JPH08178701A - 変位センサ - Google Patents
変位センサInfo
- Publication number
- JPH08178701A JPH08178701A JP32509594A JP32509594A JPH08178701A JP H08178701 A JPH08178701 A JP H08178701A JP 32509594 A JP32509594 A JP 32509594A JP 32509594 A JP32509594 A JP 32509594A JP H08178701 A JPH08178701 A JP H08178701A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection
- displacement sensor
- face
- base plate
- built
- 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.)
- Withdrawn
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡易構成で高精度に効率よく取り付け、位置
調整できる構成の変位センサを提供することを目的とす
る。 【構成】 スケール１を検出する検出ヘッド本体１０２
を有し、スケール１の検出によりスケール１との相対的
変位を検出するための変位センサで、検出ヘッド本体１
０２がフレーム１０１に対して検出部１０２ａを一体的
に組み込んだ構成になっている。
調整できる構成の変位センサを提供することを目的とす
る。 【構成】 スケール１を検出する検出ヘッド本体１０２
を有し、スケール１の検出によりスケール１との相対的
変位を検出するための変位センサで、検出ヘッド本体１
０２がフレーム１０１に対して検出部１０２ａを一体的
に組み込んだ構成になっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は２物体の相対的変位を検
出するための変位センサに関する。
出するための変位センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より工作機械のステージや３次元測
定器において直線方向変位量を検出するために光学式や
磁気式の変位センサが多く用いられている。検出ヘッド
本体を定盤等に固定し、スケールを移動部分に取り付け
て検出部から出力される電気信号を計測することにより
移動部分の変位量を検出する。
定器において直線方向変位量を検出するために光学式や
磁気式の変位センサが多く用いられている。検出ヘッド
本体を定盤等に固定し、スケールを移動部分に取り付け
て検出部から出力される電気信号を計測することにより
移動部分の変位量を検出する。
【０００３】検出ヘッド本体より正確な出力信号を得る
ためにはスケールと検出ヘッド部との位置関係を正確に
合わせ込み（アライメント調整）、両者の間隔（クリア
ランス）を規定値に設置する必要がある。図１に変位セ
ンサを設置する際のアライメント調整軸とクリアランス
を示す。図中、１がスケール、２が検出ヘッドを示す。
そのとき、正確な信号出力を得るための各軸、クリアラ
ンスの取付許容度、Δα，Δβ，Δγ，Δｄを表したの
が図２である。図２は上面図と側面図、正面図で示され
ている。
ためにはスケールと検出ヘッド部との位置関係を正確に
合わせ込み（アライメント調整）、両者の間隔（クリア
ランス）を規定値に設置する必要がある。図１に変位セ
ンサを設置する際のアライメント調整軸とクリアランス
を示す。図中、１がスケール、２が検出ヘッドを示す。
そのとき、正確な信号出力を得るための各軸、クリアラ
ンスの取付許容度、Δα，Δβ，Δγ，Δｄを表したの
が図２である。図２は上面図と側面図、正面図で示され
ている。
【０００４】一般に検出ヘッド本体を取り付ける際には
ステージ上の、スケール面に平行な取付基準面に対し検
出ヘッド本体のケース外面をメカニカルに突き当て、各
部品の加工精度が図２に示されるΔα，Δβ，Δγの公
差内に収まるように設計して、設置する手法がとられて
いる。
ステージ上の、スケール面に平行な取付基準面に対し検
出ヘッド本体のケース外面をメカニカルに突き当て、各
部品の加工精度が図２に示されるΔα，Δβ，Δγの公
差内に収まるように設計して、設置する手法がとられて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高分解能の変
位センサ、特に分解能がサブミクロンオーダーの場合、
取付許容角が非常に小さくなるため、ヘッド本体外部を
取付基準面にして各部材を組み立てるのは困難である。
いっぽう、検出部が取付部に対しα、β、γ３軸方向に
微調整機構を設けた構造の変位センサも存在するが、全
体の構成は大きくなり、調整後に狂いが生じやすいため
小型高分解能変位センサの構成としては不適当である。
位センサ、特に分解能がサブミクロンオーダーの場合、
取付許容角が非常に小さくなるため、ヘッド本体外部を
取付基準面にして各部材を組み立てるのは困難である。
いっぽう、検出部が取付部に対しα、β、γ３軸方向に
微調整機構を設けた構造の変位センサも存在するが、全
体の構成は大きくなり、調整後に狂いが生じやすいため
小型高分解能変位センサの構成としては不適当である。
【０００６】本発明は、上述従来例に鑑み、簡易構成で
高精度に効率よく取り付け、位置調整できる構成の変位
センサを提供することを目的とする。
高精度に効率よく取り付け、位置調整できる構成の変位
センサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述目的を達成するため
の本発明の変位センサは、スケール手段を検出する検出
ヘッド本体を有し、該スケール手段の検出により前記ス
ケール手段との相対的変位を検出するための変位センサ
で、検出ヘッド本体がフレーム部に対して検出部を一体
的に組み込んだ構成になっていることを特徴とする。
の本発明の変位センサは、スケール手段を検出する検出
ヘッド本体を有し、該スケール手段の検出により前記ス
ケール手段との相対的変位を検出するための変位センサ
で、検出ヘッド本体がフレーム部に対して検出部を一体
的に組み込んだ構成になっていることを特徴とする。
【０００８】また本発明の他の変位センサは、スケール
手段を検出する検出ヘッド本体を有し、該スケール手段
の検出により前記スケール手段との相対的変位を検出す
るための変位センサで、検出ヘッド本体がフレーム部に
対して検出部が一体的に位置調整可能なことを特徴とす
る。
手段を検出する検出ヘッド本体を有し、該スケール手段
の検出により前記スケール手段との相対的変位を検出す
るための変位センサで、検出ヘッド本体がフレーム部に
対して検出部が一体的に位置調整可能なことを特徴とす
る。
【０００９】
【実施例】本発明の第１実施例に係る変位センサの側面
図（左）、上面図（右上）、正面断面図（右下）を図３
に示す。図中１はスケール、１０１は外部フレームの機
能を有し且つ被測定対象への取り付け用穴を有するベー
ス板、１０２は検出ヘッド本体、１０２ａはスケールの
目盛り検出用の部材が一体的に組み込まれた検出部、１
０３は検出部固定ねじである。検出ヘッド本体１０２は
積層構造であり、検出部１０２ａがベース板１０１上に
積載され、検出部固定ねじ１０３によって固定された構
造である。ベース板１０１のＡ面がα軸中心の回転方
向、Ｂ面がβ、γ軸中心の回転方向の取付基準面を構成
し、且つベース板１０１は検出部１０２ａの設けられる
部分と、取付基準面に対する突き当て面となる上面、下
面が精密に平行に研削仕上げされており、ステージ等被
測定対象の取付基準平面に対し検出部が平行に保たれる
構成となる。検出部１０２ａはベース板１０１のＡ面、
Ｂ面に対して精密に調整した上で検出部固定ねじ１０３
によって固定して組み込む。設置する部分の突き当て精
度を要求値に仕上げれば再現性良く取り付けられる。
図（左）、上面図（右上）、正面断面図（右下）を図３
に示す。図中１はスケール、１０１は外部フレームの機
能を有し且つ被測定対象への取り付け用穴を有するベー
ス板、１０２は検出ヘッド本体、１０２ａはスケールの
目盛り検出用の部材が一体的に組み込まれた検出部、１
０３は検出部固定ねじである。検出ヘッド本体１０２は
積層構造であり、検出部１０２ａがベース板１０１上に
積載され、検出部固定ねじ１０３によって固定された構
造である。ベース板１０１のＡ面がα軸中心の回転方
向、Ｂ面がβ、γ軸中心の回転方向の取付基準面を構成
し、且つベース板１０１は検出部１０２ａの設けられる
部分と、取付基準面に対する突き当て面となる上面、下
面が精密に平行に研削仕上げされており、ステージ等被
測定対象の取付基準平面に対し検出部が平行に保たれる
構成となる。検出部１０２ａはベース板１０１のＡ面、
Ｂ面に対して精密に調整した上で検出部固定ねじ１０３
によって固定して組み込む。設置する部分の突き当て精
度を要求値に仕上げれば再現性良く取り付けられる。
【００１０】上記実施例は検出部１０２ａを精密に各部
材の位置調整して組立てた後でベース板１０１に取り付
けるため、検出部１０２ａの部材を各々高精度に組み立
てることが容易であり、最終的にベース板に対し検出部
を正確に調整することで、高分解能変位センサでも外部
突き当て方式の取付が可能である。また検出部とベース
板を最終工程で調整するため、個々の製品間における出
力のばらつきは小さくなる。更に構造が簡単で調整後の
狂いが生じにくい。
材の位置調整して組立てた後でベース板１０１に取り付
けるため、検出部１０２ａの部材を各々高精度に組み立
てることが容易であり、最終的にベース板に対し検出部
を正確に調整することで、高分解能変位センサでも外部
突き当て方式の取付が可能である。また検出部とベース
板を最終工程で調整するため、個々の製品間における出
力のばらつきは小さくなる。更に構造が簡単で調整後の
狂いが生じにくい。
【００１１】検出部とベース板はそれぞれ用途に合った
別の素材で製作することができる。特に検出部はプラス
チックモールド等を採用すれば低コストに出来る。
別の素材で製作することができる。特に検出部はプラス
チックモールド等を採用すれば低コストに出来る。
【００１２】ベース板の突き当て面及び検出部の取付部
以外は加工精度をさほど要求しないため、部品による加
工法を使い分けることで低コスト化出来る。
以外は加工精度をさほど要求しないため、部品による加
工法を使い分けることで低コスト化出来る。
【００１３】本発明の第２実施例に係る光学式変位セン
サの上面図（上側）、正面断面図を図４に示す。以下の
実施例においては、前述と同様の部材には同じ符号を冠
する。
サの上面図（上側）、正面断面図を図４に示す。以下の
実施例においては、前述と同様の部材には同じ符号を冠
する。
【００１４】本実施例においては、検出ヘッド本体１０
２は金属製の外部ケーシング（ベース板１０１、ヘッド
ケーシング２０１をネジ止めした構造体）に光学部品を
調整組み込んだ検出部（光学ユニット２０２）を、検出
部固定ねじ１０３によって固定して内蔵している。光学
ユニット２０２は不図示の光源、検出素子、光学部品が
各々単独で調整して組み込まれている。
２は金属製の外部ケーシング（ベース板１０１、ヘッド
ケーシング２０１をネジ止めした構造体）に光学部品を
調整組み込んだ検出部（光学ユニット２０２）を、検出
部固定ねじ１０３によって固定して内蔵している。光学
ユニット２０２は不図示の光源、検出素子、光学部品が
各々単独で調整して組み込まれている。
【００１５】金属製外部ケーシングは高精度の研削面を
突き当て面としており、検出部の取付が再現性良く出来
る。光学ユニットと外部ケーシングは平面同士で接触し
てネジ締結されているためズレが生じにくい。
突き当て面としており、検出部の取付が再現性良く出来
る。光学ユニットと外部ケーシングは平面同士で接触し
てネジ締結されているためズレが生じにくい。
【００１６】光学ユニット単体では図のように（例えば
回折格子の様な）光学部材が外部に突出しているが、外
部ケーシング内に収納スペースを設けることで全体構成
として光学部品はケーシング内に内蔵されたものとなっ
ている。
回折格子の様な）光学部材が外部に突出しているが、外
部ケーシング内に収納スペースを設けることで全体構成
として光学部品はケーシング内に内蔵されたものとなっ
ている。
【００１７】ヘッドケーシング２０２は切削または研削
加工、光学ユニットのベース１０１は工業用プラスチッ
クのモールド成形であり、パーツによる材料、加工法の
使い分けが出来、生産効率が向上する。
加工、光学ユニットのベース１０１は工業用プラスチッ
クのモールド成形であり、パーツによる材料、加工法の
使い分けが出来、生産効率が向上する。
【００１８】光学ユニット全体が金属の外部ケーシング
で覆われており、頑丈で外部衝撃に対して非常に強い。
で覆われており、頑丈で外部衝撃に対して非常に強い。
【００１９】また、保護カバーを付けて外部ケーシング
を密閉し窒素等の不活性ガスを封入することで長期の耐
久性、安定性を保証することが可能である。図５は第２
実施例のこの様な変形例の、図４と同様の説明図であ
る。本変形例では、第２実施例の構成に加えて光学部品
前面に、平行平板の光学ガラスや透明な樹脂材料表面に
反射防止膜をコーデイングしたものより成る保護カバー
３０１を接着剤３０２で貼り付けて設け、ケースの合わ
せ面にシールド部材３０３を設けたものである。
を密閉し窒素等の不活性ガスを封入することで長期の耐
久性、安定性を保証することが可能である。図５は第２
実施例のこの様な変形例の、図４と同様の説明図であ
る。本変形例では、第２実施例の構成に加えて光学部品
前面に、平行平板の光学ガラスや透明な樹脂材料表面に
反射防止膜をコーデイングしたものより成る保護カバー
３０１を接着剤３０２で貼り付けて設け、ケースの合わ
せ面にシールド部材３０３を設けたものである。
【００２０】図６は図５の装置の更なる変形例の説明図
であり、保護カバー３０１を接着剤３０２で貼り付ける
代わりに緩衝剤４０１でベース板１０１に押しつけ挟ん
で固定する。
であり、保護カバー３０１を接着剤３０２で貼り付ける
代わりに緩衝剤４０１でベース板１０１に押しつけ挟ん
で固定する。
【００２１】上述実施例によれば、検出ヘッド本体にお
いて、検出部を外部ケーシングと独立した積層構造と
し、外部ケーシングに取付基準面（ベース板上面）を設
け、検出部を外部ケーシングに対して調整し組み込む方
式をとることで取付時に外部ケーシングの取付基準面に
対する検出部の取付許容角を保証し、メカニカルな突き
当てによる取付で容易に安定した出力が得られるものと
できる。
いて、検出部を外部ケーシングと独立した積層構造と
し、外部ケーシングに取付基準面（ベース板上面）を設
け、検出部を外部ケーシングに対して調整し組み込む方
式をとることで取付時に外部ケーシングの取付基準面に
対する検出部の取付許容角を保証し、メカニカルな突き
当てによる取付で容易に安定した出力が得られるものと
できる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、あ
らかじめ検出部を独立して各要素の位置調整を行って組
み込んでおけば、簡易構成で高精度に効率よく取り付
け、位置調整できる。また光学部品とケーシングを別体
で考えられるので材料や加工法を各パーツに合ったもの
が選べる。
らかじめ検出部を独立して各要素の位置調整を行って組
み込んでおけば、簡易構成で高精度に効率よく取り付
け、位置調整できる。また光学部品とケーシングを別体
で考えられるので材料や加工法を各パーツに合ったもの
が選べる。
【図１】変位センサのアライメント調整軸を示す説明
図。
図。
【図２】変位センサ取付時の許容角度を示す説明図。
【図３】第１実施例に係る変位センサの検出ヘッド本体
の構成を示す説明図。
の構成を示す説明図。
【図４】第２実施例に係る光学式変位センサの検出ヘッ
ド本体の構成を示す説明図。
ド本体の構成を示す説明図。
【図５】第２実施例の変形例の光学式変位センサの検出
ヘッド本体の構成を示す説明図。
ヘッド本体の構成を示す説明図。
【図６】第２実施例の更なる変形例の光学式変位センサ
の検出ヘッド本体の構成を示す説明図。
の検出ヘッド本体の構成を示す説明図。
１ スケール ２ 検出ヘッド本体 １０１ ベース板 １０２ 検出ヘッド本体 １０２ａ 検出部 １０３ 検出部固定ねじ ２０１ 外部ケーシング ２０２ 光学ユニット ３０１ 保護カバー ３０２ 接着剤 ３０３ シールド部材 ４０１ 緩衝剤
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｄ 5/34
Claims (3)
- 【請求項１】 スケール手段を検出する検出ヘッド本体
を有し、該スケール手段の検出により前記スケール手段
との相対的変位を検出するための変位センサで、検出ヘ
ッド本体がフレーム部に対して検出部を一体的に組み込
んだ構成になっていることを特徴とする変位センサ。 - 【請求項２】 スケール手段を検出する検出ヘッド本体
を有し、該スケール手段の検出により前記スケール手段
との相対的変位を検出するための変位センサで、検出ヘ
ッド本体がフレーム部に対して検出部が一体的に位置調
整可能なことを特徴とする変位センサ。 - 【請求項３】 検出部の構成要素がフレーム部の取付基
準面から突出していないことを特徴とする請求項１又は
２に記載の変位センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32509594A JPH08178701A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 変位センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32509594A JPH08178701A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 変位センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08178701A true JPH08178701A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18173086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32509594A Withdrawn JPH08178701A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 変位センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08178701A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006250587A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Nikon Corp | 計測装置、駆動ユニット及びその製造方法、光学ユニット、光学装置並びに露光装置 |
| JP2017191059A (ja) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | オムロン株式会社 | 光学式センサ取付用アダプタおよび光学式センサの取付位置の調整方法 |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP32509594A patent/JPH08178701A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006250587A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Nikon Corp | 計測装置、駆動ユニット及びその製造方法、光学ユニット、光学装置並びに露光装置 |
| JP2017191059A (ja) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | オムロン株式会社 | 光学式センサ取付用アダプタおよび光学式センサの取付位置の調整方法 |
| CN107300393A (zh) * | 2016-04-15 | 2017-10-27 | 欧姆龙株式会社 | 光学式传感器安装用适配器及其安装位置的调整方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020305 |