JP6690998B2 - 発光ユニット、発光受光ユニットおよび光電式エンコーダ - Google Patents
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Description
図1(a)は、第1実施形態に係る光電式エンコーダ100の平面図である。図1(b)は、光電式エンコーダ100の側面図である。図1(c)は、光電式エンコーダ100の正面図である。図2は、後述するリフレクタ20の斜視図である。なお、以下の説明において、各図中に示すように、後述するスケール30に形成された各格子の配列方向をX軸とし、後述する光源10の光軸方向をY軸とし、X軸およびY軸と直交する方向をZ軸とする。Z軸は、光源10からの出力光がリフレクタ20によって反射される方向に対応する。
zi+ai=(xi 2+yi 2)/4ai (1)
zi+ai=(xi 2+yi 2)/4ai+ci(x,y) (2)
ここでci(x,y)は、部分放物面上の座標に応じて加える任意の補正項である。補正項の設計方法としては、例えば補正項をxとyに関する高次多項式関数で表現して係数を最適化設計させる方法などがある。
ここで、第1実施形態に係る光電式エンコーダ100の構成の効果を説明するために、比較形態に係る光電式エンコーダ200について説明する。図5(a)は、光電式エンコーダ200の側面図である。図5(b)は、光電式エンコーダ200の正面図である。光電式エンコーダ200が光電式エンコーダ100と異なる点は、リフレクタ20の代わりにリフレクタ210が設けられている点である。
図6(a)は、第2実施形態に係る光電式エンコーダ100aの平面図である。図6(b)は、光電式エンコーダ100aの側面図である。図6(c)は、光電式エンコーダ100aの正面図である。光電式エンコーダ100aが第1実施形態に係る光電式エンコーダ100と異なる点は、リフレクタ20の代わりにリフレクタ20aが設けられている点である。図7は、リフレクタ20aの斜視図である。
第1実施形態および第2実施形態においては、光源の数を1としたが、それに限られない。例えば、光源を複数設けてもよい。図8(a)は、第3実施形態に係る光電式エンコーダ100bの平面図である。図8(b)は、光電式エンコーダ100bの側面図である。図8(c)は、光電式エンコーダ100bの正面図である。
続いて、部分放物面の焦点と光源との位置ずれの許容範囲について説明する。図9(a)は、部分放物面と、光源の位置(焦点O)と、トラックの位置(物体A)とを含む模式図である。図9(a)で例示するように、焦点Oから出射された光線が、部分放物面で反射されて物体Aに到達し、その後、光取り込み角±θを持つ検出光学系で透過光が取り込まれ、結像する。
20 リフレクタ
21 第1部分放物面
22 第2部分放物面
23 第1有効領域
24 第2有効領域
30 スケール
32 第1トラック
33 第2トラック
40 第1検出光学系
50 第2検出光学系
60 受光素子
61 第1受光領域
62 第2受光領域
100 光電式エンコーダ
Claims (6)
- 光源と、
前記光源の光軸方向で互いに離間して前記光源に焦点を有する第1部分放物面および第2部分放物面の反射面を有するリフレクタと、を備え、
前記第2部分放物面は、前記光軸方向において前記光源と前記第1部分放物面との間に位置し、前記第1部分放物面とは異なる係数を有し、前記第1部分放物面を前記第1部分放物面の係数に従って前記光源側に延長した場合の面と比較して、前記光源からの光が前記第1部分放物面によって反射する方向側に位置することを特徴とする発光ユニット。 - 前記光軸方向をY軸とし、
前記第1部分放物面および前記第2部分放物面の反射方向をZ軸とし、Y軸およびZ軸と直交する軸をX軸とし、係数をaとする場合に、前記第1部分放物面および前記第2部分放物面は、z+a=(x2+y2)/4a(ただしa>0)で表され、
前記第2部分放物面の係数aは、前記第1部分放物面の係数aよりも小さいことを特徴とする請求項1記載の発光ユニット。 - 前記光軸方向をY軸とし、
前記第1部分放物面および前記第2部分放物面の反射方向をZ軸とし、Y軸およびZ軸と直交する軸をX軸とし、係数をaとする場合に、前記第1部分放物面および前記第2部分放物面は、z+a=(x2+y2)/4a+ci(x,y)(ただしa>0)で表され、
前記第2部分放物面の係数aは、前記第1部分放物面の係数aよりも小さいことを特徴とする請求項1記載の発光ユニット。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の発光ユニットと、
前記第1部分放物面からの光を受光する第1受光素子と、
前記第2部分放物面からの光を受光する第2受光素子と、を備えることを特徴とする発光受光ユニット。 - 請求項4に記載の発光受光ユニットと、
測定軸に沿って格子が形成され、前記発光受光ユニットに対して相対移動可能に設けられ、前記第1部分放物面からの光を透過する第1トラックおよび前記第2部分放物面からの光を透過する第2トラックと、を備え、
前記第1受光素子は、前記第1トラックを透過した光を受光するように配置され、
前記第2受光素子は、前記第2トラックを透過した光を受光するように配置されていることを特徴とする光電式エンコーダ。 - 第1光源および第2光源と、
前記第1光源に焦点を有する第1部分放物面の反射面と、前記第2光源に焦点を有する第2部分放物面の反射面とを有するリフレクタと、を備え、
前記第1部分放物面および前記第2部分放物面は、前記第1光源の光軸方向において互いに離間し、
前記第2部分放物面は、前記第1光源の光軸方向において前記第1光源と前記第1部分放物面との間に位置し、前記第1部分放物面とは異なる係数を有し、前記第1部分放物面を前記第1部分放物面の係数に従って前記第1光源側に延長した場合の面と比較して、前記第1光源からの光が前記第1部分放物面によって反射する方向側に位置することを特徴とする発光ユニット。
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