JP3210111B2 - 変位検出装置 - Google Patents
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/38—Forming the light into pulses by diffraction gratings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的に物体の変位
（移動量、回転量、速度、加速度）を検出する装置、具
体的にはエンコーダ、速度センサ、加速度センサ等に関
するものである。
（移動量、回転量、速度、加速度）を検出する装置、具
体的にはエンコーダ、速度センサ、加速度センサ等に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】光を物体に照射して高精度に物体の変位
を求める光学式変位センサ、例えば光学式エンコーダ、
レーザードップラ速度計、レーザー干渉計などが、ＮＣ
工作機械、ＯＡ機器、ロボット、精密製造装置等の分野
で広く利用されている。
を求める光学式変位センサ、例えば光学式エンコーダ、
レーザードップラ速度計、レーザー干渉計などが、ＮＣ
工作機械、ＯＡ機器、ロボット、精密製造装置等の分野
で広く利用されている。
【０００３】こうした変位センサのあるものは、レーザ
ー光を第１回折格子により回折して得た０次回折光と１
次回折光をスケールに形成してある第２回折格子に照射
し、０次回折光が第２回折格子により反射回折され生じ
る＋１次反射回折光と１回折光が第２回折格子により反
射回折されて生じる−１次反射回折光とを第１回折格子
の側の第３回折格子に向け、第３回折格子により＋１次
反射回折光と−１次反射回折光を合成して干渉光を形成
し、この干渉光を光電交換することによりスケールの変
位を示す正弦波信号を得ていた。
ー光を第１回折格子により回折して得た０次回折光と１
次回折光をスケールに形成してある第２回折格子に照射
し、０次回折光が第２回折格子により反射回折され生じ
る＋１次反射回折光と１回折光が第２回折格子により反
射回折されて生じる−１次反射回折光とを第１回折格子
の側の第３回折格子に向け、第３回折格子により＋１次
反射回折光と−１次反射回折光を合成して干渉光を形成
し、この干渉光を光電交換することによりスケールの変
位を示す正弦波信号を得ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の変位センサで
は、第１、第２回折格子が別個の部材に支持される形で
設けられている為、第１、第２回折格子間の平行度が甘
く、＋１次反射回折光と−１次反射回折光の第３回折格
子上への入射位置が一致しない為、干渉光の強度が小さ
い。従って、光電変換により得られる正弦波信号のＳ／
Ｎ比が低いという問題が生じていた。
は、第１、第２回折格子が別個の部材に支持される形で
設けられている為、第１、第２回折格子間の平行度が甘
く、＋１次反射回折光と−１次反射回折光の第３回折格
子上への入射位置が一致しない為、干渉光の強度が小さ
い。従って、光電変換により得られる正弦波信号のＳ／
Ｎ比が低いという問題が生じていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の変位検出装置
は、放射ビームを分割して得た２個のビームを移動基板
上の第２回折格子に照射する手段と、一方のビームの照
射により第２回折格子から生じる第１回折ビームと他方
のビーム照射により第２回折格子から生じる第２回折ビ
ームとを合成する手段と、第１、第２回折ビームの合成
により形成された干渉ビームを受けて移動基板の変位を
示す信号に変換する手段とを有する装置において、前記
照射手段が前記第２の回折格子とは異なるピッチの第１
回折格子を備え、該第１回折格子を前記移動基板の前記
第２回折格子が形成された面又は該面に平行に対向する
他の面に設けることにより、上記課題を解決するもので
ある。
は、放射ビームを分割して得た２個のビームを移動基板
上の第２回折格子に照射する手段と、一方のビームの照
射により第２回折格子から生じる第１回折ビームと他方
のビーム照射により第２回折格子から生じる第２回折ビ
ームとを合成する手段と、第１、第２回折ビームの合成
により形成された干渉ビームを受けて移動基板の変位を
示す信号に変換する手段とを有する装置において、前記
照射手段が前記第２の回折格子とは異なるピッチの第１
回折格子を備え、該第１回折格子を前記移動基板の前記
第２回折格子が形成された面又は該面に平行に対向する
他の面に設けることにより、上記課題を解決するもので
ある。
【０００６】本発明の好ましい形態では、前記合成手段
が前記合成の為の第３回折格子を備え、前記第１、第
２、第３回折格子の各格子ピッチを、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３
とする時、 ｜Ｐ１−Ｐ２｜・Ｐ３＝Ｐ１・Ｐ２ なる条件をほぼ満たす。
が前記合成の為の第３回折格子を備え、前記第１、第
２、第３回折格子の各格子ピッチを、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３
とする時、 ｜Ｐ１−Ｐ２｜・Ｐ３＝Ｐ１・Ｐ２ なる条件をほぼ満たす。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を示す該略図であ
り、図２（Ａ）、（Ｂ）が夫々図１の装置の断面図・側
面図である。
り、図２（Ａ）、（Ｂ）が夫々図１の装置の断面図・側
面図である。
【０００８】１は発光ダイオード、レーザダイオード等
の発光素子、３は干渉ビームを光電変換して、変位検出
信号（正弦波信号）を出力するＧ１は発光素子１からの
発散光束を分割するための第１回折格子、Ｇ２は分割さ
れた発散光束を反射回折して折り曲げる第２回折格子で
第１回折格子とは格子ピッチが異なり、Ｇ３は光束を合
成するための第３回折格子で、受光素子３の受光部上に
形成してあり、６余分な光をカットする為に発光素子１
と第１回折格子Ｇ１の間に設けたマスク、１０は回折格
子Ｇ１が一方の面に回折格子Ｇ２が他方の面に形成され
たスケールである。発光素子１から射出した発散光束
は、マスク６で絞られスケール１０の素子１側の表面上
の回折格子Ｇ１の点０１にて＋１次回折光Ｒ＋１、−１
次回折光Ｒ−１に回折され分割され位相変調を受ける。
＋１次回折光Ｒ＋１の位相は＋２πｘ／Ｐ１だけずれ
て、−１次回折光Ｒ−１の位相は−２πｘ／Ｐ１だけず
れる。ここでｘはスケールの移動距離である。
の発光素子、３は干渉ビームを光電変換して、変位検出
信号（正弦波信号）を出力するＧ１は発光素子１からの
発散光束を分割するための第１回折格子、Ｇ２は分割さ
れた発散光束を反射回折して折り曲げる第２回折格子で
第１回折格子とは格子ピッチが異なり、Ｇ３は光束を合
成するための第３回折格子で、受光素子３の受光部上に
形成してあり、６余分な光をカットする為に発光素子１
と第１回折格子Ｇ１の間に設けたマスク、１０は回折格
子Ｇ１が一方の面に回折格子Ｇ２が他方の面に形成され
たスケールである。発光素子１から射出した発散光束
は、マスク６で絞られスケール１０の素子１側の表面上
の回折格子Ｇ１の点０１にて＋１次回折光Ｒ＋１、−１
次回折光Ｒ−１に回折され分割され位相変調を受ける。
＋１次回折光Ｒ＋１の位相は＋２πｘ／Ｐ１だけずれ
て、−１次回折光Ｒ−１の位相は−２πｘ／Ｐ１だけず
れる。ここでｘはスケールの移動距離である。
【０００９】＋１次回折光Ｒ＋１はスケール１０の回折
格子Ｇ１が形成された面とは反対側の面に形成された回
折格子Ｇ２の点０２に入射し、そこで反射回折されて、
−１次回折光Ｒ＋１−１およびその他の光束に分割され
る。また−１次回折光Ｒ−１は回折格子Ｇ２の点０３に
入射し、そこで反射回折されて＋１次回折光Ｒ−１＋１
およびその他の光束に分割される。点０２からの−１次
回折光Ｒ＋１−１の位相は、点０２での回折により−２
πｘ／Ｐ２だけズレ、位相は２πｘ（１／Ｐ１−１／Ｐ
２）となる。＋１次回折光Ｒ−１＋１の位相は、点０３
での回折により２πｘ／Ｐ２だけズレ、位相は２πｘ
（−１／Ｐ１＋１／Ｐ２）となる。−１次回折光Ｒ＋１
−１は、回折格子付受光素子３の回折格子Ｇ３に入射し
透過回折され、−１次回折光Ｒ＋１−１−１およびその
他の光束に分割される。＋１次回折光Ｒ−１＋１は、回
折格子付受光素子３の回折格子Ｇ３に入射し透過回折さ
れ、−１次回折光Ｒ−１＋１−１およびその他の光束に
分割される。透過回折された光束の内、光路を互いに重
ね合わされ合成された−１次回折光束Ｒ＋１−１−１と
−１次回折光束Ｒ−１＋１−１は、干渉光となって受光
素子３に入射する。この時の干渉光の位相は、 ２πｘ（１／Ｐ１−１／Ｐ２）−２πｘ（−１／Ｐ１＋１／Ｐ２） ＝４πｘ（１／Ｐ１−１／Ｐ２） ＝４πｘ／Ｐ３ となり、スケール１０上の第１回折格子Ｇ１と第２回折
格子Ｇ２が同時に第３回折格子Ｇ３のピッチの１／２ピ
ッチ移動するごとに１周期の明暗変化が生じる。
格子Ｇ１が形成された面とは反対側の面に形成された回
折格子Ｇ２の点０２に入射し、そこで反射回折されて、
−１次回折光Ｒ＋１−１およびその他の光束に分割され
る。また−１次回折光Ｒ−１は回折格子Ｇ２の点０３に
入射し、そこで反射回折されて＋１次回折光Ｒ−１＋１
およびその他の光束に分割される。点０２からの−１次
回折光Ｒ＋１−１の位相は、点０２での回折により−２
πｘ／Ｐ２だけズレ、位相は２πｘ（１／Ｐ１−１／Ｐ
２）となる。＋１次回折光Ｒ−１＋１の位相は、点０３
での回折により２πｘ／Ｐ２だけズレ、位相は２πｘ
（−１／Ｐ１＋１／Ｐ２）となる。−１次回折光Ｒ＋１
−１は、回折格子付受光素子３の回折格子Ｇ３に入射し
透過回折され、−１次回折光Ｒ＋１−１−１およびその
他の光束に分割される。＋１次回折光Ｒ−１＋１は、回
折格子付受光素子３の回折格子Ｇ３に入射し透過回折さ
れ、−１次回折光Ｒ−１＋１−１およびその他の光束に
分割される。透過回折された光束の内、光路を互いに重
ね合わされ合成された−１次回折光束Ｒ＋１−１−１と
−１次回折光束Ｒ−１＋１−１は、干渉光となって受光
素子３に入射する。この時の干渉光の位相は、 ２πｘ（１／Ｐ１−１／Ｐ２）−２πｘ（−１／Ｐ１＋１／Ｐ２） ＝４πｘ（１／Ｐ１−１／Ｐ２） ＝４πｘ／Ｐ３ となり、スケール１０上の第１回折格子Ｇ１と第２回折
格子Ｇ２が同時に第３回折格子Ｇ３のピッチの１／２ピ
ッチ移動するごとに１周期の明暗変化が生じる。
【００１０】本実施例は、３枚の回折格子Ｇ１、Ｇ２、
Ｇ３のピッチをＰ１、Ｐ２、Ｐ３とする時、Ｐ３＝Ｐ１
・Ｐ２／｜Ｐ１−Ｐ２｜の条件を満たすように回折格子
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を構成、例えば、Ｐ１が４μｍ、Ｐ２
が２μｍ、Ｐ３を４μｍとなる。すると、上記の事から
分解能２μｍのエンコーダーを構成できる。
Ｇ３のピッチをＰ１、Ｐ２、Ｐ３とする時、Ｐ３＝Ｐ１
・Ｐ２／｜Ｐ１−Ｐ２｜の条件を満たすように回折格子
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を構成、例えば、Ｐ１が４μｍ、Ｐ２
が２μｍ、Ｐ３を４μｍとなる。すると、上記の事から
分解能２μｍのエンコーダーを構成できる。
【００１１】本実施例では、第１回折格子Ｇ１と第２回
折格子Ｇ２とを平行平面基板１０の相対する互いに平行
な面に別個に形成しており、共通の基板の互いに平行な
面に形成してある為の、第１、第２回折格子Ｇ１、Ｇ２
の平行度が高く、従って、検出感度（Ｓ／Ｎ比）がい
い。
折格子Ｇ２とを平行平面基板１０の相対する互いに平行
な面に別個に形成しており、共通の基板の互いに平行な
面に形成してある為の、第１、第２回折格子Ｇ１、Ｇ２
の平行度が高く、従って、検出感度（Ｓ／Ｎ比）がい
い。
【００１２】本実施例の装置は、干渉光学系が非常にシ
ンプルな構成であり、２つの回折格子Ｇ１、Ｇ２をレプ
リカ製法等でガラス（スケール１０）の両面に作成すれ
ば、小型且つ、構造が簡単且つ、安価なエンコーダが実
現できる。また、ヘッド部が発光素子１と受光素子３、
第３回折格子Ｇ３のみでできているために、部品点数が
少なく組立が簡単となり、非常に小型化でローコストな
エンコーダーを構成できる。また、回折格子Ｇ１を位相
格子とし且つ格子の段差の深さｄをｄ＝λ／｛２（ｎ−
１）｝（ｎは格子の屈折率、λは波長）とすることより
回折格子Ｇ１で回折・分離する光束から０次光を殆ど消
し±１次回折光を得る事ができる。
ンプルな構成であり、２つの回折格子Ｇ１、Ｇ２をレプ
リカ製法等でガラス（スケール１０）の両面に作成すれ
ば、小型且つ、構造が簡単且つ、安価なエンコーダが実
現できる。また、ヘッド部が発光素子１と受光素子３、
第３回折格子Ｇ３のみでできているために、部品点数が
少なく組立が簡単となり、非常に小型化でローコストな
エンコーダーを構成できる。また、回折格子Ｇ１を位相
格子とし且つ格子の段差の深さｄをｄ＝λ／｛２（ｎ−
１）｝（ｎは格子の屈折率、λは波長）とすることより
回折格子Ｇ１で回折・分離する光束から０次光を殆ど消
し±１次回折光を得る事ができる。
【００１３】図３は本発明の第２実施例を示す該略図
で、図４（Ａ）、（Ｂ）が夫々図３の装置の断面図・側
面図である。
で、図４（Ａ）、（Ｂ）が夫々図３の装置の断面図・側
面図である。
【００１４】１は発光ダイオード、レーザダイオード等
の発光素子３は干渉ビームを光電変換して、変位検出信
号（正弦波信号）を出力する。
の発光素子３は干渉ビームを光電変換して、変位検出信
号（正弦波信号）を出力する。
【００１５】Ｇ１は発光素子１からの発散光束を分割す
るための第１回折格子、Ｇ２は分割された発散光束を透
過回折して折り曲げるため第２回折格子で第１回折格子
とは格子ピッチが異なり、Ｇ３は光束を合成するための
第３回折格子で、受光素子３の受光部上に形成してあ
り、１０は回折格子Ｇ１が一方の面に回折格子Ｇ２が他
方の面に形成されたスケールである。
るための第１回折格子、Ｇ２は分割された発散光束を透
過回折して折り曲げるため第２回折格子で第１回折格子
とは格子ピッチが異なり、Ｇ３は光束を合成するための
第３回折格子で、受光素子３の受光部上に形成してあ
り、１０は回折格子Ｇ１が一方の面に回折格子Ｇ２が他
方の面に形成されたスケールである。
【００１６】本実施例における干渉ビーム形成の為の基
本的原理は、前記実施例と同様であり、図４（Ａ）、
（Ｂ）の光路図から容易に理解できるから、ここで詳述
しない。
本的原理は、前記実施例と同様であり、図４（Ａ）、
（Ｂ）の光路図から容易に理解できるから、ここで詳述
しない。
【００１７】又、本実施例も前記実施例と同様の効果を
奏する。図３の様にスケール上の回折格子Ｇ１とＧ２を
スケールの逆側に配置しスケールとヘッド間の距離を稼
ぐ事ができる。又、本実施例の好ましい形態は、回折格
子Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の各格子ピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３が
Ｐ３＝Ｐ１・Ｐ２／｜Ｐ１−Ｐ２｜なる条件を満たす。
奏する。図３の様にスケール上の回折格子Ｇ１とＧ２を
スケールの逆側に配置しスケールとヘッド間の距離を稼
ぐ事ができる。又、本実施例の好ましい形態は、回折格
子Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の各格子ピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３が
Ｐ３＝Ｐ１・Ｐ２／｜Ｐ１−Ｐ２｜なる条件を満たす。
【００１８】図５は本発明の第３実施例を示す概略図で
あり、図６（Ａ）、（Ｂ）は夫々図５の装置の断面図・
側面図である。
あり、図６（Ａ）、（Ｂ）は夫々図５の装置の断面図・
側面図である。
【００１９】１はＬＥＤ、レーザダイオード等の発光素
子。３は干渉光を光電変換して、変位検出信号を出力す
る受光素子。Ｇ１は発光素子１からの発散光束を分割す
るための第１回折格子。Ｇ２は分割された発散光束を透
過回折して折り曲げるための第２回折格子で第１回折格
子とは格子ピッチが異なり、Ｇ３は光束を合成するため
の回折格子で、受光素子３の受光部上に形成してあり、
１０は回折格子Ｇ１が一方の面に回折格子Ｇ２が他方の
面に形成されたスケールである。
子。３は干渉光を光電変換して、変位検出信号を出力す
る受光素子。Ｇ１は発光素子１からの発散光束を分割す
るための第１回折格子。Ｇ２は分割された発散光束を透
過回折して折り曲げるための第２回折格子で第１回折格
子とは格子ピッチが異なり、Ｇ３は光束を合成するため
の回折格子で、受光素子３の受光部上に形成してあり、
１０は回折格子Ｇ１が一方の面に回折格子Ｇ２が他方の
面に形成されたスケールである。
【００２０】本実施例における干渉ビーム形成の為の基
本的原理は、前記実施例と同様であり、図６（Ａ）、
（Ｂ）の光路図から容易に理解できるためここで詳述し
ない。
本的原理は、前記実施例と同様であり、図６（Ａ）、
（Ｂ）の光路図から容易に理解できるためここで詳述し
ない。
【００２１】又、本実施例の好ましい形態、回折格子Ｇ
１、Ｇ２、Ｇ３の各格子ピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３がＰ３
＝Ｐ１・Ｐ２／｜Ｐ１−Ｐ２｜なる条件を満たす。
１、Ｇ２、Ｇ３の各格子ピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３がＰ３
＝Ｐ１・Ｐ２／｜Ｐ１−Ｐ２｜なる条件を満たす。
【００２２】又、本実施例も前記実施例と同様の効果を
奏する。
奏する。
【００２３】図７は本発明の第４実施例を示す概略図で
あり、図８（Ａ）、（Ｂ）が夫々図７の装置の断面図・
側面図である。
あり、図８（Ａ）、（Ｂ）が夫々図７の装置の断面図・
側面図である。
【００２４】１はＬＥＤ、半導体レーザー等の発光素
子。２はミラー面。３は干渉光を光電変換し、変位検出
信号（正弦波信号）を出力する受光素子。Ｇ１は発光素
子１から発散光束を分割するための第１回折格子。Ｇ２
は分割された発散光束を透過回折して折り曲げるための
第２回折格子で第１回折格子とは異なり、格子ピッチを
有し、Ｇ３は光束を合成するための第３回折格子で、受
光素子３の受光部上に形成されており、６は余分な光を
カットするマスクで発光素子１とスケール１０の間に設
けてあり、スケール１０はその発光素子１及び受光素子
３側の面に回折格子Ｇ１、Ｇ２を有し、反対側の面にミ
ラー面２を有している。
子。２はミラー面。３は干渉光を光電変換し、変位検出
信号（正弦波信号）を出力する受光素子。Ｇ１は発光素
子１から発散光束を分割するための第１回折格子。Ｇ２
は分割された発散光束を透過回折して折り曲げるための
第２回折格子で第１回折格子とは異なり、格子ピッチを
有し、Ｇ３は光束を合成するための第３回折格子で、受
光素子３の受光部上に形成されており、６は余分な光を
カットするマスクで発光素子１とスケール１０の間に設
けてあり、スケール１０はその発光素子１及び受光素子
３側の面に回折格子Ｇ１、Ｇ２を有し、反対側の面にミ
ラー面２を有している。
【００２５】発光素子１から射出した発散光束は、マス
ク６で絞られスケール１０の表面上の回折格子Ｇ１の点
０１にて＋１次回折光Ｒ＋１、−１次回折光Ｒ−１に回
折・分割されて位相変調を受ける。＋１次回折光Ｒ＋１
の位相は＋２πｘ／Ｐ１だけずれて、−１次回折光Ｒ−
１の位相は−２πｘ／Ｐ１だけずれる。ここでｘはスケ
ールの移動距離である。
ク６で絞られスケール１０の表面上の回折格子Ｇ１の点
０１にて＋１次回折光Ｒ＋１、−１次回折光Ｒ−１に回
折・分割されて位相変調を受ける。＋１次回折光Ｒ＋１
の位相は＋２πｘ／Ｐ１だけずれて、−１次回折光Ｒ−
１の位相は−２πｘ／Ｐ１だけずれる。ここでｘはスケ
ールの移動距離である。
【００２６】＋１次回折光Ｒ＋１はスケール１０の反対
側のミラー面２の点０２で反射され、回折格子Ｇ２の点
０４に入射して透過回折され、−１次回折光Ｒ＋１−１
およびその他の光束の分割される。また−１次回折光Ｒ
−１はスケール１０の反対側のミラー面２の点０３で反
射され、回折格子Ｇ２の点０５に入射して透過回折さ
れ、＋１次回折光Ｒ−１＋１およびその他の光束の分割
される。−１次回折光Ｒ＋１−１の位相は、点０４での
回折で−２πｘ／Ｐ２だけズレ、位相は２πｘ（１／Ｐ
１−１／Ｐ２）となる。＋１次回折光Ｒ−１＋１の位相
は、点０５での回折で２πｘ／Ｐ２だけズレ、位相は２
πｘ（−１／Ｐ１＋１／Ｐ２）となる。−１次回折光Ｒ
＋１−１は、回折格子Ｇ３に入射して透過回折され、−
１次回折光Ｒ＋１−１−１およびその他の光束に分割さ
れる。＋１次回折光Ｒ−１＋１も、回折格子Ｇ３に入射
して透過回折され、−１次回折光Ｒ−１＋１−１および
その他の光束に分割される。透過回折された光束の内、
互いに光路を重ね合わされ合成された回折光束Ｒ＋１−
１−１と回折光束Ｒ−１＋１−１は、干渉光となって受
光素子３に入射する。このときの干渉光の位相は、 ２πｘ（１／Ｐ１−１／Ｐ２）−２πｘ（−１／Ｐ１＋１／Ｐ２） ＝４πｘ（１／Ｐ１−１／Ｐ２） ＝４πｘ／Ｐ３ となり、スケール１０上の第１回折格子Ｇ１と第２回折
格子Ｇ２が同時に第３回折格子Ｇ３のピッチの１／２ピ
ッチ移動するごとに１周期の明暗変化が生じる。
側のミラー面２の点０２で反射され、回折格子Ｇ２の点
０４に入射して透過回折され、−１次回折光Ｒ＋１−１
およびその他の光束の分割される。また−１次回折光Ｒ
−１はスケール１０の反対側のミラー面２の点０３で反
射され、回折格子Ｇ２の点０５に入射して透過回折さ
れ、＋１次回折光Ｒ−１＋１およびその他の光束の分割
される。−１次回折光Ｒ＋１−１の位相は、点０４での
回折で−２πｘ／Ｐ２だけズレ、位相は２πｘ（１／Ｐ
１−１／Ｐ２）となる。＋１次回折光Ｒ−１＋１の位相
は、点０５での回折で２πｘ／Ｐ２だけズレ、位相は２
πｘ（−１／Ｐ１＋１／Ｐ２）となる。−１次回折光Ｒ
＋１−１は、回折格子Ｇ３に入射して透過回折され、−
１次回折光Ｒ＋１−１−１およびその他の光束に分割さ
れる。＋１次回折光Ｒ−１＋１も、回折格子Ｇ３に入射
して透過回折され、−１次回折光Ｒ−１＋１−１および
その他の光束に分割される。透過回折された光束の内、
互いに光路を重ね合わされ合成された回折光束Ｒ＋１−
１−１と回折光束Ｒ−１＋１−１は、干渉光となって受
光素子３に入射する。このときの干渉光の位相は、 ２πｘ（１／Ｐ１−１／Ｐ２）−２πｘ（−１／Ｐ１＋１／Ｐ２） ＝４πｘ（１／Ｐ１−１／Ｐ２） ＝４πｘ／Ｐ３ となり、スケール１０上の第１回折格子Ｇ１と第２回折
格子Ｇ２が同時に第３回折格子Ｇ３のピッチの１／２ピ
ッチ移動するごとに１周期の明暗変化が生じる。
【００２７】本実施例では、３枚の回折格子Ｇ１、Ｇ
２、Ｇ３の格子ピッチをＰ１、Ｐ２、Ｐ３とする時、Ｐ
３＝Ｐ１・Ｐ２／｜Ｐ１−Ｐ２｜の条件を満たすよう構
成しており、例えば、Ｐ１が４μｍ、Ｐ２が２μｍ、Ｐ
３を４μｍであれば、分解能２μｍのエンコーダーを構
成できる。
２、Ｇ３の格子ピッチをＰ１、Ｐ２、Ｐ３とする時、Ｐ
３＝Ｐ１・Ｐ２／｜Ｐ１−Ｐ２｜の条件を満たすよう構
成しており、例えば、Ｐ１が４μｍ、Ｐ２が２μｍ、Ｐ
３を４μｍであれば、分解能２μｍのエンコーダーを構
成できる。
【００２８】本実施例では、第１、第２回折格子Ｇ１、
Ｇ２を平行平面基板（スケール１０）の同一面上に形成
している為、第１、第２回折格子Ｇ１、Ｇ２の平行度が
正しくとれており、検出感度（Ｓ／Ｎ）がよい。
Ｇ２を平行平面基板（スケール１０）の同一面上に形成
している為、第１、第２回折格子Ｇ１、Ｇ２の平行度が
正しくとれており、検出感度（Ｓ／Ｎ）がよい。
【００２９】本実施例は、干渉光学系が非常にシンプル
な構成であり、２つの回折格子Ｇ１、Ｇ２をレプリカ製
法等でガラス（スケール１０）の片面に作成すれば、回
折格子の製造が容易になる。また同一面上に回折格子Ｇ
１、Ｇ２を形成する為、ヘッド部とスケール１０の取付
が楽になる。また回折格子Ｇ１を位相格子とし且つ格子
の段差の深さｄをλ／｛２（ｎ−１）｝とすることによ
り第１回折格子Ｇ１で分離する光束から０次回折光をほ
とんど消し±１次回折光を得ることができる。ここでｎ
は格子の屈折率、λは発光素子１からの光の中心波長で
ある。
な構成であり、２つの回折格子Ｇ１、Ｇ２をレプリカ製
法等でガラス（スケール１０）の片面に作成すれば、回
折格子の製造が容易になる。また同一面上に回折格子Ｇ
１、Ｇ２を形成する為、ヘッド部とスケール１０の取付
が楽になる。また回折格子Ｇ１を位相格子とし且つ格子
の段差の深さｄをλ／｛２（ｎ−１）｝とすることによ
り第１回折格子Ｇ１で分離する光束から０次回折光をほ
とんど消し±１次回折光を得ることができる。ここでｎ
は格子の屈折率、λは発光素子１からの光の中心波長で
ある。
【００３０】図９は本発明の第５実施例を示す概略図で
あり、図１０（Ａ）、（Ｂ）が夫々図９の装置の断面図
・側面図である。
あり、図１０（Ａ）、（Ｂ）が夫々図９の装置の断面図
・側面図である。
【００３１】１はレーザダイオード、発光ダイオード等
の発光素子、２はミラーでスケール１０から幾分上方に
離して設けてあり、３は干渉光を光電変換して、変位検
出信号を出力する受光素子、Ｇ１は発光素子１からの発
散光束を分割するための第１回折格子、Ｇ２は分割され
た発散光束を透過回折して折り曲げるための第２回折格
子で、第１回折格子Ｇ１の格子ピッチとは異なる格子ピ
ッチを有し、Ｇ３は光束を合成するための第３回折格
子、１０は平行平面板の発光素子１、受光素子３側の面
に第１、第２回折格子Ｇ１、Ｇ２を形成したスケールで
ある。
の発光素子、２はミラーでスケール１０から幾分上方に
離して設けてあり、３は干渉光を光電変換して、変位検
出信号を出力する受光素子、Ｇ１は発光素子１からの発
散光束を分割するための第１回折格子、Ｇ２は分割され
た発散光束を透過回折して折り曲げるための第２回折格
子で、第１回折格子Ｇ１の格子ピッチとは異なる格子ピ
ッチを有し、Ｇ３は光束を合成するための第３回折格
子、１０は平行平面板の発光素子１、受光素子３側の面
に第１、第２回折格子Ｇ１、Ｇ２を形成したスケールで
ある。
【００３２】本実施例における干渉ビーム形成の基本的
原理は、前記第４実施例と同様であり、図１０（Ａ）、
（Ｂ）の光路図から容易に理解できるため、ここでは詳
述しない。
原理は、前記第４実施例と同様であり、図１０（Ａ）、
（Ｂ）の光路図から容易に理解できるため、ここでは詳
述しない。
【００３３】又、本実施例の好ましい形態は、回折格子
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の各格子ピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３がＰ
３＝Ｐ１・Ｐ２／｜Ｐ１−Ｐ２｜なる条件を満たす。
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の各格子ピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３がＰ
３＝Ｐ１・Ｐ２／｜Ｐ１−Ｐ２｜なる条件を満たす。
【００３４】又、本実施例も前記第４実施例と同様の効
果を奏する。
果を奏する。
【００３５】図１１は本発明の第６の実施例を示す概略
図であり、図１２（Ａ）、（Ｂ）は図１１の装置の断面
図、側面図である。
図であり、図１２（Ａ）、（Ｂ）は図１１の装置の断面
図、側面図である。
【００３６】１は半導体レーザ、ＬＥＤ等の発光素子、
２はミラーで、スケール１０の発光素子１側の面に形成
してあり、３は干渉光を光電変換することにより変位検
出信号を検出する受光素子、Ｇ１は発光素子１からの発
散光束を分割するための第１回折格子、Ｇ２は分割され
た発散光束を反射回折して折り曲げるための第２の回折
格子で、第１回折格子Ｇ１とは異なる格子ピッチを有
し、Ｇ３は光束を合成するための第３回折格子で、受光
素子１の受光部上に形成してあり、１０は平行平板の発
光素子１と受光素子３とは反対側の面に第１、第２回折
格子Ｇ１、Ｇ２を形成したスケールである。発光素子１
から射出した発散光束は、マスク６で絞られたスケール
１０の裏面上の回折格子Ｇ１の点０１にて反射回折され
て＋１次回折光Ｒ＋１、−１次回折光Ｒ−１に分けられ
位相変調を受ける。＋１次回折光Ｒ＋１の位相は＋２π
ｘ／Ｐ1 だけずれて、−１次回折光Ｒ−１の位相は−２
πｘ／Ｐ1 だけずれる。ここでｘはスケールの移動距離
である。
２はミラーで、スケール１０の発光素子１側の面に形成
してあり、３は干渉光を光電変換することにより変位検
出信号を検出する受光素子、Ｇ１は発光素子１からの発
散光束を分割するための第１回折格子、Ｇ２は分割され
た発散光束を反射回折して折り曲げるための第２の回折
格子で、第１回折格子Ｇ１とは異なる格子ピッチを有
し、Ｇ３は光束を合成するための第３回折格子で、受光
素子１の受光部上に形成してあり、１０は平行平板の発
光素子１と受光素子３とは反対側の面に第１、第２回折
格子Ｇ１、Ｇ２を形成したスケールである。発光素子１
から射出した発散光束は、マスク６で絞られたスケール
１０の裏面上の回折格子Ｇ１の点０１にて反射回折され
て＋１次回折光Ｒ＋１、−１次回折光Ｒ−１に分けられ
位相変調を受ける。＋１次回折光Ｒ＋１の位相は＋２π
ｘ／Ｐ1 だけずれて、−１次回折光Ｒ−１の位相は−２
πｘ／Ｐ1 だけずれる。ここでｘはスケールの移動距離
である。
【００３７】＋１回折光Ｒ＋１は、スケール１０の表面
に形成されたミラー面２の点０２で反射されて回折格子
Ｇ２の点０４に入射して反射回折され、−１次回折光Ｒ
＋１−１およびその他の光束に分割される。また−１次
回折光Ｒ−１はスケール１０の表面に形成されたミラー
面２の点０３で反射されて回折格子Ｇ２の点０５に入射
して反射回折され、＋１次回折光Ｒ−１＋１およびその
他の光束の分割される。−１次回折光Ｒ＋１−１の位相
は、点０４による回折で−２πｘ／Ｐ2 だけズレ、位相
は２πｘ（１／Ｐ1 −１／Ｐ2 ）となる。＋１次回折光
Ｒ−１＋１の位相は、点０５による回折で２πｘ／Ｐ2
だけズレ、位相は２πｘ（−１／Ｐ1 ＋１／Ｐ2 ）とな
る。−１次回折格子Ｒ＋１−１は回折格子Ｇ３に入射し
て透過回折され、−１次回折光Ｒ＋１−１およびその他
の光束に分割される。＋１次回折光Ｒ−１＋１は回折格
子Ｇ３に入射して透過回折され、−１次回折光Ｒ−１＋
１−１およびその他の光束に分割される。透過回折され
た光束の内、互いに光路を重ね合わされ合成された光束
Ｒ＋１−１−１と光束Ｒ−１＋１−１は、干渉光となっ
て受光素子３に入射する。このときの干渉位相は、光の ２πｘ（１／Ｐ1 −１／Ｐ2 ）−２πｘ（−１／Ｐ1 ＋
／Ｐ2 ）＝４πｘ（１／Ｐ1 −１／Ｐ2 ） となり、スケール１０上の第１回折格子Ｇ１と第２回折
格子Ｇ２が同時に第３回折格子Ｇ３のピッチの１／２ピ
ッチ移動するごとに１周期の明暗変化が生じる。
に形成されたミラー面２の点０２で反射されて回折格子
Ｇ２の点０４に入射して反射回折され、−１次回折光Ｒ
＋１−１およびその他の光束に分割される。また−１次
回折光Ｒ−１はスケール１０の表面に形成されたミラー
面２の点０３で反射されて回折格子Ｇ２の点０５に入射
して反射回折され、＋１次回折光Ｒ−１＋１およびその
他の光束の分割される。−１次回折光Ｒ＋１−１の位相
は、点０４による回折で−２πｘ／Ｐ2 だけズレ、位相
は２πｘ（１／Ｐ1 −１／Ｐ2 ）となる。＋１次回折光
Ｒ−１＋１の位相は、点０５による回折で２πｘ／Ｐ2
だけズレ、位相は２πｘ（−１／Ｐ1 ＋１／Ｐ2 ）とな
る。−１次回折格子Ｒ＋１−１は回折格子Ｇ３に入射し
て透過回折され、−１次回折光Ｒ＋１−１およびその他
の光束に分割される。＋１次回折光Ｒ−１＋１は回折格
子Ｇ３に入射して透過回折され、−１次回折光Ｒ−１＋
１−１およびその他の光束に分割される。透過回折され
た光束の内、互いに光路を重ね合わされ合成された光束
Ｒ＋１−１−１と光束Ｒ−１＋１−１は、干渉光となっ
て受光素子３に入射する。このときの干渉位相は、光の ２πｘ（１／Ｐ1 −１／Ｐ2 ）−２πｘ（−１／Ｐ1 ＋
／Ｐ2 ）＝４πｘ（１／Ｐ1 −１／Ｐ2 ） となり、スケール１０上の第１回折格子Ｇ１と第２回折
格子Ｇ２が同時に第３回折格子Ｇ３のピッチの１／２ピ
ッチ移動するごとに１周期の明暗変化が生じる。
【００３８】本実施例では３枚の回折格子Ｇ１、Ｇ２，
Ｇ３のピッチをＰ１、Ｐ２、Ｐ３とする時、Ｐ３＝Ｐ１
・Ｐ２／｜Ｐ１−Ｐ２｜の条件を満たすよう構成してお
り、例えば、Ｐ１が４μｍ、Ｐ２が２μｍ、Ｐ３を４μ
ｍとすれば、分解能２μｍのエンコーダーを構成でき
る。
Ｇ３のピッチをＰ１、Ｐ２、Ｐ３とする時、Ｐ３＝Ｐ１
・Ｐ２／｜Ｐ１−Ｐ２｜の条件を満たすよう構成してお
り、例えば、Ｐ１が４μｍ、Ｐ２が２μｍ、Ｐ３を４μ
ｍとすれば、分解能２μｍのエンコーダーを構成でき
る。
【００３９】本実施例は、干渉光学系が非常にシンプル
な構成であり、２つの回折格子をレプリカ製法等でガラ
ス（スケール１０）の片面に作成すれば、回折格子の製
造が容易になる。また同一面上に回折格子Ｇ１、Ｇ２を
造る事から、２つの回折格子の平行度がかなり精度良く
造る事ができ、検出信号の感度（Ｓ／Ｎ）がよくなり、
ヘッド部とスケールとの取付誤差の出力への影響が少な
くなり、ヘッド部とスケールとの取付が楽になる。
な構成であり、２つの回折格子をレプリカ製法等でガラ
ス（スケール１０）の片面に作成すれば、回折格子の製
造が容易になる。また同一面上に回折格子Ｇ１、Ｇ２を
造る事から、２つの回折格子の平行度がかなり精度良く
造る事ができ、検出信号の感度（Ｓ／Ｎ）がよくなり、
ヘッド部とスケールとの取付誤差の出力への影響が少な
くなり、ヘッド部とスケールとの取付が楽になる。
【００４０】回折格子Ｇ１、Ｇ２がスケール１０の裏面
に、反射タイプ回折格子として造られるため、格子に付
くゴミなどによる出力信号への影響がなくなる。そして
更に格子Ｇ１、Ｇ２上をカバーガラス等で覆うことによ
り、回折格子の保護にもできる。
に、反射タイプ回折格子として造られるため、格子に付
くゴミなどによる出力信号への影響がなくなる。そして
更に格子Ｇ１、Ｇ２上をカバーガラス等で覆うことによ
り、回折格子の保護にもできる。
【００４１】回折格子Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を位相格子と
し、回折格子Ｇ１、Ｇ２は格子の段差の深さをλ／４ｎ
に、回折格子Ｇ３は格子の段差の深さをλ／｛２（ｎ−
１）｝にすることにより、夫々の回折格子で分割する光
束から、０次回折光をほぼ消失させ、±１次回折光を得
ることができる。ここで、λは波長、ｎは格子の屈折部
を示す。
し、回折格子Ｇ１、Ｇ２は格子の段差の深さをλ／４ｎ
に、回折格子Ｇ３は格子の段差の深さをλ／｛２（ｎ−
１）｝にすることにより、夫々の回折格子で分割する光
束から、０次回折光をほぼ消失させ、±１次回折光を得
ることができる。ここで、λは波長、ｎは格子の屈折部
を示す。
【００４２】回折格子をスケールの裏面に造る事によ
り、スケールとヘッド部の間隔を近づけることが可能と
なりさらに小型化が可能となる。
り、スケールとヘッド部の間隔を近づけることが可能と
なりさらに小型化が可能となる。
【００４３】図１３は本発明の第７実施例を示す概略図
であり、図１４（Ａ）、（Ｂ）は夫々図１５の装置の断
面図、側面図である。
であり、図１４（Ａ）、（Ｂ）は夫々図１５の装置の断
面図、側面図である。
【００４４】１は半導体レーザー、ＬＥＤ等の発光素
子、２はミラーでスケール１０の下方に幾分離して設け
られており、３は干渉光を光電変換することにより変位
検出信号を出力する受光素子、Ｇ１は発光素子１からの
発散光束を分割するための第１回折格子、Ｇ２は分割さ
れた発散光束を反射回折して折り曲げるための第２回折
格子で、第１回折格子Ｇ１とは格子ピッチが異なってお
り、Ｇ３は光束を合成するための第３回折格子であり、
受光素子３の受光部上に形成してあり、１０は平行平面
板の発光素子１、受光素子３とは反対側の面に第１、第
２回折格子Ｇ１、Ｇ２が形成されたスケールである。
子、２はミラーでスケール１０の下方に幾分離して設け
られており、３は干渉光を光電変換することにより変位
検出信号を出力する受光素子、Ｇ１は発光素子１からの
発散光束を分割するための第１回折格子、Ｇ２は分割さ
れた発散光束を反射回折して折り曲げるための第２回折
格子で、第１回折格子Ｇ１とは格子ピッチが異なってお
り、Ｇ３は光束を合成するための第３回折格子であり、
受光素子３の受光部上に形成してあり、１０は平行平面
板の発光素子１、受光素子３とは反対側の面に第１、第
２回折格子Ｇ１、Ｇ２が形成されたスケールである。
【００４５】本実施例の干渉ビームの形成の基本原理は
前記第６の実施例と同様であり、図１４（Ａ）、（Ｂ）
の光路図から容易に理解できる為、ここでは詳述しな
い。本実施例も又前記第６実施例同様の効果を奏する。
又、回折格子Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の各格子ピッチＰ１、Ｐ
２、Ｐ３がＰ３＝Ｐ１・Ｐ２／｜Ｐ１−Ｐ２｜の条件を
満たすのが好ましい。
前記第６の実施例と同様であり、図１４（Ａ）、（Ｂ）
の光路図から容易に理解できる為、ここでは詳述しな
い。本実施例も又前記第６実施例同様の効果を奏する。
又、回折格子Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の各格子ピッチＰ１、Ｐ
２、Ｐ３がＰ３＝Ｐ１・Ｐ２／｜Ｐ１−Ｐ２｜の条件を
満たすのが好ましい。
【００４６】図１乃至図１４で説明した各装置におい
て、発光素子２とスケール１０の間にコリメーターレン
ズを配置し、発光素子１からの発散光をコリメータレン
ズにより平行光にした後、当該平行光をスケール１０に
入射させるよう構成することもできる。
て、発光素子２とスケール１０の間にコリメーターレン
ズを配置し、発光素子１からの発散光をコリメータレン
ズにより平行光にした後、当該平行光をスケール１０に
入射させるよう構成することもできる。
【００４７】図１乃至図１４で説明した各装置におい
て、第３回折格子Ｇ３と受光素子３の受光部を離間させ
て構成してもよく、両者の間に集光レンズを設ける形態
も採れる。
て、第３回折格子Ｇ３と受光素子３の受光部を離間させ
て構成してもよく、両者の間に集光レンズを設ける形態
も採れる。
【００４８】本発明は上記図１乃至図１４で説明した各
装置以外の形態のエンコーダも包含する。
装置以外の形態のエンコーダも包含する。
【００４９】図１５は上記エンコーダの応用例を示した
実施例であり、エンコーダを用いた駆動システムのシス
テム構成図である。モータやアクチュエータ、エンジン
等の駆動源を有する駆動手段１００の駆動出力部、ある
いは駆動される物体の移動部にはエンコーダ１０１が取
付けられ、変位量や変位速度等の変位状態を検出する。
このエンコーダとして前述各実施例のいずれかを用い
る。このエンコーダ１０１の検出出力は制御手段１０２
にフィードバックされ、制御手段１０２においては設定
手段１０３で設定された状態となるように駆動手段１０
０に駆動信号を伝達する。このようなフィードバック系
を構成することによって設定手段１０３で設定された駆
動状態を得ることができる。このような駆動システムは
例えばタイプライタ、プリンタ、コピーマシン、ファク
シミリ等の事務機器、又は、カメラ、ビデオ装置などの
映像機器、更には情報記録再生機器、ロボット、工作機
械、製造装置、輸送機械、更にこれらに限らず駆動手段
を有する装置全般に広く適用することができる。
実施例であり、エンコーダを用いた駆動システムのシス
テム構成図である。モータやアクチュエータ、エンジン
等の駆動源を有する駆動手段１００の駆動出力部、ある
いは駆動される物体の移動部にはエンコーダ１０１が取
付けられ、変位量や変位速度等の変位状態を検出する。
このエンコーダとして前述各実施例のいずれかを用い
る。このエンコーダ１０１の検出出力は制御手段１０２
にフィードバックされ、制御手段１０２においては設定
手段１０３で設定された状態となるように駆動手段１０
０に駆動信号を伝達する。このようなフィードバック系
を構成することによって設定手段１０３で設定された駆
動状態を得ることができる。このような駆動システムは
例えばタイプライタ、プリンタ、コピーマシン、ファク
シミリ等の事務機器、又は、カメラ、ビデオ装置などの
映像機器、更には情報記録再生機器、ロボット、工作機
械、製造装置、輸送機械、更にこれらに限らず駆動手段
を有する装置全般に広く適用することができる。
【００５０】
【発明の効果】本発明は、変位検出信号のＳ／Ｎ比を向
上させることができる。
上させることができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す説明図で、（Ａ）は
正面図、（Ｂ）は側面図である。
正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す概略図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す説明図で、（Ａ）は
正面図、（Ｂ）は側面図である。
正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す概略図である。
【図６】本発明の第３実施例を示す説明図で、（Ａ）は
正面図、（Ｂ）は側面図である。
正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図７】本発明の第４実施例を示す概略図である。
【図８】本発明の第４実施例を示す説明図で、（Ａ）は
正面図、（Ｂ）は側面図である。
正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図９】本発明の第５実施例を示す概略図である。
【図１０】本発明の第５実施例を示す説明図で、（Ａ）
は正面図、（Ｂ）は側面図である。
は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１１】本発明の第６実施例を示す概略図である。
【図１２】本発明の第６実施例を示す説明図で、（Ａ）
は正面図、（Ｂ）は側面図である。
は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１３】本発明の第７実施例を示す概略図である。
【図１４】本発明の第７実施例を示す説明図で、（Ａ）
は正面図、（Ｂ）は側面図である。
は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１５】本発明の変位検出装置を備える駆動システム
の一例を示すブロック図である。
の一例を示すブロック図である。
１ 発光素子 ２ ミラー ３ 受光素子 １０ スケール Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ 回折格子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 浩史 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 昭62−25212（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−130220（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−144719（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−180615（ＪＰ，Ｕ) 特表 昭61−503051（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30
Claims (6)
- 【請求項１】 放射ビームを分割して得た２個のビーム
を移動基板上の第２回折格子に照射する手段と、一方の
ビームの照射により第２回折格子から生じる第１回折ビ
ームと他方のビーム照射により第２回折格子から生じる
第２回折ビームとを合成する手段と、第１、第２回折ビ
ームの合成により形成された干渉ビームを受けて前記移
動基板の変位を示す信号に変換する手段とを有する装置
において、 前記照射手段が前記第２の回折格子とは異なるピッチの
第１回折格子を備え、該第１回折格子を前記移動基板の
前記第２回折格子が形成された面又は該面に平行に対向
する他の面に設けたことを特徴とする変位検出装置。 - 【請求項２】 前記第１回折ビームが＋ｍ次回折光で前
記第２回折ビームが−ｍ次回折光であること（ただしｍ
は自然数）を特徴とする請求項１の変位検出装置。 - 【請求項３】 前記合成手段が前記合成の為の第３回折
格子を備えることを特徴とする請求項１、２の変位検出
装置。 - 【請求項４】 前記第２回折格子が前記２個のビームを
反射回折するよう構成されており、前記第２回折格子が
前記移動基板の前記第３回折格子とは反対側の面に形成
されていることを特徴とする請求項３の変位検出装置。 - 【請求項５】 前記第２回折格子が前記２個のビームを
透過するよう構成されており、前記第２回折格子が前記
移動基板の前記第３回折格子側の面に形成されているこ
とを特徴とする請求項３の変位検出装置。 - 【請求項６】 前記第１、第２、第３回折格子の各格子
ピッチを、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３とする時、 ｜Ｐ１−Ｐ２｜・Ｐ３＝Ｐ１・Ｐ２ なる条件をほぼ満たすことを特徴とする請求項３〜５の
変位検出装置。
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