、cosαの符
号とVa、Vbの符号とがそれぞれ一致するように
該αを決定すれば、そのようにして決定されたα
の値が該2相信号1サイクル内でのアブソリユー
ト検出位置を表すことは上述したとおりである。
値を求めた後、該αについてのsinα、cosαの符
号とVa、Vbの符号とがそれぞれ一致するように
該αを決定すれば、そのようにして決定されたα
の値が該2相信号1サイクル内でのアブソリユー
ト検出位置を表すことは上述したとおりである。
以上のようにして正弦波1サイクル内(すなわ
ち回転コード板における相隣接するスリツト間隔
に相当する1ピツチ内)でのアブソリユート位置
を求めることができるが、このような考え方を更
に発展させて、本発明では、第8図bに示される
ような1サイクル長の短い(短波長の)2相信号
Vc、Vdと、第8図aに示されるような1サイク
ル長の長い(長波長の)2相信号Va、Vbとを組
合せ、該長波長の2相信号Va、Vbの1サイクル
内でのアブソリユート位置と短波長の2相信号
Vc、Vdの1サイクル内でのアブソリユート位置
とから、該短波長2相信号Vc、Vdの複数サイク
ルに亘るアブソリユート位置を検出することがで
きる。
ち回転コード板における相隣接するスリツト間隔
に相当する1ピツチ内)でのアブソリユート位置
を求めることができるが、このような考え方を更
に発展させて、本発明では、第8図bに示される
ような1サイクル長の短い(短波長の)2相信号
Vc、Vdと、第8図aに示されるような1サイク
ル長の長い(長波長の)2相信号Va、Vbとを組
合せ、該長波長の2相信号Va、Vbの1サイクル
内でのアブソリユート位置と短波長の2相信号
Vc、Vdの1サイクル内でのアブソリユート位置
とから、該短波長2相信号Vc、Vdの複数サイク
ルに亘るアブソリユート位置を検出することがで
きる。
すなわち長波長サイクル内でのアブソリユート
位置を検出することにより、その検出位置がその
長波長1サイクル開始位置から数えて、そのとき
検出されている短波長信号でみて、その何サイク
ル目にあたるかが分る。そしてその情報と、該短
波長1サイクル内でのアブソリユート位置情報と
から、該短波長複数サイクルに亘るアブソリユー
ト位置が検出できる。
位置を検出することにより、その検出位置がその
長波長1サイクル開始位置から数えて、そのとき
検出されている短波長信号でみて、その何サイク
ル目にあたるかが分る。そしてその情報と、該短
波長1サイクル内でのアブソリユート位置情報と
から、該短波長複数サイクルに亘るアブソリユー
ト位置が検出できる。
同様にして、この長波長より更に長い波長の2
相信号を用意すれば、該長波長複数サイクルに亘
るアブソリユート位置の検出が可能になり、この
ようにして回転体の1回転に亘るアブソリユート
位置を高分解能で検出することもできる。
相信号を用意すれば、該長波長複数サイクルに亘
るアブソリユート位置の検出が可能になり、この
ようにして回転体の1回転に亘るアブソリユート
位置を高分解能で検出することもできる。
第4図および第5図は、このように波長を異に
する2相の正弦波信号を2組用いて位置検出を行
なう場合の検出装置の構成例を示すもので、第4
図に示されるものにおいては、サンプルホールド
回路31,32に上記2相の正弦波信号Va、Vb
を入力させるほか、他のサンプルホールド36,
37には該正弦波信号Va、Vbより波長の短い
(第8図に示される例では1/5の波長となつてい
る)他の2相正弦波信号Vc、Vdを入力させ、マ
イクロプロセツサ2からのホールド指令によつて
これら各正弦波信号Va、Vb、VcおよびVdの値を
サンプルホールドしている間に各正弦波信号のア
ナログ値をそれぞれA/D変換器41,42,4
6,47によつて所定の精度のデイジタル値に変
換し、それらの値をタイマ1で規定される所定の
周期毎に、バスを通してマイクロプロセツサ2に
入力させる。
する2相の正弦波信号を2組用いて位置検出を行
なう場合の検出装置の構成例を示すもので、第4
図に示されるものにおいては、サンプルホールド
回路31,32に上記2相の正弦波信号Va、Vb
を入力させるほか、他のサンプルホールド36,
37には該正弦波信号Va、Vbより波長の短い
(第8図に示される例では1/5の波長となつてい
る)他の2相正弦波信号Vc、Vdを入力させ、マ
イクロプロセツサ2からのホールド指令によつて
これら各正弦波信号Va、Vb、VcおよびVdの値を
サンプルホールドしている間に各正弦波信号のア
ナログ値をそれぞれA/D変換器41,42,4
6,47によつて所定の精度のデイジタル値に変
換し、それらの値をタイマ1で規定される所定の
周期毎に、バスを通してマイクロプロセツサ2に
入力させる。
そしてこれらのデイジタル入力をもとにして、
V1=Vacosα−Vbsinαを0にするαの値および
V2=Vccosβ−Vdsinβを0にするβの値を演算
