JPH11142114A - 光学位置測定装置用の走査ユニット - Google Patents

光学位置測定装置用の走査ユニット

Info

Publication number
JPH11142114A
JPH11142114A JP10223218A JP22321898A JPH11142114A JP H11142114 A JPH11142114 A JP H11142114A JP 10223218 A JP10223218 A JP 10223218A JP 22321898 A JP22321898 A JP 22321898A JP H11142114 A JPH11142114 A JP H11142114A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning
area
incremental
scale
scanning unit
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.)
Granted
Application number
JP10223218A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4324261B2 (ja
Inventor
Volker Hoefer
フオルケル・ヘーフエル
Wolfgang Dr Holzapfel
ウオルフガング・ホルツアプフエル
Walter Huber
ヴアルター・フーバー
Elmar Dr Mayer
エルマール・マイヤー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Johannes Heidenhain GmbH
Original Assignee
Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Johannes Heidenhain GmbH filed Critical Dr Johannes Heidenhain GmbH
Publication of JPH11142114A publication Critical patent/JPH11142114A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4324261B2 publication Critical patent/JP4324261B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

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
    • G01D5/366—Particular pulse shapes
    • 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
    • G01D5/12—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 using electric or magnetic means
    • G01D5/244—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 using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—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 using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2454—Encoders incorporating incremental and absolute signals
    • G01D5/2455—Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on the same encoder
    • G01D5/2457—Incremental encoders having reference marks

Landscapes

  • 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)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 基準パルス信号の検出に関連して、従来の技
術に見られる問題を最小限にする光学位置測定装置用の
走査ユニットを提供すること、およびこの走査ユニット
を持つ光学位置測定装置を提供する。 【解決手段】 目盛板と、この目盛板に対して相対移動
する走査ユニットとの特定な基準位置で周期的な増分信
号の外に、少なくとも一つの基準パルス信号も出力し、
目盛板上の基準マークを走査するため、少なくとも一つ
の基準マーク走査区域および／または少なくとも一つの
基準パルス検出素子を備えた走査板３８を有する位置測
定装置用の走査ユニットにあって、基準マーク走査区域
３７を形成するか、あるいは一つまたはそれ以上の基準
パルス検出素子を形成して、基準パルス信号に対する周
期的な増分信号成分が基準位置０の傍で消失するように
フィルター作用が生じる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、目盛板と、この
目盛板に対して相対移動する走査ユニットとの特定な基
準位置で周期的な増分信号の外に、少なくとも一つの基
準パルス信号も出力し、目盛板上の基準マークを走査す
るため、少なくとも一つの基準マーク走査検出窓および
／または少なくとも一つの基準パルス検出素子を備えた
走査板を有する位置測定装置用の走査ユニットに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】周知の光学位置測定装置は、相対運動す
る二つの部品の相対的なずれに関する増分走査信号の外
に、通常所謂基準パルス信号も出力する。この信号によ
り、相対運動する部品が特定の相対位置の時、位置測定
の正確で絶対的な関係を与えることができる。基準パル
ス信号を発生させるため、位置測定装置の目盛板の側の
一つまたはそれ以上の個所に基準マークを持つ検出窓を
設ける。光学位置測定装置の走査ユニットは、主として
少なくとも一つの基準マーク走査視野を有し、この走査
視野により目盛板と走査ユニットの相対位置を検出すべ
き時にそれに相当する基準パルス信号を発生する。
【０００３】目盛板上の基準マークや走査ユニット側の
付属する走査視野の配置に関しては、一連の種々の可能
性がある。
【０００４】例えば、目盛板の上で増分目盛を持つ目盛
トラックの横に基準マークを隣接配置することは米国特
許第 4,263,506号明細書により周知である。しかし、こ
の場合の問題は、目盛板の面あるいは走査面に垂直な軸
の周りに目盛板と走査ユニットに回転がある場合、増分
信号の一定の周期に対して基準パルス信号の正確な対応
関係を保証できない点にある。
【０００５】この外に、米国特許第 3,985,448号明細書
に提案されているように、基準マークを増分目盛を持つ
目盛トラックに直接組み入れることも可能である。この
ため、目盛板の所望の位置で増分目盛に、例えば増分目
盛の一つまたはそれ以上のウェブあるいは線条を除去す
る。更に、増分目盛を持つトラックに基準マークを組み
入れることに関する他の態様はドイツ特許第 35 36 466
号明細書あるいは米国特許第 4,866,269号明細書により
周知である。これ等の刊行物では、増分目盛の中に非周
期的な線条あるいはウェブの列である基準マークを形成
するか、それとも基準マークとして異なった光学特性を
持つ領域を利用し、これ等が残りの増分目盛と異なって
いることが提案されている。
【０００６】しかし、増分目盛の中に基準マークを組み
入れる場合の問題として知られていることは、基本的
に、本来の基準位置に隣接して、検出された基準パルス
信号に通常目盛板の増分目盛による周期的な信号が重畳
することにある。この領域の信号波形の模式図は図９に
示してある。それによれば、基準マーク信号の変調度は
著しく低下する。即ち、基準位置で基準パルス信号を確
実に検出することがそれにより困難になる。
【０００７】増分目盛の中に基準マークを組み入れる場
合の他の要請としては、当然、増分目盛信号のできる限
り弱い乱れが基準マーク信号により生じることを実現す
る必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、基
準パルス信号の検出に関連して、上に述べた問題を最小
限にする光学位置測定装置用の走査ユニットを提供する
ことにある。更に、この走査ユニットを持つ光学位置測
定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、目盛板と、この目盛板に対して相対移動する走
査ユニットとの特定な基準位置で周期的な増分信号の外
に、少なくとも一つの基準パルス信号も出力し、目盛板
上の基準マークを走査するため、少なくとも一つの基準
マーク走査検出窓および／または少なくとも一つの基準
パルス検出素子を備えた走査板を有する位置測定装置用
の走査ユニットにあって、基準マーク走査検出窓１７；
２７；３７；４７；５７を形成するか、あるいは一つま
たはそれ以上の基準パルス検出素子６３，６３',６３''
を形成して、基準パルス信号に対する周期的な増分信号
成分が基準位置０の傍で消失するようにフィルター作用
が生じることによって解決されている。
【００１０】更に、上記の課題は、この発明により、目
盛板２の少なくとも一つの増分目盛７に基準マーク８が
配置されていて、目盛板２とこの目盛板に対して相対運
動する走査ユニット１との特定の相対位置で、増分信号
の外に、少なくとも一つの基準パルス信号も出力する光
学位置測定装置にあって、上記の走査ユニット１を備え
ていることによって解決されている。
【００１１】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。
【００１２】
【発明の実施の形態】この発明により使用する光学フィ
ルター作用により、基準パルスを各基準位置で確実に検
出できることが確認されている。基準位置の隣には、基
準パスルに周期的に変調された増分信号成分が来るので
なく、ほぼ一定のあるいは同じ状態の振幅を持つ信号成
分が来る。基準パルス信号に対する増分信号成分の少な
くとも基本波が濾波される。基準位置のところの基準パ
ルス信号を確実にしかも簡単に検出できる。
【００１３】必要な光学フィルター作用に関して一連の
可能性がある。基準マーク走査視野の側に適当に形成さ
れた絞り構造あるいは振幅構造がフィルターのために使
用できる。しかし、この外にこのフィルター作用を基準
マークの走査視野の透光領域の位相構造により得ること
もできる。その外、当然これ等の異なったフィルター試
行の間を組み合わせる可能性もある。
【００１４】この発明の走査ユニットの有利な構成の範
囲内で、前記位相構造をフィルターに使用し、更にこの
領域が集束光学作用を有するなら、この発明による走査
ユニットの他の利点が生じる。特に、走査ユニットが走
査される目盛構造体の線条方向の周りに傾く場合の感度
が低くなる。つまり、目盛板が線条の方向あるいはウェ
ブの方向の周りに僅かに傾くと、選択された構成によ
り、走査ユニットの通常の構成よりも、走査板を二回通
過した時に生じる光束の成分が非常に少なくなる。対応
する増分信号の周期に対して基準パルス信号の対応関係
は、目盛板に対して中性回転点の近くにあるので、通常
の走査装置の場合より大きく傾いても、保証されてい
る。その外、走査ユニットあるいは基準マークの走査視
野の上記構成により、集束光学部材を使用するなら、検
出器側で信号強度が高くなる。
【００１５】光学フィルター構造の構成あるいは基準マ
ーク走査視野内で適当な集束光学歩合を選択することに
関連して、応用分野に応じて選択できる一連の構成の可
能性が生じる。
【００１６】適当に形成された基準マークの走査視野に
よるフィルターの代わりに、この発明によるフィルター
は一つまたはそれ以上の検出素子を適当に構成するか、
あるいはパターン構造化することによっても行われる。
【００１７】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づきこの発明を
より詳しく説明する。
【００１８】図１a には、光学位置測定装置がこの発明
により形成された走査ユニットと関連して模式側面図に
して示してある。図示する光学位置測定装置１は互いに
相対運動する二つの物体の相対位置を測定するため反射
測定系として形成されている。これ等の物体は、見通し
を良くするため、図１と図２には図示されていない。両
方の物体の一方は、ここでは位置測定装置１の目盛板２
に連結し、他方の物体は走査ユニット３に連結してい
る。測定方向ｘに相対移動するこれ等の物体は、例えば
加工品と数値制御されている工作機械の工具である。
【００１９】図示する反射測定系で使用する代わりに、
この発明による走査ユニットは透過光で動作する光学位
置測定装置に関連しても当然使用できる。同様に、二つ
の物体の相対回転運動を検出するため、この発明により
形成された走査ユニットを備えた光学位置測定装置を使
用することも当然可能である。従って、光学位置測定装
置の図示する実施例は、この発明に関連して制限されて
いない。つまり、基準パルス信号の発生あるいは検出に
関連するこの発明の処置は、当然異なった光学位置測定
装置に関連して使用できる。
【００２０】図１a に示す光学位置測定装置１の第一実
施例は、先ず、主として静止配置されている目盛担体４
から成る直線目盛板２を含む。この目盛担体４の上には
少なくとも一つの目盛トラック５が測定方向ｘに配置さ
れている。この目盛トラック５は、二つの物体の相対位
置を求めるため、このトラックに対して相対運動する走
査ユニット３により光学的に走査される。特に図１b の
平面図から分かるように、図示する実施例では、目盛担
体４の上に配置された目盛トラック５は、測定方向ｘに
垂直なｙ方向に延びている反射領域６a と非反射領域６
b の並び配置で構成されている。この目盛トラック５に
は、光学的に走査する時に周期的に変調された増分信号
を出力する増分目盛７と、目盛板２あるいは目盛トラッ
ク５に沿った所定の絶対位置を増分目盛７を用いてマー
クする基準マーク８を持つ一つあるいはそれ以上の検出
窓とがある。
【００２１】増分目盛７に対して基準マーク８を隣横に
配置する周知のものとは異なり、基準マーク８を有する
検出窓を増分目盛７と同じ目盛トラック５内に組み入れ
るものもある。使用例に応じて、当然、異なった数のこ
の種の基準マーク８を必要な測定長にわたり設けること
もできる。これには、例えば多数の基準マークの周知の
間隔で符号化された配置も挙げることができる。
【００２２】基準マーク８のこの種の配置の利点は、既
に上に議論した。この代わりに、目盛板平面ｘ−ｙに垂
直な軸ｚの周りに目盛板２と走査ユニット３が回転する
場合に基準マーク信号と増分信号の同期でこの配置の態
様は著しく低感度であることをただ触れておくだけにす
る。
【００２３】その外、図示する光学位置測定装置１に
は、主として模式的に示すハウジング９内に配置された
多数の部品から成り、目盛板２に対して測定方向ｘに移
動する走査ユニット３がある。図示する実施例では、走
査ユニット３の種々の部品に対して、特に一つの光源と
多数の光電検出素子１３を持つ担体板１０，光学系１４
および多数の走査検出窓１６a 〜１６f と１７を持つ走
査板１５を挙げることができる。走査検出窓１６a 〜１
６f は透光性の担体部材１８の上に配置されている。主
にＬＥＤで形成された光源から放出された光は、コリメ
ートした後、光学系１４を経由し走査板１５を通過して
目盛板２あるいは目盛トラック５に達し、そこから走査
板１５あるいは走査検出窓１６a 〜１６f ，１７を通過
して光学系１４により種々の検出素子１３上に戻って結
像される。図１a の図面には、基準パルスの検出素子１
３のみを見ることができる。同様に、光源は担体板１０
の上には見えない。この外、説明すべき次の図２b に
は、増分信号の検出素子１２a〜１２d および光源１１
も図示されている。
【００２４】走査ユニット３と目盛板２の相対運動の場
合には、増分目盛７を走査する時、周期的に変調増分信
号が生じる。これ等の変調増分信号が位置測定するため
通常の評価ユニット内で更に処理される。増分信号を発
生する方法はただ可能な実施態様で過ぎない。この代わ
りに本出願人の欧州特許第 0 735 346号明細書を参照さ
れたい。ここでは、この実施例に採用する走査原理が詳
しく説明されている。この実施例で選択している増分信
号を発生することは所謂（準）単一場走査であり、これ
は特に汚れに鈍感であることに関して利点を提供する。
しかし、増分信号を発生するため周知の４検出窓走査も
この発明による処置に関連して当然採用できる。その
外、この実施例で使用する光学系１４を使用することを
強いるものではない。つまり、基本的には以下のこの発
明による考察をコリメート光学系なしに光学位置測定装
置に移すことができる。
【００２５】図示する実施例では、走査ユニット３に走
査板１５で増分信号を発生させるため、担体部材１８の
上に多数の増分目盛走査検出窓１６a 〜１６f が設けて
ある。これ等の走査検出窓は、例えば前記欧州特許第 0
735 346号明細書の図８により形成されている。これに
よると、増分目盛７を光学的に走査すれば、それぞれ90
°位相のずれた４つの増分信号が生じる。
【００２６】増分目盛７の中に組み込まれてる少なくと
も一つの基準マーク８を走査するため、次に説明する方
式に従いこの発明により構成される他の走査検出窓１７
が走査板１５に配置されている。基準マーク走査検出窓
１７には、担体板１０の側に少なくとも一つの基準パル
ス検出素子１３が付属している。この基準パルス検出素
子により目盛板２と走査ユニット３の少なくとも一つの
所定の相対位置で基準パルス信号の検出が行われる。
【００２７】基準パルス信号を検出するただ一つの基準
パルス検出素子１３を備えた図示する実施例の外に、図
示する走査配置の場合、更に、所謂定常光信号を発生す
るため、担体板上に第二の検出素子を配置することも基
本的に可能である。二つの基準マーク検出素子を適当に
差動結線して、基準パルス信号を発生させる場合に検出
の信頼性を高めることができる。定常光信号を発生させ
るためには、種々の周知の可能性を利用できる。例え
ば、本出願人の欧州特許第 0 754 933号明細書に開示さ
れているような有利な実施態様を参照されたい。この明
細書では、図５と図６の例で、部分的に偏向光学作用を
持つ走査構造体の透明領域を備えているので、ただ一つ
の基準マーク走査検出窓により本来の基準パルス信号や
付属する定常光信号も発生させることができることを提
案している。
【００２８】走査される増分目盛７およびこの増分目盛
７の中に組み込まれている基準マーク８を持つ目盛板２
の位置の平面図を図１b に示す。ここでは、明るい部分
が目盛トラック５の反射領域６a であり、これ等の領域
の間にある暗い領域６b は非反射領域に形成されてい
る。非反射的に形成されている領域６b は、例えばスチ
ール製の基本的には反射性の目盛担体４の上にエッチン
グされた領域である。増分目盛７は、図示する実施例の
場合、目盛周期ＴＰ＝ 40 μm の反射性の領域６a と非
反射性の領域６b の周期的な配列から成る。この場合、
領域６a,６b はそれぞれ同じ幅で 20 μm である。
【００２９】反射走査用の目盛板の図示する実施態様の
代わりに、この発明による処置を透過光測定系に関連さ
せても当然使用できる。その時、目盛板の側に、反射性
領域の代わりに、透過性領域を設け、非反射性領域の代
わりにそれに応じた不透明な領域を設けるとよい。
【００３０】目盛トラック５の中に基準マーク８を持つ
検出窓の領域には、増分目盛７の目盛周期ＴＰの反射性
領域６a と非反射性領域６b の周期的な配列がない。む
しろ、そこには一連の反射性領域６a が抜いてあるの
で、増分目盛７の周期配列の場合よき大きい幅の個別非
反射領域６b が生じる。従って、反射性領域６a は基準
マーク８の検出窓に測定方向ｘに増分目盛７の１目盛周
期あるいはそれ以上の整数倍の目盛周期で互いに間隔を
保って配置されている。このような配置は、得られた増
分信号の一定の位相関係が基準マークの領域にも保証す
るる限り必要である。目盛板２の上の図示する基準マー
ク８の全長は、この実施例の場合、測定方向ｘに約 1.6
mm である。
【００３１】既に説明したように、目盛板２に沿ってこ
の種の多数の基準マーク８を設けることは当然可能であ
る。その外、透過測定系の場合、反射性および非反射性
領域の代わりに、目盛板の目盛トラック内に透過性およ
び非透過性の領域を配置することもできる。これ以外
に、増分目盛７と組込基準マーク８を持つ多数の目盛ト
ラック５を目盛板２の側に並列には位置することも可能
である。
【００３２】この発明により構成された走査ユニット３
の走査板１５の平面図を図２a に示す。例えばガラス製
の透明な担体部材１８には、この場合、種々の走査検出
窓１６a 〜１６f ，１７が測定方向ｘに互いに隣合わせ
に配置されている。これ等の走査検出窓は増分目盛７を
走査するため、および目盛板２の上の基準マークを走査
するために使用される。走査板１５の図示する実施例で
は、（準）単一走査を可能にし、90°位相のずれた４つ
の増分信号を発生させることができる、欧州特許第 0 7
35 346号明細書からの既に説明した図８の全部で６つの
増分目盛走査検出窓の構成あるいは配置が設けてある。
増分目盛走査検出窓１６a 〜１６d の選択された目盛周
期は図示する実施例で 40 μm である。
【００３３】増分目盛走査検出窓１６a 〜１６f の間に
は、走査板１５に他の走査検出窓１７が配置されてい
る。この走査検出窓１７は目盛板２上の基準マーク８を
走査するために設けてある。この場合、図２a の図面に
は基準マーク走査検出窓１７の最も簡単なこの発明の実
施態様が示してある。基準マーク走査検出窓１７内の透
過性および非透過性の領域１７a,１７b の配置あるいは
配列は基準マーク８の走査には不適切に選択されてい
る。基準マーク走査検出窓１７により得られる光学フィ
ルタ作用はこの基準マーク走査検出窓１７の透過性領域
１７a の測定方向ｘの幅を選択して与えられる。ｘ方向
のこの幅は、走査される増分目盛７の目盛周期ＴＰある
いはこの整数倍と同一に選ぶ。こうするだけで基準パル
ス信号の検出で光学的なフィルタ作用が基本的に得られ
るので、基準位置の隣で、基準パルス信号に対する周期
的な増分信号成分が低減する。これは、基準マーク走査
検出窓１７をそのように設計する場合、検出器側で絶え
ず増分信号の信号周期にわたり平均化することが行わ
れ、それ故に基準位置に隣接して変調された増分信号が
なく、強度分布が一定の信号が生じることに起因する。
このように形成された基準マーク走査検出窓１７で生じ
る基準位置「０」の領域に対応する信号変化を図８に示
す。
【００３４】光学的なフィルター作用を伴う基準マーク
走査検出窓１７のこの発明の構成により、基準パルス信
号に対する周期的な増分信号成分が著しく減少するか無
くすることができる。基準マーク走査検出窓１７の有利
な構成に関するこの発明による他の種々の実施態様およ
びこの信号成分をフィルターする他の試みを、以下の実
施例でもっと詳しく説明する。
【００３５】最後に、図２b には走査ユニット３の担体
板１０の平面図が示してある。この担体板１０には、特
に光源１１の外に、種々の走査信号を検出するため、主
として光電素子の種々の光電検出素子１２a 〜１２d ，
１３がある。増分目盛走査検出窓１６a 〜１６f から増
分信号を検出する４つの検出素子１２a 〜１２d の外
に、基準マーク走査検出窓１７から基準パルス信号を検
出する他の基準パルス検出素子１３が設けてある。図１
a,１b と図２a,２b の座標表示から分かるように、種々
の検出素子１２a 〜１２d ，１３が担体板１０の上にｙ
方向、つまり測定方向ｘに垂直に配置されている。
【００３６】測定方向ｘに対して検出素子のこのような
配置を可能にするため、当然、検出素子の方向に反射す
るビーム束の偏向を測定方向ｘに垂直に、つまりｙ方向
に行う必要がある。増分信号の発生に関与するビーム束
の偏向は、ビーム束に対する位相を決める作用として、
この場合、増分目盛走査検出窓１６a 〜１６f に付加的
に設ける横構造体から生じる。これに関しては、欧州特
許第 0 735 346号明細書を参照されたい。
【００３７】基準パルス走査検出窓１７を通過して生じ
るビーム束をｙ方向に向けて付属する基準パルス検出素
子１３へ偏向させるため、基準マーク走査検出窓１７の
ところの走査板１５の側に楔プリズムの形の適当な光学
偏向部材を配置することができる。この代わりに、光学
系１４にもそれに応じた光学作用を持つ部分領域がある
とよい。
【００３８】しかし、測定方向ｘに関する種々の検出素
子１２a 〜１２d,１３の相対配置や素子の数はこの発明
で重要な処置ではない。従って、この代わりの実施態様
では、他の走査配置、例えば測定方向ｘに平行に配置さ
れた検出素子を用いる通常の４検出窓走査も使用でき
る。
【００３９】位置測定装置から出力される増分信号およ
び基準パルス信号を位置測定のために処理する評価ユニ
ットは、図１a,１b と図２a,２b の図面には省いてあ
る。この場合に重要なのは数値制御工作機械である。
【００４０】この発明により形成された基準マーク走査
検出窓２７の第二実施例の平面図を図３a に示す。この
図面は走査ユニットの走査板から一部切り出した部分を
示す。図３a にマークした基準マーク走査検出窓２７の
部分領域は図３b に拡大して示してある。基準マーク走
査検出窓２７のこの実施態様も当然走査幾何学関係に関
連して前記例に合わせて使用される。
【００４１】基準マーク走査検出窓２７内には、この実
施例の場合、再びパターン構造が測定方向ｘに付けてあ
る。このパターン構造はｙ方向に延びる透明な領域２７
a と不透明な領域２７b の配列で形成されている。この
透明および不透明な領域２７a,２７b の配列およびその
重心の測定方向ｘの配置は、再び目盛板上の走査すべき
基準マーク（図示せず）の透過および不透過な領域の配
列に応じて選択される。
【００４２】その外、基準マーク走査検出窓２７の図示
する実施例では、この検出窓の周期的なパターン構造付
けが測定方向ｘに垂直、つまりｙ方向に設けてある。こ
のため、透明および不透明な長手方向の領域２７a,２７
b が部分領域２７a', ２７a'',２７b'，２７b'' に分割
されている。隣のあるいは隣接している部分領域２７
a', ２７a'' または２７b'，２７b'' は各透明あるいは
不透明な領域２７a,２７b の中で走査される増分目盛の
目盛周期の半分ＴＰ/2だけ互いにずらして配置されてい
る。この部分領域２７a', ２７a'',２７b'，２７b'' の
ｘ方向のずれに関しては、特に図３b の拡大部分図を参
照されたい。透明な領域２７a あるいは不透明な領域２
７b 当たりに、図３a の実施例の場合、互いにずれた全
部で 10 個の部分領域２７a', ２７a'',２７b'，２７
b'' がある。目盛周期が 40 μm を走査する場合、走査
検出窓２７のｙ方向の幅は 4 mm である。
【００４３】基準マーク走査検出窓２７のこのような付
加的なパターン構造化も、目盛板の基準マークを走査す
る場合、基準位置の隣で基準パルス信号に対する増分信
号の周期的な成分が除去されるかあるいは少なくとも増
分信号の対応する基本波がフィルターされるように光学
フィルター作用が構成されている。つまり、増分目盛を
走査する場合、互いにずれている異なった透過性の部分
領域２７a', ２７a''から逆相の信号変調を伴う部分信
号が生じる。増分信号の周期的な成分は全て平均化され
たなくなる。即ち、一定信号振幅を持つ信号成分のみが
残り、この信号成分は基準マーク走査検出窓２７に付属
する検出素子により基準位置「０」の隣で検出される。
この信号成分に比べて、基準パルス信号は基準位置で検
出するのに十分な変調あるいは信号強度を有するので、
この信号を確実に検知できる。
【００４４】ここで、図３a と図３b の説明した実施例
も基準マーク走査検出窓をこの発明により構成する他の
可能性であることを指摘しておく。以下でもっと説明す
るように、増分目盛に組み込まれた基準マークを走査す
る場合にこの種の光学的なフィルター作用を達成し、基
準パルス信号の望ましくない周期的な増分信号成分ある
いは少なくともその基本波を除去するため、基準マーク
走査検出窓をパターン構造化する他の可能性も当然存在
する。
【００４５】基準マーク走査検出窓を適当に構成する、
あるいはパターン構造化することによる図３a と図３b
に提案するフィルター処理は、図１a,１b と図２a,２b
の第一実施例に比べてもっと改善されたフィルター作用
を与える。つまり、走査される目盛板と走査ユニットの
間に回折効果により、通常強度分布が生じ、この強度分
布は基準マーク走査検出窓の透過領域の適当な幅による
だけでフィルターを困難にする。加えて、目盛板がｙ軸
の周りに傾くと、利用できる基準マーク走査検出窓の透
過領域の開口が変わるので、この場合でも最適なフィル
ター作用とならない。これに反して、図３a と図３b に
提案する基準マーク走査検出窓の実施例は既に改善され
たフィルター作用を与える。
【００４６】この発明の構想に基づく基準マーク走査検
出窓の他の有利な構成を図４a と図４b に基づき次の第
三実施例に付いて説明する。基準マーク走査検出窓の構
成に関する今までの実施例が透過性と非透過性の領域を
持つ振幅格子あるいは適当な絞り構造体による全てフィ
ルター作用に基づいているが、以下の実施例によれば、
基準マーク走査検出窓の透過性の領域に適当に形成され
た位相構造体によりフィルター作用も得られる。
【００４７】この場合、図４a はこれに合わせて形成さ
れた基準マーク走査検出窓３７の実施例の平面図を示
す。図４b には図４a を通して記入されている線分の横
断面が示してある。
【００４８】基準マーク走査検出窓３７には、測定方向
ｘに向けて隣接配置された透過性の領域３７a と非透過
性の領域３７b がある。透過性の領域３７a の中には、
基準パルス信号に関して周期的な増分信号成分をフィル
ターするため、一定の位相構造化部が設けてある。これ
は、測定方向ｘに交互に連続的に配置された透過するビ
ーム束に対して異なる屈折率の領域３７a.1 ，３７a.2
で構成され、図４a と図４b にハッチングを付けた領域
３７a.1 とハッチングを付けていない領域３７a.2 で示
してある。これ等の３７a.1 ，３７a.2 内には、それぞ
れｙ方向に隣接している部分領域３７a.1'，３７a.1'',
３７a.2'，３７a.2'' が走査される増分目盛の目盛周期
の半分ＴＰだけ互いにずらして配置されているように、
ｙ方向に更にパターン構造化されている。
【００４９】従って、基準マーク走査検出窓の透過性領
域３７a は先ず第一に透過したビーム束に対して集束す
る光学作用を有する回折光学部材として形成されてい
る。この場合、回折光学部材の選択された構成により、
光源から到来したビーム束を目盛板上の目盛トラックの
面内に直線状に集束させる。その場合、得られる集束線
はｙ方向に向く、つまり目盛板上の目盛構造体の透過性
と非透過性の領域の長手方向に向く。
【００５０】他方、部分領域３７a.1'，３７a.1'',３７
a.2'，３７a.2'' の選択された相互のずれのために、付
属する集束線のずれがそれぞれ目盛周期の半分だけ生
じ、それ故に基準パルスに関する増分信号成分に対して
望む光学フィルター作用が生じる。ｙ方向に隣り合わせ
の部分領域３７a.1'，３７a.1'',３７a.2'，３７a.2''
から成る信号成分は逆相に変調され、平均すると消え
る。
【００５１】最後に述べた処置、つまり図４a と図４b
の基準マーク走査検出窓３７の透過性の領域３７a の集
束作用を持つ適当に形成された回折光学部材を配置する
場合、この領域３７a のその時の幅Ｄは測定方向ｘに向
けて主により大きく選択できる。例えば、このように形
成された基準マーク走査検出窓３７の透過性の領域３７
a のの幅Ｄは、回折光学部材の集束作用により、走査さ
れた増分目盛の２またはそれ以上の目盛周期の程度に形
成できる。こうして、検出器側に先ずより高い信号強度
が得られる。他方、このように形成すると、基準パルス
信号を検出する場合、有利な他の効果が生じる。目盛板
が測定方向に垂直に、つまりｙ方向の周りに僅かに傾く
と、ビーム束が基準パルス走査検出窓を二回通過した時
にビーム断面のただ比較的僅かな部分が阻止される。こ
のような傾きがあっても、未だ十分な信号強度が検出器
側で生じる。従って、目盛板と走査ユニットの理想的な
相対位置からのずれに対して全系が敏感でなくなる。
【００５２】更に、同じ屈折率を持つ領域の重心点の間
隔は、ｎ＊ＴＰとなるように主に選択される。その外、
透過性の領域３７a の幅Ｄは、集束光学部材の結像係数
を考えに入れて、透過性の領域３７a が増分目盛の目盛
周期ＴＰと同じ幅Ｄを有するように設計される。
【００５３】透過性の領域３７a の適当な回折部材とし
ては、例えば二進構造体を持つ回折シリンダゾーンプレ
ートか、あるいはブレーズされた構造を持つフレネル円
柱レンズを使用できる。この外、位相を合わせたフレネ
ル円柱レンズ部材も有利に適している。その外、走査検
出窓の透過性の部分領域に屈折性の円柱レンズの形の光
学部材も当然使用できる。
【００５４】集束光学部材の前記実施態様や提示した光
学特性を持つ他の実施態様も、この発明による走査ユニ
ットあるいは基準マーク走査検出窓の中に組み込める。
【００５５】この種の部材の集束特性とは、この発明の
意味で図示した実施例の場合のように、コリメートされ
た光束を正確に集束させるだけと解釈すべきでない。む
しろ、走査配置に応じてこれ等の部材の少なくとも部分
的な集束作用だけでも備えていると良い。例えば、コリ
メータ光学系なしに照明する場合や部分的にコリメート
された照明の場合の部分的な集束作用で十分である。
【００５６】今まで二つの実施例に基づき議論した振幅
構造体あるいは位相構造体によるフィルターの試みの外
に、両方の原理を組み合わせたフィルター作用の他の実
施態様も当然使用できる。例えば、図３a と２b の実施
例で、図４a と図４b の実施例の副構造化を伴う基準マ
ーク走査検出窓２７の透過性の領域２７a を設けること
ができる。こうして、フィルターする振幅構造体と位相
構造体に基づく組み合わせフィルター作用が得られる。
【００５７】図５と図６には、基準マーク走査検出窓の
フィルター構造体の可能な構成に関する他の実施態様が
示してある。この場合、再び振幅構造体がフィルターの
ために基準マーク走査検出窓内に使用されているが、望
むフィルター作用を得るため、この種の振幅構造体を基
準マーク走査検出窓内で適当な位相構造体と組み合わせ
ることも当然できる。
【００５８】従って、図５によれば、走査板４８の上の
基準マーク走査検出窓４７内の透過性の領域４７a と非
透過性の領域４７b の傾斜配置もフィルター構造体とし
て可能である。その場合、種々の領域４７a,４７b は基
準マーク走査検出窓４７内で目盛板の増分目盛に対して
角度αにして配置されている。ここで、角度αは領域４
７a,４７b の初めと終わりが長さｌy に対して走査され
る目盛周期ＴＰの１目盛周期だけｘ座標で異なるように
選択される。つまり、領域４７a,４７b は走査される増
分目盛の１目盛周期にわたりそれぞれ増分目盛に対して
傾いているためｘ方向に延びている。
【００５９】図６の実施例によれば、基準パルスの周期
信号成分を除去するため、走査板５８の上の基準マーク
走査検出窓５７内の透過性の領域５７a と非透過性の領
域５７b のＶ字型の配置もフィルター構造体として可能
である。この場合、両方のＶ字型の脚部の配置は、目盛
板の増分目盛に対して角度βをなしている。この角度β
を適当に選択することに関しては、両方の脚部に対して
これ等の脚部が増分目盛に対して傾いているので走査さ
れる増分目盛の１目盛周期にわたりｘ方向に延びてい
る。
【００６０】基準マーク走査検出窓の側でフィルターの
他の可能性は、この目的のため所謂バーニヤフィルター
を採用することができる。この場合には、図１c の基準
マーク走査検出窓の例の透過性の領域が目盛板の基準マ
ークの省いた線条の対応する位置に対して一定値だけず
らしている。更に、走査板の上で２つの目盛周期の幅の
余弦状のスリット開口もフィルターのために使用されて
いる。同様に、スリット開口および／または位相構造体
に曲がった形状等があってもよい。
【００６１】これ等の実施態様の全ては、それぞれ基準
マーク信号の周期的な信号成分を除去する。これ等の場
合でも、他の可能なフィルター態様でも、基準パルス走
査検出窓の透過領域に集束光学部材を伴う位相構造体等
を配置することは当然可能である。
【００６２】今まで基準マーク走査検出窓を適当に構成
して基準パルス信号での望ましくない増分信号成分をこ
の発明によりフィルターするだけを説明したが、更にこ
の発明の範囲内で検出素子を適当に構成してこの信号成
分を除去するあるいは少なくとも最小にすることができ
る。これに対して設けた検出素子の可能な構成に関し
て、図７に示す検出装置の実施例を参照されたい。この
種のフィルターの実施態様の場合、さもないと必要な独
立した走査板を当然省ける。
【００６３】ここで、図７には種々の光電検出素子６２
a 〜６２d,６３，６３',６３''を測定方向に隣接する配
置が示してある。この配置も増分目盛に組み込まれてい
る基準マークを走査するために適している。つまり、こ
のため対応する担体板の上に増分信号用の検出素子６２
a 〜６２d が設けてある。これ等の検出素子はグループ
にして配置されて結線されている。これ等の検出素子の
グループの間には、基準パルス検出素子６３，６３',６
３''が配置されている。この場合、最初の４つのグルー
プの検出素子６２a 〜６２d に隣接して第一基準パルス
検出素子６３が設けてある。次いで増分信号用の二つの
４グループの検出素子が続き、この検出素子には第二基
準パスル検出素子６３' ，増分信号用の他の４グループ
の検出素子および最後に第三基準パルス検出素子６３''
が後置されている。
【００６４】左からそれぞれ第一検出素子を４グループ
に結線して０°走査信号が生じ、それぞれ第二検出素子
を結線して 90 °走査信号が生じる等々である。信号取
出部ＲＩに出力する基準パスル信号は、図示する３つの
基準パルス検出信号６３，６３',６３''の並列結線によ
り生じる。
【００６５】種々の検出素子の図示する配置の実施態様
は、検出すべき基準マークの構造に依存して与えられ、
それに応じてこの構造体に合わせてある。隣接する基準
パルス検出素子６３，６３',６３''の間隔に関連して、
説明する検出素子の結線の実施態様では、これ等の検出
素子が走査する増分目盛の目盛周期ＴＰの整数Ｍ倍であ
ることに注意する必要がある。各基準パルス検出素子６
３，６３',６３''の幅は、図示する実施例の場合、１目
盛周期ＴＰに相当する。
【００６６】増分信号成分に関して望むフィルター効果
を基準パルス信号に対して得るため、基準パルス検出素
子６３，６３',６３''にはそれぞれ測定方向ｘに垂直な
一定のフィルター構造体がある。つまり、個々の基準パ
ルス検出素子６３，６３',６３''の個々の部分領域が測
定方向ｘに半目盛周期だけ互いにずらして配置されち
る。こうして、種々の部分領域で生じる逆相に変調され
た増分信号成分が基準パルス信号のところで平均して消
去する。
【００６７】従って、この種の検出器側でのフィルター
によっても、基準位置に隣接する増分信号の望ましくな
い周期成分がこの発明により除去できる。
【００６８】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明の走査
ユニットにより、基準位置で基準パルス信号の検出に関
連して、検出感度が低減する問題を最小限にできる。更
に、この走査ユニットを持つ光学位置測定装置を提供す
ることができ、一つまたはそれ以上の個々の基準位置を
確実に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による走査ユニットの第一実施例を
備えた光学位置測定装置の模式断面図であり、（ａ）全
体構成図、（ｂ）走査される目盛板の平面図、
【図２】 走査ユニットの模式図、（ａ）走査ユニット
の走査板の平面図、（ｂ）光源と多数の検出素子を備え
た走査ユニット内に配置された担体板の平面図、
【図３】 この発明により形成された基準パルス走査検
出窓の第二実施例を備えた走査板の部分平面図（ａ）お
よびこの基準パルス走査検出窓の部分領域の拡大図
（ｂ），
【図４】 この発明により形成された基準パルス走査検
出窓の第三実施例を備えた走査板の部分平面図（ａ）お
よびこの部分側面図（ｂ），
【図５】 この発明により形成された基準パルス走査検
出窓の第四実施例を備えた走査板の部分平面図、
【図６】 この発明により形成された基準パルス走査検
出窓の第五実施例を備えた走査板の部分平面図、
【図７】 この発明によるフィルター作用を確実にする
多数の基準マーク検出素子の配置に対する平面図、
【図８】 この発明により発生する基準パルス信号の波
形図、
【図９】 従来の技術により発生する基準パルス信号の
波形図である。
【符号の説明】
１ 光学位置測定装置 ２ 目盛板 ３ 走査ユニット ４ 目盛担体 ５ 目盛トラック ６a,６b 反射および非反射領域 ７ 増分目盛 ８ 基準マーク ９ ハウジング １０ 担体板 １１ 光源 １２a 〜１２d 増分信号検出素子 １３ 光電検出素子 １４ 光学系 １５ 走査板 １６a 〜１６f 走査検出窓 １７ 走査検出窓 １７a,１７b 透過性および非透過性の領域 １８ 担体部材 ２７ 基準マーク走査検出窓 ２７a,２７b 透明領域および不透明領域 ２７a', ２７a'',２７b', ２７b'' 透明領域および不
透明領域の部分領域 ３７ 基準マーク走査検出窓 ３７a,３７b 透過性の領域および非透過性の領
域 ３７a.1,３７a.2 ハッチングした領域およびハッチ
ングされていない領域 ３７a'.1, ３７a.1'',３７b.2', ３７b.2'' 部分領域 ３８ 走査板 ４７ 基準マーク走査検出窓 ４７a,４７b 透過性および非透過性の領域 ４８ 走査板 ５７ 基準マーク走査検出窓 ５７a,５７b 透過性および非透過性の領域 ５８ 走査板 ６２a 〜６２d 光電検出素子 ６３，６３',６３'' 光電検出素子 ｘ 測定方向 ｙ 測定方向に垂直な方向 ＴＰ 増分目盛の目盛周期 Ｄ 透過性領域の幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フオルケル・ヘーフエル ドイツ連邦共和国、83371 シユタイン ／トラウン、ハウプトストラーセ、12 (72)発明者 ウオルフガング・ホルツアプフエル ドイツ連邦共和国、83119 オビング、グ ロッテンヴエーク、２ (72)発明者 ヴアルター・フーバー ドイツ連邦共和国、83278 トウラウンシ ユタイン、ヴアルトベルクフエルトストラ ーセ、20 (72)発明者 エルマール・マイヤー ドイツ連邦共和国、83342 タッヒエルテ イング／ライト、フルルストラーセ、３

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 目盛板と、この目盛板に対して相対移動
    する走査ユニットとの特定な基準位置で周期的な増分信
    号の外に、少なくとも一つの基準パルス信号も出力し、
    目盛板上の基準マークを走査するため、少なくとも一つ
    の基準マーク走査検出窓および／または少なくとも一つ
    の基準パルス検出素子を備えた走査板を有する位置測定
    装置用の走査ユニットにおいて、 基準マーク走査検出窓（１７；２７；３７；４７；５
    ７）を形成するか、あるいは一つまたはそれ以上の基準
    パルス検出素子（６３，６３',６３''）を形成して、基
    準パルス信号に対する周期的な増分信号成分が基準位置
    （０）の傍で消失するようにフィルター作用が生じるこ
    とを特徴とする走査ユニット。
  2. 【請求項２】 基準マーク走査検出窓（１７）は測定方
    向（ｘ）に向けて隣接する透過性の領域（１７a ）と非
    過性の領域（１７b ）を有し、フィルター作用を得るた
    め、透過性の領域（１７a ）は測定方向（ｘ）に向けて
    目盛板側で走査される増分目盛（７）の１目盛周期（Ｔ
    Ｐ）あるいはこの目盛周期（ＴＰ）の整数倍に相当する
    幅を有することを特徴とする請求項１に記載の走査ユニ
    ット。
  3. 【請求項３】 基準マーク走査検出窓（２７）は測定方
    向（ｘ）に向けて隣接する透過性の領域（２７a ）と非
    過性の領域（２７b ）を有し、これ等の領域（２７a,２
    ７b ）は測定方向（ｘ）に垂直にそれぞれ多数の部分領
    域（２７a',２７a'',２７b', ２７b'' ）に分割され、
    フィルター作用を得るため、隣の部分領域（２７a', ２
    ７a'',２７b', ２７b'' ）から生じる信号成分が逆相の
    変調を受け、平均して消失するように測定方向（ｘ）に
    向けて互いにずらして配置されていることを特徴とする
    請求項１に記載の走査ユニット。
  4. 【請求項４】 部分領域（２７a', ２７a'',２７b', ２
    ７b'' ）はそれぞれ走査される増分目盛（７）の目盛周
    期（ＴＰ）の半分だけ互いにずらしてあることを特徴と
    する請求項３に記載の走査ユニット。
  5. 【請求項５】 基準マーク走査検出窓（４７）は測定方
    向（ｘ）に向けて隣接する透過性の領域（４７a ）と非
    過性の領域（４７b ）を有し、フィルター作用を得るた
    め、これ等の領域（４７a,４７b ）はこれ等の領域（４
    ７a,４７b ）の初めと終わりが領域の長さ（ｌy ）にわ
    たり走査される増分目盛（７）の１目盛周期（ＴＰ）だ
    け測定方向の座標（ｘ）で異なるように、走査される増
    分目盛（７）に対して角度（α）にして配置されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の走査ユニット。
  6. 【請求項６】 基準マーク走査検出窓（５７）は測定方
    向（ｘ）に向けて隣接する透過性の領域（５７a ）と非
    過性の領域（５７b ）を有し、フィルター作用を得るた
    め、これ等の領域（５７a,５７b ）は測定方向（ｘ）に
    対してＶ字状に配置され、二つのＶ字型の脚部は測定方
    向（ｘ）にそれぞれ走査される増分目盛（７）の１目盛
    周期（ＴＰ）だけ延びているように選択された増分目盛
    に対して一定角度（β）をなすことを特徴とする請求項
    １に記載の走査ユニット。
  7. 【請求項７】 基準マーク走査検出窓（３７）は測定方
    向（ｘ）に向けて隣接する透過性の領域（３７a ）と非
    過性の領域（３７b ）を有し、フィルター作用を得るた
    め、透過性の領域（３７a ）は位相構造体を有すること
    を特徴とする請求項１に記載の走査ユニット。
  8. 【請求項８】 基準マーク走査検出窓（３７）は測定方
    向（ｘ）に向けて隣接する透過性の領域（３７a ）と非
    過性の領域（３７b ）を有し、透過性の領域（３７a ）
    に集束性のある光学部材が配置され、これ等の光学部材
    の直線状の焦点は目盛板のところで走査される基準マー
    クの面内にあり、フィルター作用を得るため、異なる部
    分領域（３７a.1', ３７a.1'',３７a.2', ３７a.2'' ）
    で集束するビーム束が検出器側で互いに逆相に変調さ
    れ、平均すると消える信号を出力することを特徴とする
    請求項１に記載の走査ユニット。
  9. 【請求項９】 透過性の領域（３７a ）の中には測定方
    向（ｘ）に向けて隣接する異なった屈折率の領域（３７
    a.1,３７a.2 ）が配置され、これ等の領域（３７a.1,３
    ７a.2 ）は測定方向（ｘ）に向けてそれぞれ部分領域
    （３７a.1', ３７a.1'',３７a.2', ３７a.2'' ）に分割
    され、これ等の部分領域（３７a.1', ３７a.1'',３７a.
    2', ３７a.2'' ）は互いに測定方向（ｘ）に走査される
    増分目盛の目盛周期（ＴＰ）の半分だけずらして配設さ
    れていることを特徴とする請求項８に記載の走査ユニッ
    ト。
  10. 【請求項１０】 集束性の光学部材は回折光学部材とし
    て形成されていることを特徴とする請求項７に記載の走
    査ユニット。
  11. 【請求項１１】 目盛板（２）の少なくとも一つの増分
    目盛（７）に基準マーク（８）が配置されていて、目盛
    板（２）とこの目盛板に対して相対運動する走査ユニッ
    ト（１）との特定の相対位置で、増分信号の外に、少な
    くとも一つの基準パルス信号も出力する光学位置測定装
    置において、請求項１〜１０の何れか１項の走査ユニッ
    ト（１）を備えていることを特徴とする光学位置測定装
    置。
  12. 【請求項１２】 増分目盛（７）の中に組み込まれた基
    準マーク（８）は反射性／透過性の領域（６a ）および
    非反射性／不透明な領域（６b ）を有し、反射性／透過
    性の領域（６a ）の幅はそれぞれ重なって増分目盛
    （７）の反射性／透過性の領域と同一であり、増分目盛
    （７）の１目盛周期（ＴＰ）あるいはこの目盛周期の整
    数倍に等しい隣の反射性／透過性の領域との間隔を有す
    ることを特徴とする請求項１１に記載の光学位置測定装
    置。
  13. 【請求項１３】 目盛板（２）は垂直入射で走査するた
    めに形成されていて、この目盛板の目盛構造体は隣接配
    置された反射性の領域（６a ）および非反射性の領域
    （６b ）を有することを特徴とする請求項１２に記載の
    光学位置測定装置。
JP22321898A 1997-08-07 1998-08-06 光学位置測定装置用の走査ユニット Expired - Fee Related JP4324261B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19734136 1997-08-07
DE19734136:5 1997-08-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11142114A true JPH11142114A (ja) 1999-05-28
JP4324261B2 JP4324261B2 (ja) 2009-09-02

Family

ID=7838220

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000506501A Pending JP2001512818A (ja) 1997-08-07 1998-07-24 光学位置測定装置に対する走査ユニット
JP22321898A Expired - Fee Related JP4324261B2 (ja) 1997-08-07 1998-08-06 光学位置測定装置用の走査ユニット

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000506501A Pending JP2001512818A (ja) 1997-08-07 1998-07-24 光学位置測定装置に対する走査ユニット

Country Status (6)

Country Link
US (2) US6392224B1 (ja)
EP (2) EP0896206B1 (ja)
JP (2) JP2001512818A (ja)
AT (2) ATE229642T1 (ja)
DE (4) DE19830925A1 (ja)
WO (1) WO1999008074A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005121640A (ja) * 2003-10-14 2005-05-12 Dr Johannes Heidenhain Gmbh 光学式位置測定装置
JP2008503745A (ja) * 2004-06-21 2008-02-07 レニショウ　パブリック　リミテッド　カンパニー スケール読み取り装置
WO2011152076A1 (ja) * 2010-05-31 2011-12-08 株式会社安川電機 ロータリエンコーダ、ロータリモータ及びロータリモータシステム
JP2015090309A (ja) * 2013-11-05 2015-05-11 株式会社安川電機 エンコーダ、エンコーダ付きモータ、サーボシステム
JP2019511723A (ja) * 2016-04-14 2019-04-25 グラジュエート スクール アット シェンチェン、 ツィングワ ユニバーシティー 絶対式の格子スケール
JP2019144243A (ja) * 2018-02-20 2019-08-29 ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツングＤｒ． Ｊｏｈａｎｎｅｓ Ｈｅｉｄｅｎｈａｉｎ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ Ｍｉｔ Ｂｅｓｃｈｒａｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ 光学式の位置測定装置

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19830925A1 (de) 1997-08-07 1999-02-11 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Abtasteinheit für eine optische Positionsmeßeinrichtung
DE19859670A1 (de) 1998-12-23 2000-06-29 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Abtastkopf und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1028309B1 (de) * 1999-02-04 2003-04-16 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Optische Positionsmesseinrichtung
DE60033075T3 (de) 1999-04-16 2012-08-30 Canon K.K. Kodierer
DE10028136B4 (de) 1999-06-04 2011-01-27 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmeßsystem
DE19962278A1 (de) * 1999-12-23 2001-08-02 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Positionsmeßeinrichtung
DE10020575A1 (de) * 2000-04-28 2001-10-31 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Abtasteinheit für eine optische Positionsmesseinrichtung
DE10022619A1 (de) * 2000-04-28 2001-12-06 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Abtasteinheit für eine optische Positionsmesseinrichtung
FR2808167B1 (fr) * 2000-04-28 2005-03-18 Mars Alimentaire Procede de realisation de confiseries en vrac
DE10020895B4 (de) * 2000-04-29 2011-07-28 Rodi, Anton, 69181 Positionsgebervorrichtung
US6713756B2 (en) * 2000-05-09 2004-03-30 Olympus Corporation Optical encoder and optical rotary encoder
DE10029380A1 (de) * 2000-06-20 2002-01-03 Pwb Ruhlatec Ind Prod Gmbh Taktlineal oder Taktscheibe
DE10058239B4 (de) * 2000-11-17 2012-01-26 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmeßeinrichtung
JP4720058B2 (ja) * 2000-11-28 2011-07-13 株式会社Ｓｕｍｃｏ シリコンウェーハの製造方法
GB0109057D0 (en) * 2001-04-11 2001-05-30 Renishaw Plc Absolute postition measurement
WO2003021197A1 (en) * 2001-08-30 2003-03-13 Microe Systems Corporation Harmonic suppressing photodetector array
JP3881339B2 (ja) * 2001-09-04 2007-02-14 ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 位置測定装置
DE10217726A1 (de) * 2002-04-17 2003-11-27 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Optische Positionsmesseinrichtung
DE10244234A1 (de) * 2002-09-23 2004-03-25 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
DE10319609A1 (de) * 2003-05-02 2004-11-18 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Optoelektronische Detektoranordnung
GB0316921D0 (en) 2003-07-19 2003-08-27 Renishaw Plc Reader for a scale marking
DE10338991A1 (de) * 2003-08-18 2005-03-17 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
DE10346380B4 (de) * 2003-09-26 2014-01-16 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
EP1577645B1 (en) * 2004-03-17 2007-09-05 Canon Kabushiki Kaisha Optical encoder
JP4498024B2 (ja) * 2004-06-15 2010-07-07 キヤノン株式会社 光学式エンコーダ
US20050285026A1 (en) * 2004-06-25 2005-12-29 Fanuc Ltd Linear encoder
JP4054817B2 (ja) * 2004-08-20 2008-03-05 シャープ株式会社 光学式エンコーダおよびそれを用いた電子機器
JP4908764B2 (ja) * 2005-02-04 2012-04-04 キヤノン株式会社 光学式エンコーダ
DE102005006247A1 (de) * 2005-02-11 2006-08-17 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
DE102005023984A1 (de) * 2005-05-20 2006-11-23 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmessgerät
US20070024865A1 (en) * 2005-07-26 2007-02-01 Mitchell Donald K Optical encoder having slanted optical detector elements for harmonic suppression
US7552873B2 (en) * 2005-09-14 2009-06-30 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Transmissive optical encoder
DE102006024579B4 (de) * 2006-05-18 2016-09-29 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines entlang mindestens einer Verschieberichtung bewegbaren Objektes
US7400269B2 (en) * 2006-11-09 2008-07-15 Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd Coding element with integrated limit switch
JP5147368B2 (ja) * 2006-11-20 2013-02-20 ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング エンコーダ
US8011112B2 (en) * 2006-12-07 2011-09-06 Leica Geosystems Ag Method and apparatus for determining positions
US7943897B2 (en) * 2007-06-20 2011-05-17 Sharp Kabushiki Kaisha Optical encoder and electronic equipment
US7973941B2 (en) * 2007-07-24 2011-07-05 Mitutoyo Corporation Reference signal generating configuration for an interferometric miniature grating encoder readhead using fiber optic receiver channels
US20090027692A1 (en) * 2007-07-24 2009-01-29 Mitutoyo Corporation Reference signal generating configuration for an interferometric miniature grating encoder readhead using fiber optic receiver channels
US7965393B2 (en) 2007-07-24 2011-06-21 Mitutoyo Corporation Reference signal generating configuration for an interferometric miniature grating encoder readhead using fiber optic receiver channels
DE602008003809D1 (de) † 2008-09-10 2011-01-13 Fagor S Coop Optoelektronisches Messgerät
JP5641746B2 (ja) * 2010-02-12 2014-12-17 株式会社ミツトヨ 光電式エンコーダ
DE102012210309A1 (de) * 2012-06-19 2013-12-19 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
JP2014098666A (ja) * 2012-11-15 2014-05-29 Canon Inc インクリメンタルエンコーダ
GB201301186D0 (en) 2012-12-20 2013-03-06 Renishaw Plc Optical element
EP3052896A1 (en) * 2013-10-01 2016-08-10 Renishaw Plc. Position measurement encoder
WO2015078860A1 (en) 2013-11-26 2015-06-04 Renishaw Plc Metrological scale
JP6497848B2 (ja) * 2014-04-14 2019-04-10 キヤノン株式会社 アブソリュートエンコーダ、処理方法、プログラム、駆動装置、および産業機械
DE102018200449A1 (de) 2018-01-12 2019-07-18 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
EP3623769A1 (en) 2018-09-12 2020-03-18 Renishaw PLC Measurement device
DE102019219151A1 (de) 2019-12-09 2021-06-10 Dr. Johannes Heidenhain Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung Optische Positionsmesseinrichtung

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE379241B (ja) 1974-01-15 1975-09-29 Aga Ab
US4263506A (en) 1978-12-21 1981-04-21 Hewlett-Packard Company Pulse generating apparatus
DE3007311C2 (de) 1980-02-27 1985-11-28 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut Digitales lichtelektrisches Längen- oder Winkelmeßsystem
DE3204012C1 (de) 1982-02-05 1983-02-03 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut Inkrementale Messeinrichtung
DE3536466A1 (de) * 1985-10-12 1987-04-16 Bodenseewerk Geraetetech Nullimpulserzeuger zur erzeugung eines impulses bei erreichen einer vorgegebenen lage eines traegers
DE3616144A1 (de) 1986-05-14 1987-11-19 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Fotoelektrische messeinrichtung
US4866268A (en) 1988-05-20 1989-09-12 General Motors Corporation Optical fast synchronization shaft position and speed sensor
US5279044A (en) * 1991-03-12 1994-01-18 U.S. Philips Corporation Measuring device for determining an absolute position of a movable element and scale graduation element suitable for use in such a measuring device
US5274229A (en) * 1991-06-11 1993-12-28 Hewlett-Packard Company Absolute position encoder
US5241172A (en) * 1991-11-04 1993-08-31 Hewlett-Packard Company Variable pitch position encoder
DE4203073C2 (de) 1992-02-04 1994-12-15 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Positionsmeßeinrichtung
DE4316221C2 (de) * 1993-05-14 1995-11-23 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Positionsmeßeinrichtung
EP0662603B1 (de) 1993-12-08 1997-03-12 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Längenmesssystem
GB2288015B (en) * 1994-03-31 1997-11-19 Mitutoyo Corp Optical encoder having a photodiode array that serves both for a light detector and an index scale
JP2695623B2 (ja) * 1994-11-25 1998-01-14 株式会社ミツトヨ 光学式エンコーダ
DE19511068A1 (de) 1995-03-25 1996-09-26 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Lichtelektrische Positionsmeßeinrichtung
DE19525874A1 (de) 1995-07-15 1997-01-16 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Positionsmeßvorrichtung
DE19530560A1 (de) * 1995-08-19 1997-02-20 Ct Fuer Intelligente Sensorik Längen- oder Winkelmeßeinrichtung
DE19726935B4 (de) * 1997-06-25 2014-06-12 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Optische Positionsmeßeinrichtung
DE19830925A1 (de) * 1997-08-07 1999-02-11 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Abtasteinheit für eine optische Positionsmeßeinrichtung

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005121640A (ja) * 2003-10-14 2005-05-12 Dr Johannes Heidenhain Gmbh 光学式位置測定装置
JP2008503745A (ja) * 2004-06-21 2008-02-07 レニショウ　パブリック　リミテッド　カンパニー スケール読み取り装置
JP4932706B2 (ja) * 2004-06-21 2012-05-16 レニショウ パブリック リミテッド カンパニー スケール読み取り装置
WO2011152076A1 (ja) * 2010-05-31 2011-12-08 株式会社安川電機 ロータリエンコーダ、ロータリモータ及びロータリモータシステム
US8461790B2 (en) 2010-05-31 2013-06-11 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Rotary encoder, rotary motor, and rotary motor system
JP5545366B2 (ja) * 2010-05-31 2014-07-09 株式会社安川電機 ロータリエンコーダ、ロータリモータ及びロータリモータシステム
JP2015090309A (ja) * 2013-11-05 2015-05-11 株式会社安川電機 エンコーダ、エンコーダ付きモータ、サーボシステム
JP2019511723A (ja) * 2016-04-14 2019-04-25 グラジュエート スクール アット シェンチェン、 ツィングワ ユニバーシティー 絶対式の格子スケール
JP2019144243A (ja) * 2018-02-20 2019-08-29 ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツングＤｒ． Ｊｏｈａｎｎｅｓ Ｈｅｉｄｅｎｈａｉｎ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ Ｍｉｔ Ｂｅｓｃｈｒａｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ 光学式の位置測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE59806554D1 (de) 2003-01-16
ATE229642T1 (de) 2002-12-15
JP2001512818A (ja) 2001-08-28
DE19833439A1 (de) 1999-02-11
EP1002219A1 (de) 2000-05-24
DE19833439B4 (de) 2014-08-28
EP0896206B1 (de) 2002-12-11
EP1002219B1 (de) 2002-12-04
EP0896206A2 (de) 1999-02-10
US6198534B1 (en) 2001-03-06
JP4324261B2 (ja) 2009-09-02
WO1999008074A1 (de) 1999-02-18
EP0896206A3 (de) 1999-03-10
US6392224B1 (en) 2002-05-21
ATE229171T1 (de) 2002-12-15
DE19830925A1 (de) 1999-02-11
DE59806597D1 (de) 2003-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11142114A (ja) 光学位置測定装置用の走査ユニット
JP5100266B2 (ja) エンコーダ
US7348546B2 (en) Position measuring system with a scanning unit having a reference pulse signal detection unit
JP4503822B2 (ja) 位置測定装置
US7858922B2 (en) Position-measuring device
US7714273B2 (en) Position-measuring device
US5214280A (en) Photoelectric position detector with offset phase grating scales
JP4503799B2 (ja) 光学的位置測定装置
KR910003830B1 (ko) 위치검출기의 기준신호 발생장치
US7057161B2 (en) Position measuring device
JP4516381B2 (ja) 変位測定装置
JP2818800B2 (ja) 位置に依存する信号を発生する装置
JP4303804B2 (ja) 光学位置測定装置
US5689336A (en) Photoelectric position measuring system
JP3717238B2 (ja) 位置測定装置
US7161139B2 (en) Position-measuring system and method for operating a position-measuring system
JPH0678915B2 (ja) 測角装置
JP2001141521A (ja) 位置を測定しかつ案内誤差を算出する装置
JP6250525B2 (ja) エンコーダ
JPH09113213A (ja) 高調波信号成分を濾波する装置
US20060043274A1 (en) Optical position measuring system
EP0484104A1 (en) Opto-electronic scale reading apparatus
US7705289B2 (en) Scanning unit for an optical position-measuring device
US20050067561A1 (en) Position-measuring device
JP2001272252A (ja) 光学式エンコーダ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050706

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050706

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080624

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080902

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081024

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20081201

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090317

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090403

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090602

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090608

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120612

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130612

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees