JP2011021963A - Encoder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はエンコーダに関し、特に、所定の機器にエンコーダを設ける場合において、機器の小型化を図ることができるようにしたエンコーダに関する。 The present invention relates to an encoder, and more particularly to an encoder capable of reducing the size of a device when the encoder is provided in a predetermined device.
従来、測定機のステージを電動駆動させる場合に、ステージの移動量を測定するためにリニアエンコーダが利用されている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, when the stage of a measuring instrument is electrically driven, a linear encoder has been used to measure the amount of movement of the stage (see, for example, Patent Document 1).
ところで、一般的に、ステージが設けられた測定機においては、ステージのオーバートラベルを防止するため、ステージの移動量を測定するリニアエンコーダとは別に、ステージの駆動ストローク端に、ストロークエンドセンサや、減速領域検知センサが設けられている。 By the way, in general, in a measuring machine provided with a stage, in order to prevent the overtravel of the stage, a stroke end sensor, A deceleration area detection sensor is provided.
ここで、ストロークエンドセンサは、ステージが移動量の限界を超えて移動することを防止するために、ステージが移動可能な範囲の終端位置に到達したことを検知するセンサである。また、減速領域検知センサは、終端位置近傍にある、ステージを減速させるべき減速位置に、ステージが到達したことを検知するセンサである。つまり、ステージは、減速位置に到達すると減速し、終端位置で停止するように制御される。 Here, the stroke end sensor is a sensor that detects that the stage has reached the end position of the movable range in order to prevent the stage from moving beyond the limit of the moving amount. The deceleration area detection sensor is a sensor that detects that the stage has reached a deceleration position near the end position where the stage should be decelerated. That is, the stage is controlled to decelerate when it reaches the deceleration position and stop at the end position.
しかしながら、上述した技術では、リニアエンコーダが設けられる機器の小型化を図ることは困難であった。例えば、ストロークエンドセンサや減速領域検知センサを機器に設ける場合、それらのセンサの配線のためのスペースを機器に設けなければならず、小型化が困難であった。また、配線のスペースを確保するために、センサ等の配置位置が制限されてしまう場合もあった。 However, with the above-described technique, it has been difficult to reduce the size of a device provided with a linear encoder. For example, when a stroke end sensor or a deceleration area detection sensor is provided in a device, a space for wiring the sensors must be provided in the device, and it is difficult to reduce the size. In addition, in order to secure a wiring space, the arrangement position of the sensor or the like may be limited.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、所定の機器にエンコーダを設ける場合において、機器の小型化を図ることができるようにするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and is intended to reduce the size of a device when an encoder is provided in a predetermined device.
本発明のエンコーダは、主尺とヘッド部との相対的な位置関係の変化量を測定するエンコーダであって、前記変化量を測定するための主尺目盛が設けられた前記主尺と、前記ヘッド部に設けられ、前記主尺目盛に対して測定光を照射する発光部と、前記ヘッド部に設けられ、前記主尺目盛に照射された前記測定光を受光する受光部とを備え、前記主尺には信号配線用のパターンが形成されていることを特徴とする。 The encoder of the present invention is an encoder that measures the amount of change in the relative positional relationship between the main scale and the head unit, the main scale provided with a main scale for measuring the amount of change, A light-emitting unit that is provided on the head unit and irradiates the main scale with measurement light; and a light-receiving unit that is provided on the head unit and receives the measurement light irradiated on the main scale. A signal wiring pattern is formed on the main scale.
本発明によれば、所定の機器にエンコーダを設ける場合において、機器の小型化を図ることができる。 According to the present invention, when an encoder is provided in a predetermined device, the device can be reduced in size.
以下、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態について説明する。 Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
［第１の実施の形態］
図１は、本発明を適用した測定装置の一実施の形態の構成例を示す図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an embodiment of a measuring apparatus to which the present invention is applied.
この測定装置１１は、例えば、ステージ２１に載置された被検物の形状を測定する装置であり、ステージ２１は、制御装置２２の制御に従って、図示しないモータと送り機構により、固定台２３に対して相対的に移動する。すなわち、ステージ２１は、固定台２３に対して図中、奥行き方向と平行な方向に移動する。なお、以下、ステージ２１が移動可能な可動方向のうち、特に、図中手前側から奥に向かう方向を正の方向といい、奥側から手前側に向かう方向を負の方向ということとする。
The
また、測定装置１１には、電力を供給する電源２４とともに、ステージ２１と固定台２３との相対的な位置関係の変化量、具体的には、固定台２３に対するステージ２１の可動方向への移動量を測定するリニアエンコーダ２５が設けられている。
In addition to the
リニアエンコーダ２５は、固定台２３に対して固定された主尺３１、およびステージ２１に固定されたヘッド部３２と、固定台２３に固定されたストロークエンドセンサ３３−１、ストロークエンドセンサ３３−２、減速領域センサ３４−１、および減速領域センサ３４−２とから構成される。
The
ヘッド部３２は、ヘッド部３２の主尺３１に対する相対的な移動量、つまりステージ２１の固定台２３に対する可動方向への移動量を示す信号を制御装置２２に出力し、制御装置２２は、ヘッド部３２からの信号に応じてステージ２１の移動を制御する。
The
また、主尺３１には、ストロークエンドセンサ３３−１および減速領域センサ３４−１が、電気的に接続されており、主尺３１は、これらのセンサからの信号を制御装置２２に出力する。
In addition, a stroke end sensor 33-1 and a deceleration region sensor 34-1 are electrically connected to the
なお、ストロークエンドセンサ３３−１およびストロークエンドセンサ３３−２は、ステージ２１のオーバートラベルを防止するために、ステージ２１が、ステージ２１の移動を停止させるべき終端位置に到達したことを検出するセンサである。
The stroke end sensor 33-1 and the stroke end sensor 33-2 are sensors that detect that the
終端位置は、ステージ２１が移動可能な可動方向への可動範囲の端近傍の位置、つまり、いわゆるストロークエンド近傍の位置とされる。具体的には、例えばステージ２１に固定されたヘッド部３２を基準とした場合、ステージ２１の移動時に、ヘッド部３２がストロークエンドセンサ３３−１に到達したときのステージ２１の位置が、可動方向の正の方向側の終端位置とされる。同様に、ヘッド部３２がストロークエンドセンサ３３−２に到達したときのステージ２１の位置が、可動方向の負の方向側の終端位置とされる。
The end position is a position near the end of the movable range in the movable direction in which the
また、減速領域センサ３４−１および減速領域センサ３４−２は、ステージ２１のオーバートラベルを防止するために、ステージ２１が、終端位置近傍にある、ステージ２１を減速させるべき減速位置に到達したことを検出するセンサである。
Further, the deceleration area sensor 34-1 and the deceleration area sensor 34-2 indicate that the
減速位置は、例えばステージ２１に固定されたヘッド部３２を基準とした場合、ステージ２１の移動時に、ヘッド部３２が減速領域センサ３４−１に到達したときのステージ２１の位置が、可動方向の正の方向側の減速位置とされる。同様に、ヘッド部３２が減速領域センサ３４−２に到達したときのステージ２１の位置が、可動方向の負の方向側の減速位置とされる。
For example, when the
ストロークエンドセンサ３３−１および減速領域センサ３４−１は、主尺３１における、ステージ２１の可動方向の正の方向側の端近傍に位置するように、固定台２３に固定されている。また、ストロークエンドセンサ３３−２および減速領域センサ３４−２は、主尺３１における、ステージ２１の可動方向の負の方向側の端近傍に位置するように、固定台２３に固定されている。
The stroke end sensor 33-1 and the deceleration area sensor 34-1 are fixed to the
制御装置２２は、例えば、ステージ２１が可動方向の正の方向に移動している場合、主尺３１からの信号に基づいて、ヘッド部３２の減速領域センサ３４−１への到達が検出されると、ステージ２１の移動速度を減速させ、ヘッド部３２のストロークエンドセンサ３３−１への到達が検出されると、ステージ２１を停止させる。
For example, when the
同様に、ステージ２１が可動方向の負の方向に移動している場合、制御装置２２は、ヘッド部３２の減速領域センサ３４−２への到達が検出されると、ステージ２１の移動速度を減速させ、ヘッド部３２のストロークエンドセンサ３３−２への到達が検出されると、ステージ２１を停止させる。
Similarly, when the
なお、以下、ストロークエンドセンサ３３−１およびストロークエンドセンサ３３−２を、個々に区別する必要のない場合、単にストロークエンドセンサ３３と称する。また、減速領域センサ３４−１および減速領域センサ３４−２を個々に区別する必要のない場合、単に減速領域センサ３４と称する。
Hereinafter, the stroke end sensor 33-1 and the stroke end sensor 33-2 are simply referred to as the
また、主尺３１には、図２に示すように、主尺３１の長手方向、つまりステージ２１の可動方向に沿って主尺目盛６１が設けられている。なお、図２は、図１のヘッド部３２および主尺３１を図１中、左側から右方向に見た図である。
Further, as shown in FIG. 2, the
例えば、主尺３１の基材は、ガラスなどの光を透過させる部材とされており、主尺３１の表面には、主尺目盛６１を構成する長方形状の透過部分と遮光部分とが、可動方向に交互に並べられて設けられている。透過部分と遮光部分とは同じ形状とされ、透過部分は主尺３１の基材そのものからなり、遮光部分は導電性が高い金属などからなる。したがって、主尺目盛６１に照射された光のうち、遮光部分に入射した光は遮光され、透過部分に入射した光のみが主尺目盛６１を透過することになる。
For example, the base material of the
なお、主尺３１の基材として低熱膨張ガラスを用いれば、リニアエンコーダ２５や測定装置１１において、信号等の伝送損失に起因する発熱が生じても、その発熱の影響により、ステージ２１の移動量の測定精度が低下してしまうことを防止することができる。
If low thermal expansion glass is used as the base material of the
また、ヘッド部３２には、光源６２、コンデンサレンズ６３、副尺６４、受光素子６５、遮光板６６−１、および遮光板６６−２が設けられている。ヘッド部３２では、光源６２およびコンデンサレンズ６３が、主尺３１に対して図中、奥行き側に配置され、副尺６４乃至遮光板６６−２が、主尺３１に対して図中、手前側に配置されている。
The
例えば、光源６２は、LED（Light Emitting Diode）から構成され、受光素子６５は、複数のフォトダイオードが並べられたフォトダイオードアレイなどからなる。
For example, the
光源６２は、ステージ２１（ヘッド部３２）の可動方向の位置、すなわち移動量を測定するための測定光を射出し、光源６２から射出された測定光は、コンデンサレンズ６３により集光されて、主尺３１の主尺目盛６１に照射される。主尺目盛６１を透過した測定光は、副尺６４に設けられた副尺目盛６７に照射され、副尺目盛６７に照射された測定光の一部が副尺目盛６７を透過して、受光素子６５に受光される。
The
ここで、副尺６４の基材は、主尺３１の基材と同じ部材からなり、副尺目盛６７も、主尺目盛６１の透過部分および遮光部分と同形状、かつ同じ材質からなる透過部分および遮光部分により構成される。つまり、副尺目盛６７は、副尺６４の表面上に、可動方向に交互に並べられた透過部分および遮光部分からなる。
Here, the base material of the
したがって、受光素子６５は、光源６２から射出された測定光のうち、主尺目盛６１の透過部分および副尺目盛６７の透過部分を透過したもの（測定光）だけを受光することになる。受光素子６５は、入射した測定光を受光して光電変換し、その結果得られた受光信号を制御装置２２に供給する。したがって、より詳細には、受光素子６５は電線等により制御装置２２に接続されている。また、受光信号は、受光素子６５が受光した測定光の光量を示す電気信号である。
Therefore, the
副尺６４は、ヘッド部３２に設けられており、ヘッド部３２はステージ２１とともに移動するので、ステージ２１が移動すると副尺６４が主尺３１に対して可動方向に移動することになる。すると、主尺目盛６１の透過部分と副尺目盛６７の透過部分との重なる部分の面積が周期的に変化するので、受光素子６５において受光される測定光の受光量も周期的に変化する。
The
例えば、主尺目盛６１と副尺目盛６７の透過部分および遮光部分の可動方向の幅がＷであるとする。この場合、透過部分および遮光部分は交互に並んでいるので、受光素子６５における測定光の受光量が最大の状態から受光量が変化し、再び測定光の受光量が最大となったとき、副尺６４は、主尺３１に対して可動方向に２Ｗだけ移動しているはずである。制御装置２２は、受光素子６５から供給された受光信号により示される受光量の変化に基づいて、ステージ２１の移動量を求める。
For example, assume that the width in the movable direction of the transmission part and the light-shielding part of the
また、副尺６４には、遮光板６６−１および遮光板６６−２が固定されており、遮光板６６−１および遮光板６６−２は、ストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４へのヘッド部３２の到達を検出するために用いられる。
Further, a light shielding plate 66-1 and a light shielding plate 66-2 are fixed to the
すなわち、ストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４は、互いに対向する発光部と受光部を有するフォトインタラプタから構成され、遮光板６６−１および遮光板６６−２は、発光部から受光部に入射する光を遮光するために用いられる。
That is, the
具体的には、ストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４は、発光部から受光部に光を射出して、受光部において受光された光の受光量を示す受光信号を制御装置２２に供給している。
Specifically, the
例えば、ヘッド部３２が可動方向の正の方向に移動し、ヘッド部３２が減速領域センサ３４−１に到達すると、減速領域センサ３４−１の発光部からの光は、遮光板６６−１により遮光されて、受光部には到達しなくなる。すると、減速領域センサ３４−１から制御装置２２に供給される受光信号により示される受光量は、より少なくなる。そのため、制御装置２２は、供給された受光信号から、ヘッド部３２が減速領域センサ３４−１に到達したこと、つまりステージ２１が可動方向の正の方向の減速位置に到達したことを検知し、ステージ２１を減速させることができる。
For example, when the
また、ヘッド部３２がさらに可動方向の正の方向に移動し、ヘッド部３２がストロークエンドセンサ３３−１に到達すると、ストロークエンドセンサ３３−１の発光部からの光は、遮光板６６−１により遮光されて、受光部には到達しなくなる。したがって、この場合においても、制御装置２２は、ストロークエンドセンサ３３−１からの受光信号から、ステージ２１の可動方向の正の方向の終端位置への到達を検知し、ステージ２１を停止させることができる。
Further, when the
同様に、ヘッド部３２が可動方向の負の方向に移動し、ヘッド部３２が減速領域センサ３４−２に到達すると、減速領域センサ３４−２の発光部からの光は、遮光板６６−２により遮光されて、受光部には到達しなくなる。また、ヘッド部３２がさらに可動方向の負の方向に移動し、ヘッド部３２がストロークエンドセンサ３３−２に到達すると、ストロークエンドセンサ３３−２の発光部からの光は、遮光板６６−２により遮光されて、受光部には到達しなくなる。したがって、制御装置２２は、減速領域センサ３４−２およびストロークエンドセンサ３３−２からの受光信号から、ステージ２１の可動方向の負の方向の減速位置および終端位置への到達を検知することができる。
Similarly, when the
なお、以下、遮光板６６−１および遮光板６６−２を個々に区別する必要のない場合、単に遮光板６６とも称する。 Hereinafter, when it is not necessary to distinguish between the light shielding plate 66-1 and the light shielding plate 66-2, they are also simply referred to as the light shielding plate 66.
さらに、図３に示すように、主尺３１における主尺目盛６１の図中、下側には、横方向に長い信号配線用のパターン９１−１乃至パターン９１−４が金属により形成されている。これらのパターン９１−１乃至パターン９１−４は、電力や信号を授受するために用いられる伝送線路であり、主尺３１の長手方向、つまりステージ２１の可動方向に沿って長く設けられている。なお、以下、パターン９１−１乃至パターン９１−４のそれぞれを個々に区別する必要のない場合、単にパターン９１とも称する。
Furthermore, as shown in FIG. 3, in the figure of the
パターン９１−１の両端には、それぞれパッド９２−１およびパッド９２−２が設けられており、パッド９２−１およびパッド９２−２は、電線を介して減速領域センサ３４−１および制御装置２２と電気的に接続されている。パターン９１−２の両端には、パッド９３−１およびパッド９３−２が設けられており、パッド９３−１およびパッド９３−２は、電線を介してストロークエンドセンサ３３−１および制御装置２２と電気的に接続されている。
A pad 92-1 and a pad 92-2 are provided at both ends of the pattern 91-1, respectively. The pad 92-1 and the pad 92-2 are connected to the deceleration region sensor 34-1 and the
また、パターン９１−３の両端には、パッド９４−１およびパッド９４−２が設けられている。パッド９４−１には、電線を介してストロークエンドセンサ３３−１および減速領域センサ３４−１が電気的に接続されており、パッド９４−２には、電線を介して、電源２４のプラス端子、ストロークエンドセンサ３３−２、および減速領域センサ３４−２が電気的に接続されている。
Also, a pad 94-1 and a pad 94-2 are provided at both ends of the pattern 91-3. A stroke end sensor 33-1 and a deceleration region sensor 34-1 are electrically connected to the pad 94-1 via an electric wire, and a positive terminal of the
さらに、パターン９１−４の両端には、パッド９５−１およびパッド９５−２が設けられている。パッド９５−１には、電線を介してストロークエンドセンサ３３−１および減速領域センサ３４−１が電気的に接続されており、パッド９５−２には、電線を介して、電源２４のマイナス端子、ストロークエンドセンサ３３−２、および減速領域センサ３４−２が電気的に接続されている。
Furthermore, a pad 95-1 and a pad 95-2 are provided at both ends of the pattern 91-4. A stroke end sensor 33-1 and a deceleration region sensor 34-1 are electrically connected to the pad 95-1 via an electric wire, and a negative terminal of the
また、ストロークエンドセンサ３３−２および減速領域センサ３４−２は、電線を介して制御装置２２に電気的に接続されている。
The stroke end sensor 33-2 and the deceleration region sensor 34-2 are electrically connected to the
したがって、ストロークエンドセンサ３３−１は、パターン９１−３とパターン９１−４を介して電源２４から供給される電力により駆動し、ストロークエンドセンサ３３−１の受光部で受光した光の受光量を示す受光信号を、パターン９１−２を介して制御装置２２に供給する。減速領域センサ３４−１は、パターン９１−３とパターン９１−４を介して電源２４から供給される電力により駆動し、減速領域センサ３４−１の受光部で受光した光の受光量を示す受光信号を、パターン９１−１を介して制御装置２２に供給する。
Therefore, the stroke end sensor 33-1 is driven by the power supplied from the
また、ストロークエンドセンサ３３−２は、電線を介して電源２４から供給される電力により駆動し、ストロークエンドセンサ３３−２の受光部で受光した光の受光量を示す受光信号を、電線を介して制御装置２２に供給する。減速領域センサ３４−２は、電線を介して電源２４から供給される電力により駆動し、減速領域センサ３４−２の受光部で受光した光の受光量を示す受光信号を、電線を介して制御装置２２に供給する。
The stroke end sensor 33-2 is driven by electric power supplied from the
制御装置２２は、ストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４からの受光信号に基づいて、ステージ２１の移動を制御する。
The
なお、主尺目盛６１の遮光部の材質として導電性の高いアルミニウムなどの金属を用いれば、主尺３１における主尺目盛６１の形成時に、主尺目盛６１と同時にパターン９１とパッド９２−１乃至パッド９５−２も形成することができる。そのような場合、主尺３１表面のパッド９２−１乃至パッド９５−２を除く部分を、透明な保護材により保護することで、主尺目盛６１およびパターン９１の酸化を防止することができる。
If a metal such as aluminum having high conductivity is used as the material of the light shielding portion of the
このように、測定装置１１では、主尺３１にパターン９１を設けたので、測定装置１１にリニアエンコーダ２５を設ける場合において、ストロークエンドセンサ３３や減速領域センサ３４の配線のためのスペースをより小さくすることができる。これにより、測定装置１１の小型化を図ることができる。
As described above, in the measuring
例えば、測定装置１１では、制御装置２２および電源２４が、主尺３１における、可動方向の負の方向側の端近傍に設けられている。仮に、制御装置２２および電源２４が、従来のように、ストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４と電線のみにより接続されるものとする。
For example, in the measuring
この場合、ストロークエンドセンサ３３−２および減速領域センサ３４−２は、制御装置２２および電源２４近傍に設けられているため、これらを接続する電線は、短くてすみ、邪魔になることはない。ところが、ストロークエンドセンサ３３−１および減速領域センサ３４−１は、制御装置２２および電源２４から離れた位置に設けられているため、これらを接続する電線は長くなり、邪魔になってしまう。
In this case, since the stroke end sensor 33-2 and the deceleration region sensor 34-2 are provided in the vicinity of the
そこで、リニアエンコーダ２５では、ストロークエンドセンサ３３−１および減速領域センサ３４−１と、制御装置２２および電源２４とを接続する電線がより短くなるように、主尺３１にパターン９１を設けた。
Therefore, in the
すなわち、ストロークエンドセンサ３３−１および減速領域センサ３４−１とパターン９１とを接続するためのパッド９２−１、パッド９３−１、パッド９４−１、およびパッド９５−１は、主尺３１における、可動方向の正の方向側の端に設けられている。したがって、これらのパッドと、ストロークエンドセンサ３３−１および減速領域センサ３４−１とを接続する電線は短くて済み、それらの電線が邪魔になることはない。 That is, the pad 92-1, the pad 93-1, the pad 94-1, and the pad 95-1 for connecting the stroke end sensor 33-1 and the deceleration region sensor 34-1 and the pattern 91 are It is provided at the end of the movable direction on the positive direction side. Therefore, the electric wires connecting these pads, the stroke end sensor 33-1 and the deceleration region sensor 34-1 are short, and the electric wires do not get in the way.
同様に、制御装置２２および電源２４と、パターン９１とを接続するためのパッド９２−２、パッド９３−２、パッド９４−２、およびパッド９５−２は、主尺３１における、可動方向の負の方向側の端に設けられている。したがって、これらのパッドと、制御装置２２および電源２４とを接続する電線も短くて済み、それらの電線が邪魔になることはない。
Similarly, the pad 92-2, the pad 93-2, the pad 94-2, and the pad 95-2 for connecting the
以上のように、リニアエンコーダ２５によれば、少なくともパターン９１を設けた分だけ、測定装置１１に設けられる電子部品同士を接続する電線を短くすることができる。したがって、配線のために確保すべきスペースをより小さくすることができ、測定装置１１の小型化を図ることができる。また、主尺３１にパターン９１を設けることにより、電子部品の配置の制約をより少なくすることができる。さらに、主尺３１に電線の代わりとなる配線パターンが形成されているため、ステージ稼働中にステージ可動部に電線が巻き込まれることを防ぐことができ、予期しない断線を防止できる。以下に述べる他の実施の形態についても、同様の効果が期待できる。そのような実施の形態について、順次説明する。
As described above, according to the
［第２の実施の形態］
なお、以上においては、１つの伝送線路であるパターン９１−２を介して、ストロークエンドセンサ３３−１からの受光信号が伝送されると説明したが、より確実に受光信号を伝送させるために、差動伝送線路により受光信号が伝送されてもよい。
[Second Embodiment]
In the above description, the light reception signal from the stroke end sensor 33-1 is transmitted via the pattern 91-2 which is one transmission line. In order to transmit the light reception signal more reliably, The received light signal may be transmitted through the differential transmission line.
そのような場合、リニアエンコーダ２５には、例えば図４に示すように、受光信号を伝送するための差動伝送ドライバ１２１および差動伝送レシーバ１２２が設けられる。なお、図４において、図３における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜、省略する。
In such a case, the
図４に示すリニアエンコーダ２５には、減速領域センサ３４が設けられておらず、差動伝送ドライバ１２１および差動伝送レシーバ１２２が設けられている。
In the
すなわち、パッド９２−１およびパッド９３−１は、差動伝送ドライバ１２１の出力側の端子に接続されており、差動伝送ドライバ１２１の入力側の端子は、電線によりストロークエンドセンサ３３−１に接続されている。また、パッド９２−２およびパッド９３−２は、差動伝送レシーバ１２２の入力側の端子に接続されており、差動伝送レシーバ１２２の出力側の端子は制御装置２２に接続されている。さらに、差動伝送ドライバ１２１および差動伝送レシーバ１２２は、固定台２３に固定されている。
That is, the pad 92-1 and the pad 93-1 are connected to the output side terminal of the
主尺３１では、パターン９１−１およびパターン９１−２が１つのペアとなって差動伝送線路を構成している。図４の例では、パターン９１−１およびパターン９１−２が平行かつ等長となるようにされ、またパターン９１−１およびパターン９１−２は、パターン自身の長さや厚さを調整することにより、インピーダンスコントロールされている。
In the
ストロークエンドセンサ３３−１は、パターン９１−３およびパターン９１−４を介して電源２４から供給された電力により駆動し、ストロークエンドセンサ３３−１の受光部で受光した光の受光量を示す受光信号を、差動伝送ドライバ１２１に供給する。差動伝送ドライバ１２１は、ストロークエンドセンサ３３−１から供給された受光信号を、パターン９１−１およびパターン９１−２を介して、差動伝送レシーバ１２２に差動伝送する。また、差動伝送レシーバ１２２は、差動伝送ドライバ１２１から供給された受光信号を制御装置２２に供給する。
The stroke end sensor 33-1 is driven by the electric power supplied from the
このように、パターン９１−１およびパターン９１−２を用いて受光信号を差動伝送することにより、ストロークエンドセンサ３３−１からの放射ノイズを抑えるとともに、外部からの要因により生じる受光信号へのノイズの影響を抑制することができる。これにより、より確実に受光信号を伝送することができる。 In this way, by differentially transmitting the light reception signal using the pattern 91-1 and the pattern 91-2, the radiation noise from the stroke end sensor 33-1 is suppressed, and the light reception signal generated by an external factor is reduced. The influence of noise can be suppressed. Thereby, a light reception signal can be transmitted more reliably.
なお、差動伝送レシーバ１２２は、制御装置２２内部に設けられるようにしてもよい。
The
また、パターン９１−３およびパターン９１−４は、電力供給用としてだけでなく、電力供給用と同時に信号伝送用の伝送線路としても用いられるようにしてもよい。さらに、本実施の形態に減速領域センサ３４を設け、減速領域センサ３４用にストロークエンドセンサ３３−１と同じ方式で、一方の減速領域センサ３４の信号を主尺３１を介して、制御装置２２に伝達してもよい。例えば、減速領域センサ３４からの信号伝達用に差動伝送ドライバおよび差動伝送レシーバをさらにもう一対設け、新たに設けた差動伝送ドライバおよび差動伝送レシーバ間の信号伝達用配線として、主尺３１にパターン９１−１、パターン９１−２と平行にさらに２本のパターンを設けてもよい。
Further, the pattern 91-3 and the pattern 91-4 may be used not only for power supply but also as a transmission line for signal transmission simultaneously with power supply. Further, a deceleration region sensor 34 is provided in the present embodiment, and the signal from one deceleration region sensor 34 is sent to the
［第３の実施の形態］
さらに、制御装置２２や電源２４が、主尺３１の中央付近に設けられている場合には、例えば、図５に示すように、主尺３１に各ストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４と接続するためのパターンが設けられるようにしてもよい。なお、図５においては、図３における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
[Third Embodiment]
Further, when the
主尺３１には、主尺３１の中央から図中、左側の端までステージ２１の可動方向に沿って長く設けられたパターン１５１−１乃至パターン１５１−４と、主尺３１の中央から図中、右側の端まで可動方向に沿って長く設けられたパターン１５２−１乃至パターン１５２−４が設けられている。
The
パターン１５１−１乃至パターン１５１−４の両端には、パッド１５３−１およびパッド１５３−２、パッド１５４−１およびパッド１５４−２、パッド１５５−１およびパッド１５５−２、並びにパッド１５６−１およびパッド１５６−２が設けられている。 At both ends of the pattern 151-1 to the pattern 151-4, a pad 153-1 and a pad 153-2, a pad 154-1 and a pad 154-2, a pad 155-1 and a pad 155-2, and a pad 156-1 and A pad 156-2 is provided.
また、パターン１５２−１乃至パターン１５２−４の両端には、パッド１５７−１およびパッド１５７−２、パッド１５８−１およびパッド１５８−２、パッド１５９−１およびパッド１５９−２、並びにパッド１６０−１およびパッド１６０−２が設けられている。 Further, the pads 157-1 and 157-2, the pad 158-1 and the pad 158-2, the pad 159-1 and the pad 159-2, and the pad 160- are provided at both ends of the patterns 152-1 to 152-4. 1 and a pad 160-2 are provided.
パッド１５３−１およびパッド１５４−１は、それぞれ電線を介して減速領域センサ３４−１およびストロークエンドセンサ３３−１に接続されている。また、パッド１５５−１およびパッド１５６−１のそれぞれは、電線を介して減速領域センサ３４−１およびストロークエンドセンサ３３−１に接続されている。 Pad 153-1 and pad 154-1 are connected to deceleration region sensor 34-1 and stroke end sensor 33-1 via electric wires, respectively. Moreover, each of the pad 155-1 and the pad 156-1 is connected to the deceleration area sensor 34-1 and the stroke end sensor 33-1 via electric wires.
同様に、パッド１５７−１およびパッド１５８−１は、それぞれ電線を介して減速領域センサ３４−２およびストロークエンドセンサ３３−２に接続されている。また、パッド１５９−１およびパッド１６０−１のそれぞれは、電線を介して減速領域センサ３４−２およびストロークエンドセンサ３３−２に接続されている。 Similarly, pad 157-1 and pad 158-1 are connected to deceleration region sensor 34-2 and stroke end sensor 33-2 via electric wires, respectively. In addition, each of the pad 159-1 and the pad 160-1 is connected to the deceleration region sensor 34-2 and the stroke end sensor 33-2 via electric wires.
パッド１５３−２、パッド１５４−２、パッド１５７−２、およびパッド１５８−２は、電線を介して制御装置２２に接続されている。さらに、パッド１５５−２およびパッド１５９−２は、電線を介して電源２４のマイナス端子に接続され、パッド１５６−２およびパッド１６０−２は、電線を介して電源２４のプラス端子に接続されている。
The pad 153-2, the pad 154-2, the pad 157-2, and the pad 158-2 are connected to the
したがって、ストロークエンドセンサ３３−１および減速領域センサ３４−１は、パターン１５１−３およびパターン１５１−４を介して電源２４から供給された電力により駆動し、受光信号を、パターン１５１−２およびパターン１５１−１を介して制御装置２２に供給する。同様に、ストロークエンドセンサ３３−２および減速領域センサ３４−２は、パターン１５２−３およびパターン１５２−４を介して電源２４から供給された電力により駆動し、受光信号を、パターン１５２−２およびパターン１５２−１を介して制御装置２２に供給する。
Therefore, the stroke end sensor 33-1 and the deceleration area sensor 34-1 are driven by the electric power supplied from the
このように、制御装置２２および電源２４が主尺３１の中央付近に設けられる場合には、各ストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４を、制御装置２２および電源２４に接続するパターンを主尺３１に設けることで、配線用の電線をより短くできる。すなわち、ストロークエンドセンサ３３、減速領域センサ３４、制御装置２２、および電源２４と、主尺３１のパッドとを接続する各電線をより短くすることができ、測定装置１１の更なる小型化を図ることができる。
As described above, when the
［第４の実施の形態］
さらに、以上においては、主尺３１に設けられるパターンが主尺目盛６１に干渉しないように、パターンと主尺目盛６１とが主尺３１の同一面上の異なる位置に設けられる例について説明したが、パターンと主尺目盛６１とが重なるように設けられてもよい。
[Fourth Embodiment]
Further, in the above description, the example in which the pattern and the
そのような場合、例えば図６に示すように、主尺３１に設けられるパターンは、金属ではなく酸化インジウムスズ（ITO（Indium Tin Oxide））などの透明導電性材料により形成される。なお、図６において、図３における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜、省略する。
In such a case, for example, as shown in FIG. 6, the pattern provided on the
図６の例では、主尺３１における主尺目盛６１が設けられた面と対向する面の表面に、透明導電性材料によってパターン１９１−１乃至パターン１９１−４が形成されている。なお、以下、パターン１９１−１乃至パターン１９１−４を個々に区別する必要のない場合、単にパターン１９１と称する。
In the example of FIG. 6, patterns 191-1 to 191-4 are formed of a transparent conductive material on the surface of the
また、パターン１９１は、主尺３１表面にステージ２１の可動方向に沿って長く形成されている。パターン１９１−１の両端には、それぞれパッド１９２−１およびパッド１９２−２が設けられており、パッド１９２−１およびパッド１９２−２は、電線を介して減速領域センサ３４−１および制御装置２２と電気的に接続されている。パターン１９１−２の両端には、パッド１９３−１およびパッド１９３−２が設けられており、パッド１９３−１およびパッド１９３−２は、電線を介してストロークエンドセンサ３３−１および制御装置２２と電気的に接続されている。
The pattern 191 is formed long on the surface of the
また、パターン１９１−３の両端には、パッド１９４−１およびパッド１９４−２が設けられている。パッド１９４−１には、電線を介してストロークエンドセンサ３３−１および減速領域センサ３４−１が電気的に接続されており、パッド１９４−２には、電線を介して、電源２４のプラス端子、ストロークエンドセンサ３３−２、および減速領域センサ３４−２が電気的に接続されている。
Further, pads 194-1 and pads 194-2 are provided at both ends of the pattern 191-3. A stroke end sensor 33-1 and a deceleration region sensor 34-1 are electrically connected to the pad 194-1 via an electric wire, and a positive terminal of the
さらに、パターン１９１−４の両端には、パッド１９５−１およびパッド１９５−２が設けられている。パッド１９５−１には、電線を介してストロークエンドセンサ３３−１および減速領域センサ３４−１が電気的に接続されており、パッド１９５−２には、電線を介して、電源２４のマイナス端子、ストロークエンドセンサ３３−２、および減速領域センサ３４−２が電気的に接続されている。また、ストロークエンドセンサ３３−２および減速領域センサ３４−２は、電線を介して制御装置２２に電気的に接続されている。
Furthermore, a pad 195-1 and a pad 195-2 are provided at both ends of the pattern 191-4. A stroke end sensor 33-1 and a deceleration region sensor 34-1 are electrically connected to the pad 195-1 via an electric wire, and a negative terminal of the
図６の例では、主尺３１において、主尺目盛６１とパターン１９１とが対向した面に設けられている。また、パターン１９１は透明導電性材料で形成されている。そのため、光源６２から射出され、主尺目盛６１を透過した測定光は、そのままパターン１９１も透過し、副尺６４へと入射する。したがって、パターン１９１がステージ２１の移動量の測定に影響を及ぼすことはない。また、主尺目盛６１とパターン１９１とが重なるように、パターン１９１を配置することにより、主尺３１をより小さくすることができる。
In the example of FIG. 6, in the
なお、主尺目盛６１が絶縁性の高い材料で形成されている場合には、主尺目盛６１上に透明導電性材料でパターン１９１が形成されるようにしてもよい。
When the
［第５の実施の形態］
さらに、図７に示すように、ストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４が、固定台２３ではなく、直接、主尺３１に固定されるようにしてもよい。なお、図７において、図２における場合と対応する部分には、同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
[Fifth Embodiment]
Further, as shown in FIG. 7, the
例えば、ストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４は、それらのセンサの端子が主尺３１の表面に設けられたパッドに半田付けされることにより、主尺３１に固定される。
For example, the
