JP6111852B2 - Encoder device - Google Patents
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Description
本発明は、エンコーダ装置に関する。 The present invention relates to an encoder device.
近年、スキャン式のエンコーダ装置として、移動体とともに移動し、かつ移動方向に沿って周期的に形成された格子を有するスケールに、所定の変調信号に基づいて変調された照射光を照射して、その反射光または透過光と、変調信号とを比較することで、スケールの位置情報を検出するエンコーダ装置が提案されている(特許文献1)。 In recent years, as a scanning encoder device, a scale that has a grating that moves with a moving body and that is periodically formed along the moving direction is irradiated with irradiation light modulated based on a predetermined modulation signal, An encoder apparatus that detects position information of a scale by comparing the reflected light or transmitted light with a modulation signal has been proposed (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1記載のようなエンコーダ装置では、例えば、光源から発せられる熱などの影響、その光源や移動体等を保持する保持部材の変動、光源の経時的変動などにより、光源から射出される光の波長中心がドリフトする場合がある。このような場合、移動体の位置検出結果に誤差が含まれることとなり、高分解能センサとしては非常に大きな誤差が生じてしまうという問題があった。さらに、特許文献1記載のようなエンコーダ装置では、光源から射出される光が異物などにより遮られた場合に、移動体の位置検出結果に誤差が生じるという問題があった。本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、移動体の位置検出結果に含まれる誤差を低減することができるエンコーダ装置を提供する。
However, in the encoder device described in
本発明の一態様は、光源部から射出される光の少なくとも一部を変調する光変調部と、前記光による複数の光線が入射する入射面を有し、少なくとも一方向に相対的に移動可能な移動部材と、前記移動部材上の少なくとも2つの領域にそれぞれ生じる干渉縞をそれぞれ受光し、受光した前記干渉縞に基づく受光信号をそれぞれ出力する少なくとも2つの受光部と、前記受光部のうち少なくとも1つの受光部が出力する前記受光信号に基づいて、少なくとも2つの前記受光部がそれぞれ出力する前記受光信号のうち少なくとも1つの信号を、前記移動部材の相対的な移動量を算出するための算出信号として選択する信号選択部と、前記信号選択部が選択した前記算出信号に基づいて、前記移動部材の前記相対的な移動量を算出する移動量算出部と、前記受光部が出力する前記受光信号の振幅を検出する振幅検出部とを備え、前記信号選択部は、前記振幅検出部が検出した振幅が所定の振幅の範囲内である前記受光信号を、前記算出信号として選択するエンコーダ装置である。
本発明の一態様は、光源部から射出される光の少なくとも一部を変調する光変調部と、
前記光による複数の光線が入射する入射面を有し、少なくとも一方向に相対的に移動可能な移動部材と、前記移動部材上の少なくとも2つの領域にそれぞれ生じる干渉縞をそれぞれ受光し、受光した前記干渉縞に基づく受光信号をそれぞれ出力する少なくとも2つの受光部と、前記受光部のうち少なくとも1つの受光部が出力する前記受光信号に基づいて、少なくとも2つの前記受光部がそれぞれ出力する前記受光信号のうち少なくとも1つの信号を、前記移動部材の相対的な移動量を算出するための算出信号として選択する信号選択部と、前記信号選択部が選択した前記算出信号に基づいて、前記移動部材の前記相対的な移動量を算出する移動量算出部と、前記受光部が出力する前記受光信号を示す情報を記憶する記憶部とを備え、前記移動量算出部は、前記信号選択部が選択した前記算出信号と、前記記憶部に記憶されている前記受光信号を示す情報とに基づいて、前記移動部材の前記相対的な移動量を算出するエンコーダ装置である。
One embodiment of the present invention includes a light modulation unit that modulates at least part of light emitted from a light source unit, and an incident surface on which a plurality of light beams from the light are incident, and is relatively movable in at least one direction A moving member, at least two light receiving units that respectively receive interference fringes generated in at least two regions on the moving member, and output light reception signals based on the received interference fringes, and at least of the light receiving units Calculation for calculating the relative movement amount of the moving member based on the light reception signal output from one light receiving unit, at least one of the light reception signals output from each of the at least two light receiving units. A signal selection unit that is selected as a signal, and a movement amount calculation unit that calculates the relative movement amount of the moving member based on the calculation signal selected by the signal selection unit , And a amplitude detector for detecting the amplitude of the received light signal in which the light receiving unit outputs, the signal selection unit, amplitude the amplitude detection unit detects that the received signal is within the predetermined amplitude, It is an encoder apparatus selected as the calculation signal.
One aspect of the present invention is a light modulation unit that modulates at least part of light emitted from a light source unit;
The light receiving unit has a light incident surface on which a plurality of light beams are incident, and receives a moving member that is relatively movable in at least one direction and interference fringes generated in at least two regions on the moving member. The at least two light receiving units that respectively output light receiving signals based on the interference fringes, and the light receiving units that are output by at least two light receiving units based on the light receiving signals output by at least one light receiving unit among the light receiving units. A signal selection unit that selects at least one of the signals as a calculation signal for calculating a relative movement amount of the movement member; and the movement member based on the calculation signal selected by the signal selection unit. And a storage unit for storing information indicating the light reception signal output from the light receiving unit. An amount calculation unit is an encoder that calculates the relative movement amount of the moving member based on the calculation signal selected by the signal selection unit and information indicating the light reception signal stored in the storage unit Device.
本発明によれば、移動体の位置検出結果に含まれる誤差を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the error contained in the position detection result of a moving body can be reduced.
[第1の実施形態]
以下、図面を参照して、本発明に係るエンコーダの一実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係るエンコーダ装置1の構成を示す概略図である。エンコーダ装置1は、いわゆる回折干渉方式のエンコーダであり、所定方向(例えば、X軸方向)に移動する移動体(移動格子)の移動方向、移動量、あるいは変位を検出する光学式エンコーダである。なお、本実施の形態に係るエンコーダの位置関係を説明するため、紙面の上方に向かう方向をY軸の正方向、紙面の右方向をX軸の正方向、紙面の裏面から表面に向かう方向をZ軸の正方向として、以下説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, an embodiment of an encoder according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an
図1に示すとおり、本実施の形態のエンコーダ装置1は、光源部11、光分岐部材12、光変調部13、ガラスブロック14、インデックス格子15、2つの受光素子17、18、移動量検出装置20と、これら構成部材に対して相対的に変位可能に設けられている移動格子16を有する。
As shown in FIG. 1, the
光源部11は、光源11a、コリメータレンズ11bを含む。なお、光源部11は、コリメータレンズ11bを含まない構成としてもよい。
光源11aは、例えばレーザ光を射出するレーザ素子であって、光変調部13により波長が変調されたコヒーレントな光を−Y軸方向側に向けて射出する。
コリメータレンズ11bは、光源11aから射出された光を受光し、Y軸方向の平行光に偏向する。
The
The
The
光分岐部材12は、光源部11から射出された光を受光し、受光した光を複数の光線L1、L2、L3に分ける。すなわち、光分岐部材12は、例えば、光路A、B、Cに対応する位置で光を透過させ、他の部分は光を遮断するような、部分的に透過率の異なるマスクからなり、コリメータレンズ11bから射出された平行光の光軸(Y軸方向)と直交する位置(X軸方向)に受光面が配置されている。よって、光分岐部材12に入射した平行光は、光線L1〜L3に分岐され、光路A、B、Cに対応する位置から射出される。
The
光変調部13は、例えば、光源11aに供給される電流を変化させることによって、光源11aから射出される光の波長を周期的に変化させる。光変調部13は、例えば、光源11aから射出される光の波長λ=850nmを、Δλ=±5nm分だけ変化させる。つまり、光変調部13は、光源11aから射出される光の波長をλ=845〜855nmの範囲で変化させる。すなわち、光変調部13は、光源部11から射出される光の少なくとも一部を変調する。この光変調部13の具体的な構成については、図3を参照して後述する。
For example, the
ガラスブロック14は、光源部11から射出された複数の光線のうち少なくとも一部の光の光路長を変更する光路長変更部であって、例えば、光分岐部材12と移動格子16との間の光路B上に配置され、光分岐部材12から射出された光線L2を透過させる。
The
このガラスブロック14は、所定の屈折率N1を有し、光分岐部材12から射出された光線L2の進行方向(例えば、Y軸方向)に、所定の厚さDを有する。よって、ガラスブロック14を透過する光線L2の光路長は、この屈折率N(例えば、屈折率N1)および厚さDの大きさに応じて、例えば空気中を透過する光線L1および光線L3の光路長に比べて長くなる。つまり、ガラスブロック14は、光源11aから移動格子16における光路としての実質的な距離が等しい光線L1、L2間に対して、光線L2の光路B上にのみ配置されることにより、光線L1、L2同士の光路長を相対的に変更し、光線L2の光路長を、光線L1の光路長に比べて長くする。また同様に、光線L2、L3間においても、光線L2の光路B上にのみガラスブロック14が配置されることにより、ガラスブロック14によって光線L2、L3の光路長が相対的に変更される。これにより、光線L2の光路長が、光線L3の光路長に比べて長くなる。
The
つまり、光線L2の光源11aから移動格子16における光路長は、光線L1および光線L3の光源11aから移動格子16における光路長に比べて長く、ガラスブロック14は、移動格子16上に形成される交差領域に入射する複数の光線同士の光路長を相対的に変更することができる。これにより、ガラスブロック14を透過する光線L2は、光線L1、L3と、光路としての実質的な距離が同じであっても、移動格子16の入射面において波面の位相が遅れる。ここで、光路長とは、空間的な距離に屈折率をかけた光学的距離である。
In other words, the optical path length from the
インデックス格子15とは、移動格子16上において少なくとも2つの交差領域を形成するように、光分岐部材12から射出された複数の光線L1〜L3の進行方向をそれぞれ偏向する光偏向部材である。具体的には、インデックス格子15とは、例えば、移動格子16と同じピッチで格子状のパターンが形成された回折格子であって、X軸方向に沿って周期的に形成された回折パターンを有する透過型の回折格子である。
The index grating 15 is an optical deflection member that deflects the traveling directions of the plurality of light beams L1 to L3 emitted from the optical branching
このインデックス格子15は、入射光に基づき、複数の回折光を生成し、例えば、所定の入射光を±1次回折光に回折する。すなわち、インデックス格子15は、入射した光線L1〜L3をそれぞれ±1次回折光に回折し、光線L1に基づく+1次回折光Lp1(第3の光線)、光線L2に基づく−1次回折光Lm2(第1の光線)および+1次回折光Lp2(第2の光線)、光線L3に基づく−1次回折光Lm3(第4の光線)を射出する。なお、−1次回折光Lm2は、以下、単に光線Lm2とも記載する。また、−1次回折光Lm3は、以下、単に光線Lm3とも記載する。また、+1次回折光Lp1は、以下、単に光線Lp1とも記載する。また、+1次回折光Lp2は、以下、単に光線Lp2とも記載する。 The index grating 15 generates a plurality of diffracted lights based on the incident light, for example, diffracts the predetermined incident light into ± first-order diffracted lights. That is, the index grating 15 diffracts incident light rays L1 to L3 into ± first-order diffracted lights, respectively, and + 1st-order diffracted light Lp1 (third light) based on the light L1, and −1st-order diffracted light Lm2 (first light based on the light L2). + 1st order diffracted light Lp2 (second light beam) and −1st order diffracted light Lm3 (fourth light beam) based on the light beam L3 are emitted. Hereinafter, the −1st order diffracted light Lm2 is also simply referred to as a light beam Lm2. Further, the −1st-order diffracted light Lm3 is hereinafter also simply referred to as a light beam Lm3. Further, the + 1st order diffracted light Lp1 is hereinafter also simply referred to as a light beam Lp1. Hereinafter, the + 1st order diffracted light Lp2 is also simply referred to as a light beam Lp2.
なお、上述の通り、+1次回折光Lp1と−1次回折光Lm3は、光源部11から移動格子16までの光路長(以下、第1の光路長という)が等しく、光線L2に基づく−1次回折光Lm2および+1次回折光Lp2の光源部11から移動格子16までの光路長(以下、第2の光路長という)が等しく、第1の光路長に比べて第2の光路長の方が長い。また上述の通り、+1次回折光Lp1と−1次回折光Lm3とが、また、光線L2に基づく−1次回折光Lm2と+1次回折光Lp2とが、それぞれ同一の光からなる。
As described above, the + 1st order diffracted light Lp1 and the −1st order diffracted light Lm3 have the same optical path length from the
移動格子16とは、光源部11、光分岐部材12、光変調部13、ガラスブロック14、インデックス格子15および受光素子17、18に対して相対的に変位する移動体に設けられた回折格子である。また、移動格子16とは、この変位による移動方向(例えば、X軸方向)に沿って周期的に形成された回折パターンが形成された回折格子である。すなわち、移動格子16(移動部材)は、光変調部13によって変調された光による複数の光線が入射する入射面を有し、少なくとも一方向に相対的に移動可能である。
The moving
この移動格子16は、光源部11から射出される光のうち少なくとも複数の光線が入射する入射面を有する。また、移動格子16は、入射面において、インデックス格子15によって回折された回折光が重なり合う交差領域M1、M2が複数形成されるように位置され、複数の交差領域M1、M2に入射した回折光を、進行方向が実質的に同一方向となるように射出面から射出する。つまり、移動格子16上の交差領域M1に入射した+1次回折光Lp1および−1次回折光Lm2は、一部が重なり合うことで干渉し、干渉光L12として−Y軸方向側に射出される。また、移動格子16上の交差領域M2に入射した+1次回折光Lp2および−1次回折光Lm3は、一部が重なり合うことで干渉し、干渉光L23として、干渉光L12と実質的に同一方向の−Y軸方向側に射出される。ここで、交差領域とは、移動格子16の入射面において、入射する複数の光が重なり合う領域であって、干渉縞が形成される領域をいう。
The moving
つまり、移動格子16上の交差領域M1に入射する−1次回折光Lm2、および、移動格子16上の交差領域M2に入射する+1次回折光Lp2は、移動格子16の入射面方向に対して互いに逆方向から、移動格子16の入射面に入射する。ここで、「互いに逆方向からそれぞれ入射すること」とは、例えば、移動格子16上の異なる交差領域M1、M2に入射する−1次回折光Lm2と+1次回折光Lp2とが、移動格子16の入射面と直交する仮想面(例えば、X−Y平面)において、互いに異なる方向から移動格子16の入射面に入射することをいう。換言すれば、「互いに逆方向からそれぞれ入射すること」とは、移動格子16の入射面と直交する複数の光線L1〜3の光軸(Y軸方向)と平行な任意の仮想線に対して逆方向から入射し、この仮想線に対してX軸方向の逆方向(+X方向側と−X方向側)に入射角を有することをいう。
That is, the −1st order diffracted light Lm2 incident on the intersecting region M1 on the moving grating 16 and the + 1st order diffracted light Lp2 incident on the intersecting region M2 on the moving grating 16 are opposite to each other with respect to the incident surface direction of the moving
なお、移動格子16に対しての入射角は、同じであってもよく、異なる角度であってもよく、また、厳密に同じ入射角でなくても設計上の誤差の範囲でほぼ同じ角度であってもよい。 The incident angles with respect to the moving grating 16 may be the same or different, and even if they are not exactly the same incident angles, they are almost the same angle within the range of design errors. There may be.
また、図示しないが、移動格子16上の交差領域M1に入射する−1次回折光Lm2と、移動格子16上の交差領域M2に入射する+1次回折光Lp2は、それぞれ移動格子16に入射するより以前に、移動格子16の入射面に垂直な所定軸に対して互いに反対側からこの所定軸と交差するものであってもよい。この場合、−1次回折光Lm2と+1次回折光Lp2は、交差したのち、移動格子16上の異なる交差領域に、互いに逆方向から入射する。 Although not shown, the −1st order diffracted light Lm2 incident on the intersecting region M1 on the moving grating 16 and the + 1st order diffracted light Lp2 incident on the intersecting region M2 on the moving grating 16 are before entering the moving grating 16, respectively. In addition, the predetermined axis perpendicular to the incident surface of the moving grating 16 may cross the predetermined axis from opposite sides. In this case, the −1st order diffracted light Lm2 and the + 1st order diffracted light Lp2 are incident on different crossing regions on the moving grating 16 from opposite directions after crossing.
さらに、移動格子16上に入射する光線のうち、移動格子16上の交差領域M1に入射する−1次回折光Lm2と、移動格子16上の交差領域M2に入射する+1次回折光Lp2は、それぞれ移動格子16の入射面に垂直な所定軸に対して対称である。なお、対称軸となる所定軸は、移動格子16の入射面に略垂直であってもよく、設計上の誤差の範囲を含む。 Further, of the light rays incident on the moving grating 16, the −1st order diffracted light Lm2 incident on the intersecting region M1 on the moving grating 16 and the + 1st order diffracted light Lp2 incident on the intersecting region M2 on the moving grating 16 are moved. It is symmetric with respect to a predetermined axis perpendicular to the incident surface of the grating 16. The predetermined axis serving as the symmetry axis may be substantially perpendicular to the incident surface of the moving grating 16 and includes a range of design errors.
また、移動格子16の交差領域M1に入射する+1次回折光Lp1と−1次回折光Lm2の光路は、例えば、交差領域M1において、移動格子16の移動方向(X軸方向)と概ね直交する略垂直な直線(Y軸方向、すなわち、光源部11から射出される光の光軸)に対して対称であり、移動格子16に入射する入射角が同じ角度となる。同様に、移動格子16の交差領域M2に入射する+1次回折光Lp2と−1次回折光Lm3も、例えば、交差領域M2において、Y軸方向に対して対称であり、移動格子16に入射する入射角が同じ角度となる。なお、略垂直な直線とは、設計上の誤差の範囲を含む。 The optical paths of the + 1st order diffracted light Lp1 and the −1st order diffracted light Lm2 incident on the intersecting region M1 of the moving grating 16 are, for example, substantially perpendicular to the moving direction (X axis direction) of the moving grating 16 in the intersecting region M1. Symmetric with respect to a straight line (in the Y-axis direction, that is, the optical axis of light emitted from the light source unit 11), and the incident angles incident on the moving grating 16 are the same angle. Similarly, the + 1st order diffracted light Lp2 and the −1st order diffracted light Lm3 incident on the intersecting region M2 of the moving grating 16 are also symmetric with respect to the Y-axis direction in the intersecting region M2 and are incident on the moving grating 16, for example. Are at the same angle. The substantially vertical straight line includes a range of design errors.
