JPS5856912B2 - ２次元磁気スケ−ル装置 - Google Patents
２次元磁気スケ−ル装置Info
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- JPS5856912B2 JPS5856912B2 JP56051334A JP5133481A JPS5856912B2 JP S5856912 B2 JPS5856912 B2 JP S5856912B2 JP 56051334 A JP56051334 A JP 56051334A JP 5133481 A JP5133481 A JP 5133481A JP S5856912 B2 JPS5856912 B2 JP S5856912B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/004—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、スケール板面上における任意の点ＸＹ座標を
読取りうる装置に関するものである。
読取りうる装置に関するものである。
この種の装置は、製図に、コンピュータ入力のための図
面や地図の読取りに、手書き図形を伝送するための図形
の読取りなどに有用であり、デジタイザという名称で各
社の製品がある。
面や地図の読取りに、手書き図形を伝送するための図形
の読取りなどに有用であり、デジタイザという名称で各
社の製品がある。
これら従来の製品は、一般的に次のようなものである。
スケール平面に多数の導線を一定の間隔で縦及び横すな
わちＸ、Ｙ方向に並べ、Ｙ方向の線には一定周波数Ｆｘ
の交流電圧をＡψずつ位相をずらして加え、Ｘ方向の線
には異なる周波数ＦＹの交流電圧をＡθずつ位相をずら
して加える。
わちＸ、Ｙ方向に並べ、Ｙ方向の線には一定周波数Ｆｘ
の交流電圧をＡψずつ位相をずらして加え、Ｘ方向の線
には異なる周波数ＦＹの交流電圧をＡθずつ位相をずら
して加える。
静電的又は電磁的誘導によりプローブで任意の位置にお
ける周波数ＦＸ、ＦＹ及び位相ψ、θを読み、これから
その位置のＸ座標及びＹ座標を見出す。
ける周波数ＦＸ、ＦＹ及び位相ψ、θを読み、これから
その位置のＸ座標及びＹ座標を見出す。
しかし、かかる従来品には次のような欠点がある。
■ スケール板面に電線又は電極を埋込む必要があり、
構造が複雑である。
構造が複雑である。
■ スケール板に検出のためのケーブルを接続しなけれ
ばならない。
ばならない。
■ 検出信号が非常にクリティカルで外部からの影響を
受は易く、動作が不安定である。
受は易く、動作が不安定である。
■ 分解能に比較して絶対精度が低い。
本発明は、スケール板に磁気を用い磁気スケールを検出
する磁気センサヘッドにより、Ｘ、Ｙ方向における磁気
センサヘッドの移動変位及びＸＹ座標をデジタル的に測
定するようにして、上記の欠点を一掃したものである。
する磁気センサヘッドにより、Ｘ、Ｙ方向における磁気
センサヘッドの移動変位及びＸＹ座標をデジタル的に測
定するようにして、上記の欠点を一掃したものである。
以下、図面を用いて本発明を具体的に説明する。
第１〜第４図は、本発明の原理を示す説明図である。
第１図において、１は平面状磁気シートに着磁された磁
気パターン、２はＸ方向磁気検出ヘッド（矢印は検出方
向を示す。
気パターン、２はＸ方向磁気検出ヘッド（矢印は検出方
向を示す。
）、３は同ヘッドの出力波形を示す。
１のような磁気パターンは、Ｘ方向においてＮ、Ｓ交番
磁界となるが、Ｙ方向では磁界は変化しない。
磁界となるが、Ｙ方向では磁界は変化しない。
ゆえに、Ｘ方向磁気検出ヘッド２をＸ方向に移動させる
と、３に示すような波形の出力が得られるが、Ｙ方向に
移動させた場合は、磁気検出ヘッドの向きを変えても３
のような出力は得られない。
と、３に示すような波形の出力が得られるが、Ｙ方向に
移動させた場合は、磁気検出ヘッドの向きを変えても３
のような出力は得られない。
したがって、１のような磁気パターンでは、Ｘ方向の長
さの計測は可能であるが、Ｙ方向の長さの計測はできな
い。
さの計測は可能であるが、Ｙ方向の長さの計測はできな
い。
第２図において、１′は磁気シートに着磁された別の磁
気パターン、２′はＹ方向磁気検出ヘッド（矢印は検出
方向を示す。
気パターン、２′はＹ方向磁気検出ヘッド（矢印は検出
方向を示す。
）、３′は同ヘッドの出力波形を示す。
１′のような磁気パターンは、Ｙ方向においてＮ、Ｓ交
番磁界となり、Ｘ方向では磁界が変化しない。
番磁界となり、Ｘ方向では磁界が変化しない。
ゆえに、Ｙ方向磁気検出ヘッド２′をＹ方向に移動させ
ると、３′に示すような波形の出力が得られるが、Ｘ方
向に移動させても、このような出力は得られない。
ると、３′に示すような波形の出力が得られるが、Ｘ方
向に移動させても、このような出力は得られない。
したがって、１′のような磁気パターンでは、Ｙ方向の
長さの計測が可能であり、Ｘ方向の長さの計測はできな
い。
長さの計測が可能であり、Ｘ方向の長さの計測はできな
い。
第３図において、１“は、１と１′の磁気パターンを重
ね合わせて得られる磁気パターンを示し、２゜２’、
３ 、３’は第１及び第２図に示したのと同じものであ
る。
ね合わせて得られる磁気パターンを示し、２゜２’、
３ 、３’は第１及び第２図に示したのと同じものであ
る。
１“のような磁気パターンは、Ｎ極がＸ。Ｙ方向に一定
のピッチλで配列された格子点に当たりＳ極がその対角
点に当たっており、１ピンチの幅をとってみると、Ｘと
Ｙの両方向においてＮ。
のピッチλで配列された格子点に当たりＳ極がその対角
点に当たっており、１ピンチの幅をとってみると、Ｘと
Ｙの両方向においてＮ。
Ｓの交番磁界となっている。
この磁気パターン（平面）上にそれぞれ検出領域幅がλ
に等しいＸ。
に等しいＸ。
Ｙ方向各磁気検出ヘッド２，２′を一体とした磁気検出
体をＸ方向に移動させると、Ｘ方向磁気検出ヘッド２に
は３のような出力が得られるが、Ｙ方向磁気検出ヘッド
２′にはかかる出力は得られない。
体をＸ方向に移動させると、Ｘ方向磁気検出ヘッド２に
は３のような出力が得られるが、Ｙ方向磁気検出ヘッド
２′にはかかる出力は得られない。
逆に、上記磁気検出体をＹ方向に移動させると、Ｙ方向
磁気検出ヘッド２′には３′のような出力が得られるが
、Ｘ方向磁気検出ヘッド２にはかかる出力は得られない
。
磁気検出ヘッド２′には３′のような出力が得られるが
、Ｘ方向磁気検出ヘッド２にはかかる出力は得られない
。
しかし、上記磁気検出体を剰めに移動させた場合は、Ｘ
、Ｙ方向各磁気検出ヘッド２，２′には独立して３，３
′のような出力が得られるため、Ｘ、Ｙ方向各移動成分
を計測することができる。
、Ｙ方向各磁気検出ヘッド２，２′には独立して３，３
′のような出力が得られるため、Ｘ、Ｙ方向各移動成分
を計測することができる。
すなわち、第４図において、上記磁気検出体をＡ点より
Ｂ点に移動させた場合、Ｘ方向の移動量Ａｘ及びＹ方向
の移動量ＪＹを計測することができる。
Ｂ点に移動させた場合、Ｘ方向の移動量Ａｘ及びＹ方向
の移動量ＪＹを計測することができる。
したがって、第３図１“のような磁気パターンを磁気シ
ートに着磁した磁気スケール板上において、上記の如き
Ｘ、Ｙ方向各磁気検出ヘッドを一体にした磁気検出体を
基準点より任意の点に移動させると、その点のＸＹ座標
を読取ることができ、更に他の任意の点に移動させると
きその移動変位を測定することにより新しい点のＸＹ座
標を読取ることができる。
ートに着磁した磁気スケール板上において、上記の如き
Ｘ、Ｙ方向各磁気検出ヘッドを一体にした磁気検出体を
基準点より任意の点に移動させると、その点のＸＹ座標
を読取ることができ、更に他の任意の点に移動させると
きその移動変位を測定することにより新しい点のＸＹ座
標を読取ることができる。
これが本発明の原理である。第３図１“の磁気パターン
は、上述のようにＸ。
は、上述のようにＸ。
Ｙ方向に一定のピッチλをもって配列された格子点がＮ
極に、その対角点がＳ極に着磁された形になっているが
、実際の着磁パターンは第５図のようになる。
極に、その対角点がＳ極に着磁された形になっているが
、実際の着磁パターンは第５図のようになる。
このような磁気パターン上をＸ又はＹ方向磁気検出ヘッ
ド２又は２′が移動する場合、Ｘ又はＹ方向磁気検出ヘ
ッド２又は２′のＹ又はＸ方向の検出領域幅つまり検出
可能な長さを磁気パターン１“のピッチλに等しくして
おけば、検出方向に対して直角の方向において磁気検出
ヘッドの出力は変化しない。
ド２又は２′が移動する場合、Ｘ又はＹ方向磁気検出ヘ
ッド２又は２′のＹ又はＸ方向の検出領域幅つまり検出
可能な長さを磁気パターン１“のピッチλに等しくして
おけば、検出方向に対して直角の方向において磁気検出
ヘッドの出力は変化しない。
第６図において、２は、第１図と同様なＸ方向磁気検出
ヘッドであるが、本図では実際の構造に近づけて表示し
である。
ヘッドであるが、本図では実際の構造に近づけて表示し
である。
このＸ方向磁気検出ヘッド２が矢印方向すなわちＸ方向
に移動する場合、第６図ａ、ｂに示すように検出ヘッド
２が検出（移動）方向に対して直角の方向すなわちＹ方
向に移動しても、磁気検出ヘッド２の検出領域幅が磁気
パターン１“のピッチλに等しいと、磁気検出ヘッド２
の出力は変化しない。
に移動する場合、第６図ａ、ｂに示すように検出ヘッド
２が検出（移動）方向に対して直角の方向すなわちＹ方
向に移動しても、磁気検出ヘッド２の検出領域幅が磁気
パターン１“のピッチλに等しいと、磁気検出ヘッド２
の出力は変化しない。
このことは、Ｙ方向磁気検出ヘッド２′についても同様
である。
である。
更に、各磁気検出ヘッドをそれぞれ１対以上設ける、す
なわちマルチヘッド化することにより、一様な不要磁界
に対して不感で、且つ磁気パターンの各磁極帯が間欠的
であっても誤動作しない磁気センサを構成することがで
きる。
なわちマルチヘッド化することにより、一様な不要磁界
に対して不感で、且つ磁気パターンの各磁極帯が間欠的
であっても誤動作しない磁気センサを構成することがで
きる。
ただし、都合上本明細書では、１個のみの磁気検出ヘッ
ドより成るものも磁気センサと呼ぶこと゛とする。
ドより成るものも磁気センサと呼ぶこと゛とする。
第７図は、本発明に用いる磁気シートの一例を示す側面
図である。
図である。
図において、４は鉄板、５はその上に張り付けたバリュ
ームフエライト・ゴム磁石である。
ームフエライト・ゴム磁石である。
かかる磁気シートへの磁気パターン１“の着磁は、例え
ば次のようにして行なう。
ば次のようにして行なう。
まず、第８図に示すように、鉄のブロック６に基盤目な
いし格子状の溝７を刻む。
いし格子状の溝７を刻む。
格子のピッチは、縦及び横方向すなわちＸ軸Ｙ軸方向と
も等しく、例えば２１ｎｒＩＬとする。
も等しく、例えば２１ｎｒＩＬとする。
溝７の幅及び深さは、例えば共に０．８關とする。
次に、第９図に示すように、この格子状溝７に沿って鉄
のブロック６に導線８を巻き、着磁器を製作する。
のブロック６に導線８を巻き、着磁器を製作する。
そして、この着磁器の表面に第７図の如き磁気シートの
ゴム磁石５の面を合わせ、導線８に約４０ＯＡの電流を
瞬間的に流すと、電流の方向が第９図のようになり、■
■で示す如き磁界が発生して磁気パターン１“が得られ
る。
ゴム磁石５の面を合わせ、導線８に約４０ＯＡの電流を
瞬間的に流すと、電流の方向が第９図のようになり、■
■で示す如き磁界が発生して磁気パターン１“が得られ
る。
こうして着磁された磁気シートには、第１０図に示すよ
うに、非磁性体である表面保護用ステンレス板９を張り
付けることができる。
うに、非磁性体である表面保護用ステンレス板９を張り
付けることができる。
上記のようにして得られた磁気スケール板の磁気スケー
ルはＸ軸及びＹ軸を有するので、互いに直角をなす２個
の磁気センサをこれらのＸ軸及びＹ軸にそれぞれ平行に
固定して一体化し、この一体化された両磁気センサを、
Ｘ、Ｙ両軸と平行関係を保持した状態で（一定の軸関係
を保って）自由に移動しうる手段を設けると共に、各磁
気センサに接続して検出された磁気スケールを計測する
手段を設けることにより、２次元磁気スケール装置を得
ることができる、これらの移動支持手段や計測手段は、
従来技術より容易に構成しうるので、詳細説明は省略す
る。
ルはＸ軸及びＹ軸を有するので、互いに直角をなす２個
の磁気センサをこれらのＸ軸及びＹ軸にそれぞれ平行に
固定して一体化し、この一体化された両磁気センサを、
Ｘ、Ｙ両軸と平行関係を保持した状態で（一定の軸関係
を保って）自由に移動しうる手段を設けると共に、各磁
気センサに接続して検出された磁気スケールを計測する
手段を設けることにより、２次元磁気スケール装置を得
ることができる、これらの移動支持手段や計測手段は、
従来技術より容易に構成しうるので、詳細説明は省略す
る。
更に、読取ったデータを表示する適当な手段を設けるこ
とは、いうまでもない。
とは、いうまでもない。
以上の説明から明らかなように、本発明は、従来のもの
に比して次のような多くの長所を有する。
に比して次のような多くの長所を有する。
（イ）磁気スケールの面は平板状のゴム磁石のみでよい
から、構造が簡単である。
から、構造が簡単である。
（ロ）スケール板に検出用ケーブルを接続する必要がな
く、本体装置から切離して自由に移動させることができ
る。
く、本体装置から切離して自由に移動させることができ
る。
（ハ）検出信号が大きく外部からの影響を受けにくい。
すなわち、動作が安定である。に）スケール面を非磁性
金属板で保護しうるので、悪環境下で使用することがで
きる。
金属板で保護しうるので、悪環境下で使用することがで
きる。
（ホ）スケールの構造が簡単なため工程が少なく、短時
間及び低価格で製作しうるので、大量生産が可能である
。
間及び低価格で製作しうるので、大量生産が可能である
。
（ハ）スケール板は、製作上の利点から必要に応じてい
くらでも大きいものを製作することが可能である。
くらでも大きいものを製作することが可能である。
（ト）検出時間が比較的短く、高速読取りが可能である
。
。
（至）従来のものより絶対精度が高い。
なお、本発明が上述の実施例に限らず種々の変形、変更
をしうるものであることは、いうまでもない。
をしうるものであることは、いうまでもない。
第１〜第４図は本発明の原理を示す説明図、第５図は第
３図の磁気パターンの実際の着磁パターン図、第６図は
磁気検出ヘッドの検出領域幅の説明図、第７図は磁気シ
ートの一例を示す側面図、第８〜第９図は磁気スケール
板への着磁方法の一例を示す説明図、第１０図は磁気シ
ートの他の例を示す側面図である。 ４．５ ４，５，９・・・・・・磁気シート（磁気スケ
ール板）、λ・・・・・・ピッチ、２・・・・・・Ｘ軸
方向磁気センサ、２′・・・・・・Ｙ軸方向磁気センサ
。
３図の磁気パターンの実際の着磁パターン図、第６図は
磁気検出ヘッドの検出領域幅の説明図、第７図は磁気シ
ートの一例を示す側面図、第８〜第９図は磁気スケール
板への着磁方法の一例を示す説明図、第１０図は磁気シ
ートの他の例を示す側面図である。 ４．５ ４，５，９・・・・・・磁気シート（磁気スケ
ール板）、λ・・・・・・ピッチ、２・・・・・・Ｘ軸
方向磁気センサ、２′・・・・・・Ｙ軸方向磁気センサ
。
Claims (1)
- １ Ｘ軸及びＹ軸を設定しつる平面状の磁気シートに、
Ｘ軸及びＹ軸方向に一定のピッチをもって配列される各
格子点をＮ極に、その対角点をＳ極に着磁した磁気スケ
ール板と、Ｙ軸方向に上記ピッチと等しい検出領域幅を
もちＸ軸方向の磁気スケールを検出する磁気センサと、
Ｘ軸方向に上記ピッチと等しい検出領域幅をもちＹ軸方
向の磁気スケールを検出する磁気センサと、これら両磁
気センサを一体的に且つ上記磁気スケール板のＸ及びＹ
軸と一定の軸関係を保って移動しうるように支持する手
段と、上記各磁気センサに接続してＸ軸及びＹ軸方向の
磁気スケールを読取る手段とより成る２次元磁気スケー
ル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56051334A JPS5856912B2 (ja) | 1981-04-06 | 1981-04-06 | ２次元磁気スケ−ル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56051334A JPS5856912B2 (ja) | 1981-04-06 | 1981-04-06 | ２次元磁気スケ−ル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57165702A JPS57165702A (en) | 1982-10-12 |
| JPS5856912B2 true JPS5856912B2 (ja) | 1983-12-17 |
Family
ID=12884016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56051334A Expired JPS5856912B2 (ja) | 1981-04-06 | 1981-04-06 | ２次元磁気スケ−ル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5856912B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58175020A (ja) * | 1982-04-05 | 1983-10-14 | Telmec Co Ltd | 二次元精密位置決め装置 |
| JP2562319Y2 (ja) * | 1984-04-16 | 1998-02-10 | 日本電気株式会社 | 位置検出器 |
| JPS60192036U (ja) * | 1984-05-28 | 1985-12-20 | 昭和電工株式会社 | 座標測定装置のための布線板 |
| JPS61144404U (ja) * | 1985-02-28 | 1986-09-06 | ||
| JPH0647635Y2 (ja) * | 1986-04-21 | 1994-12-07 | 株式会社三協精機製作所 | 高精度加工装置 |
| JPH0730266Y2 (ja) * | 1986-08-11 | 1995-07-12 | 株式会社三協精機製作所 | 高精度加工装置 |
| US5012586A (en) * | 1989-08-28 | 1991-05-07 | Ashworth Anthony J | Plotting and drafting apparatus with magnetic guide |
| US6127749A (en) | 1999-02-10 | 2000-10-03 | Nikon Corporation Of Japan | Two-dimensional electric motor |
| DE10228663A1 (de) * | 2002-06-27 | 2004-01-22 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Anordnung zum Bestimmen der Lage eines Körpers |
| JP2006349377A (ja) * | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Shinko Electric Co Ltd | ２自由度センサ |
| KR101659931B1 (ko) * | 2007-06-27 | 2016-09-26 | 브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드 | 다차원 위치 센서 |
| JP5416104B2 (ja) | 2007-06-27 | 2014-02-12 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | セルフベアリングモータ用位置フィードバック |
| JP5339127B2 (ja) * | 2008-12-10 | 2013-11-13 | 株式会社ニコン | アブソリュートエンコーダ及びエンコーダ、並びに移動体装置 |
| JP2017058328A (ja) | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 日本電産サンキョー株式会社 | 直動回転検出器 |
-
1981
- 1981-04-06 JP JP56051334A patent/JPS5856912B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57165702A (en) | 1982-10-12 |
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