JPH01216209A - エンコーダ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は角度位置を検出するエンコーダに係り、特に角
度位置の検出を高分解能化できるエンコーダに関する。

〈従来技術〉 第３図は従来のエンコーダの概略を示すブロック図であ
る。

図において、１１．１１’はそれぞれ差動増幅器で１図
示しない信号源から入力される正弦波信号Ａ、Ａ：Ｂ、
Ｈの差となる第１の正弦波信号Ｖａと第２の正弦波信号
Ｖｂを出力する。なお、正弦波信号Ａ　＝　ｋ　ｓｉｎ
θ、Ａ＝−ｋｓｉｎθ、　Ｂ＝ｋｅＯ８θ、Ｂ＝−ｋｃ
ｏｓθ、第１の正弦波信号Ｖａ　＝ＫｓｉｎＯｐ第２の
正弦波信号Ｖｂ＝Ｋｃｏｓθ、におよびＫは固有の定数
である。

１２は内挿回路で、入力される第１の正弦波信号Ｖａと
第２の正弦波信号Ｖｂとに基づいて正弦波信号１周期内
（３６０２）のＮ個の角度位置を検出してデジタルの位
置情報を出力する。ただし。

Ｎは整数である。

第４図は第３図に示した正弦波信号Ａ、Ａ。

Ｂ、Ｂを発生させる信号源である光学式エンコ−ダの一
例を示す概略図である。

図において、２１は発光素子、２２は正弦波信号Ａ、ａ
、Ｂ、−’Ｍ−を出力する受光素子、２３は矢印方向に
回転するディスク（符号板）である。ディスク２３上に
は発光素子２１の発する光を受光素子２２へ透過する互
いに一１ｃ７２位相のずれた透過孔２３ａ、２３ｂが円
周方向に等ピッチで設けられている。なお、Ｔは透過孔
２３ａ、２３ｂのピッチ（周期）で、正弦波信号Ａ、Ａ
、Ｂ、Ｈの周期に相当する。

第５図（ａ）〜（Ｃ）は第１図に示した差動増幅器の動
作を説明する入出力波形図であり、縦軸は電圧Ｅ、横軸
は時間ｔを表す。この図は、第１の正弦波信号Ｖａを出
力する際の波形を示し、第２の正弦波信号Ｖｂについて
は同様なので省略する。

第５図（ａ）に示すように、光学式エンコーダ（第４図
参照）から差動増幅器１１に入力された正弦波信号Ａお
よび“八−は、オフセットを持っている。そこで、差動
増幅器１１は、第５図（ｂ）の斜線部分に示す（Ａ−Ａ
）信号を発生させ、第５図（、）に示すようなオフセッ
トの無い第１の正弦波信号Ｖａを内挿回路１２へ出力す
る。

第６図（ａ）〜（Ｑ）は第１図に示した内挿回路の動作
を説明するための図である。

ここでは、Ｎ＝８個の角度位置、換言すれば４５°毎の
角度位置を検出するエンコーダを例示して説明する。

第６図（ａ）に示すように、差動増幅器１１から第１の
正弦波信号Ｖａおよび第２の正弦波信号Ｖｂが入力され
ると、内挿回路１２は、第１の正弦波信号Ｖａと第２の
正弦波信号Ｖｂとの大小、およびＶａ、Ｖｂ、Ｖａ＋Ｖ
ｂの正負を判別する。

第６図（ｂ）は上記の判別結果を示すもので。

Ｓ、はＶｂ≧０．Ｓ２はＶａ≦Ｖｂ、　ｓ、はＶａ≦０
゜Ｓ４はＶａ＋Ｖｂ≦０である判別結果を表す。

第６図（ｃ）は第６図（ｂ）に示した判別結果の真理値
表で、内挿回路１２は、この値をデジタルの位置情報と
して出力、あるいは各信号８１〜Ｓ４の立上り／立下り
パルスＳ、を発生出力する。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記位置情報の分解能を高めようとすると、
入力条件となる正弦波信号Ｖａ、Ｖｂの周期１′を上げ
る必要が生じる。このためには、ディスク２３の、透過
孔２３ａ、２３ｂを増設するなどの処置が必要となって
くる。

しかし、ディスク２３に設けられる透過孔２３ａ、２３
ｂの数は機械的に限界があり、おのずと分解能にも限界
があった。

以上から１本発明の目的は、入力条件を変えることなく
、また内挿回路を変更することなく１分解能を高めるこ
とができるエンコーダを得ることである。

く課題を解決するための手段〉 第１図は本発明のエンコーダの一実施例を示すブロック
図である。

図において、ｌは第１演算手段、２は第２演算手段、３
は演算部、１２は内挿回路、Ｖａは第１の正弦波信号、
Ｖｂは第２の正弦波信号、Ｖａ１＝２・Ｖａ・Ｖｂ、Ｖ
ｂ□＝（Ｖｂ２−Ｖａ２）である。