この移動格子16とは、例えば、透過型の回折格子である。この移動格子16は、移動格子16の射出面側に配置されている複数の受光素子(ここでは、受光素子17、18)に向けて干渉光L12、L23を射出する。言い換えると、+1次回折光Lp1および−1次回折光Lm2に基づく干渉光L12は、受光素子17(第1受光部)に入射し、+1次回折光Lp2および−1次回折光Lm3に基づく干渉光L23は、受光素子18(第2受光部)に入射する。
The moving
受光素子17は、移動格子16から射出された干渉光L12を受光し、干渉光L12の干渉強度を示す光電変換信号Sig1を出力する。
受光素子18は、移動格子16から射出された干渉光L23を受光し、干渉光L23の干渉強度を示す光電変換信号Sig2を出力する。
ここで、干渉光L12と、干渉光L23とは、それぞれ移動格子16の相違する位置から射出される。すなわち、受光素子17、18は、それぞれ移動格子16の異なる位置から射出された干渉光L12、L23を受光し、干渉光L12、L23の干渉強度を示す光電変換信号Sig1、光電変換信号Sig2を出力する。すなわち、受光素子17、18は、移動格子16(移動部材)上の少なくとも2つの領域にそれぞれ生じる干渉縞をそれぞれ受光し、受光した干渉縞に基づく受光信号をそれぞれ出力する。
The
The
Here, the interference light L12 and the interference light L23 are emitted from different positions of the moving grating 16, respectively. That is, the
移動量検出装置20は、受光素子17、18とそれぞれ接続され、受光素子17、18において変換された光電変換信号が入力される。移動量検出装置20は、受光素子17、18によって検出された光電変換信号に基づき、移動格子16の移動量情報(位置情報)を算出する。移動量検出装置20は、算出した移動量情報(位置情報)を示す位置信号Sig3を出力する。
The movement
なお、移動格子16は、透過型に限られず、例えば、反射型の回折格子であってもよく、この場合、受光素子17、18は、反射光を受光できる位置(例えば移動格子16の入射面側)に配置される。
The moving
[干渉光の検出方法について]
次に、エンコーダ装置1による干渉光検出方法の一例について説明する。
光変調部13により光の波長が変調された変調光は、光源11aから−Y軸方向側に射出される。光源11aから射出された変調光は、コリメータレンズ11bを透過して平行光に偏向される。コリメータレンズ11bにより偏向された平行光は、光分岐部材12に入射し、複数の光線L1〜L3に分けられる。光分岐部材12から射出され、光路A〜Bを進む光線L1〜L3は、コリメータレンズ11bによって偏向された平行光の光軸と平行な方向(Y軸方向)に進み、インデックス格子15に入射する。
[Interference light detection method]
Next, an example of the interference light detection method by the
The modulated light whose wavelength is modulated by the
これら複数の光線L1〜L3のうち、光線L1およびL3はそのままインデックス格子15に入射し、インデックス格子15によって、それぞれ光線Lp1あるいは光線Lm3に回折される。一方、光線L2は、ガラスブロック14を透過し、インデックス格子15に入射し、光線Lm2および光線Lp2に回折される。
Among the plurality of light beams L1 to L3, the light beams L1 and L3 enter the index grating 15 as they are, and are diffracted by the index grating 15 into the light beam Lp1 or the light beam Lm3, respectively. On the other hand, the light beam L2 passes through the
インデックス格子15によって回折された光線Lp1および光線Lm2は、移動格子16の入射面上の交差領域M1に入射し、移動格子16によりさらに回折されて、干渉光L12として−Y軸方向側に射出される。同様にして、光線Lp2および光線Lm3は、移動格子16の入射面上の交差領域M2に入射し、移動格子16によりさらに回折されて、干渉光L23として−Y軸方向側に射出される。移動格子16の交差領域M1では、第1の方向に周期的に変化する干渉縞が形成され、交差領域M2では、第1の方向と異なる第2の方向に周期的に変化する干渉縞が形成される。 The light beam Lp1 and the light beam Lm2 diffracted by the index grating 15 are incident on the intersection region M1 on the incident surface of the moving grating 16, are further diffracted by the moving grating 16, and are emitted as interference light L12 to the −Y axis direction side. The Similarly, the light beam Lp2 and the light beam Lm3 are incident on the intersecting region M2 on the incident surface of the moving grating 16, are further diffracted by the moving grating 16, and are emitted as interference light L23 to the −Y axis direction side. Interference fringes that periodically change in the first direction are formed in the intersection region M1 of the moving grating 16, and interference fringes that periodically change in a second direction different from the first direction are formed in the intersection region M2. Is done.
そして、上述したように、移動格子16から射出された干渉光L12は、受光素子17に入射し、干渉光の干渉強度を示す光電変換信号Sig1に変換される。また、移動格子16から射出された干渉光L23は、受光素子18に入射し、干渉光の干渉強度を示す光電変換信号Sig2にそれぞれ変換される。
As described above, the interference light L12 emitted from the moving grating 16 enters the
このように、(1)光源部11から射出される光線L1〜L3は波長が変調されており、かつ、移動格子16から射出される干渉光L12、L23に基づく光線のうち、光線Lm2と光線Lp2は、同一光線に基づく光線L1、L3に対して、それぞれ同じ光路長差が与えられている同一の光線L2に基づく光線である。
As described above, (1) the wavelengths of the light beams L1 to L3 emitted from the
また、(2)インデックス格子15から射出された光線Lm2と光線Lp2は、移動格子16の移動方向(X軸方向)に対して、互いに反対方向側に射出される。さらに、光源部11から移動格子16までの光学系(光分岐部材12、ガラスブロック14、インデックス格子15)が、移動格子16の入射面方向と直交する光線L2の光軸(Y軸方向)に対して対称であり、光線L1〜L3の光路が、光線L2の光軸(所定軸)又はその光軸と平行な軸(所定軸)に対して対称である。
(2) The light beam Lm2 and the light beam Lp2 emitted from the index grating 15 are emitted in directions opposite to each other with respect to the moving direction (X-axis direction) of the moving
これにより、(3)移動格子16上の交差領域M1に入射する+1次回折光Lp1および−1次回折光Lm2の干渉による干渉光L12(第1の干渉光)と、移動格子16上の交差領域M2に入射した+1次回折光Lp2および−1次回折光Lm3による干渉光L23(第2の干渉光)は、互いに逆位相となる。また、受光素子17、18によって検出される干渉光L12、L23のそれぞれに基づく干渉強度は、光変調部13によって与えられた変調に関する数値項目が互いに逆位相となる数式で表される。よって、受光素子17、18によって検出される干渉光L12、L23のそれぞれに基づく干渉強度を加算することによって、変調に関する数値項目を互いに打ち消し合うことができる。
As a result, (3) interference light L12 (first interference light) due to interference between the + 1st order diffracted light Lp1 and the −1st order diffracted light Lm2 incident on the intersecting region M1 on the moving grating 16 and the intersecting region M2 on the moving grating 16 The interference light L23 (second interference light) generated by the + 1st order diffracted light Lp2 and the −1st order diffracted light Lm3 incident on the light has opposite phases. Further, the interference intensity based on each of the interference lights L12 and L23 detected by the
なお、ここでいう干渉光L12、L23が逆位相であるとは、例えば移動格子16から射出される複数の干渉光において、各干渉光を形成する複数の光線のうち、一方の光線に対して同じだけの光路長差が与えられている他方の光線が、移動格子16の移動方向(X軸方向)と直交する直線(Y軸方向)から、互いに反対方向側に向かって移動格子16に入射することにより、位相差を表す変調に関する数値項目が互いに逆位相であることを含むものである。また、言い換えると、それぞれの交差領域M1、M2において、干渉光を構成する光線のうち一方の光線に対して同じだけの光路長差が与えられている他方の光線が、移動格子16の入射面に対して、同じ入射角で、かつ、移動格子16の移動方向に対して反対方向側に入射することにより、位相差を表す変調に関する数値項目が互いに逆位相であることを含む。
Note that the interference lights L12 and L23 in this case are in reverse phase, for example, with respect to one of the plurality of light beams forming each interference light in the plurality of interference lights emitted from the moving
また、光源11aから射出された変調光に基づく光線Lp1と光線Lm2、および光線Lp2と光線Lm3が、それぞれ、移動格子16において干渉した状態で所定の位相差を有することにより、エンコーダ装置1は、移動格子16上に、例えば、移動方向(X軸方向)に周期的に変化(又は移動)する干渉縞を得ることができる。なお、干渉縞の周期的な変化は、光変調部13により変調された波長の周期的な変化に基づくものであって、受光素子17、18により得られる光電変換信号(光電変換信号Sig1、光電変換信号Sig2)は、移動格子16の位置情報を光変調部13に与えられる変調信号で変調したもので表される。したがって、受光素子17、18により得られる光電変換信号Sig1、光電変換信号Sig2は、移動格子16の位置情報と、光源11aから射出される変調光の周期的な変化の双方に基づくものであり、この光電変換信号Sig1、光電変換信号Sig2に基づき、既知である光変調部13の変調情報を利用して、移動格子16の位置情報を得ることができる。
Further, the light beam Lp1 and the light beam Lm2 based on the modulated light emitted from the
よって、(4)移動格子16上における交差領域M1(第1領域)と交差領域M2(第2領域)における干渉縞は周期的に変化し、上述の通り干渉光L12、L23は、互いに逆位相であるため、交差領域M1の干渉縞は第1の方向(例えば、−X軸方向)に周期的に変化し、交差領域M2の干渉縞は第1の方向とは異なる第2の方向(例えば、+X軸方向)に周期的に変化する。つまり、移動格子16上の少なくとも2つの交差領域M1、M2のそれぞれに生じる干渉縞は、光変調部13の変調に伴って、互いに反対方向に移動する。
Therefore, (4) interference fringes in the intersecting region M1 (first region) and the intersecting region M2 (second region) on the moving grating 16 periodically change, and the interference lights L12 and L23 are in opposite phases as described above. Therefore, the interference fringes in the intersection region M1 periodically change in the first direction (for example, the −X axis direction), and the interference fringes in the intersection region M2 have a second direction (for example, different from the first direction). , + X axis direction) periodically. That is, the interference fringes generated in each of the at least two intersecting regions M1 and M2 on the moving grating 16 move in opposite directions with the modulation of the
なお、本実施の形態に係る各部材は、上述のような構成を有することにより、上記表現に限定されない。例えば、光変調部13は、光源部11から射出される光のうち少なくとも一部を変調する構成であって、例えば、光の波長あるいは位相を変調するものであってもよい。このように構成された光変調部13は、交差領域M1に入射する光線Lp1と光線Lm2との波長を相対的に変調させ、交差領域M2に入射する光線Lp2と光線Lm3との波長を相対的に変調させることができる。
In addition, each member which concerns on this Embodiment is not limited to the said expression by having the above structures. For example, the
[干渉光に基づく位置情報の算出について]
次に、図2を用いて、移動格子16から射出される干渉光L12について詳細に説明する。
図2は、本実施形態のエンコーダ装置1における光線の複素位相を説明するための概略図である。なお、説明便宜のため、図2には、移動格子16の交差領域M1で干渉している光線Lp1および光線Lm2をX軸方向にずらして記載し、光線Lm2においては、ガラスブロック14の透過の有無を場合分けして示す。
[Calculation of position information based on interference light]
Next, the interference light L12 emitted from the moving grating 16 will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the complex phase of the light beam in the
図2に示す通り、インデックス格子15、および移動格子16とは、X軸方向に沿って周期的に形成された同じ格子ピッチの回折パターンを有する透過型の回折格子である。このインデックス格子15は、入射する光線L1を+1次回折光に回折し、入射する光線L2を−1次回折光に回折する。 As shown in FIG. 2, the index grating 15 and the moving grating 16 are transmissive diffraction gratings having diffraction patterns with the same grating pitch formed periodically along the X-axis direction. The index grating 15 diffracts the incident light beam L1 into + 1st order diffracted light and diffracts the incident light beam L2 into −1st order diffracted light.
インデックス格子15によって光線L1から回折された+1次回折光Lp1が、移動格子16によってさらに−1次回折光L10に回折され、受光素子17に入射する。この−1次回折光L10の複素位相は、式1のように表される。式1において、「k」は波長であって、「L」は図2に示す通りインデックス格子15と移動格子16との間の光線距離であって、「P」はインデックス格子15および移動格子16の格子ピッチであって、「X」はインデックス格子15と移動格子16との格子間のX軸方向における相対的な位置情報である。
The + 1st order diffracted light Lp1 diffracted from the light beam L1 by the index grating 15 is further diffracted by the moving grating 16 into the −1st order diffracted light L10 and enters the
また、同様に、インデックス格子15によって光線L2から回折された−1次回折光Lm2が、移動格子16によってさらに+1次回折光L20に回折され、受光素子17に射出される。この+1次回折光L20の複素位相は、式2のように表される。
Similarly, the −1st order diffracted light Lm 2 diffracted from the light beam L 2 by the index grating 15 is further diffracted into the + 1st order diffracted
そして、−1次回折光L10と+1次回折光L20とが干渉した場合の干渉強度S1は、式3のように表される。 The interference intensity S1 in the case where the −1st order diffracted light L10 and the + 1st order diffracted light L20 interfere with each other is expressed as Expression 3.
したがって、インデックス格子15あるいは移動格子16のいずれか一方が、移動方向(X軸方向)に1ピッチ移動した場合、受光素子17の光電変換信号Sig1に基づき移動量検出装置20によって、2周期(4π)の光量変化として検出される。
Therefore, when either the index grating 15 or the moving grating 16 moves one pitch in the movement direction (X-axis direction), the movement
一方、本実施の形態に係る光線L2のように、インデックス格子15に入射する以前にガラスブロック14を透過することにより、光線L1に対して光路長差が与えられている+1次回折光L20の複素位相は、式4のように表される。
On the other hand, like the light beam L2 according to the present embodiment, by passing through the
ここで、式2と式4とを比較すると、複素位相E’2は、複素位相E2に比べて位相差ΔL分だけ異なる。よって、−1次回折光L10と、ガラスブロック14を透過した+1次回折光L20とが干渉した場合の干渉強度S’1は、式5のように表される。
Here, when Expression 2 and Expression 4 are compared, the complex phase E′2 differs from the complex phase E2 by the phase difference ΔL. Therefore, the interference intensity S′1 when the −1st order diffracted light L10 interferes with the + 1st order diffracted light L20 transmitted through the
つまり、式3と式5からわかるように、ガラスブロック14を透過した+1次回折光L20を含む干渉光の干渉強度も、位相差ΔL分だけ異なる。なお、式3および式5に示される通り、受光素子17、18によって得られる干渉強度は、波長に依存する変数項を含んでいないため、波長が変化されても干渉強度のパターンは変化しない。
That is, as can be seen from Equation 3 and Equation 5, the interference intensity of the interference light including the + 1st order diffracted light L20 that has passed through the
ここで、位相差ΔLは、ΔL=(N−1)・D・Δkで表され、光変調部13によって光の波長がλ1からλ2まで変調された場合、Δk=(1/λ1−1/λ2)とすると、波長がΔλ=λ0−sinωtのように変調されるため、Δk=A0・sinωt、ΔL=(N−1)・D・A0・sinωtとなる。この位相差ΔL=(N−1)・D・A0・sinωtを式5に代入すると、式6のように表される。ここで、「N」はガラスブロック14の屈折率、「D」はガラスブロック14の厚さ、「A0」は設計時に決められる所定の設定値、「ωt」は角位相を表す。
Here, the phase difference ΔL is expressed by ΔL = (N−1) · D · Δk, and when the
つまり、式6に示される通り、受光素子17によって検出される光線Lp1と光線Lm2との干渉光L12の干渉強度は、移動格子16の位置情報Xを光変調部13に与えられる変調信号で変調したものである。なお、この式6に示される干渉強度の光電変換信号Sig1が移動量検出装置20(位置算出部)に出力された場合、移動量検出装置20により移動格子16の位置情報Xが算出される。
That is, as shown in Expression 6, the interference intensity of the interference light L12 between the light beam Lp1 and the light beam Lm2 detected by the
同様にして、干渉光L23の干渉強度S2は、式7のように表される。 Similarly, the interference intensity S2 of the interference light L23 is expressed as in Expression 7.
このように、式6に示す干渉光L12の干渉強度S’1と、式7に示す干渉光L23の干渉強度S2とは、互いに逆位相である。よって、これらを加算し2で除算することにより、すなわち(S’1+S2)/2を演算することにより、光変調部13によって変調される変調要素が消去される。すなわち(S’1+S2)/2を演算することにより、変調要素を含まない移動格子16の位置情報Xを、移動量検出装置20において算出することができる。
Thus, the interference intensity S′1 of the interference light L12 shown in Expression 6 and the interference intensity S2 of the interference light L23 shown in Expression 7 are in opposite phases. Therefore, by adding these and dividing by 2, that is, by calculating (S′1 + S2) / 2, the modulation element modulated by the
したがって、例えば、光源部11からの光の波長中心がドリフトした場合であっても、移動量検出装置20によって算出される移動格子16の位置情報Xには、光の波長中心がずれること等により発生する移動格子16の位置検出結果に誤差が含まれず、エンコーダ装置1による移動格子16の位置検出結果の精度を向上させることができる。
Therefore, for example, even when the wavelength center of the light from the
また、移動格子16の位置検出結果に含まれる誤差を検出するための補償機構等を設ける必要がないため、エンコーダ装置1の構成を簡略化し、補償機構等を設けるためのコストを削減することができる。
In addition, since it is not necessary to provide a compensation mechanism or the like for detecting an error included in the position detection result of the moving grating 16, it is possible to simplify the configuration of the
ところで、図3に示すように、このエンコーダ装置1において、受光素子17、18が、光源部11からの光を正常に受光できない場合がある。
図3は、本実施形態の移動格子16に比較的大きな異物が付着している場合の一例を示す模式図である。図3に示すように、例えば、インデックス格子15や移動格子16に比較的大きな塵埃DS1などの異物が付着したことにより光源部11からの光がこれらの格子を透過できない場合には、受光素子17、18は、光源部11からの光を受光できない場合がある。また、移動格子16の一部に破損が生じたことにより光源部11からの光がこれらの格子を正常に透過できない場合にも、異物が付着した場合と同様に、受光素子17、18は、光源部11からの光を受光できない場合がある。
Incidentally, as shown in FIG. 3, in this
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a case where a relatively large foreign object adheres to the moving
このように、受光素子17、18のいずれもが光源部11からの光を受光できない場合には、移動量検出装置20は、移動格子16の位置を検出することができない。ここで、移動量検出装置20が移動格子16の位置を検出することができない場合には、移動量検出装置20は、一例として、位置信号Sig3として出力する値を変化させないようにすることができる。このように構成することにより、移動量検出装置20が出力する位置信号Sig3を利用する外部装置は、エンコーダ装置1に異常が発生していることを検出することができる。すなわち、この外部装置は、位置信号Sig3が変化していないことを検出することにより、エンコーダ装置1に異常が発生していることを検出することができる。
As described above, when neither of the
また、図4に示すように、このエンコーダ装置1において、受光素子17、18のいずれか一方の受光素子が光源部11からの光を受光できず、他方が光源部11からの光を受光できる場合がある。
図4は、本実施形態の移動格子16に比較的小さな異物が付着している場合の一例を示す模式図である。図4に示すように、例えば、移動格子16に比較的小さな塵埃DS2などの異物が付着したことにより光源部11からの光がこれらの格子を透過できない場合には、受光素子17、18のいずれか一方の受光素子が光源部11からの光を受光できない場合がある。具体的には、図4(A)に示すように、移動格子16上の交差領域M1付近に塵埃DS2が付着している場合には、受光素子17は、光源部11からの光を受光できないが、受光素子18は、光源部11からの光を受光できる。また、図4(B)に示すように、移動格子16上の交差領域M2付近に塵埃DS2が付着している場合には、受光素子17は、光源部11からの光を受光できるが、受光素子18は、光源部11からの光を受光できない。
As shown in FIG. 4, in this
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a case where a relatively small foreign object is attached to the moving
このように、受光素子17、18のいずれか一方の受光素子が光源部11からの光を受光できず、他方が光源部11からの光を受光できる場合には、移動量検出装置20は、受光素子17、18が受光する干渉光の差分を正しく算出することができなくなり、移動格子16の位置情報Xを誤って算出してしまうことがある。そこで、本実施形態のエンコーダ装置1は、受光素子17、18が光源部11からの光を受光できない状態を検出する。これにより、エンコーダ装置1は、移動格子16の位置情報Xを誤って算出してしまうことを防ぐことができる。以下、このエンコーダ装置1が備える移動量検出装置20の具体的な構成について、図5を参照して説明する。
As described above, when one of the
図5は、本実施形態のエンコーダ装置1が備える移動量検出装置20の具体的な構成の一例を示す構成図である。上述したように、このエンコーダ装置1は、エンコーダ10と、光変調部13と、移動量検出装置20とを備える。
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an example of a specific configuration of the movement
光変調部13は、変調信号Sig4を発生する変調信号発生部13aを備えており、発生させた変調信号Sig4を、DAコンバータ13bおよび光源ドライブ回路13cを介して光源部11の光源11aに出力する。また、光変調部13は、変調信号発生部13aが発生させた変調信号Sig4を移動量検出装置20に出力する。
The
移動量検出装置20は、一組の振幅検出回路(第1振幅検出回路211、第2振幅検出回路212)と、一組のデコーダ(第1デコーダ221、第2デコーダ222)と、一組の増幅回路(第1増幅回路241、第2増幅回路242)と、一組のADコンバータ(第1ADコンバータ251、第2ADコンバータ252)と、カウント処理部230とを備えている。このうち、まず、受光素子17が出力する光電変換信号Sig1を処理する、第1増幅回路241と、第1ADコンバータ251と、第1振幅検出回路211と、第1デコーダ221とについて説明する。
The movement
第1増幅回路241は、受光素子17が出力する光電変換信号Sig1を増幅して、増幅した光電変換信号Sig1を第1ADコンバータ251に出力する。
第1ADコンバータ251は、第1増幅回路241が出力した光電変換信号Sig1をAD(アナログ−デジタル)変換して、光電変換信号Sig1のデジタル信号を第1振幅検出回路211に出力する。
第1振幅検出回路211は、入力される光電変換信号Sig1のデジタル信号の振幅を検出し、この検出結果を示す振幅検出信号Sig5をカウント処理部230に出力する。また、第1振幅検出回路211は、入力される光電変換信号Sig1のデジタル信号を、デジタル信号Sig7として第1デコーダ221に出力する。
The
The
The first
第1デコーダ221は、入力される光電変換信号Sig1のデジタル信号Sig7を、変調信号発生部13aが発生させる変調信号Sig4に基づいて復号することにより、復号信号Sig9を生成する。この復号信号Sig9のパルス数は、インデックス格子15と移動格子16との相対的な移動量を示している。この復号信号Sig9のパルス数をカウントすることにより、インデックス格子15と移動格子16との相対的な移動量を算出することができる。また、第1デコーダ221は、生成した復号信号Sig9をカウント処理部230に出力する。
The
次に、受光素子18が出力する光電変換信号Sig2を処理する、第2増幅回路242と、第2ADコンバータ252と、第2振幅検出回路212と、第2デコーダ222とについて説明する。
Next, the
第2増幅回路242は、受光素子18が出力する光電変換信号Sig2を増幅して、増幅した光電変換信号Sig2を第2ADコンバータ252に出力する。
第2ADコンバータ252は、第2増幅回路242が出力した光電変換信号Sig2をAD(アナログ−デジタル)変換して、光電変換信号Sig2のデジタル信号を第2振幅検出回路212に出力する。
第2振幅検出回路212は、入力される光電変換信号Sig2のデジタル信号の振幅を検出し、この検出結果を示す振幅検出信号Sig6をカウント処理部230に出力する。また、第2振幅検出回路212は、は、入力される光電変換信号Sig2のデジタル信号を、デジタル信号Sig8として第2デコーダ222に出力する。
The
The
The second
第2デコーダ222は、入力される光電変換信号Sig2のデジタル信号Sig8を、変調信号発生部13aが発生させる変調信号Sig4に基づいて復号することにより、復号信号Sig10を生成する。この復号信号Sig10のパルス数は、上述した復号信号Si9のパルス数と同様に、インデックス格子15と移動格子16との相対的な移動量を示している。したがって、この復号信号Sig10のパルス数をカウントすることにより、インデックス格子15と移動格子16との相対的な移動量を算出することができる。また、第2デコーダ222は、生成した復号信号Sig10をカウント処理部230に出力する。
The
次に、カウント処理部230について説明する。カウント処理部230は、エンコーダ10が備える移動格子16の相対的な移動量を算出する。具体的には、このカウント処理部230には、第1デコーダ221が出力する復号信号Sig9と、第2デコーダ222が出力する復号信号Sig10とが入力される。式6および式7を参照して上述したように、干渉強度S’1と干渉強度S2とを加算し2で除算することにより、すなわち(S’1+S2)/2を演算することにより、変調要素を含まない移動格子16の位置情報Xを算出することができる。ここで、復号信号Sig9とは、上述した干渉強度S’1を示す信号である。また、復号信号Sig10とは、上述した干渉強度S2を示す信号である。したがって、カウント処理部230は、復号信号Sig9と、復号信号Sig10とに基づいて、変調要素を含まない移動格子16の位置情報Xを算出することができる。
Next, the
具体的には、カウント処理部230は、復号信号Sig9のパルス数をカウントしてカウント値cnt1を算出する。また、カウント処理部230は、復号信号Sig10のパルス数をカウントして、カウント値cnt2を算出する。また、カウント処理部230は、算出したカウント値cnt1とカウント値cnt2とを加算して2で除算し、この除算した値に現在位置を示す値を加算して、位置情報Xを算出する。すなわち、カウント処理部230は、現在位置+(カウント値cnt1+カウント値cnt2)/2を演算して、位置情報Xを算出する。このようにして、カウント処理部230は、変調要素を含まない移動格子16の位置情報Xを算出する。
Specifically, the
ここまで、光電変換信号(光電変換信号Sig1または光電変換信号Sig2)の振幅に異常が検出されない場合における、カウント処理部230の演算について説明した。次に、光電変換信号(光電変換信号Sig1または光電変換信号Sig2)の振幅に異常が検出された場合における、カウント処理部230の演算について、図6および図7を参照して説明する。
So far, the calculation of the
図6は、本実施形態のカウント処理部230の演算の一例を示す表である。カウント処理部230は、光電変換信号Sig1の振幅が正常であるか否か、および光電変換信号Sig2の振幅が正常であるか否かに基づいて、位置情報Xの演算方法を切換える。
FIG. 6 is a table showing an example of the calculation of the
ここで、第1振幅検出回路211は、光電変換信号Sig1の振幅が正常である場合には、振幅検出信号Sig5の値を「正常」を示す値(例えば、値0)にして、振幅検出信号Sig5をカウント処理部230に出力する。また、第1振幅検出回路211は、光電変換信号Sig1の振幅が異常である場合には、振幅検出信号Sig5の値を「異常」を示す値(例えば、値1)にして、振幅検出信号Sig5をカウント処理部230に出力する。すなわち、第1振幅検出回路211(振幅検出部)は、受光素子17(受光部)が出力する受光信号の振幅を検出する。
Here, when the amplitude of the photoelectric conversion signal Sig1 is normal, the first
また、第2振幅検出回路212は、光電変換信号Sig2の振幅が正常である場合には、振幅検出信号Sig6の値を「正常」を示す値(例えば、値0)にして、振幅検出信号Sig6をカウント処理部230に出力する。また、第2振幅検出回路212は、光電変換信号Sig2の振幅が異常である場合には、振幅検出信号Sig6の値を「異常」を示す値(例えば、値1)にして、振幅検出信号Sig6をカウント処理部230に出力する。すなわち、第2振幅検出回路212(振幅検出部)は、受光素子18(受光部)が出力する受光信号の振幅を検出する。
In addition, when the amplitude of the photoelectric conversion signal Sig2 is normal, the second
カウント処理部230は、振幅検出信号Sig5と、振幅検出信号Sig6とが、いずれも正常を示す値である場合には、上述したように、現在位置+(カウント値cnt1+カウント値cnt2)/2を演算して、位置情報Xを算出する。
When the amplitude detection signal Sig5 and the amplitude detection signal Sig6 are both values indicating normality, the
次に、振幅検出信号Sig5または振幅検出信号Sig6が異常を示す値(例えば、値1)である場合について説明する。はじめに、光電変換信号のうち、光電変換信号Sig1について説明する。まず、第1振幅検出回路211が検出する光電変換信号Sig1の振幅の一例について、図7を参照して説明する。
Next, the case where the amplitude detection signal Sig5 or the amplitude detection signal Sig6 is a value indicating abnormality (for example, value 1) will be described. First, the photoelectric conversion signal Sig1 among the photoelectric conversion signals will be described. First, an example of the amplitude of the photoelectric conversion signal Sig1 detected by the first
図7は、本実施形態の振幅検出回路が振幅を検出する光電変換信号の振幅波形の一例を示す波形図である。この図7に示す光電変換信号の振幅波形のうち、波形WAとは、第1振幅検出回路211が検出する光電変換信号Sig1の振幅の一例である。
FIG. 7 is a waveform diagram showing an example of an amplitude waveform of a photoelectric conversion signal whose amplitude is detected by the amplitude detection circuit of the present embodiment. Of the amplitude waveforms of the photoelectric conversion signal shown in FIG. 7, the waveform WA is an example of the amplitude of the photoelectric conversion signal Sig <b> 1 detected by the first
この光電変換信号Sig1の波形WAについて、上述した図4に示すように、移動格子16上に塵埃DS2が付着している場合を一例にして説明する。この移動格子16が+X方向に移動している場合には、移動格子16に付着している塵埃DS2は、移動格子16の移動に応じて+X方向に移動する。図7に示すように、移動格子16が塵埃DS2とともに+X方向に移動して、その移動量が格子移動量X1になると、受光素子17が受光する干渉光L12を塵埃DS2が遮りはじめる。さらに移動格子16が塵埃DS2とともに+X方向に移動すると、塵埃DS2が干渉光L12を遮る範囲が徐々に広がる。さらに移動格子16の移動量が格子移動量X2になると、塵埃DS2が干渉光L12を遮る範囲が最も広くなる。さらに移動格子16が塵埃DS2とともに+X方向に移動すると、塵埃DS2が干渉光L12を遮る範囲が徐々に狭くなる。さらに移動格子16の移動量が格子移動量X3になると、塵埃DS2が干渉光L12を遮らなくなる。
The waveform WA of the photoelectric conversion signal Sig1 will be described by taking as an example a case where dust DS2 is attached on the moving
すなわち、移動格子16上の塵埃DS2が、格子移動量X1からX3まで+X方向に移動すると、この塵埃DS2によって遮られる干渉光L12の範囲は、移動格子16の移動量に応じて変化する。したがって、受光素子17が受光する干渉光L12の強度は、移動格子16の移動量に応じて変化する。これにより、受光素子17が出力する光電変換信号Sig1の振幅は、図7に示す波形WAのように変化する。
That is, when the dust DS2 on the moving grating 16 moves in the + X direction from the grating movement amount X1 to X3, the range of the interference light L12 blocked by the dust DS2 changes according to the movement amount of the moving
ここで、図7に示す信号振幅のうち、基準電位Lv0とは、干渉光L12が塵埃DS2などに遮られずに、受光素子17に受光された場合の光電変換信号の電位である。また、振幅規格値Lv1とは、デコーダ(第1デコーダ221、第2デコーダ222)が正常に復号することができる光電変換信号の電位を示す規格値である。また、デコード可能限界値Lv2とは、これらのデコーダが正常に復号することができる光電変換信号の信号振幅の限界値(例えば、下限値)である。すなわち、デコーダは、基準電位Lv0付近の電位をデジタル値の0(ゼロ)に、振幅規格値Lv1とデコード可能限界値Lv2との間の電位を、光電変換信号のデジタル値の1として復号する。つまり、デコーダは、デコード可能限界値Lv2よりも電位が低い光電変換信号が入力されると、この光電変換信号を正常に復号することができない。したがって、デコーダに、デコード可能限界値Lv2よりも電位が低い光電変換信号が入力された場合には、カウント処理部230が正常にカウント処理を行えなくなる。この結果、カウント処理部230は、誤った位置情報Xを出力してしまうことがある。
Here, among the signal amplitudes shown in FIG. 7, the reference potential Lv0 is the potential of the photoelectric conversion signal when the interference light L12 is received by the
そこで、カウント処理部230は、振幅検出信号Sig5が異常を示す値(例えば、値1)であり、振幅検出信号Sig6が正常を示す値(例えば、値0)である場合には、図6に示すように、現在位置+(カウント値cnt2)を演算して、位置情報Xを算出する。ここで、振幅検出信号Sig5が異常を示す値である場合とは、光電変換信号Sig1の振幅が異常である場合である。すなわち、カウント処理部230は、光電変換信号Sig1の振幅が異常である場合には、光電変換信号Sig1に基づくカウント値cnt1を位置情報Xの算出に使用しない。
Therefore, when the amplitude detection signal Sig5 is a value indicating abnormality (for example, value 1) and the amplitude detection signal Sig6 is a value indicating normal (for example, value 0), the
すなわち、カウント処理部230(信号選択部)は、受光素子17、18(受光部)のうち少なくとも1つの受光素子17(受光部)が出力する受光信号に基づいて、少なくとも2つの受光素子17、18(受光部)がそれぞれ出力する受光信号のうち少なくとも1つの信号を、移動格子16(移動部材)の相対的な移動量を算出するための算出信号として選択する。また、カウント処理部230(移動量算出部)は、カウント処理部230(信号選択部)が選択した算出信号に基づいて、移動格子16(移動部材)の相対的な移動量を算出する。また、カウント処理部230(信号選択部)は、第1振幅検出回路211(振幅検出部)が検出した受光信号の振幅に基づいて、少なくとも2つの受光素子17、18(受光部)がそれぞれ出力する受光信号のうち少なくとも1つの受光信号を算出信号として選択する。このとき、カウント処理部230(信号選択部)は、第1振幅検出回路211(振幅検出部)が検出した振幅が所定の振幅の範囲内である受光信号を、算出信号として選択する。このようにカウント処理部230は、光電変換信号Sig1の振幅が異常であっても、位置情報Xの算出を行うことができる。
That is, the count processing unit 230 (signal selection unit) is based on the light reception signal output from at least one light reception element 17 (light reception unit) among the
次に、光電変換信号のうち、光電変換信号Sig2について、再び図7を参照して説明する。図7の波形WBとは、第2振幅検出回路212が検出する光電変換信号Sig2の振幅の一例である。この光電変換信号Sig2も、光電変換信号Sig1と同様にその振幅が変化する。
Next, of the photoelectric conversion signals, the photoelectric conversion signal Sig2 will be described again with reference to FIG. The waveform WB in FIG. 7 is an example of the amplitude of the photoelectric conversion signal Sig2 detected by the second
すなわち、この移動格子16が+X方向に移動している場合には、移動格子16に付着している塵埃DS2は、移動格子16の移動に応じて+X方向に移動する。図7に示すように、移動格子16が塵埃DS2とともに+X方向に移動して、その移動量が格子移動量X4になると、受光素子18が受光する干渉光L23を塵埃DS2が遮りはじめる。さらに移動格子16が塵埃DS2とともに+X方向に移動すると、塵埃DS2が干渉光L23を遮る範囲が徐々に広がる。さらに移動格子16の移動量が格子移動量X5になると、塵埃DS2が干渉光L23を遮る範囲が最も広くなる。さらに移動格子16が塵埃DS2とともに+X方向に移動すると、塵埃DS2が干渉光L23を遮る範囲が徐々に狭くなる。さらに移動格子16の移動量が格子移動量X6になると、塵埃DS2が干渉光L23を遮らなくなる。
That is, when the moving
すなわち、移動格子16上の塵埃DS2が、格子移動量X4からX6まで+X方向に移動すると、この塵埃DS2によって遮られる干渉光L23の範囲は、移動格子16の移動量に応じて変化する。したがって、受光素子18が受光する干渉光L23の強度は、移動格子16の移動量に応じて変化する。これにより、受光素子18が出力する光電変換信号Sig2の振幅は、図7に示す波形WBのように変化する。
That is, when the dust DS2 on the moving
カウント処理部230は、振幅検出信号Sig6の振幅が異常である場合についても、振幅検出信号Sig5と同様にして位置情報Xを算出する。すなわち、カウント処理部230は、振幅検出信号Sig5が正常を示す値(例えば、値0)であり、振幅検出信号Sig6が異常を示す値(例えば、値1)である場合には、現在位置+(カウント値cnt1)を演算して、位置情報Xを算出する。ここで、振幅検出信号Sig6が異常を示す値である場合とは、光電変換信号Sig2の振幅が異常である場合である。すなわち、カウント処理部230は、光電変換信号Sig2の振幅が異常である場合には、光電変換信号Sig2に基づくカウント値cnt2を位置情報Xの算出に使用しない。
The
すなわち、カウント処理部230(信号選択部)は、受光素子17、18(受光部)のうち少なくとも1つの受光素子18(受光部)が出力する受光信号に基づいて、少なくとも2つの受光素子17、18(受光部)がそれぞれ出力する受光信号のうち少なくとも1つの信号を、移動格子16(移動部材)の相対的な移動量を算出するための算出信号として選択する。また、カウント処理部230(移動量算出部)は、カウント処理部230(信号選択部)が選択した算出信号に基づいて、移動格子16(移動部材)の相対的な移動量を算出する。また、カウント処理部230(信号選択部)は、第2振幅検出回路212(振幅検出部)が検出した受光信号の振幅に基づいて、少なくとも2つの受光素子17、18(受光部)がそれぞれ出力する受光信号のうち少なくとも1つの受光信号を算出信号として選択する。このとき、カウント処理部230(信号選択部)は、第1振幅検出回路211(振幅検出部)が検出した振幅が所定の振幅の範囲内である受光信号を、算出信号として選択する。このようにカウント処理部230は、光電変換信号Sig2の振幅が異常であっても、位置情報Xの算出を行うことができる。
That is, the count processing unit 230 (signal selection unit) is based on the light reception signal output from at least one light reception element 18 (light reception unit) among the
また、カウント処理部230は、振幅検出信号Sig5と、振幅検出信号Sig6とが、いずれも異常を示す値(例えば、値1)である場合には、位置情報Xの算出を停止する。これにより、カウント処理部230は、誤った位置情報Xを出力してしまうことを防ぐことができる。
Further, the
図8は、本実施形態の移動量検出装置20が移動量を検出した結果の一例を示すグラフである。このうち図8(A)は、光電変換信号(光電変換信号Sig1、光電変換信号Sig2)の振幅に異常が生じた場合に、移動量検出装置20が移動量の検出を停止する場合を示すグラフである。ここでは、移動格子16の移動量が格子移動量X11〜X12の区間において、光電変換信号Sig1の振幅に異常が発生した場合について説明する。なお、光電変換信号Sig2は、光電変換信号Sig1と同様であるので、説明を省略する。
FIG. 8 is a graph illustrating an example of a result of detection of the movement amount by the movement
まず、光電変換信号Sig1の振幅に異常が発生した場合に、移動量検出装置20が、位置情報Xの出力を停止する場合について説明する。図8(A)に示す格子移動量0〜X11の区間、すなわち、光電変換信号Sig1の振幅に異常が発生していない場合において、移動量検出装置20は、カウント値cnt1を値0から値cnt11まで正常に算出する(波形W1−1を参照。)。これにより、移動量検出装置20は、移動格子16の正確な移動量を示す位置情報Xを出力する。また、図8(A)に示す格子移動量X11〜X12の区間、すなわち、光電変換信号Sig1の振幅に異常が発生している場合において、移動量検出装置20は、カウント値cnt1を正常に算出することができない場合、カウント値が、例えば、値cnt12に達した時点で移動量の算出を停止する(波形W1−2を参照。)。
First, the case where the movement
このように移動量検出装置20が、位置情報Xの出力を停止してしまうと、この位置情報Xを利用している装置(例えば、半導体露光装置や、光学レンズ切削・研磨装置などの加工装置。)において、移動格子16の移動量が不明になる。この場合には、この位置情報Xを利用している装置は、移動格子16を原点に復帰させるとともに、ワークを再度加工しなければならないことがある。このため、移動量検出装置20が、位置情報Xの出力を停止してしまう場合には、ワークを再度加工するための時間やコストが発生してしまうことがある。
When the movement
次に、光電変換信号Sig1の振幅に異常が発生した場合に、移動量検出装置20が、位置情報Xの出力を継続する場合について説明する。図8(B)に示す格子移動量X11〜X12の区間、すなわち、光電変換信号Sig1の振幅に異常が発生している場合において、移動量検出装置20のカウント処理部230は、位置情報Xの演算方法を図6に示すように切り換えることにより、位置情報Xの出力を継続する(波形W2−2を参照。)。つまり、カウント処理部230は、図8(B)に示す格子移動量0〜X13の区間において、位置情報Xの演算方法を切換えながら位置情報Xの出力を継続する。
Next, a case where the movement
このように本実施形態の移動量検出装置20によれば、光電変換信号Sig1の振幅に異常がある場合でも、位置情報Xの誤差が大きくならないようにすることができる。したがって、移動量検出装置20によれば、位置情報Xの出力を継続することができ、光電変換信号Sig1の振幅に異常がある場合でも、移動格子16を原点に復帰させる必要がなくなる。したがって、移動量検出装置20によれば、ワークを再度加工するための時間やコストを低減することができる。
As described above, according to the movement
以上、説明したように、エンコーダ装置1は、移動量検出装置20を備えている。この移動量検出装置20によれば、上述したように、移動体の位置検出結果に含まれる誤差を低減することができる。よって、エンコーダ装置1によれば、光電変換信号の振幅に異常がある場合でも、位置情報Xの出力を継続することができる。
As described above, the
[第2の実施形態]
次に、図9から図11を参照して、本発明のエンコーダ装置に係る第2の実施形態について説明する。図9は、本発明の第2の実施形態に係るエンコーダ装置1aの概略図である。なお、第1の実施形態と同一又は同等の機能・構成を有する構成部材については、同一の符号を付すことにより、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the encoder device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a schematic diagram of an encoder device 1a according to the second embodiment of the present invention. In addition, about the structural member which has the same or equivalent function and structure as 1st Embodiment, detailed description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
エンコーダ装置1aは、移動量検出装置20aを備えている。この移動量検出装置20aは、カウント処理部230aと、エラー出力回路270と、記憶部280とを備えている点において、上述した移動量検出装置20と異なる。
The encoder device 1a includes a movement
図10は、本実施形態のカウント処理部230aの構成の一例を示すブロック図である。
カウント処理部230aは、ローパスフィルタ(LPF;Low Pass Filter)261と、移動量検出部262と、信号選択部263とを備えている。
FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the
The
移動量検出部262は、第1デコーダ221が出力する復号信号Sig9のパルス数をカウントしてカウント値cnt1を算出する。また、移動量検出部262は、第2デコーダ222が出力する復号信号Sig10のパルス数をカウントしてカウント値cnt2を算出する。また、移動量検出部262は、カウントしたパルス数に応じた移動格子16の移動量情報(位置情報)を示す位置信号Sig3aを出力する。具体的には、移動量検出部262は、第1デコーダ221が出力する復号信号Sig9に基づいて、現在位置+(カウント値cnt1+カウント値cnt2)/2を演算して位置情報Xを算出し、算出した位置情報Xを示す位置信号Sig3aを出力する。
The movement
また、移動量検出部262は、カウントしたパルス数に応じた位置情報を示す位置信号Sig3bを出力する。
図11は、本実施形態の信号選択部263の演算の一例を示す表である。移動量検出部262は、この図11に示すように、振幅検出信号Sig5および振幅検出信号Sig6に基づいて、位置情報Xを算出し、算出した位置情報Xを示す位置信号Sig3bを出力する。
Further, the movement
FIG. 11 is a table showing an example of the calculation of the
LPF261は、移動量検出部262が出力した位置信号Sig3bの高周波成分を除去した位置信号Sig3b’を信号選択部263に出力する。
信号選択部263は、図11に示すように、振幅検出信号Sig5および振幅検出信号Sig6に基づいて、移動量検出部262が出力した位置信号が正常であるか異常であるかを判定する。また、信号選択部263は、判定した結果に基づいて、この図11に示すように位置情報を算出する。また、信号選択部263は、算出した位置情報を示す位置信号Sig3を出力する。
The
As shown in FIG. 11, the
これによりカウント処理部230aは、カウント値に含まれるノイズ成分を低減することができる。したがって、エンコーダ装置1aは、ローパスフィルタを備えていない場合に比べて、安定したカウント値を得る事ができるため、移動体の位置検出結果に含まれる誤差を低減し、移動体の位置検出結果の精度を向上させることができる。
As a result, the
図9に戻り、エラー出力回路270は、振幅検出信号Sig5と、振幅検出信号Sig6とに基づいて、エラー信号Sig11を出力する。具体的には、第1振幅検出回路211は、振幅検出信号Sig5をカウント処理部230aと、エラー出力回路270とに出力する。この振幅検出信号Sig5とは、上述したように、光電変換信号Sig1のデジタル信号の振幅を第1振幅検出回路211が検出した結果を示す信号である。すなわち、振幅検出信号Sig5とは、光電変換信号Sig1のデジタル信号の振幅が正常であるか異常であるかを判定した結果を示す信号である。また、第2振幅検出回路212は、振幅検出信号Sig6をカウント処理部230aと、エラー出力回路270とに出力する。この振幅検出信号Sig6とは、上述したように、光電変換信号Sig2のデジタル信号の振幅を第2振幅検出回路212が検出した結果を示す信号である。すなわち、振幅検出信号Sig6とは、光電変換信号Sig2のデジタル信号の振幅が正常であるか異常であるかを判定した結果を示す信号である。
Returning to FIG. 9, the
エラー出力回路270は、第1振幅検出回路211が出力する振幅検出信号Sig5と、第2振幅検出回路212が出力する振幅検出信号Sig6とに基づいて、エラー信号Sig11を出力する。具体的には、エラー出力回路270は、振幅検出信号Sig5と、振幅検出信号Sig6との少なくとも一方が異常を示す値(例えば、値1)である場合には、異常が発生していることを示すエラー信号Sig11を出力する。
The
すなわち、振幅検出回路(第1振幅検出回路211、第2振幅検出回路212)(判定部)は、受光素子17、18(受光部)のうち少なくとも1つの受光素子17、18(受光部)が出力する受光信号に基づいて、当該受光信号が正常であるか異常であるかを判定する。また、エラー出力回路270(出力部)は、振幅検出回路(第1振幅検出回路211、第2振幅検出回路212)が判定した結果を出力する。これにより、外部装置がエラー信号Sig11を受信する場合には、当該外部装置は、振幅検出信号が異常であることを検出することができる。
That is, the amplitude detection circuit (first
また、記憶部280には、第1デコーダ221が復号した復号信号Sig9を示す情報と、第2デコーダ222が復号した復号信号Sig10を示す情報とが、移動格子16の移動量と関連付けられて予め記憶されている。この復号信号Sig9を示す情報、および復号信号Sig10を示す情報とは、光電変換信号(光電変換信号Sig1または光電変換信号Sig2)の振幅に異常が検出されない場合における、第1デコーダ221および第2デコーダ222の出力を示す情報である。
Further, in the
カウント処理部230aは、光電変換信号Sig1または光電変換信号Sig2のいずれかの信号の振幅に異常が検出された場合には、記憶部280から、復号信号Sig9を示す情報または復号信号Sig10を示す情報を読み出す。ここで、光電変換信号Sig1の振幅に異常が検出された場合の具体例について説明する。カウント処理部230aは、光電変換信号Sig1の振幅に異常が検出された場合には、記憶部280から、復号信号Sig9を示す情報を読み出す。次に、カウント処理部230aは、記憶部280から読み出した復号信号Sig9を示す情報と、第2デコーダ222が出力する復号信号Sig10とに基づいて、現在位置+(カウント値cnt1+カウント値cnt2)/2を演算して、位置情報Xを算出する。
When an abnormality is detected in the amplitude of either the photoelectric conversion signal Sig1 or the photoelectric conversion signal Sig2, the
また、光電変換信号Sig2の振幅に異常が検出された場合も上述と同様である。すなわち、カウント処理部230aは、光電変換信号Sig2の振幅に異常が検出された場合には、記憶部280から、復号信号Sig10を示す情報を読み出す。次に、カウント処理部230aは、記憶部280から読み出した復号信号Sig10を示す情報と、第1デコーダ221が出力する復号信号Sig9とに基づいて、現在位置+(カウント値cnt1+カウント値cnt2)/2を演算して、位置情報Xを算出する。
The same applies to the case where an abnormality is detected in the amplitude of the photoelectric conversion signal Sig2. That is, the
すなわち、記憶部280は、受光素子17、18(受光部)が出力する受光信号を示す情報を記憶する。また、カウント処理部230a(移動量算出部)は、カウント処理部230a(信号選択部)が選択した算出信号と、記憶部280に記憶されている受光信号を示す情報とに基づいて、移動格子16(移動部材)の相対的な移動量を算出する。このように構成することにより、光電変換信号の振幅に異常が検出された場合においても、予め記憶している光電変換信号を示す情報に基づいて位置情報Xを算出することができる。これにより、エンコーダ装置1aは、移動体の位置検出結果に含まれる誤差を低減することができる。
That is, the memory |
なお、上述において、記憶部280には、デコーダが復号した復号信号を示す情報が予め記憶されている場合を一例にして説明したが、これに限られない。例えば、光電変換信号の振幅に異常が検出されない場合において、デコーダ(第1デコーダ221、第2デコーダ222)が出力する復号信号を、カウント処理部230aが記憶部280に書き込んでもよい。また、このカウント処理部230aは、デコーダが出力する復号信号を記憶部280に定期的に書き込んでもよい。すなわち、カウント処理部230a(更新部)は、カウント処理部230a(信号選択部)が選択した算出信号に基づいて、記憶部280に記憶されている受光信号を示す情報を更新してもよい。このように構成することにより、記憶部280に記憶されている受光信号を示す情報が更新されるため、エンコーダ装置1aは、移動体の位置検出結果に含まれる誤差を、さらに低減することができる。
In the above description, the
なお、上述した各実施形態において、ガラスブロック14は、干渉光L12、L23を構成するいずれか一方の光路上に配置される例を用いて説明したが、本発明はこれに限られず、例えば、干渉光を構成する光線において相対的に光路長差が与えられることを条件として、干渉光を構成する双方の光線の光路上にガラスブロック14が配置される構成であってもよい。
また、上述した各実施形態において、光分岐部材12は、光源部11からの光を3つの光線L1〜L3に分ける例について説明したが、本発明はこれに限られず、4つ以上の光線に分けるものであってもよい。例えば、光分岐部材12によって4つに分けられた光線に基づき、2つの光線を干渉させて2つの干渉光を生成する場合、干渉光を構成するいずれか一方となる2つの光線の光路上にガラスブロック14が、それぞれ配置される構成であってもよい。
In addition, in each embodiment mentioned above, although the
Moreover, in each embodiment mentioned above, although the
さらに、本発明に係るエンコーダ装置1(またはエンコーダ装置1a)は、光源部11から射出される変調光の波長可変範囲が小さい場合であっても、この波長可変範囲に比べて光路差ΔLを十分大きくすれば、移動格子16上に形成される干渉縞に、光源部11から射出される変調光の周期的な変化に応じた変化を与えることができる。例えば、光源11aとして発光レーザダイオードを用いた場合、光源部11から射出される変調光の中心波長を850nmとし、この発光レーザダイオードに供給される駆動電流を2±0.5mAの範囲で変化させると、光源部11から射出される光の波長は、850±1nmの範囲(波長可変範囲)で変化する。このとき、光路差ΔLが1mmとなるガラスブロック14が利用された場合、光路差ΔLが波長可変範囲に比べて十分大きいため、移動格子16上に形成される干渉縞は周期的に変化し、受光素子17、18は、光電変換信号を得ることができる。
Furthermore, the encoder device 1 (or the encoder device 1a) according to the present invention has a sufficient optical path difference ΔL compared to the wavelength variable range even when the wavelength variable range of the modulated light emitted from the
また、光源11aから射出される変調光の変調方法は、上述の光変調部13による電流変化によるものとして、例えば、光通信などの目的で利用されているさまざまな可変波長レーザを利用することができる。また、光源11aから射出される変調光の変調方法は、電流変化に基づくものに限られず、例えば、光源11aとして利用されるレーザ素子の温度を変化させることにより、波長を周期的に変化させる装置を利用することができる。
The modulation method of the modulated light emitted from the
また、ガラスブロック14は、光を透過し、周囲と異なる所定の屈折率Nを有する媒質であればよく、例えば、水晶等の透明な媒体であってもよい。
さらに、上述した各実施形態において、干渉光として、インデックス格子15によって回折された±1次回折光を例に説明したが、0次回折光であってもよく、その他の次数の回折光であってもよい。
また、上述した各実施形態において、移動格子16上に2つの交差領域M1、M2が形成される例を用いて説明したが、本発明はこれに限られず、少なくとも2以上の交差領域M1、M2(干渉縞)が形成されるものであってもよい。
Moreover, the
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the ± first-order diffracted light diffracted by the index grating 15 has been described as an example of the interference light, but it may be zero-order diffracted light or other orders of diffracted light. Good.
Further, in each of the above-described embodiments, the description has been given using the example in which the two intersecting regions M1 and M2 are formed on the moving
また、上述した各実施形態において、エンコーダ10が、直線的(例えば、X方向)に移動格子16が移動するリニアエンコーダである例を用いて説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、エンコーダ10とは、移動格子16が回転移動するロータリーエンコーダであってもよい。
Moreover, in each embodiment mentioned above, although the
また、上述した各実施形態において、エンコーダ10が、光源11aから射出され、インデックス格子15および移動格子16を透過した光を受光素子17、18が受光する透過型エンコーダである例を用いて説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、エンコーダ10とは、光源11aから射出された光が反射されて受光素子17、18が受光する反射型エンコーダであってもよい。
In each of the above-described embodiments, the
1、1a…エンコーダ装置、10…エンコーダ、11…光源部、12…光分岐部材、13…光変調部、16…移動格子(移動部材)、17、18…受光素子(受光部)、20、20a…移動量検出装置(位置算出部)、211、212…振幅検出回路(振幅検出部、判定部)、230、230a…カウント処理部(信号選択部、移動量算出部、更新部)、261、262…ローパスフィルタ(フィルタ部)、270…エラー出力回路(出力部)、280…記憶部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記光による複数の光線が入射する入射面を有し、少なくとも一方向に相対的に移動可能な移動部材と、
前記移動部材上の少なくとも2つの領域にそれぞれ生じる干渉縞をそれぞれ受光し、受光した前記干渉縞に基づく受光信号をそれぞれ出力する少なくとも2つの受光部と、
前記受光部のうち少なくとも1つの受光部が出力する前記受光信号に基づいて、少なくとも2つの前記受光部がそれぞれ出力する前記受光信号のうち少なくとも1つの信号を、前記移動部材の相対的な移動量を算出するための算出信号として選択する信号選択部と、
前記信号選択部が選択した前記算出信号に基づいて、前記移動部材の前記相対的な移動量を算出する移動量算出部と、
前記受光部が出力する前記受光信号の振幅を検出する振幅検出部と
を備え、
前記信号選択部は、
前記振幅検出部が検出した振幅が所定の振幅の範囲内である前記受光信号を、前記算出信号として選択するエンコーダ装置。 A light modulator that modulates at least part of the light emitted from the light source unit;
A moving member that has an incident surface on which a plurality of light beams from the light is incident, and that is relatively movable in at least one direction;
Receiving at least two interference fringes generated in at least two regions on the moving member, respectively, and outputting at least two light receiving signals based on the received interference fringes; and
Based on the light reception signal output by at least one light receiving unit among the light receiving units, at least one signal among the light receiving signals output by each of the at least two light receiving units is used as a relative movement amount of the moving member. A signal selection unit that selects as a calculation signal for calculating
A movement amount calculation unit that calculates the relative movement amount of the moving member based on the calculation signal selected by the signal selection unit;
An amplitude detection unit for detecting the amplitude of the received light signal output by the light receiving unit ,
The signal selector is
An encoder device that selects, as the calculation signal, the received light signal whose amplitude detected by the amplitude detection unit is within a predetermined amplitude range.
を備え、
前記移動量算出部は、
前記信号選択部が選択した前記算出信号と、前記記憶部に記憶されている前記受光信号を示す情報とに基づいて、前記移動部材の前記相対的な移動量を算出する
請求項1に記載のエンコーダ装置。 A storage unit for storing information indicating the received light signal output by the light receiving unit;
The movement amount calculation unit
Wherein a calculation signal by the signal selecting section selects, based on the information indicating the receiving signal stored in the storage unit, according to claim 1 for calculating the amount of relative movement of the moving member Encoder device.
前記光による複数の光線が入射する入射面を有し、少なくとも一方向に相対的に移動可能な移動部材と、 A moving member that has an incident surface on which a plurality of light beams from the light is incident, and that is relatively movable in at least one direction;
前記移動部材上の少なくとも2つの領域にそれぞれ生じる干渉縞をそれぞれ受光し、受光した前記干渉縞に基づく受光信号をそれぞれ出力する少なくとも2つの受光部と、 Receiving at least two interference fringes generated in at least two regions on the moving member, respectively, and outputting at least two light receiving signals based on the received interference fringes; and
前記受光部のうち少なくとも1つの受光部が出力する前記受光信号に基づいて、少なくとも2つの前記受光部がそれぞれ出力する前記受光信号のうち少なくとも1つの信号を、前記移動部材の相対的な移動量を算出するための算出信号として選択する信号選択部と、 Based on the light reception signal output by at least one light receiving unit among the light receiving units, at least one signal among the light receiving signals output by each of the at least two light receiving units is used as a relative movement amount of the moving member. A signal selection unit that selects as a calculation signal for calculating
前記信号選択部が選択した前記算出信号に基づいて、前記移動部材の前記相対的な移動量を算出する移動量算出部と、 A movement amount calculation unit that calculates the relative movement amount of the moving member based on the calculation signal selected by the signal selection unit;
前記受光部が出力する前記受光信号を示す情報を記憶する記憶部と A storage unit for storing information indicating the received light signal output by the light receiving unit;
を備え、 With
前記移動量算出部は、 The movement amount calculation unit
前記信号選択部が選択した前記算出信号と、前記記憶部に記憶されている前記受光信号を示す情報とに基づいて、前記移動部材の前記相対的な移動量を算出する The relative movement amount of the moving member is calculated based on the calculation signal selected by the signal selection unit and information indicating the light reception signal stored in the storage unit.
エンコーダ装置。 Encoder device.
を備える請求項2又は請求項3に記載のエンコーダ装置。 The signal selecting unit based on the calculated signal has been selected, the encoder apparatus according to 請 Motomeko 2 or claim 3 Ru comprising an update unit for updating the information indicating the receiving signal stored in the storage unit.
を備える請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。 The encoder apparatus according to any one of claims 4 to 請 Motomeko 1 Ru provided with a filter unit that removes a high-frequency component from the relative movement amount the movement amount calculating section is output.
前記判定部が判定した結果を出力する出力部と
を備える請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。 A determination unit that determines whether or not the light reception signal is normal based on the light reception signal output by at least one light reception unit of the light reception units;
The determination unit is an encoder device according to any one of claims 5 請 Motomeko 1 Ru and an output unit for outputting the result of judgment.
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。 The encoder apparatus as described in any one of Claims 1-6.
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。 The encoder apparatus as described in any one of Claims 1-7.
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