JP3015962B2 - 光学式エンコーダの目盛板及びこの目盛板を用いた光学式エンコーダ - Google Patents
光学式エンコーダの目盛板及びこの目盛板を用いた光学式エンコーダInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光学式エンコーダの目盛板およびこの目盛板
を用いた光学式エンコーダに関する。
を用いた光学式エンコーダに関する。
（従来の技術） レーザ光源を用いたエンコーダは、第３図に示すよう
に、透明板の表面に一定ピッチの凹凸が連続して形成さ
れた目盛板ａを用い、これをレーザｂの前方を横切って
スライドすることができるように配置し、この目盛板ａ
を透過することによって形成された１次回折光C1、C2を
ミラーd1、d2とハーフミラーｅとによって干渉させ、こ
の干渉光ｆを受光素子ｇで受光し、その出力パルスをカ
ウンタｈでカウントするように構成されている。
に、透明板の表面に一定ピッチの凹凸が連続して形成さ
れた目盛板ａを用い、これをレーザｂの前方を横切って
スライドすることができるように配置し、この目盛板ａ
を透過することによって形成された１次回折光C1、C2を
ミラーd1、d2とハーフミラーｅとによって干渉させ、こ
の干渉光ｆを受光素子ｇで受光し、その出力パルスをカ
ウンタｈでカウントするように構成されている。
この構成によれば、目盛板ａの目盛数の２倍のパルス
が得られ、目盛板ａに連結した被測定物（図示しない）
の移動量を精度よく測定することができる。
が得られ、目盛板ａに連結した被測定物（図示しない）
の移動量を精度よく測定することができる。
（発明が解決しようとする課題） 上述した従来のエンコーダにおいて、分解能を更に上
げてゆくには、３次回折光、５次回折光等高次回折光を
使用することが考えられる。しかしながら、高次回折光
は１次回折光に比べて光量が小さいため、ノイズを拾い
易く、高精度の測定を行なうことができない。
げてゆくには、３次回折光、５次回折光等高次回折光を
使用することが考えられる。しかしながら、高次回折光
は１次回折光に比べて光量が小さいため、ノイズを拾い
易く、高精度の測定を行なうことができない。
本発明は、従来のこのような課題を解決することをそ
の目的とするものである。
の目的とするものである。
（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明の光学式エンコ
ーダの目盛板及び、この目盛板を用いた光学式エンコー
ダは、次のように構成されている。
ーダの目盛板及び、この目盛板を用いた光学式エンコー
ダは、次のように構成されている。
請求項１記載の目盛板は、板状透明板の表側に透過型
回折格子が形成され、裏側に反射型回折格子が形成され
たことを特徴とする。請求項２の光学式エンコーダは、
前記光学式エンコーダにおいて、前記目盛板は板状透明
板の表側に透過型回折格子が形成され、裏側に反射型回
折格子が形成されたものであることを特徴とする。
回折格子が形成され、裏側に反射型回折格子が形成され
たことを特徴とする。請求項２の光学式エンコーダは、
前記光学式エンコーダにおいて、前記目盛板は板状透明
板の表側に透過型回折格子が形成され、裏側に反射型回
折格子が形成されたものであることを特徴とする。
（作 用） 請求項１記載の目盛板によれば、目盛板の表の透過型
回折格子で形成された±１次回折光を裏の反射型回折格
子で反射させて±１次回折光の±１次回折光を得る。そ
して更にこの回折光を表の透過型回折格子で回折させて
この回折光の１次回折光を得る。
回折格子で形成された±１次回折光を裏の反射型回折格
子で反射させて±１次回折光の±１次回折光を得る。そ
して更にこの回折光を表の透過型回折格子で回折させて
この回折光の１次回折光を得る。
請求項１記載の目盛板から得られた１次回折光によれ
ば、前述の高次回折光を利用したのと同じく、分解能を
上げることができ、その光量も比較的大きいので、高精
度の測定を行なうことができる。
ば、前述の高次回折光を利用したのと同じく、分解能を
上げることができ、その光量も比較的大きいので、高精
度の測定を行なうことができる。
（実施例） 以下本発明の実施例を図面につき説明する。
第１図は参考例のエンコーダの全体構成を示す。
同図において、１はレーザ光源としてのレーザダイオ
ードで、その前方を横切ってＸ方向にスライド自在に目
盛板２が配設されている。
ードで、その前方を横切ってＸ方向にスライド自在に目
盛板２が配設されている。
目盛板２は、板状ガラス層３の表裏両側に透明な透過
型回折格子４、５が積層され一体化された構造になって
おり、この透過型回折格子４、５は各々一定ピッチの凹
凸が連続して形成された構造を有する。
型回折格子４、５が積層され一体化された構造になって
おり、この透過型回折格子４、５は各々一定ピッチの凹
凸が連続して形成された構造を有する。
この目盛板２のレーザダイオード１とは反対側には、
目盛板２から出射した＋１次回折光71及び−１次回折光
72を各々反射する一対のミラー81、82とこの一対のミラ
ー81、82で各反射した＋１次回折光71と−１次回折光72
を干渉させるハーフミラー９と、このハーフミラー９で
形成した干渉光10を受光する受光素子11が配設され、こ
の受光素子11にはカウンタ12が接続されている。
目盛板２から出射した＋１次回折光71及び−１次回折光
72を各々反射する一対のミラー81、82とこの一対のミラ
ー81、82で各反射した＋１次回折光71と−１次回折光72
を干渉させるハーフミラー９と、このハーフミラー９で
形成した干渉光10を受光する受光素子11が配設され、こ
の受光素子11にはカウンタ12が接続されている。
レーザダイオード１からのレーザ光がＸ方向に移動し
ている目盛板２に入射すると、入射点は移動に応じて回
折格子４の凸部13aと凹部13bの交互になるから、目盛板
２内の光路長の違いにより、凸部13aと凹部13bの時では
出射光に位相差が生じる。また、レーザ光は、レーザ光
の目盛板２への入射時に回折格子４で回折され、目盛板
２からの出射時にも回折格子５で回折される。
ている目盛板２に入射すると、入射点は移動に応じて回
折格子４の凸部13aと凹部13bの交互になるから、目盛板
２内の光路長の違いにより、凸部13aと凹部13bの時では
出射光に位相差が生じる。また、レーザ光は、レーザ光
の目盛板２への入射時に回折格子４で回折され、目盛板
２からの出射時にも回折格子５で回折される。
この回折格子４による＋１次回折光61及び−１次回折
光62は、各々 及び で表わされる。この＋１次回折光61及び−１次回折光62
が各々裏面の回折格子５で再び回折されたときの＋１次
回折光及び−１次回折光すなわち＋１次回折光の＋１次
回折光71は で表わされ、−１次回折光の−１次回折72は で表わされる。この２つの回折光71及び72をミラー81及
び82で各々反射させ、ハーフミラー９で干渉させると、
この干渉光10は、目盛板２のスライドに従ってその振幅
が 但し、p:凹凸のピッチ x:目盛板２のＸ方向への移動量。
光62は、各々 及び で表わされる。この＋１次回折光61及び−１次回折光62
が各々裏面の回折格子５で再び回折されたときの＋１次
回折光及び−１次回折光すなわち＋１次回折光の＋１次
回折光71は で表わされ、−１次回折光の−１次回折72は で表わされる。この２つの回折光71及び72をミラー81及
び82で各々反射させ、ハーフミラー９で干渉させると、
この干渉光10は、目盛板２のスライドに従ってその振幅
が 但し、p:凹凸のピッチ x:目盛板２のＸ方向への移動量。
の式で示すように変化する。すなわち、目盛がＸ方向に
１ピッチｐ移動すると、光の明暗が４回生じることにな
る。この干渉光10を受光素子11で感知し、その出力パル
スをカウンタ12でカウントする。このカウント数から目
盛板２の移動量を測定する。
１ピッチｐ移動すると、光の明暗が４回生じることにな
る。この干渉光10を受光素子11で感知し、その出力パル
スをカウンタ12でカウントする。このカウント数から目
盛板２の移動量を測定する。
前記目盛板２は、三層構造になっているが、単一材料
（樹脂やガラス）より成る一体物であってもよい。
（樹脂やガラス）より成る一体物であってもよい。
第２図は、第１実施例のエンコーダの全体構成を示
す。
す。
同図において、2Aはレーザダイオード１の前方を横切
ってスライド自在の目盛板である。この目盛板2Aは、ガ
ラス層14の表側に透過型回折格子15が、裏側に反射型回
折格子16がそれぞれ積層され一体化されている。この反
射型回折格子16は、表側に一定ピッチの凹凸が連続して
形成されたガラス板（又は樹脂板）17の上にアルミニウ
ム蒸着層等の反射面18が形成されたものであり、これと
透過型回折格子15とをガラス層14に一体化する。
ってスライド自在の目盛板である。この目盛板2Aは、ガ
ラス層14の表側に透過型回折格子15が、裏側に反射型回
折格子16がそれぞれ積層され一体化されている。この反
射型回折格子16は、表側に一定ピッチの凹凸が連続して
形成されたガラス板（又は樹脂板）17の上にアルミニウ
ム蒸着層等の反射面18が形成されたものであり、これと
透過型回折格子15とをガラス層14に一体化する。
この実施例では、目盛板2Aの裏側に反射型回折格子16
が形成されているので、目盛板2Aに入射したレーザ光19
は、回折光となって目盛板2Aの同じ側から出射する。し
たがって、目盛板2Aから出射する＋１次回折光211及び
−１次回折光212を各々反射するミラー81及び82とこの
ミラー81及び82で反射した±１次回折光211及び212を干
渉させるハーフミラー９と受光素子10はレーザダイオー
ド１と同じ側に配置されている。
が形成されているので、目盛板2Aに入射したレーザ光19
は、回折光となって目盛板2Aの同じ側から出射する。し
たがって、目盛板2Aから出射する＋１次回折光211及び
−１次回折光212を各々反射するミラー81及び82とこの
ミラー81及び82で反射した±１次回折光211及び212を干
渉させるハーフミラー９と受光素子10はレーザダイオー
ド１と同じ側に配置されている。
反射型回折格子16での＋１次回折光の＋１次回折光20
1は で表わされ、−１次回折光の−１次回折光202は で表わされる。この＋１次回折光の＋１次回折光201は
目盛板2Aから出射する際に、透過型回折格子15により回
折され、その＋１次回折光211は 前記−１次回折光の−１次回折光202は、同様に目盛板2
Aから出射する際に、透過型回折格子15により回折さ
れ、その−１次回折光212は でそれぞれ表わされる。
1は で表わされ、−１次回折光の−１次回折光202は で表わされる。この＋１次回折光の＋１次回折光201は
目盛板2Aから出射する際に、透過型回折格子15により回
折され、その＋１次回折光211は 前記−１次回折光の−１次回折光202は、同様に目盛板2
Aから出射する際に、透過型回折格子15により回折さ
れ、その−１次回折光212は でそれぞれ表わされる。
式（２）（３）で各々表わされる２つの回折光211及
び212をハーフミラー９で干渉させると、その干渉光
は、目盛板2Aのスライドに沿ってその振幅が、 の式に示すように変化する。すなわち、目盛板2Aの目盛
がＸ方向に１ピッチｐ移動すると、その明暗が６回生じ
ることになる。この干渉光22を受光素子10で感知し、そ
の出力パルスをカウンタ11でカウントする。このカウン
ト数から目盛板2Aの移動量を測定する。
び212をハーフミラー９で干渉させると、その干渉光
は、目盛板2Aのスライドに沿ってその振幅が、 の式に示すように変化する。すなわち、目盛板2Aの目盛
がＸ方向に１ピッチｐ移動すると、その明暗が６回生じ
ることになる。この干渉光22を受光素子10で感知し、そ
の出力パルスをカウンタ11でカウントする。このカウン
ト数から目盛板2Aの移動量を測定する。
（発明の効果） 本発明は上述のように構成されているので、従来のも
のと比べて被測定物の移動量の測定を高精度に行なうこ
とができるという効果を有する。
のと比べて被測定物の移動量の測定を高精度に行なうこ
とができるという効果を有する。
第１図は参考例のエンコーダの全体構成を示す線図、第
２図は本発明の実施例のエンコーダの全体構成を示す線
図、第３図は従来のエンコーダの全体構成を示す線図で
ある。 １……レーザダイオード ２、2A……目盛板 ４、５……透過型回折格子 11……受光素子 12……カウンタ 15……透過型回折格子 16……反射型回折格子
２図は本発明の実施例のエンコーダの全体構成を示す線
図、第３図は従来のエンコーダの全体構成を示す線図で
ある。 １……レーザダイオード ２、2A……目盛板 ４、５……透過型回折格子 11……受光素子 12……カウンタ 15……透過型回折格子 16……反射型回折格子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 英郎 神奈川県厚木市長谷字柳町260―63 株 式会社測機舎厚木工場内 (72)発明者 関口 保洋 神奈川県厚木市長谷字柳町260―63 株 式会社測機舎厚木工場内 (56)参考文献 特開 平２−231526（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−25212（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−144719（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭55−31882（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】板状透明板の表側に透過型回折格子が形成
され、裏側に反射型回折格子が形成されていることを特
徴とする光学式エンコーダの目盛板。 - 【請求項２】レーザ光源と、該レーザ光源の前方を横切
ってスライドする目盛板と、この目盛板によって形成さ
れた回折光を干渉させる光学的手段と、前記干渉光を受
光する受光素子と、受光素子の出力パルスをカウントす
るカウンタとを備えた光学式エンコーダにおいて、 前記目盛板は板状透明板の表側に透過型回折格子が形成
され、裏側に反射型回折格子が形成されたものであるこ
とを特徴とする光学式エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2194790A JP3015962B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 光学式エンコーダの目盛板及びこの目盛板を用いた光学式エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2194790A JP3015962B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 光学式エンコーダの目盛板及びこの目盛板を用いた光学式エンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0481612A JPH0481612A (ja) | 1992-03-16 |
| JP3015962B2 true JP3015962B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=16330307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2194790A Expired - Fee Related JP3015962B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 光学式エンコーダの目盛板及びこの目盛板を用いた光学式エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3015962B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3158878B2 (ja) * | 1994-07-28 | 2001-04-23 | 松下電器産業株式会社 | 光学式エンコーダ |
| WO2002023130A1 (fr) * | 2000-09-13 | 2002-03-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Codeur optique |
| KR100854265B1 (ko) | 2004-04-27 | 2008-08-26 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 검출장치 및 스테이지장치 |
| JP2006010645A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Tohoku Univ | 検出装置及びステージ装置 |
| JP2005315649A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 検出装置及びステージ装置 |
-
1990
- 1990-07-25 JP JP2194790A patent/JP3015962B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0481612A (ja) | 1992-03-16 |
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