JPH07167679A - エンコーダー - Google Patents
エンコーダーInfo
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- JPH07167679A JPH07167679A JP6180959A JP18095994A JPH07167679A JP H07167679 A JPH07167679 A JP H07167679A JP 6180959 A JP6180959 A JP 6180959A JP 18095994 A JP18095994 A JP 18095994A JP H07167679 A JPH07167679 A JP H07167679A
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- Japan
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- light
- diffraction grating
- incident
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- splitter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ノイズ光を除去し、高精度の移動情報が検出
できるエンコーダーを得ること。 【構成】 可干渉光束を回折格子に入射させ、該回折格
子からの回折光より干渉光を形成し、該干渉光を光電変
換することにより前記回折格子の移動状態を測定するエ
ンコーダーにおいて、前記可干渉性光束を偏光ビームス
プリッターで２光束に分割し、該２光束の各々を入射光
に対する進相軸を互いに同一方向に配置した１／４波長
板を介して前記回折格子に相異なる方向から入射させ、
前記回折格子からの該２光束の各々の回折光を前記１／
４波長板を介して偏光ビームスプリッターへ逆行させ、
偏光ビームスプリッターによって該２光束の回折光を重
ね合わせることによって干渉光を形成し、該干渉光を光
電変換すること。
できるエンコーダーを得ること。 【構成】 可干渉光束を回折格子に入射させ、該回折格
子からの回折光より干渉光を形成し、該干渉光を光電変
換することにより前記回折格子の移動状態を測定するエ
ンコーダーにおいて、前記可干渉性光束を偏光ビームス
プリッターで２光束に分割し、該２光束の各々を入射光
に対する進相軸を互いに同一方向に配置した１／４波長
板を介して前記回折格子に相異なる方向から入射させ、
前記回折格子からの該２光束の各々の回折光を前記１／
４波長板を介して偏光ビームスプリッターへ逆行させ、
偏光ビームスプリッターによって該２光束の回折光を重
ね合わせることによって干渉光を形成し、該干渉光を光
電変換すること。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンコーダーに関し、特
に移動物体に取付けた回折格子に可干渉性光束を入射さ
せ該回折格子からの回折光を互いに干渉させて干渉縞を
形成し、干渉縞の明暗の縞を計数することによって回折
格子の移動量、即ち移動物体の移動量を測定するロータ
リーエンコーダーやリニアエンコーダー等のエンコーダ
ーに関するものである。
に移動物体に取付けた回折格子に可干渉性光束を入射さ
せ該回折格子からの回折光を互いに干渉させて干渉縞を
形成し、干渉縞の明暗の縞を計数することによって回折
格子の移動量、即ち移動物体の移動量を測定するロータ
リーエンコーダーやリニアエンコーダー等のエンコーダ
ーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年ＮＣ工作機械や半導体焼付装置等の
精密機械においては１μｍ以下（サフ゛ミクロン) の単位で測
定することのできる精密な測定器が要求されている。従
来よりサブミクロンの単位で測定することのできる測定
器としては、レーザー等の可干渉性光束を用い、移動物
体からの回折光より干渉縞を形成させ、該干渉縞を利用
したロータリーエンコーダーやリニアエンコーダーが良
く知られている。
精密機械においては１μｍ以下（サフ゛ミクロン) の単位で測
定することのできる精密な測定器が要求されている。従
来よりサブミクロンの単位で測定することのできる測定
