JP4454974B2 - Displacement sensor, optimal origin position candidate detection method for displacement sensor, and stability detection method for origin detection of displacement sensor - Google Patents
Displacement sensor, optimal origin position candidate detection method for displacement sensor, and stability detection method for origin detection of displacement sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP4454974B2 JP4454974B2 JP2003192055A JP2003192055A JP4454974B2 JP 4454974 B2 JP4454974 B2 JP 4454974B2 JP 2003192055 A JP2003192055 A JP 2003192055A JP 2003192055 A JP2003192055 A JP 2003192055A JP 4454974 B2 JP4454974 B2 JP 4454974B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- origin
- signal
- generation position
- signal generation
- detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 442
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims description 128
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 110
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 24
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 83
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 60
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 31
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 28
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 18
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変位検出に用いられる変位センサに関するものであり、特に、原点検出機能を有するエンコーダに関する。
【0002】
また、本発明は、そのような変位センサの、最適な原点位置候補の検知方法、及び、原点検出の安定度判断方法に関する。
【0003】
【従来の技術】
従来の技術によるエンコーダの一般的な例としては、光学式のエンコーダが知られている。
【0004】
即ち、この光学式のエンコーダは、図24に示すように、LED等の発光部1と該発光部1からのビーム光を平行光にするための光学素子2とを組み合わせた光源部10と、該光源部10からの平行光が順次に照射されるインデックススケール3及びスケール4と、該スケール4から見て光源部10の反対側に配置された光検出器5と、該光検出器5からの信号を処理してエンコーダ信号として出力する信号処理回路部6とから構成されている。
【0005】
このような構成において、インデックススケール3、スケール4、光検出器5のうち、位置検出用に用いられるのは、インデックススケール3に形成されているスリット3aと、スケール4に形成されているスリット4aと、光検出器5に形成されている光検出部5aとの組合せである。また、原点検出用に用いられるのは、インデックススケール3に形成されているスリット3bと、スケール4に形成されているスリット4bと、光検出器5に形成されている光検出部5bとの組合せである。
【0006】
ステージやモータなどの位置検出を行う対象物においては、上記光源部10とインデックススケール3と光検出器5との組合せは、それらの可動部と固定部のうち、どちらか一方に取り付けられる。また、スケール4は、それらの可動部と固定部のうち、どちらか他方に取り付けられる。
【0007】
また、一般的なエンコーダ出力信号には、装置などの可動部の変位に伴って出力される互いに90°位相の異なる正弦波信号、または、パルス(矩形波)信号であるA相信号とB相信号、さらに、可動部の基準位置検出の際に出力されるZ相信号(原点信号)がある。
【0008】
装置の電源を投入したり、位置情報をクリアした時点などで可動部の絶対位置が不明な場合には、原点検出を行うことによって正確な位置情報を得ることができる。エンコーダのうち、直線的な位置検出を行うリニアエンコーダでは、直状スケールの一端近傍に原点検出用パターンを配置することが多い。また、回転運動を検出するロータリエンコーダでは、通常、円盤状スケール上の1箇所に原点検出用パターンを配置する。そして、可動部を動かしてスケールの原点検出用パターンを検出し、必要に応じてAB相信号との同期をとって原点信号を出力するようになされている。
【0009】
例えば、特許文献1では、図25に示すように、スケール・インデックススケール・受光部に、位置検出信号より周期の長い信号を発生させて検出する機構を設けている。これにより、原点信号を位置検出信号に同期させる際の指標としている。
【0010】
即ち、図25においては、光源31からの光を平行光にするコリメータレンズ32と、メインスケ−ル33とが備えられている。メインスケ−ル33には、変位信号生成用のパターン34と、基準位置信号生成用のスリットパターン35と、基準位置補助信号生成用のスリットパターン39とが設けられている。
【0011】
また、メインスケ−ル33と相対移動する移動体または固定体に固定し、メインスケール33に対向するように配置されたインデックススケール36には、90°ずつ位相の異なる変位信号を生成するために4箇所に設けたスリットパターン71〜74と、基準位置信号生成用のスリットパターン38と、基準位置補助信号生成用のスリットパターン75、76とが形成されている。
【0012】
そして、インデックススケール36の光源側に対して、それの反対側には、変位信号用の受光素子51〜54と、基準信号用の受光素子55と、基準位置補助信号用の受光素子61、62とが設けられている。これにより、変位信号と基準位置信号の他に基準位置補助信号を発生させ、原点信号を位置検出信号に同期させる際の指標としている。
【0013】
また、特許文献2に開示のエンコーダでは、矩形パルスであるZ相信号の特定側エッジを検出することにより基準位置を検出する。そのため、移動方向に応じてZ相信号の立ち上がりまたは立ち下がりのエッジを選択して検出する。
【0014】
一方、特許文献3では、ロータリーエンコーダの原点検出時にカウンタのオフセット値を調整することで、所定の角度でカウンタ値が0になるように設定する技術を開示している。
【0015】
さらに、特許文献4では、AB相位相に同期するための複数の位相から1つを選択するための最適候補判定部を持つエンコーダを開示している。
【0016】
【特許文献1】
特開平8−261795号公報
【0017】
【特許文献2】
特開平7−4991号公報
【0018】
【特許文献3】
特開平7−203661号公報
【0019】
【特許文献4】
特開2003−83771号公報
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
近年、エンコーダの高分解能・高精度化が進む中で、原点信号の精度に対しても要求が高まり、AB相信号と同等の分解能・精度が求められるようになり、さらには原点検出のタイミングもAB相信号と同期して出すことが要求として挙がってきている。即ち、検出精度が高く、しかも再現性の良い原点信号が求められている。従って、システムとしての不安定要素による原点検出精度の劣化や検出タイミングのずれを抑えることがエンコーダに求められてきている。
【0021】
なお、不安定要素には、信号ノイズやふらつき、さらには、光学式のエンコーダでは光源の安定性、発光・受光素子の温度特性とそのばらつきやステージのガタツキやギャップ・取付け角度の経時変化といった、組み込むステージの原点検出時のヘッドとスケールの配置や姿勢の変動などがある。
【0022】
特に、AB相信号とZ相信号を別個の光学系などで検出しながら原点検出をAB相に同期させる場合、A相またはB相信号とZ相信号の位相を正確に同期させなければ、検出タイミングのずれにより、AB相信号の1周期分、またはそれ以上ずれた位置を原点とする可能性がある。
【0023】
上記特許文献1に開示のエンコーダでは、原点検出のための補助信号発生用部材を設けている。これにより、確かにAB相信号の数周期分のずれは抑制できる。しかしながら、同期のタイミングによるAB相信号の1周期分のずれまで抑え込むに至ってない。また、部材・特殊な光学系の追加やスケールパターンを追加すれば、ヘッドサイズやスケール幅を大きくする必要が生じたり、コストの上昇につながりかねず、小型化・低コスト化の流れに反するものになり易い。
【0024】
また、上記特許文献2に開示のエンコーダでは、矩形波Z相信号の特定側エッジ選択手段を有しているが、移動方向に応じた選択を行っており、結局、同じ位置を検出するための選択手段であり、安定な原点位置を選択するための複数の原点位置候補を有しているわけではない。
【0025】
また、上記特許文献3に開示のエンコーダでは、位置制御システムとしては原点位置を切り替えている。しかしながら、エンコーダの原点位置そのものを変更しているわけではなく、よって、原点検出の安定性改善が図られるわけではない。
【0026】
そして、上記特許文献4に開示のエンコーダでは、原点検出の安定性改善のための複数の原点位置候補を有し、さらに選択のための最適候補判定部を持っている。しかしながら、現状の原点検出の安定性を判断するわけではなく、設定変更の必要性が示されていない。
【0027】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、変位センサ、その中でも特に、変位検出に用いられるエンコーダにおいて、AB相に同期した原点検出が安定して行える安価な変位センサ、並びに、そのような変位センサの、最適な原点位置候補の検知方法、及び、原点検出の安定度判断方法を提供することを目的とする。
【0028】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明による変位センサは、
移動体の位置又は角度の変位に応じて発生する周期信号に基づき変位量を検出し、上記移動体が所定の範囲にある場合に、原点信号を発生する変位センサであり、
それぞれ上記原点信号を発生する複数の原点信号発生位置候補があって、
上記複数の原点信号発生位置候補の中から1つの発生位置候補を原点信号発生位置として選択して切り替える選択部と、
上記複数の原点信号発生位置候補の内、最適な候補を検知する判定部と、
現状の原点信号発生位置の安定性を判断する安定度判定部と、
を具備し、
上記選択部は、上記判定部からの判定結果に基づいて原点信号発生位置を選択可能とし、
上記安定度判定部は、最適な原点信号発生位置候補の検知が行われる際に、現状の原点信号発生位置の安定度判断を行うことを特徴とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明による変位センサは、
移動体の位置又は角度の変位に応じて発生する周期信号に基づき変位量を検出し、上記移動体が所定の範囲にある場合に、原点信号を発生する変位センサであり、
それぞれ上記原点信号を発生する複数の原点信号発生位置候補があって、
上記複数の原点信号発生位置候補の中から1つの発生位置候補を原点信号発生位置として選択して切り替える選択部を具備し、
上記複数の原点信号発生位置候補は、上記周期信号の複数の位相に対応し、
上記選択部は、上記複数の位相の1つを上記原点信号発生位置として切り替え可能であり、
上記周期信号は、同一の周期で相互にほぼ90°位相差を持つ2つの周期信号であり、
2次元の直交座標系の横軸方向に上記2つの周期信号の一方の出力を、縦軸方向に他方の出力を取り、上記横軸と縦軸の交点でのそれぞれの座標力の値が、上記2つの周期信号のそれぞれの出力の振幅中心値に一致するように座標系を取り、且つ、上記座標系上で上記2つの周期信号のそれぞれの出力によって決まる点が移動体の変位につれて描く波形を上記2つの周期信号のリサージュ波形とし、
上記移動体が所定の範囲にある場合に、上記周期信号とは必ずしも同期していない原点検出用信号が発生され、
上記2つの周期信号のリサージュ波形を、分割してできる複数の区分のうち、上記2つの周期信号で決まる点が含まれる区分が、少なくとも上記原点検出用信号の発生時に判別でき、
上記原点検出用信号の発生時に上記2つの周期信号によって決まる点が存在するリサージュ波形上の上記区分に基づき、上記複数の原点信号発生位置候補の内、最適な原点信号発生位置候補を検知する判定部をさらに具備し、
上記選択部は、上記判定部からの判定結果に基づいて原点信号発生位置を選択可能とし、
上記判定部は、上記原点検出用信号の発生時に上記2つの周期信号によって決まる点が存在するリサージュ波形上の区分と上記原点信号発生位置候補での上記周期信号の各位相について、それらの位相差を0°〜180°で表す時に、上記区分と各原点信号発生位置候補の組合せについて、区分内での位相差の最小値を該区分と各原点信号発生位置候補の位相差とし、この位相差が最も大きくなる原点信号発生位置候補を最適と判定することを特徴とする。
【0029】
また、上記の目的を達成するために、本発明による変位センサは、
移動体の位置又は角度の変位に応じて発生する周期信号に基づき変位量を検出し、上記移動体が所定の範囲にある場合に、原点信号を発生する変位センサであり、
それぞれ上記原点信号を発生する複数の原点信号発生位置候補があって、
上記複数の原点信号発生位置候補の中から1つの発生位置候補を原点信号発生位置として選択して切り替える選択部を具備し、
上記複数の原点信号発生位置候補は、上記周期信号の複数の位相に対応し、
上記選択部は、上記複数の位相の1つを上記原点信号発生位置として切り替え可能であり、
上記周期信号は、上記移動体の変位量検出のために検出される複数の変位検出周期信号、または、上記複数の変位検出用周期信号を位相分割する際に生成される複数の位相分割周期信号の、いずれかからなる3つ以上の複数の変位量検出信号であって、
上記変位量検出信号の数と同数の上記複数の原点信号発生位置候補が有り、
上記複数の原点信号発生位置候補と上記周期信号に1対1の対応が有り、
上記選択部は、上記複数の原点信号発生位置候補の位相検出に、対応する上記変位量検出信号を用いることを特徴とする。
【0030】
また、上記の目的を達成するために、本発明による変位センサの最適な原点位置候補の検知方法は、
移動体の位置又は角度の変位に応じて発生する、周期信号に基づき変位量を検出し、上記移動体が所定の範囲にある場合に、原点信号を発生する変位センサの最適な原点位置候補の検知方法であり、
上記変位センサは、
上記移動体が所定の範囲にある場合に、原点検出用信号を発生し、
上記原点信号が発生する原点信号発生位置には複数の原点信号発生位置候補があって、
上記複数の発生位置候補の中から1つの発生位置候補を原点信号発生位置として選択する選択部と、上記複数の原点信号発生位置候補の内、最適な発生位置候補を、原点検出用信号発生時に検知する判定部とを具備しており、
上記選択部は、上記判定部の判定結果に基づいて原点信号発生位置を選択可能であるような上記変位センサの最適な原点位置候補の検知方法において、
原点検出用信号の発生を検知するステップと、
上記判定部により最適な原点位置候補を検知するステップと、
判定結果を出力するステップと、
判定結果を反映させる設定か判断するステップと、
設定を反映させると判断した場合のみ、原点位置の設定を切り替えるステップと、
を有することを特徴とする。
【0031】
また、上記の目的を達成するために、本発明による変位センサは、
移動体の位置又は角度の変位に応じて発生する周期信号に基づき変位量を検出し、上記移動体が所定の範囲にある場合に、原点信号を発生する変位センサであって、
上記移動体が所定の範囲にある場合に、上記周期信号とは必ずしも同期していない原点検出用信号を発生する原点検出用信号発生部と、
上記原点検出用信号の発生時と原点信号発生位置での上記周期信号との位相余裕度を元に、現状の原点信号発生位置の安定度を判断する安定度判定部と、
を具備することを特徴とする。
【0032】
また、上記の目的を達成するために、本発明による変位センサの原点検出の安定度判断方法は、
移動体の位置又は角度の変位に応じて発生する、周期信号に基づき変位量を検出し、上記移動体が所定の位置又は角度である原点信号発生位置にある場合に、原点信号を発生する変位センサの原点検出の安定度判断方法であり、
上記変位センサは、
上記移動体が所定の範囲にある場合に原点検出用信号を発生し、
上記原点検出用信号の発生時と原点信号発生位置での上記周期信号との位相余裕度を元に、現状の原点信号発生位置の安定度を判断する安定度判定部を有しているような上記変位センサの原点検出の安定度判断方法において、
原点検出用信号の発生を検知するステップと、
上記安定度判定部により現状の原点位置の安定度を判断するステップと、
上記判定結果を出力するステップと、
を有することを特徴とする。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の各実施の形態では、変位センサとして、直線的な位置検出を行うリニアエンコーダを例に説明するが、本発明は、そのようなリニアエンコーダに限定されるものではなく、回転運動を検出するロータリエンコーダ等、各種の機械的な変位を検出する変位センサに適用可能なことは勿論である。
【0034】
(第1の実施の形態)
[構成]
本発明の変位センサの第1の実施の形態によるエンコーダの主要部の構成は、信号処理回路部を除き、位置信号(位置検出信号)と原点検出用信号とが得られるものであれば、特に、限定されない。
【0035】
例えば、図24に示したような光学式のエンコーダによる構成など一般的なものを適用することができる。また、図24の例では光学式のエンコーダを挙げているが、変位量に応じた位置信号と原点信号を有するものであれば、磁気式・静電式など他のタイプのエンコーダや変位センサでもよい。
【0036】
即ち、図24に示すように、この光学式のエンコーダは、LED等の発光部1と該発光部1からのビーム光を平行光にするための光学素子2とを組み合わせた光源部10と、該光源部10からの平行光が順次に照射されるインデックススケール3及びスケール4と、該スケール4から見て光源部10の反対側に配置された光検出器5と、該光検出器5からの信号を処理してエンコーダ信号として出力する信号処理回路部6とから構成されている。
【0037】
このような構成において、インデックススケール3、スケール4、光検出器5のうち、位置検出用に用いられるのは、インデックススケール3に形成されているスリット3aと、スケール4に形成されているスリット4aと、光検出器5に形成されている光検出部5aとの組合せである。また、原点検出用に用いられるのは、インデックススケール3に形成されているスリット3bと、スケール4に形成されているスリット4bと、光検出器5に形成されている光検出部5bとの組合せである。
【0038】
ステージやモータなどの位置検出を行う対象物においては、上記光源部10とインデックススケール3と光検出器5との組合せは、それらの可動部と固定部のうち、どちらか一方に取り付けられる。また、スケール4は、それらの可動部と固定部のうち、どちらか他方に取り付けられる。
【0039】
ここで、光検出部5aの受光素子からは、スケール4の移動に対応して互いに位相が90°異なる信号(A(+)、A(−)、B(+)、B(−))が出力されるが、後述する図では説明の簡単化のため、A(+)信号を位置信号(a)、B(+)信号を位置信号(b)として、もしくは、[A(+)−A(−)]信号を位置信号(a)、[B(+)−B(−)]信号を位置信号(b)として表示し、他の信号については表示しないものとしている。なお、光検出部5bの受光素子からは、可動部の基準位置検出の際に出力されるZ相信号としての原点検出用信号(e)が出力される。この原点検出用信号(e)は、周期信号である位置信号(a)及び(b)とは必ずしも同期していない、原点検出の原信号である。
【0040】
図1は、本発明の第1の実施の形態による図24のエンコーダにおける信号処理回路部6の構成を示すブロック図である。この信号処理回路部6は、アナログ位置信号(a)及び(b)をデジタル位置信号(c)及び(d)に変換するための2値化回路101と、原点検出用信号(e)を所定のスライスレベルで2値化してデジタル原点検出用信号(f)に変換する2値化回路102と、この2値化回路102からのデジタル原点検出用信号(f)をラッチするラッチ回路106と、このラッチ回路106にラッチされたデジタル原点検出用信号(f)を2値化回路101からのデジタル位置信号(c)及び(d)に同期させて原点信号(g)または(h)を発生させる同期回路103と、この同期回路103における同期のタイミングを切り替える選択部としてのスイッチ104と、最適同期位置の検知と現在の同期位置の安定度を判断する判定回路107と、この判定回路107による最適同期位置判定結果出力を表示する表示器108とからなる。なお、図1においては、デジタル位置信号(c)及び(d)に同期させて原点信号(g)または(h)を得ているが、アナログ位置信号(a)または(b)に同期させて原点信号(g)または(h)を得ることも同様の機能で実現できる。
【0041】
また、本実施の形態においては、更に、基準信号(j)が与えられている。この基準信号(j)は、位置信号(a)と位置信号(b)の振幅中心レベルとなる参照信号であり、2値化回路101及び判定回路107で用いられる。例えば、位置信号(a)及び(b)が−5V〜5Vの範囲で変化するよう設計されている場合にはこの基準信号(j)は0Vであるし、位置信号(a)及び(b)が0V〜5Vの範囲で変化するよう設計されている場合にはそれは2.5Vとなる。
【0042】
なお、判定回路107において、処理内容によっては基準信号(j)は必ずしも必要ではない。また、2値化回路101は必ずしも2値化信号である必要はなく、デジタル化された複数ビットの信号でも構わない。複数ビットの信号の場合には、2値化データを取り出すには最上位の符号ビットのみを取り出せば以後同等の処理が可能である。
【0043】
ここで、原点信号発生位置候補とアナログ位置信号(a)及び(b)のリサージュ図形の区分について、図2の(A)乃至(C)を用いて説明する。なお、これら図2の(A)乃至(C)は別々の構成を示すものであるが、共に図1に示す回路構成に対応可能であり、並記する。
【0044】
図2の(A)において、原点信号発生位置候補の位相は、縦軸とリサージュ円との2交点の2つであり、位置信号(a)及び(b)の周期に対して180°の位相差がある。ここで、縦軸−側を同期位置1、縦軸+側を同期位置2とする。また、最適同期位置判定用に、横軸によってリサージュ円を分割した、2つの区分を有し、縦軸+側を区分(O1)、縦軸−側を区分(O2)とする。さらに、現在指定されている原点検出位置候補の位相安定度判定用に、縦軸と横軸で分けられた4つの区分を有し、第1象限から反時計回りに(S1)〜(S4)の番号が振られている。
【0045】
また、図2の(B)においては、原点信号発生位置候補の位相は、縦軸とリサージュ円との2交点の2つであり、位置信号(a)及び(b)を基準として見ると180°の位相差がある。ここで、縦軸−側を同期位置1、縦軸+側を同期位置2とする。また、縦軸と横軸で分けられた4つの区分を有し、図2の(B)に示すように第1象限から反時計回りに(1)〜(4)の番号が振られている。
【0046】
そして、図2の(C)においては、原点信号発生位置候補の位相は、縦軸及び横軸の2軸とリサージュ円との4交点の4つであり、位置信号(a)及び(b)を基準として見ると90°の位相差置きに並んでいる。ここで、縦軸−側を同期位置1、縦軸+側を同期位置2、横軸−側を同期位置3、横軸+側を同期位置4とする。また、最適同期位置判定用に、以下の2つの式で表される2直線によってリサージュ円を分割した、4つの区分を有し、図2の(C)に示すように、横軸+側から反時計回りに(O1)〜(O4)の番号が振られている。ただし、以下の2つの式において、Vaは位置信号(a)の出力、Vbは位置信号(b)の出力、Vrefは基準信号(j)の値を表す。
【0047】
Va=Vb …(式1)
Va+Vb=2Vref …(式2)
また、現在指定されている原点検出位置候補の位相安定度判定用に、上記式1及び式2で表される2直線と縦軸及び横軸との合計4直線によってリサージュ円を分割した、8つの区分を有し、図2の(C)に示すように第1象限の横軸+側に近い区分から(S1)〜(S8)の番号が振られている。
【0048】
以上の図2の(A)乃至(C)の例における複数の同期位置候補の設定については、90°位相差の2つの周期信号のリサージュ波形を、振幅中心を通る任意の直線で2つの区分に分割した際に、どちらの区分にも、原点信号発生位置候補の位相が1つ以上含まれるように設定されている。このような設定においては、任意の原点検出用信号発生時の位置から±90°以上位相余裕のある同期位置候補が必ずあることになる。
【0049】
また、信号処理回路部6における同期回路103については、図3の(A)乃至図5の構成のものとする。なおここで、図3の(B)乃至図5は、図3の(A)に示した、位置信号に同期をとった原点信号を発生させるための、検出回路103mの5つの具体例を示している。これら具体例における原点検出用信号検出回路と方向判別回路の2つの回路は、D−CトリガタイプのLS423などのフリップフロップを使用する。
【0050】
図3の(B)に示す具体例では、位置信号(c)の立ち上がり時の、ラッチされた原点検出用信号(f)の値を出力する原点検出用信号検出回路を構成するフリップフロップ103m1と、リサージュ円上で反時計回りとなる変位を検出する方向判別回路を構成するフリップフロップ103m2と、これらの出力の論理積を取るAND回路103m3とによって、ラッチされた原点検出信号(f)がハイレベルになった後、設定された同期位置にあることを検出する検出回路103mを構成している。即ち、フリップフロップ103m1のデータDへはラッチ回路106によってラッチされた原点検出用信号(f)を入力し、クロックCLKへは位置信号(c)を入力し、Q出力をAND回路103m3へ入力している。また、フリップフロップ103m2のデータDへは位置信号(d)を入力し、クロックCLKへは位置信号(c)を入力し、
【数1】
出力をAND回路103m3へ入力している。
【0051】
また、図3の(C)に示す具体例では、位置信号(c)の立ち下がり時の、ラッチされた原点検出用信号(f)の値を出力する原点検出用信号検出回路を構成するフリップフロップ103m1及びNOT回路103m4と、リサージュ円上で時計回りとなる変位を検出する方向判別回路を構成するフリップフロップ103m2と、これらの出力の論理積を取るAND回路103m3とによって、ラッチされた原点検出信号(f)がハイレベルになった後、設定された同期位置にあることを検出する検出回路103mを構成している。即ち、フリップフロップ103m1のデータDへはラッチ回路106によってラッチされた原点検出用信号(f)を入力し、クロックCLKへはNOT回路103m4で反転した位置信号(c)を入力し、Q出力をAND回路103m3へ入力している。また、フリップフロップ103m2のデータDへは位置信号(d)を入力し、クロックCLKへは位置信号(c)を入力し、Q出力をAND回路103m3へ入力している。
【0052】
図4の(A)に示す具体例では、図3の(B)及び(C)の出力の論理和をOR回路で取っている。即ち、フリップフロップ103m1aのデータDへはラッチ回路106によってラッチされた原点検出用信号(f)を入力し、クロックCLKへは位置信号(c)を入力し、Q出力をAND回路103m3aへ入力している。また、フリップフロップ103m2aのデータDへは位置信号(d)を入力し、クロックCLKへは位置信号(c)を入力し、Qバー出力をAND回路103m3aへ入力している。さらに、フリップフロップ103m1bのデータDへはラッチ回路106によってラッチされた原点検出用信号(f)を入力し、クロックCLKへはNOT回路103m4で反転した位置信号(c)を入力し、Q出力をAND回路103m3bへ入力している。また、フリップフロップ103m2bのデータDへは位置信号(d)を入力し、クロックCLKへは位置信号(c)を入力し、Q出力をAND回路103m3bへ入力している。そして、AND回路103m3aの出力とAND回路103m3bの出力とをOR回路103m5に入力している。なお、方向判別用のフリップフロップを2個(103m2a,103m2b)用いているが、出力の取り方以外は同一なので、1つにまとめて出力を分けることも可能である。
【0053】
図4の(B)に示す具体例では、位置信号(c)の立ち下がり時の、ラッチされた原点検出用信号(f)の値を出力する原点検出用信号検出回路を構成するフリップフロップ103m1及びNOT回路103m4と、リサージュ円上で反時計回りとなる変位を検出する方向判別回路を構成するフリップフロップ103m2と、これらの出力の論理積を取るAND回路103m3とによって、ラッチされた原点検出信号(f)がハイレベルになった後、設定された同期位置にあることを検出する検出回路103mを構成している。即ち、フリップフロップ103m1のデータDへはラッチ回路106によってラッチされた原点検出用信号(f)を入力し、クロックCLKへはNOT回路103m4で反転した位置信号(c)を入力し、Q出力をAND回路103m3へ入力している。また、フリップフロップ103m2のデータDへは位置信号(d)を入力し、クロックCLKへは位置信号(c)を入力し、Qバー出力をAND回路103m3へ入力している。
【0054】
そして、図5に示す具体例では、図3の(B)の構成と、図3の(B)の原点信号の幅を規定するための、位置信号(c)がハイレベルで位置信号(d)がローレベルのとき出力がハイレベルとなるAND回路103m6と、そのAND回路103m6の出力と図3の(B)の出力との論理積を取るAND回路103m7とによって、ラッチされた原点検出信号(f)がハイレベルになった後、設定された同期位置にあることを検出する検出回路103mを構成している。即ち、AND回路103m6には、位置信号(c)とNOT回路103m8で反転した位置信号(d)とを入力し、このAND回路103m6の出力と図3の(B)の構成におけるAND回路103m3の出力とを、AND回路103m7に入力している。
【0055】
また、判定回路107については、図6乃至図8に示すような3例の構成とする。ここで、図6乃至図8は図2の(A)乃至(C)にそれぞれ対応している。
【0056】
図6に示す具体例では、判定回路107は、位置信号(d)とその位置信号(d)をNOT回路107Dで反転した信号とを原点検出用信号(f)の立ち上がりでラッチするラッチ回路107mを含む。このラッチ回路107mから出力される判定O1の信号は、位置信号(d)がハイレベルの時にハイレベルとなり、また、判定O2の信号は、位置信号(d)がローレベルの時にハイレベルとなる。さらに、この判定回路107は、位置信号(c)とそれをNOT回路107Eで反転した信号、位置信号(d)とそれをNOT回路107Dで反転した信号を図示されたように入力する4つのAND回路107F,107G,107H,107Iと、それらAND回路107F〜107Iからの4つの出力を原点検出用信号(f)の立ち上がりでラッチする上記ラッチ回路107mからの出力と現原点位置の指定状況とを入力する安定度判定部107Jとを含む。即ち、上記ラッチ回路107mから出力される判定S1の信号は、位置信号(c)と位置信号(d)が共にハイレベルの時にハイレベルとなる。判定S2の信号は、位置信号(c)がハイレベルで位置信号(d)がローレベルの時にハイレベルとなる。判定S3の信号は、位置信号(c)がローレベルで位置信号(d)がハイレベルの時にハイレベルとなる。判定S4の信号は、位置信号(c)と位置信号(d)が共にローレベルの時にハイレベルとなる。
【0057】
また、図9に示す具体例では、判定回路107は、位置信号(c)とそれをNOT回路107Eで反転した信号、位置信号(d)とそれをNOT回路107Dで反転した信号を図示されたように入力する4つのAND回路107F,107G,107H,107Iと、それらAND回路107F〜107Iからの4つの出力を原点検出用信号(f)の立ち上がりでラッチするラッチ回路107mと、該ラッチ回路107mからの出力と現原点位置の指定状況とを入力する安定度判定部107Jとからなる。ラッチ回路107mから出力される判定1の信号は、位置信号(c)と位置信号(d)が共にハイレベルの時にハイレベルとなる。判定2の信号は、位置信号(c)がハイレベルで位置信号(d)がローレベルの時にハイレベルとなる。判定3の信号は、位置信号(c)がローレベルで位置信号(d)がハイレベルの時にハイレベルとなる。判定4の信号は、位置信号(c)と位置信号(d)が共にローレベルの時にハイレベルとなる。
【0058】
そして、図8に示す具体例では、位置信号(a)と位置信号(b)の値を比較するコンパレータ107hと、位置信号(b)を基準信号(j)を基準に線対称とした信号
【数2】
を生成するための抵抗値の等しい2つの抵抗とオペアンプとでなる反転回路107gと、信号(b)バーと位置信号(a)の値を比較するコンパレータ107iと、コンパレータ107hとコンパレータ107iの出力、及びNOT回路107p,107rでそれらを反転した信号を図示したように入力する4つのAND回路107n,107o,107q,107s、それら4つのAND回路の出力信号(p)〜(s)と位置信号(c)とそれをNOT回路107Aで反転した信号と位置信号(d)とそれをNOT回路107yで反転した信号とを図示されたように入力する8つのAND回路107t,107u,107v,107w,107x,107z,107B,107Cと、上記信号(p)〜(s)とされら8つのAND回路からの8つの出力を原点検出用信号(f)の立ち上がりでラッチするラッチ回路107mと、該ラッチ回路107mからの出力で、信号(p)〜(s)に対応する判定(O1)〜(O4)と8つのAND回路からの8つの出力に対応する信号(S1)〜(S8)のうち、信号(S1)〜(S8)と現原点位置の指定状況を入力し、現原点位置の安定度判定結果を出力する安定度判定部107Jとからなる。
【0059】
現在の原点位置の指定状況や判定結果は、信号処理回路部6内にあり図示されていない記憶器や、スイッチ104あるいは当該判定回路107内に設けた図示されない記憶器、もしくは、該信号処理回路部6外部に接続された外部記憶器のどれか、または、これらの内の複数に格納される。こうした記憶器は、記憶媒体を中心に、必要に応じて判定結果の加工や入出力のためのロジックアレイやCPUなどから構成される。記憶器では判定回路107からの判定結果を記憶しておくと共に、外部へ判定結果を出力したり、その判定結果を同期タイミング切り替えスイッチ104へ送り、最適と判断した同期位置に切り替えるよう構成される。記憶器は電源をオフしても情報が維持されるSRAMやFLASH ROMなどの不揮発性の記憶媒体が望ましい。
【0060】
[作用]
本実施の形態における信号処理回路部6によって、図24に示したような光検出器5からの入力を処理する際の説明を、図9及び図10に示すタイムチャートを参照して行う。なお、図9はリサージュ円上で反時計回りとなる方向に変位した際を示しており、図10はリサージュ円上で時計回りとなる方向に変位した際を示している。
【0061】
変位(スケール4の相対移動)に伴い周期的に変化するエンコーダのアナログ位置検出信号(a)及び(b)を2値化回路101でデジタル化することでデジタル位置検出信号(c)及び(d)が得られる。また、2値化回路102において、原点検出用信号(e)を所定のスライスレベルで2値化することによって、デジタル原点検出用信号(f)が得られ、ラッチ回路106にて、該デジタル原点検出用信号(f)の立ち上がりを検出してラッチ信号(i)をハイレベルとする。
【0062】
そして、このラッチ信号(i)がハイレベルの領域において、次の2つの検出方法から1つを選択することで、原点信号が得られる。なお、原点検出の方向は、図2の(A)乃至(C)のリサージュ円周上を(Va、Vb)によって決まる点が反時計回りの時、即ち、原点検出方向と矢印で示された方向に動く時のみ検出するものとする。
【0063】
1つ目の方法は、ラッチ信号(i)発生後に位置信号(a)または(c)の最初の立ち上がりに同期させてハイレベルとし、位置信号(b)または(d)のレベル変化に同期させてローレベルとすることで、原点信号(g)を得るというものである。ここで、アナログ信号である位置信号(a)及び(b)のレベル変化とは、基準信号(j)のレベルの下から上、または、上から下へのレベル変化を指す。2つ目の方法は、ラッチ信号(i)発生後に位置信号(a)または(c)の最初の立ち下がりに同期させてハイレベルとし、位置信号(b)または(d)のレベル変化に同期させてローレベルとすることで、原点信号(h)を得るというものである。これら2つのうちの1つを選択して原点信号(g)または(h)として出力するが、この選択はスイッチ104により行う。
【0064】
ここで、1つ目の原点信号(g)の立ち上がり部分の生成について図3の(A)及び(B)に基づき詳細に説明する。
【0065】
図3の(A)に示す検出回路103mは、位置信号(c)及び(d)とラッチ信号(i)とを入力として、ラッチされた原点検出用信号(f)がハイレベルになった後に、設定された同期位置で原点信号を発生する回路である。なお、本実施の形態は、必ずしもこれに限定したものではない。例えば、方向判別の機能は、入力信号を元に実現できるが、必ずしも、方向判別機能が含まれるとは限らない。
【0066】
図3の(B)は、リサージュ円上で反時計回りとなる方向に変位した際に原点検出するものである。方向判別について、まず説明する。フリップフロップ103m2のデータDへは位置信号(d)を、クロックCLKへは位置信号(c)を入力する。この結果、フリップフロップ103m2のQバー出力から出力される信号は、位置信号(c)の立ち上がりの度に位置信号(d)の反転信号として更新される。そのため、位置信号(c)の立ち上がり時に位置信号(d)がローレベルの時のみフリップフロップ103m2のQバー出力がハイレベルとなるため、方向判別が可能となる。また、原点検出用信号の検出については、フリップフロップ103m1のデータDへはラッチ信号(i)を、クロックCLKへは位置信号(c)を入力する。この結果、フリップフロップ103m1のQ出力から出力される信号は、位置信号(c)の立ち上がりの度にラッチ信号(i)として更新される。その結果、原点検出用信号が検出されてから位置信号(c)の立ち上がりのタイミングで同期された原点検出用信号を出力することが可能となる。そして、これら方向判別信号と同期された原点検出用信号との論理積をAND回路103m3で取ることで、所定の検出方向とタイミングとで図9に示す原点信号(g)を発生させることが可能となる。
【0067】
一方、逆方向に変位した場合には、図10の信号(g)に示すように、原点信号(g)は検出されない。
【0068】
2つ目の原点信号(h)の立ち上がり部分の生成については、図4の(B)を用いて説明する。図3の(B)に対して、原点検出用信号の検出について、フリップフロップ103m1により、NOT回路103m4で位置信号(c)を反転した信号の立ち上がりを検出するようにしている。同一の移動方向での検出を行うため、図2の(B)及び(C)における同期位置2で、図9に示す原点検出信号(h)を発生させることが可能となる。
【0069】
一方、逆方向に変位した場合には、図10に示すように、原点信号(h)は検出されない。
【0070】
なお、原点検出時の移動方向を変えた場合や、両方向の検出を行う場合について、図3の(C)及び図4の(A)を用いて説明する。
【0071】
3の(C)は、図3の(B)とは逆にリサージュ円上で時計回りとなる方向に変位したの際に原点検出するものである。方向判別について、図3の(B)の具体例と同一のフリップフロップ103m2を使用しているが、出力としてQ出力をとることで、逆方向の検出が可能となる。原点検出用信号の検出については、図2の(B)及び(C)における同期位置1での位置信号(c)は逆方向の変位になることで立ち下がりとなる。このため、位置信号(c)をNOT回路103m4で反転した信号の立ち上がりを検出するようにしている。これらを組み合わせることで、図3の(B)と同じ同期位置1で図10の原点信号(g’)に示すように、逆方向の原点を検出することが可能となる。なお、リサージュ円上で反時計回りとなる方向に変位した場合には、方向検出の結果から図9の原点信号(g’)に示すように、原点は検出されない。
【0072】
図4の(A)の具体例は、図3の(B)の具体例の出力と図3の(C)の具体例の出力との論理和をOR回路103m5で取るようにしたものであり、正逆両方向で原点検出をする場合に有効である。結果として、図9の(g)と図10の(g’)に示す原点信号を検出可能である。
【0073】
さらに、所定の信号幅を持った原点信号を出すための条件を追加する。本実施の形態では、位置信号(c)の立ち上がりから位置信号(d)の立ち上がりまでを検出するが、位置信号(c)の立ち上がりエッジが重要な点である。一方、検出幅については所定の時間で指定したり、測定対象物の変位量で指定してもよく、幅そのものも任意に指定して構わない。例えば、エンコーダの最小検出幅にしてもよい。本具体例では、方向が指定された上で、位置信号(c)の立ち上がりから位置信号(d)の立ち上がりまでという変位量に応じた条件を設けている。このことは、位置信号(c)がハイレベルで位置信号(d)がローレベルであることと等価であり、この条件を付加する。
【0074】
図5の具体例では、所定幅の原点信号を得るために、位置信号(c)がハイレベルであり、かつ、位置信号(d)がローレベルである時にハイレベルとなる信号と、図3の(B)の原点信号との論理積をAND回路103m7で取るようにしている。これにより、1/4周期の間だけ原点信号(g)を発生させることができる。さらに、図5の回路構成では、原点信号が複数発生される可能性があるため、原点信号検出後は、回路に図示しないリセット信号で、原点検出信号(f)の立ち上がりエッジのラッチ回路と位置信号(c)への同期検出回路として機能しているフリップフロップ103m1をリセットするなどして、その出力Qをローレベルに戻す必要がある。
【0075】
なお、図3の(B)乃至図5においては、移動体が所定の原点検出方向に移動中だったものが反転すると、方向判別回路によってこれが検知されて原点信号の出力がなされなくなる。但し、図4の(A)の例においては、双方向の検出が可能なため、反対方向での原点検出が可能である。
【0076】
原点検出用信号が発生して、この信号がラッチされた後に方向の反転がなされた場合には、原点検出において誤検出がなされる可能性がある。所定の方向に移動体が移動していない場合には、ラッチされた原点検出用信号をリセットすることで、こうした誤検出を防ぐことが可能である。
【0077】
具体例を図3の(B)を用いて説明する。原点検出の方向と異なる方向に移動体が動く時、方向判別用のフリップフロップ103m2のQバー信号はローレベルとなり、Q信号はハイレベルとなる。方向判別用のフリップフロップ103m2のQ信号またはQバー信号を、必要に応じて反転させるなどして、原点検出用信号検出のフリップフロップ103m1の図示されていないリセット端子に接続する。これにより、原点検出の方向と異なる方向に移動体が動く時、原点検出用信号検出のフリップフロップ103m1のQ信号がリセットされて、原点検出のシーケンスは一旦停止される。他の例においても同様の対応が可能である。
【0078】
上述した図3の(A)乃至図5に示す同期回路103を適切に設計することにより、正方向・逆方向の両方向の変位において所望の同期位置において所定の検出幅を持った原点検出が可能となる。
【0079】
なお、位置信号(a)及び(c)と位置信号(b)及び(d)とは、90°の位相差を持つ。また、アナログ信号である位置検出信号(a)及び(b)と原点検出用信号(e)とは、デジタル信号である位置検出信号(c)及び(d)と原点検出用信号(f)とを作り出せれば、どのようなタイプの信号でも構わない。また、検出系からの入力がデジタル信号のみで、アナログ信号を含まなくても構わない。また、位置検出信号をデジタル化する際にはさらに位相分割により分解能を向上させたものとしても構わない。
【0080】
そして、位置検出は、デジタル位置検出信号(c)及び(d)をカウンタに入力することで行う。この場合、原点信号(g)または(h)が発生したときに、カウンタをリセットする、または、適切なプリセット値をセットするなどすることで、位置検出の原点出しが可能となる。
【0081】
以上のように、本実施の形態においては、原点検出用信号を検知してから最初の同期位置に合わせて原点信号を出力する。そのため、全ての同期位置は、周期信号の1周期以内に配置されることになる。
【0082】
また、原点検出の方法によっては、原点近傍での位置検出用の周期信号と原点検出用信号を記憶して、原点検出用信号発生位置に最も近い同期位置を原点と判別することも可能である。この場合、その判別された位置を基準とした変位量をコントローラやカウンタへプリセット値として送ることで原点位置を正確に求めることができる。このような例において、複数の原点検出位置候補を配置する場合には、原点検出用信号発生時点の前後1周期に全ての検出位置候補が配置されることになる。
【0083】
次に、図2の(A)乃至(C)を用いて、同期位置の候補と最適同期位置の検知の概要について説明する。原点検出用信号(f)の検出となる立ち上がり時点において位置信号(a)及び(b)により決まる点がどの区分にあるかによって最適な同期位置候補の判定を行う。基本的には、複数の区分と複数の同期位置候補について、各区分ごとに全ての同期位置候補との位相余裕度を段階的に判定して、最も位相余裕のある同期位置候補を最適と見なして出力する。本実施の形態においては、区分の数は2、同期位置候補の数は2、位相余裕度は位相差を0°から180°で表した時に、位相差が最も大きい時を最適としている。位相余裕度については、リアルタイム処理ではない場合などに見られるように、位相差を0°から180°で表現した時に、逆に0°に近い候補を最適と見なしてもよい。
【0084】
図2の(A)の場合について説明する。同期位置候補は、180°位相の離れた同期位置1と同期位置2とがある。位置信号(a)及び(b)により決まる点が原点検出用信号(f)の立ち上がり時に含まれる区分が(O1)である場合、同期位置1に対しては90°以上の位相差があるが、同期位置2に対しては90°以内の位相差しかない。従って、同期位置2よりも同期位置1に対して位相差が大きいので、同期位置1を最適同期位置として検知し、判定結果とする。同様に、位置信号(a)及び(b)により決まる点が原点検出用信号(f)の立ち上がり時に含まれる区分が(O2)である場合には、同期位置1よりも同期位置2に対して位相差が大きいので、同期位置1を最適同期位置として検知し、判定結果とする。
【0085】
次に、図2の(B)の場合について説明する。同期位置候補は、180°位相の離れた同期位置1と同期位置2とがある。位置信号(a)及び(b)により決まる点が原点検出用信号(f)の立ち上がり時に含まれる区分が(1)または(2)である場合、同期位置1に対しては90°以上の位相差があるが、同期位置2に対しては90°以内の位相差しかない。従って、同期位置2よりも同期位置1に対して位相差が大きいので、同期位置1を最適同期位置として検知し、判定結果とする。同様に、位置信号(a)及び(b)により決まる点が原点検出用信号(f)の立ち上がり時に含まれる区分が(3)または(4)である場合には、同期位置1よりも同期位置2に対して位相差が大きいので、同期位置1を最適同期位置として検知し、判定結果とする。
【0086】
さらに、図2の(C)の場合について説明する。同期位置候補は、90°位相置きに、同期位置1乃至同期位置4までの4つがある。同期位置1と同期位置2は180°位相が離れて縦軸上に、同期位置3と同期位置4は180°位相が離れて横軸上にある。位置信号(a)及び(b)により決まる点が原点検出用信号(f)の立ち上がり時に含まれる区分が(O1)である場合、同期位置3に対しては135°以上180°以下の位相差があるが、同期位置1と同期位置2に対しては45°以上135°以下の位相差しかなく、同期位置4に対しては0°以上45°以下の位相差しかない。従って、同期位置1、同期位置2、同期位置4よりも同期位置3に対して位相差が最も大きいので、同期位置3を最適同期位置として検知し、判定結果とする。同様に、位置信号(a)及び(b)により決まる点が原点検出用信号(f)の立ち上がり時に含まれる区分が、(O2)である場合には同期位置1を、(O3)である場合には同期位置4を、(O4)である場合には同期位置2を、それぞれを最適同期位置として検知し、判定結果とする。
【0087】
次に、最適同期位置候補の判定に際して用いる区分に関して、原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(a)及び(b)により決まる点が含まれる区分の検出については、図6乃至図8を用いて説明する。
【0088】
図9に示す具体例においては、区分分けは以下の2つの判定により行う。
【0089】
Va>Vref …(式3)
Vb>Vref …(式4)
ここで、式3と式4について共に真の場合に区分(1)、式3が偽で式4が真の場合に区分(2)、共に偽の場合に区分(3)、式3が真で式4が偽の場合に区分(4)、の4通りの分け方をする。図9に示す実際の回路例では、2値化された位置信号(c)及び(d)と2個のNOT回路107D,107Eと4個のAND回路107F〜107Iとを用いて生成した4つの区分判定信号を、原点検出用信号検出のタイミングでラッチ回路107mにてラッチし、4信号の内でハイレベルになる信号によって位置信号(a)及び(b)の存在する区分を判断する。従って、判定1は区分(1)に、判定2は区分(4)、判定3は区分(2)、判定4は区分(3)に対応する。
【0090】
また、図6に示す具体例においては、区分分けは(式4)の判定により行う。式4について真の場合に区分(O1)、式4が偽の場合に区分(O2)、の2通りの分け方をする。図6に示す実際の回路例では、2値化された位置信号(d)とそのNOT回路107Dとを用いて生成した2つの区分判定信号を、原点検出用信号検出のタイミングでラッチ回路107mにてラッチし、2信号の内でハイレベルになる信号によって位置信号(a)及び(b)の存在する区分を判断する。従って、判定O1は区分(O1)に、判定O2は区分(O2)に対応する。
【0091】
図8に示す具体例においては、区分分けは以下の2つの判定により行う。
【0092】
Va>Vb …(式5)
Va+Vb>2Vref …(式6)
ここで、式5と式6について共に真の場合に区分(O1)、式5が偽で式6が真の場合に区分(O2)、共に偽の場合に区分(O3)、式5が真で式6が偽の場合に区分(O4)、の4通りの分け方をする。図8に示す実際の回路では、アナログの位置信号(a)及び(b)と1個のオペアンプと2個のコンパレータ107h,107iと2個の抵抗と2個のNOT回路107p,107rと4個のAND回路107n,107o,107q,107sを用いて生成した4つの区分判別信号(p)〜(q)を、原点検出用信号検出のタイミングでラッチ回路107mにてラッチし、4信号(p)〜(s)の内でハイレベルになる信号によって位置信号(a)及び(b)の存在する区分を判断する。従って、判定O1は区分(O1)に、判定O2は区分(O2)、判定O3は区分(O3)、判定O4は区分(O4)に対応する。
【0093】
なお、本実施の形態においてはVaとVbとが共通の振幅中心と振幅を持っているものを扱っているが、実際の信号において差がある場合には、共通の振幅中心と振幅を持つように信号を正規化してから適用したり、VaとVbで振幅中心値のみが異なる場合には、同一の参照信号Vrefを用いる代わりにVaとVbに対して個別に中心値を設定して、図2の(B)または図2の(C)の区分けに当てはまるよう式3、式4、式5、及び式6に適用するものとする。
【0094】
次に、図6乃至図8を用いて、最適同期位置候補の検知における、その判定論理と具体的な回路の詳細とを説明する。
【0095】
図6と図9の具体例では、同期位置1はVbの2値化信号である位置信号(d)がローレベルとなる領域の中心位相に、同期位置2は位置信号(d)がハイレベルとなる領域の中心位相に、それぞれ設定される。原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(a)及び(b)が存在する点との位相差が最も大きくなる同期位置を最適と判断するため、原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(d)のレベルとは異なるレベルの領域に含まれる同期位置が最適である。
【0096】
図6の具体例では、位置信号(d)がローレベルとなる領域には区分(O2)が含まれ、位置信号(d)がハイレベルとなる領域には区分(O1)が含まれる。従って、判定O1の結果が得られた場合には、同期位置1が最適同期位置である。さらに、判定O1では、原点信号検出時の位置から同期位置1まで時計回り方向と反時計回り方向とに共に90°以上の位相余裕があることが分かる。同様にして、判定O2の結果が得られた場合には、同期位置2が最適同期位置である。判定O2では、原点信号検出時の位置から同期位置2まで時計回り方向と反時計回り方向とに共に90°以上の位相余裕があることが分かる。以上の処理が図6の回路で実現されている。
【0097】
図9の具体例では、同期位置1はVbの2値化信号である位置信号(d)がローレベルとなる領域の中心位相に、同期位置2は位置信号(d)がハイレベルとなる領域の中心位相に、それぞれ設定される。原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(a)及び(b)が存在する点との位相差が最も大きくなる同期位置を最適と判断するため、原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(d)のレベルとは異なるレベルの領域に含まれる同期位置が最適である。
【0098】
位置信号(d)がローレベルとなる領域には区分(3)と区分(4)が含まれ、位置信号(d)がハイレベルとなる領域には区分(1)と区分(2)が含まれる。従って、実際には4つの区分に分かれているが、最適同期位置の判断には、区分(1)及び(2)を1つにまとめ、かつ区分(3)及び(4)を1つにまとめることで、2つの区分として判定すれば効率的である。さらに細かい区分によって移動方向ごとの位相余裕が確認できる。
