JP2000258188A - 絶対変位測定装置 - Google Patents

絶対変位測定装置

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JP2000258188A JP11058253A JP5825399A JP2000258188A JP 2000258188 A JP2000258188 A JP 2000258188A JP 11058253 A JP11058253 A JP 11058253A JP 5825399 A JP5825399 A JP 5825399A JP 2000258188 A JP2000258188 A JP 2000258188A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単純な演算に従って波長合成を行って長周期
信号を得て、正確な絶対変位測定を行うことを可能とし
た絶対変位測定装置を提供する。 【解決手段】 検出対象の変位Ｌに対応して周期Ｐ1の
２相正弦波状信号Ｓ1A，Ｓ1Bを出力する変位検出器１
と、これと併設されて検出対象の変位Ｌに対応して周期
Ｐ1と異なる周期Ｐ2の２相正弦波状信号Ｓ2A，Ｓ2Bを出
力する変位検出器２と、これらの変位検出器１，２の出
力正弦波状信号Ｓ1A，Ｓ2A及び余弦波信号Ｓ1B，Ｓ2Bを
合成して、周期Ｐ1とＰ2の最小公倍数値の周期Ｐxを持
つ２相正弦波状信号ＳxA＝Ｓ1A×Ｓ2B−Ｓ1B×Ｓ2A及び
ＳxB＝Ｓ1B×Ｓ2B＋Ｓ1A×Ｓ2Aを得る波長合成手段３と
を備える。変位検出器１，２のいずれか一方の出力を微
分解能信号とし、波長合成手段３の出力信号を粗分解能
信号としてそれぞれの位相を検出し、その位相情報に基
づいて変位Ｌを周期Ｐx内の絶対位置として演算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、リニアエンコー
ダや光波干渉測長器等に適用される絶対変位測定装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、検出対象の機械的変位を検出
するものとして、スケール式リニアエンコーダや光波干
渉測長器が知られている。これらの変位検出原理には、
相対変位検出方式（インクリメンタル式）と絶対変位検
出方式（アブソリュート式）とがある。相対変位検出方
式は、機械的変位に応じて正弦波状信号を出力する変位
検出器を用いて、得られる正弦波状信号の周期数を計数
することにより変位を求める。絶対変位検出方式は、信
号周期の異なる複数の正弦波状信号を出力する変位検出
器を用いて、各正弦波状信号の位相検出を行い、得られ
た位相情報を合成することにより、絶対変位を求める。
【０００３】具体的に絶対変位検出方式の場合は例え
ば、周期が大きく異なる３つの正弦波状信号を出力する
変位検出器が用いられる。最も周期の大きな正弦波状信
号は粗分解能信号であり、これより周期の小さい信号が
中分解能信号、更に周期の小さい信号が微分解能信号で
ある。求める変位に対応する粗分解能信号における位相
情報を中分解能信号で内挿し、更に微分解能信号で内挿
するという処理を行うことにより、粗分解能信号の周期
内で高精度の絶対変位を求めることが行われる。
【０００４】上述のように絶対変位測定装置では、周期
が大きく異なる正弦波状信号を出力する複数個の変位検
出器が必要になる。しかし、予め用意されている変位検
出器の測定レンジを超える測定レンジについては、原理
的に絶対測定を行うことはできない。そこで、周期が近
い二つの正弦波状信号を出力する変位検出器を用意して
おき、それらの出力を合成することによって、周期の大
きな正弦波状信号を得て、これによりもともと変位検出
器では予定されていない大きな測定レンジでの絶対測定
を可能とする波長合成法が提案されている（例えば、特
開昭５９−７９１１４号）。
【０００５】従来提案されている波長合成法は、図１２
（ａ）に示すように周期Ｐ１の三角波信号と、同図
（ｂ）に示すような周期Ｐ２の三角波信号との差分をと
り、同図（ｃ）に示すように、周期Ｐ２×Ｐ１／（Ｐ２
−Ｐ１）なる周期の合成信号を得るものである。周期Ｐ
１，Ｐ２が近いものであれば、合成された信号の周期Ｐ
２×Ｐ１／（Ｐ２−Ｐ１）は大きいものとなり、これを
粗分解能信号として、粗分解能信号内での周期Ｐ１又は
Ｐ２の数と端数距離を演算することにより、粗分解能信
号周期内で絶対位置を求めることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
提案されている波長合成法では、単純に二つの信号の差
分をとった場合には、図１２（ｄ）に示すように、周期
の切り替わりにおいて誤差が生じるため、この誤差を修
正して図１２（ｃ）に示すような合成信号を得るという
修正演算が不可欠になる。この様な修正演算を行う代わ
りに、変調のかかった二つの信号を混合して発生するビ
ート信号を自乗し、ローパスフィルタを通して検波する
方式もあるが、これは正確な変調を必要とするという難
点がある。
【０００７】また、従来の波長合成法では、合成により
得られた周期信号を更に別の周期信号と合成するという
多重合成は考えられていない。これは、合成波長の周期
がもとの信号周期に比べて極端に大きくなると、上述し
た修正演算や変調の正確性がより強く要求されるように
なるためである。そしてこの様な多重合成を行わないと
すると、測定レンジの大きな周期信号を得るためには、
周期が極めて近い二つの変位検出器が必要になる。その
様な変位検出器を用意することは、例えば電気的変位検
出器の場合であれば、スケール目盛の加工精度の限界か
ら微小な目盛差のスケールを得ることが難しい。また光
学式変位検出器の場合にも光源波長を任意に選択するこ
とが難しいことから、大きな測定レンジを実現すること
が困難となる。
【０００８】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、単純な演算に従って波長合成を行って長周期信
号を得て、正確な絶対位置測定を行うことを可能とした
絶対変位測定装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る絶対変位
測定装置は、第１に、検出対象の変位Ｌに対応して周期
Ｐ1の正弦波状信号Ｓ1A及び余弦波状信号Ｓ1Bを出力す
る第１の変位検出器と、この第１の変位検出器と併設さ
れて、前記検出対象の変位Ｌに対応して前記周期Ｐ1と
異なる周期Ｐ2の正弦波状信号Ｓ2A及び余弦波状信号Ｓ2
Bを出力する第２の変位検出器と、これら第１及び第２
の変位検出器から得られる正弦波状信号Ｓ1A，Ｓ2A及び
余弦波信号Ｓ1B，Ｓ2Bを合成して、周期Ｐ1とＰ2の最小
公倍数値の周期Ｐxを持つ正弦波状信号ＳxA＝Ｓ1A×Ｓ2
B−Ｓ1B×Ｓ2A及び余弦波状信号ＳxB＝Ｓ1B×Ｓ2B＋Ｓ1
A×Ｓ2Aを得る波長合成手段と、前記第１及び第２の変
位検出器のいずれか一方の出力信号を微分解能信号と
し、前記波長合成手段の出力信号を粗分解能信号として
それぞれの位相を検出する位相検出手段と、この位相検
出手段により検出された位相情報に基づいて前記変位Ｌ
を前記周期Ｐx内の絶対位置として演算出力する距離演
算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】ここで、前記距離演算手段は例えば、前記
位相検出手段により検出された位相情報を内挿処理し
て、前記微分解能信号及び粗分解能信号の周期Ｐ0（＝
Ｐ1ｏｒＰ2）及びＰx内の端数距離Ｄ0及び距離Ｌxを求
める端数距離演算手段と、この端数距離演算手段により
得られた距離Ｌxに含まれる前記微分解能信号の周期数
Ｎを求め、この周期数Ｎを用いて変位Ｌ＝Ｎ×Ｐ0＋Ｄ0
なる演算を行う全距離演算手段とを有するものとする。
また好ましくは、前記全距離演算手段は、距離Ｌxを周
期Ｐ0で除して得られる剰余分としての想定端数距離Ｄ
O′と前記端数距離Ｄ0との差分の大きさと、端数距離Ｄ
0′の周期Ｐ0内での位相関係に応じて、周期数Ｎを補正
する周期数補正手段を有するものとする。
【００１１】この発明に係る絶対変位測定装置は、第２
に、検出対象の変位Ｌに対応して周期Ｐ１の正弦波状信
号Ｓ1A及び余弦波状信号Ｓ1Bを出力する第１の変位検出
器と、この第１の変位検出器と併設されて、前記検出対
象の変位Ｌに対応して周期Ｐ2（≠Ｐ1）の正弦波状信号
Ｓ2A及び余弦波状信号Ｓ2Bを出力する第２の変位検出器
と、前記第１及び第２の変位検出器と併設されて、前記
検出対象の変位Ｌに対応して周期Ｐ3（≠Ｐ2，Ｐ1であ
り、且つ｜Ｐ3−Ｐ2｜≠｜Ｐ2−Ｐ1｜）の正弦波状信号
Ｓ3A及び余弦波状信号Ｓ3Bを出力する第３の変位検出器
と、前記第１及び第２の変位検出器から得られる正弦波
状信号Ｓ1A，Ｓ2A及び余弦波状信号Ｓ1B，Ｓ2Bを合成し
て、周期Ｐ1とＰ2の最小公倍数値の周期Ｐxを持つ正弦
波状信号ＳxA＝Ｓ1A×Ｓ2B−Ｓ1B×Ｓ2A及び余弦波状信
号ＳxB＝Ｓ1B×Ｓ2B＋Ｓ1A×Ｓ2Aを得る第１の波長合成
手段と、前記第２及び第３の変位検出器から得られる正
弦波状信号Ｓ2A，Ｓ3A及び余弦波信号Ｓ2B，Ｓ3Bを合成
して、周期Ｐ2とＰ3の最小公倍数値の周期Ｐyを持つ正
弦波状信号ＳyA＝Ｓ2A×Ｓ3B−Ｓ2B×Ｓ3A及び余弦波状
信号ＳyB＝Ｓ2B×Ｓ3B＋Ｓ2A×Ｓ3Aを得る第２の波長合
成手段と、前記第１及び第２の波長合成手段から得られ
る正弦波状信号ＳxA，ＳyA及び余弦波信号ＳxB，ＳyBを
合成して、周期ＰxとＰyの最小公倍数値の周期ＰIを持
つ正弦波状信号ＳIA＝ＳxA×ＳyB−ＳxB×ＳyA及び余弦
波状信号ＳIB＝ＳxB×ＳyB＋ＳxA×ＳyAを得る第３の波
長合成手段と、前記第１乃至第３の変位検出器のいずれ
かの出力信号、前記第１又は第２の波長合成手段の出力
信号、及び前記第３の波長合成手段の出力信号をそれぞ
れ微分解能信号、中分解能信号及び粗分解能信号とし
て、それぞれの位相を検出する位相検出手段と、この位
相検出手段により検出された前記微分解能信号、中分解
能信号及び粗分解能信号の位相情報に基づいて前記変位
Ｌを前記周期ＰI内の絶対位置として求める距離演算手
段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】ここで前記距離演算手段は、例えば、前記
位相検出手段により検出された位相情報を内挿処理し
て、前記微分解能信号、中分解能信号及び粗分解能信号
の周期内のそれぞれの端数距離を求める端数距離演算手
段と、この端数距離演算手段により粗分解能信号につい
て得られた距離に含まれる中分解能信号の周期数と端数
距離とから予備的な全距離を求め、この予備的な全距離
に含まれる微分解能信号の周期数と端数距離とから最終
的な全距離を求める演算を行う全距離演算手段とを備え
て構成される。
【００１３】またこの場合好ましくは、前記全距離演算
手段は、前記予備的な全距離を求める際に、粗分解能信
号に基づいて得られる距離を中分解能信号の周期で除す
ることにより得られる剰余分としての想定端数距離と中
分解能信号に基づいて得られる端数距離との差分の大き
さと、その想定端数距離の中分解能信号の周期における
位相関係に応じて周期数を補正すると共に、前記最終的
な全距離を求める際に、予備的な全距離を微分解能信号
の周期で除することにより得られる剰余分としての想定
端数距離と微分解能信号に基づいて得られる端数距離と
の差分の大きさと、その想定端数距離の微分解能信号の
周期における位相関係に応じて周期数を補正する周期数
補正手段を有するものとする。
【００１４】この発明によると、２相正弦波状信号の乗
算と加減算という単純な演算により波長合成された長周
期の２相正弦波状信号を得て、この合成された２相正弦
波状信号の周期内で正確な絶対位置を求めることができ
る。またこの発明によると、３つの２相正弦波状信号の
間で波長合成して得られる２つの２相正弦波状信号を更
