JP2000121391A - 光学式リニヤスケール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学式リニヤスケールのモアレ縞をデジタル
的に検出して信号処理回路を簡易化する。 【解決手段】 ＣＣＤ撮像素子からなる計測部１０から
出力された信号を階段波状に形成する第１，及び第２の
タイミング回路部１１．１２と、この階段波状の信号か
らスケールの位置を特定する位置データ変換部１５を設
ける。生成された位置データは移動量検出部１８におい
て所定のサンプリング周期で古いデータと新しいデータ
が比較され、その差分に相当するパルス信号を偏差カウ
ンタ１９にプリセットする。偏差カウンタ１９の計数値
がゼロになるまでパルスを出力することにより、スケー
ルの相対的な移動量を内挿したＡ／Ｂ相パルス信号を出
力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相対的に移動して
いる二物体間の移動量を測定するリニヤスケールに関す
るものであり、特に光学式のスケールにおいて、デジタ
ル的に信号処理を施し精度の高い移動距離情報を出力す
る際に好適な光学式リニヤスケールに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】工作機械等において、被加工物に対する
工具の相対的な移動量を高い精度で正確に測定すること
は、精密加工を行う上で極めて重要であり、また、この
測定値を迅速にシリアルデータとして出力することが要
請されている。そのひとつの例として、光学格子を２枚
重ね合わせることにより得られるモアレ縞を利用した光
学式スケールの詳細を以下に述べる。この光学式スケー
ルは、図７に示すように透明のガラススケール１００の
一面に透光部と非透光部が所定のピッチで配列するよう
格子（刻線）を設けたメインスケール１０１と、透明の
ガラススケール１０２の一面に透光部と非透光部が所定
のピッチで配列するよう格子（刻線）を設けたインデッ
クススケール１０３とを有し、同図（ａ）に示すよう
に、このメインスケール１０１にインデックススケール
１０３を微小間隔を持って対向させると共に、同図
（ｂ）に示すように、メインスケール１０１の格子に対
し微小角度傾けられるようにインデックススケール１０
３の格子を配置している。

【０００３】このように配置すると、スケールの移動に
応じて図８に示すモアレ縞が発生する。このモアレ縞の
間隔はＷとなり、間隔Ｗ／２毎に暗い部分あるいは明る
い部分が発生する。この暗い部分あるいは明るい部分
は、メインスケール１０１に対し、インデックススケー
ル１０３が相対的に左右に移動すると上から下、あるい
は下から上に移動していく。この場合、メインスケール
１０１及びインデックススケール１０３の格子のピッチ
をＰ、相互の傾斜角度をθ［ｒａｄ］とすると、モアレ
縞の間隔Ｗは、 Ｗ＝Ｐ／θ と示され、ピッチＰは光学的にモアレ縞の間隔Ｗをθ倍
に拡大して検出することができる。すなわち、格子が１
ピッチ移動すると、モアレ縞はＷだけ変位するが、ピッ
チＰはＷのθ倍となるので、モアレ縞の位相変化を検出
することによってピッチＰ内の移動量を高い精度で測定
することができるようになる。

【０００４】そこで、図９に示すように光電反感素子１
１０によってモアレ縞を検出すると、モアレ縞の位置が
Ａの状態となっていると、光電変換素子１１０に照射さ
れる光量は最も多くなり、光電変換素子１１０に流れる
電流は最大値Ｉ₁ となる。次に、相対的に移動してＢの
状態になると光電変換素子１１０に照射される光量はや
や減少し、その電流はＩ₂ となり、更に、移動してＣの
状態になると光電変化素子１１０には最も少ない光量が
照射され、その電流も最も小さいＩ₃ となる。そして、
更に移動してＤの状態になると光電変換素子１１０に照
射される光量はやや増加し、その電流はＩ₂ となり、Ｅ
の状態になるまで移動すると、再び最も光量の多い位置
となり、元の電流値Ｉ₁ に戻る。このように、光電変換
素子１１０に流れる電流は正弦波状に変化すると共に、
その変化が１周期経過した時に、格子のピッチＰだけメ
インスケール１０１とインデックススケール１０３とが
相対的に移動したことになる。

【０００５】また、図１０に示すように、９０度、また
は一周期（間隔Ｗ）と９０゜ずらせて２つの光電変換素
子１１１，１１２を設けると、Ａ相の光電変換素子１１
１に流れる電流に対してＢ相の光電変換素子１１２に流
れる電流は、図１１に示すように９０゜偏位した電流と
なる。すなわち、Ａ相の光電変換素子１１１に流れる電
流をＳｉｎ波とすると、Ｂ相の光電変換素子１１２に流
れる電流はＣｏｓ波となる。この場合、メインスケール
１０１とインデックススケール１０３との相対的な移動
方向により、Ａ相の光電変換素子１１１に流れる電流に
対するＢ相の光電変換素子１１２に流れる電流の位相は
９０゜進相あるいは９０゜遅相となるため、９０゜ずら
せて配置した２つの光電変換素子を設けることで相対的
な移動方向を検出することができる。

【０００６】ところで、このように構成された光学式ス
ケールは、光電変換素子によってモアレ縞を透過してい
る光を検出し、モアレ縞の変化をアナログの電流値と検
出しているため、この検出電流からスケールの１ピッチ
を内挿するためパルス信号を得るために、図１２に示す
ような信号処理を行っている。

【０００７】この図１２において ２１は搬送信号ＣＫ
（ａ，ｂ，ｃ）が入力されている平衡変調器（以下、単
に変調器ともいう）、２２はローパスフイルタ、２３は
波形整形回路、２４は波形整形された２値信号から後で
述べるように１ピッチ間を内挿するＡ相パルス信号、お
よびＢ相パルス信号を形成するデジタル信号処理部であ
る。前記変調器２１は、本出願人が先に特開昭６２−１
３２１０４号公報として公開しているように、正弦波状
の信号レベルを変調信号として搬送波周波数を平衡変調
するものであって、正弦波状のレベルが搬送波の位相情
報として出力されるようにしており、例えば図１３に示
すように、入力されたＡ相信号はバッファとして動作す
るオペアンプＯＰ１を介して抵抗ネットワークＲＴに供
給されると共に、オペアンプＯＰ２により反転されて抵
抗ネットワークＲＴに供給される。また、Ｂ相信号はバ
ッファとして動作するオペアンプＯＰ３を介して抵抗ネ
ットワークＲＴに供給されると共に、オペアンプＯＰ４
により反転されて抵抗ネットワークＲＴに供給される。

【０００８】すなわち、Ａ相信号，反転Ａ相信号，Ｂ相
信号，反転Ｂ相信号を抵抗ネットワークＲＴにより混合
加算し、位相が反対で同電圧の８分割された混合信号を
作成し、マルチプレクサＡＭの８つの入力端子（０）〜
（７）にそれぞれ供給している。このマルチプレクサＡ
Ｍの入力端子Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３には図１４（ｃ）に示す
選択信号Ａ，Ｂ，Ｃが入力され、この選択信号Ａ，Ｂ，
ＣによりマルチプレクサＡＭの入力端子（０）〜（７）
が順次選択されて、出力端子ｔｏから図１４（ａ）に示
す階段状の出力信号Ｓが出力される。このマルチプレク
サＡＭから出力される信号Ｓの周波数は、図１４に図示
するように選択信号Ｃの周期と同一であり、結局のとこ
ろ、選択信号Ｃを搬送波としてその位相をＡ相信号（Ｂ
相信号）のレベルにより平衡変調した出力信号Ｓがマル
チプレクサＡＭから出力されるようになる。すなわち、
Ａ相信号（Ｂ相信号）のレベルに応じて位相偏移された
搬送波が出力されるのである。

【０００９】このように平衡変調された変調波は次にロ
ーパスフイルタ２２に印加されて、図１４（ｂ）に示す
ように滑らかな正弦波状とされる。

【００１０】この正弦波状に変換された信号は搬送波の
周波数の角速度をω、スケールの格子（刻線）間隔を
ｐ、スケールの移動量をｘとしたときに Ｖｓ＝Ｋ・Ｃｏｓ（ωｔー２π・ｘ／ｐ） によって示される信号となり、スケールの移動量ｘとピ
ッチｐの比ｘ／ｐで位相が変調された交流信号となる。

【００１１】そして、この位相変調された交流信号が次
の波形整形回路２３によって零レベルの点がエッジとさ
れる２値信号に変換される。この波形整形回路２３より
出力される２値信号の位相と、光学手段から出力された
Ａ相信号及びＢ相信号のレベルとの関係を図１５に示
す。この図の左側に示す正弦波状に変化している信号が
スケールから出力されたＡ相信号及びＢ相信号であり、
右側に示すパルス波形は位相偏移を受けた波形整形回路
２３よりの搬送波の２値信号であり、その破線位置が変
調回路２１に供給される搬送波ＣＫ（ａ，ｂ，ｃ）の零
位相である。

【００１２】そして、この図のイに示すように、スケー
ルの停止状態で、例えば、Ａ相信号が正の最大レベルで
Ｂ相信号が零レベルの場合は零位相から９０゜位相偏移
された２値信号とされ、Ａ相信号が零レベルでＢ相信号
が正の最大レベルの同図ロの場合は１８０゜位相偏移さ
れた２値信号とされ、以下、Ａ相信号が負の最大レベル
でＢ相信号が零レベルの同図ハの場合は２７０゜、Ａ相
信号が零レベルでＢ相信号が負の最大レベルの同図ニの
場合は３６０゜位相偏移されて、位相偏移され、搬送波
の零位相と同じになる。

【００１３】デジタル信号処理部２４はそのキャプチャ
機能を利用して、波形整形回路２３から出力されている
この２値信号の立ち上がり点と、点線で示す基準位相の
間隔Ｔを検出する。この間隔Ｔは、格子ピッチＰ内を分
割した位置の情報を示しているので、この期間Ｔを所定
のクロックによって計数することにより、スケールの１
ピッチを内挿する内挿パルス信号を形成すると共に、こ
の内挿パルス信号を計数して１ピッチ内を分割したスケ
ールの絶対位置のデータを得ることができる。例えば、
デジタル信号処理部２４から出力されている搬送波のエ
ッジによりカウンタの計数をスタートさせ、波形整形回
路２３の２値出力の立ち上がりエッジによりカウンタの
計数をストップさせると、デジタル信号処理部２４のカ
ウンタより格子ピッチＰ内を分割した内挿アブソリュー
ト値を検出できるようになる。この実施例の場合、スケ
ールの刻線の１ピッチは４０μｍを示しているが、デジ
タル信号処理部２４内のカウンタ機能によって搬送波、
例えば１２４ＫＨｚの４０倍の周波数とされているクロ
ック（５ＭＨｚ）によって図１５に示した期間Ｔをカウ
ントすると、１／４０ピッチの精度で計数パルスが得ら
れ、光学手段のモアレ縞出力信号から１μｍの動きを検
出することができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
光学式リニヤスケールは、光電変換素子を使用してスケ
ールの移動をモアレ縞として検出し、このモアレ縞を正
弦波状の信号として出力すると共に、この信号を位相変
調して位相変位量を計数する位相分割法によってピッチ
内を内挿する信号処理を行っているので、回路が複雑に
なるとと共に、アナログ回路とデジタル回路が混合する
ことによって集積化することが困難になっていた。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の光学式リニヤス
ケールは上記したような問題点を解消するために、少な
くとも長さ方向に等間隔で目盛られている刻線を有する
メインスケールと、前記メインスケールに対して、移動
可能に配置され前記刻線に対して交差する刻線が設けら
れているインデックススケールと、前記両スケール間の
刻線によって発生するモアレ縞を撮像し、相対的に単位
長移動する毎に階段的に変化するＡ相信号、及びＢ相信
号を発生するＣＣＤ撮像素子と、前記ＣＣＤ撮像素子で
取り込んだ信号を位置データに変換するデータ変換手段
と、前記データ変換手段で変換された位置データから前
記スケールの移動量に対応したパルス信号を形成するデ
ジタル信号処理手段とを備え、前記デジタル信号処理手
段から出力されたパルス信号から前記リニヤスケールの
移動量に対応したＡ相およびＢ相パルス信号を出力する
ようにしたものである。

【００１６】モアレ縞の検出をＣＣＤカメラ等に採用さ
れている撮像素子によって行うことによって、モアレ縞
の変化をデジタル的な信号レベルによって出力すること
ができ、以後の信号処理をデジタル信号処理回路によっ
てモアレ縞の１ピッチ内を内挿するデータを生成するこ
とができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の光学式リニヤケー
ルにおいて、光学変換素子としてＣＣＤ撮像素子を適応
したモアレ縞の検出部分を示したものである。この図に
おいて（ａ）は前記図７（ａ）に示したスケールの透過
光の検出部分を側面からみたもので、１はガラス製のメ
インスケール２に対して光照射する発光素子（ＬＥ
Ｄ）、３はインデックススケールに相当するスリット、
４は後で述べるようにＣＣＤ撮像素子からなる視覚セン
サであり、メインスケール２及びスリット３を透過した
光のモアレ縞を撮像する撮像手段を示す。また、５は必
要によって設けられる外光を阻止する外光遮断板を示
す。

【００１８】図１の（ｂ）に示すものは上記発光素子１
に変えて面発光をする、例えば蛍光表示装置、ＥＬ板等
からなるイルミネーション光源６を採用した場合の実施
例を示す。このイルミネーション光源６の場合は、メイ
ンスケール２のガラス面を基板として、この基板上に陽
極電極と蛍光体を含む陽極部、及び電子源となる陰極を
形成し、これらを直接容器で覆った蛍光発光源や有機質
の発光体を張り付けて電圧を印加すると面発光状態にな
る光源で構成されており、ガラス面に対して均一な光を
照射することができる。

【００１９】図２は上記した図１に示した視覚センサ４
に写像されたモアレ縞の様子を示したものである。視覚
センサ４は微少な面積（数ミクロン角）を有する多数の
画素によって撮像面Ｓが構成されており、この撮像面Ｓ
に刻線が交差して発生するモアレ縞の光が透過している
平行４角形の領域ＡＰが数個映し出されている。この領
域ＡＰの各部分は先に説明したように、メインスケール
とインデックススケールの相対的な動きに応じて矢印方
向に移動し、１ピッチを周期として元のパターンに戻
る。

【００２０】そして、光の透過する部分の領域ＡＰに対
応する各画素は、通常のＣＣＤ撮像素子と同様に、水平
方向に走査する信号と垂直方向に走査する信号によって
高いレベルの電気信号として外部に読み出すことができ
る。この場合、所定のレベル以上になっている画素の信
号をＨレベル、所定のレベル以下の信号をＬとなるよう
に読み出すと、水平方向にＨレベルの信号とＬレベルの
信号として出力することができる。

【００２１】そこで、例えば、ある一つの透過領域ＡＰ
に注目して、その領域の最も長い方向の水平ライン（図
面で左右方向となっている）の信号を抽出すると、図３
（ａ）に示すように光が透過している部分がＨレベル、
透過していない部分がＬレベルとなる電気信号Ｅを得る
ことができ、メインスケールとインデックススケールが
相対的に所定の速度で移動しているときは、この信号Ｅ
が時間と共にスケールの移動量に応じて図３（ａ）に示
すように順次シフトするような信号になる。

【００２２】次に、ＣＣＤ撮像素子の一つのラインから
読み出されたこの信号を、垂直方向のあるタイミングで
サンプリング周期毎に加算してゆくと、スケールの動き
に対応して図３の（ｂ）に示すように階段状に上昇し、
スケールが半ピッチ移動すると次に階段状に下降するよ
うな信号になり、この変化がスケールの１ピッチの動き
で周期的出力されることになる。

【００２３】また、視覚センサを構成するＣＣＤの各画
素のラインがモアレ縞の１／４ピッチのラインに相当す
る画素から同様に信号を読み出すと、上記階段状に変化
する信号をＡ相としたときに、この信号の位相が９０度
ずれたＢ相の信号が検出される。階段状の一つのステッ
プはＣＣＤ撮像素子の画素の大きさと、モアレ縞を形成
する刻線の傾きや、ピッチによって異なるが、モアレ縞
の透過領域の最長距離に対してＣＣＤの画素が４０個入
るようなパターンに設定すると、スケールの１ピッチの
移動に対して４０ステップの階段状波形が抽出でき、各
ステップの段差を示すレベルは何個の透過領域ＡＰを写
し出して合成するかによって決めることができる。

【００２４】図４は上記したような視覚センサ４によっ
てもスケールの移動時の階段波状の信号を受け取り、こ
の信号に基づいてスケールの移動量に対応したＡ相パル
ス信号、及びＢ相パルス信号を形成する信号処理回路の
ブロック図を示す。この図において、１０はＣＣＤ撮像
素子の特定のラインから出力された信号を出力する計測
部を示し、主に視覚センサとそのドライブ回路及び光源
によって構成される。この計測部１０から出力された図
３（ａ）に示したようなＡ相の信号成分は、第１のタイ
ミング回路１１に入力され、所定のサンプリング周期で
加算してゆくことにより図３（ｂ）に示すように階段状
に変化するデータを得ることができる。

【００２５】また、Ｂ相の信号成分も、第２のタイミン
グ測定回路１２によって同様にＨレベルとなっている期
間を所定のサンプリング周期毎に加算及び減算すること
によってにモアレ縞の動きに対応して階段状に変化する
データを出力することができる。そして、このＢ相のデ
ータに対しては次のＨ／Ｌレベル検出回路１４に供給す
ることにより図３（ｃ）に示すようにゼロクロス点で反
転する２値信号を得る。（ゼロクロス点はピーク点の信
号を１／２したデータを減算して正及び負のピーク点で
反転すればよい？）

【００２６】第１のタイミング測定回路１１の出力は、
エリヤデータ変換回路１３においてレベルが変化した位
置がカウントされ、例えば１周期でレベルが変化する回
数が４０の時は、その位置が０〜１９の段階のどの点に
位置するかを位置データとして検出する。

【００２７】位置データ変換回路１５では図３（ｃ）で
示したＨ／Ｌレベル変換回路１４の出力レベルに応じて
エリヤデータ変換回路１３の位置データを変換する。例
えば図５に示すように、Ａ相信号の位置データが１０の
場合でも図３（ｃ）の極性信号のＬレベルの信号が入力
されているときは、この位置データは図５に示すように
３０として変換される。従って、スケールの１ピッチで
正弦波的に上下しているＡ相の位置データは図５に示す
ように直線的に変換する０〜３９まで変化する位置デー
タ（エリヤデータ）となるように変換される。

【００２８】位置デ−タ変換回路１５から出力されたこ
のように直線的変化する位置データは、移動量検出部１
８において、所定のサンプル期間内にどのように変化し
ているかを検出される。すなわち、現在の位置データが
ＮＥＷデータ保持回路１６に格納され、その前の位置デ
ータがＯＬＤデータ保持回路１７に格納され、この両者
の位置データの差分を演算することによって所定のサン
プル期間内でスケールがどれだけ移動しているかを出力
する。例えば前のサンプル期間の位置データが１３、次
のサンプル期間で位置データが１５の場合は２を出力す
る。そして、この差分のデータに対応したパルスを次の
偏差カウンタ１９にプリセットする。

【００２９】ここで、注意しなければならないのは、移
動量検出部１８に入力される位置データは０〜３９の繰
り返しデータとなっているので、単純に古いデータと新
しいデータを減算すると図５の矢印の切り替わり点で誤
差を生じる。そこで、例えばスケールが順方向に移動し
て位置データが単純に上昇している時のデータの比較演
算を行う際に、３９が含まれているときは次の０のデー
タは４０（１は４１，２は４２．．．）として扱うよう
にデータの変換を行う。またスケールが逆方向に移動し
て位置データが単純に下降しているときに０を含むデー
タを演算するときは、次の３９となるデータを−１、３
８となるデータは−２となるように格納して差分を演算
する。このように移動量検出部１８において、各サンプ
ル期間毎にスケールの移動量が算出され、その結果がパ
ルス数に変換されて出力される。

【００３０】そしてこの変換されたパルス数が偏差カウ
ンタ１９に各サンプル期間毎にプリセットされ、計数値
に対応したパルス数を次のＡ／Ｂ相信号発生部２０から
順次出力することによって、スケールの１ピッチ内を動
きを内挿するパルスＡ相及びＢ相のパルス信号を形成す
る。

【００３１】Ａ相パルス信号とＢ相パルス信号は、図５
（ｂ）に示すように、出力されたパルスの奇数番目のパ
ルス位置で立ち上がり、次に立ち下がるＡ相のパルス列
と、偶数番目のパルス位置で立ち上がり、次に立ち下が
るＢ相パルス列として形成される。そして、スケールが
正方向に移動しているときはＡ相信号に対してＢ相信号
が９０度遅れ、スケールが逆方向に移動しているときは
Ａ相信号に対してＢ相信号が進むように構成される。

【００３２】そして、順方向の動きに対して出力された
パルスがその都度偏差カウンタ１９にフィードバックさ
れて減算され、偏差カウンタ１９の計数値が０になるこ
とによってＡ／Ｂ相パルス信号が停止するように制御さ
れ、逆方向の動きに対する負の計数値は、Ａ／Ｂ相信号
が偏差カウンタ１９の計数値が増加する方向にフィード
バックされ、同じく計数値が０となるときにＡ／Ｂ相信
号が停止するように制御される。

【００３３】したがって、Ａ／Ｂ相信号発生部２０から
スケールが移動をしているときのみ、その１ピッチ内を
内挿するパルスが、スケールの移動方向と移動量を示す
Ａ相パルス信号とＢ相パルス信号として、各サンプル期
間毎に出力されることになる。

【００３４】図６は撮像素子アセンブリ３０の概要を示
したもので、３１は例えば１２８×１２８の画素を有す
るＣＣＤ、３２はこのＣＣＤ３１の読み出し画素を走査
するドライブ信号と、読み出された映像信号を処理する
ための回路がＩＣ化されているロジック回路を示す。こ
の撮像素子アセンブリは撮像サイズが数ミリ角であり、
１個の画素サイズは１０数ミクロンとすることにより、
撮像した映像信号の動きをミクロンオーダ検出すること
が可能になる。ロジック回路３２と共に、エッジコント
ロール部３３，ゲインコントロール部３４，レベルコン
トロール部３５が設けられており、ロジック回路３２の
制御信号によって制御することによりエッジ検出や、パ
ターンのマッチング検出を行うことができるようになさ
れている。

【００３５】従って、ＣＣＤの読み出し速度を早くし、
読み出される画像のフィールドの周波数を早くすると、
モアレ縞の形状変化をパターン信号として直接出力し、
その出力パターンを、そのままあらかじめ設定されてい
る標準のパターンと比較することによって、例えば指紋
の照合装置に採用されているように、上記した位置デー
タに対応したデータを検出することも可能になる。この
場合は、データ変換処理や、演算処理処理が不要にな
り、さらに回路関係を簡略する事ができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明は以上のように、従来の光電変換
素子によって検出していたスケールのモアレ縞をＣＣＤ
撮像素子によって直接的に検出することによってアナロ
グ的な信号処理を無くすることができるので、Ａ相パル
ス信号、Ｂ相パルス信号生成回路は極めて簡略され、デ
ジタル回路として集積化することによって、コストダウ
ンと調整作業を低減するという効果がある。また、高解
像度のＣＣＤ素子を適応することによって、スケールの
移動情報の精度を高くするという利点を有する

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学式リニヤスケールの撮像素子の説
明図である。

【図２】ＣＣＤ撮像素子によって写し出されるモアレ縞
の模式図である。

【図３】モアレ縞を検出したＣＣＤ撮像素子の信号出力
を示す波形図である。

【図４】本発明のＡ相、及び又Ｂ相パルス信号を生成す
るためのデジタル回路の一例を示すブロック図である。

【図５】モアレ縞の位置データをを検出する際の説明波
形図である。

【図６】ＣＣＤ撮像アセンブリのブロック図である。

【図７】光学式スケールの説明図である。

【図８】光学的なモアレ縞の説明図である。

【図９】モアレ縞の移動を示す図である。

【図１０】モアレ縞の変化と出力信号の波形図である。

【図１１】Ａ／Ｂ相信号の波形図である。

【図１２】リニヤスケール測長装置の概要を示すブロッ
ク図である。

【図１３】平衡変調器の一例を示す回路図である。

【図１４】変調信号の説明波形図である。

【図１５】位相変位を計数するタイミングを示す説明図
である

【符号の説明】

１ ＬＥＤ、２ ガラススケール、３ インデックスス
ケールのスリット、４ 視覚センサ、１０ 計測部、１
１ 第１のタイミング測定部、１２ 第２のタイミング
測定部、１３ エリヤデータ変換部、１４ Ｈ／Ｌレベ
ル変換部、１５ 位置データ変換部、１８ 移動量検出
部、１９偏差カウンタ、２０ Ａ／Ｂ相信号発生部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１０月２９日（１９９８．１０．
２９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】また、Ｂ相の信号成分も、第２のタイミン
グ測定回路１２によって同様にＨレベルとなっている期
間を所定のサンプリング周期毎に加算及び減算すること
によってモアレ縞の動きに対応して階段状に変化するデ
ータを出力することができる。そして、このＢ相のデー
タに対しては次のＨ／Ｌレベル検出回路１４に供給する
ことにより図３（ｃ）に示すようにゼロクロス点で反転
する２値信号を得る。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA02 AA09 CC16 FF06 GG07 GG12 GG18 JJ03 JJ26 KK01 MM03 MM22 PP22 QQ01 QQ23 QQ30 QQ38 QQ53 UU02 UU05 2F077 AA43 AA49 NN23 NN30 PP19 QQ05 RR02 RR07 TT21 TT33 TT42 TT59 2F103 BA43 CA02 CA05 DA01 DA12 EA15 EA17 EB06 EB07 EB14 ED03 ED14 ED24 FA06 FA17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも長さ方向に等間隔で目盛られ
   ている刻線を有するメインスケールと、 前記メインスケールに対して、移動可能に配置され前記
   刻線に対して交差する刻線が設けられているインデック
   ススケールと、 前記両スケール間の刻線によって発生するモアレ縞を撮
   像し、相対的に単位長移動する毎に階段的に変化するＡ
   相信号、及びＢ相信号を発生するＣＣＤ撮像素子と、 前記ＣＣＤ撮像素子で取り込んだＡ相信号を位置データ
   に変換するデータ変換手段と、 前記データ変換手段で変換された位置データから前記ス
   ケールの移動量に対応したパルス信号を形成するデジタ
   ル信号処理手段とを備え、 前記デジタル信号処理手段から出力されたパルス信号か
   ら前記リニヤスケールの移動量に対応したＡ相パルス信
   号、およびＢ相パルス信号を出力することを特徴とする
   光学式リニヤスケール。
2. 【請求項２】 上記データ変換手段はＢ相信号に基づい
   て反転する２値信号によりＡ相信号のレベルを特定する
   ようにしたことを特徴とする請求項１に記載の光学式リ
   ニヤスケール。
3. 【請求項３】 上記デジタル信号処理手段は検出された
   Ａ相信号の周期を分割した位相情報をパルス信号に変換
   することを特徴とする請求項１に記載の光学式リニヤス
   ケール。