JP2018513385A - 指標付き光学エンコーダ - Google Patents
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Abstract
Description
Vout=G*(4/N)*V/fringe*F (式1)
VoutH=GH *(4/N)*V/fringe*F (式2)
VoutL=GL *(4/N)*V/fringe*F (式3)
F1=N/2 (式4)
F2=N/2.5 (式5)
F3=N/3 (式6)
したがって、
Δ12=F1−F2=N/10 (式7)
Δ13=F1−F3=−N/6 (式8)
Δk(j)=Z+(kj−1)*D (式9)
である。
Offset(kj)=(Δkj/2)−0.5*line (式10)
であり、奇数のマークの場合、
Offset(kj)=(Δkj/2)+0.5*line (式11)
である。
Mid(j)=(j−1)*(N/Jmax)+Mid(1) (式12)
Start(kj)=Mid(j)−Offset(kj) (式13)
End(Kj)=Start(kj)+2*Offset(kj) (式14)
Claims (21)
- 光学エンコーダであって、
回折格子トラックおよび指標トラックを有し、前記指標トラックが前記回折格子トラックから径方向内方に配置されている光学ディスク
を備え、
前記回折格子トラックが、交互する明/暗のパターンを作り出す複数の等間隔の線を有し、
前記指標トラックが、少なくとも2つのシーケンスを含むパターンを有し、前記少なくとも2つのシーケンスが、前記指標トラックの直径に対して均等に離間されており、前記少なくとも2つのシーケンスのそれぞれが、少なくとも1つのマークを有し、前記少なくとも2つのシーケンスのそれぞれが、他のシーケンスのそれぞれとは異なる数のマークを有することを特徴とする光学エンコーダ。 - 請求項1に記載の光学エンコーダであって、各シーケンスが図心を含み、前記図心が、前記光学ディスクに対して互いに角度的に均等に離間されていることを特徴とする光学エンコーダ。
- 請求項2に記載の光学エンコーダであって、前記少なくとも2つのシーケンスが、8つのシーケンスを含み、各シーケンスの前記図心が、隣接するシーケンスから45度離れて配置されることを特徴とする光学エンコーダ。
- 請求項3に記載の光学エンコーダであって、前記8つのシーケンスが、
1つのマークを有する第1のシーケンス、
2つのマークを有する第2のシーケンス、
3つのマークを有する第3のシーケンス、
4つのマークを有する第4のシーケンス、
5つのマークを有する第5のシーケンス、
6つのマークを有する第6のシーケンス、
7つのマークを有する第7のシーケンス、および
8つのマークを有する第8のシーケンス
を含むことを特徴とする光学エンコーダ。 - 請求項4に記載の光学エンコーダであって、前記パターンが、複数のシーケンスを時計回りの方向に第1のシーケンス、第7のシーケンス、第3のシーケンス、第5のシーケンス、第4のシーケンス、第6のシーケンス、第2のシーケンス、および第8のシーケンスの順序で配置した状態で配置されることを特徴とする光学エンコーダ。
- 請求項2に記載の光学エンコーダであって、前記少なくとも2つのシーケンスが、12個のシーケンスを含み、各シーケンスの前記図心が、隣接するシーケンスから30度離れて配置されることを特徴とする光学エンコーダ。
- 請求項2に記載の光学エンコーダであって、前記シーケンスが、隣接するシーケンスの縁部間の距離を最大化するように配置されることを特徴とする光学エンコーダ。
- 請求項2に記載の光学エンコーダであって、
前記回折格子トラックに隣接して配置された光源と、
前記回折格子トラックから縞を検出するように配置されたセンサと、
前記指標トラックに反射した前記光源からの光を受信するように配置された光検出器とをさらに備え、
前記光検出器が検出器長さを有する
ことを特徴とする光学エンコーダ。 - 請求項8に記載の光学エンコーダであって、シーケンスの長さが、マークの幅+(前記シーケンス内のマークの数−1)*隣接するマークの図心間の距離、に等しいことを特徴とする光学エンコーダ。
- 請求項9に記載の光学エンコーダであって、隣接するマークの図心間の前記距離が、縞の総数/指標シーケンスの数に等しいことを特徴とする光学エンコーダ。
- 請求項9に記載の光学エンコーダであって、各マークが、側辺が前記光学ディスクの中心から径方向に延びている台形の形状を有することを特徴とする光学エンコーダ。
- 請求項11に記載の光学エンコーダであって、前記光学ディスクの中心に最も近い前記マークの端部が83.60umの幅を有し、対向する端部が94.65umの幅を有することを特徴とする光学エンコーダ。
- 回転運動を判定する方法であって、
回折格子トラックおよび指標トラックを有するエンコーダディスクを用意するステップであって、前記回折格子トラックが、交互する明/暗のパターンを作り出す複数の等間隔の線を有し、前記指標トラックが、複数のシーケンスを含むパターンを有し、前記複数のシーケンスが、前記指標トラックの直径に対して均等に離間された図心を有し、前記複数のシーケンスのそれぞれが、少なくとも1つのマークを有し、前記複数のシーケンスのそれぞれが、他のシーケンスのそれぞれとは異なる数のマークを有する、ステップと、
前記エンコーダディスクを光で照らすステップと、
回折された前記光をセンサで検出するステップと、
前記センサにより縞信号を生成するステップと、
前記複数のシーケンスのうちの第1のシーケンスの第1の縁部を検出するステップと、
前記第1のシーケンスの第1の長さを判定するステップと、
前記第1の長さに少なくとも部分的に基づいて、前記エンコーダディスクの第1の角度位置を判定するステップと、
前記複数のシーケンスのうちの第2のシーケンスの第2の縁部を検出するステップと、
前記第2のシーケンスの第2の長さを判定するステップと、
前記第2の長さに少なくとも部分的に基づいて、前記エンコーダディスクの第2の角度位置を判定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項13に記載の方法であって、前記縞信号を生成するステップが、前記エンコーダディスクの回転に応答して複数の縞信号を生成するステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記第1の長さを判定するステップが、前記第1の縁部を検出するステップと前記第1のシーケンスが前記光を光検出器上に反射している間に生成された前記複数の縞信号の数とに少なくとも部分的に基づくことを特徴とする方法。
- 請求項15に記載の方法であって、前記第1のシーケンスが、少なくとも1つの反射マークを含み、前記第2のシーケンスが、少なくとも2つの反射マークを含み、前記第1のシーケンスおよび第2のシーケンスが、異なる数の反射マークを有することを特徴とする方法。
- 請求項16に記載の方法であって、前記第2のシーケンスの前記少なくとも2つの反射マークが、前記光検出器の検出器長さ以下の距離だけ離間されることを特徴とする方法。
- 請求項17に記載の方法であって、前記第2のシーケンスの前記長さが、前記少なくとも2つの反射マークのマーク幅+(前記シーケンス内の反射マークの数−1)*前記少なくとも2つの反射マークの隣接するマークの図心間の距離に等しいことを特徴とする方法。
- 請求項18に記載の方法であって、前記複数のシーケンスが、8つのシーケンスを含み、前記8つのシーケンスが、1つのマークを有する第1のシーケンス、2つのマークを有する第2のシーケンス、3つのマークを有する第3のシーケンス、4つのマークを有する第4のシーケンス、5つのマークを有する第5のシーケンス、6つのマークを有する第6のシーケンス、7つのマークを有する第7のシーケンス、および8つのマークを有する第8のシーケンスを含むことを特徴とする方法。
- 請求項19に記載の方法であって、前記パターンが、前記複数のシーケンスを時計回りの方向に第1のシーケンス、第7のシーケンス、第3のシーケンス、第5のシーケンス、第4のシーケンス、第6のシーケンス、第2のシーケンス、および第8のシーケンスの順序で配置した状態で配置されることを特徴とする方法。
- 請求項17に記載の方法であって、隣接するシーケンス間の角距離を最大化するように前記指標トラックに対するシーケンスの順序を選択するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
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