CN101183016A - 光学式编码器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学式编码器，该光学式编码器(100)包括发光元件(30)和受光部(40)，该发光元件(30)包括具有射出红色光的红色LED(31A)的主信号用发光元件(31)、和具有射出红外光的红外LED(32A)的原点用发光元件(32)；该受光部(40)包括接受红色光而生成规定信号的主信号用受光元件(41)、和接受红外光而生成规定信号的原点用受光元件(42)。由此，即使红外光和红色光射入不对应的受光元件而成为入射光，由这些光也不会造成信号的发生，从而，能够良好地防止串扰，使光学式编码器(100)的测定精度高精度化。
Description
技术领域
本发明涉及光学式编码器，该光学式编码器用受光元件接受自光源射出的光，检测用受光元件接受的光的受光状态。
背景技术
目前，用对应于各个光源的受光元件接受自多个光源射出的光的光学式编码器，已被公知(例如参照文献：(日本)特开平5-99691号公报(第三页及图1)。
该文献记载的光学式编码器包括：狭缝和遮光部以一定间隔交互反复配置而形成的编码板；配置于该编码板的表面侧的一对光源；设于编码板的背面侧分别接受自所述一对光源射出的光的一对受光列。该光学式编码器采用夹着编码板配置在光源和受光列彼此相对的位置的构成。
但是，在所述文献所记载的现有编码器中，可举出如下的问题：一对光源的距离过近或一对受光列的距离过近时，自一个光源射出的光不仅射入与该光源相对的受光列，其中一部分也会射入另一受光列，从而发生所谓“串扰”这一问题。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题而开发的，其主要目的是提供一种良好地接受光的光学式编码器。
本发明的光学式编码器包括：沿规定方向设有至少两个以上的位移测定用光栅的主尺；相对于该主尺在所述规定方向可相对移动的检测头；对所述主尺的所述光栅的每一个射出光的至少一个以上的发光元件；和对应于所述光栅的每一个在所述检测头上设有至少两个以上、接受从所述光栅透过或反射的所述光的受光元件，其特征在于，所述发光元件向所述主尺的各个所述光栅射出彼此波长不同的光，所述受光元件接受从对应的所述光栅透过或反射的规定波长的所述光。
在此，所谓两个以上的位移测定用光栅例如称作位移检测用光栅和原点检测用光栅等。
根据该发明，自发光元件分别对设在主尺上的位移测定用各光栅射出波长不同的光，用对应各光栅设置的受光元件接受从各光栅透过或反射的规定波长的光。由此，受光元件不接受规定波长以外的光，而只接受对应于规定波长的光，因此，能够良好地防止例如规定波长以外的光射入对应规定波长的受光元件而使受光检测精度降低的所谓串扰。从而，即使例如因光学式编码器小型化使得受光元件彼此接近地配置，也能够良好地防止串扰而只接受规定波长的光。从而，能够实现光学式编码器的小型化及光学式编码器的高精度化。
本发明的光学式编码器，优选在从所述发光元件到所述受光元件的所述光的光路上，设有透过自所述发光元件射出的规定波长的光、并且遮断规定波长以外的光的滤光片。
根据该发明，利用滤光片能够遮断规定波长以外的光，因此，能够将射入受光元件的光仅集中在对应于该受光元件的规定波长的光，更可靠地防止串扰等不利情况。因而，能够更进一步实现光学式编码器的高精度化。
本发明的光学式编码器，优选所述滤光片设于所述光栅的所述光的入射面或射出面中的至少一方。
根据该发明，滤光片设于主尺的光入射面或光射出面。由此，能够只射出从主尺入射的光中对应于受光元件的规定波长的光。因而，受光元件能够良好地只接受规定波长的光。
本发明的光学式编码器为所述滤光片也可以设于所述检测头中的所述受光元件的前段。
根据该发明，滤光片设于检测头的受光元件的前段。即，受光元件被设置于检测头的与光栅相对的面上时，滤光片设置于受光元件的受光面面上；受光元件被设置于检测头的与光栅相对的面的相反侧的面上时，将滤光片设置于受光元件和检测头之间或检测头的与光栅相对的面上。通过这种结构能够使入射到受光元件正前方的光通过滤光片，能够更可靠地将被受光元件接受的光的波长集中为规定波长的光，从而，更进一步切实地防止串扰，更进一步实现光学式编码器的高精度化。
本发明的光学式编码器，优选所述发光元件包括发出所述光的光源、和使自该光源射出的所述光成为平行光的光平行化部件。
根据该发明，发光元件具有使自该光源射出的光平行化的光平行化部件。因此，利用光平行化部件使得自发光元件射出的光被平行化，所以，能够防止光的扩散。从而，能够防止射出的光扩散而射入其它受光元件的串扰，实现光学式编码器的高精度化。
本发明的光学式编码器，优选所述光平行化部件在所述光源的所述光的射出面的周缘连续设置，并且形成为轴向在所述光的射出方向延伸的大致筒状。
根据该发明，光平行化部件在光源的光射出面的周缘连续设置，并且形成为轴向和射出光的射出方向即光路轴成同方向的大致筒状。由此，使得来自光源的光在平行化部件的筒内部通过，利用筒内周面可防止光的扩散，使射出光平行化。因而，用简单的构成就能够防止射出的光扩散而射入其它受光元件的串扰，从而实现光学式编码器的高精度化。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的光学式编码器的平面图；
图2是上述第一实施方式的光学式编码器的侧视图；
图3A是原点用发光元件的剖视图；
图3B是从光射出面一侧观察到的原点用发光元件的主视图；
图4是本发明第二实施方式的光学式编码器的主视图；
图5是上述第二实施方式的光学式编码器的侧视图；
图6是本发明第三实施方式中的光学式编码器的侧剖视图；
图7是表示上述第三实施方式中的光学式编码器的主尺的一部分的平面图；
图8是表示上述第三实施方式中的光学式编码器的游动尺及受光元件的一部分的平面图；
图9A是表示构成本发明第四实施方式的光学式编码器的发光元件的主视图；
图9B是表示构成本发明第四实施方式的光学式编码器的发光元件的剖视图；
图10是表示上述第四实施方式的发光元件的一部分的立体图；
图11是表示自上述第四实施方式的发光元件射出的光的照射分布的图；
图12是本发明的另一实施方式中的光学式编码器的侧视图。
具体实施方式
〔第一实施方式〕
下面，参照附图对本发明第一实施方式的光学式编码器进行说明。
〔光学式编码器的构成〕
图1是本发明第一实施方式的光学式编码器的平面图。图2是光学式编码器的侧视图。图3A是原点用发光元件的剖视图。图3B是从光射出面一侧观察到的原点用发光元件的主视图。
在图1～图3B中，100是光学式编码器，该光学式编码器100具备反射型主尺10和作为检测头的游动尺20，该主尺10沿测定轴形成有光栅12；该游动尺20沿主尺10的测定轴可相对移动而设置，且具有对主尺10照射光的发光元件30、及接受来自主尺10的反射光并输出位移信号的受光部40。
主尺10由主尺基板11和光栅12构成，该主尺基板11利用线膨胀系数小的材料(例如玻璃)等形成长条状；该光栅12在该主尺基板11的表面上沿作为测定轴方向的长度方向形成。在此，光栅12具有配置在沿主尺10的测定轴方向的一端边缘侧的主信号用光栅13、配置在沿主尺10的测定轴方向的另一端边缘侧的原点用光栅14。主信号用光栅13为在与测定轴方向大致正交的方向长的光反射部13A和光非反射部13B按一定的间距交互排列而形成。另外，原点用光栅14具有配置在沿主尺10的测定轴方向的另一端边缘侧的规定位置、反射自发光元件30射出的光的原点用光反射部14A。
游动尺20和主尺10一样，具有由线膨胀系数小的材料例如玻璃等形成的大致透明的游动基板21。如上所述，该游动尺20设置为相对于主尺10在测定轴方向可相对移动。
而且，在与游动基板21的主信号用光栅13大致相对的位置，设有透过自发光元件30射出的光的主信号用光束透过部22。该主信号用光束透过部22通过将在与测定轴大致正交的方向长的多个未图示的狭缝按规定间距配设而形成，自发光元件30射出的光束通过该狭缝向主尺10的主信号用光栅13被射出。
另外，游动基板21在与主尺10的原点用光栅14大致相对的位置设有可移动的原点用光束透过部23。该原点用光束透过部23具备在与测定轴大致正交的方向长的未图示的原点用狭缝，自发光元件30射出的光束通过该原点用狭缝向主尺10射出。
再者，如上所述，在游动尺20上固定有发光元件30和受光部40。由此，随着游动尺20的移动，发光元件30及受光部40也相对于主尺10进行相对移动。在此，发光元件30设于游动尺20的、远离主尺10的一面侧，受光部40设于和主尺10相对的面上。
发光元件30包括主信号用发光元件31和原点用发光元件32。这些主信号用发光元件31和原点用发光元件32利用未图示的支架与游动尺20连结。
主信号用发光元件31具有作为发红色光(波长660nm)的光源的红色LED(Light Emitting Diode)31A。该红色LED31A与未图示的控制电路部电连接，通过控制电路部的控制供给规定的电力时，就射出红色光。另外，适当地调整该红色LED31A的设置角度，使得其射出的红色光透过主信号用光束透过部22之后，由主尺10的光栅13的光反射部13A进行反射，被游动尺20的受光部40的后述的主信号用受光元件41接受。
原点用发光元件32具有作为发红外光的光源的红外LED32A。该红外LED32A与未图示的控制电路部电连接，通过控制电路部的控制供给规定的电力时，就射出红外光。另外，适当地调整该红外LED32A的角度，使得其射出的红外光透过原点用光束透过部23之后，沿主尺10的原点用光栅14的测定轴方向的延长线上射出，进而，在红外光由原点用光栅14反射时，被受光部40的后述的原点用受光元件42接受。
另外，如图3A和图3B所示，在原点用发光元件32上设有作为使红外LED32A的红外光与射出方向平行化的部件的光圈(アパ一チヤ一)33。该光圈33形成为其内周面的有关尺寸与红外LED32A的红外光射出面32B大致一致的大致圆筒状。由此，自红外LED32A射出的红外光不会被光圈33的内周面扩散，而是自光圈33的前端部成为大致平行的红外光射出。
如上所述，受光部40包括主信号用受光元件41和原点用受光元件42。
主信号用受光元件41与未图示的控制电路电连接，接受自主信号用发光元件31射出的红色光时，生成规定的位移信号并输入控制电路。此时，主信号用受光元件41即使接受自原点用发光元件32的红外LED32A射出的红外光，也不会生成信号。具体地说，该主信号用受光元件41包括多个受光元件列PDA(省略图示)。受光元件列PDA例如为：相对于主尺10的光栅13的间距(λ)，以3λ/4的间距设四个为一组，将至少一组光电二极管排列而形成。利用该受光元件列PDA，随着主尺10的位移(主尺10和游动尺20的相对位移)，就可得到各自相差270°的四个相位(A，BB，AB，B相)的位移信号。
原点用受光元件42与未图示的控制电路电连接，接受自原点用发光元件32射出的红外光时，生成规定的位移信号并输入控制电路部。此时，原点用受光元件42即使被射入自红色LED31A射出的红色光也不会生成信号。该原点用受光元件42例如具有单一的未图示的受光元件列，接受自原点用发光元件32射出的红外光时，可得到规定的原点信号。由此，根据主尺10的位移(主尺10及游动尺20的相对位移)，通过对游动尺20移动到主尺10的规定位置进行检测，从而，可与游动尺20的原点重合。在本实施方式中，构成为用原点用受光元件42接受由原点用光栅反射的红外光，在游动尺20移动到原点位置时生成信号，但例如也可以在主尺10上形成ABS(Absolute)图案等，生成基于来自原点的相对位置的规定的信号。
在上述这种光学式编码器100中，通过控制电路部的控制使发光元件30的主信号用发光元件31和原点用发光元件32发光时，自红色LED31A和红外LED32A射出的红色光和红外光分别透过游动尺20的主信号用光束透过部22及原点用光束透过部23射出到主尺10。并且，这些红色光和红外光一部分或全部由主尺10的主信号用光栅13和原点用光栅14反射，红色光射入游动尺20的主信号用受光元件41，红外光射入原点用受光元件42。
此时，使主尺10和游动尺20沿测定轴相对移动时，用光栅12反射的红色光和红外光的光量就会发生变化，受光部40的主信号用受光元件41和原点用受光元件42对应于这些光量的变化生成规定的电信号并向控制电路部输出。此后，控制电路部根据所输入的电信号运算主尺10和游动尺20的相对移动量、游动尺20的原点位置。
〔第一实施方式的作用效果〕
如上所述，本第一实施方式的光学式编码器100，包括发光元件30和受光部40，该发光元件30包括具有射出红色光的红色LED31A的主信号用发光元件31、和具有射出红外光的红外LED32A的原点用发光元件32；该受光部40包括接受红色光而生成规定信号的主信号用受光元件41、和接受红外光生成规定信号的原点用受光元件42。
因此，主信号用受光元件41可仅仅对应于自主信号发光元件31射出的红色光生成规定信号，同样地，原点用受光元件42可仅仅对应于自原点用发光元件32射出的红外光生成规定信号。因而，即使红外光或红色光混入不对应的受光元件，根据这些光的信号也不会发生，从而能够良好地防止串扰。因此，能够使光学式编码器100的测量精度高精度化。另外，由于这样能够防止串扰，因此可以将主信号用受光元件41和原点用受光元件42更接近地配置，从而能够实现光学式编码器100的小型化。
另外，在原点用发光元件32的红外LED32A上设有向红外光的射出方向侧延伸的大致筒状的光圈33。因此，使自红外LED32A射出的红外光通过光圈33的内周部，红外光的远离光轴的扩散成分就不会由光圈33的内周面向外部泄漏，从而，能够自光圈33的前端部射出大致平行的红外光。
〔第二实施方式〕
其次，参照附图对本发明第二实施方式的光学式编码器100A进行说明。
图4是本发明第二实施方式的光学式编码器的主视图。图5是本第二实施方式的光学式编码器的侧视图。
在上述本发明第一实施方式的光学式编码器100中，例示了用主尺10反射红色光和红外光、用主信号用受光元件41和原点用受光元件42受光的反射型光学式编码器100，而在本第二实施方式中，对使规定波长的光透过主尺110、然后用受光元件受光的透过型光学式编码器100A进行说明。
在图4中，光学式编码器100A包括主尺110、游动尺120、发光元件130、受光元件140等。
主尺110具有例如用玻璃等线膨胀系数低的材料形成的透明的长条状的主尺基板111。在该主尺基板111上沿着向长度方向延伸的测定轴，设有主信号用光栅112、和原点用光栅113。
主信号用光栅112沿着主尺基板111的测定轴的一端边缘侧而设置。并且，在该主信号用光栅112上形成有所谓INC(Incremental)图案，该INC图案即，由透过主信号用的光的主信号用光透过部112A、和遮断主信号用的光的主信号用光遮断部112B沿测定轴以一定的间距配置而成。
原点用光栅113沿着主尺基板111的测定轴的另一端边缘侧而设。在该原点用光栅113上形成有所谓ABS(Absolute)图案，该ABS图案即，由透过原点信号用的光的原点用光透过部113A、和遮断原点信号用的光的原点用光遮断部113B沿测定轴以任意宽度配置而成。
而且，在主尺110的光射出面侧即与游动尺120相对的面上，设有仅透过规定波长的光的主信号用光学滤光片35A和原点用光学滤光片35B。
主信号用光学滤光片35A贴附于主信号用光栅112上。该主信号用光学滤光片35A透过自后述的主信号用发光元件131射出的红色光、遮断红色光以外的波长的光。
另一方面，原点用光学滤光片35B被贴附于原点用光栅113上。该原点用光学滤光片35B透过自后述的原点用发光元件132射出的红外光、遮断红外光以外的波长的光。
游动尺120使用线膨胀系数小的例如透明玻璃等，形成为具有与主尺110的主信号用光栅112及原点用光栅113相对的面的大致板状。另外，与所述第一实施方式相同，该游动尺120沿着主尺110的测定轴设置为相对于该主尺110可相对移动。并且，在该游动尺120上设有受光元件140。
发光元件130相对于主尺110设在和游动尺120相反侧。该发光元件130通过例如未图示的支架与游动尺120连结，随着游动尺120的移动，相对于主尺10可相对移动。并且，如图4和图5所示，该发光元件130包括主信号用发光元件131、原点用发光元件132、作为光平行化部件的聚光透镜34等。而且，这些主信号用发光元件131及原点用发光元件132分别与未图示的控制电路部电连接，通过该控制电路部控制施加电压而发光。
主信号用发光元件131具有作为发红色光的光源的红色LED131A，且向设有主尺110的主信号用光栅112的一端边缘侧射出红色光。
另一方面，原点用发光元件132具有作为发红外光的光源的红外LED132A，且向设有主尺110的原点用光栅113的另一端边缘侧射出红外光。
聚光透镜34分别设在红色LED131A和主尺110之间、红外LED132A和主尺110之间，使自红色LED131A和红外LED132A射出的光发生折射而平行化，然后射出到主尺110侧上。
该受光元件140设在与游动尺120的和主尺110不相对的相反侧的面上。该受光元件140包括主信号用受光元件141和原点用受光元件142。该主信号用受光元件141接受通过主信号用光栅112射出的光；该原点用受光元件142接受通过原点用光栅113射出的光。这些主信号用受光元件141和原点用受光元件142分别沿测定轴而设。
而且，主信号用受光元件141仅仅接受由主信号用光栅112的INC图案形成的红色光而生成规定电信号。
另一方面，原点用受光元件142仅仅接受由原点用光栅113的ABS图案形成的红外光而生成规定电信号。并且，这些主信号用受光元件141和原点用受光元件142分别与未图示的控制电路部连接，将生成的电信号向控制电路部输出。
在如上所述的光学式编码器100A中，自发光元件130的主信号用发光元件131及原点用发光元件132的红色LED131A和红外LED132A射出的红色光和红外光，被聚光透镜34平行化，之后向主尺110射出。
在这些红色光和红外光中，红色光透过主尺110上所形成的主信号用光栅112的主信号用光透过部112A之后，射入主信号用光学滤光片35A。而且，该主信号用光学滤光片35A遮断红色光以外的波长的光，只将红色光向游动尺120的主信号用受光元件141射出。
另一方面，自红外LED132A射出的红外光透过主尺110的原点用光栅113的原点用光透过部113A之后，射入原点用光学滤光片35B。而且，该原点用光学滤光片35B遮断红外光以外的波长的光，只将红外光向游动尺120的原点用受光元件142射出。
而且，用主信号用受光元件141接受红色光时，规定的电信号按照所受光的光量输入控制电路部，由此运算主尺110和游动尺120的相对移动量的绝对值。另外，用原点用受光元件142接受红外光时，规定的电信号按照所受光的光量输入控制电路部，运算自游动尺120的原点的移动量。
〔第二实施方式的作用效果〕
本第二实施方式的光学式编码器也和上述第一实施方式一样，自主信号用发光元件131射出红色光，自原点用发光元件132射出红外光。而且，主信号用受光元件141只接受红色光，原点用受光元件142只接受红外光。因此，例如即使红外光射入主信号用受光元件141，也不会由该红外光的入光生成电信号，而只根据红色光生成电信号。同样地，原点用受光元件142只根据红外光生成电信号。因而，主信号用受光元件141和原点用受光元件142能够分别只接受自主信号用发光元件131和原点用发光元件132射出的光而生成规定的电信号，从而，能够良好地防止串扰。由此，能够实现光学式编码器100A的高精度化。另外，由于即使更接近地配置主信号用受光元件141和原点用受光元件142，也能够防止串扰的发生，能够实现光学式编码器100A的小型化。
另外，主尺110的INC图案上设有主信号用光学滤光片35A，ABS图案上设有原点用光学滤光片35B。因此，即使红色光以外的波长的光混入自主信号用发光元件131射出到红色光中，这些红色光以外的波长的光也会被主信号用光学滤光片35A切断。所以，即使自主尺110的INC图案侧射出的光混入原点用受光元件142侧，可能由原点用受光元件142接受的红外光也会被主信号用光学滤光片35A切断，因此，能够防止由原点用受光元件142造成的不良信号的发生。同理，即使自主尺110的ABS图案侧射出的光混入主信号用受光元件141侧，可能由主信号用受光元件141接受的红色光也会被原点用光学滤光片35B切断，因此，能够防止由主信号用受光元件141造成的不良信号的发生。因此，能够更近一步地切实防止受光元件140串扰，能够实现光学式编码器100A的高精度化。
进而，发光元件130具有聚光透镜34，该聚光透镜34能够使由主信号用发光元件131及原点用发光元件132射出的光平行化。因此，从各发光元件32射出的光不会扩散。从而，能够良好地防止串扰，能够实现光学式编码器100A的高精度化。
〔第三实施方式〕
下面，参照附图，对本发明的第三实施方式的光学式编码器进行说明。
图6是本第三实施方式中的光学式编码器的侧剖视图。图7是表示本第三实施方式中的光学式编码器的主尺的一部分的平面图。图8是表示本第三实施方式中的光学式编码器的游动尺及受光元件的一部分的平面图。
本第三实施方式的光学式编码器100D的构成为，使主尺210和游动尺220沿二维方向相对移动。
即，在图6～图8中，光学式编码器100D具备主尺210、游动尺220、设于游动尺220上的发光元件230、及设于游动尺220上的受光元件240。
主尺210具备利用线膨胀系数小的材料例如玻璃等形成的大致板状的主尺基板211。如图6所示，在该主尺基板211上设有分别沿纵、横方向以一定的间距配置有反射单元213和透明部214的光栅212。
如图6和图8所示，游动尺220具备由线膨胀系数小的材料例如玻璃等形成，且与主尺210对置的透明的游动基板221。在该游动基板221的与主尺210不相对的一侧设有发光元件230。另外，在游动基板221上设有使自发光元件230射出的光向主尺210侧透过的光透过孔222。并且，在游动基板221上设有接受由主尺210的光栅212反射的光的受光元件240。
发光元件230具备包括有发出红色光的红色LED的红色发光元件231，及包括有发出红外光的红外LED的红外发光元件232。并且，沿发光元件230的光照射方向设有折射率分布型透镜(分布屈折率型レンズ)236。该折射率分布型透镜236对自红色发光元件231和红外发光元件232射出的光进行聚光。
受光元件240与主尺210相对设置，如图8所示，沿着主尺210的光栅212的反射单元213的纵、横方向设有Y方向受光元件241、X方向受光元件242。Y方向受光元件241只能够接受自发光元件230射出的光中的红色光，通过接受红色光将规定的电信号输入未图示的控制电路部。另一方面，X方向受光元件242只能够接受自发光元件230射出的光中的红外光，通过接受红外光将规定的电信号输入未图示的控制电路部。而且，控制电路部基于自Y方向受光元件241和X方向受光元件242输入的电信号，对游动尺220相对于主尺210的二维方向的相对移动量进行运算。
〔第三实施方式的作用效果〕
在本第三实施方式中，除上述第一和第二实施方式的作用效果以外，还可以得到以下的效果。
即，本第三实施方式的光学式编码器100D利用红色光检测游动尺220的Y方向的移动，利用红外光检测游动尺220的X方向的移动，因此，没有Y方向受光元件241和X方向受光元件242中的串扰，从而能够良好地检测主尺210和游动尺220的相对移动量。所以，能够良好地测定相对于主尺210的游动尺220的相对的二维方向的移动量。
〔第四实施方式〕
接着，参照附图对本发明的第四实施方式的光学式编码器进行说明。
本第四实施方式的光学式编码器是将上述第三实施方式的光学式编码器100D进行了变形的光学式编码器，对于他们的相同的构成，赋予和上述第三实施方式相同符号，对其的说明简略或省略。
本第四实施方式的光学式编码器100D是对上述第三实施方式的光学式编码器100D的发光元件230进行了改良的光学式编码器。即，就上述第三实施方式的光学式编码器100D而言，用折射率分布型透镜236对自发光元件230射出的光束进行聚光后照射到主尺210上，而在本第四实施方式中，使用图9A～图11所示的发光元件230A。图9A是表示构成本第四实施方式的光学式编码器的发光元件的平面图，图9B是表示构成本第四实施方式的光学式编码器的发光元件的剖视图，图10是表示上述第四实施方式的发光元件的一部分的立体图。图11是表示自上述第四实施方式的发光元件射出的光的照射分布的图。
该发光元件230A设于游动尺220的光透过孔222，对主尺210射出红色光及红外光。
具体地说，如图9A、9B及图10所示，发光元件230A具有大致筒状的光圈233。在该光圈233的一端缘侧设有底部233A，在该底部233A上设有红色发光元件231和红外发光元件232。这些红色发光元件231和红外发光元件232分别与控制电路部电连接，通过来自控制电路部的控制供给规定的电力，射出红色光或红外光。而且，自红色发光元件231和红外发光元件232射出的光利用光圈233的内周面而不会被向宽的范围扩散，而是只从光圈233的前端部向规定方向射出。
另外，红色发光元件231和红外发光元件232分别具有例如用透明树脂形成的照射感应透镜231A、232A。
照射感应透镜231A具有与底部233A抵接的大致平行的长形底面。另外，在该照射感应透镜231A长度方向上的大致中央部，设有向光圈233的前端侧突出的突出前端部231B，且自长形底面的长度方向两端缘向突出前端部231B形成倾斜面231C，由此形成为大致山形。另外，由与长形底面的长度方向大致平行的侧缘、倾斜面231C及突出前端部231B围成的侧面形成为和长形底面大致正交且直立。还有，在长形底部的大致中央部设有LED设置部，在该LED设置部配置有发红色光的红色LED231D。如图11所示，通过该照射感应透镜231A自红色LED231D射出的光向大致椭圆状的照射分布区域234扩散而射出。
照射感应透镜232A也和照射感应透镜231A一样，具有与底部233A抵接的大致平行的长形底面，且在其长度方向上的大致中央部，形成具有向光圈233的前端侧突出的突出前端部232B、和连结长形底面的长度方向的两端缘和突出前端部232B的倾斜面232C的大致山形。另外，由与长形底面的长度方向大致平行的侧缘、倾斜面232C及突出前端部232B围成的侧面形成为和长形底面大致正交且直立。还有，在长形底部的大致中央部设有LED设置部，在该LED设置部配置有发红外光的红外LED232D。如图11所示，通过该照射感应透镜232A自红色LED232D射出的光向大致椭圆状的照射分布区域235扩散而射出。
另外，这些照射感应透镜231A和照射感应透镜232A以其长形底面部的长度方向彼此正交的状态配置于底部233A上。由此，红色光的照射分布区域234和红外光的照射分布区域235成为各自椭圆的长径(或短径)彼此大致正交的状态。将这种发光元件230A设于图8中的光透过孔222中，就能够对X方向射出红外光，而对Y方向射出红色光。
另外，Y方向受光元件241配置于自光透过孔222在Y方向位移规定尺寸的位置，X方向受光元件242配置于自光透过孔222在X方向位移规定尺寸的位置。具体地说，Y方向受光元件241设在图11中的照射分布区域234内、且在和照射分布区域235不重合的位置234A射出的红色光由主尺210反射后前进的光路上。另一方面，X方向受光元件242设在照射分布区域235内、且在和照射分布区域234不重合的位置235A射出的红外光由主尺210反射后前进的光路上。
〔第四实施方式的作用效果〕
本第四实施方式的光学式编码器100D的发光元件230A除上述第一～第三实施方式的作用效果以外，还能够得到下面的作用效果。
即，本第四实施方式的光学式编码器100D，在单一的大致筒状的光圈233内设有红色发光元件231和红外发光元件232。
因此，没必要将多个发光元件分别独立地安装在游动尺220上。因而，可以使构成简单，并能够容易地实施发光元件230向游动尺220的安装作业。
另外，大致呈山形的照射感应透镜231A、232A以长形底面的长度方向彼此大致正交的状态配置。因此，能够使自红色发光元件231射出的红色光照射在Y方向成长形的大致椭圆形的照射分布区域234，且能够使自红外发光元件232射出的红外光照射在X方向成长形的大致椭圆形的照射分布区域235。
而且，Y方向受光元件241设在自发光元件230A照射在照射分布区域234内、且和照射分布区域235不重合的位置234A的红色光被主尺210反射后前进的光路上。另外，X方向受光元件242设在照射分布区域235内、且和照射分布区域234不重合的位置235A射出的红外光被主尺210反射后前进的光路上。
因此，Y方向受光元件241能够良好地只接受自发光元件230A射出的光中的红色光，而X方向受光元件242能够良好地只接受自发光元件230A射出的光中的红外光。
〔另一实施方式〕
另外，本发明不限定于在上述的各实施方式中所说明的构成，也包含如下的变形例。
例如，在第二实施方式中，例示了将光学滤光片35A、35B贴附于主尺110的、和游动尺120相对的面上，但贴附于主尺110的和发光元件130相对的面上的构成也可以，另外，如图12所示，贴附于游动尺120的构成也可以。
即，在图12中，光学式编码器100B是和上述第二实施方式大致一样的透过型光学式编码器，具有主尺110、游动尺120、发光元件130及受光元件140。而且，就该光学式编码器100B而言，在游动尺120的与主尺110的相对面上贴附有主信号用光学滤光片35A和原点用光学滤光片35B。即，主信号用光学滤光片35A与主信号用光栅112相对，并且贴附于游动尺120的、设有主信号用受光元件141的面部的相反侧的面部。另外，原点用光学滤光片35B与原点用光栅113相对，且贴附于设有游动尺120的原点用受光元件142的面部的相反侧的面部。
该构成使得光学滤光片35A，35B和受光元件141，142的距离变短，因此，能够更可靠地防止对应于各个受光元件141，142的波长以外的光被射入。因而，能够更良好地防止各受光元件141，142中的串扰，从而能够实现光学式编码器100B的高精度化。
另外，使用上述第一实施方式例示的光圈33构成上述第二实施方式的光学式编码器100B也可以。另外，在上述第一实施方式中，使用上述第二实施方式所示的聚光透镜34构成也可以。
另外，在上述第一实施方式中，表示了在原点用发光元件32的红外LED32A上安装有光圈33的构成，但在主信号用发光元件31的红色LED31A上安装光圈33也可以，在红色LED31A和红外LED32A的双方上安装光圈33也可以。
再者，作为光平行化部件，不限于如上所述的光圈33、聚光透镜34，例如用凹状的光平行化反射镜反射所射出的光而使光平行化的构成也可以，另外，使用其它什么样的构成都可以。
而且，作为光源例示了红色LED31A、红外LRED32A等LED，但利用半导体激光器射出激光的构成也可以。在该构成中，由于自半导体激光器射出的激光中不含有其它波长成分，因此，只要是用受光元件可接受各波长的光的构成，则没有光平行化部件或滤光片等，也能够良好地只接受自规定发光元件射出的激光。
另外，作为用主信号用受光元件41，141及Y方向受光元件241接受的光例示了红色光，作为原点用受光元件42，142及X方向受光元件242受光的光例示了红外光，但不限于此，彼此波长不同的其它波长的光也可以。例如，用主信号用发光元件31，131发蓝色光并用主信号用受光元件41，141受光，用原点用发光元件32，132发红色光并用原点用受光元件42，142受光的构成等也可以。
另外，所述第一和第二实施方式的构成为自红色LED31A，131A发红色光、自红外LED32A，132A发红外光的构成，但例如上述第四实施方式，自一个光源发两个波长的光的构成也可以。
再者，表示了使两个波长不同的光用各自对应的受光元件受光的例子，但例如使三个以上波长不同的光用各自对应的受光元件受光的构成也可以。
此外，本发明实施时的具体的结构和顺序可以在能够实现本发明的目的的范围内适当地变更为其它的结构。
根据本发明的光学式编码器，能够良好地防止串扰，在能够进行更高精度的检测的基础上，可以将受光元件更接近地配置，从而也能够促进装置的小型化。
Claims (6)
1.一种光学式编码器，所述光学式编码器包括：沿规定方向设有至少两个以上的位移测定用光栅的主尺；相对于该主尺在所述规定方向可相对移动的检测头；对所述主尺的所述光栅的每一个射出光的至少一个以上的发光元件；和对应于所述光栅的每一个在所述检测头上设有至少两个以上、并且接受从所述光栅透过或反射的所述光的受光元件，其特征在于，
所述发光元件向所述主尺的各个所述光栅射出彼此波长不同的光，
所述受光元件接受从对应的所述光栅透过或反射的规定波长的所述光。
2.根据权利要求1所述的光学式编码器，其特征在于，在从所述发光元件到所述受光元件的所述光的光路上，设有透过自所述发光元件射出的规定波长的光、并且遮断规定波长以外的光的滤光片。
3.根据权利要求2所述的光学式编码器，其特征在于，
所述滤光片设于所述光栅的所述光的入射面和射出面中的至少一方。
4.根据权利要求2所述的光学式编码器，其特征在于，
所述滤光片设于所述检测头中的所述受光元件的前段。
5.根据权利要求1～4任一项所述的光学式编码器，其特征在于，
所述发光元件包括发出所述光的光源、和使自该光源射出的所述光成为平行光的光平行化部件。
6.根据权利要求5所述的光学式编码器，其特征在于，
所述光平行化部件在所述光源的所述光的射出面的周缘连续设置，并且形成为轴向在所述光的射出方向延伸的大致筒状。
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