(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の信号に応じて所定の角度だけ回転してステップを刻むモーターと、
前記モーターの駆動力を伝達するガラスの芯線を有する駆動ベルトと、
前記駆動ベルトを介して前記モーターの駆動力によって移動されるワーク・テーブルと、
所定の格子状のスリットが形成された樹脂よりなるメイン・スケール部と、光源とレンズと受光素子とを備えるとともに前記メイン・スケール部を挟み込むようにして配置されて前記ワーク・テーブルとともに移動する検出部とを有し、前記ワーク・テーブルが前記モーターによって移動されると前記検出部が移動して前記ワーク・テーブルの移動距離に応じた出力値を出力する光学式リニア・エンコーダと、
前記モーターが刻むステップ数に基づいて、前記光学式リニア・エンコーダから出力される単位出力値当たりの前記ワーク・テーブルの移動距離を決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された前記光学式リニア・エンコーダから出力される単位出力値当たりの前記ワーク・テーブルの移動距離と、前記光学式リニア・エンコーダから出力された出力値とに基づいて前記ワーク・テーブルの移動距離を測定する距離測定手段と
を有する距離測定装置。
【請求項２】
所定の信号に応じて所定の角度だけ回転してステップを刻むモーターの駆動力をガラスの芯線を有する駆動ベルトを介してワーク・テーブルに伝達し、前記モーターの駆動力によって前記ワーク・テーブルを所定の基準移動距離分だけ移動させ、前記所定の基準移動距離分だけ前記ワーク・テーブルを移動したときに前記モーターが刻んだステップ数を、前記所定の基準移動距離と対応させて記憶する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて記憶したステップ数分だけ前記モーターによって前記駆動ベルトを介して前記ワーク・テーブルを移動させたときに、所定の格子状のスリットが形成された樹脂よりなるメイン・スケール部と、光源とレンズと受光素子とを備えるとともに前記メイン・スケール部を挟み込むようにして配置されて前記ワーク・テーブルとともに移動する検出部とを有し、前記ワーク・テーブルが前記モーターによって移動されると前記検出部が移動して前記ワーク・テーブルの移動距離に応じた出力値を出力する光学式リニア・エンコーダから出力された出力値を記憶する第２のステップと、
前記第２のステップにおいて記憶した前記光学式リニア・エンコーダから出力された出力値と前記所定の基準移動距離とから、前記光学式リニア・エンコーダから出力される単位出力値当たりの前記ワーク・テーブルの移動距離を決定して、該決定した前記光学式リニア・エンコーダから出力される単位出力値当たりの前記ワーク・テーブルの移動距離と、前記光学式リニア・エンコーダから出力された出力値とに基づいて前記ワーク・テーブルの移動距離を測定する第３のステップと
を有する距離測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、距離測定装置および距離測定方法に関し、さらに詳細には、所定の方向に移動する移動体の移動距離を測定する際に用いて好適な距離測定装置および距離測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、所定の方向に直線的に移動する移動体と、当該移動体の移動に応じた出力値を出力するリニア・エンコーダとを有し、このリニア・エンコーダの出力値に基づいて、移動体の移動距離を測定するようにした距離測定装置が知られている。
【０００３】
こうした距離測定装置に配設されるリニア・エンコーダとしては、例えば、光学式のリニア・エンコーダを用いることができる。光学式リニア・エンコーダは、所定のピッチで格子状のスリットが形成されたメイン・スケールと光源ならびに受光素子とを有し、当該メイン・スケールを挟み込んだ状態で光源と受光素子とが移動体の移動に伴って移動することにより、移動体の移動に応じた出力値を出力するものである。
【０００４】
しかしながら、光学式リニア・エンコーダのメイン・スケールが樹脂により形成されている場合には、温度や湿度などの影響を受け易く、温度や湿度などの変化に応じてメイン・スケールが伸縮してその全長が変化してしまう。これにより、メイン・スケールに形成されているスリットのピッチが変化してしまい、光学式リニア・エンコーダから出力される出力値が、移動体の移動に応じた正確な出力値とはならない恐れがあった。
【０００５】
このため、従来の距離測定装置においては、温度を測定する温度センサーや湿度を測定する湿度センサーなどを配設して、距離測定装置が設置されている環境下での温度や湿度を測定するとともに、予め各種温度や湿度に応じた補正値を記憶した補正テーブルを用意するようになされている。
【０００６】
こうした距離測定装置においては、センサーによる温度や湿度の測定結果と補正テーブルとを照らし合わせる処理を行い、距離測定装置が配設されている環境下に応じた補正値を得る。そして、得られた補正値を用いることにより、温度や湿度の影響でスリットのピッチが変化してしまって光学式リニア・エンコーダから正確な出力値が出力されない場合でも、移動体の移動距離が正確に測定できるようにしている。
【０００７】
しかしながら、こうした従来の距離測定装置においては、温度センサーや湿度センサーなどを配設しなければならないので、製造コストなどが増大し、高価なものになるという問題点があった。
【０００８】
また、温度と湿度との２つのパラメータの組み合わせによる複雑な補正テーブルを予め用意する必要があるとともに、こうした複雑な補正テーブルによる補正値を用いた補正では、移動体の正確な移動距離を高精度に測定することができないという問題点があった。
【０００９】
このため、上記したような従来の距離測定装置における問題点を解決するために、温度や湿度などの影響を受け難い材質、例えば、ガラスにより形成されたメイン・スケールを有する光学式リニア・エンコーダを配設するようにした距離測定装置が提案されている。
【００１０】
こうした距離測定装置においては、メイン・スケールがガラスで形成されているので、温度や湿度などの影響でメイン・スケールが伸縮してその全長が変化するようなことが少なく、光学式リニア・エンコーダから出力される出力値は、移動体の移動に応じた正確な出力値となる。
【００１１】
しかしながら、ガラスにより形成されたメイン・スケールを有する光学式リニア・エンコーダは高価なので、当該ガラスにより形成されたメイン・スケールを有する光学式リニア・エンコーダを距離測定装置に配設すると、製造コストなどが増大し、高価なものになるという問題点を招来することとなっていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、配置される環境下での温度や湿度の影響は受けてもその影響を最小限に留めるようにして、正確な移動距離を高精度に測定することができ、しかも安価な距離測定装置ならびに距離測定方法を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、所定の信号に応じて所定の角度だけ回転してステップを刻むモーターと、上記モーターの駆動力を伝達するガラスの芯線を有する駆動ベルトと、上記駆動ベルトを介して上記モーターの駆動力によって移動されるワーク・テーブルと、所定の格子状のスリットが形成された樹脂よりなるメイン・スケール部と、光源とレンズと受光素子とを備えるとともに上記メイン・スケール部を挟み込むようにして配置されて上記ワーク・テーブルとともに移動する検出部とを有し、上記ワーク・テーブルが上記モーターによって移動されると上記検出部が移動して上記ワーク・テーブルの移動距離に応じた出力値を出力する光学式リニア・エンコーダと、上記モーターが刻むステップ数に基づいて、上記光学式リニア・エンコーダから出力される単位出力値当たりの上記ワーク・テーブルの移動距離を決定する決定手段と、上記決定手段によって決定された上記光学式リニア・エンコーダから出力される単位出力値当たりの上記ワーク・テーブルの移動距離と、上記光学式リニア・エンコーダから出力された出力値とに基づいて上記ワーク・テーブルの移動距離を測定する距離測定手段とを有するようにしたものである。
【００１４】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、所定の信号に応じて所定の角度だけ回転してステップを刻むモーターの駆動力をガラスの芯線を有する駆動ベルトを介してワーク・テーブルに伝達し、上記モーターの駆動力によって上記ワーク・テーブルを所定の基準移動距離分だけ移動させ、上記所定の基準移動距離分だけ上記ワーク・テーブルを移動したときに上記モーターが刻んだステップ数を、上記所定の基準移動距離と対応させて記憶する第１のステップと、上記第１のステップにおいて記憶したステップ数分だけ上記モーターによって上記駆動ベルトを介して上記ワーク・テーブルを移動させたときに、所定の格子状のスリットが形成された樹脂よりなるメイン・スケール部と、光源とレンズと受光素子とを備えるとともに上記メイン・スケール部を挟み込むようにして配置されて上記ワーク・テーブルとともに移動する検出部とを有し、上記ワーク・テーブルが上記モーターによって移動されると上記検出部が移動して上記ワーク・テーブルの移動距離に応じた出力値を出力する光学式リニア・エンコーダから出力された出力値を記憶する第２のステップと、上記第２のステップにおいて記憶した上記光学式リニア・エンコーダから出力された出力値と上記所定の基準移動距離とから、上記光学式リニア・エンコーダから出力される単位出力値当たりの上記ワーク・テーブルの移動距離を決定して、該決定した上記光学式リニア・エンコーダから出力される単位出力値当たりの上記ワーク・テーブルの移動距離と、上記光学式リニア・エンコーダから出力された出力値とに基づいて上記ワーク・テーブルの移動距離を測定する第３のステップとを有するようにしたものである。
【００１５】
従って、本発明のうち請求項１ならびに請求項２記載の発明によれば、モーターが刻むステップ数に基づいて、光学式リニア・エンコーダから出力される単位出力値当たりのワーク・テーブルの移動距離が決定され、この光学式リニア・エンコーダから出力される単位出力値当たりのワーク・テーブルの移動距離と、光学式リニア・エンコーダから出力された出力値とに基づいてワーク・テーブルの移動距離が測定されるので、配置される環境下での温度や湿度の影響は受けてもその影響を最小限に留めることができ、正確な移動距離を高精度に測定することができる。
【００１６】
また、温度センサーや湿度センサーなどを配設する必要がないとともに、光学式リニア・エンコーダーのメイン・スケール部は安価な樹脂により形成したので、安価に正確な移動距離を高精度に測定することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に基づいて、本発明による距離測定装置および距離測定方法の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００１８】
図１には、本発明による距離測定装置を備えた座標測定装置の実施の形態の一例の概略構成説明図が示されており、 図２には、図１におけるＡ矢視図の一部を拡大し、リニア・エンコーダ２０を中心に示した概略構成説明図が示されており、図３（ａ）には、図１におけるＢ矢視図の一部を拡大し、ワーク・テーブル２２を中心に示した概略構成説明図が示されている。
【００１９】
この座標測定装置１０は、固定系のベース部材１２と、ベース部材１２の左右両端でベース部材１２上に垂直に立設された支柱１４Ｌ、１４Ｒと、左右２つの支柱１４Ｌ、１４Ｒを連結する後方部材１６と、ベース部材１２上においてＹ軸方向（図１における座標系を示す参考図を参照する。）に延長するとともに互いに平行な位置関係で配設された２本のレール１８−１、１８−２と、ベース部材１２上においてＹ軸方向に延長するとともにレール１８−１近傍に配設されたリニア・エンコーダ２０と、２本のレール１８−１、１８−２上にスライド部品（図示せず。）を介してＹ軸方向に移動自在に配設されたワーク・テーブル２２と、後方部材１６に図示しない滑り軸受を介してＸ軸方向（図１における座標系を示す参考図を参照する。）に移動自在に配設されたキャリッジ２４と、キャリッジ２４にワーク・テーブル２２と対向するようにして配設されるとともに、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と直交するＺ軸方向（図１における座標系を示す参考図を参照する。）に移動自在に配設された走査装置２６とを有して構成されている。
【００２０】
ここで、この座標測定装置１０においては、後述するマイクロ・コンピューター１００の制御によって、所定の分解能に応じて駆動手段たるモーターの駆動が制御される。このモーターの駆動によって、走査装置２６がＺ軸方向に移動され、また、キャリッジ２４が後方部材１６に沿ってＸ軸方向に移動され、また、被測定物２００を載置したワーク・テーブル２２がレール１８−１、１８−２に沿ってＹ軸方向に移動される。
【００２１】
従って、走査装置２６とワーク・テーブル２２に載置された被測定物２００との相対的な位置関係は、走査装置２６がＸ軸方向とＺ軸方向とに移動可能であって、被測定物２００がＹ軸方向に移動可能であるので、結局、走査装置２６は被測定物２００に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の三次元の方向で移動可能となる。
【００２２】
なお、上記した座標測定装置１０は、上記したモーターの駆動制御を含む全体の動作をマイクロ・コンピューター１００（図４参照）により制御されているものであるが、その詳細な説明は後述することとする。
【００２３】
そして、ワーク・テーブル２２の略矩形形状の上面部２２ａには、立体たる被測定物２００が固定的に載置されることになる。この被測定物２００は、三次元の空間的広がりをもつ物体であり、当該物体は所定の形状を有しているものとする。
【００２４】
このワーク・テーブル２２の下面部２２ｂには、Ｙ軸方向に直線的に延長されてガイド部２２ｃが突設されている。このガイド部２２ｃは、直線的に延長されるレール１８−１、１８−２上に摺動自在に係合しており、ワーク・テーブル２２のＹ軸方向への移動が許容されている。
【００２５】
より詳細には、ワーク・テーブル２２には、リニア・エンコーダ２０近傍に配設された駆動ベルト３０を介してモーター３６の駆動力が伝達されるようになされており、これにより、ワーク・テーブル２２はＹ軸方向へ直線的に移動するものである（図３（ａ）参照）。
【００２６】
具体的に、ワーク・テーブル２２のＹ軸方向に沿う両端部のうちの左端部２２Ｌは、駆動ベルト３０に固定されている。
【００２７】
この駆動ベルト３０は、ガラスの芯線を有するものである。従って、温度や湿度などの変化に応じて駆動ベルト３０が伸縮する程度は極めて小さく、駆動ベルト３０は温度や湿度などの影響を受け難いものである。そして、駆動ベルト３０は、ベース部材１２に配設されたプーリー３２−１とプーリー３２−２との間に、無端状に張設されている。
【００２８】
また、モーター３６は、例えば、ステッピング・モーターにより構成することができ、このモーター３６の回転軸（図示せず。）には、モーター・ギア３８が配設されている。そして、モーター３６は、プーリー３２−１の同軸上配設されたギア３４とモーター・ギア３８とが噛み合うようにして配置されている。
【００２９】
そして、モーター３６は、後述するマイクロ・コンピューターの制御により出力される制御用パルス信号のパルス数に応じて、段階的に所定角度だけ所定周り方向に回転して、ステップを刻むものである。即ち、モーター３６が刻むステップ数は、制御用パルス信号のパルス数と一致している。
【００３０】
こうしたモーター３６の回転による回転軸の回転は、モーター・ギア３８とギア３４とを介してプーリー３２−１に伝達されてプーリー３２−１に回転運動を生ぜしめ、このプーリー３２−１の回転運動による駆動ベルト３０の移動に伴って、駆動ベルト３０に配設されたワーク・テーブル２２がＹ軸方向における前後方向へと移動する。
【００３１】
この実施の形態においては、所定の制御用パルス信号に応じてモーター３６が右周り方向（図３（ａ）に示す矢印ａ方向）に回転した場合には、プーリー３２−１は左周り方向（図３（ａ）に示す矢印ｂ方向）に回転して、駆動ベルト３０に配設されたワーク・テーブル２２がＹ軸方向における前方側から後方側に向かって直線的に移動する。
【００３２】
一方、所定の制御用パルス信号に応じてモーター３６が左周り方向（図３（ａ）に示す矢印ｃ方向）に回転した場合には、プーリー３２−１は右周り方向（図３（ａ）に示す矢印ｄ方向）に回転して、駆動ベルト３０に配設されたワーク・テーブル２２がＹ軸方向における後方側から前方側に向かって直線的に移動する。
【００３３】
次に、リニア・エンコーダ２０は光学式（透過型）のリニア・エンコーダであり、所定の格子状のスリットが形成されたメイン・スケール部２０ａと、光源、レンズならびに受光素子を備えるとともにメイン・スケール部２０ａを挟み込みようにして配設された検出部２０ｂとにより構成されている（図２参照）。
【００３４】
なお、メイン・スケール部２０ａは樹脂により形成されている。
【００３５】
そして、リニア・エンコーダ２０のメイン・スケール部２０ａは、延長方向がＹ軸方向と一致するようにして、ベース部材１２上の左側に固定的に配設されている。一方、リニア・エンコーダ２０の検出部２０ｂは、ワーク・テーブル２２のＹ軸方向に沿う左端部２２Ｌにおいて突設された取り付け部２２ｄの外面２２ｅに固定的に配設されている。
【００３６】
従って、ワーク・テーブル２２がＹ軸方向に移動するのに伴って、ワーク・テーブル２２の左端部２２Ｌに固定的に配設されているリニア・エンコーダ２０の検出部２０ｂは、メイン・スケール部２０ａを挟み込んだ状態でＹ軸方向に移動する。
【００３７】
リニア・エンコーダ２０からは、ワーク・テーブル２２がＹ軸方向に直線的に移動したときのワーク・テーブル２２のＹ軸方向における移動距離に応じたパルス信号が出力される。なお、リニア・エンコーダ２０からデジタル信号で出力されたパルス信号は後述するマイクロ・コンピューター１００に入力される。
【００３８】
走査装置２６は、圧電素子（図示せず。）を有する接触センサーにより構成されており、Ｚ軸方向における上方方向への移動（上昇）と下方方向への移動（下降）とを繰り返すことにより、接触センサーの接触子２７の先端部２７ａをＺ軸方向に下降させて被測定物２００の表面２００ａに当接させるものである（なお、本明細書においては、「被測定物２００の表面２００ａにおける接触子２７の先端部２７ａがＺ軸方向で下降して当接した部位」を、「接触点」と適宜に称することとする。）。
【００３９】
そして、接触子３０の接触点における電圧の変化は、走査装置２６から出力されて後述するマイクロ・コンピューター１００に入力されるものである。
【００４０】
次に、図４には、本発明による距離測定装置を備えた座標測定装置１０の全体の動作を制御する制御システムのブロック構成図が示されており、この制御システムはマイクロ・コンピューター１００により全体の動作の制御が行われる。
【００４１】
マイクロ・コンピューター１００は、後述するリード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）１０４に格納されたプログラムに従って処理を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）１０２と、ＣＰＵ１０２が実行するプログラムが格納されたＲＯＭ１０４と、ＣＰＵ１０２の制御によって本発明による座標測定装置１０が動作することにより得られる座標データを記憶する座標データ記憶部１０６−１や、ＣＰＵ１０２の制御によって本発明による座標測定装置１０の動作が行われる際のワーキング・エリアとしての領域などが設定されたランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）１０６とを有して構成されている。
【００４２】
ここで、ＲＯＭ１０４は、例えば、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）のＥＥＰ−ＲＯＭにより構成することができ、座標測定装置１０の製造工程において、後述する基準パルス数データの書き込みがなされるものである。
【００４３】
また、マイクロ・コンピューター１００には、モーター３６や走査装置２６、リニア・エンコーダ２０などが接続されており、走査装置２６から送信される接触子２７の接触点における電圧の変化を示す信号や、リニア・エンコーダ２０から出力されるパルス信号が、マイクロ・コンピューター１００に入力されるものである。
【００４４】
さらに、マイクロ・コンピューター１００には、液晶表示装置（ＬＣＤ）などにより構成される表示装置１０８が接続されており、後述する座標データの示す測定ポイントのＸ座標、Ｙ座標ならびにＺ座標がリアルタイムで表示される。
【００４５】
なお、座標測定装置１０においては、キャリッジ２４のＸ軸方向における移動距離に応じたパルス信号を出力するリニア・エンコーダ（図示せず。）や、走査装置２６のＺ軸方向における移動距離に応じたパルス信号を出力するリニア・エンコーダ（図示せず。）が配設されている。そして、これらリニア・エンコーダから出力されるパルス信号も、マイクロ・コンピューター１００に入力されるようになされている。
【００４６】
以上の構成において、図３（ｂ）（ｃ）（ｄ）ならびに図５を参照しながら、上記した座標測定装置１０の動作の説明を行うものとする。
【００４７】
図５には、本発明による距離測定装置を備えた座標測定装置１０の動作フローを概念的に示す説明図が示されている。
【００４８】
まず、この座標測定装置１０は、工場における製造工程で各種部材の組み付けが終了し、出荷工程を経て、実際に使用者に使用が開始されるまでの間に、出荷時補正処理（ステップＳ５０２ならびにステップＳ５０４）と使用時補正処理（ステップＳ５１０乃至ステップＳ５１４）とが行われるようになされている。
【００４９】
出荷時補正処理は、座標測定装置１０に関して、工場における製造工程での各種部材の組み付けを終了して出荷工程に移行すると行われる補正処理である。
【００５０】
具体的には、まず、座標測定装置１０を所定の環境下、例えば、温度２０℃で湿度５０％の環境下に配置し、各種治具を用いて各種部材の組み付け誤差等の調整を行う（ステップＳ５０２）。これにより、走査装置２６のＺ軸方向における移動や、キャリッジ２４のＸ軸方向における移動や、ワーク・テーブル２２のＹ軸方向における移動が、正確な距離で直線的になされるようになる。
【００５１】
こうした所定の環境下における組み付け誤差の調整（ステップ５０２）が終了したら、次に、同じ所定の環境下、つまり、温度２０℃で湿度５０％の環境下で、ワーク・テーブル２２をＹ軸方向における所定の方向に基準駆動距離分だけ移動する（ステップＳ５０４）。
【００５２】
なお、この基準駆動距離は、移動部材たるワーク・テーブル２２の大きさなどに応じて予め設定されるものである。また、この基準駆動距離分だけワーク・テーブル２２をＹ軸方向に移動させるときに、移動を開始する座標位置ならびに移動方向も予め設定されている。
【００５３】
この実施の形態においては、基準駆動距離を２００ｍｍとし、ワーク・テーブル２２をＹ軸方向における最も前方側の位置（図３（ａ）（ｂ）参照）から後方側に向かって２００ｍｍだけ移動するものとして、以下の説明を行うこととする。
【００５４】
そして、基準駆動距離分だけワーク・テーブル２２をＹ軸方向における所定の方向に移動させたときに、モーター３６が刻んだステップ数を基準駆動距離と対応させ基準パルス数データとしてＲＯＭ１０４に書き込む。
【００５５】
つまり、制御用パルス信号に応じてモーター３６を右周り方向（図３（ａ）に示す矢印ａ方向）に回転させる。これにより、プーリー３２−１が左周り方向（図に示す矢印ｂ方向）に回転して、駆動ベルト３０に配設されたワーク・テーブル２２がＹ軸方向における最も前方側の位置から後方側に向かって直線的に移動する。
【００５６】
この際に、ＣＰＵ１０２は、ワーク・テーブル２２をＹ軸方向における前方側から後方側に向かって２００ｍｍ（基準駆動距離）分だけ直線的に移動させるのにモーター３６が右周り方向（図に示す矢印ａ方向）に段階的に所定角度ずつ回転して刻んだステップ数を検出する。
【００５７】
そして、ＣＰＵ１０２により検出されたステップ数、例えば、「２０１３２ステップ」と基準駆動距離「２００ｍｍ」とを対応させ、基準パルス数データとしてＲＯＭ１０４に書き込む。
【００５８】
こうして基準パルス数データをＲＯＭ１０４に書き込んだ後、座標測定装置１０は出荷されて（ステップＳ５０６）、使用者により使用されるようになる（ステップＳ５０８）。そして、使用者が座標測定装置１０を使用開始するに際して、座標測定装置１０の電源を投入すると、各種初期設定の処理が行われる。
【００５９】
こうした各種初期設定の処理（ステップＳ５０８）に続いて、使用時補正処理が行われる。即ち、使用時補正処理は、座標測定装置１０の電源が投入されると行われるようになされた補正処理である。
【００６０】
使用時補正処理においては、まず、ワーク・テーブル２２をＹ軸方向における所定の方向に、基準パルス数データが示すステップ数分だけ移動させる（ステップＳ５１０）。
【００６１】
この際、ワーク・テーブル２２のＹ軸方向における移動は、上記した出荷時補正処理（ステップＳ５０４）における、ワーク・テーブル２２の基準駆動距離分だけの移動と同一座標、同一方向とする。
【００６２】
ここで、出荷時補正処理（ステップＳ５０４）におけるワーク・テーブル２２の基準駆動距離分だけの移動と同一座標、同一方向で、基準パルス数データが示すステップ数分だけワーク・テーブル２２を移動させたので、ワーク・テーブル２２が移動した移動距離は基準駆動距離と一致する。
【００６３】
より詳細には、この使用時補正処理のときに座標測定装置１０が配置されている環境の温度や湿度が、出荷時補正処理（ステップＳ５０２ならびにステップＳ５０４）のおける所定の環境と異なっていたとしても、モーター３６が所定の方向に段階的に回転する角度（ステップ角度）や、駆動ベルト３０の長さなどは、温度や湿度などの変化による影響を受け難いので、基準パルス数データが示すステップ数分だけワーク・テーブル２２を移動させると、ワーク・テーブル２２が基準駆動距離分だけ移動したものと見なして実用上問題はない。
【００６４】
そして、ステップＳ５１２の処理においては、ステップＳ５１０でワーク・テーブル２２をＹ軸方向における所定の方向に基準パルス数データが示すステップ数分だけ移動させたときにおける、リニア・エンコーダ２０から出力されたパルス信号のパルス数をＲＡＭ１０６の所定エリアに記憶する。
【００６５】
つまり、座標測定装置１０が現在配置されている環境下において、基準パルス数データが示すステップ数分だけワーク・テーブル２２がＹ軸方向に直線的に移動したとき、即ち、基準駆動距離分だけワーク・テーブル２２がＹ軸方向に直線的に移動したときにおける、リニア・エンコーダ２０から出力されたパルス信号のパルス数をＣＰＵ１０２により検出し、ＲＡＭ１０６に記憶する。
【００６６】
そして、ステップＳ５１２においてＲＡＭ１０６に記憶されたパルス数で、基準パルス数データが示す基準駆動距離を割った商が、座標測定装置１０が現在配置されている環境下において、リニア・エンコーダ２０から出力されるパルス信号の単位パルス信号当たりのワーク・テーブル２２のＹ軸方向における移動距離となる（ステップＳ５１４）。
【００６７】
具体的には、出荷時補正処理の際の環境下におけるリニア・エンコーダ２０のメイン・スケール部２０ａの全長をＬ０とすると、座標測定装置１０が使用時補正処理の際に配置されている環境が出荷時補正処理の際の環境と一致している場合には、メイン・スケール部２０ａの全長は変化せずＬ０のままである（図３（ｂ）参照）。
【００６８】
この際、基準駆動距離２００ｍｍ分だけワーク・テーブル２２がＹ軸方向に直線的に移動したときに、リニア・エンコーダ２０から出力されたパルス信号のパルス数が、例えば、「２００パルス」であるならば、その値をＲＡＭ１０６に記憶する。
【００６９】
そして、ステップＳ５１４の処理により、リニア・エンコーダ２０から出力される単位パルス信号当たりのワーク・テーブル２２のＹ軸方向における移動距離は、１．００ｍｍ（＝２００ｍｍ÷２００パルス）と決定される。
【００７０】
しかしながら、使用者が座標測定装置１０を使用するのに際して、座標測定装置１０が設置される環境の温度や湿度は、出荷時補正処理（ステップＳ５０２ならびにステップＳ５０４）における所定の環境、つまり、温度２０℃で湿度５０％とは必ずしも一致しない。
【００７１】
座標測定装置１０に配設されたリニア・エンコーダ２０のメイン・スケール部２０ａは、樹脂により形成されているので、温度や湿度などの影響を受け易く、温度や湿度などの変化に応じてメイン・スケール部２０ａが伸縮して全長が変化してしまうことがある。
【００７２】
このため、座標測定装置１０が使用時補正処理の際に配置されている環境が、出荷時補正処理の際の環境と一致していない場合には、メイン・スケール部２０ａの全長が伸びて、全長Ｌ０に比べて長い全長Ｌａ（図３（ｃ）参照）になってしまったり、あるいは、メイン・スケール部２０ａの全長が縮んで、全長Ｌ０に比べて短い全長Ｌｂ（図３（ｄ）参照）になってしまったりする。
【００７３】
その結果、基準駆動距離２００ｍｍ分だけワーク・テーブル２２がＹ軸方向に直線的に移動したときに、全長Ｌａのメイン・スケール部２０ａを有するリニア・エンコーダ２０から出力されたパルス信号のパルス数は、メイン・スケール部２０ａの全長が全長Ｌ０のときのパルス数に比べて少なくなり、例えば、「１９０パルス」となる。この場合、ステップＳ５１４の処理により、リニア・エンコーダ２０から出力される単位パルス信号当たりのワーク・テーブル２２のＹ軸方向における移動距離は１．０５ｍｍ（＝２００ｍｍ÷１９０パルス）と決定される。
【００７４】
反対に、全長Ｌｂのメイン・スケール部２０ａを有するリニア・エンコーダ２０から出力されたパルス信号のパルス数は、メイン・スケール部２０ａの全長が全長Ｌ０のときのパルス数に比べて多くなり、例えば、「２１０パルス」となる。この場合、ステップＳ５１４の処理により、リニア・エンコーダ２０から出力される単位パルス信号当たりのワーク・テーブル２２のＹ軸方向における移動距離は０．９５ｍｍ（＝２００ｍｍ÷２１０パルス）と決定される。
【００７５】
このように、座標測定装置１０が設置される環境の温度や湿度の変化によって、出荷時補正処理の際の環境下におけるリニア・エンコーダ２０のメイン・スケール部２０ａの全長Ｌ０が変化したとしても、ステップＳ５１０においてワーク・テーブル２２は基準駆動距離分だけ移動され、そのときのリニア・エンコーダ２０から出力されたパルス信号のパルス数がステップＳ５１２において記憶されて、ステップＳ５１４において、座標測定装置１０が現在配置されている環境下において、リニア・エンコーダ２０から出力される単位パルス信号当たりのワーク・テーブル２２のＹ軸方向における移動距離が決定される。
【００７６】
なお、上記したステップＳ５０２乃至ステップＳ５１４の処理と同様な処理は、図示しないキャリッジ２４のＸ軸方向における移動距離に応じたパルス信号を出力するリニア・エンコーダや、走査装置２６のＺ軸方向における移動距離に応じたパルス信号を出力するリニア・エンコーダを用いて、Ｘ軸方向ならびにＺ軸方向についても行われているものである。
【００７７】
こうして、使用時補正処理を終了すると、ステップＳ５１６に進んで、被測定物２００の座標測定処理を行う。
【００７８】
具体的には、マイクロ・コンピューター１００により所定の分解能に応じてモーターが駆動され、走査装置２６と被測定物２００との相対的な位置関係が、所定の分解能に従ったＸＹＺ直交座標系のＸＹ座標平面における所定の測定ポイント毎に変化するのに従って、この座標測定の処理が行われる。
【００７９】
そして、測定ポイントのＸ座標は、Ｘ軸方向における移動量に応じて算出されて、測定ポイントのＹ座標は、Ｙ軸方向における移動量に応じて算出されることになる。
【００８０】
例えば、測定ポイントのＹ座標は、ステップＳ５１４の処理によって決定された単位パルス信号当たりのワーク・テーブル２２のＹ軸方向における移動距離と、ワーク・テーブル２２のＹ軸方向における移動に伴ってリニア・エンコーダ２０から出力されるパルス信号とに基づき、Ｙ軸方向に移動するワーク・テーブル２２の移動距離を算出することにより求める。
【００８１】
そして、測定ポイントとなるＸ座標とＹ座標とを算出した後に、算出されたＸ座標とＹ座標とにおいて、走査装置２６をＺ軸方向に下降して接触子２７を被測定物２００に当接させる。その結果、走査装置２６から出力される電圧の変化に応じて測定ポイント（即ち、接触点）のＺ座標が算出されるものである。
【００８２】
こうした座標測定の処理を測定ポイント毎に行うことにより、この座標測定装置１０においては、被測定物２００の表面２００ａの全面にわたって、座標データを得て被測定物２００の表面２００ａの形状を検出することができる。
【００８３】
以上において説明したように、座標測定装置１０に備えられた本発明による距離測定装置は、出荷時補正処理（ステップＳ５０２ならびにステップＳ５０４）と使用時補正処理（ステップＳ５１０乃至ステップＳ５１４）とにより、例えば、Ｙ軸方向においては、モーター３６が刻むステップ数に基づいて、リニア・エンコーダ２０から出力される単位パルス信号当たりのワーク・テーブル２２のＹ軸方向における移動距離を決定して、この単位パルス信号当たりのワーク・テーブル２２のＹ軸方向における移動距離を用いて、Ｙ軸方向に移動するワーク・テーブル２２の移動距離を測定するようにしたため、配置される環境下での温度や湿度の影響は受けてもその影響を最小限に留めることができ、正確な移動距離を高精度に測定することができる。
【００８４】
また、本発明による距離測定装置においては、上記した「従来の技術」の項において示した距離測定装置のように温度センサーや湿度センサーなどを配設する必要がなくなり、リニア・エンコーダ２０のメイン・スケール部２０ａは、ガラスではなく樹脂により形成されているので、安価に製造することができ、安価に正確な移動距離を高精度に測定することができる。
【００８５】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（６）に説明するように変形してもよい。
【００８６】
（１）上記した実施の形態においては、リニア・エンコーダ２０は光学式（透過型）のリニア・エンコーダを用いるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、光学式（反射型）のリニア・エンコーダや磁気式のリニア・エンコーダなどの各種エンコーダを用いるようにしてもよい。
【００８７】
また、リニア・エンコーダ２０からの出力はパルス信号であるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、リニア・エンコーダ２０からの出力である電気的なデジタル量を符号で表した出力値としてもよい。
【００８８】
（２）上記した実施の形態においては、モーター３６はステッピング・モーターを用いるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、サーボ・モーターなどのステップを刻む各種モーターを用いるようにしてもよい。
【００８９】
（３）上記した実施の形態においては、ガラスの芯線を有する駆動ベルト３０を用いるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、ワイヤーやチェーンなど、温度や湿度などの影響を受け難いものにより駆動ベルト３０は構成するようにすればよい。
【００９０】
（４）上記した実施の形態においては、本発明による距離測定装置が座標測定装置１０に備えられるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、移動する物体の移動距離の測定が行われる各種装置において、本発明による距離測定装置により距離の測定を行うようにしてもよい。
【００９１】
（５）上記した実施の形態においては、使用時補正処理（ステップＳ５１０乃至ステップＳ５１４）が座標測定装置１０の電源が投入されると行われるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、座標測定装置１０を使用する使用者が指定することにより使用時補正処理が行われるようにしてもよい。
【００９２】
（６）上記した実施の形態ならびに上記（１）乃至（５）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【００９３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、配置される環境下での温度や湿度の影響は受けてもその影響を最小限に留めることができ、安価に正確な移動距離を高精度に測定することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による距離測定装置を備えた座標測定装置の実施の形態の一例を示す概略構成説明図である。
【図２】図１におけるＡ矢視図の一部を拡大し、リニア・エンコーダを中心に示した概略構成説明図である。
【図３】（ａ）は、図１におけるＢ矢視図の一部を拡大し、ワーク・テーブルを中心に示した概略構成説明図であり、（ｂ）は、座標測定装置が使用時補正処理の際に配置されている環境と出荷時補正処理の際の環境とが一致していて、リニア・エンコーダのメイン・スケール部の全長が全長Ｌ０の場合を示す説明図であり、  （ｃ）は、座標測定装置が使用時補正処理の際に配置されている環境と出荷時補正処理の際の環境とが一致せず、リニア・エンコーダのメイン・スケール部の全長が全長Ｌａ（＞全長Ｌ０）の場合を示す説明図であり、（ｄ）は、座標測定装置が使用時補正処理の際に配置されている環境と出荷時補正処理の際の環境とが一致せず、リニア・エンコーダのメイン・スケール部の全長が全長Ｌｂ（＜全長Ｌ０）の場合を示す説明図である。
【図４】本発明による距離測定装置を備えた座標測定装置の全体の動作を制御する制御システムのブロック構成図である。
【図５】本発明による距離測定装置を備えた座標測定装置１０の動作フローを概念的に示す説明図である。
【符号の説明】
１０                  座標測定装置
１２                  ベース部材
１４Ｌ、１４Ｒ        支柱
１６                  後方部材
１８−１、１８−２    レール
２０                  リニア・エンコーダ
２０ａ                メイン・スケール部
２０ｂ                検出部
２２                  ワーク・テーブル
２２Ｌ                左端部
２２ａ                上面部
２２ｂ                下面部
２２ｃ                ガイド部
２２ｄ                取り付け部
２２ｅ                外面
２４                  キャリッジ
２６                  走査装置
２７                  接触子
２７ａ                先端部
３０                  駆動ベルト
３２−１，３２−２    プーリー
３４                  ギア
３６                  モーター
３８                  モーター・ギア
１００                  マイクロ・コンピューター
１０２                  中央制御装置（ＣＰＵ）
１０４                  リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）
１０６                  ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）
１０６−１              座標データ記憶部
１０８                  表示装置
２００                  被測定物
２００ａ                表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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