JPS60120215A - 光電式変位検出装置 - Google Patents
光電式変位検出装置Info
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- JPS60120215A JPS60120215A JP22785883A JP22785883A JPS60120215A JP S60120215 A JPS60120215 A JP S60120215A JP 22785883 A JP22785883 A JP 22785883A JP 22785883 A JP22785883 A JP 22785883A JP S60120215 A JPS60120215 A JP S60120215A
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は充電式変位検出装置に係り、特に一定ピツチ
の測長スリット列を備えるメインスケールと、このメイ
ンスケールの副長スリット列と同一ピッチの測長ゲート
スリット列を備え、前記メインスケールに対して、スリ
ット列方向に平行に相対移動可能に配置されたインデッ
クススケールと、これらメインスケール及びインデック
ススケールを透過又は反射した光を受光し、該メインス
ケールとインデック、ススケールの相対移動時に、各々
のスリットの重なりの繰返しにより形成される前記光の
明暗のll!返し数から副長信号を光電ずる測長光電変
換器と、を有してなる充電式変位検出装置の改良に関す
る。
の測長スリット列を備えるメインスケールと、このメイ
ンスケールの副長スリット列と同一ピッチの測長ゲート
スリット列を備え、前記メインスケールに対して、スリ
ット列方向に平行に相対移動可能に配置されたインデッ
クススケールと、これらメインスケール及びインデック
ススケールを透過又は反射した光を受光し、該メインス
ケールとインデック、ススケールの相対移動時に、各々
のスリットの重なりの繰返しにより形成される前記光の
明暗のll!返し数から副長信号を光電ずる測長光電変
換器と、を有してなる充電式変位検出装置の改良に関す
る。
上記のような光電式変位検出装置は、非接触且つ高精度
に変位を検出できるので多くの分野で採用されているが
、副長方向に対して検出信号が増加減少を桿返す関数曲
線を描くために、検出信号を例えばデジタル信号に処理
してデジタル表示した場合であっても、この信号のみか
らでは物理的絶対原点が不明であり、従って、絶対原点
を特定する他の手段が必要であった。
に変位を検出できるので多くの分野で採用されているが
、副長方向に対して検出信号が増加減少を桿返す関数曲
線を描くために、検出信号を例えばデジタル信号に処理
してデジタル表示した場合であっても、この信号のみか
らでは物理的絶対原点が不明であり、従って、絶対原点
を特定する他の手段が必要であった。
かかる光電式変位検出8置における絶対原点を特定する
手段としては、従来広のようなものがあった。
手段としては、従来広のようなものがあった。
まず、メインスケールとインデックススケールとが任意
相対位置にある時、l他の検出手段、例えばダイヤルゲ
ージ、を利用してカウンタ等を含むデジタル表示器の表
示値を強制的に零セットする方法がある。
相対位置にある時、l他の検出手段、例えばダイヤルゲ
ージ、を利用してカウンタ等を含むデジタル表示器の表
示値を強制的に零セットする方法がある。
この方法は簡便ではあるが、μ―の単位の精度で絶対原
点を定めることは、困難な場合がある。
点を定めることは、困難な場合がある。
又、測定中に電源が遮断された場合、再度の零クリア作
業が必要となり、更に、再度の零クリアによっても先の
原点と一致して零セットをすることが困難であるという
問題点があった。
業が必要となり、更に、再度の零クリアによっても先の
原点と一致して零セットをすることが困難であるという
問題点があった。
次に、メインスケールに、測長スリット列とは別に参照
マークを該測長スリット列と並列して設け、且つ、イン
デックススケール側には該参照マークを検知すべき対応
マークを副長ゲートスリット列とは別個に設けて、この
対応マークにより前記参照マークを検出して、その位置
を絶対原点とする方法がある。
マークを該測長スリット列と並列して設け、且つ、イン
デックススケール側には該参照マークを検知すべき対応
マークを副長ゲートスリット列とは別個に設けて、この
対応マークにより前記参照マークを検出して、その位置
を絶対原点とする方法がある。
この方法によれば、絶対原点を正確に得ることはできる
が、参照マークは測長スリットに沿って多数配置されて
いて、実際の測定時には、これらの複数の参照マークの
一つにインデックススケールの対応マークを重ねて位置
させ、これによって参照マークを読込んで絶対原点を設
定しなければならず、従って、複数の参照マークから一
つの参照マークを特定する作業が必要となり、容易迅速
に絶対原点を設定することができないという問題点があ
る。
が、参照マークは測長スリットに沿って多数配置されて
いて、実際の測定時には、これらの複数の参照マークの
一つにインデックススケールの対応マークを重ねて位置
させ、これによって参照マークを読込んで絶対原点を設
定しなければならず、従って、複数の参照マークから一
つの参照マークを特定する作業が必要となり、容易迅速
に絶対原点を設定することができないという問題点があ
る。
又、他の手段として、特公昭58−406845公報に
記載されるように、メインスケールに測長スリット列と
並列して多数の参照マークを設けると共に、該メインス
ケールに沿って、変位可能な参照マーク運択スイツヂを
設け、予めこの参照マーク選択スイッチを所望の参照マ
ークと対応する位置に固定し、インデックススケール側
の対応マークが参照マークを検出すると同時に参照マー
ク選択スイッチが作動された詩、該参照マークを絶対原
点どしてセラ1〜づる方法がある。
記載されるように、メインスケールに測長スリット列と
並列して多数の参照マークを設けると共に、該メインス
ケールに沿って、変位可能な参照マーク運択スイツヂを
設け、予めこの参照マーク選択スイッチを所望の参照マ
ークと対応する位置に固定し、インデックススケール側
の対応マークが参照マークを検出すると同時に参照マー
ク選択スイッチが作動された詩、該参照マークを絶対原
点どしてセラ1〜づる方法がある。
しかしながら、この方法においても、参照マーク選択ス
イッチをどの参照マークに対応する位置に固定するか、
あるいは、複数の対応マーク選択スイッチのうちいずれ
を使用すべきかの判定作業が必要であり、自動的に且つ
迅速に絶対原点を設定することができないという問題点
がある。
イッチをどの参照マークに対応する位置に固定するか、
あるいは、複数の対応マーク選択スイッチのうちいずれ
を使用すべきかの判定作業が必要であり、自動的に且つ
迅速に絶対原点を設定することができないという問題点
がある。
又、上記のように参照マーク選択スイッチを設ける場合
は、変位検出装置自体が長大となるのみならず、コスト
が増大するという問題点もある。
は、変位検出装置自体が長大となるのみならず、コスト
が増大するという問題点もある。
この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、容易迅速且つ自動的に絶対原点を設定することが
できるようにした光電式変位検出装置を提供することを
目的とする。
って、容易迅速且つ自動的に絶対原点を設定することが
できるようにした光電式変位検出装置を提供することを
目的とする。
又この発明は、装置の重量及び長さの増大並びにコスト
の増加を伴なうことなく確実に絶対原点を設定且つ検出
できるようにしだ光電式変位検出装置を提供することを
目的とする。
の増加を伴なうことなく確実に絶対原点を設定且つ検出
できるようにしだ光電式変位検出装置を提供することを
目的とする。
この発明は、一定ピツチの測長スリット列を備えるメイ
ンスケールと、このメインスケールの副長スリット列と
同一ピッチの測長ゲートスリブ1〜列を備え、前記メイ
ンスケールに対して、スリット列方向と平行に相対移動
可能に配置されたインデックススケールと、これらメイ
ンスケール及びインデックススケールを透過又は反射し
た光を受光し、該メインスケールとインデックススケー
ルの相対移動時に、各々のスリット列におけるスリット
の重なりの繰返しにより形成される前記光の明暗の繰返
し数から測長信号を発生ずる測長光電変換器と、を有し
てなる光電式変位検出装置において、前記測長スリット
列の途中に、前記測長ゲートスリット列の長さよりも短
かく、光の前記測長光電変換器への、受光間の変動が測
定精度に影響を与えない範囲の長さであって、且つ、約
2副長ゲートスリット列よりも長い間隔で、測長スリッ
トが欠落された複数の基準位置検出部が設けられ、これ
により前記副長スリット列が複数の、且つ、相異なるス
リブ1−数の副長スリット群に分割、分断されると共に
、前記基準位置検出部に形成された参照マークと、前記
インデックススケールに設()られ、前記参照マークを
検出するマーク検出手段と、このマーク検出手段の検出
信号で作動され、前記副長スリット群のスリット数を読
取るスリブ1−1!¥読取手段と、このスリット群読取
手段により読取られたスリブ1へ数を、スリブI・群選
択設定器で予め設定されたスリット数と比較して、両ス
リット数が合致したか否かを確認してその信号を出力す
る測長スリット群確認手・段と、この副長スリット群確
認手段からの合致信号、及び、前記マーク検出手段から
の前記合致信号の入力直後のマーク検出信号を条件に該
検出された参照マーク位置を測長原点とする原点設定手
段とを備えることにより上記目的を達成するものである
。
ンスケールと、このメインスケールの副長スリット列と
同一ピッチの測長ゲートスリブ1〜列を備え、前記メイ
ンスケールに対して、スリット列方向と平行に相対移動
可能に配置されたインデックススケールと、これらメイ
ンスケール及びインデックススケールを透過又は反射し
た光を受光し、該メインスケールとインデックススケー
ルの相対移動時に、各々のスリット列におけるスリット
の重なりの繰返しにより形成される前記光の明暗の繰返
し数から測長信号を発生ずる測長光電変換器と、を有し
てなる光電式変位検出装置において、前記測長スリット
列の途中に、前記測長ゲートスリット列の長さよりも短
かく、光の前記測長光電変換器への、受光間の変動が測
定精度に影響を与えない範囲の長さであって、且つ、約
2副長ゲートスリット列よりも長い間隔で、測長スリッ
トが欠落された複数の基準位置検出部が設けられ、これ
により前記副長スリット列が複数の、且つ、相異なるス
リブ1−数の副長スリット群に分割、分断されると共に
、前記基準位置検出部に形成された参照マークと、前記
インデックススケールに設()られ、前記参照マークを
検出するマーク検出手段と、このマーク検出手段の検出
信号で作動され、前記副長スリット群のスリット数を読
取るスリブ1−1!¥読取手段と、このスリット群読取
手段により読取られたスリブ1へ数を、スリブI・群選
択設定器で予め設定されたスリット数と比較して、両ス
リット数が合致したか否かを確認してその信号を出力す
る測長スリット群確認手・段と、この副長スリット群確
認手段からの合致信号、及び、前記マーク検出手段から
の前記合致信号の入力直後のマーク検出信号を条件に該
検出された参照マーク位置を測長原点とする原点設定手
段とを備えることにより上記目的を達成するものである
。
又この発明は、前記マーク検出手段を、前記参照マーク
に対応する形状の検出マークと、この検出マークの前記
参照マークとの重なり合いを検知する光電変換器とから
構成することにより上記目的を達成するものである。
に対応する形状の検出マークと、この検出マークの前記
参照マークとの重なり合いを検知する光電変換器とから
構成することにより上記目的を達成するものである。
又この発明は、前記参照マークをランダムパターンのス
リットとし、又、前記マーク検出手段における前記検出
マークを、前記参照マークに対応するランダムパターン
のスリットからなる基準ゲートスリット、とすることに
より上記目的を達成するものである。
リットとし、又、前記マーク検出手段における前記検出
マークを、前記参照マークに対応するランダムパターン
のスリットからなる基準ゲートスリット、とすることに
より上記目的を達成するものである。
又この発明は、前記参照マークを、前記副長スリット列
の少なくとも両側に無スリツト部分を設けて形成するこ
とにより上記目的を達成するものである。
の少なくとも両側に無スリツト部分を設けて形成するこ
とにより上記目的を達成するものである。
又この発明は、前記スリット群読取手段を、前記測長光
電変換器から出力される測長信号をg1数する測長用カ
ウンタから構成することにより上記目的を達成するもの
である。
電変換器から出力される測長信号をg1数する測長用カ
ウンタから構成することにより上記目的を達成するもの
である。
又この発明は、前記スリット群読取手段を、前記測長用
光電変換器から出力される副長信号を計数する副長用カ
ウンタとは別個に設けられた補助カウンタから構成する
こにより上記目的を達成するものである。
光電変換器から出力される副長信号を計数する副長用カ
ウンタとは別個に設けられた補助カウンタから構成する
こにより上記目的を達成するものである。
又この発明は、前記各副長スリット群のスリット数を、
メインスケールの一端側から他端側に順次増大させるこ
とにより上記目的を達成するものである。
メインスケールの一端側から他端側に順次増大させるこ
とにより上記目的を達成するものである。
又この発明は、前記各副長スリット群のスリット数を、
メインスケールの略中央位置を中心として、両端方向に
対称位置の副長スリット群において同数とすることによ
り上記目的を達成するものである。
メインスケールの略中央位置を中心として、両端方向に
対称位置の副長スリット群において同数とすることによ
り上記目的を達成するものである。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
一定ピツチの副長スリット列12を備えるメインスケー
ル10と、このメインスケール10の測長スリット列1
2と同一ピッチの測長ゲートスリット列14を備え、前
記メインスケール10に対して、スリット列方向に平行
に相対移動可能に配置されたインデックススケール16
と、これらメインスケール10及びインデックススケー
ル16を透過又は反射した光を受光し、該メインスケー
ル10とインデックススケール16の相対移動時に、各
々のスリットの重なりの繰返しにより形成される前記光
の明暗の繰返し数から測長信号を発生する測長光電変換
器18と、を有してなる光電式変位検出装置において、
前記副長スリット列12の途中に、前記測長ゲートスリ
ット列14の長さよりも短かく、前記測長光電変換器1
8への受光量の変動が測定精度に影響を与えない範囲の
長さであって、且つ、前記測長ゲートスリット列14よ
りも長い間隔で、副長スリットが欠落された複数の基準
位置検出部20が設けられ、前記測長スリット列12が
複数の、且つ、相異なるスリット数の副長スリット群1
2A、12B、12C112D、・・・に分割、分断さ
れると共に、前記基準位置検出部20に形成された参照
マーク22A。
ル10と、このメインスケール10の測長スリット列1
2と同一ピッチの測長ゲートスリット列14を備え、前
記メインスケール10に対して、スリット列方向に平行
に相対移動可能に配置されたインデックススケール16
と、これらメインスケール10及びインデックススケー
ル16を透過又は反射した光を受光し、該メインスケー
ル10とインデックススケール16の相対移動時に、各
々のスリットの重なりの繰返しにより形成される前記光
の明暗の繰返し数から測長信号を発生する測長光電変換
器18と、を有してなる光電式変位検出装置において、
前記副長スリット列12の途中に、前記測長ゲートスリ
ット列14の長さよりも短かく、前記測長光電変換器1
8への受光量の変動が測定精度に影響を与えない範囲の
長さであって、且つ、前記測長ゲートスリット列14よ
りも長い間隔で、副長スリットが欠落された複数の基準
位置検出部20が設けられ、前記測長スリット列12が
複数の、且つ、相異なるスリット数の副長スリット群1
2A、12B、12C112D、・・・に分割、分断さ
れると共に、前記基準位置検出部20に形成された参照
マーク22A。
22B、22C1・・・と、前記インデックススケール
16に設けられ、前記参照マーク22を検出するマーク
検出手段24と、このマーク検出手段24の検出信号で
作動され、前記副長スリット群12A、12B、12C
1・・・のスリット数を読取る測長用カウンタからなる
スリット群読取手段26と、このスリット群読取手段2
6により読取られたスリット数を、スリット群選択設定
器28で予め設定されたスリット数と比較して、両スリ
ット数が合致したか否かを確認してその信号を出力する
比較器からなる副長スリット群確認手段30と、この副
長スリット群確認手段30からの合致信号、及び、前記
マーク検出手段24からの前記合致信号の入力直後のマ
ーク検出信号、を条件に該検出された参照マーク22位
置を測長原点とする原点設定手段32と、を備えてなる
ものである。
16に設けられ、前記参照マーク22を検出するマーク
検出手段24と、このマーク検出手段24の検出信号で
作動され、前記副長スリット群12A、12B、12C
1・・・のスリット数を読取る測長用カウンタからなる
スリット群読取手段26と、このスリット群読取手段2
6により読取られたスリット数を、スリット群選択設定
器28で予め設定されたスリット数と比較して、両スリ
ット数が合致したか否かを確認してその信号を出力する
比較器からなる副長スリット群確認手段30と、この副
長スリット群確認手段30からの合致信号、及び、前記
マーク検出手段24からの前記合致信号の入力直後のマ
ーク検出信号、を条件に該検出された参照マーク22位
置を測長原点とする原点設定手段32と、を備えてなる
ものである。
前記参照マーク22はランダムパターンのスリットとさ
れ、又、前記マーク検出手段24は、前記参照マーク2
2に対応するランダムパターンのスリットからなる基準
ゲートスリット34、及び、この基準ゲートスリット3
4と前記参照マーク22との重なり合いを検知する光電
変換器36とから構成されている。
れ、又、前記マーク検出手段24は、前記参照マーク2
2に対応するランダムパターンのスリットからなる基準
ゲートスリット34、及び、この基準ゲートスリット3
4と前記参照マーク22との重なり合いを検知する光電
変換器36とから構成されている。
又、前記測長ゲートスリット列14は、相互に半ピツチ
位相をずらして形成された一対の第1、及び第2の副長
ゲートスリット列14A、14Bから構成されている。
位相をずらして形成された一対の第1、及び第2の副長
ゲートスリット列14A、14Bから構成されている。
これら第1及び第2の測長ゲートスリット列14A、1
4Bは、インデックススケール16のメインスケール1
0に対する相対移動方向に離間して配置されると共に、
一方の測長ゲートスリット列に対して他方の測長スリッ
ト列のスリットのピッチが、半ピツチずらされている。
4Bは、インデックススケール16のメインスケール1
0に対する相対移動方向に離間して配置されると共に、
一方の測長ゲートスリット列に対して他方の測長スリッ
ト列のスリットのピッチが、半ピツチずらされている。
又、前記測長光電変換器18は、前記第1及び第2の測
長ゲートスリット列14A、14Bに対応して、第1及
び第2の測長光電変換器18A118Bから構成されて
いる。
長ゲートスリット列14A、14Bに対応して、第1及
び第2の測長光電変換器18A118Bから構成されて
いる。
前記副長スリットが欠落して形成された基準位置検出部
20の長さは、例えば、測長ゲートスリット列14A、
14Bのスリット数が200ピッチ分とした場合に、ス
リット1ピッチ分程度とされている。
20の長さは、例えば、測長ゲートスリット列14A、
14Bのスリット数が200ピッチ分とした場合に、ス
リット1ピッチ分程度とされている。
ここで、前記メインスケール10における副長スリット
列12の副長スリットは、その明部及び暗部の幅がそれ
ぞれ4μmとされ、従って、1ピツチは8μmとされて
いる。
列12の副長スリットは、その明部及び暗部の幅がそれ
ぞれ4μmとされ、従って、1ピツチは8μmとされて
いる。
又、該副長スリット列における副長スリット群12A、
12B、12C1・・・のスリット数は、例えば、第1
図において左端の副長スリット群12Aは12500ピ
ツチ(10cm相当)、次の測長スリット群12Bは1
3000ピツチ(10CIIl+4龍相当)、・・・と
定め、メインスケール10の左端から右端に向かって順
次そのピッチ数即ちスリット数が増大されるようにして
形成する。
12B、12C1・・・のスリット数は、例えば、第1
図において左端の副長スリット群12Aは12500ピ
ツチ(10cm相当)、次の測長スリット群12Bは1
3000ピツチ(10CIIl+4龍相当)、・・・と
定め、メインスケール10の左端から右端に向かって順
次そのピッチ数即ちスリット数が増大されるようにして
形成する。
前記スリット群選択設定器28は、前記各測長スリット
群に対応するピッチ数により、いずれかの測長スリット
群を選択できるようにされている。
群に対応するピッチ数により、いずれかの測長スリット
群を選択できるようにされている。
第2図の符号38は信す処理部を示し、その信号処理部
38は、前記第1の測長光電変換器18Aからのアナロ
グ入力信号をデジタルパルス信号に変換して、前記スリ
ット群読取手段26に出力すると共に、前記第1及び第
2の測長光電変換器18A、18Bからの入力信号の位
相差によってインデックススケール16が図において右
方向あるいは左方向に進んでいるかを判別して、その方
向に応じて前記スリット群読取手段26にプラス又はマ
イナスの信号を出力するものである。
38は、前記第1の測長光電変換器18Aからのアナロ
グ入力信号をデジタルパルス信号に変換して、前記スリ
ット群読取手段26に出力すると共に、前記第1及び第
2の測長光電変換器18A、18Bからの入力信号の位
相差によってインデックススケール16が図において右
方向あるいは左方向に進んでいるかを判別して、その方
向に応じて前記スリット群読取手段26にプラス又はマ
イナスの信号を出力するものである。
又、図の符号40は表示部を示し、前記スリット群読取
手段26からの出力即ちパルスカウント数に対応して測
定寸法を表示又は記録するようにされている。
手段26からの出力即ちパルスカウント数に対応して測
定寸法を表示又は記録するようにされている。
次狐上記実施例の作用を、第3図を参照して説明する。
まず、第1図において、測長スリット列12の左端から
5番目及び6番目の副長スリット群12E、12Fの間
の基準位置検出部2oを絶対原点とする場合は、測長ス
リット群12Eのスリット数又はピッチ数をスリット群
選択設定器28によって設定する。
5番目及び6番目の副長スリット群12E、12Fの間
の基準位置検出部2oを絶対原点とする場合は、測長ス
リット群12Eのスリット数又はピッチ数をスリット群
選択設定器28によって設定する。
副長スリット群確認手段3oは、第3図に示されるよう
に、ステップ101で前記スリット群選択設定器28に
よる設定値即ち、スリット群を識別する信号を読取る。
に、ステップ101で前記スリット群選択設定器28に
よる設定値即ち、スリット群を識別する信号を読取る。
この状態で、メインスケール10に対してインデックス
スケール16を第1図において右方向に相対的に移動さ
せると、該インデックススケール16に設けられたマー
ク検出手段24が、測長スリット群12Bと100間の
基準位置検出部20に設けられた参照マーク22Bを、
次いで、測長スリット群12Gと121)の間の参照マ
ーク22Cを、更には測長スリット群12Dと12Eの
間の参照マーク22D1測長スリツト群12Eと12F
の間の参照マーク22Eを順次走査してくる。
スケール16を第1図において右方向に相対的に移動さ
せると、該インデックススケール16に設けられたマー
ク検出手段24が、測長スリット群12Bと100間の
基準位置検出部20に設けられた参照マーク22Bを、
次いで、測長スリット群12Gと121)の間の参照マ
ーク22Cを、更には測長スリット群12Dと12Eの
間の参照マーク22D1測長スリツト群12Eと12F
の間の参照マーク22Eを順次走査してくる。
この場合、マーク検出手段24における基準ゲートスリ
ット34が、参照マーク22に合致する時に、光電変換
器36の出力に応じて、原点設定手段32に基準ゲート
信号が出力される(ステップ102参照)。
ット34が、参照マーク22に合致する時に、光電変換
器36の出力に応じて、原点設定手段32に基準ゲート
信号が出力される(ステップ102参照)。
一方、スリット群読取手段26は、信号処理部38から
出力されるデジタルパルス信号の数をカウントし、これ
を測長スリット群確認手段30に出力する。
出力されるデジタルパルス信号の数をカウントし、これ
を測長スリット群確認手段30に出力する。
この測長スリット群確認手段3oは、スリット群選択設
定器28からの設定値とスリット群読取手段26からの
出力信号を比較して、信号処理部38からのパルス数即
ち予めスリット群選択設定器28によって設定されたス
リット群12Eのスリブ1〜数と比較して、両者の一致
又は不一致の信号を原点設定手段32に出力する(ステ
ップ103)。
定器28からの設定値とスリット群読取手段26からの
出力信号を比較して、信号処理部38からのパルス数即
ち予めスリット群選択設定器28によって設定されたス
リット群12Eのスリブ1〜数と比較して、両者の一致
又は不一致の信号を原点設定手段32に出力する(ステ
ップ103)。
この原点設定手段32は、副長スリット群確認手段30
からの合致信号の正否に応じて、否の時はスリット群読
取手段26をクリアする信号を出力して該スリット群読
取手段26を零クリアする(ステップ104)。なお、
スリット群読取手段26は、当然手動でも零クリアでき
る。
からの合致信号の正否に応じて、否の時はスリット群読
取手段26をクリアする信号を出力して該スリット群読
取手段26を零クリアする(ステップ104)。なお、
スリット群読取手段26は、当然手動でも零クリアでき
る。
スリット群読取手段26はクリアされた後再度信号処理
部38からのパルス信号をカウントする。
部38からのパルス信号をカウントする。
合致信号が正の場合、即ち、測長ゲートスリット列14
A、14Bが副長スリット群12Eを通過した時に、参
照マーク22の位置を絶対原点として設定すると共に、
副長スリット群確認手段30に原点設定完了信号を出力
し、更に、スリット群読取手段26にカウンタクリア信
号を出力する(ステップ105)。この時から、スリッ
ト群読取手段26は副長モードに切換えられ(ステップ
106)通常の測定時の状態となる。
A、14Bが副長スリット群12Eを通過した時に、参
照マーク22の位置を絶対原点として設定すると共に、
副長スリット群確認手段30に原点設定完了信号を出力
し、更に、スリット群読取手段26にカウンタクリア信
号を出力する(ステップ105)。この時から、スリッ
ト群読取手段26は副長モードに切換えられ(ステップ
106)通常の測定時の状態となる。
従って、表示部40には、この測定モードに切換えられ
た後に前記設定された絶対原点からの距離が表示又は記
録されることになる。
た後に前記設定された絶対原点からの距離が表示又は記
録されることになる。
又、他の位置の基準位置検出部20を絶対原点とづる場
合は、前述と同様に、スリット群選択設定器28によっ
て該当する測長スリット群を選びそれを、副長スリット
群確認手段32に読取らせることによって当該副長スリ
ット肝に隣接する基準位置検出部20を絶対原点とする
ことができる。
合は、前述と同様に、スリット群選択設定器28によっ
て該当する測長スリット群を選びそれを、副長スリット
群確認手段32に読取らせることによって当該副長スリ
ット肝に隣接する基準位置検出部20を絶対原点とする
ことができる。
なお上記実施例において、測長ゲートスリット列14A
、14Bが副長スリット列12に対して相対的に移動す
る時に、そのスリットが欠落した部分即ち基準位置検出
部20部分では、これらスリット列を通過又は反射する
光の量が、該基準位置検出部20の幅に応じて増減され
るが、前述の如く、基準位置検出部2oは、副長ゲート
スリット列14A、14Bに対して非常に短い幅とされ
、測長光電変換器18に受光される光の量の変動が1/
200であり、測定精度に影響を与えない範囲の長さと
されているために、何ら問題はない。
、14Bが副長スリット列12に対して相対的に移動す
る時に、そのスリットが欠落した部分即ち基準位置検出
部20部分では、これらスリット列を通過又は反射する
光の量が、該基準位置検出部20の幅に応じて増減され
るが、前述の如く、基準位置検出部2oは、副長ゲート
スリット列14A、14Bに対して非常に短い幅とされ
、測長光電変換器18に受光される光の量の変動が1/
200であり、測定精度に影響を与えない範囲の長さと
されているために、何ら問題はない。
又、前記スリット群選択設定器28を予め決定されたプ
ログラムに応じて絶対原点を順次変更して選択できるよ
うにしておけば、例えばNC工作機械等の制御装置に連
動させることにより、機械加工の順序に従って、順次絶
対原点を変更して、最適の測定を行うことが自動的にで
きる。
ログラムに応じて絶対原点を順次変更して選択できるよ
うにしておけば、例えばNC工作機械等の制御装置に連
動させることにより、機械加工の順序に従って、順次絶
対原点を変更して、最適の測定を行うことが自動的にで
きる。
又、絶対原点を機械加工によって加工すべき材料の形状
大きさに応じて迅速且つ容易に変更することができる。
大きさに応じて迅速且つ容易に変更することができる。
ここで、前記副長スリット群12A、12B、12C1
・・・は、12A側からそのピッチ数が順次500ピツ
チづつ増大されるように形成されているが、これは、ラ
ンダムに増減されるようにしてもよく、又、その増加ピ
ッチ数は、最低1ピツチあればよい。
・・・は、12A側からそのピッチ数が順次500ピツ
チづつ増大されるように形成されているが、これは、ラ
ンダムに増減されるようにしてもよく、又、その増加ピ
ッチ数は、最低1ピツチあればよい。
即ち、副長スリット列12における副長スリット列12
及び副長ゲートスリット列14における測長スリブl−
の明部及び暗部の幅を、前述の如く各々例えば4μmと
して、測長光電変換器18から1りられたアナログ信号
を8分割すれば、信号処理部38から導出されるパルス
信号は、その1パルス分が1μmとなり、この変位測定
器は1μmの分解能を有するので、前記測長スリット群
の差が測長スリブ(〜の1ピツチ分づつであってもこれ
を判別できる。
及び副長ゲートスリット列14における測長スリブl−
の明部及び暗部の幅を、前述の如く各々例えば4μmと
して、測長光電変換器18から1りられたアナログ信号
を8分割すれば、信号処理部38から導出されるパルス
信号は、その1パルス分が1μmとなり、この変位測定
器は1μmの分解能を有するので、前記測長スリット群
の差が測長スリブ(〜の1ピツチ分づつであってもこれ
を判別できる。
又、上記のように、各副長スリット群間に測長スリブ1
−が設けられない基準位置検出部20が配置された場合
は、測長スリット列12を形成する際に、測長スリット
を密接して順次配設していく必要がないために、製作上
便利である。
−が設けられない基準位置検出部20が配置された場合
は、測長スリット列12を形成する際に、測長スリット
を密接して順次配設していく必要がないために、製作上
便利である。
なお、前記実施例においては、副長スリット群の指定は
、該スリット群相当のパルス数によってスリット群選択
設定器28により行うようにしているが、これは、他の
指定手段例えば、メインスケール10の端部からの絶対
長さとして指定するようにしてもよく、又、前述の如<
NC工作機械等において、順次絶対原点が変更されるよ
うな場合、第2図において2点鎖線で示されるように、
該工作機械等のIIJ御装置29の制卸信号を用いて副
長スリット群を指定するようにしてもよい。
、該スリット群相当のパルス数によってスリット群選択
設定器28により行うようにしているが、これは、他の
指定手段例えば、メインスケール10の端部からの絶対
長さとして指定するようにしてもよく、又、前述の如<
NC工作機械等において、順次絶対原点が変更されるよ
うな場合、第2図において2点鎖線で示されるように、
該工作機械等のIIJ御装置29の制卸信号を用いて副
長スリット群を指定するようにしてもよい。
又、上記実施例の場合、インデックススケール16がメ
インスケール10に対して第1図の左方向から右方向へ
相対移動する場合について述べたが、測長スリット群と
の関係で参照マーク22を特定する手段として、当該参
照マーク22の図において右側の測長スリット群あるい
は両側の副長スリット群を利用して絶対原点を特定する
ようにしてもよい。
インスケール10に対して第1図の左方向から右方向へ
相対移動する場合について述べたが、測長スリット群と
の関係で参照マーク22を特定する手段として、当該参
照マーク22の図において右側の測長スリット群あるい
は両側の副長スリット群を利用して絶対原点を特定する
ようにしてもよい。
又、上記実施例は、前述の如く、測長スリット群のスリ
ット数を、図において左側から右方向に向かって順次増
加するように配置したものであるが、これは、順次減少
させるようにしてもよく、又、例えば、メインスケール
10の中心部から左右方向に左右対象憤胃の副長スリッ
ト群を同一のスリット数とするようにしてもよい。
ット数を、図において左側から右方向に向かって順次増
加するように配置したものであるが、これは、順次減少
させるようにしてもよく、又、例えば、メインスケール
10の中心部から左右方向に左右対象憤胃の副長スリッ
ト群を同一のスリット数とするようにしてもよい。
更に、前記副長スリット肝は、そのスリット数を、順次
循環して増減するように配置してもよい。
循環して増減するように配置してもよい。
又、前記参照マーク22は、スリットをランダムに形成
したランダムパターンとしたものであるが、本発明はこ
れに限定されるものでなく、例えば、参照マーク22は
、スリットとは全く別個のマークであってもよい。更に
、又、副長スリッ1−列と同一のスリットの両側に無ス
リット部をも(けて、参照マーク22を形成してもよい
。これらの場合、前記基準ゲートスリット34は、当然
、参照マーク22と対応するパターンの検出マークとす
る。
したランダムパターンとしたものであるが、本発明はこ
れに限定されるものでなく、例えば、参照マーク22は
、スリットとは全く別個のマークであってもよい。更に
、又、副長スリッ1−列と同一のスリットの両側に無ス
リット部をも(けて、参照マーク22を形成してもよい
。これらの場合、前記基準ゲートスリット34は、当然
、参照マーク22と対応するパターンの検出マークとす
る。
又、上記実施例において、前記副長スリン1一群確認手
段30は、スリット群選択設定器28により指定された
パルス数と、スリット群読取手段126から入力される
パルス数とを比較して、両者が一致した時に合致信号を
出力するようにされているが、両パルス数が、正確に一
致した時にのみ合致信号を出力するとした場合は、その
正確な作動が時間的に困難な場合があるために、設定値
の上下に一定の許容範囲を設け、この許容範囲内で両パ
ルス数が一致した時に合致信号を出力するように設定す
るとよい。但し、この場合は、各測長スリット群間のス
リット数の差を、前記許容範囲よりも多くしなければな
らない。
段30は、スリット群選択設定器28により指定された
パルス数と、スリット群読取手段126から入力される
パルス数とを比較して、両者が一致した時に合致信号を
出力するようにされているが、両パルス数が、正確に一
致した時にのみ合致信号を出力するとした場合は、その
正確な作動が時間的に困難な場合があるために、設定値
の上下に一定の許容範囲を設け、この許容範囲内で両パ
ルス数が一致した時に合致信号を出力するように設定す
るとよい。但し、この場合は、各測長スリット群間のス
リット数の差を、前記許容範囲よりも多くしなければな
らない。
又、上記実施例は、測長作業時に利用されるカウンタを
測長スリット群読取手段26として利用したものである
が、本発明はこれに限定されるものでなく、第4図に示
されるように、測長用カウンタ42とは別に補助カウン
タを設けこれを副長スリット群読取手段26としてもよ
い。
測長スリット群読取手段26として利用したものである
が、本発明はこれに限定されるものでなく、第4図に示
されるように、測長用カウンタ42とは別に補助カウン
タを設けこれを副長スリット群読取手段26としてもよ
い。
この場合、主カウンタ42と信号処理部38との間に切
換装置44を設けこの切換装[44を前記原点設定手段
32によって、原点設定時に1,131?!えることに
より、信号処理部38からの出力信号が主カウンタ42
側と副長スリット群読取手段26側とに切換えて出)J
されるようにする。
換装置44を設けこの切換装[44を前記原点設定手段
32によって、原点設定時に1,131?!えることに
より、信号処理部38からの出力信号が主カウンタ42
側と副長スリット群読取手段26側とに切換えて出)J
されるようにする。
この実施例の場合、副長スリット群読取手段26は、副
長に使用する主カウンタ42よりも分解能の粗いもので
あってもよいので、構造が簡単である。
長に使用する主カウンタ42よりも分解能の粗いもので
あってもよいので、構造が簡単である。
但し、第2図に示されるように、主ノJウンタを副長ス
リット群読取手段2Gとして利用する場合は、より構成
が簡単となるという利点がある。
リット群読取手段2Gとして利用する場合は、より構成
が簡単となるという利点がある。
又、7Jウンタが複数台直列に配設された光電式変位検
出装置においても、各々の原点設定を容易に行うことが
できる。
出装置においても、各々の原点設定を容易に行うことが
できる。
本発明は上記のように構成したので、簡単な構成で、且
つ、装置の大型化、重M増大及び大幅なコスト増人を伴
なうことなく、絶対原点を容易確実にしかも、自動的に
紐定することができるという優れた効果を有する。
つ、装置の大型化、重M増大及び大幅なコスト増人を伴
なうことなく、絶対原点を容易確実にしかも、自動的に
紐定することができるという優れた効果を有する。
第1図は本発明に係る光電式変位検出装置の要部を示す
分解平面図、第2図は同実施例を示す一部断面図を含む
ブロック図、第3図は同実施例の作用を説明する流れ図
、第4図は本発明の他の実施例を示すブロック図である
。 10・・・メインスケール、 12・・・測長スリット列、 12A、1281120112D。 12E、12F、12G・・・副長スリット群、14.
14A114B・・・副長ゲートスリット列、16・・
・インデックススケール、 18.18A、18B・・・測長光電変換器、20・・
・基準位置検出部、 22A、228,220,220゜ 22E、22F・・・参照マーク、 24・・・マーク検出手段、 26・・・スリット群読取手段、 28・・・スリット群選択設定器、 30・・・測長スリット群確認手段、 32・・・原点設定手段、 34・・・基準ゲートスリット、 36・・・光電変換器。 代理人 松 山 圭 佑 (ほか1名)
分解平面図、第2図は同実施例を示す一部断面図を含む
ブロック図、第3図は同実施例の作用を説明する流れ図
、第4図は本発明の他の実施例を示すブロック図である
。 10・・・メインスケール、 12・・・測長スリット列、 12A、1281120112D。 12E、12F、12G・・・副長スリット群、14.
14A114B・・・副長ゲートスリット列、16・・
・インデックススケール、 18.18A、18B・・・測長光電変換器、20・・
・基準位置検出部、 22A、228,220,220゜ 22E、22F・・・参照マーク、 24・・・マーク検出手段、 26・・・スリット群読取手段、 28・・・スリット群選択設定器、 30・・・測長スリット群確認手段、 32・・・原点設定手段、 34・・・基準ゲートスリット、 36・・・光電変換器。 代理人 松 山 圭 佑 (ほか1名)
Claims (8)
- (1)一定ピツチの副長スリット列を備えるメインスケ
ールと、このメインスケールの副長スリットa1と同一
ビツヂの測長ゲートスリット列を備え前記メインスケー
ルに対して、スリット列方向と平行に相対移動可能に配
置されたインデックススケールと、これらメインスケー
ル及びインデックススケールを透過又は反引した光を受
光し、該メインスケールとインデックススケールの相対
移動時に、各々のスリット列におけるスリットの重なり
の繰返しにより形成される前記光の明暗の繰返し数から
副長信号を発生する測長光電変換器と、を有してなる光
電式変位検出装置において、前記測長スリット列の途中
に、前記副長ゲートスリツI〜列の長さよりも短かく、
光の前記測長光電変換器への受光量の変動が測定精度に
影響を与えない範囲の長さであって、且つ、前記副長ゲ
ートスリットよりも長い間隔で、測長スリットが欠落さ
れた複数の基準位置検出部が設けられ、これにより前記
副長スリット列が複数の、且つ、相異なるスリット数の
測長スリット群に分割、分断されると共に、前記基準位
置検出部に形成された参照マークと、前記インデックス
スケールに設けられ、前記参照マークを検出するマーク
検出手段と、このマーク検出手段の検出信号で作動され
、前記測長スリット群のスリット数を読取るスリット群
読取手段と、このスリット群読取手段により読取られた
スリット数を、スリット群選択設定器で予め設定された
スリット数と比較して、両スリッド数が合致したか否か
を確認してその信号を出力する副長スリット群確認手段
と、この測長スリット群確認手段からの合致信号及び前
記マーク検出手段hXらの前記合致信号の入力直後のマ
ーク検出信号を条件に該検出された参照マーク位置を測
長原点とする原点設定手枳と、を有してなる光電式変位
検出装置。 - (2)前記マーク検出手段は、前記参照マークに対応す
る形状の検出マークと、この検出マークの前記参照マー
クとの重なり合いを検知する光電変換器と、からなる特
許請求の範囲第1項記載の光電式変位検出装置。 - (3)前記参照マークはランダムパターンのスリットど
され、又、前記マーク検出手段の前記検出マークは、前
記参照マークに対応するランダムパターンのスリットか
らなる基準ゲートスリット、とされてなる特許請求の範
囲第2項記載の光電式%式% - (4)前記参照マークは、前記副長スリット列の少なく
とも両側に無スリツト部分を設けることにより形成され
た特許請求の範囲第2項記載の光電式変位検出装置。 - (5)前記スリット群読取手段は、前記測長光電変換器
から出力される副長信号を1数する測長用カウンタから
構成さた特許請求の範囲第1項乃至第4項のうちいずれ
かに記載の光電式変位検出装置。 - (6)前記スリット群読取手段は、前記副長用光電変換
器から出力される測長信号を計数する測長用カウンタと
は別個に設けられた補助カウンタから構成された特許請
求の範囲第1項乃至第4項のうちいずれかに記載の充電
式変位検出装置。 - (7)前記各測長スリット群のスリット数は、前記メイ
ンスケールの一端側から他端側に順次増大されてなる特
許請求の範囲第1項乃至第6項のうちいずれかに記載の
光電式変位検出装置。 - (8)前記各測長スリット群のスリット数は、メインス
ケールの略中央位置を中心として、両端方向に対称位置
の副長スリット群において同数とされた特許請求の範囲
第1項乃至第6項のうちいずれかに記載の光電式変位検
出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22785883A JPS60120215A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 光電式変位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22785883A JPS60120215A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 光電式変位検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60120215A true JPS60120215A (ja) | 1985-06-27 |
JPH0360041B2 JPH0360041B2 (ja) | 1991-09-12 |
Family
ID=16867463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22785883A Granted JPS60120215A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 光電式変位検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60120215A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8395535B2 (en) | 2010-05-10 | 2013-03-12 | Mitutoyo Corporation | Photoelectric encoder |
-
1983
- 1983-12-02 JP JP22785883A patent/JPS60120215A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8395535B2 (en) | 2010-05-10 | 2013-03-12 | Mitutoyo Corporation | Photoelectric encoder |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0360041B2 (ja) | 1991-09-12 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |