JPH03115923A - Signal interpolating circuit and displacement measuring instrument equipped with the same - Google Patents

Signal interpolating circuit and displacement measuring instrument equipped with the same

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JPH03115923A
JPH03115923A JP25551989A JP25551989A JPH03115923A JP H03115923 A JPH03115923 A JP H03115923A JP 25551989 A JP25551989 A JP 25551989A JP 25551989 A JP25551989 A JP 25551989A JP H03115923 A JPH03115923 A JP H03115923A
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JP
Japan
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signal
pulses
circuit
scale
displacement measuring
Prior art date
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Pending
Application number
JP25551989A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Ishii
哲 石井
Tadashi Eguchi
正 江口
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To make misoperation detection accurate by providing a dividing means which divides an original signal and generates plural pulses with specified number and detecting the malfunction of a dividing means according to the variation of the generated pulses. CONSTITUTION:Signals (a) and (b) from input terminals 1 and 2 are inputted to comparators 4 - 7 to obtain binarization signals (f) and (g), and (h) and (i), which are inputted to a direction discriminating circuits 8; and the signal (f) corresponding to the original signal (a) is delayed D by a delay circuit 10. Further, counter 9 counts signals (j) and (k) being divided signals from the circuit 8 and outputs counting data (m) to a decision circuit 12 to generate a pulse (n) with specific time width in response to the leading edge of the delay signal from the circuit 10. Then the pulse (n) is used as the reset signal of the counter 9 and the circuit 12 decides whether or not the data (m) is coincident with the specific number of division.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、例えば、インクリメンタル型のロータリーエ
ンコーダーやリニアエンコーダー等の変位測定装置に使
用される信号内挿回路に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a signal interpolation circuit used in a displacement measuring device such as an incremental rotary encoder or a linear encoder.

[従来技術] 従来より、磁気式又は光学式のインクリメンタル型のロ
ータリーエンコーダーやリニアエンコーダーにおいては
、2つのセンサーから得られる、互いに位相が異なる2
つの正弦波信号(2相正弦波信号)を用いて可動スケー
ルの変位量および移動方向等を検出している。そして、
例えば、ロータリーエンコーダーにおいて、回転スケー
ルの回転角度の検出の分解能をより高めるために、信号
内挿回路を用いて、上記の2相正弦波信号から、複数個
の互いに位相差を有する正弦波信号を形成し、これらの
正弦波信号に基づいて複数の分割パルス信号を作ること
が知られている。
[Prior Art] Traditionally, in magnetic or optical incremental rotary encoders and linear encoders, two signals having different phases obtained from two sensors have been used.
The amount of displacement and direction of movement of the movable scale are detected using two sine wave signals (two-phase sine wave signals). and,
For example, in a rotary encoder, in order to further increase the resolution of detection of the rotation angle of the rotation scale, a signal interpolation circuit is used to generate multiple sine wave signals having phase differences from the above two-phase sine wave signal. It is known to form multiple split pulse signals based on these sinusoidal signals.

第9図は、その信号内挿回路の一例を示すブロック図で
ある。図において、1,2は入力端子であり、例えば、
ロータリーエンコーダーの2つのセンサから出力された
、位相が互いに異なった正弦波信号が入力される。例え
ば、入力端子1へ入力された信号aに対して、入力端子
2へは信号aと90度の位相差を有した信号すが入力さ
れる。また、反転回路3に信号aを入力し、信号aと1
80度の位相差を有した信号Cを得る。これらの3つの
正弦波信号a。
FIG. 9 is a block diagram showing an example of the signal interpolation circuit. In the figure, 1 and 2 are input terminals, for example,
Sine wave signals output from two sensors of a rotary encoder and having mutually different phases are input. For example, with respect to a signal a input to input terminal 1, a signal having a phase difference of 90 degrees from signal a is input to input terminal 2. In addition, the signal a is input to the inverting circuit 3, and the signals a and 1
A signal C having a phase difference of 80 degrees is obtained. These three sinusoidal signals a.

b、 cを、適宜、抵抗等により重み付は加算して任意
の角度(位相角)の正弦波信号を内挿している。
b and c are appropriately weighted by resistance or the like and added to interpolate a sine wave signal at an arbitrary angle (phase angle).

図では、抵抗Rの抵抗値を全て同じ値とし、信号aに対
する位相差が45度と136度の信号d、 eを得てい
る。これらの信号a、 d、  b、  eは、各々、
対応するコンパレータ4. 5. 6. 7によって短
形波信号(2値化信号)f、 g、 h、  iに変換
され、方向弁別回路8によってパルス列のかたちで信号
が出力される。このパルス列は、一般にアップダウンパ
ルスと呼ばれ、信号a、 bの位相関係(どちらが進ん
でいるか)によって、アップパルスjまたはダウンパル
スkに振り分けられる。このように、原信号a (b)
が多分割されるので、角度検出の分解能をより高めるこ
とができる。第10図に第9図におけるf〜にの波形例
を示す。この場合、入力信号a(またはb)に対応した
短形波信号f(またはh)の−周期が8分割されたパル
ス信号j(逆回転時はk)が得られている。このアップ
ダウンパルスj、kが計数されて、角度が検出される。
In the figure, the resistance values of the resistors R are all set to the same value, and signals d and e having a phase difference of 45 degrees and 136 degrees with respect to the signal a are obtained. These signals a, d, b, e are each
Corresponding comparator 4. 5. 6. 7 into rectangular wave signals (binarized signals) f, g, h, i, and a direction discrimination circuit 8 outputs the signals in the form of a pulse train. This pulse train is generally called an up-down pulse, and is divided into an up pulse j or a down pulse k depending on the phase relationship between the signals a and b (which one is leading). In this way, the original signal a (b)
Since the angle is divided into multiple parts, the resolution of angle detection can be further improved. FIG. 10 shows an example of waveforms f to f in FIG. 9. In this case, a pulse signal j (k during reverse rotation) is obtained by dividing the -period of the rectangular wave signal f (or h) corresponding to the input signal a (or b) into eight. These up/down pulses j and k are counted to detect the angle.

しかしながら、回転スケールの回転速度が変化し、高速
にて回転すると、入力端子1.2に入力される正弦波信
号の周波数が高くなり、信号内挿回路が、高い周波数の
信号に追従できず誤動作を生じることがわかった。
However, when the rotation speed of the rotation scale changes and rotates at high speed, the frequency of the sine wave signal input to input terminals 1 and 2 increases, and the signal interpolation circuit cannot follow the high frequency signal and malfunctions. was found to occur.

U発明の概要] 本発明の第1の目的は、上述の誤動作を正確に検出する
ことができる信号内挿回路を提供することにある。
U Overview of the Invention] A first object of the present invention is to provide a signal interpolation circuit that can accurately detect the above-mentioned malfunction.

また、本発明の第2の目的は、上述の誤動作を正確に検
出することができる信号内挿回路を備えた変位測定装置
を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a displacement measuring device equipped with a signal interpolation circuit that can accurately detect the above-mentioned malfunction.

上記第1の目的を達成するために、本発明の信号内挿回
路は、原信号を分割し、予め決めた数の複数個のパルス
を生成する分割手段と、該パルス数又は該複数個のパル
スの周期などの、該パルスの変動に基づいて該分割手段
の誤動作を検出する検出手段を有しており、このような
構成にすることにより、原信号の周波数が高くなって回
路に誤動作が生じたことを、正確に検出することができ
る。
In order to achieve the first object, the signal interpolation circuit of the present invention includes a dividing means for dividing an original signal to generate a predetermined number of pulses, and a dividing means for dividing an original signal to generate a predetermined number of pulses. It has a detection means for detecting a malfunction of the dividing means based on fluctuations in the pulse, such as the period of the pulse, and by adopting such a configuration, it is possible to prevent malfunction in the circuit due to an increase in the frequency of the original signal. What has happened can be accurately detected.

従って、例えば、回路の後段に設けられた信号処理系に
誤まった信号を入力し続けることを未然に防止すること
が可能になる。
Therefore, for example, it is possible to prevent the continuous input of erroneous signals to a signal processing system provided at a later stage of the circuit.

また、上記第2の目的を達成するために、本発明の変位
測定装置は、可動スケールに形成した目盛りを読取りで
、スケールの変位に応じた信号を出力するスケール読取
手段と、該読取手段からの信号を分割し、予め決めたパ
ルス数の複数個のパルスを生成する分割手段とを備え、
該分割手段からのパルスを計数することによりスケール
の変位を測定するものであって、更に、上記パルス数又
は上記複数個のパルスの周期などの、該パルス変動に基
づいて上記分割手段の誤動作を検出する検出手段を有し
ている。そして、このような構成にすることにより、可
動スケールの変位が速くなり、読取手段からの信号の周
波数が高くなっても、装置に誤動作が生じたことが正確
に検出できる。従って、例えば、検出手段による検出結
果に基づいて所定の警報信号を出力せしめ、装置の動作
を停止するようにすれば、装置が不精確な変位の測定を
行ない続けるのを防止できる。
Further, in order to achieve the second object, the displacement measuring device of the present invention includes a scale reading means for reading the scale formed on the movable scale and outputting a signal according to the displacement of the scale; and a dividing means for dividing the signal into a plurality of pulses having a predetermined number of pulses,
The displacement of the scale is measured by counting the pulses from the dividing means, and further, the malfunction of the dividing means is detected based on the pulse fluctuation, such as the number of pulses or the period of the plurality of pulses. It has a detecting means for detecting. With this configuration, even if the displacement of the movable scale becomes faster and the frequency of the signal from the reading means becomes higher, it is possible to accurately detect a malfunction in the apparatus. Therefore, for example, by outputting a predetermined alarm signal based on the detection result by the detection means and stopping the operation of the device, it is possible to prevent the device from continuing to make inaccurate displacement measurements.

本発明のいくつかの特徴と具体的な形態例は、後述する
各実施例で明らかにされる。
Some features and specific embodiments of the present invention will be made clear in each embodiment described below.

[実施例] 第1図は本発明に係る信号内挿回路の一実施例を示すブ
ロック図である。第1図において、第9図とに示した部
材と同一の部材には、第9図と同じ符号を付しである。
[Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a signal interpolation circuit according to the present invention. In FIG. 1, the same members as those shown in FIG. 9 are given the same reference numerals as in FIG.

従って、これらの部材の説明は省略し、他の部材につい
て説明する。9はカウンタであり、方向弁別回路8から
出力された、分割信号であるところの、アップダウンパ
ルス(分割パルス)j、kを計数し、計数データmを出
力するように構成されている。10は分割前の原信号a
に相当する信号fに若干の遅延りを与える遅延回路、l
lは単安定マルチバイブレークなどのパルス発生回路で
あり、遅延回路lOからの、信号fがDだけ遅延された
信号の立上がりエツジに応答して、所定の時間幅のパル
スnを発生させる。このパルスnは、カウンタ9のリセ
ット信号として使用される。12はカウンタ9の計数デ
ータmが、本回路で予め決めた分割数Nと一致している
かどうかを判定する判別回路であり、一致しているとき
のみ出力pがH(ハイレベル・論理1)になるように構
成されている。
Therefore, explanations of these members will be omitted and other members will be explained. A counter 9 is configured to count up/down pulses (divided pulses) j and k, which are divided signals output from the direction discrimination circuit 8, and output count data m. 10 is the original signal a before division
a delay circuit that gives a slight delay to the signal f corresponding to l;
1 is a pulse generating circuit such as a monostable multi-by-break, which generates a pulse n of a predetermined time width in response to a rising edge of a signal f delayed by D from a delay circuit 10. This pulse n is used as a reset signal for the counter 9. 12 is a discrimination circuit that determines whether the count data m of the counter 9 matches the division number N predetermined by this circuit, and only when they match, the output p becomes H (high level, logic 1). is configured to be.

第2図の各信号の波形例を参照しながら第1図の回路の
動作を説明する。尚、第1図の回路は、第9図の回路と
同様、入力信号(原信号)の−周期を8分割するもので
ある。計数データmは、第2図の■(信号fの立上がり
時)でリセットされ、そして、カウンタ9は、信号jの
立上がりエツジごとにカウントアツプしてゆく。従って
、方向弁別回路8までの回路に誤動作が生じていなけれ
ば、次に信号fが立上がった時点■で、計数データmは
8(バイナリで上位ビットより1・0・0・0)となる
。このとき判別回路12では、計数データmが分割数N
(N8)と一致していると判定し、そこからの出力pが
Hとなる。時点■から、わずかな時間りを経過した時点
■では、信号nによってカウンタ9がリセットされると
同時に、判別回路12の出力pもL(ローレベル・論理
0)となる。この例では、信号pが信号fの立上がりエ
ツジ直後にHとなることで、8分割が確実に行なわれて
いることを確認している。
The operation of the circuit shown in FIG. 1 will be described with reference to waveform examples of each signal shown in FIG. Note that the circuit shown in FIG. 1 divides the -period of the input signal (original signal) into eight, similar to the circuit shown in FIG. 9. The count data m is reset at {circle around (2)} (at the rising edge of the signal f) in FIG. 2, and the counter 9 counts up every rising edge of the signal j. Therefore, if there is no malfunction in the circuits up to the direction discrimination circuit 8, the count data m will be 8 (1, 0, 0, 0 from the upper bit in binary) at the next time the signal f rises. . At this time, the discrimination circuit 12 determines that the count data m is the number of divisions N
(N8), and the output p therefrom becomes H. At time point (2), when a short time has elapsed from time point (2), the counter 9 is reset by the signal n, and at the same time, the output p of the discrimination circuit 12 also becomes L (low level, logic 0). In this example, the signal p becomes H immediately after the rising edge of the signal f, thereby confirming that eight divisions are reliably performed.

この判別回路12を利用することによって各種の処理を
行なうことができる。
By utilizing this discrimination circuit 12, various types of processing can be performed.

次に、入力端子1,2に入力される正弦波信号(位相角
00.90°)の周波数が高くなり、方向弁別回路8か
らの分割パルスが互いに分離できなくなった場合につい
て、第3図を例にとって説明する。計数データmは、第
3図の■(信号fの立上がり時)でリセットされ、そし
て、カウンタ9は、信号jの立上がりエツジごとにカウ
ントアツプしてゆく。第3図に示す例では、5番目と6
番目のパルスが合体して1個のパルスとなり、5番目と
6番目のパルスが分離できなくなっているため、次に信
号fが立上がった時点■で、計数データmは7(上位ビ
ットより0・1・1・l)となる。このとき、判別回路
12では、計数データmが分割数N (N=8)に一致
しないため、そこからの出力pはLのままとなる。
Next, FIG. 3 shows a case where the frequency of the sine wave signal (phase angle 00.90°) input to input terminals 1 and 2 becomes high and the divided pulses from the direction discrimination circuit 8 cannot be separated from each other. Let me explain using an example. The count data m is reset at 3 (at the rising edge of the signal f) in FIG. 3, and the counter 9 counts up every rising edge of the signal j. In the example shown in Figure 3, the fifth and sixth
The th pulse is combined into one pulse, and the 5th and 6th pulses cannot be separated, so at the next time the signal f rises, the count data m is 7 (0 from the upper bit).・1・1・l). At this time, in the discrimination circuit 12, the count data m does not match the division number N (N=8), so the output p therefrom remains at L.

このように、信号fの立上がりエツジ直後(時点■)の
信号pがHかしかをチエツクすることによって、本回路
において分割が正しく行なわれているかどうかを知るこ
とができる。
In this way, by checking whether the signal p is H or not immediately after the rising edge of the signal f (time point 2), it can be determined whether the division is being performed correctly in this circuit.

上記実施例では、遅延回路10による信号fの遅延りが
比較的短い例を示したが、基本的には、アップダウンパ
ルスJ(又はk)の次のパルス信号が立上がる前までに
、カウンタ9のリセット動作が完了するように設定され
ていればよい。
In the above embodiment, an example was shown in which the delay of the signal f by the delay circuit 10 was relatively short, but basically, the counter It suffices if the settings are set so that the reset operation in step 9 is completed.

上記実施例では、分割手段(1〜8)の誤動作を検出す
るために、カウンタ9により、信号fの一周期に対応す
る期間内の分割パルスの数を計数していたが、この計数
期間は、分割前の信号の一周期に限定されることなく、
信号fと信号h(即ち信号aと信号b)とで得られる分
解能(1/4周期)の整数倍の期間であれば、どのよう
な期間も設定可能である。
In the above embodiment, in order to detect a malfunction of the dividing means (1 to 8), the counter 9 counts the number of divided pulses within a period corresponding to one cycle of the signal f. , without being limited to one period of the signal before division.
Any period can be set as long as it is an integral multiple of the resolution (1/4 period) obtained by the signal f and signal h (ie, signal a and signal b).

また、計数値mが分割数Nと一致しているかどうかの判
定手段や、判定結果を示す信号の形態は、上記実施例の
判定回路12や信号pに限定されるものではない。
Further, the means for determining whether the count value m matches the division number N and the form of the signal indicating the determination result are not limited to the determination circuit 12 or the signal p of the above embodiment.

さらに、上記実施例の回路は特に、ロータリーエンコー
ダーや、リニアエンコーダーなど、移動物体の移動量や
移動速度を検出するための変位測定装置で、効果的に使
用されるものである。
Furthermore, the circuit of the above embodiment is particularly effectively used in a displacement measuring device such as a rotary encoder or a linear encoder for detecting the amount of movement or the speed of movement of a moving object.

以上、特定の期間内に発生する分割パルスのパルス数を
計数し、分割手段(1〜8)により入力信号の分割が正
しく行なわれているかどうかを判定してその結果を出力
するように回路を構成したので、例えば、変位測定装置
において、確実に所定の分割が行なわれているかどうか
を確認しながら、スケールの変位が高速になった時の警
告を的確に行なえるような信号を生成することができる
As described above, the circuit is configured to count the number of divided pulses generated within a specific period, determine whether the input signal is divided correctly by the dividing means (1 to 8), and output the result. With this configuration, for example, in a displacement measuring device, it is possible to generate a signal that can accurately issue a warning when the scale displacement becomes high speed while confirming whether the predetermined division is being performed reliably. I can do it.

第4図は、本発明に係る信号内挿回路の他の実施例を示
すブロック図である。第4図において、第9図とに示し
た部材と同一部材には、第9図と同じ符号を付しである
。従って、これらの部材の説明は省略し、他の部材につ
いて説明する。9はカウンタであり、方向弁別回路8か
ら出力された、分割信号であるところの、アップダウン
パルス(分割パルス)Lkを計数し、計数データmを出
力するように構成されている。13および14は再トリ
ガ可能な単安定マルチバイブレークなどのパルス発生回
路であり、分割パルス3.  kよりパルス幅の広いア
ップダウンパルスu、  vを発生させる。90はカウ
ンタであり、パルス発生回路13. 14から出力され
る幅の広いアップダウンパルスu、  vを計数し、計
数データqを出力する。10は分割前の原信号aに相当
する信号fに若干の遅延りを与える遅延回路、11は単
安定マルチバイブレークなどのパルス発生回路であり、
遅延回路10からの、信号f fJ< Dだけ遅延され
た信号の立上がりエツジに応答して所定の時間幅のパル
スrを発生させる。このパルスrはカウンタ90のリセ
ット信号として使用される。15は、カウンタ12の計
数データqが、本回路で予め決めた分割数Nと一致して
いるかどうかを判定する判別回路であり、一致している
ときのみ出力SがH(ハイレベル・論理1)になるよう
に構成されている。
FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the signal interpolation circuit according to the present invention. In FIG. 4, the same members as those shown in FIG. 9 are given the same reference numerals as in FIG. 9. Therefore, explanations of these members will be omitted and other members will be explained. A counter 9 is configured to count up-down pulses (divided pulses) Lk, which are divided signals output from the direction discrimination circuit 8, and output count data m. 13 and 14 are pulse generation circuits such as retriggerable monostable multi-bibreak circuits, which generate divided pulses 3. Generate up/down pulses u, v with a wider pulse width than k. 90 is a counter, and pulse generation circuit 13. 14, and outputs counting data q. 10 is a delay circuit that gives a slight delay to the signal f corresponding to the original signal a before division; 11 is a pulse generation circuit such as a monostable multi-bibreak;
A pulse r having a predetermined time width is generated in response to a rising edge of a signal from the delay circuit 10 that is delayed by a signal f fJ<D. This pulse r is used as a reset signal for the counter 90. Reference numeral 15 denotes a discrimination circuit that judges whether the count data q of the counter 12 matches the division number N predetermined in this circuit. Only when they match, the output S becomes H (high level, logic 1). ).

第5図の、各信号の波形例を参照しながら第4図の回路
の動作を説明する。尚、第5図の回路も、第9図の回路
と同様、入力信号(原信号)の−周期を8分割1するも
のである。計数データqは、第5図の■(信号fの立上
がり時)でリセットされ、そして、カウンタ90は、信
号Uの立上がりエツジごとにカウントアツプしてゆく。
The operation of the circuit shown in FIG. 4 will be explained with reference to the waveform examples of each signal shown in FIG. Incidentally, the circuit shown in FIG. 5 also divides the -period of the input signal (original signal) by 8 and 1, similar to the circuit shown in FIG. 9. The count data q is reset at ◯ (at the rising edge of the signal f) in FIG. 5, and the counter 90 counts up every rising edge of the signal U.

従って、方向弁別回路8までの回路に誤動作が生じてい
なければ、次に信号fが立上がった時点■で、計数デー
タqは8(バイナリで上位ビットよりI・0・0・0)
となる。このとき、判別回路15では、データqが分割
数N(N=8)と一致していると判定し、そこからの出
力SがHとなる。時点■かられずかな時間りを経過した
時点■では、信号rによってカウンタ90がリセットさ
れると同時に、判別回路15の出力SもL(ローレベル
・論理O)となる。この例では、信号Sが信号fの立上
がりエツジ直後にHとなることで、8分割が確実に行な
われていることを確認している。
Therefore, if there is no malfunction in the circuits up to the direction discrimination circuit 8, the count data q will be 8 (I, 0, 0, 0 from the upper bit in binary) at the next time when the signal f rises.
becomes. At this time, the determination circuit 15 determines that the data q matches the division number N (N=8), and the output S therefrom becomes H. At time point (2), after a short period of time has elapsed from time point (2), the counter 90 is reset by the signal r, and at the same time, the output S of the discrimination circuit 15 also becomes L (low level, logic O). In this example, the signal S becomes H immediately after the rising edge of the signal f, thereby confirming that eight divisions are reliably performed.

この判別回路15を利用することによって各種の処理を
行なうことができる。
By utilizing this discrimination circuit 15, various types of processing can be performed.

次に、入力端子1.2に入力される正弦波信号(位相角
0°、90°)の周波数が高(なり、方向弁別回路8か
らの分割パルスが互いに分離できなくなる(少し手前の
)場合について、第6図を例にとって説明する。計数デ
ータqは、第6図の■(信号fの立上がり時)でリセッ
トされ、信号Uの立上がりエツジごとにカウントアツプ
してゆく。この例では、3番目から6番目のパルスにか
けてパルスの配列周期が変動し、3番目と4番目、5番
目と6番目のパルスが分離できなくなりでいる(ム印)
ため、次に信号fが立上がった時点■で、計数データq
は6(上位ビットより0・1ψ1・O)となる。このと
き、判別回路I5では、データqが分割数N (N=8
)に一致しないため、出力SがLのままとなる。
Next, when the frequency of the sine wave signal (phase angle 0°, 90°) input to the input terminal 1.2 becomes high (so that the divided pulses from the direction discrimination circuit 8 cannot be separated from each other (slightly before) This will be explained using FIG. 6 as an example.The count data q is reset at ■ (at the rising edge of the signal f) in FIG. The pulse arrangement period fluctuates from the 3rd to the 6th pulse, and the 3rd and 4th pulses, and the 5th and 6th pulses cannot be separated (marked with a mark).
Therefore, at the next time when the signal f rises, the count data q
becomes 6 (0.1ψ1.O from the upper bit). At this time, in the discrimination circuit I5, the data q is divided into the number of divisions N (N=8
) does not match, so the output S remains at L.

このように、信号fの立上がりエツジ直後の信号SがH
かLかをチエツクすることによって、パルスj、kに応
答して生成せしめたパルスU、 Vが正しく分離されて
いるかどうかを知ることができる。第6図のように、パ
ルスU(またはV)が分離できなくなり始めた場合でも
、分割パルスj、にのパルス幅はこれより狭いために、
パルスの周期変動が生じてはいるものの、まだ分離可能
であり、カウンタ9の出力mには正しい計数値を得るこ
とはできる。したがって、第1図乃至第3図に示した実
施例より更に確実に、早い時期に、本回路において分割
が正しく行なわれつつあるか、又は行なわれているかを
知ることができる。
In this way, the signal S immediately after the rising edge of the signal f becomes H.
By checking whether the pulses U and V generated in response to the pulses j and k are correctly separated, it can be determined whether the pulses U and V generated in response to the pulses j and k are separated correctly. As shown in Fig. 6, even if pulse U (or V) starts to become inseparable, the pulse width of divided pulse j is narrower than this, so
Although the periodic fluctuation of the pulses has occurred, it is still possible to separate the pulses, and a correct count value can be obtained from the output m of the counter 9. Therefore, it is possible to know more reliably and earlier than the embodiments shown in FIGS. 1 to 3 whether or not the division is being performed correctly in this circuit, or whether it is being performed correctly.

上記の実施例では、遅延回路10による信号fの遅延り
が比較的短い例を示したが、基本的には、アップダウン
パルスU(又はV)次のパルス信号Vが立上がる前まで
に、カウンタ90のリセット動作が完了するように設定
されていればよい。
In the above embodiment, an example was shown in which the delay of the signal f by the delay circuit 10 is relatively short, but basically, the up-down pulse U (or V) is emitted before the next pulse signal V rises. It is sufficient that the setting is made so that the reset operation of the counter 90 is completed.

上記実施例では、分割手段(1〜8)の誤動作を検出す
るために、カウンタ9により、信号fの一周期に対応す
る期間内の分割パルス(u、 v)の数を計数していた
が、この計数期間は、分割前の信号の一周期に限定され
ることな(、信号fと信号h(即ち信号aと信号b)と
で得られる分解能(l/4周期)の整数倍の期間であれ
ばよい。
In the above embodiment, in order to detect a malfunction of the dividing means (1 to 8), the counter 9 counts the number of divided pulses (u, v) within a period corresponding to one cycle of the signal f. , this counting period is not limited to one cycle of the signal before division, but is a period that is an integral multiple of the resolution (1/4 cycle) obtained from the signal f and signal h (i.e., signal a and signal b). That's fine.

また、計数値qが分割数Nと一致しているかどうかの判
定手段や、判定結果を示す信号の形態は、上記の方法に
限定されるものではない。
Further, the means for determining whether the count value q matches the division number N and the form of the signal indicating the determination result are not limited to the above method.

次に、本発明の更なる実施例について第7図をもとに説
明する。図において、カウンタ9,90までは第4図の
実施例と同じである。本実施例では、カウンタ9と90
の計数結果m、qがコンパレータ16によって比較され
、等しいか否かの判定がなされ、その結果が信号Sとし
て出力される。この構成では、例えば、スケールの変位
が低速で、入力信号の周波数が低い場合には計数結果m
、qは常に等しくなるが、スケールの変位が高速になり
、入力信号の周波数が高くなると、アップダウンパルス
の間隔が挟まり、信号U(又はV)が分離できなくなっ
て計数結果m、qが異なってくる。従って回路に誤動作
が生じつつあるか否か、または、回路に誤動作が生じた
か否かが判別できる。
Next, a further embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, up to counters 9 and 90 are the same as in the embodiment shown in FIG. In this embodiment, counters 9 and 90
The comparator 16 compares the counting results m and q, determines whether they are equal or not, and outputs the result as a signal S. With this configuration, for example, if the scale displacement is slow and the input signal frequency is low, the counting result m
, q are always equal, but as the displacement of the scale becomes faster and the frequency of the input signal becomes higher, the interval between up and down pulses becomes narrower, the signal U (or V) cannot be separated, and the counting results m and q become different. It's coming. Therefore, it can be determined whether a malfunction is occurring in the circuit or whether a malfunction has occurred in the circuit.

なお、上記各実施例の回路も、ロータリーエンコーダー
やリニアエンコーダーなど、移動物体の移動量や移動速
度を検出するための変位測定装置で効果的に使用される
Note that the circuits of each of the above embodiments can also be effectively used in a displacement measuring device, such as a rotary encoder or a linear encoder, for detecting the moving amount and moving speed of a moving object.

以上、分割パルスに基づいて、この分割パルスよりパル
ス幅の広いアップダウンパルスを生成し、これらのアッ
プダウンパルスが分離できているかどうかを検出するこ
とによって、分割手段(1〜8)により入力信号の分割
が正しく行なわれているかどうかを判定してその結果を
出力するように回路を構成したので、例えば、変位測定
装置において確実に所定の分割が行なわれているかどう
かを確認しながら、スケールの変位が高速になった時の
警告を的確に行なえるような信号を生成することができ
る。
As described above, based on the divided pulse, up-down pulses having a wider pulse width than the divided pulse are generated, and by detecting whether these up-down pulses can be separated, the input signal is divided by the dividing means (1 to 8). Since we have configured a circuit to determine whether the division has been performed correctly and output the result, for example, you can check whether the specified division has been performed in the displacement measuring device while adjusting the scale. It is possible to generate a signal that can accurately warn when the displacement becomes high speed.

第8図(A)、(B)は本発明の信号内挿回路を備えた
変位測定装置の概略図を示す。本実施例では、半導体製
造用露光装置のウェハステージの位置計測のために、光
学式変位測定装置を用いた例が示されている。
FIGS. 8(A) and 8(B) show schematic diagrams of a displacement measuring device equipped with a signal interpolation circuit of the present invention. This embodiment shows an example in which an optical displacement measuring device is used to measure the position of a wafer stage of an exposure apparatus for semiconductor manufacturing.

同図において、100はスケール読取手段、101は半
導体レーザー、102はコリメーターレンズ、30はウ
ェハステージ300に取付けた、格子ピッチdの回折格
子を有する光学式スケールであり、図示する矢印Xの方
向に速度Vで移動している。ステージ30は駆動装置5
00により駆動される。109は偏光ビームスプリッタ
−1151,152は各々X波長板、111. 112
は反射鏡、106はビームスプリッタ−1171,17
2は偏光板で、各々の偏光軸が互いに直交しており、更
にA波長板151,152の偏光軸と、各々の偏光軸が
45度の角度をなすように配置されている。181,1
82は各々受光素子であり、干渉を光電変換する。
In the figure, 100 is a scale reading means, 101 is a semiconductor laser, 102 is a collimator lens, and 30 is an optical scale having a diffraction grating with a grating pitch d, which is attached to a wafer stage 300, and is in the direction of arrow X shown in the figure. is moving with speed V. The stage 30 is the drive device 5
Driven by 00. 109 is a polarizing beam splitter, 1151 and 152 are each an X wavelength plate, 111. 112
is a reflecting mirror, 106 is a beam splitter - 1171, 17
Polarizing plates 2 are arranged so that their polarizing axes are orthogonal to each other, and the polarizing axes of the A wavelength plates 151 and 152 form an angle of 45 degrees. 181,1
Reference numerals 82 each represent a light receiving element, which photoelectrically converts interference.

110は一方の端面から入射した光を他方の端面に結像
する両端平面の屈折率分布型のスティック状のレンズで
、一方の端に反射膜121が施されている。レンズ11
0と反射膜121により、反射素子120を構成してい
る。
Reference numeral 110 denotes a stick-shaped lens of a refractive index distribution type with flat ends on both ends that images light incident from one end surface on the other end surface, and a reflective film 121 is provided on one end. Lens 11
0 and the reflective film 121 constitute a reflective element 120.

後述するように、受光素子181. 182からの正弦
波信号は、互いに90°の位相差を有しており、受光素
子181からの位相角O0の信号が、信号内挿回路20
0の入力端子1へ入力され、受光素子182からの位相
角90°の信号が信号内挿回路200の入力端子2へ入
力される。信号内挿回路200は、第1図で示した回路
より構成されており、受光素子181182からの信号
を分割して(内押して)形成したアップダウンパルスを
計数することにより、ステージ300の変位を測定する
。この測定結果は、制御装置400へ送られ、制御装置
400が、駆動装置500を介して、ステージ300の
位置制御を行なう。
As described later, the light receiving element 181. The sine wave signals from the light receiving element 182 have a phase difference of 90 degrees, and the signal with a phase angle O0 from the light receiving element 181 is transmitted to the signal interpolation circuit 20.
A signal with a phase angle of 90° from the light receiving element 182 is input to the input terminal 2 of the signal interpolation circuit 200. The signal interpolation circuit 200 is composed of the circuit shown in FIG. 1, and calculates the displacement of the stage 300 by dividing the signal from the light receiving element 181182 and counting the up and down pulses formed. Measure. This measurement result is sent to the control device 400, and the control device 400 controls the position of the stage 300 via the drive device 500.

方、何らかの理由でステージ300の移動速度が上がり
、受光素子181. 182からの信号の周波数が、あ
る程度以上高くなると、信号内挿回路200からの信号
(例えば第1図に示す信号p)に基づいて、制御装置4
00が警報を発する。そして、装置の動作を停止する。
On the other hand, for some reason, the moving speed of the stage 300 increases, and the light receiving element 181. When the frequency of the signal from 182 becomes higher than a certain level, the control device 4
00 issues an alarm. Then, the operation of the device is stopped.

本実施例では、半導体レーザー101からの、可干渉性
光束をコリメーターレンズ102によって略平行光束と
し、偏光ビームスプリッタ−109に入射させ、直線偏
光(P偏光)の透過光束と直線偏光(S偏光)の反射光
束の2つの光束に分割している。
In this embodiment, a coherent light beam from a semiconductor laser 101 is made into a substantially parallel light beam by a collimator lens 102, and is made incident on a polarizing beam splitter 109. ) is divided into two beams.

このとき半導体レーザー101の出射光束の直線偏光方
位が偏光ビームスプリッタ−109の偏光方位に対して
45度となるように、半導体レーザー101の取付位置
を調整している。これにより、偏光ビームスプリッタ−
109からの透過光束と反射光束の強度比が略1・lと
なるようにしている。
At this time, the mounting position of the semiconductor laser 101 is adjusted so that the linear polarization direction of the emitted light beam of the semiconductor laser 101 is 45 degrees with respect to the polarization direction of the polarization beam splitter 109. This allows the polarizing beam splitter to
The intensity ratio between the transmitted light beam and the reflected light beam from 109 is approximately 1.l.

そして、偏光ビームスプリッタ−109からの反射光束
と透過光束を各々A波長板151. 152を介して円
偏光とし、各々反射鏡111,11.2で反射させて光
学式スケール30に斜入射させる。そして、対象とする
光学式スケール30からのm次回折光が光学式スケール
30の回折格子面から略垂直に射出するように各光束を
光学式スケール30に入射させている。
Then, the reflected light flux and the transmitted light flux from the polarizing beam splitter 109 are respectively transferred to the A wavelength plate 151. 152 into circularly polarized light, reflected by reflecting mirrors 111 and 11.2, and obliquely incident on optical scale 30. Each light beam is made incident on the optical scale 30 so that the m-th order diffracted light from the target optical scale 30 exits substantially perpendicularly from the diffraction grating surface of the optical scale 30.

即ち、光学式スケール30の回折格子の格子ピッチをP
1半導体レーザ101からの可干渉性光束の波長をλ、
mを整数とし、可干渉性光束の回折格子面への入射角度
(回折格子面の垂線からの角度)をθ□としたとき θm#5in−’(mλ/p)       ・・・(
1)となるように入射させている。
That is, the grating pitch of the diffraction grating of the optical scale 30 is P
1. The wavelength of the coherent light beam from the semiconductor laser 101 is λ,
When m is an integer and the angle of incidence of the coherent light beam on the diffraction grating surface (angle from the perpendicular to the diffraction grating surface) is θ□, θm#5in-'(mλ/p)...(
1).

偏光ビームスプリッタ−109からの反射光束は、入射
角度θ□で光学式スケール3へ斜入射し、光学式スケー
ル30の回折格子で反射回折され、】次回折光が光学式
スケール30から垂直に出る。一方、偏光ビームスプリ
ッタ−109からの透過光束は、入射角度−〇□で光学
式スケール30に斜入射し、光学式スケール30の回折
格子で反射回折され、−1次回折光が光学式スケール3
0から垂直に出る。本実施例では、反射光束と透過光束
の光学式スケール30への入射位置が同じであり、光学
式スケール30から垂直に射出する一対の(±1次の)
回折光が重なり合う。従って、この反射回折光は互いに
共通の光路を形成することになる。尚、偏光ビームスプ
リッタ−109からの透過光束と反射光束、及び、反射
回折光の光路は同一の入射平面(紙面に平行な面)に含
まれている。
The reflected light beam from the polarizing beam splitter 109 obliquely enters the optical scale 3 at an incident angle θ□, is reflected and diffracted by the diffraction grating of the optical scale 30, and the second diffracted light exits from the optical scale 30 perpendicularly. On the other hand, the transmitted light beam from the polarizing beam splitter 109 obliquely enters the optical scale 30 at an incident angle of -〇□, is reflected and diffracted by the diffraction grating of the optical scale 30, and -1st-order diffracted light is transmitted to the optical scale 30.
Exit vertically from 0. In this embodiment, the incident position of the reflected light flux and the transmitted light flux on the optical scale 30 is the same, and a pair of (±1st-order)
The diffracted lights overlap. Therefore, the reflected and diffracted lights form a common optical path. Note that the optical paths of the transmitted light beam, the reflected light beam, and the reflected diffracted light from the polarizing beam splitter 109 are included in the same plane of incidence (plane parallel to the paper surface).

光学式スケール30から垂直に射出した±1回折光は反
射素子120へ向かい、レンズ110の端面に入射する
。レンズ110はスティック状のレンズであり、一方の
端面に入射した平行光が他方の端面上に結像する様に、
その長さが設定されている。即ち素子120の焦点面は
素子の端面にある。そして、この他方の端面には反射膜
121が形成しである。
The ±1 diffracted light emitted perpendicularly from the optical scale 30 heads toward the reflective element 120 and enters the end face of the lens 110. The lens 110 is a stick-shaped lens, and so that parallel light incident on one end surface forms an image on the other end surface.
Its length is set. That is, the focal plane of element 120 is at the end face of the element. A reflective film 121 is formed on the other end face.

従って、レンズ1】0に入射した上次回折光は第8図(
B)に示すように反射膜121で反射した後、元の光路
を戻りレンズ110から射出し、再度光学式スケール3
0に入射する。
Therefore, the upper order diffracted light incident on lens 1]0 is shown in Figure 8 (
After being reflected by the reflective film 121 as shown in FIG.
0.

そして、光学式スケール30の回折格子で再度回折され
た±1次の反射回折光は元の光路を戻り、反射鏡111
,112で反射し、A波長板1.51. 1.52を透
過し偏光ビームスプリッタ−109に再入射する。
Then, the ±1st-order reflected diffracted light that is diffracted again by the diffraction grating of the optical scale 30 returns to the original optical path and returns to the reflecting mirror 111.
, 112 and is reflected by the A wave plate 1.51. 1.52 and enters the polarizing beam splitter 109 again.

このとき、各再回折光は%波長板151. 152を再
び通過しているので、偏光ビームスプリッタ−109で
最初反射した(S偏光)光束は、再入射するときは、偏
光ビームスプリッタ−1,09に対する偏光方位が90
度異なるP偏光となっているため、偏光ビームスプリッ
タ−109を透過するようになる。逆に偏光ビームスプ
リッタ−109で最初透過した光束(P偏光)はS偏光
となり、偏光ビームスプリッタ−109に再入射したと
き反射されるようになる。
At this time, each re-diffracted light is transmitted to the % wavelength plate 151. 152, the (S-polarized) light beam that was first reflected by the polarizing beam splitter 109 has a polarization direction of 90 when it re-enters the polarizing beam splitter 1,09.
Since they are P-polarized lights of different degrees, they are transmitted through the polarizing beam splitter 109. Conversely, the light beam (P-polarized light) that first passes through the polarizing beam splitter 109 becomes S-polarized light, and is reflected when it enters the polarizing beam splitter 109 again.

こうして、偏光ビームスプリッタ−109で2つの再回
折光を重なり合わせ、ス波長板153を介して互いに逆
回りの円偏光とし、ビームスブリッター106で2つの
光束に分割し、各々偏光板171. 172を介して、
直線偏光とし、受光素子181. 182に各々干渉光
として、入射させている。
In this way, the two re-diffracted lights are superimposed by the polarizing beam splitter 109, turned into oppositely circularly polarized lights by the wavelength plate 153, and split into two beams by the beam splitter 106, each of which is divided by the polarizing plate 171. via 172,
The light is linearly polarized, and the light receiving element 181. 182 as interference light.

尚、(1)式の入射角度θ□は、回折光が反射素子12
0に入射し、再度、光学式スケール30に入射出来る範
囲内の値であれば良い。
Incidentally, the incident angle θ□ in equation (1) means that the diffracted light is
0 and then enters the optical scale 30 again.

本実施例において、m次の回折光の位相は回折格子が1
ピツチ移動すると2mπだけ変化する。
In this example, the phase of the m-th order diffracted light is set to 1 by the diffraction grating.
When the pitch is moved, it changes by 2mπ.

従って、受光素子181. 182は正と負のm次の回
折を2回ずつ受けた光束同志の干渉による干渉光を受光
し、光電変換する為、回折格子が格子の1ピッチ分移動
すると4m個の正弦波信号が得られる。
Therefore, the light receiving element 181. 182 receives interference light caused by interference between light beams that have undergone positive and negative m-order diffraction twice and photoelectrically converts it, so when the diffraction grating moves one pitch of the grating, 4m sine wave signals are obtained. It will be done.

従って、光学式スケール30の回折格子のピッチを3.
2μm1回折光として1次(m = 1 )を利用した
為、光学式スケール30が3.2μm移動したとき、受
光素子181. 182からは4個の正弦波信号が得ら
れる。即ち正弦波1個当りの分解能として回折格子30
のピッチのス、即ち3.2/4.=0.8μmが得られ
る。
Therefore, the pitch of the diffraction grating of the optical scale 30 is set to 3.
Since the first order (m = 1) was used as the 2 μm 1 diffracted light, when the optical scale 30 moved by 3.2 μm, the light receiving element 181. Four sine wave signals are obtained from 182. In other words, the resolution per sine wave is the diffraction grating 30.
pitch of 3.2/4. =0.8 μm is obtained.

また、〃波長板151.152.153及び偏光板17
1゜172の組み合わせによって、受光素子181,1
82からの出力信号(正弦波信号)間に90度の位相差
をつけ、回折格子30の移動方向の判別及び信号の内挿
ができるようにしている。
In addition, wave plates 151, 152, 153 and polarizing plates 17
By the combination of 1°172, the light receiving elements 181, 1
A phase difference of 90 degrees is provided between the output signals (sine wave signals) from the diffraction grating 82, so that the moving direction of the diffraction grating 30 can be determined and the signals can be interpolated.

本実施例では、光学式スケール3から射出する±1次回
折光の光路を共通にし、共通の反射素子20を介して光
学式スケール3へ再び指向している。即ち、個々の回折
光に対して個別の反射鏡を配することがない為、装置を
小型且つ簡便に構成出来る。又、これによって、迷光が
発生して受光素子へ到達する割合を減少させて、干渉縞
の検出精度を向上させている。
In this embodiment, the optical path of the ±1st-order diffracted light emitted from the optical scale 3 is shared, and the light is directed back to the optical scale 3 via a common reflective element 20. That is, since there is no need to provide individual reflecting mirrors for individual diffracted lights, the apparatus can be constructed in a compact and simple manner. Moreover, this reduces the rate at which stray light is generated and reaches the light receiving element, thereby improving the detection accuracy of interference fringes.

更に、第1図に図示する通り、装置を構成する部品を全
て光学式スケール3の上方(片側)に設けることが容易
にでき、極めて汎用性に富んだ光学式エンコーダを提供
する。
Furthermore, as shown in FIG. 1, all the components constituting the device can be easily provided above (on one side) the optical scale 3, providing an extremely versatile optical encoder.

本実施例における反射素子120は焦点面近傍に反射面
を有している為、例えばレーザー光の発振波長の変化に
伴う回折角が微少変化してレンズ110への入射角が多
少変化しても、回折光を略同じ光路で光学式スケール3
へ戻すことができる。これにより2つの正と負の回折光
を正確に重なり合わせ、結果的に、受光素子181. 
182の出力信号のS/N比の低下を防止している。そ
して、レーザー光の光学式スケール3への入射角度θ□
を前述の如(設定すると共に、反射素子120を用いる
ことにより装置全体の小型化を図っている。
Since the reflective element 120 in this embodiment has a reflective surface near the focal plane, even if the angle of incidence on the lens 110 changes slightly due to a slight change in the diffraction angle due to a change in the oscillation wavelength of the laser beam, for example, , the diffracted light is passed through the optical scale 3 along approximately the same optical path.
can be returned to. As a result, the two positive and negative diffracted lights are accurately overlapped, and as a result, the light receiving element 181.
This prevents the S/N ratio of the output signal of 182 from decreasing. Then, the incident angle θ□ of the laser beam on the optical scale 3
is set as described above, and the reflective element 120 is used to reduce the size of the entire device.

従って、光学式スケール30の回折格子の格子ピッチ3
.2 μm、レーザー101の波長を0.78 μとす
れば、±1次の回折光の回折角度は先に述べたように1
4.2度である。そこで、レンズ110として直径2m
m程度の屈折率分布型レンズを用いて、±1次の回折光
のみを反射させる場合、光学式スケール30から、レン
ズ110までの距離は2/1an14.2゜7.9mm
となり、8mm程度離せばよく、装置全体を極めて小型
に構成することができる。
Therefore, the grating pitch 3 of the diffraction grating of the optical scale 30
.. 2 μm, and the wavelength of the laser 101 is 0.78 μm, the diffraction angle of the ±1st order diffracted light is 1 as mentioned above.
It is 4.2 degrees. Therefore, the lens 110 has a diameter of 2 m.
When only the ±1st-order diffracted light is reflected using a graded refractive index lens of about m, the distance from the optical scale 30 to the lens 110 is 2/1 an 14.2° 7.9 mm.
Therefore, it is only necessary to separate them by about 8 mm, and the entire device can be configured to be extremely compact.

本実施例において、受光素子181. 182上に干渉
縞(単色)を形成する一対の再回折光の光路長(opt
ical  path  length)は等しい。従
って、半導体レーザー101の波長が変化しても、光学
式スケール3の変位にのみ反応する干渉縞を形成できる
。又、安価なマルチモード半導体レーザーを、発光素子
として、搭載することができる。
In this embodiment, the light receiving element 181. The optical path length (opt
ical path length) are equal. Therefore, even if the wavelength of the semiconductor laser 101 changes, interference fringes that respond only to the displacement of the optical scale 3 can be formed. Furthermore, an inexpensive multimode semiconductor laser can be mounted as a light emitting element.

そして、本実施例では、第1図から理解される様に、偏
光ビームスプリッタ9、反射鏡111. 112、反射
素子120から成る光学系による光路が左右対称であり
、光学式スケール30の上下動等の外乱に対して鈍感な
システムを構成している。
In this embodiment, as understood from FIG. 1, the polarizing beam splitter 9, the reflecting mirror 111 . 112, the optical path of the optical system consisting of the reflective element 120 is symmetrical, and constitutes a system that is insensitive to disturbances such as vertical movement of the optical scale 30.

本実施例では、信号内挿回路200として、第1図に示
したものを用いているが、例えば第4図や第7図で示し
た回路を用いても良い。また、このような変位測定装置
は、不精確な測定を行なうことがないので、ウェハステ
ージの位置計測に限らず、磁気ヘッドや光ヘッドの位置
計測などにも有効である。
In this embodiment, the signal interpolation circuit 200 shown in FIG. 1 is used, but the circuit shown in FIG. 4 or FIG. 7, for example, may also be used. Further, since such a displacement measuring device does not perform inaccurate measurements, it is effective not only for measuring the position of a wafer stage but also for measuring the position of a magnetic head or an optical head.

[発明の効果] 以上、本発明では、原信号(入力信号)の周波数が高(
なって回路に誤動作が生じたことを、正確に検出するこ
とができるので、例えば回路の後段に設けられた信号処
理系に誤まった信号を入力し続けることを未然に防ぐこ
とができる。従って、非常に信頼性の高い、磁気式や光
学式、或いはリニア、ロータリーなどの様々なタイプの
エンコーダー等の変位測定装置の提供も可能になる。
[Effects of the Invention] As described above, in the present invention, the frequency of the original signal (input signal) is high (
Since it is possible to accurately detect that a malfunction has occurred in the circuit, it is possible to prevent, for example, from continuing to input an erroneous signal to a signal processing system provided at a subsequent stage of the circuit. Therefore, it is possible to provide highly reliable displacement measuring devices such as various types of encoders such as magnetic, optical, linear, and rotary encoders.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る信号内挿回路の一実施例を示すブ
ロック図。 第2図及び第3図は第1図に示す信号f+ jr  m
rnr pの波形例を示す図。 第4図は本発明に係る信号内挿入回路の他の実施例を示
すブロック図。 第5図及び第6図は第4図に示す信号f+ L  u+
q、  r、  sの波形例を示す図。 第7図は本発明に係る信号内挿回路の更なる実施例を示
すブロック図。 第8図(A)、(B)は本発明に係る変位測定装置の一
実施例を示す概略図。 第9図は従来の信号内挿回路の一例を示すブロック図。 第10図は第9図に示す信号f、  g、  h、 i
、 j。 kの波形例を示す図。 1.2・・・入力端子 3・・・反転回路 4、、 5. 6. 7・・・コンパレーター8・・・
方向弁別回路 9.90・・・カウンター 10・・・遅延回路 11、 13. 14・・・パルス発生回路1.2. 
15. 16・・・判別回路30・・・光学式スケール 100・・・スケール読取手段 200・・・信号内挿回路 400・・・制御装置 ぐρ l
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a signal interpolation circuit according to the present invention. FIGS. 2 and 3 show the signal f+ jr m shown in FIG.
The figure which shows the waveform example of rnrp. FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the signal insertion circuit according to the present invention. 5 and 6 show the signal f+L u+ shown in FIG.
The figure which shows the waveform example of q, r, and s. FIG. 7 is a block diagram showing a further embodiment of the signal interpolation circuit according to the present invention. FIGS. 8(A) and 8(B) are schematic diagrams showing one embodiment of a displacement measuring device according to the present invention. FIG. 9 is a block diagram showing an example of a conventional signal interpolation circuit. FIG. 10 shows the signals f, g, h, i shown in FIG.
, j. The figure which shows the example of a waveform of k. 1.2...Input terminal 3...Inverting circuit 4, 5. 6. 7... Comparator 8...
Direction discrimination circuit 9.90...Counter 10...Delay circuit 11, 13. 14... Pulse generation circuit 1.2.
15. 16...Discrimination circuit 30...Optical scale 100...Scale reading means 200...Signal interpolation circuit 400...Control device ρ l

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)原信号を分割し予め決めたパルス数の複数個のパ
ルスを生成する分割手段と、該複数個のパルスの変動に
基づいて該分割手段の誤動作を検出する検出手段とを有
する信号内挿回路。 (2)可動スケールに形成した目盛りを読取って、スケ
ールの変位に応じた信号を出力するスケール読取手段と
、該読取手段からの信号を分割し、予め決めたパルス数
の複数個のパルスを生成する分割手段とを備え、該分割
手段からのパルスを計数することによりスケールの変位
を測定する変位測定装置において、更に、上記複数個の
パルスの変動に基づいて上記分割手段の誤動作を検出す
る検出手段を有することを特徴とする変位測定装置。 (3)上記スケールの目盛りが回折格子で構成されてい
る時、上記読取手段が、上記回折格子で生じた正負同次
数の回折光を干渉させて得た干渉光を光電変換して上記
信号を出力するように構成されることを特徴とする特許
請求の範囲第(2)項記載の変位測定装置。(4)上記
検出手段が、上記読取手段からの信号の一周期又は該周
期に相当する期間における上記パルスの数を計数し、上
記パルス数の変動を検出するよう構成されることを特徴
とする特許請求の範囲第(2)項記載の変位測定装置。 (5)上記検出手段が、上記複数個のパルスの周期変動
を検出するよう構成されることを特徴とする特許請求の
範囲第(2)項記載の変位測定装置。
[Claims] (1) Division means for dividing an original signal to generate a plurality of pulses of a predetermined number of pulses, and detection for detecting malfunction of the division means based on fluctuations in the plurality of pulses. A signal interpolation circuit having means. (2) A scale reading means that reads the scale formed on the movable scale and outputs a signal according to the displacement of the scale, and divides the signal from the reading means to generate a plurality of pulses with a predetermined number of pulses. A displacement measuring device that measures the displacement of a scale by counting pulses from the dividing means, further comprising a detection unit that detects malfunction of the dividing means based on fluctuations in the plurality of pulses. A displacement measuring device characterized by having a means. (3) When the graduation of the scale is composed of a diffraction grating, the reading means photoelectrically converts the interference light obtained by interfering the positive and negative diffracted lights of the same order generated by the diffraction grating to generate the signal. The displacement measuring device according to claim 2, wherein the displacement measuring device is configured to output. (4) The detecting means is configured to count the number of pulses in one period of the signal from the reading means or a period corresponding to the period, and detect fluctuations in the number of pulses. A displacement measuring device according to claim (2). (5) The displacement measuring device according to claim (2), wherein the detection means is configured to detect periodic fluctuations of the plurality of pulses.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2006070826A1 (en) * 2004-12-28 2008-08-07 旭化成エレクトロニクス株式会社 Magnetic rotation angle sensor and angle information processing device

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