に波長合成するという多重波長合成を行うことにより、
周期精度の高い粗分解能信号を得ることができる。これ
により、大きな測定レンジでの正確な絶対位置測定が可
能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。 ［実施例１］図１及び図２は、二つの変位検出器１，２
を用いた場合の実施例の構成を示している。図１は二つ
の変位検出器１，２と、それらの出力信号を波長合成す
る合成回路３までの構成であり、図２はその合成回路３
で得られた出力信号と、変位検出器１，２のいずれか一
方の出力を用いて変位（位置）算出を行う回路部の構成
を示している。
【００１６】この実施例において用いる変位検出器１，
２は、検出対象の機械的変位に対して所定周期の２相正
弦波状信号を出力するものであればよい。その具体例は
後述する。これらの変位検出器１，２の出力信号の１周
期に対応する機械的変位量はそれぞれＰ１，Ｐ２とし、
これらは近いが異なる値、具体的にこの実施例の場合、
Ｐ１＜Ｐ２とする。検出対象の変位量をＬとすると、一
方の変位検出器１の２相正弦波状信号（正弦波状信号Ｓ
1Aと余弦波状信号Ｓ1B）は、次の数１で表される。
【００１７】
【数１】
【００１８】この２相正弦波状信号Ｓ1A，Ｓ1Bを図３に
示す。もう一方の変位検出器２の２相正弦波状信号（正
弦波状信号Ｓ2Aと余弦波状信号Ｓ2B）は、次の数２で表
される。
【００１９】
【数２】
【００２０】この２相正弦波状信号Ｓ2A，Ｓ2Bを図４に
示す。これらの数式において、φ１，φ２はそれぞれ初
期位相、ｋ１，ｋ２は信号振幅であり、基本的には一定
である。波長合成回路３では、これらの変位検出器１，
２の出力信号を次の数３の演算式に従って合成して、正
弦波状信号ＳxAと余弦波状信号ＳxBを得る。
【００２１】
【数３】
【００２２】図５は、この様にして合成される２相正弦
波状信号ＳxA，ＳxBを示している。数３は具体的に、数
１及び数２を代入すると、次の数４のように表される。
【００２３】
【数４】
【００２４】この様な波長合成によって、もとの２相正
弦波状信号の周期Ｐ１，Ｐ２に対して、その最小公倍数
の周期Ｐ2Ｐ1／（Ｐ2−Ｐ1）を持つ２相正弦波状信号Ｓ
xA，ＳxBが得られる。新たな２相正弦波状信号の周期を
Ｐｘ＝Ｐ2Ｐ1／（Ｐ2−Ｐ1）とおけば、数４は数５と表
される。
【００２５】
【数５】
【００２６】この実施例の波長合成法では、検出された
２相正弦波状信号を単純に演算するだけであり、位相比
較による修正や変調処理、フィルタリングも必要がな
い。しかも、演算式は乗算と加減算のみで、割り算を用
いないので、桁落ちすることもない。また、二つの２相
正弦波状信号のＳ1AとＳ1Bの間、及びＳ2AとＳ2Bの間で
振幅と位相が等しければ、（Ｓ1A，Ｓ1B）と（Ｓ2A，Ｓ
2B）の間で振幅と位相が等しくなくても、合成された２
相正弦波状信号ＳxAとＳxBの振幅と位相は等しい。
【００２７】この様にして合成された２相正弦波状信号
ＳxA，ＳxBを粗分解能信号、変位検出器１，２のいずれ
かの出力である２相正弦波状信号を微分解能信号として
用いて、変位Ｌを粗分解能信号の周期内での絶対変位と
して求めることができる。具体的にこの実施例では、変
位検出器１，２のうち周期の小さい出力を出す変位検出
器１の出力信号Ｓ1A，Ｓ1Bを微分解能信号Ｓ0A，Ｓ0Bと
し、合成された２相正弦状信号ＳxA，ＳxBを粗分解能信
号として、それらの位相検出と内挿処理を行い、合成す
ることにより変位Ｌを求める。
【００２８】即ち、図２に示すように、位相検出部４で
は、微分解能信号である２相正弦波状信号Ｓ0A，Ｓ0Bと
粗分解能信号である合成された２相正弦波状信号ＳxA，
ＳxBについてそれぞれ、位相検出器４１，４２により位
相φ0，φxを検出する。得られた位相情報に基づいて、
端数距離演算部５及び全距離演算部６において、距離演
算を行う。まず、得られた位相角φxを端数距離演算回
路４４に入れることにより、次の数６に基づく演算に従
って、位相角φxに対応する距離Ｌxが求められる。
【００２９】
【数６】
【００３０】数６により求められた距離Ｌxは、信号伝
搬や内挿に基づく誤差を含むので、この値を参照して、
微分解能信号であるＳ0A，Ｓ0Bを用いて、より高精度の
検出を行う。但し、求めた距離Ｌxには、２相正弦波状
信号Ｓ0A，Ｓ0Bの周期数を特定できるだけの精度（±Ｐ
0／２）が必要である。得られた距離Ｌxを全距離演算部
６の周期数演算回路５１に入れることにより、次式７に
示す、想定端数距離Ｄ0′と周期数Ｎ0′が求められる。
【００３１】
【数７】
【００３２】数７の意味は、図６に示す通りであり、Ｄ
0′は、ＬxをＰ0で除したときの剰余分を示し、Ｎ0′は
同じくＬxをＰ0で除したときの整数分を示している。一
方、微分解能信号について得られた位相角φ0につい
て、同様に端数距離演算回路４３により演算して、端数
距離Ｄ0を求める。先に得られた周期数Ｎ0′が正しいも
のであれば、これと端数距離Ｄ0とから、Ｎ0′×Ｐ0＋
Ｄ0なる演算で距離が求められる。しかし、周期数Ｎ0′
は、距離Ｌxが含む誤差に起因する誤差を含むため、こ
れを補正することが必要になる。これは、周期数補正回
路５２において、次のような場合分け補正として行われ
て、正しい周期数ＮOを求める。
【００３３】
【数８】
【００３４】数８による周期数補正の意味は、具体的に
図７を参照して説明すると、次のようになる。図７は、
周期Ｐ0の微分解能信号を位相角で示したものである。
想定端数距離Ｄ0′が図７（ａ）に示すように、微分解
能信号の１周期内の後半にあったとする。このとき、端
数距離Ｄ0と想定端数距離Ｄ0′の差分の絶対値が、誤差
範囲±Ｐ0／２より大きいとすると、真の端数距離Ｄ0
は、図７（ａ）に示したように、想定端数距離Ｄ0′が
求められた周期数Ｎ0′に対応する周期より一つ上の周
期内にあることになる。従って、正しい周期数Ｎ0は、
Ｎ0′に＋１すればよい。これがである。
【００３５】一方、想定端数距離Ｄ0′が図７（ｂ）に
示すように、微分解能信号の１周期内の前半にあったと
する。このとき、端数距離Ｄ0と想定端数距離Ｄ0′の差
分の絶対値が、誤差範囲±Ｐ0／２より大きいとする
と、真の端数距離Ｄ0は、図７（ｂ）に示したように、
想定端数距離Ｄ0′が求められた周期より一つ下の周期
内にあることになる。従って、正しい周期数Ｎ0は、Ｎ
0′−１とすればよい。これがである。
【００３６】以上のようにして補正された周期数Ｎ0を
用い、端数距離Ｄ0と微分解能信号の周期Ｐ0を用いて、
距離演算回路５３において、Ｌ＝Ｎ0×Ｐ0＋Ｄ0なる演
算を行うことにより、正しい変位Ｌが求められる。以上
のようにこの実施例によれば、二つの変位検出器の正弦
波状信号の単純な波長合成により長周期の合成信号を得
て、この合成信号を粗分解能信号、もとの正弦波状信号
を微分解能信号として高精度の絶対変位測定が可能にな
る。
【００３７】［実施例２］上記実施例では二つの変位検
出器を用いたが、測定レンジを更に拡大するためには、
３つ以上の変位検出器を用い、複数段の波長合成を行え
ばよい。具体的に３つの変位検出器を用いた実施例を以
下に説明する。図８は、その様な実施例の絶対変位測定
装置における変位検出器からその出力の波長合成までの
構成を示し、図９はその後の処理回路構成を示してい
る。
【００３８】３つの変位検出器８０１，８０２，８０３
は、同じ検出対象の変位Ｌを検出して、それぞれ２相正
弦波状信号Ｓ1（正弦波状信号Ｓ1Aと余弦波状信号Ｓ1
B）、Ｓ2（正弦波状信号Ｓ2Aと余弦波状信号Ｓ2B）、Ｓ
3（正弦波状信号Ｓ3Aと余弦波状信号Ｓ3B）を出力す
る。ここで、２相正弦波状信号（Ｓ1A，Ｓ1B），（Ｓ2
A，Ｓ2B），（Ｓ3A，Ｓ3B）の周期はそれぞれ、Ｐ1，Ｐ
2，Ｐ3であり、これらは互いに近いが全て異なる値とす
る。具体的には例えば、Ｐ3＞Ｐ2＞Ｐ1とする。またこ
の場合、｜Ｐ3−Ｐ2｜≠｜Ｐ2−Ｐ1｜）の条件を満たす
ことが必要である。これらの信号を、数９に示す。
【００３９】
【数９】
【００４０】第１の変位検出器８０１と第２の変位検出
器８０２の出力２相正弦波状信号を先の実施例と同様に
波長合成回路８１１により合成して、信号周期Ｐ1，Ｐ2
の最小公倍数の周期Ｐxを持つ２相正弦波状信号Ｓx（正
弦波状信号ＳxAと余弦波状信号ＳxB）を生成する。同様
に、第２の変位検出器８０２と第３の変位検出器８０３
の出力２相正弦波状信号を波長合成回路８１２により合
成して、信号周期Ｐ2，Ｐ3の最小公倍数の周期Ｐyを持
つ２相正弦波状信号Ｓy（正弦波状信号ＳyAと余弦波状
信号ＳyB）を生成する。これらの合成された２相正弦波
状信号ＳxA，ＳxB，ＳyA，ＳyBは、次のように表され
る。
【００４１】
【数１０】
【００４２】前述のように、｜Ｐ3−Ｐ2｜≠｜Ｐ2−Ｐ1
｜の条件から、周期ＰxとＰyは異なる値をとる。そして
この実施例においては、合成された二つの２相正弦波状
信号（ＳxA，ＳxB）と（ＳyA，ＳyB）を、同様の手法で
波長合成回路８１３により合成する。これにより得られ
る２相正弦波状信号ＳIA，ＳIBは、次式のように表され
る。
【００４３】
【数１１】
【００４４】そしてこの実施例においては、変位検出器
８０１〜８０３のいずれかの出力正弦波状信号を微分解
能信号、波長合成回路８１１，８１２のいずれかの出力
正弦波状信号を中分解能信号、最後の波長合成回路８１
３の出力正弦波状信号を粗分解能信号として用いて、絶
対変位検出を行う。具体的に図８では、第１の変位検出
器８０１の出力の周期Ｐ1が最も小さいものとして、こ
れを微分解能信号とする場合を示している。波長合成回
路８１１，８１２の出力正弦波状信号（ＳxA，ＳxB），
（ＳyA，ＳyB）の周期Ｐx，Pyの大小関係は、｜Ｐ3−Ｐ
2｜と｜Ｐ2−Ｐ1｜の大小関係で決まるが、これらのい
ずれを中分解能信号としてもよく、図８では信号ＳxA，
ＳxBを中分解能信号とする場合を示している。
【００４５】こうして得られた各分解能信号の処理は、
基本的に先の実施例と同様に処理される。即ち図９に示
すように、微分解能信号Ｓ1A，Ｓ1B、中分解能信号Ｓx
A，ＳxB、粗分解能信号ＳIA，ＳIBについて、それぞれ
位相検出回路９０１，９０２，９０３で位相角検出を行
う。次いで、得られた位相角φ1，φx，φIについてそ
れぞれ、端数距離演算回路９１１，９１２，９１３にお
いて、端数距離を求める。その原理も先の実施例で説明
したのと同じである。粗分解能信号ＳIA，ＳIBにたいて
の端数距離演算回路９１３からは、求めようとする変位
Ｌに対する粗い距離ＬIbが得られる。
【００４６】次に、得られた距離ＬIbに基づいて、全距
離演算部６において、中分解能信号による内挿、更にそ
の結果につき微分解能信号による内挿を行って、全距離
を算出する。即ち、距離ＬIbに基づいて、先の実施例と
同様の手法で中分解能信号の周期数を周期数演算回路９
２１で求め、その周期数と中分解能信号の周期Ｐx及び
端数距離Ｄxとから、全距離演算回路９２３で全距離Ｌx
（予備的な全距離）を求める。この際、やはり先の実施
例と同様に、周期数補正回路９２２で満周期数の補正を
行う。全距離演算回路９２３から得られた予備的な全距
離Ｌxに基づいて、更に微分解能信号の周期数を周期数
演算回路９２４で求め、その周期数と微分解能信号の周
期Ｐ1及び端数距離Ｄ1とから、全距離演算回路９２６で
最終的な全距離Ｌ1を求める。ここでも、周期数補正回
路９２５により、満周期数の補正を行う。
【００４７】周期数補正回路９２２での補正は、周期数
演算回路９２１で得られる周期数Ｎx′を、粗分解能信
号に基づいて得られる距離ＬIbを中分解能信号の周期Ｐ
xで除することにより得られる剰余分としての想定端数
距離Ｄx′と中分解能信号に基づいて得られる端数距離
Ｄxとの差分の大きさと、その想定端数距離Ｄx′の中分
解能信号の周期Ｐxにおける位相関係に応じて補正す
る。その場合分け補正は、次のようになる。
【００４８】
【数１２】
【００４９】以上の補正により、補正された予備的な全
距離Ｌxが求められる。次に、周期数補正回路９２５で
の補正は、周期数演算回路９２４で得られる周期数Ｎ
1′を、距離Ｌxを微分解能信号の周期Ｐ1で除すること
により得られる剰余分としての想定端数距離Ｄ1′と微
分解能信号に基づいて得られる端数距離Ｄ1との差分の
大きさと、その想定端数距離Ｄ1′の微分解能信号の周
期Ｐ1における位相関係に応じて補正する。その場合分
け補正は、次のようになる。
【００５０】
【数１３】
【００５１】以上の補正を行うことにより、全距離演算
回路９２６により、最終的な全距離Ｌ1は、Ｌ1＝Ｐ1×
Ｎ1＋Ｄ1として求められる。以上により、粗分解能信号
に基づいて得られた距離ＬIbを修正して、正確な変位Ｌ
を算出することができる。この実施例によると、多重波
長合成を利用することにより、もとの変位検出器として
出力の信号周期が極端に近いものを用いなくても、大き
な測定レンジを実現することができる。従って、電気的
変位検出器の場合にはスケール加工が容易になる。任意
の光源波長を選択することが困難な光学式変位検出器の
場合にも、簡単に大きな測定レンジの装置を得ることが
可能になる。
【００５２】［実施例３］図１０は、実施例２の方式を
具体的に適用したリニアエンコーダの構成を示してい
る。スケール１０１には、格子ピッチの異なる３種のス
ケール格子１１１，１１２，１１３が平行に形成されて
いる。このスケール１０１に対して、測長方向に相対移
動可能にセンサヘッド１０２が取り付けられ、センサヘ
ッド１０２にはスケール格子１１１，１１２，１１３に
それぞれ対向する変位センサ１２１，１２２，１２３が
設けられる。変位センサ１２１，１２２，１２３は、セ
ンサヘッド１０２のスケール１０１に対する相対変位に
応じて、光学的、電気的或いは磁気的なスケール格子と
の結合が変化して、格子ピッチに対応して異なる信号周
期の２相正弦波状信号が得られるものである。
【００５３】なおスケール１０１では、３つのスケール
格子１１１，１１２，１１２の目盛が図に示す原点位置
で揃うようにする。これにより、変位検出器１２１，１
２２，１２３から得られる正弦波状信号は、原点位置で
位相がゼロとなり、初期位相の調整は不要となる。これ
らの２相正弦波状信号をアブソリュート演算装置１０３
に取り込んで、実施例２で説明した波長合成、位相検
出、端数距離演算及び全距離演算を行うことにより、絶
対変位を測定することができる。
【００５４】［実施例４］図１１は、実施例２の方式を
光波干渉式測長器に適用した実施例である。二光束型干
渉計測用として典型的なマイケルソン干渉光学系を用い
て、光源波長がλ１，λ２，λ３と異なる３つの干渉光
源２０１，２０２，２０３の光束を同時に入射させて、
干渉した光の強度変化から、固体側コーナーキューブ２
０４に対する移動側コーナーキューブ２０６の変位に対
応する３種の２相正弦波状信号信号を得るものである。
【００５５】各光源２０１，２０２，２０３からの光束
は、偏光ビームスプリッタ２０５で一部反射、一部透過
する。これらの反射光と透過光の固定側コーナーキュー
ブ２０４及び移動側コーナーキューブ２０６での反射光
が、相対変位Ｌに対応した光路長差をもって干渉して光
検出器２１１，２１２，２１３に入る。これらの検出器
２１１，２１２，２１３の出力２相正弦波状信号をアブ
ソリュート演算手段２１４に取り込んで、実施例２で説
明したと同様の演算処理を行うことにより、絶対変位を
算出することができる。
【００５６】この実施例の場合、３種の二光束の光路長
差は、光学部品の形状が理想的であれば、固定側コーナ
ーキューブ２０４と移動側コーナーキューブ２０６が接
している変位Ｌ＝０においてゼロとなる。これは、光源
２０１，２０２，２０３の位置や、光検出器２１１，２
１２，２１３の位置とは無関係に成り立つから、零点設
定のための特別な調整は要らない。
【００５７】この発明は上記実施例に限られない。例え
ば、実施例２で説明した多重波長合成により得られる最
大信号周期ＰIを用いても測定レンジが足りない場合に
は、更に第４の変位検出器を用意して、波長合成を行う
ことも可能である。また、最大信号周期の合成信号ＳI
を粗分解能信号とし、この粗分解能信号における中分解
能信号の周期数を特定について、別個の測長手段を用い
ることもできる。例えば、図１１の構成において３種の
光源を、５９４ｎｍＨｅ−Ｎｅレーザ、６１２ｎｍＨｅ
−Ｎｅレーザ、及び６３３ｎｍＨｅ−Ｎｅレーザである
とする。このとき、得られる３種の２相正弦波状信号の
周期は、Ｐ１＝５９４／２＝２９７［ｎｍ］、Ｐ２＝６
１２／２＝３０６［ｎｍ］、Ｐ３＝６３３／２＝３１
６．５［ｎｍ］である。
【００５８】実施例２で説明した手法でこれらの信号の
合成を行って得られる合成信号の周期Ｐx，Ｐy，ＰIは
それぞれ、Ｐx＝１０．１［μｍ］、Ｐy＝９．２［μ
ｍ］、ＰI＝１０６．７［μｍ］である。この程度に拡
大された信号周期になると、周期数演算によらず、例え
ばノギスによる測定で周期数を特定することが可能であ
る。また、６１２ｎｍＨｅ−Ｎｅレーザと６３３ｎｍＨ
ｅ−Ｎｅレーザは波長安定化が可能である。従って、最
終的な絶対測長を６３３ｎｍ波長安定化Ｈｅ−Ｎｅレー
ザ光源を用いて行えば、波長安定度が１０-8程度である
ので、例えば１００ｍｍの測定値の不確かさは、１００
［ｍｍ］×１０-8＝１［ｎｍ］となり、極めて高精度の
測定が可能になる。また、波長安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザ
光源の波長の絶対値は基準光源を用いて正確な校正がで
きるので、国際的なトレーサブル体系に則った絶対測定
が可能になる。
【００５９】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、２
相正弦波状信号の乗算と加減算という単純な演算により
波長合成された長周期の２相正弦波状信号を得て、この
合成された２相正弦波状信号の周期内で正確な絶対位置
を求めることができる。またこの発明によると、３つの
２相正弦波状信号の間で波長合成して得られる２つの２
相正弦波状信号を更に波長合成するという多重波長合成
を行うことにより、周期精度の高い粗分解能信号を得る
ことができる。これにより、大きな測定レンジでの正確
な絶対位置測定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例１による絶対変位測定装置
における変位検出器とその出力の波長合成回路の構成を
示す図である。
【図２】 同実施例の信号処理回路の構成を示す図であ
る。
【図３】 同実施例の一方の変位検出器の出力信号波形
を示す図である。
【図４】 同実施例の他方の変位検出器の出力信号波形
を示す図である。
【図５】 同実施例の合成信号波形を示す図である。
【図６】 同実施例の距離演算の原理を説明するための
図である。
【図７】 同実施例の周期数補正の原理を説明するため
の図である。
【図８】 この発明の実施例２による絶対変位測定装置
における変位検出器とその出力の波長合成回路の構成を
示す図である。
【図９】 同実施例の信号処理回路の構成を示す図であ
る。
【図１０】 実施例２の方式を適用した実施例３の測定
装置の構成を示す図である。
【図１１】 実施例２の方式を適用した実施例４の測定
装置の構成を示す図である。
【図１２】 従来の波長合成法を説明するための図であ
る。
【符号の説明】
１，２…変位検出器、３…波長合成回路、４…位相検出
部、５…端数演算部、６…全距離演算部。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F069 AA02 DD20 GG07 GG45 HH12 HH14 NN21 2F077 AA29 NN05 QQ07 QQ10 QQ15 RR23 RR29 TT44 TT81 2F103 BA42 CA01 CA08 DA06 DA12 EA04 EA15 EB02 EB03 EB05 EB08 EC13 FA07

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 検出対象の変位Ｌに対応して周期Ｐ1の
    正弦波状信号Ｓ1A及び余弦波状信号Ｓ1Bを出力する第１
    の変位検出器と、 この第１の変位検出器と併設されて、前記検出対象の変
    位Ｌに対応して前記周期Ｐ1と異なる周期Ｐ2の正弦波状
    信号Ｓ2A及び余弦波状信号Ｓ2Bを出力する第２の変位検
    出器と、 これら第１及び第２の変位検出器から得られる正弦波状
    信号Ｓ1A，Ｓ2A及び余弦波信号Ｓ1B，Ｓ2Bを合成して、
    周期Ｐ1とＰ2の最小公倍数値の周期Ｐxを持つ正弦波状
    信号ＳxA＝Ｓ1A×Ｓ2B−Ｓ1B×Ｓ2A及び余弦波状信号Ｓ
    xB＝Ｓ1B×Ｓ2B＋Ｓ1A×Ｓ2Aを得る波長合成手段と、 前記第１及び第２の変位検出器のいずれか一方の出力信
    号を微分解能信号とし、前記波長合成手段の出力信号を
    粗分解能信号としてそれぞれの位相を検出する位相検出
    手段と、 この位相検出手段により検出された位相情報に基づいて
    前記変位Ｌを前記周期Ｐx内の絶対位置として演算出力
    する距離演算手段とを備えたことを特徴とする絶対変位
    測定装置。
  2. 【請求項２】 前記距離演算手段は、 前記位相検出手段により検出された位相情報を内挿処理
    して、前記微分解能信号及び粗分解能信号の周期Ｐ0
    （＝Ｐ1ｏｒＰ2）及びＰx内の端数距離Ｄ0及び距離Ｌx
    を求める端数距離演算手段と、 この端数距離演算手段により得られた距離Ｌxに含まれ
    る前記微分解能信号の周期数Ｎを求め、この周期数Ｎを
    用いて変位Ｌ＝Ｎ×Ｐ0＋Ｄ0なる演算を行う全距離演算
    手段とを有することを特徴とする請求項１記載の絶対変
    位測定装置。
  3. 【請求項３】 前記全距離演算手段は、距離Ｌxを周期
    Ｐ0で除して得られる剰余分としての想定端数距離ＤO′
    と前記端数距離Ｄ0との差分の大きさと、端数距離Ｄ0′
    の周期Ｐ0内での位相関係に応じて、周期数Ｎを補正す
    る周期数補正手段を有することを特徴とする請求項２記
    載の絶対変位測定装置。
  4. 【請求項４】 検出対象の変位Ｌに対応して周期Ｐ１の
    正弦波状信号Ｓ1A及び余弦波状信号Ｓ1Bを出力する第１
    の変位検出器と、 この第１の変位検出器と併設されて、前記検出対象の変
    位Ｌに対応して周期Ｐ2（≠Ｐ1）の正弦波状信号Ｓ2A及
    び余弦波状信号Ｓ2Bを出力する第２の変位検出器と、 前記第１及び第２の変位検出器と併設されて、前記検出
    対象の変位Ｌに対応して周期Ｐ3（≠Ｐ2，Ｐ1であり、
    且つ｜Ｐ3−Ｐ2｜≠｜Ｐ2−Ｐ1｜）の正弦波状信号Ｓ3A
    及び余弦波状信号Ｓ3Bを出力する第３の変位検出器と、 前記第１及び第２の変位検出器から得られる正弦波状信
    号Ｓ1A，Ｓ2A及び余弦波状信号Ｓ1B，Ｓ2Bを合成して、
    周期Ｐ1とＰ2の最小公倍数値の周期Ｐxを持つ正弦波状
    信号ＳxA＝Ｓ1A×Ｓ2B−Ｓ1B×Ｓ2A及び余弦波状信号Ｓ
    xB＝Ｓ1B×Ｓ2B＋Ｓ1A×Ｓ2Aを得る第１の波長合成手段
    と、 前記第２及び第３の変位検出器から得られる正弦波状信
    号Ｓ2A，Ｓ3A及び余弦波信号Ｓ2B，Ｓ3Bを合成して、周
    期Ｐ2とＰ3の最小公倍数値の周期Ｐyを持つ正弦波状信
    号ＳyA＝Ｓ2A×Ｓ3B−Ｓ2B×Ｓ3A及び余弦波状信号ＳyB
    ＝Ｓ2B×Ｓ3B＋Ｓ2A×Ｓ3Aを得る第２の波長合成手段
    と、 前記第１及び第２の波長合成手段から得られる正弦波状
    信号ＳxA，ＳyA及び余弦波信号ＳxB，ＳyBを合成して、
    周期ＰxとＰyの最小公倍数値の周期ＰIを持つ正弦波状
    信号ＳIA＝ＳxA×ＳyB−ＳxB×ＳyA及び余弦波状信号Ｓ
    IB＝ＳxB×ＳyB＋ＳxA×ＳyAを得る第３の波長合成手段
    と、 前記第１乃至第３の変位検出器のいずれかの出力信号、
    前記第１又は第２の波長合成手段の出力信号、及び前記
    第３の波長合成手段の出力信号をそれぞれ微分解能信
    号、中分解能信号及び粗分解能信号として、それぞれの
    位相を検出する位相検出手段と、 この位相検出手段により検出された前記微分解能信号、
    中分解能信号及び粗分解能信号の位相情報に基づいて前
    記変位Ｌを前記周期ＰI内の絶対位置として求める距離
    演算手段と、 を備えたことを特徴とする絶対変位測定装置。
  5. 【請求項５】 前記距離演算手段は、 前記位相検出手段により検出された位相情報を内挿処理
    して、前記微分解能信号、中分解能信号及び粗分解能信
    号の周期内のそれぞれの端数距離を求める端数距離演算
    手段と、 この端数距離演算手段により粗分解能信号について得ら
    れた距離に含まれる中分解能信号の周期数と端数距離と
    から予備的な全距離を求め、この予備的な全距離に含ま
    れる微分解能信号の周期数と端数距離とから最終的な全
    距離を求める演算を行う全距離演算手段とを有すること
    を特徴とする請求項４記載の絶対変位測定装置。
  6. 【請求項６】 前記全距離演算手段は、前記予備的な全
    距離を求める際に、粗分解能信号に基づいて得られる距
    離を中分解能信号の周期で除することにより得られる剰
    余分としての想定端数距離と中分解能信号に基づいて得
    られる端数距離との差分の大きさと、その想定端数距離
    の中分解能信号の周期における位相関係に応じて周期数
    を補正すると共に、前記最終的な全距離を求める際に、
    予備的な全距離を微分解能信号の周期で除することによ
    り得られる剰余分としての想定端数距離と微分解能信号
    に基づいて得られる端数距離との差分の大きさと、その
    想定端数距離の微分解能信号の周期における位相関係に
    応じて周期数を補正する周期数補正手段を有することを
    特徴とする請求項４記載の絶対変位測定装置。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002310610A (ja) * 2001-04-17 2002-10-23 Massuru Kk 位置検出方法および位置検出装置
JP2002310606A (ja) * 2001-04-19 2002-10-23 Massuru Kk 位置検出方法および位置検出装置
JP2005003625A (ja) * 2003-06-16 2005-01-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転角度検出装置
US7215114B2 (en) 2003-06-20 2007-05-08 Yazaki Corporation Rotation angle detection device for a rotatable body
WO2008056546A1 (fr) * 2006-11-06 2008-05-15 Nikon Corporation Codeur absolu
JP2011089865A (ja) * 2009-10-22 2011-05-06 Canon Inc ヘテロダイン干渉計測装置
US8993955B2 (en) 2011-10-14 2015-03-31 Canon Kabushiki Kaisha Encoder and apparatus using the same
CN106197240A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 重庆理工大学 基于交变电场的绝对式直线时栅位移传感器
JP2019049535A (ja) * 2017-08-01 2019-03-28 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 干渉法距離測定装置
JP2019095373A (ja) * 2017-11-27 2019-06-20 Tdk株式会社 演算処理装置、角度センサ及びステアリング装置
JP2020034273A (ja) * 2018-08-27 2020-03-05 キヤノン株式会社 位置検出装置およびこれを備えた装置、位置検出方法およびコンピュータプログラム

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10332413B3 (de) * 2003-07-16 2005-04-28 Ic Haus Gmbh Positionsmessvorrichtung zum Ermitteln von Winkel- oder Längenpositionen
JP4790632B2 (ja) * 2004-01-06 2011-10-12 ザイゴ コーポレーション 多軸干渉計ならびに多軸干渉計を用いる方法およびシステム
EP1906137A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-02 Leica Geosystems AG Method and device for generating a synthetic wavelength
EP2079989A2 (en) * 2006-10-30 2009-07-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Positioning apparatus
JP5545769B2 (ja) * 2011-07-12 2014-07-09 オリエンタルモーター株式会社 アブソリュート変位量を算出する装置及びその方法
JP2014109481A (ja) * 2012-11-30 2014-06-12 Canon Inc 計測方法及び計測装置
CN106482759B (zh) * 2016-09-29 2019-01-25 芯愿景软件有限公司 一种获取电容编码器绝对位置的方法及电容编码器
DE102021201722A1 (de) * 2021-02-24 2022-08-25 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Vorrichtung zur interferometrischen Abstandsmessung
SI26261A (sl) 2021-10-26 2023-04-28 Rls Merilna Tehnika D.O.O. Magnetni dajalnik z dvema sledema

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5979114A (ja) 1982-10-27 1984-05-08 S G:Kk アブソリユ−ト直線位置検出装置
US4813783A (en) * 1987-11-03 1989-03-21 Carl-Zeiss-Stiftung Interferometer system for making length or angle measurements
DE4314486C2 (de) * 1993-05-03 1998-08-27 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Absolutinterferometrisches Meßverfahren sowie dafür geeignete Laserinterferometeranordnung

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002310610A (ja) * 2001-04-17 2002-10-23 Massuru Kk 位置検出方法および位置検出装置
JP4660718B2 (ja) * 2001-04-17 2011-03-30 マッスル株式会社 位置検出方法および位置検出装置
JP2002310606A (ja) * 2001-04-19 2002-10-23 Massuru Kk 位置検出方法および位置検出装置
JP4660719B2 (ja) * 2001-04-19 2011-03-30 マッスル株式会社 位置検出方法および位置検出装置
JP2005003625A (ja) * 2003-06-16 2005-01-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転角度検出装置
US7215114B2 (en) 2003-06-20 2007-05-08 Yazaki Corporation Rotation angle detection device for a rotatable body
WO2008056546A1 (fr) * 2006-11-06 2008-05-15 Nikon Corporation Codeur absolu
JP2008116343A (ja) * 2006-11-06 2008-05-22 Sendai Nikon:Kk アブソリュートエンコーダ
JP2011089865A (ja) * 2009-10-22 2011-05-06 Canon Inc ヘテロダイン干渉計測装置
US8993955B2 (en) 2011-10-14 2015-03-31 Canon Kabushiki Kaisha Encoder and apparatus using the same
CN106197240A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 重庆理工大学 基于交变电场的绝对式直线时栅位移传感器
JP2019049535A (ja) * 2017-08-01 2019-03-28 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 干渉法距離測定装置
JP7142510B2 (ja) 2017-08-01 2022-09-27 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 干渉法距離測定装置
JP2019095373A (ja) * 2017-11-27 2019-06-20 Tdk株式会社 演算処理装置、角度センサ及びステアリング装置
CN110006466A (zh) * 2017-11-27 2019-07-12 Tdk株式会社 运算处理装置、角度传感器及动力转向装置
US10948368B2 (en) 2017-11-27 2021-03-16 Tdk Corporation Operation processing apparatus, angle sensor and power steering apparatus
CN110006466B (zh) * 2017-11-27 2021-08-20 Tdk株式会社 运算处理装置、角度传感器及动力转向装置
US12007294B2 (en) 2017-11-27 2024-06-11 Tdk Corporation Operation processing apparatus, angle sensor and power steering apparatus
JP2020034273A (ja) * 2018-08-27 2020-03-05 キヤノン株式会社 位置検出装置およびこれを備えた装置、位置検出方法およびコンピュータプログラム
JP7118809B2 (ja) 2018-08-27 2022-08-16 キヤノン株式会社 位置検出装置およびこれを備えた装置、位置検出方法およびコンピュータプログラム

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