JPH05223599A - 高調波のない周期信号を発生させる装置 - Google Patents
高調波のない周期信号を発生させる装置Info
- Publication number
- JPH05223599A JPH05223599A JP4294573A JP29457392A JPH05223599A JP H05223599 A JPH05223599 A JP H05223599A JP 4294573 A JP4294573 A JP 4294573A JP 29457392 A JP29457392 A JP 29457392A JP H05223599 A JPH05223599 A JP H05223599A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- scale
- period
- graduation
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 22
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 2
- LFEUVBZXUFMACD-UHFFFAOYSA-H lead(2+);trioxido(oxo)-$l^{5}-arsane Chemical compound [Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[O-][As]([O-])([O-])=O.[O-][As]([O-])([O-])=O LFEUVBZXUFMACD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
- G01D5/2454—Encoders incorporating incremental and absolute signals
- G01D5/2455—Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on the same encoder
- G01D5/2457—Incremental encoders having reference marks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/366—Particular pulse shapes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定目盛と走査目盛を使用する測長装置で高
調波を含まない周期信号を得るため、補助部材を使用す
ることなく、しかも汎用的に採用できる測長系を提供す
る。 【構成】 使用する測定目盛１４を周期的とし、走査目
盛２１を非周期的とするように構成する。その場合、走
査目盛２１の走査窓の中心を変更したアークサイン関数
に従って刻む。
調波を含まない周期信号を得るため、補助部材を使用す
ることなく、しかも汎用的に採用できる測長系を提供す
る。 【構成】 使用する測定目盛１４を周期的とし、走査目
盛２１を非周期的とするように構成する。その場合、走
査目盛２１の走査窓の中心を変更したアークサイン関数
に従って刻む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、走査目盛２０がそれ
ぞれ多数の互いにずれ非周期的な走査窓を有し、少なく
とも一つの走査目盛で周期的な測定目盛１４を走査して
発生する一定の帯域幅まで高調波を含まない信号を求め
る装置に関する。
ぞれ多数の互いにずれ非周期的な走査窓を有し、少なく
とも一つの走査目盛で周期的な測定目盛１４を走査して
発生する一定の帯域幅まで高調波を含まない信号を求め
る装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の装置は、互いに移動する二つの
物体の長さの変化を測定するのに必要である。その場
合、異なった物理走査原理が利用される。つまり、光電
走査法、磁気走査法、電磁誘導走査法、および静電容量
走査法を区別している。
物体の長さの変化を測定するのに必要である。その場
合、異なった物理走査原理が利用される。つまり、光電
走査法、磁気走査法、電磁誘導走査法、および静電容量
走査法を区別している。
【０００３】しかし、基本原理はどの方法にも共通す
る。つまり、周期的な測定目盛を走査し、発生した走査
信号を測定信号として評価する。得られた走査信号の周
期は、測定目盛ホルダーの目盛周期あるいは目盛の増分
によって決まる。この増分は、光電測定装置の場合、測
定方向に向けた透光性の区分と非透光性の区分によって
形成される。走査ユニットと目盛ホルダーの測定目盛の
間で相対運動があると、走査される増分毎に計数パルス
が生じ、符号に合わせて加算され、加算値が測定値とし
て利用される。
る。つまり、周期的な測定目盛を走査し、発生した走査
信号を測定信号として評価する。得られた走査信号の周
期は、測定目盛ホルダーの目盛周期あるいは目盛の増分
によって決まる。この増分は、光電測定装置の場合、測
定方向に向けた透光性の区分と非透光性の区分によって
形成される。走査ユニットと目盛ホルダーの測定目盛の
間で相対運動があると、走査される増分毎に計数パルス
が生じ、符号に合わせて加算され、加算値が測定値とし
て利用される。
【０００４】光電、磁気、電磁誘導および静電容量測定
装置の目盛ホルダーの目盛から得られる周期アナログ信
