JPS6287815A - 光学トランスジユ−サ素子及び該素子を具える変位測定装置 - Google Patents
光学トランスジユ−サ素子及び該素子を具える変位測定装置Info
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- 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
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01D5/38—Forming the light into pulses by diffraction gratings
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/22—Analogue/digital converters pattern-reading type
- H03M1/24—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
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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】
本発明は物体に接続され、該物体の変位を光信号に変換
する光学トランスジューサ素子であって、該素子の変位
方向に複数個の第１暗細条と第２明細条が交互に設けら
れた平坦本体を具えている光学トランスジューサ素子に
関するものである。本発明は斯かる素子が設けられた物
体の直線変位又は角変位を測定する装置にも関するもの
である。
する光学トランスジューサ素子であって、該素子の変位
方向に複数個の第１暗細条と第２明細条が交互に設けら
れた平坦本体を具えている光学トランスジューサ素子に
関するものである。本発明は斯かる素子が設けられた物
体の直線変位又は角変位を測定する装置にも関するもの
である。
ここでは“変位”は広い意味に解釈する必要があり、物
体の直線変位と、物体の特定の軸線を中心とする回転の
両方を意味するものと理解されたい。物体の位置とは基
準点に対するこの物体の変位量であり、物体の移動速度
は変位量の時間に関する導関数であるため、このトラン
スジューサ素子を物体の位置又は速度の決定に用いるこ
ともできる。
体の直線変位と、物体の特定の軸線を中心とする回転の
両方を意味するものと理解されたい。物体の位置とは基
準点に対するこの物体の変位量であり、物体の移動速度
は変位量の時間に関する導関数であるため、このトラン
スジューサ素子を物体の位置又は速度の決定に用いるこ
ともできる。
欧州特許出願第００９６４４８号には物体の角変位を測
定する装置が開示されておりそのトランスジューサ素子
は放射状に延在する光反射細条が設けられた透明円板で
ある。この円板は光源と光検出装置との間に配置される
。この光検出装置は１列に配列した多数の検出器を具え
ている。物体、例えば工作機械の一部の変位又は自動製
造機械のマニピュレータ又は測定装置の移動はトランス
ジューサ素子の細条パターンを検出装置の対応する細条
パターン上に結像することにより測定することができる
。この検出装置の個々の検出器が検出装置に対する物体
の変位又は位置に応じて電気パルスを発生し、これらパ
ルスを電子的に処理して測定信号を形成することができ
る。
定する装置が開示されておりそのトランスジューサ素子
は放射状に延在する光反射細条が設けられた透明円板で
ある。この円板は光源と光検出装置との間に配置される
。この光検出装置は１列に配列した多数の検出器を具え
ている。物体、例えば工作機械の一部の変位又は自動製
造機械のマニピュレータ又は測定装置の移動はトランス
ジューサ素子の細条パターンを検出装置の対応する細条
パターン上に結像することにより測定することができる
。この検出装置の個々の検出器が検出装置に対する物体
の変位又は位置に応じて電気パルスを発生し、これらパ
ルスを電子的に処理して測定信号を形成することができ
る。
例えば０．００５°の所望の分解能並びに測定装置の例
えば０．００１°の所望の再現性をｔ’４るためには、
トランスジューサ素子は細条の幅、即ち移動方向に対し
直角の方向の寸法並びにこれら細条の位置に関し極めて
厳しい要件を満足する必要がある。
えば０．００１°の所望の再現性をｔ’４るためには、
トランスジューサ素子は細条の幅、即ち移動方向に対し
直角の方向の寸法並びにこれら細条の位置に関し極めて
厳しい要件を満足する必要がある。
ゴニオメータの角変位測定用に現在使用されているトラ
ンスジューサ素子の特定の例では、細条の幅は約３１８
μｍで、細条の位置精度は１μｍのオーダである。細条
は例えばガラス円板上のクロム細条で構成される。この
円板状トランスジューサ素子（“角位置エンコーダとも
称されている）は集積回路の製造に使用されているよう
な既知のリソグラフィー技術を用いる特別の装置で製造
する必要がある。従って、既知の角位置エンコーダ円板
はかなり高価なものとなる。
ンスジューサ素子の特定の例では、細条の幅は約３１８
μｍで、細条の位置精度は１μｍのオーダである。細条
は例えばガラス円板上のクロム細条で構成される。この
円板状トランスジューサ素子（“角位置エンコーダとも
称されている）は集積回路の製造に使用されているよう
な既知のリソグラフィー技術を用いる特別の装置で製造
する必要がある。従って、既知の角位置エンコーダ円板
はかなり高価なものとなる。
もっと安価で、好ましくはもっと高精度の角変位並びに
直線変位測定用トランスジューサ素子の必要性が増大し
てきている。本発明の第１の特徴によれば、上記の両要
件を満足する新タイプのトランスジューサ素子が提供さ
れる。本発明トランスジューサ素子においては、前記第
１暗細条の各細条を、該細条の長さ方向に交互に配置さ
れ且つ互いに異なる第１及び第２レベルに位置する格子
細条と中間格子細条を具える位相格子で構成し、これら
格子細条と中間格子細条は同一の透過率又は反射率を示
すものとし、前記レベルの差は光ビームの一部がこの位
相格子に入射したときに形成ささる０次のサブビームと
一次のサブビームとの間に１８０ °の位相差が生ず
るようにすると共に格子細条の幅は中間格子細条の幅に
略々等しくしてこの位相格子がトランスジューサ素子か
ら発する光ビーム内に暗帯を導入するよう構成したこと
を特徴とする。
直線変位測定用トランスジューサ素子の必要性が増大し
てきている。本発明の第１の特徴によれば、上記の両要
件を満足する新タイプのトランスジューサ素子が提供さ
れる。本発明トランスジューサ素子においては、前記第
１暗細条の各細条を、該細条の長さ方向に交互に配置さ
れ且つ互いに異なる第１及び第２レベルに位置する格子
細条と中間格子細条を具える位相格子で構成し、これら
格子細条と中間格子細条は同一の透過率又は反射率を示
すものとし、前記レベルの差は光ビームの一部がこの位
相格子に入射したときに形成ささる０次のサブビームと
一次のサブビームとの間に１８０ °の位相差が生ず
るようにすると共に格子細条の幅は中間格子細条の幅に
略々等しくしてこの位相格子がトランスジューサ素子か
ら発する光ビーム内に暗帯を導入するよう構成したこと
を特徴とする。
このトランスジューサ素子の位相構造はマスク素子から
簡単に多数複製することができる利点を有する。角度ト
ランスジューサ素子のマスクは、“コンパクトディスク
”又は”ＣＤ”及び“レーデビジョンディスク”の名称
で一般に知られている、オーディオ又はビデオプログラ
ムを含む光記録担体のマスクディスクの製造に使用され
ている装置を用いて極めて高精度に作製することができ
る。
簡単に多数複製することができる利点を有する。角度ト
ランスジューサ素子のマスクは、“コンパクトディスク
”又は”ＣＤ”及び“レーデビジョンディスク”の名称
で一般に知られている、オーディオ又はビデオプログラ
ムを含む光記録担体のマスクディスクの製造に使用され
ている装置を用いて極めて高精度に作製することができ
る。
“’ＣＤ”又は“レーザビジョン”技術は直線トランス
ジューサ素子、即ち直線変位を測定するトランスジュー
サ素子の製造にも用いることができる。
ジューサ素子、即ち直線変位を測定するトランスジュー
サ素子の製造にも用いることができる。
このようにして本発明による角度又は直線トランスジュ
ーサ素子を既知のトランスジューサ素子のコストの１０
分の１程度のコストで得ることができる。
ーサ素子を既知のトランスジューサ素子のコストの１０
分の１程度のコストで得ることができる。
上述の位相格子パラメータの選択の結果として、位相格
子に入射した光は回折されて検出装置に到達し得ないた
め、検出装置から見て位相格子は黒細条として作用し、
トランスジューサ素子の細条構造は黒−白又は振幅構造
として観察される。
子に入射した光は回折されて検出装置に到達し得ないた
め、検出装置から見て位相格子は黒細条として作用し、
トランスジューサ素子の細条構造は黒−白又は振幅構造
として観察される。
本発明トランスジューサ素子は、完全に透明にすること
ができる。この場合には格子細条と中間長、ｎ２はトラ
ンスジューサ素子の基板の屈折率、ｎ、は位相格子を被
覆する媒体の屈折率である。
ができる。この場合には格子細条と中間長、ｎ２はトラ
ンスジューサ素子の基板の屈折率、ｎ、は位相格子を被
覆する媒体の屈折率である。
トランスジューサ素子は光反射形にするのが好適である
。斯かる素子においては、格子細条と中間格子細条との
レベル差を約λ／４・ｎにし、ここでｎは位相格子を被
覆する媒体の屈折率である。
。斯かる素子においては、格子細条と中間格子細条との
レベル差を約λ／４・ｎにし、ここでｎは位相格子を被
覆する媒体の屈折率である。
格子細条は連続細条にするのが好ましい。
しかし、格子細条は中間格子細条と同一のレベルにある
中間区域により格子細条の方向に互いに分離され且つ中
間格子細条とは異なるレベルに位置する複数の区域を具
えるものとすることもできる。
中間区域により格子細条の方向に互いに分離され且つ中
間格子細条とは異なるレベルに位置する複数の区域を具
えるものとすることもできる。
本発明トランスジューサ素子の好適例では、位相格子に
透明被覆を設ける。この被覆は格子構造をかき傷ような
機械的損傷やほこりから保護するものである。
透明被覆を設ける。この被覆は格子構造をかき傷ような
機械的損傷やほこりから保護するものである。
保護被覆を有する反射型トランスジューサ素子において
は、保護被覆はこの素子の透明基板で構成するのが好適
である。この場合、このトランスジューサ素子は極めて
簡単な構造になると共に、位相格子が機械的損傷やほこ
りから完全に保護される。その理由は、光ビームが位相
構造に向かうときも位相構造から戻るときも基板を横切
るためである。
は、保護被覆はこの素子の透明基板で構成するのが好適
である。この場合、このトランスジューサ素子は極めて
簡単な構造になると共に、位相格子が機械的損傷やほこ
りから完全に保護される。その理由は、光ビームが位相
構造に向かうときも位相構造から戻るときも基板を横切
るためである。
本発明は光源と光検出装置を具え、物体の変位を測定す
る装置にも関するものである。本発明測定装置において
は、上述のトランスジューサ素子を光源と光検出装置の
間の光路内に配置し、且つ光制限アパーチャをトランス
ジューサ素子と光検出装置との間に配置し、この開口に
より第２明細条から発する光を光検出装置に透過させる
が位相格子で回折された光は通さないように構成する。
る装置にも関するものである。本発明測定装置において
は、上述のトランスジューサ素子を光源と光検出装置の
間の光路内に配置し、且つ光制限アパーチャをトランス
ジューサ素子と光検出装置との間に配置し、この開口に
より第２明細条から発する光を光検出装置に透過させる
が位相格子で回折された光は通さないように構成する。
この光制限アパーチャはトランスジューサ素子と光検出
装置との間に配置されたレンズ系のトランスジューサ素
子の最も近くにあるレンズのアパーチャとするのが好適
であり、このアパーチャは位相格子の幾何学形状と相ま
って、これら格子が黒−白細条として観察されるように
する。
装置との間に配置されたレンズ系のトランスジューサ素
子の最も近くにあるレンズのアパーチャとするのが好適
であり、このアパーチャは位相格子の幾何学形状と相ま
って、これら格子が黒−白細条として観察されるように
する。
光検出装置はりニアホトダイオードのアレーを具えるマ
ルチホトセルで構成し、これらダイオードをこれらダイ
オードに発生される信号を処理する回路に電子スイッチ
により順次接続するようにするのが好適である。斯かる
マルチホトセルは米国特許第３９７３ＩＩ９号明細書に
開示されている。
ルチホトセルで構成し、これらダイオードをこれらダイ
オードに発生される信号を処理する回路に電子スイッチ
により順次接続するようにするのが好適である。斯かる
マルチホトセルは米国特許第３９７３ＩＩ９号明細書に
開示されている。
角変位測定用装置においては、トランスジューサ素子の
放射状細条パターンと光検出装置の細条パターンとを互
いに合致させるために特別の手段を講する必要がある。
放射状細条パターンと光検出装置の細条パターンとを互
いに合致させるために特別の手段を講する必要がある。
光検出装置が一直線に配置された複数個の検出器を具え
る場合には、屈折及び／又は反射表面を具える光学系を
トランスジューサ素子と光検出装置との間に配置してト
ランスジューサ素子の放射状細条パターンを直線細条パ
ターンに変換することができる。斯かる光学系の種々の
例が欧州特許出願第０．０９６．４４８号に開示されて
いる。
る場合には、屈折及び／又は反射表面を具える光学系を
トランスジューサ素子と光検出装置との間に配置してト
ランスジューサ素子の放射状細条パターンを直線細条パ
ターンに変換することができる。斯かる光学系の種々の
例が欧州特許出願第０．０９６．４４８号に開示されて
いる。
しかし、本発明変位測定装置の好適例では、マルチホト
セルのホトダイオードをホトセルの位置に形成されるト
ランスジューサ素子の細条パターンの像の彎曲と一致す
る曲線に沿って配置する。
セルのホトダイオードをホトセルの位置に形成されるト
ランスジューサ素子の細条パターンの像の彎曲と一致す
る曲線に沿って配置する。
本発明トランスジューサ素子を彎曲又は放射状マルチホ
トセルと組合せて成る角変位測定装置も既知の装置より
相当低コストで製造することができ、その上一層高い測
定精度を示す。
トセルと組合せて成る角変位測定装置も既知の装置より
相当低コストで製造することができ、その上一層高い測
定精度を示す。
図面につき本発明を説明する。
第１ａおよび１ｂ図は、中心Ｍを有し角度トランスジュ
ーサ素子を構成する円形ディスクｌを示しており、この
ディスクは回転量を測定すべき物体（図示せず）に連結
される。このディスクはゴニオメータ、すなわちマニピ
スレークの一部を構成でき、これにより、分析すべき物
質の試料を例えば測定光ビームに対し特定の角度で配置
する。ゴニオメータは例えばスペクトロメータ或いはＸ
線で動作する顕微鏡に用いられている。このディスクは
工作機械における角度トランスジューサの一部をも構成
しろる。このディスク１には、反射細条３と非反射細条
性４とが交互に且つそれぞれ等間隔に配置されたパター
ン２が設けられている。
ーサ素子を構成する円形ディスクｌを示しており、この
ディスクは回転量を測定すべき物体（図示せず）に連結
される。このディスクはゴニオメータ、すなわちマニピ
スレークの一部を構成でき、これにより、分析すべき物
質の試料を例えば測定光ビームに対し特定の角度で配置
する。ゴニオメータは例えばスペクトロメータ或いはＸ
線で動作する顕微鏡に用いられている。このディスクは
工作機械における角度トランスジューサの一部をも構成
しろる。このディスク１には、反射細条３と非反射細条
性４とが交互に且つそれぞれ等間隔に配置されたパター
ン２が設けられている。
このディスクには、光源５、例えば発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）或いはダイオードレーザから生ぜしめられるビー
ム６が照射される。この光源５は視野レンズ７の熊手面
内に配置し、これによりビーム６が視野レンズから平行
ビームとして生じるようにする。この視野レンズを通っ
たビームは反射素子９によりディスク１に向けて反射さ
れる。ディスク１から反射された光は反射素子９、視野
レンズ７、半透明鏡１２および対物レンズ１３を経て光
検出装置、例えばマルチホトセル１４に照射される。
ＥＤ）或いはダイオードレーザから生ぜしめられるビー
ム６が照射される。この光源５は視野レンズ７の熊手面
内に配置し、これによりビーム６が視野レンズから平行
ビームとして生じるようにする。この視野レンズを通っ
たビームは反射素子９によりディスク１に向けて反射さ
れる。ディスク１から反射された光は反射素子９、視野
レンズ７、半透明鏡１２および対物レンズ１３を経て光
検出装置、例えばマルチホトセル１４に照射される。
第２図は、マルチホトセル１４の正面図と、信号処理回
路のブロック図とを示す。ホトセル１４は、比較的少数
の群に配置したかなり多数のホトダイオード１５のよう
な光感知素子を有する。従って、各群は多数のホトダイ
オードを有する。光が照射される細条パターン２の周期
当りのホトダイオードの個数は、光信号を最も忠実に電
気的に再生する為にできるだけ多くする必要がある。一
方、全円周に亘って７２０本の細条３と７２０本の細条
４とを有する細条パターン２はできるだけ大きな領域に
亘って走査されるようにする必要がある。
路のブロック図とを示す。ホトセル１４は、比較的少数
の群に配置したかなり多数のホトダイオード１５のよう
な光感知素子を有する。従って、各群は多数のホトダイ
オードを有する。光が照射される細条パターン２の周期
当りのホトダイオードの個数は、光信号を最も忠実に電
気的に再生する為にできるだけ多くする必要がある。一
方、全円周に亘って７２０本の細条３と７２０本の細条
４とを有する細条パターン２はできるだけ大きな領域に
亘って走査されるようにする必要がある。
マルチホトセル１４の一例では、ホトダイオードの個数
を２２０ とし、各ホトダイオードの長さを１゜３ ｍ
ｍとした。各ホトダイオードの幅は約１０μｍとした。
を２２０ とし、各ホトダイオードの長さを１゜３ ｍ
ｍとした。各ホトダイオードの幅は約１０μｍとした。
細条パターン２の周期当りのホトダイオードの個数を１
０とし、視野が２２周期を覆うようにする。各組が順次
の１０個のホトダイオードより成るこれらの組の対応す
るホトダイオードをｔ月旦接続する。このことは、各群
が２２個のホトダイオードより成る１０個の群が存在す
ることを意味する。
０とし、視野が２２周期を覆うようにする。各組が順次
の１０個のホトダイオードより成るこれらの組の対応す
るホトダイオードをｔ月旦接続する。このことは、各群
が２２個のホトダイオードより成る１０個の群が存在す
ることを意味する。
このマルチホトセル１４によれば、ホトダイオードの順
次の５つの群を動作させることにより１：１の黒白比を
有する固定細条構造をシミュレートしうる。５つの群の
組を１群づつ移動させると移動細条パターンが生じる。
次の５つの群を動作させることにより１：１の黒白比を
有する固定細条構造をシミュレートしうる。５つの群の
組を１群づつ移動させると移動細条パターンが生じる。
第２図にブロック線図で示す処理回路では、クロックパ
ルス発生器２０によって生ぜしめられたクロックパルス
２１が分周器２２および２３に供給される。
ルス発生器２０によって生ぜしめられたクロックパルス
２１が分周器２２および２３に供給される。
分周器２２はリングカウンタ２５を駆動するパルス２４
を生じる。マルチホトセル１４はリングカウンタ２５に
より動作せしめられ、測定信号２６を生じる。分周器２
３は（通常分局器２２から生じる制御パルス２４とは異
なる繰返し周波数とした）パルス２７を生ぜしめ、基準
信号を形成する。測定信号２６とこの基準パルス２１と
はバッファカウンタ２８において互いに比較される。こ
のバッファカウンタ２８の出力パスは例えばインジケー
タに供給される。
を生じる。マルチホトセル１４はリングカウンタ２５に
より動作せしめられ、測定信号２６を生じる。分周器２
３は（通常分局器２２から生じる制御パルス２４とは異
なる繰返し周波数とした）パルス２７を生ぜしめ、基準
信号を形成する。測定信号２６とこの基準パルス２１と
はバッファカウンタ２８において互いに比較される。こ
のバッファカウンタ２８の出力パスは例えばインジケー
タに供給される。
リングカウンタ２５はマルチホトセル１４のホトダイオ
ードの順次の群を動作せしめ、これによりホトセル１４
の表面上に一定速度で移動する細条パターンが生ずる。
ードの順次の群を動作せしめ、これによりホトセル１４
の表面上に一定速度で移動する細条パターンが生ずる。
この細条パターンの周期は細条パターン２をホトセル１
４上に投影したものの周期に等しい。パターン２がホト
セル１４に対して静止している場合、測定信号の周波数
は一定となる。ホトセル１４上の細条パターン２の投影
像がリングカウンタ２５により動作せしめられた見かけ
の細条パターンと同じ方向に移動する場合には、測定信
号２６の周波数は減少し、一方逆方向に移動する場合に
は測定信号２６の周波数は増大する。このようにして細
条パターン２の変位の方向および量、従って物体の変位
の方向および量を決定しうる。
４上に投影したものの周期に等しい。パターン２がホト
セル１４に対して静止している場合、測定信号の周波数
は一定となる。ホトセル１４上の細条パターン２の投影
像がリングカウンタ２５により動作せしめられた見かけ
の細条パターンと同じ方向に移動する場合には、測定信
号２６の周波数は減少し、一方逆方向に移動する場合に
は測定信号２６の周波数は増大する。このようにして細
条パターン２の変位の方向および量、従って物体の変位
の方向および量を決定しうる。
測定信号２６とリングカウンタ２５のリセット信号との
間の位相差を測定することにより、細条パターン２の１
周期の範囲内でこの細条パターン２に対するマルチホト
セル１４の位置を決定しうる。リングカウンタ２５は、
測定を開始する度にリセットし、カウンタ２８が所定の
初期状態から計数し始めるのを保証するようにする必要
がある。
間の位相差を測定することにより、細条パターン２の１
周期の範囲内でこの細条パターン２に対するマルチホト
セル１４の位置を決定しうる。リングカウンタ２５は、
測定を開始する度にリセットし、カウンタ２８が所定の
初期状態から計数し始めるのを保証するようにする必要
がある。
しかし、リングカウンタ２５を各周期後毎にリセットす
れば、回路は一層簡単且つ信頼的となる。
れば、回路は一層簡単且つ信頼的となる。
リセット信号はパルス２４をカウンタ２９で分周するこ
とによりｆｌられる。このリセットパルスの周波数は測
定信号２６の公称周波数に等しく選択する。
とによりｆｌられる。このリセットパルスの周波数は測
定信号２６の公称周波数に等しく選択する。
本例による角変位測定装置においては、ディスク１と視
野レンズ７との間の光路間に光学素子を配置し、放射状
細条のパターン２がマルチホトセル１４上に平行細条パ
ターンとして結像されるようにする。第１ａおよびｌｂ
図に示すように、これらの素子には円柱レンズ１０およ
び円錐状の反射素子９を含めことができる。これらの素
予め動作は欧州特許出願第０．０９６．４４８号明細書
に記載されており、この欧州特許出願明細書には、放射
状細条のパターンを線形細条のパターンに変換する他の
光学系も記載されている。
野レンズ７との間の光路間に光学素子を配置し、放射状
細条のパターン２がマルチホトセル１４上に平行細条パ
ターンとして結像されるようにする。第１ａおよびｌｂ
図に示すように、これらの素子には円柱レンズ１０およ
び円錐状の反射素子９を含めことができる。これらの素
予め動作は欧州特許出願第０．０９６．４４８号明細書
に記載されており、この欧州特許出願明細書には、放射
状細条のパターンを線形細条のパターンに変換する他の
光学系も記載されている。
またマルチホトセルの代わりに、光透過性の細条と光非
透過性の細条とを交互に配置した線形パターンと、この
後ろに配置した１個の検出器との組合せを用いることも
できる。
透過性の細条とを交互に配置した線形パターンと、この
後ろに配置した１個の検出器との組合せを用いることも
できる。
本発明によれば、角度トランスジューサ素子のス） Ｉ
Ｊツブ４を位相格子で構成する。第３図は斯かるトラン
スジューサ素子の一部を示す平面図であり、第４図は第
３図のＡ−Ａ ’線上で切った格子の断面図である。位
相格子４は多数の格子溝３０で構成する。これらの格子
溝３０はディスクの半径方向ｒに中間細条３１と交互１
巳配置する。格子溝３０の幅ｂ１ は中間細条３１の幅
ｂ２と等しくし、従って格子周期ｐの１７２に等しくす
る。格子周期は１μｍのオーダとし、特定例ではこれを
１．２μｍに等しくする。従って、本例では幅ｂ１の長
さは０．６ μｍとする。
Ｊツブ４を位相格子で構成する。第３図は斯かるトラン
スジューサ素子の一部を示す平面図であり、第４図は第
３図のＡ−Ａ ’線上で切った格子の断面図である。位
相格子４は多数の格子溝３０で構成する。これらの格子
溝３０はディスクの半径方向ｒに中間細条３１と交互１
巳配置する。格子溝３０の幅ｂ１ は中間細条３１の幅
ｂ２と等しくし、従って格子周期ｐの１７２に等しくす
る。格子周期は１μｍのオーダとし、特定例ではこれを
１．２μｍに等しくする。従って、本例では幅ｂ１の長
さは０．６ μｍとする。
ディスク１に入射するビーム６はビーム成分、即ち１つ
の格子４の幅に等しい幅を有する主ビームを含むものと
想定することができる。ビーム６の波長は格子溝の幅ｂ
１と同程度のものとするため、格子４は入射主ビームを
非回折０次ビームと、複数の回折−次及び高次サブビー
ムとに分割する。 □−次ビームが回折される角度はｓ
ｉｎ β：λ／ｐによって与えられるため、例えば９０
０ ｎｍのような当面の波長の場合に角度βは数１０°
となる。第１ａ図では視野レンズ７の開口数を成る特定
な値として、大きな角度で回折される一層サブビーム及
び高次サブビームが視野レンズを通過せず、従って検出
系１４に到達できないようにする。
の格子４の幅に等しい幅を有する主ビームを含むものと
想定することができる。ビーム６の波長は格子溝の幅ｂ
１と同程度のものとするため、格子４は入射主ビームを
非回折０次ビームと、複数の回折−次及び高次サブビー
ムとに分割する。 □−次ビームが回折される角度はｓ
ｉｎ β：λ／ｐによって与えられるため、例えば９０
０ ｎｍのような当面の波長の場合に角度βは数１０°
となる。第１ａ図では視野レンズ７の開口数を成る特定
な値として、大きな角度で回折される一層サブビーム及
び高次サブビームが視野レンズを通過せず、従って検出
系１４に到達できないようにする。
位相格子４に主ビームが垂直に入射する場合に、この主
ビームの方向に反射される０次サブビームは対物レンズ
を通過することができる。幅ｂ１とｂ２は等しいため、
０次サブビームは格子溝３０からと、中間細条３１から
の等量の光を包含する。さらに格子溝３０から出る光成
分に対する光路長は中間細条３１から出る光成分に対す
る光路長とは１７２波長異なり、換言するに、これら２
つの光成分間には１８０ °の位相差があるので、こ
れらの光成分は互いに相殺し合う。このことは検出装置
が位相格子４から光を受光せず、即ち位相格子が吸光細
条と見なされることを意味する。反射性の細条３に入射
する主ビームは回折れさないため、これらの細条は光を
検出装置の方へと反射する。従って、本発明による角度
トランスジューサ素子はガラス板上に光反射性の細条を
具えている従来のトランスジューサと同様に作動する。
ビームの方向に反射される０次サブビームは対物レンズ
を通過することができる。幅ｂ１とｂ２は等しいため、
０次サブビームは格子溝３０からと、中間細条３１から
の等量の光を包含する。さらに格子溝３０から出る光成
分に対する光路長は中間細条３１から出る光成分に対す
る光路長とは１７２波長異なり、換言するに、これら２
つの光成分間には１８０ °の位相差があるので、こ
れらの光成分は互いに相殺し合う。このことは検出装置
