JPH0350204B2 - - Google Patents
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- JPH0350204B2 JPH0350204B2 JP56026216A JP2621681A JPH0350204B2 JP H0350204 B2 JPH0350204 B2 JP H0350204B2 JP 56026216 A JP56026216 A JP 56026216A JP 2621681 A JP2621681 A JP 2621681A JP H0350204 B2 JPH0350204 B2 JP H0350204B2
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- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 16
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
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-
- 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
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、１つの対象物に結合した尺度の増分
目盛りが、別の対象物に結合した走査装置によつ
て少なくとも１つのアナログ信号を提供するため
に走査され、１つの評価装置によつてこの信号か
ら２つの対象物の相対位置を定めるためのデイジ
タル測定値が形成され、アナログ信号は、走査装
置において逆極性且つ並列に接続されている一対
の感光要素によつて発生した２つの反対位相のア
ナログ走査信号の差を形成することによつて得ら
れ、そしてこれらの反対位相の２つのアナログ走
査信号を電気的に対称形にする（即ち、反対位相
の周期的な２つの走査信号に含まれる直流成分を
互いに等しい値に調整し、そしてこれら２つの走
査信号の差を求めることによつて直流成分を消去
し、信号零位置（時間軸）に関して対称的に周期
的に振動する信号を得る）ための装置を有してい
る、２つの対象物の相対位置を測定するための光
電的デイジタル測長または測角装置に関する。
目盛りが、別の対象物に結合した走査装置によつ
て少なくとも１つのアナログ信号を提供するため
に走査され、１つの評価装置によつてこの信号か
ら２つの対象物の相対位置を定めるためのデイジ
タル測定値が形成され、アナログ信号は、走査装
置において逆極性且つ並列に接続されている一対
の感光要素によつて発生した２つの反対位相のア
ナログ走査信号の差を形成することによつて得ら
れ、そしてこれらの反対位相の２つのアナログ走
査信号を電気的に対称形にする（即ち、反対位相
の周期的な２つの走査信号に含まれる直流成分を
互いに等しい値に調整し、そしてこれら２つの走
査信号の差を求めることによつて直流成分を消去
し、信号零位置（時間軸）に関して対称的に周期
的に振動する信号を得る）ための装置を有してい
る、２つの対象物の相対位置を測定するための光
電的デイジタル測長または測角装置に関する。
上記したような測長又は測角装置では周期的で
反対位相になつている走査信号をポテンシオメー
ターを用いて電気的に対称形にすることは公知に
なつており、このことはまた、照明装置の明るさ
を変化することによつても行われ、その際双方の
走査信号は評価装置において別々に増巾されそし
て該信号の誤差を考慮しながら加算される。この
様な調整は、評価装置を交換する毎に電気的に対
称形にするための調整を行われなければならない
という欠点を持つている。
反対位相になつている走査信号をポテンシオメー
ターを用いて電気的に対称形にすることは公知に
なつており、このことはまた、照明装置の明るさ
を変化することによつても行われ、その際双方の
走査信号は評価装置において別々に増巾されそし
て該信号の誤差を考慮しながら加算される。この
様な調整は、評価装置を交換する毎に電気的に対
称形にするための調整を行われなければならない
という欠点を持つている。
本発明の目的は、冒頭に述べた種類の測長又は
測角装置を創成し、該装置においては評価装置を
交換しても、周期的で反対位相の走査信号の電気
的な対称性に何等の影響もあらわれないものにす
ることである。
測角装置を創成し、該装置においては評価装置を
交換しても、周期的で反対位相の走査信号の電気
的な対称性に何等の影響もあらわれないものにす
ることである。
上記の目的は本発明により特許請求の範囲第１
項に記載した回路構成により達成される。
項に記載した回路構成により達成される。
本発明により得られる有利な点は、外部に位置
する評価装置を有するこの種類の測長又は測角装
置において、該評価装置の交換が問題なく行われ
るということである。何故ならば２つの走査信号
の電気的な対称性は該評価装置の交換に関係なく
維持されているからである。
する評価装置を有するこの種類の測長又は測角装
置において、該評価装置の交換が問題なく行われ
るということである。何故ならば２つの走査信号
の電気的な対称性は該評価装置の交換に関係なく
維持されているからである。
本発明の上記以外の特徴は添附図を用いた次の
詳細な説明において明らかにされる。
詳細な説明において明らかにされる。
第１図においては推移可能な尺度１が、図示さ
れていない方法により、例えば工作機械の往復台
に結合されそして増分目盛り２および補助目盛り
３を所有し、これらの目盛りは走査装置４により
走査され、該走査装置は工作機械のベツドに固定
されている。走査装置４は、白熱電球５、コンデ
ンサー６、増分目盛り２のための走査窓８1〜８
４、補助目盛り３のための走査窓９1および定常光
線信号JGを発生させるための走査窓９2並びに走
査窓８1〜８4に付設された感光要素１０1〜１０4
および走査窓９1〜９2に付設されている感光要素
１１1，１１2を有する走査板７を所有している。
れていない方法により、例えば工作機械の往復台
に結合されそして増分目盛り２および補助目盛り
３を所有し、これらの目盛りは走査装置４により
走査され、該走査装置は工作機械のベツドに固定
されている。走査装置４は、白熱電球５、コンデ
ンサー６、増分目盛り２のための走査窓８1〜８
４、補助目盛り３のための走査窓９1および定常光
線信号JGを発生させるための走査窓９2並びに走
査窓８1〜８4に付設された感光要素１０1〜１０4
および走査窓９1〜９2に付設されている感光要素
１１1，１１2を有する走査板７を所有している。
走査窓８1〜８4又は走査窓９1は図示されてい
ない目盛りを備え、これらの目盛りは、尺度１の
目盛り２又は補助目盛り３と等しい目盛りであ
る。さて走査窓８1〜８4の目盛りは夫々、分割周
期の1/4＝90℃だけ相互に置き換えられているか
ら、尺度１が走査装置４に対して相対的な運動を
する時、付設されている感光要素１０1〜１０4は
夫々周期的な走査信号S1〜S4を提供し、これらの
信号は90℃だけ相互にずれたものになつている。
補助目盛り３を走査する時感光要素１１1は、増
分目盛りの零点からの距離を確定しそして測定系
の完全な機能を管理するための補助信号Ｒを発生
し、一方感光要素１１2は測定範囲全体に亘つて
一定の定常光線信号JGを提供し、該信号JGは、補
助信号Ｒを形成した後で一定数の増分間隔を隔て
た増分目盛り線のそれぞれに付設させることがで
きる様に補助信号Ｒの閾値を決定するのに役立つ
ている。
ない目盛りを備え、これらの目盛りは、尺度１の
目盛り２又は補助目盛り３と等しい目盛りであ
る。さて走査窓８1〜８4の目盛りは夫々、分割周
期の1/4＝90℃だけ相互に置き換えられているか
ら、尺度１が走査装置４に対して相対的な運動を
する時、付設されている感光要素１０1〜１０4は
夫々周期的な走査信号S1〜S4を提供し、これらの
信号は90℃だけ相互にずれたものになつている。
補助目盛り３を走査する時感光要素１１1は、増
分目盛りの零点からの距離を確定しそして測定系
の完全な機能を管理するための補助信号Ｒを発生
し、一方感光要素１１2は測定範囲全体に亘つて
一定の定常光線信号JGを提供し、該信号JGは、補
助信号Ｒを形成した後で一定数の増分間隔を隔て
た増分目盛り線のそれぞれに付設させることがで
きる様に補助信号Ｒの閾値を決定するのに役立つ
ている。
信号S1〜S4の直流電圧部分を除去するため、感
光要素１０1，１０3又は１０2，１０4を互に逆極
性且つ並列に接続することにより差の値：S1−S3
又はS2−S4が形成され直流成分が消去されてい
る。この様に、形成された信号の直流成分が消去
されていることは尺度の目盛り位置を評価装置を
介して正確に読み取るために是非必要である。斯
くして信号値の差S2−S4は信号値の差S1−S3に対
して90゜だけ位相がずれた信号になつており、こ
の位相差により尺度１の走査装置４に対する運動
方向の一義的な判別が行われる。
光要素１０1，１０3又は１０2，１０4を互に逆極
性且つ並列に接続することにより差の値：S1−S3
又はS2−S4が形成され直流成分が消去されてい
る。この様に、形成された信号の直流成分が消去
されていることは尺度の目盛り位置を評価装置を
介して正確に読み取るために是非必要である。斯
くして信号値の差S2−S4は信号値の差S1−S3に対
して90゜だけ位相がずれた信号になつており、こ
の位相差により尺度１の走査装置４に対する運動
方向の一義的な判別が行われる。
しかし市販されている感光要素の特性は一般に
相互に相異なるものであるから、信号値S1〜S4は
２つの信号の差を形成したとき直流成分が消去さ
れた電気的に対称形な信号を形成するように調整
されていなければならない。第２図では走査装置
４の光電素子１０′1，１０′3の形の２つの感光要
素１０1，１０3が互に逆極性且つ並列に接続され
そして外部の評価装置１３の差動増巾器１２の２
つの入力端子に接続されており、該評価装置は走
査装置４から空間的に分離されている。尺度１が
相対的に移動しそして走査板７の走査窓８1，８3
によつて変調された照明系５，６の光は光電素子
１０′1，１０′3を反対位相（180゜の位相差）で照
射し、従つてこれらの光電素子は周期的に反対位
相（180゜の位相差）の走査信号S′1，S′3を提供し、
これらの信号は、信号値の差を形成する際、本発
明により次の様にして電気的に対称形に調整され
る。即ち定常光線感光要素１１2から発生される
定常光線信号JGの一部が、走査装置４の互に逆極
性且つ並列に接続された２つの光電素子１０′1，
１０′3に並列に接続されているポテンシオメータ
ー１５の中央摺動接点を介して供給されることに
よりそれらの信号に含まれる直流成分が互いに等
しくなるように調整される。上記ポテンシオメー
ターにより調整された信号S′1，S′3により形成さ
れる信号値のS′1−S′3は外部の評価装置１３で評
価されそして図示されていない表示装置に移動の
情報を表示するために導かれる。図示されていな
いが、これと同様の態様で感光要素１０1，１０4
の別の一対の反対位相を持つた走査信号S2，S4も
電気的に対称形に調整され、その際感光要素１０
２，１０4は評価装置１３の図示されていない差動
増巾器に互に逆極性且つ並列に接続されている。
相互に相異なるものであるから、信号値S1〜S4は
２つの信号の差を形成したとき直流成分が消去さ
れた電気的に対称形な信号を形成するように調整
されていなければならない。第２図では走査装置
４の光電素子１０′1，１０′3の形の２つの感光要
素１０1，１０3が互に逆極性且つ並列に接続され
そして外部の評価装置１３の差動増巾器１２の２
つの入力端子に接続されており、該評価装置は走
査装置４から空間的に分離されている。尺度１が
相対的に移動しそして走査板７の走査窓８1，８3
によつて変調された照明系５，６の光は光電素子
１０′1，１０′3を反対位相（180゜の位相差）で照
射し、従つてこれらの光電素子は周期的に反対位
相（180゜の位相差）の走査信号S′1，S′3を提供し、
これらの信号は、信号値の差を形成する際、本発
明により次の様にして電気的に対称形に調整され
る。即ち定常光線感光要素１１2から発生される
定常光線信号JGの一部が、走査装置４の互に逆極
性且つ並列に接続された２つの光電素子１０′1，
１０′3に並列に接続されているポテンシオメータ
ー１５の中央摺動接点を介して供給されることに
よりそれらの信号に含まれる直流成分が互いに等
しくなるように調整される。上記ポテンシオメー
ターにより調整された信号S′1，S′3により形成さ
れる信号値のS′1−S′3は外部の評価装置１３で評
価されそして図示されていない表示装置に移動の
情報を表示するために導かれる。図示されていな
いが、これと同様の態様で感光要素１０1，１０4
の別の一対の反対位相を持つた走査信号S2，S4も
電気的に対称形に調整され、その際感光要素１０
２，１０4は評価装置１３の図示されていない差動
増巾器に互に逆極性且つ並列に接続されている。
第３又は４図では、フオトダイオード１０″1，
１０″3又はフオトトランジスター１０1，１０
3の形の２つの感光要素１０1，１０3が走査装
置４′又は４″の中で互に逆極性且つ並列に接続さ
れておりそして外部の評価装置１３′又は１３″の
差動増巾器１２′又は１２″の２つの入力端に接続
され、該評価装置は走査装置４′又は４″と空間的
に分離されている。フオトダイオード１０″1，１
０″3又はフオトトランジスター１０1，１０3
から発生する反対位相を持つ走査信号を電気的に
対称形に調整するため、定常光線感光要素１１2
から提供される定常光線信号JGの一部分が、走査
装置４′又は４″の２つのフオトダイオード１０″
１，１０″3又は２つのフオトトランジスター１０
1，１０3の並列に接続されているポテンシオ
メーター１５′又は１５′の中央摺動接点を介して
供給される。フオトダイオード１０″1，１０″3の
陽極は外部導体１４の電位に、そしてフオトトラ
ンジスター１０1，１０3のコレクターは外部
導体１５の電位に接続される。
１０″3又はフオトトランジスター１０1，１０
3の形の２つの感光要素１０1，１０3が走査装
置４′又は４″の中で互に逆極性且つ並列に接続さ
れておりそして外部の評価装置１３′又は１３″の
差動増巾器１２′又は１２″の２つの入力端に接続
され、該評価装置は走査装置４′又は４″と空間的
に分離されている。フオトダイオード１０″1，１
０″3又はフオトトランジスター１０1，１０3
から発生する反対位相を持つ走査信号を電気的に
対称形に調整するため、定常光線感光要素１１2
から提供される定常光線信号JGの一部分が、走査
装置４′又は４″の２つのフオトダイオード１０″
１，１０″3又は２つのフオトトランジスター１０
1，１０3の並列に接続されているポテンシオ
メーター１５′又は１５′の中央摺動接点を介して
供給される。フオトダイオード１０″1，１０″3の
陽極は外部導体１４の電位に、そしてフオトトラ
ンジスター１０1，１０3のコレクターは外部
導体１５の電位に接続される。
第５図においては２つの走査信号を電気的に対
称形に調整するため走査単位４の中で第２図の如
く互に逆極性且つ並列に接続されている２つの光
電素子１０′1，１０′3に付加的な光電素子１６
が、定常光線信号J′Gを供給するため、光電素子
１０′1，１０′3の回路に並列に接続され、該光電
素子１６は発光ダイオード１７によつて照射さ
れ、照明の強さに比例するダイオードの電流はポ
テンシオメーター１８により調整可能になつてい
る。光電素子１６の照明はまた照明装置５，６を
介して行うことも可能である。
称形に調整するため走査単位４の中で第２図の如
く互に逆極性且つ並列に接続されている２つの光
電素子１０′1，１０′3に付加的な光電素子１６
が、定常光線信号J′Gを供給するため、光電素子
１０′1，１０′3の回路に並列に接続され、該光電
素子１６は発光ダイオード１７によつて照射さ
れ、照明の強さに比例するダイオードの電流はポ
テンシオメーター１８により調整可能になつてい
る。光電素子１６の照明はまた照明装置５，６を
介して行うことも可能である。
図に示されていない態様によつて付加的な光電
素子１６により供給される定常光線信号J′Gはま
た、ポテンシオメーターを介して感光要素１０1，
１０3；１０2，１０4の回路に提供されることが
可能である。定常光線信号J′Gを発生するための
付加的な感光要素１６は補助感光要素や付加的な
定常光線感光要素を有していない絶対測長又は測
角装置および増分測長又は測角装置において必要
なものである。
素子１６により供給される定常光線信号J′Gはま
た、ポテンシオメーターを介して感光要素１０1，
１０3；１０2，１０4の回路に提供されることが
可能である。定常光線信号J′Gを発生するための
付加的な感光要素１６は補助感光要素や付加的な
定常光線感光要素を有していない絶対測長又は測
角装置および増分測長又は測角装置において必要
なものである。
付加的な感光要素１６と同様な態様で、別の照
明要素によつて照射されることが可能な定常光線
感光要素１１2が、感光要素１０1，１０3；１０
２，１０4の回路に並列に接続されることも可能で
ある。しかし定常光線信号JG，J′Gを供給する方
向を逆にするため、感光要素１１2，１６を感光
要素１０1，１０3；１０2，１０4の回路に接続す
る所は極性を逆にすることが可能になつていなけ
ればならない。
明要素によつて照射されることが可能な定常光線
感光要素１１2が、感光要素１０1，１０3；１０
２，１０4の回路に並列に接続されることも可能で
ある。しかし定常光線信号JG，J′Gを供給する方
向を逆にするため、感光要素１１2，１６を感光
要素１０1，１０3；１０2，１０4の回路に接続す
る所は極性を逆にすることが可能になつていなけ
ればならない。
第１図は光電的なデイジタル増分測長装置の略
図、第２乃至５図は本発明による走査信号を電気
的に対称形に調整するための種々異なる回路配置
を示す。 図において、４，４′，４″……走査装置、５，
６……照明装置、１０1，１０3；１０2，１０4…
…感光要素、１１1，１１2……感光要素、１５，
１５′，１５″……ポテンシオメーター、１６……
感光要素、１７……照明要素、１８……ポテンシ
オメーター、JG，J′G……定常光線信号である。
図、第２乃至５図は本発明による走査信号を電気
的に対称形に調整するための種々異なる回路配置
を示す。 図において、４，４′，４″……走査装置、５，
６……照明装置、１０1，１０3；１０2，１０4…
…感光要素、１１1，１１2……感光要素、１５，
１５′，１５″……ポテンシオメーター、１６……
感光要素、１７……照明要素、１８……ポテンシ
オメーター、JG，J′G……定常光線信号である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ １つの対象物に結合した尺度の増分目盛り
が、別の対象物に結合した走査装置によつて少な
くとも１つのアナログ信号を提供するために走査
され、１つの評価装置によつてこの信号から２つ
の対象物の相対位置を定めるためのデイジタル測
定値が形成され、アナログ信号は、走査装置にお
いて互いに逆極性且つ並列に接続されている一対
の感光要素によつて発生した２つの反対位相のア
ナログ走査信号の差を形成することによつて得ら
れ、そしてこれらの反対位相の２つのアナログ走
査信号を電気的に対称形にするための装置を有し
ている、２つの対象物の相対位置を測定するため
の光電的デイジタル測長または測角装置におい
て、アナログ走査信号を電気的に対象形にするた
め、走査装置４，４′，４″の少なくとも１対の感
光要素１０1，１０3；１０2，１０4の回路に、感
光要素１０1，１０3；１０2，１０4の１対毎の２
つの反対位相のアナログ走査信号S1，S3；S2，S4
をそれぞれ電気的に対称形にしそしてこれらのア
ナログ信号を評価装置１３，１３′，１３″の中で
正確に評価するため、定常光線信号JG，J′Gを発
生する装置１１2，１６を設けたことを特徴とす
る、光電的デイジタル測長又は測角装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の光電的デイジタ
ル測長または測角装置において、定常光線信号
J′Gを発生させる装置は付加的な感光要素１６に
より形成されていることを特徴とする光電的デイ
ジタル測長又は測角装置。 ３ 補助目盛りを走査するための感光要素を備え
た特許請求の範囲第１項記載の増分測長または測
角装置において、定常光線信号JGを発生するため
の装置は補助感光要素１１1の定常光線感光要素
１１2により形成されていることを特徴とする増
分測長又は測角装置。 ４ 特許請求の範囲第２項又は第３項記載の測定
装置において、付加的な感光要素１６および定常
光線感光要素１１2は、感光要素１０1，１０3；
１０2，１０4を照明するために用いられているの
と同じ照明装置５，６によつて照射されることを
特徴とする測長又は測角装置。 ５ 特許請求の範囲第２項又は第３項記載の測定
装置において、付加的な感光要素１６および定常
光線感光要素１１2は、別に設けられ照明の強さ
が調節可能な照明要素１７によつて照射されるこ
とを特徴とする測長又は測角装置。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の測定装置におい
て、別に設けられた照明要素１７は発光ダイオー
ドから形成され、該ダイオードの照明の強さはポ
テンシオメータ１８によつて調節可能になつてい
ることを特徴とする測長又は測角装置。 ７ 特許請求の範囲第１項から第３項までのうち
のいずれか一つに記載の測定装置において、定常
光線信号JG，J′Gはポテンシオメーター１５，１
５′，１５″を介して感光要素１０1，１０3；１０
２，１０4の少なくとも１対の回路に供給されるこ
とを特徴とする測長又は測角装置。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の測定装置におい
て、定常光線信号JG，J′Gは感光要素１０1，１０
３；１０2，１０4に並列に接続されているポテン
シオメーター１５，１５′，１５″の中央摺動接点
を介して供給されることを特徴とする測長又は測
角装置。 ９ 特許請求の範囲第２項および第３項記載の測
定装置において、付加的な感光要素１６又は定常
光線感光要素１１2は感光要素１０1，１０3；１
０2，１０4の１対の回路に並列に接続されている
ことを特徴とする測長又は測角装置。 １０ 特許請求の範囲第１項から第９項までのう
ちいずれか一つに記載の測定装置において、感光
要素１０1，１０3；１０2，１０4；１１1，１１
２；１６は光電素子、フオトダイオード又はフオ
トトランジスターとして形成されていることを特
徴とする測長又は測角装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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