JP2560471B2 - 安全機構を有したエンコーダー - Google Patents
安全機構を有したエンコーダーInfo
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- JP2560471B2 JP2560471B2 JP1076967A JP7696789A JP2560471B2 JP 2560471 B2 JP2560471 B2 JP 2560471B2 JP 1076967 A JP1076967 A JP 1076967A JP 7696789 A JP7696789 A JP 7696789A JP 2560471 B2 JP2560471 B2 JP 2560471B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は安全機構を有したエンコーダーに関し、特に
工作機械の移動ステージ等の移動物体に取付けた回折格
子にレーザー光等の可干渉性光束を入射させ該回折格子
からの回折光を互いに干渉させて干渉縞を形成し、該干
渉縞の明暗の縞を計数することによって回折格子の移動
量、即ち移動物体の移動量を測定するロータリーエンコ
ーダーやリニアエンコーダー等のエンコーダーにおいて
レーザー光がエンコーダーケースから漏れて観測者等の
眼に入射し、悪影響を与えるのを効果的に防止した安全
機構を有したエンコーダーに関するものである。
工作機械の移動ステージ等の移動物体に取付けた回折格
子にレーザー光等の可干渉性光束を入射させ該回折格子
からの回折光を互いに干渉させて干渉縞を形成し、該干
渉縞の明暗の縞を計数することによって回折格子の移動
量、即ち移動物体の移動量を測定するロータリーエンコ
ーダーやリニアエンコーダー等のエンコーダーにおいて
レーザー光がエンコーダーケースから漏れて観測者等の
眼に入射し、悪影響を与えるのを効果的に防止した安全
機構を有したエンコーダーに関するものである。
（従来の技術） 近年NC工作機械や半導体焼付装置等の精密機械におい
ては１μｍ以下（サブミクロン）の単位で測定すること
のできる精密な測定器が要求されている。従来よりサブ
ミクロンの単位で測定することのできる測定器として
は、レーザー等の可干渉性光束を用い、移動物体からの
回折光より干渉縞を形成させ、該干渉縞を利用したロー
タリーエンコーダーやリニアエンコーダーが良く知られ
ている。
ては１μｍ以下（サブミクロン）の単位で測定すること
のできる精密な測定器が要求されている。従来よりサブ
ミクロンの単位で測定することのできる測定器として
は、レーザー等の可干渉性光束を用い、移動物体からの
回折光より干渉縞を形成させ、該干渉縞を利用したロー
タリーエンコーダーやリニアエンコーダーが良く知られ
ている。
特に光学式のエンコーダーは比較的容易に高精度の検
出が出来る為、各分野で用いられている。
出が出来る為、各分野で用いられている。
一般にエンコーダーにおいて光源として用いているレ
ーザーは検出精度を向上させる為になるべく出力が高い
ものが要望されている。この為、従来よりエンコーダー
には小型でなるべく強力出力値が得られるレーザーが用
いられている。
ーザーは検出精度を向上させる為になるべく出力が高い
ものが要望されている。この為、従来よりエンコーダー
には小型でなるべく強力出力値が得られるレーザーが用
いられている。
多くのエンコーダーにおいては、測定時以外のときや
被測定物が所定面上に載置されていないときであっても
構成上、レーザー光束がエンコーダーのケースから漏れ
て外部に射出してくる場合があった。特に強力なレーザ
ーを用いているエンコーダーにおいて、レーザ光がケー
スから漏れて観察者の眼に入射したりすると人体に悪影
響を及ぼすことがあり大変危険であった。
被測定物が所定面上に載置されていないときであっても
構成上、レーザー光束がエンコーダーのケースから漏れ
て外部に射出してくる場合があった。特に強力なレーザ
ーを用いているエンコーダーにおいて、レーザ光がケー
スから漏れて観察者の眼に入射したりすると人体に悪影
響を及ぼすことがあり大変危険であった。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明はエンコーダーの一部に安全機構を設け、該安
全機構により被測定物を測定しないときや被測定物が所
定面上に載置されていないときにはレーザー光の出力を
低下させたり、又はレーザー光束がエンコーダーのケー
スから外部に射出しないようにし、レーザー光が観察者
に悪影響を及ぼすのを効果的に防止した安全機構を有し
たエンコーダーの提供を目的とする。
全機構により被測定物を測定しないときや被測定物が所
定面上に載置されていないときにはレーザー光の出力を
低下させたり、又はレーザー光束がエンコーダーのケー
スから外部に射出しないようにし、レーザー光が観察者
に悪影響を及ぼすのを効果的に防止した安全機構を有し
たエンコーダーの提供を目的とする。
（問題点を解決するための手段） 本発明に係るエンコーダーは、光源から放射された可
干渉性光束をスケール上に形成した回折格子に入射さ
せ、該回折格子からの特定次数の回折光を用いて干渉縞
を形成し、該干渉縞の明暗の縞を計数することにより該
回折格子の移動量を測定するエンコーダーにおいて、該
回折格子から生ずる所定次数の回折光の有無を検出手段
により検出し、該検出手段からの出力信号を利用して制
御手段により該光源からの出力を制御するか又は該可干
渉性光束が外部に漏れるのを防止したことを特徴として
いる。
干渉性光束をスケール上に形成した回折格子に入射さ
せ、該回折格子からの特定次数の回折光を用いて干渉縞
を形成し、該干渉縞の明暗の縞を計数することにより該
回折格子の移動量を測定するエンコーダーにおいて、該
回折格子から生ずる所定次数の回折光の有無を検出手段
により検出し、該検出手段からの出力信号を利用して制
御手段により該光源からの出力を制御するか又は該可干
渉性光束が外部に漏れるのを防止したことを特徴として
いる。
例えば制御手段は光源の出力を停止したり、又は前記
制御手段は前記光源からの放射させる可干渉性光束を予
め設定した出力値よりも低い値で放射させ、次いで前記
検出手段により該回折格子からの所定次数の回折光の有
無を検出し、該検出手段からの出力信号を利用して該光
源の出力値を制御していることを特徴としている。
制御手段は前記光源からの放射させる可干渉性光束を予
め設定した出力値よりも低い値で放射させ、次いで前記
検出手段により該回折格子からの所定次数の回折光の有
無を検出し、該検出手段からの出力信号を利用して該光
源の出力値を制御していることを特徴としている。
（実施例） 第１図は本発明をリニアエンコーダーに適用したとき
の第１実施例の要部概略図である。
の第１実施例の要部概略図である。
同図において１はレーザー、２はコリメーターレン
ズ、３はスケールであり不図示の移動物体に取付けられ
ており、その面上には一定の格子ピッチの回折格子3aを
有しており、例えば矢印の方向に速度ｖで移動してい
る。51,52は各々1/4波長板、41,42は回折格子３の傾き
によって生ずる再回折光の軸ずれを防止する為のダハプ
リズム、又はコーナーキューブ反射鏡、６はビームスプ
リッター、71,72は偏光板で各々の偏光軸は互いに直交
しており、更に1/4波長板51,52の偏光軸と45度の角度を
なすように配置されている。81,82は各々受光素子であ
る。
ズ、３はスケールであり不図示の移動物体に取付けられ
ており、その面上には一定の格子ピッチの回折格子3aを
有しており、例えば矢印の方向に速度ｖで移動してい
る。51,52は各々1/4波長板、41,42は回折格子３の傾き
によって生ずる再回折光の軸ずれを防止する為のダハプ
リズム、又はコーナーキューブ反射鏡、６はビームスプ
リッター、71,72は偏光板で各々の偏光軸は互いに直交
しており、更に1/4波長板51,52の偏光軸と45度の角度を
なすように配置されている。81,82は各々受光素子であ
る。
９は検出手段であり、回折格子3aからの所定次数の回
折光を検出している。10は制御手段であり、検出手段９
からの出力信号によりレーザー１の出力値を制御してい
る。11はケースであり、スケール３を除く諸要素を収納
している 本実施例では検出手段９、制御手段10は安全機構の一
部を構成している。
折光を検出している。10は制御手段であり、検出手段９
からの出力信号によりレーザー１の出力値を制御してい
る。11はケースであり、スケール３を除く諸要素を収納
している 本実施例では検出手段９、制御手段10は安全機構の一
部を構成している。
同図においてレーザー１からの光束はコリメーターレ
ンズ２により略平行光束となり回折格子３に入射する。
回折格子３で回折された正と負のｍ次の回折光は1/4波
長板51,52を介してコーナーキューブ反射鏡41,42で反射
されて回折格子３に再度入射し、再び正と負のｍ次の回
折光となって重なり合いビームスプリッター６で２光束
に分割されて偏光板71,72を介して受光素子81,82に入射
する。
ンズ２により略平行光束となり回折格子３に入射する。
回折格子３で回折された正と負のｍ次の回折光は1/4波
長板51,52を介してコーナーキューブ反射鏡41,42で反射
されて回折格子３に再度入射し、再び正と負のｍ次の回
折光となって重なり合いビームスプリッター６で２光束
に分割されて偏光板71,72を介して受光素子81,82に入射
する。
ここで受光素子81,82に入射する光束は1/4波長板51,5
2と偏光板71,72の組み合わせによって互いに90度の位相
差がつけられ、回折格子３の移動方向の弁別に用いられ
ている。そして受光素子81,82で受光される干渉縞の明
暗の縞を計数することにより回折格子３の移動量を求め
ている。
2と偏光板71,72の組み合わせによって互いに90度の位相
差がつけられ、回折格子３の移動方向の弁別に用いられ
ている。そして受光素子81,82で受光される干渉縞の明
暗の縞を計数することにより回折格子３の移動量を求め
ている。
本実施例では検出手段９を適切に配置し、検出手段９
により回折格子3aから予め設定した次数の回折光がある
か否かを検出している。そして検出手段９からの出力信
号を用いて制御手段10によりレーザー１の出力をOFFに
したり、又は出力を制御している。例えばレーザー１か
らのレーザー光束を、まず人体に害を及ぼさない程度の
低い出力値にして回折格子3aに入射させる。
により回折格子3aから予め設定した次数の回折光がある
か否かを検出している。そして検出手段９からの出力信
号を用いて制御手段10によりレーザー１の出力をOFFに
したり、又は出力を制御している。例えばレーザー１か
らのレーザー光束を、まず人体に害を及ぼさない程度の
低い出力値にして回折格子3aに入射させる。
そして検出手段９により回折格子3aからの所定次数の
回折光が検出されなかったときや、検出手段９による検
出量が予め設定した一定値に達しない場合にはスケール
３が存在しないものとみなして、即ち被測定物が所定位
置に存在しないものとみなしている。そしてこのような
場合には制御手段10によりレーザー１をOFFにしたり、
若しくはレーザー出力が所定値以上、即ち人体に害とな
らない程度の出力値に維持している。
回折光が検出されなかったときや、検出手段９による検
出量が予め設定した一定値に達しない場合にはスケール
３が存在しないものとみなして、即ち被測定物が所定位
置に存在しないものとみなしている。そしてこのような
場合には制御手段10によりレーザー１をOFFにしたり、
若しくはレーザー出力が所定値以上、即ち人体に害とな
らない程度の出力値に維持している。
本実施例ではこのように有害となる程度のレーザー光
束がケース11外に出射しないようにしている。これによ
り有害なレーザー光束がケース外に射出して人体に悪影
響を及ぼすのを効果的に防止している。
束がケース11外に出射しないようにしている。これによ
り有害なレーザー光束がケース外に射出して人体に悪影
響を及ぼすのを効果的に防止している。
尚、第１図に示すリニアエンコーダーは光束の回折格
子3aへの再入射をダハプリズムやコーナーキューブ反射
鏡等の反射手段に用いて行なっている。これによりレー
ザー１の波長が例えば周囲温度変化等により変化し、回
折格子3aからの回折角度が変化しても必ず同じ角度で再
度回折格子3aを照射し、２つの再回折光が必ず重なり合
うようにし、受光素子81,82からの出力信号のS/N比を良
好に維持している。
子3aへの再入射をダハプリズムやコーナーキューブ反射
鏡等の反射手段に用いて行なっている。これによりレー
ザー１の波長が例えば周囲温度変化等により変化し、回
折格子3aからの回折角度が変化しても必ず同じ角度で再
度回折格子3aを照射し、２つの再回折光が必ず重なり合
うようにし、受光素子81,82からの出力信号のS/N比を良
好に維持している。
第２図は本発明の第２実施例の要部概略図である。リ
ニアエンコーダーとしての構成は第１図の第１実施例と
同様である。
ニアエンコーダーとしての構成は第１図の第１実施例と
同様である。
本実施例では回折格子3aからの回折光の有無を検出す
る為に、レーザー１とは別にLED等の人体に悪影響を与
えない程度の出力を有する光源12を用いていることを特
徴としている。
る為に、レーザー１とは別にLED等の人体に悪影響を与
えない程度の出力を有する光源12を用いていることを特
徴としている。
即ち光源12からの光束を集光レンズ14で平行光束とし
スケール３上の回折格子3aに入射させ、該回折格子3aか
らの所定の次数の回折光の有無を検出手段９で検出して
いる。
スケール３上の回折格子3aに入射させ、該回折格子3aか
らの所定の次数の回折光の有無を検出手段９で検出して
いる。
そして検出手段９からの出力信号を用いて制御手段９
により第１実施例と同様な方法によりレーザー１の出力
値を制御したりして有害なレーザー光束がケース11から
射出しないようにしている。
により第１実施例と同様な方法によりレーザー１の出力
値を制御したりして有害なレーザー光束がケース11から
射出しないようにしている。
第３図は本発明の第３実施例の概略図である。リニア
エンコーダーとしての構成は第１図の第１実施例と同様
である。
エンコーダーとしての構成は第１図の第１実施例と同様
である。
本実施例は第２図に示す第２実施例において制御手段
10によりレーザー１の出力を制御する代わりに、シャッ
ター部材13をケース11の開口部11a近傍に設けている。
そして検出手段９により回折格子3aからの所定次数の回
折光が検出されなかったときには、制御手段10によりシ
ャッター13をケース11の開口部11aをおおい開口部11aを
閉じている。これにより被測定物（スケール）が所定位
置にないときレーザー１からの有害となる程度のレーザ
ー光束がケース11外に射出しないようにしている。
10によりレーザー１の出力を制御する代わりに、シャッ
ター部材13をケース11の開口部11a近傍に設けている。
そして検出手段９により回折格子3aからの所定次数の回
折光が検出されなかったときには、制御手段10によりシ
ャッター13をケース11の開口部11aをおおい開口部11aを
閉じている。これにより被測定物（スケール）が所定位
置にないときレーザー１からの有害となる程度のレーザ
ー光束がケース11外に射出しないようにしている。
又、検出手段９で回折格子3aからの所定次数の回折光
が検出されたときはシャッター13を開き、開口部11aか
らレーザー光束を射出させて回折格子3aに導光させてい
る。
が検出されたときはシャッター13を開き、開口部11aか
らレーザー光束を射出させて回折格子3aに導光させてい
る。
尚、以上の各実施例では反射型のリニアエンコーダー
について説明したが透過型リニアエンコーダーであって
も良く、又ロータリーエンコーダーであっても良い。こ
の場合は例えば円形状に回折格子を設ければそのまま適
用することができる。
について説明したが透過型リニアエンコーダーであって
も良く、又ロータリーエンコーダーであっても良い。こ
の場合は例えば円形状に回折格子を設ければそのまま適
用することができる。
（発明の効果） 本発明によれば測定用の回折格子を有するスケールが
所定の位置関係にあるか否かを回折光を利用して検出手
段で検出し、該検出手段からの出力信号を利用して制御
手段により例えばレーザーの発振状態を制御したり、又
はシャッタ機構成により有害となるレーザー光がケース
外に漏れないようにし、これによりレーザー光が観察者
等に悪影響を及ぼすのを効果的に防止することのできる
安全機構を有したエンコーダーを達成することができ
る。
所定の位置関係にあるか否かを回折光を利用して検出手
段で検出し、該検出手段からの出力信号を利用して制御
手段により例えばレーザーの発振状態を制御したり、又
はシャッタ機構成により有害となるレーザー光がケース
外に漏れないようにし、これによりレーザー光が観察者
等に悪影響を及ぼすのを効果的に防止することのできる
安全機構を有したエンコーダーを達成することができ
る。
第１図は本発明をリニアエンコーダーに適用したときの
一実施例の概略図、第２図、第３図は各々本発明の他の
一実施例の概略図である。 図中、１はレーザー、２はコリメーターレンズ、３はス
ケール、3aは回折格子、41,42はコーナーキューブ反射
鏡、51,52,53は1/4波長板、６はビームスプリッター、7
1,72は偏光板、81,82,は受光素子、９は検出手段、10は
制御手段、11はケース、12は光源、14は集光レンズ、13
はシャッターである。
一実施例の概略図、第２図、第３図は各々本発明の他の
一実施例の概略図である。 図中、１はレーザー、２はコリメーターレンズ、３はス
ケール、3aは回折格子、41,42はコーナーキューブ反射
鏡、51,52,53は1/4波長板、６はビームスプリッター、7
1,72は偏光板、81,82,は受光素子、９は検出手段、10は
制御手段、11はケース、12は光源、14は集光レンズ、13
はシャッターである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石▲塚▼ 公 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 西村 哲治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−284716（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−28518（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】光源から放射された可干渉性光束をスケー
ル上に形成した回折格子に入射させ、該回折格子からの
特定次数の回折光を用いて干渉縞を形成し、該干渉縞の
明暗の縞を計数することにより該回折格子の移動量を測
定するエンコーダーにおいて、該回折格子から生ずる所
定次数の回折光の有無を検出手段により検出し、該検出
手段からの出力信号を利用して制御手段により該光源か
らの出力を制御するか又は該可干渉性光束が外部に漏れ
るのを防止したことを特徴とする安全機構を有したエン
コーダー。 - 【請求項２】前記制御手段は前記光源からの放射させる
可干渉性光束を予め設定した出力値よりも低い値で放射
させ、次いで前記検出手段により該回折格子からの所定
次数の回折光の有無を検出し、該検出手段からの出力信
号を利用して該光源の出力値を制御していることを特徴
とする請求項１記載の安全機構を有したエンコーダー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1076967A JP2560471B2 (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 安全機構を有したエンコーダー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1076967A JP2560471B2 (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 安全機構を有したエンコーダー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02254317A JPH02254317A (ja) | 1990-10-15 |
| JP2560471B2 true JP2560471B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=13620558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1076967A Expired - Fee Related JP2560471B2 (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 安全機構を有したエンコーダー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2560471B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04256802A (ja) * | 1991-02-08 | 1992-09-11 | Fanuc Ltd | ロボットシステム |
| DE102005056914A1 (de) * | 2005-11-29 | 2007-05-31 | Carl Zeiss Smt Ag | Projektionsbelichtungsystem |
| DE102008027641A1 (de) | 2008-06-06 | 2009-12-10 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmesssystem |
-
1989
- 1989-03-29 JP JP1076967A patent/JP2560471B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02254317A (ja) | 1990-10-15 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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