JP2561676B2 - 光電測長又は測角装置 - Google Patents
光電測長又は測角装置Info
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 14
- 101100492689 Arabidopsis thaliana ATE2 gene Proteins 0.000 claims description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
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- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 102100039995 Arginyl-tRNA-protein transferase 1 Human genes 0.000 description 1
- 101000886906 Homo sapiens Arginyl-tRNA-protein transferase 1 Proteins 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/38—Forming the light into pulses by diffraction gratings
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、一方の物体に連結する目盛ホルダの目盛
を他方の物体に連結する走査ユニットを用いて入射光で
走査し、両方の物体の相対位置を測定する光電測長また
は測角装置に関する。
を他方の物体に連結する走査ユニットを用いて入射光で
走査し、両方の物体の相対位置を測定する光電測長また
は測角装置に関する。
この種の位置測定装置は、特に加工すべき加工品に対
する工具の相対位置を測定することのできる、工作機械
および検査物体の姿勢や寸法を求める座標測定機械に使
用されている。
する工具の相対位置を測定することのできる、工作機械
および検査物体の姿勢や寸法を求める座標測定機械に使
用されている。
Ｊ¨rg Willhelmの学位論文「三段格子検出器」197
8年の第2.4.1節には、光源、集光レンズ、走査目盛を有
する走査板、対物レンズおよび光電素子を装備した走査
ユニットで目盛ホルダの目盛を走査する反射光測定装置
が開示されている。集光レンズで平行にされた光源の光
ビームは、走査板の走査目盛を通過し、目盛ホルダの目
盛を有する目盛平面から、再び走査板の走査目盛を通過
し、対物レンズを通って光電素子に反射される。トリガ
回路と計数器を有する評価装置の中では、測定動作時に
光電素子で発生する周期信号からそれぞれ目盛ホルダと
走査ユニットに連結する二つの可動物体の相対位置に対
する測定値が求まる。
8年の第2.4.1節には、光源、集光レンズ、走査目盛を有
する走査板、対物レンズおよび光電素子を装備した走査
ユニットで目盛ホルダの目盛を走査する反射光測定装置
が開示されている。集光レンズで平行にされた光源の光
ビームは、走査板の走査目盛を通過し、目盛ホルダの目
盛を有する目盛平面から、再び走査板の走査目盛を通過
し、対物レンズを通って光電素子に反射される。トリガ
回路と計数器を有する評価装置の中では、測定動作時に
光電素子で発生する周期信号からそれぞれ目盛ホルダと
走査ユニットに連結する二つの可動物体の相対位置に対
する測定値が求まる。
この論文の第4.7節には、目盛ホルダの目盛を有する
目盛平面の平坦度誤差、および目盛ホルダの案内誤差が
測定誤差を与えることが説明されている。これ等の測定
誤差は、特に干渉反射測定装置で、重大である（ドイツ
特許第35 41 199.6号明細書）。この装置では目盛ホル
ダの目盛平面と走査板の走査目盛平面との間の走査間隔
がより大きくされている（第61頁と第62頁の第4.5
節）。
目盛平面の平坦度誤差、および目盛ホルダの案内誤差が
測定誤差を与えることが説明されている。これ等の測定
誤差は、特に干渉反射測定装置で、重大である（ドイツ
特許第35 41 199.6号明細書）。この装置では目盛ホル
ダの目盛平面と走査板の走査目盛平面との間の走査間隔
がより大きくされている（第61頁と第62頁の第4.5
節）。
この発明の課題は、上記の平坦度誤差および案内誤差
が測定精度に影響を与えない冒頭に述べた種類の光電式
の測角または測長装置を提供することにある。
が測定精度に影響を与えない冒頭に述べた種類の光電式
の測角または測長装置を提供することにある。
上記の課題は、この発明により、一方の物体に連結す
る目盛ホルダTTの目盛Ｔを他方の物体に連結する走査ユ
ニットＡを用いて入射光で走査し、両方の物体の相対位
置を測定する光電測長または測角装置において、目盛ホ
ルダTTの目盛Ｔに向かう光ビームの方向に関して異なる
走査間隔Z1,Z2を有する少なくとも二つの走査目盛AT1,A
T2を走査ユニットＡ中に配置し、前記少なくとも二つの
走査目盛AT1,AT2により発生した少なくとも二つの測定
値FM1,FM2から、真の測定値Ｍを等式（１） Ｍ＝（FM1−FM2・Z1/Z2）／（１−Z1/Z2） により算出できることによって解決されている。
る目盛ホルダTTの目盛Ｔを他方の物体に連結する走査ユ
ニットＡを用いて入射光で走査し、両方の物体の相対位
置を測定する光電測長または測角装置において、目盛ホ
ルダTTの目盛Ｔに向かう光ビームの方向に関して異なる
走査間隔Z1,Z2を有する少なくとも二つの走査目盛AT1,A
T2を走査ユニットＡ中に配置し、前記少なくとも二つの
走査目盛AT1,AT2により発生した少なくとも二つの測定
値FM1,FM2から、真の測定値Ｍを等式（１） Ｍ＝（FM1−FM2・Z1/Z2）／（１−Z1/Z2） により算出できることによって解決されている。
この発明による他の有利な構成は、特許請求の範囲の
従属請求項に記載されている。
従属請求項に記載されている。
上に規定する光学部材の一般的配置は、この発明によ
り３つの実施例として実現されている。
り３つの実施例として実現されている。
第一実施例の装置は、単一光源と、一つの測定目盛
と、この測定目盛に対して平行に配置され、測定目盛に
対して異なった間隔にある二つの走査目盛と、両走査目
盛に対応する二つの光電素子とで構成されている。
と、この測定目盛に対して平行に配置され、測定目盛に
対して異なった間隔にある二つの走査目盛と、両走査目
盛に対応する二つの光電素子とで構成されている。
第二実施例の装置は、異なる二つの光源と、一つの測
定目盛と、この測定目盛に対して平行なただ一枚の走査
目盛と、二つの光電素子とで構成されている。その場
合、一方の光源から放出された光ビームが走査格子を垂
直に、また他方の光源から放出された光ビームが走査格
子を斜めに照射する。
定目盛と、この測定目盛に対して平行なただ一枚の走査
目盛と、二つの光電素子とで構成されている。その場
合、一方の光源から放出された光ビームが走査格子を垂
直に、また他方の光源から放出された光ビームが走査格
子を斜めに照射する。
第３実施例の装置は、単一光源と、一つの測定目盛
と、分離偏向面を有する偏向プリズムと、前記測定目盛
面に対して垂直に向いた二つの走査目盛と、二つの光電
素子とで構成されている。
と、分離偏向面を有する偏向プリズムと、前記測定目盛
面に対して垂直に向いた二つの走査目盛と、二つの光電
素子とで構成されている。
上記３つの実施例とも、走査目盛と測定目盛の両方の
目盛格子の刻線は空間的に同一な方向を向いていて、そ
れ故、両方の格子目盛による変調光は検出場所の光電素
子のところで所謂モアレ縞を形成する。
目盛格子の刻線は空間的に同一な方向を向いていて、そ
れ故、両方の格子目盛による変調光は検出場所の光電素
子のところで所謂モアレ縞を形成する。
以下、この発明の実施例を図面に基づきより詳しく説
明する。
明する。
第１図には、光電増分式測長装置の原理が側面図にし
て、また第２図には拡大断面図にして示してある。金属
目盛ホルダTTの目盛平面TE中の増分目盛Ｔは、走査ユニ
ットＡにより無接触で走査される。目盛ホルダTTと走査
ユニットＡは、図示していない方法でそれぞれ移動可能
な二つの物体に連結し、これ等の物体の相対位置が測定
される。その場合、両方の物体は、例えば工作機械の移
動台と固定台で形成される。
て、また第２図には拡大断面図にして示してある。金属
目盛ホルダTTの目盛平面TE中の増分目盛Ｔは、走査ユニ
ットＡにより無接触で走査される。目盛ホルダTTと走査
ユニットＡは、図示していない方法でそれぞれ移動可能
な二つの物体に連結し、これ等の物体の相対位置が測定
される。その場合、両方の物体は、例えば工作機械の移
動台と固定台で形成される。
目盛ホルダTTの目盛Ｔを走査するには、走査ユニット
Ａ中で光源Ｌから出射した光ビームLSが集光レンズＫで
平行にされ、透明な走査板APの走査目盛ATを走査する走
査目盛平面ATEを通過し、目盛Ｔを有する目盛ホルダTT
の目盛平面TEから、走査板APの走査目盛ATを通過して光
電素子板PPの光電素子Ｐ上に反射される。走査板APの走
査目盛ATは目盛ホルダTTの目盛Ｔに一致している。光電
素子板PPの光電素子Ｐは、Ｘ方向に測定運動する場合、
目盛Ｔと走査目盛ATを通過して光ビームLSの変調により
周期走査信号Ｓを出力する。この走査信号は、パルス整
形回路と計数器を有する評価装置AWに導入される。移動
可能な二つの物体の相対位置の測定値は、図示していな
い方法により工作機械の表示ユニットかあるいは制御部
に導入される。
Ａ中で光源Ｌから出射した光ビームLSが集光レンズＫで
平行にされ、透明な走査板APの走査目盛ATを走査する走
査目盛平面ATEを通過し、目盛Ｔを有する目盛ホルダTT
の目盛平面TEから、走査板APの走査目盛ATを通過して光
電素子板PPの光電素子Ｐ上に反射される。走査板APの走
査目盛ATは目盛ホルダTTの目盛Ｔに一致している。光電
素子板PPの光電素子Ｐは、Ｘ方向に測定運動する場合、
目盛Ｔと走査目盛ATを通過して光ビームLSの変調により
周期走査信号Ｓを出力する。この走査信号は、パルス整
形回路と計数器を有する評価装置AWに導入される。移動
可能な二つの物体の相対位置の測定値は、図示していな
い方法により工作機械の表示ユニットかあるいは制御部
に導入される。
第３図には、この種の測長装置で生じる第一の模式光
線図が示してある。目盛Ｔを有する目盛ホルダTTの目盛
平面TEには、走査箇所ASのところに目盛平面TEに対して
角度αをなす非平坦な箇所がある。従って、光源Ｌから
入射する光ビームLSは、出射面で目盛ホルダTTの目盛平
面TEの測定方向Ｘに垂直に反射されず、反射光ビームLS
は入射光ビームLSに対して測定方向Ｘと角度２αをな
す。走査目盛ATを有する走査板APの走査目盛平面ATE
は、目盛Ｔを有する目盛ホルダTTの平行な目盛平面TEか
ら間隔Ｚほど隔たっている。従って、目盛ホルダTTの目
盛Ｔを走査目盛ATにより走査箇所ASのところで走査する
と、真の測定値Ｍでなくて、誤差を含む測定値FMが得ら
れる。真の測定値Ｍと誤差を含む測定値FMとの間の差
は、測定誤差Ｆ＝Ｍ−FM＝２αＺを与える。数値例とし
て、原点０から番号を付けた目盛ホルダTTの走査箇所AS
では、真の測定値Ｍ＝10であるが、誤差を含む測定値FM
＝９が求まり、測定誤差はＦ＝１となる。
線図が示してある。目盛Ｔを有する目盛ホルダTTの目盛
平面TEには、走査箇所ASのところに目盛平面TEに対して
角度αをなす非平坦な箇所がある。従って、光源Ｌから
入射する光ビームLSは、出射面で目盛ホルダTTの目盛平
面TEの測定方向Ｘに垂直に反射されず、反射光ビームLS
は入射光ビームLSに対して測定方向Ｘと角度２αをな
す。走査目盛ATを有する走査板APの走査目盛平面ATE
は、目盛Ｔを有する目盛ホルダTTの平行な目盛平面TEか
ら間隔Ｚほど隔たっている。従って、目盛ホルダTTの目
盛Ｔを走査目盛ATにより走査箇所ASのところで走査する
と、真の測定値Ｍでなくて、誤差を含む測定値FMが得ら
れる。真の測定値Ｍと誤差を含む測定値FMとの間の差
は、測定誤差Ｆ＝Ｍ−FM＝２αＺを与える。数値例とし
て、原点０から番号を付けた目盛ホルダTTの走査箇所AS
では、真の測定値Ｍ＝10であるが、誤差を含む測定値FM
＝９が求まり、測定誤差はＦ＝１となる。
この測定誤差Ｆをなくすため、この発明によれば、第
４図のように、目盛Ｔを有する目盛ホルダTTの目盛平面
TEに対して、光ビームの方向に見て第一走査間隔Z1のと
ころに第一走査板AP1の第一走査目盛AT1を有する第一走
査目盛平面ATE1を配置し、光ビームの方向に見て第二走
査間隔Z2のところに第二走査板AP2の第二走査目盛AT2を
有する第二走査目盛平面ATE2を配置することを提案して
いる。
４図のように、目盛Ｔを有する目盛ホルダTTの目盛平面
TEに対して、光ビームの方向に見て第一走査間隔Z1のと
ころに第一走査板AP1の第一走査目盛AT1を有する第一走
査目盛平面ATE1を配置し、光ビームの方向に見て第二走
査間隔Z2のところに第二走査板AP2の第二走査目盛AT2を
有する第二走査目盛平面ATE2を配置することを提案して
いる。
第４図の第二の模式光線図に基づき、第３図に合わせ
て走査箇所ASで反射した光ビームLSは入射光ビームLSに
対して測定方向に同じ角度２αを形成する。従って、目
盛ホルダTTの目盛Ｔを走査箇所ASのところで走査して
も、同じように真の測定値Ｍでなく、第一走査目盛AT1
により誤差を含む第一測定値FM1が、また第二走査目盛A
T2により誤差を含む第二測定値FM2が得られる。真の測
定値Ｍと誤差を含む第一測定値FM1との間の差は第一測
定誤差F1＝Ｍ−FM1＝２αZ1を与え、真の測定値Ｍと誤
差を含む第二測定値FM2との間の差は第二測定誤差F2＝
Ｍ−FM2＝２αZ2を与える。
て走査箇所ASで反射した光ビームLSは入射光ビームLSに
対して測定方向に同じ角度２αを形成する。従って、目
盛ホルダTTの目盛Ｔを走査箇所ASのところで走査して
も、同じように真の測定値Ｍでなく、第一走査目盛AT1
により誤差を含む第一測定値FM1が、また第二走査目盛A
T2により誤差を含む第二測定値FM2が得られる。真の測
定値Ｍと誤差を含む第一測定値FM1との間の差は第一測
定誤差F1＝Ｍ−FM1＝２αZ1を与え、真の測定値Ｍと誤
差を含む第二測定値FM2との間の差は第二測定誤差F2＝
Ｍ−FM2＝２αZ2を与える。
測定誤差を含む第一測定値FM1とそれに付属する走査
間隔Z1から、また測定誤差を含む第二測定値FM2とそれ
に付属する走査間隔Z2から、真の測定値Ｍを計算で求め
ることができる。第４図の幾何学的な関係から、 F1/Z1＝F2/Z2→F1＝F2・Z1/Z2 Ｍ＝FM1＋F1＝FM1＋F2・Z1/Z2 Ｍ＝FM2＋F2→F2＝Ｍ−FM2 Ｍ＝FM1＋（Ｍ−FM2）・Z1/Z2 Ｍ＝FM1＋Ｍ・Z1/Z2−FM2・Z1/Z2 Ｍ（１−Z1/Z2）＝FM1−FM2・Z1/Z2 Ｍ＝（FM1−FM2・Z1/Z2）／（１−Z1/Z2） （１） となる。
間隔Z1から、また測定誤差を含む第二測定値FM2とそれ
に付属する走査間隔Z2から、真の測定値Ｍを計算で求め
ることができる。第４図の幾何学的な関係から、 F1/Z1＝F2/Z2→F1＝F2・Z1/Z2 Ｍ＝FM1＋F1＝FM1＋F2・Z1/Z2 Ｍ＝FM2＋F2→F2＝Ｍ−FM2 Ｍ＝FM1＋（Ｍ−FM2）・Z1/Z2 Ｍ＝FM1＋Ｍ・Z1/Z2−FM2・Z1/Z2 Ｍ（１−Z1/Z2）＝FM1−FM2・Z1/Z2 Ｍ＝（FM1−FM2・Z1/Z2）／（１−Z1/Z2） （１） となる。
Z2＝2Z1の場合には、 Ｍ＝2FM1−FM2 （２） となる。
数値例として、原点から番号付けした目盛ホルダTTの
走査箇所ASで真の測定値がＭ＝10であるが、第一走査板
AP1の第一走査目盛AT1により誤差を含む第一測定値FM1
＝９が、また第二走査板AP2の第二走査目盛AT2により誤
差を含む第一測定値FM2＝８が求まる。Z2＝2Z1を用い
て、等式（２）から真の測定値Ｍ＝2FM1−FM2＝２・９
−８＝10を得る。
走査箇所ASで真の測定値がＭ＝10であるが、第一走査板
AP1の第一走査目盛AT1により誤差を含む第一測定値FM1
＝９が、また第二走査板AP2の第二走査目盛AT2により誤
差を含む第一測定値FM2＝８が求まる。Z2＝2Z1を用い
て、等式（２）から真の測定値Ｍ＝2FM1−FM2＝２・９
−８＝10を得る。
第5a図には、第一光電増分測長装置の側面が、また第
5b図にはその断面が模式的に示してある。この装置で
は、金属目盛ホルダTTaの目盛平面TEa中の増分目盛Taが
走査ユニットAaで無接触走査される。目盛ホルダTTaの
目盛平面TEaに平行に、第一走査目盛AT1aを有する第一
走査板AP1aの第一走査平面ATE1aが第一走査間隔Z1aのと
ころに、また第二走査目盛AT2aを有する第二走査板AP2a
の第二走査平面ATE2aが第一走査間隔Z2aのところにそれ
ぞれ配置されている。両方の走査板AP1a,AP2aは測定方
向Ｘに垂直にビーム通路の光軸OAaに対して対称に互い
にずれている。第一走査板AP1aには第一偏心レンズDL1a
と光電素子板PPa上の第一光電素子P1aとが、また第二走
査板AP2aには第二偏心レンズDL2aと光電素子板PPa上の
第二光電素子P2aとがそれぞれ付属している。第5a図の
上部には、光電素子板PPaが展開図にして示されてい
る。
5b図にはその断面が模式的に示してある。この装置で
は、金属目盛ホルダTTaの目盛平面TEa中の増分目盛Taが
走査ユニットAaで無接触走査される。目盛ホルダTTaの
目盛平面TEaに平行に、第一走査目盛AT1aを有する第一
走査板AP1aの第一走査平面ATE1aが第一走査間隔Z1aのと
ころに、また第二走査目盛AT2aを有する第二走査板AP2a
の第二走査平面ATE2aが第一走査間隔Z2aのところにそれ
ぞれ配置されている。両方の走査板AP1a,AP2aは測定方
向Ｘに垂直にビーム通路の光軸OAaに対して対称に互い
にずれている。第一走査板AP1aには第一偏心レンズDL1a
と光電素子板PPa上の第一光電素子P1aとが、また第二走
査板AP2aには第二偏心レンズDL2aと光電素子板PPa上の
第二光電素子P2aとがそれぞれ付属している。第5a図の
上部には、光電素子板PPaが展開図にして示されてい
る。
ビーム通路の光軸OAa中の光電素子板PPa上に配置さた
光源Laから、第5b図により第一光ビームLS1aが第一偏心
レンズDL1aと第一走査目盛AT1aを有する第一走査板AP1a
の第一走査目盛平面ATE1aとを通過し、目盛ホルダTTaの
目盛Taを有する目盛平面TEaから、再び第一走査目盛AT1
aを有する第一走査板AP1aの第一走査目盛平面ATE1aを通
過し、第一偏心レンズDL1aを通って光電素子板PPaの第
一光電素子P1a上に反射される。光源Laから第二光ビー
ムLS2aが第二偏心レンズDL2aと第二走査目盛AT2aを有す
る第二走査板AP2aの第二走査目盛平面ATE2aを通過し、
目盛ホルダTTaの目盛Taを有する目盛平面TEaから、再び
第二走査目盛AT2aを有する第二走査板AP2aの第二走査目
盛平面ATE2aを通過し、第二偏心レンズDL2aを通って光
電素子板PPaの第二光電素子P2a上に反射される。従っ
て、第一光電素子P1aは第一周期走査信号S1aを、また第
二光電素子P2aは第二周期走査信号S2aを出力する。両方
の周期走査信号S1a,S2aは評価装置AWa中でそれぞれ誤差
を含む第一測定値FM1aと第二測定値FM2aとを形成するた
め、パルス整形回路と後続する計数器に導入され、両測
定値が電算機Raに導入される。
光源Laから、第5b図により第一光ビームLS1aが第一偏心
レンズDL1aと第一走査目盛AT1aを有する第一走査板AP1a
の第一走査目盛平面ATE1aとを通過し、目盛ホルダTTaの
目盛Taを有する目盛平面TEaから、再び第一走査目盛AT1
aを有する第一走査板AP1aの第一走査目盛平面ATE1aを通
過し、第一偏心レンズDL1aを通って光電素子板PPaの第
一光電素子P1a上に反射される。光源Laから第二光ビー
ムLS2aが第二偏心レンズDL2aと第二走査目盛AT2aを有す
る第二走査板AP2aの第二走査目盛平面ATE2aを通過し、
目盛ホルダTTaの目盛Taを有する目盛平面TEaから、再び
第二走査目盛AT2aを有する第二走査板AP2aの第二走査目
盛平面ATE2aを通過し、第二偏心レンズDL2aを通って光
電素子板PPaの第二光電素子P2a上に反射される。従っ
て、第一光電素子P1aは第一周期走査信号S1aを、また第
二光電素子P2aは第二周期走査信号S2aを出力する。両方
の周期走査信号S1a,S2aは評価装置AWa中でそれぞれ誤差
を含む第一測定値FM1aと第二測定値FM2aとを形成するた
め、パルス整形回路と後続する計数器に導入され、両測
定値が電算機Raに導入される。
目盛Taを有する目盛ホルダTTaの目盛平面TEaの走査箇
所ASaに、この目盛平面TEaに対して第5a図の角度αａを
なす非平坦性がある。従って、光源Laから入射した両方
の光ビームLS1a,LS2aは目盛ホルダTTaの目盛平面TEaか
ら入射面で測定方向Ｘに垂直に反射されず、反射した両
方の光ビームLS1a,LS2aが両方の入射光ビームLS1a,LS2a
に対して測定方向に角度２αａをなす。このように、目
盛ホルダTTaの目盛Taを走査箇所ASaで走査すると、正し
い測定値Maでなく、第一走査目盛AT1aにより誤差を含む
第一測定値FM1aが、また第二走査目盛AT2aにより誤差を
含む第二測定値FM2aがそれぞれ得られる。誤差を含む両
方の測定値FM1a,FM2aから電算機Raが上記等式（１）を
用いて真の測定値Maを算出する。
所ASaに、この目盛平面TEaに対して第5a図の角度αａを
なす非平坦性がある。従って、光源Laから入射した両方
の光ビームLS1a,LS2aは目盛ホルダTTaの目盛平面TEaか
ら入射面で測定方向Ｘに垂直に反射されず、反射した両
方の光ビームLS1a,LS2aが両方の入射光ビームLS1a,LS2a
に対して測定方向に角度２αａをなす。このように、目
盛ホルダTTaの目盛Taを走査箇所ASaで走査すると、正し
い測定値Maでなく、第一走査目盛AT1aにより誤差を含む
第一測定値FM1aが、また第二走査目盛AT2aにより誤差を
含む第二測定値FM2aがそれぞれ得られる。誤差を含む両
方の測定値FM1a,FM2aから電算機Raが上記等式（１）を
用いて真の測定値Maを算出する。
第一走査間隔Z1aと第二走査間隔Z2aに対してZ2a＝2Z1
aの関係があると、真の測定値Maは電算機Raにより上記
等式（２）Ma＝2FM1a−FM2aから算出される。第一走査
目盛AT1aの第一格子間隔GK1aと第二走査目盛AT2aの第二
格子間隔GK2aに対してGK2a＝2GK1aの関係があると、等
式（２）は等式（2a）Ma＝FM1a−FM2aに簡単化される。
この場合、評価装置AWaの両方の計数器を差動計数器に
置き換え、電算機Raを省くことができる。
aの関係があると、真の測定値Maは電算機Raにより上記
等式（２）Ma＝2FM1a−FM2aから算出される。第一走査
目盛AT1aの第一格子間隔GK1aと第二走査目盛AT2aの第二
格子間隔GK2aに対してGK2a＝2GK1aの関係があると、等
式（２）は等式（2a）Ma＝FM1a−FM2aに簡単化される。
この場合、評価装置AWaの両方の計数器を差動計数器に
置き換え、電算機Raを省くことができる。
第６図には、第二光電増分式測長装置の断面が模式的
に示してある。この測長装置では、金属目盛ホルダTTb
の目盛平面TEbの増分目盛Tbを走査ユニットAbで無接触
に走査する。目盛ホルダTTbの目盛平面TEbに平行に、走
査目盛ATbを有する走査板APbの走査目盛平面ATEbが配置
されている。この走査板APbには、第一集光レンズK1b
と、第一光源L1bおよび第一光電素子P1bを備えた第一光
電素子板PP1bとが付設されている。第一光源L1bと第一
光電素子P1bとは、入射面で測定方向Ｘに対して垂直に
集光レンズK1bの光軸OAbの両側に配置されている。第一
光源LS1bから出射した第一光ビームLS1bは第一集光レン
ズK1bと、走査板APbの走査目盛ATbの中央領域の第一走
査目盛AT1bとを通過し、目盛ホルダTTbの目盛平面TEbか
ら再び走査板APbの第一走査目盛AT1bと、第一集光レン
ズK1bを通過して第一光電素子P1bに反射される。目盛ホ
ルダTTbの目盛平面TEbと走査目盛ATbの中央領域の第一
走査目盛AT1bとの間の間隔は、第一光ビームLS1bの方向
に第一走査間隔Z1bを形成する。
に示してある。この測長装置では、金属目盛ホルダTTb
の目盛平面TEbの増分目盛Tbを走査ユニットAbで無接触
に走査する。目盛ホルダTTbの目盛平面TEbに平行に、走
査目盛ATbを有する走査板APbの走査目盛平面ATEbが配置
されている。この走査板APbには、第一集光レンズK1b
と、第一光源L1bおよび第一光電素子P1bを備えた第一光
電素子板PP1bとが付設されている。第一光源L1bと第一
光電素子P1bとは、入射面で測定方向Ｘに対して垂直に
集光レンズK1bの光軸OAbの両側に配置されている。第一
光源LS1bから出射した第一光ビームLS1bは第一集光レン
ズK1bと、走査板APbの走査目盛ATbの中央領域の第一走
査目盛AT1bとを通過し、目盛ホルダTTbの目盛平面TEbか
ら再び走査板APbの第一走査目盛AT1bと、第一集光レン
ズK1bを通過して第一光電素子P1bに反射される。目盛ホ
ルダTTbの目盛平面TEbと走査目盛ATbの中央領域の第一
走査目盛AT1bとの間の間隔は、第一光ビームLS1bの方向
に第一走査間隔Z1bを形成する。
測定方向Ｘに垂直な入射面には、第一光源L1bの左側
に第二集光レンズK2bを伴う第二光源LS2bが配置されて
いる。第二光源L2bから出射した第二光ビームLS2bは、
第二集光レンズK2bと走査板APbの走査目盛ATbの左側で
第二走査目盛AT2bを通過し、目盛ホルダTTbの目盛平面T
Ebから走査板APbの走査目盛ATbの右側で第二走査目盛AT
2bと第三集光レンズK3bとを通過して、第二光電素子PP2
bの第二光電素子P2bに反射される。目盛ホルダTTbの目
盛平面TEbと、走査板APbの走査目盛ATbの両側にある第
二走査目盛AT2bとの間の間隔は、第二光ビームLS2bの方
向に第二走査間隔Z2bを形成する。両方の光電素子P1b,P
2bから出力した両方の周期走査信号P1b,P2bは、誤差を
含む二つの測定値FM1b,FM2bを出力する評価装置AWbに導
入される。これ等の測定値は真の測定値Mbを求める電算
機Rbに導入される。走査板APbの走査目盛ATbの中央領域
にある第一走査目盛AT1bと、中央領域の左右にある両方
の第二走査目盛AT2bは同一である。
に第二集光レンズK2bを伴う第二光源LS2bが配置されて
いる。第二光源L2bから出射した第二光ビームLS2bは、
第二集光レンズK2bと走査板APbの走査目盛ATbの左側で
第二走査目盛AT2bを通過し、目盛ホルダTTbの目盛平面T
Ebから走査板APbの走査目盛ATbの右側で第二走査目盛AT
2bと第三集光レンズK3bとを通過して、第二光電素子PP2
bの第二光電素子P2bに反射される。目盛ホルダTTbの目
盛平面TEbと、走査板APbの走査目盛ATbの両側にある第
二走査目盛AT2bとの間の間隔は、第二光ビームLS2bの方
向に第二走査間隔Z2bを形成する。両方の光電素子P1b,P
2bから出力した両方の周期走査信号P1b,P2bは、誤差を
含む二つの測定値FM1b,FM2bを出力する評価装置AWbに導
入される。これ等の測定値は真の測定値Mbを求める電算
機Rbに導入される。走査板APbの走査目盛ATbの中央領域
にある第一走査目盛AT1bと、中央領域の左右にある両方
の第二走査目盛AT2bは同一である。
目盛ホルダTTbの目盛Tbを有する目盛平面TEbには、走
査箇所ASbでこの目盛平面TEbと角度αｂをなす非平坦性
がある。従って、両方の光源L1b,L2bから出射した光ビ
ームLS1b,LS2bは入射面で目盛ホルダTTbの目盛平面TEb
から測定方向Ｘに垂直に反射されず、反射光ビームLS1
b,LS2bは入射光ビームLS1b,LS2bに対して測定方向Ｘに
角度２αｂをなす（第5a図の角度２αａに似ている）。
かくして、目盛ホルダTTbの目盛Tbを走査箇所ASbで走査
すると、真の測定値Mbでなく、第一走査目盛AT1bにより
誤差を含む第一測定値FM1bを、また第二走査目盛AT2bに
より誤差を含む第二測定値FM2bをそれぞれ得る。誤差を
含む両方の測定値FM1b,FM2bから、電算機Rbは上記等式
（１）を用いて真の測定値Mbを算出する。
査箇所ASbでこの目盛平面TEbと角度αｂをなす非平坦性
がある。従って、両方の光源L1b,L2bから出射した光ビ
ームLS1b,LS2bは入射面で目盛ホルダTTbの目盛平面TEb
から測定方向Ｘに垂直に反射されず、反射光ビームLS1
b,LS2bは入射光ビームLS1b,LS2bに対して測定方向Ｘに
角度２αｂをなす（第5a図の角度２αａに似ている）。
かくして、目盛ホルダTTbの目盛Tbを走査箇所ASbで走査
すると、真の測定値Mbでなく、第一走査目盛AT1bにより
誤差を含む第一測定値FM1bを、また第二走査目盛AT2bに
より誤差を含む第二測定値FM2bをそれぞれ得る。誤差を
含む両方の測定値FM1b,FM2bから、電算機Rbは上記等式
（１）を用いて真の測定値Mbを算出する。
第一走査間隔Z1bと第二走査間隔Z2bに対してZ2b＝2Z1
bの関係があると、真の測定値Mbが電算機Rbにより上記
等式（２）Mb＝2FM1b−FM2bから算出される。
bの関係があると、真の測定値Mbが電算機Rbにより上記
等式（２）Mb＝2FM1b−FM2bから算出される。
第７図には、第三光電増分式測長装置の断面が模式的
に示してある。この装置では、金属目盛ホルダTTcの目
盛平面TEcの増分目盛Tcが、走査ユニットAcで無接触走
査される。目盛ホルダTTcの目盛平面TEcに垂直の方向に
向けて、第一走査目盛AT1cを有する第一走査板AP1cが第
一走査目盛平面ATE1cに、また第二走査目盛AT2cを有す
る第二走査板AP2cが第二走査目盛平面ATE2cにそれぞれ
配置されている。両方の走査板AP1c,AP2cは、分離偏向
プリズムTPcの表面Oc上に測定方向Ｘに平行に隣接固定
されている。第一走査板AP1cには第一偏向プリズムLP1c
と光電素子板PPcの第一光電素子P1cが、また第二走査板
AP2cには第二偏向プリズムLP2cと光電素子板PPcの第二
光電素子P2cがそれぞれ光ビーム通路の光軸OAcに対称に
付設されている。光電素子PPc上で光ビーム通路の光軸O
Ac上に配置された光源Lcから、第一光ビームLS1cが、集
光レンズKc,第一偏向プリズムLP1cおよび第一走査板AP1
cの第一走査目盛AT1cを有する第一走査目盛平面ATE1cを
通過し、分離偏向プリズムTPcの偏向面UFcからその分離
偏向面TUFcを通過して目盛ホルダTTcの目盛Tcを有する
目盛平面TEc上に偏向される。目盛ホルダTTcの目盛平面
TEcには、第一光ビームLS1cを反射し、再び分離偏向面T
UFcを通過し、分離偏向プリズムTPcの偏向面UFcを経由
し、第一走査目盛AT1cを有する第一走査板AP1cの第一走
査目盛平面ATE1cを通過し、第一偏向プリズムLP1cおよ
び集光レンズKcを通過して光電素子板PPcの第一光電素
子P1cに達する。光源Lcから第二光ビームLS2cが集光レ
ンズKc,第二偏向プリズムLP2cおよび第二走査板AP2cを
有する第二走査目盛平面ATE2cを通過し、分離偏向プリ
ズムTPcの分離偏向面TUFcから目盛ホルダTTcの目盛Tcを
有する目盛平面TEcに偏向される。目盛ホルダTTcの目盛
平面TEcは第二光ビームLS2cを反射し、再び分離偏向プ
リズムTPcの分離偏向面TUFcを経由し、第二走査目盛AT2
cを有する第二走査板AP2cの第二走査目盛平面ATE2cを通
過し、第二偏向プリズムLP2cと集光レンズKcを通過して
光電素子板PPcの第二光電素子P2cに達する。
に示してある。この装置では、金属目盛ホルダTTcの目
盛平面TEcの増分目盛Tcが、走査ユニットAcで無接触走
査される。目盛ホルダTTcの目盛平面TEcに垂直の方向に
向けて、第一走査目盛AT1cを有する第一走査板AP1cが第
一走査目盛平面ATE1cに、また第二走査目盛AT2cを有す
る第二走査板AP2cが第二走査目盛平面ATE2cにそれぞれ
配置されている。両方の走査板AP1c,AP2cは、分離偏向
プリズムTPcの表面Oc上に測定方向Ｘに平行に隣接固定
されている。第一走査板AP1cには第一偏向プリズムLP1c
と光電素子板PPcの第一光電素子P1cが、また第二走査板
AP2cには第二偏向プリズムLP2cと光電素子板PPcの第二
光電素子P2cがそれぞれ光ビーム通路の光軸OAcに対称に
付設されている。光電素子PPc上で光ビーム通路の光軸O
Ac上に配置された光源Lcから、第一光ビームLS1cが、集
光レンズKc,第一偏向プリズムLP1cおよび第一走査板AP1
cの第一走査目盛AT1cを有する第一走査目盛平面ATE1cを
通過し、分離偏向プリズムTPcの偏向面UFcからその分離
偏向面TUFcを通過して目盛ホルダTTcの目盛Tcを有する
目盛平面TEc上に偏向される。目盛ホルダTTcの目盛平面
TEcには、第一光ビームLS1cを反射し、再び分離偏向面T
UFcを通過し、分離偏向プリズムTPcの偏向面UFcを経由
し、第一走査目盛AT1cを有する第一走査板AP1cの第一走
査目盛平面ATE1cを通過し、第一偏向プリズムLP1cおよ
び集光レンズKcを通過して光電素子板PPcの第一光電素
子P1cに達する。光源Lcから第二光ビームLS2cが集光レ
ンズKc,第二偏向プリズムLP2cおよび第二走査板AP2cを
有する第二走査目盛平面ATE2cを通過し、分離偏向プリ
ズムTPcの分離偏向面TUFcから目盛ホルダTTcの目盛Tcを
有する目盛平面TEcに偏向される。目盛ホルダTTcの目盛
平面TEcは第二光ビームLS2cを反射し、再び分離偏向プ
リズムTPcの分離偏向面TUFcを経由し、第二走査目盛AT2
cを有する第二走査板AP2cの第二走査目盛平面ATE2cを通
過し、第二偏向プリズムLP2cと集光レンズKcを通過して
光電素子板PPcの第二光電素子P2cに達する。
目盛ホルダTTcの目盛平面TEcと第一走査板AP1cの第一
走査目盛AT1cとの間隔は、第一光ビームLS1cの方向に第
一走査間隔Z1cを形成し、目盛ホルダTTcの目盛平面TEc
と第二走査板AP2cの第二走査目盛AT2cとの間の間隔は、
第二光線LS2cの方向に第二走査間隔Z2cを形成する。有
効な第一走査間隔Z1c（第７図には記入してない）は、
それぞれ対応する屈折率を計算に入れて、目盛ホルダTT
cの目盛平面TEcら分離偏向プリズムTPcの偏向面UFcまで
の第一光ビームLS1cの光学距離と、分離偏向プリズムTP
cの偏向面UFcから第一走査板AP1cの第一走査目盛平面AT
E1cまでの第一光ビームLS1cの光学距離との和になる。
有効な第二走査間隔Z2c（第７図には記入してない）
は、それぞれ対応する屈折率を計算に入れて、目盛ホル
ダTTcの目盛平面TEcから分離偏向プリズムTPcの偏向面U
Fcまでの第二光ビームLS2cの光学距離と、分離偏向プリ
ズムTPcの偏向面UFcから第二走査板AP2cの第二走査目盛
平面ATE2cまでの第二光ビームLS1cの光学距離との和に
なる。
走査目盛AT1cとの間隔は、第一光ビームLS1cの方向に第
一走査間隔Z1cを形成し、目盛ホルダTTcの目盛平面TEc
と第二走査板AP2cの第二走査目盛AT2cとの間の間隔は、
第二光線LS2cの方向に第二走査間隔Z2cを形成する。有
効な第一走査間隔Z1c（第７図には記入してない）は、
それぞれ対応する屈折率を計算に入れて、目盛ホルダTT
cの目盛平面TEcら分離偏向プリズムTPcの偏向面UFcまで
の第一光ビームLS1cの光学距離と、分離偏向プリズムTP
cの偏向面UFcから第一走査板AP1cの第一走査目盛平面AT
E1cまでの第一光ビームLS1cの光学距離との和になる。
有効な第二走査間隔Z2c（第７図には記入してない）
は、それぞれ対応する屈折率を計算に入れて、目盛ホル
ダTTcの目盛平面TEcから分離偏向プリズムTPcの偏向面U
Fcまでの第二光ビームLS2cの光学距離と、分離偏向プリ
ズムTPcの偏向面UFcから第二走査板AP2cの第二走査目盛
平面ATE2cまでの第二光ビームLS1cの光学距離との和に
なる。
両方の光電素子P1c,P2cから出力した二つの周期走査
信号S1c,S2cは誤差を含む両方の測定値FM1,FM2を出力す
る評価装置AWcに導入される。これ等の測定値は真の測
定値Mcを求める電算機Rcに導入される。
信号S1c,S2cは誤差を含む両方の測定値FM1,FM2を出力す
る評価装置AWcに導入される。これ等の測定値は真の測
定値Mcを求める電算機Rcに導入される。
目盛Tcを有する目盛ホルダTTcの目盛平面TEcには、走
査箇所AScで目盛平面TEcに対して角度αｃをなす非平坦
性がある、そのため、光源Lcから入射した両方の光ビー
ムLS1c,LS2cは、入射面で目盛ホルダTTcの目盛平面TEc
から測定方向Ｘに垂直に反射されず、両方の光ビームLS
1c,LS2cは入射した両方の光ビームLS1c,LS2cに対して
（第5a図の角度２αａのように）測定方向Ｘに角度２α
ｃをなす。従って、目盛ホルダTTcの目盛Tcを走査箇所A
Scで走査すると、真の測定値Mcでなく、第一走査目盛AT
1cによって誤差を含む第一測定値FM1cを、また第二走査
目盛AT2cにより誤差を含む第二測定値FM2cをそれぞれ得
る。誤差を含むこれ等の二つの測定値FM1c,FM2cから電
算機Rcは前記等式（１）を用いて真の測定値Mcを算出す
る。
査箇所AScで目盛平面TEcに対して角度αｃをなす非平坦
性がある、そのため、光源Lcから入射した両方の光ビー
ムLS1c,LS2cは、入射面で目盛ホルダTTcの目盛平面TEc
から測定方向Ｘに垂直に反射されず、両方の光ビームLS
1c,LS2cは入射した両方の光ビームLS1c,LS2cに対して
（第5a図の角度２αａのように）測定方向Ｘに角度２α
ｃをなす。従って、目盛ホルダTTcの目盛Tcを走査箇所A
Scで走査すると、真の測定値Mcでなく、第一走査目盛AT
1cによって誤差を含む第一測定値FM1cを、また第二走査
目盛AT2cにより誤差を含む第二測定値FM2cをそれぞれ得
る。誤差を含むこれ等の二つの測定値FM1c,FM2cから電
算機Rcは前記等式（１）を用いて真の測定値Mcを算出す
る。
第一走査間隔Z1cと第二走査間隔Z2cに対してZ2c＝2Z1
cの関係があると、真の測定値Mcは電算機Rcにより前記
等式（２）Mc＝2FM1c−FM2cから算出される。第一走査
目盛AT1cの第一格子間隔GK1cと第二走査目盛AT2cの第二
格子間隔GK2cとに、GK2c＝2GK1cの関係があれば、等式
（２）は等式（2a）Mc＝FM1c−FM2cに単純化される。そ
の場合、評価装置AWcの二つの計数器を差動計数器に置
き換え、電算機Rcを省くことができる。
cの関係があると、真の測定値Mcは電算機Rcにより前記
等式（２）Mc＝2FM1c−FM2cから算出される。第一走査
目盛AT1cの第一格子間隔GK1cと第二走査目盛AT2cの第二
格子間隔GK2cとに、GK2c＝2GK1cの関係があれば、等式
（２）は等式（2a）Mc＝FM1c−FM2cに単純化される。そ
の場合、評価装置AWcの二つの計数器を差動計数器に置
き換え、電算機Rcを省くことができる。
誤差を含むこの種の測定値は、例えば目盛ホルダの目
盛平面が局部的な非平坦性を有する場合、測定すべき物
体の非平坦性の構造物表面に目盛ホルダを固定すること
によって目盛平面が湾曲した場合、あるいは測定すべき
物体の案内部の案内誤差によって目盛ホルダが傾いた場
合に生じる。誤差を含むこれ等の測定値は、円筒目盛の
目盛平面が円筒形状からずれた場合、目盛が例えば中空
円筒の外面または内面にある円筒目盛付き測角装置の場
合にも生じる。
盛平面が局部的な非平坦性を有する場合、測定すべき物
体の非平坦性の構造物表面に目盛ホルダを固定すること
によって目盛平面が湾曲した場合、あるいは測定すべき
物体の案内部の案内誤差によって目盛ホルダが傾いた場
合に生じる。誤差を含むこれ等の測定値は、円筒目盛の
目盛平面が円筒形状からずれた場合、目盛が例えば中空
円筒の外面または内面にある円筒目盛付き測角装置の場
合にも生じる。
この発明は、光電増分式測長装置にも、光電増分式測
角装置にも採用でき、絶対測長装置あるいは絶対測角装
置にも効果的に採用できる。
角装置にも採用でき、絶対測長装置あるいは絶対測角装
置にも効果的に採用できる。
この発明により得られる利点は、特に測定誤差が生じ
ても、簡単な方法で必ず真の測定値が求まる点にある。
従って、この種の位置測定装置を測定したり校正するこ
と、および誤差補正表や誤差補正ゲージを用意する必要
がない点にある。時間が経過して生じる測定誤差の値や
位置が変わっても、測定精度に影響を与えない。従っ
て、測定装置に連結する測定物体の案内と物体のところ
の測定装置の作業平面の平坦度に関して高度な要求を必
要としない。
ても、簡単な方法で必ず真の測定値が求まる点にある。
従って、この種の位置測定装置を測定したり校正するこ
と、および誤差補正表や誤差補正ゲージを用意する必要
がない点にある。時間が経過して生じる測定誤差の値や
位置が変わっても、測定精度に影響を与えない。従っ
て、測定装置に連結する測定物体の案内と物体のところ
の測定装置の作業平面の平坦度に関して高度な要求を必
要としない。
第１図、光電増分式測長装置の原理を示す側面図、 第２図、光電増分式測長装置の原理を示す拡大断面図、 第３図、第一光ビームの経路を示す模式図、 第４図、第二光ビームの経路を示す模式図、 第5a図と第5b図は、それぞれ第一測長装置の模式側面図
と断面図、 第６図、第二測長装置の模式断面図、 第７図、第三測長装置の模式断面図。 図中参照符号： Ｔ……目盛 TT……目盛ホルダ TE……目盛平面 Ｌ……光源 LS……光ビーム Ａ……走査ユニット AP……走査板 AT……走査目盛 ATE……走査目盛平面 AS……走査箇所 Ｐ……光電素子 PP……光電素子板 AW……評価装置
と断面図、 第６図、第二測長装置の模式断面図、 第７図、第三測長装置の模式断面図。 図中参照符号： Ｔ……目盛 TT……目盛ホルダ TE……目盛平面 Ｌ……光源 LS……光ビーム Ａ……走査ユニット AP……走査板 AT……走査目盛 ATE……走査目盛平面 AS……走査箇所 Ｐ……光電素子 PP……光電素子板 AW……評価装置
Claims (9)
- 【請求項１】一方の物体に連結する目盛ホルダ（TT）の
目盛（Ｔ）を他方の物体に連結する走査ユニット（Ａ）
を用いて入射光で走査し、両方の物体の相対位置を測定
する光電測長または測角装置において、目盛ホルダ（T
T）の目盛（Ｔ）に向かう光ビームの方向に関して異な
る走査間隔（Z1,Z2）を有する少なくとも二つの走査目
盛（AT1,AT2）を走査ユニット（Ａ）中に配置し、前記
少なくとも二つの走査目盛（AT1,AT2）により発生した
少なくとも二つの測定値（FM1,FM2）から、真の測定値
（Ｍ）を等式（１） Ｍ＝（FM1−FM2・Z1/Z2）／（１−Z1/Z2） により算出できることを特徴とする測定装置。 - 【請求項２】第一走査目盛（AT1a）を有する第一走査板
（AP1a）の第一走査目盛平面（ATE1a）を目盛（Ta）を
有する目盛ホルダ（TTa）の目盛平面（TEa）に対して第
一走査間隔（Z1a）にして、また第二走査目盛（AT2a）
を有する第二走査板（AP2a）の第二走査目盛平面（ATE2
a）を前記目盛平面（TEa）に対して第二走査間隔（Z2
a）にして、それぞれ前記目盛平面（TEa）に垂直な方向
にずらし、しかも前記目盛（Ta）と第一および第二走査
目盛（AT1a,AT2a）の目盛格子の刻線の向きが互いに一
致するように配置し、第一走査目盛（AT1a）に付属する
第一偏心レンズ（DL1a）および第一光電素子（P1a）
が、また第二走査目盛（AT2a）に付属する第二偏心レン
ズ（DL2a）および第二光電素子（P2a）が光電素子板（P
Pa）中の光源（La）から出て前記目盛平面（TEa）に垂
直に進む光ビーム通路の光軸（OAa）に対して前記目盛
（Ta）に平行で測定方向（Ｘ）に垂直な方向にそれぞれ
対称に配置されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の測定装置。 - 【請求項３】目盛（Tb）を有する目盛ホルダ（TTb）の
目盛平面（TEb）に対して平行に走査目盛（ATb）を有す
る走査板（APb）の走査目盛平面（ATEb）を、前記目盛
（Tb）と前記走査目盛（ATb）の目盛格子の刻線の向き
が互いに一致するように配置し、走査目盛（ATb）の中
央領域が第一走査目盛（AT1b）を形成し、走査目盛（AT
b）の両方の側部領域が目盛ホルダ（TTb）の目盛平面
（TEb）に垂直な方向に、しかも第一集光レンズ（K1b）
の中心を通過する光ビーム通路の光軸（OAb）に対して
測定方向（Ｘ）に対称に二つの第二走査目盛（AT2b）を
それぞれ形成し、目盛ホルダ（TTb）の目盛平面（TEb）
から光ビーム方向に第一走査間隔（Z1b）で隔たった第
一走査目盛（AT1b）に対して第一集光レンズ（K1b），
第一光源（L1b）および第一光電素子（P1b）を配置し、
一方の第二走査目盛（AT2b）に対して第二集光レンズ
（K2b）および第二光源（L2b）を、また他方の第二走査
目盛（AT2b）に対して第三集光レンズ（K3b）および第
二光電素子（P2b）をそれぞれ配置し、目盛ホルダ（TT
b）の目盛平面（TEb）と第二走査目盛（AT2b）の間の光
ビーム方向の間隔が第二走査間隔（Z2b）を形成するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の測定装
置。 - 【請求項４】第一走査目盛（AT1c）を有する第一走査板
（AP1c）の第一走査目盛平面（ATE1c）および第二走査
目盛（AT2c）を有する第二走査板（AP2c）の第二走査目
盛平面（ATE2c）を、それぞれ目盛（Tc）を有する目盛
ホルダ（TTc）の目盛平面（TEc）に対して垂直に、しか
も測定方向（Ｘ）に垂直であって光電素子板（PPc）の
光源（Lc）から出て目盛ホルダ（TTc）の目盛平面（TE
c）に平行に進む光ビーム通路の光軸（OAc）に対して目
盛平面（TEc）に垂直な方向に対称に配置し、その際、
第一走査目盛（AT1c），第二走査目盛（AT2c）および目
盛（Tc）の目盛格子の刻線が何れも測定方向（Ｘ）に垂
直に向き、第一走査目盛（AT1c）に対して第一偏向プリ
ズム（LP1c）および第一光電素子（P1c）を、また第二
走査目盛（AT2c）に対して第二偏向プリズム（LP2c）お
よび第二光電素子（P2c）をそれぞれ付属させ、光電素
子板（PPc）上の二つの走査板（AP1c,AP2c）に対して一
個の分離偏向プリズム（TPc）を付属させ、目盛ホルダ
（TTc）の目盛平面（TEc）と第一走査板（AT1c）の間の
光ビーム方向の間隔および目盛ホルダ（TTc）の目盛平
面（TEc）と第二走査板（AT2c）の間の光ビーム方向の
間隔が、それぞれ第一走査間隔（Z1c）および第二走査
間隔（Z2c）を形成することを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の測定装置。 - 【請求項５】両方の走査間隔（Z1,Z2）にZ2＝2Z1の関係
がある場合、真の測定値（Ｍ）は発生した測定値（FM1,
FM2）から等式（２） Ｍ＝2FM1−FM2 により求まることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の測定装置。 - 【請求項６】走査間隔（Z1,Z2）にZ2＝2Z1の関係があ
り、両方の走査目盛（AT1,AT2）の格子間隔（GK1,GK2）
にGK2＝2GK1の関係がある場合、真の測定値（Ｍ）は発
生した測定値（FM1,FM2）から等式（2a） Ｍ＝FM1−FM2 により求まることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の測定装置。 - 【請求項７】発生した測定値（FM1,FM2）から真の測定
値（Ｍ）を前記等式（１）により求めるため電算機
（Ｒ）が設置されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の測定装置。 - 【請求項８】発生した測定値（FM1,FM2）から真の測定
値（Ｍ）を前記等式（２）により求めるため電算機
（Ｒ）が設置されていることを特徴とする特許請求の範
囲第５項に記載の測定装置。 - 【請求項９】発生した測定値（FM1,FM2）から真の測定
値（Ｍ）を前記等式（2a）により求めるため差計数器が
設置されていることを特徴とする特許請求の範囲第６項
に記載の測定装置。
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