JPH04161819A - Measuring apparatus for amount of movement - Google Patents

Measuring apparatus for amount of movement

Info

Publication number
JPH04161819A
JPH04161819A JP28784790A JP28784790A JPH04161819A JP H04161819 A JPH04161819 A JP H04161819A JP 28784790 A JP28784790 A JP 28784790A JP 28784790 A JP28784790 A JP 28784790A JP H04161819 A JPH04161819 A JP H04161819A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
scale
grating
shadow
lattice
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.)
Granted
Application number
JP28784790A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3034586B2 (en
Inventor
Hiroshi Kobayashi
寛 小林
Haruhiko Machida
町田 晴彦
Jun Aketo
純 明渡
Tomoyuki Yamaguchi
山口 友行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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 by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2287847A priority Critical patent/JP3034586B2/en
Publication of JPH04161819A publication Critical patent/JPH04161819A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3034586B2 publication Critical patent/JP3034586B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the measuring accuracy of twice readily and positively in a movement amount measuring method utilizing a shadow pattern by generating the shadow pattern having the space frequency of twice the frequency of the conventional shadow pattern based on a grating pattern. CONSTITUTION:A 'shadow pattern' is generated by the interference between + or -1st order diffracted lights. In this method, the order of the interfering diffracted lights is made to be twice. In details, a linear scale is formed of a plate having the thin width. The longitudinal direction is made to be the grating arranging direction. Thus, the grating pattern is linearly formed. Here, the thickness of the grating pattern is set at 1/4 or less of the light emitting wavelength of a linear light ray 1, and the excellent shadow pattern is generated. In this constitution, the light is emitted from a light source 1 on the scale 2. A light sensor 3 is arranged at the generating position of the shadow pattern. The scale 2 is displaced, and the amount of the displacement of the scale 2 is magnified. This is detected with the sensor 3, and the movement amount of the scale 2 is measured. At this time, an oxide film 16 is deposited on a substrate 15 of the scale, and a grating pattern 17 is provided on the film. Thus, the scale is provided.

Description

【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。[Detailed description of the invention] [Industrial application 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 "shadow picture pattern" corresponding to the grid pattern is generated by irradiating a light flux from a linear light source onto the grid pattern, and a displacement of the shadow pattern due to the movement of the grid pattern is detected by an optical sensor to create the grid pattern. A method of measuring the amount of movement of a pattern is known (Japanese Patent Application 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 in which the shadow picture pattern occurs is referred to as a "diffraction shadow picture phenomenon", and since the present invention utilizes this diffraction shadow picture phenomenon,
First, the diffraction shadow picture phenomenon will be briefly explained 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 indicates a linear light source, reference numeral 12 a lattice pattern, and reference numeral 14 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。
A grating pattern has transmittance changes or reflectance changes repeated in a single period in one direction, but the grating pattern 12 shown in FIG. 2 has transmittance changes repeated in a single period in the vertical direction of the figure. It is something that

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。
Regarding the grating pattern, the "direction in which the change in transmittance or the change in reflectance is repeated in a single period" is referred to as "the grating arrangement direction". In FIG. 2, the vertical direction of the figure is the lattice arrangement direction of the lattice pattern 12. The grating pattern 12 has a grating pitch, ie, a period of transmittance change in the grating arrangement direction, ξ.

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、A I G 
a A sやG a A s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 lattice arrangement direction of the lattice pattern 12. Examples of linear light sources include A I G
It is preferable to use a semiconductor laser such as aAs or GaAs whose longitudinal direction of the light emitting part is parallel to the lattice arrangement direction.

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L□、’
L2.L、等が発生する。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 onto the grating pattern 12, diffracted light L□,' is emitted from each irradiated portion of the grating pattern 12.
L2. L, etc. occur. Interference fringes as shown 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)≦2  (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1o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b
工。
When the length d of the linear light source 10 and the grating pitch ξ of the grating pattern 12 satisfy the following condition (1/10)≦(d/ξ)≦2 (1), the interference fringes 20 are “like a linear light source”. This occurs as if an ideal point light source was placed at position 10 and the lattice pattern 12 was enlarged as a geometric optical silhouette. That is, the distance between the linear light source 1o and the grid pattern 12 and the distance between the grid pattern 12 and the screen 14 are set as b as shown in the figure.
Engineering.

b2とすると、干渉縞20は格子パターン12を格子配
列方向に((b x+ b 2) / b x)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。
If b2, the interference fringes 20 will be the lattice pattern 12 expanded by ((b x + b 2) / b x) times in the lattice arrangement direction. Therefore, such interference fringes are called "shadow patterns."

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 lattice pattern 12 is moved in the lattice arrangement direction, the silhouette pattern 20 is also displaced in the same direction as the lattice pattern 12 while maintaining the shadow relationship with the lattice 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)/b、)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 lattice pattern can be expanded to ((b1+b2)/b,) by the shadow picture pattern 20, and by using the shadow picture pattern, extremely minute displacements of the lattice pattern itself can be measured with high precision.

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 perpendicular to the drawing in 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(■))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(工I)、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。
Furthermore, while it is ideal for the light to be irradiated onto the lattice pattern from a linear light source to be coherent, even incoherent light from a light source such as an LED can be produced using an aperture with a slit of length d as shown in Figure 3. ((■) in the same figure), an aperture with an elliptical opening whose major or minor axis is d (I), or an aperture with a circular opening whose diameter is d (III). When the grating pattern is taken out and irradiated with the direction of d corresponding to the lattice arrangement direction of the lattice pattern, a shadow pattern can be generated if the relationship between d and the lattice pitch ξ satisfies the above equation (1). can.

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。
Since the movement amount of the lattice pattern can be measured with high accuracy by using the shadow pattern as described above, it is possible to measure the movement amount with extremely high accuracy by 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 measuring the amount of movement using the shadow picture pattern as described above,
The finer the pitch of the grid pattern formed on the scale,
Although measurement accuracy can be increased, there is a limit to how small the pitch of the grating pattern can be made when creating the grating pattern.

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 was made in view of the above-mentioned circumstances, and
The object of the present invention is to provide a novel method for measuring the amount of movement that can further increase the limit of the measurement accuracy of the conventional method of measuring the amount of movement using a 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」であって以下の点を特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The movement amount measuring method of the present invention is based on the method of ``irradiating a grating pattern formed on a scale with a light beam from a linear light source, and creating a shadow-like pattern by interference of diffracted light by the grating pattern. This method uses an optical sensor to detect the displacement of a shadow-like pattern as the scale moves in the direction of the lattice arrangement, thereby measuring the amount of movement of the scale, 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, ``a grating pattern is formed such that the thickness D of the grating in the grating pattern is 1/4 or less of the emission wavelength of the linear light source, and a shadow-like pattern is generated by interference of the ±1st-order diffracted light by the grating pattern. ” point.

スケールは、細幅の板状とし格子パターンを長平方向へ
直線的に形成して所謂リニヤスケールとしても良いしく
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)1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 scale is formed in a narrow plate shape and a lattice pattern is formed linearly in the elongated direction, or it may be in the shape of a disk and the lattice pattern is formed in an annular shape on the periphery. (Claim 3) It is also possible to have a cylindrical shape [with a lattice pattern formed on the circumferential surface so as to surround the cylinder axis with the lattice arrangement direction perpendicular to the generatrix of the circumferential surface" (Claim 4) .

[作  用コ 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次もしくは一1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。
[Function] The "shadow picture pattern" used in conventional movement measurement is caused by interference between diffracted lights generated by the grating pattern as described above, but more precisely, it is caused by interference between the 0th-order diffracted light and the 0th-order diffracted light. , is generated due to interference with first-order or 11th-order diffracted light. The shadow pattern is an enlarged version of the grid pattern.

しかるに本発明では、±1次回折光同志の干渉によりr
影絵的パターンJ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, r
A silhouette pattern J is generated. As described above, the conventional "shadow picture pattern" and the "shadow picture pattern" of the present invention differ in the order of the diffracted light that interferes with them.

「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 a "shadow-like pattern," the intersecting angle between the interfering diffracted lights is twice the intersecting angle between the diffracted lights in the shadow-like pattern, so if you compare them at the same position, the spatial frequency of the shadow-like pattern is equal to the spatial frequency of the shadow-like pattern. It will be twice as much.

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-like pattern generated in the present invention is twice the spatial frequency of the shadow-like pattern generated from the same grid pattern. This is equivalent to ``reducing the lattice pitch of the lattice pattern itself, which is the source of the silhouette pattern, to 1/2''.

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。
To generate a shadow-like pattern, it is sufficient to cause the ±1st-order diffracted lights to interfere with each other, but to generate a good shadow-like pattern, the ±1st-order diffracted light beams generated from the grating pattern must be caused to interfere with each other.
It is necessary that the intensity of diffracted light other than the first order 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み
Dが、線状光源の発光波長λの174以下であれば上記
条件を満足させることができる。
As shown in FIG. 1(A), the above condition can be satisfied if the thickness D of the grating of the grating pattern is 174 or less of the emission wavelength λ of the linear light source.

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。
±1 of the diffracted light generated in the actual grating pattern
To determine whether the intensity of the next-order diffracted light is sufficiently greater than the intensity of the diffracted lights of other orders, 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 of the diffracted light intensities of each order in Fraunhofer diffraction corresponds to the magnitude relationship of the mutual intensities of the respective orders of diffracted light generated by the linear light source.

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第
1図(B)の如くであり、このような格子パターンによ
れば良好な影絵的パターンを発生させられることが分か
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。
The intensity distribution of the diffracted light of each order of Fraunhofer diffraction using a grating pattern that satisfies the condition D≦λ/4 is as shown in Figure 1 (B). It turns out that patterns can be generated. It goes without saying that the grating pitch ξ shown in FIG. 1(A) should satisfy the above-mentioned condition (1).

[実施例コ 以下、具体的な実施例を説明する。[Example code] Specific examples will be described below.

第4図は、スケール2をリニャスゲ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。
FIG. 4 shows an example in which the present invention is implemented using Linhasgale as scale 2. Scale 2 is thin.

幅の板状であって、その長平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。
It has a plate shape with a wide width, and a lattice pattern is formed linearly with the long plane direction as the lattice arrangement direction.

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。
Of course, the thickness of the grating pattern is 1 of the emission wavelength of the linear light source 1.
/4 or less, so that a good silhouette-like pattern can be generated.

線状光源l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−3を配備する。
A scale 2 is irradiated with a linear light source 1, and a light sensor 3 is placed at a position where a shadow-like pattern is generated.

スケール2を矢印方向へ変位させると、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
ように変位するので、これを光センサ−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−3に対する2ピツチ分の変位はスケールの格子パタ
ーン1ピツチ分の変位に対応する。
When the scale 2 is displaced in the direction of the arrow, the silhouette pattern is also displaced in the same direction so as to enlarge the displacement of the scale 2. This is detected by the optical sensor 3 and the displacement of the scale 2 is detected. Measure. A two-pitch displacement of the silhouette pattern with respect to the optical sensor 3 corresponds to a one-pitch displacement of the scale grating 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 using a scale 2A having 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−3が配設さ
れている。
The scale 2A formed in the shape of a disk is transparent and has a circular grating pattern formed on its periphery with the rotation direction as the grating arrangement direction, so that the scale 2A, which is formed in the shape of a disk, is transparent and has a circular grating pattern with the rotation direction as the grating arrangement direction. Optical sensors 3 are arranged at the positions of the patterns.

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−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 optical sensor 3 detects the rotational displacement of the silhouette pattern as the scale 2A rotates, 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−3は照射光束の光軸AX、AX
I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。
In both the examples shown in FIG. 4 and FIG.
It may be arranged not only on the optical axis but also at a position away from the optical axis as shown by the broken line.

第6図に示す実施例では格子パターン8がモーター6の
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の回転に伴や影絵的パター
ンの回転的変位を光センサ−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 grating pattern 8 is formed on the circumferential surface of the cylindrical shaft 7 of the motor 6 so as to surround the cylindrical shaft, and a shadow pattern is generated by the light from the linear light source 1. The amount of rotation of the shaft 7 is measured as the amount of movement by detecting the rotational displacement of the silhouette pattern with the rotation of the shaft 7, which is a scale, using the optical sensor 5.

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L
EDI’ 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LA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−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 shown in FIG. 7 is a modification of the embodiment shown in FIG. 6, and is an example in which a grating pattern 8 formed on an axis 7 serving as a scale is irradiated with incoherent light. That is, L
The light from EDI' is irradiated onto the grating pattern 8 through the aperture LA as described with reference to FIG. Even in this case, a shadow pattern is generated, so the optical sensor 5 detects the rotational displacement of the shadow pattern as the shaft 7 rotates, and the amount of rotation of the shaft 7 is measured as the amount of movement.

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 embodiments described above, it goes without saying that the displacement speed and 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174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−法を説明する。
Finally, a method for forming a lattice pattern on the scale will be explained. The grating pattern used to carry out the present invention is a so-called phase grating, which is a grating pattern in which the thickness of the grating is 174 times or less than the emission wavelength of the linear light source, as described above. Various manufacturing methods are conventionally known. Here, the Bitter method will be explained as one such method.

スケールの、格子パターンを形成する部分にCoCrや
Fe、O,による数1000人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200人の
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、適当な樹脂をコートするなどし
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−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。
A magnetized film made of CoCr, Fe, or O with a thickness of several thousand layers is formed on the part of the scale where the lattice pattern is to be formed, and a lattice pattern is written on this magnetized film using a magnetic head to create a magnetized pattern corresponding to the lattice pattern. form. A magnetic colloid fluid is applied to this magnetized pattern to visualize it. The magnetic colloidal fluid is made by dispersing fine iron oxide powder with a particle size of 50 to 200 in a surfactant.
When this is applied to the magnetization pattern, the fine iron oxide powder is attracted to the boundaries of magnetic domains in the magnetization pattern, making the magnetization pattern visible. Once visualized in this manner, the surfactant is evaporated, and then an appropriate resin is coated to fix the visualized lattice pattern on the magnetized film. When visualizing a magnetization pattern using a magnetic colloidal fluid, a -like magnetic field is applied so as to overlap the magnetization pattern, and the thickness of the lattice pattern made of fine iron oxide powder is controlled by adjusting the strength of this magnetic field. , to form the desired grating pattern necessary for practicing the 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. 1(A) shows the scale thus formed. Reference numeral 15 indicates a scale base, and reference numeral 16 indicates a magnetized film. Arrows in the magnetized film 16 indicate the direction of magnetization in the magnetization pattern written by the magnetic head, and reference numeral 17 indicates the 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 method for measuring the amount of movement using a silhouette pattern. In this method, a shadow pattern with twice the spatial frequency of a conventional shadow pattern can be generated from a grid pattern, so it is easy to achieve double the measurement accuracy compared to a method using a conventional shadow pattern. It can definitely be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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・・・リニヤスケール、3・・・
光センサ−,17・・・格子パターンちJ 図 (A) し くB) 浄2 図 3b 図 (A)      (5)      (C>馬4 口 筋D 図
Figure 1 is a diagram for explaining the characteristic parts of the present invention, Figures 2 and 3 are diagrams for explaining the diffraction shadow picture phenomenon, Figure 4 is a perspective view showing an embodiment, and Figure 5 is a separate diagram. 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 Chi J Figure (A) Shiku B) Jyo 2 Figure 3b Figure (A) (5) (C> Horse 4 Mouth muscle D Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 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。 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。 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。 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。
[Claims] 1. A light beam from a linear light source is irradiated onto a grating pattern formed on a scale, and a shadow-like pattern is generated by interference of diffracted light by the grating pattern, and a shadow pattern is generated in the grating arrangement direction of the scale. A method for measuring the amount of movement of a scale by detecting the displacement of a shadow-like pattern due to movement using an optical sensor, and in which the thickness D of the lattice in the lattice pattern is 1/4 or less of the emission wavelength of a linear light source. A method for measuring the amount of movement, characterized in that a grating pattern is formed in a certain manner, and a silhouette-like pattern is generated by interference of ±1st-order diffracted light by the grating pattern. 2. The movement amount measuring method according to claim 1, wherein the scale is in the form of a narrow plate, and the lattice pattern is formed linearly in the longitudinal direction. 3. The movement amount measuring method according to claim 1, wherein the scale is disk-shaped, and the lattice pattern is formed in an annular shape on the periphery. 4. Claim 1, characterized in that the scale is cylindrical, and a lattice pattern is formed on the circumferential surface so as to surround the cylinder axis with the lattice arrangement direction being perpendicular to the generatrix of the circumferential surface. , a method for measuring the amount of movement.
JP2287847A 1990-10-25 1990-10-25 Movement amount measurement method Expired - Lifetime JP3034586B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2287847A JP3034586B2 (en) 1990-10-25 1990-10-25 Movement amount measurement method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2287847A JP3034586B2 (en) 1990-10-25 1990-10-25 Movement amount measurement method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04161819A true JPH04161819A (en) 1992-06-05
JP3034586B2 JP3034586B2 (en) 2000-04-17

Family

ID=17722552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2287847A Expired - Lifetime JP3034586B2 (en) 1990-10-25 1990-10-25 Movement amount measurement method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3034586B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP3034586B2 (en) 2000-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2709088B2 (en) Rotation amount measurement method
JP5760391B2 (en) Diffractive optical element and measuring device
JP4724495B2 (en) Optical encoder
EP2295940B1 (en) Optical encoder for obtaining displacement information of object
JPS6347616A (en) Measurement of moving quantity
WO2008110239A1 (en) Diffractive component, interferometer arrangement, method for qualifying a dual diffraction grating, method of manufacturing an optical element, and interferometric method
JP3034585B2 (en) Encoder using shadow picture pattern
JPH0493719A (en) Absolute-type encoder
JP3735441B2 (en) Exposure equipment
JPH01143902A (en) Alignment method
JPH074993A (en) Encoder apparatus
JPH04161819A (en) Measuring apparatus for amount of movement
US7184149B2 (en) Methods and apparatus for reducing error in interferometric imaging measurements
JP2023549319A (en) Measuring system and how to use it
JP3107592B2 (en) Movement amount measurement method
JP2011075581A (en) Optical encoder
JPH05312594A (en) Manufacture of grating
JP3034584B2 (en) Absolute encoder
JPH04213015A (en) Method and apparatus for detecting rotating amount of feed screw in screw feeding mechanism
JPH04132910A (en) Measuring apparatus of rotating amount
JP3067041B2 (en) Hologram interferometer
JPH03277921A (en) Moving-amount detecting method
JPH04218720A (en) Encoder utilizing shadow-picture pattern
JPH0477615A (en) Rotation amount measuring method
JP3017516B2 (en) Optical encoder and index mask

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080218

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090218

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100218

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110218

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110218

Year of fee payment: 11