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CN110506196A - 位置检测装置和位置检测方法 - Google Patents

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CN110506196A
CN110506196A CN201880023067.3A CN201880023067A CN110506196A CN 110506196 A CN110506196 A CN 110506196A CN 201880023067 A CN201880023067 A CN 201880023067A CN 110506196 A CN110506196 A CN 110506196A
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Sony Corp
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Abstract

[问题]为了抑制由加工误差或传感器组装误差等引起的信号失真的影响。[解决方案]提供有位置检测装置，该位置检测装置包括波形校正单元和位置计算单元，波形校正单元对第一信号的波形和第二信号的波形进行校正，从设置在移动体上并且具有预定周期的标度的第一轨道检测第一信号，并且从设置在移动体上并且具有小于预定周期的周期标度的第二轨道检测第二信号，位置计算单元基于经校正的第一信号和经校正的第二信号计算移动体的位置。

Description

位置检测装置和位置检测方法
技术领域
本公开涉及位置检测装置和位置检测方法。
背景技术
常规地，例如，专利文献1公开了一种绝对式编码器，其具有标度单元以及处理装置，标度单元至少具有主轨道、第一地址轨道和第二地址轨道，处理装置根据标度单元检测相位差，基于多个检测的相位差执行地址确定并且计算待测量的目标的位置或角度。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特许公开第2013-96813号
发明内容
本发明要解决的问题
然而，在上述专利文献中描述的技术中，当由标度单元检测相位差时，虽然输出与传感器的检测信号对应的相位调制信号，但是存在的问题是：角度精度因为受到由于标度单元的处理误差、传感器的组装误差等引起的信号失真的影响而降低。
因此，需要抑制由于处理误差、传感器的组装误差等引起的信号失真的影响。
问题的解决方案
根据本公开内容，提供了一种位置检测装置，其包括波形校正单元和位置计算单元，波形校正单元对第一信号的波形和第二信号的波形进行校正，从设置在移动体上并且具有预定周期的标度的第一轨道检测第一信号，并且从设置在移动体上并且具有少于预定周期的周期的标度的第二轨道检测第二信号，位置计算单元基于经校正的第一信号和经校正的第二信号计算移动体的位置。
此外，根据本公开内容，提供了一种位置检测装置，其包括：第一内插角度计算单元，其根据从设置在移动体上并且具有预定周期的标度的第一轨道所检测到的第一信号计算第一内插角度；第二内插角度计算单元，其根据从设置在移动体上并且具有少于预定周期的周期的标度的第二轨道所检测到的第二信号计算第二内插角度；第一位置计算单元，其基于第一内插角度和第二内插角度计算移动体的位置；内插角度校正单元，其基于移动体的位置对第一内插角度和第二内插角度进行校正；以及第二位置计算单元，其基于经校正的第一内插角度和经校正的第二内插角度计算移动体的位置。
此外，根据本公开内容，提供了一种位置检测方法，其包括：对第一信号的波形和第二信号的波形进行校正，从设置在移动体上并且具有预定周期的标度的第一轨道检测第一信号，并且从设置在移动体上并且具有少于预定周期的周期的标度的第二轨道检测第二信号；并且基于经校正的第一信号和经校正的第二信号计算移动体的位置。
此外，根据本公开内容，提供了一种位置检测方法，包括：根据从设置在移动体上并且具有预定周期的标度的第一轨道所检测到的第一信号计算第一内插角度；根据从设置在移动体上并且具有少于所述预定周期的周期的标度的第二轨道所检测到的第二信号计算第二内插角度；基于第一内插角度和第二内插角度计算移动体的位置；基于移动体的位置对第一内插角度和第二内插角度进行校正；以及基于经校正的第一内插角度和经校正的第二内插角度计算移动体的位置。
发明效果
如上所述，根据本公开内容，可以抑制由于处理误差、传感器的组装误差等引起的信号失真的影响。
