エンコーダ装置及びエンコーダ装置のための補正方法
【課題】 内挿精度の低下を極力抑えて、検出対象物の回転角度又は移動位置を高精度で検出する。
【解決手段】 センサ部は、検出対象物の回転又は移動に応じて互いに９０度だけ位相の異なる正弦波状のＡ相出力信号及びＢ相出力信号を出力する。Ａ相出力信号の最大値ＶAmax及び最小値ＶAminに対してプラス９０度の位置とマイナス９０度の位置に対応する４つのサンプリング値ＶＡ１〜ＶＡ４を取得して、これらの平均値をオフセット値とする。Ｂ相出力信号に関しても、同様に、オフセット値を計算する。これらのオフセット値を用いて、Ａ相出力信号及びＢ相出力信号のサンプリング値をオフセット補正した、検出対象物の回転角度又は移動距離を計算する。
【解決手段】 センサ部は、検出対象物の回転又は移動に応じて互いに９０度だけ位相の異なる正弦波状のＡ相出力信号及びＢ相出力信号を出力する。Ａ相出力信号の最大値ＶAmax及び最小値ＶAminに対してプラス９０度の位置とマイナス９０度の位置に対応する４つのサンプリング値ＶＡ１〜ＶＡ４を取得して、これらの平均値をオフセット値とする。Ｂ相出力信号に関しても、同様に、オフセット値を計算する。これらのオフセット値を用いて、Ａ相出力信号及びＢ相出力信号のサンプリング値をオフセット補正した、検出対象物の回転角度又は移動距離を計算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出対象物の回転角度又は移動位置を検出するエンコーダ装置に係り、特に検出対象物の回転角度又は移動位置に応じてセンサ部から出力された正弦波状の検出信号を補正するエンコーダ装置及びエンコーダ装置のための補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、検出対象物の回転又は移動に応じて互いに９０度だけ位相の異なる正弦波状の第１及び第２アナログ検出信号を出力するセンサ部と、センサ部からの第１及び第２アナログ検出信号を第１及び第２ディジタル検出信号にそれぞれディジタル変換して、前記変換した第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する演算処理部とを備えたエンコーダ装置はよく知られている。この場合、第１及び第２ディジタル検出信号ＶA(θ)，ＶB(θ)（以下、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)という）を下記数１，２でそれぞれ表せば、回転角度（移動位置）ωは、下記数３によって表される。
【数１】
【数２】
【数３】
【０００３】
この場合、理想的には、前記数１，２中の両振幅値Ａ，Ｂが常に等しく、オフセット値ΔＡ，ΔＢが常に共に「０」であって、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)は完全な正弦波状信号であることが望まれる。しかしながら、実際には、オフセット値ΔＡ，ΔＢと振幅値Ａ，Ｂは、センサ部自身に潜在する誤差と、センサ部と検出対象物（例えば、磁石）の設置誤差とを含み、オフセット値ΔＡ，ΔＢと振幅値Ａ，Ｂは変動するとともに、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)も完全な正弦波状信号にはならない。その結果、前記数３の演算処理によって実際に計算される回転角度ωは誤差を含む。この誤差を内挿精度φと呼び、内挿精度φは、通常、回転角度ω（電気角）から誤差を含まない角度（機械角）を減算した下記数４で表される。本発明者らは、この内挿精度φに対するオフセット値ΔＡ，ΔＢと振幅値Ａ，Ｂの影響を、次の第１及び第２条件下による計算により確認した。
【数４】
【０００４】
（第１条件）
Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)の両振幅値Ａ，Ｂを等しく、両振幅巾を「２」とし、オフセット値ΔＢを「０」に維持したまま、オフセット値ΔＡを前記振幅巾の０〜５％（すなわち０〜０．１）の範囲で０．５％（すなわち０．０１）ごとに変化させ、オフセット値ΔＡを０．５％ずつ変化させるごとに、θを０〜３６０度に亘って変化させて内挿精度φを順次計算した。そして、θの０〜３６０度に亘る内挿精度φの最大値φMaxから最小値φMinを減算した値φMax−φMin（Ｅｒｒｏｒ）を図１のグラフに黒三角印で示している。
【０００５】
（第２条件）
Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)の両オフセットΔＡ，ΔＢを共に「０」に保ち、振幅値Ａ，Ｂの比率（１−Ａ／Ｂ）を０〜５％の範囲で０．０５％ごとに変化させ（例えば、振幅値Ｂを「１」とすると、振幅値Ａを１〜０．９５まで０．００５ずつ変化させて）、振幅値Ａ，Ｂの比率（１−Ａ／Ｂ）を０．０５％ずつ変化させるごとに、θを０〜３６０度に亘って変化させて内挿精度φを順次計算した。そして、θの０〜３６０度に亘る内挿精度φの最大値φMaxから最小値φMinを減算した値φMax−φMin（Ｅｒｒｏｒ）を図１のグラフに黒四角印で示している。
【０００６】
この計算結果からも理解できるように、オフセット値ΔＡ，ΔＢの内挿精度φに与える影響は、非常に大きく振幅比Ａ／Ｂの４倍強になる。したがって、オフセット値ΔＡ，ΔＢに関する補正が振幅値Ａ，Ｂに比べた遥かに重要であることが理解できる。その意味で、本発明では、詳しくは後述するように、オフセット値ΔＡ，ΔＢに関する補正を必須とし、振幅値Ａ，Ｂに関する補正を選択事項としている。
【０００７】
この種の補正に関しては、従来から行われており、例えば下記特許文献１に示されている。なお、この特許文献１に示されたエンコーダ装置は、円柱の側面にＮ極とＳ極を交互に円周を等分割するように着磁された多極磁石の側面に対向するように、２つの磁気センサを９０度位相のずれた正弦波信号を出力するように配置した構造を有している。
【０００８】
そして、補正方法としては次のような方法を採用している。まず、オフセット値に関しては、０〜３６０度に亘るＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)のそれぞれに対して、最大値ＶAmax，ＶBmax及び最小値ＶAmin，ＶBminをそれぞれ抽出し、下記数５，６に示すように、前記抽出した最大値ＶAmax，ＶBmaxと最小値ＶAmin，ＶBminの平均値（振幅中心値）をオフセット値ＶAoff，ＶBoffとしてそれぞれ設定する。
【数５】
【数６】
【０００９】
そして、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)から前記設定したオフセット値ＶAoff，ＶBoffをそれぞれ減算することにより、下記数７，８に示すように、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)をオフセット補正するようにしている。
【数７】
【数８】
【００１０】
また、振幅値Ａ，Ｂに関しては、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)のそれぞれにおいて、前記最大値ＶAmax，ＶBmaxから最小値ＶAmin，ＶBminを減算することにより振幅巾ＶAmax−ＶAmin，ＶBmax−ＶBminをそれぞれ計算し、振幅巾ＶBmax−ＶBminに対する振幅巾ＶAmax−ＶAminの比率を、下記数９に示すように振幅補正値Ａamとして計算する。
【数９】
そして、Ａ相出力信号ＶA(θ)に関してはそのまま用いるが、Ｂ相出力信号ＶB(θ)に関しては下記数１０に示すように振幅補正値Ａamを乗算することにより両振幅巾が同じになるように振幅補正するようにしている。
【数１０】
【００１１】
そして、前記数７，８のオフセット補正及び数１０の振幅補正を行ったＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)を用いて前記数３と同様な下記数１１の演算の実行により回転角度ωを計算するようにしている。
【数１１】
【００１２】
また、前記オフセット補正及び振幅補正には直接関係しないが、例えば、下記特許文献２には、センサ部に検知素子である８つのＡＭＲ磁気抵抗効果素子を点対称形に配置したエンコーダ装置が示されている。このエンコーダ装置においては、検出対象物である２極磁石にセンサ部を対向させることで、センサ部に潜在する振幅比を最小にし、互いに９０度だけ位相の異なる均等性のある正弦波状のＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)が磁石の１回転で２周期分出力される。また、下記特許文献３，４には、センサ部に検知素子としてＳＶ−ＧＭＲ磁気抵抗効果素子及びホール素子をそれぞれ用いた前記と同種のエンコーダ装置が示されている。これらのエンコーダ装置においても、センサ部に潜在する振幅比を最小にするために、複数の検知素子が点対称形に配置されている。また、これらのエンコーダ装置では、互いに９０度だけ位相の異なる均等性のある正弦波状のＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)が磁石の１回転で１周期分出力される。なお、前記特許文献２〜４に記載のエンコーダ装置を、機械的分解能を増すため、検出対象物が多極に着磁されたリニア磁石及びリング磁石の側面に配置するようにしたものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平０４−１１８５１３号公報
【特許文献２】特開昭５９−４１８２２号広報
【特許文献３】特開平１０−７０３２５号公報
【特許文献４】特開２００２−７１３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、この種のエンコーダ装置においては、前述のように、センサ部自身に潜在する誤差と、検出対象物とセンサ部との相互の次のような設置誤差とが生じる。すなわち、（１）回転時における偏芯によって起こる検出対象物との傾きによる誤差、（２）検出対象物の中心と回転軸とのずれ、（３）検出対象物に対するセンサ部の傾き、及び（４）回転軸の線上からセンサの位置ずれによる設置誤差が生じる。しかも、これらの設置誤差（１）〜（４）は、一つもしくは複合的に生じる。
【００１５】
そして、前記特許文献２〜４に示されたエンコーダ装置に対して前述した特許文献１のようなオフセット補正及び振幅を行っても、内挿精度の低下を十分に抑制できない。これは、センサ部自身に潜在するオフセット値と振幅比に関する誤差と、検出対象物に対するセンサ部の設置誤差による影響とを一緒に補正するため、センサ部自身に潜在する誤差に設置誤差が影響して、内挿精度の低下を抑制できないためであると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、内挿精度の低下を極力抑えて、検出対象物の回転角度又は移動位置を高精度で検出できるようにしたエンコーダ装置及びエンコーダ装置のための補正方法を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、検出対象物（２１，２２）の回転又は移動に応じて互いに９０度だけ位相の異なる正弦波状の第１及び第２アナログ検出信号を出力するセンサ部（１０）と、センサ部からの第１及び第２アナログ検出信号を第１及び第２ディジタル検出信号にそれぞれディジタル変換して、前記変換した第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する演算処理部（３１〜３３）とを備えたエンコーダ装置に適用され、前記変換した第１及び第２ディジタル検出信号を補正するエンコーダ装置のための補正方法であって、センサ部からの第１及び第２アナログ検出信号を所定間隔でそれぞれサンプリングすることにより、少なくとも波形１周期分の第１及び第２ディジタルデータをそれぞれ取得するデータ取得手順（Ｓ１４〜Ｓ１８）と、前記取得された第１及び第２ディジタルデータの中から最大値及び最小値の位置をそれぞれ検出する位置検出手順（Ｓ２０，Ｓ２６）と、前記取得された第１ディジタルデータの中から、前記検出された第１ディジタルデータの最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータをそれぞれ抽出して４つの補正用ディジタルデータとするとともに、前記取得された第２ディジタルデータの中から、前記検出された第２ディジタルデータの最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータをそれぞれ抽出して４つの補正用ディジタルデータとする補正用ディジタルデータ抽出手順（Ｓ２２，Ｓ２８）と、前記抽出された第１ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値を第１オフセット値として設定するとともに、前記抽出された第２ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値を第２オフセット値として設定するオフセット値設定手順（Ｓ２４，Ｓ３０）と、演算処理部で第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する前に、センサ部から入力されて変換された第１及び第２ディジタル検出信号を第１及び第２オフセット値を用いてそれぞれ補正するオフセット値補正手順（Ｓ４４，Ｓ４６）とを含むことにある。
【００１８】
上記のように構成した本発明においては、補正用ディジタルデータ抽出手順で、センサ部から出力される第１アナログ検出信号に対応した第１ディジタル検出信号の最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータがそれぞれ抽出されて４つの補正用ディジタルデータとされるとともに、センサ部から出力されて前記第１アナログ検出信号とは９０度だけ位相の異なる第２アナログ検出信号に対応した第２ディジタル検出信号の最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータがそれぞれ抽出されて４つの補正用ディジタルデータとされる。オフセット値設定手順で、前記抽出された第１ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値が第１オフセット値として設定されるとともに、前記抽出された第２ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値が第２オフセット値として設定される。そして、オフセット値補正手順により、演算処理部で第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する前に、センサ部から入力されて変換された第１及び第２ディジタル検出信号が第１及び第２オフセット値を用いてそれぞれ補正される。その結果、センサ部と検出対象物の設置誤差によって生じる内挿精度が良好となり、検出対象物の回転角度又は移動位置が高精度で検出されるようになる。
【００１９】
また、本発明の他の特徴は、センサ部は、一つの基板上に複数の検出素子を対称形に配置したものであるとよい。これによれば、設置誤差の許容性の強いエンコーダ装置においても、検出対象物の回転角度又は移動位置がより高精度で検出されるようになる。
【００２０】
また、前記本発明においては、前記背景技術の項で説明した振幅に関する補正を合わせて行うようにしてもよい。これによれば、検出対象物の回転角度又は移動位置がより高精度で検出されるようになる。
【００２１】
さらに、本発明は、前記エンコーダ装置のための補正方法を、検出対象物の回転又は移動に応じて互いに９０度だけ位相の異なる正弦波状の第１及び第２アナログ検出信号を出力するセンサ部と、センサ部からの第１及び第２アナログ検出信号を第１及び第２ディジタル検出信号にそれぞれディジタル変換するとともに、前記変換した第１及び第２ディジタル検出信号を前記第１及び第２アナログ検出信号の各オフセット値を用いて補正し、前記補正した第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する演算処理部とを備えたエンコーダ装置に適用するようにしてもよい。これによっても、前記と同様に、センサ部と検出対象物の設置誤差によって生じる内挿精度が良好となり、検出対象物の回転角度又は移動位置が高精度で検出されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】オフセット値と振幅比とが内挿精度に与える影響を説明するための内挿精度の誤差の大きさを示すグラフである。
【図２】本発明の一実施形態に係るエンコーダ装置に適用される補正装置を概略的に示すブロック図である。
【図３】図２の演算処理装置にて実行される補正値取得プログラムを示すフローチャートである。
【図４】最大値及及び最小値からプラス９０度及びマイナス９０度の位置にあるサンプリング値の抽出動作を説明するための説明図である。
【図５】前記サンプリング値の他の抽出例を説明するための説明図である。
【図６】前記サンプリング値の他の抽出例を説明するための説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るエンコーダ装置を概略的に示すブロック図である。
【図８】図７の演算処理装置にて実行される回転角度計算プログラムを示すフローチャートである。
【図９Ａ】本発明の第１実施例に係る磁気センサの概略構成図である。
【図９Ｂ】前記第１実施例の磁気センサの等価回路を示す図である。
【図９Ｃ】前記第１実施例の磁気センサと磁石との配置関係を説明するための概略配置図である。
【図１０】前記第１実施例の磁気センサにおいて従来の補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図１１】前記第１実施例の磁気センサにおいて本発明の補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図１２】本発明の第２実施例に係る磁気センサの概略構成図である。
【図１３】前記第２実施例の磁気センサにおいて従来の補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図１４】前記第２実施例の磁気センサにおいて本発明の補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図１５】本発明の第３実施例に係る磁気センサの概略構成図である。
【図１６】前記第３実施例の磁気センサから出力されるＡ相出力信号及びＢ相出力信号と、サンプリング位置の関係を示す波形図である。
【図１７】前記第３実施例の磁気センサにおいて従来の補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図１８】前記第３実施例の磁気センサにおいて本発明の補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図１９】前記第１及び第２実施例に係り、設置誤差がない状態における磁界変化を説明するための図である。
【図２０】前記第１及び第２実施例に係り、設置誤差がある状態における磁界変化を説明するための図である。
【図２１】前記第３実施例に係り、設置誤差がある状態における磁界変化を説明するための図である。
【図２２】本発明の変形例に係る磁気センサの概略構成図である。
【図２３Ａ】設置誤差のない状態における、前記変形例に係る磁気センサと多極リング磁石に対する配置関係を説明するための概略配置図である。
