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JP2007147283A - Encoder - Google Patents

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JP2007147283A
JP2007147283A JP2005337922A JP2005337922A JP2007147283A JP 2007147283 A JP2007147283 A JP 2007147283A JP 2005337922 A JP2005337922 A JP 2005337922A JP 2005337922 A JP2005337922 A JP 2005337922A JP 2007147283 A JP2007147283 A JP 2007147283A
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JP
Japan
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light
diffraction grating
incident
diffracted light
encoder
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005337922A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Imai
亨 今井
Akihiro Watanabe
昭宏 渡邉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Sendai Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Sendai Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp, Sendai Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the modulation efficiency of an incident angle modulation type encoder of a diffraction interference mode. <P>SOLUTION: Mirrors 14A and 14B are disposed for guiding +1 order diffracted light and -1 order diffracted light so that the direction of varying the tilting of the incident light with respect to an index diffraction grating 13 become the same as the direction of varying the tilting, with respect to a moving diffraction grating 15, of reinterfered (+1, -1) diffracted light and (-1, +1) order diffracted light of the diffracted light generated by the moving diffraction grating 15. Thus, modulation of the phase of the complex amplitude of the diffracted light due to the optical path difference between the +1 order diffracted light and -1 order diffracted light from the index diffraction grating 13, and modulation of the phase of the complex amplitude of the diffracted light due to displacement of the incident positions of these diffracted lights on the moving diffraction grating 15, have the same polarity, which cause the phase difference between the (+1, -1) order diffracted light and (-1, +1) order diffracted light reinterfered by the action of the moving diffraction grating 15. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学式エンコーダに係り、さらに詳しくは、移動方向に直交させて配列した格子を有する回折格子に光を照射し、この回折格子を透過又は反射した光の強度変化を検出して、回折格子の相対的な移動量を検出するエンコーダに関する。   The present invention relates to an optical encoder, and more specifically, irradiates light to a diffraction grating having a grating arranged orthogonal to the moving direction, and detects a change in intensity of light transmitted or reflected by the diffraction grating, The present invention relates to an encoder that detects a relative movement amount of a diffraction grating.

従来、一般的な光学式エンコーダとして、移動体とともに移動し、かつ移動方向に直交させて等間隔に形成した格子を有する回折格子と、この回折格子に2つの可干渉光束を照射する照射光学系と、回折格子で回折された同次数の正負の回折光を干渉させて干渉光の強度変化を検出する検出器とを備え、この干渉光の強度変化に基づいて、回折格子の移動量を検出する回折干渉式のエンコーダが知られている(例えば、特許文献1)。   Conventionally, as a general optical encoder, a diffraction grating having a grating that moves with a moving body and is formed at equal intervals perpendicular to the moving direction, and an irradiation optical system that irradiates the diffraction grating with two coherent light beams And a detector that detects the intensity change of the interference light by interfering with positive and negative diffracted lights of the same order diffracted by the diffraction grating, and detects the movement amount of the diffraction grating based on the intensity change of the interference light A diffraction interference type encoder is known (for example, Patent Document 1).

近年、S/N比を向上させ、検出精度を高めた光学式エンコーダが提案されている(例えば、特許文献2)。このエンコーダは、移動体の移動方向に沿って配列された格子を有するスケールと、スケール上をその格子の配列方向に沿ってビームを振動させるプローブとを備え、このプローブは、ビームを格子の配列方向に振動することにより、ビームの振動中心を基準位置にしたスケールの相対位置に関する情報を含んだ信号を出力する。そして、このプローブから出力される信号と、ビームを振動させる駆動信号とを比較することでビームとスケールとの相対位置を求めている。   In recent years, an optical encoder with improved S / N ratio and improved detection accuracy has been proposed (for example, Patent Document 2). The encoder includes a scale having a grating arranged along the moving direction of the moving body, and a probe that vibrates the beam along the arrangement direction of the grating on the scale. By oscillating in the direction, a signal including information on the relative position of the scale with the vibration center of the beam as a reference position is output. Then, the relative position between the beam and the scale is obtained by comparing the signal output from the probe with the drive signal for vibrating the beam.

最近では、上記回折干渉方式のエンコーダについても、S/N比の向上が要求されている。   Recently, an improvement in the S / N ratio is also required for the above-described diffraction interference type encoder.

特開2003−35570号公報JP 2003-35570 A 米国特許第6,639,686号明細書US Pat. No. 6,639,686

本発明は、第1の観点からすると、入射光を複数の光に分離する分離光学系と;分離された前記複数の光をスケール上に導く光学系とを有するエンコーダにおいて、前記分離光学系に対する前記入射光の入射角を変更する変更装置と;前記変更装置による前記入射光の入射角の変更方向と同じ方向に、前記スケールに対する前記複数の光の入射角を変える光学部材とを備えることを特徴とするエンコーダである。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an encoder having a separation optical system that separates incident light into a plurality of lights; and an optical system that guides the plurality of separated lights onto a scale. A changing device that changes an incident angle of the incident light; and an optical member that changes an incident angle of the plurality of lights with respect to the scale in the same direction as the changing direction of the incident angle of the incident light by the changing device. This is an encoder.

これによれば、入射光の入射角の変更方向と同じ方向に、入射光を分離光学系により分離して生成された複数の光の入射角を変える光学部材が設けられているので、入射光の変化により生じた2つの回折光の間の光路差による回折光の複素振幅の位相の変調と、それらの回折光のスケール上の入射位置の相対変位による回折光の複素振幅の位相の変調とが、互いに相殺し合うことがないように、それらの変調方向を常に同じ方向とすることができる。この結果、2つの回折光の干渉状態を示す干渉信号の変調効率を常に高く維持することができる。   According to this, since the optical member for changing the incident angles of the plurality of lights generated by separating the incident light by the separation optical system is provided in the same direction as the incident light changing direction, the incident light is provided. Modulation of the phase of the complex amplitude of the diffracted light due to the optical path difference between the two diffracted light caused by the change of the phase, and modulation of the phase of the complex amplitude of the diffracted light due to the relative displacement of the incident position on the scale of the diffracted light However, their modulation directions can always be the same so that they do not cancel each other. As a result, the modulation efficiency of the interference signal indicating the interference state of the two diffracted lights can always be kept high.

本発明は、第2の観点からすると、入射光を複数の光に分離する分離光学系と、分離された前記複数の光をスケール上に照射する光学系とを有するエンコーダにおいて、前記分離光学系に対する前記入射光の入射方向を周期的に変更する変更装置を有し、前記光学系は、前記分離光学系に対する前記入射光の入射方向と同じ方向から、前記スケール上に前記複数の光を照射することを特徴とするエンコーダである。   From a second viewpoint, the present invention provides an encoder having a separation optical system that separates incident light into a plurality of lights, and an optical system that irradiates the separated plurality of lights onto a scale. The optical system irradiates the plurality of lights on the scale from the same direction as the incident direction of the incident light with respect to the separation optical system. It is an encoder characterized by doing.

これによれば、入射光の変化により生じた2つの回折光の間の光路差による回折光の複素振幅の位相の変調と、それらの回折光のスケール上の入射位置の相対変位による回折光の複素振幅の位相の変調とが、互いに相殺し合うことがないように、それらの変調方向を常に同じ方向とすることができる。この結果、2つの回折光の干渉状態を示す干渉信号の変調効率を常に高く維持することができる。   According to this, the phase of the complex amplitude of the diffracted light due to the optical path difference between the two diffracted lights caused by the change of the incident light and the relative displacement of the incident position on the scale of those diffracted lights The modulation directions can always be the same so that the modulation of the phase of the complex amplitude does not cancel each other. As a result, the modulation efficiency of the interference signal indicating the interference state of the two diffracted lights can always be kept high.

以下、本発明の一実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。図1には、本発明の一実施形態に係るエンコーダ100の主要部の構成が概略的に示されている。このエンコーダ100は、いわゆる回折干渉方式のエンコーダであり、所定方向に移動する移動体(例えば、ステージなど)の移動方向、あるいは移動量、あるいは変位を検出するリニアエンコーダである。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows a configuration of a main part of an encoder 100 according to an embodiment of the present invention. The encoder 100 is a so-called diffraction interference type encoder, and is a linear encoder that detects a moving direction, a moving amount, or a displacement of a moving body (for example, a stage) that moves in a predetermined direction.

図1に示されるように、このエンコーダ100は、光源11と、コリメータレンズ12と、回折光学素子(インデックス回折格子)13と、ミラー14A、14Bと、スケール(移動回折格子)15と、受光素子16と、アクチュエータ17と、振動ミラー18とを備えている。   As shown in FIG. 1, the encoder 100 includes a light source 11, a collimator lens 12, a diffractive optical element (index diffraction grating) 13, mirrors 14A and 14B, a scale (moving diffraction grating) 15, and a light receiving element. 16, an actuator 17, and a vibrating mirror 18.

光源11は、例えば、コヒーレントな光、例えば波長λ=850nmのレーザ光を+X方向に射出する光源である。光源11の+X側に配置されたコリメータレンズ12は、光源11から発せられたレーザ光を平行光に変換する。   The light source 11 is, for example, a light source that emits coherent light, for example, laser light having a wavelength λ = 850 nm in the + X direction. The collimator lens 12 disposed on the + X side of the light source 11 converts the laser light emitted from the light source 11 into parallel light.

振動ミラー18は、−X方向から入射したコリメータレンズ12からの平行光を反射する。その平行光の反射方向は、概ね−Z方向であるが、厳密には、振動ミラー18の回転振動によって変動する反射面の向きによって決定される。振動ミラー18の回転振動に伴うエンコーダ100の動作については後に詳述する。   The oscillating mirror 18 reflects parallel light from the collimator lens 12 incident from the −X direction. The reflection direction of the parallel light is approximately the −Z direction, but strictly speaking, it is determined by the direction of the reflecting surface that varies due to the rotational vibration of the vibrating mirror 18. The operation of the encoder 100 accompanying the rotational vibration of the vibration mirror 18 will be described in detail later.

振動ミラー18で反射された平行光は、インデックス回折格子13に入射する。インデックス回折格子13としては、例えば透過型の位相格子を採用することができる。インデックス回折格子13の格子ピッチpは、50μm以下、例えば8μm程度に設定されている。   The parallel light reflected by the vibration mirror 18 enters the index diffraction grating 13. As the index diffraction grating 13, for example, a transmission type phase grating can be adopted. The grating pitch p of the index diffraction grating 13 is set to 50 μm or less, for example, about 8 μm.

インデックス回折格子13は、入射した平行光に基づいて、複数の回折光を発生させる。図1では、それらの回折光のうち、インデックス回折格子13のX軸方向中央部で発生した±1次回折光が示されている。実線で示される+X側に射出される回折光が+1次回折光であり、点線で示される−X側に射出される回折光が−1次回折光である。なお、これらの回折光の出射角は、インデックス回折格子13のピッチpと、レーザ光の波長λによって決定される。なお、インデックス回折格子13として、各格子を通過する光に位相差を生じさせて、0次光を消失するために、インデックス回折格子13の格子の凹凸の差をλ/2に設定すればよい。   The index diffraction grating 13 generates a plurality of diffracted lights based on the incident parallel lights. FIG. 1 shows ± first-order diffracted light generated at the center of the index diffraction grating 13 in the X-axis direction among the diffracted lights. The diffracted light emitted to the + X side indicated by the solid line is the + 1st order diffracted light, and the diffracted light emitted to the −X side indicated by the dotted line is the −1st order diffracted light. Note that the emission angles of these diffracted lights are determined by the pitch p of the index diffraction grating 13 and the wavelength λ of the laser light. As the index diffraction grating 13, the difference in the unevenness of the grating of the index diffraction grating 13 may be set to λ / 2 in order to cause a phase difference in the light passing through each grating and eliminate the 0th order light. .

ミラー14A、14Bは、インデックス回折格子13と移動回折格子15との間で、かつ互いにその反射面が対向するように配置されている。インデックス回折格子13で発生した+1次回折光は、ミラー14Aで反射した後、ミラー14Bでさらに反射して、移動回折格子15上に入射する。一方、インデックス回折格子13で発生した−1次回折光は、ミラー14Bで反射した後、ミラー14Aでさらに反射して、移動回折格子15上に入射する。本実施形態では、インデックス回折格子13の同一位置から発せられた±1次回折光は、ミラー14A、14Bで1回ずつ計2回反射した後に、移動回折格子15上の同じ位置で交わるように設定されている。すなわち、インデックス回折格子13で分離された±1次回折光は、移動回折格子15の同一位置に入射する。   The mirrors 14A and 14B are arranged between the index diffraction grating 13 and the moving diffraction grating 15 so that the reflection surfaces thereof face each other. The + 1st order diffracted light generated by the index diffraction grating 13 is reflected by the mirror 14A, is further reflected by the mirror 14B, and enters the moving diffraction grating 15. On the other hand, the −1st order diffracted light generated by the index diffraction grating 13 is reflected by the mirror 14B, then further reflected by the mirror 14A, and is incident on the moving diffraction grating 15. In the present embodiment, the ± first-order diffracted light emitted from the same position of the index diffraction grating 13 is reflected twice by the mirrors 14A and 14B once, and then intersects at the same position on the moving diffraction grating 15. Has been. That is, the ± first-order diffracted light separated by the index diffraction grating 13 is incident on the same position of the moving diffraction grating 15.

移動回折格子15は、インデックス回折格子13と同様に、透過型の位相格子である。移動回折格子15の格子ピッチpは、インデックス回折格子13のそれと同じであり、50μm以下、例えば8μm程度に設定されている。移動回折格子15では、その回折作用により、インデックス回折格子13から発せられた±1次回折光の回折光が発生する。この回折光の出射角は、移動回折格子15に入射する±1次回折光の入射角、移動回折格子15のピッチp、レーザ光の波長λによって決定される。   Similar to the index diffraction grating 13, the moving diffraction grating 15 is a transmissive phase grating. The grating pitch p of the moving diffraction grating 15 is the same as that of the index diffraction grating 13, and is set to 50 μm or less, for example, about 8 μm. In the moving diffraction grating 15, diffracted light of ± first-order diffracted light emitted from the index diffraction grating 13 is generated by the diffraction action. The outgoing angle of this diffracted light is determined by the incident angle of ± first-order diffracted light incident on the moving diffraction grating 15, the pitch p of the moving diffraction grating 15, and the wavelength λ of the laser light.

移動回折格子15は、インデックス回折格子13から発せられた+1次回折光を回折して−1次回折光を発し、インデックス回折格子13から発せられた−1次回折光を回折して+1次回折光を発する。移動回折格子15で発せられた±1次回折光は、互いに−Z側に進み、互いに干渉した状態で、受光素子16に入射する。この結果、受光素子16は、±1次回折光が互いに干渉した光(干渉光)の干渉強度を示す電流信号(干渉信号)Iを出力するようになる。なお、以下では、受光素子16に入射する干渉光のうち、インデックス回折格子13で発生した+1次回折光が移動回折格子15に入射することによって発生する−1次回折光を、(+1、−1)次回折光と呼び、インデックス回折格子13で発生した−1次回折光が移動回折格子15に入射することによって発生する+1次回折光を、(−1、+1)次回折光と呼ぶものとする。   The moving diffraction grating 15 diffracts the + 1st order diffracted light emitted from the index diffraction grating 13 to emit −1st order diffracted light, and diffracts the −1st order diffracted light emitted from the index diffraction grating 13 to emit + 1st order diffracted light. The ± first-order diffracted light emitted from the moving diffraction grating 15 travels toward the −Z side and enters the light receiving element 16 while interfering with each other. As a result, the light receiving element 16 outputs a current signal (interference signal) I indicating the interference intensity of the light (interference light) with which the ± first-order diffracted lights interfere with each other. In the following description, out of the interference light incident on the light receiving element 16, the −1st order diffracted light generated when the + 1st order diffracted light generated by the index diffraction grating 13 enters the moving diffraction grating 15 is expressed as (+1, −1). The + 1st order diffracted light generated when the -1st order diffracted light generated by the index diffraction grating 13 is incident on the moving diffraction grating 15 is referred to as (−1, +1) th order diffracted light.

<変位検出の基本原理>
ところで、光源11、コリメータレンズ12、インデックス回折格子13、ミラー14A、14B、受光素子16は、変位測定の基準となる不図示の固定物に固定されており、互いの位置が一定となっている。また、光源11、コリメータレンズ12、インデックス回折格子13、ミラー14A,14B、受光素子16の組合せを、移動回折格子15に対して、検出ユニットと呼ぶ。それに対して、移動回折格子15は、不図示の移動体に固定され、移動体とともに変位する。この移動体が変位の測定対象である。その変位方向は、移動回折格子15の格子の配列方向と同一方向である。ここでは、移動体の変位の検出原理について説明する。図2(A)、図2(A)には、移動体の変位の基本的な検出原理を説明するための図が示されている。
<Basic principle of displacement detection>
By the way, the light source 11, the collimator lens 12, the index diffraction grating 13, the mirrors 14A and 14B, and the light receiving element 16 are fixed to a fixed object (not shown) serving as a reference for displacement measurement, and their positions are constant. . The combination of the light source 11, the collimator lens 12, the index diffraction grating 13, the mirrors 14A and 14B, and the light receiving element 16 is referred to as a detection unit for the moving diffraction grating 15. On the other hand, the moving diffraction grating 15 is fixed to a moving body (not shown) and is displaced together with the moving body. This moving body is a displacement measurement target. The displacement direction is the same as the direction in which the moving diffraction grating 15 is arranged. Here, the principle of detecting the displacement of the moving body will be described. 2A and 2A are diagrams for explaining the basic detection principle of the displacement of the moving body.

まず、移動回折格子15が、図2(A)に示される位置にあったとする。この場合、インデックス回折格子13の点Aで発生した±1次回折光は、移動回折格子15の点B上に入射する。ここで、移動体の+X方向の移動に伴って、移動回折格子13が、図2(A)で示される位置(X=0の位置)から、図2(B)に示される位置に+xだけ移動したとする。この場合、インデックス回折格子13の点Aで発生した±1次回折光は、その点Bよりも−X方向にxだけ移動した位置B’に入射するようになる。   First, it is assumed that the moving diffraction grating 15 is at the position shown in FIG. In this case, the ± first-order diffracted light generated at the point A of the index diffraction grating 13 is incident on the point B of the moving diffraction grating 15. Here, as the moving body moves in the + X direction, the moving diffraction grating 13 moves from the position shown in FIG. 2A (the position of X = 0) to the position shown in FIG. 2B by + x. Suppose you move. In this case, the ± first-order diffracted light generated at the point A of the index diffraction grating 13 is incident on the position B ′ moved by x in the −X direction from the point B.

この移動後に、移動回折格子15で発生し受光素子16の受光面に到達する(+1、−1)次回折光の複素振幅は、その振幅を規格化して表現すると、exp[2jπx/p]となり、同じく(−1、+1)次回折光の複素振幅は、同じく振幅を規格化して表現すると、exp[−2jπx/p]となる。ここで、jは、単位複素数である。すなわち、インデックス回折格子13に対する移動回折格子15の相対変位xに応じて、(+1、−1)次回折光の複素振幅の位相と、(−1、+1)次回折光の複素振幅の位相とは、逆向きに変化する。   After this movement, the complex amplitude of the (+1, −1) order diffracted light generated in the moving diffraction grating 15 and reaching the light receiving surface of the light receiving element 16 is expressed as exp [2jπx / p] when the amplitude is normalized. Similarly, the complex amplitude of the (−1, +1) -order diffracted light is expressed as exp [−2jπx / p] when the amplitude is also normalized and expressed. Here, j is a unit complex number. That is, according to the relative displacement x of the moving diffraction grating 15 with respect to the index diffraction grating 13, the phase of the complex amplitude of the (+1, −1) order diffracted light and the phase of the complex amplitude of the (−1, +1) order diffracted light are: It changes in the opposite direction.

この場合、受光素子16で受光される干渉信号Iは、後述するような変調がないものとすると、次式で示されるような値を有する信号となる。
I=|exp[−2jπx/p]+exp[2jπx/p]|
In this case, the interference signal I received by the light receiving element 16 is a signal having a value represented by the following equation, assuming that there is no modulation as described later.
I = | exp [−2jπx / p] + exp [2jπx / p] | 2

すなわち、移動体の移動に伴い、移動回折格子15がX軸方向に移動すると、インデックス回折格子13と移動回折格子15との相対変位が変化し、それに合わせて、受光素子16で受光される、(+1、−1)次回折光と、(−1、+1)次回折光との位相差が変化し、それらの干渉状態が変化する。そこで、不図示の検出装置では、受光素子16から得られた変調された干渉信号Iの強度変化に基づいて、インデックス回折格子13に対する移動回折格子15の相対変位xを検出する。これが移動体のX軸方向の変位となる。   That is, when the moving diffraction grating 15 moves in the X-axis direction as the moving body moves, the relative displacement between the index diffraction grating 13 and the moving diffraction grating 15 changes, and the light receiving element 16 receives the light accordingly. The phase difference between the (+1, −1) order diffracted light and the (−1, +1) order diffracted light changes, and their interference state changes. Therefore, a detection device (not shown) detects the relative displacement x of the moving diffraction grating 15 with respect to the index diffraction grating 13 based on the intensity change of the modulated interference signal I obtained from the light receiving element 16. This is the displacement of the moving body in the X-axis direction.

<変調について>
ところで、受光素子16からの干渉信号Iは、振動ミラー18の振動により、変調されるようになる。以下では、その変調の基本原理について説明する。
<About modulation>
By the way, the interference signal I from the light receiving element 16 is modulated by the vibration of the vibrating mirror 18. Below, the basic principle of the modulation will be described.

図1に戻り、振動ミラー18は、その一端が、Y軸に平行な回転軸に接続されており、その回転軸を中心にY軸回りに回転可能となっている。振動ミラー18の他端は、アクチュエータ17に接続されている。アクチュエータ17は、例えば、ピエゾ素子などから構成されており、振動幅が数μm、周波数が20kHz〜30kHz程度で振動可能となっている。アクチュエータ17は、不図示の制御装置の制御の下、所定の周期信号、例えば正弦波状の信号に従って、XZ平面内で、振動ミラー18が回転軸を中心に回転するように、振動ミラーのミラー面と直交する方向に往復振動している。この結果、振動ミラー18は、Y軸回りに所定の振幅をもって回転振動するようになる。   Returning to FIG. 1, the vibrating mirror 18 has one end connected to a rotation axis parallel to the Y axis, and is rotatable about the Y axis around the rotation axis. The other end of the vibration mirror 18 is connected to the actuator 17. The actuator 17 is composed of, for example, a piezo element and can vibrate with a vibration width of several μm and a frequency of about 20 kHz to 30 kHz. The actuator 17 controls the mirror surface of the oscillating mirror so that the oscillating mirror 18 rotates about the rotation axis in the XZ plane according to a predetermined periodic signal, for example, a sine wave signal, under the control of a control device (not shown). Reciprocates in a direction perpendicular to As a result, the oscillating mirror 18 rotates and vibrates with a predetermined amplitude around the Y axis.

この振動ミラー18の回転振動により、インデックス回折格子13に対する平行光の入射角は、周期的に変動するようになる。この結果、インデックス回折格子13で発生する±1次回折光の出射角も、変調されるようになる。   Due to the rotational vibration of the oscillating mirror 18, the incident angle of the parallel light with respect to the index diffraction grating 13 varies periodically. As a result, the emission angle of ± first-order diffracted light generated in the index diffraction grating 13 is also modulated.

<回折格子の入射位置のシフトによる変調>
図3には、インデックス回折格子13への入射光の入射角の変調に応じて、インデックス回折格子13で発生する回折光の変化の様子が示されている。図3に示されるように、インデックス回折格子13に入射する光が、Z軸に対して+X側に傾いていた場合には、インデックス回折格子13上の点Aで発生した±1次回折光は、移動回折格子15上に対して、(実線)で示されるように、点Bから−X側にΔxだけシフトした点Cに入射するようになる。
<Modulation by shifting the incident position of the diffraction grating>
FIG. 3 shows how the diffracted light generated in the index diffraction grating 13 changes according to the modulation of the incident angle of the incident light on the index diffraction grating 13. As shown in FIG. 3, when the light incident on the index diffraction grating 13 is inclined to the + X side with respect to the Z axis, the ± first-order diffracted light generated at the point A on the index diffraction grating 13 is With respect to the moving diffraction grating 15, as indicated by (solid line), it enters a point C shifted from the point B by −x to the −X side.

一方、図4には、実際に、移動回折格子15が点B’からさらに+X側にΔxだけ移動した状態が示されている。この場合、図4に示されるように、インデックス回折格子13の点Aから発せられた±1次回折光は、点B’からさらに−X側にΔxだけ離れた点Cに入射するようになる。すなわち、インデックス回折格子13への入射光の入射角が変調された場合におけるインデックス回折格子13が射出する±1次回折光の射出位置と、移動回折格子15上における±1次回折光の入射位置との関係は、インデックス回折格子13への入射光の入射角を変調させた場合と、移動回折格子15を移動させた場合とで同じである。   On the other hand, FIG. 4 shows a state where the moving diffraction grating 15 is actually moved from the point B ′ further to the + X side by Δx. In this case, as shown in FIG. 4, the ± 1st-order diffracted light emitted from the point A of the index diffraction grating 13 is incident on a point C further away from the point B ′ by Δx on the −X side. That is, the emission position of ± first-order diffracted light emitted from the index diffraction grating 13 and the incident position of ± first-order diffracted light on the moving diffraction grating 15 when the incident angle of the incident light on the index diffraction grating 13 is modulated. The relationship is the same when the incident angle of the incident light to the index diffraction grating 13 is modulated and when the moving diffraction grating 15 is moved.

図4に示される場合では、受光素子16で検出される(+1、−1)次回折光の複素振幅は、exp[2jπ(x+Δx)/p]となり、(−1、+1)次回折光の複素振幅は、exp[−2jπ(x+Δx)/p]となる。すなわち、(+1、−1)次回折光の複素振幅の位相と、(−1、+1)次回折光の複素振幅の位相とは、同じ大きさで、逆方向に変化するようになる。したがって、図3に示される場合でも、(+1、−1)次回折光の複素振幅の位相と、(−1、+1)次回折光の複素振幅の位相とは、図4に示される場合と同様に、同じ大きさで、逆方向に変調されるようになる。   In the case shown in FIG. 4, the complex amplitude of the (+1, −1) order diffracted light detected by the light receiving element 16 is exp [2jπ (x + Δx) / p], and the complex amplitude of the (−1, +1) order diffracted light. Becomes exp [−2jπ (x + Δx) / p]. That is, the phase of the complex amplitude of the (+1, −1) order diffracted light and the phase of the complex amplitude of the (−1, +1) order diffracted light have the same magnitude and change in the opposite direction. Therefore, even in the case shown in FIG. 3, the phase of the complex amplitude of the (+1, −1) order diffracted light and the phase of the complex amplitude of the (−1, +1) order diffracted light are the same as in the case shown in FIG. , They will be modulated in the opposite direction with the same magnitude.

<光路長による変調>
また、図5には、インデックス回折格子13で生じた±1次回折光の光路差の変化の様子が示されている。図5では、ミラー14A、14Bが配置されていない場合の、±1次回折光の光路についても、移動回折格子15上に到達するまでが示されている。図5に示されるように、移動回折格子15に導かれる+1次回折光の光路は、インデックス回折格子13への入射光が+X側に傾いている場合に対し、インデックス回折格子13への入射光が垂直、すなわち傾いていない場合の方が短くなって、移動回折格子15上でのその複素振幅の位相は進むようになり、結果的に、移動回折格子15で発生する(+1、−1)次回折光の複素振幅の位相も進むようになる。また、移動回折格子15に導かれる−1次回折光の光路は、インデックス回折格子13への入射光が+X側に傾いている場合に対し、インデックス回折格子13への入射光が垂直、すなわち傾いていない場合の方が長くなって移動回折格子15上でのその複素振幅の位相は遅れるようになり、結果的に、移動回折格子15で発生する(−1、+1)次回折光の複素振幅の位相も遅れるようになる。
<Modulation by optical path length>
FIG. 5 shows a change in the optical path difference of ± first-order diffracted light generated in the index diffraction grating 13. FIG. 5 shows the optical path of ± first-order diffracted light until it reaches the moving diffraction grating 15 when the mirrors 14A and 14B are not arranged. As shown in FIG. 5, the optical path of the + 1st order diffracted light guided to the moving diffraction grating 15 is such that the incident light on the index diffraction grating 13 is incident on the + X side of the incident light on the index diffraction grating 13. The vertical, that is, not tilted, becomes shorter, and the phase of the complex amplitude on the moving diffraction grating 15 advances. As a result, (+1, −1) next time generated in the moving diffraction grating 15 The phase of the complex amplitude of the folded light also advances. Further, the optical path of the −1st order diffracted light guided to the moving diffraction grating 15 is perpendicular, that is, the incident light to the index diffraction grating 13 is inclined, in contrast to the case where the incident light to the index diffraction grating 13 is inclined to the + X side. In the absence, the phase of the complex amplitude on the moving diffraction grating 15 is delayed, and as a result, the phase of the complex amplitude of the (−1, +1) -order diffracted light generated in the moving diffraction grating 15 is delayed. Will also be delayed.

以上述べたように、インデックス回折格子13への入射光の入射角が傾斜すると、移動回折格子15で再干渉する2つの回折光(±1次回折光)の複素振幅の位相が変化するようになる。その位相の変化の要因には、インデックス回折格子13から±1次回折光が射出する射出位置と、±1次回折光が移動回折格子15上に入射する入射位置のずれに伴って発生する擬似的な移動回折格子15上の入射位置の変化と、インデックス回折格子13から、移動回折格子15に到達するまでの±1次回折光の光路長の変化とがある。   As described above, when the incident angle of the incident light on the index diffraction grating 13 is inclined, the phase of the complex amplitude of the two diffracted lights (± first-order diffracted light) re-interfering with the moving diffraction grating 15 changes. . The cause of the phase change is a pseudo-generation that occurs due to a deviation between the emission position where ± 1st-order diffracted light is emitted from the index diffraction grating 13 and the incident position where ± 1st-order diffracted light is incident on the moving diffraction grating 15. There are a change in the incident position on the moving diffraction grating 15 and a change in the optical path length of the ± first-order diffracted light from the index diffraction grating 13 to the movement diffraction grating 15.

さらに詳細には、インデックス回折格子13への入射光の入射角が+X方向に傾斜すると、受光素子16で受光される(+1、−1)次回折光の複素振幅は、移動回折格子15上の入射位置のシフトによってその位相が進み、+1次回折光の光路長の変化によってさらに位相が進むようになり、受光素子16で受光される(−1、+1)次回折光の複素振幅は、移動回折格子15への入射位置のシフトによってその位相が遅れ、−1次回折光の光路長の変化によってさらに位相が遅れるようになる。   More specifically, when the incident angle of the incident light on the index diffraction grating 13 is inclined in the + X direction, the complex amplitude of the (+1, −1) order diffracted light received by the light receiving element 16 is incident on the moving diffraction grating 15. The phase is advanced by the shift of the position, and the phase is further advanced by the change of the optical path length of the + 1st order diffracted light. The complex amplitude of the (−1, +1) th order diffracted light received by the light receiving element 16 is the moving diffraction grating 15. The phase is delayed due to the shift of the incident position on the light, and the phase is further delayed due to the change in the optical path length of the −1st order diffracted light.

言い換えると、インデックス回折格子13への入射光の入射角が、+X方向に傾斜した場合には、受光素子16に入射する(+1、−1)次回折光の複素振幅の位相は、移動回折格子15上の入射位置の変化によっても、+1次回折光の光路長の変化によっても進み、(+1、−1)次回折光の複素振幅の位相は、移動回折格子15上の入射位置の変化によっても、−1次回折光の光路長の変化によっても遅れるようになる。   In other words, when the incident angle of the incident light on the index diffraction grating 13 is inclined in the + X direction, the phase of the complex amplitude of the (+1, −1) order diffracted light incident on the light receiving element 16 is the moving diffraction grating 15. The phase of the complex amplitude of the (+1, −1) order diffracted light is changed by the change of the incident position on the moving diffraction grating 15 as well as the change of the optical path length of the + 1st order diffracted light. The delay is also caused by a change in the optical path length of the first-order diffracted light.

このことは、インデックス回折格子13に入射する入射光の入射角が、−X側に入射した場合でも同様である。この場合でも、受光素子16に入射する(+1、−1)次回折光の複素振幅の位相は、+1次回折光の光路長の変化によっても、移動回折格子15上の入射位置の変化によっても、遅れるようになり、(−1、+1)次回折光の複素振幅の位相は、−1次回折光の光路長の変化によっても、移動回折格子15上の入射位置の変化によっても、遅れるようになる。   This is the same even when the incident angle of the incident light incident on the index diffraction grating 13 is incident on the −X side. Even in this case, the phase of the complex amplitude of the (+1, −1) order diffracted light incident on the light receiving element 16 is delayed both by the change of the optical path length of the + 1st order diffracted light and by the change of the incident position on the moving diffraction grating 15. Thus, the phase of the complex amplitude of the (−1, +1) th order diffracted light is delayed both by the change of the optical path length of the −1st order diffracted light and by the change of the incident position on the moving diffraction grating 15.

以上述べたように、本実施形態によれば、±1次回折光の光路長による位相変化の成分と、移動回折格子15上の±1次回折光の入射位置の変化による位相変化の成分とは、常に同符号となり、打ち消しあうことなく、互いに強め合うようになり、逆に、回折光間、すなわち(+1、−1)次回折光と(−1、+1)次回折光との間では、逆符号となる。また、上述したように、インデックス回折格子13に入射する入射光の入射角は、振動ミラー18の回転振動によって周期的に変動する。これにより、変調される(+1、−1)次回折光と(−1、+1)次回折光との位相差の変化が大きくなり、結果的に、それらの回折光の干渉状態を示す干渉信号Iについて、良好な変調効率を得ることができるようになる。   As described above, according to the present embodiment, the component of the phase change due to the optical path length of the ± 1st order diffracted light and the component of the phase change due to the change of the incident position of the ± 1st order diffracted light on the moving diffraction grating 15 are: They always have the same sign, and are mutually intensified without canceling each other. Conversely, between the diffracted lights, that is, between the (+1, −1) order diffracted light and the (−1, +1) order diffracted light, the opposite sign is obtained. Become. Further, as described above, the incident angle of the incident light incident on the index diffraction grating 13 periodically varies due to the rotational vibration of the vibrating mirror 18. As a result, the change in the phase difference between the (+1, −1) order diffracted light and the (−1, +1) order diffracted light to be modulated becomes large, and as a result, the interference signal I indicating the interference state of these diffracted lights. Thus, good modulation efficiency can be obtained.

本実施形態に係るエンコーダ100では、ミラー14A、ミラー14Bにより±1次回折光をそれぞれ2回反射させることによって高い変調効率が実現されている。ここで、例えば、ミラー14A、14Bにおける回折光の反射回数を1回とした場合について考える。この場合には、例えば、インデックス回折格子13に対する入射光が+X側に傾斜したとすると、インデックス回折格子13の±1次回折光の射出位置と移動回折格子15に対する±1次回折光の入射位置とは、本実施形態に係るエンコーダ100とは逆に、+X方向にΔxずれるようになる。この結果、(−1、+1)次回折光については、その複素振幅の位相が遅れるようになり、(+1、−1)次回折光については、その複素振幅の位相が進むようになる。すなわち、この場合には、±1次回折光の光路長による位相変動と、回折格子による位相変動とは、逆符号となって互いに打ち消し合うようになり、(+1、−1)次回折光、(−1、+1)の複素振幅の位相の変化量が小さくなり、その結果、干渉信号Iの変調効率が低下する。   In the encoder 100 according to the present embodiment, high modulation efficiency is realized by reflecting ± first-order diffracted light twice each by the mirror 14A and the mirror 14B. Here, for example, consider a case where the number of reflections of diffracted light by the mirrors 14A and 14B is one. In this case, for example, if the incident light on the index diffraction grating 13 is tilted to the + X side, the ± 1st order diffracted light emission position of the index diffraction grating 13 and the ± 1st order diffracted light incident position on the moving diffraction grating 15 are Contrary to the encoder 100 according to the present embodiment, it is shifted by Δx in the + X direction. As a result, the phase of the complex amplitude of the (−1, +1) order diffracted light is delayed, and the phase of the complex amplitude of the (+1, −1) order diffracted light is advanced. That is, in this case, the phase fluctuation due to the optical path length of the ± first-order diffracted light and the phase fluctuation due to the diffraction grating are opposite to each other and cancel each other, and (+1, −1) -order diffracted light, (− The amount of change in the phase of the complex amplitude of (1, +1) is reduced, and as a result, the modulation efficiency of the interference signal I is lowered.

なお、本発明者らの鋭意検討により、インデックス回折格子13から発した±1次回折光をそれぞれ1回しか反射させない場合と、±1次回折光をそれぞれ2回反射させる場合とでの、干渉信号Iの変調効率の比較を行ったところ、±1次回折光を1回しか反射させない場合では、入射角が1度変化すると、両回折光の位相差の変化量は、0.002radとなったのに対し、±1次回折光を2回反射させる場合では、入射角が1度変化すると、両回折光の位相差の変化量は、9radとなり、本実施形態に係るエンコーダ100について十分な変調効率が得られていることが証明されている。   In addition, as a result of intensive studies by the present inventors, the interference signal I in the case where the ± first-order diffracted light emitted from the index diffraction grating 13 is reflected only once and the case where the ± first-order diffracted light is reflected twice each. When the ± 1st order diffracted light is reflected only once, when the incident angle changes once, the amount of change in the phase difference between the two diffracted lights becomes 0.002 rad. On the other hand, in the case where the ± first-order diffracted light is reflected twice, when the incident angle changes by 1 degree, the amount of change in the phase difference between the two diffracted lights becomes 9 rad, and sufficient modulation efficiency is obtained for the encoder 100 according to the present embodiment. It has been proven that

図6には、本実施形態に係るエンコーダ100における、インデックス回折格子13に入射する±1次回折光の入射角と、移動回折格子15に入射する回折光の入射角との関係が示されている。なお、図6では、説明を簡単にするために、インデックス回折格子13に入射する±1次回折光の入射角の変動によって発生する移動回折格子15上の回折光の入射位置のX軸方向のシフトは、省略して図示している。   FIG. 6 shows the relationship between the incident angle of ± first-order diffracted light incident on the index diffraction grating 13 and the incident angle of diffracted light incident on the moving diffraction grating 15 in the encoder 100 according to the present embodiment. . In FIG. 6, in order to simplify the explanation, the X-axis direction shift of the incident position of the diffracted light on the moving diffraction grating 15 caused by the change in the incident angle of the ± first-order diffracted light incident on the index diffraction grating 13 is shown. Are omitted in the figure.

図6の点線で示されるように、インデックス回折格子13に入射する入射光の入射角がZ軸に対して+X側に変化した場合には、移動回折格子15に入射する±1次回折光の入射角も+X側に変化する。また、図6の一点鎖線で示されるように、インデックス回折格子13に入射する入射光の入射角が−X側に変化した場合には、移動回折格子15に入射する±1次回折光の入射角も−X側に変化する。すなわち、本実施形態に係るエンコーダ100においては、インデックス回折格子13に対して入射光の入射角が変化する方向と、移動回折格子15へ入射する各回折光の入射角が変化する方向とが同じとなるように設定されている。言い換えれば、インデックス回折格子13に入射する入射方向と、移動回折格子15へ入射する各回折光の入射方向とが同じ方向となるように設定されている。このようにすれば、前述したように、±1次回折光の光路長による位相変化と、移動回折格子15上の±1次回折光の入射位置の変化による位相変化とが、常に同符号となり、打ち消しあうことなく、互いに強め合うようになるのである。   As indicated by the dotted line in FIG. 6, when the incident angle of the incident light incident on the index diffraction grating 13 changes to the + X side with respect to the Z axis, the incidence of ± first-order diffracted light incident on the moving diffraction grating 15 The angle also changes to the + X side. Further, as indicated by a one-dot chain line in FIG. 6, when the incident angle of the incident light incident on the index diffraction grating 13 changes to the −X side, the incident angle of the ± first-order diffracted light incident on the moving diffraction grating 15. Also changes to the -X side. That is, in the encoder 100 according to the present embodiment, the direction in which the incident angle of incident light changes with respect to the index diffraction grating 13 is the same as the direction in which the incident angle of each diffracted light incident on the moving diffraction grating 15 changes. It is set to become. In other words, the incident direction incident on the index diffraction grating 13 and the incident direction of each diffracted light incident on the moving diffraction grating 15 are set to be the same direction. In this way, as described above, the phase change due to the optical path length of the ± 1st-order diffracted light and the phase change due to the change of the incident position of the ± 1st-order diffracted light on the moving diffraction grating 15 always have the same sign and cancel out. They will strengthen each other without being met.

受光素子16から得られる変調された干渉信号Iを受信した不図示の検出装置は、十分な変調効率が得られているこの干渉信号Iについて、アクチュエータの駆動による振動ミラー18の振動周波数ω(前述した正弦波の角周波数)、すなわち変調周波数ωの整数倍の正弦波信号を用いて同期検波を行う。この同期検波により、干渉信号Iの時間変化の0次成分、1次成分、2次成分、3次成分、4次成分、…が検出される。   The detection device (not shown) that has received the modulated interference signal I obtained from the light receiving element 16 uses the vibration frequency ω (described above) of the vibration mirror 18 driven by the actuator for this interference signal I with sufficient modulation efficiency. The synchronous detection is performed using a sine wave signal that is an integral multiple of the modulation frequency ω. By this synchronous detection, the zero-order component, the first-order component, the second-order component, the third-order component, the fourth-order component,...

この検出装置では、干渉信号Iの時間変化の特定周波数成分、例えば、変調周波数ωの1次成分と2次成分とを、90度ずれた位相で変位xを表すサイン信号(sin(4πx/p))とコサイン信号(cos(4πx/p))として用いることができる。すなわち、本実施形態に係るエンコーダ100によれば、受光素子16を1つしか備えていないにもかかわらず、受光素子16からの時間信号を時間変化させているので、その時間変化からサイン信号とコサイン信号との双方と得ることが可能となる。   In this detection apparatus, a sine signal (sin (4πx / p) representing a displacement x with a phase shifted by 90 degrees from a specific frequency component of a time change of the interference signal I, for example, a primary component and a secondary component of the modulation frequency ω. )) And a cosine signal (cos (4πx / p)). That is, according to the encoder 100 according to the present embodiment, the time signal from the light receiving element 16 is changed with time even though only one light receiving element 16 is provided. Both the cosine signal and the cosine signal can be obtained.

なお、検出装置においては、検出した成分のうち、0次成分を、光源11の光量制御に用いることが可能であり、1次成分と3次成分との比又は2次成分と3次成分との比によって、アクチュエータ17による振動ミラー18の回転信号によるインデックス回折格子13への入射光の入射角の変動制御(すなわち変調度制御)に用いるようにしてもよい。   In the detection device, among the detected components, the zero-order component can be used for light amount control of the light source 11, and the ratio between the primary component and the tertiary component or the secondary component and the tertiary component. The ratio may be used for fluctuation control (that is, modulation degree control) of the incident angle of the incident light on the index diffraction grating 13 by the rotation signal of the vibrating mirror 18 by the actuator 17.

なお、上述したように、インデックス回折格子13への入射光の入射角の変更により、移動回折格子15への入射位置の変化による±1次回折光の複素振幅の位相の変調周波数と、±1次回折光の光路長の変化による各回折光の複素振幅の位相の変調周波数は同じ(ともにω)であるため、検出装置においても同一の周波数ωで、サイン信号とコサイン信号とを同期検波することができる。   As described above, by changing the incident angle of the incident light on the index diffraction grating 13, the modulation frequency of the phase of the complex amplitude of ± first-order diffracted light due to the change of the incident position on the moving diffraction grating 15, and ± 1 next time Since the modulation frequency of the phase of the complex amplitude of each diffracted light due to the change in the optical path length of the folded light is the same (both are ω), the detection device can also detect the sine signal and the cosine signal synchronously at the same frequency ω. it can.

以上詳細に述べたように、本実施形態に係るエンコーダ100によれば、インデックス回折格子13への入射光がそのインデックス回折格子13に対し傾く方向と、移動回折格子15上に入射する±1次回折光の傾く方向とが同じとなるように、+1次回折光と−1次回折光とを導くミラー14A、14Bが配置されている。これにより、移動回折格子15の作用により再干渉する(+1、−1)次回折光と(−1、+1)次回折光との位相差の原因となる、インデックス回折格子13からの+1次回折光と−1次回折光の光路差による各回折光の複素振幅の位相の変調方向と、それらの回折光の移動回折格子15上の入射位置のシフトによる回折光の複素振幅の位相の変調方向とが、同じ方向となる。この結果、(+1、−1)次回折光と、(−1、+1)次回折光との位相差の変動を大きくすることができるようになり、それらの回折光の干渉結果を示す信号である干渉信号Iについて、良好な変調効率を得ることができるようになる。   As described above in detail, according to the encoder 100 according to the present embodiment, the incident light on the index diffraction grating 13 is inclined with respect to the index diffraction grating 13 and ± 1 next time incident on the moving diffraction grating 15. Mirrors 14A and 14B for guiding the + 1st order diffracted light and the −1st order diffracted light are arranged so that the direction in which the folded light is inclined is the same. Thus, the + 1st order diffracted light from the index diffraction grating 13 and − which causes the phase difference between the (+1, −1) order diffracted light and the (−1, +1) th order diffracted light that re-interfer by the action of the moving diffraction grating 15. The modulation direction of the complex amplitude phase of each diffracted light due to the optical path difference of the first-order diffracted light is the same as the modulation direction of the complex amplitude phase of the diffracted light due to the shift of the incident position of the diffracted light on the moving diffraction grating 15. Direction. As a result, the fluctuation of the phase difference between the (+1, −1) order diffracted light and the (−1, +1) order diffracted light can be increased, and the interference is a signal indicating the interference result of these diffracted lights. Good modulation efficiency can be obtained for the signal I.

この作用により、エンコーダ100においては、設計上様々な工夫が可能となる。例えば、インデックス回折格子13への入射光の入射角が小さくても、十分な変調効率が得られるので、アクチュエータ17の振動振幅を小さくして、振動ミラー18を振動させるための振動振幅を小さくすることができる。これにより、アクチュエータ17を駆動する駆動電圧などを小さくすることができるようになる。その結果、それらの耐久性を向上させることができるようになり、キャリア周波数のノイズの低減なども実現することができるようになる。   Due to this action, the encoder 100 can be variously designed in design. For example, even if the incident angle of the incident light on the index diffraction grating 13 is small, sufficient modulation efficiency can be obtained. Therefore, the vibration amplitude of the actuator 17 is reduced and the vibration amplitude for vibrating the vibration mirror 18 is reduced. be able to. As a result, the driving voltage for driving the actuator 17 can be reduced. As a result, it is possible to improve the durability thereof, and it is possible to realize reduction of noise at the carrier frequency.

なお、本実施形態では、2枚のミラー14A,14Bを対向するように配置し、その2つのミラー14A、14Bを用いてインデックス回折格子14で発生した±1次回折光を、移動回折格子13上の略同一位置に導くようにしたが、回折光を反射させる位置毎にミラーを置くようにしてもよい。すなわち、4枚のミラーを、回折光の反射位置に個別に配置するようにしてもよい。   In the present embodiment, the two mirrors 14A and 14B are arranged so as to face each other, and ± first-order diffracted light generated by the index diffraction grating 14 using the two mirrors 14A and 14B is transferred onto the moving diffraction grating 13. However, a mirror may be placed at each position where the diffracted light is reflected. That is, four mirrors may be individually arranged at the reflection position of the diffracted light.

また、本実施形態では、インデックス回折格子13で発生した±1次回折光を、移動回折格子15に導く際に、ミラー14A、14Bで反射させる反射回数を2回としたが、本発明においては、反射回数は2回に限定されるものではない。要は、インデックス回折格子13に対して入射光の入射角が変化する方向と、移動回折格子15へ入射する各回折光の入射角が変化する方向とが同じとなるような反射回数であればよい。   In the present embodiment, when the ± first-order diffracted light generated in the index diffraction grating 13 is guided to the moving diffraction grating 15, the number of reflections reflected by the mirrors 14A and 14B is set to two. However, in the present invention, The number of reflections is not limited to two. The point is that the number of reflections is such that the direction in which the incident angle of the incident light changes with respect to the index diffraction grating 13 is the same as the direction in which the incident angle of each diffracted light incident on the moving diffraction grating 15 changes. Good.

また、上記実施形態では、インデックス回折格子13で発生した±1次回折光を移動回折格子15上に導く光学系として、ミラー14A、14Bを採用したが、これらの代わりに、プリズムやビームスプリッタ、あるいはレンズを用いても良い。例えば、インデックス回折格子13の倒立像でなく、正立像を移動回折格子15上に結像させるようなレンズ群をインデックス回折格子13と移動回折格子15との間に配置すればよい。   In the above embodiment, the mirrors 14A and 14B are employed as the optical system for guiding the ± first-order diffracted light generated by the index diffraction grating 13 onto the moving diffraction grating 15, but instead of these, prisms, beam splitters, or A lens may be used. For example, a lens group that forms an erect image on the moving diffraction grating 15 instead of the inverted image of the index diffraction grating 13 may be disposed between the index diffraction grating 13 and the moving diffraction grating 15.

すなわち、インデックス回折格子13で発生した±1次回折光を移動回折格子15上に導くためには、ミラーを用いた反射光学系のみならず、それらの回折光を屈折させる屈折光学系を用いることができる。要は、本発明においては、インデックス回折格子13で発生した±1次回折光を複数回偏向させた上で、インデックス回折格子13に対して入射光の入射角が変化する方向と、移動回折格子15へ入射する各回折光の入射角が変化する方向とが同じとなるように、各回折光を導くような光学系を用いればよい。   That is, in order to guide the ± first-order diffracted light generated in the index diffraction grating 13 onto the moving diffraction grating 15, not only a reflection optical system using a mirror but also a refractive optical system that refracts the diffracted light is used. it can. In short, in the present invention, the ± first-order diffracted light generated in the index diffraction grating 13 is deflected a plurality of times, and then the direction in which the incident angle of incident light changes with respect to the index diffraction grating 13 and the moving diffraction grating 15 An optical system that guides each diffracted light may be used so that the direction in which the incident angle of each diffracted light incident on the light beam changes is the same.

なお、上記実施形態では、アクチュエータ17としてピエゾ素子を用いたが、磁歪素子、ボイス・コイル・モータ、回転モータなどを用いても良い。すなわち、本発明は、アクチュエータには制限されない。また、振動ミラーは、例えば、水晶振動子の表面に反射膜をコーティングしたものを用いても良い。   In the above embodiment, a piezoelectric element is used as the actuator 17, but a magnetostrictive element, a voice coil motor, a rotary motor, or the like may be used. That is, the present invention is not limited to actuators. In addition, for example, a vibrating mirror having a surface coated with a reflective film may be used.

また、上記実施形態では、インデックス回折格子13に入射する入射光の入射角を、振動ミラー18による回転振動により変更したが、本発明はこれには限られない。   Moreover, in the said embodiment, although the incident angle of the incident light which injects into the index diffraction grating 13 was changed by the rotational vibration by the vibration mirror 18, this invention is not limited to this.

図7には、本発明を好適に適用可能な他のエンコーダとして、エンコーダ101の概略的な構成が示されている。エンコーダ101は、図7に示されるように、変調ミラー18及びアクチュエータ17の変調機構の代わりに、光源11’が採用されている点が、上記実施形態に係るエンコーダ100と異なっている。   FIG. 7 shows a schematic configuration of an encoder 101 as another encoder to which the present invention can be suitably applied. As shown in FIG. 7, the encoder 101 is different from the encoder 100 according to the above embodiment in that a light source 11 ′ is employed instead of the modulation mechanism of the modulation mirror 18 and the actuator 17.

光源11’は、所定のピッチで複数の点光源が配置された点光源アレイである。この光源11’では、点光源がX軸方向に一列で配列されており、その配列ピッチは、インデックス回折格子13等のピッチよりも十分に小さくなるように設定されている。各点光源としては、面発光レーザ光源を採用することができる。   The light source 11 'is a point light source array in which a plurality of point light sources are arranged at a predetermined pitch. In this light source 11 ′, point light sources are arranged in a line in the X-axis direction, and the arrangement pitch is set to be sufficiently smaller than the pitch of the index diffraction grating 13 and the like. A surface emitting laser light source can be adopted as each point light source.

これらの点光源は、不図示の光源駆動装置によって駆動される。この光源駆動装置は、、光源11’の複数の点光源のうち、点灯する光源を、択一的に切り替え、その点灯位置を周期的に変動させる。いずれか1つの点光源から発せられたレーザ光は、コリメータレンズ12によって平行光に変換されたうえで、インデックス回折格子13に入射するようになり、発光する点光源の位置に応じて、インデックス回折光13に入射する平行光の入射角度を変更できるようになる。したがって、複数の点光源の発光パターンに周期性を持たせれば、上記実施形態に係るエンコーダ100と同様に、その入射角の変調が実現されるようになり、上記実施形態に係るエンコーダ100と同様に高い変調効率を得ることができるようになる。   These point light sources are driven by a light source driving device (not shown). The light source driving device selectively switches a light source to be lit among a plurality of point light sources of the light source 11 ′, and periodically varies the lighting position. The laser light emitted from any one of the point light sources is converted into parallel light by the collimator lens 12 and then enters the index diffraction grating 13, and is index diffracted according to the position of the point light source that emits light. The incident angle of the parallel light incident on the light 13 can be changed. Therefore, if the light emission patterns of a plurality of point light sources have periodicity, the incident angle is modulated similarly to the encoder 100 according to the above embodiment, and the same as the encoder 100 according to the above embodiment. High modulation efficiency can be obtained.

このような点灯位置の切り替えは、振動ミラー18の回転振動のように、物体の位置及び姿勢を変動させるよりも、高速化が可能であるので、周期変調の変調周波数を、上記実施形態に係るエンコーダよりも高めることができ、例えばMHzレベルにすることも可能である。   Since such switching of the lighting position can be performed at a higher speed than changing the position and orientation of the object as in the case of the rotational vibration of the oscillating mirror 18, the modulation frequency of the periodic modulation is related to the above embodiment. It can be higher than the encoder, for example, it can be set to the MHz level.

なお、このような複数の点光源を有する光源によって入射角の変更を実現するエンコーダに限らず、液晶などの空間フィルタと、集光レンズとを組合せたものを用いて、回折格子に入射する入射光の入射角を変更させるエンコーダを採用するようにしてもよい。空間フィルタにおけるレーザ光が透過する位置を所定の周期信号に従ってX軸方向に変化させて、その空間フィルタを通過したレーザ光を、集光レンズによって屈折させれば、回折格子に入射する入射光の入射角を変動させることが可能となる。   In addition, the incident light is incident on the diffraction grating by using a combination of a spatial filter such as a liquid crystal and a condensing lens as well as an encoder that can change the incident angle with a light source having a plurality of point light sources. You may make it employ | adopt the encoder which changes the incident angle of light. If the position at which the laser light passes through the spatial filter is changed in the X-axis direction according to a predetermined periodic signal, and the laser light that has passed through the spatial filter is refracted by the condenser lens, the incident light incident on the diffraction grating The incident angle can be changed.

また、光源そのものの位置を、ピエゾ素子等のアクチュエータを用いて、X軸方向に周期的に変動させるようにしてもよい。また、光源と、インデックス回折格子との間に、音響光学素子(AOM)や電気光学素子(EOM)など透過する光の屈折率を自在に変化させることが可能な光学素子を配置して、その光学素子に周期的に屈折率を変化させるような信号等を供給することにより、インデックス回折格子に対する入射光の入射角度を変更させるようにしてもよい。   Further, the position of the light source itself may be periodically changed in the X-axis direction using an actuator such as a piezo element. In addition, an optical element that can freely change the refractive index of the transmitted light, such as an acousto-optic element (AOM) or an electro-optic element (EOM), is disposed between the light source and the index diffraction grating. The incident angle of the incident light with respect to the index diffraction grating may be changed by supplying a signal or the like that periodically changes the refractive index to the optical element.

なお、上記実施形態では、インデックス回折格子13に対して、入射光の入射角を変更させたが、その代わりに、インデックス回折格子13をY軸回りに回転振動させ、その姿勢を周期的に変動させるようにしてもよい。このようにしても、インデックス回折格子13に対する入射光の入射角は周期変動するようになり、上記実施形態に係るエンコーダ100と同様に、高い変調効率を得ることが可能である。   In the above-described embodiment, the incident angle of incident light is changed with respect to the index diffraction grating 13, but instead, the index diffraction grating 13 is rotated and oscillated around the Y axis, and its posture is periodically changed. You may make it make it. Even in this case, the incident angle of the incident light with respect to the index diffraction grating 13 changes periodically, and high modulation efficiency can be obtained as in the encoder 100 according to the above embodiment.

また、インデックス回折格子13と移動回折格子15との配置関係は逆であってもよい。すなわち、振動ミラー18で変調された平行光を入射する回折格子を移動回折格子とし、その回折格子で生じた回折光を入射する回折格子をインデックス回折格子としてもよい。また、回折格子の数は、2つには限られず、1つでもよい。この場合には、単一の反射型の回折格子上の所定の場所に入射した入射光に対して発生する回折光を、その回折格子の異なる場所に、再度入射させるようなタイプのエンコーダとなる。また、回折格子を3枚以上備えるエンコーダであってもよい。また、上記実施形態では、検出ユニットを固定物に固定し、移動回折格子15を移動体に固定する場合について説明したが、移動回折格子15と検出ユニットとは、相対的に移動すればよいので、移動回折格子15を固定物に固定し(固定物に固定された場合には、固定回折格子と称する)、検出ユニットを移動体に固定してもよい。また、スケールとして、移動回折格子を用いて説明したが、スケールとして、透光部と遮光部とが交互に配列されたパターンが形成されたものを用いてもよい。   Further, the arrangement relationship between the index diffraction grating 13 and the moving diffraction grating 15 may be reversed. That is, a diffraction grating that receives parallel light modulated by the vibrating mirror 18 may be a moving diffraction grating, and a diffraction grating that receives diffraction light generated by the diffraction grating may be an index diffraction grating. Further, the number of diffraction gratings is not limited to two and may be one. In this case, the encoder is of a type in which diffracted light generated with respect to incident light incident on a predetermined location on a single reflective diffraction grating is incident again on a different location of the diffraction grating. . Moreover, the encoder provided with three or more diffraction gratings may be sufficient. In the above embodiment, the detection unit is fixed to a fixed object and the moving diffraction grating 15 is fixed to a moving body. However, the moving diffraction grating 15 and the detection unit only have to move relatively. The detection unit may be fixed to the moving body by fixing the moving diffraction grating 15 to a fixed object (referred to as a fixed diffraction grating when fixed to the fixed object). Further, although the description has been given using the moving diffraction grating as the scale, a scale in which a pattern in which light transmitting portions and light shielding portions are alternately arranged may be used.

また、上記実施形態では、インデックス回折格子13、移動回折格子15を透過型の位相格子としたが、インデックス回折格子13を反射型の回折格子で構成してもよい。図8には、インデックス回折格子13を反射型の回折格子とした場合のエンコーダの一例として、エンコーダ102が示されている。このエンコーダ102は、プリズム19A,19Bをさらに備えているため、ミラー14A、ミラー14Bで反射する±1次回折光の反射回数は1回である。   In the above embodiment, the index diffraction grating 13 and the moving diffraction grating 15 are transmissive phase gratings. However, the index diffraction grating 13 may be a reflective diffraction grating. FIG. 8 shows an encoder 102 as an example of an encoder when the index diffraction grating 13 is a reflection type diffraction grating. Since this encoder 102 further includes prisms 19A and 19B, the number of reflections of ± first-order diffracted light reflected by the mirror 14A and the mirror 14B is one.

インデックス回折格子13’は反射型回折格子であるため、図8に示されるように、インデックス回折格子13’で発生する±1次回折光は、+Z側に射出される。プリズム19Aは−1次回折光を2回全反射して射出し、プリズム19Bは、+1次回折光を2回全反射して射出する。プリズム19Aから射出された−1次回折格子は、ミラー14Aで1回反射して、移動回折格子15上に入射する。また、プリズム19Bから射出された+1次回折格子は、ミラー14Bで反射して、移動回折格子15の−1次回折光の入射位置とほぼ同じ位置に入射する。すなわち、このエンコーダ102においては、インデックス回折格子13で発生した回折光を3回反射して、移動回折格子13上に入射する光学系が用いられている。   Since the index diffraction grating 13 ′ is a reflection type diffraction grating, as shown in FIG. 8, ± first-order diffracted light generated by the index diffraction grating 13 ′ is emitted to the + Z side. The prism 19A emits the −1st order diffracted light after being totally reflected twice, and the prism 19B emits the + 1st order diffracted light after being totally reflected twice. The −1st order diffraction grating emitted from the prism 19 </ b> A is reflected once by the mirror 14 </ b> A and enters the moving diffraction grating 15. Further, the + 1st order diffraction grating emitted from the prism 19B is reflected by the mirror 14B, and enters the position substantially the same as the incident position of the -1st order diffracted light of the moving diffraction grating 15. That is, the encoder 102 uses an optical system that reflects the diffracted light generated by the index diffraction grating 13 three times and enters the moving diffraction grating 13.

このようなエンコーダ102であっても、上記実施形態に係るエンコーダ100と同様に、高い変調効率を得ることができる。なお、移動回折格子15についても反射型の回折格子とすることができるが、この場合には、受光素子16を、その受光面を−Z側として、移動回折格子15の+Z側に配置すればよい。   Even with such an encoder 102, high modulation efficiency can be obtained as in the encoder 100 according to the above-described embodiment. The moving diffraction grating 15 can also be a reflection type diffraction grating. In this case, if the light receiving element 16 is disposed on the + Z side of the moving diffraction grating 15 with the light receiving surface thereof set as the -Z side. Good.

また、インデックス回折格子13と移動回折格子15のピッチを必ずしも同一とする必要はないが、インデックス回折光13、移動回折格子15で発生する回折光の射出方向は、光の波長λと、これらのピッチによって決定されるため、インデックス回折格子13と移動回折格子15との間の光学系、受光素子16などの互いの配置関係は、これらの回折格子のピッチによって適宜決定されるようになる。例えば、インデックス回折格子13と移動回折格子15とのピッチが異なる場合には、ミラー14Aの反射面とミラー14Bの反射面とは、互いに平行に配置されるのではなく、そのピッチの比に応じて配置されるようになる。   The pitches of the index diffraction grating 13 and the moving diffraction grating 15 are not necessarily the same, but the exit directions of the diffracted lights generated by the index diffracted light 13 and the moving diffraction grating 15 are the light wavelength λ, Since it is determined by the pitch, the positional relationship between the optical system between the index diffraction grating 13 and the moving diffraction grating 15, the light receiving element 16, and the like is appropriately determined by the pitch of these diffraction gratings. For example, when the pitches of the index diffraction grating 13 and the moving diffraction grating 15 are different, the reflection surface of the mirror 14A and the reflection surface of the mirror 14B are not arranged in parallel to each other, but according to the ratio of the pitches. Will be placed.

このように、エンコーダにおける光学系の配置は、様々な変形が可能である。紙面の都合上、上記実施形態等においては、エンコーダにおける光学系の各種光学素子を、XZ平面内にすべて配置したが、これに限らず、インデックス回折格子13で発生した回折光を移動回折格子15上に導く光学系の各種光学素子を、3次元的に配置してもよいことは勿論である。   Thus, the optical system in the encoder can be variously modified. For the sake of space, in the embodiment and the like, all the optical elements of the optical system in the encoder are all arranged in the XZ plane. However, the invention is not limited to this, and the diffracted light generated by the index diffraction grating 13 is moved to the moving diffraction grating 15. It goes without saying that various optical elements of the optical system guided upward may be arranged three-dimensionally.

なお、上記実施形態では、±1次回折光を計測光として用いたが、本発明はこれには限られない。さらに高次の回折光の再干渉光を計測光として用いてもよいし、0次とn次(又は−n次)、+n次と+(m+n)次というように異なる次数の回折光同士の再干渉光を計測光として用いてもよい。また、上記実施形態では、回折光学素子として、インデックス回折格子を用いたが、光源から射出されるコヒーレントな光を2つ分割するビームスプリッタを用いてもよい。ビームスプリッタを用いた場合にも、ビームスプリッタで分割された2つの光の各々を移動回折格子15上の同一位置に導いて干渉させればよい。   In the above embodiment, ± 1st-order diffracted light is used as measurement light, but the present invention is not limited to this. Further, re-interference light of higher-order diffracted light may be used as measurement light, or between diffracted lights of different orders such as 0th order and nth order (or -nth order), + nth order and + (m + n) th order. Re-interference light may be used as measurement light. In the above embodiment, an index diffraction grating is used as the diffractive optical element. However, a beam splitter that splits coherent light emitted from the light source into two may be used. Even when a beam splitter is used, each of the two lights divided by the beam splitter may be guided to the same position on the moving diffraction grating 15 to cause interference.

なお、上記実施形態では、インデックス回折格子13と、移動回折格子15とを、位相格子としたが、振幅型の回折格子としてもよいのは勿論である。   In the above embodiment, the index diffraction grating 13 and the moving diffraction grating 15 are phase gratings, but it is needless to say that they may be amplitude type diffraction gratings.

なお、上記実施形態では、変調ミラー18を振動させるアクチュエータ17の振動が従う周期信号を正弦波としたが、この周期信号は、三角波でもよいし、のこぎり波であってもよい。要は、変調信号は所定の周期信号であればよい。   In the above embodiment, the periodic signal followed by the vibration of the actuator 17 that vibrates the modulation mirror 18 is a sine wave. However, this periodic signal may be a triangular wave or a sawtooth wave. In short, the modulation signal may be a predetermined periodic signal.

なお、本実施形態に係るエンコーダ100は、移動体の一軸方向の変位を検出するリニアエンコーダであったが、本発明は、回転体の回転量を検出するロータリーエンコーダにも適用することができることは勿論である。   The encoder 100 according to the present embodiment is a linear encoder that detects displacement in one axial direction of a moving body, but the present invention can also be applied to a rotary encoder that detects the amount of rotation of a rotating body. Of course.

上記実施形態におけるレーザ光の波長や各回折格子のピッチpの値などは、あくまで一例であって、エンコーダに対して要求される分解能に応じて適宜決定される。回折格子のピッチpを小さくすればするほど、エンコーダの分解能は向上する。   The wavelength of the laser beam and the value of the pitch p of each diffraction grating in the above embodiment are merely examples, and are appropriately determined according to the resolution required for the encoder. The smaller the pitch p of the diffraction grating, the higher the resolution of the encoder.

以上説明したように、本発明のエンコーダは、移動体の変位を検出するのに適している。   As described above, the encoder of the present invention is suitable for detecting the displacement of the moving body.

本発明の一実施形態に係るエンコーダの概略的な構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the encoder which concerns on one Embodiment of this invention. 図2(A)は、移動体の変位の基本的な検出原理を説明するための図(その1)であり、図2(B)は、移動体の変位の基本的な検出原理を説明するための図(その2)である。FIG. 2A is a diagram (part 1) for explaining a basic detection principle of displacement of a moving body, and FIG. 2B is a diagram for explaining a basic detection principle of displacement of the moving body. FIG. インデックス回折格子へ入射する入射光の入射角度が変調された場合の回折光の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of a diffracted light when the incident angle of the incident light which injects into an index diffraction grating is modulated. 移動回折格子が実際に、−X側にΔxだけ移動した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the moving diffraction grating actually moved only (DELTA) x to the -X side. 光路長の変化による回折光の位相の変調を示す図である。It is a figure which shows the modulation | alteration of the phase of diffracted light by the change of optical path length. インデックス回折格子へ入射する入射光と、移動回折格子に入射する回折光との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the incident light which injects into an index diffraction grating, and the diffracted light which injects into a movement diffraction grating. エンコーダの変形例(その1)を示す図である。It is a figure which shows the modification (the 1) of an encoder. エンコーダの変形例(その2)を示す図である。It is a figure which shows the modification (the 2) of an encoder.

符号の説明Explanation of symbols

11、11’…光源、12…コリメータレンズ、13…インデックス回折格子、14A、14B…ミラー、15…移動回折格子、16…受光素子、17…アクチュエータ、18…振動ミラー、19A,19B…プリズム、100,101,102…エンコーダ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 11 '... Light source, 12 ... Collimator lens, 13 ... Index diffraction grating, 14A, 14B ... Mirror, 15 ... Moving diffraction grating, 16 ... Light receiving element, 17 ... Actuator, 18 ... Vibrating mirror, 19A, 19B ... Prism, 100, 101, 102. Encoder.

Claims (13)

入射光を複数の光に分離する分離光学系と;
分離された前記複数の光をスケール上に導く光学系とを有するエンコーダにおいて、
前記分離光学系に対する前記入射光の入射角を変更する変更装置と;
前記変更装置による前記入射光の入射角の変更方向と同じ方向に、前記スケールに対する前記複数の光の入射角を変える光学部材とを備えることを特徴とするエンコーダ。
A separation optical system for separating incident light into a plurality of lights;
An encoder having an optical system for guiding the separated plurality of lights onto a scale;
A changing device for changing an incident angle of the incident light with respect to the separation optical system;
An encoder comprising: an optical member that changes an incident angle of the plurality of lights with respect to the scale in the same direction as a changing direction of the incident angle of the incident light by the changing device.
前記光学部材は、前記分離光学系で分離された前記複数の光のそれぞれを複数回偏向させることを特徴とする請求項1に記載のエンコーダ。   The encoder according to claim 1, wherein the optical member deflects each of the plurality of lights separated by the separation optical system a plurality of times. 前記光学部材は、
前記光学系の一部を構成することを特徴とする請求項1又は2に記載のエンコーダ。
The optical member is
The encoder according to claim 1, wherein the encoder forms part of the optical system.
前記分離光学系は、
回折格子を有する回折光学素子を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のエンコーダ。
The separation optical system includes:
The encoder according to claim 1, further comprising a diffractive optical element having a diffraction grating.
前記変更装置は、
前記回折光学素子の姿勢を周期的に変動させることにより、前記入射光の入射角を変更することを特徴とする請求項4に記載のエンコーダ。
The changing device is:
The encoder according to claim 4, wherein an incident angle of the incident light is changed by periodically changing an attitude of the diffractive optical element.
前記入射光として、コヒーレントな光を射出する光源を有し、
前記変更装置は、前記光源と前記回折光学素子との間に配置され、前記回折光学素子に対して、前記光源から射出された光を偏向する偏向素子と、前記偏向素子を駆動する駆動機構とを備えることを特徴とする請求項4に記載のエンコーダ。
A light source that emits coherent light as the incident light;
The changing device is disposed between the light source and the diffractive optical element, and deflects the light emitted from the light source with respect to the diffractive optical element, and a drive mechanism that drives the deflecting element. The encoder according to claim 4, further comprising:
前記入射光として、コヒーレントな光を射出し、かつ前記回折光学素子の格子の配列方向に沿って配列される複数の点光源を有し、
前記変更装置は、択一的に前記複数の点光源から前記光を射出するように、所定の周期信号に従って前記複数の点光源を制御することを特徴とする請求項4に記載のエンコーダ。
A plurality of point light sources that emit coherent light as the incident light and are arranged along the arrangement direction of the grating of the diffractive optical element;
5. The encoder according to claim 4, wherein the changing device controls the plurality of point light sources according to a predetermined periodic signal so as to alternatively emit the light from the plurality of point light sources.
入射光を複数の光に分離する分離光学系と、
分離された前記複数の光をスケール上に照射する光学系とを有するエンコーダにおいて、
前記分離光学系に対する前記入射光の入射方向を周期的に変更する変更装置を有し、
前記光学系は、前記分離光学系に対する前記入射光の入射方向と同じ方向から、前記スケール上に前記複数の光を照射することを特徴とするエンコーダ。
A separation optical system that separates incident light into a plurality of lights;
An encoder having an optical system for irradiating the separated light onto the scale;
A changing device that periodically changes the incident direction of the incident light with respect to the separation optical system;
The encoder is characterized in that the optical system irradiates the plurality of lights on the scale from the same direction as the incident direction of the incident light with respect to the separation optical system.
前記光学系は、
前記分離光学系で分離された前記複数の光のそれぞれを複数回偏向させる偏向光学部材を有することを特徴とする請求項8に記載のエンコーダ。
The optical system is
The encoder according to claim 8, further comprising a deflecting optical member that deflects each of the plurality of lights separated by the separation optical system a plurality of times.
前記分離光学系は、回折格子を有する回折光学素子を含むことを特徴とする請求項8又は9に記載のエンコーダ。   The encoder according to claim 8 or 9, wherein the separation optical system includes a diffractive optical element having a diffraction grating. 前記変更装置は、前記回折光学素子の姿勢を周期的に変動させることにより、前記入射光の入射角を変更することを特徴とする請求項10に記載のエンコーダ。   The encoder according to claim 10, wherein the changing device changes the incident angle of the incident light by periodically changing the posture of the diffractive optical element. 前記入射光として、コヒーレントな光を射出する光源を有し、
前記変更装置は、前記光源と前記回折光学素子との間に配置され、前記回折光学素子に対して、前記光源から射出された光を偏向する偏向素子と、前記偏向素子を駆動する駆動機構とを備えることを特徴とする請求項10に記載のエンコーダ。
A light source that emits coherent light as the incident light;
The changing device is disposed between the light source and the diffractive optical element, and deflects the light emitted from the light source with respect to the diffractive optical element, and a drive mechanism that drives the deflecting element. The encoder according to claim 10, further comprising:
前記入射光として、コヒーレントな光を射出し、かつ前記回折光学素子の格子の配列方向に沿って配列される複数の点光源を有し、
前記変更装置は、択一的に前記複数の点光源から前記光を射出するように、所定の周期信号に従って前記複数の点光源を制御することを特徴とする請求項10に記載のエンコーダ。
A plurality of point light sources that emit coherent light as the incident light and are arranged along the arrangement direction of the grating of the diffractive optical element;
The encoder according to claim 10, wherein the changing device controls the plurality of point light sources according to a predetermined periodic signal so as to selectively emit the light from the plurality of point light sources.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8529823B2 (en) 2009-09-29 2013-09-10 Asml Netherlands B.V. Imprint lithography

Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8529823B2 (en) 2009-09-29 2013-09-10 Asml Netherlands B.V. Imprint lithography

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