JPH0360041B2 - - Google Patents
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- JPH0360041B2 JPH0360041B2 JP22785883A JP22785883A JPH0360041B2 JP H0360041 B2 JPH0360041 B2 JP H0360041B2 JP 22785883 A JP22785883 A JP 22785883A JP 22785883 A JP22785883 A JP 22785883A JP H0360041 B2 JPH0360041 B2 JP H0360041B2
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- slit
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- slits
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 106
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 62
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 21
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 23
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光電式変位検出装置に係り、特に一
定ピツチの測長スリツト列を備えるメインスケー
ルと、このメインスケールの測長スリツト列と同
一ピツチの測長ゲートスリツト列を備え、前記メ
インスケールに対して、スリツト列方向に平行に
相対移動可能に配置されたインデツクススケール
と、これらメインスケール及びインデツクススケ
ールを透過又は反射した光を受光し、該メインス
ケールとインデツクススケールの相対移動時に、
各々のスリツ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
る測長光電変換器と、を有してなる光電式変位検
出装置の改良に関する。
定ピツチの測長スリツト列を備えるメインスケー
ルと、このメインスケールの測長スリツト列と同
一ピツチの測長ゲートスリツト列を備え、前記メ
インスケールに対して、スリツト列方向に平行に
相対移動可能に配置されたインデツクススケール
と、これらメインスケール及びインデツクススケ
ールを透過又は反射した光を受光し、該メインス
ケールとインデツクススケールの相対移動時に、
各々のスリツ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
る測長光電変換器と、を有してなる光電式変位検
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、測長方向に対して検出信号が増
加減少を繰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
た場合であつても、この信号のみからでは物理的
絶対原点が不明であり、従つて、絶対原点を特定
する他の手段が必要であつた。
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、測長方向に対して検出信号が増
加減少を繰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
た場合であつても、この信号のみからでは物理的
絶対原点が不明であり、従つて、絶対原点を特定
する他の手段が必要であつた。
かかる光電式変位検出装置における絶対原点を
特定する手段としては、従来次のようなものがあ
つた。
特定する手段としては、従来次のようなものがあ
つた。
まず、メインスケールとインデツクススケール
とが任意相対位置にある時、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ツトする
方法がある。
とが任意相対位置にある時、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ツトする
方法がある。
この方法は簡便ではあるが、μm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。
で絶対原点を定めることは、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
によつても先の原点と一致して零セツトをするこ
とが困難であるという問題点があつた。
クリア作業が必要となり、更に、再度の零クリア
によつても先の原点と一致して零セツトをするこ
とが困難であるという問題点があつた。
次に、メインスケールに、測長スリツト列とは
別に参照マークを該測長スリツト列と並列して設
け、且つ、インデツ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測長ゲートスリツ
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。
別に参照マークを該測長スリツト列と並列して設
け、且つ、インデツ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測長ゲートスリツ
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ツトに沿つて
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ツクススケー
ルの対応マークを重ねて位置させ、これによつて
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、従つて、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。
はできるが、参照マークは測長スリツトに沿つて
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ツクススケー
ルの対応マークを重ねて位置させ、これによつて
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、従つて、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ツ
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つて、変位可能な参照
マーク選択スイツチを設け、予めこの参照マーク
選択スイツチを所望の参照マークと対応する位置
に固定し、インデツ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
スイツチが作動された時、該参照マークを絶対原
点としてセツトする方法がある。
記載されるように、メインスケールに測長スリツ
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つて、変位可能な参照
マーク選択スイツチを設け、予めこの参照マーク
選択スイツチを所望の参照マークと対応する位置
に固定し、インデツ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
スイツチが作動された時、該参照マークを絶対原
点としてセツトする方法がある。
しかしながら、この方法においても、参照マー
ク選択スイツ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
スイツ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。
ク選択スイツ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
スイツ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ツチを設
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。
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。
この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされた
ものであつて、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。
ものであつて、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た光電式変位検出
装置を提供することを目的とする。
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た光電式変位検出
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ツト列を備
えるメインスケールと、このメインスケールの測
長スリツト列と同一ピツチの測長ゲートスリツト
列を備え、前記メインスケールに対して、スリツ
ト列方向と平行に相対移動可能に配置されたイン
デツクススケールと、これらメインスケール及び
インデツ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ツクススケール
の相対移動時に、各々のスリツト列におけるスリ
ツ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、前記測長スリツト列の途中に、前記測長ゲ
ートスリツ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量の変動が測定精度に影響
を与えない範囲の長さであつて、且つ、前記測長
ゲートスリツト列よりも長い間隔で、測長スリツ
トが欠落された複数の基準位置検出部が設けら
れ、これにより前記測長スリツト列が複数の、且
つ、相異なるスリツト数の測長スリツト群に分
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、前記インデツクススケー
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、前記測長スリツト群のスリツト数を読取
るスリツト群読取手段と、このスリツト群読取手
段により読取られたスリツト数を、スリツト群選
択設定器で予め設定されたスリツト数と比較し
て、両スリツ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ツト群確認手段と、こ
の測長スリツ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。
えるメインスケールと、このメインスケールの測
長スリツト列と同一ピツチの測長ゲートスリツト
列を備え、前記メインスケールに対して、スリツ
ト列方向と平行に相対移動可能に配置されたイン
デツクススケールと、これらメインスケール及び
インデツ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ツクススケール
の相対移動時に、各々のスリツト列におけるスリ
ツ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、前記測長スリツト列の途中に、前記測長ゲ
ートスリツ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量の変動が測定精度に影響
を与えない範囲の長さであつて、且つ、前記測長
ゲートスリツト列よりも長い間隔で、測長スリツ
トが欠落された複数の基準位置検出部が設けら
れ、これにより前記測長スリツト列が複数の、且
つ、相異なるスリツト数の測長スリツト群に分
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、前記インデツクススケー
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、前記測長スリツト群のスリツト数を読取
るスリツト群読取手段と、このスリツト群読取手
段により読取られたスリツト数を、スリツト群選
択設定器で予め設定されたスリツト数と比較し
て、両スリツ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ツト群確認手段と、こ
の測長スリツ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。
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。
又この発明は、前記参照マークをランダムパタ
ーンのスリツトとし、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ツトからなる基準ゲ
ートスリツト、とすることにより上記目的を達成
するものである。
ーンのスリツトとし、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ツトからなる基準ゲ
ートスリツト、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、前記測長ス
リツ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。
リツ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。
又この発明は、前記スリツト群読取手段を、前
記測長光電変換器から出力される測長信号を計数
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。
記測長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、前記スリツト群読取手段を、前
記測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
カウンタから構成するこにより上記目的を達成す
るものである。
記測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、前記各測長スリツト群のスリツ
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。
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。
又この発明は、前記各測長スリツト群のスリツ
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測長スリツト群におい
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。
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測長スリツト群におい
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。
る。
一定ピツチの測長スリツト列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
長スリツト列12と同一ピツチの測長ゲートスリ
ツト列14を備え、前記メインスケール10に対
して、スリツト列方向に平行に相対移動可能に配
置されたインデツクススケール16と、これらメ
インスケール10及びインデツクススケール16
を透過又は反射した光を受光し、該メインスケー
ル10とインデツクススケール16の相対移動時
に、各々のスリツ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、前記測長スリツト列1
2の途中に、前記測長ゲートスリツト列14の長
さよりも短かく、前記測長光電変換器18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
さであつて、且つ、前記測長ゲートスリツト列1
4よりも長い間隔で、測長スリツトが欠落された
複数の基準位置検出部20が設けられ、前記測長
スリツト列12が複数の、且つ、相異なるスリツ
ト数の測長スリツト群12A,12B,12C,
12D,…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,22C,…と、前記インデツクススケー
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2
4の検出信号で作動され、前記測長スリツト群1
2A,12B,12C,…のスリツト数を読取る
測長用カウンタからなるスリツト群読取手段26
と、このスリツト群読取手段26により読取られ
たスリツト数を、スリツト群選択設定器28で予
め設定されたスリツト数と比較して、両スリツト
数が合致したか否かを確認してその信号を出力す
る比較器からなる測長スリツト群確認手段30
と、この測長スリツト群確認手段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。
ンスケール10と、このメインスケール10の測
長スリツト列12と同一ピツチの測長ゲートスリ
ツト列14を備え、前記メインスケール10に対
して、スリツト列方向に平行に相対移動可能に配
置されたインデツクススケール16と、これらメ
インスケール10及びインデツクススケール16
を透過又は反射した光を受光し、該メインスケー
ル10とインデツクススケール16の相対移動時
に、各々のスリツ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、前記測長スリツト列1
2の途中に、前記測長ゲートスリツト列14の長
さよりも短かく、前記測長光電変換器18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
さであつて、且つ、前記測長ゲートスリツト列1
4よりも長い間隔で、測長スリツトが欠落された
複数の基準位置検出部20が設けられ、前記測長
スリツト列12が複数の、且つ、相異なるスリツ
ト数の測長スリツト群12A,12B,12C,
12D,…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,22C,…と、前記インデツクススケー
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2
4の検出信号で作動され、前記測長スリツト群1
2A,12B,12C,…のスリツト数を読取る
測長用カウンタからなるスリツト群読取手段26
と、このスリツト群読取手段26により読取られ
たスリツト数を、スリツト群選択設定器28で予
め設定されたスリツト数と比較して、両スリツト
数が合致したか否かを確認してその信号を出力す
る比較器からなる測長スリツト群確認手段30
と、この測長スリツト群確認手段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
ツトとされ、又、前記マーク検出手段24は、前
記参照マーク22に対応するランダムパターンの
スリツトからなる基準ゲートスリツト34、及
び、この基準ゲートスリツト34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。
ツトとされ、又、前記マーク検出手段24は、前
記参照マーク22に対応するランダムパターンの
スリツトからなる基準ゲートスリツト34、及
び、この基準ゲートスリツト34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ツト列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の測長ゲートスリツト列14A,14B
から構成されている。
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の測長ゲートスリツト列14A,14B
から構成されている。
これら第1及び第2の測長ゲートスリツト列1
4A,14Bは、インデツクススケール16のメ
インスケール10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ツト
列に対して他方の測長スリツト列のスリツトのピ
ツチが、半ピツチずらされている。
4A,14Bは、インデツクススケール16のメ
インスケール10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ツト
列に対して他方の測長スリツト列のスリツトのピ
ツチが、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の測長ゲートスリツト列14A,14Bに対
応して、第1及び第2の測長光電変換器18A,
18Bから構成されている。
第2の測長ゲートスリツト列14A,14Bに対
応して、第1及び第2の測長光電変換器18A,
18Bから構成されている。
前記測長スリツ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
ツト列14A,14Bのスリツト数が200ピツチ
分とした場合に、スリツト1ピツチ分程度とされ
ている。
置検出部20の長さは、例えば、測長ゲートスリ
ツト列14A,14Bのスリツト数が200ピツチ
分とした場合に、スリツト1ピツチ分程度とされ
ている。
ここで、前記メインスケール10における測長
スリツト列12の測長スリツトは、その明部及び
暗部の幅がそれぞれ4μmとされ、従つて、1ピ
ツチは8μmとされている。
スリツト列12の測長スリツトは、その明部及び
暗部の幅がそれぞれ4μmとされ、従つて、1ピ
ツチは8μmとされている。
又、該測長スリツト列における測長スリツト群
12A,12B,12C,…のスリツト数は、例
えば、第1図において左端の測長スリツト群12
Aは12500ピツチ(10cm相当)、次の測長スリツト
群12Bは13000ピツチ(10cm+4mm相当)、…と
定め、メインスケール10の左端から右端に向か
つて順次そのピツチ数即ちスリツト数が増大され
るようにして形成する。
12A,12B,12C,…のスリツト数は、例
えば、第1図において左端の測長スリツト群12
Aは12500ピツチ(10cm相当)、次の測長スリツト
群12Bは13000ピツチ(10cm+4mm相当)、…と
定め、メインスケール10の左端から右端に向か
つて順次そのピツチ数即ちスリツト数が増大され
るようにして形成する。
前記スリツト群選択設定器28は、前記各測長
スリツト群に対応するピツチ数により、いずれか
の測長スリツト群を選択できるようにされてい
る。
スリツト群に対応するピツチ数により、いずれか
の測長スリツト群を選択できるようにされてい
る。
第2図の符号38は信号処理部を示し、その信
号処理部38は、前記第1の測長光電変換器18
A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、前記スリツト群読取手段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つて
インデツクススケール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ツト群読取手段26にプラス
又はマイナスの信号を出力するものである。
号処理部38は、前記第1の測長光電変換器18
A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、前記スリツト群読取手段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つて
インデツクススケール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ツト群読取手段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、前記スリツ
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。
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。
次に上記実施例の作用を、第3図を参照して説
明する。
明する。
まず、第1図において、測長スリツト列12の
左端から5番目及び6番目の測長スリツト群12
E,12Fの間の基準位置検出部20を絶対原点
とする場合は、測長スリツト群12Eのスリツト
数又はピツチ数をスリツト群選択設定器28によ
つて設定する。
左端から5番目及び6番目の測長スリツト群12
E,12Fの間の基準位置検出部20を絶対原点
とする場合は、測長スリツト群12Eのスリツト
数又はピツチ数をスリツト群選択設定器28によ
つて設定する。
測長スリツト群確認手段30は、第3図に示さ
れるように、ステツプ101で前記スリツト群選択
設定器28による設定値即ち、スリツト群を識別
する信号を読取る。
れるように、ステツプ101で前記スリツト群選択
設定器28による設定値即ち、スリツト群を識別
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
デツクススケール16を第1図において右方向に
相対的に移動させると、該インデツクススケール
16に設けられたマーク検出手段24が、測長ス
リツト群12Bと12C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
スリツト群12Cと12Dの間の参照マーク22
Cを、更には測長スリツト群12Dと12Eの間
の参照マーク22D、測長スリツト群12Eと1
2Fの間の参照マーク22Eを順次走査してく
る。
デツクススケール16を第1図において右方向に
相対的に移動させると、該インデツクススケール
16に設けられたマーク検出手段24が、測長ス
リツト群12Bと12C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
スリツト群12Cと12Dの間の参照マーク22
Cを、更には測長スリツト群12Dと12Eの間
の参照マーク22D、測長スリツト群12Eと1
2F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
ートスリツト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(ステツ
プ102参照)。
ートスリツト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(ステツ
プ102参照)。
一方、スリツト群読取手段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、これを測長スリツト群確認手段30に
出力する。
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、これを測長スリツト群確認手段30に
出力する。
この測長スリツト群確認手段30は、スリツト
群選択設定器28からの設定値とスリツト群読取
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ツト群選択設定
器28によつて設定されたスリツト群12Eのス
リツト数と比較して、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(ステツプ
103)。
群選択設定器28からの設定値とスリツト群読取
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ツト群選択設定
器28によつて設定されたスリツト群12Eのス
リツト数と比較して、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(ステツプ
103)。
この原点設定手段32は、測長スリツト群確認
手段30からの合致信号の正否に応じて、否の時
はスリツト群読取手段26をクリアする信号を出
力して該スリツト群読取手段26を零クリアする
(ステツプ104)。なお、スリツト群読取手段26
は、当然手動でも零クリアできる。
手段30からの合致信号の正否に応じて、否の時
はスリツト群読取手段26をクリアする信号を出
力して該スリツト群読取手段26を零クリアする
(ステツプ104)。なお、スリツト群読取手段26
は、当然手動でも零クリアできる。
スリツト群読取手段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。
信号処理部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、測長ゲートスリツ
ト列14A,14Bが測長スリツト群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、測長スリツト群確認手段3
0に原点設定完了信号を出力し、更に、スリツト
群読取手段26にカウンタクリア信号を出力する
(ステツプ105)。この時から、スリツト群読取手
段26は測長モードに切換えられ(ステツプ106)
通常の測定時の状態となる。
ト列14A,14Bが測長スリツト群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、測長スリツト群確認手段3
0に原点設定完了信号を出力し、更に、スリツト
群読取手段26にカウンタクリア信号を出力する
(ステツプ105)。この時から、スリツト群読取手
段26は測長モードに切換えられ(ステツプ106)
通常の測定時の状態となる。
従つて、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。
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。
又、他の位置の基準位置検出部20を絶対原点
とする場合は、前述と同様に、スリツト群選択設
定器28によつて該当する測長スリツト群を選
び、それを、測長スリツト群確認手段32に読取
らせることによつて当該測長スリツト群に隣接す
る基準位置検出部20を絶対原点とすることがで
きる。
とする場合は、前述と同様に、スリツト群選択設
定器28によつて該当する測長スリツト群を選
び、それを、測長スリツト群確認手段32に読取
らせることによつて当該測長スリツト群に隣接す
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、測長ゲートスリツト
列14A,14Bが測長スリツト列12に対して
相対的に移動する時に、そのスリツトが欠落した
部分即ち基準位置検出部20部分では、これらス
リツ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20は、測長ゲートスリツ
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。
列14A,14Bが測長スリツト列12に対して
相対的に移動する時に、そのスリツトが欠落した
部分即ち基準位置検出部20部分では、これらス
リツ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20は、測長ゲートスリツ
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、前記スリツト群選択設定器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
加工の順序に従つて、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。
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
加工の順序に従つて、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つて加工すべき材
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。
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。
ここで、前記測長スリツト群12A,12B,
12C,…は、12A側からそのピツチ数が順次
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、その増加ピツチ数は、最低1ピツチあ
ればよい。
12C,…は、12A側からそのピツチ数が順次
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、その増加ピツチ数は、最低1ピツチあ
ればよい。
即ち、測長スリツト列12における測長スリツ
ト列12及び測長ゲートスリツト列14における
測長スリツト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1
8から得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1μ
mの分解能を有するので、前記測長スリツト群の
差が測長スリツトの1ピツチ分づつであつてもこ
れを判別できる。
ト列12及び測長ゲートスリツト列14における
測長スリツト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1
8から得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1μ
mの分解能を有するので、前記測長スリツト群の
差が測長スリツトの1ピツチ分づつであつてもこ
れを判別できる。
又、上記のように、各測長スリツト群間に測長
スリツトが設けられない基準位置検出部20が配
置された場合は、測長スリツト列12を形成する
際に、測長スリツ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。
スリツトが設けられない基準位置検出部20が配
置された場合は、測長スリツト列12を形成する
際に、測長スリツ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、測長スリツト群
の指定は、該スリツト群相当のパルス数によつて
スリツト群選択設定器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、前述の如く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、
該工作機械等の制御装置29の制御信号を用いて
測長スリツト群を指定するようにしてもよい。
の指定は、該スリツト群相当のパルス数によつて
スリツト群選択設定器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、前述の如く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、
該工作機械等の制御装置29の制御信号を用いて
測長スリツト群を指定するようにしてもよい。
又、上記実施例の場合、インデツクススケール
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、測長スリツ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ツト群あるいは両側の測長
スリツト群を利用して絶対原点を特定するように
してもよい。
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、測長スリツ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ツト群あるいは両側の測長
スリツ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、測長スリツト
群のスリツト数を、図において左側から右方向に
向かつ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
右方向に左右対象位置の測長スリツト群を同一の
スリツト数とするようにしてもよい。
群のスリツト数を、図において左側から右方向に
向かつ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
右方向に左右対象位置の測長スリツト群を同一の
スリツト数とするようにしてもよい。
更に、前記測長スリツト群は、そのスリツト数
を、順次循環して増減するように配置してもよ
い。
を、順次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、スリツトをランダ
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、スリツトとは全く別個の
マークであつてもよい。更に、又、測長スリツト
列と同一のスリツトの両側に無スリツト部を設け
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ツト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。
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、スリツトとは全く別個の
マークであつてもよい。更に、又、測長スリツト
列と同一のスリツトの両側に無スリツト部を設け
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ツト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、前記測長スリツト群
確認手段30は、スリツト群選択設定器28によ
り指定されたパルス数と、スリツト群読取手段2
6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
リツト群間のスリツト数の差を、前記許容範囲よ
りも多くしなければならない。
確認手段30は、スリツト群選択設定器28によ
り指定されたパルス数と、スリツト群読取手段2
6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
リツト群間のスリツト数の差を、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
ウンタを測長スリツト群読取手段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測長
スリツト群読取手段26としてもよい。
ウンタを測長スリツト群読取手段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測長
スリツト群読取手段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を設けこの切換装置44を前
記原点設定手段32によつて、原点設定時に切換
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側と測長スリツト群読取手段2
6側とに切換えて出力されるようにする。
の間に切換装置44を設けこの切換装置44を前
記原点設定手段32によつて、原点設定時に切換
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側と測長スリツト群読取手段2
6側とに切換えて出力されるようにする。
この実施例の場合、測長スリツト群読取手段2
6は、測長に使用する主カウンタ42よりも分解
能の粗いものであつてもよいので、構造が簡単で
ある。
6は、測長に使用する主カウンタ42よりも分解
能の粗いものであつてもよいので、構造が簡単で
ある。
但し、第2図に示されるように、主カウンタを
測長スリツト群読取手段26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。
測長スリツト群読取手段26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、カ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。
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。
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、重量増大及び大幅な
コスト増大を伴なうことなく、絶対原点を容易確
実にしかも、自動的に設定することができるとい
う優れた効果を有する。
成で、且つ、装置の大型化、重量増大及び大幅な
コスト増大を伴なうことなく、絶対原点を容易確
実にしかも、自動的に設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ツク図、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
施例を示すブロツク図である。 10……メインスケール、12……測長スリツ
ト列、12A,12B,12C,12D,12
E,12F,12G……測長スリツト群、14,
14A,14B……測長ゲートスリツト列、16
……インデツクススケール、18,18A,18
B……測長光電変換器、20……基準位置検出
部、22A,22B,22C,22D,22E,
22F……参照マーク、24……マーク検出手
段、26……スリツト群読取手段、28……スリ
ツト群選択設定器、30……測長スリツト群確認
手段、32……原点設定手段、34……基準ゲー
トスリツト、36……光電変換器。
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ツク図、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
施例を示すブロツク図である。 10……メインスケール、12……測長スリツ
ト列、12A,12B,12C,12D,12
E,12F,12G……測長スリツト群、14,
14A,14B……測長ゲートスリツト列、16
……インデツクススケール、18,18A,18
B……測長光電変換器、20……基準位置検出
部、22A,22B,22C,22D,22E,
22F……参照マーク、24……マーク検出手
段、26……スリツト群読取手段、28……スリ
ツト群選択設定器、30……測長スリツト群確認
手段、32……原点設定手段、34……基準ゲー
トスリツト、36……光電変換器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 一定ピツチの測長スリツト列を備えるメイン
スケールと、このメインスケールの測長スリツト
列と同一ピツチの測長ゲートスリツト列を備え、
前記メインスケールに対して、スリツト列方向と
平行に相対移動可能に配置されたインデツクスス
ケールと、これらメインスケール及びインデツク
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ツクススケールの相対移動
時に、各々のスリツト列におけるスリツトの重な
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
測長スリツト列の途中に、前記測長ゲートスリツ
ト列の長さよりも短かく、光の前記測長光電変換
器への受光量の変動が測定精度に影響を与えない
範囲の長さであつて、且つ、前記測長ゲートスリ
ツトよりも長い間隔で、測長スリツトが欠落され
た複数の基準位置検出部が設けられ、これにより
前記測長スリツト列が複数の、且つ、相異なるス
リツト数の測長スリツト群に分割、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、前記インデツ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
スリツト群のスリツト数を読取るスリツト群読取
手段と、このスリツト群読取手段により読取られ
たスリツト数を、スリツト群選択設定器で予め設
定されたスリツト数と比較して、両スリツト数が
合致したか否かを確認してその信号を出力する測
長スリツト群確認手段と、この測長スリツト群確
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ツ
トとされ、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
ーンのスリツトからなる基準ゲートスリツト、と
されてなる特許請求の範囲第2項記載の光電式変
位検出装置。 4 前記参照マークは、前記測長スリツト列の少
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 前記スリツト群読取手段は、前記測長光電変
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 前記スリツト群読取手段は、前記測長用光電
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光電式変位検出装置。 7 前記各測長スリツト群のスリツト数は、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 前記各測長スリツト群のスリツト数は、メイ
ンスケールの略中央位置を中心として、両端方向
に対称位置の測長スリツ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 JPS60120215A (ja) | 1985-06-27 |
| JPH0360041B2 true 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) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2386832B1 (en) | 2010-05-10 | 2017-04-12 | Mitutoyo Corporation | Photoelectric encoder |
-
1983
- 1983-12-02 JP JP22785883A patent/JPS60120215A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60120215A (ja) | 1985-06-27 |
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