JPH04102016A - Encoder - Google Patents

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JPH04102016A
JPH04102016A JP22034190A JP22034190A JPH04102016A JP H04102016 A JPH04102016 A JP H04102016A JP 22034190 A JP22034190 A JP 22034190A JP 22034190 A JP22034190 A JP 22034190A JP H04102016 A JPH04102016 A JP H04102016A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
scale
transmitting part
main scale
width
Prior art date
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Pending
Application number
JP22034190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Usui
臼井 正幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH04102016A publication Critical patent/JPH04102016A/en
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Abstract

PURPOSE:To eliminate fluctuation of the amplitude of an output signal from a light- sensing means and to enable precise detection of a state of relative movement by making the opening width of a light-transmitting part of a main scale narrower than that of the light-transmitting part of a subordinate scale. CONSTITUTION:A light flux from a light source 1 is made parallel substantially by a projector lens 2 and falls on a main scale 3. Then, only a light flux 6 passing through a light-transmitting part 3a of the main scale 3 falls on a subordinate scale 4. The light-transmitting part 3a of the main scale 3 and the light-transmitting part 4a of the subordinate scale 4 have the same pitch. The respective opening widths of the light-transmitting parts 3a and 4a are set so that the opening width of the light- transmitting part of the subordinate scale 4 is larger than the width on the subordinate scale 4 of the light flux 6 passing through the light-transmitting part 3a of the main scale 3. Accordingly, all the light flux passing through the light-transmitting part 3a can pass through the light-transmitting part 4a. Besides, the width of a light- intercepting part 4b is set so that the light may not leak to the rear of the subordinate scale 4 when the phases of the main scale 3 and the subordinate scale 4 turn reverse to each other. According to this constitution, the amplitude of a signal detected by a light-sensing means 5 does not change.

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に関し、特に被測定物体の移動量や
移動方向等の移動状態を透光部と遮光部をスリット状に
周期的に設けた主スケール(第1スケール)と副スケー
ル(第2スケール)を利用して検出するようにした充電
的なエンコーダに関するものでる。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an encoder, and in particular, the present invention relates to an encoder that measures the movement state of an object to be measured, such as the amount of movement and the direction of movement. This relates to a rechargeable encoder that performs detection using a main scale (first scale) and a sub scale (second scale).

(従来の技術) 従来より被測定物体の回転や移動等に関する変位状態を
検出する装置として充電的なロータリーエンコーダやリ
ニアエンコーダが多く利用されている。
(Prior Art) Conventionally, rechargeable rotary encoders and linear encoders have been widely used as devices for detecting displacement states related to rotation, movement, etc. of an object to be measured.

第5図(^)、(B)は被測定物体の直線移動状態を検
出するようにした従来のリニアエンコーダの光学系の平
面と側面の要部概略図である。
FIGS. 5(^) and 5(B) are schematic plane and side views of essential parts of the optical system of a conventional linear encoder designed to detect the state of linear movement of an object to be measured.

が変動し、検出精度が低下してくるという問題点があっ
た。
There was a problem in that the detection accuracy decreased due to fluctuations in the detection accuracy.

尚、このような問題点はロータリーエンコーダにおいて
も同様に生じてくる。
Incidentally, such problems also occur in rotary encoders.

本発明は主スケールと副スケールとの間の距離が変動し
ても受光手段からの出力信号の振幅が変動しないように
各要素を構成することにより、双方の相対的な移動状葱
な精度良く検出することのできるエンコーダの提供を目
的とする。
The present invention improves the accuracy of relative movement between the main scale and the sub scale by configuring each element so that the amplitude of the output signal from the light receiving means does not change even if the distance between the main scale and the sub scale changes. The purpose is to provide an encoder that can detect

(問題点を解決するための手段) 本発明のエンコーダは、投光手段からの光束を透光部と
遮光部をスリット状に周期的に設けた第1スケールに投
光し、該第1スケールを介した光束を該第1スケールと
同じ周期のスリット状の透光部と遮光部を設けた第2ス
ケールに入射させ、該第2スケールを介した光束を受光
手段で受光し、該受光手段からの出力信号を用いて該第
1スケールと第2スケールの相対的移動量を検出するエ
ンコーダにおいて、該第1スケールの透光部を通過し、
該第2スケールに入射するときの光束幅が該第2スケー
ルの透光部の開口幅より狭くなるように構成したことを
特徴としている。
(Means for Solving the Problems) The encoder of the present invention projects a light beam from a light projecting means onto a first scale in which a light transmitting part and a light shielding part are provided periodically in the form of a slit. The light flux passing through the scale is made incident on a second scale provided with a slit-shaped light transmitting part and a light shielding part having the same period as the first scale, and the light flux passing through the second scale is received by a light receiving means, and the light receiving means In an encoder that detects the relative movement amount of the first scale and the second scale using an output signal from the encoder, the encoder passes through a transparent portion of the first scale;
The present invention is characterized in that the width of the light beam when it enters the second scale is narrower than the aperture width of the light-transmitting portion of the second scale.

例えば本発明では、前記第1スケールの透光部の開口幅
を前記第2スケールの透光部の開口幅よりも狭くなるよ
うに構成したことや、前記第1スケールの透光部に該透
光部と遮光部の周期的な配列方向に屈折力を有する円柱
レンズを設けたこと等を特徴としている。
For example, in the present invention, the opening width of the transparent part of the first scale is configured to be narrower than the opening width of the transparent part of the second scale, and It is characterized by the fact that a cylindrical lens having refractive power is provided in the periodic arrangement direction of the light part and the light shielding part.

(実施例) 第1図(A) 、 (B)は本発明の第1実施例の光学
系の平面と側面の要部概略図である。
(Embodiment) FIGS. 1A and 1B are schematic plane and side views of essential parts of an optical system according to a first embodiment of the present invention.

同図に右いて1は光源であり、例えばLED等から成っ
ている。3は主スケール(第1スケール)であり、透光
部と遮光部を周期的に配置したスリット列より成ってい
る。2は投光レンズであり、光源1からの光束な略平行
光束として主スケール3に投光している。光源1と投光
レンズ2は投光手段の一要素を構成している。4は副ス
ケール(第2スケール)であり、主スケール3と同じ周
期のスリット状の透光部と遮光部とが設けられた4つの
スケール4−1.4−2.4−3゜4−4を有している
。4つのスケール4−1゜4−2.4−3.4−4は第
6図に示したのと同様に例えば0度(基準位相)、90
度、180度、そして270度の位相を有するように構
成されている。5は受光手段であり主スケール3と副ス
ケール4の透光部を通過した光束を受光している。受光
手段5は第6図に示したのと同様に副スケール4の4つ
のスケール4−1.4−2.43.4−4に対応した4
つの光検出器5−1゜5−2.5−3.5−4を有して
いる。
Reference numeral 1 on the right side of the figure is a light source, which is composed of, for example, an LED. 3 is a main scale (first scale), which is made up of a slit row in which light-transmitting parts and light-shielding parts are arranged periodically. Reference numeral 2 denotes a light projecting lens, which projects light from the light source 1 onto the main scale 3 as a substantially parallel light beam. The light source 1 and the light projection lens 2 constitute one element of the light projection means. 4 is a sub scale (second scale), which has four scales 4-1.4-2.4-3°4- provided with a slit-shaped light-transmitting part and a light-shielding part with the same period as the main scale 3. It has 4. The four scales 4-1°4-2.4-3.4-4 are, for example, 0 degrees (reference phase) and 90 degrees as shown in FIG.
It is configured to have phases of 180 degrees, 180 degrees, and 270 degrees. Reference numeral 5 denotes a light receiving means, which receives the light flux that has passed through the transparent portions of the main scale 3 and the sub scale 4. The light receiving means 5 has 4 scales corresponding to the four scales 4-1.4-2.43.4-4 of the sub scale 4 as shown in FIG.
It has two photodetectors 5-1°5-2.5-3.5-4.

10は検出ヘットであり、主スケール3を除く前述の各
要素を筐体内に収納して構成されている。主スケール3
は検出ヘット10に対して相対的に図中の矢印六方向に
移動可能となっている。
Reference numeral 10 denotes a detection head, which is constructed by housing each of the above-mentioned elements except for the main scale 3 in a housing. Main scale 3
is movable relative to the detection head 10 in six directions of arrows in the figure.

第2図(^) 、 (B)は第1図の第1実施例におけ
る主スケール3と副スケール4のうちの1つのスケール
4−1の拡大部分断面図である。同図(A)。
FIGS. 2(^) and 2(B) are enlarged partial sectional views of one scale 4-1 of the main scale 3 and sub scale 4 in the first embodiment of FIG. 1. Same figure (A).

(B)は各々主スケール3とスケール4−1とが同相と
逆相の位置関係にある状態を示している。
(B) shows a state in which the main scale 3 and the scale 4-1 are in an in-phase and out-of-phase positional relationship, respectively.

同図においては投光レンズによって略平行にされた光束
は、図中左方から主スケール3に入射する。そして主ス
ケール3の透光部3aを通過した光束6のみが副スケー
ル4に入射する。主スケール3の透光部3aとスケール
4−1の透光部4aはともに同じどツチ(周期)Pであ
る。又、各々の透光部3a及び4aの開口幅W、、W3
は後述する条件に従い、異なる値に設定されている。透
光部3a、4aは紙面と垂直方向に長い開口部を有して
いる。
In the figure, a light beam made substantially parallel by the projection lens enters the main scale 3 from the left side of the figure. Then, only the light beam 6 that has passed through the transparent portion 3a of the main scale 3 is incident on the sub scale 4. The transparent portion 3a of the main scale 3 and the transparent portion 4a of the scale 4-1 both have the same period P. Moreover, the opening widths W, W3 of each of the transparent parts 3a and 4a
are set to different values according to conditions described later. The transparent parts 3a and 4a have long openings in the direction perpendicular to the paper surface.

主スケール3に入射する光束は光源1としてLED等の
有限寸法の発光部を有するものを使用した場合には完全
な平行光束にはならない。一般には発光部のサイズと投
光レンズ2の焦点距離で決まる一定の角度θの範囲に拡
がった光束となる。本実施例ではこのような条件下にお
いて主スケール3と副スケール4との間隔1が変動した
ときの受光手段5で検出される信号の振幅が変化しない
ように各要素を設定し、これにより主スヶ一ル3ト副ス
ケール4との相対的移動量の検出精度の低下を防止して
いる。即ち本実施例では(イ)前述の間隔1の変動する
範囲内に右いて、まず第2図(A)に示すように主スケ
ール3の透光部3aを通過した光束6の副スケール4上
に右ける幅W2より副スケール4の透光部の開口幅W3
が大きくなるように透光部3a、4aの開口幅W、、W
3を設定している。これにより透光部3aを通過した光
束が全て透過部4aを通過することができるようにして
いる。
The light beam incident on the main scale 3 does not become a perfectly parallel light beam when a light source 1 having a light emitting part of finite dimensions, such as an LED, is used. Generally, the light beam is spread over a range of a certain angle θ determined by the size of the light emitting part and the focal length of the projection lens 2. In this embodiment, under such conditions, each element is set so that the amplitude of the signal detected by the light receiving means 5 does not change when the interval 1 between the main scale 3 and the sub scale 4 changes. This prevents the detection accuracy of the relative movement amount between the scale 3 and the sub scale 4 from decreasing. That is, in this embodiment, (a) the light beam 6 that is located within the range in which the above-mentioned interval 1 changes and first passes through the transparent part 3a of the main scale 3 on the sub scale 4 as shown in FIG. 2(A); The opening width W3 of the transparent part of the sub scale 4 is determined from the width W2 depending on
The opening widths W, , W of the transparent parts 3a, 4a are set so that
3 is set. This allows all the light beams that have passed through the transparent section 3a to pass through the transparent section 4a.

(ロ)第2図(B)に示すように主スケール3と副スケ
ール4とが逆相の状態となったとき、主スケール3の透
光部3aを通過した光束6が副スケール4に入射したと
き、副スケール4の後方に、即ち光検出器に光が全く漏
れないように遮光部4bの幅を設定している。
(B) When the main scale 3 and the sub scale 4 are in an opposite phase state as shown in FIG. At this time, the width of the light shielding portion 4b is set so that no light leaks behind the subscale 4, that is, to the photodetector.

以上の条件(イ)、(ロ)を満足させるように各要素を
設定し、これにより受光手段で検出される信号の振幅が
変化しないようにしている。
Each element is set so as to satisfy the above conditions (a) and (b), so that the amplitude of the signal detected by the light receiving means does not change.

前述の2つの条件(イ)、(ロ)を式を用いて表わすと W3≧W2     ・・・・・・・・・・・・・・(
1)右よび p−w3≧W2   ・・・・・・・・・・・・・・(
2)となる。副スケール4に入射する光束6の幅W2は
第2図(A) 、 (B)に示す記号θ、 iL、 w
、を用いて表わすと W2=W、+2fLjan (θ/ 2 )  −(3
)と表わせる。(1) 、 (2)式をまとめてW2≦
W3≦p−w2 とし、これに(3)式を代入すると W、+2J2 jan(θ/2)5w3≦P−(1f、
+2u tan(θ/2))・・・・・・・・・・(4
) となる。つまり間隔2の最大変動範囲内で(4)式を満
たすように主スケール3と副スケール4の透光部3a、
4aの開口幅w1とw3を定めれば副スケール4の透光
部4aを通過する光量、即ち出力信号の振幅を一定に保
つことができる。逆に開口部W、とW3を与えて(4)
式から間隔1の範囲を知ることもできる。
Expressing the above two conditions (a) and (b) using formulas, W3≧W2 (
1) Right and p-w3≧W2 ・・・・・・・・・・・・・・・(
2). The width W2 of the light beam 6 incident on the subscale 4 is expressed by the symbols θ, iL, w shown in FIGS. 2(A) and 2(B).
, W2=W, +2fLjan (θ/2) −(3
) can be expressed as Putting equations (1) and (2) together, W2≦
If we set W3≦p-w2 and substitute equation (3) into this, we get W, +2J2 jan(θ/2)5w3≦P-(1f,
+2u tan(θ/2))・・・・・・・・・(4
) becomes. In other words, the transparent parts 3a of the main scale 3 and the sub scale 4 are
By determining the aperture widths w1 and w3 of the subscale 4a, the amount of light passing through the transparent portion 4a of the sub scale 4, that is, the amplitude of the output signal can be kept constant. Conversely, give openings W and W3 (4)
The range of interval 1 can also be found from the formula.

次に(4)式を満たす範囲内で更に好ましい条件を説明
する。
Next, more preferable conditions within the range that satisfies equation (4) will be explained.

(4)式から明らかなように W、+211 jan(θ/2)≦P−(W、+242
 jan(θ/2))であるから、これから W1≦ 1/2・P −21tan(θ/2)   −
−−−−−(5)となる。W、は主スケール3の透光部
3aの開口幅であるから光束を有効に利用する為にでき
るだけ大きいほうが良い。従って(5)式の等号を採用
し、W1≦1/2−P −2ILtan(θ/2)を(
4)式に代入すると W3=1/2・P を得る。
As is clear from equation (4), W, +211 jan(θ/2)≦P-(W, +242
jan(θ/2)), so from now on W1≦ 1/2・P −21tan(θ/2) −
-----(5). Since W is the aperture width of the transparent portion 3a of the main scale 3, it is better to make it as large as possible in order to effectively utilize the luminous flux. Therefore, by adopting the equality sign in equation (5), W1≦1/2−P −2ILtan(θ/2) is (
4) By substituting into the equation, we get W3=1/2·P.

次に具体的な数値例を示す。Next, a concrete numerical example is shown.

(数値例1) P=100μm、θ=5°で1=300μmまで受光手
段からの出力信号の振幅を一定に保ちたい場合には(5
)式からW1≦23.8μmを得る。従フてW 1= 
23 、8 μm 、 W 3 = 50 μmとすれ
ば良い。
(Numerical example 1) If you want to keep the amplitude of the output signal from the light receiving means constant up to 1 = 300 μm at P = 100 μm and θ = 5°, (5
), we obtain W1≦23.8 μm. Subordinate W 1=
23, 8 μm, and W 3 =50 μm.

(数値例2) P=100μm、θ=50でW、=30μm。(Numerical example 2) P = 100 μm, W = 30 μm at θ = 50.

W3=50μmにしたとき、受光手段からの出力信号の
振幅か変動しない間隔1の範囲は(4)式から1≦22
9μmを得る。
When W3 = 50 μm, the range of interval 1 in which the amplitude of the output signal from the light receiving means does not vary is 1≦22 from equation (4).
Obtain 9 μm.

従来のエンコータでは主スケールと副スケールの開口幅
W、、W3はW、=W3=172・Pであるから、間隔
lが0から大きくなるに従って振幅は単調に減少する。
In the conventional encoder, the aperture width W, , W3 of the main scale and sub scale is W,=W3=172·P, so the amplitude monotonically decreases as the interval l increases from 0.

比較の為に前記(1)式の条件でfi=300μmにお
ける光束6の幅w2を(3)式を使って計算すると光束
6の幅W2はW2=76μmとなる。副スケール上での
光束の照度分布が−様だとすると開口幅W3はw3=5
0μmの副スケール4の透光部4aを通過する光の割合
は間隔!−〇の場合に対して50/76x100句66
%に低下する。
For comparison, when the width w2 of the light beam 6 when fi=300 μm is calculated using the equation (3) under the condition of the above equation (1), the width W2 of the light beam 6 becomes W2=76 μm. If the illuminance distribution of the luminous flux on the subscale is −-like, the aperture width W3 is w3=5
The proportion of light passing through the transparent part 4a of the 0 μm subscale 4 is the interval! - 50/76 x 100 phrases 66 for 〇 case
%.

これに対し本実施例では1=o〜300ALmまでの間
隔lの変動に対しては光束は全て通過する。この結果受
光手段からの出力信号の振幅は全く変化しない。
On the other hand, in this embodiment, all the light beams pass through when the interval l varies from 1=o to 300 ALm. As a result, the amplitude of the output signal from the light receiving means does not change at all.

第3図は本発明の第2実施例の主スケール11と副スケ
ール12の一部分の拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a portion of the main scale 11 and the sub scale 12 of the second embodiment of the present invention.

主スケール11と副スケール12以外の各要素は第1図
に示す構成と略同じである。
Each element other than the main scale 11 and the sub scale 12 is substantially the same as the structure shown in FIG.

本実施例における主スケール11は第1実施例と同様に
透光部11aと遮光部flbをスリット状にどツチPで
周期的に配置している。そしてこの配列方向に屈折力を
有する透明なプラスチック材等からなる円柱レンズli
eを透光部11a上に設けている。
The main scale 11 in this embodiment has a light-transmitting part 11a and a light-shielding part flb arranged periodically at dots P in the shape of a slit, as in the first embodiment. A cylindrical lens li made of a transparent plastic material or the like having refractive power in the arrangement direction
e is provided on the transparent portion 11a.

方、副スケール12には主スケール11と同じ周期のス
リット状の透光部12aと遮光部12bが設けられてい
る。主スケール11の遮光部11bと副スケール12の
遮光部12bの幅は共にどツチPの1/2である。
On the other hand, the sub scale 12 is provided with a slit-shaped light transmitting part 12a and a light shielding part 12b having the same period as the main scale 11. The widths of the light shielding portion 11b of the main scale 11 and the light shielding portion 12b of the sub scale 12 are both 1/2 of the width P.

本実施例において主スケール11に略平行な光束が入射
すると円柱レンズlie部を通過した光束13は第3図
の紙面内において収斂作用を受ける。円柱レンズllc
の集光作用を有する断面内の焦点距離をfl、投光レン
ズの焦点距離をfl、光源の発光部のサイズをdとする
と円柱レンズllcの焦点近傍に幅d′句f1/f2・
dの線像が周期的に形成される。
In this embodiment, when a substantially parallel light beam is incident on the main scale 11, the light beam 13 that has passed through the cylindrical lens lie portion is subjected to a convergence effect within the plane of the paper of FIG. cylindrical lens llc
Let fl be the focal length in the cross section that has a light condensing effect, fl be the focal length of the projecting lens, and be d the size of the light emitting part of the light source, then there will be a width d′ near the focal point of the cylindrical lens llc f1/f2.
A line image of d is formed periodically.

本実施例においては光源の発光部サイズdが決まってい
るとき、焦点距離f1とflの比を適当に選ぶことによ
り線像の幅d′を副スケールの透過部の幅12aより小
さくすることができる。
In this embodiment, when the light emitting part size d of the light source is fixed, the width d' of the line image can be made smaller than the width 12a of the transmission part of the sub scale by appropriately selecting the ratio of the focal lengths f1 and fl. can.

従って副スケール12を円柱レンズlieの焦点近傍に
配置すれば、その位置を基準として副スケール12と主
スケール11の間隔が多少変動しても光束13のケラレ
がなく受光手段からの出方信号の振幅が変動しない範囲
を特定することができる。
Therefore, if the subscale 12 is placed near the focal point of the cylindrical lens lie, even if the distance between the subscale 12 and the main scale 11 changes somewhat with that position as a reference, the light beam 13 will not be vignetted, and the output signal from the light receiving means will not be eclipsed. It is possible to specify a range in which the amplitude does not fluctuate.

例えば光源であるLEDの発光部寸法を200μm、投
光レンズの焦点距離を5mm、円柱レンズticの焦点
距離を0.5mmとすれば約20μmの線像が形成され
る。
For example, if the light emitting part size of the LED as a light source is 200 μm, the focal length of the projection lens is 5 mm, and the focal length of the cylindrical lens tic is 0.5 mm, a line image of about 20 μm is formed.

本実施例では主スケール11と副スケール12ノヒツチ
P=100μm、透光部の幅5oμmに対して安定な条
件に配置することができる。
In this embodiment, the main scale 11 and the sub scale 12 can be arranged under stable conditions with the pitch P=100 μm and the width of the light-transmitting part 5 μm.

第4図は本発明の第3実施例の主スケール14と副スケ
ール15の一部分の拡大断面図である。
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a portion of the main scale 14 and sub scale 15 of a third embodiment of the present invention.

主スケール14と副スケール15以外の各要素は第1図
に示す構成と略同じである。
Each element other than the main scale 14 and the sub scale 15 is substantially the same as the structure shown in FIG.

本実施例において主スケール14は副スケール15の透
光部15aと遮光部15bの配列方向に屈折力を有した
透明プラスチック等で成形した複数の円柱レンズ14a
を周期的(どツチP)に連続して配列した円柱レンズ列
から構成している。
In this embodiment, the main scale 14 has a plurality of cylindrical lenses 14a molded from transparent plastic or the like having refractive power in the arrangement direction of the light-transmitting part 15a and the light-blocking part 15b of the sub-scale 15.
It consists of an array of cylindrical lenses arranged in series in a periodic manner (DotsuchiP).

この円柱レンズ列は例えばレンチキュラー等の成形と同
様に作製されている。本実施例に右いては隣接する円柱
レンズ14aの境界部が遮光部に相当している。
This cylindrical lens array is produced in the same manner as, for example, lenticular molding. In this embodiment, the boundary between adjacent cylindrical lenses 14a corresponds to a light shielding section.

主スケール14は前述の如く複数の円柱レンズ14aを
連続して配列し、副スケール15の透光部15aを通過
した光束を受光手段で検出することにより、第1実施例
と同様に主スケール14と副スケール15との相対的移
動量を検出している。
The main scale 14 is constructed by arranging a plurality of cylindrical lenses 14a in succession as described above, and by detecting the light beam passing through the transparent part 15a of the sub scale 15 with a light receiving means. The relative movement amount between the scale and the sub scale 15 is detected.

本実施例の主スケール14としての円柱レンズ列は一定
の領域より成る遮光部を有さないので第1.第2実施例
に比へ光束の利用効率が約2倍になり、はとんど全ての
入射光束を利用できるという特長を有している。
The cylindrical lens array serving as the main scale 14 of this embodiment does not have a light-shielding portion consisting of a fixed area. Compared to the second embodiment, the efficiency of using the luminous flux is approximately twice as high, and it has the advantage that almost all of the incident luminous flux can be utilized.

尚、本実施例においては例えば円柱レンズの代りに複プ
リズム等の屈折集光作用を用いることも可能である。又
第2.第3実施例の形態と第1実施例を組合わせて構成
しても本発明は同様に適用することができる。
In this embodiment, it is also possible to use a refractive light condensing function such as a double prism instead of the cylindrical lens. Also second. The present invention can be applied in the same manner even if the configuration of the third embodiment and the first embodiment are combined.

尚、以上の各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についても同様に本発明
を適用することができる。
Incidentally, in each of the above embodiments, a linear encoder has been described, but the present invention can be similarly applied to a rotary encoder.

(発明の効果) 本発明によれば主スケールと副スケールとを介した光束
を利用して主スケールと副スケールとの相対的な移動状
態を検出する際、前述の如く各要素を構成することによ
り、主スケールと副スケールとの間の距離の変動によっ
て生ずる受光手段からの出力信号の振幅変動を少なくし
、高安定性と高精度な検出が可能なエンコーダを達成す
ることができる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, when detecting the relative movement state between the main scale and the sub scale using the light flux passing through the main scale and the sub scale, each element can be configured as described above. Accordingly, it is possible to reduce amplitude fluctuations in the output signal from the light receiving means caused by fluctuations in the distance between the main scale and the sub scale, and to achieve an encoder capable of highly stable and highly accurate detection.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(^)、(B)は本発明の第1実施例の光学系の
要部概略図、第2図(^) 、 (B)は第1実施例に
おける主スケールと副スケールの部分拡大図、第3.第
4図は本発明の第2.第3実施例の主スケールと副スケ
ールの要部概略図、第5図は従来のリニアエンコーダの
概略図、第6図は第5図の一部分の説明図、第7〜第9
図は従来のリニアエンコーダにおける出力信号波形の説
明図である。 図中、1は光源、2は投光レンズ、3,11゜14は主
スケール、4,12.15は副スケール、5は受光手段
、3a、4a、Ila、12a、15aは透光部、3a
、4b、flb、12b、15bは遮光部、12は検出
ヘッドである。 特許出願人  キャノン株式会社 第 図 ネ ↓A ロ スケーレ特☆力1に
Figures 1 (^) and (B) are schematic diagrams of the main parts of the optical system of the first embodiment of the present invention, and Figures 2 (^) and (B) are parts of the main scale and subscale in the first embodiment. Enlarged view, 3rd. FIG. 4 shows the second embodiment of the present invention. A schematic diagram of main parts of the main scale and subscale of the third embodiment, FIG. 5 is a schematic diagram of a conventional linear encoder, FIG. 6 is an explanatory diagram of a part of FIG.
The figure is an explanatory diagram of an output signal waveform in a conventional linear encoder. In the figure, 1 is a light source, 2 is a light projection lens, 3, 11° 14 is a main scale, 4, 12.15 is a subscale, 5 is a light receiving means, 3a, 4a, Ila, 12a, 15a are transparent parts, 3a
, 4b, flb, 12b, and 15b are light shielding parts, and 12 is a detection head. Patent applicant: Canon Co., Ltd. Figure ↓A Roskele special power 1

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)投光手段からの光束を透光部と遮光部をスリット
状に周期的に設けた第1スケールに投光し、該第1スケ
ールを介した光束を該第1スケールと同じ周期のスリッ
ト状の透光部と遮光部を設けた第2スケールに入射させ
、該第2スケールを介した光束を受光手段で受光し、該
受光手段からの出力信号を用いて該第1スケールと第2
スケールの相対的移動量を検出するエンコーダにおいて
、該第1スケールの透光部を通過し、該第2スケールに
入射するときの光束幅が該第2スケールの透光部の開口
幅より狭くなるように構成したことを特徴とするエンコ
ーダ。
(1) The light flux from the light projecting means is projected onto a first scale in which light-transmitting parts and light-shielding parts are provided periodically in the form of slits, and the light flux passing through the first scale is transmitted with the same period as the first scale. The light beam is incident on a second scale provided with a slit-shaped light-transmitting part and a light-shielding part, the light flux passing through the second scale is received by a light receiving means, and the output signal from the light receiving means is used to 2
In an encoder that detects the relative movement amount of a scale, a beam width when passing through a transparent portion of the first scale and entering the second scale is narrower than an aperture width of the transparent portion of the second scale. An encoder characterized by being configured as follows.
(2)前記第1スケールの透光部の開口幅を前記第2ス
ケールの透光部の開口幅よりも狭くなるように構成した
ことを特徴とする請求項1記載のエンコーダ。
(2) The encoder according to claim 1, wherein the aperture width of the light-transmitting portion of the first scale is configured to be narrower than the aperture width of the light-transmitting portion of the second scale.
(3)前記第1スケールの透光部に該透光部と遮光部の
周期的な配列方向に屈折力を有する円柱レンズを設けた
ことを特徴とする請求項1記載のエンコーダ。
(3) The encoder according to claim 1, wherein the light-transmitting portion of the first scale is provided with a cylindrical lens having refractive power in a direction in which the light-transmitting portion and the light-blocking portion are periodically arranged.
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