JP3325840B2 - 反射型ホログラムスケール及びこれを用いた光学式変位測定装置 - Google Patents
反射型ホログラムスケール及びこれを用いた光学式変位測定装置Info
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- 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
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、反射型ホログラ
ムスケール及びこれを用いた光学式変位測定装置に関す
る。
ムスケール及びこれを用いた光学式変位測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、超高性能の光学式変位測定装
置として、回折格子をスケールとし、スケール移動に伴
う干渉状態の変化を検出する方式のものが知られてい
る。この種の光学式変位測定装置に用いられる回折格子
スケールとしては例えば、ホログラム格子を用いたホロ
グラムスケールがある。
置として、回折格子をスケールとし、スケール移動に伴
う干渉状態の変化を検出する方式のものが知られてい
る。この種の光学式変位測定装置に用いられる回折格子
スケールとしては例えば、ホログラム格子を用いたホロ
グラムスケールがある。
【０００３】一般に回折格子には透過型と反射型とがあ
る。前者を用いたスケールでは光源と検出器はスケール
を挟んで配置され、後者を用いたスケールでは光源と検
出器が同じ側に配置される。従って、装置のコンパクト
化のためには反射型スケールが適しているが、高性能化
のためは透過型スケールの方が適していると言われてい
る。
る。前者を用いたスケールでは光源と検出器はスケール
を挟んで配置され、後者を用いたスケールでは光源と検
出器が同じ側に配置される。従って、装置のコンパクト
化のためには反射型スケールが適しているが、高性能化
のためは透過型スケールの方が適していると言われてい
る。
【０００４】そこで、透過型のホログラム格子を用い
て、これと反射膜を組み合わせて反射型ホログラムスケ
ールを構成する手法が提案されている（特開平５−２３
２３１８号公報、特開平６−３００５２０号公報参
照）。例えば、特開平５−２３２３１８号公報には、
ホログラム格子を形成したスケール基板と、反射膜を形
成した保護基材とを、接着材により貼り合わせて反射型
ホログラムスケールを構成する技術（図５参照）、或い
はスケール基材に反射膜を形成しこの上に直接ホログ
ラム格子を形成して、このホログラム格子面に保護基材
を接着剤により貼り合わせる技術が開示されている。
て、これと反射膜を組み合わせて反射型ホログラムスケ
ールを構成する手法が提案されている（特開平５−２３
２３１８号公報、特開平６−３００５２０号公報参
照）。例えば、特開平５−２３２３１８号公報には、
ホログラム格子を形成したスケール基板と、反射膜を形
成した保護基材とを、接着材により貼り合わせて反射型
ホログラムスケールを構成する技術（図５参照）、或い
はスケール基材に反射膜を形成しこの上に直接ホログ
ラム格子を形成して、このホログラム格子面に保護基材
を接着剤により貼り合わせる技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したの反射型ホ
ログラムスケールの場合、ホログラム格子と反射膜の間
に接着剤層が入るため、無用な回折光がノイズとして重
畳されるという問題がある。即ち、図５に示したよう
に、一本の入射可干渉光ビームを見ると、ホログラム格
子を透過した０次光と１次回折光が別々の光路を通って
反射膜で反射される。これらの反射光は更にホログラム
格子透過し、回折されるから、図示のように２本の１次
回折光が得られることになる。
ログラムスケールの場合、ホログラム格子と反射膜の間
に接着剤層が入るため、無用な回折光がノイズとして重
畳されるという問題がある。即ち、図５に示したよう
に、一本の入射可干渉光ビームを見ると、ホログラム格
子を透過した０次光と１次回折光が別々の光路を通って
反射膜で反射される。これらの反射光は更にホログラム
格子透過し、回折されるから、図示のように２本の１次
回折光が得られることになる。
【０００６】接着材層の厚みが入射光束の径より薄いも
のとすると、実際にはこれら２本の回折光は重なり合
い、互いに干渉して１本の光束として検出される。従っ
て、もし接着剤層の厚みがスケール長手方向に均一でな
いとすると、上述した２つの回折光には、接着剤の厚み
に応じた位相差が生じる。この位相差に応じて、１本の
光束としてみた時の干渉光強度及び位相に変化が生じ
る。その結果、変位測定装置として使用した場合は、信
号強度変化が発生すると共に、格子間隔に起因しない位
相変化が生じる為に、変位読み取りの誤差要因となる。
のとすると、実際にはこれら２本の回折光は重なり合
い、互いに干渉して１本の光束として検出される。従っ
て、もし接着剤層の厚みがスケール長手方向に均一でな
いとすると、上述した２つの回折光には、接着剤の厚み
に応じた位相差が生じる。この位相差に応じて、１本の
光束としてみた時の干渉光強度及び位相に変化が生じ
る。その結果、変位測定装置として使用した場合は、信
号強度変化が発生すると共に、格子間隔に起因しない位
相変化が生じる為に、変位読み取りの誤差要因となる。
【０００７】この様な変位読み取りの誤差をなくすため
には、接着材層の厚みのムラを使用波長に対して十分に
小さく抑えるか、或いは電気的に信号を補正することが
必要になるが、いずれも実用上困難である。
には、接着材層の厚みのムラを使用波長に対して十分に
小さく抑えるか、或いは電気的に信号を補正することが
必要になるが、いずれも実用上困難である。
【０００８】上述したの反射型ホログラムスケールで
は、ホログラム格子と反射膜が密着するため、この様な
問題はない。しかし、反射膜上にホログラム格子を形成
するために、ホログラム格子の形成過程で別の問題が生
じる。ホログラム格子は、図６に示すように、二つの平
面波Ａ，Ｂによる干渉縞をホログラム感光層に記録する
ことにより形成される。ところがホログラム感光層の下
地に反射膜がある場合には、図７に示すように、一方の
平面波Ａに着目すると、これと反射膜による反射波Ａ′
とによる干渉縞が発生し、この干渉縞もホログラム感光
層の厚み方向に記録されることになる。更に、平面波
Ａ，Ｂの反射波同士の干渉縞も発生する。
は、ホログラム格子と反射膜が密着するため、この様な
問題はない。しかし、反射膜上にホログラム格子を形成
するために、ホログラム格子の形成過程で別の問題が生
じる。ホログラム格子は、図６に示すように、二つの平
面波Ａ，Ｂによる干渉縞をホログラム感光層に記録する
ことにより形成される。ところがホログラム感光層の下
地に反射膜がある場合には、図７に示すように、一方の
平面波Ａに着目すると、これと反射膜による反射波Ａ′
とによる干渉縞が発生し、この干渉縞もホログラム感光
層の厚み方向に記録されることになる。更に、平面波
Ａ，Ｂの反射波同士の干渉縞も発生する。
【０００９】即ち、の方式では、ホログラム形成に必
要な平面波Ａ，Ｂの入射光の干渉縞の他に、（ａ）平面
波Ａの入射光と反射光の干渉縞、（ｂ）平面波Ｂの入射
光と反射光の干渉縞、（ｃ）平面波Ａ，Ｂの反射光によ
る干渉縞、（ｄ）平面波Ａの反射光と平面波Ｂの入射光
の干渉縞、（ｅ）平面波Ｂの反射光と平面波Ａの入射光
の干渉縞、という無用な干渉縞が発生して記録されるこ
とになる。これは回折効率の低下や変動をもたらし、正
確な変位読み取りを困難にする。
要な平面波Ａ，Ｂの入射光の干渉縞の他に、（ａ）平面
波Ａの入射光と反射光の干渉縞、（ｂ）平面波Ｂの入射
光と反射光の干渉縞、（ｃ）平面波Ａ，Ｂの反射光によ
る干渉縞、（ｄ）平面波Ａの反射光と平面波Ｂの入射光
の干渉縞、（ｅ）平面波Ｂの反射光と平面波Ａの入射光
の干渉縞、という無用な干渉縞が発生して記録されるこ
とになる。これは回折効率の低下や変動をもたらし、正
確な変位読み取りを困難にする。
【００１０】この発明は、上記した問題を解決し、出力
信号光に対する無用な回折光の影響がなく、また正確な
変位読み取りが可能なホログラム格子の形成を可能とし
た構造の反射型ホログラムスケールとこれを用いた光学
式変位測定装置を提供することを目的としている。
信号光に対する無用な回折光の影響がなく、また正確な
変位読み取りが可能なホログラム格子の形成を可能とし
た構造の反射型ホログラムスケールとこれを用いた光学
式変位測定装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係る反射型ホ
ログラムスケールは、透明材料からなるスケール基材
と、透明材料からなるスケール基材と、このスケール基
材の一方の面に直接感光層を形成し、干渉縞の記録を行
うことにより形成されたホログラム格子と、このホログ
ラム格子面に直接被着された反射膜と、この反射膜上に
設けられた保護基材とを有することを特徴とする。
ログラムスケールは、透明材料からなるスケール基材
と、透明材料からなるスケール基材と、このスケール基
材の一方の面に直接感光層を形成し、干渉縞の記録を行
うことにより形成されたホログラム格子と、このホログ
ラム格子面に直接被着された反射膜と、この反射膜上に
設けられた保護基材とを有することを特徴とする。
【００１２】前記保護基材は例えば、スケール基材側の
反射膜に接着剤を介して接着された板材により構成さ
れ、或いはスケール基材側の反射膜上に被着された保護
層により構成される。
反射膜に接着剤を介して接着された板材により構成さ
れ、或いはスケール基材側の反射膜上に被着された保護
層により構成される。
【００１３】この発明に係る光学式変位測定装置は、可
干渉ビームを出力する光源と、この光源からの可干渉光
ビームを２分割するビーム分割手段と、このビーム分割
手段により２分割された可干渉光ビームが入射される反
射型ホログラムスケールと、この反射型ホログラムスケ
ールから反射された２つの回折光ビームを同一光路上に
導いて干渉させる手段と、前記２つの回折光ビームの干
渉状態を検出する光検出器とを備え、前記反射型ホログ
ラムスケールは、前記透明材料からなるスケール基材
と、このスケール基材の前記光源と反対側の面に直接感
光層を形成し、干渉縞の記録を行うことにより形成され
たホログラム格子と、このホログラム格子面に直接被着
された反射膜と、この反射膜上に貼り合わせられ又は被
着された保護基材とを有することを特徴とする。
干渉ビームを出力する光源と、この光源からの可干渉光
ビームを２分割するビーム分割手段と、このビーム分割
手段により２分割された可干渉光ビームが入射される反
射型ホログラムスケールと、この反射型ホログラムスケ
ールから反射された２つの回折光ビームを同一光路上に
導いて干渉させる手段と、前記２つの回折光ビームの干
渉状態を検出する光検出器とを備え、前記反射型ホログ
ラムスケールは、前記透明材料からなるスケール基材
と、このスケール基材の前記光源と反対側の面に直接感
光層を形成し、干渉縞の記録を行うことにより形成され
たホログラム格子と、このホログラム格子面に直接被着
された反射膜と、この反射膜上に貼り合わせられ又は被
着された保護基材とを有することを特徴とする。
【００１４】この発明による反射型ホログラムスケール
は、スケール基材を透明材料として、そのスケール基材
の光源及び光検出器とは反対側の面にホログラム格子が
形成され、その格子面に直接反射膜が形成された構造と
している。従って従来のように、ホログラム格子の透過
光中の０次光と１次回折光とがホログラム格子から反射
膜までの間に光路が分離されることはなく、出力信号光
として必要な回折光に無用な回折光が重なって干渉を生
じることはない。また、この発明による反射型ホログラ
ムスケールの構造では、反射膜を形成する前に、スケー
ル基材にホログラム感光層を形成した状態で２つの平面
波による干渉縞を記録することができる。従って、ホロ
グラム格子形成の過程で無用な反射光の影響がなくな
り、正確な変位読み取りが可能なホログラム格子が得ら
れる。そして、この様な反射型ホログラムスケールを可
干渉光源及び検出器と組み合わせて変位測定装置を構成
することにより、高性能の変位測定が可能となる。
は、スケール基材を透明材料として、そのスケール基材
の光源及び光検出器とは反対側の面にホログラム格子が
形成され、その格子面に直接反射膜が形成された構造と
している。従って従来のように、ホログラム格子の透過
光中の０次光と１次回折光とがホログラム格子から反射
膜までの間に光路が分離されることはなく、出力信号光
として必要な回折光に無用な回折光が重なって干渉を生
じることはない。また、この発明による反射型ホログラ
ムスケールの構造では、反射膜を形成する前に、スケー
ル基材にホログラム感光層を形成した状態で２つの平面
波による干渉縞を記録することができる。従って、ホロ
グラム格子形成の過程で無用な反射光の影響がなくな
り、正確な変位読み取りが可能なホログラム格子が得ら
れる。そして、この様な反射型ホログラムスケールを可
干渉光源及び検出器と組み合わせて変位測定装置を構成
することにより、高性能の変位測定が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図１は、この発明の一実施例によ
る反射型ホログラムスケール１の断面構造を示してい
る。図示のように反射型ホログラムスケール１では、ガ
ラスや樹脂等の透明材料からなるスケール基材１１の一
方の面（光源及び光検出器とは反対側の面）にホログラ
ム格子１２が形成され、このホログラム格子１２の格子
面に直接反射膜１３が形成されている。反射膜１３は、
スパッタや蒸着による金属膜である。スケール基材１１
の反射膜１３の面に、接着剤１４により保護基材１５が
貼り付けられている。保護基材１５は任意の板材であ
る。
の実施例を説明する。図１は、この発明の一実施例によ
る反射型ホログラムスケール１の断面構造を示してい
る。図示のように反射型ホログラムスケール１では、ガ
ラスや樹脂等の透明材料からなるスケール基材１１の一
方の面（光源及び光検出器とは反対側の面）にホログラ
ム格子１２が形成され、このホログラム格子１２の格子
面に直接反射膜１３が形成されている。反射膜１３は、
スパッタや蒸着による金属膜である。スケール基材１１
の反射膜１３の面に、接着剤１４により保護基材１５が
貼り付けられている。保護基材１５は任意の板材であ
る。
【００１６】この実施例の反射型ホログラムスケール１
では、スケール基材１１にホログラム感光層を形成し、
未だ反射膜１３を形成する前に、２つの平面波による干
渉縞の記録を行ってホログラム格子１２を形成すること
になる。従って、ホログラム格子１２の形成工程で前述
したような無用な干渉縞が記録されることはなく、正確
なホログラム格子１２が得られる。また、この実施例の
反射型ホログラムスケール１では、ホログラム格子１２
と反射膜１３は密着しているから、スケール基材１１側
から可干渉光を当てたとき、ホログラム格子１２の透過
光の０次成分と１次回折成分が光路分離することなく反
射されて再度ホログラム格子１２を戻る。すなわち、１
つの反射型回折格子として取り扱うことができる。従っ
て、無用な回折光による干渉がなく、スケールが移動し
たときの回折効率は一定となり、不要な位相変化も生じ
ないため、高精度の変位読み取りが可能になる。
では、スケール基材１１にホログラム感光層を形成し、
未だ反射膜１３を形成する前に、２つの平面波による干
渉縞の記録を行ってホログラム格子１２を形成すること
になる。従って、ホログラム格子１２の形成工程で前述
したような無用な干渉縞が記録されることはなく、正確
なホログラム格子１２が得られる。また、この実施例の
反射型ホログラムスケール１では、ホログラム格子１２
と反射膜１３は密着しているから、スケール基材１１側
から可干渉光を当てたとき、ホログラム格子１２の透過
光の０次成分と１次回折成分が光路分離することなく反
射されて再度ホログラム格子１２を戻る。すなわち、１
つの反射型回折格子として取り扱うことができる。従っ
て、無用な回折光による干渉がなく、スケールが移動し
たときの回折効率は一定となり、不要な位相変化も生じ
ないため、高精度の変位読み取りが可能になる。
【００１７】図２は、具体的にこの実施例による反射型
ホログラムスケール１を用いた変位測定装置の構成例を
示している。可干渉光源として例えば、レーザダイオー
ド（ＬＤ）２が用いられ、これが反射型ホログラムスケ
ール１の反射膜１３が形成された面と反対側に、光検出
器であるフォトダイオード４，５と共に配置される。Ｌ
Ｄ２及びフォトダイオード４，５とホログラムスケール
１の間には、入射光束を２分割し、反射光束を合成する
ための透過型回折格子３が配置される。この回折格子３
の格子ピッチは、反射型ホログラムスケール１のそれと
同じである。
ホログラムスケール１を用いた変位測定装置の構成例を
示している。可干渉光源として例えば、レーザダイオー
ド（ＬＤ）２が用いられ、これが反射型ホログラムスケ
ール１の反射膜１３が形成された面と反対側に、光検出
器であるフォトダイオード４，５と共に配置される。Ｌ
Ｄ２及びフォトダイオード４，５とホログラムスケール
１の間には、入射光束を２分割し、反射光束を合成する
ための透過型回折格子３が配置される。この回折格子３
の格子ピッチは、反射型ホログラムスケール１のそれと
同じである。
【００１８】ＬＤ２からのビームａは、回折格子３によ
り２つのビームｂ，ｃに分割されて反射型ホログラムス
ケール１に入射される。ビームｂ，ｃはそれぞれ回折格
子３の０次光（透過光）、１次回折光である。但し、ビ
ームｂ又はｃのどちらかの光路上にはλ／４板が配置さ
れている。２つのビームｂ，ｃが反射型ホログラムスケ
ール１に入射されると、前述のように１つの反射型格子
として取扱えることから、それぞれ１次回折光ｄ，ｅ
と、破線で示す０次反射光に分離される。
り２つのビームｂ，ｃに分割されて反射型ホログラムス
ケール１に入射される。ビームｂ，ｃはそれぞれ回折格
子３の０次光（透過光）、１次回折光である。但し、ビ
ームｂ又はｃのどちらかの光路上にはλ／４板が配置さ
れている。２つのビームｂ，ｃが反射型ホログラムスケ
ール１に入射されると、前述のように１つの反射型格子
として取扱えることから、それぞれ１次回折光ｄ，ｅ
と、破線で示す０次反射光に分離される。
【００１９】一方の光ビームｄは再度λ／４板６を通
り、他方の光ビームｅはそのまま、再度回折格子３の略
同じ位置に入射する。なお、λ／４板６は、回折格子３
により２分割された光ビームｂ，ｅの偏光角度を異なら
せるためのもので、これによりホログラムスケール１か
らの反射光ビームｄ，ｅの一方が垂直偏光のとき、他方
を水平偏光としている。これは、二つの回折光ビーム
ｄ，ｅが回折格子３に入る前に干渉するのを防止するた
めである。
り、他方の光ビームｅはそのまま、再度回折格子３の略
同じ位置に入射する。なお、λ／４板６は、回折格子３
により２分割された光ビームｂ，ｅの偏光角度を異なら
せるためのもので、これによりホログラムスケール１か
らの反射光ビームｄ，ｅの一方が垂直偏光のとき、他方
を水平偏光としている。これは、二つの回折光ビーム
ｄ，ｅが回折格子３に入る前に干渉するのを防止するた
めである。
【００２０】そして回折格子３での再度の透過，回折に
より、光ビームｄの透過光と光ビームｅの１次回折光と
が同じ光路上に重なり、これらがフォトダイオード４の
前面に設けられた偏光板７を通ることにより互いに干渉
して、スケール移動に伴って変調された干渉光が受光さ
れる。同様に、光ビームｅの透過光と光ビームｄの１次
回折光とが同じ光路上に重なる。これらも同様に、フォ
トダイオード５の前面に配置された偏光板８を透過して
干渉する。また、フォトダイオード５側の偏光板８の前
面には、λ／４板９が配置されている。このλ／４板９
は、二つのフォトダイオード４，５に入射する光ビーム
の位相を９０°ずらして、二つのフォトダイオード４，
５から９０°位相がずれた２つの電気信号を得るためで
ある。この２つの電気信号を処理することにより、変位
方向の弁別と信号補間による分解能の向上を実現でき
る。
より、光ビームｄの透過光と光ビームｅの１次回折光と
が同じ光路上に重なり、これらがフォトダイオード４の
前面に設けられた偏光板７を通ることにより互いに干渉
して、スケール移動に伴って変調された干渉光が受光さ
れる。同様に、光ビームｅの透過光と光ビームｄの１次
回折光とが同じ光路上に重なる。これらも同様に、フォ
トダイオード５の前面に配置された偏光板８を透過して
干渉する。また、フォトダイオード５側の偏光板８の前
面には、λ／４板９が配置されている。このλ／４板９
は、二つのフォトダイオード４，５に入射する光ビーム
の位相を９０°ずらして、二つのフォトダイオード４，
５から９０°位相がずれた２つの電気信号を得るためで
ある。この２つの電気信号を処理することにより、変位
方向の弁別と信号補間による分解能の向上を実現でき
る。
【００２１】上述のようにこの実施例の反射型ホログラ
ムスケール１ではホログラム格子１２と反射膜１３の間
には接着剤層がないから、スケール長手方向の接着剤層
厚みのムラによる影響という問題はない。またホログラ
ム格子１２には無用な干渉縞が記録されていない。以上
により、高精度の変位読み取りが可能になる。なお、図
２の装置構成では、回折格子３により２分割された光ビ
ームｂ，ｃがホログラムスケール１に対して異なる入射
角で入射するように、条件設定している。これは、２分
割された光ビームのスケールからの反射光をＬＤ２に戻
さないようにするためである。
ムスケール１ではホログラム格子１２と反射膜１３の間
には接着剤層がないから、スケール長手方向の接着剤層
厚みのムラによる影響という問題はない。またホログラ
ム格子１２には無用な干渉縞が記録されていない。以上
により、高精度の変位読み取りが可能になる。なお、図
２の装置構成では、回折格子３により２分割された光ビ
ームｂ，ｃがホログラムスケール１に対して異なる入射
角で入射するように、条件設定している。これは、２分
割された光ビームのスケールからの反射光をＬＤ２に戻
さないようにするためである。
【００２２】図３はこの発明の別の実施例による反射型
ホログラムスケールの構造を示している。先の実施例と
異なる点を説明すれば、この実施例では、スケール基材
１１にホログラム格子１２及び反射膜１３を形成した
後、更に反射膜１３の表面に保護膜１６を形成してい
る。これは、接着剤１４による接着工程での反射膜１３
の傷や汚染を防止する上で効果がある。
ホログラムスケールの構造を示している。先の実施例と
異なる点を説明すれば、この実施例では、スケール基材
１１にホログラム格子１２及び反射膜１３を形成した
後、更に反射膜１３の表面に保護膜１６を形成してい
る。これは、接着剤１４による接着工程での反射膜１３
の傷や汚染を防止する上で効果がある。
【００２３】図４は更に別の実施例による反射型ホログ
ラムスケールの構造を示している。この実施例では、保
護基材１５ａとして、板材ではなく、樹脂層、ＳＯＧ
（SpinOn Glass）層等の塗布型保護層を用いている。こ
の実施例の構造を用いると、板状の基材を省くことがで
き、狭いスペースへ取り付けを可能とする薄型のスケー
ルが得られる。またスケール製造の作業工程も簡単にな
る。
ラムスケールの構造を示している。この実施例では、保
護基材１５ａとして、板材ではなく、樹脂層、ＳＯＧ
（SpinOn Glass）層等の塗布型保護層を用いている。こ
の実施例の構造を用いると、板状の基材を省くことがで
き、狭いスペースへ取り付けを可能とする薄型のスケー
ルが得られる。またスケール製造の作業工程も簡単にな
る。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、出
力信号光に対する無用な回折光の影響がなく、また正確
なホログラム格子の形成を可能とした構造の反射型ホロ
グラムスケールとこれを用いた光学式変位測定装置を提
供することができる。
力信号光に対する無用な回折光の影響がなく、また正確
なホログラム格子の形成を可能とした構造の反射型ホロ
グラムスケールとこれを用いた光学式変位測定装置を提
供することができる。
【図１】 この発明の一実施例による反射型ホログラム
スケールの断面構造を示す。
スケールの断面構造を示す。
【図２】 同実施例のスケールを用いた変位測定装置の
構成例を示す。
構成例を示す。
【図３】 この発明の他の実施例による反射型ホログラ
ムスケールの断面構造を示す。
ムスケールの断面構造を示す。
【図４】 この発明の他の実施例による反射型ホログラ
ムスケールの断面構造を示す。
ムスケールの断面構造を示す。
【図５】 従来の反射型ホログラムスケールの問題を説
明するための図である。
明するための図である。
【図６】 ホログラム格子の形成原理を説明するための
図である。
図である。
【図７】 従来の反射型ホログラムスケールのホログラ
ム格子形成時の問題を説明するための図である。
ム格子形成時の問題を説明するための図である。
１…反射型ホログラムスケール、１１…スケール基材、
１２…ホログラム格子、１３…反射膜、１４…接着剤、
１５…保護基材、２…レーザダイオード、３…回折格
子、４，５…フォトダイオード、６，９…λ／４板、
７，８…偏光板。
１２…ホログラム格子、１３…反射膜、１４…接着剤、
１５…保護基材、２…レーザダイオード、３…回折格
子、４，５…フォトダイオード、６，９…λ／４板、
７，８…偏光板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 正明 神奈川県川崎市高津区坂戸１丁目20番１ 号 株式会社 ミツトヨ内 (56)参考文献 特開 平５−232318（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−5328（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/26 - 5/38 G02B 5/32 G03H 1/02 G01B 11/00 - 11/30
Claims (4)
- 【請求項１】 透明材料からなるスケール基材と、この
スケール基材の一方の面に直接感光層を形成し、干渉縞
の記録を行うことにより形成されたホログラム格子と、
このホログラム格子面に直接被着された反射膜と、この
反射膜上に設けられた保護基材とを有することを特徴と
する反射型ホログラムスケール。 - 【請求項２】 前記保護基材は、前記スケール基材側の
反射膜に接着剤を介して接着された板材であることを特
徴とする請求項１記載の反射型ホログラムスケール。 - 【請求項３】 前記保護基材は、前記スケール基材側
の反射膜上に被着された保護層であることを特徴とする
請求項１記載の反射型ホログラムスケール。 - 【請求項４】 可干渉ビームを出力する光源と、この
光源からの可干渉光ビームを２分割するビーム分割手段
と、このビーム分割手段により２分割された可干渉光ビ
ームが入射される反射型ホログラムスケールと、この反
射型ホログラムスケールから反射された２つの回折光ビ
ームを同一光路上に導いて干渉させる手段と、前記２つ
の回折光ビームの干渉状態を検出する光検出器とを備
え、前記反射型ホログラムスケールは、透明材料からな
るスケール基材と、このスケール基材の前記光源と反対
側の面に直接感光層を形成し、干渉縞の記録を行うこと
により形成されたホログラム格子と、このホログラム格
子面に直接被着された反射膜と、この反射膜上に貼り合
わせられ又は被着された保護基材とを有することを特徴
とする光学式変位測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29742398A JP3325840B2 (ja) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | 反射型ホログラムスケール及びこれを用いた光学式変位測定装置 |
| US09/414,417 US6115153A (en) | 1998-10-19 | 1999-10-08 | Reflection-type hologram scale and optical displacement measuring apparatus therewith |
| GB9924491A GB2342990B (en) | 1998-10-19 | 1999-10-15 | Reflection-type hologram scale and optical displacement measuring apparatus therewith |
| DE19950343A DE19950343A1 (de) | 1998-10-19 | 1999-10-19 | Reflektierender Hologrammmaßstab und entsprechende optische Verschiebungsmeßvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29742398A JP3325840B2 (ja) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | 反射型ホログラムスケール及びこれを用いた光学式変位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000121392A JP2000121392A (ja) | 2000-04-28 |
| JP3325840B2 true JP3325840B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=17846327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29742398A Expired - Fee Related JP3325840B2 (ja) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | 反射型ホログラムスケール及びこれを用いた光学式変位測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6115153A (ja) |
| JP (1) | JP3325840B2 (ja) |
| DE (1) | DE19950343A1 (ja) |
| GB (1) | GB2342990B (ja) |
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| AU2004262104B2 (en) * | 2003-07-21 | 2007-12-13 | Cambridge University Technical Services Ltd | Holographic sensor |
| JP5656467B2 (ja) * | 2010-06-17 | 2015-01-21 | Dmg森精機株式会社 | 位置検出装置 |
| JP5432094B2 (ja) * | 2010-09-10 | 2014-03-05 | Ｄｍｇ森精機株式会社 | 光学スケールの製造方法 |
| JP5695478B2 (ja) | 2011-04-15 | 2015-04-08 | Dmg森精機株式会社 | 光学式変位測定装置 |
| JP5885409B2 (ja) * | 2011-06-24 | 2016-03-15 | 株式会社ミツトヨ | 変位検出用スケールの目盛保護構造 |
| JP6208074B2 (ja) * | 2014-04-28 | 2017-10-04 | 株式会社東海理化電機製作所 | 加飾体 |
| DE102015201230A1 (de) * | 2015-01-26 | 2016-07-28 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmesseinrichtung |
| JP2019120500A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社ミツトヨ | スケールおよびその製造方法 |
| JP2021131312A (ja) * | 2020-02-20 | 2021-09-09 | 株式会社ミツトヨ | スケール |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5021649A (en) * | 1989-03-28 | 1991-06-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Relief diffraction grating encoder |
| JPH04211202A (ja) * | 1990-03-19 | 1992-08-03 | Canon Inc | 反射型回折格子および該回折格子を用いた装置 |
| JPH05232318A (ja) * | 1991-02-19 | 1993-09-10 | Sony Magnescale Inc | 反射形ホログラムスケール |
| JP3144143B2 (ja) * | 1993-04-13 | 2001-03-12 | ソニー・プレシジョン・テクノロジー株式会社 | 光学式変位測定装置 |
| JPH085328A (ja) * | 1994-06-16 | 1996-01-12 | Mitsutoyo Corp | 格子干渉型変位検出装置 |
-
1998
- 1998-10-19 JP JP29742398A patent/JP3325840B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-10-08 US US09/414,417 patent/US6115153A/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-15 GB GB9924491A patent/GB2342990B/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-19 DE DE19950343A patent/DE19950343A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9924491D0 (en) | 1999-12-15 |
| JP2000121392A (ja) | 2000-04-28 |
| GB2342990A (en) | 2000-04-26 |
| GB2342990B (en) | 2003-06-25 |
| DE19950343A1 (de) | 2000-04-27 |
| US6115153A (en) | 2000-09-05 |
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