JP6862668B2 - 基板及び位置検出装置 - Google Patents

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Description

この発明は、固定子と、その固定子上で移動する移動子との相対位置を検出する位置検出装置及び、上記固定子を構成する基板(プリント基板)に関する。
従来から、固定子と、その固定子上で移動する移動子との相対位置を検出する位置検出装置が知られている。
例えば、特許文献1には、固定子の誘導電極に電圧を供給し容量結合により移動子の櫛歯状の電極へ交番電位分布を発生し、その交番電位分布を固定子の電位検出電極で検出して、2つの信号を成分とするベクトルを生成し、そのベクトルの回転角から移動子の固定子に対する相対的な変位を計測することが記載されている。
また、特許文献2には、固定子上の4相の電極に90°ずつ位相がずれた4つの電気信号を供給し、それにより移動子上の第1電極及び第2電極に誘起される信号の位相に基づいて、固定子に対する移動子の位置を計測することが記載されている。
特開2005−221472号公報 特開2011−47679号公報
しかしながら、上述した従来の位置検出装置では、移動子の移動可能範囲を長く取ろうとすると、十分な検出精度を確保できないという問題があった。それは、固定子上に設ける、複数相の信号供給用の電極と、信号取り出し用の電極との間で信号の漏れが発生してしまうためである。移動子の移動可能範囲を長く取る場合でも、信号供給用の電極の間隔を空けると位置の検出精度が悪くなるため、間隔を狭くして本数を増やさざるをえない。そして、電極の本数が増えると、その分信号の漏れも大きくなり、無視できないノイズとして位置検出の結果の影響を与える。
この発明は、このような問題を解決し、移動子の移動可能範囲を長く取った場合でも、固定子と、その固定子上で移動する移動子との相対位置を精度よく検出できるようにすることを目的とする。
上記の目的を達成するため、この発明の基板は、固定子上で移動する移動子の位置を検出する位置検出装置における、その固定子を構成する基板において、その基板の第1面上に、n相の電極(ただし、nは3以上の整数)が、上記移動子の移動方向に一次元的に繰り返し配列された複数の第1電極と、上記基板の上記第1面上の上記第1電極の近傍に、上記移動子の移動方向に沿って配置された第2電極とを設け、上記各第1電極と上記第2電極との間の位置に、その基板の他の部分よりも誘電率が小さい低誘電率部を設け、上記基板の内部の、上記第1電極を配置した領域と平面的に重なる位置に、電気信号の伝播を遮蔽する遮蔽部材を設け、上記基板の内部又は上記第1面の裏側の第2面上の、上記第1電極を配置した領域と平面的に重ならない位置に、上記第2電極を配置した領域と平面的に重なる位置を避けて、電気信号の伝播を遮蔽する遮蔽部材を設けたものである。
また、この発明の位置検出装置は、上記の基板で構成される上記固定子と、上記第1電極のn相の電極(ただし、nは3以上の整数)に、n相の信号を供給する供給部と、第3電極を有する上記移動子であって、上記移動子が上記固定子上に配置されたとき、その第3電極が上記第1電極の少なくとも1つ及び上記第2電極の少なくとも一部と容量結合される上記移動子と、上記容量結合により、上記供給部による信号の供給に応じて第2電極に発生する信号を検出する検出部とを備えることを特徴とする上記位置検出装置である。
また、この発明の別の基板は、上記の基板において、上記第2電極として、2つの電極を、上記移動子の移動方向に沿って、上記第1電極の近傍の両側にそれぞれ設けており、上記低誘電率部として、2つの低誘電率部を、各第2電極と上記第1電極との間に設けたものである。
また、この発明の別の位置検出装置は、上記の基板で構成される上記固定子と、上記第1電極のn相の電極(ただし、nは3以上の整数)に、n相の信号を供給する供給部と、2つの第3電極を有する上記移動子であって、上記移動子が上記固定子上に配置されたとき、その第3電極の一方が、少なくとも1つの第1電極、及び、上記第2電極の一方の少なくとも一部と容量結合され、その第3電極の他方が、上記少なくとも1つの第1電極とは逆相の少なくとも1つの第1電極、及び、上記第2電極の他方の少なくとも一部と容量結合される上記移動子と、上記容量結合により、上記供給部による信号の供給に応じて上記2つの第2電極に発生する2つの信号の差分を検出する検出部とを備える上記位置検出装置である。
また、この発明の別の基板は、固定子上で移動する移動子の位置を検出する位置検出装置における、その固定子を構成する基板において、その基板の第1面上に、n相の電極(ただし、nは3以上の整数)が、上記移動子の移動方向に一次元的に繰り返し配列された複数の第1電極と、上記第1面上に上記移動子の移動方向に沿って上記第1電極の近傍に配置された第2電極とを設け、その基板の内部又は上記第1面の裏側の第2面上の、上記第1電極を配置した領域と平面的に重なる位置に、上記n相の各々の複数の第1電極を電気的に接続するn本の配線を設け、上記n本の配線を、上記第1電極の配列方向の位置に応じて異なる相の配線が、上記n本の配線の中で最も上記第2電極に近い位置となるように配置したものである。
このような基板において、上記各相の配線を、上記第1電極の配列方向に見ておおよそ等しい長さの区間で、上記n本の配線の中で最も上記第2電極に近い位置となるように配置するとよい。
さらに、上記各相の複数の第1電極と、その相の配線とを、その基板に形成された透孔を通じて接続するとよい。
さらに、上記基板の上記第1面と上記n本の配線の間の、上記第1電極を配置した領域と平面的に重なる位置に、電気信号の伝播を遮蔽する遮蔽部材を設けるとよい。
さらに、上記基板の内部又は上記第1面の裏側の第2面上の、上記第1電極を配置した領域と平面的に重ならない位置に、上記第2電極を配置した領域と平面的に重なる位置を避けて、電気信号の伝播を遮蔽する遮蔽部材を設けるとよい。
さらに、上記n本の配線の少なくとも1本は、接続されている少なくとも1つの上記第1電極と平面的に重なる位置で2つの部分配線に分断されており、その2つの部分配線はその第1電極を介して電気的に接続されているとよい。
また、この発明の別の位置検出装置は、上記のいずれかの基板で構成される上記固定子と、上記第1電極のn相の電極(ただし、nは3以上の整数)に、上記n本の配線を介して、n相の信号を供給する供給部と、第3電極を有する上記移動子であって、上記移動子が上記固定子上に配置されたとき、その第3電極が上記第1電極の少なくとも1つ及び上記第2電極の少なくとも一部と容量結合される上記移動子と、上記供給部による信号の供給に応じて第2電極に発生する信号を検出する検出部とを備える上記位置検出装置である。
また、この発明の別の基板は、上記のいずれかの基板において、上記第2電極として、2つの電極を、上記移動子の移動方向に沿って、上記第1電極の近傍の両側にそれぞれ設けており、2つの第2電極の各々について、上記n本の配線は、上記第1電極の配列方向の位置に応じて異なる相の配線が、上記n本の配線の中で最もその第2電極に近い位置となるように配置されているものである。
また、この発明の別の位置検出装置は、上記の基板で構成される上記固定子と、上記第1電極のn相の電極(ただし、nは3以上の整数)に、上記n本の配線を介して、n相の信号を供給する供給部と、2つの第3電極を有する上記移動子であって、上記移動子が上記固定子上に配置されたとき、その第3電極の一方が、少なくとも1つの第1電極、及び、上記第2電極の一方の少なくとも一部と容量結合され、その第3電極の他方が、上記少なくとも1つの第1電極とは逆相の少なくとも1つの第1電極、及び、上記第2電極の他方の少なくとも一部と容量結合される上記移動子と、上記容量結合により、上記供給部による信号の供給に応じて、上記2つの第2電極に発生する2つの信号の差分を検出する検出部とを設けた上記位置検出装置である。
また、この発明は、上記のように装置として実施する他、システム、方法、プログラム、記録媒体等、任意の態様で実施することができる。
以上のようなこの発明の構成によれば、移動子の移動可能範囲を長く取った場合でも、固定子と、その固定子上で移動する移動子との相対位置を精度よく検出することができる。
この発明の一実施形態の位置検出装置が備える基板の平面図である。 図1の2−2線に沿った断面図である。 図1に示した基板の底面図である。 図1に示した基板上に配置される移動子の平面図である。 この発明の一実施形態の位置検出装置の概略構成を示す図である。 図5の6−6線に沿った断面図である。 図5に示した折り返し制御部が実行する処理のフローチャートである。 折り返し制御部の変形例の構成を示す図である。 図8に示した折り返し制御部が実行する処理のフローチャートである。 信号電極及び移動子電極の第1変形例の構成を示す図である。 信号電極及び移動子電極の第2変形例の構成を示す図である。 配線電極の第1変形例の構成を示す図である。 配線電極の第2変形例の構成を示す図である。 基板の構成の変形例を示す図である。 基板の内部に配線電極を配置する変形例の構成を示す図である。
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔位置検出装置及び基板の実施形態:図1乃至図7〕
まず、この発明の位置検出装置及び基板の第1実施形態について説明する。
図5に、この発明の位置検出装置の概略構成を示す。
図5に示す位置検出装置1は、この発明の位置検出装置の実施形態であり、固定子である基板10(プリント基板)と、基板10上を移動する移動子30(小型のプリント基板)とを備え、移動子30の、基板10上における位置を検出して出力する装置である。なお、位置検出装置1が検出する移動子30の位置は、基板10に対する移動子30の位置であり、これを絶対位置と呼ぶ。
また、移動子30の移動経路は、レールやスリット等、公知の適宜な手法により、基板10上の適当な一次元の範囲に規制される。
ここで、まず基板10について、図1乃至図3を用いて説明する。
図1は、基板10の平面図である。図2は、図1の2−2線における断面図である。図3は、基板1の底面図である。
図1に示す基板10は、樹脂等の絶縁性材料で形成され、容易に変形しない硬質の基板である。また、図2に現れるように第1層10a〜第3層10cの3層構造となっているが、各層の材質は同じでも異なっていてもよい。また、各層には、各種電極や配線がプリントされており、重ねて接着されている。なお、複数の層により基板10を形成することは必須ではなく、1層のみでもよい。
そして、基板10の、図1でおもて側の第1面には、信号電極11と、取出電極12a,12bと、基準位置電極13a,13bが設けられている。また、信号電極11と取出電極12aとの間には、空隙14aが設けられ、信号電極11と取出電極12bとの間には、空隙14bが設けられている。これらの11〜14(及び、後述する配線15、ビア19等)は、1つの移動子30の位置を検出するための基板側要素である。なお、基板10が充分広ければ、1枚の基板10上に、複数の移動子30に対応する複数の基板側要素11〜19を設け、各移動子30の位置を測定することもできる。
これらのうち信号電極11は、互いに位相が90°ずつずれた4相の電気信号が供給される複数の電極を、移動子30の移動方向に一次元的に繰り返し配列した第1電極である。例えば、第1相(+0°)の信号が供給される第1相電極11aと、第2相(+90°)の信号が供給される第2相電極11bと、第3相(+180°)の信号が供給される第3相電極11cと、第4相(+270°)の信号が供給される第4相電極11dとをこの順に繰り返し配列する。図における各電極のハッチング(ドット、斜線)は、各電極の相を示す。ハッチングが同じ電極は、同じ相の電極である。
取出電極12a,12bは、信号電極11の両側それぞれの近傍に設けられ、信号電極11に供給される電気信号に応じて、容量結合により移動子30側の電極に誘起される電気信号を取り出すための第2電極である。この取り出しの仕組みについては後に詳述する。
基準位置電極13a,13bは、取出電極12a,12bの端部付近に設けられ、移動子30が図5に示すArea6にある場合に、移動子30側の電極に誘起される電気信号を取り出すための電極である。この取り出しの仕組みについても後に詳述する。
空隙14a,14bは、図2に現れるように、基板10の第1層10a〜第3層10cの全てを貫通する細長い透孔すなわちスリットとして設けている。その幅は、全長に亘ってほぼ均一である。
この空隙14a,14bは、信号電極11から取出電極12への直接的な容量結合を介した信号の伝播を低減するために設けたものである。すなわち、信号電極11と取出電極12との間には、基板の素材により(後述する移動子30の電極を介さないという意味で)直接的な容量結合が形成されるため、信号電極11に交流信号を供給すると、その信号はその直接的な容量結合を介して、移動子30側の電極の位置によらず、取出電極12へ伝播する。この信号は、移動子30の位置を検出する際にノイズとなる。また、伝播する信号の強度は、信号電極11と取出電極12との間に直接的に形成される容量性リアクタンス(抵抗成分)に反比例する。
そこで、信号電極11と取出電極12(個体を区別しない場合には符号「12」を用いる)との間に、基板より比誘電率の低い低誘電率部を介在させることにより、容量性リアクタンスを増加(静電容量を減少)させ、信号の伝播を抑えることができる。図1の例では、基板10の材質である樹脂(一例として比誘電率が2〜4)よりも比誘電率が低い空気を介在させる、という意味で空隙14a,14bを設けているが、基板10の材質よりも比誘電率の低い物質を充填しても、同様の効果が得られる。
このことにより、移動子の移動可能範囲を長く取り、その結果、信号電極11の数が増えた場合でも、信号電極11から取出電極12への直接の信号の伝播を抑え、移動子30の位置を精度よく検出できるようにすることができる。
なお、信号電極11と取出電極12との間の距離を離して容量性リアクタンスを増加させてもよいが、あまり大きな距離を取ると位置検出装置1のサイズが増加してしまう。この実施形態のように、距離は程々にして空隙14a,14bを設けることが好ましい。
ところで、上述の容量結合の減少が目的であれば、空隙として、透孔の代わりに、例えば第1層10a及び第2層20aを貫通する溝を設けても、ある程度の効果は得られる。しかし、次の観点から、透孔を設けることが望ましい。
すなわち、基板10を90%程度以上の湿度が高い環境に置くと、しばしば、基板10の表面に肉眼では判別し難い程度の細かい水滴がつくことが知られている。この水滴により、信号電極11と取出電極12との間の抵抗成分が減少してしまい、この経路を介して信号が伝播する。この信号も、移動子30の位置を検出する際にノイズとなる。
しかし、信号電極11と取出電極12との間に透孔による空隙14a,14bがあると、基板10の表面に水滴がついたとしても、信号電極11と取出電極12との間の導通経路が長いため、信号の伝播を防止できる。従って、検出装置1は高湿の環境下においても精度よく移動子30の位置を検出することができる。
次に、基板10の内部及び、第1面の裏側の第2面(図3でおもて側の面)に設けた電極について説明する。
基板10には、その第2面に、図3に現れる配線15(相を区別する必要がない場合にはアルファベットのない符号「15」を用いる。「ビア(via)19」、「端子20」及び「バレル(barrel)16」も同様。)、ビア19及び端子20を設けている。
配線15は、同じ相の複数の信号電極11を電気的に接続し、各信号電極11に対して電気信号を供給するための配線である。ビア19は、図2に現れる、基板10を貫通する透孔に設けたバレル16を介して異なる2面の2電極(例えば、配線15と信号電極11)を電気的に接続する接続部である。端子20は、外部回路と配線15とを電気的に接続するための端子である。
図3においては、1つの信号電極11と平面的に重なる(基板10に垂直な方向から見た場合に重なる)位置に、1つのビア19が設けられた箇所(例えば矢印Xで示す箇所)と、2つのビア19が設けられた箇所(例えば矢印Yで示す箇所)とがある。
前者の箇所では、単に配線15が信号電極11と接続されるのみである(図6参照)。しかし、後者の箇所では、ある相の配線15が左右の2つの部分配線に分断され、第1部分配線(15c−1)が第1接続部(ビア19c−1)を通じて信号電極11と接続され、さらに第2接続部(ビア19c−2)を通じて第2部分配線(15c−2)に接続される。そして、第2部分配線が、より先の各信号電極11に接続される。
基板10には、4相の信号電極11に対応して、4相の配線15a〜15dを設けている。そして、図3に示すように、信号電極11の配列方向の位置に応じて異なる相の配線15が、4相の配線15の中で最も取出電極12に近い位置に来るように、各相の配線15の、図3で縦方向の配置を、順次入れ替えている。上記の、1つの信号電極11と平面的に重なる位置に2つのビア19を設ける箇所は、この入れ替えのため、配線が他の配線を跨ぐ際に設けるものである。
また、各相の配線15は、信号電極11の配列方向に見ておおよそ等しい長さの区間で、4相の配線15の中で最も取出電極12に近い位置となるようにしている。「最も取出電極12に近い位置」には、「最も取出電極12aに近い位置」と、「最も取出電極12bに近い位置」とがあるが、そのどちらについても、上記「おおよそ等しい長さの区間」が成立するとよい。
ここで、最も取出電極12aに近い位置にある配線15と取出電極12aとの間には、矢印Aで示すように直接的な容量結合が形成される。同様に、最も取出電極12bに近い位置にある配線15と取出電極12bとの間にも、矢印Bで示す容量結合が形成される。そして、これらの容量結合を介して配線15に供給される交流信号が取出電極12a,12bに伝播され、移動子30の位置を検出する際にノイズとなってしまう。
特に、特定の相の配線15のみが最も取出電極12に近い位置にあると、特定位相の電気信号が取出電極12に供給されてしまう。このため、後述のような電気信号の位相に基づく移動子30の位置検出への影響が大きい。しかし、信号電極の配列方向の位置に応じて異なる相の配線15が、取出電極12に近い位置にあれば、複数相の信号が取出電極12上に伝播されるため、取出電極12上で逆相の信号同士が打ち消し合い、配線15から伝播される信号の影響を、全体で見て低減することができる。各相の配線15が、信号電極11の配列方向に見ておおよそ等しい長さの区間で、最も取出電極12に近い位置となるようにすれば、この効果は一層顕著である。
以上の他、基板10には、その内部の、第2層10b上に、遮蔽電極17,18a,18bを設けている。これらの遮蔽電極17,18a,18bは、いずれも、グランドに接続された電極であり、電気信号の伝播を遮蔽する遮蔽部材として機能する。
遮蔽電極17は、信号電極11を配置した領域と平面的に重なる位置に設けたものであり、信号電極11と、配線15及びビア19との間の、バレル16を介しない電気信号の伝播を阻止するために設けたものである。なお、バレル16の位置には遮蔽電極17は設けておらず、遮蔽電極17とバレル16とが接触しないよう、遮蔽電極17には、バレル16よりやや大きいサイズの孔(antipad)を設けている。
また、遮蔽電極18a,18bは、それぞれ外部から取出電極12a,12bへのノイズ信号の伝播を阻止するために設けたものである。ただし、遮蔽電極18a,18bは、取出電極12a,12bと平面的に重なる位置を避けて設けている。これは、平面的に重なる位置に設けると、矢印Aや矢印Bの容量結合が増えて、配線15から取出電極12a,12bへの漏れが大きくなるためである。
次に、移動子30について、図4乃至図6を用いて説明する。
図4は、移動子30の平面図である。
移動子30は、基板31の、図4でうら側の面に、第3電極である移動子電極32a,32bを配置(プリント)して構成したものである。移動子電極32aは、それぞれ信号電極11と対向させる第1対向部33a及び第3対向部33cと、取出電極12aと対向させる信号取出部35aを備える。また、移動子電極32bは、それぞれ信号電極11と対向させる第2対向部33b及び第4対向部33dと、取出電極12bと対向させる信号取出部35bを備える。
図5には、移動子30を基板10の配置した状態を示している。図6は、図5の6−6線に沿った断面図である。なお、図5において、移動子電極32a,32bは、基板31のうら側にあるが、図を見やすくするために実線で示している。
図5に示すように、移動子電極32aの第1対向部33a及び第3対向部33cは、移動子30の位置に応じて、信号電極11の、いずれかの相の電極と対向するが、ちょうど1周期分離れた同じ相の電極と対向する寸法となっている。
また、信号電極11に電気信号を供給すると、それに応じて容量結合により第1対向部33a及び第3対向部33cにも電気信号が誘起される。そして、同じ相の電極と対向していることから、第1対向部33a及び第3対向部33cには同じ位相の電気信号が誘起される。この電気信号は、信号取出部35aに伝達される。そして、信号取出部35aに電気信号が発生したことにより、信号取出部35aと対向する取出電極12aにも容量結合により電気信号が誘起される。
取出電極12aに誘起される電気信号は、第1対向部33a及び第3対向部33cがどの相の信号電極11と対向しているか、すなわち、移動子30がどの位置にあるか、に応じて異なる位相となる。例えば、第1対向部33a及び第3対向部33cが第1相電極11aのみと対向する位置であれば、取出電極12aには、第1相と同じ位相の電気信号が誘起される。また、図5の例のように第2相電極11b及び第3相電極11cの双方を丁度カバーする位置であれば、取出電極12aには、第2相と第3相の中間の位相(第2相と第3相の信号を加算して得られる信号の位相)の電気信号が誘起される。
同様に、他の位置にある場合でも、移動子30の位置に応じて連続的に変化する位相の信号が、取出電極12aに誘起される。また、その位相は、移動子30が、4相分の信号電極11、すなわち、図5に「Area」で示した領域1つ分を移動する毎に、360°(1周期相当)変化する。従って、取出電極12aに誘起される電気信号の位相に基づき、各領域内における移動子30の位置を検出することができる。
なお、移動子電極32bの第2対向部33b及び第4対向部33dと、信号電極11と、取出電極12bとの間にも、同じ関係がある。ただし、第2対向部33b及び第4対向部33dが対向する信号電極11は、第1対向部33a及び第3対向部33cが対向する信号電極とは2相分ずれた、異なる相の電極である。例えば、各相の電気信号の位相が90°ずつ異なる場合、第1対向部33a及び第3対向部33cの場合と比べ、ちょうど逆相の信号電極11と対向する。従って、取出電極12bに誘起される電気信号は、取出電極12aに誘起される電気信号の逆相であり、これらの差分を取ることにより、信号が増幅されると共に、両取出電極12a,12bに共通するノイズ信号がキャンセルされ、移動子30の位置の検出精度が向上する。
また、上記の「Area」は、ここでは便宜的に、第1対向部33aの位置を基準に区切ることとし、第1対向部33aの中心と第1相電極11aの中心とが重なる位置を、エリアの区切りとする。位置検出装置1において、エリアは「Area1」〜「Area6」の6つを設けている。
ここで、移動子30が「Area6」にある場合、信号取出部35a,35bは、取出電極12a,12bだけでなく、基準位置電極13a,13bとも対向する。従って、基準位置電極13a,13bには、移動子が「Area6」にある場合のみ、信号取出部35a,35bを介して、容量結合により、検出できる程度の電気信号が誘起される。逆に、移動子が「Area6」にない場合は、微弱な電気信号しか誘起されない。
従って、基準位置電極13a,13bから所定強度以上の電気信号が出力されている場合には、移動子30が「Area6」にある。これを、取出電極12a,12bからの電気信号の位相と組み合わせれば、「Area6」中の移動子30の位置を特定できる。
なお、「Area6」の位置、つまり、基準位置電極13a,13bを設ける位置はこの例に限らず、どこに設けてもよい。その場合、基準位置電極13a,13bを、例えば、取出電極12a,12bの外側に設け、信号取出部35a,35bを、取出電極12a,12bの外側まで延ばして設けてもよい。但し、この実施例のように、基準位置電極13a,13bを、取出電極12a,12bの延長線上に設ければ、省スペースを実現できる。
また、基準位置電極13a,13bは、1つのみでもよいが、2つ設けているのは、2つの信号取出部35a,35bから基準位置電極に漏れる信号の量を等しくして、2つの取出電極12a、12bからの2つの電気信号に対する影響を相互に同じにするためである。
なお、充分な結合容量を確保するため、移動子の移動可能範囲は、取出電極12a、12bの右端が、基準位置電極13a,13bを覆うところまでとし、それ以上右には移動できないようするのが良い。
次に、以上説明してきた位置検出装置1において、電気信号を生成して各信号電極11に供給する供給回路41〜44や、その信号に応じて取出電極12a,12b及び基準位置電極13a,13bからの電気信号に基づき移動子30の位置を検出する検出回路41、45〜51の構成及び動作について、図5を参照しつつ説明する。
図5に示す位置検出装置1の構成ブロック41〜51は、その全部を基板10上に実装してもよいし、一部を基板10上に実装し、残りを別基板に実装してもよい。また、図5で四角枠で示す各ブロックは、それぞれ、専用回路で構成してもよいし、プロセッサに所要のプログラムを実行させることによってその機能を実現してもよい。
位置検出装置1は、例えば、カウンタ41、波形テーブル42、出力器43,44、差動増幅器45、コンパレータ46、位相差検出部47、レベル判定部48、折り返し制御部49、補正テーブル50、フィルタ51を備える。
これらのうち、カウンタ41は、所定のクロック(例えば、数MHz〜数十MHz)をフリーランでカウントして、信号電極11に供給する電気信号の位相であるカウント値を出力する。例えば、7ビットのカウンタであれば、0〜127のカウントを繰り返し、その周波数は数十kHz〜数百kHzとなる。カウンタ41のカウント値は、例えば、0が0°、32が90°、64が180°、96が270°にそれぞれ相当し、波形テーブル42及び位相差検出部47に供給される。
波形テーブル42は、少なくとも1/4周期分の正弦波のサンプル値を格納したテーブルであり、カウンタ41からのカウント値を位相として、その位相における正弦波(sin)と余弦波(cos)のサンプル値を生成する。波形テーブル42は、出力器43にはcosのサンプル値を、出力器44にはsinのサンプル値を出力する。
出力器43,44は、それぞれ入力されるサンプル値をアナログ信号に変換し、正相と逆相で電力増幅して出力する。出力器43,44からの各相のアナログ信号は、それぞれ対応する相の端子20及び配線15を経て信号電極11へ供給される。
出力器43の反転出力からは、第4相(+270°)の逆相の余弦波(−cos)が第4相電極11dへ、非反転出力からは、第2相(+90°)の正相の余弦波(cos)が第2相電極11bへ供給される。また、出力器44の非反転出力からは、第3相(+180°)の正相の正弦波(sin)が第3相電極11cへ、反転出力からは、第1相(+0°)の逆相の正弦波(−sin)が第1相電極11aへ供給される。
次に、差動増幅器45は、取出電極12aからの電気信号と、取出電極12bからの電気信号との差の信号を出力する。取出電極12a側がプラス、取出電極12b側がマイナスである。
コンパレータ46は、差動増幅器45の出力がマイナスからプラスに変わるタイミングで、位相差検出部47に対してパルス信号を出力する。
位相差検出部47は、コンパレータ46からパルス信号が入力されたタイミングでカウンタ41のカウント値をラッチすると共に、そのラッチしたカウント値と、基準のカウント値Refとの差を、位相差Paとして折り返し制御部49へ供給する。
これらの差動増幅器45、コンパレータ46及び位相差検出部47が検出部に該当する。
例えば、移動子30が、最初のエリアの始点、すなわち第1対向部33aの中心と第1相電極11aの中心とが重なる位置にある場合に、コンパレータ46からのパルス信号に従ってラッチされる位相カウント値を基準のカウント値とする。その場合、第1相は−sinであるから、この信号がマイナスからプラスに変わるのは、位相180°のタイミングであり、基準のカウント値は64である。従って、ラッチしたカウント値から64を減算すればよい。また、カウント値0を180°に対応付けすれば、第1相の基準のカウント値を0にでき、この減算を省略できる。さらに、第1相を基準とせず、他の相(例えば第3相)を基準にしてもよい。
これに対し、例えば移動子30が、第1対向部33aの中心と第2相電極11bの中心とが重なる位置にある場合には、第2相はcosであるから、この信号がマイナスからプラスに変わるのは、位相270°のタイミングである。この場合、ラッチしたカウント値は96であり、64を減算して位相差Paは32(+90°)となる。位相差Paは、例えば、第1対向部33aと対向する信号電極11が第1相のとき0、第2相のとき32、第3相のとき64、第4相のとき96である。
レベル判定部48は、基準位置電極13aからの電気信号の強度が所定値以上あるか否か判断し、あれば、移動子30が「Area6」にあることを示す信号A6を「1」にし、そうでなければ「0」にして折り返し制御部49へ出力する。
折り返し制御部49は、図7を用いて後述する処理により、位相差検出部47からの位相差Paと、レベル判定部48からの信号A6とに基づき、移動子30の絶対位置Psを算出する。
補正テーブル50は、折り返し制御部49が算出した絶対位置Psを補正する。移動子30の位置と、取出電極12a,12bからの電気信号の位相との関係は完全にリニアではないため、それをリニアになるように補正するものである。
なお、補正テーブル50を、折り返し制御部49の前段に配置し、位相差検出部47からの位相差Paを、位置リニアになるように補正してもよい。
フィルタ51は、補正テーブル50による補正後の絶対位置から急な変化を除去する。この除去は、低域を通過させるローパスフィルタ処理や、所定時間分のデータを加算平均により行えばよい。その他、適宜な方法を採用可能である。
フィルタ51の出力が、移動子30の位置PDとして、位置検出装置1から出力される。
なお、基板10が複数ある場合、図5に示した供給回路41〜44が、複数の基板10に並列に4相の電気信号を入力し、検出回路41、45〜51が、複数の基板10の取出電極12a,12bから複数の電気信号を並列に受け取り、時分割で処理して、各基板10上における移動子30の位置を検出するようにすればよい。
次に、図7を用いて、折り返し制御部49が実行する処理について説明する。
図7は、その処理のフローチャートである。
折り返し制御部49は、位相差検出部47から位相差Paが入力されると、その時点の信号A6を取得して、図7のフローチャートに示す処理を開始する。なお、tは図7の処理の起動カウントであり、Pa(t)は今回取得したデータ、Pa(t−1)は前回取得したデータを示す。
図7の処理において、折り返し制御部49はまず、今回の信号A6(t)の値が「1」であるか否か判断する(S11)。これがNoであれば、ステップS12に進む。
ここでは、折り返し制御部49は、まず今回の位相差Pa(t)と前回の位相差Pa(t−1)との差(7bit)を移動量MAとして求める(S12)。位相差Paはいずれも7bitであり、この減算で桁あふれを捨てることにより、得られる移動量MAは−64〜+63の範囲となる。
次に、折り返し制御部49は、ステップS12の移動量MAの最上位ビットの値を、移動方向DIRに代入する(S13)。
この実施形態では、4相の信号の周波数が数十kHz〜数百kHzと高いため、その1周期以内に位相差Paが1/2周期以上変動することは、基本的に有り得ない。
移動量MAが正の場合、移動方向DIRの値は「0」となり、移動量MAが負の場合、移動方向DIRの値は「1」となる。
次に、折り返し制御部49は、今回の位相差Pa(t)を前回の位相差Pa(t−1)と大小比較し、判定結果BIGを出力する(S14)。BIGの値は、位相差Pa(t)が大のとき「0」、小のとき「1」である。
折り返し制御部49は、以上で求めたDIR、BIG及びエリア番号の前回値AN(t−1)に基づき、エリア番号の今回値AN(t)を求める(S15)。
より具体的には、移動方向が正(DIR=0)で位相差Pa(t)が大(BIG=0)、または、移動方向が負で位相差Pa(t)が小(BIG=1)であれば、移動子30はエリアをまたいだ移動をしていないことがわかる。移動方向と位相差Paの増減が合っているためである。この場合エリア番号ANを前回のものから変化させない。
また、移動方向が負(DIR=1)で位相差Pa(t)が大(BIG=0)の場合、位相差Paが負の方向に移動し、かつ位相差Paが大きくなっているので、繰り下がりが発生した、すなわち、移動子30がエリア番号の1つ小さいエリアに移動したとわかる。この場合、エリア番号AN(t)を前回値AN(t−1)から1減少させる。
移動方向が正(DIR=0)で位相差Pa(t)が小(BIG=1)の場合、位相差Paが正の方向に移動し、かつ位相差Paが小さくなっているので、繰り上がりが発生した、すなわち、移動子30がエリア番号の1つ大きいエリアに移動したとわかる。この場合、エリア番号AN(t)を前回値AN(t−1)から1増加させる。
なお、ステップS11でYesの場合、移動子30は「Area6」にあるので、今回のエリア番号AN(t)に値「6」をセットする(S16)。
ステップS15,S16のいずれの場合も、折り返し制御部49は、今回求めたAN(t)を上位3ビット、今回の位相差Pa(t)を下位7ビットとする絶対位置Ps(t)を出力し(S17)、AN(t)とPa(t)を次回処理時に前回のAN、Paとして参照するため保存して(S18)、処理を終了する。
以上の処理により、折り返し制御部49は、絶対位置Ps(t)を生成して出力することができる。この実施例では、移動子30の移動可能範囲であるスケール全体を複数のエリアに分割し、エリア毎の4相の信号電極11を用いて、そのエリア内の絶対位置Paを求め、さらに、その時間変化に基づいて、エリアを跨いだ移動の累積値ANを検出し、エリア内の絶対位置Paとその累積値ANからスケール全体での絶対位置を求めている。
なお、以上の実施例において、レベル判定部48は、容量結合により基準位置電極13aに発生する電気信号の強度に基づき、移動子30が「Area6」の特定の位置(位相差Pa(t)と対応する位置)にあることを検出する。
〔折り返し制御部の変形例:図8及び図9〕
次に、上述した実施形態の種々の変形例について説明する。
まず、折り返し制御部の変形例について説明する。
図8にこの変形例における折り返し制御部49′を示す。
図8に示す折り返し制御部49′は、絶対位置Psを、エリア6以外では、位相差Paは直接使用せず、位相差Paから算出された移動量MAだけに基づいて算出する点が図5の折り返し制御部49と異なる。
より具体的には、折り返し制御部49′は、図7の処理に代えて図9の処理を実行する。
折り返し制御部49′は、位相差検出部47から位相差Paが入力されると、その時点の信号A6を取得して、図9のフローチャートに示す処理を開始する。
図9の処理において、折り返し制御部49はまず、現在の信号A6(t)の値が「1」であるか否か判断する(S31)。これがNoであれば、折り返し制御部49は、まず今回の位相差Pa(t)と前回の位相差Pa(t−1)との差を、7bitで求め、その値を移動量MAとする(S32)。この演算は、図7のステップS12と同様である。次に、折り返し制御部49は、前回の絶対位置Ps(t−1)に、ステップS32で求めた移動量MAを加算して、今回の絶対位置Ps(t)を求める(S33)。
また、ステップS31でYesの場合は、図7のステップS11でYesの場合と同様、移動子30は「Area6」にあることがわかるので、絶対位置Ps(t)の上位3ビットの値を「Area6」を示す「6」、下位7ビットの値をPa(t)として、今回の絶対位置を生成することができる(S34)。
いずれの場合も、生成した絶対位置Ps(t)を出力すると共に、Pa(t)とPs(t)を次回処理時に参照するために保存して(S35)、処理を終了する。
以上の処理によっても、図7の処理の場合と同様、絶対位置Ps(t)を求めることができる。
〔信号電極の変形例:図10及び図11〕
次に、信号電極11の形状及び配置の変形例について説明する。なお、信号電極11の変形に伴い、移動子30側に設ける電極の形状及び配置も変更される。
図10及び図11に、それぞれ異なる変形例における、信号電極11及び移動子30側の電極を示す。なお、これらの図では、上述した実施形態と対応する箇所には同じ符号を用いている。また、電極に付与されたハッチングが、その電極の相を示す点も、上述した実施形態と同じである。以下に説明する各変形例においても同様とする。
図10に示す第1変形例では、各相の信号電極11を三角形状に構成すると共に、信号電極11を配列する領域の図で横向きの中心線を対称軸として、互いに線対称な位置に逆相の信号電極11を配置している。例えば、第1相電極11aと対称な位置に第3相電極11cを配置し、第2相電極11bと対称な位置に第4相電極11dを配置している。なお、対称軸の上側も下側も、それぞれ、移動子30の移動方向に沿ってみれば、4相の信号電極11が一次元的に繰り返し配列されている。なお、直線でも曲線でも、何らかの線に沿って信号電極11が配列されていれば、「一次元的」である。この例のように、複数列であってもよい。
基板10側の電極11,12に対応して、移動子30側には、対応するサイズの移動子電極36a,36bを配置している。移動子電極36aは、図で上段に配列された信号電極11と取出電極12aとを容量結合する。移動子電極36bは、図で下段に配列された信号電極11と取出電極12bとを容量結合する。
上述のように、互いに線対称な位置に逆相の信号電極11を配置していることから、信号電極11への各相の電気信号の供給に伴い、移動子電極36a,36bには互いに逆相の信号が励起され、上述した実施形態の場合と同様、2つの信号の差分を取って信号を増幅することができる。
なお、図10では、移動子電極36aは常に2又は3の信号電極11と対向する。しかし、移動子電極36aに励起される電気信号の総和の位相は、対向する信号電極11の電気信号を、対向する面積に応じた重み付けで加算した信号の位相と概ね一致する。信号電極11が三角形状であるため、移動子の位置に対して、電気信号の位相がよりリニアに変化する。移動子30の移動につれ、移動子電極36aに励起される電気信号の位相が徐々に変化することは、上述の実施形態の場合と同じである。
上述の実施形態の場合と同様、移動子電極36aによる容量結合により取出電極12aに励起される電気信号を取り出し、その位相から、移動子30の位置を検出できる。
次に、図11に示す第2変形例では、各相の信号電極11を二等辺三角形状に構成して、互い違いに一次元的に配列している。移動子30側の移動子電極32a,32bは、図4に示したものと同じであり、各対向部33a〜33dの太さは、信号電極11の底辺の長さと概ね同じである。例えば、第1対向部33aが概ねある第2相電極11bの底辺と重なる場合、第3対向部33cはその次の第2相電極11bの底辺と重なる。
以上の構成でも、移動子電極32aと、移動子電極32bとは、互いに逆相の信号電極11と対向し、移動子30の位置に応じた位相の電気信号が励起される。このため、上述の実施形態及び第1変形例の場合と同様、移動子電極32a,32bに励起される電気信号に応じて取出電極12a,12bに励起される電気信号を取り出し、その位相を検出することにより、移動子30の位置を検出することができる。
〔配線電極の変形例:図12及び図13〕
次に、配線15の形状及び配置の変形例について説明する。
図12及び図13に、それぞれ異なる変形例における、信号電極11及び移動子30側の電極を示す。図3と同様に、配線15及びビア19の配置を示すものであるが、空隙14a,14bの内側の部分のみを示している。
図3では、配線15を部分的に信号電極11の配列方向(移動子30の移動方向)に対して斜めにして、各相の配線15を、信号電極11の配列方向の位置に応じて、取出電極12に対して近づけたり遠ざけたりしていた。
しかし、配線15を常に信号電極11の配列方向と平行に配置しても、信号電極のところで、2つのビア19を用いて、左右の2つの配線15を電気的に接続できる(図2、図3参照)。つまり、各信号電極のところで、各相の配線15の、取出電極12からの距離を変更可能である。
例えば、各相の配線15及びビア19を、図12のように順番に配置してもよいし、図13のように配置してもよい。
どのような配置であっても、信号電極11の配列方向の位置に応じて異なる相の配線15が、4相の配線15の中で最も取出電極12に近い位置に来るようにし、また、各相の配線15が、信号電極11の配列方向に見ておおよそ等しい長さの区間で、4相の配線15の中で最も取出電極12に近い位置となるようにすれば、上述した実施形態で説明した効果が得られる。
〔その他の変形例〕
以上で実施形態の説明を終了するが、装置の具体的な構成、各部の形状、回路の構成などが、上述の実施形態で説明したものに限られないことはもちろんである。
例えば、上述した実施形態では、1枚の基板10内に空隙14a,14bを設けたが、基板を複数枚に分けて構成し、それらを一定の間隔を開けて配置することにより空隙を構成してもよい。
図14にこの例を示す。
図14の例では、固定子である基板を、第1基板10x〜第3基板10zの3つの部分に分けて構成している。そして、これらの基板を、一定の間隔を開けて支持部材に組み付けることにより、第1基板10xと第2基板10yとの間に空隙14aを、第2基板10yと第3基板10zとの間に空隙14bを形成している。
このような構成でも、上述した実施形態の場合と同様な効果が得られる。
また、上述した実施形態では、配線15及びビア19を、基板10の第2面上に設ける例について説明した。しかし、配線15及びビア19は、基板10の内部に設けてもよい。
図15にこの例を示す。
図15の例では、基板10を、第1層10a〜第4層10dの4層構造としており、配線15及びビア19を、第3層10cの下側に設けている。すなわち、第4層10dで覆われた、基板10の内部に設けている。
このような構成であっても、上述した実施形態の場合と同様な効果が得られる。また、配線15及びビア19の損傷を防止できるという効果もある。
また、上述した実施形態では4相の信号電極11を用いたが、2相、3相、5相以上など、任意のn相(nは2以上の整数)の信号電極11を用いても、同様な移動子30の位置検出が可能である。
位置検出装置1は、ユーザからの操作を受け付ける任意の装置に適用可能である。操作の検出結果に従って、他の装置が持つパラメータの値を制御するものであってもよい。操作の検出結果を、パラメータの値の制御に用いることも必須ではない。
また、以上述べてきた構成及び変形例は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて適用することも可能である。
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、移動子の移動可能範囲を長く取った場合でも、固定子と、その固定子上で移動する移動子との相対位置を精度よく検出することが可能な位置検出装置を提供することができる。
1:位置検出装置、10:基板、11:信号電極、11a:第1相電極、11b:第2相電極、11c:第3相電極、11d:第4相電極、12:取出電極、13:基準位置電極、14a,14b:空隙、15:配線、16:バレル、17,18a,18b:遮蔽電極、19:ビア、20:端子、30:移動子、31:移動子基板、32a,32b,36a,36b:移動子電極、33a:第1対向部、33b:第2対向部、33c:第3対向部、33d:第4対向部、35a,35b:信号取出部、41:カウンタ、42:波形テーブル、43,44:出力器、45:差分増幅器、46:コンパレータ、47:位相差検出部、48:レベル判定部、49:折り返し制御部、50:補正テーブル、51:フィルタ、200:音信号処理装置、211:CPU、212:フラッシュメモリ、213:RAM、215:表示器I/F、216:フェーダI/F、217:操作子I/F、218:信号処理部(DSP)、219:波形I/O、220:表示器、221:フェーダ、221a:つまみ、222:操作子、223:システムバス、300:操作パネル、310:ディスプレイ、320:ボタン群、330:ロータリーエンコーダ

Claims (4)

  1. 固定子上で移動する移動子の位置を検出する位置検出装置における、その固定子を構成する基板であって、
    当該基板の第1面上に、n相の電極(ただし、nは3以上の整数)が、前記移動子の移動方向に一次元的に繰り返し配列された複数の第1電極と、
    前記基板の前記第1面上の前記第1電極の近傍に、前記移動子の移動方向に沿って配置された第2電極とを備え、
    前記各第1電極と前記第2電極との間の位置に、当該基板の他の部分よりも誘電率が小さい低誘電率部を設け、
    前記基板の内部の、前記第1電極を配置した領域と平面的に重なる位置に、電気信号の伝播を遮蔽する遮蔽部材を設け、
    前記基板の内部又は前記第1面の裏側の第2面上の、前記第1電極を配置した領域と平面的に重ならない位置に、前記第2電極を配置した領域と平面的に重なる位置を避けて、電気信号の伝播を遮蔽する遮蔽部材を設けたことを特徴とする基板。
  2. 請求項1に記載の基板で構成される前記固定子と、
    前記第1電極のn相の電極(ただし、nは3以上の整数)に、n相の信号を供給する供給部と、
    第3電極を有する前記移動子であって、前記移動子が前記固定子上に配置されたとき、該第3電極が前記第1電極の少なくとも1つ及び前記第2電極の少なくとも一部と容量結合される前記移動子と、
    前記容量結合により、前記供給部による信号の供給に応じて第2電極に発生する信号を検出する検出部とを備えることを特徴とする前記位置検出装置。
  3. 請求項1に記載の基板であって、
    前記第2電極として、2つの電極を、前記移動子の移動方向に沿って、前記第1電極の近傍の両側にそれぞれ設けており、
    前記低誘電率部として、2つの低誘電率部を、各第2電極と前記第1電極との間の位置に設けていることを特徴とする基板。
  4. 請求項に記載の基板で構成される前記固定子と、
    前記第1電極のn相の電極(ただし、nは3以上の整数)に、n相の信号を供給する供給部と、
    2つの第3電極を有する前記移動子であって、前記移動子が前記固定子上に配置されたとき、該第3電極の一方が、少なくとも1つの第1電極、及び、前記第2電極の一方の少なくとも一部と容量結合され、該第3電極の他方が、前記少なくとも1つの第1電極とは逆相の少なくとも1つの第1電極、及び、前記第2電極の他方の少なくとも一部と容量結合される前記移動子と、
    前記容量結合により、前記供給部による信号の供給に応じて前記2つの第2電極に発生する2つの信号の差分を検出する検出部とを備えることを特徴とする前記位置検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59212711A (ja) * 1983-05-18 1984-12-01 Mitsutoyo Mfg Co Ltd 静電容量型変位検出器
JPS6093311A (ja) * 1983-10-27 1985-05-25 Mitsutoyo Mfg Co Ltd 容量式変位測定機
US4879508A (en) * 1986-04-04 1989-11-07 Mitutoyo Corporation Capacitance-type measuring device for absolute measurement of positions
CH666122A5 (fr) * 1986-04-10 1988-06-30 Hans Ulrich Meyer Capteur capacitif de position.
CH670306A5 (ja) * 1986-11-13 1989-05-31 Hans Ulrich Meyer
JPH0630323B2 (ja) * 1988-01-21 1994-04-20 株式会社村田製作所 コンデンサアレイ
DE69621334T2 (de) * 1996-10-11 2003-01-09 Tesa Brown & Sharpe Sa Kapazitive Dimensionsmesseinrichtung
JP2005221472A (ja) 2004-02-09 2005-08-18 Olympus Corp 静電型エンコーダ及び静電型変位測定方法
US7196527B2 (en) * 2004-02-17 2007-03-27 Stridsberg Innovation Ab Redundant compact encoders
JP2011047679A (ja) * 2009-08-25 2011-03-10 Seidensha Co Ltd 静電エンコーダ
JP2011185882A (ja) * 2010-03-11 2011-09-22 Konica Minolta Opto Inc 静電容量式エンコーダ及び移動量測定装置
US8776337B2 (en) * 2010-07-30 2014-07-15 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Methods of forming capacitive sensors
JP2014183697A (ja) * 2013-03-21 2014-09-29 Toshiba Lighting & Technology Corp 電源装置および電気機器
US9939932B2 (en) * 2014-03-21 2018-04-10 Advanced Sensor Technology Limited Position sensing device and method using self-capacitance
EP3040688B1 (de) * 2014-12-04 2018-04-18 Hexagon Technology Center GmbH Kapazitiver Linearencoder

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