JPS6324128A - 反射型光学式変位測定装置 - Google Patents
反射型光学式変位測定装置Info
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- JPS6324128A JPS6324128A JP15690786A JP15690786A JPS6324128A JP S6324128 A JPS6324128 A JP S6324128A JP 15690786 A JP15690786 A JP 15690786A JP 15690786 A JP15690786 A JP 15690786A JP S6324128 A JPS6324128 A JP S6324128A
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (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
この発明は反射型光学式変位測定装置にががり、特に、
直線型変位測定器に用いるに好適な、検出対象物の固定
側に取付けられた変位検出用固定光学格子と、検出対象
物の可動側に取付けられた☆位検出用可動光学格子とを
相対移動させた時に生ずる変位検出用光信号を捉えて、
検出対象物間の相対移動畠を検出する反射型光学式変位
測定装置“の改良に関する。
直線型変位測定器に用いるに好適な、検出対象物の固定
側に取付けられた変位検出用固定光学格子と、検出対象
物の可動側に取付けられた☆位検出用可動光学格子とを
相対移動させた時に生ずる変位検出用光信号を捉えて、
検出対象物間の相対移動畠を検出する反射型光学式変位
測定装置“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装置において
、その本体に測定する測定子の移動量、コラムに対する
スライダーの移動量等のように、相対移動する物の移動
量を測定する場合、光学格子が形成されたメインスケー
ル、及びインデックススケールを含む検出器を測定対象
物に固定し、メインスケールと検出器の相対変位旦を光
学的に読み取る光学式変位測定装置が知られている。 この光学式変位測定装置は、工作機械や光学は械及び精
密測定装置等の位置決め装置として広く用いられている
。 このような光学式変位測定装置としては、通常、透過型
あるいは反射型の光学式変位測定装置が用いられている
。 このうち、透過型の変位測定装置は、発光源と受光素子
が変位検出用固定光学格子と可動光学格子を間にして対
向して配置されている。 これに対して、反射型の光学式変位測定装置は、第７図
に示されるように、変位検出用の可動光学格子１を備え
たインデックススケール２及び変位検出用の固定光学格
子３を備えたメインスケール４に対して一方の側（イン
デックススケール２側）に発光水子５及びフオＩ〜ダイ
オードからなる受光索子６とが配ｊｊされているので、
透過型の光学ヱ（変位測定装置と比較して、小型化及び
低コスト化を図ることができる。 第７図及び第９図において、符号７はメインスケール４
に設けられた基準原点検出用固定光学格子、第７図及び
第８図にＪ５いて、符号８はこの基準原点検出用固定光
学格子７に対向して、インデックススケール２に配置さ
れた基準原点検出用可動光学格子を示し、これらは共に
同一のランダムパターンとされている。 上記第７図に示される反射型光学式変位測定装置におい
ては、発光索子５から射出された照明光はコリメータレ
ンズって平行光線とされた後可動光学格子１を通ってメ
インスケール４の格子形成面４Ａで反射され、更に可動
光学格子１を通過した後に受光索子６のうち計数用受光
索子６Ａに受光され、ここで電気１３号に変換されて、
プリアンプ１０Δを経て信号処理回路１１に入力される
。 又、発光素子５から射出された光は、ニ一部が、基準原
点検出用可動光学格子８を通り、基準原点検出用固定光
学格子７で反射され、再度基準原点検出用可動光学格子
８を通って、受光索子６のうちの原点検出用受光素子６
Ｂに受光されてここで゛心気信号に変換される。 この電気信号はプリアンプ１０Ｂを経て信号処理回路１
１に入力される。 ここで、製造コストを考慮した場合、可動光学格子１と
固定光学格子３の隙間、即ち格子間隔Ｓは可能な限り大
ぎい方が良い。 格子間隔Ｓを大ぎくすると、発光索子５からの照明光が
、拡散光である場合に可動光学格子１と固定光学格子３
０重なりの合いの繰返しによって得られる相対変位検出
用の計数信号は、ＳＮ比が小さくなり測定粘度が低下す
る。これに対して、例えばＵＳＰ−３８１２３５２に開
示されるように、可動光学格子と固定光学格子のパター
ンの明ＢＢピッチを特定の値に選択することによって、
拡散照明を利用した場合であっても、両光学格子の格子
間隔を大ぎくできるようにしたものがある。 しかしながら、前記第８図及び第９図に示されるように
、基準原点検出用固定光学格子７及び可動光学格子８を
備えた反（ト）型光学式変位測定装置においては、これ
ら光学格子７及び８がランダムパターンであって両者が
重ね合せられる時、第１０図＜８）に示されるように原
点信号８の立ち下がり、この立ち下がりを参照レベル信
号Ｖｒｅｒと比較することにより、原点位置の信号を得
られるようにしている。 第１０図（Ａ）は計数信号の波形を示す。 上記のような原点信号Ｂは前記信号処理回路１１におい
て参照レベル信号Ｖｒｅｒと比較される。 原点信号Ｂによって得られる基準原点の位置決め精度を
向上させるためには、第１０図（Ｂ）における信号ピー
クの幅Ｑを小さくする必要がある。 このためには、ランダムパターンのＬＬ準原点検出用固
定光学格子７及び可動光学格子８の最小線幅を＋ｉＱ記
幅Ｑと同程度にする必要があり、且つ、鋭いピークを１
ワるためにはコリメータレンズ９を設けなければならな
い。 即ち、コリメータレンズ９を設けない場合は、第１０図
＜８＞で破線で示されるように、信号波形がなまってし
まうからである。
、その本体に測定する測定子の移動量、コラムに対する
スライダーの移動量等のように、相対移動する物の移動
量を測定する場合、光学格子が形成されたメインスケー
ル、及びインデックススケールを含む検出器を測定対象
物に固定し、メインスケールと検出器の相対変位旦を光
学的に読み取る光学式変位測定装置が知られている。 この光学式変位測定装置は、工作機械や光学は械及び精
密測定装置等の位置決め装置として広く用いられている
。 このような光学式変位測定装置としては、通常、透過型
あるいは反射型の光学式変位測定装置が用いられている
。 このうち、透過型の変位測定装置は、発光源と受光素子
が変位検出用固定光学格子と可動光学格子を間にして対
向して配置されている。 これに対して、反射型の光学式変位測定装置は、第７図
に示されるように、変位検出用の可動光学格子１を備え
たインデックススケール２及び変位検出用の固定光学格
子３を備えたメインスケール４に対して一方の側（イン
デックススケール２側）に発光水子５及びフオＩ〜ダイ
オードからなる受光索子６とが配ｊｊされているので、
透過型の光学ヱ（変位測定装置と比較して、小型化及び
低コスト化を図ることができる。 第７図及び第９図において、符号７はメインスケール４
に設けられた基準原点検出用固定光学格子、第７図及び
第８図にＪ５いて、符号８はこの基準原点検出用固定光
学格子７に対向して、インデックススケール２に配置さ
れた基準原点検出用可動光学格子を示し、これらは共に
同一のランダムパターンとされている。 上記第７図に示される反射型光学式変位測定装置におい
ては、発光索子５から射出された照明光はコリメータレ
ンズって平行光線とされた後可動光学格子１を通ってメ
インスケール４の格子形成面４Ａで反射され、更に可動
光学格子１を通過した後に受光索子６のうち計数用受光
索子６Ａに受光され、ここで電気１３号に変換されて、
プリアンプ１０Δを経て信号処理回路１１に入力される
。 又、発光素子５から射出された光は、ニ一部が、基準原
点検出用可動光学格子８を通り、基準原点検出用固定光
学格子７で反射され、再度基準原点検出用可動光学格子
８を通って、受光索子６のうちの原点検出用受光素子６
Ｂに受光されてここで゛心気信号に変換される。 この電気信号はプリアンプ１０Ｂを経て信号処理回路１
１に入力される。 ここで、製造コストを考慮した場合、可動光学格子１と
固定光学格子３の隙間、即ち格子間隔Ｓは可能な限り大
ぎい方が良い。 格子間隔Ｓを大ぎくすると、発光索子５からの照明光が
、拡散光である場合に可動光学格子１と固定光学格子３
０重なりの合いの繰返しによって得られる相対変位検出
用の計数信号は、ＳＮ比が小さくなり測定粘度が低下す
る。これに対して、例えばＵＳＰ−３８１２３５２に開
示されるように、可動光学格子と固定光学格子のパター
ンの明ＢＢピッチを特定の値に選択することによって、
拡散照明を利用した場合であっても、両光学格子の格子
間隔を大ぎくできるようにしたものがある。 しかしながら、前記第８図及び第９図に示されるように
、基準原点検出用固定光学格子７及び可動光学格子８を
備えた反（ト）型光学式変位測定装置においては、これ
ら光学格子７及び８がランダムパターンであって両者が
重ね合せられる時、第１０図＜８）に示されるように原
点信号８の立ち下がり、この立ち下がりを参照レベル信
号Ｖｒｅｒと比較することにより、原点位置の信号を得
られるようにしている。 第１０図（Ａ）は計数信号の波形を示す。 上記のような原点信号Ｂは前記信号処理回路１１におい
て参照レベル信号Ｖｒｅｒと比較される。 原点信号Ｂによって得られる基準原点の位置決め精度を
向上させるためには、第１０図（Ｂ）における信号ピー
クの幅Ｑを小さくする必要がある。 このためには、ランダムパターンのＬＬ準原点検出用固
定光学格子７及び可動光学格子８の最小線幅を＋ｉＱ記
幅Ｑと同程度にする必要があり、且つ、鋭いピークを１
ワるためにはコリメータレンズ９を設けなければならな
い。 即ち、コリメータレンズ９を設けない場合は、第１０図
＜８＞で破線で示されるように、信号波形がなまってし
まうからである。
上記のように従来の反射型光学式変位測定装置において
は、基準原点検出用の固定光学格子及び可動光学格子を
設ける場合、コリメータレンズを設けなければ格子間隔
Ｓを大きくすることができず、したがって製造コストが
増大し、且つ、検出器が大型化してしまうという問題点
がある。 又、一般的に、上記のような反射型光学式変位測定装置
においては、発光素子５からの光の一部がり草原点検出
用可動光学格子８の裏面で反射され、直接受光素子６Ｂ
に入射するために、受光素子６８で得られる原点信号の
ＳＮ比が悪く、誤動作しやすいという問題点がある。 ［発明の目的〕 この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたちのであ
って、コリメータレンズを使用することなく適度な格子
間隔を保ち、且つ、基準原点信号として透過型光学式変
位３１１１定装置におけると同程度のＳＮ比の信号を得
ることができるようにした反射型光学式変位測定装置を
提供Ｖることを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ この発明は、検出対象物の固定側に取付けられるメイン
スケールと、検出対象物の可動側に取付けられ、且つ、
前記メインスケールにそって往復動可能なインデックス
スケールと、これらメインスケールとインデツクススー
ルの相互に対向する格子形成面にそれぞれ形成された変
位検出用固定光学格子及び変位検出用可動光学格子と、
前記インデックススケールの、前記可動光学格子と反対
側に配置された発光源及び受光素子と、を有してなり、
前記インデックススケールが前記メインスケールに対し
て相対移動されたときに、前記発光源から０４出され、
前記可動光学格子を通って前記メインスケールの格子形
成面で反射され、更に可動光学格子を通る変位検出用光
４８号を前記受光素子により捉えて検出対象物間の相対
移妨歿位量を検出する反射型変位検出装置において、前
記メインスケールの前記格子形成面に、前記固定光学格
子に対して、光学格子の高さ方向にオフセットして設け
られた基準原点検出用固定光学格子と、この基準原点検
出用固定光学格子に対面して、前記インデックススクー
ルの格子形成面に、前記可動光学格子に対して高さ方向
にオフセットして設けられた基準原点検出用可動光学格
子と、前記メインスケールの前記格子形成面と反対側に
設けられ、前記発光源から光学格子形成面を通って入射
した光を、前記基準原点検出用固定光学格子に向けて反
射ずろ反射手段と、この反射手段により反射され、且つ
、前記基準原点検出用固定光学格子及び基準原点検出用
可動光学格子を通った光を受光して原点検出用信号に変
換する原点検出用受光素子と、を備えることにより上記
目的を達成するものである。 又、前記固定光学格子を、前記発光源と反射手段との間
に配置し、該発光源から射出される光が前記固定光学格
子を通って反射手段に至るようにして上記目的を達成す
るものである。 又、前記インデックススケールには、前記反射手段と前
記発光源との間の位置で、照明光透過窓を設けることに
より上記目的を達成するものである。 又、前記インデックススケールの可動光学格子を複数に
区画し、前記照明光透過窓を、該？！２数の区画の間に
配置することにより上記目的を達成するものである。 又、前記発光源、固定光学格子、可動光学格子、反射手
段、基準原点検出用固定光学格子、及び、基準原点検出
用可動光学格子は、該発光源からの光が固定光学格子及
び可動光学格子に対する基準原点検出用固定光学格子及
び基Ｉ？＝原点検出用可動光学格子の格子高さ方向の隙
間を通って前記反射手段に至るように配置ザることによ
り上記目的を達成するものである。 又、前記反射手段を、前記メインスケールの１ｊη記格
子形成面とは反対側の面に形成された反射面とすること
により上記目的を達成するものである。 又、前記反射手段を、前記メインスケールの前記格子形
成面と反対側の面に隣接して配置した反ＤｊｍとＪ゛る
ことにより上記目的を達成するものである。 又、前記反射ｖＬ（！−１前記インデックススケールと
一体的に往復動可能にすることにより上記目的を達成す
るものである。 ［作用］ この発明において、基準原点検出用固定光学格子を照明
する光は、メインスケールの格子形成面から該格子形成
面の反対側に設けられた反射手段に至り、ここで反射さ
れ、再びメインスケールの格子形成面に形成された基準
原点検出用固定光学格子及びこれに対向する基準原点検
出用光学格子を照明する。 従って、これらと（草原点検出用固定光学格子及び可動
光学格子は発光源から、メインスケールの厚さの２（８
以上遠ざかることになり、これらを照明する光は平行光
線の成分が多くなってコリメータレンズを用いると同じ
効果を１ｑられる。 このため、格子間隔を大きく設定できる。 更に、これら基準原点検出用固定光学格子及び可動光学
格子は透過型の光学式変位測定装置におけると実質的に
同等に照明されることになり、インデックススケールの
格子形成面による反射成分がなくなり、１ｑられる原点
信号のＳＮ比も改善される。
は、基準原点検出用の固定光学格子及び可動光学格子を
設ける場合、コリメータレンズを設けなければ格子間隔
Ｓを大きくすることができず、したがって製造コストが
増大し、且つ、検出器が大型化してしまうという問題点
がある。 又、一般的に、上記のような反射型光学式変位測定装置
においては、発光素子５からの光の一部がり草原点検出
用可動光学格子８の裏面で反射され、直接受光素子６Ｂ
に入射するために、受光素子６８で得られる原点信号の
ＳＮ比が悪く、誤動作しやすいという問題点がある。 ［発明の目的〕 この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたちのであ
って、コリメータレンズを使用することなく適度な格子
間隔を保ち、且つ、基準原点信号として透過型光学式変
位３１１１定装置におけると同程度のＳＮ比の信号を得
ることができるようにした反射型光学式変位測定装置を
提供Ｖることを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ この発明は、検出対象物の固定側に取付けられるメイン
スケールと、検出対象物の可動側に取付けられ、且つ、
前記メインスケールにそって往復動可能なインデックス
スケールと、これらメインスケールとインデツクススー
ルの相互に対向する格子形成面にそれぞれ形成された変
位検出用固定光学格子及び変位検出用可動光学格子と、
前記インデックススケールの、前記可動光学格子と反対
側に配置された発光源及び受光素子と、を有してなり、
前記インデックススケールが前記メインスケールに対し
て相対移動されたときに、前記発光源から０４出され、
前記可動光学格子を通って前記メインスケールの格子形
成面で反射され、更に可動光学格子を通る変位検出用光
４８号を前記受光素子により捉えて検出対象物間の相対
移妨歿位量を検出する反射型変位検出装置において、前
記メインスケールの前記格子形成面に、前記固定光学格
子に対して、光学格子の高さ方向にオフセットして設け
られた基準原点検出用固定光学格子と、この基準原点検
出用固定光学格子に対面して、前記インデックススクー
ルの格子形成面に、前記可動光学格子に対して高さ方向
にオフセットして設けられた基準原点検出用可動光学格
子と、前記メインスケールの前記格子形成面と反対側に
設けられ、前記発光源から光学格子形成面を通って入射
した光を、前記基準原点検出用固定光学格子に向けて反
射ずろ反射手段と、この反射手段により反射され、且つ
、前記基準原点検出用固定光学格子及び基準原点検出用
可動光学格子を通った光を受光して原点検出用信号に変
換する原点検出用受光素子と、を備えることにより上記
目的を達成するものである。 又、前記固定光学格子を、前記発光源と反射手段との間
に配置し、該発光源から射出される光が前記固定光学格
子を通って反射手段に至るようにして上記目的を達成す
るものである。 又、前記インデックススケールには、前記反射手段と前
記発光源との間の位置で、照明光透過窓を設けることに
より上記目的を達成するものである。 又、前記インデックススケールの可動光学格子を複数に
区画し、前記照明光透過窓を、該？！２数の区画の間に
配置することにより上記目的を達成するものである。 又、前記発光源、固定光学格子、可動光学格子、反射手
段、基準原点検出用固定光学格子、及び、基準原点検出
用可動光学格子は、該発光源からの光が固定光学格子及
び可動光学格子に対する基準原点検出用固定光学格子及
び基Ｉ？＝原点検出用可動光学格子の格子高さ方向の隙
間を通って前記反射手段に至るように配置ザることによ
り上記目的を達成するものである。 又、前記反射手段を、前記メインスケールの１ｊη記格
子形成面とは反対側の面に形成された反射面とすること
により上記目的を達成するものである。 又、前記反射手段を、前記メインスケールの前記格子形
成面と反対側の面に隣接して配置した反ＤｊｍとＪ゛る
ことにより上記目的を達成するものである。 又、前記反射ｖＬ（！−１前記インデックススケールと
一体的に往復動可能にすることにより上記目的を達成す
るものである。 ［作用］ この発明において、基準原点検出用固定光学格子を照明
する光は、メインスケールの格子形成面から該格子形成
面の反対側に設けられた反射手段に至り、ここで反射さ
れ、再びメインスケールの格子形成面に形成された基準
原点検出用固定光学格子及びこれに対向する基準原点検
出用光学格子を照明する。 従って、これらと（草原点検出用固定光学格子及び可動
光学格子は発光源から、メインスケールの厚さの２（８
以上遠ざかることになり、これらを照明する光は平行光
線の成分が多くなってコリメータレンズを用いると同じ
効果を１ｑられる。 このため、格子間隔を大きく設定できる。 更に、これら基準原点検出用固定光学格子及び可動光学
格子は透過型の光学式変位測定装置におけると実質的に
同等に照明されることになり、インデックススケールの
格子形成面による反射成分がなくなり、１ｑられる原点
信号のＳＮ比も改善される。
【実施例１
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明にかかる反（ト）型光学式変位測定装置
の第１実施例を示す断面図である。 この第１実施例は、検出対象物（図示省略）の固定側に
取付けられるメインスケール１２と、検出対象物の可動
側に取付けられ、且つ、前記メインスケール１２に沿っ
て往復動可能なインデックススケール１４と、これらメ
インスケール１２とインデックスケール１４の相互に対
向する格子形成面１２△、１４Ａにそれぞれ形成された
変位検出用固定光学格子１６及び変位検出用可動光学格
子１８と、前記インデックススケール１４の、前記可動
光学格子１８と反対側に配置された発光源２０及び受光
索子２２と、を有してなり、前記インデックススケール
１４が前記メインスケール１２に対して相対移動された
ときに、前記発光源２０から射出され、前記可動光学格
子１８を通って前記メインスケール１２の格子形成面１
２Ａで反射され、更に可動光学格子１８を通る変位検出
用光信号を前記受光素子２２により捉えて検出対象物間
の相対移動変位団を検出する反射型変位測定装置におい
て、前記メインスケール１２の前記格子形成面１２Ａに
、前記固定光学格子１６に対して、光学格子の高さ方向
にオフセットして設けられた基準原点検出用固定光学格
子２４と、この基準原点検出用固定光学格子２４に対面
して、前記インデックススケール１４の格子形成面１４
Ａに、前記可動光学格子１８に対して高さ方向にオフセ
ットして設けられた基準原点検出用可動光学格子２６と
、１）η記メインスケール１２の前記格子形成面１２Ａ
と反対側に設けられ、前記発光源２０から光学格子形成
面１２Ａを通って入射した光を、＋ｉｆｆ記基準原点草
原用固定光学格子２４に向けて反射する反射手段２８と
、この反射手段２８により反射され、且つ、前記基準原
点検出用固定光学格子２４及び基準原点検出用可動光学
格子２６を通った光を受光して原点検出用信号に変換す
る原点信号検出用受光素子３０とを備えたものである。 前記反射手段２８は、メインスケール１２の格子形成面
１２’Ａとは反対側の裏面１２Ｂにクロームなどの金屈
反射膜を蒸着あるいはコーティングすることによって形
成された反射面とされている。 図の符号３２は信号処理回路を示し、この信号処理回路
３２に対して、前記受光素子２２及び原点信号検出用受
光素子３０からの電気信号はプリアンプ３４Ａ、３４Ｂ
を介して増幅して入力されるようになっている。 受光索子２２及びプリアンプ３４Ａは位相の異なった信
号に対応して２１１Ｌ以上必要であるが、ここでは１組
で代表している。 信号処理回路３２及びその結果の表示手段３３等の構成
は周知であるので説明は省略する。 この実施例においては、発光源２０から射出される光は
コリメータレンズを通ることなく、拡散照明光として固
定光学格子１６及び可動光学格子１８を照明する。 ここで、これら固定光学格子１６及び可動光学格子１８
の明暗ピッチは、前者をＰＳ後者を２Ｐとすると、周１
１１１ Ｐの計数信号が１ｑられ、格子間隔Ｓも比較的
大ぎくすることができる。 又、発光源２０からの拡散照明光の一部は、インデック
ススケール１４における可動光学格子１８と基準原点検
出用可動光学格子２６の間を通ってメインスケール１２
の格子形成面１２Ａに至り、ここで、該格子形成面１２
Ａに設けられた固定光学格子１６及び基ｌ＄原点検出用
固定光学格子２４との間を通って、メインスケール１２
内に入り、反対側の鬼面１２Ｂに形成された反射膜たる
反射手段２８によって反射され、再びメインスケール１
２内を通り、基準原点検出用固定光学格子２４及び基準
原点検出用可動光学格子２６を照明した後に原点信号検
出用受光素子３０に到達する。 従って、従来の反射型光学式変位測定装置においては、
メインスケール１２の格子形成面１２Ａにおいて照明光
が反射されているのに対して、この実施例では、照明光
がメインスケール１２の層面１２Ｂに形成された反射手
段２８によって反射されているので、発光源２０から基
準原点検出用固定光学格子２４に至るまでの距離が、従
来と比較してメインスケール１２の厚さの２倍以上長く
なり、これら基準原点検出用固定光学格子２４及び可動
光学格子２６を照明する光の平行光線の成分が多くなる
。 このため、発光源２０の前にコリメータレンズを設けた
場合と同等の効果が生じて、格子間隔Ｓを大ぎくするこ
とができる。 更に、基準原点検出用固定光学格子２４及び可動光学格
子２６は、透過型の光学式変位測定菰ｊ７におけると同
様に、発光源２０の反対方向から照明されるので、イン
デックススケール１４の格子形成面１４△にお（づる照
明光反射成分がなくなり、原点信号検出用受光素子３０
によって得られるＣ号のＳＮ比が改善されることになる
。 ここで、原点信号検出用受光素子３ｏによって得られる
原点信号Ｂは第２図に示されるように、従来と比較して
、原点位置、即ち基準原点検出用固定光学格子２４と可
動光学格子２６とが一致した位置で鋭く立ち上がる。 次に第３図に示される本発明の第２実施例につき説明す
る。 この第２実施例は、前記第１実施例における反射手段２
８を、メインスケール１２の裏面１２Ｂから離間した位
置に設けたものである。 即ち、反射手段を構成する反ＯＨ？ｔ２８Ａを、インデ
ックススケール１４に取（１けられた支持部材３６によ
って裏面１２Ｂに対向する位置に支持するようにしたも
のである。 他の＋ｉ４成は１ｌｆｆ記第１実施例と同一であるので
、第１図と同一の符号を附することにより説明を省略す
る。 この第２実施例に８３いては、前記第１実施例にＪ３い
ては、反射手段２８を、メンイスケール１２の長手方向
の適宜間隔に配置された複数の基準原点検出用固定子光
学格子２４に対応して同数（複数）又は全長に亘り設け
なければならないのに対して、インデックススケール１
４側の基準原点検出用可動先学格子２６−個のみに対応
して反射鏡２８Ａを設ければ良いという利点がある。更
に、尽草原点検出用固定光学格子２４及び可動光学格子
２６に至る照明光の光路長をより長くできるという利点
がある。 次に第４図乃至第６図に示される本発明の第３実施例に
つき説明する。 この第３実施例は、インデックススケール１４に設けら
れる可動光学格子を９０度ずつ位相をずらしてブロック
（田型）状に配置された４ｇの可動光学格子１８Ａ〜１
８０から構成すると共に、インデックススケール１４に
、発光８２０と反射手段２８との間の位置で、且つ、可
動光学格子１８Ｃ及び１８Ｄとの間に照明光透過窓３８
を設け、更に、反射手段２８に至る照明光が固定光学格
子１６を通るようにしたものである。 第４図の符号２２Ａ〜２２Ｄは前記４個の可動光学格子
１８Ａ〜１８Ｄに対応して設けられた受光索子、３５Ａ
〜３５Ｄはこれら受光索子２２Ａ〜２２Ｄによって１ｑ
られる電気信号を増幅するためのプリアンプを示す。 この第３実施例の場合は、発光源２０から射出された照
明光が照明光透過窓３８を通って反射手段２８に到達す
るようにされ、且つ、反射手段２８Ａに到達する照明光
が、固定光学格子１６を通過した後の光であるので、前
記第１及び第２実施例におけるように、計測用の固定光
学格子１６、可動光学格子１８と、基準原点検出用の固
定光学格子２４、可動光学格子２６の上下方向の隙間を
設ける必要がない。 従って、インデックススケール１４をより小型にするこ
とができる。 【効果】 本発明は上記のように構成したので、照明用の光源にコ
リメータレンズを用いることなく、格子間隔を広く形成
することができると共に検出器を小型化でき、基準原点
検出用固定光学格子及び可動光学格子の照明を実質的に
透過型の光学式変位測定装置におけると同一として、１
ｑられる原点信号のＳＮ比を透過型と同程度に改善する
ことができるという優れた効果を有する。
の第１実施例を示す断面図である。 この第１実施例は、検出対象物（図示省略）の固定側に
取付けられるメインスケール１２と、検出対象物の可動
側に取付けられ、且つ、前記メインスケール１２に沿っ
て往復動可能なインデックススケール１４と、これらメ
インスケール１２とインデックスケール１４の相互に対
向する格子形成面１２△、１４Ａにそれぞれ形成された
変位検出用固定光学格子１６及び変位検出用可動光学格
子１８と、前記インデックススケール１４の、前記可動
光学格子１８と反対側に配置された発光源２０及び受光
索子２２と、を有してなり、前記インデックススケール
１４が前記メインスケール１２に対して相対移動された
ときに、前記発光源２０から射出され、前記可動光学格
子１８を通って前記メインスケール１２の格子形成面１
２Ａで反射され、更に可動光学格子１８を通る変位検出
用光信号を前記受光素子２２により捉えて検出対象物間
の相対移動変位団を検出する反射型変位測定装置におい
て、前記メインスケール１２の前記格子形成面１２Ａに
、前記固定光学格子１６に対して、光学格子の高さ方向
にオフセットして設けられた基準原点検出用固定光学格
子２４と、この基準原点検出用固定光学格子２４に対面
して、前記インデックススケール１４の格子形成面１４
Ａに、前記可動光学格子１８に対して高さ方向にオフセ
ットして設けられた基準原点検出用可動光学格子２６と
、１）η記メインスケール１２の前記格子形成面１２Ａ
と反対側に設けられ、前記発光源２０から光学格子形成
面１２Ａを通って入射した光を、＋ｉｆｆ記基準原点草
原用固定光学格子２４に向けて反射する反射手段２８と
、この反射手段２８により反射され、且つ、前記基準原
点検出用固定光学格子２４及び基準原点検出用可動光学
格子２６を通った光を受光して原点検出用信号に変換す
る原点信号検出用受光素子３０とを備えたものである。 前記反射手段２８は、メインスケール１２の格子形成面
１２’Ａとは反対側の裏面１２Ｂにクロームなどの金屈
反射膜を蒸着あるいはコーティングすることによって形
成された反射面とされている。 図の符号３２は信号処理回路を示し、この信号処理回路
３２に対して、前記受光素子２２及び原点信号検出用受
光素子３０からの電気信号はプリアンプ３４Ａ、３４Ｂ
を介して増幅して入力されるようになっている。 受光索子２２及びプリアンプ３４Ａは位相の異なった信
号に対応して２１１Ｌ以上必要であるが、ここでは１組
で代表している。 信号処理回路３２及びその結果の表示手段３３等の構成
は周知であるので説明は省略する。 この実施例においては、発光源２０から射出される光は
コリメータレンズを通ることなく、拡散照明光として固
定光学格子１６及び可動光学格子１８を照明する。 ここで、これら固定光学格子１６及び可動光学格子１８
の明暗ピッチは、前者をＰＳ後者を２Ｐとすると、周１
１１１ Ｐの計数信号が１ｑられ、格子間隔Ｓも比較的
大ぎくすることができる。 又、発光源２０からの拡散照明光の一部は、インデック
ススケール１４における可動光学格子１８と基準原点検
出用可動光学格子２６の間を通ってメインスケール１２
の格子形成面１２Ａに至り、ここで、該格子形成面１２
Ａに設けられた固定光学格子１６及び基ｌ＄原点検出用
固定光学格子２４との間を通って、メインスケール１２
内に入り、反対側の鬼面１２Ｂに形成された反射膜たる
反射手段２８によって反射され、再びメインスケール１
２内を通り、基準原点検出用固定光学格子２４及び基準
原点検出用可動光学格子２６を照明した後に原点信号検
出用受光素子３０に到達する。 従って、従来の反射型光学式変位測定装置においては、
メインスケール１２の格子形成面１２Ａにおいて照明光
が反射されているのに対して、この実施例では、照明光
がメインスケール１２の層面１２Ｂに形成された反射手
段２８によって反射されているので、発光源２０から基
準原点検出用固定光学格子２４に至るまでの距離が、従
来と比較してメインスケール１２の厚さの２倍以上長く
なり、これら基準原点検出用固定光学格子２４及び可動
光学格子２６を照明する光の平行光線の成分が多くなる
。 このため、発光源２０の前にコリメータレンズを設けた
場合と同等の効果が生じて、格子間隔Ｓを大ぎくするこ
とができる。 更に、基準原点検出用固定光学格子２４及び可動光学格
子２６は、透過型の光学式変位測定菰ｊ７におけると同
様に、発光源２０の反対方向から照明されるので、イン
デックススケール１４の格子形成面１４△にお（づる照
明光反射成分がなくなり、原点信号検出用受光素子３０
によって得られるＣ号のＳＮ比が改善されることになる
。 ここで、原点信号検出用受光素子３ｏによって得られる
原点信号Ｂは第２図に示されるように、従来と比較して
、原点位置、即ち基準原点検出用固定光学格子２４と可
動光学格子２６とが一致した位置で鋭く立ち上がる。 次に第３図に示される本発明の第２実施例につき説明す
る。 この第２実施例は、前記第１実施例における反射手段２
８を、メインスケール１２の裏面１２Ｂから離間した位
置に設けたものである。 即ち、反射手段を構成する反ＯＨ？ｔ２８Ａを、インデ
ックススケール１４に取（１けられた支持部材３６によ
って裏面１２Ｂに対向する位置に支持するようにしたも
のである。 他の＋ｉ４成は１ｌｆｆ記第１実施例と同一であるので
、第１図と同一の符号を附することにより説明を省略す
る。 この第２実施例に８３いては、前記第１実施例にＪ３い
ては、反射手段２８を、メンイスケール１２の長手方向
の適宜間隔に配置された複数の基準原点検出用固定子光
学格子２４に対応して同数（複数）又は全長に亘り設け
なければならないのに対して、インデックススケール１
４側の基準原点検出用可動先学格子２６−個のみに対応
して反射鏡２８Ａを設ければ良いという利点がある。更
に、尽草原点検出用固定光学格子２４及び可動光学格子
２６に至る照明光の光路長をより長くできるという利点
がある。 次に第４図乃至第６図に示される本発明の第３実施例に
つき説明する。 この第３実施例は、インデックススケール１４に設けら
れる可動光学格子を９０度ずつ位相をずらしてブロック
（田型）状に配置された４ｇの可動光学格子１８Ａ〜１
８０から構成すると共に、インデックススケール１４に
、発光８２０と反射手段２８との間の位置で、且つ、可
動光学格子１８Ｃ及び１８Ｄとの間に照明光透過窓３８
を設け、更に、反射手段２８に至る照明光が固定光学格
子１６を通るようにしたものである。 第４図の符号２２Ａ〜２２Ｄは前記４個の可動光学格子
１８Ａ〜１８Ｄに対応して設けられた受光索子、３５Ａ
〜３５Ｄはこれら受光索子２２Ａ〜２２Ｄによって１ｑ
られる電気信号を増幅するためのプリアンプを示す。 この第３実施例の場合は、発光源２０から射出された照
明光が照明光透過窓３８を通って反射手段２８に到達す
るようにされ、且つ、反射手段２８Ａに到達する照明光
が、固定光学格子１６を通過した後の光であるので、前
記第１及び第２実施例におけるように、計測用の固定光
学格子１６、可動光学格子１８と、基準原点検出用の固
定光学格子２４、可動光学格子２６の上下方向の隙間を
設ける必要がない。 従って、インデックススケール１４をより小型にするこ
とができる。 【効果】 本発明は上記のように構成したので、照明用の光源にコ
リメータレンズを用いることなく、格子間隔を広く形成
することができると共に検出器を小型化でき、基準原点
検出用固定光学格子及び可動光学格子の照明を実質的に
透過型の光学式変位測定装置におけると同一として、１
ｑられる原点信号のＳＮ比を透過型と同程度に改善する
ことができるという優れた効果を有する。
第１図は本発明にかかる反射型光学式変位測定装置の実
施例を示す一部ブロック図を含む断面図、第２図は同実
施例により得られた原点信号を示ず線図、ｆＪ３図は本
発明の第２実施例を示す第１図と同様の断面図、第４図
は本発明の第３実施例を示す第１図と同様の断面図、第
５図は同第３実施例におけるインデックススケールを示
ず正面図、第６図は同第３実施例におけるメインスケー
ルを示ザ正面図、第７図は従来の反射型光学式変位測定
装置を示す一部ブロック図を含む断面図、第８にｄ３い
て得られる計数信号と原点信号を示す線図である。 １２・・・メインスケール、 １２Ａ・・・格子形成面、 １２Ｂ・・・裏面、 １４・・・インデックススケール、 １６・・・固定光学格子、 １８・・・可動光学格子、 ２０・・・発光源、 ２２．２２Ａ〜２２Ｄ・・・受光索子、２４・・・基準
原点検出用固定光学格子、２６・・・基準原点検出用可
動光学格子、２８・・・反射手段、 ２８Ａ・・・反ｔＡ鏡、 ３０・・・原点信号検出用受光素子、 ３８・・・照明光透過窓。 代理人 松 山 圭 缶 高 矢 論 第１図 第２図 ；ｌｔ＆ 第３図 第４図 １ｔ＋ハ １とハ 第５図 第６図 １司 第７図 Ｓ 第９図 第１０図
施例を示す一部ブロック図を含む断面図、第２図は同実
施例により得られた原点信号を示ず線図、ｆＪ３図は本
発明の第２実施例を示す第１図と同様の断面図、第４図
は本発明の第３実施例を示す第１図と同様の断面図、第
５図は同第３実施例におけるインデックススケールを示
ず正面図、第６図は同第３実施例におけるメインスケー
ルを示ザ正面図、第７図は従来の反射型光学式変位測定
装置を示す一部ブロック図を含む断面図、第８にｄ３い
て得られる計数信号と原点信号を示す線図である。 １２・・・メインスケール、 １２Ａ・・・格子形成面、 １２Ｂ・・・裏面、 １４・・・インデックススケール、 １６・・・固定光学格子、 １８・・・可動光学格子、 ２０・・・発光源、 ２２．２２Ａ〜２２Ｄ・・・受光索子、２４・・・基準
原点検出用固定光学格子、２６・・・基準原点検出用可
動光学格子、２８・・・反射手段、 ２８Ａ・・・反ｔＡ鏡、 ３０・・・原点信号検出用受光素子、 ３８・・・照明光透過窓。 代理人 松 山 圭 缶 高 矢 論 第１図 第２図 ；ｌｔ＆ 第３図 第４図 １ｔ＋ハ １とハ 第５図 第６図 １司 第７図 Ｓ 第９図 第１０図
Claims (8)
- （１）検出対象物の固定側に取付けられるメインスケー
ルと、検出対象物の可動側に取付けられ、且つ、前記メ
インスケールに沿つて往復動可能なインデックススケー
ルと、これらメインスケールとインデツクススールの相
互に対向する格子形成面にそれぞれ形成された変位検出
用固定光学格子及び変位検出用可動光学格子と、前記イ
ンデックススケールの、前記可動光学格子と反対側に配
置された発光源及び受光素子と、を有してなり、前記イ
ンデックススケールが前記メインスケールに対して相対
移動されたときに、前記発光源から射出され、前記可動
光学格子を通つて前記メインスケールの格子形成面で反
射され、更に可動光学格子を通る変位検出用光信号を前
記受光素子により捉えて検出対象物間の相対移動変位量
を検出する反射型変位検出装置において、前記メインス
ケールの前記格子形成面に、前記固定光学格子に対して
、光学格子の高さ方向にオフセットして設けられた基準
原点検出用固定光学格子と、この基準原点検出用固定光
学格子に対面して、前記インデックススケールの格子形
成面に、前記可動光学格子に対して高さ方向にオフセッ
トして設けられた基準原点検出用可動光学格子と、前記
メインスケールの前記格子形成面と反対側に設けられ、
前記発光源から光学格子形成面を通つて入射した光を、
前記基準原点検出用固定光学格子に向けて反射する反射
手段と、この反射手段により反射され、且つ、前記基準
原点検出用固定光学格子及び基準原点検出用可動光学格
子を通つた光を受光して原点検出用信号に変換する原点
検出用受光素子と、を有してなる反射型光学式変位測定
装置。 - （２）前記固定光学格子は、前記発光源と反射手段との
間に配置され、該発光源から射出される光が前記固定光
学格子を通つて反射手段に至るようにされた特許請求の
範囲第１項記載の反射型光学式変位測定装置。 - （３）前記インデックススケールには、前記反射手段と
前記発光源との間の位置で、照明光透過窓が設けられた
特許請求の範囲第１項又は第２項記載の反射型光学式変
位測定装置。 - （４）前記インデックススケールの可動光学格子は複数
に区画され、前記照明光透過窓は、該複数の区画の間に
配置されてなる特許請求の範囲第３項記載の反射型光学
式変位測定装置。 - （５）前記発光源、固定光学格子、可動光学格子、反射
手段、基準原点検出用固定光学格子、及び、基準原点検
出用可動光学格子は、該発光源からの光が固定光学格子
及び可動光学格子に対する基準原点検出用固定光学格子
及び基準原点検出用可動光学格子の格子高さ方向の隙間
を通つて前記反射手段に至るように配置されてなる特許
請求の範囲第１項記載の反射型光学式変位測定装置。 - （６）前記反射手段は、前記メインスケールの前記格子
形成面とは反対側の面に形成された反射面とされた特許
請求の範囲第１項乃至第５項のうちいずれかに記載の反
射型光学式変位測定装置。 - （７）前記反射手段は、前記メインスケールの前記格子
形成面と反対側の面に隣接して配置された反射鏡とされ
た特許請求の範囲第１項乃至第５項のうちいずれかに記
載の反射型光学式変位測定装置。 - （８）前記反射鏡は、前記インデックススケールと一体
的に往復動可能とされた特許請求の範囲第７項記載の反
射型光学式変位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15690786A JPS6324128A (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | 反射型光学式変位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15690786A JPS6324128A (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | 反射型光学式変位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6324128A true JPS6324128A (ja) | 1988-02-01 |
| JPH0411807B2 JPH0411807B2 (ja) | 1992-03-02 |
Family
ID=15637994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15690786A Granted JPS6324128A (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | 反射型光学式変位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6324128A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01272917A (ja) * | 1988-04-25 | 1989-10-31 | Mitsutoyo Corp | 反射式ｘｙエンコーダ |
| JPH03287015A (ja) * | 1990-04-04 | 1991-12-17 | Mitsutoyo Corp | 反射型光学式変位検出器 |
| JP2013217833A (ja) * | 2012-04-11 | 2013-10-24 | Mitsutoyo Corp | エンコーダ |
| JP2015010964A (ja) * | 2013-06-29 | 2015-01-19 | 株式会社東京精密 | エンコーダ |
-
1986
- 1986-07-03 JP JP15690786A patent/JPS6324128A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01272917A (ja) * | 1988-04-25 | 1989-10-31 | Mitsutoyo Corp | 反射式ｘｙエンコーダ |
| JPH03287015A (ja) * | 1990-04-04 | 1991-12-17 | Mitsutoyo Corp | 反射型光学式変位検出器 |
| JP2013217833A (ja) * | 2012-04-11 | 2013-10-24 | Mitsutoyo Corp | エンコーダ |
| JP2015010964A (ja) * | 2013-06-29 | 2015-01-19 | 株式会社東京精密 | エンコーダ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0411807B2 (ja) | 1992-03-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |