JPH0621801B2 - ロ−タリ−エンコ−ダ− - Google Patents
ロ−タリ−エンコ−ダ−Info
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- JPH0621801B2 JPH0621801B2 JP60146169A JP14616985A JPH0621801B2 JP H0621801 B2 JPH0621801 B2 JP H0621801B2 JP 60146169 A JP60146169 A JP 60146169A JP 14616985 A JP14616985 A JP 14616985A JP H0621801 B2 JPH0621801 B2 JP H0621801B2
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- JP
- Japan
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- light
- grating
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- rotary encoder
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Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/38—Forming the light into pulses by diffraction gratings
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はロータリーエンコーダーに関し、特に円周上に
例えば透光部と反射部の格子模様を複数個、周期的に刻
んだ放射格子を回転物体に取付け、該放射格子に例えば
レーザーからの光束を照射し、該放射格子からの回折光
を利用して、放射格子若しくは回転物体の回転角度等の
回転状態を光電的に検出するロータリーエンコーダーに
関するものである。
例えば透光部と反射部の格子模様を複数個、周期的に刻
んだ放射格子を回転物体に取付け、該放射格子に例えば
レーザーからの光束を照射し、該放射格子からの回折光
を利用して、放射格子若しくは回転物体の回転角度等の
回転状態を光電的に検出するロータリーエンコーダーに
関するものである。
（従来の技術） 従来よりフロツピーデスクの駆動等のコンピユーター機
器、プリンター等の事務機器、あるいは NC 工作機械さ
らにはVTR のキヤプステンモーターや回転ドラム等の回
転機構の回転速度や回転速度の変動量を検出する為の手
段として光電的なロータリーエンコーダーが利用されて
きている。
器、プリンター等の事務機器、あるいは NC 工作機械さ
らにはVTR のキヤプステンモーターや回転ドラム等の回
転機構の回転速度や回転速度の変動量を検出する為の手
段として光電的なロータリーエンコーダーが利用されて
きている。
光電的なロータリーエンコーダーは回転軸に連結した円
板の周囲に透光部と遮光部を等間隔に設けた、所謂メイ
ンスケールとこれに対応してメインスケールと等しい間
隔で透光部と遮光部とを設けた所謂固定のインデツクス
スケールとの双方のスケールを投光手段と受光手段で挾
んで対向配置した所謂インデツクススケール方式の構成
を採つている。この方法はメインスケールの回転に伴つ
て双方のスケールの透光部と遮光部の間隔に同期した信
号が得られこの信号を周波数解析して回転軸の回転速度
の変動を検出している。この為双方のスケールの透光部
と遮光部とのスケール間隔を細かくすればする程、検出
精度を高めることができる。しかしながらスケール間隔
を細かくすると回折光の影響で受光手段からの出力信号
の S／N 比が低下し検出精度が低下してしまう欠点があ
つた。この為メインスケールの透光部と遮光部の格子の
総本数を固定し、透光部と遮光部の間隔を回折光の影響
を受けない程度まで拡大しようとするとメインスケール
の円板の直径が増大し更に厚さも増大し装置全体が大型
化し、この結果被検回転物体への負荷が大きくなつてく
る等の欠点があつた。
板の周囲に透光部と遮光部を等間隔に設けた、所謂メイ
ンスケールとこれに対応してメインスケールと等しい間
隔で透光部と遮光部とを設けた所謂固定のインデツクス
スケールとの双方のスケールを投光手段と受光手段で挾
んで対向配置した所謂インデツクススケール方式の構成
を採つている。この方法はメインスケールの回転に伴つ
て双方のスケールの透光部と遮光部の間隔に同期した信
号が得られこの信号を周波数解析して回転軸の回転速度
の変動を検出している。この為双方のスケールの透光部
と遮光部とのスケール間隔を細かくすればする程、検出
精度を高めることができる。しかしながらスケール間隔
を細かくすると回折光の影響で受光手段からの出力信号
の S／N 比が低下し検出精度が低下してしまう欠点があ
つた。この為メインスケールの透光部と遮光部の格子の
総本数を固定し、透光部と遮光部の間隔を回折光の影響
を受けない程度まで拡大しようとするとメインスケール
の円板の直径が増大し更に厚さも増大し装置全体が大型
化し、この結果被検回転物体への負荷が大きくなつてく
る等の欠点があつた。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は被検回転物体の負荷を小さくし、小型でしかも
高精度なロータリーエンコーダーの提供を目的とする。
高精度なロータリーエンコーダーの提供を目的とする。
（問題点を解決するための手段） 可干渉性光源からの光束を２つの光束に分割する光束分
割手段と、該２つの光束のうち一方の光束を、回転物体
に連結した円盤上の放射格子の一部に傾斜して入射さ
せ、前記放射格子からの特定次数の回折光が入射光路と
同一の光路で反射するようにした照明手段と、前記回折
光を前記照明手段そして前記光束分割手段を介して前記
２つの光束のうち他方の光束と重ね合わせ同一方向より
受光手段に導光し、該受光手段からの出力信号を利用し
て前記回転物体の回転状態を求めたことである。
割手段と、該２つの光束のうち一方の光束を、回転物体
に連結した円盤上の放射格子の一部に傾斜して入射さ
せ、前記放射格子からの特定次数の回折光が入射光路と
同一の光路で反射するようにした照明手段と、前記回折
光を前記照明手段そして前記光束分割手段を介して前記
２つの光束のうち他方の光束と重ね合わせ同一方向より
受光手段に導光し、該受光手段からの出力信号を利用し
て前記回転物体の回転状態を求めたことである。
この他本発明の特徴は実施例において記載されている。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例の概略図である。同図におい
て、１はレーザー等の可干渉性の光源で、直線偏光にな
つている。２はコリメーターレンズ、３は1/2波長板
で、コリメーターレンズ２の光軸に対して垂直な面内で
回転できるようになつている。４は光束分割手段として
の偏光ビームスプリッター、５1，５2は各々1/4波長
板、６はシリンドリカルレンズ、７は円板上にたとえば
透光部と反射部の格子模様を複数個等角度で設けた放射
格子、８は不図示の被検回転物体の回転軸、９は反射
鏡、10は偏光板で、偏光ビームスプリツター４の偏光軸
に対して、その偏光軸が45゜になるように配置されてい
る。11は受光素子である。
て、１はレーザー等の可干渉性の光源で、直線偏光にな
つている。２はコリメーターレンズ、３は1/2波長板
で、コリメーターレンズ２の光軸に対して垂直な面内で
回転できるようになつている。４は光束分割手段として
の偏光ビームスプリッター、５1，５2は各々1/4波長
板、６はシリンドリカルレンズ、７は円板上にたとえば
透光部と反射部の格子模様を複数個等角度で設けた放射
格子、８は不図示の被検回転物体の回転軸、９は反射
鏡、10は偏光板で、偏光ビームスプリツター４の偏光軸
に対して、その偏光軸が45゜になるように配置されてい
る。11は受光素子である。
レーザー１より放射された光束は、コリメーターレンズ
２によつて略平行光束となり、1/2波長板３を介して、
偏光ビームスプリツター４に入射する。1/2波長板３の
回転角に応じて、偏光ビームスプリツター４に入射する
直線偏光の方位が回転する。従つて、1/2波長板３の回
転によつて、偏光ビームスプリツター４における透過及
び反射光束量の割合を調整し後述する干渉縞のコントラ
ストの向上を図つている。偏光ビームスプリツター４を
透過した光束は、1/4波長板５１で円偏光になつて、シ
リンドリカルレンズ６を介して放射格子７上に線状照射
される。ここでシリンドリカルレンズ６は光束を放射格
子７の放射方向と直交する方向に線状照射するように配
置されている。線状照射することにより、放射格子７上
での光束の照射部分に相当する透光部と反射部の格子模
様のピツチ誤差を軽減することができる。
２によつて略平行光束となり、1/2波長板３を介して、
偏光ビームスプリツター４に入射する。1/2波長板３の
回転角に応じて、偏光ビームスプリツター４に入射する
直線偏光の方位が回転する。従つて、1/2波長板３の回
転によつて、偏光ビームスプリツター４における透過及
び反射光束量の割合を調整し後述する干渉縞のコントラ
ストの向上を図つている。偏光ビームスプリツター４を
透過した光束は、1/4波長板５１で円偏光になつて、シ
リンドリカルレンズ６を介して放射格子７上に線状照射
される。ここでシリンドリカルレンズ６は光束を放射格
子７の放射方向と直交する方向に線状照射するように配
置されている。線状照射することにより、放射格子７上
での光束の照射部分に相当する透光部と反射部の格子模
様のピツチ誤差を軽減することができる。
放射格子７に入射した光束は、放射格子７の格子模様に
よつて反射回折される。ここで本実施例では第２図のよ
うに、放射格子７への入射角を、放射格子７の放射方向
と直交する面内において、以下の第(1)式で決定される
角θm に設定している。
よつて反射回折される。ここで本実施例では第２図のよ
うに、放射格子７への入射角を、放射格子７の放射方向
と直交する面内において、以下の第(1)式で決定される
角θm に設定している。
sinθm ＝ｍλ／2p ……(1) ここで、λは光束の波長、ｐは放射格子７の光束の入射
位置における格子模様のピツチである。また、ｍは±
１，±２，…の整数である。第(1)式のように入射角θm
を設定しておくと、放射格子７で回折される光束のう
ち、ｍ次の反射回折光束は、元の光路を戻ることにな
る。そして、シリンドリカルレンズ６及び1/4波長板５
１を再び通ることによつて、直線偏光の方位が90゜回転
して、偏光ビームスプリツター４で反射され、偏光板10
を介して受光素子11に入射する。いま、放射格子７が、
角速度ωで回転しているとする。放射格子７の回転中心
から、光束の入射位置までの距離をｒとすると、入射位
置での周速度はｖ＝ｒωとなる。そこで、入射過度θm
で入射し、反射角θm で反射される上記ｍ次の反射回折
光束の周波数は、次の第(2)式で表わされる量Δだけ
所謂ドツプラーシフトを受ける。
位置における格子模様のピツチである。また、ｍは±
１，±２，…の整数である。第(1)式のように入射角θm
を設定しておくと、放射格子７で回折される光束のう
ち、ｍ次の反射回折光束は、元の光路を戻ることにな
る。そして、シリンドリカルレンズ６及び1/4波長板５
１を再び通ることによつて、直線偏光の方位が90゜回転
して、偏光ビームスプリツター４で反射され、偏光板10
を介して受光素子11に入射する。いま、放射格子７が、
角速度ωで回転しているとする。放射格子７の回転中心
から、光束の入射位置までの距離をｒとすると、入射位
置での周速度はｖ＝ｒωとなる。そこで、入射過度θm
で入射し、反射角θm で反射される上記ｍ次の反射回折
光束の周波数は、次の第(2)式で表わされる量Δだけ
所謂ドツプラーシフトを受ける。
Δ＝2vsinθm／λ ……(2) 一方、レーザー１より放射されてコリメーターレンズ２
及び1/2波長板３を介して偏光ビームスプリツター４で
反射された光束は、1/4波長板５２を通つて円偏光とな
り反射鏡９で反射された後、再び1/4波長板 5２を通る
と、偏光方位が90゜回転した直線偏光となつて偏光ビー
ムスプリツター４を透過し、偏光板10を介して受光素子
11に入射する。このようにして、ｍ次の反射回折光束
と、反射鏡９で反射された光束とが受光素子11の上で重
なり合い、偏光板10を介することによつて干渉する。こ
こで、反射鏡９で反射された光束は周波数シフトを受け
ていないので、受光素子11の出力信号の周波数Ｆは、Ｆ
＝＋Δ−＝Δ（は光束の周波数）となる。す
なわち、受光素子11の出力信号の周波数Ｆは、第(2)式
においてｖ＝ｒωとおいて、 Ｆ＝2rωsinθm／λ ……(3) となる。第(3)式に第(1)式を用いれば、Ｆ＝mrω／p と
なるが、いま、放射格子７の格子模様の総本数をＮとす
れば、放射格子７上の中心から距離ｒにおける格子ピツ
チｐは、ｐ＝2πr／Ｎ であるから、結局、被検回転物
体が角速度ωで回転しているとき、受光素子11の出力信
号の周波数Ｆは、 Ｆ＝mNω／2π ……(4) となる。いま、時間Δt の間での受光素子11の出力信号
の波数をｎ、Δt の間での放射格子７の回転角をθとす
れば、ｎ＝FΔt 、θ＝ωΔt より ｎ＝mNθ／π ……(5) となり、受光素子の出力信号波形の波数ｎをカウントす
ることによつて、放射格子７の回転角θを第(5)式によ
つて求めることができる。
及び1/2波長板３を介して偏光ビームスプリツター４で
反射された光束は、1/4波長板５２を通つて円偏光とな
り反射鏡９で反射された後、再び1/4波長板 5２を通る
と、偏光方位が90゜回転した直線偏光となつて偏光ビー
ムスプリツター４を透過し、偏光板10を介して受光素子
11に入射する。このようにして、ｍ次の反射回折光束
と、反射鏡９で反射された光束とが受光素子11の上で重
なり合い、偏光板10を介することによつて干渉する。こ
こで、反射鏡９で反射された光束は周波数シフトを受け
ていないので、受光素子11の出力信号の周波数Ｆは、Ｆ
＝＋Δ−＝Δ（は光束の周波数）となる。す
なわち、受光素子11の出力信号の周波数Ｆは、第(2)式
においてｖ＝ｒωとおいて、 Ｆ＝2rωsinθm／λ ……(3) となる。第(3)式に第(1)式を用いれば、Ｆ＝mrω／p と
なるが、いま、放射格子７の格子模様の総本数をＮとす
れば、放射格子７上の中心から距離ｒにおける格子ピツ
チｐは、ｐ＝2πr／Ｎ であるから、結局、被検回転物
体が角速度ωで回転しているとき、受光素子11の出力信
号の周波数Ｆは、 Ｆ＝mNω／2π ……(4) となる。いま、時間Δt の間での受光素子11の出力信号
の波数をｎ、Δt の間での放射格子７の回転角をθとす
れば、ｎ＝FΔt 、θ＝ωΔt より ｎ＝mNθ／π ……(5) となり、受光素子の出力信号波形の波数ｎをカウントす
ることによつて、放射格子７の回転角θを第(5)式によ
つて求めることができる。
本発明の目的とするロータリーエンコーダーは以上の構
成により達成されるものであるが、例えば反射回折光と
して、ｍ＝２の２次の回折光を用いる場合、反射回折光
の光束量は、一般に非常に微弱となる。そこで本実施例
においては、このような高次の回折光を用いて、回転角
度の検出精度を高めようとする場合にも良好に対応でき
るように、放射格子７に向う光束量と、反射鏡９に向う
光束量との比を調節する調整手段として、回転可能な1/
2波長板３を設けている。すなわち、1/2波長板３を回転
することによつて、偏光ビームスプリツター４における
透過光束量（放射格子７に向う光束量）と、反射光束量
（反射鏡９に向う光束量）の比を適正に調節している。
これによつて受光素子11における出力信号の S／N 比の
低下を防止している。
成により達成されるものであるが、例えば反射回折光と
して、ｍ＝２の２次の回折光を用いる場合、反射回折光
の光束量は、一般に非常に微弱となる。そこで本実施例
においては、このような高次の回折光を用いて、回転角
度の検出精度を高めようとする場合にも良好に対応でき
るように、放射格子７に向う光束量と、反射鏡９に向う
光束量との比を調節する調整手段として、回転可能な1/
2波長板３を設けている。すなわち、1/2波長板３を回転
することによつて、偏光ビームスプリツター４における
透過光束量（放射格子７に向う光束量）と、反射光束量
（反射鏡９に向う光束量）の比を適正に調節している。
これによつて受光素子11における出力信号の S／N 比の
低下を防止している。
ところで、回転角度を検出する際、回転方向が検出出来
れば更に好ましい。そこで本実施例において第３図に、
回転方向を検出可能とする場合の一実施例の部分図を示
す。第３図において 5３は1/4波長板、12はビームスプ
リツター、13１，13２は偏光板で、その偏光方位が互い
に45゜となるように置かれている。14１，14２は各々受
光素子である。回転方向の検出方法としては、従来の光
電式ロータリーエンコーダーなどにおいて公知のよう
に、複数個の受光素子を用意して、互いの信号の位相が
90度ずれるように配置し、回転に伴う90度位相差信号か
ら、回転方向を示す信号を取り出す方法が一般的であ
る。
れば更に好ましい。そこで本実施例において第３図に、
回転方向を検出可能とする場合の一実施例の部分図を示
す。第３図において 5３は1/4波長板、12はビームスプ
リツター、13１，13２は偏光板で、その偏光方位が互い
に45゜となるように置かれている。14１，14２は各々受
光素子である。回転方向の検出方法としては、従来の光
電式ロータリーエンコーダーなどにおいて公知のよう
に、複数個の受光素子を用意して、互いの信号の位相が
90度ずれるように配置し、回転に伴う90度位相差信号か
ら、回転方向を示す信号を取り出す方法が一般的であ
る。
第３図の実施例においては、受光素子14１，14２の出力
信号間の90゜位相ずれを、偏光ビームスプリツター12
と、1/4波長板 5３及び偏光板13１，13２を組み合わせ
て作り出している。すなわち、放射格子７で反射回折さ
れた光束と、反射鏡９で反射された光束は、偏光ビーム
スプリツター４で、各々反射及び透過されて重なり合
い、1/4波長板 5３を透過することによつて、直線偏光
となるが、その偏光方位が放射格子７の回転に伴つて変
化する。そして、受光素子14１，14２の前面に設けた偏
光板13１，13２の偏光方位を互いに45゜ずらすことによ
つて、受光素子14１，14２の出力信号間に90゜の位相差
を与えている。
信号間の90゜位相ずれを、偏光ビームスプリツター12
と、1/4波長板 5３及び偏光板13１，13２を組み合わせ
て作り出している。すなわち、放射格子７で反射回折さ
れた光束と、反射鏡９で反射された光束は、偏光ビーム
スプリツター４で、各々反射及び透過されて重なり合
い、1/4波長板 5３を透過することによつて、直線偏光
となるが、その偏光方位が放射格子７の回転に伴つて変
化する。そして、受光素子14１，14２の前面に設けた偏
光板13１，13２の偏光方位を互いに45゜ずらすことによ
つて、受光素子14１，14２の出力信号間に90゜の位相差
を与えている。
（発明の効果） 本発明によれば被検回転物体の負荷の小さい小型でしか
も高精度のロータリーエンコーダーを達成することがで
きる。又光束分割手段の一部に光束の分割比を任意に変
え得る調整手段を設けることにより、より高精度化を図
つたロータリーエンコーダーを達成することができる。
も高精度のロータリーエンコーダーを達成することがで
きる。又光束分割手段の一部に光束の分割比を任意に変
え得る調整手段を設けることにより、より高精度化を図
つたロータリーエンコーダーを達成することができる。
例えば従来から使用されているインデツクススケール方
式の光電式ロータリーエンコーダーでは、第(5)式に対
応する、受光素子からの出力信号の波数ｎと、メインス
ケールの総本数Ｎと、回転角θとの関係は、 ｎ＝Ｎθ／2π ………(6) である。従つて、従来例では波数１個あたりの回転角Δ
θは、 Δθ＝２π／Ｎ（ラジアン） ………(7) である。これに対して、本実施例では、第(5)式から、 Δθ＝π／mN（ラジアン） ………(8) となる。従つて、本実施例によれば、同じ分割数のスケ
ールを用いても、従来例にくらべて２m 倍の精度で回転
角度の検出が出来ることになる。また、従来の光電式ロ
ータリーエンコーダーにおいては、透光部と遮光部の間
隔は、光の回折の影響を考慮すると、10μｍ程度が限度
である。いま、回転角検出精度として、たとえば30秒を
得るためには、従来例ではメインスケールの分割数とし
て、第(7)式から、Ｎ＝360 ×60×60／30＝43,200だけ
必要である。そこでメインスケール最外周での透光部、
遮光部の間隔を10μｍとすれば、メインスケールの直径
は、0.01mm×43,200／π＝137.5 mm必要になる。
式の光電式ロータリーエンコーダーでは、第(5)式に対
応する、受光素子からの出力信号の波数ｎと、メインス
ケールの総本数Ｎと、回転角θとの関係は、 ｎ＝Ｎθ／2π ………(6) である。従つて、従来例では波数１個あたりの回転角Δ
θは、 Δθ＝２π／Ｎ（ラジアン） ………(7) である。これに対して、本実施例では、第(5)式から、 Δθ＝π／mN（ラジアン） ………(8) となる。従つて、本実施例によれば、同じ分割数のスケ
ールを用いても、従来例にくらべて２m 倍の精度で回転
角度の検出が出来ることになる。また、従来の光電式ロ
ータリーエンコーダーにおいては、透光部と遮光部の間
隔は、光の回折の影響を考慮すると、10μｍ程度が限度
である。いま、回転角検出精度として、たとえば30秒を
得るためには、従来例ではメインスケールの分割数とし
て、第(7)式から、Ｎ＝360 ×60×60／30＝43,200だけ
必要である。そこでメインスケール最外周での透光部、
遮光部の間隔を10μｍとすれば、メインスケールの直径
は、0.01mm×43,200／π＝137.5 mm必要になる。
しかるに、本実施例によれば、従来例と同じ回転角の検
出精度を得るためには、放射格子の分割数は 1／2mでよ
いことになる。いま、たとえば２次の反射回折光を用い
たｍ＝２の場合、30秒の回転角検出精度を得るための放
射格子７の格子の分割数は、43,200／４＝10,800でよい
ことになる。そして、本実施例の如くレーザーの回折光
を用いれば透光部と反射部の間隔は狭くてよいので、た
とえば、これを４μｍとすると、放射格子の直径は、0.
004 mm×10,800／π＝13.75mmとなる。すなわち、本実
施例によれば、従来のインデツクススケール方式の光電
式ロータリーエンコーダーと同等の回転角検出精度を得
る形状としては、1/10以下の大きさでよいことになる。
従つて被検回転物体への負荷も従来例とくらべてはるか
に小さくなり、正確な測定が行える。
出精度を得るためには、放射格子の分割数は 1／2mでよ
いことになる。いま、たとえば２次の反射回折光を用い
たｍ＝２の場合、30秒の回転角検出精度を得るための放
射格子７の格子の分割数は、43,200／４＝10,800でよい
ことになる。そして、本実施例の如くレーザーの回折光
を用いれば透光部と反射部の間隔は狭くてよいので、た
とえば、これを４μｍとすると、放射格子の直径は、0.
004 mm×10,800／π＝13.75mmとなる。すなわち、本実
施例によれば、従来のインデツクススケール方式の光電
式ロータリーエンコーダーと同等の回転角検出精度を得
る形状としては、1/10以下の大きさでよいことになる。
従つて被検回転物体への負荷も従来例とくらべてはるか
に小さくなり、正確な測定が行える。
第１図は本発明の一実施例の光学系の概略図、第２図は
第１図の一部分の放射格子の放射方向と直交する断面で
の部分図、第３図は第１図の一部分を改良し回転方向の
検出を可能としたときの概略図である。図中１は光源、
２はコリメーターレンズ、３は1/2波長板、４は偏光ビ
ームスプリツター、５１，52は1/4波長板、６はシリン
ドリカルレンズ、７は放射格子、８は回転軸、９は反射
鏡、10は偏光板、11は受光素子である。
第１図の一部分の放射格子の放射方向と直交する断面で
の部分図、第３図は第１図の一部分を改良し回転方向の
検出を可能としたときの概略図である。図中１は光源、
２はコリメーターレンズ、３は1/2波長板、４は偏光ビ
ームスプリツター、５１，52は1/4波長板、６はシリン
ドリカルレンズ、７は放射格子、８は回転軸、９は反射
鏡、10は偏光板、11は受光素子である。
Claims (4)
- 【請求項１】可干渉性光源からの光束を２つの光束に分
割する光束分割手段と、該２つの光束のうち一方の光束
を、回転物体に連結した円盤上の放射格子の一部に傾斜
して入射させ、前記放射格子からの特定次数の回折光が
入射光路と同一の光路で反射するようにした照明手段
と、前記回折光を前記照明手段そして前記光束分割手段
を介して前記２つの光束のうち他方の光束と重ね合わせ
同一方向より受光手段に導光し、該受光手段からの出力
信号を利用して前記回転物体の回転状態を求めたことを
特徴とするロータリーエンコーダー。 - 【請求項２】前記一方の光束が前記放射格子に入射する
入射角度θm は ｓｉｎθm ＝ mλ／２ｐ θm ：放射格子の放射方向と直交する面内で、前記円盤
の垂線と入射光束とがなす角度 λ：可干渉光源の波長 m ：±１，±２・・・の整数 ｐ：放射格子のピッチ で決定されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のロータリーエンコーダー。 - 【請求項３】前記照明手段は光束を前記放射格子の格子
の放射方向と直交する方向に線上に照射する光学部材を
有していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のロータリーエンコーダー。 - 【請求項４】前記光束分割手段は光束の分割比を任意に
変え得る調整手段を有していることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のロータリーエンコーダー。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60146169A JPH0621801B2 (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | ロ−タリ−エンコ−ダ− |
| US06/880,207 US4829342A (en) | 1985-07-03 | 1986-06-30 | Moving state detection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60146169A JPH0621801B2 (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | ロ−タリ−エンコ−ダ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS626119A JPS626119A (ja) | 1987-01-13 |
| JPH0621801B2 true JPH0621801B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=15401690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60146169A Expired - Lifetime JPH0621801B2 (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | ロ−タリ−エンコ−ダ− |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4829342A (ja) |
| JP (1) | JPH0621801B2 (ja) |
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| JPH01109214A (ja) * | 1987-10-22 | 1989-04-26 | Brother Ind Ltd | ロータリエンコーダ |
| JPH01232214A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-18 | Canon Inc | エンコーダ |
| US5067813A (en) * | 1988-04-06 | 1991-11-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical apparatus for measuring displacement of an object |
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| JP2649390B2 (ja) * | 1988-10-12 | 1997-09-03 | キヤノン株式会社 | 信号内挿回路 |
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| DE69011188T2 (de) * | 1989-05-12 | 1994-12-08 | Canon Kk | Kodierer. |
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| US5068528A (en) * | 1990-08-28 | 1991-11-26 | The Boeing Company | Encoded surface position sensor with multiple wavelengths and reference beam |
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| JP3218657B2 (ja) * | 1991-12-04 | 2001-10-15 | キヤノン株式会社 | ロータリーエンコーダ |
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| EP0639259B1 (en) * | 1992-05-05 | 1999-07-28 | MicroE, Inc. | Apparatus for detecting relative movement |
| JP3028716B2 (ja) * | 1993-09-29 | 2000-04-04 | キヤノン株式会社 | 光学式変位センサ |
| TW256914B (en) * | 1994-05-27 | 1995-09-11 | Ibm | Servo-writing system for use in a data recording disk drive |
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| US20050117222A1 (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-02 | Kuo-Chi Chiu | Precise optical grating element and method of making a stamper thereof |
| CN101408409B (zh) * | 2008-11-07 | 2010-04-14 | 南通大学 | 高精度数字式直线位移传感器 |
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| US9074865B2 (en) * | 2012-01-04 | 2015-07-07 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Contour and surface texture measuring instrument and contour and surface texture measuring method |
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| US3601490A (en) * | 1966-12-30 | 1971-08-24 | Keuffel & Esser Co | Laser interferometer |
| FR2235354A1 (en) * | 1973-06-29 | 1975-01-24 | Thomson Csf | Photoelectric optical test sensor - measures displacement of a diffraction screen with constant spacing in the test sensor plane |
| US4436424A (en) * | 1981-07-27 | 1984-03-13 | Gca Corporation | Interferometer using transverse deviation of test beam |
| EP0146244B2 (en) * | 1983-11-04 | 2002-07-03 | Sony Precision Technology Inc. | Optical instrument for measuring displacement |
-
1985
- 1985-07-03 JP JP60146169A patent/JPH0621801B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-06-30 US US06/880,207 patent/US4829342A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4829342A (en) | 1989-05-09 |
| JPS626119A (ja) | 1987-01-13 |
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