JPH10239109A - 変位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気スケールと光学スケールとの特長を合わ
せ持った新規な変位検出装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 繰り返しピッチＰにて磁気記録したスケ
ール１５と、直線偏光を有する又は直線偏光を出射する
ように構成された光源と、繰り返しピッチＰにて複数の
透光部と遮光部とを有する格子板１４ａ，１４ｂと、検
光子１６と、光電検出器１７ａ，１７ｂとより成る検出
部とを有し、この光源よりこの格子板１４ａ，１４ｂを
通り、このスケール１５の複数の磁気記録部に照射され
た光がこの磁気記録部により偏光角が回転されて反射
し、この検光子１６により、この偏光角の回転を光量の
増減に変換し、この光量の増減をこの光電検出器１７
ａ，１７ｂにて電気出力として得ることにより、このス
ケール１５とこの検出部との相対変位を検出するように
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば工作機械の位
置読み取りや位置制御等に適用して好適な変位検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
工作機械の位置読み取りや位置制御に使用される変位検
出装置の例として磁気スケール装置が提案されている。

【０００３】この磁気スケール装置は例えば図１４に示
す如く、磁性媒体上に一定ピッチλで磁気記録された目
盛りを有するスケール１と、２つの検出ヘッド（磁束応
答型マルチギャップヘッド）２ａ，２ｂと、検出回路３
とより構成されており、この磁気スケール装置はスケー
ル１が磁気記録目盛りのため油汚れ等の影響を受けにく
く工作機械、産業機械に広く使用されている。

【０００４】汎用の磁気スケール装置の一例としては、
スケール１の磁気記録目盛ピッチλを２００μｍとし、
これを検出回路３で１／４００になる如く内挿して、
０．５μｍ等の分解能を得る如くしている。

【０００５】この磁気スケール装置において、より高分
解能を得るためには、この磁気記録目盛ピッチλを短く
する必要がある。しかしながらこの磁気記録目盛ピッチ
λを小さくしていくと、スケール１と検出ヘッド２ａ，
２ｂとの間隙ｄによる検出損失（再生分離損失）が大き
くなる。

【０００６】この検出損失は次式で現すことができる。 検出損失＝５４．６ｄ／λ （ｄｂ）

【０００７】例えば磁気記録目盛ピッチλを２０μｍに
した場合、このスケール１と検出ヘッド２ａ，２ｂとの
間隙ｄ＝２μｍで検出損失は５．４６ｄｂ、つまり検出
出力が約半分に減少してしまい、この間隙ｄを小さく且
つ一定に保つ機構が必須となるが、これは非常に困難で
あり、この磁気スケール装置で高分解能を得るのに限界
があった。

【０００８】また従来の変位検出装置の他の例として光
学スケール装置が提案されている。この光学スケール装
置は例えば図１５に示す如く、光源ランプ５より出射さ
れた光がコンデンサレンズ６にて平行光とされ、この平
行光をインデックススケール７を介してスケール８に照
射するものである。

【０００９】この光学スケール装置のスケール８はピッ
チＰにて反射部と非反射部とを繰り返す目盛を有し、こ
のスケール８と光源ランプ５、コンデンサレンズ６及び
インデックススケール７等より成る検出部との相対変位
により、ピッチＰ毎に光量が増減する反射光を光電素子
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄにより電気信号に変換し、この
電気信号をアンプ１０を通して変位信号を得るようにし
たものである。

【００１０】この光学スケール装置は光学的に検出する
ので目盛ピッチＰを小さくしても、スケール８と検出部
との隙間は大きく取れるが、スケール８の作成は、ガラ
ス、金属等を基板として、機械的ルーリングエンジン、
レーザビームスキャン露光、電子ビームや光リソグラフ
ィー等を用い、その製造装置が大掛かりとなり、且つ長
尺のスケール８が作りにくく、また精度不良等作成に失
敗するとそのスケール８は再生不可能となる大きな欠点
を有していた。

【００１１】本発明は斯る点に鑑み、磁気スケール装置
と光学スケール装置との特長を合わせ持った新規な変位
検出装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明変位検出装置は繰
り返しピッチＰにて磁気記録したスケールと、直線偏光
を有する又は直線偏光を出射するように構成された光源
と、繰り返しピッチＰにて複数の透光部と遮光部とを有
する格子板と、検光子と、光電検出器とより成る検出部
とを有し、この光源よりこの格子板を通り、このスケー
ルの複数の磁気記録部に照射された光がこの磁気記録部
により偏光角が回転されて反射し、この検光子により、
この偏光角の回転を光量の増減に変換し、この光量の増
減をこの光電検出器にて電気出力として得ることによ
り、このスケールとこの検出部との相対変位を検出する
ようにしたものである。

【００１３】斯る本発明によればスケールが磁気記録の
ため、任意のピッチで精度良く容易に作成でき、また磁
気記録のため、精度が悪い等作成に失敗した場合でも容
易に書き換えることができる。

【００１４】また、本発明によれば光学的検出のため、
スケールの磁気記録目盛のピッチＰが短くなってもスケ
ールと検出部との隙間を大きく取れ、安定した検出出力
が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照して、本
発明変位検出装置の第１の実施例につき説明しよう。

【００１６】図１において、１１は光源を構成するラン
プを示し、このランプ１１よりの光をコンデンサレンズ
１２、偏光フィルタ１３及び格子板１４ａ，１４ｂを介
して磁気スケール１５に照射する如くする。

【００１７】このコンデンサレンズ１２はランプ１１よ
り出射する光を平行光にするもので、偏光フィルタ１３
はこのコンデンサレンズ１２よりの平行光を直線偏光の
光にするためのものである。この場合ランプ１１よりの
光に変えてレーザ光等の如く直線偏光の光を使用すると
きには、この偏光フィルタ１３は不用である。

【００１８】格子板１４ａ及び１４ｂは、図２に示す如
く磁気スケール１５の磁気記録目盛のピッチと同じ、繰
り返しピッチＰにて複数の透光部と遮光部とを有する格
子で構成され、この格子板１４ａの各格子と格子板１４
ｂの各格子との変位検出方向の間隔を図１，図２に示す
如く （ｍ±１／４）Ｐ に配置する。但し、ｍ＝０，１，２，３‥‥の整数であ
る。

【００１９】この磁気スケール１５は、Ｎ極とＳ極との
繰り返しピッチＰの磁気記録目盛が磁気記録されたもの
である。このＮ極とＳ極との繰り返しピッチＰを必要に
応じた大きさとする。このときはＮ極及びＳ極を着磁す
るだけなのでこのピッチＰを極めて小さくすることがで
きる。

【００２０】この場合、図２に示す如く磁気スケール１
５のＮ極とＳ極との繰り返しピッチがＰであり、格子板
１４ａ及び１４ｂの夫々の透光部のピッチもＰであり、
この格子板１４ａ又は１４ｂの各透光部を通過した光
は、磁気スケール１５に記録されたＮ極，Ｓ極の同じ磁
極関係の部分例えば夫々がＮ極、夫々がＳ極に照射され
る。

【００２１】このとき、この照射された光はこの磁気ス
ケール１５の目盛を構成する磁気記録面で磁極関係に応
じて偏光面が回転され反射される。この偏光面が回転さ
れた反射光を検光子を構成する偏光フィルタ１６を通
し、格子板１４ａ及び１４ｂの夫々の透光部を通過した
反射光の夫々に対応した位置に配置された光電検出器を
構成するフォトダイオード１７ａ及び１７ｂに入射する
如くする。

【００２２】本例においてはこの検光子を構成する偏光
フィルタ１６の光通過軸１６０を図４に示す如く磁気ス
ケール１５のＳ極にて回転反射した光の振動軸（偏光
面）１６Ｓと直交する如くする。この図４において、１
６Ｎは磁気スケール１５のＮ極にて回転反射した光の振
動軸（偏光面）である。

【００２３】この場合、磁気スケール１５のＮ極及びＳ
極の磁極関係が図３Ａに示す如きであったときは、フォ
トダイオード１７ａの出力側に得られる検出信号は図３
Ｂに示す如くＮ極の中間点で最大となりＳ極の中間点で
最小となる周期Ｐの正弦波形となり、フォトダイオード
１７ｂの出力側には図３Ｃに示す如くこれとＰ／４位相
の異なった検出信号となる。

【００２４】従って本例の如く格子板１４ａ及び１４ｂ
の間隔を（ｍ±１／４）Ｐに配置していることにより、
Ｐ／４位相の異なる２相出力が得られる。この２相出力
を使用し、従来と同様にして相対変位方向を知ることが
でき、また内挿処理等を行うことができる。

【００２５】本例において、この格子板１４ａ，１４ｂ
と磁気スケール１５との隙間ｄを ｄ＝Ａ×Ｐ² ／Ｂ に設定する。但しＡ＝１，２，３‥‥、Ｂは光源の波長
である。上述の如く設定することにより、格子板１４
ａ，１４ｂのフーリエイメージが磁気スケール１５上に
結像される。

【００２６】例えばＡ＝１，Ｐ＝２０μｍ、レーザー光
を使用したときは（例えばＢ＝７８０ｎｍ）、ｄ＝１×
（２０μｍ）² ／７８０ｎｍ＝５１２．８μｍであり、
上述の如くすることにより、格子板１４ａ，１４ｂと磁
気スケール１５との隙間ｄを約０．５ｍｍと大きくする
ことができる。

【００２７】また本例においては、ランプ１１、コンデ
ンサレンズ１２、偏光フィルタ１３、格子板１４ａ，１
４ｂ、偏光フィルタ１６及びフォトダイオード１７ａ，
１７ｂより構成される検出部は磁気スケール１５との測
定方向に垂直な面に沿って配置する如くする。このよう
にすることにより、この磁気スケール１５とこの検出部
の格子板１４ａ，１４ｂとの隙間ｄが変化しても磁気ス
ケール１５の照射位置は磁気記録目盛のトラック幅方向
に変化するのみで、精度変化は生じない。

【００２８】本例は上述の如く構成されているので、ラ
ンプ１１、コンデンサレンズ１２、偏光フィルタ１３よ
り得られる直線偏光光を格子板１４ａ，１４ｂを介して
繰り返しピッチＰにて磁気記録された磁気スケール１５
に照射し、この磁気スケール１５にて偏光角が回転され
た反射光を検光子である偏光フィルタ１６を介してフォ
トダイオード１７ａ及び１７ｂに照射する如くして検出
信号を得ているので、この検出信号により、この磁気ス
ケール１５とランプ１１、コンデンサレンズ１２、偏光
フィルタ１３、格子板１４ａ，１４ｂ、偏光フィルタ１
６及びフォトダイオード１７ａ，１７ｂより成る検出部
との相対変位を知ることができる。

【００２９】本例によれば磁気スケール１５が磁気記録
のため、任意のピッチで精度良く容易に作成でき、また
磁気記録のためこの磁気スケール１５を精度が悪い等作
成に失敗した場合でも容易に書き換えることができる利
益がある。

【００３０】また本例によれば光学的検出のため磁気ス
ケール１５の磁気記録目盛のピッチＰが短くなっても磁
気スケール１５と検出部の格子板１４ａ，１４ｂとの隙
間ｄを大きく例えば０．５ｍｍとすることができ、安定
した検出出力を得ることができる利益がある。

【００３１】更に本例によれば磁気スケール１５の複数
の記録位置より反射された反射光より検出信号を得るよ
うにしているので、平均化された精度の良い検出信号を
得ることができる。またこの場合、一部に出力低下部が
あっても複数の記録位置よりの反射光を検出しているの
で出力減少が少ない利益がある。

【００３２】また本例によれば２つの格子板１４ａ及び
１４ｂを間隔（ｍ±１／４）Ｐ離して設けているのでＰ
／４位相の異なる２相の検出信号を得ることができ、こ
れにより相対変位の方向を知ることができると共にこれ
を使用して内挿することができ、より高分解能を得るこ
とができる利益がある。

【００３３】また図５〜図８は本発明の第２の実施例を
示す。この第２の実施例を説明するに図５〜図８におい
て図１〜図４に対応する部分には同一符号を付して示
し、その詳細説明は省略する。

【００３４】図５例においても、光源を構成するランプ
１１よりの光をコンデンサレンズ１２、偏光フィルタ１
３及び格子板１４ａ，１４ｂを介して磁気スケール１５
に照射する如くする。

【００３５】本例においては格子板１４ａ及び１４ｂは
図６に示す如く磁気スケール１５の磁気記録目盛のピッ
チと同じ、繰り返しピッチＰにて複数の透光部と遮光部
とを有する格子で構成され、この格子板１４ａの各格子
と格子板１４ｂの各格子との変位検出方向の間隔を図
５，図６に示す如く （ｍ±１／８）Ｐ に配置する。但し、ｍ＝０，１，２，３‥‥の整数であ
る。

【００３６】この磁気スケール１５は、Ｎ極とＳ極との
繰り返しピッチＰの磁気記録目盛が磁気記録されたもの
である。このＮ極とＳ極との繰り返しピッチＰを必要に
応じた大きさとする。このときはＮ極及びＳ極を着磁す
るだけなので、このピッチＰを極めて小さくすることが
できる。

【００３７】この場合、図６に示す如く磁気スケール１
５のＮ極とＳ極との繰り返しピッチがＰであり、格子板
１４ａ及び１４ｂの夫々の透光部のピッチもＰであり、
この格子板１４ａ又は１４ｂの各透光部を通過した光
は、磁気スケール１５に記録されたＮ極，Ｓ極の同じ磁
極関係の部分例えば夫々がＮ極、夫々がＳ極に照射され
る。

【００３８】このとき、この照射された光はこの磁気ス
ケール１５の目盛を構成する磁気記録面で磁極関係に応
じて偏光面が回転され反射される。この偏光面が回転さ
れた反射光を検光子を構成する偏光フィルタ１６を通
し、格子板１４ａ及び１４ｂの夫々の透光部を通過した
反射光の夫々に対応した位置に配置された光電検出器を
構成するフォトダイオード１７ａ及び１７ｂに入射する
如くする。

【００３９】本例においては、この検光子を構成する偏
光フィルタ１６の光通過軸１６０を図８に示す如く、入
射光振動軸に対し直角に配置する如くする。この場合磁
気スケール１５の着磁が無いときは光量は零であるが、
図８に示す如くＮ極及びＳ極何れの磁場によっても偏光
面は同様に回転するので、検出信号の周期は磁気スケー
ル１５のピッチＰの１／２となり、周波数は倍となる。
図８において、１６Ｎ ₀ は磁気スケール１５のＮ極にて
回転反射した光の振動軸（偏光面）、１６Ｓ₀は磁気ス
ケール１５のＳ極にて反射した光の振動軸（偏光面）で
ある。

【００４０】この場合、磁気スケール１５のＮ極及びＳ
極の磁極関係が図７Ａに示す如きであったときは、フォ
トダイオード１７ａの出力側に得られる検出信号は図７
Ｂに示す如くＮ極及びＳ極の中間点で最大となりＮ極及
びＳ極の境界点で最小となる周期Ｐ／２の正弦波形とな
り、フォトダイオード１７ｂの出力側には図７Ｃに示す
如く、これとＰ／８位相の異なった検出信号が得られ
る。

【００４１】従って本例の如く、格子板１４ａ及び１４
ｂの間隔を（ｍ±１／８）Ｐに配置していることによ
り、Ｐ／８位相の異なる２相出力が得られる。この２相
出力を使用し、従来と同様にして相対変位方向を知るこ
とができ、また内挿処理等を行い高精度の検出を行うこ
とができる。

【００４２】また本例においては、この格子板１４ａ，
１４ｂと磁気スケール１５との隙間ｄを ｄ＝Ａ×Ｐ² ／Ｂ に設定する。このように設定することにより、格子板１
４ａ，１４ｂのフーリエイメージが磁気スケール１５上
に結像される。

【００４３】例えばＡ＝１、Ｐ＝２０μｍ、レーザー光
を使用したときはＢ＝７８０ｎｍであり、 ｄ＝１×（２０μｍ）² ／７８０ｎｍ ＝５１２．８μｍ となり、上述の如くすることにより、格子板１４ａ，１
４ｂと磁気スケール１５との隙間ｄを約０．５ｍｍと大
きくすることができる。

【００４４】また本例においては、ランプ１１、コンデ
ンサレンズ１２、偏光フィルタ１３、格子板１４ａ，１
４ｂ、偏光フィルタ１６及びフォトダイオード１７ａ，
１７ｂより構成される検出部は磁気スケール１５との測
定方向に垂直な面に沿って配置する如くする。このよう
にすることにより、この磁気スケール１５とこの検出部
の格子板１４ａ，１４ｂとの隙間ｄが変化しても磁気ス
ケール１５の照射位置は磁気記録目盛のトラック幅方向
に変化するのみで、精度変化は生じない。

【００４５】斯る第２の実施例においても、第１の実施
例と同様の作用効果が得られることは容易に理解できよ
う。またこの第２の実施例においては上述の如く第１の
実施例の検出信号の１／２周期（２倍の周波数）の検出
信号が得られる。

【００４６】また図９，図１０，図１１及び図１２は夫
々第３，第４，第５及び第６の実施例を示す。この図
９，図１０，図１１及び図１２を参照して第３，第４，
第５及び第６の実施例を説明するに図１，図５に対応す
る部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

【００４７】図９に示す第３の実施例は図１又は図５の
第１又は第２の実施例において、ランプ１１、コンデン
サレンズ１２及び偏光フィルタ１３よりなる光源と光電
検出器を構成するフォトダイオード１７ａ，１７ｂとの
光通路の間にビームスプリッタ１８を配置したものであ
る。

【００４８】斯かる図９に示す如き第３の実施例におい
てはランプ１１より出射した光は、コンデンサレンズ１
２で平行光とされ且つ偏光フィルタ１３で直線偏光の光
とされ、このビームスプリッタ１８及び格子板１４ａ，
１４ｂを通り磁気スケール１５に照射され、この磁気ス
ケール１５よりの反射光は格子板１４ａ，１４ｂをもど
り、ビームスプリッタ１８で光路が曲げられ、偏光フィ
ルタ１６を通りフォトダイオード１７ａ，１７ｂに入射
される。

【００４９】この場合格子板１４ａ，１４ｂと偏光フィ
ルタ１６とフォトダイオード１７ａ，１７ｂとの位置関
係は第１又は第２の実施例がそのまま適用できる。

【００５０】斯かる第３の実施例においては第１又は第
２の実施例と同様の作用効果が得られると共にこの第３
の実施例においてはビームスプリッタ１８を使用して光
路を曲げているので、構成要素を同一平面内に配置で
き、コンパクトに構成できる利益がある。

【００５１】図１０に示す第４の実施例は図９の第３の
実施例において、検光子としての偏光フィルタ１６の代
わりに偏光ビームスプリッタ１９を使用したものであ
る。この場合偏光ビームスプリッタ１９は磁気スケール
１５の反射光の偏光軸に対して４５度傾け配置する如く
する。

【００５２】本例においては格子板１４ａ及び１４ｂを
（ｍ±１／４）Ｐの間隔で配すると共に、この偏光ビー
ムスプリッタ１９のビームスプリッタ１８よりの光が透
過する面側で且つ格子板１４ａ及び１４ｂよりの光に対
応してフォトダイオード１７ａ及び１７ｂを配し、また
この偏光ビームスプリッタ１９のビームスプリッタ１８
よりの光の反射光が得られる面側で且つ格子板１４ａ及
び１４ｂよりの光に対応してフォトダイオード１７ｃ及
び１７ｄを配する。

【００５３】また本例においてはフォトダイオード１７
ａ及び１７ｃよりの検出信号を差動増幅器２０ａの一方
及び他方の入力端子に供給し、またフォトダイオード１
７ｂ及び１７ｄよりの検出信号を差動増幅器２０ｂの一
方及び他方の入力端子に供給する如くする。

【００５４】斯かる、第４の実施例においては差動増幅
器２０ａの出力端子２１ａに図３Ｂに示す如き、周期Ｐ
の正弦波形の検出信号が得られ、差動増幅器２０ｂの出
力端子２１ｂに図３Ｃに示す如きこれとＰ／４位相の異
なった周期Ｐの正弦波形の検出信号が得られる。

【００５５】この第４の実施例においても第３の実施例
と同様の作用効果が得られることは容易に理解できよ
う。

【００５６】図１１に示す第５の実施例は図１０の第４
の実施例において、ビームスプリッタ１８を偏光ビーム
スプリッタに変えると共に格子板１４ａ，１４ｂと磁気
スケール１５との間に１／４λ板２２を配するようにし
たものである。

【００５７】斯かる第５の実施例においては、磁気スケ
ール１５よりの反射光はこの１／４λ板２２を往復通過
するため、この反射光は入射光に対し偏光軸が１／２λ
（９０度）回転され、反射光は偏光ビームスプリッタ１
８によりすべて偏光ビームスプリッタ１９に入射するこ
ととなるので、第４の実施例に比し効率の良い検出がで
きる利益がある。

【００５８】図１２に示す第６の実施例は、図９に示す
如き偏光ビームスプリッタ１８に検光子の機能を持たせ
るようにしたものである。この場合入射振動軸と検光子
即ち偏光ビームスプリッタ１８の光通過軸との関係は図
８に示すと同じ状態と成る。

【００５９】本例においては偏光ビームスプリッタ１８
よりの光を並列に並べた４つのピッチＰの格子を有する
格子板１４ａ，１４ｃ，１４ｂ，１４ｄを介して磁気ス
ケール１５に照射する。

【００６０】この場合格子板１４ａと１４ｃとの間隔を
（ｍ±１／４）Ｐとし、格子板１４ｃと１４ｂとの間隔
を（ｍ±１／８）Ｐとし、格子板１４ｂと１４ｄとの間
隔を（ｍ±１／４）Ｐとする。

【００６１】また本例においては、偏光ビームスプリッ
タ１８の磁気スケール１５よりの反射光が曲げられて得
られる面側で且つ格子板１４ａ，１４ｃ，１４ｂ及び１
４ｄを介して得られる光に対応してフォトダイオード１
７ａ，１７ｃ，１７ｂ及び１７ｄを配する。

【００６２】このフォトダイオード１７ａ及び１７ｃの
夫々の出力側に得られる検出信号を差動増幅器２０ａの
一方及び他方の入力端子に供給し、またフォトダイオー
ド１７ｂ及び１７ｄの夫々の出力側に得られる検出信号
を差動増幅器２０ｂの一方及び他方の入力端子に供給す
る如くする。

【００６３】斯かる、第６の実施例においては差動増幅
器２０ａの出力端子２１ａに図７Ｂに示す如き、周期Ｐ
／２の正弦波形の検出信号が得られ、差動増幅器２０ｂ
の出力端子２１ｂに図７Ｃに示す如き、これとＰ／８位
相の異なった周期Ｐ／２の正弦波形の検出信号が得られ
る。

【００６４】この第６の実施例においても、第２の実施
例と同様の作用効果が得られることは勿論である。

【００６５】また第３〜第６の実施例において、例えば
図１３に示す如く磁気スケール１５とランプ１１とフォ
トダイオード１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄとの位置
関係を変更するようにしても良く、これによっても同様
の作用効果が得られることは勿論である。この図１３例
は図１２例の磁気スケール１５とランプ１１とフォトダ
イオード１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄとの位置関係
を変えた例である。

【００６６】また、本発明は上述実施例に限ることなく
本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が
採り得ることは勿論である。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば磁気スケールが磁気記録
のため、任意のピッチで精度良く容易に作成でき、また
磁気記録のためこの磁気スケールを精度が悪い等作成に
失敗した場合でも容易に書き換えることができる利益が
ある。

【００６８】また本発明によれば光学的検出のため磁気
スケールの磁気記録目盛のピッチＰが短くなっても磁気
スケールと検出部の格子板との隙間ｄを大きく例えば
０．５ｍｍとすることができ、安定した検出出力を得る
ことができる利益がある。

【００６９】更に本発明によれば磁気スケールの複数の
記録位置より反射された反射光より検出信号を得るよう
にしているので、平均化された精度の良い検出信号を得
ることができる。またこの場合、一部に出力低下があっ
ても複数の記録位置よりの反射光を検出しているので出
力減少が少ない利益がある。

【００７０】また本発明によれば、少なくとも２つの格
子板を間隔（ｍ±１／４）Ｐ又は（ｍ±１／８）Ｐ離し
て設けているのでＰ／４又はＰ／８位相の異なる２相の
検出信号を得ることができ、これにより相対変位の方向
を知ることができると共にこれを使用して内挿すること
ができ、より高分解能を得ることができる利益がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明変位検出装置の第１の実施例を示す構成
図である。

【図２】図１の要部の例を示す構成図である。

【図３】図１の説明に供する線図である。

【図４】図１の説明に供する線図である。

【図５】本発明変位検出装置の第２の実施例を示す構成
図である。

【図６】図５の要部の例を示す構成図である。

【図７】図５の説明に供する線図である。

【図８】図５の説明に供する線図である。

【図９】本発明の第３の実施例を示す構成図である。

【図１０】本発明の第４の実施例を示す構成図である。

【図１１】本発明の第５の実施例を示す構成図である。

【図１２】本発明の第６の実施例を示す構成図である。

【図１３】図１２の変形例を示す構成図である。

【図１４】従来の変位検出装置の例を示す構成図であ
る。

【図１５】従来の変位検出装置の例を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１１ ランプ、１２ コンデンサレンズ、１３，１６
偏光フィルタ、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 格子
板、１５ 磁気スケール、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１
７ｄ フォトダイオード、１８ ビームスプリッタ、１
９ 偏光ビームスプリッタ、２０ａ，２０ｂ 差動増幅
器、２２ １／４λ板

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繰り返しピッチＰにて磁気記録されたス
   ケールと、 直線偏光を有する又は直線偏光を出射するように構成さ
   れた光源と、繰り返しピッチＰにて複数の透光部と遮光
   部とを有する格子板と、検光子と、光電検出器とより成
   る検出部とを有し、 前記光源より前記格子板を通り前記スケールの複数の磁
   気記録部に照射された光が前記磁気記録部により偏光角
   が回転されて反射し、前記検光子により前記偏光角の回
   転を光量の増減に変換し、前記光量の増減を前記光電検
   出器にて電気出力として得ることにより、前記スケール
   と前記検出部との相対変位を検出するようにしたことを
   特徴とする変位検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の変位検出装置において、 前記格子板を少なくとも２組設けると共に前記格子板の
   変位検出方向の間隔を （ｍ±１／４）Ｐ （但しｍ＝０，１，２‥‥の整数） としたことを特徴とする変位検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の変位検出装置において、 前記格子板を少なくとも２組設けると共に前記格子板の
   変位検出方向の間隔を、 （ｍ±１／８）Ｐ （但しｍ＝０，１，２‥‥の整数） としたことを特徴とする変位検出装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の変位検出装置において、 前記検出部は、測定方向に垂直な面に沿って配置されて
   いることを特徴とする変位検出装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の変位検出装置において、 前記光源と前記光電検出器との間のビーム通路には、ビ
   ームスプリッタが配置されていることを特徴とする変位
   検出装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の変位検出装置において前
   記検光子として偏光ビームスプリッタを使用したことを
   特徴とする変位検出装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の変位検出装置において、 前記偏光ビームスプリッタと前記スケールとの間に１／
   ４λ板を配置したことを特徴とする変位検出装置。