【図２３Ｂ】設置誤差のない状態における、前記変形例に係る磁気センサと多極リニア磁石に対する配置関係を説明するための概略配置図である。
【図２４Ａ】設置誤差の有する状態における、前記変形例に係る磁気センサと多極リング磁石に対する配置関係を説明するための概略配置図である。
【図２４Ｂ】設置誤差の有する状態における、前記変形例に係る磁気センサと多極リニア磁石に対する配置関係を説明するための概略配置図である。
【図２５Ａ】前記図２４Ａのように配置した磁気センサにおいて従来の補正方法及び本発明による補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図２５Ｂ】前記図２４Ｂのように配置した磁気センサにおいて従来の補正方法及び本発明による補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図２６】本発明の他の変形例に係る磁気センサと多極リング磁石とを示す概略図である
【発明を実施するための形態】
【００２３】
ａ．実施形態
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図２は、本発明に係るエンコーダ装置に適用される補正装置を概略的に示すブロック図である。磁気センサ１０は、本発明のセンサ部を構成するもので、回転軸２１に固定された磁石２２に対向して配置され、検出対象物の回転に応じて互いに９０度だけ位相の異なる正弦波状のアナログ信号であるＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを出力する。回転軸２１及び磁石２２は、本発明の検出対象物を構成するものである。
【００２４】
この場合、図２に示すように、周方向に分割されてＮ極及びＳ極が配置された円板状の磁石２２の上面又は底面に磁気センサ１０が配置されていてもよいし、後述する具体的な実施例で説明するように、円柱の側面にＮ極とＳ極を交互に円周を等分割するように着磁された磁石の側面に対向させて磁気センサを設けてもよい。また、多極に着磁されたリニア磁石の側面に対向させて磁気センサを配置し、磁気センサは、磁石の直線的な移動に応じて９０度だけ位相の異なる正弦波状のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを出力するような構成でもよい。また、磁気センサ１０に関しても、磁気抵抗効果素子をそれぞれ含む２つのパッケージを９０度位相のずれた位置に配置して各パッケージがＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBをそれぞれ出力するようにしてもよいし、複数の磁気抵抗素子を一つのパッケージに含むように磁気センサ１０を構成して、１つのパッケージからＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを出力するようにしてもよい。さらに、１つのパッケージ内に多数の磁気抵抗効果素子を対称に配置した、ハーフブリッジ型、フルブリッジ型、ダブルブリッジ型などの磁気センサ１０であってもよい。
【００２５】
磁気センサ１０の出力端には、サンプリング回路１１及びＡ／Ｄ変換器１２ａ，１２ｂが接続されている。サンプリング回路１１は、後述する演算処理装置１３によって制御され、磁気センサ１０からアナログ信号であるＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを所定の周期でそれぞれサンプリングして、Ａ／Ｄ変換器１２ａ，１２ｂにそれぞれ出力する。Ａ／Ｄ変換器１２ａ，１２ｂは、前記サンプリングされたＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値をそれぞれＡ／Ｄ変換して、演算処理装置１３に出力する。演算処理装置１３は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、その他のメモリ装置などからなるコンピュータ装置で構成され、本実施形態では図３に示す補正値取得プログラムを記憶しているとともに実行する。
【００２６】
この演算処理装置１３には、入力装置１４、表示装置１５及び入出力回路１６が接続されている。入力装置１４は、操作スイッチなどからなり、演算処理装置１３の作動指示に利用される。表示装置１５は、演算処理装置１３の作動指示、作動内容、作動結果などを表示する。入出力回路１６は、他の装置とのデータの授受などをする。また、この演算処理装置１３には、演算処理装置１３にて生成されたデータなどを記憶するメモリ１７が接続されるようになっている。
【００２７】
演算処理装置１３には、モータなどを含む駆動装置２３も接続されている。駆動装置２３は、演算処理装置１３により制御されて、回転軸２１及び磁石２２を回転させる。なお、前述のように、磁石２２がリニアに移動するものであるある場合は、駆動装置２３は磁石２２をリニアに駆動する。なお、回転軸２１、磁石２２及び磁気センサ１０は、磁気センサ１０から出力されるＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを用いた回転角度又は移動位置の検出に利用する装置内に既に組み込まれているものである。そして、他の装置及び回路１１〜１７，２３は、前記回転角度又は移動位置の検出を利用する装置内とは別のものであってもよいが、前記装置内に組み込まれていてもよい。
【００２８】
次に、上記のように構成した実施形態の動作について説明する。この場合、ユーザの入力装置１４などを用いた指示により、演算処理装置１３は、図３の補正値取得プログラムの実行を開始する。この補正値取得プログラムはステップＳ１０にて開始され、演算処理装置１３は、ステップＳ１２にて、駆動装置２３の駆動制御を開始して回転軸２１及び磁石２２を所定の一定速で回転させ始める。なお、前述のように、磁石２２をリニアに移動させる場合には、磁石２２を一定速でリニアに移動させ始める。これにより、磁石２２は一定速で回転（移動）し始め、磁気センサ１０は、アナログのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBをサンプリング回路１１にそれぞれ出力し始める。前記ステップＳ１２の処理後、演算処理装置１３は、ステップＳ１４にてサンプリング回路１１にサンプリングの開始を指示する。この場合、アナログのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBの１周期当たりサンプリング数は、磁石２２の回転速度に反比例するとともにサンプリング回路１１のサンプリングレートに比例する。本実施形態においては、前記アナログのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBの１周期当たりサンプリング数が一定個数（例えば、１０２４個）に決められているので、演算処理装置１３は、サンプリング回路１１によるサンプリングレート及び駆動装置２３による磁石２２の回転速度の少なくとも一方を制御する。
【００２９】
前記ステップＳ１４の処理後、演算処理装置１３は、ステップＳ１６にて、サンプリング回路１１によってサンプリングされ、かつＡ／Ｄ変換器１２ａ，１２ｂによってそれぞれディジタル変換されたディジタルのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値を取込んで記憶する。そして、演算処理装置１３は、ステップＳ１８にて駆動終点を確認する。ここでは、磁石２２が１回転以上回転したかを判定する。この判定は、磁石２２の回転速度と、タイマによる時間計測とによって行われる。磁石２２が１回転以上回転するまで、演算処理装置１３は、ステップＳ１８にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１６におけるＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値の取込み及び記憶処理を繰返し実行し続ける。磁石２２が１回転以上回転すると、演算処理装置１３は、ステップＳ１８にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２０に進む。
【００３０】
ステップＳ２０においては、Ａ相出力信号ＶAの少なくとも１周期分のサンプリング値の中から最大値ＶAmax及び最小値ＶAminを抽出する。次に、演算処理装置１３は、ステップＳ２２にて前記最大値ＶAmax及び最小値ＶAminの位置に対してプラス９０度の位置とマイナス９０度の位置に対応する４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４を、Ａ相出力信号ＶAの少なくとも１周期分のサンプリング値の中から抽出する。
【００３１】
この４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４の抽出について図を用いて説明しておく。図４は、磁気センサ１０として、上述した特許文献３，４と同様にＳＶ−ＧＭＲ磁気抵抗効果素子又はホール素子を用いた場合のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶB、すなわち磁石２２の１回転で１周期分のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBが出力される例を示している。図４のＡ相出力信号ＶAにおいて、丸印で示すように、最大値ＶAmax及び最小値ＶAminが抽出され、その後に、三角印で示すように、最大値ＶAmax及び最小値ＶAminの位置に対してプラス９０度の位置とマイナス９０度の位置に対応する４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４が抽出される。この場合の９０度に対応するサンプリング数は２５６個であり、最大値ＶAmax及び最小値ＶAminのサンプリング値から前後に２５６個離れたサンプリング値が前記４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４として抽出されることになる。
【００３２】
なお、図５に示すように、最大値ＶAmax及び最小値ＶAminの位置に対してプラス９０度の位置とマイナス９０度の位置に対応する４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４が直接的に抽出されない場合（例えば、図５に示すように、最大値ＶAmaxの位置に対してマイナス９０度の位置に対応するサンプリング値ＶＡ２を直接的に抽出できない場合）には、１つ前又は後の周期の対応する位相位置のサンプリング値（サンプリング値ＶＡ２）がサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４として抽出される。
【００３３】
また、図６は、磁気センサ２２として、上述した特許文献２と同様にＡＭＲ磁気抵抗効果素子を用いた場合のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶB、すなわち磁石２２の１回転で２周期分のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBが出力される例を示している。したがって、この場合には、９０度はサンプリング数１２８に相当するので、最大値ＶAmax及び最小値ＶAminのサンプリング値から前後に１２８個離れたサンプリング値が前記４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４として抽出されることになる。また、この場合も、４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４が直接的に抽出されない場合には、１つ前又は後の周期の対応する位相位置のサンプリング値がサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４として抽出される。さらに、この場合には、ステップＳ１６，Ｓ１８の処理により、前記図４の場合の半分の時間だけサンプリング値を取込んで処理するようにしてもよい。
【００３４】
前記ステップＳ２２の処理後、演算処理装置１３は、ステップＳ２４にて、前記抽出した４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４を用いた下記数１２の演算の実行により、４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４の平均値をＡ相出力信号ＶAのオフセット値ＶAoffとして計算する。
【数１２】
【００３５】
前記ステップＳ２４の処理後、演算処理装置１３は、Ｂ相出力信号ＶBの１周期分のサンプリング値に対して、上記ステップＳ２０〜Ｓ２４と同様なステップＳ２６〜Ｓ３０の処理を実行して、Ｂ相出力信号ＶBの少なくとも１周期分のサンプリング値の中から最大値ＶBmax及び最小値ＶBminを抽出し、前記最大値ＶBmax及び最小値ＶBminの位置に対してプラス９０度の位置とマイナス９０度の位置に対応する４つのサンプリング値ＶＢ１，ＶＢ２，ＶＢ３，ＶＢ４を抽出し、下記数１３の演算処理によってＢ相出力信号ＶBのオフセット値ＶBoffを計算する。
【数１３】
【００３６】
次に、演算処理装置１３は、ステップＳ３２にて、Ａ相出力信号ＶAの最大値ＶAmaxから最小値ＶAminを減算することによりＡ相出力信号ＶAの振幅巾ＶAmax−ＶAminを計算し、Ｂ相出力信号ＶBの最大値ＶBmaxから最小値ＶBminを減算することによりＢ相出力信号ＶBの振幅巾ＶBmax−ＶBminを計算し、これらの振幅巾ＶAmax−ＶAmin，ＶBmax−ＶBminの比を計算する下記数１４の演算の実行により振幅補正値Ａamを計算する。なお、この振幅補正値Ａamに関しては従来の方法と同じである。
【数１４】
【００３７】
次に、演算処理装置１３は、前記数１２〜１４の演算処理により計算したオフセット値ＶAoff，ＶBoff及び振幅補正値Ａamをメモリ１７に保存したり、入出力回路１６を介して他の装置、例えば後述する本発明の一実施形態に係るエンコーダ装置に出力する。エンコーダ装置は、これらのオフセット値ＶAoff，ＶBoff及び振幅補正値Ａamを入力して保存する。前記ステップＳ３４の処理後、演算処理装置１３は、ステップＳ３６にてこの補正値取得プログラムの実行を終了する。
【００３８】
次に、このようにして計算されたオフセット値ＶAoff，ＶBoff及び振幅補正値Ａamを用いたエンコーダ装置の補正処理について説明する。エンコーダ装置は、図７に示すように、検出対象物である回転軸２１及び磁石２２に対向させた磁気センサ１０を備えている。図２の補正装置では、上述のように、検出対象物である回転軸２１及び磁石２２に磁気センサ１０を対向配置した状態においてオフセット値ＶAoff，ＶBoff及び振幅補正値Ａamを計算するので、図７に示す磁気センサ１０、回転軸２１及び磁石２２も図２にて示したものと同じである。また、このエンコーダ装置は、サンプリング回路３１、Ａ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂ、演算処理装置３３、入出力回路３４及びメモリ３５を備えている。これらのサンプリング回路３１、Ａ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂ、演算処理装置３３、入出力回路３４及びメモリ３５は、図２に示したサンプリング回路１１、Ａ／Ｄ変換器１２ａ，１２ｂ、演算処理装置１３、入出力回路１６及びメモリ１７と同様に構成されている。なお、これらのサンプリング回路３１、Ａ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂ、演算処理装置３３、入出力回路３４及びメモリ３５は、図２のサンプリング回路１１、Ａ／Ｄ変換器１２ａ，１２ｂ、演算処理装置１３、入出力回路１６及びメモリ１７とは別途設けられていてもよいし、共通であってもよい。特に、サンプリング回路３１及びＡ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂは、図２のサンプリング回路１１及びＡ／Ｄ変換器１２ａ，１２ｂと共通であってもよい。ただし、演算処理装置３３は、回転角度計算プログラムを記憶しているとともに、回転角度計算プログラムを実行する。
【００３９】
次に、前記のように構成したエンコーダ装置の動作を説明する。このエンコーダ装置においても、演算処理装置３３は、磁気センサ１０からのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを所定の周期でサンプリングするように、サンプリング回路３１に指示する。サンプリング回路３１は、磁気センサ１０からのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを前記所定の周期でサンプリングして、サンプリング値ＶＡ，ＶＢをＡ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂにそれぞれ出力する。Ａ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂは、前記サンプリング値ＶＡ，ＶＢをそれぞれＡ／Ｄ変換して、ディジタル変換されたサンプリング値ＶＡ，ＶＢを演算処理装置３３に出力する。これにより、回転軸２１及び磁石２２の回転角度ωに応じて変化する磁気センサ１０からのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値ＶＡ，ＶＢが演算処理装置３３に所定の周期で供給されるようになる。
【００４０】
演算処理装置３３は、サンプリング値ＶＡ，ＶＢの入力ごとに、回転角度計算プログラムを実行する。この回転角度計算プログラムの実行は図８のステップＳ４０にて開始され、演算処理装置３３は、ステップＳ４２にて、Ａ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂでそれぞれＡ／Ｄ変換されたサンプリング値ＶＡ，ＶＢをそれぞれ入力する。次に、演算処理装置３３は、ステップＳ４４にて前記入力したサンプリング値ＶＡを前記保存したオフセット値ＶAoffを用いた下記数１５の演算処理によりオフセット補正し、ステップＳ４６にて前記入力したサンプリング値ＶＢを前記保存したオフセット値ＶBoffを用いた下記数１６の演算処理によりオフセット補正する。
【数１５】
【数１６】
【００４１】
次に、演算処理装置３３は、ステップＳ４８にて、前記入力したサンプリング値ＶＢを前記保存した振幅補正値Ａamを用いた下記数１７の演算処理により振幅補正する。なお、この振幅補正は、従来の方法と同じである。
【数１７】
【００４２】
そして、演算処理装置３３は、ステップＳ５０にて、前記補正処理したサンプリング値ＶＡ，ＶＢを用いて下記数１８の演算処理により回転軸２１及び磁石２２の回転角度ωを計算する。
【数１８】
【００４３】
前記回転角度ωの計算後、演算処理装置１３は、ステップＳ５２にて、前記計算した回転角度ωをメモリ３５に保存したり、入出力回路３４を介して他の装置、例えば回転軸２１及び磁石２２の回転角度ωを利用する利用装置に出力したりする。そして、演算処理装置３３は、ステップＳ５４にてこの回転角度計算プログラムの実行を一端終了する。その後、Ａ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂからのサンプリング値ＶＡ，ＶＢがふたたび演算処理装置３３に入力されると、演算処理装置３３は前述したステップＳ４０〜Ｓ５４からなる回転角度計算プログラムをふたたび実行して、サンプリング値ＶＡ，ＶＢを補正処理し、補正処理後のサンプリング値ＶＡ，ＶＢを用いて回転角度ωを計算する。このような、回転角度計算プログラムの実行により、演算処理装置３３は回転軸２１及び磁石２２の回転角度ωを計算しては出力する。
