JPH11160100A

JPH11160100A - スケール装置

Info

Publication number: JPH11160100A
Application number: JP32351297A
Authority: JP
Inventors: Masao Ishigaki; 正夫石垣
Original assignee: Sony Precision Technology Inc
Current assignee: Sony Manufacturing Systems Corp
Priority date: 1997-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】検出した位置情報を、低い周波数のアナログ
信号でリアルタイムに伝送するスケール装置を提供す
る。【解決手段】このスケール装置は、スケールに記録さ
れた目盛と検出ヘッドとの相対移動情報を検出する。ス
ケール装置の出力信号生成部１５には、目盛内の絶対位
置を変調成分とした位相変調信号Ｓｉｎ、この目盛内を
内挿する内挿クロックＣＫ、Ｎ／ｎＣＫが供給される
（例えばN=10,n=200）。アンド回路４４からは、位相変
調信号Ｓｉｎを、ＣＫとＮ／ｎＣＫとで同期させた場合
の時間差を検出した結果が出力される。この結果は、目
盛の間隔λ／Ｎ内における絶対的な位置を表す。そし
て、この結果を位相変調信号Ｓｉｎの１周期毎に更新
し、λ／Ｎ毎の移動に対して周期的に繰り返され、レベ
ルがこのλ／Ｎ内の絶対位置を示す２相のアナログ信号
ＯＵＴ_SIN及びＯＵＴ_COSを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機器や各種産
業機器等の可動部分である各種工具や回転系等の移動位
置、或いは、被工作物等が載置される移動テーブル等の
移動位置を検出するスケール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、工作機械や各種産業機械で
は、その被工作物等が載置される移動テーブル或いはそ
の動作部分である各種工具や回転系等の移動動作の制御
のために、これら移動テーブル等の移動位置を検出する
スケール装置が用いられている。このスケール装置は、
上記移動テーブル等の移動位置を検出し、検出した移動
位置を移動位置情報として工作機械等に供給する。そし
て、この工作機械等は、この移動位置情報に基づき制御
量を定めて、これら移動テーブル等を駆動するモータ等
を制御する。

【０００３】工作機械等に用いられる従来のスケール装
置としては、例えば、光学式や磁気式等の様々なものが
提案されている。従来のスケール装置は、一般に、所定
の間隔毎に目盛が記録されたスケールと、このスケール
に記録された目盛を検出する検出部とから構成され、こ
のスケールと検出部との相対的な移動量とその移動方向
とを検出する。

【０００４】このような従来のスケール装置では、例え
ば、スケールと検出部が相対移動する際に通過する目盛
の数を移動量とし、また、その通過方向を検出部の移動
方向として、工作機械の制御部等に伝送する。この従来
のスケール装置では、例えば、いわゆるＡ／Ｂ相信号と
呼ばれる位相が異なる２つデジタル信号を用いて、この
移動量と移動方向とをリアルタイムに伝送している。

【０００５】具体的に、Ａ／Ｂ相信号を伝送する従来の
スケール装置は、図９に示すように、スケールと検出部
とが相対移動した場合に、その移動量に応じて２つの信
号（Ａ相信号及びＢ相信号）をリアルタイムで発生す
る。このときのＡ相信号とＢ相信号のパルス数が移動量
を示している。また、Ａ相信号とＢ相信号とは、その位
相が１／４周期ずれており、この位相のずれが移動方向
を示している。すなわち、このＡ相信号とＢ相信号との
位相が反転した場合に、移動方向が逆となったことを示
している。

【０００６】また、所定間隔で記録された目盛の分解能
より高い分解能で移動量を検出できように、内挿処理を
行ったスケール装置が提案されている。本出願人は、特
開昭５７−５１４号公報において、このような内挿処理
を行った磁気スケール装置を提案している。

【０００７】この磁気スケール装置も同様に、一般にＡ
／Ｂ相信号を用いて、内挿して得られる高分解能の移動
量と、その移動方向とを、工作機械等に対してリアルタ
イムで伝送している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のスケ
ール装置で伝送をしているＡ／Ｂ相信号は、スケールの
目盛の分解能に対応したパルス幅の信号となっている。
従って、従来のスケール装置では、高い分解能で移動量
等を検出した場合、その分解能に応じた高周波パルスの
伝送を行わなければならなかった。

【０００９】また、上記Ａ／Ｂ相信号では、Ａ相信号と
Ｂ相信号との位相差が分解能に対応している。従って、
従来のスケール装置を用いている工作機器等では、スケ
ール装置で高い分解能で移動量等を検出する場合、伝送
媒体や受信機器の性能等によりその分解能の情報が充分
検出できるように、移動テーブル等の移動速度を制限し
なければならなかった。

【００１０】また、従来のスケール装置では、上述した
Ａ／Ｂ相信号ではなく、直接位相差を示すデジタルデー
タを伝送したり、また、目盛のカウント数に応じたアッ
プ／ダウン信号等を伝送する場合もあるが、係る場合
も、分解能に対応して高周波の信号を伝送しなければな
らなかった。

【００１１】本発明は、このような実情を鑑みてなされ
たものであり、検出した位置情報を低い周波数の信号で
リアルタイムに伝送するスケール装置を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係るスケール装置は、所定の間隔λで目
盛が記録されたスケールと、上記スケールに記録された
目盛上を相対的に移動し、このスケールに記録された目
盛に基づき、移動位置に対応した応答信号を検出する検
出ヘッドと、上記応答信号に基づき、上記スケールの目
盛間隔λ内での上記検出ヘッドの絶対的な位置ｘに応じ
て周波数ｆｃの搬送波信号を位相変調した位相変調信号
を出力する位相変調回路と、上記位相変調信号と上記搬
送波信号との位相差を上記周波数ｆｃをｎ倍した周波数
のクロックを用いて検出し、検出したこの位相差に基づ
き、間隔λ／Ｎ（ｎ≧Ｎ）毎の上記検出ヘッドと上記ス
ケールとの相対移動量を周期で表し、且つ、上記間隔λ
／Ｎ内での間隔λ／ｎ単位の上記検出ヘッドの絶対位置
をレベルで表すアナログ信号を伝送する伝送回路とを備
えることを特徴とする。

【００１３】このスケール装置では、間隔λ／Ｎ毎の上
記検出ヘッドと上記スケールとの相対移動量を周期で表
し、且つ、上記間隔λ／Ｎ内での間隔λ／ｎ単位の上記
検出ヘッドの絶対位置をレベルで表すアナログ信号を伝
送する。

【００１４】また、本発明に係るスケール装置は、上記
検出ヘッドと上記スケールとの相対移動方向に応じて位
相関係が反転する２相のアナログ信号を伝送することを
特徴とする。

【００１５】このスケール装置では、上記検出ヘッドと
上記スケールとの相対移動方向に応じて位相関係が反転
する２相のアナログ信号を伝送して、スケールと検出ヘ
ッドとの移動量とともにその移動方向の情報を伝送す
る。

【００１６】また、本発明に係るスケール装置は、周波
数がｎ・ｆｃのクロックに同期させた上記位相変調信号
と周波数がＮ・ｆｃのクロックに同期させた上記位相変
調信号との時間差を、周波数がｎ・ｆｃのクロックのパ
ルス数で検出し、検出したパルス数を上記位相変調信号
の１周期毎に出力する時間差検出回路と、上記時間差検
出回路から出力されるパルス数を、上記位相変調信号の
１周期毎に計数するｎ／Ｎ進カウンタと、上記ｎ／Ｎ進
カウンタの計数結果がｎ／２Ｎ以下の場合にはこのｎ／
Ｎ進カウンタの結果を出力し、上記ｎ／Ｎ進カウンタの
計数結果がｎ／２Ｎより大きい場合にはｎ／Ｎからこの
ｎ／Ｎ進カウンタの結果を引いた値を出力する第１の減
算回路と、上記λ／Ｎ進カウンタの計数結果にｎ／４Ｎ
を加算する加算回路と、上記加算回路の計数結果がｎ／
２Ｎ以下の場合にはこの加算回路の結果を出力し、上記
加算回路の計数結果がｎ／２Ｎより大きい場合にはｎ／
Ｎからこの加算回路の結果を引いた値を出力する第２の
減算回路と、上記第１の減算回路の出力データに対応し
て重みづけされたレベルの信号を、上記位相変調信号の
１周期毎に出力する第１の出力回路と、上記第２の減算
回路の出力データに対応して重みづけされたレベルの信
号を、上記位相変調信号の１周期毎に出力する第２の出
力回路とを有する伝送回路を備えることを特徴とする。

【００１７】このスケール装置では、λ／Ｎ進カウンタ
の計数結果に基づき、目盛間隔λをＮで分割した間隔λ
／Ｎ毎の上記検出ヘッドと上記スケールとの相対移動量
を周期で表し、且つ、上記間隔λ／Ｎ内の上記検出ヘッ
ドの絶対位置をレベルで表すアナログ信号を伝送する。

【００１８】また、本発明に係るスケール装置は、周波
数がｎ・ｆｃのクロックを計数することにより、上記位
相変調信号と上記搬送波信号との位相差を検出するｎ進
カウンタと、上記ｎ進カウンタの計数結果が上記位相変
調信号の１周期毎に供給され、上記ｎ進カウンタの計数
結果をアドレスとして、間隔λ／Ｎ（ｎ≧Ｎ）毎の上記
検出ヘッドと上記スケールとの相対移動量を周期で表
し、且つ、上記間隔λ／Ｎ内での間隔λ／ｎ単位の上記
検出ヘッドの絶対位置をレベルで表すデータを出力する
第１のデータ記憶回路と、上記ｎ進カウンタの計数結果
が上記位相変調信号の１周期毎に供給され、上記ｎ進カ
ウンタの計数結果をアドレスとして、上記第１のデータ
記憶回路の出力データに対して、上記検出ヘッドと上記
スケールとの相対移動方向に応じて位相関係が反転する
データを出力する第２のデータ記憶回路と、上記第１の
データ記憶回路の出力データに対応して重みづけされた
レベルの信号を、上記位相変調信号の１周期毎に出力す
る第１の出力回路と、上記第２のデータ記憶回路の出力
データに対応して重みづけされたレベルの信号を、上記
位相変調信号の１周期毎に出力する第２の出力回路とを
有する伝送回路を備えることを特徴とする。

【００１９】このスケール装置では、上記ｎ進カウンタ
の計数結果をアドレスとしてデータを出力する第１と第
２のデータ記憶回路により、目盛間隔λをＮで分割した
間隔λ／Ｎ毎の上記検出ヘッドと上記スケールとの相対
移動量を周期で表し、且つ、上記間隔λ／Ｎ内の上記検
出ヘッドの絶対位置をレベルで表すアナログ信号を伝送
する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態として、本発明
を適用した磁気スケール装置について、図面を参照しな
がら説明する。実施の形態の磁気スケール装置は、工作
機械等の移動テーブル等に備えられ、この移動テーブル
等の移動量を検出してこの検出情報を工作機械等にフィ
ードバックする装置である。

【００２１】図１に示すように、この実施の形態の磁気
スケール装置１０は、磁気目盛が記録されたスケール１
１と、第１と第２の磁気ヘッド１２，１３と、スケール
１１と２つの磁気ヘッド１２，１３との相対移動量に基
づき位相変調信号を生成する位相変調部１４と、この位
相変調信号からアナログの出力信号を生成し、この出力
信号を工作機械等の制御部に伝送する出力信号生成部１
５とを備えている。

【００２２】スケール１１は、長尺状の形態を有した高
透磁率材料からなり、波長λの矩形波或いは正弦波の記
録信号が長手方向に沿って記録されることにより磁気目
盛が形成されている。例えば、この記録信号の波長λ
は、２００μｍである。

【００２３】第１と第２の磁気ヘッド１２，１３は、例
えば磁束応答型の磁気ヘッドからなり、スケール１１に
記録された記録信号に対してギャップが対向するように
配設されている。また、この第１と第２の磁気ヘッド１
２，１３は、互いにスケール１１に記録された記録信号
の波長λに対して、（ｍ±１／４）λの間隔をもって配
設されている（なお、ｍは整数とする。）。すなわち、
この第１と第２の磁気ヘッド１２，１３は、電気的に９
０゜の位相差をもって配設されている。また、この第１
と第２の磁気ヘッド１２，１３は、励磁電流ｉ₁，ｉ₂が
供給される励磁コイル１２ａ，１３ａと、スケール１１
の磁気目盛及び励磁電流ｉ₁，ｉ₂に基づき応答信号
ｅ₁，ｅ₂を検出する検出コイル１２ｂ，１３ｂとが、コ
アに巻かれている。

【００２４】このようなスケール１１と、第１と第２の
磁気ヘッド１２，１３とは、いずれか一方が工作機器の
移動テーブル等の可動部に取り付けられ、他方が基準部
に取り付けられる。そして、スケール１１と第１と第２
の磁気ヘッド１２，１３とは、移動テーブル等の移動に
応じて、第１と第２の磁気ヘッド１２，１３がスケール
１１の磁気目盛上を相対移動するように取り付けられ
る。従って、第１と第２の磁気ヘッド１２，１３は、工
作機器の移動テーブル等の移動に応じて変化するスケー
ル１１の応答信号ｅ₁，ｅ₂を検出することができる。

【００２５】位相変調部１４は、磁気ヘッド１２，１３
に対して励磁電流ｉ₁，ｉ₂を供給するとともに、これら
の磁気ヘッド１２，１３から検出される応答信号ｅ₁，
ｅ₂に基づきスケール１１の磁気目盛の記録波長λ内で
の第１と第２の磁気ヘッド１２，１３の絶対的な位置ｘ
示す位相変調信号Ｓｉｎを出力する。

【００２６】出力信号生成部１５は、磁気ヘッド１２，
１３の移動量を表し且つ移動方向に応じて位相関係が反
転する２相のアナログ信号ＯＵＴ_SIN，ＯＵＴ_COSを、供
給された位相変調信号Ｓｉｎに基づき生成し、この２相
のアナログ信号ＯＵＴ_SIN，ＯＵＴ_COSを工作機器等に伝
送する。

【００２７】以上のような磁気スケール装置１０では、
スケール１１の磁気目盛の記録波長λの分解能に対し
て、この記録波長λをｎで内挿し、ｎ倍の分解能で移動
量を検出できようになっている。例えば、この磁気スケ
ール装置１０では、記録波長λが２００μｍ、内挿数ｎ
が２００であるとすれば、１μｍ単位で移動量を検出す
ることができる。

【００２８】つぎに、上記位相変調部１４の内部構成に
ついて、図面を用いてさらに詳細に説明する。

【００２９】位相変調部１４は、図２に示すように、基
準クロック信号を発生する基準発振器２１と、基準クロ
ック信号の周波数を１／２ｎに逓減する逓減回路２２
と、逓減回路２２の出力の高周波成分を除去するローパ
スフィルタ２３と、ローパスフィルタ２３の出力信号の
位相をπ／４シフトさせる位相シフタ２４と、位相シフ
タ２４の出力信号を増幅して第１の磁気ヘッド１２のコ
アに巻かれた励磁コイル１２ａに励磁電流ｉ₁を供給す
る第１の励磁アンプ２５と、ローパスフィルタ２３の出
力信号を増幅して第２の磁気ヘッド１３のコアに巻かれ
た励磁コイル１３ａに励磁電流ｉ₂を供給する第２の励
磁アンプ２６とを有している。

【００３０】また、位相変調部１４は、第１の磁気ヘッ
ド１２のコアに巻かれた検出コイル１２ｂから応答信号
ｅ₁が供給されこの信号を増幅する第１の前置アンプ３
１と、第２の磁気ヘッド１３のコアに巻かれた検出コイ
ル１３ｂから応答信号ｅ₂が供給されこの信号を増幅す
る第２の前置アンプ３２と、第１の前置アンプ３１と第
２の前置アンプ３２の出力を加算する加算アンプ３３
と、この加算アンプ３３の出力信号から所定の帯域の信
号を取り出すバンドパスフィルタ３４と、このバンドパ
スフィルタ３４の出力信号をバッファリングするバッフ
ァアンプ３５と、バッファアンプ３５の出力信号を波形
成形して、デジタルの位相変調信号Ｓｉｎを生成する波
形成形回路３６とを有している。

【００３１】基準発振器２１は、この位相変調部１４で
出力する位相変調信号Ｓｉｎの搬送周波数ｆｃに対し
て、ｎ倍の周波数ｎ・ｆｃの基準クロック信号を発生す
る。ここで、ｎは、この磁気スケール装置１０で内挿処
理を行う際における記録波長λに対する内挿数を示して
いる。例えば、搬送周波数ｆｃが５０ｋＨｚであり磁気
目盛の記録波長λ内の内挿数ｎが２００であるとする
と、基準発振器２１は、１０ＭＨｚの基準クロック信号
を発生する。

【００３２】逓減回路２２は、基準発振器２１から出力
された基準クロック信号の周波数ｎ・ｆｃを１／２ｎに
逓減し、ｆｃ／２の周波数の励磁信号を出力する。

【００３３】このｆｃ／２の周波数の励磁信号は、ロー
パスフィルタ２３により高周波成分が除去され、位相シ
フタ２４によりπ／４（＝４５゜）位相がシフトされた
後、第１の励磁アンプ２５に供給される。また、このｆ
ｃ／２の周波数の励磁信号は、ローパスフィルタ２３に
より高周波成分が除去された後、第２の励磁アンプ２６
に供給される。

【００３４】第１と第２の励磁アンプ２５，２６は、そ
れぞれ供給された励磁信号を、電流値に変換する。これ
ら第１と第２の励磁アンプ２５，２６は、磁気ヘッド１
２，１３のコアに巻かれた励磁コイル１２ａ，１３ａ
に、以下の式（１）及び式（２）に示す互いに位相がπ
／４異なる励磁電流ｉ₁，ｉ₂を供給する。

【００３５】

【数１】

【００３６】ここで、第１と第２の磁気ヘッド１２，１
３は、（ｍ±１／４）λの間隔をもって配設されている
ので、互いにπ／２（＝９０゜）だけ位相がずれた信号
磁界がスケール１１に記録された記録信号から与えられ
る。従って、スケール１１に記録された記録信号から与
えられる磁界が零となる位置を基準位置とすると、この
基準位置からｘ離れた位置ｘに第１の磁気ヘッド１２が
ある場合、第１と第２の磁気ヘッド１２，１３は、以下
の式（３）及び式（４）で示される磁界ｈ₁，ｈ₂を検出
する。

【００３７】

【数２】

【００３８】従って、この第１と第２の磁気ヘッド１
２，１３は、上記励磁電流ｉ₁，ｉ₂及び磁界ｈ₁，ｈ₂に
応じた以下の式（５）及び式（６）で示される応答信号
ｅ₁，ｅ₂を、検出コイル１２ｂ，１３ｂから出力する。

【００３９】

【数３】

【００４０】なお、これら式（１）〜（６）で示される
Ｉ，Ｈ，Ｅ₁，Ｅ₂は、それぞれ回路定数やスケール１１
の磁界強度等により決定される定数である。

【００４１】この第１と第２の磁気ヘッド１２，１３の
検出コイル１２ｂ，１３ｂから出力される応答信号
ｅ₁，ｅ₂は、第１の前置アンプ３１及び第２の前置アン
プ３２を介して加算アンプ３３に供給される。

【００４２】加算アンプ３３は、供給された応答信号ｅ
₁，ｅ₂を加算合計して、以下の式（７）で示される合成
出力信号ｅ_PAを出力し、この合成出力信号ｅ_PAをバンド
パスフィルタ３４に供給する。

【００４３】

【数４】

【００４４】バンドパスフィルタ３４は、合成出力信号
ｅ_PAの２次高調波成分を検出し、以下の式（８）で示さ
れる位相変調信号ｅ_Sを検出する。

【００４５】

【数５】

【００４６】この位相変調信号ｅ_Sは、振幅Ｅが一定
で、スケール１１の記録波長λ内における位置ｘに比例
して変化する変調量θで、周波数ｆｃの搬送波を位相変
調した信号である。すなわち、位相変調信号ｅ_sは、ス
ケール１１の記録波長λ内における第１と第２の磁気ヘ
ッド１２，１３の位置を、例えば−π〜θ〜πで表して
いる。

【００４７】このようにして得られる位相変調信号ｅ_s
は、バッファアンプ３５を介して波形成形回路３６に供
給される。

【００４８】波形成形回路３６は、例えば、シュミット
トリガ回路等により、位相変調信号ｅ_Sをパルス化し、
デジタルの位相変調信号Ｓｉｎを生成する。

【００４９】以上のように位相変調部１４では、スケー
ル１１の記録波長λ内での磁気ヘッド１２，１３の絶対
的な位置ｘを表す位相変調信号Ｓｉｎを生成することが
できる。

【００５０】例えば、この位相変調部１４において、ス
ケール１１の記録波長λを２００μｍ、内挿数ｎを２０
０、搬送周波数ｆｃを５０ｋＨｚとした場合、この位相
変調信号Ｓｉｎの周期をｎ・ｆｃ（１０ＭＨｚ）の基準
クロックを用いてカウントすることにより、１μｍ毎に
磁気ヘッド１２，１３の位置ｘを検出することができ
る。

【００５１】すなわち、このような場合、磁気ヘッド１
２，１３がスケール１１の記録波長λ内の基準位置（例
えば、第１の磁気ヘッド１２が、スケール１１に記録さ
れた記録信号から与えられる磁界が零となる位置）にあ
るときには、図３（ａ）に示すように、位相変調信号Ｓ
ｉｎの１周期内で、ｎ・ｆｃの基準クロックが２００パ
ルス分カウントされる。また、磁気ヘッド１２，１３が
基準位置から＋Δμｍ移動した位置にあるときには、図
３（ｂ）に示すように、位相変調信号Ｓｉｎの１周期内
で２００＋Δパルス分カウントされる。また、磁気ヘッ
ド１２，１３が基準位置から−Δμｍ移動した位置にに
あるときには、図３（ｃ）に示すように、位相変調信号
Ｓｉｎの１周期内で２００−Δパルス分カウントされ
る。従って、このような場合、位相変調部１４では、位
相変調信号ＳｉｎからこのΔ成分を検出することによっ
て、スケール１１の記録波長λ内における磁気ヘッド１
２，１３の絶対的な位置を検出することができる。

【００５２】また、位相変調部１４から出力される位相
変調信号Ｓｉｎは、位相量θが、磁気ヘッド１２，１３
の移動に対してスケール１１の記録信号の記録波長λを
周期とする周期関数となる。すなわち、変調量θは、図
４に示すように、スケール１１上の磁気ヘッド１２，１
３の位置Ｐに対して、周期λの繰り返し関数となってい
る。従って、この位相変調信号Ｓｉｎは、所定の回路を
用いてこの変調量の繰り返し数とその方向を特定するこ
とによって、磁気ヘッド１２，１３の移動量及びその方
向が検出可能となっている。

【００５３】つぎに、上記出力信号生成部１５の内部構
成について、図面を用いてさらに詳細に説明する。

【００５４】出力信号生成部１５には、図５に示すよう
に、位相変調部１４から供給される位相変調信号Ｓｉｎ
と、位相変調部１４の基準発振器２１で発生される基準
クロック信号と同一の周波数のクロックパルスＣＫと、
クロックパルスＣＫをＮ／ｎに分周した内挿クロックパ
ルス（Ｎ／ｎ）ＣＫとが供給される。

【００５５】Ｎは、例えば、自然数であって、かつ、ｎ
／Ｎが自然数となるように設定する。例えば、内挿数ｎ
が２００であれば、Ｎが例えば１０，２０等の値に設定
する。また、このｎが２００及びＮが１０の場合、クロ
ックパルスＣＫの周波数が１０ＭＨｚであれば、内挿ク
ロックパルス（Ｎ／ｎ）ＣＫの周波数は、０．５ＭＨｚ
となる。なお、ここで、クロックパルスＣＫと、内挿ク
ロックパルス（Ｎ／ｎ）ＣＫとは、互いに同期がとれて
いるものとする。

【００５６】出力信号生成部１５は、位相変調信号Ｓｉ
ｎをクロックパルスＣＫに同期させた信号Ｑ₁を出力す
る第１のフリップフロップ回路４１と、この第１のフリ
ップフロップ回路４１の出力信号Ｑ₁を内挿クロックパ
ルス（Ｎ／ｎ）ＣＫに同期させた信号Ｑ₂を出力する第
２のフリップフロップ回路４２と、第１のフリップフロ
ップ回路４１の出力信号Ｑ₁をインバータ回路４３を介
して反転させた信号，第２のフリップフロップ回路４２
の出力信号Ｑ₂，及びクロックパルスＣＫの３つの信号
の論理積を出力するアンド回路４４とを有している。

【００５７】また、出力信号生成部１５は、アンド回路
４４の出力信号が供給され、この出力信号のパルス数
を、位相変調信号Ｓｉｎの１周期毎にカウントするｎ／
Ｎ進カウンタ４５を有している。

【００５８】また、ｎ／Ｎ進カウンタ４５のカウント結
果が供給され、このカウント結果がｎ／２Ｎ以下である
場合にはその結果をそのまま出力し、このカウント結果
がｎ／２Ｎより大きくなった場合にｎ／Ｎからカウント
結果を減算する第１の減算回路４６と、第１の減算回路
４６の出力を位相変調信号Ｓｉｎの１周期毎にラッチす
る第１のラッチ回路４７と、ｎ／２Ｎ個の抵抗Ｒ₀〜Ｒ
_n/2Nが出力端子に接続され第１のラッチ回路４７でラッ
チされたデータに対応した抵抗Ｒ₀〜Ｒ_n/2Nを選択する
第１のセレクタ４８と、第１のセレクタ４８で選択した
抵抗Ｒ₀〜Ｒ_n/2Nの抵抗値に対応する電圧を出力する第
１の出力アンプ４９と、第１の出力アンプ４９の出力の
高周波成分を除去してアナログの第１の出力信号ＯＵＴ
_SINを出力する第１のローパスフィルタ５０とを有して
いる。

【００５９】また、ｎ／Ｎ進カウンタ４５のカウント結
果が供給され、このカウント結果にｎ／４Ｎを加算する
加算回路５１と、加算回路５１の加算結果がｎ／２Ｎ以
下である場合にはその結果をそのまま出力し、この加算
結果がｎ／２Ｎより大きくなった場合にｎ／Ｎから加算
結果を減算する第２の減算回路５２と、第２の減算回路
５２の出力を位相変調信号Ｓｉｎの１周期毎にラッチす
る第２のラッチ回路５３と、ｎ／２Ｎ個の抵抗Ｒ₀〜Ｒ
_n/2Nが接続され第２のラッチ回路５３でラッチされたデ
ータに対応した抵抗Ｒ₀〜Ｒ_n/2Nを選択する第２のセレ
クタ５４と、第２のセレクタ５４で選択した抵抗Ｒ₀〜
Ｒ_n/2Nの抵抗値に対応する電圧を出力する第２の出力ア
ンプ５５と、第２の出力アンプ５５の出力の高周波成分
を除去してアナログの第２の出力信号ＯＵＴ_COSを出力
する第２のローパスフィルタ５６とを有している。

【００６０】まず、この出力信号生成部１５のアンド回
路４４から出力される信号を図６に示すタイミングチャ
ートを用いて説明する。

【００６１】例えば、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す
ように、搬送波信号ｆｃに対してΔθ位相変調をした位
相変調信号Ｓｉｎが、この出力信号生成部１５に入力さ
れているとする。この場合、図６（ｃ）に示すように、
この位相変調信号Ｓｉｎの周期を内挿クロックパルス
（Ｎ／ｎ）ＣＫでカウントすると、スケール１１の記録
波長λに対してλ／Ｎの分解能で内挿した磁気ヘッド１
２，１３の位置を検出することができる。すなわち、内
挿クロックパルス（Ｎ／ｎ）ＣＫの１周期が、λ／Ｎの
移動距離を示していることとなる。

【００６２】また、位相変調信号Ｓｉｎの周期をクロッ
クパルスＣＫでカウントすると、スケール１１の記録波
長λに対してλ／ｎの分解能で内挿した磁気ヘッド１
２，１３の位置を検出することができる。

【００６３】従って、位相変調信号Ｓｉｎを内挿クロッ
クパルス（Ｎ／ｎ）ＣＫに同期させて得られる第１の周
期と、位相変調信号ＳｉｎをクロックパルスＣＫに同期
させて得られる第２の周期とをそれぞれ検出し、第１の
周期と第２の周期の時間差を検出した結果が、磁気目盛
の間隔λ／Ｎ内における磁気ヘッド１２，１３の絶対的
な位置を表すこととなる。

【００６４】ここで、アンド回路４４からは、位相変調
信号ＳｉｎをクロックパルスＣＫに同期させた信号の反
転信号と、位相変調信号Ｓｉｎを内挿クロックパルス
（Ｎ／ｎ）ＣＫに同期させた信号とが供給され、さら
に、クロックパルスＣＫが供給されている。従って、ア
ンド回路４４は、図６（ｄ）に示すように、上記第１の
周期と第２の周期の時間差をクロックパルスＣＫでカウ
ントした数のパルスを出力することとなり、このパルス
数が間隔λ／Ｎ内における磁気ヘッド１２，１３の絶対
的な位置を表すこととなる。

【００６５】例えば、ｎが２００、Ｎが１０であるとす
れば、アンド回路４４は、位相変調信号Ｓｉｎの１周期
毎に、その数が０から１９まで変動するパルスを出力さ
れることとなる。また、スケール１１の記録波長λが２
００μｍであれば、このアンド回路４４から出力される
パルス数は、スケール１１の２０μ内の１μｍ単位（λ
／ｎ）の絶対位置を表すこととなる。

【００６６】以上のようにアンド回路４４で生成された
パルスは、ｎ／Ｎ進カウンタ４５のクロック端子に供給
される。

【００６７】ｎ／Ｎ進カウンタ４５は、アンド回路４４
から出力されるパルス数をカウントして出力する。この
際ｎ／Ｎ進カウンタ４５は、クリア端子に供給される位
相変調信号Ｓｉｎに応じて、この位相変調信号Ｓｉｎの
１周期毎に、カウント結果をクリアする。例えば、ｎが
２００、Ｎが１０であるとすれば、ｎ／Ｎ進カウンタ４
５は、０〜１９までをカウントする。

【００６８】第１の減算回路４６には、ｎ／Ｎ進カウン
タ４５のカウント結果が供給される。第１の減算回路４
６は、ｎ／Ｎ進カウンタ４５のカウント結果が、ｎ／２
Ｎ以下である場合は、そのままの値を出力する。また、
第１の減算回路４６は、ｎ／Ｎ進カウンタ４５のカウン
ト結果が、ｎ／２Ｎ以下である場合は、ｎ／Ｎからｎ／
Ｎ進カウンタ４５のカウント結果を引いた値を出力す
る。なお、第１の減算回路４６は、その減算結果が負の
値を取る場合には、その補数を出力する。

【００６９】第１のラッチ回路４７は、第１の減算回路
４６の出力結果が供給され、位相変調信号Ｓｉｎの１周
期毎にこの出力結果をラッチする。

【００７０】第１のセレクタ４８は、抵抗値に所定の重
み付けがされているｎ／２Ｎ個の抵抗Ｒ₀〜Ｒ_n/2Nが出
力端子に接続されており、減算回路４６の出力データに
基づき、これらの複数の抵抗Ｒ₀〜Ｒ_n/2Nのうち、いず
れか１つを選択するようになっている。これら複数の抵
抗Ｒ₀〜Ｒ_n/2Nは、一定の周期で繰り返し選択していっ
た場合に正弦波信号が得られるように重み付けがされて
いる。

【００７１】例えば、ｎが２００、Ｎが１０であり、第
１のセレクタ４８に１０（ｎ／２Ｎ）個の抵抗が接続さ
れていた場合には、各抵抗の抵抗比は、下式で示すよう
な値となる。

【００７２】

【数６】

【００７３】また、例えば、ｎが２００、Ｎが１０であ
る場合のｎ／Ｎ進カウンタ４５と、第１の減算回路４６
と、第１のセレクタ４８の出力データとの互いの関係を
以下の表１に示す。なお、この表１では、第１のセレク
タ４８の出力データＤ₀〜Ｄ₉は、出力が１となっている
ビットが、選択する抵抗Ｒ₀〜Ｒ₉を示している。

【００７４】

【表１】

【００７５】第１の出力アンプ４９は、第１のセレクタ
４８で選択した抵抗Ｒ₀〜Ｒ_n/2Nの抵抗値に比例した電
圧値を出力する。

【００７６】ローパスフィルタ５０は、第１の出力アン
プ４９から出力される信号の高周波成分を除去して、ア
ナログの出力信号ＯＵＴ_SINを出力する。

【００７７】一方、ｎ／Ｎ進カウンタ４５のカウント結
果は、加算回路５１にも供給される。加算回路５１は、
このｎ／Ｎ進カウンタ４５のカウント結果にｎ／４Ｎを
加算する。

【００７８】第２の減算回路５２，第２のラッチ回路５
３，第２のセレクタ５４，第２の出力アンプ５５及び第
２のローパスフィルタ５６は、それぞれ上述した第１の
減算回路４６，第１のラッチ回路４７，第１のセレクタ
４８，第１の出力アンプ４９及び第１のローパスフィル
タ５０と同一の回路となっている。

【００７９】以上のように第２の減算回路５２には、加
算回路５１からの加算出力が供給されている。そのた
め、第２のローパスフィルタ５６は、上記出力信号ＯＵ
Ｔ_SINに対して、１／４周期位相がずれたアナログの出
力信号ＯＵＴ_COSを出力する。

【００８０】図７に、スケール１１上の記録波長λ内の
磁気ヘッド１２，１３の位置Ｐに対するこの出力信号生
成部１５の各回路の出力データ、及び、アナログの出力
信号ＯＵＴ_SIN及びＯＵＴ_COSの関係を示す。

【００８１】図７（ａ）は、ｎ／Ｎ進カウンタ４５の出
力データを示している。図７（ｂ）は、加算回路５１の
出力データを示している。図７（ｃ）は、第１の減算回
路４６の出力データを示している。図７（ｄ）は、第２
の減算回路５２の出力データを示している。図７（ｅ）
は、この出力信号生成部１５から出力されるアナログの
出力信号ＯＵＴ_SINを示している。また、図７（ｆ）
は、この出力信号生成部１５から出力されるアナログの
出力信号ＯＵＴ_COSを示している。

【００８２】出力信号生成部１５から出力されるアナロ
グの出力信号ＯＵＴ_SIN及びＯＵＴ_C _OSは、以上の図７に
示すように、磁気ヘッド１２，１３のλ／Ｎ毎の移動に
対して、周期的に繰り返される信号となっている。従っ
て、例えば、この出力信号ＯＵＴ_SIN及びＯＵＴ_COSの零
クロスポイントを検出することによって、スケール１１
の記録波長λに対して、Ｎ倍の内挿を行った分解能で磁
気ヘッド１２，１３の移動量を検出することができる。
具体的に、Ｎが１０であって、λが２００μｍであれ
ば、この出力信号ＯＵＴ_SINの周期成分を検出すること
によって、２０μｍの分解能で磁気ヘッド１２，１３の
移動量を検出することができる。

【００８３】また、出力信号生成部１５から出力される
アナログの出力信号ＯＵＴ_SIN及びＯＵＴ_COSは、その電
圧レベルが、スケール１１の間隔λ／Ｎ内の磁気ヘッド
１２，１３の絶対的な位置を示している。従って、例え
ば、この出力信号ＯＵＴ_SIN及びＯＵＴ_COSの電圧レベル
を、上記第１のセレクタ４８に接続された抵抗Ｒ₀〜Ｒ
_n/2Nに対応した抵抗比に基づき検出することによって、
スケール１１の記録信号の記録波長λに対して、ｎ倍の
内挿を行った分解能で磁気ヘッド１２，１３の間隔λ／
Ｎ内の絶対位置を検出することができる。具体的に、ｎ
が２００及びＮが１０であって、λが２００μｍであれ
ば、この出力信号ＯＵＴ_SINの電圧成分を検出すること
によって、１μｍの分解能で２０μｍ内における磁気ヘ
ッド１２，１３の絶対位置を検出することができる。

【００８４】また、出力信号生成部１５から出力される
出力信号ＯＵＴ_SIN及びＯＵＴ_COSは、互いに１／４周期
位相が異なる信号となっている。従って、この出力信号
ＯＵＴ_SIN及びＯＵＴ_COSの位相を比較することによっ
て、スケール１１と磁気ヘッド１２，１３との相対移動
方向を特定することができる。また、この出力信号ＯＵ
Ｔ_SIN及びＯＵＴ_COSの零クロスポイントとその位相差を
検出することによって、スケール１１の記録信号の波長
λに対して、４×Ｎ倍の内挿を行った分解能で磁気ヘッ
ド１２，１３の移動量を検出することができる。

【００８５】以上のように本発明の実施の形態の磁気ス
ケール装置１０では、間隔λ／Ｎ毎の磁気ヘッド１２，
１３とスケール１１との相対移動量を周期で表し、且
つ、この間隔λ／Ｎ内の磁気ヘッド１２，１３の絶対位
置を電圧レベルで表すアナログの出力信号ＯＵＴ_SIN及
びＯＵＴ_COSを伝送する。このアナログの出力信号ＯＵ
Ｔ_SIN及びＯＵＴ_COSは、磁気ヘッド１２，１３と上記ス
ケール１１との相対移動方向に応じて位相関係が反転す
る。また、このアナログの出力信号ＯＵＴ_SIN及びＯＵ
Ｔ_COSは、検出した移動量の分解能に対して、低い周波
数の信号となっている。

【００８６】このことから、この磁気スケール装置１０
では、伝送の効率化を図ることができる。また、磁気ス
ケール装置１０の伝送対象となる工作機器等では、この
伝送されたアナログの出力信号ＯＵＴ_SIN及びＯＵＴ_COS
に基づき、その被工作物等が載置される移動テーブル、
動作部分である各種工具や回転系等の位置情報を取得
し、これら移動テーブル等の制御をリアルタイムに行う
ことができる。また、この磁気スケール装置１０では、
このような低い周波数のアナログの出力信号ＯＵＴ_SIN
及びＯＵＴ_COSを伝送するため、位相関係に余裕をもた
せ、高速化を図ることができる。

【００８７】つぎに、以上説明した図５に示す出力信号
生成部１５に変えて、図８に示す出力信号生成部６０を
磁気スケール装置１０に適用した場合について説明す
る。なお、この出力信号生成部６０を説明するにあた
り、上記出力信号生成部１５と同一の構成については、
図面中に同一の符号を付け、その詳細な説明を省略す
る。出力信号生成部６０には、位相変調部１４から供給
される位相変調信号Ｓｉｎと、位相変調部１４の基準発
振器２１で発生される基準クロック信号と同一の周波数
のクロックパルスＣＫとが供給される。

【００８８】出力信号生成部６０は、位相変調信号Ｓｉ
ｎの立ち上がり又は立ち下がりエッジをクロックパルス
ＣＫに同期させ、この位相変調信号Ｓｉｎの１周期毎に
発生される同期信号を生成する同期回路６１と、クロッ
クパルスＣＫが供給され、このクロックパルスＣＫのパ
ルス数を位相変調信号Ｓｉｎの１周期毎にカウントする
ｎ進カウンタ６２と、このｎ進カウンタ６２のカウント
結果を位相変調信号Ｓｉｎの１周期毎にラッチするラッ
チ回路６３とを有している。

【００８９】また、この出力信号生成部６０は、ｎ／２
Ｎ個の抵抗Ｒ₀〜Ｒ_n/2Nが出力端子に接続され、第１の
ラッチ回路４７でラッチされたデータをアドレスとし
て、対応する抵抗Ｒ₀〜Ｒ_n/2Nを選択する第１と第２の
リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）６４，６５と、第１の
ＲＯＭ６４で選択した抵抗Ｒ₀〜Ｒ_n/2Nの抵抗値に対応
する電圧を出力する第１の出力アンプ４９と、第１の出
力アンプ４９の出力の高周波成分を除去してアナログの
第１の出力信号ＯＵＴ_SINを出力する第１のローパスフ
ィルタ５０と、第２のＲＯＭ６５で選択した抵抗Ｒ₀〜
Ｒ_n/2Nの抵抗値に対応する電圧を出力する第２の出力ア
ンプ５５と、第２の出力アンプ５５の出力の高周波成分
を除去してアナログの第２の出力信号ＯＵＴ_COSを出力
する第２のローパスフィルタ５６とを有している。

【００９０】ｎ進カウンタ６２は、この磁気スケール装
置１０で内挿される内挿数ｎだけ、クロックパルスＣＫ
をカウントするカウンタからなり、位相変調信号Ｓｉｎ
の１周期毎に、カウント結果がクリアされる。

【００９１】ラッチ回路６３は、位相変調信号Ｓｉｎの
１周期毎に、ｎ進カウンタ６２のカウント結果をラッチ
する。

【００９２】第１のＲＯＭ６４と、第２のＲＯＭ６５
は、抵抗値に所定の重み付けがされているｎ／２Ｎ個の
抵抗Ｒ₀〜Ｒ_n/2Nが出力データ端子Ｄ₀〜Ｄ_n/2Nに接続さ
れており、ｎ進カウンタ６２のカウント結果をアドレス
として、出力データ端子Ｄ₀〜Ｄ_n/2Nのいずれかを選択
するようにデータが設定されている。

【００９３】この抵抗Ｒ₀〜Ｒ_n/2Nは、上記出力信号生
成部１５の場合と同様に抵抗値に重みづけがなされてい
る。

【００９４】ここで、ｎ進カウンタ６２のカウント結果
と、第１のＲＯＭ６４の出力データとの関係は、λ／Ｎ
周期毎の磁気ヘッド１２，１３とスケール１１との移動
量に対応して繰り返されるデータを出力するように設定
され、且つ、上記間隔λ／Ｎ内での間隔λ／ｎ単位の磁
気ヘッド１２，１３の絶対位置がレベルで表されるよう
に設定される。

【００９５】例えば、ｎが２００、Ｎが１０であれば、
ｎ進カウンタ６２のカウント結果が０〜１９９までの値
をとることとなるが、この場合、第１のＲＯＭ６４の出
力データは２０カウント毎に繰り返されるデータを出力
し、かつ、この２０カウントの間は、接続されたｎ／２
Ｎ個の抵抗Ｒ₀〜Ｒ_n/2Nのいずれかを選択するデータを
出力する。

【００９６】また、第１のＲＯＭ６４の出力データと第
２のＲＯＭ６５の出力データとの関係は、λ／Ｎ周期毎
の磁気ヘッド１２，１３とスケール１１との移動量に対
応して、位相が１／４周期ずれるようなデータを出力す
るように設定される。

【００９７】例えば、ｎが２００、Ｎが１０であれば、
ｎ進カウンタ６２のカウント結果が０〜１９９までの値
をとることとなるが、この場合、第２のＲＯＭ６５は、
第１のＲＯＭ６４の出力データと５カウント分だけ異な
るデータを出力する。

【００９８】具体的に、ｎが２００、Ｎが１０である場
合のｎ進カウンタ６２と、第１と第２のＲＯＭ６４，６
５の出力データとの互いの関係を以下の表２に示す。

【００９９】

【表２】

【０１００】以上のような構成を有することにより出力
信号生成部６０では、磁気ヘッド１２，１３のλ／Ｎ毎
の移動に対して周期的に繰り返され、また、その電圧レ
ベルが、スケール１１の間隔λ／Ｎ内の磁気ヘッド１
２，１３の絶対的な位置を示すアナログの出力信号ＯＵ
Ｔ_SIN及びＯＵＴ_COSを出力することができる。

【０１０１】なお、位相変調信号を生成する方法として
は、例えば、特公平５−１８３６４に示すような、被測
定物が単位長移動する毎に一個の信号を発生するスケー
ル部（例えば、光学式スケール）から出力される９０度
位相が異なる２つの出力信号を平衡変調し、それらを加
算して位相変調信号を生成する方法を用いてもよい。ま
た、本発明は、以上の実施の形態に限らず、本発明の要
旨を逸脱することなく、その他様々な構成を取り得るこ
とは勿論である。

【０１０２】

【発明の効果】本発明に係るスケール装置では、上記目
盛間隔λをＮで分割した間隔λ／Ｎ毎の上記検出ヘッド
と上記スケールとの相対移動量を周期で表し、且つ、上
記間隔λ／Ｎ内の上記検出ヘッドの絶対位置をレベルで
表すアナログ信号を伝送する。また、本発明に係るスケ
ール装置では、上記検出ヘッドと上記スケールとの相対
移動方向に応じて位相関係が反転する２相のアナログ信
号を伝送して、スケールと検出ヘッドとの移動量ととも
にその移動方向を伝送する。

【０１０３】このことにより本発明に係るスケール装置
では、スケールと検出ヘッドとの位置の情報を、低い周
波数のアナログ信号でリアルタイムに伝送することがで
き、伝送の効率化を図ることができる。そして、このス
ケール装置の伝送対象となる機器では、この伝送された
アナログ信号に基づき、その被工作物等が載置される移
動テーブル、動作部分である各種工具や回転系等の位置
情報を取得し、これら移動テーブル等の制御をリアルタ
イムに行うことができる。

【０１０４】また、このスケール装置では、低い周波数
のアナログ信号を伝送するため、高い分解能で検出した
位置情報を２相の信号で伝送する場合であっても、位相
関係に余裕をもたせ、高速化を図ることができる。

【０１０５】また、本発明に係るスケール装置では、伝
送対象となる機器側で必要とする分解能の位置情報を容
易に得られるアナログ信号を伝送することができる。す
なわち、この伝送対象となる機器は、伝送されたアナロ
グ信号の周期成分のみを検出すれば低分解能の位置情報
を得ることができる。また、この伝送対象となる機器
は、伝送されたアナログ信号の周期成分を検出するとと
もに、このアナログ信号のレベルを検出することによ
り、高分解能の位置情報を得ることができる。

【０１０６】従って、本発明に係るスケール装置では、
伝送対象となる機器が必要とする分解能に応じて別途回
路を備える必要がなく、簡易な構成でコストを安くする
ことができる。また、伝送対象となる機器では、必要と
する分解能に応じた回路を受信部で備えれば良く、その
自由度が増し、用途に応じて簡易な構成でコストを安く
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の磁気スケール装置の構成図であ
る。

【図２】上記磁気スケール装置の位相変調部の構成図で
ある。

【図３】上記位相変調部から出力される位相変調信号を
説明する図である。

【図４】上記位相変調部から出力される位相変調信号の
変調量を説明する図である。

【図５】上記磁気スケール装置の出力信号生成部の構成
図である。

【図６】上記出力信号生成部のアンド回路から出力され
る信号を説明するタイミングチャートである。

【図７】上記出力信号生成部から出力される出力信号を
説明する図である。

【図８】上記磁気スケール装置の他の出力信号生成部の
構成図である。

【図９】従来のスケール装置の伝送方式を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１１スケール、１２第１の磁気ヘッド、１３第２
の磁気ヘッド、１４位相変調部、１５，６０出力信号
生成部、４１第１のフリップフロップ回路、４２第
２のフリップフロップ回路、４４アンド回路、４５
ｎ／Ｎ進カウンタ、４６第１の減算回路、４８第１
のセレクタ、４９第１の出力アンプ、５１加算回
路、５１第２の減算回路、５３第２のセレクタ、５
４第２の出力アンプ、６２ｎ進カウンタ、６４第
１のリードオンリーメモリ、６５第２のリードオンリー
メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の間隔λで目盛が記録されたスケー
ルと、上記スケールに記録された目盛上を相対的に移動し、こ
のスケールに記録された目盛に基づき、移動位置に対応
した応答信号を検出する検出ヘッドと、上記応答信号に基づき、上記スケールの目盛間隔λ内で
の上記検出ヘッドの絶対的な位置ｘに応じて周波数ｆｃ
の搬送波信号を位相変調した位相変調信号を出力する位
相変調回路と、上記位相変調信号と上記搬送波信号との位相差を上記周
波数ｆｃをｎ倍した周波数のクロックを用いて検出し、
検出したこの位相差に基づき、間隔λ／Ｎ（ｎ≧Ｎ）毎
の上記検出ヘッドと上記スケールとの相対移動量を周期
で表し、且つ、上記間隔λ／Ｎ内での間隔λ／ｎ単位の
上記検出ヘッドの絶対位置をレベルで表すアナログ信号
を伝送する伝送回路とを備えるスケール装置。
【請求項２】上記伝送回路は、上記検出ヘッドと上記
スケールとの相対移動方向に応じて位相関係が反転する
２相のアナログ信号を伝送することを特徴とする請求項
１に記載のスケール装置。
【請求項３】上記伝送回路は、周波数がｎ・ｆｃのクロックに同期させた上記位相変調
信号と周波数がＮ・ｆｃのクロックに同期させた上記位
相変調信号との時間差を、周波数がｎ・ｆｃのクロック
のパルス数で検出し、検出したパルス数を上記位相変調
信号の１周期毎に出力する時間差検出回路と、上記時間差検出回路から出力されるパルス数を、上記位
相変調信号の１周期毎に計数するｎ／Ｎ進カウンタと、上記ｎ／Ｎ進カウンタの計数結果がｎ／２Ｎ以下の場合
にはこのｎ／Ｎ進カウンタの結果を出力し、上記ｎ／Ｎ
進カウンタの計数結果がｎ／２Ｎより大きい場合にはｎ
／Ｎからこのｎ／Ｎ進カウンタの結果を引いた値を出力
する第１の減算回路と、上記λ／Ｎ進カウンタの計数結果にｎ／４Ｎを加算する
加算回路と、上記加算回路の計数結果がｎ／２Ｎ以下の場合にはこの
加算回路の結果を出力し、上記加算回路の計数結果がｎ
／２Ｎより大きい場合にはｎ／Ｎからこの加算回路の結
果を引いた値を出力する第２の減算回路と、上記第１の減算回路の出力データに対応して重みづけさ
れたレベルの信号を、上記位相変調信号の１周期毎に出
力する第１の出力回路と、上記第２の減算回路の出力データに対応して重みづけさ
れたレベルの信号を、上記位相変調信号の１周期毎に出
力する第２の出力回路とを有することを特徴とする請求
項２に記載のスケール装置。
【請求項４】上記伝送回路は、周波数がｎ・ｆｃのクロックを計数することにより、上
記位相変調信号と上記搬送波信号との位相差を検出する
ｎ進カウンタと、上記ｎ進カウンタの計数結果が上記位相変調信号の１周
期毎に供給され、上記ｎ進カウンタの計数結果をアドレ
スとして、間隔λ／Ｎ（ｎ≧Ｎ）毎の上記検出ヘッドと
上記スケールとの相対移動量を周期で表し、且つ、上記
間隔λ／Ｎ内での間隔λ／ｎ単位の上記検出ヘッドの絶
対位置をレベルで表すデータを出力する第１のデータ記
憶回路と、上記ｎ進カウンタの計数結果が上記位相変調信号の１周
期毎に供給され、上記ｎ進カウンタの計数結果をアドレ
スとして、上記第１のデータ記憶回路の出力データに対
して、上記検出ヘッドと上記スケールとの相対移動方向
に応じて位相関係が反転するデータを出力する第２のデ
ータ記憶回路と、上記第１のデータ記憶回路の出力データに対応して重み
づけされたレベルの信号を、上記位相変調信号の１周期
毎に出力する第１の出力回路と、上記第２のデータ記憶回路の出力データに対応して重み
づけされたレベルの信号を、上記位相変調信号の１周期
毎に出力する第２の出力回路とを有することを特徴とす
る請求項２に記載のスケール装置。