器としては、レーザー等の可干渉性光束を用い、移動物
体からの回折光より干渉縞を形成させ、該干渉縞を利用
したロータリーエンコーダーやリニアエンコーダーが良
く知られている。
【０００３】図６は従来のリニアエンコーダーの一例の
構成図である。同図において１はレーザー、２はコリメ
ーターレンズ、３は不図示の移動物体に取付けた格子ピ
ッチｄの回折格子であり、例えば矢印の方向に速度ｖで
移動している。５1 ，５2 は各々１／４波長板、４1 ，
４2 は回折格子３の傾きによって生ずる再回折光の軸ず
れを防止する為のダハプリズム、又はコーナーキューブ
反射鏡、６はビームスプリッター、７1 ，７2 は偏光板
で各々偏光軸は互いに直交しており、更に１／４波長板
５1 ，５2 の偏光軸と４５度の角度をなすように配置さ
れている。８1，８2 は各々受光素子である。
構成図である。同図において１はレーザー、２はコリメ
ーターレンズ、３は不図示の移動物体に取付けた格子ピ
ッチｄの回折格子であり、例えば矢印の方向に速度ｖで
移動している。５1 ，５2 は各々１／４波長板、４1 ，
４2 は回折格子３の傾きによって生ずる再回折光の軸ず
れを防止する為のダハプリズム、又はコーナーキューブ
反射鏡、６はビームスプリッター、７1 ，７2 は偏光板
で各々偏光軸は互いに直交しており、更に１／４波長板
５1 ，５2 の偏光軸と４５度の角度をなすように配置さ
れている。８1，８2 は各々受光素子である。
【０００４】同図においてレーザー１からの光束はコリ
メーターレンズ２により略平行光束となり回折格子３に
入射する。回折格子３で回折された正と負のｍ次の回折
光は１／４波長板５1 ，５2 を介してコーナーキューブ
反射鏡４1 ，４2 で反射させて、回折格子３に再度入射
し再び正と負のｍ次の回折光となって重なり合いビーム
スプリッター６で２光束に分割されて偏光板７1 ，７2
を介して受光素子８1，８2 に入射する。
メーターレンズ２により略平行光束となり回折格子３に
入射する。回折格子３で回折された正と負のｍ次の回折
光は１／４波長板５1 ，５2 を介してコーナーキューブ
反射鏡４1 ，４2 で反射させて、回折格子３に再度入射
し再び正と負のｍ次の回折光となって重なり合いビーム
スプリッター６で２光束に分割されて偏光板７1 ，７2
を介して受光素子８1，８2 に入射する。
【０００５】ここで受光素子８1 ，８2 に入射する光束
は１／４波長板５1 ，５2 と偏光板７1 ，７2 の組み合
わせによって互いに９０度の位相差がつけられ、回折格
子３の移動方向の弁別に用いられている。そして受光素
子８1 ，８2 で受光される干渉縞の明暗の縞を計数する
ことにより回折格子３の移動量を求めている。
は１／４波長板５1 ，５2 と偏光板７1 ，７2 の組み合
わせによって互いに９０度の位相差がつけられ、回折格
子３の移動方向の弁別に用いられている。そして受光素
子８1 ，８2 で受光される干渉縞の明暗の縞を計数する
ことにより回折格子３の移動量を求めている。
【０００６】図６に示すリニアエンコーダーにおいてレ
ーザー１からの光束が回折格子３に入射すると例えば回
折格子３からのｍ次の回折光はコーナーキューブ反射鏡
４2，１／４波長板５2 を介して回折格子３に再入射
し、該回折格子３で＋ｍ次回折したｍ次回折光は信号光
として受光素子８1 ，８2 に入射している。このとき回
折格子３に再入射した光束のうち回折格子３で正反射し
た０次回折光は１／４波長板５1 ，コーナーキューブ反
射鏡４1 を介して再び回折格子３に入射し、そして回折
格子３で正反射し、コーナーキューブ反射鏡４2 と１／
４波長板５2 を介して回折格子３に入射し、該回折格子
３でｍ次回折した回折光がノイズ光となって受光素子８
1 ，８2 に入射してくる場合がある。この結果、検出精
度が低下してくるという問題点があった。
ーザー１からの光束が回折格子３に入射すると例えば回
折格子３からのｍ次の回折光はコーナーキューブ反射鏡
４2，１／４波長板５2 を介して回折格子３に再入射
し、該回折格子３で＋ｍ次回折したｍ次回折光は信号光
として受光素子８1 ，８2 に入射している。このとき回
折格子３に再入射した光束のうち回折格子３で正反射し
た０次回折光は１／４波長板５1 ，コーナーキューブ反
射鏡４1 を介して再び回折格子３に入射し、そして回折
格子３で正反射し、コーナーキューブ反射鏡４2 と１／
４波長板５2 を介して回折格子３に入射し、該回折格子
３でｍ次回折した回折光がノイズ光となって受光素子８
1 ，８2 に入射してくる場合がある。この結果、検出精
度が低下してくるという問題点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は偏光ビームス
プリッター及び１／４波長板の軸方向を適切に配置する
ことにより、受光素子に不要な回折光（ノイズ光）が入
射しないようにし検出精度の向上を図ったエンコーダ
ー、例えばロータリーエンコーダーやリニアエンコーダ
ーの提供を目的とする。
プリッター及び１／４波長板の軸方向を適切に配置する
ことにより、受光素子に不要な回折光（ノイズ光）が入
射しないようにし検出精度の向上を図ったエンコーダ
ー、例えばロータリーエンコーダーやリニアエンコーダ
ーの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のエンコーダー
は、可干渉光束を回折格子に入射させ、該回折格子から
の回折光より干渉光を形成し、該干渉光を光電変換する
ことにより前記回折格子の移動状態を測定するエンコー
ダにおいて、前記可干渉性光束を偏光ビームスプリッタ
ーで２光束に分割し、該２光束の各々を入射光に対する
進相軸を互いに同一方向に配置した１／４波長板を介し
て前記回折格子に相異なる方向から入射させ、前記回折
格子からの該２光束の各々の回折光を前記１／４波長板
を介して偏光ビームスプリッターへ逆行させ、偏光ビー
ムスプリッターによって該２光束の回折光を重ね合わせ
ることによって干渉光を形成し、該干渉光を光電変換す
ることを特徴としている。
は、可干渉光束を回折格子に入射させ、該回折格子から
の回折光より干渉光を形成し、該干渉光を光電変換する
ことにより前記回折格子の移動状態を測定するエンコー
ダにおいて、前記可干渉性光束を偏光ビームスプリッタ
ーで２光束に分割し、該２光束の各々を入射光に対する
進相軸を互いに同一方向に配置した１／４波長板を介し
て前記回折格子に相異なる方向から入射させ、前記回折
格子からの該２光束の各々の回折光を前記１／４波長板
を介して偏光ビームスプリッターへ逆行させ、偏光ビー
ムスプリッターによって該２光束の回折光を重ね合わせ
ることによって干渉光を形成し、該干渉光を光電変換す
ることを特徴としている。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の一実施例の光学系の概略図で
ある。同図において図６に示す要素と同一のものには同
符番を付してある。図１において９は偏光ビームスプリ
ッター、５1 ，５2 は各々１／４波長板である。１／４
波長板５1 ，５2 は後述するようにその進相軸が互いに
同一方向を向き、かつ偏光ビームスプリッター９に対し
て所定方向に配置されている。
ある。同図において図６に示す要素と同一のものには同
符番を付してある。図１において９は偏光ビームスプリ
ッター、５1 ，５2 は各々１／４波長板である。１／４
波長板５1 ，５2 は後述するようにその進相軸が互いに
同一方向を向き、かつ偏光ビームスプリッター９に対し
て所定方向に配置されている。
【００１０】１０1 ，１０2 は反射鏡、１１は端面結像
型の屈折率分布型の光学部材で、一方の端に反射膜１２
が施されている。光学部材１１と反射膜１２より集光系
２０を構成している。
型の屈折率分布型の光学部材で、一方の端に反射膜１２
が施されている。光学部材１１と反射膜１２より集光系
２０を構成している。
【００１１】本実施例ではレーザー１からの可干渉性光
束をコリメーターレンズ２によて略平行光束とし、偏光
ビームスプリッター９に入射させ直線偏光の透過光束と
同じく直線偏光の反射光束の２つの光束に分割してい
る。このときレーザー１の出射光束の直線偏光方位が偏
光ビームスプリッター９に対して４５度となるようにレ
ーザー１の取付位置を調整している。これにより偏光ビ
ームスプリッター９からの透過光束と反射光束の強度比
が略１：１となるようにしている。
束をコリメーターレンズ２によて略平行光束とし、偏光
ビームスプリッター９に入射させ直線偏光の透過光束と
同じく直線偏光の反射光束の２つの光束に分割してい
る。このときレーザー１の出射光束の直線偏光方位が偏
光ビームスプリッター９に対して４５度となるようにレ
ーザー１の取付位置を調整している。これにより偏光ビ
ームスプリッター９からの透過光束と反射光束の強度比
が略１：１となるようにしている。
【００１２】そして偏光ビームスプリッター９からの反
射光束と透過光束を１／４波長板５1 ，５2 を介して円
偏光とし、反射鏡１０1 ，１０2 で反射させて回折格子
３に入射させる際、対象とする回折格子３からのｍ次回
折光が回折格子３から略垂直に反射するように入射させ
ている。
射光束と透過光束を１／４波長板５1 ，５2 を介して円
偏光とし、反射鏡１０1 ，１０2 で反射させて回折格子
３に入射させる際、対象とする回折格子３からのｍ次回
折光が回折格子３から略垂直に反射するように入射させ
ている。
【００１３】即ち回折格子３の格子ピッチをＰ、可干渉
性光束の波長をλ、ｍを整数とし、可干渉性光束の回折
格子３への入射角度をθm としたとき θm ≒ ｓｉｎ-1（ｍλ／Ｐ） ‥‥‥（１） となるように入射させている。
性光束の波長をλ、ｍを整数とし、可干渉性光束の回折
格子３への入射角度をθm としたとき θm ≒ ｓｉｎ-1（ｍλ／Ｐ） ‥‥‥（１） となるように入射させている。
【００１４】回折格子３から略垂直に射出したｍ次回折
光を光学部材１１に入射させている。光学部材１１の焦
点面近傍には反射膜１２が施されているので、入射した
光束は図２に示すように反射膜１２で反射した後、元の
光路を戻り光学部材１１から射出し、再度回折格子３に
入射する。
光を光学部材１１に入射させている。光学部材１１の焦
点面近傍には反射膜１２が施されているので、入射した
光束は図２に示すように反射膜１２で反射した後、元の
光路を戻り光学部材１１から射出し、再度回折格子３に
入射する。
【００１５】そして回折格子３で再度回折されたｍ次の
反射回折光は元の光路を戻り、反射鏡１０1 ，１０2 で
反射し、１／４波長板５1 ，５2 を透過し偏光ビームス
プリッター９に再入射する。
反射回折光は元の光路を戻り、反射鏡１０1 ，１０2 で
反射し、１／４波長板５1 ，５2 を透過し偏光ビームス
プリッター９に再入射する。
【００１６】このとき再回折光は１／４波長板５1 ，５
2 を往復しているので、偏光ビームスプリッター９で最
初反射した光束は再入射するときは偏光ビームスプリッ
ター９に対して偏光方位が９０度異なっている為、透過
するようになる。逆に偏光ビームスプリッター９で最初
透過した光束は再入射したとき反射されるようになる。
2 を往復しているので、偏光ビームスプリッター９で最
初反射した光束は再入射するときは偏光ビームスプリッ
ター９に対して偏光方位が９０度異なっている為、透過
するようになる。逆に偏光ビームスプリッター９で最初
透過した光束は再入射したとき反射されるようになる。
【００１７】こうして偏光ビームスプリッター９で２つ
の回折光を重なり合わせ１／４波長板５3 を介した後、
円偏光とし、ビームスプリッター６で２つの光束に分割
し、各々偏光板７1 ，７2 を介した後、直線偏光とし受
光素子８1 ，８2 に各々入射させている。
の回折光を重なり合わせ１／４波長板５3 を介した後、
円偏光とし、ビームスプリッター６で２つの光束に分割
し、各々偏光板７1 ，７2 を介した後、直線偏光とし受
光素子８1 ，８2 に各々入射させている。
【００１８】尚、（１）式の角度θm は回折光が集光系
２０に入射し、再度回折格子３に入射出来る程度の範囲
内であれば良いことを示している。
２０に入射し、再度回折格子３に入射出来る程度の範囲
内であれば良いことを示している。
【００１９】本実施例においてｍ次の回折光の位相は回
折格子が１ピッチ移動すると２ｍπだけ変化する。従っ
て受光素子８1 ，８2 からは正と負のｍ次の回折を２回
ずつ受けた光束の干渉を受光している為、回折格子が格
子の１ピッチ分移動すると４ｍ個の正弦波信号が得られ
る。
折格子が１ピッチ移動すると２ｍπだけ変化する。従っ
て受光素子８1 ，８2 からは正と負のｍ次の回折を２回
ずつ受けた光束の干渉を受光している為、回折格子が格
子の１ピッチ分移動すると４ｍ個の正弦波信号が得られ
る。
【００２０】例えば回折格子３のピッチ 3.2μm 、回折
光として１次（ｍ＝１）を利用したとすれば回折格子３
が 3.2μm 移動したとき受光素子８1 ，８2 からは４個
の正弦波信号が得られる。即ち正弦波１個当りの分解能
として回折格子３のピッチの１／４即ち 3.2/4＝ 0.8μ
m が得られる。
光として１次（ｍ＝１）を利用したとすれば回折格子３
が 3.2μm 移動したとき受光素子８1 ，８2 からは４個
の正弦波信号が得られる。即ち正弦波１個当りの分解能
として回折格子３のピッチの１／４即ち 3.2/4＝ 0.8μ
m が得られる。
【００２１】図７は本実施例における偏光ビームスプリ
ッター９の偏光方位と１／４波長板５1 ，５2 の進相軸
（速い軸）との位置関係について示した説明図である。
同図に示すように１／４波長板５1 ，５2 は、その進相
軸（速い軸）が、偏光ビームスプリッター９を反射・透
過した直線偏光の偏光方位に対して４５°方向に設定さ
れており、かつ１／４波長板５1 ，５2 の進相軸が互い
に同一方向に設定されている。即ち、偏光ビームスプリ
ッター９で反射した光束は１／４波長板５1 を透過して
右回りの円偏光となって回折格子３に入射し、集光系２
０で反射して戻ってくるｍ次回折光が１／４波長板５1
を再度透過すると、往路とは直交した方向に振動する直
線偏光となって偏光ビームスプリッター９を透過し、受
光部に導光される。
ッター９の偏光方位と１／４波長板５1 ，５2 の進相軸
（速い軸）との位置関係について示した説明図である。
同図に示すように１／４波長板５1 ，５2 は、その進相
軸（速い軸）が、偏光ビームスプリッター９を反射・透
過した直線偏光の偏光方位に対して４５°方向に設定さ
れており、かつ１／４波長板５1 ，５2 の進相軸が互い
に同一方向に設定されている。即ち、偏光ビームスプリ
ッター９で反射した光束は１／４波長板５1 を透過して
右回りの円偏光となって回折格子３に入射し、集光系２
０で反射して戻ってくるｍ次回折光が１／４波長板５1
を再度透過すると、往路とは直交した方向に振動する直
線偏光となって偏光ビームスプリッター９を透過し、受
光部に導光される。
【００２２】一方、偏光ビームスプリッター９を最初透
過した光束は１／４波長板５2 を透過して左回りの円偏
光となって回折格子３に入射し、集光系２０で反射して
戻ってくる−ｍ次回折光が１／４波長板５2 を再度透過
すると、往路とは直交方向の直線偏光となって偏光ビー
ムスプリッター９で反射し、受光部に導光される。回折
格子３に（１）式で表わされる角度θm で２光束を入射
させると、回折格子３による正反射光（０次反射回折
光）が、±ｍ次の往復回折光の光路に重なり合って偏光
ビームスプリッター９に入射する。ここで、１／４波長
板５1 と５2 の進相軸は同一方向に設定されているの
で、最初偏光ビームスプリッター９で反射して１／４波
長板５1 を透過して右回りの円偏光となって回折格子３
で正反射した光束は１／４波長板５2 を透過すると、１
／４波長板５1 に入射したときとは直交する方向の直線
偏光となるので該直線偏光は偏光ビームスプリッター９
を透過する。従って、この光束は受光部には入らない。
最初偏光ビームスプリッター９を透過して回折格子で正
反射した光束についても同様に受光部には入らない。
過した光束は１／４波長板５2 を透過して左回りの円偏
光となって回折格子３に入射し、集光系２０で反射して
戻ってくる−ｍ次回折光が１／４波長板５2 を再度透過
すると、往路とは直交方向の直線偏光となって偏光ビー
ムスプリッター９で反射し、受光部に導光される。回折
格子３に（１）式で表わされる角度θm で２光束を入射
させると、回折格子３による正反射光（０次反射回折
光）が、±ｍ次の往復回折光の光路に重なり合って偏光
ビームスプリッター９に入射する。ここで、１／４波長
板５1 と５2 の進相軸は同一方向に設定されているの
で、最初偏光ビームスプリッター９で反射して１／４波
長板５1 を透過して右回りの円偏光となって回折格子３
で正反射した光束は１／４波長板５2 を透過すると、１
／４波長板５1 に入射したときとは直交する方向の直線
偏光となるので該直線偏光は偏光ビームスプリッター９
を透過する。従って、この光束は受光部には入らない。
最初偏光ビームスプリッター９を透過して回折格子で正
反射した光束についても同様に受光部には入らない。
【００２３】更に集光系２０で反射し、回折格子３に再
度入射して発生した回折光のうち、往路を戻るｍ次回折
光の反対符号の−ｍ次回折光が反対側の光路に重なり合
って偏光ビームスプリッター９に入射するが、１／４波
長板５1 と５2 の軸を前記のように設定することによ
り、上記正反射光と同様に受光部に入射するのを防止し
ている。つまり、１／４波長板５1 ，５2 の進相軸を同
一方向に設定することによって、信号光となる±ｍ次の
往復回折光のみが受光部に入り、正反射光及びｍ次回折
後に−ｍ次回折した光及び−ｍ次回折後に＋ｍ次回折し
た光等のノイズ光は、いずれも受光部に入ることはな
い。このように本実施例では受光素子８1 ，８2 の出力
信号のＳ／Ｎ比は低下を防止し、高精度の検出を可能と
している。
度入射して発生した回折光のうち、往路を戻るｍ次回折
光の反対符号の−ｍ次回折光が反対側の光路に重なり合
って偏光ビームスプリッター９に入射するが、１／４波
長板５1 と５2 の軸を前記のように設定することによ
り、上記正反射光と同様に受光部に入射するのを防止し
ている。つまり、１／４波長板５1 ，５2 の進相軸を同
一方向に設定することによって、信号光となる±ｍ次の
往復回折光のみが受光部に入り、正反射光及びｍ次回折
後に−ｍ次回折した光及び−ｍ次回折後に＋ｍ次回折し
た光等のノイズ光は、いずれも受光部に入ることはな
い。このように本実施例では受光素子８1 ，８2 の出力
信号のＳ／Ｎ比は低下を防止し、高精度の検出を可能と
している。
【００２４】本実施例における集光系２０は焦点面近傍
に反射面を配置している為に例えばレーザー光の発振波
長の変化に伴う回折角が微少変化して集光レンズへの入
射角が多少変化しても、略同じ光路で戻すことができ
る。これにより２つの正と負の回折光を重なり合わせ受
光素子８1 ，８2 の出力信号のＳ／Ｎ比の低下を防止し
ている。
に反射面を配置している為に例えばレーザー光の発振波
長の変化に伴う回折角が微少変化して集光レンズへの入
射角が多少変化しても、略同じ光路で戻すことができ
る。これにより２つの正と負の回折光を重なり合わせ受
光素子８1 ，８2 の出力信号のＳ／Ｎ比の低下を防止し
ている。
【００２５】又、本実施例では可干渉性光束の回折格子
３への入射角度を前述の如く設定すると共に集光系を用
いることにより装置全体の小型化を図っている。
３への入射角度を前述の如く設定すると共に集光系を用
いることにより装置全体の小型化を図っている。
【００２６】例えば回折格子３の格子ピッチ 3.2μm 、
レーザー１の波長を0.78μとすれば、±１次の回折光の
回折角度は14.2度である。そこで光学部材１１として直
径２mm程度の屈折率分布型レンズを用いて、±１次の回
折光のみを反射させる場合、回折格子３から、レンズ１
１までの距離は2/tan14.2°＝7.9mm となり、８mm程度
離せばよく、装置全体を極めて小型に構成することがで
きる。
レーザー１の波長を0.78μとすれば、±１次の回折光の
回折角度は14.2度である。そこで光学部材１１として直
径２mm程度の屈折率分布型レンズを用いて、±１次の回
折光のみを反射させる場合、回折格子３から、レンズ１
１までの距離は2/tan14.2°＝7.9mm となり、８mm程度
離せばよく、装置全体を極めて小型に構成することがで
きる。
【００２７】尚、本実施例では光学部材１１として屈折
率分布型レンズを用いているが、図３のように集光レン
ズ１３と反射鏡１４の組み合わせで構成しても良い。
率分布型レンズを用いているが、図３のように集光レン
ズ１３と反射鏡１４の組み合わせで構成しても良い。
【００２８】又、本実施例においては反射回折光を用い
ているが図４のように集光系２０を配置して透過回折光
を利用しても良い。
ているが図４のように集光系２０を配置して透過回折光
を利用しても良い。
【００２９】図５は本発明の別の実施例である。同図に
おいて図１の要素と同一要素には同符番を付してある。
図５において１５は偏光プリズムで、図１の実施例にお
ける偏光ビームスプリッター９と同一の機能を有するも
のである。又、１６は折り返しプリズムで、図１の実施
例における反射鏡１０1 ，１０2 の組み合わせと同一の
機能を有している。
おいて図１の要素と同一要素には同符番を付してある。
図５において１５は偏光プリズムで、図１の実施例にお
ける偏光ビームスプリッター９と同一の機能を有するも
のである。又、１６は折り返しプリズムで、図１の実施
例における反射鏡１０1 ，１０2 の組み合わせと同一の
機能を有している。
【００３０】本実施例ではレーザー１からの光束をコリ
メーターレンズ２により略平行光とし、偏光プリズム１
５に入射させている。偏光プリズム１５に入射させた光
束は反射面１５ａ，１５ｂで反射させた後、偏光ビーム
分割面１５ｃで反射光束Ｌ１と透過光束Ｌ２の２つの光
束に分割している。反射光束Ｌ１と透過光束Ｌ２は各々
反射面１５ａ，１５ｄで反射し、面１５ｂより射出し
て、進相軸が互いに同一方向を向いた１／４波長板５
1 ，５2 を透過した後、折り返しプリズム１６で所定角
度屈折させ、回折格子３に前述の条件を満足するように
各々入射させている。
メーターレンズ２により略平行光とし、偏光プリズム１
５に入射させている。偏光プリズム１５に入射させた光
束は反射面１５ａ，１５ｂで反射させた後、偏光ビーム
分割面１５ｃで反射光束Ｌ１と透過光束Ｌ２の２つの光
束に分割している。反射光束Ｌ１と透過光束Ｌ２は各々
反射面１５ａ，１５ｄで反射し、面１５ｂより射出し
て、進相軸が互いに同一方向を向いた１／４波長板５
1 ，５2 を透過した後、折り返しプリズム１６で所定角
度屈折させ、回折格子３に前述の条件を満足するように
各々入射させている。
【００３１】そして回折格子３で回折した所定次数の回
折光を集光系２０を介し、再度回折格子３に入射させ、
回折格子３からの２つの再回折光を折り返しプリズム１
６と偏光プリズム１５を介し重ね合わせた後、図１の実
施例と同様に１／４波長板５3 を透過させ、ビームスプ
リッター６で２つの光束に分割して各々偏光板７1 ，７
2 を介した後、受光素子８1 ，８2 で各々受光してい
る。
折光を集光系２０を介し、再度回折格子３に入射させ、
回折格子３からの２つの再回折光を折り返しプリズム１
６と偏光プリズム１５を介し重ね合わせた後、図１の実
施例と同様に１／４波長板５3 を透過させ、ビームスプ
リッター６で２つの光束に分割して各々偏光板７1 ，７
2 を介した後、受光素子８1 ，８2 で各々受光してい
る。
【００３２】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ーについて
も全く同様に適用することができる。
ーについて説明したがロータリーエンコーダーについて
も全く同様に適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば可干渉性光束を偏光ビー
ムスプリッターで２つの直線偏光に分割した後、該２つ
の光束を所定の方向に進相軸を向けた１／４波長板を通
過させた後、該２つの光束の回折格子への入射角を前述
の如く設定することにより、受光部に不要な回折光が入
射するのを防止し、高精度のエンコーダーを達成するこ
とができる。
ムスプリッターで２つの直線偏光に分割した後、該２つ
の光束を所定の方向に進相軸を向けた１／４波長板を通
過させた後、該２つの光束の回折格子への入射角を前述
の如く設定することにより、受光部に不要な回折光が入
射するのを防止し、高精度のエンコーダーを達成するこ
とができる。
【図１】 本発明の一実施例の光学系の概略図
【図２】 図１の一部分の光学作用の説明図
【図３】 図１の一部分の光学作用の説明図
【図４】 図１の実施例において一部変更したときの部
分説明図
分説明図
【図５】 本発明の他の実施例の光学系の概略図
【図６】 従来のリニアエンコーダーの説明図
【図７】 本発明のエンコーダーにおける偏光ビームス
プリッターの偏光方位と１／４波長板の軸方位との関係
を示す説明図
プリッターの偏光方位と１／４波長板の軸方位との関係
を示す説明図
１ レーザー ２ コリメーターレンズ ３ 回折格子 ４1 ，４2 コーナーキューブ反射鏡 ５1 ，５2 ，５3 １／４波長板 ６ ビームスプリッター ７1 ，７2 偏光板 ８1 ，８2 受光素子 ９ 偏光ビームスプリッター １０1 ，１０2 反射鏡 ２０ 集光系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石塚 公 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 窪田 洋一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 可干渉光束を回折格子に入射させ、該回
折格子からの回折光より干渉光を形成し、該干渉光を光
電変換することにより前記回折格子の移動状態を測定す
るエンコーダにおいて、前記可干渉性光束を偏光ビーム
スプリッターで２光束に分割し、該２光束の各々を入射
光に対する進相軸を互いに同一方向に配置した１／４波
長板を介して前記回折格子に相異なる方向から入射さ
せ、前記回折格子からの該２光束の各々の回折光を前記
１／４波長板を介して偏光ビームスプリッターへ逆行さ
せ、偏光ビームスプリッターによって該２光束の回折光
を重ね合わせることによって干渉光を形成し、該干渉光
を光電変換することを特徴とするエンコーダー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6180959A JP2629606B2 (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | エンコーダー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6180959A JP2629606B2 (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | エンコーダー |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63113081A Division JPH0718714B2 (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | エンコーダー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07167679A true JPH07167679A (ja) | 1995-07-04 |
| JP2629606B2 JP2629606B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=16092278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6180959A Expired - Fee Related JP2629606B2 (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | エンコーダー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2629606B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105628188A (zh) * | 2016-01-11 | 2016-06-01 | 襄阳爱默思智能检测装备有限公司 | 一种光栅干涉振动测量方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59163517A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-14 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 光学式スケ−ル読取装置 |
-
1994
- 1994-07-08 JP JP6180959A patent/JP2629606B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59163517A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-14 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 光学式スケ−ル読取装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105628188A (zh) * | 2016-01-11 | 2016-06-01 | 襄阳爱默思智能检测装备有限公司 | 一种光栅干涉振动测量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2629606B2 (ja) | 1997-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |