JPS5951305A

JPS5951305A - 変位測定装置

Info

Publication number: JPS5951305A
Application number: JP16204182A
Authority: JP
Inventors: Osamu Maehara; 修前原; Yoshitaka Nakajima; 中島　吉隆
Original assignee: Ono Sokki Co Ltd
Current assignee: Ono Sokki Co Ltd
Priority date: 1982-09-17
Filing date: 1982-09-17
Publication date: 1984-03-24

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、光電的に直線、あるいは角変位を測定する装
置に関する。

この種のものには、移動、あるいは回動自在に配列した
主、副２枚のスリット体を用い、その相対変位をスリ□
ット体に形成したスリット部。

発光体および受光体によって電気信号に変換させるよう
□にしたものが公知であり、その直線変位と角変位の各
代表的測定装置には、光学式リニアスケールとロータリ
エンコーダがある。先ず、それらについて簡単に説明す
る。

リニアスケールは、薄板状の主、副両スリット体の例え
ば、主スリツト体を固定して副スリツト体を直線方向に
移動自在に支承し、主スリツト体には等ピッチにデユー
ティ１：１のスリットを配列した第１のスリット部を設
け、また。

副スリツト体には第１のスリット部と同一スリットピッ
チで互のスリット位置をＶ４ピッチすらして形成した第
２．第３のスリット部を設け。

その第１と第２．第１と第３の各スリット部をそれぞれ
挾んで一方側に第１．第２の発光体を。

他方側に第１．第２の受光体を設けて対向させたもので
ある。なお、これらの発光体と受光体は２例えば、副ス
リットと一体となって移動できるように副スリツト体に
取付けられている。

さて、上記のものでは、副スリツト体がそのスリットピ
ッチ変位するごとに、第１と第２および第１と第３のス
リット部の両スリットの重合面積が周期的に変化して発
光体から受光体に到達する光量が変わり、第１．第２の
受光体には、はぼ正弦波状で位相が互に９０度だけずれ
た交流電圧が発生する。したがって、この一方の交流電
圧の立上りをパルス化してその数を計数すると、スリッ
トピッチを測定最小単位とした変位が求められ、立上り
と共に立下りもパルス化して計数すると、　　１／２ス
リツトピツチを測定最小単位とした変位が、さら（６両
交流電圧の立上り、立下りをパルス化して両者を計数す
ると、ン４スリットピッチを測定最小単位とした変位が
求められることになる。なお、これらの他にも主スリツ
ト体の方を移動自在にしたり。

あるいは両者を移動自在にしてその相対的変位を測定す
る場合があり、また２発光体、受光体も主、副両スリッ
ト体のいずれにも取付けた例がある。

また、ロークリエンコーダは、主、副スリツト体の一方
、または両方を円板状（一方のみを円板状とする場合に
は他方は薄板状）に形成して対向させ、かつそこに形成
するスリットを等ピッチの放射状として主、副両スリッ
ト体間の相対角変位を求めるものであり、スリット体の
形状と測定する変位方向がリニアスケールと異なるだけ
で、その変位を交流電圧の周期数に変換する原理は、リ
ニアスケールと何等変らない。

したがって、これにおいても、その発生した交流電圧を
パルス化して計数することにより角変位が求められる。

ところで、この踵の装置は、直線方向、あるいは回転方
向の位置制御のセンサとしても数多く利用されている。

そして、このような用途にはセンサの高分解能化と小型
化とが強く要請されており、特に、ロボットにおいてそ
の要求が強い。しかしながら、上記装置では、その分解
能はスリットピッチの大きさによって定まることになり
、したがって、その向上には加工上の制約を受け２分解
能の向上と小型化との両立は困難である。

これに対し１位相変調検出力式を磁気的手段により実用
化した直線型および回転型のマグネスケールは、高分解
能化と小型化の両立を可能にしたものであり、以下、そ
の直線型について簡単に説明する。

これは、スケール上の磁極をＮ−８，Ｓ−Ｎ。

Ｎ−８・・・・・・と配列してＮ−８８−Ｎごとにサイ
ン波状に磁束密度が変化する磁気目盛とし、そのＮ−８
８−Ｎ間のＶ４ピッチ隔てて磁束応答形のヘッドを対向
させ、その各ヘッドは角速度Ｗで、互に９０度の位相差
をもつサイン波ｓｉｎｗｔ。

ｃｏｓｗｔ　〔−５ｉｎ　（ｗｔ＋９０°）〕で励磁さ
せ、その各ヘッド出力の加算信号の位相ずれを求めるよ
うにしたものである。こうすると、各ヘッドからは磁気
目盛上の対向位置Ｘに比例し、その目盛の１ピッチＰ間
を３６０°として表わす電気角θ〔＝（ｘ／Ｐ　）Ｘ　
３６０　）のサイン、コサインに対応する振幅Ａｓ１ｎ
θ、　Ａｃｏｓθを有するｓｉｎｗｔとｃｏｓｗｔの搬
送波ｅｌ、ｅ２．すなわち。

が取り出され、これを加算した出力ｅ、すなわち。

ｅ　＝Ａｃｏｓ　（ｗｔ−θ）（２）が得られる。

したがって、この加算出力の位相変化θを測定すること
により、θに比例する変位Ｘが求められることになる。

しかして、この位相ずれθは、励磁サイン波と加算出力
ｅを位相差計に送り２例えば、クロックパルスを基準に
してディジタル測定することにより十分に高い分解能で
求められ、しかも。

それは、前記したように磁気目盛の１ピツチを３６０度
としたものであるから変位は極めて高い分解能で求めら
れることになる。

しかしながら、このようなマグネスケールは。

磁気的手段によって検出を行うために２周囲の磁気的、
電磁的なノイズの影響を受は易い欠点があり、結局、そ
の使用環境に対して制約を受ける。

これを改善するには、光電的手段により位相変調検出方
式の原理を実施すればよいのであり。

変位に応じてサイン波状に変化する光学目盛を用い、磁
束応答形ヘッドの代りに、サイン波。

コサイン波で点灯制御させられる発光体と、その光を光
学目盛を介して受光し、その光量に応じた電気出力を発
生する受光体とによって構成させることが考えられる。

しかし、光学目盛に対して磁気目盛のＮ、Ｓ極のように
正、負の極性を持たせることは不可能であり、光学目盛
においては、光の遮断時を０とし、光の透過あるいは反
射が行われる場合には、その光量に応じた正の目盛とな
る。また９発光体の発光する光量も負の光量はあり得な
いので、最小の発光量が０である。すなわち、これらの
関係を式により説明するさ、二つの発光体により最小値
をＯ９最大値を２Ｂとしてサイン波状、コサイン波状に
点灯制御させれば、その発光量Ｆ１．Ｆ２はであって、
一定の光ｚＢを中心値としてサイン波、コサイン波の変
化が生じるわけである。そして、この光ｔ　”Ｉ　ｒ　
Ｆ２を変位Ｘに対応した電気角θに応じたサイン、コサ
イン関数に応じて透過、あるいは反射させるようにした
光学目盛についても最小の制御光量をＯとし、それと最
大の制御光量２Ｂとの間を、サイン波状、コサイン波状
に制御させるのであり、目盛を介して受光体に達する光
量Ｆ１１　ｒ　Ｆ２１は。

となる。したがって、この光量を加算した結果は。

Ｆｏ＋Ｆ２＋、＝（Ｂ／２）（ｃｏｓ、（ｗｔ−θ）＋
（ｓ　ｉｎ　ｗｔ＋ｃｏｓ　ｗｔ　）＋（ｓｉｎθ−＋
−ｃｏｓθ）＋２）　　　　　　　（５）となり、磁気
的な検出法のように変位を位相変化として取り出すこと
はできない。

さて、この解決には、（５）式に関していうと。

（ｓｉｎｗｔ−１−ｃｏｓｗｔ　）を無くすることが必
要であり。

また（ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ）と２は、角速度Ｗに対して
直流成分、あるいははるかに低い変化速度成分となるの
で、フィルタにより消去し得ることになる。

そこで、最初に戻って９発光体の発光量を険討するのに
、　　ｓｉｎｗｔに対して位相が９０度ずれたｃｏｓ　
ｗｔの他に、１８０度、２７０度ずれたサイン波による
点灯制御を行えば、その発光量Ｆ３＋　Ｆ４は。

それぞれ前記（３）式と同様にしてとなり、前記Ｆ１とＦ３．Ｆ２とＦ４は、それぞれ光量
Ｂを中心として角速度Ｗで周期的に変化しながら、互に
反対（１８０度位相差をもつ）の光量変化を生じる。そ
こで、さらに光学目盛も前記の変位Ｘに対応した電気角
θのサイン関数、コサイン関数で前記Ｆｌ　ｒ　Ｆ２の
光量の透過を各別に制御させるようにすると同時に、サ
イン関数と１８０度、２７０度の位相差をもつマイナス
サイン関数、マイナスコサイン関数に応じて前記Ｆ３＋
Ｆ４の透過を各別に制御させるようにすれば、そのＦ３
．Ｆ４の中で受光体に導入される光量Ｆ３１　ｒＦ４１
は、前記（４）式と同様にして。

となる。

したがって、これらＲ１ｒ　Ｆ２］　＋　Ｆ３］　＋　
１”４１のすべてを加算すれは、その合成光量ＦはＦ＝Ｂ　（ｃｏｓ（ｗｔ−〇）　＋　２　）　　　　　
　　（８）となって、直流成分２Ｂと電気角θに対応し
た位相変化をもつ角速度Ｗの光量変化が得られることに
なる。

以上は、説明を簡単にするために２発光体の発光量Ｆ１
〜Ｆ４を９０度づつの位相ずれをもたせ。

光学目盛も、９０度づつの位相ずれをもたせて透過光量
の制御を行わせる場合を検討したものであるが２発光量
Ｆｌ−Ｆ、ｉの位相ずれとその透過を制御する光学目盛
での制御サイン関数の位相ずれとを合致させれば、上記
検討と同様のことがいえる。しかし、こうすると２機構
部に４組の発光体と受光体を必要とすることになり、磁
気的手段に対して複雑化することはまぬがれない。

ところで、前記（５）式について検討するのに。

（ｓｉｎｗｔ＋ｃｏｓｗｔ　）を消去するには、　　（
Ｂ／２）（ｓｉｎｗｔ　−１−ｃｏｓ　ｗｔ　）の光量
を別に作って、２つの大量ＦＩＩ　＋　Ｉｔ”２＋の和
から”差引くようにしてもよい。ただし、光量を差引く
ことは不可能であり、また。

負の光量を得ることも不可能である。とすると。

前記（５）式で示されるＦｌｌとＦ２１の加算光量に対
応した電気信号を発生させた上で、それから電気的に別
に形成可能な（Ｂ／２）　（ｓｉｎｗｔ＋ｃｏｓｗｔ　
）に対応した電気信号を差引かせれば２機構部の構成は
簡略化できる。

本発明は、上記の検討結果に基づき、光電的手段による
位相変調噴出方式の変位測定装置を単純な構造のまま実
現したものであり、主、副スリツト体を対向して配置し
、主スリツト体には等ピッチの第１のスリット部を形成
し、副スリツト体には第１のスリット部と同一ピッチで
互にスリットの形成位置が（１／４ピツチ＋整数ピツチ
）ずれた第２．第３の各副スリツト部を形成し、その第
１のスリット部と第２．第３の各スリット部を各別に挾
んで一方側に第１．第２の発光体を配置すると共に、他
方側にその各第１．第２の発光体の各々と各別に対向す
る第１、第２の受光体、または第１．第２の発光体の両
方と対向する共通の受光体を配置してこれら発光体と受
光体は主または副スリツト体に一体的に取付け、前記第
１．第２の発光体は点灯制御部より送出させた互に位相
が９０度または２７０度づつすれた周期的出力により各
別に発光量を制御させ、前記第１，２の受光体出力の合
成値、または共通の受光体出力さ前記各周期的出力の反
転出力との合計出力の位相変化を求めるようにしたもの
である。その結果、各発光体から所定の位相ずれをもつ
発光量が生じ、主。

副両スリット体によりその各発光体と対向する受光体の
対向面積が各所定の位相ずれをもつサイン波状に変化さ
せられるようにしたものであり、結局、主、副両スリッ
ト体により前記の光学目盛を形成し、それにより所定位
相の各発光体の発光量を変化させると共に、その余分な
成分を電気的に消去させたものである。

以下、直線変位の測定装置に対する実施例について詳細
に説明する。

第１図において、長尺の主スリツト体１０には。

等ピッチに第１のスリット部１１がその長手方向に沿っ
て形成され、その第１のスリット部１１と適宜間隔で短
尺の副スリツト体加が対向し、副スリツト体２０には上
下方向に第２．第３のスリット部２１．２２が形成され
ている。第２図は前記第１のスリット部１１と第２．第
３のスリット部２１．２２の配置関係をモデル化して示
したものであり、第１のスリット部１１と第２．第ゴの
スリット部２１．２２のスリットピッチは同一で、かつ
第２．第３のスリット部２１．２２の各スリットは相互
にスリットピッチＰのＶ４づつずらして形成されている
。再び第１図において、その各第２、第３のスリット部
２１．．２２の各々と第１のスリット部１１を挾んで発
光体３１．３２と受光体４１゜４２がそれぞれ対向して
配設され、これらは図示されていない保持体により副ス
リツト体２０と結合されている。以上が機構部であり、
直線変位の測定にあたっては、主スリット体１０．副ス
リット体２０のいずれか一方、または両者を被測定操作
機構の移動部、または相対移動部の各々に取付け、主、
副側スリット体１０．２０間に変位を生じさせる。

したがって、いま、主スリツト体１ｏが２例えば静止の
副スリット体２０２発光体群３０．受光体群４０に対し
て移動したとすると、第１のスリット部１１と第２．第
３のスリット部２１．２２との重合面積は、スリット部
１１の移動量に応じてそれぞれ三角波状に増減し、互は
９０度づつの位相ずれをもつ。この結果、各発光体３１
．３２から各対応する受光体４］、４２に達する光量は
２重合面積の変化に応じて変えられることになる。ただ
し。

この重合面積と透過光量の関係は、スリットを円形、あ
るいは楕円状の受光面と対向させたことによるウィンド
ウの効果や光の回折現象のために直線関係にはなく、三
角波状の重合面積の変化に対してサイン波状あるいは極
めてサイン波に近い関係となる。

すなわち、いま、第２図の状態から第２．第３のスリッ
ト部２１．，２２に対し、第１図のスリット部１１が右
方に移動したとすると、第１と第２のスリット部とによ
って形成される重合面積は。

両スリット部が完全に対向した状態を１とした場合、移
動の始点はＶ２であり、スリット部の１／４ピツチ移動
後には１．続いて２／／４ピツチ移動後には再び１／２
となり、　　３／４ピツチ移動後には０となり、１ピツ
チ移動後には１／２となる。

同様に、第１と第３のスリット部により形成される重合
面積のそれぞれ０．　Ｖ４．　Ｖ２．３／４゜１ピツチ
の移動時における値は、それぞれ１−Ｖ２−０−７２と
なり、結局、各々は位相が９０度づつずれた三角波状の
変化となる。そして、この重合したスリット面を介して
発光体３１．、３２から受光体４］、４２に達する光量
は、前記のように９０度づつ位相のずれたサイン波状に
変化することになる。

次の（９）式は、上記の関係を式により表わした結果で
あり、いま、二つのスリット部が完全に重合した場合を
１とし、スリットの移ＶＩ量Ｘに応応した電気角θ（−
３６０・ｘ／Ｐ　）によって変化させられる光量の割合
をｆ、、ｆ２で表せば次のようになる。

この結果、いえることは、第１．第２の発光体の発光量
が時間経過に対して一定、もしくは同じ変化であるなら
ば、各対応する受光体４１゜４２に達した光量の総オロ
も一定か、もしくはその変化信号の位相が一定となるこ
とであり、これに関し、逆に考えれば９発光体３１〜３
２の発光量が位相を異にして変化する場合は、各受光体
４１゜４２に達する光量の和は、電気角θ、すなわち。

スリット部の移動に応じて変化する成分を含んでいるこ
とになる。

この関係を表わしたのが前記（ω式である。

次に、その発光量の点灯制御部につき、第３図により説
明する。これは２発光体３１．３２に対し、各光量をサ
イン波状に変化させ、その位相を９０度づつずらすため
のものである。すなわち。

時間経過に従い発光体３１の光量が最小値を０としたサ
イン波状に変化する間に２発光体３２は位相が９０度ず
れて光量が同様に変化するようにしたものである。これ
により受光体４１．４２の受光量がスリットの移動量に
応じて変化すると同時に２時間経過に対しての変化がサ
イン波状となり、その総和もサイン波状に変化して位相
がスリット部の移動量により変化する成分を含むことに
なる。

さて２図に一点鎖線で囲んで示す点灯制御部５０におい
て２発振器５１のサイン波Ａｓｉｎｗｔ（ただし、Ａ：
振幅、Ｗ：角速度）の出力端子は第１の９０度移相器５
２の入力端子と結線され、その移相出力Ａｃｏｓｗｔの
出力端子は第２の９０度移相器５３の入力端子と結線さ
れ、その移相出力−Ａｓｉｎｗｔの出力端子は第３の９
０度移相器５４と結線され、さらに、それら発振器５１
．第１の移相器５２の出力端子は前記第１．第２の発光
体３１．３２の駆動回路５５，５６の入力端子とも結線
されている。

そして、駆動回路５５．５６は、各対応する発光体３１
．．３２の発光量がそれぞれ正の光量範囲２例えは、０
〜２Ｂの間で、前記ＰＩ　＋　Ｆ２に示すように所定の
位相ずれをもってサイン状に変化するように、その点灯
を制御する。この結果、各発光体３１．３２からの発光
量Ｆ’、−Ｆ、、は、主、両画スリット体１０．２０の
谷対向するスリット部１１と２１゜１１と２２の対向関
係に応じて前記（９）式で示されるように、主、両画ス
リット体１０．２０によりその透過量が変えられて前記
（４）式に示される光量Ｆｌｌ　＋　Ｆ２＋となり、各
対応する受光体４１　、４．２に導入される。そして、
各受光体４１〜４２の受光量に対応した出力は前記第２
．第３の移相器５３．５４の出力と共に加算器６０に入
力され振幅を一定にした状態で加算された後９位相差計
７０に導入されて前記第２の移相器５２の出力Ａｃｏｓ
ｗｔとの位相差の測定が行われる。すなわち、いま、第
２図のように、第１のスリット部１１に対する第２゜第
３のスリット部２１．２２の対向状態がそれぞれ。

左側のＦ２が対向、完全対向となる場合を基準に吉る々
、この状態では第１の発光体３１の発光量Ｆ１のうちの
７２　、すなわち（Ｂ／２）（ｓｉｎｗｔ＋１）が受光
体４１に達し、第２の受光体４２には第２の発光体３２
の発光量Ｆ２のすべて、すなわちＢ（ｃｏｓｗｔ　＋　
１　）が達する。したがって、いオ、各受光体４１．４
２において、光量Ｂを受光した際にＣの大きさの電気出
力を生じさせるように調節しておくと、それぞれからは
電気出力（０／２）（ｓｉｎｗｔ＋１　）、　Ｏ（ｃｏ
ｓｗｔ＋１）が出力され、加算器６０に導入される。こ
のとき、同時に第２．第３の移相器５３．５４の電気出
力、　−Ａｓｉｎｗｔ、−Ａｃｏｓｗｔが加算器６０に
導入される。そして、加算器６０において、これら入力
は入力増幅部により所定の振幅。

すなわち、前記（５）式において、消去を必要とする（
１３／２）ｓｉｎｗｔと（Ｂ／　２　）ｃｏｓ　ｗｔの
光量に対応した電気出力（０／２）ｓｉｎｗｔと（Ｃ／
　２　）ｃｏｓ　ｗｔと同一振幅の−（０／２）ｓｉｎ
ｗｔ　、　−（０／２）ｃｏｓｗｔに増幅されて他の入
力（０／　２）（ｓｉｎｗｔ＋１　）、　Ｏ（ｃｏｓｗ
ｔ＋　１　）と加算される。したがって、その加算出力
は。

（Ｃ！／２）（ｃｏｓｗｔ＋３／２）となり、サイン波
状に変化するものとなる。

次に、スリット部１１が例え、ば、　　Ｖ８ピッチ移動
すると、スリット部１１とスリット部２１．２２の各対
向状態は、それぞれ３／４．　３／４となる。ただし、
前記したようにその対向面積の三角波状の増減に対する
透過光量の増減はサイン波状であり、したがって、その
透過光量は、それぞれ（１３／　２　Ｘ　１／ｆ２＋１
　）　（ｓｉｎｗｔ＋１　）、　（Ｂ／　２　）　（１
／ｉ’Ｆ＋１　）（ｃｏｓ　ｗｔ＋　１　）となる。そ
して、この各透光量は受光体４１．４２に導入され、そ
の光量に比例した電気出力（０／　２）（１／ｙ’ｍ＋
１　）（ｓｉｎｗｔ＋１　）、　（０／２）（１屑ｊｌ
　）（ｃｏｓｗｔ−）−１）に変換され、その電気出力
が加算器６０において、前記の−（０／２）ｓｉｎｗｔ
−（０／２）ｃｏｓｗｔと加算される。その結果、加算
出力は、（０／２）（（１／４）ｓｉｎｗｔ−１−（し
Ｖ＞　）ｃｏｓ　ｗｔ　−４−（２＋２／ｙ’ｊ　）　
）　、’すなわち、（０／２）（ｃｏｓ（ｗｔ　−４５
°）＋（２＋２．ｚｙ’２））となり、サイン波状に変
化すると共に、その位相は、前記の基準状態の加算出力
に対して４５度の位相ずれをもつことになる。

以下、全く同様にして主、両画スリット体１０゜２０の
スリット部１１とスリット部２１．．２２の相対移動量
に応じて受光体４１．４２に達する光量の振幅が変わり
、加算器６０の加算出力は、その相対移動量に比例する
電気角θの位相ずれを生じることになる。

したがって、加算器６０の出力の位相ずれを例えば、第
１の移相器５２の出力Ａｃｏｓｗｔと比較して位相差計
７０により測定することによりスリット部の１ピツチ内
の移動量が求まる。そして。

この位相ずれは、主、両画スリット体の相対移動量がス
リットピッチに達するごとに、０〜３６０度の間で繰返
し増減する。したがって、この繰返し数とスリットピッ
チの積から測定単位をスリットピッチＰとした変位が求
められ、スリットピッチ内のはんばな変位は前記の位相
ずれから求められ、その結果、変位はスリットピッチＰ
よりもはるかに細かい単位によって求められる。

なお、上記実施例においては、第１．第２の発光体を互
に９０度の位相差を有するサイン波により点灯制御させ
、その各々と１８０度の位相差を有するサイン波を直接
加算器６０に導入させる場合につき例示したが２点灯は
サイン波およびそれと２７０度の位相差を有するサイン
波により行い、その各々と１８０度の位相差を有するサ
イン波を加算器に導入させても全く同様である。

また、上記実施例においては、第２．第３の移相器５３
．５４の出力を加算器６０の入力増幅部により所定の振
幅に増幅させる場合につき例示したが、移相器自体に増
幅機能を持たせてもよく。

または、逆に受光体４１．４２の出力を所定の振幅に増
幅させても同様である。

また、上記実施例においては、主スリット体１０を長尺
に、副スリツト体２０を短尺にしてそれに発光体群３０
と受光体群４０を取付けた場合を例示したが、逆に肯１
１スリット体を長尺に、主スリツト体を富反にして主ス
リツト体（・？二発光体群と受光体群を取付けても同様
である。

また、−上記実施例においては、第２．第３のスリット
部２１，２２を上下方向に配置した場合をｙ・１１示し
たが、主スリット体１０のスリット１１と対向させて、
第２．第３のスリット部を所定位相ずらしてその長手方
向にｙ’ｉ己ｒｒｔしても同析である。

また、上記実施例においては２点灯跳動回路５５．５６
にそれぞれ９０度づつ位相のずれたアナログサイン波を
入力させる場合につき例示したが。

発振器５］から出力されるアナログサイン波をパルス幅
変調回路を介してその振幅に対応したパルス幅信号に変
換し、それを点灯駆動回路５５゜５６に導入して発光体
３１．３２の点灯間隔を制御させても同様であり、また
、その際、サイン波。

コサイン波をそれぞれパルス幅変調した後、その反転出
力を形成するよう（こしてもよい。

また、上記実施例においては、透過光量を各別に設けた
第１．第２の受光体４］、４２により受光して各別に光
電変換後、加算器６０により合成する場合を例示した。

これら受光体４１．．４２の受光面を一体化させた共通
の受光体により加算透過光量を直接受光して光電変換さ
せても同様である。

また、上記実施例は、加算出力の位相をＡｓｉｎｗｔの
周期出力と比較させてもよいこともちろんである。

また、上記実施例において、多少の分解能の低下が許容
される場合には１発光体３１．３２の発光量を各９０度
づつ位相のずれた矩形波、あるいは三角波で制御させて
もよい。すなわち、これら波形をフーリエ級数で表せば
、それらは各ｓｉｎｗｔ　、　ｃｏｓｗｔ　、　−ｓｉ
ｎｗｔ　、　−ｃｏｓｗｔとそれらの高次成分で表され
るものであり、これで発光量を制御した場合、その中の
高次成分はスリットの通過中や受光体内での光電変換中
に減衰させられるので、結局正弦波で点灯制御した場合
は。

フィルタを介して高次成分を除去してもよい。

また、上記実施例は直線変位の測定装置に係るものであ
るが１円板上に等ピッチ角の第１のスリット部を形成し
たスリット円板を主スリツト体とし、板上、あるいは円
板上に第１のスリット部と同一ピッチ角で、互の位相が
相互に９０度づつずれた第２．第３のスリット部を形成
したスリット板を副スリツト体とすることにより。

主、副筒スリット体間の相対角変位が得られることもち
ろんである。

以上のとおりであり９本発明は機構部を簡略化したまま
光電的手段により位相変調検出方式の変位測定装置を実
」、シたものであり、磁気的ノイズに汚染される恐れが
なく、シかも小型。

高分解能な変位測定装置となり、ロボット等のセンサと
して好適なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機構部の実施例を示す斜視図、第２図
はスリット部の配置関係を説明するためのモデル図、第
３図は本発明の点灯制御部と出力の処理部を示すブロッ
ク線図、第４図は受光体に達する光量の大きさを表わす
波形図である。１０．２０ニスリット体、　１１．２１．２２ニスリッ
ト部。３１．３２：発光体、４１，４２：受光体、５０：点灯
制御部、６０：加算器、７０：位相差計

Claims

【特許請求の範囲】１、対向して配置された主および副の２枚のスリット体
の間に発生した相対変位を測定する装置であり、主スリ
ツト体には等ピッチの第１のスリット部を形成し、副ス
リツト体には第１のスリット部と同一ピッチで互にスリ
ットの形成位置が（１／４ピツチ＋整数ピツチ）ずれた
第２．第３の各副スリツト部を形成し。その第１のスリット部と第２．第３の各副スリツト部を
挾んで一方側に第１．第２の発光体を配置すると共に、
他方側にその各第１゜第２の発光体の各々と各別に対向
する第１゜第２の受光体、または第１．第２の両発光体
と対向する共通の受光体を配置してこれら発光体と受光
体は主または副スリツト体に一体的に取付け、前記第１
．第２の発光体は点灯制御部と結線し、その各発光量は
位相が９０度または２７０度ずれた周期的出力により各
別に発光量を制御させ、前記第１．第２の両受光体出力
、または共通の受光体出力は合成部に導入して前記点灯
制御部から導入した各周期的出力の反転出力と合成し、
その合成出力の位相変化から変位を求めるところの変位
測定装置。