エンコーダの信号処理回路

【課題】偏心誤差を除去するために回転軸の両側に２つの検出部を設けたエンコーダにおいて、それぞれの検出部の出力から計算される角度値の差が１８０°となるように検出部が取り付けられても平均化演算に支障が出ないようにすることによって、検出部の取り付けを容易にする。
【解決手段】電源ＯＮ後の初期処理において、それぞれの検出部１４，１６から出力される信号から計算される角度値θ₁，θ₂の差分Δθを初期値３０として記憶する。この初期差分Δθによりθ₁を補正して（３２）、補正後のθ₃とθ₂の間で平均化処理３４を行なって位置データθを出力する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏心誤差の除去のために回転軸の両側に配置された２つの検出部を有するエンコーダのための信号処理回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンコーダの検出誤差の１つに回転部の偏心に起因する誤差、すなわち偏心誤差がある。この偏心誤差は、例えば下記特許文献１の従来技術の項に記載されているように、回転軸の両側に２つの検出部を配置し、それぞれの出力信号から計算される角度値θ₁とθ₂の平均をとることによってキャンセルすることができる。
【０００３】
この平均θ＝（θ₁＋θ₂）／２は、角度値の平均であるから、図１および図２に示すように、単なる値の平均ではなく平均化後の角度θがθ₁とθ₂の間に挟まれるようにθの値が選ばれる。
【０００４】
しかしながら、例えば磁気式エンコーダのように、ステータまたはロータにあとから検出部を取り付けるタイプのエンコーダでは、検出部の取り付け方によっては、それぞれの検出部の出力信号から計算されるθ₁とθ₂の差が１８０°になる場合があり、この場合には、図３に示すようにθ′とθ″という２つの解が発生し、１８０°のずれを生じる恐れがある。
【０００５】
したがって従来では、これを回避するためにθ₁とθ₂の差が１８０°にならないように検出部の位置関係に注意して検出部を取り付ける必要があり、検出部の取り付けに時間がかかるという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特許第３１９５１１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって本発明の目的は、偏心誤差の除去のために回転軸の両側に２つの検出部を配置したエンコーダにおいて、検出部の取り付けが容易な信号処理回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、回転軸の両側に配置された第１および第２の検出部の出力信号を処理して位置データを算出するエンコーダの信号処理回路であって、該第１および第２の検出部の出力信号からそれぞれ第１および第２の角度値を算出する角度値算出手段と、該第１および第２の角度値の角度差の初期値を記憶する初期差分記憶手段と、該第１および第２の角度値のいずれか一方を該初期差分記憶手段が記憶する角度差の初期値により補正する補正手段と、該補正手段により補正された後の２つの角度値の平均をとることにより、位置データを算出する位置データ算出手段とを具備するエンコーダの信号処理回路が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
第１および第２の角度値のいずれか一方を両者の差の初期値で補正することにより、補正前の角度値に検出部の位置関係に応じた違いがあっても補正後においては両者は近い値となるので、検出部をどの様な位置関係で取り付けたとしても両者の差が１８０°となって２つの解が生じることを回避することができて、検出部の取り付けが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図４は本発明のエンコーダの信号処理回路の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【００１１】
アナログ部１０においては、回転部１２の近傍に取り付けられた検出部１４から回転部１２の回転に伴って９０°の位相差を有する２つの正弦波信号Ａ₁，Ｂ₁が出力される。回転部１２をはさんで検出部１４に対向して取り付けられた検出部１６からも同様に、正弦波信号Ａ₂，Ｂ₂が出力される。アナログ部１０とディジタル部１８との境界となるアナログ／ディジタル変換部２０，２２においては、アナログ値Ａ₁，Ｂ₁，Ａ₂，Ｂ₂がそれぞれディジタル値Ａ_1D，Ｂ_1D，Ａ_2D，Ｂ_2Dに変換される。内挿回路２４においては、ディジタル値Ａ_1D，Ｂ_1Dから周知の手法により角度値θ₁が算出されて出力される。内挿回路２６においても同様に、ディジタル値Ａ_2D，Ｂ_2Dから角度値θ₂が算出され出力される。
【００１２】
Δθ演算部２８においては、Δθ＝θ₂−θ₁（またはθ₁−θ₂）が計算され、検出部１４，１６の取り付け後、かつ、エンコーダの運用開始前において、或いは電源ＯＮ後の初期処理において、Δθの値がメモリ３０に記憶される。Δθの値を複数回測定してその平均値をΔθとして記憶するようにしても良い。補正部３２においては、θ₁（またはθ₂）の値にメモリ３０に記憶されているΔθの値が加算されてθ₃＝θ₁＋Δθにより補正が行なわれる。
【００１３】
位置データ算出部３４においては、補正後のθ₃とθ₂との間で平均化演算θ＝（θ₃＋θ₂）／２が行なわれ、その結果が位置データθとして出力される。
【００１４】
このように、角度値θ₁に初期差分Δθを加えて補正することにより、検出部１４，１６の位置関係に応じた初期の位相差はキャンセルされ、θ₁とθ₂の差が１８０°となる事態を回避することができる。すなわち、検出部１４，１６の取り付けの際に、それぞれの出力信号から計算される角度値の差が１８０°にならないように配慮する必要がなくなる。
【００１５】
図５は本発明の第２の実施形態に示す。本実施形態においては図４の構成にさらにアラーム処理部３６が追加される。アラーム処理部３６は予め定めた値をθ_ALMとして、１８０°−θ_ALM＜θ₃−θ₂＜１８０°＋θ_ALMのとき、すなわち、補正後の角度値の差θ₃−θ₂が１８０°からθ_ALM以内にあるときアラームを出力する。
【００１６】
こうすることにより、電源ＯＮ後に検出部の取り付け位置がずれたり、壊れるなどして補正後の位相差が１８０°の近傍の値になり異常値が出力される恐れがあることを知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】角度値の平均を説明する図である。
【図２】角度値の平均を説明する図である。
【図３】角度差が１８０°のときの平均化の問題を説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の両側に配置された第１および第２の検出部の出力信号を処理して位置データを算出するエンコーダの信号処理回路であって、
該第１および第２の検出部の出力信号からそれぞれ第１および第２の角度値を算出する角度値算出手段と、
該第１および第２の角度値の角度差の初期値を記憶する初期差分記憶手段と、
該第１および第２の角度値のいずれか一方を該初期差分記憶手段が記憶する角度差の初期値により補正する補正手段と、
該補正手段により補正された後の２つの角度値の平均をとることにより、位置データを算出する位置データ算出手段とを具備するエンコーダの信号処理回路。
【請求項２】
前記補正手段により補正された後の２つの角度値の差が所定の範囲内にあるときアラームを出力するアラーム出力手段をさらに具備する請求項１記載のエンコーダの信号処理回路。

【図１】