JPH0648339Y2 - 光学式変位検出装置 - Google Patents
光学式変位検出装置Info
- Publication number
- JPH0648339Y2 JPH0648339Y2 JP1989052445U JP5244589U JPH0648339Y2 JP H0648339 Y2 JPH0648339 Y2 JP H0648339Y2 JP 1989052445 U JP1989052445 U JP 1989052445U JP 5244589 U JP5244589 U JP 5244589U JP H0648339 Y2 JPH0648339 Y2 JP H0648339Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grating
- optical displacement
- gratings
- displacement detector
- light
- 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 - Lifetime
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は３格子システムの光学式変位検出装置に係り、
特に、３つの格子のうちの２つを共通の透光性基板の両
面に形成したコンパクトな構造の光学式変位検出装置に
関するものである。
特に、３つの格子のうちの２つを共通の透光性基板の両
面に形成したコンパクトな構造の光学式変位検出装置に
関するものである。
工作機械等においては、固定部材と移動部材との間の相
対変位量を測定する手段として、光学式変位検出器が用
いられることがある。第２図は、従来最も良く知られて
いる光学式変位検出器を示している。この装置におい
て、照明系１から出た光はインデックススケール２上の
刻線を通り、メインスケール３の刻線を経て光電変換素
子４に入るようになっている。そして光電変換素子４に
入射する光はメインスケール３の移動に伴って明暗を生
じ、該光電変換素子４はこの変化を検出して出力する。
この装置における明暗のコントラストは、インデックス
スケール２とメインスケール３の刻線の間隔が広くなる
と低下し、また照明系１によっても異なってくる。
対変位量を測定する手段として、光学式変位検出器が用
いられることがある。第２図は、従来最も良く知られて
いる光学式変位検出器を示している。この装置におい
て、照明系１から出た光はインデックススケール２上の
刻線を通り、メインスケール３の刻線を経て光電変換素
子４に入るようになっている。そして光電変換素子４に
入射する光はメインスケール３の移動に伴って明暗を生
じ、該光電変換素子４はこの変化を検出して出力する。
この装置における明暗のコントラストは、インデックス
スケール２とメインスケール３の刻線の間隔が広くなる
と低下し、また照明系１によっても異なってくる。
かかる問題点を改良する方法として、３枚の格子を使用
する方法がある。第３図は、３枚の格子5,6,7の重なり
合いの変化を利用する３格子システム（three grating
system）を示す図である。第１格子５と第２格子６の間
隔をL1、第１格子５と第３格子７の間隔をL2とすると、
この３格子システムを用いれば、第２図の例に比べて格
子間隔L1，L2を大きく設定できるため、機構的に余裕が
生じる。そして、第1,第2,第３格子5,6,7の各ピッチを
それぞれP1，P2，P3とし、L2／L1＝ｍとすると、P2＝P1
×m/（ｍ＋１）であれば、第１格子５の移動に伴なって
第３格子７の位置にピッチがP1×ｍの明暗が生じる。こ
れを第３格子７の後方に設けた光電変換素子８によって
検出し、周期的に変化する電気信号としてとり出すこと
で測定対象の変位が検出できる。
する方法がある。第３図は、３枚の格子5,6,7の重なり
合いの変化を利用する３格子システム（three grating
system）を示す図である。第１格子５と第２格子６の間
隔をL1、第１格子５と第３格子７の間隔をL2とすると、
この３格子システムを用いれば、第２図の例に比べて格
子間隔L1，L2を大きく設定できるため、機構的に余裕が
生じる。そして、第1,第2,第３格子5,6,7の各ピッチを
それぞれP1，P2，P3とし、L2／L1＝ｍとすると、P2＝P1
×m/（ｍ＋１）であれば、第１格子５の移動に伴なって
第３格子７の位置にピッチがP1×ｍの明暗が生じる。こ
れを第３格子７の後方に設けた光電変換素子８によって
検出し、周期的に変化する電気信号としてとり出すこと
で測定対象の変位が検出できる。
次に、第４図は、特開昭63−249015号に記載されている
光学式変位検出器である。この検出器は前記３格子シス
テムに改良を加えたものであり、格子ピッチ等のパラメ
ータを適宜に設定することによって第１格子９の透過光
が含む高調波を選択的に使用し、これによって分解能の
向上を図ったものである。第４図に示すように、第１格
子９と第２格子10の間隔をｕ、第１格子９と第３格子11
の間隔をｖとし、第１格子９のピッチP1を基本ピッチｒ
のｍ倍とする。そして第１格子９におけるｍ次高調波の
幾何学的に拡大された影像のピッチの整数倍を第３格子
11のピッチ とし、さらにこれにあわせて第２格子10のピッチP2を図
示のように と定める。これによって第１格子９のｍ次高調波が選択
され、第１格子９の移動に応じて、受光素子12のプリア
ンプ13において基本ピッチｒに等しい検出信号が得られ
るようになっている。
光学式変位検出器である。この検出器は前記３格子シス
テムに改良を加えたものであり、格子ピッチ等のパラメ
ータを適宜に設定することによって第１格子９の透過光
が含む高調波を選択的に使用し、これによって分解能の
向上を図ったものである。第４図に示すように、第１格
子９と第２格子10の間隔をｕ、第１格子９と第３格子11
の間隔をｖとし、第１格子９のピッチP1を基本ピッチｒ
のｍ倍とする。そして第１格子９におけるｍ次高調波の
幾何学的に拡大された影像のピッチの整数倍を第３格子
11のピッチ とし、さらにこれにあわせて第２格子10のピッチP2を図
示のように と定める。これによって第１格子９のｍ次高調波が選択
され、第１格子９の移動に応じて、受光素子12のプリア
ンプ13において基本ピッチｒに等しい検出信号が得られ
るようになっている。
前述した３格子システムによれば、照明系１は拡散光で
よく、また格子間隔が大きく設定できる等の利点を有す
るが、その反面、２格子の場合に比べて部品点数が増え
るため、広いスペースが必要となり、製造コストが上昇
するという問題点があった。
よく、また格子間隔が大きく設定できる等の利点を有す
るが、その反面、２格子の場合に比べて部品点数が増え
るため、広いスペースが必要となり、製造コストが上昇
するという問題点があった。
本考案の光学式検出装置は、光源と受光部の間に３つの
格子を備えた光学式変位検出装置において、１枚の透光
性基板の両面に２つの格子を形成したことを特徴として
いる。
格子を備えた光学式変位検出装置において、１枚の透光
性基板の両面に２つの格子を形成したことを特徴として
いる。
共通の透光性基板に形成された２つの格子と、３つめの
格子とによって３格子システムが構成される。光源から
の光は、これら周期的な３つの格子によって制限され、
受光部からは格子の相対変位に応じた周期的な検出信号
が出力される。
格子とによって３格子システムが構成される。光源から
の光は、これら周期的な３つの格子によって制限され、
受光部からは格子の相対変位に応じた周期的な検出信号
が出力される。
本考案の一実施例を第１図によって説明する。
第１図に示すように、光源である照明系20の前方には、
透光性基板としてのインデックススケール21が設けられ
ている。インデックススケール21の両面には、それぞれ
第１格子22と第２格子23が形成されている。インデック
ススケール21の前方には、透光性基板であるメインスケ
ール24が移動自在に設けられており、前記第１格子22と
対面する側に第３格子25が形成されている。そして、メ
インスケール24のさらに前方には受光素子を有する受光
部26が設けられている。なお、インデックススケール21
とメインスケール24の間隔や、各格子22,23,25間の距離
等は、〔従来の技術〕の項で説明した３格子システムと
同様の考え方で設定すればよい。
透光性基板としてのインデックススケール21が設けられ
ている。インデックススケール21の両面には、それぞれ
第１格子22と第２格子23が形成されている。インデック
ススケール21の前方には、透光性基板であるメインスケ
ール24が移動自在に設けられており、前記第１格子22と
対面する側に第３格子25が形成されている。そして、メ
インスケール24のさらに前方には受光素子を有する受光
部26が設けられている。なお、インデックススケール21
とメインスケール24の間隔や、各格子22,23,25間の距離
等は、〔従来の技術〕の項で説明した３格子システムと
同様の考え方で設定すればよい。
以上の構成において、メインスケール24を移動させれ
ば、照明系20から照射された光はインデックススケール
21の第1,第２格子22,23とメインスケール24の第３格子2
5を経て受光部26に達し、受光部26からは各格子の相対
変位に応じた周期的な検出信号が出力される。
ば、照明系20から照射された光はインデックススケール
21の第1,第２格子22,23とメインスケール24の第３格子2
5を経て受光部26に達し、受光部26からは各格子の相対
変位に応じた周期的な検出信号が出力される。
本実施例の装置によれば、２格子システムと同一の寸法
で３格子システムを実現できる。即ち、現状で使用され
ている２格子システムの装置に対して寸法的な互換性が
ある。また３格子システムであるから格子間の距離を比
較的大きくとることができるので、部品の組立精度が低
くても所望の検出精度を達成でき、信頼性の高い装置を
提供することができる。
で３格子システムを実現できる。即ち、現状で使用され
ている２格子システムの装置に対して寸法的な互換性が
ある。また３格子システムであるから格子間の距離を比
較的大きくとることができるので、部品の組立精度が低
くても所望の検出精度を達成でき、信頼性の高い装置を
提供することができる。
本考案によれば、３格子システムの光学式変位検出装置
において、３格子のうちの２格子を単一の透光性基板の
両面に形成するようにしてある。従って、２格子システ
ムと同一の寸法及び同一の部品点数で３格子システムを
実現でき、２格子システムの装置に対して互換性のある
３格子システムの装置を低廉な製造コストで実現するこ
とができる。
において、３格子のうちの２格子を単一の透光性基板の
両面に形成するようにしてある。従って、２格子システ
ムと同一の寸法及び同一の部品点数で３格子システムを
実現でき、２格子システムの装置に対して互換性のある
３格子システムの装置を低廉な製造コストで実現するこ
とができる。
第１図は本考案の一実施例を示す平面図、第２図は２格
子システムの従来の光学式変位検出装置を示す平面図、
第３図は従来の３格子システムの光学式変位検出装置を
示す模式的平面図、第４図は従来の３格子システムの光
学式変位検出装置を示す平面図である。 20…光源としての照明系， 21…透光性基板としてのインデックススケール， 22…第１格子,23…第２格子， 25…第３格子,26…受光部。
子システムの従来の光学式変位検出装置を示す平面図、
第３図は従来の３格子システムの光学式変位検出装置を
示す模式的平面図、第４図は従来の３格子システムの光
学式変位検出装置を示す平面図である。 20…光源としての照明系， 21…透光性基板としてのインデックススケール， 22…第１格子,23…第２格子， 25…第３格子,26…受光部。
Claims (1)
- 【請求項１】光源と受光部の間に３つの格子を備えた光
学式変位検出装置において、１枚の透光性基板の両面に
２つの格子を形成したことを特徴とする光学式変位検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989052445U JPH0648339Y2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 光学式変位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989052445U JPH0648339Y2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 光学式変位検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02144719U JPH02144719U (ja) | 1990-12-07 |
| JPH0648339Y2 true JPH0648339Y2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=31572754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989052445U Expired - Lifetime JPH0648339Y2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 光学式変位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648339Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3210111B2 (ja) * | 1992-12-24 | 2001-09-17 | キヤノン株式会社 | 変位検出装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5531882A (en) * | 1978-08-25 | 1980-03-06 | Commissariat Energie Atomique | Hydrophobic substrate and its manufacture |
-
1989
- 1989-05-08 JP JP1989052445U patent/JPH0648339Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5531882A (en) * | 1978-08-25 | 1980-03-06 | Commissariat Energie Atomique | Hydrophobic substrate and its manufacture |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02144719U (ja) | 1990-12-07 |
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