JPH0755506A - Photoelectric encoder - Google Patents
Photoelectric encoderInfo
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- JPH0755506A JPH0755506A JP22807193A JP22807193A JPH0755506A JP H0755506 A JPH0755506 A JP H0755506A JP 22807193 A JP22807193 A JP 22807193A JP 22807193 A JP22807193 A JP 22807193A JP H0755506 A JPH0755506 A JP H0755506A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、相対変位する二つの光
学格子を用いてその相対変位を光電的に検出測定する光
電型エンコーダに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric encoder that uses two optical gratings that are relatively displaced and photoelectrically detects and measures the relative displacement.
【０００２】[0002]
【従来の技術】リニアスケールやリニアゲージ等に用い
られる小型の光電型エンコーダとして、それぞれに所定
ピッチの光学格子からなる目盛りが形成されて相対移動
可能に対向配置された第１スケール及び第２スケールを
有し、これら第１スケール及び第２スケールに対して一
方側から発光ダイオードの出力光を平行光にして照射す
るものが知られている。この種の小型の光電型エンコー
ダにおいて、スケール部に照射される平行光の拡散角を
可能な限り小さくするために、発光ダイオードの発光部
をスリット状とする方式が本出願人により既に提案され
ている。スリット状発光部は例えば、光出射側にスリッ
ト状開口を有する金属電極を形成することにより得られ
る。このようなスリット状発光部を光学格子のスリット
と平行になるように配置すると、スケールの摺動方向に
関して発光ダイオードが実質的に点光源となり、従って
その出力光をレンズや凹面鏡でコリメートするとほぼ拡
散角ゼロの平行光が得られる（特開昭６３−２４１２６
号公報，特開昭６３−２３３７７号公報参照）。2. Description of the Related Art As a small photoelectric encoder used for a linear scale, a linear gauge, etc., a first scale and a second scale, each having a graduation made of an optical grating of a predetermined pitch and facing each other so as to be movable relative to each other. It is known that the output light of the light emitting diode is converted into parallel light from one side of the first scale and the second scale, and is emitted. In this type of small photoelectric encoder, the applicant has already proposed a method in which the light emitting portion of the light emitting diode has a slit shape in order to make the diffusion angle of the parallel light with which the scale portion is irradiated as small as possible. There is. The slit-shaped light emitting portion is obtained, for example, by forming a metal electrode having a slit-shaped opening on the light emission side. When such a slit-shaped light emitting part is arranged in parallel with the slit of the optical grating, the light emitting diode becomes a point light source substantially in the sliding direction of the scale, so that if the output light is collimated by a lens or a concave mirror, it is almost diffused. Parallel light with a zero angle can be obtained (JP-A-63-24126).
Japanese Patent Laid-Open No. 63-23377).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述のようなスリット
状発光部を持つ発光ダイオードを用いた光電型エンコー
ダにおいて、受光素子にフォトトランジスタを用いた場
合、次のような問題があった。 （１）発光ダイオードの出力光量が絞られるため、受光
光量が小さく、充分な応答速度を得ることが難しい。 （２）受光光量を上げるために発光ダイオードの電流を
増やすと、発光ダイオードの発熱量が増大し、これが光
学格子やその支持部にも影響を与えるため、測定精度が
低下する。 また受光素子としてフォトダイオードを用いた場合は、
出力信号が小さく、出力信号伝送のＳ／Ｎを確保するに
は増幅回路が必要になる。これにより結果的に応答速度
の低下、測定精度の低下が生じる。In the photoelectric encoder using the light emitting diode having the slit light emitting portion as described above, when the phototransistor is used as the light receiving element, there are the following problems. (1) Since the output light amount of the light emitting diode is narrowed down, the received light amount is small and it is difficult to obtain a sufficient response speed. (2) When the current of the light emitting diode is increased in order to increase the amount of received light, the amount of heat generated by the light emitting diode increases, which also affects the optical grating and its supporting portion, thus lowering the measurement accuracy. When a photodiode is used as the light receiving element,
The output signal is small, and an amplifier circuit is required to secure the S / N of the output signal transmission. As a result, the response speed is lowered and the measurement accuracy is lowered.
【０００４】本発明はこのような問題を解決して、発光
ダイオードの発熱を抑えて受光光量を増大させ、応答速
度向上を図った光電型エンコーダを提供することを目的
としている。An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a photoelectric encoder that suppresses heat generation of a light emitting diode to increase the amount of received light and improves the response speed.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、それぞれに所
定ピッチの光学格子からなる目盛りが形成されて光学格
子のスリットと交差する方向に相対移動可能に対向配置
された第１スケール及び第２スケールと、これら第１ス
ケール及び第２スケールに対して一方側から平行光を照
射するための発光ダイオード及びコリメート手段と、前
記第１スケールと第２スケールの光学格子の重なりの繰
り返しにより生じる明暗を検出するための受光素子とを
有する光電型エンコーダにおいて、前記発光ダイオード
は前記光学格子のスリットと平行に複数のスリット状発
光部が形成されていることを特徴としている。According to the present invention, there are provided a first scale and a second scale, each of which is provided with a graduation made of an optical grating having a predetermined pitch and is arranged so as to be relatively movable in a direction intersecting a slit of the optical grating. A scale, a light emitting diode for irradiating the first scale and the second scale with parallel light from one side, and a collimating means, and a light and darkness caused by repetition of overlapping of the first and second scale optical gratings. In the photoelectric encoder having a light receiving element for detecting, the light emitting diode is characterized in that a plurality of slit-shaped light emitting portions are formed in parallel with the slits of the optical grating.
【０００６】本発明において、発光ダイオードの複数の
スリット状発光部の間隔ｌは、コリメート手段の焦点距
離をｆ、光学格子のピッチをｐ、発光波長をλとして、 ｌ＝ｆ・ｔａｎ｛ｓｉｎ-1（λ／ｐ）｝ を満たすように設定することが好ましい。[0006] In the present invention, the interval l of a plurality of slit-shaped light-emitting portion of the light emitting diode, a focal length of the collimating means f, and the pitch of the optical grating p, as the emission wavelength λ, l = f · tan { sin - It is preferable to set so as to satisfy 1 (λ / p)}.
【０００７】本発明によると、発光ダイオードの複数の
スリット状発光部からの光は、レンズ等のコリメート手
段を通って異なる角度の平行光として第１スケールに照
射される。一方、第１スケールに入った光は回折して第
２スケールに入る。そこで、第２スケール上で０次回折
光と±１次回折光とが重畳されるようにスケール間ギャ
ップを設定するという条件の下で、第１スケールに入る
複数の照射光の間の角度と第１スケールによる回折角が
等しくなるようにスリット状発光部の間隔を設定する。
そうすると、一つのスリット状発光部を用いた場合に比
べて、第２スケール上での明暗像のコントラストを低下
させることなく、同じ消費電流で大きな受光光量を得る
ことができる。According to the present invention, the light from the plurality of slit-shaped light emitting portions of the light emitting diode passes through the collimating means such as a lens and is applied to the first scale as parallel light of different angles. On the other hand, the light entering the first scale is diffracted and enters the second scale. Therefore, under the condition that the inter-scale gap is set so that the 0th-order diffracted light and the ± 1st-order diffracted light are superimposed on the second scale, the angle between the plurality of irradiation lights entering the first scale and the first The intervals of the slit-shaped light emitting portions are set so that the diffraction angles by the scale are equal.
Then, as compared with the case where one slit-shaped light emitting unit is used, a large amount of received light can be obtained with the same current consumption without lowering the contrast of the bright and dark image on the second scale.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例の光電型エンコーダ
の概略構成である。第１スケールであるメインスケール
１と第２スケールであるインデックススケール２とが、
所定間隔をもって対向配置される。メインスケール１と
インデックススケール２にはそれぞれ同じピッチで互い
に平行する光学格子が形成されている。メインスケール
１は、インデックススケール２に対して、矢印で示すよ
うに光学格子のスリットと直交する方向に相対移動す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration of a photoelectric encoder according to an embodiment of the present invention. The main scale 1 which is the first scale and the index scale 2 which is the second scale are
They are arranged facing each other at a predetermined interval. Optical gratings that are parallel to each other are formed on the main scale 1 and the index scale 2 at the same pitch. The main scale 1 moves relative to the index scale 2 in the direction orthogonal to the slit of the optical grating as indicated by the arrow.
【０００９】メインスケール１の前方には光源である発
光ダイオード３が配置されている。発光ダイオード３の
出力光は凹面鏡４により反射されてコリメートされ、平
行光としてメインスケール１に照射される。即ち発光ダ
イオード３は凹面鏡４の焦点位置に配置されている。発
光ダイオード３は、この実施例では３個のスリット状発
光部３１ａ，３１ｂ，３１ｃを有する。その具体的な構
成は後述する。これらスリット状発光部３１ａ，３１
ｂ，３１ｃは、メインスケール１及びインデックススケ
ール２の光学格子のスリットと平行して所定間隔をもっ
て形成されている。A light emitting diode 3 which is a light source is arranged in front of the main scale 1. The output light of the light emitting diode 3 is reflected by the concave mirror 4 and is collimated, and is radiated to the main scale 1 as parallel light. That is, the light emitting diode 3 is arranged at the focal position of the concave mirror 4. The light emitting diode 3 has three slit-shaped light emitting portions 31a, 31b, 31c in this embodiment. The specific configuration will be described later. These slit-shaped light emitting portions 31a, 31
b and 31c are formed in parallel with the slits of the optical gratings of the main scale 1 and the index scale 2 at a predetermined interval.
【００１０】インデックススケール２の後方にはフォト
トランジスタ又はフォトダイオード等の受光素子５が配
置されている。メインスケール１に照射された光はこれ
を透過回折して、その回折光がインデックススケール２
に入り、インデックススケール２の透過光が受光素子５
で検出されることになる。即ちメインスケール１のイン
デックススケール２に対する相対変位に応じてインデッ
クススケール２上に得られる明暗パターンの繰り返しが
受光素子５で検出される。受光素子５の出力信号は信号
処理回路６に転送されて処理され、相対変位が求められ
る。A light receiving element 5 such as a phototransistor or a photodiode is arranged behind the index scale 2. The light radiated to the main scale 1 is transmitted and diffracted, and the diffracted light is index scale 2
And the transmitted light of the index scale 2 enters the light receiving element 5
Will be detected in. That is, the light-receiving element 5 detects the repetition of the light-dark pattern obtained on the index scale 2 according to the relative displacement of the main scale 1 with respect to the index scale 2. The output signal of the light receiving element 5 is transferred to the signal processing circuit 6 and processed, and the relative displacement is obtained.
【００１１】図２は、コリメート手段として凹面鏡に代
わって凸レンズ７を用いた実施例である。この場合も、
発光ダイオード３はレンズ７の焦点位置に配置される。
その他、図１の実施例と対応する部分には図１と同一符
号を付して、詳細な説明は省略する。FIG. 2 shows an embodiment in which a convex lens 7 is used as the collimating means instead of the concave mirror. Also in this case,
The light emitting diode 3 is arranged at the focal position of the lens 7.
The other parts corresponding to those of the embodiment of FIG. 1 are designated by the same reference numerals as those of FIG. 1, and detailed description thereof will be omitted.
【００１２】図３及び図４は、これらの実施例で用いら
れる発光ダイオード３の具体的な構成例である。発光ダ
イオード３は例えば、ＧａＡｌＡｓ系材料を用いたＰ型
層３２とＮ型層３３によるＰＮ接合構造にオーミック金
属電極３４，３５を形成して得られる。光出射側の金属
電極３４には、互いに平行な３個の細長い開口が所定間
隔をもって設けられていて、この開口部がスリット状発
光部３１ａ，３１ｂ，３１ｃとなっている。これらスリ
ット状発光部３１ａ，３１ｂ，３１ｃが、図１及び図２
で説明したようにメインスケール１及びインデックスス
ケール２の光学格子のスリットと平行に配置される。な
お、図３は、発光ダイオードの端面に対し斜めにスリッ
ト状発光部を設けており、図４は発光ダイオードの端面
に対し平行にスリット状発光部を設けている。そしてそ
れぞれはボンディング領域を確保できるように形成され
ている。FIG. 3 and FIG. 4 are specific structural examples of the light emitting diode 3 used in these embodiments. The light emitting diode 3 is obtained, for example, by forming ohmic metal electrodes 34 and 35 in a PN junction structure composed of a P-type layer 32 and an N-type layer 33 using a GaAlAs-based material. The metal electrode 34 on the light emitting side is provided with three elongated openings parallel to each other at a predetermined interval, and the openings serve as slit-shaped light emitting portions 31a, 31b, 31c. These slit-shaped light emitting portions 31a, 31b, 31c are shown in FIGS.
As described above, the slits are arranged in parallel with the slits of the optical gratings of the main scale 1 and the index scale 2. Note that, in FIG. 3, a slit-shaped light emitting portion is provided obliquely to the end surface of the light emitting diode, and in FIG. 4, a slit-shaped light emitting portion is provided parallel to the end surface of the light emitting diode. And each is formed so that a bonding area can be secured.
【００１３】このように３個のスリット状発光部３１
ａ，３１ｂ，３１ｃを設けることにより、これらの発光
ダイオード３では、１個のスリット状発光部を設けたも
のと比べて、同じ消費電流でより多くの出力光量が得ら
れる。特に図３のものは、従来金属膜で覆われていた部
分にスリット状発光部が設けられるため、２倍近くの出
力光量が得られる。この発光ダイオード３の出力光がメ
インスケール１を通ってインデックススケール２上で整
合性よく重畳されて所望の明暗像が得られるようにする
ためには、メインスケール１とインデックススケール２
間のギャップ、光学格子のピッチ、スリット状発光部３
１ａ，３１ｂ，３１ｃ間の間隔等が最適設定されること
が必要である。この点を次に具体的に説明するAs described above, the three slit-shaped light emitting portions 31 are provided.
By providing a, 31b, and 31c, in these light emitting diodes 3, a larger amount of output light can be obtained with the same current consumption as compared with the case where one slit-shaped light emitting portion is provided. Particularly, in the case of FIG. 3, since the slit-shaped light emitting portion is provided in the portion which is conventionally covered with the metal film, the output light amount of nearly twice can be obtained. In order that the output light of the light emitting diode 3 passes through the main scale 1 and is superposed on the index scale 2 with good matching to obtain a desired bright and dark image, the main scale 1 and the index scale 2
Gap between them, pitch of optical grating, slit-shaped light emitting unit 3
It is necessary that the intervals between 1a, 31b and 31c be optimally set. This point will be specifically described below.
【００１４】図５は、図２の構成を例にとって、発光ダ
イオード３の出力光が凸レンズ７によりコリメートされ
る様子を示している。図示のように、発光ダイオード３
の中央の発光部３１ｂがレンズ７の光軸上にあるとす
る。スリット状発光部３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、その
スリット幅が充分小さいとき、スケールの変位方向に関
して点光源とみなすことができる。従って発光部３１ｂ
からの出力光はレンズ７でコリメートされて光軸と平行
な且つ拡散角の小さい平行光Ｌs1となる。これに対し
て、光軸上からずれた位置にある発光部３１ａ，３１ｃ
からの出力光は、それぞれ平行光Ｌs1に対して角度θ1
だけ傾いた平行光Ｌs2，Ｌs3となる。FIG. 5 shows how the output light of the light emitting diode 3 is collimated by the convex lens 7 by taking the configuration of FIG. 2 as an example. As shown, the light emitting diode 3
It is assumed that the central light emitting portion 31b is on the optical axis of the lens 7. The slit-shaped light emitting portions 31a, 31b, 31c can be regarded as point light sources in the displacement direction of the scale when the slit width is sufficiently small. Therefore, the light emitting portion 31b
The output light from is collimated by the lens 7 and becomes parallel light Ls1 parallel to the optical axis and having a small diffusion angle. On the other hand, the light emitting portions 31a and 31c located at positions displaced from the optical axis
From the parallel light Ls1 at an angle θ1
The parallel lights Ls2 and Ls3 are inclined.
【００１５】図６は、図５の中心の平行光Ｌs1に着目し
て、これがスケール部に照射された時の様子を示してい
る。入射光はメインスケール１の光学格子で回折されて
インデックススケール２に入る。このときインデックス
スケール２上で光学格子ピッチに応じた明暗像ができる
ためには、図に示す回折角θ2 の回折光（±１次回折
光）と、隣接スリットの直進光（０次回折）とが、波長
の整数倍の位相差をもって重畳することが必要である。
そのためこの実施例では、具体的には、メインスケール
１とインデックススケール２のギャップＧは、光学格子
ピッチをｐ、発光中心波長をλとして、数１を満たすよ
うに設定される。FIG. 6 shows the state when the parallel light Ls1 at the center of FIG. 5 is focused and is irradiated on the scale portion. The incident light is diffracted by the optical grating of the main scale 1 and enters the index scale 2. At this time, in order to form a bright and dark image according to the optical grating pitch on the index scale 2, the diffracted light (± 1st order diffracted light) with the diffraction angle θ2 shown in the figure and the straight-advancing light (0th order diffracted light) of the adjacent slits are formed. , It is necessary to superimpose them with a phase difference that is an integral multiple of the wavelength.
Therefore, in this embodiment, specifically, the gap G between the main scale 1 and the index scale 2 is set so as to satisfy Expression 1 with the optical grating pitch being p and the emission center wavelength being λ.
【００１６】[0016]
【数１】Ｇ＝ｐ2 ／λ[Equation 1] G = p 2 / λ
【００１７】インデックススケール２上で得られる明暗
像のコントラストは、メインスケール１とインデックス
スケール２の間のギャップＧによって変化する。レーザ
のようなコヒーレント光を用いた場合には、この明暗像
のコントラストのギャップ特性は、図７のように示さ
れ、ｐ2 ／λの整数倍のギャップ距離でコントラストの
ピークが得られる。これに対して発光ダイオードの出力
光はインコヒーレント光であるから、ギャップを大きく
すると干渉による明暗像は明確には得られなくなるが、
図７のピークＡに相当するピークは充分に得られる。即
ち、数１で表されるギャップＧを設定することにより、
±１次回折光と隣の０次回折光とがインデックススケー
ル２上で重畳して、明暗像を得ることができる。The contrast of the bright and dark image obtained on the index scale 2 is changed by the gap G between the main scale 1 and the index scale 2. When a coherent light such as a laser is used, the contrast gap characteristic of this bright and dark image is shown in FIG. 7, and the contrast peak is obtained at a gap distance of an integral multiple of p 2 / λ. On the other hand, the output light of the light emitting diode is incoherent light, so if the gap is increased, a bright and dark image due to interference cannot be clearly obtained, but
A peak corresponding to peak A in FIG. 7 is sufficiently obtained. That is, by setting the gap G represented by the equation 1,
The ± 1st-order diffracted light and the adjacent 0th-order diffracted light are superimposed on the index scale 2 to obtain a bright / dark image.
【００１８】一方、上述した平行光Ｌs1の回折光により
形成される明暗像に対して、残りの二つの平行光Ｌs2，
Ｌs3の回折光がコントラストを低下させることなく重畳
するためには、図８に示すように、平行光Ｌs1の±１次
回折光が、平行光Ｌs2，Ｌs3の０次回折光と光路が重な
るという関係が必要となる。言い換えれば、図５に示す
平行光Ｌs2，Ｌs3の平行光Ｌs1に対する傾き角度θ1
と、図６に示す回折角θ2 とが等しいという条件が必要
になる。On the other hand, for the bright and dark image formed by the diffracted light of the parallel light Ls1, the remaining two parallel light Ls2,
In order for the diffracted light of Ls3 to be superimposed without lowering the contrast, the ± 1st-order diffracted light of the parallel light Ls1 and the 0th-order diffracted light of the parallel light Ls2 and Ls3 have an optical path overlap as shown in FIG. Will be needed. In other words, the tilt angle θ1 of the parallel lights Ls2 and Ls3 shown in FIG. 5 with respect to the parallel light Ls1.
And the diffraction angle θ2 shown in FIG. 6 must be equal.
【００１９】傾き角度θ1 は、レンズの焦点距離をｆ、
スリット状発光部３１ａ，３１ｂ，３１ｃの間隔をｌと
して、数２で表される。The tilt angle θ 1 is the focal length of the lens f,
The distance between the slit-shaped light emitting portions 31a, 31b, 31c is set to 1, and is expressed by Equation 2.
【００２０】[0020]
【数２】θ1 ＝ｔａｎ-1（ｌ／ｆ）[Equation 2] θ 1 = tan −1 (1 / f)
【００２１】また回折角θ2 は、光学格子ピッチをｐ、
中心波長をλとして、数３で表される。The diffraction angle θ 2 is defined by the optical grating pitch p,
It is expressed by Equation 3 with the central wavelength being λ.
【００２２】[0022]
【数３】θ2 ＝±ｓｉｎ-1（λ／ｐ）[Equation 3] θ 2 = ± sin −1 (λ / p)
【００２３】これらの式から、θ1 ＝θ2 なる条件を満
たすスリット状発光部３１ａ，３１ｂ，３１ｃの間隔ｌ
を求めると、数４のようになる。From these equations, the interval l between the slit-shaped light emitting portions 31a, 31b, 31c satisfying the condition of θ1 = θ2
When it asks for, it will become like a numerical formula 4.
【００２４】[0024]
【数４】ｌ＝ｆ・ｔａｎ｛ｓｉｎ-1（λ／ｐ）｝## EQU00004 ## l = f.tan {sin -1 (λ / p)}
【００２５】以上のような条件を満たしながら、３個の
スリット状発光部を持つ発光ダイオードを用いることに
より、一つのスリット状発光部を持つ発光ダイオードを
用いた場合と比べて、コントラストを低下させることな
く、同じ消費電力で大きな受光光量を得ることができ
る。従って発熱を抑制して、エンコーダの応答速度を上
げることができる。By using the light emitting diode having three slit-shaped light emitting portions while satisfying the above conditions, the contrast is lowered as compared with the case where the light emitting diode having one slit light emitting portion is used. A large amount of received light can be obtained with the same power consumption. Therefore, heat generation can be suppressed and the response speed of the encoder can be increased.
【００２６】図９は、図１の実施例の構成をより具体化
した実施例の小型の光電型エンコーダの光学系を示す。
図３に示す構造の発光ダイオードを試作してこの光学系
に組み込んで特性評価を行った。発光ダイオード３は、
リードフレーム１０上に搭載されて透明樹脂１１でモー
ルドされ、この上に凹面鏡４が配置されている。図に
は、発光ダイオード３の中央のスリット状発光部からの
出力光を実線で、右側のスリット状発光部からの出力光
を一点鎖線で、左側のスリット状発光部からの出力光を
破線でそれぞれ例示して、インデックススケール２の面
上での光量分布を併せて示している。FIG. 9 shows an optical system of a small-sized photoelectric encoder of an embodiment in which the configuration of the embodiment of FIG. 1 is further embodied.
A light-emitting diode having the structure shown in FIG. 3 was prototyped and incorporated in this optical system to evaluate the characteristics. The light emitting diode 3 is
It is mounted on the lead frame 10 and molded with the transparent resin 11, and the concave mirror 4 is arranged on this. In the figure, the output light from the slit-shaped light emitting portion at the center of the light emitting diode 3 is shown by a solid line, the output light from the right slit-shaped light emitting portion is shown by a dashed line, and the output light from the left slit-shaped light emitting portion is shown by a broken line. Each is illustrated, and the light amount distribution on the surface of the index scale 2 is also shown.
【００２７】評価テストの結果、発光ダイオードとして
１つのスリット状発光部を持つものを用いた場合と比較
して、発光ダイオードの駆動電流を同じとして、コント
ラストはほとんど変わらず、出力信号強度は約７０％増
となることが確認できた。受光素子としてフォトトラン
ジスタを用いた場合、応答速度は受光光量にほぼ比例す
る。コントラストが変わらなければ、出力信号の増加に
比例して応答速度が増加することになるから、この実施
例によれば応答速度も従来の約７０％増となる。As a result of the evaluation test, compared with the case where a light emitting diode having one slit-shaped light emitting portion is used, the contrast is almost the same and the output signal strength is about 70 with the same driving current of the light emitting diode. It was confirmed that the increase would be%. When a phototransistor is used as the light receiving element, the response speed is almost proportional to the amount of received light. If the contrast does not change, the response speed increases in proportion to the increase of the output signal. Therefore, according to this embodiment, the response speed also increases by about 70% as compared with the conventional case.
【００２８】本発明は上記実施例に限られない。例え
ば、実施例では３個のスリット状発光部を設けた発光ダ
イオードを用いたが、スリット状発光部が２個であって
も、一定の効果が得られる。勿論４個以上のスリット状
発光部を設けてもよい。また実施例ではスリット状発光
部を金属電極パターンにより形成した発光ダイオードを
示したが、他の方法で発光部をスリット状にしてもよ
い。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, although the light emitting diode provided with three slit-shaped light emitting portions is used in the embodiment, a certain effect can be obtained even if the number of slit light emitting portions is two. Of course, four or more slit-shaped light emitting parts may be provided. Further, in the embodiment, the light emitting diode in which the slit-shaped light emitting portion is formed by the metal electrode pattern is shown, but the light emitting portion may be formed in the slit shape by another method.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数のスリット状発光部を持つ発光ダイオードを用いるこ
とにより、発光ダイオードの発熱を抑えて受光光量を増
大させ、応答速度向上を図った光電型エンコーダを得る
ことができる。As described above, according to the present invention, by using a light emitting diode having a plurality of slit-shaped light emitting portions, heat generation of the light emitting diode is suppressed, the amount of light received is increased, and the response speed is improved. A photoelectric encoder can be obtained.
【図１】 本発明の一実施例の光電型エンコーダを示
す。FIG. 1 shows a photoelectric encoder according to an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の他の実施例の光電型エンコーダを示
す。FIG. 2 shows a photoelectric encoder according to another embodiment of the present invention.
【図３】 実施例に用いる発光ダイオードの構成例を示
す。FIG. 3 shows a configuration example of a light emitting diode used in an example.
【図４】 実施例に用いる他の発光ダイオードの構成例
を示す。FIG. 4 shows a configuration example of another light emitting diode used in the examples.
【図５】 実施例における発光ダイオード出力光のコリ
メートの様子を示す。FIG. 5 shows a state of collimating output light of a light emitting diode in an example.
【図６】 実施例における一つの平行光のスケール部で
回折干渉の様子を示す。FIG. 6 shows a state of diffraction interference in one parallel light scale portion in the embodiment.
【図７】 レーザ光源を用いた場合のギャップ振幅特性
を示す。FIG. 7 shows gap amplitude characteristics when a laser light source is used.
【図８】 実施例における３つの平行光のスケール部で
の回折干渉の様子を示す。FIG. 8 shows a state of diffraction interference in a scale portion of three parallel lights in an example.
【図９】 より具体的な実施例の光電型エンコーダの光
学系を示す。FIG. 9 shows an optical system of a photoelectric encoder of a more specific example.
１…メインスケール（第１スケール）、２…インデック
ススケール（第２スケール）、３…発光ダイオード、３
１ａ，３１ｂ，３１ｃ…スリット状発光部、４…凹面
鏡、５…受光素子、６…信号処理回路、７…凸レンズ。1 ... Main scale (1st scale), 2 ... Index scale (2nd scale), 3 ... Light emitting diode, 3
1a, 31b, 31c ... Slit-shaped light emitting part, 4 ... Concave mirror, 5 ... Light receiving element, 6 ... Signal processing circuit, 7 ... Convex lens.
Claims (2)
る目盛りが形成されて光学格子のスリットと交差する方
向に相対移動可能に対向配置された第１スケール及び第
２スケールと、これら第１スケール及び第２スケールに
対して一方側から平行光を照射するための発光ダイオー
ド及びコリメート手段と、前記第１スケールと第２スケ
ールの光学格子の重なりの繰り返しにより生じる明暗を
検出するための受光素子とを有する光電型エンコーダに
おいて、前記発光ダイオードは前記光学格子のスリット
と平行に複数のスリット状発光部が形成されていること
を特徴とする光電型エンコーダ。1. A first scale and a second scale, each of which is provided with a graduation made of an optical grating having a predetermined pitch and is arranged so as to be relatively movable in a direction intersecting with a slit of the optical grating, and these first scale and A light emitting diode and collimating means for irradiating the second scale with parallel light from one side, and a light receiving element for detecting light and darkness caused by repetition of overlapping of the first and second scale optical gratings. In the photoelectric encoder including the photoelectric encoder, the light emitting diode has a plurality of slit-shaped light emitting portions formed in parallel with the slits of the optical grating.
発光部の間隔ｌは、前記コリメート手段の焦点距離を
ｆ、前記光学格子のピッチをｐ、発光波長をλとして、 ｌ＝ｆ・ｔａｎ｛ｓｉｎ-1（λ／ｐ）｝ を満たすように設定されていることを特徴とする請求項
１記載の光電型エンコーダ。2. The distance l between the plurality of slit-shaped light emitting portions of the light emitting diode is l = f · tan {sin, where f is the focal length of the collimating means, p is the pitch of the optical grating, and λ is the emission wavelength. The photoelectric encoder according to claim 1, wherein the photoelectric encoder is set so as to satisfy -1 (λ / p)}.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP22807193A JP3294684B2 (en) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | Photoelectric encoder |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH0755506A true JPH0755506A (en) | 1995-03-03 |
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ID=16870743
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| JP22807193A Expired - Fee Related JP3294684B2 (en) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | Photoelectric encoder |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3294684B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101298682B1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-08-21 | 주식회사 져스텍 | Optical Encoder |
| JP2014119445A (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-30 | Mitsutoyo Corp | Optical encoder illumination section |
| JP2017026567A (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | 株式会社ミツトヨ | Displacement detector |
| JP2018059743A (en) * | 2016-10-03 | 2018-04-12 | 株式会社ミツトヨ | Light-emitting unit and photoelectric encoder |
-
1993
- 1993-08-20 JP JP22807193A patent/JP3294684B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2014119445A (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-30 | Mitsutoyo Corp | Optical encoder illumination section |
| JP2017026567A (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | 株式会社ミツトヨ | Displacement detector |
| JP2018059743A (en) * | 2016-10-03 | 2018-04-12 | 株式会社ミツトヨ | Light-emitting unit and photoelectric encoder |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3294684B2 (en) | 2002-06-24 |
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