JPH0285715A - エンコーダー - Google Patents
エンコーダーInfo
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- JPH0285715A JPH0285715A JP63237965A JP23796588A JPH0285715A JP H0285715 A JPH0285715 A JP H0285715A JP 63237965 A JP63237965 A JP 63237965A JP 23796588 A JP23796588 A JP 23796588A JP H0285715 A JPH0285715 A JP H0285715A
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- Japan
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- light
- diffraction grating
- reflected
- grating
- rays
- Prior art date
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- Granted
Links
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/38—Forming the light into pulses by diffraction gratings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はエンコーターに関し、特に移動物体に取付けた
回折格子に可干渉性光束を複数回入射させ該回折格子か
らの回折光を互いに干渉させて干渉縞を形成し、該干渉
縞の明暗の縞を計数することによって回折格子の移動量
、即ち移動物体の移動量を測定するロータリーエンコー
ダーやリニアエンコーター等のエンコーダーに関するも
のである。
回折格子に可干渉性光束を複数回入射させ該回折格子か
らの回折光を互いに干渉させて干渉縞を形成し、該干渉
縞の明暗の縞を計数することによって回折格子の移動量
、即ち移動物体の移動量を測定するロータリーエンコー
ダーやリニアエンコーター等のエンコーダーに関するも
のである。
（従来の技術）
近年ＮＣ工作機械や半導体焼付装置等の精密機械におい
ては１μｍ以下（サブミクロン）の単位で測定すること
のできる精密な測定器が要求されている。従来よりサブ
ミクロンの単位で測定することのできる測定器としては
、レーザー等の可干渉性光束を用い、移動物体からの回
折光より干渉縞を形成させ、該干渉縞を利用したロータ
リーエンコーダーやリニアエンコーダーか良く知られて
いる。
ては１μｍ以下（サブミクロン）の単位で測定すること
のできる精密な測定器が要求されている。従来よりサブ
ミクロンの単位で測定することのできる測定器としては
、レーザー等の可干渉性光束を用い、移動物体からの回
折光より干渉縞を形成させ、該干渉縞を利用したロータ
リーエンコーダーやリニアエンコーダーか良く知られて
いる。
第６図は従来のリニアエンコーダーの一例の構成図であ
る。同図において１はレーザー、２はコリメーターレン
ズ、３は不図示の移動物体に取付けた格子ピッチｄの回
折格子であり、例えば矢印の方向に速度■で移動してい
る。５．．５２は各々電波長板、４１．４２は回折格子
３の傾きによフて生ずる再回折光の軸ずれを防止する為
のダハプリズム、又はコーナーキューブ反射鏡、６はビ
ームスプリッタ−１？、、７２は偏光板で各々偏光軸は
互いに直交しており、更にイ波長板５、．５２の偏光軸
と４５度の角度をなすように配置されている。８．．８
２は各々受光素子である。
る。同図において１はレーザー、２はコリメーターレン
ズ、３は不図示の移動物体に取付けた格子ピッチｄの回
折格子であり、例えば矢印の方向に速度■で移動してい
る。５．．５２は各々電波長板、４１．４２は回折格子
３の傾きによフて生ずる再回折光の軸ずれを防止する為
のダハプリズム、又はコーナーキューブ反射鏡、６はビ
ームスプリッタ−１？、、７２は偏光板で各々偏光軸は
互いに直交しており、更にイ波長板５、．５２の偏光軸
と４５度の角度をなすように配置されている。８．．８
２は各々受光素子である。
同図においてレーザー＋１からの光束はコリメーターレ
ンズ２により略平行光束となり回折格子３に入射する。
ンズ２により略平行光束となり回折格子３に入射する。
回折格子３で回折された正と負のｍ次の回折光はイ波長
板５．，５２を介してコーナーキューブ反射鏡４１，４
゜で反射させて、回折格子３に再度人射し再び正と負の
ｍ次の回折光となって重なり合いビームスプリッタ−６
で２光束に分割されて偏光板７１．７２を介して受光素
子８１．８２に入射する。
板５．，５２を介してコーナーキューブ反射鏡４１，４
゜で反射させて、回折格子３に再度人射し再び正と負の
ｍ次の回折光となって重なり合いビームスプリッタ−６
で２光束に分割されて偏光板７１．７２を介して受光素
子８１．８２に入射する。
ここで受光素′Ｆ−８１，８２に入射する光束は昼波長
板５１．５２と偏光板７０．７□の組み合わせによって
互いに９０度の位相差がつけられ、回折格子３の移動方
向の弁別に用いられている。そして受光素子８．．８２
で受光される干渉縞の明暗の縞を計数することにより回
折格子３の移動量を求めている。
板５１．５２と偏光板７０．７□の組み合わせによって
互いに９０度の位相差がつけられ、回折格子３の移動方
向の弁別に用いられている。そして受光素子８．．８２
で受光される干渉縞の明暗の縞を計数することにより回
折格子３の移動量を求めている。
第６図に示す従来のエンコーダーにおいては±ｍ次の回
折光を回折格子に往復させて使用しているので、受光素
子８１．８２からは回折格子３の格子ピッチＰの１７４
ｍの周期の正弦波信号が得られる。例えば回折格子３の
格子ピッチを１．６μｍとし、±１次回折光を利用した
とすれば、受光素子８３，８□からはピッチの１／４の
０．４μｍ周期の正弦波信号が得られる。この正弦波信
号から、例えば５ｎｍ間隔の出力パルスを得ようとする
と、後段の電気分割回路で電気的に８０分割しなければ
ならなくなる。一般に電気的な分割は信号のＳ／Ｎが低
下する傾向があり、高分割化が難しい。この為、エンコ
ーダーヘッドの出力そのものの高分解能化が要求されて
いる。
折光を回折格子に往復させて使用しているので、受光素
子８１．８２からは回折格子３の格子ピッチＰの１７４
ｍの周期の正弦波信号が得られる。例えば回折格子３の
格子ピッチを１．６μｍとし、±１次回折光を利用した
とすれば、受光素子８３，８□からはピッチの１／４の
０．４μｍ周期の正弦波信号が得られる。この正弦波信
号から、例えば５ｎｍ間隔の出力パルスを得ようとする
と、後段の電気分割回路で電気的に８０分割しなければ
ならなくなる。一般に電気的な分割は信号のＳ／Ｎが低
下する傾向があり、高分割化が難しい。この為、エンコ
ーダーヘッドの出力そのものの高分解能化が要求されて
いる。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は可干渉性の光束を回折格子に入射させ、該回折
格子から生ずる反射回折光を該回折格子に繰り返し往復
入射させることにより、従来の方式に比へてより高分解
能の検出が可能なロータリーエンコーターやリニアエン
コーター等のエンコーターの提供を目的とする。
格子から生ずる反射回折光を該回折格子に繰り返し往復
入射させることにより、従来の方式に比へてより高分解
能の検出が可能なロータリーエンコーターやリニアエン
コーター等のエンコーターの提供を目的とする。
（問題点を解決するための手段）
可干渉性の光束を位相形回折格子に第１回目の入射をさ
せ、該光束の該回折格子からの反射回折光を第１反射手
段により該回折格子に第２回目の入射をさせ、次いで該
回折格子からの反射回折光を第２反射手段により該回折
格子に第３回目の入射をさせ、更に該回折格子からの反
射回折光を該第１反射手段により該回折格子に第４回目
の入射をさせた後、該回折格子からの反射回折光より干
渉縞を形成し、該干渉縞の明暗の縞を計数することによ
り該回折格子の移動状態を検出したことである。
せ、該光束の該回折格子からの反射回折光を第１反射手
段により該回折格子に第２回目の入射をさせ、次いで該
回折格子からの反射回折光を第２反射手段により該回折
格子に第３回目の入射をさせ、更に該回折格子からの反
射回折光を該第１反射手段により該回折格子に第４回目
の入射をさせた後、該回折格子からの反射回折光より干
渉縞を形成し、該干渉縞の明暗の縞を計数することによ
り該回折格子の移動状態を検出したことである。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例の光学系の概略図である。同
図においてｌはマルチモード半導体レーザー、２はコリ
メーターレンズ、３°は不図示の移動物体に取付けた格
子ピッチｄの位相形回折格子であり、例えば矢印の方向
に速度Ｖで移動してい゛る。
図においてｌはマルチモード半導体レーザー、２はコリ
メーターレンズ、３°は不図示の移動物体に取付けた格
子ピッチｄの位相形回折格子であり、例えば矢印の方向
に速度Ｖで移動してい゛る。
４、．４．は回折格子３の傾きによって生ずる再回折光
の軸ずれを防止する為のダハプリズム、又はコーナーキ
ューブ反射鏡、６はビームスプリッタ−１８は受光素子
である。９は端面結像タイプの屈折率分布型レンズであ
り、一方の端面には反射膜１０が蒸着されて反射面を構
成している。屈折率分布型レンズ９と反射膜ｌＯとによ
り反射光学系２０を形成している。
の軸ずれを防止する為のダハプリズム、又はコーナーキ
ューブ反射鏡、６はビームスプリッタ−１８は受光素子
である。９は端面結像タイプの屈折率分布型レンズであ
り、一方の端面には反射膜１０が蒸着されて反射面を構
成している。屈折率分布型レンズ９と反射膜ｌＯとによ
り反射光学系２０を形成している。
同図においてレーザー１からの光束はコリメーターレン
ズ２により略平行光束となりビームスプリッタ−６を透
過して回折格子３に略垂直に第１回目の入射をする。回
折格子３で反射回折された正と負のｍ次の回折光は角度
θ、で射出し、第１反射手段としてのコーナーキューブ
反射鏡４．。
ズ２により略平行光束となりビームスプリッタ−６を透
過して回折格子３に略垂直に第１回目の入射をする。回
折格子３で反射回折された正と負のｍ次の回折光は角度
θ、で射出し、第１反射手段としてのコーナーキューブ
反射鏡４．。
４２で反射し、回折格子３に第２回目の入射をする。こ
のうち正と負のｍ次の反射回折光は回折格子３に対して
垂直方向に重なり合って射出する。
のうち正と負のｍ次の反射回折光は回折格子３に対して
垂直方向に重なり合って射出する。
回折格子３からほぼ垂直に重なり合って出射された±ｍ
次の反射回折光は屈折率分布型レンズ９に入り、他端面
に蒸着された反射膜１０で反射されて元の光路を戻り、
回折格子３に第３回目の入射をする。
次の反射回折光は屈折率分布型レンズ９に入り、他端面
に蒸着された反射膜１０で反射されて元の光路を戻り、
回折格子３に第３回目の入射をする。
ここで屈折率分布型レンズ９と反射膜１０より成る反射
光学系２０は第２反射手段を構成している。
光学系２０は第２反射手段を構成している。
そして回折格子３で反射回折した±ｍ次の反射回折光は
コーナーキューブ４．．４２で反射した後、回折格子３
に第４回目の入射をする。そして更に回折格子３で回折
した±ｍ次の回折光は回折格子３に垂直方向に射出し、
ビームスプリッタ−６で反射し受光素子８に入射する。
コーナーキューブ４．．４２で反射した後、回折格子３
に第４回目の入射をする。そして更に回折格子３で回折
した±ｍ次の回折光は回折格子３に垂直方向に射出し、
ビームスプリッタ−６で反射し受光素子８に入射する。
本実施例において受光素子８は±ｍ次の回折を各４回ず
つ受けて干渉した光を受光している。そして回折格子３
の変位による干渉光の明暗の変化を受光素子８で検出し
て、回折格子３の変化位置を測定している。受光素子８
では±ｍｍ次折を各４回受けた光の干渉を受光している
ので、回折格子３が１ピツチＰだけ変位すると、干渉光
の明暗の変化は４ｍｘ２＝８ｍ回繰り返されることにな
る。即ち受光素子８からはＰ ／ ８ ｍ周期の正弦波
信号が出力される。例えば回折格子３のピッチを１．６
μｍ、回折次数として±１次回折光を選択すると、受光
素子８からは０．２μｍ周期の正弦波信号か出力される
。これは第６図に示す従来のエンコーターに比べて２倍
の分解能が得られることになる。つまり、５ｎｍ間隔の
出力パルスを得るための後段の電気分割回路の分割数は
４ｏですむことになる。
つ受けて干渉した光を受光している。そして回折格子３
の変位による干渉光の明暗の変化を受光素子８で検出し
て、回折格子３の変化位置を測定している。受光素子８
では±ｍｍ次折を各４回受けた光の干渉を受光している
ので、回折格子３が１ピツチＰだけ変位すると、干渉光
の明暗の変化は４ｍｘ２＝８ｍ回繰り返されることにな
る。即ち受光素子８からはＰ ／ ８ ｍ周期の正弦波
信号が出力される。例えば回折格子３のピッチを１．６
μｍ、回折次数として±１次回折光を選択すると、受光
素子８からは０．２μｍ周期の正弦波信号か出力される
。これは第６図に示す従来のエンコーターに比べて２倍
の分解能が得られることになる。つまり、５ｎｍ間隔の
出力パルスを得るための後段の電気分割回路の分割数は
４ｏですむことになる。
本実施例における反射光学系２０は焦点面近傍に反射膜
ｌＯを施した反射面を配置している為に例えばレーザー
光の発振波長の変化に伴う回折賀来が微少変化して反射
光学系への入射角が多少変化しても、略同じ光路で戻す
ことができる。これにより２つの正と負と回折光を重な
り合わせ受光素子８の出力信号のＳ／Ｎ比の低下を防止
している。
ｌＯを施した反射面を配置している為に例えばレーザー
光の発振波長の変化に伴う回折賀来が微少変化して反射
光学系への入射角が多少変化しても、略同じ光路で戻す
ことができる。これにより２つの正と負と回折光を重な
り合わせ受光素子８の出力信号のＳ／Ｎ比の低下を防止
している。
尚、本実施例では反射光学系２ｏとして屈折率分布型レ
ンズを用いているが、例えば第２図にように集光レンズ
１１と反射鏡１２の組み合わせで構成しても良い。
ンズを用いているが、例えば第２図にように集光レンズ
１１と反射鏡１２の組み合わせで構成しても良い。
又、本実施例においては反射回折光を用いて伝るが、透
過回折光を利用しても良い。
過回折光を利用しても良い。
本実施例においては光束を回折格子により全体として４
回回折させているので回折格子３のｍ次の回折効率がな
るべく高くなるように回折格子を構成するのが良い。
回回折させているので回折格子３のｍ次の回折効率がな
るべく高くなるように回折格子を構成するのが良い。
この為、回折格子としては第３図（Ａ）に示すエシエレ
ット格子１３や第３図（Ｌ）に示すラメラ格子１４のよ
うな位相型格子を用いている。
ット格子１３や第３図（Ｌ）に示すラメラ格子１４のよ
うな位相型格子を用いている。
尚、回折格子で回折させる際、４回以上回折した所定次
数の回折光を用いるようにしても良い。
数の回折光を用いるようにしても良い。
第４図、第５図は各々本発明の第２．第３実施例の光学
系の概略図である。第４．第５図において′ｆｊ１図と
同一機能を有する要素には同一符番を付している。
系の概略図である。第４．第５図において′ｆｊ１図と
同一機能を有する要素には同一符番を付している。
第４図に示す実施例は回折格子３の移動方向も判別でき
るように第１図の実施例の一部を改良したものである。
るように第１図の実施例の一部を改良したものである。
第４図においては５１．５２は１／４波長板、７．．７
２は偏光板である。
２は偏光板である。
第１図では受光素子８でビームスプリッタ−６からの光
束を直接受光していたか、本実施例では第４図に示すよ
うにビームスプリッタ−６□で２光束に分割し、受光素
子８ ＋ 、 ８２で受光する際、１／４波長板５．．
５２と偏光板７．．７２を利用して２つの受光素子８１
，８゜で得られる出力信号間に９０度の位相差をつけて
いる。
束を直接受光していたか、本実施例では第４図に示すよ
うにビームスプリッタ−６□で２光束に分割し、受光素
子８ ＋ 、 ８２で受光する際、１／４波長板５．．
５２と偏光板７．．７２を利用して２つの受光素子８１
，８゜で得られる出力信号間に９０度の位相差をつけて
いる。
これにより単に移動量のみたけではなく移動方向も判別
できるようにしている。
できるようにしている。
第５図に示す実施例では半導体レーザー１からの光束を
偏光ビームスプリッタ−１６を用いて２光束に分割した
後、ミラー１７．．１７□を介して回折格子３に所定角
度で入射させ、これによりビームスプリッタ−を用いた
場合に比べ光量の損失を少なくしている。
偏光ビームスプリッタ−１６を用いて２光束に分割した
後、ミラー１７．．１７□を介して回折格子３に所定角
度で入射させ、これによりビームスプリッタ−を用いた
場合に比べ光量の損失を少なくしている。
同図において実線で示す光路は回折格子３で生ずる＋ｍ
次の回折を４回受けた回折光の光路を示し、破線で示す
光路は回折格子３で生ずる一ｍ次の回折を４回受けた回
折光の光路を示している。
次の回折を４回受けた回折光の光路を示し、破線で示す
光路は回折格子３で生ずる一ｍ次の回折を４回受けた回
折光の光路を示している。
２０、．２０２は反射光学系、４はコーナーキューブで
ある、 本実施例において回折格子３からの回折光の偏光ビーム
スプリッタ−１６を通過し、受光素子８９，８□に至る
光路は第４図に示す実施例と同様であり、１／４波長板
５．．５２と偏光板７、．７２を用いて２つの受光素子
８．．８２で受光するようにし、出力信号間に９０度の
位相差をつけ回折格子３の移動方向も判別出来るように
している。
ある、 本実施例において回折格子３からの回折光の偏光ビーム
スプリッタ−１６を通過し、受光素子８９，８□に至る
光路は第４図に示す実施例と同様であり、１／４波長板
５．．５２と偏光板７、．７２を用いて２つの受光素子
８．．８２で受光するようにし、出力信号間に９０度の
位相差をつけ回折格子３の移動方向も判別出来るように
している。
本実施例において、半導体レーザ１から射出したレーザ
光は偏光ビームスプリッタ−１６によりＰ偏光とＳ偏光
の２つの偏光光束に分割される。
光は偏光ビームスプリッタ−１６によりＰ偏光とＳ偏光
の２つの偏光光束に分割される。
偏光ビームスプリッタ−１６で反射するＳ偏光光はミラ
ー１７２を介して回折格子３に斜めに入射し、回折格子
３で反射回折される。一方、偏光ビームスプリッタ−１
６を透過したＰ偏光光もミラー１７．を介して回折格子
３に斜め人射し、回折格子３で反射回折される。この時
の各光の回折格子３への入射角（回折格子３の垂線から
の傾き角）は、回折格子３による１次の回折光の回折角
と等しく設定されている。従って、回折格子３で回折さ
れたＳ偏光光とＰ偏光光の内の各々＋１次回折光、及び
−１次回折光は回折格子３から垂直に射出し、各々コー
ナーキューブ４の対向する反射面に向かう。
ー１７２を介して回折格子３に斜めに入射し、回折格子
３で反射回折される。一方、偏光ビームスプリッタ−１
６を透過したＰ偏光光もミラー１７．を介して回折格子
３に斜め人射し、回折格子３で反射回折される。この時
の各光の回折格子３への入射角（回折格子３の垂線から
の傾き角）は、回折格子３による１次の回折光の回折角
と等しく設定されている。従って、回折格子３で回折さ
れたＳ偏光光とＰ偏光光の内の各々＋１次回折光、及び
−１次回折光は回折格子３から垂直に射出し、各々コー
ナーキューブ４の対向する反射面に向かう。
コーナーキューブ４で反射された＋１次回折光は回折格
子３に垂直人射し、回折格子３で再び回折される。この
時生じる±１次の回折光の内＋１次回折光はλ／４板５
□を介して反射光学系２０２に向かい、反射光学系２０
２によりλ／４板５□を再び介して回折格子３上の同一
位置に戻される。そして、回折格子３で再び回折されて
生じる＋１次回折光は再びコーナーキューブ４に入射し
、コーナーキューブ４によって再び回折格子３に指向さ
れ、回折格子３に垂直入射する。回折格子３で回折して
生じる＋１次回折光はミラー１７２を介して偏光ビーム
スプリッタ−１６へ向かう。ここで、この＋１次回折光
はλ／４板５板金２回通過している為、Ｐ偏光光となっ
ており、偏光ビームスプリッタ−１６を透過する。
子３に垂直人射し、回折格子３で再び回折される。この
時生じる±１次の回折光の内＋１次回折光はλ／４板５
□を介して反射光学系２０２に向かい、反射光学系２０
２によりλ／４板５□を再び介して回折格子３上の同一
位置に戻される。そして、回折格子３で再び回折されて
生じる＋１次回折光は再びコーナーキューブ４に入射し
、コーナーキューブ４によって再び回折格子３に指向さ
れ、回折格子３に垂直入射する。回折格子３で回折して
生じる＋１次回折光はミラー１７２を介して偏光ビーム
スプリッタ−１６へ向かう。ここで、この＋１次回折光
はλ／４板５板金２回通過している為、Ｐ偏光光となっ
ており、偏光ビームスプリッタ−１６を透過する。
一方、コーナーキューブ４で最初に反射したー１次回折
光は回折格子３に垂直人射し、回折格子３で再び回折さ
れる。この時生じる±１次回折光の内−１次回折光はλ
／４板５□を介して反射光学系２０．に向かい、反射光
学系２０１によりλ／４板５．を再び介して回折格子３
上の同一位置に戻される。そして回折格子３で再び回折
されて生じる一１次回折光は再びコーナーキューブ４に
入射し、コーナーキューブ４によって再び回折格子３に
指向され、回折格子３に垂直入射する。
光は回折格子３に垂直人射し、回折格子３で再び回折さ
れる。この時生じる±１次回折光の内−１次回折光はλ
／４板５□を介して反射光学系２０．に向かい、反射光
学系２０１によりλ／４板５．を再び介して回折格子３
上の同一位置に戻される。そして回折格子３で再び回折
されて生じる一１次回折光は再びコーナーキューブ４に
入射し、コーナーキューブ４によって再び回折格子３に
指向され、回折格子３に垂直入射する。
回折格子３で生じる一１次回折光はミラー１７゜を介し
て偏光ビームスプリッタ−１６へ向かう。
て偏光ビームスプリッタ−１６へ向かう。
ここで、この−１次回折光はλ／４板５板金１回通過し
ている為、Ｓ偏光光となっており偏光ビームスプリッタ
−１６で反射する。
ている為、Ｓ偏光光となっており偏光ビームスプリッタ
−１６で反射する。
こうして、回折格子３で４回の回折を受けた±１次回折
光同志が偏光ビームスプリッタ−１６で重なり合うので
ある。
光同志が偏光ビームスプリッタ−１６で重なり合うので
ある。
本実施例の回折格子３は位相形回折格子から成っており
、１示の回折光が生じない様に格子の深さｄを限定して
いる。具体的には、半導体レーザ１の発振波長をλとし
た時、ｄ＝λ／４となる様に形成されている。これによ
り入射光のエネルギーを±１次回折光に十分配分して測
定感度を上げている。
、１示の回折光が生じない様に格子の深さｄを限定して
いる。具体的には、半導体レーザ１の発振波長をλとし
た時、ｄ＝λ／４となる様に形成されている。これによ
り入射光のエネルギーを±１次回折光に十分配分して測
定感度を上げている。
本実施例では１つのコーナーキューブ４を±ｍｍ次回先
光共有するように構成しているのを特長としている。
光共有するように構成しているのを特長としている。
尚、以上の各実施例ではリニアエンコーダーについて説
明したがロータリーエンコーダーについても全く同様に
適用することができる。又、回折格子による回折回数は
４回に限らず４回以上偶数回、又は奇数回であっても良
い。
明したがロータリーエンコーダーについても全く同様に
適用することができる。又、回折格子による回折回数は
４回に限らず４回以上偶数回、又は奇数回であっても良
い。
（発明の効果）
本発明によれば前述の如く可干渉性光束を全体として４
回以上回折格子に入射させ、該回折格子からの±ｍ次の
反射回折光を利用することにより、従来のエンコーダー
に比べて２倍の分解能が得られる高精度のエンコーダー
を達成することができる。
回以上回折格子に入射させ、該回折格子からの±ｍ次の
反射回折光を利用することにより、従来のエンコーダー
に比べて２倍の分解能が得られる高精度のエンコーダー
を達成することができる。
第１図は本発明の第１実施例の光学系の概略図、第２図
は第１図の一部分の他の実施例の説明第４．第５図は本
発明の第２．第３実施例の概略図、第６図は従来のリニ
アエンコーダーの説明図である。 図中、１はレーザー、２はコリメーターレンズ、３は回
折格子、４，４．．４２はコーナーキューブ、５．．５
２は１／４波長板、６．６□はビームスプリッタ−１７
□、７２は偏光板、８．８．．８２は受光素子、９，９
．．９□は屈折率分布型レンズ、１０．１０＋ 、１０
２は反射膜、２０，２０゜、２０゜は反射光学系である
。 特許出願人 キャノン株式会社 〜 −３−） 代 理 人 高 梨 幸 雄 ・ ：
１１第 １ 図 第 ２ 図 第 ４ 図 第 ３ 図 第 ５ 図 亨 ６ 図 ｊ
は第１図の一部分の他の実施例の説明第４．第５図は本
発明の第２．第３実施例の概略図、第６図は従来のリニ
アエンコーダーの説明図である。 図中、１はレーザー、２はコリメーターレンズ、３は回
折格子、４，４．．４２はコーナーキューブ、５．．５
２は１／４波長板、６．６□はビームスプリッタ−１７
□、７２は偏光板、８．８．．８２は受光素子、９，９
．．９□は屈折率分布型レンズ、１０．１０＋ 、１０
２は反射膜、２０，２０゜、２０゜は反射光学系である
。 特許出願人 キャノン株式会社 〜 −３−） 代 理 人 高 梨 幸 雄 ・ ：
１１第 １ 図 第 ２ 図 第 ４ 図 第 ３ 図 第 ５ 図 亨 ６ 図 ｊ
Claims (2)
- （１）可干渉性の光束を位相形回折格子に第１回目の入
射をさせ、該光束の該回折格子からの反射回折光を第１
反射手段により該回折格子に第２回目の入射をさせ、次
いで該回折格子からの反射回折光を第２反射手段により
該回折格子に第３回目の入射をさせ、更に該回折格子か
らの反射回折光を該第１反射手段により該回折格子に第
４回目の入射をさせた後、該回折格子からの反射回折光
より干渉縞を形成し、該干渉縞の明暗の縞を計数するこ
とにより該回折格子の移動状態を検出したことを特徴と
するエンコーダー。 - （２）前記回折格子からの回折光はいずれも±ｍ次数（
ｍは整数）の回折光であることを特徴とする請求項１記
載のエンコーダー。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63237965A JP2586120B2 (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | エンコーダー |
| US07/410,509 US4970388A (en) | 1988-09-22 | 1989-09-21 | Encoder with diffraction grating and multiply diffracted light |
| DE3931755A DE3931755C2 (de) | 1988-09-22 | 1989-09-22 | Wegmeßgeber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63237965A JP2586120B2 (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | エンコーダー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0285715A true JPH0285715A (ja) | 1990-03-27 |
| JP2586120B2 JP2586120B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=17023091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63237965A Expired - Fee Related JP2586120B2 (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | エンコーダー |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4970388A (ja) |
| JP (1) | JP2586120B2 (ja) |
| DE (1) | DE3931755C2 (ja) |
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1988
- 1988-09-22 JP JP63237965A patent/JP2586120B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-09-21 US US07/410,509 patent/US4970388A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-22 DE DE3931755A patent/DE3931755C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
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| DE3931755C2 (de) | 1996-10-17 |
| JP2586120B2 (ja) | 1997-02-26 |
| US4970388A (en) | 1990-11-13 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |