JPS58132892A - 光電式エンコ−ダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光電式エンコーダ装置に関し、特にアブンリュ
ート形のエンコーダに関する。

従来、光電式エンコーダとしては、スケールに一定ピッ
チの光学格子を刻設したインクリメンタル形と、スケー
ル上の位置に対応して位置情報を刻設し几アブソリュー
ト形とが知られている。インクリメンタル形は、測長、
又Ｆｉ測角すべき測定物が移動している間に発生する光
電信号に基づいて測定する本のである。一般［Ｈ５互い
［９０°　の位相差を有する２つの矩形状信号の立上り
、立下りの回数を計数して、副長値や測角値とするもの
である。１次、アブソリュート形はスケール上の位置に
対応した情報のみを読み取るだけで、＃１長値、測角値
とするものである。

近年、インクリメンタル形のエンコーダは、スケールを
製作する技術が極めて向上し、リニアエンコーダにおい
ては光学格子のピッチを１〜数−にしたものが実用に供
されている。すなわち副長の分解能として１〜数μｍが
得られることを意味する。マ几インクリメンタル形の場
合、電子回路によってその分解能をさらに数倍に高める
ことができる。そのため、１μｍ以下の分解能を有する
エンコーダに極めて容易に得ることができる。

ところが、アブソリュート形においてに、一般ｖｃ第１
図（−に示すように、複数のトラックＴ１〜Ｔ、を会費
とする。第１図（１）はアブソリュート形のスケールの
一例として、図中斜ａｍのようｒＣ純２進のコードパタ
ーンを位置情報として刻設し次リニアスケールを示す。

この第１図（ａ）の斜ｉＩ部はガラス板にクロム等を蒸
着した擺光部となる。そこで、このスケールから位置情
＊會読み取る九めＶＣ−は、纂１図（ｂ）Ｋ示すように
、トラックＴ、〜Ｔ、の各トラックに対応して配置した
５つの受光素子ＰＤ、〜ＰＤｓｔｉｌえた検出ヘッドＤ
Ｈを用意する。そしてこの検出ヘッドＤＨＩスケールに
沿って移動させることにより、受光素子ＰＤ、〜ＰＤｓ
の各光電信号の太きさは、その位置情報に対応したもの
となる。このように光電式の７ブソリユート形のエンコ
ーダでは、位置情報に対応したコードパターンをスケー
ル上に刻設するが、そのコードパターンのトラック数は
測長範囲が大きく、分解能が高い程増大する。−万、検
出ヘッドＤＨの受光素子の大無さには制限があり、この
几め１トラツクの幅も制限されてしまう。従って、分解
能が高いエンコーダを得る場合、スケールが人減化し、
検出ヘッドも大きくなってしまう。換言するなら、エン
コーダを小型にすればする程、測長の分解能を低下させ
なければならないといった欠点があった。

そこで本発明は、上述の欠点を解決し、副長、測角の分
解能を極めて高め次アブソリュート形のエンコーダ装置
を提供することを目的とする。

本発明では上記目的を達成するために、移動可能な６１
１定対象物の位置を針側する光電式エンコーダ装置にお
いて、光学的に読みＩＩＩＩり可能な位置情報を配置し
たスケールと：測定対象物の移動に伴って、骸スケール
と相対的に移動する如く設けられると共に、前記スケー
ルをスポット元で相対的に走査して、　その走査部分か
らの元情報を光電検出して前記位置情報を読み申る読取
装置とを備える構成を採っている。

次に本発明の実施ＩＰ１１図面を参照して説明する。

１１Ｅ２図は、本発明の夾施Ｎを原坦的に説明するため
に示したリニアエンコーダの構成図である。第２図にお
いて、位置情報を目盛面１１に刻設したスケール１と移
動ヘッド２とは相対的ｖｃＷＪ中左右中肉右方向移動す
る。移動ヘッド２にはレンズやミラー郷が設けられ、レ
ーザ貌＊装置３から出射したレーザ党４ｔスケール１の
目盛面１１に照射する。同時に、目盛１１１１ｍから生
じる位置情報に関連した元情報をレーザ読１［装置３に
導く。レーザ読牢装置３はその元情報を光電検出して、
その光電信号を所定の処理回路により、その位置情報を
表わすデジタル信号に変換して、表示器５へ出力する。

このように、目盛ｆｆ１１ｍの位置情報はレーザ党４の
スポットにより読み取られるから、スポットの大きさに
対応して、刻設すべき１つの位置情報は目盛面１ａ上で
極めて小さな領域にすることができる。そこでスケール
１に刻設する位置情報の一同を第３図に示す。

第３図（１）はスケール１の目盛面１ａに、光学式ビデ
オデーイスク等で知られているような反射式のビット列
ＰＬを、移動ヘッド２の方向８．（測長方向）と直交す
る方向に複数列設けた様子を示すものである。

纂３図（ｂ）　ｉ！、スケール１上の複数のビット列の
うち、一部を拡大して示し次回である。

ビット列中の各ビットｈｘ学式ビデオディスク等で公知
のように、微小な橢円形状の突起（又はくぼみ）として
スケール１上に設けられる。今、そのビット列をｐｔ、
、　、ＰＬ、、ＰＬ、とすると、各ビット列の測長方向
ｓＩに対する間隔は一定のピッチＰＫ定められている。

そして、各ビット列は、スケール１上の原点からそのビ
ット列までの測長方向Ｓ。

における絶対的な長さに関する情報を表わすようにピッ
トが配列されている。飼えば、ビット列ＰＬ、の位置が
原点から１０αＯｆｉｒｍの所であれば、ビット列ＰＬ
、は位置情報としてα１　ｓｗ　ｔ　＊わすようにピッ
トが配列される。

そして、隣りのビット列ＰＬ、［ついては、ピッチＰｔ
２μｍ　とすると、原点から１０２０−　の位置になる
。そこでビット列ＰＬ、ｉｆ位置情報としてα１０２■
を表わすようにピットが配列される。

ところで、このようなビット列はレーザ光４のスポット
を照射して読み職る訳であるが、その皮めには、第３図
（ｂ）に示すように、スポットＪ　ａ　ｔｌｌ長方向８
．と直交する方向Ｓ。

に走査する。このスポット４ａの走査方向８゜への移動
は、レーザ読堆装置３によって制御される。

そこで、ＩＮ２図に示したリニアエンコーダにおいて、
スケール１と移動ヘッド２が測長方向８Ｉに相対的に移
動すると、表示器ＳＫはスケール１上に刻設された絶対
的な位置に関する数値が表示される。

もちろん、スケール１から読み権つ穴位置情報をそのｆ
ｆ表示してもよいが、読み取った位置を、何らかの補正
値で増減した後に表示するようにすれば、スケール１上
の任意の位置を原点（表示値が零になる位ｔ）とするこ
とができる。

次に本発明の実施例について、さらに具体的に説明する
。

第４図は第２図に示し次移動ヘッド２とレーザ読を装置
３との構成を具体的［表わしｔ図である。

レーザ光源１００から出射したレーザｆｔ、Ｆ１回折格
子１０１で０次回折元と±１次回折党との３つの光束に
分離される。この３つの光束は共に、レンズ１０２、偏
光ビームスプリッタ１０３、及び１／４　　＃長板１０
４を通って回転プリズム１０５に達する。回転プリズム
１０５はその３つの光束を共［［４図の紙面上で上下方
向に平行に振る。この回転プリズム１０５の回転によっ
て、レーザ光４のスポット社スケール１上で走査方向８
．［移動する。そして、回転プリズム１０５を通った３
つの光束は移動ヘッド２中に設けられたトラッキングミ
ラー１０１１によって党略を約９０＠　　曲げられる。

このトラッキングミラー１・６は図中紙面と垂直方向に
回転軸を有し、回転プリズム１・ｉからの３つの光束の
反射方向を可変とするように回転可能である。トラッキ
ングミラ゛−１・６Ｆｉ、スケール１上のスポットが正
しく１つのビット列上を走査するように働く。こうして
、トラッキングミラー１０６で反射され７ｔ３つの光束
は、フォーカシングのために光軸方向へ移動可能な対物
レンズ１・Ｔを介してスケール１の目盛面１ａ上に夫々
収束される。この様子を纂５図に示す。スポット４ａは
レーザ光のＯ次回折党から、スポット４ｂ、４＠は各々
レーザ光の±１次回折党から作られたものである。回転
プリズム１０ｓの回転によって、各スポット４ａｂ４ｂ
、４ｃは共に走査方向８Ｆ、すなわちピット列ＰＩ、と
平行な方向に移動する。

そしてスポット４ａ、４ｂ、４ｅが共にピット列Ｐ　Ｌ
上を移動すると、ピット列ＰＬから光情報すなわち反射
光が発生する。この様子を第６図に示す。目盛面１１上
にビットが刻設され、このビットにレーザ光が収束１７
ｔスポツト４ａとして照射されると、ビットの有無にか
かわらず反射光が対物レンズ１０７に逆入射する。この
とき、ビットの有無に応じて、レーザ光の照射光路長と
反射光路長とが変化する。これはビットが目盛面１ａよ
りも高いためである。そこでレーザ光の波長とビットの
高さを最適に定めることによって、スポット４ａがビッ
ト上にあるとき、例えば照射光と反射光とはちょうど逆
位相になる。

この光情報は、再び第４図に示し友対物レンズ１０７を
通り、トラッキングミラー１０６、回転プＵＸＡ１０５
．１／４　　波長ＩＩＩ　Ｏ４、の順に通って偏光ビー
ムスプリッタ１０３に達する。偏光ビームスプリッタ１
０３によってピット列からの党情１１１は円筒レンズ１
０Ｉ（シリンドリカルレンズ）を介して受光器１０１Ｃ
導びかれる。受光器１０１には、スポット４ｍ、４ｂ、
４・の照射により生じた光情報を各々別々に受光するよ
う［３組の受光素子が設けられている。その様子を第７
図に示す。同図において、受光器１０９には、スポット
４ａの照射により生じた光電−を受光する受光素子１０
１１ｍと、スポット４ｂ。

４＠の照射により生じた光情報を受光する受光素子１・
ｓｂ、１０１ｅが設けられている。

受光素子１０９　ａｄその中でさら［４分割されており
、各光電信号は第４図に示した検出回路１１０に入力す
る。一方、受光素子１０１ｂと１０１ｅの両党電信号は
第４図に示す如くトラッキング誤差検出回路１１２に人
力する。

そして、上記検出回路１１０は受光素子ＩＨａの光電信
号に基づいてビット列中のビットの有無に応じて変調さ
れた信号、すなわち位置情報に関する主信号Ｍａと、対
物レンズ１０７のフォーカシング位置に応じ几誤差信号
Ｆｓとを発生する。尚、このフォーカシング誤差の検出
方法はビデオディスク装置等においてすでに公知である
。ま皮、トラッキング誤差検出回Ｍｌ　１２Ｆｉ受ｆ素
子１０１１　ｂ、　１０１１ｃの光電信号の入力に基づ
いて、スポット４１が所定のピット列上を正確にトラッ
キングしていれは零、スポット４ａがピット列からはず
れている場合には、測長方向ｓ１でずれ友方向に応じて
正、又は負となり、そのずれ量に応じ几電圧値となるよ
うなトラッキング誤差信号Ｔ膳を出力する。

さて、フォーカス制御回路１１１は、フォーカシング誤
差信号Ｆｓの入力に基づいて、スポット４ｍ、４ｂ、４
ａがスケール１０目°　盛面１１上で常に所定の大きさ
になるように対物レンズ１０７を光軸方向へ駆動する。

ま几、トラッキング制御回路１１３はトラッキング誤差
信号Ｔｓの入力に基づいて、スポット４ａ、４ｂ、４Ｃ
がビット列上を正確に移動するように、トラッキングミ
ラー１０＠を駆動する。さらにこのトラッキング制御回
路１１１ｔｊ、トラッキングミラー１０６の駆動量に応
じた信号Ｎ−を出力する。そして、この信号Ｎｓは主信
号Ｍｓと共に出力合成回路１１４に入力する。出力合成
回路１１４ｔｉ、主信号Ｍｓｌ解読して、スケール１上
のピット列が表わす位置情報を検出する。同時に出力合
成回路１１４は信号Ｎ■の入力に基づいて、ピット列と
ピット列との間の位置をアナログ的に表わすようなビッ
ト間情報を検出する。そして、出力合成回路１１４Ｆｉ
上記位置情報とピット間情報とを合成して、最終的な欄
長情報として出力する。例えばピット列のピッ５ＦＰが
２へ　の場合、ビット間情報としては±ｌｊｍｔ−表わ
すようにする。このようにすると、測長値として得られ
る測定分解能は、ピット列が２々　ピッチであるにもか
かわらず１μｍ以下に高めることができる。

尚、検出回路１１Ｇ［Ｆｉ、例えば受光素子１０９ｍか
らの光電信号を周波数変調された信号として復調する回
路や、復調した信号をデジタル形式の主信号Ｍａに変換
する回路等が含まれている。ま友出力合成回路１１４に
Ｆ′ｉ例えばアナログ的な信号Ｎ５ｔＡ／Ｄ変換してデ
ジタル化する回路と、主信号Ｍｉと信号Ｎｓのデジタル
値を桁を考濾して加算する回路ａｔが含れている。従っ
て、その加算し次デジタル値が最終的な測長情報となる
。

尚、一般にレーザ光束を光学レンズで収束すると、スポ
ット党の直径は１〜２μｍ８度にできる。このスポット
党の大きさＫよって、ビット列のピッチＰ、及び１つの
ピッチの大きさが定まってしまう。特にピッチＰは測定
の分解能を決定するから、スポット党の大きさをできる
だけ小さくすればピッチＰも小さくなり、より分解能を
高められる。

次に、この実施ＩｐＨに示し次装置の動作について説明
する。スケール１は釣えは測長ずべき工作機械の移動ス
テージ尋にケースを介して固定され、移動ヘッド２ｉｊ
工作機械の固定１［取り付けられる。

この状態で、読を装置３中の回転プリズム１０６は定速
回転し、スポット４ａ、４ｂ。

４ｃはビット列に沿って目盛面１畠上を走査する。この
とき、スポット４１が目盛面１ａ上で所定の大きさくす
なわち焦点が合った状１Ｉｌｌ）ｖｃなっていないと、
円筒レンズ１（ＩＩＩの働きによって受光素子１０９ａ
中の４つの受光部の各々の光量は不均衡なものとなる。

検出回路１１０はその不拘ＩＩを各受光部の光電信号の
差異として検出し、対物レンズ１０Ｆの移動すべき方向
と、その量にろじ友信号Ｆｓを出力する。この信号Ｆ−
の入力に基づいてフォーカス制御回路１１１Ｆ１対物レ
ンズ１１を駆動する。こうして、スケール１の目盛面１
ａ上にスポット４鳳が合焦すると、’！：？素子１０！
Ｉａの４つの受光部の各光電信号は共に等しい大きさと
なる。ｆ７ｔ、　　３つのスポット４ｍ、４ｂ、４ｃが
正確にビット列上を走査していないとき［ｔｌ、スポッ
ト４ｂ、４ｃのｆ！＠躬部からの反射光に光量差が生じ
、受光素子１０９ｂ、１０９ｃの光電信号の大きさは異
なつ几ものとなる。そこで、トラッキング誤差検出回路
１１２は、その光電信号の差を検出してトラッキング誤
差信号Ｔｓを出力する。トラッキング制御回路１１３は
、このトラッキング誤差信号Ｔ■の入力に基づいてトラ
ッキングミラー１０６を駆動するが、その様子ｔｇｓ図
により説明する。

第８図（＆）ハピット列中のビットと３つのスポット４
ｍ、４ｂ、４ｃの位置関係を示す図である。トラッキン
グのためのスポット４ｂ、４ｃｌｎ、走査方向Ｓ、［対
して、夫々ビットの左エツジ部と右エツジ部とに中心が
ぐるように定められている。従って、纂８図（ａ）の状
態において、第７図に示した受光素子１０１１ｂ、１０
９ｃの光電信号は共Ｖこ等しくなるが、もし、３つのス
ポット４轟、４ｂ、４ｃが第８図６）の状態から図中右
方向へずれた場合Ｋｔｊ。

受光素子１０１１ｂの充電信号は大きくなり、受′ｙｔ
、素子１０９Ｃの光電信号は小さくなる。

従って、トラッキング誤差検出回路１１２は簡単には両
党電信号の差を求める差動回路【用いて、トラッキング
誤差信号ＴＢを得ればよい。

テた、トラッキング制御回路１１３は第８図（ｂ）に示
すように、通常はレーザ？、４が９０’に反射されるよ
うにトラッキングミラー１０１を初期位ｔｖｃ付勢する
。そ１．て、スケール１と移動ヘッド２とが相対的に移
動して、ある位置で停止したとき、第８図伽）のように
９０゜で反射したレーザ光４によるスポット４ａの中心
がビット列とビット列の間に位置し次ものとする。この
とき、トラッキング誤差信号Ｔｓ［基づいて、トラッキ
ング制御回路１１３はトラッキングミラー１０８ｔ−駆
動して、スポット４ａがビット列上にくるようｒＣｌ　
レーザ光４を９０から内置αだけ振る。こうして、ビッ
ト列の位置情報を読み堆ることができる。

一方、トラッキング制御回路１１３は、その角変αに応
じ友アナログ電圧を信号Ｎｓとして出力する。

以上、本発明の実施例は、リニアエンコーダとして説明
したが、本発明は第９図に示すようにロータリエンコー
ダ等にも利用できる。

第９図（ａ）はスケールとして円板１００周端面にビッ
ト列ＰＬを回転軸と平行に記録した屯のである。ま九票
９図伽）は円板１００周辺部にビット列ＰＬを回転軸か
ら放射状に配置し友ものである。いずれの場合も、記録
する位置情報は円板１＠、１１０回転位置に応じた本の
、すなわち絶対的な角ｗＩＬを表わすものとする。伺、
ビット列に対するレーザ光４の走査やトラッキングは、
酊述の実施例と全く同様に行なわれる。

−２また第９図０はリニアエンコーダにおけるスケール
の変形例である。この場合−スケールは、円筒１２の外
周にピット列を一定ピツレーザ党４は円１１１１２の回
転軸に沿つ友方向、すなわち測長方向（移動するだけで
、位置情報の読み暖りが行なわれる。この念め、レーザ
光４を走査する回転プリズム等が不必要となり、よりコ
ンパクトな読取装置が得られる。

ｆた、上記の実施例ではトラッキングミラー１０１１、
対物レンズ１０７ｔ−備えた移動ヘッド２のみをスケー
ル１と相対的に移動可能としたが、移動ヘッド２とレー
ザ読取装置３とを一体にしてもよいことは言うまでもな
い。

さらに、移動ヘッド２、レーザ読１ＩＩａｔｓとｔより
コンパクトに一体化して、レーザ光のスポットを電磁力
により走査してもよい。

これについて、第１０図に基づいて簡単に説明する。

レーザ光源として、半導体レーザ光源２・・を用い、回
折格子２０１、偏向ビームスプリ’／夕２１）Ｓ、１／
４　波長板２０４、対物レンズ２０５、及び受光器２０
＠ｔ、第４図と同様に配置して、一体化し７念読申ヘツ
ド２１０を構成する。そして、その外周に設は念電磁石
２１１により、読取ヘッド２１０を走査方向Ｓ、へ振動
する。またトラッキングについても、電磁力により読取
ヘッド２１０ｔ−紙面と垂直の方向に駆動すればよい。

ｆた、レーザ光のスポットを目盛面上で所定の大きさに
保つ（焦点が合った状Ｉ！ｉ１にする。）ためには、電
磁力により読取ヘッド２１０會レーザ光の元軸方向に駆
動すればよい。

また、実施例では、スポット４１．４ｂ、４ｃの走査は
回転プリズムｌ０５Ｋ：よって行ったが、平行平面ガラ
スを振動したり、反射鏡を振動して走査してもよい。

！皮、位置情報を記録し友スケールの変形として、第１
１図（、）に示すように、各ピット列を＃１長方向８．
に対して、所定の角度で傾けて配列すると、分解能を変
えることができる。４ちろん、そのピット列に沿ってス
ポット党を走査するから、走査方向８Ｉと測長方向８に
とは９０°　以外の角度で交わる。このとき、縞１１図
（ｂ）のように、走査方向Ｓ１の傾きをβとし、ピット
列のピッチをＰとすると、測長方向Ｓ、に沿った長さｌ
は １　＝　Ｐ　Ｘ　１／ＣＯ８β で罰わされる。

このように、ビット列ｔ＃１長方向Ｓ、［対して傾けて
配列することの利点は、ピッチＰがレーザ光の波長の関
係等で、飼えば１．８μｍと決められた場合でも、上記
式によって長さｚｔｔＩｌえば２々　ときりのよい数に
で診ることである。

さらに実施例においては、トラッキングのために、回折
格子１０１１用いてレーザ光【０次と±１次の回折光の
３つの光束に分けたが、ホログラムを用いてトラッキン
グ誤差信４ｔｓｔ得るようにしてもよいＯ１友・特開昭
５４−１４６６ｍＪ号公報に開示されたように、レーザ
光のスポットを読み取りの良めの走査と同時にトラッキ
ング方向（ＩＩＩ長方向Ｓｌ、めるい１ｆｆｌｌｌ角方
向）にも振動させ、主信号Ｍ８からその振動周波数成分
を抽出してトラッキング誤差信号Ｔａを得るようにして
もよい。

また、スケール１は実施例では反射型のビット列を記録
し友が、透過型としてもよい。

すなわちビット列中の各ビットは透過部にその他の部分
はａｔ部になるようにガラス板上にクロム等を蒸着する
。この場合、受光素子はスケール１の背面に、レーザＪ
ｊｔ、１のスポットの全走査範囲を含むような大きさで
配置される。この様子を第１２図に示す。

第１２図で透過型のスケール２０の背面には受光素子２
１が配置される。この受光素子２１は飼えげ飢２図に示
し几移動ヘッド２と一体に設けられている。受光素子２
１の受光面はレーザ光４の走査方向Ｓ、での振幅と同じ
程閥の高さｈＶＣ定められている。一方、その受光面の
測長方向Ｓ、における幅ｄは、レーザ光４のスケール２
０上での走査がスポットで行なわれるから、位置情報を
記帰し皮間隔より大きくなってもかまわない。

そこで、レーザ光４が走査方向Ｓ、に振動すると、受光
素子２１からはスケール２０上の透過部とＩＩ光部とに
応じた時系列的な光電信号が発生する。

このように、レーザ光のスポットを透過形のスケール２
０上で走査することにより、受光素＋２１はスケール２
０の背面に配置することができる。さらに、受光素子２
１０大きさも、スポットの走査間Ｗｉに応じて高さｈさ
え定めれば、幅ｄについては比較的自由に定め得る。こ
の友め、スケールの位置情報の′にツチに合わせて受位
素子を選定し念り、受゛昼面の大きさを特別に作ったり
する必要はなく、装置の製造が極めて容８になるという
利点がある。

１次、上記実施ガやその変形９１ｊにおいて、スケール
に記録した位置情報にはエラーチェック用の情ｌ＠をい
っしょに含ませるとよい。

そのエラーチェック用の情報として１まガえげ読み櫓つ
友位置情ｔＮをデジタル信号にし几ときのパリティ数（
論理値［１１又ｉｊ　ｒＯＪＯ数）にする。そして、そ
のエラーチェックでエラーｂ−検出されたときには、例
えばトラッキングミラーを振って、両隣りのビット列を
銃み取るよう［−する。このようにすれば、あるビット
列がゴミｊＰｉａ等によって破損してい友場合でも常に
正しい位置情報【知ることができる。このとき、槙８図
（ｂ）で示し友ようにトラッキングミラーの回転に伴っ
て生じ九角Ｖαに対応する信号Ｎ１を用いることけ言う
ｆでもない。

１１　スケールの位置情報を、複数回書き込んでおき、
レーザ光のスポットの走査振幅を大きくすれば、位置情
報の読み取りはより完全なものとなる。

また、第４区に示した実ｍ例において、トラッキング誤
差検ｄ回路１１１Ｃは、主信号ＭｍのＮ／Ｓ　　比を向
上させるために、スポットの走査速にと１つのビット列
中の各ピット間隔とに応じて決まる周波数帯を選択的に
抽出する特性１４たせるとよい。このようにすると、ノ
イズや信号変動が比較的大きい状況においても、主信号
Ｍｓは位置情報上正確に表わすように出力される。同、
上記各実ＩＩＩＡＩＦｇでレーザ光は収束し友スポット
ｆｔ、にされるが、これは分解能を高める几めで、それ
程高分鱗能會会費としない場合には、ビット列のピッチ
、及びピット幅會大きくして、スポット党を平行光束で
得るようにしてもよい。

以上説明したように本発明によれば絶対的（アブソリュ
ート）な測長装置、測角装置において、スケール上の位
置情報をスポット元で読み職るから、装置を小波にでき
、かつ極めて高い測定分解能【得ることができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

纂１ｍ１）は、アブソリュート形のスケールの−ガとし
てのリニアスケール、第１図（ｂ）は、第１図（、）の
各トラックに対応して受光素子を有する検出ヘッドをそ
れぞれ示す。１１２図は本発明の実施ガを原理的に説明
する友めに示したリニアエンコーダの構成図、第３　図
（ａ）　Ｆｉミスケール目盛面に反射式のビット列を設
けた位置情報の一例、第３図（ｂ）は、スケール上のビ
ット列のうち−ｍを拡大し次回、第４図は、８１２図の
移動ヘッドとレーザ読を装置との構成を具体的に表わし
次回、第す図は、トラッキングミラーで反射され几３つ
の光束がスケールの目盛面上に夫々収束される様子、謳
６図はビット列から反射光が発生する様子、第７図は、
受ｆｔ、器にスポットの照射により生じ次光情報を各々
別々に受光する３組の受光素子が設けられている様子、
第８図（１）はビット列中のビットと３つのスポットの
位置関係を示す。第８図（ｂ）Ｈ）ラッキングミラーの
回転に伴って生じる変化の説明図、第９図（ａ）　Ｆ１
ビット列を回転軸と平行に記録したロータリエンコーダ
、第９図（ｂ）は、ビット列ｔ−回転軸から放射状に記
録し友ロータリエンコーダ、１１１１９図（Ｃ）は、リ
ニアエンコーダにおけるスケールの変形例、第１０図は
移動ヘッドとレーザ親権装置とを一体化して、レーザ光
のスポットを電磁力により走査した説明図である。 第１１図（ａ）は位置情報を記録したスケールの変形ガ
、第１１図（ｂ）は（ａ）の走査方向と測長方向の関係
を説明する図、ｌ［１２図は透過型のスケールの背面に
受光素子が配置されている説明図である。 〔主ｌ！部分の符号の説明〕 １・・・スケール ３・・・レーザ親権装置 ４・・・レーザ光 ＰＬ・・・ビット列 １０Ｇ・・・レーザ光源 １・６・・・トラッキングミラー １＠Ｉ・・・受光器 １１０・・・検出回路 １１２・・・トラッキング誤差検出回路１１トフォーカ
ス制御回路 １１３・・トラッキング制御回路 １１４・・・出力合成回路 出　願　人：日本光学工業株式会社 第７図 第９図 第１０囚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　移動可能な測定対象物の位置を計測する光電式エ
   ンコーダ装置において、光学的に読み取り可能な位置情
   報を配録し友スケールと；測定対象物の移動に伴って、
   該スケールと相対的に移動する如く設けられると共に、
   前記スケールをスポット光で相対的に走査して、その走
   査部分からの光情報を光電検出して前記位置情報を読み
   卆る読堆装装置とを備えたことを特徴とする光電式エン
   コーダ装置。 ２　前記スケールは前記読取装置との相対的な移動方向
   に沿って、前記位置情報に応じ九反射型のビット列を所
   定のピッチで刻設したことを特徴とする特許請求の範匪
   第１項記載の装置。 ３　前記読取装置は、レーザ光源と；その光をスポット
   光に収束して、該スポット光を前記ビット列（沿って走
   査する手段と；前記ビット列から生じる反射光を光電検
   出する手段と：その光電信号の入力に基づいて前記スポ
   ット光のビット列からのずれ量を検出する回路と；その
   ずれ量と読み堆った位置情報とに基づいて、前記ビット
   列とビット列との間の絶対的な位置に関する信号を出力
   する手段とを備えることｔＩｌｌｌ像とする特許請求の
   範囲第２項記載の装置。 ４、　前記スケールの各ビット列を、前記読取装置との
   相対的な移動方向に対して傾けて配列し危ことを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の装置。