注意，上述效果不一定是限制性的，并且本说明书中阐述的任何效果或可以根据本说明书理解的其他效果可以与上述效果一起被实现或替代上述效果被实现。
附图说明
图1是示出作为本公开内容的前提的编码器的配置的示意图。
图2是示出检测单元的输出信号的示意图。
图3是更详细地示出旋转体的示意图。
图4是示出轨道A的正弦电压和余弦电压以及轨道B的正弦电压和余弦电压的特性图。
图5是示出根据本实施方式的位置检测装置的配置的框图。
图6是示出与余弦电压有关的波形的特性图。
图7是示出根据理想余弦电压与由检测单元获得的余弦电压之间的差的波形获得的校正表500的示意图。
图8是示出波形校正单元的处理的示意图。
图9是示出通过内插角度获取校正值的方法的示意图。
图10是示出通过内插角度获取校正值的方法的示意图。
图11是示出对波形校正和角度计算进行重复的配置示例的示意图。
图12是示出执行内插角度校正而不是波形校正的配置示例的示意图。
图13是用于描述内插角度的示意图。
图14是示出在轨道的数目是三个的情况下的配置的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细描述本公开内容的优选实施方式。注意，在本说明书和附图中，将由相同的附图标记表示具有基本相同的功能配置的部件，并且将省略重复的描述。
注意，将按照以下顺序给出描述。
1.前提技术
2.根据本实施方式的位置检测装置的配置示例
3.通过内插角度获取校正值的方法
4.对波形校正和角度计算进行重复的配置示例
5.校正内插角度的配置示例
6.三个轨道情况下的配置示例
1.前提技术
图1是示出作为本公开内容的前提的编码器(位置检测装置)的配置的示意图。编码器包括旋转体(移动体)100、检测单元201和检测单元202。
旋转体100是被配置成例如具有齿轮形状或凹凸的旋转体或者是其中N极和S极交替地被磁化的旋转体。检测单元201和检测单元202检测由于旋转体100的旋转引起的磁性、光等的变化。
图1所示的旋转体100包括十八个突起102，并且当旋转体100旋转一次时输出十八个信号周期。注意，虽然在图1中示出了其中突起102沿圆周方向布置并且相对于旋转中心旋转的旋转体100，但是突起102也可以布置成线性形状。本实施方式可以在突起102沿圆周方向布置的情况下被应用于检测旋转角度的编码器，并且可以在突起102布置成线性形状的情况下被应用于线性编码器。
检测单元201和检测单元202的示例可以包括磁传感器、光接收元件等。本实施方式可以适用于各种编码器，诸如磁阻编码器、磁(磁化)编码器、电感应式编码器和光学编码器。
图2是示出检测单元201和检测单元202的输出信号的示意图。如图2所示，由检测单元201和检测单元202从旋转体100的一个轨道获得具有90°相位差的两个正弦电压信号(称为正弦电压和余弦电压)。换言之，检测单元201和检测单元202布置在获得具有90°相位差的正弦电压和余弦电压的位置处。正弦电压和余弦电压中的每一个的周期与旋转体100的突起102的数目相同。如果检测单元201和检测单元202的组的数目增加，则获得的信号的数目也增加。通过当旋转体100旋转时将由检测单元201和检测单元202检测的物理量的变化转换为电压来获得正弦电压和余弦电压中的每一个。例如，在磁性编码器的情况下，由检测单元201和检测单元202将磁通密度的变化转换为电压。
图3是更详细地示出旋转体100的示意图。旋转体100包括两个轨道，通过形成齿轮形状或凹凸构造成该两个轨道或者通过交替地磁化N极和S极构造成该两个轨道轨道。此处，两个轨道分别被称为轨道A和轨道B。例如，在相应的轨道中形成具有不同周期的齿或凹凸或者执行磁化，并且轨道A和轨道B之间的周期差为1。例如，在轨道A具有64个周期的情况下，轨道B具有63个周期。如上所述，每个轨道通过凹凸、磁化模式等具有预定周期的标度。
在计算绝对角度时，计算轨道A和轨道B中的每一个的正弦电压和余弦电压的反正切2(arctangent2)(atan(2)(在下文中称为atan2或arctan2))并且计算轨道A和轨道B中的每一个的正弦电压与余弦电压的反正切2(atan(2))之间的差，以根据轨道之间的周期差(一个周期)获得绝对角度。图4是示出轨道A的正弦电压sinA和余弦电压cosA以及轨道B的正弦电压sinB和余弦电压cosB的特性图。可以根据以下等式1获得绝对角度θref。
θref＝atan2(cosA，sinA)-atan2(cosB，sinB)...(1)
更具体地，由于轨道A具有64个周期，因此sinA的波动周期和cosA的波动周期分别为64个周期。由于计算反正切2等同于获得sinA的相位和cosA的相位，并且sinA和cosA对于旋转体100的一圈(一圈机械角度)在64个周期中波动，所以在64个周期中也出现相位的波动(反正切2的波动)。因此，反正切2的计算结果在64个周期中重复增加和减少。由于轨道B具有63个周期，因此，反正切2的计算结果在63个周期中重复增加和减少。因此，atan(cosA·sinA)在64个周期中重复增加和减少，而atan(cosB·sinB)在63个周期中重复增加和减少，并且因此当旋转体100旋转一次时atan(cosA·sinA)和atan(cosB·sinB)之间的差随着旋转角度的增加而增加。因此，可以根据等式1计算绝对角度θref。
此外，齿轮或凹凸形状或者磁化的一个周期也称为狭缝。狭缝可以由通过对旋转体100的一个旋转(其为2π[弧度]并且对应于旋转体100的移动范围)进行划分所获得的扇形区域来表示。除了通过上述方法获得绝对角度的方法之外，还存在通过基于由等式1获得的绝对角度来获得绝对角度所位于其中的狭缝并且获得一个狭缝中的内插角度以提高实质分辨率来提高精度的方法。注意，稍后将详细描述狭缝和内插角度。
由于通过等式1的方法获得的绝对角度受到由旋转体100的处理误差、检测单元201和检测单元202的组装误差等引起的信号失真的影响，因此角度精度降低。因此，在本实施方式中，以使用两个轨道的方式校正正弦电压的波形和余弦电压的波形来提高角度精度。
2.根据本实施方式的位置检测装置的配置示例
图5是示出根据本实施方式的位置检测装置的配置的框图。在图5所示的角度检测装置中，检测包括两个轨道(即，轨道A和轨道B)的旋转体100的绝对角度。角度检测装置包括轨道A的检测单元200、轨道B的检测单元210、角度计算单元300、波形校正单元400、校正表500以及角度计算单元600。注意，角度计算单元600对应于位置计算单元，并且角度计算单元300对应于第二位置计算单元。检测单元200和检测单元210中的每一个包括图1中所示的检测单元201和检测单元202。
如上所述，旋转体100包括通过齿轮形状或凹凸或者磁化所构造成的轨道。以双轨道方式，准备两个轨道，轨道A和轨道B，在相应的轨道中形成具有不同周期的齿轮或凹凸形状或者在相应的轨道中执行磁化等，并且轨道A与轨道B之间的周期差为1。如上所述，齿、凹凸以及磁化的一个周期被称为狭缝。例如，在轨道A具有64个狭缝的情况下，轨道B具有63个狭缝。
由轨道A的检测单元200检测轨道A的旋转和移动。此外，由轨道B的检测单元210检测轨道B的旋转和移动。从相应的检测单元200和检测单元210获得具有90°相位差的两个正弦波(正弦电压和余弦电压)。角度计算单元300基于等式1计算绝对角度θref。如上所述，通过计算轨道A和轨道B中的每一个的信号的反正切2(atan2)并且在信号的反正切2(atan2)之间取差，可以使用轨道A与轨道B之间的周期差来获得绝对角度θref。
顺便提及，由于加工误差、组装误差等，因此在由检测单元200和检测单元210所获得的具有90°相位差的电压波形(正弦电压和余弦电压)中可能出现失真或噪声。因此，可以预先取理想电压波形(理想值)与由检测单元200和检测单元210所获得的电压波形(实际值)之间的差，并且可以将该差存储在校正表500中以用于校正正弦电压和余弦电压。
图6是示出与余弦电压有关的波形的特性图，并且图6从顶部顺序地示出了理想余弦电压的波形(理想值)、由检测单元200获得的余弦电压的波形(真实值)以及理想余弦电压与由检测单元200获得的余弦电压之间的差的波形(误差)中的每一个波形。如图6所示，在由检测单元200获得的余弦电压的波形中包括失真或噪声。失真或噪声对余弦电压的幅度和周期有影响。
通过预先执行校准，获取图6所示的由检测单元200获得的余弦电压的波形，并且将理想余弦电压与由检测单元200获得的余弦电压之间的差的波形(误差)记录在校正表500中。图7是示出根据理想余弦电压与由检测单元200获得的余弦电压之间的差的波形获得的校正表500的示意图。在图7所示的示例中，按旋转体100的每0.1°的旋转角度(机械角度)对理想余弦电压与由检测单元200获得的余弦电压之间的差(误差)进行记录。为每个轨道的余弦电压和正弦电压中的每一个提供校正表500。
波形校正单元400基于校正表500的信息对每个轨道的正弦电压和余弦电压进行校正。图8是示出波形校正单元400的处理的示意图。基于由角度计算单元300所计算的绝对角度θref，从校正表中提取与绝对角度θref对应的旋转体100的旋转角度(机械角度)处的电压波形的差(误差)，以对每个轨道的余弦电压和正弦电压进行校正。角度计算单元600使用由波形校正单元400校正的每个轨道的余弦电压和正弦电压来根据等式1计算绝对角度θref。
以这种方式，波形校正单元400基于校正表500的数据对由检测单元200和检测单元210获得的电压波形(余弦电压和正弦电压)进行校正。此时，波形校正单元400参考绝对角度θref从校正表500获取与角度计算单元300获得的绝对角度θref对应的校正值(差)。因此，使用其中已校正失真或噪声的每个轨道的余弦电压和正弦电压来计算绝对角度θref，并且因此，可以以高精度获得绝对角度θref。
从校正表500提取校正值的方法的示例可以包括采用与由角度计算单元300获得的绝对角度θref最接近的角度的校正值的方法等。此外，也可以采用通过内插与由角度计算单元300获得的绝对角度θref接近的角度的多个校正值所获得的值。此外，可以考虑通过执行根据先前角度和随后角度的校正值的内插来获得更精确的校正值的方法。
3.通过内插角度获取校正值的方法
图9和图10是示出通过内插角度获取校正值的方法的示意图。如上所述，电压波形的一个周期被称为狭缝(slit)。图9示出了64个狭缝的情况，并且在该示例中，当旋转体100旋转一次时，生成64个周期的波形。如图9所示，每个狭缝上都附有一个数字。此外，图9中的水平轴将360°指示为“1”。
角度计算单元300计算与绝对角度θref对应的狭缝数字。此外，角度计算单元300计算与绝对角度θref对应的狭缝中的角度(称为内插角度θinterp)。根据以下等式2计算内插角度θinterp。
θinterp＝atan2(cosA，sinA)...(2)
在图9中，当与绝对角度θref对应的狭缝数字是“2”并且根据等式2获得内插角度θinterp时，可以通过狭缝数字(＝2)和内插角度θinterp更精确地表示绝对角度。此外，波形校正单元400参考校正表500获得与绝对角度θref对应的正弦电压的校正值V1。此外，也可以获得具有相同内插角度θinterp并且位于狭缝2之前的狭缝的校正值V2和之后的狭缝的和校正值V3，使得通过对三个校正值进行平均来获得最终校正值。换言之，可以由以下等式3来表示最终校正值。
校正值＝(V1+V2+V3)/3
如上所述，通过对具有相同内插角度的相邻狭缝的误差信息的平均值进行计算，即使在由角度计算单元300计算的绝对角度θref中包括误差的情况下，也可以降低误差的影响。虽然在使用与绝对角度θref对应的一个校正值的情况下，当在校正值中包括误差时，可能降低位置检测精度，但是通过对具有相同内插角度的相邻狭缝的误差信息的平均值进行计算，与使用一个校正值的情况相比可以进一步提高精度。
具体地，正弦电压的误差和余弦电压的误差具有如图6所示的正弦形状，并且正弦电压的周期和余弦电压的周期与内插角度基本相同。因此，在仅提取和绘制其中每个狭缝中的内插角度彼此相同的位置处的误差的情况下，误差中的变化相对于一圈机械角度变得平缓。由角度计算单元300计算的角度不具有足够的角度精度，使得虽然使用具有良好精度的内插角度的信息来参考表，但是也可以存在参考相邻狭缝的相同内插角度的误差信息的可能性，并且当基于相邻狭缝的误差信息对电压进行错误地校正时，存在正弦电压和余弦电压仅在该校正的电压变得不连续的可能性。
因此，通过计算误差信息的平均值，即使错误地使用相邻狭缝的误差信息，也可以通过先前的狭缝和随后的狭缝的误差信息来对误差信息进行平均，并且因此也可以抑制正弦电压和余弦电压在校正之后变得不连续的现象。然而，当对误差信息进行平均时，即使在根据角度计算单元300的角度计算结果获得正确的狭缝的情况下，也存在误差信息由于先前的狭缝和随后的狭缝的误差信息的影响而偏离正确的误差信息的可能性。如上所述，如果内插角度彼此相同，则误差的分布平缓地改变，并且因此可以在计算平均值的情况下抑制误差。
4.对波形校正和角度计算进行重复的配置示例
图11是示出对波形校正和角度计算进行重复的配置示例的示意图。在图11所示的配置中，波形校正单元(第二波形校正单元)410、校正表500和角度计算单元610设置在图5的角度计算单元600后面。波形校正单元410的配置类似于波形校正单元400的配置，并且角度计算单元610的配置类似于角度计算单元600的配置。此外，由波形校正单元400所使用的校正表和由波形校正单元410所使用的校正表彼此相同。角度计算单元600基于由波形校正单元400校正的电压波形来获得绝对角度，并且波形校正单元410还使用所获得的绝对角度以与波形校正单元400的方式相类似的方式执行校正。角度计算单元610基于由波形校正单元410校正的电压波形来计算绝对角度。通过由波形校正单元410对由波形校正单元400校正的电压波形进行进一步地校正，可以进一步提高精度。注意，虽然在图11中波形校正处理被重复两次，但是波形校正处理也可以重复三次或更多次。
5.校正内插角度的配置示例
图12是示出执行内插角度校正而不是波形校正的配置示例的示意图。在图12所示的配置示例中，提供了用于计算内插角度的内插角度计算单元250和内插角度计算单元260。基于从电压检测单元200和电压检测单元210获得的电压波形通过内插角度计算单元250和内插角度计算单元260来获得内插角度。图13是用于描述内插角度的示意图。如上所述，可以将内插角度表示为一个狭缝内的角度。例如，在由检测单元200或检测单元210获得具有90°相位差的两个正弦波的情况下，可以根据上述等式2通过反正切2计算内插角度θinterp。
在图13中，示出了其中通过等式2根据轨道A的余弦电压(cosA)和正弦电压(sinA)获得内插角度θinterp的示例。在图13中，示出了64个周期的情况，并且一个狭缝的角度是360°/64＝5.625°。通过反正切2获得的内插角度θinterp表示一个狭缝内的角度位置。由于狭缝的位置是由与绝对角度θref对应的狭缝数字确定的，因此绝对角度可以由狭缝数字和内插角度θinterp表示。内插角度θinterp指示由电压检测单元200和电压检测单元210获得的正弦电压和余弦电压的相位。在狭缝的数目是64的情况下，当旋转体100旋转一个狭缝时，正弦电压和余弦电压的相位在一个周期中旋转，当盘旋转一圈(period)机械角度时，正弦电压和余弦电压的相位在64个周期中旋转。
另外，在图13所示的内插角度θinterp的波形中，根据余弦电压和正弦电压获得内插角度θinterp，并且因此，存在由于噪声的影响引起的精度劣化的可能性。因此，在图12所示的配置示例中，将由内插角度计算单元250和内插角度计算单元260计算的经校正之前的内插角度发送至内插角度校正单元700。在内插角度θinterp中可能包括由于加工精度或组装误差引起的失真和误差。因此，与余弦电压和正弦电压的校正表500相类似，针对内插角度θinterp，将理想内插角度(理想值)和真实值(实际值)相互进行比较并且将理想内插角度与真实值之间的差预先记录在校正表500中。
图5所示的角度计算单元310也执行内插角度的计算，但是图13所示的角度计算单元(第一位置计算单元)310执行除了内插角度之外的角度计算。具体地，角度计算单元310基于由内插角度计算单元250和内插角度计算单元260计算的经校正之前的内插角度根据等式1获得绝对角度θref。
内插角度校正单元700基于从校正表510获得的内插角度的误差信息来校正由内插角度计算单元250和内插角度计算单元260计算的经校正之前的内插角度。此时，内插角度校正单元700获得与从角度计算单元310发送的绝对角度θref对应的狭缝数字，并且使用在校正表510中所记录的差来校正与狭缝数字对应的内插角度。将经校正的内插角度发送至角度计算单元620。角度计算单元(第二位置计算单元)620基于经校正的内插角度计算绝对角度。更具体地，角度计算单元620基于经校正的内插角度和与从角度计算单元310发送的绝对角度θref对应的狭缝数字来计算绝对角度。
另外，在对内插角度进行校正的情况下，可以通过根据与图11的观点相类似的观点重复地执行计算来进一步提高角度的计算精度。
6.三个轨道情况下的配置示例
虽然上文已经描述了轨道的数目是两个的情况，但是轨道的数目可以进一步增加。图14是示出轨道的数目是三个的情况下的配置的示意图。在图14中，除了轨道A和轨道B之外还设置有轨道C。作为示例，轨道A可以具有64个周期，轨道B可以具有63个周期，并且轨道C可以具有56个周期。如上所述，即使在轨道的数目是三个或更多的情况下，也可以通过执行与图5的处理相类似的处理来校正每个轨道的电压波形。
如上所述，根据本实施方式，即使在编码器的个体差异大的情况下或即使在编码器的个体具有异常误差分布的情况下，也可以通过诸如表参考的简单机制来校正角度偏差，并且因此可以提高位置检测精度。此外，即使在编码器的个体差异大的情况下或即使在编码器的个体的误差分布不规则的情况下，也可以通过根据个体设置表的内容而无需改变校正逻辑并且可以以良好的精度执行校正。
此外，通过对电压波形执行表校正，可以抑制高频噪声(编码器狭缝周期的同步部分)。此外，通过参考内插角度来执行表参考方法，可以抑制表参考时的误差并且可以提高表校正的精度。
此外，通过重复地执行表校正和角度计算，可以逐渐地提高角度精度。此外，还可以根据所需的精度调整计算的次数。
无论编码器的形状和方式如何，都可以应用本实施方式。此外，只要识别出理想信号，本实施方式也可以应用于由传感器检测的任何类型的电压信号。
在上文中，虽然已经参照附图详细地描述了本公开内容的优选实施方式，但是本公开内容的技术范围不限于这样的实施方式。对于本公开内容的本领域的技术人员显而易见的是：可以在权利要求中描述的技术构思的范围内构思出各种修改或变更，并且应该理解这些修改或变更当然也落在本公开内容的技术范围内。
此外，本说明书中描述的效果仅是说明性或示例性的，而不是限制性的。也就是说，除了上述效果之外或替代上述效果，根据本公开内容的技术可以根据本说明书的描述来实现对本领域技术人员显而易见的其他效果。
注意，以下配置也落在本公开内容的技术范围内。
(1)
一种位置检测装置，包括：
波形校正单元，其对第一信号的波形和第二信号的波形进行校正，从设置在移动体上并且具有预定周期的标度的第一轨道检测第一信号，并且从设置在移动体上并且具有少于所述预定周期的周期的标度的第二轨道检测第二信号；以及
位置计算单元，其基于经校正的第一信号和经校正的第二信号计算移动体的位置。
(2)
根据(1)所述的位置检测装置，其中，第一信号包括具有90°的相位差的两个正弦波，并且第二信号包括其间具有90°的相位差的两个正弦波。
(3)
根据(2)所述的位置检测装置，其中，位置计算单元根据第一值与第二值之间的差计算移动体的位置，通过计算所述第一信号的所述两个正弦波的反正切2获得第一值，并且通过计算所述第二信号的所述两个正弦波的反正切2获得第二值。
(4)
根据(1)至(3)中任一项所述的位置检测装置，其中，波形校正单元基于其中预先记录有第一校正值和第二校正值的表使用第一校正值对第一信号的波形进行校正并且使用第二校正值对第二信号的波形进行校正，第一校正值是第一信号的实际值与第一信号的理想值之间的差，并且第二校正值是第二信号的实际值与第二信号的理想值之间的差。
(5)
根据(4)所述的位置检测装置，还包括第二位置计算单元，第二位置计算单元基于经校正之前的第一信号和经校正之前的第二信号计算移动体的位置，
其中，表预先记录有与移动体的位置相关联的第一校正值和第二校正值，并且
波形校正单元基于第一校正值和第二校正值来对第一信号的波形和第二信号的波形进行校正，通过将由第二位置计算单元计算的移动体的位置应用于表获得第一校正值和第二校正值。
(6)
根据(5)所述的位置检测装置，其中，波形校正单元基于多个第一校正值和第二校正值来对第一信号的波形和第二信号的波形进行校正，通过将由第二位置计算单元计算的移动体的第一位置和与第二位置相邻的多个第二位置应用于表获得多个第一校正值和第二校正值。
(7)
根据(6)所述的位置检测装置，其中，波形校正单元基于多个第一校正值的平均值和多个第二校正值的平均值来对第一信号的波形和第二信号的波形校正。
(8)
根据(6)所述的位置检测装置，其中，第一位置和第二位置通过多个狭缝中的相邻狭缝被彼此间隔开，通过对移动体的移动范围进行划分获得多个狭缝。
(9)
根据(5)所述的位置检测装置，还包括第二波形校正单元，第二波形校正单元基于第一校正值和第二校正值来进一步对由所述波形校正单元校正的第一信号的波形和由波形校正单元校正的第二信号的波形进行校正，通过将由位置计算单元计算出的移动体的位置应用于表来获得第一校正值和第二校正值。
(10)
根据(1)至(9)中任一项所述的位置检测装置，还包括：
检测第一信号的第一信号检测单元；以及
检测第二信号的第二信号检测单元。
(11)
一种位置检测装置，包括：
第一内插角度计算单元，其根据从设置在移动体上并且具有预定周期的标度的第一轨道所检测到的第一信号计算第一内插角度；
第二内插角度计算单元，其根据从设置在移动体上并且具有少于所述预定周期的周期的标度的第二轨道所检测到的第二信号计算第二内插角度；
第一位置计算单元，其基于第一内插角度和第二内插角度计算移动体的位置；
内插角度校正单元，其基于移动体的位置对第一内插角度和第二内插角度进行校正；以及
第二位置计算单元，其基于经校正的第一内插角度和经校正的第二内插角度计算移动体的位置。
(12)
根据(11)所述的位置检测装置，其中，第一信号包括其间具有90°的相位差的两个正弦波，并且第二信号包括其间具有90°的相位差的两个正弦波。
(13)
根据(12)所述的位置检测装置，其中，第一内插角度计算单元通过计算第一信号的两个正弦波的反正切2来计算第一内插角度，并且
第二内插角度计算单元通过计算第二信号的两个正弦波的反正切2来计算第二内插角度。
(14)
根据(11)所述的位置检测装置，其中，内插角度校正单元基于其中预先记录有第一校正值和第二校正值的表使用第一校正值对第一内插角度进行校正并且使用第二校正值对第二内插角度进行校正，第一校正值是第一内插角度的实际值与理想值之间的差，并且第二校正值是第二内插角度的实际值与理想值之间的差。
(15)
根据权利要求11所述的位置检测装置，还包括：
检测第一信号的第一信号检测单元；以及
检测第二信号的第二信号检测单元。
(16)
根据(1)至(15)中任一项所述的位置检测装置，其中，移动体围绕旋转中心旋转。
(17)
根据(1)至(15)中任一项所述的位置检测装置，其中，移动体线性地移动。
(18)
根据(1)至(17)中任一项所述的位置检测装置，其中，由设置在所述移动体上的齿轮形状或凹凸形状构造或者通过交替地磁化N极和S极来构造标度。
(19)
根据(10)或(15)所述的位置检测装置，其中，第一检测单元对与由于第一轨道的标度的移动而产生的光的变化或磁场的变化对应的第一信号进行检测，以及
第二检测单元对与由于第二轨道的所述标度的移动而产生的光的变化或磁场的变化对应的第二信号进行检测。
(20)
根据(1)至(19)中任一项所述的位置检测装置，其中，所述第二轨道具有标度，所述标度具有比预定周期少一个周期的周期。
(21)
一种位置检测方法，包括：
对第一信号的波形和第二信号的波形进行校正，从设置在移动体上并且具有预定周期的标度的第一轨道检测第一信号，并且从设置在移动体上并且具有少于预定周期的周期的标度的第二轨道检测第二信号；并且
基于经校正的第一信号和经校正的第二信号计算移动体的位置。
(22)
一种位置检测方法，包括：
根据从设置在移动体上并且具有预定周期的标度的第一轨道所检测到的第一信号计算第一内插角度；
根据从设置在移动体上并且具有少于预定周期的周期的标度的第二轨道所检测到的第二信号计算第二内插角度；
基于第一内插角度和第二内插角度计算移动体的位置；
基于移动体的位置对第一内插角度和第二内插角度进行校正；以及
基于经校正的第一内插角度和经校正的第二内插角度计算移动体的位置。
附图标记列表
100 旋转体
200、210 检测单元
250、260 内插角度计算单元
300、310、600、610、620 角度计算单元
400 波形校正单元
500、510 校正表
700 内插角度校正单元

Claims (22)

1.一种位置检测装置，包括：
波形校正单元，其对第一信号的波形和第二信号的波形进行校正，从设置在移动体上并且具有预定周期的标度的第一轨道检测所述第一信号，并且从设置在所述移动体上并且具有少于所述预定周期的周期的标度的第二轨道检测所述第二信号；以及
位置计算单元，其基于经校正的第一信号和经校正的第二信号计算所述移动体的位置。
2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中，所述第一信号包括其间具有90°相位差的两个正弦波，并且所述第二信号包括其间具有90°相位差的两个正弦波。
3.根据权利要求2所述的位置检测装置，其中，所述位置计算单元根据第一值与第二值之间的差计算所述移动体的位置，通过计算所述第一信号的两个正弦波的反正切2获得所述第一值，并且通过计算所述第二信号的两个正弦波的反正切2获得所述第二值。
4.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中，所述波形校正单元基于其中预先记录有第一校正值和第二校正值的表使用所述第一校正值对所述第一信号的波形进行校正并且使用所述第二校正值对所述第二信号的波形进行校正，所述第一校正值是所述第一信号的实际值与理想值之间的差，并且所述第二校正值是所述第二信号的实际值与理想值之间的差。
5.根据权利要求4所述的位置检测装置，还包括第二位置计算单元，所述第二位置计算单元基于校正前的所述第一信号和校正前的所述第二信号计算所述移动体的位置，
其中，所述表预先记录有与所述移动体的位置相关联的所述第一校正值和所述第二校正值，并且
所述波形校正单元基于所述第一校正值和所述第二校正值来对所述第一信号的波形和所述第二信号的波形进行校正，通过将由所述第二位置计算单元计算的所述移动体的位置应用于所述表获得所述第一校正值和所述第二校正值。
6.根据权利要求5所述的位置检测装置，其中，所述波形校正单元基于多个所述第一校正值和多个所述第二校正值来对所述第一信号的波形和所述第二信号的波形进行校正，通过将由所述第二位置计算单元计算的所述移动体的第一位置和与所述第二位置相邻的多个第二位置应用于所述表获得多个所述第一校正值和多个所述第二校正值。
7.根据权利要求6所述的位置检测装置，其中，所述波形校正单元基于多个所述第一校正值的平均值和多个所述第二校正值的平均值来对所述第一信号的波形和所述第二信号的波形进行校正。
8.根据权利要求6所述的位置检测装置，其中，所述第一位置和所述第二位置通过多个狭缝中的相邻狭缝被彼此间隔开，通过对所述移动体的移动范围进行划分获得所述多个狭缝。
9.根据权利要求5所述的位置检测装置，还包括第二波形校正单元，所述第二波形校正单元基于所述第一校正值和所述第二校正值来进一步对由所述波形校正单元校正后的所述第一信号的波形和由所述波形校正单元校正后的所述第二信号的波形进行校正，通过将由所述位置计算单元计算出的所述移动体的位置应用于所述表获得所述第一校正值和所述第二校正值。
10.根据权利要求1所述的位置检测装置，还包括：
检测所述第一信号的第一信号检测单元；以及
检测所述第二信号的第二信号检测单元。
11.一种位置检测装置，包括：
第一内插角度计算单元，其根据从设置在移动体上并且具有预定周期的标度的第一轨道所检测到的第一信号计算第一内插角度；
第二内插角度计算单元，其根据从设置在所述移动体上并且具有少于所述预定周期的周期的标度的第二轨道所检测到的第二信号计算第二内插角度；
第一位置计算单元，其基于所述第一内插角度和所述第二内插角度计算所述移动体的位置；
内插角度校正单元，其基于所述移动体的位置对所述第一内插角度和所述第二内插角度进行校正；以及
第二位置计算单元，其基于经校正的第一内插角度和经校正的第二内插角度计算所述移动体的位置。
12.根据权利要求11所述的位置检测装置，其中，所述第一信号包括其间具有90°相位差的两个正弦波，并且所述第二信号包括其间具有90°相位差的两个正弦波。
13.根据权利要求12所述的位置检测装置，其中，所述第一内插角度计算单元通过计算所述第一信号的两个正弦波的反正切2来计算所述第一内插角度，并且
所述第二内插角度计算单元通过计算所述第二信号的两个正弦波的反正切2来计算所述第二内插角度。
14.根据权利要求11所述的位置检测装置，其中，所述内插角度校正单元基于其中预先记录有第一校正值和第二校正值的表使用所述第一校正值对所述第一内插角度进行校正并且使用所述第二校正值对所述第二内插角度进行校正，所述第一校正值是所述第一内插角度的实际值与理想值之间的差，并且所述第二校正值是所述第二内插角度的实际值与理想值之间的差。
15.根据权利要求11所述的位置检测装置，还包括：
检测所述第一信号的第一信号检测单元；以及
检测所述第二信号的第二信号检测单元。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的位置检测装置，其中，所述移动体围绕旋转中心旋转。
17.根据权利要求1至15中任一项所述的位置检测装置，其中，所述移动体线性地移动。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的位置检测装置，其中，由设置在所述移动体上的齿轮形状或凹凸形状来构造或者通过交替地磁化N极和S极来构造所述标度。
19.根据权利要求10或15所述的位置检测装置，其中，所述第一信号检测单元对与由于所述第一轨道的所述标度的移动而产生的光的变化或磁场的变化对应的所述第一信号进行检测，以及
所述第二信号检测单元对与由于所述第二轨道的所述标度的移动而产生的光的变化或磁场的变化对应的所述第二信号进行检测。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的位置检测装置，其中，所述第二轨道具有标度，所述标度具有比所述预定周期少一个周期的周期。
21.一种位置检测方法，包括：
对第一信号的波形和第二信号的波形进行校正，从设置在移动体上并且具有预定周期的标度的第一轨道检测所述第一信号，并且从设置在所述移动体上并且具有少于所述预定周期的周期的标度的第二轨道检测所述第二信号；并且
基于经校正的第一信号和经校正的第二信号计算所述移动体的位置。
22.一种位置检测方法，包括：
根据从设置在移动体上并且具有预定周期的标度的第一轨道所检测到的第一信号计算第一内插角度；
根据从设置在所述移动体上并且具有少于所述预定周期的周期的标度的第二轨道所检测到的第二信号计算第二内插角度；
基于所述第一内插角度和所述第二内插角度计算所述移动体的位置；
基于所述移动体的位置对所述第一内插角度和所述第二内插角度进行校正；以及
基于经校正的第一内插角度和经校正的第二内插角度计算所述移动体的位置。
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