エンコーダシステム
【課題】小型のロータリーエンコーダで、高分解能かつ耐ノイズ性に優れたエンコーダシステムを提供する。
【解決手段】モータの回転軸に取付けられ、正弦波、余弦波のアナログ電圧信号１ａを発生するエンコーダ３からの情報に基づき、モータをサーボアンプ８で駆動するシステムにおいて、アナログ電圧信号１ａをディジタル信号に変換するＡＤコンバータ２と、変換されたディジタルデータをシリアルデータとしてサーボアンプ８に伝送するシリアル伝送手段４と、シリアルデータから位置情報あるいは計数情報を出力するデータ処理部７とを備え、データ処理部７に、ディジタルデータに変換された正弦波、余弦波情報を高分解能化する内挿処理手段６を有し、データ処理部７をサーボアンプ８に設ける。
【解決手段】モータの回転軸に取付けられ、正弦波、余弦波のアナログ電圧信号１ａを発生するエンコーダ３からの情報に基づき、モータをサーボアンプ８で駆動するシステムにおいて、アナログ電圧信号１ａをディジタル信号に変換するＡＤコンバータ２と、変換されたディジタルデータをシリアルデータとしてサーボアンプ８に伝送するシリアル伝送手段４と、シリアルデータから位置情報あるいは計数情報を出力するデータ処理部７とを備え、データ処理部７に、ディジタルデータに変換された正弦波、余弦波情報を高分解能化する内挿処理手段６を有し、データ処理部７をサーボアンプ８に設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＦＡ機器に使用するロータリーエンコーダのデータ処理部をサーボアンプに備えたエンコーダシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータリーエンコーダは、正弦波、余弦波のアナログ電圧信号を直接サーボアンプに出力するアナログ出力のもの、整形されたディジタルパルス出力をサーボアンプに出力する光学式または磁気式のエンコーダ等があり、アナログ出力のエンコーダにシリアルコンバータを外付けにしたもの(例えば、特許文献１参照)、エンコーダの高分解能化のために正弦波、余弦波のアナログ電圧信号を内挿処理し逓倍する方法が一般的に実施されている(例えば、特許文献２参照)。
【特許文献１】特開２００１−５３６１１号公報
【特許文献２】特開２００５−２４５１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
解決しようとする問題点は、ロータリーエンコーダ本体の小型化と耐ノイズ性の確保であり、小型化による組み立て精度の確保および内挿処理回路の実装スペースの確保が困難な点である。
【０００４】
エンコーダの高分解能化は固定板、回転板のスリットを微細化することにより可能であるが、過度の微細化は光の回折の影響を受けやすくなるため限界がある。また、同一のスリットの条件で回転板の径を１／２にすると、平面的位置合わせ精度は１／４になるためスリットを微細化することは、その分の高い組み立て精度が要求され、量産性、低コスト化の妨げとなっていた。
【０００５】
一方、小型化のため固定板、回転板のスリット幅を広くし分解能を下げると、高分解能化を図るための内挿処理部が必要となり、小型化の妨げとなっていた。
【０００６】
さらに、アナログ信号をそのまま出力し、サーボアンプに伝送後に内挿処理を施すと、ノイズにより内挿処理精度が低下する耐ノイズ性の問題があった。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、小型のロータリーエンコーダで、高分解能かつ耐ノイズ性に優れたエンコーダシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のエンコーダシステムは、モータの回転軸に取付けられ、正弦波、余弦波のアナログ電圧信号を発生するエンコーダからの情報に基づき、前記モータをサーボアンプで駆動するシステムにおいて、前記アナログ電圧信号をディジタル信号に変換するＡＤコンバータと、変換されたディジタルデータをシリアルデータとしてサーボアンプに伝送する伝送手段と、シリアルデータから位置情報あるいは計数情報を出力するデータ処理部とを備え、前記データ処理部をサーボアンプに設けたものである。
【０００９】
また、前記データ処理部に、ディジタルデータに変換された正弦波、余弦波情報を高分解能化する内挿処理手段を設ける。さらに、前記ＡＤコンバータをΣΔ変換コンバータで構成しても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のエンコーダシステムによれば、受光素子で生成された正弦波原信号をディジタルデータへ変換し、サーボアンプに伝送するため、ノイズによる正弦波情報の劣化が抑制されるとともに、エンコーダ本体を小型化することができる。
【００１１】
