KR20190047081A

KR20190047081A - 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치 및 펄스화 변환 방법

Info

Publication number: KR20190047081A
Application number: KR1020197011105A
Authority: KR
Inventors: 도시에 나카스지; 고지 후나오카; 나오히로 다카하시
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2016-10-25
Filing date: 2017-08-10
Publication date: 2019-05-07
Also published as: CN109844462A; JPWO2018079014A1; JP6625236B2; KR102113456B1; TW201829983A; TWI650532B; WO2018079014A1; CN109844462B

Abstract

주기 위치 신호에 대한 원점 검출용 신호의 위상 위치가 변화하여도 펄스 위치 신호에 동기한 펄스 원점 신호를 정확하게 발생시키는 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치를 제공한다. 이동체의 변위에 따른 인코더 본체로부터 출력되는, 위상이 90도씩 다른 4개의 주기 위치 신호(2~5)에 대하여, 극성 전환부(7)와, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭이 주기 위치 신호의 주기 T의 0.5배 이상, 1.5배 미만이며, 4개의 주기 위치 신호로부터 설정된 분해능의 A 상 및 B 상의 펄스 위치 신호(16, 17)를 생성하는 내삽 분할부(14)와 원점 검출용 신호(6)의 검출 기간에서 설정된 원점 동기 위상 X에서 타이밍을 취하여 펄스 위치 신호에 동기하여 펄스 원점 신호(18)를 발생시키는 원점 신호 발생부(15)를 갖는다.

Description

증분형 인코더의 펄스화 변환 장치 및 펄스화 변환 방법

본 발명은, 증분형 인코더에서의 신호의 펄스화 변환, 특히, 펄스 위치 신호에 동기한 펄스 원점 신호의 발생에 관한 것이다.

예를 들면, 하기 특허문헌 1 내지 4 등에 기재되어 있는 바와 같은 복수의 펄스 위치 신호와 이들의 펄스 위치 신호에 동기한 펄스 원점 신호에 근거하여 변위량의 검출이나 위치 검출을 행하는 증분형 인코더에서는, 최근, 인코더의 고분해능화가 진행되고 있다.

특허문헌 1: 일본 공개 특허 공보 평성1-248020호의 도 3, 도 5 특허문헌 2: 일본 특허 제2558287호의 명세서 및 도 3 특허문헌 3: 일본 특허 제4274751호의 명세서 및 도 1, 도 2, 도 3 특허문헌 4: 일본 공개 특허 공보 제2000-213925호의 도 1, 도 13

근년의 인코더의 고분해능화에 따라, 스케일 격자가 미소 피치화하고 있어 주기 위치 신호의 주기가 짧아지고 있다. 그 때문에, 인코더 본체의 구성에 관한 조립 오차 등의 제조 오차의 영향으로, 주기 위치 신호에 대한 원점 검출용 신호의 위상 위치에 편차가 생기기 쉽고, 재현성 좋고, 안정하고, 정확하게 펄스 위치 신호에 동기한 펄스 원점 신호를 발생시키는 것이 어려워지고 있다.

본 발명은, 상기와 같은 과제를 해소하기 위해 이루어진 것이고, 최근의 인코더 고분해능화에 대응하고, 인코더 본체의 구성으로, 조립 오차 등의 제조 오차가 생겨, 주기 위치 신호에 대한 원점 검출용 신호의 위상 위치가 변화하여도, 펄스 위치 신호에 동기한 펄스 원점 신호를 정확하게 발생시키는 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치 및 펄스화 변환 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 이동체의 위치 또는 각도의 변위에 따라, 1개의 주기 위치 신호의 위상을 기준 위상으로 하여 90도씩 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호를 발생시키는 위치 신호 발생부와, 상기 이동체의 변위 위치가 기준 위치에 도달하면, 신호의 검출 폭이 상기 4개의 주기 위치 신호의 주기의 0.5배 이상, 1.5배 미만으로 되는 원점 검출용 신호를 발생시키는 원점 검출용 신호 발생부와, 상기 4개의 주기 위치 신호의 각 신호의 극성 전환을 선택적으로 행하는 극성 전환부와, 상기 극성 전환부가 출력하는 상기 4개의 주기 위치 신호로부터, 설정된 분해능을 갖는 펄스 위치 신호를 발생시키는 내삽 분할부와, 상기 원점 검출용 신호가 검출된 기간에서의, 위상이 90도 다른 2개의 상기 주기 위치 신호에 따른 미리 정해진 위상 위치에 근거하여, 상기 펄스 위치 신호에 동기하여 펄스 원점 신호를 발생시키는 원점 신호 발생부를 구비한 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치 등에 있다.

본 발명에서는, 인코더 본체의 구성으로, 조립 오차 등의 제조 오차가 생겨, 주기 위치 신호에 대한 원점 검출용 신호의 위상 위치가 변화하여도, 펄스 위치 신호에 동기한 펄스 원점 신호를 정확하게 발생시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 증분형 인코더의 주기 위치 신호 및 원점 검출용 신호를 펄스 신호로 변환하는 펄스화 변환 장치의 구성의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 주기 위치 신호, 원점 검출용 신호의 동기 타이밍의 일 예를 나타내는 파형도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 극성 전환부가 비반전일 때의 주기 위치 신호 및 원점 검출용 신호의 파형도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 극성 전환부를 반전으로 전환한 후의 주기 위치 신호 및 원점 검출용 신호의 파형도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 극성 전환부에서의 반전과 원점 검출용 신호의 검출 폭의 중심 위상 Pc의 관계를 설명하기 위한, 가로축에 A 상 주기 위치 신호, 세로축에 B 상 주기 위치 신호를 플로팅한 경우의 리사주(Lissajous) 파형도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 원점 검출용 신호의 검출 폭 W가 0.5×T보다 작은 경우의 원점 검출용 신호의 검출 위치를 설명하기 위한, 가로축에 A 상 주기 위치 신호, 세로축에 B 상 주기 위치 신호를 플로팅한 경우의 리사주 파형도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 원점 검출용 신호의 검출 폭 W가 1.5×T 이상인 경우의 원점 검출용 신호의 검출 위치를 설명하기 위한, 가로축에 A 상 주기 신호, 세로축에 B 상 주기 신호를 플로팅한 경우의 리사주 파형도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치의 극성 전환부의 일부 구성의 일 예를 나타내는 모식도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태 3에 관한 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치의 구성의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 4에 관한 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치의 극성 전환부의 일부 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치의 구성의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태 1의 변형예에 관한 주기 위치 신호, 원점 검출용 신호의 동기 타이밍의 일 예를 나타내는 파형도이다.
도 13은 본 발명의 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치에서의 2개의 주기 위상 신호에 의한 리사주 파형에 근거하는 원점 동기 위상을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 의한 증분형 인코더는, 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호의 각 주기 위치 신호의 극성을, 반전, 비반전으로 전환할 수 있는 극성 전환부를 구비하고, 원점 검출용 신호의 신호 검출 폭이, 주기 위치 신호의 주기 T의 0.5배 이상, 1.5배 미만인 것에 의해, 종래의 원점 검출용 신호가 출력되고 있는 기간, 설정된 원점 동기 위상에 근거하여, 펄스 위치 신호에 동기한 펄스 원점 신호를 발생시키는 원점 신호 발생부를 이용하여도, 고분해능화된 인코더 본체의 구성에서, 조립 오차 등의 제조 오차가 생겨도, 재현성 좋고, 안정하고, 정확하게 펄스 원점 신호를 생성하는 것이 가능하게 된다.

본 구성에 의해, A 상 펄스 위치 신호 또는 B 상 펄스 위치 신호의 카운트 오류나, 카운트가 완전하게 되지 않는다고 하는 오류를 방지할 수 있다. 주기 위치 신호에 대한 원점 검출용 신호의 위상 위치나, 원점 검출용 신호의 검출 폭 W를 완화할 수 있어, 인코더 본체의 구성의 조립 오차 등의 제조 오차에 대하여, 보다 큰 허용 범위를 갖게 하는 것이 가능해지기 때문에, 제조 비용을 억제하여 저렴하게 제조하는 것이 가능해진다. 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호의 모든 주기 위치 신호의 극성을 반전 또는 비반전하기 때문에, 이동체의 변위 방향에 대응한, 각 주기 신호의 위상 진행 관계에 변화가 생기지 않는다. 따라서, 이동체의 변위 방향의 정 변위, 역 변위의 검출 시에, 새로운 조정 기능을 부가할 필요가 없어, 제조 비용이 억제되어 저렴하다.

이하, 본 발명에 의한 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치 및 펄스화 변환 방법을 각 실시 형태에 따라 도면을 이용하여 설명한다. 또, 각 실시 형태에서, 동일 또는 상당 부분은 동일 부호로 나타내고, 중복하는 설명은 생략한다.

실시 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 증분형 인코더의 주기 위치 신호 및 원점 검출용 신호를 펄스 신호로 변환하는 펄스화 변환 장치 구성의 일 예를 나타내는 블록도이다. 증분형 인코더는 피측정체인 이동체의 위치 또는 각도의 변위를 검출한다. 증분형 인코더의 인코더 본체(1)로부터는, 이동체의 변위에 따라, 각각 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호(A+, A-, B+, B-)(2~5)가 출력된다. 이들 주기 위치 신호(2~5)는 변위 속도에 따른 주파수의 정현파 신호로서,

주기 위치 신호(A+)(2)를 기준 위상으로 하면,

주기 위치 신호(B+)(4)는 기준 위상에 대하여 위상차 90도,

주기 위치 신호(A-)(3)은 기준 위상에 대하여 위상차 180도,

주기 위치 신호(B-)(5)는 기준 위상에 대하여 위상차 270도를, 각각 가지고 있다.

이동체의 변위 방향에 의해, 주기 위치 신호(A+)(2) 및 주기 위치 신호(B+)(4)의 어느 한쪽의 위상이 진행된 것으로 된다. 인코더 본체(1)로부터는, 더욱이, 이동체의 기준 위치 검출 시에 출력되는 Z상 신호로서의 원점 검출용 신호(6)가 출력된다.

인코더 본체(1)는, 후술하는 바와 같이, 이동체의 위치 또는 각도의 변위에 따라, 1개의 주기 위치 신호의 위상을 기준 위상으로 하여 90도씩 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호(2~5)를 발생시키는 위치 신호 발생부(1a)와, 이동체의 변위 위치가 기준 위치에 도달하면, 신호의 검출 폭 W가 4개의 주기 위치 신호(2~5)의 주기 T의 0.5배 이상, 1.5배 미만으로 되는 원점 검출용 신호(6)를 발생하는 원점 검출용 신호 발생부(1b)를 갖는다. 이들 신호는, 예를 들면, 이동체에 마련된 비검출체를 센서 등으로 검출하여 얻는다.

도 1의 펄스화 변환 장치는 인코더 본체(1) 및 카운터부(41)와 함께, 이하의 것을 구비한다.

전환 가능한 극성 전환부(7)는 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호(A+, A-, B+, B-)(2~5)의 각 신호에 대하여, 극성의 반전과 비반전을 선택적으로 전환한다.

제 1 합성 회로(19)는 극성 전환 후의 위상이 180도 다른 주기 위치 신호 (A+')와 (A-')를 차동시켜, A 상 주기 위치 신호(12)로서의 차동 신호 ((A+')-(A-'))를 발생시킨다.

제 2 합성 회로(20)는 극성 전환 후의 위상이 180도 다른 주기 위치 신호 (B+')와 (B-')를 차동시켜, B 상 주기 위치 신호(13)로서의 차동 신호 ((B+')-(B-'))를 발생시킨다.

내삽 분할부(14)는 A 상 주기 위치 신호(12) 및 B 상 주기 위치 신호(13)로부터, 미리 설정된 분해능을 구비한 A 상 펄스 위치 신호(16) 및 B 상 펄스 위치 신호(17)를 생성한다.

원점 신호 발생부(15)는 원점 검출용 신호(6), A 상 주기 위치 신호(12), B 상 주기 위치 신호(13), A 상 펄스 위치 신호(16) 및 B 상 펄스 위치 신호(17)를 입력으로 하여, A 상 펄스 위치 신호(16) 및 B 상 펄스 위치 신호(17)에 동기한 펄스 원점 신호(18)를 구한다.

펄스화 변환 장치로부터 출력된 A 상 펄스 위치 신호(16), B 상 펄스 위치 신호(17) 및 펄스 원점 신호(18)는 카운터부(41)에 입력된다. 카운터부(41)는 이동체의 위치 또는 각도의 변위를 얻기 위해, A 상 펄스 위치 신호(16) 및 B 상 펄스 위치 신호(17)를 카운트함과 동시에 펄스 원점 신호(18)로 카운트 리셋을 행한다.

원점 신호 발생부(15)에서의 동기는, 원점 검출용 신호(6)가 검출된 기간에서의, 미리 정해진 원점 동기 위상 X에 근거하여, A 상 펄스 위치 신호(16) 및 B 상 펄스 위치 신호(17)에 동기하여, 펄스 원점 신호(18)가 발생된다.

도 13에, 본 발명의 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치에서의 2개의 주기 위상 신호에 의한 리사주 파형에 근거하는 원점 동기 위상을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.

A 상 주기 위치 신호(12) 및 B 상 주기 위치 신호(13)의 2개의 주기 위치 신호의 한쪽의 값을 2차원의 직교 좌표계의 가로축 방향(a)으로 취하고, 다른 쪽의 값을 세로축 방향(b)으로 취하여, 상기 직교 좌표계 상에서, 2개의 주기 위치 신호(12, 13)의 값에 의해 정해지는 점이 이동체의 변위에 따라 이동하여 그려지는 파형을, 2개의 주기 위치 신호(12, 13)의 리사주 파형 LI라고 한다. 도 13에서 일점 쇄선으로 나타낸 리사주 파형 LI의 2차원의 직교 좌표의 중심 위치를 O라고 한다. 또한, 리사주 파형 LI의 중심 위치 O 주위의 회전 위치의 기준 회전 위치를 PP라고 한다. 도 13에서는, 리사주 파형 LI의 직교 좌표의 정측의 가로축과 리사주 파형 LI와의 교점을 기준 회전 위치 PP로 하고 있다. Q는 원점 신호 발생부(15)의 회로 설계 단계에서 결정된, 원점 신호 발생부(15)의 리사주 파형의 직교 좌표상의 미리 정해진 위상 위치의 점이다. 그리고, 예를 들면, 기준 회전 위치 PP를 기준으로 하면, 중심 위치 O를 중심으로 하는 각 ∠PPOQ의 각도 위치를 원점 동기 위상 X라고 한다.

즉, 원점 동기 위상 X는 2개의 주기 위치 신호(12, 13)의 값으로 형성되는 리사주 파형 LI의 직교 좌표의 중심 위치 주위의 원점 신호 발생부(15)의 위상 위치이다.

일 예로서, 원점 신호 발생부(15)에서의 동기는 원점 검출용 신호(6)가 검출된 기간에서의, A 상 및 B 상의 2개의 주기 위치 신호의 한쪽 신호가 신호 진폭의 중심값보다 높거나 낮은 레벨이며, 다른 쪽의 신호가 신호 진폭의 중심값을 아래로부터 교차하거나, 또는 위로부터 교차하는 위상 위치, 즉, 원점 동기 위상에 근거하여, A 상 펄스 위치 신호(16) 및 B 상 펄스 위치 신호(17)에 동기하여, 펄스 원점 신호(18)를 발생시킨다.

상술한 진폭의 중심값이란, 신호 1주기 파형의 최대값과 최소값의 중간값이며, 신호 파형의 {(최대값-최소값)/2}이다.

원점 동기 위상 X는 -180도, -90도, 0도, 90도 등의 90도의 정수배, 90°×N(N: 정수)도의 위상 위치이다. 위치의 값은 A 상 펄스 위치 신호(16), B 상 펄스 위치 신호(17)를 카운터부(41)에 입력하여 카운트하는 것에 의해 구한다. 이 경우, 펄스 원점 신호(18)가 발생했을 때에 카운터부(41)를 리셋하는 것에 의해, 위치 검출의 원점을 정하는 것이 가능해진다.

도 2는 도 1의 원점 신호 발생부(15)에서의, A 상 및 B 상의 주기 위치 신호(12, 13)와 원점 검출용 신호(6)의 동기 타이밍, 즉 원점 동기 위상의 일 예를 나타내는 신호 파형도이다. 도 2에서, 세로축이 진폭, 가로축이 시간을 나타내고,

(a)가 A 상 주기 위치 신호(12),

(b)가 B 상 주기 위치 신호(13),

(c)가 원점 검출용 신호(6)를 나타낸다.

도 2에서는, 이동체가, 예를 들면, 설정된 방향으로 회전하고 있고, A 상 주기 위치 신호(12)가 B 상 주기 위치 신호(13)로부터 90도 위상이 진행되고 있다. 일 예로서, 파선 X로 나타내는 원점 동기 위상 X는 A 상 주기 위치 신호(12)가 그 중심값보다 높고, B 상 주기 위치 신호(13)가 그 중심값을 아래로부터 교차하는 위치를 도시하고 있다. 내삽 분할부(14)는 A 상 주기 위치 신호(12)의 중심값과 B 상 주기 위치 신호(13)의 중심값이 같은 레벨로 되도록 오프셋 값을 보정하는 기능을 포함할 수 있다. 또한, 내삽 분할부(14)는, 더욱이, A 상 주기 위치 신호(12)와 B 상 주기 위치 신호(13)의 위상차의 보정, 및 A 상 주기 위치 신호(12), B 상 주기 위치 신호(13) 각각의 신호 진폭을 보정하는 기능을 포함할 수 있다. 원점 검출용 신호(6)가 원점 검출 임계값 Vt보다 큰 값의 기간을, 검출 폭 W의 원점 검출 기간으로 하면, 원점 동기 위상이 1회 포함되는 경우, A 상 펄스 위치 신호(16) 및 B 상 펄스 위치 신호(17)에 동기하여, 펄스 원점 신호(18)가 1개 생성된다.

최근, 인코더의 고분해능화가 진행되고, 그에 따라, 위치 변위 검출용 격자의 격자 주기 P가 소피치화하고 있고, A 상 및 B 상 주기 위치 신호(12, 13)의 주기 T가 작아져, 고주파화되고 있다. 격자 주기 P의 미세화에 따라, 상대적으로, 인코더 본체(1)의 구성에서의, 조립 오차 등의 제조 오차는 커지고, 주기 위치 신호(12, 13)에 대한 원점 검출용 신호(6)의 위상 위치의 편차가 커지고 있다. 이 편차에 의해, 원점 검출용 신호(6)가 검출된 기간 내의 원점 동기 위상이 검출되지 않기도 하고, 복수 회 검출되거나 하여, 펄스 원점 신호(18)가 정확하게 검출되지 않는다. 카운터부(41)는 펄스 원점 신호(18)에서 카운트 클리어, 리셋되지만, 펄스 원점 신호(18)가 검출되지 않고, 카운터부(41)에서 카운트 클리어, 리셋되지 않는다고 하는 오류나, 펄스 원점 신호(18)가 복수 검출되어 불필요한 펄스 원점 신호(18)가 발생되는 것에 의해, 잘못된 카운트값으로 되거나, 이동체의 회전 방향에 따라 카운트값이 다르다고 하는 카운트 오류 등의 문제가 발생하고 있었다.

종래의 원점 검출용 신호(6)가 출력되고 있는 기간, 설정된 원점 동기 위상에서 타이밍을 취하여 펄스 원점 신호(18)를 발생하는 방식에서는, 원점 신호 발생부에서, 펄스 원점 신호(18)를 정확하게 출력할 수 없는 문제가 있었다. 이하,

T: 주기 위치 신호(2~5, 및 12, 13)의 주기,

W: 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭,

ΔW: 인코더 본체(1)의 구성 부품의 제조 오차 등에 의한 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 위상 오차,

Pc: 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 중심 위상,

X: 원점 동기 위상

이라 한다.

상술한 인코더 본체(1)의 구성 부품의 제조 오차 등에 의해, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 위상 오차 ΔW가 생기므로, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W는,

(T-ΔW/360°×T)≤W<T

의 범위로 제조, 조정된다. 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭의 중심 위상 Pc가,

(X-180°)≤Pc<(X+180°)

로 존재하는 경우,

(X-180°)≤Pc<(X-180°+ΔW/2), 또는,

(X+180°-ΔW/2)<Pc<(X+180°)

이면, 원점 신호 발생부(15)에서 펄스 원점 신호(18)가 출력되지 않는다.

일 예로서, 위상 오차 ΔW를 90도라고 하면, 원점 검출용 신호의 검출 폭 W는,

(3/4)×T≤W<T

이며,

(X-180°)≤Pc<(X-135°), 또는,

(X+135°)<Pc<(X+180°)

이면, 펄스 원점 신호(18)가 출력되지 않는다. 즉, 원점 검출용 신호의 검출 폭 W의 위상 오차 ΔW가 생기기 때문에, 원점 검출용 신호(6)는 검출되지 않는 경우가 생기고 있었다.

본 발명의 구성에 따르면, 위상이 다른 4개의 각 주기 위치 신호(A+, A-, B+, B-)(2~5)의 극성을 반전, 비반전으로 전환할 수 있는 극성 전환부(7)를 구비하고, 원점 검출용 신호(6)의 신호 검출 폭 W가, 주기 위치 신호(2~5)의 주기 T의 0.5배 이상, 1.5배 미만, 즉,

T×0.5≤W<T×1.5

이도록 하는 것에 의해, 주기 위치 신호(12, 13)에 대하여, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭의 중심 위상 Pc가 편차가 있더라도, 재현성 좋고, 안정하고, 정확하게 펄스 원점 신호(18)를 발생시킬 수 있고, A 상 펄스 위치 신호(16) 또는 B 상 펄스 위치 신호(17)의 카운터부(41)에서의 카운트 오류나, 카운트가 완전하게 되지 않는다고 하는 오류를 막을 수 있다. 주기 위치 신호(12, 13)에 대한 원점 검출용 신호(6)의 위상 위치를 완화할 수 있고, 인코더 본체(1) 구성의 조립 정밀도 등의 제조 오차에 대하여, 보다 큰 허용 범위를 갖게 하는 것이 가능해진다.

극성 전환부(7)에서, 입력값으로서 180도 위상이 다른 2개의 주기 위치 신호(2와 3), 또한 주기 위치 신호(4와 5)를 이용하는 것에 의해, 극성 전환부(7)의 구성의 간소화가 가능해진다.

제 1 합성 회로(19) 및 제 2 합성 회로(20)는 전기적인 배선의 인출 경로에서, 노이즈 등이 주기 위치 신호(2~5)에 가산된 경우, 2개의 주기 위치 신호(2와 3) 및 주기 위치 신호(4와 5)를 차동시키는 것에 의해, 노이즈 등을 제거하는 효과가 있다. 이들 합성 회로(19, 20)는 내삽 분할부(14)에 부속하는 것이다.

또, 제 1 합성 회로(19) 및 제 2 합성 회로(20)는 생략해도 관계없다. 이 경우, 극성 전환부(7)로부터 출력된 4개의 주기 위치 신호(2~5) 가운데, 위상차가 90도 다른 2개의 주기 위치 신호를, A 상 주기 위치 신호(12) 및 B 상 주기 위치 신호(13)로 하여, 내삽 분할부(14), 원점 신호 발생부(15)에 입력한다.

도 3은, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 중심 위상 Pc가,

(X-180°)≤Pc<(X-90°)

에 존재하는 경우의, 극성 전환부(7)가 비반전 시의, A 상 및 B 상의 주기 위치 신호(12, 13)와 원점 검출용 신호(6)의 동기 타이밍, 즉, 원점 동기 위상 X의 다른 예를 나타내는 신호 파형도이다. 세로축, 가로축 (a)~(c)는 각각 도 2의 것에 대응한다.

(c)에 나타내는, 원점 검출용 신호(6)가 검출된 기간인 검출 폭 W 내에, 원점 동기 위상 X가 2회 발생하고 있고, 펄스 원점 신호(18)가 2개 발생하고 있다. 이 경우, 극성 전환부(7)에서, 4개의 주기 위치 신호의 극성 전환을, 모두 반전으로 전환하면, 도 4에 나타내는, 주기 위치 신호와 원점 검출용 신호의 신호 파형도로 된다. 4개의 주기 위치 신호(2~5)의 극성을 모두 반전으로 전환하는 것에 의해, 원점 검출용 신호(6)가 검출된 검출 폭 W 내에, 원점 동기 위상 X, 즉, 펄스 원점 신호(18)가 1회로 된다.

극성 전환부(7)에서, 각 주기 위치 신호(2~5)에 대한 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 중심 위상 Pc를 미리 측정해 두고, 이 중심 위상 Pc의 위치에 의해, 극성 전환부(7)의 극성 전환 회로의 전환을 행한다. 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 중심 위상 Pc가,

(X-180°)≤Pc<(X+180°)에 존재하는 경우,

(X+90°)<Pc<(X+180°), 또는

(X-180°)≤Pc<(X-90°)

를 만족하는 경우, 4개의 주기 위치 신호(2~5)의 극성을 모두 반전으로 설정하고,

(X-90°)≤Pc≤(X+90°)

를 만족하는 경우, 4개의 주기 위치 신호(2~5)의 극성을 모두 비반전으로 설정한다.

A 상 및 B 상의 2개의 주기 위치 신호의, 한쪽의 주기 위치 신호가, 상술한 중심값보다 높거나 낮은 레벨이며, 다른 쪽의 주기 위치 신호가 진폭의 중심값을 증가하여 초과하거나, 또는 감소하여 하회하는 위상 위치를 원점 동기 위상 X라고 하면, 원점 동기 위상 X는 가로축에 A 상 주기 위치 신호(12), 세로축에 B 상 주기 위치 신호(13)를 플로팅한 경우의 리사주 파에서, -180°, -90°, 0°, 90°중 어느 하나로 된다.

도 5에, 가로축에 A 상 주기 위치 신호(12), 세로축에 B 상 주기 위치 신호(13)를 플로팅한 경우의 리사주 파형을 나타낸다. 일 예로서, 원점 동기 위상 X를 0도라고 하면,

90°<Pc<180°, 또는,

-180°≤Pc<-90°

-90°≤Pc≤90°

즉, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 중심 위상 Pc가, A 상 주기 위치 신호(12)가 마이너스 값으로 되는 경우, 즉 도 5에서의 사선으로 해칭한 영역에 존재하는 경우는 극성을 반전으로 전환한다.

90°<Pc<180°

에 존재하는 중심 위상 Pc2는 극성 전환부(7)의 극성 전환 회로에서 반전으로 전환되는 것에 의해, 리사주 파형의 원점(0, 0)을 대상으로, -90°<Pc<0°의 Pc2'로 전환된다. Pc2'로 전환되는 것에 의해, 원점 검출용 신호(6)가 검출된 기간 내에, 원점 동기 위상 X가 1회로 된다.

마찬가지로,

-180°≤Pc<-90°

에 존재하는 중심 위상 Pc3은 극성 전환부(7)의 극성 전환 회로에서 반전으로 전환하는 것에 의해, 리사주 파형의 원점(0, 0)을 대상으로, 0°<Pc<90°의 Pc3'로 전환되는 것에 의해, 원점 검출용 신호(6)가 검출된 기간 내에, 원점 동기 위상 X가 1회로 된다.

인코더 본체(1)의 구성을 이동체에 조립한 후, 이동체를 변위시켜, 인코더 본체(1)로부터 검출되는 각 주기 위치 신호(2~5) 및 원점 검출용 신호(6)를, 오실로스코프 등을 이용하여 모니터링하고, 각 주기 위치 신호(2~5)에 대한 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 중심 위상 Pc를 측정한다.

일 예로서, 인코더 본체(1)를 이동체인 모터에 장착하여, 모터의 샤프트를, 모터를 회전시키는 측정용 모터의 샤프트와 커플링한다. 측정용 모터는 측정 모터용 구동 제어 장치를 이용하여 구동한다. 모터의 샤프트가 회전하고, 인코더 본체(1)로부터 출력되는 각 주기 위치 신호(2~5) 및 원점 검출용 신호(6)를 오실로스코프로 모니터링하고, 각 주기 위치 신호(2~5)에 대한 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 중심 위상 Pc를 측정한다.

또, 상술한 모터, 측정용 모터, 측정 모터용 구동 제어 장치, 오실로스코프의 도시는 생략되어 있다.

그 측정 결과에 근거하여, 극성 전환부(7)의 극성 전환 회로의 반전, 비반전을 설정하는 것에 의해, 재현성 좋고, 안정하고, 정확하게 펄스 원점 신호를 발생시키는 것이 가능해진다. 더욱이 각 주기 위치 신호(2~5)의 극성을 모두 반전, 또는 비반전하기 때문에, 이동체의 변위 방향에 대응한, 각 주기 위치 신호(2~5)의 위상 진행의 관계에 변화가 생기지 않는다. 따라서, 이동체의 변위 방향의 정(正) 변위, 역(逆) 변위의 검출 시에, 새로운 조정 기능을 부가할 필요가 없어, 제조 비용을 억제할 수 있어 저렴하다.

종래의 원점 검출용 신호(6)가 출력되고 있는 기간, 설정된 원점 동기 위상 X로 타이밍을 취하여 펄스 원점 신호(18)를 발생하는 원점 신호 발생부(15)에서는, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W는,

(T-ΔW/360°×T)≤W<T

였다. 그러나, 극성 전환부(7)를 구비하는 것에 의해, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 정밀도가,

0.5×T≤W<1.5×T

로 되어, 검출 폭 W의 허용값을 크게 취하는 것이 가능해진다.

원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W가 0.5×T보다 작은 경우, 일 예로서, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 중심 위상 Pc가 리사주 파형의 90도에 위치하고, 원점 동기 위상 X를 0도라고 하면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 원점 동기 위상 X에서 원점 검출용 신호(6)가 검출되지 않고, 펄스 원점 신호(18)가 검출되지 않는다. 따라서, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 중심 위상 Pc가 어디에 있어도, 재현성 좋고, 안정하고, 정확하게 펄스 원점 신호(18)를 발생시키기 위해서는, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W가 0.5×T 이상일 필요가 있다.

원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W가 1.5×T 이상인 경우, 일 예로서, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 중심 위상 Pc가 리사주 파형의 90도에 위치하고, 원점 동기 위상 X를 0도라고 하면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 원점 동기 위상 X에서, 원점 검출용 신호(6)를 2회 검출하므로, 펄스 원점 신호(18)를 2개 발생시키게 된다. 따라서, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 중심 위상 Pc가 어디에 있더라도, 재현성 좋고, 안정하고, 정확하게 펄스 원점 신호를 발생시키기 위해서는, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W가 1.5×T보다 작은 것이 필요하다.

상술한 바와 같이, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 중심 위상 Pc가 어디에 있더라도, 재현성 좋고, 안정하고, 정확하게 펄스 원점 신호(18)를 발생시키기 위해서는, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 정밀도가, 하기 식(1)을 만족시킬 필요가 있다.

0.5×T≤W<1.5×T (1)

식(1)을 만족하는 것에 의해, 종래의 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W,

T-ΔW/360°×T≤W<T

보다, 검출 폭 W의 정밀도가 완화된다. 따라서, 인코더 본체(1)의 구성의 설계 자유도가 넓어져, 더 큰 제조 허용 범위를 갖게 하는 것이 가능해지기 때문에, 제조 비용을 억제하여 저렴하게 제조하는 것이 가능해진다. 인코더 본체(1)의 구성을 이동체에 조립한 후, 이동체를 변위시켜, 인코더 본체(1)로부터 검출되는 각 주기 위치 신호(2~5) 및 원점 검출용 신호(6)를 오실로스코프 등을 이용하여 모니터링하여, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W를 측정한다. 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 설정에는, 인코더 본체(1)에, 디지털 포텐셔미터 등을 이용한 조정 기능이 포함되어 있다. 디지털 포텐셔미터는 도시가 생략되어 있다. 또한, 원점 신호 발생부(15)에, 원점 검출 임계값 Vt 등을 조정하는 조정 기능이 포함되어 있고, 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W를 0.5×T 이상, 1.5×T 미만으로 조정, 설정하는 것에 의해, 재현성 좋고, 안정하고, 정확하게 펄스 원점 신호(18)를 발생시키는 것이 가능해진다.

또, 펄스화 변환 장치의 일 예로서, 제 1 합성 회로(19)와 제 2 합성 회로(20)와 내삽 분할부(14)와 원점 신호 발생부(15)를 포함하여, 1개 또는 복수의 디지털 집적 회로로 이루어지는 디지털 집적 회로부로 구성하고, 이 디지털 집적 회로부와 극성 전환부(7)를 1개의 기판상에 실장한 펄스화 변환 기판으로 구성하는 것을 들 수 있다. 집적 회로는, 노이즈 제거의 효과로부터, 제 1 합성 회로(19)와 제 2 합성 회로(20)를 포함하는 구성이 바람직하다. 이 집적 회로를 이용하는 것에 의해, 비약적으로 설치 면적이 작아져, 소형화가 가능해진다.

또, 상기의 예에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 원점 신호 발생부(15)의 회로 설계 단계에서 결정된, 원점 신호 발생부(15)의 리사주 파형의 직교 좌표상의 미리 정해진 위상 위치 Q, 즉, 원점 동기 위상 X가 90도의 정수배인 90도×N(N: 정수)의 경우를 설명하였다.

위상 위치 Q의 다른 예를 도 12에 나타낸다. 도 12에 나타내는 바와 같이, A 상 및 B 상의 2개의 주기 위치 신호(12, 13) 중 어느 쪽의 주기 위치 신호도 신호 파형의 진폭의 중심값보다 높거나 낮은 레벨이며, 2개의 주기 위치 신호가 교차하는 위상 위치를 원점 동기 위상 X라고 하여도 좋다. 원점 동기 위상 X는 가로축에 A 상 주기 위치 신호(12), 세로축에 B 상 주기 위치 신호(13)를 플로팅한 경우의 리사주 파에서, -135°, 45° 중 어느 하나로 된다.

이것은 나아가서는, 미리 정해진 위상 위치 Q는 45도에 180도의 정수배를 더한 45+180×N도(N: 정수)로 된다.

실시 형태 2.

실시 형태 2에서는, 실시 형태 1에서의 극성 전환부(7)가, 개략적으로,

기준 위상의 주기 위치 신호(2)와 기준 위상과 180도 위상이 다른 주기 위치 신호(3)를, 전기적으로 배선을 교체할 수 있는 제 1 극성 전환 회로(71)와,

기준 위상과 90도 위상이 다른 주기 위치 신호(4)와 기준 위상과 270도 위상이 다른 주기 위치 신호(5)를, 전기적으로 교체할 수 있는 제 2 극성 전환 회로(72)를

구비한다. 도 8은 제 1 극성 전환 회로(71)의 일 예의 모식도이며, 제 2 극성 전환 회로(72)도 마찬가지의 구성이다.

일 예로서, 가장 간소화된 펄스화 변환 장치의 구성을 도 11에 나타낸다. 제 1 합성 회로(19), 제 2 합성 회로(20), 내삽 분할부(14), 원점 신호 발생부(15)의 부분은, 펄스화 변환 IC(DC)로 나타낸 디지털 집적 회로부로 구성한다. 디지털 집적 회로부는 1개 또는 복수의 디지털 집적 회로로 구성될 수 있다.

제 1 극성 전환 회로(71)는 동일 구성을 갖는 제 1 전환 선택부(71a, 71b)를 구비한다. 제 2 극성 전환 회로(72)도 마찬가지의 구조를 갖고, 제 2 전환 선택부(72a, 72b)를 구비한다. 각 전환 선택부는 단자 1, 단자 2, 단자 3을 구비하고, 단자 2를 단자 1에 전기적으로 접속하는 것에 의해, 입력한 주기 위치 신호의 극성이 비반전으로 되고, 단자 2를 단자 3에 전기적으로 접속하는 것에 의해, 각 주기 위치 신호의 극성이 반전된다.

인코더 본체(1)로부터 출력된, 1개의 주기 위치 신호의 위상을 기준 위상으로 하여 90도씩 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호(2~5) 가운데, 각각 서로 위상이 180도 다른 A+, A-로 나타내어진 2개의 주기 위치 신호를 1세트로 하고, 제 1 극성 전환 회로(71)에 입력한다. 마찬가지로, 제 1 극성 전환 회로(71)에 입력한 이외의, 각각 서로 위상이 180도 다른 B+, B-로 나타내어진 2개의 주기 위치 신호를 제 2 극성 전환 회로(72)에 입력한다.

상술한 바와 같이, 각 주기 위치 신호(2~5)에 대한 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 중심 위상 Pc를 측정한 측정 결과에 근거하여, 제 1 및 제 2 극성 전환 회로(71, 72)에 의해, 각 전환 선택부(71a, 71b, 72a, 72b)에서 단자 2를, 단자 1 또는 단자 3 중 어느 한쪽에 전기적으로 접속한다. 제 1 및 제 2 극성 전환 회로(71, 72)로부터 출력된, 1개의 주기 위치 신호의 위상을 기준 위상으로 하여 90도씩 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호는 펄스화 변환 IC(DC)에 입력된다. 원점 검출용 신호(6a)도 펄스화 변환 IC(DC)에 입력된다. 원점 검출용 신호(6a)는 원점 검출용 신호(6a)의 극성을 반전시킨 반전 원점 검출용 신호(6b)와 함께, 펄스화 변환 IC(DC)에 입력하여도 좋다. 이 경우, 펄스화 변환 IC(DC)에 의해, 원점 검출용 신호(6a)와 반전 원점 검출용 신호(6b)의 차동 처리를 행한다. 펄스화 변환 IC(DC)로부터는, A 상 펄스 위치 신호(16), B 상 펄스 위치 신호(17) 및 펄스 원점 신호(18)가 출력된다. 이들의 펄스화 변환 IC(DC)는 제 1 및 제 2 극성 전환 회로(71, 72)와 함께 동일 기판상에 실장하여도 좋다.

제 1 극성 전환 회로(71)의 제 1 전환 선택부(71a, 71b)를 도 8에 나타내는 반전 상태로 전환하면, 기준 위상의 주기 위치 신호(A+)(2)는, 기준 위상과 180도 위상이 다른 주기 위치 신호(A-')(9)로 전환되고, 기준 위상과 180도 위상이 다른 주기 위치 신호(A-)(3)는 기준 위상의 주기 위치 신호(A+')(8)로 전환된다.

제 1 극성 전환 회로(71)의 제 1 전환 선택부(71a, 71b)를 도 8의 각각 아래쪽 단자에 접속하는 비반전으로 전환하면, 기준 위상의 주기 위치 신호(A+)(2)는, 기준 위상의 주기 위치 신호(A+')(8)인 채로 출력되고, 기준 위상과 180도 위상이 다른 주기 위치 신호(A-)(3)는, 기준 위상과 180도 위상이 다른 주기 위치 신호(A-')(9)인 채로 출력된다.

제 2 전환 선택부(72a, 72b)를 갖는 제 2 극성 전환 회로(72)도 마찬가지이다.

실시 형태 1의 각 극성 전환 회로에서, 입력값으로서 180도 위상이 다른 2개의 주기 위치 신호를 이용하는 것, 즉, 90도씩 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호를 이용하는 것에 의해, 전기적으로 배선을 교체하는 구성의 극성 전환 회로를 구비하는 것이 가능해진다.

각 극성 전환 회로는, 예를 들면, 도 8에 나타내는 바와 같은, 간편한 구성을 하고 있고, 신호의 비교 처리나 논리 처리나 가산, 연산 처리를 할 필요가 없다. 연산 증폭기 등으로 구성되는 연산 처리 회로나 비교기 등으로 구성되는 비교 회로 등은 필요 없다. 최근, 이동체의 변위 속도는 고속화되고 있어, 주파수 특성이 뛰어난 고가의 회로 부품을 이용하고 있지만, 그 부품 수는 증가되지 않는다. 따라서 제조 비용을 억제하여 저렴하다. 설치 면적의 증가가 억제되어 소형화가 가능해진다. 또한, 회로 부품으로부터 생기는 발열도 억제되어, 신호 특성의 오류를 방지할 수 있다.

실시 형태 3.

도 9는 본 발명의 실시 형태 3에 관한 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치의 구성의 일 예를 나타내는 블록도이다. 실시 형태 3은, 실시 형태 1에서의, 인코더 본체(1)로부터, 이동체의 변위에 따라 출력되는 주기 위치 신호가, 90도 위상이 다른 2개의 주기 위치 신호(A)(31), 주기 위치 신호(B)(32)이며, 제 1 극성 전환부(21) 및 제 2 극성 전환부(22)를 구비한다.

인코더 본체(1)로부터는, 이동체의 변위에 따라, 90도 위상이 다른 2개의 주기 위치 신호(A, B)(31, 32)가 출력된다. 이들 2개의 주기 위치 신호(31, 32)는 변위 속도에 따른 주파수의 정현파 신호로서, 이동체의 변위 방향에 의해, 주기 위치 신호(A)(31) 또는 주기 위치 신호(B)(32) 중 어느 한쪽의 위상이 진행된 것으로 된다.

이 경우, 인코더 본체(1)는, 이동체의 위치 또는 각도의 변위에 따라, 위상이 90도 다른 2개의 주기 위치 신호를 발생시키는 위치 신호 발생부(1a)와 이동체의 변위 위치가 기준 위치에 도달하면, 신호의 검출 폭 W가 주기 위치 신호(31, 32)의 주기 T의 0.5배 이상, 1.5배 미만으로 되는 원점 검출용 신호(6)를 발생하는 원점 검출용 신호 발생부(1b)를 갖는 것으로 된다.

주기 위치 신호(A)(31)의 극성의 반전과 비반전은 전환 가능한 제 1 극성 전환부(21)에서 행해지고, 주기 위치 신호(B)(32)의 극성의 반전과 비반전은 전환 가능한 제 2 극성 전환부(22)에서 행해진다. 그 외의 내삽 분할부(14), 원점 신호 발생부(15), 카운터부(41)의 부분에 대해서는 상기 실시 형태와 마찬가지이다.

인코더 본체(1)로부터 출력되는 주기 위치 신호(31, 32)가, 90도 위상이 다른 2개의 주기 위치 신호에서도, 제 1 극성 전환부(21) 및 제 2 극성 전환부(22)를 구비하는 것에 의해, 실시 형태 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

실시 형태 4.

실시 형태 4는 실시 형태 3에서의 각 극성 전환부(21, 22)가 비반전 회로(212b)와, 반전 회로(212a)와 전환 선택부(212c)로 구성된다. 도 10은 제 1 극성 전환부(21)의 일 예를 나타내고, 제 2 극성 전환부(22)도 마찬가지의 구성이다.

반전 회로(212a)는 연산 증폭기 등을 이용하여 구성되고, 각 주기 위치 신호의 진폭값의 증폭률 조정이나, 오프셋 값의 조정이 가능하다. 비반전 회로(212b)도 마찬가지이다. 다만, 각 주기 위치 신호의 조정이 불필요하면, 비반전 회로(212b)는, 도 10에서 파선으로 나타내는 바와 같이, 구비하지 않아도 관계없다. 예를 들면, 오프셋 값이 1.0V이고, 오프셋 값을 중심으로, ±0.5V 진폭의 주기 위치 신호인 경우, 2.0V로부터 주기 위치 신호를 차동하는 차동 회로를 구비하는 것에 의해, 반전 신호를 얻을 수 있다.

인코더 본체(1)로부터 출력되는 주기 위치 신호가, 90도 위상이 다른 2개의 주기 위치 신호(31, 32)에서도, 전환 스위치로 이루어지는 전환 선택부(212c)와, 연산 회로를 1개 또는 2개를 구비하는 비반전 회로(212b)와 반전 회로(212a)로 이루어지는 극성 전환부에 의해, 주기 위치 신호의 반전, 비반전을 전환할 수 있게 된다. 비반전 회로(212b)와 반전 회로(212a)로 이루어지는 극성 전환부는 연산 회로를 1개 또는 2개 포함하고, 비교적 간단하고 쉬운 회로 구성이다. 부품수의 증가는 한정되어 있고, 제조 비용이 억제되어 저렴하다. 설치 면적의 증가도 억제되어 소형화가 가능해진다. 또한, 회로 부품으로부터 생기는 발열도 억제되어, 신호 특성의 오류를 방지할 수 있다.

또, 인코더 본체(1)의 이동체의 위치 또는 각도의 변위를 계측하는 부분은 광학식, 자기식의 어느 쪽이라도 관계없다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는, 각 주기 위치 신호(2~5)에 대한 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 중심 위상 Pc의 측정 및 이 중심 위상 Pc의 위치에 따른 극성 전환부(7)의 극성 전환 회로의 전환을 수동으로 행하여도 좋다. 그렇지만, 예를 들면, 극성 전환부(7)에 원점 검출용 신호(6)도 입력하고, 극성 전환부(7)에 전압계 등의 센서 및 센서에서의 검출값에 근거하는 연산 처리 및 제어를 위한 연산 제어부를 마련하고, 더욱이 극성 전환 회로를 연산 제어부에서 제어되는 전동 스위치로 구성하는 것에 의해, 상술한 검출 폭 W의 중심 위상 Pc 등의 측정, 회로의 전환을 자동으로 행하도록 하여도 좋다. 이 경우, 극성 전환부(7)의 연산 제어부는 제 1, 제 2 합성 회로(19, 20), 내삽 분할부(14), 원점 신호 발생부(15)와 함께 디지털 집적 회로부 내에 구성한다.

또한 인코더 본체(1)로부터 원점 검출용 신호(6)의 검출 폭 W의 설정용 디지털 포텐셔미터의 설정 신호를 극성 전환부(7)에서 입력하여 사용하도록 하여도 좋다.

또, 본 발명은 상기 각 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 이들의 가능한 조합을 모두 포함한다.

(산업상 이용가능성)

본 발명은 여러 가지의 분야, 여러 가지의 형태의 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치에 적용할 수 있다.

1; 인코더 본체, 1a; 위치 신호 발생부, 1b; 원점 검출용 신호 발생부, 2~5; 주기 위치 신호, 6, 6a; 원점 검출용 신호, 6b; 반전 원점 검출용 신호, 7; 극성 전환부, 12; A 상 주기 위치 신호, 13; B 상 주기 위치 신호, 14; 내삽 분할부, 15; 원점 신호 발생부, 16; A 상 펄스 위치 신호, 17; B 상 펄스 위치 신호, 18; 펄스 원점 신호, 19; 제 1 합성 회로, 20; 제 2 합성 회로, 21; 제 1 극성 전환부, 22; 제 2 극성 전환부, 31, 32; 주기 위치 신호, 41; 카운터부, 71; 제 1 극성 전환 회로, 72; 제 2 극성 전환 회로, 71a, 71b, 72a, 72b; 전환 선택부, 212a; 반전 회로, 212b; 비반전 회로, 212c; 전환 선택부.

Claims

이동체의 위치 또는 각도의 변위에 따라, 1개의 주기 위치 신호의 위상을 기준 위상으로 하여 90도씩 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호를 발생시키는 위치 신호 발생부와,
상기 이동체의 변위 위치가 기준 위치에 도달하면, 신호의 검출 폭이 상기 4개의 주기 위치 신호의 주기의 0.5배 이상, 1.5배 미만으로 되는 원점 검출용 신호를 발생시키는 원점 검출용 신호 발생부와,
상기 4개의 주기 위치 신호의 각 신호의 극성 전환을 선택적으로 행하는 극성 전환부와,
상기 극성 전환부가 출력하는 상기 4개의 주기 위치 신호로부터, 설정된 분해능을 갖는 펄스 위치 신호를 생성하는 내삽 분할부와,
상기 원점 검출용 신호가 검출된 기간에서의, 위상이 90도 다른 2개의 상기 주기 위치 신호에 따른 미리 정해진 위상 위치에 근거하여, 상기 펄스 위치 신호에 동기하여 펄스 원점 신호를 발생시키는 원점 신호 발생부
를 구비하는, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
이동체의 위치 또는 각도의 변위에 따라, 1개의 주기 위치 신호의 위상을 기준 위상으로 하여 90도씩 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호를 발생시키는 위치 신호 발생부와,
상기 이동체의 변위 위치가 기준 위치에 도달하면, 신호의 검출 폭이 상기 4개의 주기 위치 신호의 주기의 0.5배 이상, 1.5배 미만으로 되는 원점 검출용 신호를 발생시키는 원점 검출용 신호 발생부와,
상기 4개의 주기 위치 신호의 각 신호의 극성 전환을 선택적으로 행하는 극성 전환부와,
상기 극성 전환부로부터 출력된 각각 서로 위상이 180도 다른 2개의 상기 주기 위치 신호의 차동 신호인 주기 위치 신호를 발생시키는 제 1 및 제 2 합성 회로와,
상기 제 1 및 제 2 합성 회로로부터의 90도 위상이 다른 2개의 차동 신호인 상기 주기 위치 신호로부터, 설정된 분해능을 갖는 펄스 위치 신호를 생성하는 내삽 분할부와,
상기 원점 검출용 신호가 검출된 기간에서의, 상기 제 1 및 제 2 합성 회로로부터의 90도 위상이 다른 2개의 차동 신호인 상기 주기 위치 신호에 따른 미리 정해진 위상 위치에 근거하여, 상기 펄스 위치 신호에 동기하여 펄스 원점 신호를 발생시키는 원점 신호 발생부
를 구비하는, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 원점 신호 발생부에서의 미리 정해진 위상 위치가, 2개의 상기 주기 위치 신호의 한쪽 값을 2차원의 직교 좌표계의 가로축 방향으로 취하고, 다른 쪽 값을 세로축 방향으로 취하여, 상기 직교 좌표계 상에서, 2개의 주기 위치 신호의 값에 의해 정해지는, 이동체의 변위에 따른 리사주 파형의 중심 위치 주위의 기준 회전 위치에 대한 각도 위치인, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 미리 정해진 위상 위치는, 90도의 정수배(90×N(N: 정수))인, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 미리 정해진 위상 위치는, 45도에 180도의 정수배를 더한 값(45+180×N(N: 정수))인, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
이동체의 위치 또는 각도의 변위에 따라, 1개의 주기 위치 신호의 위상을 기준 위상으로 하여 90도씩 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호를 발생시키는 위치 신호 발생부와,
상기 이동체의 변위 위치가 기준 위치에 도달하면, 신호의 검출 폭이 상기 4개의 주기 위치 신호의 주기의 0.5배 이상, 1.5배 미만으로 되는 원점 검출용 신호를 발생시키는 원점 검출용 신호 발생부와,
상기 4개의 주기 위치 신호의 각 신호의 극성 전환을 선택적으로 행하는 극성 전환부와,
상기 극성 전환부가 출력하는 상기 4개의 주기 위치 신호로부터, 설정된 분해능을 갖는 펄스 위치 신호를 생성하는 내삽 분할부와,
상기 원점 검출용 신호가 검출된 기간에서의, 위상이 90도 다른 2개의 상기 주기 위치 신호의, 한쪽의 주기 위치 신호가 진폭의 중심값보다 높거나 낮은 레벨이며, 다른 쪽의 주기 위치 신호가 진폭의 중심값을 증가하여 초과하거나, 또는 감소하여 하회하는 위상 위치에 근거하여, 상기 펄스 위치 신호에 동기하여 펄스 원점 신호를 발생시키는 원점 신호 발생부
를 구비하는, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
이동체의 위치 또는 각도의 변위에 따라, 1개의 주기 위치 신호의 위상을 기준 위상으로 하여 90도씩 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호를 발생시키는 위치 신호 발생부와,
상기 이동체의 변위 위치가 기준 위치에 도달하면, 신호의 검출 폭이 상기 4개의 주기 위치 신호의 주기의 0.5배 이상, 1.5배 미만으로 되는 원점 검출용 신호를 발생시키는 원점 검출용 신호 발생부와,
상기 4개의 주기 위치 신호의 각 신호의 극성 전환을 선택적으로 행하는 극성 전환부와,
상기 극성 전환부로부터 출력된 각각 서로 위상이 180도 다른 2개의 상기 주기 위치 신호의 차동 신호인 주기 위치 신호를 발생시키는 제 1 및 제 2 합성 회로와,
상기 제 1 및 제 2 합성 회로로부터의 90도 위상이 다른 2개의 차동 신호인 상기 주기 위치 신호로부터, 설정된 분해능을 갖는 펄스 위치 신호를 생성하는 내삽 분할부와,
상기 원점 검출용 신호가 검출된 기간에서의, 상기 제 1 및 제 2 합성 회로로부터의 90도 위상이 다른 2개의 차동 신호인 상기 주기 위치 신호의, 한쪽의 주기 위치 신호가 진폭의 중심값보다 높거나 낮은 레벨이며, 다른 쪽의 주기 위치 신호가 진폭의 중심값을 증가하여 초과하거나, 또는 감소하여 하회하는 위상 위치에 근거하여, 상기 펄스 위치 신호에 동기하여 펄스 원점 신호를 발생시키는 원점 신호 발생부
를 구비하는, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
이동체의 위치 또는 각도의 변위에 따라, 1개의 주기 위치 신호의 위상을 기준 위상으로 하여 90도씩 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호를 발생시키는 위치 신호 발생부와,
상기 이동체의 변위 위치가 기준 위치에 도달하면, 신호의 검출 폭이 상기 4개의 주기 위치 신호의 주기의 0.5배 이상, 1.5배 미만으로 되는 원점 검출용 신호를 발생시키는 원점 검출용 신호 발생부와,
상기 4개의 주기 위치 신호의 각 신호의 극성 전환을 선택적으로 행하는 극성 전환부와,
상기 극성 전환부가 출력하는 상기 4개의 주기 위치 신호로부터, 설정된 분해능을 갖는 펄스 위치 신호를 생성하는 내삽 분할부와,
상기 원점 검출용 신호가 검출된 기간에서의, 위상이 90도 다른 2개의 상기 주기 위치 신호의, 양쪽의 상기 주기 위치 신호도 진폭의 중심값보다 높거나 또는 낮은 레벨이며, 2개의 상기 주기 위치 신호가 교차하는 위상 위치에 근거하여, 상기 펄스 위치 신호에 동기하여 펄스 원점 신호를 발생시키는 원점 신호 발생부
를 구비하는, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
이동체의 위치 또는 각도의 변위에 따라, 1개의 주기 위치 신호의 위상을 기준 위상으로 하여 90도씩 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호를 발생시키는 위치 신호 발생부와,
상기 이동체의 변위 위치가 기준 위치에 도달하면, 신호의 검출 폭이 상기 4개의 주기 위치 신호의 주기의 0.5배 이상, 1.5배 미만으로 되는 원점 검출용 신호를 발생시키는 원점 검출용 신호 발생부와,
상기 4개의 주기 위치 신호의 각 신호의 극성 전환을 선택적으로 행하는 극성 전환부와,
상기 극성 전환부로부터 출력된 각각 서로 위상이 180도 다른 2개의 상기 주기 위치 신호의 차동 신호인 주기 위치 신호를 발생시키는 제 1 및 제 2 합성 회로와,
상기 제 1 및 제 2 합성 회로로부터의 90도 위상이 다른 2개의 차동 신호인 상기 주기 위치 신호로부터, 설정된 분해능을 갖는 펄스 위치 신호를 생성하는 내삽 분할부와,
상기 원점 검출용 신호가 검출된 기간에서의, 상기 제 1 및 제 2 합성 회로로부터의 90도 위상이 다른 2개의 차동 신호인 상기 주기 위치 신호의, 위상이 90도 다른 2개의 상기 주기 위치 신호의, 양쪽의 상기 주기 위치 신호도 진폭의 중심값보다 높거나 낮은 레벨이며, 2개의 상기 주기 위치 신호가 교차하는 위상 위치에 근거하여, 상기 펄스 위치 신호에 동기하여 펄스 원점 신호를 발생시키는 원점 신호 발생부
를 구비하는, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
제 1 항 내지 제 9 항에 있어서,
상기 극성 전환부는,
제 1 전환 선택부를 포함하는 제 1 극성 전환 회로와,
제 2 전환 선택부를 포함하는 제 2 극성 전환 회로
를 갖고,
상기 제 1 극성 전환 회로는, 상기 제 1 전환 선택부의 극성의 선택에 근거하여, 기준 위상의 주기 위치 신호의 전기 배선의 접속과, 기준 위상과 180도 위상이 다른 주기 위치 신호의 전기 배선의 접속을 교체하고,
상기 제 2 극성 전환 회로는, 상기 제 2 전환 선택부의 극성의 선택에 근거하여, 기준 위상과 90도 위상이 다른 주기 위치 신호의 전기 배선의 접속과, 기준 위상과 270도 위상이 다른 주기 위치 신호의 전기 배선의 접속을 교체하는,
증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
이동체의 위치 또는 각도의 변위에 따라, 위상이 90도 다른 2개의 주기 위치 신호를 발생시키는 위치 신호 발생부와,
이동체의 변위 위치가 기준 위치에 도달하면, 신호의 검출 폭이 상기 주기 위치 신호의 주기의 0.5배 이상, 1.5배 미만으로 되는 원점 검출용 신호를 발생시키는 원점 검출용 신호 발생부와,
한쪽의 상기 주기 위치 신호의 극성의 반전과 비반전을 선택적으로 행하는 제 1 극성 전환부와,
다른 쪽의 상기 주기 위치 신호의 극성의 반전과 비반전을 선택적으로 행하는 제 2 극성 전환부와,
상기 제 1 및 제 2 극성 전환부로부터의 2개의 상기 주기 위치 신호로부터, 설정된 분해능을 갖는 펄스 위치 신호를 생성하는 내삽 분할부와,
상기 원점 검출용 신호가 검출된 기간에서의, 2개의 상기 주기 위치 신호의, 미리 정해진 위상 위치에 근거하여, 상기 펄스 위치 신호에 동기하여 펄스 원점 신호를 발생시키는 원점 신호 발생부
를 구비하는, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 원점 신호 발생부의 미리 정해진 위상 위치가, 2개의 상기 주기 위치 신호의 한쪽의 값을 2차원의 직교 좌표계의 가로축 방향으로 취하고, 다른 쪽의 값을 세로축 방향으로 취하여, 상기 직교 좌표계상에서, 2개의 주기 위치 신호의 값에 의해 정해지는, 이동체의 변위에 따른 리사주 파형의 중심 위치 주위의 기준 회전 위치에 대한 각도 위치인, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 미리 정해진 위상 위치는, 90도의 정수배(90×N(N: 정수))인, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 미리 정해진 위상 위치는, 45도에 180도의 정수배를 더한 값(45+180×N(N: 정수))인, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
이동체의 위치 또는 각도의 변위에 따라, 위상이 90도 다른 2개의 주기 위치 신호를 발생시키는 위치 신호 발생부와,
이동체의 변위 위치가 기준 위치에 도달하면, 신호의 검출 폭이 상기 주기 위치 신호의 주기의 0.5배 이상, 1.5배 미만으로 되는 원점 검출용 신호를 발생시키는 원점 검출용 신호 발생부와,
한쪽의 상기 주기 위치 신호의 극성의 반전과 비반전을 선택적으로 행하는 제 1 극성 전환부와,
다른 쪽의 상기 주기 위치 신호의 극성의 반전과 비반전을 선택적으로 행하는 제 2 극성 전환부와,
상기 제 1 및 제 2 극성 전환부로부터의 2개의 상기 주기 위치 신호로부터, 설정된 분해능을 갖는 펄스 위치 신호를 생성하는 내삽 분할부와,
상기 원점 검출용 신호가 검출된 기간에서의, 2개의 상기 주기 위치 신호의, 한쪽의 주기 위치 신호가 진폭의 중심값보다 높거나 낮은 레벨이며, 다른 쪽의 주기 위치 신호가 진폭의 중심값을 증가하여 초과하거나, 또는 감소하여 하회하는 위상 위치에 근거하여, 상기 펄스 위치 신호에 동기하여 펄스 원점 신호를 발생시키는 원점 신호 발생부
를 구비하는, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
이동체의 위치 또는 각도의 변위에 따라, 위상이 90도 다른 2개의 주기 위치 신호를 발생시키는 위치 신호 발생부와,
이동체의 변위 위치가 기준 위치에 도달하면, 신호의 검출 폭이 상기 주기 위치 신호의 주기의 0.5배 이상, 1.5배 미만으로 되는 원점 검출용 신호를 발생시키는 원점 검출용 신호 발생부와,
한쪽의 상기 주기 위치 신호의 극성의 반전과 비반전을 선택적으로 행하는 제 1 극성 전환부와,
다른 쪽의 상기 주기 위치 신호의 극성의 반전과 비반전을 선택적으로 행하는 제 2 극성 전환부와,
상기 제 1 및 제 2 극성 전환부로부터의 2개의 상기 주기 위치 신호로부터, 설정된 분해능을 갖는 펄스 위치 신호를 생성하는 내삽 분할부와,
상기 원점 검출용 신호가 검출된 기간에서의, 2개의 상기 주기 위치 신호의, 양쪽 모두의 상기 주기 위치 신호도 진폭의 중심값보다 높거나 낮은 레벨이며, 2개의 상기 주기 위치 신호가 교차하는 위상 위치에 근거하여, 상기 펄스 위치 신호에 동기하여 펄스 원점 신호를 발생시키는 원점 신호 발생부
를 구비하는, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 극성 전환부는, 각각,
상기 주기 위치 신호의 극성을 반전시키는 반전 회로와,
상기 주기 위치 신호의 극성을 반전시키지 않는 비반전 회로와,
상기 반전 회로와 비반전 회로의 출력을 전환하는 전환 선택부
를 구비하는, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 극성 전환부는, 각각,
상기 주기 위치 신호의 극성을 반전시키는 반전 회로와,
상기 주기 위치 신호와 상기 반전 회로의 출력을 전환하는 전환 선택부
를 구비하는, 증분형 인코더의 펄스화 변환 장치.
이동체의 위치 또는 각도의 변위에 따라, 1개의 주기 위치 신호의 위상을 기준 위상으로 하여 90도씩 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호를 발생시키고,
상기 이동체의 변위 위치가 기준 위치에 도달하면, 신호의 검출 폭이 상기 4개의 주기 위치 신호의 주기의 0.5배 이상, 1.5배 미만으로 되는 원점 검출용 신호를 발생시키고,
상기 4개의 주기 위치 신호의 각 신호의 극성을 선택적으로 전환하고,
극성이 선택적으로 전환된 상기 4개의 주기 위치 신호로부터, 설정된 분해능을 갖는 펄스 위치 신호를 생성하고,
상기 원점 검출용 신호가 검출된 기간에서의, 위상이 90도 다른 2개의 상기 주기 위치 신호에 따른 미리 정해진 위상 위치에 근거하여, 상기 펄스 위치 신호에 동기하여 펄스 원점 신호를 발생시키는
것을 포함하는, 증분형 인코더에서의 펄스화 변환 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 미리 정해진 위상 위치가, 2개의 상기 주기 위치 신호의 한쪽의 값을 2차원의 직교 좌표계의 가로축 방향으로 취하고, 다른 쪽의 값을 세로축 방향으로 취하여, 상기 직교 좌표계 상에서, 2개의 주기 위치 신호의 값에 의해 정해지는, 이동체의 변위에 따른 리사주 파형의 중심 위치 주위의 기준 회전 위치에 대한 각도 위치인,
증분형 인코더에서의 펄스화 변환 방법.
제 20 항에 있어서,
상기 미리 정해진 위상 위치는, 90도의 정수배(90×N(N: 정수))인, 증분형 인코더에서의 펄스화 변환 방법.
제 20 항에 있어서,
상기 미리 정해진 위상 위치는, 45도에 180도의 정수배를 더한 값(45+180×N(N: 정수))인, 증분형 인코더에서의 펄스화 변환 방법.
이동체의 위치 또는 각도의 변위에 따라, 1개의 주기 위치 신호의 위상을 기준 위상으로 하여 90도씩 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호를 발생시키고,
상기 이동체의 변위 위치가 기준 위치에 도달하면, 신호의 검출 폭이 상기 4개의 주기 위치 신호의 주기의 0.5배 이상, 1.5배 미만으로 되는 원점 검출용 신호를 발생시키고,
상기 4개의 주기 위치 신호의 각 신호의 극성을 선택적으로 전환하고,
극성이 선택적으로 전환된 상기 4개의 주기 위치 신호로부터, 설정된 분해능을 갖는 펄스 위치 신호를 생성하고,
상기 원점 검출용 신호가 검출된 기간에서의, 위상이 90도 다른 2개의 상기 주기 위치 신호의, 한쪽의 주기 위치 신호가 진폭의 중심값보다 높거나 낮은 레벨이며, 다른 쪽의 주기 위치 신호가 진폭의 중심값을 증가하여 초과하거나, 또는 감소하여 하회하는 위상 위치에 근거하여, 상기 펄스 위치 신호에 동기하여 펄스 원점 신호를 발생시키는
것을 포함하는, 증분형 인코더에서의 펄스화 변환 방법.
이동체의 위치 또는 각도의 변위에 따라, 1개의 주기 위치 신호의 위상을 기준 위상으로 하여 90도씩 위상이 다른 4개의 주기 위치 신호를 발생시키고,
상기 이동체의 변위 위치가 기준 위치에 도달하면, 신호의 검출 폭이 상기 4개의 주기 위치 신호의 주기의 0.5배 이상, 1.5배 미만으로 되는 원점 검출용 신호를 발생시키고,
상기 4개의 주기 위치 신호의 각 신호의 극성을 선택적으로 전환하고,
극성이 선택적으로 전환된 상기 4개의 주기 위치 신호로부터, 설정된 분해능을 갖는 펄스 위치 신호를 생성하고,
상기 원점 검출용 신호가 검출된 기간에서의, 위상이 90도 다른 2개의 상기 주기 위치 신호의, 양쪽의 상기 주기 위치 신호도 진폭의 중심값보다 높거나 낮은 레벨이며, 2개의 상기 주기 위치 신호가 교차하는 위상 위치에 근거하여, 상기 펄스 위치 신호에 동기하여 펄스 원점 신호를 발생시키는
것을 포함하는, 증분형 인코더에서의 펄스화 변환 방법.