JPS60120216A - Photoelectric type displacement detecting device - Google Patents

Photoelectric type displacement detecting device

Info

Publication number
JPS60120216A
JPS60120216A JP22785983A JP22785983A JPS60120216A JP S60120216 A JPS60120216 A JP S60120216A JP 22785983 A JP22785983 A JP 22785983A JP 22785983 A JP22785983 A JP 22785983A JP S60120216 A JPS60120216 A JP S60120216A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slit
length
length measurement
slits
signal
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.)
Granted
Application number
JP22785983A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0360042B2 (en
Inventor
Hitoshi Sakamoto
仁 坂本
Etsuo Nagashima
長島 悦夫
Makoto Nagai
長井 良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd filed Critical Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority to JP22785983A priority Critical patent/JPS60120216A/en
Publication of JPS60120216A publication Critical patent/JPS60120216A/en
Publication of JPH0360042B2 publication Critical patent/JPH0360042B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • G01D5/36Forming the light into pulses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

PURPOSE:To set absolute original points quickly and automatically, by comparing the number of slits between a plurality of reference marks, which are arranged on a length measuring slit line, with a preset value, and detecting the positions of the marks based on the coincidence signal and the detected mark signal immediately after the coincidence signal. CONSTITUTION:A plurality of reference marks 22A... are arranged on a main scale 10 in parallel with a length measuring slit line 12. The parts of the line 12 between the marks 22A... are sequentially made to be length measuring slits 12A.... A slit counting means 26, which reads the slit number, is operated by a mark detecting means 24 provided on an index scale. The slit number, which is read by the means 26, is compared with the preset slit number, which is determined by a reference-mark setting device 28, by a length-measuring slit-number confirming means 30. The positions of the detected marks 22A... are made to be length measuring original points on conditions of the coincidence signal from the means 30 and the detected mark signal from the means 24 immediately after the coincidence signal.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は充電式変位検出装置に係り、特に一定ピツチ
の測長スリット列を備えるメインスケールと、このメイ
ンスケールの測長スリット列と同一ピッチの測長ゲート
スリット列を備え、前記メインスケールに対して、スリ
ット列方向に平行に相対移動可能に配置されたインデッ
クススケールと、これらメインスケール及びインデック
ススケールを透過又は反射した光を受光し、該メインス
ケールとインデックススケールの相対移動時に、各々の
スリットの重なりの繰返しにより形成される前記光の明
暗の繰返し数から測長信号を発生する測長光電変換器と
、を有してなる光電式変位検出装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a rechargeable displacement detection device, and in particular, a main scale equipped with a length measurement slit row with a constant pitch, and a length measurement gate slit row with the same pitch as the length measurement slit row of the main scale. an index scale arranged to be movable relative to the main scale parallel to the slit row direction; The present invention relates to an improvement of a photoelectric displacement detection device comprising a length measurement photoelectric converter that generates a length measurement signal from the number of repetitions of brightness and darkness of the light formed by repetition of overlapping of each slit during movement.

上記のような光電式変位検出装置は、非接触且つ高精度
に変位を検出できるので多くの分野で採用されているが
、副長方向に対して検出信号が増加減少を繰返す関数曲
線を描くために、検出信号を例えばデジタル信号に処理
してデジタル表示した場合であっても、この信号のみか
らでは物理的絶対原点が不明であり、従って、絶対原点
を特定する他の手段が必要であった。
The photoelectric displacement detection device described above is used in many fields because it can detect displacement non-contact and with high precision. Even if the detection signal is processed into, for example, a digital signal and displayed digitally, the physical absolute origin is unknown from this signal alone, and therefore other means for identifying the absolute origin are required.

かかる光電式変位検出装置における絶対原点を特定する
手段としては、従来法のようなものがあった。
Conventional methods have been used to identify the absolute origin in such photoelectric displacement detection devices.

まず、メインスケールとインデックススケールとが任意
相対位置にある時、他の検出手段、例えばダイヤルゲー
ジ、を利用してカウンタ等を含むデジタル表示器の表示
値を強制的に零セットする方法がある。
First, when the main scale and index scale are at arbitrary relative positions, there is a method of forcibly setting the displayed value of a digital display including a counter to zero using other detection means, such as a dial gauge.

この方法は簡便ではあるが、μ−の単位の精度で絶対原
点を定めることは、困難な場合がある。
Although this method is simple, it may be difficult to determine the absolute origin with an accuracy of μ-.

又、測定中に電源が遮断された場合、再度の零クリア作
業が必要となり、更に、再度の零クリアによっても先の
原点と一致して零セットをすることが困難であるという
問題点があった。
Furthermore, if the power is cut off during measurement, it is necessary to perform the zero clearing operation again, and there is also the problem that even if the zero clearing operation is performed again, it is difficult to set the zero point to match the previous origin. Ta.

次に、メインスケールに、副長スリット列とは別に参照
マークを該測長スリット列と並列して設け、且つ、イン
デックススケール側には該参照マークを検知すべき対応
マークを測長ゲートスリット列とは別個に設けて、この
対応マークにより前記参照マークを検出して、その位置
を絶対原点とする方法がある。
Next, a reference mark is provided on the main scale in parallel with the length measurement slit row separately from the sub length slit row, and a corresponding mark to detect the reference mark is provided on the index scale side with the length measurement gate slit row. There is a method in which the reference mark is separately provided, the reference mark is detected using the corresponding mark, and the position thereof is set as the absolute origin.

この方法によれば、絶対原点を正確に得ることはできる
が、参照マークは測長スリットに沿って多数配置されて
いて、実際の測定時には、これらの複数の参照マークの
一つにインデックススケールの対応マークを重ねて位置
させ、これによって参照マークを読込んで絶対原点を設
定しなければならず、従って、複数の参照マークから一
つ、の参照マークを特定する作業が必要となり、容易迅
速に絶対原点を設定することができないという問題点が
ある。
According to this method, the absolute origin can be accurately obtained, but a large number of reference marks are arranged along the length measurement slit, and during actual measurement, one of these multiple reference marks is used for the index scale. The absolute origin must be set by overlapping the corresponding marks and reading the reference marks.Therefore, it is necessary to identify one reference mark from multiple reference marks, so it is easy and quick to set the absolute origin. There is a problem in that the origin cannot be set.

又、他の手段として、特公昭5B−406845公報に
記載されるように、メインスケールに測長スリット列と
並列して多数の参照マークを設けると共に、該メインス
ケールに沿って、変位可能な参照マーク選択スイッチを
設け、予めこの参照マーク選択スイッチを所望の参照マ
ークと対応する位置に固定し、インデックススケール側
の対応マークが参照マークを検出すると同時に参照マー
ク選択スイッチが作動された時、該参照マークを絶対原
点としてセットする方法がある。
In addition, as another means, as described in Japanese Patent Publication No. 5B-406845, a large number of reference marks are provided on the main scale in parallel with the length measurement slit row, and a movable reference mark is provided along the main scale. A mark selection switch is provided, and this reference mark selection switch is fixed in advance at a position corresponding to a desired reference mark, and when the corresponding mark on the index scale side detects the reference mark and the reference mark selection switch is activated at the same time, the reference mark selection switch is activated. There is a way to set the mark as the absolute origin.

しかしながら、この方法においても、参照マーク選択ス
イッチをとの参照マークに対応する位置に固定するか、
あるいは、複数の対応マーク選択スイッチのうちいずれ
を使用すべきかの判定作業が必要であり、自動的に且つ
迅速に絶対原点を設定することができないという問題点
がある。
However, even in this method, the reference mark selection switch is fixed at the position corresponding to the reference mark, or
Alternatively, it is necessary to determine which of a plurality of corresponding mark selection switches should be used, and there is a problem that the absolute origin cannot be set automatically and quickly.

又、上記のように参照マーク選択スイッチを設ける場合
は、変位検出装置自体が長大となるのみならず、コスト
が増大するという問題点もある。
Further, when the reference mark selection switch is provided as described above, there is a problem that not only the displacement detection device itself becomes long but also the cost increases.

この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、容易迅速且つ自動的に絶対原点を設定することが
できるようにした充電式変位検出装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a rechargeable displacement detection device that can easily, quickly, and automatically set an absolute origin.

又この発明は、装置のl1ffi及び長さの増大並びに
コストの増加を伴なうことなく確実に絶対原点を設定且
つ検出できるようにした光電式変位検出装置を提供する
ことを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a photoelectric displacement detection device that can reliably set and detect the absolute origin without increasing the l1ffi and length of the device or increasing the cost.

この発明は、一定ピツチの測長スリット列を備えるメイ
ンスケールと、このメインスケールの副長スリット列と
同一ピッチの測長ゲートスリット列を備え、前記メイン
スケールに対して、スリット列方向と平行に相対移動可
能に配置されたインデックススケールと、これらメイン
スケール及びインデックススケールを透過又は反射した
光を受光し、該メインスケールとインデックススケール
の相対移動時に、各々のスリット列におけるスリットの
重なりの繰返しにより形成される前記光の明暗の繰返し
数から測長信号を発生する測長光電変換器と、を有して
なる光電式変位検出装置において、前記メインスケール
に、前記測長スリット列と並行して不等ピッチで配設さ
れた複数の参照マークと、前記インデックススケールに
設けられ、前記参照マークを検出するマーク検出手段と
、これら各参照マーク位置の閣の前記測長スリットを、
測長スリット群とした時、前記マーク検出手段の検出信
号で作動され、該参照マークと次の参照マーク間におけ
る前記測長スリット群のスリット数を計数するスリット
計数手段と、このスリット計数手段により計数されたス
リット数を、参照マーク選択設定器で予め設定されたス
リット数と比較して、両スリット数が合致したか否かを
確認してその信号を出力する測長スリット数確認手段か
らの合致信号、及び、前記マーク検出手段からの前記合
致信号の入力直模のマーク検出信号を条件に該検出され
た参照マーク位置を測長原点とする原点設定手段とを備
えることにより上記目的を達成するものである。
The present invention comprises a main scale having a length measurement slit row with a constant pitch, and a length measurement gate slit row with the same pitch as the sub-length slit row of the main scale, and is arranged parallel to the slit row direction with respect to the main scale. A movably arranged index scale receives light transmitted or reflected through these main scales and index scales, and is formed by repeating overlapping of slits in each slit row when the main scale and index scale move relative to each other. and a length measurement photoelectric converter that generates a length measurement signal based on the number of repetitions of brightness and darkness of the light. a plurality of reference marks arranged at pitches, a mark detection means provided on the index scale for detecting the reference marks, and the length measurement slit at the position of each of these reference marks;
When the length measuring slit group is set, a slit counting means is activated by the detection signal of the mark detection means and counts the number of slits in the length measuring slit group between the reference mark and the next reference mark, and this slit counting means The measured slit number confirmation means compares the counted number of slits with the number of slits preset by the reference mark selection setting device, checks whether the two slit numbers match, and outputs a signal. The above object is achieved by comprising a matching signal and an origin setting means that sets the detected reference mark position as the length measurement origin on the condition that the matching signal is input from the mark detecting means and is a direct replica mark detection signal. It is something to do.

又この発明は、前記スリット計数手段を、前記測長光電
変換器から出力される測長信号を計数する測長用カウン
タから構成することにより上記目的を達成するものであ
る。
Further, the present invention achieves the above object by configuring the slit counting means from a length measurement counter that counts length measurement signals output from the length measurement photoelectric converter.

又この発明は、前記スリット計数手段を、前記測長用光
電変換器から出力される測長信号を計数する副長用カウ
ンタとは別個に設けられた補助カウンタから構成するこ
により上記目的を達成するものである。
Further, the present invention achieves the above object by configuring the slit counting means from an auxiliary counter provided separately from a sub-length counter that counts the length measurement signal output from the length measurement photoelectric converter. It is something.

又この発明は、前記各参照マーク園の測長スリット列の
スリット数を、メインスケールの一端側から他端側に順
次増大させることにより上記目的を達成するものである
Further, the present invention achieves the above object by sequentially increasing the number of slits in the length measurement slit row of each reference mark garden from one end of the main scale to the other end.

又この発明は、前記各参照マーク間の副長スリット列の
スリット数を、メインスケールの略中央位置を中心とし
て、両端方向に対称位置の測長スリット群において同数
とすることにより上記目的を達成するものである。
Further, the present invention achieves the above object by making the number of slits in the sub-length slit row between each of the reference marks the same in the length measurement slit groups located symmetrically in the direction of both ends with the approximate center position of the main scale as the center. It is something.

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

一定ピツチの測長スリット列12を備えるメインスケー
ル10と、このメインスケール10の副長スリット列1
2と同一ピッチの測長ゲートスリット列14を備え、前
記メインスケール10に対して、スリット列方向に平行
に相対移動可能に配置されたインデックススケール16
と、これらメインスケール10及びインデックススケー
ル16を透過又は反射した光を受光し、該メインスケー
ル10とインデックススケール16の相対移動時に、各
々のスリットの重なりの繰返しにより形成される前記光
の明暗の繰返し数から測長信号を発生する測長光電*換
器18と、を有してなる光電式変位検出装置において、
前記メインスケール10に、前記副長スリット列12と
並行して、不等ピッチで配設された複数の参照マーク2
2A、228122C,・・・と、前記インデックスス
ケール16に設けられ、前記参照マーク22を検出する
マーク検出手段24と、このマーク検出手段24の検出
信号で作動され、前記各参照マーク22A122B、2
2C,・・・間の測長スリット列12を、順次副長スリ
ット群12A、12B、12C1・・・とじた時、該検
出された参照マークと次の参照マーク間の前記測長スリ
ット群12A1又は12B、又は12C1・・・のスリ
ット数を読取るカウンタからなるスリット計数手段26
と、このスリット計数手段26により読取られたスリッ
ト数を、参照マーク設定器28で予め設定されたスリッ
ト数と比較して、両スリット数が合致したか否かを確認
してその信号を出力する比較器からなる副長スリット数
確認手段30と、この測長スリット数確認手段30から
の合致信号、及び、前記マーク検出手段24からの前記
合致信号の入力直後のマーク検出信号、を条件に該検出
された参照マーク22位置を測長原点とする原点設定手
段32と、を備えてなるものである。
A main scale 10 having a length measurement slit row 12 with a constant pitch, and a sub-length slit row 1 of this main scale 10.
An index scale 16 is provided with a length measurement gate slit row 14 having the same pitch as 2, and is arranged to be movable relative to the main scale 10 in parallel to the slit row direction.
The light transmitted or reflected by the main scale 10 and the index scale 16 is received, and when the main scale 10 and the index scale 16 move relative to each other, the repetition of brightness and darkness of the light is formed by the repetition of overlapping of each slit. A photoelectric displacement detection device comprising: a length measurement photoelectric* converter 18 that generates a length measurement signal from a number;
A plurality of reference marks 2 are arranged on the main scale 10 at unequal pitches in parallel with the sub-length slit row 12.
2A, 228122C, . . . , a mark detection means 24 provided on the index scale 16 and detecting the reference mark 22, and a mark detection means 24 which is operated by the detection signal of this mark detection means 24 and detects each of the reference marks 22A, 222B, 2.
When the length measurement slit array 12 between 2C, . . . is sequentially closed, the length measurement slit group 12A1 or Slit counting means 26 consisting of a counter that reads the number of slits in 12B or 12C1...
Then, the number of slits read by this slit counting means 26 is compared with the number of slits set in advance by the reference mark setting device 28, it is confirmed whether or not the two numbers of slits match, and the signal is output. Detection is performed under the conditions of a sub-length slit number confirmation means 30 consisting of a comparator, a match signal from this length measurement slit number confirmation means 30, and a mark detection signal immediately after the input of the match signal from the mark detection means 24. and an origin setting means 32 which sets the reference mark 22 position determined as the length measurement origin.

前記参照マーク22はランダムパターンのスリットとさ
れ、又、前記マーク検出手段24は、前記参照マーク2
2に対応するランダムパターンのスリットからなる基準
ゲートスリット34、及び、この基準ゲートスリット3
4と前記参照マーク22との重なり合いを検知する光電
変換器36とから構成されている。
The reference mark 22 is a slit with a random pattern, and the mark detection means 24 is configured to detect the reference mark 2.
A reference gate slit 34 consisting of a random pattern of slits corresponding to 2, and this reference gate slit 3
4 and a photoelectric converter 36 that detects the overlap between the reference mark 22 and the reference mark 22.

又、前記測長ゲートスリット列14は、相互に半ピツチ
位相をずらして形成された一対の第1、及び第2の測長
ゲートスリット列14A、14Bから構成されている。
The length measurement gate slit row 14 is composed of a pair of first and second length measurement gate slit rows 14A and 14B, which are formed with a half-pitch phase shift from each other.

これら第1及び第2の副長ゲートスリット列14A11
4Bは、インデックススケール16のメインスケール1
0に対する相対移動方向に離間して配置されると共に、
一方の測長ゲートスリット列に対して他方の副長スリッ
ト列のスリットのピッチが、半ピツチずらされている。
These first and second sub-length gate slit rows 14A11
4B is main scale 1 of index scale 16
are spaced apart in the direction of relative movement with respect to 0, and
The pitch of the slits in one of the length measurement gate slit rows is shifted by half a pitch in the other sub-length slit row.

又、前記測長光電変換器18は、前記第1及び第2の測
長ゲートスリット列14A、14Bに対応して、第1及
び第2の測長光電変換器18A118Bから構成されて
いる。
Further, the length measurement photoelectric converter 18 includes first and second length measurement photoelectric converters 18A118B corresponding to the first and second length measurement gate slit rows 14A and 14B.

ここで、前記メインスケール10における副長スリット
列12の測長スリットは、その明部及び暗部の幅がそれ
ぞれ4μ和とされ、従って、1ピツチは8μmとされて
いる。
Here, the length measurement slits of the sub-length slit array 12 in the main scale 10 have a bright part and a dark part each having a width of 4 .mu.m, and one pitch is 8 .mu.m.

又、該副長スリット列における副長スリット数12A、
12B、12C1・・・のスリット数は、例えば、第1
図において左端の副長スリット群12Aは12500ピ
ツチ(10cm相当)、次の測長スリット群12Bは1
3000ピツチ(10印+4n相当)、・・・と定め、
メインスケール10の左端から右端に向かって順次その
ピッチ数即ちスリット数が増大されるようにして形成す
る。
Further, the number of sub-length slits in the sub-length slit row is 12A,
For example, the number of slits 12B, 12C1...
In the figure, the leftmost sub length slit group 12A has a pitch of 12,500 (equivalent to 10 cm), and the next length measurement slit group 12B has a pitch of 12,500 (equivalent to 10 cm).
3000 pitches (equivalent to 10 marks + 4n),...
The main scale 10 is formed so that the number of pitches, ie, the number of slits, increases sequentially from the left end to the right end.

前記スリット数選択設定器28は、前記各参照マーク間
の副長スリット群に対応するピッチ数により、いずれか
の副長スリット群を選択できるようにされている。
The slit number selection and setting device 28 is adapted to select any sub-major slit group according to the pitch number corresponding to the sub-major slit group between each of the reference marks.

第2図の符@38は信号処理部を示し、その信号処理部
38は、前記第1の測長光電変換器18Aからのアナロ
グ入力信号をデジタルパルス信号に変換して、前記スリ
ット計数手段26に出力すると共に、前記第1及び第2
の測長光電変換器18A、18Bからの入力信号の位相
差によってインデックススケール16が図において右方
向あるいは左方向に進んでいるかを判別して、その方向
に応じて前記スリット計数手段26にプラス又はマイナ
スの信号を出力するものである。
The symbol @38 in FIG. 2 indicates a signal processing section, which converts the analog input signal from the first length measurement photoelectric converter 18A into a digital pulse signal, and converts the analog input signal from the first length measurement photoelectric converter 18A into a digital pulse signal. and the first and second
It is determined whether the index scale 16 is moving to the right or to the left in the figure based on the phase difference between the input signals from the length measuring photoelectric converters 18A and 18B, and the slit counting means 26 is set to be plus or minus depending on the direction. It outputs a negative signal.

又、図の符号40は表示部を示し、前記スリット計数手
段26からの出力即ちパルスカウント数に対応して測定
寸法を表示又は記録するようにされている。
Further, reference numeral 40 in the figure indicates a display section, which displays or records measured dimensions in accordance with the output from the slit counting means 26, that is, the number of pulse counts.

次に上記実施例の作用を、第3図を参照して説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained with reference to FIG.

まず、第1図において、左端ToXら5番目の参照マー
ク22Eを絶対原点とする場合は、測長スリット群12
Dのスリット数又はピッチ数をスリット数選択設定器2
8によって設定する。
First, in FIG. 1, when the fifth reference mark 22E from the left end ToX is set as the absolute origin, the length measurement slit group 12
Slit number selection setting device 2 for the number of slits or pitch number of D
Set by 8.

副長スリット数確認手段30は、第3図に示されるよう
に、ステップ101で前記スリット数選択設定器28に
よる設定値即ち、スリット群を識別する信号を読取る。
As shown in FIG. 3, the sub-length slit number confirmation means 30 reads the setting value set by the slit number selection and setting device 28, ie, the signal for identifying the slit group, in step 101.

このV態で、メインスケール10に対してインデックス
スケール16を第1図において右方向に相対的に移動さ
せると、該インデックススケール16に設けられたマー
ク検出手段24が、参照マーク22Bを、次いで、参照
マーク22Cを、更には参照マーク22D1参照マーク
22Eを順次走査してくる。
When the index scale 16 is moved rightward in FIG. 1 relative to the main scale 10 in this V position, the mark detection means 24 provided on the index scale 16 detects the reference mark 22B, and The reference mark 22C, furthermore, the reference mark 22D1 and the reference mark 22E are sequentially scanned.

この場合、マーク検出手段24における基準ゲートスリ
ット34が、参照マーク22に合致する時に、光電変換
器36の出力に応じて、原点設定手段32に基準ゲート
信号が出力される(ステップ102参照)。
In this case, when the reference gate slit 34 in the mark detection means 24 matches the reference mark 22, a reference gate signal is outputted to the origin setting means 32 in accordance with the output of the photoelectric converter 36 (see step 102).

一方、スリット計数手段26は、信号処理部38から出
力されるデジタルパルス信号の数をカウントし、これを
副長スリット数確認手段30に出力する。
On the other hand, the slit counting means 26 counts the number of digital pulse signals output from the signal processing section 38 and outputs this to the sub-length slit number checking means 30.

この副長スリット数確認手段30は、スリット数選択設
定器28からの設定値とスリット計数手段26からの出
力信号を比較して、信号処理部3Bからのパルス数即ち
予めスリット数選択設定器28によって設定されたスリ
ット群12Dのスリット数と比較して、両者の一致又は
不一致の信号を原点設定手段32に出力する(ステップ
103)この原点設定手段32は、測長スリット数確認
手段30からの合致信号の正否に応じて、否の時はスリ
ット計数手段26をクリアする信号を出力して該スリッ
ト計数手段26を零クリアする(ステップ104)、な
お、スリット計数手段26は、当然手動でも零クリアで
きる。
This sub-length slit number confirmation means 30 compares the setting value from the slit number selection and setting device 28 with the output signal from the slit counting means 26, and determines the number of pulses from the signal processing section 3B, that is, the slit number selection and setting device 28 in advance. The origin setting means 32 compares the number of slits in the set slit group 12D and outputs a signal indicating whether they match or do not match to the origin setting means 32 (step 103). Depending on whether the signal is correct or not, if the signal is negative, a signal is output to clear the slit counting means 26 to clear the slit counting means 26 to zero (step 104). Note that the slit counting means 26 can of course be cleared to zero manually. can.

スリット計数手段26はクリアされた後再度信号処理部
38からのパルス信号をカウントする。
After being cleared, the slit counting means 26 counts the pulse signals from the signal processing section 38 again.

合致信号が正の場合、即ち、測長ゲートスリット列14
A、14Bが測長スリット群12Dを通過した時に、参
照マーク22Eの位置を絶対原点として設定すると共に
、測長スリット数確認手段30に原点設定完了信号を出
力し、更に、スリット計数手段26にカウンタクリア信
号を出力する(ステップ105)。この時から、スリッ
ト計数手段26は測長モードに切換えられ(ステップ1
06)通常の測定時の状態となる。
If the match signal is positive, that is, the length measurement gate slit row 14
When A and 14B pass through the length measurement slit group 12D, the position of the reference mark 22E is set as the absolute origin, and an origin setting completion signal is output to the length measurement slit number confirmation means 30, and furthermore, to the slit counting means 26. A counter clear signal is output (step 105). From this point on, the slit counting means 26 is switched to length measurement mode (step 1
06) It becomes the state at the time of normal measurement.

従って、表示部40には、この測定モードに切換えられ
た後に前記設定された絶対原点からの距離が表示又は記
録されることになる。
Therefore, the distance from the set absolute origin will be displayed or recorded on the display unit 40 after switching to this measurement mode.

又、他の位置の参照マーク22を絶対原点とする場合は
、前述と同様に、スリット数選択設定器28によって該
当する測長スリット群を選び、それを、副長スリット数
確認手段32に読取らせることによって当該測長スリッ
ト群に隣接する参照マーク22を絶対原点とすることが
できる。
If the reference mark 22 at another position is to be used as the absolute origin, select the corresponding length measurement slit group using the slit number selection and setting device 28 and read it by the sub-length slit number confirmation means 32 in the same manner as described above. By doing so, the reference mark 22 adjacent to the length measurement slit group can be set as the absolute origin.

ここで、前記スリット数選択設定器28を予め決定され
たプログラムに応じて絶対原点を順次変更して選択でき
るようにしておけば、例えばNC工作機械等の制tIl
装置に連動させることにより、機械加工の順序に従って
、順次絶対原点を変更して、最適の測定を行うことが自
動的にできる。
Here, if the slit number selection and setting device 28 is configured to be able to sequentially change and select the absolute origin according to a predetermined program, it is possible to
By linking with the device, it is possible to automatically change the absolute origin in sequence according to the order of machining and perform optimal measurements.

又、絶対原点を機械加工によって加工すべき材料の形状
大きさに応じて迅速且つ容易に変更することができる。
Furthermore, the absolute origin can be quickly and easily changed depending on the shape and size of the material to be machined.

ここで、前記測長スリット群12A、12B。Here, the length measuring slit groups 12A and 12B.

12C1・・・は、12A側からそのピッチ数が順次5
00ピツチづつ増大されるように形成されているが、こ
れは、ランダムに増減されるようにしてもよく、又、そ
の増加ピッチ数は、最低コピツチあればよい。
For 12C1..., the pitch number is 5 sequentially from the 12A side.
Although the number of pitches is increased by 00 pitches, the number of pitches may be increased or decreased randomly, and the number of pitches to be increased may be a minimum of 100 pitches.

即ち、測長スリット列12における副長スリット列12
及び測長ゲートスリット列14における副長スリットの
明部及び暗部の幅を、前述の如く、各々例えば4μ−と
して、測長光電変換器18から得られたアナログ信号を
8分割すれば、信号処理8IX38から導出されるパル
ス信号は、その1パルス分が1μ−となり、この変位測
定器は1μmの分解能を有するので、前記測長スリット
群の差が副長スリットの1ピッチ分づつであってもこれ
を判別できる。
That is, the sub length slit row 12 in the length measurement slit row 12
If the width of the bright part and the dark part of the sub-length slit in the length measurement gate slit array 14 are each set to 4μ-, for example, as described above, and the analog signal obtained from the length measurement photoelectric converter 18 is divided into eight, the signal processing 8IX38 One pulse of the pulse signal derived from is 1 μ-, and this displacement measuring device has a resolution of 1 μm, so even if the difference between the length measurement slit groups is one pitch of the sub-length slits, this can be easily detected. Can be distinguished.

なお、前記実施例においては、測長スリット群の指定は
、該測長スリット群相当のパルス数によってスリット数
選択設定器28により行う寿うにしているが、これは、
他の指定手段例えば、メインスケール10の端部からの
絶対長さとして指定するようにしてもよく、又、前述の
如<NC工作機械等において、順次絶対原点が変更され
るような場合、第2図において2点鎖線で示されるよう
に、該工作機械等の制御装置29の制御信号を用いて測
長スリット数を指定するようにしてもよい。
In the above embodiment, the length measurement slit group is specified by the slit number selection and setting device 28 according to the number of pulses corresponding to the length measurement slit group.
Other specifying means, for example, may be specified as the absolute length from the end of the main scale 10.Also, as mentioned above, when the absolute origin is changed sequentially in an NC machine tool, etc. As shown by the two-dot chain line in FIG. 2, the number of length measurement slits may be specified using a control signal from a control device 29 of the machine tool or the like.

又、上記実施例の場合、インデックススケール16がメ
インスケール10に対して第1図の左方向から右方向へ
相対移動する場合について述べたが、測長スリット群と
の関係で参照マーク22を特定する手段として、当該参
照マーク22の図において右側の測長スリット群あるい
は両側の測長スリット群を利用して絶対原点を特定する
ようにしてもよい。
Further, in the case of the above embodiment, the case where the index scale 16 moves relative to the main scale 10 from the left direction to the right direction in FIG. As a means for determining the reference mark 22, the absolute origin may be specified using the length measurement slit group on the right side or the length measurement slit groups on both sides in the drawing of the reference mark 22.

又、上記実施例は、前述の如く、副長スリット群のスリ
ット数を、図において左側から右方向に向かって順次増
加するように配置したものであるが、これは、順次減少
させるようにしてもよく、又、例えば、メインスケ、−
ル10の中心部から左右方向に左右対象位置の測長スリ
ット群を同一のスリット数とするようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, as described above, the number of slits in the sub-length slit group is arranged so as to increase sequentially from the left side to the right side in the figure, but this is also possible even if the number of slits is sequentially decreased. Well, also, for example, the main skate, -
The length measurement slit groups at symmetrical positions in the left-right direction from the center of the lens 10 may have the same number of slits.

更に、前記測長スリット群は、そのスリット数を、順次
循環して増減するように配置してもよい。
Furthermore, the length measurement slit group may be arranged so that the number of slits is increased or decreased in a sequential manner.

又、前記参照マーク22は、スリットをランダムに形成
したランダムパターンとしたものであるが、本発明はこ
れに限定されるものでなく、例えば、参照マーク22は
、スリットとは全く別個のマークであってもよい。これ
らの場合、前記基準ゲートスリット34は、当然、参照
マーク22と対応するパターンの検出マークとする。
Further, the reference mark 22 has a random pattern in which slits are randomly formed, but the present invention is not limited to this. For example, the reference mark 22 may be a mark completely different from the slit. There may be. In these cases, the reference gate slit 34 is naturally used as a detection mark of a pattern corresponding to the reference mark 22.

又、上記実施例において、前記測長スリット数確認手段
30は、スリット数選択設定器28により指定されたパ
ルス数と、スリット計数手段26から入力されるパルス
数とを比較して、両者が一致した時に合致信号を出力す
るようにされているが、両パルス数が、正確に一致した
時にのみ合致信号を出力するとした場合は、その正確な
作動が時間的に困難な場合があるために、設定値の上下
に一定の許容範囲を設け、この許容範囲内で両パルス数
が一致した時に合致信号を出力するように設定するとよ
い。但し、この場合は、各測長スリット群間のスリット
数の差を、前記許容範囲よりも多くしなければならない
In the above embodiment, the length measurement slit number confirmation means 30 compares the number of pulses specified by the slit number selection and setting device 28 with the number of pulses input from the slit counting means 26, and determines that the two match. However, if the matching signal is to be output only when both pulse numbers exactly match, it may be difficult to operate accurately in terms of time. It is preferable to set a certain tolerance range above and below the set value, and to output a matching signal when both pulse numbers match within this tolerance range. However, in this case, the difference in the number of slits between each length measurement slit group must be made larger than the above-mentioned allowable range.

又、上記実施例は、測長作業時に利用されるカウンタを
スリット計数手段26として利用したものであるが、本
発明はこれに限定されるものでなく、第4図に示される
ように、測長用カウンタ42とは別に補助カウンタを設
けこれをスリット計数手段26としてもよい。
Further, in the above embodiment, a counter used during length measurement work is used as the slit counting means 26, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. An auxiliary counter may be provided separately from the length counter 42, and this may be used as the slit counting means 26.

この場合、主カウンタ42と信号処理部38との間に切
換装置44を設けこの切換装置44を前記原点設定手段
32によって、原点設定時に切換えることにより、信号
処理部38からの出力信号が主カウンタ42側とスリッ
ト計数手段26側とに切換えて出力されるようにする。
In this case, a switching device 44 is provided between the main counter 42 and the signal processing section 38, and this switching device 44 is switched by the origin setting means 32 when setting the origin, so that the output signal from the signal processing section 38 is switched between the main counter 42 and the signal processing section 38. 42 side and the slit counting means 26 side.

この実施例の場合、スリット計数手段26は、副長に使
用する主カウンタ42よりも分解能の粗いものであって
もよいので、構造が簡単である。
In this embodiment, the slit counting means 26 may have a coarser resolution than the main counter 42 used for the sub-length, so the structure is simple.

但し、第2図に示されるように、主カウンタをスリット
計数手段26として利用する場合は、より構成が簡単と
なるという利点がある。
However, as shown in FIG. 2, when the main counter is used as the slit counting means 26, there is an advantage that the configuration is simpler.

又、カウンタが複数台直列に配置された光電式変位検出
装置においても、各々の原点設定を容易に行うことがで
きる。
Further, even in a photoelectric displacement detection device in which a plurality of counters are arranged in series, each origin can be easily set.

本発明は上記のように構成したので、簡単な構成で、且
つ、装置の大型化、重量増大及び大幅なコスト増大を伴
なうことなく、絶対原点を容易確実にしかも、自動的に
設定することができるという優れた効果を有する。
Since the present invention is configured as described above, the absolute origin can be easily and reliably set automatically with a simple configuration and without increasing the size, weight, or significant cost of the device. It has the excellent effect of being able to

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る充電式変位検出装置の要部を示す
分解平面図、第2図は同実施例を示す一部断面図を含む
ブロック図、第3図は同実施例の作用を説明する流れ図
、第4図は本発明の他の実施例を示すブロック図である
。 10・・・メインスケール、 12・・・副長スリット列、 12A、1281120112D。 12E112F・・・測長スリット群、14.14A、
14B・・・測長ゲートスリット列、16・・・インデ
ックススケール、 18.18A、18B・・・測長光電変換器、22.2
2A、228,220,22D。 22E、22F・・・参照マーク、 24・・・マーク検出手段、 26・・・スリット計数手段、 28・・・スリット数選択設定器、 30・・・副長スリット数確認手段、 32・・・原点設定手段、 34・・・基準ゲートスリット、 36・・・光電変換器。 代理人 松 山 圭 佑 (ほか1名)
Fig. 1 is an exploded plan view showing the main parts of a rechargeable displacement detection device according to the present invention, Fig. 2 is a block diagram including a partial cross-sectional view showing the same embodiment, and Fig. 3 shows the operation of the same embodiment. FIG. 4 is a block diagram illustrating another embodiment of the present invention. 10...Main scale, 12...Sub-major slit row, 12A, 1281120112D. 12E112F...Measuring slit group, 14.14A,
14B... Length measurement gate slit row, 16... Index scale, 18.18A, 18B... Length measurement photoelectric converter, 22.2
2A, 228, 220, 22D. 22E, 22F...Reference mark, 24...Mark detection means, 26...Slit counting means, 28...Slit number selection setting device, 30...Sub-length slit number confirmation means, 32...Origin Setting means, 34... Reference gate slit, 36... Photoelectric converter. Agent Keisuke Matsuyama (and 1 other person)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一定ピツチの副長スリット列を備えるメインスケ
ールと、このメインスケールの測長スリット列と同一ピ
ッチの測長ゲートスリット列を備え、前記メインスケー
ルに対して、スリット列方向と平行に相対移動可能に配
置されたインデックススケールと、これらメインスケー
ル及びインデックススケールを透過又は反射した光を受
光し、該メインスケールとインデックススケールの相対
移動時に、各々のスリット列におけるスリットの重なり
の轢返しにより形成される前記光の明暗の繰返し数から
副長信号を発生する測長光電変換器と、を有してなる光
電式変位検出装置において、前記メインスケールに、前
記副長スリット列と並行して不等ピッチで配設された複
数の参照マークと、前記インデックススケールに設けら
れ、前記参照マークを検出するマーク検出手段と、これ
ら各参照マーク位置の間の前記副長スリットを、−長ス
リツト群とした時、前記マーク検出手段の検出信号で作
動され、該参照マークと次の参照マーク間における前記
測長スリット群のスリット数を計数するスリット計数手
段と、このスリット計数手段により計数されたスリット
数を、参照マーク選択設定器で予め設定されたスリット
数と比較して、両スリット数が合致したか否かを確認し
てその信号を出力する副長スリット数確認手段と、この
副長スリット数確認手段からの合致信号及び前記マーク
検出手段からの前記合致信号の入力直後のマーク検出信
号を条件に該検出された参照マーク位置を測長原点とす
る原点設定手段と、を有してなる光電式変位検出装置。
(1) A main scale equipped with a sub-length slit row with a constant pitch, and a length measurement gate slit row with the same pitch as the length measurement slit row of this main scale, which moves relative to the main scale in parallel to the slit row direction. The index scale is arranged such that the main scale and the index scale receive light transmitted or reflected, and when the main scale and index scale move relative to each other, the slits are formed by overlapping the slits in each slit row. and a length measuring photoelectric converter that generates a sub-length signal from the number of repetitions of brightness and darkness of the light. When the plurality of reference marks arranged, the mark detecting means provided on the index scale for detecting the reference marks, and the sub-long slits between the respective reference mark positions are defined as a -long slit group, the above-mentioned slit counting means that is activated by the detection signal of the mark detection means and counts the number of slits in the length measurement slit group between the reference mark and the next reference mark; A sub-length slit number confirmation means that compares the number of slits set in advance with the number of slits set by the selection setting device to confirm whether or not the two slit numbers match and outputs the signal, and a matching signal from the sub-length slit number confirmation means. and an origin setting means that sets the detected reference mark position as a length measurement origin on the condition that a mark detection signal is received immediately after the input of the matching signal from the mark detection means.
(2)前記スリット計数手段は、前記測長光電変換器か
ら出力される測長信号を計数する測長用カウンタから構
成ざた特許請求の範囲第1項記載の光電式変位検出装置
(2) The photoelectric displacement detection device according to claim 1, wherein the slit counting means includes a length measurement counter that counts the length measurement signal output from the length measurement photoelectric converter.
(3)前記スリット計数手段は、前記副長用光電変換器
から出力される測長信号を計数する測長用カウンタとは
別個に設けられた補助カウンタから構成された特許請求
の範囲第1項記載の光電式変位検出装置。
(3) The slit counting means comprises an auxiliary counter provided separately from a length measurement counter that counts the length measurement signal output from the sub-length photoelectric converter. photoelectric displacement detection device.
(4)前記各参照マーク間の副長スリット列のスリット
数は、前記メインスケールの一端側から他端側に順次増
大されてなる特許請求の範囲第1項乃至第3項のうちい
ずれかに記載の光電式変位検出装置。
(4) The number of slits in the sub-length slit row between each reference mark is sequentially increased from one end side to the other end side of the main scale, according to any one of claims 1 to 3. photoelectric displacement detection device.
(5)前記各参照マーク間の測長スリット列のスリット
数は、メインスケールの略中央位置を中心として、両端
方向に対称位置の参照マーク間において同数とされた特
許請求の範囲第1項乃至第6項のうちいずれかに記載の
光電式変位検出装置。
(5) The number of slits in the length measurement slit row between each of the reference marks is the same between the reference marks located symmetrically in the direction of both ends with the approximate center position of the main scale as the center. The photoelectric displacement detection device according to any one of item 6.
JP22785983A 1983-12-02 1983-12-02 Photoelectric type displacement detecting device Granted JPS60120216A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22785983A JPS60120216A (en) 1983-12-02 1983-12-02 Photoelectric type displacement detecting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22785983A JPS60120216A (en) 1983-12-02 1983-12-02 Photoelectric type displacement detecting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60120216A true JPS60120216A (en) 1985-06-27
JPH0360042B2 JPH0360042B2 (en) 1991-09-12

Family

ID=16867479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22785983A Granted JPS60120216A (en) 1983-12-02 1983-12-02 Photoelectric type displacement detecting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60120216A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH683798A5 (en) * 1990-12-10 1994-05-13 Tesa Sa position sensor for an apparatus for measuring linear or angular variables.
JP2011220864A (en) * 2010-04-09 2011-11-04 Mitsutoyo Corp Optical reference position detection type encoder
JP2011226864A (en) * 2010-04-16 2011-11-10 Mitsutoyo Corp Optical absolute position length-measurement type encoder
US8395535B2 (en) 2010-05-10 2013-03-12 Mitutoyo Corporation Photoelectric encoder

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH683798A5 (en) * 1990-12-10 1994-05-13 Tesa Sa position sensor for an apparatus for measuring linear or angular variables.
JP2011220864A (en) * 2010-04-09 2011-11-04 Mitsutoyo Corp Optical reference position detection type encoder
JP2011226864A (en) * 2010-04-16 2011-11-10 Mitsutoyo Corp Optical absolute position length-measurement type encoder
US8395535B2 (en) 2010-05-10 2013-03-12 Mitutoyo Corporation Photoelectric encoder

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0360042B2 (en) 1991-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4654527A (en) Reference mark identification system for measuring instrument
EP0042179B1 (en) Encoder
EP0039082B1 (en) Method and apparatus for measuring the displacement between a code plate and a sensor array
US4161781A (en) Digital tape rule
US4717824A (en) Photoelectric displacement detecting apparatus
US4701615A (en) Measuring scale coding system for length or angle measuring instruments
US4779211A (en) Position sensor
US4384204A (en) Absolute encoder
EP1421339B1 (en) Inductive position detector
AU2002317952A1 (en) Inductive position detector
GB1472876A (en) Position resolver
JPS60120216A (en) Photoelectric type displacement detecting device
US4505042A (en) Dimension measuring instrument
JPS61182523A (en) Photoelectric type displacement detector
JP3442869B2 (en) Optical absolute encoder
JPS60120215A (en) Photoelectric type displacement detecting device
JP2732488B2 (en) Length measuring or angle measuring device
JPS5822914A (en) Zero point detecting device of photoelectric encoder
WO1989009450A1 (en) Method and apparatus for evaluating quadrature encoders
JP4191953B2 (en) Calibration method of laser scanning dimension measuring machine
JPS6324110A (en) Optical position detecting device
KR820001893B1 (en) Digital tape rule
JPH0361817A (en) Position detector
JPS61162704A (en) Apparatus for measuring dimension of outer diameter
JPH0382916A (en) Position detector and position detecting circuit

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees