JP2514694B2 - 移動量測定方法 - Google Patents
移動量測定方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、移動量測定方法に関する。この方法は、各
種のエンコーダー等に広く利用できる。
種のエンコーダー等に広く利用できる。
（従来の技術） 光源からの光を被検体に照射し、被検体による反射光
もしくは透過光を光センサーで検知することにより、被
検体に対する物理量を測定することは広く行われてお
り、光学的測定として計測上の１ジャンルをなしてい
る。
もしくは透過光を光センサーで検知することにより、被
検体に対する物理量を測定することは広く行われてお
り、光学的測定として計測上の１ジャンルをなしてい
る。
発明者等は、先に光学的測定により物体の移動量を測
定する測定方法として、全く新規な方法を提案した（特
開昭63−47616号公報）。
定する測定方法として、全く新規な方法を提案した（特
開昭63−47616号公報）。
この方法は、被検体たる単周期的構造の構造物を、単
色の点状光源からの発散性の光束で照明し、被検体にお
ける単周期的構造に対応する影絵的回折パターンを発生
せしめ、被検体の、照明光束を横切る方向への移動に伴
う影絵的回折パターンの移動量を光センサーにより検知
して被検体の移動量を測定するというものである。
色の点状光源からの発散性の光束で照明し、被検体にお
ける単周期的構造に対応する影絵的回折パターンを発生
せしめ、被検体の、照明光束を横切る方向への移動に伴
う影絵的回折パターンの移動量を光センサーにより検知
して被検体の移動量を測定するというものである。
（発明が解決しようとする課題） 上記移動量測定方法には、以下の如き問題がある。即
ち、上記公報に詳細に記載した理論的な解析からも明ら
かなように、影絵的回折パターンを発生させるのに、点
状光源と、被検体と、光センサーとの間に一定の位置的
関係を実現しなければならず、この位置関係が変化する
と、発生する影絵的回折パターンが変化することであ
る。このことは、上記三者の位置関係が軟らかの原因で
変化したりあるいは経時的に変化した場合に、影絵的回
折パターンの変化が生じて、測定に誤差を生ずる可能性
があることを意味する。
ち、上記公報に詳細に記載した理論的な解析からも明ら
かなように、影絵的回折パターンを発生させるのに、点
状光源と、被検体と、光センサーとの間に一定の位置的
関係を実現しなければならず、この位置関係が変化する
と、発生する影絵的回折パターンが変化することであ
る。このことは、上記三者の位置関係が軟らかの原因で
変化したりあるいは経時的に変化した場合に、影絵的回
折パターンの変化が生じて、測定に誤差を生ずる可能性
があることを意味する。
本発明は、上述した如き事情に鑑みてなされたもので
あって、その目的とする所は、被検体、光源、光センサ
ーの位置関係に関する自由度が極めて大きい、新規な移
動量測定方法の提供を目的とする。
あって、その目的とする所は、被検体、光源、光センサ
ーの位置関係に関する自由度が極めて大きい、新規な移
動量測定方法の提供を目的とする。
（課題を解決するための手段） 以下、本発明を説明する。
本発明は、光源からの光を被検体に照射し、上記被検
体による反射光もしくは透過光を光センサーで検知し
て、上記被検体に関する物理量を測定する方法に属する
方法であり、以下の如き特徴を有する。
体による反射光もしくは透過光を光センサーで検知し
て、上記被検体に関する物理量を測定する方法に属する
方法であり、以下の如き特徴を有する。
光透過部と光遮断部、もしくは光反射部と光吸収部と
がピッチ：ξをなす周期的構造を持つ構造物を、線状光
源からの発散性の光束で照射し、上記線状光源の長さ:d
の方向を上記周期的構造の周期方向に平行にし、且つ上
記ξとｄとの関係を1/10≦（d/ξ｝≦２に設定すること
により、上記周期的構造に影絵的に対応する回折による
影絵パターンを得、上記構造物の、照射光束を横切る方
向への移動に伴う、上記影絵パターンの移動量を光セン
サーにより検知して、上記構造物の移動量を測定する。
がピッチ：ξをなす周期的構造を持つ構造物を、線状光
源からの発散性の光束で照射し、上記線状光源の長さ:d
の方向を上記周期的構造の周期方向に平行にし、且つ上
記ξとｄとの関係を1/10≦（d/ξ｝≦２に設定すること
により、上記周期的構造に影絵的に対応する回折による
影絵パターンを得、上記構造物の、照射光束を横切る方
向への移動に伴う、上記影絵パターンの移動量を光セン
サーにより検知して、上記構造物の移動量を測定する。
（作用） 以下に、本発明の作用を説明する。先ず、影絵パター
ンの意味に付いて説明する。
ンの意味に付いて説明する。
上述の、特開昭63−47616号公報には、既に述べたよ
うに影絵的回折パターンなる語が使用されている。この
影絵的回折パターンは例えば同号公報の第９頁の第５図
に示されているように、それ自体が周期的な構造を持つ
明暗のパターンであるが、このパターンは回折によって
形成される。影絵的回折パターンの周期構造は、被検体
の持つ周期的構造と対応関係があるが、この対応関係
は、必ずしも単なる影絵的な対応とは限らない。
うに影絵的回折パターンなる語が使用されている。この
影絵的回折パターンは例えば同号公報の第９頁の第５図
に示されているように、それ自体が周期的な構造を持つ
明暗のパターンであるが、このパターンは回折によって
形成される。影絵的回折パターンの周期構造は、被検体
の持つ周期的構造と対応関係があるが、この対応関係
は、必ずしも単なる影絵的な対応とは限らない。
本明細書においては、上記影絵的回折パターンの内
で、被検体における周期的構造と影絵的に対応するもの
を特に影絵パターンと称するのである。また、線状光源
としては、例えば半導体レーザーの微小な長方形形状の
発光部の長手方向を利用することができる。
で、被検体における周期的構造と影絵的に対応するもの
を特に影絵パターンと称するのである。また、線状光源
としては、例えば半導体レーザーの微小な長方形形状の
発光部の長手方向を利用することができる。
さて、以下に先ず本発明の方法に拘る実験的な事実を
説明する。
説明する。
第４図を参照すると、符号10は線状光源、符号12は回
折格子、符号14はスクリーンを示している。線状光源10
の長さを、第４図（II）に示すようにｄとし、回折格子
12のピッチをξ、回折格子12における光透過部としての
スリットの幅をδとする。第４図（Ｉ）に示すように、
線状光源10を回折格子12と距離b1を介して対向せしめ、
回折格子12をスクリーン14と距離b2を介して対向せしめ
る。
折格子、符号14はスクリーンを示している。線状光源10
の長さを、第４図（II）に示すようにｄとし、回折格子
12のピッチをξ、回折格子12における光透過部としての
スリットの幅をδとする。第４図（Ｉ）に示すように、
線状光源10を回折格子12と距離b1を介して対向せしめ、
回折格子12をスクリーン14と距離b2を介して対向せしめ
る。
このようにしてスクリーン14上における光強度分布の
様子を調べると、同図に示すように、光強度には強弱の
パターンが現れる。なお、このとき線状光源10の長手方
向は、回折格子12の格子配列方向と平行であり、格子配
列方向とスクリーン14も互いに平行である。このとき線
状光源10の長手方向の中心から回折格子12を介してスク
リーン14に垂線を下ろし、この垂線を光軸AXと呼ぶ。
様子を調べると、同図に示すように、光強度には強弱の
パターンが現れる。なお、このとき線状光源10の長手方
向は、回折格子12の格子配列方向と平行であり、格子配
列方向とスクリーン14も互いに平行である。このとき線
状光源10の長手方向の中心から回折格子12を介してスク
リーン14に垂線を下ろし、この垂線を光軸AXと呼ぶ。
さて、スクリーン14上の光強度分布の各ピークの位置
を調べてみると、これらの位置は線状光源10の長手方向
の中央部から放射する光を光線と考え、各光線が回折格
子12のスリットを抜けてスクリーン14に到達する位置に
合致している。
を調べてみると、これらの位置は線状光源10の長手方向
の中央部から放射する光を光線と考え、各光線が回折格
子12のスリットを抜けてスクリーン14に到達する位置に
合致している。
従って、スクリーン14の上の光強度分布は線状光源の
単純に点光源と考え、この点光源により回折格子12のス
リット分布をスクリーン14上に影絵として投影したパタ
ーンと対応しており、このような特徴に鑑みて、上記光
強度分布を影絵パターンと呼ぶのである。但し、このパ
ターンはあくまでも回折現象の結果として現れるもので
あり、単純な影絵現象で無いことは言うまでもない。こ
のことは、光強度分布が光軸AXの近傍で大きく、光軸を
はなれた位置では小さくなっていることからも理解され
るであろう。
単純に点光源と考え、この点光源により回折格子12のス
リット分布をスクリーン14上に影絵として投影したパタ
ーンと対応しており、このような特徴に鑑みて、上記光
強度分布を影絵パターンと呼ぶのである。但し、このパ
ターンはあくまでも回折現象の結果として現れるもので
あり、単純な影絵現象で無いことは言うまでもない。こ
のことは、光強度分布が光軸AXの近傍で大きく、光軸を
はなれた位置では小さくなっていることからも理解され
るであろう。
次に、この影絵パターンの性質を説明する。
先ず、上記ξ、δ、ｄに着目すると、d/ξが２より大
きくなると、即ち、線状光源の長さｄが回折格子のピッ
チξの２倍より大きくなると十分なコントラストを持っ
た影絵パターンは得られない。逆に、d/ξが小さくなっ
て０に近づくと、影絵パターンは従来の特開昭63−4761
6号に記載された影絵回折パターンの発生条件に従うも
のになる。即ち、d/ξが1/10より小さくなると点光源的
な性格が現れて、影絵パターンはb1,b2の変化に対して
不安定となる。
きくなると、即ち、線状光源の長さｄが回折格子のピッ
チξの２倍より大きくなると十分なコントラストを持っ
た影絵パターンは得られない。逆に、d/ξが小さくなっ
て０に近づくと、影絵パターンは従来の特開昭63−4761
6号に記載された影絵回折パターンの発生条件に従うも
のになる。即ち、d/ξが1/10より小さくなると点光源的
な性格が現れて、影絵パターンはb1,b2の変化に対して
不安定となる。
次に、δ即ち、回折格子におけるスリット幅に就いて
みると、δがξと比較し得る程度の大きさになると、影
絵パターンの明暗のコントラストが小さくなる。
みると、δがξと比較し得る程度の大きさになると、影
絵パターンの明暗のコントラストが小さくなる。
次に、影絵パターン自体を見ると、このパターンの強
度は、前述の如く光軸AXに近い部分では大きく光軸から
離れるに従って、強度は低下する。即ち、光軸と線状光
源中心部からの直線がなす角が±αの領域では影絵パタ
ーンの光強度は大きい。しかし、±αの外側の角θの領
域では、影絵パターンの強弱が安定し、高いコントラス
トが得られる。光軸近傍の±αの領域では光強度はピー
ク部分でも低強度部分でも光強度が大きいので、この領
域では影絵パターンのコントラスト自体は然程高くな
い。
度は、前述の如く光軸AXに近い部分では大きく光軸から
離れるに従って、強度は低下する。即ち、光軸と線状光
源中心部からの直線がなす角が±αの領域では影絵パタ
ーンの光強度は大きい。しかし、±αの外側の角θの領
域では、影絵パターンの強弱が安定し、高いコントラス
トが得られる。光軸近傍の±αの領域では光強度はピー
ク部分でも低強度部分でも光強度が大きいので、この領
域では影絵パターンのコントラスト自体は然程高くな
い。
また、本発明の影絵パターンの大きさと、回折格子12
のスリットのピッチとの関係を調べてみると、上記ピッ
チξに対し、影絵パターンのピーク間距離はξ・（b2/b
1）であることは、前述した影絵パターンと回折格子12
の影絵的な対応関係から明らかであるが、実験によれば
この関係は上記b1,b2に関するかなり広い領域に渡って
成り立っている様子であり、実験で調べた範囲内では、
上記影絵的対応関係が崩れる状況は発見出来なかった。
このことから本発明で問題としている影絵パターンは極
めて安定しており、尚且つ、その大きさをξと（b2/b
1）により、相当に広い範囲で適宜に設定できることを
意味している。
のスリットのピッチとの関係を調べてみると、上記ピッ
チξに対し、影絵パターンのピーク間距離はξ・（b2/b
1）であることは、前述した影絵パターンと回折格子12
の影絵的な対応関係から明らかであるが、実験によれば
この関係は上記b1,b2に関するかなり広い領域に渡って
成り立っている様子であり、実験で調べた範囲内では、
上記影絵的対応関係が崩れる状況は発見出来なかった。
このことから本発明で問題としている影絵パターンは極
めて安定しており、尚且つ、その大きさをξと（b2/b
1）により、相当に広い範囲で適宜に設定できることを
意味している。
ここで、影絵パターンを前述の特開昭63−47616号公
報に記載された解析方法に則して理論的に考察してみ
る。
報に記載された解析方法に則して理論的に考察してみ
る。
先ず、第５図を参照して光軸近傍の影絵パターンの発
生機構を考察する。第５図に於いてb1≪b2とし、線状光
源10の位置に点光源を置いたときスクリーン14上に於い
て回折格子12の光透過部の配列に影絵的に対応する回折
スポット列が生じているものと考える。このような条件
下で、線状光源10を点光源を密接して線状に配列したも
のと考える。第５に示すように、線状光源10の上端を
ｈ、下端をｇ、中央をｏとすると、og上の点光源配列に
よる回折スポットの内、回折格子12のスリットToに対応
するものは、スクリーン14上でP0とP0gの間に発生し、
これらスポットの光強度分布は互いに重なり合う。従っ
て、線状光源の発光強度が長さｄに渡って一定とする
と、線状光源のog部分に対応して、スクリーン14上のP0
P0g間は均一な照度となると考えられる。同様に、線状
光源10のog上の点光源配列による回折スポットの内、回
折格子12のスリットT1に対応するものは、スクリーン14
上でP1とP1gの間に発生し、スクリーン14上のP1P1g間は
均一な照度となると考えられる。このような回折スポッ
トの重なり合いによる連続的な照度分布を回折スポット
の広がりと呼ぶ。
生機構を考察する。第５図に於いてb1≪b2とし、線状光
源10の位置に点光源を置いたときスクリーン14上に於い
て回折格子12の光透過部の配列に影絵的に対応する回折
スポット列が生じているものと考える。このような条件
下で、線状光源10を点光源を密接して線状に配列したも
のと考える。第５に示すように、線状光源10の上端を
ｈ、下端をｇ、中央をｏとすると、og上の点光源配列に
よる回折スポットの内、回折格子12のスリットToに対応
するものは、スクリーン14上でP0とP0gの間に発生し、
これらスポットの光強度分布は互いに重なり合う。従っ
て、線状光源の発光強度が長さｄに渡って一定とする
と、線状光源のog部分に対応して、スクリーン14上のP0
P0g間は均一な照度となると考えられる。同様に、線状
光源10のog上の点光源配列による回折スポットの内、回
折格子12のスリットT1に対応するものは、スクリーン14
上でP1とP1gの間に発生し、スクリーン14上のP1P1g間は
均一な照度となると考えられる。このような回折スポッ
トの重なり合いによる連続的な照度分布を回折スポット
の広がりと呼ぶ。
さらに同様に、線状光源10のho部分によるスリットT1
に対応する回折スポットを考えると、これらの回折スポ
ット列によりスクリーン14上の領域p0gp1が略均一な照
度となる。かかる状態で、影絵パターンが発生する条件
は、光源部分ogによる回折スポットの広がりと、光源部
分ohによる回折スポットの広がりがどのように重なり合
うかを考える必要がある。
に対応する回折スポットを考えると、これらの回折スポ
ット列によりスクリーン14上の領域p0gp1が略均一な照
度となる。かかる状態で、影絵パターンが発生する条件
は、光源部分ogによる回折スポットの広がりと、光源部
分ohによる回折スポットの広がりがどのように重なり合
うかを考える必要がある。
ξに対しｄがやや大きい状態では、上記回折スポット
の広がりは、第５図で例えばP0,P0g,P1の近傍で生じ、
それそに伴い、これらの部位では照度が大きくなる。従
って、この状態では回折スポツトの広がりの無い部分
（上記P0,P0g,P1等の間の部分）では回折スポットの広
がり本来の照度であり、重なりの部分では、大きい照度
となり結局、第４図の±αの領域内のような光強度分布
が得られるものと考えられる。上の理論から明らかなよ
うに、ξよりもｄが小さいときは回折スポットの広がり
は、スクリーン状で互いに分離して、明瞭なコントラス
トを伴う影絵パターンが得られると考えられる。ただし
d/ξを1/10程度以下になると光源の点光源的性格が表
れ、b1,b2関して安定した影絵パターンは得られなくな
る。
の広がりは、第５図で例えばP0,P0g,P1の近傍で生じ、
それそに伴い、これらの部位では照度が大きくなる。従
って、この状態では回折スポツトの広がりの無い部分
（上記P0,P0g,P1等の間の部分）では回折スポットの広
がり本来の照度であり、重なりの部分では、大きい照度
となり結局、第４図の±αの領域内のような光強度分布
が得られるものと考えられる。上の理論から明らかなよ
うに、ξよりもｄが小さいときは回折スポットの広がり
は、スクリーン状で互いに分離して、明瞭なコントラス
トを伴う影絵パターンが得られると考えられる。ただし
d/ξを1/10程度以下になると光源の点光源的性格が表
れ、b1,b2関して安定した影絵パターンは得られなくな
る。
またｄがξの２倍より大きくなると回折スポットの広
がりの重なりが大きくなり、影絵パターンはコントラス
トが急激に現象してしまう。
がりの重なりが大きくなり、影絵パターンはコントラス
トが急激に現象してしまう。
なおξ＝ｄのときは、上の考察に従えばスクリーン上
の照度分布は回折スポットの広がり同士が連続的につな
がって、コントラストのある影絵パターンは得られない
が、この場合、線状光源の輝度分布が中央で大きく、両
端部で小さくなつていれば、各スリットによる回折スポ
ットの広がり自体が線状光源における輝度分布に従う照
度分布となるので、矢張り安定した影絵パターンが得ら
れる。かかる場合の線状光源の実効的な長さは、輝度分
布の半値幅と考えると、実験結果との対応が良い。
の照度分布は回折スポットの広がり同士が連続的につな
がって、コントラストのある影絵パターンは得られない
が、この場合、線状光源の輝度分布が中央で大きく、両
端部で小さくなつていれば、各スリットによる回折スポ
ットの広がり自体が線状光源における輝度分布に従う照
度分布となるので、矢張り安定した影絵パターンが得ら
れる。かかる場合の線状光源の実効的な長さは、輝度分
布の半値幅と考えると、実験結果との対応が良い。
次に、光軸AXから離れた部分での影絵パターンを考察
する。第６図を参照すると、この状態はｄ＞ξで光源部
分ogからの光が回折格子12のスリットTiに応じてスクリ
ーン14上に生成する回折スポットの広がりと、光源部分
ohからの光が回折格子12のスリットTi+1に応じてスクリ
ーン14上に生成する回折スポットの広がりとは、領域P
(i+1)hPigに於いて重なり合う。線状光源中央からのス
クリーンに到る光が光軸と各βをなしているため光源の
端部ｇからの光とｈからの光の、上記重なり合い領域に
到る光路差に伴う上記領域での各光の位相差を考慮する
必要がある。
する。第６図を参照すると、この状態はｄ＞ξで光源部
分ogからの光が回折格子12のスリットTiに応じてスクリ
ーン14上に生成する回折スポットの広がりと、光源部分
ohからの光が回折格子12のスリットTi+1に応じてスクリ
ーン14上に生成する回折スポットの広がりとは、領域P
(i+1)hPigに於いて重なり合う。線状光源中央からのス
クリーンに到る光が光軸と各βをなしているため光源の
端部ｇからの光とｈからの光の、上記重なり合い領域に
到る光路差に伴う上記領域での各光の位相差を考慮する
必要がある。
ここでもb1≪b2と言う条件で考察してみる。またb1≫
λ（波長）とする。このき線分gT1Pigと線分hTi+1p
(i+1)hとの差は近似的に、図中のΔ＝ｄ・sinβで与え
られる。このΔを光路差と考えるとそれによって生じる
位相差φは φ＝２π・Δ／λ である。従ってφがπよりやや大きな値であればスクリ
ーン14上の領域P(i+1)hPigの何処かでは、位相差がπと
なる部分が生じ、この部分では干渉により光強度が小さ
くなる。
λ（波長）とする。このき線分gT1Pigと線分hTi+1p
(i+1)hとの差は近似的に、図中のΔ＝ｄ・sinβで与え
られる。このΔを光路差と考えるとそれによって生じる
位相差φは φ＝２π・Δ／λ である。従ってφがπよりやや大きな値であればスクリ
ーン14上の領域P(i+1)hPigの何処かでは、位相差がπと
なる部分が生じ、この部分では干渉により光強度が小さ
くなる。
従って、此の場合はｄがξの２倍程度あっても、干渉
により明暗の縞が生ずるものと考えられる。実際に、回
折格子のスリットのピッチξ＝1.8μｍに対し、ｄ＝３
μｍ、λ＝0.78μｍの半導体レーザーを線状光源として
実験して見ると、第４図（Ｉ）における角αは略10度、
同図の角θ、即ちコントラストの安定した影絵パターン
の得られる角度領域は、略５度であった。θが５度以上
ともなると影絵パターンのコントラストは急激に低下し
て行く。
により明暗の縞が生ずるものと考えられる。実際に、回
折格子のスリットのピッチξ＝1.8μｍに対し、ｄ＝３
μｍ、λ＝0.78μｍの半導体レーザーを線状光源として
実験して見ると、第４図（Ｉ）における角αは略10度、
同図の角θ、即ちコントラストの安定した影絵パターン
の得られる角度領域は、略５度であった。θが５度以上
ともなると影絵パターンのコントラストは急激に低下し
て行く。
この半導体レーザーのｄとλとを用い、φ＝πとなる
角度β１を算出してみるとβ１＝7.47度であり、φ＝２
πとなる角度β２を算出して見るとβ２＝15.07度とな
る。このことは、β１乃至β２の領域と前記θの領域が
対応するものと考えられる。
角度β１を算出してみるとβ１＝7.47度であり、φ＝２
πとなる角度β２を算出して見るとβ２＝15.07度とな
る。このことは、β１乃至β２の領域と前記θの領域が
対応するものと考えられる。
また、半導体レーザーの微小な長方形形状の長手方向
を線状光源とした場合、その開口角γは、第７図に示す
ようにsinγ＝λ/dから、γ＝15.07度となる。従って影
絵パターンの得られる角度領域の限界が略15度であるの
は、この開口角によるものとも考えられる。
を線状光源とした場合、その開口角γは、第７図に示す
ようにsinγ＝λ/dから、γ＝15.07度となる。従って影
絵パターンの得られる角度領域の限界が略15度であるの
は、この開口角によるものとも考えられる。
以上のように、影絵パターンは回折により発生する
が、回折格子における光透過部もしくは光反射部に影絵
的に対応し、回折格子の移動に応じて移動する。従っ
て、被検体の周期的構造を回折格子として使用すること
により、発生する影絵パターンの移動を光センサーによ
り受光量の周期的変動として検出すれば、影絵パターン
と周期的構造との対応関係により被検体の移動量を知る
ことができる。
が、回折格子における光透過部もしくは光反射部に影絵
的に対応し、回折格子の移動に応じて移動する。従っ
て、被検体の周期的構造を回折格子として使用すること
により、発生する影絵パターンの移動を光センサーによ
り受光量の周期的変動として検出すれば、影絵パターン
と周期的構造との対応関係により被検体の移動量を知る
ことができる。
（実施例） 以下、具体的な実施例を３例挙げる。
第１図は、本発明をリニヤエンコーダー２の移動量検
出に適用した例を示している。
出に適用した例を示している。
符号１は線状光源を示す。この線状光源としては具体
的には半導体レーザーが用いられる。
的には半導体レーザーが用いられる。
符号２は被検体としてのリニヤエンコーダーを示す。
このリニヤエンコーダー２は微小なスリットを一定ピッ
チξで配列してなる。このスリット配列による影絵パタ
ーンは、リニヤエンコーダー２の矢印方向への移動にと
もない移動するので、定位置に設けた光センサー３によ
り受光量の周期的変化として上記影絵パターンの移動量
を検知すれば、リニヤエンコーダーと影絵パターンの倍
率関係（前述のb2/b1）によりリニヤエンコーダー２の
移動量を極めて精度よく知ることができる。
このリニヤエンコーダー２は微小なスリットを一定ピッ
チξで配列してなる。このスリット配列による影絵パタ
ーンは、リニヤエンコーダー２の矢印方向への移動にと
もない移動するので、定位置に設けた光センサー３によ
り受光量の周期的変化として上記影絵パターンの移動量
を検知すれば、リニヤエンコーダーと影絵パターンの倍
率関係（前述のb2/b1）によりリニヤエンコーダー２の
移動量を極めて精度よく知ることができる。
第２図の実施例では、本発明はロータリーエンコーダ
ー2Aの回転による移動量測定に適用されている。また、
第３図の実施例では、本発明は、シリンダー型のロータ
リーエンコーダー2Bの回転による移動量測定に適用され
ている。
ー2Aの回転による移動量測定に適用されている。また、
第３図の実施例では、本発明は、シリンダー型のロータ
リーエンコーダー2Bの回転による移動量測定に適用され
ている。
上記何れの実施例に於いても、光センサー３は光軸AX
1に設けられており、従って、この場合は1/10≦ξ/d＜
２に設定する必要がある。しかし、波線で示す位置、即
ち光軸AX1から離れた、影絵パターンのコントラストの
安定した位置に配備すればξ/d≒２と設定しても良好な
測定が可能である。
1に設けられており、従って、この場合は1/10≦ξ/d＜
２に設定する必要がある。しかし、波線で示す位置、即
ち光軸AX1から離れた、影絵パターンのコントラストの
安定した位置に配備すればξ/d≒２と設定しても良好な
測定が可能である。
上記３つの実施例の何れにおいても、スリット幅δ、
即ち、エンコーダーにおける光透過部の幅は、透過部の
配列ピッチξに比して十分に小さく設定したが、δ／ξ
は1/3程度以下が適当である。
即ち、エンコーダーにおける光透過部の幅は、透過部の
配列ピッチξに比して十分に小さく設定したが、δ／ξ
は1/3程度以下が適当である。
（発明の効果） 以上、本発明によれば新規な移動量測定方法を提供で
きる。この方法は、上述の如き構成となっているので、
極めて安定した影絵パターンにより被検体の移動量を極
めて精度よく測定することができる。
きる。この方法は、上述の如き構成となっているので、
極めて安定した影絵パターンにより被検体の移動量を極
めて精度よく測定することができる。
第１図は本発明の１実施例を要部のみ示す図、第２図は
別実施例を要部のみ示す図、第３図は、他の実施例を要
部のみ示す図、第４図乃至第７図は本発明の原理を説明
するための図である。 １……線状光源、２……被検体としてのリニヤエンコー
ダー、３……光センサー
別実施例を要部のみ示す図、第３図は、他の実施例を要
部のみ示す図、第４図乃至第７図は本発明の原理を説明
するための図である。 １……線状光源、２……被検体としてのリニヤエンコー
ダー、３……光センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 明渡 純 東京都新宿区早稲田３丁目18番１号 丸 茂ハイツ203号 (72)発明者 船戸 広義 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭63−47616（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】光源からの光を被検体に照射し、上記被検
体による反射光もしくは透過光を光センサーで検知し
て、上記被検体に関する物理量を測定する方法に於い
て、 光透過部と光遮断部、もしくは光反射部と光吸収部とが
ピッチξをなす周期的構造を持つ構造物を、線状光源か
らの発散性の光束で照射し、 上記線状光源の長さｄの方向を上記周期的構造の周期方
向に平行にし、且つ上記ξとｄとの関係を1/10≦（d/
ξ）≦２に設定することにより、上記周期的構造に影絵
的に対応する回折による影絵パターンを得、 上記構造物の、照射光束を横切る方向への移動に伴う、
上記影絵パターンの移動量を光センサーにより検知し
て、上記構造物の移動量を測定することを特徴とする移
動量測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12791688A JP2514694B2 (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 移動量測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12791688A JP2514694B2 (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 移動量測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01297513A JPH01297513A (ja) | 1989-11-30 |
| JP2514694B2 true JP2514694B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=14971813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12791688A Expired - Fee Related JP2514694B2 (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 移動量測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2514694B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4658452B2 (ja) * | 2003-02-07 | 2011-03-23 | オリンパス株式会社 | 光学式エンコーダ |
-
1988
- 1988-05-25 JP JP12791688A patent/JP2514694B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01297513A (ja) | 1989-11-30 |
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