JPH08271287A - Displacement information detecting device, drive control device using the detecting device, and scale device - Google Patents

Displacement information detecting device, drive control device using the detecting device, and scale device

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JPH08271287A
JPH08271287A JP7579095A JP7579095A JPH08271287A JP H08271287 A JPH08271287 A JP H08271287A JP 7579095 A JP7579095 A JP 7579095A JP 7579095 A JP7579095 A JP 7579095A JP H08271287 A JPH08271287 A JP H08271287A
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JP
Japan
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diffraction grating
light
detecting
scale
information
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JP7579095A
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Akira Ishizuka
公 石塚
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Canon Inc
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Abstract

PURPOSE: To provide a displacement information detecting device which can be made small in size without the deterioration of the accuracy in detection, a drive control device using the detecting device, and a scale device being suitable for the displacement information detecting device, in an apparatus wherein optical systems based on different principles of detection are provided together. CONSTITUTION: In an apparatus wherein the information on rotation of a scale member D is detected by detecting the information on the interference of diffracted light generated by radiating a light flux to a diffraction grating GT provided on the scale member D, a constitution for detecting light from data recording parts Z1, Z2, U, V and W so as to detect the information on rotation of the scale member D is provided separately and the diffraction grating GT and the data recording parts Z1, Z2, U, V and W on the scale member D are formed by different manufacturing methods.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、変位情報検出装置とそ
れを用いたドライブ制御装置に関する。本発明は特に、
相対回転物体に取り付けられたディスクの放射状回折格
子と符号パターンに光束を照射して、そこから得られる
変調信号光を検出することで、ディスクの回転位置、回
転位置ずれ量、回転位置ずれ方向、回転速度、回転加速
度等を検出するロータリーエンコーダや、更に上記検出
情報に基づいて、ACモータ等の駆動装置の電流量や方向
を制御して、物体の回転移動をさせる装置(エンコーダ
付モータ等)に良好に適用できるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a displacement information detecting device and a drive control device using the displacement information detecting device. The present invention, in particular,
By irradiating the radial diffraction grating and the code pattern of the disk attached to the relative rotating object with a light beam, and detecting the modulated signal light obtained therefrom, the rotational position of the disk, the rotational position deviation amount, the rotational position deviation direction, A rotary encoder that detects rotation speed, rotation acceleration, etc., and a device that controls the current amount and direction of a drive device such as an AC motor based on the above detection information to rotate the object (motor with encoder, etc.) It can be applied well to

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、物体の回転情報(回転変位
量、速度、加速度等)を高精度に測定する目的にインク
リメンタルロータリーエンコーダが利用されている。ま
た一方でACモータに代表されるブラシレスモータには、
回転を行わせるためにモータ内のロータの絶対回転位置
を検出するアブソリュートロータリーエンコーダが利用
されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an incremental rotary encoder has been used for the purpose of highly accurately measuring rotation information (rotational displacement amount, speed, acceleration, etc.) of an object. On the other hand, for brushless motors typified by AC motors,
An absolute rotary encoder that detects the absolute rotational position of the rotor in the motor is used to rotate the motor.

【0003】そこで、ACモータ等を利用した物体の回転
位置制御には、両方の信号が得られる複合型ロータリー
エンコーダが使われる。
Therefore, in order to control the rotational position of an object using an AC motor or the like, a composite rotary encoder that can obtain both signals is used.

【0004】高精度なインクリメンタルエンコーダは、
ミクロンオーダの微細な格子をスケール上に記録したも
のに、単色光束を照明し、そこで得られる回折光のう
ち、少なくとも2つを取り出して干渉させることで、格
子の移動にともなう光量の周期的変化を作り出して、そ
れを光電素子で検出することでインクリメンタルエンコ
ーダ信号を出力している。
A highly accurate incremental encoder is
A micron-order fine grating recorded on a scale is illuminated with a monochromatic light beam, and at least two of the diffracted light obtained there are extracted and caused to interfere, causing a periodic change in the amount of light with the movement of the grating. Is generated and detected by a photoelectric element to output an incremental encoder signal.

【0005】アブソリュートロータリーエンコーダは、
回転ディスク上の半径の異なる周上に複数の透過非透過
(または反射非反射)のパターン(例えばグレイコード
パターン)を、1回転中に1つのコードの組み合わせし
かないように形成してあれば、それぞれの周の特定の位
置における透過光(または反射光)を検出することでデ
ィスクの回転絶対位置が出力される。
The absolute rotary encoder is
If a plurality of transmissive / non-transmissive (or reflective / non-reflective) patterns (for example, gray code patterns) are formed on the circumference of different radii on the rotating disk so that only one code is combined in one rotation, The absolute rotation position of the disk is output by detecting transmitted light (or reflected light) at a specific position on each circumference.

【0006】またモータ用のアブソリュートエンコーダ
は、回転ディスク上の半径の異なる周上に複数の透過非
透過(または反射非反射)のパターン(例えばグレイコ
ードパターン)を、モータの構造(極数M)に応じてM個
のコードの組み合わせしかないように形成してあれば、
それぞれの周の特定の位置における透過光(または反射
光)を検出することでモータのロータ〜ステータ間の位
置が出力される。
In the absolute encoder for a motor, a plurality of transmission non-transmission (or reflection non-reflection) patterns (for example, gray code patterns) are provided on the circumference of the rotating disk having different radii, and the structure of the motor (number of poles M). If it is formed so that there is only a combination of M cords,
The position between the rotor and the stator of the motor is output by detecting the transmitted light (or the reflected light) at a specific position on each circumference.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとしている課題】さて、最近の動向
としてエンコーダの小型化(EX.Φ10ミリのディス
ク)が求められているが、上記のように異なる原理に基
づく複合エンコーダを小型化することは困難であった。
As a recent trend, there is a demand for miniaturization of encoders (EX.Φ10 mm disc). However, it is difficult to miniaturize composite encoders based on different principles as described above. It was difficult.

【0008】単純に異なる検出原理に基づく光学系を併
設して、それぞれを小型化すれば良いが、小型化には限
界があり、検出精度を劣化させないで小型化ができる構
成の装置が求められていた。
Optical systems based on different detection principles can be simply installed to reduce the size of each, but there is a limit to downsizing, and there is a demand for a device that can be downsized without degrading detection accuracy. Was there.

【0009】本発明は上述従来例に鑑み、異なる検出原
理に基づく光学系を併設した装置において、検出精度を
劣化させないで小型化ができる変位情報検出装置と、こ
れを用いたドライブ制御装置及びこのような変位情報検
出装置に適当なスケール装置を提供することを目的とす
る。
In view of the above-mentioned conventional example, the present invention is a device provided with an optical system based on a different detection principle, which can be miniaturized without degrading detection accuracy, a drive control device using the same, and An object of the present invention is to provide a scale device suitable for such a displacement information detecting device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上述目的を達成するため
の第1発明は、相対回転を検出するためのスケール部材
に設けられた回折格子に光束照射を行って発生させた回
折光を干渉させ、該干渉の情報を検出して前記スケール
部材の回転情報を検出する装置であって、前記回折格子
と回転情報を記録したデータ記録部とを設けたスケール
手段と、前記スケール部材の回転情報を検出するべく前
記回折格子からの回折光を干渉させて検出する第1検出
手段と、前記スケール部材の回転情報を検出するべく前
記データ記録部からの光を検出する第2検出手段とを有
し、前記スケール上の回折格子とデータ記録部とが異な
る製法にて形成されていることを特徴とする変位情報検
出装置である。
According to a first aspect of the present invention, a diffraction grating provided on a scale member for detecting relative rotation is irradiated with a luminous flux so that diffracted light generated by the diffraction grating is interfered with. A device for detecting rotation information of the scale member by detecting information on the interference, the scale means having the diffraction grating and a data recording unit recording rotation information; and rotation information of the scale member. It has first detecting means for detecting the light diffracted from the diffraction grating by interfering for detecting, and second detecting means for detecting light from the data recording portion for detecting rotation information of the scale member. The displacement information detecting device is characterized in that the diffraction grating on the scale and the data recording portion are formed by different manufacturing methods.

【0011】また第2発明は上述構成において、前記第
2検出手段はアブソリュート位置検出用のパターン、ま
たは原点検出用のパターンを検出することを特徴とす
る。
The second invention is characterized in that, in the above-mentioned structure, the second detecting means detects a pattern for detecting an absolute position or a pattern for detecting an origin.

【0012】また第3発明は上述構成において、前記回
折格子とデータ記録部とが前記スケールの異なる面上に
形成されていることを特徴とする。
A third aspect of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned structure, the diffraction grating and the data recording section are formed on surfaces having different scales.

【0013】また第4発明は、上述のような変位情報検
出装置が設けられたことを特徴とするドライブ制御シス
テムである。
A fourth aspect of the present invention is a drive control system including the displacement information detecting device as described above.

【0014】また、第5発明は、回折格子に光束照射を
行って発生させた回折光を干渉させ、該干渉の情報を検
出して物体の回転情報を検出する装置に用いられるスケ
ール装置であって、基板と、該基板の1面に設けられた
回折格子と、前記スケール部材の回転情報を検出するべ
く光学的に検出されるデータ記録部とを有し、前記デー
タ記録部は前記回折格子とは別の面に形成されているこ
とを特徴とするスケール装置である。
A fifth aspect of the invention is a scale device used in a device for interfering diffracted light generated by irradiating a diffraction grating with a light beam and detecting information on the interference to detect rotation information of an object. A substrate, a diffraction grating provided on one surface of the substrate, and a data recording section optically detected to detect rotation information of the scale member, the data recording section being the diffraction grating. The scale device is characterized in that it is formed on a surface different from.

【0015】[0015]

【実施例】図1〜5は、本発明の第1の実施例に係るロ
ータリーエンコーダの説明図である。図1は、本実施例
の装置の光学配置図、図2はその拡大図、図3は同装置
の光路模式図、図4は同装置におけるパターンの形状を
示す図、図5はディスク構造部分の拡大図である。図中
ディスクDと、その上に形成されているパターン以外の
全ての部材は、固定側である不図示の装置本体に固定配
置されており、ディスクDは、シャフト等の不図示の回
動部材にディスク中心を回動中心に合わせて設置されて
いる。
1 to 5 are explanatory views of a rotary encoder according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an optical layout diagram of the apparatus of this embodiment, FIG. 2 is an enlarged view thereof, FIG. 3 is a schematic optical path diagram of the apparatus, FIG. 4 is a diagram showing a pattern shape in the apparatus, and FIG. 5 is a disk structure portion. FIG. In the figure, all members except the disk D and the pattern formed thereon are fixedly arranged on the apparatus main body (not shown) on the fixed side, and the disk D is a rotating member (not shown) such as a shaft. It is installed with the disk center aligned with the center of rotation.

【0016】受光素子アレイSARYはインクリメンタル検
出部SA,SB,SバーA,SバーB、原点符号検出部
SZ1、SZ2、アブソリュート符号検出部SU,SV,SWからな
る。
The light-receiving element array SARY includes an incremental detector SA, SB, S bar A, S bar B, and an origin code detector.
It consists of SZ1, SZ2 and absolute code detectors SU, SV, SW.

【0017】LED等の光源LGTより射出された光束は、コ
リメータレンズLNS1によって平行光束Rにされ、相対回
転するディスクD上に照明される。
A light beam emitted from a light source LGT such as an LED is converted into a parallel light beam R by a collimator lens LNS1 and illuminated on a disk D which rotates relatively.

【0018】ディスクD上にはガラスエッチングまたは
レプリカ成形された透過型の放射状回折格子GTと金属
(ここではクロム)蒸着膜等のエッチングによって形成
した光非透過性の原点用パターンZと光非透過性のアブ
ソリュート符号パターンU、V、Wとが互いに異なる周上
(トラック上)に、上述のように異なる製法で、原点用
パターンZはディスクDの原点対象位置近傍に、アブソリ
ュート符号パターンU、V、WはディスクDの全周にわたっ
て、それぞれ記録されている。この構成の詳細を示した
のが図5である。
On the disk D, a transmission type radial diffraction grating GT which is glass-etched or replica-molded, and a non-transparent origin pattern Z and a non-transparent pattern Z formed by etching a metal (here, chromium) vapor deposition film or the like. On the circumference (on the track) where the absolute code patterns U, V, and W are different from each other by the different manufacturing method as described above, the origin pattern Z is located near the origin target position of the disk D, and the absolute code patterns U and V , W are recorded over the entire circumference of the disc D, respectively. FIG. 5 shows the details of this configuration.

【0019】平行光束は図2に示すように、ディスクD
の径方向に、放射状格子GTの形成されたトラック、原点
用符号パターンZの形成されたトラック、アブソリュー
ト符号パターンU、V、Wの形成されたトラックの各部分
領域を一括して照明できる広がりを有している。図2で
は特に後述する各センサに入射する光束部分のみを示し
てある。
As shown in FIG. 2, the collimated light beam is emitted from the disk D.
In the radial direction of, the area where the radial grating GT is formed, the origin code pattern Z is formed, and the absolute code patterns U, V, and W are formed in the partial areas can be collectively illuminated. Have In FIG. 2, only the light flux portion incident on each sensor described later is shown.

【0020】放射状格子GTがディスク1周でN本である
とすると、放射状格子GT(格子ピッチP=2π/Nラジア
ン)により2つの±1次回折光束R+、R-を発生する。こ
の2つの±1次回折光束R+、R-は装置本体側に設けられ
た第1の放射状の回折格子GBS1(格子ピッチP=π/N
ラジアン)により回折されて光路を折曲げられて、光
束R+-、R-+に変換される。光束R+-、R-+が交差する空間
上の点には、第2の放射状の回折格子GBS2が配置され
ている。光束R+-、R-+は第2の回折格子GBS2(格子ピ
ッチP=2π/N ラジアン)により回折されて光束R+-
+、R-+-になり、互いに重なりあって干渉し、明暗信号
光となって射出する(図3参照)。
Assuming that the radial grating GT is N in number around the circumference of the disk, two ± 1st-order diffracted light beams R + and R- are generated by the radial grating GT (grating pitch P = 2π / N radian). These two ± 1st-order diffracted light beams R + and R- are the first radial diffraction grating GBS1 (grating pitch P = π / N) provided on the apparatus main body side.
It is diffracted by radians, the optical path is bent, and converted into luminous fluxes R +-and R- +. A second radial diffraction grating GBS2 is arranged at a point on the space where the light fluxes R +-and R- + intersect. The light fluxes R +-and R- + are diffracted by the second diffraction grating GBS2 (grating pitch P = 2π / N radian) and the light flux R +-
It becomes +, R-+-, and they overlap each other and interfere with each other, and they are emitted as bright and dark signal light (see FIG. 3).

【0021】ここで第1、第2の回折格子GBS1、GBS2
および放射格子GTは、ラメラ位相格子で0次回折光が発
生しないような微細構造を有している。また第1、第2
の回折格子GBS1、GBS2は、ディスクDの回転中心を略
中心とした放射状であり、ディスクDの全周に対して部
分的に形成されている。
Here, the first and second diffraction gratings GBS1 and GBS2
The radiation grating GT has a fine structure that does not generate 0th-order diffracted light in the lamella phase grating. The first and second
The diffraction gratings GBS1 and GBS2 are radial with the center of rotation of the disk D as the approximate center, and are partially formed along the entire circumference of the disk D.

【0022】また回折格子GBS2は図4に示すように、
点P0を境界に、領域を4分割されていて、互いの格子
の配列の位相を1/8ピッチ分ずつずらして形成してあ
る。
The diffraction grating GBS2 is, as shown in FIG.
The region is divided into four with the point P0 as a boundary, and the phases of the lattice arrangements are mutually shifted by ⅛ pitch.

【0023】回折格子GBS2から回折されて発生した光
束R+-+、R-+-は互いに光軸の光路を重なりあわせて光軸
を互いに平行になるように射出され、光源からのすべて
の光路の対称性が保持されて互いに干渉する。
The luminous fluxes R +-+ and R-+-diffracted by the diffraction grating GBS2 are emitted so that the optical paths of their optical axes are overlapped with each other and their optical axes are parallel to each other. Symmetry is maintained and interferes with each other.

【0024】その際に、回折光R+-+はディスクの回転に
よって放射状格子が1ピッチ分移動すると、波面の位相
が+2πずれ、回折光R-+-はディスクDの回転によって
放射状格子が1ピッチ分移動すると、波面の位相が−2
πずれる。そこで干渉光は、ディスクの回転によって放
射状格子が1ピッチ分移動すると、明暗が正弦波状に2
回変化する。
At this time, when the radial grating moves 1 pitch by the rotation of the disk in the diffracted light R +-+, the phase of the wavefront shifts by + 2π, and the diffracted light R-+-moves the pitch of the radial grating by 1 pitch by the rotation of the disk D. When moved by a minute, the wavefront phase is -2.
It deviates by π. Therefore, when the radial grating moves by one pitch due to the rotation of the disc, the interference light becomes bright and dark with a sine wave shape.
Change times.

【0025】さらに前述のように、回折格子GBS2にお
いて、点P0を境界に領域を4分割されていて、互いの格
子の配列の位相を1/8ピッチ分ずつずらして形成して
あるので、各領域における干渉位相(明暗の位相)は互
いに1/4周期ずつずれて正弦波状に2回変化する。
Further, as described above, in the diffraction grating GBS2, the area is divided into four with the point P0 as a boundary, and the phases of the grating arrangement are shifted by ⅛ pitch. The interference phase (bright and dark phases) in the region shifts by ¼ cycle from each other and changes twice in a sinusoidal manner.

【0026】この各領域からの干渉光を夫々対応する受
光素子SA,SB,SバーA,SバーBに入射するの
で、受光素子SA,SB,SバーA,SバーBからは1
回転で2N周期の正弦波状アナログ信号電流が互いに1
/4周期ずつずれて発生する。この4つの位相のずれた
正弦波状アナログ信号を用いて、不図示の信号処理回路
でディスクDの相対的なインクリメンタルな回転量及び
回転方向が演算される。この演算についてはよく知られ
ているものなので、説明は省略する。
Since the interference light from each of these regions is incident on the corresponding light receiving element SA, SB, S bar A, S bar B, 1 from the light receiving elements SA, SB, S bar A, S bar B.
By rotation, the 2N cycle sinusoidal analog signal currents are 1
It occurs with a shift of / 4 cycle. A relative incremental rotation amount and rotation direction of the disk D are calculated by a signal processing circuit (not shown) using the four phase-shifted sinusoidal analog signals. Since this calculation is well known, its explanation is omitted.

【0027】ディスクDに照明される光束Rは広がりを持
っているため放射状格子GTで回折して回折格子GBS1に
到達してもほとんど重なりあったまま回折格子GBS1、G
BS2をへて受光素子へ導かれる。
Since the luminous flux R illuminating the disc D has a divergence, even when it reaches the diffraction grating GBS1 after being diffracted by the radial grating GT, the diffraction gratings GBS1 and GBS1 and G2 are almost overlapped with each other.
It is guided to the light receiving element through BS2.

【0028】たとえば照明する光束径が500μm、放射状
格子本数N=2500、ディスクD上の記録半径r=5000μm、
LED波長λ=0.86μmとして1次回折角は、 θ=arcsin{λ・N/(2πr)}=3.92° となる。放射状格子GTと回折格子GBS1とのギャップh=
500μmとして、分離量=68.5μmである。
For example, the luminous flux diameter for illumination is 500 μm, the number of radial gratings N = 2500, the recording radius on the disk D is r = 5000 μm,
When the LED wavelength is λ = 0.86 μm, the first-order diffraction angle is θ = arcsin {λ · N / (2πr)} = 3.92 °. Gap between radial grating GT and diffraction grating GBS1 h =
Assuming 500 μm, the separation amount is 68.5 μm.

【0029】一方、原点用符号パターンZは図2に示す
ように互いに周方向にずれた2つの光非透過パターンよ
り成り、各々が受光素子SZ1、SZ2夫々のディスク径方向
位置に対応して配置されている。原点用符号パターンZ
が前述平行光束に照明されたときは、その周方向位置に
応じた光量の透過光が受光素子SZ1、SZ2に入射する。デ
ィスクDの回転によって原点用符号パターンZが照明領域
内で移動すると、原点用符号パターンZの透過光は、受
光素子SZ1、SZ2に投影される透過光断面積が変化する。
これにより、受光素子SZ1、SZ2に照明される全光束量が
変化する。この時、前述のような互いに周方向にずれた
パターン配置により、受光素子SZ1、SZ2の受光光量は互
いに光量変化するタイミングがずれる。従って受光素子
SZ1、SZ2からはディスクDの回転によって互いにピーク
のずれた谷型波形アナログ信号電流が発生する。尚、原
点信号としては、たとえば受光素子SZ1、SZ2出力が一致
した時点でパルス信号を発生すれば良い。このようなパ
ルス信号は受光素子SZ1、SZ2出力を受ける不図示の信号
処理回路で発生させる。これによってディスクDの原点
通過が検出される。
On the other hand, the origin code pattern Z is composed of two light non-transmissive patterns which are displaced from each other in the circumferential direction as shown in FIG. 2, each of which is arranged corresponding to the radial position of each of the light receiving elements SZ1 and SZ2. Has been done. Origin code pattern Z
When the above-mentioned parallel luminous flux is illuminated by, the transmitted light of the amount of light corresponding to the circumferential position thereof is incident on the light receiving elements SZ1 and SZ2. When the origin code pattern Z moves within the illumination area due to the rotation of the disk D, the transmitted light of the origin code pattern Z changes in the cross section of the transmitted light projected on the light receiving elements SZ1 and SZ2.
As a result, the total luminous flux amount with which the light receiving elements SZ1 and SZ2 are illuminated changes. At this time, due to the pattern arrangements that are displaced from each other in the circumferential direction as described above, the received light amounts of the light receiving elements SZ1 and SZ2 are deviated from each other at the timings when the light amounts change. Therefore, the light receiving element
From SZ1 and SZ2, valley-shaped waveform analog signal currents whose peaks are offset from each other are generated by the rotation of the disk D. As the origin signal, for example, a pulse signal may be generated when the outputs of the light receiving elements SZ1 and SZ2 match. Such a pulse signal is generated by a signal processing circuit (not shown) that receives the outputs of the light receiving elements SZ1 and SZ2. As a result, the passage of the origin of the disk D is detected.

【0030】一方、アブソリュート符号パターンU、V、
Wの存在するトラックに照明された前述平行光束は、受
光素子に対応する部分に照射された光束部分がアブソリ
ュート符号パターンU、V、Wにかかっているか否か、即
ちアブソリュート符号パターントラックの受光素子に対
応する部分における光束透過非透過に応じて、ディスク
Dの回転によって透過光が受光素子SU,SV,SW上にそれぞ
れ間欠的に投影される。受光素子SU,SV,SWからはディス
クDの現在の回転位置に応じたアブソリュート符号信号
群が出力され、その2値情報の組み合わせによって不図
示の信号処理回路でアブソリュート位置が特定される。
このアブソリュート位置の特定の仕方はよく知られてい
るので、説明は省略する。
On the other hand, the absolute code patterns U, V,
The parallel light flux illuminating the track where W is present determines whether or not the light flux part irradiated to the part corresponding to the light receiving element is on the absolute code patterns U, V, W, that is, the light receiving element of the absolute code pattern track. Depending on whether the light beam is transmitted or not transmitted in the area corresponding to
The rotation of D causes the transmitted light to be intermittently projected on the light receiving elements SU, SV, and SW, respectively. The light receiving elements SU, SV, SW output an absolute code signal group according to the current rotational position of the disk D, and the absolute position is specified by a signal processing circuit (not shown) by the combination of the binary information.
Since the method of specifying the absolute position is well known, the description thereof will be omitted.

【0031】このように、各領域で変調された光は受光
素子アレイSARY上の対応する各受光素子に入射する。
In this way, the light modulated in each area is incident on each corresponding light receiving element on the light receiving element array SARY.

【0032】第1の実施例の装置では、格子干渉方式を
用いて回転情報を検出する装置において、異なる検出原
理に基づく回転情報検出部を併設して小型化しても、そ
れぞれの検出用のパターンを異なる製法で形成する構成
としたことにより、それぞれを互いの製作上の影響を受
けずに高精度検出に適した構成で製作でき、それぞれの
検出をに高精度に行うことができる。
In the apparatus of the first embodiment, in the apparatus for detecting the rotation information using the grating interference method, even if the rotation information detecting section based on the different detection principle is installed side by side to reduce the size, the pattern for each detection is obtained. By adopting a configuration in which each is formed by a different manufacturing method, each can be manufactured with a configuration suitable for high-precision detection without being influenced by each other's manufacturing, and each detection can be performed with high accuracy.

【0033】なお、第1の実施例の光学系を一部変更し
て、インクリメンタル干渉光、アブソリュート符号パタ
ーン、原点符号パターンを結像投影レンズによって受光
素子アレイSARYに投影するように構成してもよい。この
ようにレンズ投影すればアブソリュートパターンや原点
パターンのエッジの解像度が向上して、検出精度がよく
なる。
The optical system of the first embodiment may be partially modified so that the incremental interference light, the absolute code pattern, and the origin code pattern are projected onto the light receiving element array SARY by the imaging projection lens. Good. Such lens projection improves the resolution of the edges of the absolute pattern and the origin pattern, and improves the detection accuracy.

【0034】図6は第1の実施例におけるディスクD上
のパターン配置の変形例である。図6においては図5と
同様のディスク構造部分の拡大図で示してある。
FIG. 6 shows a modification of the pattern arrangement on the disk D in the first embodiment. In FIG. 6, an enlarged view of the disk structure portion similar to that of FIG. 5 is shown.

【0035】本変形例では、第1の実施例に対して放射
状回折格子GTをディスクDの図面裏側に形成してある。
このように放射状回折格子GTとアブソリュートパターン
U、V、W、原点符号パターンZ1、Z2とを透明基板の両
面に別々に配置してもよい。この場合各面ごとに異なる
処理でパターン形成をでき、形成が容易になる利点があ
る。
In this modification, the radial diffraction grating GT is formed on the back side of the disk D in the drawing as compared with the first embodiment.
Thus, the radial grating GT and the absolute pattern
U, V, W and origin code patterns Z1, Z2 may be separately arranged on both surfaces of the transparent substrate. In this case, there is an advantage that the pattern can be formed by a different process for each surface and the formation is facilitated.

【0036】図7〜11は本発明の第2の実施例に係る
ロータリーエンコーダの説明図である。図7は、本実施
例の装置の光学配置図、図8はその拡大図、図9は同装
置の光路模式図、図10は同装置におけるパターンの形
状を示す図、図11はディスク構造部分の拡大図であ
る。図中ディスクDと、その上に形成されているパター
ン以外の全ての部材は、固定側である不図示の装置本体
に固定配置されており、ディスクDは、シャフト等の不
図示の回動部材にディスク中心を回動中心に合わせて設
置されている。前述と同様の部材は同じ符号を関してあ
る。
7 to 11 are explanatory views of a rotary encoder according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is an optical layout diagram of the device of the present embodiment, FIG. 8 is an enlarged view thereof, FIG. 9 is a schematic view of the optical path of the device, FIG. 10 is a diagram showing a pattern shape in the device, and FIG. 11 is a disk structure portion. FIG. In the figure, all members except the disk D and the pattern formed thereon are fixedly arranged on the apparatus main body (not shown) on the fixed side, and the disk D is a rotating member (not shown) such as a shaft. It is installed with the disk center aligned with the center of rotation. Parts similar to those previously described are given the same reference numerals.

【0037】本実施例では、ディスクD上の放射状回折
格子GTによる反射回折光を利用する。以下、第1実施例
同様に順を追って説明する。
In this embodiment, the reflected diffracted light from the radial diffraction grating GT on the disk D is used. Hereinafter, description will be made step by step as in the first embodiment.

【0038】LED等の光源LGTより射出された光束は、コ
リメータレンズLNS1によって平行光束Rにされ、ビーム
スプリッタBSを介し、また光束の一部は第1の回折格子
GBS3を介して、全体として相対回転するディスクD上に
照明される。
A light beam emitted from a light source LGT such as an LED is converted into a parallel light beam R by a collimator lens LNS1, passes through a beam splitter BS, and a part of the light beam is a first diffraction grating.
It is illuminated via GBS3 onto disk D, which is relatively rotating as a whole.

【0039】ディスクD上にはガラスエッチング等され
た凹凸表面に反射膜等を施した反射型の放射状位相型回
折格子GTと、部分的に反射膜等をエッチングにより抜い
た光非反射性の原点用パターンZと光非反射性のアブソ
リュート符号パターンU、V、Wとが互いに異なる周上に
異なる製法で、原点用パターンZはディスクDの原点対象
位置近傍に、アブソリュート符号パターンU、V、Wはデ
ィスクDの全周にわたって、それぞれ記録されている。
この構成の詳細を示したのが図11である。
On the disk D, a reflection type radial phase type diffraction grating GT having a reflecting film or the like on a concavo-convex surface that has been subjected to glass etching, etc., and a non-reflecting origin point where the reflecting film or the like is partially removed by etching. Pattern Z and the non-light-reflecting absolute code patterns U, V, W are manufactured on different circumferences, and the origin pattern Z is located near the target position of the disk D and the absolute code patterns U, V, W Are recorded over the entire circumference of disc D, respectively.
FIG. 11 shows the details of this configuration.

【0040】前述したように照明光束中一部の光束が第
1の回折格子GBS3(格子ピッチP=4π/Nラジアン)
に入射する。この第1の回折格子GBS3により2つの回
折光R+、R-が発生して、相対回転するディスクD上に照
明される。回折格子GBS3の領域を通らない光束は、そ
のまま相対回転するディスクD上に照明される。そこ
で、放射状格子GTが形成されたトラック、原点用符号パ
ターンZ1、Z2が形成されたトラック、アブソリュート符
号パターンU、V、Wが形成されたトラックの各部分領域
に一括して照明される。
As described above, a part of the luminous flux of the illumination luminous flux is the first diffraction grating GBS3 (grating pitch P = 4π / N radian).
Incident on. Two diffracted lights R + and R- are generated by the first diffraction grating GBS3, and illuminate the disk D which rotates relative to each other. The light flux that does not pass through the area of the diffraction grating GBS3 is illuminated on the disk D that relatively rotates as it is. Therefore, the partial areas of the track on which the radial grating GT is formed, the track on which the origin code patterns Z1 and Z2 are formed, and the tracks on which the absolute code patterns U, V, and W are formed are collectively illuminated.

【0041】放射状格子GTがディスク1周でN本である
とすると、放射状格子GT(格子ピッチP=2π/N ラジ
アン)により2つの±1次反射回折光束R+-、R-+を発生
する。この2つの±1次反射回折光束R+-、R-+は第1の
回折格子GBS3(格子ピッチP=4π/N ラジアン)に
より再回折されて光路を重ね合わされて、光束R+-+、R-
+-になり、互いに干渉して明暗信号として射出する(図
9参照)。
Assuming that there are N radial gratings GT around the circumference of the disk, the radial grating GT (grating pitch P = 2π / N radian) produces two ± first-order reflected diffracted light beams R + −, R− +. These two ± 1st-order reflected diffracted light beams R +-, R- + are re-diffracted by the first diffraction grating GBS3 (grating pitch P = 4π / N radian) and their optical paths are superposed, and the light beams R +-+, R-
It becomes +-, which interferes with each other and emits as a light-dark signal (see FIG. 9).

【0042】ここで第1の回折格子GBS3および放射格
子GTは、ラメラ位相格子で0次回折光が発生しないよう
な微細構造を有している。また第3の回折格子GBS3
は、ディスクDの回転中心を略中心とした放射状であ
り、ディスクDの全周に対して部分的に形成されてい
る。
Here, the first diffraction grating GBS3 and the radiation grating GT have a fine structure such that 0th-order diffracted light is not generated in the lamella phase grating. In addition, the third diffraction grating GBS3
Are radial with the center of rotation of the disk D as the approximate center, and are partially formed on the entire circumference of the disk D.

【0043】また回折格子GBS3は図10に示すよう
に、点P0を境界に、領域を4分割されていて、互いの
格子の配列の位相を1/8ピッチ分ずつずらして形成し
てある。
As shown in FIG. 10, the diffraction grating GBS3 is divided into four areas with the point P0 as a boundary, and the phases of the grating arrays are shifted by ⅛ pitch.

【0044】回折格子GBS3から再回折されて発生した
光束R+-+、R-+-は互いに光軸の光路を重なりあわせて光
軸を互いに平行になるように射出され、光源からのすべ
ての光路の対称性が保持されて互いに干渉する。
The light beams R +-+ and R-+-generated by being re-diffracted from the diffraction grating GBS3 are emitted so that the optical paths of their optical axes are overlapped with each other and their optical axes are parallel to each other. Symmetry is maintained and they interfere with each other.

【0045】その際に、回折光R+-+はディスクの回転に
よって放射状格子が1ピッチ分移動すると、波面の位相
が+2πずれ、回折光R-+-はディスクDの回転によって
放射状格子が1ピッチ分移動すると、波面の位相が−2
πずれる。そこで干渉光は、ディスクの回転によって放
射状格子が1ピッチ分移動すると、明暗が正弦波状に2
回変化する。
At that time, when the radial grating moves 1 pitch by the rotation of the disk in the diffracted light R +-+, the phase of the wavefront shifts by + 2π, and the diffracted light R-+-moves the pitch of the radial grating by 1 pitch by the rotation of the disk D. When moved by a minute, the wavefront phase is -2.
It deviates by π. Therefore, when the radial grating moves by one pitch due to the rotation of the disc, the interference light becomes bright and dark with a sine wave shape.
Change times.

【0046】さらに前述のように回折格子GBS3におい
て、点P0を境界に、領域を4分割されていて、互いの
格子の配列の位相を1/8ピッチ分ずつずらして形成し
てあるので、各領域における干渉位相(明暗の位相)は
1/4周期ずつずれて正弦波状に2回変化する。
Further, as described above, in the diffraction grating GBS3, the region is divided into four parts with the point P0 as the boundary, and the phases of the grating arrays are shifted by ⅛ pitch. The interference phase (bright and dark phase) in the region shifts by 1/4 cycle and changes twice in a sinusoidal manner.

【0047】この各領域からの干渉光を、ビームスプリ
ッタBSを介して、夫々対応する受光素子SA,SB,S
バーA,SバーB に入射するので、受光素子SA,S
B,SバーA,SバーBからは1回転で2N周期の正弦
波状アナログ信号電流が互いに1/4周期ずつずれて発
生する。この4つの位相のずれた正弦波状アナログ信号
を用いて、不図示の信号処理回路でディスクDの相対的
なインクリメンタルな回転量及び回転方向が演算され
る。この演算についてはよく知られているものなので、
説明は省略する。
Interference light from each of these areas is passed through the beam splitter BS and the corresponding light receiving element SA, SB, S is received.
Since the light enters the bars A and S bar B, the light receiving elements SA and S
From B, S bar A, and S bar B, sinusoidal analog signal currents of 2N cycles are generated with a 1/4 cycle offset from each other in one rotation. A relative incremental rotation amount and rotation direction of the disk D are calculated by a signal processing circuit (not shown) using the four phase-shifted sinusoidal analog signals. Since this operation is well known,
Description is omitted.

【0048】ディスクDに照明される光束Rは広がりを持
っているため回折格子GBS3で回折して放射状格子GTに
到達してもほとんど重なりあったまま回折格子GBS3を
へて受光素子へ導かれる。
Since the light flux R illuminating the disc D has a spread, even if it reaches the radial grating GT after being diffracted by the diffraction grating GBS3, it is guided to the light receiving element through the diffraction grating GBS3 with almost overlapping.

【0049】たとえば照明する光束径が500μm、放射状
格子本数N=2500、ディスクD上の記録半径r=5000μm、
LED波長λ=0.86μmとしてディスク照明光入射角は、 θ=arcsin{λ・N/(4πr)}=1.96° となる。放射状格子GTと回折格子GBS3とのギャップh=
500μmとして、分離量=34.2μmである。
For example, the luminous flux diameter for illumination is 500 μm, the number of radial gratings N = 2500, the recording radius on the disc D is r = 5000 μm,
When the LED wavelength is λ = 0.86 μm, the incident angle of the disc illumination light is θ = arcsin {λ · N / (4πr)} = 1.96 °. Gap between radial grating GT and diffraction grating GBS3 h =
Assuming 500 μm, the separation amount is 34.2 μm.

【0050】一方、原点用符号パターンZは図8に示す
ように互いに周方向にずれた2つの光非反射パターンよ
り成り、各々が受光素子SZ1、SZ2夫々のディスク径方向
位置に対応して配置されている。原点用符号パターンZ
が前述平行光束に照明されたときは、その周方向位置に
応じた光量の反射光がビームスプリッタBSを介して受光
素子SZ1、SZ2に入射する。ディスクDの回転によって原
点用符号パターンZが照明領域内で移動すると、原点用
符号パターンZの反射光は、受光素子SZ1、SZ2に投影さ
れる反射光断面積が変化する。これにより、受光素子SZ
1、SZ2に照明される全光束量が変化する。この時、前述
のような互いに周方向にずれたパターン配置により、受
光素子SZ1、SZ2の受光光量は互いに光量変化するタイミ
ングがずれる。従って受光素子SZ1、SZ2からはディスク
Dの回転によって互いにピークのずれた谷型波形アナロ
グ信号電流が発生する。尚、原点信号としては、たとえ
ば受光素子SZ1、SZ2出力が一致した時点でパルス信号を
発生すれば良い。このようなパルス信号は受光素子SZ
1、SZ2出力を受ける不図示の信号処理回路で発生させ
る。これによってディスクDの原点通過が検出される。
On the other hand, the origin code pattern Z is composed of two light non-reflective patterns which are displaced from each other in the circumferential direction as shown in FIG. 8, and each of them is arranged corresponding to the radial position of the light receiving elements SZ1 and SZ2. Has been done. Origin code pattern Z
When is illuminated with the above-mentioned parallel luminous flux, reflected light of a light amount corresponding to the circumferential position thereof is incident on the light receiving elements SZ1 and SZ2 via the beam splitter BS. When the origin code pattern Z moves in the illumination area due to the rotation of the disk D, the reflected light of the origin code pattern Z changes in reflected light cross-sectional area projected on the light receiving elements SZ1 and SZ2. As a result, the light receiving element SZ
1. The total luminous flux quantity illuminating SZ2 changes. At this time, due to the pattern arrangements that are displaced from each other in the circumferential direction as described above, the received light amounts of the light receiving elements SZ1 and SZ2 are deviated from each other at the timings when the light amounts change. Therefore, from the light receiving elements SZ1 and SZ2,
The rotation of D produces a valley-shaped analog signal current whose peaks are offset from each other. As the origin signal, for example, a pulse signal may be generated when the outputs of the light receiving elements SZ1 and SZ2 match. Such a pulse signal is received by the light receiving element SZ.
1. Generated by a signal processing circuit (not shown) that receives SZ2 output. As a result, the passage of the origin of the disk D is detected.

【0051】一方、アブソリュート符号パターンU、V、
Wの存在するトラックに照明された前述平行光束は、受
光素子に対応する部分に照射された光束部分がアブソリ
ュート符号パターンU、V、Wにかかっているか否か、即
ちアブソリュート符号パターントラックの受光素子に対
応する部分における光束透過非透過に応じて、ディスク
Dの回転によって反射光がビームスプリッタBSを介して
受光素子SU,SV,SW上にそれぞれ間欠的に投影される。受
光素子SU,SV,SWからはディスクDの現在の回転位置に応
じたアブソリュート符号信号群が出力され、その2値情
報の組み合わせによって不図示の信号処理回路でアブソ
リュート位置が特定される。このアブソリュート位置の
特定の仕方はよく知られているので、説明は省略する。
On the other hand, the absolute code patterns U, V,
The parallel light flux illuminating the track where W is present determines whether or not the light flux part irradiated to the part corresponding to the light receiving element is on the absolute code patterns U, V, W, that is, the light receiving element of the absolute code pattern track. Depending on whether the light beam is transmitted or not transmitted in the area corresponding to
The rotation of D causes the reflected light to be intermittently projected onto the light receiving elements SU, SV, SW via the beam splitter BS. The light receiving elements SU, SV, SW output an absolute code signal group according to the current rotational position of the disk D, and the absolute position is specified by a signal processing circuit (not shown) by the combination of the binary information. Since the method of specifying the absolute position is well known, the description thereof will be omitted.

【0052】このように、各領域で変調された光は受光
素子アレイSARY上の対応する各受光素子に入射する。
In this way, the light modulated in each area is incident on each corresponding light receiving element on the light receiving element array SARY.

【0053】第2の実施例の装置でも、格子干渉方式を
用いて回転情報を検出する装置において、異なる検出原
理に基づく回転情報検出部を併設して小型化しても、そ
れぞれの検出用のパターンを異なる製法で形成する構成
としたことにより、それぞれを互いの製作上の影響を受
けずに高精度検出に適した構成で製作でき、それぞれの
検出をに高精度に行うことができる。
Also in the apparatus of the second embodiment, in the apparatus for detecting the rotation information by using the grating interference method, even if the rotation information detecting section based on the different detection principle is installed side by side to reduce the size, each detection pattern is detected. By adopting a configuration in which each is formed by a different manufacturing method, each can be manufactured with a configuration suitable for high-precision detection without being influenced by each other's manufacturing, and each detection can be performed with high accuracy.

【0054】第2の実施例の光学系を一部変更して、イ
ンクリメンタル干渉光、アブソリュート符号パターン、
原点符号パターンを結像投影レンズによって受光素子ア
レイSARYに投影するように構成してもよい。このような
構成にすればアブソリュートパターンや原点パターンの
エッジの解像度が向上して、検出精度が向上する。
A part of the optical system of the second embodiment is modified so that the incremental interference light, the absolute code pattern,
The origin code pattern may be projected on the light receiving element array SARY by the imaging projection lens. With such a configuration, the resolution of the edges of the absolute pattern and the origin pattern is improved, and the detection accuracy is improved.

【0055】図12は第2の実施例におけるディスクD
上のパターン配置の変形例である。図12においては図
11と同様のディスク構造部分の拡大図で示してある。
FIG. 12 shows a disk D according to the second embodiment.
It is a modification of the above pattern arrangement. In FIG. 12, an enlarged view of the disk structure portion similar to that of FIG. 11 is shown.

【0056】本変形例では、各パターンをディスクDの
上面に設けた第2の実施例に対して放射状回折格子GTと
アブソリュートパターンU、V、W、原点符号パターンZ
1、Z2とを透明基板の下面(裏面)に配置してある点
が異なる。このようにすることで、パターンを他の光学
配置の反対側に配置することができ、接触等によるパタ
ーン破損の可能性を減少させることができる。
In this modification, the radial diffraction grating GT, the absolute patterns U, V and W, and the origin code pattern Z are provided in the second embodiment in which each pattern is provided on the upper surface of the disk D.
1 and Z2 are arranged on the lower surface (back surface) of the transparent substrate. By doing so, the pattern can be arranged on the side opposite to other optical arrangements, and the possibility of pattern damage due to contact or the like can be reduced.

【0057】図13は本発明の第3実施例にかかるモー
タードライバーシステムの概略構成図である。図中、DH
は前述した第1〜第2実施例及びそれらの変形例のいず
れかにおける光源LGTから受光素子アレイSARYまでのデ
ィスクDをのぞく全光学構成が配置された検出ヘッド、P
Uは受光素子アレイSARYの各受光素子からの出力を信号
処理して、インクリメンタルな回転量及び回転方向測
定、ディスクリートな回転位置測定、及び原点検出を行
い、制御信号を発生する信号処理回路、IMは信号処理回
路PUへ回転の指令入力を行う為の入力部、MDは信号処理
回路PUからの制御信号を受けてモータの駆動制御を行う
モータドライバー、MTはモータ、SFはモータに回転駆動
され、不図示の被駆動部に駆動力を伝達するシャフトで
ある。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a motor driver system according to the third embodiment of the present invention. DH in the figure
Is a detection head in which an all-optical configuration excluding the disk D from the light source LGT to the light receiving element array SARY in any of the above-described first and second embodiments and their modifications, P
U is a signal processing circuit, IM, which processes the output from each light receiving element of the light receiving element array SARY to perform incremental rotation amount and rotation direction measurement, discrete rotation position measurement, and origin detection, and generates a control signal. Is an input unit for inputting a rotation command to the signal processing circuit PU, MD is a motor driver that receives a control signal from the signal processing circuit PU and controls the drive of the motor, MT is a motor, and SF is rotationally driven by the motor. , A shaft for transmitting a driving force to a driven part (not shown).

【0058】信号処理回路PUは受光素子アレイSARYの各
受光素子からの出力と、入力部からの指令入力情報に基
づいて制御信号を発生し、これによりモータMTによるシ
ャフトSFの回転駆動が制御される。
The signal processing circuit PU generates a control signal based on the output from each light receiving element of the light receiving element array SARY and the command input information from the input section, whereby the rotational drive of the shaft SF by the motor MT is controlled. It

【0059】前述のような構成により検出ヘッドDHが小
型化されても、各回転情報検出を高精度に行え、正確な
制御をよりコンパクト化された構成で行い得るモーター
ドライバーシステムが実現される。
Even if the detection head DH is downsized by the above-described structure, it is possible to realize a motor driver system which can detect each rotation information with high accuracy and can perform accurate control with a more compact structure.

【0060】その他以下の変更による光学系の展開が可
能である。 (1)回折格子による分離、偏向、合成の光路におい
て、第1の放射状回折格子の本数N1(本/周)、第2の
放射状回折格子の本数N2(本/周)、第3の放射状回折
格子の本数N3(本/周)が、 n1・N1+n2・N2+n3・N3=0 を満たすような範囲で変更して構成してもよい。
Others The optical system can be developed by the following modifications. (1) In the optical path of separation, deflection, and combination by the diffraction grating, the number N1 of first radial diffraction gratings (line / circle), the number of second radial diffraction gratings N2 (line / circle), third radial diffraction The number of grids N3 (lines / circle) may be changed and configured so as to satisfy n1 · N1 + n2 · N2 + n3 · N3 = 0.

【0061】但しn1、n2、n3は第1、第2、第3の回折
格子による回折次数、であり、全周記録する必要のない
放射状回折格子の本数Nは整数である必要はなく小数点
以下がついてもよい。第1の実施例では、n1=+1、n2=-
1、n3=+1、N1=2500、N2=5000、N3=2500である。 (2)アブソリュートパターンUVWをモータ制御用では
なく、通常のピュアバイナリーコード、グレイコード等
に変更してもよい。 (3)アブソリュートパターン、Zパターンの透過、非
透過または反射、非反射の関係を逆にしてもよい。 (4)インクリメンタル位相差信号発生用回折格子(第
1実施例ではGBS2)の分割数や位相ずらし量を変え
(2分割にして、90度ずらしたり、6分割にして60度ず
つずらしたりすること等)てもよい。 (5)原点の検出パターンをZ1、Z2のように2つにわ
けて2信号の差信号から得るのではなく、通常の2つの
ランダムピッチパターンの重ね合せによる相関関数のピ
ークを検出する方式に変更してもよい。 (6)上述実施例では変位情報として回転情報を検出す
る装置の例を挙げたが、ディスクDを直動スケールとし
て、直動情報を検出する装置に置き換えてもよい。
However, n1, n2, and n3 are diffraction orders by the first, second, and third diffraction gratings, and the number N of radial diffraction gratings that need not be recorded in the entire circumference does not have to be an integer and is a decimal point. May be attached. In the first embodiment, n1 = + 1, n2 =-
1, n3 = + 1, N1 = 2500, N2 = 5000, N3 = 2500. (2) The absolute pattern UVW may be changed to normal pure binary code, gray code, etc. instead of for motor control. (3) The relationship of transmission, non-transmission or reflection, and non-reflection of the absolute pattern and Z pattern may be reversed. (4) The number of divisions of the diffraction grating for generating an incremental phase difference signal (GBS2 in the first embodiment) and the amount of phase shift are changed (two divisions, 90 degrees shift, or six divisions, 60 degrees shift). Etc.) (5) Instead of dividing the detection pattern of the origin into two such as Z1 and Z2 and obtaining it from the difference signal of two signals, the method of detecting the peak of the correlation function by superposition of two normal random pitch patterns is adopted. You may change it. (6) In the above-mentioned embodiment, the example of the device for detecting the rotation information as the displacement information has been described, but the disk D may be replaced with the device for detecting the linear motion information by using the linear motion scale.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上、第1発明によれば、異なる2つの
ディスクパターンの読み取りが高精度に同時に行えるよ
うになり、小型でありながら高分解能な変位情報が得ら
れる変位情報検出装置が実現した。
As described above, according to the first aspect of the present invention, two different disc patterns can be simultaneously read with high accuracy, and a displacement information detecting device that is compact and obtains high resolution displacement information is realized. .

【0063】また、第2発明によれば、干渉方式の検出
と、アブソリュート回転検出または原点検出とが、高精
度に同時に行えるようになり、小型でありながら高分解
能な回転情報が得られる変位情報検出装置が実現した。
Further, according to the second aspect of the present invention, the detection of the interference method and the absolute rotation detection or the origin detection can be simultaneously performed with high accuracy, and the displacement information which can obtain the rotation information with a high resolution while being small in size. The detector is realized.

【0064】また、第3発明によれば、このような異な
る2つの検出原理にそれぞれ適したパターンを別々の面
で形成でき、製作が容易になる。
Further, according to the third invention, it is possible to form the patterns respectively suitable for the two different detection principles on different surfaces, which facilitates the production.

【0065】また、第4発明によれば、検出部が小型化
されても、各回転情報検出を高精度に行え、正確な制御
をよりコンパクト化した構成で実現できる。
Further, according to the fourth aspect of the invention, even if the detector is downsized, each rotation information can be detected with high accuracy, and accurate control can be realized with a more compact structure.

【0066】また、第5発明によれば、異なる2つの検
出原理にそれぞれ適したパターンを別々の面で形成で
き、製作が容易なスケール装置が実現した。
Further, according to the fifth aspect of the invention, a scale device which can form patterns suitable for two different detection principles on different surfaces and is easy to manufacture has been realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例の装置の光学配置図FIG. 1 is an optical layout diagram of an apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同拡大図[Figure 2] Enlarged view

【図3】同装置の光路模式図FIG. 3 is a schematic diagram of the optical path of the device.

【図4】同装置におけるパターンの形状を示す図FIG. 4 is a diagram showing a shape of a pattern in the apparatus.

【図5】ディスク構造部分の拡大図FIG. 5 is an enlarged view of a disk structure portion.

【図6】第1実施例の変形例を示す図FIG. 6 is a diagram showing a modification of the first embodiment.

【図7】本発明の第2実施例の装置の光学配置図FIG. 7 is an optical layout diagram of an apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図8】同拡大図[Figure 8] Enlarged view

【図9】同装置の光路模式図FIG. 9 is a schematic diagram of the optical path of the device.

【図10】同装置におけるパターンの形状を示す図FIG. 10 is a diagram showing the shape of a pattern in the same device.

【図11】ディスク構造部分の拡大図FIG. 11 is an enlarged view of a disk structure portion.

【図12】第2実施例の変形例を示す図FIG. 12 is a diagram showing a modification of the second embodiment.

【図13】本発明の第3実施例のモータドライブシステ
ムの構成概略図
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a motor drive system according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

LGT 光源 R 光束 LNS1,LNS2 レンズ D 相対回転ディスク GBS1、GBS2 (放射状)回折格子 GBS3 (放射状)回折格子 GT ディスク上の放射状回折格子 P0 GBS2またはGBS3上の光束合成位置 SA,SバーA,SB,SバーB 干渉光受光素子 SZ1,SZ2 原点信号用符号パターン受光素子 SU,SV,SW アブソリュート信号用符号パターン
受光素子 Z1,Z2 原点検出用パターン U,V,W アブソリュート符号信号用パターン
LGT Light source R Luminous flux LNS1, LNS2 Lens D Relative rotation disc GBS1, GBS2 (Radial) diffraction grating GBS3 (Radial) diffraction grating GT Radial diffraction grating on disk P0 GBS2 or GBS3 Combined light flux position SA, S bar A, SB, S bar B Interference light receiving element SZ1, SZ2 Origin signal code pattern light receiving element SU, SV, SW Absolute signal code pattern light receiving element Z1, Z2 Origin detection pattern U, V, W Absolute code signal pattern

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G11B 19/06 501 G11B 19/06 501E 19/20 19/20 G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G11B 19/06 501 G11B 19/06 501E 19/20 19/20 G

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相対回転を検出するためのスケール部材
に設けられた回折格子に光束照射を行って発生させた回
折光を干渉させ、該干渉の情報を検出して前記スケール
部材の回転情報を検出する装置であって、前記回折格子
と回転情報を記録したデータ記録部とを設けたスケール
手段と、前記スケール部材の回転情報を検出するべく前
記回折格子からの回折光を干渉させて検出する第1検出
手段と、前記スケール部材の回転情報を検出するべく前
記データ記録部からの光を検出する第2検出手段とを有
し、前記スケール上の回折格子とデータ記録部とが異な
る製法にて形成されていることを特徴とする変位情報検
出装置。
1. Diffraction light generated by irradiating a diffraction grating provided on a scale member for detecting relative rotation with each other is caused to interfere, and information on the interference is detected to obtain rotation information of the scale member. An apparatus for detecting, wherein the diffracted light from the diffraction grating is detected by interfering with the scale means provided with the diffraction grating and the data recording section recording rotation information, and the rotation information of the scale member to detect the rotation information. The first detection means and the second detection means for detecting the light from the data recording portion to detect the rotation information of the scale member are provided, and the manufacturing method is different between the diffraction grating on the scale and the data recording portion. Displacement information detection device characterized in that it is formed by.
【請求項2】 前記第2検出手段はアブソリュート位置
検出用のパターン、または原点検出用のパターンを検出
することを特徴とする請求項1に記載の変位情報検出装
置。
2. The displacement information detecting device according to claim 1, wherein the second detecting means detects a pattern for absolute position detection or a pattern for origin detection.
【請求項3】 前記回折格子とデータ記録部とが前記ス
ケールの異なる面上に形成されていることを特徴とする
請求項1に記載の変位情報検出装置。
3. The displacement information detecting apparatus according to claim 1, wherein the diffraction grating and the data recording section are formed on different surfaces of the scale.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載された
変位情報検出装置が設けられたことを特徴とするドライ
ブ制御システム。
4. A drive control system comprising the displacement information detecting device according to claim 1. Description:
【請求項5】 回折格子に光束照射を行って発生させた
回折光を干渉させ、該干渉の情報を検出して物体の回転
情報を検出する装置に用いられるスケール装置であっ
て、基板と、該基板の1面に設けられた回折格子と、前
記スケール部材の回転情報を検出するべく光学的に検出
されるデータ記録部とを有し、前記データ記録部は前記
回折格子とは別の面に形成されていることを特徴とする
スケール装置。
5. A scale device used in a device for interfering diffracted light generated by irradiating a diffraction grating with a light flux and detecting information on the interference to detect rotation information of an object, the scale device comprising: a substrate; A diffraction grating provided on one surface of the substrate, and a data recording section optically detected to detect rotation information of the scale member, the data recording section being a surface different from the diffraction grating. A scale device characterized in that it is formed on.
JP7579095A 1995-03-31 1995-03-31 Displacement information detecting device, drive control device using the detecting device, and scale device Pending JPH08271287A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008299904A (en) * 2007-05-29 2008-12-11 Asahi Glass Co Ltd Optical element and optical head device

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A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040608