JPH0335206A - 集積光学素子を備えた光ビームの入出射装置 - Google Patents

集積光学素子を備えた光ビームの入出射装置

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JPH0335206A
JPH0335206A JP2131461A JP13146190A JPH0335206A JP H0335206 A JPH0335206 A JP H0335206A JP 2131461 A JP2131461 A JP 2131461A JP 13146190 A JP13146190 A JP 13146190A JP H0335206 A JPH0335206 A JP H0335206A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、一個の集積光学素子と、一個の光源と、回
折された少なくとも一つのビーム束を発生させる少なく
とも一個の第一回折部材と、回折したビーム束を一個の
光導体の中に及び／又はから入射及び／又は出射させる
少なくとも一個の入射及び／又は出射部材とを備えた光
ビームを入射及び／又は出射させる光電装置に関する。
〔従来の技術〕
この種の装置は、できる限り小型に構成された外乱に強
い位置測定装置を製造するために、測長及び測角装置の
技術でますます使用されて来ている。
小型化した位置測定装置は、例えば西独特許第３６２５
３２７号明細書に開示されている。この文献及びそこに
開示されている従来の技術から、入射格子で光を集積光
学回路の光導体に供給することは原理的に公知である。
更に、この従来の技術から、入射格子及び出射格子も複
雑な数学的な関係に支配され、少なくとも楕円又は放物
形を呈するか、あるいはもっと複雑な形状に形成される
ことが理解される。
その結果、この種の小型化した位置測定装置への要求が
あるにもかかわらず、実際に仕上げた入射格子又は出射
格子のある装置が実際には今まで実現されていない。
〔発明の課題〕
それ故、この発明の課題は、供給すべき光ビームと、入
射格子あるいは出射格子と、出射させるべき光ビームと
の調節が、簡単な格子構造となるように行われる、冒頭
に述べた様式の装置を提供することにある。
〔課題を解決する手段〕
上記の課題は、この発明により、入射及び／又は出射部
材が一個の円形格子（２３〜８４）で形成され、回折し
たビーム束（２１〜８１）が円形格子（２３〜８４）に
垂直に入射するように第一回折部材（２６〜８６）に対
してｗＲ節された少なくとも一個の他の回折部材（２２
〜８２）が装備しである充電装置によって解決されてい
る。
〔発明の効果〕
この発明の著しい利点は、円形格子をかなり簡単に作製
でき、この発明による集積光学素子を位置測定装置に非
常に良好に採用できる点にある。
この発明の有利な構成は従属請求項から読み取れる。
〔実施例〕
実施例の助けを借り、この発明を図面に基づきより詳し
く説明する。
第１図に示す従来の技術では、光ビームｌが回折格子と
して形成されている位置測定装置の目盛板２に垂直に入
射する。目盛板２では、光ビームｌが屈−折し、対称な
二つの光束１′と１″が集積光学素子５の構成部材であ
る二つの入射格子３と４の方に偏向する。
入射格子３と４は、別な方式の場合、冒頭に引用した西
独特許第３６２５３２７号明細書で詳しく開示されてい
るように、放物状である。回折格子を１．５７７１１〜
２０μ−の間の格子定数で仕上げることができても、入
射格子３と４の格子定数は０．５μ−程度の大きさにな
る。それ故、これ等の格子は、必然的に複雑にされる形
状の場合、非常に大きな経費をかけてのみ作製できる。
第２図によれば、光ビーム２１は裏側から、集積光学素
子２５の構成部材である回折格子２６に入射する。この
回折格子２６では、光ビーム２１が屈折して、対称な二
つの部分ビーム束２ビと２１″がこの発明による位置測
定装置の格子目盛板２２の方に偏向する。回折格子２６
と格子目盛板２２は同じ格子定数を保有する。格子目盛
板２２から、部分ビーム東２１′と２１″が反射し、も
う−度屈折する。従って、これ等のビーム束は集積光学
素子２５に垂直に入射する。部分ビーム東２１’と２１
″が当たる領域では、集積光学素子２５に二つの入射格
子２３と２４がある。これ等の格子は所謂円形格子とし
て形成されている。
円形格子は、約０．５μ−の短い必要な格子定数で比較
的簡単に作製できる。
円形格子２３．２４による入射機能にとって大切なこと
は、部分ビーム東２１′と２１“を垂直入射させること
である。これには、回折格子２６と格子目盛板２２の格
子定数が同じであると可能である。
入射する部分ビーム東２１’と２１“は、平坦な光導体
２７．２８によってそれ自体公知の結合器２９に導入さ
れる。この結合器によって両ビーム束は互いに干渉する
。検出器２１０，２１１及び（図示していないが、２１
１）によって、干渉した部分ビーム束は互いに位相のず
れた電気信号に変換される。その場合、検出器２１０．
２１１２１２は集積光学素子２５の構成部材である。
第３図及び第４図　では、第２図の測定装置の原理側面
図が示しである。これ等の図面から判ることは、ビーム
の進行を適切にする（入射格子３３．３４又は４３．４
４に垂直に当てる）には、回折格子３６又は４６と格子
目盛板３２又は４２の格子定数が決定的ではなく、両者
がそれぞれ等しいことにある。それぞれの格子定数を選
ぶと、回折角α１又はα２、従って格子の間隔が互いに
定まる。
第５図には、回折格子５６が光学集積素子５５の集積ｙ
４戒部材でない変形種が示しである。ここでは、回折格
子５６と格子目盛板５２も透過形格子として、同じ格子
定数で構成されている。
垂直入射する部分ビーム東５１′と５１″は、この例で
も図示した光導体５７と５８中で結合器５９に導入する
円形格子５３と５４に入射する。
他の実施例は、第６図に示しである。この図面では、入
射した光ビーム６１が格子目盛板６２で回折して、対称
な二つの部分ビーム束６ビと６１″が、格子目盛板６２
と同じ格子定数を有する二つの回折格子６６ａと６６ｂ
に入射する０両方の回折格子６６ａと６６ｂは、光学集
積素子６５の集積された構成部材であり、格子目盛板６
２に対向する側に配設しである。これ等の回折格子６６
ａと６６ｂでは、部分ビーム束６１′と６２″が回折す
るので、集積光学素子６５の下側にある二つの円形入射
格子６３．６４に垂直入射する。
そこには、図示した光導体６７と６８及び結合器６９と
三個の検出器６１０，６１１と６１１２も配置されてい
る。
第７図には、第６図の装置の側面が示しである。
従って、同じ部材には同じ引用符号を使用する。
この第７図では、回折格子６６ａ、６６ｂ及び入射格子
６３．６４が集積光学素子６５の基板の両表面上に対向
設置しであることのみ示す。もちろん、第７図の装置は
、入射光ビーム６１が集積光学素子６５の基板を通過し
て、格子目盛板６２で回折し、反射することで第６図の
装置とは異なっている。
第８図には、最後に位置測定装置の斜視図が示しである
。この装置では、図示していない光源も集積光学素子８
５に集積された構成部材である。
照明ビーム８１は光導体８１ａによって出射格子８１ｂ
に供給される。既に他の実施例で説明した円形入射格子
（ここでも、引用記号８３と８４を使用する）と同じよ
うに、出射格子８１ｂは円形格子で形成されている。従
って、光ビーム８１は格子目盛板８２に垂直に入射し、
そこで回折して反射される０回折した部分ビーム束８１
′と８１“は回折格子８６ａと８６ｂに入射し、これ等
の格子で再び回折する。回折格子８６ａと８６ｂは、集
積光学素子８５に集積された構成部材である。
既に述べた入射格子８３と８４が基板の下側でこれ等の
部材に対向している。前記入射格子には、部分ビーム束
が垂直に入射する。
第６図で既に述べた方法で、部分ビーム束から再び互い
に位相のずれた電気信号を得ることができる。
最後の例では、個々の従属請求項に記載されていない場
合でも、入射格子と出射格子が基本的に同じタイプであ
ると見なせることを意味する。従属請求項の数は、入射
格子の変形種の外に、出射格子の変形種にも表現上請求
を広げれば、単に二倍になる。
【図面の簡単な説明】
第１図、従来の技術による位置測定装置の模式第２図、
この発明による反射測定装置の模式斜視図。 第３図、格子定数ＧＫＩを有する反射測定装置の模式側
面図。 第４図、格子定数ＧＫ２を有する反射測定装置の模式側
面図。 第５図、透過測定装置の模式斜視図。 第６図、集積した直線格子及び円形格子を備えた透過測
定装置の模式斜視図。 第７図、反射目盛板を備えた第６図に相当する測定装置
の模式側面図。 第８図、円形出射格子を装備した測定装置の模式斜視図
。 図中引用記号： １．２１・・・入射光、 ２・・・目盛板、 ３．４・・・入射格子、 ５．２５・・・光学集積素子、 ２１’、２１’　・・・部分ビーム束、２２・・・格子
目盛板、 ２３．２４・・・円形格子、 ２６・・・回折格子、 ２７．２８・・・光導体、 ２９・・・結合器、 ２１０．２１１，２１２・・・検出器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、一個の集積光学素子と、一個の光源と、回折された
    少なくとも一つのビーム束を発生させる少なくとも一個
    の第一回折部材と、回折したビーム束を一個の光導体の
    中に及び／又はから入射及び／又は出射させる少なくと
    も一個の入射及び／又は出射部材とを備えた光ビームを
    入射及び／又は出射させる光電装置において、前記入射
    及び／又は出射部材は一個の円形格子（２３〜８４）で
    形成され、回折したビーム束（２１〜８１）が円形格子
    （２３〜８４）に垂直に入射するように第一回折部材（
    ２６〜８６）に対して調節された少なくとも一個の他の
    回折部材（２２〜８２）が装備してあることを特徴とす
    る光電装置。 ２、第一回折部材は回折格子（２２〜８２）で形成され
    、この格子で対称な二つの部分ビーム束（２１′〜８１
    ″）が発生し、他の回折部材も回折格子（２２〜８６ｂ
    ）で形成してあり、この格子定数は第一回折格子（２６
    〜８２）の格子定数に一致し、回折した部分ビーム束（
    ２１′〜８１″）が二つの円形格子（２３〜８４）に垂
    直に入射することを特徴とする請求項１記載の光電装置
    。 ３、回折格子（２２〜８２）の一方は光電位置測定装置
    の目盛板であることを特徴とする請求項２記載の光電装
    置。 ４、目盛板（２２〜８２）と他の回折格子（２６〜８６
    ｂ）は直線格子で形成されていることを特徴とする請求
    項３記載の光電装置。 ５、目盛板は円形格子で形成されていることを特徴とす
    る請求項３記載の光電装置。 ６、円形格子（２３〜８４）と回折格子の少なくも一方
    （２６〜８６ｂ）は、集積光学素子（２５〜８５）の構
    成部材であることを特徴とする請求項４記載の光電装置
    。 ７、集積光学素子（２５〜８５）には、一個の結合器（
    ２９〜６９）があり、この結合器中で入射した部分ビー
    ム束（２１′〜８１″）が干渉し、検出器（２１０〜６
    １２）によって検出され、互いに位相のずれた電気信号
    に変換されることを特徴とする請求項６記載の光電装置
    。 ８、検出器（２１０〜６１２）は集積光学素子（２５〜
    ８５）で集積された構成部材であることを特徴とする請
    求項７記載の光電装置。 ９、集積光学素子には、照明光源も配設してあることを
    特徴とする請求項６記載の光電装置。 １０、照明ビームの通路（８１）は光導体（８１ａ）中
    で出射円形格子（８１ｂ）に導入され、この格子はビー
    ムを目盛板（８２）に垂直に入射させるように偏向させ
    ることを特徴とする請求項６記載の光電装置。
JP2131461A 1989-06-08 1990-05-23 集積光学素子を備えた光ビームの入出射装置 Expired - Lifetime JPH07119854B2 (ja)

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