また、ディジタルデータをサーボアンプで内挿処理して高分解能情報を得るため、エンコーダ本体の固定板、回転板のスリットの幅を広くすることが可能となり、組み立て精度の確保が容易になる。
【００１２】
さらに、ディジタルデータ変換にΣΔ変換を施し、カスタムＩＣ、マイコンなどで処理する際のディジタルフィルタの特性変更を容易化できる。また、ΣΔ変換により重み付けのないディジタル信号を出力するので、従来の構成に比して、ΣΔ変換コンバータ、伝送手段とサーボアンプに構成されたディジタルフィルタまでの信号の伝送経路におけるノイズの影響が極めて小さくできる。
【００１３】
したがって、小型のロータリーエンコーダで、高分解能かつ耐ノイズ性に優れたエンコーダシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のエンコーダシステムは、モータの回転軸に取付けられ、正弦波、余弦波のアナログ電圧信号を発生するエンコーダからの情報に基づき、前記モータをサーボアンプで駆動するシステムにおいて、前記アナログ電圧信号をディジタル信号に変換するＡＤコンバータと、変換されたディジタルデータをシリアルデータとしてサーボアンプに伝送するシリアル伝送手段と、シリアルデータから位置情報あるいは計数情報を出力するデータ処理部とを備え、前記データ処理部に、ディジタルデータに変換された正弦波、余弦波情報を高分解能化する内挿処理手段を設け、前記データ処理部をサーボアンプに設けたものである。
【実施例１】
【００１５】
図１において、エンコーダシステムは、モータの回転軸に取付けられ、正弦波、余弦波のアナログ電圧信号を発生する原信号生成部１と、このアナログ電圧信号をディジタルデータに変換するＡＤコンバータ２から構成されるエンコーダ３と、ディジタルデータを伝送するシリアル伝送手段４と、ディジタルフィルタ５、内挿処理手段６とで構成されるデータ処理部７と、制御部９とを備えたサーボアンプ８とで構成される。
【００１６】
モータの回転により変化するアナログ電圧信号１ａは、ＡＤコンバータ２によりディジタルデータに変換され、シリアル伝送手段４にてサーボアンプ８に送られる。データ処理部７ではデータを受け、ディジタルフィルタ５、内挿処理手段６により位置データ情報、計数情報を生成し、その情報に基づき制御部９でモータ駆動を行う。
【００１７】
高分解能化のため、サーボアンプ８に信号を送ってから信号を内挿処理し高分解能のデータを生成するので、この時点での分解能は組み立て性を考慮し、且つ光の回折の影響がない幅によって決まる低い値とすることができる。また、小型化の妨げとなる内挿処理手段６をエンコーダ３に備えないため、エンコーダ３を小型化することができる。
【００１８】
このように、エンコーダでは小型化の妨げとなる内挿処理を実施せず、原信号生成部１のアナログ電圧信号１ａをディジタルデータに変換するだけの処理を行い、ディジタルデータを伝送するので小型化に特化することができ、耐ノイズ性に優れる。さらに、アンプ８にてディジタルデータをもとに内挿処理を実施することで高分解能位置データを得ることができる。
【００１９】
また、ディジタルデータへの変換にΣΔ変換を施すことにより、それをカスタムＩＣ、マイコンで処理する際のディジタルフィルタの特性変更も容易である。その上、ΣΔ変換により重み付けのないディジタル信号を出力するので、従来のシリアル信号出力型のＡＤコンバータを用いた構成、すなわち重み付けのあるディジタル信号が出力される構成に比して、ΣΔ変換器、伝送手段とアンプに構成されたディジタルフィルタまでの信号の伝送経路におけるノイズの影響が極めて小さい。
【００２０】
したがって、エンコーダに内挿処理手段を搭載しないため小型化に特化でき、さらに固定板、回転板のスリット幅を広げ、データ変換と伝送手段を付加しアンプで内挿処理することにより、耐ノイズ性を向上させ、組み立ての容易な高分解能、小型エンコーダを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明のエンコーダシステムは小型化、高分解能化に最適であり、伝送中の耐ノイズ性を必要とする用途にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１におけるエンコーダシステム要部の説明図
【符号の説明】
【００２３】
１ 原信号生成部
１ａ アナログ電圧信号
２ ＡＤコンバータ
３ エンコーダ
４ 伝送手段（シリアル伝送手段）
５ ディジタルフィルタ
６ 内挿処理手段
７ データ処理部
８ サーボアンプ
９ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明はＦＡ機器に使用するロータリーエンコーダのデータ処理部をサーボアンプに備えたエンコーダシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータリーエンコーダは、正弦波、余弦波のアナログ電圧信号を直接サーボアンプに出力するアナログ出力のもの、整形されたディジタルパルス出力をサーボアンプに出力する光学式または磁気式のエンコーダ等があり、アナログ出力のエンコーダにシリアルコンバータを外付けにしたもの(例えば、特許文献１参照)、エンコーダの高分解能化のために正弦波、余弦波のアナログ電圧信号を内挿処理し逓倍する方法が一般的に実施されている(例えば、特許文献２参照)。
