JPH06174422A - 光学装置 - Google Patents
光学装置Info
- Publication number
- JPH06174422A JPH06174422A JP5175510A JP17551093A JPH06174422A JP H06174422 A JPH06174422 A JP H06174422A JP 5175510 A JP5175510 A JP 5175510A JP 17551093 A JP17551093 A JP 17551093A JP H06174422 A JPH06174422 A JP H06174422A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical device
- rays
- grating
- optical element
- 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
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 46
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G01D5/38—Forming the light into pulses by diffraction gratings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 格子で異なる方向に回折して傾斜した少なく
とも2個の光線束の強度変化を光電検出機によって捕捉
する照明装置を有する光学装置、特に干渉作用する位置
測定装置にある。 【構成】 既に空間的に分離された干渉する光線束
(8,9,10;82,92,102;83,93,1
03)の光路中にそれぞれ設けた付設の光電検出機
(5,6,7;52,62,72;53,63,73)
に光線束(8,9,10;82,92,102;83,
93,103)を限定結像するために少なくとも1個の
光学結像要素(11,12,13;112,122,1
32;113,123,133)を設ける。 【効果】 小面積で、従って極めて速い光電検出機を投
入することができる。というのは光線束に対する光電検
出機の付設と光学要素の選択とは個々に行われ、従って
最善のものにすることができるからである。
とも2個の光線束の強度変化を光電検出機によって捕捉
する照明装置を有する光学装置、特に干渉作用する位置
測定装置にある。 【構成】 既に空間的に分離された干渉する光線束
(8,9,10;82,92,102;83,93,1
03)の光路中にそれぞれ設けた付設の光電検出機
(5,6,7;52,62,72;53,63,73)
に光線束(8,9,10;82,92,102;83,
93,103)を限定結像するために少なくとも1個の
光学結像要素(11,12,13;112,122,1
32;113,123,133)を設ける。 【効果】 小面積で、従って極めて速い光電検出機を投
入することができる。というのは光線束に対する光電検
出機の付設と光学要素の選択とは個々に行われ、従って
最善のものにすることができるからである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は格子で異なる方向に回
折して傾斜した少なくとも2個の光線束の強度変化を光
電検出機によって捕捉する照明装置を有する光学装置、
特に干渉作用する位置測定装置に関する。
折して傾斜した少なくとも2個の光線束の強度変化を光
電検出機によって捕捉する照明装置を有する光学装置、
特に干渉作用する位置測定装置に関する。
【0002】特にこの装置は比較的大きい回折角度が生
じる高解像度三格子系を有する干渉作用する位置測定装
置に関する。
じる高解像度三格子系を有する干渉作用する位置測定装
置に関する。
【0003】
【従来の技術】三格子・測定系はEO0163362 B1から公
知である。そこには、光電検出機を1個のレンズの焦点
平面に設けることが記載されている。数個の光電検出機
を1個の平面に配設することには、個々の光線束の全強
度をそれらの光電検出機に集中するためには比較的大き
な面積の光電検出機を必要とするという欠点がある。
知である。そこには、光電検出機を1個のレンズの焦点
平面に設けることが記載されている。数個の光電検出機
を1個の平面に配設することには、個々の光線束の全強
度をそれらの光電検出機に集中するためには比較的大き
な面積の光電検出機を必要とするという欠点がある。
【0004】大きさ順(<2μm)の分割周期を有する
測定系の場合には±1の大きさの回折角度は26度より
大きく、これによって唯一のレンズを1個だけ有する回
折光線束の結像は一平面でのみでは不可能か或いは少な
くとも不都合である。
測定系の場合には±1の大きさの回折角度は26度より
大きく、これによって唯一のレンズを1個だけ有する回
折光線束の結像は一平面でのみでは不可能か或いは少な
くとも不都合である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明の基本課題
は、それに反して1個の結像点によって捕捉された光線
束を限定し且つ完全に小面積で従って速い光電検出機で
捕捉することができる光学装置を提供し、分散光の影響
を最小限に減らすことにある。
は、それに反して1個の結像点によって捕捉された光線
束を限定し且つ完全に小面積で従って速い光電検出機で
捕捉することができる光学装置を提供し、分散光の影響
を最小限に減らすことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めにこの発明では、既に空間的に分離された干渉する光
線束の光路中にそれぞれ設けた付設の光電検出機に光線
束を限定結像するために少なくとも1個の光学結像要素
を設ける。
めにこの発明では、既に空間的に分離された干渉する光
線束の光路中にそれぞれ設けた付設の光電検出機に光線
束を限定結像するために少なくとも1個の光学結像要素
を設ける。
【0007】特に有利な構成を請求項2以下に記載す
る。
る。
【0008】
【実施例】いくつかの実施例を示した図について更に詳
記する。図1に示す光電式測長機0は光源1、レンズ
2、図示してない格子を有する走査板3、3’、ゲージ
格子4、3個の光電検出機5、6、7を含む。
記する。図1に示す光電式測長機0は光源1、レンズ
2、図示してない格子を有する走査板3、3’、ゲージ
格子4、3個の光電検出機5、6、7を含む。
【0009】光線の軌跡はEP0163362 B1に詳記して
あるので簡単に記載する。即ち光源1から出てレンズ2
によって視軸となった光は走査板3の格子を通過すると
き主に3つの異なる方向に回折する。この回折した部分
光線束0と+1及び−1の回折順序はここには示さな
い。というのはこれらのものはここではこの発明の理解
になんら寄与しないからである。
あるので簡単に記載する。即ち光源1から出てレンズ2
によって視軸となった光は走査板3の格子を通過すると
き主に3つの異なる方向に回折する。この回折した部分
光線束0と+1及び−1の回折順序はここには示さな
い。というのはこれらのものはここではこの発明の理解
になんら寄与しないからである。
【0010】ゲージ格子4ではこれらの部分光線束はも
う1回回折される。もう1度回折部分光線束が生じ、こ
の回折部分光線束は走査板3、3’に属する格子を通り
抜け、そのときまたもう1度回折されて干渉することに
なる。こうして生じた別の回折部分光線束8、9、10
は傾斜が異なる。
う1回回折される。もう1度回折部分光線束が生じ、こ
の回折部分光線束は走査板3、3’に属する格子を通り
抜け、そのときまたもう1度回折されて干渉することに
なる。こうして生じた別の回折部分光線束8、9、10
は傾斜が異なる。
【0011】個々の部分光線束8、9、10それぞれの
光路には1個の光学要素がある。これらの光学要素は付
属の光路に限定される。この場合はそれは3個のレンズ
11、12、13であり、このそれぞれが付属の部分光
線束8、9、10を付属の光電検出機5、6、7に焦点
を合わされる。
光路には1個の光学要素がある。これらの光学要素は付
属の光路に限定される。この場合はそれは3個のレンズ
11、12、13であり、このそれぞれが付属の部分光
線束8、9、10を付属の光電検出機5、6、7に焦点
を合わされる。
【0012】各光学要素の特性と付属の光電検出機は相
互に最大限同調する。というのは1個の光学要素はそれ
ぞれ1個の光線束用に形成されなければならないからで
ある。 図2には更に図式化して三格子測定装置02を
示してある。この装置では空間的に分離した光線束8
2、92、102が回折光学要素DOEs112、122、
132から付属の光電検出機52、62、72に合焦さ
れる。これらの要素112、122、132の適切な選
択の際光線束は任意の角度で入射することができるが、
しかし付属の光電検出機は平面E2にあり、これは製造
技術上有利なことである。
互に最大限同調する。というのは1個の光学要素はそれ
ぞれ1個の光線束用に形成されなければならないからで
ある。 図2には更に図式化して三格子測定装置02を
示してある。この装置では空間的に分離した光線束8
2、92、102が回折光学要素DOEs112、122、
132から付属の光電検出機52、62、72に合焦さ
れる。これらの要素112、122、132の適切な選
択の際光線束は任意の角度で入射することができるが、
しかし付属の光電検出機は平面E2にあり、これは製造
技術上有利なことである。
【0013】図3に示すように、初めに記載した種類の
1個の光学装置03の場合は光学要素113、123、
133の選択性によってその構造が、光学要素113、
123、133も付属の光電検出機53、63、73も
相互に平行している平面E3、E3’に配設されるよう
に選択される。
1個の光学装置03の場合は光学要素113、123、
133の選択性によってその構造が、光学要素113、
123、133も付属の光電検出機53、63、73も
相互に平行している平面E3、E3’に配設されるよう
に選択される。
【0014】
【発明の効果】この発明の以上の構成により、小面積
で、従って極めて速い光電検出機を投入することができ
る。というのは光線束に対する光電検出機の付設と光学
要素の選択とは個々に行われ、従って最善のものにする
ことができるからである。
で、従って極めて速い光電検出機を投入することができ
る。というのは光線束に対する光電検出機の付設と光学
要素の選択とは個々に行われ、従って最善のものにする
ことができるからである。
【0015】更に光電検出機によって全光線束が捕捉さ
れ、これにより光電検出機から派生した信号の大きな強
さが保証される。この発明によって保証されることは、
光線束の周辺光線も完全に光電検出機に当たり、且つゲ
ージ格子の走査領域も完全且つ均等に光電検出機に結像
されるということである。
れ、これにより光電検出機から派生した信号の大きな強
さが保証される。この発明によって保証されることは、
光線束の周辺光線も完全に光電検出機に当たり、且つゲ
ージ格子の走査領域も完全且つ均等に光電検出機に結像
されるということである。
【図1】この発明の測長機の構造と光路を極めて図式化
した図である。
した図である。
【図2】他の結像光学器を有する測長機の実施例の図で
ある。
ある。
【図3】更に異なる結像光学器を有する別の変形例であ
る。
る。
0 部分光線束 1 光源 2 レンズ 3 走査板 3’走査板 4 ゲージ格子 5 光電検出機 6 光電検出機 7 光電検出機 8 部分光線束 9 部分光線束 10 部分光線束 11 レンズ 12 レンズ 13 レンズ 02 三格子測定装置 03 光学装置 52 光電検出機 53 光電検出機 62 光電検出機 63 光電検出機 72 光電検出機 73 光電検出機 82 光線束 92 光線束 102 光線束 112 回折光学要素 113 光学要素 122 回折光学要素 123 光学要素 132 回折光学要素 133 光学要素 E2 平面 E3 平面 E3’ 平面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイーター・ミヒエル ドイツ連邦共和国、トラウンシユタイン、 ラングアウエンシユトラーセ、12 (72)発明者 ヴアルター・フーバー ドイツ連邦共和国、トラウンシユタイン、 エッテンドルファー・ヴエーク、6
Claims (9)
- 【請求項1】 格子で異なる方向に回折して傾斜した少
なくとも2個の光線束の強度変化を光電検出機によって
捕捉する照明装置を有する光学装置、特に干渉作用する
位置測定装置において、既に空間的に分離された干渉す
る光線束(8,9,10;82,92,102;83,
93,103)の光路中にそれぞれ設けた付設の光電検
出機(5,6,7;52,62,72;53,63,7
3)に光線束(8,9,10;82,92,102;8
3,93,103)を限定結像するために少なくとも1
個の光学結像要素(11,12,13;112,12
2,132;113,123,133)を設けたことを
特徴とする光学装置。 - 【請求項2】 光学要素(5,6,7)がレンズ、プリ
ズム、凹面鏡或いは類似物のような屈折型及び/或いは
反射型であることを特徴とする請求項1の光学装置。 - 【請求項3】 光線束(8,9,10;82,92,1
02)が光学要素(11,12,13;112,12
2,132)の光軸に平行に入射することを特徴とする
請求項2の光学装置。 - 【請求項4】 光学要素が回折型光学要素及び/或いは
解析型光学要素と屈折型光学要素との組み合わせである
ことを特徴とする請求項1の光学装置。 - 【請求項5】 光線束(83,93,103)が異なる
角度で光学要素(113,123,133)に入射する
ことを特徴とする請求項4の光学装置。 - 【請求項6】 光学要素(113,123,133)と
付設の検出機53,63,73)とを2つの平行する平
面(E3、E3’)に配設してあることを特徴とする請
求項4の光学装置。 - 【請求項7】 光学装置が3格子測定系(0)であるこ
とを特徴とする請求項1の光学装置。 - 【請求項8】 格子(3,3’,4)が視準線化光で照
明されることを特徴とする請求項7の光学装置。 - 【請求項9】 格子が非視準線化光で照明され、検出機
上の光源の回折像が形成されることを特徴とする請求項
7の光学装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE92112302:2 | 1992-07-18 | ||
EP92112302A EP0579846B1 (de) | 1992-07-18 | 1992-07-18 | Optische Vorrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06174422A true JPH06174422A (ja) | 1994-06-24 |
JP2550279B2 JP2550279B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=8209820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5175510A Expired - Fee Related JP2550279B2 (ja) | 1992-07-18 | 1993-07-15 | 光学装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5760959A (ja) |
EP (1) | EP0579846B1 (ja) |
JP (1) | JP2550279B2 (ja) |
DE (2) | DE59203396D1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2177309T3 (es) | 1998-03-10 | 2002-12-01 | Qinetiq Ltd | Sistema tridimensional de formacion de imagenes. |
DE10333772A1 (de) * | 2002-08-07 | 2004-02-26 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Interferenzielle Positionsmesseinrichtung |
CN100424467C (zh) * | 2006-12-08 | 2008-10-08 | 华中科技大学 | 一种大量程直线型相位光栅轮廓测量位移传感器 |
DE102008008873A1 (de) * | 2007-05-16 | 2008-11-20 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmesseinrichtung |
EP2196776A1 (de) * | 2008-12-15 | 2010-06-16 | Leica Geosystems AG | Optoelektronische Lagemesseinrichtung und ebensolches Lagemessverfahren |
DE102010043469A1 (de) * | 2010-11-05 | 2012-05-10 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Optische Positionsmesseinrichtung |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1282988B (de) * | 1965-05-28 | 1968-11-14 | Zeiss Carl Fa | Einrichtung zum Messen von Lageaenderungen zweier zueinander beweglicher Teile unterVerwendung einer inkohaerenten Strahlung |
DE2003492A1 (de) * | 1970-01-27 | 1971-08-12 | Leitz Ernst Gmbh | Messverfahren fuer Schrittgeber zum Messen von Laengen oder Winkeln sowie Anordnungen zur Durchfuehrung dieses Messverfahrens |
DE2610708C3 (de) * | 1976-03-13 | 1978-09-14 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Optische Anordnung |
DE2758853C2 (de) * | 1977-12-30 | 1979-08-16 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Vorrichtung zum Messen der Abmessung, z.B. Breite eines Körpers |
DE3148910C1 (de) * | 1981-12-10 | 1983-03-10 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Lichtelektrische inkrementale Laengen- oder Winkelmesseinrichtung |
GB8320629D0 (en) * | 1983-07-30 | 1983-09-01 | Pa Consulting Services | Displacement measuring apparatus |
DE3416864C2 (de) * | 1984-05-08 | 1986-04-10 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Photoelektrische Meßeinrichtung |
DE3417176C2 (de) * | 1984-05-09 | 1986-07-31 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Photoelektrische Meßeinrichtung |
GB8413955D0 (en) * | 1984-05-31 | 1984-07-04 | Pa Consulting Services | Displacement measuring apparatus |
DE3541199C1 (de) * | 1985-11-21 | 1987-06-25 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Lichtelektrische Positionsmesseinrichtung |
DE3636744C1 (de) * | 1986-10-29 | 1988-03-24 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Lichtelektrische Laengen- oder Winkelmesseinrichtung |
US5161059A (en) * | 1987-09-21 | 1992-11-03 | Massachusetts Institute Of Technology | High-efficiency, multilevel, diffractive optical elements |
US5064290A (en) * | 1987-12-12 | 1991-11-12 | Renishaw Plc | Opto-electronic scale-reading apparatus wherein phase-separated secondary orders of diffraction are generated |
EP0425726B1 (de) * | 1989-11-02 | 1993-05-12 | Dr. Johannes Heidenhain GmbH | Positionsmesseinrichtung |
US5264914A (en) * | 1990-03-02 | 1993-11-23 | Hitachi Ltd | Interference sensor and method utilizing extracted alliasing frequency components |
US5182610A (en) * | 1990-04-19 | 1993-01-26 | Sortec Corporation | Position detecting method and device therefor as well as aligning device |
AT395914B (de) * | 1991-04-18 | 1993-04-26 | Rsf Elektronik Gmbh | Photoelektrische positionsmesseinrichtung |
-
1992
- 1992-07-18 DE DE59203396T patent/DE59203396D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-18 EP EP92112302A patent/EP0579846B1/de not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-07-10 DE DE4323171A patent/DE4323171A1/de not_active Withdrawn
- 1993-07-15 JP JP5175510A patent/JP2550279B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-06-12 US US08/662,352 patent/US5760959A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4323171A1 (de) | 1994-01-20 |
JP2550279B2 (ja) | 1996-11-06 |
DE59203396D1 (de) | 1995-09-28 |
EP0579846B1 (de) | 1995-08-23 |
EP0579846A1 (de) | 1994-01-26 |
US5760959A (en) | 1998-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2862417B2 (ja) | 変位測定装置及び方法 | |
JP3350918B2 (ja) | 2次元配列型共焦点光学装置 | |
KR920018502A (ko) | 영상장치 | |
JPH06258437A (ja) | 光学装置及び速度情報検出装置 | |
JPH02231525A (ja) | エンコーダー | |
GB2158317A (en) | Automatic focusing | |
JP2550279B2 (ja) | 光学装置 | |
JPH095026A (ja) | 光電位置測定装置 | |
JPH02185722A (ja) | 光ヘッド装置及びその組立方法 | |
JPH0338570B2 (ja) | ||
JPH046884B2 (ja) | ||
JP3109877B2 (ja) | 光学式情報再生装置 | |
JP4492309B2 (ja) | 傾き測定方法及び装置 | |
JP2670457B2 (ja) | 零点位置検出装置 | |
JPH0599638A (ja) | 測角装置 | |
JP2577182B2 (ja) | 位置測定装置 | |
JP2541947B2 (ja) | 絶対位置検出装置 | |
JPS6041287B2 (ja) | 微小角測定方法 | |
JP3938509B2 (ja) | 回折格子の調整方法およびその装置 | |
JPH10103917A (ja) | 位置計測装置 | |
JP4127422B2 (ja) | レンズその他の光学素子を含む光学系の光学特性検出方法及び光学特性検出装置 | |
JPH09305094A (ja) | テレセントリック光学装置 | |
JP3392898B2 (ja) | 格子干渉型変位測定装置 | |
JPH09304692A (ja) | 焦点検出装置 | |
JP3344328B2 (ja) | 光分析装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960611 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |