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    公开号:WO1986002994A1
    申请号:PCT/JP1985/000612
    申请日:1985-11-05
    公开日:1986-05-22
    发明作者:Tetsuro Sakano
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G01D5-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 位置検出方法および装置
    [0002] 技術分野
    [0003] 本発明は位置検出方法および装置に関し、 特に N C等の移 動する作業機械あるいはロボッ トの腕などの移動位置を精密 に検出する移動位置検出方法ならびに検岀装置に関する。 背景技術
    [0004] 従来より この種の位置検出を行うにあたっては、 空間的に
    [0005] 9 0 ' の位相差をもった 2相の正弦波信号 （以下に説明する ようにこれらを V a および V b とする） を利用して位置検出 を行っており、 通常この種の位置検出器をエンコ ーダと称し ている。
    [0006] そして在来のエンコーダは、 例えば発光ダイオー ドからの 射出光を、 その回転位置が検出されるべき所定の回転軸に取 付けられた回転コ ー ド板 （通常該回転コ ー ド板の周囲には所 定間隔をおいて多数の （例えば 2000個の） スリ ッ トが設けら れる） に当て、 該回転コー ド扳および該回転コー ド板と対向 する固定板に設けられたス リ ッ トを通過した光をフォ トダイ オー ド等の受光素子で受光して電圧に変換し、 それによつて- 該回転コ ー ド板の回転に応じて該回転コー ド板に設けられた 相隣接するスリ ッ ト間隔 （ 1 ピッチ） を 1周期とする正弦波 信号 V a , V b をう る。
    [0007] なおこの場合、 該 2つの正弦波信号 V a , V b について空 間的に 9 0 * の位相差を持たせるために、 該固定ス リ ッ ト板' に、 該回転コー ド板に設けられたスリ ッ ト間隔 （ 1 ピ ッ チ）
    [0008] 1
    [0009] の整数倍からーピッチだけずれた 2個のスリ ッ トを設け、 そ
    [0010] 4
    [0011] れらの各スリ ッ 卜とそれぞれ対向して設けられた各受光素子 によつて受光されて生じた電気信号によつて該 2つの正弦波 信号 V a , V b をう るようにしている。 （第 1図 (a)参照） 次いでこれらの各正弦波信号 V a , V b をそれぞれコ ンパ レータに入力してその出力側からは該正弦波信号の正 · 負の 値に応じてそれぞれハイ レベルおよびロウ レベルとなる出力 信号 A Pおよび B Pをつく り、 ①該出力信号 A P の立上り時 に出力信号 B Pがハイ レベルとなっているとき、 ②該出力信 号 B Pの立下り時に出力信号 A Pハイ レベルとなっていると き、 ③該出力信号 A Pの立下り時に出力信号 B Pが口ウ レべ ルとなっているとぎ、 ④該出力信号. B P の立上り時に出力信 号 A Pがロウ レベルとなっているとき （第 1 図 ( )参照） には ァ ップダウ ンカウ ンタを逐次カウ ン トァ ツプさせる所謂プラ スパルスを生じさせ （このことは該回転コ - ド扳がー方向例 えば時計方向に回転していることを意味する） 、 一方①該出 力信号 A Pの立上り時に出力信号 B Pがロウ レベルとなって いるとき、 ②該出力信号 B Pの立下り時に出力信号 A Pが口 ゥ レベルとなっているとき、 ③該出力信号 A Pの立下り時に 出力.信号 B Pがハイ レベルとなっているとき、 ④該出力信号 B Pの立上り時に出力信号 A Pがハイ レベルとなっていると き （第 1図 (c)参照） には、 該ア ップダウ ンカウ ンタを逐次力 ゥ ン トダウ ンさせる所諝マイ ナスパルスを生じさせ （このこ とは該回転コ一ド扳が反対方向例えば反時計方向に回転して いることを意味する） これによつて該回転コー ド板の回転 角度、 したがって該回転コー ド板が取付けられた回転軸の回 転位置を検出 （場合によつては該回転コ一ド板の回転角度を 直線抆に展開するこ とによつて直線状に移動する移動体の移 動位置を検出） するようにしている。
    [0012] しかしながら、 かかる従来の位置検出方法においては、 上 述したよ うに回転コー ド板の回転に応じて該出力信号 A P又 は B Pの 1 サイ クル （回転コー ド板に設けられた相隣接する ス リ ' ト間隔 1 ピ ッ チに相当） 中に、 その回転角度を計数す るア ッ プダウ ンカ ウ ンタをカ ウ ン 卜 させる 'ルス （上記ブラ スパルス又はマイ ナスパルス） を 4回発生させう るにすぎず 仮に回転コ ー ド板の周囲に 2000個のス リ ッ トが設けられてい るとすれば、 その回転角度検出についての分解能は
    [0013] 1 1
    [0014] 回転にすぎず、 要するに回転コー ド板が回
    [0015] 2000 4 8000
    [0016] 転するとき該ス リ ッ トによる 1 回転あたりの分割数の 4倍以 上の高い検出分解能がえられないという問題点があ た。 発明の開示
    [0017] 本発明は、 かかる問題点にかんがみ、 上述したような従来 形の移動位置検出方法に比較して格段に高い検出分解能
    [0018] 1
    [0019] (例えば 回転） で、 回転体更に一般的にいえば
    [0020] 2000 1 000 移動体の移動位置を、 その初期位置からの移動量 （変位量） によって検出するこ とを目的としている。
    [0021] そして上記問題点を解決するために、 本発明の一つの形態 によれば、 移動体の移動に応じて空間的に 9 0 ' の位相差を 有する 2相の正弦波信号を発生させる段階、 該 2相の正弦波 信号の各電圧値 V a , V b を検出して V = V a ' cos ar - V b - sin の値を 0にする orの値を箕出する段階、 および 該算出された orの値を該正弦波 1 サイ クル内での補間分割位 置情報として該移勖体の移勣量を検出する段階を具備する位 置検出方法が提供される。
    [0022] また本発明の他の形態によれば、 移動体の移勛に応じて空 間的に 9 0 ' の位相差を有する 2相の正弦波信号を発生させ る手段、 ァ ンプダウ ンカ ウ ンタ の計数値と該正弦波信号 1 サ ィ クル内での捕間分割数との比をそれぞれ cos変換および sin変換する cos変換器および sin変換器、 該 cos変換器の 出力と該 2相の正弦波信号の一方の電圧値 V a との積および 該 s in変換器の出力と該 2相の正弦波信号の他方の電圧値 V b との積をそれぞれ出力する乗箕手段および該 2 つの乗箕手段 の出力の差の値 Vをとり出す減算手段、 該 Vの値を捕償する 捕償器、 該捕償器の出力の絶対値に比例した周波数をもった パルスを発生するパルス発生手段、 および該捕償器の出力の 極性を検出する極性検出器をそなえ、 該 Vの値が 0 になるま で、 該極性検出器からの出力信号に応じて該パルスの数だけ 該ア ップダウ ンカウンタをカウ ン トア ップ又はカ ウ ン トダゥ ンさせる位置検出装置が提供される。 上記本発明の一形態においては、 V = V a · cos α - V b ' sinaの値を 0 にする orの値を箕出することによって、
    [0023] V a = V sin 、 V b = V cos θ
    [0024] (ただし 5 はそのときの回転角） であることから、 結局
    [0025] — Y (sin Θ ' cos oc― cos θ · s i η or )
    [0026] = V o · sin( <9 - or ) の値を 0 にする αの値を算出する こととなり、 その解は α = 6 ± η π (ただし IIは整数） とな る。
    [0027] したがって 5が変化した場合、 6の変化速度に比較して短 い周期 （具体的には上記正弦波信号が πだけ変化する時間よ り短い周期） で順次 aを求めれば、 該 aの変化により、 d の 変位量を正しく検出するこ とができる。 その際該 Vの値を 0 にする orの値は、 検出誤差の大きな原因となる V。 の値 （こ の V。 の値は回転コ ー ド板が回転するにつれて固定ス リ ツ ト 板との間のギヤ ップが変動するこ となどのために回転板が 1 回転する間においても変動し、 更に発光ダイオー ドの発光量 の時間的変動などによっても変動する） とは無関係に上記し た a = 6 土 η πの閬係をみたしており、 結局該 orの値により . 該正弦波 1 サイ クル （回転コ一ド板上のス リ ッ トの 1 ピッチ 間隔に相当する） 内を、 所要の分割数 （例えば 1000) で直線 状に捕間分割 （等分割） し、 それによつて回転コー ド板の変 位量 （一般的には移動体の移動量） を従来例のものより飛躍 的に高い分解能 （例えば回転コー ド板上のス リ ッ ト数を 2000
    [0028] 新たな用敏 とし、 上記補間分割数を 1000とすれば 回転）
    [0029] 2000 X 1000 で検出する こ とができる。
