JPH0658769A - Signal processing method and displacement detector using method thereof - Google Patents

Signal processing method and displacement detector using method thereof

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JPH0658769A
JPH0658769A JP23128792A JP23128792A JPH0658769A JP H0658769 A JPH0658769 A JP H0658769A JP 23128792 A JP23128792 A JP 23128792A JP 23128792 A JP23128792 A JP 23128792A JP H0658769 A JPH0658769 A JP H0658769A
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signal
signals
sine wave
displacement
signal processing
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JP23128792A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Eguchi
正 江口
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Canon Inc
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Canon Inc
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動物体の変位情報を高い分解能で検出する
ことができる信号処理方法及びそれを用いた変位検出装
置を得ること。 【構成】 検出手段により移動物体の変位状態を検出し
て、該変位状態に基づいて正弦波信号と余弦波信号の少
なくとも2つの信号を得て第1信号処理手段に入力し、
該第1信号処理手段は該2つの信号のうち一方の信号S
1のゼロクロス点を利用して他方の信号C1のオフセッ
ト成分を算出することにより、該信号C1に含まれるオ
フセット成分を補正していること。
(57) [Abstract] [Purpose] To obtain a signal processing method capable of detecting displacement information of a moving object with high resolution and a displacement detection device using the same. A displacement state of a moving object is detected by a detection means, at least two signals of a sine wave signal and a cosine wave signal are obtained based on the displacement state, and the signals are input to the first signal processing means.
The first signal processing means outputs one of the two signals S
The offset component included in the signal C1 is corrected by calculating the offset component of the other signal C1 using the zero cross point of 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は信号処理方法及びそれを
用いた変位検出装置に関し、例えばロータリーエンコー
ダやリニアエンコーダ等の変位検出装置において、検出
手段で得られる移動物体に関する変位信号を適切に処理
することにより、移動物体の変位情報を高い分解能で検
出するようにしたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal processing method and a displacement detecting device using the same, and in a displacement detecting device such as a rotary encoder or a linear encoder, appropriately processes a displacement signal relating to a moving object obtained by a detecting means. By doing so, the displacement information of the moving object is detected with high resolution.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より光学式のロータリーエンコーダ
やリニアエンコーダ等においては、検出手段により移動
物体の変位情報に関する2つの位相の異なる正弦波(2
相正弦波信号、換言すれば正弦波と余弦波)を得てい
る。そしてこのときの2つの正弦波信号を用いて移動物
体の変位量や移動方向(変位方向)を検出している。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an optical rotary encoder, a linear encoder or the like, two sine waves (2) having different phases relating to displacement information of a moving object are detected by a detecting means.
Phase sine wave signals, in other words, sine wave and cosine wave) are obtained. Then, the displacement amount and the moving direction (displacement direction) of the moving object are detected using the two sine wave signals at this time.

【0003】従来のエンコーダでは多くの場合、正弦波
信号と余弦波信号から分割単位に相当する位相差を有し
た複数の分割パルスを作って、移動物体に関する変位情
報の検出分解能を高めている。
In many cases, conventional encoders generate a plurality of divided pulses having a phase difference corresponding to a division unit from a sine wave signal and a cosine wave signal to improve detection resolution of displacement information regarding a moving object.

【0004】図5は従来のエンコーダにおける2つの正
弦波信号の信号処理方法を示す要部ブロック図である。
図5の回路各部での信号波形は、例えば図6の実線で示
すようになっている。
FIG. 5 is a principal block diagram showing a signal processing method of two sine wave signals in a conventional encoder.
The signal waveform in each part of the circuit in FIG. 5 is as shown by the solid line in FIG. 6, for example.

