JP2008249456A - Optical encoder - Google Patents

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Yasuhiro Torii
康弘 鳥居
Kazuo Hijikata
和男 土方
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Tama TLO Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact optical encoder provided with high resolution without needing additional composition such as a wavelength plate and a polarizing plate essential in the conventional optical encoder by including a novel optical element, and at the same time, easy in alignment of an optical element. <P>SOLUTION: The optical encoder lessens a condensing angle of two diffraction lights by enlarging a grating period of a diffraction grating coupling the two branched diffraction lights rather than the grating period of a scale formed on a measuring object. By the composition, the optical encoder makes the alignment very easy by enlarging an allowable range of a position of an optical axis direction installing the diffraction grating of a coupling side. Even in the composition, it is proved that highly precise resolution of the optical encoder is maintained. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学的に測定対象の移動量を測定する光エンコーダに関し、より詳細には、光学系の設計において自由度が大きく、光学要素の位置あわせが容易な光エンコーダに関する。   The present invention relates to an optical encoder that optically measures the amount of movement of an object to be measured, and more particularly to an optical encoder that has a high degree of freedom in designing an optical system and allows easy alignment of optical elements.

従来、回折格子が形成されたスケールを用いて測定対象の移動量をμm以下のオーダーで高精度に測定する格子干渉型変位測定装置としての光エンコーダが実用化されている。一般に、光エンコーダにおいては、回折格子が形成されたスケールに対し、同一波長の2つのコヒーレント光を等しい入射角で入射させたのち、それぞれの回折光を合波干渉させた結果得られる光強度信号からスケールの移動量が導出される。特開平6−194189号公報(特許文献1)が開示する従来型の光エンコーダにおいては、光源からの光をビームスプリッタにより二分割し、分割された2つの光をスケールに入射させる構成を採用していたが、特許文献1が開示するミラーやレンズなどの光学要素からなる光学系においては、2つの光を等しい入射角で入射させるためのアライメントは容易ではなかった。加えて、特許文献1が開示する光エンコーダにおいては、ビームスプリッタにより2つの光を生成する構成を採用しているため、2つの光の光量を等しくすることができず、その結果、高い分解能の実現が難しかった。   2. Description of the Related Art Conventionally, an optical encoder as a grating interference type displacement measuring apparatus that measures a moving amount of a measurement object with high accuracy on the order of μm or less using a scale on which a diffraction grating is formed has been put into practical use. In general, in an optical encoder, a light intensity signal obtained as a result of making two coherent lights of the same wavelength incident at an equal incident angle on a scale on which a diffraction grating is formed, and then combining the diffracted lights with each other. The amount of scale movement is derived from The conventional optical encoder disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-194189 (Patent Document 1) employs a configuration in which light from a light source is divided into two by a beam splitter and the two divided lights are incident on a scale. However, in the optical system composed of optical elements such as mirrors and lenses disclosed in Patent Document 1, alignment for making two lights incident at the same incident angle is not easy. In addition, since the optical encoder disclosed in Patent Document 1 employs a configuration in which two lights are generated by a beam splitter, the light amounts of the two lights cannot be made equal, resulting in high resolution. It was difficult to realize.

この点につき、特開平6−229718号公報(特許文献2)は、光源からの光を二分割する手段として透過型の回折格子を用いることによって、光源光を等しい光量を有する+1次および−1次回折光に分離してスケールに対して光源の光軸に対して対称に入射させる構成を開示する。さらに、特許文献2は、上述した+1次および−1次回折光を回折格子によって合波する構成も同時に開示する。合波干渉法の原理によれば、スケールの格子周期が短いほど高精度に変位を測長できるが、分離した光を合波する側の回折格子の格子周期もこれに合わせて同様に短くするとすれば、分離した光を合波する側の回折格子の厳密な位置あわせ精度が要求されることとなる。この点につき、特許文献2は、上記光学系を構成する複数の回折格子の格子周期の関係について、何ら具体的な開示をするものではなかった。
特開平6−194189号公報 特開平6−229718号公報
In this regard, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-229718 (Patent Document 2) uses a transmissive diffraction grating as means for dividing light from a light source into two parts, thereby allowing the light source light to have the same amount of light and the + 1st order and −1. A configuration is disclosed in which the light is separated into the next diffracted light and incident on the scale symmetrically with respect to the optical axis of the light source. Further, Patent Document 2 simultaneously discloses a configuration in which the above-described + 1st order and −1st order diffracted lights are combined by a diffraction grating. According to the principle of the multiplexing interferometry, the shorter the grating period of the scale, the more accurately the displacement can be measured. However, if the grating period of the diffraction grating on the side where the separated light is multiplexed is shortened accordingly, In this case, strict alignment accuracy of the diffraction grating on the side for multiplexing the separated light is required. In this regard, Patent Document 2 does not disclose any specific relationship regarding the relationship between the grating periods of the plurality of diffraction gratings constituting the optical system.
JP-A-6-194189 JP-A-6-229718

本発明は、上記従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、本発明は、高分解能を備えると同時に、光学要素のアライメントが容易な光エンコーダを提供することを目的とする。さらに、本発明は、新規な光学要素を含むことによって従来の光エンコーダにおいて必須であった波長板や偏光板などの追加の構成を必要としない
コンパクトな光エンコーダを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and an object of the present invention is to provide an optical encoder having high resolution and easy alignment of optical elements. It is another object of the present invention to provide a compact optical encoder that includes a novel optical element and does not require additional components such as a wave plate and a polarizing plate that are essential in the conventional optical encoder.

本発明者は、分解能を犠牲にすることなく、光学要素のアライメントの困難性を緩和することのできる光エンコーダの光学系の構成につき鋭意検討した結果、合波する側の回折格子の格子周期をスケールの格子周期よりも大きくとっても、変位の精度には関係なく合波干渉部の位置あわせが容易になることに加え、スケールに照明する光を1箇所にしても再現性のある実用的な分解能が実現しうることを見出し、本発明に至ったのである。   As a result of earnestly examining the configuration of the optical system of the optical encoder that can alleviate the difficulty of alignment of the optical elements without sacrificing the resolution, the present inventor has determined the grating period of the diffraction grating on the multiplexing side. Even if it is larger than the grating period of the scale, in addition to facilitating the alignment of the multiplexing interference section regardless of the displacement accuracy, the practical resolution with reproducibility even if the light illuminating the scale is one place. Has been found to be possible to achieve the present invention.