    [0030] また本発明の他の形態においては 、 上記本発明方法によつ て上記 Vの値を 0 にする の値を算出するにあたり、 ア ップ ダウ ンカウ ンタ、 co s変換器および s i n変換器、 乗算手段お よび減算手段などを通して該 Vの値に対応する出力を生じさ せ、 更に該 Vの値を補償する捕償器、 該補償器の出力の絶対 値に応じた数のパルスを発生する手段、 および該補償器の出 力の極性を検出する極性検出器を用いて、 該 Vの値が 0 にな るまで、 該極性検出器からの出力信号に応じて該パルスの数 だけ該ア ップダウ ンカウ ンタをカウ ン トア ップ又はカウ ン ト ウ ンさせ、 それによつてえ られたカウ ン ト値から上記回転 変位量が検出される。 図面の簡単な説明
    [0031] 第 1図 (a) , ib) , (c)は、 従来技術における この種の位置検出 方法を説明するための波形図、
    [0032] 第 2図は、 本発明にかかる位置検出方法の基本概念を示す ブロ ック図、
    [0033] 第 3図および第 4図は、 それぞれ本発明にかかる位置検出 方法をコ ンピュータを用いて実施する場合の検出装置の構成 を例示したブロ ック図、
    [0034] 第 5図は、 本発明方法を実施するにあたり、 コ ンピュータ により検出位置情報を箕出する場合の制御プログラムの 1例 - 1
    [0035] 5 をフ ロ ーチ ヤ一 卜 によって示す図、
    [0036] 第 6図は、 本発明にかかる位置検出方法をフ ィ ー ドバッ ク 回路によって実施する場合の全体構成図を示すプロ ッ ク図で ある。 発明を実施するための最良の形態
    [0037] 第 2図は、 上記本発明にかかる位置検出方法の基本概念を 示すブロ ッ ク図であり、 第 3図および第 4図は、 かかる位置 検出方法をコ ンピュータを用いて実施する場合の検出装置の
    [0038] 10 構成を示すブ σ ッ ク図である。
    [0039] すなわち本癸明による位置検出方法においては、 回転コ ー ド板の回転凭度 （一般的には移動体の移勣位置） に応じて上 記従来技術で説明したよ う にして出力される 2相の正弦波信 号の電圧値 V a , V b を一定周期 （例えば 5 0 マイ ク ロ秒） 毎に読み取り、 次式すなわち
    [0040] V = V a c o s o - V b s i n orを 0 にする orを求め、 このよ う にして求めた を、 該正弦波 1 サイ クル （すなわち回転コ - ド扳上における相隣接するス リ ッ ト間隔に対応する） 内を 所定の分割表で直線的に補間分割 （等分割） した位置情報
    [0041] 20 (この場合は回転角度を表す情報） と している。
    [0042] 本発明において、 このよう な方法によって位置情報を求め る理由を更に詳述すれば、
    [0043] 上式 V = V a c o s な— V b s i n α (1)において、
    [0044] V a = V o s i n 5 , V b = V o c o s Θ
    [0045] 25 (ただし V。 は 2相の正弦波信号の振巾
    [0046] V e は回転コ ー ド板の回転位置 （回転角）ノ であるから、
    [0047] これらを上記（1)式に代入すれば、
    [0048] V = V o (. s i n Θ - c o s cx — c o s σ · s ι α )
    [0049] = V。 · s i η ( 5 — な ） となり、
    [0050] したがって該 V の値を 0 とする αの値は、
    [0051] = θ ± η η (ただし ηは整数） となる。
    [0052] したがって回転コ ー ド板が回転して が変化した場合、 該 e の変化速度に比較して所定の短い周期で （具体的には回転 コ - ド扳の回転に伴って上記正弦波信号が i だけ変化する時 間より短い周期で） 上記 "を求めて行けば、 該 の変化によ り Θすなわち回転角の変位量 （その初期位置からの移動量） を正し く検出する こ とができ る。
    [0053] 第 3図および第 4図は、 上述した本発明にかかる位置検出 方法をコ ンピュータを用いて実施する場合の検出装置の構成 洌を示すもので、 まず第 3図に示される検出装置においては 該コ ン ピュータ内のマイ ク ロプロセ ッ サ 2 は、 タイ マ 1 力、ら 一定周期毎に入力されるタイ ミ ング信号にもとづいて、 その 一定周期毎に各サ ンプルホール ド回路 31 , 32 (該サ ンプルホ 一ル ド回路 3 1 , 32にはそれぞれ上記正弦波信号 V a , V- b が 入力される。 ） にホール ド指令を出力して各正弦波信号 V a
    [0054] V b の値をサ ンプルホール ド し、 その間に該正弦波信号
    [0055] V a , V b のアナ ロ グ値をそれぞれ Aノ D変換器 41 , 42によ つて所定の精度のディ ジタル値に変換し、 それらのディ ジタ ル値を上記所定の周期毎にバスを通して該マイ ク 口プロセ ッ サ 2 に入力させている。
    [0056] そしてこれらのディ ジタル入力を上記（1)式の V a および V b の値と して各周期毎に該マイ ク 口プロセ ッサ 2 において 該 (1)式すなわち V の値を 0 とする の値を演算する。 なおそ の各周期毎の演算結果すなわち該周期毎の位置情報《は逐次 該コ ンピュ一タのメ モ リ あるいは外部の出力レジスタ 5 に記 億させる こ とができる。
    [0057] 一方第 4図に示される装置においては， 上記第 3図におけ る 2偭の Αノ D変換器 41 , 42を設ける代り に、 サンプルホ一 ル ド回路 3 1 および 3 2 にそれぞれサ ンプルホ一ル ドされた 出力を、 該マ イ ク コプロ セ ッ サ 2 からマルチプ レク サ 4 3 に 入力される切渙指令により各周期の途中で切換えて共通の A / D変換器 4 に順次入力させ、 該変換器 4 4 の出力を順次 マイ ク ロプロセ ッサ 2 に入力させるよう にして、 A / D変換 器を 1 個節約している。
    [0058] 次に該マイ ク コプコセ ッ サ 2 において、 上記（1)式すなわち Vの値を 0 にする なの値を求める場合の具体的方法について 説明する。
    [0059] すなわちその第 1 の方法は、 所謂フ ィ ー ドバッ ク法とでも いうべき もので次のよう な演箕過程を経て各検出周期毎の を求める。
    [0060] いま、 ある検出周期における位置情報 を求めよ う とす る ときには、 先ずその 1周期前に求めた位置情報 i と、 上述したよう にして各 Aノ D変換器 41 , 42又は 4 4から新た に入力された V a および V b の各ディ ジタル値とをもとにし て V i = V a cos a i_ t - V b sin or i_ , を求め、 更にこの V i をもとにして、
    [0061] a i = i - I K V i (ただし Kは定数） （2)
    [0062] によって新たな位置情報 を求める。 （所請比例補償法。 ） あるいは、 上記 (2)式による代りに、 まず上記 V i を累積加 算して S i を求め、
    [0063] (すなわち S i = S i— t ÷ V i = ∑ V„) 該 V i および S i を n = o
    [0064] もとにして、
    [0065] or i = or £. , - p · V i - K s · S i ……（3)
    [0066] (ただし K P : K s はそれぞれ定数で通常 K p > K s )
    [0067] によって新たな位置情報 a を求める。 （所請比例積分補償 法） 。
    [0068] なお上記比例補償法は実現が簡単であるが、 3が一定速度 で変化する ときその速度に比例した検出誤差が生ずるのは避 けえないのに対し、 該比例積分補償法は、 回路がやや複雑に なるが、 そのよう な速度に比例した検出誤差を生じない。 またその第 2 の方法は、 上記 に関する非線形方程式
    [0069] V a · cos a - V b · sin or = 0 を例えば二 ユ ー ト ン法で解く 方 法である。 この場合には先ず
    [0070] V ( a ) = V acos — V bsiri o とする と についての微分 値 V ' ( ) は、
    [0071] V ' ( a ) = — V asin α — V bC0S となり該非線形方程式 の近似解,は次の反復によ って求められる。 いま、 ある検出周期における位置情報 " i を求めよう とす るときには、 先ずその 1 周期前に求めた位置情報 " ， をも とにして、 これを該 の最初の近似値 （第 0 近似という意 味で QT i— 1 = or i 0とする） と し、 a i i = a i 0 — i 0
    [0072] V ( a o) V a - cos QT i o - V b - sin tar i 0 だ
    [0073] V ' ( x i Q) V a ' sin io ÷ V b ' cos a を求め該 a ^を該 or i の第 1 近似とする。
    [0074] 以下こ の演算過程を操返し、 その第 n近似を o i nとする と、 第 （ n - 1 ) 近似は、
    [0075] a i - = Qr i n - c¾r i n (n = 0 , 1 , 2…）
    [0076] V { o ι η) V a ' c o s a i n— V b · s i n だし or i
    [0077] V ' ( a i n) V a ' sin Qr i n ÷ b - cos a となる。 '
    [0078] そ して該 i nの絶対値 i„ が ^ <x i n ■ く s
    [0079] ε は要求精度に応じた所定の微小量）
    [0080] となったとき上記反復をやめ、 該近似解 i · (n | ) を該検 出) "f 期における位置情報 a i とする ものである。
    [0081] 第 5図は、 マイ ク ロプロセ ッサ 2が上記ニ ュ ー ト ン法によ つて演箕処理を行う場合のフ ロ ーチ ヤ - トを示すもので、 タ イ マ 1 から一定周期でタ イ ミ ング信号が発生し、 それにより 該マイ ク ロプロセ ッサ 2 は該タイ ミ ング信号が入力:される毎 に次の処理を始める。
    [0082] すなわち、 ステ ッ プ 1 でス タ ー ト後、 ステ ッ プ 2 でサ ンプ ルホ一ル ド回路 31 , 32にホ一ル ド指令を出し、 その時点で 2 つの正弦波信号 V a , V b の値をサ ンプルホ一ル ド し、 その 値 （アナログ値） を A Z D変換器 41 , 42に通して所定の精度 のデ ィ ジタル値とし、 ステ ッ プ 3 において該デ ィ ジタル値 V a , V b を読みとる。
    [0083] 次にステ ップ 4においてその 1 周期前に求められた検出値 (位置情報 い！ をとり出しこれを《 i。とする。
    [0084] そしてステ ッ プ 5 において、
    [0085] V a · cos <x n ― V b * s i n ατ„
    [0086] } a Λ = および … = c n -" ! c
    [0087] V a · s in or„ - V b ' cos ex n
    [0088] (ただし n = 0 , 1 ， 2 , …とし、 最初は n = 0 からスタ ー トする） を計算する。
    [0089] 次いでステッ プ 6 において or n 力" (ただし ε は検 出精度誤差を規定する量で予め与えられてい とする） .より 小か否かを判断し、 小になっていな -ければ該 η - を新たな c n と して （ステ ップ？ ） 、 同様の演箕を橾返し、 該 α Λ '- が該 ミ より .小となればステ ップ 8 において該 „. t をその周 期における新しい検出位置情報 " i と して出力し、 次いでス テ ッ プ 9 において該ホ -ル ド指令を解條し、 その周期におけ る演箕処理を終了する。 （ステ ッ プ 1 0 ) 。
    [0090] 上記した本発明方法によれば、 上記 Vの値を 0 にする orの 値が、 上述したように検出誤差の大きな原因となる 2相の正 弦波信号それぞれの振巾の値 V。 に何等影響される こ とがな いので、 該 V。 にもとづく 誤差が全く 生じないものであり、 更に該正弦波信号の電圧値 V a. , V b は、 所定ビ ッ トの A / D変換器を用いる ことにより高精度に読みとる ことができ る ため、 該 A / D変換器のビッ ト数に応じて該正弦波 1 サイ ク ル （回転コ ー ド板上の相隨接するス リ ッ ト間のピッチに相当） を所要の分割数 （例えば 1 000 ) で直線状に補間分割した高分 解能の位置情報を検出する こ とができ る。
    [0091] こ とろで上述した第 2 の方法 （例えばニュ ー ト ン法） によ つて上記各周期における上記 の値を求める場合には上述し たよう にコ ン ピュータを用いて演箕処理を行う必要がある力 上述の第 1 の方法すなわち所謂フ ィ一 ドバッ ク法によって の値を求める場合には、 必ずしも第 3図 （又は第 4図） に示 されるよう なコ ン ピュータ （すなわちマイ ク ロプコセ ッサ 2 ) を含む装置による こ とな く 、 以下に第 6図を用いて説明する よ う なフ ィ一 ドバッ ク回路を用いて該 の値をほぼ連読的に 求める こ ともできる。
    [0092] すなわち第 6図において、 V a , V b は上述したよ う に多 数のス リ ッ トが形成された回転コ一ド板に光を当て、 該回転 コ一ド扳および回転コ一 ド扳と対向する固定板に設けられた 2偭' Oス リ ッ ト （該回転コ ー ド板上の相瞵接するス リ ッ ト間
    [0093] 1
    [0094] のピッ チの整数倍とは一ピ ッ チだけずれた） をそれぞれ通過
    [0095] 4
    [0096] した光をフォ トダイ ォー ド等の受光素子で受光してえられた 電気信号であつて、 回転コ ー ド板が回転する とき、 それぞれ 空間的に 9 0 ' の位相差を有する正弦波信号となり 、 その電 圧値 それぞれ次のよう に表される。 すなわち、
    [0097] V a = V 0 s i n θ
    [0098] V b = V o c o s Θ
    [0099] こ こで は該回転ユ ー ド板の回転角に比例する量で、 相隣 接するス リ ッ ト間隔 （ 1 ピ ッ チ） に対して = 2 ラ ジア ン となり、 該 V a および V b はそれぞれ 1 サイ ク ル変化する。 いまある時点において、 第 6図のア ップダウ ンカ ウ ンタ 7 に現に計数されている計数値を Nとする と、 該計数値- を cos変換器 8 1 および sin変換器 8 2 に入力させてそれらの
    [0100] 2 π N 出力側からそれぞれ cos αおよび s i η α (ただし "
    [0101] し であり 、 Lは上記ス リ ッ ト 1 サイ ク ルについての捕間分割数 であって、 仮に L = 1000とすれば、 該カ ウ ンタ 7からは 0 か ら 999までのカ ウ ン ト値がサイ ク リ ッ ク に出力される） を出 力させる。 なお cos変換器および sin変換器と しては R 0 M を用い、 該 R 0 Mに内蔵された s i nコ ー ド表および cosコ ー ド表によ ってそれぞれ上記 s i n岀カおよび cos出力を出力す る ことができ る。 そしてその際、 該ア ップダウ ンカウ ンタか ら該 R 0 ίに入力される計数値 Νは該 R Q Μに対するァ ドレ ス信号として使用される。
    [0102] そして該 cos変換器 8 1 の出力 cos は乗算器 8 3 におい て電压値 V a と乗算され、 一方 sin変換器 8 2 の出力 sin or は乗箕器 8 4において電圧値 V b と乗算され、 次いでそれら の各出力は減箕器 6 1 に入力されてそれらの差すなわち V = ( V a cos or - V b sin c ) が出力される。 なお該乗算器と して 例えば乗箕形 D / A変換器が用いられ、 その基準電圧 として V a 又は V b が入力され、 該基準電圧の値に比例して 該 R O Mの出力 （デ ィ ジタル値） が D Z A変換されて上記乗 算値が出力される。 更に該 D Z A変換器として、 cosおよび sinの重み付けされた D / A変換器を用いれは、 上記 cosお よび siri変換器を乗箕器とを一体として構成する ことができ る。
    [0103] 次いで該出力 Vは補償器 6 2 に入力され、 仮に該補償器が 比例捕償器である とすれば、 その出力側か K V (ただし Kは 所定の定数） がえられる。
    [0104] 次いでこの出力 K Vは絶対値変換器 6 3 においてその絶対 値 K V ： のみがとり 出され該 ： K V ： の値は電圧周波数変 換器 6 4 に入力されて該 ' K V 5 ； の大き さに比例した周波数 に変換され、 該周波数に応じた数のパルスが出力される。 一 方極性検出器 6 δ は該 Κ Vの極性に応じた符号を出力し、 こ れら 2 つの出力が入力されるァ ップダウ ンカ ゥ ンタ Ί は該符 号出力に応じて該パルス数でけカ ウ ン ト ァ 'ン プ又はカ ウ ン ト ダゥ ンして新しい計数値を出力する。
    [0105] すなわち上記 Vの値が 0 でないと所定符号を伴う所定数の パルスによってァ ップダウ ンカ ウ ンタ の内容が変化し、 V = 0 になれば該パルス出力は停止する。 すなわち、 第 6 図のフ ィ 一 ドバフ ク回路は該 V の値が 0 になるよう にフ ィ 一 ドバ ッ ク動作が行われる。
    [0106] こ と ろで上記 V = V a cos a - V b s in を更に展開する と V a - V 0 sin θ , V b = V ο cos 5である こ とから、
    [0107] V = V 0 ( s i n 5 ' cos — cos ' sin )
    [0108] = V o sin ( d - a ) となり、
    [0109] L · θ
    [0110] Θ、 すなわちカ ウ ンタ の計数値 N = の と き
    [0111] 2 r. V = 0 となる。
    [0112] 2 π N
    [0113] すなわち V = 0 となったときの = はその時点
    [0114] L
    [0115] での回転板の回転角に等しい。
    [0116] またこのよ う にして = の関係が成り立つている とき Θ が変化したとする と、 該 6 がプラ ス側に変化して — α > 0 となった場合に 、 該極性検出器 6 5から出力される符号出 力がプラ スになり、 ア ッ プダウ ンカ ウ ンタ 7 は所定のパルス
    [0117] 2 π Ν
    [0118] 数だけア ップカ ウ ン ト しその結果 α = はプラス側に変 し
    [0119] 化する。
    [0120] 一方 がマイ ナス側に変化して - a < 0 となった場合に ：ま、 該符号出力がマイ ナスになり 、 ァ ノ プダウ ンカウ ンタ 7
    [0121] 2 π は所定のパルス数だけダウ ンカ ウ ン ト しその結果な =■
    [0122] し はマイ ナス側に変化する。 このよう にして orは 5 の変化に追 従し、 ァ ッ プダウ ンカ ウ ンタ 7 の内容 Xが間接的にその時点 での回転角 Θを表わす。
    [0123] なお補償器 6 2 は回転角 5 に対する の追従の速さを制御 する もので、 簡単には上記比例補償によ り単純に增巾又は減 衰する機能であってよい。 しかしながらこの場合には回転速 度に比例してある程度の検出誤差を生ずる ことは避けえない のに対し、 該捕償器 6 2 によって先に述べた比例積分補償を 行う （すなわち Vに比例した成分と Vを積分した成分との和 をとつて出力する） よ う にすれば、 が定常速度で変化して いる とき誤差無しで orが 5 に追従できるよ う になる。
    [0124] 本発明の方法および装置によれば、 従来形の位置検出方法 に比較して格段に高い分解能で、 移勣体におけるその初期位 置からの移動量したがってその移動位置を検出す ¾ こ とがで さる。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1. 移動体の移動に応じて空間的に 9 0 ' の位相差を有す る 2枏の正弦波信号を発生させる手段、 該 2相の正弦波信号 の各電圧値 V a , V b を検出して V = V a ' COs ar — V b ' s i η αの値を 0 にする αの値を箕出する段階、 および該算出 された αの値を該正弦波 1 サイ クル内での捕間分割位置情報 として該移動体の移動量を検出する段階を具備することを特 徵とする位置検出方法。
    0 2. 移動体の移動に応じて空間的に 9 0 。 の位相差を有す る 2相の正弦波信号を発生させる段階、 ァ ップダウ ンカ ウ ン タの計数値と該正弦波信号 1 サイ ク ル内での補間分割数との 比をそれぞれ cos変換および sin変換する cos変換器および sin変換器、 該 cos変換器の出力と該 2相の正弦波信号の一5 方の電圧値 V a との積および該 sin変換器の出力と該 2相の 正弦波信号の他方の電圧値 V b との積をそれぞれ出力する乗 箕手段および該 2つの乗算手段の岀力の差の値 Vをとり出す 減算手段、 該 Vの値を補償する補償器、 該補償器の出力の絶 対値に比例した周波数をもったパルスを究生するパルス発生 手段、 および該補償器の出力の極性を検出する極性検出器を そなえ、 該 Vの値が 0になるまで、 該極性検出器からの出力 信号に応じて該パルスの数だけ該ァ ップダウ ンカウ ンタを力 ゥ ン トア ップ又はカウ ン トダウ ンさせる ことを特徵とする位 検出： £ε o
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPS61110005A|1986-05-28|
    EP0200791A4|1989-03-21|
    EP0200791A1|1986-11-12|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1986-05-22| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1986-05-22| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    1986-06-27| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1985905436 Country of ref document: EP |
    1986-11-12| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1985905436 Country of ref document: EP |
    1991-03-05| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1985905436 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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