JPH0244173Y2 - - Google Patents
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- JPH0244173Y2 JPH0244173Y2 JP1983041748U JP4174883U JPH0244173Y2 JP H0244173 Y2 JPH0244173 Y2 JP H0244173Y2 JP 1983041748 U JP1983041748 U JP 1983041748U JP 4174883 U JP4174883 U JP 4174883U JP H0244173 Y2 JPH0244173 Y2 JP H0244173Y2
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、読取ヘツドの正弦波出力をデイジタ
ル化するＡ／Ｄ変換器の基準電圧に受光素子の出
力を用いるようにして構成を簡単にした光学式ス
ケール読取装置に関する。
ル化するＡ／Ｄ変換器の基準電圧に受光素子の出
力を用いるようにして構成を簡単にした光学式ス
ケール読取装置に関する。
半導体レーザ等の可干渉性光源を用いた光学式
スケール読取装置では、スケールの移動量を計測
する方法として読取ヘツドから出力される正弦波
出力を波形整形して４分割したパルスをつくりそ
のパルスを計数してスケール移動量を算出するよ
うになつている。第１図は、このような光学式ス
ケール読取装置の一例を示す図である。１はスケ
ール、２は読取ヘツドである。スケール１が矢印
方向に移動すると、それに応じてヘツド２からは
正弦波sin2Πx／ｄとこれより位相の90゜遅れた余弦波 cos2Πx／ｄが発生する。ここで、ｄはスケールピツ チ、ｘはスケール移動距離である。正弦波と余弦
波はそれぞれ波形整形回路３，４で波形整形され
パルス化される。波形整形回路３の出力は方向弁
別回路５及び1/4分割回路６へ、波形整形回路４
の出力は方向弁別回路５及び1/4分割回路７へそ
れぞれ入力される。方向弁別回路５の出力と1/4
分割回路６の出力はアンドゲート８を介してカウ
ンタ１０へ、方向弁別回路５の出力と1/4分割回
路７の出力はアンドゲート９を介してカウンタ１
０へそれぞれ入力している。カウンタ１０はアツ
プダウンカウンタであり、ゲート８，９の何れか
一方がアツプ入力に、他方がダウン入力に入る。
１１はカウンタ１０の出力を表示する表示部であ
る。第２図は、方向弁別回路５の具体的構成を示
す図である。図中のＭはモノマルチである。
スケール読取装置では、スケールの移動量を計測
する方法として読取ヘツドから出力される正弦波
出力を波形整形して４分割したパルスをつくりそ
のパルスを計数してスケール移動量を算出するよ
うになつている。第１図は、このような光学式ス
ケール読取装置の一例を示す図である。１はスケ
ール、２は読取ヘツドである。スケール１が矢印
方向に移動すると、それに応じてヘツド２からは
正弦波sin2Πx／ｄとこれより位相の90゜遅れた余弦波 cos2Πx／ｄが発生する。ここで、ｄはスケールピツ チ、ｘはスケール移動距離である。正弦波と余弦
波はそれぞれ波形整形回路３，４で波形整形され
パルス化される。波形整形回路３の出力は方向弁
別回路５及び1/4分割回路６へ、波形整形回路４
の出力は方向弁別回路５及び1/4分割回路７へそ
れぞれ入力される。方向弁別回路５の出力と1/4
分割回路６の出力はアンドゲート８を介してカウ
ンタ１０へ、方向弁別回路５の出力と1/4分割回
路７の出力はアンドゲート９を介してカウンタ１
０へそれぞれ入力している。カウンタ１０はアツ
プダウンカウンタであり、ゲート８，９の何れか
一方がアツプ入力に、他方がダウン入力に入る。
１１はカウンタ１０の出力を表示する表示部であ
る。第２図は、方向弁別回路５の具体的構成を示
す図である。図中のＭはモノマルチである。
このように構成された装置においては、ヘツド
２からスケール１の移動に応じた正弦波と余弦波
が得られる。この出力はそれぞれ波形整形回路
３，４でパルスに変換された後、1/4分割回路６，
７に入りスケールピツチｄの1/4の分解能のパル
スとなる。方向弁別回路５に入つたパルスから
は、スケールの移動方向を示す信号が得られる。
１／４分割パルス及び移動方向信号は、それぞれゲ
ート８，９を介してアツプダウンカウンタ１０に
入り計数され、計数結果は表示部１１で表示され
る。第３図は各部の動作波形を示すタイミングチ
ヤートである。P1は正弦波信号を、P2は余弦波
信号を、P3は波形整形回路３の出力を、P4は波
形整形回路４の出力を、P5は1/4分割回路６の出
力を、P6は1/4分割回路７の出力をそれぞれ示し
ている。
２からスケール１の移動に応じた正弦波と余弦波
が得られる。この出力はそれぞれ波形整形回路
３，４でパルスに変換された後、1/4分割回路６，
７に入りスケールピツチｄの1/4の分解能のパル
スとなる。方向弁別回路５に入つたパルスから
は、スケールの移動方向を示す信号が得られる。
１／４分割パルス及び移動方向信号は、それぞれゲ
ート８，９を介してアツプダウンカウンタ１０に
入り計数され、計数結果は表示部１１で表示され
る。第３図は各部の動作波形を示すタイミングチ
ヤートである。P1は正弦波信号を、P2は余弦波
信号を、P3は波形整形回路３の出力を、P4は波
形整形回路４の出力を、P5は1/4分割回路６の出
力を、P6は1/4分割回路７の出力をそれぞれ示し
ている。
第４図は他の実施例を示す図で、振幅基準内挿
法により多分割するものである。読取ヘツド２１
から出力された正弦波sin2Πx／ｄと余弦波cos2Πx／ｄ は、続くアナログ合成回路２２で｜sin2Πx／ｄ｜− ｜cos2Πx／ｄ｜に対応した３角波に変換される。ア ナログ合成回路２２からは同時に基準電圧もつく
られる。この基準電圧は分圧回路２３で複数個の
ステツプの電圧に分圧される。比較回路２４は、
アナログ合成回路２２の三角波出力と分圧回路２
３の比較基準電圧を比較しパルスを出力する。こ
のパルス出力は、続く分割回路２５に入つて多分
割され、正転方向及び逆転方向ごとに分離された
高分解能パルスが出力される。上述したような従
来装置では、何れも回路構成が複雑で回路素子が
多数必要であつた。
法により多分割するものである。読取ヘツド２１
から出力された正弦波sin2Πx／ｄと余弦波cos2Πx／ｄ は、続くアナログ合成回路２２で｜sin2Πx／ｄ｜− ｜cos2Πx／ｄ｜に対応した３角波に変換される。ア ナログ合成回路２２からは同時に基準電圧もつく
られる。この基準電圧は分圧回路２３で複数個の
ステツプの電圧に分圧される。比較回路２４は、
アナログ合成回路２２の三角波出力と分圧回路２
３の比較基準電圧を比較しパルスを出力する。こ
のパルス出力は、続く分割回路２５に入つて多分
割され、正転方向及び逆転方向ごとに分離された
高分解能パルスが出力される。上述したような従
来装置では、何れも回路構成が複雑で回路素子が
多数必要であつた。
本考案は、このような点に鑑みてなされたもの
であつて、読取ヘツドの正弦波出力をデイジタル
化するＡ／Ｄ変換器の基準電圧に反射回析光の光
パワーに対応した受光素子の出力を用いるように
して構成を簡単にした光学式スケール読取装置を
実現したものである。
であつて、読取ヘツドの正弦波出力をデイジタル
化するＡ／Ｄ変換器の基準電圧に反射回析光の光
パワーに対応した受光素子の出力を用いるように
して構成を簡単にした光学式スケール読取装置を
実現したものである。
以下、図面を参照して本考案を詳細に説明す
る。
る。
第５図は本考案の一実施例を示す構成図であ
る。レーザダイオードLDかな出射されたコヒー
レント光はレンズL1で集光された後、スケール
３１に入射する。入射した光は、反射する際多モ
ードの回析光となる。これら反射回折光は、ミラ
ーM1，M2で反射され、第１のハーフミラー
HM1を経て第２のハーフミラーHM2に入射し混
合干渉する。入射角を適切にすると、干渉光は
90゜の位相差となる。干渉した光は位相の異なる
光ごとに第２の受光素子PD1，PD2に入り電気信
号に変換され、PD1の出力は正弦波sin2Πx／ｄに、 PD2の出力は余弦波cos2Πx／ｄになる。ここでｄが スケールピツチ、ｘが移動距離であることは前述
したとおりである。周期が第１図の従来例と異な
りΠx／ｄとなつているのは、干渉縞をつくるの
に±１次回析光を用いているためである。１００
は上述した構成要素で構成される読取ヘツドであ
る。なお上記のハーフミラーHM1は干渉前の反
射回析光の一部を分離する分離手段を構成する。
る。レーザダイオードLDかな出射されたコヒー
レント光はレンズL1で集光された後、スケール
３１に入射する。入射した光は、反射する際多モ
ードの回析光となる。これら反射回折光は、ミラ
ーM1，M2で反射され、第１のハーフミラー
HM1を経て第２のハーフミラーHM2に入射し混
合干渉する。入射角を適切にすると、干渉光は
90゜の位相差となる。干渉した光は位相の異なる
光ごとに第２の受光素子PD1，PD2に入り電気信
号に変換され、PD1の出力は正弦波sin2Πx／ｄに、 PD2の出力は余弦波cos2Πx／ｄになる。ここでｄが スケールピツチ、ｘが移動距離であることは前述
したとおりである。周期が第１図の従来例と異な
りΠx／ｄとなつているのは、干渉縞をつくるの
に±１次回析光を用いているためである。１００
は上述した構成要素で構成される読取ヘツドであ
る。なお上記のハーフミラーHM1は干渉前の反
射回析光の一部を分離する分離手段を構成する。
読取ヘツド１００から出力されたsin出力、cos
出力は、それぞれ続くＡ／Ｄ変換器３２，３３で
デイジタルデータに変換される。変換されたデイ
ジタルデータはCPU３４に入りメモリ３５に格
納される。
出力は、それぞれ続くＡ／Ｄ変換器３２，３３で
デイジタルデータに変換される。変換されたデイ
ジタルデータはCPU３４に入りメモリ３５に格
納される。
CPU３４は、以下に示すような操作を行う。
(1) sin波とcos波のずれ（第６図参照）を測定
し、スケールの移動方向を確認しながらピーク
値（図のＡ点、Ｂ点）の回数をカウントする。
し、スケールの移動方向を確認しながらピーク
値（図のＡ点、Ｂ点）の回数をカウントする。
(2) Ａ点、Ｂ点の値から振幅を測定し、現在の値
（Ｃ点）と振幅から補間値ｘを計算する。
（Ｃ点）と振幅から補間値ｘを計算する。
(3) (1)の値と(2)の値とを加算して実際の移動距離
を算出し、移動方向と共に表示部３６に表示す
る。
を算出し、移動方向と共に表示部３６に表示す
る。
本考案においては、Ａ／Ｄ変換器３２，３３の
基準電圧として、第１のハーフミラーHM1の反
射光を受ける第１の受光素子PD3の出力を用いて
いる。第５図に示すように、受光素子PD3は互い
に大きな角度をもつて入射する反射回折光の光パ
ワーを検出している。従つて、レーザダイオード
LDのパワーが減少し、読取ヘツド１００の出力
sinΠx／ｄ，cosΠx／ｄが変動しても影響を受けなくな る（ビジビリテイが一定になるので）。CPU３４
で振幅の変化をいちいち計算する必要がなくな
る。またスケールの長期停止後の移動開始時に
も、その時の回折光パワーに対応した基準電圧が
用いられるので、誤差が生じない。
基準電圧として、第１のハーフミラーHM1の反
射光を受ける第１の受光素子PD3の出力を用いて
いる。第５図に示すように、受光素子PD3は互い
に大きな角度をもつて入射する反射回折光の光パ
ワーを検出している。従つて、レーザダイオード
LDのパワーが減少し、読取ヘツド１００の出力
sinΠx／ｄ，cosΠx／ｄが変動しても影響を受けなくな る（ビジビリテイが一定になるので）。CPU３４
で振幅の変化をいちいち計算する必要がなくな
る。またスケールの長期停止後の移動開始時に
も、その時の回折光パワーに対応した基準電圧が
用いられるので、誤差が生じない。
本考案によれば、複雑な回路構成を必要とせ
ず、煩雑な信号処理をソフト的に行うので回路が
小形軽量にできる。この結果、図に示す回路を表
示ボード３６自体に組込んだり、或いは読取ヘツ
ド１００自体に組込んで直接表示することが可能
となる。sin波、cos波に直流分が含まれていた
り、振幅が変動しても誤差にならない。また、ス
ケールピツチにむらがあつても、予めCPUに記
録しておけば誤差にならない。なお、CPU３４
で計算させるアゴリズムとしては、この他にもピ
ーク値（Ａ点、Ｂ点）を計算せずに（正弦波）2＋
（余弦波）2の平方根を計算して振幅を求めるよう
にしてもよい。本考案装置は、正弦波、余弦波を
出力するものであれば、光電式スケール、モアレ
式スケール、磁気式スケール、電磁式スケールな
どのリニアスケールや、回転エンコーダ等を用い
てもよい。
ず、煩雑な信号処理をソフト的に行うので回路が
小形軽量にできる。この結果、図に示す回路を表
示ボード３６自体に組込んだり、或いは読取ヘツ
ド１００自体に組込んで直接表示することが可能
となる。sin波、cos波に直流分が含まれていた
り、振幅が変動しても誤差にならない。また、ス
ケールピツチにむらがあつても、予めCPUに記
録しておけば誤差にならない。なお、CPU３４
で計算させるアゴリズムとしては、この他にもピ
ーク値（Ａ点、Ｂ点）を計算せずに（正弦波）2＋
（余弦波）2の平方根を計算して振幅を求めるよう
にしてもよい。本考案装置は、正弦波、余弦波を
出力するものであれば、光電式スケール、モアレ
式スケール、磁気式スケール、電磁式スケールな
どのリニアスケールや、回転エンコーダ等を用い
てもよい。
以上詳細に説明したように、本考案によれば読
取ヘツドの正弦波出力をＡ／Ｄ変換してデイジタ
ル値になおすことによりCPU等でソフト的に処
理できるので回路のハード構成が簡単になる。ま
た、Ａ／Ｄ変換器の基準電圧に読取ヘツド内の受
光素子出力を用いているので正弦波出力のバイア
ス変動等の影響を受けない。また、スケールの反
射率に分布がある場合にも誤差が生じない。
取ヘツドの正弦波出力をＡ／Ｄ変換してデイジタ
ル値になおすことによりCPU等でソフト的に処
理できるので回路のハード構成が簡単になる。ま
た、Ａ／Ｄ変換器の基準電圧に読取ヘツド内の受
光素子出力を用いているので正弦波出力のバイア
ス変動等の影響を受けない。また、スケールの反
射率に分布がある場合にも誤差が生じない。
第１図、第２図、第４図は従来装置の構成を示
す図、第３図は各部の動作波形を示すタイミング
チヤート、第５図は本考案の一実施例を示す構成
図、第６図は正弦波出力波形を示す図である。 １，３１……スケール、２，２１，１００……
読取ヘツド、３，４……波形整形回路、５……方
向弁別回路、６，７……1/4分割回路、８，９…
…アンドゲート、１０……カウンタ、１１，３６
……表示部、２２……アナログ合成回路、２３…
…分圧回路、２４……比較回路、２５……分割回
路、３２，３３……Ａ／Ｄ変換器、３４……
CPU、３５……メモリ、L1……レンズ、LD……
レーザダイオード、M1，M2……ミラー、HM1，
HM2……ハーフミラー、PD1〜PD3……受光素
子。
す図、第３図は各部の動作波形を示すタイミング
チヤート、第５図は本考案の一実施例を示す構成
図、第６図は正弦波出力波形を示す図である。 １，３１……スケール、２，２１，１００……
読取ヘツド、３，４……波形整形回路、５……方
向弁別回路、６，７……1/4分割回路、８，９…
…アンドゲート、１０……カウンタ、１１，３６
……表示部、２２……アナログ合成回路、２３…
…分圧回路、２４……比較回路、２５……分割回
路、３２，３３……Ａ／Ｄ変換器、３４……
CPU、３５……メモリ、L1……レンズ、LD……
レーザダイオード、M1，M2……ミラー、HM1，
HM2……ハーフミラー、PD1〜PD3……受光素
子。
Claims (1)
- 可干渉性光源をスケールに照射しその反射回折
光同士の干渉光から位相の異なる２つの正弦波信
号をつくり、この正弦波信号をデイジタルデータ
に変換し処理してスケールの移動距離及び移動方
向を算出するようにした光学式スケール読取装置
において、反射回折光の一部を反射する第１のハ
ーフミラーと、この第１のハーフミラーを透過し
た反射回折光同士を混合干渉させる第２のハーフ
ミラーと、前記第１のハーフミラーの反射光の光
パワーを検出する第１の受光素子と、前記第２の
ハーフミラーからの干渉光を検出する第２の受光
素子と、前記第１の受光素子の出力を基準電圧と
して前記第２の受光素子の出力をデイジタルデー
タに変換するＡ／Ｄ変換器とを備えたことを特徴
とする光学式スケール読取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4174883U JPS59146722U (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 光学式スケ−ル読取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4174883U JPS59146722U (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 光学式スケ−ル読取装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59146722U JPS59146722U (ja) | 1984-10-01 |
| JPH0244173Y2 true JPH0244173Y2 (ja) | 1990-11-22 |
Family
ID=30172315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4174883U Granted JPS59146722U (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 光学式スケ−ル読取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59146722U (ja) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5263265A (en) * | 1975-11-20 | 1977-05-25 | Sekisui Plastics | Expansion molding extruder |
| JPS5419773A (en) * | 1977-07-01 | 1979-02-14 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Interpolation method |
| JPS565748A (en) * | 1979-06-28 | 1981-01-21 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Kneading part of extruder screw |
| JPS5626804A (en) * | 1979-08-09 | 1981-03-16 | Ihara Green:Kk | Herbicidal composition |
| JPS5621715B2 (ja) * | 1977-11-14 | 1981-05-21 | ||
| JPS5714717A (en) * | 1980-06-30 | 1982-01-26 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Interpolation |
| JPS5735716A (en) * | 1980-08-12 | 1982-02-26 | Sharp Corp | Photoelectric rotary encoder |
| JPS5827004A (ja) * | 1981-08-11 | 1983-02-17 | Kyocera Corp | 光点位置検出装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4833867U (ja) * | 1971-08-27 | 1973-04-24 | ||
| JPS5848573Y2 (ja) * | 1979-07-26 | 1983-11-07 | 富士通株式会社 | 回転体の位置チエツク信号の検出装置 |
-
1983
- 1983-03-23 JP JP4174883U patent/JPS59146722U/ja active Granted
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5263265A (en) * | 1975-11-20 | 1977-05-25 | Sekisui Plastics | Expansion molding extruder |
| JPS5419773A (en) * | 1977-07-01 | 1979-02-14 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Interpolation method |
| JPS5621715B2 (ja) * | 1977-11-14 | 1981-05-21 | ||
| JPS565748A (en) * | 1979-06-28 | 1981-01-21 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Kneading part of extruder screw |
| JPS5626804A (en) * | 1979-08-09 | 1981-03-16 | Ihara Green:Kk | Herbicidal composition |
| JPS5714717A (en) * | 1980-06-30 | 1982-01-26 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Interpolation |
| JPS5735716A (en) * | 1980-08-12 | 1982-02-26 | Sharp Corp | Photoelectric rotary encoder |
| JPS5827004A (ja) * | 1981-08-11 | 1983-02-17 | Kyocera Corp | 光点位置検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59146722U (ja) | 1984-10-01 |
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