JP2001183178A - Diffraction grating revolving laser optical encoder - Google Patents

Diffraction grating revolving laser optical encoder

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JP2001183178A
JP2001183178A JP35856399A JP35856399A JP2001183178A JP 2001183178 A JP2001183178 A JP 2001183178A JP 35856399 A JP35856399 A JP 35856399A JP 35856399 A JP35856399 A JP 35856399A JP 2001183178 A JP2001183178 A JP 2001183178A
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JP
Japan
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diffraction grating
grating
light
optical
optical encoder
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JP35856399A
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Japanese (ja)
Inventor
Keido Sha
啓堂 謝
Chiko Ko
智光 黄
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Huajin Photoelectric Sci & Tec
Huajin Photoelectric Sci & Technol Co Ltd
Original Assignee
Huajin Photoelectric Sci & Tec
Huajin Photoelectric Sci & Technol Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To clearly facilitate mounting a laser optical encoder and a diffraction grating owning to elevation of the allowable error by an optical Fourier transform degree system action and send out high quality optical signals by a high speed operation of this optical system even when unexpected relative error occurs by the grating vibration. SOLUTION: Based on a special layout system of optical elements, two lights are incident to arrive at the same point on a grating, the system survey performance greatly reduces the sensitivity to the inexactness of fixing the position between a movable grating and a stationary unit of the laser optical encoder on an optical head. This effect of reducing the sensitivity can be attained by generating an optical degree system of Fourier transformation with a combination of a focusing lens 708 with a right prism 709.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回折式格子旋回レ
ーザーオプチカルエンコーダに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a diffraction grating rotating laser optical encoder.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、一般に手に入れることができる旋
回型エンコーダは2種類あって、共に、光源、光調制格
子、光学レシーバーなどからなっている。第一の型は、
幾何式エンコーダで、通常発光2極体(LED)を光源と
している。格子は調制光の強さの分布によって旋回し、
1つあるいは、多数の固定カバーと光感側器で最後に測
量した光の強さで電子信号を転換するのである。放射状
に分布した格子の間隔は、通常10ミクロンぐらいの等
級である。もし、もっと精密さを要求するならば、縮小
格子によってエンコーダの解析度をあげることができる
が、かなりの程度の回折現象によって生ずる出力信号が
受信可能範囲を超えた雑信号が発生する。
2. Description of the Related Art At present, there are two types of rotary encoders generally available, both of which comprise a light source, a light control grating, an optical receiver and the like. The first type is
This is a geometric encoder that usually uses a light emitting diode (LED) as a light source. The grating turns according to the distribution of the intensity of the dimming light,
One or more fixed covers and light sensitive devices convert the electronic signal with the last measured light intensity. The spacing between the radially distributed gratings is typically of the order of 10 microns. If more precision is required, the resolution of the encoder can be increased by the reduction grating, but the output signal caused by a considerable degree of diffraction phenomenon exceeds the receivable range and generates a miscellaneous signal.

【0003】第二の型は、回折式レーザーエンコーダで
ある。それは、レーザー2極体が同調光源を提供し、旋
回軸についている回折式放射状格子調制回折光の位相に
より、光学レシーバーを利用し、回折光線束を組替える
ことで干渉コードを形成し、最後に一個あるいは、数個
の光感測器によって光学干渉信号を電子信号に変えて送
り出す。回折式放射状格子の間隔は、通常光点の中央が
約1〜5ミクロンで、適度な方向の回折光を生じさせ
る。回折光線束は、回折式レーザーオプチカルエンコー
ダに適当な位置に信号を発生させることで、幾何式オプ
チカルエンコーダのように、もともとの測量信号を邪魔
することがない。したがって、回折式レーザーオプチカ
ルエンコーダは、もっと小さな間隔の格子をもって高い
解析度の測量結果を得ることが可能である。
[0003] The second type is a diffractive laser encoder. It uses a laser dipole to provide a tuned light source, and by using the phase of the diffractive radial grating controlled diffracted light on the pivot axis, forms an interference code by using an optical receiver and rearranging the diffracted light beam. The optical interference signal is converted into an electronic signal by one or several photosensors and transmitted. The spacing between the diffractive radial gratings is typically about 1-5 microns at the center of the light spot, producing diffracted light in a moderate direction. The diffracted light beam generates a signal at an appropriate position in the diffractive laser optical encoder, and does not disturb the original survey signal unlike the geometric optical encoder. Therefore, the diffractive laser optical encoder can obtain a high resolution measurement result with a smaller spacing grating.

【0004】理論からいえば、旋回軸上の放射状格子に
ある平面円盤は、その半径が光点の大きさより大きけれ
ば、線性レーザーオプチカルエンコーダの設計は、同様
に旋回式レーザーオプチカルエンコーダに応用できる。
[0004] Theoretically, the design of a linear laser optical encoder can be applied to a rotary laser optical encoder as well, provided that the radius of the flat disk on the radial grid on the rotary axis is greater than the size of the light spot.

【0005】しかしながら、直接、線性レーザーオプチ
カルエンコーダの光学設計を角度移動の測量に応用する
と、放射状格子の間隔は半径方向に沿って変化するた
め、その回折角は連続変化を起こし、回折光の前波(ウ
ェーブフロント)は、「像散、像差」の現象が出現す
る。像差のある回復光線束が、出力端末で合わさり干渉
し合し合うとき、多くの干渉コードが生じる。そして、
このコードは、測量信号の調制率を低下させ、旋回式レ
ーザーオプチカルエンコーダの出力信号の正確さに影響
するのである。
However, if the optical design of the linear laser optical encoder is directly applied to the measurement of angular movement, the interval between the radial gratings changes along the radial direction, so that the diffraction angle changes continuously, and the diffraction angle before the diffracted light is changed. The wave (wavefront) has the phenomenon of "image scattering, image difference". Many interference codes occur when the parallaxed recovered light beams meet and interfere at the output terminal. And
This code reduces the regulation rate of the survey signal and affects the accuracy of the output signal of the rotary laser optical encoder.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、直接、
線性レーザーオプチカルエンコーダの光学設計を角度移
動の測量に応用すると、放射状格子の間隔は半径方向に
沿って変化するため、その回折角は連続変化を起こし、
回折光の前波(ウェーブフロント)は、「像散、像差」
の現象が出現する。像差のある回復光線束が、出力端末
で合わさり干渉し合し合う時、多くの干渉コードが生じ
る。そして、このコードは、測量信号の調制率を低下さ
せ、旋回式レーザーオプチカルエンコーダの出力信号の
正確さに影響するのである。
However, directly,
When the optical design of the linear laser optical encoder is applied to the measurement of angular movement, the diffraction angle changes continuously along the radial direction because the spacing of the radial grating changes along the radial direction.
The front wave (wavefront) of diffracted light is "image scatter, image difference"
Phenomenon appears. Many interference codes are generated when the parallaxed recovered light beams meet and interfere at the output terminal. This code then reduces the regulation rate of the survey signal and affects the accuracy of the output signal of the swivel laser optical encoder.

【0007】回折式格子旋回レーザーオプチカルエンコ
ーダで使用される、その放射状格子の間隔は、半径方向
に沿って線性変化する特性(中心に近づくほど間隔が小
さい)を持つ。同調性を持つ平行光が入射し、光源が放
射状格子上に当たると生じる回折光は、入射光点内の各
部位が異なった格子間隔、及び、方向の回折効果を受け
ることによって、ひどい「像差」のある回折光を形成す
る。レーザーオプチカルエンコーダの光学系統が上述の
放射状格子に生じたひどい「像差」を補正することがで
きなければ、回折光が光学系統を伝わった後、最後に信
号探測端末に生じる、角移動と直接関係のある信号は、
回折光の中のひどい「像差」によって、生じた出力信号
の雑信号比が下がる、システム作動性能が下がる、外界
の妨害に対抗する能力が下がる、光学系統調整が難し
い、等の問題が出現する。
The spacing between the radial gratings used in the diffraction grating rotating laser optical encoder has a characteristic of changing linearity in the radial direction (the spacing decreases as approaching the center). Diffracted light that is generated when tunable parallel light is incident and the light source strikes the radial grating is severely dissimilar due to the diffraction effect of the different grating intervals and directions at each point within the incident light point. Is formed. If the optical system of the laser optical encoder cannot correct the terrible “image difference” generated in the above-mentioned radial grating, after the diffracted light propagates through the optical system, the angular movement that occurs at the signal detection terminal at the end, and directly The relevant signals are:
The terrible “image difference” in the diffracted light causes problems such as lowering the ratio of the generated output signals, lowering the performance of the system, reducing the ability to counter external disturbances, and difficulty adjusting the optical system. I do.

【0008】旋回式レーザーオプチカルエンコーダに関
する特許は、現在以下のようにいくつか申請許可されて
いる。 英国特許NO.GB2185314A 米国特許NO.4868385 日本国特許NO.61―5735 日本国特許NO.61−189154 日本国特許NO.61−189156 米国特許NO.5442172
[0008] Several patents relating to the swiveling laser optical encoder are currently being granted as follows. UK Patent No. GB2185314A U.S. Pat. No. 4868385 Japanese Patent No. 61-5735 Japanese Patent No. 61-189154 Japanese Patent No. No. 61-189156, U.S. Pat. 5442172

【0009】そのうち、米国特許NO.5442172
は、放射状格子の「像差」問題に関して解決方法を提出
している。それは、光学系統の設計により、放射状格子
の「像差」を補正して、出力信号の雑信号比を上げてい
る。この発明では、2組のフーリエ転換の光学次系統が
2本の異なった通り道の回折比をカバーして、放射状格
子の「像差」を補正している。しかしながら、その光路
設計上、2組のフーリエ転換の光学次系統レンズと直角
プリズムは、共に正確に集焦された時、2本の、干渉光
の間の光程差は最も多いもので、4mmを超す。この4
mmの光程差は高同調性のレーザー光源を使用すること
によって、はじめて、出力端末が干渉現象を起こすこと
ができる。しかし、長同調の光源は必要とする系統が実
際に作用する時、光学運動作用によって生じた測量光源
状態変動の敏感性も高くなる。また、この発明の光学系
統は、ただ単辺光学系統のみを使用していて、1つの発
明が格子の分布と旋回軸の同心度に対して数ミクロン以
内に留めることを要求している。
Among them, US Pat. 5442172
Proposes a solution to the "disparity" problem of radial gratings. It corrects the "image difference" of the radial grating by designing the optical system, and raises the miscellaneous signal ratio of the output signal. In this invention, two sets of Fourier-transformed optical sub-systems cover the diffraction ratios of the two different paths to compensate for the "image difference" of the radial grating. However, due to its optical path design, the two sets of Fourier-transformed optical sub-system lenses and right-angle prisms, when accurately focused together, have the largest light difference between the two interfering light beams, ie, 4 mm. Exceed. This 4
The use of a highly tunable laser light source with an optical distance difference of mm allows an output terminal to cause interference phenomena for the first time. However, when the required system actually operates, the long-tuned light source becomes more sensitive to the fluctuation in the state of the surveying light source caused by the optical motion. Also, the optical system of the present invention uses only a single-sided optical system, and one invention requires that the distribution of the grating and the concentricity of the pivot axis be kept within a few microns.

【0010】したがって、本発明の目的は、オプチカル
エレメントの特殊配置方式に基づき、2本の光が入射し
て格子上の同一点上に達し、系統測量性能が可動格子と
レーザーオプチカルエンコーダのオプチカルヘッド上の
静止装置との間の定位の不正確さに対する敏感度を大幅
に低下させ、精確に測量を促す回折式格子旋回レーザー
オプチカルエンコーダを提供することにある。
[0010] Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical head for a movable optical system and a laser optical encoder, in which two light beams enter and reach the same point on a grid based on a special arrangement method of optical elements. It is an object of the present invention to provide a diffraction grating turning laser optical encoder which greatly reduces the sensitivity to localization inaccuracy with the above stationary device and facilitates accurate surveying.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の回折式格子旋回
レーザーオプチカルエンコーダは、オプチカルエレメン
トの特殊配置方式に基づき、2本の光が入射して、格子
上の同一点上に達し、系統測量性能が、可動格子とレー
ザーオプチカルエンコーダのオプチカルヘッド上の静止
装置との間の定位の不正確さに対する敏感度を大幅に低
下させる。この敏感度を低下させるという効果は、集焦
レンズと直角プリズムを組み合わせた、フーリエ転換の
光学次系統を生じさせることで達成することができる。
この次系統作用によって、レーザーオプチカルエンコー
ダと回折格子の取り付けは、許容誤差が上がることで明
らかに容易になる。さらに、この光学系統は高速運転さ
せることにより、格子振動によって予想外の対位誤差が
生じた時でも、高品質の光学信号を送り出すことができ
る。
According to the diffraction grating rotating laser optical encoder of the present invention, based on a special arrangement method of optical elements, two lights enter and reach the same point on the grating, and the systematic survey is performed. Performance greatly reduces sensitivity to localization inaccuracies between the moving grating and the stationary device on the optical head of the laser optical encoder. The effect of reducing the sensitivity can be achieved by creating an optical sub-system of Fourier transform, which combines a focusing lens and a right-angle prism.
By the action of the next system, the mounting of the laser optical encoder and the diffraction grating is obviously made easier by increasing the tolerance. Further, by operating this optical system at a high speed, it is possible to transmit a high-quality optical signal even when an unexpected counterpoint error occurs due to the lattice vibration.

【0012】フーリエ転換の光学次系統のレンズとプリ
ズムは2本の回折光の、共同の光路上に位置する。この
ため、位置にずれが生じた場合、(レンズとプリズムの
間を指す)2本の干渉光に対して生ずる前波(ウェーブ
フロント)像差は、この2本の光線束が合わさる時に相
殺されて、2本の往復光線束間によけいな干渉コードを
形成することはない。この他、2本の回折光の、共同光
路の上にフーリエ転換の光学次系統が配置されて、レン
ズの焦点距離の差によって生じる、マイナス効果を消し
ている。これまで、一般に出まわっている同型レンズに
ついて言えば、異なったレンズの焦点距離の差は、たい
てい、この型のレンズの、標準焦点距離の10%であ
る。もし、この計算でいけば、米国特許NO.54421
72の発明でいうところの、2組のフーリエ転換の光学
次系統を使用して、カバーしている、2本の異なった通
り道の回折光は、その差が1mmである。2組のフーリ
エ転換光学次系統のレンズと直角プリズムが、共に正確
に焦点に集まるとき、2本の、干渉光の間の光程差は多
いものは4mmを超している。この4mmの光程差は高
同調性のレーザー光源を使用することによって、はじめ
て、出力端末が干渉現象を起こすことができる。しか
し、長同調の光源は必要とする系統が実際に作用すると
き、光学運動作用によって生じた測量光源状態変動の敏
感性も高くなる。
The lens and the prism of the optical system of the Fourier transform are located on a common optical path of the two diffracted lights. For this reason, when the position shifts, a front wave (wavefront) image difference generated for two interference lights (indicating between the lens and the prism) is canceled when the two light beams are combined. As a result, there is no formation of an interference code between the two reciprocating light beams. In addition, an optical sub-system of Fourier transform is arranged on the joint optical path of the two diffracted lights to eliminate the negative effect caused by the difference in the focal length of the lens. Heretofore, for the same type of lens commonly encountered so far, the difference between the focal lengths of the different lenses is usually 10% of the standard focal length of this type of lens. If this calculation is successful, US Pat. 54421
The 72 different inventions use two sets of Fourier transform optical sub-systems to cover two different paths of diffracted light, the difference of which is 1 mm. When the two sets of Fourier transform optics and the right-angle prism are both accurately focused, the difference between the two interfering light beams is greater than 4 mm. The use of a highly tunable laser light source allows the output terminal to cause an interference phenomenon only for a light difference of 4 mm. However, when the required system of a long-tuned light source actually operates, the sensitivity of the survey light source state fluctuation caused by the optical motion becomes high.

【0013】本発明のレーザーオプチカルエンコーダの
実施例は、応用上、放射状格子の単一の光点であって
も、放射状格子の直径線の両端にそれぞれ1つある光点
であっても、共にその効果を発揮する。単一の光点の設
計についていえば、平行光線束が入射して回折格子上に
達することで、2本の光線束は、放射状格子上の同一光
点上に焦点が集まる。入射する平行光を使用する系統の
うち、格子上に生じる比較的大きい光点は、格子の欠点
の敏感度を低くする。さらに、格子の間隔は(放射状格
子の)放射方向に沿って変化することによって生じる回
折光の前波(ウェーブフロント)像差は、同一格子上の
同一光点の二次回折現象によって、相殺されることでフ
ーリエ転換の光学次系統の前波(ウェーブフロント)は
逆になる。とはいうものの、このような設計は、格子自
身がレーザーオプチカルエンコーダの、ヘッドの面の傾
きに対してかなり敏感である。米国特許NO.54421
72の旋回型レーザーオプチカルエンコーダは、この特
性を持っている。故に、この系統は、格子の分布と旋回
軸の同心度の対して数ミクロン以内であることを要求し
ている。入射光が集焦して、格子上の光点を形成する設
計を採用しているシステムでは、格子上の小光点によっ
て前波(ウェーブフロント)像差は生じるのを避けてい
る。放射状格子が比較的大きな偏心度(約100ミクロ
ン等級)をもつことを許している。しかし、格子上の小
光点は、システムの格子の欠点に対する敏感度を増や
す。また、等距離分布の格子線は、偏心点から見ると、
異なった大きさの球面角を生じる。故に、上述の2つの
単一光点設計システムは、もし、放射状格子を組み立て
るとき、偏心の状態なら必ず測量に誤差が生じる。
The embodiment of the laser optical encoder of the present invention can be applied to a single point of light of the radial grating or to one point at each end of the diameter line of the radial grating. Demonstrate its effect. Regarding the design of a single light spot, the two light fluxes are focused on the same light spot on the radial grating when the parallel light flux enters and reaches the diffraction grating. Of the systems using incident parallel light, relatively large spots of light occurring on the grating make the grating less sensitive to defects. Furthermore, the front-wave (wavefront) image difference of the diffracted light caused by the change of the grating interval along the radial direction (of the radial grating) is canceled by the second-order diffraction phenomenon of the same light spot on the same grating. As a result, the front wave (wavefront) of the optical system of the Fourier transform is reversed. However, such a design is quite sensitive to the tilt of the face of the head of the laser optical encoder itself. U.S. Pat. 54421
The 72-turn type laser optical encoder has this characteristic. Therefore, this system requires that the distribution of the grating and the concentricity of the pivot axis be within a few microns. In systems employing a design in which the incident light is focused to form a light spot on the grating, a small light spot on the grating avoids a wavefront image difference. It allows the radial grating to have a relatively large eccentricity (on the order of about 100 microns). However, small spots on the grid increase the sensitivity of the system to faults of the grid. Also, the grid lines of equidistant distribution, when viewed from the eccentric point,
Produces differently sized spherical angles. Therefore, the two single light point design systems described above always have an error in the survey if the eccentric state occurs when assembling the radial grating.

【0014】一方、平行入射光を利用した双光点設計
は、どの光線束も全て放射状格子によって4度回折され
る。(放射状格子の、直径線の両端の対称線はそれぞれ
2度回折する。)そして、このシステムは、比較的大き
い光点を採用することで、その格子の欠点に対する敏感
度が低いという優点を維持することができる。さらに、
第二回折光点の格子面の傾き角と、第一回折光点の格子
面の傾き角の互いの大きさは等しく、方向は相反する。
故に、格子のオプチカルヘッドの面の傾きの大きさ(格
子の偏心によって生じた効果に相当する)は自ずから相
殺される。
On the other hand, in the bi-spot design using parallel incident light, all rays are diffracted four times by the radial grating. (The symmetry lines at both ends of the diameter line of the radial grating are each diffracted twice.) And, by employing a relatively large light spot, the system has the advantage of being less sensitive to the defects of the grating. Can be maintained. further,
The magnitudes of the inclination angle of the lattice plane of the second diffracted light point and the inclination angle of the lattice plane of the first diffracted light point are equal, and the directions are opposite.
Therefore, the magnitude of the tilt of the optical head surface of the grating (corresponding to the effect caused by the eccentricity of the grating) is naturally canceled.

【0015】このレーザーオプチカルエンコーダは、少
なくとも2組の互いに直交する正弦波信号を送り出す。
故に、信号解析の過程において、測量物の運動すべき方
向を得ることができる。出力信号中の偏圧値は、レーザ
ー効率運動回路の作用を利用することで、一定値を維持
することができる。このため、レーザー効率波動、温度
変化、及び、格子回折効率の変化等によって起こる予想
外の信号を含む解析すべき信号は、やはり高い正確さの
測量結果を得ることができる。また、オプチカルエレメ
ントや光探測器を追加することで生じた差動式直交信号
は、出力信号の直流偏圧値を自動的相殺することができ
るので、出力信号が作用する範囲を高めることが可能で
ある。もし、オプチカルエレメントの配置を多少調整し
て格子の面に1本脈衝指標コードを増やせば、レーザー
オプチカルエンコーダの出力信号の中に定数外の指標脈
衝信号を得ることが可能である。指標脈衝信号を生じさ
せるオプチカルエレメントは、レーザーオプチカルエン
コーダ出力直交信号の基本設計の影響することがないの
で、詳しい説明はしない。
This laser optical encoder sends out at least two sets of mutually orthogonal sinusoidal signals.
Therefore, in the signal analysis process, the direction in which the surveying object should move can be obtained. The bias value in the output signal can be maintained at a constant value by utilizing the function of the laser efficiency motion circuit. For this reason, a signal to be analyzed including an unexpected signal caused by a change in the laser efficiency wave, a change in the temperature, a change in the grating diffraction efficiency, and the like can obtain a highly accurate survey result. In addition, the differential quadrature signal generated by adding an optical element or optical probe can automatically cancel the DC bias value of the output signal, thereby increasing the range over which the output signal operates. It is. If the position of the optical element is slightly adjusted to increase the single impulse index code on the surface of the grating, it is possible to obtain an index impulse signal out of a constant in the output signal of the laser optical encoder. The optical element that generates the index impulse signal is not described in detail because it does not affect the basic design of the laser optical encoder output quadrature signal.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図2は、本発明の回折式格子旋回
レーザーオプチカルエンコーダの1つの実施例である。
レーザー2極体701は、45度の方向で偏光を発射す
る。その光の強度はp偏光態とs偏光態に同等分布す
る。しかる後、この光線束は、レンズ702を通して平
行光となり、偏極分光レンズ703に向かって進む。そ
のうち、p偏光態の光線束は、偏極分光レンズ703を
通り、反射レンズ704に向かい、s偏光態の光線束
は、偏極分光レンズ703に反射したのち、反射レンズ
705に向かって進む。この2つの光線束は、それぞれ
4分の一波板719と720を通過し、反射型回折格子
706上の同一の光点718に達する。反射型回折格子
706の格子線は、等間隔で旋回の中心から半径方向に
沿って、外側に分布している。
FIG. 2 shows an embodiment of a diffraction grating rotating laser optical encoder according to the present invention.
Laser dipole 701 emits polarized light in a 45 degree direction. The light intensity is equally distributed in the p-polarization state and the s-polarization state. After that, this light beam becomes parallel light through the lens 702 and proceeds toward the polarized spectral lens 703. Among them, the p-polarized light beam passes through the polarized spectral lens 703 and goes to the reflecting lens 704, and the s-polarized light beam is reflected by the polarized spectral lens 703 and then travels toward the reflecting lens 705. The two light beams pass through quarter wave plates 719 and 720, respectively, and reach the same light spot 718 on the reflection type diffraction grating 706. The grating lines of the reflection type diffraction grating 706 are distributed at equal intervals outward from the center of the rotation in the radial direction.

【0017】その2本の光線束の入射角と格子の間隔
は、全て特殊設計されていて1本の入射角の+1段階の
回折光と、もう1本の入射光の−1段階の回折光の回折
方向はほぼ格子面と垂直である。放射状格子706の間
隔は、半径方向に沿って線が変化している。よって、一
定の光点の大小の平行光が格子に当たった時生じる回折
光は、前波(ウェーブフロント)との間に大きな差があ
る。本発明の実施例では、この2本の回折光が直角プリ
ズム709の前に達したら、まず、レンズ708を通過
する。格子706、レンズ708と直角プリズム709
の間の距離は、レンズ708の前焦点にある格子706
上の光点718と、708の後焦点にある直角プリズム
709の直角稜辺レンズの間隔である。直角プリズム7
09の直角稜辺は、格子面と平行で、格子上の光点71
8がある放射状格子線の方向と垂直である。回折光が球
面レンズ708を通過するとき、光点718に生じる像
に差のある前波(ウェーブフロント)は、フーリエ転換
によって転換される。さらに、光線束が直角プリズム7
09を通ったのち、その前波(ウェーブフロント)は、
上下逆になり、その後、この光線束は、球面レンズ70
8を通過し、格子上の光点718に達する。光点718
を出た光線束は、2度のフーリエ転換を経て、さらに、
反射作用と直角プリズム709が起こした転倒効果によ
り、光点718の像の共役前波(ウェーブフロント)と
同じ効果を生ずる。そして、光線束が直角プリズム70
9を通して平面反射レンズに当たるのと同じように偏光
状態を保つことができるように、直角プリズム709に
薄い膜を作るか、直角プリズム709の前を正確な延滞
量と方向を持つ「波板」で覆う必要がある.
The incident angle of the two light beams and the interval between the gratings are all specially designed, and the +1 step diffracted light of one incident angle and the -1 step diffracted light of the other incident light are used. Is substantially perpendicular to the grating plane. The distance between the radial gratings 706 varies along the radial direction. Therefore, the diffracted light generated when large or small parallel light having a certain light spot hits the grating has a large difference from the front wave (wavefront). In the embodiment of the present invention, when these two diffracted lights reach the front of the right-angle prism 709, they first pass through the lens 708. Grating 706, lens 708 and right angle prism 709
Between the grid 706 at the front focus of the lens 708
This is the distance between the upper light spot 718 and the right-angle edge lens of the right-angle prism 709 at the back focus of 708. Right angle prism 7
09 is parallel to the lattice plane, and the light spot 71 on the lattice
8 is perpendicular to the direction of certain radial grid lines. As the diffracted light passes through the spherical lens 708, the image-distorted front wave (wavefront) that occurs at light spot 718 is transformed by Fourier transformation. Further, the light beam is transmitted to the right-angle prism 7.
After passing through 09, the front wave (wavefront)
The light beam is turned upside down,
8 and reaches a light spot 718 on the grating. Light spot 718
Go through two Fourier transformations,
The reflection effect and the overturning effect caused by the right-angle prism 709 produce the same effect as the conjugate front wave (wavefront) of the image of the light spot 718. Then, the light beam is changed to the right angle prism 70.
A thin film is formed on the right-angle prism 709 so that a polarization state can be maintained in the same manner as when the light is hit on the plane reflection lens through the light source 9, or a “corrugated plate” having the exact amount of delay and direction is provided in front of the right-angle prism 709. It needs to be covered.

【0018】直角プリズム709を通って反射した光線
束は、レンズ708によるフーリエ転換によって転換さ
れ、さらに、格子706上の同一光点718に入射し、
光点718から生じた二次回折光から、元の光路とは反
対の方向に反射レンズ704と705に入射する。レン
ズ708によって前波(ウェーブフロント)に対して2
度のフーリエ転換が行われ、直角プリズム709が前波
(ウェーブフロント)の上下を入れ替えることで、光線
束は再び格子706上にある光点718の前の前波(ウ
ェーブフロント)の場所に戻る。これはちょうど、数学
上における第一次回折光が格子706上の光点718を
離れたばかりのときに、前波(ウェーブフロント)が
「複数共役」作用を形成するのと同様である。このた
め、格子706上の同一光点718を通過した二次回折
光は、再び平行化する。これは、すなわち、レンズ70
8と直角プリズム709の総和効果である。その実、こ
れは、直角プリズム706の光点718の上に置いたの
と等しい。そして、この直角稜辺の指す方向は放射状格
子706の放射方向に沿っている。したがって、この虚
構の直角プリズムは、元の直角プリズム709のフーリ
エ転換と同様と見なされる。
The light beam reflected by the right-angle prism 709 is converted by Fourier transformation by the lens 708, and further enters the same light spot 718 on the grating 706.
From the second-order diffracted light generated from the light spot 718, the light enters the reflection lenses 704 and 705 in a direction opposite to the original optical path. 2 with respect to the front wave (wavefront) by lens 708
A Fourier transformation of degrees is performed and the right angle prism 709 swaps the top and bottom of the front wave (wavefront) so that the ray bundle returns to the position of the front wave (wavefront) before the light spot 718 on the grating 706. . This is just like mathematically the first order diffracted light has just left the light spot 718 on the grating 706 and the front wave (wavefront) forms a “multiple conjugate” effect. Therefore, the second-order diffracted light that has passed through the same light spot 718 on the grating 706 is collimated again. This means that the lens 70
8 and the total effect of the right angle prism 709. In fact, this is equivalent to placing it over light spot 718 of right angle prism 706. The direction indicated by the right-angled ridge is along the radial direction of the radial grating 706. Thus, this fictitious right-angle prism is considered similar to the Fourier transform of the original right-angle prism 709.

【0019】この2本の往復する光線束は、反射して偏
極分光レンズ703に戻り、互いに合わさり、干渉し合
う。4分の一波板719と720は、その偏光態を直交
方向に変える。元の光線束のうち、偏極分光レンズ70
3のp偏光態分量の往復光はs偏光態に転換される。ま
た、偏極分光レンズ703によって反射される。元の光
線束のうち、偏極分光レンズ703に反射されたs偏光
態分量は、p偏光態が往復することによって偏極分光レ
ンズ703を通過する。したがって、2本の光線束にう
ち、1本は+1段階で2度回折し、もう1本は−1段階
で2度回折する。故に、格子の運動は2本の回折光が異
なった方向上で、位相変化することになる。注意しなけ
ればならないのは、一部の光線束(格子706によって
反射された後、レンズ708を通り直角プリズム709
に回折し、さらに、その他の光線束の元の進行光路に沿
って回折した)は、偏極分光レンズ703を通過し、レ
ーザー源701に戻る点である。その位相は、格子70
6の運動によって変化することはない。しかしながら、
この一部の光線束は、レーザー源701に光源状態変動
やその他の雑信号をもたらす。このような状態が発生す
るのを避けるために、ある種の光学エレメントの特殊性
を使い、その光線束が直接レーザー源701に戻らない
ようにすることが可能である。
The two reciprocating light beams are reflected and returned to the polarized spectral lens 703, where they are combined and interfere with each other. Quarter wave plates 719 and 720 change their polarization in orthogonal directions. Of the original light beam, the polarized spectral lens 70
The reciprocating light having the p-polarization amount of 3 is converted to the s-polarization state. The light is reflected by the polarization spectral lens 703. Of the original light beam, the s-polarized light component reflected by the polarized spectral lens 703 passes through the polarized spectral lens 703 as the p-polarized light reciprocates. Therefore, of the two light beams, one diffracts twice in the +1 step and the other diffracts twice in the -1 step. Therefore, the movement of the grating causes the phase of the two diffracted lights to change in different directions. It should be noted that some light bundles (reflected by the grating 706 and then through the lens 708 to the right-angle prism 709)
(And diffracted along the original traveling optical path of the other light beams) is a point passing through the polarized spectral lens 703 and returning to the laser source 701. The phase is
6 does not change. However,
This part of the light beam causes the laser source 701 to change the light source state and other noise signals. In order to avoid such a situation from occurring, it is possible to use the particularity of certain optical elements so that the light beam does not return directly to the laser source 701.

【0020】2本の往復する光線束は、偏極分光レンズ
703において合わさった後、4分の一波板710を通
過し、偏極態を左周りと右周りの円偏光に分ける。この
2本の同強度の直交円偏光は1本の線性偏光となり、一
つになった後、光線束の偏光方向は、2本の回折光が格
子706を通じて運動調制することによって起こる位相
差によって決まる。一部の合併後の光線束は、非偏極分
光レンズ711によって反射され、光感測器712に達
する。光感測器712によってその光の強度を測量する
ことで、レーザー効率をコントロールできる。残りの合
併した光線束は、非偏極分光レンズ711を通過して5
0%非偏極分光レンズ713に入射する。そして、分光
レンズ713を通って反射した部分は、偏光板714を
通過して光感測器716に達する。また、分光レンズ7
13を通過した部分は、偏光板715を通過して光感測
器717に達する。偏光板714と715の偏光軸が配
置相差45度を指すことで、光感測器716と717
は、2組の相差90度の正弦波直交信号を送り出し、信
号を解読した後、格子の変位をする。さらに、この変位
測量結果の解析度は、1〜10ナノ(nm)に達する。
システムの中で、レンズ708と直角プリズム709
は、2本の回折光の共軸光路の上に配置される。製造過
程で生じる許容誤差は、レンズとプリズムの両面に発生
しうる。よって、この許容誤差は、2本の往復する光線
束が作り出す像の差に等しい。このため、2本の光線束
が合わさり、干渉し合う時、互いに消し合う作用がある
ことで、よけいな干渉コードが生じることはない。した
がって、この実施例において、たとえ、組み立ての際の
許容誤差に対してそれほど厳しくしなくても、システム
は高い性能を発揮する。図1の実施例では、放射状格子
706とオプチカルヘッドの間の位置が正確かどうかが
重要であるから、格子は極小の旋回角がその平面にどの
ように位置するかで、送り出される信号の強さは大きく
減少する。そして、放射状格子706に相対するオプチ
カルヘッドの向きによって、格子上の位置の偏りが発生
する。この平面上の傾きの問題は、2本の二次回折の往
復光線束が偏極分光レンズ703を通過した後、再び合
わさるとき、お互いの間で傾く現象が生じる。お互いに
傾くこの現象により、光路差が二分の一波長より大きく
なったとき、その生じる干渉コードは、送り出す信号の
調整量を大きく減少させる。
After the two reciprocating light beams are combined by the polarization spectroscopy lens 703, they pass through the quarter wave plate 710, and divide the polarization state into left-handed and right-handed circularly polarized light. The two orthogonal circularly polarized lights having the same intensity become one linearly polarized light, and after being combined into one, the polarization direction of the light beam is determined by the phase difference caused by the motion regulation of the two diffracted lights through the grating 706. Decided. Some of the merged light beams are reflected by the unpolarized spectroscopy lens 711 and reach the photometer 712. By measuring the intensity of the light with the photometer 712, the laser efficiency can be controlled. The remaining merged light beam passes through the non-polarizing
The light enters the 0% non-polarized spectral lens 713. Then, the portion reflected through the spectral lens 713 passes through the polarizing plate 714 and reaches the photometer 716. Also, the spectral lens 7
The portion that has passed through 13 passes through the polarizing plate 715 and reaches the photosensitizer 717. Since the polarization axes of the polarizing plates 714 and 715 indicate the arrangement phase difference of 45 degrees, the photosensitizers 716 and 717 are provided.
Sends out two sets of sine wave quadrature signals with a phase difference of 90 degrees, decodes the signals and then displaces the grid. Further, the degree of analysis of the displacement measurement results reaches 1 to 10 nanometers (nm).
Within the system, a lens 708 and a right angle prism 709
Are arranged on a coaxial optical path of two diffracted lights. Tolerances that occur during the manufacturing process can occur on both surfaces of the lens and prism. Thus, this tolerance is equal to the difference between the images created by the two reciprocating light beams. For this reason, when the two light beams are combined and interfere with each other, they have the effect of canceling each other out, so that no extra interference code is generated. Thus, in this embodiment, the system performs well, even if the tolerances during assembly are not too tight. In the embodiment of FIG. 1, since it is important that the position between the radial grating 706 and the optical head is accurate, the grating will depend on how the minimal swivel angle is located in that plane and the strength of the transmitted signal The size is greatly reduced. Then, depending on the orientation of the optical head with respect to the radial grating 706, a deviation in position on the grating occurs. The problem of the inclination on the plane is such that when the two reciprocating light beams of the second order diffracted light pass through the polarized light spectroscopy lens 703 and then join together, they are inclined to each other. Due to this phenomenon of tilting each other, when the optical path difference becomes larger than half the wavelength, the resulting interference code greatly reduces the amount of adjustment of the signal to be sent.

【0021】図2に示したのは、本発明のもう一つの実
施例である。その光学システムは、ほぼ図1に示したも
のと同じである。ただ、図1では、レンズ708と直角
プリズム709からなるフーリエ転換の光学次系統によ
って代替することができたが、図2のシステムでは、一
つの直角プリズム709aが完全にそれに取って代わっ
ている。2本の光線束が格子706に入射するのが邪魔
されないことを前提に、プリズム709aの位置は、で
きるだけ放射状格子706の光点718に近づける。直
角プリズム709aの直角稜辺は、光点718上にある
光点の放射方向と同じである。直角プリズム709aの
直角稜辺と放射状格子706は、一定の距離を保ってい
るので、直角プリズム709aから往復して光点718
に達する光線束と、光点718から第一次回折した光線
束は、複数共役前波(ウェーブフロント)が生じること
はない。このため、最後の往復した光線束は、放射状格
子706えお通って二次回折した後、平行光にはならな
い。しかし、2本の光線束の共同光路にある直角プリズ
ム709aは、2本の往復する光線束の像差と同じであ
る。故に、2本の往復する光線束が偏極分光レンズ70
3のところで、二次遭遇するとき、2本の往復光線束の
間では、光程差によって生じるいかなる干渉コードもあ
りえない。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. The optical system is almost the same as that shown in FIG. However, in FIG. 1, the optical system of the Fourier transform including the lens 708 and the right-angle prism 709 could be substituted, but in the system of FIG. 2, one right-angle prism 709a has completely replaced it. Assuming that the incidence of the two light beams on the grating 706 is not disturbed, the position of the prism 709a is brought as close as possible to the light spot 718 of the radial grating 706. The right-angled edge of the right-angle prism 709a is the same as the emission direction of the light spot on the light spot 718. Since the right-angled edge of the right-angle prism 709a and the radial grating 706 maintain a certain distance, the light spot 718 reciprocates from the right-angle prism 709a.
, And the first-order diffracted light beam from the light point 718 does not generate a plurality of conjugate front waves (wavefronts). Therefore, the last reciprocating light beam does not become parallel light after second-order diffraction through the radial grating 706. However, the right angle prism 709a in the joint optical path of the two light beams has the same image difference as the two reciprocating light beams. Therefore, the two reciprocating light beams are reflected by the polarized spectral lens 70.
At 3, at the second encounter, there can be no interfering code between the two reciprocating light bundles caused by the light difference.

【0022】図3が示すのは、本発明の旋回型レーザー
オプチカルエンコーダを採用、実施した第一の例であ
る。格子706の直径線の対称の両端点には、全て、図
1のような回折光路がある。図3の前視図を見るとわか
るように、平行のレーザー光は、偏極分光レンズ703
を経て分光した後、反射レンズ704、あるいは、70
5に反射することによって、放射状格子706上の光点
718に入射して回折する。その後、回折光線束は、レ
ンズ708を通過して直角プリズム709に反射され
て、さらに、プリズム708を通過して再度、放射状格
子706上の同一光点718の上に入射する。再び、放
射状格子706によって二次回折が生じる。第二次回折
後、2本の光線束は、再び平行光となり、反射レンズ7
04あるいは、705を経て偏極分光レンズ703との
間を往復する。
FIG. 3 shows a first example in which the rotary type laser optical encoder of the present invention is adopted and implemented. All the symmetrical ends of the diameter line of the grating 706 have diffraction optical paths as shown in FIG. As can be seen from the front view of FIG. 3, the parallel laser light is
, And then the reflection lens 704 or 70
5 is incident on light spot 718 on radial grating 706 and diffracted. Thereafter, the diffracted light beam passes through the lens 708 and is reflected by the right-angle prism 709, passes through the prism 708, and is incident again on the same light spot 718 on the radial grating 706. Again, second order diffraction occurs due to radial grating 706. After the second-order diffraction, the two light beams become parallel light again, and the reflection lens 7
04 or 705, and reciprocates with the polarized spectral lens 703.

【0023】このとき、2本の往復する光線束は、偏極
分光レンズ703で合併した後、図1に示したように光
信号受信システムに向かって進むことはない。集焦レン
ズ730を経た後、4分の一波板731を通過して反射
レンズ732の上に集焦される。図3の後視図に示した
ように、集焦光線束は、反射して4分の一波板731を
通過した後、偏極分光レンズ703の前に入射してレン
ズ730を通過することで、光線束は再び平行光にな
る。しかしながら、この光線束は、似たような光路を通
り、偏極分光レンズ703’を経て分光したのち、反射
レンズ704’あるいは、705’によって反射され、
放射状格子706上の光点718’(この光点は直径線
の対称の端にある光点718の位置にある)に入射す
る。回折格子によって生じた回折光がレンズ708’を
通過して、直角プリズム709’によって反射され、そ
して、レンズ708’を2度通過した後、格子706上
の同一光点718’に入射して二次回折を生じる。格子
706で2度回折した後、2本の光線束は、再び平行光
になり、反射レンズ704’ あるいは、705’を経
て偏極分光レンズ703’との間で往復する。この2本
の往復光線束(その位相は放射状格子706の旋回角に
よって調制)は、偏極分光レンズ703’の位置で合併
し、互いに干渉し合う。しかる後、光信号受信装置に入
り、電子信号を送り出す。
At this time, the two reciprocating light beams do not travel toward the optical signal receiving system as shown in FIG. 1 after being merged by the polarization spectral lens 703. After passing through the focusing lens 730, the light passes through the quarter wave plate 731 and is focused on the reflection lens 732. As shown in the rear view of FIG. 3, the focused light beam is reflected, passes through the quarter wave plate 731, is incident on the polarized spectral lens 703, and passes through the lens 730. Then, the light beam becomes parallel light again. However, this ray bundle passes through a similar optical path, is split through the polarization splitting lens 703 ', and is reflected by the reflecting lens 704' or 705 '.
Light spot 718 ′ on radial grating 706 is located at light spot 718 at the symmetric end of the diameter line. The diffracted light generated by the diffraction grating passes through the lens 708 ', is reflected by the right-angle prism 709', and passes through the lens 708 'twice before being incident on the same light spot 718' on the grating 706. Produces second order diffraction. After being diffracted twice by the grating 706, the two light beams become parallel light again, and reciprocate with the polarized spectral lens 703 'via the reflecting lens 704' or 705 '. The two reciprocating light beams (the phase of which is controlled by the rotation angle of the radial grating 706) are merged at the position of the polarizing spectral lens 703 'and interfere with each other. Thereafter, the light enters the optical signal receiving device and sends out the electronic signal.

【0024】レンズ730と反射レンズ732からなる
次系統は、その実、放射状格子706の中心の頂点の角
にある立方体反射レンズに相当する。この次系統の作用
により、格子706上の第一光点718によって回折し
た光線束は、平行方向に第二光点718’との間を往復
する。このとき、光点718から回折した2本の光線束
は、格子の面の偏りがあるかどうか、あるいは、格子に
相対するオプチカルヘッドの向きによって傾きがあるか
どうかにかかわらず、光点718’に達した往復の光線
束は、全て傾くことはない。さらに、4分の一波板73
1は、2本の互いに直交する線性偏光入射光の偏光態を
それぞれ90度回転させる。この偏光態の回転効果は、
確実に光点718で生じた+1段階の回折光を光点71
8’に達した後、さらに、+1段階の回折光の光路に沿
って進ませ、光点718で生じた−1段階の回折光を光
点718’に達した後、−1段階の回折光の光路に沿っ
て進ませる。格子の面の傾き、あるいは、格子が相対す
るオプチカルヘッドの向きは、光線束が光点718’で
第3次と第4次の回折が行われた後、光線束間で相対す
る傾きを生じさせる。しかし、あとの2度の回折現象で
生じた相対する傾きは、前の2度の回折現象で生じた傾
きと、効果値の大きさは等しく、方向は相反する。この
ため、2本の往復光線束は、出力端末で合わさる時、相
対角度は傾くことがない。したがって、2本の往復光線
束が最後に偏極分光レンズ703’を経た後、合併干渉
するとき、よけいな干渉コードを生じることはない。こ
の実施例で設計された2つの光点は、4度回折する特性
をもち、これは、システムが格子に正確に対応している
かどうかに対する敏感度を大幅に下げるだけでなく、比
較的大きい光点から格子上に入射するレーザー光によっ
て、システムの格子の欠陥の敏感度を低くする効果もあ
る。
The next system consisting of the lens 730 and the reflecting lens 732 actually corresponds to a cubic reflecting lens at the corner of the center vertex of the radial grating 706. By the action of this next system, the light beam diffracted by the first light spot 718 on the grating 706 reciprocates between the second light spot 718 ′ in a parallel direction. At this time, the two light beams diffracted from the light spot 718 have the light spot 718 ′ regardless of whether the surface of the grating is deviated or whether the optical head is tilted depending on the direction of the optical head relative to the grating. The reciprocating ray bundles that have reached are not tilted. Further, a quarter wave plate 73
1 rotates the polarization states of two mutually orthogonal linearly polarized incident lights by 90 degrees. This rotation effect of the polarization state
The + 1-step diffracted light generated at the light spot 718 is surely
After reaching 8 ′, the light is further advanced along the optical path of the + 1-step diffracted light, and the −1-step diffracted light generated at the light point 718 reaches the light point 718 ′, and then the −1-step diffracted light Along the light path of The inclination of the surface of the grating, or the orientation of the optical head with which the grating is opposite, causes a relative inclination between the light beams after the third and fourth order diffractions are performed at the light spot 718 '. Let it. However, the opposite inclination generated by the latter two diffraction phenomena has the same effect value as the inclination generated by the previous two diffraction phenomena, and the directions are opposite. Therefore, when the two reciprocating light beams meet at the output terminal, the relative angle does not tilt. Therefore, when the two reciprocating light beams finally interfere with each other after passing through the polarized spectral lens 703 ', no extraordinary interference code is generated. The two light spots designed in this example have the property of diffracting 4 degrees, which not only greatly reduces the sensitivity of the system to correctly coping with the grating, but also makes the relatively large light Laser light incident on the grating from a point also has the effect of reducing the sensitivity of system grating defects.

【0025】図4に示すのは、本発明の旋回型レーザー
オプチカルエンコーダを採用、実施した、第二の例であ
る。図3のレンズ708、708’と直角プリズム70
9、709’からなる、2組のレンズとプリズムのシス
テムは、レンズ708bと直角プリズム709bからな
る次系統に取って代わられる以外は、他の設計は、図3
に示すものと同じである。図4のレンズ708bと直角
プリズム709bの中心点は放射状格子706の中心軸
に正確に対応している。そして、レンズ708bの前焦
点は、格子706の格子面中心上にある。直角プリズム
709bの直角稜角は、レンズ708bの後焦点にあ
り、光点718と718’を両端にもつ直径線と垂直で
ある。そのレンズ708bと直角プリズム709bのサ
イズは、光点718と718’から生じる光線束を受け
るに足りるだけのものでなくてはならない。この設計
は、口径の数値の比較的大きいレンズを必要とする。か
つ、焦点距離が長いほど、オプチカルヘッドの高度は相
対して増加する。この設計では、レンズ及びプリズムか
らなる次系統が、元の設計にある光点718に達する光
と718から回折する光に対応する2つのレンズとプリ
ズムからなる次系統にそれぞれ取って代わる。このた
め、2本の回折光線束からいえば、オプチカルエレメン
トは、対応する位置が正確でないことによって生じる、
前波(ウェーブフロント)の像差の量と同じである。そ
して、互いに消し合うことで、前波(ウェーブフロン
ト)が曲がることで生じる余計な干渉コードができるこ
とはない。
FIG. 4 shows a second example in which the rotary type laser optical encoder according to the present invention is adopted and implemented. The lenses 708, 708 'of FIG.
9, 709 ', except that the two lens and prism system is replaced by the next system consisting of lens 708b and right angle prism 709b.
Is the same as that shown in FIG. The center points of the lens 708b and the right angle prism 709b in FIG. 4 correspond exactly to the center axis of the radial grating 706. The front focus of the lens 708b is on the center of the grating plane of the grating 706. The right angle ridge angle of right angle prism 709b is at the back focal point of lens 708b and is perpendicular to the diameter line having light spots 718 and 718 'at both ends. The size of the lens 708b and the right-angle prism 709b must be sufficient to receive the ray bundles emanating from the light spots 718 and 718 '. This design requires a lens with a relatively large numerical aperture. In addition, as the focal length becomes longer, the altitude of the optical head relatively increases. In this design, the next system of lenses and prisms replaces the next system of two lenses and prisms corresponding to the light reaching light point 718 and the light diffracted from 718 in the original design, respectively. Thus, in terms of the two diffracted light beams, the optical element is caused by the inaccuracy of the corresponding position,
This is the same as the amount of image difference of the front wave (wavefront). Then, by canceling each other, there is no possibility that an unnecessary interference code generated by bending the front wave (wavefront) is generated.

【0026】図5に示すのは、本発明の旋回型レーザー
オプチカルエンコーダを採用、実施した、第三の例であ
る。図4のレンズ708bと直角プリズム709bから
なる次系統が、直角プリズム709c(その直角稜辺は
光点718と718’を両端とした直径線と平行)を利
用することを除き、その他の設計は全て図4に示すもの
と同じである。光線束が放射状格子706に入射するこ
とが邪魔されないという前提で、直角プリズム709c
の位置はできるだけ格子に近づける。この設計は、レン
ズ708bがないことによって、光線束は回折格子を経
て、第二次と第4次回折をした後、平行化した往復光線
束を生じさせることがない。しかし、プリズム709c
は、すべて光線束の共同光路上に配置されることで、2
本の往復光線束が起こした、前波(ウェーブフロント)
の像差の量は等しい。このため、よけいな干渉コードを
生じさせることはない。
FIG. 5 shows a third example in which the rotary type laser optical encoder of the present invention is adopted and implemented. Except for the fact that the next system consisting of the lens 708b and the right-angle prism 709b in FIG. 4 uses a right-angle prism 709c (the right-angle edge of which is parallel to the diameter line with the light points 718 and 718 'at both ends), other designs are the same. All are the same as those shown in FIG. Assuming that the ray bundle does not impede the incidence on the radial grating 706, the right-angle prism 709c
Is as close as possible to the grid. This design eliminates the lens 708b so that the light beam does not produce a collimated round trip light beam after undergoing second and fourth order diffraction through the diffraction grating. However, the prism 709c
Are all located on the common optical path of the ray bundle,
The front wave (wavefront) caused by the round-trip light beam of the book
Are equal. Therefore, no extra interference code is generated.

【0027】図6に示したのは、本発明の旋回型レーザ
ーオプチカルエンコーダを採用、実施した第4の例であ
る。図3から図5までのレンズ730と反射レンズ73
2からなる虚構の角の立方体反射レンズの次系統が、真
の角の立方体反射レンズ732’(偏極分光レンズ70
3と703’の近くにある)に取って代わられることを
除き、その他の設計は、図3から図5までに示すものと
同じである。図6では、4分の一波板731は、角の立
方体反射レンズ732’の前にある。角の立方体反射レ
ンズ732’は、偏極分光レンズ730から入射する光
線束を受けるに足りる大きさでなくてはならない。そし
て、この光線束を偏極分光レンズ730’に反射させな
ければならない。この設計では、角の立方体反射レンズ
732’を採用することで、システムの組み立て時の位
置の対応を簡単にするのみならず、確実に、2本の回折
光の反射方向を入射時の方向と平行にする。しかし、角
の立方体反射レンズ732’の頂点は、格子706の旋
回の中心に置くことはできないので、格子の面の傾き、
あるいは、向きの傾きは、相対する2本の回折光線束に
傾きを生じさせる。つまり、光点718’の部分で2本
の光線束間の傾きを生じさせるのである。
FIG. 6 shows a fourth example in which the rotary type laser optical encoder of the present invention is adopted and implemented. The lens 730 and the reflection lens 73 shown in FIGS.
The following system of the fictitious-angle cubic reflecting lens composed of 2 is a true-angle cubic reflecting lens 732 ′ (a polarized spectral lens 70).
Other designs are the same as shown in FIGS. 3 to 5, except that they are replaced by S.3 and 703 '). In FIG. 6, the quarter wave plate 731 is in front of the corner cube reflection lens 732 '. The corner cube reflection lens 732 ′ must be large enough to receive the light beam incident from the polarization splitting lens 730. Then, this light beam must be reflected by the polarized spectral lens 730 '. This design not only simplifies the correspondence of the position at the time of assembling the system, but also ensures that the reflected directions of the two diffracted lights are the same as the direction at the time of incidence by adopting the cube-shaped reflecting lens 732 ′. Be parallel. However, since the vertex of the cube reflection lens 732 ′ cannot be located at the center of the rotation of the grid 706, the inclination of the plane of the grid,
Alternatively, the inclination of the direction causes the two opposite diffracted light beams to be inclined. That is, an inclination between the two light beams is generated at the light spot 718 '.

【0028】図7に示すのは、本発明の旋回型レーザー
オプチカルエンコーダを採用、実施した、第五の例であ
る。2つの平行プリズム733と733’を加えて、光
点718と718’に入射する光線束と、光点718と
718’から回折する光線束の間の距離を短くしたこと
を除いては、その他の設計は全て図4に示すものと同じ
である。全ての光線束間の距離を短く設計したことによ
って、口径の数値の大きいレンズ708bと730を探
しやすくしただけでなく、元の二層オプチカルエレメン
トを合併したことで、組み立てを簡単にして生産コスト
を下げることも可能になった。その他、全てのオプチカ
ルエレメントを2本の回折光の共同光路上に配置して、
たとえ、オプチカルエレメントが正確な位置に対応して
いなくても、2本の回折光が等量の前波(ウェーブフロ
ント)像差が生じて、両者の間によけいな干渉コードが
生じることはない。
FIG. 7 shows a fifth example in which the swiveling laser optical encoder of the present invention is adopted and implemented. Other designs, except that two parallel prisms 733 and 733 'have been added to reduce the distance between the ray bundles incident on points 718 and 718' and the rays diffracted from points 718 and 718 '. Are all the same as those shown in FIG. Designed to reduce the distance between all light bundles, it not only makes it easier to find lenses 708b and 730 with large numerical apertures, but also integrates the original two-layer optical element to simplify assembly and reduce production costs. It became possible to lower. In addition, all the optical elements are arranged on the joint optical path of the two diffracted lights,
Even if the optical element does not correspond to the correct position, the two diffracted lights do not generate the same amount of front wave (wavefront) image difference, and there is no significant interference code between them. .

【0029】図8に示すのは、本発明の旋回型レーザー
オプチカルエンコーダを採用、実施した、第六の例であ
る。光路上に2つの集焦レンズ741と742を増加し
て入射光を格子706の光点718に集めて、直角プリ
ズム709が角の立方体反射レンズ743に取って代わ
ることを除いては、その他の設計は図1に示すものと同
じである。入射光が格子706の上に集められること
で、放射状格子の間の距離が変わって、像差現象が生じ
るのを低く押さえることが可能である。そして、この像
差を減少した結果、システムは格子の面の傾き、あるい
は、向きの傾きに対して許容度が高くなる。しかしなが
ら、光線束が格子706の上に形成された微小光点に集
められると、システムは格子の欠点に極端に敏感にな
る。格子の問題を解決するため、2つの向きのレンズ7
41と742の位置を調整することで軽い離焦現象を生
じさせ、格子上の光点の大きさを多少増加させ、システ
ムの格子の欠点に対する敏感度を低くすることができ
る。レンズ741と742の離焦現象で生じた前波(ウ
ェーブフロント)像差は、中心を調整するレンズ708
によって調整する。このため、2本の回折光は、最後に
光信号受信装置に戻ったとき、平行化光線束の状態を保
つことができるのである。
FIG. 8 shows a sixth example in which the rotary type laser optical encoder of the present invention is adopted and implemented. Includes two focusing lenses 741 and 742 on the optical path to collect the incident light at the light spot 718 of the grating 706 and replace the right-angle prism 709 with the angular cubic reflecting lens 743 for other The design is the same as that shown in FIG. As the incident light is collected on the grating 706, the distance between the radial gratings is changed, and the occurrence of the image difference phenomenon can be suppressed. Then, as a result of reducing this image difference, the system becomes more tolerant to the inclination of the plane of the grating or the inclination of the orientation. However, when the beam bundle is focused on the small spots formed on the grating 706, the system becomes extremely sensitive to the shortcomings of the grating. To solve the grid problem, two orientation lenses 7
Adjusting the positions of 41 and 742 can cause a slight defocusing phenomenon, slightly increase the size of the light spots on the grid, and make the system less sensitive to grid imperfections. The front wave (wavefront) image difference generated by the defocusing of the lenses 741 and 742 is adjusted by the lens 708 for adjusting the center.
Adjust by Therefore, when the two diffracted lights finally return to the optical signal receiving device, the state of the collimated light beam can be maintained.

【0030】図9に示したのは、本発明の旋回型レーザ
ーオプチカルエンコーダを採用、実施した第七の例であ
る。これは、図8に示した実施例の配置方式に多少調性
を加えたものである。この設計では、図8の4分の一波
板719と720は、4分の一波板744に取って代わ
られる。4分の一波板744は、角の立方体反射レンズ
743、あるいは、レンズ708のちょうど前方に配置
されている。その他の設計は図8に示すものと同じであ
る。
FIG. 9 shows a seventh example in which the rotary type laser optical encoder of the present invention is adopted and implemented. This is obtained by adding some tonality to the arrangement method of the embodiment shown in FIG. In this design, quarter wave plates 719 and 720 of FIG. 8 are replaced by quarter wave plates 744. The quarter wave plate 744 is disposed just in front of the corner cube reflecting lens 743 or the lens 708. Other designs are the same as those shown in FIG.

【0031】図10に示したのは、レーザー効率規則機
能をもつ旋回型レーザーオプチカルエンコーダの光信号
受信装置の実施例である。図に示すように、2本の往復
する光線束は、4分の一波板710を経た後、互いに直
交する左右の旋円偏光に変わる。2本の往復光線束の相
対位相は、格子706の運動によって調整される。故
に、2本の同じ強度で、且つ、互いに直交する円偏光が
一本の線性偏光光線束になったとき、その偏光方向は、
2本の往復光線束の位相差によって決定される。2本の
往復光線束が合併した後、その一部は、非偏極分光レン
ズ711によって反射され、光感測器712に至り、そ
の光の強さの測量を利用してレーザー効率の状況をコン
トロールする。その他の部分は、非偏極分光レンズ71
1を通過して、50%非偏極分光レンズ713に入射す
る。しかる後、分光レンズ713によって反射された光
線束は、偏光板714を通過して光感測器716に達す
る。そして、分光レンズ713を通過した光線束は、偏
光板715を通って光感測器717に達する。そのう
ち、偏光板714と715は、偏光軸との差が45度の
位置に配置される。このように、光感測器716と71
7は、2組の間の差が90度の正弦波関数からなる直交
信号によって、格子の変位の様子を表すのである。
FIG. 10 shows an embodiment of an optical signal receiving apparatus of a rotary type laser optical encoder having a laser efficiency regulation function. As shown in the figure, the two reciprocating light beams pass through a quarter wave plate 710 and then change into right and left circularly polarized light that are orthogonal to each other. The relative phase of the two round-trip light beams is adjusted by the movement of the grating 706. Therefore, when two circularly polarized light beams having the same intensity and orthogonal to each other become one linearly polarized light beam, the polarization directions are as follows:
It is determined by the phase difference between the two reciprocating light beams. After the two reciprocating light beams are merged, a part of the light beam is reflected by the non-polarizing spectroscopic lens 711 and reaches the photosensitizer 712, and the laser efficiency is measured by using the light intensity measurement. Control. The other parts are the non-polarized spectral lens 71
1 and enters the 50% non-polarized spectroscopic lens 713. Thereafter, the light beam reflected by the spectral lens 713 passes through the polarizing plate 714 and reaches the photosensitizer 716. Then, the light beam that has passed through the spectral lens 713 reaches the photosensitizer 717 through the polarizing plate 715. Among them, the polarizing plates 714 and 715 are arranged at positions where the difference from the polarization axis is 45 degrees. Thus, photometers 716 and 71
Numeral 7 indicates the state of displacement of the lattice by a quadrature signal consisting of a sine wave function with a difference of 90 degrees between the two sets.

【0032】図11に示したのは、差動直交信号を送り
出す旋回型レーザーオプチカルエンコーダの光信号受信
装置の実施例である。図10の設計と比較すると、分光
レンズ711と光探測器712が図11では、すでに取
り除かれていることがわかる。レーザー二極体の効率
が、もし、別の感測計の規則によってコントロールされ
なければ、直接定値電流によって駆動を加える。この
他、直交信号に差を生じさせるために、オプチカル系統
の中にオプチカルエレメントと光探測器を増加すること
も可能である。この光学構造の下で、どの一組の送り出
された信号も二つの正弦波関数からなっている。この二
つの正弦波信号の位相は相反するが、直流の偏圧値は等
しい。このため、送り出された信号が差動拡大器を通過
するとき、その直流偏圧値は相殺される。図11に示す
ように、4分の一波板710を通過した後、合併した往
復光線束は、50%非偏極分光レンズ720によって等
分される。そのうち、1本の光線束は、分光レンズ72
0によって反射されて50%非偏極分光レンズ722に
至る。その分光レンズ722を経て反射した半分の光線
束は、偏光板726を通過して光探測器729に達す
る。そして、直接分光レンズ722を通過したあと半分
の光線束は、偏光板724を経て光探測器728に達す
る。偏光板724と726は、その偏光軸が指す相差9
0度の位置に配置されることで、光探測器728と72
9の送り出した信号は、相反する特性をもつけれども、
その格子変位調制によって生じた正弦波信号が相反する
偏光態を有することにより、光探測器728と729の
送り出した信号は、互いに減らし合った後、偏圧値を取
り除いた正弦波信号を得ることができる。また、直接、
分光レンズ720を通過したあと半分の光線束は、50
%非偏極分光レンズ735に向かって進み、分光レンズ
735を経てそのうち半分の光線束は反射され、偏光板
736を通過した後、光探測器739に達する。あと半
分の透過光線束は、偏光板734を通過した後、光探測
器738に達する。偏光板734と736は、その偏光
軸が指す相差90度の位置に配置されることによって、
光探測器738と739が送り出した信号は、相等偏圧
値を有するものの格子変位調制により生じた正弦波信号
は、相反する特性をもつことにより、その光探測器73
8と739の送り出した信号は、互いに減らし合った
後、偏圧値を取り除いた正弦波信号を得ることができ
る。偏光板724と726の指す方向と偏光板734と
736とは45度の差があるので、光探測器728と7
29が送り出した無偏圧信号は、その変位が光探測器7
38と739が送り出したものと90度の差がある。図
1から図11までが反射型回折格子706を使用してい
る以外にこのシステムは、透過型回折格子を採用するこ
とも可能である。透過型の回折格子と反射型は、一般に
放射状分布の格子がある。しかし、全ての回折光は、一
律に格子を通過し、反射して光源に戻るのではない。故
に、透過型格子を利用するとき、第一次と第三次の回折
光を受ける、例えば、レンズ708、708’と708
b、直角プリズム709、709’、709a、709
b、709c、そして、角にある立方体反射レンズ74
3のようなオプチカルエレメントは、全て放射状格子の
もう一面に移動させなければならない。
FIG. 11 shows an embodiment of an optical signal receiving apparatus of a revolving laser optical encoder for transmitting a differential orthogonal signal. Comparing with the design of FIG. 10, it can be seen that the spectral lens 711 and the optical probe 712 have already been removed in FIG. If the efficiency of the laser dipole is not controlled by another sensitivity meter rule, drive is applied directly with a constant current. In addition, it is also possible to increase the number of optical elements and optical probes in an optical system in order to generate a difference between orthogonal signals. Under this optical structure, any set of transmitted signals consists of two sinusoidal functions. The phases of the two sine wave signals are opposite, but the DC pressure values are equal. Thus, when the transmitted signal passes through the differential expander, its DC bias value is canceled. As shown in FIG. 11, after passing through the quarter wave plate 710, the combined reciprocating ray bundle is equally divided by the 50% non-polarized spectral lens 720. One of the light beams is transmitted to the spectral lens 72.
The light is reflected by 0 to reach the 50% non-polarized spectral lens 722. The half ray bundle reflected by the spectral lens 722 passes through the polarizing plate 726 and reaches the optical detector 729. Then, after passing directly through the spectroscopic lens 722, the half light flux reaches the optical detector 728 via the polarizing plate 724. The polarizing plates 724 and 726 have a phase difference 9 indicated by their polarization axes.
By being arranged at the position of 0 degrees, the optical detectors 728 and 72
Although the signal sent by 9 has conflicting characteristics,
Since the sinusoidal signal generated by the lattice displacement control has an opposite polarization state, the signals sent from the optical detectors 728 and 729 are reduced to each other, and then a sinusoidal signal from which the polarization value is removed is obtained. Can be. Also, directly
After passing through the spectroscopic lens 720, the half ray bundle is 50
The light beam travels toward the% non-polarized spectroscopic lens 735, and through the spectroscopic lens 735, half of the light flux is reflected, passes through the polarizing plate 736, and reaches the optical detector 739. The other half of the transmitted light flux passes through the polarizing plate 734 and reaches the optical probe 738. The polarizing plates 734 and 736 are arranged at a position having a phase difference of 90 degrees indicated by their polarization axes,
The signals sent by the optical detectors 738 and 739 have the same bias pressure value, but the sinusoidal signal generated by the lattice displacement control has opposite characteristics.
After the signals sent out by 8 and 739 are reduced each other, a sine wave signal from which the pressure value is removed can be obtained. Since there is a difference of 45 degrees between the directions indicated by the polarizing plates 724 and 726 and the polarizing plates 734 and 736, the optical probes 728 and 7
The displacement of the non-polarized pressure signal sent out by the
There is a difference of 90 degrees from that sent by 38 and 739. In addition to FIGS. 1-11 using a reflective diffraction grating 706, the system can also employ a transmission diffraction grating. The transmission type diffraction grating and the reflection type generally include a grating having a radial distribution. However, not all the diffracted light passes through the grating uniformly and is not reflected back to the light source. Thus, when utilizing a transmission grating, it receives first and third order diffracted light, eg, lenses 708, 708 'and 708
b, right angle prisms 709, 709 ', 709a, 709
b, 709c and the cubic reflective lens 74 at the corner
Optical elements such as 3 must all be moved to the other side of the radial grating.

【0033】前述の各項の実施例(図1から図11に示
したもの、及び、透過型格子を採用した状況)以外、本
発明を基礎として、これらの実施例は全て異なった例と
して再び組み立てることが可能である。偏極分光レンズ
703と光点718の間にある入射光の光路、及び、偏
極分光レンズ703’と光点718’の間にある往復光
の光路は、重ねることが可能で、全体のシステムの体積
を縮小すことが可能である。また、2つを分離して、必
要のない反射光が送り出した信号が起こす、干渉、並び
に、レーザー光源のモード変換が起こるのを避けること
ができる。
Except for the above-mentioned embodiments (the ones shown in FIGS. 1 to 11 and the situation where a transmission type grating is adopted), based on the present invention, these embodiments are all different examples again. It is possible to assemble. The optical path of the incident light between the polarized spectral lens 703 and the light spot 718 and the optical path of the reciprocating light between the polarized spectral lens 703 'and the light spot 718' can be overlapped, and the entire system can be overlapped. Can be reduced in volume. Further, the two can be separated from each other to avoid interference caused by unnecessary reflected light sent out and mode conversion of the laser light source.

【0034】以上の各種実施例、および、代替実施例
は、本発明の範囲を限定したものではない。本発明に関
わるその他の形態、あるいは、細かい変化も全て本発明
の範疇である。
The various embodiments and the alternative embodiments described above do not limit the scope of the present invention. All other forms or minor changes relating to the present invention are also within the scope of the present invention.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明の回折式格子旋回レーザーオプチ
カルエンコーダを使った測量は、正確性が高く、コスト
の軽減にも役立つ。
The measurement using the diffraction grating rotating laser optical encoder according to the present invention has high accuracy and helps to reduce the cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を基礎として設計した旋回式レーザーオ
プチカルエンコーダの実施例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a swiveling laser optical encoder designed based on the present invention.

【図2】本発明を基礎として設計した旋回式レーザーオ
プチカルエンコーダのもう一つの実施例を示す図であ
る。
FIG. 2 shows another embodiment of a swiveling laser optical encoder designed based on the present invention.

【図3】本発明の旋回式レーザーオプチカルエンコーダ
を採用した第一の実施例であって、(A)は左側面図で
あり、(B)は正面図であり、(C)は右側面図であ
る。
FIGS. 3A and 3B show a first embodiment employing a rotary laser optical encoder of the present invention, wherein FIG. 3A is a left side view, FIG. 3B is a front view, and FIG. It is.

【図4】本発明の旋回式レーザーオプチカルエンコーダ
を採用した第二の実施例であって、(A)は左側面図で
あり、(B)は正面図であり、(C)は右側面図であ
る。
FIGS. 4A and 4B show a second embodiment employing the rotary laser optical encoder of the present invention, wherein FIG. 4A is a left side view, FIG. 4B is a front view, and FIG. It is.

【図5】本発明の旋回式レーザーオプチカルエンコーダ
を採用した第三の実施例であって、(A)は左側面図で
あり、(B)は正面図であり、(C)は右側面図であ
る。
5A and 5B show a third embodiment employing the rotary laser optical encoder of the present invention, wherein FIG. 5A is a left side view, FIG. 5B is a front view, and FIG. 5C is a right side view. It is.

【図6】本発明の旋回式レーザーオプチカルエンコーダ
を採用した第四の実施例であって、(A)は左側面図で
あり、(B)は正面図であり、(C)は右側面図であ
る。
FIGS. 6A and 6B are a left side view, FIG. 6B is a front view, and FIG. 6C is a right side view of a fourth embodiment employing the swiveling laser optical encoder of the present invention. It is.

【図7】本発明の旋回式レーザーオプチカルエンコーダ
を採用した第五の実施例であって、(A)は左側面図で
あり、(B)は正面図であり、(C)は右側面図であ
る。
FIG. 7 is a fifth embodiment employing the rotary laser optical encoder of the present invention, wherein (A) is a left side view, (B) is a front view, and (C) is a right side view. It is.

【図8】本発明を基礎として設計した旋回式レーザーオ
プチカルエンコーダを採用した第六の実施例を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing a sixth embodiment employing a swiveling laser optical encoder designed on the basis of the present invention.

【図9】本発明を基礎として設計した旋回式レーザーオ
プチカルエンコーダを採用した第七の実施例を示す図で
ある。
FIG. 9 is a view showing a seventh embodiment employing a swiveling laser optical encoder designed based on the present invention.

【図10】本発明を基礎としたレーザー源効率コントロ
ール作用のある旋回型レーザーオプチカルエンコーダの
オプチカル信号受信装置次系統の実施例を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing an embodiment of a sub-system of an optical signal receiving device of a rotary type laser optical encoder having a laser source efficiency control action based on the present invention.

【図11】本発明を基礎とした微分直交信号を送り出す
ことの可能な旋回型レーザーオプチカルエンコーダのオ
プチカル信号受信装置次系統の実施例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an embodiment of a sub-system of an optical signal receiving device of a revolving laser optical encoder capable of sending out a differential orthogonal signal based on the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

701 レーザー二極体 702 レンズ 703、703’ 偏極分光レンズ 704、705 反射レンズ 704’、705’ 反射レンズ 706 反射型回折格子 708、708’、708b レンズ 709、709’ 直角プリズム 709b、709c 直角プリズム 710 4分の一波板 711 非偏極分光レンズ 712 光感測器 713 非偏極分光レンズ 714、715 偏光板 716、717 光感測器 718、718’ 光点 719、720 4分の一波板 719’、720’ 4分の一波板 722 非偏極分光レンズ 724 偏光板 726 偏光板 728、729 光探測器 730 集焦レンズ 731 4分の一波板 732 レンズ 733、733’ プリズム 734、736 偏光板 735 非偏極分光レンズ 738、739 光探測器 741、742 集焦レンズ 743 角立方体反射レンズ 744 4分の一波板 701 Laser Dipole 702 Lens 703, 703 'Polarized Spectral Lens 704, 705 Reflective Lens 704', 705 'Reflective Lens 706 Reflective Diffraction Grating 708, 708', 708b Lens 709, 709 'Right Angle Prism 709b, 709c Right Angle Prism 710 1/4 wave plate 711 Non-polarized spectral lens 712 Photosensitizer 713 Non-polarized spectral lens 714, 715 Polarizing plate 716, 717 Photosensitizer 718, 718 'Light point 719, 720 1/4 wave Plates 719 ′, 720 ′ Quarter wave plate 722 Non-polarized spectroscopic lens 724 Polarizer 726 Polarizer 728, 729 Optical probe 730 Focusing lens 731 Quarter wave plate 732 Lens 733, 733 ′ Prism 734, 736 Polarizing plate 735 Non-polarized spectral lens 738, 739 Optical probe 741, 74 Atsumariase lens 743 square cube reflective lens 744 4 minutes a wave plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA02 AA09 BB02 BB03 BB16 BB25 BB29 DD03 DD04 FF48 GG04 GG12 HH04 HH12 JJ01 JJ08 LL04 LL10 LL12 LL32 LL36 LL46 MM04 PP13 QQ28 UU07 2F103 BA37 CA03 CA04 DA01 DA13 EA01 EA12 EB02 EB11 EB32 EC01 EC12 EC13 EC14  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F065 AA02 AA09 BB02 BB03 BB16 BB25 BB29 DD03 DD04 FF48 GG04 GG12 HH04 HH12 JJ01 JJ08 LL04 LL10 LL12 LL32 LL36 LL46 MM04 PP13 QQ28 UU07 FE12 BA37 EC01 EC12 EC13 EC14

Claims (51)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 旋回物と入射光点に貼りついて相対運動
をすることで、変位を測量する回折格子と、 第一及び第二の光線束を起こし、直接、前述の回折格子
上に当たることで生じる回折光である光線束系統と、 前述の回折格子に生じるところの正負第一段階回折光の
共同光路上にあるフーリエ転換の光学次系統と、 前述の回折格子の二次回折光によって生じる干渉信号に
よって探測するところの信号受信光学子とを備え、 異なった方向から入射した2本の光線束が、回折格子上
の同一の光点、あるいは、光源を利用してやや偏った格
子上にある2つの光点に達し、この2つの入射方向と格
子の面の法線方向にはさまれた角は、ほぼ格子の正負第
一段階回折角に等しく、入射光は投射して回折格子に生
じた回折光線束は干渉コードを形成し、システム光電信
号の転換を利用して回折格子の変位量を知ることが可能
なことを特徴とする回折式格子旋回レーザーオプチカル
エンコーダ。
1. A diffraction grating which measures displacement by sticking to a revolving object and an incident light point to generate a first and a second light flux and directly hit on the diffraction grating. A ray bundle system which is the generated diffracted light, an optical sub-system of the Fourier transform on the joint optical path of the first-stage positive and negative diffracted light generated in the diffraction grating, and an interference signal generated by the second-order diffracted light of the diffraction grating. And a signal receiving optical element to be probed by two light beams incident from different directions. The same light spot on the diffraction grating or the two When the light reaches the light spot and the angle between the two incident directions and the normal direction of the plane of the grating is almost equal to the positive and negative first-stage diffraction angles of the grating, the incident light is projected and the diffraction generated on the diffraction grating The light beam forms an interference code, Diffraction grating turning laser Opti Cal encoder utilizing the conversion of stem photoelectric signal, characterized that it is possible to know the amount of displacement of the diffraction grating.
【請求項2】 一本の近似線性偏極的同調光を発射する
光源と、 前述の光源から生じた光線束、並びに、それが転換した
平行光線束を受ける平行レンズと、 平行光線束に分光を加えて2本の偏極態を互いに垂直で
ある線性偏極光にする偏極分光レンズからなる測量光線
束子系統をもつことを特徴とする請求項1記載の回折式
格子旋回レーザーオプチカルエンコーダ。
2. A light source that emits one approximate linearly polarized tuning light, a light beam generated from the light source, a parallel lens receiving the converted parallel light beam, and a parallel light beam. 2. A diffraction grating swirling laser optical encoder according to claim 1, further comprising a surveying light beam bundle system comprising a polarizing spectral lens which converts two polarization states into linearly polarized lights perpendicular to each other.
【請求項3】 2本の入射光が前述の回折格子を経た後
の共同光路上にあって、1個のレンズと1個の直角プリ
ズムからなるフーリエ転換の光学次系統をもつことを特
徴とする請求項1記載の回折格子レーザーオプチカルエ
ンコーダ。
3. The optical system according to claim 2, wherein the two incident lights are on a common optical path after passing through the diffraction grating, and have an optical sub-system of a Fourier transform comprising one lens and one right-angle prism. The diffraction grating laser optical encoder according to claim 1.
【請求項4】 前述の回折格子上にある光点の中間、あ
るいは、前述の回折格子上にある2つの光点の中央に位
置して2本の往復光線束を確実に平行に保つフーリエ転
換光学次系統の直角稜辺をもつことを特徴とする請求項
3記載の回折式格子旋回レーザーオプチカルエンコー
ダ。
4. A Fourier transform which is located between the light spots on the diffraction grating or in the center of the two light spots on the diffraction grating to keep the two reciprocating light beams parallel to each other. 4. A diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 3, wherein the optical axis has a right-angled edge of an optical sub-system.
【請求項5】 フーリエ転換の光学次系統が、90度に
旋回する直角プリズムに取って代わられることを特徴と
する請求項3記載の回折式格子旋回レーザーオプチカル
エンコーダ。
5. The diffraction grating swiveling laser optical encoder according to claim 3, wherein the optical system of the Fourier transform is replaced by a right-angle prism rotating at 90 degrees.
【請求項6】 球面レンズを増加し、入射光を格子上に
集め、フーリエ転換の光学次系統が角の立方体反射レン
ズに取って代わられることを特徴とする請求項1記載の
回折式格子旋回レーザーオプチカルエンコーダ。
6. A diffraction grating swivel according to claim 1, wherein the number of spherical lenses is increased, the incident light is collected on a grating, and the optical sub-system of the Fourier transform is replaced by an angular cubic reflecting lens. Laser optical encoder.
【請求項7】 反射型回折格子を採用し、フーリエ転換
の光学次系統を前述の回折格子上にある光点の中間、あ
るいは、前述の回折格子上にある2つの光点の中央に配
置されて確実に2本の往復光線束を平行に保つ回折格子
をもつことを特徴とする請求項1記載の回折式格子旋回
レーザーオプチカルエンコーダ。
7. A reflection type diffraction grating is employed, and an optical sub-system of Fourier transform is disposed at an intermediate point between light spots on the diffraction grating or at a center of two light spots on the diffraction grating. 2. A diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 1, further comprising a diffraction grating for surely keeping the two reciprocating light beams parallel.
【請求項8】 透過型回折格子を採用し、フーリエ転換
の光学次系統のレンズとプリズムからなり、他のオプチ
カルエレメントと同じ側ではない格子のもう一方の側に
置き換えた反射型回折格子をもつことを特徴とする請求
項7記載の回折式格子旋回レーザーオプチカルエンコー
ダ。
8. A reflection type diffraction grating which employs a transmission type diffraction grating, is composed of a lens and a prism of an optical sub-system of a Fourier transform, and is replaced on the other side of the grating which is not on the same side as other optical elements. 8. A diffraction grating rotation laser optical encoder according to claim 7, wherein:
【請求項9】 扁平な放射状格子で、旋回物上に貼りつ
き、物件の旋回変位を測量するところの回折格子をもつ
ことを特徴とする請求項8記載の回折式格子旋回レーザ
ーオプチカルエンコーダ。
9. The diffraction grating swivel laser optical encoder according to claim 8, further comprising a diffraction grating which is a flat radial grating stuck on the swivel object and measures a swivel displacement of the article.
【請求項10】 扁平な放射状格子で、旋回物上に貼り
つき、物件の旋回変位を測量するところの回折格子をも
つことを特徴とする請求項7記載の回折式格子旋回レー
ザーオプチカルエンコーダ。
10. A diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 7, further comprising a diffraction grating which is a flat radial grating attached to the rotating object and measures a rotating displacement of the article.
【請求項11】 反射型回折格子を用い、90度旋回す
る直角プリズムを前述の回折格子上にある光点の中間、
あるいは、前述の回折格子上にある2つの光点の中央に
配置し、確実に2本の往復光線束を平行に保つ回折格子
をもつことを特徴とする請求項1記載の回折式格子旋回
レーザーオプチカルエンコーダ。
11. A reflection type diffraction grating, wherein a right-angle prism rotating by 90 degrees is placed at an intermediate position between light spots on the diffraction grating.
2. A diffraction grating rotating laser according to claim 1, further comprising a diffraction grating disposed at the center of the two light spots on the diffraction grating to surely keep two reciprocating light beams parallel. Optical encoder.
【請求項12】 透過型回折格子を採用し、直角プリズ
ムを格子の他のオプチカルエレメントと同じ側でない、
もう一方の側に置き換えたことを特徴とする請求項11
記載の回折式格子旋回レーザーオプチカルエンコーダ。
12. A transmissive diffraction grating, wherein the right-angle prism is not on the same side as the other optical elements of the grating.
12. The method according to claim 11, wherein the other side is replaced.
A diffraction grating rotating laser optical encoder as described.
【請求項13】 扁平の放射状の格子で、旋回物上に貼
りつき、物件の旋回変位を測量する回折格子をもつこと
を特徴とする請求項12記載の回折式格子旋回レーザー
オプチカルエンコーダ。
13. A diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 12, further comprising a diffraction grating which is a flat radial grating attached to the rotating object and measures a rotating displacement of the object.
【請求項14】 扁平の放射状の格子で、旋回物上に貼
りつき、物件の旋回変位を測量する回折格子をもつこと
を特徴とする請求項11記載の回折式格子旋回レーザー
オプチカルエンコーダ。
14. The diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 11, further comprising a diffraction grating which is a flat radial grating attached to the rotating object and measures a rotating displacement of the object.
【請求項15】 反射型回折格子で、球面レンズを増や
すことで入射光を格子上に集め、角の立方体反射レンズ
を前述の回折格子上にある光点の中間、あるいは、前述
の回折格子上にある2つの光点の中央に配置することで
確実に往復光線束を平行に保つ回折格子をもつことを特
徴とする請求項1記載の回折式格子旋回レーザーオプチ
カルエンコーダ。
15. In a reflection type diffraction grating, incident light is collected on the grating by increasing the number of spherical lenses, and a cubic reflection lens having an angle is placed between the light spots on the diffraction grating or on the diffraction grating. 2. A diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 1, further comprising a diffraction grating which is arranged at the center of the two light spots in order to keep the reciprocating light beam parallel.
【請求項16】 透過型回折格子に変え、角の立方体反
射レンズを他のオプチカルエレメントと異なる格子のも
う一方の側に置き換えたことを特徴とする請求項15記
載の回折式格子旋回レーザーオプチカルエンコーダ。
16. A diffraction grating swirling laser optical encoder according to claim 15, wherein a cubic reflecting lens having a corner is replaced with another side of a grating different from other optical elements instead of a transmission type diffraction grating. .
【請求項17】 扁平の放射状の格子で、旋回物上に貼
りつき、物件の旋回変位を測量する回折格子をもつこと
を特徴とする請求項16記載の回折式格子旋回レーザー
オプチカルエンコーダ。
17. The diffraction grating swivel laser optical encoder according to claim 16, further comprising a diffraction grating which is a flat radial grating stuck on the swivel object and measures a swivel displacement of the article.
【請求項18】 扁平の放射状の格子で、旋回物上に貼
りつき、物件の旋回変位を測量する回折格子をもつこと
を特徴とする請求項15の回折式格子旋回レーザーオプ
チカルエンコーダ。
18. The diffraction grating swivel laser optical encoder according to claim 15, further comprising a diffraction grating which is a flat radial grating stuck on the swivel object and measures a swivel displacement of the article.
【請求項19】 指標脈衝信号が生じていないことを特
徴とする請求項1記載の回折式格子旋回レーザーオプチ
カルエンコーダ。
19. The diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 1, wherein no index pulse signal is generated.
【請求項20】 定数外のオプチカルエレメントと格子
上の指標標記を増加して1つあるいは複数の指標脈衝信
号を生じさせることが可能なことを特徴とする請求項1
記載の回折式格子旋回レーザーオプチカルエンコーダ。
20. The method according to claim 1, wherein an optical element outside the constant and an index mark on the grid can be increased to generate one or more index impulse signals.
A diffraction grating rotating laser optical encoder as described.
【請求項21】 離散オプチカルエレメントを組み立て
て作った光学構造設計のオプチカルエレメントをもつこ
とを特徴とする請求項1記載の回折式格子旋回レーザー
オプチカルエンコーダ。
21. A diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 1, further comprising an optical element having an optical structure designed by assembling discrete optical elements.
【請求項22】 離散オプチカルエレメント、及び、積
体式オプチカルエレメントを混合で組み合わせ作った光
学構造設計のオプチカルエレメントをもつことを特徴と
する請求項1記載の回折式格子旋回レーザーオプチカル
エンコーダ。
22. The diffraction grating swirling laser optical encoder according to claim 1, further comprising an optical element having an optical structure designed by mixing and combining the discrete optical element and the stacked optical element.
【請求項23】 積体式オプチカルエレメントが、半導
体を利用して製造することが可能なことを特徴とする請
求項22記載の回折式格子旋回レーザーオプチカルエン
コーダ。
23. The diffraction grating swirling laser optical encoder according to claim 22, wherein the stacked optical element can be manufactured using a semiconductor.
【請求項24】 積体式オプチカルエレメントを組み合
わせて作られた光学構造設計のオプチカルエレメントを
もつことを特徴とする請求項1記載の回折式格子旋回レ
ーザーオプチカルエンコーダ。
24. The diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 1, further comprising an optical element having an optical structure designed by combining the stacked optical elements.
【請求項25】 半導体を利用して製造することが可能
な積体式オプチカルエレメントをもつことを特徴とする
請求項24記載の回折式格子旋回レーザーオプチカルエ
ンコーダ。
25. The diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 24, further comprising a stacked optical element that can be manufactured using a semiconductor.
【請求項26】 旋回物と入射光点に貼りついて相対運
動をすることで変位を測量する回折格子と、 第一及び第二の光線束を起こし、直接、前述の回折格子
上に当たることで生じる回折光である光線束系統と、 二組がそれぞれ前述の回折格子の一端、及び、回折格子
における直径対称点の正負第一段階の回折光が通る共同
光路上に位置するフーリエ転換の光学次系統と、 前述の回折格子の上方、並びに、前述の回折格子の中心
線上にある頂点に組み立てられた虚構の角の立方体反射
レンズと、 前述の回折格子によって回折された後、生じた干渉光信
号によって入射光線束を探測する信号受信光学子系統と
を備え、 異なった方向から入射した2本の光線束が、回折格子上
の同一の光点、あるいは、光源を利用してやや偏った格
子上にある2つの光点に達し、この2つの入射方向と格
子の面の法線方向にはさまれた角は、ほぼ格子の正負第
一段階回折角に等しく、2本の回折光は共に同一格子上
で4度回折し、放射状格子の直径線対称の2点について
は2度回折したことになり、回折光線束は4度回折した
後、出力端末から干渉コードを出し、系統光電信号の転
換を利用して格子の変位量を知ることが可能なことを特
徴とする回折式格子旋回レーザーオプチカルエンコー
ダ。
26. A diffraction grating for measuring displacement by sticking to a revolving object and an incident light point, and generating a first and a second light flux and directly hitting the diffraction grating. A beam bundle system that is diffracted light, and two sets of optical sub-systems of Fourier transformation, each of which is located on one end of the above-mentioned diffraction grating, and on the common optical path through which the diffracted light of the first stage of the positive / negative of the diameter symmetry point passes through the diffraction grating. And a cubic reflecting lens with a fictitious angle assembled above the diffraction grating and at a vertex on the center line of the diffraction grating, and an interference light signal generated after being diffracted by the diffraction grating A signal receiving optical system for detecting the incident light beam is provided. Two light beams incident from different directions are on the same light spot on the diffraction grating or on a slightly deflected grating using the light source. Two An angle between the two incident directions and the normal direction of the plane of the grating when the light reaches the light spot is almost equal to the positive and negative first-stage diffraction angles of the grating. Is diffracted twice at two points symmetrical to the diameter line of the radial grating. After diffracting the diffracted light beam four times, an interference code is output from the output terminal and the conversion of the system photoelectric signal is used. A diffraction grating rotating laser optical encoder characterized in that the displacement of the grating can be known.
【請求項27】 一本の近似線性偏極的同調光を発射す
る光源と、 前述の光源から生じた光線束、並びに、それが転換した
平行光線束を受ける平行レンズと、 平行光線束に分光を加えて2本の偏極態を互いに垂直で
ある線性偏極光にする偏極分光レンズからなる測量光線
束子系統をもつことを特徴とする請求項26記載の回折
式格子旋回レーザーオプチカルエンコーダ。
27. A light source that emits one approximate linearly polarized tuning light, a light beam generated from the light source, and a parallel lens that receives the converted parallel light beam; 27. The diffraction grating swirling laser optical encoder according to claim 26, further comprising: a surveying beam bundle system comprising a polarization spectral lens which converts two polarization states into linearly polarized lights perpendicular to each other.
【請求項28】 2本の入射光が前述の回折格子を経た
後の共同光路上にあって、1個のレンズと1個の直角プ
リズムからなるフーリエ転換の光学次系統をもち、 虚構の角の立方体反射レンズは、その頂点が前述の回折
格子の中心線上にあり、もともと、前述の回折格子の一
端に入射した光線束が、前述の回折格子の直径線対称点
で折り返すことで元の光線束の方向と平行になるフーリ
エ転換の光学次系統をもつことを特徴とする請求項26
記載の回折式格子旋回レーザーオプチカルエンコーダ。
28. The two incident lights are on a common optical path after passing through the diffraction grating, and have an optical sub-system of Fourier transform including one lens and one right-angle prism, and have a fictitious angle. In the cubic reflection lens, the vertex is located on the center line of the above-mentioned diffraction grating. 27. An optical sub-system of a Fourier transform parallel to the direction of the bundle.
A diffraction grating rotating laser optical encoder as described.
【請求項29】 前述の回折格子にある光点の中間、あ
るいは、前述の回折格子上にある2つの光点の中央に位
置し、確実に往復光線束を平行に保つフーリエ転換光学
次系統の直角稜辺をもつことを特徴とする請求項28記
載の回折式格子旋回レーザーオプチカルエンコーダ。
29. A fourier transform optics sub-system which is located between the light spots on the diffraction grating or the center of the two light spots on the diffraction grating and ensures that the reciprocating light beam is kept parallel. 29. The diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 28, wherein the encoder has a right-angled edge.
【請求項30】 90度に旋回する正直角プリズムによ
って代替可能なフーリエ転換光学次系統をもつことを特
徴とする請求項28記載の回折式格子旋回レーザーオプ
チカルエンコーダ。
30. A diffraction grating swiveling laser optical encoder according to claim 28, having a Fourier transform optical sub-system that can be replaced by a right-angle prism turning 90 degrees.
【請求項31】 単一の真の角の立方体反射レンズを用
いることで代替可能な虚構の角の立方体反射レンズをも
つことを特徴とする請求項28記載の回折式格子旋回レ
ーザーオプチカルエンコーダ。
31. A diffraction grating swirling laser optical encoder according to claim 28, comprising a fictitious corner cube reflecting lens that can be replaced by using a single true corner cube reflecting lens.
【請求項32】 球面レンズを増やすことで入射光を格
子上に集めることが可能であり、フーリエ転換の光学次
系統が角の立方体反射レンズによって代替可能なことを
特徴とする請求項26記載の回折式格子旋回レーザーオ
プチカルエンコーダ。
32. The method according to claim 26, wherein the incident light can be collected on the grating by increasing the number of spherical lenses, and the optical sub-system of the Fourier transform can be replaced by a cubic reflecting lens having a corner. Diffraction grating rotating laser optical encoder.
【請求項33】 反射型回折格子を利用し、フーリエ転
換の光学次系統は、前述の回折格子上にある2つの光点
の中央に位置し、確実に往復光線束を平行に保つことが
可能な回折格子をもつことを特徴とする請求項26記載
の回折式格子旋回レーザーオプチカルエンコーダ。
33. Using a reflection type diffraction grating, the optical system of the Fourier transform is located at the center of the two light spots on the diffraction grating, and can surely keep the reciprocating light beam parallel. 27. The diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 26, further comprising a diffraction grating.
【請求項34】 反射型回折格子を透過型回折格子に
し、フーリエ転換の光学次系統のレンズとプリズムを他
のオプチカルエレメントと同じ側ではない格子のもう一
方の側に置き換えたことを特徴とする請求項33記載の
回折式格子旋回レーザーオプチカルエンコーダ。
34. The reflection type diffraction grating is a transmission type diffraction grating, and the lens and the prism of the optical system of the Fourier transform are replaced with the other side of the grating which is not on the same side as other optical elements. 34. A diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 33.
【請求項35】 扁平の放射状の格子で、旋回物上に貼
りつき、物件の旋回変位を測量する回折格子をもつこと
を特徴とする請求項34記載の回折式格子旋回レーザー
オプチカルエンコーダ。
35. The diffraction grating swivel laser optical encoder according to claim 34, further comprising a diffraction grating which is a flat radial grating stuck on the swivel object and measures a swivel displacement of the object.
【請求項36】 扁平の放射状の格子で、旋回物上に貼
りつき、物件の旋回変位を測量する回折格子をもつこと
を特徴とする請求項33記載の回折式格子旋回レーザー
オプチカルエンコーダ。
36. The diffraction grating swivel laser optical encoder according to claim 33, further comprising a diffraction grating which is a flat radial grating stuck on the swivel object and measures a swivel displacement of the article.
【請求項37】 反射型回折格子を用い、90度旋回す
る直角プリズムを前述の回折格子上にある光点の中間、
あるいは、前述の回折格子上にある2つの光点の中央に
配置し、確実に2本の往復光線束を平行に保つ回折格子
をもつことを特徴とする請求項26記載の回折式格子旋
回レーザーオプチカルエンコーダ。
37. A reflection type diffraction grating, wherein a right-angle prism rotating by 90 degrees is placed at an intermediate position between light spots on the diffraction grating.
27. A diffraction grating rotating laser according to claim 26, further comprising a diffraction grating disposed at the center of the two light spots on the diffraction grating to surely keep two reciprocating light beams parallel. Optical encoder.
【請求項38】 透過型回折格子を採用し、直角プリズ
ムを格子の他のオプチカルエレメントと同じ側でないも
う一方の側に置き換えたことを特徴とする請求項37記
載の回折式格子旋回レーザーオプチカルエンコーダ。
38. A diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 37, wherein a transmission type diffraction grating is adopted, and the right-angle prism is replaced on the other side which is not the same side as other optical elements of the grating. .
【請求項39】 扁平の放射状の格子で、旋回物上に貼
りつき、物件の旋回変位を測量する回折格子をもつこと
を特徴とする請求項38記載の回折式格子旋回レーザー
オプチカルエンコーダ。
39. A diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 38, further comprising a diffraction grating which is a flat radial grating attached to the rotating object and measures a rotating displacement of the object.
【請求項40】 扁平の放射状の格子で、旋回物上に貼
りつき、物件の旋回変位を測量する回折格子をもつこと
を特徴とする請求項37記載の回折式格子旋回レーザー
オプチカルエンコーダ。
40. The diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 37, further comprising a diffraction grating which is a flat radial grating attached to the rotating object and measures a rotating displacement of the article.
【請求項41】 反射型回折格子で、球面レンズを増や
すことで入射光を格子上に集め、角の立方体反射レンズ
を前述の回折格子上にある光点の中間、あるいは、前述
の回折格子上にある2つの光点の中央に配置することで
確実に往復光線束を平行に保つ回折格子をもつことを特
徴とする請求項26記載の回折式格子旋回レーザーオプ
チカルエンコーダ。
41. In a reflection type diffraction grating, incident light is collected on a grating by increasing the number of spherical lenses, and a cubic reflection lens having an angle is placed between the light spots on the diffraction grating or on the diffraction grating. 27. A diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 26, further comprising a diffraction grating which is arranged at the center of the two light spots in order to keep the reciprocating light beam parallel.
【請求項42】 透過型回折格子に変え、角の立方体反
射レンズを他のオプチカルエレメントと異なる格子のも
う一方の側に置き換えたことを特徴とする請求項41記
載の回折式格子旋回レーザーオプチカルエンコーダ。
42. A diffraction grating swiveling laser optical encoder according to claim 41, wherein the cubic reflection lens having a corner is replaced with another side of a grating different from other optical elements instead of a transmission type diffraction grating. .
【請求項43】 扁平の放射状の格子で、旋回物上に貼
りつき、物件の旋回変位を測量する回折格子をもつこと
を特徴とする請求項42記載の回折式格子旋回レーザー
オプチカルエンコーダ。
43. A diffraction grating swiveling laser optical encoder according to claim 42, further comprising a diffraction grating which is a flat radial grating stuck on the swiveling object and measures a turning displacement of the article.
【請求項44】 扁平の放射状の格子で、旋回物上に貼
りつき、物件の旋回変位を測量する回折格子をもつこと
を特徴とする請求項41記載の回折式格子旋回レーザー
オプチカルエンコーダ。
44. The diffraction grating swivel laser optical encoder according to claim 41, further comprising a diffraction grating which is a flat radial grating stuck on the swivel object and measures a swivel displacement of the article.
【請求項45】 指標脈衝信号が生じていないことを特
徴とする請求項26記載の回折式格子旋回レーザーオプ
チカルエンコーダ。
45. The diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 26, wherein no index pulse signal is generated.
【請求項46】 定数外のオプチカルエレメントと格子
上の指標標記を増加して1つあるいは複数の指標脈衝信
号を生じさせることが可能なことを特徴とする請求項2
6記載の回折式格子旋回レーザーオプチカルエンコー
ダ。
46. The method according to claim 2, wherein one or more index impulse signals can be generated by increasing the number of optical elements outside the constant and the index notation on the grid.
6. A diffraction grating rotating laser optical encoder according to 6.
【請求項47】 離散オプチカルエレメントを組み立て
て作った光学構造設計のオプチカルエレメントをもつこ
とを特徴とする請求項26記載の回折式格子旋回レーザ
ーオプチカルエンコーダ。
47. A diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 26, further comprising an optical element having an optical structure designed by assembling discrete optical elements.
【請求項48】 離散オプチカルエレメント、及び、積
体式オプチカルエレメントを混合で組み合わせ作った光
学構造設計のオプチカルエレメントをもつことを特徴と
する請求項26の回折式格子旋回レーザーオプチカルエ
ンコーダ。
48. The diffraction grating swirling laser optical encoder according to claim 26, further comprising an optical element having an optical structure designed by combining a discrete optical element and a stacked optical element.
【請求項49】 積体式オプチカルエレメントが、半導
体を利用して製造することが可能なことを特徴とする請
求項48記載の回折式格子旋回レーザーオプチカルエン
コーダ。
49. The diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 48, wherein the stacked optical element can be manufactured using a semiconductor.
【請求項50】 積体式オプチカルエレメントを組み立
てて作った光学構造システムのオプチカルエレメントを
もつことを特徴とする請求項26記載の回折式格子旋回
レーザーオプチカルエンコーダ。
50. The diffraction grating swirling laser optical encoder according to claim 26, further comprising an optical element of an optical structure system formed by assembling the stacked optical element.
【請求項51】 半導体を利用して製造することが可能
な積体式オプチカルエレメントをもつことを特徴とする
請求項50記載の回折式格子旋回レーザーオプチカルエ
ンコーダ。
51. The diffraction grating rotating laser optical encoder according to claim 50, further comprising a stacked optical element that can be manufactured using a semiconductor.
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