し、更にこのようにして算出されたαについての
sinα、cosαの符号と該入力されたVa、Vbの符号
(A/D変換器41,42からの入力で検出でき
る)とがそれぞれ一致するようにαを決める。
し、更にこのようにして算出されたαについての
sinα、cosαの符号と該入力されたVa、Vbの符号
(A/D変換器41,42からの入力で検出でき
る)とがそれぞれ一致するようにαを決める。
また上記で算出されたβについてのsinβ、cosβ
の符号と該入力されたVc、Vdの符号(A/D変
換器46,47からの入力で検出できる)とがそ
れぞれ一致するようにβを決める。
の符号と該入力されたVc、Vdの符号(A/D変
換器46,47からの入力で検出できる)とがそ
れぞれ一致するようにβを決める。
そしてこのようにしてえられたα、βをもとに
して該短波長の2相信号の複数サイクルに亘るア
ブソリユート位置情報を得る。
して該短波長の2相信号の複数サイクルに亘るア
ブソリユート位置情報を得る。
また第5図に示されるものにおいては、4個の
A/D変換器41,42,46,47を用いる代
りに各サンプルホールド回路31,32,36,
37にそれぞれサンプルホールドされた出力を、
マイクロプロセツサ2かマルチプレクサ48に入
力される切換指令により各周期の途中で切換えて
共通のA/D変換器49に順次入力させ、該変換
器49の出力を順次マイクロプロセツサ2に入力
させるようにしてA/D変換器を1個に節約して
いる。
A/D変換器41,42,46,47を用いる代
りに各サンプルホールド回路31,32,36,
37にそれぞれサンプルホールドされた出力を、
マイクロプロセツサ2かマルチプレクサ48に入
力される切換指令により各周期の途中で切換えて
共通のA/D変換器49に順次入力させ、該変換
器49の出力を順次マイクロプロセツサ2に入力
させるようにしてA/D変換器を1個に節約して
いる。
第7図は、マイクロプロセツサ2が上記のよう
にして各周期毎に入力されたVa、Vb、Vc、Vdを
もとにして上記αおよびβを演算決定する場合の
フローチヤートを示すもので、タイマ1から一定
周期毎にタイミング信号が発生し、それにより該
マイクロプロセツサ2は該タイミング信号が入力
される毎に次の処理を始める。
にして各周期毎に入力されたVa、Vb、Vc、Vdを
もとにして上記αおよびβを演算決定する場合の
フローチヤートを示すもので、タイマ1から一定
周期毎にタイミング信号が発生し、それにより該
マイクロプロセツサ2は該タイミング信号が入力
される毎に次の処理を始める。
すなわちステツプLでスタート後、ステツプM
でサンプルホールド回路31,32,36,37
にホールド指令を出し、その時点でのVa、Vb、
Vc、Vdの値をサンプルホールドし、その間に先
ずその値(アナログ値)をA/D変換器41,4
2に通して所定の精度をデイジタル値とし、ステ
ツプNにおいて該デイジタル値Va、Vbを読みと
る。次いでステツプOにおいてV1=Vacosα−Vb
sinαの値が0になるαを求め(その求め方は前述
した)、更にステツプPにおいて該αについての
sinα、cosαの符号と該Va、Vbの符号とがそれぞ
れ一致するようにαを決める。
でサンプルホールド回路31,32,36,37
にホールド指令を出し、その時点でのVa、Vb、
Vc、Vdの値をサンプルホールドし、その間に先
ずその値(アナログ値)をA/D変換器41,4
2に通して所定の精度をデイジタル値とし、ステ
ツプNにおいて該デイジタル値Va、Vbを読みと
る。次いでステツプOにおいてV1=Vacosα−Vb
sinαの値が0になるαを求め(その求め方は前述
した)、更にステツプPにおいて該αについての
sinα、cosαの符号と該Va、Vbの符号とがそれぞ
れ一致するようにαを決める。
更にステツプQにおいて、A/D変換器46,
47を通して入力されているデイジタル値Vc、
Vdを読み取り、ステツプRにおいてV2=Vccosβ
−Vdsinβの値が0になるβを求め、ステツプS
において該βについてのsinβ、cosβの符号と該
Vc、Vdの符号とがそれぞれ一致するようにβを
決める。
47を通して入力されているデイジタル値Vc、
Vdを読み取り、ステツプRにおいてV2=Vccosβ
−Vdsinβの値が0になるβを求め、ステツプS
において該βについてのsinβ、cosβの符号と該
Vc、Vdの符号とがそれぞれ一致するようにβを
決める。
そしてステツプTにおいて、上記のようにして
決定されたα、βを出力するようにすれば、それ
によつて短波長の2相信号の複数サイクルに亘る
アブソリユート位置情報がえられる。そしてステ
ツプUでホールド指令が解除される。
決定されたα、βを出力するようにすれば、それ
によつて短波長の2相信号の複数サイクルに亘る
アブソリユート位置情報がえられる。そしてステ
ツプUでホールド指令が解除される。
更に本発明では、互に波長を異にする2相の正
弦波信号を複数組発生させる手段として、該2相
の正弦波信号を複数チヤンネル記録した回転コー
ド板を用い、これによつて該コード板の1回転に
亘つてのアブソリユート位置情報を得るようにし
たもので、以下この点について説明する。
弦波信号を複数組発生させる手段として、該2相
の正弦波信号を複数チヤンネル記録した回転コー
ド板を用い、これによつて該コード板の1回転に
亘つてのアブソリユート位置情報を得るようにし
たもので、以下この点について説明する。
先ず該回転コード板に設けられる第1のチヤン
ネルは該回転コード板が1回転する毎に1サイク
ルとなる2相の正弦波信号がえられるように形成
される。そのためには第1のチヤンネルを例えば
該回転コード板の円周360°に沿つてそのスリツト
巾(或は長さ)が漸次変化する所定数のスリツト
によつて形成し、該第1のチヤンネルおよび空間
的に90°ずれた固定板の各スリツトをそれぞれ通
過する光によつて該回転コード板が1回転する間
に1サイクル変化する2相の正弦波信号を発生さ
せる。
ネルは該回転コード板が1回転する毎に1サイク
ルとなる2相の正弦波信号がえられるように形成
される。そのためには第1のチヤンネルを例えば
該回転コード板の円周360°に沿つてそのスリツト
巾(或は長さ)が漸次変化する所定数のスリツト
によつて形成し、該第1のチヤンネルおよび空間
的に90°ずれた固定板の各スリツトをそれぞれ通
過する光によつて該回転コード板が1回転する間
に1サイクル変化する2相の正弦波信号を発生さ
せる。
また該第1のチヤンネルと同心的にその1回転
につきNサイクル(Nは2以上の整数)の2相正
弦波信号がえられるように、第2のチヤンネル
(すなわち回転コード板の円周に沿つて適宜形状
のスリツトをNピツチとなるように配列し、固定
板側の各スリツトはその1ピツチの1/4だけずれ
るように配列する)を設け、以下同様にしてサイ
クル数を次第に多くした所定数のチヤンネルを複
数個設けた回転コード板を用いる。
につきNサイクル(Nは2以上の整数)の2相正
弦波信号がえられるように、第2のチヤンネル
(すなわち回転コード板の円周に沿つて適宜形状
のスリツトをNピツチとなるように配列し、固定
板側の各スリツトはその1ピツチの1/4だけずれ
るように配列する)を設け、以下同様にしてサイ
クル数を次第に多くした所定数のチヤンネルを複
数個設けた回転コード板を用いる。
以下かかる回転コード板を用い、該コード板の
1回転に亘つてのアブソリユート位置情報を得る
場合の具体例を具体的数値を用いて説明する。な
おここで例示する回転コード板には該複数個のチ
ヤンネルとして第1から第3までの3チヤンネル
が設けられているものとする。
1回転に亘つてのアブソリユート位置情報を得る
場合の具体例を具体的数値を用いて説明する。な
おここで例示する回転コード板には該複数個のチ
ヤンネルとして第1から第3までの3チヤンネル
が設けられているものとする。
先ず、第1のチヤンネルは上述したようにその
1回転につき正弦波1サイクルを発生させるもの
であり、上述した本発明方法により、その1サイ
クルの補間分割数を1000として(この補間分割数
はA/D変換器のビツト数に応じて決る)ある時
点での回転コード板の該1サイクル内でのアブソ
リユート位置情報(上記αに相当)として例えば
552という値がえられたとする。
1回転につき正弦波1サイクルを発生させるもの
であり、上述した本発明方法により、その1サイ
クルの補間分割数を1000として(この補間分割数
はA/D変換器のビツト数に応じて決る)ある時
点での回転コード板の該1サイクル内でのアブソ
リユート位置情報(上記αに相当)として例えば
552という値がえられたとする。
次に第2のチヤンネルはその1回転につき正弦
波200サイクルを発生させるものであり、該1サ
イクル内でのアブソリユート位置情報(上記βに
相当)として201という値がえられたとし、更に
第3のチヤンネルはその1回転につき正弦波2000
サイクルを発生させるものであり、該1サイクル
内でのアブソリユート位置情報として10という値
がえられたとする。
波200サイクルを発生させるものであり、該1サ
イクル内でのアブソリユート位置情報(上記βに
相当)として201という値がえられたとし、更に
第3のチヤンネルはその1回転につき正弦波2000
サイクルを発生させるものであり、該1サイクル
内でのアブソリユート位置情報として10という値
がえられたとする。
そこでまず第1のチヤンネル1サイクル内での
アブソリユート位置552が、第2のチヤンネルに
おいてその何サイクル目にあたるかを決める。そ
のためには、該第2のチヤンネルの1サイクルが
第1のチヤンネル1サイクルにおける5分割分
(1000分割/200)に相当することから552/2と
すればよく、その商の値(余りは無視する)から
第2のチヤンネルの110サイクル目にあたること
が分る。
アブソリユート位置552が、第2のチヤンネルに
おいてその何サイクル目にあたるかを決める。そ
のためには、該第2のチヤンネルの1サイクルが
第1のチヤンネル1サイクルにおける5分割分
(1000分割/200)に相当することから552/2と
すればよく、その商の値(余りは無視する)から
第2のチヤンネルの110サイクル目にあたること
が分る。
更に該第2のチヤンネルの110サイクルは、該
第3のチヤンネル(最も波長の短いチヤンネル)
の1100サイクル目(110サイクル×2000/200)にあた ることも分る。
第3のチヤンネル(最も波長の短いチヤンネル)
の1100サイクル目(110サイクル×2000/200)にあた ることも分る。
次に該第2のチヤンネル1サイクル内でのアブ
ソリユート位置201が、第3のチヤンネルにおい
てその何サイクル目にあたるかを決める。そのた
めには該第3のチヤンネルの1サイクルが第2の
チヤンネル1サイクルにおける100分割分(1000
分割/10)に相当することから201/100とすれば
よく、その商の値(余りは無視する)から第3の
チヤンネルの2サイクル目にあたることが分る。
ソリユート位置201が、第3のチヤンネルにおい
てその何サイクル目にあたるかを決める。そのた
めには該第3のチヤンネルの1サイクルが第2の
チヤンネル1サイクルにおける100分割分(1000
分割/10)に相当することから201/100とすれば
よく、その商の値(余りは無視する)から第3の
チヤンネルの2サイクル目にあたることが分る。
このようにして該回転コード板の回転位置は該
第3チヤンネルにおける(1100+2)=1102サイ
クル目の範囲にあり、かつそのサイクル内でのア
ブソリユート位置は上述したように10であること
も検出されている。
第3チヤンネルにおける(1100+2)=1102サイ
クル目の範囲にあり、かつそのサイクル内でのア
ブソリユート位置は上述したように10であること
も検出されている。
そして該第3のチヤンネルにおいても、その各
1サイクル内の補間分割数を1000としていれば、
結局上記回転位置は、該第3のチヤンネルにおけ
るアブソリユート位置として 1102×1000+10=1102010という値によつて表さ
れる。
1サイクル内の補間分割数を1000としていれば、
結局上記回転位置は、該第3のチヤンネルにおけ
るアブソリユート位置として 1102×1000+10=1102010という値によつて表さ
れる。
このようにして回転コード板1回転に亘つての
回転位置を検出分解能の高いアブソリユート位置
情報として得ることができる。
回転位置を検出分解能の高いアブソリユート位置
情報として得ることができる。
本発明によれば、従来形の位置検出方法に比較
して格段に高い検出分解能で回転コード板の1回
転以内のアブソリユート位置を検出することがで
き、これをもとにして回転体の1回転に亘つての
回転位置をも検出分解能の高いアブソリユート位
置情報として得ることができる。
して格段に高い検出分解能で回転コード板の1回
転以内のアブソリユート位置を検出することがで
き、これをもとにして回転体の1回転に亘つての
回転位置をも検出分解能の高いアブソリユート位
置情報として得ることができる。
第1図は、本発明にかかる位置検出方法の前提
となる基本概念を示すブロツク図、第2図および
第3図は、それぞれ第1図に示される位置検出方
法を実施する場合の検出装置の構成を例示したブ
ロツク図、第4図および第5図は、それぞれ本発
明にかかる位置検出方法を実施する場合の検出装
置の構成を例示したブロツク図、第6図は、第1
図に示される位置検出方法を実施するにあたり、
コンピユータにより検出位置情報を算出する場合
の制御プログラムの1例をフローチヤートによつ
て示す図、第7図は、第4図または第5図の装置
を用いて本発明方法を実施するにあたり、コンピ
ユータにより検出位置情報を得る場合の制御プロ
グラムの1例をフローチヤートによつて示す図、
第8図a,bは本発明の位置検出方法を説明する
ための波形図、第9図a,b,cは従来技術にお
けるこの種の位置検出方法を説明するための波形
図である。 (符号の説明)1……タイマ、2……マイクロ
プロセツサ、5……出力レジスタ、31,32,
36,37……サンプルホールド回路、41,4
2,46,47,49……A/D変換器、48…
…マルチプレクサ。
となる基本概念を示すブロツク図、第2図および
第3図は、それぞれ第1図に示される位置検出方
法を実施する場合の検出装置の構成を例示したブ
ロツク図、第4図および第5図は、それぞれ本発
明にかかる位置検出方法を実施する場合の検出装
置の構成を例示したブロツク図、第6図は、第1
図に示される位置検出方法を実施するにあたり、
コンピユータにより検出位置情報を算出する場合
の制御プログラムの1例をフローチヤートによつ
て示す図、第7図は、第4図または第5図の装置
を用いて本発明方法を実施するにあたり、コンピ
ユータにより検出位置情報を得る場合の制御プロ
グラムの1例をフローチヤートによつて示す図、
第8図a,bは本発明の位置検出方法を説明する
ための波形図、第9図a,b,cは従来技術にお
けるこの種の位置検出方法を説明するための波形
図である。 (符号の説明)1……タイマ、2……マイクロ
プロセツサ、5……出力レジスタ、31,32,
36,37……サンプルホールド回路、41,4
2,46,47,49……A/D変換器、48…
…マルチプレクサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 90°の位相差をもちかつその振巾が等しい2
相の正弦波信号を複数チヤンネル記録し、そのう
ちの第1のチヤンネルは1回転につき正弦波が1
サイクルとなるようにし、第2のチヤンネルは1
回転につきNサイクル(Nは2以上の整数)とな
るようにし、以下同様にしてサイクル数を次第に
多くした所定数のチヤンネルを記録した回転コー
ド板を用い、 該回転コード板の回転に応じて空間的に90°の
位相差を有しかつその振巾が等しい2相の正弦波
信号であつてそれぞれの波長を異にするものを複
数組発生させ、該2相の正弦波信号のうち該第1
のチヤンネルによりえられる一組の各電圧値Va、
Vbを検出してV=Va・cos α−Vb・sin αの値
を0にするαの値を算出し、更に該αについての
sin α、cos αの符号と該Va、Vbの符号とがそ
れぞれ一致するように該αの値を決定して該第1
のチヤンネルの1サイクル内の位置情報とし、次
いで該2相の正弦波信号のうち該第2のチヤンネ
ルによりえられる他の組の各電圧値Vc、Vdを検
出してV=Vc・cos β−Vd・sin βの値を0に
するβの値を算出し、更に該βについてのsin
β、cos βの符号と該Vc、Vdの符号とがそれぞ
れ一致するように該βの値を決定して該第2のチ
ヤンネルの1サイクル内の位置情報とし、以下同
様にして第3のチヤンネル以降の1サイクル内の
位置情報を決定し、 該第1のチヤンネルの1サイクル内の位置情報
から、該第2のチヤンネルの、測定点におけるサ
イクル数を決定し、このようにして決定された該
第2のチヤンネルのサイクル数と該第2のチヤン
ネルの1サイクル内の位置情報とから、該第3の
チヤンネルの、測定点におけるサイクル数を決定
し、更にこのようにして決定された該第3のチヤ
ンネルのサイクル数と該第3のチヤンネルの1サ
イクル内の位置情報とから、第4のチヤンネル
の、測定点におけるサイクル数を決定し、以下同
様にしてサイクル数を次第に多くしたチヤンネル
の、測定点におけるサイクル数を決定し、 このようにして決定された最もサイクル数の多
いチヤンネルの、測定点におけるサイクル数とそ
のチヤンネルの1サイクル内の位置情報とから、
該回転コード板の1回転以内のアブソリユート位
置を検出することを特徴とする位置検出方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59231354A JPS61110006A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | 位置検出方法 |
EP85905437A EP0199826B1 (en) | 1984-11-05 | 1985-11-05 | Method of detecting position |
PCT/JP1985/000613 WO1986002995A1 (en) | 1984-11-05 | 1985-11-05 | Method of detecting position |
DE8585905437T DE3585921D1 (de) | 1984-11-05 | 1985-11-05 | Verfahren zur bestimmung der ortung. |
US07/262,081 US4884226A (en) | 1984-11-05 | 1988-10-24 | Method for detecting position |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59231354A JPS61110006A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | 位置検出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61110006A JPS61110006A (ja) | 1986-05-28 |
JPH04524B2 true JPH04524B2 (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=16922304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59231354A Granted JPS61110006A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | 位置検出方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4884226A (ja) |
EP (1) | EP0199826B1 (ja) |
JP (1) | JPS61110006A (ja) |
DE (1) | DE3585921D1 (ja) |
WO (1) | WO1986002995A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63311119A (ja) * | 1987-06-15 | 1988-12-19 | Fanuc Ltd | 絶対位置エンコ−ダ |
JPH01189518A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-28 | Fanuc Ltd | インクリメンタル型ロータリーエンコーダ |
JP3029657B2 (ja) * | 1990-09-28 | 2000-04-04 | カヤバ工業株式会社 | 位置検出装置 |
US5590059A (en) * | 1995-03-14 | 1996-12-31 | Schier; J. Alan | Position encoder system which utilites the fundamental frequency of a ruled scale on an object |
US6789041B1 (en) * | 2001-05-08 | 2004-09-07 | Miranova Systems, Inc. | Bi-directional signal converter |
DE10132685A1 (de) * | 2001-07-05 | 2003-01-16 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Drehwinkels oder Weges |
DE10160835B4 (de) * | 2001-12-06 | 2011-02-17 | Anton Rodi | Anordnung zur Interpolation eines Messsignals |
US7336756B2 (en) * | 2004-10-25 | 2008-02-26 | Miranova Systems, Inc. | Reprogrammable bi-directional signal converter |
JP2009002903A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | International Manufacturing & Engineering Services Co Ltd | レーザーエンコーダのパラメータ補正方法 |
EP2434312B1 (de) * | 2010-09-24 | 2013-01-16 | Sick AG | Laserscanner mit einstückiger Lichtablenkeinheit mit Winkelmaßverkörperung |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5914165A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-25 | Toshiba Corp | テ−プレコ−ダ装置 |
JPS5988612A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-22 | Toshiba Mach Co Ltd | アブソリユ−ト位置の検知方法および装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3508252A (en) * | 1966-10-03 | 1970-04-21 | Gen Electric | Analog to digital and digital to analog signal converters |
US4119958A (en) * | 1975-10-23 | 1978-10-10 | The Singer Company | Method for achieving high accuracy performance from conventional tracking synchro to digital converter |
US4099245A (en) * | 1977-05-05 | 1978-07-04 | Lockheed Electronics Co., Inc. | Transducer signalling apparatus |
IT1160621B (it) * | 1978-08-31 | 1987-03-11 | Olivetti Controllo Numerico | Apparecchiatura per la misura numerica di posizioni |
US4335443A (en) * | 1979-12-21 | 1982-06-15 | Dickey Baron C | Electronic angle resolver |
US4449117A (en) * | 1981-11-13 | 1984-05-15 | Dataproducts Corporation | Encoder tracking digitizer having stable output |
JPS5892012A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-06-01 | Telmec Co Ltd | 位置決め装置 |
JPS5912764A (ja) * | 1982-07-13 | 1984-01-23 | 井関農機株式会社 | 籾摺装置における麦粒等の除去装置 |
DE3231990A1 (de) * | 1982-08-27 | 1984-03-01 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Auswerteeinrichtung fuer einen digitalen inkrementalgeber |
US4583079A (en) * | 1983-12-14 | 1986-04-15 | The Singer Company | Multiplexed tracking converter |
JPS60157014A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-17 | Tokyo Optical Co Ltd | エンコ−ダ読取信号の内挿方法および装置 |
FR2588814B1 (fr) * | 1985-10-22 | 1988-05-27 | Bendix France | Servomoteur a depression d'assistance au freinage et procede de reglage d'un tel servomoteur |
-
1984
- 1984-11-05 JP JP59231354A patent/JPS61110006A/ja active Granted
-
1985
- 1985-11-05 EP EP85905437A patent/EP0199826B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-05 DE DE8585905437T patent/DE3585921D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-05 WO PCT/JP1985/000613 patent/WO1986002995A1/ja active IP Right Grant
-
1988
- 1988-10-24 US US07/262,081 patent/US4884226A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5914165A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-25 | Toshiba Corp | テ−プレコ−ダ装置 |
JPS5988612A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-22 | Toshiba Mach Co Ltd | アブソリユ−ト位置の検知方法および装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1986002995A1 (en) | 1986-05-22 |
DE3585921D1 (de) | 1992-05-27 |
EP0199826B1 (en) | 1992-04-22 |
EP0199826A4 (en) | 1989-03-29 |
EP0199826A1 (en) | 1986-11-05 |
US4884226A (en) | 1989-11-28 |
JPS61110006A (ja) | 1986-05-28 |
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