JPH01284716A - エンコーダー - Google Patents
エンコーダーInfo
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- JPH01284716A JPH01284716A JP11308388A JP11308388A JPH01284716A JP H01284716 A JPH01284716 A JP H01284716A JP 11308388 A JP11308388 A JP 11308388A JP 11308388 A JP11308388 A JP 11308388A JP H01284716 A JPH01284716 A JP H01284716A
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- diffraction grating
- laser
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- luminous flux
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- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 7
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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- Optical Transform (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はエンコーダーに関し、特に工作機械の移動ステ
ージ等の移動物体に取付けた回折格子に可干渉性光束を
入射させ該回折格子からの回折光を互いに干渉させて干
渉縞を形成し、干渉縞の明暗の縞を計数することによっ
て回折格子の移動量、即ち移動物体の移動量を測定する
ロータリーエンコーダーやリニアエンコーダー等のエン
コーダーに関するものである。
ージ等の移動物体に取付けた回折格子に可干渉性光束を
入射させ該回折格子からの回折光を互いに干渉させて干
渉縞を形成し、干渉縞の明暗の縞を計数することによっ
て回折格子の移動量、即ち移動物体の移動量を測定する
ロータリーエンコーダーやリニアエンコーダー等のエン
コーダーに関するものである。
(従来の技術)
近年NC工作機械や半導体焼付装置等の精密機械におい
ては1μm以下(サブミク貯)の単位で測定することの
できる精密な測定器が要求されている。従来よりサブミ
クロンの単位で測定することのできる測定器としては、
レーザー等の可干渉性光束を用い、移動物体からの回折
光より干渉縞を形成させ、該干渉縞を利用したロータリ
ーエンコーダーやリニアエンコーダーが良く知られてい
る。
ては1μm以下(サブミク貯)の単位で測定することの
できる精密な測定器が要求されている。従来よりサブミ
クロンの単位で測定することのできる測定器としては、
レーザー等の可干渉性光束を用い、移動物体からの回折
光より干渉縞を形成させ、該干渉縞を利用したロータリ
ーエンコーダーやリニアエンコーダーが良く知られてい
る。
特に光学式のエンコーダーは比較的容易に高精度の検出
が出来る為、各分野で用いられている。
が出来る為、各分野で用いられている。
一般にエンコーダーにおいて光源として用いているレー
ザーは検出精度を向−ヒさせる為になるべく出力が高い
ものが要望されている。この為、従来よりエンコーダー
には小型でなるべく強力出力値が得られるレーザーが用
いられている。
ザーは検出精度を向−ヒさせる為になるべく出力が高い
ものが要望されている。この為、従来よりエンコーダー
には小型でなるべく強力出力値が得られるレーザーが用
いられている。
多くのエンコーダーにおいては、測定時以外のときや被
測定物が所定面上に載置されていないときに構成上レー
ザー光束がエンコーダーのケースから外部に射出してく
る場合があった。特に強力なレーザーを用いた場合、レ
ーザー光束がケース外に射出すると人体に悪影響を及ぼ
すことがあり大変危険であった。
測定物が所定面上に載置されていないときに構成上レー
ザー光束がエンコーダーのケースから外部に射出してく
る場合があった。特に強力なレーザーを用いた場合、レ
ーザー光束がケース外に射出すると人体に悪影響を及ぼ
すことがあり大変危険であった。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明はエンコーダーの一部に安全機構を設け、該安全
機構により被測定物を測定しないときや被測定物が所定
面上に載置されていないときにレーザー光束がエンコー
ダーのケースから外部に射出し人体に悪影響を及ぼすの
を効果的に防止したエンコーダーの提供を目的とする。
機構により被測定物を測定しないときや被測定物が所定
面上に載置されていないときにレーザー光束がエンコー
ダーのケースから外部に射出し人体に悪影響を及ぼすの
を効果的に防止したエンコーダーの提供を目的とする。
(問題点を解決するための手段)
可干渉性光束をスケール上に形成した回折格子に入射さ
せ、該回折格子からの回折光を再度前記回折格子に入射
させ、該回折格子からの回折光より干渉縞を形成し、該
干渉縞の明暗の縞を計数することにより前記回折格子の
移動量を測定するエンコーダーにおいて、該可干渉性光
束と該スケール上の回折格子が所定の位置関係にあるか
否かを検出手段により検出し、該検出手段からの出力信
号を利用して前記可干渉光束の前記回折格子への入射条
件を制御したことである。
せ、該回折格子からの回折光を再度前記回折格子に入射
させ、該回折格子からの回折光より干渉縞を形成し、該
干渉縞の明暗の縞を計数することにより前記回折格子の
移動量を測定するエンコーダーにおいて、該可干渉性光
束と該スケール上の回折格子が所定の位置関係にあるか
否かを検出手段により検出し、該検出手段からの出力信
号を利用して前記可干渉光束の前記回折格子への入射条
件を制御したことである。
(実施例)
第1図は本発明をリニアエンコーダーに適用したときの
第1実施例の概略図である。
第1実施例の概略図である。
同図において1はレーザー、2はコリメーターレンズ、
3はスケールであり不図示の移動物体に取付けられてお
り、その面上には一定の格子ピッチの回折格子と後述す
る反射部を有しており、例えば矢印の方向に速度Vで移
動している。5、。
3はスケールであり不図示の移動物体に取付けられてお
り、その面上には一定の格子ピッチの回折格子と後述す
る反射部を有しており、例えば矢印の方向に速度Vで移
動している。5、。
52は各々電波長板、4..4.は回折格子3の傾きに
よって生ずる再回折光の軸ずれを防止する為のダハプリ
ズム、又はコーナーキューブ反射鏡、6はビームスプリ
ッタ−17,,7□は偏光板で各々の偏光軸は互いに直
交して右り、更に電波長板5.,52の偏光軸と45度
の角度をなすように配置されている。8..8.は各々
受光素子である。9はケース、10は発光素子で例えば
LED等の人体に無害の光源である。
よって生ずる再回折光の軸ずれを防止する為のダハプリ
ズム、又はコーナーキューブ反射鏡、6はビームスプリ
ッタ−17,,7□は偏光板で各々の偏光軸は互いに直
交して右り、更に電波長板5.,52の偏光軸と45度
の角度をなすように配置されている。8..8.は各々
受光素子である。9はケース、10は発光素子で例えば
LED等の人体に無害の光源である。
11は集光レンズ、12は受光素子、13は制御手段で
あり、受光素子12からの出力信号に応じてレーザー1
の発振を停止させている。
あり、受光素子12からの出力信号に応じてレーザー1
の発振を停止させている。
本実施例では発光素子10、集光レンズ11、そして受
光素子12は検出手段の一部を構成している。
光素子12は検出手段の一部を構成している。
同図においてレーザー1からの光束はコリメーターレン
ズ2により略平行光束となり回折格子3に入射する。回
折格子3で回折された正と負のm次の回折光は電波長板
5.,5.を介してコーナーキューブ反射鏡41,4□
で反射されて回折格子3に再度人射し、再び正と負のm
次の回折光となって重なり合いビームスプリッタ−6で
2光束に分割されて偏光板71.7□を介して受光素子
8..8.に入射する。
ズ2により略平行光束となり回折格子3に入射する。回
折格子3で回折された正と負のm次の回折光は電波長板
5.,5.を介してコーナーキューブ反射鏡41,4□
で反射されて回折格子3に再度人射し、再び正と負のm
次の回折光となって重なり合いビームスプリッタ−6で
2光束に分割されて偏光板71.7□を介して受光素子
8..8.に入射する。
ここで受光素子83,8□に入射する光束は電波長板5
.,5.と偏光板7..7.の組み合わせによって互い
に90度の位相差がつけられ、回折格子3の移動方向の
弁別に用いられている。そして受光素子81.8□で受
光される干渉縞の明暗の縞を計数することにより回折格
子3の移動量を求めている。
.,5.と偏光板7..7.の組み合わせによって互い
に90度の位相差がつけられ、回折格子3の移動方向の
弁別に用いられている。そして受光素子81.8□で受
光される干渉縞の明暗の縞を計数することにより回折格
子3の移動量を求めている。
第1図に示すリニアエンコーダーは光束の回折格子3へ
の再入射をダハプリズムやコーナーキューブ反射鏡等の
反射手段を用いて行なっている。これによりレーザー1
の波長が例えば周囲温度変化等により変化し、回折格子
3からの回折角度が変化しても必ず同じ角度で再度回折
格子3を照射し、2つの再回折光が必ず重なり合うよう
にし、受光素子8..8.からの出力信号のS/N比を
良好に維持している。
の再入射をダハプリズムやコーナーキューブ反射鏡等の
反射手段を用いて行なっている。これによりレーザー1
の波長が例えば周囲温度変化等により変化し、回折格子
3からの回折角度が変化しても必ず同じ角度で再度回折
格子3を照射し、2つの再回折光が必ず重なり合うよう
にし、受光素子8..8.からの出力信号のS/N比を
良好に維持している。
第2図は第1図の検出手段である発光素子10、集光レ
ンズ11、受光素子12とスケール3との関係を示す説
明図である。
ンズ11、受光素子12とスケール3との関係を示す説
明図である。
同図において3aは回折格子でありスケール3上に設け
られている。3bは反射部であり回折格子3aの並び方
向に沿って設番ヂられている。発光素子10、集光レン
ズ11、受光素子12、そしてスケール3上の反射部3
bは所謂安全機構の一部を構成している。
られている。3bは反射部であり回折格子3aの並び方
向に沿って設番ヂられている。発光素子10、集光レン
ズ11、受光素子12、そしてスケール3上の反射部3
bは所謂安全機構の一部を構成している。
又、発光素子10、集光レンズ11、そして受光素子1
2は不図示のケース内に収納されている。
2は不図示のケース内に収納されている。
本実施例では発光素子10からの光束を集光レンズ11
によりスケール3上の反射部3bに入射させている。そ
して反射部3bからの反射光束を受光素子12で受光し
ている。
によりスケール3上の反射部3bに入射させている。そ
して反射部3bからの反射光束を受光素子12で受光し
ている。
このような構成において可干渉性光束とスケール3が所
定の位置関係になく受光素子12に光束が全く入射しな
い場合や若しくは受光素子12での受光量が予め設定し
た一定値に達しない場合にはスケール3が存在しないも
のとみなして、即ち被測定物が所定位置に存在しないも
のとみなしている。そしてこのような場合には制御手段
13によりレーザーが発振しないようにし、若しくは不
図示のシャッター機構等によりレーザー光束がケース9
外に出射しないようにしている。これによりレーザー光
束がケース外に射出して人体に悪影響を及ぼすのを防止
している。
定の位置関係になく受光素子12に光束が全く入射しな
い場合や若しくは受光素子12での受光量が予め設定し
た一定値に達しない場合にはスケール3が存在しないも
のとみなして、即ち被測定物が所定位置に存在しないも
のとみなしている。そしてこのような場合には制御手段
13によりレーザーが発振しないようにし、若しくは不
図示のシャッター機構等によりレーザー光束がケース9
外に出射しないようにしている。これによりレーザー光
束がケース外に射出して人体に悪影響を及ぼすのを防止
している。
第3図は本発明の第2実施例の検出手段の要部概略図で
ある。本実施例では発光素子10からの光束を集光レン
ズ11でスケール3上の回折格子3aに入射させ、該回
折格子3aからの反射光束、若しくは所定の次数の回折
光を受光素子12で受光している。
ある。本実施例では発光素子10からの光束を集光レン
ズ11でスケール3上の回折格子3aに入射させ、該回
折格子3aからの反射光束、若しくは所定の次数の回折
光を受光素子12で受光している。
本実施例では第2図に示す第1実施例のように回折格子
3aの周辺部に新たに反射部を設ける代わりにスケール
3上の回折格子3aからの反射光を利用することにより
装置全体の簡素化を図っている。
3aの周辺部に新たに反射部を設ける代わりにスケール
3上の回折格子3aからの反射光を利用することにより
装置全体の簡素化を図っている。
第4図は本発明の第3実施例の概略図である。
本実施例では第1図に示す第1実施例においてコリメー
ターレンズ2を通過したレーザー1からの光束を反射光
に比べて透過光、が多い、即ち人体に悪影響を与えない
程度の光を反射させるビームスプリッタ−49で2つの
光束に分割し、このうち反射した光束をビームスプリッ
タ−50で反射させた後、スケール3上の回折格子3a
上に導光し、そしてスケール3上の回折格子3a、又は
反射部材からの反射光束をビームスプリッタ−50を通
過させた後、受光素子12で検出している点が異ってい
る。
ターレンズ2を通過したレーザー1からの光束を反射光
に比べて透過光、が多い、即ち人体に悪影響を与えない
程度の光を反射させるビームスプリッタ−49で2つの
光束に分割し、このうち反射した光束をビームスプリッ
タ−50で反射させた後、スケール3上の回折格子3a
上に導光し、そしてスケール3上の回折格子3a、又は
反射部材からの反射光束をビームスプリッタ−50を通
過させた後、受光素子12で検出している点が異ってい
る。
そして、このときの受光素子11からの出力信号を利用
して第1図と同様にしてレーザー1からの光束がエンコ
ーダーのケースの外に射出しないようにしている。
して第1図と同様にしてレーザー1からの光束がエンコ
ーダーのケースの外に射出しないようにしている。
本実施例では新たに発光素子を設ける代わりに測定用の
レーザー1からの僅かの光束を利用することにより装置
全体の簡素化を図っている。
レーザー1からの僅かの光束を利用することにより装置
全体の簡素化を図っている。
第5図は本発明の第4実施例の概略図である。
本実施例は第4図に示す第3実施例においてシャッタ部
材51をケース9の一部に設はスケール3が所定の位置
にないときに制御手段13によりシャッタ51を閉じて
レーザー1からの光束がケース外に射出するのを防止し
ている。
材51をケース9の一部に設はスケール3が所定の位置
にないときに制御手段13によりシャッタ51を閉じて
レーザー1からの光束がケース外に射出するのを防止し
ている。
本実施例ではリニアエンコーダーについて説明したがロ
ータリーエンコーダーであっても良く、この場合は例え
ば反射部を円形状に回折格子やスリット等の周囲に設け
ればそのまま適用することができる。
ータリーエンコーダーであっても良く、この場合は例え
ば反射部を円形状に回折格子やスリット等の周囲に設け
ればそのまま適用することができる。
(発明の効果)
本発明によれば測定用の可干渉性光束とスケールとが所
定の位置関係にあるか否かを検出手段で検出し、該検出
手段からの出力信号を利用して制御手段によりレーザー
の発振状態を制御したり、シャッタ機構成によりレーザ
ー光を遮光することにより、エンコーダーのケース外に
レーザー光束が射出し1人体に悪影響を及ぼすのを効果
的に防止することのできるエンコーダーを達成すること
ができる。
定の位置関係にあるか否かを検出手段で検出し、該検出
手段からの出力信号を利用して制御手段によりレーザー
の発振状態を制御したり、シャッタ機構成によりレーザ
ー光を遮光することにより、エンコーダーのケース外に
レーザー光束が射出し1人体に悪影響を及ぼすのを効果
的に防止することのできるエンコーダーを達成すること
ができる。
第1図は本発明をリニアエンコーダーに適用したときの
一実施例の概略図、第2図は第1図の一部分の説明図、
第3.第4.第5図は各々本発明の他の一実施例の概略
図である。 図中、1はレーザー、2はコリメーターレンズ、3はス
ケール、3aは回折格子、3bは反射部、4..42は
コーナーキューブ反射鏡、5、.52.53は%波長板
、6はビームスプリッタ−57I、7□は偏光板、a、
1 B2 +12は受光素子、10は発光素子、11
は集光レンズ、9はケースである。 兎 1 図 窮 6 図 翼 4 図
一実施例の概略図、第2図は第1図の一部分の説明図、
第3.第4.第5図は各々本発明の他の一実施例の概略
図である。 図中、1はレーザー、2はコリメーターレンズ、3はス
ケール、3aは回折格子、3bは反射部、4..42は
コーナーキューブ反射鏡、5、.52.53は%波長板
、6はビームスプリッタ−57I、7□は偏光板、a、
1 B2 +12は受光素子、10は発光素子、11
は集光レンズ、9はケースである。 兎 1 図 窮 6 図 翼 4 図
Claims (2)
- (1)可干渉性光束をスケール上に形成した回折格子に
入射させ、該回折格子からの回折光を再度前記回折格子
に入射させ、該回折格子からの回折光より干渉縞を形成
し、該干渉縞の明暗の縞を計数することにより前記回折
格子の移動量を測定するエンコーダーにおいて、該可干
渉性光束と該スケール上の回折格子が所定の位置関係に
あるか否かを検出手段により検出し、該検出手段からの
出力信号を利用して前記可干渉光束の前記回折格子への
入射条件を制御したことを特徴とするエンコーダー。 - (2)前記検出手段による該可干渉性光束の受光量が所
定値に達しないときには前記可干渉光束の前記回折格子
への入射を停止させるようにしたことを特徴とする請求
項1記載のエンコーダー。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11308388A JPH01284716A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | エンコーダー |
US07/347,397 US5066130A (en) | 1988-05-10 | 1989-05-04 | Displacement measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11308388A JPH01284716A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | エンコーダー |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01284716A true JPH01284716A (ja) | 1989-11-16 |
Family
ID=14603051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11308388A Pending JPH01284716A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | エンコーダー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01284716A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001174287A (ja) * | 1999-12-21 | 2001-06-29 | Olympus Optical Co Ltd | 光学式エンコーダー |
JP2003004487A (ja) * | 2001-06-15 | 2003-01-08 | Olympus Optical Co Ltd | 光学式検出装置 |
JP2019090838A (ja) * | 2019-03-19 | 2019-06-13 | 株式会社ミツトヨ | 光電式エンコーダ |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60136951A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-20 | Sharp Corp | デイスクプレ−ヤの安全動作装置 |
JPS626743B2 (ja) * | 1983-03-09 | 1987-02-13 | Hitachi Metals Ltd | |
JPS62163918A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-20 | Canon Inc | ロ−タリ−エンコ−ダ− |
-
1988
- 1988-05-10 JP JP11308388A patent/JPH01284716A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS626743B2 (ja) * | 1983-03-09 | 1987-02-13 | Hitachi Metals Ltd | |
JPS60136951A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-20 | Sharp Corp | デイスクプレ−ヤの安全動作装置 |
JPS62163918A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-20 | Canon Inc | ロ−タリ−エンコ−ダ− |
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JP2003004487A (ja) * | 2001-06-15 | 2003-01-08 | Olympus Optical Co Ltd | 光学式検出装置 |
JP2019090838A (ja) * | 2019-03-19 | 2019-06-13 | 株式会社ミツトヨ | 光電式エンコーダ |
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