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JPH0122885B2 - - Google Patents
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JPH0122885B2 - - Google Patents

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JPH0122885B2
JPH0122885B2 JP55062410A JP6241080A JPH0122885B2 JP H0122885 B2 JPH0122885 B2 JP H0122885B2 JP 55062410 A JP55062410 A JP 55062410A JP 6241080 A JP6241080 A JP 6241080A JP H0122885 B2 JPH0122885 B2 JP H0122885B2
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JP
Japan
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light
data
amplitude
memory
scale
Prior art date
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Application number
JP55062410A
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Japanese (ja)
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JPS56159797A (en
Inventor
Fumio Ootomo
Kazuaki Kimura
Masakata Minami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Topcon Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Kogaku Kikai KK
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Publication date
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  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電荷結合デバイス(CCD)代表さ
れる蓄積効果形センサのデータ読取り装置の改良
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a data reading device for a storage effect sensor, typically a charge coupled device (CCD).

一般に移動する物体の基準点からの移動距離や
回転角を遠隔的に測定するには、物体にスケール
を取り付けておき、このスケールの目盛の基準と
なる位置において零リセツトを行ない、そこから
の移動距離や回転角を光学的あるいは電磁的に計
数して、たとえば表示器で表示させればよい。
Generally, in order to remotely measure the travel distance or rotation angle of a moving object from a reference point, attach a scale to the object, reset the scale's graduations to zero at the reference position, and then measure the movement from there. The distance and rotation angle may be counted optically or electromagnetically and displayed on a display, for example.

しかし、上述した方法は、スケールと、これを
読み取るセンサとの相対移動量を、移動時に発生
する電気信号によつて測定する、いわゆるインク
リメンタル方式であるため、基準点を検出しなけ
ればならない。
However, since the method described above is a so-called incremental method in which the amount of relative movement between the scale and the sensor that reads it is measured using an electrical signal generated during movement, a reference point must be detected.

そこで、このような不具合を解消するために、
スケールを符号化したアブソリユートの方法が考
えられる。これはスケールとして、スケールの基
準点からの長さを符号化してスケール上に目盛つ
たものを使用し、これを読み取ることにより基準
点の検出を行なわずに基準点からの長さを得る方
法である。そして、この方法を実施するに当り、
符号化した目盛の読み取りと細分化した値を求め
るため、蓄積効果形センサの使用が考えられる。
蓄積効果形センサは、電荷結合デバイス(CCD)
で代表されるようにフオトエレメント部と、ゲー
ト部と、シフトレジスタ部とで構成されている。
フオトエレメント部は多数の素子をたとえば直線
状に配列して構成され、各素子はそれに入射した
光の強度に対応した電荷を蓄積する機能を有して
いる。また、シフトレジスタ部はフオトエレメン
ト部の素子数と同数のビツトを持ち、各ビツトに
はゲート部を介して対応する上記素子の電荷が並
列的に移され、また走査パルスが与えられると各
ビツトの電荷が時系列的に出力される構成となつ
ている。このような蓄積効果形センサは、フオト
エレメント部を構成する各素子の幅を通常、10数
ミクロンのオーダに設定できるのでスケールの目
盛の読み取りと、目盛間での内挿をも可能化し得
る。すなわち、第1図に示すように、明部A(光
を透過させる。)と暗部B(光を透過させない。)
とを交互に直線状に配列してなるスケールCの一
側面に対向させてフオトエレメント部F、ゲート
部G、シフトレジスタ部Rからなる蓄積効果形セ
ンサ、たとえばCCDYを設けるとともにスケール
Cの他側面に向けて幅Xの平行光Pを照射する
と、フオトエレメント部Fの前記明部Aを透過し
た光が入射する部分の素子には入射光に対応した
電荷が蓄積さる。ここで、CCDYにゲートパルス
Sを与えるとともにリセツトパルスZと、このパ
ルスZを1/2に分周し、かつ位相を180゜異ならせ
た走査パルスφ1,φ2とを与えると差動増幅器H
から第2図dに示す出力COが送出される。この
例は、明部Aの幅がフオトエレメント部Fを構成
する素子の3個分の幅に設定され、かつ3個の素
子が明部Aに正対している場合で、差動増幅器H
からは、上記対応関係に正確に対応して時系列的
に3個ずつ信号が送出される。したがつて、基準
点からの長さを明暗パターンで符号化したスケー
ルと、蓄積効果形センサとを組合せれば、スケー
ルの基準点からの距離、つまり長さを10数ミクロ
ン以下の精度で測定することが可能となる。具体
的は両者を、たとえば第3図に示すように設ける
ことが考えられる。すなわち、スケールCを長手
方向に同一長さの複数のブロツクに区分する。こ
の図ではNP番目のブロツクと、NP-1番目のブロ
ツクとを示している。各ブロツク、たとえばブロ
ツクNPを例にとると、このブロツクNPの左端部
にCCDYのフオトエレメント部Fを構成する素子
の1個分の幅を基準幅とし、上記素子の4個分の
幅を有するマーカーMを明部の形で形成し、さら
にそれと接するブロツクNP-1の右端部にCCDY
の4素子分の暗部からなるブロツクストツプマー
カーDを形成し、マーカーMの4素子分のうち、
これと接する素子1個分の幅をマーカビツトIn
する。そしてマーカーMの右方に上記素子の2個
分の幅ずつで、かつ2個分の幅おきに暗部K1
K2,K3…を形成し、これら暗部の間に素子2個
分の幅のアドレス部P1,P2,P3…を形成し、ア
ドレス部P1を20に、P2を21に、P3を22に、以下同
様に2進数符号に対応させる。なお、図ではアド
レス部P1,P3が明部に形成され、他のアドレス
部は暗部に形成されている。ブロツクNP-1にあ
つても同様に設定するが2進符号化したアドレス
部の値はブロツクNPの場合のそれより1減じた
値とする。
Therefore, in order to eliminate such problems,
An absolute method that encodes the scale can be considered. In this method, the length from the reference point of the scale is encoded and marked on the scale, and by reading this, the length from the reference point is obtained without detecting the reference point. be. In implementing this method,
In order to read the coded scale and determine the subdivided values, it is conceivable to use a cumulative effect sensor.
A cumulative effect sensor is a charge-coupled device (CCD)
It is composed of a photo element section, a gate section, and a shift register section, as represented by .
The photo element section is constructed by arranging a large number of elements in, for example, a straight line, and each element has a function of accumulating a charge corresponding to the intensity of light incident thereon. The shift register section has the same number of bits as the number of elements in the photo element section, and the charge of the corresponding element is transferred to each bit in parallel via the gate section, and when a scanning pulse is applied, each bit is transferred in parallel. The configuration is such that the charges are output in time series. In such a storage effect type sensor, the width of each element constituting the photo element section can usually be set on the order of 10-odd microns, making it possible to read the scale graduations and interpolate between the graduations. That is, as shown in FIG. 1, a bright area A (light is transmitted) and a dark area B (light is not transmitted).
A storage effect sensor, for example CCDY, consisting of a photo element part F, a gate part G, and a shift register part R, is provided facing one side of the scale C, which is formed by arranging the elements alternately in a straight line, and the other side of the scale C. When parallel light P having a width X is irradiated toward the photoelement portion F, charges corresponding to the incident light are accumulated in the element in the portion of the photo element portion F where the light that has passed through the bright portion A is incident. Here, if a gate pulse S is applied to CCDY, a reset pulse Z, and scanning pulses φ 1 and φ 2 which are obtained by dividing this pulse Z by 1/2 and having a phase difference of 180° are applied, a differential amplifier is generated. H
The output CO shown in FIG. 2d is sent out. In this example, the width of the bright part A is set to the width of three elements constituting the photo element part F, and the three elements directly face the bright part A, and the differential amplifier H
From then on, three signals are sent out in time series in exactly the same manner as above. Therefore, by combining a scale that encodes the length from a reference point with a bright and dark pattern and a cumulative effect sensor, it is possible to measure the distance from the reference point of the scale, that is, the length, with an accuracy of less than 10 microns. It becomes possible to do so. Specifically, it is conceivable to provide both as shown in FIG. 3, for example. That is, the scale C is divided into a plurality of blocks of the same length in the longitudinal direction. This figure shows the NPth block and the NP-1st block. Taking each block, for example, block N P as an example, the width of one element constituting the photo element part F of CCDY is set as the reference width at the left end of this block N P , and the width of four of the above elements is set as the reference width. A marker M with
A block stop marker D is formed from the dark area of 4 elements, and of the 4 elements of marker M,
The width of one element in contact with this is defined as a marker bit I n . Then, on the right side of the marker M, there is a dark area K 1 , which is the width of two of the above-mentioned elements and every two widths.
K 2 , K 3 . _ _ 1 , P 3 to 2 2 , and so on, to binary codes. In the figure, address parts P 1 and P 3 are formed in a bright part, and other address parts are formed in a dark part. The same setting is made for block N P-1 , but the value of the binary encoded address field is subtracted by 1 from that for block N P.

