JPS5856920B2 - 光学式エンコ−ダ用配光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンコード（符号化）用照明パターンを有す
る光学式エンコーダに関し、特に、エンコード用照明を
作り出すため効率的に配列された別々の出力カプラーの
パターンを有する改良された配光装置を含むような光学
式エンコーダに関するものである。

一般に光学式エンコーダにおいて、殊に、特定の軸角度
又は軸位置型光学式エンコーダにおいては、エンコード
用照明の変化に応答して光応答センサからエンコードさ
れた電気的又は電子的信号が発生される。

普通、いくつかの光応答センサを所定パターンに配置１
ル、各センサが別々のエンコード用照明に選択的に応答
するようにしている。

通常、監視すべき軸によって、関連した軸角度コードパ
ターンが、そのセンサ配列体と照明源との間で回転され
る。

そのコードパターンの不透明セグメント及び透明セグメ
ントがその別々のエンコード用照明を各センサに対して
選択的にしゃ断したり透過させたりする。

従って、センサ配列体は、エンコードされるべき種々の
回転軸位置を表わす異なる光学的作動状態を与えること
になる。

上述した型のエンコーダにおいては、光応答センサ配列
体は別々のエンコード用照明に選択的に応答し、各セン
サは、それぞれが所望の作動応答を行なうのに必要な所
定量の光エネルギーに対応する所定の光線レベルを有し
ている。

エンコード用照明源として、各出力光線を光センサ配列
体の別々のセンサへ指向させるための別個の光出力カプ
ラーを備えた導光板を含む配光装置を用いることがよく
ある。

導光板は、普通、所定の光線レベルの出力光を発生する
のに使用し得る所定量の光線を通す。

光線は、出力光が出力カプラーから出て行くようになっ
ていることにより導光板内で種種の配光モードで伝搬さ
れる。

光線量及び光線が導光板で伝搬されるモードは、しばし
ば、入力光線を導光板へ集めるのに使用される入力カプ
ラーによって決定される。

普通、電気的又は電子的光源が、入力カプラーに入射す
る入力光線を作り出す。

これらの光源は、所定の容量及び発光特性を有しており
、更に、対応する発光強度に対する所定の入力電力定格
を有している。

従って、配光装置の総合効率及び作動実効性は、電気的
又は電子的光源の入力電力と、所定の個々の光線レベル
を作り出す所定数の出力光において放出されるように導
光板によって収集され伝搬されるのに有効な光源光線に
対するその放射出力とを比較することによって特徴づけ
られる。

前述した一般的な光学式エンコーダの例としては、本出
願人の１９７７年７月１９日付米国特許第４，０３７，
２１．９号及び１９７９年１月３０日付米国特許第４，
１３７，４５１号及び１９７４年１１月５日付米国特許
第３，８４６，７８８号に開示された電力計の指針目盛
を符号化するためのものがある。

本発明の一形態は、前述した２つの米国特許第４，０３
７，２１９号及び第４，１３７，４５１号に開示された
光学式エンコーダを改良したものである。

前述の米国特許に開示された光学式エンコーダは、少な
くとも５つの指針軸の計器指示値を符号化するために計
量装置に含ま和ている。

光応答センサ配列体を近接配置したこと及び指針形計量
機構の軸及びその他の部分をコンパクトに絹み立てたこ
と、により各指針軸のまわりには近接したコンパクトな
構成でエンコード用照明が行なわれる。

前述の米国特許のうちの最初の２つのものにおける配光
装置は、反射用円錐凹部のパターンからエンコード用照
明を作り出すための導光板を有している。

その一実施例では１２Ｖで１００ミリアンペア（１，２
Ｗ）を必要とする単一の白熱灯光源が、１つの狭い板縁
によって形成される導光板の光入力によって収集される
ように拡散された入力光線を発生している。

導光板によって伝達される光ば、はぼ完全に拡散させる
ことが必要であり、これは、時には、より大きな電力の
光源でも難しい。

円錐型出力反射器は、伝達されてくる拡散光線を反射さ
せるものであるが、完全な拡散でないため出力光が均一
でなくなってしまう。

従って、出力光は、高い指向性を有しておらず平行化も
されてお＾ず、従って、各センサが一様に所望の応答を
行なうために必要な光線レベルで各センサを照らす上で
の効率が低下してしまう。

光源の全光放出は、あまり効率良く収束されず、必要な
実効出力光線の数及びレベルに関して精密に分配されて
いない。

後者の米国特許第３，８４６，７８８号には、光応答セ
ンサ配列体にエンコード用照明を与えるための個個の光
点又は小光源を形成するスロット又は孔を除いて、実質
的に光マスクによって覆われる平坦なエレクトロルミネ
センスパネルが開示されている。

一般的には、白熱灯光源を有する前述したようなエンコ
ーダ配光装置に対して比較的大きな大電力光源を使用し
なくても済むようにすることが望ましい。

また、白熱灯の加熱作用を排除し且つ光源からの光が拡
散することによるエンコーダでの大量の余剰光線を減ら
すことが望ましい。

また、白熱灯光源に給電するのに必要な別個の大電力供
給源を避は月つ半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む
固体発光源等の別の小さな低電力光源を白熱灯の代りに
使用して白熱灯のフィラメントの破断による点灯中断を
避けることが望ましい。

従って、これらの別の光源を使用するためには、従来の
配光装置の効率を相当改善しなければならない。

従って、本発明の一般的な目的は、光応答センサ配列体
への多数のエンコード照明をより効率的に作り出すため
に低電力光源を使用するのに適した導光板を含む光学式
エンコーダのための光分配装置を改良することにある。

導光板の効率を改善するためには、エンコード用照明を
形成する出力光の各々が、所望のセンサ応答レベルで各
センサを光学的に付勢することのできる光学的に分離さ
れ高指向性をもった発光形状の所定の光線レベルを作り
出さねばならない。

導光板内での内部光線の伝導量及び伝導モードは、所定
の光線レベルを各々が有する精密に定められた出力光を
発生するため出力カプラーで遮断（中断）されるように
ほとんど利用できるように注意深く制御され維持されね
ばならない。

また、導光板への光入力カプラーは、低電力光源からの
放出光から最大量の入射光線を集めねばならない。

その集められた入射光は、出力カプラーにおいて最大限
に利用できるように導光板へ加えられ内部光線として伝
導されていかねばならない。

光学式エンコーダにおけるエンコーダ用照明光線を作り
出すための、より効率のよい配光装置を構成するため、
前述した点を考慮して、本発明は以下に要約するように
なされている。

本発明によれば、光学式エンコーダは、光応答センサ配
列体及びそれらセンサを光学的に付勢するためのエンコ
ーダ用照明源を与える改良さ和た配光装置を有する。

この改良型配光装置は、透明な導光板、効率のよい光入
力カプラー及び別々になっている光出力カプラーを含ん
でいる。

光入力カプラーは、半導体発光素子によって発生される
ような光源からの入射光を受けて収集する。

光入力カプラーは、入射光を、導光板によって伝達され
る所定の分配光へ一様に分散させるため導光板に形成さ
れた入射光分配領域を有している。

その分配光は、別々の光線部分（ヒームセグメント）へ
分割され導光板において実質的に完全に利用される。

光線部分の各々は、光入力カプラーから一定の所定光路
に沿って指向され、導光板の対向した平坦面と実質的に
平行に伝達される。

別々の光出力カプラーのパターンは、最適な面積を有し
且つ光路及び対応する光線部分に対して厳密に光学的に
整置１ルた各出力反射面によって導光板に精密に形成さ
れる。

光線部分は、関連した光出力カプラーによって遮断され
指向性のよい平行出力光として反射される。

出力光の各々は、光応答センサの各々に所望の応答を生
せしめるための所定の光線レベルを有する実質的に一様
なエンコード用照明光線を形成する。

従って、本発明の一般的特徴は、低光出力を有する光源
からの入射光を受けたとき光応答センサ配列体に対し一
様なエンコード用照明光線を形成する個々に制御された
多数の出力光を出力する導光板を含む改良された配光装
置を有した光学式エンコーダを提供することである。

この一般的特徴によれば、光入力カプラーは、光源と密
接に結合され低光損失となるように整置ｌルた導光板の
前面及び後面の一方に入射光を効率良く集める。

光入力カプラーは、好ましい１つの実施例においては、
入射光分配領域を形成する導光板の円筒状断面領域及び
この入射光分配領域内に対称的に配置された反射面を含
んでいる。

入射光線は、導光板の受光面において広い立体角で放射
され、反射面によって導光板の平坦な前面及び後面と実
質的に平行に円筒状分配領域へ伝達される光線として再
指向されるときに集束される。

更に、光入力カプラーは、導光板によって伝達される光
線のために定められた所定光路と厳密に平行に整列させ
て分配光の隣接した光線部分を指向させるのに効果的で
ある。

本発明の更に別の特徴は、導光板における所定光路の各
々に終点を形成する別々の所定の多数の光出力カプラー
を配列することである。

光出力カプラーは、導光板の共通面に好ましい実施例で
は約４５度の角変で凹んだ出力反射面を備えている。

出力反射面は、最大の出力反射効率で光路に関連した光
線部分を選択的に遮断するように各々光学的に配向され
ている。

光線部分は、光入力カプラーと、予め選定された光出力
カプラーとの間に厳密に配置された最少の中間反射器を
介して間接的光路に沿って又は各出力力プラーへの直接
的光路に沿って伝達される。

本発明の更に別の特徴は、実質的に一様に光線で光応答
センサを付勢するように光応答センサ配列体と光学的に
整列した光出力カプラーの反射面から所定の光線レベル
を有する指向性の弥い平行化された出力光線を発生する
ことである。

本発明の四に別の特徴は、他の出力反射面の面積、遮断
される光線部分の長さ及び方向、出力光線の押射路及び
各出力光線によって別別に配列体センサへ伝達される所
定の一様な光線レベル及び光エネルギー量に関して共通
且つ協働し得るように配列された異なった表面積を有す
る光出力カプラーの出力反射面を設けることである。

本発明の更に別の特徴は、光源の全発射光線の相当部分
を収集するための光入力カプラー配列体を設は且つ導光
板に関して異なった光線配向及び位置を有する半導体発
光装置から発生され得るような光源によって発射される
種々の光線特性及び形状を受は入れるようにする別の光
入力カプラーを設けることである。

本発明の前述した特徴及び効果並びにその他の特徴及び
効果は、添付図面に示す好ましい実施例の以下の詳細な
説明から明らかとなろう。

添付図面、特に、第１図及び第２図において本発明に従
って構成された電気需給計器指針形計量装置の指針目盛
を符号化するための光学式エンコーダ１０が示されてい
る。

この光学式エンコーダ１０は、前述した本出願人の米国
特許第４ρ３７，２１９号及び第４，１３７，４５１号
の改良したものであり、一般に、本発明によって置き換
えられたもの以外、その対応する主要部分を含んでいる
。

本発明によって構成される改良された配光装置１４を理
解させるため、以下に光学式エンコーダ１０の全体的な
構成によって説明する。

指針形計量装置のための光学式エンコーダ１０は、第１
図に示すように、枠体１６を備えており、この枠体１６
は、第２図に一層明瞭に示されるエンコーダの主要部分
を支持している。

光学式エンコーダ１０の前面には、指針板１８が取り付
けられており、この指針板１８には、５桁それぞれの指
針軸２０の前端を通っていて、関連した指針２２を支持
している。

改良された配光装置１４を有するこの光学式エンコーダ
１０は、前述した２つの米国特許に特に詳細に記載され
ているように指針２２の計器目盛指示値に対応する指針
軸２０の角度位置に応答した符号化状態を監視し、発生
する。

第２図にも示されている印刷回路板２４は、１つの好ま
しい実施例としては、光導電型の２８個の光応答センサ
２６の配列体を支持している。

これらセンサ２６は、５つのセンサを円形群を含むパタ
ーンで配設しており、各群は前述の米国特許第４，０３
７．２１９号及び第４，１３７，４５１号に記載された
ような指針軸２０の１つ１つと組み合わされている。

印刷回路板２４上のセンサ配列体の底部には、３つの基
準光応答センサが含まれている。

以下に特に詳細に説明するように、配光装置１４は、第
２図に部分的に示すように導光板２８によってセンサ２
６へ向けられる２８本の出力光線３０によって与えられ
るエンコード用照明源を形成している。

以下に説明するように導光板２８には、光出力カプラー
が各々パターン状に形成されており、このパターンは、
それと関連した１本の出力光線３０を発生するので、第
１図における対応した参照符号によって部分的に示され
ている。

これら光出力カプラーは、第３図及び第４図において次
のようにげ分されている。

光出力カプラー３２．３３．３４．３５及び３６は、最
高桁の軸受孔３７を取り囲んでおり、介出力カプラー３
８゜３９．４０，４１及び４２は、最高桁の次の桁の軸
受孔４３を取り囲んでおり、光出力カブラー４４．４５
，４６，４７及び４８は、軸受孔４９を取り囲んでおり
、光出力カプラーｓｏ、ｓｉ。

５２．５３及び５４は、軸受孔５５を取り囲んでおり、
そして光出力カプラー５６，５７，５８゜５９及び６０
は、最低桁の軸受孔６１を取り囲んでいる。

前述したような５つの光出力カプラーの円形群の他に、
印刷回路板２４上の配列体の前述の基準光応答センサへ
の発光を行なうために、導光板２８の底部に３つの光出
力カプラー６２．６３及び６４が設けられている。

第１図及び第２図に示した光学式エンコーダ１０の全体
的説明を更に進めると、指針軸２０に別々に支持され、
配光装置１４と光応答センサ２６の配列体パターンとの
間に配設されたコード円盤６７．６８，６９，７０及び
７１は、５つの軸角変コードパターンを形成している。

不透明及び透明なコードセグメントが、コード円盤６７
〜７１の長短半径部分によって形成されており、弓形透
明セグメントは、コー ドパターンの弓形不透明セグメ
ントの端部間の空間によって作り出されている。

これらコードセグメントは、前述した光出力カプラー及
びこれと組み合わされたセンサ２６の１つとを光透過・
閉止するための単一の円形平面内で単一の回転軌道に形
成されており、本出願人の前述の米国特許に記載されて
いるように、エンコード用照明光線は、それらセンサが
所定光線レベルに応答して付勢されたときに、意図した
符号化状態を作り出す。

第２図において、導光板２８０光出力カプラー３２．３
８．４４．５０及び５６は、これらが各センサ２６を光
学的に付勢するエンコード用照明光線を形成する出力光
線３０を発生するように示されている。

例えば、１つおきいコード円盤６７．６９及び７１の透
明コードセグメントは、光出力カプラー３２，４４及び
５６からの出力光線３０を透過させて、そ和と光学的に
整列しているセンサ２６を等しく照らしてそれらを付勢
する。

従って、エンコード用照明の１つのパターンが、配光装
置１４によって本発明による以下に詳述するような方法
で発生される。

エンコーダ１０について全般的な説明を行なってきたが
、次に、配光装置１４、特に、第３図に示す導光板２８
について説明する。

透明な導光板２８を形成する材料は、周知の透明な導光
材である。

この種の導光材は、光学的ガラス、アクリル樹脂等が有
する適当な透明特性を有している。

１つの好ましい実施例では、成形ポリカーボネイト（ｐ
ｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ ）材料が使用される。

このポリカーボネイト材は、当該光線に対して１．５程
度の屈折率を有している。

当業者には導光板２８の屈折率は、空気の屈折率である
１より大きいことが理解されよう。

いわゆるスネル（５ｎｅｌｌ ）の法則によれば、第１
の媒体、例えば、導光板２８における光線が第２の媒体
例えば空気との境界に入るとき、その境界に対する法線
に関してとった入射角がいわゆる臨界角より小さいか大
きいかによって、その光線は、一部第２の媒体へ屈折さ
れ、残部が第１の媒体へ反射されるか、又は全部が第１
の媒体へ反射される。

臨界角は、屈折率の比によって決定される。

導光板２８の材料については、その臨界角は、ポリカー
ボネイトの場合３９度程度であり、アクリルの場合４２
度であると考えられる。

従って、周縁及び凹部表面に形成されるような導光板２
８と空気との境界は、全内部反射面を形成し得る光学的
界面を作り出している。

このため、導光板２８中に伝搬され以下に説明するよう
な光学的界面及び反射面に対して臨界角より大きな入射
角で入射する光線は、入射角とほぼ等して反射角でその
界面で完全に反射される。

導光板２８の材料の光学的特性について説明したのであ
るが、次に、第３図、第４図及び第５図に示す導光板の
全体的な構成について以下に説明する。

導光板２８は、第５図の横断面図にて示されるように、
平坦で互いに対向して平行な前面８０及び後面８２を有
するように成形されている。

第３図及び第４図に示す前面図において、前面８０は図
面の表面内にある。

導光板２８の厚さは、０．０９０インチ（０，２３Ｃｒ
Ｉｌ）位であり、その厚さは、出力光線３０の最大出力
光線寸法にはマ対応するように決定される。

軸受孔３７，４３，４９゜５５及び６１の中心は、等間
隔に配置されており、約０．６２インチ（１，６ｃｍ）
程度の間隔になっている。

導光板２８の長手方向水平長は、前述した軸受孔の中心
、従って、前述した５つの光出力カプラ一群を貫通する
第３図に示す水平軸８４を含んでいる。

導光板２８の中心垂直軸８６は、光出力カプラーのパタ
ーンの中心を等分しており、はゾ導光板２８を半分に分
けている。

第３図及び第４図に示した導光板２８の外周は、前面８
０から後面８２までにわたっている導光板２８の円筒形
断面積によって定められた一体構造の入射光分配領域８
８を含む入力カプラー８７に関して光出力カプラーのパ
ターンを対称的に支持するためのコンパクトで機能的な
外形を有するように作られている。

従って、第３図に示した導光板２８のはゾ下半分は、関
連した軸受孔に関して光出力カプラーのパターンを支持
するようになっており、導光板２８のはゾ上半分は、入
力カプラー８７及び以下に説明するような入力カプラー
と出力カプラーとの間の光伝達領域を含むようになって
いる。

一般に、入力カプラー８７は、入力カプラー分配領域８
８と各光出力カプラーとの間に最適な最短距離が形成さ
れるように配置されている。

導光板２８の広がった頂縁９８及び９９は、光入力カプ
ラー８７に関して下方外側に広がっており中間反射面を
形成している。

頂縁９８及び９９は、後述するように、入力カプラー８
７から別々の各出力力プラーヘ、直線でなく間接的な所
定の曲がった光路を形成するように所定の角度を有して
いる。

更に別の中間反射面が導光板２８の底縁１０２及び凹縁
１０１によって形成されており、その凹縁１０１は、底
縁１０２に形成された切欠部１０３の閉端に形成されて
いるものである。

導光板２８内には、軸受孔３７の頂部に別の中間反射面
１０４が設けられている。

後述するように、第９図には更に別の中間反射面が例示
されている。

前に簡単に謂明した入力カプラー８７及び入射光分配領
域８８につき、次に第３図及び第５図に関して詳述する
。

入力カプラー８７は、入射光を集めてそれらを最適効率
で導光板２８内へ配向させ、−利用し得る入力光エネル
ギーを最大限伝送してエンコード用照明の所望の光エネ
ルギーレベルを作り出すためのものである。

入力カプラー８７は、第５図に示すような好ましい形状
をとり得るものであり、別の光入力カプラーの形として
は、第６図及び第７図にそれぞれ参照番号９０及び８９
で示すようなものがある。

一般に、入力カプラー８７は、第５図に示した比較的低
電力の光源９１及びこの光源を、図示のように一体構造
の入射光分配領域８８に隣接して導光板２８に取り付け
る手段及び分光反射器９４を含んでいる。

第７図及び第６図において、光源９２及び９３、及び反
射器９６及び９５は、図示の如く、入力カプラ−８９及
び９０の入射光分配領域８８ｂ及び８８ａに含まれてい
る。

入力カプラーについて更に詳述する前に、光源９１，９
２及び９３の各々は、第６図における光源９３のような
市販の形の半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）をそのまＳ
の形で使用してもよいし修正した形で使用してもよいこ
とを述べておく。

半導体ウェハ１１６が発光ダイオード光源９３のハウジ
ング１１７内に取り付けられている。

このハウジング１１７は、レンズ１１８及び半導体ウェ
ハ１１６に接続された一対のリード線１１９を支持して
いる。

ウェハ１１６は、普通、１．６Ｖ 、 １０ｒｒｈＡ（
０，０１６Ｗ）で付勢され、導光板２８への入射光を発
生する。

光入力カプラー８７の分光反射器９４は、軸９７を中心
として円筒形断面積によって定められる入射光分配領域
８８に設けられている。

分光反射器９４は、図示した好ましい実施例では、導光
板２８の前面から凹んだ内部放物面型反射面によって形
成されており、その円形表面は第３図における入射光分
配領域８８の外側で終端している。

第５図の横断面図には、反射器９４が放物面型反射面に
沿って入射光分配領域８８の外周から軸９７へ向かって
内側に延びていることが示されている。

軸９７は、導光板２８の前面８０及び後面８２に対して
直角で、反射器９４の円形反射面の中心を通っている。

軸９７は、光源９１からの入射光を導光板２８の入射光
分配領域８８へ入射させて更に導光板２８内を伝搬させ
るようにするための、光入力力プラー８７に対する共通
基準を成している。

反射器９４の反射面の放物面形状は、幾何学的には、ま
ず第５図において半導体ウェハ１１６の位置に放物線セ
グメントの焦点を置き且つ導光板２８の前面８０及び後
面８２と垂直に放物線セグメントの適任をとることによ
って定められる。

その放物線セグメントを定める放物線は、放物面焦点で
軸９７に垂直に延びる放物線軸（図示せず）を有してい
る。

それから、反射器９４の放物線反射面を形成するため適
任と一致した軸９７のまわりにその放物線セグメントを
回転させることによって回転面が作り出される。

第５図に示した反射器９４の楊断面図は、図面の紙面内
において直径方向に対向して２つの放物線セグメントを
示しており、それら放物線セグメントは、反射器９４の
輪郭を形成しており、後面８２に隣接したすぐ内側の軸
９７の頂点から前面８０の円形基線まで半径方向の外側
に延長している。

もし、半導体ウェハ１１６が反射器９４の焦点の単一点
から広い立体角に広がる光線を発するなら、分光反射器
９４の反射面には、理想的な放物面型反射器特性に非常
に近似したものが形成される。

入力光１１２の光線は、第５図に示されるように、半導
体ウェハ１１６が位置する反射器の焦点から発生して反
射器９４によって前面８０及び後面８２に対して平行に
反射される。

従って、光線１１４は、第５図に示すように、導光板２
８内へ入射光分配領域８８を通って前面８０及び後面８
２と平行に反射される。

光線１１４は、また、第４図にも示さたており、以下分
配光１１４と称す。

というのは、光線１１４は、分光反射器９４によって導
光板２８に幅広く分散されているからである。

第５図に示した光源９１は、導光板２８に取り付けられ
ており、半導体ウェハ１１６は分光反射器９４の焦点に
配置されている。

半導体ウェハ１１６と導光板２８の後面８２との間の空
間には、導光板２８の材料の屈折率にはゾ等しいか又は
全く等しい屈折率を有する光学的材料が充填されている
。

１つの好ましいものとしては、光源９１は、プラスチッ
ク製コリメーティングレンズ１１８を有する第６図に示
したような市販の発光ダイオードを変形したものがあげ
られる。

第５図の光源９１は、第６図に示したような発光ダイオ
ード光源９３を使用し、そのレンズ１１８部分を研摩除
去してその研摩レンズ面の端部を第５図に示すように導
光板２８の後面８２と突き合わせるように接着固定し半
導体ウェハ１１６が分光反射器９６の焦点に位置するよ
うにすることによって、構成される。

レンズ１１８の材料は、適当な光学的接着剤を使用して
発光ダイオード光源９２（第７図）を後面８２に接着固
定するとき半導体ウェハ１１６からの光線１１２が反射
器９４への光学的に透明な通路を形成し光線変化界面を
含まないように、半導体ウェハ１１６の頂部及び側面を
取り囲んでいる。

第５図に示した光源９１を取り付は整列させるため、ス
カカプラ−８７の入射光分配領域８８の中心軸９７のま
わりの導光板２８の後面８２に一体構造の環状唇状部１
２２が形成されている。

また、第６図においては、入力カプラー９０の光源９３
を収容して整列させるための中空同筒支持体１２４が後
面８２に一体成形さ和ている。

光源９１及び９３は、第５図及び第６図に示す位置で導
光板２８と一体成形してもよい。

半導体内エバ１１６の一定の平坦領域は白熱灯光源に比
較して一方の側が０．０１インチ（０，２！ｌｌｉｍｍ
）程度と小さいが、反射器９４の反射面の頂点から０．
０５インチ（０，１３Ｃｒ／Ｌ）程度とい°う近い距離
のため、それを点光源と考えるとき、無視されるべきで
ない。

放物面型反射面上の所定点は、その反射面までの距離が
減少するにつれて、軸９７上の焦点の各個の半導体ウェ
ハ１１６のいくつかの点からの光線を受ける。

従って、反射器９４から反射され導光板２８における分
配光１１４を形成する光線にわずかな非平行偏差が生ず
る。

光出力カプラーでの出力光３０への最大光結合効率を得
るためには、分配光１１４の光線の前面８０及び後面８
２との完全な平行からのずれは最少角度だけ、好ましく
は±５＃程度、に留めるべきである。

更に遠くに焦点を作るため放物面型反射器９４を変形す
ることにより前述したような非平行反射を低減すること
ができるが、そこから放射される入力光１１２の入射光
線強度が減少してしまい、所望の光線レベルの出力光３
０を発生するために収集される光エネルギーが不十分な
ものになってしまつ○ 第４図に例示した弓形に広がる分配光１１４は、前述し
たように入力カプラー８７から与えられる。

この分配光１１４は、導光板２８内において、分配光１
１４に含まれ光出力カプラーによって中断される光線部
分の所定の光線路を示す一点鎖線矢印に沿って伝搬され
る。

従って、各所定光線路は、１つの光線部分が出力光３０
の１つとして存在している１つの別の光出力カプラーで
終端している。

入力カプラー８７の分光反射器９４の一様で対称的な光
学的反射面は、入射光分配領域８８から一様に弓形の分
配光１１４を発生し、その円形の隣接した光線部分（ビ
ームセグメント）が各光路の始端で導光板２８に入ると
き半径方向に軸９７と整列されるようにしている。

１つの代表的な光線部分が、光出力カプラー４２への所
定の直接光路６６に沿って延びる斜線領域６５によって
示されている。

参照番号は、すべての光路には付されておらず、そのう
ちの選択したものだけについて以下に説明する。

分光反射器９４から最も左側の光出力カプラー３２，３
３，３４，３５及び３６による群への所定光路１２８，
１２９，１３０，１３１及び１３３及び基準光出力カブ
ラ−３５への光路１３３は、第４図に示すような導光板
２８の共通頂縁９８に沿った中間反射面と、中間反射面
１０４とで２次的に反射された曲がった間接的光路を含
んでいる。

頂縁９８の角度は、頂縁９８の光学的反射面に当たる光
線の入射角が前述した臨界角より大きく入射光線と反射
光線との間の角度が９０度より太きいように、形成され
ている。

同様に、底部の凹縁１０１は、光路１３３の光線を２次
的に光出力カプラー３５へ反射する。

最も右側の光出力カプラ一群では、３つの曲折した間接
的光路１３６，１３７及び１３８が、導光板２８の共通
頂縁９９に沿って形成された中間反射面によって２次的
に反射されている。

光路１３６．１３７及び１３８の光線部分の光線は、前
述と同様に、それぞれ光出力カプラー５６．５７及び５
８によって遮断され、頂縁９８及び中間反射面１０４に
て２次的に反射される。

このようにして、他の光出力力プラーへの分光反射器９
４を含む入射光分配領域８８から直接的すなわち直線的
に延びる光線として他の光路が示されている。

光出力カプラーの表面積は、関連した光路の分光反射器
９４からの距離が増すにつれて光線部分の遮断面積がよ
り大きくなるようにいくつかの場合において異なったも
のとなっている。

光線の強度は距離が増すにつれて減少するので、出力光
線レベルは、光出力カプラー面積を増すことによって、
より一様となる傾向にある。

また、光出力カプラーが光入力カプラー８７の入射光分
配領域８８の中心軸９７に関して半径方向に整列された
り半径方向に別の光出力カプラーと一部型なっている場
合には、光出力カプラーの面積の補償がなされる。

例えば、出力カプラー５３及び５１，４４及び６３及び
３８及び３９の組は、出力カプラー５１及び５３の絹に
ついて第５図に示されているように、各相のより近い光
出力カプラーが、より浅く成形されるように導光板２８
の前面８０の内側へ０．０３５インチ（０，（１９Ｃｒ
ｒＬ）程度にあまり凹んでいない。

第５図において、光線が部分的に重なり合った光線は、
第４図に示した光路１４７及び１４８に沿って向けられ
、より小さく浅い光出力カプラー５３及び０．０８５イ
ンチ（０，２２机）程度より大きく深い光出力カプラー
５１にそれぞれ入射する。

第４図に示した光出力カプラー３８及び３９の組は、部
分的に重なり合った光路１４１及び１４２に整列してお
り、光出力カプラー４４及び６３の組は、−都電なり合
った光路１４４及び１４５にそれぞれ整列している。

更に導光板２８の光出力カプラーは、第１図及び第２図
に示され第３図の軸受孔３７．４３．４９．５５及び６
１を貫通している指針軸２０が、異なるどの光出力カプ
ラーへの光線部分をも阻止しないように配置されている
。

各光出力カプラーの構成及び光学的整列について以下に
更に説明する。

第８図には、光出力カプラー４２等の各光出力カプラー
の一例が示されており、これら光出力カプラーは、第２
図に示した出力カプラー３２，３８゜４４．５０及び５
６に対して前述したようなほぼ平行な光線になっている
センサエンコード用照明光線を形成するほぼ一様で等し
いエネルギーの出力光を発生するように形成されている
。

各光出力カプラーは、凹んだ形状に導光板２８の前面８
０の内側へ４５度の角度１６１で平坦面状に広がった出
力反射面１６０を含んでいる。

反射面１６０によって形成された空間は、第８図に示す
ようにプリズム状になっている。

反射面１６０の深さによって定められた対向した三角形
側面１６２及び１６４並びに端壁１６６は、金型から導
光板２８を抜き易くするため直線状か又は収れんした形
でわずかに内側にテーパが付けられたものとなっている
。

反射面１６０は、一対の直線平行傾斜側縁１７０に沿っ
て前縁１６８から導光板２８内へ端壁１６６の底部とな
っている後端縁１７２まで続いている。

光出力カプラーの大きいものは、幅が０、０７５インチ
（０，１９ｃｒＩｌ）程度であり、光出力カプラー５１
に対して前述した実質的に導光板２８の厚さに等しい最
大深さまで延びている。

出力光３０は、高さ及び幅に関して実質的に対称的であ
り、その高さは、反射面１６０の凹み深さによって決ま
り、その幅は、前端１６８及び後端縁１７２に沿って延
びる面の幅によって決まる。

出力反射面１６０の重要な特徴は、中断される光線部分
６５の光線１７４が、光線１７５によつて示されるよう
に、導光板２８で９０変の角度で反射されるということ
である。

光線１７５は、後面８２に対して垂直であり、導光板２
８から平行光線として出て行く。

出力反射面１６０が有する４５度の角度により、前面８
０及び後面８２とほぼ平行に入射する光線１７４と、導
光板２８から反射される光線１７５と、の間で全内部反
射が行なわれる。

反射光線１７５は後面８２に対して直角であるので、第
２図の分解図に示されるように一緒に組み立てられると
き０．１３５インチ（０，３４ＣＩｒＬ）程度出力カプ
ラーがセンサ２６に近接するためもあって、エンコード
用照明光を形成する出力光３０の損失及び分散はほとん
ど生じない。

光出力カブラ−の出力反射面１６０の面積は非常に小さ
いため、その出力反射面は短い光路長に亘って伝搬する
非常に狭い光線部分を遮り出力光３０の広がりを最小に
している。

光出力カプラーの効率は、第８図に示した各出力反射面
１６０を、分光反射器９４からの光線部分を有し、光路
が短いため実質的にその光路と平行な単一の光路と注意
深く光学的に整列させることによって制御される。

ここで、出力カプラーの各出力反射面１６０の光学的整
列とは、反射面１６０の所定面積当りの光線部分から最
大量の光エネルギーを収集してセンサ２６の所定の１つ
を光学的に付勢することのできる出力光線１７５の最大
利用光エネルギーを反射させるように分配光１１４の光
線部分の所定の光路に関して反射面１６０を厳密に整列
させることを含んでいる。

従って、各出力反射面１６０の前縁１６８は、第４図に
おけるように導光板２８の前面から見るとき遮断さ石る
光線部分と関連した光路に垂直である。

出力カプラーのパターンを位置決めするため、各出力反
射面１６０の中心は、導光板２８上において第３図に示
される軸８４及び８６からの垂直及び水平距離によって
決定される。

第３図において軸８６の右側及び左側に示された光出力
カプラーの各々は、各光出力カプラーの出力反射面１６
０の前縁１６８が、中断される光線部分の関連した光路
に対して９０度の角度で延びるように所定の整列角度で
軸８６と平行な位置から反時計方向及び時計方向に回転
した光学的整列軸を有している。

第３図及び第４図を厳密に観察すると、軸受孔のまわり
の５つの光出力カプラーの各パターンにおいて、各パタ
ーンの最も右側の光出力カプラーが軸８４上にあり、他
の２つの光出力カプラ一対は軸８４から等しい距離にあ
ることがわかる。

また、異なる寸法及び角度をできるだけ使用しないよう
にして多くの光出力カプラーをセンサ２６の１つに光学
的に整列させ得るように、光出力カプラーの多くのもの
に対して共通の光学的整列角度が使用される。

従って、第４図に示された異なる光路を有する異なる光
線部分は、実際には、各光出力カプラーの異なる出力反
射面１６０によって別々の光線部分が中断される分配光
１１４の異なる領域によって形成されている。

また、導光板２８へ伝達された光線のうち１つの光出力
カプラーによって収集されずに分光反射器９４及び入射
光分配領域８８から外れて失われてしまうものが最少に
なるように、約１８０度の円弧にわたる分配光１１４の
最大隣接光線部分を遮るよう光出力カプラーは離間され
て配向されている。

第３図、第４図、第５図及び第８図に示したような配光
装置１４においては、所定のセンサ２６の配列体に対し
、各センサ２６を付勢するための光エネルギーは、まず
その光学的応答特性に従って定められる。

次に、センサに所望のエンコード用照明光を作り出すた
めの出力光３０の各々に対して相当する所定の光線レベ
ルが必要となる。

それから、センサの分離を維持し且つ所望のセンサ応答
を行なわせるため、出力光３０に対して最大の対称出力
光線幅が決定される。

センサ２６と光出力カプラーとの間の間隔を接近させた
１つの実施例では０．０９インチ（０，２３ｃｒｆＬ）
程度の最大対称光線幅が使用されている。

次に、導光板２８の厚さ寸法が、その最大対称光線寸法
の高さと実質的に同じになるように設定される。

次に、光出力カプラーの数及びパターンがセンサ配列パ
ターンに従って定められ、その後、導光板の面積がその
パターンを収容し得るように定められる。

その時、導光板２８には、全光出力カプラーに所定の光
線レベルを与えるに十分な総光線レベルを伝達するため
の領域が光入力カプラー８７と光出力カプラーとの間に
設けられなければならない。

分配光１１４は異なる光路距離にわたって別々の光線部
分を伝達されるので、光路長が短く高い輝度の光線部分
はど、小さな光出力カプラーで狭い光線部分を中断する
ことができる。

従って、輝度の高い出力光はど、関連するセンサを共通
の所定光線レベルで依然照らす最大光線幅より小さい光
線幅を有する。

センサ配列体２６同士は接近しており臨界的な光線応答
面積を有しているので、各出力光は、センサ２６に入射
するように精密に配向され且つ反射面１６０によって平
行光線となっている。

従って、分配光１１４の光線部分は、導光板２８の前面
８０及び後面８２と実質的に平行に伝達されねばならな
い。

それら前面８０及び後面８２に対して平行でない不所望
の光線は、各反射面１６０にて最少となり、出力光線の
拡散が減少する。

導光板２８によって伝達される光エネルギー量がいった
ん決まると、全出力カプラーへの所望の伝達路が決まり
、所定の出力光線寸法を維持するように前面８０及び後
面８２にほぼ平行に伝達するための最少の光線発散が求
まり、それに応じて、入力カプラー８７の諸パラメータ
が与えられる。

入力カプラー８７は、低い光線出力特性を有する光源９
１の半導体光放出素子から得られる光線から必要な光エ
ネルギー量を収集しなければならない。

入力カプラー８１には、所定の焦点から放射されるとき
広い立体角で入射光を収集するような放物面型反射器９
４が設けられている。

その焦点は、最も高い入射光輝度を得て且つその放物面
反射による反射光の発散を最少にして前面８０及び後面
８２と平行になるような距離に反射器９４から離されて
いる。

同時に、入力カプラー８７は、入射光分配領域８８にわ
たって平行に伝達される光線を有する分配光１１４を形
成する。

最後に、分配光１１４の光線部分は、組み合わされた出
力カプラーにおいて精確に中断される所定の光路に沿っ
て一様にそれぞれが伝達されるように入射光分配領域８
８から出ていく。

次に、本発明の別の態様について説明する。

第５図に示した放物面型反射器９４は、その放物面が導
光板２８内の頂点で終わらずに、回転軸を構成している
軸９７に中心を置く後面８２の円形孔から前面８０上の
より大きな直径底面まで延びるように変形することがで
きる。

その焦点は軸９７の同じところにとどまっているので、
光源９１は後面８２から物理的に更に遠くに位置する。

このような配列によると、一定の広がりを有し軸９７の
両側に入力光線を発生する反射器９４に非常に接近して
配置される光源の広がり特性、従って、焦点、を補償す
ることができる。

前述したように、わずかに広がりをもった光源は、その
光源に最も近い反射器９４の反射面の各点で分配光１１
４が最も大きな発散を生ずる。

それ故、光源９１から放出される中心光線は、導光板２
８を貫通する中心孔を有する放物面型反射面の中心開口
を介して失なわれるが、この変形反射器のより大きな直
径底面は、放射された広い立体角の光線の外側のより低
い輝度の入射光をより多く収集して±５度の般的な許容
発散角内に十分大るわずかな発散しか伴なわずにそれら
入射光を反射させることができる。

次に、第６図に示す別の光入力カプラー９０を参照する
と、前述した発光ダイオード光源９３は、互いにほぼ平
行して軸９７に隣接し月つそれに沿った入射光を形成す
る平行光線１２０を発生するためのレンズ１１８を含ん
でいる。

この平行光線１２０は、大きな立体角で放射される第５
図の光線１１２とは異なっている。

入射光分配領域８８ａの分光反射器９５は、導光板２８
の後面８２へ向かって凹んでおり軸９７に中心を置き且
つ前面８０にてレンズ１１８の直径を実質的に等しい直
径を有するほぼ９０度の円錐状に形成された反射面を有
している。

従って、半導体ウェハ１１６は、中心軸９７と整列され
ている。

光源９３からの平行光線１２０の入射光線は、後面８２
に隣接した空間を通って、９０度の角度で後面９２の面
によって与えられる光学的界面を通過して行く。

分光反射器９５の円錐反射面は、その円錐面が前面８０
及び後面８２に対して４５度の角度を形成するようにし
て広がっている。

光線１２０の入射光線は、第６図に示すように前面８０
及び後面８２とほぼ平行な光線である分配光１１４を与
えるよう反射器９５において９０度の角度で反射される
。

従って、この分配光１１４は、導光板２８の薄い面内で
前面８０及び後面８２と平行に延びる第４図に示すもの
と同じである。

光源９３のレンズ１１８は、レンズ１１８のすぐ背後に
配置された半導体ウェハ１１６の光放出接合からの光線
の一部分を遮断するだけである。

半導体ウェハ１１６から受ける入射光の輝度は低下する
。

何故ならば、それら入射光は前述の２つの光線損失光学
的界面を通らねばならないし、また、入射光線１２０は
、第５図における反射器９４に対する半導体ウェハ１１
６の位置よりも第６図においては反射器９５から遠い位
置に配置された半導体ウェハ１１６から発射されている
からである。

わずかにより高い出力の発光ダイオード源を使用できる
ような場合には、入力カプラー９０の方が適当であろう
。

例数なら、そこからの光線が平行に受けられるからであ
る。

前述したように、第５図及び第６図に示した２つの光入
力カプラー８７及び９０は、光源９１から大きな立体角
で放出された非平行光線１１２又は光源９３から放出さ
れた平行光線１２０を入力するように作用する。

従って、入射光線１１２及び１２０の三次元特性は本発
明の入力カプラーによって、実質的に２次元的すなわち
薄い分配光１１４に変換されている。

第７図に示した更に別の入力カプラー８９は、第６図に
示す通常のハウジング（容器）１１７を持たない発光半
導体ウェハ１１６が設けられている光源９２を使用して
おり、導光板２８内における前面８０と後面８２との間
に型込めされている。

光入力カプラー８９の入射光分配領域８８ｂは、２つの
部分を有しており、その１つは分光反射器９４に対して
前述したような軸９７のまわりに形成される分光反射器
９６を構成する放物面型反射面を含んでいる。

この放物面反射器の頂点は、前面８０と後面８２との間
のはゾ中間に位置している。

従って、光源９２は、その反射器９６の焦点で後面８２
の内側で軸９７上に配置される。

光線１２６の入射光は、光源９２及び軸９７から放射状
に外側前方で両側へ導光板２８内で９０度よりわずか大
きな立体角にわたって発射される。

この発射された光は、１つの入射光分配領域を定める反
射器９６によって収集される光線部分１２６−１を与え
る。

もう１つの光線部分１２６−２は、反射器９６に入射せ
ずに、ウェハ１１６の横方向に隣接した円筒状光分配領
域８８ｂによって形成される第２の入射光分配領域を直
接通って行く。

導光板２８によって使用される分配光１１４は、反射器
９６を介して、また、円筒状分配領域８８ｂへ直接に、
半導体ウェハ１１６から伝達されて第４図の分配光１１
４を形成する。

従って、光源９２の半導体ウェハ１１６から発射した光
線は、第５図及び第６図の光入力カプラー８７および９
０によって捕獲されるよりも多くの光線部分が導光板２
８における光入力カプラー８９において捕獲される。

光線部分１２６−２の横方向入射光により、半導体ウェ
ハ１１６の一定の広がりのために生ずる光源広がり効果
を補償することができる。

このような光源広がり効果は、光線部分１２６１のすべ
てが反射器９６の焦点の単一点から放射されないように
放物面型分光反射器９６に半導体ウェハをより近接させ
て配置するときにより大きくなるものである。

更に別の光入力カプラーとしては、第７図に示す入力カ
プラー８９を、軸９７のまわりの入射光分配領域が反射
器９６を含まないように変形することができる。

光源９２は、導光板２８の前面８０と後面８２との間に
型込めされた半導体ウェハ１１６・を有している。

光線部分１２６１は、前面８０に対してはソ直角であり
導光板２８から出て行くので、平坦な横方向の光線部分
１２６−２が分配光１１４のすべてを形成する。

光入力カプラー８７及び８９の更に別の変形例は、近似
的に同じ焦点が軸線９７上に存在するように軸９７のま
わりにいくつかの階段状円錐面を形成し分光反射器９４
及び９６の放物面型反射面を近似させることによって作
ることができる。

このような変形された放物面型反射面は、放物面を形成
するための機械加工が難しい場合に使用される。

第９図に示すように、光出力カプラーに別の出力反射面
を形成することができる。

また、反射光を再整形するため第１０図に示すような別
の中間反射面を形成することができる。

第９図及び第１０図に示した湾曲反射面は、主として、
反射光線を収れんさせてその輝度を増大させるものであ
る。

光出力カプラー１９０は、球状の反射凹面１６７を有し
ている。

分光反射器９４からの入射光分配光線部分（ビームセグ
メント）の光線１９７は、その反射面１６７でより平行
な出力光線又は収れん出力光線として反射される。

従って、反射面１６７は、入射光線１９４を再整形して
、第２図に示した光応答センサ２６の所定の１つに入射
される光線１９７から成る出力光を強める。

また、その出力光線１９７は、第２図に示すコード円盤
６７〜７１の平面において１つのセンサ２６の前方の点
に収束され、それらのコード円盤が第２図において出力
光３０に対して示したような出力光としてのエンコード
用照明をしゃ断する位置とエンコード用照明を透過する
位置とに回転するときに、より鋭いシャッタ効果を奏す
るようになっている。

第１０図において、第４図に示した導光板２８の頂縁９
８に代わる変形縁９８′に、凸湾曲形状の別の中間反射
面２０２，２０３，２０４及び２０５が設けられている
。

第４図に示した中間反射面１０１及び１０４に代れる更
に別の中間反射面２０６及び２０８は、凸湾曲形状を有
している。

より長い２次反射を有する光路１２８及び１３２の光線
部分は、その共通の中間反射面２０４にて再整形され、
強められて関連した光出力カプラー３２及び６２へのそ
れぞれの光路１２８及び１３２とより正確に平行なもの
となっている。

同様に、各中間反射面２０２．２０３．２０６及び２０
８は、そこに入射する分配光線部分を再整形して、特定
の光線部分を入力するための光出力カプラーへそれら光
線部分をより効果的に指向させている。

第１０図の光出力刃プラーは、特に光路が最も長い場合
には、改良されたより狭いビーム形状の出力光線３０を
つくるため第９図の変形出力反射面を有してもよい。

頂縁９８に関して前述したように第４図における縁９９
に更に別の中間反射面を設けることができる。

要約すると、本発明によって形成された光学式エンコー
ダのための改良された配光装置１４は、低電力半導体発
光装置を含む光源によって発射される光線を導光析２８
へ効率良く導く。

光源光線の相当部分を構成する入射光は、光源９１，９
２及び９３に対して説明したように種々のビーム形状で
放射されると、種々の分光反射器９４，９６及び９５の
１つを含む入射光分配領域８８に最適な形で分配される
ように、関連した入力カプラーにおいて収集される。

入射光分配領域８８は、光線が導光板２８に入ったとき
、実質的に等しい光線部分にその分配光１１４を一様に
広げる。

分配された光線部分で伝達さ和る光線は、導光板２８の
前面８０及び後面８２に対してほぼ完全に平行で且つ別
々の所定の光路とほぼ平行に維持され光出力カプラーの
所定のパターンにて精密に効率良く遮断される。

各光出力カプラーの出力反射面の面積及び光学的整列状
態は、出力光３０を発生するように前述の如く個々に決
定される。

別々の光出力カプラーからの出力光３０は、制御された
形好ましくは平行化された形、でほぼ一様に作り出され
、所定の光線レベルで光応答センサ２６の配列体におけ
る各センサを照らすエンコード用照明の所定パターンと
して指向させられる。

各出力カプラーの出力光の横断面積は小さく且つその出
力光の幅の広がりは小さく又は無視し得る程度であるの
で、エンコード用照明の光学的分離が維持される。

本発明の好ましい実施例について前述したのであるが、
当業者には明らかなように、本発明の範囲内で種々の変
形をなし得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によって形成された改良された配光装
置を含む指針形計量装置のための光学式エンコーダの一
部破断前立面図、第２図は第１図を線■−■で切断した
頂部分解図、第３図は第１図及び第２図に示したエンコ
ーダに含まれる導光板の正面図、第４図は種々の光路を
例示するための第３図に対応する導光板の正面図、第５
図は第１図の線Ｖ−■で切断した断面図で光入力カプラ
ーの側面をも示す図、第６図は第５図に示す入力カプラ
ーに代わる別の入力カプラーを例示する第５図に対応す
る部分断面図、第７図は第５図の入力カプラーに代わる
四に別の入力カプラーを例示する第５図に対応するより
拡大された部分断面図、第８図は第３図及び第４図に示
す導光板の音［く分斜視図でそこに設けられている光出
力カプラーの例を示した図、第９図は別の光出力カプラ
ーを有する導光板の部分断面図、そして第１０図は別の
中間反射面を示す第３図及び第４図の導光板の更に別の
実施例の部分図、である。 １０・・・・・・光学式エンコーダ、１４・・・・・・
配光装置、２６・・・・・・光応答センサ、２８・・・
・・・導光板、３０・・・・・・出力光、３２〜３６．
３８〜４２，４４〜４８゜５０〜５４．５６〜６０．６
２〜６４・・・・・・光出力カプラー ８０・・・・・
・導光板の前面、８２・・・・・・導光板の後面、８７
・・・・・・入力カプラー、８８・・・・・・入射・光
分配領域、９１・・・・・・光源、１１２・・・・・・
入射光線、１１４・・・・・・分配光、１２８〜１３３
，１３６〜１３８．１４１．１４２．１４３，１４４，
１４５゜１４７．１４８・・・・・・光路、１６０・・
・・・・出力反射面。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光応答センサ配列体を有する光学式エンコーダ用配
   光装置において、互いに平行な前面及び後面を有する透
   明な導光板と、該導光板内に形成され入射光の所定の光
   線を受けるための入射光分配領域を含む光入力カプラー
   であって前記入射光分配領域が、前記導光板において、
   単一の所定光路に実質的に平行で且つ前記前面及び後面
   に実質的に平行に指向された複数の光線部分を有する分
   配光へ前記入射光を広げるようにするものと、前記前面
   及び後面の一方へ凹んだ出力反射面によってそれぞれ形
   成される所定パターンの複数の別々の光出力カプラーと
   、を備えており、前記出力反射面の各々は、前記所定光
   路の１つだけと光学的に整夕１ルていて前記光線部分の
   １つを遮断するようになっており、且つ、前記出力反射
   面は、前記入射光分配領域からの所定光路の種々の長さ
   に対応する種々の面積を有しており前記光応答センサ配
   列体の前記センサの各々を一様に照らす出力光を作り出
   すことを特徴とした光学式エンコーダ用配光装置。 ２ 前記光出力カプラーの前記所定のものは前記入射光
   分配領域から種々の距離のところに配置され、前記出力
   反射面の面積は、前記入射光分配領域に近いものほど、
   狭い光線部分を遮断するために小さくなっており且つ前
   記光出力カプラーの遠いものほど大きくなっている特許
   請求の範囲第１項記載の光学式エンコーダ用配光装置。 ３ 前記光出力カプラーの各々は、４５度の角度で前記
   導光板内へ凹んだ平坦な出力反射面を含んでいる特許請
   求の範囲第１項記載の光学式エンコーダ用配光装置。 ４ 前記入射光分配領域は、前記前面及び後面の一方へ
   凹んだ円形状に広がった放物面型反射面を有する円形反
   射器を含んでおり、前記光入力カプラーは、前記放物面
   型反射面の焦点に配置した光源を含んでいる特許請求の
   範囲第１項記載の光学式エンコーダ用配光装置。 ５ 前記入射光分配領域は、９０度円錐反射面を有する
   円形反射器を含んでおり、前記光入力カプラーは、前記
   円錐反射面の中心軸に沿って前記入射光を発生する光源
   を含んでいる特許請求の範囲第１項記載の光学式エンコ
   ーダ用配光装置。 ６ 前記導光板は、前記入射光分配領域と前記光出力カ
   プラーの更に別の所定のものとの間に延びる前記光線部
   分の再指向２次反射を生せしめるための所定の中間反射
   面を含んでいる特許請求の範囲第１項記載の光学式エン
   コーダ用配光装置。 ７ 前記所定パターンの出光カカプラーは、単一直線軸
   に沿って対称的に配置されており、隣接した光線部分は
   、別々の光線部分を前記光出力カプラーの各々へ向ける
   ための実質的に円弧状の広がりを有している特許請求の
   範囲第１項記載の光学式エンコーダ用配光装置。 ８ 前記光入力カプラーは、前記導光板内にあって前記
   入射光分配領域に横方向に隣接して取り付けられた光源
   を含んでいる特許請求の範囲第１項記載の光学式エンコ
   ーダ用配光装置。