(57)【要約】【課題】超音波を用いて直線運動するスライダの位置と速度を検出する位置検出器において、位置及び速度を検出する回路の電源と超音波を発生させる磁歪ドライブコイルに供給する励磁電流の発生を回路で使用するクロック信号に同期させないようにして、位置及び速度を検出する検出電圧の振幅を大きくとれ且つノイズ重畳の低減を図る。【解決手段】直線運動をするスライダの位置と速度を超音波の伝播状態で算出する位置速度検出手段を備えた位置検出器であって、位置速度検出手段は、超音波を発生させる電流を生成するコイル電流駆動回路に対して、クロック信号が立上ったときに、回路の電源を第１コンデンサに充電し、この第１コンデンサに充電した電圧を、超音波を発生させる磁歪ドライブコイルを駆動させる第２コンデンサに充電し、この第２コンデンサに充電した電圧を、クロック信号よりも時間的に遅い遅延クロック信号の立上ったときに磁歪ドライブコイルに供給する。【選択図】      図１
2004184311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線運動をするスライダの位置と速度を超音波の伝播状態で算出する位置速度検出手段を備えた位置検出器であって、
前記位置速度検出手段は、超音波を発生させる磁歪ドライブコイルに供給する電流を、超音波の伝播状態を検出する回路で使用するクロック信号の立上りよりも時間的に遅い遅延クロック信号が立上ったときに供給することを特徴とする位置検出器。
【請求項２】
直線運動をするスライダの位置と速度を超音波の伝播状態で算出する位置速度検出手段を備えた位置検出器であって、
前記位置速度検出手段は、
前記超音波を発生させる電流を生成するコイル電流駆動回路に対して、クロック信号が立上ったときに、回路の電源を第１コンデンサに充電し、
該第１コンデンサに充電した電圧を、超音波を発生させる磁歪ドライブコイルを駆動させる第２コンデンサに充電し、
該第２コンデンサに充電した電圧を、前記クロック信号よりも時間的に遅い遅延クロック信号の立上ったときに前記磁歪ドライブコイルに供給することを特徴とする位置検出器。
【請求項３】
前記第１コンデンサに充電した電圧を第２コンデンサに充電した後に第１コンデンサを充電し、この第１のコンデンサの充電と、第２コンデンサに充電した電圧を磁歪ドライブコイルに供給することを同時に行うことを特徴とする請求項２に記載の位置検出器。
【請求項４】
この第１のコンデンサを充電するための閉ループと、第２コンデンサに充電した電圧を磁歪ドライブコイルに供給するための閉ループがそれぞれ独立に形成されることを特徴とする請求項３に記載の位置検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置検出器に関するものであり、詳しくは、垂直及び水平方向のマテリアル・ハンドリング用直線移動装置に用いる位置検出器の機能改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術における位置検出器は、図５に示すように、ステータ１２の両端に固定取付けられている第１及び第２磁歪検出コイル１４ａ、１４ｂと、ステータ１２上を移動するスライダー１１に固定取付けられている磁歪ドライブコイル１５と、スライダー１１に固定された磁歪ドライブコイル１５に通過させた磁歪線１３と、第１及び第２磁歪検出コイル１４ａ、１４ｂからの信号を入力して磁歪ドライブコイル１５を制御する磁歪信号変換回路１６と、磁歪信号変換回路１６で生成した位置検出電圧との位置誤差を増幅する位置誤差増幅器１７と、モード切替えスイッチＳＷ３と、磁歪信号変換回路１６で生成した速度検出電圧の速度誤差を増幅する速度誤差増幅器１８と、速度誤差増幅器１８からの信号によりスライダー１１にモーター駆動電流を供給するモーター電流駆動回路１９とからなる。ここで、第１及び第２磁歪検出コイル１４ａ、１４ｂとスライダー１１に固定された磁歪ドライブコイル１５に磁歪線１３を通過させたもので磁歪センサー部を形成する。
【０００３】
磁歪信号変換回路１６は、クロック発生回路２３からのクロックに同期して磁歪ドライブコイル１５に電流を供給するコイル電流駆動回路２２と、第１及び第２磁歪検出コイル１４ａ、１４ｂからの検出信号を入力する第１及び第２コンパレータ２０ａ、２０ｂと、第１及び第２コンパレータ２０ａ、２０ｂからの信号とクロック発生回路２３からのクロックでタイミングを調整するタイミング調整回路２１と、タイミング調整回路２１からの制御信号に基づいて第１及び第２基準電圧２４、２５を切替える積分回路２６と、積分回路２６からの信号をサンプリングしてホールドする第１サンプリング＆ホールド部２７と、積分回路２６で算出された差分を検出する差分検出回路２８と、この差分検出回路２８で検出した差分の信号をサンプリングしてホールドする第２サンプリング＆ホールド部２９とから構成されている。
【０００４】
積分回路２６は、直列回路を構成する複数の抵抗Ｒと、抵抗Ｒを介して入力される第１及び第２基準電圧２４、２５を切替える積分電流切替えスイッチＳＷ１、ＳＷ２と、比較器と、コンデンサＣとからなる。
【０００５】
このような構成からなる位置検出器において、先ず、クロック発生回路２３により発生したクロック信号をコイル電流駆動回路２２に入力すると、コイル電流駆動回路２２はクロック信号に同期し、磁歪ドライブコイル１５に直流電流を流して超音波を磁歪線１３に発生させる。
【０００６】
この超音波は、磁歪線１３を伝播し、第１及び第２磁歪検出コイル１４ａ、１４ｂに達すると磁歪効果によりコイルにバイアスされた磁束が変化し磁歪検出電圧が発生する。
【０００７】
磁歪検出電圧は、それぞれ第１及び第２コンパレータ２０ａ、２０ｂで波形成形され、タイミング調整回路２１に入力され、積分電流切替えスイッチＳＷ１、ＳＷ２、第１及び第２サンプル＆ホールド部２７、２９の動作を制御する。
先ず、第１基準電圧２４を元に積分回路２６で時間／電圧変換が行われ、位置検出電圧が発生する。
次に、差分検出回路２８で第１サンプル＆ホールド部２７にホールドされていた前回の位置検出電圧と新しい位置検出電圧の差分を求め、第２サンプル＆ホールド部２９にホールドし、速度検出電圧を得る。
【０００８】
位置誤差増幅器１７で位置指令入力電圧と位置検出電圧の誤差を増幅・積分し、速度指令電圧を得る。
速度誤差増幅器１８で速度指令電圧と速度検出電圧の差を増幅し推力指令電圧を得る。推力指令電圧に従いモーター電流駆動回路１９でスライダー１１のモーターコイルを励磁し推力を発生させ、速度マイナーループを持つ位置制御ループが構成される。
速度制御ループのみを構成する場合は、モード切替えスイッチＳＷ３を切替えて（２の位置）、外部の速度指令入力電圧と速度検出電圧により速度制御ループを構成する。
【０００９】
ここで、タイミング調整回路２１の動作と位置、速度検出電圧の発生について、図５を参照して、図６に示すタイミングチャートに基づいて説明する。
【００１０】
先ず、クロック信号に同期させて磁歪ドライブコイル１５に電流が流れると、その磁歪ドライブコイル１５に流れた電流に基づく超音波を時間Ｔ１で第１磁歪検出コイル１４ａが検出し、時間Ｔ２で第２磁歪検出コイル１４ｂが検出する。
この第１磁歪検出コイル１４ａが検出した信号により第１コンパレータ２０ａは矩形波信号を出力し、第２磁歪検出コイル１４ｂが検出した信号により第２コンパレータ２０ｂは矩形波信号を出力する。
ここでタイミング調整回路２１は、クロック信号の立上りで積分電流切替えスイッチＳＷ１及び積分電流切替えスイッチＳＷ２の両者をオンに制御する。この積分電流切替えスイッチＳＷ１は第１コンパレータ２０ａが出力する矩形波信号によりオフし、積分電流切替えスイッチＳＷ２は第２コンパレータ２０ｂが出力する矩形波信号によりオフする。
【００１１】
さて、上記の積分電流切替えスイッチＳＷ１、ＳＷ２の切替え操作により、そのときの第１磁歪検出コイル１４ａでの検出電圧と、第２磁歪検出コイル１４ｂでの検出電圧と、第１基準電圧２４と第２基準電圧２５とを用いて、積分回路２６により位置検出電圧Ｖｘを算出する。
この位置検出は、位置ｘは磁歪ドライブコイル１５より発せられる超音波の速度をｖ（ｍ／ｓ）とすると、第１及び第２磁歪検出コイル１４ａ、１４ｂに超音波が到達する時間をそれぞれＴ１、Ｔ２（ｓ）とすると、
ｘ＝（Ｔ１−Ｔ２）／ｖ（ｍ）
となる。
【００１２】
位置検出出力電圧ＶＸＮは、
2004184311.tif 000003
ここでＴ１＋Ｔ２≒ＣＲとすると、
ＶＸＮ＝ＶＲＥＦ（Ｔ１−Ｔ２）／（Ｔ１＋Ｔ２）
となって、ＶＸＮは位置検出値となり、検出感度はＶＲＥＦ／｛（Ｔ１＋Ｔ２）・ｖ｝［Ｖ／ｍ］となる。
【００１３】
そして、これらの積分回路２６で算出された位置検出値は、第１サンプル＆ホールド部２７のクロック信号の立上りにホールドし、クロック信号の立下りにサンプルする。そして、このサンプルのときに位置検出値ＶＸＮを出力する。
【００１４】
積分回路２６からの出力信号は差分検出回路２８に入力され、速度検出信号ＶＶを出力し、第２サンプル＆ホールド部２９は第２コンパレータ２０ｂが出力する矩形波信号でサンプルし、速度検出出力信号ＶＶＮを出力する。
【００１５】
この速度検出について、
速度の時間離散表現Ｖｎは、
Ｖｎ＝｛ｘ（ｔ）−Ｘ（Ｔ−Δｔ）｝／Δｔ
となる。
ここで、積分回路２６においてはクロック信号に同期して検出される位置検出値の差分が速度検出Ｖｖｎとなる。
ＶＶＮ＝ＶＸＮ−ＶＸＮ―１
クロック周期をＴ（Ｓ）とすると、検出感度は（ＶＲＥＦ・Ｔ）／｛（Ｔ１＋Ｔ２）・ｖ｝［Ｖ／ｍ］
である。
【００１６】
このようにして、磁歪ドライブコイル１５で出力した超音波を第１及び第２磁歪検出コイル１４ａ、１４ｂで検出して、第１及び第２サンプル＆ホールド部２７、２９でサンプルして位置検出出力信号ＶＸ、速度検出出力信号ＶＶを算出するのである。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００１−１５３６３９号公報  （第４頁  第１図）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術で説明した位置検出器において、第１及び第２磁歪検出コイルの出力電圧を大きくするためには、磁歪ドライブコイルの発生する磁束の傾きを大きくする必要がある。そのために、磁歪ドライブコイルの駆動電圧を大きくする必要がある。然るに検出回路を構成するロジックＩＣ等の電源電圧は５Ｖと低く従来は検出コイルの出力電圧が低く、Ｓ／Ｎ比を十分大きくすることができないという問題がある。
【００１９】
又、磁歪ドライブコイル駆動時の電流は大きく、電源にノイズが発生するため、検出回路と電源を分離する必要があった。
【００２０】
更に、ＤＣ／ＤＣコンバータ、チャージポンプ回路等の昇圧回路により検出回路電源より磁歪ドライブ電源を作る場合、昇圧回路の発生するノイズを低く抑えるため、厳重な電源フィルターが必要になるという問題がある。
【００２１】
従って、検出回路電源よりシンプルな回路構成で回路の動作に影響しない、磁歪ドライブコイル電圧を得て高いＳ／Ｎ比を得ることができる回路構成に解決しなければならない課題を有する。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る位置検出器は、次に示す構成にすることである。
【００２３】