【0099】
従って、判定1または判定3の結果が得られた場合には、同期位置1が最適同期位置である。さらに、判定1では、原点信号検出時の位置から同期位置1まで時計回り方向に90°以上の位相余裕、反時計回りに180°以上の位相余裕があり、判定3では、時計回り方向に180°以上の位相余裕、反時計回りに90°以上の位相余裕があることが分かる。同様にして、判定2または判定4の結果が得られた場合には、同期位置2が最適同期位置である。さらに、判定2では、原点信号検出時の位置から同期位置2まで時計回り方向に180°以上の位相余裕、反時計回りに90°以上の位相余裕があり、判定4では、時計回り方向に90°以上の位相余裕、反時計回りに180°以上の位相余裕があることが分かる。
【0100】
以上の処理が図9の回路で実現されている。
【0101】
図8の具体例では、同期位置1は式5が真で式6が偽の領域である区分O4の中心位相に、同期位置2は式5が偽で式6が真の領域である区分O2の中心位相に、同期位置3は式5と式6が共に偽の領域である区分O3の中心位相に、同期位置4は式5と式6が共に真の領域である区分O1の中心位相に、それぞれ設定される。原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(a)及び(b)が存在する点との位相差が最も大きくなる同期位置を最適と判断するため、原点検出用信号(f)の検出時の区分から最も位相の離れた、即ち、反対側の区分に含まれる同期位置が最適である。
【0102】
従って、判定O1の結果が得られた場合には、同期位置3が最適同期位置であり、原点信号検出時の位置から同期位置3まで時計回り方向も反時計回り方向にも90°以上の位相余裕がある。判定O2の結果が得られた場合には、同期位置1が最適同期位置であり、原点信号検出時の位置から同期位置1まで時計回り方向も反時計回り方向にも90°以上の位相余裕がある。判定O3の結果が得られた場合には、同期位置4が最適同期位置であり、原点信号検出時の位置から同期位置4まで時計回り方向も反時計回り方向にも90°以上の位相余裕がある。判定O4の結果が得られた場合には、同期位置2が最適同期位置であり、原点信号検出時の位置から同期位置2まで時計回り方向も反時計回り方向にも90°以上の位相余裕がある。
【0103】
以上の処理が図8の回路で実現されている。
【0104】
なお、上記最適同期位置候補の判定結果に関して、出力が判定1から判定4、判定O1から判定O4といった信号が、本実施の形態においてはパラレルに出力されているが、エンコードした判定結果を出力しても良い。
【0105】
次に、図2の(A)乃至(C)を用いて、現在設定されている同期位置の安定度の判断方法の概要について説明する。
【0106】
即ち、本実施の形態においては、原点検出用信号(f)の検出となる立ち上がり時点において、位置信号(a)及び(b)により決まる点がどの区分にあるかによって、同期位置安定度の判断を行う。この判定の仕方としては、上述した最適同期位置の検知と同様に、原点検出用信号(f)の立ち上がり時に含まれる区分と同期位置の位相差が大きいほど安定度が高く、位相差が小さいほど安定度が低いものとする。
【0107】
まず、図2の(A)の場合について説明する。同期位置の設定が同期位置1である場合についてであるが、位置信号(a)及び(b)により決まる点が原点検出用信号(f)の立ち上がり時に含まれる区分が(S1)の場合、時計回りに90°、反時計回りに180°の位相余裕がある。区分が(S2)の場合、時計回りに180°、反時計回りに90°の位相余裕がある。区分が(S3)の場合、時計回りに270°の位相余裕度、反時計回りには位相余裕がない。区分が(S4)の場合、時計回りには位相余裕がなく、反時計回りには270°の位相余裕度がある。以上のことから、安定度には2つのレベルがあり、同期位置1に対して、区分(S1)と(S2)は安定度が高く、区分(S3)と(S4)は安定度が低い。同様に、同期位置2に対して、区分(S3)と(S4)は安定度が高く、区分(S1)と(S2)は安定度が低い。
【0108】
ただし、あくまで位相差の絶対値が大きいことが安定であるという判断基準を用いており、位相差の変化が片方向に起こる場合など固有の条件があるときには、それらの条件に応じた位相余裕安定度の判定基準を用いる必要がある。
【0109】
また、図2の(B)の場合については、上記図2の(A)の説明について、区分(S1)〜(S4)を区分(1)〜(4)に置き換えればよい。
【0110】
次に、図2の(C)の場合について説明する。同期位置の設定が同期位置1である場合についてであるが、位置信号(a)及び(b)により決まる点が原点検出用信号(f)の立ち上がり時に含まれる区分が(S1)の場合、時計回りに90°、反時計回りに225°の位相余裕がある。区分が(S2)の場合、時計回りに180°、反時計回りに135°の位相余裕がある。区分が(S3)の場合、時計回りに180°、反時計回りに135°の位相余裕がある。区分が(S4)の場合、時計回りに225°、反時計回りに90°の位相余裕がある。区分が(S5)の場合、時計回りに270°、反時計回りに45°の位相余裕がある。区分が(S6)の場合、時計回りには315°の位相余裕度があり、反時計回りには位相余裕がない。区分が(S7)の場合、時計回りには位相余裕がなく、反時計回りには315°の位相余裕度がある。区分が(S8)の場合、時計回りに45°、反時計回りに270°の位相余裕がある。以上のことから、安定度には4つのレベルがあり、同期位置1に対して、区分(S2)と(S3)は安定度が一番高く、区分(S1)と(S4)は安定度が2番目に高く、区分(S5)と(S8)は安定度が3番目に高く、区分(S6)と(S7)は安定度が一番低い。
【0111】
同様に、同期位置2に対して、区分(S6)と(S7)は安定度が一番高く、区分(S5)と(S8)は安定度が2番目に高く、区分(S1)と(S4)は安定度が3番目に高く、区分(S2)と(S3)は安定度が一番低い。同期位置3に対しては、区分(S1)と(S8)は安定度が一番高く、区分(S2)と(S7)は安定度が2番目に高く、区分(S3)と(S6)は安定度が3番目に高く、区分(S4)と(S5)は安定度が一番低い。そして、同期位置4に対しては、区分(S4)と(S5)は安定度が一番高く、区分(S3)と(S6)は安定度が2番目に高く、区分(S2)と(S7)は安定度が3番目に高く、区分(S1)と(S8)は安定度が一番低い。
【0112】
なお、目的によっては1番目と2番目の安定度レベルの組合せや2番目と3番目の安定度レベルの組合せを1つの安定度のグループに分けて、全体として3つの安定度のレベルを設けることも可能である。
【0113】
次に、安定度の判断に際して用いる区分に関して、原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(a)及び(b)により決まる点が含まれる区分の検出について説明する。これは、基本的には、上記最適同期位置の検知の際のそれと同じ手順である。本実施の形態においては、図6乃至図8を用いて説明する。
【0114】
図6及び図9の具体例においては、区分分けは図2の(B)に挙げる構成での最適同期位置の検知の際と同一の方法により行う。即ち、式3と式4について共に真の場合に区分(S1)または区分(1)、式3が偽で式4が真の場合に区分(S2)または区分(2)、共に偽の場合に区分(S3)または区分(3)、式3が真で式4が偽の場合に区分(S4)または区分(4)、の4通りの分け方をする。実際の回路例では、図6及び図9に示すように、2値化された位置信号(c)及び(d)と2個のNOT回路107D,107Eと4個のAND回路107F〜107Iとを用いて区分検知信号を生成し、ラッチ回路107mへ入力する4信号の内、原点検出用信号検出のタイミングでのハイレベルになる信号によって位置信号(a)及び(b)の存在する区分を判断する。
【0115】
また、図8の例においては、区分分けは式3、式4、式5、式6の4つの判定により行う。即ち、式3と式4と式5と式6の全てが真の場合に区分(S1)、式3が真で式4が真で式5が偽で式6が真の場合に区分(S2)、式3が偽で式4が真で式5が偽で式6が真の場合に区分(S3)、式3が偽で式4が真で式5が偽で式6が偽の場合に区分(S4)、式3と式4と式5と式6の全てが偽の場合に区分(S5)、式3が偽で式4が偽で式5が真で式6が偽の場合に区分(S6)、式3が真で式4が偽で式5が真で式6が偽の場合に区分(S7)、式3が真で式4が偽で式5が真で式6が真の場合に区分(S8)、の8通りの分け方をする。実際の回路では、図8に示すように、最適同期位置の区分けの際に生成した4つの信号(p)〜(q)と、さらに、2値化された位置信号(c)及び(d)と2個のNOT回路107y,107Aと8個のAND回路107t〜107x,107z,107B,107Cを用いて8つの区分検知信号を生成し、原点検出用信号検出のタイミングでラッチ回路107mにてラッチし、8信号の内でハイレベルになる信号によって位置信号(a)及び(b)の存在する区分を検知する。
【0116】
次に、図6乃至図8を用いて現状同期位相の安定度判断についてその判定論理と具体的な回路の詳細とを説明する。
【0117】
図6及び図9の具体例で、同期位置1はVbの2値化信号である位置信号(d)がローレベルとなる領域の中心位相に、同期位置2は位置信号(d)がハイレベルとなる領域の中心位相に設定される。原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(a)及び(b)が存在する点と現状の同期位置との位相差が大きいほど安定と判断するため、原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(d)のレベルとは異なるレベルの領域に同期位置が含まれれば安定であり、同じ領域に含まれれば不安定である。位置信号(d)がローレベルとなる領域には区分(S3)または(3)と区分(S4)または(4)が含まれ、位置信号(d)がハイレベルとなる領域には区分(S1)または(1)と区分(S2)または(2)が含まれる。従って、実際には4つの区分に分かれているが、安定度の判断には、区分(S1)及び(S2)または(1)及び(2)を1つにまとめ、区分(S3)及び(S4)または(3)及び(4)を1つにまとめることで、2つの区分として判定すれば効率的である。さらに細かい区分によって移動方向ごとの位相余裕が確認できる。
【0118】
まず、同期位置1が現状の同期位置である場合について説明する。判定S1もしくは判定S3の結果が得られた場合、または、判定1もしくは判定3の結果が得られた場合には、安定である。判定S1または判定1では、原点信号検出時の位置から同期位置1まで時計回り方向に90°以上の位相余裕、反時計回りに180°以上の位相余裕があり、判定S3または判定3では、時計回り方向に180°以上の位相余裕、反時計回りに90°以上の位相余裕があることが分かる。判定S2もしくは判定S4の結果が得られた場合、または、判定2もしくは判定4の結果が得られた場合には、不安定である。判定S2または判定2では、原点信号検出時の位置から同期位置1まで時計回り方向に90°以下の位相余裕、反時計回りに270°以上の位相余裕があり、判定S4または判定4では、時計回り方向に270°以上の位相余裕、反時計回りに90°以下の位相余裕があることが分かる。
【0119】
次に、同期位置2が現状の同期位置である場合について説明する。判定S1もしくは判定S3の結果が得られた場合、または、判定1もしくは判定3の結果が得られた場合には、不安定である。判定S1または判定1では、原点信号検出時の位置から同期位置1まで時計回り方向に270°以上の位相余裕、反時計回りに90°以下の位相余裕があり、判定S3または判定3では、時計回り方向に90°以下の位相余裕、反時計回りに270°以上の位相余裕があることが分かる。判定S2もしくは判定S4の結果が得られた場合、または、判定2もしくは判定4の結果が得られた場合には、安定である。判定S2または判定2では、原点信号検出時の位置から同期位置1まで時計回り方向に180°以上の位相余裕、反時計回りに90°以上の位相余裕があり、判定S4または判定4では、時計回り方向に90°以上の位相余裕、反時計回りに180°以上の位相余裕があることが分かる。
【0120】
以上の処理が図6及び図9に示す構成の判定回路107で処理されて出力される。
【0121】
図8の具体例では、同期位置1は式5が真で式6が偽の領域である区分O4の中心位相に、同期位置2は式5が偽で式6が真の領域である区分O2の中心位相に、同期位置3は式5と式6が共に偽の領域である区分O3の中心位相に、同期位置4は式5と式6が共に真の領域である区分O1の中心位相に、それぞれ設定される。原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(a)及び(b)が存在する点との位相差が最も大きくなる同期位置を最適と判断するため、原点検出用信号(f)の検出時の区分から最も位相の離れた、即ち、反対側の区分に含まれる同期位置が最適である。図8から分かるように、区分O1には区分S1とS8、区分O2には区分S2とS3、区分O3には区分S4とS5、区分O4には区分S6とS7がそれぞれ含まれている。
【0122】
本具体例の安定度のレベル区分については、特定の同期位置に対して最大4つのレベルに分けることができる。なぜなら、区分の数が8つあり、特定の同期位置から見て、時計回りと反時計回りに対称に4つずつ区分があり、対称の位置にある区分同士を1つにまとめることで4つのグループに分かれるためである。従って、同期位置からの位相余裕度が、レベル1)135°から180°、レベル2)90°から135°、レベル3)45°から90°、レベル4)0°から45°、の4つの分けられる。さらに、これらのレベルを、隣り合ったレベル同士をまとめることで2レベル、または、3レベルにまとめることができる。以下の説明では、このように4つのレベルに分けた場合について説明するが、実際の適用においては、2、または、3のレベル分けを用いても良い。
【0123】
まず、同期位置1が現状の同期位置である場合について説明する。判定S2または判定S3の結果が得られた場合にレベル1、判定S1または判定S4の結果が得られた場合にレベル2、判定S5または判定S8の結果が得られた場合にレベル3、判定S6または判定S7の結果が得られた場合にレベル4となる。また、同期位置2が現状の同期位置であるときには、判定S6または判定S7の結果が得られた場合にレベル1、判定S5または判定S8の結果が得られた場合にレベル2、判定S1または判定S4の結果が得られた場合にレベル3、判定S2または判定S3の結果が得られた場合にレベル4となる。同期位置3が現状の同期位置であるときには、判定S1または判定S8の結果が得られた場合にレベル1、判定S2または判定S7の結果が得られた場合にレベル2、判定S3または判定S6の結果が得られた場合にレベル3、判定S4または判定S5の結果が得られた場合にレベル4となる。そして、同期位置4が現状の同期位置であるときには、判定S4または判定S5の結果が得られた場合にレベル1、判定S3または判定S6の結果が得られた場合にレベル2、判定S2または判定S7の結果が得られた場合にレベル3、判定S1または判定S8の結果が得られた場合にレベル4となる。
【0124】
さらに、各同期位相での判定により、時計回りと反時計回りの位相余裕度の情報も得ることが可能である。
【0125】
以上の処理が、図8に示す構成の判定回路107で行われ、安定度の判定結果が出力される。この安定度の判定の出力に関しては、レベル1からレベル4といったレベル判定結果のみを出力しても良い。また、判定1から判定4、判定S1から判定S8の信号を、現状の同期位置がどれであるかの情報と共に出力してもよい。この場合、現状の同期位置の情報は、必ずしも判定回路107から出力されなくとも、スイッチ104から出力したり、外部が設定情報を持っている場合には出力しなくともよい。
【0126】
なお、原点検出用信号を2値化した信号の検出位置は基本的には検出方向毎に異なる。そのため、移動体の移動方向が原点検出方向と一致していない場合には、最適同期位置や現状の原点検出位置の安定度についての判定結果は無意味である可能性が高く、場合によっては誤った情報となって混乱のもとになり得る。そのため、移動体の移動方向が原点検出方向と一致していない場合の判定結果は出力しないことが望ましい場合がある。
【0127】
また、移動体が所定の原点検出方向に移動中だったものが反転すると、判定結果が誤ったものになる可能性がある。
【0128】
上記2つの問題に対応するために、移動体の移動方向が原点検出方向と一致していない場合や途中で反転した場合に判定結果を出力しない方法について図6乃至図8の例を用いて説明する。
【0129】
本実施の形態の構成においては、原点検出に図3の(B)乃至図5に挙げた回路を用いている。これらの回路において、所定の原点検出方向でないことや、途中で反転したことは、方向判別回路を構成するフリップフロップ103m2の出力レベル、または、そのレベル変化によって確認できる。所定の原点検出方向でない時や、途中で反転した時には、方向判別用のフリップフロップ103m2の出力信号によって判定回路107に入力される原点検出用信号(f)をマスクしたり、方向判別用のフリップフロップ103m2の出力信号を判定回路107に入力して、判定結果の出力をマスクして抑制する。
【0130】
このような方法により、最適同期位置の検知、及び、現状の原点位置の安定度判断シーケンスは一旦停止されるか、または、出力が停止される。なお、ここに説明した方法以外にも上記目的を達成可能ならば、他の方法を用いても構わない。
【0131】
次に、上記のような最適同期位置や現状の原点検出位置の安定度についての判定結果を、どのように利用するかについて説明する。
【0132】
判定結果は、判定回路107内で記憶装置(図示せず)に記憶するか、外部へ出力される。外部出力先としては、表示器108、スイッチ104、インタフェースを通した外部などが挙げられる。また、本実施の形態では、最適同期位置の検知と現状の原点検出位置の安定度判断を行う判定回路が共通化されているが、判定回路が別個に配置されていて、かつ、設定を切り替える場合には、判定回路間での設定情報の交換もあり得る。
【0133】
判定結果の出力先としての表示器108は、結果が示せるものであればどのようなタイプの物でも良い。例えば、複数のLEDを有しており、最適な同期位置に対応したLEDと現状の同期位置の安定度を示すLEDとを原点検出時に点灯・点滅・消灯するものや、安定度のみならず位相関係までに対応したLEDを点灯・点滅・点灯させるものとすることができる。この表示器108の表示出力のタイミングは、判定時や、外部からリクエストがある時点や、原点検出用信号の検出を受けて判定を出す直前であっても、原点検出処理や判定処理に影響を与えない範囲で設定して構わない。
【0134】
さらに、スイッチ104が同期位置候補の切替をするタイミングも、同様に、原点位置切替設定を受け取った後、直後から、判定時や、外部からリクエストがある時点や、原点検出用信号の検出を受けて判定を出す直前であっても、原点検出処理や判定処理に影響を与えない範囲で設定して構わない。
【0135】
同期タイミングの切り替えは、スイッチ104によって行われるが、該スイッチ104は、手動によって切り替えても構わないし、外部からの設定指令で切り替えても、該スイッチ104が情報収集して切り替えるようにしてもよい。スイッチ104が情報収集する場合には、必要に応じて設定情報のリクエスト信号を判定回路107や記憶器や外部へ出してもよい。また、切り替えについては、現状の同期位置設定と最適な同期位置とが異なっていたり、現状の同期位置の安定度が低い場合に、必ず切り替えるものである必要はない。同期位置の切り替えが原点位置の変動につながるため、必要に応じて、切り替えを有効にするかどうかを設定しておくことも可能である。また、切り替えた設定については、原点信号検出中の切り替えの場合、今回の検出に適用するか、次回の検出から適用するかの設定をする必要があり、必要に応じて切替手段を設けることも可能である。
【0136】
判定結果の出力において、結果に応じて異常信号や警告信号を発生させることも可能である。例えば、最適同期位置判定結果と現在の同期位置が異なっていたり、現状の同期位置の安定度が一定レベル以下であったり、記録されている安定度の変化が特定の条件を満たした場合には、異常信号や警告信号によってメンテナンスの必要性等を伝えることが可能である。
【0137】
次に、最適同期位置の検知フローを、図11の(A)及び(B)を用いて説明する。
【0138】
図11の(A)の例では、まず、原点検出用信号が発生したか否かを検知する(ステップS11)。そして、原点検出用信号の発生が検知されたならば、判定回路107により、最適な同期位置候補を検知し(ステップS12)、その判定結果を出力する(ステップS13)。その後、判定結果を反映させる設定であるか否かを判断し(ステップS14)、反映させない場合には、この最適同期位置の検知フローを終了する。これに対して、判定結果を反映させる場合には、同期位置の設定を切り替えてから(ステップS15)、該最適同期位置の検知フローを終了する。
【0139】
また、図11の(B)の例では、まず、原点検出用信号が発生したか否かを検知する(ステップS11)。そして、原点検出用信号の発生が検知されたならば、判定回路107により、最適な同期位置候補を検知し(ステップS12)、その判定結果を出力する(ステップS13)。その後、この判定結果を反映させるために、同期位置の設定を切り替えて(ステップS15)、該最適同期位置の検知フローを終了する。勿論、判定結果の反映については、反映内容と現状の設定が同一の場合に再設定をしないことも可能である。
【0140】
なお、図11の(A)及び(B)に示したフローは最適同期位置検知についてのフローであるが、同期位置を原点検出位置と置き換えて、最適原点位置検知のフローとしても構わない。
【0141】
現状の同期位置の安定度判断フローを、図12の(A)及び(B)を用いて説明する。
【0142】
図12の(A)の例では、まず、原点検出用信号が発生したか否かを検知する(ステップS21)。そして、原点検出用信号の発生が検知されたならば、判定回路107により現在の同期位置の安定度を判断し(ステップS22)、その判定結果を出力する(ステップS23)。その後、判定結果を反映させる設定であるか否かを判断し(ステップS24)、反映させない場合には、この現状の同期位置の安定度判断フローを終了する。これに対して、判定結果を反映させる場合には、同期位置の設定を切り替えてから(ステップS25)、該現状の同期位置の安定度判断フローを終了する。なお、判定結果の反映については、反映内容と現状の設定が同一の場合に再設定をしないことも可能である。
【0143】
また、図12の(B)の例では、まず、原点検出用信号が発生したか否かを検知する(ステップS21)。そして、原点検出用信号の発生が検知されたならば、判定回路107により現在の同期位置の安定度を判断し(ステップS22)、その判定結果を出力して(ステップS23)、この現状の同期位置の安定度判断フローを終了する。
【0144】
図12の(A)の例では、ステップS24にて同期位置の設定を切り替えており、図12の(B)の例では、ステップS23で終わっているが、選択手段が無いような構成に適用した場合も含めて、原点検出用信号発生のタイミングや原点検出位置の調整のステップに置き換えたり、このステップを追加することも可能である。
【0145】
なお、図12の(A)及び(B)に示したフローは、現状の同期位相の安定度判断についてのフローであるが、同期位置を原点検出位置と置き換えて、現状原点位置の安定度判断のフローとしても構わない。
【0146】
[効果]
本実施の形態によれば、原点信号を位置検出信号に同期させる際に、原点検出用信号の検出時の位置検出信号の位置(位相)に応じて、同期位置を選択することが可能である。従って、信号ノイズやふらつき、さらには、光学式のエンコーダでは光源の安定性、発光・受光素子の温度特性とそのばらつき、個々のエンコーダの設計とのずれなどの不安定要素によって生じうる原点検出位置のずれの発生を極力抑える同期位置を選択することが可能である。
【0147】
原点信号の位置検出信号への同期をとるに当たり、複数の同期位置の内、どれが最良かを判断する判定回路を有しており、実際にエンコーダを装置に取り付けた状態で最良の同期位置を選ぶことが出来る。本実施の形態においては、位相余裕の大きい方の同期位置を選択することにより、変動などに対する安定性を向上させることが可能となっている。このことにより、位置信号に同期させた原点検出の安定性が増すと共に、エンコーダの取付け時のヘッドとスケールの取付け角度やギャップ等といった相対位置や姿勢のばらつきの影響を事前に考慮したり、調整を行う作業が省ける。即ち、位置検出信号と原点信号の位相差を厳密に設計や製作において設定して加工する必要がないため、製作コストや組立調整の時間短縮につながると共に、設計や製作上の制約が減ることによって機能上の自由度が上がりうる利点がある。
【0148】
複数の同期位置候補の設定については、90°位相差の2つの周期信号のリサージュ波形を、振幅中心を通る任意の直線で2つの区分に分割した際に、どちらの区分にも、原点信号発生位置候補の位相が1つ以上含まれるように設定されている。このような設定においては、任意の原点検出用信号発生時の位置から±90°以上位相余裕のある同期位置候補が必ずあり、この条件を満たす同期位置候補を選択することで、同期位置と原点検出用信号発生時の位相の間に±90°以上の位相余裕を取ることができ、安定な原点検出が可能となる。
【0149】
また、原点信号発生位置候補が周期信号の1周期以内に配置されることで、各原点信号発生位置候補間の位置の差を最小に抑えることができる。このことは、原点位置の切り替えを行った際の原点位置の変動を最小に抑える効果がある。同様に、作用の説明で例に挙げた、原点近傍での位置検出用の周期信号と原点検出用信号を記憶して、原点検出用信号発生位置に最も近い同期位置を原点と判別する原点検出の方法においては、原点検出用信号発生時点の前後1周期の合計2周期以内に検出位置候補が配置されることになり、本実施の形態に準じて原点位置の切り替えを行った際の原点位置の変動を抑える効果がある。
【0150】
本実施の形態において、最適同期位置の検知は、原点検出用信号発生時に90°位相差の2つの位置検出用信号が存在するリサージュ波形上の区分と同期位置候補との位相差が最も大きくなる候補を選択することによって行われる。同様に、現状の同期位置の安定度の判断は、原点検出用信号発生時に90°位相差の2つの位置検出用信号が存在するリサージュ波形上の区分と現状の同期位置との位相差の大きさをもとにレベル分けすることで行われる。
【0151】
区分の概念を導入することで、位相余裕度を求めるに当たって位置検出用信号が存在するリサージュ波形上の点の位置を直接求めたり、それを用いて演算する必要がなくなり、処理が簡易化されている。区分の数については2、4、8など2以上の数を設定できる。区分の数を増やすことできめ細かい判定が可能となるが、処理能力や回路サイズ・コストなどの面で負担になりうる。システムに見合った適切な区分を設定することで、位置検出信号に同期した原点検出機能が高い安定性でコンパクトで安価なエンコーダを実現できる。
【0152】
さらに、図2の(B)の4つの区分の例のように、各区分の位相余裕度が移動方向によって異なる場合には、原点検出用信号検出時の位相のバラツキが経時変化でドリフトするなど、特に片方向の位相余裕度に注目して判定すべき場合には有効である。また、図2の(C)のように、最適同期位置の判定よりも現状の同期位置の安定度の判定で区分の数を増やしている場合、位相余裕度の変化の詳細を確認したり、さらには、経時変化の記録を取るのに向いている。
【0153】
区分の導入により処理の簡易化が図られると述べたが、このことは、判定の単純化につながり、さらに具体的な回路構成や演算処理が簡便になり、実現も容易となる。例えば、180°位相の離れた2つの同期位置と180°の半円からなる2つの区分とを設ける際に、各区分がどちらかの同期位置候補に対して90°以上の位相差ができるように配置したとする。このとき、原点検出用信号検出時点での位置信号(a)及び(b)により決まる点が含まれる区分がいずれであっても、適切な同期位置候補を選択することによって90°以上の位相差が得られる。2つの同期位置を図2の(B)及び(C)において縦軸上、または、横軸上に配置することで、原点検出用信号(f)の検出時と同期位置での2値化位置信号のレベルが異なる同期位置を選ぶという、2つの区分と2つの同期位置と簡潔な判定基準のみで容易に最適同期位置が検知でき、高精度で安定な原点検出が可能となる。さらに、この判定基準は、フリップフロップを用いた回路、または、同等の処理が可能なFPGAやCPUなどへの応用が容易にできる。
【0154】
本実施の形態では、図2の(B)に挙げるように、上記180°の半円からなる2つの区分をさらに細分化するように分けた場合にも、2つの区分しかないと見なして処理することで同様の判定処理が可能である。また、細かく分割していることで移動方向ごとに位相余裕が細かく確認可能である。区分の数が4の場合も、AND回路、NOT回路で区分の判断が容易にでき、区分数が8の場合にも、コンパレータやオペアンプや抵抗を1〜2個ずつ程度用いることで容易に区分の判断が可能である。従って、簡単な回路の割に細かい区分を用いて詳細な判定結果を得ることが可能である。
【0155】
さらに、判定結果の表示部も数個のLEDや数桁の7セグメントの数字表示器などで実現可能であり、追加することによる負担も軽い割に位置信号に同期させた原点検出の安定性の確保と安定性の判断が容易に実現できる。
【0156】
また、この実施の形態では、信号処理回路部を除いて原点検出のための補助信号発生用部材などを設けていない。従って、安定した原点検出ができ、かつ、小型で安価なエンコーダを供給することが可能である。
【0157】
本実施の形態においては、また、一定方向に変位がなされているときのみ原点検出が可能なことが挙げられる。これにより、可動部のバックラッシュの影響を受けにくくしたり、原点検出時に2重に原点検出をせずに済ませることにつながるなどの利点が生まれ、高精度で使い勝手のよい原点検出が可能となる。
【0158】
さらに、記憶器に経時的に逐次保存される判定結果よりシステムとしての挙動が確認できる。例えば、図2の(A)の区分において、ある区分結果から1つ隣の区分結果へ移ることは可動体の構成や検出系の若干の変動により生じる可能性があり、また、許容できるとしても、一定以上変動したり、測定の度に異なる結果が得られる場合には問題があると判断できる。また、原点位置も原点出し後の変動さえなければ良い場合には、例えばシステムの立ち上げ時に原点出しを行い、その際に最適な同期位置を毎回選び直すことも可能となり、経時的な緩やかな変動に対して自己調整が可能となる。
【0159】
(第2の実施の形態)
[構成]
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。本実施の形態によるエンコーダの主要構成は、前述の第1の実施の形態と同様に、信号処理回路部6を除き、位置検出信号と原点検出用信号が得られれば特に限定されない。例えば、前述した第1の実施の形態の主要部の構成として図24に示したような光学式の構成など一般的なものでよい。また、図24の例では光学式のエンコーダを挙げているが、変位量に応じた位置信号と原点信号を有するものであれば、磁気式・静電式など他のタイプのエンコーダや変位センサでもよい。
【0160】
また、本第2の実施の形態における信号処理回路部6の構成については、図13に示すようになっている。即ち、この第2の実施の形態による信号処理回路部6は、90°位相差のアナログ位置信号(a)及び(b)を元に位相差を分割してN個の正弦波信号(k1)〜(kN)を出力する位相分割回路110、これらN個の正弦波信号(k1)〜(kN)と基準信号(j)とからN個のデジタル信号(p1)〜(pN)を生成する2値化回路101、これらN個のデジタル信号(p1)〜(pN)を元に、移動体の変位量に応じたパルス信号(da)及び(db)を生成するパルス発生回路111、原点検出用信号(e)を所定のスライスレベルで2値化してデジタル原点検出用信号(f)に変換する2値化回路102、そのデジタル原点検出用信号(f)をラッチするラッチ回路106、そのラッチされたデジタル原点検出用信号(f)を位置信号であるN個のデジタル信号(p1)〜(pN)の1つに同期させて原点信号(g)を発生させる同期回路103、同期のタイミングを切り替えるスイッチ104、最適同期位置の検知と現在の同期位置の安定度を判断する判定回路107、及び、その判定結果を表示する表示器108からなる。
【0161】
ここで、N個の正弦波信号(k1)〜(kN)は、正弦波信号(k1)が位置信号(b)に等しく、位置信号(b)即ち正弦波信号(k1)をsinθとしたときに、正弦波信号(ki)、但し、i=1〜N、は、以下のように表す。
【0162】
(ki)=sin[θ−360°/N・(i−1)] …(式7)
このN個の正弦波信号(k1)〜(kN)は、本実施の形態においては位相分割回路110にて生成されているが、(式7)を満足する信号が得られれば、その構成や方法はどんなものであっても構わない。例えば、2つの90°位相差信号からそれらの反転信号を反転アンプで得たり、これら信号の加減算によって3〜8相程度の多相信号の生成を行ってもよい。また、元々120°位相差間隔の3相信号のような信号を直接入力としても良い。
【0163】
また、基準信号(j)は、位置信号(a)及び位置信号(b)の振幅中心レベルとなる参照信号であり、位相分割回路110、2値化回路101で用いられる。
【0164】
原点信号発生位置候補とアナログ位置信号(a)及び(b)のリサージュ図形の区分について、図14を用いて説明する。リサージュ円上に原点信号発生位置候補のN個の位置(位相)が、同期位置1を横軸上の+側として、位置信号(a)及び(b)の周期に対して(360°/N)の位相差置きに並んでいる。また、最適同期位置の検知と現状の同期位置の安定度判断用に上記N個の原点信号発生位置候補の位相で区切られた、N個の区分を有し、図14に示すように、横軸+側から反時計回りに(1)〜(N)の番号が振られている。
【0165】
信号処理回路部6における2値化回路101については、図15の構成のものとする。即ち、位置信号(k1)〜(kN)を基準信号(j)とコンパレータ101a1〜101aNで比較して、2値化信号(d1)〜(dN)を生成する。さらに、XOR回路101b1〜101bNにより、隣り合った2値化信号(di)と(di+1)、(ただし、i=1〜N)、との排他的論理和(XOR)を取る。ここで、i=Nの時は、2値化信号(dN)と(d1)との排他的論理和を取るものとする。そして、AND回路101c1〜101cNで、それら排他的論理和の結果と2値化信号(di)との論理積(AND)を取った結果を信号(pi)(ただし、i=1〜N)とする。
【0166】
信号処理回路部6における同期回路103については、図16の(A)及び(B)の構成のものとする。ここで、図16の(B)は図16の(A)に示した、位置信号に同期をとった原点信号を発生させるための、検出回路103nの具体例を示す図である。この具体例における原点検出用信号検出回路と方向判別回路の2つの回路は、D−CトリガタイプのLS423などのフリップフロップを使用する。
【0167】
図16の(B)に示す具体例では、位置信号(pi)(ただし、i=1〜N)の立ち上がり時の、ラッチされた原点検出用信号(f)の値を出力する原点検出用信号検出回路を構成するフリップフロップ103n1と、リサージュ円上で反時計回りとなる変位を検出する方向判別回路を構成するフリップフロップ103n2と、これらの出力の論理積を取るAND回路103n3とによって、ラッチされた原点検出信号(f)がハイレベルで、設定された同期位置にあることを検出する検出回路103nを構成している。即ち、フリップフロップ103n1のデータDへはラッチ回路106によってラッチされた原点検出用信号(f)を入力し、クロックCLKへは位置信号(pi)を入力し、Q出力をAND回路103n3へ入力している。また、フリップフロップ103n2のデータDへは位置信号(p2)を入力し、クロックCLKへは位置信号(p1)を入力し、Qバー出力をAND回路103n3へ入力している。
【0168】
また、判定回路107については、図17の構成のものとする。即ち、図17では、位置信号(p1)〜(pN)と、ラッチされた原点検出用信号(f)と、現状の原点位置指定とを入力信号とするもので、ラッチ回路107mと安定度判定部107Jとから構成されている。ここで、ラッチ回路107mは、位置信号(p1)〜(pN)を、ラッチされた原点検出用信号(f)の立ち上がりでラッチする。このラッチ回路107mの出力を最適同期位置の検知結果(1)〜(N)とする。安定度判定部107Jは、これら判定結果(1)〜(N)と、現状の原点位置指定の情報とを入力として、現状の同期位置の安定度判定結果を出力する。
【0169】
これらの現在の原点位置の指定状況や判定結果は、信号処理回路部6内にあり図示されていない記憶器や、スイッチ104あるいは当該判定回路107内に設けた図示されない記憶器、もしくは、該信号処理回路部6外部に接続された外部記憶器のどれか、または、これらの内の複数に格納される。こうした記憶器は、記憶媒体を中心に、必要に応じて判定結果の加工や入出力のためのロジックアレイやCPUなどから構成される。記憶器では判定回路107からの判定結果を記憶しておくと共に、外部へ判定結果を出力したり、その判定結果をスイッチ104へ送り、最適と判断した同期位置に切り替えるよう構成される。記憶器は電源をオフしても情報が維持されるSRAMやFLASH ROMなどの不揮発性の記憶媒体が望ましい。
【0170】
[作用]
本実施の形態における信号処理回路部6によって、図24に示したような光検出器5からの入力を処理する際の説明を図9及び図10に示すタイムチャートの一部を参照して行う。図9はリサージュ円上で反時計回りとなる方向に変位した際を示し、図10はリサージュ円上で時計回りとなる方向に変位した際を示している。
【0171】
即ち、変位(スケール4の相対移動)に伴い周期的に変化するエンコーダの、90°位相差を持つ2つのアナログ位置信号(a)及び(b)を、位相分割回路110によって位相分割することで、N個の位置信号(k1)〜(kN)が得られる。これら位置信号(k1)〜(kN)を2値化回路101でデジタル化することで、デジタル信号(p1)〜(pN)が得られる。また、2値化回路102で原点検出用信号(e)を所定のスライスレベルで2値化することで、デジタル原点検出用信号(f)が得られる。ラッチ回路106にて、このデジタル原点検出用信号(f)の立ち上がりを検出してラッチ信号(i)をハイレベルとする。
【0172】
このラッチ信号(i)がハイレベルの領域において、同期回路103は、以下のようにして原点信号を生成する。即ち、ラッチ信号(i)発生後に位置信号(pi)(ただし、i=1〜N)の最初の立ち上がりに同期させてハイレベルとし、位置信号(pi)の立ち下がりに同期させてローレベルとする原点信号(g)を生成する。上記iの値を1からNまで切り替えることでN個の検出位置の内から1つを選択することにより、所望の原点信号(g)が得られる。
【0173】
図16の(A)の例は、位置信号(p1)〜(pN)と、ラッチされた原点検出用信号(f)即ちラッチ信号(i)とを入力として、原点検出用信号(f)がハイレベルになった後に設定された同期位置で原点信号を発生する回路である。なお、同期回路103は、本実施の形態の構成に必ずしも限定したものではない。例えば、方向判別の機能は、入力信号を元に実現できるが、必ずしも、方向判別機能が含まれるとは限らない。
【0174】
図16の(B)は、リサージュ円上で反時計回りとなる方向に変位した際に原点検出する回路構成を示している。
【0175】
方向判別について、まず説明する。フリップフロップ103n2のデータDへは位置信号(p2)を、クロックCLKへは位置信号(p1)を入力する。この結果、該フリップフロップ103n2のQバー出力から出力される信号は、位置信号(p1)の立ち上がりの度に位置信号(p2)の反転信号として更新される。そのため、位置信号(p1)の立ち上がり時に位置信号(p2)がローレベルの時のみフリップフロップ103n2のQバー出力がハイレベルとなるため、方向判別が可能となる。
【0176】
原点検出用信号を検出する回路については、フリップフロップ103n1のデータDへはラッチ信号(i)を、クロックCLKへは位置信号(pi)を入力する。この結果、フリップフロップ103n1のQ出力から出力される信号は、位置信号(pi)の立ち上がりの度にラッチ信号(i)として更新される。その結果、原点検出用信号が検出されてから位置信号(pi)の立ち上がりのタイミングで同期された原点検出用信号を出力することが可能となる。
【0177】
そして、これら方向判別信号と同期された原点検出用信号との論理積をAND回路103n3で取ることで、所定の検出方向とタイミングとで図9に示す原点信号(g)を発生させることが可能となる。一方、逆方向に変位した場合には、図10の信号(g)に示すように原点信号は検出されない。
【0178】
また、位置検出は、パルス発生回路111で生成したパルス信号(da)及び(db)を図示しないカウンタに入力することで行う。このカウンタを、原点信号(g)が発生した時にリセットする、または、適切なプリセット値をセットするなどすることで、位置検出の原点出しが可能となる。
【0179】
次に、図17を用いて、同期位置の候補と最適同期位置の検知について説明する。原点検出用信号(f)の検出となる立ち上がり時点において位置信号(a)及び(b)により決まる点がどの区分にあるかによって最適な同期位置の検知を行う。
【0180】
基本的には、複数の区分と複数の同期位置候補について、各区分ごとに全ての同期位置候補との位相余裕度を段階的に判定して、最も位相余裕のある同期位置候補を最適と見なして出力する。本実施の形態においては、区分の数は2、同期位置候補の数は2、位相余裕度は位相差を0°から180°で表した時に、位相差が最も大きい時を最適としている。位相余裕度については、リアルタイム処理ではない場合などに見られるように、位相差を0°から180°で表現した時に、逆に0°に近い候補を最適と見なしてもよい。
【0181】
図17において、同期位置候補は、(360°/N)位相置きに、同期位置1〜同期位置NまでのN個がある。位置信号(a)及び(b)により決まる点が原点検出用信号(f)の立ち上がり時に含まれる区分が(i)である場合について、Nが偶数と奇数の場合に分けて説明する。
【0182】
Nが偶数の場合、j=[(i+N/2) mod N]として、同期位置jと同期位置(j+1)に対して位相差が(180°−360°/N)と最も大きくなるので、同期位置j、または、同期位置(j+1)を最適同期位置と判定する。ただし、(M mod N)は、MをNで割った余りを示し、0から(N−1)までの数となる。
【0183】
Nが奇数の場合には、j=[{i+(N+1)/2} mod N]として、同期位置jに対して位相差が(180°−180°/N)と最も大きくなるので、同期位置jを最適同期位置と判定する。
【0184】
次に、最適同期位相候補の検知に際して用いる区分に関して、原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(a)及び(b)により決まる点が含まれる区分の検出について、図15及び図17を用いて説明する。
【0185】
図15において、各位置信号(di)は位置信号(ki)を2値化したものであり、半周期ごとにハイレベルとローレベルを繰り返す。位置信号(d1)〜(dN)は、(360°/N)位相差ごとの信号であり、添え字の数が増えるほど位相が遅れている。そのため、XOR回路101b1〜101bNで位置信号(di)と位置信号(di+1)との排他的論理和を取り、かつ、それらの結果と位置信号(di)との論理積をAND回路101c1〜101cNで取ることで、(式7)に当てはめると、θが360°・(i−1)/Nから360°・i/Nの間でのみ、位置信号(pi)がハイレベルとなる。従って、位置信号(a)及び(b)により決まる点が含まれる区分が(i)の時、(式7)より、信号(pi)のみがハイレベルとなる。
【0186】
以上のことから、図17に示すように、原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(p1)〜(pN)をラッチして、ハイレベルの位置信号が(pi)であったとき、原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(a)及び(b)により決まる点が含まれる区分は区分(i)であることが判別出来る。
【0187】
以上のことから、原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(p1)〜(pN)をラッチして、ハイレベルの位置信号が(pi)であった時、即ち、図17において、判定iがハイレベルであった時の最適同期位置の判定の論理を、Nが偶数、奇数の場合に分けて説明する。Nが偶数の場合、j=[(i+N/2) mod N]として、同期位置jと同期位置(j+1)に対して位相差が(180°−360°/N)と最も大きくなるので、同期位置j、または、同期位置(j+1)を最適同期位置と判定する。Nが奇数の場合は、j=[{i+(N+1)/2} mod N]として、同期位置jに対して位相差が(180°−180°/N)と最も大きくなるので、同期位置jを最適同期位置と判定する。
【0188】
次に、同期位置の設定が(i)で原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(a)及び(b)により決まる点が含まれる区分が(j)であった場合の、同期位置安定度の判断方法について説明する。判定の仕方としては、最適同期位置の判定と同様に、原点検出用信号(f)の立ち上がり時に含まれる区分と同期位置との位相差が大きいほど安定度が高く、位相差が小さいほど安定度が低いものとする。
【0189】
図14より、反時計回り方向と時計回り方向とに、同期位置iから区分(j)までの位相差の最小値を求める。反時計回り方向の値をθ+、時計回り方向の値をθ−とすると、
θ+ =[(j−i)mod N]・360°/N …(式8)
θ− =[(i−j−1)mod N]・360°/N …(式9)
θ+とθ−の内、小さい方をθminとすると、θminが位相余裕度となる。θminの値によって余裕度の判定を行うことができる。
【0190】
位相差θminは段階的な値を取り、Nが偶数の場合、(N/2)段階となる。また、Nが奇数の場合には、[(N+1)/2]段階となる。これらの段階数については、判定レベル分けの仕様に基づき、必要に応じて、隣り合う段階同士をまとめることで段階数を減らすことができる。
【0191】
なお、本実施の形態においては、安定度の判断に際して用いる区分は、最適同期位置の検知に用いる区分と同一である。従って、ここでの説明は省略する。
【0192】
以上のことから、原点検出用信号(f)の検出時に位置信号(p1)〜(pN)をラッチして、ハイレベルの位置信号が(pj)であった時、即ち、図17において、判定iがハイレベルであった時の、現状の同期位置iについての安定度判断の論理について、以下に説明する。
【0193】
(式8)及び(式9)で表されるθ+とθ−の内、小さい方をθminとして、θminの値に応じた位相余裕度の判定を事前に行っておく。この時、θminの値は離散的な値を取り、Nが偶数の場合、(N/2)段階、Nが奇数の場合には、[(N+1)/2]段階となる。iとjの値に基づくレベル判定を安定度判定部107Jで行い、外部へ出力する。なお、安定度判定部107Jからはiとjの値のみを出力して外部で安定度の判断が可能なようにしても構わない。
【0194】
最適同期位置や現状の原点検出位置の安定度についての判定結果を、どのように利用するかについては、上記第1の実施の形態と同様なので、詳細は省略する。
【0195】
[効果]
本実施の形態では、概ね上記第1の実施の形態の効果と同等の効果を得ることができる。
【0196】
本実施の形態特有の効果としては、ゲイン・オフセットの調整や90°位相差信号の位相補正のために、90°位相差信号およびその反転信号の加減算による3〜8相程度の多相信号の生成を行ったり、抵抗分割による位相分割を行う回路においては、判定のための回路がある程度共有できるということが挙げられる。
【0197】
前者の加減算による多相信号の生成も広い意味で位相分割の一部と捕らえることも出来、本実施の形態に適用することが可能である。特に、抵抗分割による位相分割を行う回路では、AB相信号やこれらの反転信号などを重み付けしながら加減算することでAB相の1周期360°をN分割して、(360°/N)位相差間隔のN個の信号の生成を行っている、または、容易に機能追加できる。また、そのN個のアナログ位相差信号と基準信号との交差を検出するコンパレータ回路を既に持っている物が大半である。これらのことから、原点信号の位相同期機能や特定のタイミングにおける位相位置の検知は比較的容易である。さらに、原点信号の位相同期機能や特定のタイミングにおける位相位置の検知において、全ての同期位置候補に対して同一の検出方法を適用し、同様に、全ての区分検出に対して同一の検出方法を適用しているため、多数の同期位置候補と区分の割に回路が簡易化できる。
【0198】
また、位相分割では、通常、数十から数千程度の分割を行うため、多数の同期位置候補と区分を持つことで、きめ細かい最適同期位置の検知と現状の同期位置の安定度判断が行える。
【0199】
以上のことから、本実施の形態の内容は、抵抗分割による位相分割機能を持つ、変位センサの原点検出に容易に適用でき、抵抗分割による位相分割のメリットである、IC化による小型化と低コスト化のメリットを享受できる。
【0200】
(第3の実施の形態)
[構成]
図18は、本発明の変位センサの第3の実施の形態によるエンコーダの主要部の構成を示す図である。但し、信号処理回路部を除き、位置信号と原点検出用信号とが得られるものであれば、この構成に限定されないことは勿論である。
【0201】
図18に示すように、この第3の実施の形態による光学式のエンコーダは、LED等の発光部1と該発光部1からのビーム光を平行光にするための光学素子2とを組み合わせた光源部10と、該光源部10からの平行光が順次に照射されるインデックススケール3及びスケール4と、該スケール4から見て光源部10の反対側に配置された光検出器5と、該光検出器5からの信号を処理してエンコーダ信号として出力する信号処理回路部6からなる。
【0202】
このような構成において、インデックススケール3、スケール4、光検出器5のうち、位置検出用に用いられるのは、インデックススケール3に形成されているスリット3aと、スケール4に形成されているスリット4aと、光検出器5に形成されている光検出部5aとの組合せである。また、原点検出用に用いられるのはインデックススケール3に形成されているスリット3bと、スケール4に形成されているスリット4bと、光検出器5に形成されている光検出部5bとの組合せである。
【0203】
ステージやモータなどの位置検出を行う対象物において、上記光源部10とインデックススケール3と光検出器5との組合せは、可動部と固定部のどちらか一方に取り付けられる。また、スケール4は、可動部と固定部のどちらか他方に取り付けられる。
【0204】
そして、本実施の形態では、スケール4と光検出器5とにおいて、原点検出用のスリット4bと光検出部5bとが、それぞれ、3個ずつ設けられている。これら3個の光検出部5bでの各検出信号は、3つとも同様の波形パターンを有し、位相差は、以下の式を満足する。
【0205】
位相差α=[位置信号の1周期]×(i+1/N) …(式10)
ただし、iは整数の定数であり、Nは原点検出用信号の数を表す。本実施の形態においては、N=3となる。
【0206】
なお、本実施の形態では光学式のエンコーダを挙げているが、磁気式など他のタイプを含めて、式10を満足する位相差の複数の原点検出用信号が得られれば、どのような構成であっても良い。
【0207】
図19は、本実施の形態によるエンコーダの信号処理回路部6の構成を示すブロック図である。即ち、この信号処理回路部6は、アナログ位置信号(a)及び(b)をデジタル位置信号(c)及び(d)に変換するための2値化回路101と、原点検出用信号(e1),(e2),及び(e3)を所定のスライスレベルで2値化してデジタル原点検出用信号(f1),(f2),及び(f3)に変換する2値化回路102と、この2値化回路102からのデジタル原点検出用信号(f1),(f2),及び(f3)の内の1つを選択して原点信号(g)として発生させる選択回路105と、この選択回路105における選択候補を切り替えるスイッチ104と、最適同期位置を検知する判定回路107と、この判定回路107による最適同期位置判定結果を表示する表示器108とからなる。
【0208】
式10では、原点信号と位置検出信号との同期の位相タイミングを複数用意するために1/Nずつ位相がずれているが、同期の位相タイミングを合わせたい場合には、位相差が以下のようになるよう、原点検出用のスリット4bの位置を設定すれば良い。
【0209】
位相差α=[位置信号の1周期]×i …(式11)
ただし、iは整数の定数である。
【0210】
さらに、位相差ではなく、間隔や特定の原点位置を設けたい場合には、以下のように原点検出用のスリット4bと光検出部5bの間隔a、または、間隔aj(j=1,…,N、本実施の形態ではN=3)を設定すれば良い。
【0211】
間隔a=L …(式12)
間隔aj=Lj …(式13)
ただし、L及びLjは定数である。
【0212】
式10や式11の場合には、原点検出用信号の検出位置での位置検出用信号の位相が正確に決められるよう構成されており、式12や式13の場合には、原点信号発生位置が位置検出信号に正確に同期している必要は必ずしも無く、間隔のみが指定されることになる。
【0213】
[作用]
図20乃至図22は、図19の信号処理回路部6によって、図18に示したような光検出器5からの入力が処理されている様子を示すタイムチャートである。特に、図20は式10に、図21は式11に、図22は式12に、それぞれ対応するものである。なお、式13固有のタイムチャートは図示していないが、図22は式13の特殊な場合と見なすことができる。なお、図20乃至図23において、横軸は時間を表し、一定速度の変位が生じているときの各信号の変化を示している。
【0214】
即ち、2値化回路101において、変位(スケール4の相対移動)に伴い周期的に変化するエンコーダのアナログ位置信号(a)及び(b)を2値化することによって、デジタル位置信号(c)及び(d)が得られる。また、2値化回路102において、原点検出用信号(e1),(e2),及び(e3)を所定のスライスレベルで2値化することによって、デジタル原点検出用信号(f1),(f2),及び(f3)が得られる。そして、選択回路105において、このデジタル原点検出用信号(f1),(f2),及び(f3)の内の1つをスイッチ104に応じて選択する。図20乃至図22において、デジタル原点検出用信号(f1),(f2),及び(f3)に対応する原点信号(g)の検出状態部分はパルス状の部分の内、ぞれぞれ、実線の部分、細い点線の部分、点線の部分である。
【0215】
なお、本実施の形態では、デジタル原点検出用信号(f)をそのまま原点信号としているが、デジタル原点検出用信号(f)を加工して中間点でシャープな原点信号を出したり、さらには、式10乃至式13の条件を満たす範囲において、各原点検出用信号(e)からデジタル原点検出用信号(f)を作り出す方法を個別に設定しても良い。
【0216】
ここで、位置信号(a)及び(c)と位置信号(b)及び(d)とは90°の位相差を持つ。なお、アナログ信号である位置信号(a)及び(b)と原点検出用信号(e1),(e2),及び(e3)は、デジタル信号である位置信号(c)及び(d)と原点検出用信号(f1),(f2),及び(f3)を作り出せれば、どのようなタイプの信号でも構わない。また、検出系からの入力がデジタル信号のみで、アナログ信号を含まなくても構わない。また、位置信号をデジタル化する際にはさらに位相分割により分解能を向上させたものとしても構わない。
【0217】
位置検出は、デジタル位置信号(c)及び(d)を図示しないカウンタに入力することで行う。そして、原点信号(g)が発生したときに、カウンタをリセットすることによって、位置検出の原点出しが可能となる。
【0218】
次に、図23の(A)及び(B)に示すように、位置信号(a)と(b)の描くリサージュ円と縦軸+側との交点を原点検出の目標位相とし、図において右回りを原点検出方向としたときの判定回路107の処理内容を説明する。図において、右回りを原点検出方向とし、図示された目標位相を検出するには、位置信号(d)がハイレベルとなる位置信号(c)の立ち上がりを検出すれば良い。
【0219】
判定回路107では、原点検出用信号(f1),(f2),または(f3)を検知した時点での位置検出信号の位相と目標位相との位相差が最も小さい原点検出用信号を最適と見なして出力する。さらに、現状の原点位置の設定について、目標位相と実際の検出位相との差より、現状の安定度を判断して出力する。これらの最適同期位置と現状の原点検出の安定度の判定結果は、表示器108へ、または、電気信号として外部へ出力される。なお、表示器108は、結果が示せるものであれば、どのようなタイプの物でも良いが、例えば、各原点検出用信号を表す3つLEDの内、最適なものを原点検出時に点灯するものや、現状の原点検出の安定度を2色点灯可能なLEDの表示色で表示することなどができる。
【0220】
ここで、具体的な判定方法を図20と図23の(A)及び(B)を参照して説明する。図23の(A)及び(B)は式10に対応し、図中の(f1),(f2),及び(f3)の3点は、原点検出用信号(f1),(f2),及び(f3)が検出された瞬間の位置信号(a)及び(b)の位置を示している。
【0221】
図20の位置信号(a),(b),(c),及び(d)においては、位置信号(b)及び(d)の方が位置信号(a)及び(c)に対して位相が90°進んでいる。これらを、図23の(A)及び(B)を用いて説明する。図20の位置信号(a)及び(b)の信号レベルの組合せを2次元のグラフに表すと図23の(A)及び(B)の円周上を右回りに動くことになる。ここで、位置信号(a)のレベルがマイナスからプラスになる、即ち、位置信号(c)の立ち上がりは、図23の(A)及び(B)中矢印で示した縦軸と円の交点の内、位置信号(b)がプラス側である上方の点となる。この点から最も近い原点検出用信号検出時の位置が、系の変動に対して最も安定であり、最適な候補と言える。また、現状の原点の設定において、原点検出用信号検出時の位置が目標位相に近ければ原点検出が安定と見なせる。
【0222】
原点検出用信号が検出された際の位置信号(d)のレベルがハイレベル、即ち、原点検出用信号検出時の位置が円周上で上半分に存在すれば、少なくとも位相差が90°以内であり、安定である。各原点検出用信号の位相差は、既知であり、ほぼ120°である。従って、原点検出用信号が検出された際の位置信号(d)のレベルがハイレベルになる原点検出用信号は1つ、または、2つである。
【0223】
図23の(A)の例のように、条件を満たす原点検出用信号が1つならば、それを最適な検出信号と判定すれば良い。
【0224】
これに対して、図23の(B)の例のように、条件を満たす原点検出用信号が2つならば、両方を安定と見なしても良い。ここで、2つの中からさらに1つに絞るのであれば、以下のようにする。即ち、図23の(B)の例では、位置信号(d)のレベルがローレベルになる原点検出用信号が(f2)唯1つとなる。各原点検出用信号の位相差は既知でほぼ120°であるから、対応する点(f2)での位置信号(a)(即ち位置信号(c))のレベル(ハイレベル)と同じレベルを持つ点(f3)に対応する原点検出用信号(f3)が最も安定な原点検出用信号として判定できる。
【0225】
判定について式10を例に説明したが、他の式に対応する原点検出信号を持つ原点検出系について説明する。
【0226】
式11の場合においては、図23の(A)及び(B)において(f1),(f2),及び(f3)の3点がほぼ同一点に重なることになる。この場合、どれが最適という判断を行うことはできない。安定性については、目標位置から外れているかの安定性については式10と同様に判断できる。
【0227】
式12及び式13についても、原点検出位置での位置信号の位相についての指定があれば、式10のような最適位置や安定度の判定が行える。また、原点検出時での位置信号の位相の指定がない場合でも、それぞれの検出位置に応じたシステムの目的が想定されるので、その目的に応じた最適位置や安定度の判定を行うことは可能である。
【0228】
例えば、限定された可動範囲での使用に用いられ、しかもその可動範囲が使用目的や時間によって変化する場合には、その可動範囲内にある原点検出信号のみ原点検出に用いることが可能となる。また、複数の原点検出信号がその可動範囲内で検出可能な場合にも、原点位置が可動範囲の座標系のマイナス側の端にあるべきとか、中央にあるべきといったシステムの使用条件などに応じて最適な原点検出位置が存在する。同様に、現状の原点位置の安定度も判定すべき状況が存在する。このような場合、可動範囲などシステム使用条件などの情報、または、その情報に対応するコードを判定回路にスイッチや外部入力信号として与えることで判定が可能となる。
【0229】
[効果]
本実施の形態によれば、複数の原点検出用信号の中から1つを選択することで、位置信号との位相差を3つの候補の中から選択することも可能である。従って、位置信号の所望の位相に同期して原点信号を出力することが可能である。しかも、原点信号の位置信号への同期をとるに当たり、複数の原点検出用信号の内、どれが最良かを判断する判定回路107を有しており、実際にエンコーダを装置に取り付けた状態で最良の同期位置を選ぶことができる。これにより、変動などに対する安定性を向上させることが可能となっている。このことにより、位置信号に同期させた原点検出の安定性が増すと共に、エンコーダの取付け時のヘッドとスケールの取付け角度やギャップ等といった相対位置や姿勢のばらつきの影響を事前に考慮する必要が無くなる。即ち、位置信号と原点信号の位相差を厳密に設計や製作において設定して加工する必要がないため、製作コストや組立調整の時間短縮につながると共に、設計や製作上の制約が減ることによって機能上の自由度が上がり得る利点がある。
【0230】
さらに、本実施の形態によれば、複数の原点検出用信号の中から1つを選択することで原点位置の選択が可能である。さらに、式10と式11に挙げる原点検出部の配置によっては、位置信号との同期位相をも指定することが可能である。さらに、本実施の形態の式10においては、120°間隔の位相差を設けているが、原点検出用信号発生部の数Nを適切に選ぶことで、原点検出用信号の位相差(360°/N)を所望の値にすることが可能である。
【0231】
本実施の形態では、複数の原点信号発生位置候補があり、各原点信号発生位置候補には、物理的に、少なくとも一部が、独立した検出系が構成され、原点信号発生位置候補の間隔を変化させることが設計上可能である。このため、使用条件などに応じて原点位置を変え、離れた別の場所に動かしたいというニーズには有効である。
【0232】
以上、実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【0233】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、信号ノイズやふらつき、さらに光源の安定性、発光素子及び受光素子の温度特性などの不安定要素が発生しても、安定して原点位置の検出が可能となるので、変位センサ、その中でも特に、変位検出に用いられるエンコーダにおいて、AB相に同期した原点検出が安定して行える安価な変位センサ、並びに、そのような変位センサの、最適な原点位置候補の検知方法、及び、原点検出の安定度判断方法を提供することができる。
【0234】
また特に、本発明によれば、現状の原点位置候補の安定度判定回路が実装されているため、その判定結果に基づき原点位置の切り替えや原点検出機構の取り付け調整の必要性が判断でき、その結果として常に安定した原点検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態によるエンコーダの信号処理回路部の構成を示すブロック図である。
【図2】 (A)は原点信号発生位置候補とアナログ位置信号(a)及び(b)のリサージュ図形の区分とを示す図、(B)は原点信号発生位置候補とアナログ位置信号(a)及び(b)のリサージュ図形の別の区分とを示す図であり、(C)は原点信号発生位置候補とアナログ位置信号(a)及び(b)のリサージュ図形のさらに別の区分とを示す図である。
【図3】 (A)は第1の実施の形態によるエンコーダの信号処理回路部における同期回路の構成を示す図、(B)は(A)の回路の具体的な構成を示す図であり、(C)は(A)の回路の具体的な別の構成を示す図である。
【図4】 (A)は図3の(A)の回路の具体的なさらに別の構成を示す図であり、(B)は図3の(A)の回路の具体的な他の構成を示す図である。
【図5】 図3の(A)の回路の具体的なさらに他の構成を示す図である。
【図6】 第1の実施の形態によるエンコーダの信号処理回路部における判定回路の具体的な構成を示す図である。
【図7】 第1の実施の形態によるエンコーダの信号処理回路部における判定回路の具体的な別の構成を示す図である。
【図8】 第1の実施の形態によるエンコーダの信号処理回路部における判定回路の具体的なさらに別の構成を示す図である。
【図9】 図1の信号処理回路によって、リサージュ円上で反時計回りとなる方向に変位した際の光検出器からの入力が処理されている様子を示すタイムチャートである。
【図10】 図1の信号処理回路によって、リサージュ円上で時計回りとなる方向に変位した際の光検出器からの入力が処理されている様子を示すタイムチャートである。
【図11】 (A)は最適同期位置の検知フローを示す図であり、(B)は最適同期位置の検知フローの別の例を示す図である。
【図12】 (A)は現状の同期位置の安定度判断フローを示す図であり、(B)は現状の同期位置の安定度判断フローの別の例を示す図である。
【図13】 本発明の第2の実施の形態によるエンコーダの信号処理回路部の構成を示すブロック図である。
【図14】 原点信号発生位置候補とアナログ位置信号(a)及び(b)のリサージュ図形の区分とを示す図である。
【図15】 第2の実施の形態によるエンコーダの信号処理回路部における位置信号の2値化回路の構成を示す図である。
【図16】 (A)は第2の実施の形態によるエンコーダの信号処理回路部における同期回路の構成を示す図であり、(B)は(A)の回路の具体的な構成を示す図である。
【図17】 第2の実施の形態によるエンコーダの信号処理回路部における判定回路の構成を示す図である。
【図18】 本発明の第3の実施の形態によるエンコーダの主要部の構成を示す図である。
【図19】 第3の実施の形態によるエンコーダの信号処理回路部の構成を示すブロック図である。
【図20】 第3の実施の形態によるエンコーダの信号処理回路部によって光検出器からの入力が処理されている様子を示すタイムチャートである。
【図21】 第3の実施の形態によるエンコーダの信号処理回路部によって光検出器からの入力が処理されている様子を示すタイムチャートである。
【図22】 第3の実施の形態によるエンコーダの信号処理回路部によって光検出器からの入力が処理されている様子を示すタイムチャートである。
【図23】 (A)及び(B)はそれぞれ位置信号(a),(b)と原点検出用信号(f1),(f2),(f3)との関係を説明するため、位置信号(a),(b)の信号レベルの組合せを2次元のグラフに表した図である。
【図24】 従来の技術による光学式のエンコーダの主要部の構成を示す図である。
【図25】 特開平8−261795号公報に示されている従来のエンコーダの構成を示す図である。
【符号の説明】
1…発光部、 2…光学素子、 3…インデックススケール、 3a,3b,4a4b…スリット、 4…スケール、 5…光検出器、 5a,5b…光検出部、 6…信号処理回路部、 10…光源部、 101,102…2値化回路、 101a1〜101aN,107h,107i…コンパレータ、 101b1〜101bN…XOR回路、 101c1〜101cN,103m3,103m3a,103m3b,103m6,103m7,103n3,107n,107o,107q,107s,107t〜107x,107z,107B,107C,107F〜107I…AND回路、 103…同期回路、 103m…ラッチされた原点検出信号(f)がハイレベルになった後、設定された同期位置にあることを検出する検出回路、 103m1,103m1a,103m1b,103m2,103m2a,103m2b,103n1,103n2…フリップフロップ、 103m4,103m8,107p,107r,107y,107A,107D,107E…NOT回路、 103m5…OR回路、 103n…ラッチされた原点検出信号(f)がハイレベルで、設定された同期位置にあることを検出する検出回路、 104…スイッチ、 105…選択回路、 106,107m…ラッチ回路、 107…判定回路、 107g…反転回路、 107J…安定度判定部、 108…表示器、 110…位相分割回路、 111…パルス発生回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a displacement sensor used for displacement detection, and more particularly to an encoder having an origin detection function.
[0002]
The present invention also relates to an optimal origin position candidate detection method and origin detection stability determination method for such a displacement sensor.
[0003]
[Prior art]
As a general example of a conventional encoder, an optical encoder is known.
[0004]
That is, as shown in FIG. 24, the optical encoder includes a
[0005]
In such a configuration, among the
[0006]
In an object for position detection such as a stage and a motor, the combination of the
[0007]
Also, the general encoder output signal includes a sine wave signal having a phase difference of 90 ° or a pulse (rectangular wave) signal that is output in accordance with displacement of a movable part such as a device, and a B phase signal. Signal, and a Z-phase signal (origin signal) output when the reference position of the movable part is detected.
[0008]
If the absolute position of the movable part is unknown when the apparatus is turned on or the position information is cleared, accurate position information can be obtained by detecting the origin. Of the encoders, linear encoders that perform linear position detection often place an origin detection pattern near one end of a linear scale. In a rotary encoder that detects rotational motion, an origin detection pattern is usually arranged at one place on a disk-like scale. Then, the movable portion is moved to detect the origin detection pattern of the scale, and the origin signal is output in synchronization with the AB phase signal as necessary.
[0009]
For example, in
[0010]
That is, in FIG. 25, a collimator lens 32 that converts light from the light source 31 into parallel light and a
[0011]
In addition, the index scale 36 fixed to a moving body or a fixed body that moves relative to the
[0012]
Further, on the opposite side to the light source side of the index scale 36, on the opposite side, the
[0013]
In the encoder disclosed in
[0014]
On the other hand,
[0015]
Furthermore,
[0016]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-261895
[0017]
[Patent Document 2]
JP 7-4991 A
[0018]
[Patent Document 3]
JP-A-7-203661
[0019]
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-83771
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, as the resolution and accuracy of encoders have increased, there has been an increasing demand for the accuracy of the origin signal, and the same resolution and accuracy as the AB phase signal has been demanded. It has been raised as a request to output in synchronization with the AB phase signal. That is, an origin signal with high detection accuracy and good reproducibility is required. Accordingly, encoders are required to suppress deterioration in origin detection accuracy and detection timing shift due to unstable elements as a system.
[0021]
Instability factors include signal noise and fluctuations, and with optical encoders, the stability of the light source, the temperature characteristics and variations of the light emitting and receiving elements, the backlash of the stage, changes in the gap and mounting angle over time, etc. There are head and scale arrangements and posture fluctuations when detecting the origin of the stage to be incorporated.
[0022]
In particular, when the origin detection is synchronized with the AB phase while the AB phase signal and the Z phase signal are detected by separate optical systems, the detection is performed unless the phases of the A phase or B phase signal and the Z phase signal are accurately synchronized. There is a possibility that the origin is a position shifted by one cycle or more of the AB phase signal due to the timing shift.
[0023]
In the encoder disclosed in
[0024]
In addition, the encoder disclosed in
[0025]
In the encoder disclosed in
[0026]
The encoder disclosed in
[0027]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a displacement sensor, in particular, in an encoder used for displacement detection, an inexpensive displacement sensor capable of stably performing origin detection synchronized with the AB phase, and its It is an object of the present invention to provide an optimal origin position candidate detection method and origin detection stability determination method for such a displacement sensor.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a displacement sensor according to the present invention comprises:
A displacement sensor that detects a displacement amount based on a periodic signal generated according to a displacement of a position or an angle of a moving body, and generates an origin signal when the moving body is in a predetermined range.
There are a plurality of origin signal generation position candidates that generate the origin signal,
A selection unit that selects and switches one generation position candidate from among the plurality of origin signal generation position candidates as an origin signal generation positionWhen,
Among the plurality of origin signal generation position candidates, a determination unit that detects an optimal candidate;
A stability determination unit that determines the stability of the current origin signal generation position;
Comprising
The selection unit can select the origin signal generation position based on the determination result from the determination unit,
The stability determination unit determines the stability of the current origin signal generation position when the optimum origin signal generation position candidate is detected.It is characterized by that.
In order to achieve the above object, the displacement sensor according to the present invention is
A displacement sensor that detects a displacement amount based on a periodic signal generated according to a displacement of a position or an angle of a moving body, and generates an origin signal when the moving body is in a predetermined range.
There are a plurality of origin signal generation position candidates that generate the origin signal,
A selection unit that selects and switches one generation position candidate from among the plurality of origin signal generation position candidates as an origin signal generation position;
The plurality of origin signal generation position candidates correspond to a plurality of phases of the periodic signal,
The selection unit can switch one of the plurality of phases as the origin signal generation position,
The periodic signal is two periodic signals having a phase difference of approximately 90 ° with each other in the same period,
Taking one output of the two periodic signals in the horizontal axis direction of the two-dimensional orthogonal coordinate system and the other output in the vertical axis direction, the value of each coordinate force at the intersection of the horizontal axis and the vertical axis is A waveform that takes a coordinate system so as to coincide with the amplitude center value of each output of the two periodic signals, and a point determined by the output of each of the two periodic signals on the coordinate system is drawn as the displacement of the moving body Is a Lissajous waveform of the above two periodic signals,
When the moving body is in a predetermined range, an origin detection signal that is not necessarily synchronized with the periodic signal is generated,
Among the plurality of sections that can be divided from the Lissajous waveforms of the two periodic signals, a section including a point determined by the two periodic signals can be determined at least when the origin detection signal is generated,
Judgment for detecting an optimum origin signal generation position candidate from among the plurality of origin signal generation position candidates based on the section on the Lissajous waveform where there is a point determined by the two periodic signals when the origin detection signal is generated Further comprising
The selection unit can select the origin signal generation position based on the determination result from the determination unit,
The determination unit determines a phase difference between a phase on the Lissajous waveform where a point determined by the two periodic signals exists when the origin detection signal is generated and each phase of the periodic signal at the origin signal generation position candidate. Is represented by 0 ° to 180 °, the combination of the above-mentioned section and each origin signal generation position candidate is defined as the phase difference between the section and each origin signal generation position candidate. It is characterized in that the origin signal generation position candidate with the largest is determined to be optimal.
[0029]
In order to achieve the above object, the displacement according to the present inventionSensor is,
Generated according to the displacement of the position or angle of the moving bodyCycleDisplacement that generates an origin signal when the amount of displacement is detected based on the signal and the moving object is within the specified rangeSensor,
There are a plurality of origin signal generation position candidates that generate the origin signal,
One generation position candidate is selected as the origin signal generation position from the plurality of origin signal generation position candidates.To switchSelect partComprising
The plurality of origin signal generation position candidates correspond to a plurality of phases of the periodic signal,
The selection unit can switch one of the plurality of phases as the origin signal generation position,
The periodic signal is a plurality of displacement detection periodic signals detected for detecting the displacement amount of the moving body, or a plurality of phase division periodic signals generated when phase-dividing the plurality of displacement detecting periodic signals. A plurality of displacement amount detection signals of three or more consisting of any of the following:
There are the same number of origin signal generation position candidates as the number of displacement amount detection signals,
There is a one-to-one correspondence between the plurality of origin signal generation position candidates and the periodic signal.
The selection unit uses the corresponding displacement amount detection signal for phase detection of the plurality of origin signal generation position candidates.It is characterized by that.
[0030]
Further, in order to achieve the above object, an optimal origin position candidate detection method of the displacement sensor according to the present invention is:
The amount of displacement is detected based on a periodic signal generated according to the displacement of the position or angle of the moving body, and when the moving body is within a predetermined range, the optimal origin position candidate of the displacement sensor that generates the origin signal Detection method,
The displacement sensor is
When the moving body is in a predetermined range, an origin detection signal is generated,
There are multiple origin signal generation position candidates at the origin signal generation position where the origin signal is generated,
A selection unit that selects one generation position candidate from among the plurality of generation position candidates as an origin signal generation position, and an optimal generation position candidate among the plurality of origin signal generation position candidates is selected when an origin detection signal is generated. A determination unit for detecting,
In the method of detecting an optimal origin position candidate of the displacement sensor, the selection unit is capable of selecting an origin signal generation position based on the determination result of the determination unit.
Detecting the origin detection signal generation;
Detecting an optimum origin position candidate by the determination unit;
Outputting a determination result; and
A step of determining whether the setting reflects the determination result;
Only when it is determined to reflect the setting, the step of switching the setting of the origin position,
It is characterized by having.
[0031]
In order to achieve the above object, the displacement sensor according to the present invention is
A displacement sensor that detects an amount of displacement based on a periodic signal generated according to a displacement of a position or an angle of a moving body, and generates an origin signal when the moving body is in a predetermined range,
An origin detection signal generator for generating an origin detection signal that is not necessarily synchronized with the periodic signal when the moving body is in a predetermined range;
A stability determination unit that determines the stability of the current origin signal generation position based on the phase margin between the generation of the origin detection signal and the periodic signal at the origin signal generation position;
It is characterized by comprising.
[0032]
In order to achieve the above object, the stability determination method for detecting the origin of the displacement sensor according to the present invention includes:
Displacement that generates an origin signal when the amount of displacement is detected based on a periodic signal that is generated according to the displacement of the position or angle of the moving body, and the moving body is at the origin signal generation position at a predetermined position or angle It is a method for judging the stability of sensor origin detection,
The displacement sensor is
When the moving body is in a predetermined range, an origin detection signal is generated,
It has a stability determination unit that determines the stability of the current origin signal generation position based on the phase margin between the generation of the origin detection signal and the periodic signal at the origin signal generation position. In the method for determining the stability of the origin detection of the displacement sensor,
Detecting the origin detection signal generation;
Determining the stability of the current origin position by the stability determination unit;
Outputting the determination result;
It is characterized by having.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each of the following embodiments, a linear encoder that performs linear position detection will be described as an example of the displacement sensor. However, the present invention is not limited to such a linear encoder, and rotational movement is performed. Needless to say, the present invention can be applied to a displacement sensor for detecting various mechanical displacements such as a rotary encoder for detection.
[0034]
(First embodiment)
[Constitution]
The configuration of the main part of the encoder according to the first embodiment of the displacement sensor of the present invention is not particularly limited as long as a position signal (position detection signal) and an origin detection signal can be obtained except for the signal processing circuit section. , Not limited.
[0035]
For example, a general configuration such as a configuration using an optical encoder as shown in FIG. 24 can be applied. In the example of FIG. 24, an optical encoder is used, but other types of encoders and displacement sensors such as a magnetic type and an electrostatic type may be used as long as they have a position signal and an origin signal corresponding to the amount of displacement. Good.
[0036]
That is, as shown in FIG. 24, this optical encoder includes a
[0037]
In such a configuration, among the
[0038]
In an object for position detection such as a stage and a motor, the combination of the
[0039]
Here, signals (A (+), A (−), B (+), B (−)) whose phases are different from each other by 90 ° corresponding to the movement of the
[0040]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the signal
[0041]
In the present embodiment, a reference signal (j) is further given. The reference signal (j) is a reference signal that is the amplitude center level of the position signal (a) and the position signal (b), and is used in the
[0042]
In the
[0043]
Here, classification of the Lissajous figure of the origin signal generation position candidate and the analog position signals (a) and (b) will be described with reference to (A) to (C) of FIG. 2A to 2C show different configurations, both can correspond to the circuit configuration shown in FIG. 1 and are shown in parallel.
[0044]
In FIG. 2A, the origin signal generation position candidate has two phases, ie, two intersections of the vertical axis and the Lissajous circle, and is 180 ° relative to the period of the position signals (a) and (b). There is a phase difference. Here, the vertical axis − side is the
[0045]
In FIG. 2B, the phase of the origin signal generation position candidate is two points of intersection of the vertical axis and the Lissajous circle, and 180 when viewed with reference to the position signals (a) and (b). There is a phase difference of °. Here, the vertical axis − side is the
[0046]
In FIG. 2C, the phase of the origin signal generation position candidate is four of the four intersections of the two axes of the vertical and horizontal axes and the Lissajous circle, and the position signals (a) and (b) As a reference, they are lined up with a phase difference of 90 °. Here, the vertical axis − side is the
[0047]
Va = Vb (Formula 1)
Va + Vb = 2Vref (Formula 2)
Further, for the phase stability determination of the currently designated origin detection position candidate, the Lissajous circle is divided by a total of four straight lines including the two straight lines represented by the
[0048]
Regarding the setting of a plurality of synchronization position candidates in the examples of FIGS. 2A to 2C, the Lissajous waveform of two periodic signals having a phase difference of 90 ° is divided into two sections by an arbitrary straight line passing through the amplitude center. When divided into two, each section is set to include one or more phases of origin signal generation position candidates. In such a setting, there is always a synchronization position candidate having a phase margin of ± 90 ° or more from the position when an arbitrary origin detection signal is generated.
[0049]
Further, the
[0050]
In the specific example shown in FIG. 3B, the flip-flop 103m1 constituting the origin detection signal detection circuit that outputs the value of the latched origin detection signal (f) at the rise of the position signal (c), The latched origin detection signal (f) is high by the flip-flop 103m2 constituting the direction discrimination circuit that detects the counterclockwise displacement on the Lissajous circle and the AND circuit 103m3 that takes the logical product of these outputs. After reaching the level, the
[Expression 1]
The output is input to the AND circuit 103m3.
[0051]
In the specific example shown in FIG. 3C, a flip-flop constituting an origin detection signal detection circuit that outputs the value of the latched origin detection signal (f) when the position signal (c) falls. 103m1 and NOT circuit 103m4, a flip-flop 103m2 that forms a direction discriminating circuit that detects a clockwise displacement on the Lissajous circle, and an AND circuit 103m3 that takes the logical product of these outputs, and latched origin detection After the signal (f) becomes high level, the
[0052]
In the specific example shown in FIG. 4A, the logical sum of the outputs of FIGS. 3B and 3C is taken by an OR circuit. That is, the origin detection signal (f) latched by the
[0053]
In the specific example shown in FIG. 4B, the flip-flop 103m1 constituting the origin detection signal detection circuit that outputs the value of the latched origin detection signal (f) when the position signal (c) falls. And a NOT circuit 103m4, a flip-flop 103m2 constituting a direction discriminating circuit that detects a counterclockwise displacement on the Lissajous circle, and an AND circuit 103m3 that takes the logical product of these outputs, and latched origin detection signal After (f) becomes a high level, the
[0054]
In the specific example shown in FIG. 5, the position signal (c) for defining the configuration of FIG. 3B and the width of the origin signal of FIG. ) Is at the low level, the output is high, and the origin detection signal latched by the AND circuit 103m7 that takes the logical product of the output of the AND circuit 103m6 and the output of FIG. After (f) becomes a high level, the
[0055]
The
[0056]
In the specific example shown in FIG. 6, the
[0057]
In the specific example shown in FIG. 9, the
[0058]
In the specific example shown in FIG. 8, a
[Expression 2]
Inverting
[0059]
The current origin position designation status and determination result are stored in the signal
[0060]
[Action]
The processing when the signal
[0061]
Digital position detection signals (c) and (d) are obtained by digitizing the analog position detection signals (a) and (b) of the encoder that periodically change with displacement (relative movement of the scale 4) by the binarization circuit 101. ) Is obtained. Further, the
[0062]
Then, in the region where the latch signal (i) is at a high level, the origin signal can be obtained by selecting one of the following two detection methods. Note that the origin detection direction is indicated by the arrows when the point determined by (Va, Vb) on the Lissajous circle in FIGS. 2A to 2C is counterclockwise, that is, the origin detection direction and the arrow. Detect only when moving in the direction.
[0063]
In the first method, after the latch signal (i) is generated, the high level is set in synchronization with the first rise of the position signal (a) or (c), and the level signal (b) or (d) is synchronized with the level change. The origin signal (g) is obtained by setting the signal to the low level. Here, the level change of the position signals (a) and (b), which are analog signals, refers to a level change from the bottom to the top or the top to the bottom of the level of the reference signal (j). In the second method, after the latch signal (i) is generated, the high level is set in synchronization with the first fall of the position signal (a) or (c), and the level signal (b) or (d) is synchronized with the level change. The origin signal (h) is obtained by setting the signal to a low level. One of these two is selected and output as the origin signal (g) or (h). This selection is performed by the
[0064]
Here, the generation of the rising portion of the first origin signal (g) will be described in detail with reference to (A) and (B) of FIG.
[0065]
The
[0066]
FIG. 3B is for detecting the origin when displaced in the counterclockwise direction on the Lissajous circle. First, the direction determination will be described. The position signal (d) is input to the data D of the flip-flop 103m2, and the position signal (c) is input to the clock CLK. As a result, the signal output from the Q-bar output of the flip-flop 103m2 is updated as an inverted signal of the position signal (d) every time the position signal (c) rises. Therefore, only when the position signal (d) is at the low level when the position signal (c) rises, the Q-bar output of the flip-flop 103m2 is at the high level, so that the direction can be determined. For detection of the origin detection signal, the latch signal (i) is input to the data D of the flip-flop 103m1, and the position signal (c) is input to the clock CLK. As a result, the signal output from the Q output of the flip-flop 103m1 is updated as the latch signal (i) every time the position signal (c) rises. As a result, it is possible to output the origin detection signal synchronized with the rising timing of the position signal (c) after the origin detection signal is detected. Then, an AND circuit 103m3 obtains the logical product of these direction determination signals and the origin detection signal synchronized with each other, so that the origin signal (g) shown in FIG. 9 can be generated with a predetermined detection direction and timing. It becomes.
[0067]
On the other hand, in the case of displacement in the reverse direction, the origin signal (g) is not detected as shown by the signal (g) in FIG.
[0068]
The generation of the rising portion of the second origin signal (h) will be described with reference to FIG. 3B, with respect to the detection of the origin detection signal, the rising edge of the signal obtained by inverting the position signal (c) by the NOT circuit 103m4 is detected by the flip-flop 103m1. Since detection is performed in the same movement direction, the origin detection signal (h) shown in FIG. 9 can be generated at the
[0069]
On the other hand, when displaced in the opposite direction, the origin signal (h) is not detected as shown in FIG.
[0070]
In addition, the case where the moving direction at the time of origin detection is changed and the case where the detection is performed in both directions will be described with reference to FIG. 3C and FIG.
[0071]
In (C) of FIG. 3, the origin is detected when it is displaced in the clockwise direction on the Lissajous circle, contrary to (B) of FIG. For the direction discrimination, the same flip-flop 103m2 as that in the specific example of FIG. 3B is used. However, by taking the Q output as an output, the reverse direction can be detected. Regarding the detection of the origin detection signal, the position signal (c) at the
[0072]
In the specific example of FIG. 4A, an OR circuit 103m5 takes the logical sum of the output of the specific example of FIG. 3B and the output of the specific example of FIG. This is effective when detecting the origin in both forward and reverse directions. As a result, the origin signal shown in (g) of FIG. 9 and (g ′) of FIG. 10 can be detected.
[0073]
Further, a condition for outputting an origin signal having a predetermined signal width is added. In this embodiment, the rise from the rise of the position signal (c) to the rise of the position signal (d) is detected. The rising edge of the position signal (c) is an important point. On the other hand, the detection width may be specified at a predetermined time, may be specified by the amount of displacement of the measurement object, or the width itself may be arbitrarily specified. For example, the minimum detection width of the encoder may be used. In this specific example, after the direction is specified, a condition corresponding to the amount of displacement from the rising edge of the position signal (c) to the rising edge of the position signal (d) is provided. This is equivalent to the position signal (c) being at a high level and the position signal (d) being at a low level, and this condition is added.
[0074]
In the specific example of FIG. 5, in order to obtain an origin signal having a predetermined width, a signal that becomes high when the position signal (c) is at a high level and the position signal (d) is at a low level; The AND circuit 103m7 takes a logical product with the origin signal of (B). As a result, the origin signal (g) can be generated only during a quarter period. Further, in the circuit configuration of FIG. 5, since a plurality of origin signals may be generated, after the origin signal is detected, the reset signal (not shown) in the circuit and the position of the latch circuit and position of the rising edge of the origin detection signal (f) It is necessary to reset the output Q to a low level by resetting the flip-flop 103m1 functioning as a synchronization detection circuit for the signal (c).
[0075]
In FIGS. 3B to 5, when the moving body is moving in a predetermined origin detection direction, this is detected by the direction discrimination circuit and the origin signal is not output. However, in the example of FIG. 4A, since bidirectional detection is possible, the origin detection in the opposite direction is possible.
[0076]
If an origin detection signal is generated and the direction is reversed after the signal is latched, there is a possibility that erroneous detection is performed in the origin detection. When the moving body does not move in a predetermined direction, it is possible to prevent such erroneous detection by resetting the latched origin detection signal.
[0077]
A specific example will be described with reference to FIG. When the moving body moves in a direction different from the direction of origin detection, the Q bar signal of the direction determining flip-flop 103m2 becomes low level, and the Q signal becomes high level. The Q signal or Q bar signal of the direction determination flip-flop 103m2 is inverted as necessary, and connected to a reset terminal (not shown) of the origin detection signal detection flip-flop 103m1. Thereby, when the moving body moves in a direction different from the direction of origin detection, the Q signal of the flip-flop 103m1 for signal detection for origin detection is reset, and the sequence of origin detection is temporarily stopped. The same measures can be taken in other examples.
[0078]
By appropriately designing the
[0079]
The position signals (a) and (c) and the position signals (b) and (d) have a phase difference of 90 °. Further, the position detection signals (a) and (b) which are analog signals and the origin detection signal (e) are the position detection signals (c) and (d) which are digital signals and the origin detection signal (f). Any type of signal can be used as long as the signal can be created. Further, the input from the detection system may be only a digital signal and may not include an analog signal. Further, when the position detection signal is digitized, the resolution may be further improved by phase division.
[0080]
Position detection is performed by inputting digital position detection signals (c) and (d) to a counter. In this case, when the origin signal (g) or (h) is generated, the origin of position detection can be obtained by resetting the counter or setting an appropriate preset value.
[0081]
As described above, in the present embodiment, the origin signal is output in accordance with the first synchronization position after the origin detection signal is detected. Therefore, all the synchronization positions are arranged within one cycle of the periodic signal.
[0082]
Also, depending on the origin detection method, it is possible to store a periodic signal for position detection near the origin and a signal for origin detection, and determine the synchronization position closest to the origin detection signal generation position as the origin. . In this case, the origin position can be accurately obtained by sending the displacement amount based on the determined position as a preset value to the controller or counter. In such an example, when a plurality of origin detection position candidates are arranged, all the detection position candidates are arranged in one cycle before and after the origin detection signal is generated.
[0083]
Next, an outline of detection of the synchronization position candidate and the optimum synchronization position will be described with reference to FIGS. The optimum synchronization position candidate is determined depending on which section has the point determined by the position signals (a) and (b) at the time of rising when the origin detection signal (f) is detected. Basically, for a plurality of divisions and a plurality of synchronization position candidates, the phase margins of all the synchronization position candidates are determined step by step for each division, and the synchronization position candidate having the most phase margin is regarded as the optimum. Output. In the present embodiment, the number of sections is 2, the number of synchronization position candidates is 2, and the phase margin is optimal when the phase difference is the largest when the phase difference is expressed from 0 ° to 180 °. As for the phase margin, when the phase difference is expressed from 0 ° to 180 °, a candidate close to 0 ° may be regarded as the optimum, as seen in cases other than real-time processing.
[0084]
The case of FIG. 2A will be described. The synchronization position candidates include a
[0085]
Next, the case of FIG. 2B will be described. The synchronization position candidates include a
[0086]
Further, the case of FIG. 2C will be described. There are four synchronization position candidates from
[0087]
Next, regarding the classification used for determining the optimum synchronization position candidate, the detection of the classification including points determined by the position signals (a) and (b) when the origin detection signal (f) is detected will be described with reference to FIGS. Will be described.
[0088]
In the specific example shown in FIG. 9, the division is performed by the following two determinations.
[0089]
Va> Vref (Formula 3)
Vb> Vref (Formula 4)
Here, when both
[0090]
Further, in the specific example shown in FIG. 6, the division is performed by the determination of (Equation 4). When the
[0091]
In the specific example shown in FIG. 8, the division is performed by the following two determinations.
[0092]
Va> Vb (Formula 5)
Va + Vb> 2Vref (Formula 6)
Here, when both
[0093]
In the present embodiment, Va and Vb are handled with a common amplitude center and amplitude. However, when there is a difference in actual signals, the common amplitude center and amplitude are assumed to be common. When the signal is normalized and applied, or when only the amplitude center value is different between Va and Vb, instead of using the same reference signal Vref, the center value is individually set for Va and Vb. It shall be applied to
[0094]
Next, the determination logic and specific circuit details in the detection of the optimum synchronization position candidate will be described with reference to FIGS.
[0095]
In the specific examples of FIGS. 6 and 9, the
[0096]
In the specific example of FIG. 6, the region where the position signal (d) is at the low level includes the section (O2), and the region where the position signal (d) is at the high level includes the section (O1). Therefore, when the result of determination O1 is obtained, the
[0097]
In the specific example of FIG. 9, the
[0098]
The region where the position signal (d) is at the low level includes divisions (3) and (4), and the region where the position signal (d) is at the high level includes divisions (1) and (2). It is. Therefore, although it is actually divided into four sections, the sections (1) and (2) are combined into one and the sections (3) and (4) are combined into one for determining the optimum synchronization position. Thus, it is efficient if it is determined as two sections. Further, the phase margin for each moving direction can be confirmed by a finer section.
[0099]
Therefore, when the result of
[0100]
The above processing is realized by the circuit of FIG.
[0101]
In the specific example of FIG. 8, the
[0102]
Therefore, when the result of the determination O1 is obtained, the
[0103]
The above processing is realized by the circuit of FIG.
[0104]
Regarding the determination result of the optimum synchronization position candidate, signals such as output from
[0105]
Next, an outline of a method for determining the stability of the currently set synchronization position will be described with reference to FIGS.
[0106]
That is, in the present embodiment, the determination of the synchronization position stability is made depending on which section has the point determined by the position signals (a) and (b) at the rising point when the origin detection signal (f) is detected. I do. As a method of this determination, as in the above-described detection of the optimum synchronization position, the stability is higher as the phase difference between the section included in the origin detection signal (f) and the synchronization position is larger, and the phase difference is smaller. The stability is low.
[0107]
First, the case of FIG. 2A will be described. As for the case where the setting of the synchronization position is the
[0108]
However, if the criteria for determining that the absolute value of the phase difference is large is stable, and there are unique conditions such as when the change in phase difference occurs in one direction, the phase margin is stable according to those conditions. A degree criterion should be used.
[0109]
Further, in the case of FIG. 2B, the sections (S1) to (S4) may be replaced with the sections (1) to (4) in the description of FIG.
[0110]
Next, the case of FIG. 2C will be described. As for the case where the setting of the synchronization position is the
[0111]
Similarly, with respect to the
[0112]
Depending on the purpose, the combination of the first and second stability levels or the combination of the second and third stability levels may be divided into one stability group to provide three stability levels as a whole. Is also possible.
[0113]
Next, regarding the classification used for determining the stability, detection of a classification including a point determined by the position signals (a) and (b) when the origin detection signal (f) is detected will be described. This is basically the same procedure as that in the detection of the optimum synchronization position. This embodiment will be described with reference to FIGS.
[0114]
In the specific examples of FIGS. 6 and 9, the division is performed by the same method as that for detecting the optimum synchronization position in the configuration shown in FIG. That is, if both
[0115]
Further, in the example of FIG. 8, the division is performed by four determinations of
[0116]
Next, with reference to FIG. 6 to FIG. 8, the determination logic and specific circuit details for the current synchronization phase stability determination will be described.
[0117]
In the specific examples of FIGS. 6 and 9, the
[0118]
First, a case where the
[0119]
Next, the case where the
[0120]
The above processing is processed and output by the
[0121]
In the specific example of FIG. 8, the
[0122]
The stability level classification in this example can be divided into a maximum of four levels for a specific synchronization position. Because there are 8 sections, there are 4 sections in the clockwise and counterclockwise directions as viewed from a specific synchronization position, and 4 sections can be obtained by combining the sections in the symmetric positions into one. This is because it is divided into groups. Accordingly, there are four phase margins from the synchronization position: Level 1) 135 ° to 180 °, Level 2) 90 ° to 135 °, Level 3) 45 ° to 90 °, Level 4) 0 ° to 45 °. Divided. Furthermore, these levels can be combined into two or three levels by combining adjacent levels. In the following description, the case where the level is divided into four levels will be described. However, in actual application, two or three levels may be used.
[0123]
First, a case where the
[0124]
Furthermore, it is possible to obtain information on the phase margin in the clockwise direction and the counterclockwise direction by the determination at each synchronization phase.
[0125]
The above processing is performed by the
[0126]
Note that the detection position of the signal obtained by binarizing the origin detection signal is basically different for each detection direction. For this reason, if the moving direction of the moving object does not match the origin detection direction, the judgment result regarding the optimal synchronization position and the stability of the current origin detection position is likely to be meaningless. Can become a source of confusion. Therefore, it may be desirable not to output a determination result when the moving direction of the moving body does not match the origin detection direction.
[0127]
Further, if the moving object is moving in the predetermined origin detection direction, the determination result may be incorrect.
[0128]
In order to deal with the above two problems, a method of not outputting a determination result when the moving direction of the moving body does not coincide with the origin detection direction or when it is reversed halfway will be described with reference to the examples of FIGS. To do.
[0129]
In the configuration of this embodiment, the circuits shown in FIGS. 3B to 5 are used for origin detection. In these circuits, it can be confirmed from the output level of the flip-flop 103m2 constituting the direction determination circuit or the level change that the direction is not a predetermined origin detection direction or inversion in the middle. When the direction is not the predetermined origin detection direction or when it is inverted halfway, the origin detection signal (f) input to the
[0130]
By such a method, the detection of the optimum synchronization position and the current stability determination sequence of the origin position are temporarily stopped or the output is stopped. In addition to the method described here, other methods may be used as long as the above object can be achieved.
[0131]
Next, how to use the determination result about the stability of the optimum synchronization position and the current origin detection position as described above will be described.
[0132]
The determination result is stored in a storage device (not shown) in the
[0133]
The
[0134]
In addition, the timing at which the
[0135]
Switching of the synchronization timing is performed by the
[0136]
In outputting the determination result, an abnormal signal or a warning signal can be generated according to the result. For example, when the optimal synchronization position determination result is different from the current synchronization position, the stability of the current synchronization position is below a certain level, or the recorded stability change satisfies a specific condition The necessity of maintenance can be communicated by an abnormal signal or warning signal.
[0137]
Next, the detection flow of the optimum synchronization position will be described using (A) and (B) of FIG.
[0138]
In the example of FIG. 11A, first, it is detected whether or not an origin detection signal has been generated (step S11). If the generation of the origin detection signal is detected, the
[0139]
In the example of FIG. 11B, first, it is detected whether or not an origin detection signal has been generated (step S11). If the generation of the origin detection signal is detected, the
[0140]
The flow shown in FIGS. 11A and 11B is a flow for detecting the optimum synchronization position. However, the synchronization position may be replaced with the origin detection position to obtain the optimum origin position detection flow.
[0141]
The current synchronization position stability determination flow will be described with reference to FIGS.
[0142]
In the example of FIG. 12A, first, it is detected whether or not an origin detection signal has been generated (step S21). If the generation of the origin detection signal is detected, the
[0143]
In the example of FIG. 12B, first, it is detected whether or not an origin detection signal has been generated (step S21). If the generation of the origin detection signal is detected, the
[0144]
In the example of FIG. 12A, the setting of the synchronization position is switched in step S24. In the example of FIG. 12B, the process ends in step S23, but this is applied to a configuration in which there is no selection means. Including this case, it is possible to replace this step with the step of adjusting the origin detection signal generation timing or the origin detection position, or to add this step.
[0145]
The flow shown in FIGS. 12A and 12B is a flow for determining the stability of the current synchronization phase, but replacing the synchronization position with the origin detection position to determine the stability of the current origin position. It does not matter as the flow.
[0146]
[effect]
According to this embodiment, when synchronizing the origin signal with the position detection signal, it is possible to select the synchronization position according to the position (phase) of the position detection signal when the origin detection signal is detected. . Therefore, the origin detection position that can be caused by unstable factors such as signal noise and wobbling, and the stability of the light source in the optical encoder, temperature characteristics and variations of the light emitting / receiving elements, and deviations from the design of the individual encoder It is possible to select a synchronization position that minimizes the occurrence of deviation.
[0147]
In order to synchronize the origin signal with the position detection signal, it has a determination circuit that determines which of the multiple synchronization positions is the best, and the best synchronization position is determined with the encoder actually attached to the device. You can choose. In the present embodiment, it is possible to improve the stability against fluctuation and the like by selecting the synchronization position with the larger phase margin. This increases the stability of origin detection synchronized with the position signal, and takes into account the effects of variations in relative position and orientation, such as the mounting angle and gap between the head and scale when mounting the encoder, and adjustments. The work of performing can be omitted. In other words, it is not necessary to set and process the phase difference between the position detection signal and the origin signal strictly in design and production, leading to reduction in production cost and assembly adjustment time, and reduction in design and production constraints. There is an advantage that the degree of freedom in function can be increased.
[0148]
For setting multiple synchronization position candidates, when a Lissajous waveform of two periodic signals with a phase difference of 90 ° is divided into two sections along an arbitrary straight line passing through the amplitude center, origin signals are generated in both sections. It is set to include one or more phase candidates. In such a setting, there is always a synchronization position candidate having a phase margin of ± 90 ° or more from the position at the time of generation of an arbitrary origin detection signal. By selecting a synchronization position candidate that satisfies this condition, the synchronization position and the origin are selected. A phase margin of ± 90 ° or more can be provided between the phases when the detection signal is generated, and stable origin detection is possible.
[0149]
Further, since the origin signal generation position candidates are arranged within one cycle of the periodic signal, the position difference between the origin signal generation position candidates can be minimized. This has the effect of minimizing fluctuations in the origin position when the origin position is switched. Similarly, as described in the explanation of the operation, the periodic signal for position detection near the origin and the signal for origin detection are memorized, and the synchronization position closest to the origin detection signal generation position is determined as the origin. In this method, the detection position candidates are arranged within a total of two periods before and after the origin detection signal is generated, and the origin position when the origin position is switched according to the present embodiment. It has the effect of suppressing fluctuations.
[0150]
In the present embodiment, the optimum synchronization position is detected with the largest phase difference between the segment on the Lissajous waveform where two position detection signals having a phase difference of 90 ° exist and the synchronization position candidate when the origin detection signal is generated. This is done by selecting a candidate. Similarly, the determination of the stability of the current synchronization position is based on the magnitude of the phase difference between the segment on the Lissajous waveform where two position detection signals having a phase difference of 90 ° exist when the origin detection signal is generated and the current synchronization position. This is done by dividing the level based on this.
[0151]
By introducing the concept of division, it is no longer necessary to directly calculate the position of the point on the Lissajous waveform where the signal for position detection exists in calculating the phase margin, and the processing is simplified. Yes. As for the number of divisions, two or more numbers such as 2, 4, 8 can be set. Although detailed determination is possible by increasing the number of classifications, it can be a burden in terms of processing capacity, circuit size, and cost. By setting an appropriate section suitable for the system, the origin detection function synchronized with the position detection signal can realize a highly stable, compact and inexpensive encoder.
[0152]
Further, as in the example of the four sections in FIG. 2B, when the phase margin of each section varies depending on the moving direction, the phase variation at the time of detecting the origin detection signal drifts with time. In particular, this is effective when the determination should be made paying attention to the phase margin in one direction. In addition, as shown in FIG. 2C, when the number of sections is increased in the determination of the stability of the current synchronization position rather than the determination of the optimal synchronization position, the details of the change in the phase margin can be confirmed, Furthermore, it is suitable for recording changes over time.
[0153]
Although it has been described that the processing can be simplified by the introduction of the classification, this leads to simplification of the determination, further simplifies the specific circuit configuration and arithmetic processing, and facilitates the implementation. For example, when providing two synchronization positions that are 180 degrees apart and two sections consisting of a 180-degree semicircle, each section may have a phase difference of 90 degrees or more with respect to either synchronization position candidate. Suppose that At this time, a phase difference of 90 ° or more can be obtained by selecting an appropriate synchronization position candidate regardless of the section including the point determined by the position signals (a) and (b) at the time of detecting the origin detection signal. Is obtained. By arranging the two synchronization positions on the vertical axis or the horizontal axis in FIGS. 2B and 2C, the binarization position at the time of detection of the origin detection signal (f) and the synchronization position The optimum synchronization position can be easily detected only by using two sections, two synchronization positions, and a simple determination criterion of selecting synchronization positions having different signal levels, and highly accurate and stable origin detection is possible. Furthermore, this determination criterion can be easily applied to a circuit using a flip-flop, or an FPGA or CPU capable of performing equivalent processing.
[0154]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2B, even when the two sections of the 180 ° semicircle are divided so as to be further subdivided, it is assumed that there are only two sections. By doing so, the same determination process is possible. In addition, the phase margin can be finely confirmed for each moving direction by finely dividing. Even when the number of divisions is 4, the determination of the division can be made easily by using an AND circuit and a NOT circuit, and even when the number of divisions is 8, the division can be easily made by using about one or two comparators, operational amplifiers and resistors. Is possible. Therefore, it is possible to obtain a detailed determination result using a fine division for a simple circuit.
[0155]
Furthermore, the judgment result display section can be realized with several LEDs or a 7-digit number display with several digits, and the stability of the origin detection synchronized with the position signal is reduced although the burden of adding it is light. Securement and stability judgment can be easily realized.
[0156]
In this embodiment, an auxiliary signal generating member for detecting the origin is not provided except for the signal processing circuit unit. Therefore, it is possible to supply a small and inexpensive encoder that can stably detect the origin.
[0157]
In the present embodiment, the origin can be detected only when the displacement is made in a certain direction. As a result, there are advantages such as being less susceptible to the backlash of the movable part and leading to the need to avoid double origin detection at the time of origin detection, making it possible to perform origin detection with high accuracy and ease of use. .
[0158]
Furthermore, the behavior of the system can be confirmed from the determination results that are sequentially stored in the memory over time. For example, in the classification shown in FIG. 2A, the transition from one classification result to the next classification result may occur due to slight fluctuations in the configuration of the movable body or the detection system, and even if it is acceptable. It can be determined that there is a problem if the result fluctuates more than a certain value or a different result is obtained for each measurement. In addition, if the origin position does not need to fluctuate after the origin is found, it is possible to search for the origin at the start-up of the system, for example, and to select the optimum synchronization position every time. Self-adjustment is possible for fluctuations.
[0159]
(Second Embodiment)
[Constitution]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The main configuration of the encoder according to the present embodiment is not particularly limited as long as the position detection signal and the origin detection signal can be obtained except for the signal
[0160]
The configuration of the signal
[0161]
Here, the N sine wave signals (k1) to (kN) are obtained when the sine wave signal (k1) is equal to the position signal (b) and the position signal (b), that is, the sine wave signal (k1) is sin θ. The sine wave signal (ki), where i = 1 to N, is expressed as follows.
[0162]
(Ki) = sin [θ-360 ° / N · (i−1)] (Expression 7)
The N sine wave signals (k1) to (kN) are generated by the
[0163]
The reference signal (j) is a reference signal that is the amplitude center level of the position signal (a) and the position signal (b), and is used in the
[0164]
The division of the Lissajous figure of the origin signal generation position candidate and the analog position signals (a) and (b) will be described with reference to FIG. N positions (phases) of origin signal generation position candidates on the Lissajous circle are (360 ° / N) with respect to the period of the position signals (a) and (b), with the
[0165]
The
[0166]
The
[0167]
In the specific example shown in FIG. 16B, the origin detection signal that outputs the value of the latched origin detection signal (f) at the rise of the position signal (pi) (where i = 1 to N). Latched by the flip-flop 103n1 constituting the detection circuit, the flip-flop 103n2 constituting the direction discrimination circuit for detecting the counterclockwise displacement on the Lissajous circle, and the AND circuit 103n3 taking the logical product of these outputs A
[0168]
The
[0169]
These current origin position designation states and determination results are stored in the signal
[0170]
[Action]
The signal
[0171]
That is, the
[0172]
In a region where the latch signal (i) is at a high level, the
[0173]
In the example of FIG. 16A, the position signals (p1) to (pN) and the latched origin detection signal (f), that is, the latch signal (i) are input, and the origin detection signal (f) This is a circuit for generating an origin signal at a synchronization position set after the high level. Note that the
[0174]
FIG. 16B shows a circuit configuration for detecting the origin when the Lissajous circle is displaced in the counterclockwise direction.
[0175]
First, the direction determination will be described. The position signal (p2) is input to the data D of the flip-flop 103n2, and the position signal (p1) is input to the clock CLK. As a result, the signal output from the Q-bar output of the flip-flop 103n2 is updated as an inverted signal of the position signal (p2) every time the position signal (p1) rises. Therefore, since the Q bar output of the flip-flop 103n2 becomes high level only when the position signal (p2) is low level when the position signal (p1) rises, the direction can be determined.
[0176]
As for the circuit for detecting the origin detection signal, the latch signal (i) is input to the data D of the flip-flop 103n1, and the position signal (pi) is input to the clock CLK. As a result, the signal output from the Q output of the flip-flop 103n1 is updated as the latch signal (i) every time the position signal (pi) rises. As a result, it is possible to output the origin detection signal synchronized with the rising timing of the position signal (pi) after the origin detection signal is detected.
[0177]
Then, the AND circuit 103n3 takes the logical product of these direction determination signals and the origin detection signal synchronized to generate the origin signal (g) shown in FIG. 9 with a predetermined detection direction and timing. It becomes. On the other hand, in the case of displacement in the reverse direction, the origin signal is not detected as shown by the signal (g) in FIG.
[0178]
Position detection is performed by inputting pulse signals (da) and (db) generated by the
[0179]
Next, the detection of the synchronization position candidate and the optimum synchronization position will be described with reference to FIG. The optimum synchronization position is detected depending on which section has the point determined by the position signals (a) and (b) at the time of rising when the origin detection signal (f) is detected.
[0180]
Basically, for a plurality of divisions and a plurality of synchronization position candidates, the phase margins of all the synchronization position candidates are determined step by step for each division, and the synchronization position candidate having the most phase margin is regarded as the optimum. Output. In the present embodiment, the number of sections is 2, the number of synchronization position candidates is 2, and the phase margin is optimal when the phase difference is the largest when the phase difference is expressed from 0 ° to 180 °. As for the phase margin, when the phase difference is expressed from 0 ° to 180 °, a candidate close to 0 ° may be regarded as the optimum, as seen in cases other than real-time processing.
[0181]
In FIG. 17, there are N synchronization position candidates from
[0182]
When N is an even number, j = [(i + N / 2) mod N], and the phase difference between the synchronization position j and the synchronization position (j + 1) is the largest (180 ° -360 ° / N). The position j or the synchronization position (j + 1) is determined as the optimum synchronization position. However, (M mod N) indicates a remainder obtained by dividing M by N, and is a number from 0 to (N−1).
[0183]
When N is an odd number, j = [{i + (N + 1) / 2} mod N], and the phase difference is the largest (180 ° −180 ° / N) with respect to the synchronization position j. j is determined as the optimum synchronization position.
[0184]
Next, with regard to the classification used when detecting the optimum synchronization phase candidate, FIG. 15 and FIG. 17 are used for the detection of the classification including points determined by the position signals (a) and (b) when the origin detection signal (f) is detected. It explains using.
[0185]
In FIG. 15, each position signal (di) is obtained by binarizing the position signal (ki), and repeats a high level and a low level every half cycle. The position signals (d1) to (dN) are signals for each (360 ° / N) phase difference, and the phase is delayed as the number of subscripts increases. Therefore, the XOR circuits 101b1 to 101bN take the exclusive OR of the position signal (di) and the position signal (di + 1), and the AND of the result and the position signal (di) is AND circuits 101c1 to 101cN. Thus, when applied to (Equation 7), the position signal (pi) is at a high level only when θ is between 360 ° · (i−1) / N and 360 ° · i / N. Therefore, when the section including the points determined by the position signals (a) and (b) is (i), only the signal (pi) is at the high level from (Equation 7).
[0186]
From the above, as shown in FIG. 17, when the position signals (p1) to (pN) are latched when the origin detection signal (f) is detected and the high level position signal is (pi), It can be determined that the section including the point determined by the position signals (a) and (b) when the origin detection signal (f) is detected is the section (i).
[0187]
From the above, the position signals (p1) to (pN) are latched when the origin detection signal (f) is detected, and the determination is made when the high level position signal is (pi), that is, in FIG. The logic for determining the optimum synchronization position when i is at the high level will be described separately for N being an even number and an odd number. When N is an even number, j = [(i + N / 2) mod N], and the phase difference between the synchronization position j and the synchronization position (j + 1) is the largest (180 ° -360 ° / N). The position j or the synchronization position (j + 1) is determined as the optimum synchronization position. When N is an odd number, j = [{i + (N + 1) / 2} mod N], and the phase difference is the largest (180 ° −180 ° / N) with respect to the synchronization position j. Is determined as the optimum synchronization position.
[0188]
Next, the synchronization position when the setting of the synchronization position is (i) and the section including the point determined by the position signals (a) and (b) is (j) when the origin detection signal (f) is detected. A method for determining the stability will be described. As the determination method, as in the determination of the optimum synchronization position, the stability is higher as the phase difference between the section included at the rising edge of the origin detection signal (f) and the synchronization position is larger, and the stability is smaller as the phase difference is smaller. Is assumed to be low.
[0189]
From FIG. 14, the minimum value of the phase difference from the synchronization position i to the section (j) is obtained in the counterclockwise direction and the clockwise direction. If the counterclockwise value is θ + and the clockwise value is θ−,
θ + = [(j−i) mod N] · 360 ° / N (Expression 8)
θ − = [(i−j−1) mod N] · 360 ° / N (Equation 9)
If the smaller one of θ + and θ− is θmin, θmin is the phase margin. The margin can be determined by the value of θmin.
[0190]
The phase difference θmin takes a stepwise value. When N is an even number, the phase difference θmin is (N / 2). When N is an odd number, there are [(N + 1) / 2] stages. Regarding the number of stages, it is possible to reduce the number of stages by grouping adjacent stages as necessary based on the specification of the determination level division.
[0191]
In the present embodiment, the classification used for determining the stability is the same as the classification used for detecting the optimum synchronization position. Therefore, the description here is omitted.
[0192]
From the above, the position signals (p1) to (pN) are latched when the origin detection signal (f) is detected, and when the high level position signal is (pj), that is, in FIG. The logic of the stability determination for the current synchronization position i when i is high will be described below.
[0193]
Of θ + and θ− represented by (Expression 8) and (Expression 9), the smaller one is set as θmin, and the phase margin according to the value of θmin is determined in advance. At this time, the value of θmin takes a discrete value, and when N is an even number, it has (N / 2) stages, and when N is an odd number, it has [(N + 1) / 2] stages. Level determination based on the values of i and j is performed by the
[0194]
Since how to use the determination result about the stability of the optimum synchronization position and the current origin detection position is the same as in the first embodiment, the details are omitted.
[0195]
[effect]
In the present embodiment, it is possible to obtain substantially the same effect as that of the first embodiment.
[0196]
As an effect peculiar to the present embodiment, in order to adjust the gain / offset and to correct the phase of the 90 ° phase difference signal, a multiphase signal of about 3 to 8 phases by adding / subtracting the 90 ° phase difference signal and its inverted signal is used. In a circuit that performs generation or phase division by resistance division, a circuit for determination can be shared to some extent.
[0197]
The former generation of multiphase signals by addition and subtraction can also be regarded as a part of phase division in a broad sense, and can be applied to this embodiment. In particular, in a circuit that performs phase division by resistance division, an AB phase signal, an inverted signal thereof, and the like are added and subtracted while weighting to divide one cycle 360 ° of the AB phase into N portions to obtain a (360 ° / N) phase difference. Generation of N signals at intervals is performed, or functions can be easily added. Most of them already have a comparator circuit for detecting the intersection of the N analog phase difference signals and the reference signal. For these reasons, the phase synchronization function of the origin signal and the detection of the phase position at a specific timing are relatively easy. Furthermore, in the phase synchronization function of the origin signal and the detection of the phase position at a specific timing, the same detection method is applied to all the synchronization position candidates, and similarly, the same detection method is applied to all the division detections. Since it is applied, the circuit can be simplified for a large number of synchronization position candidates and divisions.
[0198]
Further, in the phase division, normally, about several tens to several thousand divisions are performed, and by having a large number of synchronization position candidates and sections, it is possible to finely detect the optimum synchronization position and judge the stability of the current synchronization position.
[0199]
From the above, the contents of the present embodiment can be easily applied to the origin detection of a displacement sensor having a phase division function by resistance division, and the advantages of phase division by resistance division are the downsizing and low-cost by the IC. We can enjoy merit of cost reduction.
[0200]
(Third embodiment)
[Constitution]
FIG. 18 is a diagram showing the configuration of the main part of the encoder according to the third embodiment of the displacement sensor of the present invention. However, it is needless to say that the present invention is not limited to this configuration as long as the position signal and the origin detection signal can be obtained except for the signal processing circuit unit.
[0201]
As shown in FIG. 18, the optical encoder according to the third embodiment is a combination of a
[0202]
In such a configuration, among the
[0203]
In an object for position detection such as a stage and a motor, the combination of the
[0204]
In the present embodiment, the
[0205]
Phase difference α = [one cycle of position signal] × (i + 1 / N) (Equation 10)
Here, i is an integer constant, and N represents the number of origin detection signals. In the present embodiment, N = 3.
[0206]
In this embodiment, an optical encoder is used. However, any configuration can be used as long as a plurality of origin detection signals having a phase
[0207]
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of the signal
[0208]
In
[0209]
Phase difference α = [one cycle of position signal] × i (Expression 11)
However, i is an integer constant.
[0210]
Further, when it is desired to provide an interval or a specific origin position instead of the phase difference, the interval a between the origin detection slit 4b and the
[0211]
Interval a = L (Expression 12)
Interval aj = Lj (Expression 13)
However, L and Lj are constants.
[0212]
In the case of
[0213]
[Action]
20 to 22 are time charts showing how the input from the
[0214]
That is, in the
[0215]
In the present embodiment, the digital origin detection signal (f) is used as the origin signal as it is, but the digital origin detection signal (f) is processed to produce a sharp origin signal at an intermediate point. A method of generating the digital origin detection signal (f) from each origin detection signal (e) within a range satisfying the
[0216]
Here, the position signals (a) and (c) and the position signals (b) and (d) have a phase difference of 90 °. The position signals (a) and (b), which are analog signals, and the origin detection signals (e1), (e2), and (e3) are the position signals (c) and (d), which are digital signals, and the origin detection. Any type of signal may be used as long as the signals (f1), (f2), and (f3) can be generated. Further, the input from the detection system may be only a digital signal and may not include an analog signal. Further, when the position signal is digitized, the resolution may be further improved by phase division.
[0217]
Position detection is performed by inputting digital position signals (c) and (d) to a counter (not shown). When the origin signal (g) is generated, the origin of position detection can be obtained by resetting the counter.
[0218]
Next, as shown in FIGS. 23A and 23B, the intersection of the Lissajous circle drawn by the position signals (a) and (b) and the vertical axis + side is set as the target phase for origin detection, and the right side in the figure. Processing contents of the
[0219]
In the
[0220]
Here, a specific determination method will be described with reference to FIGS. 20 and 23 (A) and (B). (A) and (B) in FIG. 23 correspond to
[0221]
In the position signals (a), (b), (c), and (d) of FIG. 20, the position signals (b) and (d) are more out of phase with respect to the position signals (a) and (c). It has advanced 90 °. These will be described with reference to (A) and (B) of FIG. When the combination of the signal levels of the position signals (a) and (b) in FIG. 20 is represented in a two-dimensional graph, it moves clockwise on the circumferences of (A) and (B) in FIG. Here, the level of the position signal (a) changes from minus to plus, that is, the rise of the position signal (c) occurs at the intersection of the vertical axis and the circle indicated by the arrows in FIGS. 23 (A) and 23 (B). Among them, the position signal (b) is an upper point on the plus side. The position at the time of detecting the origin detection signal closest to this point is the most stable against the fluctuation of the system and can be said to be the optimum candidate. Further, in the current setting of the origin, if the position at the time of origin detection signal detection is close to the target phase, the origin detection can be regarded as stable.
[0222]
If the level of the position signal (d) when the origin detection signal is detected is high, that is, if the position at the time of origin detection signal detection exists in the upper half on the circumference, at least the phase difference is within 90 ° And stable. The phase difference of each origin detection signal is known and is approximately 120 °. Accordingly, there are one or two origin detection signals at which the level of the position signal (d) when the origin detection signal is detected becomes high.
[0223]
As in the example of FIG. 23A, if there is one origin detection signal that satisfies the condition, it may be determined as the optimum detection signal.
[0224]
On the other hand, as in the example of FIG. 23B, if there are two origin detection signals that satisfy the condition, both may be considered stable. Here, if one of the two is narrowed down, the following is performed. That is, in the example of FIG. 23B, there is only one origin detection signal (f2) at which the level of the position signal (d) becomes low. Since the phase difference of each origin detection signal is known and is approximately 120 °, it has the same level as the level (high level) of the position signal (a) (that is, the position signal (c)) at the corresponding point (f2). The origin detection signal (f3) corresponding to the point (f3) can be determined as the most stable origin detection signal.
[0225]
The determination has been described by using the
[0226]
In the case of
[0227]
As for
[0228]
For example, when the movable range is used in a limited movable range, and the movable range changes depending on the purpose of use and time, only the origin detection signal within the movable range can be used for origin detection. Also, even when multiple origin detection signals can be detected within the movable range, depending on the usage conditions of the system, such as the origin position should be at the minus end of the coordinate system of the movable range or at the center. The optimum origin detection position exists. Similarly, there is a situation where the stability of the current origin position should be determined. In such a case, it is possible to make a determination by giving information such as a system usage condition such as a movable range or a code corresponding to the information to the determination circuit as a switch or an external input signal.
[0229]
[effect]
According to the present embodiment, it is possible to select a phase difference from the position signal from among three candidates by selecting one from a plurality of origin detection signals. Therefore, the origin signal can be output in synchronization with the desired phase of the position signal. In addition, when synchronizing the origin signal with the position signal, it has a
[0230]
Furthermore, according to the present embodiment, the origin position can be selected by selecting one of a plurality of origin detection signals. Furthermore, depending on the arrangement of the origin detection units listed in
[0231]
In the present embodiment, there are a plurality of origin signal generation position candidates, and each origin signal generation position candidate is physically configured at least partially as an independent detection system, and the interval between the origin signal generation position candidates is set. It is possible to change the design. For this reason, it is effective for the need to change the origin position according to the use conditions and move to another location.
[0232]
The present invention has been described above based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible within the scope of the gist of the present invention. It is.
[0233]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when unstable factors such as signal noise and wobbling, light source stability, temperature characteristics of light emitting elements and light receiving elements occur, the origin position can be detected stably. Therefore, an inexpensive displacement sensor that can stably perform origin detection synchronized with the AB phase in an encoder used for displacement detection, and in particular, an optimum origin position of such a displacement sensor. A candidate detection method and an origin detection stability determination method can be provided.
[0234]
In particular, according to the present invention, since the current origin position candidate stability determination circuit is implemented, it is possible to determine the necessity of switching the origin position and adjusting the attachment of the origin detection mechanism based on the determination result. As a result, stable origin detection is always possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a signal processing circuit unit of an encoder according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a diagram showing origin signal generation position candidates and analog position signals (a) and (b) of Lissajous figures; FIG. 2B is an origin signal generation position candidate and analog position signal (a); And (b) is a diagram showing another division of the Lissajous figure, and (C) is a diagram showing origin signal generation position candidates and still another division of the Lissajous figure of the analog position signals (a) and (b). It is.
3A is a diagram illustrating a configuration of a synchronization circuit in the signal processing circuit unit of the encoder according to the first embodiment, and FIG. 3B is a diagram illustrating a specific configuration of the circuit of FIG. (C) is a figure which shows another concrete structure of the circuit of (A).
4A is a diagram showing still another specific configuration of the circuit of FIG. 3A, and FIG. 4B is a specific other configuration of the circuit of FIG. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing still another specific configuration of the circuit shown in FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a specific configuration of a determination circuit in the signal processing circuit unit of the encoder according to the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing another specific configuration of the determination circuit in the signal processing circuit unit of the encoder according to the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing still another specific configuration of the determination circuit in the signal processing circuit unit of the encoder according to the first embodiment.
9 is a time chart showing a state in which the input from the photodetector is processed when the signal processing circuit of FIG. 1 is displaced in the counterclockwise direction on the Lissajous circle.
10 is a time chart showing a state in which the input from the photodetector is processed when the signal processing circuit of FIG. 1 is displaced in the clockwise direction on the Lissajous circle.
FIGS. 11A and 11B are diagrams illustrating a detection flow of an optimal synchronization position, and FIG. 11B is a diagram illustrating another example of a detection flow of an optimal synchronization position.
FIG. 12A is a diagram showing a current synchronization position stability determination flow, and FIG. 12B is a diagram showing another example of the current synchronization position stability determination flow;
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a signal processing circuit unit of an encoder according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing origin signal generation position candidates and the division of Lissajous figures of analog position signals (a) and (b).
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a position signal binarization circuit in a signal processing circuit unit of an encoder according to a second embodiment;
16A is a diagram illustrating a configuration of a synchronization circuit in a signal processing circuit unit of an encoder according to a second embodiment, and FIG. 16B is a diagram illustrating a specific configuration of the circuit of FIG. is there.
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of a determination circuit in a signal processing circuit unit of an encoder according to a second embodiment.
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an encoder according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a signal processing circuit unit of an encoder according to a third embodiment.
FIG. 20 is a time chart showing a state in which an input from a photodetector is processed by a signal processing circuit unit of an encoder according to a third embodiment.
FIG. 21 is a time chart showing a state in which an input from a photodetector is processed by a signal processing circuit unit of an encoder according to a third embodiment.
FIG. 22 is a time chart showing how an input from a photodetector is processed by a signal processing circuit unit of an encoder according to a third embodiment;
FIGS. 23A and 23B are diagrams for explaining the relationship between the position signals (a) and (b) and the origin detection signals (f1), (f2), and (f3), respectively. (B) is a diagram representing a combination of signal levels in a two-dimensional graph.
FIG. 24 is a diagram showing a configuration of a main part of a conventional optical encoder.
FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a conventional encoder disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-261695.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (12)
それぞれ上記原点信号を発生する複数の原点信号発生位置候補があって、
上記複数の原点信号発生位置候補の中から1つの発生位置候補を原点信号発生位置として選択して切り替える選択部と、
上記複数の原点信号発生位置候補の内、最適な候補を検知する判定部と、
現状の原点信号発生位置の安定性を判断する安定度判定部と、
を具備し、
上記選択部は、上記判定部からの判定結果に基づいて原点信号発生位置を選択可能とし、
上記安定度判定部は、最適な原点信号発生位置候補の検知が行われる際に、現状の原点信号発生位置の安定度判断を行うことを特徴とする変位センサ。A displacement sensor that detects a displacement amount based on a periodic signal generated according to a displacement of a position or an angle of a moving body, and generates an origin signal when the moving body is in a predetermined range.
There are a plurality of origin signal generation position candidates that generate the origin signal,
A selection unit that selects and switches one generation position candidate from among the plurality of origin signal generation position candidates as an origin signal generation position ;
Among the plurality of origin signal generation position candidates, a determination unit that detects an optimal candidate;
A stability determination unit that determines the stability of the current origin signal generation position;
Comprising
The selection unit can select the origin signal generation position based on the determination result from the determination unit,
The above-described stability determination unit is configured to determine the current stability of the origin signal generation position when an optimum origin signal generation position candidate is detected .
それぞれ上記原点信号を発生する複数の原点信号発生位置候補があって、
上記複数の原点信号発生位置候補の中から1つの発生位置候補を原点信号発生位置として選択して切り替える選択部を具備し、
上記複数の原点信号発生位置候補は、上記周期信号の複数の位相に対応し、
上記選択部は、上記複数の位相の1つを上記原点信号発生位置として切り替え可能であり、
上記周期信号は、同一の周期で相互にほぼ90°位相差を持つ2つの周期信号であり、
2次元の直交座標系の横軸方向に上記2つの周期信号の一方の出力を、縦軸方向に他方の出力を取り、上記横軸と縦軸の交点でのそれぞれの座標力の値が、上記2つの周期信号のそれぞれの出力の振幅中心値に一致するように座標系を取り、且つ、上記座標系上で上記2つの周期信号のそれぞれの出力によって決まる点が移動体の変位につれて描く波形を上記2つの周期信号のリサージュ波形とし、
上記移動体が所定の範囲にある場合に、上記周期信号とは必ずしも同期していない原点検出用信号が発生され、
上記2つの周期信号のリサージュ波形を、分割してできる複数の区分のうち、上記2つの周期信号で決まる点が含まれる区分が、少なくとも上記原点検出用信号の発生時に判別でき、
上記原点検出用信号の発生時に上記2つの周期信号によって決まる点が存在するリサージュ波形上の上記区分に基づき、上記複数の原点信号発生位置候補の内、最適な原点信号発生位置候補を検知する判定部をさらに具備し、
上記選択部は、上記判定部からの判定結果に基づいて原点信号発生位置を選択可能とし、
上記判定部は、上記原点検出用信号の発生時に上記2つの周期信号によって決まる点が存在するリサージュ波形上の区分と上記原点信号発生位置候補での上記周期信号の各位相について、それらの位相差を0°〜180°で表す時に、上記区分と各原点信号発生位置候補の組合せについて、区分内での位相差の最小値を該区分と各原点信号発生位置候補の位相差とし、この位相差が最も大きくなる原点信号発生位置候補を最適と判定することを特徴とする変位センサ。 A displacement sensor that detects a displacement amount based on a periodic signal generated according to a displacement of a position or an angle of a moving body, and generates an origin signal when the moving body is in a predetermined range.
There are a plurality of origin signal generation position candidates that generate the origin signal,
A selection unit that selects and switches one generation position candidate from among the plurality of origin signal generation position candidates as an origin signal generation position;
The plurality of origin signal generation position candidates correspond to a plurality of phases of the periodic signal,
The selection unit can switch one of the plurality of phases as the origin signal generation position,
The periodic signal is two periodic signals having a phase difference of approximately 90 ° with each other in the same period,
Taking one output of the two periodic signals in the horizontal axis direction of the two-dimensional orthogonal coordinate system and the other output in the vertical axis direction, the value of each coordinate force at the intersection of the horizontal axis and the vertical axis is A waveform that takes a coordinate system so as to coincide with the amplitude center value of each output of the two periodic signals, and a point determined by the output of each of the two periodic signals on the coordinate system is drawn as the displacement of the moving body Is a Lissajous waveform of the above two periodic signals,
When the moving body is in a predetermined range, an origin detection signal that is not necessarily synchronized with the periodic signal is generated,
Among the plurality of sections that can be divided from the Lissajous waveforms of the two periodic signals, a section including a point determined by the two periodic signals can be determined at least when the origin detection signal is generated,
Judgment for detecting an optimum origin signal generation position candidate from among the plurality of origin signal generation position candidates based on the section on the Lissajous waveform where there is a point determined by the two periodic signals when the origin detection signal is generated Further comprising
The selection unit can select the origin signal generation position based on the determination result from the determination unit,
The determination unit determines a phase difference between a phase on the Lissajous waveform where a point determined by the two periodic signals exists when the origin detection signal is generated and each phase of the periodic signal at the origin signal generation position candidate. Is expressed by 0 ° to 180 °, the minimum value of the phase difference in the section is set as the phase difference between the section and each origin signal generation position candidate for the combination of the above section and each origin signal generation position candidate. A displacement sensor characterized in that the origin signal generation position candidate having the largest is determined to be optimal.
それぞれ上記原点信号を発生する複数の原点信号発生位置候補があって、
上記複数の原点信号発生位置候補の中から1つの発生位置候補を原点信号発生位置として選択して切り替える選択部を具備し、
上記複数の原点信号発生位置候補は、上記周期信号の複数の位相に対応し、
上記選択部は、上記複数の位相の1つを上記原点信号発生位置として切り替え可能であり、
上記周期信号は、上記移動体の変位量検出のために検出される複数の変位検出周期信号、または、上記複数の変位検出用周期信号を位相分割する際に生成される複数の位相分割周期信号の、いずれかからなる3つ以上の複数の変位量検出信号であって、
上記変位量検出信号の数と同数の上記複数の原点信号発生位置候補が有り、
上記複数の原点信号発生位置候補と上記周期信号に1対1の対応が有り、
上記選択部は、上記複数の原点信号発生位置候補の位相検出に、対応する上記変位量検出信号を用いることを特徴とする変位センサ。 A displacement sensor that detects a displacement amount based on a periodic signal generated according to a displacement of a position or an angle of a moving body, and generates an origin signal when the moving body is in a predetermined range.
There are a plurality of origin signal generation position candidates that generate the origin signal,
A selection unit that selects and switches one generation position candidate from among the plurality of origin signal generation position candidates as an origin signal generation position;
The plurality of origin signal generation position candidates correspond to a plurality of phases of the periodic signal,
The selection unit can switch one of the plurality of phases as the origin signal generation position,
The periodic signal is a plurality of displacement detection periodic signals detected for detecting the displacement amount of the moving body, or a plurality of phase division periodic signals generated when phase-dividing the plurality of displacement detecting periodic signals. A plurality of displacement amount detection signals of three or more consisting of any of the following:
There are the same number of origin signal generation position candidates as the number of displacement amount detection signals,
There is a one-to-one correspondence between the plurality of origin signal generation position candidates and the periodic signal.
The selection unit, the phase detection of the plurality of reference signal generation position candidate corresponding displacement sensor which comprises using the displacement detection signal.
上記変位センサは、
上記移動体が所定の範囲にある場合に、原点検出用信号を発生し、
上記原点信号が発生する原点信号発生位置には複数の原点信号発生位置候補があって、
上記複数の発生位置候補の中から1つの発生位置候補を原点信号発生位置として選択する選択部と、上記複数の原点信号発生位置候補の内、最適な発生位置候補を、原点検出用信号発生時に検知する判定部とを具備しており、
上記選択部は、上記判定部の判定結果に基づいて原点信号発生位置を選択可能であるような上記変位センサの最適な原点位置候補の検知方法において、
原点検出用信号の発生を検知するステップと、
上記判定部により最適な原点位置候補を検知するステップと、
判定結果を出力するステップと、
判定結果を反映させる設定か判断するステップと、
設定を反映させると判断した場合のみ、原点位置の設定を切り替えるステップと、
を有することを特徴とする変位センサの最適な原点位置候補の検知方法。The amount of displacement is detected based on a periodic signal generated according to the displacement of the position or angle of the moving body, and when the moving body is within a predetermined range, the optimal origin position candidate of the displacement sensor that generates the origin signal Detection method,
The displacement sensor is
When the moving body is in a predetermined range, an origin detection signal is generated,
There are multiple origin signal generation position candidates at the origin signal generation position where the origin signal is generated,
A selection unit that selects one generation position candidate from among the plurality of generation position candidates as an origin signal generation position, and an optimal generation position candidate among the plurality of origin signal generation position candidates is selected when an origin detection signal is generated. A determination unit for detecting,
In the method of detecting an optimal origin position candidate of the displacement sensor, the selection unit is capable of selecting an origin signal generation position based on the determination result of the determination unit.
Detecting the origin detection signal generation;
Detecting an optimum origin position candidate by the determination unit;
Outputting a determination result; and
A step of determining whether the setting reflects the determination result;
Only when it is determined to reflect the setting, the step of switching the setting of the origin position,
A method for detecting an optimum origin position candidate of a displacement sensor, comprising:
上記移動体が所定の範囲にある場合に、上記周期信号とは必ずしも同期していない原点検出用信号を発生する原点検出用信号発生部と、
上記原点検出用信号の発生時と原点信号発生位置での上記周期信号との位相余裕度を元に、現状の原点信号発生位置の安定度を判断する安定度判定部と、
を具備することを特徴とする変位センサ。A displacement sensor that detects an amount of displacement based on a periodic signal generated according to a displacement of a position or an angle of a moving body, and generates an origin signal when the moving body is in a predetermined range,
An origin detection signal generator for generating an origin detection signal that is not necessarily synchronized with the periodic signal when the moving body is in a predetermined range;
A stability determination unit that determines the stability of the current origin signal generation position based on the phase margin between the generation of the origin detection signal and the periodic signal at the origin signal generation position;
A displacement sensor comprising:
上記安定度の判定結果に基づいて上記原点信号発生位置の指定を変更可能であることを特徴とする請求項6に記載の変位センサ。The origin signal generation position has a plurality of candidates, and one of them can be selected as the origin signal generation position.
The displacement sensor according to claim 6 , wherein the designation of the origin signal generation position can be changed based on the determination result of the stability.
2次元の直交座標系の横軸方向に上記2つの周期信号の一方の出力を、縦軸方向に他方の出力を取り、上記横軸と縦軸の交点でのそれぞれの座標の値が、上記2つの周期信号のそれぞれの出力の振幅中心値に一致するように座標系を取り、上記座標系上で上記2つの周期信号のそれぞれの出力によって決まる点が移動体の変位につれて描く波形を上記2つの周期信号のリサージュ波形とし、
上記安定度判定部は、上記2つの周期信号のリサージュ波形を2つ以上の複数の区分に分割し、上記原点検出用信号発生時に上記2つの周期信号によって決まる点が存在する上記リサージュ波形上の区分に基づき上記安定度を判定することを特徴とする請求項6に記載の変位センサ。The periodic signal is two periodic signals having a phase difference of approximately 90 °,
One output of the two periodic signals is taken in the horizontal axis direction of the two-dimensional orthogonal coordinate system, the other output is taken in the vertical axis direction, and the value of each coordinate at the intersection of the horizontal axis and the vertical axis is A coordinate system is taken so as to coincide with the amplitude center value of each output of the two periodic signals, and a waveform drawn by the point determined by the output of each of the two periodic signals on the coordinate system as the displacement of the moving body is obtained. Lissajous waveform of two periodic signals,
The stability determination unit divides the Lissajous waveform of the two periodic signals into two or more sections, and has a point determined by the two periodic signals when the origin detection signal is generated. The displacement sensor according to claim 6 , wherein the stability is determined based on the classification.
上記変位センサは、
上記移動体が所定の範囲にある場合に原点検出用信号を発生し、
上記原点検出用信号の発生時と原点信号発生位置での上記周期信号との位相余裕度を元に、現状の原点信号発生位置の安定度を判断する安定度判定部を有しているような上記変位センサの原点検出の安定度判断方法において、
原点検出用信号の発生を検知するステップと、
上記安定度判定部により現状の原点位置の安定度を判断するステップと、
上記判定結果を出力するステップと、
を有することを特徴とする変位センサの原点検出の安定度判断方法。Displacement that generates an origin signal when the amount of displacement is detected based on a periodic signal that is generated according to the displacement of the position or angle of the moving body, and the moving body is at the origin signal generation position at a predetermined position or angle. It is a method for judging the stability of sensor origin detection,
The displacement sensor is
When the moving body is in a predetermined range, an origin detection signal is generated,
It has a stability determination unit that determines the stability of the current origin signal generation position based on the phase margin between the generation of the origin detection signal and the periodic signal at the origin signal generation position. In the method for determining the stability of the origin detection of the displacement sensor,
Detecting the origin detection signal generation;
Determining the stability of the current origin position by the stability determination unit;
Outputting the determination result;
A stability determination method for detecting the origin of a displacement sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003192055A JP4454974B2 (en) | 2003-07-04 | 2003-07-04 | Displacement sensor, optimal origin position candidate detection method for displacement sensor, and stability detection method for origin detection of displacement sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003192055A JP4454974B2 (en) | 2003-07-04 | 2003-07-04 | Displacement sensor, optimal origin position candidate detection method for displacement sensor, and stability detection method for origin detection of displacement sensor |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005024451A JP2005024451A (en) | 2005-01-27 |
| JP2005024451A5 JP2005024451A5 (en) | 2006-08-10 |
| JP4454974B2 true JP4454974B2 (en) | 2010-04-21 |
Family
ID=34189462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003192055A Expired - Fee Related JP4454974B2 (en) | 2003-07-04 | 2003-07-04 | Displacement sensor, optimal origin position candidate detection method for displacement sensor, and stability detection method for origin detection of displacement sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4454974B2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2886077B1 (en) * | 2005-05-19 | 2007-08-03 | Snr Roulements Sa | METHOD OF DISCRIMINATION OF REFERENCE PULSE |
| GB0523273D0 (en) * | 2005-11-16 | 2005-12-21 | Renishaw Plc | Scale and readhead apparatus and method |
| KR102011443B1 (en) * | 2012-10-19 | 2019-08-19 | 삼성전자주식회사 | Position detecting apparatus and controlling method |
| JP6234111B2 (en) * | 2013-08-19 | 2017-11-22 | キヤノン株式会社 | Encoder and encoder origin reset method |
| CN109844462B (en) * | 2016-10-25 | 2021-05-25 | 三菱电机株式会社 | Pulse conversion device and pulse conversion method for incremental encoder |
| JP7453070B2 (en) * | 2020-06-10 | 2024-03-19 | ファナック株式会社 | Encoder and rotating body control device with signal evaluation function |
-
2003
- 2003-07-04 JP JP2003192055A patent/JP4454974B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005024451A (en) | 2005-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7825369B2 (en) | Displacement sensor, method for detecting the optimal reference position, and method for judging stability of detecting reference position of displacement sensor | |
| CN109696112B (en) | Compact pseudo-random scale and readhead for inductive absolute position encoder | |
| JP5424629B2 (en) | Position measuring apparatus and method for measuring absolute position | |
| JP5230800B2 (en) | Position measuring device | |
| JP5791340B2 (en) | Encoder | |
| CN110030924B (en) | Position measuring device | |
| US7312437B2 (en) | Displacement sensor, method for detecting the optimal reference position, and method for judging stability of detecting the reference position of displacement sensor | |
| JP4454974B2 (en) | Displacement sensor, optimal origin position candidate detection method for displacement sensor, and stability detection method for origin detection of displacement sensor | |
| JP6263343B2 (en) | Encoder | |
| JP2005024353A (en) | Optical encoder | |
| US9810554B2 (en) | Position measuring instrument | |
| US8341852B2 (en) | Arrangement and method for generating a reference impulse for a position measuring device | |
| JP6466642B2 (en) | Encoder | |
| US7184914B2 (en) | Sensor signal processor | |
| JPH0754260B2 (en) | Absolute encoder | |
| US9927234B2 (en) | Position-measuring device and method for operating the same | |
| JP4868159B2 (en) | Linear scale | |
| JP5747342B2 (en) | Optical encoder | |
| JP2006214929A (en) | Optical encoder | |
| JP2013221795A (en) | Encoder and driving device | |
| US5734688A (en) | Interpolation pulse generating device with two-step interpolation | |
| CN114667438A (en) | position measuring device | |
| JPS6343683B2 (en) | ||
| CN110864713B (en) | Absolute position detection apparatus and method, and storage medium | |
| JP2009068978A (en) | Absolute linear encoder and actuator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060622 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060622 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090827 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090908 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091105 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100112 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100203 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130212 Year of fee payment: 3 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4454974 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130212 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140212 Year of fee payment: 4 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |