位置检测装置及方法、电子设备、记录装置、和机器人的制作方法_2

文档序号:9784376阅读:来源:国知局
测信号SA、第二检测信号SB)。本实施方式的旋转编码器10包括受光部18A和受光部 18B。受光部18A输出第一检测信号S A,受光部18B输出第二检测信号SB。
[0028] 图2是本实施方式的第一检测信号SA以及第二检测信号S啲说明图。第一检测 信号SA和第二检测信号S B与转子R的位置X联动而电压值发生变动。具体而言,通过与转 子R的旋转一道交替地切换来自发光部12的出射光透过狭缝16的状态和被圆盘14遮光 的状态,从而受光部18的受光量周期性地变动,因此,从受光部18输出电压值与转子R的 旋转联动地周期性变动的第一检测信号S A和第二检测信号SB。需要注意的是,第一检测信 号SA和第二检测信号S B准确地说并非正弦波,然而,在附图表述上,为了方便,在图2中图 示为正弦波。如图2所例示,第一检测信号54和第二检测信号S B相互具有相位差。具体而 言,为了使第一检测信号34和第二检测信号SB的相位差为π/2(90° ),受光部18A和受光 部18B被设置在沿着圆盘14的圆周的不同的位置。
[0029] 图1的位置检测装置20使用第一检测信号SJP第二检测信号S 8指定转子R的位 置X,并输出表示该位置X的检测位置信号Sx。如图1所例示,位置检测装置20构成为包 括差分算出部22、比率算出部24、存储部25、判定部26和位置指定部28。
[0030] 存储部25是存储用于指定位置X的信息的单元,例如由半导体记录介质等公知的 记录介质构成。本实施方式的存储部25存储第一检测信号SA的中心电压VAe和第二检测 信号SB的中心电压V 、以及与转子R的不同位置X对应的参照值(对应信息的例示)WREF。 例如在驱动控制系统1的出货前对每个个体测定第一检测信号S A的中心电压VAe及第二检 测信号SB的中心电压V Βε并存储于存储部25。
[0031] 如数学式(1Α)及图2所示,差分算出部22算出第一检测信号SA的电压值¥4与第 一检测信号SA的中心电压V Ac的差分(差)值(以下称为"第一差分(差)值")Λ VA。而 且,如数学式(1B)以及图2所示,差分算出部22算出第二检测信号SB的电压值¥8与第二 检测信号S B的中心电压VBC的差分(差)(以下称为"第二差分(差)值")AVB。差分算 出部22分别向比率算出部24和判定部26输出通过数学式(1Α)及数学式(1Β)的运算所 算出的第一差分值Λ VA (第一值的例示)以及第二差分值Λ VB(第二值的例示)。
[0032] 数学式1
[0033] AVa= Va-Vac. . . (ΙΑ)
[0034] AVB= VB-VBC. . . (IB)
[0035] 比率算出部24通过应用了差分算出部22所算出的第一差分值Λ VA和第二差分值 Λ VB的运算,算出用于指定转子R的位置X的指标(以下称为"加减比率指标")W。具体而 言,比率算出部24算出与第一差分值Λ 绝对值| Λ VA|和第二差分值Λ %的绝对值 Λ VB|的差分(差)值相对于第一差分值Λ 绝对值| Λ VA|和第二差分值Λ VB的绝 对值I Λ VB|的相加值的比率相应的加减比率指标W(比率的例示)。在本实施方式中,如 以下的数学式(2)所例示,将绝对值| Λ VA|和绝对值| Λ VB|的差分(差)值相对于两者 间的相加值的比算出作为加减比率指标W。比率算出部24将用数学式(2)算出的加减比率 指标W输出至位置指定部28。
[0036] 数学式2
[0037] r J Δ6 Η ?… \^va\ + \avb\
[0038] 如图3所例示地,用以上方法算出的加减比率指标W与第一差分值Λ VjP第二差 分值Λ VB(具体而言是两者间的差分(差))联动地在-1以上且1以下的范围内周期性地 变动。
[0039] 图1的判定部26判定第一差分值Λ VA&及第二差分值Λ VB各自的正负。在本实 施方式中,如图3所例示地,转子R的位置X的范围(相当于图2所例示的第一检测信号S A 或者第二检测信号4的一周期的范围)可划分为第一差分值Λ VA及第二差分值Λ VB的正 负组合不同的4个范围r(rl~r4)。具体而言,(1)转子R的位置X在范围rl内时,第一 差分值Λ VA及第二差分值Λ V B双方都为正数,⑵转子R的位置X在范围r2内时,第一差 分值Λ VA为正数,第二差分值Λ VB为负数。而且,(3)转子R的位置X在范围r3内时,第 一差分值Λ VA及第二差分值Λ V 8双方都为负数,(4)转子R的位置X在范围r4内时,第一 差分值Λ VA为负数,第二差分值Λ V B为正数。因而,通过判别第一差分值Λ V A与第二差分 值Λ VB的正负组合,可以从多个范围rl~r4指定转子R的位置X所属的一个范围r。
[0040] 位置指定部28根据比率算出部24算出的加减比率指标W和判定部26的判定结 果(第一差分值Λ VA和第二差分值AVB各自的正负),指定转子R的位置X。具体而言,第 一,位置指定部28从多个范围rl~r4中指定与差分算出部22算出的第一差分值Λ VJP 第二差分值Λ VB的正负组合对应的一个范围(以下称为"目标范围")r。具体而言,由图3 可知,在第一差分值Λ VA及第二差分值Λ VB|方都为正数时,范围rl被指定为目标范围r, 在第一差分值Λ VA为正数而第二差分值Λ V 负数时,范围r2被指定为目标范围r,在第 一差分值Λ VA及第二差分值Λ V 方都为负数时,范围r3被指定为目标范围r,在第一差 分值Λ VA为负数而第二差分值Λ V 8为正数时,范围r4被指定为目标范围r。
[0041] 第二,本实施方式的位置指定部28在目标范围r内根据加减比率指标W指定转子 R的位置X。具体而言,位置指定部28通过将存储于存储部25的参照值WREF与加减比率指 标W进行比较,从而指定转子R的位置X。
[0042] 图4是参照值WREF的说明图。与范围r内的不同位置x(xl、x2、x3、x4、x5......) 对应的多个参照值Wref(Wref1、Wref2、Wref3、W ref4、Wref5……)被存储在存储部25中。
[0043] 存储于存储部25的参照值WREF的个数例如根据旋转编码器10的倍增数N (N = 2k, 2k:分辨率)而设定。在图4中,为了说明的方便,例示了对用倍增数N分裂范围rl而成的 每个区间设定参照值(W REF1、WREF2、WREF3、WREF4、W REF5)的构成,但倍增数N (旋转编码器10的 分辨率)被可变地控制。由以上的说明可知,倍增数N越大,越能提高转子R的位置X的检 测精度。需要说明的是,存储于存储部25的参照值W REF例如可设定为通过采用了第一检测 信号标准值(理想值)和第二检测信号38的标准值的上述数学式(2)的运算而推算 出的数值。
[0044] 图5是位置指定部28中的参照值WREF的指定的说明图。位置指定部28将目标范 围r内的各参照值W REF与通过比率算出部24算出的加减比率指标W进行比较,指定一个参 照值(以下称为"目标参照值")WREF。具体而言,在多个参照值W REF中,将最接近加减比率 指标W的一个参照值WREF指定为目标参照值W REF。例如,如图5所例示,当在目标范围r (= rl)内,加减比率指标W位于相继的参照值WREF1和参照值WREF2之间时,与加减比率指标W 的差分(差)少的一方被指定为目标参照值WREF。具体而言,对参照值WREF1和加减比率指 标W的差分(差)[W REF1_W]与参照值WREF2和加减比率指标W的差分(差)[WREF2-W]进行比 较,将差分(差)值少的参照值W REF1指定为目标参照值WREF。位置指定部28在与目标范围 r内不同的参照值WREF对应的多个位置X中,将与目标参照值WREF对应的一个位置X指定为 转子R的位置X。具体而言,向控制电路30输出表示转子R的当前的位置X的检测位置信 号S x。由以上说明可知,与转子R的不同位置X对应的参照值WREF相当于表示转子R(移动 体)的位置与加减比率指标W(比率)的对应的"对应信息"。
[0045] 图1的控制电路30根据由位置指定部28输出的检测位置信号&算出为了使转子 R旋转至目标位置所需的驱动脉冲的个数,并通知给驱动电路40。驱动电路40例如是振荡 电路,生成从控制电路30通知的个数的驱动脉冲并提供给电机M。
[0046] 起因于圆盘中的狭缝的制造误差、转子
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