JPH0529850B2 - - Google Patents
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- JPH0529850B2 JPH0529850B2 JP25519887A JP25519887A JPH0529850B2 JP H0529850 B2 JPH0529850 B2 JP H0529850B2 JP 25519887 A JP25519887 A JP 25519887A JP 25519887 A JP25519887 A JP 25519887A JP H0529850 B2 JPH0529850 B2 JP H0529850B2
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Description
この発明は、光学式変位検出器に係り、特に、
相対変位する主目盛及び参照目盛の重なり合いの
繰返しによつて生じる光の変化を受光素子によつ
て電気信号に変換して、該電気信号により前記相
対変位量を検出するようにした光学式変位検出器
の改良に関する。
The present invention relates to an optical displacement detector, and in particular,
Optical displacement detection in which a change in light caused by repeated overlapping of a relatively displaced main scale and a reference scale is converted into an electrical signal by a light receiving element, and the amount of relative displacement is detected using the electrical signal. Concerning the improvement of utensils.
従来、第５図に示されるように、光学格子から
なる一定ピツチの主目盛１が形成された第１部材
２と、前記主目盛１に対応する参照目盛３が形成
され、前記第１部材２に対して相対移動可能に配
置された光透過性材料からなる第２部材４と、前
記主目盛１を照明する発光素子５と、前記主目盛
１で反射され前記参照目盛３を透過した前記発光
素子５からの照明光を受光して、受光量に応じた
電気信号を出力する受光素子６と、を有してな
り、前記第１部材２と第２部材４の相対変位によ
る主目盛１と参照目盛３の重なり合いの繰返しに
基づく、受光素子６の出力信号の変化により、前
記第１部材２と第２部材４の相対変位量を検出す
るようにした、いわゆる光学式エンコーダと称さ
れる反射型の光学式変位検出器がある。
第５図において、符号７は発光素子５から放射
方向に射出された照明光を平行光線とするための
コリメータレンズを示す。
上記のような光学式変位検出器においては、主
目盛１及び参照目盛３のピツチをｐ、照明光の波
長をλとして、該照明光が完全な平行光線であれ
ば、主目盛１と参照目盛３間のギヤツプｇが
np2／λ（ｎは非負整数）に近い値のとき、Ｓ／Ｎ
比の良い信号が得られる。ここで、発光素子５に
よつて得られる主目盛１及び参照目盛３を照明す
るための照明光の平行度は、発光素子５のチツプ
幅をｄ、コリメータレンズ７の焦点距離をｆとし
た場合、ｄ／ｆとなる。
従つて、照明光の平行度を工場させるために
は、前記コリメータレンズ７の焦点距離ｆを大き
くするか、又は発光素子５のチツプ幅ｄを小さく
しなければならない。
Conventionally, as shown in FIG. 5, a first member 2 is provided with a main scale 1 of a constant pitch made of an optical grating, and a reference scale 3 corresponding to the main scale 1 is formed. a second member 4 made of a light-transmitting material and arranged to be movable relative to the main scale; a light emitting element 5 that illuminates the main scale 1; A light receiving element 6 receives the illumination light from the element 5 and outputs an electric signal according to the amount of received light, and the main scale 1 and the main scale are determined by relative displacement between the first member 2 and the second member 4. A reflector called an optical encoder detects the amount of relative displacement between the first member 2 and the second member 4 based on the change in the output signal of the light receiving element 6 based on the repetition of the overlapping of the reference scale 3. There is a type of optical displacement detector. In FIG. 5, reference numeral 7 indicates a collimator lens for converting the illumination light emitted from the light emitting element 5 in the radial direction into parallel light beams. In the optical displacement detector as described above, the pitch between the main scale 1 and the reference scale 3 is p, the wavelength of the illumination light is λ, and if the illumination light is a perfectly parallel beam, the main scale 1 and the reference scale The gap g between 3
When the value is close to np 2 /λ (n is a non-negative integer), S/N
A signal with a good ratio can be obtained. Here, the parallelism of the illumination light for illuminating the main scale 1 and the reference scale 3 obtained by the light emitting element 5 is calculated when the chip width of the light emitting element 5 is d and the focal length of the collimator lens 7 is f. , d/f. Therefore, in order to improve the parallelism of the illumination light, the focal length f of the collimator lens 7 must be increased or the chip width d of the light emitting element 5 must be decreased.
しかしながら、発光素子５を小さくするには限
界があり、又、コリメータレンズ７の焦点距離ｆ
を大きくすると、検出器の厚さＤが大きくなつて
しまうという問題点が生じる。
従つて、従来は、主目盛１及び参照目盛３間の
ギツヤプｇを充分に大きくできないという問題点
が残つた。
However, there is a limit to reducing the size of the light emitting element 5, and the focal length f of the collimator lens 7 is
If D is increased, a problem arises in that the thickness D of the detector becomes large. Therefore, the conventional problem remains that the gap g between the main scale 1 and the reference scale 3 cannot be made sufficiently large.
この発明は、検出器を大きくすることなく、照
明光の平行度を向上させ、Ｓ／Ｎの良い検出信号
を得られるようにした反射型の光学式変位検出器
を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a reflective optical displacement detector that can improve the parallelism of illumination light and obtain a detection signal with a good S/N ratio without increasing the size of the detector. .
この発明は、一定ピツチの主目盛が形成された
第１部材と、前記主目盛に対応する参照目盛が形
成され、前記第１部材に対して相対移動可能に配
置された光透過性材料からなる第２部材と、前記
主目盛を照明する発光素子と、前記主目盛で反射
され前記参照目盛を透過した前記発光素子からの
照明光を受光して、受光量に応じた電気信号を出
力する受光素子と、を有してなり、前記第１部材
と第２部材の相対変位による主目盛と参照目盛の
重なり合いの繰返しに基づく、受光素子の出力信
号の変化により、前記第１部材と第２部材の相対
変位量を検出する光学式変位検出器において、前
記発光素子を、その中心光軸が前記主目盛及び参
照目盛の形成面と平行になるように配置すると共
に、該発光素子から射出される照明光を、前記形
成面と平行に反射する凹面反射鏡と、この凹面反
射鏡により反射形成された平行光線を前記主目盛
方向に反射する反射鏡と、を設けることにより上
記目的を達成するものである。
又、この発明の実施態様は、前記発光素子及び
受光素子を、光透過性樹脂モールド内にモールド
し、前記凹面反射鏡を前記光透過性樹脂モールド
の一部に設けられた反射鏡から形成して上記目的
を達成するものである。
又、この発明の他の実施態様は、前記発光素子
及び受光素子を、同一のリードフレームに取付け
ることにより上記目的を達成するものである。
又、この発明の更に他の実施態様は、前記リー
ドフレームにおける発光素子を取付ける受光素子
搭載部を、前記中心光軸と直交するように折曲げ
形成して上記目的を達成するものである。
The present invention comprises a first member on which main scales of a constant pitch are formed, and a light-transmitting material on which reference scales corresponding to the main scales are formed and are arranged to be movable relative to the first member. a second member; a light emitting element that illuminates the main scale; and a light receiving element that receives illumination light from the light emitting element that is reflected by the main scale and transmitted through the reference scale, and outputs an electrical signal according to the amount of received light. element, wherein the first member and the second member are changed by a change in the output signal of the light receiving element based on repeated overlapping of the main scale and the reference scale due to relative displacement of the first member and the second member. In an optical displacement detector that detects the amount of relative displacement of The above object is achieved by providing a concave reflecting mirror that reflects illumination light in parallel to the forming surface, and a reflecting mirror that reflects the parallel rays reflected by the concave reflecting mirror in the direction of the main scale. It is. Further, in an embodiment of the present invention, the light-emitting element and the light-receiving element are molded in a light-transmitting resin mold, and the concave reflecting mirror is formed from a reflecting mirror provided in a part of the light-transmitting resin mold. This aims to achieve the above objectives. Further, another embodiment of the present invention achieves the above object by attaching the light emitting element and the light receiving element to the same lead frame. In yet another embodiment of the present invention, the above object is achieved by bending the light receiving element mounting portion of the lead frame to which the light emitting element is attached so as to be orthogonal to the central optical axis.
この発明において、発光素子の中心光軸が主目
盛及び参照目盛の形成面と平行となるようにされ
ると共に該光軸上に凹面反射鏡が配置され、この
凹面反射鏡によつて平行光線が形成され、且つこ
の平行光線が反射鏡により主目盛方向に反射され
るように構成されているので、前記凹面反射鏡の
焦点距離を大きくしても、検出器の寸法が主目盛
及び参照目盛と平行方向に大きくなるのみであつ
て、検出器の厚さ寸法が拡大されない。
In this invention, the central optical axis of the light emitting element is made parallel to the plane on which the main scale and reference scale are formed, and a concave reflecting mirror is disposed on the optical axis, and the concave reflecting mirror reflects parallel light rays. Since the parallel light beam is reflected in the direction of the main scale by the reflecting mirror, even if the focal length of the concave reflecting mirror is increased, the dimensions of the detector will remain the same as the main scale and the reference scale. It only becomes larger in the parallel direction, and the thickness of the detector is not enlarged.
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
この実施例は、第１図及び第２図に示されるよ
うに、一定ピツチの光学格子からなる主目盛１６
が形成された第１部材１８と、前記主目盛１６に
対応する光学格子からなる参照目盛２０が形成さ
れ、前記第１部材１８に対して相対移動可能に配
置された光透過性材料からなる第２部材２２と、
前記主目盛１６を照明する発光素子２４と、前記
主目盛１６で反射され前記参照目盛２０を透過し
た前記発光素子２４からの照明光を受光して、受
光量に応じた電気信号を出力する受光素子２６
と、を有してなり、前記第１部材１８と第２部材
２２の相対変位による主目盛１６と参照目盛２０
の重なり合いの繰返しに基づく、受光素子２６の
出力信号の変化により、前記第１部材１８と第２
部材２２の相対変位量を検出する光学式変位検出
器において、前記発光素子２４を、その中心光軸
２４Ａが前記主目盛１６及び参照目盛２０と平行
になるように配置すると共に、該発光素子２４か
ら射出される照明光を、前記中心光軸２４Ａと平
行に反射する凹面反射鏡２８と、この凹面反射鏡
２８により反射形成された平行光線を前記主目盛
１６方向に反射する反射鏡２９と、を設けたもの
である。
ここで、前記発光素子２４及び受光素子２６
は、チツプ状の光電素子であつて、リードフレー
ム３０にダイボンデイングされている。これら発
光素子２４、受光素子２６及びリードフレーム３
０は、第２図に示されるように、光透過性樹脂モ
ールド３２によつてモールドされ、前記第２部材
２２の、第１部材１８と反対側の面に一体的に取
付けられている。
前記参照目盛２０は、第２部材２２の、前記光
透過性樹脂モールド３２と反対側の面に形成され
ている。又、前記主目盛１６は、第１部材１８に
おける、第２部材２２と対向する面に形成されて
いる。
更に、前記凹面反射鏡２８は、前記光透過性樹
脂モールド３２の上端に形成された凸球面に、金
属反射膜を蒸着する等の手段で形成されている。
即ち、凹面反射鏡２８は、図において下向きに
凹となるように形成されている。
この凹面反射鏡２８に対して、前記発光素子２
４は、その中心光軸２４Ａが第２図において真
上、即ち凹面反射鏡２８方向に向けて配置されて
いる。
ここで、前記リードフレーム３０における発光
素子２４が取付けられる発光素子搭載部３０Ａ
は、第２図において水平方向に折曲げられ、この
発光素子搭載部３０Ａ上に取付けられた発光素子
２４の中心光軸２４Ａが、図において真上に向く
ようにされている。
前記反射鏡２９は、光透過性樹脂モールド３２
の下端で、第２部材２２に隣接する位置に、第２
図において上向きで、且つ、第１部材１８側にそ
の反射面が傾けて取付けられている。
前記受光素子２６は、リードフレーム３０にお
ける受光素子搭載部３０Ｂにおいて、前記中心光
軸２４Ａと直交し、且つ、主目盛１６及び参照目
盛２０方向に向けて取付けられている。
即ち、前記発光素子２４、凹面反射鏡２８、反
射鏡２９、参照目盛２０及び主目盛１６、受光素
子２６は、発光素子２４から上向きに射出された
照明光が、凹面反射鏡２８によつて下向きに反射
され、光透過性樹脂モールド３２を通り反射鏡２
９により反射され、第２部材２２及びこの第２部
材２２に形成された参照目盛２０を透過して、主
目盛１６に至り、その目盛面において反射され、
再び参照目盛２０、第２部材２２を通り、光透過
性樹脂モールド３２内の受光素子２６に到達する
ように配置されている。
ここで、前記リードフレーム３２の発光素子搭
載部３０Ａには、凹面反射鏡２８と反射鏡２９と
の間で照明光が蹴られないように、切欠き３０Ｈ
が形成されている（第３図参照）。
又、前記凹面反射鏡２８は、発光素子２４から
放射方向に射出された光線が、反射鏡２９方向
に、平行光線として反射されるように選択されて
いる。即ち、凹面反射鏡２８が形成される凸球面
の半径をＲとしたときｆ＝Ｒ／２で、且つ、発光
素子２４からのＲ／２の位置に形成されている。
前記第２部材２２及びこれと一体の発光素子２
４及び受光素子２６、リードフレーム３０及び光
透過性樹脂モールド３２は、第２図に示されるよ
うに、円筒状の外筒４０に固定されている。
前記発光素子２４の入力端子及び受光素子２６
の出力端子は、第１図に示されるように、測定回
路４２に接続されている。この測定回路４２は、
受光素子２６からの出力信号を処理して、第１部
材１８と第２部材２２の相対移動距離を算出し、
表示器４４に出力して、測定値を表示させるもの
である。
第１図の符号４６はスピンドル４８を介して前
記第１部材１８に連結された測定子、５０はスピ
ンドル４８を案内するためのガイドをそれぞれ示
す。このガイド５０は、前記外筒４０に固定保持
されるものである。
次に、第３図を参照して、前記発光素子２４及
び受光素子２６を含む受発光組立体を製造する過
程について説明する。
まず、第３図Ａに示されるリードフレーム３０
における発光素子搭載部３０Ａを折曲げ線３１Ａ
において、第３図Ｂに示されるように直角に折曲
げ、且つ該発光素子搭載部３０Ａ及び受光素子搭
載部３０Ｂに銀ペースト等の接合材料３３を塗布
し、第３図Ｃに示されるように、発光素子２４及
び受光素子２６をダイボンデイングする。
ここで、リードフレーム３２には、前記受光素
子搭載部３０Ｂの受光角度を調整するための予備
折曲げ線３１Ｂを予め形成しておく。
次に、ダイボンデイングされた発光素子２４及
び受光素子２６を、リードフレーム３０における
対応するインナリード部３０Ｄにワイヤ３４によ
りワイヤボンデイングする。ワイヤボンデイング
終了後は、前記光透過性樹脂モールド３２によつ
て、第３図Ｄに示されるように樹脂モールドす
る。
次に、リードフレーム３０のインナリード部３
０Ｄを光透過性樹脂モールド３２から突出した部
分で切断し、端子３０Ｃを形成した後、光透過性
樹脂モールド３２上端の球面部にアルミ蒸着によ
り反射膜を形成して、凹面反射鏡２８を形成する
と共に、光透過性樹脂モールド３２に前記第２部
材２２及び反射鏡２９を接着して製造を終了す
る。
この実施例において、発光素子２４から射出さ
れた照明光は、凹面反射鏡２８により反射され、
主目盛１６及び参照目盛２０と平行な平行光線と
なつて、光透過性樹脂モールド３２内で、リード
フレーム３０の切欠き３０Ｈを通り、反射鏡２９
で反射され、更に第２部材２２及び参照目盛２０
を通り、主目盛１６に至る。
この主目盛１６の目盛面で反射された照明光
は、再び参照目盛２０、第２部材２２を経て光透
過性樹脂モールド３２内に入り、ここで、リード
フレーム３０上の受光素子２６に到達することに
なる。
受光素子２６に到達した照明光の光量は、第１
部材１８と第２部材２２の相対変位量に応じて、
主目盛１６と参照目盛２０の重なり合いの繰返し
によつて、増減を繰返し、その回数に応じて受光
素子２６は電気信号を測定回路４２に出力し、測
定回路４２はこれをカウントして、第１部材１８
と第２部材２２の相対変位量として表示器４４に
出力する。
上記実施例においては、発光素子２４から、主
目盛１６及び参照目盛２０と平行な方向に照明光
が射出され、且つ、この照明光が凹面反射鏡２８
により、前記主目盛１６及び参照目盛２０と平行
な平行光線に変換され、更に、反射鏡によつて平
行状態で、主目盛１６及び参照目盛２０方向に反
射されるので、平行光線を形成するための凹面反
射鏡２８の焦点距離を長くしても、検出器全体の
厚さが大きくならない。従つて、凹面反射鏡２８
の焦点距離を大きくして、平行光線の平行度を向
上させることができる。
又、前記リードフレーム３０に取付けられた発
光素子２４、受講素子２６は、光透過性樹脂モー
ルド３２によつて一体的にモールドされ、且つこ
の光透過性樹脂モールド３２の一部に凹面反射鏡
２８が形成されているので、これらの間の寸法精
度を向上し、且つそれを安定して維持することが
できる。
次に、第４図に示される本発明の第２実施例に
つき説明する。
この第２実施例は、前記第１実施例における受
光素子搭載部３０Ｂを、予備折曲げ線３１Ｂにお
いて折曲げて、その受光面が、主目盛１６で反射
され、参照目盛２０を透過した照明光と直交する
ようにしたものである。
他の構成は前記第１実施例と同一であるので、
第１実施例におけると同一の部分には同一の符号
を付することにより説明を省略するものとする。
この第２実施例は、受光素子２６の受光面を、
これに入射する照明光の光軸と直交するようにし
ているので、受光効率を向上させることができ
る。
なお、上記実施例において、発光素子２４及び
受光素子２６は、共に同一のリードフレーム３０
に取付けられているが、本発明はこれに限定され
るものでなく、発光素子２４及び受光素子２６を
別個のリードフレームに取付ける場合あるいは、
リードフレームに取付けない場合にも適用される
ものである。
更に、上記実施例は、主目盛１７と参照目盛２
０の光学格子のピツチが同一とされたものである
が、本発明は、両者のピツチが異なるもの、例え
ば、主目盛１７のピツチｐに対して、参照目盛２
０のピツチが2pである、いわゆるスリーグレイ
テイングシステムの場合等にも適用されるもので
ある。
更に又、上記実施例は２つの部材の直線的相対
変位を検出するエンコーダに関するものである
が、本発明はこれに限定されるものでなく、回転
角度を検出するロータリーエンコーダにも適用さ
れるものである。
又、上記各実施例は、凹面反射鏡２８を、光透
過性樹脂モールド３２に形成したものであるが、
これは、光透過性樹脂モールド３２と別体に設け
てもよく、又反射鏡２９は、光透過性樹脂モール
ド３２とは別体であるが、これは、光透過性樹脂
モールドの端面にアルミ等を蒸着して反射膜を形
成するようにしてもよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the main graduation 16 is composed of an optical grating with a constant pitch.
A reference scale 20 formed of an optical grating corresponding to the main scale 16 is formed, and a first member 18 made of a light-transmitting material is disposed so as to be movable relative to the first member 18. 2 members 22;
A light-emitting element 24 that illuminates the main scale 16, and a light receiver that receives illumination light from the light-emitting element 24 that is reflected by the main scale 16 and transmitted through the reference scale 20, and outputs an electrical signal according to the amount of received light. Element 26
The main scale 16 and the reference scale 20 are formed by relative displacement between the first member 18 and the second member 22.
Due to the change in the output signal of the light receiving element 26 based on the repetition of the overlapping, the first member 18 and the second member
In an optical displacement detector that detects the amount of relative displacement of a member 22, the light emitting element 24 is arranged so that its central optical axis 24A is parallel to the main scale 16 and the reference scale 20, and the light emitting element 24 a concave reflecting mirror 28 that reflects illumination light emitted from the central optical axis 24A in parallel with the central optical axis 24A; a reflecting mirror 29 that reflects parallel light rays reflected by the concave reflecting mirror 28 in the direction of the main scale 16; It has been established. Here, the light emitting element 24 and the light receiving element 26
is a chip-shaped photoelectric device, which is die-bonded to the lead frame 30. These light emitting element 24, light receiving element 26 and lead frame 3
0 is molded with a light-transmissive resin mold 32 and is integrally attached to the surface of the second member 22 opposite to the first member 18, as shown in FIG. The reference scale 20 is formed on the surface of the second member 22 opposite to the light-transmitting resin mold 32. Further, the main scale 16 is formed on the surface of the first member 18 that faces the second member 22. Further, the concave reflecting mirror 28 is formed by depositing a metal reflective film on a convex spherical surface formed at the upper end of the light-transmitting resin mold 32. That is, the concave reflecting mirror 28 is formed to be concave downward in the figure. The light emitting element 2
4 is arranged so that its central optical axis 24A faces directly above in FIG. 2, that is, toward the concave reflecting mirror 28. Here, a light emitting element mounting portion 30A in the lead frame 30 to which the light emitting element 24 is attached.
is bent in the horizontal direction in FIG. 2, so that the central optical axis 24A of the light emitting element 24 mounted on the light emitting element mounting portion 30A is directed directly upward in the figure. The reflecting mirror 29 is made of a light-transmitting resin mold 32
At the lower end of the second member 22, a second
In the figure, it is mounted with its reflective surface facing upward and tilted toward the first member 18 side. The light receiving element 26 is mounted on the light receiving element mounting portion 30B of the lead frame 30 so as to be perpendicular to the central optical axis 24A and oriented toward the main scale 16 and the reference scale 20. That is, the light emitting element 24, the concave reflecting mirror 28, the reflecting mirror 29, the reference scale 20, the main scale 16, and the light receiving element 26 are arranged such that the illumination light emitted upward from the light emitting element 24 is directed downward by the concave reflecting mirror 28. , passes through the light-transmitting resin mold 32 and passes through the reflecting mirror 2.
9, passes through the second member 22 and the reference scale 20 formed on the second member 22, reaches the main scale 16, is reflected at the scale surface,
The light is arranged so as to pass through the reference scale 20 and the second member 22 again and reach the light receiving element 26 inside the light-transmitting resin mold 32. Here, the light emitting element mounting portion 30A of the lead frame 32 has a notch 30H so that the illumination light is not kicked between the concave reflector 28 and the reflector 29.
is formed (see Figure 3). Further, the concave reflecting mirror 28 is selected so that the light rays emitted from the light emitting element 24 in the radial direction are reflected in the direction of the reflecting mirror 29 as parallel rays. That is, when the radius of the convex spherical surface on which the concave reflecting mirror 28 is formed is R, f=R/2, and the concave reflecting mirror 28 is formed at a position R/2 from the light emitting element 24. The second member 22 and the light emitting element 2 integrated therewith
4, the light receiving element 26, the lead frame 30, and the light-transmitting resin mold 32 are fixed to a cylindrical outer tube 40, as shown in FIG. Input terminal of the light emitting element 24 and light receiving element 26
The output terminal of is connected to a measuring circuit 42, as shown in FIG. This measurement circuit 42 is
Processing the output signal from the light receiving element 26 to calculate the relative movement distance between the first member 18 and the second member 22,
The measured value is output to the display 44 to display the measured value. Reference numeral 46 in FIG. 1 indicates a probe connected to the first member 18 via a spindle 48, and 50 indicates a guide for guiding the spindle 48. This guide 50 is fixedly held on the outer cylinder 40. Next, with reference to FIG. 3, a process of manufacturing a light emitting/receiving assembly including the light emitting element 24 and the light receiving element 26 will be described. First, the lead frame 30 shown in FIG.
Bending line 31A of light emitting element mounting portion 30A in
Then, as shown in FIG. 3B, it is bent at right angles, and a bonding material 33 such as silver paste is applied to the light emitting element mounting part 30A and the light receiving element mounting part 30B, as shown in FIG. 3C. , the light emitting element 24 and the light receiving element 26 are die bonded. Here, a preliminary bending line 31B for adjusting the light receiving angle of the light receiving element mounting portion 30B is formed in advance on the lead frame 32. Next, the die-bonded light-emitting element 24 and light-receiving element 26 are wire-bonded to the corresponding inner lead portions 30D of the lead frame 30 using wires 34. After the wire bonding is completed, resin molding is performed using the light-transmitting resin mold 32 as shown in FIG. 3D. Next, the inner lead portion 3 of the lead frame 30
After cutting 0D at the part protruding from the light-transmitting resin mold 32 to form the terminal 30C, a reflective film is formed on the spherical part of the upper end of the light-transmitting resin mold 32 by aluminum vapor deposition to form the concave reflecting mirror 28. At the same time, the second member 22 and the reflecting mirror 29 are bonded to the light-transmitting resin mold 32, and the manufacturing is completed. In this embodiment, the illumination light emitted from the light emitting element 24 is reflected by the concave reflector 28,
Parallel light rays parallel to the main scale 16 and the reference scale 20 pass through the notch 30H of the lead frame 30 within the light-transmissive resin mold 32, and pass through the reflecting mirror 29.
further reflected by the second member 22 and the reference scale 20
It passes through and reaches the main scale 16. The illumination light reflected by the scale surface of the main scale 16 passes through the reference scale 20 and the second member 22 again and enters the light-transmitting resin mold 32, where it reaches the light receiving element 26 on the lead frame 30. It turns out. The amount of illumination light that has reached the light receiving element 26 is the first
Depending on the amount of relative displacement between the member 18 and the second member 22,
By repeating the overlapping of the main scale 16 and the reference scale 20, increases and decreases are repeated, and the light receiving element 26 outputs an electrical signal to the measuring circuit 42 according to the number of times, and the measuring circuit 42 counts this and the first Member 18
is output to the display 44 as the amount of relative displacement of the second member 22. In the above embodiment, illumination light is emitted from the light emitting element 24 in a direction parallel to the main scale 16 and the reference scale 20, and this illumination light is transmitted to the concave reflecting mirror 28.
, it is converted into a parallel ray parallel to the main scale 16 and the reference scale 20, and is further reflected in the direction of the main scale 16 and the reference scale 20 by a reflecting mirror in a parallel state, so that a parallel ray is formed. Even if the focal length of the concave reflecting mirror 28 is increased, the thickness of the entire detector does not increase. Therefore, the concave reflector 28
By increasing the focal length of the lens, the parallelism of parallel light rays can be improved. Further, the light emitting element 24 and the receiving element 26 attached to the lead frame 30 are integrally molded with a light-transmitting resin mold 32, and a concave reflecting mirror 28 is provided in a part of the light-transmitting resin mold 32. are formed, it is possible to improve the dimensional accuracy between these and maintain it stably. Next, a second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 will be described. In this second embodiment, the light-receiving element mounting portion 30B in the first embodiment is bent at a preliminary bending line 31B, and the light-receiving surface is exposed to illumination light that is reflected by the main scale 16 and transmitted through the reference scale 20. It is made so that it is perpendicular to . Since the other configurations are the same as the first embodiment,
The same parts as in the first embodiment are given the same reference numerals, and their explanation will be omitted. In this second embodiment, the light receiving surface of the light receiving element 26 is
Since the light is perpendicular to the optical axis of the illumination light incident thereon, the light receiving efficiency can be improved. In the above embodiment, the light emitting element 24 and the light receiving element 26 are both mounted on the same lead frame 30.
However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this, and may be used when the light emitting element 24 and the light receiving element 26 are attached to separate lead frames, or
This applies even when not attached to a lead frame. Furthermore, in the above embodiment, the main scale 17 and the reference scale 2
0, the pitch of the optical grating is the same, but in the present invention, the pitch of the two optical gratings is different, for example, the pitch p of the main scale 17 is set to the reference scale 2.
This is also applied to the so-called three-rating system where the pitch of 0 is 2p. Furthermore, although the above embodiment relates to an encoder that detects the linear relative displacement of two members, the present invention is not limited thereto, and can also be applied to a rotary encoder that detects a rotation angle. It is. Furthermore, in each of the above embodiments, the concave reflecting mirror 28 is formed in the light-transmitting resin mold 32.
This may be provided separately from the light-transmitting resin mold 32, and the reflecting mirror 29 is separate from the light-transmitting resin mold 32. Alternatively, the reflective film may be formed by vapor-depositing.
本発明は、上記のように構成したので、反射型
の光学式変位検出器において、検出器の厚さを増
大することなく、発光素子から射出される照明光
を平行光線とするための凹面反射鏡の焦点距離を
大きくして、測定制度を向上させることができる
という優れた効果を有する。
Since the present invention is configured as described above, in a reflection type optical displacement detector, concave reflection can be used to convert illumination light emitted from a light emitting element into parallel light beams without increasing the thickness of the detector. This has the excellent effect of increasing the focal length of the mirror and improving measurement accuracy.
第１図は本発明に係る光学式変位検出器の実施
例を示す一部ブロツク図を含む斜視図、第２図は
第１図の−線に沿う拡大断面図、第３図Ａ〜
Ｃは同実施例における発光素子及び受光素子組立
体の製造過程を示す平面図、第３図Ｄ，Ｅは同断
面図、第４図は本発明の第２実施例を示す第２図
と同様の断面図、第５図は従来の反射型の光学式
変位検出器を示す断面図である。
１６，１７……主目盛、１８……第１部材、２
０……参照目盛、２２……第２部材、２４……発
光素子、２４Ａ……中心光軸、２６……受光素
子、２８……凹面反射鏡、３０……リードフレー
ム、３０Ａ……発光素子搭載部、３２……光透過
性樹脂モールド。
FIG. 1 is a perspective view including a partial block diagram showing an embodiment of the optical displacement detector according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along the line - in FIG. 1, and FIGS.
C is a plan view showing the manufacturing process of the light emitting device and light receiving device assembly in the same embodiment, FIGS. 3 D and E are the same sectional views, and FIG. 4 is the same as FIG. 2 showing the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional reflection type optical displacement detector. 16, 17...Main scale, 18...First member, 2
0... Reference scale, 22... Second member, 24... Light emitting element, 24A... Central optical axis, 26... Light receiving element, 28... Concave reflector, 30... Lead frame, 30A... Light emitting element Mounting part, 32...light-transparent resin mold.
Claims (1)
と、前記主目盛に対応する参照目盛が形成され、
前記第１部材に対して相対移動可能に配置された
光透過性材料からなる第２部材と、前記主目盛を
照明する発光素子と、前記主目盛で反射され前記
参照目盛を透過した前記発光素子からの照明光を
受光して、受光量に応じた電気信号を出力する受
光素子と、を有してなり、前記第１部材と第２部
材の相対変位による主目盛と参照目盛の重なり合
いの繰返しに基づく、受光素子の出力信号の変化
により、前記第１部材と第２部材の相対変位量を
検出する光学式変位検出器において、前記発光素
子を、その中心光軸が前記主目盛及び参照目盛の
形成面と平行になるように配置すると共に、該発
光素子から射出される照明光を、前記形成面と平
行に反射する凹面反射鏡と、この凹面反射鏡によ
り反射形成された平行光線を前記主目盛方向に反
射する反射鏡と、を設けたことを特徴とする光学
式変位検出器。 ２ 前記発光素子及び受光素子は、光透過性樹脂
モールド内にモールドされ、前記凹面反射鏡は前
記光透過性樹脂モールドの一部に設けられた反射
膜からなる特許請求の範囲第１項記載の光学式変
位検出器。 ３ 前記発光素子及び受光素子は、同一のリード
フレームに取付けられた特許請求の範囲第１項又
は第２項記載の光学式変位検出器。 ４ 前記リードフレームにおける発光素子を取付
ける受光素子搭載部は、前記中心光軸と直交する
ように折曲げ形成された特許請求の範囲第３項記
載の光学式変位検出器。[Scope of Claims] 1. A first member on which a main scale of a constant pitch is formed, and a reference scale corresponding to the main scale,
a second member made of a light-transmitting material and arranged to be movable relative to the first member; a light emitting element that illuminates the main scale; and a light emitting element that is reflected by the main scale and transmitted through the reference scale. a light-receiving element that receives illumination light from and outputs an electric signal according to the amount of received light, and the main scale and the reference scale repeatedly overlap each other due to relative displacement of the first member and the second member. In the optical displacement detector that detects the amount of relative displacement between the first member and the second member by a change in the output signal of the light receiving element based on a concave reflecting mirror arranged parallel to the forming surface of the light emitting element and reflecting the illumination light emitted from the light emitting element parallel to the forming surface; An optical displacement detector characterized by being provided with a reflecting mirror that reflects in the direction of the main scale. 2. The light-emitting element and the light-receiving element are molded in a light-transmitting resin mold, and the concave reflecting mirror is a reflective film provided on a part of the light-transmitting resin mold. Optical displacement detector. 3. The optical displacement detector according to claim 1 or 2, wherein the light emitting element and the light receiving element are attached to the same lead frame. 4. The optical displacement detector according to claim 3, wherein the light receiving element mounting portion of the lead frame on which the light emitting element is mounted is bent to be orthogonal to the central optical axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25519887A JPH0197813A (en) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | Optical displacement detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25519887A JPH0197813A (en) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | Optical displacement detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0197813A JPH0197813A (en) | 1989-04-17 |
| JPH0529850B2 true JPH0529850B2 (en) | 1993-05-06 |
Family
ID=17275390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25519887A Granted JPH0197813A (en) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | Optical displacement detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0197813A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9172127B2 (en) | 2009-12-15 | 2015-10-27 | Epcos Ag | Coupler and amplifier arrangement |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4694676B2 (en) * | 2000-07-06 | 2011-06-08 | 株式会社ミツトヨ | Optical encoder |
| JP4694677B2 (en) * | 2000-07-06 | 2011-06-08 | 株式会社ミツトヨ | Optical encoder |
| JP2002228491A (en) | 2001-02-05 | 2002-08-14 | Mitsutoyo Corp | Emission light source device for optical encoder |
| JP2003106871A (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Mitsutoyo Corp | Light emitting unit, light emitting and receiving unit and optical displacement detection device |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP25519887A patent/JPH0197813A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9172127B2 (en) | 2009-12-15 | 2015-10-27 | Epcos Ag | Coupler and amplifier arrangement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0197813A (en) | 1989-04-17 |
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