JPS6375518A - 移動量検出装置 - Google Patents
移動量検出装置Info
- Publication number
- JPS6375518A JPS6375518A JP22004786A JP22004786A JPS6375518A JP S6375518 A JPS6375518 A JP S6375518A JP 22004786 A JP22004786 A JP 22004786A JP 22004786 A JP22004786 A JP 22004786A JP S6375518 A JPS6375518 A JP S6375518A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- scale
- diffraction grating
- mirror
- grating
- 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
Links
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
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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
【発明の詳細な説明】
く利用分野〉
この発明は回折格子からなるスケールを使って移動量を
微細目盛、例えばｌｎｍをもって検出する装置に係るも
のである。
微細目盛、例えばｌｎｍをもって検出する装置に係るも
のである。
く従来技術〉
従来、精密な移動量検出装置としては二枚の回折格子を
重ね合わせた、いわゆるモアレ・スケールが広く用いら
れている。この方法での移動量の読み取りは、周期１０
坤１程度の主スケールと同一周期の格子溝を有するイン
デックススケールが向かい合うように配置され、両スケ
ールの格子溝の幾何学的関係に応じて、光の通過又は反
射の有無を検出し、移動量を計測していた。このモアレ
・スケールでは格子溝のスケールを単に明暗のスリット
列として使用していたので、格子溝を小さく（例えば５
μＩｌ＋以下）すると光の回折現象が起きて測定が難し
くなる。そこでこれ以下のピッチを有する微細格子のス
ケールを通過もしくは反射する光の回折現象を利用し、
その回折光により移動量を読み取る方法が考えられてい
る。ここで回折現象を利用する測定においては光学系の
取り付けは高度に正確であることが要求され、実用上問
題があった・ そこで反射形で回折現象を利用したもので、例えば特開
昭６０−１９０８１２号があるが、２回回折光を利用す
るため、回折格子の他に反射用のミラー等を必要とし、
光学調整が非常に難しい欠点があった。本発明はこれら
の欠点を改善した実用的な検出装置である。
重ね合わせた、いわゆるモアレ・スケールが広く用いら
れている。この方法での移動量の読み取りは、周期１０
坤１程度の主スケールと同一周期の格子溝を有するイン
デックススケールが向かい合うように配置され、両スケ
ールの格子溝の幾何学的関係に応じて、光の通過又は反
射の有無を検出し、移動量を計測していた。このモアレ
・スケールでは格子溝のスケールを単に明暗のスリット
列として使用していたので、格子溝を小さく（例えば５
μＩｌ＋以下）すると光の回折現象が起きて測定が難し
くなる。そこでこれ以下のピッチを有する微細格子のス
ケールを通過もしくは反射する光の回折現象を利用し、
その回折光により移動量を読み取る方法が考えられてい
る。ここで回折現象を利用する測定においては光学系の
取り付けは高度に正確であることが要求され、実用上問
題があった・ そこで反射形で回折現象を利用したもので、例えば特開
昭６０−１９０８１２号があるが、２回回折光を利用す
るため、回折格子の他に反射用のミラー等を必要とし、
光学調整が非常に難しい欠点があった。本発明はこれら
の欠点を改善した実用的な検出装置である。
く本発明の実施例〉
第１図において、ガラス基板１の上に等ピッチの回折ス
リット２を設け、ガラス基板の裏面を蒸着ミラー３とし
た回折反射形のスケールを使用する。光源４としてはＨ
ｅ−Ｎｅレーザ、半導体レーザ等の単色光を使用し、そ
のコヒーレンス光を偏光ビームスプリッタ５で偏光した
光に二分割する。そしてその一方の通過光すはミラー６
によってスケールのＡＪ、に入射するビームスプリッタ
５で反射された光ａもＡ点に入射する。そして次に説明
するように、Ａ点で各々２回回折され、一つの方向の回
折光Ｃとして出射される。回折光Ｃは８のビームエキス
パンダーによりビームを拡げられ、λ／４板１板金１り
、ビームスプリッタ１０で二分割され、それぞれ４５°
偏光方向をずらせて、偏光板７ａ、７ｂを透過すること
により９０°位相差を有する信号となり、これをそれぞ
れ光電索子９ａ、９ｂによって検出する。
リット２を設け、ガラス基板の裏面を蒸着ミラー３とし
た回折反射形のスケールを使用する。光源４としてはＨ
ｅ−Ｎｅレーザ、半導体レーザ等の単色光を使用し、そ
のコヒーレンス光を偏光ビームスプリッタ５で偏光した
光に二分割する。そしてその一方の通過光すはミラー６
によってスケールのＡＪ、に入射するビームスプリッタ
５で反射された光ａもＡ点に入射する。そして次に説明
するように、Ａ点で各々２回回折され、一つの方向の回
折光Ｃとして出射される。回折光Ｃは８のビームエキス
パンダーによりビームを拡げられ、λ／４板１板金１り
、ビームスプリッタ１０で二分割され、それぞれ４５°
偏光方向をずらせて、偏光板７ａ、７ｂを透過すること
により９０°位相差を有する信号となり、これをそれぞ
れ光電索子９ａ、９ｂによって検出する。
次に上記の光学系の機能を説明する。第２図において、
回折格子のＡ点に入射する光ａ１は回折格子２によって
回折し、その回折光の一次光ａ２は裏面のミラー３で反
射され、ガラス基板１を出るとき再び回折格子により回
折、その−次光が０１となる。またｂｌも同様にして２
回回折してＣ１に一致する。
回折格子のＡ点に入射する光ａ１は回折格子２によって
回折し、その回折光の一次光ａ２は裏面のミラー３で反
射され、ガラス基板１を出るとき再び回折格子により回
折、その−次光が０１となる。またｂｌも同様にして２
回回折してＣ１に一致する。
ここで次の回折光は回折格子が図の矢印方向に△Ｘ変位
した場合に、光の位相が２πｎ△ｘ／ｐ（ｐは回折格子
のピッチ）変化する。従ってスケール１が矢印方向に△
Ｘ移動したとき入射光ａ１に対してＣ２は２πΔｘ／ｐ
光の位相が変化する。
した場合に、光の位相が２πｎ△ｘ／ｐ（ｐは回折格子
のピッチ）変化する。従ってスケール１が矢印方向に△
Ｘ移動したとき入射光ａ１に対してＣ２は２πΔｘ／ｐ
光の位相が変化する。
このとき同様にｂ２も光の位相が変化するが、Ｃ２とは
逆の回折光であるため、ｃｌでは一４π△Ｘ／ｐ位相が
遅れる。このＣ２の回折光とｂ２の回折光とをｃｌにお
いて干渉させると、回折格子が１ｐ移動するごとに位相
差が０〜８πまで変化する干渉光が得られ、このため４
周期の正弦波形の光の強度変化となる。そこで干渉光を
１１のλ／４板でそれぞれ右廻り、左廻りの円偏光にし
、ビームスプリッタ１０で二分割し、それぞれ４５°偏
光方向がずれて配置しである偏光板７ａ、７ｂによって
０”、９０°の位相差を持つ信号として、光電検出素子
９ａ、９ｂで検出し、これを常法によりパルス化し、カ
ウンターで計数して移動量を求める。なお二つの検出器
の信号の比較によりスケールの移動方向の左、右方向を
検出する。
逆の回折光であるため、ｃｌでは一４π△Ｘ／ｐ位相が
遅れる。このＣ２の回折光とｂ２の回折光とをｃｌにお
いて干渉させると、回折格子が１ｐ移動するごとに位相
差が０〜８πまで変化する干渉光が得られ、このため４
周期の正弦波形の光の強度変化となる。そこで干渉光を
１１のλ／４板でそれぞれ右廻り、左廻りの円偏光にし
、ビームスプリッタ１０で二分割し、それぞれ４５°偏
光方向がずれて配置しである偏光板７ａ、７ｂによって
０”、９０°の位相差を持つ信号として、光電検出素子
９ａ、９ｂで検出し、これを常法によりパルス化し、カ
ウンターで計数して移動量を求める。なお二つの検出器
の信号の比較によりスケールの移動方向の左、右方向を
検出する。
く効果〉
回折格子と反射ミラーが一体化したため部品点数が少な
くなり、小型軽量化が計れると共に、光学系に狂いが生
じにくくなった。又調整個所が減ったため、調整が容易
になり装置の信頼性が増した。
くなり、小型軽量化が計れると共に、光学系に狂いが生
じにくくなった。又調整個所が減ったため、調整が容易
になり装置の信頼性が増した。
第１図は本発明の構成説明図、第２図は回折格子に対す
る光路の説明図。 １：ガラス基板 ２：回折スリット ３：蒸着ミラ
ー ４：光源 ５・１０：偏光ビームスプリッタ−
６＝ミラー ７ａ・７ｂ：偏光板８：ビームエキスパ
ンダー ９ａφ９ｂ二光電素子特許出願人 株式会社
東京精密 第１図 Δ× 第２図 △Ｘ
る光路の説明図。 １：ガラス基板 ２：回折スリット ３：蒸着ミラ
ー ４：光源 ５・１０：偏光ビームスプリッタ−
６＝ミラー ７ａ・７ｂ：偏光板８：ビームエキスパ
ンダー ９ａφ９ｂ二光電素子特許出願人 株式会社
東京精密 第１図 Δ× 第２図 △Ｘ
Claims (1)
- 移動方向に対して垂直な格子を有する反射形回折格子と
、単色平行光を二分割して、該回折格子と垂線の交わる
点に、相反する二方向より、同一、一定角度をもって入
射せしめる手段と、この光による、該反射形回折格子で
の干渉光をビームスプリッタで二分割し、０°９０°の
位相差を持つ電気信号に変換する手段とからなる移動量
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22004786A JPS6375518A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 移動量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22004786A JPS6375518A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 移動量検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6375518A true JPS6375518A (ja) | 1988-04-05 |
Family
ID=16745092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22004786A Pending JPS6375518A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 移動量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6375518A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3923768A1 (de) * | 1988-07-19 | 1990-03-01 | Canon Kk | Versetzungsmessgeraet |
| US5258861A (en) * | 1991-02-19 | 1993-11-02 | Sony Corporation | Reflection type hologram scale |
| US5499096A (en) * | 1993-04-13 | 1996-03-12 | Sony Magnescale Inc. | Optical instrument and measurement for measuring displacement of scale using different order diffraction of a diffraction grating |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5531882A (en) * | 1978-08-25 | 1980-03-06 | Commissariat Energie Atomique | Hydrophobic substrate and its manufacture |
| JPS5661608A (en) * | 1979-10-26 | 1981-05-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Device for minute displacement measuring and positioning |
-
1986
- 1986-09-18 JP JP22004786A patent/JPS6375518A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5531882A (en) * | 1978-08-25 | 1980-03-06 | Commissariat Energie Atomique | Hydrophobic substrate and its manufacture |
| JPS5661608A (en) * | 1979-10-26 | 1981-05-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Device for minute displacement measuring and positioning |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3923768A1 (de) * | 1988-07-19 | 1990-03-01 | Canon Kk | Versetzungsmessgeraet |
| US4979826A (en) * | 1988-07-19 | 1990-12-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Displacement measuring apparatus |
| US5258861A (en) * | 1991-02-19 | 1993-11-02 | Sony Corporation | Reflection type hologram scale |
| US5499096A (en) * | 1993-04-13 | 1996-03-12 | Sony Magnescale Inc. | Optical instrument and measurement for measuring displacement of scale using different order diffraction of a diffraction grating |
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