JP7240387B2 - 角度検出器 - Google Patents
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Description
ここで、θ(0)=tan-1(B(0)/A(0))は0~2πの範囲となるように数値処理されている。また目盛検出数Mは、θ(0)=tan-1(B(0)/A(0))が0と2πの境界を超えるタイミングで、そのカウント値を増減させる等の処理で検出可能であって、その方法については問われない。図1A~図2Bのように、目盛スケール102又はセンサ201a~201iを回転体105に取り付けて回転させる場合には、制御部203は、回転体105の回転による角度変位量Xpとして算出できる。
ここで、ak及びbkは、1目盛を1周期とする1次の基本波成分の振幅を1とした場合の次数kの高調波成分のゲインであって、φak及びφbkは、次数kの高調波成分の基本波成分に対する位相差である。なお、ak、bk、φak、φbkは、一般的には、異なる目盛103であっても変化しないか、又は変化したとしても小さい相違である。なお、ak、bk、φak、φbkは、センサ201a~201iや目盛スケール102の特性、検出原理により決定付けられ、例えば、センサ201a~201iが光検出型センサであれば目盛スケール102の目盛パターンの反射・透過特性や受光部の感度特性により決定付けられ、センサ201a~201iが半導体磁気抵抗型センサであれば半導体の磁気抵抗特性により決定付けられ、また、半導体磁気抵抗型センサを使用する場合において、磁気検出に平歯車を使用すると、歯の形状特性により決定付けられる。このように、出力信号204に含まれる高調波成分は、センサ201a~201i等の種類によって相違する。なお、センサ201a~201iは、実質的に同一の基本波成分及び高調波成分を含む出力信号204を出力するセンサであることが好ましい。例えば、センサ201a~201iは同一の種類であってもよい。
102 目盛スケール
103 目盛
104 1目盛の角度間隔
105 回転体
106 回転方向
107 一周
108 回転軸線
201a~201i センサ
202a~202i センサ配置予定箇所
203 制御部
204 出力信号
205 入力部
206 ノイズフィルタ
207 増幅器
208 A/D変換器
209 信号処理部
210 記憶部
211 表示装置
Claims (8)
- 回転軸線を中心に回転する回転体と、前記回転体の回転方向に対する一周に沿って複数の目盛を有する目盛スケールと、前記一周に沿って配置された少なくとも2つのセンサとを備え、前記回転体の回転による角度変化量を検出する角度検出器であって、
前記少なくとも2つのセンサの各々は、前記複数の目盛に基づいて前記角度変化量に応じた出力信号を出力し、
前記出力信号は、前記複数の目盛のうちの1目盛分を1周期1次とする基本波成分と、前記基本波成分の2以上の整数倍を次数とする高調波成分とを含み、前記出力信号から算出された前記角度変化量は、前記高調波成分に起因して、1目盛分を1周期1次としてその整数倍の次数成分を有する少なくとも1つの角度誤差成分を含み、
前記少なくとも2つのセンサの個数は、前記目盛スケールの目盛数と前記少なくとも1つの角度誤差成分の次数成分である1以上の整数との積を割り切ることができない整数に基づいて決定され、更に、前記積を前記割り切ることができない整数で除算した場合の余りに基づいて決定されている、角度検出器。 - 前記少なくとも1つの角度誤差成分は、複数の角度誤差成分であって、前記少なくとも2つのセンサの個数は、前記目盛スケールの目盛数及び前記複数の角度誤差成分の各々の次数成分に基づいて決定されている、請求項1に記載の角度検出器。
- 前記少なくとも2つのセンサの個数は更に、前記余りの大きさに応じた重み付けに基づいて決定されている、請求項1又は2に記載の角度検出器。
- 前記一周に沿って略等間隔に、前記割り切ることができない整数に一致する数のセンサ配置予定箇所が設定され、前記センサ配置予定箇所の何れかに、前記少なくとも2つのセンサが1つずつ配置されている、請求項1~3の何れか一項に記載の角度検出器。
- 前記センサ配置予定箇所の隣接する2つに、前記少なくとも2つのセンサが1つずつ配置されている、請求項4に記載の角度検出器。
- 前記センサ配置予定箇所の各々に、前記少なくとも2つのセンサが1つずつ配置されている、請求項4に記載の角度検出器。
- 前記少なくとも1つの角度誤差成分は、前記少なくとも2つのセンサの種類によって相違する、請求項1~6の何れか一項に記載の角度検出器。
- 前記少なくとも2つのセンサのうちの1つのセンサからの出力信号とそれ以外のセンサからの出力信号との間の出力信号差を求めることによって自己校正されている、請求項1~7の何れか一項に記載の角度検出器。
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