JP2000258186A - 自己校正型角度検出装置及び検出精度校正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精密な基準検出器を必要としない自己校正
型角度検出装置の提供。簡便に精度良く角度精度校正を
行なうこと。 【解決手段】 共通の機械軸に第１の角度検出器及び第
２の角度検出器を取付け、第１の角度検出器に対して第
２の角度検出器の取付け位置を、所定角度づつ相対的に
ずらして複数通りの相対的取付け角位置をそれぞれ割り
出す。各割り出し位置毎に機械軸の全回転位置に対する
第１及び第２の角度検出器の各角度検出データをそれぞ
れ求め、各角度検出データ毎の両者の差に基づき第１の
角度検出器の各角度検出データに関する誤差値をそれぞ
れ算出する。機械軸の現回転位置に応じて第１の角度検
出器から出力される現在角度検出データの値を、該現在
角度検出データに関して求められた前記誤差値を使用し
て校正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自己校正型角度
検出装置及びそれを用いた検出精度校正方法に関し、工
作機械、半導体製造装置、各種精密機械等において高精
度な機械軸回転角度計測及び制御を行なうのに適したも
のであり、また、鍛圧機械、製鉄機械等各種産業機械等
に搭載されたままの状態で角度精度校正処理を実行し、
これによって高精度な機械回転角度計測及び制御を行な
うことができるものであり、また、各種車両又は乗り物
において超小型・高分解能・高精度で回転位置角度若し
くは速度を計測し制御する場合等に適用するのに適した
ものであり、更に、回転角度以外の位置検出器の精度校
正にも適用し得るものである。

【０００２】

【従来の技術】各種精密機械、各種産業機械等において
は、回転角度検出器（シャフトエンコーダ）によって機
械軸の回転角度（すなわち回転位置）を検出し、必要な
制御に利用することが広く行なわれている。この種の回
転角度検出器としては、光学式ロータリエンコーダや、
レゾルバのような磁気誘導型回転位置検出器、あるいは
レゾルバと同様の位相検出原理に基づく可変磁気抵抗型
回転位置検出器など種々のタイプのものが知られている
が、どのようなタイプの回転角度検出器においても、個
々の検出器毎の製造誤差つまり個体機差や、機械軸に取
り付けた際のミスアラインメントやカプリングの不良な
ど様々な要因によって、検出精度が不十分なことが多
い。そのため、高精密が要求される用途に回転位置検出
器を使用する場合は、どうしても、検出器の検出角度精
度を校正してやる必要がある。従来の角度精度校正装置
は、基準の検出器としてそれ自体に高精度が要求される
検出器を必要としており、また、専用の角度割り出し機
構に校正対象検出器と基準検出器を取り付けて校正処理
を行なう校正からなるものがほとんどであり、計測対象
である現場の機械軸に検出器を取り付けた状態で校正を
行なうことは困難であった。また、校正装置の構造も複
雑であった。なお、従来知られた角度精度校正技術とし
て、例えば、「精密工学会誌，Ｖｏｌ．４４，Ｎｏ．
５」（１９７８年発行）の５３９頁〜５４４頁に掲載の
論文「角度の標準器とその校正方法」（豊山晃著）に記
載されたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述の点に
鑑みてなされたもので、高精密な基準検出器を必要とせ
ず、校正対象検出器それ自身による自己校正方式によっ
て角度校正を行なうことができる自己校正型角度検出装
置を提供しようとするものであり、また、専用の角度割
り出し機構を使用することなく、任意の機械軸（好まし
くは校正対象検出器を装着する現場の計測対象機械軸そ
のものであってよい）に校正対象検出器を装着して簡便
に校正を行なうことができる検出精度校正方法を提供し
ようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る自己校正
型角度検出装置は、共通の機械軸に取り付けられ、該機
械軸の回転角度に応じた角度検出データを所定の分解能
で出力する第１の角度検出器及び第２の角度検出器と、
前記機械軸に対する前記第１の角度検出器の取付け位置
に対して、前記機械軸に対する前記第２の角度検出器の
取付け位置を、所定角度づつ相対的にずらして複数通り
の相対的取付け角位置をそれぞれ割り出し、各割り出し
た相対的取付け角位置毎に前記機械軸の各回転位置に対
する前記第１及び第２の角度検出器の角度検出データを
それぞれ求め、前記第１の角度検出器の各角度検出デー
タ毎の両者の差に基づき少なくとも第１の角度検出器の
各角度検出データに関する誤差値をそれぞれ算出する誤
差計算部と、検出対象機械軸の現回転位置に応じて少な
くとも前記第１の角度検出器から出力される現在角度検
出データに応じて、該現在角度検出データに関して前記
誤差計算部で求められた前記誤差値を使用し、該誤差値
に応じて該現在角度検出データの値を校正する校正部と
を具備する。

【０００５】この発明によれば、第１の角度検出器及び
第２の角度検出器は、いずれも校正対象検出器つまり通
常の角度検出器であってよく、格別・専用の高精密な基
準検出器であることを要しない。校正のための誤差デー
タ算出処理に際しては、これらの第１及び第２の角度検
出器が共通の機械軸に取り付けられる。この機械軸は、
格別・専用の角度割り出し機構の角度割り出し軸である
必要はなく、任意の機械軸であってよい。最も好ましく
は、校正対象たる角度検出器を実際に取り付けて使用す
る現場の機械軸（つまり検出対象機械軸）であるとよ
い。その場合は、現場の機械軸（つまり検出対象機械
軸）に角度検出器を取り付けた状態で、校正のための誤
差データ算出処理を遂行することができ、その後、該角
度検出器を取り付けたままの状態で（つまり角度検出器
の付け替えを行なうことなく）検出対象機械軸の回転角
度の検出及びそれに基づく制御を遂行することができる
ので、極めて効率的であると共に、実際に該角度検出器
を使用する現場の機械軸（つまり検出対象機械軸）に取
り付けた状態で校正のための誤差データ算出処理を行な
うので角度精度校正の精度と信頼性を向上させることが
できる。

【０００６】校正のための誤差データ算出処理は、誤差
計算部によって行なわれる。その処理内容は、前記機械
軸に対する前記第１の角度検出器の取付け位置に対し
て、前記機械軸に対する前記第２の角度検出器の取付け
位置を、所定角度づつ相対的にずらして複数通りの相対
的取付け角位置をそれぞれ割り出し、各割り出した相対
的取付け角位置毎に前記機械軸の全回転位置に対する前
記第１及び第２の角度検出器の角度検出データをそれぞ
れ求め、前記第１の角度検出器の各角度検出データ毎の
両者の差に基づき少なくとも第１の角度検出器の各角度
検出データに関する誤差値をそれぞれ算出することから
なっている。第１及び第２の角度検出器の角度検出デー
タは、それぞれ真の角度θを示す値と誤差εとを含んで
いる。なお、誤差εは、各角度θの値に応じて固有の誤
差値を持ち得るため、これをε（θ）なる関数で示すこ
ととし、特に、第１の角度検出器の誤差をＡε（θ）で
示し、第２の角度検出器の誤差をＢε（θ）で示すこと
にする。よって、第１及び第２の角度検出器の角度検出
データの差は、真の角度θを示す値を相殺し、両者の誤
差Ａε（θ）及びＢε（θ）に関連する値を示すことと
なる。よって、この第１及び第２の角度検出器の角度検
出データの差を、所定のアルゴリズムを用いて処理する
ことにより、少なくとも第１の角度検出器の各角度検出
データに関する誤差値つまりＡε（θ）を算出すること
ができる。この詳しいアルゴリズム例については追って
実施例において説明する。

【０００７】こうして算出した誤差値Ａε（θ）はメモ
リ等に格納しておき、検出対象機械軸の角度検出時に校
正データとして使用する。すなわち、校正部において
は、検出対象機械軸の現回転位置に応じて少なくとも前
記第１の角度検出器から出力される現在角度検出データ
に応じて、該現在角度検出データに関して前記誤差計算
部で求められた前記誤差値Ａε（θ）を使用し、該誤差
値に応じて該現在角度検出データの値を校正する。

【０００８】このようにして、校正対象検出器それ自身
による自己校正方式によって角度校正を行なうことがで
き、また、専用の角度割り出し機構を使用することな
く、任意の機械軸（好ましくは校正対象検出器を装着す
る現場の計測対象機械軸そのものであってよい）に校正
対象検出器を装着して簡便に校正を行なうことができ
る、等の優れた効果を奏する。

【０００９】この発明は、装置発明として構成し、実施
することができるのみならず、方法発明として構成し、
実施することもできる。また、この発明は、コンピュー
タプログラムの形態で実施することができるし、そのよ
うなコンピュータプログラムを記憶した記録媒体の形態
で実施することもできる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明しよう。図１は、この発明
に係る自己校正型角度検出装置における角度検出器の構
造例を示す図で、（Ａ）は第１及び第２の角度検出器１
及び２の軸方向断面略図、（Ｂ）は各角度検出器１及び
２の正面略図、である。２つの角度検出器１及び２は、
同一構造、同一分解能のアブソリュート型角度検出器
（シャフトエンコーダ）であって、共通の機械軸３に取
り付けられる。その検出器構造原理は非接触式可変磁気
抵抗型の磁気誘導検出器からなり、その位置検出原理は
例えば特開平９−１２６８０９号公報に示されたような
レゾルバ原理に従う位相計測方式を採用してなるもので
ある。

【００１１】第１の角度検出器１についてその一例を説
明すると、１次コイルＰＷと２次コイルＳＷ１，ＳＷ
２，ＳＷ３，ＳＷ４を配置してなるステータ１Ｓと、鉄
のような強磁性体を所定の形状（例えば図１（Ｂ）に示
すような略ハート形）で形成してなるロータ１Ｒとを含
んで構成されている。ロータ１Ｒの材質は、鉄のような
磁性体に限らず、銅又はアルミニウムのような導電体で
あってもよく、要は磁気に対して応答し、コイルに対す
る誘導係数を変化させる性質のものであればよく、どの
ような材質及び／又は形状を用いるかは周知の技術であ
る。２次コイルＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４は、ス
テータ１Ｓの基板上において円周方向に略９０度の間隔
で配置された４極の磁性体コアのそれぞれに巻回されて
なり、各２次コイル極の端部が、エアギャップを介して
ロータ１Ｒの一面に対して非接触的に対向している。ロ
ータ１Ｒの略ハート形の形状によって、ステータ１Ｓに
対する該ロータ１Ｒの相対的回転角度（図１（Ｂ）の円
周方向の角度）θに応じて、各２次コイル極の端部とロ
ータ１Ｒとの対向面積が変化する。ステータ１Ｓにおい
て、１次コイルＰＷは、最外周に沿って巻回されてお
り、そのコイル長は図１（Ａ）に示すように、２次コイ
ルＳＷ１〜ＳＷ４及びロータ１Ｒの箇所を充分にカバー
しうるような長さとなっている。これにより、１次コイ
ルＰＷによって発生する交流磁界が、２次コイルＳＷ１
〜ＳＷ４及びロータ１Ｒの箇所に充分な影響を及ぼし、
各２次コイル極の端部とロータ１Ｒとが対向するエアギ
ャップの面積変化を充分に反映した有効な誘導電圧を各
２次コイルＳＷ１〜ＳＷ４に誘導することができるよう
になっている。

【００１２】かくして、ステータ１Ｓに対するロータ１
Ｒの相対的回転角度θに応じて、２次コイルＳＷ１の誘
導電圧レベルはｓｉｎθの関数特性を示し、それよりも
９０度ずれた２次コイルＳＷ２の誘導電圧レベルはｃｏ
ｓθの関数特性を示し、それよりも９０度ずれた２次コ
イルＳＷ３の誘導電圧レベルは−ｓｉｎθの関数特性を
示し、それよりも９０度ずれた２次コイルＳＷ４の誘導
電圧レベルは−ｃｏｓθの関数特性を示すものとするこ
とができる。１次コイルＰＷと２次コイルＳＷ１〜ＳＷ
４の結線を図２に示すようにし、交流成分をｓｉｎωｔ
で示すと、２次コイルＳＷ１とＳＷ３の差動出力として
ｓｉｎθ・ｓｉｎωｔを得ることができ、２次コイルＳ
Ｗ２とＳＷ４の差動出力としてｃｏｓθ・ｓｉｎωｔを
得ることができる。

【００１３】こうして、ステータ１Ｓに対するロータ１
Ｒの回転角度θに対応する第１の関数値sinθを振幅値
として持つ第１の出力交流信号＝sinθ・sinωｔと、同
じ回転角度θに対応する第２の関数値cosθを振幅値と
して持つ第２の出力交流信号＝cosθ・sinωｔとが出力
される。このようなコイル構成によれば、回転型位置検
出装置として従来知られたレゾルバにおいて得られるの
と同様の、同相交流であって２相の振幅関数を持つ２つ
の出力交流信号（サイン出力とコサイン出力）を２次コ
イルから得ることができることが理解できる。

【００１４】この２次コイルから出力される２相の出力
交流信号（sinθ・sinωｔとcosθ・sinωｔ）は、従来
知られたレゾルバの出力と同様の使い方をすることがで
きる。例えば、２次コイルの２相の出力交流信号（sin
θ・sinωｔとcosθ・sinωｔ）を適切なディジタル位
相検出回路に入力し、前記サイン関数sinθとコサイン
関数cosθの位相値θをディジタル位相検出方式によっ
て検出し、回転角度θのアブソリュート値を所定の分解
能で表すディジタルデータを得るようにすることができ
る。このディジタル位相検出回路で採用するディジタル
位相検出方式としては、公知のＲ−Ｄ（レゾルバ−ディ
ジタル）コンバータを適用してもよいし、特開平９−１
２６８０９号公報に示されたような位相計測方式を採用
してもよい。

【００１５】特開平９−１２６８０９号公報に示された
ような位相計測方式では、おおまかに説明すると、一方
の出力交流信号sinθ・sinωｔを電気的に９０度位相シ
フトしてsinθ・cosωｔを作成し、これと他方の出力交
流信号cosθ・sinωｔとを加算又は減算合成すること
で、sin（ωｔ＋θ）またはsin（ωｔ−θ）のような、
回転角度θを電気的位相角の初期位相成分として含んだ
出力交流信号を形成し、この出力交流信号における電気
的初期位相成分θをディジタルカウントすることによ
り、回転角度θのアブソリュート値を所定の分解能で表
すディジタルデータを得るようにしている。従って、１
回転（０度〜３６０度の範囲）の回転角度θを極めて高
分解能かつ高応答で検出することができる。また、ステ
ータ１Ｓとロータ１Ｒとからなる角度検出器１の機械的
構造も極めて小型化することができるものである。一例
として、ステータ１Ｓとロータ１Ｒとからなる角度検出
器１の外形寸法を直径数センチメートル、軸方向長さ数
センチメートルと超小型化することができ、１回転当た
りのアブソリュート検出分解能を数万分割乃至数十万分
割といった高分解能とすることができるものが製作され
ている。

【００１６】第２の角度検出器２も、同様にステータ２
Ｓとロータ２Ｒを含んでおり、上記した第１の角度検出
器１と同一構造であってよい。

【００１７】図３は、この発明に係る自己校正型角度検
出装置の全体的な構成を示すブロック図である。変換部
１Ｄは、第１の角度検出器１のための電気的変換部であ
って、２進カウンタ１１で高速クロックパルスＣＰをカ
ウントし、そのカウント出力に基づきサイン波生成部１
２でサイン波信号ｓｉｎωｔを生成し、これをＤ／Ａ変
換器１３でアナログ波形信号に変換して、第１の角度検
出器１の１次コイルＰＷに励磁交流信号として印加す
る。カウンタ１１のカウント値が０から最大値まで１巡
する時間が励磁交流信号ｓｉｎωｔの１周期に相当す
る。第１の角度検出器１の各２次コイルＳＷ１〜ＳＷ４
から出力される上記の２相出力交流信号sinθ・sinωｔ
とcosθ・sinωｔは入力バッファアンプ１４を介して入
力され、振幅・位相変換部１５における電気的演算処理
によってその回転角度θの成分を上記のように振幅成分
から電気的位相角に変換し、sin（ωｔ＋θ）及び／ま
たはsin（ωｔ−θ）を得る。この信号をゼロクロスコ
ンパレータ１６に入力して初期位相分θに対応するタイ
ミングでゼロクロス検出パルスを生成し、これによっ
て、このときのカウンタ１１のカウント値をラッチ回路
１７にラッチする。すなわち、カウンタ１１のカウント
値は、sinωｔの瞬時位相が０のときに０からのカウン
トを開始するので、sin（ωｔ＋θ）またはsin（ωｔ−
θ）のゼロクロス検出タイミングでのカウント値は角度
θに対応するアブソリュート値を示している。ラッチ回
路１７の出力は演算部１８に入力され、所要の演算処理
（例えば特開平９−１２６８０９号公報に示されたよう
な演算処理）が必要に応じて施される。そして、第１の
角度検出器１による角度検出データ（これをＳＡ（θ）
で示す）として、バスコントロール及び出力バッファ１
９を介して上位コンピュータのデータバス２０に与えら
れる。

【００１８】変換部２Ｄは、第２の角度検出器２のため
の電気的変換部であって、上記の変換部１Ｄと同一構成
からなる。よって、詳細説明は省略する。かくして、変
換部２Ｄのバスコントロール及び出力バッファからも、
第２の角度検出器２による角度検出データ（これをＳＢ
（θ）で示す）が出力され、上位コンピュータのデータ
バス２０に与えられる。

【００１９】第１の角度検出器１による角度検出データ
ＳＡ（θ）及び第２の角度検出器２による角度検出デー
タＳＢ（θ）は、各個体毎の製造時の機差等各種の原因
によって誤差を含んでいるものである。この誤差を検出
し、校正を行なうための各種処理が、ＣＰＵ２１，ＲＡ
Ｍ２２，ＲＯＭ２３，デコーダ２４等を含む上位コンピ
ュータによって実行される。誤差の算出及び校正のため
の処理プログラムはＲＡＭ２２またはＲＯＭ２３に記憶
されており、ＣＰＵ２１によって実行される。また、Ｒ
ＡＭ２２は各種データの一時メモリとして、またワーキ
ングメモリとして使用される。ＲＯＭ２３はＥＥＰＲＯ
Ｍのような書き込み可能なＲＯＭを含んでおり、算出し
た誤差データをここに書き込み、不揮発的に記憶する。
デコーダ２４はアドレスバス２５に与えられたアドレス
のデコード及びＣＰＵ２１から与えられる命令のデコー
ドを行なう。出力ラッチ回路２６は、このコンピュータ
によって校正済みの角度データをラッチし、出力するも
のである。

【００２０】次に、この発明に従う角度精度校正方法の
原理につき説明する。使用する２つの角度検出器１及び
２はどちら共、校正対象検出器たりうるものであり、格
別・専用の基準検出器を用いることなく、校正対象検出
器たる２個の角度検出器１及び２を用いてそれ自身の角
度精度校正を行なう校正であるため、この発明に従う角
度精度校正方法にわれば、校正対象検出器それ自身を用
いた自己校正型の角度精度校正が行なわれる。

【００２１】第１の角度検出器１による角度検出データ
ＳＡ（θ）に含まれている誤差をＡε（θ）で示すこと
にする。この誤差は一様ではなく、角位置θ（０度〜３
６０度若しくは０〜２πラジアンの範囲の変数）に関し
てそれぞれ特有の値を示すため、誤差を角位置θの関数
として、Ａε（θ）で示す。同様に、第２の角度検出器
２による角度検出データＳＢ（θ）に含まれている誤差
をＢε（θ）で示すことにする。これらの誤差Ａε
（θ）及びＢε（θ）は未知の値であり、既知の値であ
る検出器１，２のアブソリュート角度検出データＳＡ
（θ），ＳＢ（θ）に基づき、これらの誤差Ａε
（θ）、Ｂε（θ）を算出し、校正データとして使用す
るのである。これらの誤差Ａε（θ）及びＢε（θ）
は、角位置θの関数であるため、角位置誤差とも呼ぶ。

【００２２】理解を容易にするために、それぞれの角位
置誤差Ａε（θ）、Ｂε（θ）の一例をグラフにて示
す。図４の（ａ）は第１の角度検出器１による角度検出
データＳＡ（θ）に含まれている誤差Ａε（θ）の一例
を示す波形図、（ｂ）は第２の角度検出器２による角度
検出データＳＢ（θ）に含まれている誤差Ｂε（θ）の
一例を示す波形図、である。図において、横軸は角位置
θであり、このθは機械的角度に対応している。

【００２３】便宜上、角度検出データＳＡ（θ）及びＳ
Ｂ（θ）に含まれている真の角位置θに対応するデータ
をそのままθを用いて表すと、ＳＡ（θ）及びＳＢ
（θ）は下記式（１）のように表わせる。 ＳＡ（θ）＝θ＋Ａε（θ） ＳＢ（θ）＝θ＋Ｂε（θ） …式（１）

【００２４】ここで、両者の差を求めると、 δ（θ）＝ＳＡ（θ）−ＳＢ（θ） ＝Ａε（θ）−Ｂε（θ） …式（２） となり、角位置θのデータが相殺されて、誤差成分のみ
が得られることが判る。このδ（θ）を「相対角位置誤
差」と呼ぶことにする。

【００２５】上記式（１）は、第１及び第２の角度検出
器１及び２の出力（ＳＡ（θ）及びＳＢ（θ））の回転
角度θに対する位相が一致している場合であって、この
位相がφ度ずれている場合は、 ＳＡ（θ）＝θ＋Ａε（θ） ＳＢ（θ＋φ）＝θ＋φ＋Ｂε（θ＋φ） …式（３） と表わせる。

【００２６】上記式（３）の意味は、第１の角度検出器
１が角度θに対応する角度検出データＳＡ（θ）を出力
しているとき、第２の角度検出器２は角度θからφ度だ
け位相がずれた角度θ＋φに対応する角度検出データＳ
Ｂ（θ＋φ）を出力することである。

【００２７】ここで、φを既知の値として、意図的に第
１及び第２の角度検出器１及び２の出力（ＳＡ（θ）及
びＳＢ（θ））の回転角度θに対する位相をφだけずら
すように設定することができる。よって、ＳＢ（θ＋
φ）からφを減算して、下記のように変形することは容
易にできる。 ＳＢ（θ＋φ）−φ＝θ＋Ｂε（θ＋φ） …式（４）

【００２８】しかして、２つの検出器１，２の角度検出
データの位相がφずれているときの両者の誤差成分を抽
出したものである「相対角位置誤差」を容易に求めるこ
とができ、これをδ（θ，φ）で示すと、 δ（θ，φ）＝ＳＡ（θ）−｛ＳＢ（θ＋φ）−φ｝ ＝θ＋Ａε（θ）−｛θ＋Ｂε（θ＋φ）｝ ＝Ａε（θ）−Ｂε（θ＋φ） …式（５） と表わせる。なお、ここで、φ＝０のときの解が上記式
（２）のδ（θ）に相当するので、上記式（２）を含む
一般式として式（５）を用いることにする。

【００２９】このように、複数の異なる値のφに関し
て、上記式（３）に従う各角度検出データＳＡ（θ）及
びＳＢ（θ）（つまりＳＢ（θ＋φ））をそれぞれ求
め、式（４）及び式（５）に従って、各φに対応する
「相対角位置誤差」δ（θ，φ）を幾通りか求めること
ができる。このように幾通りかのφの値に対応する「相
対角位置誤差」δ（θ，φ）を求めることは、これらを
所定の校正アルゴリズムに従って演算処理することによ
って、角度位置誤差Ａε（θ）またはＢε（θ）を抽出
することができるので、極めて有効である。

【００３０】この場合、１回転３６０度の範囲を任意の
数Ｍで等分割して、２検出器の位相ずれφの値を決定す
ると、角度位置誤差Ａε（θ）またはＢε（θ）の抽出
に有効であることが判った。例えば、Ｍ＝４ならば、φ
＝ｋ（３６０°／４）（ただし、ｋ＝０，１，２，３の
序数）とする。この場合、幾通りかのφの値に対応する
「相対角位置誤差」δ（θ，φ）の単純平均を求めるこ
とで、比較的簡単に角度位置誤差Ａε（θ）またはＢε
（θ）を抽出することができることが判った。このよう
な新しい自己校正処理のアルゴリズムを、「等分割平均
法」と名付けることにする。

【００３１】機械軸３に対する第１の角度検出器１の取
付け位置に対して、機械軸３に対する第２の角度検出器
２の取付け位置を機械角で所望のφだけずらすことによ
り、２つの検出器１，２の角度検出データＳＡ（θ）及
びＳＢ（θ）に位相ずれφをもたせることができる（つ
まりＳＢ（θ＋φ）なる関係とすることができる。）の
で、第１の角度検出器１の取付け位置に対して第２の角
度検出器２の取付け位置が成す相対的角度が所要の位相
角φを成すように、該第２の角度検出器２の取付け位置
を割り出せばよい。

【００３２】この割り出しは、基本的には、次のように
して行なう。まず、第１の角度検出器１を機械軸３に取
り付ける。この取付けに際しては、敢えて角度検出器１
の原点（センサ原点）と機械軸３の原点を一致させるこ
となく、適宜に行なってよい。しかし、機械軸３が、こ
の角度検出器１が適用される産業機械等における目的の
検出対象機械軸そのものである場合、ここで、角度検出
器１の原点（センサ原点）と機械軸３の原点とが略一致
するように取付けを行なっておけば、後での原点合わせ
処理が楽になるのは勿論である。

【００３３】次に、図１（Ａ）に略示されているよう
に、同じ機械軸３に第２の角度検出器２を取り付ける。
この角度検出器２の取付けは、該角度検出器２の原点
（センサ原点）が第１の角度検出器１の原点（センサ原
点）に対して所望の角度φだけずれるように、該角度検
出器２の取付け位置を割り出すことによって行なう。こ
の割り出し（つまり所定の取付け位置に角度検出器２を
取付けること）は、手作業で所望の角度φだけずれるよ
うに合わせながら、機械軸３に第２の角度検出器２を取
り付けることで、簡便に行なうことができる。このよう
に取付け位置の割り出しを行なうことによって、同じ機
械軸３の回転角度に対して、第１の角度検出器１の出力
する角度検出データＳＡ（θ）と、第２の角度検出器２
の出力する角度検出データＳＢ（θ）との間に、機械角
φに対応する位相ずれがもたらされることになる。すな
わち、第１の角度検出器１の出力する角度検出データＳ
Ａ（θ）をそのまま「ＳＡ（θ）」で表わすとすると、
第２の角度検出器２の出力する角度検出データＳＢ
（θ）は「ＳＢ（θ＋φ）」で表わされる。この場合、
「ＳＡ（θ）」における変数θは第１の角度検出器１の
原点（センサ原点）を０としたときの機械角θに対応
し、「ＳＢ（θ＋φ）」における変数θ＋φは、該機械
角θに初期位相値φを加算した機械角θ＋φに対応す
る。つまり、例えば、機械軸３の或る回転位置に対応し
て第１の角度検出器１がそのセンサ原点θ＝０に対応す
る角度検出データ「ＳＡ（０）」を出力するとき、第２
の角度検出器２はそれよりも機械角φだけずれた位置に
対応する角度検出データ「ＳＢ（φ）」を出力する。

【００３４】上記「等分割平均法」に従う自己校正処理
を行なう場合の一例として、等分割数Ｍ＝４とすると、
φ＝ｋ（３６０°／４）（ただし、ｋ＝０，１，２，３
の序数）から、両検出器１，２の取付け位置ずれがφ＝
０°，φ＝９０°，φ＝１８０°，φ＝２７０°の４通
りの各割り出し位置について、角度検出器１，２の相対
的取付け位置の割り出しをそれぞれ行なう。

【００３５】以下、このＭ＝４の場合を例にして、「等
分割平均法」に従う自己校正処理の手順を説明する。な
お、この「等分割平均法」に従う自己校正処理は、図２
におけるコンピュータの処理によって実行される。図５
は、その際にコンピュータが実行する「誤差算出プログ
ラム」の一例を概略的に示すフロー図である。この「誤
差算出プログラム」では、等分割数Ｍの値を適切に選択
・設定できるようになっている。Ｍ＝４の場合は、最初
のステップＳ１で、Ｍ＝４に設定する。次のステップＳ
２では序数ｋを初期値０にセットする。

【００３６】次に、ステップＳ３では、φ＝ｋ（３６０
°／Ｍ）の相対位相角φで、角度検出器１，２の相対的
取付け位置を割り出すことを指示し、割り出し作業が完
了するまで待機する。この指示は、コンピュータのディ
スプレイ（図示せず）等を介してなされる。この指示を
受けて、人間の手作業等によって割り出し作業を行な
う。なお、角度検出器１，２の相対的取付け位置の割り
出しにあたっては、上述のように、第１の角度検出器１
の取付け位置は所定位置に固定したままにしておき、第
２の角度検出器２の取付け位置のみを所望の割り出し位
置に応じて変化させればよい。（勿論、これに限らず、
両角度検出器１，２の取付け位置をそれぞれ変化させる
ことにより所望の位相角φに相当する割り出しを行なう
ようにすることもできるが、それは単なる迂回策でしか
ない。）

【００３７】この設例の場合、序数ｋ＝０に対応する第
１の割り出し位置はφ＝０°であり、第１の角度検出器
１の原点（センサ原点）と第２の角度検出器２の原点
（センサ原点）とが一致する位置に第２の角度検出器２
を取り付ける（割り出す）。割り出し作業が完了した
ら、図示しないスイッチの操作等によって、コンピュー
タの処理を次ステップに進める。

【００３８】次のステップＳ４では、機械軸３を回転さ
せつつ、該機械軸３の全回転位置（０度〜３６０度）に
わたる第１及び第２の角度検出器１，２による角度検出
データＳＡ（θ）及びＳＢ（θ＋φ）をデータ収集す
る。収集したデータＳＡ（θ）及びＳＢ（θ＋φ）は、
同時に収集した両者の各値を１対１で対応付けて（デー
タ対として）、ＲＡＭ２２内にバッファ記憶する。例え
ば、ある瞬時におけるデータＳＡ（θ）の値をアドレス
指定インデックスとしてそのときに同時に得られるデー
タＳＢ（θ＋φ）の値をバッファ記憶すればよい。例え
ば、角度検出器１の検出分解能が１回転（０度〜３６０
度）につき「２の１６乗」＝６５５３６分割であるとす
ると、０から６５５３５までのトータル６５５３６アド
レスのバッファエリアに、データＳＡ（θ）の値をアド
レス指定インデックスとして使用して、そのときのデー
タＳＢ（θ＋φ）の値を記憶する。

【００３９】次のステップＳ５では、前ステップＳ４で
収集した各角度検出データＳＡ（θ）及びＳＢ（θ＋
φ）の対に基づき、前記式（５）に従う演算によって、
相対角位置誤差δk（θ，φ）を求める。求めた相対角
位置誤差δk（θ，φ）はＲＡＭ２２内に一時記憶して
おく。ここで、δk（θ，φ）は、ｋ番目の割り出し位
置に対応して求めた相対角位置誤差δ（θ，φ）である
ことを示す。この設例の場合、ｋ＝０のとき、φ＝０°
であるから、δk（θ，φ）＝δ₀（θ，０）と表わすこ
とができ、具体的な相対角位置誤差δ（θ，φ）は、 δ₀（θ，０）＝Ａε（θ）−Ｂε（θ） …式（６） である。これは、図４の図示例では、（ｃ）に示すよう
に、０度から３６０度までの各角位置θに対応する誤差
値Ａε（θ）から０度から３６０度までの各角位置θに
対応する誤差値Ｂε（θ）を減算したものに相当する。
つまり、位相の合った各角位置θで、誤差値Ａε（θ）
から誤差値Ｂε（θ）を減算したものである。

【００４０】次のステップＳ６では、序数ｋが最終値
「Ｍ−１」に達しているかを調べ、ＮＯであれば、ステ
ップＳ７に行き、序数ｋの値を１増加する。それから、
ステップＳ３に戻り、１増加した序数ｋの値に応じた
「φ＝ｋ（３６０°／Ｍ）」の相対位相角φで、角度検
出器１，２の相対的取付け位置を割り出すことを指示
し、割り出し作業が完了するまで待機する。

【００４１】この設例の場合、次の序数ｋ＝１に対応す
る第２の割り出し位置はφ＝９０°であり、第１の角度
検出器１の原点（センサ原点）に対して第２の角度検出
器２の原点（センサ原点）が機械角で９０度ずれた位置
に該第２の角度検出器２を取り付ける（割り出す）。す
なわち、第１の角度検出器１が該検出器１における機械
角０°に対応する角度検出データを出力するとき、第２
の角度検出器２が該検出器２における機械角９０°に対
応する角度検出データを出力するような位置関係に設定
される。それから、前記ステップＳ４及びＳ５と同様の
演算処理を行ない、両検出器１，２の取付け角度差φ＝
９０°に対応する相対角位置誤差δk（θ，φ）を求め
る。ここで、ｋ＝１、φ＝９０°であるから、δk
（θ，φ）＝δ₁（θ，90°）と表わすことができ、具
体的な相対角位置誤差δ（θ，φ）は、 δ₁（θ，90°）＝Ａε（θ）−Ｂε（θ＋90°） …式（７） である。これは、図４の図示例では、（ｄ）に示すよう
に、０度から３６０度までの各角位置θに対応する誤差
値Ａε（θ）から、９０度から始まる１回転分の各角位
置θ＋90°に対応する誤差値Ｂε（θ＋90°）を減算し
たものに相当する。つまり、位相が９０度ずれた各角位
置θとθ＋90°で、誤差値Ａε（θ）から誤差値Ｂε
（θ＋90°）を減算したものである。

【００４２】次に、ステップＳ７で序数ｋの値をさらに
１増加し、ステップＳ３に戻り、１増加した序数ｋの値
に応じた「φ＝ｋ（３６０°／Ｍ）」の相対位相角φ
で、角度検出器１，２の相対的取付け位置を割り出すこ
とを指示し、割り出し作業が完了するまで待機する。今
度は、序数ｋ＝２に対応する第２の割り出し位置はφ＝
１８０°であり、第１の角度検出器１の原点（センサ原
点）に対して第２の角度検出器２の原点（センサ原点）
が機械角で１８０度ずれた位置に該第２の角度検出器２
を取り付ける（割り出す）。それから、前記ステップＳ
４及びＳ５と同様の演算処理を行ない、両検出器１，２
の取付け角度差φ＝１８０°に対応する相対角位置誤差
δk（θ，φ）を求める。ここで、ｋ＝２、φ＝１８０
°であるから、δk（θ，φ）＝δ₂（θ，180°）であ
り、相対角位置誤差δ（θ，φ）は、 δ₂（θ，180°）＝Ａε（θ）−Ｂε（θ＋180°） …式（８） である。これは、図４の図示例では、（ｅ）に示すよう
に、０度から３６０度までの各角位置θに対応する誤差
値Ａε（θ）から、１８０度から始まる１回転分の各角
位置θ＋180°に対応する誤差値Ｂε（θ＋180°）を減
算したものに相当する。つまり、位相が１８０度ずれた
各角位置θとθ＋180°で、誤差値Ａε（θ）から誤差
値Ｂε（θ＋180°）を減算したものである。

【００４３】次に、ステップＳ７で序数ｋの値をさらに
１増加し、ステップＳ３に戻り、１増加した序数ｋの値
に応じた「φ＝ｋ（３６０°／Ｍ）」の相対位相角φ
で、角度検出器１，２の相対的取付け位置を割り出すこ
とを指示し、割り出し作業が完了するまで待機する。今
度は、序数ｋ＝３に対応する第２の割り出し位置はφ＝
２７０°であり、第１の角度検出器１の原点（センサ原
点）に対して第２の角度検出器２の原点（センサ原点）
が機械角で２７０度ずれた位置に該第２の角度検出器２
を取り付ける（割り出す）。それから、前記ステップＳ
４及びＳ５と同様の演算処理を行ない、両検出器１，２
の取付け角度差φ＝２７０°に対応する相対角位置誤差
δk（θ，φ）を求める。ここで、ｋ＝３、φ＝２７０
°であるから、δk（θ，φ）＝δ₃（θ，270°）であ
り、相対角位置誤差δ（θ，φ）は、 δ₃（θ，270°）＝Ａε（θ）−Ｂε（θ＋270°） …式（９） である。これは、図４の図示例では、（ｆ）に示すよう
に、０度から３６０度までの各角位置θに対応する誤差
値Ａε（θ）から、２７０度から始まる１回転分の各角
位置θ＋270°に対応する誤差値Ｂε（θ＋270°）を減
算したものに相当する。つまり、位相が２７０度ずれた
各角位置θとθ＋270°で、誤差値Ａε（θ）から誤差
値Ｂε（θ＋270°）を減算したものである。

【００４４】Ｍ＝４の場合、序数ｋ＝３となると、ステ
ップＳ６がＹＥＳとなり、ステップＳ８に行く。ステッ
プＳ８では、各割り出し位置（ｋ＝０，１，２，…Ｍ−
１）に対応して求めた上記相対角位置誤差δk（θ，
φ）の各θ毎の単純算術平均を下記のように求める。

【数１】 ここで、上記式（１０）の右辺の分子の第２項である

【数２】 が「０」と置けるとすると、上記式（１０）の右辺は Ｍ・Ａε（θ）／Ｍ＝Ａε（θ） となる。

【００４５】従って、上記式（１０）のように各相対角
位置誤差δk（θ，φ）の各θ毎の単純算術平均を求め
ることにより、第１の角度検出器１の角位置誤差Ａε
（θ）に相当する誤差関数を求めることができる。こう
して、求めた角位置誤差Ａε（θ）を適宜のメモリ例え
ばＲＯＭ２３内のＥＥＰＲＯＭに書き込み、不揮発的に
記憶する。この誤差Ａε（θ）は、第１の角度検出器１
の角度検出データＳＡ（θ）の誤差を校正するための校
正データとして使用することができる。検出対象機械軸
３の角度検出器として第１の角度検出器１を使用すれ
ば、校正データとしては該角度検出器１についての誤差
Ａε（θ）のみを求めればよい。しかし、もし、もう一
方の角度検出器２の角位置誤差Ｂε（θ）も求めたいの
であれば、上記のようにして求めたＡε（θ）を上記式
（１０）又は式（６），（７），（８）等に代入するこ
とにより、該角度検出器２についての誤差Ｂε（θ）も
容易に求めることができる。

【００４６】次に、上記式（１０）の右辺の分子の第２
項つまり上記式（１１）が「０」と置ける理由について
説明する。これは、結論から言うと、等分割数Ｍの選び
方によって実質的に「０」とみなせるものとなる。Ｍ＝
４の例で、上記式（１１）をξ₄(θ) として、これをフ
ーリエ級数で表現すると、角位置誤差Ｂε（θ）を、

【数３】 と表わせることから、上記式（１１）すなわちξ₄(θ)
は下記式（１２）のように表わせる。

【００４７】

【数４】 となる。ここで、ｎは高調波の次数、Ｎは角度検出器２
の検出分解能であり、ｎ＝１，２，３，…，Ｎ／２であ
る。

【００４８】上記式（１２）において、次数ｎの各値
（１〜Ｎ／２）についての該級数の各項の値を解くと、
cos（ｎ・90°）またはcos（ｎ・45°）の値が「０」に
なる場合が、該項の解が０となるので、ｎ＝１，３，
５，７，……と奇数次のとき、cos（ｎ・90°）が０で
あり、また、ｎ＝２，６，１０，１４，……と４の倍数
を除く偶数次のとき、cos（ｎ・45°）が０である。す
なわち、Ｍ＝４の場合は、次数ｎが４の倍数以外のとき
に、式（１２）における当該次数ｎに対応する項の解が
「０」となり、これを無視できるものとなる。そうする
と、上記式（１１）においては、４の倍数の次数の項だ
けが残されることになる。すなわち、４の倍数波の誤差
成分だけが上記式（１１）の解に影響を与えることにな
る。ここで、角度検出器２の機械的構造として、４の倍
数波の誤差成分が出ない若しくは無視できるほどに少な
いものに作成することは比較的容易であるから、そのよ
うな４の倍数波の誤差成分が出ない若しくは無視できる
ほどに少ない角度検出器２を使用すれば、結局、上記式
（１１）の解を実質的に「０」と置くことができる。ま
た、理論上では多少の高次の誤差成分が残ったとして
も、そのレベルは実用上無視できるほどに小さい場合が
多いので、結局、上記式（１１）の解を実質的に「０」
と置いてさしつかえない場合が多い。

【００４９】例えば、角度検出器の極配置を１２０度間
隔で１円周につき３つ配置し、平均化処理を施す校正と
すれば、４の倍数波の誤差成分を非常に少なくすること
ができることが知られている。従って、Ｍ＝４の場合
は、角度検出器２をそのような３極構成（又は６極構成
等でもよい）のものを採用するとよい。一方、図１
（ｂ）に示したような９０度間隔の４極構成の角度検出
器においては、等分割数Ｍを９又は１１又は１３等の値
とすることにより、上記式（１１）の解を実質的に
「０」と置くことができることが確かめられている。よ
って、そのようにすればよい。その他、角度検出器の極
配置を適宜工夫して設計し、適切な平均化処理等を施す
ことによりことにより、３の倍数波や４の倍数波等の誤
差成分の非常に少ない検出器を構成することができるの
で、上記式（１１）の解を理論上及び実用上の両面で実
質的に「０」に置くことができる。

【００５０】以上のように、「等分割平均法」を従っ
て、上記式（１０）のように各相対角位置誤差δk
（θ，φ）の各θ毎の単純算術平均を求めることによ
り、第１の角度検出器１の角位置誤差Ａε（θ）に相当
する誤差関数を簡単に求めることができる。この角位置
誤差Ａε（θ）のデータを、第１の角度検出器１の角度
精度校正データとしてメモリに保存する場合は、この角
位置θに対応する第１の角度検出器１の角度検出データ
ＳＡ（θ）をアドレス指定インデックスとして使用し
て、該角度検出データＳＡ（θ）に対応して（対で）角
度精度校正用の角位置誤差Ａε（θ）のデータを記憶す
るようにする。

【００５１】稼働時においては、検出対象機械軸（例え
ば機械軸３）の角度検出器として第１の角度検出器１を
使用し、図３の変換部１Ｄから、該検出対象機械軸の現
在回転位置に対応する角度検出データＳＡ（θ）を出力
する。図６は、コンピュータコンピュータが実行する角
度検出動作稼働時の「校正プログラム」の一例を略示す
るものである。コンピュータにおいては、変換部１Ｄか
ら与えられる検出対象機械軸の現角度検出データＳＡ
（θ）をデータバス２０を介して取り込み（ステップＳ
１１）、この取り込んだ現角度検出データＳＡ（θ）を
アドレス指定インデックスとして使用して、角度精度校
正用のデータＡε（θ）を記憶したメモリから、該特定
の現角度検出データＳＡ（θ）に対応する角度精度校正
用のデータＡε（θ）を読み出し、これに基づき所定の
校正演算、典型例としては、 「ＳＡ（θ）−Ａε（θ）」 を行なう（ステップＳ１２）。こうして、校正済みの角
度検出データが得られ、これをラッチ回路２６（図３）
を介して出力する（ステップＳ１３）。図６において、
ステップＳ１１〜Ｓ１３のルーチンが常に巡回し、絶え
ず、校正処理が行なわれる。

【００５２】図７は、第１及び第２の角度検出器１，２
の別の実施例を示す図である。この実施例においては、
第２の角度検出器２のステータ２Ｓが第１の角度検出器
１のステータ１Ｓに対して所定の位置関係で固定されて
おり、所要の位相角φに対応する第２の角度検出器２の
取付け位置の割り出しは、該第２の角度検出器２のロー
タ２Ｒの取付け位置のみを動かすことによって行なう。
この場合においても、上記実施例と同様に角度精度校正
処理を行なうことができる。

【００５３】上記各実施例において、角度精度校正用の
データＡε（θ）は、角度検出器１の検出分解能と同じ
分解能で、つまり角度検出データＳＡ（θ）の各値毎に
１対１で、必ずしも算出しなければならないわけではな
い。すなわち、角度検出データＳＡ（θ）のいくつかの
値のグループ（角度範囲）毎に１つの角度精度校正用の
データＡε（θ）を代表的に求め、これを該グループに
共通の角度精度校正用のデータとして使用するようにし
てもよい。

【００５４】また、使用する２つの角度検出器１，２の
構造や検出分解能は同じものでなくてもよい。例えば、
角度検出器１として図１（ｂ）に示すようなロータ構造
（１回転０度〜３６０度につき１サイクルの磁気抵抗変
化をもたらすもの）のものを用いる一方で、角度検出器
２として多歯構造のロータを使用し（ステータ側のコイ
ルコア単部にも対応する凹凸歯を設ける）、１回転０度
〜３６０度につき複数サイクルの磁気抵抗変化をもたら
すようにしてもよい。その場合、一方の角度検出器１の
アブソリュート検出可能範囲は１回転０度〜３６０度で
あるが、他方の角度検出器２のアブソリュート検出可能
範囲は１／ｎ回転（ｎは歯の数）となる。その場合、第
２の角度検出器２の出力データは「ＳＢ（ｎθ）」と表
わすことができる。つまり実際の機械角θのｎ倍の角度
値ｎθにて検出データが得られ、検出データの高分解能
化を図ることができる。校正データ収集時は、それぞれ
の検出器１，２の出力に基づき上記実施例に準じて両検
出器１，２の誤差データＡε（θ），Ｂε（ｎθ）をそ
れぞれ求める。通常計測時は、両検出器１，２の出力デ
ータＳＡ（θ），ＳＢ（ｎθ）をそれぞれ誤差データＡ
ε（θ），Ｂε（ｎθ）で校正し、両校正済みデータの
組合せを使用するようにしてもよい。すなわち、１／ｎ
回転の狭い範囲での角度を検出器２の出力に基づき高分
解能でアブソリュート検出し、それを越えるアブソリュ
ート値を検出器１の出力に基づき検出する。

【００５５】さらに、上記各実施例において、使用する
角度検出器の構造及びその検出原理は、上記実施例に示
したものに限らず、どのようなものを使用してもよい。
例えば、上記実施例に示した検出器に比べて検出分解能
は劣るとしても、光学式エンコーダを用いることも可能
である。また、sinωｔと cosωｔといったような２相
（複数相）の交流信号によって複数の１次コイルを励磁
し、ロータの回転角度θに応じた電気的位相角θを示す
出力交流信号sin（ωｔ＋θ）を得て、その位相角θを
ディジタルカウントするタイプの公知の誘導型回転位置
検出器を使用することもできる。また、１次コイルと２
次コイルを持たずに、励磁コイルの自己インダクタンス
変化を測定することでロータの回転角度θを検出するタ
イプの誘導型回転位置検出器を使用することもできる。

【００５６】また、本発明の迂回的実施形態として、第
１の検出器１と第２の検出器２を物理的にまったく同じ
機械軸に取付けずに、実質的に共通とみなせる機械軸に
取付けるようにしてもよい。例えば、検出器１を機械軸
３に取付け、検出器２を機械軸３と連動して動く他の機
械軸に取り付けてもよい。さらに、本発明の自己校正方
法は、回転角度検出器に限らず、直線位置検出器におい
ても同様に適用することが可能である。その場合は、直
線位置検出器の検出可能範囲長Ｌを１回転（０度〜３６
０度）に置き換えて、上記実施例と同様の校正方法を適
用することができる。

【００５７】

【発明の効果】以上の通りこの発明によれば、校正対象
検出器それ自身による自己校正方式によって角度校正又
は検出データの校正を行なうことができるので極めて簡
便であり、また、専用の角度割り出し機構を使用するこ
となく、任意の機械軸に校正対象検出器を装着して簡便
に校正を行なうことができ、校正対象検出器を装着する
現場の計測対象機械軸そのものに該検出器を装着した状
態で精度校正処理を行なうことができる、等の優れた効
果を奏する。更に、「等分割平均法」を採用することに
より、校正のための演算アルゴリズムも極めて簡単であ
り、角度あるいは位置検出データの精度校正処理を簡便
に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る自己校正型角度検出装置の一
実施例を示す軸方向断面略図及び正面略図。

【図２】 図１における１つの角度検出器における１次
及び２次コイルの結線例を示す図。

【図３】 この発明に係る自己校正型角度検出装置の一
実施例の全体的構成を略示するブロック図。

【図４】 図１における２つの角度検出器における角位
置誤差を例示するグラフ。

【図５】 図３におけるコンピュータによって実行され
る誤差算出プログラムの一例を示すフロー図。

【図６】 図３におけるコンピュータによって実行され
る校正プログラムの一例を示すフロー図。

【図７】 この発明に係る自己校正型角度検出装置にお
ける２つの角度検出器の別の配置例を示す軸方向断面略
図。

【符号の説明】

１ 第１の角度検出器 ２ 第２の角度検出器 １Ｓ，２Ｓ ステータ １Ｒ，２Ｒ ロータ ＰＷ １次コイル ＳＷ１〜ＳＷ４ ２次コイル １Ｄ，２Ｄ 変換部 ２１ ＣＰＵ ２２ ＲＡＭ ２３ ＲＯＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 宏 埼玉県川越市山田896−８ (72)発明者 益田 正 東京都立川市羽衣町１丁目14番５号 Ｆターム(参考） 2F063 AA35 BC04 BD16 CB19 CC05 DA24 DD03 EA03 GA22 GA29 GA30 GA36 GA53 KA01 KA03 LA03 LA16 LA19 LA20 LA22 LA23 LA29 2F077 AA20 FF04 FF34 TT21 TT26 TT38 TT42 TT59 TT66 TT75 UU09

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共通の機械軸に取り付けられ、該機械軸
   の回転角度に応じた角度検出データを所定の分解能で出
   力する第１の角度検出器及び第２の角度検出器と、 前記機械軸に対する前記第１の角度検出器の取付け位置
   に対して、前記機械軸に対する前記第２の角度検出器の
   取付け位置を、所定角度づつ相対的にずらして複数通り
   の相対的取付け角位置をそれぞれ割り出し、各割り出し
   た相対的取付け角位置毎に前記機械軸の各回転位置に対
   する前記第１及び第２の角度検出器の角度検出データを
   それぞれ求め、前記第１の角度検出器の各角度検出デー
   タ毎の両者の差に基づき少なくとも第１の角度検出器の
   各角度検出データに関する誤差値をそれぞれ算出する誤
   差計算部と、 検出対象機械軸の現回転位置に応じて少なくとも前記第
   １の角度検出器から出力される現在角度検出データに応
   じて、該現在角度検出データに関して前記誤差計算部で
   求められた前記誤差値を使用し、該誤差値に応じて該現
   在角度検出データの値を校正する校正部とを具備する自
   己校正型角度検出装置。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の角度検出器は、それ
   ぞれ、 所定の交流信号によって励磁され、誘導出力信号を生じ
   るコイル部と、 該コイル部における誘導係数を該コイル部に対する相対
   的回転位置に応じて変化させる磁気応答部とを具備し、
   前記機械軸の回転位置の変化に応じて前記コイル部と磁
   気応答部との相対的回転位置が変化し、該機械軸の回転
   位置に応じた誘導出力信号を前記コイル部に生じるよう
   にしたものである請求項１に記載の自己校正型角度検出
   装置。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２の角度検出器は、それ
   ぞれ、前記コイル部と磁気応答部との相対的回転位置に
   応じた電気的位相角を示す出力交流信号を前記誘導出力
   信号に基づき生成し、この出力交流信号における前記相
   対的回転位置に応じた電気的位相角をディジタル計測す
   ることにより、アブソリュート角度検出データを生成す
   るものである請求項２に記載の自己校正型角度検出装
   置。
4. 【請求項４】 前記第１の角度検出器に対して、前記コ
   イル部及び磁気応答部の両者を含む前記第２の角度検出
   器を前記取付け角度位置に割り出すようにした請求項２
   に記載の自己校正型角度検出装置。
5. 【請求項５】 前記第１及び第２の角度検出器における
   前記コイル部の配置を固定し、前記第２の角度検出器の
   前記磁気応答部を前記取付け角度位置に割り出すことに
   より該第２の角度検出器の割り出しを行なうようにした
   請求項２に記載の自己校正型角度検出装置。
6. 【請求項６】 前記誤差計算部で算出した誤差値を記憶
   する記憶部を有し、前記校正部では、該記憶部に記憶さ
   れた誤差値を前記現在角度検出データに応じて読み出し
   て該誤差値を使用する請求項１乃至５のいずれかに記載
   の自己校正型角度検出装置。
7. 【請求項７】 所定の分解能の位置検出データを出力す
   る第１の位置検出器及び第２の位置検出器を共通の機械
   軸に取り付けると共に、該機械軸に対する前記第１の位
   置検出器の取付け位置に対して、前記機械軸に対する前
   記第２の位置検出器の取付け位置を、所定位置づつ相対
   的にずらして複数通りの相対的取付け位置をそれぞれ割
   り出し、各割り出した相対的取付け位置毎に前記機械軸
   の所定の移動範囲にわたる前記第１及び第２の位置検出
   器の位置検出データをそれぞれ求めるステップと、 各相対的取付け位置に対応して、前記第１の位置検出器
   の各位置検出データ毎に前記第１及び第２の位置検出器
   の位置検出データの差をそれぞれ求め、これに基づき相
   対位置誤差データを得るステップと、 前記第１の位置検出器の各位置検出データ毎に、前記各
   相対的取付け位置毎の前記相対位置誤差データに基づ
   き、少なくとも第１の位置検出器の各位置検出データに
   関する誤差値をそれぞれ算出するステップと、 検出機械軸の現在位置に応じて少なくとも前記第１の位
   置検出器から出力される現在位置検出データに応じて、
   該現在位置検出データに対応する前記誤差値を使用し、
   該誤差値に応じて該現在位置検出データの値を校正する
   ステップとを具備する検出精度校正方法。
8. 【請求項８】 機械読み取り可能な記録媒体であって、
   コンピュータによって実行される検出精度校正方法のた
   めのプログラムの命令群をその内容としており、この検
   出精度校正方法は、所定の分解能の位置検出データを出
   力する第１の位置検出器及び第２の位置検出器を共通の
   機械軸に取り付けると共に、該機械軸に対する前記第１
   の位置検出器の取付け位置に対して前記機械軸に対する
   前記第２の位置検出器の取付け位置が所定の相対的位置
   を成すように割り出しを行ない、この状態で前記プログ
   ラムに従って前記位置検出器の精度校正のための処理を
   行なうものであり、このプログラムが、 前記第１の位置検出器の取付け位置に対して前記第２の
   位置検出器の取付け位置が成す相対的取付け間隔がそれ
   ぞれ異なっている所定の複数の割り出し位置のうちいず
   れか１つの割り出し位置に、前記第１の位置検出器に対
   する第２の位置検出器の相対的取付け位置を割り出し、
   この状態で前記機械軸の全回転位置に対する前記第１及
   び第２の位置検出器の位置検出データをそれぞれ求める
   第１ステップと、 前記所定の複数の割り出し位置のうちの残りの各１つの
   割り出し位置に、前記第１の位置検出器に対する第２の
   位置検出器の相対的取付け位置を順次割り出しし、各割
   り出し位置毎に、その状態で前記機械軸の所定の移動範
   囲にわたって前記第１及び第２の位置検出器の位置検出
   データをそれぞれ求める第２ステップと、 前記各割り出し位置に対応して、前記第１の位置検出器
   の各位置検出データ毎に前記第１及び第２の位置検出器
   の位置検出データの差をそれぞれ求め、これに基づき相
   対位置誤差データを得る第３ステップと、 前記第１の位置検出器の各位置検出データ毎に、前記各
   割り出し位置毎の前記相対位置誤差データに基づき、少
   なくとも第１の位置検出器の各位置検出データに関する
   誤差値をそれぞれ算出する第４ステップとを具備するこ
   とを特徴とする記録媒体。
9. 【請求項９】 前記プログラムが、検出対象機械軸の現
   在位置に応じて少なくとも前記第１の位置検出器から出
   力される現在位置検出データに応じて、該現在位置検出
   データに対応する前記誤差値を使用し、該誤差値に応じ
   て該現在位置検出データの値を校正する第５ステップを
   更に具備することを特徴とする請求項８に記載の記録媒
   体。
10. 【請求項１０】 前記第４ステップでは、算出した前記
    誤差値をメモリに記憶し、前記第５ステップでは該メモ
    リから前記誤差値を読み出して使用する請求項９に記載
    の記録媒体。