また、ストロークエンドセンサ３３は、図８に示すように、ストロークエンドセンサ３３の発光部が光源６２からの測定光と同じ方向に光を射出するように、主尺３１に取り付けられる。すなわち、例えばストロークエンドセンサ３３の図中、左側の部分が発光部とされ、右側の部分が受光部とされ、発光部から受光部に向けて、図中、右方向に光が射出されることになる。この場合、遮光板６６が、ストロークエンドセンサ３３の発光部と受光部との間を通過したとき、発光部からの光が遮断され、ヘッド部３２のストロークエンドセンサ３３への到達、つまりステージ２１の終端位置への到達が検出される。
As shown in FIG. 8, the
また、減速領域センサ３４も、主尺３１に対してストロークエンドセンサ３３と同様の向きに取り付けられる。
The deceleration area sensor 34 is also attached to the
なお、ストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４は、主尺３１に対して垂直方向、つまり、それらのセンサの発光部からの光が図８中、縦方向に射出されるように取り付けられてもよい。
Note that the
このように、ストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４が、直接、主尺３１に固定される場合、主尺３１には、例えば、図９に示すように、ストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４を固定するためのパッドが設けられる。
As described above, when the
すなわち、図９の例では、主尺３１には、主尺３１の中央から図中、左側の端までステージ２１の可動方向に沿って設けられたパターン２２１−１乃至パターン２２１−４と、主尺３１の中央から図中、右側の端まで可動方向に沿って設けられたパターン２２２−１乃至パターン２２２−４が設けられている。
That is, in the example of FIG. 9, the
パターン２２１−１の両端には、パッド２２３およびパッド２２４が設けられ、パターン２２１−２の両端には、パッド２２５およびパッド２２６が設けられている。
A
また、パターン２２１−３の一方の端近傍には、パッド２２７乃至パッド２３０が設けられ、他方の端には、パッド２３１が設けられている。パターン２２１−４の一方の端近傍には、パッド２３２およびパッド２３３が設けられ、他方の端には、パッド２３４が設けられている。
Further,
同様に、パターン２２２−１の両端には、パッド２３５およびパッド２３６が設けられ、パターン２２２−２の両端には、パッド２３７およびパッド２３８が設けられている。
Similarly, a
また、パターン２２２−３の一方の端近傍には、パッド２３９乃至パッド２４２が設けられ、他方の端には、パッド２４３が設けられている。パターン２２２−４の一方の端近傍には、パッド２４５およびパッド２４６が設けられ、他方の端には、パッド２４７が設けられている。
Further,
主尺３１では、中央に設けられたパッド２３４およびパッド２４７には、電線を介して電源２４のプラス端子が接続され、パッド２３１およびパッド２４３には、電線を介して電源２４のマイナス端子が接続される。また、主尺３１の中央に設けられたパッド２２６、パッド２２４、パッド２３６、およびパッド２３８には、電線を介して制御装置２２が接続される。
In the
さらに、図中、左側に設けられた４つのパッド２２３、パッド２２７、パッド２２８、およびパッド２３２には、ストロークエンドセンサ３３−１が接続される。具体的には、パッド２２８およびパッド２３２には、ストロークエンドセンサ３３−１の発光部の端子が半田付けにより固定され、パッド２２３およびパッド２２７には、ストロークエンドセンサ３３−１の受光部の端子が半田付けにより固定される。
Furthermore, a stroke end sensor 33-1 is connected to four
また、４つのパッド２２９、パッド２２５、パッド２３０、およびパッド２３３には、減速領域センサ３４−１が接続され、図中、右側の４つのパッド２３７、パッド２４１、パッド２４６、およびパッド２４２には、減速領域センサ３４−２が接続される。そして、４つのパッド２３５、パッド２３９、パッド２４５、およびパッド２４０には、ストロークエンドセンサ３３−２が接続される。
In addition, a deceleration region sensor 34-1 is connected to the four
例えば、ストロークエンドセンサ３３−１は、パターン２２１−３およびパターン２２１−４を介して電源２４から供給された電力により駆動し、パターン２２１−１を介して、受光信号を制御装置２２に送信する。
For example, the stroke end sensor 33-1 is driven by the electric power supplied from the
同様に、他のストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４も、主尺３１に設けられたパターンを介して電源２４から供給された電力により駆動し、パターンを介して、受光信号を制御装置２２に供給する。
Similarly, the other
このように、ストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４を直接、主尺３１に固定するようにしたので、上述の実施の形態よりも更にリニアエンコーダ２５の小型化を図ることができる。また、ストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４と、制御装置２２とを直接接続するための電線が不要となるので、リニアエンコーダ２５および測定装置１１のさらなる小型化を図ることができる。
Thus, since the
なお、主尺３１に設けられたパッド２２３乃至パッド２４７のうち、ストロークエンドセンサ３３または減速領域センサ３４が取り付けられるパッドは、スルーホールとされてもよい。また、終端位置および減速位置への到達を検出するためのストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４は、フォトインタラプタに限らず、磁気スイッチやマイクロスイッチなどとされてもよい。
Of the
［第６の実施の形態］
さらに、リニアエンコーダ２５において、ステージ２１の終端位置および減速位置への到達を検出するためのセンサとして、フォトダイオードを利用するようにしてもよい。
[Sixth Embodiment]
Furthermore, in the
そのような場合、例えば、図１０に示すように、主尺３１には、ストロークエンドセンサ３３および減速領域センサ３４に代えて、ストロークエンドセンサ２７１−１およびストロークエンドセンサ２７１−２と、減速領域センサ２７２−１および減速領域センサ２７２−２が設けられる。なお、図１０において、図２における場合と対応する部分には、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
In such a case, for example, as shown in FIG. 10, the
ストロークエンドセンサ２７１−１乃至減速領域センサ２７２−２は、フォトダイオードからなり、ストロークエンドセンサ２７１−１乃至減速領域センサ２７２−２は主尺３１上に、ステージ２１の可動方向に沿って並べられ、主尺３１の表面に直接固定されている。
The stroke end sensor 271-1 to the deceleration region sensor 272-2 are made of a photodiode, and the stroke end sensor 271-1 to the deceleration region sensor 272-2 are arranged on the
なお、以下、ストロークエンドセンサ２７１−１およびストロークエンドセンサ２７１−２を個々に区別する必要のない場合、単にストロークエンドセンサ２７１と称する。また、減速領域センサ２７２−１および減速領域センサ２７２−２を個々に区別する必要のない場合、単に減速領域センサ２７２と称する。
Hereinafter, the stroke end sensor 271-1 and the stroke end sensor 271-2 are simply referred to as the
図１０の例では、ストロークエンドセンサ２７１および減速領域センサ２７２は、フォトダイオードから構成されるため、リニアエンコーダ２５には、図１の電源２４および図２の遮光板６６は設けられていない。
In the example of FIG. 10, the
また、ストロークエンドセンサ２７１−１およびストロークエンドセンサ２７１−２は、それぞれステージ２１が可動方向の正の方向および負の方向の終端位置に到達したときに、光源６２からの測定光の一部が入射するように配置されている。
The stroke end sensor 271-1 and the stroke end sensor 271-2 are configured such that a part of the measurement light from the
例えば図１１に示すように、光源６２からの測定光は、コンデンサレンズ６３により集光されて主尺３１に照射され、主尺３１に照射された測定光の一部は、主尺目盛６１を透過して受光素子６５に入射する。
For example, as shown in FIG. 11, the measurement light from the
また、ステージ２１が終端位置に到達した場合には、主尺３１に照射された測定光の一部は、主尺３１の基材をそのまま透過して、ストロークエンドセンサ２７１に入射する。
Further, when the
同様に、減速領域センサ２７２−１および減速領域センサ２７２−２は、それぞれステージ２１が可動方向の正の方向および負の方向の減速位置に到達したときに、光源６２からの測定光の一部が入射するように配置されている。
Similarly, the deceleration area sensor 272-1 and the deceleration area sensor 272-2 are a part of the measurement light from the
このように、ストロークエンドセンサ２７１および減速領域センサ２７２が、直接、主尺３１に固定される場合、主尺３１には、例えば、図１２に示すように、それらのセンサと制御装置２２とを接続するためのパターンが形成されている。
As described above, when the
すなわち、図１２の例では、主尺３１には、主尺３１の中央から図中、左側の端までステージ２１の可動方向に沿って設けられたパターン３０１−１乃至パターン３０１−４と、主尺３１の中央から図中、右側の端まで可動方向に沿って設けられたパターン３０２−１乃至パターン３０２−４が設けられている。
In other words, in the example of FIG. 12, the
パターン３０１−１の一方の端には、パッド３０３が設けられており、パターン３０１−１の他方の端は、ストロークエンドセンサ２７１−１に接続されている。パターン３０１−２の一方の端には、パッド３０４が設けられており、パターン３０１−２の他方の端は、減速領域センサ２７２−１に接続されている。
A
また、パターン３０１−３の一方の端には、パッド３０５が設けられており、パターン３０１−３の他方の端は、減速領域センサ２７２−１に接続されている。パターン３０１−４の一方の端には、パッド３０６が設けられており、パターン３０１−４の他方の端は、ストロークエンドセンサ２７１−１に接続されている。
Further, a
同様に、パターン３０２−１の一方の端には、パッド３０７が設けられており、パターン３０２−１の他方の端は、ストロークエンドセンサ２７１−２に接続されている。パターン３０２−２の一方の端には、パッド３０８が設けられており、パターン３０２−２の他方の端は、減速領域センサ２７２−２に接続されている。
Similarly, a
また、パターン３０２−３の一方の端には、パッド３０９が設けられており、パターン３０２−３の他方の端は、減速領域センサ２７２−２に接続されている。パターン３０２−４の一方の端には、パッド３１０が設けられており、パターン３０２−４の他方の端は、ストロークエンドセンサ２７１−２に接続されている。
In addition, a
さらに、パッド３０３乃至パッド３１０は、電線を介して制御装置２２に接続されている。なお、以下、パターン３０１−１乃至パターン３０１−４を個々に区別する必要のない場合、単にパターン３０１と称し、パターン３０２−１乃至パターン３０２−４を個々に区別する必要のない場合、単にパターン３０２と称する。
Furthermore, the
図１２の例では、制御装置２２は、パターン３０１を介してストロークエンドセンサ２７１−１および減速領域センサ２７２−１に接続されている。そのため、制御装置２２は、ストロークエンドセンサ２７１−１および減速領域センサ２７２−１が測定光を受光したときに生じる電流を検知することにより、ステージ２１が可動方向の正の方向の終端位置および減速位置に到達したことを検出することができる。
In the example of FIG. 12, the
同様に、制御装置２２は、パターン３０２を介してストロークエンドセンサ２７１−２および減速領域センサ２７２−２に接続されている。そのため、制御装置２２は、ストロークエンドセンサ２７１−２および減速領域センサ２７２−２が測定光を受光したときに生じる電流を検知することにより、ステージ２１が可動方向の負の方向の終端位置および減速位置に到達したことを検出することができる。
Similarly, the
制御装置２２は、減速領域センサ２７２やストロークエンドセンサ２７１において生じる電流の変化を検知することで、ステージ２１の減速位置や終端位置への到達を検出すると、その検出結果に応じてステージ２１を減速させたり、停止させたりする。
When the
なお、ストロークエンドセンサ２７１および減速領域センサ２７２は、主尺３１表面への主尺目盛６１の遮光部のパターン形成時に、主尺目盛６１の遮光部と同時に形成されるようにしてもよいし、別途、主尺３１表面に固定されるようにしてもよい。
The
このように、ストロークエンドセンサ２７１および減速領域センサ２７２を、フォトダイオードにより構成し、それらのセンサを直接、主尺３１に固定することにより、リニアエンコーダ２５および測定装置１１の小型化を図ることができる。
As described above, the
例えば、ストロークエンドセンサ２７１および減速領域センサ２７２の配線用の電線も、電源２４および遮光板６６も設ける必要がないため、その分だけリニアエンコーダ２５自体も測定装置１１もより小さくすることができる。また、ステージ２１の減速位置や終端位置への到達を検出するためのセンサを固定台２３に設ける必要もなくなる。
For example, since it is not necessary to provide the
［第７の実施の形態］
さらに、主尺３１に、ステージ２１の可動方向に長い受光面を有するフォトダイオードを固定し、そのフォトダイオードにおいて光源６２からの測定光が受光されなくなったときに、ステージ２１が終端位置または減速位置に到達したと検出されるようにしてもよい。
[Seventh Embodiment]
Furthermore, when a photodiode having a long light receiving surface in the movable direction of the
そのような場合、例えば図１３に示すように、主尺３１の表面における主尺目盛６１の図中、下側には、ステージ２１の終端位置および減速位置への到達を検出するためのストロークエンドセンサ３４１および減速領域センサ３４２が設けられている。
In such a case, for example, as shown in FIG. 13, in the figure of the
例えば、ストロークエンドセンサ３４１は、その受光面が一方向に長いフォトダイオードからなり、ストロークエンドセンサ３４１は、ステージ２１の可動方向が受光面の長手方向となるように配置されている。同様に、減速領域センサ３４２は、その受光面が一方向に長いフォトダイオードからなり、減速領域センサ３４２は、ステージ２１の可動方向が受光面の長手方向となるように、ストロークエンドセンサ３４１の図中、下側に配置されている。
For example, the
また、ストロークエンドセンサ３４１は、ステージ２１が終端位置に到達するまでは、継続して光源６２からの測定光の一部が受光面に入射し、ステージ２１が可動方向の正または負の方向の終端位置に到達したときに、測定光が受光面に入射しなくなるように配置されている。
Further, the
減速領域センサ３４２も、ステージ２１が減速位置に到達するまでは、継続して光源６２からの測定光の一部が受光面に入射し、ステージ２１が可動方向の正または負の方向の減速位置に到達したときに、測定光が受光面に入射しなくなるように配置されている。
In the
例えば、図１４に示すように、光源６２からの測定光は、コンデンサレンズ６３により集光されて主尺３１に照射され、主尺３１に照射された測定光の一部は、主尺目盛６１を透過して受光素子６５に入射する。また、主尺３１に照射された測定光の一部は、主尺３１の基材をそのまま透過して、ストロークエンドセンサ３４１および減速領域センサ３４２に入射する。
For example, as shown in FIG. 14, the measurement light from the
ステージ２１が移動して終端位置に到達し、ヘッド部３２がストロークエンドセンサ３４１の受光面の端を通り過ぎると、ストロークエンドセンサ３４１の受光面に測定光が入射しなくなる。同様に、ステージ２１が移動して減速位置に到達し、ヘッド部３２が減速領域センサ３４２の受光面の端を通り過ぎると、減速領域センサ３４２の受光面に測定光が入射しなくなる。
When the
このように、ストロークエンドセンサ３４１および減速領域センサ３４２が、直接、主尺３１に固定される場合、主尺３１には、例えば、図１５に示すように、それらのセンサと制御装置２２とを接続するためのパターンが形成されている。
As described above, when the
すなわち、主尺３１には、ストロークエンドセンサ３４１と制御装置２２とを接続するパターン３７１−１およびパターン３７１−２が設けられている。
That is, the
パターン３７１−１およびパターン３７１−２の一方の端には、ストロークエンドセンサ３４１が接続されており、パターン３７１−１およびパターン３７１−２の他方の端には、パッド３７２−１およびパッド３７２−２が設けられている。そして、パッド３７２−１およびパッド３７２−２には、電線を介して制御装置２２が接続されている。
A
また、主尺３１には、減速領域センサ３４２と制御装置２２とを接続するパターン３７３−１およびパターン３７３−２が設けられている。
The
パターン３７３−１およびパターン３７３−２の一方の端には、減速領域センサ３４２が接続されており、パターン３７３−１およびパターン３７３−２の他方の端には、パッド３７４−１およびパッド３７４−２が設けられている。そして、パッド３７４−１およびパッド３７４−２には、電線を介して制御装置２２が接続されている。
A
ストロークエンドセンサ３４１では、ストロークエンドセンサ３４１が測定光を受光すると電流が生じ、その測定光の受光量が変化すると発生する電流（電流の大きさ）にも変化が生じる。制御装置２２は、パターン３７１−１およびパターン３７１−２を介してストロークエンドセンサ３４１に接続されているため、ストロークエンドセンサ３４１において生じる電流の変化を検知することにより、ステージ２１の終端位置への到達を検出することができる。
In the
同様に、減速領域センサ３４２では、減速領域センサ３４２が測定光を受光すると電流が生じ、その測定光の受光量が変化すると発生する電流にも変化が生じる。制御装置２２は、パターン３７３−１およびパターン３７３−２を介して減速領域センサ３４２に接続されているため、減速領域センサ３４２において生じる電流の変化を検知することにより、ステージ２１の減速位置への到達を検出することができる。
Similarly, in the
制御装置２２は、ステージ２１の減速位置や終端位置への到達が検出されると、その検出結果に応じてステージ２１を減速させたり、停止させたりする。
When it is detected that the
このように、ステージ２１が終端位置および減速位置のそれぞれに到達したときに、ストロークエンドセンサ３４１および減速領域センサ３４２に測定光が入射しなくなるようにすることで、より確実にステージ２１を停止させ、安全性を向上させることができる。
As described above, when the
例えば、図１０に示したように、ステージ２１が終端位置に到達したときに、測定光がストロークエンドセンサ２７１に入射するような構成とした場合、故障等の理由により光源６２から測定光が射出されなくなると、ステージ２１の終端位置への到達を検知できなくなる。そのような場合、ステージ２１が終端位置で停止されずに移動し続けると、ステージ２１のオーバートラベルにより測定装置１１が故障してしまう恐れがある。
For example, as shown in FIG. 10, when the measurement light is incident on the
これに対して、図１５に示した例では、何らかの理由により光源６２が点灯不能となり、測定光が主尺３１に照射されなくなると、ステージ２１が終端位置に到達したと検出され、ステージ２１が停止するように制御される。したがって、ステージ２１のオーバートラベルにより測定装置１１が故障してしまうこともなく、測定装置１１の安全性を向上させることができる。
On the other hand, in the example shown in FIG. 15, when the
なお、図１５の例では、ステージ２１が終端位置および減速位置に到達したときのヘッド部３２の位置が、ストロークエンドセンサ３４１および減速領域センサ３４２の受光面の端の位置となるようになされているが、遮光マスクテープにより遮光されてもよい。
In the example of FIG. 15, the position of the
すなわち、ストロークエンドセンサ３４１および減速領域センサ３４２の受光面の一部を遮光マスクテープによりマスクすることで、ステージ２１が終端位置および減速位置に到達したときに、測定光が受光面に入射しなくなるようにしてもよい。
That is, by masking part of the light receiving surfaces of the
遮光マスクテープによりマスクする場合には、受光面のマスクされる領域を任意に変更できるので、リニアエンコーダ２５が取り付けられる測定装置１１の仕様に合わせて、終端位置や減速位置を任意の位置に変更することができ、利便性を向上させることができる。
When masking with a light-shielding mask tape, the masked area of the light-receiving surface can be changed arbitrarily, so the end position and deceleration position can be changed to any position according to the specifications of the measuring
なお、ストロークエンドセンサ３４１および減速領域センサ３４２が、フォトダイオードではなく、光位置センサ（PSD（Position Sensitive Detector））により構成されるようにし、ステージ２１のおおよその位置が検出できるようにしてもよい。
〈変形例１〉
また、図１６に示すように、主尺３１に、ステージ２１の可動方向の正の方向および負の方向のそれぞれについて、終端位置および減速位置の検出用のセンサが設けられてもよい。
The
<Modification 1>
Further, as shown in FIG. 16, the
図１６では、主尺３１には、可動方向の負の方向の終端位置および減速位置の検出用のストロークエンドセンサ４０１および減速領域センサ４０２が設けられている。また、主尺３１には、可動方向の正の方向の終端位置および減速位置の検出用のストロークエンドセンサ４０３および減速領域センサ４０４が設けられている。
In FIG. 16, the
これらのストロークエンドセンサ４０１乃至減速領域センサ４０４は、その受光面が一方向に長いフォトダイオードからなり、ステージ２１の可動方向（図中、横方向）が受光面の長手方向となるように配置されている。また、ストロークエンドセンサ４０１乃至減速領域センサ４０４の受光面のそれぞれは、それらの受光面の図中、横方向の端の位置が、互いに異なるように配置されている。
These
すなわち、ストロークエンドセンサ４０１は、ステージ２１が可動方向の正の方向側から負の方向の終端位置に到達するまでは、ストロークエンドセンサ４０１の受光面に継続して測定光が入射し、ステージ２１が正の方向側から終端位置を通り過ぎると受光面に測定光が入射しなくなるように配置される。
That is, the measurement light is continuously incident on the light receiving surface of the
同様に、減速領域センサ４０２は、ステージ２１が可動方向の正の方向側から負の方向の減速位置を通り過ぎると（到達すると）、減速領域センサ４０２の受光面に測定光が入射しなくなるように配置される。また、ストロークエンドセンサ４０３は、ステージ２１が可動方向の負の方向側から正の方向の終端位置を通り過ぎると、ストロークエンドセンサ４０３の受光面に測定光が入射しなくなるように配置される。減速領域センサ４０４は、ステージ２１が可動方向の負の方向側から正の方向の減速位置を通り過ぎると、減速領域センサ４０４の受光面に測定光が入射しなくなるように配置される。
Similarly, the
さらに、主尺３１には、これらのストロークエンドセンサ４０１乃至減速領域センサ４０４と制御装置２２とを接続するパターン４０５−１乃至パターン４０８−２が形成されている。
Further, the
パターン４０５−１およびパターン４０５−２の一方の端は、ストロークエンドセンサ４０１に接続されており、パターン４０５−１およびパターン４０５−２の他方の端は、パッド４０９−１およびパッド４０９−２に接続されている。このパッド４０９−１およびパッド４０９−２は、電線を介して制御装置２２に接続される。
One end of the pattern 405-1 and the pattern 405-2 is connected to the
また、パターン４０６−１およびパターン４０６−２の一方の端は、減速領域センサ４０２に接続されており、パターン４０６−１およびパターン４０６−２の他方の端は、パッド４１０−１およびパッド４１０−２に接続されている。このパッド４１０−１およびパッド４１０−２は、電線を介して制御装置２２に接続される。
One end of the pattern 406-1 and the pattern 406-2 is connected to the
同様に、パターン４０７−１およびパターン４０７−２の一方の端は、ストロークエンドセンサ４０３に接続されており、パターン４０７−１およびパターン４０７−２の他方の端は、パッド４１１−１およびパッド４１１−２に接続されている。このパッド４１１−１およびパッド４１１−２は、電線を介して制御装置２２に接続される。
Similarly, one end of the pattern 407-1 and the pattern 407-2 is connected to the
パターン４０８−１およびパターン４０８−２の一方の端は、減速領域センサ４０４に接続されており、パターン４０８−１およびパターン４０８−２の他方の端は、パッド４１２−１およびパッド４１２−２に接続されている。このパッド４１２−１およびパッド４１２−２は、電線を介して制御装置２２に接続される。
One end of the pattern 408-1 and the pattern 408-2 is connected to the
したがって、制御装置２２は、パターン４０５−１乃至パターン４０８−２を介して接続されている、ストロークエンドセンサ４０１乃至減速領域センサ４０４での電流の変化を検知することで、ステージ２１の終端位置および減速位置への到達を検出できる。
Therefore, the
〈変形例２〉
また、ステージ２１の可動方向ごとにストロークエンドセンサおよび減速領域センサを設けずに、図１５に示した主尺３１の構成に、さらにステージ２１が移動している方向を検出するための方向検出センサを設けるようにしてもよい。
<
Further, a direction detecting sensor for detecting the direction in which the
そのような場合、例えば図１７に示すように、主尺３１の主尺目盛６１と、ストロークエンドセンサ３４１との間に、ステージ２１が移動している方向を検出する方向検出センサ４４１が配置される。この方向検出センサ４４１にも、光源６２から射出され、主尺３１の基材を透過した測定光が入射するようになされている。
In such a case, for example, as shown in FIG. 17, a
方向検出センサ４４１は、その受光面が一方向に長いフォトダイオードからなり、ステージ２１の可動方向（図中、横方向）が受光面の長手方向となるように配置されている。図１７の例では、方向検出センサ４４１は、その受光面の図中、左側の端が主尺３１のほぼ中央に位置し、方向検出センサ４４１の受光面の右側の端が、主尺３１の右側の端付近に位置するように配置されている。
The
したがって、例えば、図中、右方向が、ステージ２１の可動方向の負の方向であるとすると、ステージ２１が中央から負の方向側に位置しているときには、光源６２からの測定光が方向検出センサ４４１に入射する。また、ステージ２１が中央から正の方向側に位置しているときには、光源６２からの測定光は方向検出センサ４４１に入射しない。
Therefore, for example, if the right direction in the figure is the negative direction of the movable direction of the
さらに、主尺３１には、方向検出センサ４４１と制御装置２２とを接続するパターン４４２−１およびパターン４４２−２が形成されている。パターン４４２−１およびパターン４４２−２の一方の端は、方向検出センサ４４１に接続されており、パターン４４２−１およびパターン４４２−２の他方の端は、パッド４４３−１およびパッド４４３−２に接続されている。このパッド４４３−１およびパッド４４３−２は、電線を介して制御装置２２に接続される。
Furthermore, a pattern 442-1 and a pattern 442-2 that connect the
このように、制御装置２２は、パターン４４２−１およびパターン４４２−２を介して方向検出センサ４４１にも接続される。そのため、制御装置２２は、方向検出センサ４４１が測定光を受光したときに生じる電流を検知することにより、ステージ２１が中央から可動方向の正または負の何れの方向側の位置にあるかを検出することができる。
As described above, the
図１７に示す構成では、制御装置２２は、ステージ２１が中央から可動方向の正または負の何れの方向に位置しているかを検出することができるので、より正確にステージ２１の位置および移動方向を検出することができる。また、図１６に示した場合と比べて、主尺３１に設けるセンサの数を削減することができるので、主尺３１の小型化を図ることができる。
In the configuration shown in FIG. 17, the
なお、第７の実施の形態では、ストロークエンドセンサ、減速領域センサ、および方向検出センサのそれぞれがフォトダイオードにより構成されると説明したが、フォトトランジスタ等の光電変換素子から構成されるようにしてもよい。 In the seventh embodiment, it has been described that each of the stroke end sensor, the deceleration region sensor, and the direction detection sensor is configured by a photodiode. However, the seventh embodiment is configured by a photoelectric conversion element such as a phototransistor. Also good.
また、主尺目盛６１自体をフォトダイオードにより構成されるようにし、主尺目盛６１とストロークエンドセンサまたは減速領域センサとが一体となるようにしてもよい。そのような場合、例えば、主尺目盛６１の遮光部分のうち、主尺目盛６１の中央から終端位置または減速位置までの各遮光部分が、それぞれ１つのフォトダイオードから構成される。
Further, the
［第８の実施の形態］
さらに、図１８に示すように主尺３１に導電性を有する電極パッド４７１−１乃至電極パッド４７２−２を設けるとともに、副尺６４に導電性を有する電気接触子４７３を設けてスイッチループを形成させ、終端位置および減速位置を検出させるようにしてもよい。
[Eighth Embodiment]
Further, as shown in FIG. 18, the
電極パッド４７１−１乃至電極パッド４７２−２は、主尺３１上において、ステージ２１の可動方向に沿って一直線上に並べられて設けられており、主尺３１に形成されたパターン４７４乃至パターン４７７を介して電気的に制御装置２２に接続されている。
The electrode pads 471-1 to 472-2 are arranged on the
すなわち、パターン４７４の一方の端には電極パッド４７１−１が接続され、パターン４７４の他方の端にはパッド４７８が接続されて、パッド４７８は電線を介して制御装置２２に接続されている。また、パターン４７５の一方の端には電極パッド４７１−２が接続され、パターン４７５の他方の端にはパッド４７９が接続されて、パッド４７９は電線を介して制御装置２２に接続されている。
That is, the electrode pad 471-1 is connected to one end of the
パターン４７６の一方の端には電極パッド４７２−１が接続され、パターン４７６の他方の端にはパッド４８０が接続されて、パッド４８０は電線を介して制御装置２２に接続されている。パターン４７７の一方の端には電極パッド４７２−２が接続され、パターン４７７の他方の端にはパッド４８１が接続されて、パッド４８１は電線を介して制御装置２２に接続されている。
An electrode pad 472-1 is connected to one end of the
また、図１９に示すように、電気接触子４７３は、主尺３１の表面に接触するようにヘッド部３２の副尺６４に固定されており、電気接触子４７３は、電線を介して制御装置２２と接続されている。制御装置２２は、接続されている電源２４から電力の供給を受けて、電気接触子４７３に電圧を加える。
Moreover, as shown in FIG. 19, the
電気接触子４７３は、副尺６４に固定されているため、ステージ２１とともにヘッド部３２が移動すると、その移動に伴い、主尺３１の表面と接触したまま主尺３１に対して移動することになる。そのため、電気接触子４７３の磨耗や摩擦抵抗を低減させるため、電気接触子４７３は、車輪（ローラ）などから構成されることが好ましい。
Since the
なお、電気接触子４７３を主尺３１の表面に、より確実に接触させるため、副尺６４と電気接触子４７３との間にばねを設け、ばねにより電気接触子４７３が主尺３１に押し付けられるようにしてもよい。
In order to make the
ここで、電極パッド４７１−１および電極パッド４７２−１は、ステージ２１が可動方向の正の方向の終端位置および減速位置に到達したときに、電気接触子４７３と接触（導通）するように配置されている。また、電極パッド４７１−２および電極パッド４７２−２は、ステージ２１が可動方向の負の方向の終端位置および減速位置に到達したときに、電気接触子４７３と接触（導通）するように配置されている。
Here, the electrode pad 471-1 and the electrode pad 472-1 are arranged so as to come into contact (conduction) with the
また、上述したように電気接触子４７３には、制御装置２２により電圧が加えられており、制御装置２２は、パターン４７４乃至パターン４７７を介して、電極パッド４７１−１乃至電極パッド４７２−２に電気的に接続されている。そのため、制御装置２２は、電気接触子４７３と、電極パッド４７１−１乃至電極パッド４７２−２との導通を検知することができ、その検知結果から、ステージ２１の終端位置および減速位置への到達を検出することができる。制御装置２２は、ステージ２１の終端位置および減速位置への到達の検出結果に応じて、ステージ２１の移動を制御する。
Further, as described above, a voltage is applied to the
このように、主尺３１に電極パッドを設けるとともに、副尺６４に電気接触子４７３を設けて、ステージ２１の終端位置および減速位置への到達を検出することで、リニアエンコーダ２５および測定装置１１の小型化を図ることができる。すなわち、図１８の構成では、主尺３１と別にストロークエンドセンサや減速領域センサを設ける必要がない。
As described above, the electrode pad is provided on the
なお、主尺３１に、ステージ２１の可動方向に沿って長い電極パッドを設け、ステージ２１が終端位置または減速位置に到達したときに、電気接触子４７３と電極パッドとが絶縁されるようにしてもよい。このような場合、制御装置２２は、電気接触子４７３と電極パッドとが導通状態でなくなったときに、ステージ２１が終端位置または減速位置に到達したとする。
The
なお、電極パッドの絶縁は、絶縁テープでのマスクにより行われてもよいし、絶縁すべき位置に電極パッド自体が設けられないようにしてもよい。電極パッドの絶縁が、絶縁テープでのマスクにより行われる場合には、電極パッドがマスクされる領域を任意に変更できるようになる。これにより、リニアエンコーダ２５が取り付けられる測定装置１１の仕様に合わせて、終端位置や減速位置を任意の位置に変更することができ、利便性を向上させることができる。
Insulation of the electrode pad may be performed by a mask with an insulating tape, or the electrode pad itself may not be provided at a position to be insulated. When the electrode pad is insulated by masking with an insulating tape, the region where the electrode pad is masked can be arbitrarily changed. Thereby, according to the specification of the measuring
なお、以上においては、主尺３１上の１つのパターンで、１つの信号が授受される例について説明したが、例えばＩ２ＣやCANBUS等の規格に従って、１つのパターンを利用して、複数の信号が時分割でシリアル伝送されるようにしてもよい。
In the above description, an example in which one signal is exchanged with one pattern on the
また、主尺３１にストロークエンドセンサや減速領域センサが接続されたり、直接設けられたりする例について説明したが、主尺３１には、温度センサとしての白金測温抵抗体など、任意の電子部品を設けることが可能である。
Further, an example in which a stroke end sensor or a deceleration region sensor is connected to or directly provided on the
さらに、以上においては、リニアエンコーダ２５として、光学式の透過型インクリメンタルエンコーダを例に説明したが、アブソリュートエンコーダや、反射式のエンコーダ、回折格子を利用した光学式エンコーダなど、どのようなものであってもよい。
Further, in the above description, the optical transmission type incremental encoder has been described as an example of the
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
１１ 測定装置， ２１ ステージ， ２２ 制御装置， ２５ リニアエンコーダ， ３１ 主尺， ３２ ヘッド部， ３３−１，３３−２ ストロークエンドセンサ， ３４−１，３４−２ 減速領域センサ， ６１ 主尺目盛， ６２ 光源， ６５ 受光素子， ９１−１乃至９１−４ パターン， １９１−１乃至１９１−４ パターン， ２７１−１，２７１−２ ストロークエンドセンサ， ２７２−１，２７２−２ 減速領域センサ， ３４１ ストロークエンドセンサ， ３４２ 減速領域センサ， ４７１−１，４７１−２ 電極パッド， ４７２−１，４７２−２ 電極パッド， ４７３ 電気接触子
11 Measuring Device, 21 Stage, 22 Control Device, 25 Linear Encoder, 31 Main Scale, 32 Head Unit, 33-1 and 33-2 Stroke End Sensor, 34-1 and 34-2 Deceleration Area Sensor, 61
Claims (10)
前記変化量を測定するための主尺目盛が設けられた前記主尺と、
前記ヘッド部に設けられ、前記主尺目盛に対して測定光を照射する発光部と、
前記ヘッド部に設けられ、前記主尺目盛に照射された前記測定光を受光する受光部と
を備え、
前記主尺には信号配線用のパターンが形成されている
ことを特徴とするエンコーダ。 An encoder that measures the amount of change in the relative positional relationship between the main scale and the head,
The main scale provided with a main scale for measuring the amount of change;
A light-emitting unit that is provided in the head unit and irradiates the main scale with measurement light;
A light receiving portion that is provided in the head portion and receives the measurement light irradiated on the main scale.
An encoder characterized in that a pattern for signal wiring is formed on the main scale.
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。 The encoder according to claim 1, wherein the pattern is formed along a changing direction in which the positional relationship changes.
前記パターンは、前記検出手段に接続されている
ことを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ。 Detecting means for detecting a predetermined amount of change in the positional relationship;
The encoder according to claim 2, wherein the pattern is connected to the detection unit.
前記パターンと接続され、前記主尺に設けられた第２の導電部と、
前記第１の導電部および前記パターンに接続され、前記第１の導電部の前記第２の導電部への接触を検出することにより、前記位置関係の予め定められた所定量の変化を検出する検出手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ。 A first conductive portion fixed to the head portion so as to contact the main scale;
A second conductive portion connected to the pattern and provided on the main scale;
A predetermined predetermined change in the positional relationship is detected by detecting contact of the first conductive part to the second conductive part connected to the first conductive part and the pattern. The encoder according to claim 2, further comprising: a detecting unit.
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。 The encoder according to claim 1, wherein the pattern is made of a transparent conductive material.
前記パターンは、前記検出手段に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。 A detecting means provided on the main scale and detecting a change in a predetermined amount of the positional relationship by receiving light incident from the head portion;
The encoder according to claim 1, wherein the pattern is connected to the detection unit.
ことを特徴とする請求項６に記載のエンコーダ。 The encoder according to claim 6, wherein when the light from the head unit is received by the detection unit, the predetermined amount of change is detected.
前記検出手段により前記ヘッド部からの光が受光されなかった場合、前記所定量の変化が検出されたとされる
ことを特徴とする請求項６に記載のエンコーダ。 The detection means includes a light receiving surface that receives light from the head unit, which is provided along a change direction in which the positional relationship changes.
The encoder according to claim 6, wherein when the light from the head unit is not received by the detecting unit, the predetermined amount of change is detected.
ことを特徴とする請求項８に記載のエンコーダ。 The encoder according to claim 8, wherein the main scale is provided with a plurality of the detection units whose positions in the change direction of the end of the light receiving surface are different from each other.
ことを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れかに記載のエンコーダ。 The detection means detects the change in the predetermined amount by receiving the measurement light from the light emitting unit provided in the head unit. The encoder described.
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Cited By (2)
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| JP2012247221A (en) * | 2011-05-25 | 2012-12-13 | Nikon Corp | Encoder, drive system and control apparatus |
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2009
- 2009-07-15 JP JP2009166401A patent/JP2011021963A/en not_active Withdrawn
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