JP2002372439A - Optical encoder - Google Patents
Optical encoderInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光学式エンコーダに
係り、特に、精密メカニズムの変位量を検出する光学式
エンコーダに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical encoder, and more particularly, to an optical encoder for detecting a displacement of a precision mechanism.
【０００２】[0002]
【従来の技術】特開２０００−２０５８１９号報には、
図９にその構成を示すような光学式エンコーダが開示さ
れている。2. Description of the Related Art JP-A-2000-205819 discloses that
FIG. 9 discloses an optical encoder whose configuration is shown.
【０００３】すなわち、この光学式エンコーダは、可干
渉光源１００である半導体レーザ（または面発光レー
ザ）から出射したレーザビームを回折パターンを生成す
る所定周期の光学パターン（図では透過型または反射型
の回折格子）が形成されたスケール１０２，１０２′に
照射し、これにより生成される回折パターンの特定部分
が光検出器１０４の何れかにより検出されるように構成
されている。That is, this optical encoder converts a laser beam emitted from a semiconductor laser (or a surface emitting laser), which is a coherent light source 100, into an optical pattern having a predetermined period for generating a diffraction pattern (a transmission type or reflection type in the figure). The scales 102 and 102 'on which the diffraction grating is formed are illuminated, and a specific portion of a diffraction pattern generated thereby is detected by one of the photodetectors 104.
【０００４】ここで、可干渉光源１００と光検出器１０
４がスケール１０２に対して同じ側に配置される場合に
は、可干渉光源１００である半導体レーザ（または面発
光レーザ）は、該可干渉光源１００から出射した光ビー
ムの主軸１０６，１０８が、スケール１０２面の垂線に
対して角度φだけ傾斜するように傾斜台１１０上に配置
される。Here, the coherent light source 100 and the photodetector 10
When the light source 4 is disposed on the same side with respect to the scale 102, the semiconductor laser (or the surface emitting laser) that is the coherent light source 100 has the main axes 106 and 108 of the light beam emitted from the coherent light source 100. It is arranged on the inclined table 110 so as to be inclined by an angle φ with respect to a perpendicular to the surface of the scale 102.
【０００５】次に、この光学式エンコーダによるセンシ
ング動作を説明する。Next, a sensing operation by the optical encoder will be described.
【０００６】今、各構成パラメータを以下のように定義
する。Now, each configuration parameter is defined as follows.
【０００７】Ｚ１：可干渉光源１００からスケール１０
２上の光学パターンを形成した面に至る距離を光ビーム
の主軸上で測った長さＺ２：スケール１０２上の光学パ
ターン（光変調領域）を形成した面から光検出器１０４
の受光面に至る距離を光ビームの主軸上で測った長さＰ
ｓ：スケール１０２上の光変調領域における光学パター
ンのピッチＰｄｉｒ：光検出器１０４の受光面上の回折
パターンのピッチΘｘ：スケール１０２上の回折格子の
ピヅチ方向に対する可干渉光源１００からの光ビームの
拡がり角Θｙ：上記Θｘに対して垂直方向の可干渉光源
１００からの光ビームの拡がり角但し、光ビームの拡が
り角は、光ビーム強度がピークとなる方向に対して１／
２となる一対の境界線１１２，１１２′のなす角を示
す。Z1: scale 10 from coherent light source 100
The length Z2 of the distance to the surface on which the optical pattern is formed on the main axis of the light beam on the scale Z2: the photodetector 104 from the surface on which the optical pattern (light modulation area) on the scale 102 is formed
Of the light beam on the main axis of the light beam
s: the pitch of the optical pattern in the light modulation area on the scale 102 Pdir: the pitch of the diffraction pattern on the light receiving surface of the photodetector 104 Θx: the light beam from the coherent light source 100 with respect to the pitch direction of the diffraction grating on the scale 102 The divergence angle Δy: the divergence angle of the light beam from the coherent light source 100 in the direction perpendicular to the Θx, where the divergence angle of the light beam is 1 / the direction of the peak light beam intensity.
2 shows an angle formed by a pair of boundary lines 112 and 112 '.
【０００８】なお、ここで、「スケール上の光変調領域
における光学パターンのピッチ」とは、スケール上に形
成された光学特性が変調されたパターンの空間的な周期
を意味する。[0008] Here, "the pitch of the optical pattern in the light modulation area on the scale" means a spatial period of the pattern formed on the scale and having modulated optical characteristics.
【０００９】また、「光検出器の受光面上の回折パター
ンのピッチ」とは、受光面上に生成された回折パターン
の強度分布の空間的な周期を意味する。[0009] The term "pitch of the diffraction pattern on the light receiving surface of the photodetector" means the spatial period of the intensity distribution of the diffraction pattern generated on the light receiving surface.
【００１０】光の回折理論によると、Ｚ１、Ｚ２が以下
の（１）式に示す関係を満たすような特定の関係にある
ときには、スケール１０２の回折パターンと略相似な強
度パターン１１４，１１６が光検出器１０４の受光領域
（面）上に生成される。According to the theory of light diffraction, when Z1 and Z2 have a specific relation satisfying the relation shown in the following equation (1), intensity patterns 114 and 116 substantially similar to the diffraction pattern of the scale 102 produce light. It is generated on the light receiving area (surface) of the detector 104.
【００１１】 （１／Ｚ１）＋（１／Ｚ２）＝（λ／ｎＰｓ２） …（１） ここで、λは可干渉光源１００の波長、ｎは整数であ
る。(1 / Z1) + (1 / Z2) = (λ / nPs 2 ) (1) where λ is the wavelength of the coherent light source 100 and n is an integer.
【００１２】このときには、光検出器１０４の受光面上
の回折パターンのピッチＰｄｉｒは他の構成パラメータ
を用いて以下のように表すことができる。At this time, the pitch Pdir of the diffraction pattern on the light receiving surface of the photodetector 104 can be expressed as follows using other constituent parameters.
【００１３】 Ｐｄｉｒ＝Ｐｓ（Ｚ１＋Ｚ２）／Ｚ１ …（２） 上記可干渉光源１００に対して上記スケール１０２が回
折格子のピッチ方向に変位すると、同じ空間周期を保っ
た状態で回折パターンの強度分布がスケール１０２の変
位する方向に移動する。Pdir = Ps (Z1 + Z2) / Z1 (2) When the scale 102 is displaced in the pitch direction of the diffraction grating with respect to the coherent light source 100, the intensity distribution of the diffraction pattern is maintained while maintaining the same spatial period. It moves in the direction in which the scale 102 is displaced.
【００１４】従って、光検出器１０４の受光領域の空間
周期Ｐ２をＰｄｉｒと同じ値に設定すれば、スケール１
０２がピッチ方向にＰｓだけ移動するごとに光検出器１
０４から周期的な強度を有する振幅曲線（強度パターン
１１４，１１６）が得られるので、スケール１０２のピ
ッチ方向の変位量を検出することができる。Therefore, if the spatial period P2 of the light receiving area of the photodetector 104 is set to the same value as Pdir, the scale 1
02 moves Ps in the pitch direction each time the photodetector 1
Since an amplitude curve (intensity patterns 114 and 116) having a periodic intensity is obtained from the value 04, the amount of displacement of the scale 102 in the pitch direction can be detected.
【００１５】ここで、振幅曲線（強度パターン１１４，
１１６）は、光軸を特定方向に傾斜させた反射型の構成
において、スケールと可干渉光源及び光検出器のギャッ
プ距離が変化した場合の受光面上の光の振幅曲線を示し
ており、このような構成では、ギャップ距離が変化して
も、光の振幅曲線の位相（またはピーク位置）が変化し
ないことを示している。Here, the amplitude curve (intensity pattern 114,
116) shows an amplitude curve of light on the light receiving surface when the gap distance between the scale, the coherent light source, and the photodetector changes in the reflection type configuration in which the optical axis is inclined in a specific direction. Such a configuration indicates that the phase (or peak position) of the light amplitude curve does not change even when the gap distance changes.
【００１６】なお、上記の説明は可干渉光源１００から
スケール１０２に至る光ビームが一定の拡がり角を持つ
場合（以下これを「拡がりビームの場合」と記す）を想
定して記載したが、可干渉光源１００からの出射ビーム
がレンズ（図示せず）により平行光にコリメートされて
スケール１０２に照射される場合（以下これを「平行ビ
ームの場合」と記す）は、上記（１）式および（２）式
において、Ｚ１→∞として考えればよい。Although the above description has been made on the assumption that the light beam from the coherent light source 100 to the scale 102 has a certain divergence angle (hereinafter, this is referred to as a “spread beam case”). When the beam emitted from the interference light source 100 is collimated into parallel light by a lens (not shown) and irradiated on the scale 102 (hereinafter, this is referred to as a “parallel beam”), the above equations (1) and (2) are used. In equation (2), Z1 → ∞ may be considered.
【００１７】この場合、上記（２）式は、 Ｐｄｉｒ＝Ｐｓ …（２）′ になる。In this case, the above equation (2) becomes: Pdir = Ps (2) '.
【００１８】さらに、実用においては、光検出器１０４
の空間周期Ｐｄｉｒの受光素子群をＰｄｉｒ／４の間隔
でずらせて、交互に配置した４群の受光素子群を形成
し、これら各群の受光素子からの出力をそれぞれ、Ｖａ
＋，Ｖｂ＋，Ｖａ−，Ｖｂ−とし、Ｖａ＋−Ｖａ−，Ｖ
ｂ＋−Ｖｂ−をエンコーダのいわゆるＡ相（正弦波）
｛Ｂ相（余弦波）出力として利用する。Further, in practical use, the photodetector 104
Are shifted at intervals of Pdir / 4 to form four groups of light receiving elements arranged alternately, and outputs from the light receiving elements of each of these groups are respectively represented by Va.
+ , Vb + , Va − , Vb −, and Va + −Va − , V
b + -Vb - is the so-called A phase (sine wave) of the encoder
｛Use as B-phase (cosine wave) output.
【００１９】スケール１０２と可干渉光源１００の相対
的な変位ｘは、例えば、Ａ相、Ｂ相の信号によりリサー
ジュ図形をプロットし、このリサージュ図形のプロット
点が１回転するとスケール１０２上の周期的な反射又は
透過率の光学パターンの１ピッチ分の移動として検出さ
れ、さらに、リサージュ図形のプロット点の位相角によ
り、上記周期的光学パターンの１ピッチより細かな変位
を検出することができる。The relative displacement x between the scale 102 and the coherent light source 100 is obtained, for example, by plotting a Lissajous figure based on A-phase and B-phase signals. It is detected as a movement of one pitch of the optical pattern having a high reflection or transmittance, and further, a displacement finer than one pitch of the periodic optical pattern can be detected from the phase angle of the plot point of the Lissajous figure.
【００２０】また、上記公報に開示された光学式エンコ
ーダでは、Ｖａ＋，Ｖｂ＋，Ｖａ−，Ｖｂ−の各出力の
演算和をとることにより、レーザビームの強度をモニタ
することができるため、環境変化や経時変化などによる
レーザビームの強度変化を一定にするようにフィードバ
ックしたり、あるいは、Ａ相、Ｂ相出力信号とＶａ＋，
Ｖｂ＋，Ｖａ−，Ｖｂ−の各出力の演算和の信号との演
算により、環境変化や経時変化などによるレーザビーム
の強度変化の影響をある程度、補正することが可能であ
る。In the optical encoder disclosed in the above publication, the intensity of the laser beam can be monitored by calculating the arithmetic sum of each output of Va + , Vb + , Va − , and Vb − . The laser beam is fed back so as to keep the intensity change of the laser beam constant due to environmental change or aging change, or A-phase and B-phase output signals and Va + ,
By calculating the sum of the outputs of Vb + , Va − , and Vb − with the signal of the calculated sum, it is possible to correct to some extent the influence of the change in the intensity of the laser beam due to environmental changes, aging, and the like.
【００２１】従って、このような光学式エンコーダにお
いては、スケールとヘッドとのギャップ変動の影響を殆
ど受けないで、スケールのＸ方向の相対変位を正確に検
出できる。Therefore, in such an optical encoder, the relative displacement of the scale in the X direction can be accurately detected with little influence of the fluctuation of the gap between the scale and the head.
【００２２】しかしながら、上記構成の光学式エンコー
ダでは、そのエンコーダ出力はいわゆるＡ相、Ｂ相が得
られるのみであるため、相対的な変位量の検出は可能で
あるが、絶対的な位置検出ができない。However, in the optical encoder having the above-described structure, since only the so-called A-phase and B-phase can be obtained from the encoder output, the relative displacement can be detected, but the absolute position can be detected. Can not.
【００２３】そこで、上記公報では、更に、図１０に示
すような構成の光学式エンコーダを開示している。Therefore, the above publication further discloses an optical encoder having a configuration as shown in FIG.
【００２４】すなわち、この光学式エンコーダでは、ス
ケール１０２上の回折格子トラック（光学パターン１１
８）のピッチ方向と平行して、第２のトラックが形成さ
れており、そこに、基準点（基準位置）検出用のパター
ン１２０を配している。That is, in this optical encoder, the diffraction grating track (optical pattern 11) on the scale 102 is used.
A second track is formed in parallel with the pitch direction of 8), and a pattern 120 for detecting a reference point (reference position) is arranged there.
【００２５】そして、各トラックのパターン１１８，１
２０に対して、傾斜台１１０上に配置された可干渉光源
１００としての面発光レーザのビーム出射窓１２２，１
２４から光ビームが照射され、その反射または回折パタ
ーンが光検出器１０４，１０４′にて検出されるように
構成されしている。Then, the patterns 118, 1 of each track
20, the beam emission windows 122 and 1 of the surface emitting laser as the coherent light source 100 disposed on the inclined table 110.
24, a light beam is emitted, and the reflection or diffraction pattern is detected by the photodetectors 104 and 104 '.
【００２６】ここで、回折格子トラック（光学パターン
１１８）による反射光１２６は、受光素子アレイ群とし
て構成された光検出器１０４により検出され、上述と同
様にＡ相、Ｂ相の信号が出力される。Here, the reflected light 126 from the diffraction grating track (optical pattern 118) is detected by the photodetector 104 constituted as a light receiving element array group, and A-phase and B-phase signals are output as described above. You.
【００２７】一方、基準点検出用のパターン１２０によ
る反射光１２８は、光強度検出用の受光素子として構成
された光検出器１０４′により検出される。On the other hand, the reflected light 128 from the reference point detecting pattern 120 is detected by a photodetector 104 'configured as a light receiving element for detecting light intensity.
【００２８】このような構成によれば、例えば、基準点
検出用のパターン１２０で示した領域が周辺部より反射
率が大きい場合には、ビーム出射窓からの光ビームがそ
の基準点検出用のパターン１２０に照射されたときだ
け、光検出器１０４′の出力が所定値を上回るために、
基準点を検出することができる。According to such a configuration, for example, when the area indicated by the reference point detecting pattern 120 has a higher reflectance than the peripheral portion, the light beam from the beam exit window is used for the reference point detecting pattern. Only when the pattern 120 is irradiated, the output of the photodetector 104 'exceeds a predetermined value.
A reference point can be detected.
【００２９】[0029]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、図１０
に示したような構成の光学式エンコーダでは、スケール
パターンの異なる複数のトラックにそれぞれのレーザビ
ームを照射する構成により、基準点検出や、絶対位置の
検出が可能になる。As described above, FIG.
In the optical encoder having the structure shown in FIG. 1, a plurality of tracks having different scale patterns are irradiated with the respective laser beams, so that a reference point can be detected and an absolute position can be detected.
【００３０】しかしながら、本構成では２個の可干渉光
源が必要とすること、更には、光学パターン１１８によ
る反射光１２６が所定位置の光検出器１０４に入射する
ようにし、且つ、基準点検出用のパターン１２０による
反射光１２８が所定位置の光検出器１０４′に入射する
ように面発光レーザのビーム出射窓１２２，１２４と光
検出器１０４，１０４′の位置関係を精密に組み立てる
必要がある。However, in this configuration, two coherent light sources are required, and the reflected light 126 from the optical pattern 118 is made incident on the photodetector 104 at a predetermined position. It is necessary to precisely assemble the positional relationship between the beam emitting windows 122 and 124 of the surface emitting laser and the photodetectors 104 and 104 'so that the reflected light 128 by the pattern 120 is incident on the photodetector 104' at a predetermined position.
【００３１】従って、図１０に示したような構成の光学
式エンコーダでは、安価に製造することができないとい
う問題があった。Therefore, the optical encoder having the configuration shown in FIG. 10 cannot be manufactured at low cost.
【００３２】すなわち、上述したような従来の技術で
は、変位検出用の光源とスケールパターンと受光素子
と、基準点検出用の光源とスケールパターンと受光索子
を別々に備えていたため、光源が２つ必要であると共
に、変位検出系のアライメントと基準点検出用のアライ
メントの両方をとる必要があり、精密さが要求される、
という不都合点があった。That is, in the conventional technique as described above, the light source for detecting the displacement, the scale pattern and the light receiving element, and the light source for detecting the reference point, the scale pattern and the light receiving element are separately provided. It is necessary to take both alignment of the displacement detection system and alignment for reference point detection, and precision is required.
There was a disadvantage.
【００３３】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、単一光源からの光束で、スケール上に形成された位
置変位検出用のパターンと原点検出用のパターンを両方
同時に照射可能にして、光源の数を１つにしたことによ
り、例えば、１個の可干渉光源だけを用いて組み立てる
ので、可干渉光源間の精密な位置出しを必要とせず、従
って、容易に且つ安価に製造することの可能な光学式エ
ンコーダを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and has been made to make it possible to simultaneously irradiate both a position displacement detection pattern and an origin detection pattern formed on a scale with a light beam from a single light source. By reducing the number of light sources to one, for example, since assembly is performed using only one coherent light source, precise positioning between the coherent light sources is not required, and therefore, it is easy and inexpensive to manufacture. It is an object of the present invention to provide an optical encoder capable of performing such operations.
【００３４】[0034]
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題を解決するために、（１） 単一の可干渉光源と、前
記可干渉光源から出射された光ビームを横切るように移
動し且つ、前記光ビームが照射される所定周期の光学パ
ターンが形成されたスケールと、前記可干渉光源から前
記スケールの光学パターンを経由し回折干渉パターンを
形成する光ビームを受光し、前記スケールの移動量を検
出する複数の受光エリアを有する第１の光検出器と、前
記可干渉光源から前記スケールの光学パターンを経由し
回折干渉パターンを形成する光ビームを受光し、前記ス
ケールの基準点又は絶対位置を検出する第２の光検出器
とを具備する光学式エンコーダにおいて、前記第２の光
検出器を少なくとも前記可干渉光源と前記第１の光検出
器との間に配置したことを特徴とする光学式エンコーダ
が提供される。According to the present invention, there is provided, in order to solve the above-mentioned problems, (1) a single coherent light source and a light beam which moves across a light beam emitted from the coherent light source; Receiving a light beam that forms a diffraction interference pattern from the coherent light source via the optical pattern of the scale, and a movement amount of the scale; A first photodetector having a plurality of light-receiving areas for detecting a light beam that forms a diffraction interference pattern from the coherent light source via the optical pattern of the scale, and a reference point or an absolute position of the scale An optical encoder comprising: a second photodetector for detecting the light intensity, wherein the second photodetector is disposed at least between the coherent light source and the first photodetector. An optical encoder is provided.
【００３５】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（２） 前記可干渉光源は、前記第１の光検
出器および第２の光検出器に対して傾斜して配置されて
いることを特徴とする（１）に記載の光学式エンコーダ
が提供される。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (2) the coherent light source is arranged to be inclined with respect to the first and second photodetectors. The optical encoder according to (1) is provided.
【００３６】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（３） 前記第２の光検出器を挟み少なくと
も両側に隣接して一対の第３の光検出器が配置されてい
ることを特徴とする（１）または（２）に記載の光学式
エンコーダが提供される。According to the present invention, in order to solve the above problems, (3) a pair of third photodetectors is arranged adjacent to at least both sides of the second photodetector. An optical encoder according to (1) or (2) is provided.
【００３７】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（４） 前記第２の光検出器および第３の光
検出器は、前記第１の光検出器を挟み両側に配置されて
いることを特徴とする（３）に記載の光学式エンコーダ
提供される。According to the present invention, in order to solve the above problems, (4) the second photodetector and the third photodetector are arranged on both sides of the first photodetector. The optical encoder according to (3) is provided.
【００３８】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（５） 単一の可干渉光源と、前記可干渉光
源から出射された光ビームを横切るように移動し且つ、
前記光ビームが照射される所定周期の光学パターンが形
成されたスケールと、前記可干渉光源から前記スケール
の光学パターンを経由し回折干渉パターンを形成する光
ビームを受光し、前記スケールの移動量を検出する複数
の受光エリアを有する第１の光検出器と、前記可干渉光
源から前記スケールの光学パターンを経由し回折干渉パ
ターンを形成する光ビームを受光し、前記スケールの基
準点又は絶対位置を検出する、前記スケールの移動方向
と平行に互いに隣接した複数の受光エリアが設けられた
第２の光検出器とを具備する光学式エンコーダにおい
て、前記第２の光検出器を少なくとも前記可干渉光源と
前記第１の光検出器との間に配置したことを特徴とする
光学式エンコーダが提供される。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (5) a single coherent light source and a light beam emitted from the coherent light source,
A scale on which an optical pattern of a predetermined cycle irradiated with the light beam is formed, and a light beam that forms a diffraction interference pattern from the coherent light source via the optical pattern of the scale is received, and the amount of movement of the scale is determined. A first photodetector having a plurality of light receiving areas for detection, and a light beam that forms a diffraction interference pattern from the coherent light source via the optical pattern of the scale and receives a reference point or an absolute position of the scale. A second light detector provided with a plurality of light receiving areas which are adjacent to each other in parallel with the direction of movement of the scale, and wherein the second light detector is at least the coherent light source. And an optical encoder disposed between the first optical detector and the first photodetector.
【００３９】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（６） 前記可干渉光源は、前記第１の光検
出器および第２の光検出器に対して傾斜して配置されて
いることを特徴とする（５）に記載の光学式エンコーダ
が提供される。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, (6) the coherent light source is arranged to be inclined with respect to the first and second photodetectors. The optical encoder according to (5) is provided.
【００４０】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（７） 前記第２の光検出器は、前記第１の
光検出器を挟み両側に一対として配置されていることを
特徴とする（５）または（６）に記載の光学式エンコー
ダが提供される。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (7) the second photodetector is arranged as a pair on both sides of the first photodetector. An optical encoder according to (5) or (6) is provided.
【００４１】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（８） スケールの相対位置変位と基準位置
を検出可能な光学式エンコーダであり、単一光源と、相
対位置変位の検出に供される第１のパターンと、基準位
置検出に供される第２のパターンが形成された可動スケ
ールと、上記単一光源から上記可動スケールの上記第１
のパターンを経由した光を受光する、相対位置の検出に
供される第１の光検出器と、上記単一光源から上記可動
スケールの上記第２のパターンを経由した光を受光す
る、基準位置検出に供される第２の光検出器とを有し、
上記可動スケールが基準位置を検出する位置において、
上記単一光源からの単一光束によって、上記第１のパタ
ーンと上記第２のパターンの両方が照射されるように構
成されていることを特徴とする光学式エンコーダが提供
される。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (8) an optical encoder capable of detecting a relative displacement of a scale and a reference position is provided. A first pattern to be provided, a movable scale on which a second pattern to be provided for reference position detection is formed, and a first light source of the movable scale from the single light source.
A first photodetector for detecting the relative position, which receives light passing through the pattern, and a reference position for receiving light passing from the single light source via the second pattern of the movable scale. A second photodetector provided for detection,
At the position where the movable scale detects the reference position,
An optical encoder is provided, wherein both the first pattern and the second pattern are illuminated by a single light beam from the single light source.
【００４２】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（９） 上記可動スケールを経由した、上記
単一光源からの光束は、略全て上記第１の光検出器と上
記第２の光検出器を含む検出器群で受光され、この検出
器群からの出力の総和に基づいて、上記単一光源の出力
が制御されるように構成したことを特徴とする（８）に
記載の光学式エンコーダが提供される。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (9) substantially all light beams from the single light source passing through the movable scale are transmitted to the first light detector and the second light source. (8) light is received by a detector group including the photodetector, and the output of the single light source is controlled based on the total sum of outputs from the detector group. Is provided.
【００４３】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（１０） 光源と、所定のパターンが形成さ
れた可動スケールと、上記光源から上記可動スケールを
経由した光の同一光束中の、互いに異なる部分を受光す
る複数の検出器と、上記複数の検出器からの各出力差に
基づいて、上記可動スケールの傾きを検出する手段と、
を有することを特徴とする光学式エンコーダが提供され
る。Further, according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (10) a light source, a movable scale having a predetermined pattern formed thereon, and a light beam transmitted from the light source through the movable scale in the same light beam. A plurality of detectors that receive different portions from each other, and a unit that detects a tilt of the movable scale based on each output difference from the plurality of detectors,
An optical encoder characterized by having the following is provided.
【００４４】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（１１） 上記第２の光検出器は、独立して
光を検出可能な複数の光検出器を有し、上記可動スケー
ルの移動に伴う、上記複数の光検出器からの各出力差の
変化に基づいて、基準位置を検出するように構成されて
いることを特徴とする（８）に記載の光学式エンコーダ
が提供される。According to the present invention, in order to solve the above problems, (11) the second photodetector has a plurality of photodetectors capable of independently detecting light, and the movable scale The optical encoder according to (8), wherein the reference position is detected based on a change in each output difference from the plurality of photodetectors due to movement of the optical encoder. You.
【００４５】[0045]
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００４６】［第１の実施の形態］図１は、本発明の第
１の実施の形態に係わる光学式エンコーダの構成を示す
分解斜視図である。[First Embodiment] FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of an optical encoder according to a first embodiment of the present invention.
【００４７】すなわち、本第１の実施の形態に係わる光
学式エンコーダは、可干渉光源１と、上記可干渉光源１
から出射された光ビーム５を横切るように移動し、且
つ、上記光ビーム５を照射する所定周期の光学パターン
を形成したスケール２１と、上記可干渉光源１から上記
スケール２１の光学パターンを経由し回折干渉パターン
を形成する光ビーム５を受光し、スケール２１の移動量
を検出する複数の受光エリアを有する第１の光検出器３
と、上記可干渉光源１と上記第１の光検出器３との間に
配置され、上記可干渉光源１から上記スケール２１の光
学パターンを経由し回折干渉パターンを形成する光ビー
ム５を受光し、スケール２１の基準点または絶対位置を
検出する第２の光検出器４１とから構成されている。That is, the optical encoder according to the first embodiment includes the coherent light source 1 and the coherent light source 1.
The scale 21 moves so as to traverse the light beam 5 emitted from the light source 5 and forms an optical pattern of a predetermined period for irradiating the light beam 5, and the light from the coherent light source 1 passes through the optical pattern of the scale 21. First light detector 3 having a plurality of light receiving areas for receiving light beam 5 forming a diffraction interference pattern and detecting the amount of movement of scale 21
And a light beam 5 which is arranged between the coherent light source 1 and the first photodetector 3 and forms a diffraction interference pattern from the coherent light source 1 via the optical pattern of the scale 21. , A second photodetector 41 for detecting a reference point or an absolute position of the scale 21.
