JPH01187413A - Reflection type encoder - Google Patents
Reflection type encoderInfo
- Publication number
- JPH01187413A JPH01187413A JP1214388A JP1214388A JPH01187413A JP H01187413 A JPH01187413 A JP H01187413A JP 1214388 A JP1214388 A JP 1214388A JP 1214388 A JP1214388 A JP 1214388A JP H01187413 A JPH01187413 A JP H01187413A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- grating
- sub
- point light
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
［産業上の利用分野］
本発明は、反則型エンコーダに係り、特に、第１部材に
形成した周期的な格子で反射されて、光透過性の第２部
材に形成した、対応する周期的な副格子を通過してきた
光を受光素子で光電変換し、両部材の相対変位に応じて
周期的な検出信号を生成して、２つの部材の相対変位を
検出するための反射型エンコーダの改良に関するもので
ある。[Industrial Application Field] The present invention relates to a reciprocal encoder, and in particular, the present invention relates to a non-conforming encoder, and in particular, a periodic grating formed on a first member is reflected, and a corresponding periodic grating formed on a light-transmitting second member is reflected. Related to improvement of a reflective encoder for detecting the relative displacement of two members by photoelectrically converting the light passing through the sub-grating with a light receiving element and generating a periodic detection signal according to the relative displacement of the two members. It is something.
工作機械の工具の送り量等を測定するために用いられる
光学式エンコーダには、メインスケールを透過した光を
検出する透過型と、メインスケールによって反射された
光を検出する反射型とがあり、後者の反射型は、発光・
受光素子がメインスケールに対して片側にまとまるので
、工作機械等への組込みが容易になるという特徴がある
。
第４図は、従来の平行照明光線を利用した反射型エンコ
ーダの一例を示したもので、光源としての発光ダイオー
ド１０と、該発光ダイオード１０から放射される光を平
行照明光線とするコリメータレンズ１２と、周期的な格
子１６を形成した第１部材としてのメインスケール１４
と、該メインスケール１４に対して相対移動可能に配置
される、対応する周期的な副格子２０を形成した光透過
性の第２部材としての参照スケール１８と、前記メイン
スケール１４の格子１６で反射されて前記参照スケール
１８の副格子２０を通過してきた前記平行照明系からの
反射光線Ｒを光電変換する受光索子２２とを有しており
、前記メインスケール１４と参照スケール１８の相対変
位に応じて、周期的な検出信号を生成するようにされて
いる。
しかしながら、平行照明光線を使用したのでは、高精度
で大きなコリメータレンズ１２が必要であるので、検出
器が厚さ（Ｄ＞方向に大型化し、更に各要素の固定及び
位置決めの方法が難しいという問題点を有していた。
このような問題点を解決するものとして、出願人は既に
特願昭６１−１９４１８３で、第５図に示す如く、拡散
光源をそのまま用いた反射型エンコーダを提案している
。
この反射型エンコーダは、拡散光源（点光源）としての
レーザダイオード（ＬＤ）チップ３０そのものからなる
照明系と、周期的な格子１６を形成した第１部材として
のメインスケール１４と、対応する周期的な副格子２０
を形成した光透過性の第２部材としての参照スケール１
８と、前記メインスケール１４の格子１６で反射されて
前記参照スケール１８の副格子２０を通過してきた前記
照明系からの光を光電変換する受光索子２２とを有して
おり、前記メインスケール１４と参照スケール１８のＸ
方向の相対変位に応じて周期的な検出信号を化成するよ
うにされている。
前記ＬＤチップ３０は、例えば、モニタ受光素子を備え
た収納容器３２に収められている。
ここで、ＬＤチップ３０及び副格子２０と格子１６との
距離を、それぞれＵ、Ｖとして、格子１６のピッチをＰ
１副格子２０のピッチをＱとすれば、特願昭６１−１９
４１８３で提案したように、最も実用的な構成であるＵ
＝Ｖのとぎは、相似関係より、Ｑ＝２Ｐとずれば、Ｓ／
Ｎ比の良い検出信号が得られる。
更に、点光源（ＬＤチップ３０）が、可干渉性を有する
（コヒーレントな）場合には、特願昭６１−１９４１８
４で提案したように、回折効果により、
Ｑ＝Ｐ
でも検出信号が得られる。
更には、一般にＱ−２Ｐ／ｍ（ｍは自然数）でも検出信
号が得られることが、本出願人による特願昭６１−２０
８５５４や特Ｊ［６１−２０８５５５によって明らかに
されている。
このように、点光源（３０）をそのまま用いた反射型エ
ンコーダは、厚さ（Ｄ）方向の形状の小型化に有効であ
る。There are two types of optical encoders used to measure the feed rate of tools in machine tools: the transmission type, which detects the light that passes through the main scale, and the reflection type, which detects the light reflected by the main scale. The latter reflective type emits light and
Since the light-receiving elements are gathered on one side of the main scale, it is easy to integrate into machine tools and the like. FIG. 4 shows an example of a conventional reflective encoder using parallel illumination light, which includes a light emitting diode 10 as a light source and a collimator lens 12 that converts the light emitted from the light emitting diode 10 into a parallel illumination light. and a main scale 14 as a first member forming a periodic lattice 16.
, a reference scale 18 as a light-transmissive second member forming a corresponding periodic sub-grating 20 and arranged to be movable relative to the main scale 14; and a grating 16 of the main scale 14. It has a light receiving probe 22 that photoelectrically converts the reflected light beam R from the parallel illumination system that has been reflected and passed through the sub-grating 20 of the reference scale 18, and the relative displacement between the main scale 14 and the reference scale 18 is A periodic detection signal is generated depending on the detection signal. However, using a parallel illumination beam requires a highly accurate and large collimator lens 12, which increases the size of the detector in the direction of thickness (D>), and furthermore, the method of fixing and positioning each element is difficult. In order to solve these problems, the applicant has already proposed a reflective encoder using a diffused light source as is, as shown in Fig. 5, in Japanese Patent Application No. 61-194183. This reflective encoder has an illumination system consisting of a laser diode (LD) chip 30 itself as a diffused light source (point light source), and a main scale 14 as a first member in which a periodic grating 16 is formed. periodic sublattice 20
Reference scale 1 as a light-transmissive second member formed with
8, and a light-receiving probe 22 that photoelectrically converts light from the illumination system that has been reflected by the grating 16 of the main scale 14 and passed through the sub-grating 20 of the reference scale 18. 14 and reference scale 18
A periodic detection signal is generated according to the relative displacement in the direction. The LD chip 30 is housed in, for example, a storage container 32 equipped with a monitor light receiving element. Here, the distances between the LD chip 30 and the sub-grating 20 and the grating 16 are respectively U and V, and the pitch of the grating 16 is P.
If the pitch of 1 sub-lattice 20 is Q, then the patent application No. 61-19
4183, the most practical configuration is U.
According to the similarity relationship, the edge of =V becomes S/ if it deviates from Q=2P.
A detection signal with a good N ratio can be obtained. Furthermore, when the point light source (LD chip 30) has coherence (coherence), Japanese Patent Application No. 1983-19418
As proposed in Section 4, a detection signal can be obtained even when Q=P due to the diffraction effect. Furthermore, it is generally known that a detection signal can be obtained even with Q-2P/m (m is a natural number), as disclosed in the patent application filed in 1986-20 by the present applicant.
8554 and Special J [61-208555]. In this way, the reflective encoder using the point light source (30) as is is effective in reducing the size in the thickness (D) direction.
しかしながら、レーザダイオードを使用する場合、ＬＤ
チップ３０自体は小ざいが、その収納容器３２は放熱等
も考慮していため比較的大ぎく、特にＵ＝Ｖの構成では
、光源と受光素子２２とを近接して配置することが困難
で、メインスケール１４の目盛（格子１６）形成面の方
向の検出器の形状はあまり小さくできない。
又、点光源を斜めに支持する必要があり、更に、通、常
態格子２０と受光素子２２とは、検出信号の位相Ｏ°、
９０°、１８００．２７０°等に対応して複数対必要で
あるが、配列や支持方法が困難である等の問題点を有し
ていた。However, when using a laser diode, the LD
Although the chip 30 itself is small, its storage container 32 is relatively large due to considerations such as heat dissipation, and especially in the U=V configuration, it is difficult to arrange the light source and the light receiving element 22 in close proximity. The shape of the detector in the direction of the scale (grating 16) forming surface of the main scale 14 cannot be made very small. In addition, it is necessary to support the point light source diagonally, and furthermore, the normal grating 20 and the light receiving element 22 usually have a phase of the detection signal of 0°,
Although a plurality of pairs are required to correspond to angles of 90°, 1800°, 270°, etc., there are problems such as difficulty in arrangement and support method.
本発明は、反射型エンコーダにおいて、厚さ方向だけで
なく、第１部材の目盛形成面と平行な方向の形状も小ざ
くできる構成を提供することを目的とする。
（問題点を解決するだめの手段１
本発明は、照明系と、周期的な格子を形成した第１部材
と、対応する周期的な副格子を形成した光透過性の第２
部材と、前記格子で反射されて前記副格子を通過してぎ
た前記照明系からの光を光電変換する受光素子とを含み
、前記両部材の相対変位に応じて周期的な検出信号を生
成する反射型エンコーダにおいて、前記照明系を、点光
源と、該点光源からの発散光を集束して２次点光源を生
成するコンデンサレンズとを含み構成し、前記２次点光
源が、前記第２部材の前記副格子形成面上に集束される
ようにして、前記目的を達成したものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a reflective encoder with a configuration in which the shape of the first member can be made smaller not only in the thickness direction but also in the direction parallel to the scale forming surface of the first member. (Means for solving the problem 1) The present invention comprises an illumination system, a first member having a periodic grating, and a light-transmitting second member having a corresponding periodic sub-grating.
member, and a light receiving element that photoelectrically converts light from the illumination system that has been reflected by the grating and passed through the sub-grating, and generates a periodic detection signal according to the relative displacement of both the members. In the reflective encoder, the illumination system includes a point light source and a condenser lens that focuses divergent light from the point light source to generate a secondary point light source, and the secondary point light source The object is achieved by converging the particles onto the sub-lattice forming surface of the member.
【作用］
本発明は、反射型エンコーダで照明光線を平行化するこ
となく、点光源をそのまま用いるに際して、（１次）点
光源からの発散光をコンデンサレンズで集束して２次点
光源を生成し、該２次点光源を、第２部材の副格子形成
面上に集束するようにしている。従って、コリメータレ
ンズよりも小型のコンデンサレンズを用いることで、厚
さ方向だけでなく、第１部材の目盛形成面と平行な方向
の形状も小ざくするこができる。又、点光源等を斜めに
支持する必要がなく、各要素の支持や位置決めも容易と
なる。
又、前記コンデンサレンズを円柱状の分布屈折率型レン
ズとした職合には、コンデンサレンズを特に小ざく構成
でき、検出器を小型化できる。
又、前記副格子を、９０°ずつ位相の異なる四区画に区
分すると共に田型に配置し、その四区画の副格子の中心
部に前記２次点光源を形成した場合には、四区画の副格
子をほぼ均等に照明することができ、しかも、検出器が
小型化できる。
又、前記２次点光源を、前記副格子形成面上の開口部に
集束して形成した場合には、余分な散乱光が格子に照射
されることがなく、Ｓ／Ｎ比の良い検出信号を得ること
かできる。
【実施例】
以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。
本実施例は、第１図乃至第３図に示す如く、収納容器３
２内に収納されたＬＤチップ３０（第２図参照）からな
る照明系と、周期的な格子１６を形成した第１部材とし
てのメインスケール１４と、対応する周期的な副格子２
ＯＡ−Ｄ（第３図参照）を形成した光透過性の第２部材
としての参照スケール１８と、前記格子１６で反射され
て前記副格子２ＯＡ−Ｄを通過してきた前記照明系から
の光を光電変換する受光素子２２（第２図参照）を含み
、前記メインスケール１４と参照スケール１８の相対変
位に応じて周期的な検出信号ａ、ｂを生成する反射型エ
ンコーダにおいて、前記照明系を、１次点光源としての
前記ＬＤチップ３０と、該ＬＤチップ３０からの発散光
を集束して２次点光源を生成するコンデンサレンズとし
ての、円柱状の分布屈折率型レンズ４０（第２図参照）
とを含んで構成し、前記２次点光源が、前記参照スケー
ル１８の前記副格子形成面（クローム蒸着面４２）上に
集束されるようにしたものである。
前記メインスケール１４は、ガラス製のプレートかうな
り、該１図に示す如く、１面（外側面）に、ピッチＰの
縦縞状の周期的な目盛からなる前記格子１６と、ランダ
ムパターンからなる原点マーク４４及びその間のクロー
ム蒸着部４５を含む原点マーク用トラック４３と、原点
信号の参照信号を生成するためのクローム蒸着面４６と
が形成されている。
前記参照スケール１８には、第３図に詳細に示ず如く、
前記クローム蒸着面４２の中に、ピッチＱで位相がＯ”
、１８０’ 、９０’ 、２７０”に対応する四区画
に区分されて田型に配置された前記副格子２ＯＡ、２０
Ｂ、２０Ｇ、２０Ｄと、前記原点マーク４４を２倍した
パターンからなる副原点マーク４８と、通過光量を減少
させて前記原点マーク４４．４８の通過光量とバランス
させるため副格子２０Ａ−Ｄと直交な方向に縞状とされ
た参照原点マーク５０と、２次点光源が集束されて通過
する中央の開口５２とが形成されている。
該中央の開口５２は、例えば高さ０．４ｕ、幅０．１ｍ
ｍの大きさとされ、この中に前記分布屈折率型レンズ４
０（例えば日本板ガラス（株）の商品名セルフォックレ
ンズ）によって、前記ＬＤチップ３０の発散光が集束さ
れ、２次点光源５４が生成されている（第２図参照）。
前記副格子２ＯＡ−Ｄ、副原点マーク４８及び参照原点
マーク５０にそれぞれ対応する計６個の受光索子２２は
、第２図に示す如く、受光基板５６上に配設され、これ
らは、第３図に破線で示すような位置関係にあり、２個
ずつが対をなして、副原点マーク４８による信号は、参
照原点マーク５０による信号とコンパレータ５８で比較
されて原点信号Ｚとなり、副格子２０Ａ〜Ｄによる信号
は、差動増幅器６０，６２でそれぞれ検出信号ａ１ｂと
なる。
前記受光基板５６の中央には、前記分布屈折型レンズ４
０も挿入固定されている。
ここで、前記格子１６の形成面と副格子面（クローム蒸
着面４２）との間隔Ｖは、２次点光源５４と格子（１６
）面との間隔Ｕと一致しており、実験テハ、ｕ（ｖ）＝
６ｎｉ、Ｐ＝８μ＋１１５Ｑ＝８μＩｌｌのとぎ、検出
信号ａ、ｂのピッチは４μｍで、Ｓ／Ｎ比も良好であっ
た。
本実施例においては、コンデンサレンズとして分布屈折
率型レンズ４ｏを用いているので、特に検出器を小型化
できる。なお、コンデンサレンズの構成はこれに限定さ
れず、通苓のガラスレンズを用いることもできる。なお
、このようにコンデンサレンズを用いた場合、−見厚さ
方向には大きくなってしまうと解されるが、コンデンサ
レンズは小型のものでよいため、従来のコリメータレン
ズで平行光線化する構成よりは小型化できる。
又、本実施例においては、２次点光源５４を田型に配置
された四区画の副格子２０Ａ〜Ｄの中心部に形成してい
るので、各副格子をほぼ均等に照明することができ、し
かも、検出器を小型化できる。なお、副格子の区画数や
２次点光源５４の形成位置は、これに限定されない。
更に、本実施例においては、２次点光源５４を、副格子
形成面上の小さな四角い開口５２に集束して形成してい
るので、余分な散乱光が格子１６に照射されることがな
く、Ｓ／Ｎ比の良い検出信号ａ、ｂを得ることができる
。なお、照明光線を通ずための開口５２の形状や大ぎさ
は、これに限定されない。
又、本実施例においは、第１部材としてのメインスケー
ル１４をガラス製とし、格子１６等をその外側面に形成
しているので、メインスケール１４の厚さ分だけ更に検
出器を小型化することができる。なお、メインスケール
の構成はこれに限定されず、金属反射型のスケールとす
ることもできる。
更に、本実施例においては、原点マーク４４を併用して
原点信号Ｚを得るようにしているので、絶対原点の検出
による補正が可能である。なお、原点マーク４４等、原
点信号Ｚを得るための構成は省略することも可能である
。
前記実施例においては、本発明が直線型エンコーダに適
用されていたが、本発明の適用範囲はこれに限定されず
、ロータリエンコーダにも同様に適用できることは明ら
かである。[Function] When using a point light source as it is without collimating the illumination beam with a reflective encoder, the present invention focuses the diverging light from the (primary) point light source with a condenser lens to generate a secondary point light source. However, the secondary point light source is focused on the sub-lattice forming surface of the second member. Therefore, by using a condenser lens smaller than the collimator lens, it is possible to make the shape of the first member smaller not only in the thickness direction but also in the direction parallel to the scale forming surface of the first member. Furthermore, there is no need to support a point light source or the like diagonally, making it easier to support and position each element. Furthermore, if the condenser lens is a cylindrical distributed index lens, the condenser lens can be particularly compact, and the detector can be made smaller. Furthermore, when the sub-grating is divided into four sections having different phases by 90° and arranged in a field shape, and the secondary point light source is formed at the center of the sub-lattice of the four sections, The sub-grating can be illuminated almost uniformly, and the detector can be made smaller. Furthermore, when the secondary point light source is formed by focusing on the opening on the sub-grating surface, the grating is not irradiated with unnecessary scattered light, and a detection signal with a good S/N ratio is obtained. Can you get it? Embodiments Examples of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, a storage container 3
2, a main scale 14 as a first member forming a periodic grating 16, and a corresponding periodic sub-grating 2.
The reference scale 18 as a second light-transmissive member forming an OA-D (see FIG. 3) and the light from the illumination system that has been reflected by the grating 16 and passed through the sub-grating 2OA-D. In a reflective encoder that includes a light-receiving element 22 (see FIG. 2) that performs photoelectric conversion and generates periodic detection signals a and b according to the relative displacement between the main scale 14 and the reference scale 18, the illumination system includes: The LD chip 30 as a primary point light source and a cylindrical distributed index lens 40 (see FIG. 2) as a condenser lens that converges the diverging light from the LD chip 30 to generate a secondary point light source. )
The secondary point light source is focused on the sub-grating surface (chromium-deposited surface 42) of the reference scale 18. The main scale 14 is made of a glass plate or curved, and as shown in FIG. 1, has a grating 16 on one surface (outer surface) consisting of periodic graduations in the form of vertical stripes with a pitch P, and an origin consisting of a random pattern. An origin mark track 43 including marks 44 and chrome deposited portions 45 therebetween, and a chrome deposited surface 46 for generating a reference signal for the origin signal are formed. The reference scale 18 includes, as shown in detail in FIG.
In the chromium-deposited surface 42, there is a phase O” with a pitch Q.
, 180', 90', and 270'' and arranged in a field shape.
B, 20G, 20D, and a sub-origin mark 48 consisting of a pattern that is twice the origin mark 44, which are orthogonal to the sub-grids 20A-D in order to reduce the amount of passing light and balance it with the amount of light passing through the origin mark 44.48. A reference origin mark 50 is formed in a striped manner in the same direction, and a central aperture 52 through which the secondary point light source is focused and passes. The central opening 52 has a height of 0.4u and a width of 0.1m, for example.
m, in which the distributed index lens 4 is placed.
The diverging light of the LD chip 30 is focused by a lens 0 (for example, a SELFOC lens manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) to generate a secondary point light source 54 (see FIG. 2). As shown in FIG. 2, a total of six light-receiving cables 22 corresponding to the sub-gratings 2OA-D, the sub-origin mark 48 and the reference origin mark 50 are disposed on a light-receiving substrate 56. The signals from the sub-origin mark 48 are compared with the signal from the reference origin mark 50 by a comparator 58, and the signal from the sub-origin mark 48 is compared with the signal from the reference origin mark 50 to become the origin signal Z, and the sub-origin mark Signals from 20A to 20D become detection signals a1b at differential amplifiers 60 and 62, respectively. At the center of the light receiving substrate 56, the distributed refraction lens 4 is disposed.
0 is also inserted and fixed. Here, the distance V between the formation surface of the grating 16 and the sub-grating surface (chromium vapor deposition surface 42) is the same as that between the secondary point light source 54 and the grating (16
) is consistent with the distance U from the surface, and the experimental Teha, u(v)=
6ni, P=8μ+115Q=8μIll, the pitch of the detection signals a and b was 4μm, and the S/N ratio was also good. In this embodiment, since the distributed index lens 4o is used as the condenser lens, the detector can be particularly miniaturized. Note that the configuration of the condenser lens is not limited to this, and a glass lens made by Toulei may also be used. Note that if a condenser lens is used in this way, it will become larger in the -thickness direction, but since the condenser lens can be small, it is easier to use than a conventional collimator lens that converts the beam into parallel light. can be downsized. Further, in this embodiment, since the secondary point light source 54 is formed at the center of the four sub-grids 20A to 20D arranged in a box shape, each sub-grid can be illuminated almost uniformly. , Moreover, the detector can be made smaller. Note that the number of sections of the sub-lattice and the formation position of the secondary point light source 54 are not limited to these. Furthermore, in this embodiment, since the secondary point light source 54 is formed by focusing on the small square opening 52 on the sub-grating formation surface, the grating 16 is not irradiated with unnecessary scattered light. Detection signals a and b with good S/N ratio can be obtained. Note that the shape and size of the opening 52 through which the illumination light beam passes are not limited to these. Furthermore, in this embodiment, the main scale 14 as the first member is made of glass, and the grating 16 etc. are formed on its outer surface, so that the detector can be further miniaturized by the thickness of the main scale 14. be able to. Note that the configuration of the main scale is not limited to this, and may also be a metal reflective scale. Furthermore, in this embodiment, since the origin mark 44 is also used to obtain the origin signal Z, it is possible to perform correction by detecting the absolute origin. Note that the configuration for obtaining the origin signal Z, such as the origin mark 44, may be omitted. In the embodiments described above, the present invention was applied to a linear encoder, but it is clear that the scope of application of the present invention is not limited thereto, and can be similarly applied to a rotary encoder.
以上説明した通り、本発明によれば、反射型エンコーダ
において、厚さ方向だけでなく、第１部材の目盛形成面
と平行な方向の形状も小ざくすることができる。又、点
光源等を斜めに支持する必要がなく、各要素の支持や位
置決めも容易となる等の優れた効果を有する。As explained above, according to the present invention, in a reflective encoder, it is possible to make the shape of the first member small not only in the thickness direction but also in the direction parallel to the scale forming surface of the first member. Further, it is not necessary to support a point light source or the like diagonally, and it has excellent effects such as easy support and positioning of each element.
第１図は、本発明に係る反射型エンコーダの実施例の全
体構成を示す斜視図、第２図は、第１図のＩＩ−ＩＩ線
に沿う横断面図、第３図は、第２図の■−■線に沿う横
断面図、第４図は、従来の平行照明光線を使用した反射
型エンコーダの一例の構成を示寸断面図、第５図は、出
願人が特願昭６１−１９４１８３で提案した、拡散光源
をそのまま用いた反射型エンコーダの一例の構成を示す
断面図である。
１６・・・格子、
１４・・・メインスケール（第１部材）、１８・・・参
照スケール（第２部材）、２ＯＡ−Ｄ・・・副格子、
２２・・・受光素子、
ａ、ｂ・・・検出信号、
３０・・・レーザダイオード（ＬＤ）チップ、３２・・
・収納容器、
４０・・・分布屈折率型レンズ（コンデンサレンズ）、
４２・・・クローム蒸着面（副格子形成面）、５２・・
・開口、
５４・・・２次点光源、
５６・・・受光基板。FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of an embodiment of a reflective encoder according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of an example of a reflective encoder using a conventional parallel illumination beam, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line ■-■ of 194183 is a cross-sectional view showing the configuration of an example of a reflective encoder using a diffused light source as is. 16... Grating, 14... Main scale (first member), 18... Reference scale (second member), 2OA-D... Sub grating, 22... Light receiving element, a, b. ...Detection signal, 30...Laser diode (LD) chip, 32...
・Storage container, 40...gradient refractive index lens (condenser lens),
42...Chromium vapor deposition surface (sublattice formation surface), 52...
・Aperture, 54... Secondary point light source, 56... Light receiving board.
Claims (4)
対応する周期的な側格子を形成した光透過性の第２部材
と、前記格子で反射されて前記副格子を通過してきた前
記照明系からの光を光電変換する受光素子とを含み、前
記両部材の相対変位に応じて周期的な検出信号を生成す
る反射型エンコーダにおいて、 前記照明系が、点光源と、該点光源からの発散光を集束
して２次点光源を生成するコンデンサレンズとを含み構
成され、 前記２次点光源は、前記第２部材の前記副格子形成面上
に集束されていることを特徴とする反射型エンコーダ。(1) An illumination system, a first member forming a periodic lattice,
a light-transmissive second member forming a corresponding periodic side grating; and a light receiving element that photoelectrically converts light from the illumination system that has been reflected by the grating and passed through the sub-grating, In a reflective encoder that generates periodic detection signals according to relative displacement of members, the illumination system includes a point light source and a condenser lens that focuses divergent light from the point light source to generate a secondary point light source. A reflective encoder comprising: the secondary point light source being focused on the sub-grating surface of the second member.
記コンデンサレンズが円柱状の分布屈折率型レンズであ
ることを特徴とする反射型エンコーダ。(2) The reflective encoder according to claim 1, wherein the condenser lens is a cylindrical distributed index lens.
て、前記副格子は、９０゜ずつ位相が異なる四区画に区
分されると共に田型に配置され、その四区画の副格子の
中心部に前記２次点光源が形成されていることを特徴と
する反射型エンコーダ。(3) In the reflective encoder according to claim 1 or 2, the sub-grating is divided into four sections having a phase difference of 90 degrees and arranged in a rectangular shape, and the sub-grating of the four sections has a central portion located at the center of the sub-grating. A reflective encoder characterized in that the secondary point light source is formed.
ーダにおいて、前記２次点光源が、前記副格子形成面上
の開口部に集束されて形成されていることを特徴とする
反射型エンコーダ。(4) The reflective encoder according to any one of claims 1 to 3, wherein the secondary point light source is formed to be focused on an opening on the sub-grating forming surface. encoder.
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63012143A JPH0638048B2 (en) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | Reflective encoder |
| IN56CA1989 IN172342B (en) | 1987-09-16 | 1989-01-18 | |
| US07/298,430 US4943716A (en) | 1988-01-22 | 1989-01-18 | Diffraction-type optical encoder with improved detection signal insensitivity to optical grating gap variations |
| GB8901266A GB2216650B (en) | 1988-01-22 | 1989-01-20 | Optical encoder |
| CN89101060.2A CN1014935B (en) | 1988-01-22 | 1989-01-21 | Optical encoder |
| CN 91105460 CN1017658B (en) | 1988-01-22 | 1989-01-21 | Optical encoder |
| DE3901869A DE3901869C2 (en) | 1988-01-22 | 1989-01-23 | Optical encoder |
| US07/490,463 US4983825A (en) | 1988-01-22 | 1990-03-08 | Diffraction type optical encoder with improved detection signal insensitivity to optical grating gap variations |
| US07/490,389 US4985623A (en) | 1988-01-22 | 1990-03-08 | Diffraction-type optical encoder with improved detection signal insensitivity to optical grating gap variations |
| GB9117366A GB2246430B (en) | 1988-01-22 | 1991-08-12 | Optical encoder |
| GB9117368A GB2246431B (en) | 1988-01-22 | 1991-08-12 | Optical encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63012143A JPH0638048B2 (en) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | Reflective encoder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01187413A true JPH01187413A (en) | 1989-07-26 |
| JPH0638048B2 JPH0638048B2 (en) | 1994-05-18 |
Family
ID=11797277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63012143A Expired - Lifetime JPH0638048B2 (en) | 1987-09-16 | 1988-01-22 | Reflective encoder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638048B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04130021U (en) * | 1991-05-16 | 1992-11-30 | 株式会社ミツトヨ | Length measuring device signal detector |
| US5485468A (en) * | 1991-09-17 | 1996-01-16 | Mitutoyo Corporation | Data output encoder having resetting mechanism |
| JP2008128871A (en) * | 2006-11-22 | 2008-06-05 | Canon Inc | Displacement detecting device |
| JP2016532096A (en) * | 2013-10-01 | 2016-10-13 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニーＲｅｎｉｓｈａｗ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | Position measuring encoder |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60260813A (en) * | 1984-05-31 | 1985-12-24 | ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング | Method and device for measuring displacement |
-
1988
- 1988-01-22 JP JP63012143A patent/JPH0638048B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60260813A (en) * | 1984-05-31 | 1985-12-24 | ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング | Method and device for measuring displacement |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04130021U (en) * | 1991-05-16 | 1992-11-30 | 株式会社ミツトヨ | Length measuring device signal detector |
| US5485468A (en) * | 1991-09-17 | 1996-01-16 | Mitutoyo Corporation | Data output encoder having resetting mechanism |
| JP2008128871A (en) * | 2006-11-22 | 2008-06-05 | Canon Inc | Displacement detecting device |
| JP2016532096A (en) * | 2013-10-01 | 2016-10-13 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニーＲｅｎｉｓｈａｗ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | Position measuring encoder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0638048B2 (en) | 1994-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4943716A (en) | Diffraction-type optical encoder with improved detection signal insensitivity to optical grating gap variations | |
| JP5100266B2 (en) | Encoder | |
| US7858922B2 (en) | Position-measuring device | |
| US20040090637A1 (en) | Interferential position measuring arrangement | |
| JPH0697171B2 (en) | Displacement measuring device | |
| JP4266834B2 (en) | Optical encoder | |
| JPH0130088B2 (en) | ||
| JP2005147828A (en) | Displacement detector | |
| US6723980B2 (en) | Position sensor with grating to detect moving object with periodic pattern | |
| JP2562479B2 (en) | Reflective XY encoder | |
| JPH0749940B2 (en) | Angle measuring device | |
| US7876451B2 (en) | Position-measuring device with movable deflection device and grating and with stationary grating, light source, and detector | |
| US5506681A (en) | Method for detecting a reference position and displacement detector using the same | |
| JPH01187413A (en) | Reflection type encoder | |
| JP3513251B2 (en) | Optical displacement sensor | |
| JPH06174424A (en) | Length measuring and angle measuring device | |
| JPS6152403B2 (en) | ||
| JP2020020788A (en) | Optical encoder | |
| JPH05256666A (en) | Rotary encoder | |
| US7196319B2 (en) | Position-measuring device | |
| JP3501529B2 (en) | Optical displacement measuring device | |
| JPH0521485B2 (en) | ||
| JP3808192B2 (en) | Movement amount measuring apparatus and movement amount measuring method | |
| JP3256628B2 (en) | Encoder device | |
| GB2246430A (en) | Optical encoder |