JPH051925A - 格子干渉型変位検出装置 - Google Patents
格子干渉型変位検出装置Info
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- JPH051925A JPH051925A JP18308791A JP18308791A JPH051925A JP H051925 A JPH051925 A JP H051925A JP 18308791 A JP18308791 A JP 18308791A JP 18308791 A JP18308791 A JP 18308791A JP H051925 A JPH051925 A JP H051925A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学系の簡素化および応答速度の倍増化を図
った格子干渉型変位検出装置を提供する。 【構成】 光源１１からのレーザビームを２波に分岐さ
せた後、スケール１の回折格子２上の同一回折点Ｐに入
射させる際、回折格子２によって生成される一方の光束
Ａの１次回折光Ａ１と他方の光束Ｂの透過光Ｂ０との光
路および一方の光束Ａの透過光Ａ０と他方の光束Ｂの一
次回折光Ｂ１との光路がそれぞれ一致するように、各分
岐光束Ａ，Ｂのスケール１への入射角θを調整するとと
もに、その後の光路上に、偏光板４３Ａ，４３Ｂを挿入
して各光束の偏光方向を一致させて干渉させる。
った格子干渉型変位検出装置を提供する。 【構成】 光源１１からのレーザビームを２波に分岐さ
せた後、スケール１の回折格子２上の同一回折点Ｐに入
射させる際、回折格子２によって生成される一方の光束
Ａの１次回折光Ａ１と他方の光束Ｂの透過光Ｂ０との光
路および一方の光束Ａの透過光Ａ０と他方の光束Ｂの一
次回折光Ｂ１との光路がそれぞれ一致するように、各分
岐光束Ａ，Ｂのスケール１への入射角θを調整するとと
もに、その後の光路上に、偏光板４３Ａ，４３Ｂを挿入
して各光束の偏光方向を一致させて干渉させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、格子干渉型変位検出装
置に関する。詳しくは、光源からの光束を２波に分岐し
てスケールの回折格子上の同一回折点に入射させ、その
回折点で生成された複数の光束の混合波を電気信号とし
て検出する格子干渉型変位検出装置に係り、特に、光学
系の簡素化および応答速度の倍増化に利用できる。
置に関する。詳しくは、光源からの光束を２波に分岐し
てスケールの回折格子上の同一回折点に入射させ、その
回折点で生成された複数の光束の混合波を電気信号とし
て検出する格子干渉型変位検出装置に係り、特に、光学
系の簡素化および応答速度の倍増化に利用できる。
【０００２】
【背景技術】従来の光電型エンコーダの高分解能化を図
ったものの１つとして、スケールにホログラフィの技術
を用いて微細なピッチ（通常、１μｍ程度）の目盛りを
形成し、その目盛りを回折格子として利用して相対変位
を高精度に検出する格子干渉型変位検出装置が知られて
いる。これは、光源からの光束を２波に分岐してスケー
ルの回折格子上の１または２つの回折点に入射させ、そ
の回折点で生成された複数の光束の混合波を電気信号と
して検出するもので、反射型回折格子を用いたものと、
透過型回折格子を用いたものとに分類できる。
ったものの１つとして、スケールにホログラフィの技術
を用いて微細なピッチ（通常、１μｍ程度）の目盛りを
形成し、その目盛りを回折格子として利用して相対変位
を高精度に検出する格子干渉型変位検出装置が知られて
いる。これは、光源からの光束を２波に分岐してスケー
ルの回折格子上の１または２つの回折点に入射させ、そ
の回折点で生成された複数の光束の混合波を電気信号と
して検出するもので、反射型回折格子を用いたものと、
透過型回折格子を用いたものとに分類できる。
【０００３】後者の透過型回折格子を用いた格子干渉型
変位検出装置として、例えば、特開平２−１６７４２７
号公報が知られている。これは、図４に示す如く、図中
左右方向へ変位可能に設けられかつその変位方向に沿っ
て回折格子２が形成された透過型スケール１と、レーザ
光源１１と、このレーザ光源１１から出射されたレーザ
ビームをその偏向方向に従って２波に分岐する偏光ビー
ムスプリッタ２２と、各分岐光束Ａ，Ｂを反射してスケ
ール１の回折格子２上の同一回折点Ｐにそれぞれ対称方
向から入射させる一対のミラー２３Ａ，２３Ｂと、回折
点Ｐで生成された複２つ１次回折光を反射させる一対の
ミラー３２Ａ，３２Ｂと、その反射光を混合させるハー
フミラー３３と、その混合波を電気信号に変換する検出
器４１Ａ，４１Ｂとから構成されている。
変位検出装置として、例えば、特開平２−１６７４２７
号公報が知られている。これは、図４に示す如く、図中
左右方向へ変位可能に設けられかつその変位方向に沿っ
て回折格子２が形成された透過型スケール１と、レーザ
光源１１と、このレーザ光源１１から出射されたレーザ
ビームをその偏向方向に従って２波に分岐する偏光ビー
ムスプリッタ２２と、各分岐光束Ａ，Ｂを反射してスケ
ール１の回折格子２上の同一回折点Ｐにそれぞれ対称方
向から入射させる一対のミラー２３Ａ，２３Ｂと、回折
点Ｐで生成された複２つ１次回折光を反射させる一対の
ミラー３２Ａ，３２Ｂと、その反射光を混合させるハー
フミラー３３と、その混合波を電気信号に変換する検出
器４１Ａ，４１Ｂとから構成されている。
【０００４】ここで、前記偏光ビームスプリッタ２２お
よび一対のミラー２３Ａ，２３Ｂから光束分岐手段２１
が、前記一対のミラー３２Ａ，３２Ｂおよびハーフミラ
ー３３から光束混合手段３１がそれぞれ構成されてい
る。また、前記検出器４１Ａは、前記ハーフミラー３３
で混合された一方の混合波を電気信号に変換する受光素
子４２Ａおよび一方の混合波の偏光方向を一致させて干
渉させる偏光板４３Ａから構成されている。前記検出器
４１Ｂは、前記ハーフミラー３３で混合された他方の混
合波を電気信号に変換する受光素子４２Ｂ、他方の混合
波の偏光方向を一致させて干渉させる偏光板４３Ｂおよ
びその混合液を検出器４１Ａに入射する混合波に対して
位相を９０度遅らせる１／４波長板４４から構成されて
いる。
よび一対のミラー２３Ａ，２３Ｂから光束分岐手段２１
が、前記一対のミラー３２Ａ，３２Ｂおよびハーフミラ
ー３３から光束混合手段３１がそれぞれ構成されてい
る。また、前記検出器４１Ａは、前記ハーフミラー３３
で混合された一方の混合波を電気信号に変換する受光素
子４２Ａおよび一方の混合波の偏光方向を一致させて干
渉させる偏光板４３Ａから構成されている。前記検出器
４１Ｂは、前記ハーフミラー３３で混合された他方の混
合波を電気信号に変換する受光素子４２Ｂ、他方の混合
波の偏光方向を一致させて干渉させる偏光板４３Ｂおよ
びその混合液を検出器４１Ａに入射する混合波に対して
位相を９０度遅らせる１／４波長板４４から構成されて
いる。
【０００５】いま、レーザ光源１１からレーザビームが
出射されると、そのレーザビームは、偏光ビームスプリ
ッタ２２の偏向方向に従って２分される。各分岐光束
Ａ，Ｂは、各ミラー２３Ａ，２３Ｂで反射された後、ス
ケール１の回折格子２上の同一回折点Ｐにそれぞれ対称
方向から入射される。すると、その回折点Ｐで各分岐光
束Ａ，Ｂの一次回折光が生成される。各１次回折光は、
ミラー３２Ａ，３２Ｂよって反射され、続いて、ハーフ
ミラー３３で混合された後、検出器４１Ａ，４１Ｂによ
って電気信号に変換される。
出射されると、そのレーザビームは、偏光ビームスプリ
ッタ２２の偏向方向に従って２分される。各分岐光束
Ａ，Ｂは、各ミラー２３Ａ，２３Ｂで反射された後、ス
ケール１の回折格子２上の同一回折点Ｐにそれぞれ対称
方向から入射される。すると、その回折点Ｐで各分岐光
束Ａ，Ｂの一次回折光が生成される。各１次回折光は、
ミラー３２Ａ，３２Ｂよって反射され、続いて、ハーフ
ミラー３３で混合された後、検出器４１Ａ，４１Ｂによ
って電気信号に変換される。
【０００６】従って、１次回折光同士の干渉を利用して
いるから、スケール１が回折格子２の１ピッチ分だけ変
位したとすると、各検出器４１Ａ，４１Ｂからは９０度
位相差の異なる２周期分の完全正弦波信号φＡ，φＢが
得られる。例えば、回折格子２の１ピッチを０．５μｍ
とすると、図５に示す如く、各検出器４１Ａ，４１Ｂか
ら得られる正弦波信号φＡ，φＢの周期は０．２５μｍ
となるから、回折格子２の１ピッチを光学的に２分割し
たことになり、分解能の向上が図られている。
いるから、スケール１が回折格子２の１ピッチ分だけ変
位したとすると、各検出器４１Ａ，４１Ｂからは９０度
位相差の異なる２周期分の完全正弦波信号φＡ，φＢが
得られる。例えば、回折格子２の１ピッチを０．５μｍ
とすると、図５に示す如く、各検出器４１Ａ，４１Ｂか
ら得られる正弦波信号φＡ，φＢの周期は０．２５μｍ
となるから、回折格子２の１ピッチを光学的に２分割し
たことになり、分解能の向上が図られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そころが、上述した構
成の格子干渉型変位検出装置では、スケール１の変位に
対して正弦波信号φＡ，φＢの周波数が高くなり、受光
素子や信号増幅回路の周波数特性によってスケール１の
変位速度が制限されるという問題がある。これは、高速
移動する物体の変位検出には適用できないことになるか
ら、適用用途が制限される。その上、上述したような１
次回折光同士を干渉させて正弦波信号φＡ，φＢが得る
構造では、光学系が複雑化し、装置自体の大型化、しい
ては、コストアップの要因になっている。
成の格子干渉型変位検出装置では、スケール１の変位に
対して正弦波信号φＡ，φＢの周波数が高くなり、受光
素子や信号増幅回路の周波数特性によってスケール１の
変位速度が制限されるという問題がある。これは、高速
移動する物体の変位検出には適用できないことになるか
ら、適用用途が制限される。その上、上述したような１
次回折光同士を干渉させて正弦波信号φＡ，φＢが得る
構造では、光学系が複雑化し、装置自体の大型化、しい
ては、コストアップの要因になっている。
【０００８】ここに、本発明の目的は、このような従来
の欠点を解消し、光学系の簡素化を図るとともに、スケ
ールの変位速度の制限を緩和できる格子干渉型変位検出
装置を提供することにある。
の欠点を解消し、光学系の簡素化を図るとともに、スケ
ールの変位速度の制限を緩和できる格子干渉型変位検出
装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明の格子
干渉型変位検出装置は、回折格子が形成されたスケール
と、光源と、この光源からの光束を２波に分岐しかつそ
の各分岐光束を前記スケールの回折格子上の同一点に入
射させる光束分岐手段と、前記スケールの回折格子によ
って生成された複数の光束の混合波を電気信号に変換す
る検出器とを備えた格子干渉型変位検出装置において、
前記スケールの回折格子に入射された分岐光束のうちい
ずれか一方の光束の１次回折光と他方の光束の透過光と
の光路が一致するように前記光束分岐手段を構成すると
ともに、その一方の光束の１次回折光と他方の光束の透
過光との偏光方向を一致させる手段を設けた、ことを特
徴とする。
干渉型変位検出装置は、回折格子が形成されたスケール
と、光源と、この光源からの光束を２波に分岐しかつそ
の各分岐光束を前記スケールの回折格子上の同一点に入
射させる光束分岐手段と、前記スケールの回折格子によ
って生成された複数の光束の混合波を電気信号に変換す
る検出器とを備えた格子干渉型変位検出装置において、
前記スケールの回折格子に入射された分岐光束のうちい
ずれか一方の光束の１次回折光と他方の光束の透過光と
の光路が一致するように前記光束分岐手段を構成すると
ともに、その一方の光束の１次回折光と他方の光束の透
過光との偏光方向を一致させる手段を設けた、ことを特
徴とする。
【００１０】
【作用】光源からの光束は、２波に分岐された後、スケ
ールの回折格子上の同一回折点に入射される。すると、
いずれか一方の光束の１次回折光と他方の光束の透過光
との光路が一致されるようになっているから、ここで、
混合される。このとき、各分岐光束の偏光方向が直交し
ているので干渉は起こらない。続いて、その一方の光束
の一次回折光と他方の光束の透過光との偏光方向が一致
されて干渉された後、検出器へ導かれ電気信号に変換さ
れる。
ールの回折格子上の同一回折点に入射される。すると、
いずれか一方の光束の１次回折光と他方の光束の透過光
との光路が一致されるようになっているから、ここで、
混合される。このとき、各分岐光束の偏光方向が直交し
ているので干渉は起こらない。続いて、その一方の光束
の一次回折光と他方の光束の透過光との偏光方向が一致
されて干渉された後、検出器へ導かれ電気信号に変換さ
れる。
【００１１】従って、従来の光束混合手段を構成するミ
ラーやハーフミラーなどの光学系を省略することができ
るから、部品点数を削減できる。よって、光学系を簡素
化でき、その結果、装置の小型化、ローコスト化を達成
することができる。また、一方の光束の１次回折光と他
方の光束の透過光（０次光）同士の干渉であるから、ス
ケールの回折格子１ピッチ分の相対変位に対して、検出
器からは１周期分の完全正弦波信号が得られるから、相
対変位速度の制限を従来の２倍に緩和することができ
る。
ラーやハーフミラーなどの光学系を省略することができ
るから、部品点数を削減できる。よって、光学系を簡素
化でき、その結果、装置の小型化、ローコスト化を達成
することができる。また、一方の光束の１次回折光と他
方の光束の透過光（０次光）同士の干渉であるから、ス
ケールの回折格子１ピッチ分の相対変位に対して、検出
器からは１周期分の完全正弦波信号が得られるから、相
対変位速度の制限を従来の２倍に緩和することができ
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明に係る格子干渉型変位検出装置
について好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しなが
ら詳細に説明する。なお、以下の説明に当たって、前述
した図４と同一構成要件については、同一符号を付し、
その説明を省略もしくは簡略化する。
について好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しなが
ら詳細に説明する。なお、以下の説明に当たって、前述
した図４と同一構成要件については、同一符号を付し、
その説明を省略もしくは簡略化する。
【００１３】図１に本実施例の格子干渉型変位検出装置
を示す。同格子干渉型変位検出装置では、前記光束混合
手段３１を構成するミラー３２Ａ，３２Ｂおよびハーフ
ミラー３３が省略されているとともに、前記スケール１
の回折格子２上の同一回折点Ｐに入射された分岐光束
Ａ，Ｂのうちいずれか一方の光束の一次回折光と他方の
光束の透過光との光路が一致するように前記光束分岐手
段２１が構成されている。つまり、スケール１の回折格
子２上の同一回折点Ｐに入射された分岐光束Ａ，Ｂのう
ち、一方の分岐光束Ａの１次回折光Ａ１と他方の分岐光
束Ｂの透過光Ｂ０（０次光）との光路および一方の分岐
光束Ａの透過光Ａ０（０次光）と他方の分岐光束Ｂの１
次回折光Ｂ１との光路がそれぞれ一致するように、スケ
ール１への各分岐光束Ａ，Ｂの入射角θがミラー２３
Ａ，２３Ｂによって調整されている。この状態では、光
路が一致された２つの光束は、混合されるが、偏光方向
がビームスプリッタ２２によって直交にされているので
干渉はしない。
を示す。同格子干渉型変位検出装置では、前記光束混合
手段３１を構成するミラー３２Ａ，３２Ｂおよびハーフ
ミラー３３が省略されているとともに、前記スケール１
の回折格子２上の同一回折点Ｐに入射された分岐光束
Ａ，Ｂのうちいずれか一方の光束の一次回折光と他方の
光束の透過光との光路が一致するように前記光束分岐手
段２１が構成されている。つまり、スケール１の回折格
子２上の同一回折点Ｐに入射された分岐光束Ａ，Ｂのう
ち、一方の分岐光束Ａの１次回折光Ａ１と他方の分岐光
束Ｂの透過光Ｂ０（０次光）との光路および一方の分岐
光束Ａの透過光Ａ０（０次光）と他方の分岐光束Ｂの１
次回折光Ｂ１との光路がそれぞれ一致するように、スケ
ール１への各分岐光束Ａ，Ｂの入射角θがミラー２３
Ａ，２３Ｂによって調整されている。この状態では、光
路が一致された２つの光束は、混合されるが、偏光方向
がビームスプリッタ２２によって直交にされているので
干渉はしない。
【００１４】また、前記一方の分岐光束Ａの１次回折光
Ａ１と他方の分岐光束Ｂの透過光Ｂ０との光路上および
一方の分岐光束Ａの透過光Ａ０と他方の分岐光束Ｂの１
次回折光Ｂ１との光路上には、それらの偏光方向を一致
させる偏光板４３Ａ，４３Ｂがそれぞれ設けられてい
る。各偏光板４３Ａ，４３Ｂは、各光の偏光方向に対し
て４５度の位置に設置されている。従って、一方の分岐
光束Ａの１次回折光Ａ１と他方の分岐光束Ｂの透過光Ｂ
０とは、偏光板４３Ａによって偏光方向を一致されて干
渉された後、受光素子４２Ａによって電気信号に変換さ
れる。また、一方の分岐光束Ａの透過光Ａ０と他方の分
岐光束Ｂの１次回折光Ｂ１とは、偏光板４３Ｂによって
偏光方向を一致されて干渉された後、受光素子４２Ｂに
よって電気信号に変換される。
Ａ１と他方の分岐光束Ｂの透過光Ｂ０との光路上および
一方の分岐光束Ａの透過光Ａ０と他方の分岐光束Ｂの１
次回折光Ｂ１との光路上には、それらの偏光方向を一致
させる偏光板４３Ａ，４３Ｂがそれぞれ設けられてい
る。各偏光板４３Ａ，４３Ｂは、各光の偏光方向に対し
て４５度の位置に設置されている。従って、一方の分岐
光束Ａの１次回折光Ａ１と他方の分岐光束Ｂの透過光Ｂ
０とは、偏光板４３Ａによって偏光方向を一致されて干
渉された後、受光素子４２Ａによって電気信号に変換さ
れる。また、一方の分岐光束Ａの透過光Ａ０と他方の分
岐光束Ｂの１次回折光Ｂ１とは、偏光板４３Ｂによって
偏光方向を一致されて干渉された後、受光素子４２Ｂに
よって電気信号に変換される。
【００１５】このような構成であるから、レーザ光源１
１から出射されたレーザビームは、偏光ビームスプリッ
タ２２によって２波に分岐される。各分岐光束Ａ，Ｂ
は、それぞれミラー２３Ａ，２３Ｂによって反射された
後、スケール１の回折格子２上の同一回折点Ｐに入射さ
れる。このとき、一方の分岐光束Ａの１次回折光Ａ１と
他方の分岐光束Ｂの透過光Ｂ０との光路および一方の分
岐光束Ａの透過光Ａ０と他方の分岐光束Ｂの１次回折光
Ｂ１との光路がそれぞれ一致するように、各分岐光束
Ａ，Ｂのスケール１への入射角θが調整されているか
ら、そこで、混合される。その後、一方の混合波は、偏
光板４３Ａによって偏光方向が一致されて干渉された
後、受光素子４２Ａへ入力される。また、他方の混合波
は、偏光板４３Ｂによって偏光方向が一致されて干渉さ
れた後、受光素子４２Ｂへ入力される。
１から出射されたレーザビームは、偏光ビームスプリッ
タ２２によって２波に分岐される。各分岐光束Ａ，Ｂ
は、それぞれミラー２３Ａ，２３Ｂによって反射された
後、スケール１の回折格子２上の同一回折点Ｐに入射さ
れる。このとき、一方の分岐光束Ａの１次回折光Ａ１と
他方の分岐光束Ｂの透過光Ｂ０との光路および一方の分
岐光束Ａの透過光Ａ０と他方の分岐光束Ｂの１次回折光
Ｂ１との光路がそれぞれ一致するように、各分岐光束
Ａ，Ｂのスケール１への入射角θが調整されているか
ら、そこで、混合される。その後、一方の混合波は、偏
光板４３Ａによって偏光方向が一致されて干渉された
後、受光素子４２Ａへ入力される。また、他方の混合波
は、偏光板４３Ｂによって偏光方向が一致されて干渉さ
れた後、受光素子４２Ｂへ入力される。
【００１６】従って、本実施例によれば、レーザビーム
を２波に分岐させた後、スケール１の回折格子２上の同
一回折点Ｐに入射させる際、回折格子２によって生成さ
れる一方の光束Ａの１次回折光Ａ１と他方の光束Ｂの透
過光Ｂ０との光路および一方の光束Ａの透過光Ａ０と他
方の光束Ｂの１次回折光Ｂ１との光路がそれぞれ一致す
るように、各分岐光束Ａ，Ｂのスケール１への入射角θ
を調整するとともに、その後の光路上に、偏光板４３
Ａ，４３Ｂを挿入して各光束の偏光方向を一致させて干
渉させるようにしたので、構成的には従来の光束混合手
段３１を構成するミラーやハーフミラーなどの光学系を
省略することができるから、部品点数を削減できる。よ
って、光学系を簡素化でき、その結果、装置の小型化、
ローコスト化を達成することができる。
を２波に分岐させた後、スケール１の回折格子２上の同
一回折点Ｐに入射させる際、回折格子２によって生成さ
れる一方の光束Ａの１次回折光Ａ１と他方の光束Ｂの透
過光Ｂ０との光路および一方の光束Ａの透過光Ａ０と他
方の光束Ｂの１次回折光Ｂ１との光路がそれぞれ一致す
るように、各分岐光束Ａ，Ｂのスケール１への入射角θ
を調整するとともに、その後の光路上に、偏光板４３
Ａ，４３Ｂを挿入して各光束の偏光方向を一致させて干
渉させるようにしたので、構成的には従来の光束混合手
段３１を構成するミラーやハーフミラーなどの光学系を
省略することができるから、部品点数を削減できる。よ
って、光学系を簡素化でき、その結果、装置の小型化、
ローコスト化を達成することができる。
【００１７】また、一方の光束Ａの１次回折光Ａ１と他
方の光束Ｂの透過光Ｂ０（０次光）同士の干渉であるか
ら、スケール１の回折格子２の１ピッチ分の変位に対し
て、検出器４１Ａ，４１Ｂからは１周期分の完全正弦波
信号φＡ，φＢが得られるから、スケール１の変位速度
の制限を従来の２倍に緩和することができる。つまり、
スケール１の変位に対する応答速度を従来に比べ倍増す
ることができる。例えば、回折格子２の１ピッチを０．
５μｍとすると、図３に示す如く、各検出器４１Ａ，４
１Ｂからは周期が０．５μｍの完全正弦波信号φＡ，φ
Ｂが得られるから、従来と同じ受光素子や信号増幅回路
を用いた場合に比べ、スケール１の変位速度の制限を従
来の２倍に緩和することができる。
方の光束Ｂの透過光Ｂ０（０次光）同士の干渉であるか
ら、スケール１の回折格子２の１ピッチ分の変位に対し
て、検出器４１Ａ，４１Ｂからは１周期分の完全正弦波
信号φＡ，φＢが得られるから、スケール１の変位速度
の制限を従来の２倍に緩和することができる。つまり、
スケール１の変位に対する応答速度を従来に比べ倍増す
ることができる。例えば、回折格子２の１ピッチを０．
５μｍとすると、図３に示す如く、各検出器４１Ａ，４
１Ｂからは周期が０．５μｍの完全正弦波信号φＡ，φ
Ｂが得られるから、従来と同じ受光素子や信号増幅回路
を用いた場合に比べ、スケール１の変位速度の制限を従
来の２倍に緩和することができる。
【００１８】ただ、従来と同じ分割回路を用いた場合、
分解能は従来に比べ１／２に低下する。しかし、分割数
を２倍、例えば、２５分割であったものを５０分割にす
れば従来通りの分解能が得られる。ちなみに、検出器４
１Ａ，４１Ｂから得られる正弦波信号φＡ，φＢは光の
干渉信号で完全な正弦波であるから、分割数を２倍とし
ても精度に与える悪影響は少ない。また、分割数を２倍
にすることは技術的にも容易である。
分解能は従来に比べ１／２に低下する。しかし、分割数
を２倍、例えば、２５分割であったものを５０分割にす
れば従来通りの分解能が得られる。ちなみに、検出器４
１Ａ，４１Ｂから得られる正弦波信号φＡ，φＢは光の
干渉信号で完全な正弦波であるから、分割数を２倍とし
ても精度に与える悪影響は少ない。また、分割数を２倍
にすることは技術的にも容易である。
【００１９】以上、本発明について好適な実施例を挙げ
て説明したが、本発明はこの実施例に限定されるもので
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改
良並びに設計の変更が可能なことは勿論である。
て説明したが、本発明はこの実施例に限定されるもので
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改
良並びに設計の変更が可能なことは勿論である。
【００２０】例えば、図２に示す如く、光束分岐手段２
１を１つのプリズム２５によって構成することもでき
る。これは、前記ミラー２３Ａ，２３Ｂと同じ働きをす
る反射面２５Ａ，２５Ｂを有するプリズム２５内に前記
偏光ビームスプリッタ２２を構成したものである。
１を１つのプリズム２５によって構成することもでき
る。これは、前記ミラー２３Ａ，２３Ｂと同じ働きをす
る反射面２５Ａ，２５Ｂを有するプリズム２５内に前記
偏光ビームスプリッタ２２を構成したものである。
【００２１】また、上記実施例では、レーザ光源１１、
光束分岐手段２１、光束混合手段３１および検出器４１
Ａ，４１Ｂなどの光学系に対してスケール１が変位可能
に設けられていたが、スケール１に対して上記光学系が
変位するものでもよく、あるいは、両者が共に変位する
ものでもよい。要は、スケール１と光学系とが相対変位
するもの全てに適用することができる。
光束分岐手段２１、光束混合手段３１および検出器４１
Ａ，４１Ｂなどの光学系に対してスケール１が変位可能
に設けられていたが、スケール１に対して上記光学系が
変位するものでもよく、あるいは、両者が共に変位する
ものでもよい。要は、スケール１と光学系とが相対変位
するもの全てに適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】以上の通り、本発明の格子干渉型変位検
出装置によれば、従来のビームスプリッタやハーフミラ
ーなどの光学系を省略することができるから、部品点数
を削減できる。よって、光学系を簡素化でき、その結
果、装置の小型化、ローコスト化を達成することができ
る。また、２分した一方の光束の１次回折光と他方の光
束の透過光（０次光）同士の干渉であるから、スケール
の回折格子１ピッチ分の相対変位に対して、検出器から
は１周期分の完全正弦波信号が得られるから、相対変位
速度の制限を従来の２倍に緩和することができる。
出装置によれば、従来のビームスプリッタやハーフミラ
ーなどの光学系を省略することができるから、部品点数
を削減できる。よって、光学系を簡素化でき、その結
果、装置の小型化、ローコスト化を達成することができ
る。また、２分した一方の光束の１次回折光と他方の光
束の透過光（０次光）同士の干渉であるから、スケール
の回折格子１ピッチ分の相対変位に対して、検出器から
は１周期分の完全正弦波信号が得られるから、相対変位
速度の制限を従来の２倍に緩和することができる。
【図１】本発明の格子干渉型変位検出装置の一実施例を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明の格子干渉型変位検出装置の他の実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図３】図１および図２の装置によって得られる信号の
波形図である。
波形図である。
【図４】従来の格子干渉型変位検出装置を示す図であ
る。
る。
【図５】従来の装置によって得られる信号の波形図であ
る。
る。
１ スケール ２ 回折格子 １１ レーザ光源（光源） ２１ 光束分岐手段 ４１Ａ，４１Ｂ 検出器 ４３Ａ，４３Ｂ 偏光板（偏光手段） Ａ，Ｂ 分岐光束
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】回折格子が形成されたスケールと、光源
と、この光源からの光束を２波に分岐しかつその各分岐
光束を前記スケールの回折格子上の同一点に入射させる
光束分岐手段と、前記スケールの回折格子によって生成
された複数の光束の混合波を電気信号に変換する検出器
とを備えた格子干渉型変位検出装置において、前記スケ
ールの回折格子に入射された分岐光束のうちいずれか一
方の光束の１次回折光と他方の光束の透過光との光路が
一致するように前記光束分岐手段を構成するとともに、
その一方の光束の１次回折光と他方の光束の透過光との
偏光方向を一致させる手段を設けた、ことを特徴とする
格子干渉型変位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18308791A JPH051925A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 格子干渉型変位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18308791A JPH051925A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 格子干渉型変位検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH051925A true JPH051925A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=16129534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18308791A Withdrawn JPH051925A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 格子干渉型変位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH051925A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100531693B1 (ko) * | 1998-07-02 | 2005-11-28 | 소니 매뉴펙츄어링 시스템즈 코포레이션 | 광학식 변위측정장치 |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP18308791A patent/JPH051925A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100531693B1 (ko) * | 1998-07-02 | 2005-11-28 | 소니 매뉴펙츄어링 시스템즈 코포레이션 | 광학식 변위측정장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980903 |