エンコーダ装置、駆動装置、及びロボット装置
【課題】位置情報を高精度に検出することができるエンコーダ装置を提供する。
【解決手段】エンコーダ装置は、第１信号を出力する第１のエンコーダと、第２信号を出力する第２のエンコーダと、第１信号に基づいて、第１のエンコーダの回転位置情報を示す第１位置情報を生成する第１位置情報生成部と、第２信号と第２のエンコーダの回転位置情報の補正値を示す補正テーブルとに基づいて、第２のエンコーダの回転位置情報を示す第２位置情報を生成する第２位置情報生成部と、第１位置情報と第２位置情報とを用いて前記第１位置情報に対する第２位置情報の相対的な変位を検知する判定部と、第２位置情報の相対的な変位を検知した場合に、第２位置情報の変位に応じて補正テーブルを生成する補正テーブル生成部とを備える。
【解決手段】エンコーダ装置は、第１信号を出力する第１のエンコーダと、第２信号を出力する第２のエンコーダと、第１信号に基づいて、第１のエンコーダの回転位置情報を示す第１位置情報を生成する第１位置情報生成部と、第２信号と第２のエンコーダの回転位置情報の補正値を示す補正テーブルとに基づいて、第２のエンコーダの回転位置情報を示す第２位置情報を生成する第２位置情報生成部と、第１位置情報と第２位置情報とを用いて前記第１位置情報に対する第２位置情報の相対的な変位を検知する判定部と、第２位置情報の相対的な変位を検知した場合に、第２位置情報の変位に応じて補正テーブルを生成する補正テーブル生成部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダ装置、駆動装置、及びロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットやサービスロボットなど、人と協調作業を行うロボット装置が知られている。このようなロボット装置は、エンコーダ装置を備えた駆動装置によって駆動され、エンコーダ装置が検出した位置情報に基づいて、出力軸などの位置制御及び速度制御を行っている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２４５１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したロボット装置が稼動する外部環境は電気的な外乱の中で動作している場合があり、とりわけ電界／磁界の外乱（通称“ノイズ”）によって、エンコーダ装置は検出した位置情報の位置ずれ（位置情報の変位）が発生する場合がある。また、エンコーダ装置は、減速機や駆動部の使用による磨耗などの要因によっても、位置情報の変位が発生する場合がある。こうした位置情報の変位が発生すると、エンコーダ装置が検出する位置情報の検出精度が低下する場合があるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、位置情報の変位が発生した場合に、位置情報を高精度に検出することができるエンコーダ装置、駆動装置、及びロボット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明は、駆動部によって回転される入力軸の回転位置に応じた第１信号を出力する第１のエンコーダと、前記入力軸と動力伝達部を介して連結される出力軸の回転位置に応じた第２信号を出力する第２のエンコーダと、前記第１信号に基づいて、前記第１のエンコーダの回転位置情報を示す第１位置情報を生成する第１位置情報生成部と、前記第２信号と前記第２のエンコーダの回転位置情報の補正値を示す補正テーブルとに基づいて、前記第２のエンコーダの回転位置情報を示す第２位置情報を生成する第２位置情報生成部と、前記第１位置情報と前記第２位置情報とを用いて前記第１位置情報に対する前記第２位置情報の相対的な変位を検知する判定部と、前記判定部によって前記第２位置情報の相対的な変位を検知した場合に、前記第２位置情報の変位に応じて前記補正テーブルを生成する補正テーブル生成部とを備えることを特徴とするエンコーダ装置である。
【０００７】
また、本発明は、上記のエンコーダ装置を備えることを特徴とする駆動装置である。
【０００８】
また、本発明は、上記の駆動装置を備えることを特徴とするロボット装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、位置情報を高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の駆動装置におけるエンコーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の駆動装置における信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図４】同実施形態における第２のエンコーダの偏心誤差を説明する図である。
【図５】同実施形態における補正テーブルと偏心誤差との一例を示すイメージ図である。
【図６】本発明の一実施形態による再生成後の補正テーブルと偏心誤差との一例を示すイメージ図である。
【図７】図１の駆動装置におけるエンコーダ装置の構成の別の一例を示す第２のブロック図である。
【図８】図１の駆動装置における信号処理回路の構成の別の一例を示す第２のブロック図である。
【図９】図１の駆動装置を備えるロボット装置の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態による再生成後の補正テーブルと偏心誤差との別の一例を示す第２のイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態によるエンコーダ装置及び駆動装置について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態による駆動装置１を示すブロック図である。
この図において、駆動装置１は、ギヤ２、第１のエンコーダ３、第２のエンコーダ４、モータ７、入力軸１０、及び出力軸１１を備えている。なお、駆動装置１は、エンコーダ装置２０を備え、エンコーダ装置２０は、第１のエンコーダ３及び第２のエンコーダ４を備えている。
【００１２】
モータ７（駆動部）は、入力軸１０を回転させる。ギヤ２（動力伝達部）は、入力軸１０の回転に応じて、予め定められているギヤ比（例えば、１／１００）で減速して出力軸１１を回転させる。すなわち、この駆動装置１においては、モータ７が入力軸１０を回転させ、この入力軸１０が回転することにより、ギヤ２を介して出力軸１１が回転する。
【００１３】
第１のエンコーダ３は、１回転型のアブソリュートエンコーダであって、モータ７によって回転される入力軸１０の回転位置に応じた第１の検出信号（第１信号）を出力する。
第２のエンコーダ４は、１回転型のアブソリュートエンコーダであって、入力軸１０とギヤ２を介して連結される出力軸１１の回転位置に応じた第２の検出信号（第２信号）を出力する。
すなわち、第１のエンコーダ３は、モータ７の入力軸１０の位置変位を検知する機能を有しており、機械角３６０度の何処に位置するのかを検知できる１回転型のアブソリュートエンコーダである。なお、１回転型のアブソリュートエンコーダとは、回転情報として何回転、回ったかを示す多回転情報を検知する事が出来ないエンコーダのことである。ここで、第１のエンコーダ３は、例えば、１３ビットの分解能（０〜８１９１）のアブソリュートエンコーダである。
【００１４】
なお、駆動装置１では、ギヤ２が、予め定められているギヤ比で入力軸１０と出力軸１１とを連結している。そのため、エンコーダ装置２０は、１回転型のアブソリュートエンコーダである第１のエンコーダ３と、１回転型のアブソリュートエンコーダである第２のエンコーダ４とを用いて、エンコーダ装置全体としては、多回転型アブソリュートエンコーダとして機能する。
【００１５】
ところで、第１のエンコーダ３は、内部に、信号処理回路６を有している。この信号処理回路６には、第２のエンコーダ４が検出した第２の検出信号が、通信線１２を介して入力される。そして、信号処理回路６は、第１のエンコーダ３が検出した第１の検出信号と、第２のエンコーダ４が検出した第２の検出信号とに基づいて、入力軸１０の回転回数とともに１回転内の位置変位を示す合成位置データ（多回転位置情報）を合成する。また、信号処理回路６は、第１の検出信号と第２の検出信号とに基づいて、故障などを検出して、その結果としてエラーステータス情報を生成する。そして、信号処理回路６は、合成した合成位置データとエラーステータス情報とを、通信ライン９を介して、コントローラ８に出力する。
【００１６】
これにより、コントローラ８は、その合成位置データにより、入力軸１０の回転回数及び１回転内の位置変位を検出することが可能となる。また、コントローラ８は、エラーステータス情報により、例えば、モータ７の回転機構の異常、ギヤ２の異常、第１のエンコーダ３又は第２のエンコーダ４に内蔵されている後述する回転ディスク３０１、回転ディスク４０１の異常などによる、エンコーダ装置２０の故障を検出することができる。
【００１７】
次に、図２と図３とを用いて、駆動装置１のエンコーダ装置２０の構成について詳細に説明する。なお、図２及び図３において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
図２は、図１の駆動装置１におけるエンコーダ装置２０の構成を示すブロック図である。
まず、図２を用いて、第１のエンコーダ３と第２のエンコーダ４との構成について説明する。
【００１８】
第１のエンコーダ３は、入力軸の回転に伴い回転するマーカが機械角３６０度の何処に位置するのかを検知できる１回転型のアブソリュートエンコーダである。この第１のエンコーダ３は、例えば、１回転型のアブソリュートエンコーダであって、光学式エンコーダである。
【００１９】
第１のエンコーダ３は、所定のＭ系列コードによって定められたアブソリュートパターンとインクリメンタルパターンとを有する回転ディスク３０１を備えている。この回転ディスク３０１は、入力軸１０の回転に伴い回転する。発光素子３０２から発光された光は、この回転ディスク３０１の各々のパターンを通って、受光センサ３０３に入光される。そして、受光センサ３０３は、アブソリュートパターンから検出される信号と、インクリメンタルパターンから検出される信号との二種類の信号を、第１の検出信号として、信号処理回路６に出力する。
【００２０】
この受光センサ３０３から出力される二種類の信号における一方の信号であって、アブソリュートパターンから検出される信号は、絶対位置検出用信号（又は、Ｍ系列信号）として、信号処理回路６（後述する絶対位置検出回路６１１）に出力される。
また、受光センサ３０３から出力される二種類の信号における他方の信号であって、インクリメンタルパターンから検出される信号は、第１のインクリメンタル信号（又は、２相擬似正弦波）として、信号処理回路６（後述する第１の内挿回路６１２）に出力される。
【００２１】
第２のエンコーダ４は、モータ７の入力軸１０からギヤ２を介して接続された出力軸１１の回転における変位位置、すなわち、位置情報を検知する機能を有している。この第２のエンコーダは、磁気式の１回転に１λ（≒位相角、３６０度）の変位を生じる９０度の位相差を有する擬似正弦波を出力する。第２のエンコーダ４は、例えば、１回転型のアブソリュートエンコーダであって、磁気式エンコーダである。第１のエンコーダ３は、例えば、１１ビットの分解能（０〜２０４７）のアブソリュートエンコーダである。
第２のエンコーダ４は、ディスク面上においてＮ極とＳ極とに２分割されている領域を有する回転ディスク４０１（円盤）を備えている。すなわち、回転ディスク４０１は、Ｎ極とＳ極との磁極構成を持つ円盤である。この回転ディスク４０１は、出力軸１１の回転に伴い、回転する。
【００２２】
この回転ディスク４０１上には、磁気センサ装置４０２が配置されている。この磁気センサ装置４０２は、回転ディスク４０１が回転する円周上に配置されている２つの磁気センサ４０３と磁気センサ４０４とを備えている。この２つの磁気センサ４０３と磁気センサ４０４とは、例えば、互いの位置が、回転ディスク４０１の回転中心軸に対して９０度の角度となるようにして所定の位置に配置されているホール素子である。
【００２３】
磁気センサ装置４０２は、Ｎ極とＳ極とを有する回転ディスク４０１が回転磁石として一回転することに応じて、一回転につき１パルスの正弦波状の信号を出力する。なお、磁気センサ装置４０２は、互いに９０度の角度を有する磁気センサ４０３と磁気センサ４０４とを有しているため、この磁気センサ装置４０２からは、各々の磁気センサにより、９０度の位相差を有する２相擬似正弦波（例えば、Ａ、Ｂの２相信号）が出力される。この磁気センサ装置４０２が出力する２相擬似正弦波は、第２の検出信号すなわち第２のインクリメンタル信号として、信号処理回路６（後述する第２の内挿回路６２１）に出力される。
【００２４】
次に、図３を用いて、信号処理回路６の構成について説明する。
図３は、エンコーダ装置２０おける信号処理回路６の構成を示すブロック図である。
この図において、信号処理回路６は、第１の位置データ検出回路６１、第２の位置データ検出回路６２、位置データ合成回路６３、位置データ比較・照合回路６４、外部通信回路６５、補正テーブル生成部６７、及び記憶部６８を備えている。
【００２５】
第１の位置データ検出回路６１（第１の位置情報生成部）は、受光センサ３０３から入力された第１の検出信号に基づいて、入力軸１０の回転における位置変位を示す第１の位置データ（第１位置情報）を検出する。すなわち、第１の位置データ検出回路６１は、第１の検出信号に基づいて、第１のエンコーダ３の回転位置情報を示す第１位置情報を生成する。
また、第１の位置データ検出回路６１は、絶対位置検出回路６１１、第１の内挿回路６１２、位置検出回路６１３、及び変換テーブル記憶部６１４を備えている。
【００２６】
絶対位置検出回路６１１は、受光センサ３０３から出力された絶対位置検出用信号を、変換テーブル記憶部６１４で変換（デコード）することにより、絶対位置情報を検出する。すなわち、絶対位置検出回路６１１は、受光センサ３０３から出力された絶対位置検出用信号に該当する絶対位置情報を変換テーブル記憶部６１４から読み出すことにより、絶対位置検出用信号を絶対位置情報に変換して、絶対位置情報を検出する。
変換テーブル記憶部６１４には、絶対位置検出用信号（Ｍ系列信号）と、入力軸の一回転内における絶対位置を示す情報であって、所定の分解能である絶対位置情報とが関連付けて予め記憶されている。この絶対位置情報とは、入力軸１０の回転における絶対位置を示す情報である。
【００２７】
第１の内挿回路６１２は、受光センサ３０３から出力された第１のインクリメンタル信号を内挿処理する。すなわち、第１の内挿回路６１２は、受光センサ３０３から出力された２相擬似正弦波である第１のインクリメンタル信号を、電気的に細分化を行う。
位置検出回路６１３は、絶対位置検出回路６１１が検出した絶対位置情報と第１の内挿回路６１２が内挿処理した第１のインクリメンタル信号とに基づいて、第１の位置データを検出する。一例として、位置検出回路６１３は、絶対位置検出回路６１１が検出した絶対位置情報と、第１の内挿回路６１２が細分化したインクリメンタル信号とを、予め定められている算出方法により、整合をとりながら合成する。これによって、位置検出回路６１３は、絶対位置検出回路６１１が検出した絶対位置情報より高い分解能の絶対位置情報である第１の位置データを生成する。
【００２８】
第２の位置データ検出回路６２（第２の位置情報生成部）は、磁気センサ装置４０２から入力された第２の検出信号と、第２のエンコーダ４の回転位置情報の補正値を示す後述する補正テーブル６８１とに基づいて、出力軸１１の回転における位置変位を示す第２の位置データ（第２位置情報）を検出する。すなわち、第２の位置データ検出回路６２は、第２の検出信号と補正テーブル６８１とに基づいて、第２のエンコーダ４の回転位置情報を示す第２位置情報を生成する。
また、第２の位置データ検出回路６２は、第２の内挿回路６２１を備えている。
【００２９】
第２の内挿回路６２１は、第２のエンコーダ４の磁気センサ装置４０２から出力された第２のインクリメンタル信号（２相擬似正弦波）を内挿処理して、出力軸１１の回転における位置変位を示す位置データを検出する。なお、第２のエンコーダ４は、入力軸１０と出力軸１１との間の伝達誤差を含んだ回転位置変位を検出する。そのため、第２の内挿回路６２１は、記憶部６８に記憶されている補正テーブル６８１を用いて、検出した位置データを補正した第２の位置データを生成する。
ここで、入力軸１０と出力軸１１との間の伝達誤差とは、ギヤ２自体が本質的に有する誤差を示している。例えば、理想的な出力軸１１の回転中心に対して、ギヤ２の回転系の中心がずれていた場合に、後述する偏心誤差成分が累積誤差として現れる。本実施形態では、第２の内挿回路６２１が、主に偏心誤差による上述の伝達誤差を、補正テーブル６８１を用いて補正する。
【００３０】
位置データ合成回路６３は、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとを合成して、入力軸１０の回転回数とともに１回転内の位置変位を示す合成位置データを生成する。なお、この位置データ合成回路６３は、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとを合成する場合に、予め定められたギヤ比情報に基づいて合成位置データを合成する。そして、位置データ合成回路６３は、生成した合成位置データを、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力する。
【００３１】
位置データ比較・照合回路６４（判定部）は、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとを用いて、第１の位置データに対する第２の位置データのずれ（第２位置情報の相対的な変位）を検知する。つまり、位置データ比較・照合回路６４は、例えば、第１の位置データとギヤ比情報とに基づいて、第２の位置データの推定値（第２の推定値）を算出する。そして、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データと、算出したこの第２の位置データの推定値とを比較及び照合する。そして、位置データ比較・照合回路６４は、比較及び照合した結果、第２の位置データのずれを検知した場合に、エラーステータス情報を、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力する。
なお、位置データ比較・照合回路６４は、例えば、第２の位置データのずれ量が予め定められた閾値である第１閾値以上であると判定した場合に、「第２の位置データのずれを検知した」と判定する。
【００３２】
また、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データのずれを検知した場合に、第２の位置データと、第１位置データから算出される第２の位置データの推定値とに基づいて、第２の位置データのずれ量（変位量）を算出する。そして、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データのずれを検知した場合に、補正テーブル６８１を再生成させる指令（以下、再生成指令という）と共に、算出したずれ量を補正テーブル生成部６７に出力する。つまり、位置データ比較・照合回路６４は、ノイズによる誤動作や使用による磨耗、衝突、滑り（例、出力軸やギヤの滑り）や負荷などの何らかの要因によって、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じた場合（変位状態）に、この再生成指令を補正テーブル生成部６７に出力する。例えば、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データのずれ量が予め定められた閾値である第１閾値以上である場合に、「第２の位置データのずれを検知した」と判定し、再生成指令を補正テーブル生成部６７に出力してもよい。
【００３３】
補正テーブル生成部６７は、位置データ比較・照合回路６４から出力された再生成指令に応じて、位置データ比較・照合回路６４によって算出される第２の位置データのずれ量に基づいて補正テーブル６８１を生成する。つまり、補正テーブル生成部６７は、位置データ比較・照合回路６４によって第２の位置データのずれを検知した場合に、第２の位置データのずれに応じて補正テーブル６８１を再生成する。そして、補正テーブル生成部６７は、再生成した補正テーブル６８１を記憶部６８に記憶させる。なお、補正テーブル６８１を生成する方法の詳細は、後述する。
【００３４】
記憶部６８は、例えば、不揮発性メモリであり、補正テーブル６８１と偏心情報６８２とを記憶する。
補正テーブル６８１は、第２のエンコーダ４の回転位置情報の補正値を示す情報である。補正テーブル６８１において、第２のインクリメンタル信号（２相擬似正弦波）によって検知された伝達誤差を含んだ第２の位置データと、補正された第２の位置データとが関連づけられている。例えば、記憶部６８に入力されるアドレス情報に伝達誤差を含んだ第２の位置データを用いて、補正された第２の位置データを出力させるように、補正テーブル６８１は、予め作成されている。これにより、第２の内挿回路６２１は、伝達誤差を含んだ第２の位置データに基づいて、補正された高精度な第２の位置データを得ることができる。
【００３５】
偏心情報６８２は、入力軸１０と出力軸１１との間の伝達誤差の主要な要因である偏心誤差成分に関する情報である。偏心情報６８２は、例えば、第２のエンコーダ４に設けられた回転ディスク４０１（円盤）の半径Ｒと、予め測定されている入力軸１０の中心と出力軸１１の中心との偏心量εとである。なお、この半径Ｒは、位置情報を示すパターンを有するこの回転ディスク４０１の中心からパターンまでの距離情報である。
【００３６】
ここで、偏心誤差成分と補正テーブル６８１について、図４及び図５を用いて補足説明をする。
図４は、本実施形態における第２のエンコーダ４の偏心誤差を説明する図である。
この図において、ポイントＰ１は、出力軸１１の中心点を示している。また、円状の軌跡Ｌ１は、第２のエンコーダ４の回転ディスク４０１（出力軸１１）がポイントＰ１を中心に回転した場合に、回転ディスク４０１の中心が描く軌跡を示している。ここで、回転ディスク４０１の中心とポイントＰ１とのずれ量を示す変位量を偏心量εとした場合、偏心誤差成分θは、関係式（１）によって表現される。
【００３７】
θ ＝ ２・ｓｉｎ−１ （ε／Ｒ） ・・・ （１）
【００３８】
したがって、偏心情報６８２である回転ディスク４０１の半径Ｒと偏心量εとに基づいて、上記の式（１）を用いることによって、偏心による累積誤差である偏心誤差成分θを算出することができる。なお、この例では、最大の偏心誤差量は、（θ／２）となる。
【００３９】
図５（ａ）は、第１のエンコーダ３の第１の位置データが“０”の場合に、第２のエンコーダ４の第２の位置データが“０”である相対位置関係を示す図である。つまり、図５（ａ）は、第２の位置データのずれ量が“０”である場合（変位のない無変位状態）を示す図である。また、図５（ｂ）は、偏心誤差成分θに基づいて算出された、第２のエンコーダ４の偏心誤差分布の一例である。この図において、横軸は、第２のエンコーダ４における第２の位置データを示しており、縦軸は、偏心誤差量を示している。つまり、波形Ｗ１は、第２の位置データに対応する偏心誤差量を示している。また、例えば、図５（ｂ）の位置情報０度（０°）は、図４の円状の軌跡Ｌ１において最も磁気センサ４０３又は４０４（光学式エンコーダの場合、受光センサ）に近い位置としている。
また、図５（ｃ）は、偏心誤差成分θに基づいて算出された補正テーブル６８１の一例を示す図である。この図において、横軸は、第２のエンコーダ４における補正前の第２の位置データを示しており、縦軸は、第２のエンコーダ４における補正後の第２の位置データを示している。つまり、波形Ｗ３は、偏心誤差成分θに基づいて算出された、補正テーブル６８１を示している。なお、波形Ｗ２は、偏心誤差が全くない場合の例（補正をしない場合の例）を示したものである。
【００４０】
ここで、図５（ｃ）に示される補正テーブル６８１（波形Ｗ３）は、偏心誤差成分θに基づいて算出される。また、偏心誤差成分θは、偏心情報６８２である回転ディスク４０１の半径Ｒと偏心量εとに基づいて、上述の式（１）を用いて算出される。つまり、補正テーブル６８１（波形Ｗ３）は、回転ディスク４０１の半径Ｒと偏心量εとに基づいて、生成することができる。
なお、第２のエンコーダ４は、例えば、１１ビットの位置データを検出し、０〜２０４７の第２の位置データを出力する。したがって、図５（ｃ）における横軸の０度〜３６０度の位置データは、補正テーブル６８１において、０〜２０４７のデータとして示される。
【００４１】
次に、本実施形態におけるエンコーダ装置２０の動作について説明する。
まず、エンコーダ装置２０が、第１のエンコーダ３と第２のエンコーダ４とを用いて出力軸１１における合成位置データを検出する動作を説明する。
【００４２】
エンコーダ装置２０において、まず、第１の位置データ検出回路６１は、受光センサ３０３から入力された第１の検出信号に基づいて、第１の位置データを検出する。なお、第１の位置データ検出回路６１における絶対位置検出回路６１１は、受光センサ３０３から出力された絶対位置検出用信号を、変換テーブル記憶部６１４を用いて絶対位置情報に変換することにより、その絶対位置情報を検出する。また、第１の内挿回路６１２は、受光センサ３０３から出力された第１のインクリメンタル信号を内挿処理する。そして、位置検出回路６１３は、絶対位置検出回路６１１が検出した絶対位置情報と第１の内挿回路６１２が内挿処理した第１のインクリメンタル信号とに基づいて、第１の位置データを検出（合成）する。
【００４３】
また、第２の位置データ検出回路６２は、磁気センサ装置４０２から入力された第２の検出信号と、補正テーブル６８１とに基づいて、第２の位置データ（第２位置情報）を検出する。
【００４４】
次に、位置データ合成回路６３は、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとを合成して、入力軸１０の回転回数とともに１回転内の位置変位を示す合成位置データを生成する。なお、この位置データ合成回路６３は、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとを合成する場合に、予め定められたギヤ比情報に基づいて合成位置データを合成する。これにより、エンコーダ装置２０は、出力軸１１における合成位置データを検出する。
【００４５】
なお、生成した合成位置データは、位置データ合成回路６３によって、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力される。
これにより、コントローラ８は、生成した合成位置データを検出することができ、コントローラ８は、検出した合成位置データに基づいて、駆動装置１の様々な制御を行うことができる。
【００４６】
次に、ノイズや使用による磨耗、衝突、滑り（例、出力軸やギヤの滑り）や負荷などの何らかの要因により、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれ（位置情報の相対的な変位）が生じた場合におけるエンコーダ装置２０の動作について説明する。なお、ここでは、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じる前の状態は、例えば、図５（ａ）に示されるように、第１のエンコーダ３の第１の位置データが“０”の場合に、第２のエンコーダ４の第２の位置データが“０”となる相対位置関係にある。そして、上述のような何らかの要因（不測要因）により、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じ、図６（ａ）に示されるような相対位置関係になった場合の例を説明する。また、この場合、相対位置関係にずれが生じる前の偏心誤差分布、及び補正テーブル６８１は、図５（ｂ）及び（ｃ）に示される状態にあるものとして説明する。
【００４７】
エンコーダ装置２０において、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じた場合に、位置データ比較・照合回路６４が、補正テーブル６８１を再生成させる再生成指令を補正テーブル生成部６７に出力する。つまり、位置データ比較・照合回路６４は、例えば、第１の位置データとギヤ比情報と第１のエンコーダ３の分解能Ｂ１と第２のエンコーダの分解能Ｂ２とに基づいて、第２の位置データの推定値（第２の推定値）を算出する。
そして、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データと、算出したこの第２の位置データの推定値とを比較及び照合する。なお、位置データ比較・照合回路６４は、この比較及び照合する際に、第２の位置データのずれ量を算出する。位置データ比較・照合回路６４は、例えば、第２の位置データのずれ量が予め定められた閾値である第１閾値以上（例えば、１０ＬＳＢ（量子化単位）以上）であると判定した場合に上述の再生成指令を補正テーブル生成部６７に出力する。
【００４８】
補正テーブル生成部６７は、位置データ比較・照合回路６４から出力された再生成指令に応じて、位置データ比較・照合回路６４によって算出される第２の位置データのずれ量に基づいて補正テーブル６８１を再生成する。
ここでは、図６（ａ）に示されるように、第１のエンコーダ３の第１の位置データが“０”の場合に、第２のエンコーダ４の第２の位置データが“２０”となる相対位置関係に変位した場合を説明する。つまり、第２の位置データのずれ量が“２０”である場合となる。
【００４９】
図６（ｂ）において、波形Ｗ５は、第２の位置データのずれ量が“２０”である場合の偏心誤差の分布を示している。なお、波形Ｗ４は、第２の位置データのずれが生じる前の偏心誤差の分布を示している。この図において、第２の位置データのずれ量に応じて、偏心誤差の分布は、ずれのない状態（無変位状態）に対して横軸方向にシフトすることを示している。また、例えば、第１のエンコーダ３の第１の位置データを基準とした場合、第２位置情報の変位方向は、上述した第２の位置データの推定値と第２の位置データとを比較することで算出できる。
そこで、補正テーブル生成部６７は、位置データ比較・照合回路６４によって算出される第２の位置データのずれ量に基づいて補正テーブル６８１を再生成する場合に、既に生成されている補正テーブル６８１を記憶部６８から読み出して、第２の位置データのずれ量分シフトすることにより、補正テーブル６８１を再生成する。補正テーブル生成部６７は、再生成した補正テーブル６８１を記憶部６８に記憶させる。これにより、第２の位置データのずれに対応した新しい補正テーブル６８１が生成され、エンコーダ装置２０は、第２の位置データのずれを補正することが可能になる。
【００５０】
図６（ｃ）は、補正テーブル生成部６７によって再生成された補正テーブル６８１の一例を示す図である。この図において、波形Ｗ７は、補正テーブル生成部６７によって再生成された補正テーブル６８１を示している。再生成された補正テーブル６８１（波形Ｗ７）は、図５（ｃ）によって示される再生成前の補正テーブル６８１（波形Ｗ３）をシフトさせたテーブルとなる。そのため、この例では、波形Ｗ７は、波形Ｗ７ａ部分と波形Ｗ７ｂ部分を有する補正テーブルになっている。なお、波形Ｗ６は、偏心誤差が全くない場合の例（補正をしない場合の例）を示したものである。
【００５１】
以上のように、本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、第１の位置データ検出回路６１が、受光センサ３０３から入力された第１の検出信号に基づいて、第１のエンコーダ３の回転位置情報を示す第１位置情報を生成する。また、第２の位置データ検出回路６２が、磁気センサ装置４０２から入力された第２の検出信号と、第２のエンコーダ４の回転位置情報の補正値を示す補正テーブル６８１とに基づいて、第２のエンコーダ４の回転位置情報を示す第２位置情報を生成する。そして、位置データ比較・照合回路６４が、第１の位置データと第２の位置データとを用いて第２の位置データのずれ（変位）を検知し、補正テーブル生成部６７が、位置データ比較・照合回路６４よって第２の位置データのずれを検知した場合に、第２の位置データのずれに応じて補正テーブル６８１を再生成する。エンコーダ装置２０は、ノイズや使用による磨耗、衝突、滑り（例、出力軸やギヤの滑り）や負荷などの何らかの要因により、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じた場合に、補正テーブル６８１を再生成する。
【００５２】
これにより、エンコーダ装置２０は、第２の位置データのずれを補正することが可能になる。そのため、ノイズや使用による磨耗、衝突、滑り（例、出力軸やギヤの滑り）や負荷などの何らかの要因により、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれ（エンコーダ装置における位置情報の変位）が生じた場合であっても、位置情報の変位を修正することができる。また、本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、上述のような位置情報の変位が生じた場合であっても、位置情報を高精度に検出することができる。
【００５３】
また、本実施形態において、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データと、第１の位置データから算出される第２の推定値と、に基づき第２の位置データの変位量を算出する。そして、補正テーブル生成部６７は、位置データ比較・照合回路６４によって算出される第２の位置データのずれ量に基づいて補正テーブル６８１を生成する。つまり、補正テーブル生成部６７は、既に生成されている補正テーブル６８１を記憶部６８から読み出して、第２の位置データのずれ量分シフトすることにより、補正テーブル６８１を再生成する。
これにより、補正テーブル生成部６７は、入力軸１０及び出力軸１１の回転状態において補正テーブル６８１を再生成して更新することができる。したがって、本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、入力軸１０及び出力軸１１の回転状態において上述のような位置情報の変位が生じた場合に、常に（又は動的に）位置情報を高精度に検出することができる。
【００５４】
また、本実施形態において、補正テーブル生成部６７は、位置データ比較・照合回路６４によって第２の位置データのずれ量が予め定められた第１閾値以上であると判定された場合に、補正テーブル６８１を再生成する。
これにより、第２の位置データのずれ量に許容範囲が設けられるため、エンコーダ装置２０は、ノイズなどにより第１のエンコーダ３及び第２のエンコーダ４に誤検出が発生した場合に、誤って補正テーブル６８１を再生成して更新してしまうことを防止できる。また、エンコーダ装置２０は、第２の位置データのずれが、既に生成されている補正テーブル６８１によって対応できる範囲のずれである場合に、不要な補正テーブル６８１の再生成を防止することができる。
【００５５】
また、本実施形態において、補正テーブル生成部６７は、生成した補正テーブル６８１を記憶部６８に記憶させる。そして、記憶部２０は、不揮発性メモリ（不揮発性記憶部）である。
本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、第２のエンコーダ４の第２位置情報と第１のエンコーダ３の分解能Ｂ１と第２のエンコーダ４の分解能Ｂ２とに基づいて、入力軸１０の多回転情報（例、回転回数）を算出する構成である。したがって、エンコーダ装置２０は、入力軸１０の多回転情報を不揮発性メモリに保持させるためのバックアップ用バッテリを備える必要がない。
【００５６】
また、本実施形態において、第１のエンコーダ３は、入力軸１０の回転における絶対位置情報を検出するアブソリュートエンコーダである。
これにより、入力軸１０の回転位置情報であり、第１のエンコーダ３の回転位置情報を示す第１の位置データを正確に検知することができる。
【００５７】
また、本実施形態において、第１のエンコーダ３は、光学式のエンコーダであり、第２のエンコーダ４は、磁気式のエンコーダである。
これにより、検出系が２重化されるため、外乱に対して強く、エンコーダ装置２０の信頼性を向上させる事が可能となる。
【００５８】
なお、上記の実施形態において、補正テーブル生成部６７は、既に生成されている補正テーブル６８１を第２の位置データのずれ量分シフトする方法（第１の生成方法）により、補正テーブル６８１を再生成する形態を説明したが、以下の方法によって、補正テーブル６８１を再生成する形態でもよい。補正テーブル生成部６７は、第１の位置データと、第２の位置データと、入力軸１０と出力軸１１との間の伝達誤差を示す伝達誤差情報と、に基づいて補正テーブルを再生成する形態でもよい。
【００５９】
例えば、伝達誤差情報は、偏心情報６８２である回転ディスク４０１の半径Ｒと偏心量εであり、補正テーブル生成部６７は、回転ディスク４０１の半径Ｒ及び偏心量εと、第２の位置データのずれ量とに基づいて、図６（ｃ）に示される補正テーブル６８１を算出により再生成（生成）する（第２の生成方法）。なお、第２の位置データのずれ量は、上述したように、第１の位置データと第２の位置データとから算出される。
【００６０】
第２の位置データのずれ量は、第２のエンコーダ４の分解能より細かく算出できる。そのため、この場合において補正テーブル生成部６７は、正確に第２の位置データのずれ量が反映された補正テーブル６８１を生成することができる。既に生成されている補正テーブル６８１をシフトして補正テーブル６８１を再生成する第１の生成方法の場合、１ＬＳＢ単位（１量子化量単位）によるシフトになる。そのため、エンコーダ装置２０は、この第２の生成方法によって補正テーブル６８１を再生成する場合に、第１の生成方法によって補正テーブル６８１を再生成する場合よりも、精度よく補正することができる。
【００６１】
また、別の一実施形態として、上述の伝達誤差情報は、出力軸１１を一回転させて検出した第１の位置データと第２の位置データとに基づいて取得される情報でもよい。例えば、位置データ比較・照合回路６４が、第２の位置データのずれ量が予め定められた閾値の第１閾値以上であると判定した場合に、エラーステータス情報を、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力する。例えば、コントローラ８は、補正モードとして、モータ７をゆっくり回転（低速回転）させて、出力軸１１を一回転させる。この出力軸１１を一回転させる際（回転中）に、検出された第１の位置データと第２の位置データとを、例えば、位置データ比較・照合回路６４を介して、補正テーブル生成部６７が取得する。補正テーブル生成部６７は、この取得した第１の位置データと第２の位置データとに基づいて、図６（ｂ）に示されるような第２のエンコーダ４の測定誤差（伝達誤差情報）を取得する。
【００６２】
ここで、第２のエンコーダ４の測定誤差は、出力軸１１を一回転させて取得するため、第２のエンコーダ４の全回転位置データ（０〜２０４７）に対応する測定誤差である。そして、補正テーブル生成部６７は、この第２のエンコーダ４の測定誤差を用いて、補正テーブル６８１を再生成する（第３の生成方法）。
これにより、上述のような位置情報の変位が生じた場合に、出力軸１１を一回転させて伝達誤差情報を再取得するので、補正テーブル生成部６７は、第２の位置データのずれ量に基づいて、シフト又は算出によって補正テーブル６８１を生成する場合よりも、精度よく補正可能な補正テーブル６８１を生成することができる。つまり、この第３の生成方法は、第１の生成方法及び第２の生成方法に比べて、より精度よく第２位置情報を補正可能な補正テーブル６８１を生成することができる。
【００６３】
また、上述の伝達誤差情報は、出力軸１１を回転させて検出した第１の位置データと第２の位置データとに基づいて、第２のエンコーダ４の測定誤差における上限値と下限値とに対応する第２のエンコーダの位置データでもよい。この場合、補正テーブル生成部６７は、取得した上限値と下限値とに対応する第２のエンコーダの位置データに基づいて、補正テーブル６８１を再生成する。一例として、補正テーブル生成部６７は、第２のエンコーダ４の測定誤差における上限値及び下限値に対応する第２のエンコーダの位置データと、回転ディスク４０１の半径Ｒ及び偏心量εとに基づいて、補正テーブル６８１を算出する（第４の生成方法）。
これにより、補正テーブル生成部６７は、上述した出力軸１１を一回転させて伝達誤差情報を取得する場合（第３の生成方法）よりも、補正テーブル６８１を生成するために必要な期間を短縮することができる。
【００６４】
なお、上記の実施形態において、補正テーブル６８１における複数の生成方法（第１〜第４の生成方法）を説明したが、第２の位置データのずれ量に応じて、複数の生成方法を切り替えて使用してもよい。次に、補正テーブル６８１における複数の生成方法を切り替えて使用する形態の一例を説明する。
【００６５】
例えば、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データのずれ量が第１閾値より小さい予め定められた第２閾値以上（例えば、５ＬＳＢ以上）であり、且つ第１閾値より小さい場合に、この第２閾値を第２の位置データのずれ量として、再生成指令を補正テーブル生成部６７に出力する。また、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データのずれ量が第１閾値以上である場合に、エラーステータス情報を、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力する。
【００６６】
補正テーブル生成部６７は、第２の位置データのずれ量が第１閾値より小さく、且つ第１閾値より小さい予め定められた第２閾値以上である場合に、位置データ比較・照合回路６４から出力された第２の位置データのずれ量（第２閾値）に基づいて、第１の生成方法又は第２の生成方法により補正テーブル６８１を再生成する。また、補正テーブル生成部６７は、第２の位置データのずれ量を第２閾値とすることにより、さらに簡易に補正テーブル６８１を再生成することができる。
また、コントローラ８は、第２の位置データのずれ量が第１閾値以上である場合に、モータ７をゆっくり回転させて、出力軸１１を一回転させ、補正テーブル生成部６７に補正テーブル６８１を再生成させる。補正テーブル生成部６７は、第２の位置データのずれ量が第１閾値以上である場合に、第３の生成方法又は第４の生成方法により補正テーブル６８１を再生成する。
【００６７】
本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、補正テーブル生成部６７が、第２の位置データのずれ量が小さい場合（ずれ量が第２閾値から第１閾値の間である場合）に、簡易な生成方法（第１の生成方法又は第２の生成方法）により補正テーブル６８１を生成する。また、補正テーブル生成部６７が、第２の位置データのずれ量が大きい場合（ずれ量が第１閾値以上である場合）に、第２位置情報を精度よく補正可能な生成方法（第３の生成方法又は第４の生成方法）により補正テーブル６８１を生成する。これにより、第２の位置データのずれ量が小さい場合に、補正テーブル６８１の生成期間を短縮することができ、第２の位置データのずれ量が大きい場合に、精度よく補正可能な補正テーブル６８１を生成することができる。
【００６８】
次に、本発明の別の一実施形態によるエンコーダ装置及び駆動装置について図面を参照して説明する。なお、本実施形態において、第２のエンコーダ４の出力軸１１が２回転以上回転する場合であっても適用可能なエンコーダ装置の一例について説明する。なお、図７に示すエンコーダ装置２０ａは、出力軸１１が１回転以下であっても適用可能である。
図７は、図１の駆動装置１におけるエンコーダ装置２０の構成の別の一例を示す第２のブロック図である。この図において、図２と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。エンコーダ装置２０ａは、第１のエンコーダ３ａと第２のエンコーダ４とを備えている。
また、図８は、図１の駆動装置における信号処理回路６の構成の別の一例を示す第２のブロック図である。この図において、図３と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６９】
図７において、第１のエンコーダ３ａは、所定のＭ系列コードによって定められたアブソリュートパターンとインクリメンタルパターンと磁気パターン３０５とを有する回転ディスク３０１ａを備えている。この回転ディスク３０１ａは、入力軸１０の回転に伴い回転する。発光素子３０２から発光された光は、この回転ディスク３０１の各々のパターンを通って、受光センサ３０３に入光される。
そして、受光センサ３０３は、アブソリュートパターンから検出される信号と、インクリメンタルパターンから検出される信号との二種類の信号を信号処理回路６ａに出力する。また、また、磁気センサ３０４は、磁気パターン３０５が通過したことを検出する信号（多回転検出信号）を、信号処理回路６ａに出力する。
【００７０】
また、図８において、信号処理回路６ａは、第１の位置データ検出回路６１、第２の位置データ検出回路６２、位置データ合成回路６３ａ、位置データ比較・照合回路６４ａ、外部通信回路６５、補正テーブル生成部６７、記憶部６８、及び多回転検出回路６９を備えている。
多回転検出回路６９は、磁気センサ３０４から出力された多回転検出信号に基づいて、入力軸１０の回転回数を示す多回転情報を検出する。多回転検出回路６９は、検出した多回転情報を位置データ合成回路６３及び位置データ比較・照合回路６４に出力する。
【００７１】
位置データ合成回路６３ａは、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとこの多回転情報とを合成して、入力軸１０の回転回数とともに１回転内の位置変位を示す合成位置データを生成する。なお、この合成位置データは、多回転情報に基づいて合成されるため、出力軸１１が複数回転する場合にも対応している。位置データ合成回路６３ａは、生成した合成位置データを、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力する。位置データ合成回路６３のその他の機能は、図３に示される位置データ合成回路６３と同様である。
【００７２】
位置データ比較・照合回路６４ａは、例えば、第１の位置データと、ギヤ比情報と、第１のエンコーダ３ａの分解能Ｂ１ａと、第２のエンコーダ４の分解能Ｂ２と、多回転情報とに基づいて、第２の位置データの推定値（第２の推定値）を算出する。そして、位置データ比較・照合回路６４ａは、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データと、算出したこの第２の位置データの推定値とを比較及び照合する。位置データ比較・照合回路６４ａのその他の機能は、図３に示される位置データ比較・照合回路６４と同様である。
【００７３】
以上により、本実施形態におけるエンコーダ装置２０ａは、第１のエンコーダ３ａから出力される多回転検出信号に基づいて、入力軸１０の回転回数を検出する多回転検出回路６９を備えている。そのため、出力軸１１の多回転に対応した回転位置情報を検出することができる。
なお、本実施形態において、入力軸１０の回転回数を検出することにより、出力軸１１の多回転に対応させる形態を説明したが、第２のエンコーダ４における出力軸１１の回転回数を検出する形態でもよい。この場合も同様に、出力軸１１の多回転に対応した回転位置情報を検出することができる。
また、本実施形態において、磁気センサ３０５を用いて回転回数を検出する形態を説明したが、絶対位置検出用信号を用いて回転回数を検出する形態でもよい。この場合、回転位置データ“０”を通過する回数をカウントすることにより、実現してもよい。
【００７４】
なお、本発明の実施形態における駆動装置１は、上記で説明したエンコーダ装置２０（又は２０ａ）を備えている。そのため、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）と同様の効果を得ることができる。したがって、駆動装置１は、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）に位置情報の変位が生じた場合に、位置情報の変位を修正することができる。また、本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、上述のような位置情報の変位が生じた場合であっても、位置情報を高精度に検出することができる。
【００７５】
また、この駆動装置１は、産業用ロボットやサービスロボットなどのロボット装置に適用することができる。次に、その適用例について説明する。
図９は、図１の駆動装置１を備えるロボット装置５の一例を示すブロック図である。
この図において、ロボット装置５は、多軸駆動形ロボットアームであり、２つの駆動装置（１Ａ、１Ｂ）と、２つのアーム部（５１、５２）と、制御装置５５とを備えている。なお、この図において、図１に示される駆動装置１を駆動装置（１Ａ、１Ｂ）として示す。
【００７６】
駆動装置１Ｂは、アーム部５２を駆動させ、駆動装置１Ａは、アーム部５２に設けられてアーム部５１を駆動させる。駆動装置１Ｂは、支柱５３を介して台座５４に固定されている。この台座５４は、例えば車輪などを備えており、水平方向に移動可能であってもよい。
【００７７】
なお、駆動装置１Ａと接続されない側のアーム部５１の端部は、例えば、作業対象に対して機械的な作用を生じさせる手先部が備えられる。この手先部とは、例えば、作業対象を挟持する挟持部、作業対象を溶接する溶接部、作業対象を切断する切断部、又は、作業対象であるネジやボルトを開閉する開閉部などのことである。なお、アーム部５１自体が、このような手先部そのものであってもよい。
【００７８】
制御装置５５は、信号線５６を介して入力された駆動装置（１Ａ、１Ｂ）の回転位置に基づいて、駆動装置（１Ａ、１Ｂ）を制御する。これにより、アーム部（５１、５２）の回転位置が制御され、アーム部５１の端部に備えられる手先部の位置が制御される。なお制御装置５５は、制御線５７を介して、駆動装置（１Ａ、１Ｂ）を制御する。また、この制御装置５５は、制御線５７を介して、手先部を制御してもよい。
【００７９】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
上記の各実施形態において、位置データ比較・照合回路６４（又は６４ａ）は、第２の位置データと、第１の位置データとから算出される第２の位置データの推定値とを比較及び照合する形態を説明したが、他の形態でもよい。例えば、位置データ比較・照合回路６４（又は６４ａ）は、第１の位置データと、第２の位置データから算出される第１の位置データの推定値（第１の推定値）とを比較及び照合する形態でもよい。この場合、位置データ比較・照合回路６４（又は６４ａ）は、第１の位置データのずれ量（変位量）を用いて第２の位置データのずれ量を算出する。つまり、第２の位置データの推定値を用いる形態と、第２の位置データの推定値を用いる形態とのいずれの場合も、第２の位置データのずれ量を算出することができる。
【００８０】
また、上記の各実施形態において、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）は、モータ７及びギヤ２を含まない形態で説明したが、モータ７及びギヤ２のいずれか又は両方を含む形態でもよい。
また、動力伝達部であれば、ギヤ２に限定されるものでななく、例えば、減速機、プーリ、伝達方向変換等でもよい。
また、上記の各実施形態において、エンコーダ装置２０は、補正テーブル６８１を備えている形態を説明したが、エンコーダ装置２０は補正テーブル６８１を備えずに、駆動装置１が備えている形態でもよい。
【００８１】
また、上記の各実施形態において、伝達誤差として、出力軸１１の中心と第２のエンコーダ４における回転ディスク４０１の中心とのずれによる偏心誤差の例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、入力軸１０と出力軸１１との偏心誤差を含める形態でもよい。つまり、入力軸１０と出力軸１１との偏心誤差とは、例えば、入力軸１０と出力軸１１との偏心であって、この軸同士を精度よく組み立てたつもりでも軸部材の剛性や噛み合わせ、負荷などにより回転させると発生する誤差を示す。
上記の各実施形態において、記憶部６８は、補正テーブル６８１と偏心情報６８２とを記憶する形態を説明したが、補正テーブル６８１と偏心情報６８２とをそれぞれ異なる記憶部が記憶する形態でもよい。
【００８２】
また、上記の各実施形態において、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）は、第１のエンコーダ３に光学式のエンコーダを用い、第２のエンコーダ４に磁気式のエンコーダを用いる組合せの形態で説明したが、他の組合せを用いる形態でもよい。なお、異なる方式のエンコーダを組合せた方が、信頼性を向上することができる。
また、上記の各実施形態において、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）は、第１のエンコーダ３と第２のエンコーダ４とがアブソリュートエンコーダである形態で説明したが、他のエンコーダを用いる形態でもよい。また、本実施形態における光学式のエンコーダは、透過式であっても反射式であってもよい。なお、本実施形態における入力軸１０は、中空状の軸部材であってもよい。入力軸１０が中空の場合、出力軸１１を入力軸１０の軸内に延伸し、第２のエンコーダ４を第１のエンコーダ３と同様にモータ７側に配置してもよい。また、本実施形態における出力軸１１は、中空状の軸部材であってもよい。また、例えば、本実施形態におけるエンコーダ装置２０（又は２０ａ）の位置データ比較・照合回路６４による入力軸１０と出力軸１１との相対位置関係の変位の検知は、位置情報の検出と同期させて行ってもよいし、第１のエンコーダ３又は第２のエンコーダ４の分解能に応じて所定間隔と同期させて行ってもよい。
【００８３】
また、上記の各実施形態において、信号処理回路６及び信号処理回路６の各回路(各部)は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリ及びＣＰＵ（Central processing unit）を備えて、プログラムによって実現されてもよい。
【００８４】
また、上記の各実施形態において、補正テーブル生成部６７が、第１〜第４の生成方法を用いて、補正テーブルを生成する形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第１のエンコーダ３と第２のエンコーダ４との相対位置関係を再定義できる場合には、補正テーブル生成部６７は、回転ディスク４０１の半径Ｒと偏心量εとに基づいて、図１０に示されるように補正テーブル６８１を生成してもよい。この場合、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、正の値の誤差値と、負の値の誤差値とがシフトして、位置データ“０”の場合に誤差が“０”になる補正テーブル６８１が生成される（波形Ｗ１１参照）。これにより、補正テーブル生成部６７は、第２の生成方法を用いた場合と同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００８５】
１，１Ａ，１Ｂ…駆動装置、２…ギヤ、３，３ａ…第１のエンコーダ、４…第２のエンコーダ、７…モータ、１０…入力軸、１１…出力軸、２０，２０ａ…エンコーダ装置、６１…第１の位置情報生成部、６２…第２の位置情報生成部、６４，６４ａ…位置データ比較・照合回路、６７…補正テーブル生成部、６８…記憶部、４０１…回転ディスク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダ装置、駆動装置、及びロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットやサービスロボットなど、人と協調作業を行うロボット装置が知られている。このようなロボット装置は、エンコーダ装置を備えた駆動装置によって駆動され、エンコーダ装置が検出した位置情報に基づいて、出力軸などの位置制御及び速度制御を行っている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２４５１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したロボット装置が稼動する外部環境は電気的な外乱の中で動作している場合があり、とりわけ電界／磁界の外乱（通称“ノイズ”）によって、エンコーダ装置は検出した位置情報の位置ずれ（位置情報の変位）が発生する場合がある。また、エンコーダ装置は、減速機や駆動部の使用による磨耗などの要因によっても、位置情報の変位が発生する場合がある。こうした位置情報の変位が発生すると、エンコーダ装置が検出する位置情報の検出精度が低下する場合があるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、位置情報の変位が発生した場合に、位置情報を高精度に検出することができるエンコーダ装置、駆動装置、及びロボット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明は、駆動部によって回転される入力軸の回転位置に応じた第１信号を出力する第１のエンコーダと、前記入力軸と動力伝達部を介して連結される出力軸の回転位置に応じた第２信号を出力する第２のエンコーダと、前記第１信号に基づいて、前記第１のエンコーダの回転位置情報を示す第１位置情報を生成する第１位置情報生成部と、前記第２信号と前記第２のエンコーダの回転位置情報の補正値を示す補正テーブルとに基づいて、前記第２のエンコーダの回転位置情報を示す第２位置情報を生成する第２位置情報生成部と、前記第１位置情報と前記第２位置情報とを用いて前記第１位置情報に対する前記第２位置情報の相対的な変位を検知する判定部と、前記判定部によって前記第２位置情報の相対的な変位を検知した場合に、前記第２位置情報の変位に応じて前記補正テーブルを生成する補正テーブル生成部とを備えることを特徴とするエンコーダ装置である。
【０００７】
また、本発明は、上記のエンコーダ装置を備えることを特徴とする駆動装置である。
【０００８】
また、本発明は、上記の駆動装置を備えることを特徴とするロボット装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、位置情報を高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の駆動装置におけるエンコーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の駆動装置における信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図４】同実施形態における第２のエンコーダの偏心誤差を説明する図である。
【図５】同実施形態における補正テーブルと偏心誤差との一例を示すイメージ図である。
【図６】本発明の一実施形態による再生成後の補正テーブルと偏心誤差との一例を示すイメージ図である。
【図７】図１の駆動装置におけるエンコーダ装置の構成の別の一例を示す第２のブロック図である。
【図８】図１の駆動装置における信号処理回路の構成の別の一例を示す第２のブロック図である。
【図９】図１の駆動装置を備えるロボット装置の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態による再生成後の補正テーブルと偏心誤差との別の一例を示す第２のイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態によるエンコーダ装置及び駆動装置について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態による駆動装置１を示すブロック図である。
この図において、駆動装置１は、ギヤ２、第１のエンコーダ３、第２のエンコーダ４、モータ７、入力軸１０、及び出力軸１１を備えている。なお、駆動装置１は、エンコーダ装置２０を備え、エンコーダ装置２０は、第１のエンコーダ３及び第２のエンコーダ４を備えている。
【００１２】
モータ７（駆動部）は、入力軸１０を回転させる。ギヤ２（動力伝達部）は、入力軸１０の回転に応じて、予め定められているギヤ比（例えば、１／１００）で減速して出力軸１１を回転させる。すなわち、この駆動装置１においては、モータ７が入力軸１０を回転させ、この入力軸１０が回転することにより、ギヤ２を介して出力軸１１が回転する。
【００１３】
第１のエンコーダ３は、１回転型のアブソリュートエンコーダであって、モータ７によって回転される入力軸１０の回転位置に応じた第１の検出信号（第１信号）を出力する。
第２のエンコーダ４は、１回転型のアブソリュートエンコーダであって、入力軸１０とギヤ２を介して連結される出力軸１１の回転位置に応じた第２の検出信号（第２信号）を出力する。
すなわち、第１のエンコーダ３は、モータ７の入力軸１０の位置変位を検知する機能を有しており、機械角３６０度の何処に位置するのかを検知できる１回転型のアブソリュートエンコーダである。なお、１回転型のアブソリュートエンコーダとは、回転情報として何回転、回ったかを示す多回転情報を検知する事が出来ないエンコーダのことである。ここで、第１のエンコーダ３は、例えば、１３ビットの分解能（０〜８１９１）のアブソリュートエンコーダである。
【００１４】
なお、駆動装置１では、ギヤ２が、予め定められているギヤ比で入力軸１０と出力軸１１とを連結している。そのため、エンコーダ装置２０は、１回転型のアブソリュートエンコーダである第１のエンコーダ３と、１回転型のアブソリュートエンコーダである第２のエンコーダ４とを用いて、エンコーダ装置全体としては、多回転型アブソリュートエンコーダとして機能する。
【００１５】
ところで、第１のエンコーダ３は、内部に、信号処理回路６を有している。この信号処理回路６には、第２のエンコーダ４が検出した第２の検出信号が、通信線１２を介して入力される。そして、信号処理回路６は、第１のエンコーダ３が検出した第１の検出信号と、第２のエンコーダ４が検出した第２の検出信号とに基づいて、入力軸１０の回転回数とともに１回転内の位置変位を示す合成位置データ（多回転位置情報）を合成する。また、信号処理回路６は、第１の検出信号と第２の検出信号とに基づいて、故障などを検出して、その結果としてエラーステータス情報を生成する。そして、信号処理回路６は、合成した合成位置データとエラーステータス情報とを、通信ライン９を介して、コントローラ８に出力する。
【００１６】
これにより、コントローラ８は、その合成位置データにより、入力軸１０の回転回数及び１回転内の位置変位を検出することが可能となる。また、コントローラ８は、エラーステータス情報により、例えば、モータ７の回転機構の異常、ギヤ２の異常、第１のエンコーダ３又は第２のエンコーダ４に内蔵されている後述する回転ディスク３０１、回転ディスク４０１の異常などによる、エンコーダ装置２０の故障を検出することができる。
【００１７】
次に、図２と図３とを用いて、駆動装置１のエンコーダ装置２０の構成について詳細に説明する。なお、図２及び図３において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
図２は、図１の駆動装置１におけるエンコーダ装置２０の構成を示すブロック図である。
まず、図２を用いて、第１のエンコーダ３と第２のエンコーダ４との構成について説明する。
【００１８】
第１のエンコーダ３は、入力軸の回転に伴い回転するマーカが機械角３６０度の何処に位置するのかを検知できる１回転型のアブソリュートエンコーダである。この第１のエンコーダ３は、例えば、１回転型のアブソリュートエンコーダであって、光学式エンコーダである。
【００１９】
第１のエンコーダ３は、所定のＭ系列コードによって定められたアブソリュートパターンとインクリメンタルパターンとを有する回転ディスク３０１を備えている。この回転ディスク３０１は、入力軸１０の回転に伴い回転する。発光素子３０２から発光された光は、この回転ディスク３０１の各々のパターンを通って、受光センサ３０３に入光される。そして、受光センサ３０３は、アブソリュートパターンから検出される信号と、インクリメンタルパターンから検出される信号との二種類の信号を、第１の検出信号として、信号処理回路６に出力する。
【００２０】
この受光センサ３０３から出力される二種類の信号における一方の信号であって、アブソリュートパターンから検出される信号は、絶対位置検出用信号（又は、Ｍ系列信号）として、信号処理回路６（後述する絶対位置検出回路６１１）に出力される。
また、受光センサ３０３から出力される二種類の信号における他方の信号であって、インクリメンタルパターンから検出される信号は、第１のインクリメンタル信号（又は、２相擬似正弦波）として、信号処理回路６（後述する第１の内挿回路６１２）に出力される。
【００２１】
第２のエンコーダ４は、モータ７の入力軸１０からギヤ２を介して接続された出力軸１１の回転における変位位置、すなわち、位置情報を検知する機能を有している。この第２のエンコーダは、磁気式の１回転に１λ（≒位相角、３６０度）の変位を生じる９０度の位相差を有する擬似正弦波を出力する。第２のエンコーダ４は、例えば、１回転型のアブソリュートエンコーダであって、磁気式エンコーダである。第１のエンコーダ３は、例えば、１１ビットの分解能（０〜２０４７）のアブソリュートエンコーダである。
第２のエンコーダ４は、ディスク面上においてＮ極とＳ極とに２分割されている領域を有する回転ディスク４０１（円盤）を備えている。すなわち、回転ディスク４０１は、Ｎ極とＳ極との磁極構成を持つ円盤である。この回転ディスク４０１は、出力軸１１の回転に伴い、回転する。
【００２２】
この回転ディスク４０１上には、磁気センサ装置４０２が配置されている。この磁気センサ装置４０２は、回転ディスク４０１が回転する円周上に配置されている２つの磁気センサ４０３と磁気センサ４０４とを備えている。この２つの磁気センサ４０３と磁気センサ４０４とは、例えば、互いの位置が、回転ディスク４０１の回転中心軸に対して９０度の角度となるようにして所定の位置に配置されているホール素子である。
【００２３】
磁気センサ装置４０２は、Ｎ極とＳ極とを有する回転ディスク４０１が回転磁石として一回転することに応じて、一回転につき１パルスの正弦波状の信号を出力する。なお、磁気センサ装置４０２は、互いに９０度の角度を有する磁気センサ４０３と磁気センサ４０４とを有しているため、この磁気センサ装置４０２からは、各々の磁気センサにより、９０度の位相差を有する２相擬似正弦波（例えば、Ａ、Ｂの２相信号）が出力される。この磁気センサ装置４０２が出力する２相擬似正弦波は、第２の検出信号すなわち第２のインクリメンタル信号として、信号処理回路６（後述する第２の内挿回路６２１）に出力される。
【００２４】
次に、図３を用いて、信号処理回路６の構成について説明する。
図３は、エンコーダ装置２０おける信号処理回路６の構成を示すブロック図である。
この図において、信号処理回路６は、第１の位置データ検出回路６１、第２の位置データ検出回路６２、位置データ合成回路６３、位置データ比較・照合回路６４、外部通信回路６５、補正テーブル生成部６７、及び記憶部６８を備えている。
【００２５】
第１の位置データ検出回路６１（第１の位置情報生成部）は、受光センサ３０３から入力された第１の検出信号に基づいて、入力軸１０の回転における位置変位を示す第１の位置データ（第１位置情報）を検出する。すなわち、第１の位置データ検出回路６１は、第１の検出信号に基づいて、第１のエンコーダ３の回転位置情報を示す第１位置情報を生成する。
また、第１の位置データ検出回路６１は、絶対位置検出回路６１１、第１の内挿回路６１２、位置検出回路６１３、及び変換テーブル記憶部６１４を備えている。
【００２６】
絶対位置検出回路６１１は、受光センサ３０３から出力された絶対位置検出用信号を、変換テーブル記憶部６１４で変換（デコード）することにより、絶対位置情報を検出する。すなわち、絶対位置検出回路６１１は、受光センサ３０３から出力された絶対位置検出用信号に該当する絶対位置情報を変換テーブル記憶部６１４から読み出すことにより、絶対位置検出用信号を絶対位置情報に変換して、絶対位置情報を検出する。
変換テーブル記憶部６１４には、絶対位置検出用信号（Ｍ系列信号）と、入力軸の一回転内における絶対位置を示す情報であって、所定の分解能である絶対位置情報とが関連付けて予め記憶されている。この絶対位置情報とは、入力軸１０の回転における絶対位置を示す情報である。
【００２７】
第１の内挿回路６１２は、受光センサ３０３から出力された第１のインクリメンタル信号を内挿処理する。すなわち、第１の内挿回路６１２は、受光センサ３０３から出力された２相擬似正弦波である第１のインクリメンタル信号を、電気的に細分化を行う。
位置検出回路６１３は、絶対位置検出回路６１１が検出した絶対位置情報と第１の内挿回路６１２が内挿処理した第１のインクリメンタル信号とに基づいて、第１の位置データを検出する。一例として、位置検出回路６１３は、絶対位置検出回路６１１が検出した絶対位置情報と、第１の内挿回路６１２が細分化したインクリメンタル信号とを、予め定められている算出方法により、整合をとりながら合成する。これによって、位置検出回路６１３は、絶対位置検出回路６１１が検出した絶対位置情報より高い分解能の絶対位置情報である第１の位置データを生成する。
【００２８】
第２の位置データ検出回路６２（第２の位置情報生成部）は、磁気センサ装置４０２から入力された第２の検出信号と、第２のエンコーダ４の回転位置情報の補正値を示す後述する補正テーブル６８１とに基づいて、出力軸１１の回転における位置変位を示す第２の位置データ（第２位置情報）を検出する。すなわち、第２の位置データ検出回路６２は、第２の検出信号と補正テーブル６８１とに基づいて、第２のエンコーダ４の回転位置情報を示す第２位置情報を生成する。
また、第２の位置データ検出回路６２は、第２の内挿回路６２１を備えている。
【００２９】
第２の内挿回路６２１は、第２のエンコーダ４の磁気センサ装置４０２から出力された第２のインクリメンタル信号（２相擬似正弦波）を内挿処理して、出力軸１１の回転における位置変位を示す位置データを検出する。なお、第２のエンコーダ４は、入力軸１０と出力軸１１との間の伝達誤差を含んだ回転位置変位を検出する。そのため、第２の内挿回路６２１は、記憶部６８に記憶されている補正テーブル６８１を用いて、検出した位置データを補正した第２の位置データを生成する。
ここで、入力軸１０と出力軸１１との間の伝達誤差とは、ギヤ２自体が本質的に有する誤差を示している。例えば、理想的な出力軸１１の回転中心に対して、ギヤ２の回転系の中心がずれていた場合に、後述する偏心誤差成分が累積誤差として現れる。本実施形態では、第２の内挿回路６２１が、主に偏心誤差による上述の伝達誤差を、補正テーブル６８１を用いて補正する。
【００３０】
位置データ合成回路６３は、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとを合成して、入力軸１０の回転回数とともに１回転内の位置変位を示す合成位置データを生成する。なお、この位置データ合成回路６３は、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとを合成する場合に、予め定められたギヤ比情報に基づいて合成位置データを合成する。そして、位置データ合成回路６３は、生成した合成位置データを、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力する。
【００３１】
位置データ比較・照合回路６４（判定部）は、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとを用いて、第１の位置データに対する第２の位置データのずれ（第２位置情報の相対的な変位）を検知する。つまり、位置データ比較・照合回路６４は、例えば、第１の位置データとギヤ比情報とに基づいて、第２の位置データの推定値（第２の推定値）を算出する。そして、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データと、算出したこの第２の位置データの推定値とを比較及び照合する。そして、位置データ比較・照合回路６４は、比較及び照合した結果、第２の位置データのずれを検知した場合に、エラーステータス情報を、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力する。
なお、位置データ比較・照合回路６４は、例えば、第２の位置データのずれ量が予め定められた閾値である第１閾値以上であると判定した場合に、「第２の位置データのずれを検知した」と判定する。
【００３２】
また、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データのずれを検知した場合に、第２の位置データと、第１位置データから算出される第２の位置データの推定値とに基づいて、第２の位置データのずれ量（変位量）を算出する。そして、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データのずれを検知した場合に、補正テーブル６８１を再生成させる指令（以下、再生成指令という）と共に、算出したずれ量を補正テーブル生成部６７に出力する。つまり、位置データ比較・照合回路６４は、ノイズによる誤動作や使用による磨耗、衝突、滑り（例、出力軸やギヤの滑り）や負荷などの何らかの要因によって、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じた場合（変位状態）に、この再生成指令を補正テーブル生成部６７に出力する。例えば、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データのずれ量が予め定められた閾値である第１閾値以上である場合に、「第２の位置データのずれを検知した」と判定し、再生成指令を補正テーブル生成部６７に出力してもよい。
【００３３】
補正テーブル生成部６７は、位置データ比較・照合回路６４から出力された再生成指令に応じて、位置データ比較・照合回路６４によって算出される第２の位置データのずれ量に基づいて補正テーブル６８１を生成する。つまり、補正テーブル生成部６７は、位置データ比較・照合回路６４によって第２の位置データのずれを検知した場合に、第２の位置データのずれに応じて補正テーブル６８１を再生成する。そして、補正テーブル生成部６７は、再生成した補正テーブル６８１を記憶部６８に記憶させる。なお、補正テーブル６８１を生成する方法の詳細は、後述する。
【００３４】
記憶部６８は、例えば、不揮発性メモリであり、補正テーブル６８１と偏心情報６８２とを記憶する。
補正テーブル６８１は、第２のエンコーダ４の回転位置情報の補正値を示す情報である。補正テーブル６８１において、第２のインクリメンタル信号（２相擬似正弦波）によって検知された伝達誤差を含んだ第２の位置データと、補正された第２の位置データとが関連づけられている。例えば、記憶部６８に入力されるアドレス情報に伝達誤差を含んだ第２の位置データを用いて、補正された第２の位置データを出力させるように、補正テーブル６８１は、予め作成されている。これにより、第２の内挿回路６２１は、伝達誤差を含んだ第２の位置データに基づいて、補正された高精度な第２の位置データを得ることができる。
【００３５】
偏心情報６８２は、入力軸１０と出力軸１１との間の伝達誤差の主要な要因である偏心誤差成分に関する情報である。偏心情報６８２は、例えば、第２のエンコーダ４に設けられた回転ディスク４０１（円盤）の半径Ｒと、予め測定されている入力軸１０の中心と出力軸１１の中心との偏心量εとである。なお、この半径Ｒは、位置情報を示すパターンを有するこの回転ディスク４０１の中心からパターンまでの距離情報である。
【００３６】
ここで、偏心誤差成分と補正テーブル６８１について、図４及び図５を用いて補足説明をする。
図４は、本実施形態における第２のエンコーダ４の偏心誤差を説明する図である。
この図において、ポイントＰ１は、出力軸１１の中心点を示している。また、円状の軌跡Ｌ１は、第２のエンコーダ４の回転ディスク４０１（出力軸１１）がポイントＰ１を中心に回転した場合に、回転ディスク４０１の中心が描く軌跡を示している。ここで、回転ディスク４０１の中心とポイントＰ１とのずれ量を示す変位量を偏心量εとした場合、偏心誤差成分θは、関係式（１）によって表現される。
【００３７】
θ ＝ ２・ｓｉｎ−１ （ε／Ｒ） ・・・ （１）
【００３８】
したがって、偏心情報６８２である回転ディスク４０１の半径Ｒと偏心量εとに基づいて、上記の式（１）を用いることによって、偏心による累積誤差である偏心誤差成分θを算出することができる。なお、この例では、最大の偏心誤差量は、（θ／２）となる。
【００３９】
図５（ａ）は、第１のエンコーダ３の第１の位置データが“０”の場合に、第２のエンコーダ４の第２の位置データが“０”である相対位置関係を示す図である。つまり、図５（ａ）は、第２の位置データのずれ量が“０”である場合（変位のない無変位状態）を示す図である。また、図５（ｂ）は、偏心誤差成分θに基づいて算出された、第２のエンコーダ４の偏心誤差分布の一例である。この図において、横軸は、第２のエンコーダ４における第２の位置データを示しており、縦軸は、偏心誤差量を示している。つまり、波形Ｗ１は、第２の位置データに対応する偏心誤差量を示している。また、例えば、図５（ｂ）の位置情報０度（０°）は、図４の円状の軌跡Ｌ１において最も磁気センサ４０３又は４０４（光学式エンコーダの場合、受光センサ）に近い位置としている。
また、図５（ｃ）は、偏心誤差成分θに基づいて算出された補正テーブル６８１の一例を示す図である。この図において、横軸は、第２のエンコーダ４における補正前の第２の位置データを示しており、縦軸は、第２のエンコーダ４における補正後の第２の位置データを示している。つまり、波形Ｗ３は、偏心誤差成分θに基づいて算出された、補正テーブル６８１を示している。なお、波形Ｗ２は、偏心誤差が全くない場合の例（補正をしない場合の例）を示したものである。
【００４０】
ここで、図５（ｃ）に示される補正テーブル６８１（波形Ｗ３）は、偏心誤差成分θに基づいて算出される。また、偏心誤差成分θは、偏心情報６８２である回転ディスク４０１の半径Ｒと偏心量εとに基づいて、上述の式（１）を用いて算出される。つまり、補正テーブル６８１（波形Ｗ３）は、回転ディスク４０１の半径Ｒと偏心量εとに基づいて、生成することができる。
なお、第２のエンコーダ４は、例えば、１１ビットの位置データを検出し、０〜２０４７の第２の位置データを出力する。したがって、図５（ｃ）における横軸の０度〜３６０度の位置データは、補正テーブル６８１において、０〜２０４７のデータとして示される。
【００４１】
次に、本実施形態におけるエンコーダ装置２０の動作について説明する。
まず、エンコーダ装置２０が、第１のエンコーダ３と第２のエンコーダ４とを用いて出力軸１１における合成位置データを検出する動作を説明する。
【００４２】
エンコーダ装置２０において、まず、第１の位置データ検出回路６１は、受光センサ３０３から入力された第１の検出信号に基づいて、第１の位置データを検出する。なお、第１の位置データ検出回路６１における絶対位置検出回路６１１は、受光センサ３０３から出力された絶対位置検出用信号を、変換テーブル記憶部６１４を用いて絶対位置情報に変換することにより、その絶対位置情報を検出する。また、第１の内挿回路６１２は、受光センサ３０３から出力された第１のインクリメンタル信号を内挿処理する。そして、位置検出回路６１３は、絶対位置検出回路６１１が検出した絶対位置情報と第１の内挿回路６１２が内挿処理した第１のインクリメンタル信号とに基づいて、第１の位置データを検出（合成）する。
【００４３】
また、第２の位置データ検出回路６２は、磁気センサ装置４０２から入力された第２の検出信号と、補正テーブル６８１とに基づいて、第２の位置データ（第２位置情報）を検出する。
【００４４】
次に、位置データ合成回路６３は、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとを合成して、入力軸１０の回転回数とともに１回転内の位置変位を示す合成位置データを生成する。なお、この位置データ合成回路６３は、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとを合成する場合に、予め定められたギヤ比情報に基づいて合成位置データを合成する。これにより、エンコーダ装置２０は、出力軸１１における合成位置データを検出する。
【００４５】
なお、生成した合成位置データは、位置データ合成回路６３によって、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力される。
これにより、コントローラ８は、生成した合成位置データを検出することができ、コントローラ８は、検出した合成位置データに基づいて、駆動装置１の様々な制御を行うことができる。
【００４６】
次に、ノイズや使用による磨耗、衝突、滑り（例、出力軸やギヤの滑り）や負荷などの何らかの要因により、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれ（位置情報の相対的な変位）が生じた場合におけるエンコーダ装置２０の動作について説明する。なお、ここでは、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じる前の状態は、例えば、図５（ａ）に示されるように、第１のエンコーダ３の第１の位置データが“０”の場合に、第２のエンコーダ４の第２の位置データが“０”となる相対位置関係にある。そして、上述のような何らかの要因（不測要因）により、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じ、図６（ａ）に示されるような相対位置関係になった場合の例を説明する。また、この場合、相対位置関係にずれが生じる前の偏心誤差分布、及び補正テーブル６８１は、図５（ｂ）及び（ｃ）に示される状態にあるものとして説明する。
【００４７】
エンコーダ装置２０において、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じた場合に、位置データ比較・照合回路６４が、補正テーブル６８１を再生成させる再生成指令を補正テーブル生成部６７に出力する。つまり、位置データ比較・照合回路６４は、例えば、第１の位置データとギヤ比情報と第１のエンコーダ３の分解能Ｂ１と第２のエンコーダの分解能Ｂ２とに基づいて、第２の位置データの推定値（第２の推定値）を算出する。
そして、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データと、算出したこの第２の位置データの推定値とを比較及び照合する。なお、位置データ比較・照合回路６４は、この比較及び照合する際に、第２の位置データのずれ量を算出する。位置データ比較・照合回路６４は、例えば、第２の位置データのずれ量が予め定められた閾値である第１閾値以上（例えば、１０ＬＳＢ（量子化単位）以上）であると判定した場合に上述の再生成指令を補正テーブル生成部６７に出力する。
【００４８】
補正テーブル生成部６７は、位置データ比較・照合回路６４から出力された再生成指令に応じて、位置データ比較・照合回路６４によって算出される第２の位置データのずれ量に基づいて補正テーブル６８１を再生成する。
ここでは、図６（ａ）に示されるように、第１のエンコーダ３の第１の位置データが“０”の場合に、第２のエンコーダ４の第２の位置データが“２０”となる相対位置関係に変位した場合を説明する。つまり、第２の位置データのずれ量が“２０”である場合となる。
【００４９】
図６（ｂ）において、波形Ｗ５は、第２の位置データのずれ量が“２０”である場合の偏心誤差の分布を示している。なお、波形Ｗ４は、第２の位置データのずれが生じる前の偏心誤差の分布を示している。この図において、第２の位置データのずれ量に応じて、偏心誤差の分布は、ずれのない状態（無変位状態）に対して横軸方向にシフトすることを示している。また、例えば、第１のエンコーダ３の第１の位置データを基準とした場合、第２位置情報の変位方向は、上述した第２の位置データの推定値と第２の位置データとを比較することで算出できる。
そこで、補正テーブル生成部６７は、位置データ比較・照合回路６４によって算出される第２の位置データのずれ量に基づいて補正テーブル６８１を再生成する場合に、既に生成されている補正テーブル６８１を記憶部６８から読み出して、第２の位置データのずれ量分シフトすることにより、補正テーブル６８１を再生成する。補正テーブル生成部６７は、再生成した補正テーブル６８１を記憶部６８に記憶させる。これにより、第２の位置データのずれに対応した新しい補正テーブル６８１が生成され、エンコーダ装置２０は、第２の位置データのずれを補正することが可能になる。
【００５０】
図６（ｃ）は、補正テーブル生成部６７によって再生成された補正テーブル６８１の一例を示す図である。この図において、波形Ｗ７は、補正テーブル生成部６７によって再生成された補正テーブル６８１を示している。再生成された補正テーブル６８１（波形Ｗ７）は、図５（ｃ）によって示される再生成前の補正テーブル６８１（波形Ｗ３）をシフトさせたテーブルとなる。そのため、この例では、波形Ｗ７は、波形Ｗ７ａ部分と波形Ｗ７ｂ部分を有する補正テーブルになっている。なお、波形Ｗ６は、偏心誤差が全くない場合の例（補正をしない場合の例）を示したものである。
【００５１】
以上のように、本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、第１の位置データ検出回路６１が、受光センサ３０３から入力された第１の検出信号に基づいて、第１のエンコーダ３の回転位置情報を示す第１位置情報を生成する。また、第２の位置データ検出回路６２が、磁気センサ装置４０２から入力された第２の検出信号と、第２のエンコーダ４の回転位置情報の補正値を示す補正テーブル６８１とに基づいて、第２のエンコーダ４の回転位置情報を示す第２位置情報を生成する。そして、位置データ比較・照合回路６４が、第１の位置データと第２の位置データとを用いて第２の位置データのずれ（変位）を検知し、補正テーブル生成部６７が、位置データ比較・照合回路６４よって第２の位置データのずれを検知した場合に、第２の位置データのずれに応じて補正テーブル６８１を再生成する。エンコーダ装置２０は、ノイズや使用による磨耗、衝突、滑り（例、出力軸やギヤの滑り）や負荷などの何らかの要因により、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれが生じた場合に、補正テーブル６８１を再生成する。
【００５２】
これにより、エンコーダ装置２０は、第２の位置データのずれを補正することが可能になる。そのため、ノイズや使用による磨耗、衝突、滑り（例、出力軸やギヤの滑り）や負荷などの何らかの要因により、入力軸１０と出力軸１１との回転における相対位置関係にずれ（エンコーダ装置における位置情報の変位）が生じた場合であっても、位置情報の変位を修正することができる。また、本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、上述のような位置情報の変位が生じた場合であっても、位置情報を高精度に検出することができる。
【００５３】
また、本実施形態において、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データと、第１の位置データから算出される第２の推定値と、に基づき第２の位置データの変位量を算出する。そして、補正テーブル生成部６７は、位置データ比較・照合回路６４によって算出される第２の位置データのずれ量に基づいて補正テーブル６８１を生成する。つまり、補正テーブル生成部６７は、既に生成されている補正テーブル６８１を記憶部６８から読み出して、第２の位置データのずれ量分シフトすることにより、補正テーブル６８１を再生成する。
これにより、補正テーブル生成部６７は、入力軸１０及び出力軸１１の回転状態において補正テーブル６８１を再生成して更新することができる。したがって、本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、入力軸１０及び出力軸１１の回転状態において上述のような位置情報の変位が生じた場合に、常に（又は動的に）位置情報を高精度に検出することができる。
【００５４】
また、本実施形態において、補正テーブル生成部６７は、位置データ比較・照合回路６４によって第２の位置データのずれ量が予め定められた第１閾値以上であると判定された場合に、補正テーブル６８１を再生成する。
これにより、第２の位置データのずれ量に許容範囲が設けられるため、エンコーダ装置２０は、ノイズなどにより第１のエンコーダ３及び第２のエンコーダ４に誤検出が発生した場合に、誤って補正テーブル６８１を再生成して更新してしまうことを防止できる。また、エンコーダ装置２０は、第２の位置データのずれが、既に生成されている補正テーブル６８１によって対応できる範囲のずれである場合に、不要な補正テーブル６８１の再生成を防止することができる。
【００５５】
また、本実施形態において、補正テーブル生成部６７は、生成した補正テーブル６８１を記憶部６８に記憶させる。そして、記憶部２０は、不揮発性メモリ（不揮発性記憶部）である。
本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、第２のエンコーダ４の第２位置情報と第１のエンコーダ３の分解能Ｂ１と第２のエンコーダ４の分解能Ｂ２とに基づいて、入力軸１０の多回転情報（例、回転回数）を算出する構成である。したがって、エンコーダ装置２０は、入力軸１０の多回転情報を不揮発性メモリに保持させるためのバックアップ用バッテリを備える必要がない。
【００５６】
また、本実施形態において、第１のエンコーダ３は、入力軸１０の回転における絶対位置情報を検出するアブソリュートエンコーダである。
これにより、入力軸１０の回転位置情報であり、第１のエンコーダ３の回転位置情報を示す第１の位置データを正確に検知することができる。
【００５７】
また、本実施形態において、第１のエンコーダ３は、光学式のエンコーダであり、第２のエンコーダ４は、磁気式のエンコーダである。
これにより、検出系が２重化されるため、外乱に対して強く、エンコーダ装置２０の信頼性を向上させる事が可能となる。
【００５８】
なお、上記の実施形態において、補正テーブル生成部６７は、既に生成されている補正テーブル６８１を第２の位置データのずれ量分シフトする方法（第１の生成方法）により、補正テーブル６８１を再生成する形態を説明したが、以下の方法によって、補正テーブル６８１を再生成する形態でもよい。補正テーブル生成部６７は、第１の位置データと、第２の位置データと、入力軸１０と出力軸１１との間の伝達誤差を示す伝達誤差情報と、に基づいて補正テーブルを再生成する形態でもよい。
【００５９】
例えば、伝達誤差情報は、偏心情報６８２である回転ディスク４０１の半径Ｒと偏心量εであり、補正テーブル生成部６７は、回転ディスク４０１の半径Ｒ及び偏心量εと、第２の位置データのずれ量とに基づいて、図６（ｃ）に示される補正テーブル６８１を算出により再生成（生成）する（第２の生成方法）。なお、第２の位置データのずれ量は、上述したように、第１の位置データと第２の位置データとから算出される。
【００６０】
第２の位置データのずれ量は、第２のエンコーダ４の分解能より細かく算出できる。そのため、この場合において補正テーブル生成部６７は、正確に第２の位置データのずれ量が反映された補正テーブル６８１を生成することができる。既に生成されている補正テーブル６８１をシフトして補正テーブル６８１を再生成する第１の生成方法の場合、１ＬＳＢ単位（１量子化量単位）によるシフトになる。そのため、エンコーダ装置２０は、この第２の生成方法によって補正テーブル６８１を再生成する場合に、第１の生成方法によって補正テーブル６８１を再生成する場合よりも、精度よく補正することができる。
【００６１】
また、別の一実施形態として、上述の伝達誤差情報は、出力軸１１を一回転させて検出した第１の位置データと第２の位置データとに基づいて取得される情報でもよい。例えば、位置データ比較・照合回路６４が、第２の位置データのずれ量が予め定められた閾値の第１閾値以上であると判定した場合に、エラーステータス情報を、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力する。例えば、コントローラ８は、補正モードとして、モータ７をゆっくり回転（低速回転）させて、出力軸１１を一回転させる。この出力軸１１を一回転させる際（回転中）に、検出された第１の位置データと第２の位置データとを、例えば、位置データ比較・照合回路６４を介して、補正テーブル生成部６７が取得する。補正テーブル生成部６７は、この取得した第１の位置データと第２の位置データとに基づいて、図６（ｂ）に示されるような第２のエンコーダ４の測定誤差（伝達誤差情報）を取得する。
【００６２】
ここで、第２のエンコーダ４の測定誤差は、出力軸１１を一回転させて取得するため、第２のエンコーダ４の全回転位置データ（０〜２０４７）に対応する測定誤差である。そして、補正テーブル生成部６７は、この第２のエンコーダ４の測定誤差を用いて、補正テーブル６８１を再生成する（第３の生成方法）。
これにより、上述のような位置情報の変位が生じた場合に、出力軸１１を一回転させて伝達誤差情報を再取得するので、補正テーブル生成部６７は、第２の位置データのずれ量に基づいて、シフト又は算出によって補正テーブル６８１を生成する場合よりも、精度よく補正可能な補正テーブル６８１を生成することができる。つまり、この第３の生成方法は、第１の生成方法及び第２の生成方法に比べて、より精度よく第２位置情報を補正可能な補正テーブル６８１を生成することができる。
【００６３】
また、上述の伝達誤差情報は、出力軸１１を回転させて検出した第１の位置データと第２の位置データとに基づいて、第２のエンコーダ４の測定誤差における上限値と下限値とに対応する第２のエンコーダの位置データでもよい。この場合、補正テーブル生成部６７は、取得した上限値と下限値とに対応する第２のエンコーダの位置データに基づいて、補正テーブル６８１を再生成する。一例として、補正テーブル生成部６７は、第２のエンコーダ４の測定誤差における上限値及び下限値に対応する第２のエンコーダの位置データと、回転ディスク４０１の半径Ｒ及び偏心量εとに基づいて、補正テーブル６８１を算出する（第４の生成方法）。
これにより、補正テーブル生成部６７は、上述した出力軸１１を一回転させて伝達誤差情報を取得する場合（第３の生成方法）よりも、補正テーブル６８１を生成するために必要な期間を短縮することができる。
【００６４】
なお、上記の実施形態において、補正テーブル６８１における複数の生成方法（第１〜第４の生成方法）を説明したが、第２の位置データのずれ量に応じて、複数の生成方法を切り替えて使用してもよい。次に、補正テーブル６８１における複数の生成方法を切り替えて使用する形態の一例を説明する。
【００６５】
例えば、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データのずれ量が第１閾値より小さい予め定められた第２閾値以上（例えば、５ＬＳＢ以上）であり、且つ第１閾値より小さい場合に、この第２閾値を第２の位置データのずれ量として、再生成指令を補正テーブル生成部６７に出力する。また、位置データ比較・照合回路６４は、第２の位置データのずれ量が第１閾値以上である場合に、エラーステータス情報を、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力する。
【００６６】
補正テーブル生成部６７は、第２の位置データのずれ量が第１閾値より小さく、且つ第１閾値より小さい予め定められた第２閾値以上である場合に、位置データ比較・照合回路６４から出力された第２の位置データのずれ量（第２閾値）に基づいて、第１の生成方法又は第２の生成方法により補正テーブル６８１を再生成する。また、補正テーブル生成部６７は、第２の位置データのずれ量を第２閾値とすることにより、さらに簡易に補正テーブル６８１を再生成することができる。
また、コントローラ８は、第２の位置データのずれ量が第１閾値以上である場合に、モータ７をゆっくり回転させて、出力軸１１を一回転させ、補正テーブル生成部６７に補正テーブル６８１を再生成させる。補正テーブル生成部６７は、第２の位置データのずれ量が第１閾値以上である場合に、第３の生成方法又は第４の生成方法により補正テーブル６８１を再生成する。
【００６７】
本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、補正テーブル生成部６７が、第２の位置データのずれ量が小さい場合（ずれ量が第２閾値から第１閾値の間である場合）に、簡易な生成方法（第１の生成方法又は第２の生成方法）により補正テーブル６８１を生成する。また、補正テーブル生成部６７が、第２の位置データのずれ量が大きい場合（ずれ量が第１閾値以上である場合）に、第２位置情報を精度よく補正可能な生成方法（第３の生成方法又は第４の生成方法）により補正テーブル６８１を生成する。これにより、第２の位置データのずれ量が小さい場合に、補正テーブル６８１の生成期間を短縮することができ、第２の位置データのずれ量が大きい場合に、精度よく補正可能な補正テーブル６８１を生成することができる。
【００６８】
次に、本発明の別の一実施形態によるエンコーダ装置及び駆動装置について図面を参照して説明する。なお、本実施形態において、第２のエンコーダ４の出力軸１１が２回転以上回転する場合であっても適用可能なエンコーダ装置の一例について説明する。なお、図７に示すエンコーダ装置２０ａは、出力軸１１が１回転以下であっても適用可能である。
図７は、図１の駆動装置１におけるエンコーダ装置２０の構成の別の一例を示す第２のブロック図である。この図において、図２と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。エンコーダ装置２０ａは、第１のエンコーダ３ａと第２のエンコーダ４とを備えている。
また、図８は、図１の駆動装置における信号処理回路６の構成の別の一例を示す第２のブロック図である。この図において、図３と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６９】
図７において、第１のエンコーダ３ａは、所定のＭ系列コードによって定められたアブソリュートパターンとインクリメンタルパターンと磁気パターン３０５とを有する回転ディスク３０１ａを備えている。この回転ディスク３０１ａは、入力軸１０の回転に伴い回転する。発光素子３０２から発光された光は、この回転ディスク３０１の各々のパターンを通って、受光センサ３０３に入光される。
そして、受光センサ３０３は、アブソリュートパターンから検出される信号と、インクリメンタルパターンから検出される信号との二種類の信号を信号処理回路６ａに出力する。また、また、磁気センサ３０４は、磁気パターン３０５が通過したことを検出する信号（多回転検出信号）を、信号処理回路６ａに出力する。
【００７０】
また、図８において、信号処理回路６ａは、第１の位置データ検出回路６１、第２の位置データ検出回路６２、位置データ合成回路６３ａ、位置データ比較・照合回路６４ａ、外部通信回路６５、補正テーブル生成部６７、記憶部６８、及び多回転検出回路６９を備えている。
多回転検出回路６９は、磁気センサ３０４から出力された多回転検出信号に基づいて、入力軸１０の回転回数を示す多回転情報を検出する。多回転検出回路６９は、検出した多回転情報を位置データ合成回路６３及び位置データ比較・照合回路６４に出力する。
【００７１】
位置データ合成回路６３ａは、第１の位置データ検出回路６１が検出した第１の位置データと、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データとこの多回転情報とを合成して、入力軸１０の回転回数とともに１回転内の位置変位を示す合成位置データを生成する。なお、この合成位置データは、多回転情報に基づいて合成されるため、出力軸１１が複数回転する場合にも対応している。位置データ合成回路６３ａは、生成した合成位置データを、外部通信回路６５を介して、通信ライン９を通じてコントローラ８に出力する。位置データ合成回路６３のその他の機能は、図３に示される位置データ合成回路６３と同様である。
【００７２】
位置データ比較・照合回路６４ａは、例えば、第１の位置データと、ギヤ比情報と、第１のエンコーダ３ａの分解能Ｂ１ａと、第２のエンコーダ４の分解能Ｂ２と、多回転情報とに基づいて、第２の位置データの推定値（第２の推定値）を算出する。そして、位置データ比較・照合回路６４ａは、第２の位置データ検出回路６２が検出した第２の位置データと、算出したこの第２の位置データの推定値とを比較及び照合する。位置データ比較・照合回路６４ａのその他の機能は、図３に示される位置データ比較・照合回路６４と同様である。
【００７３】
以上により、本実施形態におけるエンコーダ装置２０ａは、第１のエンコーダ３ａから出力される多回転検出信号に基づいて、入力軸１０の回転回数を検出する多回転検出回路６９を備えている。そのため、出力軸１１の多回転に対応した回転位置情報を検出することができる。
なお、本実施形態において、入力軸１０の回転回数を検出することにより、出力軸１１の多回転に対応させる形態を説明したが、第２のエンコーダ４における出力軸１１の回転回数を検出する形態でもよい。この場合も同様に、出力軸１１の多回転に対応した回転位置情報を検出することができる。
また、本実施形態において、磁気センサ３０５を用いて回転回数を検出する形態を説明したが、絶対位置検出用信号を用いて回転回数を検出する形態でもよい。この場合、回転位置データ“０”を通過する回数をカウントすることにより、実現してもよい。
【００７４】
なお、本発明の実施形態における駆動装置１は、上記で説明したエンコーダ装置２０（又は２０ａ）を備えている。そのため、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）と同様の効果を得ることができる。したがって、駆動装置１は、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）に位置情報の変位が生じた場合に、位置情報の変位を修正することができる。また、本実施形態におけるエンコーダ装置２０は、上述のような位置情報の変位が生じた場合であっても、位置情報を高精度に検出することができる。
【００７５】
また、この駆動装置１は、産業用ロボットやサービスロボットなどのロボット装置に適用することができる。次に、その適用例について説明する。
図９は、図１の駆動装置１を備えるロボット装置５の一例を示すブロック図である。
この図において、ロボット装置５は、多軸駆動形ロボットアームであり、２つの駆動装置（１Ａ、１Ｂ）と、２つのアーム部（５１、５２）と、制御装置５５とを備えている。なお、この図において、図１に示される駆動装置１を駆動装置（１Ａ、１Ｂ）として示す。
【００７６】
駆動装置１Ｂは、アーム部５２を駆動させ、駆動装置１Ａは、アーム部５２に設けられてアーム部５１を駆動させる。駆動装置１Ｂは、支柱５３を介して台座５４に固定されている。この台座５４は、例えば車輪などを備えており、水平方向に移動可能であってもよい。
【００７７】
なお、駆動装置１Ａと接続されない側のアーム部５１の端部は、例えば、作業対象に対して機械的な作用を生じさせる手先部が備えられる。この手先部とは、例えば、作業対象を挟持する挟持部、作業対象を溶接する溶接部、作業対象を切断する切断部、又は、作業対象であるネジやボルトを開閉する開閉部などのことである。なお、アーム部５１自体が、このような手先部そのものであってもよい。
【００７８】
制御装置５５は、信号線５６を介して入力された駆動装置（１Ａ、１Ｂ）の回転位置に基づいて、駆動装置（１Ａ、１Ｂ）を制御する。これにより、アーム部（５１、５２）の回転位置が制御され、アーム部５１の端部に備えられる手先部の位置が制御される。なお制御装置５５は、制御線５７を介して、駆動装置（１Ａ、１Ｂ）を制御する。また、この制御装置５５は、制御線５７を介して、手先部を制御してもよい。
【００７９】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
上記の各実施形態において、位置データ比較・照合回路６４（又は６４ａ）は、第２の位置データと、第１の位置データとから算出される第２の位置データの推定値とを比較及び照合する形態を説明したが、他の形態でもよい。例えば、位置データ比較・照合回路６４（又は６４ａ）は、第１の位置データと、第２の位置データから算出される第１の位置データの推定値（第１の推定値）とを比較及び照合する形態でもよい。この場合、位置データ比較・照合回路６４（又は６４ａ）は、第１の位置データのずれ量（変位量）を用いて第２の位置データのずれ量を算出する。つまり、第２の位置データの推定値を用いる形態と、第２の位置データの推定値を用いる形態とのいずれの場合も、第２の位置データのずれ量を算出することができる。
【００８０】
また、上記の各実施形態において、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）は、モータ７及びギヤ２を含まない形態で説明したが、モータ７及びギヤ２のいずれか又は両方を含む形態でもよい。
また、動力伝達部であれば、ギヤ２に限定されるものでななく、例えば、減速機、プーリ、伝達方向変換等でもよい。
また、上記の各実施形態において、エンコーダ装置２０は、補正テーブル６８１を備えている形態を説明したが、エンコーダ装置２０は補正テーブル６８１を備えずに、駆動装置１が備えている形態でもよい。
【００８１】
また、上記の各実施形態において、伝達誤差として、出力軸１１の中心と第２のエンコーダ４における回転ディスク４０１の中心とのずれによる偏心誤差の例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、入力軸１０と出力軸１１との偏心誤差を含める形態でもよい。つまり、入力軸１０と出力軸１１との偏心誤差とは、例えば、入力軸１０と出力軸１１との偏心であって、この軸同士を精度よく組み立てたつもりでも軸部材の剛性や噛み合わせ、負荷などにより回転させると発生する誤差を示す。
上記の各実施形態において、記憶部６８は、補正テーブル６８１と偏心情報６８２とを記憶する形態を説明したが、補正テーブル６８１と偏心情報６８２とをそれぞれ異なる記憶部が記憶する形態でもよい。
【００８２】
また、上記の各実施形態において、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）は、第１のエンコーダ３に光学式のエンコーダを用い、第２のエンコーダ４に磁気式のエンコーダを用いる組合せの形態で説明したが、他の組合せを用いる形態でもよい。なお、異なる方式のエンコーダを組合せた方が、信頼性を向上することができる。
また、上記の各実施形態において、エンコーダ装置２０（又は２０ａ）は、第１のエンコーダ３と第２のエンコーダ４とがアブソリュートエンコーダである形態で説明したが、他のエンコーダを用いる形態でもよい。また、本実施形態における光学式のエンコーダは、透過式であっても反射式であってもよい。なお、本実施形態における入力軸１０は、中空状の軸部材であってもよい。入力軸１０が中空の場合、出力軸１１を入力軸１０の軸内に延伸し、第２のエンコーダ４を第１のエンコーダ３と同様にモータ７側に配置してもよい。また、本実施形態における出力軸１１は、中空状の軸部材であってもよい。また、例えば、本実施形態におけるエンコーダ装置２０（又は２０ａ）の位置データ比較・照合回路６４による入力軸１０と出力軸１１との相対位置関係の変位の検知は、位置情報の検出と同期させて行ってもよいし、第１のエンコーダ３又は第２のエンコーダ４の分解能に応じて所定間隔と同期させて行ってもよい。
【００８３】
また、上記の各実施形態において、信号処理回路６及び信号処理回路６の各回路(各部)は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリ及びＣＰＵ（Central processing unit）を備えて、プログラムによって実現されてもよい。
【００８４】
また、上記の各実施形態において、補正テーブル生成部６７が、第１〜第４の生成方法を用いて、補正テーブルを生成する形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第１のエンコーダ３と第２のエンコーダ４との相対位置関係を再定義できる場合には、補正テーブル生成部６７は、回転ディスク４０１の半径Ｒと偏心量εとに基づいて、図１０に示されるように補正テーブル６８１を生成してもよい。この場合、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、正の値の誤差値と、負の値の誤差値とがシフトして、位置データ“０”の場合に誤差が“０”になる補正テーブル６８１が生成される（波形Ｗ１１参照）。これにより、補正テーブル生成部６７は、第２の生成方法を用いた場合と同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００８５】
１，１Ａ，１Ｂ…駆動装置、２…ギヤ、３，３ａ…第１のエンコーダ、４…第２のエンコーダ、７…モータ、１０…入力軸、１１…出力軸、２０，２０ａ…エンコーダ装置、６１…第１の位置情報生成部、６２…第２の位置情報生成部、６４，６４ａ…位置データ比較・照合回路、６７…補正テーブル生成部、６８…記憶部、４０１…回転ディスク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部によって回転される入力軸の回転位置に応じた第１信号を出力する第１のエンコーダと、
前記入力軸と動力伝達部を介して連結される出力軸の回転位置に応じた第２信号を出力する第２のエンコーダと、
前記第１信号に基づいて、前記第１のエンコーダの回転位置情報を示す第１位置情報を生成する第１位置情報生成部と、
前記第２信号と前記第２のエンコーダの回転位置情報の補正値を示す補正テーブルとに基づいて、前記第２のエンコーダの回転位置情報を示す第２位置情報を生成する第２位置情報生成部と、
前記第１位置情報と前記第２位置情報とを用いて、前記第１位置情報に対する前記第２位置情報の相対的な変位を検知する判定部と、
前記判定部によって前記第２位置情報の相対的な変位を検知した場合に、前記第２位置情報の変位に応じて前記補正テーブルを生成する補正テーブル生成部と
を備えることを特徴とするエンコーダ装置。
【請求項２】
前記補正テーブル生成部は、前記判定部によって算出される前記第２位置情報の変位量に基づいて前記補正テーブルを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ装置。
【請求項３】
前記補正テーブル生成部は、前記第１位置情報と、前記第２位置情報と、前記入力軸と前記出力軸との間の伝達誤差を示す伝達誤差情報と、に基づいて前記補正テーブルを生成する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンコーダ装置。
【請求項４】
前記伝達誤差情報は、前記第２のエンコーダに設けられた円盤であって、位置情報を示すパターンを有する該円盤の中心から前記パターンまでの距離情報と、予め測定されている前記入力軸の中心と前記出力軸の中心との偏心量と、に基づき算出される
ことを特徴とする請求項３に記載のエンコーダ装置。
【請求項５】
前記伝達誤差情報は、
前記出力軸を一回転させて検出した前記第１位置情報と前記第２位置情報とに基づいて取得されることを特徴とする請求項４に記載のエンコーダ装置。
【請求項６】
前記伝達誤差情報は、
前記出力軸を回転させて検出した前記第１位置情報と前記第２位置情報とに基づいて、前記第２のエンコーダの測定誤差における上限値と下限値とに対応する前記第２のエンコーダの位置情報を含み、
前記補正テーブル生成部は、
取得した前記上限値と前記下限値とに対応する前記第２のエンコーダの位置情報に基づいて、前記補正テーブルを生成することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のエンコーダ装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記第２位置情報と、前記第１位置情報から算出される第２の推定値と、に基づき前記第２位置情報の変位量を算出する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項８】
前記判定部は、前記第１位置情報と、前記第２位置情報から算出される第１の推定値と、に基づく前記第１位置情報の変位量を用いて前記第２位置情報の変位量を算出する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
【請求項９】
前記補正テーブル生成部は、前記判定部によって前記第２位置情報の変位量が予め定められた第１閾値以上であると判定された場合に、前記補正テーブルを生成する
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１０】
前記補正テーブル生成部は、
前記変位量が前記第１閾値より小さく、且つ前記第１閾値より小さい予め定められた第２閾値以上である場合に、前記第２閾値を前記変位量として、前記第２閾値と前記伝達誤差情報とに基づいて、前記補正テーブルを生成する
ことを特徴とする請求項９に記載のエンコーダ装置。
【請求項１１】
前記補正テーブルを記憶する記憶部を備え、
前記補正テーブル生成部は、
生成した前記補正テーブルを前記記憶部に記憶させる
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１２】
前記記憶部は、不揮発性記憶部であることを特徴とする請求項１１に記載のエンコーダ装置。
【請求項１３】
前記第１のエンコーダは、前記入力軸の回転における絶対位置情報を検出するアブソリュートエンコーダであることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のエンコーダ装置を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の駆動装置を備えることを特徴とするロボット装置。
【請求項１】
駆動部によって回転される入力軸の回転位置に応じた第１信号を出力する第１のエンコーダと、
前記入力軸と動力伝達部を介して連結される出力軸の回転位置に応じた第２信号を出力する第２のエンコーダと、
前記第１信号に基づいて、前記第１のエンコーダの回転位置情報を示す第１位置情報を生成する第１位置情報生成部と、
前記第２信号と前記第２のエンコーダの回転位置情報の補正値を示す補正テーブルとに基づいて、前記第２のエンコーダの回転位置情報を示す第２位置情報を生成する第２位置情報生成部と、
前記第１位置情報と前記第２位置情報とを用いて、前記第１位置情報に対する前記第２位置情報の相対的な変位を検知する判定部と、
前記判定部によって前記第２位置情報の相対的な変位を検知した場合に、前記第２位置情報の変位に応じて前記補正テーブルを生成する補正テーブル生成部と
を備えることを特徴とするエンコーダ装置。
【請求項２】
前記補正テーブル生成部は、前記判定部によって算出される前記第２位置情報の変位量に基づいて前記補正テーブルを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ装置。
【請求項３】
前記補正テーブル生成部は、前記第１位置情報と、前記第２位置情報と、前記入力軸と前記出力軸との間の伝達誤差を示す伝達誤差情報と、に基づいて前記補正テーブルを生成する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンコーダ装置。
【請求項４】
前記伝達誤差情報は、前記第２のエンコーダに設けられた円盤であって、位置情報を示すパターンを有する該円盤の中心から前記パターンまでの距離情報と、予め測定されている前記入力軸の中心と前記出力軸の中心との偏心量と、に基づき算出される
ことを特徴とする請求項３に記載のエンコーダ装置。
【請求項５】
前記伝達誤差情報は、
前記出力軸を一回転させて検出した前記第１位置情報と前記第２位置情報とに基づいて取得されることを特徴とする請求項４に記載のエンコーダ装置。
【請求項６】
前記伝達誤差情報は、
前記出力軸を回転させて検出した前記第１位置情報と前記第２位置情報とに基づいて、前記第２のエンコーダの測定誤差における上限値と下限値とに対応する前記第２のエンコーダの位置情報を含み、
前記補正テーブル生成部は、
取得した前記上限値と前記下限値とに対応する前記第２のエンコーダの位置情報に基づいて、前記補正テーブルを生成することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のエンコーダ装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記第２位置情報と、前記第１位置情報から算出される第２の推定値と、に基づき前記第２位置情報の変位量を算出する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項８】
前記判定部は、前記第１位置情報と、前記第２位置情報から算出される第１の推定値と、に基づく前記第１位置情報の変位量を用いて前記第２位置情報の変位量を算出する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
【請求項９】
前記補正テーブル生成部は、前記判定部によって前記第２位置情報の変位量が予め定められた第１閾値以上であると判定された場合に、前記補正テーブルを生成する
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１０】
前記補正テーブル生成部は、
前記変位量が前記第１閾値より小さく、且つ前記第１閾値より小さい予め定められた第２閾値以上である場合に、前記第２閾値を前記変位量として、前記第２閾値と前記伝達誤差情報とに基づいて、前記補正テーブルを生成する
ことを特徴とする請求項９に記載のエンコーダ装置。
【請求項１１】
前記補正テーブルを記憶する記憶部を備え、
前記補正テーブル生成部は、
生成した前記補正テーブルを前記記憶部に記憶させる
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１２】
前記記憶部は、不揮発性記憶部であることを特徴とする請求項１１に記載のエンコーダ装置。
【請求項１３】
前記第１のエンコーダは、前記入力軸の回転における絶対位置情報を検出するアブソリュートエンコーダであることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のエンコーダ装置を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の駆動装置を備えることを特徴とするロボット装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１３７３１０（Ｐ２０１２−１３７３１０Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８７９８７（Ｐ２０１０−２８７９８７）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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