JP2021179417A5 - - Google Patents

Description

上記課題を解決する本発明の一側面としての光学式エンコーダは、光源と、前記光源からの光が入射する、第１周期の第１格子パターンと、前記第１の格子パターンからの光が入射する、第２周期の第２格子パターンと、前記第２の格子パターンからの光が入射する、前記第２周期とは異なる第３周期の第３格子パターンと、前記第３格子パターンからの光を受光する受光素子と、を有する光学式エンコーダにおいて、前記第２周期と前記第３周期が異なることにより前記第３格子パターンの射出面に、前記第３格子パターンの影を含む第１モアレ縞が形成され、前記第３格子パターンと前記受光素子を離して配置することにより前記第１モアレ縞に対して前記第３格子パターンの影が平滑化された第２モアレ縞を、前記受光素子が受光し、前記第３格子パターンからの１次回折光が前記第３格子パターンから前記受光素子までの空間を伝搬することによる光束の広がりｄは、前記受光素子に投影される前記第３格子パターンの影の周期Ｐに対して、０．３０以上１．８５以下であることを特徴とする。

Claims (11)

1. 光源と、
   前記光源からの光が入射する、第１周期の第１格子パターンと、
   前記第１の格子パターンからの光が入射する、第２周期の第２格子パターンと、
   前記第２の格子パターンからの光が入射する、前記第２周期とは異なる第３周期の第３格子パターンと、
   前記第３格子パターンからの光を受光する受光素子と、
   を有する光学式エンコーダにおいて、
   前記第２周期と前記第３周期が異なることにより前記第３格子パターンの射出面に、前記第３格子パターンの影を含む第１モアレ縞が形成され、
   前記第３格子パターンと前記受光素子を離して配置することにより前記第１モアレ縞に対して前記第３格子パターンの影が平滑化された第２モアレ縞を、前記受光素子が受光し、
   前記第３格子パターンからの１次回折光が前記第３格子パターンから前記受光素子までの空間を伝搬することによる光束の広がりｄは、前記受光素子に投影される前記第３格子パターンの影の周期Ｐに対して、０．３０以上１．８５以下であることを特徴とする光学式エンコーダ。
2. 前記第３格子パターンからの１次回折光が前記第３格子パターンから前記受光素子までの空間を伝搬することによる光束の広がりｄは、前記第２モアレ縞のうち位置検出に用いるモアレ縞の周期に対して、１／２以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学式エンコーダ。
3. 前記光束の広がりｄは前記モアレ縞の周期に対して１／４以下であることを特徴とする請求項２に記載の光学式エンコーダ。
4. 光源と、
   前記光源からの光が入射する、第１周期の第１格子パターンと、
   前記第１の格子パターンからの光が入射する、第２周期の第２格子パターンと、
   前記第２の格子パターンからの光が入射する、前記第２周期とは異なる第３周期の第３格子パターンと、
   前記第３格子パターンからの光を受光する受光素子アレイと、
   を有する光学式エンコーダにおいて、
   前記受光素子アレイは、互いに位相が異なる信号を出力する複数の受光素子を１群として周期的に配列された受光素子アレイであって、
   前記受光素子アレイの受光面における前記第１格子パターンの影の光強度分布の周期が、前記受光素子の１群の半周期又は周期に対してずれた状態で、前記受光素子アレイが前記第３格子パターンからのモアレ縞を受光し、
   前記第３格子パターンからの１次回折光が前記第３格子パターンから前記受光素子までの空間を伝搬することによる光束の広がりｄは、前記受光素子に投影される前記第３格子パターンの影の周期Ｐに対して、０．３０以上１．８５以下であることを特徴とする光学式エンコーダ。
5. 光源と、
   前記光源からの光が入射する、第１周期の第１格子パターンと、
   前記第１の格子パターンからの光が入射する、第２周期の第２格子パターンと、
   前記第２の格子パターンからの光が入射する、前記第２周期とは異なる第３周期の第３格子パターンと、
   前記第３格子パターンからの光を受光する受光素子アレイと、
   を有する光学式エンコーダにおいて、
   前記受光素子アレイは、互いに位相が異なる信号を出力する複数の受光素子を１群として周期的に配列された受光素子アレイであって、
   前記受光素子アレイの受光面における前記第１格子パターンの影の光強度分布の周期が、前記受光素子の１群の半周期又は周期に対してずれた状態で、前記受光素子アレイが前記第３格子パターンからのモアレ縞を受光し、
   前記受光素子アレイは、互いに位相が９０°異なる４相の信号を出力する４つの受光素子を１群として周期的に配列され、
   前記受光素子アレイの受光面における前記第１格子パターンの影の光強度分布の周期が、前記受光素子の１群の周期に対して０．２５以下、０．３０以上０．４７５以下、０．５２５以上０．７０以下、０．７５以上１．５以下、または、２．０以上であることを特徴とする光学式エンコーダ。
6. 光源と、
   前記光源からの光が入射する、第１周期の第１格子パターンと、
   前記第１の格子パターンからの光が入射する、第２周期の第２格子パターンと、
   前記第２の格子パターンからの光が入射する、前記第２周期とは異なる第３周期の第３格子パターンと、
   前記第３格子パターンからの光を受光する受光素子アレイと、
   を有する光学式エンコーダにおいて、
   前記受光素子アレイは、互いに位相が異なる信号を出力する複数の受光素子を１群として周期的に配列された受光素子アレイであって、
   前記受光素子アレイの受光面における前記第１格子パターンの影の光強度分布の周期が、前記受光素子の１群の半周期又は周期に対してずれた状態で、前記受光素子アレイが前記第３格子パターンからのモアレ縞を受光し、
   前記受光素子アレイは、互いに位相が１２０°異なる３相の信号を出力する３つの受光素子を１群として周期的に配列され、
   前記受光素子アレイの受光面における前記第１格子パターンの影の光強度分布の周期が、前記受光素子の１群の周期に対して０．２５以下、０．３０以上０．７０以下、０．７５以上０．９５以下、１．０５以上１．５以下、または、２．０以上であることを特徴とする光学式エンコーダ。
7. 光源と、
   前記光源からの光が入射する、第１周期の第１格子パターンと、
   前記第１の格子パターンからの光が入射する、第２周期の第２格子パターンと、
   前記第２の格子パターンからの光が入射する、前記第２周期とは異なる第３周期の第３格子パターンと、
   前記第３格子パターンからの光を受光する受光素子アレイと、
   を有する光学式エンコーダにおいて、
   前記受光素子アレイは、互いに位相が異なる信号を出力する複数の受光素子を含み、
   前記受光素子アレイの受光面に、前記第１格子パターンの影と前記第３格子パターンの影が投影され、
   前記複数の受光素子のうち隣接する受光素子の中心間距離をＤ、前記第１格子パターンの影の周期及び前記第３格子パターンの影の周期の少なくとも一方をＰ、ｎを自然数とし、Ｄ／Ｐがｎ－１／４以上ｎ＋１／４以下である、ことを特徴とする光学式エンコーダ。
8. 光源と、
   前記光源からの光が入射する、第１周期の第１格子パターンと、
   前記第１の格子パターンからの光が入射する、第２周期の第２格子パターンと、
   前記第２の格子パターンからの光が入射する、前記第２周期とは異なる第３周期の第３格子パターンと、
   前記第３格子パターンからの光を受光する受光素子アレイと、
   を有する光学式エンコーダにおいて、
   前記受光素子アレイは、互いに位相が異なる信号を出力する複数の受光素子を１群として複数の群が周期的に配列された受光素子アレイであって、第１受光素子群と第２受光素子群を有し、
   前記第１受光素子群からの信号と前記第２受光素子群からの信号が足し合わせて出力され、
   前記第１受光素子群と前記第２受光素子群において、前記第１格子パターンの影及び前記第３格子パターンの影の少なくとも一方が互いに異なる位相で投影される、ことを特徴とする光学式エンコーダ。
9. 前記第１受光素子群と前記第２受光素子群において、前記第１格子パターンの影及び前記第３格子パターンの影の少なくとも一方が互いに位相が反転して投影される、ことを特徴とする請求項８に記載の光学式エンコーダ。
10. 前記受光素子アレイ上の前記第１格子パターンの影の周期又は前記第３格子パターンの影の周期をＰ´、互いに隣接する前記第１受光素子群と前記第２受光素子群の中心間距離をＰＤ、ｒｏｕｎｄ（ｘ）を少数点以下第一位を四捨五入する関数、受光素子群の数をＮとし、以下の式を満たす
    

    

    
    ことを特徴とする請求項８に記載の光学式エンコーダ。
11. 請求項１乃至１０の何れか１項に記載の光学式エンコーダと、
    前記光学式エンコーダによる検出結果に基づいて物体の変位を制御する制御部と、を有することを特徴とする制御装置。