DE69316464T2

DE69316464T2 - Optische Kodiereinrichtung

Info

Publication number: DE69316464T2
Application number: DE69316464T
Authority: DE
Inventors: Masahiko Igaki; Masaru Nyui
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1998-06-10
Anticipated expiration: 2013-06-30
Also published as: JPH0618292A; EP0577090A3; EP0577090A2; EP0577090B1; US5359193A; JP3227206B2; DE69316464D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Kodiervorrichtung und spezieller auf eine optische Kodiervorrichtung, die das Talbotsche Interferenzprinzip nutzt.
Die Figuren 1A und 1B zeigen Prinzipien einer herkömmlichen, auf dem Talbotschen Interferenzprinzip beruhenden Kodiervorrichtung (US-A-5 323 001; EP-A-0 439 804). Eine in Fig. 1A mit den Bezugszeichen 1 bezeichnete Lichtquelle besteht aus einen Halbleiterlaser. Eine Kollinatorlinse 2 wandelt von dem Halbleiterlaser 1 ausgestrahlte Lichtstrahlen in ebene Wellen um, die auf ein Beugungsgitter 3 mit einer Periode P fallen. Auf dem Talbotschen Interferenzprinzip beruhend bilden die durch das Beugungsgitter 3 gebeugten Lichtstrahlen unmittelbar hinter dem Beugungsgitter 3 in gegebenen Intervallen Interferenzstreifen mit der gleichen Periode P wie die des Beugungsgitters aus. Die Interferenzstreifen sind in Fig. 1B gezeigt. Fig. 1B veranschaulicht Querschnitte D&sbplus;&sub1;, D&sub0;, D&submin;&sub1; von Beugungslichtstrahlen +1-ter, 0-ter und -1-ter Ordnung, die jeder von dem Beugungsgitter 3 ausgehen. Die Interferenzstreifen werden in einem in der Figur mit W bezeichneten Gebiet gebildet. Ein Bild der Interferenzstreifen wird ein Fourier-Bild genannt, wobei dieses Phänomen als Talbotscher Effekt bezeichnet wird. Ein Zwischenraum L zwischen dem Beugungsgitter 3 und einem Beugungsgitter 4, das eine Durchlaßverteilung mit der gleichen Periode wie das Beugungsgitter 3 hat, ist derart eingestellt, daß L = N P² / λ gilt, wobei λ die Wellenlänge der Lichtquelle, P die Periode des Beugungsgitters und N eine natürliche Zahl ist. Das Beugungsgitter 3 bewegt sich in eine g-Richtung, wobei dunkle und helle Ausgangssignale über einen hinter dem Gitter 4 angeordneten Photosensor 5 entnommen werden können.
Auf diese Weise werden durch ein nicht dargestelltes Signalverarbeitungssysten Impulssignale erzeugt. Der Betrag einer Verschiebung des Beugungsgitters 3 in g-Richtung wird durch Zählen der Impulssignale festgestellt. Der Photosensor 5 kann in einigen Fällen zum Erhalt eines Zweiphasen-Sinusschwingungssignals durch zwei Photodetektoren A, B ersetzt werden.
Es treten jedoch die folgenden Probleme auf, welche der das Talbotsche Interferenzprinzip nutzenden optischen Kodiervorrichtung gemäß dem Stand der Technik innewohnen. Fig. 2 zeigt die durch die vorstehend beschriebene optische Kodiervorrichtung erhaltenen Zweiphasen-Signale und daraus erzeugte und zwei Phasen A, B annehmende Rechteckschwingungssignale. Eine Richtung, in welcher der als Lichtquelle dienende Halbleiterlaser installiert ist, d.h. ein vertikaler Transversalmodus des von Halbleiterlaser ausgestrahlten Strahls, fällt mit einer x-Richtung (nämlich der g-Richtung) zusammen, in die sich das Beugungsgitter 3 bewegt. In diesen Fall nimmt eine Wellenforn, wie beispielsweise in Fig. 2 gezeigt, bei einer Intensitätsverteilung des identisch mit dem Gitter 4 erzeugten Fourier-Bildes auf einer dunklen Seite m eine rundere Form als auf einer hellen Seite M an. Wenn aus diesen Aufbau annehmenden Signalen ein Vergleichspegel (Schnittpegel) C zur Erzeugung von Rechtecksignalen mit hohen und niedrigen Pegeln an gleichen Intervallen eingestellt wird, folgt, daß bei einer Signalanplitude eine Einstellposition nicht zentriert, sondern zu der dunklen Seite m hin verschoben ist. Wenn in Bezug auf z.B. Fig. 2 der Vergleichspegel auf die Amplitudenmitte Co eines Signals eingestellt ist, wird ein Verhältnis zwischen hohem und niedrigem Pegel der Rechteckschwingung, d.h. eine Einschaltdauer, zu hoher Pegel < niedriger Pegel. Von daher kann das Einschaltdauerverhältnis nicht auf 1:1 gesetzt werden. Weiterhin wird bei Verwendung von Zweiphasen-Rechteckschwingungen ein Intervall hoher Pegel zu hoher Pegel oder ein Intervall hoher Pegel zu niedrigem Pegel dieser Zweiphasen-Signale eingeengt, oder, anders ausgedrückt, ein b- oder d- Intervall ist zwischen einem hohen und einen niedrigen Pegel des Impulses in Hinsicht auf Phasendifferenzen a, b, c, d schmaler als ein a- oder c-Intervall. Das führt zu einen Fehler, wobei bei einem Versuch, das Signal z.B. bei einer Interpolationsverarbeitung mehrfach aufzuteilen, eine Toleranz verlorengeht.
Wenn die Einstellposition des Vergleichspegels von der Mitte der Signalamplitude abweicht (Vergleichspegel C), besteht überdies eine Wahrscheinlichkeit, daß die Rechteckimpulse vielleicht nicht erzeugt werden, falls die Amplitude aufgrund dieser Abweichung und aufgrund von Amplitudenwechsel schwankt. Das heißt, es kann passieren, daß das Signal auf der dunklen Seite, das bezüglich des Vergleichspegels C eine kleinere Amplitude hat, den Vergleichspegel wegen der Amplitudenschwankung nicht überschreitet.
Eine solche Verzerrung der Wellenform wird wegen der nachfolgenden Ursachen erzeugt. Ein Fourier-Bild entsteht aufgrund einer Interferenz zwischen dem Beugungslicht +1-ter Ordnung und dembeugungslicht 0-ter Ordnung oder zwischen dem Beugungslicht -1-ter Ordnung und dem Beugungslicht 0-ter Ordnung. Es ist daher notwendig, ein Gebiet, in dem sich das Beugungslicht +1-ter oder -1-ter Ordnung auf dem Beugungsgitter 4 mit dem Beugungslicht 0-ter Ordnung überlagert, so weit wie möglich zu vergrößern. Gemäß Fig. 1B ist ein überlagertes Gebiet der Querschnitte D&sbplus;&sub1;, D&submin;&sub1; der Beugungslichtstrahlen +1-ter Ordnung jedoch groß. In diesen Gebiet sind Streifen mit einem Intervall ausgebildet, das halb so groß wie ein Interferenzstreifenintervall des Fourier-Bildes ist. Folglich üben diese Streifen als Rauschen einen nachteiligen Einfluß auf ein Erfassungssignal aus.
Weiterhin treten die nachfolgenden Probleme auf. Fig. 3 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Anordnung eines optischen Systems der vorliegenden Vorrichtung zeigt. Die Kollimatorlinse 2 wurde in Fig. 3 weggelassen. Entsprechend Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik ist der orientierte Photodioden-Chip 6 mit automatischer Leistungsregelung (APC) wie in Fig. 3 gezeigt an der Lichtquelle 1 in x-Richtung angeschlossen. Ein internes Reflexionslicht oder dergleichen, das sich zur Oberfläche dieses Chips 6 hinbewegt, wird von dieser Oberfläche in eine z-Richtung reflektiert. In diesem Fall ist das Licht als ein Störlicht auf der A-Seite des Photosensors 5 eingeblendet, was zur Folge hat, daß gemäß der Darstellung in Fig. 4 unnötige Gleichkomponenten an Ausgangssignale (Zweiphasen-Signale SA, SB) der Photodetektoren A, B gegeben werden.
Darüber hinaus offenbart die GB-A-971504 eine Verschiebungsmeßvorrichtung, bei der monochromatisches Licht zwei in wesentlichen parallel gegenüberliegend angeordnete Beugungsgitter beleuchtet. Moire-Interferenzstreifen, die durch jeden der durch die zwei Beugungsgitter beim Durchfallen gebeugten Lichtstrahlen erzeugt werden, werden auf einer Brennebene einer Linse abgebildet. In der Brennebene liegen ein photoelektrisches Element zur Erzeugung eines Signals entsprechend einer Periode einer einzelnen Unterteilung des Beugungsgitters -und ein Lichtempfangselemehf zur Erzeugung eines Signals, bei dem die Periode weiter unterteilt ist.
Darüber hinaus offenbart die Druckschrift "optics and Laser Technology 17 (1985), Nr. 2, 89-95" eine Meßtechnik, bei der die Verschiebung zweier Gitter der gleichen Unterteilung gemessen wird, indem hauptsächlich der Beugungsstrahl 0-ter Ordnung genutzt wird. Um eine Veränderung bezüglich des Zwischenraumes zwischen den zwei Beugungsgittern auszugleichen, wird ein Mittelungsverfahren verwendet, bei dem die zwei Gitter derart geneigt werden, daß der Bereich der Zwischenräume zwischen den Gittern den Fourier-Bildabstand 2p²/λ einschließt.
Außerdem offenbart die EP-A-0 378 773 eine Vorrichtung zum Erfassen eines Drehverschiebungsbetrages von einem Signal aus Lichtstrahlen, die zur Interferenzgebracht werden, indem unter Verwendung eines Ablenkgitters ein gebeugter Lichtstrahl in einem ersten Gitterabtastgebiet eines drehenden Radialgitters auf ein gegenüber am Rand liegendes zweites Gitterabtastgebiet gelenkt wird. Diese Vorrichtung arbeitet derart, daß nur Beugungslichtstrahlen interferieren, deren Beugungsordnungen wechselseitig benachbart sind, wodurch Signale erhalten werden können, deren Modulationsgrad wechselseitig unterschiedlich ist.
Der Erfindung, die hinsichtlich der dem Stand der Technik innewohnenden vorstehend beschriebenen Probleme erdacht wurde, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kodiervorrichtung zu schaffen, die derart aufgebaut ist, daß so weit wie möglich keine Meßfehler aufgrund einer Signalverzerrung verursacht werden.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine optische Kodiervorrichtung zum Erhalt von Informationen bezüglich einer Verschiebung eines Beugungsgitters durch Erfassung von Lichtstrahlen durch das Beugungsgitter mit einer Beleuchtungseinrichtung zum Ausstrahlen von Lichtstrahlen, die in Querschnitt eine nicht kreisförmige Gestäit annehmen, wobei diese Querschnittsform dabei in eine Längsrichtung zeigt, einem ersten Beugungsgitter, das die Lichtstrahlen von der Beleuchtungseinrichtung empfängt, und einem zweiten Beugungsgitter, auf das Interferenzstreifen projiziert werden, die durch Beugungslichtstrahlen des ersten Beugungsgitters auf Grundlage des Talbotschen Interferenzprinzips erzeugt wurden, wobei die Beleuchtungseinrichtung Licht derart ausstrahlt, daß dessen Längsrichtung derart eingestellt ist, daß sie in wesentlichen mit einer Richtung einer Gitterlinie des ersten Beugungsgitters zusammenfällt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Figuren 1A und 1B Ansichten eines grundlegenden Aufbaus einer Kodiervorrichtung der Talbotschen Interferenzbauart;
Fig. 2 ein erläuterndes Diagramm, das Signale bei einer herkömmlichen Kodiervorrichtung der Talbotschen Interferenzbauart zeigt;
Fig. 3 eine erläuternde Ansicht, die eine Anordnung eines optischen Systems bei der herkömmlichen Kodiervorrichtung der Talbotschen Interferenzbauart veranschaulicht;
Fig. 4 ein erläuterndes Diagramm, das Signale bei der herkömmlichen Kodiervorrichtung der Talbotschen Interferenzbauart zeigt;
Fig. 5 eine erläuternde Ansicht, die eine Anordnung eines optischen Systems einer Kodiervorrichtung der Talbotschen Interferenzbauart gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 6 ein erläuterndes Diagramm, das Signale beim ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 7 ein erläuterndes Diagramm, das einen Teil der Kodiervorrichtung der Talbotschen Interferenzbauart gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung veranschaulicht;
Fig. 8 ein erläuterndes Diagramm, das Signale bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 9A eine Ansicht, die eine Anordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
Figuren 9B bis 9E erläuternde Ansichten, die Wirkungen eines erklärenden Beispiels zeigen, das nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;
Figuren 9F bis 9I erläuternde Ansichten, die Wirkungen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigen; und
Fig. 10 eine erläuternde Ansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 5 ist eine erläuternde Ansicht einer optischen Kodiervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der allgemeine Aufbau der vorliegenden Vorrichtung ist der gleiche wie der in den Figuren 1A, 1B, weshalb auf dessen Erläuterung und Veranschaulichung verzichtet ist. Die Kollimatorlinse ist in Fig. 5 zur Vereinfachung ebenfalls weggelassen. Weiterhin sind die gleichen Bauelemente wie jene in den Figuren 1A und 1B mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Das Bezugszeichen 1A stellt einen Querschnitt eines von der Lichtquelle 1 ausgestrahlten Strahls dar. Bei dieser Vorrichtung deckt sich eine Einbaurichtung eines als eine Lichtquelle ausgelegten Halbleiterlasers, nämlich ein vertikaler Transversalmodus des vom Halbleiterlaser ausgestrahlten Strahls, mit einer y-Richtung vertikal zu einer Richtung, in die sich ein Beugungsgitter 3 bewegt. Aus diesem Grund ist es möglich, auf einem Beugungsgitter 4 einen in x-Richtung liegenden Querschnittsdurchmesser des Strahls jeder Ordnung zu verkleinern. Der Haibleiterlaser 1 ist in eine derartige Richtung eingestellt, wodurch ein Fourier-Bild auf dem Beugungsgitter 4 abgebildet wird. Im Gegensatz zu Fig. 2 zeigt Fig. 6 die Gestalt von Wellenformen dabei durch Photodetektoren A, B erhaltener Erfassungssignale. Wie darin gezeigt, werden bei einer Vorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel Wellenformverzerrungen von Zweiphasen-Signalen auf einer dunklen Seite m mehr ausgeglichen als die auf einer hellen Seite M. Das heißt, verglichen mit dem Stand der Technik wird der Strahldurchmesser in x-Richtung (der Bewegungsrichtung g des Beugungsgitters) auf der Grundlage der vorstehend beschnebenen Anordnung eingestellt. Ein in Fig. 1B gezeigtes Überlagerungsgebiet von Lichtstrahlen ±1-ter Ordnung kann dadurch klein gehalten werden. Die Verzerrungen der Signalwellenformen aufgrund seitens dieses Überlagerungsgebietes verursachten Rauschens können vermindert werden. Dies führt zu Verbesserungen hinsichtlich des vorstehend erwähnten Einschaltdauerverhältnisses und ebenfalls hinsichtlich einer Phasendifferenz. Abgesehen davon kann ein Vergleichspegel in die Nähe der Mitte einer Signalamplitude gesetzt werden. Auch wenn die Amplitude schwankt, wird deswegen eine Toleranz zwischen dem Signal und dem Vergleichspegel gewährleistet. Das kann es erschweren, das pHänomen einer Nicht- Erzeugung von Rechteckschwingungen zu verursachen.
Außerdem ist entsprechend der Vorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Photodioden-Chip 6 zur automatischen Leistungsregelung (APC), wie in Fig. 5 gezeigt, an die Lichtquelle 1 in y-Richtung angebracht. Deswegen bewegt sich das von dieser Oberfläche reflektierte Licht in z-Richtung. Selbst wenn es als Störlicht in einen Photosensor 5 eingeblendet wird, weicht dieses Störlicht in y-Richtung ab. Auch wenn das Störlicht auffällt, wird es im wesenlichen gleichmäßig in die in x-Richtung angeordneten Photodetektoren A, B eingeblendet. Entsprechend wird ein Einfluß zur Beaufschlagung unnötiger Gleichkomponenten auf Ausgangssignale der Photodetektoren A, B gleichmäßig auf beide Photodetektoren ausgeübt. Alternativ dazu kann der Einfluß auch beseitigt werden, indem ein geeigneter Abstand zwischen den Photodetektoren A und B eingehalten wird.
Fig. 7 ist eine erläuternde Ansicht der optischen Kodiervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, veranschaulicht in der Perspektive jedoch nur einen Abschnitt in der Nähe der Kollimatorlinse 2. Der weitere Aufbau ist der gleiche wie der in den Figuren 1A und 1B. Die vorliegende Vorrichtung ist auf der Strahlausgangsseite der Kollirnatorlinse 2 mit einer Blende 8 zum Einstellen des Strahldurchmessers in x-Richtung ausgestattet. Fig. 8 zeigt im Vergleich zu Fig. 2 die Gestalt von Wellenformen der von den entsprechenden Photodetektoren erhaltenen Erfassungssignale, wenn für den Fall des Einstellens dieses Strahldurchmessers in x-Richtung ein Fourier-Bild auf das Beugungsgitter 4 projiziert wird. Auf die gleiche in Fig. 6 gezeigte Weise werden die Verzerrungen der Wellenformen auf der dunklen Seite n mehr ausgeglichen als die auf der hellen Seite M. Dies ist anhand der Figuren 9A bis 9I dargestellt. Fig. 9A ist eine Ansicht, die eine Anordnung gemäß einen zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht, wobei die gleichen Bauelemente wie bei den Figuren 1A, 1B und 5 mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Unter der Annahme daß, wenn die Blende 8 nicht eingefügt ist, ein Querschnitt des von der Kollimatorlinse 2 kommenden Strahls bei dieser optischen Anordnung eine Gestalt wie z.B. gemäß der Darstellung in Fig. 9B annimmt, dann werden die Querschnitte D&sbplus;&sub1;, D&sub0;, D&submin;&sub1; der Beugungslichtstrahlen der entsprechenden Ordnungen auf dem Beugungsgitter zu diesem Zeitpunkt durch Fig. 9C veranschaulicht. Vergrößert ist in diesem Fall ein (durch Schrägstriche hervorgehobenes) Gebiet, in dem Beugungslichtstrahlen ±1-ter Ordnung überlagert sind. In diesem Gebiet werden Interferenzstreifen eine von der Periode des Beugungsgitters verschiedenen Ortsfrequenz (spatial frequency) ausgebildet. Deshalb werden die Ausgangssignale mit Hochfrequenzkomponenten überlagert, wodurch Verzerrungen bei der Gestalt der Wellenfornen erzeugt werden. Im Gegensatz dazu kann, wenn gemäß der Darstellung in Fig. 9D, die ein erklärendes, nicht erfindungsgemäßes Beispiel ist, eine Blende 8 zum Einstellen des Strahldurch messers eingefügt wird, das Überlageruhgsgebiet der Beugungslichtstrahlen ±-ter Ordnung wie in Fig. 9E veranschaulicht verkleinert werden, obwohl ein Verlust an Lichtmenge hervorgerufen wird. Im Gegensatz dazu hat gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Öffnung der Blende 8 eine derartige rechteckige Gestalt, daß eine Länge in x-Richtung klein, aber eine Länge in y-Richtung groß ist, so daß der Lichtnengenverlust minimiert wird. Fig. 9G veranschaulicht für diesen Fall einen Überlagerungszustand der Beugungslichtstrahlen der entsprechenden Ordnungen auf dem Beugungsgitter 4. Auf diese Weise kann das Überlagerungsgebiet der Beugungslichtstrahlen ±1-ter Ordnung verkleinert werden. Eine Signallichtnenge kann abgesehen davon durch Einnehmen eines großen (durch Schraffierung dargestellten) Gebietes, in dem das Fourier-Bild abgebildet ist, erhöht werden. Der Strahldurchmesser in x-Richtung wird auf diese Art und Weise eingestellt, wodurch das vorstehend beschriebe Einschaltdauerverhältnis und die Phasendifferenz verbessert werden. Außerdem kann der Vergleichspegel in die Nähe der Mitte der Signalamplitude gesetzt werden. Auch wenn die Amplitude schwankt, ist die Toleranz zwischen dem Signal und dem Vergleichspegel gewährleistet, was zur Folge hat, daß das Phänomen der Nicht-Erzeugung der Rechteckschwingungen kaum auftreten wird. Dabei ist der Strahldurchmesser in y-Richtung ausreichend verlängert, um den Verlust der Lichtmenge zu verhindern. Das Signal/Rausch-Verhältnis wird durch Vermehrung der Signallichtmenge weiter erhöht. Fig. 9H zeigt ein Aufbaubeispiel der Öffnung der Blende 8. Wenn mit 2D, T jeweils die Durchmesser in x- und y-Richtung gegeben sind, sei L der Zwischenraum zwischen den Beugungsgittern 3 und 4, λ die Wellenlänge des Strahls von der Lichtquelle 1 und P1 die Gitterunterteilung des Beugungsgitters 3.
D = L tanθ
θ = sin(1/P1)
Wenn die vorstehend angegebenen Bedingungen erfüllt sind, ist es gemäß der Darstellung in Fig. 9I möglich, die Fläche des Gebietes, in dem das Fourier-Bild abgebildet ist, in einem derartigen Zustand zu maximieren, so daß das wechselseitig überlagerte Gebiet der Beugungslichtstrahlen ±1-ter Ordnung auf dem Beugungsgitter 4 theoretisch vollständig verschwindet. Jedoch gibt es für einen derartigen Bereich, daß die Signale nicht so beeinflußt werden, auch bei einem derartigen Aufbau, daß von dieser Formel abgewichen wird, in wesentlichen kein Problem.
Gemäß dem in Fig. 5 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel kann die in Fig. 7 gezeigte Blende 8 genauso wie beim zweiten Ausführungsbeispiel angeordnet werden. Dabei ist es wünschenswert, daß der Strahldurchmesser in x-Richtung weiterhin eingestellt werden kann.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind das bewegliche Gitter 3 und das Gitter 4, das fest in einer Entfernung L davon angebracht ist und eine Durchlaßverteilung mit der gleichen Periode wie das Beugungsgitter 3 aufweist, dargestellt. Jedoch können wie in Fig. 10 gezeigt die zuvor erwähnten Beugungsgitter 3, 4 zu einen Kreis verbunden werden, wobei sie auf diese Weise ein zylindrisches Beugungsgitter 9 mit einem Durchmesser L ausbilden. In diesem Fall wird das Beugungsgitter 9 um eine drehbare Welle 10 in g-Richtung gedreht. Ein Hell-/Dunkel-Ausgangssignal, daß dem Zweifachen der Beugungsgitterperiode entspricht, kann an dem Photosensor 5 erhalten werden. Auch in diesem Fall kann, indem der Halbleiterlaser 1 wie in Fig. 5 gezeigt plaziert und weiterhin die Blende 8 wie in Fig. 7 gezeigt an der Lichtstrahl-Austrittseite der Kollimatorlinse 2 installiert wird oder indem diese beiden Anordnungen ausgeführt werden, die gleiche Wirkung wie zuvor erwähnt erzielt werden. Wie vorstehend beschrieben, arbeitet selbst eine Kodiervorrichtung zur Erfassung eines Drehbetrags entsprechend dem Wesentlichen dieses Ausführungsbeispiels wirkungsvoll als Einrichtung zum Formen der Wellenform. Abgesehen davon wird selbst bei einer Anordnung, bei der zum Andern der Querschnittsgestalt des Lichtstrahls anstelle der Blende eine zylindrische Linse eingesetzt wird, selbstverständlich die gleiche Wirkung erzielt.
Wie vorstehend besprochen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung die das Talbotsche Interferenzprinzip nutzende optische Kodiervorrichtung dazu in der Lage, das Einschaltdauerverhältnis und die Phasendifferenz zu verbessern. Außerdem kann der Vergleichspegel in die Nähe der Mitte der Signalamplitude gesetzt werden, weshalb die Toleranz zwischen dem Signal und dem Vergleichspegel gewährleistet wird. Das Auftreten des Phänomens des Nicht-Erzeugens der Rechteckschwingungen kann dadurch erschwert werden.
Es ist offensichtlich, daß bei dieser Erfindung auf der Grundlage der Erfindung ein großer Bereich verschiedener Betriebsweisen geschaffen werden kann, ohne von Umfang der Erfindung abzuweichen. Diese Erfindung ist nicht durch ihre besonderen Betriebsweisen eingeschränkt, außer daß sie durch die beigefügten Ansprüche begrenzt wird.

Claims

1. Optische Kodiervorrichtung zum Erhalt von Informationen bezüglich einer Verschiebung eines Beugungsgitters durch Erfassung von Lichtstrahlen durch das Beugungsgitter mit:

einer Beleuchtungseinrichtung zum Ausstrahlen von Lichtstrahlen, die im Querschnitt eine nicht kreisförmige Gestalt annehmen, wobei diese Querschnittsform dabei in eine Längsrichtung zeigt;

einem ersten Beugungsgitter (3), das die Lichtstrahlen von der Beleuchtungseinrichtung empfängt, und

einen zweiten Beugungsgitter (4), auf das Interferenzstreifen projiziert werden, die durch Beugungslichtstrahlen des ersten Beugungsgitters (3) auf Grundlagedes Talbotschen Interferenzprinzips erzeugt wurden,

dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung Licht derart ausstrahlt, daß dessen Längsrichtung derart eingestellt ist, daß sie im wesentlichen mit einer Richtung einer Gitterlinie des ersten Beugungsgitters (3) zusammenfällt.

2. Optische Kodiervorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Beleuchtungseinrichtung einen Halbleiterlaser (1) aufweist und

der Halbleiterlaser (1) derart angeordnet ist, daß ein vertikaler Transversalmodus der ausgestrahlten Strahlen in eine Richtung eingestellt ist, die in wesentlichen vertikal zu einer Bewegungsrichtung des ersten Beugungsgitters (3) ist.

3. Optische Kodiervorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Beleuchtungseinrichtung

eine Lichtquelle (1) und

eine Einstelleinrichtung (8) zum Einstellen von Querschnittsformen der Lichtstrahlen von der Lichtquelle (1) umfaßt, wobei

das erste Beugungsgitter (3) die Lichtstrahlen über die Einstelleinrichtung (8) empfängt und

die Einstelleinrichtung (8) die Querschnittsformen der Lichtstrahlen derart einstellt, daß eine Länge in Bezug auf die Bewegungsrichtung des ersten Beugungsgitters (3) kürzer ist als eine Länge in Bezug auf die Richtung vertikal zur Bewegungs richtung.

4. Optische Kodiervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Beugungsgitter (3,4) zur Ausbildung eines zylindrischen Beugungsgitters zu einem Kreis verbunden sind.

5. Optische Kodiervorrichtung nach Ansprtich-3, welche weiterhin eine Kollinatorlinse (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (8) auf der Ausgangsseite der Kollimatorlinse (2) angeordnet ist.

6. Optische Kodiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (8) eine rechteckförmige Blende ist, deren Längsrichtung vertikal zur Bewegungsrichtung ist.