JP3206073B2 - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JP3206073B2 JP3206073B2 JP02713192A JP2713192A JP3206073B2 JP 3206073 B2 JP3206073 B2 JP 3206073B2 JP 02713192 A JP02713192 A JP 02713192A JP 2713192 A JP2713192 A JP 2713192A JP 3206073 B2 JP3206073 B2 JP 3206073B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は位置検出装置に関し、特
に投光手段と受光手段とを有する検出部本体(固定部)
に対して相対的に移動する移動体(可動部)に関して設
けられたスリット手段の相対的位置情報を装置全体の小
型化を図りつつ高精度に検出するようにした位置検出装
置に関するものである。
に投光手段と受光手段とを有する検出部本体(固定部)
に対して相対的に移動する移動体(可動部)に関して設
けられたスリット手段の相対的位置情報を装置全体の小
型化を図りつつ高精度に検出するようにした位置検出装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より移動体に関して設けられた所定
のパターンを投光手段と受光手段を用いて光電的に読み
取ることにより、該移動体の移動量等の位置情報を検出
するようにした検出装置として所謂フォトリフレクタや
フォトインタラプタ等が知られている。
のパターンを投光手段と受光手段を用いて光電的に読み
取ることにより、該移動体の移動量等の位置情報を検出
するようにした検出装置として所謂フォトリフレクタや
フォトインタラプタ等が知られている。
【0003】又、レーザ光の干渉を利用し、サブミクロ
ン以下の計測を可能とした計測器が例えば特開昭59−
187203号公報、特開昭60−93311号公報、
特開昭60−93312号公報等で提案されている。こ
のうちレーザを利用した計測器は装置全体が比較的大型
である為、大型の装置に用いられている。
ン以下の計測を可能とした計測器が例えば特開昭59−
187203号公報、特開昭60−93311号公報、
特開昭60−93312号公報等で提案されている。こ
のうちレーザを利用した計測器は装置全体が比較的大型
である為、大型の装置に用いられている。
【0004】一方、フォトリフレクタやフォトインタラ
プタ等の検出装置は比較的小型である為、例えばレンズ
鏡筒等の小さな空間内に組み込まれて使用されている。
プタ等の検出装置は比較的小型である為、例えばレンズ
鏡筒等の小さな空間内に組み込まれて使用されている。
【0005】又、この検出装置はいずれも移動体に関し
て設けられた所定ピッチのパターンの移動に基づく明信
号と暗信号の繰り返し信号を投光手段と受光手段とを用
いて検出することにより、移動体の移動量を検出してい
る。例えばPSD(Position Sensiti
ve Device)等の位置検出センサを用いてその
検出面上に形成されたスリットの移動量を測定すること
により移動体の位置情報を検出するようにしている。
て設けられた所定ピッチのパターンの移動に基づく明信
号と暗信号の繰り返し信号を投光手段と受光手段とを用
いて検出することにより、移動体の移動量を検出してい
る。例えばPSD(Position Sensiti
ve Device)等の位置検出センサを用いてその
検出面上に形成されたスリットの移動量を測定すること
により移動体の位置情報を検出するようにしている。
【0006】図11はこの種の従来の位置検出装置の要
部概略図である。
部概略図である。
【0007】同図において11は投光素子で例えばiR
ED(赤外発光ダイオード)等から成っている。12は
PSD等の受光素子で所定の長さの受光面12aを有し
ている。13は移動体であり、その面上にはスリット1
3aが設けられている。
ED(赤外発光ダイオード)等から成っている。12は
PSD等の受光素子で所定の長さの受光面12aを有し
ている。13は移動体であり、その面上にはスリット1
3aが設けられている。
【0008】投光素子11からの光束によりPSD12
の受光面12a上にスリット13aの像が投影される。
このとき移動体13が図中矢印14方向に移動するに伴
い受光面12a上に投影されるスリット13aの像も移
動する。PSD12はその面上に投影されるスリット像
の位置に応じて電極A及び電極Bからの出力比が変化す
るので、このときの変化量を測定することにより移動体
13の移動量等の位置情報を検出している。
の受光面12a上にスリット13aの像が投影される。
このとき移動体13が図中矢印14方向に移動するに伴
い受光面12a上に投影されるスリット13aの像も移
動する。PSD12はその面上に投影されるスリット像
の位置に応じて電極A及び電極Bからの出力比が変化す
るので、このときの変化量を測定することにより移動体
13の移動量等の位置情報を検出している。
【0009】図11に示す位置検出装置では移動体13
に複数のスリットを適切に設ければ受光面12aの検出
方向の長さ以上の移動量を検出することができる。
に複数のスリットを適切に設ければ受光面12aの検出
方向の長さ以上の移動量を検出することができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図11に示す位置検出
装置における移動体13の位置情報の検出精度は受光素
子12の検出精度に依存している。即ち受光素子12の
受光面12a上に投影されるスリット像の位置情報をど
の程度細かく分解して検出することができるかの検出分
解能に依存してくる。
装置における移動体13の位置情報の検出精度は受光素
子12の検出精度に依存している。即ち受光素子12の
受光面12a上に投影されるスリット像の位置情報をど
の程度細かく分解して検出することができるかの検出分
解能に依存してくる。
【0011】一般に図11に示す位置検出装置に用いる
PSDはその受光面をある一定以上の大きさを有するよ
うに構成する必要があるが受光面が大きくなってくると
多くの場合検出分解能が低下してくる。
PSDはその受光面をある一定以上の大きさを有するよ
うに構成する必要があるが受光面が大きくなってくると
多くの場合検出分解能が低下してくる。
【0012】この為、所定の大きさのPSD等の受光素
子を用いて図11で示す装置により移動体の位置情報の
検出を行う場合には受光素子の検出分解能以上の精度で
位置情報検出することはできないという問題点があっ
た。
子を用いて図11で示す装置により移動体の位置情報の
検出を行う場合には受光素子の検出分解能以上の精度で
位置情報検出することはできないという問題点があっ
た。
【0013】これに対して本出願人は特願平2−265
937号において複数のスリットを所定の周期で設けた
マスク部材とスリット部材との2つの部材を利用するこ
とにより装置全体の小型化を図りつつ、移動体の位置情
報を受光素子の検出分解能以上の精度で検出することが
できる移動体の位置検出装置を提案している。
937号において複数のスリットを所定の周期で設けた
マスク部材とスリット部材との2つの部材を利用するこ
とにより装置全体の小型化を図りつつ、移動体の位置情
報を受光素子の検出分解能以上の精度で検出することが
できる移動体の位置検出装置を提案している。
【0014】本発明は本出願人が先に提案した位置検出
装置を更に改良し、例えば受光手段に複数の受光部を設
けると共に該複数の受光部に対応させてスリット部材又
は/及びマスク部材に複数のスリット開口部を設け、該
複数の受光部からの出力信号を利用することにより受光
部からの出力される信号の非線形性を補正し、高精度な
位置検出が可能な位置検出装置の提供を目的とする。
装置を更に改良し、例えば受光手段に複数の受光部を設
けると共に該複数の受光部に対応させてスリット部材又
は/及びマスク部材に複数のスリット開口部を設け、該
複数の受光部からの出力信号を利用することにより受光
部からの出力される信号の非線形性を補正し、高精度な
位置検出が可能な位置検出装置の提供を目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の位置検出装置
は、固定部と該固定部に対して相対移動をする可動部を
有し、該固定部と可動部との相対位置を検出する位置検
出装置において、該固定部は投光手段と該投光手段に対
し、所定距離を隔て対向配置した受光手段とを有し、該
受光手段は光束の該相対移動方向の入射位置検出が可能
な複数の受光部とを有し、該投光手段と受光手段との間
に、固定部に固定したマスク部材と該可動部に接続した
スリット部材とを挟入し、該マスク部材と該スリット部
材は該相対移動方向に略直角な開口を設けたスリット開
口部を有しており、該投光手段からの光束のうち該スリ
ット部材と該マスク部材の双方のスリット開口部を通過
した光束を該受光手段の複数の受光部で検出し、該受光
手段の複数の受光部からの出力信号を利用して該可動部
と該固定部との相対位置情報を検出したことを特徴とし
ている。
は、固定部と該固定部に対して相対移動をする可動部を
有し、該固定部と可動部との相対位置を検出する位置検
出装置において、該固定部は投光手段と該投光手段に対
し、所定距離を隔て対向配置した受光手段とを有し、該
受光手段は光束の該相対移動方向の入射位置検出が可能
な複数の受光部とを有し、該投光手段と受光手段との間
に、固定部に固定したマスク部材と該可動部に接続した
スリット部材とを挟入し、該マスク部材と該スリット部
材は該相対移動方向に略直角な開口を設けたスリット開
口部を有しており、該投光手段からの光束のうち該スリ
ット部材と該マスク部材の双方のスリット開口部を通過
した光束を該受光手段の複数の受光部で検出し、該受光
手段の複数の受光部からの出力信号を利用して該可動部
と該固定部との相対位置情報を検出したことを特徴とし
ている。
【0016】特に前記スリット部材と前記マスク部材と
に設けられたスリット開口部の開口周期は互いに異なっ
ていることや、前記スリット部材とマスク部材には複数
の組のスリット開口部が設けられていることや、前記ス
