DE3210614A1

DE3210614A1 - Fotoelektrische verschiebungsmessvorrichtung

Info

Publication number: DE3210614A1
Application number: DE19823210614
Authority: DE
Inventors: Oomori Kawasaki Kanagawa Satoshi
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1981-03-24
Filing date: 1982-03-23
Publication date: 1982-10-14
Also published as: GB2095399B; JPS6127690B2; DE3210614C2; GB2095399A; JPS57157118A

Description

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FOTOELEKTRISCHE VERSCHIEBÜNGSMESSVORRICHTÜNG

Die Erfindung betrifft eine fotoelektrische Verschiebungsmeßvorrichtung, die insbesondere zur Verwendung in einem Meßgerät zum Messen einer geradlinigen Verschiebung geeignet ist und eine Lichtquelle, eine erste und eine zweite Skala, auf jeder von denen Teilungsstreifen ausgebildet sind und die die Lichtstrahlen von der Lichtquelle empfangen und über eine Wechselwirkung dazwischen Bilder ausbilden können, eine dritte Skala, auf der Teilungsstreifen ausgebildet sind und die die Bilder empfängt, die von der ersten und zweiten Skala gebildet und projiziert werden, sowie mit den Bildern in Wechselwirkung treten kann, und ein Empfangselement umfaßt, das die von der dritten Skala ausgesandten Lichtstrahlen empfängt, wobei der relative Verschiebungswert über eine Änderung im Wert des empfangenen Lichtes aufgrund einer Relativbewegung zwischen der ersten, der dritten und der zweiten Skala aufgenommen wird.

Es sind allgemein Meßgeräte zum Messen einer geradlinigen Verschiebung, beispielsweise zum Messen der Länge usw. eines Körpers, bei denen ein Wert einer Relativbewegung zwischen relativ beweglichen Elementen, beispielsweise ein Bewegungswert eines Meßelementes relativ zum Körper, ein Bewegungswert eines Schiebers relativ zu einer Säule und ähnliche Werte aufgenommen werden, bekannt, bei denen eine Hauptskala auf einer Seite vorgesehen ist, während ein Detektor mit einer Meßskala auf der anderen Seite befestigt ist und der Wert einer relativen Verschiebung zwischen der Hauptskala und dem Detektor fotoelektrisch gelesen wird.

Ein Meßgerät zum Messen einer geradlinigen Verschiebung der oben beschriebenen Art verwendet im allgemeinen eine fotoelektrische Verschiebungsmeßvorrichtung, wie sie in Figur 1 der zugehörigen

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Zeichnung dargestellt ist. In Figur 1 sind eine Lichtquelle 10, beispielsweise eine Lampe, eine Kollimatorlinse 12 zum Umwandeln der von der Lichtquelle 10 ausgegebenen Strahlen in parallele Strahlen, eine Meß- und eine Hauptskala 14 und 16, die relativ zueinander durch eine hin- und hergehende Bewegung der Hauptskala 16 relativ zur Meßskala 14 in die durch einen Pfeil A in Figur 1 angegebene Richtung entsprechend beispielsweise der Verschiebung eines zu messenden Gegenstandes beweglich sind, und auf denen jeweils Teilungsstreifen 14a und 16a ausgebildet sind, die lichtdurchlässige Teile und lichtabschirmende Teile bilden, die abwechselnd angeordnet sind und gleiche Breite haben, eine Kondensorlinse 18 zum Konzentrieren der Strahlen von der Hauptskala 16 und ein Empfangselement 20 dargestellt, das die von der Kondensorlinse 18 konzentrierten Strahlen empfängt. Die Lichtquelle 10, die Kollimatorlinse 12, die Meßskala 14, die Kondensorlinse 18 und das Empfangselement 20 sind in einem im wesentlichen vollständig dicht abgeschlossenen Gehäuse beispielsweise aufgenommen und werden am zu messenden Gegenstand angebracht. Die Hauptskala 16 wird an einer Unterlage angebracht. Die oben genannten Teilungsstreifen 14a und 16a werden dadurch ausgebildet, daß ein Metall auf einer ebenen Platte aus Glas als Unterlageelement aufgebracht wird und daß die lichtdurchlässigen Teile durch Ätzen entfernt werden, so daß Teilungsstreifen beispielsweise auf den Skalenoberflächen ausgebildet werden. 25

Wenn bei einem Meßgerät zum Messen einer geradlinigen Verschiebung, das die oben beschriebene fotoelektrische Verschiebungsmeßvorrichtung aufweist, die Hauptskala 16 relativ zur Meßskala 14 oder ähnlichem entsprechend einer relativen Verschiebung zwisehen dem zu messenden Gegenstand und der Unterlage verschoben wird, ändert sich der Wert des durch das Empfangselement 20 empfangenen Lichtes periodisch, so daß der Wert der Relativbewegung zwischen dem zu messenden Gegenstand und der Unterlage aus einer Änderung im Wert des empfangenen Lichtes ermittelt werden kann und somit die Verschiebung des zu messenden Gegenstandes di~

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gital gemessen werden kann.

Um bei einer fotoelektrischen Verschiebungsmeßvorrichtung der oben beschriebenen Art das Auflösungsvermögen zu erhöhen, ist es notwendig, die Breite der lichtdurchlässigen Teile und der lichtabschirmenden Teile der Teilungsstreifen 14a und 16a zu verkleinern.Um weiterhin die Genauigkeit beim Ablesen zu erhöhen, ist es notwendig, den Abstand zwischen den Teilungsstreifen 14a und 16a, der in Figur 1 mit B bezeichnet ist, zu verkleinern, wobei die Breite der lichtdurchlässigen Teile und der lichtabschirmenden Teile der Teilungsstreifen und der Abstand B zwischen den Teilungsstreifen im wesentlichen proportional zueinander sind. Wenn folglich die Breite der lichtdurchlässigen Teile und der lichtabschirmenden Teile auf einen gewünschten Wert gewählt ist, um das gewünschte Auflösungsvermögen zu erhalten, liegt der Abstand B zwischen den Teilungsstreifen, der der gewünschten Breite entspricht, automatisch fest. Darüberhinaus sind die Toleranzgrenzen der Abweichung des Abstandes B zwischen den Teilungsstreifen von einem Bezugsabstand im wesentlichen proportional zum Abstand B. Wenn die Breite der lichtdurchlässigen Teile und der lichtabschirmenden Teile der Teilungsstreifen auf beispielsweise 20μπι festgelegt ist, ist es notwendig, den Abstand B zwischen den Teilungsstreifen im Bereich von 30 + 10 μπι zu halten, während dann, wenn die Breite der lichtdurchlässigen Teile und der lichtabschirmenden Teile der Teilungsstreifen bei 10μπι liegt, der Abstand B zwischen den Teilungsstreifen im Bereich von 20 + 5μΐη gehalten werden muß. Das heißt mit anderen Worten, daß ein erhebliches technisches Problem bei einer derartigen fotoelektrischen Meßvorrichtung darin besteht, wie genau der Abstand B zwischen den Teilungsstreifen eingehalten werden kann.

Bisher wurden folglich die Teilungsstreifen 14a und 16a auf gegenüberliegende Skalenflächen der Meßskala 14 und der Hauptskala 16 jeweils ausgebildet und wurde der Abstand, in dem die Meßskala

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14 und der Hauptskala 16 einander gegenüberliegen,· unter Verwendung eines Gleitblockes, einer Beschichtung oder ähnlichem festgelegt. Mit dem oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren ist es dennoch vergleichsweise einfach, das Bezugsintervall von beispielsweise 30μπι einzustellen, es ist jedoch extrem schwierig, die Änderung des Abstandes B zwischen den sich gegenüberliegenden Skalen innerhalb der kleinen Toleranzgrenzen der Abweichung von beispielsweise + 10μΐη aufgrund des nachteiligen Einflusses der thermischen Verformung, der mechanischen Verzerrung und ähnliehen Erscheinungen an den Skalen zu halten.

Als fotoelektrische Verschiebungsmeßvorrichtung ohne die oben be-' schriebenen Nachteile einer herkömmlichen fotoelektrischen Verschiebungsmeßvorrichtung mit zwei Skalen, nämlich einer Meßskala und einer Hauptskala, wie sie oben beschrieben wurde, und mit größeren Toleranzgrenzen einer Abweichung des Abstandes zwischen den gegenüberliegenden Skalen ist die in Figur 2 der zugehörigen Zeichnung dargestellte fotoelektrische Verschiebungsmeßvorrichtung mit drei Skalen bereits vorgeschlagen worden, bei der Licht von der Lichtquelle 10 ausgesandt wird, eine erste Skala 22 und eine zweite Skala 24 mit Teilungsstreifen 22a und 24a ausgebildet sind, die über eine Wechselwirkung dazwischen Bilder ausbilden können, eine dritte Skala 16 Teilungsstreifen 26a aufweist und die von der ersten der zweiten Skala 22 und 24 gebildeten und projezierten Bilder empfängt, sowie mit diesen Bildern in Wechselwirkung tritt, und die oben beschriebenen Skalen so benutzt werden, daß ein relativer Verschiebungswert aus der Änderung im Wert des vom Empfangselement 20 empfangenen Lichtes entsprechend der Relativbewegungen zwischen der ersten und der dritten Skala 22, 26 und der zweiten Skala 24 bestimmt wird. Wenn bei einer fotoelektrischen Verschiebungsmeßvorrichtung mit drei Skalen, wit sie oben beschrieben wurde, beispielsweise die Breite der lichtdurchlässigen Teile und der lichtabschirmenden Teile der Teilungs streifen 22a und 26a auf der ersten Skala 22 und der dritten Skala 26 auf 20μΐη festgelegt ist, liegt die Breite der lichtdurchlässigen Teile und der lichtabschirmenden Teile der Teilungsstrei

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fen 24a auf der zweiten Skala 24 bei 1Ομΐη und ist der Abstand C zwischen den Teilungsstreifen 22a der ersten Skala 22 und den Teilungsstreifen 24a der zweiten Skala 24 gleich dem Abstand D zwischen den Teilungsstreifen 24a der zweiten Skala 24 und den Teilungsstreifen 26a der dritten Skala 26, wobei die Bezugsabstände der jeweiligen Abstände C und D auf etwa 5 bis 7 mm vergrößert und ihre Toleranzgrenzen der Abweichung auf etwa 1mm erhöht werden können. Bei dieser fotoelektrischen Verschiebungsmeßvorrichtung mit drei Skalen nehmen jedoch nicht nur die ToIe-0 ranzgrenzen der Abweichungen der Abstände zwischen den Teilungsstreifen sondern auch die Bezugsabstände zu, so daß dann, wenn die Teilungsstreifen 22a und 26a der ersten Skala 22 und der dritten Skala 26 auf den der zweiten Skala 24 gegenüberliegenden Innenflächen ausgebildet sind, wie es bei einer herkömmlichen fotoelektrischen Verschiebungsmeßvorrichtung mit zwei Skalen der Fall ist, die Skalenteile in Verbindung mit einer normalen Stärke von etwa 1 mm der ersten und der dritten Skala 22 und 26 sehr groß werden, so daß sich die Schwierigkeit ergibt, daß die Verschiebungsmeßvorrichtung insbesondere nicht mehr in ein Meßinstrument zum Messen einer geradlinigen Verschiebung mit kompakter Größe eingebaut werden kann.

Durch die Erfindung sollen die oben beschriebenen Mängel bekannter Vorrichtungen beseitigt werden, wobei das erste Ziel der Erfindung in einer fotoelektrischen Verschiebungsmeßvorrichtung zu sehen ist, bei der die Toleranzgrenzen der Abweichung der Abstände zwischen den Skalen vergrößert werden können und die darüberhinaus leicht in ein Verschiebungsmeßgerät kompakter Größe eingebaut werden kann.

Ein zweites Ziel der Erfindung ist eine fotoelektrische Verschiebungsmeßvorrichtung mit drei Skalen und Lichtdurchgang, die die oben beschriebenen Vorteile hat.

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Ein drittes Ziel der Erfindung ist eine fotoelektrische Verschiebungsmeßvorrichtung mit Lichtreflexion und den oben beschriebenen Vorteilen.

Ein viertes Ziel der Erfindung ist eine fotoelektrische Verschiebungsmeßvorrichtung, bei der es leichter ist, die Oberflächen zu reinigen, die mit Teilungsstreifen der Skalen ausgebildet sind, und bei der der Nachteil einer Lichtabschirmung durch Staub und ähnliche Materialien, die auf den Oberflächen der Skalen haften, Schwierigkeiten . beim Gleiten · und ähnliches vermieden werden.

Um das erste Ziel zu erreichen, umfaßt die erfindungsgemäße fotoelektrische Verschiebungsmeßvorrichtung eine Lichtquelle, eine erste und eine zweite Skala, auf jeder von denen Teilungsstreifen ausgebildet sind, um die von der Lichtquelle ausgesandten Strahlen aufzunehmen,und die Bilder über eine Wechselwirkung dazwischen ausbilden können, eine dritte Skala, auf der Teilungsstreifen ausgebildet sind, um die von der ersten und der zweiten Skala gebildeten und projizierten Bilder zu empfangen, und die mit den Bildern in Wechselwirkung treten kann, und ein Empfangselement zum Empfangen der von der dritten Skala ausgesandten Lichtstrahlen, wobei ein relativer Verschiebungswert über eine Änderung im Wert des empfangenen Lichtes aufgrund einer Relativbewegung zwischen der ersten, der dritten und der zweiten Skala aufgenommen wird und die erste, die zweite und die dritte Skala aus einem Material bestehen, das Licht durchlassen kann und die Teilungsstreifen der Skalen, die Außenflächen aufweisen, die anderen Skalen nicht zugewandt sind, auf den anderen Skalen nicht zugewandten Außenflächen ausgebilden sind.

Um das zweite Ziel zu erreichen ist erfindungsgemäß die Lichtquelle auf der Seite der ersten Skala außerhalb der ersten bis dritten Skala angeordnet und befindet sich das Empfangselement 5 auf der Seite der dritten Skala außerhalb der ersten bis dritten Skalen, wobei die Teilungsstreifen der ersten Skala auf der Aussenfläche der ersten Skala auf der Seite der Lichtquelle ausge-

bildet sind, während die Teilungsstreifen der dritten Skala auf der Außenfläche der dritten Skala auf der Seite des Empfangselementes ausgebildet sind.

Um das dritte Ziel zu erreichen, wirkt gemäß der Erfindung die erste Skala zusätzlich als dritte Skala und sind die Lichtquelle und das Empfangselement auf der Seite der ersten Skala außerhalb der ersten und der zweiten Skala angeordnet, wobei die Teilungsstreifen der ersten Skala auf der Oberfläche der ersten Skala auf der Seite der Lichtquelle und des Empfangselementes und die Teilungsstreifen der zweiten Skala auf der Oberfläche der zweiten Skala ausgebildet sind, die der ersten Skala nicht zugewandt ist.

Zusätzlich sind die Lichtquelle, die erste und die dritte Skala und das Empfangselement fest angeordnet, während die zweite Skala beweglich ausgebildet ist.

Die Beziehung der Breite der Teilungsstreifen der ersten, der zweiten und der dritten Skala kann weiterhin auf 2:1:2 festgelegt sein.

Die erste, die zweite und die dritte Skala können weiterhin aus Glas bestehen.
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Um das vierte Ziel zu erreichen, sind gemäß der Erfindung die Teilungsstreifen auf den Skalen mit lichtdurchlässigen Schutzelementen überzogen.

Gemäß der Erfindung kann die Beziehung zwischen den Bezugsabständen der Teilungsstreifen und den Toleranzgrenzen der Abweichung verbessert werden, ohne daß die Vorrichtung eine erhebliche Größe bekommt,und können nur die Toleranzgrenzen der Abweichungen auf ein beträchtliches Maß erhöht werden. Folglich können die Herstellung, die Einstellung oder Abstimmung und ähnliches bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erleichtert werden.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben:

Figur 1 zeigt in einer Schnittansicht den Grundaufbau einer herkömmlichen fotoelektrischen Verschiebungsmeßvor

richtung mit Lichtdurchgang und zwei Skalen.

Figur 2 zeigt in einer Schnittansicht den Grundaufbau einer herkömmlichen fotoelektrischen Verschiebungsmeßvorrichtung mit Lichtdurchgang und drei Skalen.

Figur 3 zeigt in einer Schnittansicht den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen fotoelektrischen Verschiebungsmeßvorrichtung. 15

Figur 4 zeigt in einer Schnittansicht den Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Das erste in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine fotoelektrische Verschiebungsmeßvorrichtung mit Lichtdurchgang und drei Skalen, die eine Lichtquelle 10, eine Kollimatorlinse 12, eine erste Skala 22 mit Teilungsstreifen 22a, wobei die Breite der lichtdurchlässigen Teile und der lichtabschirmenden Teile 20μ,ΐη jeweils beträgt, eine zweite Skala 24 mit Teilungsstreifen 24a, wobei die Breite der lichtdurchlässigen Teile und der lichtabschirmenden Teile 10μΐη jeweils beträgt, eine dritte Skala 26 mit Teilungsstreifen 26a, wobei die Breite der lichtdurchlässigen Teile und der lichtabschirmenden Teile jeweils 20μΐη beträgt, eine Kondensorlinse 18 und ein Empfangselement umfaßt. Die Teilungsstreifen 22a und 26a der ersten und der dritten Skala 22 und 26, die Außenflächen 22b und 26b aufweisen, die anderen Skalen nicht zugewandt sind, sind auf den genannten Flächen 22b und 26b, die anderen Skalen nicht zugewandt sind, d.h. auf der Außenfläche der ersten Skale auf der Seite der Licht-5 quelle 10 und der Außenfläche der dritten Skala 26 auf der Seite des Empfangselementes 20 ausgebildet. In der restlichen Hinsicht

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ist dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung dem herkömmlichen Beispiel ähnlich, so daß es nicht weiter beschrieben werden muß.

Bei dem oben dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Stärke der ersten und der dritten Skala 22 und 26, die im allgemeinen etwa jeweils 1 mm beträgt, durch die Abstände C und D der Teilungsstreifen 22a und 26a aufgefangen, wodurch verhindert wird, daß die Vorrichtung unnötig groß wird. Im Gegensatz dazu sind bei einer herkömmlichen fotoelektrischen Verschiebungsmeßvorrichtung mit Lichtdurchgang und drei Skalen die Stärken der ersten und der dritten Skala 22 und 26 an der Außenseite der Teilungsstreifen 22a der ersten Skala 22 und gleichfalls an der Aussenf lache der Teilungsstreifen 26a der dritten Skala 26 jeweils vorgesehen, was übermäßig große Zwischenräume gleich der Stärke des Glases der ersten und der dritten Skala 22 und 26 erforderlich macht. Weiterhin sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Toleranzgrenzen der Abweichung der Zwischenräume C und D zwischen den Skalen auf etwa 1mm erhöht, was einen Vorteil darstellt, der einer Vorrichtung mit drei Skalen inhärent ist, was somit die Einhaltung der Toleranzgrenzen der Abweichung erleichtert.

Weiterhin können die Oberflächen der ersten bis dritten Skala 22, 24 und 26, die mit Teilungsstreifen 22a, 24a und 26a versehen sind, mit lichtdurchlässigen Schutzelementen 28 überzogen sein, die zusätzlich als eine Reflexion verhindernde Filme jeweils wirken. In diesem Fall ist die Reinigung der Oberflächen der Skalen, die mit Teilungsstreifen versehen sind, erleichtert, so daß es möglich ist, den Nachteil der Lichtabschirmung durch Staub oder ähnliche Materialien, die auf den Oberflächen der Skalen haften, Schwierigkeiten beim Gleiten und ähnliches zu vermeiden.

In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Ausbildung auf eine fotoelektrische

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Verschiebungsmeßvorrichtung mit Lichtreflexion angewandt, die eine Lichtquelle 10, einen Reflektor 11, eine Kollimatorlinse 12, eine erste Skala 30, die zusätzlich als dritte Skala wirkt und mit Teilungsstreifen 30a ausgebildet ist, wobei die Breite der lichtdurchlässigen Teile und der lichtabschirmenden Teile bei' 20μπι jeweils liegt, eine reflektierende zweite Skala 32, die mit Teilungsstreifen 32a ausgebildet ist, wobei die Breite der lichtdurchlässigen Teile und der lichtabschirmenden Teile bei 1Oum jeweils liegt, eine Kondensorlinse 18, einen Reflektor 19 und ein Empfangselement 20 umfaßt. Nicht nur die erste Skala 30, die zusätzlich als dritte Skala wirkt, sondern auch die reflektierende zweite Skala 32 bestehen aus einem lichtdurchlässigen Material wie beispielsweise Glas, wobei die Teilungsstreifen 30a der ersten Skala 30 auf der Außenfläche 30b der ersten Skala 30 auf der Seite der Lichtquelle und des Empfangselementes ausgebildet sind, während die Teilungsstreifen 32a der zweiten Skala 32 auf der Außenfläche 32b der zweiten Skala 32 ausgebildet sind, die der ersten Skala 30 nicht zugewandt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind gleichfalls die Außenflächen der ersten und zweiten

20. Skala 30 und 32, auf denen die Teilungsstreifen 30a und 32a vorgesehen sind, mit lichtdurchlässigen Schutzelementen 28 überzogen, die zusätzlich als eine Reflexion verhindernde Filme wirken.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wirkt die erste Skala 30 zusätzlich als dritte Skala, so daß sich die Verwendung einer dritten Skala erübrigt, und werden die Stärke der ersten Skala 30, die normalerweise etwa 1mm beträgt, und die Stärke der dritten Skala 32, die normalerweise 2 bis 5 mm beträgt, durch den Abstand E zwischen den Teilungsstreifen 30a der ersten Skala 30 und den Teilungsstreifen 32a der zweiten Skala 32 aufgefangen, so daß die erste Skala 30 und die zweite Skala 32 in einem Raum mit einer Stärke im wesentlichen gleich dem Abstand F in Figur 1 zwischen der Fläche 14b der Meßskala 14 auf der Seite der Lichtquelle 10 und der Fläche 16b der Hauptskala 16 auf der Seite des Empfangselementes 20 bei einer herkömmlichen fotoelektrischen Verschiebungsmeßvorrichtung mit Lichtdurchgang und zwei

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Skalen aufgenommen werden können. Folglich können nur die Toleranzgrenzen der Abweichung des Abstandes E zwischen den Teilungsstreifen 30b und 32b beträchtlich auf etwa 1mm erhöht werden, ohne die Vorrichtung verglichen mit einer herkömmlichen fotoelektrischen Verschiebemeßvorrichtung mit Lichtdurchgang und zwei Skalen zu vergrößern.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind weiterhin keine Teilungsstreifen auf den Flächen der Skalen vorgesehen, die einander zugewandt sind, so daß das Reinigen der Flächen der Skalen, die einander zugewandt sind, erleichtert werden kann und dadurch ohne weiteres der Nachteil vermieden werden kann, der durch Staub und andere Materialien, die zwischen die Skalen eindringen, hervorgerufen wird.

Wie beim ersten Ausführungsbeispiel sind auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Teilungsstreifen 30a und 32a der ersten und der zweiten Skala 30 und 32 durch lichtdurchlässige Schutzelemente 28 geschützt, so daß das Reinigen der Oberflächen der Skalen, auf denen sich die Teilungsstreifen befinden, erleichtert werden kann und somit der von Staub und anderen Materialien, die an den Oberflächen der Skalen haften, hervorgerufende Nachteil ohne weiteres vermieden werden kann.

Bei jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ist darüberhinaus die Breite der lichtdurchlässigen Teile und der lichtabschirmenden Teile der ersten und der dritten Skala auf 20μΐη festgelegt, während die Breite der lichtdurchlässigen Teile und der lichtabschirmenden Teile der zweiten Skala auf 10μίη festgelegt ist, die Absolutwerte der Breite der lichtdurchlässigen Teile und der lichtabschirmenden Teile der Teilungsstreifen der jeweiligen Skalen und die Beziehung dazwischen (2:1:2) ist jedoch nicht notwendigerweise auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So lange die Vorrichtung so ausgebildet ist, daß Bilder durch die Teilungsstreifen auf der ersten und der zweiten Skala gebildet werden und die Teilungsstreifen auf der dritten Skala mit den in dieser Weise gebildeten Bildern wechselwir-

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ken können, können beliebige andere Absolutwerte und kann eine andere Beziehung als es oben beschrieben wurde, verwandt werden.

Bei jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele bestanden die erste bis dritte Skala aus Glas, das Material für die erste bis dritte Skala muß jedoch nicht notwendigerweise Glas sein, vielmehr kann irgendein anderes lichtdurchlässiges Material,wie Acrylharz, verwandt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Fotoelektrische Verschiebungsmeßvorrxchtung mit einer Lichtquelle, einer ersten und einer zweiten Skala, auf jeder von denen Teilungsstreifen ausgebildet sind, um die von der Lichtquelle ausgesandten Strahlen zu empfangen, und die über eine Wechselwirkung dazwischen Bilder ausbilden können, mit einer dritten Skala, auf der Teilungsstreifen ausgebildet sind, um die von der ersten und der zweiten Skala gebildeten und projizierten Bilder zu empfangen, und die mit diesen Bildern wechselwirken kann,und mit einem Empfangselement, das die von der dritten Skala ausgesandten Lichtstrahlen empfängt, wobei ein relativer Verschiebungswert über eine Änderung im Wert des empfangenen Lichtes aufgrund einer Relativbewegung zwischen der ersten, der dritten und der zweiten Skala aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erste bis dritte Skala aus einem Material bestehen, das Licht durchlassen kann und daß die Teilungsstreifen der Skalen, die Außenflächen aufweisen, die anderen Skalen nicht zugewandt sind, auf diesen anderen Skalen nicht zugewandten Außenflächen ausgebildet sind.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) auf der Seite der ersten Skala außerhalb der ersten bis dritten Skalen angeordnet ist, daß das Empfangselement (20) auf der Seite der dritten Skale außerhalb der ersten bis dritten Skala vorgesehen ist, daß die Teilungsstreifen (22a) der ersten Skala (22) auf der Außenfläche (22b) der ersten Skala auf der Seite der Lichtquelle (10) vorgesehen sind und daß die Teilungsstreifen (26a) der dritten Skala (26) auf der Außenfläche (26b) der dritten Skala auf der Seite des Empfangselementes (20) ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Skala (30) zusätzlich als dritte Skala wirkt, daß die Lichtquelle (10) und das Empfangselement

(20) auf der Seite der ersten Skala außerhalb der ersten und zweiten Skala angeordnet sind, daß die Teilungsstreifen (30a) der ersten Skala (30) auf der Außenfläche (30b)der ersten Skala (30) auf der Seite der Lichtquelle (10) und des Empfangselementes (20) vorgesehen sind und daß die Teilungsstreifen (32a) der zweiten Skala (32) auf der Außenfläche (32b) der zweiten Skala ausgebildet sind, die der ersten Skala (30) nicht zugewandt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10), die erste und die dritte Skala (22,26) und das Empfangselement (20) alle fest angeordnet sind, während die zweite Skala (24) beweglich ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch

gekennzeichnet, daß die Beziehung der Breite der Teilungsstreifen der ersten, der zweiten und der dritten Skala so gewählt ist, daß sie 2:1:2 beträgt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch

gekennzeichnet, daß die erste, die zweite und die dritte Skala aus Glas bestehen.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsstreifen auf den Skalen mit lichtdurchlässigen Schutzelementen (28) überzogen sind.
8. Fotoelektrische Verschiebungsmeßvorrichtung mit Lichtdurchgang und drei Skalen, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (10), eine lichtdurchlässige erste Skala (22) aus einem lichtdurchlässigen Material, auf deren Außenfläche (22b) auf der Seite der Lichtquelle Teilungsstreifen (22a) ausgebildet sind, auf die die Strahlen von der Lichtquelle fallen, durch eine lichtdurchlässige zweite Skala (.24) aus einem lichtdurchlässigen Material, die mit Teilungsstreifen (24a) ausgebildet ist, auf die die Lichtstrahlen fallen, die durch die erste Skala hindurchgegangen sind,und die Bilder über eine Wechselwirkung mit den Teilungsstreifen der ersten Skala ausbilden kann, eine lichtdurchlässige dritte Skala (26) aus einem lichtdurchlässigen Material auf deren Außenfläche (26b) auf der Seite eines Empfangselementes Teilungsstreifen (26a) ausgebildet sind, auf die die von der ersten und der zweiten Skala gebildeten und projizierten Bilder fallen und die mit diesen Bildern wechselwirkt, und durch ein Empfangselement (20) , das die von der dritten Skala ausgesandten Lichtstrahlen empfängt und auf einer der Lichtquelle gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, wobei ein relativer Verschiebungswert über eine Änderung im Wert des empfangenen Lichtes aufgrund einer Relativbewegung zwischen der ersten, der dritten und der zweiten Skala aufgenommen wird.
9. Fotoelektrische Verschiebungsmeßvorrichtung mit Lichtreflexion gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (10), eine lichtdurchlässige erste Skala (30) aus einem lichtdurchlässigen Material, auf deren Außenfläche (30b) auf der Seite der Lichtquelle Teilungsstreifen (30a) ausgebildet sind, auf die die Lichtstrahlen von der Lichtquelle und Bilder fallen, die an einer zweiten Skala wieder reflektiert werden, eine reflek-

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tierende zweite Skala (32) aus einem lichtdurchlässigen Material, auf deren Außenfläche (32b), die der ersten Skala nicht zugewandt ist, Teilungsstreifen (32a) ausgebildet sind, auf die die Lichtstrahlen fallen, die durch die erste Skala hindurchgegangen sind und die Bilder über eine Wechselwirkung mit den Teilungsbildern auf der ersten Skala ausbilden kann, und durch ein Empfangselement (20), das die Lichtstrahlen empfängt, die wieder durch die erste Skala hindurchgegangen sind, und das sich auf derselben Seite wie die Lichtquelle befindet, wobei ein relativer Verschiebungswert über eine Änderung im Wert des empfangenen Lichtes aufgrund einer Relativbewegung zwischen der ersten und der zweiten Skala aufgenommen wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß die Lichtquelle (10), die erste Skala (30) und das Empfangselement (20) fest angeordnet sind, während die zweite Skala (32) beweglich ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß die Beziehung zwischen der Breite der Teilungsstreifen der ersten und der zweiten Skala so gewählt ist, daß sie 2:1 beträgt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die erste und die zweite Skala aus Glas bestehen.