JPH0687007B2 - 測角装置 - Google Patents

測角装置

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JPH0687007B2
JPH0687007B2 JP3095534A JP9553491A JPH0687007B2 JP H0687007 B2 JPH0687007 B2 JP H0687007B2 JP 3095534 A JP3095534 A JP 3095534A JP 9553491 A JP9553491 A JP 9553491A JP H0687007 B2 JPH0687007 B2 JP H0687007B2
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JP
Japan
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grating
measuring device
gratings
angle measuring
ring
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JPH0599638A (ja
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アンドレアス・フランツ
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Dr Johannes Heidenhain GmbH
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Dr Johannes Heidenhain GmbH
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    • 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、リング目盛を担持す
る目盛ホルダーと、前記リング目盛を円周上で走査する
集積光学構造体を備えた走査装置と、回折されたビーム
束を前記集積光学構造体に入射させる、および／または
前記集積光学構造体から出射させる結合部材とを設け
た、干渉式光電測角装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の測角装置は、特に工作機械の場
合、加工すべき品物に対する工具の相対位置を測定する
ために使用されている。
【０００３】構造が簡単で、低価格で作製される、寸法
の小さい測角装置は、ドイツ特許第36 33 574 号明細書
に開示されている。そこに開示されている測角装置は目
盛ホルダーの揺れ誤差に対して鈍感で、偏芯誤差が防止
されている。
【０００４】これに対して、この発明の親発明であるド
イツ特許第 38 36 703号明細書の対象は、通常の測角装
置の測定精度と動作安定性を高め、形状が小さく、簡単
な構造を有する高分解能測角装置である。
【０００５】そこに提唱しているような、集積光学回転
検出器は、測定本体で回折したビーム束を適当な光導波
路構造体に正確に入射させる結合格子が必要である。こ
のような結合格子の格子線の形状は、複雑な数学表現に
よって記載される。この結合格子は極度に微細（格子定
数＜ 0.5μm ）であるため、この格子を極端な困難の下
でしか必要な精度にして製造することができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、回
折されたビーム束の入射および／または出射用結合部材
を集積光学構造体に簡単に組み込める冒頭に述べた種類
に属する測角装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、冒頭に述べた干渉式光電測角装置の場合、構造
を簡単にするため、前記結合部材９，１０または１３，
１４にそれぞれ一個の簡単な他の格子７，８または１
５，１６が前置および後置接続されていることによって
解決されている。
【０００８】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲に記載された対応する従属請求項に開示されて
いる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明を好適実施例を例示する図面
に基づきより詳しく説明する。
【００１０】図１に模式的に示す測角装置１の場合、第
一走査領域でレーザー光源の光が部分円板４のリング目
盛３に入射する。位相格子として形成されたリング目盛
３では、光が回折し、回折次数＋１と−１の二つの部分
ビーム束が発生する。これ以外の回折次数は考慮しな
い。
【００１１】詳しく示していない走査装置には、一体集
積した光学構造体６を担持する基板５がある。
【００１２】リング目盛３の位相格子で回折することに
よって生じた正の一次回折次数と負の一次回折次数の部
分ビーム束＋１と−１は補正格子７と８に入射する。こ
れ等の格子によって、部分ビーム束が垂直にしかも真正
面にした波面で基板５に入射するように偏向される。補
正格子７と８は基板の下側に配設されていて、非常に簡
単な格子構造、場合によっては、放射状のリング目盛３
の構造を保有する。これ等の補正格子７と８は、リング
目盛３と同じ格子定数（５μm ）を有し、比較的簡単に
作製することができる。補正格子７と８で偏向した部分
ビーム束＋１と−１は、簡単な直線格子または円形格子
として形成されている入射格子９と１０の集積光学構造
体６に入射する。これ等の入射格子９と１０によって、
前記部分ビーム束＋１と−１は層状光導波路１１と１２
に導入され、円周上に対向配設された出射格子１３と１
４に導かれる。
【００１３】出射格子１３と１４は部分ビーム束＋１と
−１を他の補正格子１５と１６を介して再びリング目盛
３に偏向させる。ここで部分ビーム束＋１と−１が干渉
し、図示していない検出器によって検出される。基板５
と部分円板４の間の相対運動によってリング目盛３で二
回回折したビーム束の位相位置が変わるので、検出器か
ら周期がリング目盛３の目盛周期の４倍に相当する信号
が発生する。
【００１４】円周上の走査領域で二回走査することによ
って、もし存在していれば、偏芯度が消去される。
【００１５】この実施例に示す構造と幾何学配置は、も
ちろん非常に模式化されている。その理由は、光集積部
品の実際の関係を充分現実的に描くことが不可能である
からである。
【００１６】説明した実施例とは異なり、記載した格子
を位相格子として形成する必要はない。位相格子は単に
有利な実施形状に過ぎない。
【００１７】
【発明の効果】この発明の利点は、複雑な結合部材をそ
れぞれ二つのの簡単な格子に分割して、測角装置の走査
装置を問題なく構成することができる点にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による測角装置の極度に模式化した斜
視図である。
【符号の説明】
１ 測角装置 ２ レーザー光源 ３ リング目盛 ４ 部分円板 ５ 基板 ６ 集積光学構造体 ７，８ 補正格子 ９，１０ 入射格子 １１，１２ 層状光導波路 １３，１４ 出射格子 １５，１６ 補正格子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−2624（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リング目盛を担持する目盛ホルダーと、
    前記リング目盛を円周上で走査する集積光学構造体を備
    えた走査装置と、回折されたビーム束を前記集積光学構
    造体に入射させる、および／または前記集積光学構造体
    から出射させる結合部材とを設けた、干渉式光電測角装
    置において、構造を簡単にするため、前記結合部材
    （９，１０または１３，１４）にそれぞれ一個の簡単な
    他の格子（７，８または１５，１６）が前置および後置
    接続されていることを特徴とする干渉式光電測角装置。
  2. 【請求項２】 他の格子（７）は入射させるべきビーム
    束（＋１）を直線格子（９）として形成された入射格子
    に垂直に、しかも真正面の波面で入射するように構成さ
    れていることを特徴とする請求項１に記載の干渉式光電
    測角装置。
  3. 【請求項３】 他の格子（７）はリング目盛（３）の放
    射状目盛と同じ格子として形成されていることを特徴と
    する請求項１に記載の干渉式光電測角装置。
JP3095534A 1990-04-27 1991-04-25 測角装置 Expired - Fee Related JPH0687007B2 (ja)

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DE4013566A DE4013566A1 (de) 1990-04-27 1990-04-27 Winkelmesseinrichtung
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JPH0599638A JPH0599638A (ja) 1993-04-23
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