JP2010096503A5 - - Google Patents
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上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
本発明の一観点による絶対位置検出装置は、回転シャフトと、前記回転シャフトに取り付けられ絶対位置検出用スリットを有する回転ディスクと、前記回転ディスクと対向して配置される複数個の受光素子からなる受光部と、前記回転ディスクを挟んで前記受光素子と対向して配置される発光素子とからなる絶対位置検出装置において、前記絶対位置検出用スリットは、互いに隣り合う任意のＮ個のスリットで１つのビット列を構成し、任意の回転位置を示すアドレスでの各ビット列は互いに重複せず、かつ隣り合うアドレスのビット列が下位１ビット分のビットシフトしたアドレスの連続性を示す循環乱数コードからなり、前記循環乱数コードはスリット開口が連続して続く最大スリット開口部を間引いた循環乱数コードからなる。
また、この絶対位置検出装置は、前記回転ディスクには前記絶対位置検出用スリットに並設されたインクリメンタル用スリットを設けてもよい。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
An absolute position detecting device according to an aspect of the present invention includes a rotating shaft, a rotating disk attached to the rotating shaft and having an absolute position detecting slit, and a plurality of light receiving elements arranged to face the rotating disk. In an absolute position detecting device including a light receiving portion and a light emitting element arranged to face the light receiving element with the rotating disk interposed therebetween, the absolute position detecting slit is an arbitrary N number of slits adjacent to each other. Each bit string at an address indicating an arbitrary rotational position is composed of a cyclic random number code indicating the continuity of an address obtained by shifting the bit string of an adjacent address by a bit shift corresponding to the lower 1 bit. The cyclic random number code is composed of a cyclic random number code obtained by thinning out a maximum slit opening portion in which slit openings are continuously continued.
In this absolute position detection device, the rotary disk may be provided with an incremental slit provided in parallel with the absolute position detection slit .
また、この絶対位置検出装置は、前記絶対位置検出用スリットは、前記任意の回転位置を示すアドレスにおいて連続するスリットの最大開口部がＮ−２スリット以下になるよう間引いてもよい。
また、この絶対位置検出装置は、前記回転ディスクが金属板の場合にはスリットは打ち抜きまたはエッチング処理にて形成され、回転ディスクがガラス板の場合にはエッチング処理にて形成され、回転ディスクが樹脂の場合には射出成型または打ち抜き、またはエッチング処理にて形成されてもよい。
Further, the absolute position detecting apparatus, the absolute position detecting slit, the maximum opening of the slit continuous in the address indicating the arbitrary rotational position can have thinning so as to be less than N-2 slit.
Further, the absolute position detecting device has a slit formed by punching or etching when the rotating disk is a metal plate, and formed by etching when the rotating disk is a glass plate. In this case, it may be formed by injection molding, punching, or etching.
本発明の他の観点による絶対位置検出装置は、直線上に移動可能なスライダと、前記スライダを移動拘束するガイドと、前記スライダと対向して前記ガイドに配置され、絶対位置検出用スリットを有するリニアスケールと、前記リニアスケールと対向して配置されるＮ個の受光素子を有する受光部と、前記リニアスケールを挟んで前記受光素子と対向して配置される発光素子とから構成される絶対位置検出装置において、前記絶対位置検出用スリットは、互いに隣り合う任意のＮ個のスリットで１つのビット列を構成し、任意の位置を示すアドレスでの各ビット列は互いに重複せず、かつ隣り合うアドレスのビット列が下位１ビット分のビットシフトしたアドレスの連続性を示す循環乱数コードからなり、前記循環乱数コードはスリット開口が連続して続く最大スリット開口部を間引いた循環乱数コードからなる。
また、この絶対位置検出装置は、前記リニアスケールには前記絶対位置検出用スリットに並設されたインクリメンタル用スリットを設けてもよい。
また、この絶対位置検出装置は、前記絶対位置検出用スリットは、前記任意の位置を示すアドレスにおいてそのビット列が連続する最大開口部がＮ−２スリット以下になるよう間引かれた循環乱数コードからなってもよい。
また、この絶対位置検出装置は、前記リニアスケールが金属板の場合にはスリットは打ち抜きまたはエッチング処理にて形成され、リニアスケールがガラス板の場合にはエッチング処理にて形成され、リニアスケールが樹脂の場合には射出成型またはは打ち抜き、またはエッチング処理にて形成されてもよい。
本発明の更に他の観点によるモータは、上記絶対位置値検出装置を搭載している。
An absolute position detection device according to another aspect of the present invention includes a slider that is movable on a straight line, a guide that restricts movement of the slider, and is disposed in the guide so as to face the slider, and has an absolute position detection slit. An absolute position composed of a linear scale, a light receiving unit having N light receiving elements disposed to face the linear scale, and a light emitting element disposed to face the light receiving element across the linear scale. In the detection device, the absolute position detection slits are composed of arbitrary N slits adjacent to each other to form one bit string, and each bit string at an address indicating an arbitrary position does not overlap with each other, and the adjacent address The bit string consists of a cyclic random number code indicating the continuity of the address shifted by the bit of the lower 1 bit, and the cyclic random code is a slit opening Consisting circulation random code obtained by thinning the maximum slit opening followed continuously.
In the absolute position detection device, the linear scale may be provided with an incremental slit provided in parallel with the absolute position detection slit .
In the absolute position detecting device, the absolute position detecting slit is obtained from a cyclic random number code thinned out so that the maximum opening portion where the bit string continues in the address indicating the arbitrary position is equal to or smaller than the N-2 slit. It may be.
Further, in the absolute position detecting device, when the linear scale is a metal plate, the slit is formed by punching or etching, and when the linear scale is a glass plate, the slit is formed by etching. In this case, it may be formed by injection molding, punching, or etching .
A motor according to still another aspect of the present invention is equipped with the absolute position value detection device .
本発明の各観点による絶対位置検出装によると、絶対位置検出用スリットを透過した光がインクリメンタル信号に漏れ光としてオフセットを発生させるが、従来では出力信号のオフセットが大きく出ていた連続開口部の開口長をたとえば約半分以下の長さに短くすることが可能となるため、出力信号のオフセット発生量を抑えることができ、それによりオフセットによる精度低下を抑えることが可能となる。また、オフセットの量を抑えることができるため、従来と同レベルの位置精度を実現するのに必要な符号板と受光部との光学ギャップをより大きめに設定できることとなり、設計の自由度が増す。
また、開口部を短くすることによる機械的強度の低下を抑え、更にディスク全周にわたるスリット列全体での機械剛性を向上させることができる。またディスクと受光面までの光学ＧＡＰをより小さくとることが可能となり、更に前記漏れ光が減少することでオフセットが低減し、最終的には光学特性、精度を向上させることができる。
According to the absolute position detecting device according to each aspect of the present invention, the light transmitted through the absolute position detecting slit generates an offset as a leakage light to the incremental signal. Since the opening length can be shortened to, for example, about half or less, the offset generation amount of the output signal can be suppressed, and thereby the accuracy deterioration due to the offset can be suppressed. In addition, since the amount of offset can be suppressed, the optical gap between the code plate and the light receiving portion necessary for realizing the same level of position accuracy as in the prior art can be set larger, and the degree of freedom in design increases.
Further, it is possible to suppress a decrease in mechanical strength due to shortening of the opening, and to improve the mechanical rigidity of the entire slit row over the entire circumference of the disk. Further, the optical gap between the disk and the light receiving surface can be made smaller, and further, the leakage light is reduced, thereby reducing the offset, and finally improving the optical characteristics and accuracy.
また、この絶対位置検出装置によると、インクリメンタル用スリットを併設することによって高速時での位置計測をインクリメンタル方式で行うことが出来、幅広い用途での位置検出にも適用ができる。
また、この絶対位置検出装置によると、回転ディスクやリニアスケールを種々の材料で製作でき、またその材質に適した方法でスリットの製作が出来るため精度良く、低コストで作成できる。
本発明の各観点によるモータによると、精度が高く、剛性の高い絶対値エンコーダを搭載したモータのため、振動など発生しやすい高速運転までの動作範囲の広いモータを実現できる。
In addition, according to this absolute position detection device , by providing an incremental slit, position measurement at high speed can be performed by an incremental method, and it can be applied to position detection in a wide range of applications.
Further, according to this absolute position detection device , the rotating disk and the linear scale can be manufactured from various materials, and the slit can be manufactured by a method suitable for the material, so that it can be manufactured with high accuracy and at low cost.
According to the motor according to each aspect of the present invention, a motor having a high accuracy and high rigidity absolute value encoder is mounted. Therefore, a motor having a wide operation range up to high-speed operation in which vibration is likely to occur can be realized.
Claims (10)
前記回転ディスクと対向して配置される複数個の受光素子からなる受光部と、
前記回転ディスクを挟んで前記受光素子と対向して配置される発光素子と、
を備え、
前記絶対位置検出用スリットは、互いに隣り合う任意のＮ個のスリットで１つのビット列を構成し、任意の回転位置を示すアドレスでの各ビット列は互いに重複せず、かつ隣り合うアドレスのビット列が下位１ビット分のビットシフトしたアドレスの連続性を示す循環乱数コードからなり、
前記循環乱数コードは、スリット開口が連続して続く最大スリット開口部を間引いた循環乱数コードからなる、絶対位置検出装置。 A rotating disk attached to the rotating shaft and having an absolute position detecting slit;
A light receiving portion comprising a plurality of light receiving elements arranged opposite to the rotating disk;
A light emitting element disposed opposite to the light receiving element across the rotating disk ;
With
In the absolute position detection slit, arbitrary N slits adjacent to each other constitute one bit string, each bit string at an address indicating an arbitrary rotational position does not overlap each other, and the bit string of the adjacent address is lower It consists of a cyclic random number code indicating the continuity of the address shifted by 1 bit,
The circulation random code consists circulation random code obtained by thinning the maximum slit opening slit opening continues in succession, the absolute position detection device.
前記回転ディスクがガラス板の場合には、エッチング処理にて形成され、
前記回転ディスクが樹脂の場合には、射出成型または打ち抜き、またはエッチング処理にて形成される、請求項１〜３のいずれか１項記載の絶対位置検出装置。 When the rotating disk is a metal plate , the slit is formed by punching or etching,
When the rotating disk is a glass plate, it is formed by an etching process,
Wherein when the rotation disk of the resin, injection molding or stamping or formed by etching processing, the absolute position detecting apparatus of any one of claims 1 to 3,.
前記リニアスケールと対向して配置されるＮ個の受光素子を有する受光部と、
前記リニアスケールを挟んで前記受光素子と対向して配置される発光素子と、
を備え、
前記絶対位置検出用スリットは、互いに隣り合う任意のＮ個のスリットで１つのビット列を構成し、任意の位置を示すアドレスでの各ビット列は互いに重複せず、かつ隣り合うアドレスのビット列が下位１ビット分のビットシフトしたアドレスの連続性を示す循環乱数コードからなり、
前記循環乱数コードは、スリット開口が連続して続く最大スリット開口部を間引いた循環乱数コードからなる、絶対位置検出装置。 Opposed to a slider that can move on a straight line , a linear scale that is disposed on a guide that restrains the slider and has an absolute position detection slit;
A light receiving unit having N light receiving elements arranged to face the linear scale;
A light emitting element disposed opposite to the light receiving element across the linear scale ;
With
In the absolute position detection slit, arbitrary N slits adjacent to each other constitute one bit string, each bit string at an address indicating an arbitrary position does not overlap with each other, and the bit string of the adjacent address is lower 1 It consists of a cyclic random number code indicating the continuity of the bit-shifted address for bits,
The circulation random code consists circulation random code obtained by thinning the maximum slit opening slit opening continues in succession, the absolute position detection device.
前記リニアスケールがガラス板の場合には、エッチング処理にて形成され、
前記リニアスケールが樹脂の場合には、射出成型またはは打ち抜き、またはエッチング処理にて形成される、請求項６〜８のいずれか１項記載の絶対位置検出装置。 When the linear scale is a metal plate , the slit is formed by punching or etching,
When the linear scale is a glass plate, it is formed by an etching process,
Wherein when the linear scale is a resin is formed by injection molding or punching, or etching process, the absolute position detecting apparatus of any one of claims 6-8.
A motor equipped with the absolute position value detection device according to claim 6 .
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