JPH0450721A - 光学式測長装置 - Google Patents
光学式測長装置Info
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- JPH0450721A JPH0450721A JP15967390A JP15967390A JPH0450721A JP H0450721 A JPH0450721 A JP H0450721A JP 15967390 A JP15967390 A JP 15967390A JP 15967390 A JP15967390 A JP 15967390A JP H0450721 A JPH0450721 A JP H0450721A
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- grating
- pitch
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 9
- 239000011295 pitch Substances 0.000 abstract description 26
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 abstract description 9
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 206010067482 No adverse event Diseases 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、格子の相対的な移動に伴うて光の明暗を生じ
させ、この明暗のコントラストの変化を検出して相対変
位量を測定する光学式測長装置に関するものである。
させ、この明暗のコントラストの変化を検出して相対変
位量を測定する光学式測長装置に関するものである。
（従来の技術）
第５図は、従来の光学式測長装置の一例を示している。
、２枚の格子Ｇ１．Ｇ２を極めて接近した間隔ｄをおい
て配置し、これに光源１００から光を入射させると、射
出光の強度は格子Ｇ、、Ｇ２の相対位置によって変化す
る。この変化をフォトダイオード等の光電変換素子１０
１で電気信号として検出すれば、格子Ｇｌ、Ｇ２の相対
的な移動量を測定することができる。
て配置し、これに光源１００から光を入射させると、射
出光の強度は格子Ｇ、、Ｇ２の相対位置によって変化す
る。この変化をフォトダイオード等の光電変換素子１０
１で電気信号として検出すれば、格子Ｇｌ、Ｇ２の相対
的な移動量を測定することができる。
第６図は、特公昭４５−３８１６５号公報に開示された
光学式測長装置の他の例を示している。
光学式測長装置の他の例を示している。
これは１枚の格子Ｇを用いるもので、反射系Ｒによフて
生じた反射格子像をもとの格子Ｇに重ね、これによって
明暗のコントラストを生ぜしめる形式である。この装置
によれば、第５図の装置と格子定数が同じで同じ電気パ
ルスの数を生ザしぬるのに格子Ｇの移動量が半分でよく
、精度が高いという特徴がある。
生じた反射格子像をもとの格子Ｇに重ね、これによって
明暗のコントラストを生ぜしめる形式である。この装置
によれば、第５図の装置と格子定数が同じで同じ電気パ
ルスの数を生ザしぬるのに格子Ｇの移動量が半分でよく
、精度が高いという特徴がある。
第６図に示した装置を実際に作ってみると、格子間隔が
よほど広くないと前述したようには作動しない。これは
反射系Ｒの収差に原因があり、第７図に示すように、楕
円鏡の一方の焦点Ｆから出た光は他方の焦点Ｆ′に集ま
り、収差なく結像できるのはこの二点しかないからであ
る。即ち、凹面鏡を使用して収差のない結像を得られる
のはごく限られた範囲にすぎず、第６図に示した通りの
装置を作っても良い結果は得られないのである。
よほど広くないと前述したようには作動しない。これは
反射系Ｒの収差に原因があり、第７図に示すように、楕
円鏡の一方の焦点Ｆから出た光は他方の焦点Ｆ′に集ま
り、収差なく結像できるのはこの二点しかないからであ
る。即ち、凹面鏡を使用して収差のない結像を得られる
のはごく限られた範囲にすぎず、第６図に示した通りの
装置を作っても良い結果は得られないのである。
本発明の光学式測長装置は、１枚の格子と反射系により
生じた反射格子像をもとの格子面に重ねて信号を生ザし
ぬる光学式測長装置において、格子ピッチをＰｇとした
場合、反射系がｎ Ｐ ｇ ／ ２（ｎ：正の整数）の
ピッチで形成されていることを特徴としている。
生じた反射格子像をもとの格子面に重ねて信号を生ザし
ぬる光学式測長装置において、格子ピッチをＰｇとした
場合、反射系がｎ Ｐ ｇ ／ ２（ｎ：正の整数）の
ピッチで形成されていることを特徴としている。
（作 用〕
ピッチＰｇの格子を経た光はピッチ
Ｐｎ−−Ｐｇ（ｎ：正の整数）の反射系で反射し、位相
ずれのない連続した反射格子像となってもとの格子面に
収差なく結像する。反射系に対して格子が相対的に変位
すれば、格子面には光の明暗が生じ、この明暗から得ら
れる信号によって格子の相対変位量が測定される。
ずれのない連続した反射格子像となってもとの格子面に
収差なく結像する。反射系に対して格子が相対的に変位
すれば、格子面には光の明暗が生じ、この明暗から得ら
れる信号によって格子の相対変位量が測定される。
本発明の第１実施例を第１図によって説明する。ピッチ
Ｐｇの格子Ｇに対応して、ピッチＰｍでアレー状に並設
された複数の凹面鏡１からなる反射系２が設けられてい
る。本発明における格子ＧのピッチＰｇと反射系２のピ
ッチＰｍの関係は（１）式の通りである。
Ｐｇの格子Ｇに対応して、ピッチＰｍでアレー状に並設
された複数の凹面鏡１からなる反射系２が設けられてい
る。本発明における格子ＧのピッチＰｇと反射系２のピ
ッチＰｍの関係は（１）式の通りである。
Ｐｍ＝−Ｐｇ（ｎ二正の整数）・−・・・く１）本実施
例では上記（１）式においてｎ＝１とされており、Ｐｍ
＝０．５Ｐｇ、即ち反射系２のピッチＰｍは格子Ｇのピ
ッチｐｇの半分にな１ている。
例では上記（１）式においてｎ＝１とされており、Ｐｍ
＝０．５Ｐｇ、即ち反射系２のピッチＰｍは格子Ｇのピ
ッチｐｇの半分にな１ている。
このようにすれば、格子Ｇを通過した光は各凹面ｍ１の
せまい範囲で反射されて格子Ｇ上に実像である反射格子
像Ｉを形成するので、収差による悪影響が生ずることは
ない。
せまい範囲で反射されて格子Ｇ上に実像である反射格子
像Ｉを形成するので、収差による悪影響が生ずることは
ない。
また、格子Ｇと凹面鏡１の相対位置がどのようになって
も、ピッチＰｍ、Ｐｇが前述した式（１）を満たしてい
る限り、各凹面鏡１で反転して格子Ｇ上に結像する格子
Ｇの反射格子保工が不連続になることはなく、位相ずれ
による測定誤差は生じない。
も、ピッチＰｍ、Ｐｇが前述した式（１）を満たしてい
る限り、各凹面鏡１で反転して格子Ｇ上に結像する格子
Ｇの反射格子保工が不連続になることはなく、位相ずれ
による測定誤差は生じない。
これに対し、前述の式（１）を満たさないには、反射系
１０の凹面鏡１１のピッチＰｍが、格子Ｇ“のピッチＰ
ｇの半分の倍数になっていないので、各凹面ｍ１１で反
転して格子Ｇ゛上に結像した反射格子像■′は不連続に
なってしまい、位相ずれによる測定誤差が生じるように
なってしまうのである。
１０の凹面鏡１１のピッチＰｍが、格子Ｇ“のピッチＰ
ｇの半分の倍数になっていないので、各凹面ｍ１１で反
転して格子Ｇ゛上に結像した反射格子像■′は不連続に
なってしまい、位相ずれによる測定誤差が生じるように
なってしまうのである。
以上の構成において、格子Ｇと反射系２が相対的に移動
すれば、格子面には光の明暗が生じる。
すれば、格子面には光の明暗が生じる。
この光の明暗の変化を光電変換素子等によフて検出し、
電気信号として出力する。そして、この信号によって格
子Ｇの相対的な移動量が測定される。
電気信号として出力する。そして、この信号によって格
子Ｇの相対的な移動量が測定される。
また、移動量の測定には、移動方向を知る為に位相のず
れた信号（一般には９０°の位相差）が必要である。そ
のためには、格子Ｇに位相が１／８ピツチずれた部分を
作るか、反射系２に格子ピッチの１／８だけ位相がずれ
た部分を作わばよい。
れた信号（一般には９０°の位相差）が必要である。そ
のためには、格子Ｇに位相が１／８ピツチずれた部分を
作るか、反射系２に格子ピッチの１／８だけ位相がずれ
た部分を作わばよい。
第２図は第２実施例であり、前記式（１）においてｎ＝
２の場合である。即ち、格子ＧのピッチＰｇと、反射系
２ａの凹面鏡１ａのピッチＰｍが同じになっており、こ
の場合にも、前記第１実施例と同様の作用効果が得られ
る。
２の場合である。即ち、格子ＧのピッチＰｇと、反射系
２ａの凹面鏡１ａのピッチＰｍが同じになっており、こ
の場合にも、前記第１実施例と同様の作用効果が得られ
る。
以上説明した各実施例では、反射系２，２ａとしてアレ
ー状の多数の凹面１ｉ１，１ａを用いたが、反射像を形
成できる光学系であればよく、第３図に示すようにレン
ズ５と平面鏡６を組合せた反射系７を用いてもよい。
ー状の多数の凹面１ｉ１，１ａを用いたが、反射像を形
成できる光学系であればよく、第３図に示すようにレン
ズ５と平面鏡６を組合せた反射系７を用いてもよい。
本発明によれば、ピッチＰｇの格子に対し、ピッチＰｎ
が−Ｐｇ （ｎは正の整数）である反射系を用いている
ので、収差が少く、位相ずれのない連続した反射格子像
を前記格子上に結像させることができる。
が−Ｐｇ （ｎは正の整数）である反射系を用いている
ので、収差が少く、位相ずれのない連続した反射格子像
を前記格子上に結像させることができる。
従って、本発明によれば、第５図に示した２枚の格子を
用いた装置が格子間隔をできるだけ短くしなければなら
なかったのに対し、格子と反射系を等倍結像距離に保て
ばよく、接触の危険がない。また、収差の影響が少ない
ので、反射系は安価に製作でき、等倍結像距離からずわ
た場合の高力低下も少ない。
用いた装置が格子間隔をできるだけ短くしなければなら
なかったのに対し、格子と反射系を等倍結像距離に保て
ばよく、接触の危険がない。また、収差の影響が少ない
ので、反射系は安価に製作でき、等倍結像距離からずわ
た場合の高力低下も少ない。
第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は本発明の第１
実施例を示す図、第２図（ａ）（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）
は同第２実施例を示す図、第３図は本発明における反射
系の他の構成例を示す図、第４図は本発明の条件を満た
さない場合に像が不連続になることを示す図、第５図は
従来の光学式測長装置の一例を示す図、第６図は従来の
他の光学式測長装置を示す図、第７図は楕円鏡による結
像を示す説明図である。 ２．２ａ、７−反射系、 Ｇ・・・格子、■−反射格
子像。 （ａ） 特許出願人 双葉電子工業株式会社 代理人・弁理士 西 村 教 光（ａ） （ｂ） 第２図 （ｃ） （ｄ）
実施例を示す図、第２図（ａ）（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）
は同第２実施例を示す図、第３図は本発明における反射
系の他の構成例を示す図、第４図は本発明の条件を満た
さない場合に像が不連続になることを示す図、第５図は
従来の光学式測長装置の一例を示す図、第６図は従来の
他の光学式測長装置を示す図、第７図は楕円鏡による結
像を示す説明図である。 ２．２ａ、７−反射系、 Ｇ・・・格子、■−反射格
子像。 （ａ） 特許出願人 双葉電子工業株式会社 代理人・弁理士 西 村 教 光（ａ） （ｂ） 第２図 （ｃ） （ｄ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １枚の格子と反射系により生じた反射格子像をもとの格
子面に重ねて信号を生ぜしめる光学式測長装置において
、 格子のピッチをＰｇとした場合、反射系が ｎＰｇ／２（ｎ：正の整数）のピッチで形成されている
ことを特徴とする光学式測長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2159673A JP2564419B2 (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 光学式測長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2159673A JP2564419B2 (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 光学式測長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0450721A true JPH0450721A (ja) | 1992-02-19 |
| JP2564419B2 JP2564419B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=15698835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2159673A Expired - Lifetime JP2564419B2 (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 光学式測長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2564419B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6258628A (ja) * | 1985-09-09 | 1987-03-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 位置合わせ方法および位置合わせ装置 |
-
1990
- 1990-06-20 JP JP2159673A patent/JP2564419B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6258628A (ja) * | 1985-09-09 | 1987-03-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 位置合わせ方法および位置合わせ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2564419B2 (ja) | 1996-12-18 |
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