JP2017227457A - Detecting device, and detecting method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、対象物の変位を検出する検出装置及び検出方法に関するものである。 The present invention relates to a detection apparatus and a detection method for detecting displacement of an object.
従来から、回転軸の回転を検出するため、光学式又は磁気式のロータリーエンコーダが用いられている(例えば特許文献1参照)。このロータリーエンコーダに搭載された光センサ素子又は磁気センサ素子(MRセンサ素子、ホールセンサ素子等)は、多くの場合、電力を消費する。
一方、LPG又は都市ガスに対して用いられるガスメータ、及び水道メータ等の家庭又は業務用のメータでは、電池を用いて10年等の長期にわたって動作することが要求されている。そのため、メータ内の回路は、非常に低い消費電流で動作することが求められている。よって、これらのメータに搭載されるロータリーエンコーダでは、センサ素子を間欠駆動することで、消費電力を削減させている。
Conventionally, an optical or magnetic rotary encoder has been used to detect the rotation of the rotating shaft (see, for example, Patent Document 1). In many cases, the optical sensor element or magnetic sensor element (MR sensor element, Hall sensor element, etc.) mounted on the rotary encoder consumes electric power.
On the other hand, gas meters used for LPG or city gas, and home or business meters such as water meters are required to operate for a long period of time such as 10 years using batteries. Therefore, the circuit in the meter is required to operate with a very low current consumption. Therefore, in the rotary encoder mounted on these meters, the power consumption is reduced by intermittently driving the sensor element.
しかしながら、従来のロータリーエンコーダにおいて、センサ素子を間欠駆動すると、サンプリング定理により、回転軸の回転速度に対する上限が決まってしまうという課題があった。そのため、間欠駆動の周期、すなわち消費電力と、測定可能な回転速度とは、トレードオフの関係にある。
また、上記メータでは、計量法により、低流量時(回転軸が低速回転の場合)には高い分解能が必要であり、且つ、定格の最大流量まで体積計測精度を保証しなければならない。しかしながら、従来のロータリーエンコーダでは、上記両条件を満たせていない。なお、メータは、高流量時(回転軸が高速回転の場合)には相対的に分解能が低くなってもよい。
また上記の課題は、ロータリーエンコーダに限らず、対象物の移動を検出するリニアエンコーダについても同様に存在する。
However, in the conventional rotary encoder, when the sensor element is intermittently driven, there is a problem that the upper limit for the rotation speed of the rotation shaft is determined by the sampling theorem. Therefore, the period of intermittent driving, that is, power consumption, and a measurable rotational speed are in a trade-off relationship.
In addition, the meter requires a high resolution at a low flow rate (when the rotating shaft rotates at a low speed) by the measuring method, and must ensure volume measurement accuracy up to the rated maximum flow rate. However, the conventional rotary encoder does not satisfy both the above conditions. Note that the resolution of the meter may be relatively low when the flow rate is high (when the rotary shaft rotates at high speed).
In addition, the above-described problem is not limited to the rotary encoder, and similarly exists for a linear encoder that detects the movement of an object.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、センサ素子を間欠駆動する場合であっても、従来構成に対し、当該間欠駆動の周期と測定可能範囲との間の制約条件を緩和することができる検出装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the sensor element is intermittently driven, the restriction between the period of the intermittent drive and the measurable range is limited to the conventional configuration. It aims at providing the detection apparatus which can ease conditions.
この発明に係る検出装置は、位相がずれるように配置され、間欠駆動で、対象物の変位に応じて信号を出力する1組のセンサ素子と、1組のセンサ素子からの信号の有無を示す状態値を検出する状態値検出部と、状態値検出部により検出された状態値の遷移から、検出モードを低速モード又は高速モードに切替えるモード切替え部と、検出モードが低速モードである場合に、状態値検出部により検出された状態値の遷移から対象物の変位方向及び変位量を検出し、検出モードが高速モードである場合に、対象物の変位方向は直前に検出した変位方向と同じであると仮定して状態値検出部により検出された状態値の遷移から当該対象物の変位量を検出する変位検出部とを備えたものである。 The detection device according to the present invention is arranged so as to be out of phase, and is intermittently driven, and outputs a signal according to the displacement of the object, and indicates the presence or absence of a signal from the one set of sensor elements. When the state value detection unit that detects the state value, the mode switching unit that switches the detection mode to the low speed mode or the high speed mode from the transition of the state value detected by the state value detection unit, and the detection mode is the low speed mode, When the displacement direction and amount of the object are detected from the transition of the state value detected by the state value detection unit, and the detection mode is the high speed mode, the displacement direction of the object is the same as the displacement direction detected immediately before. It is provided with a displacement detection unit that detects the amount of displacement of the object from the transition of the state value detected by the state value detection unit.
この発明によれば、上記のように構成したので、センサ素子を間欠駆動する場合であっても、従来構成に対し、当該間欠駆動の周期と測定可能範囲との間の制約条件を緩和することができる。 According to the present invention, since it is configured as described above, even when the sensor element is intermittently driven, the constraint condition between the cycle of the intermittent drive and the measurable range is relaxed compared to the conventional configuration. Can do.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係るロータリーエンコーダの構成例を示す図である。以下では、検出装置として光学式のロータリーエンコーダを用いた場合を示す。
ロータリーエンコーダは、例えばガスメータ及び水道メータ等の家庭又は業務用のメータに搭載され、回転軸(対象物)10の回転(変位)を検出するものである。このロータリーエンコーダは、図1に示すように、光源1、レンズ2、回転ディスク3、固定スリット4、1組の光センサ素子(センサ素子)5,6及び演算部7を備えている。なお、実施の形態1に係るロータリーエンコーダの構成のうち演算部7を除く構成は、従来のロータリーエンコーダと同様である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a diagram showing a configuration example of a rotary encoder according to
The rotary encoder is mounted on a home or business meter such as a gas meter or a water meter, for example, and detects the rotation (displacement) of the rotary shaft (object) 10. As shown in FIG. 1, this rotary encoder includes a
光源1は光を発光するものである。
レンズ2は、光源1の発光面に対向配置され、光源1により発光された光を平行光に変換するものである。このレンズ2により平行光に変換された光は、回転ディスク3の外周部に照射される。
The
The
回転ディスク3は、回転軸10に取付けられた円盤状部材であり、回転軸10の回転に伴って回転するものである。この回転ディスク3には、中心に回転軸10が挿入される挿入孔301が設けられ、外周部に一定間隔でスリット302が設けられている。この回転ディスク3の表面(レンズ2側の面)には、外周部に、レンズ2を介した光源1からの光が照射される。
The rotating
固定スリット4は、回転ディスク3の裏面の外周部に対向配置されたものである。この固定スリット4は、位置が固定されている。また、固定スリット4には、回転ディスク3に設けられたスリット302に対向可能な位置に、2つのスリット401,402が設けられている。この2つのスリット401,402は、光センサ素子5,6から出力される信号の位相が1/4周期ずれるような間隔で配置されている。
The fixed slit 4 is disposed opposite to the outer peripheral portion of the back surface of the rotating
光センサ素子5は、固定スリット4の裏面(回転ディスク3とは反対側の面)であって、当該固定スリット4に設けられた一方のスリット401に対向配置されたものである。光センサ素子5は、光の受光を行って、その強度に応じた信号(以下、第1の信号と称す)に変換する。この光センサ素子5により得られた第1の信号は、演算部7に出力される。
The optical sensor element 5 is the back surface of the fixed slit 4 (the surface opposite to the rotating disk 3), and is disposed to face one
光センサ素子6は、固定スリット4の裏面であって、当該固定スリット4の他方のスリット402に対向配置されたものである。光センサ素子6は、光の受光を行って、その強度に応じた信号(以下、第2の信号と称す)に変換する。この光センサ素子6により得られた第2の信号は、演算部7に出力される。
なお、光センサ素子5,6は、同一周期の間欠駆動で動作する。
The
Note that the
演算部7は、光センサ素子5,6からの第1,2の信号に基づいて、回転軸10の回転を検出するものである。この演算部7は、図2に示すように、状態値検出部701、モード切替え部702及び変位検出部703を備えている。なお、演算部7は、システムLSI等の処理回路や、メモリ等に記憶されたプログラムを実行するCPU等により実現される。
The
状態値検出部701は、光センサ素子5,6からの第1,2の信号の有無を示す状態値を検出する。例えば、状態値検出部701は、第1の信号が有り且つ第2の信号が無しの場合には状態値「10」を検出する。また、状態値検出部701は、第1の信号が有り且つ第2の信号が有りの場合には状態値「11」を検出する。また、状態値検出部701は、第1の信号が無し且つ第2の信号が有りの場合には状態値「01」を検出する。また、状態値検出部701は、第1の信号が無し且つ第2の信号が無しの場合には状態値「00」を検出する。
The
モード切替え部702は、状態値検出部701により検出された状態値の遷移から、変位検出部703における検出モードを低速モード又は高速モードに切替える。この際、モード切替え部702は、検出モードが低速モードである場合に、状態値検出部701により検出された状態値が、直前に検出された状態値に対して2つ前又は2つ後に遷移した場合には、当該検出モードを高速モードに切替える。また、モード切替え部702は、検出モードを高速モードに切替えた後、一定期間、状態値検出部701により検出された状態値が、直前に検出された状態値に対して1つ前若しくは1つ後に遷移している場合又は直前に検出された状態値に対して遷移していない場合には、当該検出モードを低速モードに切替える。また、モード切替え部702は、初期状態では、検出モードを低速モードに設定する。
The
変位検出部703は、検出モードが低速モードである場合に、状態値検出部701により検出された状態値の遷移から回転軸10の回転方向(変位方向)及び回転量(変位量)を検出する。また、変位検出部703は、検出モードが高速モードである場合に、回転軸10の回転方向は直前に検出した回転方向と同じであると仮定して状態値検出部701により検出された状態値の遷移から当該回転軸10の回転量を検出する。
The
次に、実施の形態1に係るロータリーエンコーダの演算部7による動作例について、図1〜8を参照しながら説明を行う。
図4は、光センサ素子5,6を連続駆動した場合に得られる信号波形の一例を示す図である。図4A、図4Bにおいて、上の波形が第1の信号を示し、下の波形が第2の信号を示している。そして、図5に示すように、第1,2の信号の信号波形から状態値が得られる。一方、光センサ素子5,6を間欠駆動した場合には、光センサ素子5,6は、連続駆動による信号波形のうち、間欠駆動を行う周期毎の値しか読み出すことができない。よって、従来のロータリーエンコーダでは、回転軸10の回転を検出するためには、図5に示す周期Tよりも短い周期で光センサ素子5,6を間欠駆動する必要があった。そこで、実施の形態1に係るロータリーエンコーダでは、回転軸10の回転が速い場合には、途中で回転方向は変わらないと仮定して、状態値の変化から回転の検出を行うことで、上記間欠駆動の周期と測定可能範囲との間の制約条件を緩和する。
Next, an example of operation performed by the
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a signal waveform obtained when the
この実施の形態1に係るロータリーエンコーダの演算部7による動作例では、図3に示すように、まず、モード切替え部702は、変位検出部703における検出モードを低速モードに設定する(ステップST301)。
In the operation example by the
次いで、状態値検出部701は、光センサ素子5,6からの第1,2の信号の有無を示す状態値を検出する(ステップST302)。すなわち、状態値検出部701は、光センサ素子5,6が動作する周期毎に、光センサ素子5,6から得られる第1,2の信号を用いて、状態値の検出を行う。
Next, the state
次いで、モード切替え部702は、状態値検出部701により検出された状態値が、直前に検出された状態値に対して2つ前又は2つ後に遷移したかを判定する(ステップST303)。
Next,
このステップST303において、モード切替え部702は、検出された状態値が直前の状態値に対して2つ前又は2つ後に遷移したと判定した場合には、検出モードを高速モードに切替える(ステップST304)。
In this step ST303, when the
一方、ステップST303において、モード切替え部702は、検出された状態値が直前の状態値に対して2つ前又は2つ後には遷移していないと判定した場合には、検出モードは低速モードのままとし、シーケンスはステップST305に進む。
On the other hand, in step ST303, when the
次いで、変位検出部703は、検出モードが高速モードであるかを判定する(ステップST305)。
Next, the
このステップST305において、変位検出部703は、検出モードが高速モードではない(低速モードである)と判定した場合には、状態値検出部701により検出された状態値の遷移から回転軸10の回転方向及び回転量を検出する(ステップST306)。なお、変位検出部703による低速モードでの回転検出処理は、従来の検出装置における処理と同様である。その後、シーケンスはステップST308に進む。
In step ST305, when the
例えば、状態値が「10」から「00」に遷移した場合、低速モードでは、変位検出部703は、回転軸10の回転方向は逆回転方向であり、回転量は1であると検出する。この場合、図6に示す状態値遷移601では、回転方向及び回転量が正しく検出ができている。一方、図6に示す状態値遷移602〜604では、回転方向及び回転量が正しく検出できていない。すなわち、低速モードでの回転検出処理は、状態値検出部701による検出周期内の回転量の絶対値が1以下である必要がある。
For example, when the state value transitions from “10” to “00”, in the low speed mode, the
一方、ステップST305において、変位検出部703は、検出モードが高速モードであると判定した場合には、回転軸10の回転方向は直前に検出した回転方向と同じであると仮定して状態値検出部701により検出された状態値の遷移から当該回転軸10の回転量を検出する(ステップST307)。
On the other hand, in step ST305, when the
例えば、状態値が「10」から「00」に遷移した場合、高速モードでは、変位検出部703は、回転軸10の回転方向は直前の回転方向と同じであると仮定し、その回転方向に応じて回転量は1又は3であると検出する。この場合、図6に示す状態値遷移601,602では、回転量が正しく検出できている。一方、図6に示す状態値遷移603,604では、回転量が正しく検出できていない。すなわち、高速モードでの回転検出処理は、状態値検出部701による検出周期内の回転量の絶対値が3以下である必要がある。
For example, when the state value transitions from “10” to “00”, in the high-speed mode, the
次いで、モード切替え部702は、一定期間、状態値検出部701により検出された状態値が、直前に検出された状態値に対して1つ前若しくは1つ後に遷移している又は直前に検出された状態値に対して遷移無しであるかを判定する(ステップST308)。
Next, the
このステップST308において、モード切替え部702は、一定期間、検出された状態値が直前の状態値に対して遷移はしているが1つ前若しくは1つ後には遷移していないと判定した場合には、検出モードは高速モードのままとし、シーケンスはステップST302に戻る。
In this step ST308, when the
一方、ステップST308において、モード切替え部702は、一定期間、検出された状態値が直前の状態値に対して1つ前若しくは1つ後ろに遷移している又は直前に検出された状態値に対して遷移していないと判定した場合には、検出モードを低速モードに切替える(ステップST309)。その後、シーケンスはステップST302に戻る。
On the other hand, in step ST308, the
図7は状態値の遷移図を示している。なお図7では、回転軸10が正回転する場合を示しているが、逆回転する場合についても同様である。また図7において、破線71は第1の信号の立上がり検出する箇所を示し、破線72は第1の信号の立下がりを検出する箇所を示している。また、図8は状態値の遷移と回転軸10の回転量及び回転方向との関係を示している。なお図8の回転方向及び回転量の欄において、正負は回転方向(正が正回転方向、負が逆回転方向)を示し、数値は回転量を示している。また、低速モード時の欄におけるグレーの箇所は、低速モードで回転方向を検出可能な箇所を示している。
この図7,8において、回転軸10の回転が遅く(図5に示す周期Tが間欠駆動の周期よりも長い場合)、状態値検出部701により検出される状態値が隣接する状態値に1つずつ遷移する場合には、検出モードを低速モードとし、従来の検出装置と同様に、第1,2の信号の立上がり及び立下がりを検出することで、回転方向及び回転量を検出する。
FIG. 7 shows a state value transition diagram. FIG. 7 shows the case where the rotating
7 and 8, the rotation of the
例えば図7において、状態値が「00」から1つ前の「10」に遷移した場合には、第1の信号が無しの状態から有りの状態に遷移しており、破線71を跨いでいるため、変位検出部703は、第1の信号の立上がりを検出する。また、状態値が「11」から1つ前の「01」に遷移した場合には、第1の信号が有りの状態から無しの状態に遷移しており、破線72を跨いでいるため、変位検出部703は、第1の信号の立下がりを検出する。なお、状態値が「10」から1つ前の「11」に遷移した場合及び「01」から1つ前の「00」に遷移した場合には、第1の信号に変化が無いため、変位検出部703は、第1の信号の立上がり及び立下がりは検出しない。
そして、変位検出部703は、第2の信号についても同様に立上がり及び立下がりの検出を行い、第1,2の信号の立上がり及び立下がりから、回転方向及び回転量が+1であると検出する。
For example, in FIG. 7, when the state value transitions from “00” to “10” immediately before, the first signal transitions from the absence state to the present state and straddles the
The
一方、回転軸10の回転が速くなると(図5に示す周期Tが間欠駆動の周期よりも短くなると)、状態値検出部701により検出される状態値は、隣接する状態値への遷移ではなく、一部の状態値をスキップして遷移することになる。そこで、このような場合には、検出モードを高速モードとし、回転軸10の回転方向が途中では変わらない(低速のときと同じ方向である)と仮定して、第1,2の信号の立上がり及び立下がりを検出することで、回転量を検出する。
On the other hand, when the rotation of the
例えば図7において、状態値が「00」から2つ前の「11」に遷移した場合には、図8に示すように、低速モードのままでは、回転方向及び回転量が+2であるのか−2であるのかが把握できない。そこで、この場合には、検出モードを高速モードに切替え、回転方向が直前の回転方向(正回転方向)と同じであると仮定する。この場合、破線71を跨いでいるため、変位検出部703は、第1の信号の立上がりを検出する。
そして、変位検出部703は、第2の信号についても同様に立上がり及び立下がりの検出を行い、第1,2の信号の立上がり及び立下がりから、回転方向及び回転量が+2であると検出する。
For example, in FIG. 7, when the state value transitions from “00” to “11” which is two before, as shown in FIG. 8, is the rotation direction and the rotation amount +2 in the low speed mode? I cannot figure out if it is 2. Therefore, in this case, it is assumed that the detection mode is switched to the high speed mode and the rotation direction is the same as the immediately preceding rotation direction (forward rotation direction). In this case, since the
The
同様に、例えば図7において、状態値が「00」から3つ前の「01」に遷移した場合には、回転方向が直前の正回転方向と同じであると仮定すると、破線71,72を跨いでいるため、変位検出部703は、第1の信号の立上がり及び立下がりを検出する。
そして、変位検出部703は、第2の信号についても同様に立上がり及び立下がりの検出を行い、第1,2の信号の立上がり及び立下がりから、回転方向及び回転量が+3であると検出する。
他の場合についても同様である。
Similarly, for example, in FIG. 7, when the state value transitions from “00” to “01” three times before, assuming that the rotation direction is the same as the previous positive rotation direction, the
The
The same applies to other cases.
ここで、従来では、回転軸10の回転を検出可能な状態値の遷移パターンは1つであり、すなわち、状態値が隣接する状態値に遷移するパターンのみであった。それに対し、実施の形態1に係るロータリーエンコーダでは、回転軸10の回転を検出可能な状態値の遷移パターンを3つに増やすことができる。すなわち、実施の形態1に係るロータリーエンコーダでは、隣接する状態値に遷移するパターン、1つの状態値を飛ばして状態値が遷移するパターン、2つの状態値を飛ばして状態値が遷移するパターンの何かであれば、回転を検出することができる。よって、実施の形態1に係るロータリーエンコーダでは、従来構成に対して信号処理を変更するのみで、光センサ素子5,6を間欠駆動する場合であっても、従来構成に対し、当該間欠駆動の周期と測定可能範囲との間の制約条件を緩和することができる。
Here, conventionally, there is only one state value transition pattern capable of detecting the rotation of the
すなわち、回転軸10が低速で回転する場合には、従来と同様に、高分解能での検出及び回転方向の検出が可能である。一方、回転軸10が高速で回転する場合には、低分解能での検出となり、回転方向は検出できない(低速時と同じ方向と仮定する)が、代わりに、回転軸10の回転数の上限又は間欠駆動の周期の上限を3倍にすることができる。
また、間欠駆動の周期を従来よりも長くすることで、消費電力を低減させることが可能となる。
That is, when the rotating
Moreover, it becomes possible to reduce power consumption by making the period of intermittent drive longer than before.
以上のように、この実施の形態1によれば、位相がずれるように配置され、間欠駆動で、対象物の変位に応じて信号を出力する1組の光センサ素子5,6と、1組の光センサ素子5,6からの信号の有無を示す状態値を検出する状態値検出部701と、状態値検出部701により検出された状態値の遷移から、検出モードを低速モード又は高速モードに切替えるモード切替え部702と、検出モードが低速モードである場合に、状態値検出部701により検出された状態値の遷移から回転軸10の回転方向及び回転量を検出し、検出モードが高速モードである場合に、回転軸10の回転方向は直前に検出した回転方向と同じであると仮定して状態値検出部701により検出された状態値の遷移から当該回転軸10の回転量を検出する変位検出部703とを備えたので、光センサ素子5,6を間欠駆動する場合であっても、従来構成に対し、当該間欠駆動の周期と測定可能範囲との間の制約条件を緩和することができる。
As described above, according to the first embodiment, a set of
実施の形態2.
実施の形態1では、状態値の遷移による判定を行って検出モードの切替えを行う場合を示した。しかしながら、仮に、回転軸10の速度が急激に上昇し、状態値が2つ前又は2つ後に遷移する点を検出し損なってしまうと、検出モードは高速モードへは切替わらず、測定を誤ってしまう。一方、回転軸10の回転方向は急には変わらないと想定できる。そこで、実施の形態2では、状態値が2つ前又は2つ後に遷移する前に、ある程度の速度が検出できた段階で、早めに高速モードへ切替える手法について示す。
図9はこの発明の実施の形態2における演算部7の構成例を示す図である。この図9に示す実施の形態2における演算部7では、図2に示す実施の形態1における演算部7に対し、モード切替え部702をモード切替え部702bに変更している。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
In the first embodiment, the case where the detection mode is switched by performing the determination based on the transition of the state value is shown. However, if the speed of the
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the
モード切替え部702bは、状態値検出部701により検出された状態値の遷移から、変位検出部703における検出モードを低速モード又は高速モードに切替える。この際、モード切替え部702bは、まず、変位検出部703により検出された回転軸10の変位量及び状態値検出部701における検出周期から当該回転軸10の平均速度を算出する。そして、モード切替え部702bは、検出モードが低速モードである場合に、上記平均速度が閾値以上である場合には、当該検出モードを高速モードに切替える。また、モード切替え部702bは、検出モードを高速モードに切替えた後、一定期間、上記平均速度が閾値未満である場合には、当該検出モードを低速モードに切替える。
The
次に、上記閾値の設定について説明する。
ここで、状態値検出部701による検出周期の度に、1つ前(1つ後)の状態値に遷移することが連続する速度は、2つ前(2つ後)の状態値には遷移しない最高速度(2つ前(2つ後)の状態値に遷移する直前の速度)である。
Next, the setting of the threshold value will be described.
Here, at every detection cycle by the state
例えば、図10Aは、回転軸10の速度が上記最高速度と同一である場合での正回転時の信号波形を示している。なお、実線矢印は、状態値検出部701による検出タイミングを示している。この場合には、状態値検出部701は、毎回1つ前の状態値を検出する。
一方、図10Bは、回転軸10の速度が上記最高速度に対して少し遅い場合での正回転時の信号波形を示している。この場合には、状態値検出部701は、ほぼ毎回1つ前の状態値を検出するが、一部、遷移の無い状態値を検出する。なお、状態値検出部701が遷移の無い状態値を検出する割合は、回転軸10の速度に比例する。
また、図10Cは、回転軸10の速度が上記最高速度に対して少し速い場合での正回転時の信号波形を示している。この場合には、状態値検出部701は、ほぼ毎回1つ前の状態値を検出するが、一部、2つ前の状態値を検出する。なお、状態値検出部701が2つ前の状態値を検出する割合は、回転軸10の速度に比例する。
For example, FIG. 10A shows a signal waveform during forward rotation when the speed of the
On the other hand, FIG. 10B shows a signal waveform during forward rotation when the speed of the
FIG. 10C shows a signal waveform during forward rotation when the speed of the
ここで、実施の形態2では、2つ前又は2つ後に状態値が遷移する前の速度を検出した際に、検出モードを高速モードへ切替えることを目的としている。そのため、上記閾値としては、上記最高速度以下の任意の速度に設定する。 Here, the second embodiment aims to switch the detection mode to the high speed mode when the speed before the state value transitions two times before or after two is detected. For this reason, the threshold is set to an arbitrary speed equal to or lower than the maximum speed.
このように、回転軸10の平均速度に基づいて検出モードの切替えを行うようにしても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
また、上記閾値として、状態値が2つ前又は2つ後には遷移しない最高速度以下の任意の速度に設定することで、状態値の飛び(2つ前又は2つ後への遷移)が発生する前に、早めに高速モードへ切替えることができる。
Thus, even if the detection mode is switched based on the average speed of the
Also, if the state value is set to an arbitrary speed that is less than or equal to the maximum speed at which the state value does not change two times before or after two, the state value jumps (transitions two or two times later). You can switch to high-speed mode as soon as possible.
なお上記では、モード切替え部702bが検出モードを高速モードに切替える場合及び低速モードに切替える場合の両方に対し、平均速度による判定を行う場合を示した。しかしながら、これに限らず、高速モードへの切替え及び低速モードへの切替えのうちの一方について、実施の形態1で示した状態値の遷移による判定を行うようにしてもよい。
In the above description, the case where the
なお実施の形態1,2では、ロータリーエンコーダとして、光学式のものを用いた。しかしながら、これに限るものではなく、磁気式のロータリーエンコーダについても、磁気センサ素子(センサ素子)により得られる信号は光センサ素子5,6により得られる信号と同様であり、実施の形態1,2の構成を同様に適用可能である。
また実施の形態1,2では、ロータリーエンコーダを、ガスメータ及び水道メータ等の家庭又は業務用のメータ等に搭載した場合を例に説明を行ったが、これに限るものではなく、その他のロータリーエンコーダを用いてもよい。
In the first and second embodiments, an optical encoder is used as the rotary encoder. However, the present invention is not limited to this, and in the magnetic rotary encoder, the signal obtained by the magnetic sensor element (sensor element) is the same as the signal obtained by the
In the first and second embodiments, the case where the rotary encoder is mounted on a home or business meter such as a gas meter and a water meter has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and other rotary encoders are used. May be used.
また実施の形態1,2では、対象物の変位を検出する検出装置として、回転軸10の回転を検出するロータリーエンコーダを用いた場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、検出装置として、単軸ロボット又はデジタル式ノギス等の対象物の移動(変位)を検出するリニアエンコーダを用いてもよく、実施の形態1,2の構成を同様に適用可能である。なお、リニアエンコーダに実施の形態1,2の構成を適用した場合にも、上記対象物が高速移動する場合には移動方向を判別することができない(低速移動のときと同じ方向と仮定する)。しかしながら、上記対象物が、低速移動状態を経由せずに移動方向が反転することは物理的に困難であるため、これが問題となる用途は少ないと考えられる。
In the first and second embodiments, the case where the rotary encoder that detects the rotation of the
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
1 光源
2 レンズ
3 回転ディスク
4 固定スリット
5,6 光センサ素子
7 演算部
10 回転軸
701 状態値検出部
702,702b モード切替え部
703 変位検出部
301 挿入孔
302 スリット
401,402 スリット
DESCRIPTION OF
Claims (6)
1組の前記センサ素子からの信号の有無を示す状態値を検出する状態値検出部と、
前記状態値検出部により検出された状態値の遷移から、検出モードを低速モード又は高速モードに切替えるモード切替え部と、
前記検出モードが低速モードである場合に、前記状態値検出部により検出された状態値の遷移から前記対象物の変位方向及び変位量を検出し、前記検出モードが高速モードである場合に、前記対象物の変位方向は直前に検出した変位方向と同じであると仮定して前記状態値検出部により検出された状態値の遷移から当該対象物の変位量を検出する変位検出部と
を備えた検出装置。 A set of sensor elements arranged so as to be out of phase and outputting signals in accordance with the displacement of the object by intermittent driving;
A state value detection unit for detecting a state value indicating presence / absence of a signal from a set of the sensor elements;
From the transition of the state value detected by the state value detection unit, a mode switching unit that switches the detection mode to the low speed mode or the high speed mode,
When the detection mode is the low speed mode, the displacement direction and the displacement amount of the object are detected from the transition of the state value detected by the state value detection unit, and when the detection mode is the high speed mode, A displacement detector that detects the amount of displacement of the object from the transition of the state value detected by the state value detector, assuming that the displacement direction of the object is the same as the displacement direction detected immediately before Detection device.
ことを特徴とする請求項1記載の検出装置。 The mode switching unit, when the detection mode is a low speed mode, when the state value detected by the state value detection unit transitions two previous or two after the state value detected immediately before In addition, the detection mode is switched to a high-speed mode.
ことを特徴とする請求項1記載の検出装置。 The mode switching unit calculates an average speed of the target object from a displacement amount of the target object detected by the displacement detection part and a detection cycle in the state value detection part, and when the detection mode is a low speed mode. The detection device according to claim 1, wherein the detection mode is switched to a high-speed mode when the average speed is equal to or higher than a threshold value.
ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の検出装置。 The mode switching unit switches the detection mode to the high-speed mode, and the state value detected by the state value detection unit for a certain period of time is immediately before or after the state value detected immediately before. The detection mode is switched to the low-speed mode when there is a transition or when there is no transition with respect to the state value detected immediately before. Any one of claims 1 to 3 The detection device described.
ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の検出装置。 The mode switching unit calculates an average speed of the target object from a displacement amount of the target object detected by the displacement detection unit and a detection period in the state value detection unit, and after switching the detection mode to a high speed mode. The detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the detection mode is switched to a low speed mode when the average speed is less than a threshold value for a certain period of time.
状態値検出部は、1組の前記センサ素子からの信号の有無を示す状態値を検出し、
モード切替え部は、前記状態値検出部により検出された状態値の遷移から、検出モードを低速モード又は高速モードに切替え、
変位検出部は、前記検出モードが低速モードである場合に、前記状態値検出部により検出された状態値の遷移から前記対象物の変位方向及び変位量を検出し、前記検出モードが高速モードである場合に、前記対象物の変位方向は直前に検出した変位方向と同じであると仮定して前記状態値検出部により検出された状態値の遷移から当該対象物の変位量を検出する
ことを特徴とする検出方法。 It is a detection method by a detection device having a set of sensor elements that are arranged so as to be out of phase, are intermittently driven, and output signals according to the displacement of an object,
The state value detection unit detects a state value indicating the presence / absence of a signal from the one set of sensor elements,
The mode switching unit switches the detection mode to the low speed mode or the high speed mode from the transition of the state value detected by the state value detection unit,
When the detection mode is the low speed mode, the displacement detection unit detects the displacement direction and the displacement amount of the object from the transition of the state value detected by the state value detection unit, and the detection mode is the high speed mode. In some cases, assuming that the displacement direction of the object is the same as the displacement direction detected immediately before, the displacement amount of the object is detected from the transition of the state value detected by the state value detection unit. Feature detection method.
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