JPS62144024A - 変位検出装置 - Google Patents

変位検出装置

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JPS62144024A
JPS62144024A JP60285172A JP28517285A JPS62144024A JP S62144024 A JPS62144024 A JP S62144024A JP 60285172 A JP60285172 A JP 60285172A JP 28517285 A JP28517285 A JP 28517285A JP S62144024 A JPS62144024 A JP S62144024A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scale
reflected light
linear scale
optical pickup
light
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.)
Pending
Application number
JP60285172A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Ogiso
小木曽 健一
Makoto Okazaki
誠 岡崎
Tatsuya Iwasa
岩佐 辰弥
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP60285172A priority Critical patent/JPS62144024A/ja
Publication of JPS62144024A publication Critical patent/JPS62144024A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野」 この発明は、例えば精密位置決めテーブルに必要とされ
るリニアスケールを用いた変位検出装置に関するもので
ある。
〔従来の技術) 第3図は従来のリニアスケールを用いた変位検出装置を
示す断面図であり、図において、(1)は光源、(2)
は光源(1)からの放射光線を平行光線とする−i I
Jメートレンズ、(3)はコリメートレンズ(2)から
の平行光線が透過するガラス板からなるリニアスケール
で、メインスケール(4) トインデンクススケール(
5a) (5b)とから構成されている。(6)はリニ
アスケール(3)のメインスケール(4)とインデック
スケール(5a) (5b、)にそれぞれ真空蒸着され
た光を遮断格子目盛で、光辿過都とは交互Vこ等間隔で
並んでいる。(7a)Hメインスケール(4)とインデ
ックススクール(5a)とを透過した光源(1)からの
光、vAを受光しその光量を箪気信りに変換する受光素
子、(7b)はメインスクール(4)とインデックスス
ケール(5b)とを透過した光源(1)からの光線を受
光しその光量を電気信号に変換する受光素子である。ま
た、受光素子(7a)に受光される光線と受光素子(7
b)に受光される光線との位相が7だけずれるようにイ
ンデックススクール(5a) (!: (5b)はメイ
ンスクール(4Jのピッチに対して互いのピッチが1ピ
ッチずれて設定されている。
次に動作について説明する。光源(1)からの放射Zk
n、コルメートレンズ(2)によって平行光線となり、
リニアスケール(3)に照射される。ここで、メインス
ケール(4)を固定し、光源(1)とコリメートレンズ
(2)、インデックススクール(5a) (5b)、受
光素子(7a) (7b)を一体として保持したc+J
′GJ台(図示せず)を図示X2又はY2の測定方向へ
動かすと、コリメートレンズ(2)からの千行光称がメ
インスケール(4)トインデツクヌスケール(5a) 
(5b)に真空蒸着された格子目盛(6)によって断続
的に遮断され、この断続的なコリメートレンズ(2〕か
らの平行光線の遮断によるリニアスケール(3)を透過
する光量の変化を受光素子(7a) (7b)がそれぞ
れ電気信号に変換する。仮に、上記可動台がX2の方向
へ切いたとすると、受光素子(7a)によって変換され
た電気信うld波形整形器(図示せ丁)を辿り第4図A
のようなパルス信うになり、受光素子(7b)によって
変換された亀気信ちVi波形金形器2i−辿り第4−B
のようなパルス信号になる。また、上記可動台がY2の
方向へ動いたとすると、受光素子(7a) Kよって変
換された電気信号は波形整形器を辿り第4図Aのような
パルス信りになり、受光素子(7b)によって変換され
た電気信号は波形整形器を通り第4図Cのようなパルス
信号になる。ここで、受光素子(7a)からのパルス信
り(第4図A)K対する受光素子(7b)のパルス信号
(第4図B又はC)の位相かどららに7たけずnている
かによって上記可動台の変位方向を検出し、受光素子(
7a)からのパルス信号又は受光素子(7b)からのパ
ルス信号のパルス数を積算することによって上記可動台
の変位を検出する。さらに、受光素子(7a)からのパ
ルス信号と受光素子(7b)からのパルス信りの徘陣的
論理和を収ることによって、変位検出精度を2倍にする
ことができる。(第4図において、DはAとBとの排雌
的論理和を収ったものである。)〔発明が解決しようと
する問題点」 従来の変位検出装置は以上のようにリニアスケールを真
空蒸4V’Cよる格子目盛によって構成しているので、
目盛ピッチを小きくすることが難しく、これにより分#
能を高めるために上記装置以外に特殊な回路を必要する
など価格が高くなり、またリニアスケールを透過する光
量の変化が滑らかであるので高速の測長が内錐であるな
どの問題点があった。
この発明はかかる問題点を解消するためになされたもの
で、高精度で、高速の測長ができる安価な変位検出装置
を得ることを目的とする。
[問題点を解決するための手段] この発明に係わる変位検出装置は、二定ピッチで直線状
に配列された微細穴によって構成される目盛ビット群を
設けたリニアスケールと、リニアスケールの直上を移動
しながら少なくさも2つの測定用光線をリニアスケール
上のそれぞれの異なった地点に照射するとともにそれぞ
れの照射地点(以下、スポットと称す。)からの反射光
を受光する光ピックアップを備え、この光ピンクアップ
における少なくとも2つの反射光受光信号の位相が互い
にずれるようにしたものである。
〔作用J この発明においては、リニアスケールの目盛ヒント群が
微細穴によって形成されるから、目盛ピッチを小さくす
ることができ、しかも光ピックアツブが少なくとも2つ
の照射光線をリニアスケール上の異なった地点に照射し
、この照射地点からの反射光の光量を検出し、この光量
の微細穴によるf化によってビット数音カクントすると
ともに、少なくとも2つの反射光の位相のずれを算出す
る。
[実施例] 第1図はこの発明の一実施例によるリニアスケールを用
いた変位検出装置を示す斜視図であり、図においr、(
s)はリニアスケール、(9)はリニアスケール(8)
上に設けられた一定ピッチで直線状に一列に配列された
微細穴の目盛ビットで、光デイスク製造方法と同様にレ
ーデ光を用いた微細加工により形成される。(10)は
リニアスケール(8)上の3つのスポット(lla) 
(llb) (llc)に測定用光線を照射し、このス
ポット(Lla) (llb) (llc)からの反射
光を受光する光ピックアップである。また、3つのスポ
ット(lla) (llb) (lie)の内掛なくと
も2つのスポットは目盛ビット(9)上を通過し、この
2つのスボ■  。
ントの間隔が測定方向に目盛ビット間隔より1ヒンチだ
け小さく設定されている。
以下、スポット(lla) (llb)が目盛ビット(
9)上を通過し、このスポット(lla)とスポット(
llb)の間隔が測定方向に目盛ビット間隔より7ピッ
チたけ小さく設定されているとして、この発明の一実施
例の動作について説明する。
例えば、リニアスケール(8)を固定し元ピンクアップ
(10〕を図示Xi又はYlの測定方向に前かすと、光
ピンクアンプ(10)から照射された光線のスポット(
lla) (llb)による反射光がリニアスケール1
lII](i3)からの反射光と目盛ビット(9)の底
面(12)からの反射光との干渉によって変化し、この
干渉によって変化したスポット(lla) (llb)
からの反射光を光ピックアップ(10)によって受光し
、それぞれの反射光の光量をそれぞれ電気信号に変換す
る。仮に、光ピックアップ(lO)がXIの方向へ動い
たとすると、スポット(lla)からの反射光の光ピッ
クアップ(10)によって変換された電気偏りは波形整
形器(図示せず)を通り第4図Aのようなパルス借りに
なり、スポット(llb)からの反射光の光ピンタアン
プ(10)によって変換された電気偏づは波形整形器を
通り第4図Bのようなパルス信号になる。また、光ピッ
クアップ(10)がYlの方向へ切いたとすると、スポ
ット(11a)からの反射光の光ヒツクアツブ(10)
によって変換された電気信号は波形整形器を通り第4図
へのようなパルス信号になり、スポット(llb)から
の反射光の光ピンクアンプ(10)によって変換された
電気偏りは波形整形器を通り第4図Cのようなパルス信
号になる。ここで、スポット(lla)からの反射光の
光量を変換したパルス借り(第4図A)に対するスポッ
ト(llb)からの反射光の光量を変換したパルス借づ
(第4図B又はC)の位相がどちらに医だけずれている
かによって光ピンクアンプ(lO)の変位方向を検出し
、スポット(11a)からの反射光の光量を変換したパ
ルス借り又はスポット(llb)からの反射光の光量を
変換したパルス信号のパルス数を積算することによって
光ビンクアンフ(10)の変位を検出する。さらに、ス
ポット(lla)からの反射光の光量を変換したパルス
借づとスポット(llb)からの反射光の光量を変換し
たパルス借うの排他的論理和を収ることによって、変化
検出1#度を2倍にすることができる。(第4図におい
て、DはAとBの排他的論理和を収ったものである。) なお、上記実施例ではスポット(lla) (llb)
 (D間隔を測定方向に目盛ビット間隔よりτピッチ小
さく設定したものを示したが、目盛ビット間隔よりのO
又は正数倍よりiとツチずらしてもよい。また、上記実
施例では1列の目盛ヒツト群による検出例を示したが、
第2図に示すように、2列の平行な目盛ビット群に&け
、その目盛ピッt−(9a)(9b)を相対的に目盛ヒ
ント間隔より測定方向にiとツチずらし、それぞれの目
盛ビット群に照射するスポット(lla) (llb)
の間隔を測定方向に目盛ヒツト間隔の0又は正&倍とな
るようにしてもよい。
さらに、上記実施例では2つのスポットによる検出例を
示したが、3つのスポットを用い、3つのスポット間隔
あるいは3列の目盛ビット群の相互の目盛ビットを測定
方向に目盛ビット間隔に対して1/6ビツチずれるよう
に設定し、3つのスポットにより検出するようにすれば
さらに高分解能の変位検出ができる。加えて、4つ以上
のスポットを用いても上記と同様の効果を秦す。
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば例えばレーデ光により
微細穴をリニアスケールKmけ、このリニアスケール上
に光ピックアップから測定用光線を照射し、この照射に
よるリニアスケールからの反射光の光′Fi変化によっ
て変位検出するようにしたので、高速に測長できるとと
もに、高精度で安価なものが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による変位検出装置を示す
斜視図、第2図はこの発明の也の実施例を示すリニアス
ケールの斜視図、第3図は従来の変位検出装置を示す断
面図、第4図は変位検出装置の出力借りを示す図である
。 図において、(8)はリニアスケール、(9)は目盛ビ
ット、(io)は光ピックアップ、(lla) (ll
b) (lie)はスポットである。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)現在の位置と移動方向を検出する変位検出装置に
    おいて、一定ピッチで直線状に配列された微細穴によつ
    て構成される目盛ビット群を設けたリニアスケールと、
    リニアスケールの直上を移動しながら少なくとも2つの
    測定用光線をリニアスケール上のそれぞれ異なつた地点
    に照射するとともにそれぞれの照射地点からの反射光を
    受光する光ピックアップとを備え、この光ピックアップ
    における少なくとも2つの反射光受光信号の位相が互い
    にずれるようにした変位検出装置。
  2. (2)リニアスケールの目盛ビット群を一列に配列し、
    且つ光ピックアップの少なくとも2つの光照射地点の間
    隔を目盛ビット配列方向に上記目盛ビットの間隔と違え
    ることによつて、少なくとも2つの反射光受光信号の位
    相が互いにずれるようにしたことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の変位検出装置。
  3. (3)リニアスケールの目盛ビット群を少なくとも2列
    並行に設け、この平行な目盛ビット群の相互の目盛ビッ
    ト位置をずらすことによつて、少なくとも2つの反射光
    受光信号の位相が互いにずれるようにしたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の変位検出装置。
  4. (4)少なくとも2つの反射光受光信号の位相がπ/2
    だけずれるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項ないし第3項の何れかに記載の変位装置。
JP60285172A 1985-12-18 1985-12-18 変位検出装置 Pending JPS62144024A (ja)

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ID=17688030

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990001188A1 (en) * 1988-07-28 1990-02-08 Fanuc Ltd Method of returning to origin
JPH0313816A (ja) * 1989-06-13 1991-01-22 Teac Corp ロータリーエンコーダ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990001188A1 (en) * 1988-07-28 1990-02-08 Fanuc Ltd Method of returning to origin
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