【００４８】ここで、第１の光検出器３および第２の光
検出器４１は基板１０上に実装されている。Here, the first photodetector 3 and the second photodetector 41 are mounted on the substrate 10.
【００４９】また、可干渉光源１から出射された光ビー
ム５が、スケール２１上に形成された光学パターンによ
り反射し、第１の光検出器３および第２の光検出器４１
の受光エリア面に回折干渉パターンを形成するように、
可干渉光源１から出射した光ビーム５の主軸が、スケー
ル２１面の垂線に対して所定角度だけ傾斜するように、
可干渉光源１を傾斜台１１に実装している。The light beam 5 emitted from the coherent light source 1 is reflected by the optical pattern formed on the scale 21, and the first light detector 3 and the second light detector 41
To form a diffraction interference pattern on the light receiving area surface of
The main axis of the light beam 5 emitted from the coherent light source 1 is inclined by a predetermined angle with respect to the perpendicular to the surface of the scale 21.
The coherent light source 1 is mounted on a tilt base 11.
【００５０】このような構成において、上記第１の可干
渉光源１から出射された光ビーム５は、上記スケール２
１上に拡がり領域７を持って照射され、スケール２１上
に形成された光学パターンにより回折し、第１の光検出
器３および第２の光検出器４１上に、拡がり領域８を持
って回折干渉パターンが照射される。In such a configuration, the light beam 5 emitted from the first coherent light source 1 is
Irradiated with an extended area 7 on 1, diffracted by the optical pattern formed on the scale 21, and diffracted with an extended area 8 on the first photodetector 3 and the second photodetector 41. An interference pattern is illuminated.
【００５１】ここで、第１の光検出器３は、複数の受光
エリアを有しており、上記形成された回折干渉パターン
を検出し、従来技術において説明したようにして、スケ
ール２１の移動量を検出する。Here, the first photodetector 3 has a plurality of light receiving areas, detects the diffraction interference pattern formed above, and moves the scale 21 as described in the prior art. Is detected.
【００５２】また、上記スケール２１の光学パターン
は、当該スケール２１が初期位置等の基準位置に移動し
たときに、上記可干渉光源１から出射された光ビーム５
の拡がり領域７が照射される位置に、基準点検出のため
の、上記所定周期とは異なる集光回折パターン形成部２
２を備えている。When the scale 21 moves to a reference position such as an initial position, the light beam 5 emitted from the coherent light source 1
The converging diffraction pattern forming unit 2 different from the above-mentioned predetermined period for detecting the reference point
2 is provided.
【００５３】そして、そのような基準位置にスケール２
１が移動したときには、この集光回折格子パターン形成
部２２により回折した光ビーム５は集光境界曲線６を持
って集光されて、第２の光検出器４１に集光領域９とし
て照射され、回折干渉パターンを形成することになる。The scale 2 is located at such a reference position.
When 1 moves, the light beam 5 diffracted by the converging diffraction grating pattern forming section 22 is condensed with a converging boundary curve 6 and radiated to the second photodetector 41 as a converging area 9. To form a diffraction interference pattern.
【００５４】第２の光検出器４１は、この回折干渉パタ
ーンを検出して、スケール２１の基準点または絶対位置
を検出する。The second photodetector 41 detects the diffraction interference pattern and detects the reference point or the absolute position of the scale 21.
【００５５】このような図１に基づく光学式エンコーダ
では、単一光源からの同一光束によって２つのパターン
が同時に照射されるので、アライソメントが簡単であ
る。In the optical encoder based on FIG. 1 as described above, since two patterns are simultaneously irradiated by the same light beam from a single light source, alignment is simple.
【００５６】以上に説明したような光学式エンコーダの
構成とすることにより、スケール２１の移動量検出と、
スケール２１の基準位置もしくは絶対位置検出を１個の
可干渉光源１の使用だけで可能となる。With the above-described configuration of the optical encoder, it is possible to detect the movement amount of the scale 21 and
The reference position or the absolute position of the scale 21 can be detected only by using one coherent light source 1.
【００５７】従って、複数の可干渉光源を用いた構成の
光学式エンコーダと比較して、可干渉光源間の位置出し
や公差などを考慮することなく、可干渉光源と光検出器
を実装できるので、製造が容易となり安価に作製できる
ようになる。Therefore, as compared with an optical encoder having a configuration using a plurality of coherent light sources, the coherent light source and the photodetector can be mounted without considering the positioning or tolerance between the coherent light sources. In addition, it is easy to manufacture and can be manufactured at low cost.
【００５８】［第２の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施の形態を説明する。[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described.
【００５９】本第２の実施の形態に係わる光学式エンコ
ーダは、図２に示すように、第３の光検出器４２の受光
エリア４２Ａ，４２Ｂをスケール２１の移動方向と平行
方向に上記第２の光検出器４１を挟んで両側に隣接して
配置されるよう構成したものである。In the optical encoder according to the second embodiment, as shown in FIG. 2, the light receiving areas 42A and 42B of the third photodetector 42 are moved in the direction parallel to the direction in which the scale 21 moves. Are arranged adjacently on both sides of the photodetector 41.
【００６０】そして、図３に示すように、上記第１の光
検出器３、第２の光検出器４１および第３の光検出器４
２により検出された光ビーム５の入射強度の合計に基づ
いて、上記可干渉光源１から出射される光ビーム５の強
度を、光ビーム強度制御手段４３により制御する。Then, as shown in FIG. 3, the first light detector 3, the second light detector 41 and the third light detector 4
The intensity of the light beam 5 emitted from the coherent light source 1 is controlled by the light beam intensity control means 43 based on the total incident intensity of the light beam 5 detected by 2.
【００６１】すなわち、この光ビーム強度制御手段４３
は、光ビーム５の強度によって、上記可干渉光源１から
上記第１の光検出器３、第２の光検出器４１および第３
の光検出器４２への合計入射強度が一定となるように、
上記可干渉光源１に印加する電圧もしくは電流値を制御
する。That is, the light beam intensity control means 43
Depends on the intensity of the light beam 5 from the coherent light source 1 to the first photodetector 3, the second photodetector 41, and the third
So that the total incident intensity on the photodetector 42 becomes constant.
The voltage or current value applied to the coherent light source 1 is controlled.
【００６２】すなわち、可干渉光源１からの光ビーム５
の強度は、周辺温度や自己発熱によって変動する。That is, the light beam 5 from the coherent light source 1
Varies depending on the ambient temperature and self-heating.
【００６３】また、可干渉光源１とスケール２１間の距
離が変動すると第１の光検出器３から第３の光検出器４
２に入射する光ビーム５の強度が変動する。When the distance between the coherent light source 1 and the scale 21 fluctuates, the first photodetector 3 to the third photodetector 4
The intensity of the light beam 5 incident on 2 fluctuates.
【００６４】そこで、本第２の実施の形態では、第１の
光検出器３から第３の光検出器４２に入射する光ビーム
５の強度を検出し、可干渉光源１の出射強度を制御する
ことにより、入射ビームの強度の変動を防止することが
できる。Therefore, in the second embodiment, the intensity of the light beam 5 incident on the third photodetector 42 from the first photodetector 3 is detected, and the emission intensity of the coherent light source 1 is controlled. By doing so, it is possible to prevent the intensity of the incident beam from fluctuating.
【００６５】このように構成しても、上記第１の実施の
形態と同様の効果を奏することができる。Even with such a configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
【００６６】すなわち、図２に基づく光学式エンコーダ
では、光検出器のある平面において、光束で照射される
領域には全て何らかの光検出器があり、この光検出器の
出力の合計を利用して、光源強度が制御されると共に、
全光束を受光して強度をモニタするので、アライメント
の差による強度測定感度のばらつきが無くなる。That is, in the optical encoder based on FIG. 2, in a plane where the photodetector is located, there are some photodetectors in all areas irradiated with the light beam, and the total output of the photodetector is used. , While the light source intensity is controlled,
Since the intensity is monitored by receiving all the light beams, there is no variation in intensity measurement sensitivity due to a difference in alignment.
【００６７】［第３の実施の形態］次に、本発明の第３
の実施の形態を説明する。[Third Embodiment] Next, a third embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described.
【００６８】本第３の実施の形態に係わる光学式エンコ
ーダは、図４に示すように、第２の光検出器４１および
第３の光検出器４２の受光エリア４２Ａ，４２Ｂが上記
第１の光検出器３を挟んで両側に隣接して配置されるよ
う構成したものである。As shown in FIG. 4, in the optical encoder according to the third embodiment, the light receiving areas 42A and 42B of the second photodetector 41 and the third photodetector 42 are the first type. It is configured to be arranged adjacent to both sides with the photodetector 3 interposed therebetween.
【００６９】そして、上記第２の実施の形態と同様に、
上記光ビーム強度制御手段４３が上記第１の光検出器３
から第３の光検出器４２のすべての受光エリアにより検
出された光ビームの強度の合計に基づいて、上記可干渉
光源１から出射される光ビーム５の強度を制御する。Then, as in the second embodiment,
The light beam intensity control means 43 is connected to the first light detector 3
To control the intensity of the light beam 5 emitted from the coherent light source 1 based on the sum of the intensities of the light beams detected by all the light receiving areas of the third photodetector.
【００７０】また、図５に示すように、スケール調整信
号手段４４を設け、上記第３の光検出器４２の複数の受
光エリア間の光入射強度の差分を取り、スケール２１の
傾き調整信号を出力する。As shown in FIG. 5, a scale adjustment signal means 44 is provided to obtain a difference in light incident intensity between the plurality of light receiving areas of the third photodetector 42, and to provide a tilt adjustment signal for the scale 21. Output.
【００７１】このスケール調整信号手段４４から出力さ
れる傾き調整信号をモニタすることにより、上記スケー
ル２１の傾き調整が可能となる。By monitoring the tilt adjustment signal output from the scale adjustment signal means 44, the tilt of the scale 21 can be adjusted.
【００７２】すなわち、スケール２１、可干渉光源１お
よび第１乃至第３の光検出器３，４１，４２の組み込み
作業が容易となる。That is, the work of assembling the scale 21, the coherent light source 1, and the first to third photodetectors 3, 41, and 42 becomes easy.
【００７３】また、スケール２１の傾きがないので、安
定した信号が得られる。Since there is no inclination of the scale 21, a stable signal can be obtained.
【００７４】このように構成しても、上記第１の実施の
形態と同様の効果を奏することができる。Even with such a configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
【００７５】すなわち、図４に基づく光学式エンコーダ
では、第３の光検出器が複数あり、その差分でスケール
の傾きが検出されるので、傾きの自動調整が可能である
と共に、アライメントが簡単である。That is, in the optical encoder shown in FIG. 4, since there are a plurality of third photodetectors and the inclination of the scale is detected based on the difference between them, the inclination can be automatically adjusted and the alignment is simple. is there.
【００７６】さらに、図６に示すように、上記スケール
２１の移動方向の互いに異なる一方の端部にそれぞれ集
光回折格子パターン２２，２３を配することにより、ス
ケール２１の基準位置として２つとることが可能とな
る。Further, as shown in FIG. 6, by arranging the condensing diffraction grating patterns 22 and 23 at one end different from each other in the moving direction of the scale 21, two scales are provided as reference positions of the scale 21. It becomes possible.
【００７７】［第４の実施の形態］次に、本発明の第４
の実施の形態を説明する。[Fourth Embodiment] Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described.
【００７８】本第４の実施の形態に係わる光学式エンコ
ーダは、図７に示すように、第２の光検出器４１を複数
の受光エリア４１Ａ，４１Ｂを有するように構成し、そ
れら受光エリア４１Ａ，４１Ｂを、上記スケール２１の
移動方向と平行に互いに隣接して配置している。In the optical encoder according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, the second photodetector 41 is configured to have a plurality of light receiving areas 41A and 41B. , 41B are arranged adjacent to each other in parallel with the moving direction of the scale 21.
【００７９】ここで、第２の光検出器４１で検出した光
ビームの強度とは、上記受光エリア４１Ａで検出した光
ビームの強度と、受光エリア４１Ｂで検出した光ビーム
の強度との差分であり、基準点は、上記第２の光検出器
４１の受光エリア４１Ａ，４１Ｂの出力の差により検出
される。Here, the intensity of the light beam detected by the second photodetector 41 is the difference between the intensity of the light beam detected in the light receiving area 41A and the intensity of the light beam detected in the light receiving area 41B. The reference point is detected by the difference between the outputs of the light receiving areas 41A and 41B of the second photodetector 41.
【００８０】そして、上記光ビーム強度制御手段４３
は、上記第１の光検出器３と上記第２の光検出器４２に
より検出された光ビームの強度の合計に基づいて、上記
可干渉光源１から出射される光ビーム５の強度を制御す
る。The light beam intensity control means 43
Controls the intensity of the light beam 5 emitted from the coherent light source 1 based on the sum of the intensities of the light beams detected by the first light detector 3 and the second light detector 42. .
【００８１】このように構成しても、上記第１の実施の
形態と同様の効果を奏することができる。Even with such a configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
【００８２】［第５の実施の形態］次に、本発明の第５
の実施の形態を説明する。[Fifth Embodiment] Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described.
【００８３】本第５の実施の形態に係わる光学式エンコ
ーダは、図８に示すように、第２の光検出器４１の受光
エリア４１Ａ，４１Ｂが上記第１の光検出器３を挟んで
両側に隣接して配置されるように構成したものである。As shown in FIG. 8, in the optical encoder according to the fifth embodiment, the light receiving areas 41A and 41B of the second photodetector 41 are located on both sides of the first photodetector 3. Are arranged so as to be adjacent to each other.
【００８４】ここで、第４の実施の形態と同様に、第２
の光検出器４１で検出した光ビームの強度とは、上記受
光エリア４１Ａで検出した光ビームの強度と、受光エリ
ア４１Ｂで検出した光ビームの強度との差分であり、基
準点は、上記第２の光検出器４１の受光エリア４１Ａ，
４１Ｂの出力の差により検出される。Here, as in the fourth embodiment, the second
The light beam intensity detected by the light detector 41 is the difference between the light beam intensity detected in the light receiving area 41A and the light beam intensity detected in the light receiving area 41B. Light receiving area 41A of the second photodetector 41,
It is detected by the difference between the outputs of 41B.
【００８５】そして、上記第３の実施の形態と同様に、
上記光ビーム強度制御手段４３が、上記第１の光検出器
３と第２の光検出器４１のすべての受光エリアにより検
出された光ビームの強度の合計に基づいて、上記可干渉
光源１から出射される光ビーム５の強度を制御する。Then, similarly to the third embodiment,
The light beam intensity control means 43 outputs a signal from the coherent light source 1 based on the sum of the light beam intensities detected by all the light receiving areas of the first light detector 3 and the second light detector 41. The intensity of the emitted light beam 5 is controlled.
【００８６】また、図５に示すように、スケール調整信
号手段４４を設け、上記第２の光検出器４１の複数の受
光エリア間の光入射強度の差分を取り、スケール２１の
傾き調整信号を出力する。Further, as shown in FIG. 5, a scale adjustment signal means 44 is provided to obtain a difference in light incident intensity between a plurality of light receiving areas of the second photodetector 41, and to generate a tilt adjustment signal of the scale 21. Output.
【００８７】このスケール調整信号手段４４から出力さ
れる傾き調整信号をモニタすることによって、上記スケ
ール２１の傾き調整が可能となる。By monitoring the tilt adjustment signal output from the scale adjustment signal means 44, the tilt of the scale 21 can be adjusted.
【００８８】すなわち、第３の実施の形態と同様に、ス
ケール２１、可干渉光源１および第１の光検出器３、第
２の光検出器４１の組み込み作業が容易となる。That is, similarly to the third embodiment, the work of assembling the scale 21, the coherent light source 1, the first photodetector 3, and the second photodetector 41 becomes easy.
【００８９】また、スケール２１の傾きがないので、安
定した信号が得られる。Since there is no inclination of the scale 21, a stable signal can be obtained.
【００９０】このように構成しても、上記第１の実施の
形態と同様の効果を奏することができる。With this configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
【００９１】さらに、上記スケール２１の移動方向の互
いに異なる一方の端部にそれぞれ集光回折格子パターン
２２，２３を配することにより、スケール２１の基準位
置として２つとることが可能となる。Further, by disposing the converging diffraction grating patterns 22 and 23 at one end different from each other in the moving direction of the scale 21, two reference positions of the scale 21 can be obtained.
【００９２】[0092]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単一光源からの光束で、スケール上に形成された位置変
位検出用のパターンと原点検出用のパターンを両方同時
に照射可能にして、光源の数を１つにしたことにより、
例えば、１個の可干渉光源だけを用いて組み立てるの
で、可干渉光源間の精密な位置出しを必要とせず、従っ
て、容易に且つ安価に製造可能な光学式エンコーダを提
供することができる。As described above, according to the present invention,
By making it possible to simultaneously irradiate both the pattern for position displacement detection and the pattern for origin detection formed on the scale with the light flux from a single light source, and by reducing the number of light sources to one,
For example, since assembly is performed using only one coherent light source, precise positioning between the coherent light sources is not required, and therefore, an optical encoder that can be manufactured easily and at low cost can be provided.
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる光
学式エンコーダの構成を示す分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of an optical encoder according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図２は、本発明の第２の実施の形態に係わる光
学式エンコーダの構成を示す分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of an optical encoder according to a second embodiment of the present invention.
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態に係わる光
学式エンコーダに用いる制御回路の構成を示すブロック
図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control circuit used for an optical encoder according to a second embodiment of the present invention.
【図４】図４は、本発明の第３の実施の形態に係わる光
学式エンコーダの構成を示す分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view showing a configuration of an optical encoder according to a third embodiment of the present invention.
【図５】図５は、本発明の第３の実施の形態に係わる光
学式エンコーダに用いる制御回路の構成を示すブロック
図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a control circuit used for an optical encoder according to a third embodiment of the present invention.
【図６】図６は、本発明の第３の実施の形態に係わる光
学式エンコーダの変形例の構成を示す分解斜視図であ
る。FIG. 6 is an exploded perspective view showing a configuration of a modification of the optical encoder according to the third embodiment of the present invention.
【図７】図７は、本発明の第４の実施の形態に係わる光
学式エンコーダの構成を示す分解斜視図である。FIG. 7 is an exploded perspective view showing a configuration of an optical encoder according to a fourth embodiment of the present invention.
【図８】図８は、本発明の第５の実施の形態に係わる光
学式エンコーダの構成を示す分解斜視図である。FIG. 8 is an exploded perspective view showing a configuration of an optical encoder according to a fifth embodiment of the present invention.
【図９】図９は、従来の技術として特開２０００−２０
５８１９号報に開示されている光学式エンコーダの構成
を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a conventional technique disclosed in JP-A-2000-20.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an optical encoder disclosed in No. 5819.
【図１０】図１０は、従来の技術として特開２０００−
２０５８１９号報に開示されている別の光学式エンコー
ダの構成を示す図である。FIG. 10 is a conventional technique disclosed in
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of another optical encoder disclosed in the 2005819 publication.
１…可干渉光源、 ５…光ビーム、 ２１…スケール、 ３…第１の光検出器、 ４１…第２の光検出器、 １０…基板、 １１…傾斜台、 ７，８…拡がり領域、 ２２…集光回折パターン形成部、 ６…集光境界曲線、 ９…集光領域、 ４２…第３の光検出器、 ４２Ａ，４２Ｂ…受光エリア、 ４３…光ビーム強度制御手段、 ４４…スケール調整信号手段、 ２３…集光回折格子パターン、 ４１Ａ，４１Ｂ…受光エリア。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coherent light source, 5 ... Light beam, 21 ... Scale, 3 ... First photodetector, 41 ... Second photodetector, 10 ... Substrate, 11 ... Incline base, 7,8 ... Expansion area, 22 ... Condensing diffraction pattern forming section, 6: Focusing boundary curve, 9: Focusing area, 42: Third photodetector, 42A, 42B: Light receiving area, 43: Light beam intensity control means, 44: Scale adjustment signal Means, 23: Condensing diffraction grating pattern, 41A, 41B: Light receiving area.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA07 AA09 DD02 FF15 FF18 FF52 GG06 JJ03 JJ05 JJ25 LL42 MM02 NN05 NN17 UU03 UU07 2F103 BA44 CA01 CA03 CA04 CA08 DA01 EB02 EB32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F065 AA07 AA09 DD02 FF15 FF18 FF52 GG06 JJ03 JJ05 JJ25 LL42 MM02 NN05 NN17 UU03 UU07 2F103 BA44 CA01 CA03 CA04 CA08 DA01 EB02 EB32
Claims (11)
移動し且つ、前記光ビームが照射される所定周期の光学
パターンが形成されたスケールと、 前記可干渉光源から前記スケールの光学パターンを経由
し回折干渉パターンを形成する光ビームを受光し、前記
スケールの移動量を検出する複数の受光エリアを有する
第１の光検出器と、 前記可干渉光源から前記スケールの光学パターンを経由
し回折干渉パターンを形成する光ビームを受光し、前記
スケールの基準点または絶対位置を検出する第２の光検
出器とを具備する光学式エンコーダにおいて、 前記第２の光検出器を少なくとも前記可干渉光源と前記
第１の光検出器との間に配置したことを特徴とする光学
式エンコーダ。A scale that moves across a light beam emitted from the coherent light source and that has an optical pattern of a predetermined period irradiated with the light beam; A first light detector having a plurality of light receiving areas for receiving a light beam forming a diffraction interference pattern from the coherent light source via the scale optical pattern and detecting a movement amount of the scale; An optical encoder comprising: a light source that receives a light beam that forms a diffraction interference pattern via an optical pattern of the scale from a light source; and a second light detector that detects a reference point or an absolute position of the scale. An optical encoder, wherein two photodetectors are arranged at least between the coherent light source and the first photodetector.
および第２の光検出器に対して傾斜して配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光学式エンコーダ。2. The optical encoder according to claim 1, wherein the coherent light source is arranged obliquely with respect to the first photodetector and the second photodetector.
側に隣接して一対の第３の光検出器が配置されているこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の光学式エンコ
ーダ。3. The optical encoder according to claim 1, wherein a pair of third photodetectors is disposed adjacent to at least both sides of the second photodetector.
器は、前記第１の光検出器を挟み両側に配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の光学式エンコーダ。4. The optical encoder according to claim 3, wherein the second photodetector and the third photodetector are arranged on both sides of the first photodetector. .
移動し且つ、前記光ビームが照射される所定周期の光学
パターンが形成されたスケールと、 前記可干渉光源から前記スケールの光学パターンを経由
し回折干渉パターンを形成する光ビームを受光し、前記
スケールの移動量を検出する複数の受光エリアを有する
第１の光検出器と、 前記可干渉光源から前記スケールの光学パターンを経由
し回折干渉パターンを形成する光ビームを受光し、前記
スケールの基準点または絶対位置を検出する、前記スケ
ールの移動方向と平行に互いに隣接した複数の受光エリ
アが設けられた第２の光検出器とを具備する光学式エン
コーダにおいて、 前記第２の光検出器を少なくとも前記可干渉光源と前記
第１の光検出器との間に配置したことを特徴とする光学
式エンコーダ。5. A single coherent light source, and a scale that moves across the light beam emitted from the coherent light source and has an optical pattern of a predetermined period irradiated with the light beam, A first light detector having a plurality of light receiving areas for receiving a light beam forming a diffraction interference pattern from the coherent light source via the scale optical pattern and detecting a movement amount of the scale; A plurality of light receiving areas adjacent to each other in parallel with the moving direction of the scale, receiving a light beam forming a diffraction interference pattern from the light source via the optical pattern of the scale and detecting a reference point or an absolute position of the scale. An optical encoder comprising a second photodetector provided, wherein the second photodetector is at least the coherent light source and the first photodetector. Optical encoder, characterized in that disposed between.
および第２の光検出器に対して傾斜して配置されている
ことを特徴とする請求項５に記載の光学式エンコーダ。6. The optical encoder according to claim 5, wherein the coherent light source is arranged obliquely with respect to the first photodetector and the second photodetector.
出器を挟み両側に一対として配置されていることを特徴
とする請求項５または６に記載の光学式エンコーダ。7. The optical encoder according to claim 5, wherein the second photodetector is arranged as a pair on both sides of the first photodetector.
出可能な光学式エンコーダであり、 単一光源と、 相対位置変位の検出に供される第１のパターンと、基準
位置検出に供される第２のパターンが形成された可動ス
ケールと、 上記単一光源から上記可動スケールの上記第１のパター
ンを経由した光を受光する、相対位置の検出に供される
第１の光検出器と、 上記単一光源から上記可動スケールの上記第２のパター
ンを経由した光を受光する、基準位置検出に供される第
２の光検出器とを有し、 上記可動スケールが基準位置を検出する位置において、
上記単一光源からの単一光束によって、上記第１のパタ
ーンと上記第２のパターンの両方が照射されるように構
成されていることを特徴とする光学式エンコーダ。8. An optical encoder capable of detecting a relative position displacement and a reference position of a scale, a single light source, a first pattern used for detecting a relative position displacement, and a reference pattern for detecting a reference position. A movable scale on which a second pattern is formed; a first photodetector for detecting relative position, receiving light from the single light source via the first pattern of the movable scale; A second light detector for receiving light from the single light source that has passed through the second pattern of the movable scale, the second light detector being used for reference position detection, and a position where the movable scale detects a reference position. At
An optical encoder, wherein both the first pattern and the second pattern are irradiated by a single light beam from the single light source.
光源からの光束は、略全て上記第１の光検出器と上記第
２の光検出器を含む検出器群で受光され、この検出器群
からの出力の総和に基づいて、上記単一光源の出力が制
御されるように構成したことを特徴とする請求項８に記
載の光学式エンコーダ。9. A light beam from the single light source passing through the movable scale is substantially entirely received by a detector group including the first light detector and the second light detector. The optical encoder according to claim 8, wherein an output of the single light source is controlled based on a sum of outputs from the group.
中の、互いに異なる部分を受光する複数の検出器と、 上記複数の検出器からの各出力差に基づいて、上記可動
スケールの傾きを検出する手段と、 を有することを特徴とする光学式エンコーダ。10. A light source, a movable scale on which a predetermined pattern is formed, a plurality of detectors for receiving different portions of the same light beam from the light source through the movable scale, a plurality of detectors, Means for detecting the inclination of the movable scale based on each output difference from the detector.
らの各出力差の変化に基づいて、基準位置を検出するよ
うに構成されていることを特徴とする請求項８に記載の
光学式エンコーダ。11. The second photodetector includes a plurality of photodetectors capable of independently detecting light, and each output difference from the plurality of photodetectors accompanying movement of the movable scale. The optical encoder according to claim 8, wherein the reference position is detected based on a change in the optical encoder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001178946A JP2002372439A (en) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | Optical encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001178946A JP2002372439A (en) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | Optical encoder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002372439A true JP2002372439A (en) | 2002-12-26 |
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ID=19019571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001178946A Withdrawn JP2002372439A (en) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | Optical encoder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002372439A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007232681A (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Mitsutoyo Corp | Photoelectric encoder |
| JP2008076141A (en) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Clarion Co Ltd | Position detecting apparatus and method |
| JP2012233829A (en) * | 2011-05-06 | 2012-11-29 | Canon Inc | Interference measuring device |
-
2001
- 2001-06-13 JP JP2001178946A patent/JP2002372439A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007232681A (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Mitsutoyo Corp | Photoelectric encoder |
| JP2008076141A (en) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Clarion Co Ltd | Position detecting apparatus and method |
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