が位相格子４から光を受光せず、即ち位相格子が吸光細
条と見なされることを意味する。反射性の細条３に入射
する主ビームは回折れさないため、これらの細条は光を
検出装置の方へと反射する。従って、本発明による角度
トランスジューサ素子はガラス板上に光反射性の細条を
具えている従来のトランスジューサと同様に作動する。
しかし、本発明によるトランスジューサ素子は従来のデ
ィスクよりも遥かに廉価に、しかもずっと高精度に製造
することができる。
ィスクよりも遥かに廉価に、しかもずっと高精度に製造
することができる。
前記１７２波長の光路長の差は、位相格子４及び中間細
条３が空気に接する反射性のトランスジューサ素子の場
合には格子溝３０の深さを１７４波長とすることによっ
て得ることができる。
条３が空気に接する反射性のトランスジューサ素子の場
合には格子溝３０の深さを１７４波長とすることによっ
て得ることができる。
トランスジューサ素子には機械的な損傷から格子構造を
保護するために第４１！Ｄに示すような透明被膜３３を
被着するのが好適である。この保護被膜の屈折率をｎと
する場合には、格子溝の深さを約λ／４ｎ とする必要
がある。
保護するために第４１！Ｄに示すような透明被膜３３を
被着するのが好適である。この保護被膜の屈折率をｎと
する場合には、格子溝の深さを約λ／４ｎ とする必要
がある。
特に好適な例では、反射性のトランスジューサ素子を保
護被膜として作用する透明基板（第４図の３４）をもっ
て構成する。第５図は第４図の例と同様に断面図をもっ
て示すトランスジューサ素子の他の例を示す。この第５
図では入射光を矢印６にて示し、また反射光を矢印６′
にて示しである。
護被膜として作用する透明基板（第４図の３４）をもっ
て構成する。第５図は第４図の例と同様に断面図をもっ
て示すトランスジューサ素子の他の例を示す。この第５
図では入射光を矢印６にて示し、また反射光を矢印６′
にて示しである。
さらに、この第５図に示すトランスジューサ素子の裏側
には薄層３６を設けて、位相構造が裏側から破損されな
いようにすることができる。層３６には測定光が通過し
ないので、この層には光学上の特定な要件を課する必要
がない。層３６はトランスジーサ素子又はラッカー被膜
に付着した箔とすることができる。
には薄層３６を設けて、位相構造が裏側から破損されな
いようにすることができる。層３６には測定光が通過し
ないので、この層には光学上の特定な要件を課する必要
がない。層３６はトランスジーサ素子又はラッカー被膜
に付着した箔とすることができる。
反射性のトランスジューサ素子を使用することの利点は
、変位測定装置をコンパクトにすることができ、しかも
トランスジューサ素子及び用途によっては素子９及び１
０以外のすべての素子を第１ａ図の１つのハウジング１
６内に収納させることができると云うことにある。
、変位測定装置をコンパクトにすることができ、しかも
トランスジューサ素子及び用途によっては素子９及び１
０以外のすべての素子を第１ａ図の１つのハウジング１
６内に収納させることができると云うことにある。
本発明によるトランスジューサ素子は光透過性のものと
することもできる。格子溝３０から出る光成分と中間細
条３１から出る光成分との位相差を１８０ °の所望
値とするには、格子構造が空気に接する場合に格子溝の
深さｄをλ／２・（ｎ、−１）にほぼ等しくする必要が
ある。なおここにｎ−ま基板の屈折率である。格子構造
に屈折率がｒｊ２の透明保護層を被覆する場合には、格
子溝の深さを ｄ＝ λ／２（ｎ、−１２） に等しくする。
することもできる。格子溝３０から出る光成分と中間細
条３１から出る光成分との位相差を１８０ °の所望
値とするには、格子構造が空気に接する場合に格子溝の
深さｄをλ／２・（ｎ、−１）にほぼ等しくする必要が
ある。なおここにｎ−ま基板の屈折率である。格子構造
に屈折率がｒｊ２の透明保護層を被覆する場合には、格
子溝の深さを ｄ＝ λ／２（ｎ、−１２） に等しくする。
第６図は光反射式のトランスジューサ素子を具えている
角度変位測定装置を示す。光源５及び視野レンズ７は素
子１の片側例えば素子１の下側に配置し、反射性の円錐
面９、円筒レンズ１０、第２視野レンズ３７、対物レン
ズ１３及び光検出装置は素子１の反射側に配置する。
角度変位測定装置を示す。光源５及び視野レンズ７は素
子１の片側例えば素子１の下側に配置し、反射性の円錐
面９、円筒レンズ１０、第２視野レンズ３７、対物レン
ズ１３及び光検出装置は素子１の反射側に配置する。
角度トランスジューサ素子の作動説明を簡単にするため
に、格子溝３０の壁は真直ぐなものとする。
に、格子溝３０の壁は真直ぐなものとする。
しかし、実際には格子溝の壁は一般に傾斜している。こ
の場合、格子溝の底部の最適深さｄは、λ 反射性の素子に対して前述したーの値及び透過性の素子
の光に対して前述した□の値よ２（ｎ、−ｎ２） りも大きくする。このような溝の影響を計算するには、
オーディオプログラム（コンパクトディスク）又はビデ
オプログラムを含んでいる光学記録担体の情報ピット又
はヒルについて開示されている米国特許第４．２３０．
９１５号明細書に記載されているような厳密なベクトル
回折理論を用いる。斯かる米国特許明細書に記載されて
いるようなベクトル回折理論によれば、０次サブビーム
と一層サブビームとの間の位相差が１８０ °となる
ようにピットの深さ又はヒルの高さを選定する場合に最
適な読取信号が得られる。これと同じ要件は本発明によ
るトランスジューサ素子の格子構造により光を最適に相
殺する場合にも成立する。
の場合、格子溝の底部の最適深さｄは、λ 反射性の素子に対して前述したーの値及び透過性の素子
の光に対して前述した□の値よ２（ｎ、−ｎ２） りも大きくする。このような溝の影響を計算するには、
オーディオプログラム（コンパクトディスク）又はビデ
オプログラムを含んでいる光学記録担体の情報ピット又
はヒルについて開示されている米国特許第４．２３０．
９１５号明細書に記載されているような厳密なベクトル
回折理論を用いる。斯かる米国特許明細書に記載されて
いるようなベクトル回折理論によれば、０次サブビーム
と一層サブビームとの間の位相差が１８０ °となる
ようにピットの深さ又はヒルの高さを選定する場合に最
適な読取信号が得られる。これと同じ要件は本発明によ
るトランスジューサ素子の格子構造により光を最適に相
殺する場合にも成立する。
条溝に代え、位相格子４の格子細条３０はディスクの表
面上のリブを具えることができる。
面上のリブを具えることができる。
本発明による角度トランスジューサ素子は円形ディスク
上に堆積した感光層を小さい光スポットで１回走査する
ことにより比較的安価に作製できる。このスポットはデ
ィスク上を同心円に従って移動させ、このスポットの放
射を周期的にスイッチオン及びスイッチオフして、露光
された環状セグメントおよび露光されない環状セグメン
トが交互に存在しかつ順次のトラックの対応セグメント
が同一半径方向位置を有する同心トラックのパターンを
形成する。ディスク全体を走査した後、露光パターンを
既知の態様で深さ又は高さのプロフィルに変換する。こ
のように作製したディスク即ちマスクから、既知の複製
技術を用いて著しく多数の複製を製作することができる
。“コンパクト・ディスク”又は“レーザ・ビジョン”
技術から既知のマスクリング及び複製技術を用いた場合
、所望パターンを極めて高い精度で形成することができ
る。
上に堆積した感光層を小さい光スポットで１回走査する
ことにより比較的安価に作製できる。このスポットはデ
ィスク上を同心円に従って移動させ、このスポットの放
射を周期的にスイッチオン及びスイッチオフして、露光
された環状セグメントおよび露光されない環状セグメン
トが交互に存在しかつ順次のトラックの対応セグメント
が同一半径方向位置を有する同心トラックのパターンを
形成する。ディスク全体を走査した後、露光パターンを
既知の態様で深さ又は高さのプロフィルに変換する。こ
のように作製したディスク即ちマスクから、既知の複製
技術を用いて著しく多数の複製を製作することができる
。“コンパクト・ディスク”又は“レーザ・ビジョン”
技術から既知のマスクリング及び複製技術を用いた場合
、所望パターンを極めて高い精度で形成することができ
る。
本発明によるトランスジューサ素子の格子細条３０は連
続した条溝又はリブを具える必要はなく、代案として格
子細条３０の方向、即ち第７図に示す如く、ディスクの
接線方向ｔにおいて中間区域３８と交互に存在する一連
のピット又は凸部３７を具えることかできる。第７図は
かかるトランスジューサディスクの平面図の一部を示す
。ピットまたは凸部３７の深さ又は高さは格子細条又は
格子リブ３０の深さ又は高さにつき先に特定したのと同
一要件を満たすようにする必要がある。接線方向ｔにお
ける区域３６の長さは中間区域３８の長さに等しい。
続した条溝又はリブを具える必要はなく、代案として格
子細条３０の方向、即ち第７図に示す如く、ディスクの
接線方向ｔにおいて中間区域３８と交互に存在する一連
のピット又は凸部３７を具えることかできる。第７図は
かかるトランスジューサディスクの平面図の一部を示す
。ピットまたは凸部３７の深さ又は高さは格子細条又は
格子リブ３０の深さ又は高さにつき先に特定したのと同
一要件を満たすようにする必要がある。接線方向ｔにお
ける区域３６の長さは中間区域３８の長さに等しい。
格子条溝又はリブをピット又は凸Ｍ５３７に分割した結
果、格子４に入射するビームは半径方向だけでなく接線
方向においても結像光学系（７，１３）の第１瞳の外側
へ回折されるので、このビームの放射は検出装置Ｉ４に
到達できない。
果、格子４に入射するビームは半径方向だけでなく接線
方向においても結像光学系（７，１３）の第１瞳の外側
へ回折されるので、このビームの放射は検出装置Ｉ４に
到達できない。
第７図に示したトランスジューサ素子は連続した格子条
溝またはリブを具えるトランスジューサ素子について述
べたのと同様な態様で製造し、その際、格子細条自体の
形成中に放射スポットを高い周波数でスイッチオン及び
スイッチオフすることだけが異なる。
溝またはリブを具えるトランスジューサ素子について述
べたのと同様な態様で製造し、その際、格子細条自体の
形成中に放射スポットを高い周波数でスイッチオン及び
スイッチオフすることだけが異なる。
本発明による角度トランスジューサ素子の実施例は７４
２個の格子４及び７４２個の中間細条を具える。接線方
向におけるトラック構造の周期は６３５μｍであり、細
条３及び格子４は同じ幅を有する。
２個の格子４及び７４２個の中間細条を具える。接線方
向におけるトラック構造の周期は６３５μｍであり、細
条３及び格子４は同じ幅を有する。
格子４は１０ｍｍの長さく第３図の１）を有し、かつこ
れらの格子は同一中心に対し約５０ｍｍの半径上に放射
状に配設する。格子内では格子の周期ｐは１．２μｍで
あり、格子細条の幅及び中間細条の幅は６００ｎｍであ
る。条溝３０の深さｄはポリメチルメタクリレート（Ｐ
ＭＭＡ）又はポリカーボネート（ＰＣ）から成る基板３
５で構成した保護被膜の屈折率ｎ＝１．５に対し約１５
０ｎｍでる。このトランスジューサは９００ｎｍの波長
の発光ダイオードと共に１吏用する。接線方向における
位相格子４の位置精度（′よ約１１００ｎである。この
トランスジューサを、検出装置としてマルチホトセルを
含む角変位測定装置において使用した場合、約０．３秒
又は０．００旧。
れらの格子は同一中心に対し約５０ｍｍの半径上に放射
状に配設する。格子内では格子の周期ｐは１．２μｍで
あり、格子細条の幅及び中間細条の幅は６００ｎｍであ
る。条溝３０の深さｄはポリメチルメタクリレート（Ｐ
ＭＭＡ）又はポリカーボネート（ＰＣ）から成る基板３
５で構成した保護被膜の屈折率ｎ＝１．５に対し約１５
０ｎｍでる。このトランスジューサは９００ｎｍの波長
の発光ダイオードと共に１吏用する。接線方向における
位相格子４の位置精度（′よ約１１００ｎである。この
トランスジューサを、検出装置としてマルチホトセルを
含む角変位測定装置において使用した場合、約０．３秒
又は０．００旧。
の測定精度を得ることができる。
本発明は上述した角度トランスジューサ素子を提供する
だけでなく、直線トランスジューサ素子をも提供する。
だけでなく、直線トランスジューサ素子をも提供する。
後者のトランスジューサ素子は、位相格子が、円形ディ
スク上のセグメントに代えて、矩形板上にこの矩形板の
長手方向を横切って延在する直線細条を具える点におい
てだけ角度トランスジューサ素子と相違する。直線トラ
ンスジューサ素子もコンパクトディスク・マスクリング
及び複製技術により高精度で大量の素子を安価に製造で
き、その場合装置はトランスジューサ素子の細長い形状
のためいくらかの適応処置を必要とする。
スク上のセグメントに代えて、矩形板上にこの矩形板の
長手方向を横切って延在する直線細条を具える点におい
てだけ角度トランスジューサ素子と相違する。直線トラ
ンスジューサ素子もコンパクトディスク・マスクリング
及び複製技術により高精度で大量の素子を安価に製造で
き、その場合装置はトランスジューサ素子の細長い形状
のためいくらかの適応処置を必要とする。
第８図はトランスジューサ素子４０の一部の平面図であ
る。位相格子を４１で示し、反射又は透過中間細条を４
２で示す。４３は格子条溝またはリブであり、中間格子
細条を４４で示す。直線トランスジューサ素子は第４．
５及び７図を参照して角度トランスジューサ素子につき
説明したのと同一態様で構成できる。
る。位相格子を４１で示し、反射又は透過中間細条を４
２で示す。４３は格子条溝またはリブであり、中間格子
細条を４４で示す。直線トランスジューサ素子は第４．
５及び７図を参照して角度トランスジューサ素子につき
説明したのと同一態様で構成できる。
第９図は前記トランスジューサ素子を具える直線変位測
定装置を路線図で示す。この図において参照数字４５は
視野レンズ４６の焦点面に配置した光源を示し、従って
照射ビームは平行ビーム６となる。このトランスジュー
サ素子４０によって反射された光は半透明ミラー４７に
より対物レンズ４８を介し光検出装置、例えば、マルチ
ホトセル１４上に投射される。
定装置を路線図で示す。この図において参照数字４５は
視野レンズ４６の焦点面に配置した光源を示し、従って
照射ビームは平行ビーム６となる。このトランスジュー
サ素子４０によって反射された光は半透明ミラー４７に
より対物レンズ４８を介し光検出装置、例えば、マルチ
ホトセル１４上に投射される。
格子条溝またはリブ４３は再びピット又は凸部を具える
ことができる。
ことができる。
精度及び価格につき極めて好適な角変位測定装置は、本
発明による角度トランスジューサ素子と、このトランス
ジューサ素子上の位相格子の中心を通る曲線に適合した
曲線に沿って配設したホトダイオードを具える本件出願
人の発明に係るマルチホトセルとを組合わせた角変位測
定装置である。
発明による角度トランスジューサ素子と、このトランス
ジューサ素子上の位相格子の中心を通る曲線に適合した
曲線に沿って配設したホトダイオードを具える本件出願
人の発明に係るマルチホトセルとを組合わせた角変位測
定装置である。
その場合、正確に整列させる必要がある素子９及び１０
を除去できる。第１０図は角変位測定装置の路線図を示
す。この図における参照数字は第１ａ図におけるものに
対応するので、第１ａ図を参照すればその作用効果は明
らかである。
を除去できる。第１０図は角変位測定装置の路線図を示
す。この図における参照数字は第１ａ図におけるものに
対応するので、第１ａ図を参照すればその作用効果は明
らかである。
第１ａおよびび１ｂ図はそれぞれ、本発明により反射性
のトランスジューサ素子を用いた角変位測定装置を示す
側面図ふよび平面図、 第２図は、この角変位測定装置に用いた電子処理回路を
示すブロック線図、 第３図は、本発明による角度トランスジューサ素子の一
部を示す平面図、 第４図は、第１実施例におけるこの角度トランスジュー
サ素子の位相格子を示す断面図、第５図は、第２実施例
におけるこの角度トランスジューサ素子の位相格子を示
す断面図、第６図は、光透過性の角度トランスジューサ
素子を有する妬変位測定装置を示す側面図、第７図は、
他の実施例における角度トランスジューサ素子の一部を
示す平面図、 第８図は、直線変位を測定する本発明によるトランスジ
ューサ素子の一部を示す平面図、第９図は、第８図に示
すようなトランスジューサ素子を有する直線変位測定装
置を示す側面図、第１０図は、角変位測定装置の他の例
を示す側面図である。 ■・・・ディスク ２・・・細条パターン３・・
・反射細条 ４・・・非反射細条（位相格子）５
・・・光源 ６・・・ビーム７・・・視野レ
ンズ ９・・・反射素子１０・・・円柱レンズ
１２・・・半透明鏡１３・・・対物レンズ １４
・・・マルチホトセル１５・・・ホトダイオード ２０
・・・クロックパルス発生器２１・・・クロックパルス
２２．２３・・・分周器２４・・・制御ハルス
２５・・・リングカウンタ１６・・・測定信号
２７・・・基準パルス２８・・・バッファカウンタ ２９・・・カウンタ ３０・・・格子溝３１・・
・中間ストリップ ３３・・・透明保護被膜３４・・・
透明基板 ３５・・・透明基板３６・・・保護層
３７・・・第２視野３８中間区域
４０・・・トランスジューサ素子４１・・・位相格子
４２・・・反射又は透過中間細条４３・・・格子
条溝又はリブ ４４・・・中間格子細条 ４５・・・光源４６・・・
視野レンズ ４７・・・半透明ミラー４８・・・対
物レンズ
のトランスジューサ素子を用いた角変位測定装置を示す
側面図ふよび平面図、 第２図は、この角変位測定装置に用いた電子処理回路を
示すブロック線図、 第３図は、本発明による角度トランスジューサ素子の一
部を示す平面図、 第４図は、第１実施例におけるこの角度トランスジュー
サ素子の位相格子を示す断面図、第５図は、第２実施例
におけるこの角度トランスジューサ素子の位相格子を示
す断面図、第６図は、光透過性の角度トランスジューサ
素子を有する妬変位測定装置を示す側面図、第７図は、
他の実施例における角度トランスジューサ素子の一部を
示す平面図、 第８図は、直線変位を測定する本発明によるトランスジ
ューサ素子の一部を示す平面図、第９図は、第８図に示
すようなトランスジューサ素子を有する直線変位測定装
置を示す側面図、第１０図は、角変位測定装置の他の例
を示す側面図である。 ■・・・ディスク ２・・・細条パターン３・・
・反射細条 ４・・・非反射細条（位相格子）５
・・・光源 ６・・・ビーム７・・・視野レ
ンズ ９・・・反射素子１０・・・円柱レンズ
１２・・・半透明鏡１３・・・対物レンズ １４
・・・マルチホトセル１５・・・ホトダイオード ２０
・・・クロックパルス発生器２１・・・クロックパルス
２２．２３・・・分周器２４・・・制御ハルス
２５・・・リングカウンタ１６・・・測定信号
２７・・・基準パルス２８・・・バッファカウンタ ２９・・・カウンタ ３０・・・格子溝３１・・
・中間ストリップ ３３・・・透明保護被膜３４・・・
透明基板 ３５・・・透明基板３６・・・保護層
３７・・・第２視野３８中間区域
４０・・・トランスジューサ素子４１・・・位相格子
４２・・・反射又は透過中間細条４３・・・格子
条溝又はリブ ４４・・・中間格子細条 ４５・・・光源４６・・・
視野レンズ ４７・・・半透明ミラー４８・・・対
物レンズ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、物体に接続され、該物体の変位を光信号に変換する
光学トランスジューサ素子であって、該素子の変位方向
に複数個の第１暗細条と第２明細条が交互に設けられた
平坦本体を具えている光学トランスジューサ素子におい
て、前記第１暗細条の各細条を、該細条の長さ方向に交
互に配置され且つ互いに異なる第１及び第２レベルに位
置する格子細条と中間格子細条を具える位相格子で構成
し、これら格子細条と中間格子細条は同一の透過率又は
反射率を示すものとし、前記レベルの差は光ビームの一
部がこの位相格子に入射したときに形成される０次のサ
ブビームと一次のサブビームとの間に１８０°の位相差
が生ずるようにすると共に格子細条の幅は中間格子細条
の幅に略々等しくしてこの位相格子がトランスジューサ
素子から発する光ビーム内に暗帯を導入するよう構成し
たことを特徴とする。 ２、光反射形である特許請求の範囲第１項記載の光学ト
ランスジューサ素子において、格子細条と中間格子細条
とのレベルの差は略々λ／４・ｎ（ここで、λは使用す
る光の波長及びｎは位相格子を被覆する媒体の屈折率）
にしてあることを特徴とする光学トランスジューサ素子
。 ３、特許請求の範囲第１又は２項記載の光学トランスジ
ューサ素子において、格子細条は連続細条であることを
特徴とする光学トランスジューサ素子。 ４、特許請求の範囲第１又は２項記載の光学トランスジ
ューサ素子において、格子細条は中間格子細条と同一の
レベルにある中間区域により格子細条の方向に互いに分
離され且つ中間格子細条と異なるレベルに位置する複数
個の区域を具えていることを特徴とする光学トランスジ
ューサ素子。 ５、特許請求の範囲第２、３又は４項記載の光学トラン
スジューサ素子において、位相格子構造に透明保護被覆
を設けてあることを特徴とする光学トランスジューサ素
子。 ６、光反射位相格子構造を有する特許請求の範囲第５項
記載の光学トランスジューサ素子において、透明保護被
覆はトランスジューサ素子の透明基板で構成してあるこ
とを特徴とする光学トランスジューサ素子。 ７、特許請求の範囲第１〜６項の何れかに記載の光学ト
ランスジューサ素子において、円板状の基板の円周方向
に同一幅の中間セクタと交互に位置する同一幅のセクタ
内に位相格子を形成してあることを特徴とする光学トラ
ンスジューサ素子。 ８、光源と光検出装置とを具え、物体の変位を測定する
装置において、特許請求の範囲第１〜７項の何れかに記
載の光学トランスジューサ素子を光源と光検出装置との
間の光路内に配置すると共に、光制限アパーチャをトラ
ンスジューサ素子と光検出装置との間に介挿し、このア
パーチャにより第２明細条から発する光を光検出装置に
透過させるが位相格子により回折された光を通さないよ
うに構成したことを特徴とする変位測定装置。 ９、光検出装置がリニアホトダイオードのアレーを含む
マルチホトセルを具え、これらダイオードをこれらダイ
オードに発生される信号を処理する電子回路に電子スイ
ッチにより順次接続するようにした角変位測定用の特許
請求の範囲第８項記載の装置において、マルチホトセル
のホトダイオードをホトセルの位置に形成されるトラン
スジューサの細条パターンの像の彎曲と一致する曲線に
沿って配置してあることを特徴とする変位測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8502679A NL8502679A (nl) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | Optisch omzetelement en verplaatsingsmeter voorzien van dit element. |
| NL8502679 | 1985-10-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287815A true JPS6287815A (ja) | 1987-04-22 |
Family
ID=19846649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61231341A Pending JPS6287815A (ja) | 1985-10-01 | 1986-10-01 | 光学トランスジユ−サ素子及び該素子を具える変位測定装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4746792A (ja) |
| EP (1) | EP0220757B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6287815A (ja) |
| DE (1) | DE3669919D1 (ja) |
| NL (1) | NL8502679A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9149971B2 (en) | 2011-10-21 | 2015-10-06 | Nissei Asb Machine Co., Ltd. | Molded product delivery apparatus and blow molding machine |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3818218A1 (de) * | 1988-04-16 | 1989-10-26 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Lichtelektrische winkelmesseinrichtung |
| US5021649A (en) * | 1989-03-28 | 1991-06-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Relief diffraction grating encoder |
| DE3934339A1 (de) * | 1989-10-14 | 1991-04-25 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Teilungstraeger aus kunststoff mit einer teilungsstruktur |
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| DE19511068A1 (de) | 1995-03-25 | 1996-09-26 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Lichtelektrische Positionsmeßeinrichtung |
| DE19521295C2 (de) * | 1995-06-10 | 2000-07-13 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Lichtelektrische Positionsmeßeinrichtung |
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| EP1111347B1 (fr) | 1999-12-15 | 2001-09-05 | Brown & Sharpe Tesa S.A. | Capteur de position |
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1985
- 1985-10-01 NL NL8502679A patent/NL8502679A/nl not_active Application Discontinuation
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1986
- 1986-09-29 EP EP86201668A patent/EP0220757B1/en not_active Expired
- 1986-09-29 DE DE8686201668T patent/DE3669919D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-10-01 JP JP61231341A patent/JPS6287815A/ja active Pending
- 1986-10-01 US US06/914,050 patent/US4746792A/en not_active Expired - Fee Related
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| EP0220757B1 (en) | 1990-03-28 |
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