JPS5991304A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
- Publication number
- JPS5991304A JPS5991304A JP20148882A JP20148882A JPS5991304A JP S5991304 A JPS5991304 A JP S5991304A JP 20148882 A JP20148882 A JP 20148882A JP 20148882 A JP20148882 A JP 20148882A JP S5991304 A JPS5991304 A JP S5991304A
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- JP
- Japan
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- detected
- slit
- signal
- circuit
- scanning
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はミクロンオーダからサブミクロンオーダの精度
を有する位置検出装置に関するものである。
を有する位置検出装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来のこの種の位置検出装置の具体構成を第１図に示す
。１は被検出物、２は光源、３はノ為−フミラー、４は
レンズ、５はスリットであり、レンズ４に、辷る被検出
物１の像はスリット面上に結像されている。６はガルバ
ノミラ−であり、レンズ４による像をスリット面上で移
動させる。７はスリット５を通過する光を検出する光電
変換器である。光電変換器７からの検出信号と走査手段
６への走査信号によυ制御装置８で被検出物１の位置を
認識している。しかしこのような構成では以下に述べる
ような欠点を及ぼす要因としてカルバノミラ−６の走査
精度があるが、被検出物１を検出するだめの走査範囲が
広い場合には、ガルバノミラ−等の走査手段の走査精度
が悪くなる。特にガルバノミラ−のようなミラーが所定
の角度だけ回転することによって被検出物を走査する場
合には、被検出物１の位置により、被検出物１とスリッ
ト５との間の距離が変わるため、被検出物１の位置によ
っては像がボケ、位置検出精度が悪くなる。
。１は被検出物、２は光源、３はノ為−フミラー、４は
レンズ、５はスリットであり、レンズ４に、辷る被検出
物１の像はスリット面上に結像されている。６はガルバ
ノミラ−であり、レンズ４による像をスリット面上で移
動させる。７はスリット５を通過する光を検出する光電
変換器である。光電変換器７からの検出信号と走査手段
６への走査信号によυ制御装置８で被検出物１の位置を
認識している。しかしこのような構成では以下に述べる
ような欠点を及ぼす要因としてカルバノミラ−６の走査
精度があるが、被検出物１を検出するだめの走査範囲が
広い場合には、ガルバノミラ−等の走査手段の走査精度
が悪くなる。特にガルバノミラ−のようなミラーが所定
の角度だけ回転することによって被検出物を走査する場
合には、被検出物１の位置により、被検出物１とスリッ
ト５との間の距離が変わるため、被検出物１の位置によ
っては像がボケ、位置検出精度が悪くなる。
また被検出物が２個以上ありその形状が異なる場合には
１個のスリットで検出しようとすれば、検出信号のＳ／
Ｎが悪くなり位置検出精度がおちる０ 発明の目的 本発明の目的は上記欠点に鑑み、走査範囲が広くとれし
かも検出精度の高い位置検出装置を提供することにある
。
１個のスリットで検出しようとすれば、検出信号のＳ／
Ｎが悪くなり位置検出精度がおちる０ 発明の目的 本発明の目的は上記欠点に鑑み、走査範囲が広くとれし
かも検出精度の高い位置検出装置を提供することにある
。
本発明の他の目的は２個以上の形状が異なる被検出物の
位置を精度よく検出する位置検出装置を。
位置を精度よく検出する位置検出装置を。
提供することにある。
発明の構成
本発明は、被検出物を照明する照明手段と、結像手段と
、前記結像手段による前記被検出物の結像面上に所定の
間隔を有して設けられた少なくとも２個のスリットと、
前記スリットを通過する光を検出する光電変換器と、前
記被検出物の結像と前記スリットの相対位置を変化させ
る走査手段と、前記光電変換器からの被検出物の検出信
号と前記走査手段の走査信号と前記スリットの位置信号
により前記被検゛出物の位置を決定する決定手段とから
構成されておシ、被検出物の検出範囲が広く、検出精度
が高いという効果を有している・実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面を参照にしながら説
明する。第２図は本発明の第１の実施例を示す正面図で
ある。第２図において、１０は被検出面、１ｏａ、１ｏ
ｂは被検出物、１１は結像手段を構成するレンズ、１２
は被検出物を照明する光源、１３はハーフミラ−１１５
はスリットプレート、１５ａ、１５ｂはスリットプレー
ト２５にあけられたスリットで、所定の間隔Ｓを有して
おり、被検出物１０ａ、１０ｂのレンズにより結像面上
に設置されている。
、前記結像手段による前記被検出物の結像面上に所定の
間隔を有して設けられた少なくとも２個のスリットと、
前記スリットを通過する光を検出する光電変換器と、前
記被検出物の結像と前記スリットの相対位置を変化させ
る走査手段と、前記光電変換器からの被検出物の検出信
号と前記走査手段の走査信号と前記スリットの位置信号
により前記被検゛出物の位置を決定する決定手段とから
構成されておシ、被検出物の検出範囲が広く、検出精度
が高いという効果を有している・実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面を参照にしながら説
明する。第２図は本発明の第１の実施例を示す正面図で
ある。第２図において、１０は被検出面、１ｏａ、１ｏ
ｂは被検出物、１１は結像手段を構成するレンズ、１２
は被検出物を照明する光源、１３はハーフミラ−１１５
はスリットプレート、１５ａ、１５ｂはスリットプレー
ト２５にあけられたスリットで、所定の間隔Ｓを有して
おり、被検出物１０ａ、１０ｂのレンズにより結像面上
に設置されている。
被検出物１０ａ、１０ｂの必要な位置検出精度が９の場
合、レンズ１１による像の倍率をＭとすると、Ｓの精度
はｇｘＭ以下であればよい。１４はレンズ１１による被
検出物１ｏａ、１０ｂの像とスリット１ｓａ、１ｓｂは
相対位置をスリット面上で変化させる走査手段としての
ガルバノミラ−である。１７はスリン）１ｓａ、１ｓｂ
の後方に位置し、スリン）１５ａ、１５ｂを通過する光
を検出する光電変換器である。１６はスリット１５ａ、
１５ｂのいずれか一方を遮光する遮光板であり、リニア
アクチュエータ等の駆動手段（図示せず）により１駆動
される０ 光電変換器１７による光の検出信号が制御装置１８に入
力され、制御装置１８より走査信号がガルバノミラ−１
４に出力され、パターンスリット１５の位置信号が遮光
板１６の駆動手段に出力される。
合、レンズ１１による像の倍率をＭとすると、Ｓの精度
はｇｘＭ以下であればよい。１４はレンズ１１による被
検出物１ｏａ、１０ｂの像とスリット１ｓａ、１ｓｂは
相対位置をスリット面上で変化させる走査手段としての
ガルバノミラ−である。１７はスリン）１ｓａ、１ｓｂ
の後方に位置し、スリン）１５ａ、１５ｂを通過する光
を検出する光電変換器である。１６はスリット１５ａ、
１５ｂのいずれか一方を遮光する遮光板であり、リニア
アクチュエータ等の駆動手段（図示せず）により１駆動
される０ 光電変換器１７による光の検出信号が制御装置１８に入
力され、制御装置１８より走査信号がガルバノミラ−１
４に出力され、パターンスリット１５の位置信号が遮光
板１６の駆動手段に出力される。
制御装置１８の構成の一例を示すと、第４図のように、
比較回路１９、サンプリング回路２０゜駆動回路Ａ２１
、駆動回路Ｂ２２、演算回路２３によシ構成されている
。第２図の被検出面１０の被検出物１０ ａ 、 １０
ｂ以外の部分と被検出物１０ａ、１０ｂによる光源１
２からの光の反射光量の違いにより、光電子変換器１７
の検出信号が、あらかじめ定められた被検出物１ｏａ、
１Ｑｂの検出信号レベルに達すると比較回路１９からサ
ンプリング信号がサンプリング回路２ｏに出力される。
比較回路１９、サンプリング回路２０゜駆動回路Ａ２１
、駆動回路Ｂ２２、演算回路２３によシ構成されている
。第２図の被検出面１０の被検出物１０ ａ 、 １０
ｂ以外の部分と被検出物１０ａ、１０ｂによる光源１
２からの光の反射光量の違いにより、光電子変換器１７
の検出信号が、あらかじめ定められた被検出物１ｏａ、
１Ｑｂの検出信号レベルに達すると比較回路１９からサ
ンプリング信号がサンプリング回路２ｏに出力される。
演算回路２３は駆動回路Ａ２１からのガルバノミラ−１
４の走査信号と駆動回路Ｂ２２からの遮光板１６の駆動
手段の位置信号を読みとり演算する。サンプリング回路
２０にサンプリング信号が入力されると演算回路２３よ
シ走査信号と遮光板１６の位置信号の演算値を読みと９
、被検出物の位置信号を出力る。
４の走査信号と駆動回路Ｂ２２からの遮光板１６の駆動
手段の位置信号を読みとり演算する。サンプリング回路
２０にサンプリング信号が入力されると演算回路２３よ
シ走査信号と遮光板１６の位置信号の演算値を読みと９
、被検出物の位置信号を出力る。
以上のように被検出物の位置は光電変換器１７がらの検
出信号、ガルバノミラ−１４への走査信号、スリン）１
５ａまたは１５ｂの位置信号により決定される。
出信号、ガルバノミラ−１４への走査信号、スリン）１
５ａまたは１５ｂの位置信号により決定される。
第２図に示す被検出物１０ａ、１０ｂの位置算出方法の
一例を第４図によシ説明する。
一例を第４図によシ説明する。
被検出面１ｏ上の原点をＯとし、原点０からの被検出物
１０ａ、１０ｂの距離ａ、ｂを算出する０原点０がスリ
ン）１５ａの位置で結像する時のガルバノミラ−の回転
位置Ｇ１と被検出物１０ａがスリット１５ａで結像する
時のガルバノミラ−の回転位置Ｇ２とのなす角度を０１
、カレ（ノミラー１４の回転中心とスリットプレート１
５の距離をｌとすると、被検出面の区間Ａにおいては、
被検出物１０ａの位置ａ Ｉｄ、 ｌ ｔａｎ２θ／Ｍ
である。被検出面の区間Ｂにおいては、被検出物１０ｂ
の位置すは、スリン）１５ｂに被検出物１０ｂが結像す
るときのガルバノミラ−の位置Ｃ３と前記ガルバノミラ
−１５の位置Ｇ１のなす角度θ２よシ ｂ ＝ （１ｔａｎ２θ２−３）／Ｍとなる。
１０ａ、１０ｂの距離ａ、ｂを算出する０原点０がスリ
ン）１５ａの位置で結像する時のガルバノミラ−の回転
位置Ｇ１と被検出物１０ａがスリット１５ａで結像する
時のガルバノミラ−の回転位置Ｇ２とのなす角度を０１
、カレ（ノミラー１４の回転中心とスリットプレート１
５の距離をｌとすると、被検出面の区間Ａにおいては、
被検出物１０ａの位置ａ Ｉｄ、 ｌ ｔａｎ２θ／Ｍ
である。被検出面の区間Ｂにおいては、被検出物１０ｂ
の位置すは、スリン）１５ｂに被検出物１０ｂが結像す
るときのガルバノミラ−の位置Ｃ３と前記ガルバノミラ
−１５の位置Ｇ１のなす角度θ２よシ ｂ ＝ （１ｔａｎ２θ２−３）／Ｍとなる。
以上のように構成された位置検出装置についてその動作
を説明する。
を説明する。
駆動回路Ｂ２２からスリン）１５ａを選択し、１５ｂを
遮光するだめの信号が出力され、第２図に示すように遮
光板１６はスリット１５ｂを遮光する。次に駆動回路Ａ
２１から走査信号がガルバノミラ−１４に出力され、被
検出面１ｏ上の矢印Ａの区間を走査する。被検出物１０
ａと、被検出面１０の他の部分での反射光量の違いに
より、被検出物Ｉ Ｑ ａの反射光がスリット１５ａを
通過すれば、光電変換器１７の出力レベルが変化する。
遮光するだめの信号が出力され、第２図に示すように遮
光板１６はスリット１５ｂを遮光する。次に駆動回路Ａ
２１から走査信号がガルバノミラ−１４に出力され、被
検出面１ｏ上の矢印Ａの区間を走査する。被検出物１０
ａと、被検出面１０の他の部分での反射光量の違いに
より、被検出物Ｉ Ｑ ａの反射光がスリット１５ａを
通過すれば、光電変換器１７の出力レベルが変化する。
この信号のレベル変化を比較回路１９が読みとると、サ
ンプリング回路２ｏにサンプリング信号を与える。次の
その時の駆動回路Ａ２１からのガルバノミラ−１４の走
査信号と駆動回路Ｂ２２からのスリン）１６ａの位置信
号（スリット１５ａの場合は０）から演算回路より被検
出物１０ａ位置が算出され、その値をサンプリング回路
２０が読みとり出力する。
ンプリング回路２ｏにサンプリング信号を与える。次の
その時の駆動回路Ａ２１からのガルバノミラ−１４の走
査信号と駆動回路Ｂ２２からのスリン）１６ａの位置信
号（スリット１５ａの場合は０）から演算回路より被検
出物１０ａ位置が算出され、その値をサンプリング回路
２０が読みとり出力する。
区間Ａの走査が終了すれば、次に、駆動回路Ｂ２２から
位置信号が出力され、第３図に示すようにスリン）１５
ａが熱光され、駆動回路Ａ２１からの走査信号によシ、
被検出面１０上の矢印Ｂの区間がガルバノミラ−１４に
よシ走査される。以下区間Ａと同様に被検出物１ｏｂの
位置が、ガルバノミラ−１４の走査信号とスリットの位
置信号（この場合は−Ｓ）の演算によりサンプリング回
路わから出力される。
位置信号が出力され、第３図に示すようにスリン）１５
ａが熱光され、駆動回路Ａ２１からの走査信号によシ、
被検出面１０上の矢印Ｂの区間がガルバノミラ−１４に
よシ走査される。以下区間Ａと同様に被検出物１ｏｂの
位置が、ガルバノミラ−１４の走査信号とスリットの位
置信号（この場合は−Ｓ）の演算によりサンプリング回
路わから出力される。
以上のようにスリットを複数個用いることにより、ガル
バノミラ−の最大回転角を大きくすることなく、走査範
囲が広くとれ、検出精度の高い位置検出装置を得ること
ができる。
バノミラ−の最大回転角を大きくすることなく、走査範
囲が広くとれ、検出精度の高い位置検出装置を得ること
ができる。
本実施例では被検出物の位置算出方法として、スリン）
１５ａて原点０を検出した時のガルバノミラ−の回転角
を基準とし、スリン）１５ｂによる検出区間Ｂでは、ガ
ルバノミラ−１４の回転角と、スリット１５ｂと１５ａ
の距離Ｓの差をとっているが、他の方法として、検出区
間Ｂにおいても検出区間Ａと同様に、スリン）１０ｂに
て原点○を検出した時のガルバノミラ−１４の回転角を
基準とし、検出区間Ｂにある被検出物１ｏｂを検出した
時のガルバノミラ−１４の回転角との差によって被検出
物１０ａの位置を算出してもよい。
１５ａて原点０を検出した時のガルバノミラ−の回転角
を基準とし、スリン）１５ｂによる検出区間Ｂでは、ガ
ルバノミラ−１４の回転角と、スリット１５ｂと１５ａ
の距離Ｓの差をとっているが、他の方法として、検出区
間Ｂにおいても検出区間Ａと同様に、スリン）１０ｂに
て原点○を検出した時のガルバノミラ−１４の回転角を
基準とし、検出区間Ｂにある被検出物１ｏｂを検出した
時のガルバノミラ−１４の回転角との差によって被検出
物１０ａの位置を算出してもよい。
この場合は、スリットへの位置信号により、基準とすべ
きガルバノミラ−１４の回転角をいずれにとるべきかが
与えられる。
きガルバノミラ−１４の回転角をいずれにとるべきかが
与えられる。
本実施例ではスリットは２個設は場合のみを説明したが
、スリットは３個以上設けてもまた必要に応じ、各々の
スリットの形状を変えてもよいことはもちろんのことで
ある。
、スリットは３個以上設けてもまた必要に応じ、各々の
スリットの形状を変えてもよいことはもちろんのことで
ある。
本実施例に示す制御回路は一例であって、たとえばサン
プリング回路では駆動回路Ａからの走査信号のみを読み
とシ、サップリング回路が読みとった走査信号の出力と
１駆動回路Ｂによるスリット位置信号から被検出物の位
置を出力してもよい。
プリング回路では駆動回路Ａからの走査信号のみを読み
とシ、サップリング回路が読みとった走査信号の出力と
１駆動回路Ｂによるスリット位置信号から被検出物の位
置を出力してもよい。
本実施例では走査手段としてガルバノミラ−を用いてい
るが、走査手段はガルバノミラ−に限定するものではな
く、被検出面を移動させる方式まだはスリットを移動さ
せる方式でもよい。 ３発明の効果 以上のように本発明はスリットを少なくとも２個設け、
検出信号、走査信号、スリット位置信号によシ被検出物
の位置を決定することにより、検出範囲が広く、高精度
な位置検出装置を得ることができ１．その効果は大なる
ものがある。
るが、走査手段はガルバノミラ−に限定するものではな
く、被検出面を移動させる方式まだはスリットを移動さ
せる方式でもよい。 ３発明の効果 以上のように本発明はスリットを少なくとも２個設け、
検出信号、走査信号、スリット位置信号によシ被検出物
の位置を決定することにより、検出範囲が広く、高精度
な位置検出装置を得ることができ１．その効果は大なる
ものがある。
第１図は従来例を示す正面図、第２〜３図は本明図であ
る。 １０ａ、１０ｂ・・・・・・被検出物、１１・・・・・
・レンズ、１４・・・・・・ガルバノミラ、１５ａ、１
５ｂ・・・・・・スリット、１７・・・・・・光電変換
器、１８・・・・・制御装置。 第 １ 図 第 ２ 図 第４図 １＝タト４Ｔリ 郭ス】ノット
Ａｔ７Ｌｎ号
る。 １０ａ、１０ｂ・・・・・・被検出物、１１・・・・・
・レンズ、１４・・・・・・ガルバノミラ、１５ａ、１
５ｂ・・・・・・スリット、１７・・・・・・光電変換
器、１８・・・・・制御装置。 第 １ 図 第 ２ 図 第４図 １＝タト４Ｔリ 郭ス】ノット
Ａｔ７Ｌｎ号
Claims (1)
- 被検出物を照明する照明手段と、結像手段と、前記結像
手段に」：る前記被検出物の結像面上に所定の間隔を有
して設けられた少なくとも２個のスリットと、前記スリ
ットを通過する光を検出する光電変換器と、前記被検出
物の髭像と前記スリットの相対位置を変化させる走査手
段と、前記光電□ 変換器からの被検出物の検出信号
と前記走査手段の走査信号と前記スリットの位置信号に
より前記被検出物の位置を決定する決定手段とからなる
位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20148882A JPS5991304A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20148882A JPS5991304A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5991304A true JPS5991304A (ja) | 1984-05-26 |
| JPH0146001B2 JPH0146001B2 (ja) | 1989-10-05 |
Family
ID=16441886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20148882A Granted JPS5991304A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5991304A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS503362A (ja) * | 1973-05-10 | 1975-01-14 |
-
1982
- 1982-11-16 JP JP20148882A patent/JPS5991304A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS503362A (ja) * | 1973-05-10 | 1975-01-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0146001B2 (ja) | 1989-10-05 |
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