JPH0216848B2

JPH0216848B2 -

Info

Publication number: JPH0216848B2
Application number: JP57012569A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Yagio; Susumu Makinochi
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1982-01-30
Filing date: 1982-01-30
Publication date: 1990-04-18
Also published as: JPS58132892A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は光電式エンコーダ装置に関し、特にア
ブソリユート形のエンコーダに関する。

従来、光電式エンコーダとしては、スケールに
一定ピツチの光学格子を刻設したインクリメンタ
ル形と、スケール上の位置に対応して位置情報を
刻設したアブソリユート形とが知られている。イ
ンクリメンタル形は、測長、又は測角すべき測定
物が移動している間に発生する光電信号に基づい
て測定するものである。一般には、互いに90゜の
位置差を有する２つの矩形状信号の立上り、立下
りの回数を計数して、測長値や測角値とするもの
である。また、アブソリユート形はスケール上の
位置に対応した情報のみを読み取るだけで、測長
値、測角値とするものである。

近年、インクリメンタル形のエンコーダは、ス
ケールを製作する技術が極めて向上し、リニアエ
ンコーダにおいては光学格子のピツチを１〜数
μmにしたものが実用に供されている。すなわち
測長の分解能として１〜数μmが得られることを
意味する。またインクリメンタル形の場合、電子
回路によつてその分解能をさらに数倍に高めるこ
とができる。そのため、1μm以下の分解能を有す
るエンコーダは極めて容易に得ることができる。

ところが、アブソリユート形においては、一般
に第１図ａに示すように、複数のトラツクT₁〜
T₅を必要とする。第１図ａはアブソリユート形
のスケールの一例として、図中斜線部のように純
２進のコードパターンを位置情報として刻設した
リニアスケールを示す。この第１図ａの斜線部は
ガラス板にクロム等を蒸着した遮光部となる。そ
こで、このスケールから位置情報を読み取るため
には、第１図ｂに示すように、トラツクT₁〜T₅
の各トラツクに対応して配置した５つの受光素子
PD₁〜PD₅を備えた検出ヘツドDHを用意する。
そしてこの検出ヘツドDHをスケールに沿つて移
動させることにより、受光素子PD₁〜PD₅の各光
電信号の大きさは、その位置情報に対応したもの
となる。（すなわち、この場合は５ビツトの位置
情報となる。）このように光電式のアブソリユー
ト形のエンコーダでは、位置情報に対応したコー
ドパターンをスケール上に刻設するが、そのコー
ドパターンのトラツク数は測長範囲が大きく、分
解能が高い程増大する。一方、検出ヘツドDHの
受光素子の大きさには制限があり、このため１ト
ラツクの幅も制限されてしまう。従つて、分解能
が高いエンコーダを得る場合、スケールが大型化
し、検出ヘツドも大きくなつてしまう。換言する
なら、エンコーダを小型にすればする程、測長の
分解能を低下させなければならないといつた欠点
があつた。

そこで本発明は、上述の欠点を解決し、測長、
測角の分解能を極めて高めたアブソリユート形の
エンコーダ装置を提供することを目的とする。

本発明では上記目的を達成するために、絶対位
置に対応付けられかつまた光学的に読み取り可能
な複数ビツトの位置情報マークを順次絶対位置に
対応付けて一定のピツチで形成したスケールと、
前記位置情報マークのいづれか１つを読み取る読
取装置と、を相対移動可能に設け、前記読取装置
の読み取つた前記位置情報マークに応じて前記ス
ケールと前記読取装置との絶対位置関係を検出す
る光電式エンコーダ装置であつて、前記読取装置は、前記位置情報マークの１ビツトに対応する大き
さに絞つた光を、前記スケールの位置情報マーク
に投射する投射系と、前記光をいづれか１つの前記位置情報マーク上
で走査する走査装置と、前記光を前記スケールを介して受光する受光系
と、前記走査装置による走査に応じて前記受光系の
受光信号から前記位置情報マークを判読する判読
装置と、を備える構成を採つている。

次に本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第２図は、本発明の実施例を原理的に説明する
ために示したリニアエンコーダの構成図である。
第２図において、位置情報を目盛面１ａに刻設し
たスケール１と移動ヘツド２とは相対的に図中左
右方向S₁に移動する。移動ヘツド２にはレンズや
ミラー等が設けられ、レーザ読取装置３から出射
したレーザ光４をスケール１の目盛面１ａに照射
する。同時に、目盛面１ａから生じる位置情報に
関連した光情報をレーザ読取装置３に導く。レー
ザ読取装置３はその光情報を光電検出して、その
光電信号を所定の処理回路により、その位置情報
を表わすデジタル信号に変換して、表示器５へ出
力する。このように、目盛面１ａの位置情報はレ
ーザ光４のスポツトにより読み取られるから、ス
ポツトの大きさに対応して、刻設すべき１つの位
置情報は目盛面１ａ上で極めて小さな領域にする
ことができる。そこでスケール１に刻設する位置
情報の一例を第３図に示す。

第３図ａはスケール１の目盛面１ａに、光学式
ビデオデイスク等で知られているような反射式の
ピツト列PLを、移動ヘツド２の方向S₁（測長方
向）と直交する方向に一定のピツチで配設した様
子を示すものである。

第３図ｂは、スケール１上の複数のピツト列の
うち、一部を拡大して示した図である。ピツト列
中の各ピツトは光学式ビデオデイスク等で公知の
ように、微小な橢円形状の突起（又はくぼみ）と
してスケール１上に設けられる。（第３図ｂでは
５ピツトの位置情報マークである。）今、そのピ
ツト列をPL₁，PL₂，PL₃とすると、各ピツト列
の測長方向S₁に対する間隔は一定のピツチＰに定
められている。そして、各ピツト列は、スケール
１上の原点からそのピツト列までの測長方向S₁に
おける絶対的な長さに関する情報を表わすように
ピツトが配設されている。例えば、ピツト列PL₁
の位置が原点から100.0μmの所であれば、ピツト
列PL₁は位置情報として0.1mmを表わすようにピツ
トが配列される。

そして、隣りのピツト列PL₂については、ピツ
チＰを2μmとすると、原点から102.0μmの位置に
なる。そこでピツト列PL₂は位置情報として0.102
mmを表わすようにピツトが配列される。

ところで、このようなピツト列はレーザ光４の
スポツト（１ピツトに対応する大きさに絞られて
いる）を照射して読み取る訳であるが、そのため
には、第３図ｂに示すように、スポツト４ａを測
長方向S₁と直交する方向S₂に走査する。このスポ
ツト４ａの走査方向S₂への移動は、レーザ読取装
置３によつて制御される。

そこで第２図に示したリニアエンコーダにおい
て、スケール１と移動ヘツド２が測長方向S₁に相
対的に移動すると、表示器５にはスケール１上に
刻設された絶対的な位置に関する数値が表示され
る。

もちろん、スケール１から読み取つた位置情報
をそのまま表示してもよいが、読み取つた位置
を、何らかの補正値で増減した後に表示するよう
にすれば、スケール１上の任意の位置を原点（表
示値が零となる位置）とすることができる。

次に本発明の実施例について、さらに具体的に
説明する。

第４図は第２図に示した移動ヘツド２とレーザ
読取装置３との構成を具体的に表わした図であ
る。

レーザ光源１００から出射したレーザ光は回折
格子１０１で０次回折光と±１次回折光との３つ
の光束に分離される。この３つの光束は共に、レ
ンズ１０２、偏光ビームスプリツタ１０３、及び
１／４波長板１０４を通つて回転プリズム１０５に
達する。回転プリズム１０５はその３つの光束を
共に第４図の紙面上で上下方向に平行に振る。こ
の回転プリズム１０５の回転によつて、レーザ光
４のスポツトはスケール１上で走査方向S₂に移動
する。そして、回転プリズム１０５を通つた３つ
の光束は移動ヘツド２中に設けられたトラツキン
グミラー１０６によつて光路を約90゜曲げられる。
このトラツキングミラー１０６は図中紙面と垂直
方向に回転軸を有し、回転プリズム１０５からの
３つの光束の反射方向を可変するように回転可能
である。トラツキングミラー１０６は、スケール
１上のスポツトが正しく１つのピツト列上を走査
するように働く。こうして、トラツキングミラー
１０６で反射された３つの光束は、フオーカシン
グのために光軸方向へ移動可能な対物レンズ１０
７を介してスケール１の目盛面１ａ上に夫々収束
される。この様子を第５図に示す。スポツト４ａ
はレーザ光の０次回折光から、スポツト４ｂ、４
ｃは各々レーザ光の±１次回折光から作られたも
のである。回転プリズム１０５の回転によつて、
各スポツト４ａ，４ｂ，４ｃは共に走査方向S₂、
すなわちピツト列PLと平行な方向に移動する。

そしてスポツト４ａ，４ｂ，４ｃが共にピツト
列PL上を移動すると、ピツト列PLから光情報す
なわち反射光が発生する。この様子を第６図に示
す。目盛面１ａ上にピツトが刻設され、このピツ
トにレーザ光が収束したスポツト４ａとして照射
されると、ピツトの有無にかかわらず反射光が対
物レンズ１０７に逆入射する。このとき、ピツト
の有無に応じて、レーザ光の照射光路長と反射光
路長とが変化する。これはピツトが目盛面１ａよ
りも高いためである。そこでレーザ光の波長とピ
ツトの高さを最適に定めることによつて、スポツ
ト４ａがピツト上にあるとき、例えば照射光と反
射光とはちようど逆位相になる。この光情報は、
再び第４図に示した対物レンズ１０７を通り、ト
ラツキングミラー１０６、回転プリズム１０５、
１／４波長板１０４、の順に通つて偏光ビームスプ
リツタ１０３に達する。偏光ビームスプリツタ１
０３によつてピツト列からの光情報は円筒レンズ
１０８（シリンドリカルレンズ）を介して受光器
１０９に導びかれる。受光器１０９には、スポツ
ト４ａ，４ｂ，４ｃの照射により生じた光情報を
各々別々に受光するように３組の受光素子が設け
られている。その様子を第７図に示す。同図にお
いて、受光器１０９には、スポツト４ａの照射に
より生じた光情報を受光する受光素子１０９ａ
と、スポツト４ｂ，４ｃの照射により生じた光情
報を受光する受光素子１０９ｂ，１０９ｃが設け
られている。受光素子１０９ａはその中でさらに
４分割されており、各光電信号は第４図に示した
検出回路１１０に入力する。一方、受光素子１０
９ｂと１０９ｃの両光電信号は第４図に示す如く
トラツキング誤差検出回路１１２に入力する。そ
して、上記検出回路１１０は受光素子１０９ａの
光電信号に基づいてピツト列中のピツトの有無に
応じて変調された信号、すなわち位置情報に関す
る主信号Msと、対物レンズ１０７のフオーカシ
ング位置に応じた誤差信号Fsとを発生する。尚、
このフオーカシング誤差の検出方法はビデオデイ
スク装置等においてすでに公知である。また、ト
ラツキング誤差検出回路１１２は受光素子１０９
ｂ，１０９ｃの光電信号の入力に基づいて、スポ
ツト４ａが所定のピツト列上を正確にトラツキン
グしていれば零、スポツト４ａがピツト列からは
ずれている場合には、測長方向S₁でずれた方向に
応じて正、又は負となり、そのずれ量に応じた電
圧値となるようなトラツキング誤差信号Tsを出
力する。

さて、フオーカス制御回路１１１は、フオーカ
シング誤差信号Fsの入力に基づいて、スポツト
４ａ，４ｂ，４ｃがスケール１の目盛面１ａ上で
常に所定の大きさになるように対物レンズ１０７
を光軸方向へ駆動する。また、トラツキング制御
回路１１３はトラツキング誤差信号Tsの入力に
基づいて、スポツト４ａ，４ｂ，４ｃがピツト列
上を正確に移動するように、トラツキングミラー
１０６を駆動する。さらにこのトラツキング制御
回路１１３は、トラツキングミラー１０６の駆動
量に応じた信号Nsを出力する。そして、この信
号Nsは主信号Msと共に出力合成回路１１４に入
力する。出力合成回路１１４は、主信号Msを解
読して、スケール１上のピツト列が表わす位置情
報を検出する。同時に出力合成回路１１４は信号
Nsの入力に基づいて、ピツト列とピツト列との
間の位置をアナログ的に表わすようなピツト間情
報を検出する。そして、出力合成回路１１４は上
記位置情報とピツト間情報とを合成して、最終的
な測長情報として出力する。例えばピツト列のピ
ツチＰが2μmの場合、ピツト間情報としては±
1μmを表わすようにする。このようにすると、測
長値として得られる測定分解能は、ピツト列が
2μmピツチであるにもかかわらず1μm以下に高め
ることができる。

尚、検出回路１１０には、例えば受光素子１０
９ａからの光電信号を周波数変調された信号とし
て復調する回路や、復調した信号をデジタル形式
の主信号Msに変換する回路等が含まれている。
また出力合成回路１１４には例えばアナログ的な
信号NsをＡ／Ｄ変換してデジタル化する回路と、
主信号Msと信号Nsのデジタル値を桁を考慮して
加算する回路等とが含れている。従つて、その加
算したデジタル値が最終的な測長情報となる。

尚、一般にレーザ光束を光学レンズで収束する
と、スポツト光の直径は１〜2μm程度にできる。
このスポツト光の大きさによつて、ピツト列のピ
ツチＰ、及び１つのピツチの大きさが定まつてし
まう。特にピツチＰは測定の分解能を決定するか
ら、スポツト光の大きさをできるだけ小さくすれ
ばピツチＰも小さくなり、より分解能を高められ
る。

次に、この実施例に示した装置の動作について
説明する。スケール１は例えば測長すべき工作機
械の移動ステージ等にケースを介して固定され、
移動ヘツド２は工作機械の固定部に取り付けられ
る。

この状態で、読取装置３中の回転プリズム１０
５は定速回転し、スポツト４ａ，４ｂ，４ｃはピ
ツト列に沿つて目盛面１ａ上を走査する。このと
き、スポツト４ａが目盛面１ａ上で所定の大きさ
（すなわち焦点が合つた状態）になつていないと、
円筒レンズ１０８の働きによつて受光素子１０９
ａ中の４つの受光部の各々の光量は不均衡なもの
となる。検出回路１１０はその不均衡を各受光部
の光電信号の差異として検出し、対物レンズ１０
７の移動すべき方向と、その量に応じた信号Fs
を出力する。この信号Fsの入力に基づいてフオ
ーカス制御回路１１１は対物レンズ１０７を駆動
する。こうして、スケール１の目盛面１ａ上にス
ポツト４ａが合焦すると、受光素子１０９ａの４
つの受光部の各光電信号は共に等しい大きさとな
る。また、３つのスポツト４ａ，４ｂ，４ｃが正
確にピツト列上を走査していないときには、スポ
ツト４ｂ，４ｃの照射部からの反射光に光量差が
生じ、受光素子１０９ｂ，１０９ｃの光電信号の
大きさは異なつたものとなる。そこで、トラツキ
ング誤差検出回路１１２は、その光電信号の差を
検出してトラツキング誤差信号Tsを出力する。
トラツキング制御回路１１３は、このトラツキン
グ誤差信号Tsの入力に基づいてトラツキングミ
ラー１０６を駆動するが、その様子を第８図によ
り説明する。

第８図ａはピツト列中のピツトと３つのスポツ
ト４ａ，４ｂ，４ｃの位置関係を示す図である。
トラツキングのためのスポツト４ｂ，４ｃは、走
査方向S₂に対して、夫々ピツトの左エツジ部と右
エツジ部とに中心がくるように定められている。
従つて、第８図ａの状態において、第７図に示し
た受光素子１０９ｂ，１０９ｃの光電信号は共に
等しくなるが、もし、３つのスポツト４ａ，４
ｂ，４ｃが第８図ａの状態から図中右方向へずれ
た場合には、受光素子１０９ｂの光電信号は大き
くなり、受光素子１０９ｃの光電信号は小さくな
る。従つて、トラツキング誤差検出回路１１２は
簡単には両光電信号の差を求める差動回路を用い
て、トラツキング誤差信号Tsを得ればよい。

また、トラツキング制御回路１１３は第８図ｂ
に示すように、通常はレーザ光４が90゜に反射さ
れるようにトラツキングミラー１０６を初期位置
に付勢する。そして、スケール１と移動ヘツド２
とが相対的に移動して、ある位置で停止したと
き、第８図ｂのように90゜で反射したレーザ光４
によるスポツト４ａの中心がピツト列とピツト列
の間に位置したものとする。このとき、トラツキ
ング誤差信号Tsに基づいて、トラツキング制御
回路１１３はトラツキングミラー１０６を駆動し
て、スポツト４ａがピツト列上にくるように、レ
ーザ光４を90゜から角度αだけ振る。こうして、
ピツト列の位置情報を読み取ることができる。一
方、トラツキング制御回路１１３は、その角度α
に応じたアナログ電圧を信号Nsとして出力する。

以上、本発明の実施例は、リニアエンコーダと
して説明したが、本発明は第９図に示すようにロ
ータリエンコーダ等にも利用できる。第９図ａは
スケールとして円板１０の周端面にピツト列PL
を回転軸と平行に記録したものである。また第９
図ｂは円板１１の周辺部にピツト列PLを回転軸
から放射状に記録したものである。いずれの場合
も、記録する位置情報は円板１０，１１の回転位
置に応じたもの、すなわち絶対的な角度を表わす
ものとする。尚、ピツト列に対するレーザ光４の
走査やトラツキングは、前述の実施例と全く同様
に行なわれる。

また第９図ｃはリニアエンコーダにおけるスケ
ールの変形例である。この場合、スケールは、円
筒１２の外周にピツト列を一定ピツチで記録して
作られる。そして測長のときには、この円筒１２
を回転させる。すなわち、スポツトと円筒とを相
対的に走査する。これにより、レーザ光４は円筒
１２の回転軸に沿つた方向、すなわち測長方向に
移動するだけで、位置情報の読み取りが行なわれ
る。このため、レーザ光４を走査する回転プリズ
ム等が不必要となり、よりコンパクトな読取装置
が得られる。また、上記の実施例ではトラツキン
グミラー１０６、対物レンズ１０７を備えた移動
ヘツド２のみをスケール１と相対的に移動可能と
したが、移動ヘツド２とレーザ読取装置３とを一
体にしてもよいことは言うまでもない。

さらに、移動ヘツド２、レーザ読取装置３とを
よりコンパクトに一体化して、レーザ光のスポツ
トを電磁力により走査してもよい。これについ
て、第１０図に基づいて簡単に説明する。

レーザ光源として、半導体レーザ光源２００を
用い、回折格子２０１、偏向ビームスプリツタ２
０３、1/4波長板２０４、対物レンズ２０５、及
び受光部２０６を、第４図と同様に配置して、一
体化した読取ヘツド２１０を構成する。そして、
その外周に設けた電磁石２１１により、読取ヘツ
ド２１０を走査方向S₂へ振動する。またトラツキ
ングについても、電磁力により読取ヘツド２１０
を紙面と垂直の方向に駆動すればよい。また、レ
ーザ光のスポツトを目盛面上で所定の大きさに保
つ（焦点が合つた状態にする。）ためには、電磁
力により読取ヘツド２１０をレーザ光の光軸方向
に駆動すればよい。

また、実施例では、スポツト４ａ，４ｂ，４ｃ
の走査は回転プリズム１０５によつて行つたが、
平行平面ガラスを振動したり、反射鏡を振動して
走査してもよい。

また、位置情報を記録したスケールの変形とし
て、第１１図ａに示すように、各ピツト列を測長
方向S₁に対して、所定の角度で傾けて配列する
と、分解能を変えることができる。もちろん、そ
のピツト列に沿つてスポツト光を走査するから、
走査方向S₂と測長方向S₁とは90゜以外の角度で交
わる。このとき、第１１図ｂのように、走査方向
S₁の傾きをβとし、ピツト列のピツチをＰとする
と、測長方向S₁に沿つた長さｌはｌ＝Ｐ×１／COSβ で表わされる。

このように、ピツト列を測長方向S₁に対して傾
けて配列することの利点は、ピツチＰがレーザ光
の波長の関係等で、例えば1.8μmと決められた場
合でも、上記式によつて長さｌを例えば2μmとき
りのよい数にできることである。

さらに実施例においては、トラツキングのため
に、回折格子１０１を用いてレーザ光を０次と±
１次の回折光の３つの光束に分けたが、ホログラ
ムを用いてトラツキング誤差信号Tsを得るよう
にしてもよい。また、特開昭54−146612号公報に
開示されたように、レーザ光のスポツトを読み取
りのための走査と同時にトラツキング方向（測長
方向S₁、あるいは測角方向）にも振動させ、主信
号Msからその振動周波数成分を抽出してトラツ
キング誤差信号Tsを得るようにしてもよい。

また、スケール１は実施例では反射型のピツト
列を記録したが、透過型としてもよい。すなわち
ピツト列中の各ピツトは透過部にその他の部分は
遮光部になるようにガラス板上にクロム等を蒸着
する。この場合、受光素子はスケール１の背面
に、レーザ光１のスポツトの全走査範囲を含むよ
うな大きさで配置される。この様子を第１２図に
示す。

第１２図で透過型のスケール２０の背面には受
光素子２１が配置される。この受光素子２１は例
えば第２図に示した移動ヘツド２と一体に設けら
れている。受光素子２１の受光面はレーザ光４の
走査方向S₂での振幅と同じ程度の高さｈに定めら
れている。一方、その受光面の測長方向S₁におけ
る幅ｄは、レーザ光４のスケール２０上での走査
がスポツトで行なわれるから、位置情報を記録し
た間隔より大きくなつてもかまわない。

そこで、レーザ光４が走査方向S₂に振動する
と、受光素子２１からはスケール２０上の透過部
と遮光部とに応じた時系列的な光電信号が発生す
る。

このように、レーザ光のスポツトを透過形のス
ケール２０上で走査することにより、受光素子２
１はスケール２０の背面に配置することができ
る。さらに、受光素子２１の大きさも、スポツト
の走査範囲に応じて高さｈさえ定めれば、幅ｄに
ついては比較的自由に定め得る。このため、スケ
ールの位置情報のピツチに合わせて受光素子を選
定したり、受光面の大きさを特別に作つたりする
必要はなく、装置の製造が極めて容易になるとい
う利点がある。

また、上記実施例やその変形例において、スケ
ールに記録した位置情報にはエラーチエツク用の
情報をいつしよに含ませるとよい。そのエラーチ
エツク用の情報としては例えば読み取つた位置情
報をデジタル信号にしたときのパリテイ数（論理
値「１」又は「０」の数）にする。そして、その
エラーチエツクでエラーが検出されたときには、
例えばトラツキングミラーを振つて、両隣りのピ
ツト列を読み取るようにする。このようにすれ
ば、あるピツト列がゴミや傷等によつて破損して
いた場合でも常に正しい位置情報を知ることがで
きる。このとき、第８図ｂで示したようにトラツ
キングミラーの回転に伴つて生じた角度αに対応
する信号Nsを用いることは言うまでもない。

また、スケールの位置情報を、複数回書き込ん
でおき、レーザ光のスポツトの走査振幅を大きく
すれば、位置情報の読み取りはより完全なものと
なる。

また、第４図に示した実施例において、検出回
路１１０には、主信号MsのＮ／Ｓ比を向上させ
るために、スポツトの走査速度と１つのピツト列
中の各ピツト間隔とに応じて決まる周波数帯を選
択的に抽出する特性をもたせるとよい。このよう
にすると、ノイズや信号変動が比較的大きい状況
においても、主信号Msは位置情報を正確に表わ
すように出力される。尚、上記各実施例でレーザ
光は収束したスポツト光にされるが、これは分解
能を高めるためで、それ程高分解能を必要としな
い場合には、ピツト列のピツチ、及びピツト幅を
大きくして、スポツト光を平行光束で得るように
してもよい。

以上説明したように本発明によれば絶対的（ア
ブソリユート）な測長装置、測角装置において、
スケール上の位置情報をスポツト光で読み取るか
ら、装置を小型にでき、かつ極めて高い測定分解
能を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、アブソリユート形のスケールの一
例としてのリニアスケール、第１図ｂは、第１図
ａの各トラツクに対応して受光素子を有する検出
ヘツドをそれぞれ示す。第２図は本発明の実施例
を原理的に説明するために示したリニアエンコー
ダの構成図、第３図ａはスケールの目盛面に反射
式のピツト列を設けた位置情報の一例、第３図ｂ
は、スケール上のピツト列のうち一部を拡大した
図、第４図は、第２図の移動ヘツドとレーザ読取
装置との構成を具体的に表わした図、第５図は、
トラツキングミラーで反射された３つの光束がス
ケールの目盛面上に夫々収束される様子、第６図
はピツト列から反射光が発生する様子、第７図
は、受光器にスポツトの照射により生じた光情報
を各々別々に受光する３組の受光素子が設けられ
ている様子、第８図ａはピツト列中のピツトと３
つのスポツトの位置関係を示す。第８図ｂはトラ
ツキングミラーの回転に伴つて生じる変化の説明
図、第９図ａはピツト列を回転軸と平行に記録し
たロータリエンコーダ、第９図ｂは、ピツト列を
回転軸から放射状に記録したロータリエンコー
ダ、第９図ｃは、リニアエンコーダにおけるスケ
ールの変形例、第１０図は移動ヘツドとレーザ読
取装置とを一体化して、レーザ光のスポツトを電
磁力により走査した説明図である。第１１図ａは
位置情報を記録したスケールの変形例、第１１図
ｂはａの走査方向と測長方向の関係を説明する
図、第１２図は透過型のスケールの背面に受光素
子が配置されている説明図である。主要部分の符号の説明、１……スケール、３…
…レーザ読取装置、４……レーザ光、PL……ピ
ツト列（位置情報マーク）、１００……レーザ光
源、｛１０１……回折格子、１０２……レンズ、
１０３……偏光ビームスプリツタ、１０４……1/
４波長板｝投射系、｛１０５……回転プリズム、１
０６……トラツキングミラー｝走査装置、１０６
……トラツキングミラー、｛１０８……円筒レン
ズ、１０９……受光器｝受光系、｛１１０……検
出回路、１１１……フオーカス制御回路、１１２
……トラツキング誤差検出回路、１１３……トラ
ツキング制御回路、１１４……出力合成回路｝判
読装置。

Claims

【特許請求の範囲】１絶対位置に対応付けられかつまた光学的に読
み取り可能な複数ビツトの位置情報マークを順次
絶対位置に対応付けて一定のピツチで形成したス
ケールと、前記位置情報マークのいづれか１つを
読み取る読取装置と、を相対移動可能に設け、前
記読取装置の読み取つた前記位置情報マークに応
じて前記スケールと前記読取装置との絶対位置関
係を検出する光電式エンコーダ装置であつて、前記読取装置は、前記位置情報マークの１ビツトに対応する大き
さに絞つた光を、前記スケールの位置情報マーク
に投射する投射系と、前記光をいづれか１つの前記位置情報マーク上
で走査する走査装置と、前記光を前記スケールを介して受光する受光系
と前記走査装置による走査に応じて前記受光系の
受光信号から前記位置情報マークを判読する判読
装置と、を備えたことを特徴とする光電式エンコーダ装
置。２スケールに形成された位置情報マークは、相
対移動方向とは異なる方向へ形成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電式
エンコーダ装置。３スケールに形成された位置検出マークは、相
対移動方向に直交する方向へ形成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の光電式
エンコーダ装置。４走査装置は、光を偏向させる偏光光学部材を
含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の光電式エンコーダ装置。