JP2001174287A5 - - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】 光源部と光検出部を含むヘッド部と、
前記ヘッド部に対して相対的に特定の方向に移動可能なスケールとを備えており、
前記スケールは、移動方向に沿って光学特性が一定の周期で変化する第一の光学パターンと、移動方向に沿った、移動量検出に有効な領域のほぼ全域にわたって光学特性が一定である第二の光学パターンとを有し、
前記光源部は、前記第一の光学パターンに照射される第一の光ビームと、前記第二の光学パターンに照射される第二の光ビームとを射出し、
前記光検出部は、前記第一の光学パターンを経由した前記第一の光ビームを受光する第一の受光部と、前記第二の光学パターンを経由した前記第二の光ビームを受光する第二の受光部と、前記第一の受光部と前記第二の受光部の出力信号を処理する信号処理部とを有し、
前記信号処理部は、前記第一の受光部の出力信号に基づいて前記ヘッド部と前記スケールの間の相対移動の量を検出する移動検出手段と、前記第二の受光部の出力信号に基づいて前記ヘッド部と前記スケールの配置を検出する配置検出手段とを含んでいる、光学式エンコーダー。
【請求項２】 光パワー検出用受光部と、前記第一の光ビーム、または、前記第一の光ビームと共通の発光素子から出射される一本の光ビームを分割して第三のビームを作り出すビーム分割素子とを更に備えており、
前記光パワー検出用受光部は前記第三のビームを受光し、
前記信号処理部は、前記光パワー検出用受光部の出力信号に基づいて前記光源部のパワーを検出するパワー検出手段を更に含んでいる、請求項１に記載の光学式エンコーダー。
【請求項３】 前記第二の受光部は、前記光パワー検出用受光部を含んでいる、請求項２に記載の光学式エンコーダー。
【請求項４】 前記スケールは、移動方向に沿って光学特性が一定の周期で変化する第三の光学パターンを更に有し、
前記第一の光学パターンと前記第三の光学パターンは同じ周期を有するが、位相がずれており、
前記光源部は、前記第三の光学パターンに照射される第三の光ビームを更に射出し、
前記光検出部は、前記第三の光学パターンを経由した前記第三の光ビームを受光する第三の受光部を更に有し、
前記移動検出手段は、前記第一の受光部の出力信号と前記第三の受光部の出力信号に基づいて前記ヘッド部と前記スケールの間の相対移動の量と方向を検出する、請求項１に記載の光学式エンコーダー。
【請求項５】 光パワー検出用受光部と、前記第一の光ビームもしくは前記第三の光ビーム、または、前記第一の光ビームもしくは前記第三の光ビームと共通の発光素子から出射される一本の光ビームを分割して第四のビームを作り出すビーム分割素子とを更に備えており、
前記信号処理部は、前記光パワー検出用受光部の出力信号に基づいて前記光源部のパワーを検出するパワー検出手段を更に含んでいる、請求項４に記載の光学式エンコーダー。
【請求項６】 前記ヘッド部と前記スケールの配置の検出は、前記ヘッド部と前記スケールのギャップに基づき行う、請求項１に記載の光学式エンコーダー。
【請求項７】 前記ヘッド部と前記スケールの配置の検出は、前記ヘッド部と前記スケールの相対姿勢に基づき行う、請求項１又は６に記載の光学式エンコーダー。
【請求項８】 光源部と光検出部を含むヘッド部と、
前記ヘッド部に対して相対的に特定の方向に移動可能なスケールとを備えており、
前記スケールは、移動方向に沿って光学特性が一定の周期で変化する第一の光学パターンと、前記長手軸に沿ったほぼ全域にわたって光学特性が一定である第二の光学パターンとを有し、
前記光源部は、前記第一の光学パターンに照射される第一の光ビームと、前記第二の光学パターンに照射される第二の光ビームとを射出し、
前記光検出部は、前記第一の光学パターンを経由した前記第一の光ビームを受光する第一の受光部と、前記第二の光学パターンを経由した前記第二の光ビームを受光する第二の受光部と、前記第一の受光部と前記第二の受光部の出力信号を処理する信号処理部とを有し、
前記信号処理部は、前記第一の受光部の出力信号に基づいて前記ヘッド部と前記スケールの間の相対移動の量を検出する移動検出手段と、前記第二の受光部の出力信号に基づいて前記光源部のパワーを検出するパワー検出手段とを含んでいる、光学式エンコーダー。
【請求項９】 前記スケールは、その移動方向に沿って光学特性が一定の周期で変化する第三の光学パターンを更に有し、
前記第一の光学パターンと前記第三の光学パターンは同じ周期を有するが、位相がずれており、
前記光源部は、前記第三の光学パターンに照射される第三の光ビームを更に射出し、
前記光検出部は、前記第三の光学パターンを経由した前記第三の光ビームを受光する第三の受光部を更に有し、
前記移動検出手段は、前記第一の受光部の出力信号と前記第三の受光部の出力信号に基づいて前記ヘッド部と前記スケールの間の相対移動の量と方向を検出する、請求項８に記載の光学式エンコーダー。
【請求項１０】 前記第二の光学パターンは、移動方向に沿った、移動量検出に有効な領域のほぼ全域にわたって均一である、請求項１又は８に記載の光学式エンコーダー。
【請求項１１】 前記光学特性は反射率である、請求項１又は８に記載の光学式エンコーダー。
【請求項１２】 前記光学特性は透過率である、請求項１又は８に記載の光学式エンコーダー。
【請求項１３】 前記第二の受光部は、前記スケールの移動方向に沿って並んだ複数の受光素子を含んでいる、請求項１又は８に記載の光学式エンコーダー。
【請求項１４】 前記第二の受光部は、前記スケールの移動方向に垂直な方向に並んだ複数の受光素子を含んでいる、請求項１又は８に記載の光学式エンコーダー。
【請求項１５】 前記スケールの移動方向に平行に、二次元的に配置された複数の受光素子を含んでいる、請求項１又は８に記載の光学式エンコーダー。
【請求項１６】 前記第二の光学パターンは、他に対して光学特性が異なる基準領域を有しており、前記信号処理部は、前記第二の受光部の出力信号に基づいて基準領域を検知することによりスケールの基準位置を検出する基準位置検出手段を更に含んでいる、請求項１又は８に記載の光学式エンコーダー。
【請求項１７】 前記光源部は、前記第一の光ビームを発する第一の発光素子と前記第二の光ビームを発する第二の発光素子とを備えている、請求項１又は８に記載の光学式エンコーダー。
【請求項１８】 前記光源部は、一本の光ビームを発する発光素子と、一本の光ビームを分割して前記第一の光ビームと前記第二の光ビームを作り出すビーム分割素子とを含んでいる、請求項１又は８に記載の光学式エンコーダー。
【請求項１９】 前記信号処理部は、パワー補正手段を更に含んでいる、請求項２又は８に記載の光学式エンコーダー。

【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学式エンコーダーは、一面においては、光源部と光検出部を含むヘッド部と、ヘッド部に対して相対的に特定の方向に移動可能なスケールとを備えており、スケールは、移動方向に沿って光学特性が一定の周期で変化する第一の光学パターンと、移動方向に沿った、移動量検出に有効な領域のほぼ全域にわたって光学特性が一定である第二の光学パターンとを有し、光源部は、第一の光学パターンに照射される第一の光ビームと、第二の光学パターンに照射される第二の光ビームとを射出し、光検出部は、第一の光学パターンを経由した第一の光ビームを受光する第一の受光部と、第二の光学パターンを経由した第二の光ビームを受光する第二の受光部と、第一の受光部と第二の受光部の出力信号を処理する信号処理部とを有し、信号処理部は、第一の受光部の出力信号に基づいてヘッド部とスケールの間の相対移動の量を検出する移動検出手段と、第二の受光部の出力信号に基づいてヘッド部とスケール配置を検出する配置検出手段とを含んでいる。

本発明の光学式エンコーダーは、別の面においては、光源部と光検出部を含むヘッド部と、ヘッド部に対して相対的に特定の方向に移動可能なスケールとを備えており、スケールは、移動方向に沿って光学特性が一定の周期で変化する第一の光学パターンと、長手軸に沿ったほぼ全域にわたって光学特性が一定である第二の光学パターンとを有し、光源部は、第一の光学パターンに照射される第一の光ビームと、第二の光学パターンに照射される第二の光ビームとを射出し、光検出部は、第一の光学パターンを経由した第一の光ビームを受光する第一の受光部と、第二の光学パターンを経由した第二の光ビームを受光する第二の受光部と、第一の受光部と第二の受光部の出力信号を処理する信号処理部とを有し、信号処理部は、第一の受光部の出力信号に基づいてヘッド部とスケールの間の相対移動の量を検出する移動検出手段と、第二の受光部の出力信号に基づいて光源部のパワーを検出するパワー検出手段とを含んでいる。