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JP6641650B2 - Absolute grid scale - Google Patents

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JP6641650B2
JP6641650B2 JP2018552216A JP2018552216A JP6641650B2 JP 6641650 B2 JP6641650 B2 JP 6641650B2 JP 2018552216 A JP2018552216 A JP 2018552216A JP 2018552216 A JP2018552216 A JP 2018552216A JP 6641650 B2 JP6641650 B2 JP 6641650B2
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ワン、ファンファン
ゾウ、チエン
ワン、シャオハオ
マオ、シンユ
ゼン、リジアン
シャオ、シャン
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グラジュエート スクール アット シェンチェン、 ツィングワ ユニバーシティー
グラジュエート スクール アット シェンチェン、 ツィングワ ユニバーシティー
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Description

本願発明は、計測の分野に係り、詳しく言えば、絶対式の格子スケールに関する。   The present invention relates to the field of metrology, and more particularly to an absolute grid scale.

絶対式の格子スケールの主格子に2つのコードバーが設けられ、そのうち一方は増分コードバーで、増分変位を測定するための格子線が等間隔に印刻され、他方のコードバーに、格子スケールを起動させる時に基準点の位置を特定するための複数の基準点マークが印刻される。増分変位の測定と基準点の位置特定を組み合わせると、格子スケールによる絶対測定を実現できる。現在、市場で販売される格子スケールでは、その大半が反射により測定する読取りヘッドを利用し、得られた基準点信号が負のパルス信号であるため、一般的にピークでの信号強度が低く、わずかな外部の光信号からの干渉でも、信号のコントラストが大幅に下がるため、基準点の位置を正確に特定することは難しい。   The main grid of the absolute grid scale is provided with two code bars, one of which is an incremental code bar, grid lines for measuring incremental displacement are imprinted at equal intervals, and the other code bar has a grid scale. At the time of activation, a plurality of reference point marks for specifying the position of the reference point are imprinted. Combining the measurement of the incremental displacement with the localization of the reference point enables an absolute measurement on a grid scale. Currently, most grid scales on the market use read heads that measure by reflection, and the resulting reference point signal is a negative pulse signal, which generally results in lower signal strength at the peak, Even a slight interference from an external optical signal greatly reduces the contrast of the signal, so that it is difficult to accurately specify the position of the reference point.

本願発明は、従来技術の欠点を解消するために、基準信号のコントラストが効果的に向上する絶対式の格子スケールを提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an absolute grid scale in which the contrast of a reference signal is effectively improved in order to solve the disadvantages of the prior art.

本願発明に係る絶対式の格子スケールは、主格子と、読取りヘッド装置とを備える。前記読取りヘッド装置は、増分変位測定部を備える。前記読取りヘッド装置は、第1のビームスプリッタと、マスクプレートと、基準位置光電検出器とをさらに備える。前記主格子に複数の基準コードバーが設けられ、任意の隣接する2つの基準コードバーの間の距離は、残りの任意の隣接する2つの基準コードバーの間の距離と異なる。前記第1のビームスプリッタは、光源の発射した光を主格子に出射するビームと、増分変位測定部に出射するビームとに分割し、主格子に出射するビームは、前記マスクプレートを透過して前記主格子に到達し且つ反射された後、再度前記マスクプレートを透過して前記基準位置光電検出器により受信される。前記マスクプレートに前記基準コードバーと同一のコードバーが設けられ、前記マスクプレートは、前記マスクプレートに出射するビームが前記マスクプレートにより反射された後、前記基準位置光電検出器により受信されないように設けられる。   The absolute grating scale according to the present invention includes a main grating and a read head device. The read head device includes an incremental displacement measuring unit. The read head device further includes a first beam splitter, a mask plate, and a reference position photoelectric detector. The main lattice is provided with a plurality of reference code bars, and a distance between any two adjacent reference code bars is different from a distance between any remaining two adjacent reference code bars. The first beam splitter divides the light emitted from the light source into a beam emitted to the main grating and a beam emitted to the incremental displacement measurement unit, and the beam emitted to the main grating passes through the mask plate. After reaching the main grating and being reflected, the light passes through the mask plate again and is received by the reference position photoelectric detector. The same code bar as the reference code bar is provided on the mask plate, and the mask plate is configured such that a beam emitted to the mask plate is not received by the reference position photoelectric detector after the beam emitted from the mask plate is reflected by the mask plate. Provided.

好ましくは、前記マスクプレートに出射するビームと前記マスクプレートの法線は鋭角を形成し、すなわち、前記マスクプレートは、主格子に平行である状態から、図2のθx方向を中心に所定の角度で回転するように構成されることで、前記マスクプレートに出射するビームと前記マスクプレートの法線が鋭角を形成する。   Preferably, a beam emitted to the mask plate and a normal line of the mask plate form an acute angle, that is, the mask plate is shifted from a state parallel to the main grating by a predetermined angle around the θx direction in FIG. In this configuration, the beam emitted to the mask plate and the normal line of the mask plate form an acute angle.

パルス信号のコントラストを高めるために、読取りヘッドのマスクプレートは、スリットに垂直な方向を中心に小さな角度で回転するように構成される。これにより、ビームがマスクプレートを透過した後の光場の分布は、透過する前と一致し、且つ、マスクプレート自体により反射される光は、光電検出器により受信されることなく偏向される。パルス信号のコントラストを効果的に高め、基準位置(基準コードバー)に対する認識の精度を向上させることができる。   To increase the contrast of the pulse signal, the read head mask plate is configured to rotate at a small angle about a direction perpendicular to the slit. Thereby, the distribution of the light field after the beam has transmitted through the mask plate is identical to that before transmission, and the light reflected by the mask plate itself is deflected without being received by the photoelectric detector. The contrast of the pulse signal can be effectively increased, and the recognition accuracy for the reference position (reference code bar) can be improved.

好ましくは、前記鋭角が5°未満である。   Preferably, the acute angle is less than 5 °.

好ましくは、前記マスクプレートのコードバーに光透過部と、光反射部とが設けられる。   Preferably, a light transmitting portion and a light reflecting portion are provided on the code bar of the mask plate.

好ましくは、前記マスクプレートに出射するビームが前記マスクプレートのコードバーの幅よりも大きい。   Preferably, a beam emitted to the mask plate is larger than a width of a code bar of the mask plate.

好ましくは、前記コードバーからなるコードが0110000100000000100110000110100000001000000000011001000000100000000101000001100010000001001000001110であり、1は光透過部を表し、0は光反射部を表す。   Preferably, the code composed of the code bar is 01100001000000000010011000011010000000100000000000100100000001000000010100000110001000001001000001110, 1 represents a light transmitting portion, and 0 represents a light reflecting portion.

好ましくは、光透過部および光反射部のそれぞれの幅が10μmである。   Preferably, each width of the light transmitting portion and the light reflecting portion is 10 μm.

パルス信号のピークにより基準位置に揃えることができる。パルス信号のピーク幅はコードバーの線幅に比例し、コードバーの線幅を10μmに設定すると、得られたピーク幅が26μmであるため、0.6μmの精度での基準点の位置特定を実現できる。   It can be aligned with the reference position by the peak of the pulse signal. The peak width of the pulse signal is proportional to the line width of the code bar. If the line width of the code bar is set to 10 μm, the obtained peak width is 26 μm. Therefore, the position of the reference point can be specified with an accuracy of 0.6 μm. realizable.

前記コードバーは、実際の回折効果を考慮して設計するものである。最小のスリット幅が10μmで、660nmの波長をはるかに超えているが、わずかな回折効果でも基準信号のパルスピークを大幅に弱めてしまうため、回折効果からの影響を考慮する必要がある。上記のような光路構造では、ビームが読取りヘッドのマスクプレートを透過した後に1回目の回折を生じ、この回折をフレネル回折として処理する。ビームが主格子の基準点領域に到達すると、反射光が2回目のフレネル回折を生じ、読取りヘッドのマスクプレートに反射された後、2回目のフレネル回折の光場とマスクプレートのスリット構造を関連付けることにより、基準点の位置を特定するためのパルス信号の波形を得ることができる。   The code bar is designed in consideration of an actual diffraction effect. Although the minimum slit width is 10 μm, which is far beyond the wavelength of 660 nm, even a slight diffraction effect significantly weakens the pulse peak of the reference signal, so that it is necessary to consider the influence from the diffraction effect. With such an optical path structure, the first diffraction occurs after the beam has passed through the mask plate of the read head, and this diffraction is treated as Fresnel diffraction. When the beam reaches the reference point region of the main grating, the reflected light undergoes a second Fresnel diffraction and is reflected by the read head mask plate, and then associates the light field of the second Fresnel diffraction with the slit structure of the mask plate. This makes it possible to obtain the waveform of the pulse signal for specifying the position of the reference point.

本願発明は、上記のように構成されることにより、以下の利点を有する。
1.斜めに設けられるマスクプレートは、それ自体により反射される光を光電検出器以外の領域に反射できるため、基準信号のコントラストを高め、基準点の位置特定の精度を向上させることができる。
2.実際の回折効果を考慮して設計する100ビットのランダムコードにより、ピークの幅が26μmのパルス信号を得ることができ、0.6μmの精度で基準点の位置特定を実現できる。
The present invention has the following advantages by being configured as described above.
1. Since the mask plate provided at an angle can reflect light reflected by itself to a region other than the photoelectric detector, the contrast of the reference signal can be increased, and the accuracy of specifying the position of the reference point can be improved.
2. With a 100-bit random code designed in consideration of the actual diffraction effect, a pulse signal having a peak width of 26 μm can be obtained, and the position of the reference point can be specified with an accuracy of 0.6 μm.

本願発明のいくつかの実施例による絶対式の格子スケールの原理概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of the principle of an absolute grid scale according to some embodiments of the present invention. 図1の部分概略図である。FIG. 2 is a partial schematic diagram of FIG. 1. 本願発明のいくつかの実施例による主格子の増分コードバーおよびその基準コードバーである。FIG. 7 is an incremental code bar of a main grid and its reference code bar according to some embodiments of the present invention. 本願発明のいくつかの実施例による読取りヘッドのマスクプレートにおけるコードバーである。4 is a code bar in a mask plate of a read head according to some embodiments of the present invention. 本願発明のいくつかの実施例による基準パルス信号である。9 is a reference pulse signal according to some embodiments of the present invention.

以下、本願発明の好ましい実施例について詳しく説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

図1および図2に示すように、一実施例による絶対式の格子スケールは、主格子15と、読取りヘッド装置とを備える。前記読取りヘッド装置は、増分変位測定部23と、基準位置測定部22とを備える。基準位置測定部22は、第1のビームスプリッタ12と、マスクプレート13と、基準位置光電検出器14とを備える。主格子15に複数の基準コードバー2が設けられる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the absolute grating scale according to one embodiment includes a main grating 15 and a read head device. The read head device includes an incremental displacement measuring unit 23 and a reference position measuring unit 22. The reference position measuring unit 22 includes a first beam splitter 12, a mask plate 13, and a reference position photoelectric detector 14. The main grid 15 is provided with a plurality of reference code bars 2.

光源11(例えば、レーザダイオード)が波長660nmの赤色レーザ光L0を発射し、コリメートレンズを透過して平行ビームになり、次いで開口絞りを透過すると、ビームが直径1.2mmのビームに整形される。第1のビームスプリッタ(エネルギービームスプリッタ)12は、光源11の発射した光を2つのレーザ光に分割する。そのうち一方は90°屈折して主格子15に出射し、他方は第1のビームスプリッタ12を透過して増分変位測定部23に出射し、読取りヘッドが主格子15に対して移動する増分変位を測定する。主格子に出射するビームL1は、マスクプレート13を透過して主格子15に到達し、且つ主格子15により反射された後、再度マスクプレート13を透過して(すなわちビームL2)、第1のビームスプリッタ12を透過して基準位置光電検出器14により受信される。   When the light source 11 (for example, a laser diode) emits red laser light L0 having a wavelength of 660 nm, passes through a collimating lens to become a parallel beam, and then passes through an aperture stop, the beam is shaped into a beam having a diameter of 1.2 mm. . The first beam splitter (energy beam splitter) 12 splits the light emitted from the light source 11 into two laser lights. One of them is refracted by 90 ° and exits to the main grating 15, and the other passes through the first beam splitter 12 and exits to the incremental displacement measuring unit 23, and detects the incremental displacement that the read head moves with respect to the main grating 15. Measure. The beam L1 emitted to the main grating passes through the mask plate 13 and reaches the main grating 15, and is reflected by the main grating 15 and then passes through the mask plate 13 again (that is, the beam L2), and the first beam is emitted. The light passes through the beam splitter 12 and is received by the reference position photoelectric detector 14.

増分変位測定部23は、従来技術で一般的に用いられる構成とすることができ、読取りヘッドの主格子15移動に対して移動する増分変位を測定する。   The incremental displacement measuring unit 23 may be configured as generally used in the related art, and measures an incremental displacement that moves with respect to the movement of the main grating 15 of the read head.

マスクプレート13には、一連の光透過部8(例えば、図4に示す白色のスリット)と非透過部7(例えば、図4に示す黒色の線)とで構成される、前記基準コードバーに対応するコードバーが設けられる。   The mask plate 13 includes a series of light transmitting portions 8 (for example, white slits shown in FIG. 4) and non-transmitting portions 7 (for example, black lines shown in FIG. 4). A corresponding code bar is provided.

増分変位測定部23は、干渉光路を含み、増分変位測定部23に入射するレーザビームが第2のビームスプリッタ16によりさらに2つのビームに分割される。そのうち一方は、基準格子19に出射し、他方は主格子15に出射する。基準格子の+N次回折光と主格子の+N次回折光は干渉縞を形成し(例えば、基準格子19の+1次回折光がミラー24および第2のビームスプリッタ16により反射された後、主格子15の+1次回折光がミラー20および第2のビームスプリッタ16を透過した後のビームにおいて回折する)、基準格子の−N次回折光と主格子のN次回折光は干渉縞を形成する(例えば、基準格子19の−1次回折光がミラー21および第2のビームスプリッタ16により反射された後、主格子15の−1次回折光がミラー25および第2のビームスプリッタ16を透過した後のビームにおいて回折する)。読取りヘッドが主格子の長手方向に変位する時、ドップラー効果により、干渉縞に1回の明暗変化を生じる。読取りヘッドが1格子周期だけ移動するたびに、干渉縞に明暗変化が認められる。光路には、干渉縞における光の強度の変化を検出するための複数の光電検出器17および光電検出器18も設けられ、干渉縞の周期的な明暗変化の数を計数することにより、読取りヘッドが移動する増分変位を算出できる。   The incremental displacement measuring section 23 includes an interference optical path, and the laser beam incident on the incremental displacement measuring section 23 is further split into two beams by the second beam splitter 16. One of them is emitted to the reference grating 19 and the other is emitted to the main grating 15. The + N-order diffracted light of the reference grating and the + N-order diffracted light of the main grating form interference fringes. The second-order diffracted light is diffracted in the beam after passing through the mirror 20 and the second beam splitter 16), and the −Nth-order diffracted light of the reference grating and the Nth-order diffracted light of the main grating form interference fringes (for example, of the reference grating 19). After the -1st-order diffracted light is reflected by the mirror 21 and the second beam splitter 16, the -1st-order diffracted light of the main grating 15 is diffracted in the beam transmitted through the mirror 25 and the second beam splitter 16). When the read head is displaced in the longitudinal direction of the main grating, the Doppler effect causes a single light-dark change in the interference fringes. Each time the read head moves by one grating period, a light-dark change is observed in the interference fringes. The optical path is also provided with a plurality of photoelectric detectors 17 and 18 for detecting a change in the intensity of light in the interference fringes. By reading the number of periodic light-dark changes in the interference fringes, the read head is read. Can be calculated.

図3に示すように、主格子15に複数の基準コードバー2が設けられ、残りは格子線、すなわち増分コードバー1である。増分コードバー1では、周期が1μmの格子線が等間隔に設けられ、格子に反射型のホログラフィック回折格子を用いる。主格子15では、任意の隣接する2つの基準コードバー2の間の距離が、残りの任意の隣接する2つの基準コードバーの間の距離と異なり、すなわち、基準コードバー2は、隣接する2つの基準コードバーの間の距離が一意に決まる値となるよう距離でコードするように、増分コードバー1に設定される。例えば、2つの隣接する基準コードバーの間の距離はD0+kδで、残りの2つの隣接する基準コードバーの間の距離はD0+(k+1)δである。2つの基準コードバーの間の距離が一意に決まるために、読取りヘッドが隣接する2つの基準コードバーを通過するたびに、読取りヘッドが最初に位置する絶対位置を算出できる。   As shown in FIG. 3, the main grid 15 is provided with a plurality of reference code bars 2 and the rest are grid lines, that is, the incremental code bars 1. In the incremental code bar 1, grating lines having a period of 1 μm are provided at equal intervals, and a reflection type holographic diffraction grating is used as the grating. In the main grid 15, the distance between any two adjacent reference code bars 2 is different from the distance between the remaining two adjacent reference code bars 2, that is, the reference code bar 2 The incremental code bar 1 is set so as to code with the distance so that the distance between the two reference code bars becomes a value uniquely determined. For example, the distance between two adjacent reference code bars is D0 + kδ, and the distance between the remaining two adjacent reference code bars is D0 + (k + 1) δ. Since the distance between two reference code bars is uniquely determined, the absolute position where the read head is first located can be calculated each time the read head passes over two adjacent reference code bars.

読取りヘッドの初期位置を点aとすると、読取りヘッドが移動して隣接する2つの基準コードバー3および基準コードバー4を通過する時、増分変位測定部13は、増分変位x1を算出でき、読取りヘッドが基準コードバー3に到達する時、マスクプレート13が基準コードバー3に揃えられ、この時、マスクプレート13を透過したビームが光パルスであるため、基準位置光電検出器14は対応する基準パルス信号を検出でき、そして増分変位測定部13は、距離x2を計算する。読取りヘッドが基準コードバー4に到達する時、マスクプレート13が基準コードバー4に揃えられ、この時、マスクプレート13を透過したビームが光パルスであるため、基準位置光電検出器14は対応する基準パルス信号を検出でき、これで増分変位測定部13は距離x2の値を確定できる。主格子の基準コードバーは距離でコードするように設定されるため、任意の2つの基準コードバーの間の距離が決まり、算出される距離x2により基準コードバーの位置する絶対位置は決まり、x1−x2により読取りヘッドの最初に位置する点aの絶対位置は決まる。   Assuming that the initial position of the read head is point a, when the read head moves and passes through two adjacent reference code bars 3 and 4, the incremental displacement measuring section 13 can calculate the incremental displacement x1 and read. When the head reaches the reference code bar 3, the mask plate 13 is aligned with the reference code bar 3. At this time, since the beam transmitted through the mask plate 13 is an optical pulse, the reference position photoelectric detector 14 is set to the corresponding reference position. The pulse signal can be detected, and the incremental displacement measuring unit 13 calculates the distance x2. When the read head reaches the reference code bar 4, the mask plate 13 is aligned with the reference code bar 4. At this time, since the beam transmitted through the mask plate 13 is an optical pulse, the reference position photoelectric detector 14 corresponds. The reference pulse signal can be detected, and the incremental displacement measuring unit 13 can determine the value of the distance x2 with this. Since the reference code bar of the main lattice is set so as to code at a distance, the distance between any two reference code bars is determined. The calculated distance x2 determines the absolute position where the reference code bar is located. -X2 determines the absolute position of the first point a of the read head.

図1および図2に示すように、入射光はまずマスクプレートを透過し、1回目に変調され、マスクプレート13のコードバーは、入射するビームを変調させて明暗交互の縞状のビームを形成できる。次いで、変調された縞状のビームが主格子の基準コードバー領域に入射し且つ反射されてマスクプレートに戻り、この時に、光が2回目に変調される。最後に再度マスクプレート13を透過して3回目に変調された後、光電検出器により受信される。本実施例では、主格子15および基準格子19に反射型の格子を用いる。マスクプレートと主格子15が相対的に変位する時、光電検出器により受信される光の強度も変化し、これはマスクプレート自体のコード構造における自己相関に相当する。マスクプレートのコードバーが主格子の同一の基準コードバー2に正確に揃えられる時、相関性が最も高く、検出器により受信される光の強度が最小である。マスクプレートのコードバーが主格子の基準コードバーから1ビットだけオフセットする時、光の強度が大幅に増加し、これにより基準位置に揃えるための負の基準パルス信号が形成される。図5に示すように、マスクプレートが主格子の基準点に正確に揃えられる時、検出器により受信される光の強度は、理論的に0であり、すなわちパルス信号のピークW2に対応し、このピーク値を用いて基準コードバーの位置を特定できる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the incident light first passes through the mask plate and is modulated for the first time, and the code bar of the mask plate 13 modulates the incident beam to form a light-dark alternating striped beam. it can. The modulated striped beam then impinges on the reference code bar area of the main grating and is reflected back to the mask plate, at which time the light is modulated a second time. Finally, the light is transmitted through the mask plate 13 again and modulated for the third time, and then received by the photoelectric detector. In this embodiment, a reflective grating is used for the main grating 15 and the reference grating 19. When the mask plate and the main grating 15 are displaced relatively, the intensity of the light received by the photodetector also changes, which corresponds to the autocorrelation in the code structure of the mask plate itself. When the code bars of the mask plate are exactly aligned with the same reference code bar 2 of the main grating, the correlation is highest and the intensity of light received by the detector is minimal. When the code bar of the mask plate is offset by one bit from the reference code bar of the main grating, the light intensity is greatly increased, thereby forming a negative reference pulse signal to align with the reference position. As shown in FIG. 5, when the mask plate is precisely aligned with the reference point of the main grating, the intensity of light received by the detector is theoretically zero, ie, corresponding to the peak W2 of the pulse signal, The position of the reference code bar can be specified using this peak value.

図3に示すように、基準パルス信号のピークでの光の強度が極めて小さいため、外部の光が検出器にわずかな干渉を与える場合でも、基準信号のコントラストに深刻な影響を及ぼすことになる。実際に、マスクプレートは一般的にガラス繊維からなるため、その表面に反射防止材料がコーティングされても反射を解消できないため、マスクプレート自体が一部の光を検出器に反射する。これは基準パルス信号に直流成分を加えることに相当し、そのコントラストが大幅に下がり、基準コードバーの位置特定の精度に影響を与えるが、マスクプレートをスリットに垂直な方向に5°未満の小さな角度で回転させ、それ自体の反射した光を検出器以外の領域に反射することにより、光の強度信号のコントラストを高め、基準コードバーの位置特定の精度を向上させることができる。   As shown in FIG. 3, since the light intensity at the peak of the reference pulse signal is extremely small, even if external light causes slight interference on the detector, the contrast of the reference signal is seriously affected. . In fact, since the mask plate is generally made of glass fiber, its reflection cannot be eliminated even if its surface is coated with an anti-reflection material, and the mask plate itself reflects some light to the detector. This is equivalent to adding a DC component to the reference pulse signal, which greatly reduces the contrast and affects the accuracy of the reference code bar location, but moves the mask plate in a direction perpendicular to the slit by less than 5 °. By rotating by an angle and reflecting the light reflected by itself to a region other than the detector, the contrast of the light intensity signal can be increased, and the accuracy of specifying the position of the reference code bar can be improved.

一実施例では、マスクプレートのコードバーをコードするビット数を100ビットとし、線幅を10μmとし、光透過部8を23個、非透過部7を77個とする。図2に示すように、全幅が1mmであり、直径1.2mmのビームは、1mmの領域をカバーできる。本実施例では、スリットの幅が10μmで、利用されるレーザ光の660nmの波長をはるかに超えているため、わずかな回折効果を生じるが、基準パルスのピークでの信号が極めて弱いため、わずかな回折効果でもノイズにより信号が遮蔽される可能性がある。したがって、コードの設定に際して回折効果からの影響も考慮する。列挙法により100ビットのコード構造を設定し、具体的には、「0110000100000000100110000110100000001000000000011001000000100000000101000001100010000001001000001110」である。ピークを有するパルス信号を含み、ピークの幅W1は26μmで、回路によりさらに分割されることにより、0.6μmの精度での基準点の位置特定を実現できる。   In one embodiment, the number of bits for coding the code bar of the mask plate is 100 bits, the line width is 10 μm, the number of light transmitting portions 8 is 23, and the number of non-transmitting portions 7 is 77. As shown in FIG. 2, a beam having a total width of 1 mm and a diameter of 1.2 mm can cover an area of 1 mm. In the present embodiment, the slit width is 10 μm, which is far beyond the wavelength of 660 nm of the laser light used, so that a slight diffraction effect occurs. However, since the signal at the peak of the reference pulse is extremely weak, a slight The signal may be shielded by noise even with a simple diffraction effect. Therefore, when setting the code, the influence from the diffraction effect is also taken into consideration. A 100-bit code structure is set by the enumeration method, and specifically, it is “011000010000000000001001100001101000000000000000000000001100100000001000000010100000110001000001001000001110”. It includes a pulse signal having a peak, has a peak width W1 of 26 μm, and is further divided by a circuit, whereby the position of the reference point can be specified with an accuracy of 0.6 μm.

以上記載されている内容は、好ましい実施形態により本願発明を詳しく説明するものに過ぎず、本願発明の実施形態は、上記説明に限定されるものではない。なお、当業者が本願発明の趣旨を逸脱することなく種々の変更または変形を加えることもでき、これらはいずれも添付される特許請求の範囲により特定される保護対象と見なされる。   What has been described above merely describes the present invention in detail with preferred embodiments, and the embodiments of the present invention are not limited to the above description. It should be noted that those skilled in the art can make various changes or modifications without departing from the spirit of the present invention, and these are all considered to be protected by the appended claims.

Claims (7)

主格子と、増分変位測定部を含む読取りヘッド装置とを備える絶対式の格子スケールにおいて、前記読取りヘッド装置は、第1のビームスプリッタと、マスクプレートと、基準位置光電検出器とをさらに備え、前記主格子に複数の基準コードバーが設けられ、任意の隣接する2つの基準コードバーの間の距離は、残りの任意の隣接する2つの基準コードバーの間の距離と異なり、前記第1のビームスプリッタは、光源の発射した光を前記主格子に出射するビームと、増分変位測定部に出射するビームとに分割し、前記主格子に出射するビームは、前記マスクプレートを透過して前記主格子に到達し且つ反射された後、再度前記マスクプレートを透過して前記基準位置光電検出器により受信され、前記マスクプレートに前記基準コードバーと同一のコードバーが設けられ、前記マスクプレートは、前記マスクプレートに出射するビームが前記マスクプレートにより反射された後、前記基準位置光電検出器により受信されないように設けられる、絶対式の格子スケール。   In an absolute grating scale including a main grating and a read head device including an incremental displacement measurement unit, the read head device further includes a first beam splitter, a mask plate, and a reference position photoelectric detector, The main grid is provided with a plurality of reference code bars, and a distance between any two adjacent reference code bars is different from a distance between any remaining two adjacent reference code bars, and The beam splitter splits the light emitted from the light source into a beam emitted to the main grating and a beam emitted to the incremental displacement measurement unit, and the beam emitted to the main grating passes through the mask plate and passes through the mask. After arriving at the grating and being reflected, it passes through the mask plate again and is received by the reference position photoelectric detector. Code bar is provided in the mask plate, after said beam exiting the mask plate is reflected by the mask plate, it is provided so as not to be received by said reference position photoelectric detector, an absolute expression grid scale. 前記マスクプレートに出射するビームと前記マスクプレートの法線は、鋭角を形成する、請求項1に記載の絶対式の格子スケール。   The absolute grating scale according to claim 1, wherein a beam emitted to the mask plate and a normal to the mask plate form an acute angle. 前記鋭角は、5°未満である、請求項2に記載の絶対式の格子スケール。   3. The absolute grid scale of claim 2, wherein the acute angle is less than 5 [deg.]. 前記マスクプレートのコードバーに、光透過部と、光反射部とが設けられる、請求項1から3のいずれか1項に記載の絶対式の格子スケール。   The absolute-type grating scale according to any one of claims 1 to 3, wherein a light transmitting portion and a light reflecting portion are provided on a code bar of the mask plate. 前記マスクプレートに出射するビームは、前記マスクプレートのコードバーの幅より大きい、請求項1から4のいずれか1項に記載の絶対式の格子スケール。   The absolute grating scale according to any one of claims 1 to 4, wherein a beam emitted to the mask plate is larger than a width of a code bar of the mask plate. 前記コードバーからなるコードは、0110000100000000100110000110100000001000000000011001000000100000000101000001100010000001001000001110であり、1は光透過部で、0は光反射部である、請求項1から5のいずれか1項に記載の絶対式の格子スケール。   The absolute scale grid according to any one of claims 1 to 5, wherein the code composed of the code bar is 011000010000000000001001100001101000000010000000000000011000000000000000000010100000110001000001001000001110, 1 is a light transmitting portion, and 0 is a light reflecting portion. 光透過部および光反射部のそれぞれの幅は10μmである、請求項6に記載の絶対式の格子スケール。   The absolute grating scale according to claim 6, wherein each width of the light transmitting portion and the light reflecting portion is 10 µm.
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