JP3738722B2

JP3738722B2 - Optical detector

Info

Publication number: JP3738722B2
Application number: JP2001308505A
Authority: JP
Inventors: 哲哉斎藤
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2021-10-04
Also published as: JP2003114140A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、相対位置の移動量を検出するのに用いられるスケールを搭載する光学式検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
相対位置の移動量の検出に用いられるスケールとして、図８に例示する構造を持つスケール１００が従来から知られている。図８は従来技術のスケールを含む光学式検出器の構成図である。
このスケール１００は、ガラス基板の表面にクロム等の金属により、図８で示すようなパタンの金属膜１１０を形成したものである。そして、この金属膜１１０のパタンにより一定周期で配置された複数の透過部１０１が形成される。
【０００３】
透過部１０１は光源１からの照明光５を透過させ、その透過光はこのスケール１００を挟んで光源１と対向する受光器２に達する。
隣接する二個の透過部１０１間には金属膜１１０があって照明光５を遮り、この部分からは照明光５は受光器２に達しない。
受光器２は、到達した光に応じて電気信号を出力する受光部２ａと、光が到達しても何ら応答しない不感帯２ｂとがあり、スケール１００の金属膜１０１と同じパタンを有している。移動するスケール１００の位置に応じて照明光が到達・不到達することとなり、これにより信号が断続的に出力されることで相対位置の移動量を検出する。
【０００４】
このようなスケール１００の製造方法について説明する。まず、真空蒸着等により基板全面に金属膜を形成し、その上にフォトレジストを塗布する。マスク原盤を介してフォトレジストを露光するとマスク原盤のパタンはフォトレジスト上に転写される。これを現像した後、エッチングによりレジストのパタンに従って金属膜を除去すると、マスク原盤と同じパタンを持つ金属膜１１０が得られる。このようにして製造されるスケール１００の透過部１０１の幅は例えば１０μｍ程度（もちろん１０μｍ以外の幅としても良い。）となる。
上記の例ではスケール１００は透過型であるが、同様の構造で高い反射率の金属膜を備えた反射型のスケールを製造することも可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、スケール１００を製造する上でパタン形成工程は必須であり、その製造コストに占める割合は大きい。したがって、パタン形成工程を省略できれば製造コストを低減することが可能となる。
本発明は、上述の従来技術の問題点に着目し、上述のパタン形成工程が省略可能であり、かつ従来と同じ機能を持つスケールを提供することにある。
また、このスケールを搭載した安価な光学式検出器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明の光学式検出器は、
入射光に対して出射光の出射方向を所定反射方向に向けて反射させる普通反射部と、入射光に対して出射光の出射方向を普通反射部からの所定反射方向と相違するように偏向して反射させる偏向反射部と、が交互に周期的に略円状に配列され、普通反射部の表面は同一平面上とし、かつ偏向反射部の表面は普通反射部の表面に対して傾く平面の斜行面とすることで、普通反射部に対し偏向反射部の一方の辺はそのまま普通反射部に連接するとともに他方の辺は段差を介して普通反射部に連接されて偏向反射部は略レ字状に形成され、さらに前記普通反射部および前記偏向反射部が形成された面には、同一の反射特性を有するコート層が設けられる円板状のスケール円板と、
スケール円板と対向するように配置され、照明光を照射する光源と、
スケール円板と対向するように配置され、不感帯と受光部とが周期的に配列された受光器と、
を備え、
前記光源および前記受光器に対向するスケール円板が回転して、前記普通反射部を反射した出射光は受光器に到達させ、前記偏向反射部を反射した出射光は受光器の受光領域外となる光源へ到達させ、回転による変移量を検出するロータリエンコーダとしたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るスケールの第１実施形態を図を参照しつつ説明する。図１は本実施形態のスケールの説明図であり、図１（ａ）は構造図、図１（ｂ）は光路の説明図である。なお、従来技術の説明に用いた図８に示した構成と同じ構成には同じ符号を付している。
【００１８】
本実施形態のスケール１０は透過型スケールであり、図１で示すように、普通透過部１１と偏向透過部１２とを備えている。
従来技術の透過部に相当する普通透過部１１の表面は、ひとつの同じ平面上にあり、所定厚さを有する透明板の裏面と表面とが平行となるような平行面でもある。
従来技術の遮光機能を有する金属膜に相当する偏向透過部１２の表面は、普通透過部１１の表面に対して傾いた平面である斜行面となるように形成してある。
【００１９】
図１（ｂ）で示すように、このスケール１０に光源１からの照明光５が達すると、普通透過部１１は照明光５をそのまま透過させ、その透過光はこのスケール１０を挟んで光源１と対向する受光器２に達する（図１（ｂ）の実線で表された出射光参照）。
一方、偏向透過部１２は表面が傾いているため屈折により照明光５を偏向させるので、この部分を通過した出射光は受光器２の受光領域外へ出射される（図１（ｂ）の点線で表された出射光参照）。
すなわち、このスケール１０は図８で示した従来技術によるスケール１００と同等の機能を果たす。
【００２０】
この普通透過部１１と偏向透過部１２は透明基板と一体に構成される。こうしたスケール１０は、例えば射出圧縮成形によって比較的容易に製造される。
なお、普通透過部１１での照明光５の透過率を向上させるため、普通透過部１１と偏向透過部１２を含むスケール１０の表面全体に均一に反射防止膜（図示せず）をコートすることもできる。その場合は偏向透過部１２でも透過率が向上することとなるが、出射光が受光器２に達しないという点では変わりなく、何ら不都合を生じない。
【００２１】
以上、本実施形態によれば、従来技術で必要であった金属膜を形成するためのパタン形成工程が不要となり、製造コストを低減させるとともに、従来技術と同様の機能を有するスケールとすることができる。
また、図１（ｂ）で示すように、本実施形態のスケールを採用した光学式検出器とすることで、従来の機能を維持しつつ安価にすることができる。
【００２２】
続いて、本発明に係るスケールの第２実施形態について図を参照しつつ説明する。図２は本実施形態のスケールの説明図である。
本実施形態のスケール２０は透過型スケールであり、図１（ｂ）で示した光学式検出器のスケール１０に代えて設置されるものである。このスケール２０は、図２で示すように、普通透過部２１と偏向透過部２２とを備えている。
【００２３】
従来技術の透過部に相当する普通透過部２１の表面は、図１（ａ）で示した第１実施形態と同様に、ひとつの同じ平面上にあり、所定厚さを有する透明板の裏面と表面とが平行となるような平行面でもある。
従来技術の遮光機能を有する金属膜に相当する偏向透過部２２は、普通透過部２１の表面に対して傾いた平面を複数備える三角波状の斜行面となるように形成してある。
この部分に達した照明光（図示せず）は三角波状の斜行面で屈折されて偏向されるので受光器（図示せず）に達しない。
【００２４】
以上、本実施形態でも、従来技術で必要であった金属膜を形成するためのパタン形成工程が不要となり、製造コストを低減させるとともに、従来技術と同様の機能を有するスケールとすることができる。
また、本実施形態のスケールを採用した光学式検出器とすることで、従来の機能を維持しつつ安価にすることができる。
【００２５】
続いて、本発明に係るスケールの第３実施形態について図を参照しつつ説明する。図３は本実施形態のスケールの説明図である。
本実施形態のスケール３０は透過型スケールであり、図１（ｂ）で示した光学式検出器のスケール１０に代えて設置されるものである。このスケール３０は、図３で示すように、普通透過部３１と偏向透過部３２とを備えている。
【００２６】
従来技術の透過部に相当する普通透過部３１の表面は、図１（ａ）で示した第１実施形態と同様に、ひとつの同じ平面上にあり、所定厚さを有する透明板の裏面と表面とが平行となるような平行面でもある。
従来技術の遮光機能を有する金属膜に相当する偏向透過部３２は、普通透過部３１の表面に対して湾曲する曲面となるように形成してある。
この部分に達した照明光（図示せず）は曲面で屈折して偏向されるので受光器（図示せず）にはほとんど達しない。その受光強度は普通透過部３１を透過して受光器に達する光に較べて十分小さくできる。
【００２７】
以上、本実施形態でも、従来技術で必要であった金属膜を形成するためのパタン形成工程が不要となり、製造コストを低減させるとともに、従来技術と同様の機能を有するスケールとすることができる。
また、本実施形態のスケールを採用した光学式検出器とすることで、従来の機能を維持しつつ安価にすることができる。
【００２８】
続いて、本発明に係るスケールの第４実施形態について図を参照しつつ説明する。図４は本実施形態のスケールの説明図である。
本実施形態のスケール４０は透過型スケールであり、図１（ｂ）で示した光学式検出器のスケール１０に代えて設置されるものである。このスケール４０は、図４で示すように、普通透過部４１と偏向透過部４２とを備えている。
【００２９】
従来技術の透過部に相当する普通透過部４１の表面は、図１（ａ）で示した第１実施形態と同様に、ひとつの同じ平面上にあり、所定厚さを有する透明板の裏面と表面とが平行となるような平行面でもある。
従来技術の遮光機能を有する金属膜に相当する偏向透過部４２は、普通透過部４１の表面に対して湾曲する曲面となるように形成してある。なお、曲面である点は図３で示した第３実施形態と同様であるが、湾曲する方向を相違させたものである。
この部分に達した照明光（図示せず）は曲面で屈折して偏向されるので受光器（図示せず）にはほとんど達しない。その受光強度は普通透過部４１を透過して受光器に達する光に較べて十分小さくできる。
【００３０】
以上、本実施形態でも、従来技術で必要であった金属膜を形成するためのパタン形成工程が不要となり、製造コストを低減させるとともに、従来技術と同様の機能を有するスケールとすることができる。
また、本実施形態のスケールを採用した光学式検出器とすることで、従来の機能を維持しつつ安価にすることができる。
【００３１】
続いて、本発明に係るスケールの第５実施形態について図を参照しつつ説明する。図５は本実施形態のスケールの説明図である。
本実施形態のスケール５０は透過型スケールであり、図１（ｂ）で示した光学式検出器のスケール１０に代えて設置されるものである。このスケール５０は、図５で示すように、普通透過部５１と偏向透過部５２とを備えている。
【００３２】
従来技術の透過部に相当する普通透過部５１の表面は、図１（ａ）で示した第１実施形態と同様に、ひとつの同じ平面上にあり、所定厚さを有する透明板の裏面と表面とが平行となるような平行面でもある。
従来技術の遮光機能を有する金属膜に相当する偏向透過部５２は、粗面である。このような粗面はスリガラスのスリ面を加工するのと同じ製法、例えばサンドブラスト（砂粒の吹き付け）や酸による腐食処理によって形成することができる。スケール５０を射出成形で作る場合は、金型の原盤にそのような加工を施せばよい。
この部分に達した照明光（図示せず）は粗面で散乱されるので受光器（図示せず）にはほとんど達しない。その受光強度は普通透過部５１を透過して受光器に達する光に較べて十分小さくできる。
【００３３】
以上、本実施形態でも、従来技術で必要であった金属膜を形成するためのパタン形成工程が不要となり、製造コストを低減させるとともに、従来技術と同様の機能を有するスケールとすることができる。
また、本実施形態のスケールを採用した光学式検出器とすることで、従来の機能を維持しつつ安価にすることができる。
【００３４】
続いて、本発明に係る他の第６実施形態について図を参照しつつ説明する。図６は本実施形態のスケールの説明図である。
本実施形態のスケール６０は透過型のスケールであり、図１（ｂ）で示した光学式検出器のスケール１０に代えて設置されるものである。このスケール６０は、図６で示すように、普通透過部６１と偏向透過部６２とを備えている。
【００３５】
従来技術の透過部に相当する普通透過部６１の表面は、図１（ａ）で示した第１実施形態と同様に、ひとつの同じ平面上にあり、所定厚さを有する透明板の裏面と表面とが平行となるような平行面でもある。
従来技術の遮光機能を有する金属膜に相当する偏向透過部６２は、小型の四角錐状の凹部を多数敷き詰めた形状の格子面である。なお、小型の四角錐状の凹部に代えて小型の四角錐状の凸部を採用しても良い。
この部分に達した照明光（図示せず）は個々の四角錐の側面で屈折されて散乱偏向されるので、受光器（図示せず）にはほとんど達しない。その受光強度は普通透過部６１を透過して受光器に達する光に較べて十分小さくできる。
【００３６】
以上、本実施形態でも、従来技術で必要であった金属膜を形成するためのパタン形成工程が不要となり、製造コストを低減させるとともに、従来技術と同様の機能を有するスケールとすることができる。
また、本実施形態のスケールを採用した光学式検出器とすることで、従来の機能を維持しつつ安価にすることができる。
【００３７】
以上説明した第２〜第６実施形態において、図１（ａ）に示した第１実施形態と同様に、普通透過部２１，３１，４１，５１，６１での照明光の透過率を向上させるため、普通透過部２１，３１，４１，５１，６１と偏向透過部２２，３２，４２，５２，６２を含むスケールの表面全体に均一に反射防止膜（図示せず）をコートすることもできる。その場合は偏向透過部２２，３２，４２，５２，６２の透過率が向上しても、照明光５が受光器２に達しない、あるいは、達したとしても微弱光強度であるという点では変わりなく、何ら不都合を生じない。
【００３８】
続いて、本発明に係る第７実施形態について図を参照しつつ説明する。図７は、本実施形態のスケールの説明図であり、図７（ａ）は構造図、図７（ｂ）は光路の説明図である。なお、従来技術の説明に用いた図８で示した構成と同じ構成には同じ符号を付している。
【００３９】
本実施形態のスケール７０は反射型スケールであり、図７（ａ）で示すように、普通反射部７１と偏向反射部７２とを備えている。
普通反射部７１の表面は、ひとつの同じ平面上にあり、偏向反射部７２の表面は、普通反射部７１の表面に対して傾いた平面である斜行面となるように形成してある。普通反射部７１と偏向反射部７２とを含むスケール７０の表面全体に均一に反射膜７３（図７（ａ）中の点描部）をコートしてある。
【００４０】
図７（ｂ）で示すように、このスケール７０に光源１からの照明光５が達すると、普通反射部７１は照明光５を反射し、その反射光６はスケール２０に対向し、かつ光源１に隣接する受光器２に達する（図７（ｂ）中の実線参照）。偏向反射部７２でも照明光５は反射されるが、表面の傾きが普通反射部７１と異なるために、その反射方向は普通反射部７１とは異なる方向に反射する（図７（ｂ）中の点線参照）ため、受光器２に達しない。
【００４１】
このようなスケール７０の普通反射部７１と偏向反射部７２は表面形状が異なるものの、同じ材料を用いて一体に形成することが可能であり、射出圧縮成形等により形状を作り、反射膜をコートすることにより比較的容易に製造される。金属板に型押しすることにより形状を作ることもできる。
【００４２】
以上、本実施形態によれば、従来技術で必要であった金属膜を形成するためのパタン形成工程が不要となり、製造コストを低減させるとともに、従来技術と同様の機能を有するスケールとすることができる。
また、本実施形態のスケールを採用した光学式検出器とすることで、従来の機能を維持しつつ安価にすることができる。
【００４３】
本発明は上述した例に限られるものではない。上述の例はいずれも直線移動量を検出するために用いるスケールであったが、例えばロータリーエンコーダに用いられるスケール円板にも適用できる。この場合、透明円板状に円周上にそって普通透過部（あるいは普通反射部）および偏向透過部（あるいは偏向反射部）を周期的に交互に設けたスケール円板となる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、第１〜第６実施形態で示した透過型のスケールは、表面形状の差異を利用して遮光機能を有する金属膜に代えて従来と同じ機能を有する偏向透過部を形成したため、パタン形成工程が不要となり、製造コストを低減したスケールとすることができる。
また、第７実施形態として説明した反射型のスケールであっても、基板の全面に均一にコート処理が追加されるのみであり、透過型のスケールと比較してもコスト増加は抑えられる。
【００４５】
総じて、本発明によれば、パタン形成工程が省略可能であり、かつ従来と同じ機能を持つスケールを、提供することができる。
また、このスケールを用いた安価な光学式検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のスケールの説明図である。
【図２】本発明の第２実施形態のスケールの説明図である。
【図３】本発明の第３実施形態のスケールの説明図である。
【図４】本発明の第４実施形態のスケールの説明図である。
【図５】本発明の第５実施形態のスケールの説明図である。
【図６】本発明の第６実施形態のスケールの説明図である。
【図７】本発明の第７実施形態のスケールの説明図である。
【図８】従来技術のスケールを含む光学式検出器の構成図である。
【符号の説明】
１０スケール
１光源
２受光器
５照明光
１１普通透過部
１２偏向透過部
２０スケール
２１普通透過部
２２偏向透過部
３０スケール
３１普通透過部
３２偏向透過部
４０スケール
４１普通透過部
４２偏向透過部
５０スケール
５１普通透過部
５２偏向透過部
６０スケール
６１普通透過部
６２偏向透過部
７０スケール
１光源
２受光器
５照明光
６反射光
７１普通反射部
７２偏向反射部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention relates to an optical detector for mounting a scale used to detect the amount of movement of the relative position.
[0002]
[Prior art]
A scale 100 having a structure illustrated in FIG. 8 is conventionally known as a scale used for detecting the amount of movement of the relative position. FIG. 8 is a block diagram of an optical detector including a conventional scale.
The scale 100 is obtained by forming a patterned metal film 110 as shown in FIG. 8 on the surface of a glass substrate with a metal such as chromium. Then, a plurality of transmission portions 101 arranged at a constant period are formed by the pattern of the metal film 110.
[0003]
The transmission unit 101 transmits the illumination light 5 from the light source 1, and the transmitted light reaches the light receiver 2 facing the light source 1 with the scale 100 interposed therebetween.
There is a metal film 110 between two adjacent transmission portions 101 to block the illumination light 5, and the illumination light 5 does not reach the light receiver 2 from this portion.
The light receiver 2 includes a light receiving unit 2 a that outputs an electric signal according to the light that has arrived, and a dead zone 2 b that does not respond even when the light reaches the same, and has the same pattern as the metal film 101 of the scale 100. . Depending on the position of the moving scale 100, the illumination light reaches or does not reach, and the signal is output intermittently, thereby detecting the movement amount of the relative position.
[0004]
A method for manufacturing such a scale 100 will be described. First, a metal film is formed on the entire surface of the substrate by vacuum deposition or the like, and a photoresist is applied thereon. When the photoresist is exposed through the mask master, the pattern of the mask master is transferred onto the photoresist. After developing this, if the metal film is removed by etching according to the pattern of the resist, the metal film 110 having the same pattern as the mask master is obtained. The width of the transmission part 101 of the scale 100 manufactured in this way is, for example, about 10 μm (of course, a width other than 10 μm may be used).
In the above example, the scale 100 is a transmissive type, but it is also possible to manufacture a reflective scale having a similar structure and a metal film having a high reflectance.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art, the pattern forming step is essential for producing the scale 100, and the ratio of the pattern forming cost is large. Therefore, if the pattern forming step can be omitted, the manufacturing cost can be reduced.
The present invention pays attention to the above-mentioned problems of the prior art, and provides a scale that can omit the above-described pattern forming step and has the same function as the conventional one.
Another object of the present invention is to provide an inexpensive optical detector equipped with this scale.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an optical detector according to claim 1 of the present invention provides:
The normal reflection part that reflects the incident light in the direction of the outgoing light toward the predetermined reflection direction, and the incident light is deflected so that the outgoing direction of the outgoing light is different from the predetermined reflection direction from the normal reflection part. And the deflecting reflecting part to be reflected alternately and periodically arranged in a substantially circular shape, the surface of the ordinary reflecting part is on the same plane, and the surface of the deflecting reflecting part is a plane inclined with respect to the surface of the ordinary reflecting part. By making the inclined surface, one side of the deflecting reflection part is connected to the normal reflecting part as it is with respect to the normal reflecting part, and the other side is connected to the normal reflecting part through a step, so that the deflecting reflecting part is substantially connected to the normal reflecting part. A disk-shaped scale disk in which a coat layer having the same reflection characteristics is provided on the surface on which the normal reflection part and the deflecting reflection part are further formed ;
A light source disposed so as to face the scale disk and irradiating illumination light;
A light receiver that is arranged so as to face the scale disk and in which the dead zone and the light receiver are periodically arranged;
With
The light source and rotates and opposite the scale disc to the photodetector, the ordinary outgoing light reflected by the reflection portion is allowed to reach the light receiver, the output light reflected by the deflection unit is a outer light receiving region of the photodetector A rotary encoder that reaches the light source and detects the amount of displacement due to rotation .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of a scale according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of a scale according to this embodiment, FIG. 1 (a) is a structural diagram, and FIG. 1 (b) is an explanatory diagram of an optical path. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as the structure shown in FIG. 8 used for description of a prior art.
[0018]
The scale 10 of the present embodiment is a transmissive scale, and includes a normal transmission part 11 and a deflection transmission part 12 as shown in FIG.
The surface of the normal transmission part 11 corresponding to the transmission part of the prior art is also a parallel surface in which the back surface and the surface of the transparent plate having a predetermined thickness are parallel to each other on the same plane.
The surface of the deflecting / transmitting portion 12 corresponding to a metal film having a light shielding function of the prior art is formed to be an oblique surface that is a plane inclined with respect to the surface of the ordinary transmitting portion 11.
[0019]
As shown in FIG. 1B, when the illumination light 5 from the light source 1 reaches the scale 10, the normal transmission unit 11 transmits the illumination light 5 as it is, and the transmitted light sandwiches the scale 10 and the light source 1. (See the outgoing light represented by the solid line in FIG. 1B).
On the other hand, since the deflecting / transmitting portion 12 has a tilted surface, the refracting light 5 is deflected by refraction, so that the emitted light that has passed through this portion is emitted outside the light receiving region of the light receiver 2 (dotted line in FIG. 1B). (Refer to the output light represented by
That is, the scale 10 performs the same function as the conventional scale 100 shown in FIG.
[0020]
The normal transmission part 11 and the deflection transmission part 12 are formed integrally with the transparent substrate. Such a scale 10 is relatively easily manufactured by, for example, injection compression molding.
In addition, in order to improve the transmittance of the illumination light 5 in the normal transmission part 11, an antireflection film (not shown) is uniformly coated on the entire surface of the scale 10 including the normal transmission part 11 and the deflection transmission part 12. You can also. In that case, the transmittance is also improved in the deflecting / transmitting section 12, but it does not change in that the emitted light does not reach the light receiver 2, and no inconvenience occurs.
[0021]
As described above, according to the present embodiment, the pattern forming step for forming the metal film that is necessary in the conventional technique is not required, and the manufacturing cost can be reduced and the scale having the same function as in the conventional technique can be obtained. it can.
Further, as shown in FIG. 1B, the optical detector employing the scale of the present embodiment can be made inexpensive while maintaining the conventional function.
[0022]
Next, a second embodiment of the scale according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is an explanatory diagram of the scale of this embodiment.
The scale 20 of the present embodiment is a transmissive scale, and is installed in place of the scale 10 of the optical detector shown in FIG. As shown in FIG. 2, the scale 20 includes a normal transmission part 21 and a deflection transmission part 22.
[0023]
The surface of the normal transmission part 21 corresponding to the transmission part of the prior art is on the same plane as the first embodiment shown in FIG. 1A, and the back surface of the transparent plate having a predetermined thickness. It is also a parallel plane that is parallel to the surface.
The deflecting / transmitting portion 22 corresponding to a metal film having a light shielding function according to the prior art is formed to be a triangular wave-shaped oblique surface having a plurality of planes inclined with respect to the surface of the ordinary transmitting portion 21.
Illumination light (not shown) that reaches this portion is refracted and deflected on the inclined surface having a triangular wave shape, and therefore does not reach the light receiver (not shown).
[0024]
As described above, this embodiment also eliminates the need for a pattern formation step for forming a metal film, which is necessary in the prior art, thereby reducing the manufacturing cost and providing a scale having the same function as in the prior art.
In addition, by using an optical detector that employs the scale of the present embodiment, it is possible to reduce the cost while maintaining the conventional function.
[0025]
Next, a third embodiment of the scale according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is an explanatory diagram of the scale of this embodiment.
The scale 30 of this embodiment is a transmissive scale, and is installed in place of the scale 10 of the optical detector shown in FIG. As shown in FIG. 3, the scale 30 includes a normal transmission part 31 and a deflection transmission part 32.
[0026]
The surface of the normal transmission part 31 corresponding to the transmission part of the prior art is on the same plane as in the first embodiment shown in FIG. 1A, and the back surface of the transparent plate having a predetermined thickness. It is also a parallel plane that is parallel to the surface.
The deflecting / transmitting part 32 corresponding to a metal film having a light shielding function of the prior art is formed to have a curved surface that is curved with respect to the surface of the normal transmitting part 31.
Illumination light (not shown) reaching this portion hardly reaches the light receiver (not shown) because it is refracted and deflected by the curved surface. The received light intensity can be made sufficiently smaller than the light that passes through the normal transmission part 31 and reaches the light receiver.
[0027]
As described above, this embodiment also eliminates the need for a pattern formation step for forming a metal film, which is necessary in the prior art, thereby reducing the manufacturing cost and providing a scale having the same function as in the prior art.
In addition, by using an optical detector that employs the scale of the present embodiment, it is possible to reduce the cost while maintaining the conventional function.
[0028]
Subsequently, a fourth embodiment of the scale according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is an explanatory diagram of the scale of this embodiment.
The scale 40 of this embodiment is a transmissive scale, and is installed in place of the scale 10 of the optical detector shown in FIG. As shown in FIG. 4, the scale 40 includes a normal transmission part 41 and a deflection transmission part 42.
[0029]
The surface of the normal transmission part 41 corresponding to the transmission part of the prior art is on the same plane as in the first embodiment shown in FIG. 1A, and the back surface of the transparent plate having a predetermined thickness. It is also a parallel plane that is parallel to the surface.
The deflecting / transmitting portion 42 corresponding to a metal film having a light shielding function of the prior art is formed to have a curved surface that is curved with respect to the surface of the normal transmitting portion 41. The curved surface is the same as that of the third embodiment shown in FIG. 3, but the curved direction is different.
Illumination light (not shown) reaching this portion hardly reaches the light receiver (not shown) because it is refracted and deflected by the curved surface. The received light intensity can be made sufficiently smaller than the light that passes through the normal transmission part 41 and reaches the light receiver.
[0030]
As described above, this embodiment also eliminates the need for a pattern formation step for forming a metal film, which is necessary in the prior art, thereby reducing the manufacturing cost and providing a scale having the same function as in the prior art.
In addition, by using an optical detector that employs the scale of the present embodiment, it is possible to reduce the cost while maintaining the conventional function.
[0031]
Next, a fifth embodiment of the scale according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is an explanatory diagram of the scale of this embodiment.
The scale 50 of this embodiment is a transmissive scale, and is installed in place of the scale 10 of the optical detector shown in FIG. As shown in FIG. 5, the scale 50 includes a normal transmission part 51 and a deflection transmission part 52.
[0032]
The surface of the normal transmission part 51 corresponding to the transmission part of the prior art is on the same plane as the first embodiment shown in FIG. 1A, and the back surface of the transparent plate having a predetermined thickness. It is also a parallel plane that is parallel to the surface.
The deflecting / transmitting portion 52 corresponding to a metal film having a light shielding function in the prior art is a rough surface. Such a rough surface can be formed by the same manufacturing method as that for processing the ground surface of ground glass, for example, sandblasting (sand spraying) or corrosion treatment with acid. When the scale 50 is made by injection molding, such processing may be applied to the master of the mold.
Illumination light (not shown) that reaches this portion is scattered by a rough surface, so that it hardly reaches the light receiver (not shown). The received light intensity can be made sufficiently smaller than the light transmitted through the normal transmission part 51 and reaching the light receiver.
[0033]
As described above, this embodiment also eliminates the need for a pattern formation step for forming a metal film, which is necessary in the prior art, thereby reducing the manufacturing cost and providing a scale having the same function as in the prior art.
In addition, by using an optical detector that employs the scale of the present embodiment, it is possible to reduce the cost while maintaining the conventional function.
[0034]
Next, another sixth embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is an explanatory diagram of the scale of this embodiment.
The scale 60 of the present embodiment is a transmission type scale and is installed in place of the scale 10 of the optical detector shown in FIG. As shown in FIG. 6, the scale 60 includes a normal transmission part 61 and a deflection transmission part 62.
[0035]
The surface of the normal transmission part 61 corresponding to the transmission part of the prior art is on the same plane as the first embodiment shown in FIG. 1A, and the back surface of the transparent plate having a predetermined thickness. It is also a parallel plane that is parallel to the surface.
The deflecting / transmitting portion 62 corresponding to a metal film having a light shielding function according to the prior art is a lattice plane in which a large number of small quadrangular pyramid-shaped concave portions are spread. Note that a small quadrangular pyramid-shaped convex portion may be employed instead of the small quadrangular pyramid-shaped concave portion.
Illumination light (not shown) reaching this portion is refracted and scattered and deflected by the sides of the individual quadrangular pyramids, so that it hardly reaches the light receiver (not shown). The received light intensity can be made sufficiently smaller than the light that passes through the normal transmitting portion 61 and reaches the light receiver.
[0036]
As described above, this embodiment also eliminates the need for a pattern formation step for forming a metal film, which is necessary in the prior art, thereby reducing the manufacturing cost and providing a scale having the same function as in the prior art.
In addition, by using an optical detector that employs the scale of the present embodiment, it is possible to reduce the cost while maintaining the conventional function.
[0037]
In the second to sixth embodiments described above, similarly to the first embodiment shown in FIG. 1A, the transmittance of the illumination light in the normal transmission parts 21, 31, 41, 51, 61 is improved. Therefore, the entire surface of the scale including the normal transmission parts 21, 31, 41, 51, 61 and the deflection transmission parts 22, 32, 42, 52, 62 can be uniformly coated with an antireflection film (not shown). . In that case, the illumination light 5 does not reach the light receiver 2 even if the transmittance of the deflecting and transmitting portions 22, 32, 42, 52, 62 is improved, or even if it reaches, the light intensity is weak. There is no inconvenience.
[0038]
Next, a seventh embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is an explanatory diagram of the scale of this embodiment, FIG. 7A is a structural diagram, and FIG. 7B is an explanatory diagram of an optical path. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as the structure shown in FIG. 8 used for description of a prior art.
[0039]
The scale 70 of this embodiment is a reflective scale, and includes a normal reflection portion 71 and a deflection reflection portion 72 as shown in FIG.
The surface of the normal reflection part 71 is on one and the same plane, and the surface of the deflection reflection part 72 is formed to be an oblique surface that is a plane inclined with respect to the surface of the normal reflection part 71. The entire surface of the scale 70 including the normal reflecting portion 71 and the deflecting reflecting portion 72 is uniformly coated with a reflecting film 73 (stipled portion in FIG. 7A).
[0040]
As shown in FIG. 7B, when the illumination light 5 from the light source 1 reaches the scale 70, the normal reflection part 71 reflects the illumination light 5, the reflected light 6 faces the scale 20, and the light source 1 (see a solid line in FIG. 7B). Although the illumination light 5 is also reflected by the deflecting / reflecting portion 72, the inclination of the surface is different from that of the normal reflecting portion 71, so that the reflection direction is reflected in a direction different from that of the normal reflecting portion 71 (in FIG. 7B). Therefore, the light receiver 2 is not reached.
[0041]
Although the normal reflecting portion 71 and the deflecting reflecting portion 72 of such a scale 70 have different surface shapes, they can be integrally formed using the same material, and the shape is formed by injection compression molding or the like, and the reflecting film is coated. It is relatively easy to manufacture. The shape can also be made by embossing on a metal plate.
[0042]
As described above, according to the present embodiment, the pattern forming step for forming the metal film that is necessary in the conventional technique is not required, and the manufacturing cost can be reduced and the scale having the same function as in the conventional technique can be obtained. it can.
In addition, by using an optical detector that employs the scale of the present embodiment, it is possible to reduce the cost while maintaining the conventional function.
[0043]
The present invention is not limited to the examples described above. All of the above examples are scales used for detecting the amount of linear movement, but can also be applied to, for example, a scale disk used in a rotary encoder. In this case, it becomes a scale disk in which a normal transmission part (or a normal reflection part) and a deflection transmission part (or a deflection reflection part) are provided alternately alternately along the circumference in a transparent disk shape.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, the transmission type scales shown in the first to sixth embodiments use the difference in surface shape to form a deflection transmission part having the same function as the conventional one instead of the metal film having a light shielding function. This eliminates the need for a pattern formation step and can provide a scale with reduced manufacturing costs.
Further, even with the reflective scale described as the seventh embodiment, only the coating treatment is uniformly added to the entire surface of the substrate, and the cost increase can be suppressed as compared with the transmissive scale.
[0045]
In general, according to the present invention, it is possible to provide a scale that can omit the pattern forming step and has the same function as the conventional one.
In addition, an inexpensive optical detector using this scale can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a scale according to a first embodiment of this invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a scale according to a second embodiment of this invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a scale according to a third embodiment of this invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a scale according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a scale according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a scale according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a scale according to a seventh embodiment of this invention.
FIG. 8 is a block diagram of an optical detector including a prior art scale.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Scale 1 Light source 2 Light receiver 5 Illumination light 11 Normal transmission part 12 Deflection transmission part 20 Scale 21 Normal transmission part 22 Deflection transmission part 30 Scale 31 Normal transmission part 32 Deflection transmission part 40 Scale 41 Normal transmission part 42 Deflection transmission part 50 Scale 51 Normal transmission part 52 Deflection transmission part 60 Scale 61 Normal transmission part 62 Deflection transmission part 70 Scale 1 Light source 2 Light receiver 5 Illumination light 6 Reflected light 71 Normal reflection part 72 Deflection reflection part

Claims

The normal reflection part that reflects the incident light in the direction of the outgoing light toward the predetermined reflection direction, and the incident light is deflected so that the outgoing direction of the outgoing light is different from the predetermined reflection direction from the normal reflection part. And the deflecting reflecting part to be reflected alternately and periodically arranged in a substantially circular shape, the surface of the ordinary reflecting part is on the same plane, and the surface of the deflecting reflecting part is a plane inclined with respect to the surface of the ordinary reflecting part. By making the inclined surface, one side of the deflecting reflection part is connected to the normal reflecting part as it is with respect to the normal reflecting part, and the other side is connected to the normal reflecting part through a step, so that the deflecting reflecting part is substantially connected to the normal reflecting part. A disk-shaped scale disk in which a coat layer having the same reflection characteristics is provided on the surface on which the normal reflection part and the deflecting reflection part are further formed ;
A light source disposed so as to face the scale disk and irradiating illumination light;
A light receiver that is arranged so as to face the scale disk and in which the dead zone and the light receiver are periodically arranged;
With
The light source and rotates and opposite the scale disc to the photodetector, the ordinary outgoing light reflected by the reflection portion is allowed to reach the light receiver, the output light reflected by the deflection unit is a outer light receiving region of the photodetector An optical detector characterized in that it is a rotary encoder that reaches the light source and detects the amount of displacement due to rotation .