JPH04301713A - Angle measuring method - Google Patents

Angle measuring method

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JPH04301713A
JPH04301713A JP6722791A JP6722791A JPH04301713A JP H04301713 A JPH04301713 A JP H04301713A JP 6722791 A JP6722791 A JP 6722791A JP 6722791 A JP6722791 A JP 6722791A JP H04301713 A JPH04301713 A JP H04301713A
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JP
Japan
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angle
eccentricity
edge
slit
rotation angle
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Pending
Application number
JP6722791A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyoshi Tokunaga
徳永 具祥
Haruo Shirahata
白幡 春雄
Akira Yasutake
昭 安武
Shigehiro Kinoshita
滋弘 木下
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH04301713A publication Critical patent/JPH04301713A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable measurement of a slit angle without being affected by an eccentricity by obtaining the distance between an edge outside an area to be measured and a fixed point by taking advantage that the characteristic of the rotational angle vs. the eccentricity of a circumferential ring is sinusoidal. CONSTITUTION:The distance in the Y direction between an edge of a circumferential ring 52 and a fixed point is measured, and the characteristic of the rotational angle theta2 vs. eccentricity is measured. When the edge falls outside an area to be measured 6, the curve of the eccentricity is regarded as sinusoidal and the eccentricity at the angle theta2 is calculated. Then, a table of the rotational angle theta1 vs. eccentricity is prepared when the angle theta is shifted by 90 deg.. A code plate 5 is rotated and the distance X between the edge of a slit 51 and the fixed point is measured. When the edge of the slit 51 falls outside the area 6, an arrangement is made so that the edge of the slit 51 may fall within the area 6 by rotating the plate 5, and the distance in the X direction is measured. The eccentricity corresponding to the rotational angle of the plate 5 is read out of the table, and this value is deducted from the distance in the X direction to calculate a correct slit angle.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ロータリエンコーダに
用いるコード板のスリットパターンを検査する方法に関
する。詳述すると円形のコード板の縁に沿って設けられ
たスリットパターンの配置角度を測定する方法に関する
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for inspecting the slit pattern of a code plate used in a rotary encoder. More specifically, the present invention relates to a method of measuring the arrangement angle of a slit pattern provided along the edge of a circular code plate.

【0002】0002

【従来の技術】スリットが縁に沿って一定角度おきに多
数個設けられた円形のコード板へ光源から光を照射し、
スリットを通過してくる光を光電変換素子で受光し、コ
ード板の回転角度を測定するロータリエンコーダがある
。このようなロータリエンコーダに用いられるコード板
を図6に示す。
[Prior Art] Light is irradiated from a light source onto a circular code plate in which a large number of slits are provided at regular angles along the edge.
There is a rotary encoder that measures the rotation angle of a code plate by receiving light passing through a slit with a photoelectric conversion element. FIG. 6 shows a code plate used in such a rotary encoder.

【0003】コード板は、例えばモータの回転軸に取り
付けられるが、ロータリエンコーダによる回転角度の測
定精度は、一定角度おきに設けられたスリットの、配置
“角度”により左右される。従って、回転角度を高精度
に測定できるエンコーダを実現するには、コード板のス
リットの配置角度を高精度に製作する必要がある。この
ため従来から、図7に示すような角度測定装置を用いて
、製作したコード板のスリットの配置角度を測定し、コ
ード板の良否を判定している。
[0003] The code plate is attached to, for example, the rotating shaft of a motor, and the accuracy of measuring the rotation angle by the rotary encoder is influenced by the arrangement "angle" of the slits provided at regular angle intervals. Therefore, in order to realize an encoder that can measure the rotation angle with high precision, it is necessary to manufacture the slit arrangement angle of the code plate with high precision. For this reason, conventionally, an angle measuring device as shown in FIG. 7 has been used to measure the arrangement angle of the slits in a manufactured code plate to determine the quality of the code plate.

【0004】図7で示す従来装置を説明する。同図の装
置は、線幅測長器1と、ロータリステッパ2と、図示し
ないコントローラにより構成される。
The conventional device shown in FIG. 7 will be explained. The apparatus shown in the figure is composed of a line width measuring device 1, a rotary stepper 2, and a controller (not shown).

【0005】線幅測長器1は、コード板5のスリット部
を拡大して見ることができる光学顕微鏡11と、この顕
微鏡11の焦点を自動的に合わせるオートフォーカス機
構12と、顕微鏡で捕らえた画像を電気信号へ変換する
CCD カメラ13と、この電気信号に基づいて線画像
の濃淡を認識し、濃淡閾値を用いて線を形成する濃淡の
エッジに2つのカーソルを自動的に合わせ、2のカーソ
ルの間隔から線幅xの値を自動的に測定する線幅測長器
制御系3とで構成される。
The line width measuring device 1 includes an optical microscope 11 that can magnify and view the slit portion of the code plate 5, an autofocus mechanism 12 that automatically focuses the microscope 11, and a The CCD camera 13 converts the image into an electrical signal, recognizes the shading of the line image based on this electrical signal, and uses the shading threshold to automatically align two cursors with the shading edges that form the line. The line width measuring device control system 3 automatically measures the line width x from the cursor spacing.

【0006】ロータリステッパ2は、非常に高い分解能
で備える回転軸を微細に回動できる高分解能駆動機構2
1と、その回転位置を検出する高分解能エンコーダ22
と、回転軸を支持する静圧空気軸受23と、ロータリス
テッパの回転軸の上端部に取り付けられ測定対象のコー
ド板5をその上に保持しコード板5の中心と回転軸の中
心とを一致させるようにX,Y方向へスライドして位置
合わせを行うことができる偏心除去用のXYステージ2
4と、高分解能エンコーダ22の出力(回転位置情報)
に基づいて高分解能駆動機構21を制御しコントローラ
(図示せず)から指示された角度だけロータリステッパ
の回転軸(つまりコード板5)を回転させるロータリス
テッパ制御系4とで構成される。ここで高分解能エンコ
ーダ22は、例えば 360万パルス/回転のものが用
いられ、高分解能駆動機構21は、例えばもう1桁高い
分解能の 3,600万パルス/回転のものが用いられ
る。この高分解能エンコーダ22と、高分解能駆動機構
21の作用により回転されるコード板の回転分解能は、
スリットの配置角度の良否を検査するために十分な分解
能である。
The rotary stepper 2 has a high-resolution drive mechanism 2 that can finely rotate a rotating shaft with very high resolution.
1 and a high-resolution encoder 22 that detects its rotational position.
, a static pressure air bearing 23 that supports the rotating shaft, and a code plate 5 that is attached to the upper end of the rotating shaft of the rotary stepper to hold the measurement target thereon, and aligns the center of the code plate 5 with the center of the rotating shaft. XY stage 2 for removing eccentricity, which can perform positioning by sliding in the X and Y directions as if
4 and the output of the high-resolution encoder 22 (rotational position information)
The rotary stepper control system 4 controls the high-resolution drive mechanism 21 based on the rotational speed of the rotary stepper and rotates the rotary shaft (that is, the code plate 5) of the rotary stepper by an angle instructed by a controller (not shown). Here, the high-resolution encoder 22 is used, for example, with a resolution of 3.6 million pulses/rotation, and the high-resolution drive mechanism 21 is used, for example, with an order of magnitude higher resolution, 36 million pulses/rotation. The rotational resolution of the code plate rotated by the action of the high-resolution encoder 22 and the high-resolution drive mechanism 21 is as follows:
The resolution is sufficient to inspect the acceptability of the slit arrangement angle.

【0007】図7の従来の角度測定装置の動作を説明す
る。まず、XYステージ24の作用によりロータリステ
ッパ2の回転軸の中心と、コード板5の回転中心とが一
致するように(つまり偏心を取り除いた状態で)コード
板5をロータリスッパ2に固定する。
The operation of the conventional angle measuring device shown in FIG. 7 will be explained. First, the code plate 5 is fixed to the rotary stepper 2 by the action of the XY stage 24 so that the center of the rotation axis of the rotary stepper 2 and the rotation center of the code plate 5 coincide (that is, with eccentricity removed).

【0008】コード板5へ等間隔に設けられたスリット
51の数Nにより決定される理想等分角度(360 /
N)は、図示しないコントローラで予め算出されている
。そしてこの理想角度ステップで、コード板5を回転さ
せるようにコントローラは、ロータリステッパ制御系4
に指示する。その結果コード板5は、その原点となる角
度位置を起点として、順次、理想角度ステップで回転す
る。
The ideal equal dividing angle (360 /
N) is calculated in advance by a controller (not shown). Then, the controller controls the rotary stepper control system 4 so as to rotate the code plate 5 at this ideal angle step.
instruct. As a result, the code plate 5 sequentially rotates in ideal angular steps starting from the angular position that is its origin.

【0009】図8は、コード板5と、このコード板5を
顕微鏡11で観測する部分である測定領域6を示した図
である。即ち、この測定領域6内(顕微鏡11の視野内
)に順次入るスリット51のエッジ周辺は、顕微鏡11
で拡大され、その像は、CCD カメラ13で電気情報
(画像データ)に変換される。この画像データに基づき
線幅測長器制御系3は、制御信号をオートフォーカス機
構12に加え、コード板5のスリット51に顕微鏡11
の焦点を自動的に合す。
FIG. 8 is a diagram showing the code plate 5 and a measurement area 6, which is a portion of the code plate 5 to be observed with a microscope 11. That is, the area around the edges of the slits 51 that sequentially enter the measurement area 6 (within the field of view of the microscope 11) is
The image is enlarged by a CCD camera 13 and converted into electrical information (image data). Based on this image data, the line width length measuring device control system 3 applies a control signal to the autofocus mechanism 12, and sends a control signal to the microscope 11 through the slit 51 of the code plate 5.
automatically focuses.

【0010】図9は、図8における測定領域6の顕微鏡
像の一例を示した図である。同図において、位置Poは
、スリット51の角度配置が理想的に製作されており、
かつロータリステッパ2により理想角度ステップでコー
ド板5がシフトされた場合、各スリット51のエッジが
停止する位置を示している。つまりPoは、基準位置を
示している。しかし、実際には、スリット51は理想的
に製作されておらず、測定領域6に順次現れるスリット
51のエッジは、基準位置Poから距離X1,X2,…
の位置P1,P2,…の位置にばらついて観測される。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a microscopic image of the measurement area 6 in FIG. 8. In the figure, at position Po, the angular arrangement of the slits 51 is ideally manufactured;
It also shows the position where the edge of each slit 51 stops when the code plate 5 is shifted by the ideal angle step by the rotary stepper 2. In other words, Po indicates the reference position. However, in reality, the slit 51 is not manufactured ideally, and the edges of the slit 51 that appear sequentially in the measurement area 6 are located at distances X1, X2, . . . from the reference position Po.
It is observed with variations in the positions P1, P2, . . .

【0011】図10は線幅測長器1の測定動作を説明す
る図である。線幅測長器制御系3は図10(A) に示
す線画像データをCCD カメラ13から導入し、濃淡
閾値a(図10(B) 参照)を用いて測定したい線6
1のエッジ62,63に、2つのカーソル64,65を
自動的に合わせる(図10(A) )。即ち、線幅測長
器制御系3は、カーソル64のセンターがエッジ62へ
位置するように、カーソル64を移動させる。同様にカ
ーソル65のセンターがエッジ63へ位置するように、
カーソル65を移動させる。そして、その間隔から線幅
xを自動的に測定する。しかしこの方法は、線幅の測定
範囲0.5 〜20μmでは可能であるが、コード板の
スリットのように幅400 μm程の場合には、測定領
域6を越えるのでそのまま適用することができない。そ
こで、本出願人は、実願平01−82614号「角度測
定装置」にて、比較的広い幅を測定できる装置を開示し
た。
FIG. 10 is a diagram illustrating the measurement operation of the line width length measuring device 1. The line width measuring device control system 3 inputs the line image data shown in FIG. 10(A) from the CCD camera 13, and selects the line 6 to be measured using the grayscale threshold a (see FIG. 10(B)).
The two cursors 64 and 65 are automatically aligned with the edges 62 and 63 of 1 (FIG. 10(A)). That is, the line width length measuring device control system 3 moves the cursor 64 so that the center of the cursor 64 is located on the edge 62. Similarly, so that the center of the cursor 65 is located on the edge 63,
Move the cursor 65. Then, the line width x is automatically measured from the interval. However, although this method is possible in a line width measurement range of 0.5 to 20 .mu.m, it cannot be applied directly to a line width of about 400 .mu.m, such as a slit in a code plate, since the line width exceeds the measurement area 6. Therefore, the present applicant disclosed an apparatus capable of measuring a relatively wide width in Utility Application No. 01-82614 "Angle Measuring Apparatus".

【0012】図11は、この実願平01−82614号
(以下、先願と言う)で出願した角度測定装置における
線幅測長器1の動作を説明する図である。先願では、例
えば、左側のカーソル65の位置を固定し、右側のカー
ソル64のみを前述のように自動的に動かしてスリット
51の片側のエッジに合わせる。そしてカーソル65と
64の間隔xを線幅測長器制御系3で読み取っている。 即ち、左側のカーソル65は、その位置が固定されてい
るので定点位置である。 そして、この定点位置に対し、上述した理想角度ステッ
プずつコード板5を回転させた場合、もし、理想的に各
スリット51が所定の角度位置に製作されていれば、図
11に示す距離xは、常に一定である。しかし、実際に
は、各スリットの形成に製造誤差があるため、図11に
示す距離xは、スリット毎に(ロータリステッパにより
コード板5を順次ステップ回転した時に)変動する。こ
の図11で示される定点PAからの距離xの、変動分を
△x1,△x2, …をコントローラに内蔵する演算装
置で角度に変換すればコード板5の角度誤差を求めるこ
とができる。
FIG. 11 is a diagram illustrating the operation of the line width length measuring device 1 in the angle measuring device filed in Utility Application No. 01-82614 (hereinafter referred to as the prior application). In the prior application, for example, the position of the left cursor 65 is fixed, and only the right cursor 64 is automatically moved as described above to match one edge of the slit 51. Then, the distance x between the cursors 65 and 64 is read by the line width length measuring device control system 3. That is, the left cursor 65 is at a fixed position because its position is fixed. When the code plate 5 is rotated by the ideal angle step described above with respect to this fixed point position, if each slit 51 is ideally manufactured at a predetermined angle position, the distance x shown in FIG. , always constant. However, in reality, since there are manufacturing errors in the formation of each slit, the distance x shown in FIG. 11 varies from slit to slit (when the code plate 5 is sequentially rotated in steps by the rotary stepper). The angular error of the code plate 5 can be determined by converting the variation of the distance x from the fixed point PA shown in FIG. 11, Δx1, Δx2, .

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述ではコ
ード板5の中心と、ロータリステッパ2の回転軸の中心
とが完全に一致するようにXYステージで調整したもの
と仮定して説明した。即ち、偏心量は0であると仮定し
た。しかし、実際には、偏心量を0に調整することはで
きず、何等かの偏心量が存在する。この偏心量のため、
スリット51の角度測定には、誤差が含まれる。
In the above description, it is assumed that the center of the code plate 5 and the center of the rotation axis of the rotary stepper 2 are adjusted by the XY stage so that they completely coincide with each other. That is, it was assumed that the amount of eccentricity was 0. However, in reality, the amount of eccentricity cannot be adjusted to zero, and some amount of eccentricity exists. Because of this amount of eccentricity,
The angle measurement of the slit 51 includes an error.

【0014】偏心量により、スリットの角度測定値に誤
差が発生する理由を図5を参照して説明する。図5はロ
ータリステッパ2の回転中心O1と、コード板5の中心
O2を示す図である。2つの中心01とO2の距離はr
とする。 ここで、もし2つの中心位置が一致しており(r=0)
、理想的な配置角度(完全な等間隔)にコード板5の各
スリットが形成されていれば、ロータリステッパ2によ
りコード板5を理想角度ステップで回転させると、各回
転ステップ毎のスリットは、図5の点線SAで停止する
The reason why an error occurs in the measured value of the slit angle due to the amount of eccentricity will be explained with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing the rotation center O1 of the rotary stepper 2 and the center O2 of the code plate 5. The distance between the two centers 01 and O2 is r
shall be. Here, if the two center positions match (r=0)
, if each slit of the code plate 5 is formed at an ideal arrangement angle (perfectly equal intervals), when the code plate 5 is rotated in ideal angle steps by the rotary stepper 2, the slits at each rotation step are as follows. It stops at the dotted line SA in FIG.

【0015】しかし、r≠0  であると、たとえ理想
的な配置角度にコード板5の各スリットが形成されてい
ても図5のようにラインLから偏心量WXだけずれた位
置(SB)で停止する。しかも、この偏心量WXは、ロ
ータリステッパ2によるコード板5の回転角度により図
3の如く振幅rの正弦波状に変化する。線幅測長器制御
系3は、既述したように例えば図5のラインLとスリッ
トのエッジまでの距離(つまり図5の偏心量WX)を測
定するので、測定誤差となる。
However, if r≠0, even if each slit of the code plate 5 is formed at an ideal arrangement angle, the slits at the position (SB) deviated from the line L by the eccentric amount WX as shown in FIG. Stop. Furthermore, the eccentricity WX changes in a sinusoidal manner with an amplitude r as shown in FIG. 3, depending on the rotation angle of the code plate 5 by the rotary stepper 2. As described above, the line width length measuring device control system 3 measures, for example, the distance between the line L in FIG. 5 and the edge of the slit (that is, the eccentricity WX in FIG. 5), resulting in a measurement error.

【0016】その上、偏心量WXが大きいと、図3に示
す波形の振幅がこれに比例して大きくなり、コード板5
を理想角度ステップで回転させた場合、ステップ毎に停
止する各スリット51のエッジ位置が測定領域6(図1
1参照)の外に飛び出る場合もありえる。つまり、偏心
量が大きいと、エッジが測定領域6内に存在しなくなる
ので、x(角度)を測定することができなくなる問題も
ある。
Furthermore, when the amount of eccentricity WX is large, the amplitude of the waveform shown in FIG.
When rotated in ideal angle steps, the edge position of each slit 51 that stops at each step is the measurement area 6 (Fig. 1
(See 1). In other words, if the amount of eccentricity is large, the edge no longer exists within the measurement area 6, so there is a problem that x (angle) cannot be measured.

【0017】本発明の目的は、エッジが測定領域6内か
ら飛び出ることなく、かつ偏心量WXの影響を受けずに
正確にスリット角度を測定できる角度測定方法を提供す
ることである。
An object of the present invention is to provide an angle measuring method that can accurately measure the slit angle without causing the edge to protrude from within the measurement area 6 and without being affected by the amount of eccentricity WX.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、加えられた制御信号(S3)に応じた角度で
コード板(5) をステップ状に回転させるロータリス
テッパ(2) と、カメラ(13)にて、コード板上に
設定した測定領域(6) の画像を電気信号へ変換する
とともに、このカメラの画像中の任意の場所に定点位置
を設定し、この定点位置からカメラの画像中に存在する
映像のエッジまでの距離を出力する線幅測長器(1) 
とを備え、所謂円周リング(52)が設けられたコード
板の縁に沿って等間隔に設けられたスリットの配置角度
を測定する方法において、或る角度でコード板を回転さ
せる制御信号(S3)を前記ロータリステッパ(2) 
へ加えるとともに前記線幅測長器(1) にて、当該角
度における前記円周リング(52)のエッジの映像と定
点位置までのy方向の距離を測定し、回転角度(θ2)
  対偏心量の特性を測定する第1工程と、前記第1工
程中、ロータリステッパの或る回転角度において円周リ
ングのエッジの映像が測定領域(6) から外れる場合
、第1工程にて既に得た回転角度(θ2)対  偏心量
の曲線を正弦波の一部と見なしてこれを延長し、当該回
転角度に対応する正弦波の値を当該回転角度における偏
心量として算出する第2工程と、第1工程と第2工程に
より得られた特性の回転角度(θ2)を90°ずらした
回転角度(θ1)  対  偏心量のテーブルを作成す
る第3工程と、各スリットの理想的間隔に対応する一定
角度ステップでコード板を回転させる制御信号を前記ロ
ータリステッパへ加えるとともに前記線幅測長器(1)
 にて前記スリットのエッジの映像と定点位置までのx
方向の距離を測定する第4工程と、前記第4工程中、ロ
ータリステッパの或る回転角度においてスリットのエッ
ジの映像が測定領域(6) から外れる場合、当該理想
的間隔に対応するステップ角度(θ11) に補正角度
θA を加えた合成角度へコード板を回転させてスリッ
トのエッジの映像が測定領域(6) へ入るように制御
し、前記線幅測長器(1) にてこの際のスリットのエ
ッジの映像と定点位置までのx方向の距離を測定し、(
x+θA)を当該回転角度(θ11) におけるスリッ
トの測定角度とする第5工程と、前記テーブルから当該
回転角度(θ11) に対応する偏心量を読出し、前記
x方向の測定距離(x+θA)からこれを減算する第6
工程と、を備えるようにしたものである。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention includes a rotary stepper (2) that rotates a code plate (5) in a stepwise manner at an angle corresponding to an applied control signal (S3); The camera (13) converts the image of the measurement area (6) set on the code board into an electrical signal, and also sets a fixed point position anywhere in the image of this camera, and from this fixed point position, the camera Line width measuring device (1) that outputs the distance to the edge of the image that exists in the image
In a method of measuring the arrangement angle of slits provided at equal intervals along the edge of a code plate provided with a so-called circumferential ring (52), a control signal for rotating the code plate at a certain angle ( S3) to the rotary stepper (2)
At the same time, the line width measuring device (1) measures the image of the edge of the circumferential ring (52) at the angle and the distance in the y direction to the fixed point position, and calculates the rotation angle (θ2).
In the first step of measuring the characteristics of eccentricity, if the image of the edge of the circumferential ring deviates from the measurement area (6) at a certain rotation angle of the rotary stepper during the first step, the first step has already been performed. A second step of extending the obtained curve of rotation angle (θ2) versus eccentricity as part of a sine wave and calculating the value of the sine wave corresponding to the rotation angle as the eccentricity at the rotation angle; , the third step is to create a table of rotation angle (θ1) vs. eccentricity by shifting the characteristic rotation angle (θ2) obtained in the first and second steps by 90 degrees, and to correspond to the ideal spacing of each slit. A control signal is applied to the rotary stepper to rotate the code plate at a certain angle step, and the line width length measuring device (1)
The image of the edge of the slit and x to the fixed point position are
During the fourth step, if the image of the edge of the slit deviates from the measurement area (6) at a certain rotation angle of the rotary stepper, the step angle (6) corresponding to the ideal interval is The code plate is rotated to a composite angle obtained by adding the correction angle θA to θ11) and controlled so that the image of the edge of the slit enters the measurement area (6). Measure the distance in the x direction between the image of the edge of the slit and the fixed point position, and
The fifth step is to set x+θA) as the measurement angle of the slit at the rotation angle (θ11), read out the eccentricity corresponding to the rotation angle (θ11) from the table, and calculate this from the measured distance in the x direction (x+θA). 6th to subtract
The method is designed to include a process.

【0019】[0019]

【作用】第1工程では、回転角度(θ2)  対  偏
心量の特性を測定する。偏心量が大きいと、或る回転角
度において、円周リングのエッジが測定領域から外れて
偏心量を測定できない。そこで、第2工程では、第1工
程にて既に得た回転角度θ2   対  偏心量の曲線
を正弦波の一部と見なしてこれを延長し(図3のθP 
〜θQ の区間)、当該回転角度に対応する正弦波の値
を当該回転角度における偏心量としている。この第1工
程と第2工程で得られる偏心量は、y方向の成分(図5
参照)であり、x方向の成分であるスリットの偏心量(
WX)を補正するには、特性■の回転角度、即ち位相を
90°ずらしたものとする必要がある。そこで第3工程
では、特性(■)の回転角度(θ2)を90°ずらした
回転角度(θ1)  対  偏心量のテーブルを作成し
ている。第4工程では、スリットの映像のエッジと定点
位置までのx方向の距離、つまり、偏心量(WX…図5
参照)含んだスリットの配置角度に相当した値を測定し
ている。しかし、偏心量が大きいと、或る回転角度にお
いて、スリットのエッジが測定領域から外れて、スリッ
トの角度を測定できない。そこで、第5工程では、当該
ステップ角度(θ11) に補正角度θA を加えた合
成角度へコード板を回転させてスリットのエッジが測定
領域へ入るようにする。そしてスリットのエッジと定点
位置までのx方向の距離を測定し、(x+θA)を当該
回転角度θ11のスリットの測定角度としている。しか
しこの測定角度(x+θA)には、偏心量(偏心誤差)
が含まれている。第6工程では、測定値(x+θA)に
含まれる偏心量を減算することで、スリットの真の配置
角度に応じた信号を得ている。
[Operation] In the first step, the characteristics of rotation angle (θ2) versus eccentricity are measured. If the amount of eccentricity is large, the edge of the circumferential ring will move out of the measurement area at a certain rotation angle, making it impossible to measure the amount of eccentricity. Therefore, in the second step, the curve of rotation angle θ2 vs. eccentricity obtained in the first step is regarded as a part of the sine wave and is extended (θP in Fig. 3).
~θQ), the value of the sine wave corresponding to the rotation angle is taken as the amount of eccentricity at the rotation angle. The amount of eccentricity obtained in the first and second steps is the component in the y direction (Fig.
), and the eccentricity of the slit, which is the component in the x direction (
In order to correct WX), it is necessary to shift the rotation angle, that is, the phase, of characteristic (2) by 90°. Therefore, in the third step, a table of rotation angle (θ1) versus eccentricity is created by shifting the rotation angle (θ2) of characteristic (■) by 90°. In the fourth step, the distance in the x direction between the edge of the slit image and the fixed point position, that is, the eccentricity (WX...Figure 5
Reference) The value corresponding to the arrangement angle of the included slits is measured. However, if the amount of eccentricity is large, the edge of the slit will move out of the measurement area at a certain rotation angle, making it impossible to measure the angle of the slit. Therefore, in the fifth step, the code plate is rotated to a composite angle obtained by adding the correction angle θA to the step angle (θ11) so that the edge of the slit enters the measurement area. Then, the distance in the x direction between the edge of the slit and the fixed point position is measured, and (x+θA) is defined as the measurement angle of the slit at the rotation angle θ11. However, this measurement angle (x + θA) has an eccentricity amount (eccentricity error)
It is included. In the sixth step, a signal corresponding to the true arrangement angle of the slit is obtained by subtracting the amount of eccentricity included in the measured value (x+θA).

【0020】[0020]

【実施例】図1は本発明に係る角度測定方法を示す図、
図2は図1の方法を実施する装置を示す図、図3は回転
角度  対  偏心量の特性を示す図、図4は線幅測長
器1の動作を説明する図、図5は偏心がある場合の測定
誤差を説明する図、図6は実際のコード板の構成例を示
す図である。
[Example] Fig. 1 is a diagram showing the angle measurement method according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an apparatus for carrying out the method of FIG. 1, FIG. 3 is a diagram showing the characteristics of rotation angle versus eccentricity, FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating measurement errors in certain cases, and is a diagram illustrating an example of the configuration of an actual code plate.

【0021】図1〜図4を参照しながら本発明の動作を
説明する。本発明は、所謂円周リング52(図6参照)
が設けられたコード板の縁に沿って等間隔に設けられた
スリット51の配置角度を測定する方法である。本発明
を用いた角度測定装置のハードウエア構成は、図7と同
じであるが、図7に示していないコントローラの制御方
法が従来と異なる。
The operation of the present invention will be explained with reference to FIGS. 1 to 4. The present invention provides a so-called circumferential ring 52 (see FIG. 6).
This is a method of measuring the arrangement angle of slits 51 provided at equal intervals along the edge of a code plate provided with slits 51. The hardware configuration of the angle measuring device using the present invention is the same as that shown in FIG. 7, but the control method of the controller, which is not shown in FIG. 7, is different from the conventional one.

【0022】本発明の概要を説明すると、まず、回転角
度θ2 (後述する)  対  偏心量の測定を行う(
第1工程)。ここで、偏心量が大きいと、測定領域6か
ら円周リングのエッジが飛び出す。そこで、回転角度θ
2   対  偏心量の特性が正弦波であることを利用
して、測定領域6から飛び出たエッジと定点までの距離
を計算により割り出す(第2工程)。次に、偏心量をx
方向の値に変換してこれをテーブルとしてメモリに書き
込む(第3工程)。以上で偏心量の測定を完了する。次
に、ロータリステッパをスリットの理想的間隔に対応す
る一定角度ステップで回転させ、スリットのエッジと定
点位置までのx方向の距離を測定する。この場合、偏心
量の測定と同様に、偏心量が大きいと、測定領域6から
スリットのエッジが飛び出す。そこで、ロータリステッ
パの回転角度を微小に変化させて、測定領域6内にスリ
ットのエッジが入るようにする。具体例で説明すると、
ロータリステッパが或る角度θ11の時、スリットのエ
ッジ51a が測定領域6から飛び出ているとする(図
4(A) 参照)。そこで、CPU 7は、微小角度θ
A だけロータリステッパ2を回転させることで、スリ
ットのエッジ51a を図4(A) の距離xの所へ移
動できる。従って、或る角度θ11におけるスリット5
1a の定点PCからの距離は、(x+θA)とするこ
とができる。以上が第5工程である。この測定した距離
(x+θA )には、偏心量が含まれているので、前記
テーブルから当該回転角度θ11に対応する偏心量を読
出し、これを距離(x+θA )から減算して、正しい
角度測定を行っている。
To explain the outline of the present invention, first, the rotation angle θ2 (to be described later) versus the amount of eccentricity is measured (
1st step). Here, if the amount of eccentricity is large, the edge of the circumferential ring will protrude from the measurement area 6. Therefore, the rotation angle θ
2. Utilizing the fact that the characteristic of the amount of eccentricity is a sine wave, the distance between the edge protruding from the measurement area 6 and the fixed point is determined by calculation (second step). Next, the amount of eccentricity is x
It is converted into a direction value and written in the memory as a table (third step). This completes the measurement of eccentricity. Next, the rotary stepper is rotated in constant angular steps corresponding to the ideal spacing between the slits, and the distance in the x direction between the edge of the slit and the fixed point position is measured. In this case, similarly to the measurement of the amount of eccentricity, if the amount of eccentricity is large, the edge of the slit will protrude from the measurement area 6. Therefore, the rotation angle of the rotary stepper is slightly changed so that the edge of the slit falls within the measurement area 6. To explain with a specific example,
Assume that when the rotary stepper is at a certain angle θ11, the edge 51a of the slit protrudes from the measurement area 6 (see FIG. 4(A)). Therefore, the CPU 7 calculates the minute angle θ
By rotating the rotary stepper 2 by A, the edge 51a of the slit can be moved to the distance x shown in FIG. 4(A). Therefore, the slit 5 at a certain angle θ11
The distance of 1a from the fixed point PC can be (x+θA). The above is the fifth step. Since this measured distance (x+θA) includes the amount of eccentricity, the amount of eccentricity corresponding to the rotation angle θ11 is read from the table and subtracted from the distance (x+θA) to measure the correct angle. ing.

【0023】図2において、CPU 7は、上記コント
ローラ内に設けられたもので、コード板5へ等間隔に設
けられたスリット51の数Nにより決定される理想等分
角度(360/N)を予め算出し、このデータを持って
いる。
In FIG. 2, the CPU 7 is provided in the controller and calculates an ideal equal dividing angle (360/N) determined by the number N of slits 51 provided at equal intervals on the code plate 5. Calculate it in advance and have this data.

【0024】(A) 回転角度θ2   対  偏心量
  の特性測定(第1工程) CPU 7は、例えば微細な角度ステップで、コード板
5を回転させるようにロータリステッパ2へ指示する。 正確にはロータリステッパ制御系4(図7参照)に微細
な角度ステップでコード板を回転させる制御信号S3を
加える。更に、CPU 7は、コード板5の円周リング
52の映像のエッジと定点位置までのy方向の距離を測
定するように線幅測長器1に制御信号S1を加えて指示
する。この結果、CPU 7は、図3に示すように、回
転角度θ2   対  偏心量の特性を測定することが
できる。
(A) Characteristic measurement of rotation angle θ2 versus eccentricity (first step) The CPU 7 instructs the rotary stepper 2 to rotate the code plate 5, for example, in minute angular steps. More precisely, a control signal S3 is applied to the rotary stepper control system 4 (see FIG. 7) to rotate the code plate in minute angular steps. Further, the CPU 7 instructs the line width length measuring device 1 to measure the distance in the y direction between the edge of the image of the circumferential ring 52 of the code plate 5 and the fixed point position by applying a control signal S1. As a result, the CPU 7 can measure the characteristics of the rotation angle θ2 versus the amount of eccentricity, as shown in FIG.

【0025】これについて、詳しく説明する。線幅測長
器1は、CPU 7から制御信号S1が加えられると、
2つの指定カーソル64,65を図4(B) のように
Y方向に沿って配列する。そして、図5において、測定
領域6をY軸(L線)に沿って上下させ、図4(B) 
のようにコード板5の円周リング52(図6参照)がC
CD 画像として捕らえられるようにする。線幅測長器
1は、指定カーソル65を定点位置(例えば、PB位置
)として固定し、CCD 画像中(図4(B) )に存
在する映像のエッジ(即ち、円周リング52のエッジ)
が指定カーソル64のセンターとなる様にカーソル64
を移動させ、2つのカーソル間の距離yを測定する(図
4(B) 参照)。
[0025] This will be explained in detail. When the line width length measuring device 1 receives the control signal S1 from the CPU 7,
Two designated cursors 64 and 65 are arranged along the Y direction as shown in FIG. 4(B). Then, in FIG. 5, the measurement area 6 is moved up and down along the Y axis (L line), and as shown in FIG.
The circumferential ring 52 of the code plate 5 (see FIG. 6) is C
CD Make it possible to capture it as an image. The line width length measuring device 1 fixes the designated cursor 65 as a fixed point position (for example, PB position) and detects the edge of the image (that is, the edge of the circumferential ring 52) existing in the CCD image (FIG. 4(B)).
Move the cursor 64 so that it is at the center of the designated cursor 64.
, and measure the distance y between the two cursors (see Figure 4(B)).

【0026】ここで、ロータリステッパ2の回転中心0
1と、コード板5の中心02とは、図5のように距離r
だけ離れているとする(つまり、偏心が存在していると
する)。このような状態で、CPU 7からの制御によ
りコード板5を例えば微細角度ステップで回転させると
、2つの中心01と02が、一致しないので、円周リン
グ52のエッジは、図4(B) に示すように△y2〜
△y3と変動する。この変動をロータリステッパ2の回
転角度と対応付けて正確に図に示すと、図3のようにな
る。
Here, the rotation center of the rotary stepper 2 is 0.
1 and the center 02 of the code plate 5 are at a distance r as shown in FIG.
(that is, there is eccentricity). In this state, when the code plate 5 is rotated by, for example, minute angle steps under the control of the CPU 7, the two centers 01 and 02 do not coincide, so the edge of the circumferential ring 52 is rotated as shown in FIG. 4(B). As shown in △y2~
It fluctuates as △y3. If this variation is accurately shown in a diagram in association with the rotation angle of the rotary stepper 2, it will be as shown in FIG.

【0027】図3を説明する。ロータリステッパ2の回
転角度をθ2 とすると、θ2 =0°の時、図4(B
) で示すY方向距離がy1であるとする。この距離y
1は、ロータリステッパ2を回転させると、図5の関係
から明らかなように、図3に示す如く正弦波状に変化す
る。ここで、この正弦波の振幅は、図5で示す2つの中
心点01と02間の距離rである。
FIG. 3 will be explained. Assuming that the rotation angle of the rotary stepper 2 is θ2, when θ2 = 0°, Fig. 4 (B
) is assumed to be y1. This distance y
1 changes sinusoidally as shown in FIG. 3, as is clear from the relationship in FIG. 5, when the rotary stepper 2 is rotated. Here, the amplitude of this sine wave is the distance r between the two center points 01 and 02 shown in FIG.

【0028】(B) 第1工程で測定不可能な偏心量 
 の測定(第2工程) ここで、図5に示す偏心量が大きいと、第1工程中、ロ
ータリステッパの或る回転角度において、図4(B) 
の円周リング52のエッジの映像が測定領域6から外れ
る。そこで、第1工程にて既に得た回転角度(θ2) 
 対  偏心量の曲線を正弦波の一部と見なしてこれを
延長し、当該回転角度に対応する正弦波の値を当該回転
角度における偏心量として算出する。これを図3と図4
(B) を参照して説明する。図4(B) で示すよう
に偏心量の測定範囲(y方向の測定範囲)は、ymax
 である。ここで、偏心量が大きいと、例えば、θP 
〜θQ の回転角度区間では、測定範囲ymax を越
えるのでこの回転角度での偏心量を測定できない。
(B) Amount of eccentricity that cannot be measured in the first step
Measurement (second step) Here, if the eccentricity shown in FIG. 5 is large, during the first step, at a certain rotation angle of the rotary stepper,
The image of the edge of the circumferential ring 52 deviates from the measurement area 6. Therefore, the rotation angle (θ2) already obtained in the first step
The eccentricity curve is regarded as a part of a sine wave and is extended, and the value of the sine wave corresponding to the rotation angle is calculated as the eccentricity at the rotation angle. This is shown in Figures 3 and 4.
This will be explained with reference to (B). As shown in Fig. 4(B), the measurement range of eccentricity (measurement range in the y direction) is ymax
It is. Here, if the amount of eccentricity is large, for example, θP
In the rotation angle section of ~θQ, the measurement range ymax is exceeded, so the amount of eccentricity at this rotation angle cannot be measured.

【0029】一方、回転角度と偏心量の関係は、既述し
たように、位相と正弦波の関係にあるので、第1工程に
て既に得た回転角度(θ2)  対  偏心量の曲線を
正弦波の一部と見なしてこれを延長し(図3の点線区間
)、当該回転角度に対応する正弦波の値を当該回転角度
における偏心量として算出する。このような演算は、図
2のCPU 7にて公知のプログラムにより容易に行え
るので、その具体的動作ステップの説明は省略する。
On the other hand, as mentioned above, the relationship between the rotation angle and the amount of eccentricity is that of a phase and a sine wave. This is regarded as a part of the wave and is extended (dotted line section in FIG. 3), and the value of the sine wave corresponding to the rotation angle is calculated as the amount of eccentricity at the rotation angle. Since such calculations can be easily performed by a known program in the CPU 7 of FIG. 2, a description of the specific operational steps will be omitted.

【0030】CPU 7は、ロータリステッパ2におけ
る回転角度θ2 を制御しており、かつ、線幅測長器1
から、図4(B) に示すY方向の距離の測定値データ
を導入しているので、図3に示す回転角度θ2   対
  偏心量の特性を測定することができる。なお、図3
は縦軸にY方向距離と、偏心量の2種類をとっている。 Y方向距離は、図4(B) の定点位置PBから指定カ
ーソル64までの距離であるが、偏心量は、変動の中心
を0とし図3のようにこの中心からの振幅を捕らえた量
である。
The CPU 7 controls the rotation angle θ2 of the rotary stepper 2, and also controls the line width length measuring device 1.
Since the measured value data of the distance in the Y direction shown in FIG. 4(B) is introduced, it is possible to measure the characteristic of rotation angle θ2 versus eccentricity shown in FIG. 3. In addition, Figure 3
has two types on the vertical axis: the distance in the Y direction and the amount of eccentricity. The distance in the Y direction is the distance from the fixed point PB to the designated cursor 64 in Fig. 4(B), but the eccentricity is the amount obtained by setting the center of fluctuation to 0 and capturing the amplitude from this center as shown in Fig. 3. be.

【0031】(C) 回転角度θ1   対  偏心量
  のテーブル作成(第3工程) 前記第1工程と第2工程により、回転角度θ2   対
  偏心量の特性が得られた。この偏心量の特性は、図
4(B) に示すようにY軸方向を基準としたデータで
ある。しかし今スリットの配置角度測定の誤差として問
題となるのは、図5に示すようにX方向の偏心量WXで
ある(Y方向の偏心は測定誤差の原因にならない)。即
ち、Y軸で測定した偏心量をX軸に換算する必要がある
。この換算は簡単である。つまり、Y軸とX軸とは、丁
度90°位相がずれており、図3における回転角度θ1
 =θ2 +90°に置き換えれば良い。CPU 7は
、この換算を行い、回転角度θ2 を90°ずらした回
転角度θ1   対  偏心量のテーブルを作成し、C
PU 7が内蔵するメモリ7aに書き込む(図2参照)
。このテーブルには、θ1と、当該角度に対応する偏心
量(例えば、dxj ,−dXi …図3参照)が書き
込まれる。
(C) Creating a table of rotation angle θ1 versus eccentricity (third step) Through the first and second steps, the characteristics of rotation angle θ2 versus eccentricity were obtained. This eccentricity characteristic is data based on the Y-axis direction, as shown in FIG. 4(B). However, what is now a problem as an error in measuring the arrangement angle of the slit is the amount of eccentricity WX in the X direction, as shown in FIG. 5 (the eccentricity in the Y direction does not cause a measurement error). That is, it is necessary to convert the eccentricity measured on the Y-axis to the X-axis. This conversion is easy. In other words, the Y-axis and the X-axis are exactly 90 degrees out of phase, and the rotation angle θ1 in FIG.
It is sufficient to replace it with =θ2 +90°. The CPU 7 performs this conversion, creates a table of rotation angle θ1 vs. eccentricity by shifting rotation angle θ2 by 90°, and calculates C
Write to memory 7a built into PU 7 (see Figure 2)
. In this table, θ1 and the eccentricity corresponding to the angle (for example, dxj, -dXi...see FIG. 3) are written.

【0032】(D) X方向の距離測定(第4工程)次
に、CPU 7は、例えば各スリット51の理想角度ス
テップでコード板5を回転させる制御信号S3をロータ
リステッパ2へ加えるとともに、CCD カメラ13で
捕らえられたスリット51の映像のエッジと、定点位置
までのx方向の距離を測定する旨を指示する制御信号S
2を線幅測長器1にて出力する。
(D) Distance measurement in the X direction (fourth step) Next, the CPU 7 applies, for example, a control signal S3 to the rotary stepper 2 to rotate the code plate 5 by the ideal angle step of each slit 51, and also applies a control signal S3 to the rotary stepper 2. A control signal S instructing to measure the distance in the x direction between the edge of the image of the slit 51 captured by the camera 13 and the fixed point position
2 is output by the line width measuring device 1.

【0033】これについて、詳しく説明する。線幅測長
器1は、CPU 7から制御信号S2が加えられると、
2つの指定カーソル64,65を図4(A) のように
X方向に配列する。そして、図5において、測定領域6
をY軸(L線)に沿って上下させ、図4(A)のように
コード板5のスリット51(図6参照)がCCD 画像
として捕らえられるようにする。そして線幅測長器1は
、指定カーソル65を定点位置(例えば、PC位置)と
して固定し、CCD 画像中(図4(A) )に存在す
る映像のエッジが指定カーソル64のセンターとなる様
にカーソル64を移動させ、2つのカーソル間の距離x
を測定する(図4(A) 参照)。
[0033] This will be explained in detail. When the line width length measuring device 1 receives the control signal S2 from the CPU 7,
Two designated cursors 64 and 65 are arranged in the X direction as shown in FIG. 4(A). In FIG. 5, measurement area 6
is moved up and down along the Y axis (L line) so that the slit 51 (see FIG. 6) of the code plate 5 can be captured as a CCD image as shown in FIG. 4(A). Then, the line width length measuring device 1 fixes the specified cursor 65 as a fixed point position (for example, PC position), and sets the edge of the image existing in the CCD image (FIG. 4(A)) to the center of the specified cursor 64. Move the cursor 64 to the distance x between the two cursors.
(See Figure 4(A)).

【0034】(E) 第4工程で測定不可能なX方向距
離の測定(第5工程) ここで、図5に示す偏心量が大きいと、第4工程中、ロ
ータリステッパの或る回転角度において、図4(A) 
に示すスリット51a のようにエッジの映像が測定領
域6から外れる。この図4(A) に示すスリット51
aの位置は、理想角度ステップでコード板5を或る角度
θ11だけ回転させた時の、スリットの停止位置である
とする。このように、測定領域6からエッジの映像が外
れたのでは、当該スリット51a の配置角度を測定す
ることができない。そこで、CPU 7は、制御信号S
3によりロータリステッパ2の現在角度θ11に微小な
補正角度△θを加えて、僅かにコード板5の回転角度を
変化させる。その結果、ついには、スリット51a の
エッジが、測定領域6の中に入る。 この時の前記微小な補正角度をθA とする(図4(A
) 参照)。そして線幅測長器1にてこの際のスリット
のエッジの映像と定点位置までのx方向の距離を測定し
、(x+θA)を当該回転角度θ11におけるスリット
の測定角度としている。なお、図4に示すθAは、回転
角度に換算した距離である。
(E) Measurement of the distance in the X direction that cannot be measured in the fourth step (fifth step) Here, if the amount of eccentricity shown in FIG. 5 is large, at a certain rotation angle of the rotary stepper during the fourth step , Figure 4(A)
The image of the edge deviates from the measurement area 6 as shown in the slit 51a shown in FIG. The slit 51 shown in FIG. 4(A)
It is assumed that the position a is the stop position of the slit when the code plate 5 is rotated by a certain angle θ11 in an ideal angle step. If the image of the edge is removed from the measurement area 6 in this way, the arrangement angle of the slit 51a cannot be measured. Therefore, the CPU 7 uses the control signal S
3, a small correction angle Δθ is added to the current angle θ11 of the rotary stepper 2 to slightly change the rotation angle of the code plate 5. As a result, the edge of the slit 51a finally enters the measurement area 6. Let the minute correction angle at this time be θA (Fig. 4 (A
) reference). Then, the line width length measuring device 1 measures the image of the edge of the slit and the distance in the x direction to the fixed point position, and (x+θA) is taken as the measurement angle of the slit at the rotation angle θ11. Note that θA shown in FIG. 4 is a distance converted into a rotation angle.

【0035】このようにして得られた、x方向の距離(
x+θA)には、従来例で説明したように偏心量WXが
誤差として含まれる。そこで、本発明は、第3工程で作
成したテーブルを利用し、次の第6工程にて、この偏心
量WXを除去している。
[0035] The distance in the x direction obtained in this way (
x+θA) includes the eccentricity WX as an error, as explained in the conventional example. Therefore, in the present invention, the table created in the third step is used to remove this eccentricity WX in the next sixth step.

【0036】(D) 偏心誤差の影響除去(第6工程)
CPU 7は、メモリ7aに格納されたテーブルから当
該回転角度(例えばθ11)に対応する偏心量を読出し
、第5工程で得られたx方向の測定距離(x+θA)か
らこれを減算する。なお、第1工程では、微細な回転角
度ステップで偏心量の測定を行っているので、第5工程
で得られる回転角度に対応する偏心量は、テーブル7a
から容易に見付け出すことができる。もっとも、該当す
る回転角度が、テーブル7aに存在しないときは、その
回転角度に前後する回転角度の偏心量をもとに、例えば
直線比例により当該回転角度の偏心量を算出することも
できる。つまり、CPU 7は、線幅測長器1からx方
向の距離データ■(図2参照)を得ると、この測定距離
x(またはx+θA)が得られた際のロータリステッパ
2の回転角度に対応する偏心量をメモリ7aから読出し
、これを減算器7bにて減算するので偏心誤差の影響が
除去された角度測定値が減算器7bの出力として得られ
る。
(D) Removal of the influence of eccentricity error (6th step)
The CPU 7 reads the eccentricity corresponding to the rotation angle (for example, θ11) from the table stored in the memory 7a, and subtracts it from the measured distance in the x direction (x+θA) obtained in the fifth step. In addition, in the first step, the amount of eccentricity is measured in fine rotation angle steps, so the amount of eccentricity corresponding to the rotation angle obtained in the fifth step is shown in table 7a.
can be easily found from. However, if the corresponding rotation angle does not exist in the table 7a, the eccentricity of the rotation angle can also be calculated by linear proportionality, for example, based on the eccentricity of the rotation angles before and after the rotation angle. In other words, when the CPU 7 obtains distance data in the x direction from the line width length measuring device 1 (see Figure 2), it corresponds to the rotation angle of the rotary stepper 2 when this measured distance x (or x + θA) is obtained. Since the amount of eccentricity is read from the memory 7a and subtracted by the subtracter 7b, a measured angle value from which the influence of the eccentricity error has been removed is obtained as the output of the subtracter 7b.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
リットのエッジが測定領域6から飛び出ることなく、か
つ偏心による測定誤差を無くし、正確にスリットの角度
を測定できるので、その結果、回転角度を高精度に測定
できるエンコーダを実現することができる。
As explained above, according to the present invention, the edge of the slit does not protrude from the measurement area 6, and measurement errors due to eccentricity are eliminated, and the angle of the slit can be accurately measured. An encoder that can measure angles with high precision can be realized.

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

【図1】本発明に係る角度測定方法を示す図[Fig. 1] A diagram showing the angle measurement method according to the present invention.

【図2】図
1の方法を実施する装置を示す図
FIG. 2 is a diagram showing an apparatus for carrying out the method of FIG. 1;

【図3】回転角度  
対  偏心量の特性を示す図
[Figure 3] Rotation angle
Diagram showing the characteristics of eccentricity vs.

【図4】線幅測長器1の動
作を説明する図
[Fig. 4] Diagram explaining the operation of the line width length measuring device 1

【図5】偏心がある場合の測定誤差を説
明する図
[Figure 5] Diagram explaining measurement error when there is eccentricity

【図6】実際のコード板の構成例を示す図[Figure 6] Diagram showing an example of the configuration of an actual code board

【図
7】従来及び本発明が適用される角度測定装置の構成図
FIG. 7 is a configuration diagram of an angle measuring device to which the conventional method and the present invention are applied.

【図8】コード板と測定領域の関係を示す図[Figure 8] Diagram showing the relationship between the code plate and the measurement area

【図9】測
定領域中の基準位置とエッジとの関係を示す図
[Figure 9] Diagram showing the relationship between the reference position and edges in the measurement area

【図10】線幅の測定動作を説明する図[Figure 10] Diagram explaining line width measurement operation

【図11】測定
領域中の定点位置とエッジとの関係を示す図
[Figure 11] Diagram showing the relationship between fixed point positions and edges in the measurement area

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  線幅測長器 2  ロータリステッパ 5  コード板 52  円周リング 7  CPU 7a  メモリ 1 Line width measuring device 2 Rotary stepper 5 Code board 52 Circumferential ring 7 CPU 7a Memory

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】加えられた制御信号(S3)に応じた角度
でコード板(5)をステップ状に回転させるロータリス
テッパ(2) と、カメラ(13)にて、コード板上に
設定した測定領域(6) の画像を電気信号へ変換する
とともに、このカメラの画像中の任意の場所に定点位置
を設定し、この定点位置からカメラの画像中に存在する
映像のエッジまでの距離を出力する線幅測長器(1) 
とを備え、所謂円周リング(52)が設けられたコード
板の縁に沿って等間隔に設けられたスリットの配置角度
を測定する方法において、或る角度でコード板を回転さ
せる制御信号(S3)を前記ロータリステッパ(2) 
へ加えるとともに前記線幅測長器(1) にて、当該角
度における前記円周リング(52)のエッジの映像と定
点位置までのy方向の距離を測定し、回転角度(θ2)
  対偏心量の特性を測定する第1工程と、前記第1工
程中、ロータリステッパの或る回転角度において円周リ
ングのエッジの映像が測定領域(6) から外れる場合
、第1工程にて既に得た回転角度(θ2)対  偏心量
の曲線を正弦波の一部と見なしてこれを延長し、当該回
転角度に対応する正弦波の値を当該回転角度における偏
心量として算出する第2工程と、第1工程と第2工程に
より得られた特性の回転角度(θ2)を90°ずらした
回転角度(θ1)  対  偏心量のテーブルを作成す
る第3工程と、各スリットの理想的間隔に対応する一定
角度ステップでコード板を回転させる制御信号を前記ロ
ータリステッパへ加えるとともに前記線幅測長器(1)
 にて前記スリットのエッジの映像と定点位置までのx
方向の距離を測定する第4工程と、前記第4工程中、ロ
ータリステッパの或る回転角度においてスリットのエッ
ジの映像が測定領域(6) から外れる場合、当該理想
的間隔に対応するステップ角度(θ11) に補正角度
θA を加えた合成角度へコード板を回転させてスリッ
トのエッジの映像が測定領域(6) へ入るように制御
し、前記線幅測長器(1) にてこの際のスリットのエ
ッジの映像と定点位置までのx方向の距離を測定し、(
x+θA)を当該回転角度(θ11) におけるスリッ
トの測定角度とする第5工程と、前記テーブルから当該
回転角度(θ11) に対応する偏心量を読出し、前記
x方向の測定距離(x+θA)からこれを減算する第6
工程と、を備えた角度測定方法。
[Claim 1] A rotary stepper (2) that rotates the code plate (5) stepwise at an angle according to an applied control signal (S3) and a camera (13) for measurement set on the code plate. Converts the image of area (6) into an electrical signal, sets a fixed point position anywhere in the camera image, and outputs the distance from this fixed point position to the edge of the video that exists in the camera image. Line width measuring device (1)
In a method of measuring the arrangement angle of slits provided at equal intervals along the edge of a code plate provided with a so-called circumferential ring (52), a control signal for rotating the code plate at a certain angle ( S3) to the rotary stepper (2)
At the same time, the line width measuring device (1) measures the image of the edge of the circumferential ring (52) at the angle and the distance in the y direction to the fixed point position, and calculates the rotation angle (θ2).
In the first step of measuring the characteristics of eccentricity, if the image of the edge of the circumferential ring deviates from the measurement area (6) at a certain rotation angle of the rotary stepper during the first step, the first step has already been performed. A second step of extending the obtained curve of rotation angle (θ2) versus eccentricity as part of a sine wave and calculating the value of the sine wave corresponding to the rotation angle as the eccentricity at the rotation angle; , the third step is to create a table of rotation angle (θ1) vs. eccentricity by shifting the characteristic rotation angle (θ2) obtained in the first and second steps by 90 degrees, and to correspond to the ideal spacing of each slit. A control signal is applied to the rotary stepper to rotate the code plate at a certain angle step, and the line width length measuring device (1)
The image of the edge of the slit and x to the fixed point position are
During the fourth step, if the image of the edge of the slit deviates from the measurement area (6) at a certain rotation angle of the rotary stepper, the step angle (6) corresponding to the ideal interval is The code plate is rotated to a composite angle obtained by adding the correction angle θA to θ11) and controlled so that the image of the edge of the slit enters the measurement area (6). Measure the distance in the x direction between the image of the edge of the slit and the fixed point position, and
The fifth step is to set x+θA) as the measurement angle of the slit at the rotation angle (θ11), read out the eccentricity corresponding to the rotation angle (θ11) from the table, and calculate this from the measured distance in the x direction (x+θA). 6th to subtract
An angle measurement method comprising a process and.
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