JPS59102104A - 光学式定点位置決め方法 - Google Patents
光学式定点位置決め方法Info
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- JPS59102104A JPS59102104A JP21143582A JP21143582A JPS59102104A JP S59102104 A JPS59102104 A JP S59102104A JP 21143582 A JP21143582 A JP 21143582A JP 21143582 A JP21143582 A JP 21143582A JP S59102104 A JPS59102104 A JP S59102104A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 101150037263 PIP2 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000669298 Pseudaulacaspis pentagona Species 0.000 description 1
- 101100262439 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) UBA2 gene Proteins 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ポジショナ(被制御対象となる移動体)を基
準原点に位置決め保持する等、動作ストローク内の任意
の位置から一つの決められた定点にサーボ位置決めする
光学式一定点位置決め方法に関するもので2例えば、リ
ニアモータの電源投入後の基準原点復帰、あるいは通信
衛星用のアンテナ指向方向の制御機構などに適用できる
。
準原点に位置決め保持する等、動作ストローク内の任意
の位置から一つの決められた定点にサーボ位置決めする
光学式一定点位置決め方法に関するもので2例えば、リ
ニアモータの電源投入後の基準原点復帰、あるいは通信
衛星用のアンテナ指向方向の制御機構などに適用できる
。
高精度の位置決め制御では1位置決め精度と同等の高精
度で原点等の基準となる定点を検出し。
度で原点等の基準となる定点を検出し。
またその定点に位置決めする必要がある場合が多い。
このような孤立した定点に位置決めする方法として従来
から用いられている光学的スリット方式がある。この方
法の一例を第1図に示す。
から用いられている光学的スリット方式がある。この方
法の一例を第1図に示す。
この方法は、同図(alに示した幅りの光透過用白スケ
ール上には、同図fc]、 fd]に示すように出力信
号のピークレベルか180度の位相差を生ずる2個1組
の幅りの光透過用白線から成るマスク窓を配置し、これ
ら2つの出力信号の差動増幅信号を取出すことによって
、同図telのようにゼロクロスレベル点を孤立定点と
して検出し、この位置にサーボロックして位置決めする
方法である。この場合。
ール上には、同図fc]、 fd]に示すように出力信
号のピークレベルか180度の位相差を生ずる2個1組
の幅りの光透過用白線から成るマスク窓を配置し、これ
ら2つの出力信号の差動増幅信号を取出すことによって
、同図telのようにゼロクロスレベル点を孤立定点と
して検出し、この位置にサーボロックして位置決めする
方法である。この場合。
任意の位置から孤立定点へ移動してサーボ位置決めてき
る動作ストロークを広くしようとするためには、白線の
幅りを大きくする必要がある。一方。
る動作ストロークを広くしようとするためには、白線の
幅りを大きくする必要がある。一方。
位置決め精度を上げるためには、差動増幅信号のリニア
領域PIP2を狭くする必要があるが、Lを小さくすれ
ば十分な出力信号レベルが得られずSN比も劣化してし
まう。そのためSN比を良好にするようにマスク窓の面
積を広くする必要があり。
領域PIP2を狭くする必要があるが、Lを小さくすれ
ば十分な出力信号レベルが得られずSN比も劣化してし
まう。そのためSN比を良好にするようにマスク窓の面
積を広くする必要があり。
マスク窓の幅りも大きく取らざるを得ない。しがしLが
大きくなれば2両スケール間のギャップの変動に起因す
る出力信号レベルの振幅変動が位置検出および位置決め
の精度の劣化に結びつく程度も大きくなって好ましくな
い結果をもたらす。
大きくなれば2両スケール間のギャップの変動に起因す
る出力信号レベルの振幅変動が位置検出および位置決め
の精度の劣化に結びつく程度も大きくなって好ましくな
い結果をもたらす。
