JP2013124909A - Encoder and driver - Google Patents
Encoder and driver Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013124909A JP2013124909A JP2011273286A JP2011273286A JP2013124909A JP 2013124909 A JP2013124909 A JP 2013124909A JP 2011273286 A JP2011273286 A JP 2011273286A JP 2011273286 A JP2011273286 A JP 2011273286A JP 2013124909 A JP2013124909 A JP 2013124909A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- signal
- detection signal
- detection
- adjustment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
Abstract
Description
本発明は、エンコーダ、及び駆動装置に関する。 The present invention relates to an encoder and a drive device.
近年、位置情報を示すパターンを検出部によって検出した検出信号に基づいて、例えば、パターンを備えた回転子などの被駆動体の位置を検出するエンコーダが知られている(例えば、特許文献1を参照)。このようなエンコーダは、検出部が複数の検出素子を備え、複数の検出素子が検出した検出信号を波形整形した検出信号に基づいて、被駆動体の位置を検出している。 In recent years, an encoder that detects the position of a driven body such as a rotor having a pattern based on a detection signal obtained by detecting a pattern indicating position information by a detection unit is known (for example, see Patent Document 1). reference). In such an encoder, the detection unit includes a plurality of detection elements, and detects the position of the driven body based on a detection signal obtained by shaping the detection signal detected by the plurality of detection elements.
しかしながら、例えば、上述のようなエンコーダでは、検出部が光源を備えて、検出素子に受光素子を用いた場合に、光源からパターンを経て複数の受光素子に至る光路の距離が各受光素子によって異なることがある。このような場合、複数の受光素子が検出した検出信号の出力値にも、各受光素子によってバラツキが生じることがある。そのため、上述のようなエンコーダは、例えば、ノイズなどの外乱が発生した場合に、被駆動体の位置を誤検出することがある。
このように、上述のようなエンコーダは、被駆動体の位置を誤検出することがあるという問題があった。
However, for example, in the encoder as described above, when the detection unit includes a light source and a light receiving element is used as the detection element, the distance of the optical path from the light source to the plurality of light receiving elements through the pattern varies depending on each light receiving element. Sometimes. In such a case, the output values of detection signals detected by a plurality of light receiving elements may vary depending on each light receiving element. For this reason, the encoder as described above may erroneously detect the position of the driven body when a disturbance such as noise occurs, for example.
Thus, the encoder as described above has a problem that the position of the driven body may be erroneously detected.
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、被駆動体の位置の誤検出を低減することができるエンコーダ、及び駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an encoder and a driving device that can reduce erroneous detection of the position of a driven body.
上記問題を解決するために、本発明の一実施形態は、被駆動体の位置情報を示すパターンを有する符号板と、前記符号板の前記パターンを検出する複数の検出素子と、前記複数の検出素子それぞれが検出した検出信号を二値化信号に変換する変換部と、前記検出素子ごとに定められた調整情報に基づいて、前記変換部に前記検出信号を前記検出素子ごとに調整させる調整制御部と、前記二値化信号に基づいて、前記被駆動体の位置を検出する位置検出部とを備えることを特徴とするエンコーダである。 In order to solve the above problem, an embodiment of the present invention includes a code plate having a pattern indicating position information of a driven body, a plurality of detection elements for detecting the pattern of the code plate, and the plurality of detections. A conversion unit that converts a detection signal detected by each element into a binary signal, and an adjustment control that causes the conversion unit to adjust the detection signal for each detection element based on adjustment information determined for each detection element And a position detector that detects the position of the driven body based on the binarized signal.
また、本発明の一実施形態は、上記に記載のエンコーダと、前記被駆動体を駆動する駆動部とを備えることを特徴とする駆動装置である。 In addition, an embodiment of the present invention is a driving device including the encoder described above and a driving unit that drives the driven body.
本発明によれば、被駆動体の位置の誤検出を低減することができる。 According to the present invention, erroneous detection of the position of the driven body can be reduced.
以下、本発明の一実施形態によるエンコーダについて、図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本実施形態によるエンコーダ100を示すブロック図である。
図1において、エンコーダ100は、符号板2、受光部3、切替部4、信号変換部5、信号処理部6、光源10、ドライバ部11、アンプ(12,13)、及び不揮発性記憶部14を備えている。なお、実施形態では、一例として、エンコーダ100が、透過式の光学方式のアブソリュートエンコーダである場合の例について説明する。
Hereinafter, an encoder according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing an
In FIG. 1, an
符号板2は、例えば、回転子(被駆動体)などに装着されている回転符号板であり、回転子の位置情報を示すパターンを有している。例えば、符号板2は、円板状の形状に、外周側から順番に、内挿処理に用いるインクリメンタルパターン22と、絶対位置として位置情報を示すアブソリュートパターン21とを備えている。なお、本実施形態では、一例として、符号板2が回転するロータリータイプのエンコーダについて説明する。
ここで、位置情報とは、移動角度(例、回転角度)や移動位置(例、回転位置)等を示す情報である。また、絶対位置とは、例えば、回転子の絶対角度位置又は絶対移動位置(例、絶対回転位置)のことである。
The
Here, the position information is information indicating a movement angle (eg, rotation angle), a movement position (eg, rotation position), and the like. The absolute position is, for example, the absolute angular position or the absolute movement position (eg, absolute rotation position) of the rotor.
アブソリュートパターン21及びインクリメンタルパターン22は、例えば、光を透過する透過パターン領域と、光を透過しない非透過パターン領域とにより位置情報を示すパターンを形成している。アブソリュートパターン21及びインクリメンタルパターン22は、光源10から透過パターン領域を透過して照射された光を受光部3が受光できるように、光源10と受光部3との間に配置されている。アブソリュートパターン21及びインクリメンタルパターン22は、光源10から照射された光を透過パターン領域に応じて透過させ、透過させた光を受光部3に受光させる。
For example, the
受光部3(検出部)は、符号板2に対向して配置され、アブソリュートパターン21及びインクリメンタルパターン22を介して光源10から照射された光を受光することにより、アブソリュートパターン21及びインクリメンタルパターン22を検出する。
また、受光部3は、アブソリュート受光部30と、インクリメンタル受光部37とを備えている。
The light receiving unit 3 (detecting unit) is disposed to face the
The
インクリメンタル受光部37は、符号板2に設けられたインクリメンタルパターン22に対向して配置される。インクリメンタル受光部37は、光源10からインクリメンタルパターン22を介して照射された光を受光して、受光した光量に基づいてインクリメンタルパターン22を検出する。インクリメンタル受光部37は、検出したインクリメンタルパターン22に対応する2つの検出信号であって、互いに位相が90度ずれたA相検出信号とB相検出信号とを出力する。インクリメンタル受光部37は、A相検出信号をアンプ12に、B相検出信号をアンプ13に、それぞれ出力する。
The incremental
アブソリュート受光部30は、符号板2に設けられたアブソリュートパターン21に対向して配置され、光源10からアブソリュートパターン21を介して照射された光を受光して、受光した光量に基づいてアブソリュートパターン21を検出する。アブソリュート受光部30は、例えば、アブソリュートパターン21に対応した最小読み取りピッチを持つ複数(例えば、6つ)の受光素子31〜36を備えている。アブソリュート受光部30は、複数(例えば、6つ)の受光素子31〜36によって検出した各検出信号を切替部4に出力する。
受光素子31〜36(検出素子)のそれぞれは、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタなどであり、アブソリュートパターン21に対応する配置に並んで互いに隣接する形でアブソリュート受光部30を形成している。
The absolute
Each of the
なお、光源10からアブソリュートパターン21を経て受光素子31〜36に至る光路の距離は、受光素子31〜36の配置によって異なる。そのため、受光素子31〜36が出力する検出信号は、信号レベルに不均一が生じる場合がある。すなわち、アブソリュート受光部30の両端に位置する受光素子(31,36)の光路の距離は、中央に配置されている受光素子(33,34)の光路の距離より長いため、受光素子(31,36)の出力信号の信号レベルは、受光素子(33,34)の出力信号の信号レベルより低くなる。
この複数の受光素子(31〜36)における信号レベルの不均一を低減するために、本実施形態におけるエンコーダ100は、検出信号の調整する制御を行っている。検出信号の調整する制御については、詳細に後述する。
The distance of the optical path from the
In order to reduce the nonuniformity of the signal level in the plurality of light receiving elements (31 to 36), the
切替部4は、アブソリュート受光部30と信号変換部5との間に配置され、信号処理部6から供給される切り替え信号に基づいて、6つの受光素子31〜36のうち、いずれの受光素子が検出信号(ABS(エービーエス)相検出信号)を出力するかを切り替える。すなわち、切替部4は、信号処理部6から供給される切り替え信号に応じて、6つの受光素子31〜36のうちの1つを順番に切り替えて、ABS相検出信号を出力する。また、切替部4は、複数(例えば、6つ)のスイッチを備えるスイッチ部41とスイッチ制御部42とを備えている。
The
スイッチ部41は、例えば、受光素子31〜36のそれぞれに対応する6つのスイッチを備えている。この6つのスイッチは、スイッチ制御部42から供給される制御信号に基づいて、受光素子31に対応する検出信号から受光素子36に対応する検出信号である6つの検出信号うちの1つを、ABS相検出信号として選択的に出力する。
The
スイッチ制御部42は、信号処理部6から供給される切り替え信号に応じて、上述の6つの検出信号のうちの1つを切り替えて、ABS相検出信号として出力させる制御信号をスイッチ部41に供給する。スイッチ制御部42は、例えば、アブソリュート受光部30の出力を順番に1信号ずつ切り替えてスイッチ部41から出力させる。
The
信号変換部5は、切替部4が出力したABS相検出信号を増幅して、二値化信号に変換する。すなわち、信号変換部5は、上述の6つの受光素子31〜36それぞれが検出した検出信号を二値化信号に変換する。ここで、二値化とは、所定の閾値電圧(閾値レベル)に基づいて、アナログ信号である検出信号を、第1の信号レベル(例えば、L(ロウ)レベル)と第2の信号レベル(例えば、H(ハイ)レベル)との2つの信号レベルの信号(デジタル信号)に変換することである。なお、第1の信号レベルと、第2の信号レベルとは、デジタル信号における論理状態に対応する。ここでは、例えば、Lレベルが論理状態“0”に対応し、Hレベルが論理状態“1”に対応するものとして説明する。
信号変換部5は、ABS相検出信号を変換した二値化信号を信号処理部6に供給する。また、信号変換部5は、アンプ51と、二値化部52とを備えている。
The
The
アンプ51(増幅部)は、ABS相検出信号を増幅し、増幅した信号(ABS相検出信号)を二値化部52に出力する。なお、アンプ51は、例えば、ゲイン(利得)調整型の増幅回路であり、信号処理部6から供給されるゲイン調整信号に基づいて、信号増幅のゲイン(利得)を変更する。
二値化部52は、例えば、コンパレータ(比較器)であり、アンプ51によって増幅されたABS相検出信号を所定の閾値電圧に基づいて二値化信号に変換する。二値化部52は、例えば、増幅されたABS相検出信号の信号レベルが所定の閾値電圧以上である場合に、二値化信号としてHレベルを出力する。二値化部52は、例えば、増幅されたABS相検出信号の信号レベルが所定の閾値電圧未満である場合に、二値化信号としてLレベルを出力する。二値化部52は、変換した二値化信号を信号処理部6に供給する。
The amplifier 51 (amplifying unit) amplifies the ABS phase detection signal and outputs the amplified signal (ABS phase detection signal) to the
The
アンプ12は、例えば、増幅回路であり、インクリメンタル受光部37から出力されたA相検出信号を増幅し、増幅したA相検出信号を信号処理部6に供給する。
アンプ13は、例えば、増幅回路であり、インクリメンタル受光部37から出力されたB相検出信号を増幅し、増幅したB相検出信号を信号処理部6に供給する。
The
The
ドライバ部11は、信号処理部6から供給された制御信号に基づいて、光源10を駆動する駆動信号を生成し、生成した駆動信号を光源10に供給する。
光源10は、例えば、LED(発光ダイオード)などの発光素子であり、ドライバ部11から供給される駆動信号に基づいて、符号板2のアブソリュートパターン21及びインクリメンタルパターン22に光を照射する。
The
The
不揮発性記憶部14(記憶部)は、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)やフラッシュメモリなどの記憶部であり、後述する調整情報を記憶する。不揮発性記憶部14は、受光素子(31〜36)ごとに定められた調整情報を記憶する。なお、本実施形態では、不揮発性記憶部14は、後述する設定装置200(調整情報設定部210)から供給された調整情報を記憶する。
The non-volatile storage unit 14 (storage unit) is a storage unit such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) or a flash memory, and stores adjustment information described later. The
信号処理部6は、エンコーダ100における各部の制御、及び信号処理を行う。信号処理部6は、例えば、光源10に駆動信号を出力させる制御信号を生成し、生成した制御信号をドライバ部11に供給する。また、信号処理部6は、例えば、A相検出信号及びB相検出信号と、二値化信号とに基づいて、位置情報(例えば、回転体の位置)を算出(検出)する信号処理を行い、算出した回転位置をエンコーダ100の外部に出力する。ここで、A相検出信号及びB相検出信号は、インクリメンタル受光部37からアンプ(12,13)を介して供給され、二値化信号は、アブソリュート受光部30から切替部4及び信号変換部5を介して供給されたABS相検出信号に対応する。
The
また、信号処理部6は、例えば、受光素子(31〜36)ごとに定められた調整情報に基づいて、信号変換部5に検出信号を受光素子(31〜36)ごとに調整させる調整制御を行う。この調整制御の詳細については、後述する。
また、信号処理部6は、調整制御部60、D/A(デジタル/アナログ)部61、A/D(アナログ/デジタル)部(62,63)、及び位置検出部7を備えている。
In addition, the
The
A/D部62は、例えば、アナログ/デジタル変換器であり、アンプ12から供給されたアナログ信号であるA相検出信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号(A相検出信号)を位置検出部7に供給する。
A/D部63は、例えば、アナログ/デジタル変換器であり、アンプ13から供給されたアナログ信号であるB相検出信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号(B相検出信号)を位置検出部7に供給する。
The A /
The A /
位置検出部7は、A/D部(62,63)から供給されたA相検出信号及びB相検出信号と、信号変換部5から供給された二値化信号とに基づいて、位置情報(例えば、回転体の位置)を検出する。位置検出部7は、検出した位置情報をエンコーダ100の外部に出力する。また、位置検出部7は、絶対番地処理部71と、内挿処理部72と、合成処理部73とを備えている。
Based on the A phase detection signal and the B phase detection signal supplied from the A / D unit (62, 63) and the binarized signal supplied from the
絶対番地処理部71は、信号変換部5から供給された二値化信号に基づいて、アブソリュートパターン21を検出した絶対位置情報を生成する。また、絶対番地処理部71は、切替部4のスイッチ制御部42に、切り替え信号を出力する。例えば、絶対番地処理部71は、切り替え信号をスイッチ制御部42に供給して、受光素子31〜36の検出信号をABS相検出信号として順番に出力させ、ABS相検出信号を信号変換部5によって二値化した二値化信号を取得する。なお、この二値化信号は、アブソリュートパターン21に形成されたパターンに対応した検出信号を二値化した信号に対応するので、絶対番地処理部71は、二値化信号を順番に取得することにより、受光素子31〜36によって検出された6ビットのパターンデータを取得する。絶対番地処理部71は、取得した6ビットのパターンデータを符号板2の絶対番地に対応する絶対位置情報に変換する。絶対番地処理部71は、変換した(生成した)絶対位置情報を合成処理部73に供給する。
また、絶対番地処理部71は、上述の切り替え信号を調整制御部60に供給する。
The absolute
The absolute
内挿処理部72は、A/D部(62,63)から供給されたA相検出信号及びB相検出信号に基づいて内挿処理を実行し、相対位置情報を生成する。内挿処理部72は、生成した相対位置情報を合成処理部73に供給する。
合成処理部73は、絶対番地処理部71から供給された絶対位置情報と、内挿処理部72から供給された相対位置情報とを合成処理して、合成処理した位置情報(例えば、回転体の位置)を出力する。
The
The
調整制御部60は、受光素子(31〜36)ごとに定められた調整情報に基づいて、信号変換部5に受光素子31〜36の検出信号を受光素子(31〜36)ごとに選択的に調整させる。調整制御部60は、例えば、切替部4により切り替えられた受光素子(31〜36)に対応する調整情報に基づいて、切り替えられた受光素子(31〜36)から出力された検出信号を信号変換部5に調整させる。また、例えば、調整制御部60は、切替部4による切替に応じて1つずつ出力される複数の調整情報に基づいて、切り替えられた受光素子(31〜36)から出力された検出信号を信号変換部5に調整させる。例えば、複数の調整情報は、互いに異なる信号情報であってもよい。また、例えば、複数の調整情報は、各受光素子(31〜36)から得られる検出信号に対称性などの所定の出力特性がある場合には、一部だけ(例、少なくとも2つ)異なる信号情報であってもよい。
Based on the adjustment information determined for each of the light receiving elements (31 to 36), the
例えば、調整制御部60は、不揮発性記憶部14に記憶されている調整情報を読み出す。調整制御部60は、読み出した調整情報に基づいて、6つの受光素子31〜36それぞれが検出した6つの検出信号の出力特性を一致させるように、信号変換部5に検出信号を調整させる。例えば、出力特性には、検出信号の最大信号レベル又は検出信号の最小信号レベルが含まれる。この場合、調整制御部60は、読み出した調整情報に基づいて、6つの検出信号における最大信号レベル又は最小信号レベルを一致させるように、信号変換部5に検出信号を調整させる。
For example, the
例えば、調整制御部60は、不揮発性記憶部14から読み出した調整情報に基づいて、D/A部61に、調整情報に対応する電圧をゲイン調整信号として出力させる。すなわち、調整制御部60は、D/A部61を介してゲイン調整信号を出力させて、アンプ51のゲイン(利得)を変更することにより、信号変換部5に検出信号を調整させる。
For example, the
D/A部61は、例えば、デジタル/アナログ変換器であり、調整制御部60から供給されたデジタル信号をデジタル信号により指定された電圧のアナログ信号に変換する。なお、調整制御部60から供給されるデジタル信号は、6つの受光素子31〜36の各検出信号に対応する調整情報に基づいて定められたアンプ51のゲイン(利得)を変更する電圧を示す信号である。D/A部61は、変換したアナログ信号をゲイン調整信号として、アンプ51に供給する。
ここで、エンコーダ100は、受光素子(31〜36)ごとに定められた調整情報に基づいて、受光素子31〜36の検出信号を受光素子(31〜36)ごとに調整する信号調整部8を備えている。図1において、信号調整部8は、D/A部61と、アンプ51とが対応する。
The D /
Here, the
なお、エンコーダ100は、上述した調整情報を設定する際に、図1に示すように設定装置200と接続される。
設定装置200は、例えば、製造工程において不揮発性記憶部14に調整情報を記憶させる設定治具や、調整情報の再設定を行う校正装置(キャリブレーション装置)である。設定装置200は、調整情報設定部210を備えている。
The
The
調整情報設定部210は、例えば、6つの受光素子31〜36の検出信号に基づいて二値化された二値化信号がそれぞれHレベル(論理状態“1”)になるように、符号板2の位置を変更させる。調整情報設定部210は、ABS相検出信号の信号線であるノードN1と、アンプ51の出力信号線であるノードN2の電圧レベルとを受光素子(31〜36)ごとに計測し、計測結果に基づいて、受光素子(31〜36)ごとの調整情報を定める。すなわち、調整情報設定部210は、ノードN1の電圧とノードN2の電圧とを受光素子(31〜36)ごとに計測し、計測結果に基づいて、受光素子(31〜36)ごとの調整情報を生成する。調整情報設定部210は、受光素子(31〜36)ごとに生成した調整情報を不揮発性記憶部14に記憶させる。さらに、調整情報設定部210は、ノードN1の電圧とノードN2の電圧とを受光素子(31〜36)ごとに計測し、設定した調整情報が正しく設定されているかを確認にしてもよい。
For example, the adjustment information setting unit 210 is configured so that the binarized signals binarized based on the detection signals of the six
次に、本実施形態におけるエンコーダ100の動作について説明する。
エンコーダ100は、位置情報を検出する場合、ます、信号処理部6がドライバ部11に光源10に光を照射させる制御信号を供給する。光源10は、ドライバ部11から供給された駆動信号に基づいて、光を符号板2に照射する。そして、受光部3は、光源10から符号板2のアブソリュートパターン21とインクリメンタルパターン22を経て受光部3に照射された光を受光する。受光部3のインクリメンタル受光部37は、インクリメンタルパターン22を検出した検出信号(A相検出信号及びB相検出信号)を、アンプ(12,13)を介して信号処理部6に供給する。
Next, the operation of the
When the
一方、受光部3のアブソリュート受光部30は、受光素子31〜36の検出信号を切替部4に出力する。
図2は、本実施形態における受光素子31〜36の検出信号の切り替え動作を示す図である。
この図において、期間T1は、切替部4が切り替え信号に応じて、受光素子31の検出信号をABS相検出信号として出力している状態を示している。この場合、スイッチ制御部42は、受光素子31に対応するスイッチを導通状態にし、受光素子32〜36のそれぞれに対応するスイッチを非導通状態にする制御信号を、スイッチ部41に供給する。スイッチ部41は、スイッチ制御部42から供給された制御信号に基づいて、受光素子31の検出信号をABS相検出信号として出力するように、各スイッチの状態を変更する。
On the other hand, the absolute
FIG. 2 is a diagram illustrating a detection signal switching operation of the
In this figure, a period T1 shows a state in which the
また、期間T6は、切替部4が切り替え信号に応じて受光素子36の検出信号をABS相検出信号として出力している状態を示している。この場合、スイッチ制御部42は、受光素子36に対応するスイッチを導通状態にし、受光素子31〜35のそれぞれに対応するスイッチを非導通状態にする制御信号を、スイッチ部41に供給する。スイッチ部41は、スイッチ制御部42から供給された制御信号に基づいて、受光素子36の検出信号をABS相検出信号として出力するように、各スイッチの状態を変更する。
なお、図2において、図示を省略しているが、切替部4は、切り替え信号に応じて、期間T1と期間T6との間に、期間T2から期間T5の状態を順番に切り替える。期間T2から期間T5は、それぞれ切替部4が切り替え信号に応じて受光素子32〜35の各検出信号をABS相検出信号として出力している状態を示している。
Moreover, the period T6 has shown the state in which the
In addition, although illustration is abbreviate | omitted in FIG. 2, the switching
このように、切替部4は、期間T1から期間T6の順に、スイッチ部41の状態を遷移させて、受光素子31〜36の検出信号を順番に、ABS相検出信号として出力する。
As described above, the
次に、本実施形態における調整制御部60による調整制御の動作について説明する。
図3は、本実施形態におけるエンコーダ100の検出信号の調整動作を示す図である。
図3において、上から順に、(a)ABSパターン、(b)ABS相検出信号、(c)ゲイン調整信号、(d)増幅後のABS相検出信号、及び(e)二値化信号を示している。(a)ABSパターンは、アブソリュートパターン21におけるパターンのうちの切替部4によって選択された検出信号に対応するパターンを示している。また、(d)増幅後のABS相検出信号は、アンプ51の出力信号を示している。
この図において、(a)ABSパターンの縦軸は、パターンの論理状態を示し、(b)から(e)の縦軸は、それぞれ電圧を示している。また、横軸は、時間を示している。
Next, the operation of adjustment control by the
FIG. 3 is a diagram illustrating the adjustment operation of the detection signal of the
3, in order from the top, (a) an ABS pattern, (b) an ABS phase detection signal, (c) a gain adjustment signal, (d) an ABS phase detection signal after amplification, and (e) a binarized signal are shown. ing. (A) The ABS pattern indicates a pattern corresponding to the detection signal selected by the
In this figure, (a) the vertical axis of the ABS pattern indicates the logical state of the pattern, and the vertical axes of (b) to (e) indicate the voltages, respectively. The horizontal axis indicates time.
また、図3の期間T1から期間T6は、図2を参照して上述した期間T1から期間T6と同様である。ここでは、波形W1から波形W4は、(b)から(e)の各信号において、期間T1から期間T6の状態に順番に切り替えた場合の波形を示している。 3 are the same as the periods T1 to T6 described above with reference to FIG. Here, waveforms W1 to W4 show waveforms when the signals from (b) to (e) are switched in order from the period T1 to the period T6.
図3において、アブソリュートパターン21は、例えば、“1”,“1”,“0”,“1”,“0”,“0”を示すパターンを有し、アブソリュート受光部30は、この6ビットのパターンを検出する位置にある場合の一例について説明する。
この場合、受光素子(31,32,34)は、“1”に対応する検出信号をそれぞれ出力し、受光素子(33,35,36)は“0”に対応する検出信号を出力する。
In FIG. 3, the
In this case, the light receiving elements (31, 32, 34) output detection signals corresponding to “1”, and the light receiving elements (33, 35, 36) output detection signals corresponding to “0”.
次に、切替部4は、絶対番地処理部71から供給された切り替え信号に応じて、期間T1から期間T6の順に、スイッチ部41の状態を遷移させて、図3の(b)ABS相検出信号(波形W1)を出力する。切替部4は、波形W1に示すように、受光素子31〜36に応じて出力特性(例えば、最大信号レベル)の異なる検出信号を順番にABS相検出信号として出力する。ここで、受光素子31〜36に応じて出力特性が異なる理由は、上述したように、光源10からアブソリュートパターン21を経て受光素子31〜36に至る光路の距離が、受光素子31〜36の配置によって異なるために、受光素子31〜36が出力する検出信号の信号レベルに不均一が生じるためである。
Next, the
ここでは、受光素子31における検出信号の振幅を振幅L1、受光素子32における検出信号の振幅を振幅L2、受光素子33における検出信号の振幅を振幅L3とし、各振幅は、(振幅L1<振幅L2<振幅L3)の関係となる。また、受光素子34における検出信号の振幅を振幅L4、受光素子35における検出信号の振幅を振幅L5、受光素子36における検出信号の振幅を振幅L6とし、各振幅は、(振幅L4>振幅L5>振幅L6)の関係となる。
Here, the amplitude of the detection signal in the
次に、調整制御部60は、絶対番地処理部71から供給された切り替え信号に同期して、切り替え信号により選択される受光素子(31〜36)に対応する調整情報を不揮発性記憶部14から読み出す。調整制御部60は、絶対番地処理部71から供給された切り替え信号に同期して、不揮発性記憶部14から読み出した調整情報に基づいて、D/A部61に、調整情報に対応する電圧をゲイン調整信号として出力させる。すなわち、D/A部61は、図3の(c)ゲイン調整信号(波形W2)を出力し、アンプ51のゲイン(利得)を変更する。これにより、調整制御部60は、6つの受光素子31〜36それぞれが検出した6つの検出信号の出力特性を一致させるように、信号変換部5に検出信号を調整させる。
ここで、波形W2に示すように、(c)ゲイン調整信号は、期間T3及び期間T4が最も信号レベルが低く、期間T1及び期間T6が最も信号レベルが高い。また、(c)ゲイン調整信号は、期間T2及び期間T5の信号レベルが、期間T3及び期間T4の信号レベルと期間T1及び期間T6の信号レベルとの間の信号レベルとなっている。
Next, the
Here, as shown in the waveform W2, (c) the gain adjustment signal has the lowest signal level in the period T3 and the period T4, and the highest signal level in the period T1 and the period T6. In addition, (c) the gain adjustment signal has a signal level between the signal levels of the periods T3 and T4 and the signal levels of the periods T1 and T6 in the periods T2 and T5.
次に、アンプ51は、A/D部61から供給されたゲイン調整信号に基づいて、ABS相検出信号を増幅し、波形W3に示すような増幅した信号(図3の(d)調整されたABS相検出信号)を二値化部52に出力する。ここで、D/A部61から供給されたゲイン調整信号によってゲイン(利得)が調整されているので、波形W3は、最大信号レベルVHと最小信号レベルVLとの差分となる信号振幅L10は、期間T1から期間T6において一定の値となる。
なお、図3の(d)において、電圧Vthは、二値化部52の閾値電圧を示している。
Next, the
In FIG. 3D, the voltage Vth indicates the threshold voltage of the
次に、二値化部52は、閾値電圧Vthに基づいて、アンプ51から供給された調整されたABS相検出信号を二値化し、図3の(e)二値化信号(波形W4)であるデジタル信号を信号処理部6の絶対番地処理部71に供給する。なお、図3の(e)において、“H”は、Hレベル(論理状態“1”)を示し、“L”は、Lレベル(論理状態“0”)を示している。
Next, the
このように、本実施形態におけるエンコーダ100は、信号調整部8によりABS相検出信号(受光素子31〜36の検出信号)を調整した後、二値化部52が二値化を行い、二値化信号を信号処理部6の絶対番地処理部71に供給する。
As described above, the
位置検出部7の絶対番地処理部71は、二値化部52から供給された二値化信号を期間T1の状態から期間T6の状態を順に取り込んで、アブソリュートパターン21に対応する6ビットのデータ“110100”を取得する。絶対番地処理部71は、取得した6ビットのデータ“110100”をコード変換して絶対位置情報を生成し、生成した絶対位置情報を合成処理部73に供給する。また、内挿処理部72は、A/D部(62,63)から供給されたA相検出信号及びA相検出信号に基づいて相対位置情報を生成し、生成した相対位置情報を合成処理部73に供給する。そして、合成処理部73は、絶対番地処理部71から供給された絶対位置情報と、内挿処理部72から供給された相対位置情報とを合成処理して、合成処理した位置情報(例えば、回転体の位置)を出力する。
The absolute
以上、説明したように、本実施形態におけるエンコーダ100は、符号板2が、被駆動体(例えば、回転子)の位置情報を示すパターン(例えば、アブソリュートパターン21)を有し、複数の受光素子(31〜36)が、符号板2のアブソリュートパターン21を検出する。信号変換部5は、複数の受光素子(31〜36)それぞれが検出した検出信号を二値化信号に変換する。調整制御部60は、受光素子(31〜36)ごとに定められた調整情報に基づいて、信号変換部5に検出信号を受光素子(31〜36)ごとに調整させる。
これにより、受光素子31〜36間の検出信号の不均一(バラツキ)が低減されるので、本実施形態におけるエンコーダ100は、二値化部52による二値化の変換マージンを増やすことができる。そのため、例えば、ノイズなどの外乱が発生した場合に、本実施形態におけるエンコーダ100は、二値化部52による誤変換を低減することができる。よって、本実施形態におけるエンコーダ100は、被駆動体の位置の誤検出を低減することができる。したがって、本実施形態におけるエンコーダ100は、位置情報を検出する信頼性を高めることができる。
As described above, in the
Thereby, non-uniformity (variation) of the detection signal between the
また、本実施形態におけるエンコーダ100は、複数の受光素子(31〜36)のうち、いずれの受光素子が検出信号を出力するかを切り替える切替部4を備えている。調整制御部60は、切替部4により切り替えられた受光素子(31〜36)に対応する調整情報に基づいて、切り替えられた受光素子(31〜36)から出力された検出信号(ABS相検出信号)を信号変換部5(又は信号調整部8)に調整させる。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ100は、切替部4が、複数の受光素子(31〜36)のうちの1つの検出信号をABS相検出信号として出力させるので、信号変換部5を1つに低減することができる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ100は、信号変換部5を1つに低減しつつ、被駆動体の位置の誤検出を低減することができる。
In addition, the
Thereby, in the
また、本実施形態では、調整制御部60は、調整情報に基づいて、複数の受光素子(31〜36)それぞれが検出した複数の検出信号の出力特性を一致させるように、信号変換部5に検出信号を調整させる。
これにより、複数の検出信号の出力特性の不均一(バラツキ)が低減されるので、二値化部52による二値化の変換マージンを増やすことができる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ100は、被駆動体の位置の誤検出を低減することができる。
In the present embodiment, the
Thereby, non-uniformity (variation) in the output characteristics of the plurality of detection signals is reduced, so that the binarization conversion margin by the
また、本実施形態では、複数の検出信号の出力特性には、検出信号の最大信号レベル(VH)又は検出信号の最小信号レベル(VL)が含まれる。調整制御部60は、調整情報に基づいて、複数の検出信号における最大信号レベル(VH)又は最小信号レベル(VL)を一致させるように、信号変換部5に検出信号を調整させる。
これにより、複数の検出信号の最大信号レベル(VH)又は最小信号レベル(VL)の不均一(バラツキ)が低減されるので、二値化部52による二値化の変換マージンを増やすことができる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ100は、被駆動体の位置の誤検出を低減することができる。
In the present embodiment, the output characteristics of the plurality of detection signals include the maximum signal level (VH) of the detection signal or the minimum signal level (VL) of the detection signal. Based on the adjustment information, the
Thereby, non-uniformity (variation) of the maximum signal level (VH) or the minimum signal level (VL) of the plurality of detection signals is reduced, so that the binarization conversion margin by the
また、本実施形態では、信号変換部5は、検出信号を増幅するアンプ51と、アンプ51によって増幅された検出信号(ABS相検出信号)を二値化信号に変換する二値化部52とを備えている。調整制御部60は、調整情報に基づいてアンプ51のゲイン(利得)を変更することにより、信号変換部5に検出信号を調整させる。
例えば、従来のエンコーダでは、図3(d)の波形W5に示すような増幅後のABS相検出信号が二値化される検出信号として使用される。そのため、図3の期間T1において、ノイズNZ1のようなノイズ信号がABS相検出信号に混入した場合、増幅後のABS相検出信号(波形W5)は一時的に、閾値電圧Vthをまたいで変化する。これにより、従来のエンコーダでは、二値化において誤変換が発生する。すなわち、従来のエンコーダでは、被駆動体の位置の誤検出をする可能性がある。
In this embodiment, the
For example, in a conventional encoder, an amplified ABS phase detection signal as shown by a waveform W5 in FIG. 3D is used as a binarized detection signal. Therefore, when a noise signal such as noise NZ1 is mixed in the ABS phase detection signal in the period T1 in FIG. 3, the amplified ABS phase detection signal (waveform W5) temporarily changes across the threshold voltage Vth. . Thereby, in the conventional encoder, erroneous conversion occurs in binarization. That is, in the conventional encoder, there is a possibility that the position of the driven body is erroneously detected.
これに対して、本実施形態におけるエンコーダ100では、二値化部52は、図3の(d)増幅後のABS相検出信号(波形W3)を二値化する検出信号として使用する。そのため、図3の期間T1において、例えば、ノイズNZ1のようなノイズ信号がABS相検出信号に混入した場合であっても、増幅後のABS相検出信号(波形W3)は閾値電圧Vthをまたいで変化しない。すなわち、調整情報に基づいてアンプ51のゲイン(利得)を変更することにより、二値化部52による二値化の変換マージンを増やすことができる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ100は、被駆動体の位置の誤検出を低減することができる。
On the other hand, in the
また、本実施形態におけるエンコーダ100は、受光素子(31〜36)ごとに定められた調整情報を記憶する不揮発性記憶部14を備えている。調整制御部60は、不揮発性記憶部14に記憶されている調整情報に基づいて、検出信号を受光素子(31〜36)ごとに調整させる。
これにより、調整制御部60は、不揮発性記憶部14から読み出した調整情報に基づいて、検出信号を受光素子(31〜36)ごとに調整させるので、簡易な構成により、検出信号を受光素子(31〜36)ごとに調整させることができる。
また、不揮発性記憶部14は、書き換え可能な不揮発性メモリであるので、調整情報を容易に変更することができる。ここで、調整情報は、光源10の照射特性などに基づいて設計によって定められた情報でもよいし、設定装置200の調整情報設定部210によって、計測に基づいて定められた情報でもよい。この場合、調整情報を容易に変更することができるので、本実施形態におけるエンコーダ100は、製造工程における光源10又は受光素子31〜36の出力特性のバラツキや光源10又は受光素子(31〜36)の経年劣化(経年変化)によるバラツキなどにも対応することができる。
In addition, the
As a result, the
Moreover, since the non-volatile memory |
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態におけるエンコーダ100aについて説明する。
図4は、本実施形態によるエンコーダ100aを示すブロック図である。
この図において、図1と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
第2の実施形態におけるエンコーダ100aは、受光素子31〜36の検出信号を調整する制御が、第1の実施形態とは異なる。第2の実施形態におけるエンコーダ100aは、オフセット調整型のアンプ51aのDCオフセット(直流オフセット)を変更することにより、受光素子31〜36の検出信号を調整する。
以下、第2の実施形態におけるエンコーダ100aの第1の実施形態とは異なる点について説明する。
[Second Embodiment]
Next, the
FIG. 4 is a block diagram showing the
In this figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The
Hereinafter, differences from the first embodiment of the
図4において、エンコーダ100aは、符号板2、受光部3、切替部4、信号変換部5a、信号処理部6a、光源10、ドライバ部11、アンプ(12,13)、及び不揮発性記憶部14を備えている。
また、信号変換部5aは、アンプ51aと、二値化部52とを備えている。
4, the
The
アンプ51a(増幅部)は、ABS相検出信号を増幅し、増幅した信号(ABS相検出信号)を二値化部52に出力する。なお、アンプ51aは、例えば、オフセット調整型の増幅回路であり、信号処理部6から供給されるオフセット調整信号に基づいて、DCオフセット(直流オフセット)を変更する。ここで、DCオフセットとは、検出信号の最大信号レベルと検出信号の最小信号レベルとの平均値(中心電圧)を示す信号レベルである。
The
また、信号処理部6aは、調整制御部60a、D/A(デジタル/アナログ)部61、A/D(アナログ/デジタル)部(62,63)、及び位置検出部7を備えている。
調整制御部60aは、受光素子(31〜36)ごとに定められた調整情報に基づいて、信号変換部5aに受光素子31〜36の検出信号を受光素子(31〜36)ごとに調整させる。調整制御部60aは、例えば、切替部4により切り替えられた受光素子(31〜36)に対応する調整情報に基づいて、切り替えられた受光素子(31〜36)から出力された検出信号を信号変換部5aに調整させる。
The signal processing unit 6a includes an adjustment control unit 60a, a D / A (digital / analog)
The adjustment control unit 60a causes the
例えば、調整制御部60aは、不揮発性記憶部14に記憶されている調整情報を読み出す。調整制御部60aは、読み出した調整情報に基づいて、6つの受光素子31〜36それぞれが検出した6つの検出信号の出力特性を一致させるように、信号変換部5aに検出信号を調整させる。例えば、出力特性には、検出信号の最大信号レベルと検出信号の最小信号レベルとの平均値(DCオフセット)が含まれる。この場合、調整制御部60aは、読み出した調整情報に基づいて、6つの検出信号における最大信号レベルと検出信号の最小信号レベルとの平均値を一致させるように、信号変換部5aに検出信号を調整させる。
For example, the adjustment control unit 60a reads the adjustment information stored in the
例えば、調整制御部60aは、不揮発性記憶部14から読み出した調整情報に基づいて、D/A部61に、調整情報に対応する電圧をオフセット調整信号として出力させる。すなわち、調整制御部60aは、D/A部61を介してオフセット調整信号を出力させて、アンプ51aの直流オフセット電圧(DCオフセット電圧)を変更することにより、信号変換部5aに検出信号を調整させる。
For example, the adjustment control unit 60 a causes the D /
ここで、エンコーダ100aは、受光素子(31〜36)ごとに定められた調整情報に基づいて、受光素子31〜36の検出信号を受光素子(31〜36)ごとに調整する信号調整部8aを備えている。図4において、信号調整部8aは、D/A部61と、アンプ51aとが対応する。
Here, the
次に、本実施形態におけるエンコーダ100aの動作について説明する。
本実施形態におけるエンコーダ100aの動作は、基本的には、第1の実施形態における動作と同様である。ここでは、本実施形態における調整制御部60aによる調整制御の動作について説明する。
図5は、本実施形態におけるエンコーダ100aの検出信号の調整動作を示す図である。
図5において、上から順に、(a)ABSパターン、(b)ABS相検出信号、(c)オフセット調整信号、(d)増幅後のABS相検出信号、及び(e)二値化信号を示している。(a)ABSパターン及び(b)ABS相検出信号は、図3と同様である。
この図において、(a)ABSパターンの縦軸は、図3と同様に、パターンの論理状態を示し、(b)から(e)の縦軸は、それぞれ電圧を示している。また、横軸は、時間を示している。
Next, the operation of the
The operation of the
FIG. 5 is a diagram illustrating the adjustment operation of the detection signal of the
In FIG. 5, in order from the top, (a) an ABS pattern, (b) an ABS phase detection signal, (c) an offset adjustment signal, (d) an amplified ABS phase detection signal, and (e) a binarized signal are shown. ing. (A) ABS pattern and (b) ABS phase detection signal are the same as those in FIG.
In this figure, (a) the vertical axis of the ABS pattern indicates the logical state of the pattern as in FIG. 3, and the vertical axes of (b) to (e) indicate the voltages, respectively. The horizontal axis indicates time.
また、図5の期間T1から期間T6は、上述の図2を参照して説明した期間T1から期間T6と同様である。ここでは、波形W1、及び波形W6から波形W8は、(b)から(e)の各信号において、期間T1から期間T6の状態に順番に切り替えた場合の波形を示している。 Further, the period T1 to the period T6 in FIG. 5 is the same as the period T1 to the period T6 described with reference to FIG. Here, the waveform W1 and the waveforms W6 to W8 show waveforms when the signals from (b) to (e) are sequentially switched from the period T1 to the period T6.
図5において、調整制御部60aは、絶対番地処理部71から供給された切り替え信号に同期して、切り替え信号により選択される受光素子(31〜36)に対応する調整情報を不揮発性記憶部14から読み出す。調整制御部60aは、絶対番地処理部71から供給された切り替え信号に同期して、不揮発性記憶部14から読み出した調整情報に基づいて、D/A部61に、調整情報に対応する電圧を、オフセット調整信号として出力させる。すなわち、D/A部61は、図5の(c)オフセット調整信号(波形W6)を出力し、アンプ51aのDCオフセットを変更する。これにより、調整制御部60aは、6つの受光素子31〜36それぞれが検出した6つの検出信号の出力特性(ここでは、最大信号レベルと最小信号レベルの平均値)を一致させるように、信号変換部5aに検出信号を調整させる。
In FIG. 5, the adjustment control unit 60 a synchronizes with the switching signal supplied from the absolute
ここで、波形W6に示すように、(c)オフセット調整信号は、期間T3及び期間T4が最も信号レベルが低く、期間T1及び期間T6が最も信号レベルが高い。また、(c)オフセット調整信号は、期間T2及び期間T5の信号レベルが、期間T3及び期間T4の信号レベルと期間T1及び期間T6の信号レベルとの間の信号レベルとなっている。
また、図5の(c)において、電圧V0は、オフセット調整信号の参考信号レベルとして、第1の実施形態におけるアンプ51のオフセットの信号レベルを示している。なお、第1の実施形態におけるアンプ51は、オフセットの信号レベルは、電圧V0で固定の値となる。なお、この電圧V0は、オフセット調整信号の信号レベルである。また、例えば、オフセット調整信号は、波形W1の期間T3及び期間T4における最大信号レベルと最小信号レベルとの平均値(DCオフセット値)が、アンプ51aによる増幅後に閾値電圧Vthと一致するようにアンプ51aのオフセット電圧を設定する信号である。
Here, as shown in the waveform W6, (c) the offset adjustment signal has the lowest signal level in the periods T3 and T4, and the highest signal level in the periods T1 and T6. Further, (c) the offset adjustment signal has a signal level between the signal levels of the periods T3 and T4 and the signal levels of the periods T1 and T6 in the periods T2 and T5.
In FIG. 5C, the voltage V0 indicates the offset signal level of the
次に、アンプ51aは、A/D部61から供給されたオフセット調整信号に基づいて、ABS相検出信号を増幅し、波形W7に示すような増幅した信号(図5の(d)増幅後のABS相検出信号)を二値化部52に出力する。ここで、D/A部61から供給されたオフセット調整信号によってDCオフセット値が調整されているので、波形W7は、最大信号レベルと最小信号レベルとの平均値が期間T1から期間T6において一定の値となる。
Next, the
なお、図5の(d)において、電圧Vthは、図3(d)と同様に、二値化部52の閾値電圧を示している。ここでは、波形W7における最大信号レベルと最小信号レベルとの平均値は、期間T1から期間T6において一定の値となるとともに、二値化部52の閾値電圧Vthと一致している。このように、調整制御部60aは、6つの受光素子31〜36それぞれが検出した6つの検出信号の最大信号レベルと最小信号レベルの平均値を一致させ、且つ、この平均値が閾値電圧Vthと一致するように、信号変換部5aに検出信号を調整させる。
In FIG. 5D, the voltage Vth indicates the threshold voltage of the
また、増幅後のABS相検出信号において、受光素子31に対応する振幅を振幅L11、受光素子32に対応する振幅を振幅L12、受光素子33に対応する振幅を振幅L13とする。各振幅は、所定のゲイン(利得)により増幅されているので、図5(b)における関係を反映した(振幅L11<振幅L12<振幅L13)の関係となる。また、同様に、受光素子34に対応する振幅を振幅L14、受光素子35に対応する振幅を振幅L15、受光素子36に対応する振幅を振幅L16とすると、各振幅は、(振幅L14>振幅L15>振幅L16)の関係となる。
In the ABS phase detection signal after amplification, the amplitude corresponding to the
次に、二値化部52は、閾値電圧Vthに基づいて、アンプ51aから供給された調整されたABS相検出信号を二値化し、図5の(e)二値化信号(波形W8)であるデジタル信号を信号処理部6aの絶対番地処理部71に供給する。なお、図5(e)において、“H”は、Hレベル(論理状態“1”)を示し、“L”は、Lレベル(論理状態“0”)を示している。
Next, the
このように、本実施形態におけるエンコーダ100aは、信号調整部8aによりABS相検出信号(受光素子31〜36の検出信号)を調整した後、二値化部52が二値化を行い、二値化信号を信号処理部6aの位置検出部7(絶対番地処理部71)に供給する。位置検出部7による位置情報を生成する動作は、第1の実施形態におけるエンコーダ100と同様であるので、ここでは説明を省略する。
Thus, the
以上、説明したように、本実施形態におけるエンコーダ100aは、調整制御部60aが、調整情報に基づいて、複数の受光素子(31〜36)それぞれが検出した複数の検出信号の出力特性を一致させるように、信号変換部5aに検出信号を調整させる。出力特性には、各検出信号の最大信号レベルと検出信号の最小信号レベルとの平均値が含まれる。調整制御部60aは、不揮発性記憶部14に記憶されている調整情報に基づいて、複数の検出信号における平均値を一致させるように、信号変換部5aに検出信号を調整させる。
これにより、複数の検出信号における平均値の不均一(バラツキ)が低減されるので、二値化部52による二値化の変換マージンを増やすことができる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ100aは、被駆動体の位置の誤検出を低減することができる。
As described above, in the
Thereby, non-uniformity (variation) of the average value in the plurality of detection signals is reduced, and thus the binarization conversion margin by the
また、本実施形態では、信号変換部5aは、検出信号を増幅するアンプ51aと、アンプ51aによって増幅された検出信号(ABS相検出信号)を二値化信号に変換する二値化部52とを備えている。調整制御部60aは、調整情報に基づいてアンプ51aのDCオフセット電圧(直流オフセット電圧)を変更することにより、信号変換部5aに検出信号を調整させる。
例えば、本実施形態におけるエンコーダ100aでは、二値化部52は、図5の(d)増幅後のABS相検出信号(波形W7)を二値化する検出信号として使用する。そのため、図5の期間T1において、例えば、ノイズNZ1のようなノイズ信号がABS相検出信号に混入した場合であっても、ABS相検出信号は閾値電圧Vthをまたいで変化しない。すなわち、調整情報に基づいてアンプ51aのDCオフセット電圧(直流オフセット電圧)を変更することにより、二値化部52による二値化の変換マージンを増やすことができる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ100aは、被駆動体の位置の誤検出を低減することができる。
In the present embodiment, the
For example, in the
[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態におけるエンコーダ100bについて説明する。
図6は、本実施形態によるエンコーダ100bを示すブロック図である。
この図において、図1及び図4と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
第3の実施形態におけるエンコーダ100bは、受光素子(31〜36)の検出信号を調整する制御が、第1の実施形態及び第2の実施形態とは異なる。第3の実施形態におけるエンコーダ100bは、二値化部52aの閾値電圧を変更することにより、受光素子(31〜36)の検出信号を調整する。
以下、第3の実施形態におけるエンコーダ100aの第1の実施形態とは異なる点について説明する。
[Third Embodiment]
Next, an
FIG. 6 is a block diagram showing the
In this figure, the same components as those in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The
Hereinafter, a point different from the first embodiment of the
図6において、エンコーダ100bは、符号板2、受光部3、切替部4、信号変換部5b、信号処理部6b、光源10、ドライバ部11、アンプ(12,13)、及び不揮発性記憶部14を備えている。
また、信号変換部5bは、アンプ51bと、二値化部52aとを備えている。
In FIG. 6, the
The
アンプ51b(増幅部)は、ABS相検出信号を増幅し、増幅した信号(ABS相検出信号)を二値化部52aに出力する。なお、アンプ51bは、所定のゲイン(利得)によって、ABS相検出信号を増幅する。
二値化部52aは、例えば、コンパレータ(比較器)であり、アンプ51bによって増幅されたABS相検出信号を所定の閾値電圧に基づいて二値化信号に変換する。二値化部52aは、信号処理部6bから供給される閾値調整信号に基づいて、所定の閾値電圧を変更する。二値化部52aは、例えば、増幅されたABS相検出信号の信号レベルが、閾値調整信号に基づいて変更される所定の閾値電圧以上である場合に、二値化信号としてHレベルを出力する。二値化部52aは、例えば、増幅されたABS相検出信号の信号レベルが所定の閾値電圧未満である場合に、二値化信号としてLレベルを出力する。二値化部52aは、変換した二値化信号を信号処理部6bに供給する。
The amplifier 51b (amplifying unit) amplifies the ABS phase detection signal and outputs the amplified signal (ABS phase detection signal) to the
The
また、信号処理部6bは、調整制御部60b、D/A(デジタル/アナログ)部61、A/D(アナログ/デジタル)部(62,63)、及び位置検出部7を備えている。
調整制御部60bは、受光素子(31〜36)ごとに定められた調整情報に基づいて、信号変換部5bに受光素子31〜36の検出信号を受光素子(31〜36)ごとに調整させる。調整制御部60bは、例えば、切替部4により切り替えられた受光素子(31〜36)に対応する調整情報に基づいて、切り替えられた受光素子(31〜36)から出力された検出信号を信号変換部5bに調整させる。
The signal processing unit 6b includes an
The
例えば、調整制御部60bは、不揮発性記憶部14に記憶されている調整情報を読み出す。調整制御部60bは、読み出した調整情報に基づいて、6つの受光素子31〜36それぞれが検出した6つの検出信号の最大信号レベルと最小信号レベルの平均値と、二値化部52aの閾値とを一致させるように、信号変換部5aに検出信号を調整させる。
例えば、調整制御部60bは、不揮発性記憶部14から読み出した調整情報に基づいて、D/A部61に、調整情報に対応する電圧を閾値調整信号として出力させる。すなわち、調整制御部60bは、D/A部61を介して閾値調整信号を出力させて、二値化部52aの閾値電圧を変更することにより、信号変換部5bに検出信号を調整させる。
For example, the
For example, the
ここで、エンコーダ100bは、受光素子(31〜36)ごとに定められた調整情報に基づいて、受光素子31〜36の検出信号を受光素子(31〜36)ごとに調整する信号調整部8bを備えている。図6において、信号調整部8bは、D/A部61と、二値化部52aとが対応する。
Here, the
次に、本実施形態におけるエンコーダ100bの動作について説明する。
本実施形態におけるエンコーダ100bの動作は、基本的には、第1の実施形態における動作と同様である。ここでは、本実施形態における調整制御部60bによる調整制御の動作について説明する。
図7において、上から順に、(a)ABSパターン、(b)ABS相検出信号、(c)閾値調整信号、(d)増幅後のABS相検出信号、及び(e)二値化信号を示している。(a)ABSパターン及び(b)ABS相検出信号は、図3と同様である。
図7は、本実施形態におけるエンコーダ100bの検出信号の調整動作を示す図である。
この図において、(a)ABSパターンの縦軸は、図3と同様に、パターンの論理状態を示し、(b)から(e)の縦軸は、それぞれ電圧を示している。また、横軸は、時間を示している。
Next, the operation of the
The operation of the
In FIG. 7, in order from the top, (a) an ABS pattern, (b) an ABS phase detection signal, (c) a threshold adjustment signal, (d) an amplified ABS phase detection signal, and (e) a binarized signal are shown. ing. (A) ABS pattern and (b) ABS phase detection signal are the same as those in FIG.
FIG. 7 is a diagram showing an adjustment operation of the detection signal of the
In this figure, (a) the vertical axis of the ABS pattern indicates the logical state of the pattern as in FIG. 3, and the vertical axes of (b) to (e) indicate the voltages, respectively. The horizontal axis indicates time.
また、図7の期間T1から期間T6は、上述の図2を参照して説明した期間T1から期間T6と同様である。ここでは、波形W1、波形W9、波形W10、及び波形W12は、(b)から(e)の各信号において、期間T1から期間T6の状態に順番に切り替えた場合の波形を示している。また、波形W11は、期間T1から期間T6の状態に順番に切り替えた場合の二値化部52aにおける二値化の閾値を示す波形を示している。
Further, the period T1 to the period T6 in FIG. 7 is the same as the period T1 to the period T6 described with reference to FIG. Here, the waveform W1, the waveform W9, the waveform W10, and the waveform W12 indicate the waveforms when the signals from (b) to (e) are sequentially switched from the period T1 to the period T6. A waveform W11 indicates a waveform indicating a binarization threshold in the
図7において、調整制御部60bは、絶対番地処理部71から供給された切り替え信号に同期して、切り替え信号により選択される受光素子(31〜36)に対応する調整情報を不揮発性記憶部14から読み出す。調整制御部60bは、絶対番地処理部71から供給された切り替え信号に同期して、不揮発性記憶部14から読み出した調整情報に基づいて、D/A部61に、調整情報に対応する電圧を閾値調整信号として出力させる。すなわち、D/A部61は、図7の(c)の閾値調整信号(波形W9)を出力し、二値化部52aの閾値を変更する。これにより、調整制御部60bは、6つの受光素子31〜36それぞれが検出した6つの検出信号の最大信号レベルと最小信号レベルの平均値と、二値化部52aの閾値とを一致させるように、信号変換部5bに検出信号を調整させる。
In FIG. 7, the
ここで、波形W9に示すように、閾値調整信号は、期間T3及び期間T4が最も信号レベルが高く、期間T1及び期間T6が最も信号レベルが低い。また、閾値調整信号は、期間T2及び期間T5の信号レベルが、期間T3及び期間T4の信号レベルと期間T1及び期間T6の信号レベルとの間の信号レベルとなっている。
また、図7の(c)において、電圧V1は、参考信号レベルとして、第1の実施形態における閾値Vthに対応する閾値調整信号の電圧レベルを示している。
Here, as shown by the waveform W9, the threshold adjustment signal has the highest signal level in the period T3 and the period T4, and the lowest signal level in the period T1 and the period T6. In the threshold adjustment signal, the signal levels in the periods T2 and T5 are between the signal levels in the periods T3 and T4 and the signal levels in the periods T1 and T6.
In FIG. 7C, the voltage V1 indicates the voltage level of the threshold adjustment signal corresponding to the threshold Vth in the first embodiment as the reference signal level.
次に、アンプ51bは、所定のゲイン(利得)に基づいて、ABS相検出信号を増幅し、波形W10に示すような増幅した信号(図7の(d)増幅後のABS相検出信号)を二値化部52aに出力する。ここで、波形W10は、波形W1を所定のゲイン(利得)で増幅するので、波形W1と同様な形状の波形となる。
Next, the amplifier 51b amplifies the ABS phase detection signal based on a predetermined gain (gain), and an amplified signal as shown in the waveform W10 ((d) the amplified ABS phase detection signal in FIG. 7). It outputs to the
なお、図7の(d)において、波形W11は、二値化部52aの調整された閾値を示している。また、電圧Vthは、図3(d)と同様に、第1の実施形態における二値化部52の閾値電圧を示している。また、振幅L11から振幅L16は、図5(d)と同様に、増幅後のABS相検出信号における、受光素子31〜36それぞれに対応する振幅を示している。調整制御部60bは、波形W11に示すように、二値化部52aの閾値が、振幅L11から振幅L16の中心電圧になるように、閾値調整信号を変更(調整)する。
In FIG. 7D, a waveform W11 indicates the adjusted threshold value of the
次に、二値化部52aは、波形W11に示される閾値に基づいて、アンプ51bから供給された調整されたABS相検出信号を二値化し、図7の(e)二値化信号(波形W12)であるデジタル信号を信号処理部6bの絶対番地処理部71に供給する。なお、図7(e)において、“H”は、Hレベル(論理状態“1”)を示し、“L”は、Lレベル(論理状態“0”)を示している。
Next, the
このように、本実施形態におけるエンコーダ100bは、信号調整部8bにより二値化部52aの閾値を調整して二値化を行い、二値化信号を信号処理部6bの位置検出部7(絶対番地処理部71)に供給する。位置検出部7による位置情報を生成する動作は、第1の実施形態におけるエンコーダ100と同様であるので、ここでは説明を省略する。
As described above, the
以上、説明したように、本実施形態におけるエンコーダ100bは、信号変換部5bは、検出信号を増幅するアンプ51bと、アンプ51bによって増幅された検出信号(ABS相検出信号)を所定の閾値電圧に基づいて二値化信号に変換する二値化部52aとを備えている。調整制御部60bは、調整情報に基づいて二値化部52aの所定の閾値電圧を変更することにより(波形W11参照)、信号変換部5bに検出信号を調整させる。
例えば、本実施形態におけるエンコーダ100bでは、二値化部52aは、図7の(d)増幅後のABS相検出信号(波形W10)を二値化する閾値として、波形W11に示されるような振幅L11から振幅L16の中心電圧になるように調整された閾値を使用する。そのため、図7の期間T1において、例えば、ノイズNZ1のようなノイズ信号がABS相検出信号に混入した場合であっても、ABS相検出信号は波形W11に示される閾値をまたいで変化しない。すなわち、調整情報に基づいて二値化部52aの閾値電圧を変更することにより、二値化部52aによる二値化の変換マージンを増やすことができる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ100bは、被駆動体の位置の誤検出を低減することができる。
As described above, in the
For example, in the
[第4の実施形態]
次に、第4の実施形態におけるエンコーダ100cについて説明する。
図8は、本実施形態によるエンコーダ100cを示すブロック図である。
この図において、図1と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
第4の実施形態におけるエンコーダ100cは、受光素子31〜36のうちの一部に対応する調整情報から、受光素子31〜36に対応する調整情報を補間して生成する点が第1の実施形態と異なる。
以下、第4の実施形態におけるエンコーダ100cの第1の実施形態とは異なる点について説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, an
FIG. 8 is a block diagram showing the
In this figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The
Hereinafter, differences from the first embodiment of the
図8において、エンコーダ100cは、符号板2、受光部3、切替部4、信号変換部5、信号処理部6c、光源10、ドライバ部11、アンプ(12,13)、及び不揮発性記憶部14を備えている。
なお、本実施形態における不揮発性記憶部14は、受光素子31〜36のうちの一部に対応する調整情報である部分調整情報を記憶する。
また、信号処理部6cは、調整制御部60、D/A(デジタル/アナログ)部61、A/D(アナログ/デジタル)部(62,63)、調整情報生成部64、及び位置検出部7を備えている。
8, the
In addition, the non-volatile memory |
The signal processing unit 6 c includes an
調整情報生成部64は、不揮発性記憶部14に記憶されている部分調整情報に基づいて、受光素子(31〜36)ごとに定められた調整情報を生成する。調整情報生成部64は、不揮発性記憶部14から部分調整情報を読み出して、読み出した部分調整情報同士の間の位置する各受光素子に対応する調整情報を補間して生成する。調整情報生成部64は、例えば、部分調整情報の2つの値から直線補間により各受光素子に対応する調整情報を生成してもよいし、二次関数などの所定の関数に基づいて、各受光素子に対応する調整情報を生成してもよい。調整情報生成部64は、生成した調整情報を調整制御部60に供給する。
The adjustment
なお、本実施形態における調整制御部60は、調整情報生成部64によって生成された受光素子(31〜36)ごとに定められた調整情報に基づいて、検出信号を受光素子(31〜36)ごとに調整させる。調整制御部60は、例えば、予め調整情報生成部64から調整情報を取得し、絶対番地処理部71から供給された切り替え信号に同期して、D/A部61に調整情報に対応する電圧をゲイン調整信号として出力させる。
信号調整部8による検出信号の調整動作、及び位置検出部7による位置情報を生成する動作を含むその他の動作は、第1の実施形態におけるエンコーダ100と同様であるので、ここでは説明を省略する。
The
Other operations including the adjustment operation of the detection signal by the
このように、本実施形態におけるエンコーダ100cは、不揮発性記憶部14と、調整情報生成部64とを備えている。不揮発性記憶部14は、複数の受光素子(31〜36)のうちの一部に対応する調整情報である部分調整情報を記憶する。調整情報生成部64は、不揮発性記憶部14に記憶されている部分調整情報に基づいて、受光素子(31〜36)ごとに定められた調整情報を生成する。そして、調整制御部60は、調整情報生成部64によって生成された受光素子(31〜36)ごとに定められた調整情報に基づいて、検出信号を受光素子(31〜36)ごとに調整させる。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ100cは、第1の実施形態と同様に、被駆動体の位置の誤検出を低減することができる。したがって、本実施形態におけるエンコーダ100cは、位置情報を検出する信頼性を高めることができる。さらに、本実施形態におけるエンコーダ100cは、全ての受光素子に対応する調整情報を不揮発性記憶部14に記憶させておく必要がないので、不揮発性記憶部14の記憶容量を低減することができる。
As described above, the
Thereby, the
[第5の実施形態]
次に、第5の実施形態におけるエンコーダ100dについて説明する。
図9は、本実施形態によるエンコーダ100dを示すブロック図である。
この図において、図1と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
第5の実施形態におけるエンコーダ100dは、不揮発性記憶部14に調整情報を記憶させる調整情報設定部15を備える点が第1の実施形態と異なる。
以下、第5の実施形態におけるエンコーダ100dの第1の実施形態とは異なる点について説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, an
FIG. 9 is a block diagram showing the
In this figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The
Hereinafter, differences from the first embodiment of the
図9において、エンコーダ100dは、符号板2、受光部3、切替部4、信号変換部5、信号処理部6、光源10、ドライバ部11、アンプ(12,13)、不揮発性記憶部14、及び調整情報設定部15を備えている。
In FIG. 9, the
調整情報設定部15(設定部)は、第1の実施形態における設定装置200の調整情報設定部210と同様の機能を有している。調整情報設定部15は、例えば、6つの受光素子31〜36の検出信号に基づいて二値化された二値化信号がそれぞれHレベル(論理状態“1”)になるように、符号板2の位置を変更させる。なお、例えば、調整情報設定部15は、メンテナンスモード等における低速回転中の場合に、駆動装置DRなどからの指令値に基づいて、6つの受光素子31〜36の検出信号に基づいて二値化された二値化信号がそれぞれHレベル(論理状態“1”)になるように、符号板2の位置を変更させる。調整情報設定部15は、ABS相検出信号の信号線であるノードN1と、アンプ51の出力信号線であるノードN2の電圧レベルとを受光素子(31〜36)ごとに計測し、計測結果に基づいて、受光素子(31〜36)ごとの調整情報を定める。すなわち、調整情報設定部15は、ノードN1の電圧とノードN2の電圧とを受光素子(31〜36)ごとに計測し、計測結果に基づいて、受光素子(31〜36)ごとの調整情報を生成する。調整情報設定部15は、受光素子(31〜36)ごとに生成した調整情報を不揮発性記憶部14に記憶させる。さらに、調整情報設定部15は、ノードN1の電圧とノードN2の電圧とを受光素子(31〜36)ごとに計測し、設定した調整情報が正しく設定されているかを確認にしてもよい。
The adjustment information setting unit 15 (setting unit) has the same function as the adjustment information setting unit 210 of the
このように、本実施形態におけるエンコーダ100dは、検出信号(ABS測定信号、及び増幅後のABS測定信号)を計測して、当該計測結果に基づいて調整情報を定める調整情報設定部15を備えている。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ100dは、自装置で定期的に校正処理(キャリブレーション処理)を行うことができる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ100dは、光源10又は受光素子31〜36の経年劣化(経年変化)によるバラツキなどによって、被駆動体の位置の誤検出が発生し易くなることを低減することができる。したがって、本実施形態におけるエンコーダ100cは、位置情報を検出する信頼性を高めることができる。
Thus, the
Thereby, the
[第6の実施形態]
次に、上述の実施形態におけるエンコーダ100(100a〜100d)を備える駆動装置(モータ装置、アクチュエータ)について説明する。
図10は、本実施形態における駆動装置DRの概略図である。本実施形態における駆動装置DRは、入力軸IAXを回転させるモータMTRと、入力軸IAX(回転子9)に設けられたエンコーダ100(100a〜100d)と、を備える。すなわち、駆動装置DRは、エンコーダ100(100a〜100d)と、入力軸IAX(被駆動体)を駆動するモータMTR(駆動部)と、を備えている。
[Sixth Embodiment]
Next, a drive device (motor device, actuator) including the encoder 100 (100a to 100d) in the above-described embodiment will be described.
FIG. 10 is a schematic diagram of the driving device DR in the present embodiment. The drive device DR in the present embodiment includes a motor MTR that rotates the input shaft IAX, and an encoder 100 (100a to 100d) provided on the input shaft IAX (rotor 9). That is, the driving device DR includes an encoder 100 (100a to 100d) and a motor MTR (driving unit) that drives the input shaft IAX (driven body).
エンコーダ100(100a〜100d)は、入力軸IAX(被駆動体)の回転位置(角度位置)を検出し、駆動装置DRを制御する上位のコントローラに対して回転位置を含む情報をエンコーダ信号として出力する。上位のコントローラは、エンコーダ100(100a〜100d)から受信したエンコーダ信号をもとに、駆動装置DRを制御する。本実施形態におけるエンコーダ100(100a〜100d)は入力軸IAXの回転位置の誤検出を低減することができるため、本実施形態における駆動装置DRはモータMTRの入力軸IAXを高精度に位置制御することができる。また、本実施形態における駆動装置DRは、位置制御における信頼性を高めることができる。 The encoder 100 (100a to 100d) detects the rotational position (angular position) of the input shaft IAX (driven body), and outputs information including the rotational position as an encoder signal to a host controller that controls the driving device DR. To do. The host controller controls the drive device DR based on the encoder signal received from the encoder 100 (100a to 100d). Since the encoder 100 (100a to 100d) in the present embodiment can reduce erroneous detection of the rotational position of the input shaft IAX, the driving device DR in the present embodiment controls the position of the input shaft IAX of the motor MTR with high accuracy. be able to. Further, the driving device DR in the present embodiment can improve the reliability in position control.
なお、本実施形態における駆動装置DRは、図11に示すように、モータMTRの入力軸IAXに減速機RG(例、遊星歯車式機構)を設ける構成としてもよい。この場合、本実施形態におけるエンコーダ100(100a〜100d)は、その減速機RGの出力軸OAXに配置するようにしてもよいし、モータMTRの入力軸IAXと減速機RGの出力軸OAXとの両方に配置するようにしてもよい。 In addition, as shown in FIG. 11, the drive device DR in the present embodiment may have a configuration in which a reduction gear RG (eg, a planetary gear mechanism) is provided on the input shaft IAX of the motor MTR. In this case, the encoder 100 (100a to 100d) in this embodiment may be arranged on the output shaft OAX of the reduction gear RG, or between the input shaft IAX of the motor MTR and the output shaft OAX of the reduction gear RG. You may make it arrange | position to both.
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態において、エンコーダ100(100a〜100d)は、符号板2が透過型のパターンを備え形態について説明したが、反射型のパターンを備える形態でもよい。また、エンコーダ100(100a〜100d)は、検出素子が光学式である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、磁気式の検出素子を用いる形態でもよい。また、エンコーダ100(100a〜100d)は、ロータリータイプのエンコーダである場合について説明したが、リニアタイプのエンコーダに適用する形態でもよい。この場合、符号板2は、スケールに対応し、回転子はステージなどの被駆動体に対応する。
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each of the above-described embodiments, the encoder 100 (100a to 100d) has been described with respect to the configuration in which the
また、上記の各実施形態において、受光素子31〜36の検出信号の不均一(バラツキ)を信号変換部5(5a,5b)により調整する形態を説明したが、検出信号が受光素子31〜36から信号処理部6に至る経路のうちのいずれかにおいて、検出信号の不均一(バラツキ)を低減するように調整する形態であれば、他の形態でもよい。例えば、エンコーダ100(100a〜100d)は、信号変換部5(5a,5b)とは別に、検出信号の不均一を低減するように調整する調整部を備える形態でもよい。また、上記の各実施形態において、調整信号の波形や増幅した信号の波形は、一部又は全部に反転増幅回路を用いて信号の極性が上記の各実施形態とは異なる波形にしてもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the mode in which the nonuniformity (variation) of the detection signals of the
また、上記の第1から第3の実施形態において、検出信号の調整方法を、それぞれが単独に用いる形態を説明したが、第1から第3の実施形態のうちの2つ以上を組み合わせて用いる形態でもよい。例えば、第1の実施形態と第2の実施形態とを組み合わせて用いる形態(ゲインとDCオフセットとを組み合わせて変更する形態)でもよい。また、例えば、第2の実施形態と第3の実施形態とを組み合わせて用いる形態(オフセットと二値化の閾値とを組み合わせて変更する形態)でも良いし、他の組み合わせを用いる形態でもよい。 In the first to third embodiments, the detection signal adjustment method has been described as being used independently, but two or more of the first to third embodiments are used in combination. Form may be sufficient. For example, a mode in which the first embodiment and the second embodiment are used in combination (a mode in which gain and DC offset are combined and changed) may be used. In addition, for example, a mode in which the second embodiment and the third embodiment are used in combination (a mode in which an offset and a binarization threshold are combined and changed) may be used, or a mode in which another combination is used.
また、上記の第4及び第5の実施形態は、第1の実施形態に適用する形態を説明したが、第2の実施形態又は第3の実施形態に適用する形態でもよい。また、第4の実施形態と、第5の実施形態とを組み合わせて適用する形態でもよい。 Moreover, although the said 4th and 5th embodiment demonstrated the form applied to 1st Embodiment, the form applied to 2nd Embodiment or 3rd Embodiment may be sufficient. Moreover, the form which applies combining 4th Embodiment and 5th Embodiment may be sufficient.
また、上記の各実施形態において、エンコーダ100(100a〜100d)は、切替部4を備える形態を説明したが、切替部4を備えずに、検出素子(受光素子)の数に等しいアンプ51(51a、51b)及び二値化部52(52a)を備える形態でもよい。
In each of the above embodiments, the encoder 100 (100a to 100d) has been described as having the switching
また、上記の各実施形態では、エンコーダ100(100a〜100d)に適用する形態を説明したが、レゾルバ装置などの位置検出装置に適用する形態でもよい。
また、本実施形態における駆動装置DRは、例えば、アームなどを有する多関節ロボットや自動車(例、電気自動車)などのロボット装置に設けられてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the form applied to the encoder 100 (100a to 100d) has been described. However, the form applied to a position detection device such as a resolver device may be used.
In addition, the driving device DR in the present embodiment may be provided in a robot device such as an articulated robot having an arm or the like or a car (eg, an electric car).
また、上記の各実施形態において、エンコーダ100(100a〜100d)の各部は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリ及びCPU(中央処理装置)を備えて、プログラムによって実現されてもよい。 Further, in each of the above embodiments, each unit of the encoder 100 (100a to 100d) may be realized by dedicated hardware, and includes a memory and a CPU (central processing unit), and is controlled by a program. It may be realized.
上述のエンコーダ100(100a〜100d)は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述したエンコーダ100(100a〜100d)の処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。 The above-described encoder 100 (100a to 100d) has a computer system therein. The processing steps of the encoder 100 (100a to 100d) described above are stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above processing is performed by the computer reading and executing this program. Here, the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Alternatively, the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.
2…符号板、4…切替部、5…信号変換部、7…位置検出部、9…回転子、15…調整情報設定部、21…アブソリュートパターン、31,32,33,34,35,36…受光素子、51,51a,51b…アンプ、52,52a…二値化部、60…調整制御部、64…調整情報生成部、100,100a,100b,100c,100d…エンコーダ、DR…駆動装置
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記符号板の前記パターンを検出する複数の検出素子と、
前記複数の検出素子それぞれが検出した検出信号を二値化信号に変換する変換部と、
前記検出素子ごとに定められた調整情報に基づいて、前記変換部に前記検出信号を前記検出素子ごとに調整させる調整制御部と、
前記二値化信号に基づいて、前記被駆動体の位置を検出する位置検出部と
を備えることを特徴とするエンコーダ。 A code plate having a pattern indicating position information of the driven body;
A plurality of detection elements for detecting the pattern of the code plate;
A conversion unit that converts a detection signal detected by each of the plurality of detection elements into a binarized signal;
Based on adjustment information determined for each detection element, an adjustment control unit that causes the conversion unit to adjust the detection signal for each detection element;
An encoder comprising: a position detection unit configured to detect a position of the driven body based on the binarized signal.
前記調整制御部は、
前記切替部により切り替えられた検出素子に対応する前記調整情報に基づいて、前記切り替えられた検出素子から出力された前記検出信号を前記変換部に調整させる
ことを特徴とする請求項1に記載のエンコーダ。 A switching unit for switching which detection element outputs the detection signal among the plurality of detection elements,
The adjustment control unit
The control unit according to claim 1, wherein the conversion unit adjusts the detection signal output from the switched detection element based on the adjustment information corresponding to the detection element switched by the switching unit. Encoder.
前記調整情報に基づいて、前記複数の検出素子それぞれが検出した複数の前記検出信号の出力特性を一致させるように、前記変換部に前記検出信号を調整させる
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のエンコーダ。 The adjustment control unit
The detection signal is adjusted by the converter so that the output characteristics of the plurality of detection signals detected by the plurality of detection elements are matched based on the adjustment information. Item 3. The encoder according to item 2.
前記調整制御部は、
前記調整情報に基づいて、前記複数の検出信号における前記最大信号レベル又は前記最小信号レベルを一致させるように、前記変換部に前記検出信号を調整させる
ことを特徴とする請求項3に記載のエンコーダ。 The output characteristics include a maximum signal level of the detection signal or a minimum signal level of the detection signal,
The adjustment control unit
4. The encoder according to claim 3, wherein the conversion unit is configured to adjust the detection signal so that the maximum signal level or the minimum signal level in the plurality of detection signals matches based on the adjustment information. 5. .
前記調整制御部は、
前記調整情報に基づいて、前記複数の検出信号における前記平均値を一致させるように、前記変換部に前記検出信号を調整させる
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のエンコーダ。 The output characteristic includes an average value of the maximum signal level of the detection signal and the minimum signal level of the detection signal,
The adjustment control unit
5. The encoder according to claim 3, wherein the conversion unit is configured to adjust the detection signal so that the average values of the plurality of detection signals are matched based on the adjustment information.
前記検出信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部によって増幅された前記検出信号を前記二値化信号に変換する二値化部と
を備え、
前記調整制御部は、
前記調整情報に基づいて前記増幅部の利得を変更することにより、前記変換部に前記検出信号を調整させる
ことを特徴とする請求項1から請求項5に記載のエンコーダ。 The converter is
An amplifying unit for amplifying the detection signal;
A binarization unit that converts the detection signal amplified by the amplification unit into the binarized signal;
The adjustment control unit
The encoder according to any one of claims 1 to 5, wherein the conversion unit is configured to adjust the detection signal by changing a gain of the amplification unit based on the adjustment information.
前記検出信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部によって増幅された前記検出信号を前記二値化信号に変換する二値化部と
を備え、
前記調整制御部は、
前記調整情報に基づいて前記増幅部の直流オフセット電圧を変更することにより、前記変換部に前記検出信号を調整させる
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のエンコーダ。 The converter is
An amplifying unit for amplifying the detection signal;
A binarization unit that converts the detection signal amplified by the amplification unit into the binarized signal;
The adjustment control unit
The encoder according to any one of claims 1 to 5, wherein the conversion unit is configured to adjust the detection signal by changing a DC offset voltage of the amplification unit based on the adjustment information. .
前記検出信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部によって増幅された前記検出信号を所定の閾値電圧に基づいて前記二値化信号に変換する二値化部と
を備え、
前記調整制御部は、
前記調整情報に基づいて前記二値化部の前記所定の閾値電圧を変更することにより、前記変換部に前記検出信号を調整させる
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のエンコーダ。 The converter is
An amplifying unit for amplifying the detection signal;
A binarization unit that converts the detection signal amplified by the amplification unit into the binarization signal based on a predetermined threshold voltage, and
The adjustment control unit
The encoder according to claim 1 or 2, wherein the conversion unit is configured to adjust the detection signal by changing the predetermined threshold voltage of the binarization unit based on the adjustment information.
前記調整制御部は、
前記記憶部に記憶されている前記調整情報に基づいて、前記検出信号を前記検出素子ごとに調整させる
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のエンコーダ。 A storage unit that stores the adjustment information determined for each detection element;
The adjustment control unit
The encoder according to any one of claims 1 to 8, wherein the detection signal is adjusted for each of the detection elements based on the adjustment information stored in the storage unit.
前記記憶部に記憶されている前記部分調整情報に基づいて、前記検出素子ごとに定められた前記調整情報を生成する調整情報生成部と
を備え、
前記調整制御部は、
前記調整情報生成部によって生成された前記検出素子ごとに定められた前記調整情報に基づいて、前記検出信号を前記検出素子ごとに調整させる
ことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のエンコーダ。 A storage unit that stores partial adjustment information that is the adjustment information corresponding to a part of the plurality of detection elements;
An adjustment information generating unit that generates the adjustment information determined for each detection element based on the partial adjustment information stored in the storage unit, and
The adjustment control unit
The detection signal is adjusted for each of the detection elements based on the adjustment information determined for each of the detection elements generated by the adjustment information generation unit. The encoder according to one item.
ことを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のエンコーダ。 The encoder according to any one of claims 1 to 10, further comprising: a setting unit that measures the detection signal and determines the adjustment information based on the measurement result.
前記被駆動体を駆動する駆動部と
を備えることを特徴とする駆動装置。 The encoder according to any one of claims 1 to 11,
And a driving unit that drives the driven body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011273286A JP2013124909A (en) | 2011-12-14 | 2011-12-14 | Encoder and driver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011273286A JP2013124909A (en) | 2011-12-14 | 2011-12-14 | Encoder and driver |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013124909A true JP2013124909A (en) | 2013-06-24 |
Family
ID=48776243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011273286A Pending JP2013124909A (en) | 2011-12-14 | 2011-12-14 | Encoder and driver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013124909A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016540202A (en) * | 2013-11-05 | 2016-12-22 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニーRenishaw Public Limited Company | Position measurement encoder calibration |
JP2019124569A (en) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | 株式会社ミツトヨ | measuring device |
-
2011
- 2011-12-14 JP JP2011273286A patent/JP2013124909A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016540202A (en) * | 2013-11-05 | 2016-12-22 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニーRenishaw Public Limited Company | Position measurement encoder calibration |
JP2019124569A (en) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | 株式会社ミツトヨ | measuring device |
JP7018322B2 (en) | 2018-01-16 | 2022-02-10 | 株式会社ミツトヨ | measuring device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5424629B2 (en) | Position measuring apparatus and method for measuring absolute position | |
US8825439B2 (en) | Multiturn rotary encoder | |
TWI691702B (en) | Method and apparatus for configurable photodetector array patterning for optical encoders | |
EP1600741A2 (en) | Pulse width modulation based digital incremental encoder | |
US7903262B2 (en) | Optical position measuring arrangement | |
JP2013124909A (en) | Encoder and driver | |
JP5115419B2 (en) | Optical encoder | |
CN106029474B (en) | The method of the angle reference position of power steering system is determined according to the rising edge of exponential signal and failing edge | |
JPS6310767B2 (en) | ||
CN101013573A (en) | Image information detecting device | |
JP5842334B2 (en) | Encoder device and drive device | |
JPH08111060A (en) | Optical rotary encoder | |
JP6842680B2 (en) | Encoder, servo motor, servo system | |
JP2018081088A (en) | Encoder and method for operating encoder | |
US11448530B2 (en) | Encoder, servo motor including the encoder, and servo system including the encoder | |
JP4737609B2 (en) | Encoder | |
JP5343680B2 (en) | Encoder | |
US20050219971A1 (en) | Method and apparatus for recovering rfzc signal to correct phase | |
JP2013221795A (en) | Encoder and driving device | |
TW202026599A (en) | Absolute optical encoders using programmable photodetector array | |
TWI390183B (en) | High-precision absolute type encoder apparatus and method for operating the same | |
JP2000205894A (en) | Encoder | |
JP2006284521A (en) | Encoder | |
JP6466642B2 (en) | Encoder | |
JP7239891B2 (en) | Encoder device and its control method, drive device, stage device, and robot device |