JPH09126720A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JPH09126720A JPH09126720A JP7283165A JP28316595A JPH09126720A JP H09126720 A JPH09126720 A JP H09126720A JP 7283165 A JP7283165 A JP 7283165A JP 28316595 A JP28316595 A JP 28316595A JP H09126720 A JPH09126720 A JP H09126720A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 干渉計を用いて光学的に検出対象の位置を検
出する位置検出装置において、外乱光、温度変化、気圧
変化の影響を受けにくく高精度で位置を検出できる位置
検出装置を実現する。 【解決手段】 本体部４において、位相板４１には干渉
縞の配列方向に沿ってＰ／４ずつ位相をずらして第１乃
至第４の透光スリットが形成されていて、干渉縞が生成
される位置に配置されている。４分割フォトダイオード
４２は位相板４１を通過した光を検出し、検出光量に応
じた電気信号を出力するする。演算手段４３はＰ／２ピ
ッチ位相が異なる受光手段の出力信号どうしを減算し、
減算信号から検出対象の位置を算出する。また、２つの
減算信号の位相関係から検出対象の移動方向を判別す
る。温度センサ４４１〜４４３及び圧力センサ４５を用
いて位置算出の補正演算を行う。スケーリング演算手段
４７はスケーリング演算を行い、位置検出装置が検出し
た移動量と位置制御装置が制御する移動量を整合する。
出する位置検出装置において、外乱光、温度変化、気圧
変化の影響を受けにくく高精度で位置を検出できる位置
検出装置を実現する。 【解決手段】 本体部４において、位相板４１には干渉
縞の配列方向に沿ってＰ／４ずつ位相をずらして第１乃
至第４の透光スリットが形成されていて、干渉縞が生成
される位置に配置されている。４分割フォトダイオード
４２は位相板４１を通過した光を検出し、検出光量に応
じた電気信号を出力するする。演算手段４３はＰ／２ピ
ッチ位相が異なる受光手段の出力信号どうしを減算し、
減算信号から検出対象の位置を算出する。また、２つの
減算信号の位相関係から検出対象の移動方向を判別す
る。温度センサ４４１〜４４３及び圧力センサ４５を用
いて位置算出の補正演算を行う。スケーリング演算手段
４７はスケーリング演算を行い、位置検出装置が検出し
た移動量と位置制御装置が制御する移動量を整合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、干渉計を用いて光
学的に検出対象の位置を検出する位置検出装置に関する
ものである。
学的に検出対象の位置を検出する位置検出装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】干渉計を用いた位置検出装置は、光源の
光の半波長を分解能にして高精度に、しかも非接触に位
置検出ができるというメリットがある。従来、干渉計を
用いた位置検出装置としては、例えば図１１に示す構成
の装置があった。図１１において、１は位置固定された
本体部である。２は検出対象で、ａ−ａ′方向に移動可
能で、この方向の位置が検出される。検出対象２は、例
えば、生産ラインにおいてプリント基板を目標位置に位
置決めするテーブル等である。３は検出対象２に搭載さ
れたコーナーキューブである。コーナーキューブ３は検
出対象とともに移動する。本体部１とコーナーキューブ
３により位置検出装置をなしている。
光の半波長を分解能にして高精度に、しかも非接触に位
置検出ができるというメリットがある。従来、干渉計を
用いた位置検出装置としては、例えば図１１に示す構成
の装置があった。図１１において、１は位置固定された
本体部である。２は検出対象で、ａ−ａ′方向に移動可
能で、この方向の位置が検出される。検出対象２は、例
えば、生産ラインにおいてプリント基板を目標位置に位
置決めするテーブル等である。３は検出対象２に搭載さ
れたコーナーキューブである。コーナーキューブ３は検
出対象とともに移動する。本体部１とコーナーキューブ
３により位置検出装置をなしている。
【０００３】本体部１において、１１はレーザ光を出射
するレーザ光源である。１２はペルチェ素子によりレー
ザ光源１１自体の温度制御を行う温度制御手段である。
レーザ光源１１の出射光の波長はレーザ光源自体の温度
に非常に敏感なため、ペルチェ素子により温度制御を行
っている。１３はレーザ光源１１の出射光を平行光にす
るレンズ、１４はレンズ１３を通過した光を透過光と反
射光の２方向に分岐するハーフミラーである。１５は位
置固定された固定ミラーである。固定ミラー１５は、ハ
ーフミラー１４の反射光を受け、受けた光を反射してハ
ーフミラー１４へ戻す。ハーフミラー１４の透過光はコ
ーナーキューブ３に入射され、コーナーキューブ３で反
射された後ハーフミラー１４へ戻される。レーザ光源１
１の出射光の波面とコーナーキューブ３からの反射光の
波面を微小角θだけずらすことにより、コーナーキュー
ブ３で反射された後ハーフミラー１４で反射された光
と、固定ミラー１５で反射された後ハーフミラー１４を
透過した光どうしが干渉し、干渉縞を生成する。干渉縞
は図１２に示すパターンになっている。角度θは固定ミ
ラー１５の設置角度によって調整できる。１６は位相板
で、透光穴が形成されていて、干渉縞が生成される位置
に配置されている。
するレーザ光源である。１２はペルチェ素子によりレー
ザ光源１１自体の温度制御を行う温度制御手段である。
レーザ光源１１の出射光の波長はレーザ光源自体の温度
に非常に敏感なため、ペルチェ素子により温度制御を行
っている。１３はレーザ光源１１の出射光を平行光にす
るレンズ、１４はレンズ１３を通過した光を透過光と反
射光の２方向に分岐するハーフミラーである。１５は位
置固定された固定ミラーである。固定ミラー１５は、ハ
ーフミラー１４の反射光を受け、受けた光を反射してハ
ーフミラー１４へ戻す。ハーフミラー１４の透過光はコ
ーナーキューブ３に入射され、コーナーキューブ３で反
射された後ハーフミラー１４へ戻される。レーザ光源１
１の出射光の波面とコーナーキューブ３からの反射光の
波面を微小角θだけずらすことにより、コーナーキュー
ブ３で反射された後ハーフミラー１４で反射された光
と、固定ミラー１５で反射された後ハーフミラー１４を
透過した光どうしが干渉し、干渉縞を生成する。干渉縞
は図１２に示すパターンになっている。角度θは固定ミ
ラー１５の設置角度によって調整できる。１６は位相板
で、透光穴が形成されていて、干渉縞が生成される位置
に配置されている。
【０００４】図１３は位相板１６に形成された透光穴の
配列状態を示した図である。図１３において、１６１及
び１６２は透光穴で、これらは干渉縞の配列方向に沿っ
てＰ／４ピッチ（Ｐは干渉縞のピッチ）だけ位相をずら
して配置されている。
配列状態を示した図である。図１３において、１６１及
び１６２は透光穴で、これらは干渉縞の配列方向に沿っ
てＰ／４ピッチ（Ｐは干渉縞のピッチ）だけ位相をずら
して配置されている。
【０００５】図１１へ戻り、１７は２つのダイオードか
らなる２分割フォトダイオードである。２つのダイオー
ドは、それぞれ透光穴１６１及び１６２を通過した光を
検出する位置に配置されていて、検出光量に応じた電気
信号を出力する。１８は演算手段で、２分割フォトダイ
オード１７の検出信号から検出対象２の位置を算出す
る。
らなる２分割フォトダイオードである。２つのダイオー
ドは、それぞれ透光穴１６１及び１６２を通過した光を
検出する位置に配置されていて、検出光量に応じた電気
信号を出力する。１８は演算手段で、２分割フォトダイ
オード１７の検出信号から検出対象２の位置を算出す
る。
【０００６】図１１の位置検出装置の動作を説明する。
レーザ光源１１の出射光はレンズ１３を通過した後、ハ
ーフミラー１４により透過光と反射光の２方向に分岐さ
れる。透過光はコーナーキューブ３で反射されてハーフ
ミラー１４へ戻る。反射光は固定ミラー１５で反射され
てハーフミラー１４へ戻る。ハーフミラー１４へ戻った
光は、ハーフミラー１４で反射及び透過される。反射光
と透過光どうしが干渉し、干渉縞を生成する。干渉する
光どうしの波面はθだけ傾いている。干渉縞のピッチＰ
は次式で与えられる。 Ｐ＝λ／ｓｉｎθ λ：レーザ光源１１の出射光の波長
レーザ光源１１の出射光はレンズ１３を通過した後、ハ
ーフミラー１４により透過光と反射光の２方向に分岐さ
れる。透過光はコーナーキューブ３で反射されてハーフ
ミラー１４へ戻る。反射光は固定ミラー１５で反射され
てハーフミラー１４へ戻る。ハーフミラー１４へ戻った
光は、ハーフミラー１４で反射及び透過される。反射光
と透過光どうしが干渉し、干渉縞を生成する。干渉する
光どうしの波面はθだけ傾いている。干渉縞のピッチＰ
は次式で与えられる。 Ｐ＝λ／ｓｉｎθ λ：レーザ光源１１の出射光の波長
【０００７】検出対象２がａ−ａ′方向に移動すると干
渉縞が移動する。干渉縞の明るい部分（光が干渉して強
め合う部分）の位相が透光穴の位相と一致したときに、
フォトダイオードの検出光量が増加し、暗い部分（光が
干渉して弱め合う部分）の位相が透光穴の位相と一致し
たときに、フォトダイオードの検出光量が減少する。透
光穴１６１と１６２は干渉縞の配列方向に沿ってＰ／４
だけ位相がずれているため、２分割フォトダイオード１
７の２つのフォトダイオードはＰ／４だけ位相がずれた
位置で干渉縞を検出する。ここで、フォトダイオードに
外部照明等の外乱光が入らない場合は、２分割フォトダ
イオード１７の２つのフォトダイオードの出力ＶAとＶB
は次のとおりになる。 ＶA＝Ｋ［１＋ｍｓｉｎ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］ ＶB＝Ｋ［１＋ｍｃｏｓ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］ ｘ：検出対象の距離，Ｋ，ｍ：本体部とコーナーキュー
ブの間の距離及び干渉強度に関係して変わる変数（０＜
ｍ＜１） 演算手段１８は正弦波信号になった出力ＶAとＶBをコン
パレータによりパルス信号に変換する。このパルス信号
のパルス数をカウントすることにより検出対象の位置を
算出する。検出対象２がλ／２だけ変位すると、ハーフ
ミラー１４を透過し、コーナーキューブ３で反射され、
ハーフミラー１４へ戻る光の光路長はλだけ変化する。
これにより、干渉縞は１波長分だけ移動し、パルスが１
個発生する。このことから、パルス数をカウントするこ
とによりλ／２を分解能として位置を検出できる。ま
た、出力ＶAとＶBの位相関係から検出対象の移動方向を
判別できる。
渉縞が移動する。干渉縞の明るい部分（光が干渉して強
め合う部分）の位相が透光穴の位相と一致したときに、
フォトダイオードの検出光量が増加し、暗い部分（光が
干渉して弱め合う部分）の位相が透光穴の位相と一致し
たときに、フォトダイオードの検出光量が減少する。透
光穴１６１と１６２は干渉縞の配列方向に沿ってＰ／４
だけ位相がずれているため、２分割フォトダイオード１
７の２つのフォトダイオードはＰ／４だけ位相がずれた
位置で干渉縞を検出する。ここで、フォトダイオードに
外部照明等の外乱光が入らない場合は、２分割フォトダ
イオード１７の２つのフォトダイオードの出力ＶAとＶB
は次のとおりになる。 ＶA＝Ｋ［１＋ｍｓｉｎ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］ ＶB＝Ｋ［１＋ｍｃｏｓ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］ ｘ：検出対象の距離，Ｋ，ｍ：本体部とコーナーキュー
ブの間の距離及び干渉強度に関係して変わる変数（０＜
ｍ＜１） 演算手段１８は正弦波信号になった出力ＶAとＶBをコン
パレータによりパルス信号に変換する。このパルス信号
のパルス数をカウントすることにより検出対象の位置を
算出する。検出対象２がλ／２だけ変位すると、ハーフ
ミラー１４を透過し、コーナーキューブ３で反射され、
ハーフミラー１４へ戻る光の光路長はλだけ変化する。
これにより、干渉縞は１波長分だけ移動し、パルスが１
個発生する。このことから、パルス数をカウントするこ
とによりλ／２を分解能として位置を検出できる。ま
た、出力ＶAとＶBの位相関係から検出対象の移動方向を
判別できる。
【０００８】しかし、図１１の位置検出装置では次の問
題点があった。フォトダイオードに外部照明等の外乱光
が入ると、２分割フォトダイオード１７の２つのフォト
ダイオードの出力ＶA′とＶB′は次のとおりになる。 ＶA′＝Ｋ［１＋ｍｓｉｎ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］＋Ｋn ＶB′＝Ｋ［１＋ｍｃｏｓ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］＋Ｋn 式と式のＫnは外乱光によって生じた直流のノイズ
成分である。ノイズ成分Ｋnの信号レベルがコンパレー
タのしきい値よりも高いと、干渉縞の移動とは関係のな
いパルスが発生し、検出誤差が生じるという問題点があ
った。また、ハーフミラー１４を透過したレーザ光は一
定の広がり角をもつ。このため、ハーフミラー１４で反
射し固定ミラー１５で反射されたレーザ光と、ハーフミ
ラー１４を透過しコーナーキューブ３で反射されたレー
ザ光とが位相板４１上で重なる割合は、コーナーキュー
ブ３が本体部１から離れるほど少なくなる。このことに
より、変数ｍの値は本体部１とコーナーキューブ３の間
の距離が長くなるほど小さくなる。従って、本体部１と
コーナーキューブ３の間の距離が長くなると、フォトダ
イオードの出力ＶA′とＶB′のレベルはコンパレータの
しきい値よりも低くなり、正弦波信号の変化をパルス信
号に変換できなくなる。
題点があった。フォトダイオードに外部照明等の外乱光
が入ると、２分割フォトダイオード１７の２つのフォト
ダイオードの出力ＶA′とＶB′は次のとおりになる。 ＶA′＝Ｋ［１＋ｍｓｉｎ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］＋Ｋn ＶB′＝Ｋ［１＋ｍｃｏｓ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］＋Ｋn 式と式のＫnは外乱光によって生じた直流のノイズ
成分である。ノイズ成分Ｋnの信号レベルがコンパレー
タのしきい値よりも高いと、干渉縞の移動とは関係のな
いパルスが発生し、検出誤差が生じるという問題点があ
った。また、ハーフミラー１４を透過したレーザ光は一
定の広がり角をもつ。このため、ハーフミラー１４で反
射し固定ミラー１５で反射されたレーザ光と、ハーフミ
ラー１４を透過しコーナーキューブ３で反射されたレー
ザ光とが位相板４１上で重なる割合は、コーナーキュー
ブ３が本体部１から離れるほど少なくなる。このことに
より、変数ｍの値は本体部１とコーナーキューブ３の間
の距離が長くなるほど小さくなる。従って、本体部１と
コーナーキューブ３の間の距離が長くなると、フォトダ
イオードの出力ＶA′とＶB′のレベルはコンパレータの
しきい値よりも低くなり、正弦波信号の変化をパルス信
号に変換できなくなる。
【０００９】また、レーザ光源１１の出射光の波長はレ
ーザ光源自体の温度に非常に敏感なため、温度制御手段
１２を設け、ペルチェ素子により温度制御を行ってい
た。しかしながら、制御系の能力が有限であるため、外
部温度の変化により出射光の波長は変化してしまう。出
射光の波長λがλ′に変化すると、距離ｘにおける干渉
縞はｘ／（λ／２）からｘ／（λ′／２）まで、すなわ
ち２ｘ・（λ′−λ）／λ・λ′≒２ｘ・Δλ／λ2だ
け変化し、演算手段１８は検出対象２が（２ｘ・Δλ／
λ2）・λ′≒２ｘ・Δλ／λだけ変化したものとして
検出している。これにより、検出誤差が生じる。同様
に、ハーフミラー１４とコーナーキューブ３の間、及び
ハーフミラー１４と固定ミラー１５の間におけるレーザ
光の波長は、気温、気圧等に依存する空気屈折率よって
も変化し、検出誤差が生じる。
ーザ光源自体の温度に非常に敏感なため、温度制御手段
１２を設け、ペルチェ素子により温度制御を行ってい
た。しかしながら、制御系の能力が有限であるため、外
部温度の変化により出射光の波長は変化してしまう。出
射光の波長λがλ′に変化すると、距離ｘにおける干渉
縞はｘ／（λ／２）からｘ／（λ′／２）まで、すなわ
ち２ｘ・（λ′−λ）／λ・λ′≒２ｘ・Δλ／λ2だ
け変化し、演算手段１８は検出対象２が（２ｘ・Δλ／
λ2）・λ′≒２ｘ・Δλ／λだけ変化したものとして
検出している。これにより、検出誤差が生じる。同様
に、ハーフミラー１４とコーナーキューブ３の間、及び
ハーフミラー１４と固定ミラー１５の間におけるレーザ
光の波長は、気温、気圧等に依存する空気屈折率よって
も変化し、検出誤差が生じる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するためになされたものであり、外乱光、温度
変化、気圧変化の影響を受けにくく高精度で位置を検出
できる位置検出装置を実現することを目的とする。
点を解決するためになされたものであり、外乱光、温度
変化、気圧変化の影響を受けにくく高精度で位置を検出
できる位置検出装置を実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は次のとおりの構
成になった位置検出装置である。 （１）干渉計を用いて光学的に検出対象の位置を検出す
る位置検出装置において、レーザ光源と、このレーザ光
源の出射光を２方向に分岐する分岐手段と、前記検出対
象とともに移動し、前記分岐手段で分岐された光の一方
を受け、受けた光を分岐手段へ戻す第１の光学手段と、
位置が固定されていて、分岐手段で分岐された光の他方
を受け、受けた光を分岐手段へ戻す第２の光学手段と、
前記第１の光学手段及び第２の光学手段により分岐手段
へ戻された光どうしが干渉して干渉縞が生じる位置に配
置され、第１乃至第４の透光スリットが形成されてい
て、これらの透光スリットは干渉縞の配列方向に沿って
ピッチＰ（Ｐは干渉縞のピッチ）で配列され、前記第１
の透光スリットに対して前記第２の透光スリット、第３
の透光スリット及び第４の透光スリットは位相がそれぞ
れＰ／４、Ｐ／２及び３Ｐ／４だけずれている位相板
と、前記第１の透光スリット、第２の透光スリット、第
３の透光スリット及び第４の透光スリットの通過光を検
出し、検出光量に応じた電気信号を出力する第１の受光
手段、第２の受光手段、第３の受光手段及び第４の受光
手段と、（第１の受光手段の出力信号）−（第３の受光
手段の出力信号）、（第２の受光手段の出力信号）−
（第４の受光手段の出力信号）なる減算を行う減算手
段、２つの減算信号を所定のしきい値と比較して２つの
パルス信号に変換するコンパレータ、このコンパレータ
で変換した２つのパルス信号の位相関係から検出対象の
移動方向を判別する方向判別手段、及び、この方向判別
手段の判別結果に応じて前記パルス信号のパルス数をア
ップカウントまたはダウンカウントをするアップダウン
カウンタを有する演算手段と、を具備したことを特徴と
する位置検出装置。 （２）干渉計を用いて光学的に検出対象の位置を検出す
る位置検出装置において、レーザ光源と、このレーザ光
源の出射光を２方向に分岐する分岐手段と、前記検出対
象とともに移動し、前記分岐手段で分岐された光の一方
を受け、受けた光を分岐手段へ戻す第１の光学手段と、
位置が固定されていて、分岐手段で分岐された光の他方
を受け、受けた光を分岐手段へ戻す第２の光学手段と、
前記第１の光学手段及び第２の光学手段により分岐手段
へ戻された光どうしが干渉して干渉縞が生じる位置に配
置され、干渉縞の配列方向に沿ってＰ／４ずつ位相をず
らして配列されていて、干渉縞の光量を検出し、検出光
量に応じた電気信号を出力する第１乃至第４の受光手段
を有し、これら第１乃至第４の受光手段はＮ組（Ｎは２
以上の整数）配列され、同一位相にある受光手段どうし
が接続されている受光部と、（第１の受光手段の出力信
号）−（第３の受光手段の出力信号）、（第２の受光手
段の出力信号）−（第４の受光手段の出力信号）なる減
算を行う減算手段、２つの減算信号を所定のしきい値と
比較して２つのパルス信号に変換するコンパレータ、こ
のコンパレータで変換した２つのパルス信号の位相関係
から検出対象の移動方向を判別する方向判別手段、及
び、この方向判別手段の判別結果に応じて前記パルス信
号のパルス数をアップカウントまたはダウンカウントを
するアップダウンカウンタを有する演算手段と、を具備
したことを特徴とする位置検出装置。 （３）前記レーザ光源の外部温度を検出する温度センサ
と、温度を変数とするレーザ光源の波長の関数式に前記
温度センサの検出値を代入して波長を求め、求めた波長
をもとに位置算出の補正演算を行う補正演算手段と、を
具備したことを特徴とする（１）または（２）記載の位
置検出装置。 （４）装置が置かれた環境の気圧を検出する圧力センサ
と、装置が置かれた環境の気温を検出する温度センサ
と、圧力及び気温を変数とする光の波長の関数式に前記
圧力センサ及び温度センサの検出値を代入して環境内に
おける波長を求め、求めた波長をもとに位置算出の補正
演算を行う補正演算手段と、を具備したことを特徴とす
る（１）または（２）記載の位置検出装置。 （５）一定周期毎に前記アップダウンカウンタのカウン
トが取り込まれる第１の記憶手段と、この第１の記憶手
段に取り込まれたカウントに前記補正演算手段から得ら
れた波長λを乗算する乗算手段と、（この乗算手段で求
めた乗算値）／（１パルス当たりについて位置制御装置
が制御対象を移動させる量）なる除算を行う除算手段
と、この除算手段で求めた除算値が一定周期毎に取り込
まれる第２の記憶手段と、（除算手段で求めた今回の周
期における除算値）−（第２の記憶手段に取り込んでお
いた前回の周期における除算値）なる減算を行う減算手
段と、この減算手段で求めた減算値に応じた数のパルス
を出力するパルス出力回路と、を具備したことを特徴と
する（３）または（４）記載の位置検出装置。 （６）前記分岐手段で反射され前記検出対象の移動方向
と平行な方向に進んで前記第１の光学手段に入射される
可視レーザ光を出射する可視レーザ光源を具備し、前記
第１の光学手段で反射された可視レーザ光をもとに第１
の光学手段の位置を調整することを特徴とする（１）ま
たは（２）記載の位置検出装置。 （７）前記演算手段は、（第１の受光手段の出力信号）
＋（第３の受光手段の出力信号）、（第２の受光手段の
出力信号）＋（第４の受光手段の出力信号）なる加算を
行う加算手段を有し、前記コンパレータは、出力がロー
レベルからハイレベルに変わるしきい値とハイレベルか
らローレベルに変わるしきい値が異なるヒステリシスコ
ンパレータであり、前記２つのしきい値の差となってい
るヒステリシス幅は前記加算手段の加算値に比例してい
ることを特徴とする（１）または（２）記載の位置検出
装置。
成になった位置検出装置である。 （１）干渉計を用いて光学的に検出対象の位置を検出す
る位置検出装置において、レーザ光源と、このレーザ光
源の出射光を２方向に分岐する分岐手段と、前記検出対
象とともに移動し、前記分岐手段で分岐された光の一方
を受け、受けた光を分岐手段へ戻す第１の光学手段と、
位置が固定されていて、分岐手段で分岐された光の他方
を受け、受けた光を分岐手段へ戻す第２の光学手段と、
前記第１の光学手段及び第２の光学手段により分岐手段
へ戻された光どうしが干渉して干渉縞が生じる位置に配
置され、第１乃至第４の透光スリットが形成されてい
て、これらの透光スリットは干渉縞の配列方向に沿って
ピッチＰ（Ｐは干渉縞のピッチ）で配列され、前記第１
の透光スリットに対して前記第２の透光スリット、第３
の透光スリット及び第４の透光スリットは位相がそれぞ
れＰ／４、Ｐ／２及び３Ｐ／４だけずれている位相板
と、前記第１の透光スリット、第２の透光スリット、第
３の透光スリット及び第４の透光スリットの通過光を検
出し、検出光量に応じた電気信号を出力する第１の受光
手段、第２の受光手段、第３の受光手段及び第４の受光
手段と、（第１の受光手段の出力信号）−（第３の受光
手段の出力信号）、（第２の受光手段の出力信号）−
（第４の受光手段の出力信号）なる減算を行う減算手
段、２つの減算信号を所定のしきい値と比較して２つの
パルス信号に変換するコンパレータ、このコンパレータ
で変換した２つのパルス信号の位相関係から検出対象の
移動方向を判別する方向判別手段、及び、この方向判別
手段の判別結果に応じて前記パルス信号のパルス数をア
ップカウントまたはダウンカウントをするアップダウン
カウンタを有する演算手段と、を具備したことを特徴と
する位置検出装置。 （２）干渉計を用いて光学的に検出対象の位置を検出す
る位置検出装置において、レーザ光源と、このレーザ光
源の出射光を２方向に分岐する分岐手段と、前記検出対
象とともに移動し、前記分岐手段で分岐された光の一方
を受け、受けた光を分岐手段へ戻す第１の光学手段と、
位置が固定されていて、分岐手段で分岐された光の他方
を受け、受けた光を分岐手段へ戻す第２の光学手段と、
前記第１の光学手段及び第２の光学手段により分岐手段
へ戻された光どうしが干渉して干渉縞が生じる位置に配
置され、干渉縞の配列方向に沿ってＰ／４ずつ位相をず
らして配列されていて、干渉縞の光量を検出し、検出光
量に応じた電気信号を出力する第１乃至第４の受光手段
を有し、これら第１乃至第４の受光手段はＮ組（Ｎは２
以上の整数）配列され、同一位相にある受光手段どうし
が接続されている受光部と、（第１の受光手段の出力信
号）−（第３の受光手段の出力信号）、（第２の受光手
段の出力信号）−（第４の受光手段の出力信号）なる減
算を行う減算手段、２つの減算信号を所定のしきい値と
比較して２つのパルス信号に変換するコンパレータ、こ
のコンパレータで変換した２つのパルス信号の位相関係
から検出対象の移動方向を判別する方向判別手段、及
び、この方向判別手段の判別結果に応じて前記パルス信
号のパルス数をアップカウントまたはダウンカウントを
するアップダウンカウンタを有する演算手段と、を具備
したことを特徴とする位置検出装置。 （３）前記レーザ光源の外部温度を検出する温度センサ
と、温度を変数とするレーザ光源の波長の関数式に前記
温度センサの検出値を代入して波長を求め、求めた波長
をもとに位置算出の補正演算を行う補正演算手段と、を
具備したことを特徴とする（１）または（２）記載の位
置検出装置。 （４）装置が置かれた環境の気圧を検出する圧力センサ
と、装置が置かれた環境の気温を検出する温度センサ
と、圧力及び気温を変数とする光の波長の関数式に前記
圧力センサ及び温度センサの検出値を代入して環境内に
おける波長を求め、求めた波長をもとに位置算出の補正
演算を行う補正演算手段と、を具備したことを特徴とす
る（１）または（２）記載の位置検出装置。 （５）一定周期毎に前記アップダウンカウンタのカウン
トが取り込まれる第１の記憶手段と、この第１の記憶手
段に取り込まれたカウントに前記補正演算手段から得ら
れた波長λを乗算する乗算手段と、（この乗算手段で求
めた乗算値）／（１パルス当たりについて位置制御装置
が制御対象を移動させる量）なる除算を行う除算手段
と、この除算手段で求めた除算値が一定周期毎に取り込
まれる第２の記憶手段と、（除算手段で求めた今回の周
期における除算値）−（第２の記憶手段に取り込んでお
いた前回の周期における除算値）なる減算を行う減算手
段と、この減算手段で求めた減算値に応じた数のパルス
を出力するパルス出力回路と、を具備したことを特徴と
する（３）または（４）記載の位置検出装置。 （６）前記分岐手段で反射され前記検出対象の移動方向
と平行な方向に進んで前記第１の光学手段に入射される
可視レーザ光を出射する可視レーザ光源を具備し、前記
第１の光学手段で反射された可視レーザ光をもとに第１
の光学手段の位置を調整することを特徴とする（１）ま
たは（２）記載の位置検出装置。 （７）前記演算手段は、（第１の受光手段の出力信号）
＋（第３の受光手段の出力信号）、（第２の受光手段の
出力信号）＋（第４の受光手段の出力信号）なる加算を
行う加算手段を有し、前記コンパレータは、出力がロー
レベルからハイレベルに変わるしきい値とハイレベルか
らローレベルに変わるしきい値が異なるヒステリシスコ
ンパレータであり、前記２つのしきい値の差となってい
るヒステリシス幅は前記加算手段の加算値に比例してい
ることを特徴とする（１）または（２）記載の位置検出
装置。
【００１２】
【作用】第１の発明では、干渉縞が生じる位置に干渉縞
の配列方向に沿ってＰ／４ずつ位相をずらして第１乃至
第４の透光スリットを配置する。第１乃至第４の透光ス
リットの通過光を第１乃至第４の受光手段でそれぞれ検
出する。演算手段は、（第１の受光手段の出力信号）−
（第３の受光手段の出力信号）、（第２の受光手段の出
力信号）−（第４の受光手段の出力信号）なる減算を行
い、コンパレータで２つの減算信号をパルス信号に変換
する。変換した２つのパルス信号の位相関係から検出対
象の移動方向を判別する。アップダウンカウンタは、方
向の判別結果に応じてパルス信号のパルス数をアップカ
ウントまたはダウンカウントする。第２の発明では、干
渉縞が生じる位置に干渉縞の配列方向に沿ってＰ／４ず
つ位相をずらして第１乃至第４の受光手段を配置するこ
とによって、位相板を介さず直接干渉縞を検出する。第
１乃至第４の受光手段の出力について第１の発明と同様
に信号処理を行って位置の算出及び移動方向の判別を行
う。第３の発明では、レーザ光源の外部温度を温度セン
サで検出する。補正演算手段は、温度を変数とするレー
ザ光の波長の関数式に温度センサの検出値を代入して波
長を求め、求めた波長をもとに位置算出の補正演算を行
う。第４の発明では、装置が置かれた環境の気圧及び気
温を圧力センサ及び温度センサで検出する。補正演算手
段は、圧力及び気温を変数とする光の波長の関数式に圧
力センサ及び温度センサの検出値を代入して波長を求
め、求めた波長をもとに位置算出の補正演算を行う。第
５の発明では、第１の記憶手段に一定周期毎にアップダ
ウンカウンタのカウントを取り込む。取り込んだカウン
トに補正演算手段から得られた波長λを乗算する。（乗
算値）／（１パルス当たりについて位置制御装置が制御
対象を移動させる量）なる除算を行う。除算手段で求め
た除算値を一定周期毎に第２の記憶手段に取り込む。
（除算手段で求めた今回の周期における除算値）−（第
２の記憶手段に取り込んでおいた前回の周期における除
算値）なる減算を行う。減算値だけの数のパルスを出力
する。第６の発明では、可視レーザ光源は、分岐手段で
反射され検出対象の移動方向と平行な方向に進んで第１
の光学手段に入射される可視レーザ光を出射する。第１
の光学手段で反射された可視レーザ光をもとに第１の光
学手段の位置を調整する。第７の発明では、加算手段
は、（第１の受光手段の出力信号）＋（第３の受光手段
の出力信号）、（第２の受光手段の出力信号）＋（第４
の受光手段の出力信号）なる加算を行う。ヒステリシス
コンパレータのヒステリシス幅を加算手段の加算値に比
例した幅にする。
の配列方向に沿ってＰ／４ずつ位相をずらして第１乃至
第４の透光スリットを配置する。第１乃至第４の透光ス
リットの通過光を第１乃至第４の受光手段でそれぞれ検
出する。演算手段は、（第１の受光手段の出力信号）−
（第３の受光手段の出力信号）、（第２の受光手段の出
力信号）−（第４の受光手段の出力信号）なる減算を行
い、コンパレータで２つの減算信号をパルス信号に変換
する。変換した２つのパルス信号の位相関係から検出対
象の移動方向を判別する。アップダウンカウンタは、方
向の判別結果に応じてパルス信号のパルス数をアップカ
ウントまたはダウンカウントする。第２の発明では、干
渉縞が生じる位置に干渉縞の配列方向に沿ってＰ／４ず
つ位相をずらして第１乃至第４の受光手段を配置するこ
とによって、位相板を介さず直接干渉縞を検出する。第
１乃至第４の受光手段の出力について第１の発明と同様
に信号処理を行って位置の算出及び移動方向の判別を行
う。第３の発明では、レーザ光源の外部温度を温度セン
サで検出する。補正演算手段は、温度を変数とするレー
ザ光の波長の関数式に温度センサの検出値を代入して波
長を求め、求めた波長をもとに位置算出の補正演算を行
う。第４の発明では、装置が置かれた環境の気圧及び気
温を圧力センサ及び温度センサで検出する。補正演算手
段は、圧力及び気温を変数とする光の波長の関数式に圧
力センサ及び温度センサの検出値を代入して波長を求
め、求めた波長をもとに位置算出の補正演算を行う。第
５の発明では、第１の記憶手段に一定周期毎にアップダ
ウンカウンタのカウントを取り込む。取り込んだカウン
トに補正演算手段から得られた波長λを乗算する。（乗
算値）／（１パルス当たりについて位置制御装置が制御
対象を移動させる量）なる除算を行う。除算手段で求め
た除算値を一定周期毎に第２の記憶手段に取り込む。
（除算手段で求めた今回の周期における除算値）−（第
２の記憶手段に取り込んでおいた前回の周期における除
算値）なる減算を行う。減算値だけの数のパルスを出力
する。第６の発明では、可視レーザ光源は、分岐手段で
反射され検出対象の移動方向と平行な方向に進んで第１
の光学手段に入射される可視レーザ光を出射する。第１
の光学手段で反射された可視レーザ光をもとに第１の光
学手段の位置を調整する。第７の発明では、加算手段
は、（第１の受光手段の出力信号）＋（第３の受光手段
の出力信号）、（第２の受光手段の出力信号）＋（第４
の受光手段の出力信号）なる加算を行う。ヒステリシス
コンパレータのヒステリシス幅を加算手段の加算値に比
例した幅にする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を説明
する。
する。
【実施例】図１は本発明の一実施例を示した構成図であ
る。図１で図１１と同一のものは同一符号を付ける。図
１において、４は位置固定された本体部である。本体部
４において、４１は位相板で、透光スリットが形成され
ていて、干渉縞が生成される位置に配置されている。
る。図１で図１１と同一のものは同一符号を付ける。図
１において、４は位置固定された本体部である。本体部
４において、４１は位相板で、透光スリットが形成され
ていて、干渉縞が生成される位置に配置されている。
【００１４】図２は位相板４１に形成された透光スリッ
トの配列状態を示した図である。図２において、４１１
〜４１４は透光スリットで、干渉縞の配列方向に沿って
ピッチＰで配列されている。前述した式から、角度θ
を調整することにより干渉縞のピッチと透光スリット４
１１〜４１４のピッチを一致させることができる。透光
スリット４１１に対して透光スリット４１２、透光スリ
ット４１３、透光スリット４１４は位相がそれぞれＰ／
４、Ｐ／２及び３Ｐ／４だけずれている。
トの配列状態を示した図である。図２において、４１１
〜４１４は透光スリットで、干渉縞の配列方向に沿って
ピッチＰで配列されている。前述した式から、角度θ
を調整することにより干渉縞のピッチと透光スリット４
１１〜４１４のピッチを一致させることができる。透光
スリット４１１に対して透光スリット４１２、透光スリ
ット４１３、透光スリット４１４は位相がそれぞれＰ／
４、Ｐ／２及び３Ｐ／４だけずれている。
【００１５】図１へ戻り、４２は位相板４１を通過した
光を検出し、検出光量に応じた電気信号を出力するする
４分割フォトダイオードである。
光を検出し、検出光量に応じた電気信号を出力するする
４分割フォトダイオードである。
【００１６】図３は４分割フォトダイオード４２の構成
図である。図３に示すように、４分割フォトダイオード
４２は４つのフォトダイオード４２１〜４２４に分割さ
れている。フォトダイオード４２１，４２２，４２３，
４２４はそれぞれ透光スリット４１１，４１２，４１
３，４１４を通過した光を検出する位置に配置されてい
る。
図である。図３に示すように、４分割フォトダイオード
４２は４つのフォトダイオード４２１〜４２４に分割さ
れている。フォトダイオード４２１，４２２，４２３，
４２４はそれぞれ透光スリット４１１，４１２，４１
３，４１４を通過した光を検出する位置に配置されてい
る。
【００１７】図１へ戻り、４３は演算手段で、フォトダ
イオード４２１〜４２４の検出信号から検出対象２の位
置を算出する。図４は演算手段４３の具体的構成例を示
した図である。図４において、４３１は（フォトダイオ
ード４２１の出力信号）−（フォトダイオード４２３の
出力信号）、（フォトダイオード４２２の出力信号）−
（フォトダイオード４２４の出力信号）なる減算を行う
減算手段である。４３２は減算手段４２１で得た２つの
減算信号を所定のしきい値と比較して２つのパルス信号
に変換するコンパレータ、４３３はコンパレータ４３２
で変換した２つのパルス信号の位相関係から検出対象の
移動方向を判別する方向判別手段である。４３４は方向
判別手段４３３の判別結果に応じてコンパレータ４３２
で変換したパルス信号のパルス数をアップカウントまた
はダウンカウントをするアップダウンカウンタである。
イオード４２１〜４２４の検出信号から検出対象２の位
置を算出する。図４は演算手段４３の具体的構成例を示
した図である。図４において、４３１は（フォトダイオ
ード４２１の出力信号）−（フォトダイオード４２３の
出力信号）、（フォトダイオード４２２の出力信号）−
（フォトダイオード４２４の出力信号）なる減算を行う
減算手段である。４３２は減算手段４２１で得た２つの
減算信号を所定のしきい値と比較して２つのパルス信号
に変換するコンパレータ、４３３はコンパレータ４３２
で変換した２つのパルス信号の位相関係から検出対象の
移動方向を判別する方向判別手段である。４３４は方向
判別手段４３３の判別結果に応じてコンパレータ４３２
で変換したパルス信号のパルス数をアップカウントまた
はダウンカウントをするアップダウンカウンタである。
【００１８】図１へ戻り、４４１〜４４３は温度センサ
である。温度センサ４４１はレーザ光源１１の外周器、
例えばヒートシンクの温度を検出する。温度センサ４４
１の検出値は温度制御手段１２にフィードバックされ
る。温度センサ４４２はレーザ光源１１のペルチェ素子
が放熱を行う位置に配置されている。温度センサ４４３
は本体部４の外部でコーナーキューブ３寄りの位置に配
置されていて、装置が置かれた環境における気温を検出
する。４５は装置が置かれた環境における気圧を検出す
る圧力センサである。４６は補正演算手段で、温度を変
数とするレーザ光の波長の関数式、及び、温度と圧力を
変数とする光の波長の関数式を内蔵し、これらの関数式
に温度センサ４４２〜４４３及び圧力センサ４５の検出
値を代入して波長を求め、求めた波長をもとに位置算出
の補正演算を行う。４７はスケーリング演算を行うスケ
ーリング演算手段である。
である。温度センサ４４１はレーザ光源１１の外周器、
例えばヒートシンクの温度を検出する。温度センサ４４
１の検出値は温度制御手段１２にフィードバックされ
る。温度センサ４４２はレーザ光源１１のペルチェ素子
が放熱を行う位置に配置されている。温度センサ４４３
は本体部４の外部でコーナーキューブ３寄りの位置に配
置されていて、装置が置かれた環境における気温を検出
する。４５は装置が置かれた環境における気圧を検出す
る圧力センサである。４６は補正演算手段で、温度を変
数とするレーザ光の波長の関数式、及び、温度と圧力を
変数とする光の波長の関数式を内蔵し、これらの関数式
に温度センサ４４２〜４４３及び圧力センサ４５の検出
値を代入して波長を求め、求めた波長をもとに位置算出
の補正演算を行う。４７はスケーリング演算を行うスケ
ーリング演算手段である。
【００１９】図１の位置検出装置の動作を説明する。図
１１の装置と同様に、ハーフミラー１４へ戻った光は、
ハーフミラー１４でそれぞれ反射と透過され、反射光と
透過光どうしは干渉し、干渉縞を生成する。透光スリッ
ト４１１〜４１４の位相はそれぞれＰ／４ずつずれてい
るため、外乱光の影響も考慮すると、フォトダイオード
４２１〜４２４の出力Ｖ1〜Ｖ4は次のとおりになる。 Ｖ1＝Ｋ［１＋ｍｓｉｎ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］＋Ｋn Ｖ2＝Ｋ［１＋ｍｃｏｓ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］＋Ｋn Ｖ3＝Ｋ［１−ｍｓｉｎ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］＋Ｋn Ｖ4＝Ｋ［１−ｍｃｏｓ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］＋Ｋn 減算手段４３１は次の減算を行う。 Ｖ1−Ｖ3＝２ｍＫｓｉｎ｛ｘ・２π／（λ／２）｝ Ｖ2−Ｖ4＝２ｍＫｃｏｓ｛ｘ・２π／（λ／２）｝ 減算の結果、外乱光により発生した直流のノイズ成分Ｋ
nがキャンセルされる。また、本体部とコーナーキュー
ブの距離に依存する直流オフセット分Ｋを取り除くこと
ができる。コンパレータ４３２は減算手段４２１で得た
２つの減算信号を所定のしきい値と比較して２つのパル
ス信号に変換する。方向判別手段４３３は、コンパレー
タ４３２で変換した２つのパルス信号の位相関係から検
出対象の移動方向を判別する。アップダウンカウンタ４
３４は、方向判別手段４３３の判別結果に応じてコンパ
レータ４３２で変換したパルス信号のパルス数をアップ
カウントまたはダウンカウントをする。例えば、検出対
象２がａ′方向に移動したときはアップダウンカウンタ
４３４はアップカウントし、ａ方向に移動したときはダ
ウンカウントする。アップダウンカウンタ４３４のカウ
ントが検出対象２が検出位置になる。
１１の装置と同様に、ハーフミラー１４へ戻った光は、
ハーフミラー１４でそれぞれ反射と透過され、反射光と
透過光どうしは干渉し、干渉縞を生成する。透光スリッ
ト４１１〜４１４の位相はそれぞれＰ／４ずつずれてい
るため、外乱光の影響も考慮すると、フォトダイオード
４２１〜４２４の出力Ｖ1〜Ｖ4は次のとおりになる。 Ｖ1＝Ｋ［１＋ｍｓｉｎ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］＋Ｋn Ｖ2＝Ｋ［１＋ｍｃｏｓ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］＋Ｋn Ｖ3＝Ｋ［１−ｍｓｉｎ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］＋Ｋn Ｖ4＝Ｋ［１−ｍｃｏｓ｛ｘ・２π／（λ／２）｝］＋Ｋn 減算手段４３１は次の減算を行う。 Ｖ1−Ｖ3＝２ｍＫｓｉｎ｛ｘ・２π／（λ／２）｝ Ｖ2−Ｖ4＝２ｍＫｃｏｓ｛ｘ・２π／（λ／２）｝ 減算の結果、外乱光により発生した直流のノイズ成分Ｋ
nがキャンセルされる。また、本体部とコーナーキュー
ブの距離に依存する直流オフセット分Ｋを取り除くこと
ができる。コンパレータ４３２は減算手段４２１で得た
２つの減算信号を所定のしきい値と比較して２つのパル
ス信号に変換する。方向判別手段４３３は、コンパレー
タ４３２で変換した２つのパルス信号の位相関係から検
出対象の移動方向を判別する。アップダウンカウンタ４
３４は、方向判別手段４３３の判別結果に応じてコンパ
レータ４３２で変換したパルス信号のパルス数をアップ
カウントまたはダウンカウントをする。例えば、検出対
象２がａ′方向に移動したときはアップダウンカウンタ
４３４はアップカウントし、ａ方向に移動したときはダ
ウンカウントする。アップダウンカウンタ４３４のカウ
ントが検出対象２が検出位置になる。
【００２０】補正演算手段４６は、温度を変数とするレ
ーザ光の波長の関数式に温度センサ４４１及び４４２の
検出値を代入して波長を求める。今、温度変化により出
射光の波長λがλ′に変化した場合に、演算手段４３は
検出対象２が２ｘ・（λ′−λ）／λだけ変位したと検
出する。そこで、補正演算手段４６は演算結果から２ｘ
・（λ′−λ）／λを減算する補正を行う。補正演算手
段４６で用いる波長の算出式の一例を以下に示す。 λ＝λ0＋Ｋ／（１＋τｓ）・｛Ｔa（ｓ）−Ｔ
L（ｓ）｝ λ0：基準波長，Ｋ：温度補正ゲイン，τ：温度制御系
の時定数 ｓ：ラプラス演算子，Ｔa：外部温度，ＴL：レーザ光源
の外周器の温度 温度Ｔaは温度センサ４４２で検出し、温度ＴLは温度セ
ンサ４４１で検出する。
ーザ光の波長の関数式に温度センサ４４１及び４４２の
検出値を代入して波長を求める。今、温度変化により出
射光の波長λがλ′に変化した場合に、演算手段４３は
検出対象２が２ｘ・（λ′−λ）／λだけ変位したと検
出する。そこで、補正演算手段４６は演算結果から２ｘ
・（λ′−λ）／λを減算する補正を行う。補正演算手
段４６で用いる波長の算出式の一例を以下に示す。 λ＝λ0＋Ｋ／（１＋τｓ）・｛Ｔa（ｓ）−Ｔ
L（ｓ）｝ λ0：基準波長，Ｋ：温度補正ゲイン，τ：温度制御系
の時定数 ｓ：ラプラス演算子，Ｔa：外部温度，ＴL：レーザ光源
の外周器の温度 温度Ｔaは温度センサ４４２で検出し、温度ＴLは温度セ
ンサ４４１で検出する。
【００２１】また、補正演算手段４６は、温度を変数と
する光の波長の関数式、及び、圧力を変数とする光の波
長の関数式に温度センサ４４３及び圧力センサ４５の検
出値を代入して波長を求め、求めた波長をもとに位置算
出の補正演算を行う。この補正演算は、気温、気圧等の
変化によって空気屈折率が変わり、これによって光の波
長が変化して生じる検出誤差を補正する演算である。
する光の波長の関数式、及び、圧力を変数とする光の波
長の関数式に温度センサ４４３及び圧力センサ４５の検
出値を代入して波長を求め、求めた波長をもとに位置算
出の補正演算を行う。この補正演算は、気温、気圧等の
変化によって空気屈折率が変わり、これによって光の波
長が変化して生じる検出誤差を補正する演算である。
【００２２】スケーリング演算について説明する。位置
検出装置は、検出位置に比例したパルス数のパルス信号
をＮＣ装置等の位置制御装置に与える。ＮＣ装置は与え
られたパルス数に応じて制御対象の位置を制御する。前
述したように、位置検出装置内では検出対象２がλ／２
だけ移動する毎に１パルスが発生する。位置制御装置で
は、１パルスが与えられたときに一定量だけ制御対象を
移動する。この移動量は位置制御装置の仕様などによっ
て決められている。位置検出装置の１パルス分に相当す
る距離と位置制御装置の１パルス分に相当する距離が異
なるときに、位置検出装置内で発生したパルスをそのま
ま位置制御装置を与えると検出対象２の移動量と制御対
象の移動量が異なる。これらの移動量の整合をとるため
にスケーリング演算を行う。図５はスケーリング演算手
段４７の具体的構成例を示した図である。図５におい
て、４７１は一定周期毎にアップダウンカウンタ４３４
のカウントが取り込まれるレジスタ、４７２はレジスタ
４７１に取り込まれたカウントに補正演算手段４６から
得られた波長λを乗算する乗算手段である。４７３は
（乗算手段４７２で求めた乗算値）／（１パルス当たり
について位置制御装置が制御対象を移動させる量）なる
除算を行う除算手段である。除算値に小数点以下の値が
あるときは小数点以下は切り捨てる。４７４は除算手段
４７３で求めた除算値が一定周期毎に取り込まれるレジ
スタである。４７５は（除算手段４７３で求めた今回の
周期における除算値）−（レジスタ４７４に取り込んで
おいた前回の周期における除算値）なる減算を行う減算
手段である。４７６は減算手段４７５で求めた減算値に
応じた数のパルスを出力するパルス出力回路である。ス
ケーリング演算について例を挙げて説明する。例えば、
λ／２＝０．４２６μｍとする。位置検出装置では検出
対象２が０．４２６μｍだけ移動する毎に１パルスが発
生する。レジスタ４７１に取り込まれたカウントを１０
０とすると、乗算手段４７２の乗算値は次のとおりにな
る。 ０．４２６μｍ×１００＝４２．６μｍ １パルス当たりについて位置制御装置が制御対象を移動
させる量Ｎ＝１μｍ／パルスとすると、除算手段４７３
の除算値は次のとおりになる。 ４２．６μｍ÷１μｍ／パルス＝４２パルス この除算では小数点以下の除算値は切り捨てる。４２パ
ルスが今回の周期における除算値となる。減算手段４７
５は、４２パルス−（レジスタ４７４に取り込んでおい
た前回の周期における除算値、例えば３９パルス）なる
減算を行う。パルス出力回路４７６は、減算手段４７５
で求めた減算値だけの数のパルスを均等配分して位置制
御装置に出力する。出力されたパルスを受けて位置制御
装置は制御対象を移動させる。これによって、位置検出
装置が検出した移動量と位置制御装置が制御する移動量
が整合される。
検出装置は、検出位置に比例したパルス数のパルス信号
をＮＣ装置等の位置制御装置に与える。ＮＣ装置は与え
られたパルス数に応じて制御対象の位置を制御する。前
述したように、位置検出装置内では検出対象２がλ／２
だけ移動する毎に１パルスが発生する。位置制御装置で
は、１パルスが与えられたときに一定量だけ制御対象を
移動する。この移動量は位置制御装置の仕様などによっ
て決められている。位置検出装置の１パルス分に相当す
る距離と位置制御装置の１パルス分に相当する距離が異
なるときに、位置検出装置内で発生したパルスをそのま
ま位置制御装置を与えると検出対象２の移動量と制御対
象の移動量が異なる。これらの移動量の整合をとるため
にスケーリング演算を行う。図５はスケーリング演算手
段４７の具体的構成例を示した図である。図５におい
て、４７１は一定周期毎にアップダウンカウンタ４３４
のカウントが取り込まれるレジスタ、４７２はレジスタ
４７１に取り込まれたカウントに補正演算手段４６から
得られた波長λを乗算する乗算手段である。４７３は
（乗算手段４７２で求めた乗算値）／（１パルス当たり
について位置制御装置が制御対象を移動させる量）なる
除算を行う除算手段である。除算値に小数点以下の値が
あるときは小数点以下は切り捨てる。４７４は除算手段
４７３で求めた除算値が一定周期毎に取り込まれるレジ
スタである。４７５は（除算手段４７３で求めた今回の
周期における除算値）−（レジスタ４７４に取り込んで
おいた前回の周期における除算値）なる減算を行う減算
手段である。４７６は減算手段４７５で求めた減算値に
応じた数のパルスを出力するパルス出力回路である。ス
ケーリング演算について例を挙げて説明する。例えば、
λ／２＝０．４２６μｍとする。位置検出装置では検出
対象２が０．４２６μｍだけ移動する毎に１パルスが発
生する。レジスタ４７１に取り込まれたカウントを１０
０とすると、乗算手段４７２の乗算値は次のとおりにな
る。 ０．４２６μｍ×１００＝４２．６μｍ １パルス当たりについて位置制御装置が制御対象を移動
させる量Ｎ＝１μｍ／パルスとすると、除算手段４７３
の除算値は次のとおりになる。 ４２．６μｍ÷１μｍ／パルス＝４２パルス この除算では小数点以下の除算値は切り捨てる。４２パ
ルスが今回の周期における除算値となる。減算手段４７
５は、４２パルス−（レジスタ４７４に取り込んでおい
た前回の周期における除算値、例えば３９パルス）なる
減算を行う。パルス出力回路４７６は、減算手段４７５
で求めた減算値だけの数のパルスを均等配分して位置制
御装置に出力する。出力されたパルスを受けて位置制御
装置は制御対象を移動させる。これによって、位置検出
装置が検出した移動量と位置制御装置が制御する移動量
が整合される。
【００２３】図６は本発明の他の実施例の要部構成図で
ある。この図はフォトダイオードの構成図である。図６
において、４８は干渉縞が生成される位置に配置されて
いて、検出光量に応じた電気信号を出力するフォトダイ
オードアレイである。フォトダイオードアレイ４８は４
つのフォトダイオード４８１〜４８４からなる。フォト
ダイオード４８１〜４８４は、干渉縞Ｓの配列方向に沿
ってＰ／４ずつ位相をずらして配列されている。フォト
ダイオード４８１〜４８４の出力は、図１のフォトダイ
オード４２１〜４２４の出力Ｖ1〜Ｖ4と同様になる。こ
の実施例では、４つのフォトダイオードを干渉縞の配列
方向に沿ってＰ／４ずつ位相をずらして配列しているた
め、位相板が不要になる。なお、フォトダイオードアレ
イ４８は４×Ｎ（Ｎは２以上の整数）個のフォトダイオ
ードを配列した構成にし、同一の位相にあるフォトダイ
オードどうしを接続し、フォトダイオードの出力信号を
平均化する構成にしてもよい。
ある。この図はフォトダイオードの構成図である。図６
において、４８は干渉縞が生成される位置に配置されて
いて、検出光量に応じた電気信号を出力するフォトダイ
オードアレイである。フォトダイオードアレイ４８は４
つのフォトダイオード４８１〜４８４からなる。フォト
ダイオード４８１〜４８４は、干渉縞Ｓの配列方向に沿
ってＰ／４ずつ位相をずらして配列されている。フォト
ダイオード４８１〜４８４の出力は、図１のフォトダイ
オード４２１〜４２４の出力Ｖ1〜Ｖ4と同様になる。こ
の実施例では、４つのフォトダイオードを干渉縞の配列
方向に沿ってＰ／４ずつ位相をずらして配列しているた
め、位相板が不要になる。なお、フォトダイオードアレ
イ４８は４×Ｎ（Ｎは２以上の整数）個のフォトダイオ
ードを配列した構成にし、同一の位相にあるフォトダイ
オードどうしを接続し、フォトダイオードの出力信号を
平均化する構成にしてもよい。
【００２４】図７は本発明の他の実施例の要部構成図で
ある。位置検出をする前にコーナーキューブ３の位置調
整をしておく必要がある。この調整は、検出対象２の移
動方向と平行な方向のレーザ光がコーナーキューブ３に
入射されたときに、反射光が検出対象２の移動方向と平
行に進むようにするために行う。レーザ光源１１の出射
光は不可視光であるため、操作者はコーナーキューブ３
で反射されたレーザ光を視覚的に確認できない。図６の
実施例はコーナーキューブ３の位置調整を容易に行える
ようにしたものである。図６において、４９は可視のレ
ーザ光を出射する可視レーザ光源、５０は可視レーザ光
源４９の出射光を平行光にする集光レンズである。可視
レーザ光源４９の出射光はハーフミラー１４で反射さ
れ、検出対象２の移動方向と平行な方向に進んでコーナ
ーキューブ３に入射される光路をとる。このように進む
光は、可視レーザ光源４９の位置調整によって得られ
る。５１は本体部４とコーナーキューブ３の間の光路に
設けられた遮光板である。遮光板５１には透光穴５１
１，５１２が設けられている。透光穴５１１は、ハーフ
ミラー１４で反射された可視レーザ光が通る位置に配置
されている。透光穴５１２は、コーナーキューブ３で反
射された可視レーザ光が検出対象２の移動方向と平行な
方向に進むときに通る位置に配置されている。
ある。位置検出をする前にコーナーキューブ３の位置調
整をしておく必要がある。この調整は、検出対象２の移
動方向と平行な方向のレーザ光がコーナーキューブ３に
入射されたときに、反射光が検出対象２の移動方向と平
行に進むようにするために行う。レーザ光源１１の出射
光は不可視光であるため、操作者はコーナーキューブ３
で反射されたレーザ光を視覚的に確認できない。図６の
実施例はコーナーキューブ３の位置調整を容易に行える
ようにしたものである。図６において、４９は可視のレ
ーザ光を出射する可視レーザ光源、５０は可視レーザ光
源４９の出射光を平行光にする集光レンズである。可視
レーザ光源４９の出射光はハーフミラー１４で反射さ
れ、検出対象２の移動方向と平行な方向に進んでコーナ
ーキューブ３に入射される光路をとる。このように進む
光は、可視レーザ光源４９の位置調整によって得られ
る。５１は本体部４とコーナーキューブ３の間の光路に
設けられた遮光板である。遮光板５１には透光穴５１
１，５１２が設けられている。透光穴５１１は、ハーフ
ミラー１４で反射された可視レーザ光が通る位置に配置
されている。透光穴５１２は、コーナーキューブ３で反
射された可視レーザ光が検出対象２の移動方向と平行な
方向に進むときに通る位置に配置されている。
【００２５】図７の実施例で、透光穴５１１を通りコー
ナーキューブ３で反射された可視レーザ光が、透光穴５
１２を通るようにコーナーキューブ３の位置を調整す
る。可視レーザ光源４９の出射光は可視光であるため、
光のスポットを目印にして、光のスポットが透光穴５１
２に当たるようにコーナーキューブ３の位置を調整す
る。図７の実施例では、可視レーザ光を用いているた
め、容易にコーナーキューブ３の位置を調整できる。
ナーキューブ３で反射された可視レーザ光が、透光穴５
１２を通るようにコーナーキューブ３の位置を調整す
る。可視レーザ光源４９の出射光は可視光であるため、
光のスポットを目印にして、光のスポットが透光穴５１
２に当たるようにコーナーキューブ３の位置を調整す
る。図７の実施例では、可視レーザ光を用いているた
め、容易にコーナーキューブ３の位置を調整できる。
【００２６】図８は演算手段４３の他の構成例を示した
図である。図８の構成を説明する前にヒステリシスコン
パレータについて説明する。
図である。図８の構成を説明する前にヒステリシスコン
パレータについて説明する。
【００２７】図９は信号波形図であり、（ａ）は式及
び式で与えられる減算信号の波形図、（ｂ）は（ａ）
の波形にコンパレータを通過させた後に得られたパルス
信号の波形図である。ノイズの影響を考えない場合は、
式及び式で与えられる減算信号は図９（ａ）のｇ1
に示すように正弦波信号になる。ところが、実際はレー
ザ光に入っているノイズ等によって正弦波信号ｇ1にノ
イズ信号ｇ2が重畳している。コンパレータのしきい値
をＴに設定すると、正弦波信号ｇ1（信号成分）がしき
い値Ｔを１回しかよぎらないのにもかかわらず、ノイズ
信号ｇ2がしきい値Ｔを２回よぎる、これによって、図
９（ｂ）のＰ1，Ｐ2に示す誤パルスが発生し、検出誤差
を生じる。この問題を解決するためのコンパレータとし
てヒステリシスコンパレータがある。ヒステリシスコン
パレータは、図９（ａ）に示すように、コンパレータの
出力がローレベルからハイレベルに変わるしきい値ＴＨ
と、ハイレベルからローレベルに変わるしきい値ＴＬを
設けている。ヒステリシスコンパレータでは、入力信号
がしきい値ＴＨを超え、出力が一旦ハイレベルになった
後は、入力信号がしきい値ＴＬよりも低くならなければ
出力はローレベルにならない。出力がローレベルになっ
た後についても同様である。これによって、ノイズ信号
により誤パルスが発生することを防止している。ヒステ
リシスコンパレータはＯＰアンプを用いた公知な回路に
よって実現される。
び式で与えられる減算信号の波形図、（ｂ）は（ａ）
の波形にコンパレータを通過させた後に得られたパルス
信号の波形図である。ノイズの影響を考えない場合は、
式及び式で与えられる減算信号は図９（ａ）のｇ1
に示すように正弦波信号になる。ところが、実際はレー
ザ光に入っているノイズ等によって正弦波信号ｇ1にノ
イズ信号ｇ2が重畳している。コンパレータのしきい値
をＴに設定すると、正弦波信号ｇ1（信号成分）がしき
い値Ｔを１回しかよぎらないのにもかかわらず、ノイズ
信号ｇ2がしきい値Ｔを２回よぎる、これによって、図
９（ｂ）のＰ1，Ｐ2に示す誤パルスが発生し、検出誤差
を生じる。この問題を解決するためのコンパレータとし
てヒステリシスコンパレータがある。ヒステリシスコン
パレータは、図９（ａ）に示すように、コンパレータの
出力がローレベルからハイレベルに変わるしきい値ＴＨ
と、ハイレベルからローレベルに変わるしきい値ＴＬを
設けている。ヒステリシスコンパレータでは、入力信号
がしきい値ＴＨを超え、出力が一旦ハイレベルになった
後は、入力信号がしきい値ＴＬよりも低くならなければ
出力はローレベルにならない。出力がローレベルになっ
た後についても同様である。これによって、ノイズ信号
により誤パルスが発生することを防止している。ヒステ
リシスコンパレータはＯＰアンプを用いた公知な回路に
よって実現される。
【００２８】図８へ戻り、４３５は加算手段であり、
式〜式で与えられる信号について次の演算を行う。 Ｖ1＋Ｖ3＝２（Ｋ＋Ｋn）≒２Ｋ Ｖ2＋Ｖ4＝２（Ｋ＋Ｋn）≒２Ｋ ４３６はヒステリシスコンパレータであり、出力がロー
レベルからハイレベルに変わるしきい値とハイレベルか
らローレベルに変わるしきい値が異なっていて、これら
２つのしきい値の差となっているヒステリシス幅は加算
手段４３５の加算値２Ｋに比例している。
式〜式で与えられる信号について次の演算を行う。 Ｖ1＋Ｖ3＝２（Ｋ＋Ｋn）≒２Ｋ Ｖ2＋Ｖ4＝２（Ｋ＋Ｋn）≒２Ｋ ４３６はヒステリシスコンパレータであり、出力がロー
レベルからハイレベルに変わるしきい値とハイレベルか
らローレベルに変わるしきい値が異なっていて、これら
２つのしきい値の差となっているヒステリシス幅は加算
手段４３５の加算値２Ｋに比例している。
【００２９】図１０は図８の演算手段の信号波形図であ
る。図１０は式及び式で与えられる減算信号の振幅
とヒステリシス幅の関係を示した図である。式及び
式に示すように減算信号の振幅は変数Ｋに比例してい
る。図８の演算手段では、ヒステリシスコンパレータの
ヒステリシス幅は加算手段４３５の加算値２Ｋに比例し
ている。このことから、図１０（ａ）に示すように、減
算信号の振幅が大きいとき（Ｋの値が大きいとき）は、
ヒステリシス幅Ｈ１（しきい値ＴＨ１とＴＬ１の差によ
って与えられる幅）は大きくなる。一方、図１０（ｂ）
に示すように、減算信号の振幅が小さいとき（Ｋの値が
小さいとき）は、ヒステリシス幅Ｈ２（しきい値ＴＨ２
とＴＬ２の差によって与えられる幅）は小さくなる。こ
れによって、図１０（ａ），（ｂ）に示すようにΔＸ1
とΔＸ2が等しくなり、減算信号がしきい値をよぎる位
置ＸTは一定に保持される。変数Ｋは、本体部とコーナ
ーキューブの間の距離が長くなると減少し、減算信号の
振幅も減少する。もし、減算信号の振幅にかかわらずヒ
ステリシス幅を一定にすると、減算信号の振幅の変化に
より減算信号がしきい値をよぎる位置が変わり、コンパ
レータが誤動作する。本発明では、ヒステリシス幅が減
算信号の振幅に比例しているため、減算信号の振幅が変
化しても減算信号がしきい値をよぎる位置は一定に保持
される。これによって、減算信号の振幅の変化によるコ
ンパレータの誤動作を防止でき、検出精度を向上でき
る。
る。図１０は式及び式で与えられる減算信号の振幅
とヒステリシス幅の関係を示した図である。式及び
式に示すように減算信号の振幅は変数Ｋに比例してい
る。図８の演算手段では、ヒステリシスコンパレータの
ヒステリシス幅は加算手段４３５の加算値２Ｋに比例し
ている。このことから、図１０（ａ）に示すように、減
算信号の振幅が大きいとき（Ｋの値が大きいとき）は、
ヒステリシス幅Ｈ１（しきい値ＴＨ１とＴＬ１の差によ
って与えられる幅）は大きくなる。一方、図１０（ｂ）
に示すように、減算信号の振幅が小さいとき（Ｋの値が
小さいとき）は、ヒステリシス幅Ｈ２（しきい値ＴＨ２
とＴＬ２の差によって与えられる幅）は小さくなる。こ
れによって、図１０（ａ），（ｂ）に示すようにΔＸ1
とΔＸ2が等しくなり、減算信号がしきい値をよぎる位
置ＸTは一定に保持される。変数Ｋは、本体部とコーナ
ーキューブの間の距離が長くなると減少し、減算信号の
振幅も減少する。もし、減算信号の振幅にかかわらずヒ
ステリシス幅を一定にすると、減算信号の振幅の変化に
より減算信号がしきい値をよぎる位置が変わり、コンパ
レータが誤動作する。本発明では、ヒステリシス幅が減
算信号の振幅に比例しているため、減算信号の振幅が変
化しても減算信号がしきい値をよぎる位置は一定に保持
される。これによって、減算信号の振幅の変化によるコ
ンパレータの誤動作を防止でき、検出精度を向上でき
る。
【００３０】なお、コーナーキューブ３、ハーフミラー
１４、固定ミラー１５の代わりに同様な光学的機能を果
たす手段を用いてもよい。
１４、固定ミラー１５の代わりに同様な光学的機能を果
たす手段を用いてもよい。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。 透光スリットの配置または受光手段の配置に工夫を施
すことより、干渉縞に対して１／２ピッチ位相が異なる
位置で検出した光の検出信号どうしを減算している。こ
れによって、外乱光により発生した直流ノイズ成分をキ
ャンセルできる。 温度センサと圧力センサの検出値から波長を求め、求
めた波長をもとに位置算出の補正演算を行っている。こ
れによって、温度変化と気圧変化によって生じる検出誤
差を低減できる。 スケーリング演算を行っているため、位置検出装置か
ら位置制御装置へパルスで位置検出信号を与えるとき
に、位置検出装置が検出した移動量と位置制御装置が制
御する移動量を整合することができる。 可視レーザ光源を用いて装置の調整を行っているた
め、調整が容易になる。 演算手段のコンパレータにヒステリシスコンパレータ
を用い、ヒステリシスコンパレータのヒステリシス幅を
減算手段の減算信号の振幅に比例させている。このた
め、減算信号の振幅が変化しても減算信号がしきい値を
よぎる位置は一定に保持される。これによって、減算信
号の振幅の変化によるコンパレータの誤動作を防止で
き、検出精度を向上できる。
すことより、干渉縞に対して１／２ピッチ位相が異なる
位置で検出した光の検出信号どうしを減算している。こ
れによって、外乱光により発生した直流ノイズ成分をキ
ャンセルできる。 温度センサと圧力センサの検出値から波長を求め、求
めた波長をもとに位置算出の補正演算を行っている。こ
れによって、温度変化と気圧変化によって生じる検出誤
差を低減できる。 スケーリング演算を行っているため、位置検出装置か
ら位置制御装置へパルスで位置検出信号を与えるとき
に、位置検出装置が検出した移動量と位置制御装置が制
御する移動量を整合することができる。 可視レーザ光源を用いて装置の調整を行っているた
め、調整が容易になる。 演算手段のコンパレータにヒステリシスコンパレータ
を用い、ヒステリシスコンパレータのヒステリシス幅を
減算手段の減算信号の振幅に比例させている。このた
め、減算信号の振幅が変化しても減算信号がしきい値を
よぎる位置は一定に保持される。これによって、減算信
号の振幅の変化によるコンパレータの誤動作を防止で
き、検出精度を向上できる。
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】位相板に形成された透光スリットの配列状態を
示した図である。
示した図である。
【図３】４分割フォトダイオードの構成図である。
【図４】演算手段の具体的構成例を示した図である。
【図５】スケーリング演算手段の具体的構成例を示した
図である。
図である。
【図６】本発明の他の実施例の要部構成図である。
【図７】本発明の他の実施例の要部構成図である。
【図８】演算手段の他の構成例を示した図である。
【図９】ヒステリシスコンパレータの信号波形図であ
る。
る。
【図１０】図８の演算手段の信号波形図である。
【図１１】従来における位置検出装置の構成例を示した
図である。
図である。
【図１２】干渉縞のパターンを示した図である。
【図１３】位相板に形成された透光穴の配列状態を示し
た図である。
た図である。
２ 検出対象 ３ コーナーキューブ １１ レーザ光源 １４ ハーフミラー １５ 固定ミラー ４１ 位相板 ４１１〜４１４ 透光スリット ４２ ４分割フォトダイオード ４２１〜４２４ フォトダイオード ４３ 演算手段 ４３１ 減算手段 ４３２ コンパレータ ４３３ 方向判別手段 ４３４ アップダウンカウンタ ４３５ 加算手段 ４３６ ヒステリシスコンパレータ ４４１〜４４３ 温度センサ ４５ 圧力センサ ４６ 補正演算手段 ４７ スケーリング演算手段 ４７１，４７４ レジスタ ４７２ 乗算手段 ４７３ 除算手段 ４７５ 減算手段 ４７６ パルス出力回路 ４８ フォトダイオードアレイ ４８１〜４８４ フォトダイオード ４９ 可視レーザ光源
フロントページの続き (72)発明者 橋田 茂 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 小泉 豊 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 干渉計を用いて光学的に検出対象の位置
を検出する位置検出装置において、 レーザ光源と、 このレーザ光源の出射光を２方向に分岐する分岐手段
と、 前記検出対象とともに移動し、前記分岐手段で分岐され
た光の一方を受け、受けた光を分岐手段へ戻す第１の光
学手段と、 位置が固定されていて、分岐手段で分岐された光の他方
を受け、受けた光を分岐手段へ戻す第２の光学手段と、 前記第１の光学手段及び第２の光学手段により分岐手段
へ戻された光どうしが干渉して干渉縞が生じる位置に配
置され、第１乃至第４の透光スリットが形成されてい
て、これらの透光スリットは干渉縞の配列方向に沿って
ピッチＰ（Ｐは干渉縞のピッチ）で配列され、前記第１
の透光スリットに対して前記第２の透光スリット、第３
の透光スリット及び第４の透光スリットは位相がそれぞ
れＰ／４、Ｐ／２及び３Ｐ／４だけずれている位相板
と、 前記第１の透光スリット、第２の透光スリット、第３の
透光スリット及び第４の透光スリットの通過光を検出
し、検出光量に応じた電気信号を出力する第１の受光手
段、第２の受光手段、第３の受光手段及び第４の受光手
段と、 （第１の受光手段の出力信号）−（第３の受光手段の出
力信号）、（第２の受光手段の出力信号）−（第４の受
光手段の出力信号）なる減算を行う減算手段、２つの減
算信号を所定のしきい値と比較して２つのパルス信号に
変換するコンパレータ、このコンパレータで変換した２
つのパルス信号の位相関係から検出対象の移動方向を判
別する方向判別手段、及び、この方向判別手段の判別結
果に応じて前記パルス信号のパルス数をアップカウント
またはダウンカウントをするアップダウンカウンタを有
する演算手段と、を具備したことを特徴とする位置検出
装置。 - 【請求項２】 干渉計を用いて光学的に検出対象の位置
を検出する位置検出装置において、 レーザ光源と、 このレーザ光源の出射光を２方向に分岐する分岐手段
と、 前記検出対象とともに移動し、前記分岐手段で分岐され
た光の一方を受け、受けた光を分岐手段へ戻す第１の光
学手段と、 位置が固定されていて、分岐手段で分岐された光の他方
を受け、受けた光を分岐手段へ戻す第２の光学手段と、 前記第１の光学手段及び第２の光学手段により分岐手段
へ戻された光どうしが干渉して干渉縞が生じる位置に配
置され、干渉縞の配列方向に沿ってＰ／４ずつ位相をず
らして配列されていて、干渉縞の光量を検出し、検出光
量に応じた電気信号を出力する第１乃至第４の受光手段
を有し、これら第１乃至第４の受光手段はＮ組（Ｎは２
以上の整数）配列され、同一位相にある受光手段どうし
が接続されている受光部と、 （第１の受光手段の出力信号）−（第３の受光手段の出
力信号）、（第２の受光手段の出力信号）−（第４の受
光手段の出力信号）なる減算を行う減算手段、２つの減
算信号を所定のしきい値と比較して２つのパルス信号に
変換するコンパレータ、このコンパレータで変換した２
つのパルス信号の位相関係から検出対象の移動方向を判
別する方向判別手段、及び、この方向判別手段の判別結
果に応じて前記パルス信号のパルス数をアップカウント
またはダウンカウントをするアップダウンカウンタを有
する演算手段と、を具備したことを特徴とする位置検出
装置。 - 【請求項３】 前記レーザ光源の外部温度を検出する温
度センサと、 温度を変数とするレーザ光源の波長の関数式に前記温度
センサの検出値を代入して波長を求め、求めた波長をも
とに位置算出の補正演算を行う補正演算手段と、を具備
したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の位
置検出装置。 - 【請求項４】 装置が置かれた環境の気圧を検出する圧
力センサと、 装置が置かれた環境の気温を検出する温度センサと、 圧力及び気温を変数とする光の波長の関数式に前記圧力
センサ及び温度センサの検出値を代入して環境内におけ
る波長を求め、求めた波長をもとに位置算出の補正演算
を行う補正演算手段と、を具備したことを特徴とする請
求項１または請求項２記載の位置検出装置。 - 【請求項５】 一定周期毎に前記アップダウンカウンタ
のカウントが取り込まれる第１の記憶手段と、 この第１の記憶手段に取り込まれたカウントに前記補正
演算手段から得られた波長λを乗算する乗算手段と、 （この乗算手段で求めた乗算値）／（１パルス当たりに
ついて位置制御装置が制御対象を移動させる量）なる除
算を行う除算手段と、 この除算手段で求めた除算値が一定周期毎に取り込まれ
る第２の記憶手段と、 （除算手段で求めた今回の周期における除算値）−（第
２の記憶手段に取り込んでおいた前回の周期における除
算値）なる減算を行う減算手段と、 この減算手段で求めた減算値に応じた数のパルスを出力
するパルス出力回路と、を具備したことを特徴とする請
求項３または請求項４記載の位置検出装置。 - 【請求項６】 前記分岐手段で反射され前記検出対象の
移動方向と平行な方向に進んで前記第１の光学手段に入
射される可視レーザ光を出射する可視レーザ光源を具備
し、前記第１の光学手段で反射された可視レーザ光をも
とに第１の光学手段の位置を調整することを特徴とする
請求項１または請求項２記載の位置検出装置。 - 【請求項７】 前記演算手段は、（第１の受光手段の出
力信号）＋（第３の受光手段の出力信号）、（第２の受
光手段の出力信号）＋（第４の受光手段の出力信号）な
る加算を行う加算手段を有し、 前記コンパレータは、出力がローレベルからハイレベル
に変わるしきい値とハイレベルからローレベルに変わる
しきい値が異なるヒステリシスコンパレータであり、前
記２つのしきい値の差となっているヒステリシス幅は前
記加算手段の加算値に比例していることを特徴とする請
求項１または請求項２記載の位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28316595A JP3232223B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28316595A JP3232223B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09126720A true JPH09126720A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3232223B2 JP3232223B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=17662033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28316595A Expired - Fee Related JP3232223B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3232223B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002148021A (ja) * | 2000-11-15 | 2002-05-22 | Yokogawa Electric Corp | 位置決め装置 |
| JP2007271624A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Mitsutoyo Corp | 位相差検出器および位相差検出方法 |
| US7710549B2 (en) | 2005-02-23 | 2010-05-04 | Kyocera Corporation | Apparatus for detecting speed of movable body and drive stage using the same |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP28316595A patent/JP3232223B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002148021A (ja) * | 2000-11-15 | 2002-05-22 | Yokogawa Electric Corp | 位置決め装置 |
| US7710549B2 (en) | 2005-02-23 | 2010-05-04 | Kyocera Corporation | Apparatus for detecting speed of movable body and drive stage using the same |
| JP2007271624A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Mitsutoyo Corp | 位相差検出器および位相差検出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3232223B2 (ja) | 2001-11-26 |
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