位移檢測編碼器的製作方法
2023-12-12 09:28:27 1
專利名稱：位移檢測編碼器的製作方法
技術領域：
本發明涉及位移檢測編碼器，特別涉及優選適用於使用了偽隨機碼的絕 對測長型編碼器的、不追加冗長的碼而以最小的碼實現錯誤訂正的位移檢測 編碼器。
背景技術：
已知有如圖1中例示M系列的倩況那樣，利用形成了相當於偽隨機碼的 格子作為檢測圖案(pattern)的刻度尺(scale)來檢測絕對(ABS )位置的 位移檢測編碼器(也稱為ABS編碼器)。在該利用了偽隨機碼的ABS編碼器中，由於在刻度尺上附著汙物(- S ) 等，在偽隨機碼的檢測中產生錯誤，所以存在ABS位置信號生成的可靠性降 低的問題。為了解決這樣的問題，在特開2001-296145號公報(專利文獻1)中記 載了 一邊將從包含冗長圖案的刻度尺讀取的檢測碼依次移位一邊運算絕對 位置數據，並且通過該一邊移位一邊運算的各絕對位置數據是否連續來檢測 是否發生著讀取錯誤。而且，在特開2004-117360號公報(專利文獻2)中記載了由於汙點等， 在通過掃描被補充性地構成的部分區域而生成的模擬掃描信號的差(相當於 通過光的對比度)已降低的情況下，與計算偏離。但是在專利文獻1中記載的技術中，不僅需要追加冗長圖案，還需要一 邊將檢測碼移位一邊運算絕對位置數據，運算負荷大。而且，在專利文獻2中記載的技術僅通過透過光的對比度進行判斷，錯 誤檢測的精度低。進而，專利文獻l、 2的任意一個都僅檢測錯誤，因此，具有不能進行錯 誤的訂正等問題。
發明內容
本發明是要解決前述以往的問題而完成的，其課題是不需要追加冗長的碼而以最小的碼檢測偽隨機碼檢測的錯誤，同時也可以進行訂正，使ABS位 置信號生成的可靠性提高。本發明通過一種位移檢測編碼器解決前述課題。該位移檢測編碼器包括 刻度尺，具有包含位置信息的位置碼；檢測單元，被配置為可相對於該刻度 尺相對移動，同時檢測在所述刻度尺中具有的至少一部分所述位置碼；處理 單元，處理由該;險測單元^^測到的一部分位置碼，輸出位置信息，其特徵在 於，對於所述被檢測到的位置碼，用生成位置碼的位置碼生成部件進行評價， 檢測有無錯誤信息。可以在所述被檢測到的位置碼和由位置碼生成部件生成的位置碼一致的 情況下，判斷為沒有錯誤，在不一致的情況下，判斷為有錯誤。可以通過根據所述位置碼定義的錯誤檢測位的值，檢測有無錯誤信息。可以定義多個所述錯誤檢測位，通過它們的值，確定錯誤發生的位。所述位置碼可以包含偽隨機碼。所述位置碼生成部件可以包含所述偽隨機碼的生成式。所述位置碼生成部件可以是具有位置信息和位置碼的對應表的位置碼生 成部件。可以根據檢測了有無所述錯誤信息的結果，去除或者訂正檢測到的錯誤化息。可以包括增量位置檢測部件，用於對通過所述位置檢測碼檢測的位置信 息進行插補，提高解析度。按照本發明，可以不追加冗長的碼，以最小的碼檢測檢測碼中的錯誤位 的存在。進而，通過確定檢測碼中的錯誤位，可以進行訂正，使ABS位置信 號生成的可靠性提高。本發明的上述和其它新穎的特徵和優點可以從優選實施方式的以下具體 的描述而變得清楚。
圖1是表示M系列偽隨機碼的例子的圖。圖2是表示M系列偽隨機碼的生成方法的圖。圖3是表示用於實施本發明的裝置的實施方式的圖。 圖4是表示通過本發明驗算偽隨機碼的一個方法的圖。圖5是表示其它方法的圖。圖6是表示檢查錯誤的訂正方法的圖。圖7是表示裝置的變形例的圖。
具體實施方式
參照附圖描述優選實施方式，其中在全部附圖中已被指示的同樣的要素 賦予同樣的參照標號。以下參照附圖詳細地說明本發明的實施方式。首先，參照圖2說明M系列偽隨機碼的生成方法。如果將初始值設為1110001000010100的16位，將抽頭(tap)位置設在 其第1位、第5位、第7位和第14位，則偽隨機數PO以下式進行定義。P0 = D0 xor Dl xor D2 xor D3 …(1 )這裡，DO是抽頭位置1的數據，Dl是抽頭位置5的數據，D2是抽頭位 置7的數據，D3是抽頭位置14的數據。通過各抽頭位置l、 5、 7、 14的數據D0 D3和式(1),得到第17位的 偽隨機數PO。進而，通過重複進行該運算(在圖2的情況下向右側前進)，得到圖2 所示的M系列偽隨機碼，從而將得到的M系列偽隨機碼作為圖案配置在圖3 所示的刻度尺(以透過型進行例示)10上。然後，通過圖3所示的發光元件20對刻度尺IO照明，將透過光經由透 鏡22例如通過可受光58位的光接收元件陣列24檢測，並且通過信號處理裝 置30運算而求出絕對位置。前述信號處理裝置30例如由以下部件構成噪聲濾波方丈大電路32，對 於沿著測定軸方向掃描光接收元件陣列24的輸出信號而得到的信號，用低通 濾波器截止高頻噪聲，同時以規定的增益進行放大；A/D變換電路34，為了 信號處理，將該噪聲濾波放大電路32輸出的模擬信號變換為數位訊號；2值 化電路36,將該A/D變換電路34的輸出通過規定的閾值進行2值化；錯誤 檢測/訂正電路38，利用偽隨機碼的生成式(1 ),通過本發明進行錯誤的檢測 和訂正；ABS位置檢測電路40,通過刻度尺圖案的設計值和檢測信號的相關 運算檢測ABS位置；增量位置檢測電路42,為了插補ABS位置從而提高分 離率，由未圖示的90度相位差的4相正弦波生成90度相位差的2相正弦波， 並且通過反正切運算檢測增量位置；位置合成電路44,用從前述增量位置檢 測電路42輸入的增量位置信號對從前述ABS位置檢測電路40輸入的ABS 位置信號進行插補，輸出高解析度的絕對位置。在前述ABS位置檢測電路40的相關運算中使用的相關函數可以應用差 分法或者相乘法兩者。在檢測如圖2所示的刻度尺IO上的圖案時，由於附著汙物等原因，有時 在檢測中產生錯誤。因此，在本發明中，利用偽隨機碼生成方法對檢測到的偽隨機碼進行驗 算。即，在檢測到如圖4所示的例如58位的M系列偽隨機碼時，在驗算框 內的位時，對利用抽頭位置1、 5、 7、 14的數據D0、 Dl、 D2、 D3由(1) 式計算的數據和第17位的實際的數據PO進行比較。然後，如圖4的上段所示，在兩者一致的情況下判斷為沒有錯誤。另一方面，如圖4的下段所示，在驗算結果不一致的情況下，由於在驗 算對象位DO、 Dl、 D2、 D3、 P0的其中一個中存在錯誤，所以訂正錯誤或者 不在ABS位置信號生成中使用。或者也可以通過如下所示的方法進行驗算。在該方法中，從(1 )式如下 式所示那樣定義錯誤檢測位E。E = DO xor Dl xor D2 xor D3 xor P0 …(2 )於是，如圖5的上段所示，在錯誤檢測位E為0的情況下，由於P0和 (1)式的運算結果兩者都一致是1或0，所以判斷為無錯誤。另一方面，如圖5的下段所示，在錯誤檢測位E為1的情況下，由於驗 算對象位的其中一個中存在錯誤，所以進行錯誤的訂正或者在ABS位置信號 生成中不使用。而且，在圖4或者圖5的方法中，雖然知道存在錯誤檢測位，但是不能 確定，不能進行訂正。因此，用如下所示的方法確定錯誤檢測位。即，在訂正檢測錯誤時，由於需要檢測錯誤在哪個位發生，所以對於圖 6中的驗算對象位，定義錯誤^r測位E0 ~ E4。然後，在錯誤檢測位E0 E4全部為1的情況下，由於知道驗算對象位 Px錯誤，所以訂正驗算對象位Px的值。在該例的情況下，將圖中的驗算對 象位Px從O訂正為1。
而且，在前述實施方式中，根據使用前述的運算式得到的運算結果進行 了錯誤檢測和訂正，但是也可以取而代之，預先用前述的運算式計算各位置 中的檢測位的組合，將該檢測位的組合和位置信息設為一套而使其存儲在對 應表中。然後，如果參照對應表在被檢測的檢測位置位檢測到錯誤，則由於 不需要運算處理，所以可以實現錯誤4企測和訂正處理的高速化。而且，在前述實施方式中，本發明被應用在透過型刻度尺中，但是本發 明的應用對象不限於此，也可以同樣應用在如圖7所示的反射型刻度尺中。偽隨機碼的種類也不限定於M系列，初始值的段數、抽頭位置、或檢測碼的 位數也不限於實施方式。而且，在不要求高解析度的情況下，可以省略增量位置檢測，僅進行ABS 位置檢測。本技術領域的技術人員應知道，上述的實施方式僅為表示本發明的原理 的應用的例示。在不超出本發明的精神和範圍下，本技術領域的技術人員可 以進行容易地作出多種組合。
權利要求
1、一種位移檢測編碼器，包括刻度尺，具有包含位置信息的位置碼；檢測單元，被配置為可相對於該刻度尺相對移動，同時檢測在所述刻度尺中具有的至少一部分所述位置碼；以及處理單元，處理由該檢測單元檢測到的一部分位置碼，輸出位置信息，其特徵在於，對於所述被檢測到的位置碼，用生成位置碼的位置碼生成部件進行評價，檢測有無錯誤信息。
2、 如權利要求1所述的位移檢測編碼器，其特徵在於， 在所述^^f企測到的位置碼和由位置碼生成部件生成的位置碼一致的情況下，判斷為沒有錯誤，在不一致的情況下，判斷為有錯誤。
3、 如權利要求2所述的位移檢測編碼器，其特徵在於， 通過根據所述位置碼定義的錯誤檢測位的值，檢測有無錯誤信息。
4、 如權利要求3所述的位移檢測編碼器，其特徵在於， 定義多個所述錯誤檢測位，通過它們的值，確定錯誤發生的位。
5、 如權利要求1所述的位移檢測編碼器，其特徵在於， 所述位置碼包含偽隨機碼。
6、 如權利要求5所述的位移^r測編碼器，其特徵在於， 所述位置碼生成部件包含所述偽隨機碼的生成式。
7、 如權利要求1所述的位移檢測編碼器，其特徵在於， 所述位置碼生成部件是具有位置信息和位置碼的對應表的位置碼生成部件。
8、 如權利要求1至7的任意一項所述的位移檢測編碼器，其特徵在於， 根據檢測了有無所述錯誤信息的結果，去除檢測到的錯誤信息。
9、 如權利要求1至7的任意一項所述的位移檢測編碼器，其特徵在於， 根據檢測了有無所述錯誤信息的結果，訂正檢測到的錯誤信息。
10、 如權利要求1至9的任意一項所述的位移檢測編碼器，其特徵在於， 還包括增量位置檢測部件，用於對通過所述位置檢測碼檢測的位置信息進行插 補，提高解析度。
全文摘要
本發明的位移檢測編碼器包括刻度尺，具有包含位置信息的位置碼；檢測單元，被配置為可相對於該刻度尺相對移動，同時檢測在所述刻度尺中具有的至少一部分所述位置碼；處理單元，處理由該檢測單元檢測到的一部分位置碼，輸出位置信息，對於所述被檢測到的位置碼，用生成位置碼的位置碼生成部件進行評價，檢測有無錯誤信息。由此，不需要追加冗長的碼，以最小的碼檢測偽隨機碼檢測的錯誤，同時也可以進行訂正，從而使ABS位置信號生成的可靠性提高。
文檔編號G01D5/347GK101101223SQ200710126330
公開日2008年1月9日 申請日期2007年6月29日 優先權日2006年7月3日
發明者草野亙平 申請人:三豐株式會社