【００４４】
したがって、本実施形態によれば、前記数１２〜１４の演算処理により、Ａ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBの各最大値ＶAmax，ＶBmax及び各最小値ＶAmin，ＶBminに対してプラス９０度の位置とマイナス９０度の位置に対応する４つのサンプリング値ＶＡ１〜ＶＡ４，ＶＢ１〜ＶＢ４の各平均値をそれぞれオフセット値ＶAoff，ＶBoffとして計算するとともに、Ａ相出力信号ＶAの振幅巾ＶAmax−ＶAminとＢ相出力信号ＶBの振幅巾ＶBmax−ＶBminとの比を振幅補正値Ａamとして計算する。前記数１５〜１７の演算処理により、これらのオフセット値ＶAoff，ＶBoff及び振幅補正値Ａamを用いて、サンプリング値ＶＡ，ＶＢをオフセット及び振幅補正する。そして、前記数１８の演算処理により、補正したサンプリング値ＶＡ，ＶＢを用いて、回転角度ωが計算される。
【００４５】
ｂ．本発明の実験による検証
次に、上記実施形態による補正方法の効果について実験結果を用いて検証する。
（１）第１実施例
第１実施例に係る磁気センサ１０は、ダブルフルブリッジ型磁気センサであって、２組のフルブリッジ構成の磁気抵抗効果素子（この場合、ＡＭＲ磁気抵抗効果素子）を互いに４５度傾けて一つの基板上に形成している。具体的には、図９Ａに示すように、延設方向を互いに４５度ずつずらして磁気抵抗素子１〜８を円周方向に沿って配置して、回転中心に対して同一延設方向の磁気抵抗効果素子を点対称位置に配置している。そして、図９Ｂの等価回路に示すように、２組のフルブリッジ回路を形成している。図９Ｂ中、端子Ｖcc，Ｇnd間に規定電圧が印加され、端子ＶoutA＋，ＶoutA−間からＡ相出力信号ＶAが出力され、かつ端子ＶoutB＋，ＶoutB−間からＢ相出力信号ＶBが出力される。
【００４６】
この磁気センサ１０に対向するように回転軸２１の一端に固定された周方向に分割された円板状の直径９ｍｍの２極磁石２２が配置されている。回転軸２１の軸線（回転中心）と磁石２２の中心線（回転中心）は一致している。このように構成した検出対象物である回転軸２１及び磁石２２と、磁気センサ１０とを用いて、次の５つ条件(ａ)〜(ｅ)下で磁石２２を１回転させ、磁気センサ１０から出力される１周期目のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを３６０度当たり（磁石２２の１回転当たり）２０００ポイントのサンプリング数でサンプリングした。そして、サンプリングしたＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値を従来の補正方法を用いて補正し、補正したＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値を用いて内挿精度φ（電気角−機械角）を計算した。
【００４７】
すなわち、Ａ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを、上記数５〜８を用いてオフセット補正を行うとともに、上記数９，１０を用いて振幅補正を行い、補正したＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを用いた上記数４の演算の実行により内挿精度φを下記条件(ａ)〜(ｄ)ごとに計算した。
(ａ) 磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に一致させる。
(ｂ) 磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に対してＸ方向に＋０．５ｍｍずらす。
(ｃ) 磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に対してＸ方向に−０．５ｍｍずらす。
(ｄ) 磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に対してＹ方向に＋０．５ｍｍずらす。
(ｅ) 磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に対してＹ方向に−０．５ｍｍずらす。
【００４８】
上記条件(ａ)，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)ごとの実験結果による内挿精度φを、図１０の(ａ)，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)のグラフに誤差としてそれぞれ示す。これによれば、前記条件(ａ)の「 磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に一致させた場合」には、内挿精度φ（誤差）はほとんど現れないことが理解できる。これに対して、前記条件(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)のように、「磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に対してＸ方向及びＹ方向にそれぞれずらした場合」には、内挿精度φ（誤差）が大きくなる、すなわち悪化することが理解できる。
【００４９】
次に、前記図９Ａ〜９Ｃに示す磁気センサ１０及び磁石２２を用いて、前記場合と同様に、前記５つ条件(ａ)〜(ｅ)下で磁石２２を１回転させ、磁気センサ１０から出力される１周期目のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを３６０度当たり２０００ポイントのサンプリング数でサンプリングした。そして、サンプリングしたＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値を本発明の補正方法を用いて補正し、補正したＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値を用いて内挿精度φ（電気角−機械角）を計算した。すなわち、Ａ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを、上記数１２，１３，１５，１６を用いてオフセット補正を行うとともに、上記数１４，１７を用いて振幅補正を行い、補正したＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを用いた上記数４の演算の実行により内挿精度φを前記条件(ａ)〜(ｄ)ごとに計算した。
【００５０】
図１１の(ａ)，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)は、上記条件(ａ)，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)ごとに、本発明の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差としてそれぞれ示す。これによれば、上記条件(ａ)
，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)のように、磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に対してＸ方向及びＹ方向にそれぞれずらした場合、すなわち回転軸２１及び磁石２２に対してＸ方向及びＹ方向に設置誤差を磁気センサ１０を設置しても、本発明によるオフセット補正を行えば、内挿精度φ（誤差）が小さく抑えられることが理解できる。
【００５１】
（２）第２実施例
次に、第２実施例について説明する。この場合も、上記第１実施例と同様な磁気センサ１０及び磁石２２を用い、上記第１実施例の場合と同様な従来及び本発明の補正方法を用いて補正したＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値を用いて内挿精度φ（電気角−機械角）を計算した。ただし、この場合には、回転軸２１及び磁石２２に対する磁気センサ１０の複合的な設置誤差の影響を確認するために、図１２（ａ）の概略斜視及び図１２（ｂ）の概略正面図に示すように、磁石２２が回転軸２１の軸線に対して０．５ｍｍ偏芯して取り付けられている。そして、磁石２２に対して磁気センサ１０はＸ方向に＋０．５ｍｍずらして配置されている。
【００５２】
図１３は従来の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示し、図１４は本発明の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示している。これによれば、前記複合的な磁気センサ１０の設置誤差によっても、従来の補正方法を用いた場合には、大きな誤差が発生することが理解できる。一方、本発明の補正方法を用いた場合には、誤差が抑制されることが理解できる。
【００５３】
（３）第３実施例
次に、第３実施例について説明する。この場合、上記第１及び第２実施例とは異なり、図１５に示すように、磁石２２として円周方向に１０分割されて１０極着磁されたリング磁石が用いられる。磁石２２も、図１５の紙面垂直方向の中心軸線周りに、図示しない回転手段によって回転される。なお、この場合の磁石２２の直径は７ｍｍである。また、この第３実施例では、磁気センサ１０は、上記第１及び第２実施例と同様に構成されているが、磁気抵抗効果素子の延設面が磁石２２の径方向と平行なるように磁石２２の側方の法線上に配置されている。
【００５４】
この場合も、磁石２２を前記中心軸周りに１回転させて、この１回転中に、磁気センサ１０からのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBから２０００個のサンプリング値をそれぞれ取得する。なお、図１６は、これらの磁気センサ１０からのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBと、サンプリング位置との関係を示す波形図である。この場合、磁石２２は円周方向に１０極着磁されているので、磁石２２の１回転当たり１０波の正弦波状のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBが出力される。
【００５５】
そして、この場合には、１０波の正弦波状のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBから１周期目、２周期目及び３周期目のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値をそれぞれ抽出し、１周期目、２周期目及び３周期目ごとのサンプリング値に対してそれぞれ従来の補正方法を適用して、内挿精度φをそれぞれ計算した。図１７の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、Ａ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBの１周期目、２周期目及び３周期目ごとのサンプリング値に対してそれぞれ従来の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示している。これによれば、この種の磁気センサ１０において、従来の補正方法を用いた場合には、１周期目、２周期目及び３周期目のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBに大きな誤差（内挿精度φ）が含まれることが理解できる。このことは、第３実施例のように複数の磁極を有する磁石２２の回転（又は移動）方向に磁気センサ１０を対向させて、磁気センサ１０からのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBに基づいて磁石２２（検出対象物）の回転角度を検出する場合に、回転角度の検出に大きな誤差が含まれることを意味する。
【００５６】
一方、図１８の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、Ａ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBの１周期目、２周期目及び３周期目ごとのサンプリング値に対してそれぞれ本発明の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示している。なお、この場合には、１０周期分のサンプリング数が「２０００」であるので、Ａ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBの１周期分のサンプリング数は「２００」となる。したがって、９０度に対応するサンプリング数は「５０」となる。そして、１周期目のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBの補正用ディジタルデータについて、図１６に示す例で説明しておく。１周期目のＡ相出力信号ＶAの最大値ＶAmax及び最小値ＶAminの位置は、「８３」及び「１８３」である。したがって、前記位置「８３」及び「１８３」から９０度離れた４つの位置は、それぞれ「３３」，「１３３」，「１３３」，「２３３」となる。そして、これらの位置のサンプリング値が、１周期目のＡ相出力信号ＶAのための４つの補正用ディジタルデータとなる。また、１周期目のＢ相出力信号ＶBの最大値ＶBmax及び最小値ＶBminの位置は、「３２」及び「１３４」である。したがって、前記位置「３２」及び「１３４」から９０度離れた４つの位置は、それぞれ「１９８２」，「８２」，「８４」，「１８４」となる。そして、これらの位置のサンプリング値が、１周期目のＢ相出力信号ＶBのための４つの補正用ディジタルデータとなる。
【００５７】
このような本発明による補正方法を用いた内挿精度φ（誤差）を表す図１８の（ａ）（ｂ）（ｃ）によるグラフによれば、この種の磁気センサ１０においても、本発明の補正方法を用いた場合に、１周期目、２周期目及び３周期目のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBに含まれる誤差を抑制できることが理解できる。その結果、この第３実施例のように複数の磁極を有する磁石２２の回転（又は移動）方向に磁気センサ１０を対向させて、磁気センサ１０からのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBに基づいて磁石２２（検出対象物）の回転角度を検出する場合にも、本発明による補正方法を用いることにより、回転角度の誤差を抑制できることが理解できる。
【００５８】
ｃ．本発明の理論的な説明
各種実施例にて以下のことが確認できる。第１乃至第３実施例での従来方法である振幅中心値で補正した場合の内挿精度φ（図１０(ｂ)〜図１０(ｅ)、図１３及び図１７(ａ)〜図１７(ｃ)）及び後述する変形例１，２での従来方法である振幅中心値で補正した場合の内挿精度φ（図２５Ａ(ａ)及び図２５Ｂ(ａ)）において、機械角における誤差の変化が一様な勾配を示す。図１０(ｂ)、図１３、図１７(ａ)〜図１７(ｃ)、図２５Ａ(ａ)及び図２５Ｂ(ａ)は−ｃｏｓ波形に近似し、図１０(ｃ)及び図１０(ｅ)はｃｏｓ波形に近似し、図１０(ｄ)はｓｉｎ波形に近似し、それぞれ１周期分の勾配となる。内挿精度φの機械角における誤差の変化を、勾配と定義して、上記第１乃至第３実施例に関し、上記実施形態による補正方法について理論的に説明する。第１乃至第３実施例に関しては、極座標（ｒ，θ）のカージオイド曲線を想定することにより理解できる。
【００５９】
まず、上記第１実施例の場合においては、磁石２２に対する磁気センサ１０の設置誤差がない場合すなわち上述した（ａ）の状態には、図１９に示す黒丸上の磁界変化は、半径ｒ＝１のｘ＝ｃｏｓθ，ｙ＝ｓｉｎθとなる。一方、磁石２２に対する磁気センサ１０の設置誤差が、上述した（ｂ）〜（ｅ）のいずれかの方向にずれた状態を図２０の黒丸で示した。この黒丸での磁界変化は、図２０に示すようになる。このように磁石２２に対する磁気センサ１０の設置誤差が、上述した（ｂ）〜（ｅ）のうちの一つの方向にずれた状態を、式ｒ＝１＋ａ’・ｃｏｓθとして、直交座標（ｘ、ｙ）で考えると、ｘ＝ｒ・ｃｏｓθ，ｙ＝ｒ・ｓｉｎθとなり、ｘ，ｙが検出対象物の運動によっておこる磁界変化を表す。位置ずれがない場合の磁界変化は、ａ’＝０すなわちｒ＝１である。位置ずれが起こると、ａ’が、位置ずれの大きさに比例して大きくなる。
【００６０】
このｘ＝ｒ・ｃｏｓθ及びｙ＝ｒ・ｓｉｎθに、ｒ＝１＋ａ’・ｃｏｓθを代入すると、ｘ、ｙは下記数１９，２０のように表される。
【数１９】
【数２０】
【００６１】
上記第１実施例で示した設置誤差（ｂ）〜（ｅ）は、実際にはこの４方向だけでなく、全角（α＝０〜３６０°）範囲であるため、その位置での検出対象物の運動によっておこる磁界変化として考えれば、Ａ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBにそれぞれ対応する磁界ＨA，ＨBを下記数２１，２２のように表すことができる。
【数２１】
【数２２】
これにより、設置誤差による磁界ＨA，ＨB の変化には、2次高調波が一定の関係で重畳していることが分かる。
【００６２】
次に、上記第２実施例について説明する。この場合、２種類の位置ずれがあり、異なった２次高調波が重畳すると考えることができる。したがって、磁界ＨA，ＨBは下記数２３，２４で表される。
【数２３】
【数２４】
前記数２３，２４を整理すると、下記数２５，２６のように変形される。
【数２５】
【数２６】
【００６３】
ここで、下記数２７〜３０で定義されるｃ，ｄを用いて、前記数２５，２６を変形すると、下記数３１，３２のようになる。
【数２７】
【数２８】
【数２９】
【数３０】
【数３１】
【数３２】
これにより、この場合も、設置誤差による磁界ＨA，ＨB の変化には、2次高調波が一定の関係で重畳していることが分かる。
【００６４】
次に、上記第３実施例について説明する。この第３実施例では、磁気センサ１０を磁石２２の法線上に設置されており、磁気センサ１０の各磁気抵抗効果素子は、点対称形をなし、かつ異なる方向（例えば、法線方向と接線方向）の磁界を検出する。この異なった方向の磁界変化、リング側面においては、歪曲した基線上を磁界が回転する。よって、磁界の変化は、図２１に示すように、前記第１実施例の図２０と同様なカージオイド曲線を描くこととなる。
【００６５】
次に、磁気センサ１０からの出力信号を考える。磁気センサ１０のＡ，Ｂ相からの出力信号をＶＡ、ＶBとしたとき、その出力信号は下記数３３，３４で表される。ただし、Ａ，Ｂは感度であり、ΔＡ，ΔＢはオフセット電圧である。
【数３３】
【数３４】
仮に、磁気センサ１０内に、感度違いとオフセット電圧がない状態（すなわち、Ａ＝ＢかつΔＡ＝ΔＢ＝０）で、設置誤差が生じた場合の各出力信号は下記数３５，３６で表される。
【数３５】
【数３６】
【００６６】
一方、内挿精度φ（電気角−機械角）は、上述したように下記数３７（前記数４と同じ）で定義される。
【数３７】
ここで、下記数３８，３９のようｘ，ｙを定義すると、前記数３７は下記数４０のように表される。
【数３８】
【数３９】
【数４０】
【００６７】
ここで、前記数４０の両辺のタンジェントを取ると、前記４０は下記数４１のように変形される。
【数４１】
前記数３８，３９は下記数４２，４３のように変形され、公式を用いた変形により前記数４１は下記数４４のように変形される。
【数４２】
【数４３】
【数４４】
【００６８】
前記数４４をアークタンジェントに戻すと、前記数４４は下記数４５のようになる。
【数４５】
この数４５に前記数３５，３６で表されるＶA(θ)，ＶB(θ)を代入すると、前記数４５は下記数４６のように表される。
【数４６】
そして、この数４６をさらに変形すると、下記数４７，４８のようになる。
【数４７】
【数４８】
【００６９】
ここで、値Ａは値ａに比べて極めて大きい（言い換えれば、比の値ａ／Ａは極めて小さい）ことを考慮すれば、前記数４８の分母は定数となり、以下のように内挿精度φの勾配は１周期となる。
（ａ）α＝０°のとき、内挿精度φの勾配はｓｉｎ波形となる。
（ｂ）α＝９０°のとき、内挿精度φの勾配はｃｏｓ波形となる。
（ｃ）α＝１８０°のとき、内挿精度φの勾配は−ｓｉｎ波形となる。
（ｄ）α＝２７０°のとき、内挿精度φの勾配は−ｃｏｓ波形となる。
【００７０】
次に、磁気センサ１０自身に潜在する感度の違いではなく（Ａ＝Ｂ）、オフセット電圧が潜在する場合のＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)は下記数４９，５０のように表される。
【数４９】
【数５０】
【００７１】
内挿精度φ（電気角−機械角）は、前記数４５で表され、この数４５に前記数４９，５０のＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)を代入すると、下記数５１のようになる。
【数５１】
そして、この数５１をさらに変形すると、下記数５２，５３のようになる。
【数５２】
【数５３】
【００７２】
ここで、値Ａは値ΔＡ，ΔＢに比べて極めて大きい（言い換えれば、比の値ΔＡ／Ａ，ΔＢ／Ａは極めて小さい）ことを考慮すれば、前記数５３の分母は定数となり、以下のように内挿精度φの勾配は１周期となる。
（ａ）ΔＢ＝０，ΔＡ＞０のとき、内挿精度φの勾配はｃｏｓ波形となる。
（ｂ）ΔＢ＝０，ΔＡ＜０のとき、内挿精度φの勾配は−ｃｏｓ波形となる。
（ｃ）ΔＡ＝０，ΔＢ＞０のとき、内挿精度φの勾配は−ｓｉｎ波形となる。
（ｄ）ΔＡ＝０，ΔＢ＜０のとき、内挿精度（φ）の勾配はｓｉｎ波形となる。
このような内挿精度φを表す前記数４８と前記数５３とにより、設置誤差によって２次高調波が重畳した出力信号の影響と、磁気センサ１０自身に潜在するオフセット電圧によって与える影響は同じ現象になることが分かる。
【００７３】
次に、磁気センサ１０自身に潜在するオフセット電圧と設置誤差による２次高調波が重畳した出力信号の内挿精度φの勾配を抑制するための最適補正値を計算する。この場合、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)として、下記数５４，５５に示す信号を定義する。
【数５４】
【数５５】
【００７４】
そして、前記数４５によって定義される内挿精度φの式に前記数５４，５５で表されたＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)を代入すると、内挿精度φは下記数５６で与えられる。
【数５６】
そして、前記数５６を変形すると、下記数５７のようになる。
【数５７】
【００７５】
内挿精度φが向上することは、前記数５７でφ=０とすることにより与えられる。θがどの値でも分子式の各項の係数が「０」であればよい。そのときのオフセット電圧値をΔＡ０、ΔＢ０とすると、下記数５８が成立する。
【数５８】
そして、前記数５８を変形すると、下記数５９のようになる。
【数５９】
【００７６】
これにより、ｓｉｎθの項はａ・ｃｏｓα＝ΔＢ0で、ｃｏｓθの項は−ａ・ｓｉｎα＝ΔＡ0となる。したがって、２次高調波が重畳した出力信号のオフセットの最適補正値をＸ、Ｙとすれば、値ΔＡ0，ΔＢ0は下記数６１，６２で表される。
【数６０】
【数６１】
これにより、最適補正値Ｘ，Ｙは、下記数６２，６３によって表されることになる。
【数６２】
【数６３】
【００７７】
次に、このような２次高調波が重畳する波形で、従来技術のオフセット補正のように振幅中心値がオフセット値の最適補正値になり得るかについて説明する。Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)の振幅中心値ＸVPP，ＹVPPは、下記数６４，６５で表される。なお、数６４，６５中のθmax，θminは、各出力信号の最大値及び最小値の位置（角度）を示す。
【数６４】
【数６５】
【００７８】
ここで、Ａ相出力信号ＶA(θ)における角度θmax，θminがそれぞれほぼ９０°，２７０°であること、及びＡ相出力信号ＶA(θ)が下記数６６で表されることを考慮すれば、ＶA(９０)，ＶA(２７０)は、下記数６７，６８のようになる。
【数６６】
【数６７】
【数６８】
【００７９】
したがって、振幅中心値ＸVPPは、下記数６９のようになる。
【数６９】
【００８０】
また、Ｂ相出力信号ＶB(θ)における角度θmax，θminがそれぞれほぼ０°，１８０°であること、及びＢ相出力信号ＶB(θ)が下記数７０で表されることを考慮すれば、ＶB (０)，ＶB(１８０)は下記数７１，７２のようになる。
【数７０】
【数７１】
【数７２】
【００８１】
したがって、振幅中心値ＹVPPは、下記数７３のようになる。
【数７３】
【００８２】
すなわち、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)の振幅中心値ＸVPP，ＹVPPは、下記数７４，７５のようになる。
【数７４】
【数７５】
【００８３】
しかし、これらの振幅中心値ＸVPP，ＹVPPは、前記計算した数６２，６３で示される最適補正値Ｘ，Ｙとは一致しない。むしろ、振幅中心値ＸVPP，ＹVPPをオフセット電圧の補正値とすることは、内挿精度φの勾配を逆に増長することなる。これにより、従来のオフセット補正方法は好ましくないことが理解される。
【００８４】
次に、このような２次高調波が重畳する波形で、上述した本発明による補正方法で最適補正値を導き出すことができる点について説明する。本発明によるオフセット補正では、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)において、最大値の検出位置（角度）θmaxからプラス及びマイナス側に一定量εだけシフトする２つの位置θmax＋ε，θmax−εと、最小値の検出位置（角度）θminからプラス及びマイナス側に一定量εだけシフトする２つの位置θmin＋ε，θmin−εとからなる４つの位置の出力信号の平均値をオフセット電圧の補正値Ｘ４，Ｙ４とするものである。そして、この場合も、Ａ相出力信号ＶA(θ)における角度θmax，θminがそれぞれほぼ９０°，２７０°であること、及びＡ相出力信号ＶA(θ)が前記６６で表されることを考慮すれば、ＶA(９０＋ε)，ＶA(９０−ε)，ＶA(２７０＋ε)，ＶA(２７０−ε)は、下記数７６，７７，７８，７９のようになる。
【００８５】
【数７６】
【数７７】
【数７８】
【数７９】
【００８６】
したがって、オフセット電圧の補正値Ｘ４は下記数８０のように表され、これを変形すると、下記数８１のようになる。
【数８０】
【数８１】
【００８７】
また、Ｂ相出力信号ＶB(θ)における角度θmax，θminがそれぞれほぼ０°，１８０°であること、及びＢ相出力信号ＶB(θ)が前記数７０で表されることを考慮すれば、ＶB(０＋ε)，ＶB(０−ε)，ＶB(１８０＋ε)，ＶB(１８０−ε)は、下記数８２，８３，８４，８５のようになる。
【数８２】
【数８３】
【数８４】
【数８５】
【００８８】
したがって、オフセット電圧の補正値Ｙ４は下記数８６のように表され、これを変形すると、下記数８７のようになる。
【数８６】
【数８７】
【００８９】
すなわち、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)のオフセット電圧の補正値Ｘ４，Ｙ４は、下記数８８，８９のようになる。
【数８８】
【数８９】
【００９０】
ここで、シフトする一定量εを９０°とすると、前記数８８，８９で表された補正値Ｘ４，Ｙ４は下記数９０，９１のようになり、これらを整理すると、最終的には下記数９２，９３のようになる。
【数９０】
【数９１】
【数９２】
【数９３】
【００９１】
そして、これらの補正値Ｘ４，Ｙ４は、前記計算した数６２，６３で示される最適補正値Ｘ，Ｙとは一致する。すなわち、磁気センサ１０自身に潜在するオフセット電圧の補正値と設置誤差による２次高調波が重畳した出力信号の内挿精度φの勾配を抑制する最適補正値を求めるためには、前記最大値及び最大値からのシフト量εを９０°に設定するとよい。その結果、本発明のオフセット補正方法を用いれば、内挿精度φの悪化を良好に抑制できることが理解される。
【００９２】
ｄ．変形例
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。
【００９３】
（１）
変形例１
上記実施形態及び従来技術で説明した磁気センサ１０は点対称形を成す磁気センサであったが、磁気センサ１０としてはこれに限らず、本発明は種々の磁気センサにも適用される。例えば、磁気センサ１０として、図２２に示すように、検出素子としての磁気抵抗効果素子Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を、着磁ピッチに対応した間隔で図示矢印で示す同一方向（すなわちピッチ方向）に線対称（図２２の一点鎖線を中心に線対称）に配置した磁気センサを利用できる。この場合、磁気抵抗効果素子Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は４個以外の２個、８個などの偶数であればよい。
【００９４】
この磁気センサ１０は、主に多極磁石の検出に用いられる。装置構造例として、磁気センサ１０と磁石２２の適性配置を図２３Ａ，２３Ｂに示す。図２３Ａは多極リング磁石２２の接線方向と、磁気センサ１０のピッチ方向（図示矢印方向）が一致し、かつ磁石２２の法線と磁気センサ１０の対称線が一致するように配置する。この場合も、磁石２２の回転に伴って、接線方向のみの磁界変化を検出することで互いに９０度位相ずれた出力信号を出力するロータリーエンコーダ装置となる。図２３Ｂは多極リニア磁石２２の側面に、磁気センサ１０を、磁石２２と磁気センサ１０のピッチ方向（図示矢印方向）が並行になるように配置する。磁石２２が直動することで、その方向のみの磁界変化を検出することで互いに９０度位相ずれた出力信号を出力するリニアエンコーダ装置となる。
【００９５】
これらの変形例に係るエンコーダ装置において、磁気センサ１０を磁石２２に対して適切に設置すれば、前記第３実施例の場合と異なり、磁気センサ１０は同一方向の磁界変化を検出するから、上記図２１で示したカージオイド曲線の磁界変化を検出することにはならない。しかしながら、上記第１及び第２実施例の場合と同様に、図２４Ａ及び図２４Ｂで示すように、設置誤差を有する状態で磁気センサ１０を磁石２２に対して配置すると２次高調波が出力信号に重畳する。すなわち、図２４Ａに示すように、多極リング磁石２２の場合において、磁気センサ１０対称線と磁石２２の法線とで設置誤差が有る場合には、２次高調波が出力信号に重畳する。また、図２４Ｂに示すように、多極リニア磁石２２の場合において、磁気センサ１０が磁石２２のピッチ方向に対して傾いた場合、２次高調波が出力信号に重畳する。
【００９６】
図２５Ａは、前記図２４Ａのエンコーダ装置における内挿精度φ（＝電気角−機械角）を示している。この場合、（ａ）は従来の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示し、（ｂ）は本発明の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示している。また、図２５Ｂは、前記図２４Ｂのエンコーダ装置における内挿精度φ（＝電気角−機械角）を示している。この場合も、（ａ）は従来の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示し、（ｂ）は本発明の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示している。これによれば、これらの変形例に係るエンコーダ装置においても、本発明による補正方法を用いることにより、従来の補正方法を用いる場合には比べて、内挿精度φ（誤差）の悪化を良好に抑制できることが理解される。
【００９７】
（２）
変形例２
上記実施例及び変形例に係る磁気センサ１０は、１枚の基板上に複数の検出素子としての磁気抵抗効果素子を配置したものであったが、本発明は、１枚の基板上に１個の検出素子としての磁気抵抗効果粗衣を配置したエンコーダ装置にも適用される。例えば、この種のエンコーダ装置としては、図２６に示すように、１つのみの磁気抵抗効果素子をそれぞれ含む複数の磁気センサ１０を多極リング磁石２２の側方に配置させて、磁石２２の回転に応じて、互いに９０°位相のずれたＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)からなる出力信号を得るようにしている。なお、この場合も、前記１つのみの磁気抵抗効果素子をそれぞれ含む複数の磁気センサ１０を、図２３Ｂの場合のように、多極リニア磁石に平行に配置して、磁石の直動位置を検出するように変形することもできる。
【００９８】
（３）
その他の変形例
上記実施例及び前記変形例に係るエンコーダ装置における磁気センサ１０では、ＡＭＲ磁気抵抗効果素子を用いたが、上記従来技術で説明したように、ＧＭＲ磁気抵抗効果素子を用いたり、ホール素子を用いたりすることもできる。
【００９９】
また、上記実施例及び前記変形例に係るエンコーダ装置におけるセンサとして磁気センサを採用するようにした。しかし、上述した理論式から分かるように、検出対象物の回転又は移動に応じて、互いに９０°位相のずれたＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)からなる出力信号を得ることができればよいので、センサ部に磁気センサ以外のセンサを用いてもよい。例えば、検出対象物をスリットを有するように形成して、センサを光学プローブとした光学式エンコーダ装置にも本発明は適用される。
【０１００】
また、上記実施形態及び変形例では、オフセット補正及び振幅補正の両補正を行うようにした。しかし、Ａ相出力信号ＶA(θ)とＢ相出力信号ＶB(θ)との振幅比に起因する内挿精度φの悪化は上述のように小さい。したがって、振幅比に関する内挿精度φの悪化が問題とならない場合には、振幅補正を省略して、オフセット補正のみを行うようにしてもよい。
【０１０１】
さらに、動作時の環境変化により一度定めた補正値が適当でなくなる場合（例えば、温度特性が加わった場合など）には、一度定めた補正値を環境に応じてさらに補正するようにするとよい。これによれば、精度向上がさらに期待できる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…磁気センサ、１１，３１…サンプリング回路、１２ａ，１２ｂ，３２ａ，３２ｂ…Ａ／Ｄ変換器、１３，３３…演算処理装置、１６，３４…入出力回路、１７，３５…メモリ、２１…回転軸、２２…磁石、２３…駆動装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出対象物の回転角度又は移動位置を検出するエンコーダ装置に係り、特に検出対象物の回転角度又は移動位置に応じてセンサ部から出力された正弦波状の検出信号を補正するエンコーダ装置及びエンコーダ装置のための補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、検出対象物の回転又は移動に応じて互いに９０度だけ位相の異なる正弦波状の第１及び第２アナログ検出信号を出力するセンサ部と、センサ部からの第１及び第２アナログ検出信号を第１及び第２ディジタル検出信号にそれぞれディジタル変換して、前記変換した第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する演算処理部とを備えたエンコーダ装置はよく知られている。この場合、第１及び第２ディジタル検出信号ＶA(θ)，ＶB(θ)（以下、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)という）を下記数１，２でそれぞれ表せば、回転角度（移動位置）ωは、下記数３によって表される。
【数１】
【数２】
【数３】
【０００３】
この場合、理想的には、前記数１，２中の両振幅値Ａ，Ｂが常に等しく、オフセット値ΔＡ，ΔＢが常に共に「０」であって、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)は完全な正弦波状信号であることが望まれる。しかしながら、実際には、オフセット値ΔＡ，ΔＢと振幅値Ａ，Ｂは、センサ部自身に潜在する誤差と、センサ部と検出対象物（例えば、磁石）の設置誤差とを含み、オフセット値ΔＡ，ΔＢと振幅値Ａ，Ｂは変動するとともに、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)も完全な正弦波状信号にはならない。その結果、前記数３の演算処理によって実際に計算される回転角度ωは誤差を含む。この誤差を内挿精度φと呼び、内挿精度φは、通常、回転角度ω（電気角）から誤差を含まない角度（機械角）を減算した下記数４で表される。本発明者らは、この内挿精度φに対するオフセット値ΔＡ，ΔＢと振幅値Ａ，Ｂの影響を、次の第１及び第２条件下による計算により確認した。
【数４】
【０００４】
（第１条件）
Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)の両振幅値Ａ，Ｂを等しく、両振幅巾を「２」とし、オフセット値ΔＢを「０」に維持したまま、オフセット値ΔＡを前記振幅巾の０〜５％（すなわち０〜０．１）の範囲で０．５％（すなわち０．０１）ごとに変化させ、オフセット値ΔＡを０．５％ずつ変化させるごとに、θを０〜３６０度に亘って変化させて内挿精度φを順次計算した。そして、θの０〜３６０度に亘る内挿精度φの最大値φMaxから最小値φMinを減算した値φMax−φMin（Ｅｒｒｏｒ）を図１のグラフに黒三角印で示している。
【０００５】
（第２条件）
Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)の両オフセットΔＡ，ΔＢを共に「０」に保ち、振幅値Ａ，Ｂの比率（１−Ａ／Ｂ）を０〜５％の範囲で０．０５％ごとに変化させ（例えば、振幅値Ｂを「１」とすると、振幅値Ａを１〜０．９５まで０．００５ずつ変化させて）、振幅値Ａ，Ｂの比率（１−Ａ／Ｂ）を０．０５％ずつ変化させるごとに、θを０〜３６０度に亘って変化させて内挿精度φを順次計算した。そして、θの０〜３６０度に亘る内挿精度φの最大値φMaxから最小値φMinを減算した値φMax−φMin（Ｅｒｒｏｒ）を図１のグラフに黒四角印で示している。
【０００６】
この計算結果からも理解できるように、オフセット値ΔＡ，ΔＢの内挿精度φに与える影響は、非常に大きく振幅比Ａ／Ｂの４倍強になる。したがって、オフセット値ΔＡ，ΔＢに関する補正が振幅値Ａ，Ｂに比べた遥かに重要であることが理解できる。その意味で、本発明では、詳しくは後述するように、オフセット値ΔＡ，ΔＢに関する補正を必須とし、振幅値Ａ，Ｂに関する補正を選択事項としている。
【０００７】
この種の補正に関しては、従来から行われており、例えば下記特許文献１に示されている。なお、この特許文献１に示されたエンコーダ装置は、円柱の側面にＮ極とＳ極を交互に円周を等分割するように着磁された多極磁石の側面に対向するように、２つの磁気センサを９０度位相のずれた正弦波信号を出力するように配置した構造を有している。
【０００８】
そして、補正方法としては次のような方法を採用している。まず、オフセット値に関しては、０〜３６０度に亘るＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)のそれぞれに対して、最大値ＶAmax，ＶBmax及び最小値ＶAmin，ＶBminをそれぞれ抽出し、下記数５，６に示すように、前記抽出した最大値ＶAmax，ＶBmaxと最小値ＶAmin，ＶBminの平均値（振幅中心値）をオフセット値ＶAoff，ＶBoffとしてそれぞれ設定する。
【数５】
【数６】
【０００９】
そして、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)から前記設定したオフセット値ＶAoff，ＶBoffをそれぞれ減算することにより、下記数７，８に示すように、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)をオフセット補正するようにしている。
【数７】
【数８】
【００１０】
また、振幅値Ａ，Ｂに関しては、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)のそれぞれにおいて、前記最大値ＶAmax，ＶBmaxから最小値ＶAmin，ＶBminを減算することにより振幅巾ＶAmax−ＶAmin，ＶBmax−ＶBminをそれぞれ計算し、振幅巾ＶBmax−ＶBminに対する振幅巾ＶAmax−ＶAminの比率を、下記数９に示すように振幅補正値Ａamとして計算する。
【数９】
そして、Ａ相出力信号ＶA(θ)に関してはそのまま用いるが、Ｂ相出力信号ＶB(θ)に関しては下記数１０に示すように振幅補正値Ａamを乗算することにより両振幅巾が同じになるように振幅補正するようにしている。
【数１０】
【００１１】
そして、前記数７，８のオフセット補正及び数１０の振幅補正を行ったＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)を用いて前記数３と同様な下記数１１の演算の実行により回転角度ωを計算するようにしている。
【数１１】
【００１２】
また、前記オフセット補正及び振幅補正には直接関係しないが、例えば、下記特許文献２には、センサ部に検知素子である８つのＡＭＲ磁気抵抗効果素子を点対称形に配置したエンコーダ装置が示されている。このエンコーダ装置においては、検出対象物である２極磁石にセンサ部を対向させることで、センサ部に潜在する振幅比を最小にし、互いに９０度だけ位相の異なる均等性のある正弦波状のＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)が磁石の１回転で２周期分出力される。また、下記特許文献３，４には、センサ部に検知素子としてＳＶ−ＧＭＲ磁気抵抗効果素子及びホール素子をそれぞれ用いた前記と同種のエンコーダ装置が示されている。これらのエンコーダ装置においても、センサ部に潜在する振幅比を最小にするために、複数の検知素子が点対称形に配置されている。また、これらのエンコーダ装置では、互いに９０度だけ位相の異なる均等性のある正弦波状のＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)が磁石の１回転で１周期分出力される。なお、前記特許文献２〜４に記載のエンコーダ装置を、機械的分解能を増すため、検出対象物が多極に着磁されたリニア磁石及びリング磁石の側面に配置するようにしたものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平０４−１１８５１３号公報
【特許文献２】特開昭５９−４１８２２号広報
【特許文献３】特開平１０−７０３２５号公報
【特許文献４】特開２００２−７１３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、この種のエンコーダ装置においては、前述のように、センサ部自身に潜在する誤差と、検出対象物とセンサ部との相互の次のような設置誤差とが生じる。すなわち、（１）回転時における偏芯によって起こる検出対象物との傾きによる誤差、（２）検出対象物の中心と回転軸とのずれ、（３）検出対象物に対するセンサ部の傾き、及び（４）回転軸の線上からセンサの位置ずれによる設置誤差が生じる。しかも、これらの設置誤差（１）〜（４）は、一つもしくは複合的に生じる。
【００１５】
そして、前記特許文献２〜４に示されたエンコーダ装置に対して前述した特許文献１のようなオフセット補正及び振幅を行っても、内挿精度の低下を十分に抑制できない。これは、センサ部自身に潜在するオフセット値と振幅比に関する誤差と、検出対象物に対するセンサ部の設置誤差による影響とを一緒に補正するため、センサ部自身に潜在する誤差に設置誤差が影響して、内挿精度の低下を抑制できないためであると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、内挿精度の低下を極力抑えて、検出対象物の回転角度又は移動位置を高精度で検出できるようにしたエンコーダ装置及びエンコーダ装置のための補正方法を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、検出対象物（２１，２２）の回転又は移動に応じて互いに９０度だけ位相の異なる正弦波状の第１及び第２アナログ検出信号を出力するセンサ部（１０）と、センサ部からの第１及び第２アナログ検出信号を第１及び第２ディジタル検出信号にそれぞれディジタル変換して、前記変換した第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する演算処理部（３１〜３３）とを備えたエンコーダ装置に適用され、前記変換した第１及び第２ディジタル検出信号を補正するエンコーダ装置のための補正方法であって、センサ部からの第１及び第２アナログ検出信号を所定間隔でそれぞれサンプリングすることにより、少なくとも波形１周期分の第１及び第２ディジタルデータをそれぞれ取得するデータ取得手順（Ｓ１４〜Ｓ１８）と、前記取得された第１及び第２ディジタルデータの中から最大値及び最小値の位置をそれぞれ検出する位置検出手順（Ｓ２０，Ｓ２６）と、前記取得された第１ディジタルデータの中から、前記検出された第１ディジタルデータの最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータをそれぞれ抽出して４つの補正用ディジタルデータとするとともに、前記取得された第２ディジタルデータの中から、前記検出された第２ディジタルデータの最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータをそれぞれ抽出して４つの補正用ディジタルデータとする補正用ディジタルデータ抽出手順（Ｓ２２，Ｓ２８）と、前記抽出された第１ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値を第１オフセット値として設定するとともに、前記抽出された第２ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値を第２オフセット値として設定するオフセット値設定手順（Ｓ２４，Ｓ３０）と、演算処理部で第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する前に、センサ部から入力されて変換された第１及び第２ディジタル検出信号を第１及び第２オフセット値を用いてそれぞれ補正するオフセット値補正手順（Ｓ４４，Ｓ４６）とを含むことにある。
【００１８】
上記のように構成した本発明においては、補正用ディジタルデータ抽出手順で、センサ部から出力される第１アナログ検出信号に対応した第１ディジタル検出信号の最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータがそれぞれ抽出されて４つの補正用ディジタルデータとされるとともに、センサ部から出力されて前記第１アナログ検出信号とは９０度だけ位相の異なる第２アナログ検出信号に対応した第２ディジタル検出信号の最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータがそれぞれ抽出されて４つの補正用ディジタルデータとされる。オフセット値設定手順で、前記抽出された第１ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値が第１オフセット値として設定されるとともに、前記抽出された第２ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値が第２オフセット値として設定される。そして、オフセット値補正手順により、演算処理部で第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する前に、センサ部から入力されて変換された第１及び第２ディジタル検出信号が第１及び第２オフセット値を用いてそれぞれ補正される。その結果、センサ部と検出対象物の設置誤差によって生じる内挿精度が良好となり、検出対象物の回転角度又は移動位置が高精度で検出されるようになる。
【００１９】
また、本発明の他の特徴は、センサ部は、一つの基板上に複数の検出素子を対称形に配置したものであるとよい。これによれば、設置誤差の許容性の強いエンコーダ装置においても、検出対象物の回転角度又は移動位置がより高精度で検出されるようになる。
【００２０】
また、前記本発明においては、前記背景技術の項で説明した振幅に関する補正を合わせて行うようにしてもよい。これによれば、検出対象物の回転角度又は移動位置がより高精度で検出されるようになる。
【００２１】
さらに、本発明は、前記エンコーダ装置のための補正方法を、検出対象物の回転又は移動に応じて互いに９０度だけ位相の異なる正弦波状の第１及び第２アナログ検出信号を出力するセンサ部と、センサ部からの第１及び第２アナログ検出信号を第１及び第２ディジタル検出信号にそれぞれディジタル変換するとともに、前記変換した第１及び第２ディジタル検出信号を前記第１及び第２アナログ検出信号の各オフセット値を用いて補正し、前記補正した第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する演算処理部とを備えたエンコーダ装置に適用するようにしてもよい。これによっても、前記と同様に、センサ部と検出対象物の設置誤差によって生じる内挿精度が良好となり、検出対象物の回転角度又は移動位置が高精度で検出されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】オフセット値と振幅比とが内挿精度に与える影響を説明するための内挿精度の誤差の大きさを示すグラフである。
【図２】本発明の一実施形態に係るエンコーダ装置に適用される補正装置を概略的に示すブロック図である。
【図３】図２の演算処理装置にて実行される補正値取得プログラムを示すフローチャートである。
【図４】最大値及及び最小値からプラス９０度及びマイナス９０度の位置にあるサンプリング値の抽出動作を説明するための説明図である。
【図５】前記サンプリング値の他の抽出例を説明するための説明図である。
【図６】前記サンプリング値の他の抽出例を説明するための説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るエンコーダ装置を概略的に示すブロック図である。
【図８】図７の演算処理装置にて実行される回転角度計算プログラムを示すフローチャートである。
【図９Ａ】本発明の第１実施例に係る磁気センサの概略構成図である。
【図９Ｂ】前記第１実施例の磁気センサの等価回路を示す図である。
【図９Ｃ】前記第１実施例の磁気センサと磁石との配置関係を説明するための概略配置図である。
【図１０】前記第１実施例の磁気センサにおいて従来の補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図１１】前記第１実施例の磁気センサにおいて本発明の補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図１２】本発明の第２実施例に係る磁気センサの概略構成図である。
【図１３】前記第２実施例の磁気センサにおいて従来の補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図１４】前記第２実施例の磁気センサにおいて本発明の補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図１５】本発明の第３実施例に係る磁気センサの概略構成図である。
【図１６】前記第３実施例の磁気センサから出力されるＡ相出力信号及びＢ相出力信号と、サンプリング位置の関係を示す波形図である。
【図１７】前記第３実施例の磁気センサにおいて従来の補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図１８】前記第３実施例の磁気センサにおいて本発明の補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図１９】前記第１及び第２実施例に係り、設置誤差がない状態における磁界変化を説明するための図である。
【図２０】前記第１及び第２実施例に係り、設置誤差がある状態における磁界変化を説明するための図である。
【図２１】前記第３実施例に係り、設置誤差がある状態における磁界変化を説明するための図である。
【図２２】本発明の変形例に係る磁気センサの概略構成図である。
【図２３Ａ】設置誤差のない状態における、前記変形例に係る磁気センサと多極リング磁石に対する配置関係を説明するための概略配置図である。
【図２３Ｂ】設置誤差のない状態における、前記変形例に係る磁気センサと多極リニア磁石に対する配置関係を説明するための概略配置図である。
【図２４Ａ】設置誤差の有する状態における、前記変形例に係る磁気センサと多極リング磁石に対する配置関係を説明するための概略配置図である。
【図２４Ｂ】設置誤差の有する状態における、前記変形例に係る磁気センサと多極リニア磁石に対する配置関係を説明するための概略配置図である。
【図２５Ａ】前記図２４Ａのように配置した磁気センサにおいて従来の補正方法及び本発明による補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図２５Ｂ】前記図２４Ｂのように配置した磁気センサにおいて従来の補正方法及び本発明による補正方法を用いて計算した内挿精度を示すグラフである。
【図２６】本発明の他の変形例に係る磁気センサと多極リング磁石とを示す概略図である
【発明を実施するための形態】
【００２３】
ａ．実施形態
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図２は、本発明に係るエンコーダ装置に適用される補正装置を概略的に示すブロック図である。磁気センサ１０は、本発明のセンサ部を構成するもので、回転軸２１に固定された磁石２２に対向して配置され、検出対象物の回転に応じて互いに９０度だけ位相の異なる正弦波状のアナログ信号であるＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを出力する。回転軸２１及び磁石２２は、本発明の検出対象物を構成するものである。
【００２４】
この場合、図２に示すように、周方向に分割されてＮ極及びＳ極が配置された円板状の磁石２２の上面又は底面に磁気センサ１０が配置されていてもよいし、後述する具体的な実施例で説明するように、円柱の側面にＮ極とＳ極を交互に円周を等分割するように着磁された磁石の側面に対向させて磁気センサを設けてもよい。また、多極に着磁されたリニア磁石の側面に対向させて磁気センサを配置し、磁気センサは、磁石の直線的な移動に応じて９０度だけ位相の異なる正弦波状のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを出力するような構成でもよい。また、磁気センサ１０に関しても、磁気抵抗効果素子をそれぞれ含む２つのパッケージを９０度位相のずれた位置に配置して各パッケージがＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBをそれぞれ出力するようにしてもよいし、複数の磁気抵抗素子を一つのパッケージに含むように磁気センサ１０を構成して、１つのパッケージからＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを出力するようにしてもよい。さらに、１つのパッケージ内に多数の磁気抵抗効果素子を対称に配置した、ハーフブリッジ型、フルブリッジ型、ダブルブリッジ型などの磁気センサ１０であってもよい。
【００２５】
磁気センサ１０の出力端には、サンプリング回路１１及びＡ／Ｄ変換器１２ａ，１２ｂが接続されている。サンプリング回路１１は、後述する演算処理装置１３によって制御され、磁気センサ１０からアナログ信号であるＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを所定の周期でそれぞれサンプリングして、Ａ／Ｄ変換器１２ａ，１２ｂにそれぞれ出力する。Ａ／Ｄ変換器１２ａ，１２ｂは、前記サンプリングされたＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値をそれぞれＡ／Ｄ変換して、演算処理装置１３に出力する。演算処理装置１３は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、その他のメモリ装置などからなるコンピュータ装置で構成され、本実施形態では図３に示す補正値取得プログラムを記憶しているとともに実行する。
【００２６】
この演算処理装置１３には、入力装置１４、表示装置１５及び入出力回路１６が接続されている。入力装置１４は、操作スイッチなどからなり、演算処理装置１３の作動指示に利用される。表示装置１５は、演算処理装置１３の作動指示、作動内容、作動結果などを表示する。入出力回路１６は、他の装置とのデータの授受などをする。また、この演算処理装置１３には、演算処理装置１３にて生成されたデータなどを記憶するメモリ１７が接続されるようになっている。
【００２７】
演算処理装置１３には、モータなどを含む駆動装置２３も接続されている。駆動装置２３は、演算処理装置１３により制御されて、回転軸２１及び磁石２２を回転させる。なお、前述のように、磁石２２がリニアに移動するものであるある場合は、駆動装置２３は磁石２２をリニアに駆動する。なお、回転軸２１、磁石２２及び磁気センサ１０は、磁気センサ１０から出力されるＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを用いた回転角度又は移動位置の検出に利用する装置内に既に組み込まれているものである。そして、他の装置及び回路１１〜１７，２３は、前記回転角度又は移動位置の検出を利用する装置内とは別のものであってもよいが、前記装置内に組み込まれていてもよい。
【００２８】
次に、上記のように構成した実施形態の動作について説明する。この場合、ユーザの入力装置１４などを用いた指示により、演算処理装置１３は、図３の補正値取得プログラムの実行を開始する。この補正値取得プログラムはステップＳ１０にて開始され、演算処理装置１３は、ステップＳ１２にて、駆動装置２３の駆動制御を開始して回転軸２１及び磁石２２を所定の一定速で回転させ始める。なお、前述のように、磁石２２をリニアに移動させる場合には、磁石２２を一定速でリニアに移動させ始める。これにより、磁石２２は一定速で回転（移動）し始め、磁気センサ１０は、アナログのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBをサンプリング回路１１にそれぞれ出力し始める。前記ステップＳ１２の処理後、演算処理装置１３は、ステップＳ１４にてサンプリング回路１１にサンプリングの開始を指示する。この場合、アナログのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBの１周期当たりサンプリング数は、磁石２２の回転速度に反比例するとともにサンプリング回路１１のサンプリングレートに比例する。本実施形態においては、前記アナログのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBの１周期当たりサンプリング数が一定個数（例えば、１０２４個）に決められているので、演算処理装置１３は、サンプリング回路１１によるサンプリングレート及び駆動装置２３による磁石２２の回転速度の少なくとも一方を制御する。
【００２９】
前記ステップＳ１４の処理後、演算処理装置１３は、ステップＳ１６にて、サンプリング回路１１によってサンプリングされ、かつＡ／Ｄ変換器１２ａ，１２ｂによってそれぞれディジタル変換されたディジタルのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値を取込んで記憶する。そして、演算処理装置１３は、ステップＳ１８にて駆動終点を確認する。ここでは、磁石２２が１回転以上回転したかを判定する。この判定は、磁石２２の回転速度と、タイマによる時間計測とによって行われる。磁石２２が１回転以上回転するまで、演算処理装置１３は、ステップＳ１８にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１６におけるＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値の取込み及び記憶処理を繰返し実行し続ける。磁石２２が１回転以上回転すると、演算処理装置１３は、ステップＳ１８にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２０に進む。
【００３０】
ステップＳ２０においては、Ａ相出力信号ＶAの少なくとも１周期分のサンプリング値の中から最大値ＶAmax及び最小値ＶAminを抽出する。次に、演算処理装置１３は、ステップＳ２２にて前記最大値ＶAmax及び最小値ＶAminの位置に対してプラス９０度の位置とマイナス９０度の位置に対応する４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４を、Ａ相出力信号ＶAの少なくとも１周期分のサンプリング値の中から抽出する。
【００３１】
この４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４の抽出について図を用いて説明しておく。図４は、磁気センサ１０として、上述した特許文献３，４と同様にＳＶ−ＧＭＲ磁気抵抗効果素子又はホール素子を用いた場合のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶB、すなわち磁石２２の１回転で１周期分のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBが出力される例を示している。図４のＡ相出力信号ＶAにおいて、丸印で示すように、最大値ＶAmax及び最小値ＶAminが抽出され、その後に、三角印で示すように、最大値ＶAmax及び最小値ＶAminの位置に対してプラス９０度の位置とマイナス９０度の位置に対応する４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４が抽出される。この場合の９０度に対応するサンプリング数は２５６個であり、最大値ＶAmax及び最小値ＶAminのサンプリング値から前後に２５６個離れたサンプリング値が前記４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４として抽出されることになる。
【００３２】
なお、図５に示すように、最大値ＶAmax及び最小値ＶAminの位置に対してプラス９０度の位置とマイナス９０度の位置に対応する４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４が直接的に抽出されない場合（例えば、図５に示すように、最大値ＶAmaxの位置に対してマイナス９０度の位置に対応するサンプリング値ＶＡ２を直接的に抽出できない場合）には、１つ前又は後の周期の対応する位相位置のサンプリング値（サンプリング値ＶＡ２）がサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４として抽出される。
【００３３】
また、図６は、磁気センサ２２として、上述した特許文献２と同様にＡＭＲ磁気抵抗効果素子を用いた場合のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶB、すなわち磁石２２の１回転で２周期分のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBが出力される例を示している。したがって、この場合には、９０度はサンプリング数１２８に相当するので、最大値ＶAmax及び最小値ＶAminのサンプリング値から前後に１２８個離れたサンプリング値が前記４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４として抽出されることになる。また、この場合も、４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４が直接的に抽出されない場合には、１つ前又は後の周期の対応する位相位置のサンプリング値がサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４として抽出される。さらに、この場合には、ステップＳ１６，Ｓ１８の処理により、前記図４の場合の半分の時間だけサンプリング値を取込んで処理するようにしてもよい。
【００３４】
前記ステップＳ２２の処理後、演算処理装置１３は、ステップＳ２４にて、前記抽出した４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４を用いた下記数１２の演算の実行により、４つのサンプリング値ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３，ＶＡ４の平均値をＡ相出力信号ＶAのオフセット値ＶAoffとして計算する。
【数１２】
【００３５】
前記ステップＳ２４の処理後、演算処理装置１３は、Ｂ相出力信号ＶBの１周期分のサンプリング値に対して、上記ステップＳ２０〜Ｓ２４と同様なステップＳ２６〜Ｓ３０の処理を実行して、Ｂ相出力信号ＶBの少なくとも１周期分のサンプリング値の中から最大値ＶBmax及び最小値ＶBminを抽出し、前記最大値ＶBmax及び最小値ＶBminの位置に対してプラス９０度の位置とマイナス９０度の位置に対応する４つのサンプリング値ＶＢ１，ＶＢ２，ＶＢ３，ＶＢ４を抽出し、下記数１３の演算処理によってＢ相出力信号ＶBのオフセット値ＶBoffを計算する。
【数１３】
【００３６】
次に、演算処理装置１３は、ステップＳ３２にて、Ａ相出力信号ＶAの最大値ＶAmaxから最小値ＶAminを減算することによりＡ相出力信号ＶAの振幅巾ＶAmax−ＶAminを計算し、Ｂ相出力信号ＶBの最大値ＶBmaxから最小値ＶBminを減算することによりＢ相出力信号ＶBの振幅巾ＶBmax−ＶBminを計算し、これらの振幅巾ＶAmax−ＶAmin，ＶBmax−ＶBminの比を計算する下記数１４の演算の実行により振幅補正値Ａamを計算する。なお、この振幅補正値Ａamに関しては従来の方法と同じである。
【数１４】
【００３７】
次に、演算処理装置１３は、前記数１２〜１４の演算処理により計算したオフセット値ＶAoff，ＶBoff及び振幅補正値Ａamをメモリ１７に保存したり、入出力回路１６を介して他の装置、例えば後述する本発明の一実施形態に係るエンコーダ装置に出力する。エンコーダ装置は、これらのオフセット値ＶAoff，ＶBoff及び振幅補正値Ａamを入力して保存する。前記ステップＳ３４の処理後、演算処理装置１３は、ステップＳ３６にてこの補正値取得プログラムの実行を終了する。
【００３８】
次に、このようにして計算されたオフセット値ＶAoff，ＶBoff及び振幅補正値Ａamを用いたエンコーダ装置の補正処理について説明する。エンコーダ装置は、図７に示すように、検出対象物である回転軸２１及び磁石２２に対向させた磁気センサ１０を備えている。図２の補正装置では、上述のように、検出対象物である回転軸２１及び磁石２２に磁気センサ１０を対向配置した状態においてオフセット値ＶAoff，ＶBoff及び振幅補正値Ａamを計算するので、図７に示す磁気センサ１０、回転軸２１及び磁石２２も図２にて示したものと同じである。また、このエンコーダ装置は、サンプリング回路３１、Ａ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂ、演算処理装置３３、入出力回路３４及びメモリ３５を備えている。これらのサンプリング回路３１、Ａ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂ、演算処理装置３３、入出力回路３４及びメモリ３５は、図２に示したサンプリング回路１１、Ａ／Ｄ変換器１２ａ，１２ｂ、演算処理装置１３、入出力回路１６及びメモリ１７と同様に構成されている。なお、これらのサンプリング回路３１、Ａ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂ、演算処理装置３３、入出力回路３４及びメモリ３５は、図２のサンプリング回路１１、Ａ／Ｄ変換器１２ａ，１２ｂ、演算処理装置１３、入出力回路１６及びメモリ１７とは別途設けられていてもよいし、共通であってもよい。特に、サンプリング回路３１及びＡ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂは、図２のサンプリング回路１１及びＡ／Ｄ変換器１２ａ，１２ｂと共通であってもよい。ただし、演算処理装置３３は、回転角度計算プログラムを記憶しているとともに、回転角度計算プログラムを実行する。
【００３９】
次に、前記のように構成したエンコーダ装置の動作を説明する。このエンコーダ装置においても、演算処理装置３３は、磁気センサ１０からのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを所定の周期でサンプリングするように、サンプリング回路３１に指示する。サンプリング回路３１は、磁気センサ１０からのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを前記所定の周期でサンプリングして、サンプリング値ＶＡ，ＶＢをＡ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂにそれぞれ出力する。Ａ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂは、前記サンプリング値ＶＡ，ＶＢをそれぞれＡ／Ｄ変換して、ディジタル変換されたサンプリング値ＶＡ，ＶＢを演算処理装置３３に出力する。これにより、回転軸２１及び磁石２２の回転角度ωに応じて変化する磁気センサ１０からのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値ＶＡ，ＶＢが演算処理装置３３に所定の周期で供給されるようになる。
【００４０】
演算処理装置３３は、サンプリング値ＶＡ，ＶＢの入力ごとに、回転角度計算プログラムを実行する。この回転角度計算プログラムの実行は図８のステップＳ４０にて開始され、演算処理装置３３は、ステップＳ４２にて、Ａ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂでそれぞれＡ／Ｄ変換されたサンプリング値ＶＡ，ＶＢをそれぞれ入力する。次に、演算処理装置３３は、ステップＳ４４にて前記入力したサンプリング値ＶＡを前記保存したオフセット値ＶAoffを用いた下記数１５の演算処理によりオフセット補正し、ステップＳ４６にて前記入力したサンプリング値ＶＢを前記保存したオフセット値ＶBoffを用いた下記数１６の演算処理によりオフセット補正する。
【数１５】
【数１６】
【００４１】
次に、演算処理装置３３は、ステップＳ４８にて、前記入力したサンプリング値ＶＢを前記保存した振幅補正値Ａamを用いた下記数１７の演算処理により振幅補正する。なお、この振幅補正は、従来の方法と同じである。
【数１７】
【００４２】
そして、演算処理装置３３は、ステップＳ５０にて、前記補正処理したサンプリング値ＶＡ，ＶＢを用いて下記数１８の演算処理により回転軸２１及び磁石２２の回転角度ωを計算する。
【数１８】
【００４３】
前記回転角度ωの計算後、演算処理装置１３は、ステップＳ５２にて、前記計算した回転角度ωをメモリ３５に保存したり、入出力回路３４を介して他の装置、例えば回転軸２１及び磁石２２の回転角度ωを利用する利用装置に出力したりする。そして、演算処理装置３３は、ステップＳ５４にてこの回転角度計算プログラムの実行を一端終了する。その後、Ａ／Ｄ変換器３２ａ，３２ｂからのサンプリング値ＶＡ，ＶＢがふたたび演算処理装置３３に入力されると、演算処理装置３３は前述したステップＳ４０〜Ｓ５４からなる回転角度計算プログラムをふたたび実行して、サンプリング値ＶＡ，ＶＢを補正処理し、補正処理後のサンプリング値ＶＡ，ＶＢを用いて回転角度ωを計算する。このような、回転角度計算プログラムの実行により、演算処理装置３３は回転軸２１及び磁石２２の回転角度ωを計算しては出力する。
【００４４】
したがって、本実施形態によれば、前記数１２〜１４の演算処理により、Ａ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBの各最大値ＶAmax，ＶBmax及び各最小値ＶAmin，ＶBminに対してプラス９０度の位置とマイナス９０度の位置に対応する４つのサンプリング値ＶＡ１〜ＶＡ４，ＶＢ１〜ＶＢ４の各平均値をそれぞれオフセット値ＶAoff，ＶBoffとして計算するとともに、Ａ相出力信号ＶAの振幅巾ＶAmax−ＶAminとＢ相出力信号ＶBの振幅巾ＶBmax−ＶBminとの比を振幅補正値Ａamとして計算する。前記数１５〜１７の演算処理により、これらのオフセット値ＶAoff，ＶBoff及び振幅補正値Ａamを用いて、サンプリング値ＶＡ，ＶＢをオフセット及び振幅補正する。そして、前記数１８の演算処理により、補正したサンプリング値ＶＡ，ＶＢを用いて、回転角度ωが計算される。
【００４５】
ｂ．本発明の実験による検証
次に、上記実施形態による補正方法の効果について実験結果を用いて検証する。
（１）第１実施例
第１実施例に係る磁気センサ１０は、ダブルフルブリッジ型磁気センサであって、２組のフルブリッジ構成の磁気抵抗効果素子（この場合、ＡＭＲ磁気抵抗効果素子）を互いに４５度傾けて一つの基板上に形成している。具体的には、図９Ａに示すように、延設方向を互いに４５度ずつずらして磁気抵抗素子１〜８を円周方向に沿って配置して、回転中心に対して同一延設方向の磁気抵抗効果素子を点対称位置に配置している。そして、図９Ｂの等価回路に示すように、２組のフルブリッジ回路を形成している。図９Ｂ中、端子Ｖcc，Ｇnd間に規定電圧が印加され、端子ＶoutA＋，ＶoutA−間からＡ相出力信号ＶAが出力され、かつ端子ＶoutB＋，ＶoutB−間からＢ相出力信号ＶBが出力される。
【００４６】
この磁気センサ１０に対向するように回転軸２１の一端に固定された周方向に分割された円板状の直径９ｍｍの２極磁石２２が配置されている。回転軸２１の軸線（回転中心）と磁石２２の中心線（回転中心）は一致している。このように構成した検出対象物である回転軸２１及び磁石２２と、磁気センサ１０とを用いて、次の５つ条件(ａ)〜(ｅ)下で磁石２２を１回転させ、磁気センサ１０から出力される１周期目のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを３６０度当たり（磁石２２の１回転当たり）２０００ポイントのサンプリング数でサンプリングした。そして、サンプリングしたＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値を従来の補正方法を用いて補正し、補正したＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値を用いて内挿精度φ（電気角−機械角）を計算した。
【００４７】
すなわち、Ａ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを、上記数５〜８を用いてオフセット補正を行うとともに、上記数９，１０を用いて振幅補正を行い、補正したＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを用いた上記数４の演算の実行により内挿精度φを下記条件(ａ)〜(ｄ)ごとに計算した。
(ａ) 磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に一致させる。
(ｂ) 磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に対してＸ方向に＋０．５ｍｍずらす。
(ｃ) 磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に対してＸ方向に−０．５ｍｍずらす。
(ｄ) 磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に対してＹ方向に＋０．５ｍｍずらす。
(ｅ) 磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に対してＹ方向に−０．５ｍｍずらす。
【００４８】
上記条件(ａ)，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)ごとの実験結果による内挿精度φを、図１０の(ａ)，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)のグラフに誤差としてそれぞれ示す。これによれば、前記条件(ａ)の「 磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に一致させた場合」には、内挿精度φ（誤差）はほとんど現れないことが理解できる。これに対して、前記条件(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)のように、「磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に対してＸ方向及びＹ方向にそれぞれずらした場合」には、内挿精度φ（誤差）が大きくなる、すなわち悪化することが理解できる。
【００４９】
次に、前記図９Ａ〜９Ｃに示す磁気センサ１０及び磁石２２を用いて、前記場合と同様に、前記５つ条件(ａ)〜(ｅ)下で磁石２２を１回転させ、磁気センサ１０から出力される１周期目のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを３６０度当たり２０００ポイントのサンプリング数でサンプリングした。そして、サンプリングしたＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値を本発明の補正方法を用いて補正し、補正したＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値を用いて内挿精度φ（電気角−機械角）を計算した。すなわち、Ａ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを、上記数１２，１３，１５，１６を用いてオフセット補正を行うとともに、上記数１４，１７を用いて振幅補正を行い、補正したＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBを用いた上記数４の演算の実行により内挿精度φを前記条件(ａ)〜(ｄ)ごとに計算した。
【００５０】
図１１の(ａ)，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)は、上記条件(ａ)，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)ごとに、本発明の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差としてそれぞれ示す。これによれば、上記条件(ａ)
，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)のように、磁気センサ１０の中心線を回転軸２１及び磁石２２の軸線に対してＸ方向及びＹ方向にそれぞれずらした場合、すなわち回転軸２１及び磁石２２に対してＸ方向及びＹ方向に設置誤差を磁気センサ１０を設置しても、本発明によるオフセット補正を行えば、内挿精度φ（誤差）が小さく抑えられることが理解できる。
【００５１】
（２）第２実施例
次に、第２実施例について説明する。この場合も、上記第１実施例と同様な磁気センサ１０及び磁石２２を用い、上記第１実施例の場合と同様な従来及び本発明の補正方法を用いて補正したＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値を用いて内挿精度φ（電気角−機械角）を計算した。ただし、この場合には、回転軸２１及び磁石２２に対する磁気センサ１０の複合的な設置誤差の影響を確認するために、図１２（ａ）の概略斜視及び図１２（ｂ）の概略正面図に示すように、磁石２２が回転軸２１の軸線に対して０．５ｍｍ偏芯して取り付けられている。そして、磁石２２に対して磁気センサ１０はＸ方向に＋０．５ｍｍずらして配置されている。
【００５２】
図１３は従来の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示し、図１４は本発明の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示している。これによれば、前記複合的な磁気センサ１０の設置誤差によっても、従来の補正方法を用いた場合には、大きな誤差が発生することが理解できる。一方、本発明の補正方法を用いた場合には、誤差が抑制されることが理解できる。
【００５３】
（３）第３実施例
次に、第３実施例について説明する。この場合、上記第１及び第２実施例とは異なり、図１５に示すように、磁石２２として円周方向に１０分割されて１０極着磁されたリング磁石が用いられる。磁石２２も、図１５の紙面垂直方向の中心軸線周りに、図示しない回転手段によって回転される。なお、この場合の磁石２２の直径は７ｍｍである。また、この第３実施例では、磁気センサ１０は、上記第１及び第２実施例と同様に構成されているが、磁気抵抗効果素子の延設面が磁石２２の径方向と平行なるように磁石２２の側方の法線上に配置されている。
【００５４】
この場合も、磁石２２を前記中心軸周りに１回転させて、この１回転中に、磁気センサ１０からのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBから２０００個のサンプリング値をそれぞれ取得する。なお、図１６は、これらの磁気センサ１０からのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBと、サンプリング位置との関係を示す波形図である。この場合、磁石２２は円周方向に１０極着磁されているので、磁石２２の１回転当たり１０波の正弦波状のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBが出力される。
【００５５】
そして、この場合には、１０波の正弦波状のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBから１周期目、２周期目及び３周期目のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBのサンプリング値をそれぞれ抽出し、１周期目、２周期目及び３周期目ごとのサンプリング値に対してそれぞれ従来の補正方法を適用して、内挿精度φをそれぞれ計算した。図１７の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、Ａ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBの１周期目、２周期目及び３周期目ごとのサンプリング値に対してそれぞれ従来の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示している。これによれば、この種の磁気センサ１０において、従来の補正方法を用いた場合には、１周期目、２周期目及び３周期目のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBに大きな誤差（内挿精度φ）が含まれることが理解できる。このことは、第３実施例のように複数の磁極を有する磁石２２の回転（又は移動）方向に磁気センサ１０を対向させて、磁気センサ１０からのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBに基づいて磁石２２（検出対象物）の回転角度を検出する場合に、回転角度の検出に大きな誤差が含まれることを意味する。
【００５６】
一方、図１８の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、Ａ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBの１周期目、２周期目及び３周期目ごとのサンプリング値に対してそれぞれ本発明の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示している。なお、この場合には、１０周期分のサンプリング数が「２０００」であるので、Ａ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBの１周期分のサンプリング数は「２００」となる。したがって、９０度に対応するサンプリング数は「５０」となる。そして、１周期目のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBの補正用ディジタルデータについて、図１６に示す例で説明しておく。１周期目のＡ相出力信号ＶAの最大値ＶAmax及び最小値ＶAminの位置は、「８３」及び「１８３」である。したがって、前記位置「８３」及び「１８３」から９０度離れた４つの位置は、それぞれ「３３」，「１３３」，「１３３」，「２３３」となる。そして、これらの位置のサンプリング値が、１周期目のＡ相出力信号ＶAのための４つの補正用ディジタルデータとなる。また、１周期目のＢ相出力信号ＶBの最大値ＶBmax及び最小値ＶBminの位置は、「３２」及び「１３４」である。したがって、前記位置「３２」及び「１３４」から９０度離れた４つの位置は、それぞれ「１９８２」，「８２」，「８４」，「１８４」となる。そして、これらの位置のサンプリング値が、１周期目のＢ相出力信号ＶBのための４つの補正用ディジタルデータとなる。
【００５７】
このような本発明による補正方法を用いた内挿精度φ（誤差）を表す図１８の（ａ）（ｂ）（ｃ）によるグラフによれば、この種の磁気センサ１０においても、本発明の補正方法を用いた場合に、１周期目、２周期目及び３周期目のＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBに含まれる誤差を抑制できることが理解できる。その結果、この第３実施例のように複数の磁極を有する磁石２２の回転（又は移動）方向に磁気センサ１０を対向させて、磁気センサ１０からのＡ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBに基づいて磁石２２（検出対象物）の回転角度を検出する場合にも、本発明による補正方法を用いることにより、回転角度の誤差を抑制できることが理解できる。
【００５８】
ｃ．本発明の理論的な説明
各種実施例にて以下のことが確認できる。第１乃至第３実施例での従来方法である振幅中心値で補正した場合の内挿精度φ（図１０(ｂ)〜図１０(ｅ)、図１３及び図１７(ａ)〜図１７(ｃ)）及び後述する変形例１，２での従来方法である振幅中心値で補正した場合の内挿精度φ（図２５Ａ(ａ)及び図２５Ｂ(ａ)）において、機械角における誤差の変化が一様な勾配を示す。図１０(ｂ)、図１３、図１７(ａ)〜図１７(ｃ)、図２５Ａ(ａ)及び図２５Ｂ(ａ)は−ｃｏｓ波形に近似し、図１０(ｃ)及び図１０(ｅ)はｃｏｓ波形に近似し、図１０(ｄ)はｓｉｎ波形に近似し、それぞれ１周期分の勾配となる。内挿精度φの機械角における誤差の変化を、勾配と定義して、上記第１乃至第３実施例に関し、上記実施形態による補正方法について理論的に説明する。第１乃至第３実施例に関しては、極座標（ｒ，θ）のカージオイド曲線を想定することにより理解できる。
【００５９】
まず、上記第１実施例の場合においては、磁石２２に対する磁気センサ１０の設置誤差がない場合すなわち上述した（ａ）の状態には、図１９に示す黒丸上の磁界変化は、半径ｒ＝１のｘ＝ｃｏｓθ，ｙ＝ｓｉｎθとなる。一方、磁石２２に対する磁気センサ１０の設置誤差が、上述した（ｂ）〜（ｅ）のいずれかの方向にずれた状態を図２０の黒丸で示した。この黒丸での磁界変化は、図２０に示すようになる。このように磁石２２に対する磁気センサ１０の設置誤差が、上述した（ｂ）〜（ｅ）のうちの一つの方向にずれた状態を、式ｒ＝１＋ａ’・ｃｏｓθとして、直交座標（ｘ、ｙ）で考えると、ｘ＝ｒ・ｃｏｓθ，ｙ＝ｒ・ｓｉｎθとなり、ｘ，ｙが検出対象物の運動によっておこる磁界変化を表す。位置ずれがない場合の磁界変化は、ａ’＝０すなわちｒ＝１である。位置ずれが起こると、ａ’が、位置ずれの大きさに比例して大きくなる。
【００６０】
このｘ＝ｒ・ｃｏｓθ及びｙ＝ｒ・ｓｉｎθに、ｒ＝１＋ａ’・ｃｏｓθを代入すると、ｘ、ｙは下記数１９，２０のように表される。
【数１９】
【数２０】
【００６１】
上記第１実施例で示した設置誤差（ｂ）〜（ｅ）は、実際にはこの４方向だけでなく、全角（α＝０〜３６０°）範囲であるため、その位置での検出対象物の運動によっておこる磁界変化として考えれば、Ａ相出力信号ＶA及びＢ相出力信号ＶBにそれぞれ対応する磁界ＨA，ＨBを下記数２１，２２のように表すことができる。
【数２１】
【数２２】
これにより、設置誤差による磁界ＨA，ＨB の変化には、2次高調波が一定の関係で重畳していることが分かる。
【００６２】
次に、上記第２実施例について説明する。この場合、２種類の位置ずれがあり、異なった２次高調波が重畳すると考えることができる。したがって、磁界ＨA，ＨBは下記数２３，２４で表される。
【数２３】
【数２４】
前記数２３，２４を整理すると、下記数２５，２６のように変形される。
【数２５】
【数２６】
【００６３】
ここで、下記数２７〜３０で定義されるｃ，ｄを用いて、前記数２５，２６を変形すると、下記数３１，３２のようになる。
【数２７】
【数２８】
【数２９】
【数３０】
【数３１】
【数３２】
これにより、この場合も、設置誤差による磁界ＨA，ＨB の変化には、2次高調波が一定の関係で重畳していることが分かる。
【００６４】
次に、上記第３実施例について説明する。この第３実施例では、磁気センサ１０を磁石２２の法線上に設置されており、磁気センサ１０の各磁気抵抗効果素子は、点対称形をなし、かつ異なる方向（例えば、法線方向と接線方向）の磁界を検出する。この異なった方向の磁界変化、リング側面においては、歪曲した基線上を磁界が回転する。よって、磁界の変化は、図２１に示すように、前記第１実施例の図２０と同様なカージオイド曲線を描くこととなる。
【００６５】
次に、磁気センサ１０からの出力信号を考える。磁気センサ１０のＡ，Ｂ相からの出力信号をＶＡ、ＶBとしたとき、その出力信号は下記数３３，３４で表される。ただし、Ａ，Ｂは感度であり、ΔＡ，ΔＢはオフセット電圧である。
【数３３】
【数３４】
仮に、磁気センサ１０内に、感度違いとオフセット電圧がない状態（すなわち、Ａ＝ＢかつΔＡ＝ΔＢ＝０）で、設置誤差が生じた場合の各出力信号は下記数３５，３６で表される。
【数３５】
【数３６】
【００６６】
一方、内挿精度φ（電気角−機械角）は、上述したように下記数３７（前記数４と同じ）で定義される。
【数３７】
ここで、下記数３８，３９のようｘ，ｙを定義すると、前記数３７は下記数４０のように表される。
【数３８】
【数３９】
【数４０】
【００６７】
ここで、前記数４０の両辺のタンジェントを取ると、前記４０は下記数４１のように変形される。
【数４１】
前記数３８，３９は下記数４２，４３のように変形され、公式を用いた変形により前記数４１は下記数４４のように変形される。
【数４２】
【数４３】
【数４４】
【００６８】
前記数４４をアークタンジェントに戻すと、前記数４４は下記数４５のようになる。
【数４５】
この数４５に前記数３５，３６で表されるＶA(θ)，ＶB(θ)を代入すると、前記数４５は下記数４６のように表される。
【数４６】
そして、この数４６をさらに変形すると、下記数４７，４８のようになる。
【数４７】
【数４８】
【００６９】
ここで、値Ａは値ａに比べて極めて大きい（言い換えれば、比の値ａ／Ａは極めて小さい）ことを考慮すれば、前記数４８の分母は定数となり、以下のように内挿精度φの勾配は１周期となる。
（ａ）α＝０°のとき、内挿精度φの勾配はｓｉｎ波形となる。
（ｂ）α＝９０°のとき、内挿精度φの勾配はｃｏｓ波形となる。
（ｃ）α＝１８０°のとき、内挿精度φの勾配は−ｓｉｎ波形となる。
（ｄ）α＝２７０°のとき、内挿精度φの勾配は−ｃｏｓ波形となる。
【００７０】
次に、磁気センサ１０自身に潜在する感度の違いではなく（Ａ＝Ｂ）、オフセット電圧が潜在する場合のＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)は下記数４９，５０のように表される。
【数４９】
【数５０】
【００７１】
内挿精度φ（電気角−機械角）は、前記数４５で表され、この数４５に前記数４９，５０のＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)を代入すると、下記数５１のようになる。
【数５１】
そして、この数５１をさらに変形すると、下記数５２，５３のようになる。
【数５２】
【数５３】
【００７２】
ここで、値Ａは値ΔＡ，ΔＢに比べて極めて大きい（言い換えれば、比の値ΔＡ／Ａ，ΔＢ／Ａは極めて小さい）ことを考慮すれば、前記数５３の分母は定数となり、以下のように内挿精度φの勾配は１周期となる。
（ａ）ΔＢ＝０，ΔＡ＞０のとき、内挿精度φの勾配はｃｏｓ波形となる。
（ｂ）ΔＢ＝０，ΔＡ＜０のとき、内挿精度φの勾配は−ｃｏｓ波形となる。
（ｃ）ΔＡ＝０，ΔＢ＞０のとき、内挿精度φの勾配は−ｓｉｎ波形となる。
（ｄ）ΔＡ＝０，ΔＢ＜０のとき、内挿精度（φ）の勾配はｓｉｎ波形となる。
このような内挿精度φを表す前記数４８と前記数５３とにより、設置誤差によって２次高調波が重畳した出力信号の影響と、磁気センサ１０自身に潜在するオフセット電圧によって与える影響は同じ現象になることが分かる。
【００７３】
次に、磁気センサ１０自身に潜在するオフセット電圧と設置誤差による２次高調波が重畳した出力信号の内挿精度φの勾配を抑制するための最適補正値を計算する。この場合、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)として、下記数５４，５５に示す信号を定義する。
【数５４】
【数５５】
【００７４】
そして、前記数４５によって定義される内挿精度φの式に前記数５４，５５で表されたＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)を代入すると、内挿精度φは下記数５６で与えられる。
【数５６】
そして、前記数５６を変形すると、下記数５７のようになる。
【数５７】
【００７５】
内挿精度φが向上することは、前記数５７でφ=０とすることにより与えられる。θがどの値でも分子式の各項の係数が「０」であればよい。そのときのオフセット電圧値をΔＡ０、ΔＢ０とすると、下記数５８が成立する。
【数５８】
そして、前記数５８を変形すると、下記数５９のようになる。
【数５９】
【００７６】
これにより、ｓｉｎθの項はａ・ｃｏｓα＝ΔＢ0で、ｃｏｓθの項は−ａ・ｓｉｎα＝ΔＡ0となる。したがって、２次高調波が重畳した出力信号のオフセットの最適補正値をＸ、Ｙとすれば、値ΔＡ0，ΔＢ0は下記数６１，６２で表される。
【数６０】
【数６１】
これにより、最適補正値Ｘ，Ｙは、下記数６２，６３によって表されることになる。
【数６２】
【数６３】
【００７７】
次に、このような２次高調波が重畳する波形で、従来技術のオフセット補正のように振幅中心値がオフセット値の最適補正値になり得るかについて説明する。Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)の振幅中心値ＸVPP，ＹVPPは、下記数６４，６５で表される。なお、数６４，６５中のθmax，θminは、各出力信号の最大値及び最小値の位置（角度）を示す。
【数６４】
【数６５】
【００７８】
ここで、Ａ相出力信号ＶA(θ)における角度θmax，θminがそれぞれほぼ９０°，２７０°であること、及びＡ相出力信号ＶA(θ)が下記数６６で表されることを考慮すれば、ＶA(９０)，ＶA(２７０)は、下記数６７，６８のようになる。
【数６６】
【数６７】
【数６８】
【００７９】
したがって、振幅中心値ＸVPPは、下記数６９のようになる。
【数６９】
【００８０】
また、Ｂ相出力信号ＶB(θ)における角度θmax，θminがそれぞれほぼ０°，１８０°であること、及びＢ相出力信号ＶB(θ)が下記数７０で表されることを考慮すれば、ＶB (０)，ＶB(１８０)は下記数７１，７２のようになる。
【数７０】
【数７１】
【数７２】
【００８１】
したがって、振幅中心値ＹVPPは、下記数７３のようになる。
【数７３】
【００８２】
すなわち、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)の振幅中心値ＸVPP，ＹVPPは、下記数７４，７５のようになる。
【数７４】
【数７５】
【００８３】
しかし、これらの振幅中心値ＸVPP，ＹVPPは、前記計算した数６２，６３で示される最適補正値Ｘ，Ｙとは一致しない。むしろ、振幅中心値ＸVPP，ＹVPPをオフセット電圧の補正値とすることは、内挿精度φの勾配を逆に増長することなる。これにより、従来のオフセット補正方法は好ましくないことが理解される。
【００８４】
次に、このような２次高調波が重畳する波形で、上述した本発明による補正方法で最適補正値を導き出すことができる点について説明する。本発明によるオフセット補正では、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)において、最大値の検出位置（角度）θmaxからプラス及びマイナス側に一定量εだけシフトする２つの位置θmax＋ε，θmax−εと、最小値の検出位置（角度）θminからプラス及びマイナス側に一定量εだけシフトする２つの位置θmin＋ε，θmin−εとからなる４つの位置の出力信号の平均値をオフセット電圧の補正値Ｘ４，Ｙ４とするものである。そして、この場合も、Ａ相出力信号ＶA(θ)における角度θmax，θminがそれぞれほぼ９０°，２７０°であること、及びＡ相出力信号ＶA(θ)が前記６６で表されることを考慮すれば、ＶA(９０＋ε)，ＶA(９０−ε)，ＶA(２７０＋ε)，ＶA(２７０−ε)は、下記数７６，７７，７８，７９のようになる。
【００８５】
【数７６】
【数７７】
【数７８】
【数７９】
【００８６】
したがって、オフセット電圧の補正値Ｘ４は下記数８０のように表され、これを変形すると、下記数８１のようになる。
【数８０】
【数８１】
【００８７】
また、Ｂ相出力信号ＶB(θ)における角度θmax，θminがそれぞれほぼ０°，１８０°であること、及びＢ相出力信号ＶB(θ)が前記数７０で表されることを考慮すれば、ＶB(０＋ε)，ＶB(０−ε)，ＶB(１８０＋ε)，ＶB(１８０−ε)は、下記数８２，８３，８４，８５のようになる。
【数８２】
【数８３】
【数８４】
【数８５】
【００８８】
したがって、オフセット電圧の補正値Ｙ４は下記数８６のように表され、これを変形すると、下記数８７のようになる。
【数８６】
【数８７】
【００８９】
すなわち、Ａ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)のオフセット電圧の補正値Ｘ４，Ｙ４は、下記数８８，８９のようになる。
【数８８】
【数８９】
【００９０】
ここで、シフトする一定量εを９０°とすると、前記数８８，８９で表された補正値Ｘ４，Ｙ４は下記数９０，９１のようになり、これらを整理すると、最終的には下記数９２，９３のようになる。
【数９０】
【数９１】
【数９２】
【数９３】
【００９１】
そして、これらの補正値Ｘ４，Ｙ４は、前記計算した数６２，６３で示される最適補正値Ｘ，Ｙとは一致する。すなわち、磁気センサ１０自身に潜在するオフセット電圧の補正値と設置誤差による２次高調波が重畳した出力信号の内挿精度φの勾配を抑制する最適補正値を求めるためには、前記最大値及び最大値からのシフト量εを９０°に設定するとよい。その結果、本発明のオフセット補正方法を用いれば、内挿精度φの悪化を良好に抑制できることが理解される。
【００９２】
ｄ．変形例
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。
【００９３】
（１）
変形例１
上記実施形態及び従来技術で説明した磁気センサ１０は点対称形を成す磁気センサであったが、磁気センサ１０としてはこれに限らず、本発明は種々の磁気センサにも適用される。例えば、磁気センサ１０として、図２２に示すように、検出素子としての磁気抵抗効果素子Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を、着磁ピッチに対応した間隔で図示矢印で示す同一方向（すなわちピッチ方向）に線対称（図２２の一点鎖線を中心に線対称）に配置した磁気センサを利用できる。この場合、磁気抵抗効果素子Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は４個以外の２個、８個などの偶数であればよい。
【００９４】
この磁気センサ１０は、主に多極磁石の検出に用いられる。装置構造例として、磁気センサ１０と磁石２２の適性配置を図２３Ａ，２３Ｂに示す。図２３Ａは多極リング磁石２２の接線方向と、磁気センサ１０のピッチ方向（図示矢印方向）が一致し、かつ磁石２２の法線と磁気センサ１０の対称線が一致するように配置する。この場合も、磁石２２の回転に伴って、接線方向のみの磁界変化を検出することで互いに９０度位相ずれた出力信号を出力するロータリーエンコーダ装置となる。図２３Ｂは多極リニア磁石２２の側面に、磁気センサ１０を、磁石２２と磁気センサ１０のピッチ方向（図示矢印方向）が並行になるように配置する。磁石２２が直動することで、その方向のみの磁界変化を検出することで互いに９０度位相ずれた出力信号を出力するリニアエンコーダ装置となる。
【００９５】
これらの変形例に係るエンコーダ装置において、磁気センサ１０を磁石２２に対して適切に設置すれば、前記第３実施例の場合と異なり、磁気センサ１０は同一方向の磁界変化を検出するから、上記図２１で示したカージオイド曲線の磁界変化を検出することにはならない。しかしながら、上記第１及び第２実施例の場合と同様に、図２４Ａ及び図２４Ｂで示すように、設置誤差を有する状態で磁気センサ１０を磁石２２に対して配置すると２次高調波が出力信号に重畳する。すなわち、図２４Ａに示すように、多極リング磁石２２の場合において、磁気センサ１０対称線と磁石２２の法線とで設置誤差が有る場合には、２次高調波が出力信号に重畳する。また、図２４Ｂに示すように、多極リニア磁石２２の場合において、磁気センサ１０が磁石２２のピッチ方向に対して傾いた場合、２次高調波が出力信号に重畳する。
【００９６】
図２５Ａは、前記図２４Ａのエンコーダ装置における内挿精度φ（＝電気角−機械角）を示している。この場合、（ａ）は従来の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示し、（ｂ）は本発明の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示している。また、図２５Ｂは、前記図２４Ｂのエンコーダ装置における内挿精度φ（＝電気角−機械角）を示している。この場合も、（ａ）は従来の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示し、（ｂ）は本発明の補正方法を用いた場合の内挿精度φをグラフに誤差として示している。これによれば、これらの変形例に係るエンコーダ装置においても、本発明による補正方法を用いることにより、従来の補正方法を用いる場合には比べて、内挿精度φ（誤差）の悪化を良好に抑制できることが理解される。
【００９７】
（２）
変形例２
上記実施例及び変形例に係る磁気センサ１０は、１枚の基板上に複数の検出素子としての磁気抵抗効果素子を配置したものであったが、本発明は、１枚の基板上に１個の検出素子としての磁気抵抗効果粗衣を配置したエンコーダ装置にも適用される。例えば、この種のエンコーダ装置としては、図２６に示すように、１つのみの磁気抵抗効果素子をそれぞれ含む複数の磁気センサ１０を多極リング磁石２２の側方に配置させて、磁石２２の回転に応じて、互いに９０°位相のずれたＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)からなる出力信号を得るようにしている。なお、この場合も、前記１つのみの磁気抵抗効果素子をそれぞれ含む複数の磁気センサ１０を、図２３Ｂの場合のように、多極リニア磁石に平行に配置して、磁石の直動位置を検出するように変形することもできる。
【００９８】
（３）
その他の変形例
上記実施例及び前記変形例に係るエンコーダ装置における磁気センサ１０では、ＡＭＲ磁気抵抗効果素子を用いたが、上記従来技術で説明したように、ＧＭＲ磁気抵抗効果素子を用いたり、ホール素子を用いたりすることもできる。
【００９９】
また、上記実施例及び前記変形例に係るエンコーダ装置におけるセンサとして磁気センサを採用するようにした。しかし、上述した理論式から分かるように、検出対象物の回転又は移動に応じて、互いに９０°位相のずれたＡ相出力信号ＶA(θ)及びＢ相出力信号ＶB(θ)からなる出力信号を得ることができればよいので、センサ部に磁気センサ以外のセンサを用いてもよい。例えば、検出対象物をスリットを有するように形成して、センサを光学プローブとした光学式エンコーダ装置にも本発明は適用される。
【０１００】
また、上記実施形態及び変形例では、オフセット補正及び振幅補正の両補正を行うようにした。しかし、Ａ相出力信号ＶA(θ)とＢ相出力信号ＶB(θ)との振幅比に起因する内挿精度φの悪化は上述のように小さい。したがって、振幅比に関する内挿精度φの悪化が問題とならない場合には、振幅補正を省略して、オフセット補正のみを行うようにしてもよい。
【０１０１】
さらに、動作時の環境変化により一度定めた補正値が適当でなくなる場合（例えば、温度特性が加わった場合など）には、一度定めた補正値を環境に応じてさらに補正するようにするとよい。これによれば、精度向上がさらに期待できる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…磁気センサ、１１，３１…サンプリング回路、１２ａ，１２ｂ，３２ａ，３２ｂ…Ａ／Ｄ変換器、１３，３３…演算処理装置、１６，３４…入出力回路、１７，３５…メモリ、２１…回転軸、２２…磁石、２３…駆動装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象物の回転又は移動に応じて互いに９０度だけ位相の異なる正弦波状の第１及び第２アナログ検出信号を出力するセンサ部と、
前記センサ部からの第１及び第２アナログ検出信号を第１及び第２ディジタル検出信号にそれぞれディジタル変換して、前記変換した第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する演算処理部とを備えたエンコーダ装置に適用され、
前記変換した第１及び第２ディジタル検出信号を補正するエンコーダ装置のための補正方法であって、
前記センサ部からの第１及び第２アナログ検出信号を所定間隔でそれぞれサンプリングすることにより、少なくとも波形１周期分の第１及び第２ディジタルデータをそれぞれ取得するデータ取得手順と、
前記取得された第１及び第２ディジタルデータの中から最大値及び最小値の位置をそれぞれ検出する位置検出手順と、
前記取得された第１ディジタルデータの中から、前記検出された第１ディジタルデータの最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータをそれぞれ抽出して４つの補正用ディジタルデータとするとともに、前記取得された第２ディジタルデータの中から、前記検出された第２ディジタルデータの最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータをそれぞれ抽出して４つの補正用ディジタルデータとする補正用ディジタルデータ抽出手順と、
前記抽出された第１ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値を第１オフセット値として設定するとともに、前記抽出された第２ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値を第２オフセット値として設定するオフセット値設定手順と、
前記演算処理部で第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する前に、前記センサ部から入力されて変換された第１及び第２ディジタル検出信号を第１及び第２オフセット値を用いてそれぞれ補正するオフセット値補正手順とを含むことを特徴とするエンコーダ装置のための補正方法。
【請求項２】
前記センサ部は、一つの基板上に複数の検出素子を対称形に配置したものである請求項１に記載したエンコーダ装置のための補正方法。
【請求項３】
検出対象物の回転又は移動に応じて互いに９０度だけ位相の異なる正弦波状の第１及び第２アナログ検出信号を出力するセンサ部と、
前記センサ部からの第１及び第２アナログ検出信号を第１及び第２ディジタル検出信号にそれぞれディジタル変換するとともに、前記変換した第１及び第２ディジタル検出信号を前記第１及び第２アナログ検出信号の各オフセット値を用いて補正し、前記補正した第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する演算処理部とを備えたエンコーダ装置において、
前記第１及び第２検出信号を所定の位置間隔でサンプリングすることにより少なくとも波形１周期分のディジタルデータを取得するデータ取得手段と、
前記取得された第１及び第２ディジタルデータの中から最大値及び最小値の位置をそれぞれ検出する位置検出手段と、
前記取得された第１ディジタルデータの中から、前記検出された第１ディジタルデータの最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータをそれぞれ抽出して４つの補正用ディジタルデータとするとともに、前記取得された第２ディジタルデータの中から、前記検出された第２ディジタルデータの最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータをそれぞれ抽出して４つの補正用ディジタルデータとする補正用ディジタルデータ抽出手段と、
前記抽出された第１ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値を第１オフセット値として設定するとともに、前記抽出された第２ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値を第２オフセット値として設定するオフセット値設定手段とを設けたことを特徴とするエンコーダ装置。
【請求項４】
前記センサ部は、一つの基板上に複数の検出素子を対称形に配置したものである請求項３に記載したエンコーダ装置。
【請求項１】
検出対象物の回転又は移動に応じて互いに９０度だけ位相の異なる正弦波状の第１及び第２アナログ検出信号を出力するセンサ部と、
前記センサ部からの第１及び第２アナログ検出信号を第１及び第２ディジタル検出信号にそれぞれディジタル変換して、前記変換した第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する演算処理部とを備えたエンコーダ装置に適用され、
前記変換した第１及び第２ディジタル検出信号を補正するエンコーダ装置のための補正方法であって、
前記センサ部からの第１及び第２アナログ検出信号を所定間隔でそれぞれサンプリングすることにより、少なくとも波形１周期分の第１及び第２ディジタルデータをそれぞれ取得するデータ取得手順と、
前記取得された第１及び第２ディジタルデータの中から最大値及び最小値の位置をそれぞれ検出する位置検出手順と、
前記取得された第１ディジタルデータの中から、前記検出された第１ディジタルデータの最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータをそれぞれ抽出して４つの補正用ディジタルデータとするとともに、前記取得された第２ディジタルデータの中から、前記検出された第２ディジタルデータの最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータをそれぞれ抽出して４つの補正用ディジタルデータとする補正用ディジタルデータ抽出手順と、
前記抽出された第１ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値を第１オフセット値として設定するとともに、前記抽出された第２ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値を第２オフセット値として設定するオフセット値設定手順と、
前記演算処理部で第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する前に、前記センサ部から入力されて変換された第１及び第２ディジタル検出信号を第１及び第２オフセット値を用いてそれぞれ補正するオフセット値補正手順とを含むことを特徴とするエンコーダ装置のための補正方法。
【請求項２】
前記センサ部は、一つの基板上に複数の検出素子を対称形に配置したものである請求項１に記載したエンコーダ装置のための補正方法。
【請求項３】
検出対象物の回転又は移動に応じて互いに９０度だけ位相の異なる正弦波状の第１及び第２アナログ検出信号を出力するセンサ部と、
前記センサ部からの第１及び第２アナログ検出信号を第１及び第２ディジタル検出信号にそれぞれディジタル変換するとともに、前記変換した第１及び第２ディジタル検出信号を前記第１及び第２アナログ検出信号の各オフセット値を用いて補正し、前記補正した第１及び第２ディジタル検出信号を用いて検出対象物の回転角度又は移動位置を演算処理する演算処理部とを備えたエンコーダ装置において、
前記第１及び第２検出信号を所定の位置間隔でサンプリングすることにより少なくとも波形１周期分のディジタルデータを取得するデータ取得手段と、
前記取得された第１及び第２ディジタルデータの中から最大値及び最小値の位置をそれぞれ検出する位置検出手段と、
前記取得された第１ディジタルデータの中から、前記検出された第１ディジタルデータの最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータをそれぞれ抽出して４つの補正用ディジタルデータとするとともに、前記取得された第２ディジタルデータの中から、前記検出された第２ディジタルデータの最大値及び最小値の各検出位置からそれぞれ９０度だけ離れた４つの位置の各ディジタルデータをそれぞれ抽出して４つの補正用ディジタルデータとする補正用ディジタルデータ抽出手段と、
前記抽出された第１ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値を第１オフセット値として設定するとともに、前記抽出された第２ディジタルデータに関する４つの補正用ディジタルデータを平均した値を第２オフセット値として設定するオフセット値設定手段とを設けたことを特徴とするエンコーダ装置。
【請求項４】
前記センサ部は、一つの基板上に複数の検出素子を対称形に配置したものである請求項３に記載したエンコーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５Ａ】
【図２５Ｂ】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５Ａ】
【図２５Ｂ】
【図２６】
【公開番号】特開２０１２−１８９３５０（Ｐ２０１２−１８９３５０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１０５９（Ｐ２０１１−５１０５９）
【出願日】平成２３年３月９日（２０１１．３．９）
【出願人】（０００２３６４４７）浜松光電株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月９日（２０１１．３．９）
【出願人】（０００２３６４４７）浜松光電株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
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