JP2014190905A5

JP2014190905A5 -

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Publication number: JP2014190905A5
Application number: JP2013068082A
Authority: JP
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2016-03-17
Anticipated expiration: 2033-03-28

Description

図４は、受光部204aの平面図である。ここで受光部204bも受光部204aと同様の構成となっている。受光部204aには水平方向に16個のフォトダイオード401〜416が等間隔に配置されている。フォトダイオード401,405,409,413は電気的に接続されており、この組をa相とする。また、フォトダイオード402,406,410,414の組をb相とする。以下同様にフォトダイオード403,407,411,415の組をc相、フォトダイオード404,408,412,416の組をd相とする。本実施例では、受光部204a内の4個のフォトダイオードの間隔（例えばフォトダイオード401から404の間隔）が第一トラックパターン203aの反射部の間隔P1の2倍であることを前提に説明する。ここで、光源201から第一トラックパターン203aの反射部の距離は、光源201から受光部204aの距離の1/2倍となるため、受光部204aで受光する反射光の幅は、反射部の２倍の幅となる。従って受光部204a内の4個のフォトダイオードの間隔は、第一トラックパターン203aのパターンの１周期分に相当する。

以上により式（９）、式（１０）の位相差は90°となる。
ここで式（９）、式（１０）の振幅は異なっているため、次に振幅の補正を行い、信号振幅が同一となった第二のA相変位信号S2cA及び第二のB相変位信号S2cBを算出する。式（９）に式（１０）の振幅の一部であるCOS{(α-90)/2}を乗じ、式（１０）に式（９）の振幅の一部であるSIN{(α-90)/2}を乗ずると、以下の式（１１）、式（１２）が得られる。
第二のA相変位信号S2cA:
b1×b2×2×SIN{(α−90)/2}×COS{(α−90)/2}×COS{θ+(α+90)/2}・・・（１１）
第二のB相変位信号S2cB:
b1×b2×2×SIN{(α−90)/2}×COS{(α−90)/2}×SIN{θ+(α+90)/2}・・・（１２）

図８の(a)はInc1、Pv1、Inc1/N1maxの波形を示している。Pv1と、Pv1と傾きが同じとなるInc1/ N1maxとの差を取ると、図８の(b)に示す誤差成分Eを持つ階段状の波形が生成される。図８の(b)に示す波形の信号Vb´は、以下の式（１３）のように表わされる。ここで階段上の波形の一段の信号レベルはVmax/N1maxとなる。
Vb’＝Pv1-(Inc1/N1max) ・・・（１３）

S606、S607は実施例1と同様の動作であり、実行タイミングT4における第一の相対位置信号Inc1の信号レベルであるV4inc1を算出し、S1508へと進む。
S1508では、V1inc2、V2inc1、V3inc2、V4inc1を用いて、移動量算出部1206により移動量補正を行いS1510へ進む。なお、移動量補正処理の詳細は後述する。
S1510では、絶対位置Pabsを算出し、S611へと進む。
S611は処理の終了である。

Claims

固定要素に対する可動要素の位置を検出する位置検出装置であって、
前記可動要素の位置に対しそれぞれが所定の値を示す複数の信号を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段で検出された複数の信号に基づく複数の変位信号を生成し、生成された複数の変位信号を所定の周期で切替えて順次出力する信号処理手段と、
前記信号処理手段により順次出力された前記複数の変位信号を第１の信号群とし、該第１の信号群に基づいて前記可動要素の位置を算出する位置算出手段と、
前記所定の周期内における前記可動要素の移動量を算出する移動量算出手段と、
を有し、
前記第１の信号群は、同一の変位信号を異なるタイミングで取得した第２の信号群を含み、
前記移動量算出手段は、前記第２の信号群を用いて前記所定の周期内における前記可動要素の移動量を算出し、
前記位置算出手段は、前記第１の信号群と前記移動量とに基づいて位置を算出する、
ことを特徴とする位置検出装置。
前記信号処理手段は、複数の前記所定の周期に渡る前記第１の信号群の出力において、最初と最後にそれぞれ前記第２の信号群の信号を出力し、
前記移動量算出手段は、同一の変位信号を異なるタイミングで取得した前記第２の信号群を用いて、前記所定の周期内における前記可動要素の移動量を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
前記信号処理手段は、複数の前記所定の周期に渡る前記第１の信号群の出力において、最初と最後から２番目にそれぞれ前記第２の信号群を出力し、
前記移動量算出手段は、同一の変位信号を異なるタイミングで取得した前記第２の信号群を用いて、前記所定の周期内における前記可動要素の移動量を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
前記第１の信号群は、それぞれが互いに周期の異なる複数の周期信号から構成されることを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
前記第１の信号群は、それぞれが互いに周期の異なる複数の周期信号から構成され、
前記第２の信号群は、前記第１の信号群の周期信号の中で、最も周期の短い周期信号から構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
前記信号検出手段は、
前記固定要素及び前記可動要素の一方に、互いに異なる周期を有する複数の反射パターン列と、
前記固定要素及び前記可動要素の他方に固定された光源と、
前記固定要素及び前記可動要素の該他方に固定され、前記光源から出射し前記複数の反射パターン列で反射された光をそれぞれ受光する複数の受光部と、
を含む、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の位置検出装置。
前記第１の信号群は周期信号を含み、
前記第２の信号群は、前記可動要素の位置に対し単調増加又は単調減少する信号から構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
前記信号処理手段が前記複数の信号を所定の周期で切替えて順次出力するための、切替え信号を前記信号処理手段に出力する切替え手段を有する、ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の位置検出装置。