しかし、上記のように構成されたスケールCと
CCDYとを使つてスケールCの基準点からの距離
を正確に測定するには次のようにすればよい。
However, with scale C configured as above,
To accurately measure the distance from the reference point of scale C using CCDY, do the following.

すなわち、CCDYのフオトエレメント部Fを構
成する各素子に図に示す如くビツト番号を付すと
ともに、ある特定のビツトをインデツクスビツト
Ioとする。そして、2ブロツク幅以上の幅Xの平
行光を照射し、このときのスケールCのCCDYへ
の投影状態を調べる。マーカMとブロツクストツ
プマーカDとからマーカビツトImの投影位置を
求める。第3図においてCCDYのフオトエレメン
ト部のの位置がマーカビツトImに対応するビ
ツトとなる。マーカビツトImとアドレス部P1
P2,P3…の位置関係は上述のように予め定めら
れているため、マーカビツトImに対応するビツ
トからフオトエレメント部へ投影されたアドレ
ス部の位置がわかる。すなわち、ビツト、
ビツト、ビツト、ビツト…の受光状態
をまず検出する。この例においては、ビツト
がいわゆるONであり、したがつて20桁がONで
ある。またビツトがOFFで、21桁がOFFで
あり、同様にビツトがONで、22桁がON、
ビツトがOFFで、23桁がOFFである。した
がつて、ブロツクNPの絶対アドレスは22+20
5となり、ブロツクNPはスケールの基準点から
5番目のものであることが判る。今、図の様に1
ブロツクを26ビツト構成とし、1ビツト幅を15μ
に設定すると1ブロツクの幅は15μ×26=0.39
m/mとなる。したがつて、ブロツクNPは基準
点からおよそ0.39m/m×5=1.95m/m離れて
いることになる。次により正確な距離を求めるた
めにインデツクスビツトIoからマーカビツトIn
対向するビツトまでのビツト数を数える。この
例においてはビツト数5であるため、結局正確な
距離は、 1.9m/m−15μ×5=1.875m/m となる。
That is, each element constituting the photo element section F of CCDY is assigned a bit number as shown in the figure, and a certain bit is designated as an index bit.
Let it be Io . Then, parallel light having a width X of two or more block widths is irradiated, and the state of projection of scale C onto CCDY at this time is examined. The projected position of the marker bit Im is determined from the marker M and the block stop marker D. In FIG. 3, the position of the photo element portion of CCDY is the bit corresponding to the marker bit Im. Marker bit Im and address part P 1 ,
Since the positional relationship of P 2 , P 3 . . . is predetermined as described above, the position of the address portion projected onto the photo element portion can be determined from the bit corresponding to the marker bit Im. That is, bits,
First, the state of light reception of bits, bits, bits, etc. is detected. In this example, the bit is so-called ON, so 20 digits are ON. Also, the bit is OFF and the 2nd 1st digit is OFF, similarly the bit is ON and the 2nd 2nd digit is ON,
The bit is OFF and the 2nd and 3rd digits are OFF. Therefore, the absolute address of block N P is 2 2 + 2 0 =
5, and it can be seen that block N P is the fifth one from the reference point of the scale. Now, as shown in the figure 1
The block consists of 26 bits, and the width of 1 bit is 15μ.
When set to , the width of one block is 15μ x 26 = 0.39
m/m. Therefore, block N P is approximately 0.39 m/m x 5 = 1.95 m/m away from the reference point. Next, to find a more accurate distance, count the number of bits from index bit Io to the bit opposite marker bit In . In this example, the number of bits is 5, so the accurate distance is 1.9 m/m - 15 μ x 5 = 1.875 m/m.

すなわち、インデツクスビツトIoからマーカビ
ツトInまでのビツト数をNCとし、ブロツクアド
レスをACDとし、1ブロツクの最さをフオトエ
レメント部Fの素子数でNSとし、上記1素子の
幅をmμとすると、測定値Eは、 E=m(NS・ACD−NC)(単位:μ) となる。なお、上記値は、第3図においてインデ
ツクスビツトIoより右側にマーカーが存在するブ
ロツクのアドレスを測定した場合であるが左側ブ
ロツクのアドレスを測定する場合には、 E=m(NS・ACD+NC) として測定される。また、フオトエレメント部の
素子1ビツト分の幅以内に測定精度を上げるに
は、スケール側の1ブロツク内のマーカー部とア
ドレス部の間に、さらに副尺部を追加し、この副
尺部のビツト数をNBとしたとき上記副尺部と同
一長さ内のフオトエレメント部素子数をNB+1
の関係にし、スケール側の副尺部のビツトとフオ
トエレメント部のビツトとの重なり状態を調べる
(たとえば正対するビツトの位置を求める)こと
によつて実施できる。
That is, the number of bits from index bit I o to marker bit I n is N C , the block address is ACD, the maximum length of one block is the number of elements in photo element section F, and N S is the width of one element. When mμ, the measured value E is E=m( NS・ACD− Nc ) (unit: μ). Note that the above value is obtained when measuring the address of the block where the marker exists on the right side of the index bit Io in Fig. 3, but when measuring the address of the left block, E=m(N S · ACD + N C ). In addition, in order to improve the measurement accuracy to within the width of one bit of the photo element part, a vernier part is added between the marker part and the address part in one block on the scale side, and this vernier part is When the number of bits is N B , the number of photo element elements within the same length as the vernier section is N B +1.
This can be carried out by determining the overlapping state of the bits on the vernier portion on the scale side and the bits on the photo element portion (for example, finding the positions of the bits facing each other).

このように明暗パターンを持つたスケールと蓄
積効果形センサとを組合せることによつて、基準
点の検出を行なうことなく高精度に距離、つまり
長さを測定することが可能となる。これは角度測
定にもそのまま適用し得る。
By combining a scale with a light-dark pattern and an accumulation effect sensor, it becomes possible to measure distance, ie, length, with high accuracy without detecting a reference point. This can also be directly applied to angle measurements.

しかしながら、上述の如く蓄積効果形センサを
用いて実際に長さや角度を測定しようとすると、
センサとスケールとが相対移動していないときに
は都合がよいが、相対移動しているときには、ス
ケールCの明部を通してのフオトエレメント部上
での受光位置が刻々と変化し、各受光情報が記憶
されてしまうのでスケールCの許容最高移動速度
を高くすることができず、この結果、使用できる
範囲が大幅に制限される問題があつた。
However, when trying to actually measure lengths and angles using cumulative effect sensors as mentioned above,
This is convenient when the sensor and scale are not moving relative to each other, but when they are moving relative to each other, the light receiving position on the photo element section through the bright part of scale C changes every moment, and each light receiving information is stored. Therefore, it was not possible to increase the maximum allowable moving speed of scale C, and as a result, there was a problem that the usable range was significantly limited.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、蓄積効果形セン
サへ与えられる光情報の変動を防止でき、もつて
各時点における情報を正確に読み取ることがで
き、たとえば測長あるいは測角用に適用したとき
にスケールの許容最高移動速度を向上させ得る蓄
積効果形センサのデータ読取り装置を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to prevent fluctuations in the optical information given to the cumulative effect sensor, thereby making it possible to accurately read the information at each point in time. It is an object of the present invention to provide a data reading device for a cumulative effect sensor that can improve the maximum allowable moving speed of a scale when applied to length measurement or angle measurement, for example.

以下、本発明を詳細に説明する。 The present invention will be explained in detail below.

まず、本発明装置の原理を説明すると、本発明
装置は、蓄積効果形センサに光情報をパルス的に
与えることによつて上記目的を達成している。そ
して、具体的には次のようにしている。すなわ
ち、第1図に示した例を参考にすると、第4図に
示すように期間T1において、この期間T1だけ照
射光Lで照射し、これによつて得られたデータを
期間T2において読み出したとする。この場合ス
ケールCの明部と暗部との幅がフオトエレメント
部Fの3ビツト分の幅に形成されていたとし、期
間T1の間にスケールCが1ビツト分だけ移動し
たとすると、このときの読み出し出力Cは第4
図dに示す4つの時系列的な信号となる。これ
は、フオトエレメント部Fが照射された光による
信号を蓄積することによる。もし期間T1の間に
スケールCが3ビツト分の幅だけ移動すると、そ
のときの出力Cは第4図eに示すようになり、
もはや測定は不可能となる。出力Cで明暗の区
別が行なえるスケールCの許容最高移動速度は、
スケールCの明部の幅と期間T1の大きさによつ
て決定される。スケールCの明部と暗部の幅を広
くするとスケールCの許容最高移動速度を向上さ
せることができるが、使用するセンサの大きさや
光学系から制約を受け実用的ではない。また期間
T1を短かくすればスケールCの許容最高移動速
度を向上させ得るが、これもまたセンサの成ビツ
ト数と最大駆動周波数(センサを駆動するための
最大周波数)とから制約を受け望むべく値を得る
ことが困難である。そこで、本発明装置では、一
走査期間より短かい期間TLだけバルス的な光を
照射するようにしている。たとえば第4図に示す
例において図中破線で示すように期間TLをT1
1/3とするとスケールCの許容最高移動速度をT1
で照射した場合の3倍に上げることができる。照
射光Lのパルス幅TLが短かい程スケールCの許
容最高移動速度を上げることができる。しかし、
読み出される信号Cの振幅はパルス幅TLに比
例するので、照射光Lの強度を一定とした場合に
はパルス幅TLが短かい程、読み出された出力C
Oの振幅も小さくなり、信号を処理する上で好ま
しくない。つまり、パルス幅TLが短かく、かつ
出力Cの振幅が一定であることが望まれる。こ
の要望を満す手段としては種々考えられる。たと
えば、希望するスケールCの最高移動速度を満足
する為のパルス幅をTLMとしたとき、予めTL
TLMとし、この条件で所定振幅の出力Cが得ら
れるように光強度を設定しておけばよい。しか
し、光源の出力は常に一定とは限らず、また、ス
ケールCの光透過特性も常に一定とは限らないの
で、長期に亘つて常に一定振幅の出力Cを得る
ことは困難である。これを解決する手段として出
力Cの振幅を測定し、これが所定の振幅より小
さいときには前回のTLに適当な値Tlを加えてま
た所定の距幅より大きいときには前回のTLから
Tlを減じることにより、次に発光させるパルス幅
を決定する手段が考えられる。この手段はくり返
し動作により最終的なTLを決定する。ただし、
最終的にTL<TLMであればスケールCに望まれる
最高移動速度を満足させた状態で出力Cの振幅
を一定に保つことができる。しかし、この手段で
は最終的なTlの決定に当り、何回か(一般には10
回以上)のデータ読み出し走査が必要であり、速
い応答速度を期待することはできない。
First, the principle of the device of the present invention will be explained. The device of the present invention achieves the above object by providing optical information in a pulsed manner to a storage effect type sensor. And specifically, it is done as follows. That is, referring to the example shown in FIG. 1, in period T 1 , as shown in FIG . Suppose that it is read out at . In this case, suppose that the width of the bright part and the dark part of scale C is formed to the width of 3 bits of photo element part F, and if scale C moves by 1 bit during period T1 , then The readout output C is the fourth
This results in four time-series signals shown in Figure d. This is because the photo element section F accumulates signals caused by the irradiated light. If the scale C moves by a width of 3 bits during the period T1 , the output C at that time becomes as shown in Figure 4e,
Measurement is no longer possible. The maximum allowable moving speed of scale C that can distinguish between bright and dark with output C is:
It is determined by the width of the bright part of scale C and the size of period T1 . Although it is possible to increase the allowable maximum moving speed of the scale C by widening the width of the bright and dark areas of the scale C, this is not practical due to restrictions due to the size of the sensor used and the optical system. Also period
By shortening T1 , the maximum allowable movement speed of scale C can be improved, but this is also limited by the number of bits of the sensor and the maximum driving frequency (maximum frequency for driving the sensor). is difficult to obtain. Therefore, in the device of the present invention, pulse-like light is irradiated for a period T L that is shorter than one scanning period. For example, in the example shown in Fig. 4, if the period T L is set to 1/3 of T 1 as shown by the broken line in the figure, the maximum allowable moving speed of scale C is T 1
The amount of radiation can be increased three times compared to when irradiated with . The shorter the pulse width T L of the irradiation light L, the higher the allowable maximum moving speed of the scale C can be. but,
The amplitude of the read signal C is proportional to the pulse width T L , so when the intensity of the irradiated light L is constant, the shorter the pulse width T L , the more the read output C.
The amplitude of O also becomes small, which is not preferable for signal processing. In other words, it is desired that the pulse width T L be short and that the amplitude of the output C be constant. Various methods can be considered to satisfy this demand. For example, if T LM is the pulse width to satisfy the desired maximum moving speed of scale C, then T L <
T LM , and the light intensity may be set so that an output C of a predetermined amplitude can be obtained under this condition. However, the output of the light source is not always constant, and the light transmission characteristics of the scale C are also not always constant, so it is difficult to always obtain an output C with a constant amplitude over a long period of time. As a means to solve this problem, the amplitude of the output C is measured, and when it is smaller than a predetermined amplitude, an appropriate value T l is added to the previous T L , and when it is larger than a predetermined width, it is added from the previous T L.
A possible method is to determine the pulse width for the next light emission by reducing T l . This means determines the final T L by repeated operations. however,
Finally, if T L <T LM , the amplitude of the output C can be kept constant while satisfying the maximum moving speed desired for the scale C. However, with this method, the final T l is determined several times (generally 10
(times or more), and a fast response speed cannot be expected.

そこで、本発明装置では、次の計算を行なつて
次回のパルス幅TL(但しTL<TLM)を決定するよ
うにしている。すなわち、次に発光させるパルス
幅TLBとし、前回の発光パルス幅をTLAとし、前
回の光による出力Cの振幅をEAとし、予め定
めた所定の振幅をE0としたとき、 TLB=E0/EATLA として算出している。この計算により、次に発光
されるパルス幅TLBを決定すると、次に読み出さ
れる出力Cの振幅は所定の一定値となり、しか
も、応答速度を上げることができる。
Therefore, in the apparatus of the present invention, the following calculation is performed to determine the next pulse width T L (where T L <T LM ). That is, when the pulse width for the next light emission is T LB , the previous emission pulse width is T LA , the amplitude of the output C due to the previous light is E A , and the predetermined amplitude is E 0 , then T LB It is calculated as =E 0 /E A T LA . When the pulse width TLB for the next light emission is determined by this calculation, the amplitude of the output C read out next becomes a predetermined constant value, and the response speed can be increased.

このように本発明装置は、照射光、つまり光情
報をパルス的に与えるようにしている。そして、
スケールCに要求される最高移動速度を満足する
照射光パルス幅TLMの範囲内で上述した計算を行
なつてパルス幅を決定し、これによつて、出力C
Oの振幅が常に一定となるように応答性よく制御
しているのである。
In this way, the device of the present invention provides irradiation light, that is, optical information in a pulsed manner. and,
The pulse width is determined by performing the above calculation within the range of the irradiation light pulse width TLM that satisfies the maximum moving speed required for scale C, and thereby the output C
It is controlled with good responsiveness so that the amplitude of O is always constant.

以上、具体的実施例を説明する。なお、この実
施例は本発明装置を測長装置に適用した例であ
る。
Specific examples will be described above. Note that this embodiment is an example in which the device of the present invention is applied to a length measuring device.

第5図において、図中1は、図示しない移動体
に取り付けられた直線状のスケールであり、この
スケール1は、たとえば第3図に示したものと同
様に長手方向に同一長さずつn個のブロツクに区
分されている。そして、各ブロツクには、第3図
に示したものと同様に明暗パターンの形でマーカ
とアドレスとが形成されている。スケール1を境
にして一方には、たとえば発光ダイオードなどで
形成された光源2が配置されており、この光源2
から出た光はレンズ系3によつて平行光に変換さ
れた後、スケール1に向けて照射される。また、
スケール1を境にして他方には、レンズ系3′を
介してスケール1を透過した光を検出する蓄積効
果形センサ、たとえばCCD4が配置されている。
このCCD4は、前述の如くフオトエレメント部
F、ゲート部Gおよびシフトレジスタ部Rで形成
されており、ゲートパルスSが与えられたときフ
オトエレメント部Fに蓄積された電荷をシフトレ
ジスタ部Rへ移し、リセツトパルスZと、これを
1/2に分周し、かつ位相が180゜異なる走査パルス
φ1,φ2とが与えられたとき、シフトレジスタ部
Rの内容を時系列的に出力するように構成されて
いる。そして、CCD4の駆動はパルス制御回路
5を介してマイクロコンピユータ6によつて制御
され、またCCD4の出力はアナログ処理回路7
を介してマイクロコンピユータ6によつて処理さ
れた後、表示器8に表示され、さらに光源2への
入力は増幅器9を介してマイクロコンピユータ6
からLC信号として与えられるようになつている。
なお、光源2、レンズ系3、CCD4および増幅
器9は、筐体10内に組込まれ前記スケール1を
非接触に挾む関係に静止部に固定されている。
In FIG. 5, numeral 1 is a linear scale attached to a moving body (not shown), and this scale 1 has n pieces of the same length in the longitudinal direction, similar to the one shown in FIG. 3, for example. It is divided into blocks. A marker and an address are formed in each block in the form of a bright and dark pattern similar to that shown in FIG. A light source 2 formed of, for example, a light emitting diode is placed on one side of the scale 1.
The light emitted from the lens system 3 converts the light into parallel light, and then irradiates it toward the scale 1. Also,
On the other side of the scale 1, a storage effect sensor, such as a CCD 4, for detecting light transmitted through the scale 1 via a lens system 3' is arranged.
As described above, this CCD 4 is formed of a photo element section F, a gate section G, and a shift register section R, and when a gate pulse S is applied, the charge accumulated in the photo element section F is transferred to the shift register section R. , reset pulse Z, and scan pulses φ 1 and φ 2 whose frequency is divided into 1/2 and whose phases differ by 180° are given, so that the contents of the shift register section R are output in time series. It is composed of The drive of the CCD 4 is controlled by a microcomputer 6 via a pulse control circuit 5, and the output of the CCD 4 is controlled by an analog processing circuit 7.
The input to the light source 2 is processed by the microcomputer 6 via the amplifier 9 and then displayed on the display 8.
Since then, it has come to be given as an LC signal.
Note that the light source 2, lens system 3, CCD 4, and amplifier 9 are built into a housing 10 and fixed to a stationary part so as to sandwich the scale 1 in a non-contact manner.

しかして、前記パルス制御回路5は次のように
構成されている。すなわち、マイクロコンピユー
タ6に内蔵され自身のハードウエアを動作させる
ための発振器11の十分高い周波数のパルスを分
周器で分周して得たパルスP1(“から走査”の時
の駆動のために利用する。)をアンドゲート12
の一方の入力端、オアー回路13を介してCCD
4のリセツト信号Zとして与えるとともにインバ
ータ14を介してフリツプフロツプ回路15(ク
ロツク信号の立上りで動作するフリツプフロツ
プ)のクロツク端子Cに与えている。上記フリツ
プフロツプ回路15はその出力を入力端子Dに
導入したT−フリツプフロツプであつて、出力
がCCD4の走査パルスφ1として、またQ出力が
同じく走査パルスφ2として与えられている。ま
た、フリツプフロツプ回路15の入力端子Dはフ
リツプフロツプ回路16(クロツク信号の立上り
で動作するフリツプフロツプ)のクロツク端子に
導入されている。このフリツプフロツプ回路16
はそのCL端子にマイクロコンピユータ6から論
理レベルで“1”なる制御パルスPCが与えられ
たとき出力が“1”となり、この出力信号で前
記アンドゲート12を制御している。また、前記
オアー回路13には、マイクロコンピユータ6か
ら単発的なパルスP2(データ読み出し時の駆動の
めに利用する。)が後述する関係に与えられる。
The pulse control circuit 5 is configured as follows. That is, a pulse P 1 (for driving during "scanning from" ) and gate 12
One input terminal of CCD via OR circuit 13
It is applied as a reset signal Z of 4, and is also applied via an inverter 14 to a clock terminal C of a flip-flop circuit 15 (a flip-flop that operates at the rising edge of a clock signal). The flip-flop circuit 15 is a T-flip-flop whose output is introduced into the input terminal D, and the output is given as a scanning pulse φ1 of the CCD 4, and the Q output is also given as a scanning pulse φ2 . The input terminal D of the flip-flop circuit 15 is connected to a clock terminal of a flip-flop circuit 16 (a flip-flop that operates at the rising edge of a clock signal). This flip-flop circuit 16
When a control pulse PC having a logic level of "1" is applied to the CL terminal from the microcomputer 6, the output becomes "1", and the AND gate 12 is controlled by this output signal. Further, a single pulse P 2 (used for driving when reading data) is applied to the OR circuit 13 from the microcomputer 6 according to the relationship described later.

一方、前記アナログ処理回路7は、CCD4の
出力を差動増幅器21によつて取り出すとともに
この増幅器21の出力Cを差動増幅器22の一
方の入力端に導入している。上記増幅器22の他
方の入力端にはすでにマイクロコンピユータ6内
に記憶されている“光なしデータ”DDがD/A
変換器23を介して選択的に導入される。そし
て、差動増幅器22の出力はA/D変換器24に
入力される。このA/D変換器24は、スケール
1のビツトピツチとフオトエレメント部Fのビツ
トピツチとが整数倍でないときにも読取りを可能
化するものである。そして、このA/D変換器2
4はマイクロコンピユータ6のA/D制御ACが
“1”でクリア状態となり、“0”でA/D変換動
作を行なう。また、A/D変換動作が終了する
と、動作時にマイクロコンピユータ6の端子AE
が“1”であつたものを“0”に変更する。
On the other hand, in the analog processing circuit 7, the output of the CCD 4 is taken out by a differential amplifier 21, and the output C of this amplifier 21 is introduced into one input terminal of a differential amplifier 22. At the other input terminal of the amplifier 22, "lightless data" DD already stored in the microcomputer 6 is sent to the D/A
It is selectively introduced via converter 23. The output of the differential amplifier 22 is then input to the A/D converter 24. This A/D converter 24 enables reading even when the bit pitch of scale 1 and the bit pitch of photo element section F are not an integral multiple. And this A/D converter 2
4 is in a clear state when the A/D control AC of the microcomputer 6 is "1", and performs A/D conversion operation when it is "0". Furthermore, when the A/D conversion operation is completed, the terminal AE of the microcomputer 6 is
changes from "1" to "0".

しかして、上記のように構成された本発明装置
はマイクロコンピユータ6に設定されたプログラ
ムにしたがつて動作する。以下、この動作を第6
図および第7図に示す流れ線図を用いて説明す
る。
Thus, the apparatus of the present invention configured as described above operates according to a program set in the microcomputer 6. Below, this operation will be explained in the sixth
This will be explained using the flowchart shown in FIG.

まず、スタートさせると、 f1:発光制御用メモリM7に発光させない意味の
“0”を書き込む。
First, when starting, f1 : writes "0" to the light emission control memory M7 , meaning that no light is emitted.

f2:メモリM2に照射光パルス幅の初期値TLFを書
き込む、なお、この初期値TLFは一般的には適
当な値でもよいが出力Cが所定振幅に達する
までの時間を短縮させるために所定振幅を出力
するに近いパルス幅に設定される。
f 2 : Write the initial value T LF of the irradiation light pulse width to the memory M 2. Although this initial value T LF may generally be an appropriate value, it shortens the time until the output C reaches a predetermined amplitude. Therefore, the pulse width is set close to the one that outputs the predetermined amplitude.

f3:“光なしデータ出力”DDをクリアする。これ
によりD/A変換器23の出力はたとえば0V
となる。
f 3 : Clear “no light data output” DD. As a result, the output of the D/A converter 23 is, for example, 0V.
becomes.

f4:“光なしデータ”を書き込むメモリの最初の
アドレスをメモリM4に書き込む。
f 4 : Write the first address of the memory where “no-light data” is to be written to memory M4 .

f5:結果データを書き込むメモリの最初のアドレ
スをメモリM5に書き込む。
f 5 : Write the first address of the memory where the result data will be written to memory M5 .

f6:メモリM1の内容をクリアする。このメモリ
M1はカウンタとして使用するものでデータ領
域のメモリとは別のアドレスを持つ。
f 6 : Clear the contents of memory M1 . this memory
M1 is used as a counter and has a different address from the data area memory.

f7:パルス制御PCを“1”にセツトする。これ
によりパルスP1がアンドゲート12を介して
与えられ“から走査”が開始される。f7からf13
まで“全から走査”の動作となる。
f7 : Set pulse control PC to "1". As a result, pulse P1 is applied via the AND gate 12, and "scanning from" is started. f7 to f13
The operation is "all-to-scan".

f8:f7からf13により“全から走査”が必要回数n
回行なわれるが、このうち最後の“全から走
査”かどうかメモリM1の内容から判断する。
そして、“YES”の場合にはf9へ、“NO”の場
合にはf12へ進む。
f 8 : n number of times “scanning from all” is required from f 7 to f 13
However, it is determined from the contents of the memory M1 whether or not the last "scanning from all" is performed.
Then, if "YES", proceed to f9 ; if "NO", proceed to f12 .

f9:メモリM7の内容を発光制御LCにセツトする。
したがつてメモリM7“光なしデータ”の読取時
にはM7=“0”)が“1”になつたとき光源2
が発光する。
f9 : Set the contents of memory M7 to light emission control LC.
Therefore, when reading memory M 7 "data without light", when M 7 = "0") becomes "1", light source 2
emits light.

f10:発光制御LCが“1”にセツトされてからの
時間を測定し、メモリM2に書き込まれている
時間に達するとf11へ進む。
f10 : Measure the time since the light emission control LC is set to "1", and when the time written in the memory M2 is reached, proceed to f11 .

f11:発光制御LCを“0”にセツトする。これに
よつて光源2は発光停止する。
f 11 : Set light emission control LC to "0". This causes the light source 2 to stop emitting light.

f12:“全から走査”を開始してからの時間を測定
(マイクロコンピユータ6のプログラム動作の
動作時を利用して時間を監視する。)して“全
から走査”を開始してからの時間が (シフトレジスタ部の全ビツト数/2(φの周波数))
以上に達 するまで待機する。
f 12 : Measure the time since starting "scan from all" (monitor the time by using the program operation of the microcomputer 6) and calculate the time since "scan from all" started. Time is (total number of bits in shift register section/2 (frequency of φ))
Wait until the above value is reached.

f13:パルス制御PCを“O”にセツトする。これ
により“全から走査”が終る。なお、このとき
パルス制御回路の動作により、PCが“0”に
なつてからZ=“0”、φ1=“1”、φ2=“0”に
なつた時にその状態で停止する。この状態は、
CCD4の信号Sを“1”にすることによつて
CCD4のフオトエレメント部Fからシフトレ
ジスタ部Rへ電荷を移動させることのできる状
態である。
f 13 : Set pulse control PC to “O”. This completes the "scanning from all". At this time, due to the operation of the pulse control circuit, when PC becomes "0", Z="0", φ 1 = "1", and φ 2 = "0", the operation stops in that state. This state is
By setting the CCD4 signal S to “1”
This is a state in which charges can be moved from the photo element section F of the CCD 4 to the shift register section R.

f14:端子PSにパルス1個を発生させる(“0”→
“1”→“0”)。これによつて、CCD4のフオ
トエレメント部Fからシフトレジスタ部Rへ電
荷が移動する。
f 14 : Generate one pulse at terminal PS (“0”→
“1” → “0”). As a result, charges move from the photo element section F to the shift register section R of the CCD 4.

f15:メモリM1の内容に1を加える。 f15 : Add 1 to the contents of memory M1 .

f16:メモリM1の内容とN(全から走査の必要回
数)を比較する。メモリM1の内容がNに達し
ていないときにはf7へ移行する。
f 16 : Compare the contents of memory M 1 and N (necessary number of times of scanning from all). If the contents of the memory M1 have not reached N, the process moves to f7 .

f17:パルス制御PCを“1”にセツトする。これ
により再びから走査が開始される。すなわち
f17からf19で部分から走査が行なわれる。
f17 : Set pulse control PC to "1". As a result, scanning is started again. i.e.
Scanning is performed from part f 17 to f 19 .

f18:部分から走査(前)の時間が部分から走査
(前)に必要な時間Tp1に達するまで待機する。
f 18 : Wait until the time for scanning (previous) from the part reaches the time T p1 required for scanning (previous) from the part.

f19:パルス制御PCを“0”にセツトする。これ
によつて部分から走査(前)を終了する。
f19 : Set pulse control PC to "0". This ends the scanning (previous) from the part.

f20:アドレスレジスタにメモリM4の内容を書き
込む。
f 20 : Write the contents of memory M4 to the address register.

f21:メモリM7が“1”か否かを判定し、“YES”
ならばf22へ、“NO”ならばf24へ移行する。な
お、メモリM7が“1”のときには“光あり”
のときを示し、“0”のときは“光なし”のと
きを示す。
f 21 : Determine whether memory M7 is “1” or not, “YES”
If so, go to f 22 ; if “NO”, go to f 24 . In addition, when memory M 7 is “1”, “light is present”
"0" indicates "no light".

f22:“光なしデータ出力DDにアドレスレジスタ
で示されるメモリの内容をセツトする。これに
よりすでに測定されている“光なしデータ”の
うちCCD4のビツトに対応した“光なしデー
タがDDから出力される。
f 22 : Set the memory contents indicated by the address register to the “no light data output DD.” This causes the “no light data” corresponding to the bit of CCD4 to be output from the DD among the “no light data” that has already been measured. be done.

f23:アドレスレジスタにメモリM5の内容を入れ
る。
f 23 : Put the contents of memory M5 into the address register.

f24:A/D制御ACを“0”にセツトする。これ
によつてA/D変換器24がA/D変換動作を
開始する。
f 24 : Set A/D control AC to “0”. As a result, the A/D converter 24 starts an A/D conversion operation.

f25:A/D変換終了AEが“0”になるまで待機
する。
f 25 : Wait until A/D conversion end AE becomes “0”.

f26:アドレスレジスタによつて示されるメモリ
へA/D出力データを書き込む。
f 26 :Write A/D output data to memory indicated by address register.

f27:A/D制御ACを“1”にセツトする。これ
によつてA/D変換器24はクリア状態にな
る。
f27 : Set A/D control AC to "1". This puts the A/D converter 24 in a clear state.

f28:パルスP2を1個発生(“0”→“1”→
“0”)させる。これによつてCCD4のシフト
レジスタ部Rは1ビツトだけシフトする。
f 28 : Generates one pulse P 2 (“0” → “1” →
“0”). As a result, the shift register section R of the CCD 4 is shifted by one bit.

f24〜f28においてA/D変換器24で差動増
幅器22の出力がA/D変換されてアドレスレ
ジスタで示されるメモリに書き込まれ、またシ
フトレジスタ部RにはパルスP2が再び与えら
れる。なをf20からf28までの動作で“光なし時
の動作(LC=“0”)はf22、f23の動作を行なわ
ないので光なしデータ出力DDはクリア状態に
ある。又すでにf9においてLC=“0”の為光源
2は最後の“全から”走査時に発光しておら
ず、したがつて、差動増幅器22の負入力端に
はたとえばOVが、正入力端に光なし時の差動
増幅器21の出力Cがそれぞれ加わる。この
結果、差動増幅器22の出力C1は差動増幅
器21の出力と同じになる。f24〜f28において
差動増幅器22の出力C1をA/D変換して
メモリに書き込むが、このときメモリを示して
いるアドレスレジスタの内容は、メモリM4
つまり“光なし”データ用メモリのアドレスで
ある。このため、データは“光なし”データ用
メモリ領域に書き込まれる。“光あり”時にお
けるf20からf28までの動作(LC=“1”)は、f22
でアドレスレジスタの示すメモリ(メモリM4
の内容、つまり“光なし、データ用メモリ)の
内容を“光なしデータ出力”DDにセツトす
る。次にf23でアドレスレジスタの内容をメモ
リM5の内容と換える。この場合光源2はf9
おいてLC=“1”になつており最終の“全から
走査”時に発光している。したがつて、差動増
幅器22の負入力端には“光なし”データを
D/A変換した信号(これは光なし時の差動増
幅器21の出力とCと同じ)が、また正入力
端には“光あり”時の差動増幅器21の出力C
Oがそれぞれ加わる。この結果、差動増幅器2
2の出力C1は、“光あり”時の差動増幅器2
1の出力から同じく“光なし”時の出力を減じ
たものとなる。f24〜f28において、差動増幅器
22の出力C1(減じた値)をA/D変換して
メモリに書き込むが、このときメモリを示して
いるアドレスレジスタの内容はメモリM5、つ
まり結果データ用メモリのアドレスである。こ
のめにデータは結果データ用メモリに書き込ま
れる。
At f24 to f28 , the output of the differential amplifier 22 is A/D converted by the A/D converter 24 and written to the memory indicated by the address register, and the pulse P2 is again given to the shift register section R. . In the operation from f 20 to f 28 , the operation in the absence of light (LC="0") does not perform the operations of f 22 and f 23 , so the no-light data output DD is in the clear state. 9 , the light source 2 does not emit light during the final "all-to-all" scan because LC="0" in 9, and therefore, for example, OV is at the negative input terminal of the differential amplifier 22, and there is no light at the positive input terminal. As a result, the output C 1 of the differential amplifier 22 becomes the same as the output of the differential amplifier 21. At f 24 to f 28 , the output C 1 of the differential amplifier 22 is added. is A/D converted and written to the memory, but at this time, the contents of the address register indicating the memory are the memory M 4 ,
In other words, it is the address of the memory for "no light" data. Therefore, data is written to a "no light" data memory area. Operation from f 20 to f 28 in “with light” (LC = “1”) is f 22
The memory indicated by the address register (memory M 4
The contents of ``no light, data memory'' are set to ``no light data output'' DD.Next, at f23 , the contents of the address register are replaced with the contents of memory M5.In this case, light source 2 is set to f23. 9 , LC = "1" and light is emitted during the final "scanning from all".Therefore, the negative input terminal of the differential amplifier 22 receives a signal obtained by D/A converting the "no light" data. (This is the same as the output C of the differential amplifier 21 when there is no light), and the positive input terminal is the output C of the differential amplifier 21 when there is light.
O is added to each. As a result, the differential amplifier 2
The output C1 of 2 is the differential amplifier 2 when “light is present”.
It is obtained by subtracting the output when there is no light from the output of 1. In f 24 to f 28 , the output C 1 (subtracted value) of the differential amplifier 22 is A/D converted and written to the memory, but at this time, the contents of the address register indicating the memory are stored in the memory M 5 , that is, the result This is the address of the data memory. For this purpose, the data are written into the result data memory.

f30:メモリM4の内容に1を加える。f 30 : Add 1 to the contents of memory M4 .

f31:メモリM5の内容に1を加える。f 31 : Add 1 to the contents of memory M5 .

f32:メモリM5の内容がX+(SDE)かどうか
(ここで、Xは必要データ数である。)つまり、
必要なデータを取り終つたかどうかを調べる。
メモリM4はメモリM5に対応して変化していく
のでX+(SDE)の判定は同時にX+(SDD)
の判定と云える。
f 32 : Whether the contents of memory M5 are X+(SDE) (here, X is the required number of data).
Check whether the necessary data has been collected.
Since memory M 4 changes in correspondence with memory M 5 , the judgment of X+ (SDE) is made at the same time as X+ (SDD).
This can be said to be a judgment.

f33:光なしデータ出力DDをクリアする。f 33 : Clear no-light data output DD.

f34:f17と同様にデータ読取後における部分から
走査(後)を開示させる。
f 34 :Similar to f 17 , scan (after) is opened from the part after data reading.

f35:部分から走査(後)の時間が部分から走査
(後)に必要な所定の時間TP2に達するまで待
機する。
f 35 : Wait until the time for scanning (after) from a part reaches a predetermined time T P2 required for (after) scanning from a part.

f36:パルス制御PCを“0”にセツトし、部分か
ら走査(後)を終了する。
f36 : Set the pulse control PC to "0" and end scanning (later) from the part.

f38:メモリM7が“1”であるか否かチエツク
し、“YES”である場合はf40へ移り、“NO”の
場合にはf39でメモリM7に“1”を書き込んで
f4へ戻り、“光あり”時の動作を行なう。
f 38 : Check whether memory M 7 is “1” or not. If “YES”, move to f 40 ; if “NO”, write “1” to memory M 7 at f 39 .
Return to f 4 and perform the operation when there is light.

f40:結果データがf24〜f28によつてデータメモリ
(M(SDE)からM(SDE)+X−1)に入つて
いるが、このデータからデータの振幅を求めメ
モリM3へ書き込む。なお、データの振幅の求
め方はデータの最大値と最小値との差を求める
ことによる。
f40 : Result data is stored in the data memory (M(SDE) to M(SDE)+X-1) by f24 to f28 , and the amplitude of the data is determined from this data and written to memory M3 . Note that the amplitude of the data is determined by determining the difference between the maximum value and the minimum value of the data.

f41:次の計算を行ないその結果メモリM2に書き
込む。
f 41 : Perform the next calculation and write the result to memory M2 .

所定の振幅値E0/メモリM3の内容(振幅値)・メモリM2
の内容 (前回のパルス幅) したがつて、この時点でメモリM2の内容
(発光パルス幅)は新しい値に書き改められる。
Predetermined amplitude value E 0 / Contents of memory M 3 (amplitude value) / Memory M 2
(previous pulse width) Therefore, at this point, the contents of memory M2 (emission pulse width) are rewritten to a new value.

f42:メモリM3の内容(振幅値)が所定レベルの
上限(E0-2)と所定レベルの下限(E0-1)との
間に入つているか否か判定する。E0-2とE0-1
振幅変動の許容値として予め定められた値であ
る。判定の結果、“NO”の場合にはf4へ戻りf4
〜f42の動作(“光あり”の状態)をくり返す。
“YES”の場合にはf43へ移行する。
f42 : Determine whether the contents (amplitude value) of the memory M3 are between the upper limit ( E0-2 ) of a predetermined level and the lower limit ( E0-1 ) of a predetermined level. E 0-2 and E 0-1 are predetermined values as permissible values for amplitude fluctuation. If the result of the judgment is “NO”, return to f 4 and press f 4
~f Repeat the operation of 42 (“with light” state).
If “YES”, move to f43 .

f43:CCD4のインデツクスビツトIo(第3図参
照)に相当するメモリからスレツシヨルドレベ
ルに較べて大か小かを判定しながら、次々にス
キヤンし、黒が5つ以上続いた後白(大)が3
つ以上続くところの最初の白ビツトをマーカビ
ツトIn(第3図参照)と判断し、それまでのビ
ツト数を数える。第3図の場合はビツト数5と
なる。この値をメモリM6へ書き込む。
f43 : Scans the memory corresponding to the index bit I o (see Figure 3) of CCD4 one after another while determining whether it is larger or smaller than the threshold level, and after 5 or more blacks continue. White (large) is 3
The first white bit of two or more consecutive bits is determined to be the marker bit I n (see Figure 3), and the number of bits so far is counted. In the case of FIG. 3, the number of bits is 5. Write this value to memory M6 .

f44:マーカビツトInから数えて定められたビツ
ト、つまりアドレス部に対応するビツトが白か
どうかを確認し、スケール1のブロツク番号を
求めてメモリM9へ書き込む。
f44 : Check whether the specified bit by counting from the marker bit I n , that is, the bit corresponding to the address part, is white, obtain the block number of scale 1, and write it to the memory M9 .

f45:1ブロツクのビツト数をCCD4のフオトエ
レメント部の素子数でNSとし、素子ピツチを
mとして基準点からの距離Eを E=m(NSM9−M8) として算出し表示メモリに書き込む。
f 45 : The number of bits in one block is the number of elements in the photo element part of CCD4 as N S , the element pitch is m, and the distance E from the reference point is calculated and displayed as E = m (N S M 9 − M 8 ). write to memory.

但しM9,M8はメモリM9およびM8の内容で
ある。以上の動作によつて表示器8にEが表示
される。
However, M 9 and M 8 are the contents of memories M 9 and M 8 . Through the above operations, E is displayed on the display 8.

なお、上述した実施例においては、スケール1
としては説明の便宜上第3図に示したものを用い
たが、これに限られるものではない。またパルス
P1を得る手段としてマイクロコンピユータ6に
内蔵された発振器の出力をコンピユータ内の分周
器を使つて分周して得るようにしているが、分周
器は外周へ設けてもよい。同様に発振器も別のも
のを使用してもよい。さらに、たとえばA/D変
換器24のA/D変換終了AEが“0”になる毎
に1個のパルスを発生するパルス発生器を設け、
この発生器の出力パルスをパルスP2として用い
てもよい。また、CCD4の全ビツトを測定用と
して用いるときには部分から走査が省略されるこ
とは勿論である。また、スケールを静止部に固定
しておき、他の部分を移動体上に搭載させてもよ
い。また、上述した実施例は、本発明装置を使つ
て長さを測定する例であるが、角度の測定も行な
えることは勿論である。
In addition, in the above-mentioned embodiment, scale 1
Although the one shown in FIG. 3 is used for convenience of explanation, the present invention is not limited to this. Also pulse
As a means of obtaining P 1 , the output of an oscillator built into the microcomputer 6 is frequency-divided using a frequency divider within the computer, but the frequency divider may be provided on the outer periphery. Similarly, another oscillator may be used. Further, for example, a pulse generator is provided that generates one pulse each time the A/D conversion end AE of the A/D converter 24 becomes "0",
The output pulse of this generator may be used as pulse P2 . Furthermore, it goes without saying that when all bits of the CCD 4 are used for measurement, scanning is omitted from some parts. Alternatively, the scale may be fixed to a stationary part and the other parts may be mounted on a moving body. Moreover, although the above-mentioned embodiment is an example in which length is measured using the apparatus of the present invention, it goes without saying that angle measurement can also be performed.

このように、光情報を送する情報源をパルス的
に駆動するようにしている。したがつて、情報の
変化速度を無視できる範囲に駆動パルス幅を設定
しておきさえすれば、各時点における情報データ
を正確に読み取ることができ、蓄積効果形センサ
が本質的に有している不利な点を解消することが
できる。また、実施例に示すように蓄積効果形セ
ンサから読み出されるデータの信号振幅を常に一
定化する手段を設けておけば、光源の光量低下や
スケールの汚れ等による光量低下を補償できるの
で長期に亘つて処理系を安定に動作させることが
できる。
In this way, the information source that sends optical information is driven in a pulsed manner. Therefore, as long as the drive pulse width is set within a range where the speed of change of information can be ignored, the information data at each point in time can be read accurately, which is an inherent property of cumulative effect sensors. Disadvantages can be eliminated. In addition, as shown in the example, if a means is provided to always keep the signal amplitude of the data read from the cumulative effect sensor constant, it will be possible to compensate for the decrease in the light intensity due to the light source's light intensity or the scale being dirty, so it will last for a long time. This allows the processing system to operate stably.

以上詳述したように、本発明によれば、時々
刻々に変化する光情報の各時点における情報デー
タを正確に読み取り得る蓄積効果形センサのデー
タを読取り装置を提供できる。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a data reading device for a storage effect sensor that can accurately read information data at each point in time of optical information that changes from moment to moment.

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

第1図は蓄積効果形センサと明暗パターンをも
つたスケールとを組合せたときの配置の一例を示
す図、第2図は第1図に示す配置のとき蓄積効果
形センサを走査したときの各部波形図、第3図は
蓄積効果形センサと明暗パターンをもつたスケー
ルとを組合せて長さを測定するときの両者の関係
の一例を説明するための図、第4図は本発明の原
理を説明するための波形図、第5図は本発明の一
実施例に係る装置の構成説明図、第6図および第
7図は同装置の動作を説明するための流れ線図で
ある。 1……スケール、2……光源、3,3′……レ
ンズ系、4……CCD、5……パルス制御回路、
6……マイクロコンピユータ、7……変換回路、
8……表示器。
Figure 1 shows an example of the arrangement when a cumulative effect sensor and a scale with a bright/dark pattern are combined, and Figure 2 shows various parts when scanning with the cumulative effect sensor in the arrangement shown in Figure 1. A waveform diagram, FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the relationship between a cumulative effect sensor and a scale with a bright/dark pattern when measuring length in combination, and FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram of the configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6 and 7 are flow diagrams for explaining the operation of the apparatus. 1... Scale, 2... Light source, 3, 3'... Lens system, 4... CCD, 5... Pulse control circuit,
6...Microcomputer, 7...Conversion circuit,
8...Indicator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 光情報を電荷に変換して蓄積する複数の素子
で構成されたフオトエレメント部および上記フオ
トエレメント部に対応して設けられ上記フオトエ
レメント部の各素子に蓄積された電荷を同時に記
憶保持し得るレジスタ部からなる蓄積効果形セン
サと、この蓄積効果形センサに選択的に光情報を
与える情報源と、前記蓄積効果形センサの前記フ
オトエレメント部から前記レジスタ部への電荷移
送制御および上記レジスタ部からデータを読み出
すためのデータ読出し走査を行なうセンサ駆動手
段と、前記フオトエレメント部から前記レジスタ
部への電荷移送制御に先だつて前記情報源をパル
ス駆動するパルス駆動手段と、前記蓄積効果形セ
ンサから読み出された前回のデータ信号の振幅と
前回の情報源パルス駆動幅と予め設定された振幅
とから次回読み出し時における前記パルス駆動手
段の駆動パルス幅を制御してデータ信号の振幅を
一定化させる振幅制御手段とを具備してなること
を特徴とする蓄積効果形センサのデータ読取り装
置。 2 前記振幅制御手段は、前回読み出した時のデ
ータ信号振幅をEAとし、前回の駆動パルス幅を
TLAとし、予め設定された振幅をE0としたとき、
次回読み出し時における駆動パルス幅TLBを、 TLB=(E0/EA)×TLA として制御するものであることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の蓄積効果形センサのデー
タ読取り装置。 3 前記情報源は、発光ダイオードを光源として
用いていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の蓄積効果形センサのデータ読取り装置。
[Scope of Claims] 1. A photo element section configured with a plurality of elements that convert optical information into charges and store them, and a charge accumulated in each element of the photo element section provided corresponding to the photo element section. an information source that selectively supplies optical information to the storage effect sensor; and an electric charge from the photo element section of the storage effect sensor to the register section. sensor driving means for controlling transfer and performing data readout scanning for reading data from the register section; pulse driving means for driving the information source in pulses prior to controlling charge transfer from the photo element section to the register section; The drive pulse width of the pulse drive means at the next readout is controlled based on the amplitude of the previous data signal read from the storage effect sensor, the previous information source pulse drive width, and a preset amplitude to generate a data signal. 1. A data reading device for a cumulative effect sensor, comprising: amplitude control means for making the amplitude constant. 2 The amplitude control means sets the data signal amplitude at the previous readout to E A , and sets the previous drive pulse width to
When T LA and the preset amplitude are E 0 ,
Data of the storage effect type sensor according to claim 1, wherein the drive pulse width T LB at the next readout is controlled as T LB = (E 0 /E A )×T LA reader. 3. Claim 1, wherein the information source uses a light emitting diode as a light source.
A data reading device for the cumulative effect type sensor described in 2.
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