号は、一般に純粋な正弦波形を有するのでなく、例えば
目盛の不正により高調波を含む。目盛の不正は、例えば
透光性の区分と非透光性の区分の異なった間隔によっ
て、あるいはこれ等の区分のエッジが不鮮明であるため
に生じる。得られたアナログ信号に高調波が含まれない
ようにするには、目盛の精度に高度な要求が課せられ
る。各目盛周期に対する正確な位置測定値を形成するた
め、および更に分解能を高めるため、内挿値を形成して
目盛の目盛周期を正確に分割するには、目盛から得られ
たアナログ信号に高調波があってはならない。例えば電
算機で内挿値を形成することは、ドイツ特許第 27 29 6
97号明細書に記載されている。
装置の目盛ホルダーの目盛から得られる周期アナログ信
号は、一般に純粋な正弦波形を有するのでなく、例えば
目盛の不正により高調波を含む。目盛の不正は、例えば
透光性の区分と非透光性の区分の異なった間隔によっ
て、あるいはこれ等の区分のエッジが不鮮明であるため
に生じる。得られたアナログ信号に高調波が含まれない
ようにするには、目盛の精度に高度な要求が課せられ
る。各目盛周期に対する正確な位置測定値を形成するた
め、および更に分解能を高めるため、内挿値を形成して
目盛の目盛周期を正確に分割するには、目盛から得られ
たアナログ信号に高調波があってはならない。例えば電
算機で内挿値を形成することは、ドイツ特許第 27 29 6
97号明細書に記載されている。
【０００５】更に、三角形ないしは台形のアナログ信号
を出力する測定装置も知られている。これ等のアナログ
信号は当然常時高調波を含む。ドイツ特許第 19 41 731
号明細書によれば、目盛ホルダーの目盛を走査する時高
調波のないアナログ信号を得るために正弦波透過曲線を
有する周波数フィルター絞りを使用する光電測長装置が
知られている。この測定装置では、特別な周波数フィル
ター絞りを作製して組み込む必要がある。更に、この測
定装置は光電的な透過光測定原理に限定されている。こ
の原理では、周期的な照度変動から生じるストライプ系
が所謂バーニヤ（副尺）原理あるいはモアレ原理によっ
て作製される。
を出力する測定装置も知られている。これ等のアナログ
信号は当然常時高調波を含む。ドイツ特許第 19 41 731
号明細書によれば、目盛ホルダーの目盛を走査する時高
調波のないアナログ信号を得るために正弦波透過曲線を
有する周波数フィルター絞りを使用する光電測長装置が
知られている。この測定装置では、特別な周波数フィル
ター絞りを作製して組み込む必要がある。更に、この測
定装置は光電的な透過光測定原理に限定されている。こ
の原理では、周期的な照度変動から生じるストライプ系
が所謂バーニヤ（副尺）原理あるいはモアレ原理によっ
て作製される。
【０００６】高調波のない周期信号を得るため、ドイツ
特許第 32 39 108号明細書には、アナログ信号の帯域幅
（周波数あるいは波の数）を求めること、目盛の目盛周
期をその都度走査要素で走査すること、走査要素から供
給される周期アナログ信号の基本波のフーリエ係数を求
めるため、周期アナログ信号をフーリエ解析にかけるこ
と、および位置測定値を形成するため、フーリエ係数を
高調波のない周期信号として評価することが提唱されて
いる。
特許第 32 39 108号明細書には、アナログ信号の帯域幅
（周波数あるいは波の数）を求めること、目盛の目盛周
期をその都度走査要素で走査すること、走査要素から供
給される周期アナログ信号の基本波のフーリエ係数を求
めるため、周期アナログ信号をフーリエ解析にかけるこ
と、および位置測定値を形成するため、フーリエ係数を
高調波のない周期信号として評価することが提唱されて
いる。
【０００７】数学的に等価であるが、実行上完全に異な
る高調波を濾波する解決策は、ドイツ特許第 34 12 128
号明細書により所謂アークサイン走査として知られてい
る。第１格子の後には、図４に模式的に示すような、可
変目盛の格子で走査された強度分布（影の投影にした格
子像あるいはトールボット (Talbot) 平面での自己結
像）が生じる。この場合、アークサイン走査目盛の理想
的な分布が線の総数に応じて移動するのが難点である。
る高調波を濾波する解決策は、ドイツ特許第 34 12 128
号明細書により所謂アークサイン走査として知られてい
る。第１格子の後には、図４に模式的に示すような、可
変目盛の格子で走査された強度分布（影の投影にした格
子像あるいはトールボット (Talbot) 平面での自己結
像）が生じる。この場合、アークサイン走査目盛の理想
的な分布が線の総数に応じて移動するのが難点である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、上
記の目的に付加的な部材を必要とせず、汎用的に使用で
きる高調波のない周期信号を求める装置を提供すること
ことにある。
記の目的に付加的な部材を必要とせず、汎用的に使用で
きる高調波のない周期信号を求める装置を提供すること
ことにある。
【０００９】更に、全ての整数の高調波を濾波できるだ
けでなく、全ての副高調波も濾波できる必要がある。
けでなく、全ての副高調波も濾波できる必要がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、走査目盛２０がそれぞれ多数の互いにずれ非周
期的な走査窓を有し、少なくとも一つの走査目盛で周期
的な測定目盛１４を走査して発生する一定の帯域幅まで
高調波を含まない信号を求める装置の場合、走査窓は同
じ幅を有し、走査窓の中心間の間隔が変更を加えたアー
クサイン関数に従って刻んであることによって解決され
ている。
により、走査目盛２０がそれぞれ多数の互いにずれ非周
期的な走査窓を有し、少なくとも一つの走査目盛で周期
的な測定目盛１４を走査して発生する一定の帯域幅まで
高調波を含まない信号を求める装置の場合、走査窓は同
じ幅を有し、走査窓の中心間の間隔が変更を加えたアー
クサイン関数に従って刻んであることによって解決され
ている。
【００１１】更に、上記の課題は、この発明により、少
なくとも一つの走査窓Ｙを有する走査目盛で周期的な目
盛１４を走査して発生する一定の帯域幅まで高調波を含
まない信号を求める装置の場合、走査窓Ｙは変更された
アークサイン関数に従って成形されていることによって
解決されている。
なくとも一つの走査窓Ｙを有する走査目盛で周期的な目
盛１４を走査して発生する一定の帯域幅まで高調波を含
まない信号を求める装置の場合、走査窓Ｙは変更された
アークサイン関数に従って成形されていることによって
解決されている。
【００１２】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
求の範囲の従属請求項に記載されている。
【００１３】
【実施例】以下に、この発明を図面に示す実施例に基づ
きより詳しく説明する。図１には、測長装置の断面が示
してある。この測長装置のケース１は図示していない工
作機械の固定台２に中空形状にしてボルト結合部３によ
って固定されている。この工作機械の移動台４には、連
行体６を有する組立足部５が任意の方法で固定されてい
る。この連行体はナイフ状の先細り部７を介しスリット
８を貫通して残りの部分が完全に閉じたケース１に突き
出している。この場合、スリット８にある弾性気密舌部
９は塵がケース１の内部に侵入するのを防止している。
ケース１の内面には、目盛板１０が弾性接着層１１を用
いて取り付けてある。この目盛板には走査ユニット１２
がローラー１３を介して支持されている。従って、固定
台２に対する移動台４の相対運動は、連行体６から走査
ユニット１２に伝達される。
きより詳しく説明する。図１には、測長装置の断面が示
してある。この測長装置のケース１は図示していない工
作機械の固定台２に中空形状にしてボルト結合部３によ
って固定されている。この工作機械の移動台４には、連
行体６を有する組立足部５が任意の方法で固定されてい
る。この連行体はナイフ状の先細り部７を介しスリット
８を貫通して残りの部分が完全に閉じたケース１に突き
出している。この場合、スリット８にある弾性気密舌部
９は塵がケース１の内部に侵入するのを防止している。
ケース１の内面には、目盛板１０が弾性接着層１１を用
いて取り付けてある。この目盛板には走査ユニット１２
がローラー１３を介して支持されている。従って、固定
台２に対する移動台４の相対運動は、連行体６から走査
ユニット１２に伝達される。
【００１４】図２によれば、目盛板１０の目盛１４を走
査するため、走査ユニット１２中に光源１５，集光レン
ズ１６，目盛１８付き走査板１７および光電素子１９が
配設されている。光源１５から放出された光は集光レン
ズ１６によって平行に向き、目盛板１０と走査板１７の
目盛１４，１８を通過し、最終的に光電素子１９に入射
する。走査板１７を有する走査ユニット１２が固定され
た目盛板１０に対して測定方向Ｘに移動すると、光は目
盛１４，１８によって変調される。その結果、光電素子
１９は周期的な電気アナログ信号Ｓ(X) を出力する。こ
の信号を評価し、計数し、そしてデジタルで位置測定値
として表示する。
査するため、走査ユニット１２中に光源１５，集光レン
ズ１６，目盛１８付き走査板１７および光電素子１９が
配設されている。光源１５から放出された光は集光レン
ズ１６によって平行に向き、目盛板１０と走査板１７の
目盛１４，１８を通過し、最終的に光電素子１９に入射
する。走査板１７を有する走査ユニット１２が固定され
た目盛板１０に対して測定方向Ｘに移動すると、光は目
盛１４，１８によって変調される。その結果、光電素子
１９は周期的な電気アナログ信号Ｓ(X) を出力する。こ
の信号を評価し、計数し、そしてデジタルで位置測定値
として表示する。
【００１５】直線状の周期目盛マーク２０を有する図３
に示す走査目盛１８は高調波を何ら抑制しない。しか
し、走査目盛１８を同じ目盛周期Ｐの測定目盛１４に対
して少し捩じると、所謂モアレパターンが生じる。この
パターンは測定目盛１４と走査目盛１８の目盛周期Ｐよ
りも長い周期長を有し、周期的な明るさの変動で形成さ
れるストライプ系と見なせる。このモアレ・ストライプ
・パータンに位置を正しく合わせた検出器が付属してい
ると、高調波の一部、例えば全ての偶数成分を抑制でき
る。
に示す走査目盛１８は高調波を何ら抑制しない。しか
し、走査目盛１８を同じ目盛周期Ｐの測定目盛１４に対
して少し捩じると、所謂モアレパターンが生じる。この
パターンは測定目盛１４と走査目盛１８の目盛周期Ｐよ
りも長い周期長を有し、周期的な明るさの変動で形成さ
れるストライプ系と見なせる。このモアレ・ストライプ
・パータンに位置を正しく合わせた検出器が付属してい
ると、高調波の一部、例えば全ての偶数成分を抑制でき
る。
【００１６】測定目盛１４と走査目盛１８が異なってい
るが周期的な目盛を有する場合（再び図３による）所謂
バーニャ・ストライプ・パターン、測定目盛と走査目盛
の周期ＰとＰ′より長い周期を有するパターンが生じ
る。これに合わせて配設された検出器を用いると、高調
波の一部を除去できる。
るが周期的な目盛を有する場合（再び図３による）所謂
バーニャ・ストライプ・パターン、測定目盛と走査目盛
の周期ＰとＰ′より長い周期を有するパターンが生じ
る。これに合わせて配設された検出器を用いると、高調
波の一部を除去できる。
【００１７】既に述べたドイツ第 34 12 128 C1 号明細
書によるアーク関数の高調波除去には非周期走査目盛２
１が必要である。この個別目盛マーク n (n ＝−N 〜＋
N)は付属する相手側の周期的な測定目盛の公称位置に対
してそれぞれ小さな値δn ほど測定方向Ｘにずれてい
る。つまり、 δn ＝ P/2π・arcsin(n/N) となる。
書によるアーク関数の高調波除去には非周期走査目盛２
１が必要である。この個別目盛マーク n (n ＝−N 〜＋
N)は付属する相手側の周期的な測定目盛の公称位置に対
してそれぞれ小さな値δn ほど測定方向Ｘにずれてい
る。つまり、 δn ＝ P/2π・arcsin(n/N) となる。
【００１８】この方法によって奇数の高調波のみが抑制
できる。このような非周期走査目盛２１は模式的に図４
に示してある。もっとも、図４はこの発明による走査目
盛２１も示している。図面では、従来の技術とこの発明
の実施例との相違を示すことができない。何故なら、目
盛の変更はこの発明によるアークサイン関数の変更によ
って行われるからである。
できる。このような非周期走査目盛２１は模式的に図４
に示してある。もっとも、図４はこの発明による走査目
盛２１も示している。図面では、従来の技術とこの発明
の実施例との相違を示すことができない。何故なら、目
盛の変更はこの発明によるアークサイン関数の変更によ
って行われるからである。
【００１９】技術的に見て、アークサイン・フィルター
の変更はバーニヤ（あるいはモアレ）フィルターとアー
クサイン・フィルターの組み合わせから成り、これも同
じように個々の目盛マーク nが値δn (n＝−N 〜＋N)ほ
どずれことになる。このずれは、公知のアークサインの
ずれとは異なっている。
の変更はバーニヤ（あるいはモアレ）フィルターとアー
クサイン・フィルターの組み合わせから成り、これも同
じように個々の目盛マーク nが値δn (n＝−N 〜＋N)ほ
どずれことになる。このずれは、公知のアークサインの
ずれとは異なっている。
【００２０】フィルター作用の数学的な処理によって、
ずれδn に対する以下の超越判定等式が得られる。これ
等の等式からδn が数値的に算出される（図６のグラフ
を参照）。 １．信号周期（SP) ＝ 目盛周期 (P)による走査方法 (例えば、トールボットないしは陰影投影法) n/2N ＝δn /P＋ 1/2π・sin (2πδn /P) (全ての (偶数) 高調波を抑制する) ２．信号周期（SP) ＝ 1/2 目盛周期 (P)による走査方
法であって、例えば干渉で作動する３格子検出器で応用
されるもの、 n/2N ＝δn /P＋ 1/4π・sin (4πδn /P) (全ての整数と半整数の高調波を抑制する) この等式の右辺の第１項にバーニヤ・フィルタ（走査目
盛２１の目盛マークｎの直線的な増加する）が対応し、
第２項にはアークサイン・フィルターが対応している。
上記等式に含まれているように、バーニヤ・フィルター
とアークサイン・フィルターの特殊な組み合わせ方式に
よって、発生する全ての高調波の抑制ができる。
ずれδn に対する以下の超越判定等式が得られる。これ
等の等式からδn が数値的に算出される（図６のグラフ
を参照）。 １．信号周期（SP) ＝ 目盛周期 (P)による走査方法 (例えば、トールボットないしは陰影投影法) n/2N ＝δn /P＋ 1/2π・sin (2πδn /P) (全ての (偶数) 高調波を抑制する) ２．信号周期（SP) ＝ 1/2 目盛周期 (P)による走査方
法であって、例えば干渉で作動する３格子検出器で応用
されるもの、 n/2N ＝δn /P＋ 1/4π・sin (4πδn /P) (全ての整数と半整数の高調波を抑制する) この等式の右辺の第１項にバーニヤ・フィルタ（走査目
盛２１の目盛マークｎの直線的な増加する）が対応し、
第２項にはアークサイン・フィルターが対応している。
上記等式に含まれているように、バーニヤ・フィルター
とアークサイン・フィルターの特殊な組み合わせ方式に
よって、発生する全ての高調波の抑制ができる。
【００２１】更に、アークサイン・フィルターは、アー
クサイン状に曲がっているが、測定方向に等間隔な目盛
マークｙによっても得られる。これはバーニヤ・フィル
ターとアークサイン・フィルターの組み合わせに移行す
る（図５を参照）。この組み合わせは、この場合、前の
モアレ・フィルターとアークサイン・フィルターの組み
合わせと見なせる。δ(y) の判定等式は上と同じように
なる。即ち、 ３．信号周期（SP) ＝ 目盛周期 (P)による走査方法 y/H ＝δ(y)/P ＋ 1/2π・sin(2πδ(y)/P) ４．信号周期（SP) ＝ 1/2目盛周期 (P)による走査方法 y/H ＝δ(y)/P ＋ 1/4π・sin(4πδ(y)/P) H は測定方向Ｘに垂直な目盛マークｙの長さである（図
５を参照）。
クサイン状に曲がっているが、測定方向に等間隔な目盛
マークｙによっても得られる。これはバーニヤ・フィル
ターとアークサイン・フィルターの組み合わせに移行す
る（図５を参照）。この組み合わせは、この場合、前の
モアレ・フィルターとアークサイン・フィルターの組み
合わせと見なせる。δ(y) の判定等式は上と同じように
なる。即ち、 ３．信号周期（SP) ＝ 目盛周期 (P)による走査方法 y/H ＝δ(y)/P ＋ 1/2π・sin(2πδ(y)/P) ４．信号周期（SP) ＝ 1/2目盛周期 (P)による走査方法 y/H ＝δ(y)/P ＋ 1/4π・sin(4πδ(y)/P) H は測定方向Ｘに垂直な目盛マークｙの長さである（図
５を参照）。
【００２２】この場合には、目盛が周期的であるので、
測定目盛（走査目盛２２の代わりに）もこの形に形成で
きる。図６のグラフでは、フィルターの形状は異なった
曲線にして与えられている。その場合、直線で示す曲線
２３は通常のバーニヤ・フィルターあるいはモアレ・フ
ィルターを意味する。破線の曲線２４は同じ信号周期Ｓ
Ｐと目盛周期Ｐの場合のアークサイン・フィルターを表
す。破線の曲線２５はバーニヤ・フィルターとアークサ
イン・フィルターの組み合わせを表し、つまり、信号周
期ＳＰが測定目盛１４の目盛周期Ｐに等しい場合にこの
組み合わせになる。点線で示す曲線は、信号周期ＳＰが
半目盛周期 P/2に相当する場合のバーニヤ・フィルター
とアークサイン・フィルターの組み合わせの波形に対応
する。
測定目盛（走査目盛２２の代わりに）もこの形に形成で
きる。図６のグラフでは、フィルターの形状は異なった
曲線にして与えられている。その場合、直線で示す曲線
２３は通常のバーニヤ・フィルターあるいはモアレ・フ
ィルターを意味する。破線の曲線２４は同じ信号周期Ｓ
Ｐと目盛周期Ｐの場合のアークサイン・フィルターを表
す。破線の曲線２５はバーニヤ・フィルターとアークサ
イン・フィルターの組み合わせを表し、つまり、信号周
期ＳＰが測定目盛１４の目盛周期Ｐに等しい場合にこの
組み合わせになる。点線で示す曲線は、信号周期ＳＰが
半目盛周期 P/2に相当する場合のバーニヤ・フィルター
とアークサイン・フィルターの組み合わせの波形に対応
する。
【００２３】
【発明の効果】この発明によって得られる利点は、特に
簡単な方法で高調波のない周期信号を得ることが、公知
の位置測定装置を改善した通常の手段で可能になり、周
波数フィルター絞りのような付加的な部材を必要とせ
ず、目盛の精度に関して特別要請を設定する必要がない
点にある。
簡単な方法で高調波のない周期信号を得ることが、公知
の位置測定装置を改善した通常の手段で可能になり、周
波数フィルター絞りのような付加的な部材を必要とせ
ず、目盛の精度に関して特別要請を設定する必要がない
点にある。
【図１】測長装置の主要部の断面図である。
【図２】光電測長装置の走査ユニットと測定目盛の相互
関係を示す模式図である。
関係を示す模式図である。
【図３】フィルター作用のない走査目盛の平面図であ
る。
る。
【図４】フィルター作用を有する走査目盛の平面図であ
る。
る。
【図５】フィルター作用を有する周期的な走査目盛の平
面図である。
面図である。
【図６】種々のフィルター特性を示すグラフである。
１ ケース ２ 固定台 ３ ネジ止め部 ４ 移動台 ５ 組立足部 ６ 連行体 ７ 先細り部 ８ スリット ９ 気密舌部 １０ 目盛板 １１ 接着層 １２ 走査ユニット １４ 測定目盛 １５ 光源 １６ 集光レンズ １７ 走査板 １８ 走査目盛 １９ 光電素子 ２０ 走査目盛（目盛マーク） ２１ 非周期的な走査目盛 ２２ 周期的な走査目盛 Ｘ 測定方向 δn 測定目盛の公称位置に対する目盛マークｎの
ずれ SP 信号周期 P 目盛周期
ずれ SP 信号周期 P 目盛周期
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴォルフガンク・ホルツアプフェル ドイツ連邦共和国、オービンク、ブルーメ ンシュトラーセ、24
Claims (7)
- 【請求項１】 走査目盛（２０）がそれぞれ多数の互い
にずれ非周期的な走査窓を有し、少なくとも一つの走査
目盛で周期的な測定目盛（１４）を走査して発生する一
定の帯域幅まで高調波を含まない信号を求める装置にお
いて、走査窓は同じ幅を有し、走査窓の中心間の間隔が
変更を加えたアークサイン関数に従って刻んであること
を特徴とする装置。 - 【請求項２】 走査目盛（２１）は、信号周期（SP) が
目盛（１４）の目盛周期（P)に等しい場合、等式 n/2N ＝δn /P＋ 1/2π・sin (2πδn /P) によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の
装置。 - 【請求項３】 走査目盛（２１）は、信号周期（SP) が
目盛（１４）の半目盛周期（P/2)に等しい場合、等式 n/2N ＝δn /P＋ 1/4π・sin (4πδn /P) によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の
装置。 - 【請求項４】 少なくとも一つの走査窓（Ｙ）を有する
走査目盛で周期的な目盛（１４）を走査して発生する一
定の帯域幅まで高調波を含まない信号を求める装置にお
いて、走査窓（Ｙ）は変更されたアークサイン関数に従
って成形されていることを特徴とする装置。 - 【請求項５】 測定方向（Ｘ）に多数の走査窓（Ｙ）が
合い前後して配設され、これ等の走査窓が周期的な走査
目盛（２２）を形成し、この走査目盛の周期は測定目盛
（１４）の目盛周期（P)に一致していることを特徴とす
る請求項４に記載の装置。 - 【請求項６】 走査目盛（２２）は、信号周期 (SP) が
測定目盛（１４）の目盛周期（P)に等しい場合、等式 y/H ＝ δ(y)/P ＋ 1/2π・sin (2πδ(y)/P) に従って形成されることを特徴とする請求項４に記載の
装置。 - 【請求項７】 走査目盛（２２）は、信号周期 (SP) が
測定目盛（１４）の半目盛周期（P/2)に等しい場合、等
式 y/H ＝ δ(y)/P ＋ 1/4π・sin (4πδ(y)/P) に従って形成されることを特徴とする請求項４に記載の
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP91118747A EP0541827B1 (de) | 1991-11-04 | 1991-11-04 | Vorrichtung zur Erzeugung oberwellenfreier periodischer Signale |
| DE91118747:4 | 1991-11-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05223599A true JPH05223599A (ja) | 1993-08-31 |
| JP3083123B2 JP3083123B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=8207298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04294573A Expired - Fee Related JP3083123B2 (ja) | 1991-11-04 | 1992-11-02 | 高調波を含まない周期信号を発生させる装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5332896A (ja) |
| EP (1) | EP0541827B1 (ja) |
| JP (1) | JP3083123B2 (ja) |
| DE (2) | DE59105197D1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005062194A (ja) * | 2003-08-18 | 2005-03-10 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 位置測定装置 |
| JP2005121640A (ja) * | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 光学式位置測定装置 |
| JP2018141776A (ja) * | 2017-01-26 | 2018-09-13 | ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツングＤｒ． Ｊｏｈａｎｎｅｓ Ｈｅｉｄｅｎｈａｉｎ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ Ｍｉｔ Ｂｅｓｃｈｒａｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ | 位置測定装置 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4323624C2 (de) * | 1993-07-15 | 1997-09-11 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Lichtelektrische Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
| DE59306689D1 (de) * | 1993-08-07 | 1997-07-10 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Vorrichtung zur Erzeugung oberwellenfreier periodischer Signale |
| JP2695623B2 (ja) * | 1994-11-25 | 1998-01-14 | 株式会社ミツトヨ | 光学式エンコーダ |
| EP0750179B1 (de) * | 1995-06-22 | 2000-04-26 | Dr. Johannes Heidenhain GmbH | Positionsmesseinrichtung |
| DE19532246A1 (de) * | 1995-09-01 | 1997-03-06 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Vorrichtung zur Filterung von Oberwellen-Signalanteilen |
| DE19652562C2 (de) * | 1996-12-17 | 1999-07-22 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Positionsmeßeinrichtung |
| DE19830294C2 (de) * | 1998-07-07 | 2000-12-07 | Fraba Ag | Meßvorrichtung |
| EP1028309B1 (de) | 1999-02-04 | 2003-04-16 | Dr. Johannes Heidenhain GmbH | Optische Positionsmesseinrichtung |
| JP4350419B2 (ja) † | 2003-05-16 | 2009-10-21 | 株式会社ミツトヨ | 光電式エンコーダ |
| DE102004041950A1 (de) | 2004-08-31 | 2006-03-02 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Optische Positionsmesseinrichtung |
| DE102007046318A1 (de) * | 2007-09-27 | 2009-04-02 | Robert Bosch Gmbh | Abtastverfahren |
| GB201301186D0 (en) | 2012-12-20 | 2013-03-06 | Renishaw Plc | Optical element |
| JP6253320B2 (ja) * | 2013-09-13 | 2017-12-27 | キヤノン株式会社 | エンコーダおよびこれを用いた装置 |
| DE102021200417B3 (de) * | 2021-01-18 | 2022-04-28 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Längenmesseinrichtung |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60219511A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-11-02 | ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング | 位置測定装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1941731C2 (de) * | 1969-08-16 | 1973-11-15 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Einrichtung zur Messung von Lageande rungen zweier relativ zueinander bewegli eher Teile |
| CH626169A5 (ja) * | 1976-11-25 | 1981-10-30 | Leitz Ernst Gmbh | |
| DE2729697A1 (de) * | 1977-07-01 | 1979-01-04 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Verfahren zur interpolation |
| US4595941A (en) * | 1980-12-03 | 1986-06-17 | Rca Corporation | Protection circuit for integrated circuit devices |
| GB2116313B (en) * | 1982-02-25 | 1985-09-04 | Ferranti Plc | Sine wave generator for position encoder |
| DE3239108A1 (de) * | 1982-10-22 | 1984-04-26 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Positionsmessverfahren und einrichtungen zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE3412063A1 (de) * | 1984-03-31 | 1985-11-28 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Positionsmesseinrichtung |
| DE3616144A1 (de) * | 1986-05-14 | 1987-11-19 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Fotoelektrische messeinrichtung |
| DE3810165C1 (ja) * | 1988-03-25 | 1989-07-27 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut, De |
-
1991
- 1991-11-04 DE DE59105197T patent/DE59105197D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-04 EP EP91118747A patent/EP0541827B1/de not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-03-25 DE DE4209673A patent/DE4209673A1/de not_active Withdrawn
- 1992-11-02 JP JP04294573A patent/JP3083123B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-04 US US07/884,484 patent/US5332896A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60219511A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-11-02 | ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング | 位置測定装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005062194A (ja) * | 2003-08-18 | 2005-03-10 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 位置測定装置 |
| JP2005121640A (ja) * | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 光学式位置測定装置 |
| JP2018141776A (ja) * | 2017-01-26 | 2018-09-13 | ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツングＤｒ． Ｊｏｈａｎｎｅｓ Ｈｅｉｄｅｎｈａｉｎ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ Ｍｉｔ Ｂｅｓｃｈｒａｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ | 位置測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0541827B1 (de) | 1995-04-12 |
| DE59105197D1 (de) | 1995-05-18 |
| EP0541827A1 (de) | 1993-05-19 |
| DE4209673A1 (de) | 1993-05-06 |
| JP3083123B2 (ja) | 2000-09-04 |
| US5332896A (en) | 1994-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH05223599A (ja) | 高調波のない周期信号を発生させる装置 | |
| US4595991A (en) | Position measuring method and apparatus | |
| EP0039082B1 (en) | Method and apparatus for measuring the displacement between a code plate and a sensor array | |
| JP3168451B2 (ja) | ロータリーエンコーダ | |
| JPH0125009B2 (ja) | ||
| EP2511666B1 (en) | Encoder | |
| JPH0663783B2 (ja) | 光電測定装置 | |
| JPH07167678A (ja) | 高調波を含まない周期信号を発生する装置 | |
| GB2156977A (en) | Length measuring device | |
| JP2888482B2 (ja) | 高調波信号成分を濾波する装置 | |
| JP2600235B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JP3495510B2 (ja) | 高調波を含まない信号を得る装置 | |
| JPH0235246B2 (ja) | Kogakusukeerusochi | |
| JPS6089713A (ja) | アブソリユ−ト式ポジシヨンエンコ−ダ | |
| JPH0555804B2 (ja) | ||
| RU2220402C2 (ru) | Устройство для измерения положения и перемещения объекта | |
| JPS5914165B2 (ja) | デジタル測長器の信号検出回路 | |
| JP2000121316A (ja) | 光学スケールを用いた寸法測定装置 | |
| JPS61212727A (ja) | 光学式変位検出装置 | |
| JPH05296797A (ja) | エンコーダの原点検出装置 | |
| JPH11271026A (ja) | 光学スケールを用いた寸法測定装置 | |
| Kolyada et al. | Prospects for using a digital extremal counting interpolation system in devices for accurately measuring linear and angular displacements | |
| JPH0933284A (ja) | 光学式エンコーダ | |
| JP2003083772A (ja) | 光学スケールを用いた寸法測定装置 | |
| JPH11101614A (ja) | 光学スケールを用いた寸法測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000516 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |