JP3034586B2 - Movement amount measurement method - Google Patents

Movement amount measurement method

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JP3034586B2
JP3034586B2 JP2287847A JP28784790A JP3034586B2 JP 3034586 B2 JP3034586 B2 JP 3034586B2 JP 2287847 A JP2287847 A JP 2287847A JP 28784790 A JP28784790 A JP 28784790A JP 3034586 B2 JP3034586 B2 JP 3034586B2
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晴彦 町田
純 明渡
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【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。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a movement amount measuring method.

[従来の技術] 線状光源からの光束を格子パターンに照射することに
より格子パターンに対応する「影絵パターン」を発生さ
せ、格子パターンの移動に伴う影絵パターンの変位を光
センサーにより検出して格子パターンの移動量を測定す
る方法が知られている(特開平1−297513号公報)。
[Prior Art] A grid pattern is generated by irradiating a light beam from a linear light source onto a grid pattern to generate a "shadow pattern" corresponding to the grid pattern, and detecting the displacement of the shadow pattern accompanying the movement of the grid pattern by an optical sensor. A method for measuring the amount of movement of a pattern is known (Japanese Patent Laid-Open No. 1-297513).

上記影絵パターンの発生する現象を「回折影絵現象」
と称するが、本発明はこの回折影絵現象を利用するの
で、以下に先ず回折影絵現象を簡単に説明する。
The phenomenon that the shadow pattern described above occurs is called "diffraction shadow phenomenon".
Since the present invention utilizes this diffraction shadow phenomenon, the diffraction shadow phenomenon will first be briefly described below.

第2図に於いて符号10は線状光源、符号12は格子パタ
ーン、符号14はスクリーンを示している。
In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a linear light source, reference numeral 12 denotes a grid pattern, and reference numeral 14 denotes a screen.

格子パターンは透過率変化もしくは反射率変化が1方
向に単周期的に繰返されたものであるが、第2図に示す
格子パターン12は図の上下方向に透過率変化が単周期的
に繰返されたものである。格子パターンに関して、透過
率変化もしくは反射率変化が「単周期的に繰返される方
向」を「格子配列方向」と呼ぶ。第2図では図の上下方
向が格子パターン12の格子配列方向である。格子パター
ン12は格子ピッチ、即ち格子配列方向における透過率変
化の周期としてξを持つ。
The grating pattern is a pattern in which a change in transmittance or a change in reflectance is repeated in one direction in a single cycle, whereas the grating pattern 12 shown in FIG. 2 is a pattern in which a change in transmittance is vertically repeated in a vertical direction in the figure. It is a thing. Regarding the grating pattern, the “direction in which the transmittance change or the reflectance change is repeated in a single cycle” is referred to as a “grating arrangement direction”. In FIG. 2, the vertical direction in the figure is the grid arrangement direction of the grid pattern 12. The grating pattern 12 has ξ as the grating pitch, that is, the period of transmittance change in the grating arrangement direction.

線状光源10は、格子パターン12の格子配列方向に長さ
dを有する。線状光源としては例えば、AlGaAsやGaAs等
の半導体レーザーの発光部の長手方向を格子配列方向と
平行にしたものが好適である。
The linear light source 10 has a length d in the grid arrangement direction of the grid pattern 12. As the linear light source, for example, a light source in which the longitudinal direction of the light emitting portion of a semiconductor laser such as AlGaAs or GaAs is parallel to the lattice arrangement direction is preferable.

線状光源10からの光束を格子パターン12に照射する
と、格子パターン12の各被照射部から回折光L1,L2,L3
が発生する。そして、これら回折光同志が干渉する領域
には符号20で示すような干渉縞が現れる。
When the light beam from the linear light source 10 is irradiated to the grating pattern 12, the diffracted light L 1 from each of the irradiated portion of the grating pattern 12, L 2, L 3, etc. are generated. Then, interference fringes indicated by reference numeral 20 appear in the region where these diffracted lights interfere with each other.

線状光源10の長さdと格子パターン12の格子ピッチξ
が、 (1/10)≦(d/ξ)≦4 (1) なる条件を満足するとき上記干渉縞20は「恰も線状光源
10の位置に理想的な点光源を置き、格子パターン12を幾
何光学的な影絵として拡大した」かのように発生する。
即ち線状光源10と格子パターン12の距離及び格子パター
ン12とスクリーン14の距離を、それぞれ図のようにb1,b
2とすると、干渉縞20は格子パターン12を格子配列方向
に{(b1+b2)/b1}倍に拡大したものとなる。それ故
このような干渉縞を「影絵パターン」と称するのであ
る。
Length d of linear light source 10 and grating pitch of grating pattern 12 ξ
However, when the condition of (1/10) ≦ (d / ξ) ≦ 4 (1) is satisfied, the interference fringe 20 is “like a linear light source.
An ideal point light source was placed at the position of 10, and the grid pattern 12 was enlarged as a geometric optical shadow picture. "
That is, the distance between the linear light source 10 and the grid pattern 12 and the distance between the grid pattern 12 and the screen 14 are respectively represented by b 1 , b
Assuming that 2 , the interference fringes 20 are obtained by enlarging the lattice pattern 12 by {(b 1 + b 2 ) / b 1 } times in the lattice arrangement direction. Therefore, such interference fringes are referred to as "shadow pattern".

線状光源10を固定して格子パターン12をその格子配列
方向に移動させると影絵パターン20も格子パターン12と
影絵関係を保ったまま格子パターン12と同方向に変位す
る。
When the linear light source 10 is fixed and the grid pattern 12 is moved in the grid arrangement direction, the shadow pattern 20 is also displaced in the same direction as the grid pattern 12 while maintaining the shadow pattern relationship with the grid pattern 12.

従って、格子パターンの移動量は影絵パターン20によ
り{(b1+b2)/b1}に拡大することができ、影絵パタ
ーンを利用すると格子パターン自体の極めて微小な変位
を高精度に測定できるのである。
Therefore, the amount of movement of the grid pattern can be expanded to {(b 1 + b 2 ) / b 1 } by the shadow pattern 20, and the use of the shadow pattern enables highly minute displacement of the grid pattern itself to be measured with high accuracy. is there.

線状光源10の、第2図の図面に直交する方向の寸法は
特に制限がない。
The dimension of the linear light source 10 in the direction orthogonal to the drawing of FIG. 2 is not particularly limited.

また線状光源から格子パターンに照射する光はコヒー
レント光が理想的であるが、LEDのような光源からのイ
ンコヒーレントな光束でも、第3図に示すような、長さ
dのスリットを持つアパーチュア(同図(I))や、長
径もしくは短径がdであるような楕円状開口を持つアパ
ーチュア(II)、あるいは直径がdであるような円形の
開口を持つアパーチュア(III)を介して取り出し、上
記dの方向が格子パターンの格子配列方向に対応するよ
うにして格子パターンに照射すると、dと格子ピッチξ
との関係が上記(1)式を満足すれば影絵パターンを発
生させることができる。
Ideally, the light emitted from the linear light source to the grating pattern is coherent light. However, even an incoherent light flux from a light source such as an LED may have an aperture having a slit of length d as shown in FIG. (Fig. 1 (I)), an aperture (II) having an elliptical opening whose major or minor diameter is d, or an aperture (III) having a circular opening whose diameter is d. Irradiating the lattice pattern such that the direction of d corresponds to the lattice arrangement direction of the lattice pattern, d and the lattice pitch ξ
If the relationship with satisfies the above equation (1), a shadow pattern can be generated.

影絵パターンを利用すると上記の如く格子パターンの
移動量を高精度に測定できるから、影絵パターンを利用
して極めて精度の高い移動量測定が可能である。
When the shadow pattern is used, the amount of movement of the lattice pattern can be measured with high accuracy as described above. Therefore, the extremely accurate movement amount can be measured using the shadow pattern.

[発明が解決しようとする課題] 上記のような影絵パターンを利用した移動量測定で
は、スケールに形成する格子パターンのピッチが細かい
程、測定精度を高くできるが、格子パターンを作成する
上で格子パターンのピッチには自ずと小さくできる限界
が存在する。
[Problem to be Solved by the Invention] In the movement amount measurement using the shadow pattern as described above, the smaller the pitch of the grid pattern formed on the scale, the higher the measurement accuracy can be. There is a limit to the pitch of the pattern that can be reduced naturally.

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、従来の影絵パターンを利用した移動量測定の測定精
度の限界を更に高め得る新規な移動量測定方法の提供を
目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to provide a novel movement amount measurement method that can further increase the limit of measurement accuracy of a movement amount measurement using a conventional shadow pattern.

[課題を解決するための手段] 本発明の移動量測定方法は「スケール上に形成された
格子パターンに線状光源からの光束を照射し、格子パタ
ーンによる回折光の干渉により影絵的パターンを発生せ
しめ、スケールの格子配列方向への移動に伴う影絵的パ
ターンの変位を光センサーにより検出してスケールの移
動量を測定する方法」であって以下の点を特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The moving amount measuring method according to the present invention provides a method of “irradiating a grid pattern formed on a scale with a light beam from a linear light source and generating a shadow pattern by interference of diffracted light due to the grid pattern. At least, a method of measuring the displacement of the scale by detecting the displacement of the shadow-like pattern accompanying the movement of the scale in the grid array direction by an optical sensor, and is characterized by the following points.

即ち「格子パターンに於ける格子の厚みD(>0)
が、線状光源の発光波長の1/4以下であるように格子パ
ターンを形成し、格子パターンによる±1次回折光の干
渉により影絵的パターンを発生させる」点である。
That is, "the thickness D of the grid in the grid pattern (> 0)
However, a grid pattern is formed so as to be 1/4 or less of the emission wavelength of the linear light source, and a shadow-like pattern is generated by interference of ± 1st-order diffracted light by the grid pattern.

スケールは、細幅の板状とし格子パターンを長手方向
へ直線的に形成して所謂リニアスケールとしても良いし
(請求項2)、円板状として格子パターンを周縁部に円
環状に形成したものとしても良く(請求項3)、円柱状
として「格子パターンを周面部に周面の母線に直交する
方向を格子配列方向として円柱軸を囲繞するように形成
した」ものとしても良い(請求項4)。
The scale may be a so-called linear scale in which the grid pattern is formed linearly in the longitudinal direction by forming the grid pattern linearly in the longitudinal direction (claim 2), or the grid pattern is formed in an annular shape in the peripheral portion as a disk shape. (Claim 3), and may be formed as a columnar shape "a grid pattern is formed on a peripheral surface portion so as to surround a cylindrical axis with a direction perpendicular to the generatrix of the peripheral surface being a grid arrangement direction" (Claim 4). ).

[作用] 従来の移動量測定で利用されている「影絵パターン」
は上記の如く格子パターンにより発生した回折光同志の
干渉により発生するのであるが、より正確には、0次の
回折光と、1次もしくは−1次の回折光との干渉により
発生する。そして影絵パターンは格子パターンを影絵的
に拡大したものとなる。
[Effect] “Shadow pattern” used in conventional movement measurement
Is generated by interference between diffracted lights generated by the grating pattern as described above. More precisely, it is generated by interference between the 0th-order diffracted light and the 1st or -1st order diffracted light. Then, the shadow pattern is a grid pattern that is enlarged like a shadow.

しかるに本発明では、±1次回折光同志の干渉により
「影絵的パターン」を発生させる。このように従来の
「影絵パターン」と本発明の「影絵的パターン」とは干
渉する回折光の次数に違いがある。
However, in the present invention, a "shadow pattern" is generated by interference between ± 1st-order diffracted lights. As described above, the order of the diffracted light that interferes between the conventional “shadow pattern” and the “shadow pattern” of the present invention is different.

「影絵的パターン」では干渉する回折光同志の交差角
が、影絵パターンにおける回折光同志の交差角の2倍に
なるため、同一位置で比較すれば影絵的パターンの空間
周波数は影絵パターンの空間周波数の2倍になる。
In the "shadow-shape pattern", the crossing angle of the diffracted light beams that interfere with each other is twice the crossing angle of the diffracted light beams in the shadow-shape pattern. Twice as large as

従って本発明に於いて発生させる影絵的パターンの空
間周波数は、同一の格子パターンから発生する影絵パタ
ーンの空間周波数の2倍であり、換言すれば、影絵的パ
ターンを発生させることは、「従来の影絵パターンの発
生源としての格子パターン自体の格子ピッチを1/2に細
かくした」のと同じことになる。
Therefore, the spatial frequency of the shadow pattern generated in the present invention is twice the spatial frequency of the shadow pattern generated from the same grid pattern. In other words, the generation of the shadow pattern is the same as the conventional one. The grid pitch of the grid pattern itself as the shadow pattern generation source has been reduced to half. "

影絵的パターンを発生させるには、±1次の回折光同
志を干渉させれば良いが、良好な影絵的パターンを発生
させるには、格子パターンから発生する回折光のうちで
±1次以外の回折光の強度が±1次回折光の強度に比し
て十分に小さいことが必要である。
In order to generate a shadow pattern, interference between ± 1st-order diffracted light beams is sufficient, but to generate a good shadow pattern, it is necessary to generate non- ± 1st-order diffracted light beams generated from the grating pattern. It is necessary that the intensity of the diffracted light is sufficiently smaller than the intensity of the ± 1st-order diffracted light.

第1図(A)に示すように、格子パターンの格子の厚
さD(>0)が、線状光源の発光波長λの1/4以下であ
れば上記条件を満足させることができる。実際の格子パ
ターンにおいて発生する回折光のうち±1次回折光の強
度が他の次数の回折光の強度よりも十分に大きいか否か
を見るには格子パターンのフラウンホーファー回折を調
べれば良い。
As shown in FIG. 1 (A), the above condition can be satisfied if the grating thickness D (> 0) of the grating pattern is 1/4 or less of the emission wavelength λ of the linear light source. In order to check whether or not the intensity of the ± 1st-order diffracted light of the diffracted light generated in the actual grating pattern is sufficiently higher than the intensity of the other order diffracted light, it is sufficient to examine the Fraunhofer diffraction of the grating pattern.

フラウンホーファー回折での各次数の回折光強度の相
対的な大小関係は、線状光源により発生する各次数の回
折光相互の強度の大小関係に対応するからである。
This is because the relative magnitude relationship between the diffracted light intensities of each order in the Fraunhofer diffraction corresponds to the magnitude relationship between the intensities of the diffracted light beams of each order generated by the linear light source.

0<D≦λ/4なる条件を満足する格子パターンによる
フラウンホーファー回折の各次数の回折光の強度の分布
は、Dの大きさにもよるが、一般的な傾向として第1図
(B)の如くである。
The distribution of the intensity of the diffracted light of each order of the Fraunhofer diffraction by the grating pattern satisfying the condition 0 <D ≦ λ / 4 depends on the magnitude of D, but as a general tendency, FIG. It is like.

フラウンホーファー回折では回折格子に入射する光束
は平行光束であり、線状光源からの発散性の光束が入射
する場合と条件は異なるが、線状光源を用いる場合に
も、上記0<D≦λ/4なる条件を満足する格子パターン
から発生する各次数の回折光束の相対的強度が一般的傾
向として、やはり第1図(B)の如く、±1次光の強度
が他の次数の回折光の強度に比して相対的に大きくなる
ことは、上記条件を満足する格子パターンを用いた場合
に、コントラストの高い影絵的パターンが得られるとい
う実験事実から明らかである。なお第1図(A)に示す
格子ピッチξが前述の条件(1)を満足すべきことは言
うまでも無い。
In the Fraunhofer diffraction, the light beam incident on the diffraction grating is a parallel light beam, and the condition is different from the case where a divergent light beam from a linear light source is incident. However, even when a linear light source is used, the above 0 <D ≦ λ As a general tendency, the relative intensity of the diffracted light beams of each order generated from the grating pattern satisfying the condition of / 4, as shown in FIG. It is clear from the experimental fact that when a lattice pattern satisfying the above conditions is used, a shadow-like pattern with high contrast can be obtained. Needless to say, the grating pitch 示 す shown in FIG. 1A should satisfy the above condition (1).

[実施例] 以下、具体的な実施例を説明する。[Example] Hereinafter, a specific example will be described.

第4図は、スケール2をリニアスケールとして本発明
を実施した実施例を示す。スケール2は細幅の板状であ
って、その長手方向を格子配列方向として格子パターン
が直線的に形成されている。勿論、格子パターンの厚み
は線状光源1の発光波長の1/4以下に設定され、良好な
影絵的パターンを発生させることができるようになって
いる。
FIG. 4 shows an embodiment in which the present invention is implemented using the scale 2 as a linear scale. The scale 2 has a narrow plate shape, and a lattice pattern is formed linearly with its longitudinal direction as a lattice arrangement direction. Of course, the thickness of the grating pattern is set to 1/4 or less of the emission wavelength of the linear light source 1, so that a good shadow-like pattern can be generated.

線状光源1によりスケール2を照射し、影絵的パター
ンの発生位置に光センサー3を配備する。
A scale 2 is irradiated by a linear light source 1 and an optical sensor 3 is arranged at a position where a shadow pattern is generated.

スケール2を矢印方向へ変化させると、それに伴い影
絵的パターンも同方向へ、スケール2の変位量を拡大す
るように変化するので、これを光センサー3で検出して
スケール2の移動量を測定する。影絵的パターンの光セ
ンサー3に対する2ピッチ分の変位はスケールの格子パ
ターン1ピッチ分の変位に対応する。
When the scale 2 is changed in the direction of the arrow, the shadow-like pattern also changes in the same direction so as to increase the displacement of the scale 2, and this is detected by the optical sensor 3 to measure the movement of the scale 2. I do. The displacement of the shadow pattern for two pitches with respect to the optical sensor 3 corresponds to the displacement of one pitch of the scale grid pattern.

第5図は、スケール2Aを円板形状として本発明を実施
した例を示している。
FIG. 5 shows an example in which the present invention is implemented by making the scale 2A into a disk shape.

円板状に形成されたスケール2Aは光透過性で、その周
縁部に回転方向を格子配列方向として格子パターンが円
環状に形成されており、線状光源1からの照射光により
発生する影絵的パターンの位置に光センサー3が配設さ
れている。
The scale 2A formed in a disk shape is light-transmissive, and a grid pattern is formed in an annular shape on the periphery with the rotation direction being a grid arrangement direction, and a shadow pattern generated by irradiation light from the linear light source 1 is formed. The optical sensor 3 is provided at the position of the pattern.

スケール2Aの回転に伴う影絵的パターンの回転的な変
位を光センサー3により検出して、スケール2の回転量
を移動量として測定する。
The rotational displacement of the shadow pattern accompanying the rotation of the scale 2A is detected by the optical sensor 3, and the amount of rotation of the scale 2 is measured as the amount of movement.

第4図、第5図の例とも、発生する影絵的パターンの
変位を検出する光センサー3は照射光束の光軸AX,AX1上
のみならず、破線で示すように光軸上から離れた位置に
配備してもよい。
4 and 5, the optical sensor 3 for detecting the displacement of the generated shadow-like pattern is located not only on the optical axes AX and AX1 of the irradiation light beam but also at a position distant from the optical axis as shown by a broken line. May be deployed.

第6図に示す実施例では格子パターン8が軸受6で軸
支された円柱状の軸7の周面に円柱軸を囲繞するように
形成されており、線状光源1からの光により影絵的パタ
ーンを発生させ、スケールである軸7の回転に伴う影絵
的パターンの回転的変位を光センサー5により検出する
ことにより軸7の回転量を移動量として測定する。
In the embodiment shown in FIG. 6, a lattice pattern 8 is formed on a peripheral surface of a cylindrical shaft 7 supported by a bearing 6 so as to surround the cylindrical shaft. A pattern is generated, and the rotational displacement of the shadow pattern accompanying the rotation of the shaft 7 serving as a scale is detected by the optical sensor 5 to measure the rotation amount of the shaft 7 as a movement amount.

第7図の実施例は第6図の実施例の変形例であって、
スケールとしての軸7に形成された格子パターン8をイ
ンコヒーレント光で照射するようにした例である。即ち
LED1′からの光を第3図に即して説明したようなアパー
チュア1Aを介して格子パターン8に照射するようにして
いる。このようにしても影絵的パターンは発生するので
軸7の回転に伴う影絵的パターンの回転的な変位を光セ
ンサー5により検出し、軸7の回転量を移動量として測
定する。
The embodiment of FIG. 7 is a modification of the embodiment of FIG.
This is an example in which a grating pattern 8 formed on a shaft 7 as a scale is irradiated with incoherent light. That is
The light from the LED 1 'is applied to the grating pattern 8 via the aperture 1A as described with reference to FIG. Even in this case, since a shadow pattern is generated, the rotational displacement of the shadow pattern accompanying the rotation of the shaft 7 is detected by the optical sensor 5, and the rotation amount of the shaft 7 is measured as the movement amount.

なお上記の各実施例に於いて、検出される移動量に対
し時間微分処理を施すことにより変位速度や変位加速度
を測定できることは言うまでもない。
In each of the above embodiments, it is needless to say that the displacement speed and the displacement acceleration can be measured by subjecting the detected movement amount to time differentiation processing.

最後にスケール上に格子パターンを形成する方法に就
き説明する。本発明の実施に用いる格子パターンは、前
述のように格子の厚さが線状光源の発光波長の1/4以下
であるような格子パターンで所謂位相格子と呼ばれるも
のであり、このような格子パターンを作製する方法は従
来から種々の方法が知られている。ここでは、そのよう
な方法の一つとしてビッター法を説明する。
Finally, a method of forming a lattice pattern on a scale will be described. The grating pattern used in the embodiment of the present invention is a so-called phase grating in which the thickness of the grating is 1/4 or less of the emission wavelength of the linear light source as described above. Various methods have been known for producing a pattern. Here, the bitter method will be described as one of such methods.

スケールの、格子パターンを形成する部分にCoCrやFe
3O4による数1000Åの厚さの磁化膜を形成し、この磁化
膜に磁気ヘッドにより格子のパターンを書き込んで格子
パターンに対応する磁化パターンを形成する。この磁化
パターンに磁性コロイド流体を塗布して顕像化を行う。
磁性コロイド流体は粒径50乃至200Åの酸化鉄微粉末を
界面活性剤中に分散させたものであり、これを磁化パタ
ーンに塗布すると酸化鉄微粉末が磁化パターンにおける
磁区の境界部に吸着されて磁化パターンを顕像化する。
このように顕像化が行われたら界面活性剤を蒸発させ、
その後、透明な酸化物を蒸着するなどして、顕像化され
た格子パターンを磁化膜に定着する。磁性コロイド流体
により磁化パターンを顕像化する際、磁化パターンに重
畳させるようにして一様な磁界を作用させ、この磁界の
強さを調整して酸化鉄微粉末による格子パターンの厚み
を制御し、本発明の実施に必要な所望の格子パターンを
形成することもできる。
CoCr or Fe in the scale, where the grid pattern is formed
A magnetic film having a thickness of several thousand degrees is formed by 3 O 4, and a lattice pattern is written on the magnetic film by a magnetic head to form a magnetic pattern corresponding to the lattice pattern. The magnetized pattern is coated with a magnetic colloid fluid to visualize it.
The magnetic colloid fluid is obtained by dispersing iron oxide fine powder having a particle size of 50 to 200 mm in a surfactant. When this is applied to a magnetic pattern, the iron oxide fine powder is adsorbed to the boundary of magnetic domains in the magnetic pattern. Visualize the magnetization pattern.
When the visualization is performed in this way, the surfactant is evaporated,
Thereafter, the visualized lattice pattern is fixed to the magnetic film by, for example, depositing a transparent oxide. When visualizing a magnetized pattern with a magnetic colloid fluid, a uniform magnetic field is applied so as to overlap the magnetized pattern, and the intensity of this magnetic field is adjusted to control the thickness of the lattice pattern made of iron oxide fine powder. It is also possible to form a desired lattice pattern required for implementing the present invention.

第1図(A)は、このようにして形成されたスケール
を示している。符号15はスケールの基体、符号16は磁化
膜を示す。磁化膜16中の矢印は磁気ヘッドにより書き込
まれた磁化パターンにおける磁化の方向を示す。符号17
は形成された格子パターンを示す。
FIG. 1A shows a scale formed in this manner. Reference numeral 15 denotes a scale base, and reference numeral 16 denotes a magnetic film. The arrow in the magnetic film 16 indicates the direction of magnetization in the magnetic pattern written by the magnetic head. Symbol 17
Indicates a formed lattice pattern.

[発明の効果] 以上、本発明によれば影絵的パターンを利用する新規
な移動量測定方法を提供できる。この方法では格子パタ
ーンから従来の影絵パターンの2倍の空間周波数を持っ
た影絵的パターンを発生させることができるので、従来
の影絵パターンを利用する方法に比して2倍の測定精度
を容易且つ確実に実現できる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to provide a novel movement amount measuring method using a shadow pattern. According to this method, a shadow pattern having a spatial frequency twice that of the conventional shadow pattern can be generated from the lattice pattern. Can be reliably realized.

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

第1図は本発明の特徴部分を説明するための図、第2図
及び第3図は回折影絵現象を説明するための図、第4図
は実施例を示す斜視図、第5図は別実施例を示す斜視
図、第6図は他の実施例を示す斜視図、第7図は更に他
の実施例を示す斜視図である。 1……線状光源、2……リニアスケール、3……光セン
サー、17……格子パターン
FIG. 1 is a view for explaining a characteristic portion of the present invention, FIGS. 2 and 3 are views for explaining a diffraction shadow phenomenon, FIG. 4 is a perspective view showing an embodiment, and FIG. FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment, and FIG. 7 is a perspective view showing still another embodiment. 1 ... linear light source, 2 ... linear scale, 3 ... optical sensor, 17 ... lattice pattern

───────────────────────────────────────────────────── 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 山口 友行 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 平1−297513(JP,A) 実公 昭61−39289(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01D 5/38 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Jun Akito 3-18-1 Waseda, Shinjuku-ku, Tokyo 203 Maru Shigeru Heights 203 (72) Inventor Tomoyuki Yamaguchi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo (56) References JP-A-1-297513 (JP, A) Jikken 61-39289 (JP, Y2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01D 5/38

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】スケール上に形成された格子パターンに線
状光源からの光束を照射して、格子パターンによる回折
光の干渉により影絵的パターンを発生せしめ、スケール
の格子配列方向への移動に伴う影絵的パターンの変位を
光センサーにより検出してスケールの移動量を測定する
方法であって、 格子パターンに於ける格子の厚みD(>0)が、線状光
源の発光波長の1/4以下であるように格子パターンを形
成し、格子パターンによる±1次回折光の干渉により影
絵的パターンを発生させることを特徴とする、移動量測
定方法。
1. A grid pattern formed on a scale is irradiated with a light beam from a linear light source to generate a shadow-like pattern due to interference of diffracted light by the grid pattern, which is accompanied by movement of the scale in the grid array direction. In this method, the displacement of the shadow pattern is detected by an optical sensor to measure the amount of movement of the scale, wherein the thickness D (> 0) of the grid in the grid pattern is 1/4 or less of the emission wavelength of the linear light source. A moving amount measuring method, wherein a grating pattern is formed as described in (1), and a shadow-like pattern is generated by interference of ± 1st-order diffracted light by the grating pattern.
【請求項2】請求項1において、 スケールが細幅の板状であって、格子パターンが長手方
向へ直線的に形成されていることを特徴とする、移動量
測定方法。
2. The moving amount measuring method according to claim 1, wherein the scale has a narrow plate shape and the lattice pattern is formed linearly in the longitudinal direction.
【請求項3】請求項1において、 スケールが円板状であって、格子パターンが周縁部に円
環状に形成されていることを特徴とする、移動量測定方
法。
3. The moving amount measuring method according to claim 1, wherein the scale has a disk shape and the lattice pattern is formed in an annular shape at a peripheral portion.
【請求項4】請求項1において、 スケールが円柱状であって、格子パターンが周面部に周
面の母線に直交する方向を格子配列方向として円柱軸を
囲繞するように形成されていることを特徴とする、移動
量測定方法。
4. The method according to claim 1, wherein the scale is cylindrical, and the grid pattern is formed on the peripheral surface so as to surround the cylindrical axis with a direction perpendicular to the generatrix of the peripheral surface being a grid arrangement direction. Characterized by the amount of movement measurement.
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