（１）直線運動をするスライダの位置と速度を超音波の伝播状態で算出する位置速度検出手段を備えた位置検出器であって、前記位置速度検出手段は、超音波を発生させる磁歪ドライブコイルに供給する電流を、超音波の伝播状態を検出する回路で使用するクロック信号の立上りよりも時間的に遅い遅延クロック信号が立上ったときに供給することを特徴とする位置検出器。
【００２４】
（２）直線運動をするスライダの位置と速度を超音波の伝播状態で算出する位置速度検出手段を備えた位置検出器であって、前記位置速度検出手段は、前記超音波を発生させる電流を生成するコイル電流駆動回路に対して、クロック信号が立上ったときに、回路の電源を第１コンデンサに充電し、該第１コンデンサに充電した電圧を、超音波を発生させる磁歪ドライブコイルを駆動させる第２コンデンサに充電し、該第２コンデンサに充電した電圧を、前記クロック信号よりも時間的に遅い遅延クロック信号の立上ったときに前記磁歪ドライブコイルに供給することを特徴とする位置検出器。
（３）前記第１コンデンサに充電した電圧を第２コンデンサに充電した後に第１コンデンサを充電し、この第１のコンデンサの充電と、第２コンデンサに充電した電圧を磁歪ドライブコイルに供給することを同時に行うことを特徴とする（２）に記載の位置検出器。
（４）この第１のコンデンサを充電するための閉ループと、第２コンデンサに充電した電圧を磁歪ドライブコイルに供給するための閉ループがそれぞれ独立に形成されることを特徴とする（３）に記載の位置検出器。
【００２５】
このように、超音波を利用した位置速度検出において、検出するタイミングと磁歪ドライブコイルに電流を供給するタイミングをずらすことで、ノイズの重畳を無くすことが可能になる。
【００２６】
又、磁歪ドライブコイルに供給する電圧を、コンデンサを充電中に磁歪ドライブコイルを励磁することで、励磁電流の電源への影響を無くすことが可能になる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る位置検出器の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、従来技術で説明したものと同じものには同一符号を付与して説明する。
【００２８】
本発明に係る位置検出器は、図１に示すように、ステータ１２の両端に固定取付けられている第１及び第２磁歪検出コイル１４ａ、１４ｂと、ステータ１２上を移動するスライダー１１に固定取付けられている磁歪ドライブコイル１５と、スライダー１１に固定された磁歪ドライブコイル１５に通過させた磁歪線１３と、第１及び第２磁歪検出コイル１４ａ、１４ｂからの信号を入力して磁歪ドライブコイル１５を制御する磁歪信号変換回路１６と、磁歪信号変換回路１６で生成した位置検出電圧との位置誤差を増幅する位置誤差増幅器１７と、モード切替えスイッチＳＷ３と、磁歪信号変換回路１６で生成した速度検出電圧の速度誤差を増幅する速度誤差増幅器１８と、速度誤差増幅器１８からの信号によりスライダー１１にモーター駆動電流を供給するモーター電流駆動回路１９とからなる。ここで、第１及び第２磁歪検出コイル１４ａ、１４ｂとスライダー１１に固定された磁歪ドライブコイル１５に磁歪線１３を通過させたもので磁歪センサー部を形成する。
【００２９】
磁歪信号変換回路１６は、クロック発生回路２３からのクロック信号に同期してコイル駆動電流を生成するチャージポンプ回路３２と、クロック発生回路２３からのクロック信号に同期してクロック信号を遅延させる遅延回路３１と、遅延回路３１で遅延されたクロック信号に同期して磁歪ドライブコイル１５に電流を供給するコイル電流駆動回路２２と、第１及び第２磁歪検出コイル１４ａ、１４ｂからの検出信号を入力する第１及び第２コンパレータ２０ａ、２０ｂと、第１及び第２コンパレータ２０ａ、２０ｂからの信号とクロック発生回路２３からのクロック信号でタイミングを調整するタイミング調整回路２１と、タイミング調整回路２１からの制御信号に基づいて第１及び第２基準電圧２４、２５を切替える積分回路２６と、積分回路２６からの信号をサンプリングしてホールドする第１サンプリング＆ホールド部２７と、積分回路２６で算出された差分を検出する差分検出回路２８と、この差分検出回路２８で検出した差分の信号をサンプリングしてホールドする第２サンプリング＆ホールド部２９とから構成されている。
【００３０】
積分回路２６は、直列回路を構成する複数の抵抗Ｒと、抵抗Ｒを介して入力される第１及び第２基準電圧２４、２５を切替える積分電流切替えスイッチＳＷ１、ＳＷ２と、比較器と、コンデンサＣとからなる。
【００３１】
チャージポンプ回路３２は、図２に示すように、コイル電流駆動回路２２に供給する電流を制御するものであり、クロック信号によりオン／オフする２個のスイッチＳＷ４、ＳＷ５、２個のダイオードＤ１、Ｄ２、２個の第１及び第２コンデンサＣ１、Ｃ２とから構成され、その接続状態は、検出された回路の電源Ｅに直列に接続した第１及び第２スイッチＳＷ４、ＳＷ５と、第１スイッチＳＷ４に並列に接続した直列回路のダイオードＤ１及び第１コンデンサＣ１と、ダイオードＤ１と第１コンデンサＣ１との接続点に接続され直列回路を構成するダイオードＤ２及び第２コンデンサＣ２とからなる。
【００３２】
更に、このダイオードＤ２及び第２コンデンサＣ２との接続点がコイル電流駆動回路２２を介して磁歪ドライブコイル１５を構成するコイルＬの一方端部に接続されている。
【００３３】
このような構成からなるチャージポンプ回路３２の動作について、以下、図３を参照して説明する。
先ず、図３（Ａ）に示すように、クロック信号に基づいてスイッチＳＷ４、ＳＷ５が制御される、最初のクロック信号の立上りのときにスイッチＳＷ４がオフ、スイッチＳＷ５がオンの状態になると、回路電源ＥがダイオードＤ１、第１コンデンサＣ１、スイッチＳＷ５を通過する閉ループが形成され、第１コンデンサＣ１への充電が開始される。
次に、図３（Ｂ）に示すように、クロック信号が立下がったときに、スイッチＳＷ４がオン、スイッチＳＷ５がオフとなり、第１コンデンサＣ１に充電されている電圧が、ダイオードＤ２、第２コンデンサＣ２の閉ループを形成し、充電されている第１コンデンサＣ１の充電電圧により第２コンデンサＣ２を充電する。
【００３４】
次に、図３（Ｃ）に示すように、クロック信号が立上ると、スイッチＳＷ４がオフ、スイッチＳＷ５がオンの状態になり、ダイオードＤ１、第１コンデンサＣ１、スイッチＳＷ５の閉ループが形成され、放電した第１コンデンサＣ１への充電が開始する。そして、クロック信号の立上りより遅い、遅延クロック信号が立上ると、スイッチＳＷ６がオンし、充電されている第２コンデンサＣ２の充電電圧、即ち、コイル駆動電源がコイルＬに供給される。このときには、第１コンデンサＣ１への充電と、第２コンデンサＣ２の放電が同時に行われることになる。
【００３５】
コイル電流駆動回路２２は、上記動作を有するチャージポンプ回路３２からのチャージ電圧及び電流をコイルＬに供給するものであり、又、このコイルＬの駆動は遅延クロック信号により制御される構成になっている。その接続状態は、チャージポンプ回路３２からのチャージ電圧及び電流のラインをコイルＬの一方端部に接続し、他方端部を第３スイッチＳＷ６に接続してなる。この第３スイッチＳＷ６は、遅延クロック信号を受けると一定時間オンになるワンショットによりオン／オフが制御される構成になっている。
【００３６】
このような構成からなるチャージポンプ回路３２を備えたコイル電流駆動回路２２の動作について、以下説明する。
【００３７】
先ず、磁歪信号変換回路１６で位置及び速度を検出する。そして、クロック発生回路２３より発生したクロック信号をチャージポンプ回路３２に入力し、コイル駆動電源を得る。
クロック発生回路２３より発生したクロック信号を遅延回路３１に入力し、遅延クロック信号を得る。
コイル電流駆動回路２２は遅延クロック信号に同期し、チャージポンプ回路３２のコイル駆動電源より磁歪ドライブコイル１５に電流を流し超音波を磁歪線１３に発生させる。
超音波は、磁歪線１３を伝播し、第１及び第２磁歪検出コイル１４ａ、１４ｂに達すると磁歪効果によりコイルにバイアスされた磁束が変化し磁歪検出電圧が発生する。
磁歪検出電圧はそれぞれ第１及び第２コンパレータ２０ａ、２０ｂで波形整形しタイミング調整回路２１に入力され、積分電流切替えスイッチＳＷ１、ＳＷ２、第１及び第２サンプル＆ホールド部２７、２９の動作を制御する。
第１及び第２基準電圧２４、２５を元に、積分回路２６で時間／電圧変換が行われ、位置検出電圧が発生する。
差分検出回路２８で第１サンプル＆ホールド部２７にホールドされていた前回の位置検出電圧と新しい位置検出電圧の差分を求め、第２サンプル＆ホールド部２９にホールドし、速度検出電圧を得る。
【００３８】
位置誤差増幅器１７で位置指令入力電圧と位置検出電圧の誤差を増幅・積分し、速度指令電圧を得る。
【００３９】
速度誤差増幅器１８で速度指令電圧と速度検出電圧の差を増幅し推力指令電圧を得る。
推力指令電圧に従いモーター電流駆動回路１９でスライダー１１のモーターコイルを励磁し推力を発生させ、速度マイナーループを持つ位置制御ループが構成される。
速度制御ループのみを構成する場合はモード切替えスイッチＳＷ３を２の位置に変更し、外部の速度指令入力電圧と速度検出電圧により速度制御ループを構成する。
【００４０】
次に、タイミング調整回路２１の動作と位置、速度検出電圧の発生とチャージポンプ回路３２の動作について、図４を参照して説明する。
【００４１】
先ず、クロック信号のオンに同期させて、チャージポンプ回路３２の第１コンデンサＣ１への充電が行われる（▲１▼の状態；Ｐ１の位置）。次にクロック信号がオフになると、その第１コンデンサＣ１に充電した電圧が第２コンデンサＣ２を充電する（▲２▼の状態；Ｐ２の位置）。
そして、次のクロック信号の立上り（Ｐ３の位置）に、放電した第１コンデンサＣ１への充電が開始すると共に、遅延クロック信号の立上り（Ｐ４の位置）で、第２コンデンサＣ２に充電された電圧及び電流がコイル駆動電源として磁歪ドライブコイル１５に供給される。
【００４２】
後は、従来技術で説明したことと同じで、クロック信号に同期させて磁歪ドライブコイル１５に電流が流れると、その磁歪ドライブコイル１５に流れた電流に基づく超音波を時間Ｔ１で第１磁歪検出コイル１４ａが検出し、時間Ｔ２で第２磁歪検出コイル１４ｂが検出する。
この第１磁歪検出コイル１４ａが検出した信号により第１コンパレータ２０ａは矩形波信号を出力し、第２磁歪検出コイル１４ｂが検出した信号により第２コンパレータ２０ｂは矩形波信号を出力する。
ここでタイミング調整回路２１は、クロック信号の立上りで積分電流切替えスイッチＳＷ１及び積分電流切替えスイッチＳＷ２の両者をオンに制御する。この積分電流切替えスイッチＳＷ１は第１コンパレータ２０ａが出力する矩形波信号によりオフし、積分電流切替えスイッチＳＷ２は第２コンパレータ２０ｂが出力する矩形波信号によりオフする。
【００４３】
さて、上記の積分電流切替えスイッチＳＷ１、ＳＷ２の切替え操作により、そのときの第１磁歪検出コイル１４ａでの検出電圧と、第２磁歪検出コイル１４ｂでの検出電圧と、第１基準電圧２４と第２基準電圧２５とを用いて、積分回路２６により位置検出電圧Ｖｘを算出する。
この位置検出は、位置ｘは磁歪ドライブコイル１５より発せられる超音波の速度をｖ（ｍ／ｓ）とすると、第１及び第２磁歪検出コイル１４ａ、１４ｂに超音波が到達する時間をそれぞれＴ１、Ｔ２（ｓ）とすると、
ｘ＝（Ｔ１−Ｔ２）／ｖ（ｍ）
となる。
【００４４】
位置検出出力電圧ＶＸＮは、
2004184311.tif 000004
ここでＴ１＋Ｔ２≒ＣＲとすると、
ＶＸＮ＝ＶＲＥＦ（Ｔ１−Ｔ２）／（Ｔ１＋Ｔ２）
となって、ＶＸＮは位置検出値となり、検出感度はＶＲＥＦ／｛（Ｔ１＋Ｔ２）・ｖ｝［Ｖ／ｍ］となる。
【００４５】
そして、これらの積分回路２６で算出された位置検出値は、第１サンプル＆ホールド部２７のクロック信号の立上りにホールドし、クロック信号の立下りにサンプルする。そして、このサンプルのときに位置検出値ＶＸＮを出力する。
【００４６】
積分回路２６からの出力信号は差分検出回路２８に入力され、速度検出信号ＶＶを出力し、第２サンプル＆ホールド部２９は第２コンパレータ２０ｂが出力する矩形波信号でサンプルし、速度検出出力信号ＶＶＮを出力する。
【００４７】
この速度検出について、
速度の時間離散表現Ｖｎは、
Ｖｎ＝｛ｘ（ｔ）−Ｘ（Ｔ・Δｔ）｝／Δｔ
となる。
ここで、積分回路２６においてはクロック信号に同期して検出される位置検出値の差分が速度検出Ｖｖｎとなる。
ＶＶＮ＝ＶＸＮ−ＶＸＮ―１
クロック周期をＴ（Ｓ）とすると、検出感度は（ＶＲＥＦ・Ｔ）／｛（Ｔ１＋Ｔ２）・ｖ｝［Ｖ／ｍ］
である。
【００４８】
このようにして、磁歪ドライブコイル１５で出力した超音波を第１及び第２磁歪検出コイル１４ａ、１４ｂで検出して、第１及び第２サンプル＆ホールド部２７、２９でサンプルして位置検出出力信号ＶＸ、速度検出出力信号ＶＶを算出するのである。
【００４９】
以上のようにして、磁歪ドライブコイルに供給するコイル駆動電流は、タイミング調整回路等の回路が動作するクロック信号によらず、且つ、コンデンサに充電させた充電電圧による構成にしたことによって、励磁電流による電源への影響をなくすことが可能になり、そのため、ノイズの発生を抑制できる。
【００５０】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明に係る位置検出器は、磁歪ドライブコイルに供給する励磁電流の発生を回路が駆動するクロック信号から外した構成にすると共に、充電電圧により生成するようにしたことで、位置及び速度を検出する検出電圧の振幅が大きくとれ且つ励磁電流の電源への影響をなくすことで、ノイズの重畳を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る位置検出器の構成を略示的に示した構成図である。
【図２】同、チャージポンプ回路及びコイル電流駆動回路の回路図である。
【図３】同、チャージポンプ回路の動作を示した説明図である。
【図４】同、タイミング調整回路の動作を示したタイミングチャートである。
【図５】従来技術における位置検出器の構成を略示的に示した構成図である。
【図６】図５における位置検出器のタイミング調整回路の動作を示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
１１      スライダー
１２      ステータ
１３      磁歪線
１４ａ    第１磁歪検出コイル
１４ｂ    第２磁歪検出コイル
１５      磁歪ドライブコイル
１７      位置誤差増幅器
１８      速度誤差増幅器
１９      モーター電流駆動回路
２０ａ    第１コンパレータ
２０ｂ    第２コンパレータ
２１      タイミング調整回路
２２      コイル電流駆動回路
２３      クロック発生回路
２４      第１基準電圧
２５      第２基準電圧
２６      積分回路
２７      第１サンプル＆ホールド部
２８      差分検出回路
２９      第２サンプル＆ホールド部
３１      遅延回路
３２      チャージポンプ回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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