JPH0197813A - Optical displacement detector - Google Patents
Optical displacement detectorInfo
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- JPH0197813A JPH0197813A JP25519887A JP25519887A JPH0197813A JP H0197813 A JPH0197813 A JP H0197813A JP 25519887 A JP25519887 A JP 25519887A JP 25519887 A JP25519887 A JP 25519887A JP H0197813 A JPH0197813 A JP H0197813A
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Abstract
Description
この発明は、光学式変位検出器に係り、特に、相対変位
する主目盛及び参照目盛の重なり合いの繰返しによって
生じる光の変化を受光素子によつて電気信号に変換して
、該電気信号により前記相対変位量を検出するようにし
た光学式変位検出器の改良に間する。The present invention relates to an optical displacement detector, and in particular, a light receiving element converts a change in light caused by repeated overlapping of a main scale and a reference scale that are relatively displaced into an electrical signal, and the electric signal is used to We are working on improving an optical displacement detector that detects the amount of displacement.
従来、第５図に示されるように、光学格子からなる一部
ピッチの主目盛１が形成された第１部材２と、前記主目
盛１に対応する参照目盛３が形成され、前記第１部材２
に対して相対移動可能に配置された光透過性材料からな
る第２部材４と、前記主目盛１を照明する発光素子５と
、前記主目盛１で反射され前記参照目盛３を透過した前
記発光素子５からの照明光を受光して、受光量に応じた
電気信号を出力する受光素子６と、を有してなり、前記
第１部材２と第２部材４の相対変位による主１ＰＡ１と
参照目盛３の重なり合いの繰返しに基づく、受光素子６
の出力信号の変化により、前記第１部材２と第２部材４
の相対変位量を検出するようにした、いわゆる光学式エ
ンコーダと称される反射型の光学式変位検出器がある。
第５図において、符号７は発光素子５から放射方向に射
出された照明光を平行光線とするためのコリメータレン
ズを示す。
上記のような光学式変位検出器においては、主１！Ａ１
及び参照目ｌｆｔ３のピッチをｐ、照明光の波長をλと
して、該照明光が完全な平行光線であれば、主目盛１と
参照目盛３間のギャップ９がｎｐ９７λ（ｎは非負整数
）に近い値のとき、Ｓ／Ｎ比の良い信号が得られる。こ
こで、発光素子５によって得られる主目盛１及び参照目
盛３を照明するための照明光の平行度は、発光素子５の
チップ幅をｄ、コリメータレンズ７の焦点距離をｆとし
た場合、ｄ／ｆとなる。
従って、照明光の平行度を向上させるためには、前記コ
リメータレンズ７の焦点距離ｆを大きくするか、又は発
光素子５のチップ幅ｄを小さくしなければならない。Conventionally, as shown in FIG. 5, a first member 2 on which a main scale 1 of a partial pitch made of an optical grating is formed, and a reference scale 3 corresponding to the main scale 1 are formed, and the first member 2
a second member 4 made of a light-transmitting material and arranged to be movable relative to the main scale; a light emitting element 5 that illuminates the main scale 1; A light receiving element 6 that receives illumination light from the element 5 and outputs an electric signal according to the amount of received light, and is referred to as main 1PA1 due to the relative displacement of the first member 2 and the second member 4. Light receiving element 6 based on repeated overlapping of scales 3
Due to the change in the output signal, the first member 2 and the second member 4
There is a reflection-type optical displacement detector called an optical encoder that detects the amount of relative displacement. In FIG. 5, reference numeral 7 indicates a collimator lens for converting the illumination light emitted from the light emitting element 5 in the radial direction into parallel light beams. In the above-mentioned optical displacement detector, the main 1! A1
If the pitch of the reference scale lft3 is p and the wavelength of the illumination light is λ, and the illumination light is a perfectly parallel light beam, the gap 9 between the main scale 1 and the reference scale 3 is close to np97λ (n is a non-negative integer). A signal with a good S/N ratio can be obtained. Here, the parallelism of the illumination light for illuminating the main scale 1 and the reference scale 3 obtained by the light emitting element 5 is d when the chip width of the light emitting element 5 is d and the focal length of the collimator lens 7 is f. /f. Therefore, in order to improve the parallelism of illumination light, it is necessary to increase the focal length f of the collimator lens 7 or to decrease the chip width d of the light emitting element 5.
しかしながら、発光素子５を小さくするには限界があり
、ス、コリメータレンズ７の焦点距離ｆを大きくすると
、検出器の厚さＤが大きくなってしまうという問題点が
生じる。
従って、従来は、主１ｉＡ１及び参照目盛３間のギツヤ
プ９を充分に大きくできないという問題点が残った。However, there is a limit to how small the light emitting element 5 can be, and if the focal length f of the collimator lens 7 is increased, a problem arises in that the thickness D of the detector becomes large. Therefore, the conventional problem remains that the gap 9 between the main scale 1iA1 and the reference scale 3 cannot be made sufficiently large.
この発明は、検出器を大きくすることなく、照明光の平
行度を向上させ、Ｓ／Ｎ比の良い検出信号を得られるよ
うにした反射型の光学式変位検出器を提供することを目
的とする。An object of the present invention is to provide a reflective optical displacement detector that can improve the parallelism of illumination light and obtain a detection signal with a good S/N ratio without increasing the size of the detector. do.
この発明は、一定ピッチの主目盛が形成された第１部材
と、前記主目盛に対応する参照目盛が形成され、前記第
１部材に対して相対移動可能に配置された光透過性材料
からなる第２部材と、前記主目盛を照明する発光素子と
、前記主目盛で反射され前記参照目盛を透過した前記発
光素子からの照明光を受光して、受光量に応じた電気信
号を出力する受光素子と、を有してなり、前記第１部材
と第２部材の相対変位による主目盛と参照目盛の重なり
合いの繰返しに基づく、受光素子の出力信号の変化によ
り、前記第１部材と第２部材の相対変位量を検出する光
学式変位検出器において、前記発光素子を、その中心光
軸が前記主目盛及び参照目盛の形成面と平行になるよう
に配置すると共に、該発光素子から射出される照明光を
、前記形成面と平行に反射する凹面反射鏡と、この凹面
反 ゛射鏡により反射形成された平行光線を前記主目盛
方向に反射する反射鏡と、を設けることにより上記目的
を達成するものである。
又、この発明の実施態様は、前記発光素子及び受光素子
を、光透過性樹脂モールド内にモールドし、前記凹面反
射鏡を前記光透過性樹脂モールドの一部に設けられた反
射膜から形成して上記目的を達成するものである。
又、この発明の他の実施態様は、前記発光素子及び受光
素子を、同一のリードフレームに取付けることにより上
記目的を達成するものである。
又、この発明の更に他の実施ｉａは、前記リードフレー
ムにおける発光素子を取付ける受光素子ＴＩ＆１部を、
前記中心光軸と直交するように折曲げ形成して上記目的
を達成するものである。The present invention comprises a first member on which main scales with a constant pitch are formed, and a light-transmitting material on which reference scales corresponding to the main scales are formed and are arranged to be movable relative to the first member. a second member; a light emitting element that illuminates the main scale; and a light receiving element that receives illumination light from the light emitting element that is reflected by the main scale and transmitted through the reference scale, and outputs an electrical signal according to the amount of received light. element, wherein the first member and the second member are changed by a change in the output signal of the light receiving element based on repeated overlapping of the main scale and the reference scale due to relative displacement of the first member and the second member. In an optical displacement detector that detects the amount of relative displacement of The above object is achieved by providing a concave reflecting mirror that reflects illumination light parallel to the forming surface, and a reflecting mirror that reflects parallel light rays reflected and formed by this concave reflecting mirror in the direction of the main scale. It is something to do. Further, in an embodiment of the present invention, the light-emitting element and the light-receiving element are molded in a light-transmitting resin mold, and the concave reflecting mirror is formed from a reflective film provided on a part of the light-transmitting resin mold. This aims to achieve the above objectives. Further, another embodiment of the present invention achieves the above object by attaching the light emitting element and the light receiving element to the same lead frame. Further, in still another embodiment ia of the present invention, the light receiving element TI&1 portion of the lead frame to which the light emitting element is attached,
The above objective is achieved by bending and forming the optical axis perpendicular to the central optical axis.
この発明において、発光素子の中心光軸が主目盛及び参
照目盛の形成面と平行となるようにされると共に該光軸
上に凹面反射鏡が配置され、この凹面反射鏡によって平
行光線が形成され、且つこの平行光線が反射鏡により主
目盛方向に反射されるように構成されているので、前記
凹面反射鏡の焦点距離を大きくしても、検出器の寸法が
主目盛及び参照目盛と平行方向に大きくなるのみであっ
て、検出器の厚さ寸法が拡大されない。In this invention, the central optical axis of the light emitting element is made parallel to the plane on which the main scale and reference scale are formed, and a concave reflecting mirror is disposed on the optical axis, and parallel light rays are formed by this concave reflecting mirror. , and since this parallel light beam is reflected by the reflecting mirror in the direction of the main scale, even if the focal length of the concave reflecting mirror is increased, the dimensions of the detector remain parallel to the main scale and the reference scale. However, the thickness of the detector is not increased.
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
この実施例は、第１図及び第２図に示されるように、一
定ピッチの光学格子からなる土日ｌＡｌ６が形成された
第１部材１８と、前記土日ｌｆｔ１６に対応する光学格
子からなる参照目盛２０が形成され、前記第１部材１８
に対して相対移動可能に配置された光透過性材料からな
る第２部材２２と、前記主目盛１６を照明する発光素子
２４と、前記主目盛１６で反射され前記参照目盛２０を
透過した前記発光素子２４からの照明光を受光して、受
光証に応じた電気信号を出力する受光素子２６と、を有
してなり、前記第１部材１８と第２部材２２の相対変位
による主目盛１６と参照目盛２０の重なり合いの繰返し
に基づく、受光素子２６の出力信号の変化により、前記
第１部材１８と第２部材２２の相対変位量を検出する光
学式変位検出器において、前記発光素子２４を、その中
心光軸２４Ａが前記主目盛１６及び参照目！ｆｔ２０と
平行になるように配置すると共に、該発光素子２４から
射出される照明光を、前記中心光軸２４Ａと平行に反射
する凹面反射！ａ２８と、この凹面反射鏡２８により反
射形成された平行光線を前記主目盛１６方向に反射する
反射鏡２９と、を設けたものである。
ここで、前記発光素子２４及び受光素子２６は、チップ
状の光電素子であって、リードフレーム３０にグイボン
ディングされている。これら発光索子２４、受光素子２
６及びリードフレーム３０は、第２図に示されるように
、光透過性樹脂モールド３２によってモールドされ、前
記第２部材２２の、第１部材１８と反対側の面に一体的
に取付けられている。
前記参照目盛２０は、第２部材２２の、前記光透過性樹
脂モールド３２と反対側の面に形成されている。又、前
記主目盛１６は、第１部材１８における、第２部材２２
と対向する面に形成されている。
更に、前記凹面反射ｉ＆２８は、前記光透過性樹脂モー
ルド３２の上端に形成された凸球面に、金属反射膜を蒸
着する等の手段で形成されている。
即ち、凹面反射鏡２８は、図において下向きに凹となる
ように形成されている。
この凹面反射！ａ２８に対して、前記発光素子２４は、
その中心光軸２４Ａが第２図において真上、即ち凹面反
射１１ａ２８方向に向けて配置されている。
ここで、前記リードフレーム３０における発光素子２４
が取付けられる発光素子ｔ！載部３０Ａは、第２図にお
いて水平方向に折曲げられ、この発光素子ｔ！鶴郡部３
０Ａ上取付けられた発光素子２４の中心光軸２４Ａが、
図において真上に向くようにされている。
前記反射鏡２９は、光透過性樹脂モールド３２の下端で
、第２部材２２に隣接する位置に、第２図において上向
きで、且つ、第１部材１８側にその反射面が傾けて取付
けられている。
前記受光素子２６は、リードフレーム３０における受光
素子搭載部３０Ｂにおいて、前記中心光軸２４Ａと直交
し、且つ、土日！ａ１６及び参照目盛２０方向に向けて
取付けられている。
即ち、前記発光素子２４、凹面反射！ａ２８、反′射ａ
２９、参照目盛２０及び主目盛１６、受光素子２６は、
発光素子２４から上向きに射出された照明光が、凹面反
射鏡２８によって下向きに反射され、光透過性樹脂モー
ルド３２を通り反射１ａ２９により反射され、第２部材
２２及びこの第２部材２２に形成された参照目盛２０を
透過して、主目盛１６に至り、その目盛面において反射
され、再び参照目盛２０、第２部材２２を通り、光透過
性樹脂モールド３′２内の受光素子２６に到達するよう
に配置されている。
ここで、前記リードフレーム３２の発光素子搭載部３０
Ａには、凹面反射鏡２８と反射ｍ２９との間で照明光が
蹴られないように、切欠き３０Ｈが形成されている（第
３図参照）。
又、前記凹面反射！ａ２８は、発光素子２４から放射方
向に射出された光線が、反射ｉ！２９方向に、平行光線
として反射されるように選択されている。
即ち、凹面反射ａ２８が形成される凸球面の半径をＲと
したとき ｆ＝Ｒ／２で、且つ、発光素子２４からのＲ
／２の位置に形成されている。
前記第２部材２２及びこれと一体の発光素子２４及び受
光素子２６、リードフレーム３０及び光透過性樹脂モー
ルド３２は、第２図に示されるように、円筒状の外筒４
０に固定されている。
前記発光索子２４の入力端子及び受光素子２６の出力端
子は、第１図に示されるように、測定回路４２に接続さ
れている。この測定回路４２は、受光素子２６からの、
出力信号を処理して、第１部材１８と第２部材２２の相
対移動距離を算出し、表示器４４に出力して、測定値を
表示させるものである。
第１図の符号４６はスピンドル４８を介して前記第１部
材１８に連結された測定子、５０はスピンドル４８を案
内するためのガイドをそれぞれ示す、このガイド５０は
、前記外筒４０に固定保持されるものである。
次に、第３図を参照して、前記発光素子２４及び受光素
子２６を含む受発光組立体を製造する過程について説明
する。
まず、第３図（Ａ）に示されるリードフレーム３０にお
ける発光素子搭載部３０Ａを折曲げ線３１Ａにおいて、
第３図（Ｂ）に示されるように直角に折曲げ、且つ該発
光素子搭載部３０Ａ及び受光素子搭載部３０Ｂに銀ペー
スト等の接合材料３３を塗布し、第３図（Ｃ）に示され
るように、発光素子２４及び受光素子２６をグイボンデ
ィングする。
ここで、リードフレーム３２には、前記受光素子ｔ！栽
部３０Ｂの受光角度を調整するための予備折曲げ線３１
Ｂを予め形成しておく。
次に、ダイボンディングされた発光素子２４及び受光素
子２６を、リードフレーム３０における対応するインナ
リード部３０Ｄにワイヤ３４によりワイヤボンディング
する。ワイヤボンディング終了後は、前記光透過性樹脂
モールド３２によって、第３図（Ｄ）に示されるように
樹脂モールドする。
次に、リードフレーム３０のインナリード部３０Ｄを光
透過性樹脂モールド３２から突出した部分で切断し、端
子３０Ｇを形成した後、光透過性樹脂モールド３２上端
の球面部にアルミ蕉着により反射膜を形成して、凹面反
射１ａ２８を形成すると共に、光透過性樹脂モールド３
２に前記第２部材２２及び反射１ａ２９を接着して製造
を終了する。
この実施例において、発光素子２４から射出された照明
光は、凹面反射鏡２８により反射され、主目盛１６及び
参照目盛２０と平行な平行光線となって、光透過性樹脂
モールド３２内で、リードフレーム３０の切欠き３０
Ｈを通り、反射鏡２９で反射され、更に第２部材２２及
び参照目盛２０を通り、主目盛１６に至る。
この主目盛１６の目盛面で反射された照明光は、再び参
照目盛２０、第２部材２２を経て光透過性樹脂モールド
３２内に入り、ここで、リードフレーム３０上の受光素
子２６に到達することになる。
受光素子２６に到達した照明光の光景は、第１部材１８
と第２部材２２の相対変位量に応じて、１目！ａ１６と
参照目盛２０の重なり合いの繰返しによって、増減を繰
返し、その回数に応して受光素子２６は電気信号を測定
回路４２に出力し、測定回ＦＲ１４２はこれをカウント
して、第１部材１８と第２部材２２の相対変位量として
表示器４４に出力する。
上記実施例においては、発光素子２４から、主目盛１６
及び参照目盛２０と平行な方向に照明光が射出され、且
つ、この照明光が凹面反射鏡２８により、前記主目盛１
６及び参照目盛２０と平行な平行光線に変換され、更に
、反射鏡によって平行状態で、主目盛１６及び参照目盛
２０方向に反射されるので、平行光線を形成するための
凹面反射ｌＡ２８の焦点距離を長くしても、検出器全体
の厚さが大きくならない、従って、凹面反射鏡２８の焦
点距離を大きくして、平行光線の平行度を向上させるこ
とができる。
又、前記リードフレーム３０に取付けられた発光素子２
４、受光素子２６は、光透過性樹脂モールド３２によっ
て一体的にモールドされ、且つこの光透過性樹脂モール
ド３２の一部に凹面反射鏡２８が形成されているので、
これらの間の寸法精度を向上し、且つそれを安定して維
持することができる。
次に、第４図に示される本発明の第２実施例につき説明
する。
この第２実施例は、前記第１実施例における受光素子搭
載部３０Ｂを、予備折曲げ線３１Ｂにおいて折曲げて、
その受光面が、主目盛１６で反射され、参照［１盛２０
を透過した照明光と直交するようにしたものである。
他の構成は前記第１実施例と同一であるので、第１実施
例におけると同一の部分には同一の符号を付することに
より説明を省略するものとする。
この第２実施例は、受光素子２６の受光面を、これに入
射する照明光の光軸と直交するようにしているので、受
光効率を向上させることができる。
なお、上記実施例において、発光素子２４及び受光素子
２６は、共に同一のリードフレーム３０に取付けられて
いるが、本発明はこれに限定されるものでなく、発光素
子２４及び受光素子２６を別個のリードフレームに取付
ける場合あるいは、リードフレームに取付けない場合に
も適用されるものである。
更に、上記実施例は、主目盛１７と参照目盛２０の光学
格子のピッチが同一とされたものであるが、本発明は、
両者のピッチが異なるもの、例えば、主目盛１７のピッ
チｐに対して、参照目盛２０のピッチが２０である、い
わゆるスリーダレイテイングシステムの場合等にも適用
されるものである。
更に又、上記実施例は２つの部材の直線的相対変位を検
出するエンコーダに間するものであるが、本発明はこれ
に限定されるものでなく、回転角度を検出するロータリ
ーエンコーダにも適用されるものである。
又、上記各実施例は、凹面反射１１２８を、光透過性！
！！ｌｒｒ：Ｊモールド３２に形成したものであるが、
これは、光透過性樹脂モールド３２と別体に設けてもよ
く、又反射！ａ２９は、光透過性樹脂モールド３２とは
別体であるが、これは、光透過性樹脂モールドの端面に
アルミ等を蒸着して反射膜を形成するようにしてもよい
。
【発明の効果］
本発明は、上記のように構成したので、反射型の光学式
変位検出器において、検出器の厚さを増大することなく
、発光素子から射出される照明光を平行光線とするため
の凹面反射鏡の焦点距離を大きくして、測定制度を向上
させることができるという優れた効果を有する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, this embodiment includes a first member 18 on which a Saturday/Sunday lft16 made of an optical grating with a constant pitch is formed, and a reference scale 20 made of an optical grating corresponding to the Saturday/Sunday lft16. is formed, and the first member 18
a second member 22 made of a light-transmitting material and arranged so as to be movable relative to the main scale; a light emitting element 24 that illuminates the main scale 16; It has a light receiving element 26 which receives the illumination light from the element 24 and outputs an electric signal according to the light receiving certificate, and the main scale 16 is divided by the relative displacement between the first member 18 and the second member 22. In an optical displacement detector that detects the amount of relative displacement between the first member 18 and the second member 22 based on changes in the output signal of the light receiving element 26 based on repeated overlapping of the reference scales 20, the light emitting element 24 is The central optical axis 24A is the main scale 16 and the reference mark! Concave reflection that is arranged parallel to ft20 and reflects the illumination light emitted from the light emitting element 24 parallel to the central optical axis 24A! a28, and a reflecting mirror 29 that reflects parallel light rays reflected by this concave reflecting mirror 28 in the direction of the main scale 16. Here, the light emitting element 24 and the light receiving element 26 are chip-shaped photoelectric elements, and are bonded to the lead frame 30. These light-emitting cables 24 and light-receiving elements 2
6 and the lead frame 30 are molded with a light-transmissive resin mold 32 and are integrally attached to the surface of the second member 22 opposite to the first member 18, as shown in FIG. . The reference scale 20 is formed on the surface of the second member 22 opposite to the light-transmitting resin mold 32. Further, the main scale 16 is located on the second member 22 of the first member 18.
It is formed on the surface facing the. Furthermore, the concave reflection i&28 is formed by means such as depositing a metal reflective film on a convex spherical surface formed at the upper end of the light-transmissive resin mold 32. That is, the concave reflecting mirror 28 is formed to be concave downward in the figure. This concave reflection! With respect to a28, the light emitting element 24 is
The central optical axis 24A is arranged directly above in FIG. 2, that is, toward the direction of the concave reflection 11a28. Here, the light emitting element 24 in the lead frame 30
The light emitting element t! The mounting portion 30A is bent horizontally in FIG. 2, and this light emitting element t! Tsuru District 3
The central optical axis 24A of the light emitting element 24 mounted on 0A is
In the figure, it is facing directly upward. The reflecting mirror 29 is mounted at a position adjacent to the second member 22 at the lower end of the light-transmitting resin mold 32, with its reflecting surface facing upward in FIG. 2 and tilting toward the first member 18. There is. The light-receiving element 26 is perpendicular to the central optical axis 24A in the light-receiving element mounting portion 30B of the lead frame 30. It is attached facing a16 and the reference scale 20 direction. That is, the light emitting element 24 has concave reflection! a28, reflection a
29, the reference scale 20, the main scale 16, and the light receiving element 26,
Illumination light emitted upward from the light emitting element 24 is reflected downward by the concave reflecting mirror 28, passes through the light-transmitting resin mold 32, is reflected by the reflection 1a29, and is formed on the second member 22 and this second member 22. The light passes through the reference scale 20, reaches the main scale 16, is reflected on the scale surface, passes through the reference scale 20 and the second member 22 again, and reaches the light receiving element 26 in the light-transmissive resin mold 3'2. It is arranged like this. Here, the light emitting element mounting portion 30 of the lead frame 32
A cutout 30H is formed in A so that the illumination light is not kicked between the concave reflecting mirror 28 and the reflecting m29 (see FIG. 3). Also, the concave reflection! a28 indicates that the light beam emitted from the light emitting element 24 in the radial direction is reflected i! 29 directions are chosen to be reflected as parallel rays. That is, when the radius of the convex spherical surface on which the concave reflection a28 is formed is R, f=R/2, and R from the light emitting element 24
/2 position. As shown in FIG. 2, the second member 22, the light-emitting element 24, the light-receiving element 26, the lead frame 30, and the light-transmitting resin mold 32, which are integral with the second member 22, are attached to a cylindrical outer tube 4.
Fixed to 0. The input terminal of the light emitting cable 24 and the output terminal of the light receiving element 26 are connected to a measuring circuit 42, as shown in FIG. This measurement circuit 42 receives the light from the light receiving element 26.
The output signal is processed to calculate the relative movement distance between the first member 18 and the second member 22, and output to the display 44 to display the measured value. Reference numeral 46 in FIG. 1 indicates a probe connected to the first member 18 via a spindle 48, and 50 indicates a guide for guiding the spindle 48. This guide 50 is fixedly held on the outer cylinder 40. It is something that will be done. Next, with reference to FIG. 3, a process of manufacturing a light emitting/receiving assembly including the light emitting element 24 and the light receiving element 26 will be described. First, the light emitting element mounting portion 30A of the lead frame 30 shown in FIG. 3(A) is bent at the bending line 31A.
As shown in FIG. 3(B), it is bent at right angles, and a bonding material 33 such as silver paste is applied to the light emitting element mounting part 30A and the light receiving element mounting part 30B, as shown in FIG. 3(C). As shown, the light emitting element 24 and the light receiving element 26 are bonded together. Here, the lead frame 32 includes the light receiving element t! Preliminary bending line 31 for adjusting the light receiving angle of the planting section 30B
Form B in advance. Next, the die-bonded light emitting element 24 and light receiving element 26 are wire-bonded to the corresponding inner lead portions 30D of the lead frame 30 using wires 34. After the wire bonding is completed, resin molding is performed using the light-transmitting resin mold 32 as shown in FIG. 3(D). Next, the inner lead part 30D of the lead frame 30 is cut at the part protruding from the light-transmitting resin mold 32 to form a terminal 30G, and then a reflective film is coated on the spherical part of the upper end of the light-transmitting resin mold 32 by bonding aluminum. is formed to form the concave reflection 1a28, and the light-transmissive resin mold 3
2, the second member 22 and the reflector 1a29 are adhered to finish the manufacturing. In this embodiment, the illumination light emitted from the light emitting element 24 is reflected by the concave reflecting mirror 28, becomes a parallel light beam parallel to the main scale 16 and the reference scale 20, and is led within the light-transmissive resin mold 32. Notch 30 in frame 30
H, is reflected by the reflecting mirror 29, further passes through the second member 22 and the reference scale 20, and reaches the main scale 16. The illumination light reflected by the scale surface of the main scale 16 passes through the reference scale 20 and the second member 22 again and enters the light-transmitting resin mold 32, where it reaches the light receiving element 26 on the lead frame 30. It turns out. The sight of the illumination light that has reached the light receiving element 26 is the first member 18
According to the relative displacement amount of the second member 22, the first stitch! By repeating the overlapping of a16 and the reference scale 20, increases and decreases are repeated, and the light receiving element 26 outputs an electric signal to the measuring circuit 42 according to the number of times, and the measuring time FR142 counts this and compares it with the first member 18. It is output to the display 44 as the amount of relative displacement of the second member 22. In the above embodiment, from the light emitting element 24 to the main scale 16
Illumination light is emitted in a direction parallel to the reference scale 20, and this illumination light is transmitted to the main scale 1 by the concave reflecting mirror 28.
6 and the reference scale 20, and is further reflected in the direction of the main scale 16 and the reference scale 20 by the reflecting mirror in a parallel state, so that the focal length of the concave reflection lA28 for forming parallel light rays. Even if the length is increased, the thickness of the entire detector does not increase. Therefore, the focal length of the concave reflecting mirror 28 can be increased to improve the parallelism of parallel light rays. Further, the light emitting element 2 attached to the lead frame 30
4. The light receiving element 26 is integrally molded with a light-transmitting resin mold 32, and the concave reflecting mirror 28 is formed in a part of the light-transmitting resin mold 32.
It is possible to improve the dimensional accuracy between these and maintain it stably. Next, a second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 will be described. In this second embodiment, the light-receiving element mounting portion 30B in the first embodiment is bent along a preliminary bending line 31B,
The light-receiving surface is reflected by the main graduation 16, and the reference [1 graduation 20
The illumination light is perpendicular to the transmitted illumination light. Since the other configurations are the same as those in the first embodiment, the same parts as in the first embodiment are given the same reference numerals and the explanation thereof will be omitted. In this second embodiment, the light-receiving surface of the light-receiving element 26 is arranged perpendicular to the optical axis of the illumination light incident thereon, so that the light-receiving efficiency can be improved. In the above embodiment, the light emitting element 24 and the light receiving element 26 are both attached to the same lead frame 30, but the present invention is not limited to this, and the light emitting element 24 and the light receiving element 26 are mounted separately. This applies even when the device is attached to a lead frame or not attached to a lead frame. Furthermore, in the above embodiment, the pitches of the optical gratings of the main scale 17 and the reference scale 20 are the same, but the present invention
The present invention is also applied to a so-called three-dimensional rating system in which the pitch of the two scales is different, for example, the pitch of the main scale 17 is p and the pitch of the reference scale 20 is 20. Furthermore, although the above embodiment is applied to an encoder that detects a linear relative displacement of two members, the present invention is not limited thereto, and can also be applied to a rotary encoder that detects a rotation angle. It is something that Moreover, in each of the above embodiments, the concave reflection 1128 is made into a light transmissive!
! ! lrr: Formed in J mold 32,
This may be provided separately from the light-transmitting resin mold 32, or it may be reflective! Although a29 is separate from the light-transmitting resin mold 32, a reflective film may be formed by vapor-depositing aluminum or the like on the end face of the light-transmitting resin mold. Effects of the Invention Since the present invention is configured as described above, in a reflective optical displacement detector, the illumination light emitted from the light emitting element can be converted into parallel light without increasing the thickness of the detector. This has the excellent effect of increasing the focal length of the concave reflecting mirror to improve measurement precision.
第１図は本発明に係る光学式変位検出器の実施例を示す
一部ブロック図を含む斜視図、第２図は第１図の■−■
線に沿う拡大断面図、第３図（Ａ）〜（Ｃ）は同実施例
における発光素子及び受光素子組立体の製造過程を示す
平面図、第３図（Ｄ）、（Ｅ）は同断面図、第４図は本
発明の第２実施例を示す第２図と同様の断面図、第５図
は従来の反射型の光学式変位検出器を示す断面図である
。
１６．１７・・・主目盛、
１８・・・第１部材、
２０・・・参照目盛、
２２・・・第２＃材、
２４・・・発光素子、
２４Ａ・・・中心光軸、
２６・・・受光素子、
２８・・・凹面反射鏡、
３０・・・リードフレーム、
３０Ａ・・・発光素子搭載部、
３２・・・光透過性樹脂モールド。FIG. 1 is a perspective view including a partial block diagram showing an embodiment of the optical displacement detector according to the present invention, and FIG.
3(A) to 3(C) are plan views showing the manufacturing process of the light emitting element and light receiving element assembly in the same example, and FIGS. 3(D) and 3(E) are the same cross sections. 4 are sectional views similar to FIG. 2 showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view showing a conventional reflective optical displacement detector. 16.17... Main scale, 18... First member, 20... Reference scale, 22... Second # material, 24... Light emitting element, 24A... Center optical axis, 26... ...Light receiving element, 28...Concave reflecting mirror, 30...Lead frame, 30A...Light emitting element mounting portion, 32...Light-transmitting resin mold.
Claims (4)
記主目盛に対応する参照目盛が形成され、前記第１部材
に対して相対移動可能に配置された光透過性材料からな
る第２部材と、前記主目盛を照明する発光素子と、前記
主目盛で反射され前記参照目盛を透過した前記発光素子
からの照明光を受光して、受光量に応じた電気信号を出
力する受光素子と、を有してなり、前記第１部材と第２
部材の相対変位による主目盛と参照目盛の重なり合いの
繰返しに基づく、受光素子の出力信号の変化により、前
記第１部材と第２部材の相対変位量を検出する光学式変
位検出器において、前記発光素子を、その中心光軸が前
記主目盛及び参照目盛の形成面と平行になるように配置
すると共に、該発光素子から射出される照明光を、前記
形成面と平行に反射する凹面反射鏡と、この凹面反射鏡
により反射形成された平行光線を前記主目盛方向に反射
する反射膜と、を設けたことを特徴とする光学式変位検
出器。(1) A first member on which main scales with a constant pitch are formed, and a second member made of a light-transmitting material, on which reference scales corresponding to the main scales are formed, and which are arranged so as to be movable relative to the first member. a light-emitting element that illuminates the main scale; and a light-receiving element that receives illumination light from the light-emitting element that is reflected by the main scale and transmitted through the reference scale, and outputs an electrical signal according to the amount of received light. and the first member and the second member.
In an optical displacement detector that detects the amount of relative displacement between the first member and the second member based on a change in an output signal of a light receiving element based on repeated overlapping of a main scale and a reference scale due to relative displacement of the members, the light emission a concave reflecting mirror that arranges the element so that its central optical axis is parallel to the forming surface of the main scale and the reference scale, and that reflects illumination light emitted from the light emitting element parallel to the forming surface; An optical displacement detector comprising: a reflective film that reflects parallel light beams reflected by the concave reflecting mirror in the direction of the main scale.
ルド内にモールドされ、前記凹面反射鏡は前記光透過性
樹脂モールドの一部に設けられた反射膜からなる特許請
求の範囲第１項記載の光学式変位検出器。(2) The light-emitting element and the light-receiving element are molded in a light-transmitting resin mold, and the concave reflecting mirror is a reflective film provided on a part of the light-transmitting resin mold. Optical displacement detector as described.
ームに取付けられた特許請求の範囲第１項又は第２項記
載の光学式変位検出器。(3) The optical displacement detector according to claim 1 or 2, wherein the light emitting element and the light receiving element are attached to the same lead frame.
受光素子搭載部は、前記中心光軸と直交するように折曲
げ形成された特許請求の範囲第３項記載の光学式変位検
出器。(4) The optical displacement detector according to claim 3, wherein the light-receiving element mounting portion of the lead frame on which the light-emitting element is mounted is bent to be orthogonal to the central optical axis.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP25519887A JPH0197813A (en) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | Optical displacement detector |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP25519887A JPH0197813A (en) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | Optical displacement detector |
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| JPH0529850B2 JPH0529850B2 (en) | 1993-05-06 |
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ID=17275390
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0197813A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002022496A (en) * | 2000-07-06 | 2002-01-23 | Mitsutoyo Corp | Optical encoder |
| JP2002022495A (en) * | 2000-07-06 | 2002-01-23 | Mitsutoyo Corp | Optical encoder |
| JP2003106871A (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Mitsutoyo Corp | Light emitting unit, light emitting and receiving unit and optical displacement detection device |
| US7057159B2 (en) | 2001-02-05 | 2006-06-06 | Mitutoyo Corporation | Emitting light source apparatus for use in optical encoder |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP5518210B2 (en) | 2009-12-15 | 2014-06-11 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | Combiner and amplifier mechanism |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP25519887A patent/JPH0197813A/en active Granted
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|---|---|---|---|---|
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| JP4694677B2 (en) * | 2000-07-06 | 2011-06-08 | 株式会社ミツトヨ | Optical encoder |
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