JPH0626885A - 光学式エンコーダにおけるエンコーダ信号の歪除去方法 - Google Patents
光学式エンコーダにおけるエンコーダ信号の歪除去方法Info
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- JPH0626885A JPH0626885A JP17982092A JP17982092A JPH0626885A JP H0626885 A JPH0626885 A JP H0626885A JP 17982092 A JP17982092 A JP 17982092A JP 17982092 A JP17982092 A JP 17982092A JP H0626885 A JPH0626885 A JP H0626885A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は光学式エンコーダにおけるエンコー
ダ信号の歪除去方法に関し、特に、エンコーダ信号のn
次成分を除去し、高分解能化できるエンコーダ信号を得
ることを特徴とする。 【構成】 本発明による光学式エンコーダにおけるエン
コーダ信号の歪除去方法は、歪をもつ第1信号Aとπ/
nだけ位相がずれた第2信号の和をとり、n次成分を除
去する構成である。
ダ信号の歪除去方法に関し、特に、エンコーダ信号のn
次成分を除去し、高分解能化できるエンコーダ信号を得
ることを特徴とする。 【構成】 本発明による光学式エンコーダにおけるエン
コーダ信号の歪除去方法は、歪をもつ第1信号Aとπ/
nだけ位相がずれた第2信号の和をとり、n次成分を除
去する構成である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学式エンコーダにお
けるエンコーダ信号の歪除去方法に関し、特に、エンコ
ーダ信号のn次成分を除去し、高分解能化できるエンコ
ーダ信号を得るための新規な改良に関する。
けるエンコーダ信号の歪除去方法に関し、特に、エンコ
ーダ信号のn次成分を除去し、高分解能化できるエンコ
ーダ信号を得るための新規な改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種のエンコー
ダ信号の分解能を上げる方法として、図3で示す等間隔
のスリット1を経て得られたアナログ信号であるエンコ
ーダ信号の電気分割が用いられている。
ダ信号の分解能を上げる方法として、図3で示す等間隔
のスリット1を経て得られたアナログ信号であるエンコ
ーダ信号の電気分割が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のエンコーダ信号
の場合、得られたアナログ信号を疑似正弦波信号とみな
して分割するので、エンコーダ信号が理想的な正弦波信
号に近ければ高精度な分割ができるが、実際には図4及
び図5の波形図で示す様々な歪が含まれているので、高
精度な分割には限界があった。すなわち、エンコーダ信
号は周期的な信号なのでフーリエ展開することができ、
エンコーダ信号Aは次の数1の(1)式にて表すことがで
きる。この(1)式の第1項が真の信号分であり、第2項
の高次成分が歪を表している。この第2項は無限大まで
和をとっているが、実際には2次及び3次成分が歪の大
部分を占めているので、(1)式を書き直すと、A≒a1 s
inθ+a2 sin(2θ)+a3 sin(3θ)となり、この2次及
び3次成分を取除く必要があった。
の場合、得られたアナログ信号を疑似正弦波信号とみな
して分割するので、エンコーダ信号が理想的な正弦波信
号に近ければ高精度な分割ができるが、実際には図4及
び図5の波形図で示す様々な歪が含まれているので、高
精度な分割には限界があった。すなわち、エンコーダ信
号は周期的な信号なのでフーリエ展開することができ、
エンコーダ信号Aは次の数1の(1)式にて表すことがで
きる。この(1)式の第1項が真の信号分であり、第2項
の高次成分が歪を表している。この第2項は無限大まで
和をとっているが、実際には2次及び3次成分が歪の大
部分を占めているので、(1)式を書き直すと、A≒a1 s
inθ+a2 sin(2θ)+a3 sin(3θ)となり、この2次及
び3次成分を取除く必要があった。
【0004】
【数1】
【0005】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、エンコーダ信号のn次成分
を除去し、高分解能化できるエンコーダ信号を得ること
ができる光学式エンコーダにおけるエンコーダ信号の歪
除去方法を提供することを目的とする。
めになされたもので、特に、エンコーダ信号のn次成分
を除去し、高分解能化できるエンコーダ信号を得ること
ができる光学式エンコーダにおけるエンコーダ信号の歪
除去方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による光学式エン
コーダにおけるエンコーダ信号の歪除去方法は、スリッ
トを介して得られるエンコーダ信号を電気分割して分解
能を上げるようにした光学式エンコーダにおいて、歪を
もつ第1信号〔A=a1 sin θ+an sin(nθ)〕に対
し、前記スリットを不等間隔として得られたπ/nだけ
位相のずれた第2信号〔A’=a1 sin(θ+π/n)+
an sin{n(θ+π/n)}=a1 sin(θ+π/n)−an
sin(nθ)〕を用意し、前記各信号A,A’の和〔A
+A’=a1sinθ+a1 sin(θ+π/n)=2a1 cos
(π/2n)sin(θ+π/2n)〕によりn次成分を除去
する方法である。
コーダにおけるエンコーダ信号の歪除去方法は、スリッ
トを介して得られるエンコーダ信号を電気分割して分解
能を上げるようにした光学式エンコーダにおいて、歪を
もつ第1信号〔A=a1 sin θ+an sin(nθ)〕に対
し、前記スリットを不等間隔として得られたπ/nだけ
位相のずれた第2信号〔A’=a1 sin(θ+π/n)+
an sin{n(θ+π/n)}=a1 sin(θ+π/n)−an
sin(nθ)〕を用意し、前記各信号A,A’の和〔A
+A’=a1sinθ+a1 sin(θ+π/n)=2a1 cos
(π/2n)sin(θ+π/2n)〕によりn次成分を除去
する方法である。
【0007】
【作用】本発明による光学式エンコーダにおけるエンコ
ーダ信号の歪除去方法においては、歪をもつ第1信号
〔A=a1 sin θ+an sin(nθ)〕に対し、π/nだけ
位相のずれた第2信号〔A’=a1 sin(θ+π/n)+
an sin{n(θ+π/n)}=a1 sin(θ+π/n)−an
sin(nθ)〕を用意し、これらの信号A,A’の和を
とることにより、A+A’=a1 sinθ+a1 sin(θ+
π/n)=2a1 cos(π/2n)sin(θ+θ/2n)とな
り、n次成分を除去することができる。
ーダ信号の歪除去方法においては、歪をもつ第1信号
〔A=a1 sin θ+an sin(nθ)〕に対し、π/nだけ
位相のずれた第2信号〔A’=a1 sin(θ+π/n)+
an sin{n(θ+π/n)}=a1 sin(θ+π/n)−an
sin(nθ)〕を用意し、これらの信号A,A’の和を
とることにより、A+A’=a1 sinθ+a1 sin(θ+
π/n)=2a1 cos(π/2n)sin(θ+θ/2n)とな
り、n次成分を除去することができる。
【0008】
【実施例】以下、図面と共に本発明による光学式エンコ
ーダにおけるエンコーダ信号の歪除去方法の好適な実施
例について詳細に説明する。図1はエンコーダ信号を得
るためのグレーティングにおけるスリット構造を示して
おり、スリット1は複数のスリット部S1,S2,S3,
S4が不等間隔(P/6,P/4,5/12P)で設け
られ、S1(S3)に対してS2(S4)は位相がπ/3だ
けずれる位置に設けられていると共に、S1(S2)に対
してS3(S4)は位置π/2だけずれる位置に設けられ
ている。
ーダにおけるエンコーダ信号の歪除去方法の好適な実施
例について詳細に説明する。図1はエンコーダ信号を得
るためのグレーティングにおけるスリット構造を示して
おり、スリット1は複数のスリット部S1,S2,S3,
S4が不等間隔(P/6,P/4,5/12P)で設け
られ、S1(S3)に対してS2(S4)は位相がπ/3だ
けずれる位置に設けられていると共に、S1(S2)に対
してS3(S4)は位置π/2だけずれる位置に設けられ
ている。
【0009】従って、図3で示す従来の等間隔スリット
1から生成されるエンコーダ信号はa1 sinθ+歪であ
るのに対し、図1で示す不等間隔スリット1から生成さ
れるエンコーダ信号は次の数2の(2)式となる。
1から生成されるエンコーダ信号はa1 sinθ+歪であ
るのに対し、図1で示す不等間隔スリット1から生成さ
れるエンコーダ信号は次の数2の(2)式となる。
【0010】
【数2】
【0011】次に、前述のπ/nだけ位置のずれた信号
からn次成分(n>2)の歪を除去する方法について説
明する。まず、図3のスリット1で得た歪を持つ第1信
号AはA=a1 sinθ+an sin(nθ)であり、次に、π
/nだけ位相のずれた第2信号A’を用意する。この第
2信号A’=a1 sin(θ+π/n)+an sin{n(θ+π
/n)}=a1 sin(θ+π/n)−an sin(nθ)であ
る。
からn次成分(n>2)の歪を除去する方法について説
明する。まず、図3のスリット1で得た歪を持つ第1信
号AはA=a1 sinθ+an sin(nθ)であり、次に、π
/nだけ位相のずれた第2信号A’を用意する。この第
2信号A’=a1 sin(θ+π/n)+an sin{n(θ+π
/n)}=a1 sin(θ+π/n)−an sin(nθ)であ
る。
【0012】次に、前述の各信号AとA’との和ををと
ると、A+A’=a1 sinθ+a1 sin(θ+π/n)=2
a1 cos(π/2n)sin(θ+π/2n)となり、この各信
号A,A’の和によりn次成分(n>2)を除去して1
次成分のみの歪のないアナログ信号からなるエンコーダ
信号を得ることができる。なお、前述の図1におけるス
リット1の特徴は、π/2,π/3・・・π/nだけず
れた第2信号を作り、この第2信号の振幅(an)は全
て等しく、前述の和(A+A’)の演算は図示しない光
学式エンコーダの受光素子上で行われるもので、その結
果得られたエンコーダ信号は、歪が極めて少ない理想的
な正弦波信号に近づけることができ、この正弦波信号を
電気分割することによって高分解能化されたエンコーダ
信号とすることができる。
ると、A+A’=a1 sinθ+a1 sin(θ+π/n)=2
a1 cos(π/2n)sin(θ+π/2n)となり、この各信
号A,A’の和によりn次成分(n>2)を除去して1
次成分のみの歪のないアナログ信号からなるエンコーダ
信号を得ることができる。なお、前述の図1におけるス
リット1の特徴は、π/2,π/3・・・π/nだけず
れた第2信号を作り、この第2信号の振幅(an)は全
て等しく、前述の和(A+A’)の演算は図示しない光
学式エンコーダの受光素子上で行われるもので、その結
果得られたエンコーダ信号は、歪が極めて少ない理想的
な正弦波信号に近づけることができ、この正弦波信号を
電気分割することによって高分解能化されたエンコーダ
信号とすることができる。
【0013】また、2次成分のみを除去する場合、2次
成分をもつエンコーダ信号である第1信号AはA=a1
sinθ+an sin2θに対し、π/2だけ位相がずれた第
2信号A’を用意する。 A’=a1 sin(θ+π/2)+a2 sin2(θ+π/2)=a1 s
in(θ+π/2)−an sin 2θ。 ここで前記各信号A,A’の和を求めると、 A+A’=a1 sinθ+a1 sin(θ+π/2) =a1 sin(θ+π/4−π/4)+a1 sin(θ+π/4+π/4) =a1{sin(θ+π/4)cos(−π/4)+cos(θ+π/4)sin(−π/4) +sin(θ+π/4)cosπ/4+cos(θ+π/4)sinπ/4} =2a1 sin(θ+π/4)cosπ/4 =a122/1sin(θ+π/4) 従って、2×奇数次成分を除去することができる。
成分をもつエンコーダ信号である第1信号AはA=a1
sinθ+an sin2θに対し、π/2だけ位相がずれた第
2信号A’を用意する。 A’=a1 sin(θ+π/2)+a2 sin2(θ+π/2)=a1 s
in(θ+π/2)−an sin 2θ。 ここで前記各信号A,A’の和を求めると、 A+A’=a1 sinθ+a1 sin(θ+π/2) =a1 sin(θ+π/4−π/4)+a1 sin(θ+π/4+π/4) =a1{sin(θ+π/4)cos(−π/4)+cos(θ+π/4)sin(−π/4) +sin(θ+π/4)cosπ/4+cos(θ+π/4)sinπ/4} =2a1 sin(θ+π/4)cosπ/4 =a122/1sin(θ+π/4) 従って、2×奇数次成分を除去することができる。
【0014】さらに、3次成分のみを除去する場合、3
次成分をもつエンコーダ信号である第1信号AはA=a
1 sinθ+a3 sin3θに対し、π/3だけ位相がずれた
第2信号A’を用意する。 A’=a1 sin(θ+π/3)+a3 sin3(θ+π/3)=a1 s
in(θ+π/3)−a3 sin3θ。 ここで前記各信号A,A’の和を求めると、 A+A’=a1 sinθ+a1 sin(θ+π/3) =a1 {sin(θ+π/6)cos(−π/6)+cos(θ+π/6)sin(−π/6) +sin(θ+π/6)cos(π/6)+cos(θ+π/6)sin(π/6)} =2a1 cos(π/6)sin(θ+π/6) =a132/1sin(θ+π/6) 従って、3×奇数次成分を除去することができる。
次成分をもつエンコーダ信号である第1信号AはA=a
1 sinθ+a3 sin3θに対し、π/3だけ位相がずれた
第2信号A’を用意する。 A’=a1 sin(θ+π/3)+a3 sin3(θ+π/3)=a1 s
in(θ+π/3)−a3 sin3θ。 ここで前記各信号A,A’の和を求めると、 A+A’=a1 sinθ+a1 sin(θ+π/3) =a1 {sin(θ+π/6)cos(−π/6)+cos(θ+π/6)sin(−π/6) +sin(θ+π/6)cos(π/6)+cos(θ+π/6)sin(π/6)} =2a1 cos(π/6)sin(θ+π/6) =a132/1sin(θ+π/6) 従って、3×奇数次成分を除去することができる。
【0015】
【発明の効果】本発明による光学式エンコーダにおける
エンコーダ信号の歪除去方法は、以上のように構成され
ているため、次のような効果を得ることができる。すな
わち、歪を含む第1信号とπ/nだけ位相ずれを有する
第2信号の和をとることによりn次成分を完全に除去す
ることができ、得られたほぼ完全な正弦波よりなるエン
コーダ信号を電気分割し、高分解能化を達成することが
できる。
エンコーダ信号の歪除去方法は、以上のように構成され
ているため、次のような効果を得ることができる。すな
わち、歪を含む第1信号とπ/nだけ位相ずれを有する
第2信号の和をとることによりn次成分を完全に除去す
ることができ、得られたほぼ完全な正弦波よりなるエン
コーダ信号を電気分割し、高分解能化を達成することが
できる。
【図1】本発明による光学式エンコーダにおけるエンコ
ーダ信号の歪除去方法に用いるスリットを示す構成図で
ある。
ーダ信号の歪除去方法に用いるスリットを示す構成図で
ある。
【図2】低歪状態のエンコーダ信号を示す波形図であ
る。
る。
【図3】従来方法に用いるスリットを示す構成図であ
る。
る。
【図4】従来の高歪状態のエンコーダ信号を示す波形図
である。
である。
【図5】図4のエンコーダ信号をフーリエ成分に分解し
て示す波形図である。
て示す波形図である。
1 スリット 10 エンコーダ信号
Claims (1)
- 【請求項1】 スリットを介して得られるエンコーダ信
号を電気分割して分解能を上げるようにした光学式エン
コーダにおいて、歪をもつ第1信号〔A=a1 sin θ+
an sin(nθ)〕に対し、前記スリットを不等間隔として
得られたπ/nだけ位相のずれた第2信号〔A’=a1
sin(θ+π/n)+an sin{n(θ+π/n)}=a1 sin
(θ+π/n)−an sin(nθ)〕を用意し、前記各信号
A,A’の和〔A+A’=a1 sinθ+a1 sin(θ+π
/n)=2a1 cos(π/2n)sin(θ+π/2n)〕によ
りn次成分を除去することを特徴とする光学式エンコー
ダにおけるエンコーダ信号の歪除去方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17982092A JPH0626885A (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 光学式エンコーダにおけるエンコーダ信号の歪除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17982092A JPH0626885A (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 光学式エンコーダにおけるエンコーダ信号の歪除去方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0626885A true JPH0626885A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16072465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17982092A Pending JPH0626885A (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 光学式エンコーダにおけるエンコーダ信号の歪除去方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0626885A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09257519A (ja) * | 1996-03-19 | 1997-10-03 | Okuma Mach Works Ltd | 光学式エンコーダ |
JP2005062194A (ja) * | 2003-08-18 | 2005-03-10 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 位置測定装置 |
JP2007183251A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-07-19 | Mitsutoyo Corp | 光電式エンコーダ |
JP2007218603A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学式エンコーダ装置 |
US7679533B2 (en) | 2007-10-02 | 2010-03-16 | Renco Encoders Inc. | Photodiode array for an optical encoder, photodiode detection system, and optical encoder |
JP2012058098A (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | 光検出器アレイおよびこれを用いた光学式エンコーダ |
-
1992
- 1992-07-07 JP JP17982092A patent/JPH0626885A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09257519A (ja) * | 1996-03-19 | 1997-10-03 | Okuma Mach Works Ltd | 光学式エンコーダ |
JP2005062194A (ja) * | 2003-08-18 | 2005-03-10 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 位置測定装置 |
JP2007183251A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-07-19 | Mitsutoyo Corp | 光電式エンコーダ |
JP2007218603A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学式エンコーダ装置 |
US7679533B2 (en) | 2007-10-02 | 2010-03-16 | Renco Encoders Inc. | Photodiode array for an optical encoder, photodiode detection system, and optical encoder |
JP2012058098A (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | 光検出器アレイおよびこれを用いた光学式エンコーダ |
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