【0005】図5において、51,52は各々入力端子
であり、正弦波信号C1(a)と余弦波信号S1(b)
が入力される。即ち、入力端子51からの信号a(正弦
波)に対して入力端子52からは90度の位相差を有し
た信号b(余弦波)が入力される。反転回路53では信
号aに180度の位相差を持たせた信号cを得る。これ
らの3つの信号を適宜抵抗等により重み付け加算し、任
意の角度の正弦波信号を内挿している。
In FIG. 5, reference numerals 51 and 52 denote input terminals, which are a sine wave signal C1 (a) and a cosine wave signal S1 (b).
Is entered. That is, the signal b (cosine wave) having a phase difference of 90 degrees is input from the input terminal 52 to the signal a (sine wave) from the input terminal 51. The inverting circuit 53 obtains a signal c obtained by adding a phase difference of 180 degrees to the signal a. These three signals are appropriately weighted and added by resistors or the like, and a sine wave signal of an arbitrary angle is interpolated.

【0006】図5では抵抗Rをすべて同じ値とし、位相
差45度と135度の信号d,eを得ている。これらの
信号はコンパレータ54,55,56,57によって矩
形波に変換され、パルス回路58によって90度の位相
差を有する2相矩形波信号を得る。このようにして、受
光手段から得られる正弦波信号と余弦波信号から、より
分解能の高い信号を得ている。
In FIG. 5, all resistors R have the same value, and signals d and e having a phase difference of 45 degrees and 135 degrees are obtained. These signals are converted into rectangular waves by the comparators 54, 55, 56 and 57, and the pulse circuit 58 obtains a two-phase rectangular wave signal having a phase difference of 90 degrees. In this way, a higher resolution signal is obtained from the sine wave signal and the cosine wave signal obtained from the light receiving means.

【0007】この他、例えば特開平3−68812号公
報では2相正弦波信号をAD変換した値をアドレスとし
てメモリ内の内挿データに出力することで高い分解能を
得るようにした位置測定信号の内挿方法を提案してい
る。
In addition to this, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-68812, a position measurement signal obtained by AD conversion of a two-phase sine wave signal is output as interpolation data in the memory to obtain high resolution. Proposes an interpolation method.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来のエンコーダやレ
ーザ干渉計等の変位検出装置において、2相正弦波信号
の位相情報から源信号を内挿し、分解能を高める方法は
2相正弦波信号にオフセット成分や振幅の差があると内
挿精度が低下するという問題点があった。
In a conventional displacement detecting device such as an encoder or a laser interferometer, the method of interpolating the source signal from the phase information of the two-phase sine wave signal and improving the resolution is to offset the two-phase sine wave signal. If there is a difference in the component or the amplitude, there is a problem that the interpolation accuracy decreases.

【0009】図7,8,9は各々図5の回路各部での信
号波形を入力信号C1に振中誤差があるときの分割精度
への影響、位相差の誤差があるときの分割精度への影響
を示している。
FIGS. 7, 8 and 9 show the influence on the division accuracy when the input signal C1 has a swing error in the signal waveform in each part of the circuit of FIG. 5, and the division accuracy when there is a phase difference error. Shows the impact.

【0010】従来の変位検出装置ではこのオフセット成
分や振幅を電気回路中の可変抵抗等で調整していたが、
レーザの光量の経時変化や、エンコーダのディスクのぶ
れ、ディスク内でのスリット幅のばらつき等で信号のオ
フセット成分や振幅・位相差が変化してしまい、良好な
る調整ができないという問題点があった。
In the conventional displacement detecting device, the offset component and the amplitude are adjusted by a variable resistor in an electric circuit.
There is a problem that the offset component and amplitude / phase difference of the signal change due to the change of the laser light amount with time, the fluctuation of the encoder disk, the variation of the slit width within the disk, etc. .

【0011】本発明は移動物体に関して得られる移動信
号を適切に処理することにより、2相正弦波信号のオフ
セットや振幅差による内挿精度の低下を防止し、高い分
解能で移動物体の移動情報を検出することができるエン
コーダやレーザ干渉装置等に好適な信号処理方法及びそ
れを用いた変位検出装置の提供を目的とする。
According to the present invention, by appropriately processing a moving signal obtained for a moving object, it is possible to prevent the deterioration of the interpolation accuracy due to the offset or amplitude difference of the two-phase sinusoidal signal, and to obtain the moving information of the moving object with high resolution. An object of the present invention is to provide a signal processing method suitable for an encoder and a laser interference device capable of detecting, and a displacement detection device using the signal processing method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の信号処理方法
は、 (イ)移動物体の変位状態に基づいて2相正弦波信号を
出力する変位検出装置において、該2つの出力信号を比
較し、該比較結果に基づいて少なくとも一方の出力信号
に含まれるオフセット成分を算出していることを特徴と
している。
The signal processing method according to the present invention comprises: (a) a displacement detecting device for outputting a two-phase sine wave signal based on the displacement state of a moving object, comparing the two output signals, It is characterized in that an offset component included in at least one output signal is calculated based on the comparison result.

【0013】(ロ)移動物体の変位状態に基づいて2相
正弦波信号を出力する変位検出装置において、該2つの
出力信号を比較し、該比較結果に基づいて該2つの出力
信号の振幅の差を算出していることを特徴としている。
(B) In a displacement detection device which outputs a two-phase sine wave signal based on the displacement state of a moving object, the two output signals are compared, and the amplitudes of the two output signals are compared based on the comparison result. The feature is that the difference is calculated.

【0014】(ハ)移動物体の変位状態に基づいて2相
正弦波信号を出力する変位検出装置において、該2つの
出力信号を比較し、該比較結果に基づいて該2つの出力
信号のうち少なくとも一方の出力信号のオフセット成分
と該2つの出力信号の振幅の差を算出していることを特
徴としている。
(C) In a displacement detecting device which outputs a two-phase sine wave signal based on the displacement state of a moving object, the two output signals are compared, and at least one of the two output signals is based on the comparison result. It is characterized in that the difference between the offset component of one output signal and the amplitude of the two output signals is calculated.

【0015】(ニ)移動物体の変位状態に基づいて2相
正弦波信号を出力する変位検出装置において、2つの信
号の和と差を検出することによって得られる又は3角関
数の和積の公式によって得られる2信号を新たな2相正
弦波信号とみなし、2相正弦波の位相差のずれを補正
し、該新たな2相正弦波を比較することにより2相正弦
波の振幅も補正することを特徴としている。
(D) In a displacement detecting device that outputs a two-phase sine wave signal based on the displacement state of a moving object, a formula of the sum product of triangular functions or obtained by detecting the sum and difference of two signals The two signals obtained by are regarded as a new two-phase sine wave signal, the deviation of the phase difference between the two-phase sine waves is corrected, and the amplitude of the two-phase sine wave is also corrected by comparing the new two-phase sine wave. It is characterized by that.

【0016】(ホ)また、本発明の変位検出装置として
は前述の構成要件(イ),(ロ),(ハ)又は(ニ)を
用いて移動物体の変位情報を検出していることを特徴と
している。
(E) Further, the displacement detecting device of the present invention detects displacement information of a moving object by using the above-mentioned constituent features (a), (b), (c) or (d). It has a feature.

【0017】[0017]

【実施例】図1は本発明の変位検出装置で用いている信
号処理方法の基本概念を示す実施例1の要部ブロック図
である。
1 is a block diagram of the essential parts of a first embodiment showing the basic concept of a signal processing method used in a displacement detecting apparatus of the present invention.

【0018】同図においてT1は検出手段であり、移動
物体(不図示)の移動量や移動方向等の変位状態を検出
して、該変位状態に応じた信号、例えば正弦波信号C1
と余弦波信号S1の位相の異なった2つの信号(2相正
弦波信号)C1,S1を出力している。
In the figure, T1 is a detecting means, which detects a displacement state such as a moving amount or a moving direction of a moving object (not shown), and a signal corresponding to the displacement state, for example, a sine wave signal C1.
And two signals (two-phase sine wave signals) C1 and S1 having different phases of the cosine wave signal S1 are output.

【0019】図4はこのときの信号C1,S1の説明図
である。1,2は各々信号C1,S1の入力端子であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the signals C1 and S1 at this time. Reference numerals 1 and 2 are input terminals for the signals C1 and S1, respectively.

【0020】ここで、P1 ,P2 を2相正弦波C1,S
1の振幅、θ,Φをそれぞれ信号C1,S1のゼロ点に
おける位相、P1 cos θ,P2 sin Φを各々の信号C
1,S1のオフセット成分とすると、2つの信号C1,
S1は次式で表される。
Here, P 1 and P 2 are two-phase sine waves C1 and S
1 is the amplitude, θ and Φ are the phases of the signals C1 and S1 at the zero point, and P 1 cos θ and P 2 sin Φ are the respective signals C.
Assuming the offset components of S1 and S1, the two signals C1 and
S1 is represented by the following equation.

【0021】 C1=P1 cos ωt−P1 cos θ ‥‥‥(1) S1=P2 sin ωt−P2 sin Φ ‥‥‥(2) (1)式におけるゼロ点P1 ,P2 はωt=±θであ
り、これを(2)に代入すると、 S1(θ) =P2 sin θ−P2 sin Φ ‥‥‥(3) S1(−θ)=−P2 sin θ−P2 sin Φ ‥‥‥(4) となる。(3),(4)式を足すと信号S1のオフセッ
ト成分の2倍の値が得られる。即ち、 S1(θ)+S1(−θ)=−2P2 sin Φ となる。
C1 = P 1 cos ωt−P 1 cos θ (1) S1 = P 2 sin ωt−P 2 sin Φ (2) The zero points P 1 and P 2 in the equation (1) are ωt = ± θ, and by substituting this into (2), S1 (θ) = P 2 sin θ−P 2 sin Φ (3) S1 (−θ) = − P 2 sin θ−P 2 It becomes sin Φ ‥‥‥‥‥ (4). By adding equations (3) and (4), a value twice the offset component of the signal S1 can be obtained. That is, S1 (θ) + S1 (−θ) = − 2P 2 sin Φ.

【0022】そこでサンプルホールド回路7,8により
信号C1の2つのゼロ点P1 ,P2において、信号S1
をサンプルホールドし、それぞれのサンプルホールド値
の差の1/2を信号S1から減算するように増幅手段4
にフィードバックしている。これより信号S1のオフセ
ット成分を除去している。
Then, the sample and hold circuits 7 and 8 are used to obtain the signal S1 at the two zero points P 1 and P 2 of the signal C1.
Is sampled and held, and half the difference between the respective sample and hold values is subtracted from the signal S1.
Feedback to. From this, the offset component of the signal S1 is removed.

【0023】又、同様に信号S1の2つのゼロ点Q1
2 (ωt=Φ,π+Φ)において信号C1をサンプル
ホールドし、それぞれのサンプルホールド値の差の1/
2を信号C1から減算するように増幅手段3にフィード
バックして信号C1のオフセット成分を除去している。
Similarly, two zero points Q 1 ,
The signal C1 is sample-held at Q 2 (ωt = Φ, π + Φ), and 1/1 of the difference between the respective sample-hold values
The offset component of the signal C1 is removed by feeding back to the amplifying means 3 so as to subtract 2 from the signal C1.

【0024】図1においては、信号C1(S1)をコン
パレータ13(14)によって矩形波にし、立ち上がり
エッジ検出手段15(16)により、信号C1(S1)
の立ち上がりの0クロス点でパルスを発生させる。この
パルスを用いて信号S1(C1)のサンプルホールドを
サンプルホールド手段7(5)において行なう。
In FIG. 1, the signal C1 (S1) is converted into a rectangular wave by the comparator 13 (14), and the rising edge detection means 15 (16) outputs the signal C1 (S1).
A pulse is generated at the zero crossing point at the rising edge of. The sample-hold means 7 (5) samples and holds the signal S1 (C1) using this pulse.

【0025】又、立ち上がりエッジ検出手段17(1
8)では信号C1(S1)の立ち下がりの0クロス点で
パルスが発生し、サンプルホールド手段8(6)におけ
るサンプルホールドのタイミングを与えている。サンプ
ルホールド手段7,8(5,6)の出力を加算手段12
(11)で加え合わせて信号S1(C1)のオフセット
成分の2倍の値を得ている。これを2本の抵抗Rで分圧
し、増幅手段4(3)にフィードバックして信号S1
(C1)のオフセット成分を除去して出力端子19(2
0)より出力している。
The rising edge detecting means 17 (1
In 8), a pulse is generated at the zero crossing point of the trailing edge of the signal C1 (S1), and the sample hold timing in the sample hold means 8 (6) is given. The output of the sample hold means 7, 8 (5, 6) is added to the adding means 12
By adding in (11), a value twice the offset component of the signal S1 (C1) is obtained. This is divided by two resistors R and fed back to the amplifying means 4 (3) to give a signal S1.
The offset component of (C1) is removed and the output terminal 19 (2
It outputs from 0).

【0026】尚、サンプルホールド手段7,8(5,
6)、加算手段12(11)は第1信号処理手段の一要
素を構成している。
The sample and hold means 7, 8 (5,
6), the adding means 12 (11) constitutes one element of the first signal processing means.

【0027】本実施例では2相正弦波信号C1,S1の
オフセット成分を上記方法によって除去している。この
とき両信号C1,S1のゼロ点は位相θ=±π/2、Φ
=0,πになる。これを(3),(4)式に代入し、減
算すると次式のように信号S1の振幅の2倍が得られ
る。
In this embodiment, the offset component of the two-phase sine wave signals C1 and S1 is removed by the above method. At this time, the zero point of both signals C1 and S1 is phase θ = ± π / 2, Φ
= 0, π. By substituting this into the equations (3) and (4) and subtracting, twice the amplitude of the signal S1 is obtained as in the following equation.

【0028】 S1(θ)−S1(−θ)=P2 sin π/2−P2 sin (−π/2) =2P2 この振幅P2 を増幅手段4の増幅率にフィードバックす
ることにより、信号S1の振幅を一定値に制御可能とし
ている。これと同様の振幅制御を信号C1についても行
ない、信号S1と信号C1の振幅を同一にして信号内挿
における振幅ずれの影響をなくしている。
S1 (θ) −S1 (−θ) = P 2 sin π / 2−P 2 sin (−π / 2) = 2P 2 By feeding back this amplitude P 2 to the amplification factor of the amplification means 4, The amplitude of the signal S1 can be controlled to a constant value. The same amplitude control is performed for the signal C1 so that the signals S1 and C1 have the same amplitude to eliminate the influence of the amplitude deviation in the signal interpolation.

【0029】図1においては、減算手段9(10)では
2つのサンプルホールド手段5,6(7,8)のサンプ
ル値の差、即ち、信号C1,S1のピーク値の差、2P
1(2P2)が得られる。これを増幅手段3(4)の増
幅率にフィードバックすることにより、信号C1,S1
を同一の振幅に制御している。
In FIG. 1, in the subtracting means 9 (10), the difference between the sample values of the two sample and hold means 5, 6 (7, 8), that is, the difference between the peak values of the signals C1 and S1 is 2P.
1 (2P2) is obtained. By feeding this back to the amplification factor of the amplification means 3 (4), the signals C1 and S1 are
Are controlled to the same amplitude.

【0030】尚、サンプルホールド手段5,6と減算手
段9(10)は第2信号処理手段の一要素を構成してい
る。
The sample and hold means 5, 6 and the subtraction means 9 (10) form one element of the second signal processing means.

【0031】本実施例では、以上のような各要素に基づ
く信号処理方法を用いて検出手段T1で検出した移動物
体の移動信号より高い分解能で移動情報を検出してい
る。
In the present embodiment, the movement information is detected with a higher resolution than the movement signal of the moving object detected by the detecting means T1 by using the signal processing method based on each of the above elements.

【0032】図2は本発明の変位検出装置で用いている
信号処理方法にデジタル信号処理手段を適用したときの
実施例2の要部概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of the essential portions of the second embodiment when the digital signal processing means is applied to the signal processing method used in the displacement detecting apparatus of the present invention.

【0033】本実施例において図1のサンプルホールド
手段(5,6,7,8)と同様の働きをAD変換器2
1,22とメモリ25〜28に持たせている。源信号C
1,S1はAD変換器23,24によってデジタル化さ
れるので、CPUでは源信号よりオフセット値を減算
し、信号C1,S1の増幅を演算処理によって一致させ
ている。
In this embodiment, the AD converter 2 has the same function as the sample and hold means (5, 6, 7, 8) of FIG.
1, 22 and memories 25-28. Source signal C
Since 1 and S1 are digitized by the AD converters 23 and 24, the CPU subtracts the offset value from the source signal, and the amplification of the signals C1 and S1 is matched by the arithmetic processing.

【0034】図3は本発明に係る信号処理方法に3角関
数の和積の方法を利用した位相ずれの補正手段を組み合
わせた実施例3の要部ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of the essential parts of a third embodiment in which the signal processing method according to the present invention is combined with a phase shift correcting means utilizing the sum-product method of triangular functions.

【0035】エンコーダ等の変位検出装置の検出手段よ
り出力される2相正弦波信号C1,S1は一般的に次式
の用に表される。
The two-phase sine wave signals C1 and S1 output from the detecting means of the displacement detecting device such as an encoder are generally expressed by the following equation.

【0036】 C1=P1 cos (ωt+θ)−B1 ‥‥‥(5) S1=P2 sin ωt−B2 ‥‥‥(6) ここで、P1 ,P2 は2相正弦波の振幅、B1 ,B2
それぞれのオフセット成分、θは2相正弦波信号の位相
差の90度からのずれである。
C1 = P 1 cos (ωt + θ) −B 1 (5) S1 = P 2 sin ωt−B 2 (6) Here, P 1 and P 2 are amplitudes of the two-phase sine wave. , B 1 and B 2 are respective offset components, and θ is the deviation of the phase difference of the two-phase sine wave signal from 90 degrees.

【0037】(5),(6)式で与えられる信号C1,
S1より回路37からは信号C2,S2が出力される。
ここで信号C2,S2は C2=P cos(ωt+θ) ‥‥‥(7) S2=P sinωt ‥‥‥(8) である。
Signals C1 given by equations (5) and (6)
Signals C2 and S2 are output from the circuit 37 from S1.
Here, the signals C2 and S2 are C2 = P cos (ωt + θ) (7) S2 = P sinωt (8)

【0038】図3において乗算器35からの出力信号C
3は、 C3=(C2+S2)(C2−S2)=C22 −S22 =P2 cos θ・cos (2ωt+θ) ‥‥‥(9) になる。
In FIG. 3, the output signal C from the multiplier 35
3 becomes C3 = (C2 + S2) (C2-S2) = C2 2 -S2 2 = P 2 cos θ · cos (2ωt + θ) (9).

【0039】一方、乗算器36からの出力信号S3は、 S3=2C2・S2=P2sin(2ωt+θ)−P2 cos θ ‥‥(10) となる。この回路35,36の後ろに再び本実施例の回
路37と同様の回路38を接続している。このとき回路
38から出力される信号C4,S4は(9),(10)
式より次の(11),(12)式のようになる。
On the other hand, the output signal S3 from the multiplier 36 becomes S3 = 2C2S2 = P 2 sin (2ωt + θ) -P 2 cos θ (10). Behind these circuits 35 and 36, a circuit 38 similar to the circuit 37 of this embodiment is connected again. At this time, the signals C4 and S4 output from the circuit 38 are (9) and (10).
From the equation, the following equations (11) and (12) are obtained.

【0040】 S4=Pcos (2ωt+θ) ‥‥‥(11) C4=Psin (2ωt+θ) ‥‥‥(12) 即ち、本実施例ではエンコーダ等の2相正弦波信号を出
力する変位検出装置に適用すれば再現性のある振幅差、
位相差のずれ、オフセットによる電気内挿の誤差要因を
すべて排除した信号を得ることができる。
S4 = Pcos (2ωt + θ) (11) C4 = Psin (2ωt + θ) (12) That is, this embodiment is applied to a displacement detection device that outputs a two-phase sine wave signal such as an encoder. Reproducible amplitude difference,
It is possible to obtain a signal in which all the error factors of electrical interpolation due to the shift of the phase difference and the offset are eliminated.

【0041】尚、本発明は前述したエンコーダの他に物
体の変位情報を光波干渉を利用して検出する複数の検出
手段を有するレーザ干渉装置にも同様に適用することが
できる。
The present invention can be similarly applied to a laser interference device having a plurality of detecting means for detecting displacement information of an object by utilizing light wave interference in addition to the encoder described above.

【0042】図10は本発明に係る信号処理方法に加減
算を利用した位相ずれの補正手段を組み合わせた実施例
4の要部ブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram of the essential parts of a fourth embodiment in which a signal processing method according to the present invention is combined with a phase shift correcting means utilizing addition and subtraction.

【0043】エンコーダ等の変位検出装置の検出手段よ
り出力される2相正弦波信号C1,S1は一般的に
(5),(6)式の用に表される。
The two-phase sine wave signals C1 and S1 output from the detecting means of the displacement detecting device such as an encoder are generally expressed by the equations (5) and (6).

【0044】 C1=P1 cos (ωt+θ)+B1 ‥‥‥(5) S1=P2 sin ωt+B2 ‥‥‥(6) (5),(6)式で与えられる信号C1,S2より回路
37からは実施例3と同様(7),(8)式で与えられ
るC2,S2の2信号が得られる。ここで簡単の為S
2,C2の振中を1とすると、C6,S6は(13),
(14)式で与えられる信号となる。
C1 = P 1 cos (ωt + θ) + B 1 (5) S1 = P 2 sin ωt + B 2 (6) From the signals C1 and S2 given by the equations (5) and (6), the circuit 37 From the above, two signals C2 and S2 given by the equations (7) and (8) are obtained as in the third embodiment. Here for simplicity S
If the swing of C2 and C2 is 1, C6 and S6 are (13),
The signal is given by the equation (14).

【0045】[0045]

【数1】 式(13),(14)はそれぞれ2sin (θ/2+π/
8),2cos (θ/2+π/8)の振中で位相が90°
ずれた信号を表している。
[Equation 1] Equations (13) and (14) are 2 sin (θ / 2 + π /
8), 2cos (θ / 2 + π / 8) swing, phase 90 °
It represents the shifted signal.

【0046】39は本発明の振中補正手段であり、これ
を用いることによって再現性のある振中差、位相差のず
れ、オフセットによる電気内挿の誤差要因をすべて排除
した信号を得ることができる。
Reference numeral 39 denotes the shake correction means of the present invention. By using this means, it is possible to obtain a signal with all reproducible shake difference, phase difference shift, and error factors of electrical interpolation due to offset. it can.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば以上のように、2相正弦
波信号のオフセットや振幅差による内挿精度の低下を防
止し、高精度の変位情報の検出が可能なエンコーダやレ
ーザ干渉計等に好適な信号処理方法及びそれを用いた変
位検出装置を達成することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the deterioration of the interpolation accuracy due to the offset or the amplitude difference of the two-phase sine wave signal and to detect the displacement information with high accuracy. It is possible to achieve a signal processing method suitable for the above, and a displacement detection device using the same.

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

【図1】 本発明の変位検出装置で用いている信号処理
方法の実施例1の要部ブロック図
FIG. 1 is a block diagram of a main part of a first embodiment of a signal processing method used in a displacement detection device of the present invention.

【図2】 本発明の変位検出装置で用いている信号処理
方法の実施例2の要部ブロック図
FIG. 2 is a block diagram of a main part of a second embodiment of a signal processing method used in the displacement detection device of the present invention.

【図3】 本発明の変位検出装置で用いている信号処理
方法の実施例3の要部ブロック図
FIG. 3 is a block diagram of a main part of a third embodiment of the signal processing method used in the displacement detection device of the present invention.

【図4】 図1の信号C1,S1の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of signals C1 and S1 in FIG.

【図5】 従来の変位検出装置で用いている信号処理方
法の要部ブロック図
FIG. 5 is a block diagram of a main part of a signal processing method used in a conventional displacement detection device.

【図6】 図5の回路各部での信号波形の説明図6 is an explanatory diagram of signal waveforms in each part of the circuit of FIG.

【図7】 従来の問題点の説明図FIG. 7 is an explanatory diagram of conventional problems.

【図8】 従来の問題点の説明図FIG. 8 is an explanatory diagram of conventional problems.

【図9】 従来の問題点の説明図FIG. 9 is an explanatory diagram of conventional problems.

【図10】実施例4の要部ブロック図FIG. 10 is a block diagram of a main part of the fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

T1 検出手段 1,2 入力
端子 3,4 増幅手段 5,6,7,8 サン
プルホールド手段 9,10 減算手段 11,12 加算
手段 13,14 コンパレータ 15,16,17,18 パル
ス発生手段 19,20 出力端子
T1 detection means 1,2 input terminal 3,4 amplification means 5,6,7,8 sample hold means 9,10 subtraction means 11,12 addition means 13,14 comparator 15,16,17,18 pulse generation means 19,20 Output terminal

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動物体の変位状態に基づいて2相正弦
波信号を出力する変位検出装置において、該2つの出力
信号を比較し、該比較結果に基づいて少なくとも一方の
出力信号に含まれるオフセット成分を算出していること
を特徴とする信号処理方法。
1. A displacement detection device that outputs a two-phase sine wave signal based on a displacement state of a moving object, compares the two output signals, and an offset included in at least one output signal based on the comparison result. A signal processing method characterized in that components are calculated.
【請求項2】 移動物体の変位状態に基づいて2相正弦
波信号を出力する変位検出装置において、該2つの出力
信号を比較し、該比較結果に基づいて該2つの出力信号
の振幅の差を算出していることを特徴とする信号処理方
法。
2. A displacement detection device that outputs a two-phase sine wave signal based on a displacement state of a moving object, compares the two output signals, and based on the comparison result, a difference in amplitude between the two output signals. A signal processing method, characterized in that
【請求項3】 移動物体の変位状態に基づいて2相正弦
波信号を出力する変位検出装置において、該2つの出力
信号を比較し、該比較結果に基づいて該2つの出力信号
のうち少なくとも一方の出力信号のオフセット成分と該
2つの出力信号の振幅の差を算出していることを特徴と
する信号処理方法。
3. A displacement detection device that outputs a two-phase sine wave signal based on a displacement state of a moving object, compares the two output signals, and based on the comparison result, at least one of the two output signals. The signal processing method is characterized in that the difference between the offset component of the output signal and the amplitude of the two output signals is calculated.
【請求項4】 移動物体の変位状態に基づいて2相正弦
波信号を出力する変位検出装置において、2つの信号の
和と差を検出することによって得られる又は3角関数の
和・積の公式によって得られる2信号を新たな2相正弦
波とみなし、2相正弦波の位相差のずれを補正し、該新
たな2相正弦波を比較することにより2相正弦波の振幅
も補正することを特徴とする信号処理方法。
4. A displacement detection device that outputs a two-phase sinusoidal signal based on the displacement state of a moving object, which is obtained by detecting the sum and difference of two signals, or the sum / product formula of a triangular function. The two signals obtained by the above are regarded as a new two-phase sine wave, the shift of the phase difference between the two-phase sine waves is corrected, and the amplitude of the two-phase sine wave is also corrected by comparing the new two-phase sine wave. And a signal processing method.
【請求項5】 変位検出装置の出力が3相以上の正弦波
を出力し、これらを演算処理することによって2相正弦
波に変換する信号処理方法を有することを特徴とする請
求項1,2,3又は4の信号処理方法。
5. A signal processing method for outputting a sine wave of three or more phases as an output of the displacement detection device, and processing the signals to convert them into a two-phase sine wave. , 3 or 4 signal processing method.
【請求項6】 請求項1乃至5の信号処理方法を用いて
前記移動物体の変位情報を検出していることを特徴とす
る変位検出装置。
6. A displacement detecting device, wherein displacement information of the moving object is detected by using the signal processing method according to any one of claims 1 to 5.
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