JP2001041730A - Linear scale - Google Patents

Linear scale

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JP2001041730A
JP2001041730A JP11212040A JP21204099A JP2001041730A JP 2001041730 A JP2001041730 A JP 2001041730A JP 11212040 A JP11212040 A JP 11212040A JP 21204099 A JP21204099 A JP 21204099A JP 2001041730 A JP2001041730 A JP 2001041730A
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scale
main scale
gap
light
phase
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JP11212040A
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Japanese (ja)
Inventor
Takahisa Kamihira
貴久 上平
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Original Assignee
Futaba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate gap adjustment of a linear scale. SOLUTION: A reflecting plate 52 is mounted on a main scale substrate 50, and a reflector type detecting element 62 for gap adjustment is installed on a holder 60 movable along the main scale substrate 50. And, determination whether a gap (d) between the main scale substrate 50 and the holder 60 is in a proper range or not is executed, based on a detection output detected by the reflector type detecting element 62, and if the gap (d) is in the proper range, an indicator 63 is lit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、二物体間の相対移
動量を測定するリニヤスケールに関わり、特に工作機械
等に設置する際に好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear scale for measuring an amount of relative movement between two objects, and is particularly suitable for installation on a machine tool or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】工作機械等において、被加工物に対する
工具の相対移動量を正確に測定することは、精密加工を
行う上で極めて重要であり、このための測定装置が種々
製品化されている。精密加工を行う際に使用されている
計測装置としては、被計測装置部の移動量を検出する回
転機構を利用したエンコーダや、光学格子を2枚重ね合
わせることにより得られるモアレ縞を利用した光学式ス
ケール等が従来から知られている。
2. Description of the Related Art In a machine tool or the like, it is extremely important to accurately measure a relative movement amount of a tool with respect to a workpiece in performing precision machining, and various measuring devices have been commercialized. . Measuring devices used for precision machining include encoders that use a rotating mechanism that detects the amount of movement of the device to be measured, and optical devices that use moiré fringes obtained by superimposing two optical gratings. Expression scales and the like are conventionally known.

【0003】図8は、従来の光学式リニヤスケールによ
る計測装置110と、その計測結果を表示する表示装置
を組み合わせた計測表示装置の概要を示したものであ
る。この図において、101は後で説明するように微細
な間隔で長手方向に目盛が付けられているメインスケー
ルであり、計測装置110には、このメインスケール1
01と相対的に移動可能に配置した、後述するインデッ
クススケールを備えている。
FIG. 8 shows an outline of a conventional measurement and display device combining an optical linear scale measuring device 110 and a display device for displaying the measurement results. In this figure, reference numeral 101 denotes a main scale provided with graduations in the longitudinal direction at fine intervals as described later.
An index scale, which will be described later, is provided so as to be relatively movable with respect to 01.

【0004】このような計測表示装置では、メインスケ
ール101とインデックススケールの相対的な移動によ
って発生するモアレ縞を光学的に検出して、そのモアレ
縞を電気信号に変換すると共に、演算処理をする計測器
を備えることによって、最終的にスケールの1ピッチ内
を内挿するA相パルス信号とB相パルス信号を出力す
る。そして、例えばφ(90度)位相差を有するA相パ
ルス信号とB相パルス信号を伝送線路114a,114
bを介して表示装置120に入力し、パルス個数をA相
パルス信号とB相パルス信号の位相差に応じて、加算及
び減算をしながら計数することにより、スケールの相対
的な移動距離を知るようにしている。また、前記A相パ
ルス信号及びB相パルス信号は、伝送線路121A,1
21Bを介してNCマシーン130等に入力されてサー
ボ基準等に使用されている。
In such a measuring and displaying apparatus, moire fringes generated by the relative movement of the main scale 101 and the index scale are optically detected, and the moire fringes are converted into electric signals and arithmetic processing is performed. By providing a measuring device, an A-phase pulse signal and a B-phase pulse signal that finally interpolate within one pitch of the scale are output. Then, for example, the A-phase pulse signal and the B-phase pulse signal having a phase difference of φ (90 degrees) are transmitted to the transmission lines 114 a and 114.
The relative movement distance of the scale is known by inputting the number of pulses to the display device 120 via b and counting while adding and subtracting the number of pulses according to the phase difference between the A-phase pulse signal and the B-phase pulse signal. Like that. The A-phase pulse signal and the B-phase pulse signal are transmitted to the transmission lines 121A, 121A.
The data is input to the NC machine 130 and the like via the 21B and used as a servo reference or the like.

【0005】図9は上記したようなモアレ縞を利用した
光学式リニヤスケールの原理を説明するための図であ
る。この図9に示すように、光学式スケールは、透明の
ガラススケール100の一面に透光部と非透光部が所定
のピッチで配列するよう格子(刻線)を設けたメインス
ケール101と、透明のガラススケール102の一面に
透光部と非透光部が所定のピッチで配列するよう格子
(刻線)を設けたインデックススケール103とを有
し、同図(a)に示すように、このメインスケール10
1にインデックススケール103を微小間隔を持って対
向させると共に、同図(b)に示すように、メインスケ
ール101の格子に対し微小角度傾けられるようにイン
デックススケール103の格子を配置している。
FIG. 9 is a view for explaining the principle of an optical linear scale using the above-described moire fringes. As shown in FIG. 9, the optical scale includes a main scale 101 in which a grid (notched line) is provided on one surface of a transparent glass scale 100 such that light transmitting portions and non-light transmitting portions are arranged at a predetermined pitch. On one surface of the transparent glass scale 102, there is provided an index scale 103 provided with a lattice (notched line) so that light-transmitting portions and non-light-transmitting portions are arranged at a predetermined pitch. As shown in FIG. This main scale 10
1, the index scale 103 is opposed to the index scale 103 at a small interval, and the grid of the index scale 103 is arranged so as to be inclined at a small angle with respect to the grid of the main scale 101 as shown in FIG.

【0006】なお、メインスケール101及びインデッ
クススケール103に設けた格子は、ガラススケール1
00,102にクロム(Cr)を真空蒸着し、エッチン
グすることにより形成された同一ピッチの格子により形
成されている。このように配置すると、図10に示すモ
アレ縞が発生する。このモアレ縞の間隔はWとなり、間
隔W毎に暗い部分あるいは明るい部分が発生する。この
暗い部分あるいは明るい部分は、メインスケール101
に対し、インデックススケール103が相対的に左右に
移動する方向に応じて上から下、あるいは下から上に移
動していく。この場合、メインスケール101及びイン
デックススケール103の格子のピッチをP、相互の傾
斜角度をθ[rad]とすると、モアレ縞の間隔Wは、 W=P/θ と示され、モアレ縞の間隔Wは、光学的に格子間隔Pを
1/θ倍に拡大した間隔とされていることになる。そし
て、格子が1ピッチP移動すると、モアレ縞はWだけ変
位することになり、W内のスリットの透過光や反射光の
変化を読み取ることにより、1ピッチP内の移動量を精
密に測定することができるようになる。
The grating provided on the main scale 101 and the index scale 103 is a glass scale 1
Chromium (Cr) is vacuum-deposited on 00 and 102, and is formed by a lattice having the same pitch formed by etching. With this arrangement, moire fringes shown in FIG. 10 are generated. The interval between the moire fringes is W, and a dark portion or a bright portion occurs at each interval W. This dark or bright part is the main scale 101
On the other hand, the index scale 103 moves from top to bottom or from bottom to top depending on the direction in which the index scale 103 relatively moves left and right. In this case, assuming that the pitch of the grids of the main scale 101 and the index scale 103 is P, and the mutual inclination angle is θ [rad], the interval W between the moire fringes is expressed as follows: W = P / θ Means that the lattice spacing P is optically enlarged to 1 / θ times. Then, when the grating moves by one pitch P, the moire fringes are displaced by W, and by reading the change in transmitted light or reflected light of the slit in W, the amount of movement in one pitch P is accurately measured. Will be able to do it.

【0007】モアレ縞の変化は図11に示すように、モ
アレ縞の変化を光学的に検出する光電変換素子113を
インデックススケールに設け、メインスケール101の
反対側に光源を設けるようにして、メインスケール10
1に対しインデックススケール103を相対的に移動さ
せながら、この光電変換素子113に流れる電流の変化
を読み取る。
As shown in FIG. 11, a change in moiré fringes is obtained by providing a photoelectric conversion element 113 for optically detecting a change in moiré fringes on an index scale, and providing a light source on the opposite side of the main scale 101. Scale 10
The change in the current flowing through the photoelectric conversion element 113 is read while the index scale 103 is relatively moved with respect to 1.

【0008】すなわち、メインスケール101に対して
インデックススケール103がAの状態となっている
と、光電変換素子113に照射される光量は最も多くな
り、光電変換素子113に流れる電流は最大値I1 とな
る。次に、相対的に移動してBの状態になると光電変換
素子113に照射される光量はやや減少し、その電流は
2 となり、更に移動してCの状態になると光電変換素
子113には最も少ない光量が照射され、その電流も最
も小さいI3 となる。そして、更に移動してDの状態に
なると光電変換素子113に照射される光量はやや増加
し、その電流はI 2 となり、Eの状態になるまで移動す
ると、再び最も光量の多い位置となり、その電流は最大
値I1 となる。このように、光電変換素子113に流れ
る電流は正弦波状に変化すると共に、その変化が1周期
経過した時に、格子間隔Pだけメインスケール101と
インデックススケール103とが相対的に移動したこと
になる。
That is, with respect to the main scale 101
Index scale 103 is in A state
And the amount of light irradiated on the photoelectric conversion element 113 is the largest.
Therefore, the current flowing through the photoelectric conversion element 113 has a maximum value I1 Tona
You. Next, when it relatively moves to the state of B, photoelectric conversion is performed.
The amount of light applied to the element 113 is slightly reduced, and the current is
ITwo And further moves to the state of C, the photoelectric conversion element
The element 113 is irradiated with the least amount of light, and its current is also minimized.
Small IThree Becomes And move further to the state of D
The amount of light applied to the photoelectric conversion element 113 slightly increases
And the current is I Two And move until it becomes the state of E
Then, it becomes the position with the highest light intensity again, and the current becomes
Value I1 Becomes Thus, the flow to the photoelectric conversion element 113
Current changes sinusoidally, and the change is one cycle
When the time elapses, the main scale 101 is separated from the main scale 101 by the lattice spacing P.
Index scale 103 relatively moved
become.

【0009】図12は光電変換素子を使用してモアレ縞
の変換を検出するスケールの原理を示すもので、この図
において、細長いメインスケール101の一面には蒸着
されたクロムにより形成された同一ピッチの格子が刻線
されており、このメインスケール101を抱持するコの
字形ホルダ104の一面にインデックススケール103
が固着されている。このインデックススケール103の
メインスケール101に対向する面には、メインスケー
ル101と同様に蒸着されたクロムにより形成された同
一ピッチの格子が刻線されており、このインデックスス
ケール103の裏側には光電変換素子113が設けられ
ている。
FIG. 12 shows the principle of a scale for detecting conversion of moiré fringes using a photoelectric conversion element. In this figure, one surface of an elongated main scale 101 has the same pitch formed by vapor-deposited chromium. The index scale 103 is provided on one side of a U-shaped holder 104 for holding the main scale 101.
Is fixed. On the surface of the index scale 103 facing the main scale 101, a grid of the same pitch formed by chromium deposited in the same manner as the main scale 101 is engraved, and the back side of the index scale 103 is photoelectrically converted. An element 113 is provided.

【0010】インデックススケール103は図13に示
すようにコの字形ホルダ104のメインスケール101
の反対側に位置する面に光源105を配置してメインス
ケール101とインデックススケール103を透過する
光を光電変換素子113によって検出するように構成し
ている。そして、メインスケール101とインデックス
スケール103とは互いに移動可能とされている。な
お、光源105をホルダ104の光電変換素子113と
同一側に設け、メインスケール101で反射した光から
モアレ縞を受光することによって、モアレ縞の変化を電
流量の変化とし検出する反射型の検出装置とすることも
できる。
The index scale 103 is a main scale 101 of a U-shaped holder 104 as shown in FIG.
The light source 105 is arranged on a surface located on the side opposite to the above, and the light transmitted through the main scale 101 and the index scale 103 is detected by the photoelectric conversion element 113. The main scale 101 and the index scale 103 are movable with respect to each other. Note that a light source 105 is provided on the same side of the holder 104 as the photoelectric conversion element 113, and a moire fringe is received from the light reflected by the main scale 101, thereby detecting a change in the moire fringe as a change in the amount of current. It can also be a device.

【0011】この光電変換素子113は、通常、検出位
置が異なる位置に2個〜3個設け、互いに90゜の位相
差を有するA相パルス信号とB相パルス信号とが出力さ
れようにして、A相及びB相の2つの信号からスケール
の移動方向と移動距離を測定することができるようにし
ている。
Usually, two or three photoelectric conversion elements 113 are provided at positions where the detection positions are different, so that an A-phase pulse signal and a B-phase pulse signal having a phase difference of 90 ° from each other are output. The moving direction and the moving distance of the scale can be measured from the two signals of the A phase and the B phase.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな光学式リニヤスケールを工作機械に設置する場合
は、例えばメインスケール101を設置した後、光電変
換素子113等のエンコーダ部が設けられているエンコ
ーダヘッドを備えたコの字形ホルダ104を取り付ける
ことになる。この場合、コの字形ホルダ104に備えら
れている光電変換素子113で、適正なモアレ縞が検出
できるように、メインスケール101とインデックスス
ケール103との間の隙間(ギャップ)を適正範囲(例
えば1mm±0.2mm)に調整する必要がある。
When an optical linear scale as described above is installed on a machine tool, for example, after the main scale 101 is installed, an encoder unit such as a photoelectric conversion element 113 is provided. A U-shaped holder 104 having an encoder head will be attached. In this case, a gap (gap) between the main scale 101 and the index scale 103 is set in an appropriate range (for example, 1 mm) so that an appropriate moire fringe can be detected by the photoelectric conversion element 113 provided in the U-shaped holder 104. (± 0.2 mm).

【0013】図14は従来の光学式リニヤスケールのギ
ャップ調整方法の一例を示した図である。なお、この図
14には反射型の光学式リニヤスケールが示されてい
る。この場合、例えばコの字形ホルダ104のメインス
ケール101側に設けられているエンコーダヘッド11
0には、光電変換素子113や光源105等が設けられ
ており、光源105から送光された光はメインスケール
101で反射され、その反射光を光電変換素子113で
検出するようにしている。
FIG. 14 is a view showing an example of a conventional gap adjusting method for an optical linear scale. FIG. 14 shows a reflection type optical linear scale. In this case, for example, the encoder head 11 provided on the main scale 101 side of the U-shaped holder 104
At 0, a photoelectric conversion element 113, a light source 105, and the like are provided. Light transmitted from the light source 105 is reflected by the main scale 101, and the reflected light is detected by the photoelectric conversion element 113.

【0014】このような反射型のリニヤスケールにおい
て、メインスケール101とインデックススケール10
3との間のギャップ調整を行う場合は、光電変換素子1
13から出力されるA相及びB相の信号を端子111か
らオシロスコープ200に入力し、オシロスコープ20
0の画面上に表示される波形を見ながらギャップ調整を
行うようにしていた。例えばメインスケール101とイ
ンデックススケール113との間のギャップdが、適正
範囲内であれば、光電変換素子113から出力されるA
相、B相の信号は90゜の位相差となっているため、オ
シロスコープ200にA相、B相の信号を入力すると、
オシロスコープ200に表示されるリサージュ波形は、
所定レベルで円形になる。しかしながら、ギャップdが
適正範囲からずれた位置では、検出されるモアレ縞のピ
ットがずれるため、A相及びB相信号の出力レベルが低
下し、円形のリサージュ波形の大きさが変化(小さく)
なる。
In such a reflective linear scale, a main scale 101 and an index scale 10 are used.
3 is adjusted, the photoelectric conversion element 1 is used.
13 are input to the oscilloscope 200 from the terminal 111, and the oscilloscope 20
The gap adjustment is performed while watching the waveform displayed on the screen of No. 0. For example, if the gap d between the main scale 101 and the index scale 113 is within an appropriate range, A
Since the phase and B phase signals have a phase difference of 90 °, when the A and B phase signals are input to the oscilloscope 200,
The Lissajous waveform displayed on the oscilloscope 200 is
It becomes circular at a given level. However, at the position where the gap d deviates from the appropriate range, the detected pits of the moiré fringes deviate, so that the output levels of the A-phase and B-phase signals decrease, and the magnitude of the circular Lissajous waveform changes (reduces).
Become.

【0015】従って、光学式リニヤスケールのギャップ
調整は、作業者がオシロスコープ200に表示されるリ
サージュ波形を確認しながら、エンコーダヘッド110
をメインスケール101に沿って移動させ、メインスケ
ールの101の全ての計測位置においてメインスケール
101とインデックススケール103との間のギャップ
dが適正範囲内になるように調整するようにした。
Therefore, when adjusting the gap of the optical linear scale, the operator checks the Lissajous waveform displayed on the oscilloscope 200 while checking the encoder head 110.
Is moved along the main scale 101 so that the gap d between the main scale 101 and the index scale 103 is adjusted within an appropriate range at all measurement positions of the main scale 101.

【0016】しかしながら、上記したような従来のギャ
ップ調整は、メインスケール101とエンコーダヘッド
110との間のギャップdが適正範囲であるかどうかを
オシロスコープ200により確認しながら行う必要があ
るため、常時、エンコーダヘッド110とオシロスコー
プ200をケーブル210で接続しておかなければなら
ない。このため、リニヤスケールを大型の工作機械に取
り付けた時は、調整作業が非常に面倒であり、また危険
を伴う恐れもあった。
However, the conventional gap adjustment as described above needs to be performed while confirming with the oscilloscope 200 whether or not the gap d between the main scale 101 and the encoder head 110 is within an appropriate range. The encoder head 110 and the oscilloscope 200 must be connected by a cable 210. For this reason, when the linear scale is attached to a large machine tool, the adjustment work is very troublesome and may involve danger.

【0017】そこで、本発明は上記したような点を鑑み
てなされたものであり、メインスケールと計測部と間の
ギャップ調整を容易に行うことができるリニヤスケール
を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a linear scale that can easily adjust a gap between a main scale and a measuring unit.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、長さ方向に等間隔で目盛られている第1の刻線が設
けられているメインスケールと、第1の刻線に対して交
差する第2の刻線が設けられているインデックススケー
ルと、第1の刻線と上記第2の刻線によって発生するモ
アレ縞を検出し、メインスケールとインデックススケー
ルとの間の相対的な移動距離を検出する光電変換部を有
し、メインスケールに対して移動可能に配置された計測
部とを備えているリニヤスケールにおいて、メインスケ
ールと上記計測部との間のギャップを検出するギャップ
検出手段と、ギャップ検出手段の検出出力により、メイ
ンスケールと計測部との間のギャップが適正範囲内か否
かを判定する判定手段と、判定手段の判定結果を表示す
る表示手段とを備えている。
In order to achieve the above-mentioned object, a main scale provided with first scribed lines which are graduated at equal intervals in a length direction intersects with the first scribed line. An index scale provided with a second engraved line, and a moiré fringe generated by the first engraved line and the second engraved line are detected, and a relative moving distance between the main scale and the index scale is detected. In a linear scale that has a photoelectric conversion unit that detects the main scale and a measurement unit that is movably arranged with respect to the main scale, a gap detection unit that detects a gap between the main scale and the measurement unit A determination unit that determines whether a gap between the main scale and the measurement unit is within an appropriate range based on a detection output of the gap detection unit, and a display unit that displays a determination result of the determination unit. There.