すなわち、本発明によれば、回折光分岐部と回折光合波干渉部とを含む光エンコーダであって、前記回折光分岐部および前記回折光合波干渉部はプレナー型回折格子で構成され、前記回折光分岐部の回折格子周期よりも、前記回折光合波干渉部の回折格子周期の方が大きい光エンコーダが提供される。本発明においては、前記回折光合波干渉部の回折光を合波する回折格子の周期方向の幅が、干渉縞の明暗を一様に検出する長さ以下とすることが好ましい。   That is, according to the present invention, an optical encoder including a diffracted light branching unit and a diffracted light combining / interfering unit, wherein the diffracted light branching unit and the diffracted light combining / interfering unit are configured by a planar diffraction grating, An optical encoder is provided in which the diffraction grating period of the diffracted light combining and interfering part is larger than the diffraction grating period of the light branching part. In the present invention, it is preferable that the width in the periodic direction of the diffraction grating that multiplexes the diffracted light of the diffracted light combining interference unit is not longer than the length for uniformly detecting the light and darkness of the interference fringes.

また、本発明によれば、前記回折光分岐部で回折された2つの回折光の各光路に対して1/4波長板が配設された光エンコーダが提供される。さらに本発明の別の構成によれば、前記回折光分岐部で回折された2つの回折光のうち、一方の回折光の光路に1/2波長板が配設され、さらに、前記回折光合波干渉部の後方に1/4波長板が配設された光エンコーダが提供される。   Further, according to the present invention, there is provided an optical encoder in which a quarter wavelength plate is provided for each optical path of two diffracted lights diffracted by the diffracted light branching section. Furthermore, according to another configuration of the present invention, a half-wave plate is disposed in an optical path of one of the two diffracted lights diffracted by the diffracted light branching unit, and the diffracted light combined An optical encoder in which a quarter-wave plate is disposed behind the interference unit is provided.

さらに加えて、本発明の別の構成によれば、前記回折光合波干渉部の回折光を合波する回折格子が、A相の信号を生成するための第1の回折格子とB相の信号を生成するための第2の回折格子からなり、前記第1の回折格子の格子周期と前記第2の回折格子の格子周期は等しく、前記第1の回折格子および前記第2の回折格子の回折格子位置は、互いに周期方向に対し前記格子周期の1/8だけシフトしている、光エンコーダが提供される。   In addition, according to another configuration of the present invention, the diffraction grating that combines the diffracted lights of the diffracted light combining interference unit includes a first diffraction grating and a B phase signal for generating an A phase signal. , The grating period of the first diffraction grating and the grating period of the second diffraction grating are equal, and the diffraction of the first diffraction grating and the second diffraction grating An optical encoder is provided in which the grating positions are shifted from each other by 1/8 of the grating period relative to the period direction.

上述したように、本発明によれば、高分解能を備えると同時に、光学要素のアライメントが容易な光エンコーダが提供される。また、本発明によれば、波長板や偏光板などの追加の構成を必要としないコンパクトな光エンコーダが提供される。   As described above, according to the present invention, an optical encoder having high resolution and easy alignment of optical elements is provided. The present invention also provides a compact optical encoder that does not require an additional configuration such as a wave plate or a polarizing plate.

以下、本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は、図面に示した実施の形態に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments shown in the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings.

図1は、本発明の第1の実施形態である光エンコーダ10の概略図を示す。なお、図1には、光エンコーダ10の機能を説明するために矢印で光路を示している(以下、図2〜図4において同様)。本実施形態の光エンコーダ10は、ヘリウム−ネオンレーザ、固体レーザ、半導体レーザといった光源12から照射されるコヒーレント光を+1次回折光と−1次回折光に分岐させるための回折光分岐部Rと、当該分岐した回折光を合波させるための回折光合波干渉部Iと、合波干渉光を検出するための光検出部Dとを含んで構成される。   FIG. 1 shows a schematic diagram of an optical encoder 10 according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the optical path is indicated by an arrow in order to explain the function of the optical encoder 10 (hereinafter, the same applies to FIGS. 2 to 4). The optical encoder 10 of this embodiment includes a diffracted light branching section R for branching coherent light emitted from a light source 12 such as a helium-neon laser, a solid-state laser, and a semiconductor laser into + first order diffracted light and −1st order diffracted light, A diffracted light combining interference unit I for combining the branched diffracted light and a light detecting unit D for detecting the combined interference light are configured.

光源12から照射されるコヒーレント光は、反射型回折格子として構成されるスケール14の周期方向に対して垂直に入射したのち、+1次と−1次に回折される。この+1次および−1次の2つの回折光aおよびbはスケール14の相対的な変位に対応した位相差をもっており、回折光合波干渉部Iにおいて合波されると同時に干渉して、その干渉光強度が光検出部Dにより検出される。この信号より、スケール14の相対的変位量を測定することができる。なお、図1においては、スケール14からの0次光(直進光)は図示されていないが、必要に応じて遮断されているものとする(以下、図2〜図4において同様)。   The coherent light emitted from the light source 12 enters perpendicularly to the periodic direction of the scale 14 configured as a reflective diffraction grating, and is then diffracted by + 1st order and −1st order. The two + 1st order and −1st order diffracted lights a and b have a phase difference corresponding to the relative displacement of the scale 14 and are simultaneously interfered by the diffracted light combining interfering section I to cause interference. The light intensity is detected by the light detection unit D. From this signal, the relative displacement of the scale 14 can be measured. In FIG. 1, 0th-order light (straight-ahead light) from the scale 14 is not illustrated, but is blocked as necessary (hereinafter the same as in FIGS. 2 to 4).

本実施形態においては、スケール14は、移動ステージ15によって移動自在とされており、移動方向Mに垂直な格子構造を有するプレナー型の回折格子として構成されており、光源12からの入射光が入射方向に対して回折角θをもって対称に回折されるように配置されている。ただし、実際の構成にあっては、スケール14からの戻り光が光源12に直接戻らないように、回折方向と垂直方向の角度を、90°からわずかにずらすことが好ましい。   In this embodiment, the scale 14 is movable by a moving stage 15 and is configured as a planar diffraction grating having a grating structure perpendicular to the moving direction M, and incident light from the light source 12 is incident. They are arranged so as to be diffracted symmetrically with a diffraction angle θ with respect to the direction. However, in an actual configuration, it is preferable to slightly shift the angle in the vertical direction from the diffraction direction so that the return light from the scale 14 does not return directly to the light source 12.

スケール14に反射して回折した2つの回折光aおよびbは、それぞれ回折格子16aおよび回折格子16bに入射する。回折格子16aおよび16bは、いずれもスケール14と同じ格子周期の回折格子として構成されており、スケール14の周期方向と回折格子16a、16bの周期方向とが平行になるように、2つの回折格子16a、16bが配置される。このように構成されるため、2つの回折光aおよびbは、それぞれ、回折格子16aおよび16bを通過後、平行な2つのビームa’およびb’になる。すなわち、本実施形態においては、スケール14と回折格子16aおよび16bによって回折光分岐部Rが構成される。   The two diffracted beams a and b reflected and diffracted by the scale 14 enter the diffraction grating 16a and the diffraction grating 16b, respectively. The diffraction gratings 16a and 16b are both configured as diffraction gratings having the same grating period as the scale 14, and the two diffraction gratings are arranged so that the periodic direction of the scale 14 and the periodic directions of the diffraction gratings 16a and 16b are parallel to each other. 16a and 16b are arranged. Since it is configured in this way, the two diffracted beams a and b become two parallel beams a 'and b' after passing through the diffraction gratings 16a and 16b, respectively. That is, in the present embodiment, the diffracted light branching portion R is configured by the scale 14 and the diffraction gratings 16a and 16b.

次に分岐して平行光となったビームa’およびb’は、それぞれが位相調節装置として用いられる1/4波長板18aおよび18bを経たのち、回折格子20によって回折され、集光する。回折格子20は、スケール14、回折格子16a、16bの周期方向とその周期方向が平行となるように配置されている。ここで、1/4波長板18aおよび18bの光軸は、ビームa’およびb’の偏光方向に対しそれぞれ+45°および−45°の角度をなして配置されており、ビームa’およびb’は、それぞれ1/4波長板18aおよび18bを経たのち、右回り円偏光a”および左回り円偏光b”となったのち、回折格子20によって回折される。回折した2つのビームa”およびb”が集光して重なる位置に回折格子22が配設されており、回折格子22によって合波され干渉を生じる。回折格子22は、スケール14、回折格子16a、16b、および回折格子20の周期方向とその周期方向が平行となるように配置されている。すなわち、本実施形態においては、回折格子20と回折格子22によって回折光合波干渉部Iが構成される。   Next, the beams a 'and b' branched into parallel light beams are diffracted by the diffraction grating 20 and collected after passing through quarter-wave plates 18a and 18b used as phase adjusting devices. The diffraction grating 20 is arranged so that the periodic direction of the scale 14 and the diffraction gratings 16a and 16b are parallel to the periodic direction. Here, the optical axes of the quarter wave plates 18a and 18b are arranged at angles of + 45 ° and −45 ° with respect to the polarization directions of the beams a ′ and b ′, respectively, and the beams a ′ and b ′. Is diffracted by the diffraction grating 20 after passing through quarter-wave plates 18a and 18b, respectively, to become clockwise circularly polarized light a "and counterclockwise circularly polarized light b". A diffraction grating 22 is disposed at a position where the two diffracted beams a ″ and b ″ are collected and overlapped with each other, and are combined by the diffraction grating 22 to cause interference. The diffraction grating 22 is arranged so that the periodic direction of the scale 14, the diffraction gratings 16 a and 16 b, and the diffraction grating 20 is parallel to the periodic direction. In other words, in the present embodiment, the diffraction grating 20 and the diffraction grating 22 constitute a diffracted light combining interference unit I.

次に、合波干渉された合波干渉光cは、干渉縞の明暗が一様な部分を取り出すために配設されたスリット24によって回折方向のビーム幅を制限されたのち、一部は、ハーフミラーもしくはビームスプリッタによって構成される透過・反射板26を通過して偏光板28に入射し、この偏光板28によって回折光a、bの偏光と同じ方向かもしくはこれと45°ずれた偏光成分が取り出され、A/B相信号として光検出器30によって検出される。また、他の一部は、透過・反射板26で反射されたのち偏光板28に入射し、この偏光板28によって検出器30で検出したA/B相信号の偏光とは45°偏光がずれた偏光成分が取り出され、A/B相信号として光検出器32によって検出される。すなわち、本実施形態においては、透過・反射板26、偏光板28、光検出器30、32によって光検出部Dが構成される。   Next, after the combined interference light c subjected to the combined interference is limited in beam width in the diffraction direction by the slit 24 arranged to extract a portion where the brightness and darkness of the interference fringes are uniform, a part of A polarized light component that passes through a transmission / reflecting plate 26 constituted by a half mirror or a beam splitter and enters a polarizing plate 28, and is polarized in the same direction as the polarized light of the diffracted light a and b by the polarizing plate 28 or shifted by 45 °. Is extracted and detected by the photodetector 30 as an A / B phase signal. The other part of the light is reflected by the transmission / reflection plate 26 and then enters the polarizing plate 28. The polarization of the A / B phase signal detected by the detector 30 by the polarizing plate 28 is deviated by 45 °. The polarized component is extracted and detected by the photodetector 32 as an A / B phase signal. That is, in the present embodiment, the light detection unit D is configured by the transmission / reflection plate 26, the polarizing plate 28, and the photodetectors 30 and 32.

なお、光検出部Dにおいて検出される2つのA/B相信号は、スケール14の移動方向Mに対し90°位相がずれた正弦波信号として検出される。移動ステージ15の所定の移動方向に対して、位相が90°遅れる側の検出信号をB相信号、基準となる検出信号をA相信号と決めれば良く、A相信号、B相信号は固定的なものではなく、A/B相信号の相互の位相差が90°になっていることが重要である。A相信号およびB相信号は、この2つの信号を用いることによって、移動方向等を含めたスケール14の変位が高精度に測定される。以上、本実施形態の光エンコーダ10の物理的構成をその機能とともに説明してきたが、さらに、本実施形態の光エンコーダ10の特徴について以下説明する。   Note that the two A / B phase signals detected by the light detection unit D are detected as sine wave signals that are 90 ° out of phase with respect to the moving direction M of the scale 14. The detection signal whose phase is delayed by 90 ° with respect to the predetermined moving direction of the moving stage 15 may be determined as the B phase signal, and the reference detection signal may be determined as the A phase signal. The A phase signal and the B phase signal are fixed. It is important that the phase difference between the A / B phase signals is 90 °. By using these two signals for the A-phase signal and the B-phase signal, the displacement of the scale 14 including the moving direction and the like is measured with high accuracy. As described above, the physical configuration of the optical encoder 10 of the present embodiment has been described together with the function thereof. Further, the characteristics of the optical encoder 10 of the present embodiment will be described below.

図1に示すように、本実施形態の光エンコーダ10においては、光を分岐、集光、および干渉させる手段がすべてプレナー型回折格子によって構成されている。このように構成することによって、従来のレンズやミラーなどを用いた光学系に比べてそのアライメントが格段に容易になる。すなわち、所望の光路を設計するにあたって、上述したスケール14、回折格子16、回折格子20および回折格子22について格子周期を設計するだけで一義的に所望の光路が実現できる。本実施形態の光エンコーダ10においては、スケール14の格子周期と回折格子16の格子周期が等しくなるように設計されているため、スケール14に反射して回折した2つの回折光aおよびbは、それぞれ回折格子16aおよび回折格子16bによって自動的に平行光a’b’になる。本実施形態においては、このように分岐した2つの回折光を回折して平行光にする構成を採用することによって、光エンコーダ10の光学系を光源12の光軸に対して対称に構築することが可能となることに加え、回折光分岐部Rと回折光合波干渉部Iとの離間距離Sを自由に設計することが可能となるため、装置設計における自由度が増大する。   As shown in FIG. 1, in the optical encoder 10 of the present embodiment, all means for branching, condensing, and interfering light are configured by a planar diffraction grating. With such a configuration, the alignment becomes much easier as compared with an optical system using a conventional lens or mirror. In other words, when designing a desired optical path, a desired optical path can be uniquely realized simply by designing the grating period for the scale 14, diffraction grating 16, diffraction grating 20, and diffraction grating 22 described above. In the optical encoder 10 of this embodiment, since the grating period of the scale 14 and the grating period of the diffraction grating 16 are designed to be equal, the two diffracted lights a and b reflected and diffracted by the scale 14 are Each of the diffraction gratings 16a and 16b automatically becomes parallel light a′b ′. In this embodiment, the optical system of the optical encoder 10 is constructed symmetrically with respect to the optical axis of the light source 12 by adopting a configuration in which the two diffracted lights branched in this way are diffracted into parallel light. In addition, the separation distance S between the diffracted light branching portion R and the diffracted light combining / interfering portion I can be freely designed, so that the degree of freedom in device design increases.

さらに、本実施形態の光エンコーダ10は、以下に説明する特徴を有する。従来、分岐させた2つの回折光を合波させる構成においては、回折光を分岐する側の回折格子の格子周期と回折光を合波させる側の回折格子の格子周期が等しくなるように設計することが常識とされていた。これは、通常、できるだけ周期を短くした方がコンパクトに機器を構成できると同時に、同じ周期の回折格子で平行ビームa’、b’を回折させた方が、空間的な位相の平均的な乱れを少なくでき、波面収差の少ないビームa”、b”を用いて合波させることにより高精度な合波干渉信号を得ることを企図するからである。しかしながら、本発明者は、光エンコーダ10のアライメントについて検討した結果、図1に示す光エンコーダ10において、回折光分岐部Rを構成するスケール14、回折格子16の格子周期と、回折光合波干渉部Iを構成する回折格子20、22の格子周期をあえて異ならしめるという着想を得、実際に、両者の格子周期を異ならしめて回折格子22のアライメント精度を緩和させても、検出信号が劣化することなく高精度な変位を測定できることを実証した。   Furthermore, the optical encoder 10 of the present embodiment has the characteristics described below. Conventionally, in a configuration in which two branched diffracted lights are combined, the grating period of the diffraction grating on the side where the diffracted light is branched is designed to be equal to the grating period of the diffraction grating on the side where the diffracted light is combined. That was common sense. In general, it is possible to configure the apparatus more compactly by shortening the period as much as possible, and at the same time, when the parallel beams a ′ and b ′ are diffracted by the diffraction grating having the same period, the average disturbance of the spatial phase This is because it is intended to obtain a highly accurate combined interference signal by combining the beams a ″ and b ″ with less wavefront aberration. However, as a result of examining the alignment of the optical encoder 10, the present inventor has found that the optical encoder 10 shown in FIG. 1 has a grating period of the scale 14 and the diffraction grating 16 constituting the diffracted light branching section R, and a diffracted light multiplexing interference section. The idea that the grating periods of the diffraction gratings 20 and 22 constituting I are intentionally made different is obtained, and even if the grating periods of both are actually made different and the alignment accuracy of the diffraction grating 22 is relaxed, the detection signal does not deteriorate. It was proved that high-precision displacement can be measured.

すなわち、本実施形態の光エンコーダ10において、回折光合波干渉部Iの格子周期は、回折光分岐部Rの周期格子よりも大きくなるように設計されている。このように構成することによって、測定精度の向上を企図して回折光分岐部Rの格子周期を短くすることに伴い、非常に大きくならざるを得ないスケール14の回折角度θに対し回折格子20、22の格子周期を回折光分岐部Rの格子周期よりも大きくなるように設計することで、回折格子20で回折されて回折格子22に集光・合波されるビームa”、b”の集光角度θ”を小さくすることが可能となる。その結果、集光角度θ”が小さいほど、集光ビームa”、b”の光軸方向に重なる領域が広がるので、回折格子22を設置する光軸方向の位置の許容範囲が大きくなり、光エンコーダ10のアライメントが格段に容易になる。すなわち、本発明によれば、測定精度を犠牲にすることなく再現性のある位置あわせが可能な、極めて実用的な測長器が構築される。   That is, in the optical encoder 10 of the present embodiment, the grating period of the diffracted light multiplexing interference unit I is designed to be larger than the periodic grating of the diffracted light branching part R. With such a configuration, the diffraction grating 20 with respect to the diffraction angle θ of the scale 14 which must be very large as the grating period of the diffracted light branching section R is shortened in order to improve the measurement accuracy. , 22 is designed to be larger than the grating period of the diffracted light branching section R, so that the beams a ″ and b ″ that are diffracted by the diffraction grating 20 and condensed / combined into the diffraction grating 22 can be obtained. It is possible to reduce the condensing angle θ ″. As a result, the smaller the condensing angle θ ″, the wider the overlapping area in the optical axis direction of the condensed beams a ″ and b ″. The allowable range of the position in the optical axis direction increases, and the alignment of the optical encoder 10 becomes much easier. That is, according to the present invention, an extremely practical length measuring device is constructed that can perform reproducible alignment without sacrificing measurement accuracy.

以上、本発明を図1に示す実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であることはいうまでもない。以下、図2および図3にそれを例示して説明する。   The present invention has been described above with reference to the embodiment shown in FIG. 1, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various design changes are possible. Absent. This will be described below with reference to FIG. 2 and FIG.

図2は、本発明の第2の実施形態である光エンコーダ40を示す。図2においては、図1に示した光エンコーダ10と共通する構成要素について同じ符号を用い、また、光エンコーダ10について既述した部分ついてはその説明を省略するものとする(以下、図3および図4においても同様)。   FIG. 2 shows an optical encoder 40 according to the second embodiment of the present invention. 2, the same reference numerals are used for components common to the optical encoder 10 shown in FIG. 1, and the description of the parts already described for the optical encoder 10 is omitted (hereinafter, FIG. 3 and FIG. 3). The same applies to 4).

第2の実施形態である光エンコーダ40においては、ビームa’が位相変調装置として用いられる1/2波長板42を経ることによって直線偏光の回折光の偏光が90°回転させられたのち回折格子20に入射する一方、ビームb’はそのまま回折格子20に入射する。その結果、ビームa’およびビームb’の2つの回折光の偏光方向が直交するように構成されている。さらに、第2の実施形態である光エンコーダ40においては、回折格子22による合波干渉光が、その偏光方向と45°の角度をなしている1/4波長板44を経たのち、一部は、透過・反射板26を通過して偏光板28に入射し、この偏光板28によって回折光a、bの偏光と同じ方向かもしくはこれと45°ずれた偏光成分が取り出され、A/B相信号として光検出器30によって検出される。また、他の一部は、透過・反射板26で反射されたのち偏光板28に入射し、この偏光板28によって光の回折光と45°偏光がずれた偏光成分が取り出され、A/B相信号として光検出器32によって検出される。この場合も、光検出器30,32において検出される2つのA/B相信号は、スケール14の移動方向Mに対し相互に90°位相がずれた2つの正弦波信号として検出される。このようにして、光エンコーダ40は、図1に示した光エンコーダ10と同様に高精度なリニア変位計として機能する。なお、本発明における回折光分岐部は、図1および図2に示した構成に限定されるものではないことに留意されたい。この点につき、さらに、本発明の第3の実施形態として図3を参照して説明する。   In the optical encoder 40 according to the second embodiment, the beam a ′ passes through the half-wave plate 42 used as a phase modulation device, and the polarization of linearly diffracted light is rotated by 90 °, and then the diffraction grating. On the other hand, the beam b ′ is incident on the diffraction grating 20 as it is. As a result, the polarization directions of the two diffracted lights of the beam a ′ and the beam b ′ are configured to be orthogonal to each other. Furthermore, in the optical encoder 40 according to the second embodiment, after the interference light combined by the diffraction grating 22 passes through the quarter-wave plate 44 that forms an angle of 45 ° with the polarization direction, a part of the interference light. Then, the light passes through the transmission / reflection plate 26 and is incident on the polarizing plate 28, and the polarizing component 28 takes out the polarized light component in the same direction as the polarized light of the diffracted light a and b or deviates from this by 45 ° to obtain the A / B phase. It is detected by the photodetector 30 as a signal. Another part of the light is reflected by the transmission / reflection plate 26 and then enters the polarizing plate 28, and the polarizing component 28 takes out a polarized light component whose 45 ° polarization is shifted from the diffracted light of the light. It is detected by the photodetector 32 as a phase signal. Also in this case, the two A / B phase signals detected by the photodetectors 30 and 32 are detected as two sine wave signals that are 90 ° out of phase with respect to the moving direction M of the scale 14. In this way, the optical encoder 40 functions as a highly accurate linear displacement meter, like the optical encoder 10 shown in FIG. It should be noted that the diffracted light branching portion in the present invention is not limited to the configuration shown in FIGS. This point will be further described with reference to FIG. 3 as a third embodiment of the present invention.

図3は、本発明の第3の実施形態である光エンコーダ50を示す。本発明は、図1および図2に示したように、光源12からの光をスケールに直接的に垂直入射させるものに限定されるものではなく、図3に示されるように、光源12からの光を透過型の回折格子52に対して垂直入射させ、分岐した2つの回折光をスケール54上の離間した2点に入射させ、そこからの回折光を回折光合波干渉部Iにおいて合波干渉させる構成をも含む概念である。なお、図3においては、その説明の便宜のため、1/2波長板および1/4波長板を省略しているが、第1および第2の実施形態について上述したように、ビームa’、ビームb’、およびビームcの光路上の所定の位置に1/2波長板もしくは1/4波長板が適宜配設されることを理解されたい。   FIG. 3 shows an optical encoder 50 according to the third embodiment of the present invention. The present invention is not limited to the case where the light from the light source 12 is directly perpendicularly incident on the scale as shown in FIGS. 1 and 2, but the light from the light source 12 as shown in FIG. The light is vertically incident on the transmission type diffraction grating 52, the two branched diffracted lights are made incident on two spaced points on the scale 54, and the diffracted light from the diffracted light is combined in the diffracted light combining interference unit I. It is a concept including the structure to be made. In FIG. 3, for the convenience of explanation, the half-wave plate and the quarter-wave plate are omitted. However, as described above with respect to the first and second embodiments, the beam a ′, It should be understood that a half-wave plate or a quarter-wave plate is appropriately disposed at predetermined positions on the optical paths of the beam b ′ and the beam c.

さらに、本発明の第4の実施形態を、図4を参照して説明する。図4は、本発明の第4の実施形態である光エンコーダ60を示す。図4に示されるように、光エンコーダ60においては、上述した第1〜第3の実施形態において用いられていた1/2波長板、1/4波長板、偏光板など、A/B相信号を生成するための追加の構成を必要としない。本実施形態においては、回折格子62が、A/B相信号生成の機能を併せもつ。以下、本実施形態における回折格子62について図5を参照して以下説明する。   Furthermore, the 4th Embodiment of this invention is described with reference to FIG. FIG. 4 shows an optical encoder 60 according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, in the optical encoder 60, an A / B phase signal such as a half-wave plate, a quarter-wave plate, a polarizing plate, etc. used in the first to third embodiments described above. Does not require additional configuration to generate In the present embodiment, the diffraction grating 62 also has a function of generating an A / B phase signal. Hereinafter, the diffraction grating 62 in the present embodiment will be described with reference to FIG.

図5は、本実施形態における回折格子62とその後方に配置される透過・反射板26とを示す概略図である。回折格子62は、A/B相信号生成用の回折格子AとA/B相信号生成用の回折格子Bという2つの回折格子から構成されており、回折格子Aと回折格子Bとは、両者の共通する周期構造方向Xに対して垂直方向に距離dをもって離間して配置されている。回折格子Aと回折格子Bは、同じ格子周期Pを有しており、且つ、回折格子Aと回折格子Bとは、その回折格子位置が、格子周期Pの1/8だけずれて配置されている。回折格子Aと回折格子Bがこのように配置されている結果、回折格子Aで合波干渉された光強度と回折格子Bで合波干渉された光強度は、互いに90°だけ位相がずれた正弦波状のA/B相信号となる。   FIG. 5 is a schematic view showing the diffraction grating 62 and the transmission / reflection plate 26 arranged behind the diffraction grating 62 in the present embodiment. The diffraction grating 62 is composed of two diffraction gratings, that is, a diffraction grating A for generating an A / B phase signal and a diffraction grating B for generating an A / B phase signal. The diffraction grating A and the diffraction grating B are both Are arranged with a distance d in a direction perpendicular to the common periodic structure direction X. The diffraction grating A and the diffraction grating B have the same grating period P, and the diffraction grating A and the diffraction grating B are arranged with their diffraction grating positions shifted by 1/8 of the grating period P. Yes. As a result of the diffraction grating A and the diffraction grating B being arranged in this way, the light intensity combined and interfered by the diffraction grating A and the light intensity combined and interfered by the diffraction grating B are out of phase with each other by 90 °. It becomes a sinusoidal A / B phase signal.

回折格子Aを経た合波干渉光は、図示しないスリットを経て、透過・反射板26の透過部tを通過したのち、図示しない光検出器によってA/B相信号として検出される一方、回折格子Bを経た合波干渉光は、透過・反射板26の反射部rで反射されたのち、図示しない光検出器によってA/B相信号として検出される。本実施形態においては、回折格子Aからの合波干渉光と回折格子Bからの合波干渉光が互いに混入しないようにするため、回折格子Aと回折格子Bとの離間距離dを100〜150μmとすることが好ましい。   The combined interference light that has passed through the diffraction grating A passes through a transmission portion t of the transmission / reflection plate 26 through a slit (not shown), and is then detected as an A / B phase signal by a photodetector (not shown). The combined interference light passing through B is reflected by the reflection part r of the transmission / reflection plate 26 and then detected as an A / B phase signal by a photodetector (not shown). In this embodiment, in order to prevent the combined interference light from the diffraction grating A and the combined interference light from the diffraction grating B from mixing with each other, the separation distance d between the diffraction grating A and the diffraction grating B is set to 100 to 150 μm. It is preferable that

図4には、回折格子62の後方にスリット24を配置する構成を示したが、本実施形態においては、図5に示した回折格子62の横幅Wを、スリット24の開口部の幅と同じ大きさにすることによって、干渉光強度が一様に変化する領域を選択することができ、その結果、スリット24を省略することができる。なお、この構成は、上述した第4の実施形態に限らず、図1〜図3に示した実施形態における回折格子22についても同様に適用することができることはいうまでもない。すなわち、回折格子22の格子構造が作製されている領域の横幅を、スリット24の開口部の幅と同じ大きさにすることによってスリット24を省略することができる。   FIG. 4 shows a configuration in which the slit 24 is disposed behind the diffraction grating 62. In this embodiment, the lateral width W of the diffraction grating 62 shown in FIG. 5 is the same as the width of the opening of the slit 24. By setting the size, it is possible to select a region where the interference light intensity changes uniformly, and as a result, the slit 24 can be omitted. Needless to say, this configuration is not limited to the above-described fourth embodiment, but can also be applied to the diffraction grating 22 in the embodiment shown in FIGS. 1 to 3. That is, the slit 24 can be omitted by making the width of the region where the grating structure of the diffraction grating 22 is formed the same as the width of the opening of the slit 24.

さらに、本実施形態においては、回折格子Aおよび回折格子Bのそれぞれの配置位置方向に対応するように2分割された受光器を用いて、A相、B相に対応する信号を直接検出するようにすれば、透過・反射板26を省略することができ、光エンコーダ60をさらにコンパクトな構成にすることが可能となる。   Further, in the present embodiment, signals corresponding to the A phase and the B phase are directly detected by using the light receiver divided into two so as to correspond to the arrangement positions and directions of the diffraction grating A and the diffraction grating B, respectively. If so, the transmission / reflection plate 26 can be omitted, and the optical encoder 60 can be made more compact.

なお、本発明におけるプレナー型回折格子は、フォトリソグラフィーや電子線リソグラフィーで作製したマスクパターンを用いて、軟質ガラス、パイレックス(登録商標)、石英ガラス、ゼロ膨張ガラスなどの基板を直接エッチングしたり、または、石英ガラス、シリコンなどで作製した金型を用いてレプリカ(複製)を作製して、その周期構造を形成することが可能であり、また、これを反射型回折格子として作製する場合には、これらの回折格子の表面に誘電体多層膜や反射金属膜などの光反射膜をコーティングするか、もしくは、基板に、誘電体多層膜や反射金属膜などの光反射膜をコーティングした上に、上述した材料で周期構造を形成することによって作製することができる。また、本発明においては、第1〜第4の実施形態における回折格子16および回折格子20をブレーズ回折格子とすることができる。回折格子16および回折格子20にブレーズ回折格子を採用することによって回折効率が向上し、光の利用効率が高くなるので、低出力の小型で安価な半導体レーザを用いることができ、コンパクトな装置を構成することができる。   In addition, the planar diffraction grating in the present invention directly etches a substrate such as soft glass, Pyrex (registered trademark), quartz glass, and zero-expansion glass using a mask pattern produced by photolithography or electron beam lithography, Alternatively, it is possible to create a replica (replica) using a mold made of quartz glass, silicon, etc. to form the periodic structure, and when producing this as a reflective diffraction grating The surface of these diffraction gratings is coated with a light reflective film such as a dielectric multilayer film or a reflective metal film, or the substrate is coated with a light reflective film such as a dielectric multilayer film or a reflective metal film, It can be manufactured by forming a periodic structure with the materials described above. In the present invention, the diffraction grating 16 and the diffraction grating 20 in the first to fourth embodiments can be blazed diffraction gratings. Employing a blazed diffraction grating in the diffraction grating 16 and the diffraction grating 20 improves the diffraction efficiency and increases the light utilization efficiency. Therefore, a low-power, small-sized and inexpensive semiconductor laser can be used, and a compact device can be used. Can be configured.

以下、本発明の光エンコーダについて、実施例を用いてより具体的に説明を行なうが、本発明は、後述する実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the optical encoder of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples described later.

(実施例1)
図1に示した第1の実施形態である光エンコーダ10を下記の条件で実際に構築して性能評価を行った。本実施例においては、スケール14および回折格子16に1200本/mm(周期:0.833μm)の回折格子を用い、回折格子20および回折格子22に110本/mm(周期:0.909μm)の回折格子を用いた。なお、スリット24の開口幅を100μmとした。なお、本実施例においては、光源12には、635nmの半導体レーザを用い、移動ステージ15にピエゾステージを用いて、スケール14を約10nmステップで移動させた。光検出器には、Siフォトダイオードを用いた(以下、実施例2についても同様)。
Example 1
The optical encoder 10 according to the first embodiment shown in FIG. 1 was actually constructed under the following conditions and performance evaluation was performed. In this embodiment, a diffraction grating of 1200 lines / mm (period: 0.833 μm) is used for the scale 14 and the diffraction grating 16, and a diffraction grating of 110 lines / mm (period: 0.909 μm) is used for the diffraction grating 20 and the diffraction grating 22. Was used. The opening width of the slit 24 was 100 μm. In the present embodiment, a 635 nm semiconductor laser was used as the light source 12 and a piezo stage was used as the moving stage 15 to move the scale 14 in about 10 nm steps. A Si photodiode was used for the photodetector (hereinafter, the same applies to Example 2).

図6にA相とB相の出力信号を示し、これをリサージュ図形にしたものを図7に示す。図6に示される正弦波信号の1周期は、スケール周期の半分の0.4166μmに相当し、約40分割で0.01μmの分解能であり、これ以下のnmオーダの分解能が得られることが示された。   FIG. 6 shows A-phase and B-phase output signals, and FIG. 7 shows a Lissajous figure. One period of the sine wave signal shown in FIG. 6 corresponds to 0.4166 μm, which is half of the scale period, and has a resolution of 0.01 μm in about 40 divisions, and it was shown that a resolution of the order of nm or less can be obtained. .

(実施例2)
図4に示した第4の実施形態である光エンコーダ60を下記の条件で実際に構築して性能評価を行った。本実施例においては、スケール14および回折格子16に1200本/mm(周期:0.833μm)の回折格子を用い、回折格子20に110本/mm(周期:0.909μm)の回折格子を用いた。また、回折格子62の回折格子Aおよび回折格子Bにいずれも110本/mm(周期:0.909μm)の回折格子を用い、且つ、回折格子Aと回折格子Bの間隙dを150μmとした。なお、スリット14の開口幅を100μmとした。
(Example 2)
The optical encoder 60 according to the fourth embodiment shown in FIG. 4 was actually constructed under the following conditions and performance evaluation was performed. In this example, a diffraction grating of 1200 lines / mm (period: 0.833 μm) was used for the scale 14 and the diffraction grating 16, and a diffraction grating of 110 lines / mm (period: 0.909 μm) was used for the diffraction grating 20. In addition, a diffraction grating of 110 lines / mm (period: 0.909 μm) is used for each of the diffraction grating A and the diffraction grating B of the diffraction grating 62, and the gap d between the diffraction grating A and the diffraction grating B is 150 μm. The opening width of the slit 14 was 100 μm.

図8にA相とB相の出力信号を示し、これをリサージュ図形にしたものを図9に示す。図8に示される正弦波信号の1周期は、スケール周期の半分の0.4166μmに相当し、約40分割で0.01μmの分解能であり、これ以下のnmオーダの分解能が得られることが示された。   FIG. 8 shows A-phase and B-phase output signals, and FIG. 9 shows a Lissajous figure. One period of the sine wave signal shown in FIG. 8 corresponds to 0.4166 μm, which is half of the scale period, and the resolution is 0.01 μm in about 40 divisions. .

併せて、図4に示した構成からスリット14を除去し、回折格子62(回折格子Aおよび回折格子B)の格子幅Wを100μmにして、上述したのと同様に測定を行った。その結果、スリット14を除去したにもかかわらず同等の高分解能が得られることが示された。これらの回折格子に対する実際の集光角度:θ”は、使用波長をλ、回折格子の周期をPとすると、θ”=sin-1(λ/P)で表される。すなわち、使用波長を0.635μmとすると、周期が0.833μm(1200本/mm)、1.6μm(625本/mm)、3.33μm(300本/mm)、9.09μm(110本/mm)の回折格子に対する集光角度:θ”は、それぞれ、49.7°、23.4°、11.0°、4°となる。よって、回折格子の周期が大きくなるにつれて、ほぼ比例的に位置合わせ精度が緩和できることがわかる In addition, the slit 14 was removed from the configuration shown in FIG. 4, and the grating width W of the diffraction grating 62 (diffraction grating A and diffraction grating B) was set to 100 μm, and measurement was performed in the same manner as described above. As a result, it was shown that the same high resolution could be obtained even though the slit 14 was removed. The actual condensing angle: θ ″ for these diffraction gratings is represented by θ ″ = sin −1 (λ / P), where λ is the wavelength used and P is the period of the diffraction grating. In other words, assuming that the wavelength used is 0.635 μm, the diffraction grating has a period of 0.833 μm (1200 lines / mm), 1.6 μm (625 lines / mm), 3.33 μm (300 lines / mm), and 9.09 μm (110 lines / mm) The focusing angle with respect to the angle: θ ″ is 49.7 °, 23.4 °, 11.0 °, and 4 °, respectively. Therefore, it can be seen that the alignment accuracy can be relaxed almost proportionally as the diffraction grating period increases.

また、回折格子20および回折格子62に300本/mm(周期:3.33μm)を用いた場合については、110本/mmに比較すると合波位置に合わせる精度が厳しくなるものの、625本/mm(周期:1.6μm)の回折格子では再現性の良い位置合わせが難しかったのに対して、この300本/mmの回折格子では、再現性のある位置あわせが充分に可能であることが示された。   In addition, when 300 lines / mm (period: 3.33 μm) are used for the diffraction grating 20 and the diffraction grating 62, the accuracy to match the combined position becomes stricter than that of 110 lines / mm, but 625 lines / mm ( It was difficult to align with good reproducibility with a diffraction grating with a period of 1.6 μm), but it was shown that reproducible alignment was sufficiently possible with this 300 grating / mm diffraction grating. .

以上、説明したように、本発明によれば、高分解能を備えると同時に、光学要素のアライメントが容易な光エンコーダが提供される。また、本発明によれば、波長板や偏光板などの追加の構成を必要としないコンパクトな光エンコーダが提供される。本発明の光エンコーダは、光学装置のコンパクト化および製造コストの低減化に資することが期待される。   As described above, according to the present invention, an optical encoder having high resolution and easy alignment of optical elements is provided. The present invention also provides a compact optical encoder that does not require an additional configuration such as a wave plate or a polarizing plate. The optical encoder of the present invention is expected to contribute to the compactness of the optical device and the reduction of the manufacturing cost.

本発明の第1の実施形態である光エンコーダの概略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic of the optical encoder which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態である光エンコーダの概略図。Schematic of the optical encoder which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態である光エンコーダの概略図。Schematic of the optical encoder which is the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態である光エンコーダの概略図。Schematic of the optical encoder which is the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態である光エンコーダにおける回折格子とその後方に配置される透過・反射板とを示す概略図。Schematic which shows the diffraction grating in the optical encoder which is the 4th Embodiment of this invention, and the permeation | transmission / reflection board arrange | positioned behind it. 実施例1の光エンコーダのA相とB相の出力信号を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating output signals of an A phase and a B phase of the optical encoder according to the first embodiment. 実施例1の光エンコーダの出力信号の一周期分をリサージュ図形にした図。The figure which made the Lissajous figure for one period of the output signal of the optical encoder of Example 1. FIG. 実施例4の光エンコーダのA相とB相の出力信号を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating output signals of A phase and B phase of the optical encoder according to the fourth embodiment. 実施例4の光エンコーダの出力信号の一周期分をリサージュ図形にした図。The figure which made the Lissajous figure for one period of the output signal of the optical encoder of Example 4. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…光エンコーダ、12…光源、14…スケール、15…移動ステージ、16…回折格子、18…1/4波長板、20…回折格子、22…回折格子、24…スリット、26…透過・反射板、28…偏光板、30…光検出器、32…光検出器、40…光エンコーダ、42…1/2波長板、44…1/4波長板、50…光エンコーダ、52…回折格子、54…スケール、60…光エンコーダ、62…回折格子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical encoder, 12 ... Light source, 14 ... Scale, 15 ... Moving stage, 16 ... Diffraction grating, 18 ... 1/4 wavelength plate, 20 ... Diffraction grating, 22 ... Diffraction grating, 24 ... Slit, 26 ... Transmission / reflection Plates 28: Polarizing plate 30 ... Photo detector 32 ... Photo detector 40 ... Optical encoder 42 ... 1/2 wavelength plate 44 ... 1/4 wavelength plate 50 ... Optical encoder 52 ... Diffraction grating 54 ... Scale, 60 ... Optical encoder, 62 ... Diffraction grating

Claims (5)

回折光分岐部と回折光合波干渉部とを含む光エンコーダであって、
前記回折光分岐部および前記回折光合波干渉部はプレナー型回折格子で構成され、
前記回折光分岐部の回折格子周期よりも、前記回折光合波干渉部の回折格子周期の方が大きい光エンコーダ。
An optical encoder including a diffracted light branching unit and a diffracted light combining unit,
The diffracted light branching unit and the diffracted light combining unit are configured with a planar diffraction grating,
An optical encoder in which a diffraction grating period of the diffracted light multiplexing interference part is larger than a diffraction grating period of the diffracted light branching part.
前記回折光合波干渉部の回折光を合波する回折格子の周期方向の幅が、干渉縞の明暗を一様に検出する長さ以下である、
請求項1に記載の光エンコーダ。
The width in the periodic direction of the diffraction grating that multiplexes the diffracted light of the diffracted light combining interference section is equal to or less than the length for uniformly detecting the brightness of the interference fringes
The optical encoder according to claim 1.
前記回折光分岐部で回折された2つの回折光の各光路に対して1/4波長板が配設される、
請求項1および2のいずれか1項に記載の光エンコーダ。
A quarter wavelength plate is disposed for each optical path of the two diffracted lights diffracted by the diffracted light branching section,
The optical encoder according to claim 1.
前記回折光分岐部で回折された2つの回折光のうち、一方の回折光の光路に1/2波長板が配設され、さらに、前記回折光合波干渉部の後方に1/4波長板が配設される、
請求項1および2のいずれか1項に記載の光エンコーダ。
Of the two diffracted lights diffracted by the diffracted light branching section, a half-wave plate is disposed in the optical path of one of the diffracted lights, and a quarter-wave plate is disposed behind the diffracted light combining interference section. Arranged,
The optical encoder according to claim 1.
前記回折光合波干渉部の回折光を合波する回折格子が、A相の信号を生成するための第1の回折格子とB相の信号を生成するための第2の回折格子からなり、
前記第1の回折格子の格子周期と前記第2の回折格子の格子周期は等しく、
前記第1の回折格子および前記第2の回折格子の回折格子位置は、互いに周期方向に対し前記格子周期の1/8だけシフトしている、
請求項1および2のいずれか1項に記載の光エンコーダ。
The diffraction grating for combining the diffracted light of the diffracted light combining interference unit comprises a first diffraction grating for generating an A phase signal and a second diffraction grating for generating a B phase signal,
The grating period of the first diffraction grating and the grating period of the second diffraction grating are equal,
The diffraction grating positions of the first diffraction grating and the second diffraction grating are shifted from each other by 1/8 of the grating period with respect to the periodic direction.
The optical encoder according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014535061A (en) * 2011-11-09 2014-12-25 ザイゴ コーポレーションZygo Corporation Small encoder head for interferometric encoder systems
JP2015194365A (en) * 2014-03-31 2015-11-05 並木精密宝石株式会社 Reflection-type encoder
JP2017151093A (en) * 2016-01-21 2017-08-31 ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツングDr. Johannes Heidenhain Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Optical position measurement device

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