く作用〉 本発明においては、第１演算手段１が第１の正弦波信号
Ｖａ（＝Ｋｓｉｎθ）と第２の正弦波信号Ｖｂ（＝’Ｋ
ｃｏｓθ）とを乗算してＶａ１＝２・Ｖａ−Ｖｂ（＝Ｋ
ｓｉｎ２θ）を内挿回路１２八出力し、第２演算手段２
が第１．第２の正弦波信号Ｖａ、Ｖｂをそれぞれ２乗し
てＶｂ１＝　（Ｖｂ”　−Ｖａ２）　（＝＝　Ｋｃｏｓ
２θ）を内挿回路１２へ出力する。この結果、内挿回路
１２には従来と比べて１／２周期の正弦波および余弦波
を入力でき１分解能を倍にすることがで、きる。

〈実施例〉 第１図は本発明のエンコーダの一実施例を示すブロック
図であり、第３図と同一のものには同じ符号を付しであ
る。

図において、１は第１演算手段で１乗算器４および２倍
演算器５から構成されており、第１の正弦波信号Ｖａと
第２の正弦波信号Ｖｂとを乗算してｖａ１＝２・Ｖａ・
Ｖｂを内挿回路１２へ出力すル、２は第２演算手段で１
乗算器６，７および減算器８から構成されており、第１
．第２の正弦波信号Ｖ　ａ　、　Ｖ　ｂをそれぞれ２乗
してＶｂ１＝（Ｖｂ２−Ｖａ２）を内挿回路１２へ出力
する。３は演算部で、第１゜第２演算手段１，２から構
成される。

今、第１の正弦波信号Ｖａ＝Ｋｓｉｎθ。

第２の正弦波信号Ｖｂ＝Ｋｃｏｓθの時、第１演算手段
１からの出力は。

ｖａＬ＝２・Ｖａ・Ｖｂ。

第２演算手段２からの出力は、 Ｖｂ、＝（Ｖｂ”−Ｖａ２） であるから。

Ｖａ１＝　２　Ｋ”ｓｉｎθｃｏｓθ＝　Ｋ２ｓｉｎ２
０Ｖｂ１＝　Ｋ”ｃｏｓ”θ−Ｋ　”　ｓｉｎ”θ＝Ｋ
”ｃｏｓ２ａとなる。

すなわち、上記計算式のアンダーラインで示したように
、内挿回路１２に入力される正弦波信号Ｖａ、、Ｖｂ、
の周波数が倍になるにのため、分解能は従来と比較して
２倍となる。

第２図は本発明の他の実施例を示すエンコーダのブロッ
ク図である。

この実施例においては、前述した第１演算手段１、第２
演算手段２を有する演算部３がｎ　（ｎは整数）段に設
けられている。ｎ段の演算部３から構成されるエンコー
ダは、２ｎ倍の分解能を有する。

〈発明の効果〉 以上本発明によれば、第１の正弦波信号Ｖａと第２の正
弦波信号Ｖｂとを乗算して２・Ｖａ・Ｖｂを内挿回路へ
出力する第１演算手段と、第１．第２の正弦波信号Ｖａ
、Ｖｂをそ九ぞれ２乗して（Ｖｂ２−Ｖａ２）を内挿回
路へ出力する第２演算手段とから構成したので、入力条
件を変えることなく、また内挿回路を変更することなく
１位置情報を高分解能化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエンコーダの一実施例を示すブロック
図、 第２図は本発明の他の実施例を示すエンコーダのブロッ
ク図、 第３図は従来のエンコーダの概略を示すブロック図、 第４図は第３図に示した正弦波信号を発生させる光学式
エンコーダの一例を示す概略図、第５図（ａ）〜（ｃ）
は第１図に示した差動増幅器の動作を説明する入出力波
形図。 第６図（ａ）〜（ｃ）は第１図に示した内挿回路の動作
を説明するための図である。 １・・第１演算手段、 ２・・第２演算手段。 ３・・演算部。 Ｖａ・・第１の正弦波信号。 Ｖｂ・・第２の正弦波信号、 Ｖａ１・・２・Ｖａ・Ｖｂ、 ■ｂ、・・（Ｖｂ２−Ｖａ２） 特許出願人　　　　　　　　ファナック株式会社代理人
　　　　　　　　　　弁理士　　齋藤千幹第１図 第３図 第４図 第５図 ４Ｃ 第６図 （ｂ＞　　　５１−１−一」−一 ５５−Ｊユ土Ｕｔユ土辷−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力される第１の正弦波信号Ｖａと第２の正弦波
   信号Ｖｂとに基づいて正弦波信号１周期内のＮ個の角度
   位置を検出する内挿回路を有するエンコーダにおいて、 前記第１の正弦波信号Ｖａと第２の正弦波信号Ｖｂとを
   乗算して２・Ｖａ・Ｖｂを前記内挿回路へ出力する第１
   演算手段と、前記第１、第２の正弦波信号Ｖａ、Ｖｂを
   それぞれ２乗して（Ｖｂ＾２−Ｖａ＾２）を前記内挿回
   路へ出力する第２演算手段とを具備することを特徴とす
   るエンコーダ。
2. （２）前記第１、第２演算手段を有する演算部を多段に
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエ
   ンコーダ。