JP7302841B2 - 光学式エンコーダおよびその動作方法 - Google Patents
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Description
1. 発明の分野
本開示は、概略的には装置ならびにその位置及び移動をセンサ装置を使用して検出するための方法に関し、より詳細には、装置ならびにその位置および移動を光学式エンコーダセンサを使用して検出するための方法に関する。
光学式エンコーダは、様々な用途で有用である。例えば、光学式エンコーダを、物理的な位置をそのような位置に対応する電気信号へと変換することにより、物体の位置、移動または角度を判定するために使用することが可能である。(ロボットアームなどの)比較回転機構においては、回転機構の位置または回転角度を検出または測定するため、および回転機構の位置または回転角度が限界位置または角度に達しているか否かを判定するために、回転機構の関節部に2つの光学式エンコーダが必要とされる。しかし、より多くの光学式エンコーダの使用は、コストを増大させ、その結果、市場における競争性を低下させてしまうであろう。
本開示の複数の実施形態の構造、製造および使用を、以下に詳細に説明する。ただし、これらの実施形態が、様々な状況で具現化しうる数多くの利用可能な構想を示すものであることが理解されるべきである。以下の開示が、数多くの異なる実施形態または、様々な実施形態の異なる特徴を具現化した複数の例を述べたものであることが理解されるべきである。複数の部品及び装置の例を、以下に説明の目的のために記載する。これらは、当然のことながら、単に例示的なものであり、限定的であることは意図されていない。
Claims (16)
- 第1表面及び前記第1表面の反対側の第2表面を有する符号化ディスクであって、
複数の開口部/スロットが中に配置された第1領域と、開口部/スロットを有さない第2領域と、を備え、
前記複数の開口部/スロットは、
前記符号化ディスクを、前記符号化ディスクの前記第1表面から前記符号化ディスクの前記第2表面まで貫通する複数の第1開口部/スロットであって、前記複数の第1開口部/スロットはそれぞれ第1の幅を有し、前記複数の第1開口部/スロットは等間隔に配置されている、複数の第1開口部/スロットと、
前記符号化ディスクを、前記符号化ディスクの前記第1表面から前記符号化ディスクの前記第2表面まで貫通する第2開口部/スロットであって、第2の幅を有する、第2開口部/スロットと、を含み、
前記第2開口部/スロットの前記第2の幅が、前記複数の第1開口部/スロットの前記第1の幅とは異なり、
前記第2領域の弧長が、前記第1領域内の前記複数の第1開口部/スロットの任意の2つの隣接する開口部/スロット間の弧長よりも大きく、
前記第2領域は、前記第2開口部/スロットと前記複数の第1開口部/スロットとの間に配置されている、
符号化ディスク。 - 前記第2開口部/スロットの前記第2の幅が、前記複数の第1開口部/スロットの前記第1の幅よりも大きい、請求項1に記載の符号化ディスク。
- 前記第2開口部/スロットと、前記複数の第1開口部のうちの前記第2開口部/スロットの第1の側の1つとの間の弧長が、前記第2開口部/スロットと、前記複数の第1開口部のうちの前記第2開口部/スロットの第2の側の別の1つとの間の弧長よりも大きい、請求項1に記載の符号化ディスク。
- 前記複数の開口部/スロットが前記符号化ディスクの周縁に隣接して配置されている、請求項1に記載の符号化ディスク。
- 前記第2領域は前記符号化ディスクの周の約半分を占める、請求項1に記載の符号化ディスク。
- エンコーダであって、
発光領域を有する光エミッタと、
前記発光領域に対面する光感知領域を有する、光学式センサと、
前記発光領域と前記光感知領域との間に配置された不透明なプレートであって、
複数の開口部/スロットが中に配置された第1領域であって、前記複数の開口部/スロットは、
前記不透明なプレートを貫通する複数の第1開口部/スロットであって、前記複数の第1開口部/スロットはそれぞれ第1の幅を有し、前記複数の第1開口部/スロットは等間隔に配置されている、複数の第1開口部/スロットと、
前記不透明なプレートを貫通する第2開口部/スロットであって、第2の幅を有する、第2開口部/スロットと、
を含む、第1領域と、
開口部/スロットを有さない第2領域と、
を含む、不透明なプレートと、
を備え、
前記第2開口部/スロットの前記第2の幅が、前記第1開口部/スロットの前記第1の幅とは異なり、
前記第2領域の弧長が、前記第1領域内の前記複数の第1開口部/スロットの任意の2つの隣接する開口部/スロット間の弧長よりも大きく、
前記第2領域は前記第2開口部/スロットと前記複数の第1開口部/スロットとの間に配置されている、
エンコーダ。 - 前記光学式センサは、
前記複数の第1開口部/スロットを通過する光が前記光感知領域に到達している間は第1信号を生成し、
前記光感知領域に光が到達していない間は第2信号を生成する、ように構成されている、請求項6に記載のエンコーダ。 - 前記第1信号は第1電圧レベルを有し、前記第2信号は第2電圧レベルを有し、前記第1電圧レベルは前記第2電圧レベルよりも大きい、請求項7に記載のエンコーダ。
- 前記第1信号の時間が、前記不透明なプレートの第1回転度/角度を表し、
前記第2信号の時間が、前記不透明なプレートの第2回転度/角度を表す、
請求項7に記載のエンコーダ。 - 前記第1回転度/角度が、前記第2回転度/角度と実質的に等しい、請求項9に記載のエンコーダ。
- 前記光学式センサは、前記第2開口部/スロットを通過する前記光が前記光感知領域に到達している間は第3信号を生成するように構成されており、
前記第3信号は前記第1電圧レベルを有し、
前記第3信号の時間が前記第1信号の時間よりも長い、
請求項8に記載のエンコーダ。 - 前記第2開口部/スロットの前記第2の幅が、前記複数の第1開口部/スロットの前記第1の幅よりも大きい、請求項6に記載のエンコーダ。
- 前記第2開口部/スロットと前記複数の第1開口部/スロットのうちの前記第2の開口部/スロットの第1の側の1つとの間の弧長が、前記第2開口部/スロットと前記複数の第1開口部/スロットのうちの前記第2の開口部/スロットの第2の側の別の1つとの間の弧長よりも大きい、
請求項6に記載のエンコーダ。 - 符号化ディスクの位置を判定する方法であって、
発光領域を有する光エミッタと、前記発光領域に対面する光感知領域を有する光学式センサと、を設けることであって、前記符号化ディスクは前記発光領域と前記光感知領域との間に配置され、前記符号化ディスクは、
複数の開口部/スロットが中に配置された第1領域であって、前記複数の開口部/スロットは、
前記符号化ディスクを貫通する複数の第1開口部/スロットであって、前記複数の第1開口部/スロットはそれぞれ第1の幅を有し、前記複数の第1開口部/スロットは等間隔に配置されている、複数の第1開口部/スロットと、
前記符号化ディスクを貫通する第2開口部/スロットであって、前記複数の第1開口部/スロットの前記第1の幅とは異なる第2の幅を有する、第2開口部/スロットと、
を含む、第1領域と、
開口部/スロットを有さない第2領域であって、
前記第2領域の弧長が、前記第1領域内の前記複数の第1開口部/スロットの任意の2つの隣接する開口部/スロット間の弧長よりも大きく、
前記第2領域は、前記第2開口部/スロットと前記複数の第1開口部/スロットとの間に配置されている、
第2領域と、
を含む、ことと、
前記複数の第1開口部/スロットを通過する光が前記光感知領域に到達している間は、第1電圧レベルを有する第1信号を生成することと、
前記光感知領域に光が到達していない間は、第2電圧レベルを有する第2信号を生成することであって、前記第1電圧レベルは前記第2電圧レベルよりも大きい、ことと、
前記第2開口部/スロットを通過する光が前記光感知領域に到達している間は、前記第1電圧レベルを有する第3信号を生成することと、
を含む、
方法。 - 前記光学式センサの前記第1信号から基準時間を求めることと、
前記光学式センサの前記第2信号または前記第3信号の時間を前記基準時間と比較することと、
前記時間と前記基準時間との比較に基づいて、前記符号化ディスクの前記位置を判定することであって、
前記符号化ディスクの前記位置は、前記時間が前記基準時間と実質的に等しい間は中間位置であると判定され、
前記符号化ディスクの前記位置は、前記時間が前記基準時間よりも大きい間は終端/端位置であると判定される、
ことと、
を更に含む、請求項14に記載の方法。 - 前記符号化ディスクは、前記時間が前記基準時間よりも大きく、かつ、前記第2信号が検出されている間は第1終端/端位置にあると判定され、前記符号化ディスクは、前記時間が前記基準時間よりも大きく、かつ、前記第3信号が検出されている間は第2終端/端位置にあると判定される、請求項15に記載の方法。
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