リット部材には前記受光手段の複数の受光部に対応した
複数の組のスリット開口部が設けられており、該複数の
組のスリット開口部の開口位相は互いに異なっているこ
とや、前記マスク部材には前記受光手段の複数の受光部
に対応した複数の組のスリット開口部が設けられてお
り、該複数の組のスリット開口部の開口位相は互いに異
っていること等を特徴としている。
に設けられたスリット開口部の開口周期は互いに異なっ
ていることや、前記スリット部材とマスク部材には複数
の組のスリット開口部が設けられていることや、前記ス
リット部材には前記受光手段の複数の受光部に対応した
複数の組のスリット開口部が設けられており、該複数の
組のスリット開口部の開口位相は互いに異なっているこ
とや、前記マスク部材には前記受光手段の複数の受光部
に対応した複数の組のスリット開口部が設けられてお
り、該複数の組のスリット開口部の開口位相は互いに異
っていること等を特徴としている。
【0017】
【実施例】図1は本発明の実施例1の要部斜視図、図2
は図1の主要部の概略図、図3〜図7は図1の一部分の
説明図、図8は本発明の位置検出装置の検出原理の説明
図である。
は図1の主要部の概略図、図3〜図7は図1の一部分の
説明図、図8は本発明の位置検出装置の検出原理の説明
図である。
【0018】図中1は受光手段であり、矢印102で示
す方向に移動する不図示の移動体(可動部)の位置情報
の検出を行う為の例えば図3に示すように受光面1a上
に所定の大きさの受光面積を有する2つの受光部1b,
1cを有している。受光手段1の受光部1b,1cは例
えばPSD等より成っており、光束の入射位置に応じた
位置信号を出力している。
す方向に移動する不図示の移動体(可動部)の位置情報
の検出を行う為の例えば図3に示すように受光面1a上
に所定の大きさの受光面積を有する2つの受光部1b,
1cを有している。受光手段1の受光部1b,1cは例
えばPSD等より成っており、光束の入射位置に応じた
位置信号を出力している。
【0019】2は投光手段であり、受光手段1と所定の
間隔を隔てて対向配置されている。投光手段2は発光ダ
イオードや半導体レーザ等から成り、所定の大きさの光
束を投光系2aを介して受光手段1方向に投光してい
る。受光手段1と投光手段2は検出部本体(固定部)の
一要素を構成し、保持部材(不図示)により対向するよ
うにして一体的に構成されている。
間隔を隔てて対向配置されている。投光手段2は発光ダ
イオードや半導体レーザ等から成り、所定の大きさの光
束を投光系2aを介して受光手段1方向に投光してい
る。受光手段1と投光手段2は検出部本体(固定部)の
一要素を構成し、保持部材(不図示)により対向するよ
うにして一体的に構成されている。
【0020】3はスリット部材であり、矢印102方向
に移動可能となるように不図示の可動部(移動体)に関
して設けられており、その面上には例えば図4に示すよ
うな2つのスリット開口部3b,3cが設けられてい
る。4はマスク部材であり、その面上には図6に示すよ
うな2つのスリット開口部4b,4cが設けられてい
る。5は検出回路である。
に移動可能となるように不図示の可動部(移動体)に関
して設けられており、その面上には例えば図4に示すよ
うな2つのスリット開口部3b,3cが設けられてい
る。4はマスク部材であり、その面上には図6に示すよ
うな2つのスリット開口部4b,4cが設けられてい
る。5は検出回路である。
【0021】投光手段2は検出回路よりリード線6を介
して電源が与えられ、又受光手段1の2つの受光部1
b,1cからの出力はそれぞれリード線7b,7cを介
して検出回路5へ入力されている。
して電源が与えられ、又受光手段1の2つの受光部1
b,1cからの出力はそれぞれリード線7b,7cを介
して検出回路5へ入力されている。
【0022】次に図1の各要素の詳細について説明す
る。
る。
【0023】図3は受光手段1の投光手段2に対向する
受光面1aの詳細図である。該受光面1aには矢印10
2で示すスリット部材3のスリット移動方向に光束の入
射位置検出が可能な互いに独立したPSDより成る2つ
の受光部1b,1cを設けている。
受光面1aの詳細図である。該受光面1aには矢印10
2で示すスリット部材3のスリット移動方向に光束の入
射位置検出が可能な互いに独立したPSDより成る2つ
の受光部1b,1cを設けている。
【0024】図4はスリット部材3の正面図である。ス
リット部材3にはスリット部材3の矢印102で示すス
リット移動方向と直交する向きにスリット開口を有する
2つのスリット開口部3b,3cを設けている。図5は
図4のA部分の拡大説明図である。
リット部材3にはスリット部材3の矢印102で示すス
リット移動方向と直交する向きにスリット開口を有する
2つのスリット開口部3b,3cを設けている。図5は
図4のA部分の拡大説明図である。
【0025】スリット開口部3b,3cの開口部(3b
1,3b2,3b3・・・,3c1,3c2・・・)の
スリット幅は共にa、開口部(3b1,3b2・・・,
3c1,3c2・・・)のピッチは共にPsである。
1,3b2,3b3・・・,3c1,3c2・・・)の
スリット幅は共にa、開口部(3b1,3b2・・・,
3c1,3c2・・・)のピッチは共にPsである。
【0026】2つのスリット開口部3b,3cはスリッ
ト移動方向(102)に図5に示すようにφだけ位相を
ずらして配置している。このときの位相差φは略φ=P
s/2となるようにしている。
ト移動方向(102)に図5に示すようにφだけ位相を
ずらして配置している。このときの位相差φは略φ=P
s/2となるようにしている。
【0027】図6はマスク部材4の正面図である。マス
ク部材4には矢印102で示すスリット移動方向と直交
する向きにスリット開口を有する2つのスリット開口部
4b,4cを設けている。
ク部材4には矢印102で示すスリット移動方向と直交
する向きにスリット開口を有する2つのスリット開口部
4b,4cを設けている。
【0028】図7は図6のB部分の拡大図である。スリ
ット開口部4bとスリット開口部4cの開口部(4b
1,4b2・・・4c1,4c2・・・)のスリット幅
は共にスリット部材3のスリット幅と同じである。開口
部(4b1,4b2・・・4c1,4c2)のピッチは
スリット部材3の開口部のピッチとは異なるが共にPm
である。ここでマスク部材4の開口部のピッチPmはス
リット部材3の開口部のピッチPsとは異なっている。
又2つのスリット開口部4b,4cはスリット移動方向
に同相となっている。
ット開口部4bとスリット開口部4cの開口部(4b
1,4b2・・・4c1,4c2・・・)のスリット幅
は共にスリット部材3のスリット幅と同じである。開口
部(4b1,4b2・・・4c1,4c2)のピッチは
スリット部材3の開口部のピッチとは異なるが共にPm
である。ここでマスク部材4の開口部のピッチPmはス
リット部材3の開口部のピッチPsとは異なっている。
又2つのスリット開口部4b,4cはスリット移動方向
に同相となっている。
【0029】次に図8を用いて本発明の移動体(スリッ
ト部材3)の位置情報の検出原理を説明する。
ト部材3)の位置情報の検出原理を説明する。
【0030】尚、図8ではスリット部材3の一方のスリ
ット開口部を3aとして、又マスク部材4の一方のスリ
ット開口部を4aとして示している。
ット開口部を3aとして、又マスク部材4の一方のスリ
ット開口部を4aとして示している。
【0031】又、図8において投光手段2は省略してい
るが投光手段2からの光束はスリット部材3のスリット
開口部3aの上方からマスク部材4のスリット開口部4
aが配列されている領域に照射されている。
るが投光手段2からの光束はスリット部材3のスリット
開口部3aの上方からマスク部材4のスリット開口部4
aが配列されている領域に照射されている。
【0032】今、受光手段1とスリット部材3との位置
関係、即ちマスク部材4とスリット部材3との位置関係
が図8(A)に示す位置にあったとする。
関係、即ちマスク部材4とスリット部材3との位置関係
が図8(A)に示す位置にあったとする。
【0033】スリット部材3のスリット開口部3aとマ
スク部材4のスリット開口部4aの周期は各々異ってお
り、このときの周期は図8(A)においてはマスク部材
4の複数のスリット開口部4aのうちスリット開口部4
a1のみがスリット部材3の複数のスリット開口部3a
のうちの1つのスリット開口部3a1と一致するように
設定されている。即ち双方のスリット開口部3a,4a
のうちの1つのみが互いに一致するように設定されてい
る。
スク部材4のスリット開口部4aの周期は各々異ってお
り、このときの周期は図8(A)においてはマスク部材
4の複数のスリット開口部4aのうちスリット開口部4
a1のみがスリット部材3の複数のスリット開口部3a
のうちの1つのスリット開口部3a1と一致するように
設定されている。即ち双方のスリット開口部3a,4a
のうちの1つのみが互いに一致するように設定されてい
る。
【0034】この為、図8(A)においては投光手段
(不図示)からの光束はスリット開口部3a1とスリッ
ト開口部4a1を通過し受光手段1の受光面1a上に入
射し、受光面1a上の所定位置にスリット像を形成す
る。
(不図示)からの光束はスリット開口部3a1とスリッ
ト開口部4a1を通過し受光手段1の受光面1a上に入
射し、受光面1a上の所定位置にスリット像を形成す
る。
【0035】次にスリット部材3が例えば矢印102B
方向に僅かに移動したとする。そうすると今度はマスク
部材4のスリット開口部4a2のみがスリット部材3の
スリット開口部3a2と一致するようになる。従って受
光手段1の受光面1a上には位置検出方向の前とは異っ
た位置にスリット開口部3a2とスリット開口部4a2
を通過した光束によるスリット像が形成される。
方向に僅かに移動したとする。そうすると今度はマスク
部材4のスリット開口部4a2のみがスリット部材3の
スリット開口部3a2と一致するようになる。従って受
光手段1の受光面1a上には位置検出方向の前とは異っ
た位置にスリット開口部3a2とスリット開口部4a2
を通過した光束によるスリット像が形成される。
【0036】このとき図8(A)、(B)に示すように
スリット部材3aの移動量に比べて受光手段1の受光面
1a上に形成されるスリット像の変化量の方がはるかに
大きい。即ち受光手段1はスリット部材3の移動量を拡
大した(増幅した)状態で位置情報を検出することがで
きる。
スリット部材3aの移動量に比べて受光手段1の受光面
1a上に形成されるスリット像の変化量の方がはるかに
大きい。即ち受光手段1はスリット部材3の移動量を拡
大した(増幅した)状態で位置情報を検出することがで
きる。
【0037】この為、本実施例では受光手段1の有する
固有の位置検出精度(位置分解能)よりも高精度に移動
体(スリット部材3)の位置情報を検出することができ
る。
固有の位置検出精度(位置分解能)よりも高精度に移動
体(スリット部材3)の位置情報を検出することができ
る。
【0038】更にスリット部材3を図中矢印102B方
向へ移動させると、今度はマスク部材4のスリット開口
部4a3とスリット部材3のスリット開口部3a3のみ
が一致するようになる。
向へ移動させると、今度はマスク部材4のスリット開口
部4a3とスリット部材3のスリット開口部3a3のみ
が一致するようになる。
【0039】以下同様にしてスリット部材3を同図
(C)、(D)に示すように矢印102B方向へ移動さ
せると受光手段1の受光面1a上に形成されるスリット
像の位置はマスク部材4のスリット開口部4aを用いて
示すと、順次 4a3 →4a4 →4a5 →4a6 →4a1 →4a2 →・・・ と周期的に変化していく。
(C)、(D)に示すように矢印102B方向へ移動さ
せると受光手段1の受光面1a上に形成されるスリット
像の位置はマスク部材4のスリット開口部4aを用いて
示すと、順次 4a3 →4a4 →4a5 →4a6 →4a1 →4a2 →・・・ と周期的に変化していく。
【0040】本実施例ではこのときの受光面1a上に形
成されるスリット像の位置変化の周期を制御手段でカウ
ントしてスリット像が形成される位置情報を検出する。
そして受光手段1、即ち検出部本体に対するスリット部
材3の相対的な移動量を求めている。
成されるスリット像の位置変化の周期を制御手段でカウ
ントしてスリット像が形成される位置情報を検出する。
そして受光手段1、即ち検出部本体に対するスリット部
材3の相対的な移動量を求めている。
【0041】図8においてスリット部材3を矢印102
Bと逆方向の矢印102A方向に移動させたときは受光
手段1の受光面1a上に形成されるスリット像の位置変
化は前述と同様に、マスク部材4のスリット開口部4a
を用いて示すと、順次 4a1 →4a6 →4a5 →4a4 →4a3 →4a2 →4a1 → 4a6 →
・・・・・・・・ と周期的に変化していく。従って前述と同様にすれば検
出部本体に対するスリット部材3の相対的な移動を求め
ることができる。
Bと逆方向の矢印102A方向に移動させたときは受光
手段1の受光面1a上に形成されるスリット像の位置変
化は前述と同様に、マスク部材4のスリット開口部4a
を用いて示すと、順次 4a1 →4a6 →4a5 →4a4 →4a3 →4a2 →4a1 → 4a6 →
・・・・・・・・ と周期的に変化していく。従って前述と同様にすれば検
出部本体に対するスリット部材3の相対的な移動を求め
ることができる。
【0042】本実施例においてスリット部材3に関して
設けた初期位置検出手段7を用いればスリット部材3の
初期位置が求められスリット部材3の絶対位置情報を検
出することができる。
設けた初期位置検出手段7を用いればスリット部材3の
初期位置が求められスリット部材3の絶対位置情報を検
出することができる。
【0043】尚、本実施例においてスリット部材3を固
定させ、その代わりに受光手段1と投光手段2を有する
検出部本体を矢印102方向に移動させても検出部本体
とスリット部材3(移動体)との相対的位置情報を検出
することができる。
定させ、その代わりに受光手段1と投光手段2を有する
検出部本体を矢印102方向に移動させても検出部本体
とスリット部材3(移動体)との相対的位置情報を検出
することができる。
【0044】次に本実施例における位置検出装置の動作
を各図に基づき説明する。スリット部材3に接続されて
いる不図示の可動部の移動によりスリット部材3は不図
示の固定部に一体的に固定されている受光手段1、投光
手段2、マスク部材4に対して相対移動する。受光手段
1内の一方の受光部1bには投光手段2からの光束のう
ちスリット部材の一方のスリット開口部3bとマスク部
材の一方のスリット開口部4bの双方を通過した光束が
入射し、また受光手段1内の他方の受光部1cには投光
手段2からの光束のうちスリット部材3の他方のスリッ
ト開口部3cとマスク部材の他方のスリット開口部4c
の双方を通過した光束が入射する。
を各図に基づき説明する。スリット部材3に接続されて
いる不図示の可動部の移動によりスリット部材3は不図
示の固定部に一体的に固定されている受光手段1、投光
手段2、マスク部材4に対して相対移動する。受光手段
1内の一方の受光部1bには投光手段2からの光束のう
ちスリット部材の一方のスリット開口部3bとマスク部
材の一方のスリット開口部4bの双方を通過した光束が
入射し、また受光手段1内の他方の受光部1cには投光
手段2からの光束のうちスリット部材3の他方のスリッ
ト開口部3cとマスク部材の他方のスリット開口部4c
の双方を通過した光束が入射する。
【0045】従って、可動部の移動によるスリット部材
3の移動により受光手段1からは受光部1b,1cから
2つの独立した位置信号xB ,xC が得られる。
3の移動により受光手段1からは受光部1b,1cから
2つの独立した位置信号xB ,xC が得られる。
【0046】図9は可動部位置と位置信号xB ,xC と
の関係を示したものである。スリット部材3に設けられ
た2組のスリット開口部3b,3c間の位相はφ(=P
S /2)だけずれているために位置信号xB と位置信号
xC との間の位相もφ(=PS /2)だけずれる。
の関係を示したものである。スリット部材3に設けられ
た2組のスリット開口部3b,3c間の位相はφ(=P
S /2)だけずれているために位置信号xB と位置信号
xC との間の位相もφ(=PS /2)だけずれる。
【0047】従って、可動部位置が32,34,36,
38の領域では位置信号xB の信号を利用して位置検出
し、位置信号xB の使用値の最大値xBmax、最小値x
Bminを決定する。可動部位置が33,35,37の領域
では位置信号xC の信号を利用して位置検出し、位置信
号xC の使用値の最大値xCmax、最小値xCminを決定す
る。また領域、32,33,34,35,36,37,
38の長さは位置信号の周期PS の1/2である。
38の領域では位置信号xB の信号を利用して位置検出
し、位置信号xB の使用値の最大値xBmax、最小値x
Bminを決定する。可動部位置が33,35,37の領域
では位置信号xC の信号を利用して位置検出し、位置信
号xC の使用値の最大値xCmax、最小値xCminを決定す
る。また領域、32,33,34,35,36,37,
38の長さは位置信号の周期PS の1/2である。
【0048】図10は検出回路5内の位置検出の過程を
示すフローチャート図である。図9、図10を用いて本
実施例の検出回路の動作を示す。
示すフローチャート図である。図9、図10を用いて本
実施例の検出回路の動作を示す。
【0049】まず最初にステップ51で位置検出装置が
使用開始されるとステップ52により固定部に対して可
動部の位置が不図示の例えばメカ的なつきあて等の方法
でリセット位置31に移動され、このとき検出回路5内
の位置データ変数x及びカウンタ変数Iに0が代入され
る。この後ステップ53で検出回路5内の変数XB に位
置信号xBが取り込まれる。
使用開始されるとステップ52により固定部に対して可
動部の位置が不図示の例えばメカ的なつきあて等の方法
でリセット位置31に移動され、このとき検出回路5内
の位置データ変数x及びカウンタ変数Iに0が代入され
る。この後ステップ53で検出回路5内の変数XB に位
置信号xBが取り込まれる。
【0050】ステップ54では可動部の移動によりステ
ップ53で取り込まれた変数XB がxBmax以下であれば
ステップ55へ、変数XB がxBmaxより大きければステ
ップ58へ進みカウンタ変数Iに1が加算されステップ
60へ進む。
ップ53で取り込まれた変数XB がxBmax以下であれば
ステップ55へ、変数XB がxBmaxより大きければステ
ップ58へ進みカウンタ変数Iに1が加算されステップ
60へ進む。
【0051】ステップ55では可動部の移動によりステ
ップ53で取り込まれた変数XB がxBmin以上であれば
ステップ56へ、変数XB がxBminより小さければステ
ップ59へ進みカウンタ変数Iから1が引かれステップ
60へ進む。
ップ53で取り込まれた変数XB がxBmin以上であれば
ステップ56へ、変数XB がxBminより小さければステ
ップ59へ進みカウンタ変数Iから1が引かれステップ
60へ進む。
【0052】ステップ56では位置データ変数xをx=
XB +I×PS /2として計算し、ステップ57で位置
データ変数xを出力し、ステップ53へ進む。
XB +I×PS /2として計算し、ステップ57で位置
データ変数xを出力し、ステップ53へ進む。
【0053】一方、ステップ60で検出回路5内の変数
XC に位置信号xC が取り込まれる。ステップ61では
可動部の移動によりステップ60で取り込まれた変数X
C がxCmax以下であればステップ62へ、変数XC がx
Cmaxより大きければステップ65へ進みカウンタ変数I
に1が加算されステップ53へ進む。
XC に位置信号xC が取り込まれる。ステップ61では
可動部の移動によりステップ60で取り込まれた変数X
C がxCmax以下であればステップ62へ、変数XC がx
Cmaxより大きければステップ65へ進みカウンタ変数I
に1が加算されステップ53へ進む。
【0054】ステップ62では可動部の移動によりステ
ップ60で取り込まれた変数XC がxCmin以上であれば
ステップ63へ、変数XC がxCminより小さければステ
ップ66へ進みカウンタ変数Iから1が引かれステップ
53へ進む。
ップ60で取り込まれた変数XC がxCmin以上であれば
ステップ63へ、変数XC がxCminより小さければステ
ップ66へ進みカウンタ変数Iから1が引かれステップ
53へ進む。
【0055】ステップ63では位置データ変数xをx=
XC+I×PS /2として計算し、ステップ64で位置
データ変数xを出力し、ステップ60へ進む。検出回路
5が以上のような処理を随時行うことにより、リセット
位置31からの現在の位置xを得ることができる。
XC+I×PS /2として計算し、ステップ64で位置
データ変数xを出力し、ステップ60へ進む。検出回路
5が以上のような処理を随時行うことにより、リセット
位置31からの現在の位置xを得ることができる。
【0056】本実施例では、1つの可動部に対して2つ
の位相が異なった位置信号が得られ、これら2つの位置
信号のうち線形領域にある方のデータを選択的に使用し
位置を検出するので常にどの位置ででも高精度に位置を
検出できる。またスリット部材の長さを長くするだけで
長い移動量の検出も可能である。
の位相が異なった位置信号が得られ、これら2つの位置
信号のうち線形領域にある方のデータを選択的に使用し
位置を検出するので常にどの位置ででも高精度に位置を
検出できる。またスリット部材の長さを長くするだけで
長い移動量の検出も可能である。
【0057】尚、本実施例においては (イ)マスク部材4の2つの受光部1b,1cに対応す
る2つのスリット開口部4b,4cの位相は同じでスリ
ット部材3の2つの受光部1b,1cに対応するスリッ
ト開口部3b,3cの位相を異なるように設けている
が、逆にスリット部材3の2つの受光部1b,1cに対
応するスリット開口部3b,3cの位相は同じでマスク
部材4の2つの受光部1b,1cに対応するスリット開
口部4b,4cの位相を異なるように設けてもよい。
る2つのスリット開口部4b,4cの位相は同じでスリ
ット部材3の2つの受光部1b,1cに対応するスリッ
ト開口部3b,3cの位相を異なるように設けている
が、逆にスリット部材3の2つの受光部1b,1cに対
応するスリット開口部3b,3cの位相は同じでマスク
部材4の2つの受光部1b,1cに対応するスリット開
口部4b,4cの位相を異なるように設けてもよい。
【0058】(ロ)マスク部材4の2つの受光部1b,
1cに対応するスリット開口部4b,4cの位相が異な
りスリット部材3の2つの受光部1b,1cに対応する
スリット開口部3b,3cの位相も異なるようにして設
けても良い。
1cに対応するスリット開口部4b,4cの位相が異な
りスリット部材3の2つの受光部1b,1cに対応する
スリット開口部3b,3cの位相も異なるようにして設
けても良い。
【0059】(ハ)受光手段として2つの受光部からの
出力信号を用いて位置検出を行っているが、3つ以上の
受光部からの互いに位相のずれた出力信号を用いて位置
検出を行っても良い。
出力信号を用いて位置検出を行っているが、3つ以上の
受光部からの互いに位相のずれた出力信号を用いて位置
検出を行っても良い。
【0060】(ニ)受光手段1、発光手段2、マスク部
材4が固定部に固定されスリット部材3が可動部に接続
され移動しているが逆にスリット部材が固定され受光手
段1、発光手段2、マスク部材4が一体的に可動部に接
続され移動しても良い。
材4が固定部に固定されスリット部材3が可動部に接続
され移動しているが逆にスリット部材が固定され受光手
段1、発光手段2、マスク部材4が一体的に可動部に接
続され移動しても良い。
【0061】
【発明の効果】本発明によれば以上のように受光手段に
複数の受光部を設けると共に、該複数の受光部に対応さ
せてスリット部材又は/及びマスク部材に複数のスリッ
ト開口部を設け、該複数の受光部からの出力信号を利用
することにより受光部からの出力される信号の非線形性
を補正し、高精度な位置検出が可能な位置検出装置を達
成することができる。
複数の受光部を設けると共に、該複数の受光部に対応さ
せてスリット部材又は/及びマスク部材に複数のスリッ
ト開口部を設け、該複数の受光部からの出力信号を利用
することにより受光部からの出力される信号の非線形性
を補正し、高精度な位置検出が可能な位置検出装置を達
成することができる。
【0062】特に本発明によれば、可動部の移動に対し
て複数の位相の異なった位置情報が得られ、これらが互
いに非線形部分を補いながら位置を検出できるために高
精度な位置検出装置が得られる。又、スリット部材を長
くすることによりどんな長い移動量でも高精度に位置を
検出できるといった特長がある。
て複数の位相の異なった位置情報が得られ、これらが互
いに非線形部分を補いながら位置を検出できるために高
精度な位置検出装置が得られる。又、スリット部材を長
くすることによりどんな長い移動量でも高精度に位置を
検出できるといった特長がある。
【図1】 本発明の実施例1の要部斜視図
【図2】 図1の主要部の概略図
【図3】 図1の受光手段の説明図
【図4】 図1のスリット部材の説明図
【図5】 図4のA部分の拡大図
【図6】 図1のマスク部材の説明図
【図7】 図6のB部分の拡大図
【図8】 本発明の位置検出装置の検出原理の説明図
【図9】 本発明における可動部位置と位置信号との
関係を示す説明図
関係を示す説明図
【図10】 本発明における検出回路の位置検出のフロ
ーチャート
ーチャート
【図11】 従来の位置検出装置の要部概略図
1 受光手段 2 投光手段 3 スリット部材 4 マスク部材 5 検出回路 1b,1c 受光部 3b,3c,4b,4c スリット開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−51304(JP,A) 特開 昭56−132510(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 G01D 5/36
Claims (5)
- 【請求項1】 固定部と該固定部に対して相対移動をす
る可動部を有し、該固定部と可動部との相対位置を検出
する位置検出装置において、該固定部は投光手段と該投
光手段に対し、所定距離を隔て対向配置した受光手段と
を有し、該受光手段は光束の該相対移動方向の入射位置
検出が可能な複数の受光部とを有し、該投光手段と該受
光手段との間に、固定部に固定したマスク部材と該可動
部に接続したスリット部材とを挟入し、該マスク部材と
該スリット部材は該相対移動方向に略直角な開口を設け
たスリット開口部を有しており、該投光手段からの光束
のうち該スリット部材と該マスク部材の双方のスリット
開口部を通過した光束を該受光手段の複数の受光部で検
出し、該受光手段の複数の受光部からの出力信号を利用
して該可動部と該固定部との相対位置情報を検出したこ
とを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項2】 前記スリット部材と前記マスク部材とに
設けられたスリット開口部の開口周期は互いに異なって
いることを特徴とする請求項1の位置検出装置。 - 【請求項3】 前記スリット部材とマスク部材には複数
の組のスリット開口部が設けられていることを特徴とす
る請求項2の位置検出装置。 - 【請求項4】 前記スリット部材には前記受光手段の複
数の受光部に対応した複数の組のスリット開口部が設け
られており、該複数の組のスリット開口部の開口位相は
互いに異っていることを特徴とする請求項1又は2の位
置検出装置。 - 【請求項5】 前記マスク部材には前記受光手段の複数
の受光部に対応した複数の組のスリット開口部が設けら
れており、該複数の組のスリット開口部の開口位相は互
いに異っていることを特徴とする請求項1又は2の位置
検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02713192A JP3206073B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02713192A JP3206073B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 位置検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05196413A JPH05196413A (ja) | 1993-08-06 |
JP3206073B2 true JP3206073B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=12212504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02713192A Expired - Fee Related JP3206073B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3206073B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5126866B2 (ja) * | 2006-04-07 | 2013-01-23 | レーザーテック株式会社 | 直線駆動装置、可変シャッター装置、ビーム成形装置、ビーム照射装置、欠陥修正方法及びパターン基板の製造方法 |
JP5382826B2 (ja) * | 2012-07-13 | 2014-01-08 | レーザーテック株式会社 | 直線駆動装置、可変シャッター装置、ビーム成形装置、ビーム照射装置、欠陥修正方法及びパターン基板の製造方法本発明は、直線駆動装置、可変シャッター装置、ビーム成形装置、及びビーム照射装置、並びにビーム成形装置を用いた欠陥修正方法及びパターン基板の製造方法に関する。 |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP02713192A patent/JP3206073B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05196413A (ja) | 1993-08-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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