【特許文献１】特開２００１−５３６１１号公報
【特許文献２】特開２００５−２４５１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
解決しようとする問題点は、ロータリーエンコーダ本体の小型化と耐ノイズ性の確保であり、小型化による組み立て精度の確保および内挿処理回路の実装スペースの確保が困難な点である。
【０００４】
エンコーダの高分解能化は固定板、回転板のスリットを微細化することにより可能であるが、過度の微細化は光の回折の影響を受けやすくなるため限界がある。また、同一のスリットの条件で回転板の径を１／２にすると、平面的位置合わせ精度は１／４になるためスリットを微細化することは、その分の高い組み立て精度が要求され、量産性、低コスト化の妨げとなっていた。
【０００５】
一方、小型化のため固定板、回転板のスリット幅を広くし分解能を下げると、高分解能化を図るための内挿処理部が必要となり、小型化の妨げとなっていた。
【０００６】
さらに、アナログ信号をそのまま出力し、サーボアンプに伝送後に内挿処理を施すと、ノイズにより内挿処理精度が低下する耐ノイズ性の問題があった。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、小型のロータリーエンコーダで、高分解能かつ耐ノイズ性に優れたエンコーダシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のエンコーダシステムは、モータの回転軸に取付けられ、正弦波、余弦波のアナログ電圧信号を発生するエンコーダからの情報に基づき、前記モータをサーボアンプで駆動するシステムにおいて、前記アナログ電圧信号をディジタル信号に変換するＡＤコンバータと、変換されたディジタルデータをシリアルデータとしてサーボアンプに伝送する伝送手段と、シリアルデータから位置情報あるいは計数情報を出力するデータ処理部とを備え、前記データ処理部をサーボアンプに設けたものである。
【０００９】
また、前記データ処理部に、ディジタルデータに変換された正弦波、余弦波情報を高分解能化する内挿処理手段を設ける。さらに、前記ＡＤコンバータをΣΔ変換コンバータで構成しても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のエンコーダシステムによれば、受光素子で生成された正弦波原信号をディジタルデータへ変換し、サーボアンプに伝送するため、ノイズによる正弦波情報の劣化が抑制されるとともに、エンコーダ本体を小型化することができる。
【００１１】
また、ディジタルデータをサーボアンプで内挿処理して高分解能情報を得るため、エンコーダ本体の固定板、回転板のスリットの幅を広くすることが可能となり、組み立て精度の確保が容易になる。
【００１２】
さらに、ディジタルデータ変換にΣΔ変換を施し、カスタムＩＣ、マイコンなどで処理する際のディジタルフィルタの特性変更を容易化できる。また、ΣΔ変換により重み付けのないディジタル信号を出力するので、従来の構成に比して、ΣΔ変換コンバータ、伝送手段とサーボアンプに構成されたディジタルフィルタまでの信号の伝送経路におけるノイズの影響が極めて小さくできる。
【００１３】
したがって、小型のロータリーエンコーダで、高分解能かつ耐ノイズ性に優れたエンコーダシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のエンコーダシステムは、モータの回転軸に取付けられ、正弦波、余弦波のアナログ電圧信号を発生するエンコーダからの情報に基づき、前記モータをサーボアンプで駆動するシステムにおいて、前記アナログ電圧信号をディジタル信号に変換するＡＤコンバータと、変換されたディジタルデータをシリアルデータとしてサーボアンプに伝送するシリアル伝送手段と、シリアルデータから位置情報あるいは計数情報を出力するデータ処理部とを備え、前記データ処理部に、ディジタルデータに変換された正弦波、余弦波情報を高分解能化する内挿処理手段を設け、前記データ処理部をサーボアンプに設けたものである。
【実施例１】
【００１５】
図１において、エンコーダシステムは、モータの回転軸に取付けられ、正弦波、余弦波のアナログ電圧信号を発生する原信号生成部１と、このアナログ電圧信号をディジタルデータに変換するＡＤコンバータ２から構成されるエンコーダ３と、ディジタルデータを伝送するシリアル伝送手段４と、ディジタルフィルタ５、内挿処理手段６とで構成されるデータ処理部７と、制御部９とを備えたサーボアンプ８とで構成される。
【００１６】
モータの回転により変化するアナログ電圧信号１ａは、ＡＤコンバータ２によりディジタルデータに変換され、シリアル伝送手段４にてサーボアンプ８に送られる。データ処理部７ではデータを受け、ディジタルフィルタ５、内挿処理手段６により位置データ情報、計数情報を生成し、その情報に基づき制御部９でモータ駆動を行う。
【００１７】
高分解能化のため、サーボアンプ８に信号を送ってから信号を内挿処理し高分解能のデータを生成するので、この時点での分解能は組み立て性を考慮し、且つ光の回折の影響がない幅によって決まる低い値とすることができる。また、小型化の妨げとなる内挿処理手段６をエンコーダ３に備えないため、エンコーダ３を小型化することができる。
【００１８】
このように、エンコーダでは小型化の妨げとなる内挿処理を実施せず、原信号生成部１のアナログ電圧信号１ａをディジタルデータに変換するだけの処理を行い、ディジタルデータを伝送するので小型化に特化することができ、耐ノイズ性に優れる。さらに、アンプ８にてディジタルデータをもとに内挿処理を実施することで高分解能位置データを得ることができる。
【００１９】
また、ディジタルデータへの変換にΣΔ変換を施すことにより、それをカスタムＩＣ、マイコンで処理する際のディジタルフィルタの特性変更も容易である。その上、ΣΔ変換により重み付けのないディジタル信号を出力するので、従来のシリアル信号出力型のＡＤコンバータを用いた構成、すなわち重み付けのあるディジタル信号が出力される構成に比して、ΣΔ変換器、伝送手段とアンプに構成されたディジタルフィルタまでの信号の伝送経路におけるノイズの影響が極めて小さい。
【００２０】
したがって、エンコーダに内挿処理手段を搭載しないため小型化に特化でき、さらに固定板、回転板のスリット幅を広げ、データ変換と伝送手段を付加しアンプで内挿処理することにより、耐ノイズ性を向上させ、組み立ての容易な高分解能、小型エンコーダを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明のエンコーダシステムは小型化、高分解能化に最適であり、伝送中の耐ノイズ性を必要とする用途にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１におけるエンコーダシステム要部の説明図
【符号の説明】
【００２３】
１ 原信号生成部
１ａ アナログ電圧信号
２ ＡＤコンバータ
３ エンコーダ
４ 伝送手段（シリアル伝送手段）
５ ディジタルフィルタ
６ 内挿処理手段
７ データ処理部
８ サーボアンプ
９ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転軸に取付けられ、正弦波、余弦波のアナログ電圧信号を発生するエンコーダからの情報に基づき、前記モータをサーボアンプで駆動するシステムにおいて、前記アナログ電圧信号をディジタル信号に変換するＡＤコンバータと、変換されたディジタルデータをシリアルデータとしてサーボアンプに伝送する伝送手段と、シリアルデータから位置情報あるいは計数情報を出力するデータ処理部とを備え、前記データ処理部をサーボアンプに設けたことを特徴とするエンコーダシステム。
【請求項２】
前記データ処理部に、ディジタルデータに変換された正弦波、余弦波情報を高分解能化する内挿処理手段を有する請求項１に記載のエンコーダシステム。
【請求項３】
前記ＡＤコンバータをΣΔ変換コンバータで構成した請求項１に記載のエンコーダシステム。
【請求項１】
モータの回転軸に取付けられ、正弦波、余弦波のアナログ電圧信号を発生するエンコーダからの情報に基づき、前記モータをサーボアンプで駆動するシステムにおいて、前記アナログ電圧信号をディジタル信号に変換するＡＤコンバータと、変換されたディジタルデータをシリアルデータとしてサーボアンプに伝送する伝送手段と、シリアルデータから位置情報あるいは計数情報を出力するデータ処理部とを備え、前記データ処理部をサーボアンプに設けたことを特徴とするエンコーダシステム。
【請求項２】
前記データ処理部に、ディジタルデータに変換された正弦波、余弦波情報を高分解能化する内挿処理手段を有する請求項１に記載のエンコーダシステム。
【請求項３】
前記ＡＤコンバータをΣΔ変換コンバータで構成した請求項１に記載のエンコーダシステム。
【図１】
【公開番号】特開２００８−９８９９６（Ｐ２００８−９８９９６Ａ）
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７８７３０（Ｐ２００６−２７８７３０）
【出願日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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