JPH07119626B2 - ロータリーエンコーダー - Google Patents
ロータリーエンコーダーInfo
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- JPH07119626B2 JPH07119626B2 JP61042679A JP4267986A JPH07119626B2 JP H07119626 B2 JPH07119626 B2 JP H07119626B2 JP 61042679 A JP61042679 A JP 61042679A JP 4267986 A JP4267986 A JP 4267986A JP H07119626 B2 JPH07119626 B2 JP H07119626B2
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- grating
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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の回折格子を複数個、
周期的に該んだ放射格子を回転物体（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
物体の相対回転速度や相対回転速度の変動量等の回転状
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の回折格子を複数個、
周期的に該んだ放射格子を回転物体（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
物体の相対回転速度や相対回転速度の変動量等の回転状
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） 従来よりフロッピーデスクの駆動等のコンピューター機
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のキャ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のキャ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例えば第６図に示す
ように回転軸30に連絡した円板35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31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ックススケール32との双方の
スケールを投光手段33と受光手段34で挟んで対向配置し
た所謂インデックススケール方式の構成を採っている。
この方法はメインスケールの回転に伴って双方のスケー
ルの透光部と遮光部の間隔に同期した信号が得られ、こ
の信号を周波数解折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った。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
定させ、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ってくる等の欠
点があった。
ように回転軸30に連絡した円板35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31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ックススケール32との双方の
スケールを投光手段33と受光手段34で挟んで対向配置し
た所謂インデックススケール方式の構成を採っている。
この方法はメインスケールの回転に伴って双方のスケー
ルの透光部と遮光部の間隔に同期した信号が得られ、こ
の信号を周波数解折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った。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
定させ、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ってくる等の欠
点があった。
一方、特開昭60−102520号公報においては、回転物体の
回転情報を得る為のロータリーエンコーダーにおいて回
転円板状の円周方向に周期的に格子を設けた放射格子を
用いて該回転円板の回転情報を得る際に回転円板の回転
軸と放射格子の中心との不一致による誤差、所謂偏心誤
差を補正する為に回転中心に対して点対称の２点の放射
格子を介した１回回折光束を利用する方法が提案されて
いる。
回転情報を得る為のロータリーエンコーダーにおいて回
転円板状の円周方向に周期的に格子を設けた放射格子を
用いて該回転円板の回転情報を得る際に回転円板の回転
軸と放射格子の中心との不一致による誤差、所謂偏心誤
差を補正する為に回転中心に対して点対称の２点の放射
格子を介した１回回折光束を利用する方法が提案されて
いる。
特公昭40−16471号公報では回折格子に光束を入射し、
ここで発生する０次回折光と±１次回折光をレンズを介
して、前記レンズの焦点面に位置する凹面鏡に入射させ
ている。
ここで発生する０次回折光と±１次回折光をレンズを介
して、前記レンズの焦点面に位置する凹面鏡に入射させ
ている。
その際、０次回折光の入射位置には黒体被膜を施し、反
射しないようにしている。これにより±１次回折だけが
反射して逆行するようにして再度前記回折格子に入射さ
せ、該回折格子で回折させて重ね合わせた後、光ダイオ
ードで検出している。そして光ダイオードからの信号を
用いて前記回折格子の直動変位を測定するようにした変
位測定装置が提案されている。
射しないようにしている。これにより±１次回折だけが
反射して逆行するようにして再度前記回折格子に入射さ
せ、該回折格子で回折させて重ね合わせた後、光ダイオ
ードで検出している。そして光ダイオードからの信号を
用いて前記回折格子の直動変位を測定するようにした変
位測定装置が提案されている。
（発明が解決しようとする問題点） 先の特公昭40−16471号公報で提案されている変位測定
装置は回折格子を２度介した２回回折光同志を重ね合わ
せた干渉信号を用いている為に、回折格子を１度介した
１回回折光同志を重ね合わせた干渉信号を用いる方法に
比べて直動変位の検出感度が高くなるという特徴があ
る。
装置は回折格子を２度介した２回回折光同志を重ね合わ
せた干渉信号を用いている為に、回折格子を１度介した
１回回折光同志を重ね合わせた干渉信号を用いる方法に
比べて直動変位の検出感度が高くなるという特徴があ
る。
しかしながら、この方法は回折格子上の同じ位置を２回
回折させた光束が同じ光路を戻っている為に、例えば回
折格子の反射率が高いと入射格の反射回折光が元の光路
を戻って、ノイズ光となって受光器に入射してきて、検
出精度を低下させるという問題点があった。
回折させた光束が同じ光路を戻っている為に、例えば回
折格子の反射率が高いと入射格の反射回折光が元の光路
を戻って、ノイズ光となって受光器に入射してきて、検
出精度を低下させるという問題点があった。
本発明は、回転物体に連結した放射格子を２回回折し
た、所謂２回回折光同志を重ね合わせて干渉信号を得
て、これより回転物体の高精度な回転情報を得る際に一
方の光束が放射格子を２回介する際に回転中心からの距
離が略等しい互いに異なった２点を介するように設定
し、これにより放射格子への入射光路と出射光路を互い
に異なるようにして放射格子からのノイズ光となる反射
回折光が受光手段に入射するのを防止しつつ高精度の回
転情報を得ることができるロータリーエンコーダーの提
供を目的とする。
た、所謂２回回折光同志を重ね合わせて干渉信号を得
て、これより回転物体の高精度な回転情報を得る際に一
方の光束が放射格子を２回介する際に回転中心からの距
離が略等しい互いに異なった２点を介するように設定
し、これにより放射格子への入射光路と出射光路を互い
に異なるようにして放射格子からのノイズ光となる反射
回折光が受光手段に入射するのを防止しつつ高精度の回
転情報を得ることができる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） 本発明のロータリーエンコーダーは、可干渉性の光束を
分割して、分割光束を夫々、相対的な回転状態を検出す
べき物体に連結した放射格子上の第１の点と該第１の点
に対して相対回転の回転中心からの距離が略等しい第１
の点と異なる前記放射格子上の第３の点に入射させ、前
記第１の点からの特定次数の回折光を第１の反射手段に
より反射して前記第１の点に対して前記回転中心からの
距離が略等しい前記放射格子上の前記第１の点と異なる
第２の点に入射させ、且つ前記第３の点からの特定次数
の回折光を第２の反射手段により反射して前記第３の点
に対して前記回転中心からの距離が略等しい前記放射格
子上の前記第３の点と異なる第４の点に入射させ、前記
第２の点からの特定次数の再回折光及び前記第４の点か
らの特定次数の再回折光を重ね合わせて受光手段に導光
し、該受光手段からの出力信号を利用して前記物体の相
対的な回転状態を求めたことを特徴としている。
分割して、分割光束を夫々、相対的な回転状態を検出す
べき物体に連結した放射格子上の第１の点と該第１の点
に対して相対回転の回転中心からの距離が略等しい第１
の点と異なる前記放射格子上の第３の点に入射させ、前
記第１の点からの特定次数の回折光を第１の反射手段に
より反射して前記第１の点に対して前記回転中心からの
距離が略等しい前記放射格子上の前記第１の点と異なる
第２の点に入射させ、且つ前記第３の点からの特定次数
の回折光を第２の反射手段により反射して前記第３の点
に対して前記回転中心からの距離が略等しい前記放射格
子上の前記第３の点と異なる第４の点に入射させ、前記
第２の点からの特定次数の再回折光及び前記第４の点か
らの特定次数の再回折光を重ね合わせて受光手段に導光
し、該受光手段からの出力信号を利用して前記物体の相
対的な回転状態を求めたことを特徴としている。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例の光学系の概略図である。本
実施例ではレーザー１より放射された光束をコリメータ
ーレンズ２によって平行光束とし偏光ビームスプリッタ
ー60に入射させ、略等光量の反射光束と透過光束の２つ
の直線偏光の光束に分割している。
実施例ではレーザー１より放射された光束をコリメータ
ーレンズ２によって平行光束とし偏光ビームスプリッタ
ー60に入射させ、略等光量の反射光束と透過光束の２つ
の直線偏光の光束に分割している。
このうち反射した光束は1/4波長板61を経て、円偏光と
し、被測定回転物体（不図示）と連結した円板（回転円
板）上の放射状の回折格子が設けられている放射格子４
の位置M1に入射させている。そして放射格子４に入射し
回折した透過回折光のうち特定次数の回折光を光学手段
８により反射させ、光路を逆行させ放射格子４上の点M1
と回転中心Ｏから略等しい距離の点M1とは異なる点M2に
再入射させている。そして放射格子４により再回折され
た特定次数の回折光を入射光路とは異なった光路を戻し
て1/4波長板61を介して入射したときと90度偏光方位の
異なる直線偏光とし偏光ビームスプリッター60に入射さ
せている。
し、被測定回転物体（不図示）と連結した円板（回転円
板）上の放射状の回折格子が設けられている放射格子４
の位置M1に入射させている。そして放射格子４に入射し
回折した透過回折光のうち特定次数の回折光を光学手段
８により反射させ、光路を逆行させ放射格子４上の点M1
と回転中心Ｏから略等しい距離の点M1とは異なる点M2に
再入射させている。そして放射格子４により再回折され
た特定次数の回折光を入射光路とは異なった光路を戻し
て1/4波長板61を介して入射したときと90度偏光方位の
異なる直線偏光とし偏光ビームスプリッター60に入射さ
せている。
一方、偏光ビームスプリッター60で分割された２つの光
束のうち透過した光束は1/4波長板62を介し円偏光と
し、円板上の放射格子４上の位置M1と回転軸50に対して
略点対称の位置M3に入射させている。
束のうち透過した光束は1/4波長板62を介し円偏光と
し、円板上の放射格子４上の位置M1と回転軸50に対して
略点対称の位置M3に入射させている。
そして放射格子４に入射し回折した透過回折光のうち特
定次数の回折光を前述の光学手段８と同様の光学手段９
により光路を逆行させて放射格子４の点M3と回転中心Ｏ
から略等しい距離の点M3とは異なる点M4に再入射させて
いる。
定次数の回折光を前述の光学手段８と同様の光学手段９
により光路を逆行させて放射格子４の点M3と回転中心Ｏ
から略等しい距離の点M3とは異なる点M4に再入射させて
いる。
そして放射格子４により再回折された特定次数の回折光
を入射光路とは異なった光路を戻して1/4波長板62を介
し入射したときとは90度偏光方位の異なる直線偏光とし
偏光ビームスプリッター60に入射させている。
を入射光路とは異なった光路を戻して1/4波長板62を介
し入射したときとは90度偏光方位の異なる直線偏光とし
偏光ビームスプリッター60に入射させている。
そして反射手段８を介し入射してきた回折光と重なり合
わせた後、1/4波長板63を介し円偏光とし光分割器64で
２つの光束に分割し、各々の光束を互いの偏光方位を45
度傾けて配置した偏光板65,66を介し双方の光束に90度
の位相差を付けた直線偏光として各々出射光路上に設け
た受光手段67,68に入射させている。そして受光手段67,
68により形勢された２光束の干渉縞の強度を検出してい
る。
わせた後、1/4波長板63を介し円偏光とし光分割器64で
２つの光束に分割し、各々の光束を互いの偏光方位を45
度傾けて配置した偏光板65,66を介し双方の光束に90度
の位相差を付けた直線偏光として各々出射光路上に設け
た受光手段67,68に入射させている。そして受光手段67,
68により形勢された２光束の干渉縞の強度を検出してい
る。
本実施例において被測定回転物体が放射格子４の１ピッ
チ分だけ回転するとｍ次の回折光の位相は2mπだけ変化
する。本実施例では放射格子４で再回折させているので
合計4mπだけ位相が変化する。同様に放射格子４により
再回折されたｎ次の回折光の位相は4nπだけ変化する。
チ分だけ回転するとｍ次の回折光の位相は2mπだけ変化
する。本実施例では放射格子４で再回折させているので
合計4mπだけ位相が変化する。同様に放射格子４により
再回折されたｎ次の回折光の位相は4nπだけ変化する。
これにより全体として受光手段からは（2m−2n）個の正
弦波形が得られる。
弦波形が得られる。
本実施例ではこのときの正弦波形を検出することにより
回転量を測定している。
回転量を測定している。
例えば回折格子のピッチが3.2μｍ、回折光として１次
及び−１次を利用したとすれば回転物体がピッチの3.2
μｍ分だけ回転したとき受光素子からは４個の正弦波形
が得られる。即ち正弦波形１個当りの分解能として回折
格子の１ピッチの1/4の3.2/4＝0.8μｍが得られる。
及び−１次を利用したとすれば回転物体がピッチの3.2
μｍ分だけ回転したとき受光素子からは４個の正弦波形
が得られる。即ち正弦波形１個当りの分解能として回折
格子の１ピッチの1/4の3.2/4＝0.8μｍが得られる。
本実施例では放射格子４の点M1から回折される特定次数
の回折光束と点M2から回折される特定次数の再回折光束
との格子ピッチ誤差による回折角の誤差を軽減させる為
に、点M1と点M2の回転中心Ｏからの距離を略等しくする
ことにより放射格子の周辺部と内側との格子ピッチ誤差
を軽減している。
の回折光束と点M2から回折される特定次数の再回折光束
との格子ピッチ誤差による回折角の誤差を軽減させる為
に、点M1と点M2の回転中心Ｏからの距離を略等しくする
ことにより放射格子の周辺部と内側との格子ピッチ誤差
を軽減している。
本実施例では、光源１からの光束を偏光ビームスプリッ
ター60で２の光束に分割し、このうち１つの光束を放射
格子４で２回回折させた２回回折光同志を互いに干渉さ
せ、これより得られた干渉信号より回折情報を検出する
際の検出精度を高めている。
ター60で２の光束に分割し、このうち１つの光束を放射
格子４で２回回折させた２回回折光同志を互いに干渉さ
せ、これより得られた干渉信号より回折情報を検出する
際の検出精度を高めている。
又、入射光を入射点M1（M3）で回折させた後に反射手段
８（９）により入射点M1（M3）に対して回転中心Ｏから
の距離の等しい点M1（M3）と異なる点M2（M4）に入射さ
せている。
８（９）により入射点M1（M3）に対して回転中心Ｏから
の距離の等しい点M1（M3）と異なる点M2（M4）に入射さ
せている。
そして入射光路と出射光路が互いに異なるようにして入
射光が放射格子４で反射回折してノイズ光となって元の
光路を戻り、受光素子67,68に入射するのを防止してい
る。
射光が放射格子４で反射回折してノイズ光となって元の
光路を戻り、受光素子67,68に入射するのを防止してい
る。
本実施例では光分割器64により光束を２分割し各々の光
束間に90度の位相差をつけることにより回転物体の回転
方向も判別出来るようにしている。
束間に90度の位相差をつけることにより回転物体の回転
方向も判別出来るようにしている。
尚、回転量のみを測定するのであれば光分割器64、偏光
板65,66及び一方の受光手段は不要である。
板65,66及び一方の受光手段は不要である。
第２図は第１図の実施例において放射格子４に入射する
光束の入射位置を示す説明図である。同図においては点
M1と点M3そして点M2と点M4とが各々回転中心Ｏに対して
点対称となるように構成し、回転物体の回転中心と放射
格子の中心との偏心による測定誤差を軽減させている。
本実施例ではピッチの異なった格子（内側と外側）を介
した２つの光束を重ね合わせると、重ね合わせた光束の
全面において同一の干渉強度（干渉信号）が得られなく
なり、S/N比が低下して検出精度が劣化してくるので放
射格子の回転中心からの距離の等しい４点を介した光束
を利用して検出精度の低下を防止している。
光束の入射位置を示す説明図である。同図においては点
M1と点M3そして点M2と点M4とが各々回転中心Ｏに対して
点対称となるように構成し、回転物体の回転中心と放射
格子の中心との偏心による測定誤差を軽減させている。
本実施例ではピッチの異なった格子（内側と外側）を介
した２つの光束を重ね合わせると、重ね合わせた光束の
全面において同一の干渉強度（干渉信号）が得られなく
なり、S/N比が低下して検出精度が劣化してくるので放
射格子の回転中心からの距離の等しい４点を介した光束
を利用して検出精度の低下を防止している。
尚、本実施例に於ける構成は略点対称な２点からの回折
光を利用しているわけであるが、略点対称に限らず複数
の位置からの回折光を用いることにより略同等の効果を
得ることが出来る。
光を利用しているわけであるが、略点対称に限らず複数
の位置からの回折光を用いることにより略同等の効果を
得ることが出来る。
例えば、互いに120゜の角度を成す３点からの回折光を
利用したり、近接しない任意の２点からの回折光を利用
するのも有効である。
利用したり、近接しない任意の２点からの回折光を利用
するのも有効である。
更に一方の光束の回転軸中心寄りの光束要素と略点対称
な位置に入射させた他方の光束の回転軸中心寄りの光束
要素とを互いに重なり合わせ、同様に回転中心の外側寄
りの光束要素同志を重ね合わせることにより、放射格子
の外側と内側のピッチの違いより生じる波面収差の影響
を除去している。
な位置に入射させた他方の光束の回転軸中心寄りの光束
要素とを互いに重なり合わせ、同様に回転中心の外側寄
りの光束要素同志を重ね合わせることにより、放射格子
の外側と内側のピッチの違いより生じる波面収差の影響
を除去している。
本実施例において再回折させる為に用いる光学手段8,9
としては回折光束を点M1と回転中心Ｏより略等しい距離
の点M1とは異なる点M2に再入射させることのできるもの
であれば第１図に示す実施例のものに限らず、どのよう
なものであっても良い。
としては回折光束を点M1と回転中心Ｏより略等しい距離
の点M1とは異なる点M2に再入射させることのできるもの
であれば第１図に示す実施例のものに限らず、どのよう
なものであっても良い。
例えば単なる平面鏡でも良く、又第３図（Ａ），（Ｂ）
に示すダハ反射鏡300でも良い。尚、第３図において４
は放射格子である。又第４図（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に集光レンズ、若しくはシリンドリカルレンズ400等の
焦点面に平面鏡401を配置したものであっても良い。
に示すダハ反射鏡300でも良い。尚、第３図において４
は放射格子である。又第４図（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に集光レンズ、若しくはシリンドリカルレンズ400等の
焦点面に平面鏡401を配置したものであっても良い。
第５図は第３図のダハ反射鏡や第４図の光学手段を用い
たときの放射格子４上の光束の入射点と再入射点との関
係を示す説明図である。同図においてa1,a2,b1,b2,c1,c
2は各々第３図（Ａ），（Ｂ）に示すダハ反射鏡300や第
４図（Ａ），（Ｂ）に示す光学手段を用いたときの各反
射点と対応している点を示す。
たときの放射格子４上の光束の入射点と再入射点との関
係を示す説明図である。同図においてa1,a2,b1,b2,c1,c
2は各々第３図（Ａ），（Ｂ）に示すダハ反射鏡300や第
４図（Ａ），（Ｂ）に示す光学手段を用いたときの各反
射点と対応している点を示す。
本実施例において回転中心Ｏからの点M1と点M2の距離的
な誤差について説明する。
な誤差について説明する。
放射格子の点M1における格子のピッチをP1、点M2におけ
る格子のピッチをP2とし、円板回転中心Ｏからの距離を
各々R1,R2とする。そうすると となる。
る格子のピッチをP2とし、円板回転中心Ｏからの距離を
各々R1,R2とする。そうすると となる。
入射光束が第３図（Ａ）に示すようにθ１の角度にてピ
ッチP1をもつ点M1に入射し、そこからθ２の角度にて回
折され、反射された後にピッチP2をもつ点M2にθ２の角
度にて入射し、そこからθ３の角度にて回折される。こ
れを式で表すと P1（sinθ１−sinθ２）＝ｎλ P2（sinθ２−sinθ３）＝−ｎλ 角度θ1,θ２が０に近いものとして ここでθ１及びθ３の角度にて入射した２光束がビーム
径ｄにて干渉するとき干渉縞の明暗を検出する際に必要
となる条件は となる。よって（１），（２）式より 本実施例では条件式（３）を満足させるように光束の入
射点M1とM2を設定することにより測定精度の向上を図っ
ている。
ッチP1をもつ点M1に入射し、そこからθ２の角度にて回
折され、反射された後にピッチP2をもつ点M2にθ２の角
度にて入射し、そこからθ３の角度にて回折される。こ
れを式で表すと P1（sinθ１−sinθ２）＝ｎλ P2（sinθ２−sinθ３）＝−ｎλ 角度θ1,θ２が０に近いものとして ここでθ１及びθ３の角度にて入射した２光束がビーム
径ｄにて干渉するとき干渉縞の明暗を検出する際に必要
となる条件は となる。よって（１），（２）式より 本実施例では条件式（３）を満足させるように光束の入
射点M1とM2を設定することにより測定精度の向上を図っ
ている。
尚、本発明において使用する回折格子は、透光部と斜光
部から成る所謂振幅型の回折格子、互いに異なる屈折率
を有する部分から成る位相型の回折格子である。特に位
相型の回折格子は、例えば透明円盤の円周上に凹凸のレ
リーフパターンを形成することにより作成出来、エンボ
ス、スタンパ等のプロセスにより量産が可能である。
部から成る所謂振幅型の回折格子、互いに異なる屈折率
を有する部分から成る位相型の回折格子である。特に位
相型の回折格子は、例えば透明円盤の円周上に凹凸のレ
リーフパターンを形成することにより作成出来、エンボ
ス、スタンパ等のプロセスにより量産が可能である。
（発明の効果） 本発明によれば以上のように、回転物体に連結した放射
格子を２回回折した、所謂２回回折光同志を重ね合わせ
て干渉信号を得て、これより回転物体の高精度な回転情
報を得る際に一方の光束が放射格子を２回介する際に回
転中心からの距離が略等しい互いに異なった２点を介す
るように設定し、これにより放射格子への入射光路と出
射光路を互いに異なるようにして放射格子からのノイズ
光となる反射回折光が受光手段に入射するのを防止しつ
つ高精度の回転情報を得ることができるロータリーエン
コーダーを達成することができる。
格子を２回回折した、所謂２回回折光同志を重ね合わせ
て干渉信号を得て、これより回転物体の高精度な回転情
報を得る際に一方の光束が放射格子を２回介する際に回
転中心からの距離が略等しい互いに異なった２点を介す
るように設定し、これにより放射格子への入射光路と出
射光路を互いに異なるようにして放射格子からのノイズ
光となる反射回折光が受光手段に入射するのを防止しつ
つ高精度の回転情報を得ることができるロータリーエン
コーダーを達成することができる。
本発明に用いている放射格子においては、格子中心（回
転中心）からの距離によって格子ピッチが異なってい
る。光束が幅を持って放射格子に入射すると格子上のピ
ッチが異なる領域からの回折角は異なってくる。
転中心）からの距離によって格子ピッチが異なってい
る。光束が幅を持って放射格子に入射すると格子上のピ
ッチが異なる領域からの回折角は異なってくる。
ピッチの異なった格子（内側と外側）を介した２つの光
束を重ね合わせると、重ね合わせた光束の全面において
同一の干渉強度（干渉信号）が得られなくなり、S/H比
が低下して検出精度が劣化してくる。
束を重ね合わせると、重ね合わせた光束の全面において
同一の干渉強度（干渉信号）が得られなくなり、S/H比
が低下して検出精度が劣化してくる。
そこで本発明では２つの光束が放射格子上で各々２回、
回折するときに放射格子の回転中心からの距離が等しい
４点を介した光束を利用して、これにより光束の全面に
わたって良好なる干渉信号を得て検出精度の低下を防止
している。
回折するときに放射格子の回転中心からの距離が等しい
４点を介した光束を利用して、これにより光束の全面に
わたって良好なる干渉信号を得て検出精度の低下を防止
している。
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図の一部分の説明図、第３図（Ａ），（Ｂ）、第４
図（Ａ），（Ｂ）、第５図は各々本発明の一部分の光学
系の概略図、第６図は従来の光電的ロータリーエンコー
ダーの説明図である。 図中１はレーザー、２はコリメーターレンズ、60はビー
ムスプリッター、61,62,63は1/4波長板、４は放射格
子、8,9は各々光学手段、65,66は各々偏光板、6,67,68
は各々受光手段である。
第１図の一部分の説明図、第３図（Ａ），（Ｂ）、第４
図（Ａ），（Ｂ）、第５図は各々本発明の一部分の光学
系の概略図、第６図は従来の光電的ロータリーエンコー
ダーの説明図である。 図中１はレーザー、２はコリメーターレンズ、60はビー
ムスプリッター、61,62,63は1/4波長板、４は放射格
子、8,9は各々光学手段、65,66は各々偏光板、6,67,68
は各々受光手段である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−95863（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−53209（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭39−19851（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】可干渉性の光束を分割して、分割光束を夫
々、相対的な回転状態を検出すべき物体に連結した放射
格子上の第１の点と該第１の点に対して相対回転の回転
中心からの距離が略等しい第１の点と異なる前記放射格
子上の第３の点に入射させ、前記第１の点からの特定次
数の回折光を第１の反射手段により反射して前記第１の
点に対して前記回転中心からの距離が略等しい前記放射
格子上の前記第１の点と異なる第２の点に入射させ、且
つ前記第３の点からの特定次数の回折光を第２の反射手
段により反射して前記第３の点に対して前記回転中心か
らの距離が略等しい前記放射格子上の前記第３の点と異
なる第４の点に入射させ、前記第２の点からの特定次数
の再回折光及び前記第４の点からの特定次数の再回折光
を重ね合わせて受光手段に導光し、該受光手段からの出
力信号を利用して前記物体の相対的な回転状態を求めた
ことを特徴とするロータリーエンコーダー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61042679A JPH07119626B2 (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | ロータリーエンコーダー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61042679A JPH07119626B2 (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | ロータリーエンコーダー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62200226A JPS62200226A (ja) | 1987-09-03 |
| JPH07119626B2 true JPH07119626B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=12642714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61042679A Expired - Lifetime JPH07119626B2 (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | ロータリーエンコーダー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07119626B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5442172A (en) * | 1994-05-27 | 1995-08-15 | International Business Machines Corporation | Wavefront reconstruction optics for use in a disk drive position measurement system |
| TW256914B (en) * | 1994-05-27 | 1995-09-11 | Ibm | Servo-writing system for use in a data recording disk drive |
| JP4846909B2 (ja) * | 2000-02-15 | 2011-12-28 | キヤノン株式会社 | 光学式エンコーダ及び回折格子の変位測定方法 |
| JP5235554B2 (ja) * | 2008-08-01 | 2013-07-10 | 株式会社森精機製作所 | 光学式変位測定装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5953209U (ja) * | 1982-10-01 | 1984-04-07 | ソニ−マグネスケ−ル株式会社 | 光学式測長スケ−ル |
-
1986
- 1986-02-27 JP JP61042679A patent/JPH07119626B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62200226A (ja) | 1987-09-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |