JPH0374769B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0374769B2
JPH0374769B2 JP1746484A JP1746484A JPH0374769B2 JP H0374769 B2 JPH0374769 B2 JP H0374769B2 JP 1746484 A JP1746484 A JP 1746484A JP 1746484 A JP1746484 A JP 1746484A JP H0374769 B2 JPH0374769 B2 JP H0374769B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
scale
main scale
detection device
displacement detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP1746484A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS60161524A (ja
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP1746484A priority Critical patent/JPS60161524A/ja
Priority to US06/693,658 priority patent/US4684257A/en
Publication of JPS60161524A publication Critical patent/JPS60161524A/ja
Publication of JPH0374769B2 publication Critical patent/JPH0374769B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/002Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
    • G01B11/005Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates coordinate measuring machines
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • G01D5/347Mechanical 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 using displacement encoding scales
    • G01D5/34707Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は光学式変位検出装置に係り、更に詳し
くは、反射型の光学式変位検出装置に関する。
[技術分野] 光学格子縞を共に有するメインスケールおよび
インデツクススケールを互いに相対移動させたと
きに、これら両スケールに照射した光の反射光ま
たは透過光の変化から、両スケール間の相対移動
変位量を検出する、光学式変位検出装置が知られ
ており、このような光学式変位検出装置は、特に
高精度測定機等に広範に利用されている。
この種の光学式変位検出装置のうち、反射光を
利用する、謂わゆる反射型の光学式変位検出装置
は、反射部と非反射部とが交互に整列されてなる
格子縞を有する長寸のメインスケールと、透光部
と非透光部とが交互に整列されてなる格子縞を有
する短寸のインデツクススケールと、を微小間隔
をもつて対峙させた状態にて互いに相対移動可能
に配置し、インデツクススケール側に発行素子お
よび受光素子を配設し、発行素子より発光させた
光をインデツクススケールに透過させた後、メイ
ンスケールにて反射させ、再びインデツクススケ
ールを透過させた後に受光素子にて受光させ、こ
の光の変位量により両スケール間の相対移動変位
量を検出する構成としている。
ところで、このような反射型の光学式変位検出
装置のメインスケールを金属スケール或いはメタ
ルテープスケール等の金属製としてエツチング手
法により格子縞を形成する場合には、次のような
問題点があつた。
即ち、平行かつ平滑な平面仕上げを高精度に
行うことが難しく、格子縞に悪影響を与えること
がある。特に、メインスケールが長大であるとき
に影響が著しい。メインスケールをスポツト溶
剤により固定する際にメインスケールに歪みを生
じさせ易い。これもメインスケールが長大である
ときに歪みが著しい。メインスケールの取付面
が石定盤等であるとき、金属と石との膨張率が著
しく異なるため、メインスケールに経済的歪みを
生じさせ易い。エツチング手法により格子縞を
設けるので、サイドエツチが大くなり、精度上無
視できなくなりつつある。
そこで、メインスケールをガラス製とすること
により、これらの問題点を克服することができた
が、この場合には次のような新たな問題点を生じ
させていた。
即ち、反射型ではメインスケールの格子縞の反
射部での反射光の変化量を受光素子にて検知する
ものであるが、メインスケールをガラス製とした
場合には、前記格子縞の非反射部を透過した光が
例えばメインスケールの背面側(反インデツクス
スケール側)の側面にて反射し、このような反射
光も受光素子に受光されてしまつていた。このよ
うな非反射部を透過した光の反射による受光素子
に与える影響(これを外乱ということとする。)
は、メインスケールの背面側の状態、即ち、前記
非反射部を透過した光が反射するときの反射面の
状態(光学的性質)により大きく左右され、その
結果、S/N比を種々に変動させる等して測定精
度に悪影響を与える場合があつた。
そのため、メインスケールの取付箇所の光学的
性質の相違により反射光に強度やモードの変動を
生じさせ、このため受光素子側において格別の調
整を必要とするものである。
また、各取付箇所の光学的性質に経時的変化が
生ずることもあり、このようなときには、格別の
調整を行つたとしても精度低下を招くこととな
る。しかも、取付箇所の材質等の不明である場合
も多く、このようなときには、調整を行なうこと
もできないものである。
[発明の目的] 本発明の目的は、メインスケールの取付箇所の
表面状態、材質等による光学的性質の影響を受け
ることのない高精度な検出が可能な光学式変位検
出装置を提供することにある。
[発明の構成] そのため、本発明は、謂わゆる反射型の光学式
変位検出装置において、メインスケールをガラス
製にするとともに、その非反射部を透過した光を
吸収してインデツクススケール側に反射させな
い、或いは、一定の反射光にしてインデツクスス
ケール側に反射させる外乱防止層を備えさせるこ
とにより、メインスケールの格子縞の非反射部を
透過した光を吸収して受光素子に影響を与えない
ようにして受光素子側における格別の調整を不要
とさせ、或いは、非反射部を透過した光が反射さ
れて受光素子に受光される場合にも常に一定の反
射光とするようにして受光素子側における格別の
調整を常に一定なものとさせ、いずれにしろ、メ
インスケールの取付箇所の光学的性質の相違によ
る反射光の変動を防止し、これにより、前記目的
を達成しようとするものである。
[実施例の説明] 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
第1図には本発明に係る光学式変位検出装置の
第1実施例が示され、図中、長寸なメインスケー
ル1と短寸なインデツクススケール2は共にガラ
ス製であり、これら両スケール1,2は平行な微
小間隔を維持した状態でメインスケール1の長手
方向に相対移動可能に配置されている。また、メ
インスケール1は、被取付機器である測定機の本
体3の溝部3A内に固定されるとともに、インデ
ツクススケール2は本体3に対して移動可能であ
り且つその移動変位量が本光学式変位検出装置に
て検出されるスライダ4に固定されている。
前記メインスケール1の正面(インデツクスス
ケール2側の側面)にはメインスケール1の長手
方向に沿つて格子縞5が蒸着形成されており、こ
の格子縞5は互いに交互に整列された同幅の反射
部5Aと非反射部(即ち反射部5Aが蒸着されて
いない箇所)5Bとから構成されている。
一方、インデツクススケール2にも格子縞6が
形成され、この格子縞6は透光部6Aと非透光部
6Bとからなり、両格子縞5,6のピツチ幅(格
子幅)は互いに等しくされている。なお、インデ
ツクススケール2の格子縞6を4分の1ピツチず
らして2個設けることにより、インデツクススケ
ール2の方向性が識別され得る。
スライダ4内におけるインデツクススケール2
側の所定位置には発光素子7および受光素子8が
配設され、発光素子7より所定角度でインデツク
ススケール2の格子縞6に照射された光は、格子
縞6の透光部6Aを透過した後メインスケール1
にて反射し、再びインデツクススケール2の格子
縞6の透光部6Aを透過して受光素子8に受光さ
れるようになつている。受光素子8には信号処理
装置9および表示装置10が接続され、受光素子
8により検知された前記反射光の変位量(光量変
位)が信号処理装置9にて処理された後表示装置
10にて両スケール1,2の相対移動変位量とし
て表示されるようになつている。
メインスケール1の背面側(反インデツクスス
ケール2)側には、メインスケール1とは別異の
ガラス板11が密接配置され、このガラス板11
を介してメインスケール1が本体3に取付けられ
ている。
ガラス板11のメインスケール1側の側面には
外乱防止層12が備えられている。この外乱防止
層12は、ガラス板11の側面に蒸着された光吸
収材の薄膜、或いは、光反射材料の薄膜から形成
され、光吸収材である場合にはメインスケール1
の非反射部5Bを透過した光を吸収してインデツ
クススケール2側に反射光を生じさせず、光反射
材料である場合には前記非反射部5Bを透過した
光を一定の(本体3側の材質等に影響されること
のない)反射光にしてインデツクススケール2側
に反射させるようになつている。
このような本実施例によれば、メインスケール
1がガラス製であるため、高精度加工も容易で、
経時的変化も少なく取付けの際に歪みを生じさせ
ることがないという効果を有する他、次のような
効果を有している。
メインスケール1の背面側(反インデツクスス
ケール2側)に外乱防止層12を配置させたた
め、メインスケール1の格子縞5の非反射部5B
を透過した光が、インデツクススケール2側に反
射されず或いは一定の(性質既知の)反射光とし
てインデツクススケール2側に反射されるもので
ある。そのため、受光素子8においてノイズは生
ぜず、或いは、信号処理装置9において一定の定
量的な補正を行なうことにより常に正確な(高精
度な)変位検出を行なうことができる。即ち、メ
インスケール1の取付箇所である本体3側の光学
的な性質に測定値が左右されることがない。
更に、外乱防止層12の設けられたガラス板1
1を介してメインスケール1を本体3に取付ける
だけでよいため、取付けも容易である。
更にまた、本体3に形成された溝部3A内にメ
インスケール1全体が保持された状態にてメイン
スケール1が本体3に取付けられ、本体3からメ
インスケール1が突出されるものでないため、メ
インスケール1がガラス製であつても十分安定性
良く本体3側に保持され、破損されにくいばかり
でなく撓み等も生じないという効果がある。
次に、前記以外の実施例につき説明するが前記
実施例と同一若しくは近似する部分は同一符号を
用い説明を省略若しくは簡略にする。
第3図には第2実施例が示されている。この第
2実施例ではメインスケール1の格子縞5は取付
箇所である本体3側即ち反インデツクススケール
2側に設けられている。したがつて、本体3の変
形がメインスケール1の格子縞5のピツチに与え
る伸縮の影響が少ないという効果がある。
また、第4,5図にはそれぞれ第3,4実施例
が示されている。第3実施例では外乱防止層12
はメインスケール1の背面側に直接蒸着されてい
る。
また、第4実施例では本体3の取付箇所に直接
外乱防止層12が形成されている。これら第3、
4実施例にあつてはガラス板11が格子縞5のピ
ツチの伸縮に与える影響が少ない。
なお、実施にあたり、前記ガラス板11は黒系
塗料膜や合成樹脂等の光吸収材や、或いは、反射
率の小さな金属蒸着膜等であり、金属蒸着膜等で
ある場合には外乱防止層12を均一厚さにするた
め取付箇所(本体側)にメインスケール1を密着
させることが望ましい。
[発明の効果] 上述のように本発明によれば、メインスケール
の取付場所の光学的性質に拘らず常に高精度な測
定を行なうことができる光学式変位検出装置を提
供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る光学式変位検出装置の第
1実施例を示す斜視図、第2図は前記第1実施例
の断面図、第3図〜5図は夫々第2〜4実施例を
示す断面図である。 1……メインスケール、2……インデツクスス
ケール、3……本体、4……スライダ、5……格
子縞、5A……反射部、5B……非反射部、6…
…格子縞、6A……透光部、6B……非透光部、
7……発光素子、8……受光素子、9……信号処
理装置、10……表示装置、11……ガラス板、
12……外乱防止層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 反射部と非反射部とが交互に整列されてなる
    格子縞を有するメインスケールと、透光部と非透
    光部とが交互に整列されてなる格子縞を有するイ
    ンデツクススケールと、が互いに相対移動可能に
    配置されるとともに、インデツクススケール側に
    発光素子および受光素子が配設され、発光素子よ
    り発した光がインデツクススケールを透過した後
    メインスケールにて反射して再びインデツクスス
    ケールを透過して受光素子に受光され、この光の
    変位量により両スケール間の相対移動変位量が検
    出される光学式変位検出装置において、前記メイ
    ンスケールをガラス製にするとともに、その非反
    射部を透過した光を吸収してインデツクススケー
    ル側に反射させない或いは一定の反射光にしてイ
    ンデツクススケール側に反射させる外乱防止層が
    備えられていることを特徴とする光学式変位検出
    装置。 2 特許請求の範囲第1項に記載の光学式変位検
    出装置において、前記メインスケールの反インデ
    ツクススケール側にメインスケールとは別異のガ
    ラス板が配置され、前記外乱防止層は、このガラ
    ス板のメインスケール側の側面に形成されている
    ことを特徴とする光学式変位検出装置。 3 特許請求の範囲第1項または第2項に記載の
    光学式変位検出装置において、前記外乱防止層
    は、光吸収材料の薄膜から形成されていることを
    特徴とする光学式変位検出装置。 4 特許請求の範囲第1項または第2項に記載の
    光学式変位検出装置において、前記外乱防止層
    は、光反射材料の薄膜から形成されていることを
    特徴とする光学式変位検出装置。
JP1746484A 1984-02-02 1984-02-02 光学式変位検出装置 Granted JPS60161524A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1746484A JPS60161524A (ja) 1984-02-02 1984-02-02 光学式変位検出装置
US06/693,658 US4684257A (en) 1984-02-02 1985-01-22 Measuring instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1746484A JPS60161524A (ja) 1984-02-02 1984-02-02 光学式変位検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60161524A JPS60161524A (ja) 1985-08-23
JPH0374769B2 true JPH0374769B2 (ja) 1991-11-28

Family

ID=11944741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1746484A Granted JPS60161524A (ja) 1984-02-02 1984-02-02 光学式変位検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60161524A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0811076D0 (en) 2008-06-17 2008-07-23 Renishaw Plc Scale track
JP7196033B2 (ja) * 2019-07-30 2022-12-26 株式会社ミツトヨ スケールおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60161524A (ja) 1985-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100473952C (zh) 光电编码器、用于光电编码器的比例尺及其制造方法
US7756319B2 (en) Optical system for determining the angular position of a radiating point source and method of employing
CN101484780B (zh) 反射型编码器、其标尺以及标尺的制造方法
JPS6127690B2 (ja)
US20060140538A1 (en) Surface reflection type phase grating
US7433052B2 (en) Systems and methods for tilt and range measurement
US4969744A (en) Optical angle-measuring device
CA1163094A (en) Interferometer
US4684257A (en) Measuring instrument
CA2458954A1 (en) Reference point talbot encoder
JPH0374769B2 (ja)
JPS60161523A (ja) 三次元測定機
JPH0377442B2 (ja)
JPS5875004A (ja) 光電式変位検出装置の反射型スケ−ルの製造方法
US4824245A (en) Response ratioing angle of arrival sensor that is responsive to scintillation
US4725146A (en) Method and apparatus for sensing position
JPS6228707A (ja) 無接触測定用のf−シ−タ補正されたテレセントリツク系対物鏡を有する装置
JPS58135405A (ja) 光電式変位検出装置
EP0308504B1 (en) Response-rationing angle of arrival sensor
JP3741046B2 (ja) 光学式エンコーダ用スケールの製造方法
JPH0933221A (ja) 測長スケール
US20040090677A1 (en) Material measure in the form of an amplitude grating, as well as a position measuring system
JP3429961B2 (ja) 光学式エンコーダ
JP4394515B2 (ja) スケール製造方法
JP3369110B2 (ja) 光電式エンコーダ

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees