JP2557967B2 - Grating interference displacement meter - Google Patents

Grating interference displacement meter

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JP2557967B2
JP2557967B2 JP63322587A JP32258788A JP2557967B2 JP 2557967 B2 JP2557967 B2 JP 2557967B2 JP 63322587 A JP63322587 A JP 63322587A JP 32258788 A JP32258788 A JP 32258788A JP 2557967 B2 JP2557967 B2 JP 2557967B2
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【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【産業上の利用分野】 本発明は、格子干渉型変位計に係り、特に、スケール
表面の表面度が悪い場合でも、安定した干渉を保つこと
が可能な格子干渉型変位計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a grating interference type displacement meter, and more particularly to a grating interference type displacement meter capable of maintaining stable interference even if the scale surface has a poor surface degree.

【従来の技術】[Prior art]

一定ピッチの光学的な目盛が形成されたスケールを用
いて、周期的な検出信号を生成する光電型エンコーダが
普及している。この光電型エンコーダの分解能は、光学
格子の幅及びピツチと、光電変換後の信号を分割する電
子回路の特性により定まる。一般に、光学格子は、エツ
チング法により製造されるので、4μm前後の光学格子
が最終測定精度上限界に近く、又、電子回路も大幅なコ
ストアツプを伴わない範囲で用いるとなると、最終的な
分解能は1μm前後であり、これを更に高精度化するの
は困難であつた。 一方、光電型エンコーダが普及するにつれて、より高
分解能で高精度な検出信号を生成するものが求められて
いる。 光電型エンコーダの高分解能化を図つたものの1つの
として、スケールにホログラフイの技術を用いて微細な
ピツチ(通常1μm程度)の目盛を形成し、その目盛を
回折格子として積極的に回折を生じさせて検出信号を得
る格子干渉型変位計が提案されている。 第7図は、特開昭47−10034で提案された格子干渉型
変位計を示すものである。この格子干渉型変位計は、ピ
ツチdの回折格子10Aが形成されたスケールと、該回折
格子10Aに光束としてのレーザビーム14(波長λ)を照
射するHe−Neレーザ光源12と、前記回折格子10Aによつ
て生成された0次と1次の回折光(光束)をそれぞれ反
射するミラー16、18と、1次側ミラー18で反射された1
次光の0次光と、0次側ミラー16で反射された0次光の
1次光との混合波を3分するビームスプリツタ(粗い回
折格子)20と、該ビームスプリツタ20で3分された混合
波をそれぞれ光電変換する受光素子22A、22B、22Cとを
含んで構成されている。ここで、前記スケールを除く各
要素は、検出器を構成している。 なお、第7図において、0次光及び1次光の光路中に
それぞれ挿入された偏光子24、26の偏光方向は、互いに
直交するように設定されており、3分された中央の混合
波を受光する受光素子22Aでは干渉縞が生じないように
されている。従つて、この受光素子22Aでは、干渉縞で
はなく、単なる和信号が得らるので、参照信号Vrとす
る。 又、受光素子22Bの直前には干渉縞生成用の検光子28B
が配置され、この受光素子22Bからは干渉縞によるA相
検出信号φAが生成される。 又、受光素子22Cの直前には1/4波長板30と検光子28C
が配置され、この受光素子22Cからは、前記A相検出信
号φAと90゜位相の異なるB相検出信号φBが生成され
る。 ここで、レーザビーム14の入射角θと、1次の回折角
φとは、次式で関係付けられる。 d(sinθ+sinφ)=λ ………(1) このような格子干渉型変位計によれば、例えば回折格
子10Aをホログラム方式で製造することによつて、1μ
m以下の光学格子を形成することができるので、0.01μ
mの分解能を達成することも可能である。
2. Description of the Related Art Photoelectric encoders that generate periodic detection signals using a scale having an optical scale with a constant pitch are widely used. The resolution of this photoelectric encoder is determined by the width and pitch of the optical grating and the characteristics of the electronic circuit that divides the photoelectrically converted signal. In general, since the optical grating is manufactured by the etching method, the optical grating of about 4 μm is close to the limit of the accuracy of the final measurement, and if the electronic circuit is used within a range without a large cost up, the final resolution is It was around 1 μm, and it was difficult to further improve the precision. On the other hand, with the spread of photoelectric encoders, there is a demand for those that generate detection signals with higher resolution and higher accuracy. One of the efforts to improve the resolution of the photoelectric encoder is to use a holographic technique to form a fine pitch (usually about 1 μm) scale on the scale, and use the scale as a diffraction grating to actively generate diffraction. A grating interferometric displacement sensor has been proposed that obtains a detection signal by means of the above method. FIG. 7 shows a grating interference type displacement gauge proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 47-10034. This grating interferometer type displacement meter includes a scale on which a diffraction grating 10A of pitch d is formed, a He-Ne laser light source 12 for irradiating the diffraction grating 10A with a laser beam 14 (wavelength λ) as a light beam, and the diffraction grating. Mirrors 16 and 18 that respectively reflect the 0th-order and 1st-order diffracted light (light flux) generated by 10A, and 1 that is reflected by the primary-side mirror 18
A beam splitter (coarse diffraction grating) 20 that divides a mixed wave of the 0th-order light of the next-order light and the 1st-order light of the 0th-order light reflected by the 0th-order side mirror 3 into three, and the beam splitter 20 It is configured to include light receiving elements 22A, 22B, 22C that photoelectrically convert the divided mixed waves. Here, each element other than the scale constitutes a detector. In FIG. 7, the polarization directions of the polarizers 24 and 26 respectively inserted in the optical paths of the 0th-order light and the 1st-order light are set so as to be orthogonal to each other, and the mixed wave in the center is divided into three. The light receiving element 22A that receives the light is designed not to generate interference fringes. Therefore, in the light receiving element 22A, not a fringe pattern but a mere sum signal is obtained, and thus the reference signal Vr is used. Immediately before the light receiving element 22B, an analyzer 28B for generating an interference fringe is formed.
Are arranged, and an A-phase detection signal φA based on interference fringes is generated from the light receiving element 22B. Immediately before the light receiving element 22C, a quarter wave plate 30 and an analyzer 28C
Is arranged, and a B-phase detection signal φB having a 90 ° phase difference from the A-phase detection signal φA is generated from the light receiving element 22C. Here, the incident angle θ of the laser beam 14 and the first-order diffraction angle φ are related by the following equation. d (sin θ + sin φ) = λ (1) According to such a grating interference type displacement meter, for example, by manufacturing the diffraction grating 10A by a hologram method, 1 μ
Since an optical grating of m or less can be formed, 0.01μ
It is also possible to achieve a resolution of m.

【発明が達成しようとする課題】[Problems to be achieved by the invention]

しかしながら、前記回折格子10Aが形成されたスケー
ル10のガラス表面の平面度が悪いと、第7図に示したよ
うな透過型の格子干渉型変位計の場合、第8図(スケー
ル下面の平面度不良の場合)に矢印Aで示す如く、屈析
角に差が生じて光束が曲つてしまい、受光素子22B、22C
に入射する2本の光の進行方向は互いに傾斜し、その方
向に直交する光波面には、干渉による明暗の縞が発生し
てしまい、ビームの重合断面全面に均一な光の干渉を得
ることができなかつた。そのために従来はスケールの平
面度を5μm/100mm以下に保持しなければならない上、
他の要因によつて光軸方向が傾斜した場合信号が検出で
きないという問題点を有していた。 一方、光源及び検出系が共に反射型スケースの片側に
配置される反射型の格子干渉型変位計は、光源及び検出
系をスケールの片側に配置すればよいので、セパレート
式のような組込み型スケールに適している。しかしなが
ら、反射光の回折を利用するため、スケールの傾きや平
面度不良からくる光路のずれは、第7図に示したような
透過型の場合よりも激しく、取付けや調整を厳密に行う
必要があり、これらの作業が困難であつた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされた
もので、スケール表面の平面度不良や傾き等からくる、
微小であるが影響の大きな変動による影響を少なくし
て、安定した信号を得ることができ、従つて、検出系取
付け時のアライメントを簡略化することが可能な格子干
渉型変位計を提供することを課題とする。
However, if the flatness of the glass surface of the scale 10 on which the diffraction grating 10A is formed is poor, in the case of a transmission type grating interference displacement meter as shown in FIG. As shown by the arrow A in the case of (defective), the light flux is bent due to the difference in the diffraction angle, and the light receiving elements 22B, 22C
The directions of travel of the two light beams incident on each other are inclined with respect to each other, and light and dark stripes due to interference occur on the light wavefront orthogonal to that direction, so that uniform light interference can be obtained over the entire cross section of the beam. I couldn't do it. Therefore, conventionally, the flatness of the scale must be kept below 5 μm / 100 mm.
There is a problem that a signal cannot be detected when the optical axis is tilted due to other factors. On the other hand, in a reflection type grating interference displacement meter in which both the light source and the detection system are arranged on one side of the reflective case, the light source and the detection system may be arranged on one side of the scale, so a built-in scale such as a separate type is used. Suitable for However, since the diffraction of the reflected light is used, the deviation of the optical path due to the inclination of the scale and the poor flatness is more severe than in the case of the transmissive type as shown in FIG. 7, and it is necessary to perform mounting and adjustment strictly. Yes, these tasks were difficult. The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and is caused by poor flatness or inclination of the scale surface,
To provide a grating interference type displacement meter capable of obtaining a stable signal by reducing the influence of a small but large change and thus simplifying the alignment when the detection system is attached. Is an issue.

【課題を達成するための手段】[Means for achieving the object]

本発明は、回折格子が形成されたスケールと、前記回
折格子にコリメートされた光束を照射するための光源、
及び、前記回折格子によつて生成された、左右対称の光
路を形成する同数次の回折光を干渉させて光電変換する
受光素子を含む光学系とを備え、前記スケールと検出器
の相対変位に応じて、周期的に変化する検出信号を生成
する格子干渉型変位計において、前記回折格子によつて
生成された、左右対称の光路を形成する同数次の回折光
を、回折格子の面に焦点を有する凸レンズ又は凹面鏡に
より、干渉前にそれぞれ平行光束とする手段を備えるこ
とにより、前記課題を達成したものである。
The present invention provides a scale on which a diffraction grating is formed, and a light source for irradiating the diffraction grating with a collimated light beam.
And an optical system including a light receiving element that photoelectrically converts the diffracted light of the same number order that forms a bilaterally symmetric optical path by the diffraction grating and photoelectrically converts the light. Accordingly, in a grating interference type displacement meter that generates a detection signal that changes periodically, the diffracted light of the same order that forms a symmetrical optical path generated by the diffraction grating is focused on the surface of the diffraction grating. The above object is achieved by providing a convex lens or a concave mirror having the above-mentioned means with each of which forms a parallel light beam before interference.

【作用及び効果】[Action and effect]

従来スケール表面の平面度不良やスケールの傾きによ
り屈折角(透過型の場合)や回折角(反射型の場合)に
差が生じた場合、受光素子22B、22Cに入射する2本の光
の進行方向は互いに傾斜し、その方向に直交する光波面
は縞状に合成された状態となり、ビームの重合断面全面
に均一な光の干渉を得ることができなかつた。そのため
にスケールの平面度を高精度に保持しなければならない
上、他の要因によつて、両ビームの相対的進行方向が傾
斜した場合信号が検出できないことがあり、測定誤差が
発生するという問題があつた。本発明は第2図に示す如
く、例えば前記回折格子の面(回折面)に焦点がくるよ
うに凸レンズ40を配置することにより、回折格子によつ
て生成された複数の光束が、ハーフミラー50による混合
前に各々の設計上の進行方向に対して平行に進むように
したので、スケールの平面度が15μm/100mm以上であつ
ても安定した干渉信号を得ることができるようになつ
た。又、他の要因によつて光軸が傾斜しても安定した信
号が得られるようになつた。 又このような状態を実現するために凹面鏡を用いても
よい。 このようにして、スケール平面度の許容値やスケール
の傾きによらず、凸レンズ又は凹面鏡通過後の光束を常
に設計上の光軸に平行な方向に進ませることができ、即
ちハーフミラー50の通過、又は反射後、それぞれ平行な
光路を進むようになるので、安価なスケールを使用する
ことができ、又、検出アライメントの許容値が向上し、
アライメントを簡単なものとすることができる。更に、
光源ビームの形状や平行性を厳密に設計する必要がなく
なる。 特に、スケールの傾き等からくる光路のずれが透過型
よりも激しく、取付けや調整に厳密さを要求される反射
型の格子干渉型変位計の場合には、その取付や調整が容
易となり、効果が更に大きく、例えばレーザダイオード
等の小型光源を用いた反射型の格子干渉変位計を実現す
ることが可能となる。
When the refraction angle (transmissive type) and diffraction angle (reflective type) differ due to the flatness of the scale surface or the inclination of the scale, the two light beams entering the light receiving elements 22B and 22C travel The directions were inclined with respect to each other, and the light wavefronts orthogonal to the directions were combined into stripes, and uniform light interference could not be obtained over the entire cross section of the beam. Therefore, the flatness of the scale must be maintained with high accuracy, and due to other factors, a signal may not be detected when the relative traveling directions of both beams are tilted, which causes a measurement error. I got it. According to the present invention, as shown in FIG. 2, for example, by arranging the convex lens 40 so that the surface (diffraction surface) of the diffraction grating is focused, a plurality of luminous fluxes generated by the diffraction grating are generated by the half mirror 50. Since they were made to proceed in parallel to the respective designed traveling directions before mixing, stable interference signals could be obtained even when the flatness of the scale was 15 μm / 100 mm or more. Further, due to other factors, a stable signal can be obtained even if the optical axis is tilted. Further, a concave mirror may be used to realize such a state. In this way, the light flux after passing through the convex lens or the concave mirror can always be advanced in the direction parallel to the designed optical axis regardless of the tolerance of the scale flatness and the inclination of the scale, that is, the passage of the half mirror 50. , Or, after reflection, they travel in parallel optical paths, so an inexpensive scale can be used, and the tolerance of detection alignment is improved,
The alignment can be simple. Furthermore,
It is not necessary to strictly design the shape and parallelism of the light source beam. In particular, in the case of a reflection type grating interference type displacement meter, where the deviation of the optical path due to the tilt of the scale etc. is more severe than that of the transmission type, and rigorous mounting and adjustment are required, the mounting and adjustment become easier, and the effect However, it is possible to realize a reflection type grating interference displacement meter using a small light source such as a laser diode.

【実施例】【Example】

以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 本発明の第1実施例は、第1図に示す如く、前記従来
と同様の、回折格子が形成された透過型のスケール10
と、光源としての、コリメートされた平行光束を形成す
るレーザダイオード(LD)42と、例えばPINフオトダイ
オードから成る受光素子22A1、22A2、22B、22C、検光子
28B、28C、1/4波長板30を含む検出器とを備え、前記ス
ケール10と検出器の相対変位に応じて周期的に変化する
検出信号を生成する透過型の格子干渉型変位計におい
て、前記レーザダイオード42からのレーザビーム14をそ
れぞれ偏向方向に従つて2分するP/Sスプリツタ44と、
該2分された光束を同一の入射角θでそれぞれ対称に前
記スケール10上の回折格子の同一回折点Cに入射させる
ための一対のミラー46A、46Bと、一次回折光のみをそれ
ぞれ反射しつつ分解するように設けられたビームスプリ
ツタ48A、48Bと、該ビームスプリツタ48A、48Bで分解さ
れた回折光を光電変換して参照信号Vr=(Vra+Vrb)/2
を得るための前記受光素子22A1、22A2と、前記ビームス
プリツタ48A、48Bで反射された回折光を再び混合して干
渉させるためのハーフミラー50と、該ハーフミラー50と
前記ビームスプリツタ48A、48Bの間にそれぞれ配置され
た、前記スケール10の回折面を焦点とする凸レンズ52
A、52Bとを備えたものである。 このように、回折格子で回折させた2本の光束を、ハ
ーフミラー50で混合して干渉させる前に、凸レンズ52
A、52Bを通すことによつて、スケール表面の平面度不良
やスケールのピツチングといつた、小さいが左右非対称
の変動に対して、凸レンズ52A、52Bにより、曲つた光軸
を補正して、影響を受けにくくすることができる。 本実施例においては、回折光を、ビームスプリツタ48
A、48Bを用いて一度反射した後、ハーフミラー50により
混合する、左右対称のいわゆる多段型の構成としている
ので、レーザダイオード42の波長λが変化しても、1次
光の回折角φが共通であるため、各受光素子22B、22Cに
入射する方向はほぼ一定である。従つて、光源の波長変
動や、スケール上のローリング及びギヤツプ変動といつ
た、大きい対称的な変動も吸収され、このような変動の
影響を受けることがない。 又、スケール10表面での反射光も、直接受光素子に入
射することがない。 本実施例においては、凸レンズ52A、52Bが、ビームス
プリツタ48A、48Bとハーフミラー50の間に配置されてい
たが、凸レンズ52A、52Bの配設位置はこれに限定され
ず、例えば、スケール10とビームスプリツタ48A、48Bの
間に配設することも可能である。要は、回折格子によつ
て生成された光束が混合されて干渉する前であり、且
つ、スケールの回折面に焦点があれば、どこでもよい。 次に、第3図を参照して、本発明の第2実施例を詳細
に説明する。 この第2実施例は、前記第1実施例と同様の多段型の
透過型格子干渉型変位計において、第3図に示す如く、
前記凸レンズ52A、52Bの代わりに、前記ビームスプリツ
タ48A、48Bの位置に、凹面鏡54A、54Bを配置したもので
ある。 なお、この第2実施例では、参照信号Vrは、どこか他
の場所に配置したビームスプリツタ(図示省略)等を用
いて、別に得る必要がある。 なお、前記第1及び第2実施例においては、本発明
が、透過型スケール10を含む透過型の格子干渉型変位計
に適用されていたが、本発明の適用範囲はこれに限定さ
れず、例えば第4図に示すような、反射型スケール60を
含む反射型の格子干渉型変位計にも同様に適用可能であ
る。 以下、反射型の格子干渉型変位計に適用した、本発明
の第3実施例及び第4実施例を説明する。 本発明の第3実施例は、第4図に示す如く、反射型の
格子干渉型変位計において、ビームスプリツタ48A、48B
と偏光板24、26の間に、前記スケール60の回折点Cに焦
点がくるよう凸レンズ52A、52Bを配設したものである。 又、光源であるレーザダイオード45からの光束14は、
第5図に示す如く、スケール60に対して斜めに入射する
ようにされており、スケール60による反射光が、レーザ
ダイオード42に戻るのを防止して、該戻り光によりレー
ザダイオード42の自動出力制御(APC制御)が狂うのが
防止されている。 本実施例においても、光学系が左右対称であるので、
波長変動等の対称な光路の変動に強く、レーザダイオー
ド42の波長変動の影響を吸収することができる。 他の点に関しては、前記第1実施例と同様であるの
で、説明は省略する。 次に、第6図を参照して、本発明の第4実施例を詳細
に説明する。 この第4実施例は、前記第3実施例と同様の反射型の
格子干渉型変位計において、凸レンズ52A、52Bの代わり
に、ビームスプリツタ48A、48Bの位置に凹面鏡54A、54B
を配置したものである。 他の点に関しては、第3実施例又は第2実施例と同様
であるので、説明は省略する。 なお、前記実施例においては、いずれも光源としてレ
ーザダイオード42が用いられていたが、光源の種類はこ
れに限定されない。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The first embodiment of the present invention is, as shown in FIG. 1, a transmission type scale 10 in which a diffraction grating is formed, similar to the conventional one.
And a laser diode (LD) 42 that forms a collimated parallel light flux as a light source, and a light receiving element 22A 1 , 22A 2 , 22B, 22C, which is a PIN photodiode, and an analyzer.
28B, 28C, comprising a detector including a 1/4 wavelength plate 30, in a transmission type grating interference displacement meter that generates a detection signal that periodically changes according to the relative displacement of the scale 10 and the detector, A P / S splitter 44 that divides the laser beam 14 from the laser diode 42 into two according to the deflection direction,
While reflecting only the first-order diffracted light, a pair of mirrors 46A and 46B for making the divided light flux symmetrically enter the same diffraction point C of the diffraction grating on the scale 10 at the same incident angle θ, respectively. Reference signals Vr = (Vr a + Vr b ) / 2 obtained by photoelectrically converting the beam splitters 48A and 48B provided to be decomposed and the diffracted light decomposed by the beam splitters 48A and 48B.
The light receiving elements 22A 1 and 22A 2 for obtaining the same, and a half mirror 50 for mixing and interfering the diffracted light reflected by the beam splitters 48A and 48B again, the half mirror 50 and the beam splitter. A convex lens 52 having a diffraction surface of the scale 10 as a focus, which is arranged between 48A and 48B.
It is equipped with A and 52B. Thus, before the two light beams diffracted by the diffraction grating are mixed by the half mirror 50 and interfered with each other, the convex lens 52
By passing through A and 52B, the convex lens 52A and 52B correct the curved optical axis to affect the flatness of the scale surface, the pitching of the scale, and small but asymmetrical fluctuations. It is possible to make it hard to receive. In this embodiment, the diffracted light is reflected by the beam splitter 48.
Since the light is reflected once by using A and 48B, and then mixed by the half mirror 50, a so-called left-right symmetrical so-called multi-stage structure is adopted. Therefore, even if the wavelength λ of the laser diode 42 changes, the diffraction angle φ of the primary light is changed. Since they are common, the direction of incidence on each of the light receiving elements 22B and 22C is substantially constant. Therefore, large symmetrical fluctuations such as wavelength fluctuations of the light source and rolling and gear fluctuations on the scale are also absorbed and are not affected by such fluctuations. Further, the reflected light on the surface of the scale 10 does not directly enter the light receiving element. In the present embodiment, the convex lenses 52A, 52B were arranged between the beam splitters 48A, 48B and the half mirror 50, but the arrangement positions of the convex lenses 52A, 52B are not limited to this, for example, the scale 10 It is also possible to dispose between the beam splitter 48A and the beam splitter 48B. The point is that before the light fluxes generated by the diffraction grating are mixed and interfered with each other, and if there is a focus on the diffraction surface of the scale, it may be anywhere. Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. The second embodiment is a multi-stage transmission grating interferometric displacement gauge similar to the first embodiment, as shown in FIG.
Instead of the convex lenses 52A and 52B, concave mirrors 54A and 54B are arranged at the positions of the beam splitters 48A and 48B. In the second embodiment, the reference signal Vr needs to be separately obtained by using a beam splitter (not shown) or the like arranged somewhere else. In addition, in the said 1st and 2nd Example, this invention was applied to the transmission-type grating | lattice interference type displacement meter containing the transmission-type scale 10, but the application range of this invention is not limited to this. For example, the present invention can be similarly applied to a reflection type grating interference type displacement meter including a reflection type scale 60 as shown in FIG. The third and fourth embodiments of the present invention, which are applied to the reflection type grating interference type displacement meter, will be described below. The third embodiment of the present invention is, as shown in FIG. 4, a beam splitter 48A, 48B in a reflection type grating interference type displacement meter.
The convex lenses 52A and 52B are arranged between the polarizing plates 24 and 26 so that the diffraction point C of the scale 60 is focused. Further, the luminous flux 14 from the laser diode 45 which is the light source is
As shown in FIG. 5, the scale 60 is obliquely incident, and the reflected light from the scale 60 is prevented from returning to the laser diode 42, and the return light automatically outputs the laser diode 42. The control (APC control) is prevented from going wrong. Also in this embodiment, since the optical system is symmetrical,
It is highly resistant to symmetric optical path variations such as wavelength variations, and can absorb the effects of wavelength variations of the laser diode 42. Since the other points are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted. Next, a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. The fourth embodiment is similar to the third embodiment in the reflection type grating interferometric displacement gauge, but instead of the convex lenses 52A and 52B, concave mirrors 54A and 54B are provided at the positions of the beam splitters 48A and 48B.
Is arranged. Since the other points are the same as those of the third or second embodiment, the description thereof will be omitted. Although the laser diode 42 is used as the light source in each of the embodiments, the type of light source is not limited to this.

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

第1図は、本発明に係る格子干渉型変位計の第1実施例
の構成を示す正面図、 第2図は、本発明の原理を説明するための光路図、 第3図は、本発明の第2実施例の構成を示す正面図、 第4図は、本発明の第3実施例の構成を示す正面図、 第5図は、同じく側面図、 第6図は、本発明の第4実施例の構成を示す正面図、 第7図は、従来の格子干渉型変位計の一例の構成を示す
正面図、 第8図は、従来例において、平面度不良により光束が曲
つている状態を示す断面図である。 10、60……スケール、 10A……回折格子、 14……レーザビーム(光束)、 40、52A、52B……凸レンズ、 42……レーザダイオード(LD)、 48A、48B……ビームスプリツタ、 50……ハーフミラー、 54A、54B……凹面鏡。
FIG. 1 is a front view showing the configuration of a first embodiment of a grating interference type displacement meter according to the present invention, FIG. 2 is an optical path diagram for explaining the principle of the present invention, and FIG. 4 is a front view showing the configuration of a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a front view showing the configuration of a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is a side view of the same, and FIG. 6 is a fourth view of the present invention. FIG. 7 is a front view showing the configuration of the embodiment, FIG. 7 is a front view showing the configuration of an example of a conventional grating interference type displacement meter, and FIG. 8 is a view showing a state in which a light beam is bent due to poor flatness in the conventional example. It is sectional drawing shown. 10, 60 ... Scale, 10A ... Diffraction grating, 14 ... Laser beam (light flux), 40, 52A, 52B ... Convex lens, 42 ... Laser diode (LD), 48A, 48B ... Beam splitter, 50 ...... Half mirror, 54A, 54B ...... Concave mirror.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−309817(JP,A) 特開 昭59−163517(JP,A) 特開 昭58−191906(JP,A) 特開 昭60−190812(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── --- Continued from the front page (56) References JP-A-63-309817 (JP, A) JP-A-59-163517 (JP, A) JP-A-58-191906 (JP, A) JP-A-60- 190812 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】回折格子が形成されたスケールと、 前記回折格子に、コリメートされた平行光束を照射する
ための光源、及び、前記回折格子によつて生成された、
左右対称の光路を形成する同数次の回折光を干渉させて
光電変換する受光素子を含む光学系とを備え、 前記スケールと検出品の相対変位に応じて、周期的に変
化する検出信号を生成する格子干渉型変位計において、 前記回折格子によつて生成された、左右対称の光路を形
成する同数次の回折光を、回折格子の面に焦点を有する
凸レンズ又は凹面鏡により、干渉前にそれぞれ平行光束
とする手段を備えたことを特徴とする格子干渉型変位
計。
1. A scale having a diffraction grating formed thereon, a light source for irradiating the diffraction grating with a collimated parallel light flux, and a scale generated by the diffraction grating.
An optical system including a light-receiving element that photoelectrically converts the diffracted light of the same order that forms a symmetrical optical path by interfering with each other, and generates a detection signal that periodically changes according to the relative displacement of the scale and the detected product. In the grating interferometric displacement meter, the diffracted light of the same order that forms a symmetrical optical path generated by the diffraction grating is collimated by a convex lens or a concave mirror having a focal point on the surface of the diffraction grating before the interference. A grating interferometer type displacement meter, characterized in that it is provided with means for making a light beam.
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