JPH11101662A - Optical encoder - Google Patents

Optical encoder

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JPH11101662A
JPH11101662A JP26336297A JP26336297A JPH11101662A JP H11101662 A JPH11101662 A JP H11101662A JP 26336297 A JP26336297 A JP 26336297A JP 26336297 A JP26336297 A JP 26336297A JP H11101662 A JPH11101662 A JP H11101662A
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JP
Japan
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scale
plastic
optical
optical encoder
light
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Pending
Application number
JP26336297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiro Komi
利洋 小見
Original Assignee
Mitsutoyo Corp
株式会社ミツトヨ
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Publication date
Application filed by Mitsutoyo Corp, 株式会社ミツトヨ filed Critical Mitsutoyo Corp
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Publication of JPH11101662A publication Critical patent/JPH11101662A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical encoder which has a simple structure and has a high impact resistant scale and a scale holding structure.
SOLUTION: This transmission type optical encoder is constituted of a transmission type scale 1, in which an optical lattice 12 is formed and a reading out head, which is installed on the opposite to the scale 1 in relatively movable manner, radiates light to the scale 1, detects the light modulated by the optical lattice 12, and sends out the displacement signal. As the transmission type scale 1, a plastic scale is used and the optical lattice 12 is formed in the transparent plastic substrate 11 and one end of the substrate in the longitudinal direction is held in cantilever manner in a scale holder 2.
COPYRIGHT: (C)1999,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、リニアゲージ等に用いられる光学式エンコーダに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical encoder for use in a linear gauge or the like.

【0002】 [0002]

【従来の技術】リニアゲージ等に用いられる光学式エンコーダは、光学格子が形成されたスケールと、これに相対移動可能に対向配置された読み出しヘッドとから構成される。 An optical encoder for use in the Related Art linear gauge or the like is composed of a scale optical grating is formed, which in a relatively movable oppositely disposed read head. 読み出しヘッドには、スケールに光を照射するLED等の光源と、スケールの光学格子により変調された光を検出して変位信号を出力する受光素子を備えて構成される。 The read head configured to include a light source such as an LED for emitting light to the scale, the light receiving element to detect light modulated by the optical grating of the scale to output a displacement signal. スケール部材としては、熱膨張係数が小さく、光学格子パターンの加工が容易なガラス材が多く用いられる。 The scale member, small thermal expansion coefficient, the processing of the optical grating pattern is used a lot easier glass material.

【0003】図5は、ガラススケール51を接着材52 [0003] Figure 5 is a glass scale 51 adhesive 52
によってスケールホルダー53に取り付けた状態を示している。 Shows a state attached to the scale holder 53 by. この様に片持ち梁構造でガラススケールの一端を直接保持すると、図に矢印で示すような振動や衝撃によって、ガラススケール51が簡単に折れるおそれがある。 When directly holds one end of the glass scale such as in a cantilever structure, the vibration and shock as shown by an arrow in the figure, there is a possibility that the glass scale 51 is broken easily. そこで片持ち梁構造とする場合は、耐衝撃性を考慮して、図6に示すようにガラススケール51を例えばステンレス製の枠体61に保持し、この枠体61に形成された取付穴63とネジ62を用いてスケールホルダー5 So if a cantilever structure, in consideration of the impact resistance, hold the glass scale 51, for example, stainless steel frame 61 as shown in FIG. 6, mounting holes 63 formed in the frame 61 scale holder 5 with a screw 62
3に取り付けることが行われる。 It is carried out to attach to 3. ガラススケール51と枠体61の間は例えばシリコーン樹脂接着材により接着固定される。 Between the glass scale 51 and the frame 61 are bonded by, for example, a silicone resin adhesive.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図6のスケール保持構造は、ガラススケールと別に枠体を必要とするだけでなく、光学式エンコーダの精度保持には高度の接着技術が必要となり、寸法精度を出すことも難しくなる。 [SUMMARY OF THE INVENTION] However, the scale holding structure of FIG. 6, not only requires a separate frame and glass scale, it requires a high degree of bonding techniques in precision storage of the optical encoder, the dimensions it also becomes difficult to put out the accuracy. またスケール取付工程が増え、従って高精度の取付のためには熟練を必要とする。 The increased scale installation process, because the high-precision mounting thus requiring skill. これらは、光学式エンコーダの歩留まり低下やコストアップをもたらす。 These results in a decrease in yield and cost of the optical encoder. 更にまた、枠体によって、スケール幅全体を有効利用できないという問題もある。 Furthermore, there is the frame, the problem can not be effectively utilize the entire scale width.

【0005】この発明は、上記事情を考慮してなされたもので、簡単な構成で耐衝撃性に優れたスケール及びスケール保持構造を持つ光学式エンコーダを提供することを目的とする。 [0005] The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to provide an optical encoder having excellent scale and scale holding structure impact resistance with a simple structure.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】この発明は、光学格子が形成されたスケールと、このスケールに対して相対移動可能に対向配置されてスケールに光を照射し光学格子により変調された光を検出して変位信号を出力する読み出しヘッドとを有する光学式エンコーダにおいて、前記スケールが、長手方向の一端がスケールホルダーに片持ち梁方式により保持されたプラスチックスケールであることを特徴とする。 SUMMARY OF THE INVENTION This invention comprises a scale optical grating is formed, detecting the light modulated by the optical grating is irradiated with light to the scale is relatively movable opposed to this scale the encoder having a read head for outputting a displacement signal by said scale, one longitudinal end is characterized in that it is a plastic scale held by a cantilever manner to the scale holder. この発明において特に好ましくは、前記プラスチックスケールは、透明プラスチック基板を用いて作られた透過型スケールであるものとする。 Particularly preferred in the present invention, the plastic scale is assumed to be a transmission type scale made of a transparent plastic substrate. またこの発明において好ましくは、前記プラスチックスケールは、孔を開けてネジにより前記スケールホルダーに固定されるものとする。 Also preferably in the present invention, the plastic scale shall be fixed to the scale holder by a screw to open the hole.

【0007】この発明によると、ガラスに比べて可撓性に優れたプラスチックスケールを用いることによって、 [0007] According to the invention, the use of plastic having excellent scale flexible than glass,
枠体を用いずそのまま片持ち梁方式で保持した場合に、 When held as it is cantilevered manner without using a frame,
ガラススケールのように簡単に折れることがない。 Easy to break that there is no such as glass scale. 従って、耐衝撃性が優れたものになるだけでなく、スケール保持構造は簡単になり、高度の接着技術も要せず、光学式エンコーダの歩留まり向上及びコストダウンが図れる。 Therefore, not only to those impact resistance and excellent scale retention structure is simplified, without requiring also a high degree of bonding technique, thereby the yield improvement and cost reduction of the optical encoder.

【0008】 [0008]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明の実施例を説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, with reference to the drawings, an embodiment of the present invention. 図1は、この発明の一実施例による光学式エンコーダのスケールとその保持構造を示している。 Figure 1 shows the scale and its holding structure of an optical encoder according to an embodiment of the present invention. スケール1は、透明プラスチック基板11にスケール格子12及び原点検出パターン13を形成した透過型のプラスチックスケールである。 Scale 1 is a transmission plastic scale forming the scale grating 12 and the origin detection pattern 13 on the transparent plastic substrate 11. このプラスチックスケール1の長手方向の一端には取り付け孔14が設けられており、この孔14を利用してネジ3によりスケールホルダー2に取り付けられて、片持ち梁構造とされる。 The one longitudinal end of the plastic scale 1 is provided with a mounting hole 14, is attached to the scale holder 2 with screws 3 using the hole 14, is a cantilever structure.

【0009】図2は、この様に構成されたプラスチックスケール1を読み出しヘッド4と共に組み込んだ小型リニアゲージの断面構造を示している。 [0009] Figure 2 shows a cross-sectional structure of a small linear gauge incorporating with the head 4 reads the plastic scale 1 configured in this manner. 読み出しヘッド4 Reading head 4
は、LEDチップ41を透明樹脂42にモールドしてなる発光素子43と、これに対してスケール1を挟んで対向する受光IC45とを有する。 Includes a light-emitting element 43 formed by molding the LED chip 41 to the transparent resin 42, and a light receiving IC45 opposite to each other with respect to the scale 1 contrast. 発光素子43のモールド樹脂42の表面には、アルミニウム等の反射膜44が形成されて凹面鏡が構成されており、LEDチップ41 On the surface of the molding resin 42 of the light emitting element 43 is configured that the concave mirror is a reflective film 44 of aluminum or the like is formed, LED chips 41
からの光は反射膜44で反射されてスケール1に照射され、スケール1の透過光が受光IC45により受光されるようになっている。 Light from is reflected by the reflecting film 44 is irradiated on the scale 1, the transmitted light of the scale 1 is adapted to be received by the light-receiving IC 45.

【0010】受光IC45は、例えばフォトダイオードアレイ、及び電流電圧変換器等の必要な電子回路を集積したもので、電源ノイズ除去のための積層チップコンデンサ46が搭載されている。 [0010] receiving IC45, for example a photodiode array, and in which the integrated electronic circuits necessary for such current-voltage converter, multilayer chip capacitors 46 for power source noise are mounted. 受光IC45は、ガイド部材6の上にガラス板45を介して取り付けられ、発光素子43はガイド部材6の下に取り付けられて、それらの間に、図1に示すように保持されたプラスチックスケール1が移動できるように挿入されている。 Receiving IC45 is mounted through the glass plate 45 on the guide member 6, the light emitting element 43 is attached to the underside of the guide member 6, between them, the plastic scale 1 held as shown in FIG. 1 There has been inserted so as to be movable. スケール1はスケールホルダー2を介して円筒体5の一端に固定され、円筒体5と共に読み出しヘッド4に対して相対移動することになる。 Scale 1 is fixed to one end of the cylindrical body 5 through the scale holder 2 will be moved relative to the reading head 4 with the cylinder 5.

【0011】プラスチックスケール1の具体的な製造工程を、図3及び図4を参照して説明する。 [0011] The specific manufacturing process of the plastic scale 1 will be described with reference to FIGS. 透明プラスチック基板11をまず、コロナ処理により表面活性化し(図3(a))、次に活性化したプラスチック基板11 First, the transparent plastic substrate 11, and the surface activated by corona treatment (FIG. 3 (a)), a plastic substrate 11 and then activated
の表面に光遮蔽膜となるクロム膜31とクロム酸化膜(CrO 2 )の積層膜をスパッタ等により形成する(図3(b))。 Chromium film 31 and the chromium oxide film on the surface of the light shielding film a laminated film of (CrO 2) is formed by sputtering or the like (Figure 3 (b)). 更にこの積層膜上にレジスト33を塗布し(図3(c))、このレジスト33を格子パターンに露光現像する(図3(d))。 Further a resist 33 is coated on the laminated film (FIG. 3 (c)), the resist 33 exposed and developed in a grid pattern (Fig. 3 (d)).

【0012】続いて、パターニングされたレジスト33 [0012] Subsequently, the patterned resist 33
をマスクとして下の積層膜をエッチングし(図4 Etching the laminated film under a as a mask (FIG. 4
(a))、レジスト33を剥離する(図4(b))。 (A)), the resist 33 is peeled off (Figure 4 (b)). これにより、光遮蔽膜が所定ピッチで配列された光学格子12が形成される。 Thus, optical grating 12 where the light shielding film is arranged at a predetermined pitch is formed. その後光学格子12が形成された面を保護するためハードコート34で覆い(図4 Then covered with a hard coating 34 to protect the surface of the optical grating 12 is formed (FIG. 4
(c))、最後に取り付け孔14を加工する(図4 (C)), is processed finally the mounting hole 14 (FIG. 4
(d))。 (D)). 実際の製造では、複数のスケールを一つのプラスチック基板に同時に形成する。 In actual production, at the same time to form a plurality of scale on one of the plastic substrates. 従って図4(d)の工程の後、各スケールを切断分離する。 Thus after 4 step (d) is cut separates each scale.

【0013】この実施例によると、ガラスに比べて可撓性に富むプラスチックスケールを用いることにより、片持ち梁で保持した場合の耐衝撃性が優れたものとなる。 [0013] According to this embodiment, by using a plastic scale rich in flexibility as compared to glass, and that impact resistance when held cantilevered it was excellent.
しかも、枠体を必要としないから、保持構造も簡単になり、部品点数の削減及び組立工数の削減が可能であり、 Moreover, does not require a frame, holding structure also becomes simple, can be reduced and reduction of assembling steps of the parts,
スケール位置決めにも大掛かりな治具等を必要としない。 Scale does not require a large-scale jig in position. 更に、スケールを直付けできるのでスケール形状の設計の自由度も高いものとなる。 Furthermore, the higher the degree of freedom in scale shape design since the scale Dekiru directly attached. また、スケール幅を枠体により制限されることなく有効利用できる。 Moreover, it can be effectively used without being limited by the frame of the scale width. 更にこの実施例によると、従来の接着材による接着方式に代わり、スケールをネジでスケールホルダーに固定するようにしているので、誤ってスケールに大きな衝撃を与えて破損したり、格子パターンが腐食等により剥がれたり、 Further, according to this embodiment, instead of bonding method using a conventional adhesive, since so as to fix the scale holder scale with screws, accidentally damaged a great impact on the scale, the grating patterns corrosion or peeled off by,
プラスチック基板が経年変化で変形や透明度の劣化が生じた場合に、取り替えが効き、メンテナンス性が高いものとなる。 When the plastic substrate is caused deterioration of deformation and transparency in aging, effectiveness replaceable, it becomes high maintainability.

【0014】なお実施例では、スケール1の一端をネジで取り付け固定したが、接着材で固定することもできるし、或いはネジと接着剤を併用することもできる。 [0014] Note that in the embodiment has been mounted and fixed to one end of the scale 1 by screws, can either be fixed with an adhesive, or may be used in combination screws and glue. いずれの取り付け法を用いても、ガラススケールの場合のように枠体を用いる保持構造に比べて、構造は簡単で取り付け精度を高いものとすることができる。 Using any attachment method, as compared to the holding structure using a frame as in the case of glass scale, structure can be set a high mounting accuracy and easy. また実施例では透過型スケールを用いたが、反射型スケールを用いた場合にも同様にこの発明を適用できる。 In the embodiment has been with a transmission scale can be applied similarly to the present invention even when using a reflective scale.

【0015】 [0015]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、プラスチックスケールを用いることによって、枠体を用いず片持ち梁方式で保持して優れた耐衝撃性を得ることができ、スケール保持構造は簡単になり、高度の接着技術も必要としないために、光学式エンコーダの歩留まり向上及びコストダウンを図ることができる。 According As described above, according to the present invention to the present invention, by using a plastic scale, it is possible to obtain excellent impact resistance and held in a cantilever manner without using a frame, the scale holding structure is simplified, in order to do not require a high degree of bonding techniques, it is possible to improve yield and cost of the optical encoder.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 この発明の一実施例による光学式エンコーダのプラスチックスケールの保持構造を示す。 1 shows a holding structure of the plastic scale of an optical encoder according to an embodiment of the present invention.

【図2】 同実施例のエンコーダを用いたリニアゲージの断面構造を示す図である。 2 is a diagram showing a sectional structure of a linear gauge using an encoder of the embodiment.

【図3】 同実施例のスケールの製造工程を示す図である。 3 is a diagram showing a manufacturing step of the scale of the embodiment.

【図4】 同実施例のスケールの製造工程を示す図である。 4 is a diagram illustrating the scale of the manufacturing process of the embodiment.

【図5】 従来のガラススケールとその保持構造を示す図である。 5 is a diagram showing a conventional glass scale and its holding structure.

【図6】 従来のガラススケールとその保持構造を示す図である。 6 is a diagram showing a conventional glass scale and its holding structure.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…プラスチックスケール、11…透明プラスチック基板、12…光学格子、13…原点検出用パターン、14 1 ... plastic scale 11 ... transparent plastic substrate, 12 ... optical grating, 13 ... reference point detection pattern, 14
…取り付け用孔、2…スケールホルダー、3…ネジ、4 ... mounting hole, 2 ... scale holder, 3 ... screws, 4
…読み出しヘッド、42…発光素子、45…受光IC。 ... read head, 42 ... light emitting element, 45 ... light-receiving IC.

Claims (3)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 光学格子が形成されたスケールと、このスケールに対して相対移動可能に対向配置されてスケールに光を照射し光学格子により変調された光を検出して変位信号を出力する読み出しヘッドとを有する光学式エンコーダにおいて、 前記スケールは、長手方向の一端がスケールホルダーに片持ち梁方式により保持されたプラスチックスケールであることを特徴とする光学式エンコーダ。 [1 claim: a scale optical grating is formed, the read outputs a displacement signal by detecting the light modulated by relatively movable disposed opposite to the optical grating by irradiating light to the scale against the scale the encoder having a head, the scale is an optical encoder, wherein the one longitudinal end is a plastic scale held by a cantilever manner to the scale holder.
  2. 【請求項2】 前記プラスチックスケールは、透明プラスチック基板を用いて作られた透過型スケールであることを特徴とする請求項1記載の光学式エンコーダ。 Wherein said plastic scale optical encoder according to claim 1, characterized in that a transmissive scale made of a transparent plastic substrate.
  3. 【請求項3】 前記プラスチックスケールは、孔を開けてネジにより前記スケールホルダーに固定されていることを特徴とする請求項1記載の光学式エンコーダ。 Wherein the plastic scale optical encoder according to claim 1, characterized in that it is fixed to the scale holder by a screw to open the hole.
JP26336297A 1997-09-29 1997-09-29 Optical encoder Pending JPH11101662A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100818581B1 (en) * 2004-03-19 2008-04-03 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 Stage device
JP2011180129A (en) * 2010-03-02 2011-09-15 Dr Johannes Heidenhain Gmbh Standard scale
JP2012063344A (en) * 2010-08-20 2012-03-29 Nsk Ltd Absolute encoder, absolute position detector, and signal pattern arrangement generation method for absolute encoder

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