JPH0444214B2 - - Google Patents
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- JPH0444214B2 JPH0444214B2 JP61194183A JP19418386A JPH0444214B2 JP H0444214 B2 JPH0444214 B2 JP H0444214B2 JP 61194183 A JP61194183 A JP 61194183A JP 19418386 A JP19418386 A JP 19418386A JP H0444214 B2 JPH0444214 B2 JP H0444214B2
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- light
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- displacement detector
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光学式変位検出器に係り、特に、二
つの部材の相対位置を、光学的な格子の形成され
たメインスケールと対応する光学的な格子を形成
したインデツクススケールとの相対変位によつて
生ずる光電変換信号の変化から検出する光学式変
位検出器の改良に関するものである。
つの部材の相対位置を、光学的な格子の形成され
たメインスケールと対応する光学的な格子を形成
したインデツクススケールとの相対変位によつて
生ずる光電変換信号の変化から検出する光学式変
位検出器の改良に関するものである。
工作機械の工具の送り量などを測定するため
に、第８図に示す如く、相対移動する部材の一方
に第１の格子１６を設けたメインスケール１４を
固定し、他方の部材に、第２の格子２０を設けた
インデツクススケール１８、例えば光源１０及び
コリメータレンズ１２から構成される照明手段及
び例えば受光素子２２から構成される光電変換手
段を有するスライダを固定して、第１の格子１６
と第２の格子２０との相対移動によつて生ずる光
量変化を光電変換し、得られた信号を付属する計
数回路でバルス化して計数することにより変位量
を測定する光学式変位測定装置が普及している。
に、第８図に示す如く、相対移動する部材の一方
に第１の格子１６を設けたメインスケール１４を
固定し、他方の部材に、第２の格子２０を設けた
インデツクススケール１８、例えば光源１０及び
コリメータレンズ１２から構成される照明手段及
び例えば受光素子２２から構成される光電変換手
段を有するスライダを固定して、第１の格子１６
と第２の格子２０との相対移動によつて生ずる光
量変化を光電変換し、得られた信号を付属する計
数回路でバルス化して計数することにより変位量
を測定する光学式変位測定装置が普及している。
このような測定装置においては、例えばインデ
ツクススケール１８に設けられた第２の格子２２
は、第８図に示した如く、位相0゜、90゜、180゜、
270゜の区分けが施されており、プリアンプ２４
Ａ，２４Ｂで差動増幅することによつて、インデ
ツクススケール１８のｘ方向への変位に対応し
て、ほぼAsinθ、Acosθで近似できる２相の検出
信号が得られるようにされている。
ツクススケール１８に設けられた第２の格子２２
は、第８図に示した如く、位相0゜、90゜、180゜、
270゜の区分けが施されており、プリアンプ２４
Ａ，２４Ｂで差動増幅することによつて、インデ
ツクススケール１８のｘ方向への変位に対応し
て、ほぼAsinθ、Acosθで近似できる２相の検出
信号が得られるようにされている。
このような測定装置においては、加工技術の高
度化と共に、測定分解能をより細分化することが
要求されており、メインスケール１４の第１の格
子１６の格子ピツチＰが小さくなりつつある。従
来、格子ピツチＰは20μm程度であつたが、最近
は10μm以下の仕様が要求されている。
度化と共に、測定分解能をより細分化することが
要求されており、メインスケール１４の第１の格
子１６の格子ピツチＰが小さくなりつつある。従
来、格子ピツチＰは20μm程度であつたが、最近
は10μm以下の仕様が要求されている。
しかしながら、メインスケール１４の第１の格
子１６の格子ピツチＰが小さくなると共に、次の
ような問題点が生じてきた、 即ち、機構設計上メインスケール１４とインデ
ツクススケール１８との間隔ｇの絶対値及びその
許容される変動幅はある程度以上である必要があ
るが、格子ピツチＰが小さい場合にその条件を満
たすためには、光源１０からの照明光をできるだ
け良好な平行光線とするための、高精度で焦点距
