JPH059839B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は多回転または広範囲にわたつて絶対
位置を検出し得るアブソリユート位置検出装置に
関し、詳しくは、位置検出データを光学的に伝送
する手段を具備したものに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD The present invention relates to an absolute position detection device capable of detecting an absolute position over multiple rotations or over a wide range, and more particularly to an absolute position detection device that is equipped with means for optically transmitting position detection data.

従来技術 従来のアブソリユートロータリエンコーダは１
回転内の絶対位置しか検出することができず、多
回転にわたる絶対位置を検出し得るようにするに
は、別途に回転数検出手段を設け、これによつて
検出した回転数と１回転内の絶対位置とを組合せ
るようにしている。従来の回転数検出手段は、回
転数をアブソリユートで検出するためにはかなり
大きな減速比の歯車を必要としている。例えば主
軸の32回転までをアブソリユートで検出し得るよ
うにギアダウン機構を構成する場合、主軸に32歯
の歯車を設け、減速出力軸に1024歯の歯車を設
け、減速出力軸の回転角度から主軸の回転数を検
出することが考えられる。その場合、主軸の１回
転が減速出力軸の1/32回転に相当するので、減速
出力軸の角度検出誤差は主軸の角度に換算すると
32倍に拡大されてしまい（例えば出力軸の１度の
検出誤差は主軸の約11度に相当する）、検出精度
はそれほど期待できない。このように、かなり高
精度な歯車機構が要求される反面、検出精度はそ
れほど期待できない、という欠点がある。このよ
うな困難を避けるめに、インクリメンタルパルス
をカウントすることによつて回転数を得ることも
行なわれているが、その場合は停電等によつて回
転数がわからなくなつてしまう等の問題があつ
た。Conventional technology The conventional absolute rotary encoder is 1
Only the absolute position within a rotation can be detected, and in order to be able to detect the absolute position over multiple rotations, a separate rotation speed detection means is provided, and the rotation speed detected by this and the rotation speed within one rotation can be detected separately. I try to combine it with absolute position. Conventional rotational speed detection means require a gear with a fairly large reduction ratio in order to detect the rotational speed absolutely. For example, when configuring a gear down mechanism so that up to 32 rotations of the main shaft can be detected absolutely, a 32-tooth gear is provided on the main shaft, a 1024-tooth gear is provided on the deceleration output shaft, and the rotation angle of the deceleration output shaft is determined by the rotation angle of the main shaft. One possibility is to detect the rotational speed. In that case, one revolution of the main shaft corresponds to 1/32 revolution of the deceleration output shaft, so the angle detection error of the deceleration output shaft can be converted to the angle of the main shaft.
It is magnified 32 times (for example, a detection error of 1 degree on the output axis corresponds to about 11 degrees on the main axis), so the detection accuracy cannot be expected to be that great. As described above, although a fairly high-precision gear mechanism is required, there is a drawback that detection accuracy cannot be expected to be very high. In order to avoid such difficulties, it is also possible to obtain the rotational speed by counting incremental pulses, but in this case there are problems such as the rotational speed becoming unknown due to power outages, etc. It was hot.

また、従来の位置検出器では電気信号にて検出
した位置検出データは電気信号のままで利用装置
側に伝送するようになつており、伝送経路が長い
場合は信号レベルの減衰あるいはノイズ等により
誤差が出ることがあつた。特に、最近では、製造
加工工程の各所に位置検出器を分散して設置し、
その検出データを中央管理装置に集中させ、工程
の集中制御を行なうことが行なわれているが、そ
のような場合検出データの伝送距離がかなり長く
なることがある。 In addition, with conventional position detectors, the position detection data detected as an electrical signal is transmitted to the user device as an electrical signal, and if the transmission path is long, errors may occur due to signal level attenuation or noise. sometimes appeared. In particular, recently, position detectors have been distributed and installed at various locations in the manufacturing process.
The detection data is concentrated in a central management device to centrally control the process, but in such a case the transmission distance of the detection data may become quite long.

発明の目的 この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、
多回転もしくは広範囲にわたる絶対位置を精度良
く検出することができ、しかも検出データを誤差
なく効率的に伝送できるようにしたアブソリユー
ト位置検出装置を提供しようとするものである。Purpose of the invention This invention has been made in view of the above points,
It is an object of the present invention to provide an absolute position detection device that can accurately detect absolute positions over multiple rotations or over a wide range, and can efficiently transmit detected data without errors.

発明の概要 この発明によれば、検出対象たる機械的変位に
関して夫々異なる機械的変位量を１周期とする位
置検出データを電気信号にて発生する少なくとも
３つの検出部と、前記各検出部の位置検出データ
のうち第１の検出部で発生した第１の位置検出デ
ータと第２の検出部で発生した第２の位置検出デ
ータとの差である第１の差を求める第１の差演算
手段と、前記第１の差に基づき、前記第１の検出
部に関する前記検出対象の原点からの周期数を決
定する演算を行い、決定した周期数を示す第１の
周期数信号を出力する第１の周期数演算手段と、
前記各検出部の位置検出データのうち前記第１の
検出部で発生した第１の位置検出データと前記検
出部のうち第３の検出部で発生した第３の位置検
出データとの差である第２の差を求める第２の差
演算手段と、前記第２の差に基づき、前記第１の
周期数信号の周期数を決定する演算を行い、決定
した周期数を示す第２の周期数信号を出力する第
２の周期数演算手段とを具え、前記第１の位置検
出データ、第１の周期数信号及び第２の周期数信
号の組合せにより、前記検出対象の原点からの絶
対位置を特定するようにしたことを特徴としてお
り、これにより広範囲にわたる絶対位置を精度良
く検出することができるようにしたものであり、
更に、検出データを誤差なく効率的に遠隔地に伝
送できるようにするために、前記各検出部で求め
た位置検出データを光信号に変換して光フアイバ
によつて伝送し、受信された位置検出データにも
とづき上述のようにアブソリユート位置データを
演算するか、または、前記各検出部の位置検出デ
ータにもとづき上述のように求めたアブソリユー
ト位置データを光信号に変換して光フアイバによ
つて伝送するようにしたことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there are provided at least three detection sections that generate position detection data in the form of electrical signals, each of which has a period of a different amount of mechanical displacement regarding a mechanical displacement to be detected, and the position of each of the detection sections. A first difference calculating means for calculating a first difference between the first position detection data generated by the first detection unit and the second position detection data generated by the second detection unit among the detection data. and, based on the first difference, performs an operation to determine the number of cycles of the detection target from the origin regarding the first detection unit, and outputs a first cycle number signal indicating the determined number of cycles. period number calculation means,
It is the difference between the first position detection data generated by the first detection unit among the position detection data of each of the detection units and the third position detection data generated by the third detection unit among the detection units. a second difference calculating means for calculating a second difference; and a second period number that performs a calculation to determine the number of periods of the first period number signal based on the second difference, and indicates the determined number of periods. and a second period number calculation means for outputting a signal, the absolute position of the detection target from the origin is determined by a combination of the first position detection data, the first period number signal, and the second period number signal. It is characterized by the fact that it is able to precisely detect absolute positions over a wide range.
Furthermore, in order to efficiently transmit the detection data to a remote location without error, the position detection data obtained by each of the detection units is converted into an optical signal and transmitted via optical fiber, and the received position data is converted into an optical signal. Either calculate the absolute position data as described above based on the detection data, or convert the absolute position data obtained as described above based on the position detection data of each detection unit into an optical signal and transmit it via an optical fiber. It is characterized by being made to do.

また、この発明に係るアブソリユート位置検出
装置は、与えられた機械的変位に応じて基準交流
信号を位相シフトした出力を生じる複数の位相シ
フト型センサと、検出対象たる機械的変位を互い
に異なる所定の伝達比で前記各センサに与える伝
達手段と、所定のクロツクパルスにもとづき一定
周波数の前記基準交流信号を作成し、前記各セン
サに印加する１次回路と、前記各センサの出力信
号の所定の電気的位相角に応答してサンプリング
信号を夫々発生する２次回路と、外部から光フア
イバを介して与えられたクロツクパルス光信号を
電気信号に変換して前記１次回路に印加する光受
信部と、前記２次回路で得た各サンプリング信号
を光信号に変換して外部に出力する光送信部とを
含む検出ユニツトを具備し、更に、次の構成を具
備していることを特徴とするものである。 Further, the absolute position detection device according to the present invention includes a plurality of phase shift type sensors that generate outputs in which the phase of a reference AC signal is shifted according to a given mechanical displacement, and a plurality of phase shift type sensors that generate outputs in which the phase of the reference AC signal is shifted according to a given mechanical displacement, and a plurality of phase shift type sensors that output a phase shift of a reference AC signal according to a given mechanical displacement, and a transmission means for applying a transmission ratio to each of the sensors; a primary circuit for creating the reference AC signal of a constant frequency based on a predetermined clock pulse and applying it to each of the sensors; a secondary circuit that generates a sampling signal in response to a phase angle; an optical receiver that converts a clock pulse optical signal applied from the outside through an optical fiber into an electrical signal and applies it to the primary circuit; It is characterized by comprising a detection unit including an optical transmitter that converts each sampling signal obtained by the secondary circuit into an optical signal and outputs it to the outside, and further comprising the following configuration. .

クロツクパルスを電気的に発生するクロツク発
生源。このクロツク発生源のクロツクパルスを光
信号に変換して光フアイバを介して前記検出ユニ
ツトに伝送する手段。前記検出ユニツトの光送信
部から光フアイバを介して伝送された各サンプリ
ング信号を受信して電気信号に変換する手段。前
記クロツク発生源のクロツクパルスと前記受信さ
れた電気的各サンプリング信号とを用いて前記各
センサの出力信号と前記基準交流信号との位相差
を夫々測定し、この位相差に対応するデータを前
記各センサの位置検出データとして夫々出力する
位相差測定回路。前記各センサの位置検出データ
と前記各センサの前記伝達比に応じた予め準備さ
れた情報とにもとづき、前記センサの中の所定の
１つに関して前記検出対象の所定の原点から現位
置までの該センサの位置検出データの周期数を求
め、求めた周期数の整数部と該所定センサの位置
検出データとによつて前記検出対象の現位置をア
ブソリユートで特定する演算装置。 A clock generation source that electrically generates clock pulses. Means for converting the clock pulses of the clock generation source into optical signals and transmitting them to the detection unit via an optical fiber. Means for receiving each sampling signal transmitted via an optical fiber from the optical transmitter of the detection unit and converting it into an electrical signal. The phase difference between the output signal of each sensor and the reference AC signal is measured using the clock pulse of the clock generation source and each of the received electrical sampling signals, and the data corresponding to this phase difference is A phase difference measurement circuit that outputs each sensor's position detection data. Based on the position detection data of each of the sensors and the information prepared in advance according to the transmission ratio of each of the sensors, the distance from the predetermined origin of the detection target to the current position for a predetermined one of the sensors is determined. An arithmetic device that determines the number of cycles of position detection data of a sensor and absolutely identifies the current position of the detection target based on the integer part of the determined number of cycles and the position detection data of the predetermined sensor.

これにより、前述と同様に、広範囲にわたる絶
対位置を精度良く検出することができると共に検
出信号を誤差無く遠隔地に伝送できるという作
用、効果を奏することに加えて、クロツク発生源
から発生したクロツクパルスを光信号に変換して
検出ユニツトに与えるようにしたことにより、検
出ユニツトの側ではクロツク発生源を持つ必要が
なくなり、構成の簡単化、コストの節約に寄与す
る。特に、検出ユニツトを複数併設する場合にお
いて、クロツク発生源を共用できるので、有利で
ある。また、その場合に、クロツクパルスを光信
号で伝送するので、ノイズ対策に有利であり、ま
た、インピーダンスマツチングの手間も省ける。 As mentioned above, in addition to being able to accurately detect the absolute position over a wide range and transmitting the detection signal to a remote location without error, this also enables clock pulses generated from the clock generation source to be By converting it into an optical signal and feeding it to the detection unit, there is no need for the detection unit to have a clock generation source, contributing to simplification of the configuration and cost savings. This is particularly advantageous when a plurality of detection units are installed together, since the clock generation source can be shared. Furthermore, in this case, since the clock pulse is transmitted as an optical signal, it is advantageous in countermeasures against noise, and the trouble of impedance matching can be saved.

また、上記検出ユニツトの側において、前記各
センサの出力信号と前記基準交流信号との位相差
を夫々測定し、この位相差に対応するデータを前
記各検出部の位置検出データとして夫々出力する
位相差測定回路を具備し、この位相差測定回路で
得た各センサの位置検出データを光信号に変換し
て外部に出力するようにしてもよい。これによつ
ても上述と同様の作用、効果が得られる。 Further, on the side of the detection unit, a phase difference between the output signal of each of the sensors and the reference AC signal is measured, and data corresponding to the phase difference is outputted as position detection data of each of the detection sections. A phase difference measuring circuit may be provided, and the position detection data of each sensor obtained by the phase difference measuring circuit may be converted into an optical signal and output to the outside. This also provides the same effects and effects as described above.

更に、この発明に係るアブソリユート位置検出
装置は、検出対象たる電気モータの回転変位に関
して夫々異なる回転変位量を１周期とする位置検
出データを電気信号にて発生する複数の検出部
と、前記検出対象の現位置に対応して夫々１周期
未満の任意の値を示す前記各検出部の位置検出デ
ータと前記各検出部の所定の１周期に関連する予
め準備された情報とにもとづき、前記検出部の中
の所定の１つに関して前記検出対象の所定の原点
から現位置までの周期数を求め、求めた周期数の
整数部と前記所定の１つの検出部の位置検出デー
タとの組合せによつて前記検出対象の現位置をア
ブソリユートで特定したアブソリユート位置デー
タを電気的デイジタル信号にて出力する第１の演
算装置と、前記アブソリユート位置データまたは
前記所定検出部の位置検出データにもとづき前記
電気モータの回転速度を求める第２の演算装置
と、前記アブソリユート位置データまたは前記所
定検出部の位置検出データにもとづき前記電気モ
ータの特定回転角度または特定回転角度範囲に応
答した信号を出力する第３の演算装置と、前記第
１乃至第３の演算装置から出力されたアブソリユ
ート位置データ、速度データ、特定回転角度応答
信号を光信号に変換して光フアイバを介して伝送
する光送信部とを具えるものである。 Further, the absolute position detection device according to the present invention includes a plurality of detection units that generate position detection data in the form of an electric signal, each cycle having a different amount of rotational displacement regarding the rotational displacement of the electric motor that is the detection target; Based on the position detection data of each of the detection units each indicating an arbitrary value of less than one cycle corresponding to the current position of the detection unit, and information prepared in advance related to one predetermined cycle of each of the detection units, the detection unit The number of cycles from the predetermined origin to the current position of the detection target is determined for a predetermined one of the detection targets, and the integer part of the determined number of cycles is combined with the position detection data of the one predetermined detection unit. a first arithmetic unit that outputs absolute position data that absolutely specifies the current position of the detection target as an electrical digital signal; and a first calculation device that outputs absolute position data that specifies the current position of the detection target as an electric digital signal; a second arithmetic device that calculates the speed; and a third arithmetic device that outputs a signal responsive to a specific rotation angle or a specific rotation angle range of the electric motor based on the absolute position data or the position detection data of the predetermined detection section. , an optical transmitter that converts the absolute position data, velocity data, and specific rotation angle response signals output from the first to third arithmetic units into optical signals and transmits the optical signals via an optical fiber. .

これにより、前述と同様に、広範囲にわたる絶
対位置を精度良く検出することができると共に検
出信号を誤差なく遠隔地に伝送できるという作
用、効果を奏することに加えて、アブソリユート
位置データに限らず、速度データ及び特定回転角
度応答信号をも光信号に変換して伝送するので、
電気モータの制御に適しており、上位制御装置よ
り遠隔地にある電気モータを制御するような場合
に好適である。 As mentioned above, this has the effect of being able to accurately detect the absolute position over a wide range and transmitting the detection signal to a remote location without error. Data and specific rotation angle response signals are also converted into optical signals and transmitted.
It is suitable for controlling electric motors, and is suitable for controlling electric motors located remotely from a host control device.

実施例 まず第１図を参照してこの発明に係るアブソリ
ユート位置検出の原理を説明する。第１図には回
転型のセンサを用いてこの発明のアブソリユート
位置検出装置を多回転型ロータリエンコーダとし
て構成した例が示されており、この多回転型ロー
タリーエンコーダは好ましくは３つのアブソリユ
ートロータリエンコーダRE１，RE２，RE３に
よつて構成される。各エンコーダRE１〜RE３は
１回転Ｎ分割（ただしＮは任意の整数）であり、
各々のロータ（図示せず）の回転位置を１回転内
の絶対番地にて指示する回転位置検出信号を夫々
出力する。第１のロータリエンコーダRE１は主
軸に連結され、この主軸の回転を検出するように
なつている。検出対象である回転はこの主軸に与
えられる。第１のロータリエンコーダRE１の回
転数に歯数ｎ−１（ただしｎは任意の整数）のギ
ア１が設けられており、このギア１が第２のロー
タリエンコーダRE２の回転軸に設けられた歯数
ｎのギア２に噛合つている。更に第２のエンコー
ダRE２には歯数ｎ＋１のギア３が設けられてお
り、このギア３が第３のエンコーダRE３の回転
軸に設けられた歯数ｎのギア４に噛合つている。Embodiment First, the principle of absolute position detection according to the present invention will be explained with reference to FIG. FIG. 1 shows an example in which the absolute position detection device of the present invention is configured as a multi-rotation type rotary encoder using a rotary type sensor, and this multi-rotation type rotary encoder preferably has three absolute rotary encoders. It is composed of encoders RE1, RE2, and RE3. Each encoder RE1 to RE3 divides one rotation into N (however, N is any integer),
A rotational position detection signal indicating the rotational position of each rotor (not shown) as an absolute address within one rotation is output. The first rotary encoder RE1 is connected to the main shaft and detects rotation of the main shaft. The rotation to be detected is applied to this main axis. A gear 1 with the number of teeth n-1 (where n is an arbitrary integer) is provided at the rotation speed of the first rotary encoder RE1, and this gear 1 has teeth provided on the rotation shaft of the second rotary encoder RE2. It meshes with the number n gears 2. Further, the second encoder RE2 is provided with a gear 3 having n+1 teeth, and this gear 3 meshes with a gear 4 having n teeth provided on the rotating shaft of the third encoder RE3.

従つて、主軸が１回転すると、RE１は１回転、
RE２はｎ−１／ｎ回転、RE３は （ｎ−１）（ｎ＋１）／n²回転する。ここで、各エンコ ーダRE１，RE２，RE３によつて検出した回転
位置（１回転内の絶対番地）を夫々D₁，D₂，D₃
とすると、主軸が１回転したときのD₁の値はＮ
（ただし、最大回転位置を示す値Ｎは０と等価値
である）であり、D₂，D₃は次のようになる。 Therefore, when the main shaft rotates once, RE1 rotates once,
RE2 rotates n-1/n, and RE3 rotates (n-1)(n+1)/ ⁿ² . Here, the rotational positions (absolute addresses within one rotation) detected by each encoder RE1, RE2, RE3 are D ₁ , D ₂ , D ₃ respectively.
Then, the value of D ₁ when the spindle rotates once is N
(However, the value N indicating the maximum rotational position is equivalent to 0), and D ₂ and D ₃ are as follows.

換言すれば、各エンコーダRE１〜RE３の出力
D₁〜D₃は、主軸の機械的変位（原点からの多回
転にわたる回転変位）に従つて夫々所定の周期で
変化し、かつ、各周期に対応する主軸の機械的変
位量（１回転未満もしくはそれ以上の回転角度）
は各エンコーダRE１〜RE３間で夫々異なつてい
る。つまり、第１のエンコーダRE１の１周期に
対応する主軸の機械的変位量すなわち回転角度は
2πラジアン（つまり１回転）であるが、第２の
エンコーダRE２の１周期に対応する主軸の機械
的変位量すなわち回転角度はｎ／（ｎ−１）・2πラジ アン（つまりｎ−１／ｎ回転）、第３のエンコーダ RE３の１周期に対応する主軸の機械的変位量す
なわち回転角度はn²／（ｎ−１）（ｎ＋１）・2πラジ アン（つまり（ｎ−１）（ｎ＋１）／n²回転）、である
。 In other words, the output of each encoder RE1 to RE3
D ₁ to _{D 3} each change at a predetermined period according to the mechanical displacement of the spindle (rotational displacement over multiple rotations from the origin), and the amount of mechanical displacement of the spindle corresponding to each period (less than one rotation) or higher rotation angle)
is different between each encoder RE1 to RE3. In other words, the mechanical displacement of the main shaft corresponding to one cycle of the first encoder RE1, that is, the rotation angle is
2π radians (that is, one rotation), but the mechanical displacement of the main shaft corresponding to one period of the second encoder RE2, that is, the rotation angle is n/(n-1)・2π radians (that is, n-1/n rotations). ), the amount of mechanical displacement of the main shaft corresponding to one period of the third encoder RE3, that is, the rotation angle is n ² / (n-1) (n + 1) · 2π radian (that is, (n-1) (n + 1) / n ² rotation).

明らかなように各出力信号D₁〜D₃は常に１周
期未満の値を示す。しかし、各出力信号D₁〜D₃
の１周期に対応する主軸の機械的変位量（回転角
度）が夫々異なつているので、主軸の個々の絶対
位置に対応して各出力信号D₁〜D₃の値は夫々固
有の組合せを示す。具体的には、主軸の回転に
１：１で対応している第１のエンコーダRE１の
出力信号D₁の周期数（つまり原点から数えた主
軸の絶対的回転数）が、各出力信号D₁〜D₃の値
の固有の組合せによつて一意に決定される。この
決定にあたつては、勿論、単に信号D₁〜D₃の現
在値のみならず、これらの各信号D₁〜D₃に差異
を生ぜしめる要因となつたところの各信号D₁〜
D₃の１周期に夫々対応する主軸の機械的変位量
（もしくはそれらの差異）に関連する情報も関与
する。こうして決定した第１のエンコーダRE１
の出力信号D₁の周期数と該信号D₁の現在値との
組合せにより主軸の絶対位置が特定できる。 As is clear, each output signal D ₁ -D ₃ always exhibits a value less than one period. However, each output signal D ₁ ~ _{D 3}
Since the amount of mechanical displacement (rotation angle) of the spindle corresponding to _one cycle _of . Specifically, the number of cycles of the output signal D ₁ of the first encoder RE1, which corresponds 1:1 to the rotation of the main shaft (that is, the absolute number of rotations of the main shaft counted from the origin), is the number of cycles of each output signal D ₁ ~ _D3 is uniquely determined by a unique combination of values. In making this determination, of course, not only the current values of the signals D ₁ to _{D 3} but also the respective signals D ₁ to _{D 3} that are the factors that cause the differences between these signals D ₁ to D 3 are taken into account.
Information related to the amount of mechanical displacement of the spindle (or the difference thereof) corresponding to one cycle of D ₃ is also involved. The first encoder RE1 determined in this way
The absolute position of the main shaft can be specified by the combination of the number of cycles of the output signal D ₁ and the current value of the signal D ₁ .

第１のエンコーダRE１の出力信号D₁の周期数
は、各信号D₁〜D₃の現在値と、各信号D₁〜D₃の
１周期に夫々対応する主軸の機械的変位量に関連
する情報（すなわち主軸の機械的運動の各エンコ
ーダRE１〜RE３への伝達度に関連する情報）と
を用いて、代数的もしくは数学的手法によつて決
定することができる。そのための演算手法は種々
考えられるが、その中でも、演算時間及び演算回
路構成の点で最も効率的な手法を次に示す。それ
は、第１のエンコーダRE１の１周期と他のエン
コーダRE２，RE３の１周期との差異に関連する
定数と、第１のエンコーダRE１の出出信号D₁の
現在値と他の出力信号D₂，D₃の現在値との差異
とを用いる方法である。一例として、上述の定数
は、第１のエンコーダRE１の１周期を基準に考
え、該エンコーダRE１の出力信号D₁に１周期分
の変化を生ぜしめる主軸の変位量（つまり１回
転）に対応する他のエンコーダRE２，RE３の出
力信号D₂，D₃の変化分を考慮することにより確
立される。つまり、第１のエンコーダRE１の出
力信号D₁の１周期分の変位（主軸の１回転）に
対応する他のエンコーダRE２，RE３の出力信号
D₂，D₃の値は予め判明しており、そのときの第
１のエンコーダ出力D₁に対する他のエンコーダ
出力D₂，D₃の差「D₁−D₂」，「D₁−D₃」を上記定
数として確立することができる。 The number of cycles of the output signal D ₁ of the first encoder RE1 is related to the current value of each signal D ₁ to _{D 3} and the amount of mechanical displacement of the spindle corresponding to one cycle of each signal D ₁ to _{D 3} , respectively. (i.e., information related to the degree of transmission of the mechanical motion of the spindle to each encoder RE1 to RE3) using an algebraic or mathematical method. Various calculation methods can be considered for this purpose, but among them, the most efficient method in terms of calculation time and calculation circuit configuration will be described below. It is a constant related to the difference between one period of the first encoder RE1 and one period of the other encoders RE2 and RE3, and the current value of the output signal _D1 of the first encoder RE1 and the other output signal D2 _. , D ₃ and the difference from the current value. As an example, the above-mentioned constant corresponds to the amount of displacement of the main shaft (that is, one rotation) that causes a change of one period in the output signal D ₁ of the first encoder RE1, based on one period of the first encoder RE1. It is established by considering changes in the output signals D ₂ and D ₃ of the other encoders RE2 and RE3. In other words, the output signals of the other encoders RE2 and RE3 correspond to one period of displacement (one rotation of the main shaft) of the output signal _D1 of the first encoder RE1.
The values of D ₂ and D ₃ are known in advance, and the differences between the first encoder output D ₁ and the other encoder outputs D ₂ and D ₃ at that time are “D ₁ − _{D 2} ” and “D ₁ − _{D 3} ' can be established as the above constant.

こうして、主軸が１回転したときのつまり第１
のロータリエンコーダRE１の１周期当りの該エ
ンコーダRE１と第２のロータリエンコーダRE２
の出力D₁，D₂の差「D₁₂＝D₁−D₂」は上記(1)式
から次のように表わせる。 In this way, when the main shaft rotates once, that is, the first
of the rotary encoder RE1 and the second rotary encoder RE2 per cycle of the rotary encoder RE1.
The difference between the outputs D ₁ and D ₂ "D ₁₂ = D ₁ - _{D 2} " can be expressed as follows from the above equation (1).

主軸１回転（RE１の１周期）当りの D₁₂の変化分＝Ｎ／ｎ …(2) 従つて、両エンコーダRE１，RE２の現出力
D₁，D₂の差D₁₂を１回転当りの該差D₁₂を示す上
記定数Ｎ／ｎによつて下記のように割算すれば、原 点から数えた主軸の回転数（これを絶対回転数と
いうことにする）R_xを求めることができる。こ
のR_xは第１のエンコーダRE１の周期数に対応し
ている。尚、原点とは全エンコーダRE１，RE
２，RE３の出力D₁，D₂，D₃が共に零の点であ
る。 Change in D ₁₂ per spindle rotation (one period of RE1) = N/n (2) Therefore, the current output of both encoders RE1 and RE2
Divide the difference D ₁₂ between D ₁ and D ₂ by the above constant N/n that indicates the difference D ₁₂ per rotation as shown below, and calculate the number of rotations of the main shaft counted from the origin (this can be calculated as the absolute rotation We can calculate R _x (referred to as a number). This R _x corresponds to the number of cycles of the first encoder RE1. Furthermore, the origin is all encoders RE1 and RE.
2. The outputs D ₁ , D ₂ , and D ₃ of RE3 are all zero.

R_x＝D₁₂÷Ｎ／ｎ …(3) 上記(3)式で、 D₁₂＝D₁−D₂ …(4) であるが、D₁及びD₂が共に回転に伴つてモジユ
ロＮで変化する値であり、かつその変化レートは
D₂の方がD₁よりも（ｎ−１）／ｎの比率で遅いので、 単純な差「D₁−D₂」は負の数になることがある。
この単純差「D₁−D₂」が負の数になつたときは
その単純差にＮを加算したものをD₁₂とし、D₁₂
が常にD₁とD₂の実効的な差を示すようにする。
実際演算上では、特別のＮ加算は不要であり、
「−D₂」を補数で表わし、Ｎを桁上り値とする補
数演算によつて「D₁−D₂」を実行し、そのサイ
ンビツトを無視すれば、Ｎ加算を行なつたのと等
価の実効的な差D₁₂を求めることができる。 R _x = D ₁₂ ÷ N/n … (3) In the above equation (3), D ₁₂ = D ₁ − _{D 2} … (4) However, both D ₁ and D ₂ are modulus N as they rotate. is a value that changes, and the rate of change is
Since D ₂ is slower than D ₁ by a ratio of (n-1)/n, the simple difference "D ₁ - _{D 2} " can be a negative number.
When this simple difference "D ₁ - _{D 2} " becomes a negative number, the sum of N added to that simple difference is set as D ₁₂ , and D ₁₂
always represents the effective difference between D ₁ and D ₂ .
In actual calculations, special N addition is not necessary,
If "-D ₂ " is expressed as a complement, and "D ₁ - D ₂ " is executed by complement operation with N as the carry value, and the sign bit is ignored, it is equivalent to performing N addition. The effective difference D ₁₂ can be determined.

上記(3)式によつて求めた絶対回転数R_xの整数
部と第１のロータリエンコーダRE１の回転位置
検出出力D₁とを組合せる（すなわち(3)式によつ
て求めたR_xの小数部を切捨て、D₁を小数部とし
て用いる）ことにより、多回転型の絶対回転位置
検出値が得られる。 Combining the integer part of the absolute rotational speed R _x obtained by the above equation (3) and the rotational position detection output D ₁ of the first rotary encoder RE1 (that is, the integer part of the absolute rotation speed R _x obtained by the equation (3) (by rounding down the decimal part and using _D1 as the decimal part), a multi-rotation type absolute rotational position detection value can be obtained.

ところで、主軸の絶対回転数R_xがｎになつた
とき、差D₁₂はＮ（すなわち０）となり、それ以
上の絶対回転数の検出は不可能となる。従つて、
第１及び第２のロータリエンコーダRE１，RE２
を用いただけでは、ｎ回転までの絶対回転位置し
か検出することができない。第３のロータリエン
コーダRE３は絶対回転位置検出範囲を拡大する
ために設けられたものである。換言すれば、第１
及び第２のエンコーダRE１，RE２の現在値の差
D₁₂にもとづき求めた回転数（つまりRE１の周期
数）R_xは、所定値ｎを１周期とする周期的信号
であり、この周期的信号の周期数を更に求め、こ
れによつて絶対位置検出範囲を更に拡大するため
に第３のエンコーダRE３が設けられる。 By the way, when the absolute rotational speed R _x of the main shaft reaches n, the difference D ₁₂ becomes N (that is, 0), and it becomes impossible to detect any further absolute rotational speed. Therefore,
First and second rotary encoders RE1, RE2
If only the absolute rotational position is used, only the absolute rotational position up to n rotations can be detected. The third rotary encoder RE3 is provided to expand the absolute rotational position detection range. In other words, the first
and the difference between the current values of the second encoders RE1 and RE2
_{R _} A third encoder RE3 is provided to further expand the detection range.

主軸１回転当りの第１の及び第３のエンコーダ
RE１，RE３の出力D₁，D₃の差「D₁₃＝D₁−D₃」
は前記(1)式から次のように表わせる。 1st and 3rd encoder per spindle revolution
Difference between outputs D ₁ and D ₃ of RE1 and RE3 “D ₁₃ = D ₁ − D ₃ ”
can be expressed as follows from equation (1) above.

主軸１回転当りのD₁₃の変化分＝Ｎ／n² …(5) 前記(3)式と(5)式から、主軸１回転当りのD₁₂の変
化分とD₁₃の変化分の関係は次のように表わせ
る。 Change in D ₁₃ per rotation of the spindle = N/n ² ...(5) From equations (3) and (5) above, the relationship between the change in D ₁₂ and the change in D ₁₃ per spindle rotation is It can be expressed as follows.

D₁₃＝D₁₂／ｎ …(6) つまり、差D₁₃は差D₁₂の１／ｎのレートで、主軸 の回転に伴つて変化する。 D ₁₃ =D ₁₂ /n (6) That is, the difference D ₁₃ changes at a rate of 1/n of the difference D ₁₂ as the main shaft rotates.

また、上記(5)式から、第１、第３のエンコーダ
RE１，RE３の現出力D₁，D₃の差D₁₃を１回転当
りの該差D₁₃を示す上記定数Ｎ／n²によつて下記の よう割算すれば、絶対回転数R′_xが求まることが
判かる。 Also, from the above equation (5), the first and third encoders
If the difference D ₁₃ between the current outputs D ₁ and D ₃ of RE1 and RE3 is divided by the above constant N/n ² indicating the difference D ₁₃ per revolution as shown below, the absolute rotation speed R′ _x can be calculated. I know what I'm looking for.

R′_x＝D₁₃÷Ｎ／n² …(7) しかし、上記(7)式の演算は前記(3)式に比べて除
数が１／ｎになつているので、分解度が悪く、D₁₃ の誤差がR′_xに比較的大きな影響を及ぼす。そこ
で、上記(6)式からD₁₂が最大値Ｎ（すなわち０）
になつたときのD₁₃の値Ｎ／ｎを求め、これによつ て差D₁₃を割算すれば、 D₁₃÷Ｎ／ｎ＝R_y …(8) となり、R_yの精度は(3)式のR_xの精度と同じにな
る。ここで、(7)式と(8)式から、次の関係が導かれ
る。 R' _x = D ₁₃ ÷ N/n ² ...(7) However, since the divisor in the above equation (7) is 1/n compared to the above equation (3), the resolution is poor and D ₁₃ errors have a relatively large effect on R′ _x . Therefore, from equation (6) above, D ₁₂ is the maximum value N (i.e. 0)
Find the value N/n of D ₁₃ when it becomes , and divide the difference D ₁₃ by this, D ₁₃ ÷ N/n = R _y (8), and the accuracy of R _y is (3 ) is the same as the precision of R _x in formula. Here, the following relationship is derived from equations (7) and (8).

R′_x＝R_y・ｎ …(9) すなわち、(8)式によつて求めた値R_yは絶対回
転数R′_xの１／ｎの値であり、いわば、主軸が原点か ら数えてｎ回転する毎に１増加する値である。一
方、前記(3)式によつて差D₁₂にもとづき求めた値
R_xは前述の通りｎ回転までの絶対回転数しか示
さず、ｎ回転以上の絶対回転数に対しては０から
ｎ（ただしｎは０と等価値であるため、厳密には
「ｎ−１」）までの値を繰返す。従つて、(8)式によ
つて求めたR_yの整数部を絶対回転数のｎ回転を
１単位とする上位の絶対回転数とし、(3)式によつ
て求めたR_xの整数部を絶対回転数１回転を１単
位とする下位の絶対回転数とし、両者を組合せれ
ば、広範囲で絶対回転数を検出することができ
る。この組合せによつて求めた絶対回転数R′_xは
次のように表わせる。 R′ _x = R _y・n …(9) In other words, the value R _y obtained by equation (8) is the value of 1/n of the absolute rotation speed R′ _x , so to speak, when the main axis is counted from the origin. This is a value that increases by 1 every n rotations. On the other hand, the value obtained based on the difference D ₁₂ using the above equation (3)
As mentioned above, R _x only indicates the absolute rotation number up to n rotations, and for the absolute rotation number of n rotations or more, it ranges from 0 to n (however, since n is equivalent to 0, strictly speaking, it is "n-1"). ”) is repeated. Therefore, the integer part of R _y obtained by equation (8) is taken as the upper absolute rotation number where n rotations of the absolute rotation number is one unit, and the integer part of R _x obtained by equation (3) If the absolute rotational speed is set to a lower absolute rotational speed with one absolute rotational rotation as one unit, and the two are combined, the absolute rotational speed can be detected over a wide range. The absolute rotational speed R′ _x obtained from this combination can be expressed as follows.

R′_x＝R_yΓｎ＋R_x …(10) 尚、上記(8)式で、 D₁₃＝D₁−D₃ …(11) であるが、上述の(4)式のD₁₂と同様に、単純差
「D₁−D₃」は負の数になることがある。その場
合、上述のD₁₂と同様に、単純差「D₁−D₃」が負
数のときはＮを加算したものを実効的な差D₁₃と
して用いるものとし、かつ実際演算上では特別の
Ｎ加算操作が不要なことも上述の通りである。と
ころで、上記(5)式から、主軸の絶対回転数R′_xが
n²になつたとき、差D₁₃はＮ（すなわち０）とな
り、それ以上の絶対回転数の検出は不可能とな
る。従つて、第３のロータリエンコーダRE３を
追加した場合は、絶対回転数検出範囲はn²回転ま
で拡大される。 R' _x = R _y Γn + R _x ... (10) In the above equation (8), D ₁₃ = D ₁ - D ₃ ... (11), but similarly to D ₁₂ in the above equation (4), The simple difference "D ₁ - D ₃ " may be a negative number. In that case, as with D ₁₂ above, when the simple difference "D ₁ - _{D 3} " is a negative number, the value obtained by adding N shall be used as the effective difference D ₁₃ , and in actual calculation, the special N As mentioned above, no addition operation is required. By the way, from the above equation (5), the absolute rotation speed R′ _x of the main shaft is
When n ² is reached, the difference D ₁₃ becomes N (that is, 0), and it becomes impossible to detect any further absolute rotational speed. Therefore, when the third rotary encoder RE3 is added, the absolute rotational speed detection range is expanded to ⁿ² rotations.

上述の通り、３つのロータリエンコーダRE１，
RE２，RE３から出力される１回転内の絶対回転
位置検出信号D₁，D₂，D₃にもとづき、前記(3)式
及び(8)式の演算を実行すれば、原点からn²回転ま
での多回転型絶対回転位置を求めることができ
る。その場合の多回転型絶対回転位置信号のフオ
ーマツトはD₁，R_x，R_yから成り、かつ、第１の
エンコーダRE１の出力D₁を最下位の重みとし、
前記(3)式で求めたR_xをD₁の上位の重みとし、前
記(8)式で求めたR_yをR_xの上位の重みとするもの
である。従つて、これら３種のデータD₁，R_x，
R_yの組合せによる絶対回転位置検出信号は、１
回転をＮ分割した精度で、n²回転までの絶対回転
位置を表現することができるものである。第２図
は前記(3)及び(8)式の演算を実行する基本的な回路
構成ブロツク図で示したもので、５及び６は引算
器、７及び８は割算器、である。 As mentioned above, the three rotary encoders RE1,
Based on the absolute rotational position detection signals D ₁ , D ₂ , and D ₃ within one rotation output from RE2 and RE3, if the calculations of equations (3) and (8) above are executed, it is possible to reach n ² rotations from the origin. The multi-rotation type absolute rotational position of can be determined. In that case, the format of the multi-rotation type absolute rotational position signal consists of D ₁ , R _x , R _y , and the output D ₁ of the first encoder RE1 is given the lowest weight,
R _x calculated using the above formula (3) is set as a higher weight than D ₁ , and R _y calculated using the above formula (8) is set as a higher weight than R _x . Therefore, these three types of data D ₁ , R _x ,
The absolute rotational position detection signal based on the combination of R _y is 1
It is possible to express the absolute rotational position up to n ² rotations with the precision of dividing the rotation into N. FIG. 2 shows a basic circuit configuration block diagram for executing the calculations of equations (3) and (8), in which 5 and 6 are subtracters, and 7 and 8 are dividers.

尚、定数Ｎ及びｎは適宜定めることができる
が、精度を上げるためにはＮは比較的大きな値で
あるのが普通であり、検出範囲を拡げるにはｎも
比較的大きな値であることが望ましい。しかし、
ｎをＮにあまり近づけると前記(3)及び(8)式の除数
Ｎ／ｎが小さくなり、R_x，R_yの精度が悪くなる。ま た、演算の都合上、ｎはＮの約数であれば好まし
い。以上のような点を考慮し、好ましい一例とし
てＮ＝n²となるように各定数Ｎ，ｎを定めるとよ
い。例えば、Ｎ＝1024のときｎ＝32とすれば、１
回転当り1024分割の精度で、1024回転の範囲で絶
対回転位置を検出することが可能となる。 Although the constants N and n can be determined as appropriate, it is normal for N to be a relatively large value in order to increase accuracy, and n also to be a relatively large value in order to expand the detection range. desirable. but,
If n is made too close to N, the divisor N/n in equations (3) and (8) will become small, and the accuracy of R _x and R _y will deteriorate. Further, for convenience of calculation, it is preferable that n be a divisor of N. Considering the above points, as a preferable example, each constant N and n may be determined so that N=n ² . For example, if N=1024 and n=32, then 1
With an accuracy of 1024 divisions per rotation, it is possible to detect the absolute rotational position within a range of 1024 rotations.

上述では、第１と第２のロータリエンコーダ
RE１，RE２の間では「ｎ−１対ｎ」の比率で減
速し、RE２とRE３の間では「ｎ＋１対ｎ」の比
率で増速しているが、逆に、RE１とRE２の間で
は「ｎ対ｎ−１」の比率で増速し、RE２とRE３
の間では「ｎ対ｎ＋１」の比率で減速するように
してもよい。その場合の演算式は前記(1)乃至(11)
式と全く同一ではないにしてもこれらの類推によ
つて容易に導くことができるが、ここでは特に示
さない。また、各エンコーダRE１，RE２，RE
３の間の増減比を「ｎ−１対ｎ」あるいは「ｎ＋
１対ｎ」とせずに、「ｎ−ａ対ｎ」あるいは「ｎ
＋ａ対ｎ」としてもよい。但し、ａはｎよりも十
分小さく、かつｎの約数であるとする。その場
合、前記(3)式及び(8)式の除数はaN／ｎとする。 In the above, the first and second rotary encoders
Between RE1 and RE2, the speed decreases at a ratio of "n-1 to n", and between RE2 and RE3, the speed increases at a ratio of "n+1 to n", but conversely, between RE1 and RE2, the speed increases at a ratio of "n-1 to n". The speed increases at a ratio of ``n to n-1'', and RE2 and RE3
The speed may be decelerated at a ratio of "n to n+1" between the two. In that case, the calculation formulas are (1) to (11) above.
Although it is not exactly the same as the formula, it can be easily derived by these analogies, but it is not specifically shown here. Also, each encoder RE1, RE2, RE
The increase/decrease ratio between 3 and 3 is "n-1 to n" or "n+
Instead of “1 to n”, “n-a to n” or “n
+a to n”. However, it is assumed that a is sufficiently smaller than n and is a divisor of n. In that case, the divisor of equations (3) and (8) above is aN/n.

ところで、単に前記(3)式、(8)式だけで絶対回転
数R_x，R_yを求めると、それとエンコーダ出力D₁
とを組合せたとき次のような誤りが生ずることが
ある。例えばＮ＝1024，ｎ＝32とし、主軸の回転
が１回転目から２回転目に切換わる部分の各エン
コーダ出力D₁，D₂の状態を第３図ａ，ｂ，ｃに
夫々示す。同図ａは各エンコーダ出力D₁，D₂，
D₃に誤差が生じていない場合を示し、同図ｂは
エンコーダ出力D₂に進み方向に誤差が生じてい
る場合を示し、同図ｃはエンコーダ出力D₂に遅
れ方向に誤差が生じている場合を示す。ａに示す
ように、正常な場合でも回転数の切換り直前の或
る範囲では「D₁−D₂」が「32すなわちｎ」とな
る部分が一部に生じ、この部分では前記(3)式によ
つて求めた回転数R_xが「１」となつてしまう。
これは、理論上「D₁−D₂」はD₁，D₂の変化に伴
つて連続的に変化する数ではあるが、「D₁−D₂」
の変化ステツプはD₁のｎステツプにつき１ステ
ツプであり、かつD₁とD₂の変化ステツプは一致
しているわけではなく徐々にくずれてゆくため、
「D₁−D₂」の理論上の１変化ステツプ（つまりD₁
のｎステツプ）の間、実際の「D₁−D₂」は一定
値を維持するわけでなく、理論上の値とその値に
１プラスした値とを交互に繰返し、次第に１プラ
スした値の方が現われる比率が高くなり、やがて
理論上の変化ステツプが切換わるとき実際の
「D₁−D₂」も理論値（前ステツプの理論値に１プ
ラスした値）に切換わる、ということに起因す
る。従つて、D₁₂の理論値が31から32に切換わる
範囲つまり「992D₁1023（一般的にはＮ−ｎ
D₁Ｎ−１）」の範囲では、第３図ａのように
D₁₂＝ｎ＝32となることもある。そのため、例え
ば、D₁＝1023，D₂＝991の位置は本当は１回転目
（R_x＝０）の1023番地目であるが、単純に前記(3)
式を適用すると、D₁₂＝32によつてR_x＝１とな
り、２回転目の1023番地目となつてしまう。ま
た、同図ｂに示すような誤差が生じている場合
は、D₁＝０，D₂＝992の位置では単純に前記(3)式
を適用してもR_x＝１となり、２回転目の０番地
目という正しい絶対回転位置が求まるが、D₁＝
０，D₂＝993の位置では単純に(3)式を適用すると
R_x＝０となり、１回転目の０番地目つまり原点
という誤まつた位置が求められてしまう。また、
同図ｃに示すような誤差が生じている場合は、
D₁＝1023，D₂＝990の位置では１回転目の1023番
地目であるにもかかわらず、単純に(3)式を適用す
るとR_x＝１となり、２回転目の1023番地目にな
つてしまう。 By the way, if we simply calculate the absolute rotational speeds R _x and R y using equations (3) and (8) above, we can calculate the absolute rotational speeds R x and R _y using the above equations and the encoder output D ₁
When combining these, the following errors may occur. For example, when N=1024 and n=32, the states of the encoder outputs D ₁ and D ₂ at the portion where the rotation of the main shaft switches from the first rotation to the second rotation are shown in FIGS. 3a, b, and c, respectively. Figure a shows each encoder output D ₁ , D ₂ ,
Figure b shows a case where there is no error in encoder output _D3 , figure c shows a case where encoder output _D2 has an error in the forward direction, and figure c shows an error in encoder output _D2 in the delay direction. Indicate the case. As shown in a, even under normal conditions, there is a part where "D ₁ - D ₂ " becomes "32, that is, n" in a certain range immediately before the rotation speed is changed, and in this part, the above (3) The rotation speed R _x obtained by the formula becomes "1".
This is because, although theoretically "D ₁ - _{D 2} " is a number that changes continuously as D ₁ and D ₂ change, "D ₁ - _{D 2} "
The change step is 1 step for every n steps of D ₁ , and the change steps of D ₁ and D ₂ are not the same and gradually collapse, so
The theoretical one-change step of “D ₁ − D ₂ ” (that is, D ₁
n steps), the actual "D ₁ - _{D 2} " does not maintain a constant value, but alternates between the theoretical value and the value plus 1, and gradually increases to the value plus 1. This is due to the fact that when the theoretical change step changes, the actual "D ₁ - D ₂ " also switches to the theoretical value (the value obtained by adding 1 to the theoretical value of the previous step). do. Therefore, the range in which the theoretical value of D ₁₂ switches from 31 to 32, that is, "992D ₁ 1023 (generally N-n
D ₁ N-1)", as shown in Figure 3 a.
It is also possible that D ₁₂ =n=32. Therefore, for example, the position D ₁ = 1023, D ₂ = 991 is actually the 1023rd address of the first rotation (R _x = 0), but it is simply the above (3)
When the formula is applied, R _x =1 due to D ₁₂ =32, resulting in the 1023rd address of the second rotation. Furthermore, if there is an error as shown in Figure b, even if you simply apply equation (3) above at the positions D ₁ = 0 and D ₂ = 992, R _x = 1, and the second rotation The correct absolute rotational position of address 0 can be found, but D ₁ =
At the position of 0, D ₂ = 993, simply applying equation (3)
R _x =0, and the erroneous position of the 0th address of the first rotation, that is, the origin, is determined. Also,
If there is an error as shown in c in the same figure,
At the positions D ₁ = 1023 and D ₂ = 990, even though it is the 1023rd address of the first rotation, if you simply apply equation (3), R _x = 1, and it becomes the 1023rd address of the second rotation. I end up.

上述のような誤動作を改善するために、前記(3)
式でD₁₂をそのまま用いずに、主軸の回転位置す
なわちエンコーダRE１の出力D₁の範囲に応じて
下記のように変更して用いるものとする。 In order to improve the malfunctions mentioned above, (3)
In the equation, D ₁₂ is not used as is, but is changed as follows depending on the rotational position of the main shaft, that is, the range of the output D ₁ of encoder RE1.

０D₁511 （一般的には０D₁Ｎ／２−１）のとき R_x＝（D₁₂＋ｋ）÷Ｎ／ｎ …（３−１） 512D₁1023 （一般的にはＮ／２D₁Ｎ−１）のとき R_x＝（D₁₂−ｋ）÷Ｎ／ｎ …（３−２） 但し、ｋは許容誤差範囲に応じて任意に設定す
る整数である。例えば、８分割単位までの誤差を
許容する場合はｋ＝８に設定する。 When 0D ₁ 511 (generally 0D ₁ N/2-1) R _x = (D ₁₂ +k)÷N/n...(3-1) 512D ₁ 1023 (generally N/2D ₁ N- In the case of 1), R _x = (D ₁₂ −k)÷N/n (3-2) where k is an integer arbitrarily set according to the allowable error range. For example, if an error of up to 8 division units is allowed, set k=8.

前記(3)式を上記（３−１）式または（３−２）
式のように変更することにより、上述の誤動作が
次のように改善される。まず、第３図ａの場合、
回転数の切換わり直前の回転角度範囲は「512
D₁1023」に当てはまり、上記（３−２）式を
適用して、「D₁−D₂＝D₁₂」から定数ｋ（例えば
８）を引算したものを定数Ｎ／ｎで割算する。そう すると、例えばD₁＝1023，D₂＝991の位置では、
「D₁₂−ｋ＝1023−991−８＝24」となるため、R_x
＝０となり、１回転目の1023番地という正しい位
置が求められる。また、第３図ａの場合の「０
D₁511」の範囲では上記（３−１）式を適用
し、例えばD₁＝０，D₂＝992の位置では「D₁₂＋
ｋ＝1024−992＋８＝40」となるためR_x＝１とな
り、問題なく正しい回転位置が求まる。第３図ｂ
の場合、誤差の影響を受ける回転数切換わり直後
の範囲では上記（３−１）式が適用され、例えば
D₁＝０，D₂＝993の位置では「D₁₂＋ｋ＝1024−
993＋８＝39」となるためR_x＝１となり、正しい
位置が求まる。また、誤差の影響を受けない領域
で上記（３−１）または（３−２）式が適用され
ても支障なく正しい位置が求まる。第３図ｃの場
合、誤差の影響を受ける回転数切換わり直前の範
囲では上記（３−２）式が適用され、例えばD₁
＝1023，D₂＝990の位置では「D₁₂−ｋ＝1023−
990−８＝25」となるためR_x＝０となり、正しい
位置が求まる。また、誤差の影響を受けない領域
で上記（３−１）または（３−２）式が適用され
ても支障なく正しい位置が求まる。 The above formula (3) is replaced with the above formula (3-1) or (3-2).
By changing the equation as shown below, the above-mentioned malfunction can be improved as follows. First, in the case of Figure 3a,
The rotation angle range just before the rotation speed changes is 512.
D ₁ 1023", apply the above formula (3-2) and subtract the constant k (e.g. 8) from "D ₁ - D ₂ = D ₁₂ " and divide it by the constant N/n. . Then, for example, at the positions D ₁ = 1023 and D ₂ = 991,
“D ₁₂ −k=1023−991−8=24”, so R _x
= 0, and the correct position of address 1023 of the first rotation can be found. Also, in the case of Figure 3 a, “0
In the range of "D ₁ 511", the above formula (3-1) is applied, and for example, in the position of D ₁ = 0, D ₂ = 992, "D ₁₂ +
k=1024-992+8=40'', so R _x =1, and the correct rotational position can be found without any problem. Figure 3b
In the case of , the above formula (3-1) is applied in the range immediately after the rotation speed change which is affected by the error, for example,
At the position D ₁ = 0, D ₂ = 993, “D ₁₂ +k = 1024−
993+8=39'', so R _x =1 and the correct position can be found. Further, even if the above equation (3-1) or (3-2) is applied in a region that is not affected by errors, the correct position can be found without any problem. In the case of Fig. 3c, the above formula (3-2) is applied in the range immediately before the rotation speed change which is affected by the error, for example, D ₁
= 1023, D ₂ = 990 position “D ₁₂ −k=1023−
990-8=25'', so R _x =0, and the correct position can be found. Further, even if the above equation (3-1) or (3-2) is applied in a region that is not affected by errors, the correct position can be found without any problem.

１回転毎の切換わり直前または直後に生ずるおそ
れのあるD₁₂に関連する上述の誤動作と同様の誤
動作がD₁₃に関しても生じることがある。但し、
D₁₃の場合は、D₁₂の桁上り（すなわちD₁₂がＮ−
１からＮ＝０に切換わるとき）の直前または直後
にそのような誤動作が生じるおそれがある。そこ
で、その誤動作を改善するために上述と同様に、
前記(8)式でD₁₃をそのまま用いずに、D₁₂の範囲
に応じて下記のように変更して用いるものとす
る。Malfunctions similar to those described above with respect to D ₁₂ may occur with respect to D ₁₃ , which may occur just before or after the rotation-by-rotation changeover. however,
In the case of D ₁₃ , there is a carry of D ₁₂ (that is, D ₁₂ is N−
There is a possibility that such a malfunction may occur immediately before or after the switching from N=1 to N=0. Therefore, in order to improve this malfunction, as mentioned above,
In the above formula (8), D ₁₃ is not used as is, but is used with the following changes depending on the range of D ₁₂ .

０D₁₂511 （一般的には０D₁₂Ｎ／２−１）のとき R_y＝（D₁₃＋ｋ）÷Ｎ／ｎ …（８−１） 512D₁₂1023 （一般的にＮ／２D₁₂Ｎ−１）のとき R_y＝（D₁₃−ｋ）÷Ｎ／ｎ …（８−２） 前記（３−１），（３−２），（８−１），（８−
２）式を実行するようにするには第２図を第４図
のように変更すればよい。引算器５，６と割算器
７，８との間に加算器９，１０を夫々設け、一
方、比較器１１，１４でD₁，D₁₂がどの範囲に属
するかを判別し、その判別結果に応じてゲート１
２または１３，１５または１６を開放して「＋
ｋ」または「−ｋ」を加算器９，１０に与え、
D₁₂及びD₁₃にｋを加算もしくは減算する。尚、
前記（３−１），（３−２），（８−１），（８−２）
式を適用するD₁の範囲を回転数切換わり直前、
直後の比較的狭い範囲に限り、それ以外の範囲で
は(3)式、(8)式を用いてもよいのは勿論である。 When 0D ₁₂ 511 (generally 0D ₁₂ N/2-1) R _y = (D ₁₃ +k)÷N/n...(8-1) 512D ₁₂ 1023 (generally N/2D ₁₂ N-1 ) when R _y = (D ₁₃ -k)÷N/n...(8-2) (3-1), (3-2), (8-1), (8-2)
2) In order to execute the formula, it is sufficient to change FIG. 2 as shown in FIG. 4. Adders 9 and 10 are provided between subtracters 5 and 6 and dividers 7 and 8, respectively, and comparators 11 and 14 determine to which range D ₁ and D ₁₂ belong, and Gate 1 according to the discrimination result
Open 2 or 13, 15 or 16 and select “+
k" or "-k" to adders 9 and 10,
Add or subtract k to D ₁₂ and D ₁₃ . still,
(3-1), (3-2), (8-1), (8-2) above
The range of D ₁ to which the formula is applied is immediately before the rotation speed is changed,
Of course, equations (3) and (8) may be used only in a relatively narrow range immediately after, and in other ranges.

尚、エンコーダ出力D₁，D₂，D₂に全く誤差が
ない場合は第３図ｂ，ｃのような誤りは生じず、
その場合は第３図ａのような誤りのみを考慮すれ
ばよいことはいうまでもない。そのためには、
D₁が「０D₁Ｎ−ｎ」か「Ｎ−ｎD₁Ｎ−
１」のどちらに属するかを判別し、前者のときは
前記(3)式をそのまま用い、後者のときは前記(3)式
でD₁₂の代わりに「D₁₂−１」を用いればよい。
その場合、D₁₃に関しても同様に、「０D₁₂Ｎ
−ｎ」か「Ｎ−ｎD₁₂Ｎ−１」かの判別を行
ない、前記(8)式そのまま、または同式でD₁₃の代
わりに「D₁₃−１」を用いればよい。 Note that if there is no error in the encoder outputs D ₁ , D ₂ , D ₂ , errors like those shown in Figure 3 b and c will not occur.
In that case, it goes without saying that only the error shown in FIG. 3a needs to be considered. for that purpose,
D ₁ is "0D ₁ N-n" or "N-nD ₁ N-
1", and in the former case, use the above equation (3) as is, and in the latter case, use "D ₁₂ -1" in place of D ₁₂ in the above equation (3).
In that case, similarly regarding D ₁₃ , "0D ₁₂ N
-n" or "N-nD ₁₂ N-1", and use "D ₁₃ -1" in the formula (8) as is or in place of D ₁₃ in the same formula.

ロータリエンコーダRE１，RE２，RE３とし
ては、公知の光学式アブソリユートエンコーダあ
るいは特願昭55−147425号明細書に示されたよう
な可変磁気抵抗型の位相シフト式回転角度検出装
置あるいはレゾルバ等、任意のアブソリユートエ
ンコーダを用いることができる。また、回転型に
限らず直線型の検出器を用いてもよい。上記先願
明細書に示されたような可変磁気抵抗型位相シフ
ト式回転角度検出装置を用いて本発明を実施した
一例を第５図及び第６図に示す。 As the rotary encoders RE1, RE2, RE3, a known optical absolute encoder, a variable magnetic resistance type phase shift type rotation angle detection device or a resolver as shown in Japanese Patent Application No. 55-147425, etc. Any absolute encoder can be used. In addition, a linear type detector may be used instead of a rotating type detector. FIGS. 5 and 6 show an example in which the present invention is implemented using a variable magnetoresistive phase shift type rotation angle detection device as shown in the above-mentioned specification of the prior application.

第５図において、VRE１，VRE２，VRE３は
可変磁気抵抗型位相シフト式回転角度検出装置の
センサー部分（以下単にセンサーという）を夫々
示すもので、第１図のRE１，RE２，RE３に相
当するものである。第６図ａはこれら３つのセン
サーVRE１，VRE２，VRE３を搭載した検出装
置の構造を示す軸方向断面図であり、同図ｂは該
検出装置をギア機構の側から見た正面略図、同図
ｃは１つのセンサーVRE１の径方向断面図であ
る。第６図ａで、第１のセンサーVRE１と第２
のセンサーVRE２は断面で示してあるが、第３
のセンサーVRE３は現われていない。１７は検
出対象たる主軸１８を取付ける中心軸であり、そ
こにギア１が設けられており、同軸に第１のセン
サーVRE１が取付けられている。第２のセンサ
ーVRE２の回転軸１９にギア２及び３が設けら
れており、ギア２は１に噛合つている。ギア３は
第６図ｂに示すように第３のセンサーVRE３の
ギア４に噛合つている。各ギア１〜４の歯数は第
１図と同様にｎ−１，ｎ，ｎ＋１，ｎである。２
０，２１は軸受け、２２，２３はVRE１，VRE
２のステータ鉄心、２４，２５はVRE１，VRE
２のロータ鉄心、である。 In Fig. 5, VRE1, VRE2, and VRE3 respectively indicate the sensor parts (hereinafter simply referred to as sensors) of the variable magnetic resistance type phase shift type rotation angle detection device, and correspond to RE1, RE2, and RE3 in Fig. 1. It is. Figure 6a is an axial sectional view showing the structure of a detection device equipped with these three sensors VRE1, VRE2, and VRE3, and Figure 6b is a schematic front view of the detection device seen from the gear mechanism side. c is a radial cross-sectional view of one sensor VRE1. In Figure 6a, the first sensor VRE1 and the second
The sensor VRE2 is shown in cross section, but the third sensor VRE2 is shown in cross section.
Sensor VRE3 does not appear. Reference numeral 17 denotes a central shaft to which a main shaft 18 to be detected is attached, a gear 1 is provided there, and a first sensor VRE1 is attached to the same axis. Gears 2 and 3 are provided on the rotating shaft 19 of the second sensor VRE2, and gear 2 meshes with gear 1. The gear 3 meshes with the gear 4 of the third sensor VRE3, as shown in FIG. 6b. The number of teeth of each gear 1 to 4 is n-1, n, n+1, and n as in FIG. 1. 2
0, 21 are bearings, 22, 23 are VRE1, VRE
2 stator core, 24 and 25 are VRE1 and VRE
2 rotor core.

第６図ｃに示すように、センサーVRE１は、
ステータ２２に複数の極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを具えて
おり、各極Ａ〜Ｄに１次コイル１Ａ〜１Ｄと２次
コイル２Ａ〜２Ｄとを巻回している。ロータ２４
は、一例として偏心ロータであり、回転角度に応
じて各極のリラクタンスを変化させる形状であ
る。半径方向で対を成している極Ａ，Ｃ及びＢ，
Ｄの一方の１次コイル１Ａ，１Ｃを正弦波信号で
励磁し、他方の１次コイル１Ｂ，１Ｄを余弦波信
号で励磁すると、２次コイル２Ａ〜２Ｄの合成出
力Y₁として下記の信号が得られる。他のエンコ
ーダVRE２，VRE３も同様の構造であり、２次
出力Y₂，Y₃として下記の信号が得られる。 As shown in FIG. 6c, the sensor VRE1 is
The stator 22 includes a plurality of poles A, B, C, and D, and primary coils 1A to 1D and secondary coils 2A to 2D are wound around each pole A to D. Rotor 24
is an eccentric rotor, as an example, and has a shape that changes the reluctance of each pole depending on the rotation angle. radially paired poles A, C and B,
When one primary coil 1A, 1C of D is excited with a sine wave signal and the other primary coil 1B, 1D is excited with a cosine wave signal, the following signal is obtained as the composite output Y ₁ of the secondary coils 2A to 2D. can get. The other encoders VRE2 and VRE3 have a similar structure, and the following signals are obtained as secondary outputs _Y2 and _Y3 .

Y₁＝sin（ωt−θ₁） Y₂＝sin（ωt−θ₂） Y₃＝sin（ωt−θ₃） …(12) θ₁，θ₂，θ₃は各センサーVRE１〜VRE３の回
転軸２６，１９，２７の回転角度であり、各々の
回転角度に対応する位相角だけ基準交流信号
sinωtを位相シフトした出力Y₁，Y₂，Y₃が夫々
得られる。従つて、これらの出力信号Y₁，Y₂，
Y₃における位相ずれθ₁，θ₂，θ₃を夫々測定するこ
とにより１回転内の回転位置を示す絶対値データ
D₁，D₂，D₃が夫々求まる。 Y ₁ = sin(ωt−θ ₁ ) Y ₂ = sin(ωt−θ ₂ ) Y ₃ = sin(ωt−θ ₃ ) …(12) θ ₁ , θ ₂ , θ ₃ are the rotations of each sensor VRE1 to VRE3 These are the rotation angles of the shafts 26, 19, and 27, and the reference AC signal is adjusted by the phase angle corresponding to each rotation angle.
Outputs Y ₁ , Y ₂ , and Y ₃ are obtained by phase shifting sinωt, respectively. Therefore, these output signals Y ₁ , Y ₂ ,
Absolute value data indicating the rotational position within one rotation by measuring the phase shifts θ ₁ , θ ₂ , θ ₃ at Y ₃
D ₁ , D ₂ , and D ₃ are found respectively.

尚、第６図ｂに現われている第４のセンサー
VRE４は、例えばステータとロータの対向面に
凹凸歯が設けられているものであり、その歯の１
ピツチを１周期（電気的位相シフト角2π）とし
て回転角を検出し得る高分解能型のものである。
この第４のセンサーVRE４のロータ回転軸にギ
ア２８が設けられており、このギア２８はギア１
の回転を１対１で伝達する。この第４のセンサー
VRE４を併設することにより第１のセンサー
VRE１の１回転内の回転角度を更に高分解能で
検出することができる。 Furthermore, the fourth sensor shown in Figure 6b
VRE4, for example, has concave and convex teeth on the opposing surfaces of the stator and rotor, and one of the teeth
This is a high-resolution type device that can detect the rotation angle using one pitch period (electrical phase shift angle 2π).
A gear 28 is provided on the rotor rotation axis of this fourth sensor VRE4, and this gear 28 is connected to the gear 1.
The rotation is transmitted one-to-one. This fourth sensor
By installing VRE4, the first sensor
The rotation angle within one rotation of VRE 1 can be detected with even higher resolution.

第５図において、カウンタ３０はクロツク発振
器２９の出力クロツクパルスをカウントする。そ
のカウント出力の一部が正弦波発生器３１と余弦
波発生器３２に与えられ、カウント出力にもとづ
きそのカウント出力に同期した正弦波信号sinωt
と余弦波信号cosωtが発生される。これらの信号
は前述の通り、各センサーVRE１〜VRE３及び
VRE４の１次側に供給される。その２次側出力
信号Y₁，Y₂，Y₃，Y₄はゼロクロスコンパレータ
３３〜３６で矩形波に波形整形されてマルチプレ
クサ３７に加えられる。マルチプレクサ３７は制
御回路３８から与えられる時分割タイミング信号
T₁〜T₄に従つて各コンパレータ３３〜３６の出
力信号を時分割的に順次選択し、ラツチ回路３９
のロード制御入力に与える。ラツチ回路３９のデ
ータ入力にはカウンタ３０のカウント出力が与え
られており、マルチプレクサ３７から与えられた
矩形波信号の立上り（つまりセンサーVRE１〜
VRE４の出力信号Y₁〜Y₄の電気的位相角零）に
同期して該カウント値をラツチする。こうしてラ
ツチ回路３９には時分割タイミング信号T₁〜T₄
によつて選択された１つのセンサー出力信号Y₁
〜Y₄と基準交流信号との位相ずれに対応するカ
ウント値つまり該センサーによる位置検出データ
（D₁，D₂，D₃，D₄のいずれか１つ）がラツチさ
れる。 In FIG. 5, counter 30 counts the output clock pulses of clock oscillator 29. In FIG. A part of the count output is given to the sine wave generator 31 and the cosine wave generator 32, and based on the count output, a sine wave signal sinωt synchronized with the count output
and a cosine wave signal cosωt is generated. As mentioned above, these signals are transmitted to each sensor VRE1 to VRE3 and
Supplied to the primary side of VRE4. The secondary side output signals Y ₁ , Y ₂ , Y ₃ , Y ₄ are waveform-shaped into rectangular waves by zero-cross comparators 33 to 36 and applied to a multiplexer 37 . The multiplexer 37 receives a time division timing signal from the control circuit 38.
The output signals of the comparators 33 to 36 are sequentially selected in a time-division manner according to T ₁ to _{T 4} , and the latch circuit 39
to the load control input. The count output of the counter 30 is given to the data input of the latch circuit 39, and the rising edge of the rectangular wave signal given from the multiplexer 37 (that is, the sensor VRE1~
The count value is latched in synchronization with the electrical phase angle (zero) of the output signals _Y1 to _Y4 of the VRE4. In this way, the latch circuit 39 receives the time division timing signals _T1 to _T4.
One sensor output signal selected by Y ₁
A count value corresponding to the phase shift between ~ _Y4 and the reference AC signal, that is, position detection data (any one of _D1 , _D2 , _D3 , _D4 ) by the sensor is latched.

ラツチ回路３９の出力は並列入力直列出力型シ
フトレジスタ４０に入力される。シフトレジスタ
４０は制御回路３８によつて制御されて、例えば
各センサーの時分割タイミングの終りでラツチ回
路３９の出力（当該センサー位置検出データ）を
並列的にロードし、ロードしたデータを所定のシ
フトクロツクに従つてシフトし、直列的に出力す
る。 The output of the latch circuit 39 is input to a parallel input serial output type shift register 40. The shift register 40 is controlled by the control circuit 38, and for example, loads the output of the latch circuit 39 (sensor position detection data) in parallel at the end of the time division timing of each sensor, and transfers the loaded data to a predetermined shift clock. Shift according to and output serially.

一例として、カウンタ３０は10ビツトバイナリ
カウンタ、ラツチ回路３９も10ビツトであり、各
センサーの位置検出データは10ビツトのデイジタ
ル値で表現される。シフトレジスタ４０の段数は
10プラスα（αは任意の数）であり、10ビツトの
位置検出データをシフトレジスタ４０に並列的に
取り込む際にセンサー番号を示すデータ及びその
他必要なデータを制御回路３８の側からシフトレ
ジスタ４０に与えるようにしている。シフトレジ
スタ４０の直列出力ライン４１に与えられる直列
データのフオーマツトは例えば第７図のようであ
る。先頭の１ビツトはスタートビツトSBであり
常に“１”である。引き続くビツトＢ９〜Ｂ０は
10ビツトから成る位置検出データ（そのときの時
分割タイミングに応じてD₁〜D₄のいずれか）で
あり、S₁，S₀はセンサー番号データであり、この
２ビツトS₁，S₀で４つのセンサーVRE１〜VRE
４のうちどれであるかを指示する。Ｐはパリテイ
ビツトであり、位置検出データビツトＢ９〜Ｂ０
とセンサー番号データビツトS₁，S₀のうち信号
“１”のビツトが奇数個のときこのビツトＰが
“１”となる。パリテイビツトＰに続く２ビツは
常に“０”であり、直列データの終わりを示す。
こうして、直列データは16ビツト構成から成る。 As an example, the counter 30 is a 10-bit binary counter, the latch circuit 39 is also a 10-bit counter, and the position detection data of each sensor is expressed as a 10-bit digital value. The number of stages of the shift register 40 is
10 plus α (α is an arbitrary number), and when taking in 10-bit position detection data to the shift register 40 in parallel, data indicating the sensor number and other necessary data are transferred from the control circuit 38 side to the shift register 40. I try to give it to The format of the serial data applied to the serial output line 41 of the shift register 40 is as shown in FIG. 7, for example. The first bit is the start bit SB and is always "1". Subsequent bits B9 to B0 are
The position detection data consists of 10 bits (any of D ₁ to _{D 4} depending on the time division timing at that time), and S ₁ and S ₀ are sensor number data, and these 2 bits S ₁ and S ₀ 4 sensors VRE1~VRE
Indicate which one of the four. P is a parity bit, and position detection data bits B9 to B0
When the number of signal "1" bits among the sensor number data bits S ₁ and S ₀ is an odd number, this bit P becomes "1". The two bits following parity bit P are always "0" and indicate the end of serial data.
Thus, the serial data consists of 16 bits.

この直列データは光送信部４２に与えられ、光
信号に変換される。変換された光信号は光フアイ
バ４３を介して伝送され、適宜離隔された地点の
光受信部４４に至り、電気信号に変換される。電
気信号に戻された直列データは直列入力並列出力
型のシフトレジスタ４５に与えられ、並列データ
に変換され、演算装置４６に入力される。演算装
置４６は、マイクロコンピユータあるいはハード
ワイヤードロジツクから成り、各センサーVRE
１〜VRE４の位置検出データD₁〜D₄をストアす
るためのレジスタＲ１〜Ｒ４を含んでいる。シフ
トレジスタ４５から与えられた並列データのうち
位置検出データがセンサー番号データに従つてレ
ジスタＲ１〜Ｒ４の何れかにストアされる。そし
て演算装置４６では、各レジスタＲ１，Ｒ２，Ｒ
３にストアされた第１〜第３のセンサーの位置検
出データD₁，D₂，D₃と所定の演算定数Ｎ，ｎ，
Ｎ／ｎ，ｋ等にもとづき前記(4)式及び(11)式及び（３ −１）式または（３−２）式及び（８−１）式ま
たは（８−２）式の演算及びそれに附随するD₁
の範囲の比較判断等（つまり、第２図、第４図の
演算）を実行し、n²回転の範囲の絶対回転位置す
データD₁，R_x，R_yを出力する。 This serial data is given to the optical transmitter 42 and converted into an optical signal. The converted optical signal is transmitted via an optical fiber 43, reaches an optical receiving section 44 at a location appropriately separated, and is converted into an electrical signal. The serial data returned to the electrical signal is applied to a serial input/parallel output type shift register 45, converted to parallel data, and input to the arithmetic unit 46. The computing unit 46 consists of a microcomputer or hard-wired logic, and is connected to each sensor VRE.
It includes registers R1 to R4 for storing position detection data _D1 to _D4 of VRE1 to VRE4. Among the parallel data given from the shift register 45, position detection data is stored in one of the registers R1 to R4 according to the sensor number data. In the arithmetic unit 46, each register R1, R2, R
_{3 and} predetermined _calculation constants N, n,
Based on N/n, k, etc., calculate the above equations (4) and (11) and (3-1) or (3-2) and (8-1) or (8-2), and accompanying D ₁
(that is, the calculations shown in FIGS. 2 and 4), and outputs absolute rotational position data D ₁ , R _x , and R _y in the range of n ² rotations.

第５図の例では各センサーによる個別の位置検
出データD₁〜D₄を光伝送し、その後絶対位置算
出演算を行なうようにしているが、絶対位置算出
演算を行なつた後光伝送するようにしてもよい。
その一例を第８図に示す。 In the example shown in Fig. 5, the individual position detection data D ₁ to D ₄ from each sensor is optically transmitted, and then the absolute position calculation is performed. You can also do this.
An example is shown in FIG.

第８図では、ラツチ回路３９にラツチされた各
センサーの位置検出データD₁〜D₄を演算装置４
６に入力し、そのときの時分割タイミング（これ
は信号T₁〜T₄で判かる）に応じてレジスタＲ１
〜Ｒ４のいずれかにストアする。そして上述のよ
うに所定の演算を行ない、n²回転の範囲の絶対回
転位置を示すデータD₁，R_x，R_y及びD₄を出力す
る。これらの出力データをシフトレジスタ４０で
直列変換し、光送信部４２で光信号に変換し、光
フアイバ４３によつて伝送する。 In FIG. 8, the position detection data D ₁ to _{D 4} of each sensor latched in the latch circuit 39 are sent to the arithmetic unit 4.
6, and register R1 according to the time division timing (this can be seen from the signals T ₁ to T ₄ ).
~R4. Then, predetermined calculations are performed as described above, and data D ₁ , R _x , R _y and D ₄ indicating the absolute rotational position within the range of n ² rotations are output. These output data are serially converted by a shift register 40, converted into an optical signal by an optical transmitter 42, and transmitted by an optical fiber 43.

第５図または第８図の回路は第６図ａに示すよ
うにセンサーVRE１〜VRE４を搭載した検出装
置ケーシング５２内に一体に組込むことができ
る。第６図ａで、４７は電源コネクタ、４７ａは
端子、４８はハイブリツドIC、４９は光送信部
４２を含む光フアイバ用IC、４９ａはIC４９と
コネクタ５１を結ぶ光フアイバ、５０はステータ
１次コイル及び２次コイルとIC４８，４９を電
気的に接続する配線基板、５１は光フアイバ用コ
ネクタ、である。第５図及び第８図共、光送信部
４２までの構成要素がケーシング５２内に組込ま
れる。 The circuit of FIG. 5 or FIG. 8 can be integrated into a detection device casing 52 carrying sensors VRE1 to VRE4 as shown in FIG. 6a. In FIG. 6a, 47 is a power connector, 47a is a terminal, 48 is a hybrid IC, 49 is an optical fiber IC including the optical transmitter 42, 49a is an optical fiber connecting the IC 49 and the connector 51, and 50 is a stator primary coil. and a wiring board for electrically connecting the secondary coil and the ICs 48 and 49; 51 is an optical fiber connector; In both FIGS. 5 and 8, the components up to the optical transmitter 42 are incorporated into the casing 52.

第６図ａにおける電源コネクタ４７と光フアイ
バ用コネクタ５１の部分を改良し、第９図に示す
ように両コネクタ部を一体のコネクタ５３に組込
むことも可能である。このコネクタ５３に着脱可
能なプラグ５３Ｐの側には電源線と光フアイバ線
とが被覆５４で覆われた状態で一緒に取付けられ
ているが、電源線５５は光フアイバ線５６と一緒
に離隔地まで延びている必要はなく、適宜途中で
分離していてよい。第９図の改良によれば、コネ
クタ５３が一個となるので、電源コネクタ４７と
フアイバ用コネクタ５１が別々に設けられている
場合に比べて、構造が簡単となり、検出部及び電
気回路及び光送信部をケーシング５２内に収納し
て成る検出装置全体のコンパクト化に寄与する。
また１回の着脱操作で電源コネクタ部と光フアイ
バ用コネクタ部の両方が一緒に着脱できるので、
コネクタの着脱操作が楽になる。 It is also possible to improve the power supply connector 47 and optical fiber connector 51 in FIG. 6a and incorporate both connector parts into an integrated connector 53 as shown in FIG. 9. A power line and an optical fiber line are attached to the side of the plug 53P which is removable to this connector 53 while being covered with a sheath 54, but the power line 55 and the optical fiber line 56 are placed in a separate place. It does not need to extend all the way to the end, and may be separated in the middle as appropriate. According to the improvement shown in FIG. 9, since there is only one connector 53, the structure is simpler than when the power connector 47 and the fiber connector 51 are provided separately, and the detection section, electric circuit, and optical transmission This contributes to downsizing of the entire detection device in which the parts are housed in the casing 52.
In addition, both the power connector part and the optical fiber connector part can be connected and disconnected at the same time with a single connection/detachment operation.
Easier to connect and disconnect connectors.

第５図及び第８図の例ではクロツク発振器２９
がケーシング５２内に収納された一組の検出ユニ
ツトに含まれている。そのためこのような検出ユ
ニツトを製造加工工程の各所に多数配置し、これ
らを集中管理しようとする場合、各検出ユニツト
毎に個別にクロツク発振器を設けておくのは不経
済であり、また、各検出ユニツトのクロツク同期
をとる必要があるときなど同期化が面倒である。
そこで、この発明の別の実施例によれば、第１０
図、第１１図に示すように、クロツク発生源５７
を中央管理装置側に設け、このクロツクパルスを
複数の検出ユニツトに光フアイバを介して配給す
ることが提案される。 In the example of FIGS. 5 and 8, the clock oscillator 29
are included in a set of detection units housed within the casing 52. Therefore, when a large number of such detection units are placed at various locations in the manufacturing process and they are to be centrally managed, it is uneconomical to provide a separate clock oscillator for each detection unit, and Synchronization is troublesome when it is necessary to synchronize the clocks of the units.
Therefore, according to another embodiment of the present invention, the tenth
As shown in FIG.
It is proposed to provide a central control unit with a clock pulse and to distribute this clock pulse to a plurality of detection units via optical fibers.

第１０図において、中央管理装置側のクロツク
発生源５７で発生されたクロツクパルスCPは光
送信部５８で光信号に変換され、光フアイバ５９
−１，５９−２…を介して各所に配設された検出
ユニツトに伝送される。１つの検出ユニツト６０
だけ図示し、他は図示を省略する。検出ユニツト
６０において、光フアイバー５９−１のクロツク
パルス光信号は光受信部６１で受信され、電気的
なクロツクパルスCPに変換される。このクロツ
クパルスCPは１次回路６２に与えられ、基準交
流信号sinωt，cosωtが作成される。１次回路６
２は第５図のカウンタ３０、正弦波・余弦波発生
器３１，３２から成る部分に対応するものであ
る。３つの位相シフト型センサーVRE１〜VRE
３は第６図のように構成されている。２次回路６
３は各センサーの出力信号Y₁〜Y₃の電気的位相
角零に応答してサンプリング信号を発生するもの
で、第５図のゼロクロスコンパレータ３３〜３
５、マルチプレクサ３７、制御回路３８の部分に
対応する。２次回路６３で得たサンプリング信号
とそのセンサー番号を示すデータが光送信部６４
に与えられ、光信号に変換され、光フアイバ６５
−１を介して中央管理装置の光受信部６６に与え
られる。 In FIG. 10, a clock pulse CP generated by a clock generation source 57 on the central management device side is converted into an optical signal by an optical transmitter 58, and the clock pulse CP is converted into an optical signal by an optical fiber 59.
-1, 59-2, . . . to detection units disposed at various locations. 1 detection unit 60
Only one part is shown in the figure, and the other parts are omitted. In the detection unit 60, the clock pulse optical signal of the optical fiber 59-1 is received by the optical receiver 61 and converted into an electrical clock pulse CP. This clock pulse CP is applied to the primary circuit 62, and reference AC signals sinωt and cosωt are created. Primary circuit 6
2 corresponds to the portion consisting of the counter 30 and sine wave/cosine wave generators 31 and 32 in FIG. Three phase-shift sensors VRE1 to VRE
3 is constructed as shown in FIG. Secondary circuit 6
3 generates a sampling signal in response to the zero electrical phase angle of the output signals Y ₁ to _{Y 3} of each sensor, and the zero cross comparators 33 to 3 in FIG.
5 corresponds to the multiplexer 37 and control circuit 38. The sampling signal obtained by the secondary circuit 63 and data indicating its sensor number are transmitted to the optical transmitter 64.
is applied to the optical fiber 65, converted into an optical signal, and sent to the optical fiber 65.
-1 to the optical receiver 66 of the central management device.

中央管理装置には、クロツク発生源５７のクロ
ツクパルスCPをカウントする第５図のカウンタ
３０と同様のカウンタ６７と、各検出ユニツト６
０に対応する複数のラツチ回路６８，６９…と、
各検出ユニツト６０に対応する第５図の演算装置
４６と同様のアブソリユート位置データ算出用演
算装置７０，７１…が設けられている。光受信部
６６で受信したサンプリング信号によつて、対応
するラツチ回路６８にカウンタ６７のカウント値
をラツチし、各センサーVRE１〜VRE３の位置
検出データを得る。デコーダ７２は光受信部６６
で受信した信号をデコードし、サンプリング信号
をラツチ回路６８に与え、センサー番号データを
演算装置７０に与える。アブソリユート位置検出
原理は既に述べたものと同様である。 The central control unit includes a counter 67 similar to the counter 30 in FIG.
a plurality of latch circuits 68, 69... corresponding to 0;
Arithmetic units 70, 71, . . . for calculating absolute position data, similar to the arithmetic unit 46 in FIG. 5, corresponding to each detection unit 60 are provided. Based on the sampling signal received by the optical receiver 66, the count value of the counter 67 is latched in the corresponding latch circuit 68, and position detection data of each sensor VRE1 to VRE3 is obtained. The decoder 72 is the optical receiver 66
The received signal is decoded, a sampling signal is provided to a latch circuit 68, and sensor number data is provided to an arithmetic unit 70. The absolute position detection principle is similar to that already described.

第１１図は、光フアイバを介して各検出ユニツ
ト６０にクロツクパルスCPを伝送する点は第１
０図と同じであるが、検出ユニツト６０の側で各
センサーVRE１〜VRE３の位置検出データを求
め、これを光送信部６４で光信号に変換し、光フ
アイバ６５−１を介して中央管理装置側に伝送す
るようにしたものである。検出ユニツト６０は第
５図と同様に構成されており、同一符号は同一機
能の装置を示す。中央管理装置側に設けられたシ
フトレジスタ４５と演算装置４６も第５図と同様
のものである。 In FIG. 11, the point where the clock pulse CP is transmitted to each detection unit 60 via the optical fiber is the first point.
0, the position detection data of each sensor VRE1 to VRE3 is obtained on the detection unit 60 side, converted into an optical signal by the optical transmitter 64, and transmitted to the central management device via the optical fiber 65-1. It is designed to be transmitted to the other side. The detection unit 60 is constructed in the same manner as in FIG. 5, and the same reference numerals indicate devices having the same function. The shift register 45 and arithmetic unit 46 provided on the central management unit side are also similar to those shown in FIG.

第１０図及び第１１図の例のように、クロツク
パルスを１ケ所のクロツク発生源５７から散在し
た複数の検出ユニツト６０に光フアイバを介して
配給するようにしたことにより、各検出ユニツト
側で個別にクロツク源を持つ必要がなくなり、回
路収納スペースの節約及び費用の節約に役立ち、
また複数の検出ユニツトを同期したクロツクで動
作させることができる。更に、光フアイバでクロ
ツクパルスを伝送するようにしたことにより、電
線で伝送する場合に問題となるノイズの影響がな
く、またインピーダンスマツチングの手間も省け
る。また、第１０図の例では、各センサーVRE
１〜VRE３のサンプリング信号を多重伝送する
場合、そのサイクルタイムを短かくすることがで
きる。従つてアブソリユート位置演算の際の時間
遅れを最小限におさえることができ、精度を良く
することができる。 As shown in the examples of FIGS. 10 and 11, by distributing clock pulses from one clock generation source 57 to a plurality of scattered detection units 60 via optical fibers, each detection unit can It eliminates the need to have a clock source, which helps save circuit storage space and costs.
Also, multiple detection units can be operated with synchronized clocks. Furthermore, by transmitting the clock pulses through optical fibers, there is no effect of noise, which would be a problem when transmitting them through electric wires, and the effort of impedance matching can be saved. In addition, in the example of Fig. 10, each sensor VRE
When multiplexing the sampling signals of VRE1 to VRE3, the cycle time can be shortened. Therefore, the time delay during absolute position calculation can be minimized and accuracy can be improved.

この発明を電気モータの回転軸位置検出に用い
る場合、位置検出データのみならず速度データあ
るいは特定回転角度または特定回転角度範囲を示
すコミツテータ信号も一緒に光伝送することがで
き、配線をコンパクト化することができる。その
場合、例えば第６図ａの検出対象軸１８が検出対
象たる電気モータの回転軸であり、このモータ回
転軸に本発明検出装置が取付けられる。ケーシン
グ５２内に収納すべき回路装置は第８図のような
もののほかに更に第１２図に示すように速度検出
回路７３、特定角度信号発生回路７４が追加され
る。速度検出回路７３では第１のセンサーVRE
１による位置検出データＤ１の変化分にもとづき
モータ回転速度を検出し、速度データをデイジタ
ルで出力する。特定角度信号発生回路７４では第
１のセンサーVRE１の位置検出データＤ１と特
定角度または特定角度範囲（例えばモータのブラ
シ位置を示す）情報とを比較し、これにもとづき
特定角度検出信号例えばコミツテータ信号を出力
する。尚、回路７３，７４ではデータＤ１ではな
く演算装置４６で求めたアブソリユート位置デー
タを利用してもよい。多重化装置７５では、演算
装置４６で求めたアブソリユート位置データ、速
度検出回路７３で求めた速度データ、回路７４で
求めた特定角度または角度範囲応答信号、を多重
化（時間的にシリアル化）し、光送信部４２に与
える。このように多種類の信号・データを伝送す
る場合に光フアイバが適している。 When this invention is used to detect the position of the rotating shaft of an electric motor, not only position detection data but also speed data or a commutator signal indicating a specific rotation angle or a specific rotation angle range can be optically transmitted, making the wiring compact. be able to. In that case, for example, the detection target shaft 18 in FIG. 6a is the rotating shaft of an electric motor to be detected, and the detection device of the present invention is attached to this motor rotating shaft. The circuit devices to be housed in the casing 52 include, in addition to those shown in FIG. 8, a speed detection circuit 73 and a specific angle signal generation circuit 74 as shown in FIG. 12. In the speed detection circuit 73, the first sensor VRE
The motor rotational speed is detected based on the change in the position detection data D1 by 1, and the speed data is output digitally. The specific angle signal generation circuit 74 compares the position detection data D1 of the first sensor VRE1 with specific angle or specific angle range information (for example, indicating the motor brush position), and generates a specific angle detection signal, such as a commutator signal, based on this. Output. Note that the circuits 73 and 74 may use absolute position data obtained by the arithmetic unit 46 instead of the data D1. The multiplexing device 75 multiplexes (temporally serializes) the absolute position data obtained by the calculation device 46, the speed data obtained by the speed detection circuit 73, and the specific angle or angle range response signal obtained by the circuit 74. , to the optical transmitter 42. Optical fibers are suitable for transmitting such a wide variety of signals and data.

発明の効果 以上の通りこの発明によれば、広範囲にわたる
絶対位置を精度良く検出することができ、しか
も、検出データを光フアイバによつて伝送するよ
うにしたため誤差なく効率的に伝送することがで
きる。従つて、製造・加工・組立等の工程の各所
に位置検出装置を複数セツト分散配置し、これを
集中管理する場合において、極めて有効に本発明
を適用することができる。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, it is possible to accurately detect an absolute position over a wide range, and since the detected data is transmitted through an optical fiber, it is possible to transmit it efficiently without error. . Therefore, the present invention can be applied very effectively when a plurality of position detection devices are distributed at various locations in manufacturing, processing, assembly, etc. processes and are centrally managed.

特に、検出データを光フアイバによつて伝送す
る構成を採用したことによつて、(1)伝送経路で信
号に外部ノイズがのるおそれがなくなる、(2)延設
された電線に生じるような共振ノイズが一切生じ
ない、(3)遠距離伝送でも信号レベルの減衰が問題
とならない、(4)伝送線を軽量化することができ、
検出器を取付けた機械の振動の影響を受けにく
い、(5)信号を高密度で伝送するのに適しているた
め、複数ビツトの位置検出データの多重化伝送及
び複数検出器の位置検出データの多重化伝送に最
適であり、伝送線（光フアイバ）を１本または少
数にすることができる、これに伴ない断線検知が
楽に行なえる、(6)伝送スピードが速いため、遠隔
地にも素速く検出データを伝送することができ
る、(7)伝送線のコストが安価である、等の種々の
効果を奏する。 In particular, by adopting a configuration in which detected data is transmitted via optical fiber, (1) there is no risk of external noise being added to the signal on the transmission path, and (2) there is no risk of external noise being added to the signal on the extended electric wire. No resonance noise is generated, (3) signal level attenuation is not a problem even during long-distance transmission, and (4) the weight of the transmission line can be reduced.
(5) Suitable for high-density transmission of signals, making it easy to multiplex transmission of multiple bits of position detection data and position detection data of multiple detectors. Ideal for multiplexed transmission, the number of transmission lines (optical fibers) can be reduced to one or a small number, making disconnection detection easy. It has various effects such as being able to transmit detection data quickly and (7) reducing the cost of the transmission line.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はこの発明で用いる絶対位置検出法を原
理的に説明するための概念図、第２図は第１図に
おける演算処理を原理的に示すブロツク図、第３
図は回転数切換り点付近における誤差の可能性を
説明するために第１及び第２のエンコーダの出力
の一例を時間経過に伴つて示す図、第４図は第２
図の演算処理の改良例を原理的に示すブロツク
図、第５図は第１図のロータリエンコーダとして
可変磁気抵抗型の回転角度検出器を用いた場合に
おけるこの発明の一実施例を示す電気的ブロツク
図、第６図ａは第５図に示されたこの発明の一実
施例の機械的構造を示す軸方向断面図、同図ｂは
ａをギア機構の側から見た正面略図、同図ｃはａ
における１つのセンサーの径方向断面拡大図、第
７図は第５図の光送信部に入力される直列的な位
置検出データのフオーマツトを示すタイミングチ
ヤート、第８図は第５図の変更例を示す電気的ブ
ロツク図、第９図は第６図ａのコネクタ部分の改
良例を示す部分断面図、第１０図乃至第１２図は
この発明の別の実施例を示すブロツク図、であ
る。 RE１〜RE３……ロータリエンコーダ、１〜
４，２８……ギア、VRE１〜VRE４……可変磁
気抵抗型の位置センサー、５２……ケーシング、
２６，１９，２７……センサーの回転軸、１８…
…検出対象軸、２１，２０……軸受、２２，２３
……ステータ鉄心、２４，２５……ロータ鉄心、
４６……演算装置、４２……光送信部、４３……
光フアイバ、４４……光受信部、５３……光フア
イバ及び電源線のコネクタ。 Fig. 1 is a conceptual diagram for explaining the principle of the absolute position detection method used in this invention, Fig. 2 is a block diagram showing the principle of the arithmetic processing in Fig. 1, and Fig.
The figure shows an example of the output of the first and second encoders over time in order to explain the possibility of error near the rotation speed switching point.
FIG. 5 is a block diagram showing the principle of an improved example of the arithmetic processing shown in FIG. Block diagram, FIG. 6a is an axial sectional view showing the mechanical structure of one embodiment of the present invention shown in FIG. 5, and FIG. 6b is a schematic front view of a seen from the gear mechanism side. c is a
7 is a timing chart showing the format of serial position detection data input to the optical transmitter of FIG. 5, and FIG. 8 is a modified example of FIG. 5. FIG. 9 is a partial sectional view showing an improved example of the connector portion of FIG. 6a, and FIGS. 10 to 12 are block diagrams showing other embodiments of the present invention. RE1~RE3...Rotary encoder, 1~
4, 28...Gear, VRE1 to VRE4...Variable magnetic resistance type position sensor, 52...Casing,
26, 19, 27...sensor rotation axis, 18...
...Detection target axis, 21, 20...Bearing, 22, 23
...Stator core, 24,25...Rotor core,
46... Arithmetic device, 42... Optical transmitter, 43...
Optical fiber, 44... Optical receiver, 53... Optical fiber and power line connector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 検出対象たる機械的変位に関して夫々異なる
機械的変位量を１周期とする位置検出データを電
気的デイジタル信号にて発生する少なくとも３つ
の検出部と、 各検出部で求めた位置検出データを光信号に変
換する光送信部と、 この光送信部で変換した光信号を伝送する光フ
アイバと、 光フアイバで伝送された光信号を電気信号に変
換する光受信部と、 光受信部で変換された前記各検出部の位置検出
データのうち第１の検出部で発生した第１の位置
検出データと第２の検出部で発生した第２の位置
検出データとの差である第１の差を求める第１の
差演算手段と、 前記第１の差に基づき、前記第１の検出部に関
する前記検出対象の原点からの周期数を決定する
演算を行い、決定した周期数を示す第１の周期数
信号を出力する第１の周期数演算手段と、 光受信部で変換された前記各検出部の位置検出
データのうち前記第１の検出部で発生した第１の
位置検出データと前記検出部のうち第３の検出部
で発生した第３の位置検出データとの差である第
２の差を求める第２の差演算手段と、 前記第２の差に基づき、前記第１の周期数信号
の周期数を決定する演算を行い、決定した周期数
を示す第２の周期数信号を出力する第２の周期数
演算手段と を具え、前記第１の位置検出データ、第１の周期
数信号及び第２の周期数信号の組合せにより、前
記検出対象の原点からの絶対位置を特定するよう
にしたアブソリユート位置検出装置。 ２ 前記複数の検出部は、与えられた機械的変位
に応じて基準交流信号を位相シフトした出力を生
じる複数の位相シフト型センサと、前記検出対象
の機械的変位に対応する運動を異なる伝達比で前
記各センサに伝達する伝達手段と、前記各センサ
の出力信号と前記基準交流信号との位相差を夫々
測定し、この位相差に対応するデータを前記各検
出部の位置検出データとして夫々出力する位相差
測定回路とを含むものである特許請求の範囲第１
項記載のアブソリユート位置検出装置。 ３ 前記複数の検出部及び前記光送信部に対する
電源供給用のコネクタ部及び前記光フアイバ用の
コネクタ部が、これらのコネクタ部を一体に組込
んだコネクタ装置により一緒に着脱し得るように
なつていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項記載のアブソリユート位置検出装
置。 ４ 前記各検出部で求めた位置検出データを時間
的にシリアルなデータ形式で前記光送信部に与え
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
第２項記載のアブソリユート位置検出装置。 ５ 検出対象たる機械的変位に関して夫々異なる
機械的変位量を１周期とする位置検出データを電
気信号にて発生する少なくとも３つの検出部と、 前記各検出部の位置検出データのうち第１の検
出部で発生した第１の位置検出データと第２の検
出部で発生した第２の位置検出データとの差であ
る第１の差を求める第１の差演算手段と、 前記第１の差に基づき、前記第１の検出部に関
する前記検出対象の原点からの周期数を決定する
演算を行い、決定した周期数を示す第１の周期数
信号を出力する第１の周期数演算手段と、 前記各検出部の位置検出データのうち前記第１
の検出部で発生した第１の位置検出データと前記
検出部のうち第３の検出部で発生した第３の位置
検出データとの差である第２の差を求める第２の
差演算手段と、 前記第２の差に基づき、前記第１の周期数信号
の周期数を決定する演算を行い、決定した周期数
を示す第２の周期数信号を出力する第２の周期数
演算手段と、 前記第１の位置検出データ、第１の周期数信号
及び第２の周期数信号の組合せにより、前記検出
対象の原点からの絶対位置を特定するアブソリユ
ート位置データを電気的デイジタル信号にて出力
する出力手段と、 この出力手段から出力された前記アブソリユー
ト位置データを光信号に変換する光送信部と、 この光送信部で変換した光信号を伝送するため
の光フアイバと を具えたアブソリユート位置検出装置。 ６ 前記複数の検出部及び演算手段並びに前記光
送信部に対する電源供給用のコネクタ部及び前記
光フアイバ用のコネクタ部が、これらコネクタ部
を一体に組込んだコネクタ装置により一緒に着脱
し得るようになつていることを特徴とする特許請
求の範囲第５項記載のアブソリユート位置検出装
置。 ７ 前記出力手段は、前記アブソリユート位置デ
ータを時間的にシリアルなデータ形式で前記光送
信部に与えることを特徴とする特許請求の範囲第
５項記載のアブソリユート位置検出装置。 ８ 与えられた機械的変位に応じて基準交流信号
を位相シフトした出力を生じる複数の位相シフト
型センサと、検出対象たる機械的変位を互いに異
なる所定の伝達比で前記各センサに与える伝達手
段と、所定のクロツクパルスにもとづき一定周波
数の前記基準交流信号を作成し、前記各センサに
印加する１次回路と、前記各センサの出力信号の
所定の電気的位相角に応答してサンプリング信号
を夫々発生する２次回路と、外部から光フアイバ
を介して与えられたクロツクパルス光信号を電気
信号に変換して前記１次回路に印加する光受信部
と、前記２次回路で得た各サンプリング信号を光
信号に変換して外部に出力する光送信部とを含む
検出ユニツト、 クロツクパルスを電気的に発生するクロツク発
生源、 このクロツク発生源のクロツクパルスを光信号
に変換して光フアイバを介して前記検出ユニツト
に伝送する手段、 前記検出ユニツトの光送信部から光フアイバを
介して伝送された各サンプリング信号を受信して
電気信号に変換する手段、 前記クロツク発生源のクロツクパルスと前記受
信された電気的各サンプリング信号とを用いて前
記各センサの出力信号と前記基準交流信号との位
相差を夫々測定し、この位相差に対応するデータ
を前記各センサの位置検出データとして夫々出力
する位相差測定回路、 前記各センサの位置検出データと前記各センサ
の前記伝達比に応じた予め準備された情報とにも
とづき、前記センサの中の所定の１つに関して前
記検出対象の所定の原点から現位置までの該セン
サの位置検出データの周期数を求め、求めた周期
数の整数部と該所定センサの位置検出データとに
よつて前記検出対象の現位置をアブソリユートで
特定する演算装置、 を具備したアブソリユート位置検出装置。 ９ 与えられた機械的変位に応じて基準交流信号
を位相シフトした出力を生じる複数の位相シフト
型センサと、検出対象たる機械的変位を互いに異
なる所定の伝達比で前記各センサに与える伝達手
段と、所定のクロツクパルスにもとづき一定周波
数の前記基準交流信号を作成し、前記各センサに
印加する１次回路と、前記各センサの出力信号と
前記基準交流信号との位相差を夫々測定し、この
位相差に対応するデータを前記各検出部の位置検
出データとして夫々出力する位相差測定回路と、
外部から光フアイバを介して与えられたクロツク
パルス光信号を電気信号に変換して前記１次回路
に印加する光受信部と、前記位相差測定回路で得
た各センサの位置検出データを光信号に変換して
外部に出力する光送信部とを含む検出ユニツト、 クロツクパルスを電気的に発生するクロツク発
生源、 このクロツク発生源のクロツクパルスを光信号
に変換して光フアイバを介して前記検出ユニツト
に伝送する手段、 前記検出ユニツトの光送信部から光フアイバを
介して伝送された各センサの位置検出データを受
信して電気信号に変換する手段、 前記各センサの位置検出データと前記各センサ
の前記伝達比に応じた予め準備された情報とにも
とづき、前記センサの中の所定の１つに関して前
記検出対象の所定の原点から現位置までの該セン
サの位置検出データの周期数を求め、求めた周期
数の整数部と該所定センサの位置検出データとに
よつて前記検出対象の現位置をアブソリユートで
特定する演算装置、 を具備したアブソリユート位置検出装置。 １０ 検出対象たる電気モータの回転変位に関し
て夫々異なる回転変位量を１周期とする位置検出
データを電気信号にて発生する複数の検出部と、 前記検出対象の現位置に対応して夫々１周期未
満の任意の値を示す前記各検出部の位置検出デー
タと前記各検出部の所定の１周期に関連する予め
準備された情報とにもとづき、前記検出部の中の
所定の１つに関して前記検出対象の所定の原点か
ら現位置までの周期数を求め、求めた周期数の整
数部と前記所定の１つの検出部の位置検出データ
との組合せによつて前記検出対象の現位置をアブ
ソリユートで特定したアブソリユート位置データ
を電気的デイジタル信号にて出力する第１の演算
装置と、 前記アブソリユート位置データまたは前記所定
検出部の位置検出データにもとづき前記電気モー
タの回転速度を求める第２の演算装置と、 前記アブソリユート位置データまたは前記所定
検出部の位置検出データにもとづき前記電気モー
タの特定回転角度または特定回転角度範囲に応答
した信号を出力する第３の演算装置と、 前記第１乃至第３の演算装置から出力されたア
ブソリユート位置データ、速度データ、特定回転
角度応答信号を光信号に変換して光フアイバを介
して伝送する光送信部と を具えたアブソリユート位置検出装置。[Scope of Claims] 1. At least three detection units that generate position detection data in the form of electrical digital signals, each of which has a period of different amounts of mechanical displacement regarding the mechanical displacement to be detected; an optical transmitter that converts position detection data into an optical signal; an optical fiber that transmits the optical signal converted by the optical transmitter; an optical receiver that converts the optical signal transmitted by the optical fiber into an electrical signal; It is the difference between the first position detection data generated in the first detection unit and the second position detection data generated in the second detection unit among the position detection data of each detection unit converted by the reception unit. a first difference calculation means for calculating a first difference; and based on the first difference, performs a calculation to determine the number of periods from the origin of the detection target regarding the first detection unit, and calculates the determined number of periods. a first period number calculation means for outputting a first period number signal indicating a first period number signal, and a first position detection signal generated by the first detection section among the position detection data of each of the detection sections converted by the optical receiving section; a second difference calculation unit that calculates a second difference between the data and third position detection data generated by a third detection unit among the detection units; a second period number calculation means for performing an operation to determine the number of periods of the first period number signal and outputting a second period number signal indicating the determined number of periods; An absolute position detection device that specifies the absolute position of the detection target from an origin by a combination of a first cycle number signal and a second cycle number signal. 2. The plurality of detection units include a plurality of phase-shift type sensors that generate outputs that are phase-shifted reference AC signals according to a given mechanical displacement, and a plurality of phase-shift type sensors that generate outputs that are phase-shifted from a reference AC signal according to a given mechanical displacement, and a plurality of phase-shift type sensors that generate an output that is a phase-shifted reference AC signal according to a given mechanical displacement, and a movement that corresponds to the mechanical displacement of the detection target at a different transmission ratio. a transmission means for transmitting to each of the sensors, respectively measuring a phase difference between the output signal of each of the sensors and the reference AC signal, and outputting data corresponding to the phase difference as position detection data of each of the detection units, respectively. Claim 1 includes a phase difference measuring circuit that
Absolute position detection device as described in section. 3. The connector section for supplying power to the plurality of detection sections and the optical transmission section and the connector section for the optical fiber can be attached and detached together by a connector device that incorporates these connector sections. Claim 1 characterized in that
The absolute position detection device according to item 1 or 2. 4. The absolute position detecting device according to claim 1 or 2, characterized in that the position detection data obtained by each of the detecting sections is provided to the optical transmitting section in a temporally serial data format. 5 At least three detection units that generate position detection data in the form of electrical signals, each of which has a cycle of different amounts of mechanical displacement regarding the mechanical displacement to be detected, and a first detection unit among the position detection data of each of the detection units. a first difference calculating means for calculating a first difference, which is a difference between first position detection data generated by the section and second position detection data generated by the second detection section; a first period number calculation means that performs a calculation to determine the number of periods from the origin of the detection target regarding the first detection unit based on the first detection unit, and outputs a first period number signal indicating the determined number of periods; Among the position detection data of each detection unit, the first
second difference calculation means for calculating a second difference between the first position detection data generated in the detection unit and the third position detection data generated in the third detection unit among the detection units; , a second period number calculation means that performs a calculation to determine the period number of the first period number signal based on the second difference, and outputs a second period number signal indicating the determined period number; An output that outputs absolute position data in the form of an electrical digital signal that specifies the absolute position of the detection target from the origin based on a combination of the first position detection data, the first period number signal, and the second period number signal. An absolute position detecting device comprising: means for converting the absolute position data output from the output means into an optical signal; and an optical fiber for transmitting the optical signal converted by the optical transmitter. 6. The plurality of detection units and calculation means, the connector unit for power supply to the optical transmitter unit, and the connector unit for the optical fiber can be attached and detached together by a connector device incorporating these connector units as one unit. 6. The absolute position detecting device according to claim 5, wherein the absolute position detecting device has the following characteristics: 7. The absolute position detection device according to claim 5, wherein the output means provides the absolute position data in a temporally serial data format to the optical transmitter. 8. A plurality of phase-shift type sensors that generate outputs that are phase-shifted reference AC signals in accordance with a given mechanical displacement, and a transmission means that applies the mechanical displacement to be detected to each of the sensors at predetermined transmission ratios that are different from each other. , a primary circuit that creates the reference AC signal of a constant frequency based on a predetermined clock pulse and applies it to each of the sensors, and generates a sampling signal in response to a predetermined electrical phase angle of the output signal of each of the sensors. a secondary circuit that converts a clock pulse optical signal applied from the outside via an optical fiber into an electrical signal and applies it to the primary circuit; a detection unit that includes an optical transmitter that converts it into a signal and outputs it to the outside; a clock generation source that electrically generates clock pulses; and a detection unit that converts the clock pulses of this clock generation source into an optical signal and transmits the signal to the detection unit via an optical fiber. means for receiving each sampling signal transmitted via an optical fiber from the optical transmitter of the detection unit and converting it into an electrical signal; a phase difference measuring circuit that measures a phase difference between the output signal of each of the sensors and the reference AC signal using a signal, and outputs data corresponding to the phase difference as position detection data of each of the sensors; Based on the position detection data of each sensor and the information prepared in advance according to the transmission ratio of each sensor, a predetermined one of the sensors is detected from the predetermined origin of the detection target to the current position of the sensor. an arithmetic device that determines the number of cycles of position detection data of and absolutely identifies the current position of the detection target based on the integer part of the determined number of cycles and the position detection data of the predetermined sensor. . 9. A plurality of phase-shift type sensors that generate outputs that are phase-shifted reference AC signals in accordance with a given mechanical displacement, and a transmission means that applies the mechanical displacement to be detected to each of the sensors at predetermined transmission ratios that are different from each other. , the reference AC signal of a constant frequency is created based on a predetermined clock pulse, and the phase difference between the output signal of each sensor and the reference AC signal is measured by the primary circuit applied to each of the sensors; a phase difference measuring circuit that outputs data corresponding to the phase difference as position detection data of each of the detection units;
An optical receiver converts a clock pulse optical signal given from the outside via an optical fiber into an electrical signal and applies it to the primary circuit, and converts the position detection data of each sensor obtained by the phase difference measuring circuit into an optical signal. a detection unit that includes an optical transmitter that converts the clock pulses and outputs them to the outside; a clock generation source that electrically generates clock pulses; and converts the clock pulses of the clock generation source into optical signals and transmits them to the detection unit via an optical fiber. means for receiving the position detection data of each sensor transmitted via an optical fiber from the optical transmitter of the detection unit and converting it into an electrical signal; Based on information prepared in advance according to the ratio, the number of cycles of position detection data of the sensor from the predetermined origin of the detection target to the current position is determined for a predetermined one of the sensors, and the determined cycle An absolute position detection device comprising: an arithmetic device that absolutely specifies the current position of the detection target based on the integer part of the number and the position detection data of the predetermined sensor. 10 A plurality of detection units that generate position detection data in the form of an electrical signal, each cycle having a different amount of rotational displacement regarding the rotational displacement of the electric motor to be detected; Based on the position detection data of each of the detection units indicating an arbitrary value of , and information prepared in advance related to one predetermined period of each of the detection units, The number of cycles from a predetermined origin to the current position is determined, and the current position of the detection target is absolutely specified by a combination of the integer part of the determined number of cycles and the position detection data of the one predetermined detection unit. a first arithmetic device that outputs absolute position data as an electrical digital signal; a second arithmetic device that determines the rotational speed of the electric motor based on the absolute position data or position detection data of the predetermined detection section; a third arithmetic device that outputs a signal responsive to a specific rotation angle or a specific rotation angle range of the electric motor based on absolute position data or position detection data of the predetermined detection unit; and from the first to third arithmetic devices. An absolute position detection device that includes an optical transmitter that converts the output absolute position data, speed data, and specific rotation angle response signals into optical signals and transmits them via an optical fiber.