JPH0711433B2 - 光電位置測定装置 - Google Patents
光電位置測定装置Info
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- JPH0711433B2 JPH0711433B2 JP1248244A JP24824489A JPH0711433B2 JP H0711433 B2 JPH0711433 B2 JP H0711433B2 JP 1248244 A JP1248244 A JP 1248244A JP 24824489 A JP24824489 A JP 24824489A JP H0711433 B2 JPH0711433 B2 JP H0711433B2
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- 101000717863 Sporidiobolus salmonicolor Aldehyde reductase 2 Proteins 0.000 claims description 8
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Classifications
-
- 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
- G01D5/32—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 with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—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 with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/38—Forming the light into pulses by diffraction gratings
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、少なくとも一つの照明装置と、目盛マーク
を有する測定目盛および他の目盛マークを有する区域か
ら成る基準マークを備えた目盛板ホルダーと、測定目盛
に対する走査視野および基準マークに対する走査視野を
備えた走査板と、複数の光電素子と、評価回路とを使用
し、個々の目盛マークを位相格子で形成し、測定目盛と
前記区域で回折されたビームを検出する光電素子の幾何
学配置が、照明装置の波長、測定目盛と前記区域の方位
および格子パラメータに調整されている、測長または測
角装置で電気信号を光電的に発生させる装置に関する。
を有する測定目盛および他の目盛マークを有する区域か
ら成る基準マークを備えた目盛板ホルダーと、測定目盛
に対する走査視野および基準マークに対する走査視野を
備えた走査板と、複数の光電素子と、評価回路とを使用
し、個々の目盛マークを位相格子で形成し、測定目盛と
前記区域で回折されたビームを検出する光電素子の幾何
学配置が、照明装置の波長、測定目盛と前記区域の方位
および格子パラメータに調整されている、測長または測
角装置で電気信号を光電的に発生させる装置に関する。
この種の測定装置は周知である。このタイプの位置測定
装置はドイツ特許第3416864号明細書に詳しく取り扱わ
れている。
装置はドイツ特許第3416864号明細書に詳しく取り扱わ
れている。
基準パルスを発生する時、この種の位置測定装置に固有
な問題も、上記刊行物に既に説明されていて、解決方法
が提示されている。この刊行物には光検出器の配置が光
の波長および位相格子の方位と格子パラメータに合わせ
てある。
な問題も、上記刊行物に既に説明されていて、解決方法
が提示されている。この刊行物には光検出器の配置が光
の波長および位相格子の方位と格子パラメータに合わせ
てある。
しかし、高次の部分ビーム束が回折することにより、例
えば低次の他の分割ビーム束に対応する検出器に高次の
分割ビーム束が入射する場合、測定結果を悪化させる効
果が生じる。更に、装置が幾何学的および／または光学
的に変化すると、上に述べた個々の対応関係が悪くなる
場合、誤差が生じる。
えば低次の他の分割ビーム束に対応する検出器に高次の
分割ビーム束が入射する場合、測定結果を悪化させる効
果が生じる。更に、装置が幾何学的および／または光学
的に変化すると、上に述べた個々の対応関係が悪くなる
場合、誤差が生じる。
この発明の課題は、測定目盛の分解能に比べて、非常の
大きな走査間隔を有する冒頭に述べた種類の高分解能の
位置測定装置にあって、基準マークの走査を可能にする
ことにある。その場合、この位置測定装置は、ずれ、回
転、走査間隔の変化、光源の劣化およびそれ以外の擾乱
要因に対して鈍感であるため、走査目盛と基準マークの
対応が必ず確実に維持されている必要がある。
大きな走査間隔を有する冒頭に述べた種類の高分解能の
位置測定装置にあって、基準マークの走査を可能にする
ことにある。その場合、この位置測定装置は、ずれ、回
転、走査間隔の変化、光源の劣化およびそれ以外の擾乱
要因に対して鈍感であるため、走査目盛と基準マークの
対応が必ず確実に維持されている必要がある。
上記の課題は、この発明により、冒頭に述べた種類の位
置測定装置にあって、測定目盛２に対する走査視野A2お
よび基準マークRI,RIIに対する走査視野ARI,ARIIを、照
明装置Ｌの光軸にほぼ対称に配置し、測定目盛２の目盛
マークが基準マークRI,RIIの区域RI1...n,RII1...nとは
異なる方位、好ましくは互いに直交する方位を有し、測
定目盛２の目盛マークと前記区域RI1...n,RII1...nで回
折した走査ビームが測定方向に垂直に偏向させる光学部
材で光学的に分離され、前記光学部材が測定目盛２に対
する走査視野A2や走査板の基準マークRI,RIIに作用する
走査視野ARI,ARIIに付属していることによって解決され
ている。
置測定装置にあって、測定目盛２に対する走査視野A2お
よび基準マークRI,RIIに対する走査視野ARI,ARIIを、照
明装置Ｌの光軸にほぼ対称に配置し、測定目盛２の目盛
マークが基準マークRI,RIIの区域RI1...n,RII1...nとは
異なる方位、好ましくは互いに直交する方位を有し、測
定目盛２の目盛マークと前記区域RI1...n,RII1...nで回
折した走査ビームが測定方向に垂直に偏向させる光学部
材で光学的に分離され、前記光学部材が測定目盛２に対
する走査視野A2や走査板の基準マークRI,RIIに作用する
走査視野ARI,ARIIに付属していることによって解決され
ている。
この発明による他の有利な構成は、特許請求の範囲の従
属請求項に記載されている。
属請求項に記載されている。
実施例を用いて図面に基づき、以下にこの発明をより詳
しく説明する。
しく説明する。
第１図は、詳しくは特定していない方法で固定されてい
る目盛板ホルダー１を示す。この目盛板ホルダー１には
位相格子で形成された測定目盛２がある。測定目盛の目
盛周期は８μｍである。この測定目盛２に沿って長手方
向の両側にそれぞれ位相格子で形成されている15μｍの
目盛周期を有する各一つの側部目盛３が延びている。こ
の側部目盛３の格子線は測定目盛２の格子線に対して垂
直に延びている。
る目盛板ホルダー１を示す。この目盛板ホルダー１には
位相格子で形成された測定目盛２がある。測定目盛の目
盛周期は８μｍである。この測定目盛２に沿って長手方
向の両側にそれぞれ位相格子で形成されている15μｍの
目盛周期を有する各一つの側部目盛３が延びている。こ
の側部目盛３の格子線は測定目盛２の格子線に対して垂
直に延びている。
露出箇所Ｘ（測定目盛の所謂校正点ないし基準点）に
は、一個の基準マークRIまたは二個の基準マークRIとRI
Iが側部目盛３の中に設けてある。
は、一個の基準マークRIまたは二個の基準マークRIとRI
Iが側部目盛３の中に設けてある。
第２図は、Ｘの詳細部として拡大図を示す。基準マーク
は、測定目盛に対して絶対的に指定されている位置によ
り何時でも増分測定目盛の基準点が再現できるので、増
分測定系を校正するために使用される。基準マークRIと
RIIは所定の基準に従って側部目盛３の中に配設されて
いる多数の区域RI1...nとRII1...nで構成されている。
この種の基準マークの構成と配置に関する詳細は、既に
述べたドイツ特許第3416864号明細書に開示されてい
る。
は、測定目盛に対して絶対的に指定されている位置によ
り何時でも増分測定目盛の基準点が再現できるので、増
分測定系を校正するために使用される。基準マークRIと
RIIは所定の基準に従って側部目盛３の中に配設されて
いる多数の区域RI1...nとRII1...nで構成されている。
この種の基準マークの構成と配置に関する詳細は、既に
述べたドイツ特許第3416864号明細書に開示されてい
る。
区域RI1...nとＲとII1...nも測定目盛２の格子線に垂
直、つまり測定方向に延びている格子線を有する。区域
RI1...nの格子は６μｍの目盛周期を有し、区域RII1...
nの格子は９μｍの目盛周期を有する。基準マークRIの
区域RI1...nや基準マークRIIの区域RII1...nの間には、
その都度側部目盛３が作用する。
直、つまり測定方向に延びている格子線を有する。区域
RI1...nの格子は６μｍの目盛周期を有し、区域RII1...
nの格子は９μｍの目盛周期を有する。基準マークRIの
区域RI1...nや基準マークRIIの区域RII1...nの間には、
その都度側部目盛３が作用する。
基準マークRIとRIIの面重心は、測定方向に互いに僅か
しかずれていなく、このことが走査による独特な判断に
導く。基本的には、ずらして配置されている基準マーク
はドイツ特許第3509102号明細書により既に周知であ
る。もっとも、その明細書にはここで説明するタイプの
基準マークは開示されていない。
しかずれていなく、このことが走査による独特な判断に
導く。基本的には、ずらして配置されている基準マーク
はドイツ特許第3509102号明細書により既に周知であ
る。もっとも、その明細書にはここで説明するタイプの
基準マークは開示されていない。
目盛板ホルダー１は、第３図と第3b図に模式的に示す走
査板４で走査される。このため、走査板４には測定目盛
２用の走査視野A2と基準マークRIとRII用の走査視野AR
I,ARIIがある。これ等の走査視野A2,ARIとARIIは照明装
置Ｌの光軸に対してほぼ対称に配設されている。
査板４で走査される。このため、走査板４には測定目盛
２用の走査視野A2と基準マークRIとRII用の走査視野AR
I,ARIIがある。これ等の走査視野A2,ARIとARIIは照明装
置Ｌの光軸に対してほぼ対称に配設されている。
測定目盛２の走査視野A2の上には、光ビームを測定方向
に対して垂直に偏向させるプリズム５が配設されてい
る。このプリズム５により、測定目盛２と基準マークR
I,RIIを走査する時、走査ビームの光路を光学的に分離
できる。
に対して垂直に偏向させるプリズム５が配設されてい
る。このプリズム５により、測定目盛２と基準マークR
I,RIIを走査する時、走査ビームの光路を光学的に分離
できる。
プリズム５の代わりに、他の偏向手段を使用することも
この発明の枠内にある。この偏向手段を測定目盛２の走
査視野A2に付属させることは必ずしも必要ではない。何
故なら、その偏向部材を基準マークの走査視野ARIやARI
Iに付属させても走査ビームの光路を光学的に分離でき
るからである。上に説明した変形を設計時に当業者によ
り適宜合わせることができる。
この発明の枠内にある。この偏向手段を測定目盛２の走
査視野A2に付属させることは必ずしも必要ではない。何
故なら、その偏向部材を基準マークの走査視野ARIやARI
Iに付属させても走査ビームの光路を光学的に分離でき
るからである。上に説明した変形を設計時に当業者によ
り適宜合わせることができる。
第3a図は、照明装置Ｌと受光素子P1〜P6を配置した基板
６の平面図を示す。水平な列の受光素子P1,P2とP3に
は、それぞれ120゜位相のずれた照明ビームの回折した
分割ビーム束が入射する。これ等の分割ビーム束は欧州
特許第0163362号明細書により格子で回折して生じ、測
定目盛２と付属する走査視野A2で形成される。
６の平面図を示す。水平な列の受光素子P1,P2とP3に
は、それぞれ120゜位相のずれた照明ビームの回折した
分割ビーム束が入射する。これ等の分割ビーム束は欧州
特許第0163362号明細書により格子で回折して生じ、測
定目盛２と付属する走査視野A2で形成される。
側部目盛３により回折した分割ビーム束は受光素子P4に
入射し、基準マーク視野RII1...nおよびRI1...nにより
回折した分割ビーム束が受光素子P5ないしはP6に入射す
る（もちろん、走査板４の付属走査視野ARIIとARIと必
ず協働する）。
入射し、基準マーク視野RII1...nおよびRI1...nにより
回折した分割ビーム束が受光素子P5ないしはP6に入射す
る（もちろん、走査板４の付属走査視野ARIIとARIと必
ず協働する）。
基準マークRIとRIIで生じた信号を電気的に合成するに
は、詳しく説明してたドイツ特許第3509102号明細書に
従って行われる。
は、詳しく説明してたドイツ特許第3509102号明細書に
従って行われる。
上に述べた格子の目盛周期は、実用上有効なものである
が、もちろん、この発明はこの状況に限定するものでは
ない。
が、もちろん、この発明はこの状況に限定するものでは
ない。
この発明による位置測定装置の特に有利な点は、上に述
べた擾乱要因に対して鈍感であり、使用上の非常に高い
信頼性、良好な長期間特性、および走査間隔（2,500μ
ｍ）に対する分解（信号周期４μｍ）の割合が得られる
点にある。
べた擾乱要因に対して鈍感であり、使用上の非常に高い
信頼性、良好な長期間特性、および走査間隔（2,500μ
ｍ）に対する分解（信号周期４μｍ）の割合が得られる
点にある。
第１図、この発明による目盛板ホルダーの平面図、 第２図、第１図の目盛ホルダーの一部Ｘの拡大図、 第３図、目盛板ホルダーの走査用装置の光学系の平面
図、 第3a図、検出基板の断面図、 第3b図、目盛板ホルダーと走査板の断面図。 図中参照符号： １……目盛板ホルダー、 ２……測定目盛、 ３……側部目盛、 ４……走査板、 ５……プリズム。 RI,RII……基準マーク、 RI1...n,RII1...n……視野、 P1〜P6……受光素子、
図、 第3a図、検出基板の断面図、 第3b図、目盛板ホルダーと走査板の断面図。 図中参照符号： １……目盛板ホルダー、 ２……測定目盛、 ３……側部目盛、 ４……走査板、 ５……プリズム。 RI,RII……基準マーク、 RI1...n,RII1...n……視野、 P1〜P6……受光素子、
Claims (5)
- 【請求項１】少なくとも一つの照明装置（Ｌ）と、目盛
マークを有する測定目盛（２）および他の目盛マークを
有する区域（RI1...n,RII1...n）から成る基準マーク
（RI,RII）を備えた目盛板ホルダー（１）と、測定目盛
（２）に対する走査視野（A2）および基準マーク（RI,R
II）に対する走査視野（ARI,ARII）を備えた走査板
（４）と、複数の光電素子（P1〜P6）と、評価回路とを
使用し、個々の目盛マークを位相格子で形成し、測定目
盛（２）と前記区域（RI1...n,RII1...n）で回折された
ビームを検出する光電素子（P1〜P6）の幾何学配置が、
照明装置（Ｌ）の波長、測定目盛（２）と前記区域（RI
1...n,RII1...n）の方位および格子パラメータに調整さ
れている、測長または測角装置で電気信号を光電的に発
生させる装置において、測定目盛（２）に対する走査視
野（A2）および基準マーク（RI,RII）に対する走査視野
（ARI,ARII）を、照明装置（Ｌ）の光軸にほぼ対称に配
置し、測定目盛（２）の目盛マークが基準マーク（RI,R
II）の区域（RI1...n,RII1...n）とは異なる方位、好ま
しくは互いに直交する方位を有し、測定目盛（２）の目
盛マークと前記区域（RI1...n,RII1...n）で回折した走
査ビームが測定方向に垂直に偏向させる光学部材で光学
的に分離され、前記光学部材が測定目盛（２）の走査視
野（A2）や走査板の基準マーク（RI,RII）の走査視野
（ARI,ARII）に付属していることを特徴とする装置。 - 【請求項２】光学偏向部材はプリズム（５）で構成され
ていることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】基準マーク（RI,RII）は側部目盛（３）で
取り囲まれていることを特徴とする請求項１記載の装
置。 - 【請求項４】基準マーク（RI,RII）は側部目盛（３）と
同じ方位を有するが、異なった目盛周期を有することを
特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項５】目盛板ホルダー（１）の基準マーク（RI,R
II）の面重心は測定方向に互いに僅かにずれていること
を特徴とする請求項４記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3834676.1 | 1988-10-12 | ||
| DE3834676A DE3834676A1 (de) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | Photoelektrische positionsmesseinrichtung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02129518A JPH02129518A (ja) | 1990-05-17 |
| JPH0711433B2 true JPH0711433B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=6364918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1248244A Expired - Fee Related JPH0711433B2 (ja) | 1988-10-12 | 1989-09-26 | 光電位置測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5061073A (ja) |
| EP (1) | EP0363620B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0711433B2 (ja) |
| DE (2) | DE3834676A1 (ja) |
Families Citing this family (16)
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| DE4105433C2 (de) * | 1991-02-21 | 1994-05-19 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Einrichtung zur Konturformprüfung an einer Bearbeitungs- oder Meßmaschine |
| DE4221165C1 (de) * | 1992-06-27 | 1994-01-20 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Lichtelektrische Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
| US5519492A (en) * | 1992-06-27 | 1996-05-21 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Optical arrangement for detecting the intensity modulation of partial ray beams |
| DE4316250C2 (de) * | 1993-05-14 | 1997-06-12 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Lichtelektrische Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
| ATE192566T1 (de) * | 1994-02-23 | 2000-05-15 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Positionsmessvorrichtung |
| DE19521295C2 (de) * | 1995-06-10 | 2000-07-13 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Lichtelektrische Positionsmeßeinrichtung |
| DE19525874A1 (de) * | 1995-07-15 | 1997-01-16 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Positionsmeßvorrichtung |
| US6175109B1 (en) | 1998-12-16 | 2001-01-16 | Renco Encoders, Inc. | Encoder for providing incremental and absolute position data |
| DE19908328A1 (de) | 1999-02-26 | 2000-08-31 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Optische Positionsmeßeinrichtung |
| EP1085291B1 (de) * | 1999-09-16 | 2009-11-11 | Dr. Johannes Heidenhain GmbH | Vorrichtung zur Positionsbestimmung und Ermittlung von Führungsfehlern |
| US6543149B1 (en) * | 1999-12-02 | 2003-04-08 | The Regents Of The University Of California | Coordinate measuring system |
| DE10313036B3 (de) * | 2003-03-24 | 2004-08-19 | Klingelnberg Gmbh | Vorrichtung zum Erfassen der räumlichen Lage eines in einer Koordinatenachse verfahrbaren Schlittens |
| DE10313038B4 (de) * | 2003-03-24 | 2005-02-17 | Klingelnberg Gmbh | Vorrichtung zur Erfassung der Lage eines Tastelements in einem Mehrkoordinatenmessgerät |
| DE102010045355A1 (de) * | 2010-09-14 | 2012-03-15 | Festo Ag & Co. Kg | Positionsmesssystem und Verfahren zur Ermittlung einer Absolutposition |
| US9651412B2 (en) * | 2011-01-31 | 2017-05-16 | Sage Vision Inc. | Bottle dispenser having a digital volume display |
| US20140002642A1 (en) | 2012-06-15 | 2014-01-02 | Elmar SWIEGOT | Absolute position detection |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE2527223C2 (de) * | 1975-06-19 | 1985-06-20 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Abtastgitter für einen Schärfedetektor |
| DE3037810C2 (de) * | 1980-10-07 | 1982-11-04 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Inkrementale Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
| DE3204012C1 (de) * | 1982-02-05 | 1983-02-03 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Inkrementale Messeinrichtung |
| DE3416864C2 (de) * | 1984-05-08 | 1986-04-10 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Photoelektrische Meßeinrichtung |
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