JPH0543364Y2 - - Google Patents
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- JPH0543364Y2 JPH0543364Y2 JP4034988U JP4034988U JPH0543364Y2 JP H0543364 Y2 JPH0543364 Y2 JP H0543364Y2 JP 4034988 U JP4034988 U JP 4034988U JP 4034988 U JP4034988 U JP 4034988U JP H0543364 Y2 JPH0543364 Y2 JP H0543364Y2
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- JP
- Japan
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- reflector
- light
- ridgeline
- reflected
- reflected light
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Description
【考案の詳細な説明】
考案の要約
光源からの投射光が、移動体に固定された少な
くとも２つの反射面をもつ反射体の頂部に照射さ
れ、反射体の反射面からの反射光をそれぞれ受光
しこの受光光量に基づいて上記反射体の位置を検
出する位置検出装置における移動体と反射体との
固定点を反射体の稜線上（稜線の延長上も含む）
とする。これにより熱膨脹による稜線の位置変位
を防ぐことができ、熱による反射体の変位があつ
ても適正も反射光が得られ測定誤差の発生を防止
できる。
くとも２つの反射面をもつ反射体の頂部に照射さ
れ、反射体の反射面からの反射光をそれぞれ受光
しこの受光光量に基づいて上記反射体の位置を検
出する位置検出装置における移動体と反射体との
固定点を反射体の稜線上（稜線の延長上も含む）
とする。これにより熱膨脹による稜線の位置変位
を防ぐことができ、熱による反射体の変位があつ
ても適正も反射光が得られ測定誤差の発生を防止
できる。
考案の背景
この考案は１次元的に移動する物体または平面
内において２次元的に移動する物体、たとえば工
作機のステージ等の物体の位置を検出する装置に
関する。
内において２次元的に移動する物体、たとえば工
作機のステージ等の物体の位置を検出する装置に
関する。
１次元的に移動する物体に取付けられた反射鏡
に光ビームを照射し、その反射光を受光すること
により物体の１次元位置を精度よく検出できる装
置を出願人は既に提案した（特願昭62−248580、
特願昭62−300067等）。
に光ビームを照射し、その反射光を受光すること
により物体の１次元位置を精度よく検出できる装
置を出願人は既に提案した（特願昭62−248580、
特願昭62−300067等）。
この位置検出装置は、光源からの投射光が、移
動体に固定された少なくとも２つの反射面をもつ
反射体の頂部に照射され、反射体の反射面からの
反射光をそれぞれ受光しこの受光光量に基づいて
上記反射体の位置を検出するものである。
動体に固定された少なくとも２つの反射面をもつ
反射体の頂部に照射され、反射体の反射面からの
反射光をそれぞれ受光しこの受光光量に基づいて
上記反射体の位置を検出するものである。
この位置検出装置はたとえば数十〜数百μm程
度を検知範囲とし、1μm程度の分解能で反射体が
取付けられた移動体の変位量を検出する。したが
つて、反射体の熱伸縮によつて反射体とこれが取
付けられる移動体との位置が相対的に変位してし
まうと、この熱による変位が測定誤差となつて現
われる。
度を検知範囲とし、1μm程度の分解能で反射体が
取付けられた移動体の変位量を検出する。したが
つて、反射体の熱伸縮によつて反射体とこれが取
付けられる移動体との位置が相対的に変位してし
まうと、この熱による変位が測定誤差となつて現
われる。
考案の概要
考案の目的
この考案は、熱による反射体の相対的な変位に
帰因する測定誤差の発生を防止できる位置検出装
置を提供することを目的とする。
帰因する測定誤差の発生を防止できる位置検出装
置を提供することを目的とする。
考案の構成
この考案による位置検出装置においては、反射
体の移動体に対する固定点が反射体の稜線上（稜
線の延長上も含む）に設けられている。
体の移動体に対する固定点が反射体の稜線上（稜
線の延長上も含む）に設けられている。
考案の作用および効果
この考案によると移動体と反射体との固定点を
反射体の稜線上としている。反射体、その固定部
材、移動体の熱伸縮によつて反射体が移動体に対
して相対的に変位しても反射体の稜線の位置は移
動体に対して変位せず一定位置に保持される。こ
のため熱によつて反射体等に変位、変形が生じて
も、反射体からの反射光はその影響を受けること
なく移動体の変位量を正しく表わすものとなる。
これにより、熱によつて反射体が変位して反射光
が変化することにより起こる移動体の位置測定誤
差の発生を防止することができる。また反射体自
体が熱伸縮しても反射体の稜線位置は変位しない
ので、反射体の材料として熱膨脹係数の大きな一
般的に安価なものを利用することができる。たと
えば樹脂成形の反射体を使用することができ、安
価に提供できる。
反射体の稜線上としている。反射体、その固定部
材、移動体の熱伸縮によつて反射体が移動体に対
して相対的に変位しても反射体の稜線の位置は移
動体に対して変位せず一定位置に保持される。こ
のため熱によつて反射体等に変位、変形が生じて
も、反射体からの反射光はその影響を受けること
なく移動体の変位量を正しく表わすものとなる。
これにより、熱によつて反射体が変位して反射光
が変化することにより起こる移動体の位置測定誤
差の発生を防止することができる。また反射体自
体が熱伸縮しても反射体の稜線位置は変位しない
ので、反射体の材料として熱膨脹係数の大きな一
般的に安価なものを利用することができる。たと
えば樹脂成形の反射体を使用することができ、安
価に提供できる。
実施例の説明
以下この考案を１次元位置の測定装置に適用し
た場合の実施例について詳述するが、この考案は
１次元位置のみならず２次元位置の検出装置にも
適用可能である。２次元位置検出装置の詳細は同
一出願人による先願（特願昭62−300066）に開示
されており、この場合も反射体の稜線上を固定点
とすることにより熱によつて反射体が変位しても
測定誤差の発生を防止することができる。
た場合の実施例について詳述するが、この考案は
１次元位置のみならず２次元位置の検出装置にも
適用可能である。２次元位置検出装置の詳細は同
一出願人による先願（特願昭62−300066）に開示
されており、この場合も反射体の稜線上を固定点
とすることにより熱によつて反射体が変位しても
測定誤差の発生を防止することができる。
この実施例に示される位置検出装置は上記特願
昭62−300067に開示されているものであるが、特
願昭62−248580等に開示された位置検出装置にも
この考案は適用可能であるのはいうまでもない。
昭62−300067に開示されているものであるが、特
願昭62−248580等に開示された位置検出装置にも
この考案は適用可能であるのはいうまでもない。
第１図は位置検出装置の光学系を示している。
移動物体４０はたとえばＸ軸方向に移動可能であ
り（Ｙ軸、Ｚ軸方向には移動しない）、その所定
位置に反射体３０が取付け固定されている。反射
体３０の構成については後に詳述するが、とりあ
えずここでは反射体３０を模式的に示しておく。
反射体３０からＺ軸方向に適当な距離はなれた位
置に検出装置の光学系が配置されている。光源と
してのレーザ・ダイオード２から出射された光は
レンズ１１によつてコリメートされ、このコリメ
ート光（平行光）はレンズ１２によつて収束され
る。収束後の拡散光はレンズ１３によつて再びコ
リメートされる。これらのレンズ１１〜１３によ
つて平行光のビーム径がより小さくなるように変
換されている。小さなビーム径の平行光はピンホ
