JP4437340B2 - Photoelectric encoder - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光電式エンコーダに係り、特に組み立て調整を容易にした光電式エンコーダに関する。
【0002】
【従来の技術】
メインスケールとこれに対向して相対移動する検出ヘッドを組み立てて構成される光電式エンコーダでは、高性能を実現するためには組立て時の各種姿勢調整が重要になる。具体的には、メインスケールと検出ヘッドの間のギャップ、メインスケールに設定される測定軸(X軸)回りの回転(ローリング方向)、メインスケール面内の測定軸と直交する軸(Y軸)回りの回転(ピッチング方向)、更にメインスケールとインデックススケールの間でモアレ干渉が生じる、X,Y軸に直交するZ軸回りの回転(モアレ方向)等の姿勢調整が必要である(例えば、実公平7−5361号公報参照)。
【0003】
特にメインスケールやインデックススケールとして、ホログラフィ技術等により形成される微細ピッチの光学格子を用いた場合、モアレ方向の姿勢変動があると、出力信号振幅が大きく低下する。従って、モアレ方向の姿勢変動に対する許容度は例えば、0.6°(±0.3°)程度と小さく、極めて精密な機械的調整が要求される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、光電式エンコーダのモアレ方向の姿勢変動等を機械的に調整する手法が種々用いられているが、機械的調整では限界がある。
この発明は、上記事情を考慮してなされたもので、モアレ方向の姿勢変動に対する許容度を大きくし、従って機械的調整を容易にした光電式エンコーダを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明は、測定軸に沿って第1の光学格子が形成されたメインスケールと、このメインスケールと対向配置されて前記測定軸方向に相対移動する第2の光学格子が形成されたインデックススケールを含む検出ヘッドとを備えた光電式エンコーダにおいて、前記第1の光学格子と第2の光学格子のうち一方は、前記測定軸と直交するスケール幅方向に細長く、測定軸方向に一定幅を持つ矩形の格子を配列して構成され、前記第1の光学格子と第2の光学格子のうち他方は、前記スケール幅方向の中心部から周辺部に向かって測定軸方向の幅が減少する略菱形の格子を配列して構成されていることを特徴とする。
【0006】
この発明において具体的には、例えば検出ヘッドが、インデックススケールとその透過光を受光する受光素子とを有する場合に、インデックススケールは、透明基板に前記第2の光学格子を構成する不透過部と透過部が配列形成され且つ、その不透過部と透過部のいずれか一方が略菱形にパターン形成される。
或いはまたこの発明において例えば、検出ヘッドが、インデックススケールを兼ねた受光素子アレイを有する場合に、その受光素子アレイの格子を構成する受光素子とその間のスペースのいずれか一方が略菱形にパターン形成される。
これらの検出ヘッドの構成に対応して、メインスケールは例えば、透明基板に第1の光学格子を構成する矩形パターンの透過部と不透過部が配列形成された透過型スケールとして構成される。
【0007】
この発明によると、モアレ方向の姿勢変動に対して、メインスケールとインデックススケールとの間で、略菱形の格子と矩形の格子とが重なっている間は、モアレ干渉は生じない。従って、モアレ方向の姿勢変動に対する許容度が大きくなる。通常の矩形格子の組み合わせに対して、一方に菱形の格子を用いることにより、出力信号のオフセット成分は大きくなるが、出力信号のピーク値が安定していれば、オフセット成分除去は容易である。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態を説明する。
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1による光電式エンコーダの構成を示す。このエンコーダは、メインスケール1と、これに対向して配置されてメインスケール1に設定される測定軸xに沿って相対移動する検出ヘッド2とから構成されている。メインスケール1はこの実施の形態の場合、透明基板10に不透過部11と透過部12を所定ピッチで配列して光学格子が形成された透過型スケールである。
【0009】
検出ヘッド2は、メインスケール1に対向配置されてメインスケール1の透過光を受けるインデックススケール3と、このインデックススケール3の透過光を受光する受光素子4a,4bを有する。インデックススケール3は、透明基板30に不透過部31と透過部32を所定ピッチで配列して光学格子が形成された透過型スケールである。具体的にはこのインデックススケール3には、互いに90°位相差を持つA,B相出力を得るための少なくとも二つの格子部が配置され、それらの格子部に対応して、受光素子4a,4bが設けられている。
【0010】
検出ヘッド2には、メインスケール1を挟んで受光部と対向するように光源5が配置されている。光源5は例えばLED5aとその出力光をコリメートする凹面鏡5bとから構成される。凹面鏡5bからのコリメート光がメインスケール1に照射される。
【0011】
図2は、メインスケール1とインデックススケール3の光学格子パターンを対応させて示している。メインスケール1上の光学格子を構成する不透過部11は、メインスケール1に設定される測定軸x0と直交するスケール幅方向に細長く、測定軸x0方向に一定幅を持つ矩形にパターニングされている。一方インデックススケール3上の光学格子を構成する不透過部31は、スケール幅方向の中心部から周辺部に向かって測定軸方向の幅が減少する扁平な菱形にパターニングされている。
【0012】
この実施の形態によると、インデックススケール3の不透過部31が周辺で細くなるように菱形にパターン形成されているために、メインスケール1と平行な面内でメインスケール1上の測定軸x0に対して、インデックススケール3の軸x1が多少回転したとしても、即ちモアレ方向の姿勢変動があったとしても、モアレが生じない。その様子を具体的に、図3に示す。
【0013】
図3は、メインスケール1の不透過部11とインデックススケール3の不透過部31が重なる状態を示している。軸x0とx1が一致しているのが理想状態(実線)である。この理想状態から、二つの軸x0,x1がθだけ回転したとしても、破線で示すようにインデックススケール3の不透過部31が、メインスケール1の不透過部11の範囲にある限り、メインスケール1とインデックススケール3の間の光学的結合に差異はなく、モアレは生じない。
【0014】
具体的な数値例を挙げる。メインスケール1の不透過部11のパターン寸法が、長さL=1mm、幅D=10μmであるとする。インデックススケール3の不透過部31はこのメインスケール1の不透過部11に内接する菱形であるとする。このとき、図3に示したように、モアレが生じることがない許容回転角θは、θ=tan-1(2d/L)=1.1°である。
通常の矩形パターンを持つメインスケールとインデックススケールの組み合わせの場合、モアレ方向の姿勢変動に対する許容度は前述のように0.6°程度であるとして、この実施の形態によるとこの許容範囲が、0.6°+1.1°まで広がることになる。従って、組立時の機械的姿勢調整は容易になる。
【0015】
[実施の形態2]
図4は、別の実施の形態によるメインスケール1とインデックススケール3の光学格子のパターンを図2に対応させて示している。先の実施の形態では、インデックススケール3の不透過部31と透過部32のうち、不透過部31を菱形パターンとしたのに対して、この実施の形態では逆に透過部32を菱形パターンとしている。
この様にしても、メインスケール1とインデックススケール3の間の光学的結合は、軸x0,x1の間の一定範囲の回転まで変化がない。従って先の実施の形態と同様に、モアレ変動に対する許容度が広くなる。
【0016】
[実施の形態3]
図5は、更に別の実施の形態による光電式エンコーダの構成である。図1と対応する部分には図1と同一符号を付してある。この実施の形態では、受光部が、インデックススケールを兼ねた受光素子アレイ6により構成されている。受光素子アレイ6の各受光素子61は、例えばメインスケール1のスケールピッチλに対して、3λ/4のピッチで配列されて、A,BB,B,AB相の出力が得られるようになっている。
【0017】
図6は、受光素子アレイ6の受光素子61のパターンを示している。図示のように受光素子61を、先の実施の形態1での不透過部31、或いは実施の形態2での透過部32と同様の菱形パターンとしている。
この実施の形態によっても、先の実施の形態と同様の原理でモアレ変動に対する許容度が大きくなる。また、実施の形態1,2の関係から明らかなように、受光素子61の間のスペース62のパターンを菱形とすることによっても、同様の効果が得られる。
【0018】
[実施の形態4]
ここまでの実施の形態1〜3では、測定軸xが直線であるリニアエンコーダについて説明したが、メインスケール1の測定軸xが円を描くものとすれば、実施の形態1〜3はそのままロータリエンコーダにも同様に適用することができる。例えば、実施の形態1をロータリエンコーダに応用した実施の形態4について、メインスケール1とインデックススケール3の光学格子の構成を、図2に対応させて図7に示す。図示のように、インデックススケール3では、円板状のメインスケール1の測定軸x0の曲率半径と同じ曲率半径を持つ軸x1に沿って、菱形パターンの光学格子を配列すればよい。
【0019】
[実施の形態5]
またこの発明においては、相対向する光学格子の一方を扁平な菱形パターンとして、一定の姿勢変動を許容できるようにしているので、この特性を活かして検出ヘッドをリニアエンコードとロータリエンコーダに共用できる汎用部品として構成することが可能である。図8はその様な実施の形態5のロータリエンコーダにおけるメインスケール1とインデックススケール3を、図7に対応させて示している。
【0020】
メインスケール1上の測定軸x0は図示のように円を描くのに対し、インデックススケール3上では光学格子配列の軸x1を、実施の形態1と同様に直線としている。メインスケール1上の光学格子は、インデックススケール3のx1を基準として、インデックススケール3によりカバーされる範囲で少しずつ傾くが、その傾斜角θが図3で説明した許容範囲角度以下であれば、測定に支障はない。従ってこの実施の形態のインデックススケール3を持つ検出ヘッドは、ロータリエンコーダにもリニアエンコーダにも適用可能となる。
実施の形態2及び3に示した検出ヘッドも同様に一定範囲のロータリエンコーダに適用することができる。
【0021】
なおこの発明において、菱形は厳密な意味での菱形である必要はなく、“略菱形”、言い換えれば実質的に菱形であればよい。例えば、図9に示すように、菱形の4頂点を僅かに削った状態の扁平な8角形パターン、或いは図10に示すように、滑らかな円弧を描くパターンでもよく、これらも“略菱形”に含まれるものとする。
また、ここまでの実施の形態では、メインスケール1側の格子は矩形パターンとし、受光側(即ち、インテックスケール又は受光素子アレイ)で菱形パターンを用いたが、これとは反対に、受光側を通常通り矩形の格子とし、メインスケール側の透過部或いは不透過部を略菱形としもよい。
更に、実施の形態では透過型のメインスケールを用いた場合を説明したが、反射型のメインスケールを用いる光電式エンコーダにも同様にこの発明を適用できる。
【0022】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、矩形パターンと略菱形のパターンの格子の組み合わせを利用することにより、モアレ方向の姿勢変動に対する許容度を大きくし、機械的調整を容易にした光電式エンコーダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態による光電式エンコーダの構成を示す図である。
【図2】 同実施の形態のメインスケールとインデックススケールの光学格子パターンを示す図である。
【図3】 同実施の形態のメインスケールとインデックススケールの結合の様子を示す図である。
【図4】 別の実施の形態によるメインスケールとインデックススケールの光学格子パターンを示す図である。
【図5】 別の実施の形態による光電式エンコーダの構成を示す図である。
【図6】 同実施の形態による受光素子アレイのレイアウトを示す図である。
【図7】 別の実施の形態によるメインスケールとインデックススケールの光学格子パターンを示す図である。
【図8】 別の実施の形態によるメインスケールとインデックススケールの光学格子パターンを示す図である。
【図9】 略菱形パターンの他の例を示す。
【図10】 略菱形パターンの他の例を示す。
【符号の説明】
1…メインスケール、10…透明基板、11…不透過部、12…透過部、2…検出ヘッド、3…インデックススケール、30…透明基板、31…不透過部、32…透過部、4a,4b…受光素子、5…光源、6…受光素子アレイ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photoelectric encoder, and more particularly to a photoelectric encoder that facilitates assembly and adjustment.
[0002]
[Prior art]
In a photoelectric encoder configured by assembling a main scale and a detection head that moves relative to the main scale, various posture adjustments during assembly are important to achieve high performance. Specifically, the gap between the main scale and the detection head, the rotation around the measurement axis (X axis) set in the main scale (rolling direction), and the axis (Y axis) orthogonal to the measurement axis in the main scale plane It is necessary to adjust the posture such as rotation around the pitch (pitching direction), rotation around the Z axis perpendicular to the X and Y axes (moire direction) that causes moire interference between the main scale and the index scale (for example, actual No. 7-5361).
[0003]
In particular, when an optical grating having a fine pitch formed by a holography technique or the like is used as the main scale or the index scale, the output signal amplitude is greatly reduced if there is a posture change in the moire direction. Therefore, the tolerance for posture fluctuation in the moire direction is as small as, for example, about 0.6 ° (± 0.3 °), and extremely precise mechanical adjustment is required.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, various techniques for mechanically adjusting the posture fluctuation of the photoelectric encoder in the moire direction and the like have been used, but the mechanical adjustment has a limit.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a photoelectric encoder that increases the tolerance for posture fluctuation in the moire direction and thus facilitates mechanical adjustment.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a main scale in which a first optical grating is formed along a measurement axis, and an index scale in which a second optical grating that is opposed to the main scale and moves relative to the measurement axis is formed. In the photoelectric encoder including the detection head, one of the first optical grating and the second optical grating is elongated in a scale width direction orthogonal to the measurement axis, and is a rectangle having a constant width in the measurement axis direction. The other of the first optical grating and the second optical grating has a substantially rhomboid shape whose width in the measurement axis direction decreases from the central part in the scale width direction toward the peripheral part. It is characterized by comprising a grid.
[0006]
Specifically, in the present invention, for example, when the detection head includes an index scale and a light receiving element that receives the transmitted light, the index scale includes a non-transmissive portion that constitutes the second optical grating on a transparent substrate. The transmissive portions are formed in an array, and either one of the non-transmissive portions and the transmissive portions is patterned in a substantially rhombus shape.
Alternatively, in the present invention, for example, when the detection head has a light receiving element array that also serves as an index scale, either one of the light receiving elements constituting the lattice of the light receiving element array and the space between them is patterned in a substantially diamond shape. The
Corresponding to the configuration of these detection heads, the main scale is configured as, for example, a transmissive scale in which a transmissive part and a non-transmissive part of a rectangular pattern constituting the first optical grating are arranged on a transparent substrate.
[0007]
According to the present invention, moiré interference does not occur when the substantially rhombic lattice and the rectangular lattice overlap each other between the main scale and the index scale with respect to the posture variation in the moire direction. Accordingly, the tolerance for posture fluctuation in the moire direction is increased. The offset component of the output signal is increased by using a diamond-shaped lattice on one side of a combination of normal rectangular lattices, but if the peak value of the output signal is stable, the offset component can be easily removed.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 shows a configuration of a photoelectric encoder according to the first embodiment. This encoder is composed of a main scale 1 and a detection head 2 which is disposed opposite to the main scale 1 and moves relatively along a measurement axis x set in the main scale 1. In the case of this embodiment, the main scale 1 is a transmissive scale in which an optical grating is formed by arranging non-transmissive portions 11 and transmissive portions 12 at a predetermined pitch on a transparent substrate 10.
[0009]
The detection head 2 includes an index scale 3 that is disposed opposite to the main scale 1 and receives light transmitted through the main scale 1, and light receiving elements 4 a and 4 b that receive light transmitted through the index scale 3. The index scale 3 is a transmissive scale in which an optical grating is formed by arranging non-transmissive portions 31 and transmissive portions 32 at a predetermined pitch on a transparent substrate 30. Specifically, at least two grating portions for obtaining A and B phase outputs having a 90 ° phase difference from each other are arranged on the index scale 3, and the light receiving elements 4a and 4b correspond to these grating portions. Is provided.
[0010]
A light source 5 is disposed on the detection head 2 so as to face the light receiving unit with the main scale 1 interposed therebetween. The light source 5 includes, for example, an LED 5a and a concave mirror 5b that collimates the output light. Collimated light from the concave mirror 5b is irradiated to the main scale 1.
[0011]
FIG. 2 shows the optical lattice patterns of the main scale 1 and the index scale 3 in correspondence with each other. The opaque portion 11 constituting the optical grating on the main scale 1 is elongated in the scale width direction orthogonal to the measurement axis x0 set on the main scale 1 and is patterned into a rectangle having a constant width in the measurement axis x0 direction. . On the other hand, the opaque portion 31 constituting the optical grating on the index scale 3 is patterned into a flat rhombus whose width in the measurement axis direction decreases from the central portion in the scale width direction toward the peripheral portion.
[0012]
According to this embodiment, since the opaque portion 31 of the index scale 3 is formed in a rhombus pattern so as to be thin at the periphery, the measurement axis x0 on the main scale 1 is set in a plane parallel to the main scale 1. On the other hand, even if the axis x1 of the index scale 3 is slightly rotated, that is, even if there is a posture change in the moire direction, moire does not occur. This is specifically shown in FIG.
[0013]
FIG. 3 shows a state where the opaque portion 11 of the main scale 1 and the opaque portion 31 of the index scale 3 overlap. In the ideal state (solid line), the axes x0 and x1 coincide with each other. Even if the two axes x0 and x1 are rotated by θ from this ideal state, as long as the opaque portion 31 of the index scale 3 is within the range of the opaque portion 11 of the main scale 1 as shown by the broken line, the main scale There is no difference in the optical coupling between 1 and the index scale 3, and no moire occurs.
[0014]
Specific numerical examples will be given. It is assumed that the pattern dimension of the opaque portion 11 of the main scale 1 is length L = 1 mm and width D = 10 μm. It is assumed that the opaque portion 31 of the index scale 3 is a rhombus inscribed in the opaque portion 11 of the main scale 1. At this time, as shown in FIG. 3, the allowable rotation angle θ at which moire does not occur is θ = tan −1 (2d / L) = 1.1 °.
In the case of a combination of a main scale having a normal rectangular pattern and an index scale, the tolerance for posture fluctuation in the moire direction is assumed to be about 0.6 ° as described above, and according to this embodiment, this tolerance is 0. It will spread to 6 ° + 1.1 °. Therefore, the mechanical posture adjustment at the time of assembly becomes easy.
[0015]
[Embodiment 2]
FIG. 4 shows the pattern of the optical grating of the main scale 1 and the index scale 3 according to another embodiment corresponding to FIG. In the previous embodiment, out of the opaque portion 31 and the transparent portion 32 of the index scale 3, the opaque portion 31 has a rhombus pattern, whereas in this embodiment, the transparent portion 32 has a diamond pattern. Yes.
Even in this way, the optical coupling between the main scale 1 and the index scale 3 does not change until a certain range of rotation between the axes x0 and x1. Accordingly, as in the previous embodiment, the tolerance for moiré variation is widened.
[0016]
[Embodiment 3]
FIG. 5 shows a configuration of a photoelectric encoder according to still another embodiment. Portions corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. In this embodiment, the light receiving section is constituted by a light receiving element array 6 that also serves as an index scale. The light receiving elements 61 of the light receiving element array 6 are arranged at a pitch of 3λ / 4 with respect to the scale pitch λ of the main scale 1, for example, so that outputs of A, BB, B, and AB phases can be obtained. Yes.
[0017]
FIG. 6 shows a pattern of the light receiving element 61 of the light receiving element array 6. As shown in the figure, the light receiving element 61 has a rhombus pattern similar to the non-transmissive portion 31 in the first embodiment or the transmissive portion 32 in the second embodiment.
Also in this embodiment, the tolerance for the moire fluctuation is increased on the same principle as the previous embodiment. As is clear from the relationship between the first and second embodiments, the same effect can be obtained by making the pattern of the space 62 between the light receiving elements 61 a rhombus.
[0018]
[Embodiment 4]
In the first to third embodiments described above, the linear encoder in which the measurement axis x is a straight line has been described. However, if the measurement axis x of the main scale 1 draws a circle, the first to third embodiments are not changed. The same applies to the encoder. For example, in the fourth embodiment in which the first embodiment is applied to a rotary encoder, the configuration of the optical gratings of the main scale 1 and the index scale 3 is shown in FIG. 7 corresponding to FIG. As shown in the figure, in the index scale 3, an optical grating having a rhombus pattern may be arranged along the axis x1 having the same radius of curvature as that of the measurement axis x0 of the disk-shaped main scale 1.
[0019]
[Embodiment 5]
In the present invention, one of the opposing optical gratings is formed as a flat rhombus pattern so that a certain posture variation can be allowed. Therefore, the detection head can be commonly used for the linear encoding and the rotary encoder by utilizing this characteristic. It can be configured as a part. FIG. 8 shows the main scale 1 and the index scale 3 in such a rotary encoder of the fifth embodiment, corresponding to FIG.
[0020]
The measurement axis x0 on the main scale 1 draws a circle as shown, whereas on the index scale 3, the axis x1 of the optical grating array is a straight line as in the first embodiment. The optical grating on the main scale 1 is inclined little by little in the range covered by the index scale 3 with reference to x1 of the index scale 3, but if the inclination angle θ is equal to or smaller than the allowable range angle described in FIG. There is no hindrance to the measurement. Therefore, the detection head having the index scale 3 of this embodiment can be applied to both a rotary encoder and a linear encoder.
The detection heads shown in the second and third embodiments can be similarly applied to a certain range of rotary encoders.
[0021]
In the present invention, the rhombus need not be a rhombus in a strict sense, but may be a “substantially rhombus”, in other words, a substantially rhombus. For example, as shown in FIG. 9, it may be a flat octagonal pattern with the four vertices of the rhombus slightly shaved, or a pattern that draws a smooth arc as shown in FIG. Shall be included.
In the embodiments described so far, the grid on the main scale 1 side is a rectangular pattern, and the rhombus pattern is used on the light receiving side (that is, the intec scale or the light receiving element array). A rectangular lattice may be used as usual, and a transmission part or non-transmission part on the main scale side may be a substantially rhombus.
Furthermore, although the case where a transmission type main scale is used has been described in the embodiment, the present invention can be similarly applied to a photoelectric encoder using a reflection type main scale.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by using a combination of a lattice of a rectangular pattern and a substantially rhombus pattern, a photoelectric encoder that increases the tolerance for posture variation in the moire direction and facilitates mechanical adjustment. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a photoelectric encoder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an optical lattice pattern of a main scale and an index scale of the same embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a state of coupling of the main scale and the index scale of the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing optical grating patterns of a main scale and an index scale according to another embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a photoelectric encoder according to another embodiment.
FIG. 6 is a view showing a layout of a light receiving element array according to the same embodiment;
FIG. 7 is a diagram showing an optical grating pattern of a main scale and an index scale according to another embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing optical grating patterns of a main scale and an index scale according to another embodiment.
FIG. 9 shows another example of a substantially rhombus pattern.
FIG. 10 shows another example of a substantially rhombus pattern.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main scale, 10 ... Transparent substrate, 11 ... Impervious part, 12 ... Transmitting part, 2 ... Detection head, 3 ... Index scale, 30 ... Transparent substrate, 31 ... Impervious part, 32 ... Transmitting part, 4a, 4b ... light receiving element, 5 ... light source, 6 ... light receiving element array.

Claims (5)

測定軸に沿って第1の光学格子が形成されたメインスケールと、このメインスケールと対向配置されて前記測定軸方向に相対移動する第2の光学格子が形成されたインデックススケールを含む検出ヘッドとを備えた光電式エンコーダにおいて、
前記第1の光学格子と第2の光学格子のうち一方は、前記測定軸と直交するスケール幅方向に細長く、測定軸方向に一定幅を持つ矩形の格子を配列して構成され、
前記第1の光学格子と第2の光学格子のうち他方は、前記スケール幅方向の中心部で前記測定軸方向の幅が前記矩形の格子の前記測定軸方向の幅と略同一、及び前記測定軸方向の中心部で前記スケール幅方向の長さが前記矩形の格子の前記スケール幅方向の長さと略同一で、前記スケール幅方向の中心部から周辺部に向かって測定軸方向の幅が減少する略菱形の格子を配列して構成され、
且つ、前記メインスケールと前記インデックススケールとの間の許容回転角がθであるとき、前記略菱形の格子の前記スケール幅方向に対して斜めになっている辺が前記スケール幅方向に対してそれぞれ角度θずつ傾斜し、前記矩形の格子の中心と前記略菱形の格子の中心とが一致している状態において、前記略菱形の格子が前記許容回転角θだけ回転したときに、前記略菱形の格子が前記矩形の格子の範囲内に存在している
ことを特徴とする光電式エンコーダ。
A detection head including a main scale on which a first optical grating is formed along the measurement axis, and an index scale on which a second optical grating that is disposed opposite to the main scale and moves relative to the measurement axis is formed; In the photoelectric encoder with
One of the first optical grating and the second optical grating is configured by arranging rectangular gratings that are elongated in the scale width direction orthogonal to the measurement axis and have a constant width in the measurement axis direction,
The other of said first optical grating and the second optical grating, the width of the scale width direction of the measuring axis direction at the center portion of the measuring axis direction of the front grille Kinori shaped width substantially the same and, wherein the length of the scale width direction of the scale width direction of the rectangular grid at substantially the same as the length at the center portion of the measuring axis direction, the scale width direction of the center measuring axis direction of the width toward the periphery from Is arranged by arranging approximately rhombic lattices,
And, when the allowable rotation angle between the main scale and the index scale is theta, edges are oblique with respect to the scale width direction of the grating of the substantially rhombic to the scale width direction each inclined by an angle theta, in a state where the center of the grid of the substantially rhombic and the center of the rectangular grid is matched, when the lattice of the substantially rhombic rotates by the allowable rotation angle theta, the substantially rhombic The photoelectric encoder is in the range of the rectangular lattice.
前記検出ヘッドは、前記インデックススケールとその透過光を受光する受光素子とを有し、前記インデックススケールは、透明基板に第2の光学格子を構成する不透過部と透過部が配列形成され且つ、その不透過部と透過部のいずれか一方が前記略菱形にパターン形成されていることを特徴とする請求項1記載の光電式エンコーダ。  The detection head includes the index scale and a light receiving element that receives the transmitted light, and the index scale includes a transparent substrate on which a non-transmissive portion and a transmissive portion constituting a second optical grating are arranged, and 2. The photoelectric encoder according to claim 1, wherein either one of the non-transmission portion and the transmission portion is patterned in the substantially diamond shape. 前記検出ヘッドは、前記インデックススケールを兼ねた受光素子アレイを有し、その受光素子アレイの受光素子とその間のスペースのいずれか一方が前記略菱形にパターン形成されていることを特徴とする請求項1記載の光電式エンコーダ。  The detection head has a light receiving element array also serving as the index scale, and any one of the light receiving elements of the light receiving element array and a space therebetween is patterned in the substantially rhombus. 1. A photoelectric encoder according to 1. 前記メインスケールは、透明基板に前記第1の光学格子を構成する矩形パターンの透過部と不透過部が配列形成された透過型スケールであることを特徴とする請求項2又は3記載に記載の光電式エンコーダ。  4. The transmissive scale according to claim 2, wherein the main scale is a transmissive scale in which a transmissive portion and a non-transmissive portion of a rectangular pattern constituting the first optical grating are arranged on a transparent substrate. Photoelectric encoder. 前記検出ヘッドは、前記測定軸が直線を描くリニアエンコーダ及び前記測定軸が円を描くロータリエンコーダのいずれにも適用可能な汎用部品として構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の光電式エンコーダ。  5. The detection head according to claim 1, wherein the detection head is configured as a general-purpose component applicable to both a linear encoder in which the measurement axis draws a straight line and a rotary encoder in which the measurement axis draws a circle. A photoelectric encoder according to claim 1.
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