また、高精度、高SN比の孤立点検出方法としてランタ
ムパターンを用いる方法かある。すなわち、固定スケー
ルと可動スケールの両スケール上に幅2xLなるマスク
窓を設け、このマスク窓に1つ1つの幅がt (−2°
Vm2m、整数)なる光透過用白線と光遮断用黒縞を2
値乱数あるいはM系列もしくは多元M系列に基づいて作
成したランク・ムパターン状に配置させ、この両スケー
ル」二のランタムパターンの一致点により孤立定点の位
置検出を行う方法である。第2図に、この従来法にょる
光電出力電圧を示す。
ムパターンを用いる方法かある。すなわち、固定スケー
ルと可動スケールの両スケール上に幅2xLなるマスク
窓を設け、このマスク窓に1つ1つの幅がt (−2°
Vm2m、整数)なる光透過用白線と光遮断用黒縞を2
値乱数あるいはM系列もしくは多元M系列に基づいて作
成したランク・ムパターン状に配置させ、この両スケー
ル」二のランタムパターンの一致点により孤立定点の位
置検出を行う方法である。第2図に、この従来法にょる
光電出力電圧を示す。
この方法では、精度を高(するためLをできるだけ小さ
くすることになるが、1つ1つの光透過用白線を通過し
て得られる出力信号レベルは極めて小さいものの、全体
としての出力信号のピークレベルは全白線の合計面積に
対応して決まるから。
くすることになるが、1つ1つの光透過用白線を通過し
て得られる出力信号レベルは極めて小さいものの、全体
としての出力信号のピークレベルは全白線の合計面積に
対応して決まるから。
tを小さくしても、縞の数mを多く、すなわち乱数周期
を長くすることにより十分な出力信号レベルを得ること
ができる。そして、第2図に示すようなスレッショルド
レベルVoを設定して出力電圧−がこのレベルを越える
点を検出することによって。
を長くすることにより十分な出力信号レベルを得ること
ができる。そして、第2図に示すようなスレッショルド
レベルVoを設定して出力電圧−がこのレベルを越える
点を検出することによって。
両スケール上のマスク窓の位置の一致点を検出すること
かできる。
かできる。
しかしなから、この出力信号一つだけでは、孤立定点の
位置検出は容易であるが2両スケールの相対位置および
方向の判別は不可能であるため。
位置検出は容易であるが2両スケールの相対位置および
方向の判別は不可能であるため。
同図B’C’領域内にあっても、孤立定点まで引き込み
その位置にサーボロックすることは不可能である。従っ
て、安定したサーボロック用の位置信号が別途必要とな
る。一方、可動スケール上にこのランタムパターンを有
するマスク窓を180度の位相差となるように2個設け
、前述例と同様に差動増幅信号として取出してゼロクロ
スレベル点にサーボロック位置決めする方法も考えられ
るが、第3図に示すように孤立定点Oをはさむ高々幅7
XAの領域の外では相対位置および方向の判別は不明で
あり、サーホ引込みス)o−りは1つ1つの縞の幅tに
依存して狭い領域でしがない。従って。
その位置にサーボロックすることは不可能である。従っ
て、安定したサーボロック用の位置信号が別途必要とな
る。一方、可動スケール上にこのランタムパターンを有
するマスク窓を180度の位相差となるように2個設け
、前述例と同様に差動増幅信号として取出してゼロクロ
スレベル点にサーボロック位置決めする方法も考えられ
るが、第3図に示すように孤立定点Oをはさむ高々幅7
XAの領域の外では相対位置および方向の判別は不明で
あり、サーホ引込みス)o−りは1つ1つの縞の幅tに
依存して狭い領域でしがない。従って。
広い領域をカバーするには2位置・方向判別用の位置信
号が別途必要である。
号が別途必要である。
本発明の目的は、従来技術での上記した問題点を解決し
、孤立定点近くでは精度良く位置検出でき、しかも広い
動作ストローク中での位置・移動本発明の特徴は、固定
スケールと、光電出力信号のピークレベルが180度の
位相差を生ずる2個1組の光通過用マスク窓を有する可
動スケールとを用いて」二記2つのマスク窓に対応する
受光素子より得られる2つの光電出力から差動増幅信号
を作り出し、この信号のレベルかゼロクロスする位置に
ポンショナをサーボ位置決めする光学的定点位置決め方
法において、固定スケール上に2値乱数あるいはM系列
もしくは多元M系列に基づいて光透過用白線と光遮断用
黒縞とよりなるランタムパターンを作成し、可動スケー
ル上の各マスク窓にも前記ランダムパターンと同一パタ
ーンをマスク窓間では180度の位相差となるように配
置し。
、孤立定点近くでは精度良く位置検出でき、しかも広い
動作ストローク中での位置・移動本発明の特徴は、固定
スケールと、光電出力信号のピークレベルが180度の
位相差を生ずる2個1組の光通過用マスク窓を有する可
動スケールとを用いて」二記2つのマスク窓に対応する
受光素子より得られる2つの光電出力から差動増幅信号
を作り出し、この信号のレベルかゼロクロスする位置に
ポンショナをサーボ位置決めする光学的定点位置決め方
法において、固定スケール上に2値乱数あるいはM系列
もしくは多元M系列に基づいて光透過用白線と光遮断用
黒縞とよりなるランタムパターンを作成し、可動スケー
ル上の各マスク窓にも前記ランダムパターンと同一パタ
ーンをマスク窓間では180度の位相差となるように配
置し。
かつ可動スケール上の各マスク窓はさらに窓幅を前記パ
ターンの位相をずらした側に拡張してこの拡張部分にそ
れぞれn個(nは整数)の光透過用白線を配置する方法
とすることにある。
ターンの位相をずらした側に拡張してこの拡張部分にそ
れぞれn個(nは整数)の光透過用白線を配置する方法
とすることにある。
以下2図面により本発明の詳細な説明する。
第4図は2本発明による光学式定点位置決め方法の出力
信号の概略説明図であり、同図falは固定スケール」
−の幅2Lなるマスク窓であり、このマスク窓には本実
施例ではM系列の2値乱数系列に基づいて幅tの光透過
用白線と幅tの光遮断用黒縞とより成るランダムパター
ンを作成しである。
信号の概略説明図であり、同図falは固定スケール」
−の幅2Lなるマスク窓であり、このマスク窓には本実
施例ではM系列の2値乱数系列に基づいて幅tの光透過
用白線と幅tの光遮断用黒縞とより成るランダムパター
ンを作成しである。
同図(I〕)は可動スケール」−の本実施例では上下2
段のマスク窓の説明図であり、このマスク窓b−1−A
部およびb−2−A部には上述固定スケール上のマスク
窓と同一の幅2Lでかつ本実施例ではM系列の2値乱数
系列に基づいて幅tの光透過用白線と幅tの光遮断用白
線とより成るランダムパターンをこの両マスク窓b−1
mA部とb−2−A部上で幅を分だけずらして両マスク
窓で180度の位相差となるように配置しである。さら
に、この可動スケール上のマスク窓b−1−B部とb−
2−B部には、 b−1−A部とb−2−A部とかずら
せである同じ側に5本実施例では、 b−1−B部はb
−1−A部の右側に、 b−2−B部はb−2−A部
の左側に、n個(n:W数)の光透過用白線を有する一
定周期のパターンを5本実施例では連続したn個の白線
を、それぞれに付加して形成しである。同図fc]とf
d]とは、前述」二段のマスク窓および下段のマスク窓
をそれぞれ1体とし。
段のマスク窓の説明図であり、このマスク窓b−1−A
部およびb−2−A部には上述固定スケール上のマスク
窓と同一の幅2Lでかつ本実施例ではM系列の2値乱数
系列に基づいて幅tの光透過用白線と幅tの光遮断用白
線とより成るランダムパターンをこの両マスク窓b−1
mA部とb−2−A部上で幅を分だけずらして両マスク
窓で180度の位相差となるように配置しである。さら
に、この可動スケール上のマスク窓b−1−B部とb−
2−B部には、 b−1−A部とb−2−A部とかずら
せである同じ側に5本実施例では、 b−1−B部はb
−1−A部の右側に、 b−2−B部はb−2−A部
の左側に、n個(n:W数)の光透過用白線を有する一
定周期のパターンを5本実施例では連続したn個の白線
を、それぞれに付加して形成しである。同図fc]とf
d]とは、前述」二段のマスク窓および下段のマスク窓
をそれぞれ1体とし。
」1下2段のマスク窓b−1とb−2それぞれに対応す
る受光素子より得られる2つの光電出力電圧の概略図で
あり、同図[e)は、前述2つの光電出力から作り出さ
れる差動増幅信号であって、同図B″C″より内側の領
域にA点がある場合は、この信号の中央部に位置する孤
立点○のゼロクロスレベルにサーホ位置決めすることが
できる。
る受光素子より得られる2つの光電出力電圧の概略図で
あり、同図[e)は、前述2つの光電出力から作り出さ
れる差動増幅信号であって、同図B″C″より内側の領
域にA点がある場合は、この信号の中央部に位置する孤
立点○のゼロクロスレベルにサーホ位置決めすることが
できる。
第5図は本発明方法を実施するのに使用するサーホ位置
決め制御ブロック構成の一例を示す図で。
決め制御ブロック構成の一例を示す図で。
1はポジショナであり、2はこのポジショナ1を駆動す
る駆動アンプであり、3はこの駆動アンプ2の入力側に
設置され、速度制御モードと位置制ツクレンジか得られ
る。また、孤立定点近傍のリニア領域に比較して、動作
ストロークをさらに拡大するためには孤立定点Oを動作
ストロークの中央部でなく片側に寄せて、VE≧0とV
B<Oとにいう具合に、あるいは、その逆にVu>Oか
VB≦0のごとく、ゼロレベルを含めた形で極性を比較
して。
る駆動アンプであり、3はこの駆動アンプ2の入力側に
設置され、速度制御モードと位置制ツクレンジか得られ
る。また、孤立定点近傍のリニア領域に比較して、動作
ストロークをさらに拡大するためには孤立定点Oを動作
ストロークの中央部でなく片側に寄せて、VE≧0とV
B<Oとにいう具合に、あるいは、その逆にVu>Oか
VB≦0のごとく、ゼロレベルを含めた形で極性を比較
して。
移動方向を判別できるように構成すればよい。一応用実
施例として、 120mmの可動範囲を有するリニア
モータにおいて、電源投入直後の不明な任意位置から孤
立定点であるIP原点位置へ復帰させる動作の場合、
t=15μmで機械的な暴走止め位置を−2,1mm
(=140・t)の場合においても、可動範囲内のす
べての任意の位置から2例えば、ポンノヨナが原点位置
と機械的暴走止めの間に止まっているような場合でも、
また、リニアモータの正常動作範囲、すなわちIP原点
より正の側に止まっているような場合(=7,860・
t)でも、原点位置に復帰させ、精度よくサーボ位置決
めすることが可能となる。また2本実施例では、可動ス
ケール上のマスク窓を」ユ下2段構成にし、固定スケー
ル上のランダムパターンを共用した例を示したが、可動
スケール上のマスク窓を可動方向に2個1組配置し。
施例として、 120mmの可動範囲を有するリニア
モータにおいて、電源投入直後の不明な任意位置から孤
立定点であるIP原点位置へ復帰させる動作の場合、
t=15μmで機械的な暴走止め位置を−2,1mm
(=140・t)の場合においても、可動範囲内のす
べての任意の位置から2例えば、ポンノヨナが原点位置
と機械的暴走止めの間に止まっているような場合でも、
また、リニアモータの正常動作範囲、すなわちIP原点
より正の側に止まっているような場合(=7,860・
t)でも、原点位置に復帰させ、精度よくサーボ位置決
めすることが可能となる。また2本実施例では、可動ス
ケール上のマスク窓を」ユ下2段構成にし、固定スケー
ル上のランダムパターンを共用した例を示したが、可動
スケール上のマスク窓を可動方向に2個1組配置し。
それぞれに対応して固定スケール上に同一のランダムパ
ターンを作成することによって、可動スケール上の2個
のマスク窓に対応する光電出力の位相差が180度とな
るように構成しても同一の効果が得られる。
ターンを作成することによって、可動スケール上の2個
のマスク窓に対応する光電出力の位相差が180度とな
るように構成しても同一の効果が得られる。
以上説明したように1本発明によれば、2値乱数あるい
はM系列もしくは多元M系列に基づくランダムパターン
を応用した位置検出用パターン2個1組に、バイアス信
号が生ずるように白線パターンをそれぞれ付加して、そ
れらの光電出力の差動増幅信号を取出すという簡単な方
法によって。
はM系列もしくは多元M系列に基づくランダムパターン
を応用した位置検出用パターン2個1組に、バイアス信
号が生ずるように白線パターンをそれぞれ付加して、そ
れらの光電出力の差動増幅信号を取出すという簡単な方
法によって。
ポジショナの方向及び位置が共に不明であるような場合
においても、広い動作ストロークの任意の位置から、1
つの基準原点等の孤立定点にポジショナを高精度にサー
ボ位置決めして停止させることができるという優れた効
果を有する。
においても、広い動作ストロークの任意の位置から、1
つの基準原点等の孤立定点にポジショナを高精度にサー
ボ位置決めして停止させることができるという優れた効
果を有する。
第1図は従来方法の一例を説明する図、第2図及び第3
図はそれぞれランダムパターンを用いた従来方法におけ
る出力信号の一例を示す図、第4図は本発明方法におけ
る出力信号の説明図、第5図は本発明方法の実施に用い
るサーボ位置決め制御ブロック構成の一例を示す図、第
6図、第7図。 第8図、第9図はそれぞれ本発明方法における出力信号
例を示す図である。 符号の説明 1・・・ポジショナ 2・・・駆動アンプ3・・
モード切替スイッチ 4.5・・・偏差比較器 6・・・光学式位置検出器
7・・・極性比較器 8・・・レベル比較器特許
出願人 日本電信電話公社 代理人弁理士 中村純之助
図はそれぞれランダムパターンを用いた従来方法におけ
る出力信号の一例を示す図、第4図は本発明方法におけ
る出力信号の説明図、第5図は本発明方法の実施に用い
るサーボ位置決め制御ブロック構成の一例を示す図、第
6図、第7図。 第8図、第9図はそれぞれ本発明方法における出力信号
例を示す図である。 符号の説明 1・・・ポジショナ 2・・・駆動アンプ3・・
モード切替スイッチ 4.5・・・偏差比較器 6・・・光学式位置検出器
7・・・極性比較器 8・・・レベル比較器特許
出願人 日本電信電話公社 代理人弁理士 中村純之助
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 固定スケールと、充電出力信号のピークレベルが180
度の位相差を生ずる2個1組の光通過用マスク窓を有す
る可動スケールとを用いて上記2つのマスク窓に対応す
る受光素子より得られる2つの光電出力から差動増幅信
号を作り出し、この信号のレベルがゼロクロスする位置
にポジンヨナをサーボ位置決めする光学式定点位置決め
方法において、固定スケール上に2値乱数あるいはM系
列もしくは多元M系列に基づいて光透過用白線と光遮断
用黒縞とより成るランダムパターンを作成し。 可動スケール上の各マスク窓にも前記ランダムパターン
と同一パターンをマスク窓間では180度の位相差とな
るように配置し、かつ可動スケール上の各マスク窓はさ
らに窓幅を前記パターンの位相をずらした側に拡張して
この拡張部分にそれぞれを特徴とする光学式定点位置決
め方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21143582A JPS59102104A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 光学式定点位置決め方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21143582A JPS59102104A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 光学式定点位置決め方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59102104A true JPS59102104A (ja) | 1984-06-13 |
JPS6341481B2 JPS6341481B2 (ja) | 1988-08-17 |
Family
ID=16605899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21143582A Granted JPS59102104A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 光学式定点位置決め方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59102104A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61292016A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-22 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | 光学式位置エンコ−ダ |
JPS62200223A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-03 | Canon Inc | エンコ−ダ− |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08276371A (ja) * | 1995-04-06 | 1996-10-22 | Flash Seiki Kk | 回転工具用ソケット |
-
1982
- 1982-12-03 JP JP21143582A patent/JPS59102104A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61292016A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-22 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | 光学式位置エンコ−ダ |
JPS62200223A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-03 | Canon Inc | エンコ−ダ− |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6341481B2 (ja) | 1988-08-17 |
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