JPS6015127Y2 - 光電式変位検出装置 - Google Patents
光電式変位検出装置Info
- Publication number
- JPS6015127Y2 JPS6015127Y2 JP8353481U JP8353481U JPS6015127Y2 JP S6015127 Y2 JPS6015127 Y2 JP S6015127Y2 JP 8353481 U JP8353481 U JP 8353481U JP 8353481 U JP8353481 U JP 8353481U JP S6015127 Y2 JPS6015127 Y2 JP S6015127Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- scale
- detection device
- displacement detection
- photoelectric displacement
- 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.)
- Expired
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Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、光電式変位検出装置に係り、特に、直線型変
位測定機に用いるに好適な、光源と、該光源より光が照
射され、相互作用により影像を形成可能な光学格子がそ
れぞれ形成された、少なくとも１個の光透過性スケール
を含む複数のスケールと、該複数のスケールにより形成
された影像が投射される受光素子とを有し、光学格子の
相対移動に伴なう受光量の変化からスケール間の相対変
位量を検出する光電式変位検出装置の改良に関する。
位測定機に用いるに好適な、光源と、該光源より光が照
射され、相互作用により影像を形成可能な光学格子がそ
れぞれ形成された、少なくとも１個の光透過性スケール
を含む複数のスケールと、該複数のスケールにより形成
された影像が投射される受光素子とを有し、光学格子の
相対移動に伴なう受光量の変化からスケール間の相対変
位量を検出する光電式変位検出装置の改良に関する。
一般に、物体の長さ等を測定する変位測定機、特に直線
型変位測定機においては、その本体に対する測定子の移
動量、コラムに対するスライダの移動量等のように、相
対移動するものの移動量を測定する場合、一方にメイン
スケール、他方にインデックススケールを含む検出器を
固定し、メインスケールと検出器の相対変位量を光電的
に読み取るものが知られている。
型変位測定機においては、その本体に対する測定子の移
動量、コラムに対するスライダの移動量等のように、相
対移動するものの移動量を測定する場合、一方にメイン
スケール、他方にインデックススケールを含む検出器を
固定し、メインスケールと検出器の相対変位量を光電的
に読み取るものが知られている。
二のような直線型変位測定機においては、通常第１図に
示すような光電式変位検出装置が用いられている。
示すような光電式変位検出装置が用いられている。
図において、１０はランプ等の光源、１２は、該光源１
０より照射された光を平行光線化するためのコリメータ
レンズ、１４及び１６は、測定対象の変位に応じて、例
えばインデックススケール１４に対してメインスケール
１６を図の矢印Ａ方向に往復動することにより、互いに
相対移動される、交互に配置された光透過部と光遮断部
からなる光学格子１４ａ、１６ａがガラス製の平板状基
体１４ｂ、１６ｂ上に形成されている、いずれも光透過
性のインデックススケール及びメインスケール、１８は
、メインスケール１６からの出射光を集光する集光レン
ズ、２０は、該集光レンズ１８によって集光された光を
受光する受光素子であり、光源１０、フリメータレンズ
１２、インデックススケール１４、集光レンズ１８、受
光素子２０は、例えば略密閉構造のケース内に収容され
て、測定対象に固定され、一方、メインスケール１６は
、ベースに固定されている。
０より照射された光を平行光線化するためのコリメータ
レンズ、１４及び１６は、測定対象の変位に応じて、例
えばインデックススケール１４に対してメインスケール
１６を図の矢印Ａ方向に往復動することにより、互いに
相対移動される、交互に配置された光透過部と光遮断部
からなる光学格子１４ａ、１６ａがガラス製の平板状基
体１４ｂ、１６ｂ上に形成されている、いずれも光透過
性のインデックススケール及びメインスケール、１８は
、メインスケール１６からの出射光を集光する集光レン
ズ、２０は、該集光レンズ１８によって集光された光を
受光する受光素子であり、光源１０、フリメータレンズ
１２、インデックススケール１４、集光レンズ１８、受
光素子２０は、例えば略密閉構造のケース内に収容され
て、測定対象に固定され、一方、メインスケール１６は
、ベースに固定されている。
前記光学格子１４ａ、１６ａは、例えばスケールの基体
となるガラス製の基体１４ｂ、１６ｂ上に金属を蒸着し
た後、光透過部をエツチングで除去することにより、ス
ケールの表面上に形成されている。
となるガラス製の基体１４ｂ、１６ｂ上に金属を蒸着し
た後、光透過部をエツチングで除去することにより、ス
ケールの表面上に形成されている。
このような光電式変位検出装置を備えた直線型変位測定
機によれば、測定対象とベースの相対変位に応じて、イ
ンデックススケール１４に対してメインスケール１６が
変位すると、受光素子２０における受光量が周期的に変
化するため、この受光量の変化から、測定対象とベース
の相対移動量を検出できるものであり、測定対象の変位
をデジタル的に測定できるという特徴を有する。
機によれば、測定対象とベースの相対変位に応じて、イ
ンデックススケール１４に対してメインスケール１６が
変位すると、受光素子２０における受光量が周期的に変
化するため、この受光量の変化から、測定対象とベース
の相対移動量を検出できるものであり、測定対象の変位
をデジタル的に測定できるという特徴を有する。
従って、近年、例えばノギス、マイクロメータ、ダイヤ
ルゲージ或いはハイドゲージ等も機械式から光電式へと
推移している。
ルゲージ或いはハイドゲージ等も機械式から光電式へと
推移している。
しかしながら、従来の構造においては、機械式の場合に
比べて光電式の場合大型となり、又、機械式の場合には
不要である電池の寿命が短かいという実用上の問題があ
った。
比べて光電式の場合大型となり、又、機械式の場合には
不要である電池の寿命が短かいという実用上の問題があ
った。
即ち、従来の光電式変位検出装置においては、光源１０
からの光量は、コリメータレンズ１２、インデックスス
ケール１４、メインスケール１６及び集光レンズ１８を
介して受光素子２０に至ることになる。
からの光量は、コリメータレンズ１２、インデックスス
ケール１４、メインスケール１６及び集光レンズ１８を
介して受光素子２０に至ることになる。
従って、光源１０から受光素子２０に到達する光は、２
つの光学格子１４ａ、１６ａを通過しなければならず、
このため、受光素子２０に到達する光は、途中において
複雑な回折光が混在し、又、ガラス表面での反射、屈折
、及びガラス内部での吸収により減衰する。
つの光学格子１４ａ、１６ａを通過しなければならず、
このため、受光素子２０に到達する光は、途中において
複雑な回折光が混在し、又、ガラス表面での反射、屈折
、及びガラス内部での吸収により減衰する。
その結果、受光素子２０において得られる電気信号は、
ノイズを含み、且つ発光量に比べて非常に微弱なものと
なっていた。
ノイズを含み、且つ発光量に比べて非常に微弱なものと
なっていた。
従って、受光素子２０以後の図示しない電気回路では、
ＭＯＳ−ＩＣ化等によりその消費電力が著しく低下して
いるにも拘わらず、検出器側は依然として損失が大きく
、結果として、検出器側で全消費電力のうち約７０〜９
０％の電力を消費していた。
ＭＯＳ−ＩＣ化等によりその消費電力が著しく低下して
いるにも拘わらず、検出器側は依然として損失が大きく
、結果として、検出器側で全消費電力のうち約７０〜９
０％の電力を消費していた。
又、前記のように受光効率が悪いため、これを補完する
べく発光量を多くしなければならず、必然的に消費電力
が増大腰更に大型電源を内蔵する必要から、変位測定機
が大型化するという問題点を有した。
べく発光量を多くしなければならず、必然的に消費電力
が増大腰更に大型電源を内蔵する必要から、変位測定機
が大型化するという問題点を有した。
本考案は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、無用反射光、回折等による損失が防止され、消費電
力が小さく、従って、変位測定機等の小型化が容易な光
電式変位検出装置を提供することを目的とする。
で、無用反射光、回折等による損失が防止され、消費電
力が小さく、従って、変位測定機等の小型化が容易な光
電式変位検出装置を提供することを目的とする。
本考案は、光源と、該光源より光が照射され、相互作用
により影像を形成可能な光学格子がそれぞれ形成された
、少なくとも１個の光透過性スケールを含む複数のスケ
ールと、該複数のスケールにより形成された影像が投射
される受光素子とを有し、光学格子の相対移動に伴なう
受光量の変化からスケール間の相対変位量を検出する光
電式変位検出装置において、前記スケールの対向面間に
、前記光透過性スケールの基体と略等価な屈折率を有す
る液体を充填するようにして前記目的を遠戚したもので
ある。
により影像を形成可能な光学格子がそれぞれ形成された
、少なくとも１個の光透過性スケールを含む複数のスケ
ールと、該複数のスケールにより形成された影像が投射
される受光素子とを有し、光学格子の相対移動に伴なう
受光量の変化からスケール間の相対変位量を検出する光
電式変位検出装置において、前記スケールの対向面間に
、前記光透過性スケールの基体と略等価な屈折率を有す
る液体を充填するようにして前記目的を遠戚したもので
ある。
又、前記光透過性スケールの基体をガラスとし、前記液
体をシリコンオイルとしたものである。
体をシリコンオイルとしたものである。
以下図面を参照して、本考案の実施例を詳細に説明する
。
。
本考案の第１実施例は、第２図に示す如く、インデック
ススケール１４及びメインスケール１６の両者がガラス
製の光透過性スケールとされた、２スケール型の光透型
光電式変位検出装置に本考案を適用したもので、前記イ
ンデックススケール１４のメインスケール１６との対向
面の端部周囲に堰２２を形成し、前記インデックススケ
ール１４とメインスケール１６の対向面間に、前記イン
デックススケール１４及びメインスケール１６の基体１
４ｂ、１６ｂの屈折率（ガラスの場合１．５程度）と略
等価な屈折率１．４を有する、１００ｃｅｔ程度の所定
の粘性のシリコンオイル２４を充填・保持するようにし
たものである。
ススケール１４及びメインスケール１６の両者がガラス
製の光透過性スケールとされた、２スケール型の光透型
光電式変位検出装置に本考案を適用したもので、前記イ
ンデックススケール１４のメインスケール１６との対向
面の端部周囲に堰２２を形成し、前記インデックススケ
ール１４とメインスケール１６の対向面間に、前記イン
デックススケール１４及びメインスケール１６の基体１
４ｂ、１６ｂの屈折率（ガラスの場合１．５程度）と略
等価な屈折率１．４を有する、１００ｃｅｔ程度の所定
の粘性のシリコンオイル２４を充填・保持するようにし
たものである。
このように、共にガラス製の光透過性スケールであるイ
ンデックススケール１４とメインスケール１６の間にシ
リコンオイル２４を充填することにより、無用反射光、
回折等による損失が防止され、例えば、光透過部と光遮
断部の幅が共に４μ凱である光学格子が形成されたイン
デックススケール１４とメインスケール１６間の間隙Ｂ
が４μｍ程度である場合には、インデックススケール１
４とメインスケール１６の間に空気が存在する場合に比
べて、受光素子２０の受光効率を３０％程度向上するこ
とができる。
ンデックススケール１４とメインスケール１６の間にシ
リコンオイル２４を充填することにより、無用反射光、
回折等による損失が防止され、例えば、光透過部と光遮
断部の幅が共に４μ凱である光学格子が形成されたイン
デックススケール１４とメインスケール１６間の間隙Ｂ
が４μｍ程度である場合には、インデックススケール１
４とメインスケール１６の間に空気が存在する場合に比
べて、受光素子２０の受光効率を３０％程度向上するこ
とができる。
又、インデックススケール１４とメインスケール１６の
対向面間に１００ｃｓｔ程度の所定の粘性のシリコンオ
イル２４を充填することによって、インデックススケー
ル１４とメインスケール１６間の相対的な摺動抵抗が減
少するだけでなく、インデックススケール１４とメイン
スケール１６の対向面間の微小間隙Ｂを保持するものも
容易となる。
対向面間に１００ｃｓｔ程度の所定の粘性のシリコンオ
イル２４を充填することによって、インデックススケー
ル１４とメインスケール１６間の相対的な摺動抵抗が減
少するだけでなく、インデックススケール１４とメイン
スケール１６の対向面間の微小間隙Ｂを保持するものも
容易となる。
尚、前記実施例においては、インデックススケール１４
のメインスケール１６との対向面に堰２２を形成するこ
とにより、インデックススケール１４とメインスケール
１６の対向面間にシリコンオイル２４を保持するように
していたが、インデックススケール１４とメインスケー
ル１６の対向面間にシリコンオイル２４を保持する方法
はこれに限定されず、例えば、インデックススケール或
いはメインスケールの案内部材に堰を設けたり、或いは
、インデックススケール及びメインスケールの全体を、
シリコンオイル内に浸漬することも可能である。
のメインスケール１６との対向面に堰２２を形成するこ
とにより、インデックススケール１４とメインスケール
１６の対向面間にシリコンオイル２４を保持するように
していたが、インデックススケール１４とメインスケー
ル１６の対向面間にシリコンオイル２４を保持する方法
はこれに限定されず、例えば、インデックススケール或
いはメインスケールの案内部材に堰を設けたり、或いは
、インデックススケール及びメインスケールの全体を、
シリコンオイル内に浸漬することも可能である。
又、前記実施例においては、光透過性スケールがガラス
製とされ、該光透過性スケールと略等価な屈折率を有す
る液体がシリコンオイルとされていたが、光透過性スケ
ール及び該光透過性スケールと略等価な屈折率を有する
液体の種類はこれに限定されない。
製とされ、該光透過性スケールと略等価な屈折率を有す
る液体がシリコンオイルとされていたが、光透過性スケ
ール及び該光透過性スケールと略等価な屈折率を有する
液体の種類はこれに限定されない。
更に、前記実施例においては、本考案が、２スケール型
の透過型光電式変位検出装置に適用されていたが、本考
案の適用範囲はこれに限定されず、例えば３スケール型
の透過型光電式変位検出装置に適用したり、或いは、イ
ンデックススケールがステンレス製の反射型スケールと
された反射型光電式変位検出装置にも同様に適用できる
ことは明らかである。
の透過型光電式変位検出装置に適用されていたが、本考
案の適用範囲はこれに限定されず、例えば３スケール型
の透過型光電式変位検出装置に適用したり、或いは、イ
ンデックススケールがステンレス製の反射型スケールと
された反射型光電式変位検出装置にも同様に適用できる
ことは明らかである。
尚、反射型光電式変位検出装置に本考案を適用する場合
には、液体の屈折率は、光透過性スケールであるインデ
ックススケールの基体の屈折率と略等価なものとされる
。
には、液体の屈折率は、光透過性スケールであるインデ
ックススケールの基体の屈折率と略等価なものとされる
。
以上説明した通り、本考案によれば、無用反射光、回折
等による損失が防止され、光電式変位検出装置における
受光効率が向上して、検出器の消費電力を小さくするこ
とができ、従って、変位測定機等の小型化が容易となる
という優れた効果を有する。
等による損失が防止され、光電式変位検出装置における
受光効率が向上して、検出器の消費電力を小さくするこ
とができ、従って、変位測定機等の小型化が容易となる
という優れた効果を有する。
第１図は、従来の光電式変位検出装置の原理的な構成を
示す断面図、第２図は、本考案に係る光電式変位検出装
置の実施例の構成を示す断面図である。 １０・・・・・・光源、１４・・・・・・インデックス
スケール、１６・・・・・・メインスケール、１４ａ、
１６ａ・・・・・・光学格子、１４ｂ、１４ｂ・・・・
・・基体、２０・・・・・・受光素子、２４・・・・・
・シリコンオイル。
示す断面図、第２図は、本考案に係る光電式変位検出装
置の実施例の構成を示す断面図である。 １０・・・・・・光源、１４・・・・・・インデックス
スケール、１６・・・・・・メインスケール、１４ａ、
１６ａ・・・・・・光学格子、１４ｂ、１４ｂ・・・・
・・基体、２０・・・・・・受光素子、２４・・・・・
・シリコンオイル。
Claims (2)
- （１）光源と、該光源より光が照射され、相互作用によ
り影像を形成可能な光学格子がそれぞれ形成された、少
なくとも１個の光透過性スケールを含む複数のスケール
と、該複数のスケールにより形成された影像が投射され
る受光素子とを有し、光学格子の相対移動に伴なう受光
量の変化からスケール間の相対変位量を検出する光電式
変位検出装置において、前記スケールの対向面間に、前
記光透過性スケールの基板と略等価な屈折率を有する液
体が充填されていることを特徴とする光電式変位検出装
置。 - （２）前記光透過性スケールの基体がガラスとされ、前
記液体がシリコンオイルとされている実用新案登録請求
の範囲第（１）項に記載の光電式変位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8353481U JPS6015127Y2 (ja) | 1981-06-05 | 1981-06-05 | 光電式変位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8353481U JPS6015127Y2 (ja) | 1981-06-05 | 1981-06-05 | 光電式変位検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57196322U JPS57196322U (ja) | 1982-12-13 |
| JPS6015127Y2 true JPS6015127Y2 (ja) | 1985-05-14 |
Family
ID=29878960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8353481U Expired JPS6015127Y2 (ja) | 1981-06-05 | 1981-06-05 | 光電式変位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6015127Y2 (ja) |
-
1981
- 1981-06-05 JP JP8353481U patent/JPS6015127Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57196322U (ja) | 1982-12-13 |
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