JPS60227120A - 光学式変位測定装置 - Google Patents
光学式変位測定装置Info
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- JPS60227120A JPS60227120A JP8333484A JP8333484A JPS60227120A JP S60227120 A JPS60227120 A JP S60227120A JP 8333484 A JP8333484 A JP 8333484A JP 8333484 A JP8333484 A JP 8333484A JP S60227120 A JPS60227120 A JP S60227120A
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- grating
- gratings
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- displacement
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 29
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- LFEUVBZXUFMACD-UHFFFAOYSA-H lead(2+);trioxido(oxo)-$l^{5}-arsane Chemical compound [Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[O-][As]([O-])([O-])=O.[O-][As]([O-])([O-])=O LFEUVBZXUFMACD-UHFFFAOYSA-H 0.000 abstract description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D5/00—Mechanical 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
- G01D5/26—Mechanical 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
- G01D5/32—Mechanical 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
- G01D5/34—Mechanical 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
- G01D5/347—Mechanical 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 using displacement encoding scales
- G01D5/3473—Circular or rotary encoders
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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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、格子を使用して被測定物の変位を光学的に測
定する為の光学式変位測定装置に関するものである。
定する為の光学式変位測定装置に関するものである。
背景技術とその問題点
第1図及び第2図は、この様な光学式変位測定装置の一
従来例を示している。この従来例では、。
従来例を示している。この従来例では、。
被測定物(図・示せず)に格子1が取シ付けられており
、この格子1に間隔dで格子2か対向している。格子1
,2は互いに等しいピッチPを有しており、第1図の状
態では、LED等の光源3から射出された光4はこれら
の格子1.2の両方を通過する。そして、第2図に示す
様に格子1が第1図の状態から距離P/またけ移動する
と、格子1を通過した光4は格子2によって遮られる。
、この格子1に間隔dで格子2か対向している。格子1
,2は互いに等しいピッチPを有しており、第1図の状
態では、LED等の光源3から射出された光4はこれら
の格子1.2の両方を通過する。そして、第2図に示す
様に格子1が第1図の状態から距離P/またけ移動する
と、格子1を通過した光4は格子2によって遮られる。
この為に、光電変換素子から成る光検出器5を格子2に
隣接して配置しておくと、この光検出器5からは格子1
の移動に伴って第3図に示す様なパルス電圧が出力され
る。従って、このパルスの数とピッチPとから、格子1
か取フ付けられている被測定物の変位を非接触、でめる
ことができる。
隣接して配置しておくと、この光検出器5からは格子1
の移動に伴って第3図に示す様なパルス電圧が出力され
る。従って、このパルスの数とピッチPとから、格子1
か取フ付けられている被測定物の変位を非接触、でめる
ことができる。
そして、ピッチPを小さくすれは、分解能が高くなって
変位を高精度で測定することができる。
変位を高精度で測定することができる。
ところが、光4が格子1を通過すると回折か起こるので
、間隔dかピッチPに比較して大きい場合には、光検出
器5から8/Nの良い信号を得ることはできない。従っ
て、変位を高精度且つ高感度で測定する為には、間隔d
か非常に小さく且つ格子1と格子2とが接触しない様な
状態で格子1を安定的に移動させる機構が必要であるが
、この様な機構を作成することは容易ではない。
、間隔dかピッチPに比較して大きい場合には、光検出
器5から8/Nの良い信号を得ることはできない。従っ
て、変位を高精度且つ高感度で測定する為には、間隔d
か非常に小さく且つ格子1と格子2とが接触しない様な
状態で格子1を安定的に移動させる機構が必要であるが
、この様な機構を作成することは容易ではない。
発明の目的
本発明は、上述の問題点に鑑み、高精度且つ高感度の測
定が可能でろりしかも作成が容易な光学式変位測定装置
を提供することを目的としている。
定が可能でろりしかも作成が容易な光学式変位測定装置
を提供することを目的としている。
発明の概要
本発明は、タルボ−距離の整数倍だけ離間している第1
及び第2の格子と、前記第1の格子を照射するコヒーレ
ント光源と、このコヒーレント光源から射出されて前記
第1及び第2の格子を通過する光を検出する光検出器と
を夫々具備する光学式変位測定装置に係るものである。
及び第2の格子と、前記第1の格子を照射するコヒーレ
ント光源と、このコヒーレント光源から射出されて前記
第1及び第2の格子を通過する光を検出する光検出器と
を夫々具備する光学式変位測定装置に係るものである。
実施例
以下、本発明の第1及び第2実施例を第5図及び第6図
を参照しながら説明するか、これらの実施例に先立って
まず本発明の原理を第4図について説明する。
を参照しながら説明するか、これらの実施例に先立って
まず本発明の原理を第4図について説明する。
第4因に示す様に、格子1を光6で照射しても、既述の
様にこの格子1の後方では回折によって格子パターンが
消失している。しかし、光6がコヒーレントであると、
タルボ−現象と呼ばれる現象によって、格子1から所定
の距離zTの整数倍だけ離間した夫々の位置には、格子
1の空間像7が形成される。距離′Zlrはタルボ−距
離と呼はfLtおり、光6か平行光でおると、光6の波
長λと格子1のピッチPとによって、ZT−P2/λ
で与えられる。
様にこの格子1の後方では回折によって格子パターンが
消失している。しかし、光6がコヒーレントであると、
タルボ−現象と呼ばれる現象によって、格子1から所定
の距離zTの整数倍だけ離間した夫々の位置には、格子
1の空間像7が形成される。距離′Zlrはタルボ−距
離と呼はfLtおり、光6か平行光でおると、光6の波
長λと格子1のピッチPとによって、ZT−P2/λ
で与えられる。
第5図は、本発明の第1実施例を示している。
この第1実施例は、コヒーレント光源光6を射出する半
導体レーザ11が光源として使用されると共に光6を平
行光にする為のコリメータレンズ12が使用されておフ
、且つ第1及び第2の格子1.2が上述のタルボ−距離
にの整数倍m a Z7だけ離間していることを除いて
、第1図及び第2図に示した従来例と実質的に同様の構
成であってよい。
導体レーザ11が光源として使用されると共に光6を平
行光にする為のコリメータレンズ12が使用されておフ
、且つ第1及び第2の格子1.2が上述のタルボ−距離
にの整数倍m a Z7だけ離間していることを除いて
、第1図及び第2図に示した従来例と実質的に同様の構
成であってよい。
この様な第1実施例によると、第1の格子1の空間像と
第2の格子2とが完全に重なり合うので、第1及び第2
の格子1.2同士を重ね合わせたことと等価になる。従
って、既述の従来例と同様に、光検出器5に接続されて
いるパルスカウンタ13によって被測定物(図示せず)
の変位を測定することができる。
第2の格子2とが完全に重なり合うので、第1及び第2
の格子1.2同士を重ね合わせたことと等価になる。従
って、既述の従来例と同様に、光検出器5に接続されて
いるパルスカウンタ13によって被測定物(図示せず)
の変位を測定することができる。
なお、この第1実施例においては光6を平行光としたが
、この光6を拡散光または収束光としてもよい。その場
合は、第1及び第2の格子1.2のピッチと互いの間隔
とを変えることによって、この第1実施例と同様の効果
を得ることができる。
、この光6を拡散光または収束光としてもよい。その場
合は、第1及び第2の格子1.2のピッチと互いの間隔
とを変えることによって、この第1実施例と同様の効果
を得ることができる。
第6図は1本発明の第2実施例を示している。
この第2実施例は、本発明を光デイスクプレーヤに適用
したものである。この光デイスクプレーヤでは、半導体
レーザ11から射出されコリメータレンズ12によって
平行光にされた光6が、ビームスプリッタ14へ入射す
る。
したものである。この光デイスクプレーヤでは、半導体
レーザ11から射出されコリメータレンズ12によって
平行光にされた光6が、ビームスプリッタ14へ入射す
る。
ビームスプリッタ14によって分割された光6の内の一
方は、対物レンズ15を通過して元ディスク16へ入射
する。光ディスク16で反射場れた光6は、対物レンズ
15を通過してビームスプリッタ14で反射され、レン
ズ17を通過して光検出器21へ入射する。
方は、対物レンズ15を通過して元ディスク16へ入射
する。光ディスク16で反射場れた光6は、対物レンズ
15を通過してビームスプリッタ14で反射され、レン
ズ17を通過して光検出器21へ入射する。
ビームスプリッタ14によって分割された光6の内の他
方は、第1の格子1を照射する。この第1の格子1から
タルボ−距離の整数倍だけ離間した位置には第2の格子
2が配されており、この第2の格子2に隣接して光検出
器5が配されている。
方は、第1の格子1を照射する。この第1の格子1から
タルボ−距離の整数倍だけ離間した位置には第2の格子
2が配されており、この第2の格子2に隣接して光検出
器5が配されている。
この光デイスクプレーヤでは、第1の格子1が1基台(
図示せず)に固定されており、一点鎖一で示す光学系2
2が一体となって移動する。そして、これらの格子1と
光学系22とによって、光ディスク16の半径方向にお
ける光学系22の位置をめる様にしている。
図示せず)に固定されており、一点鎖一で示す光学系2
2が一体となって移動する。そして、これらの格子1と
光学系22とによって、光ディスク16の半径方向にお
ける光学系22の位置をめる様にしている。
ところで、光デイスクプレーヤでは、光ディスクの円周
方向に記録されているLIIr号を読み取ることによっ
て光ディスクの半径方向における光学系の位置をめる方
式が一般的である。つまり、光学系の位置をめる為に扛
光ディスクが所定角度だけ回転するのを待つ必要かロク
、光学系を移動させただけでその位置を直ちにめること
はできない。
方向に記録されているLIIr号を読み取ることによっ
て光ディスクの半径方向における光学系の位置をめる方
式が一般的である。つまり、光学系の位置をめる為に扛
光ディスクが所定角度だけ回転するのを待つ必要かロク
、光学系を移動させただけでその位置を直ちにめること
はできない。
これに対して、この第2実施例による光デイスクプレー
ヤでは、光ディスク16に記録されている信号を読み取
ることなく光学系22の位置8@ちにめることができる
ので、光デイスク16上の所望の位置へのアクセスを高
速で行うことができる。
ヤでは、光ディスク16に記録されている信号を読み取
ることなく光学系22の位置8@ちにめることができる
ので、光デイスク16上の所望の位置へのアクセスを高
速で行うことができる。
しか龜、光ディスク16に記録されている信号を読み取
る必要がない為に、光ディスク16か蕨速度一定で駆動
される場合でも、所望位置へのアクセス中はスピンドル
モータ(図示せず)の回転速度を調整する必要かないの
で、このことによっても所望位置へのアクセスを更に畠
速で行うことができる。
る必要がない為に、光ディスク16か蕨速度一定で駆動
される場合でも、所望位置へのアクセス中はスピンドル
モータ(図示せず)の回転速度を調整する必要かないの
で、このことによっても所望位置へのアクセスを更に畠
速で行うことができる。
光ディスク16の記録トラックのピッチは1.6μm
程度でめシ、格子1.2のピッチPは100μm程度で
ある。しかし、格子1.2の夫々から1/4周期だけ位
相のずれている別の組の格子(図示せず)を併用すれば
、分解能か4倍の25μms度l仁なって、上述のアク
セスを10トラック程度の組直で行うことかできる。
程度でめシ、格子1.2のピッチPは100μm程度で
ある。しかし、格子1.2の夫々から1/4周期だけ位
相のずれている別の組の格子(図示せず)を併用すれば
、分解能か4倍の25μms度l仁なって、上述のアク
セスを10トラック程度の組直で行うことかできる。
なお、この第2実施例において扛、光検出器5の面積を
小さくする為に、第1実施例とは逆に第1の格子1を固
定して第2の格子2を移動させている。しかし、これら
は本質的な違いではなく、第1及び第2の格子1.2の
何れを移動式せてもよい。
小さくする為に、第1実施例とは逆に第1の格子1を固
定して第2の格子2を移動させている。しかし、これら
は本質的な違いではなく、第1及び第2の格子1.2の
何れを移動式せてもよい。
発明の効果
本発明は、上述の如くタルボ−現象によって発生する第
1の格子の空間像と第2の格子とを重ね合わせる様にし
ているので、ピッチの小さな格子を使用しても87Nの
良い信号を得ることができる。従って、本発明による光
学式変位測定装置は、高精度且つ高感度の測定が可能で
あフしかも作成が容易でおる。
1の格子の空間像と第2の格子とを重ね合わせる様にし
ているので、ピッチの小さな格子を使用しても87Nの
良い信号を得ることができる。従って、本発明による光
学式変位測定装置は、高精度且つ高感度の測定が可能で
あフしかも作成が容易でおる。
第1図及び第2図は本発明の一従来、例を示す概略的な
側面図、第3図は光学式変位測定装置から得られる信号
を示すグラフ、第4図は本発明の原理を示す概略的な側
面図、第5図は本発明の第1実施例を示す概略的なll
l向図、第6図は元ディスクプレーヤに適用した本発明
の第2実施例を示す概略的な側面図である。 なお図面に用いられている符号において、1 ・・・・
・・・・・・・・第1の格子2・・・・・・・・・・・
・第2の格子5・・・・・・・・・・・・光検出器 6・・・・・・・・・・・・光 11・・・・・・・・・・・・半導体レーザZT・・・
・・・・・・・・・タルボ−距離である。 代理人 土星 勝 ! 常 包 芳 男 出力電H 第4図 第6図 1
側面図、第3図は光学式変位測定装置から得られる信号
を示すグラフ、第4図は本発明の原理を示す概略的な側
面図、第5図は本発明の第1実施例を示す概略的なll
l向図、第6図は元ディスクプレーヤに適用した本発明
の第2実施例を示す概略的な側面図である。 なお図面に用いられている符号において、1 ・・・・
・・・・・・・・第1の格子2・・・・・・・・・・・
・第2の格子5・・・・・・・・・・・・光検出器 6・・・・・・・・・・・・光 11・・・・・・・・・・・・半導体レーザZT・・・
・・・・・・・・・タルボ−距離である。 代理人 土星 勝 ! 常 包 芳 男 出力電H 第4図 第6図 1
Claims (1)
- タルポー距離の整数倍だけ離間している第1及び第2の
格子と、前記第1の格子を照射するコヒーレント光源と
、このコヒーレント光源から射出されて前記第1及び第
2の格子を通過する光を検出する光検出器とを夫々具備
する光学式変位測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8333484A JPS60227120A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 光学式変位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8333484A JPS60227120A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 光学式変位測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60227120A true JPS60227120A (ja) | 1985-11-12 |
Family
ID=13799529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8333484A Pending JPS60227120A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 光学式変位測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60227120A (ja) |
-
1984
- 1984-04-25 JP JP8333484A patent/JPS60227120A/ja active Pending
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