【0019】そして、ギャップ検出手段は、メインスケ
ールに設けた反射板と、計測部に設けられ、反射板に対
して送光した光の反射光を受光する発光受光手段とによ
って構成するようにした。
The gap detecting means is constituted by a reflecting plate provided on the main scale and a light emitting / receiving means provided on the measuring section and receiving the reflected light of the light transmitted to the reflecting plate. .

【0020】本発明によれば、メインスケールと計測部
との間のギャップを検出するギャップ検出手段の検出出
力により、判定手段でメインスケールと計測部との間の
ギャップが適正範囲内かどうか判定を行い、その判定結
果を表示手段に表示するようにしているため、作業者は
表示手段の表示を見ることでメインスケールと計測部と
の間のギャップが適正範囲内か否かを判断することが可
能になる。
According to the present invention, the determination means determines whether the gap between the main scale and the measurement section is within an appropriate range, based on the detection output of the gap detection means for detecting the gap between the main scale and the measurement section. Is performed and the determination result is displayed on the display means, so that the operator can determine whether the gap between the main scale and the measuring unit is within the appropriate range by looking at the display on the display means. Becomes possible.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明のリニヤスケールの
実施の形態について説明する。本発明は反射型又は透過
型の何れのタイプのリニヤスケールにも適用することが
できるが、本実施の形態では反射型の光学式リニヤスケ
ールに適用した場合を例に挙げて説明する。図1は本実
施の形態の光学式リニヤスケールの概要を示した斜視図
である。この図1において、50は工作機械等に取り付
けられるメインスケール基板を示し、通常は熱膨張係数
の小さいガラス板によって構成されている。このメイン
スケール基板50には、スケールの相対的移動量を検出
するために長手方向に連続したメインスケール51と、
メインスケール基板50とホルダ60との間のギャップ
調整を行う時に用いられる反射板52が取り付けられて
いる。本実施の形態のリニヤスケールは、反射型とされ
ていることから、少なくともメインスケール51の部分
は反射材料によって形成されているものとされる。な
お、その形状は、後述する光源から出力される光を反射
して光電変換素子で検出できる程度の大きさであれば良
く、またその材料も適当な反射率が得られるものであれ
ばどのようなものでも良い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a linear scale according to the present invention will be described below. The present invention can be applied to either a reflection type or a transmission type linear scale, but in the present embodiment, an example in which the invention is applied to a reflection type optical linear scale will be described. FIG. 1 is a perspective view showing an outline of an optical linear scale of the present embodiment. In FIG. 1, reference numeral 50 denotes a main scale substrate attached to a machine tool or the like, which is usually made of a glass plate having a small coefficient of thermal expansion. The main scale substrate 50 includes a main scale 51 that is continuous in a longitudinal direction for detecting a relative movement amount of the scale,
A reflector 52 used for adjusting the gap between the main scale substrate 50 and the holder 60 is attached. Since the linear scale of the present embodiment is of a reflection type, at least a part of the main scale 51 is formed of a reflective material. The shape may be any size as long as it can reflect light output from a light source to be described later and can be detected by the photoelectric conversion element, and any material can be used as long as an appropriate reflectance can be obtained. May be something.

【0022】60は図示していないがメインスケール基
板50に沿って設置されている軌道に沿って移動可能と
されているホルダ、61はホルダ60に設けられている
インデックススケールの部分を示し、上記メインスケー
ル51の刻線と対応する高さ位置に、先に図9において
説明したようにメインスケール51の刻線に対して斜交
する同一ピッチの刻線が少なくともモアレ縞の1ピッチ
分を検出できるように形成されている。62はメインス
ケール基板50とホルダ60との間のギャップ調整に用
いられる反射型検出素子であり、この反射型検出素子6
2から送出され、メインスケール基板51の反射板52
で反射された反射光を受光して、メインスケール基板5
0とホルダ60との間のギャップを検出するようになさ
れている。63はメインスケール基板51とホルダ60
との間のギャップが適正範囲内かどうか表示する表示手
段として設けられているインジケータを示し、例えばメ
インスケール基板51とホルダ60との間のギャップが
適正範囲内の時は点灯するようにされている。
Reference numeral 60 denotes a holder (not shown) which can be moved along a track provided along the main scale substrate 50. Reference numeral 61 denotes an index scale provided on the holder 60. At the height position corresponding to the engraved line of the main scale 51, the engraved line of the same pitch that is oblique to the engraved line of the main scale 51 detects at least one pitch of the moire fringe as described above with reference to FIG. It is formed so that it can be done. Reference numeral 62 denotes a reflection-type detection element used for adjusting a gap between the main scale substrate 50 and the holder 60.
2 and the reflection plate 52 of the main scale substrate 51
Receives the light reflected by the main scale substrate 5
The gap between 0 and the holder 60 is detected. 63 is a main scale substrate 51 and a holder 60
Indicates an indicator provided as a display means for displaying whether the gap between the main scale substrate 51 and the holder 60 is within an appropriate range. For example, when the gap between the main scale substrate 51 and the holder 60 is within the appropriate range, the indicator is turned on. I have.

【0023】図2は本実施の形態の光学式リニヤスケー
ルの構造を説明するための断面図である。この図2に示
すように、ホルダ60には、インデックススケール6
1、光電変換素子64、光源65、及びこの図には示し
ていないが、メインスケール基板50との相対的な移動
距離を測定するための計測部等が設けられている。な
お、計測部の構成については後述する。光電変換素子6
4には、通常、異なる位置に2個〜3個の受光素子が設
けられており、光源65から送出され、メインスケール
51で反射された光とインデックススケール61の刻線
から生成されるモアレ縞を受光してモアレ縞の変化に対
応した電流出力を得、スケールの相対的な移動距離を互
いに90゜の位相差を有するA相及びB相の正弦波状の
信号として出力するようになされている
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the structure of the optical linear scale according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the index scale 6 is attached to the holder 60.
1, a photoelectric conversion element 64, a light source 65, and a measurement unit (not shown) for measuring a relative movement distance with respect to the main scale substrate 50 are provided. The configuration of the measuring unit will be described later. Photoelectric conversion element 6
The moiré fringes 4 are usually provided with two to three light receiving elements at different positions. The moiré fringes are generated from the light emitted from the light source 65 and reflected by the main scale 51 and the score line of the index scale 61. To obtain a current output corresponding to the change in the moiré fringes, and output the relative movement distance of the scale as A-phase and B-phase sinusoidal signals having a phase difference of 90 ° from each other.

【0024】さらにホルダ60には、メインスケール基
板50とホルダ60との間のギャップ調整を行う時に用
いられる上記反射型検出素子62が設けられている。反
射型検出素子62は、例えば発光ダイオード等からなる
発光素子62aと、フォトトランジスタ等からなる受光
素子62bによって構成されており、メインスケール基
板50とホルダ60との間のギャップdを調整する時
は、メインスケール基板50に取り付けられている反射
板52にて反射された発光素子62aの反射光を受光素
子62bで受光してメインスケール基板50とホルダ6
0との間のギャップdが適正範囲内かどうか検出してい
る。そして、メインスケール基板50とホルダ60との
間のギャップdが適正範囲内の時は、この図には示して
いないインジケータ63を点灯させるようにしている。
Further, the holder 60 is provided with the above-mentioned reflection type detecting element 62 used for adjusting the gap between the main scale substrate 50 and the holder 60. The reflection-type detection element 62 includes a light-emitting element 62a made of, for example, a light-emitting diode and a light-receiving element 62b made of a phototransistor. When adjusting the gap d between the main scale substrate 50 and the holder 60, The light receiving element 62b receives the reflected light of the light emitting element 62a reflected by the reflecting plate 52 attached to the main scale substrate 50, and the main scale substrate 50 and the holder 6
It is detected whether or not the gap d between 0 and 0 is within an appropriate range. When the gap d between the main scale substrate 50 and the holder 60 is within an appropriate range, an indicator 63 not shown in the figure is turned on.

【0025】ここで、上記反射型検出素子62に適用し
て好適な反射型フォトセンサの特性を図3に示す。この
図3に示す反射型フォトセンサ(例えば、商品名CNB
1001,CNB1002)は、発光素子として赤外発
光ダイオードと、受光素子である高感度のフォトトラン
ジスタを、同図(a)に示すように1つの樹脂パッケー
ジで一体化して小型、薄型化したものとされる。また、
このような反射型フォトセンサを反射型検出素子62と
して使用すると、反射面とのギャップdと、受光素子か
ら出力される相対出力電流との関係は、同図(b)に示
すような特性を示すものとされる。従って、図3に示す
ような反射型フォトセンサを本実施の形態のリニヤスケ
ールの反射型検出素子62に用いると、メインスケール
基板50とホルダ60との間のギャップdが適正範囲
(1mm±0.2mm)とされる時に、受光素子で比較
的大きな相対出力電流を得ることができる。
FIG. 3 shows the characteristics of a reflection type photosensor suitable for the reflection type detection element 62. The reflection-type photo sensor shown in FIG.
1001, CNB 1002) is an infrared light-emitting diode as a light-emitting element and a high-sensitivity phototransistor as a light-receiving element integrated into one resin package as shown in FIG. Is done. Also,
When such a reflection-type photosensor is used as the reflection-type detection element 62, the relationship between the gap d with the reflection surface and the relative output current output from the light-receiving element has the characteristic shown in FIG. It shall be shown. Therefore, when the reflection type photosensor as shown in FIG. 3 is used for the reflection type detection element 62 of the linear scale of the present embodiment, the gap d between the main scale substrate 50 and the holder 60 is set to an appropriate range (1 mm ± 0). .2 mm), a relatively large relative output current can be obtained with the light receiving element.

【0026】なお、本実施の形態では、図3に示すよう
な反射型フォトセンサを適用しているが、これはあくま
でも一例であり、反射型検出素子62は上記図3に示し
た反射型フォトセンサに限定されるものはでない。
In this embodiment, the reflection type photo sensor as shown in FIG. 3 is applied. However, this is merely an example, and the reflection type detection element 62 is the reflection type photo sensor shown in FIG. It is not limited to sensors.

【0027】よって、本実施の形態のリニヤスケールで
は、反射型検出素子62に上記図3に示したような反射
型フォトセンサを用い、図4に示すように、受光素子6
2bの出力が、所定のスレッショルド値Th以上となる
ギャップdが適正範囲とされる距離d1≦d≦d2にお
いて、インジケータ63(図1参照)をONさせるよう
な信号を出力して、インジケータ63を点灯させるよう
にしている。
Therefore, in the linear scale of the present embodiment, the reflection type photosensor as shown in FIG. 3 is used for the reflection type detection element 62, and the light receiving element 6 as shown in FIG.
At a distance d1 ≦ d ≦ d2 where the gap d is within an appropriate range where the output of 2b is greater than or equal to a predetermined threshold value Th, a signal is output to turn on the indicator 63 (see FIG. 1). I try to light it.

【0028】なお、反射板52の大きさは、反射型検出
素子62の発光素子62aから出力され光を反射した際
に受光素子62bで検出できる程度の大きさであれば良
く、その材料も適当な反射率が得られるものであればど
のようなものでも良いが、反射型検出素子62に上記図
3に示したような反射型フォトセンサを用いた場合は、
反射板52の材料は例えばアルミニューム(Al)が好
適とされる。
The size of the reflection plate 52 may be such that the light output from the light emitting element 62a of the reflection type detection element 62 can be detected by the light receiving element 62b when the light is reflected. Any type may be used as long as a high reflectance can be obtained. However, when a reflection type photosensor as shown in FIG.
The material of the reflection plate 52 is preferably, for example, aluminum (Al).

【0029】このように本実施の形態のリニヤスケール
は、メインスケール基板50に反射板52を設けると共
に、ホルダ60に上記反射板52に対して送光した光の
反射光を受光することができる反射型検出素子62を設
けるようにしている。そして、この反射型検出素子62
にて受光された受光結果に基づいて、メインスケール基
板50とホルダ60との間のギャップdが適正範囲かど
うかの判定を行い、適正範囲内であればインジケータ6
3を点灯させるようにしている。
As described above, in the linear scale of the present embodiment, the reflection plate 52 is provided on the main scale substrate 50 and the holder 60 can receive the reflected light of the light transmitted to the reflection plate 52. The reflection type detection element 62 is provided. Then, the reflection type detection element 62
It is determined whether the gap d between the main scale substrate 50 and the holder 60 is within an appropriate range based on the result of the light received by the indicator.
3 is turned on.

【0030】これにより、本実施の形態のリニヤスケー
ルを工作機械に設置してギャップ調整を行う場合、作業
者は従来のようにオシロスコープを接続することなく、
ホルダ60に設けられているインジケータ63の点灯状
況を見えるだけで、メインスケール基板50とホルダ6
0との間のギャップdが適正範囲かどうか判断すること
ができるようになるため、ギャップ調整を容易に行うこ
とができるようになる。
Thus, when adjusting the gap by installing the linear scale of this embodiment on a machine tool, the operator does not need to connect an oscilloscope as in the prior art.
The main scale substrate 50 and the holder 6 can be viewed only by seeing the lighting state of the indicator 63 provided on the holder 60.
Since it is possible to determine whether or not the gap d between 0 and 0 is within an appropriate range, the gap can be easily adjusted.

【0031】また、本実施の形態のリニヤスケールは、
予めメインスケール基板50に反射板52を取り付け、
またホルダ60に反射型検出素子62を設けるようにし
ているため、例えば当該リニヤスケールを設置後、メイ
ンスケール基板50の取付時のうねりを確認したり、定
期的にギャップ調整を行うといったことが容易になる。
The linear scale of the present embodiment is
A reflector 52 is attached to the main scale substrate 50 in advance,
In addition, since the reflection type detection element 62 is provided on the holder 60, it is easy to check the undulation when the main scale substrate 50 is attached or to periodically adjust the gap after installing the linear scale, for example. become.

【0032】なお、本実施の形態では反射型の光学式リ
ニヤスケールを例に挙げて説明したが、例えば光源65
をメインスケール51の反対側に配置した透過型の光学
式リニヤスケールにも適用できることは言うまでもな
い。
In this embodiment, the reflection type optical linear scale has been described as an example.
It is needless to say that the present invention can also be applied to a transmission type optical linear scale arranged on the opposite side of the main scale 51.

【0033】図5は、本実施の形態とされるリニヤスケ
ールの主要なブロックの構成を示した図である。この図
5において、発光ダイオード等の光源65から照射され
た光はメインスケール51で反射され、図示しないイン
デックススケール63に刻線されたピッチPの格子を透
過して、光電変換素子であるフォトダイオード64によ
り受光される。フォトダイオード64により受光された
A相の信号及びB相の信号は光電変換アンプ3により増
幅されて、コンパレータ4に印加され2値データとされ
る。この2値データは位置データバックアップカウンタ
5により、ピッチP移動する毎に移動方向に応じて加算
あるいは減算カウントされ、ピッチPを単位とする位置
データとされて処理装置(表示機器)9に供給される。
この処理装置9には次に述べるピッチP内を内挿するデ
ータも供給され、さらに精密なアブソリュート値を測定
及び表示できるようにしている。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of main blocks of a linear scale according to the present embodiment. In FIG. 5, light emitted from a light source 65 such as a light emitting diode is reflected by a main scale 51, passes through a grid of a pitch P engraved on an index scale 63 (not shown), and is a photodiode as a photoelectric conversion element. 64 is received. The A-phase signal and the B-phase signal received by the photodiode 64 are amplified by the photoelectric conversion amplifier 3 and applied to the comparator 4 to be converted into binary data. Each time the position data backup counter 5 moves the pitch P, the binary data is incremented or decremented in accordance with the moving direction, and is supplied to the processing device (display device) 9 as position data in units of the pitch P. You.
Data for interpolating the pitch P described below is also supplied to the processing device 9 so that a more precise absolute value can be measured and displayed.

【0034】すなわち、光電変換アンプ3からの出力さ
れた前記したA相信号及びB相信号は、アブソリュート
内挿回路6に供給され、このアブソリュート内挿回路6
により前記格子ピッチPを細かく分割する内挿パルスを
計数するよう構成して、この計数パルスをカウンタ25
から出力することによって、ピッチP内を分割した内挿
データを前記処理装置9へ出力する。
That is, the above-mentioned A-phase signal and B-phase signal output from the photoelectric conversion amplifier 3 are supplied to an absolute interpolation circuit 6, and the absolute interpolation circuit 6
To count the number of interpolation pulses that divide the lattice pitch P finely.
, And outputs the interpolation data obtained by dividing the pitch P to the processing device 9.

【0035】さらに、アブソリュート内挿回路6で位相
変調された信号が印加されているA/B相信号発生器8
からは、後で述べるようにピッチP内を分割した内挿デ
ータをパルスの個数及び位相で示すA相パルス信号、お
よびB相パルス信号として発生し、数値制御(NC)装
置に供給するようにしている。そしてこれらのパルス信
号によって、工作機械の移動方向の制御と移動量を制御
することができるようになされている。
Further, an A / B phase signal generator 8 to which a signal phase-modulated by the absolute interpolation circuit 6 is applied.
Then, as will be described later, interpolation data obtained by dividing the pitch P is generated as an A-phase pulse signal and a B-phase pulse signal indicating the number and phase of pulses, and supplied to a numerical control (NC) device. ing. The control of the moving direction and the moving amount of the machine tool can be controlled by these pulse signals.

【0036】そして、本実施の形態では、先に述べたよ
うにメインスケール基板50とホルダ60との間のギャ
ップ調整を行うための反射型検出素子として反射型のフ
ォトディテクタ62が設けられている。フォトディテク
タ62の検出出力は、アンプ17にて増幅された後、ギ
ャップ判定部18に出力される。ギャップ判定部18
は、上記図4に示したような判定、例えば上記フォトデ
ィテクタ62からの検出出力が所定のスレッショルドレ
ベルTh以上かどうかの判定を行い、所定のスレッショ
ルドレベルTh以上とされる時に、インジケータ63を
ONするような信号を出力するようにしている。
In the present embodiment, as described above, the reflection type photodetector 62 is provided as a reflection type detection element for adjusting the gap between the main scale substrate 50 and the holder 60. The detection output of the photodetector 62 is output to the gap determination unit 18 after being amplified by the amplifier 17. Gap determination unit 18
Determines whether the detection output from the photodetector 62 is equal to or higher than a predetermined threshold level Th, and turns on the indicator 63 when the detection output is equal to or higher than the predetermined threshold level Th. Such a signal is output.

【0037】なお、本実施の形態ではメインスケール5
1とインデックススケール61に設けられた格子の間隔
Pが40ミクロンである時、上記アブソリュート内挿回
路6に入力されたA相信号あるいはB相信号の一周期に
おいて、40個のパルスを計数するようにしており、分
解能を1ミクロンとした光学式スケールとすることがで
きる。
In this embodiment, the main scale 5
When the interval P between 1 and the grid provided on the index scale 61 is 40 microns, 40 pulses are counted in one cycle of the A-phase signal or the B-phase signal input to the absolute interpolation circuit 6. And an optical scale with a resolution of 1 micron.

【0038】アブソリュート内挿回路6は、入力された
A相信号,B相信号のレベルに応じた位相偏移を搬送波
に与える位相変調回路21と、この位相変調回路21の
位相偏移された出力信号の基本波を抽出するローパスフ
ィルタ(LPF)22と、ローパスフィルタ22の出力
信号を2値化するコンパレータ23と、2値化された搬
送波のエッジで計数がスタートされコンパレータ23の
出力信号のエッジにより計数がストップするカウンタ2
5と、カウンタ25で計数されるクロック及び搬送波を
作成するためのクロックを発生するクロック発生器24
と、クロック発生器24のクロックを分周する分周器2
6と、この分周器26の出力より搬送波を発生する搬送
波発生器27とから構成されており、分解能を向上する
ために格子ピッチP内を分割する機能を有する回路であ
る。
The absolute interpolation circuit 6 includes a phase modulation circuit 21 that applies a phase shift corresponding to the level of the input A-phase signal and B-phase signal to the carrier, and a phase-shifted output of the phase modulation circuit 21. A low-pass filter (LPF) 22 for extracting a fundamental wave of the signal; a comparator 23 for binarizing an output signal of the low-pass filter 22; counting is started at an edge of the binarized carrier wave; Counter 2 stops counting
5 and a clock generator 24 for generating a clock counted by the counter 25 and a clock for generating a carrier wave
And a frequency divider 2 for dividing the clock of the clock generator 24
6 and a carrier generator 27 that generates a carrier from the output of the frequency divider 26, and has a function of dividing the inside of the grating pitch P in order to improve the resolution.

【0039】位相変調器21は、例えば特開昭62−1
32104号公報に記載されている構成とされており、
その詳細な構成は図6に示すように、入力されたA相信
号はバッファとして動作するオペアンプOP1を介して
抵抗ネットワークRTに供給されると共に、オペアンプ
OP2により反転されて抵抗ネットワークRTに供給さ
れる。また、B相信号はバッファとして動作するオペア
ンプOP3を介して抵抗ネットワークRTに供給される
と共に、オペアンプOP4により反転されて抵抗ネット
ワークRTに供給される。
The phase modulator 21 is disclosed in, for example, JP-A-62-1.
No. 32104, and
The detailed configuration is, as shown in FIG. 6, the input A-phase signal is supplied to the resistor network RT via the operational amplifier OP1 operating as a buffer, and is also inverted and supplied to the resistor network RT by the operational amplifier OP2. . The B-phase signal is supplied to the resistor network RT via the operational amplifier OP3 operating as a buffer, and is also inverted by the operational amplifier OP4 and supplied to the resistor network RT.

【0040】すなわち、A相信号,反転A相信号,B相
信号,反転B相信号を抵抗ネットワークRTにより混合
加算し、位相が反対で同電圧の8分割された混合信号を
作成し、マルチプレクサAMの8つの入力端子(0)〜
(7)にそれぞれ供給している。このマルチプレクサA
Mの入力端子C1,C2,C3には図6(c)に示す選
択信号A,B,Cが入力され、この選択信号A,B,C
によりマルチプレクサAMの入力端子(0)〜(7)が
順次選択されて、出力端子toから図7(a)に示す階
段状の出力信号Sが出力される。このマルチプレクサA
Mから出力される信号Sの周波数は、図7に図示するよ
うに選択信号Cの周期と同一であり、結局のところ、選
択信号Cを搬送波としてその位相をA相信号(B相信
号)のレベルにより平衡変調した出力信号Sがマルチプ
レクサAMから出力されるようになる。すなわち、A相
信号(B相信号)のレベルに応じて位相偏移された搬送
波が出力されるのである。
That is, the A-phase signal, the inverted A-phase signal, the B-phase signal, and the inverted B-phase signal are mixed and added by the resistor network RT to generate a mixed signal having the opposite voltage and the same voltage divided into eight. 8 input terminals (0) ~
(7). This multiplexer A
The selection signals A, B, and C shown in FIG. 6C are input to the M input terminals C1, C2, and C3.
, The input terminals (0) to (7) of the multiplexer AM are sequentially selected, and a step-like output signal S shown in FIG. 7A is output from the output terminal to. This multiplexer A
The frequency of the signal S output from M is the same as the cycle of the selection signal C as shown in FIG. 7, and as a result, the selection signal C is used as a carrier and its phase is the same as that of the A-phase signal (B-phase signal). The output signal S balanced-modulated by the level is output from the multiplexer AM. That is, a carrier wave whose phase has been shifted according to the level of the A-phase signal (B-phase signal) is output.

【0041】このように平衡変調された搬送波はLPF
22に印加されて、図7(b)に示すように滑らかな正
弦波状とされる。この信号は搬送波の周波数の角速度を
ω、格子間隔をp、移動量をxとしたときに S=K・cos(ωt−2π・x/p) によって示される信号となり、スケールの移動量xとピ
ッチpの比x/pが位相の変化として示される信号とな
る。
The carrier wave thus balanced is LPF
22 to form a smooth sinusoidal wave as shown in FIG. This signal is a signal represented by S = K · cos (ωt−2π · x / p) where ω is the angular velocity of the frequency of the carrier, p is the lattice interval, and x is the amount of movement. The ratio x / p of the pitch p is a signal indicated as a change in phase.

【0042】以下、本出願人が先に提出した特願平5−
320921号で説明をしたように、コンパレータ23
によってこの信号Sの零レベルの点がエッジとされる2
値信号に変換される。
The following is a description of the Japanese Patent Application No. Hei.
As described in 320921, the comparator 23
The point at the zero level of the signal S is set as an edge 2
It is converted to a value signal.

【0043】そして、例えば、クロック発生器24の出
力を分周器26によって分周した搬送周波数のエッジに
よりカウンタ25の計数をスタートさせ、コンパレータ
23の2値出力の立ち上がりエッジによりカウンタ25
の計数をストップさせると、カウンタ25より格子ピッ
チP内を分割した内挿アブソリュート値を計数値として
検出できるようになる。
For example, the counting of the counter 25 is started by the edge of the carrier frequency obtained by dividing the output of the clock generator 24 by the divider 26, and the counter 25 is started by the rising edge of the binary output of the comparator 23.
Is stopped, the interpolation absolute value obtained by dividing the grid pitch P from the counter 25 can be detected as the count value.

【0044】この計数値は、スケールの1ピッチが40
個のクロックによって係数される場合は、例えば1/4
ピッチ移動したときは、10個のクロックをカウンタ2
5が計数する。また、1/2ピッチ移動した時は20個
のクロックを、さらに3/4ピッチ変位したときは30
個のクロックをカウンタ25が計数することになる。
The counted value is such that one pitch of the scale is 40.
When the coefficient is multiplied by the number of clocks, for example, 1/4
When the pitch shifts, 10 clocks are counted by the counter 2
5 counts. In addition, 20 clocks are shifted when moving by 1 / pitch, and 30 clocks when shifted by / pitch.
The counter 25 counts the number of clocks.

【0045】このように、カウンタ25が計数するクロ
ックの周波数が搬送波周波数の40倍とされていると、
カウンタ25は格子ピッチPを40分割した量だけ移動
する毎に1パルスを計数することになるため、分解能を
40倍にすることができる。したがって、格子ピッチが
40ミクロンの場合は1ミクロンの分解能とすることが
できる。すなわち、内挿されるパルス数は「0〜39」
とされていることになる。なお、搬送波発生回路27に
は分周比が「40」に設定された分周器26により分周
されたクロックが供給されているが、この分周器26の
分周比を例えば「200」に設定すると、0.2ミクロ
ンの分解能にすることもできる。
As described above, if the frequency of the clock counted by the counter 25 is set to 40 times the carrier frequency,
Since the counter 25 counts one pulse each time it moves by an amount obtained by dividing the grating pitch P by 40, the resolution can be increased by a factor of 40. Therefore, when the grating pitch is 40 microns, the resolution can be 1 micron. That is, the number of interpolated pulses is “0 to 39”.
It will be. Note that the carrier wave generation circuit 27 is supplied with a clock frequency-divided by the frequency divider 26 whose frequency division ratio is set to “40”, and the frequency division ratio of the frequency divider 26 is set to, for example, “200”. , A resolution of 0.2 microns can be achieved.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のリニヤス
ケールは、メインスケールと計測部との間のギャップを
検出するギャップ検出手段の検出出力により、判定手段
でメインスケールと計測部との間のギャップが適正範囲
内かどうかの判定を行い、その判定結果を表示手段に表
示するようにしている。従って、ギャップ調整時は、表
示手段の表示を見るだけで、メインスケールと計測部と
の間のギャップが適正範囲内かどうかわかるため、ギャ
ップ調整を容易に行うことができるようになる。
As described above, the linear scale according to the present invention uses the detection output of the gap detecting means for detecting the gap between the main scale and the measuring section to determine the gap between the main scale and the measuring section by the judging means. It is determined whether or not the gap is within an appropriate range, and the result of the determination is displayed on the display means. Therefore, at the time of adjusting the gap, it is possible to know whether or not the gap between the main scale and the measuring unit is within the appropriate range only by looking at the display on the display means, so that the gap can be easily adjusted.

【0047】また本発明は、ギャップ検出手段として、
予めメインスケールに反射板を取り付けると共に、計測
部に発光受光手段を設けるようにしているため、当該リ
ニヤスケールを工作機械に設置した後でも、例えば定期
的にギャップ調整を行うことが容易になるといった利点
もある。
Further, according to the present invention, as a gap detecting means,
Since the reflector is attached to the main scale in advance and the light emitting and receiving means is provided in the measuring unit, even after the linear scale is installed on the machine tool, for example, it is easy to periodically adjust the gap. There are advantages too.

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

【図1】本発明の実施の形態のリニヤスケールの概要を
示した斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a linear scale according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施の形態のリニヤスケールの構造を説明す
るための断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a linear scale according to the present embodiment.

【図3】ギャップ調整用の反射型検出素子の構造、及び
特性を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a structure and characteristics of a reflective detection element for gap adjustment.

【図4】ギャップ判定部の判定方法を説明するための図
である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a determination method of a gap determination unit.

【図5】本実施の形態のリニヤスケールの主要部のブロ
ック図である。
FIG. 5 is a block diagram of a main part of the linear scale according to the embodiment.

【図6】位相変調回路の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a phase modulation circuit.

【図7】位相変調回路のタイミング図である。FIG. 7 is a timing chart of the phase modulation circuit.

【図8】リニヤスケールを使用した計測表示装置の概要
を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an outline of a measurement display device using a linear scale.

【図9】光学式スケールの原理図である。FIG. 9 is a principle diagram of an optical scale.

【図10】モアレ縞の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of moire fringes.

【図11】モアレ縞の移動を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing movement of moiré fringes.

【図12】光学式スケールの斜視図である。FIG. 12 is a perspective view of an optical scale.

【図13】光学式スケールの断面図である。FIG. 13 is a sectional view of an optical scale.

【図14】従来の光スケールにおけるギャップ調整方法
の説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a conventional gap adjusting method in an optical scale.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 フォトダイオード、3 光電変換アンプ、4 コン
パレータ、5 位置データバックアップカウンタ、6
アブソリュート内挿回路、8 A/B相信号発生部、9
処理回路(表示部)、17 アンプ、18 ギャップ
判定部、50メインスケール基板 、51 メインスケ
ール、52 反射板、60 ホルダ、61 インデック
ススケール、62 反射型検出素子(フォトディテク
タ)、63 インジケータ、64 光電変換素子(フォ
トダイオード)、65 光源
2 Photodiode, 3 photoelectric conversion amplifier, 4 comparator, 5 position data backup counter, 6
Absolute interpolation circuit, 8 A / B phase signal generator, 9
Processing circuit (display unit), 17 amplifier, 18 gap determination unit, 50 main scale substrate, 51 main scale, 52 reflection plate, 60 holder, 61 index scale, 62 reflection type detection element (photodetector), 63 indicator, 64 photoelectric conversion Element (photodiode), 65 light source

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 長さ方向に等間隔で目盛られている第1
の刻線が設けられているメインスケールと、 上記第1の刻線に対して交差する第2の刻線が設けられ
ているインデックススケールと、上記第1の刻線と上記
第2の刻線によって発生するモアレ縞を検出し、上記メ
インスケールと上記インデックススケールとの間の相対
的な移動距離を検出する光電変換部を有し、上記メイン
スケールに対して移動可能に配置された計測部と、 を備えているリニヤスケールにおいて、 上記メインスケールと上記計測部との間のギャップを検
出するギャップ検出手段と、 上記ギャップ検出手段の検出出力により、上記メインス
ケールと上記計測部との間のギャップが適正範囲内か否
かを判定する判定手段と、 上記判定手段の判定結果を表示する表示手段と、 を備えていることを特徴とするリニヤスケール。
1. A first scale which is graduated at equal intervals in a longitudinal direction.
A main scale provided with an inscribed line, an index scale provided with a second inscribed line intersecting the first inscribed line, the first inscribed line and the second inscribed line A moire fringe generated by the main scale and a photoelectric conversion unit that detects a relative moving distance between the index scale, a measuring unit that is movably disposed with respect to the main scale, A gap detecting means for detecting a gap between the main scale and the measuring section; and a gap between the main scale and the measuring section by a detection output of the gap detecting means. A linear scale comprising: a determination unit that determines whether or not is within an appropriate range; and a display unit that displays a determination result of the determination unit.
【請求項2】 上記ギャップ検出手段は、 上記メインスケールに設けた反射板と、 上記計測部に設けられ、上記反射板に対して送光した光
の反射光を受光する発光受光手段と、 によって構成されることを特徴とする請求項1に記載の
リニヤスケール。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the gap detecting unit includes: a reflecting plate provided on the main scale; and a light emitting / receiving unit provided on the measuring unit and receiving reflected light of light transmitted to the reflecting plate. The linear scale according to claim 1, wherein the linear scale is configured.
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