ール板１４のピンホールを通つてやや拡散してレ
ンズ１５に入射する。レンズ１３の出力平行光の
強度分布は必ずしも均一でなく、光軸において強
度が最も大きく、周囲にいくにつれて強度が小さ
くなつている。平行光をピンホール板１４のピン
ホールを通すことによつて、平行光の強度がほぼ
均一な中心部の光のみが抽出される。このように
してほぼ均一の強度分布をもつ光が得られ、この
光はレンズ１５によつてやや収束されて反射体３
０に投射される。
移動物体４０はたとえばＸ軸方向に移動可能であ
り（Ｙ軸、Ｚ軸方向には移動しない）、その所定
位置に反射体３０が取付け固定されている。反射
体３０の構成については後に詳述するが、とりあ
えずここでは反射体３０を模式的に示しておく。
反射体３０からＺ軸方向に適当な距離はなれた位
置に検出装置の光学系が配置されている。光源と
してのレーザ・ダイオード２から出射された光は
レンズ１１によつてコリメートされ、このコリメ
ート光（平行光）はレンズ１２によつて収束され
る。収束後の拡散光はレンズ１３によつて再びコ
リメートされる。これらのレンズ１１〜１３によ
つて平行光のビーム径がより小さくなるように変
換されている。小さなビーム径の平行光はピンホ
ール板１４のピンホールを通つてやや拡散してレ
ンズ１５に入射する。レンズ１３の出力平行光の
強度分布は必ずしも均一でなく、光軸において強
度が最も大きく、周囲にいくにつれて強度が小さ
くなつている。平行光をピンホール板１４のピン
ホールを通すことによつて、平行光の強度がほぼ
均一な中心部の光のみが抽出される。このように
してほぼ均一の強度分布をもつ光が得られ、この
光はレンズ１５によつてやや収束されて反射体３
０に投射される。
たとえば光源に波長λ＝780［nm］の半導体レ
ーザ・ダイオードを用い、ピンホール板１４のピ
ンホールの直径をφ＝30［μm］とする。また、レ
ンズ１５として焦点距離がｆ＝10［mm］のレンズ
を用いる。そして、ピンホール板１４とレンズ１
５との間の距離を約12［mm］に設定するとレンズ
１５の前方（光が出射する側）60［mm］の位置に
ビーム径φ＝150［μm］の投射光Ｐが形成される。
ーザ・ダイオードを用い、ピンホール板１４のピ
ンホールの直径をφ＝30［μm］とする。また、レ
ンズ１５として焦点距離がｆ＝10［mm］のレンズ
を用いる。そして、ピンホール板１４とレンズ１
５との間の距離を約12［mm］に設定するとレンズ
１５の前方（光が出射する側）60［mm］の位置に
ビーム径φ＝150［μm］の投射光Ｐが形成される。
反射体３０にはたとえば、第２図に示すよう
に、断面が高さの低い二等辺三角形の形状のもの
が用いられる。この二等辺三角形の頂角はたとえ
ば160°である。二等辺三角形の長さの等しい二辺
に対応する反射体３０の斜面が反射面S1，S2とな
つている。反射体３０は、２つの反射面S1，S2が
交わる稜線が第１図に示すようにＹ軸と平行にな
るように、かつ後述するように稜線上に移動物体
４０との固定点が位置するように固定されてい
る。このような反射体３０の頂部にその底面に対
して垂直に光Ｐが投射されると、反射面S1，S2に
よつて投射光Ｐの一部がそれぞれ異なる方向に反
射される。これらの反射光をP1，P2で示す。
に、断面が高さの低い二等辺三角形の形状のもの
が用いられる。この二等辺三角形の頂角はたとえ
ば160°である。二等辺三角形の長さの等しい二辺
に対応する反射体３０の斜面が反射面S1，S2とな
つている。反射体３０は、２つの反射面S1，S2が
交わる稜線が第１図に示すようにＹ軸と平行にな
るように、かつ後述するように稜線上に移動物体
４０との固定点が位置するように固定されてい
る。このような反射体３０の頂部にその底面に対
して垂直に光Ｐが投射されると、反射面S1，S2に
よつて投射光Ｐの一部がそれぞれ異なる方向に反
射される。これらの反射光をP1，P2で示す。
これらの反射光P1，P2をそれぞれ受光する位
置にフオト・ダイオード５１，５２が配置されて
いる。フオト・ダイオード５１，５２と反射体３
０の反射面S1，S2との位置関係を第２図に示す。
第２図は第１図の−線からみた矢視図であ
る。フオト・ダイオード５１は反射面S1によつて
反射される反射光P1を、フオト・ダイオード５
２は反射面S2によつて反射される反射光P2をそ
れぞれ受光する。反射体３０の各反射面S1，S2と
各フオト・ダイオード５１，５２との間にレンズ
を配置し反射光を収束して各フオト・ダイオード
５１，５２に入射させるようにしてもよい。
置にフオト・ダイオード５１，５２が配置されて
いる。フオト・ダイオード５１，５２と反射体３
０の反射面S1，S2との位置関係を第２図に示す。
第２図は第１図の−線からみた矢視図であ
る。フオト・ダイオード５１は反射面S1によつて
反射される反射光P1を、フオト・ダイオード５
２は反射面S2によつて反射される反射光P2をそ
れぞれ受光する。反射体３０の各反射面S1，S2と
各フオト・ダイオード５１，５２との間にレンズ
を配置し反射光を収束して各フオト・ダイオード
５１，５２に入射させるようにしてもよい。
次に移動物体４０の位置検出原理について説明
する。投射光Ｐが反射体３０に投射されたときに
その光軸が反射体３０の頂部の稜線に一致したと
きは各反射面S1，S2で反射される反射光P1，P2
の光量は等しい。移動物体４０がＸ軸方向に移動
したとすると投射光Ｐのスポツトは反射体３０上
で−Ｘ方向に移動する。したがつて反射光P2が
増大し、反射光P1が減少する（便宜的に光量も
P1，P2で表わす）。逆に移動物体４０が−Ｘ方向
に移動したとすると投射光Ｐのスポツトは反射体
３０上でＸ方向に移動し反射光P1が増大し、反
射光P2が減少する。このように反射光P1，P2は
反射体３０のＸ位置の関数である。したがつて、
反射光P1またはP2を測定することにより反射体
３０のＸ位置が検出される。反射体３０の移動に
ともなつて反射光量P1，P2の変化の様子を示す
グラフが第３図に示されている。第３図において
投射光の光軸が反射体３０の頂部の稜線に一致し
た位置が原点ｘ＝０にとられている。
する。投射光Ｐが反射体３０に投射されたときに
その光軸が反射体３０の頂部の稜線に一致したと
きは各反射面S1，S2で反射される反射光P1，P2
の光量は等しい。移動物体４０がＸ軸方向に移動
したとすると投射光Ｐのスポツトは反射体３０上
で−Ｘ方向に移動する。したがつて反射光P2が
増大し、反射光P1が減少する（便宜的に光量も
P1，P2で表わす）。逆に移動物体４０が−Ｘ方向
に移動したとすると投射光Ｐのスポツトは反射体
３０上でＸ方向に移動し反射光P1が増大し、反
射光P2が減少する。このように反射光P1，P2は
反射体３０のＸ位置の関数である。したがつて、
反射光P1またはP2を測定することにより反射体
３０のＸ位置が検出される。反射体３０の移動に
ともなつて反射光量P1，P2の変化の様子を示す
グラフが第３図に示されている。第３図において
投射光の光軸が反射体３０の頂部の稜線に一致し
た位置が原点ｘ＝０にとられている。
一方、反射光の総和P1＋P2はレーザ・ダイオ
ード２の出力光強度に応じて変化する。レーザ・
ダイオード２の出力光強度の変動による影響を取
除くために上記の総和によつて検出値を正規化す
る。
ード２の出力光強度に応じて変化する。レーザ・
ダイオード２の出力光強度の変動による影響を取
除くために上記の総和によつて検出値を正規化す
る。
したがつて、反射体３０のＸ方向位置は
F1（ｘ）＝P1／（P1＋P2） ……(1)
によつて求めることができる。
第４図はフオト・ダイオード５１，５２の受光
信号に基づいて移動物体４０（反射体３０）のＸ
位置を算出する信号処理回路を示すブロツク図で
ある。
信号に基づいて移動物体４０（反射体３０）のＸ
位置を算出する信号処理回路を示すブロツク図で
ある。
各フオト・ダイオード５１，５２の出力受光信
号はそれぞれ加算回路６１に与えられ加算される
（受光信号は前述した光量P1，P2に相当するもの
であるから便宜的にこれらもそれぞれP1，P2で
表わす）。加算回路６１の出力P1＋P2は除算回路
６３に与えられる。また、フオト・ダイオード５
１の出力信号P1も除算回路６３に与えられる。
除算回路６３はフオト・ダイオード５１の出力信
号P1を加算回路６１の出力P1＋P2で割り、この
結果P1／（P1＋P2）を出力する。これは前述し
た第(1)式に等しく反射体３０のＸ軸方向の位置を
表わす。除算回路６３の演算結果がCPU６４に
入力されＸ軸方向の位置として表示器６５に表示
される。
号はそれぞれ加算回路６１に与えられ加算される
（受光信号は前述した光量P1，P2に相当するもの
であるから便宜的にこれらもそれぞれP1，P2で
表わす）。加算回路６１の出力P1＋P2は除算回路
６３に与えられる。また、フオト・ダイオード５
１の出力信号P1も除算回路６３に与えられる。
除算回路６３はフオト・ダイオード５１の出力信
号P1を加算回路６１の出力P1＋P2で割り、この
結果P1／（P1＋P2）を出力する。これは前述し
た第(1)式に等しく反射体３０のＸ軸方向の位置を
表わす。除算回路６３の演算結果がCPU６４に
入力されＸ軸方向の位置として表示器６５に表示
される。
また反射光量P1とP2の差P1−P2を考えると、
この値は反射体３０のＸ方向の移動にともなつて
P1またはP2よりも急激に変化するので、上記の
値を求めることによつて反射体３０のＸ位置検出
精度が高まる。
この値は反射体３０のＸ方向の移動にともなつて
P1またはP2よりも急激に変化するので、上記の
値を求めることによつて反射体３０のＸ位置検出
精度が高まる。
この場合にも前述したように反射体P1，P2の
総和によつて検出器を正規化することにより、レ
ーザ・ダイオード２の出力光強度の変動による影
響を取除くことができる。
総和によつて検出器を正規化することにより、レ
ーザ・ダイオード２の出力光強度の変動による影
響を取除くことができる。
このときの反射体３０のＸ方向位置は
F2（ｘ）＝（P1−P2）／（P1＋P2）
……(2)
によつて求めることができる。
この関数F2（ｘ）のグラフが第５図に示されて
いる。この図においても第３図に示す場合と同様
に投射光Ｐの光軸が反射体３０の頂部の稜線に一
致した位置が原点ｘ＝０にとられている。
いる。この図においても第３図に示す場合と同様
に投射光Ｐの光軸が反射体３０の頂部の稜線に一
致した位置が原点ｘ＝０にとられている。
第６図は第(2)式を利用して移動物体４０（反射
体３０）のＸ位置を算出する他の信号処理回路を
示すブロツク図である。
体３０）のＸ位置を算出する他の信号処理回路を
示すブロツク図である。
各フオト・ダイオード５１，５２の出力受光信
号にそれぞれ加算回路６１、減算回路６２に与え
られる。加算回路６１からは加算結果P1＋P2が
出力され、減算回路６２からは減算結果P1−P2
が出力される。これらの出力信号P1＋P2および
P1−P2は除算回路６３に与えられる。除算回路
６３は減算回路６２の出力P1−P2を加算回路６
３の出力P1＋P2で割り、（P1−P2）／（P1＋P2）
を出力する。これは前述した第(2)式に等しくＸ軸
方向の位置を表わす。
号にそれぞれ加算回路６１、減算回路６２に与え
られる。加算回路６１からは加算結果P1＋P2が
出力され、減算回路６２からは減算結果P1−P2
が出力される。これらの出力信号P1＋P2および
P1−P2は除算回路６３に与えられる。除算回路
６３は減算回路６２の出力P1−P2を加算回路６
３の出力P1＋P2で割り、（P1−P2）／（P1＋P2）
を出力する。これは前述した第(2)式に等しくＸ軸
方向の位置を表わす。
除算回路６４の演算結果がCPU６４に入力さ
れＸ軸方向の位置として表示器６５に表示され
る。
れＸ軸方向の位置として表示器６５に表示され
る。
第７図は反射体３０の他の例を示すものであ
る。ここでは反射体３０はブレーズ化されてい
る。このような反射体３０を位置検出装置に用い
ることも可能である。反射体３０にブレーズ化さ
れたものを用いた場合は反射体３０の厚さを薄く
することができるという利点がある。
る。ここでは反射体３０はブレーズ化されてい
る。このような反射体３０を位置検出装置に用い
ることも可能である。反射体３０にブレーズ化さ
れたものを用いた場合は反射体３０の厚さを薄く
することができるという利点がある。
第８図から第１０図は反射体およびその取付機
構の一例を示すものである。第８図は反射体３０
およびその取付機構を正面からみた拡大図を示し
ている。第９図は第８図の−線に沿う断面図
を、第１０図は第８図の−線に沿う断面図を
それぞれ示している。
構の一例を示すものである。第８図は反射体３０
およびその取付機構を正面からみた拡大図を示し
ている。第９図は第８図の−線に沿う断面図
を、第１０図は第８図の−線に沿う断面図を
それぞれ示している。
反射体３０はたとえば石英ガラスを材料とした
断面が高さの低いに二等辺三角形の形状の部分を
もつ基材３１において、その２つの斜面にアルミ
ニウム３２を蒸着させて形成される。アルミニウ
ム蒸着膜３２が反射面S1，S2である。反射体３０
は、そのほぼ中央部に凹部が形成されたステンレ
ス・スチール鋼製の固定部材３４の上記凹部内に
はめ入れられかつ接着等によつて固定されてい
る。固定部材３４の上記凹部開口は保護ガラス板
３３が設けられ、この保護ガラス３３は固定部材
３４に接着等によつて固定されている。反射体３
０はこの保護ガラス３３によつて外部環境、とく
にほこりや粉塵等から保護されている。
断面が高さの低いに二等辺三角形の形状の部分を
もつ基材３１において、その２つの斜面にアルミ
ニウム３２を蒸着させて形成される。アルミニウ
ム蒸着膜３２が反射面S1，S2である。反射体３０
は、そのほぼ中央部に凹部が形成されたステンレ
ス・スチール鋼製の固定部材３４の上記凹部内に
はめ入れられかつ接着等によつて固定されてい
る。固定部材３４の上記凹部開口は保護ガラス板
３３が設けられ、この保護ガラス３３は固定部材
３４に接着等によつて固定されている。反射体３
０はこの保護ガラス３３によつて外部環境、とく
にほこりや粉塵等から保護されている。
移動物体４０と反射体３０が固定された固定部
材３４とは、たとえばねじ３５によつて固定され
ている。ねじ３５は固定部材３４に形成された孔
を貫通し、移動物体４０にねじはめられている。
ねじ３５が挿入される固定部材３４の孔の中心ま
たはねじ３５の中心軸（固定点）は反射体３０の
稜線の延長上にある。したがつて反射体３０に熱
による変位が生じても反射体３０の稜線の位置は
変位しない。このため反射光P1，P2は反射体３
０の熱による変位にかかわらず常に移動物体４０
の変位量（移動量）または位置を正しく表わすも
のとなり、反射体３０、固定部材３４等の熱伸縮
により測定誤差が発生するのが防止される。
材３４とは、たとえばねじ３５によつて固定され
ている。ねじ３５は固定部材３４に形成された孔
を貫通し、移動物体４０にねじはめられている。
ねじ３５が挿入される固定部材３４の孔の中心ま
たはねじ３５の中心軸（固定点）は反射体３０の
稜線の延長上にある。したがつて反射体３０に熱
による変位が生じても反射体３０の稜線の位置は
変位しない。このため反射光P1，P2は反射体３
０の熱による変位にかかわらず常に移動物体４０
の変位量（移動量）または位置を正しく表わすも
のとなり、反射体３０、固定部材３４等の熱伸縮
により測定誤差が発生するのが防止される。
上記実施例では特に熱膨脹係数の小さな石英や
ステンレス・スチールが用いられているので、特
に好ましい形態となつている。
ステンレス・スチールが用いられているので、特
に好ましい形態となつている。
実施例に示すように反射体３０を固定部材３４
と別個に形成しこれらを接着等によつて固定する
のではなく、反射体３０と固定部材３４とを同一
の材料で一体に形成することもできる。この場合
も反射体３０と移動物体４０との固定の固定点は
反射体３０の稜線の延長上とする。
と別個に形成しこれらを接着等によつて固定する
のではなく、反射体３０と固定部材３４とを同一
の材料で一体に形成することもできる。この場合
も反射体３０と移動物体４０との固定の固定点は
反射体３０の稜線の延長上とする。
第１１図から第１３図は反射体の他の例を示し
ている。第１１図は正面図、第１２図は第１１図
の−線に沿う断面図、第１３図は第１１
図の−線に沿う断面図である。
ている。第１１図は正面図、第１２図は第１１図
の−線に沿う断面図、第１３図は第１１
図の−線に沿う断面図である。
アクリル樹脂等の透明樹脂によつて形成された
反射体ブロツク３６にその裏面から凹部３７が形
成され、この凹部３７の上底には反射面となる２
つの斜面が形成されている。これらの斜面にアル
ミニウムを蒸着することにより反射面S1，S2が形
成され、これにより反射体３０が構成されてい
る。この例においても２つの反射面S1とS2が交差
する稜線の延長上に中心をもつねじの挿通孔があ
けられ、この挿通孔にねじ３５が挿入されかつ移
動物体４０にねじはめられることにより反射体ブ
ロツク３６が移動物体４０に固定されている。反
射体ブロツク３６が熱膨脹係数の比較的大きなア
クリル樹脂製であつても、この材料の熱伸縮に帰
因する測定誤差の発生が防止されている。
反射体ブロツク３６にその裏面から凹部３７が形
成され、この凹部３７の上底には反射面となる２
つの斜面が形成されている。これらの斜面にアル
ミニウムを蒸着することにより反射面S1，S2が形
成され、これにより反射体３０が構成されてい
る。この例においても２つの反射面S1とS2が交差
する稜線の延長上に中心をもつねじの挿通孔があ
けられ、この挿通孔にねじ３５が挿入されかつ移
動物体４０にねじはめられることにより反射体ブ
ロツク３６が移動物体４０に固定されている。反
射体ブロツク３６が熱膨脹係数の比較的大きなア
クリル樹脂製であつても、この材料の熱伸縮に帰
因する測定誤差の発生が防止されている。
以上は一方向に移動する移動物体の位置検出に
ついて説明したが、この発明はXY平面内で移動
する物体の２次元位置の検出についても適用可能
である。
ついて説明したが、この発明はXY平面内で移動
する物体の２次元位置の検出についても適用可能
である。
この場合には反射体としてたとえば高さの低い
四角錐形のものを用いる。この四角錐の４つの斜
面が反射面である。四角錐の稜線とＸ軸、Ｙ軸と
が平行になるように、かつ頂部に投射光が投射さ
れるように反射体を移動物体に取付ける。投射光
は４つの反射面により４方向に分かれて反射され
る。それぞれの反射体を４つの受光素子で受光す
る。四角錐のＸ軸方向の稜線を境として分けられ
る２群の反射面から得られる反射光量に基づいて
Ｙ軸方向の位置を算出することができる。またＹ
軸方向の稜線を境として分けられる２群の反射面
から得られる反射光量に基づいてＸ軸方向の位置
を算出することができる。このようにしてXY平
面内で２次元的に移動する物体の位置を検出する
ことができる。
四角錐形のものを用いる。この四角錐の４つの斜
面が反射面である。四角錐の稜線とＸ軸、Ｙ軸と
が平行になるように、かつ頂部に投射光が投射さ
れるように反射体を移動物体に取付ける。投射光
は４つの反射面により４方向に分かれて反射され
る。それぞれの反射体を４つの受光素子で受光す
る。四角錐のＸ軸方向の稜線を境として分けられ
る２群の反射面から得られる反射光量に基づいて
Ｙ軸方向の位置を算出することができる。またＹ
軸方向の稜線を境として分けられる２群の反射面
から得られる反射光量に基づいてＸ軸方向の位置
を算出することができる。このようにしてXY平
面内で２次元的に移動する物体の位置を検出する
ことができる。
２次元位置の検出装置の反射体においても四角
錐の稜線の延長上に移動物体との固定点を設ける
ことにより、熱の変位によつて稜線の変動が生じ
にくくなる。反射光が適正なものが得られ熱変位
の有無にかかわらず正確な位置を検出することが
できる。
錐の稜線の延長上に移動物体との固定点を設ける
ことにより、熱の変位によつて稜線の変動が生じ
にくくなる。反射光が適正なものが得られ熱変位
の有無にかかわらず正確な位置を検出することが
できる。
第１図は位置検出装置の光学系を示す斜視図、
第２図は反射体とフオト・ダイオードとの位置関
係を示す第１図の−線からみた矢視図、第３
図は反射体の位置と受光光量との関係を示すグラ
フ、第４図は信号処理回路の構成例を示すブロツ
ク図、第５図は反射体の位置と受光光量の演算結
果との関係を示すグラフ、第６図は信号処理回路
の他の例を示すブロツク図、第７図は反射体の他
の例を示す断面図である。第８図は反射体の拡大
正面図、第９図は第８図の−線に沿う断面
図、第１０図は第８図の−線に沿う断面図で
ある。第１１図から第１３図は反射体の他の例を
示している。第１１図は正面図、第１２図は第１
１図のXII−XII線に沿う断面図、第１３図は第１１
図の−線に沿う断面図である。 ２……レーザ・ダイオード（光源）、１１，１
２，１３，１５……レンズ、１４……ピンホール
板、３０……反射体、３２，３８……アルミニウ
ム蒸着膜、３４……固定部材、３５……ねじ、３
６……反射体ブロツク、４０……移動物体、５
１，５２……フオト・ダイオード（光電変換素
子）、６１……加算回路、６３……除算回路。
第２図は反射体とフオト・ダイオードとの位置関
係を示す第１図の−線からみた矢視図、第３
図は反射体の位置と受光光量との関係を示すグラ
フ、第４図は信号処理回路の構成例を示すブロツ
ク図、第５図は反射体の位置と受光光量の演算結
果との関係を示すグラフ、第６図は信号処理回路
の他の例を示すブロツク図、第７図は反射体の他
の例を示す断面図である。第８図は反射体の拡大
正面図、第９図は第８図の−線に沿う断面
図、第１０図は第８図の−線に沿う断面図で
ある。第１１図から第１３図は反射体の他の例を
示している。第１１図は正面図、第１２図は第１
１図のXII−XII線に沿う断面図、第１３図は第１１
図の−線に沿う断面図である。 ２……レーザ・ダイオード（光源）、１１，１
２，１３，１５……レンズ、１４……ピンホール
板、３０……反射体、３２，３８……アルミニウ
ム蒸着膜、３４……固定部材、３５……ねじ、３
６……反射体ブロツク、４０……移動物体、５
１，５２……フオト・ダイオード（光電変換素
子）、６１……加算回路、６３……除算回路。
Claims (1)
- 光源からの投射光が、移動体に固定された少な
くとも２つの反射面をもつ反射体の頂部に照射さ
れ、反射体の反射面からの反射光をそれぞれ受光
しこの受光光量に基づいて上記反射体の位置を検
出する位置検出装置であり、上記反射体と移動体
との固定点が反射体の稜線上に設けられている位
置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034988U JPH0543364Y2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034988U JPH0543364Y2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01144803U JPH01144803U (ja) | 1989-10-04 |
| JPH0543364Y2 true JPH0543364Y2 (ja) | 1993-11-01 |
Family
ID=31266822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4034988U Expired - Lifetime JPH0543364Y2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0543364Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-03-29 JP JP4034988U patent/JPH0543364Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01144803U (ja) | 1989-10-04 |
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