離の長いコリメータレンズ１２が必要である。従
つて、検出器が大型化してしまう。
子１６の格子ピツチＰが小さくなると共に、次の
ような問題点が生じてきた、 即ち、機構設計上メインスケール１４とインデ
ツクススケール１８との間隔ｇの絶対値及びその
許容される変動幅はある程度以上である必要があ
るが、格子ピツチＰが小さい場合にその条件を満
たすためには、光源１０からの照明光をできるだ
け良好な平行光線とするための、高精度で焦点距
離の長いコリメータレンズ１２が必要である。従
つて、検出器が大型化してしまう。
一方、高精度のコリメータレンズ１２を用いる
ことなく間隔ｇを大きくできる検出器として、特
公昭60−23282に対応する英国特許出願第11598／
74号及び第44522／74号が提案されている。しか
しながら、この場合は本質的に３枚の格子が必要
であることから、特に透過型の検出器には適用が
困難であるという問題点がある。
ことなく間隔ｇを大きくできる検出器として、特
公昭60−23282に対応する英国特許出願第11598／
74号及び第44522／74号が提案されている。しか
しながら、この場合は本質的に３枚の格子が必要
であることから、特に透過型の検出器には適用が
困難であるという問題点がある。
又、インデツクススケール１８に形成する第２
の格子２０の格子ピツチ及び位相の区分けの問題
もある。即ち、第２の格子２０は、第８図の例で
は４個に区分けされているが、上下の区分けの偏
差δの精度を考察すると、第１の格子１６の格子
ピツチが8μmの場合、第２の格子２０のピツチも
8μmであるとすると、検出信号の位相差として
90゜±10゜の精度を得るには、微小な格子ピツチで
且つ偏差δは（２±0.2）μmに設定する必要があ
る。従つて、高度な加工技術が必要となり、イン
デツクススケール１８の歩留まりも悪化してコス
ト高を招く。
の格子２０の格子ピツチ及び位相の区分けの問題
もある。即ち、第２の格子２０は、第８図の例で
は４個に区分けされているが、上下の区分けの偏
差δの精度を考察すると、第１の格子１６の格子
ピツチが8μmの場合、第２の格子２０のピツチも
8μmであるとすると、検出信号の位相差として
90゜±10゜の精度を得るには、微小な格子ピツチで
且つ偏差δは（２±0.2）μmに設定する必要があ
る。従つて、高度な加工技術が必要となり、イン
デツクススケール１８の歩留まりも悪化してコス
ト高を招く。
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、２枚の格子で光の回折現象を利用
して、高精度で焦点距離の長いコリメータレンズ
を用いる必要がなく、インデツクススケールの加
工も容易な光学式変位検出器を提供することを目
的とする。
されたもので、２枚の格子で光の回折現象を利用
して、高精度で焦点距離の長いコリメータレンズ
を用いる必要がなく、インデツクススケールの加
工も容易な光学式変位検出器を提供することを目
的とする。
本発明は、光源と、該光源からの拡散光がコリ
メータレンズを介さずに照射される第１の格子が
形成されたメインスケールと、第２の格子が形成
されたインデツクススケールと、前記第１の格子
と第２の格子間の距離ｖを一定に保ちつつ、前記
メインスケールとインデツクススケールを相対移
動可能に保持する手段と、前記拡散光による第１
の格子の影像と第２の格子との重なり合いによる
光量変化を光電変換する受光素子と、を備えた光
学式変位検出器において、前記光源と第１の格子
の距離ｕ、第１の格子の格子ピツチをＰ、第２の
格子の格子ピツチをｑ、光学系の光の感度スペク
トルの平均値での波長をλ、ｎをλu／P2以下の
自然数とするとき、 ｖ≒unP2／（λu−nP2） 及び ｑ＝（ｕ＋ｖ）Ｐ／ｕ の関係を満足することにより、前記目的を達成し
たものである。
メータレンズを介さずに照射される第１の格子が
形成されたメインスケールと、第２の格子が形成
されたインデツクススケールと、前記第１の格子
と第２の格子間の距離ｖを一定に保ちつつ、前記
メインスケールとインデツクススケールを相対移
動可能に保持する手段と、前記拡散光による第１
の格子の影像と第２の格子との重なり合いによる
光量変化を光電変換する受光素子と、を備えた光
学式変位検出器において、前記光源と第１の格子
の距離ｕ、第１の格子の格子ピツチをＰ、第２の
格子の格子ピツチをｑ、光学系の光の感度スペク
トルの平均値での波長をλ、ｎをλu／P2以下の
自然数とするとき、 ｖ≒unP2／（λu−nP2） 及び ｑ＝（ｕ＋ｖ）Ｐ／ｕ の関係を満足することにより、前記目的を達成し
たものである。
又、本発明の実施態様は、前記受光素子を、第
１の格子と第２の格子を透過した前記光源からの
光を検出するように配置したものである。
１の格子と第２の格子を透過した前記光源からの
光を検出するように配置したものである。
又、前記受光素子が、第１の格子で反射した
後、第２の格子を透過した前記光源からの光を検
出するようにしたものである。
後、第２の格子を透過した前記光源からの光を検
出するようにしたものである。
又、前記光源として点光源を用いるようにした
ものである。
ものである。
又、前記光源として、第１の格子の格子幅方向
に配向される線光源を用いるようにしたものであ
る。
に配向される線光源を用いるようにしたものであ
る。
まず、本発明の検出原理を簡略に説明する。
第１図に示す如く、格子ピツチＰの第１の格子
１６の前に、間隔ｕを隔てて拡散光源（例えば点
光源）３０を配置する。すると、第１の格子１６
から間隔ｖを隔てた影像面Ｓには、直観的には第
１の格子１６の拡大された影が形成される。とこ
ろが実際には、回折の効果により影の形状は様々
に変化する。
１６の前に、間隔ｕを隔てて拡散光源（例えば点
光源）３０を配置する。すると、第１の格子１６
から間隔ｖを隔てた影像面Ｓには、直観的には第
１の格子１６の拡大された影が形成される。とこ
ろが実際には、回折の効果により影の形状は様々
に変化する。
簡単のため、第１の格子１６の振幅透過率ｆ(x)
を次式で表し、Principles of Optics，6th
edition（MAX BORN ＆ EMIL WOLF，
Pergamon Press，1980）の第383頁にあるフレ
ネル回折の理論を用いて、間隔ｖの影像面Ｓでの
影像分布ｇ(x)を計算した結果を以下に示す。
を次式で表し、Principles of Optics，6th
edition（MAX BORN ＆ EMIL WOLF，
Pergamon Press，1980）の第383頁にあるフレ
ネル回折の理論を用いて、間隔ｖの影像面Ｓでの
影像分布ｇ(x)を計算した結果を以下に示す。
ｆ(x)＝１＋cos（2πx／Ｐ） ……(1)
ここで、拡散光源３０の発光スペクトル及び受
光素子の波長感度を考慮した、この光学系におけ
る光のスペクトルの平均値における波長をλとお
き、ｎを自然数（１以上の整数）とする。
光素子の波長感度を考慮した、この光学系におけ
る光のスペクトルの平均値における波長をλとお
き、ｎを自然数（１以上の整数）とする。
まず間隔ｖが、次の(2)式で表されるv1(n)とほ
ぼ等しいときには、比例定数を除いて、次の(3)式
に示す関係が成立する。
ぼ等しいときには、比例定数を除いて、次の(3)式
に示す関係が成立する。
ｖ＝v1(n)
＝ｕ（ｎ−0.5）P2／｛λu
−（ｎ−0.5）P2｝ ……(2)
ｇ(x)≡g1(x)
４＋cos〔4πux／｛（ｕ＋ｖ）Ｐ｝〕 ……(3)
一方、間隔ｖが、次の(4)式で表されるv2(n)に
ほぼ等しいときには、比例定数を除いて、次の(5)
式の関係が成立する。
ほぼ等しいときには、比例定数を除いて、次の(5)
式の関係が成立する。
ｖv2(n)
＝unP2／（λu−nP2） ……(4)
ｇ(x)≡g2(x)
１＋cos〔2πux／｛（ｕ＋ｖ）Ｐ｝〕 ……(5)
(2)式及び(3)式から、間隔ｕがv1(n)近傍の影像
面Ｓには、格子ピツチｑが（ｕ＋ｖ）Ｐ／（2u）
の第２の格子を配置することによつて検出信号を
得ることがわかる。この影像は、直観的な影像に
対して格子ピツチが１／２であり、第１の格子１
６が１ピツチＰ変位すると、検出信号は２ピツチ
分変化するという大きな特徴がある。
面Ｓには、格子ピツチｑが（ｕ＋ｖ）Ｐ／（2u）
の第２の格子を配置することによつて検出信号を
得ることがわかる。この影像は、直観的な影像に
対して格子ピツチが１／２であり、第１の格子１
６が１ピツチＰ変位すると、検出信号は２ピツチ
分変化するという大きな特徴がある。
一方、(4)式及び(5)式からは、間隔ｖがv2(n)近
傍の影像面Ｓには、格子ピツチｑが（ｕ＋ｖ）
Ｐ／ｕの第２の格子を配置することにより、検出
信号を得ることができることがわかる。この影像
は直観的な影像に対応するので、第１の格子１６
の１ピツチＰの変位によつて、検出信号も１ピツ
チ分変化する。
傍の影像面Ｓには、格子ピツチｑが（ｕ＋ｖ）
Ｐ／ｕの第２の格子を配置することにより、検出
信号を得ることができることがわかる。この影像
は直観的な影像に対応するので、第１の格子１６
の１ピツチＰの変位によつて、検出信号も１ピツ
チ分変化する。
これまでは、拡散光源３０、特に点光源とし
て、発光部が小さく且つ出力の大きなものがなか
つたこと、又、格子ピツチＰが大きい場合には必
要性が少なかつたことなどによつて、本発明に係
るような検出器が深く検討されたことはなかつ
た。ところが、点光源として理想的であるレーザ
ダイオードのコストダウン及び格子ピツチＰの微
小化に伴う問題点の克服の必要性などの技術的背
景の変化によつて、本願の発明者が検討した結
果、前出(3)式及び(5)式を導出し、前記のような検
出器の実用性を確認したものである。
て、発光部が小さく且つ出力の大きなものがなか
つたこと、又、格子ピツチＰが大きい場合には必
要性が少なかつたことなどによつて、本発明に係
るような検出器が深く検討されたことはなかつ
た。ところが、点光源として理想的であるレーザ
ダイオードのコストダウン及び格子ピツチＰの微
小化に伴う問題点の克服の必要性などの技術的背
景の変化によつて、本願の発明者が検討した結
果、前出(3)式及び(5)式を導出し、前記のような検
出器の実用性を確認したものである。
本発明は、このような研究結果に基づいてなさ
れたもので、光源と第１の格子の距離をｕ、第１
の格子の格子ピツチをＰ、第２の格子の格子ピツ
チをｑ、光学系の光の感度スペクトルの平均値で
の波長をλ、ｎをλu／P2以下の自然数とすると
き、 ｖ≒unP2／（λu−nP2） 及び ｑ＝（ｕ＋ｖ）Ｐ／ｕ の関係を満足させるようにしている。従つて、２
枚の格子で光の回折現象を利用することができ、
高精度で焦点距離の長いコリメータレンズを用い
る必要がなく、しかも、インデツクススケールの
加工が容易となる。
れたもので、光源と第１の格子の距離をｕ、第１
の格子の格子ピツチをＰ、第２の格子の格子ピツ
チをｑ、光学系の光の感度スペクトルの平均値で
の波長をλ、ｎをλu／P2以下の自然数とすると
き、 ｖ≒unP2／（λu−nP2） 及び ｑ＝（ｕ＋ｖ）Ｐ／ｕ の関係を満足させるようにしている。従つて、２
枚の格子で光の回折現象を利用することができ、
高精度で焦点距離の長いコリメータレンズを用い
る必要がなく、しかも、インデツクススケールの
加工が容易となる。
以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に
説明する。
説明する。
本発明の第１実施例は、前出(4)式及び(5)式の関
係を用いたもので、第２図に示す如く、コリメー
タレンズを介さずメインスケール１４を照明する
レーザダイオード３２と、該レーザダイオード３
２からの間隔がｕである位置に配置された、縦縞
状目盛からなる格子ピツチＰの第１の格子１６が
形成されたメインスケール１４と、前記第１の格
子１６からの間隔がｖである位置に配置された、
格子ピツチｑの第２の格子２０が形成されたイン
デツクススケール１８と、前記両スケール１４，
１８が相対移動したときの、レーザダイオード３
２による第１の格子１６の影像と第２の格子２０
との重なり合いによる光量変化を光電変換する、
位相がそれぞれ0°、90°とされた２個の受光素子
２２Ａ，２２Ｂと、該受光素子２２Ａ，２２Ｂの
出力をそれぞれ増幅するプリアンプ２４Ａ，２４
Ｂとから構成されている。
係を用いたもので、第２図に示す如く、コリメー
タレンズを介さずメインスケール１４を照明する
レーザダイオード３２と、該レーザダイオード３
２からの間隔がｕである位置に配置された、縦縞
状目盛からなる格子ピツチＰの第１の格子１６が
形成されたメインスケール１４と、前記第１の格
子１６からの間隔がｖである位置に配置された、
格子ピツチｑの第２の格子２０が形成されたイン
デツクススケール１８と、前記両スケール１４，
１８が相対移動したときの、レーザダイオード３
２による第１の格子１６の影像と第２の格子２０
との重なり合いによる光量変化を光電変換する、
位相がそれぞれ0°、90°とされた２個の受光素子
２２Ａ，２２Ｂと、該受光素子２２Ａ，２２Ｂの
出力をそれぞれ増幅するプリアンプ２４Ａ，２４
Ｂとから構成されている。
前記レーザダイオード３２としては、発光部の
サイズが数μm角程度、波長λが約0.78μmのレー
ザダイオード（例えば日立製作所のHL−7801E
など）を用いることができる。
サイズが数μm角程度、波長λが約0.78μmのレー
ザダイオード（例えば日立製作所のHL−7801E
など）を用いることができる。
前記第１の格子１６と第２の格子２０の間隔ｖ
及び前記第２の格子２０の格子ピツチｑは、次式
の関係を満足するようにされている。
及び前記第２の格子２０の格子ピツチｑは、次式
の関係を満足するようにされている。
ＶP2／（λu−nP2） ……(6)
ｑ＝（ｕ＋ｖ）Ｐ／ｕ ……(7)
ここで、ｎは、λu／P2以下の自然数である。
具体的には、ｎ＝30とし、ｕ，ｖを共に約4.9
mmに設定し、第１の格子の格子ピツチＰを8μmと
した場合、第２の格子２０の格子ピツチｑは、(7)
式の関係から16μmでよい。最終的には、レーザ
ダイオード３２やインデツクススケール１８の位
置を微調整して、良好な信号が得られるようにす
ればよい。又、間隔ｖの変動の許容値は、約±
0.1P2／λである。
mmに設定し、第１の格子の格子ピツチＰを8μmと
した場合、第２の格子２０の格子ピツチｑは、(7)
式の関係から16μmでよい。最終的には、レーザ
ダイオード３２やインデツクススケール１８の位
置を微調整して、良好な信号が得られるようにす
ればよい。又、間隔ｖの変動の許容値は、約±
0.1P2／λである。
一方、位相のずれた信号を得るために偏差δを
以て区分された第２の格子２０の偏差δについて
は、位相差として90゜±10゜を得るためには、格子
ピツチｑが16μmであるため、偏差δは（４±
0.4）μmでよい。従つて、従来の検出器に比べ
て、第２の格子２０は格子ピツチ、偏差共２倍と
なり、製作が容易になることがわかる。
以て区分された第２の格子２０の偏差δについて
は、位相差として90゜±10゜を得るためには、格子
ピツチｑが16μmであるため、偏差δは（４±
0.4）μmでよい。従つて、従来の検出器に比べ
て、第２の格子２０は格子ピツチ、偏差共２倍と
なり、製作が容易になることがわかる。
又、メインスケール１４が変位する場合の間隔
ｕ，ｖの変動によつて生ずる第２の格子２０のピ
ツチｑと影像のピツチとのずれによる影響は、受
光素子２２Ａ，２２Ｂのｘ方向の幅を小さくする
ことで回避できる。
ｕ，ｖの変動によつて生ずる第２の格子２０のピ
ツチｑと影像のピツチとのずれによる影響は、受
光素子２２Ａ，２２Ｂのｘ方向の幅を小さくする
ことで回避できる。
この実施例の構成では、メインスケール１４が
ｘ方向に変位することによつて、プリアンプ２４
Ａ，２４Ｂからは、ピツチｔ＝8μmの２相の検出
信号が得られる。即ち、ｔ＝Ｐである。
ｘ方向に変位することによつて、プリアンプ２４
Ａ，２４Ｂからは、ピツチｔ＝8μmの２相の検出
信号が得られる。即ち、ｔ＝Ｐである。
前記第１実施例においては、レーザダイオード
３２をそのまま点光源として使用していたが、点
光源の種類はこれに限定されず、例えば第３図に
示す第２実施例のように、レーザダイオード３２
の発光部の前面に、直径が500μm程度の微小半球
レンズ３４を設けたものを使用することも可能で
ある。この場合には、レーザダイオード３２から
の照明光の発散角が抑制されて、受光効率が改善
される。更に、点光源として、レーザダイオード
と発光ダイオードとの中間的形態にある高出力発
光ダイオードなどを使用することもできる。
３２をそのまま点光源として使用していたが、点
光源の種類はこれに限定されず、例えば第３図に
示す第２実施例のように、レーザダイオード３２
の発光部の前面に、直径が500μm程度の微小半球
レンズ３４を設けたものを使用することも可能で
ある。この場合には、レーザダイオード３２から
の照明光の発散角が抑制されて、受光効率が改善
される。更に、点光源として、レーザダイオード
と発光ダイオードとの中間的形態にある高出力発
光ダイオードなどを使用することもできる。
次に本発明の第３実施例を詳細に説明する。
この第３実施例は、第４図に示す如く、拡散光
源として、第１の格子１６の格子副方向に配向さ
れた、例えばスリツト状発光ダイオードからなる
線光源４０を用いたものである。他の点について
は、受光素子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄが
位相0゜、180゜、90゜、270゜で４個設けられている点
を除き、前記第１実施例と同様であるので説明を
省略する。
源として、第１の格子１６の格子副方向に配向さ
れた、例えばスリツト状発光ダイオードからなる
線光源４０を用いたものである。他の点について
は、受光素子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄが
位相0゜、180゜、90゜、270゜で４個設けられている点
を除き、前記第１実施例と同様であるので説明を
省略する。
光源として一般の発光ダイオードを用いた場
合、点光源とするために発光部を単に小さくする
と発光出力が減少して、プリアンプの増幅度を大
きくしなければならずSN比が悪化する。そのた
めこの第３実施例では、点光源ではなく線光源と
して用いている。
合、点光源とするために発光部を単に小さくする
と発光出力が減少して、プリアンプの増幅度を大
きくしなければならずSN比が悪化する。そのた
めこの第３実施例では、点光源ではなく線光源と
して用いている。
前記線光源４０としては、出願人が既に提案し
ている、第５図及び第６図に示すような、発光部
４２がスリツト状の発光ダイオードを用いること
ができる。この発光ダイオードは、例えばＮ型
GaAsの基板４４に、幅Ｗが約50μm、長さＬが
約400μmのスリツト状にＰ型GaAsを拡散形成
し、下面には電極膜４６を、上面には絶縁膜４８
を介して電極膜４６を蒸着したものとなつてい
る。５０はリード線である。このような発光ダイ
オードはスリツト状に発光するため、全体として
出力は減少せず、線光源として好適である。
ている、第５図及び第６図に示すような、発光部
４２がスリツト状の発光ダイオードを用いること
ができる。この発光ダイオードは、例えばＮ型
GaAsの基板４４に、幅Ｗが約50μm、長さＬが
約400μmのスリツト状にＰ型GaAsを拡散形成
し、下面には電極膜４６を、上面には絶縁膜４８
を介して電極膜４６を蒸着したものとなつてい
る。５０はリード線である。このような発光ダイ
オードはスリツト状に発光するため、全体として
出力は減少せず、線光源として好適である。
このようにして、発光ダイオードのスリツト状
発光部４２の長手方向をメインスケール１４の第
１の格子１６の格子幅方向に配向することで、格
子幅方向には線光源であつても、格子のｘ方向に
は点光源となり、実質的に点光源として作用す
る。
発光部４２の長手方向をメインスケール１４の第
１の格子１６の格子幅方向に配向することで、格
子幅方向には線光源であつても、格子のｘ方向に
は点光源となり、実質的に点光源として作用す
る。
なお、前記実施例においては、いずれも本発明
が透過型検出器に適用されていたが、本発明の適
用範囲はこれに限定されす、例えば第７図に示す
第４実施例の如く、反射型の検出器にも同様に適
用することができる。
が透過型検出器に適用されていたが、本発明の適
用範囲はこれに限定されす、例えば第７図に示す
第４実施例の如く、反射型の検出器にも同様に適
用することができる。
又、前記実施例においては、本発明がいずれ
も、第２の格子が区分して２個以上設けられた直
線変位検出器に適用されていたが、本発明の適用
範囲はこれに限定されず、第２の格子に区分のな
いモアレ縞方式の検出器や回転変位検出器（ロー
タリエンコーダ）にも同様に適用することができ
る。
も、第２の格子が区分して２個以上設けられた直
線変位検出器に適用されていたが、本発明の適用
範囲はこれに限定されず、第２の格子に区分のな
いモアレ縞方式の検出器や回転変位検出器（ロー
タリエンコーダ）にも同様に適用することができ
る。
以上説明したとおり、本発明によれば、２枚の
格子で光の回折現象を利用することができる。従
つて、点光源又は線光源をそのまま拡散光源とし
て用いることができ、高精度なコリメータレンズ
を用いる必要がない。又、インデツクススケール
のピツチが従来よりも大きくできるため、インデ
ツクススケールの製造が容易となる等の優れた効
果を有する。
格子で光の回折現象を利用することができる。従
つて、点光源又は線光源をそのまま拡散光源とし
て用いることができ、高精度なコリメータレンズ
を用いる必要がない。又、インデツクススケール
のピツチが従来よりも大きくできるため、インデ
ツクススケールの製造が容易となる等の優れた効
果を有する。
第１図は、本発明の検出原理を説明するための
線図、第２図は、本発明に係る光学式変位検出器
の第１実施例の構成を説明するための断面図、第
３図は、同じく第２実施例の構成を説明するため
の要部断面図、第４図は、同じく第３実施例の構
成を説明するための斜視図、第５図は、前記第３
実施例で用いられている線光源の構成を説明する
ための正面図、第６図は、第５図の−線に沿
う横断面図、第７図は、本発明の第４実施例の構
成を説明するための断面図、第８図は、従来の光
学式変位検出器の一例の構成を示す斜視図であ
る。 １４…メインスケール、１６…第１の格子、１
８…インデツクススケール、２０…第２の格子、
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ…受光素
子、Ｐ，ｑ…格子ピツチ、ｕ，ｖ…間隔、３０…
拡散光源、３２…レーザダイオード、３４…半球
レンズ、４０…線光源。
線図、第２図は、本発明に係る光学式変位検出器
の第１実施例の構成を説明するための断面図、第
３図は、同じく第２実施例の構成を説明するため
の要部断面図、第４図は、同じく第３実施例の構
成を説明するための斜視図、第５図は、前記第３
実施例で用いられている線光源の構成を説明する
ための正面図、第６図は、第５図の−線に沿
う横断面図、第７図は、本発明の第４実施例の構
成を説明するための断面図、第８図は、従来の光
学式変位検出器の一例の構成を示す斜視図であ
る。 １４…メインスケール、１６…第１の格子、１
８…インデツクススケール、２０…第２の格子、
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ…受光素
子、Ｐ，ｑ…格子ピツチ、ｕ，ｖ…間隔、３０…
拡散光源、３２…レーザダイオード、３４…半球
レンズ、４０…線光源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光源と、 該光源からの拡散光がコリメータレンズを介さ
ずに照射される第１の格子が形成されたメインス
ケールと、 第２の格子が形成されたインデツクススケール
と、 前記第１の格子と第２の格子間の距離ｖを一定
に保ちつつ、前記メインスケールとインデツクス
スケールを相対移動可能に保持する手段と、 前記拡散光による第１の格子の影像と第２の格
子との重なり合いによる光量変化を光電変換する
受光素子と、 を備えた光学式変位検出器において、 前記光源と第１の格子の距離をｕ、第１の格子
の格子ピツチをＰ、第２の格子の格子ピツチを
ｑ、光学系の光の感度スペクトルの平均値での波
長をλ、ｎをλu／P2以下の自然数とするとき、 ｖ≒unP2／（λu−nP2） 及び ｑ＝（ｕ＋ｖ）Ｐ／ｕ の関係を満足することを特徴とする光学式変位検
出器。 ２ 前記受光素子が、第１の格子と第２の格子を
透過した前記光源からの光を検出するように配置
される特許請求の範囲第１項記載の光学式変位検
出器。 ３ 前記受光素子が、第１の格子で反射した後、
第２の格子を透過した前記光源からの光を検出す
るように配置される特許請求の範囲第１項記載の
光学記変位検出器。 ４ 前記光源として点光源が用いられている特許
請求の範囲第１項記載の光学式変位検出器。 ５ 前記光源として、第１の格子の格子幅方向に
配向される線光源が用いられている特許請求の範
囲第１項記載の光学式変位検出器。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19418386A JPS6350721A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 光学式変位検出器 |
| IN615/CAL/87A IN168444B (ja) | 1986-08-15 | 1987-08-07 | |
| US07/082,593 US4912322A (en) | 1986-08-15 | 1987-08-07 | Optical type displacement detecting device |
| DE3727188A DE3727188C2 (de) | 1986-08-15 | 1987-08-14 | Optische Verschiebungserfassungseinrichtung |
| GB8719257A GB2194044B (en) | 1986-08-15 | 1987-08-14 | Optical type displacement detecting device |
| CN87106274.7A CN1013705B (zh) | 1986-08-15 | 1987-08-15 | 光学式位移检测装置 |
| GB9004757A GB2228320B (en) | 1986-08-15 | 1990-03-02 | Optical type displacement detecting device |
| GB9004758A GB2228321B (en) | 1986-08-15 | 1990-03-02 | Optical type replacement detecting device |
| IN236/CAL/90A IN169779B (ja) | 1986-08-15 | 1990-03-21 | |
| IN234/CAL/90A IN169777B (ja) | 1986-08-15 | 1990-03-21 | |
| IN235/CAL/90A IN169778B (ja) | 1986-08-15 | 1990-03-21 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19418386A JPS6350721A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 光学式変位検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6350721A JPS6350721A (ja) | 1988-03-03 |
| JPH0444214B2 true JPH0444214B2 (ja) | 1992-07-21 |
Family
ID=16320319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19418386A Granted JPS6350721A (ja) | 1986-08-15 | 1986-08-20 | 光学式変位検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6350721A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1607260A (zh) | 2001-02-07 | 2005-04-20 | Tdk株式会社 | 烧结体的制造方法 |
| JP2006153676A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Ricoh Co Ltd | 光学式エンコーダ装置及び画像形成装置 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4860959A (ja) * | 1971-11-30 | 1973-08-27 | ||
| JPS5023617A (ja) * | 1973-06-29 | 1975-03-13 | ||
| JPS5230459A (en) * | 1975-09-03 | 1977-03-08 | Hitachi Ltd | Optical position detecting device |
| US4218615A (en) * | 1978-10-23 | 1980-08-19 | Martin Marietta Corporation | Incremental digital shaft encoder |
| JPS5961711A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-09 | Matsushita Electric Works Ltd | 反射型エンコ−ダ |
| JPS6023282A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-05 | 三菱電機株式会社 | マンコンベアの駆動装置 |
| JPS6347616A (ja) * | 1986-08-15 | 1988-02-29 | Ricoh Co Ltd | 移動量測定方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58140414U (ja) * | 1982-03-18 | 1983-09-21 | 株式会社ニコン | 光学格子の光電検出装置 |
-
1986
- 1986-08-20 JP JP19418386A patent/JPS6350721A/ja active Granted
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4860959A (ja) * | 1971-11-30 | 1973-08-27 | ||
| JPS5023617A (ja) * | 1973-06-29 | 1975-03-13 | ||
| JPS5230459A (en) * | 1975-09-03 | 1977-03-08 | Hitachi Ltd | Optical position detecting device |
| US4218615A (en) * | 1978-10-23 | 1980-08-19 | Martin Marietta Corporation | Incremental digital shaft encoder |
| JPS5961711A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-09 | Matsushita Electric Works Ltd | 反射型エンコ−ダ |
| JPS6023282A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-05 | 三菱電機株式会社 | マンコンベアの駆動装置 |
| JPS6347616A (ja) * | 1986-08-15 | 1988-02-29 | Ricoh Co Ltd | 移動量測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6350721A (ja) | 1988-03-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |