CN101113916B - 光学式编码器及准直仪透镜 - Google Patents

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Abstract

一种光学式编码器及准直仪透镜，该光学式编码器是利用准直仪透镜将自光源产生的光平行光线化，对格栅(第一格栅、第二格栅、第三格栅)进行照射，其中，在所述光源和准直仪透镜之间设置扩散装置(扩散板、扩散面)，将光平行度缓和，减弱2次、3次的高次衍射光。由此，即使在将发光二极管LED及激光二极管LD作为光源使用的情况下，也能够得到良好的干涉输出。

Description

光学式编码器及准直仪透镜
技术领域
本发明涉及利用准直仪透镜将自光源产生的光平行光线化后向格栅照射而构成的光学式编码器、及用于其中的准直仪透镜。尤其是涉及适合用于使用了发光二极管LED及激光二极管LD等点光源作为光源的线性标度尺、线性量规、圆弧编码器(旋转编码器)等光学式编码器的可得到良好的干涉输出的光学式编码器、及用于其中的准直仪透镜。
背景技术
作为用于线性标度尺、线性量规、圆弧编码器(旋转编码器)等的光学式编码器，例如图1所示，已知有三格栅的反射型编码器，该反射型编码器具备：配置于检测器10内的含有光源14及用于将自该光源13发出的光平行光线化的准直仪透镜16的光源部12、配置于相同的检测器10内的透明基板20上的将自上述准直仪透镜16照射的光衍射的第一格栅22、在所述检测器10和沿测定轴方向相对移动的标度尺30上形成的第二格栅32、配置于所述检测器10内的将由所述第一格栅22及第二格栅32衍射的光进一步衍射的配置于所述透明基板20上的第三格栅26、及含有接收由所述第一～第三格栅22、32、26衍射的光的光接收元件28的光接收部24(参照特开2003-279383号公报(专利文献1))。
但是，近年来，光源14的发光源的大小减小，接近理想的点光源，并且干涉过强，如图2所示，不仅加入±1次的低次衍射光，而且也加入了±2次、±3次的高次衍射光，因此，如图3所示，产生不能得到良好的干涉输出的问题。图中，G是第一、第三格栅22、26和第二格栅32之间的间隙。
另外，作为与本发明类似的结构，申请人在特开2005-257521号公报(专利文献2)(图1、12、13)中提出在准直仪透镜16和第一格栅22之间设置扩散板、或在光源14表面设置光扩散部，这是为了增大间隙G偏离设计值的容许量，提高维护特性，而不是为了防止2次、3次高次衍射光，得到良好的干涉输出。
发明内容
本发明是为解决上述现有的问题点而构成的，其目的在于，缓和向格栅入射的光的平行度，防止2次、3次的高次衍射光，得到良好的干涉输出。
本发明为解决上述课题，提供一种光学式编码器，利用准直仪透镜将自光源产生的光平行光线化，对格栅进行照射，其中，在所述光源和准直仪透镜之间设置扩散装置，缓解光平行度。
可在防杂光用的孔隙中设置所述扩散装置。
另外，可将所述孔隙和扩散装置一体化，将孔隙的局部作为扩散装置。
另外，可将所述扩散装置设于准直仪透镜表面。
另外，可将所述准直仪透镜的表面作为扩散面。
另外，可将所述准直仪透镜容纳于具有孔隙的壳体内。
另外，所述格栅可为含有将自所述准直仪透镜照射的光衍射的第一格栅、形成于标度尺上的第二格栅、将由第一及第二格栅衍射的光进一步衍射的第三格栅的三格栅型。
另外，可将所述标度尺作成反射型，将所述第一及第三格栅设于标度尺的同一侧。
本发明提供一种光学式编码器用的准直仪透镜，其特征在于，将表面的至少局部作为扩散面。
所述光学式编码用的准直仪透镜可容纳于形成有孔隙的壳体内。
根据本发明，用于入射向格栅的光的平行度被缓和，2次、3次的高次衍射光减弱，故能够得到采用±1次的低次衍射光的良好的干涉输出。因此，可进行高精度的位移测定。
通过下述优选实施方式的详细说明，可以明了本发明的这些和其他的新特征和优点。
下面参照附图说明优选实施方式，相同的元件被付与相同的符号。
附图说明
图1是表示三格栅的反射型光学式编码器的基本构成的剖面图；
图2是用于说明现有问题点的光路图；
图3是表示相同干涉输出的图；
图4是表示本发明第一实施例的主要部分构成的剖面图；
图5是表示同第二实施例的主要部分构成的剖面图；
图6是表示同第三实施例的主要部分构成的剖面图；
图7是表示同第四实施例的主要部分构成的剖面图；
图8是表示本发明可应用的三格栅的透过型光学式编码器的基本构成的剖面图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施例。
本发明第一实施例如图4所示，在光源部12的光源14和准直仪透镜16之间设有防杂光用的孔隙40，在该孔隙40中配设有扩散板42。
根据本实施例，能够同时进行杂光的防止和平行度的缓和。
其次，参照图5详细说明本发明第二实施例。
本实施例中，将孔隙40和扩散板42一体化，将孔隙40的局部作为扩散板42。
根据本实施例，构成是极其简单的。
其次，参照图6详细说明本发明第三实施例。
本实施例中，将扩散板42设在了准直仪透镜16的光源14侧表面。
根据本实施例，不需要另外设置扩散板42。另外，不使用扩散板，也可以将准直仪透镜16的光源14侧自身作成粗面，作为扩散面。另外，还可以将准直仪透镜16的格栅侧表面作为扩散面。
其次，参照图7详细说明本发明第四实施例。
本实施例中，将准直仪透镜16的光源14侧表面作成粗面，作为扩散面44，同时容纳到具有孔隙的壳体46中。
根据本实施例，不需要另外设置孔隙及扩散板，从而构成是极其简单的。
另外，在上述实施例中，本发明都适用于反射型的光学式编码器，但本发明的适用对象不限于此，同样也可以适用于图8中示例的基本构成那样的使用了透过型标度尺的透过型的光学式编码器。
2006年7月28日提交的日本专利申请第2006-206195号公报的说明书、附图以及权利要求可以全部援用于此。
上述实施方式只是对本发明的概述，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的要旨和范围的情况下，可以进行各种变形或变更。

Claims (8)

1.一种光学式编码器，利用准直仪透镜将自光源产生的光平行光线化，对格栅进行照射，其特征在于，
在所述光源和准直仪透镜之间设置扩散装置，将光平行度缓和。
2.如权利要求1所述的光学式编码器，其特征在于，在防杂光用的孔隙中设置所述扩散装置。
3.如权利要求2所述的光学式编码器，其特征在于，将所述孔隙和扩散装置一体化，将孔隙的局部作为扩散装置。
4.如权利要求1所述的光学式编码器，其特征在于，在准直仪透镜表面设置所述扩散装置。
5.如权利要求4所述的光学式编码器，其特征在于，将所述准直仪透镜的表面作为扩散面。
6.如权利要求5所述的光学式编码器，其特征在于，将所述准直仪透镜容纳于具有孔隙的壳体内。
7.如权利要求1～6中任一项所述的光学式编码器，其特征在于，所述格栅为含有将自所述准直仪透镜照射的光衍射的第一格栅、形成于标度尺上的第二格栅、将由第一及第二格栅衍射的光进一步衍射的第三格栅的三格栅型。
8.如权利要求7所述的光学式编码器，其特征在于，将所述标度尺为反射型，将所述第一及第三格栅设于标度尺的同一侧。
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