JPS62150118A - 光学式変位検出装置 - Google Patents
光学式変位検出装置Info
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- JPS62150118A JPS62150118A JP29565885A JP29565885A JPS62150118A JP S62150118 A JPS62150118 A JP S62150118A JP 29565885 A JP29565885 A JP 29565885A JP 29565885 A JP29565885 A JP 29565885A JP S62150118 A JPS62150118 A JP S62150118A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、光学式変位検出装置に係り、特に、反用式の
直線型変位測定機に用いるのに好適な、相対移動可能な
、光学格子を有するメインスケール及び対応する光学格
子を有するインデックススケールからなるスケールユニ
ットと、該スケールユニットの一方側に設けられた発光
器及び受光器を備え、該受光器の出力信号を処理して、
両スケールの相対移動可能伊を検出するようにした光学
式変位検出装置の改良に関する。
直線型変位測定機に用いるのに好適な、相対移動可能な
、光学格子を有するメインスケール及び対応する光学格
子を有するインデックススケールからなるスケールユニ
ットと、該スケールユニットの一方側に設けられた発光
器及び受光器を備え、該受光器の出力信号を処理して、
両スケールの相対移動可能伊を検出するようにした光学
式変位検出装置の改良に関する。
一般に物体の長さ等を測定づる直線型変位測定はにＪ３
いて、その本体に対づる測定子の移動子、コラムに対す
るスライダの移動ｍ Ｗのように、相対移動するものの
移動量を測定する場合、一方にメインスケール、使方に
インデックススケールを含む検出器を固定し、メインス
ケールと検出器の相対変位塁を充電的に読み取るものが
知られている。 このような直線型変位測定機の一つに、例えば特開昭５
４−１０４３６３に開示された、第１０図に示すような
反射型の光学式変位検出装置を用いるものがある。図に
おいて、１０はランプ等の光源、１２は、該光源１０よ
り照射された光を平行光線化づるためのコリメータ光学
系、１４は、光学格子が透過性の基板状に形成されてな
るインデックススケール、１６は、該インデックススケ
ール１４に対して図の矢印へ方向に相対移！１１１され
る、対応光学格子が反射性の基板状に形成されてなるメ
インスケール、１８は、前記インデックススケール１４
及びメインスケール１６で関与（反則）された光を集光
する集光光学系、２０は、銭集光光学系１８によって集
光された光を受光づる、太陽電池等の受光素子である。 前記光源１０１コリメータ光学系１２、インデックスス
ケール１４、集光光学系１８及び受光素子２０は、例え
ば略凹閉構造のケース内に収容されて、測定対象に固定
され、一方、メインスケール１６は、ベースに固定され
ている。 このような光学式変位検出装置によれば、測定対象とベ
ースの相対変位に応じて、インデックススケール１４等
に対してメインスケール１６が変位づると、受光素子２
０における受光Ｍが周期的に変化するため、この受光ｎ
の変化から、測定対象とベースの相対移動Ｍを検出でき
るものであり、測定対象の変位をデジタル的に測定でき
るという特徴を有する。 ところで、このような光学式変位検出装置にｄ３いて、
その測定精度を確保するためには、各要素の加工精度を
高めるだけでなく、各要素相互間の位置調整を慎重に行
う必要があり、更に、使用中の変動に対しても、相互間
の位置が正確に維持されるようにする必要がある。又、
構造上は、特に携帯型測定器のセンサとして用いる場合
等のため、小型化が望まれている。 このため従来は、例えば特公昭６０−２３２８２等で、
受光信号のＳ／Ｎ比を向上し、方向弁別を行うため、光
源、インデックススケール内の光学格子及び受光素子を
２ｔｌＡ又は４組設（プることか１２案されている。 例えば、特公昭６０−２３２８２で開示された装置にお
いては、第１１図に示ず如く、固体発光器２２と光検出
器２４の対を４組設けると共に、各組毎に一つの光学格
子を９０”ずつの位相舵をＴ−ＴＶるようにインデック
ススケール１４上に配置し、ｉｆ−のモアレ縞の９０’
ずつの位相差を、それぞれの固体発光器２２と光検出器
２４の対で読み取っている。この場合の読み取り回路は
、第１２図に示す如く構成されており、各光検出器２４
△〜２４Ｄの出ツノを対応するアンプ２６Δ〜２６Ｄで
増幅した後、１８０°ずつ位相が異なる二つの光検出器
２４Ａと２４０．２４Ｂと２４０の各組の出力をそれぞ
れ差動アンプ２８Ａと２８８に入力して、９０’の位相
差を右するＡ相とＢ相の２相信号を１琴るようにしてい
る。 又、構造上は、米国特許第３８１２３５２号や、出願人
が既に提案した待間昭５７−１５７１１８、特公昭６０
−１４２８７、特公昭６０−３２１２５、特公昭６０−
３２１２６に、反射型の構成として厚みを透過型の略半
分以下とづることが開示されている。
いて、その本体に対づる測定子の移動子、コラムに対す
るスライダの移動ｍ Ｗのように、相対移動するものの
移動量を測定する場合、一方にメインスケール、使方に
インデックススケールを含む検出器を固定し、メインス
ケールと検出器の相対変位塁を充電的に読み取るものが
知られている。 このような直線型変位測定機の一つに、例えば特開昭５
４−１０４３６３に開示された、第１０図に示すような
反射型の光学式変位検出装置を用いるものがある。図に
おいて、１０はランプ等の光源、１２は、該光源１０よ
り照射された光を平行光線化づるためのコリメータ光学
系、１４は、光学格子が透過性の基板状に形成されてな
るインデックススケール、１６は、該インデックススケ
ール１４に対して図の矢印へ方向に相対移！１１１され
る、対応光学格子が反射性の基板状に形成されてなるメ
インスケール、１８は、前記インデックススケール１４
及びメインスケール１６で関与（反則）された光を集光
する集光光学系、２０は、銭集光光学系１８によって集
光された光を受光づる、太陽電池等の受光素子である。 前記光源１０１コリメータ光学系１２、インデックスス
ケール１４、集光光学系１８及び受光素子２０は、例え
ば略凹閉構造のケース内に収容されて、測定対象に固定
され、一方、メインスケール１６は、ベースに固定され
ている。 このような光学式変位検出装置によれば、測定対象とベ
ースの相対変位に応じて、インデックススケール１４等
に対してメインスケール１６が変位づると、受光素子２
０における受光Ｍが周期的に変化するため、この受光ｎ
の変化から、測定対象とベースの相対移動Ｍを検出でき
るものであり、測定対象の変位をデジタル的に測定でき
るという特徴を有する。 ところで、このような光学式変位検出装置にｄ３いて、
その測定精度を確保するためには、各要素の加工精度を
高めるだけでなく、各要素相互間の位置調整を慎重に行
う必要があり、更に、使用中の変動に対しても、相互間
の位置が正確に維持されるようにする必要がある。又、
構造上は、特に携帯型測定器のセンサとして用いる場合
等のため、小型化が望まれている。 このため従来は、例えば特公昭６０−２３２８２等で、
受光信号のＳ／Ｎ比を向上し、方向弁別を行うため、光
源、インデックススケール内の光学格子及び受光素子を
２ｔｌＡ又は４組設（プることか１２案されている。 例えば、特公昭６０−２３２８２で開示された装置にお
いては、第１１図に示ず如く、固体発光器２２と光検出
器２４の対を４組設けると共に、各組毎に一つの光学格
子を９０”ずつの位相舵をＴ−ＴＶるようにインデック
ススケール１４上に配置し、ｉｆ−のモアレ縞の９０’
ずつの位相差を、それぞれの固体発光器２２と光検出器
２４の対で読み取っている。この場合の読み取り回路は
、第１２図に示す如く構成されており、各光検出器２４
△〜２４Ｄの出ツノを対応するアンプ２６Δ〜２６Ｄで
増幅した後、１８０°ずつ位相が異なる二つの光検出器
２４Ａと２４０．２４Ｂと２４０の各組の出力をそれぞ
れ差動アンプ２８Ａと２８８に入力して、９０’の位相
差を右するＡ相とＢ相の２相信号を１琴るようにしてい
る。 又、構造上は、米国特許第３８１２３５２号や、出願人
が既に提案した待間昭５７−１５７１１８、特公昭６０
−１４２８７、特公昭６０−３２１２５、特公昭６０−
３２１２６に、反射型の構成として厚みを透過型の略半
分以下とづることが開示されている。
しかしながら、尚一層の蹟度向、ヒや小型化が要請され
るにいたり、従来の溝道ではもはや対応できない、次の
ような問題点が浮び上がってきた。 （１）そもそも、各構成要素の組付では、経済性をも考
えあわせると限度があり、又各個人の組付技術によりば
らつきが生ずる。 （２）例えば前出第１１図に示したような従来の装置で
は、固体発光器２２が４対使用されているため、該固体
発光器２２の温度特性や劣化特性がほぼ同一であるなら
ば問題は少ないが、固体発光素子の温度特性や劣化特性
は、一般的には、少なくとも数パーセント等のばらつき
を持っているのが常であり、発光素子や受光素子の特↑
ｊ１の同一性は保証されていない。従って、配置や組付
手段の改良程度では、火水的対策を謁じることができな
い。 （３）尚、温度特性に関しては、選別することによりほ
ぼ同一の特性のものを組合わせることによって、特性の
ばらつきを均一化調整することが可能であるが、過大な
労力及び時間を要する。しかも、劣化特性に関しては、
寿命になるまで判明しないので、選別することが極めて
難かしい。例えば、前出第１２図において、各固体発光
器２２Δ〜２２Ｄの温度特性や劣化特性にばらつきがあ
れば、使用温度環境や長時間使用した後では、光検出器
２４Ａ〜２４Ｄに出力される信号にばらつきが生じるた
め、差動アンプ２８Ａ、２８Ｂの出力であるＡ相、Ｂ相
の電圧レベルが変動し、検出精度に悪影響を与えたり、
甚しい場合には誤動作しかねない。 （４）通常レンズ系で構成される前記コリメータ光学系
１２や集光光学系１８を介する時には、全体寸法に与え
る影口が他に比較とならないほど大きく、小型化に際し
て大きな制限となる。 以上のような問題点は、いずれも従来の構造によっては
、その特質上回避できないものであった。
るにいたり、従来の溝道ではもはや対応できない、次の
ような問題点が浮び上がってきた。 （１）そもそも、各構成要素の組付では、経済性をも考
えあわせると限度があり、又各個人の組付技術によりば
らつきが生ずる。 （２）例えば前出第１１図に示したような従来の装置で
は、固体発光器２２が４対使用されているため、該固体
発光器２２の温度特性や劣化特性がほぼ同一であるなら
ば問題は少ないが、固体発光素子の温度特性や劣化特性
は、一般的には、少なくとも数パーセント等のばらつき
を持っているのが常であり、発光素子や受光素子の特↑
ｊ１の同一性は保証されていない。従って、配置や組付
手段の改良程度では、火水的対策を謁じることができな
い。 （３）尚、温度特性に関しては、選別することによりほ
ぼ同一の特性のものを組合わせることによって、特性の
ばらつきを均一化調整することが可能であるが、過大な
労力及び時間を要する。しかも、劣化特性に関しては、
寿命になるまで判明しないので、選別することが極めて
難かしい。例えば、前出第１２図において、各固体発光
器２２Δ〜２２Ｄの温度特性や劣化特性にばらつきがあ
れば、使用温度環境や長時間使用した後では、光検出器
２４Ａ〜２４Ｄに出力される信号にばらつきが生じるた
め、差動アンプ２８Ａ、２８Ｂの出力であるＡ相、Ｂ相
の電圧レベルが変動し、検出精度に悪影響を与えたり、
甚しい場合には誤動作しかねない。 （４）通常レンズ系で構成される前記コリメータ光学系
１２や集光光学系１８を介する時には、全体寸法に与え
る影口が他に比較とならないほど大きく、小型化に際し
て大きな制限となる。 以上のような問題点は、いずれも従来の構造によっては
、その特質上回避できないものであった。
【発明の目的１
本発明は、ｉ’＋ｉＪ記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、測定精度を安定して維持することができ
ると共に、小型化、特に、超薄型化を図ることが可能な
光学式変位検出装置を提供することを目的とげる。 （問題点を解決するだめの手段１ 本発明は、相対移動可能な、光学格子を有するメインス
ケール及び対応する光学格子を有するインデックススケ
ールからなるスケールユニットと、該スケールユニット
の一方側に設けられた発光器及び受光器を備え、該受光
器の出力１ｇ号を処理して、両スケールの相対移動変位
化を検出するようにした光学式変位検出装置において、
前記インデックススケールの光学格子を、９０°ずつ位
相をずらして整列配設された四つの光学格子要素から構
成し、前記受光器を、前記光学格子要素のそれぞれに対
応させて、単一基板上に整列形成された四つの受光素子
から溝成し、前記発光器を、前記メインスケール及びイ
ンデックススケールと関与した光が、各光学格子要素に
略均等に入射する位置に配設された、一つの拡散性光源
から構成すると共に、前記発光器からの光が、前記受光
器に直接入用するのを阻止する遮蔽手段を設け、ｔｆ前
記発光器、遮蔽手段及び受光器を、インデックススケー
ルと共に移動できるよう、インデックススケールと一体
的に構成することにより、前記目的を３ｉ成したもので
ある。 又、本発明の実７１！！態様は、前記インデックススケ
ールの四つの光学格子要素を、正方形の頂点の位置にそ
れぞれ配設し、前記発光器を、前記正方形の中心の位置
に配設するようにしたものである。 又、本発明の実施態様は、前記発光器と受光器を、同一
面上に配設Ｊるようにしたものである。 又、本発明の実ｒｉＡ態様は、前記発光器を、拡散光を
発生１゛る発光ダイオードとしたものである。 又、本発明の実施態様は、前記遮蔽手段を、前記発光器
からの光をメインスケール及びインデックススクールに
入射させるための透孔が形成された遮蔽板としたーしの
である。 又、本発明の他の実施態様は、前記遮蔽手段を、＋ｉｆ
ｆ記発光器からメインスケール及びインデックススクー
ルに入射される光の光路と、前記メインスケール及びイ
ンデックススケールが関与した後、受光器に入射される
光の光路を分離する筒状隔壁としたものである。 （作用１ 本発明は、１１す記のような光学式変位検出装置にＪ３
いて、受光器を、９０゛ずつ位相をずらして整列配設し
た四つの光学格子要素のそれぞれに対応させて、単一基
板上に整列形成した四つの受光素子から構成している。 従って、半尋体の製法であるａＤ！技術を応用して、四
つの受光素子の各チップを！１１−１板上に組込むこと
により、小型化が容易となる。又、受光水子は、単一の
ウェハから特性が略同等のしのを組込むことが可能とな
り、受光素子の温庶１η性や劣化特性を略同等として、
ばらつきを調整するための作業やばらつきの影響を除く
ための対策回路が不要となる。 又、発光器を、メインスケール及びインデックススケー
ルと関与した光が、各光学格子要素に略均笠に入０４υ
゛る位置に配設した、一つの拡散性光源から構成してい
る。従って、発光器の温１哀特性や劣化特性がばらつく
ことがなく、ばらつきの影響が四つの受光素子に同じよ
うに作用するので、その調整作業や対策回路が不要とな
る。 更に、発光器からの光が、受光器に直接入射するのを阻
止する′ｉｇ蔽手段を設け、発光器、遮蔽手段及び受光
器を、インデックススケールと共に移動できるよう、イ
ンデックススケールと一体的に４’ｌｉ成している。従
って、検出器の小型化、特に超薄型化が可能であり、又
、全体として検出器の］Δ信性を大幅に向上することが
可能となる。 【実施例】 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。 本発明の第１実施例では、第１図乃至第３図に示す如く
、単一の光源１０、該光源１０を保持するスペーサ３０
、前記光ＫＡ １０からの光がメインスケールを介する
ことなく受光素子に直接入射するのを阻止する遮蔽板３
２、透明樹脂３４で該遮蔽板３２上に固定された四つの
受光素子２０Ａ〜２００．９０’ずつ位相をずらして四
つの光学格子要素１４Ａ〜１４Ｄが整列形成されたイン
デックススケール１４をこの順で含む検出器８と、メイ
ンスケール１６がこの順に配首されている。 ｎｒｊ記光源１０は、発光ダイオード、ランプ等の拡散
性の発光素子から構成されている。発光ダイオードを用
いた場合には、光源１０を小型化するのが容易である。 前記遮蔽板３２は、ガラン等の透明基板から形成され、
その表面に黒色等の光を反射しない塗料を塗ることによ
って、第４図に示す如く、中心部に透孔３２Δが形成さ
れている。 前記四つの光学格子要素１４Ａ〜１４０は、第５図に詳
細に示す如く、インデックススケール１４上の正方形の
各頂点位間に、位相がそれぞれＯ” 、９０’ 、１８
０’ 、２７０”となるように撃列配設されている。 前記受光素子２０Ａ〜２０Ｄは、ホトトランジスタ、ホ
トダイオード等で構成され、第６図に詳細に示ず如く、
正方形の各頂点位４に配３２されたインデックススケー
ルの各光学格子要素１４Ａ〜１４Ｄに対応する位動の外
側近傍に配設されている。第６図において、３２Ｄは、
各受光素子２０Ａ〜２０Ｄの出力端子を取り出寸ための
スペースである。 前記透明樹脂３４どしては、例えば屈折率約１゜５のエ
ポキシ樹脂が用いられている。 他の点及び作動については、前記従来例と同様であるの
で説明は省略する。 この第１実施例においては、可動部分である光源１０、
インデックススケール１４、受光素子２ＯＡ〜２００が
いずれも一体的に形成されてメインスケール１６の一方
側にまとめて配設されているので、検出器８を薄型化ザ
ることが可能である。 次に、本発明の第２実施例を詳細に説明する。 この第２実施例においては、第７図に示す如く、光源１
０及び受光素子２０Δ〜２０Ｄとインデックススケール
１４が分離され、その間にメインスケール１６が挿入さ
れている。他の点については前記第１実施例と同様であ
るので説明は省略する。 この第２実施例は、検出器８とインデックススケール１
４を固定して、メインスケール１６を移動させる時に都
合が良い。 前記第１及び第２実施例においては、いずれも、遮蔽手
段を、光源１０からの光をメインスケール１６及びイン
デックススケール１４に入射させるための透孔３２Ａが
形成された遮蔽板３２としているので、遮蔽手段の構成
が単純である。 次に、本発明の第３実施例を詳細に説明する。 この第３実施例においては、第８図及び第９図に示す如
く、光源１０と受光素子２０Ａ〜２０Ｄが、共に共通の
基板３６上に保間され、光源１０を中火部に収めた不透
明の筒状隔壁３８によって、光源１０からメインスケー
ル１６及びインデックススケール１４に入射される光の
光路と、メインスケール１６及びインデックススケール
１４が関与した後、受光素子２０Ａ〜２００に入射され
る光の光路が分離されている。他の点については、前記
第１Ｔ、施例と同様であるので説明は省略する。 この第３実施例に、１３いては、光源１０と受光素子２
０Ａ〜２０Ｄが同一の基板３６上に配岡されているので
、検出器を超薄型化することが可能である。 前記実施例においては、いずれも、インデックススケー
ル１４の四つの光学格子要ｉ１４Ａ〜１４Ｄを、正方形
の頂点の位買にそれぞれ配設し、光ｉＩ！１０を、前記
正方形の中心の位置に配設するようにしているので、光
源１０からメインスケール１６及びインデックススケー
ル１４に入射される光の光路と、メインスケール１６及
びインデックススケール１４が関与した後、受光素子２
０Ａ〜２００に入射される光の光路を容易に分に１する
ことができる。更に、光源１０から受光素子２０Ａ〜２
０Ｄに入射される反射光の強度を均一化することも容易
である。尚、インデックススケールの四つの光学格子要
素１４Ａ〜１４Ｄの配設方法及びこれらと光源１０の相
対的な位置関係はこれに限定されない。
されたもので、測定精度を安定して維持することができ
ると共に、小型化、特に、超薄型化を図ることが可能な
光学式変位検出装置を提供することを目的とげる。 （問題点を解決するだめの手段１ 本発明は、相対移動可能な、光学格子を有するメインス
ケール及び対応する光学格子を有するインデックススケ
ールからなるスケールユニットと、該スケールユニット
の一方側に設けられた発光器及び受光器を備え、該受光
器の出力１ｇ号を処理して、両スケールの相対移動変位
化を検出するようにした光学式変位検出装置において、
前記インデックススケールの光学格子を、９０°ずつ位
相をずらして整列配設された四つの光学格子要素から構
成し、前記受光器を、前記光学格子要素のそれぞれに対
応させて、単一基板上に整列形成された四つの受光素子
から溝成し、前記発光器を、前記メインスケール及びイ
ンデックススケールと関与した光が、各光学格子要素に
略均等に入射する位置に配設された、一つの拡散性光源
から構成すると共に、前記発光器からの光が、前記受光
器に直接入用するのを阻止する遮蔽手段を設け、ｔｆ前
記発光器、遮蔽手段及び受光器を、インデックススケー
ルと共に移動できるよう、インデックススケールと一体
的に構成することにより、前記目的を３ｉ成したもので
ある。 又、本発明の実７１！！態様は、前記インデックススケ
ールの四つの光学格子要素を、正方形の頂点の位置にそ
れぞれ配設し、前記発光器を、前記正方形の中心の位置
に配設するようにしたものである。 又、本発明の実施態様は、前記発光器と受光器を、同一
面上に配設Ｊるようにしたものである。 又、本発明の実ｒｉＡ態様は、前記発光器を、拡散光を
発生１゛る発光ダイオードとしたものである。 又、本発明の実施態様は、前記遮蔽手段を、前記発光器
からの光をメインスケール及びインデックススクールに
入射させるための透孔が形成された遮蔽板としたーしの
である。 又、本発明の他の実施態様は、前記遮蔽手段を、＋ｉｆ
ｆ記発光器からメインスケール及びインデックススクー
ルに入射される光の光路と、前記メインスケール及びイ
ンデックススケールが関与した後、受光器に入射される
光の光路を分離する筒状隔壁としたものである。 （作用１ 本発明は、１１す記のような光学式変位検出装置にＪ３
いて、受光器を、９０゛ずつ位相をずらして整列配設し
た四つの光学格子要素のそれぞれに対応させて、単一基
板上に整列形成した四つの受光素子から構成している。 従って、半尋体の製法であるａＤ！技術を応用して、四
つの受光素子の各チップを！１１−１板上に組込むこと
により、小型化が容易となる。又、受光水子は、単一の
ウェハから特性が略同等のしのを組込むことが可能とな
り、受光素子の温庶１η性や劣化特性を略同等として、
ばらつきを調整するための作業やばらつきの影響を除く
ための対策回路が不要となる。 又、発光器を、メインスケール及びインデックススケー
ルと関与した光が、各光学格子要素に略均笠に入０４υ
゛る位置に配設した、一つの拡散性光源から構成してい
る。従って、発光器の温１哀特性や劣化特性がばらつく
ことがなく、ばらつきの影響が四つの受光素子に同じよ
うに作用するので、その調整作業や対策回路が不要とな
る。 更に、発光器からの光が、受光器に直接入射するのを阻
止する′ｉｇ蔽手段を設け、発光器、遮蔽手段及び受光
器を、インデックススケールと共に移動できるよう、イ
ンデックススケールと一体的に４’ｌｉ成している。従
って、検出器の小型化、特に超薄型化が可能であり、又
、全体として検出器の］Δ信性を大幅に向上することが
可能となる。 【実施例】 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。 本発明の第１実施例では、第１図乃至第３図に示す如く
、単一の光源１０、該光源１０を保持するスペーサ３０
、前記光ＫＡ １０からの光がメインスケールを介する
ことなく受光素子に直接入射するのを阻止する遮蔽板３
２、透明樹脂３４で該遮蔽板３２上に固定された四つの
受光素子２０Ａ〜２００．９０’ずつ位相をずらして四
つの光学格子要素１４Ａ〜１４Ｄが整列形成されたイン
デックススケール１４をこの順で含む検出器８と、メイ
ンスケール１６がこの順に配首されている。 ｎｒｊ記光源１０は、発光ダイオード、ランプ等の拡散
性の発光素子から構成されている。発光ダイオードを用
いた場合には、光源１０を小型化するのが容易である。 前記遮蔽板３２は、ガラン等の透明基板から形成され、
その表面に黒色等の光を反射しない塗料を塗ることによ
って、第４図に示す如く、中心部に透孔３２Δが形成さ
れている。 前記四つの光学格子要素１４Ａ〜１４０は、第５図に詳
細に示す如く、インデックススケール１４上の正方形の
各頂点位間に、位相がそれぞれＯ” 、９０’ 、１８
０’ 、２７０”となるように撃列配設されている。 前記受光素子２０Ａ〜２０Ｄは、ホトトランジスタ、ホ
トダイオード等で構成され、第６図に詳細に示ず如く、
正方形の各頂点位４に配３２されたインデックススケー
ルの各光学格子要素１４Ａ〜１４Ｄに対応する位動の外
側近傍に配設されている。第６図において、３２Ｄは、
各受光素子２０Ａ〜２０Ｄの出力端子を取り出寸ための
スペースである。 前記透明樹脂３４どしては、例えば屈折率約１゜５のエ
ポキシ樹脂が用いられている。 他の点及び作動については、前記従来例と同様であるの
で説明は省略する。 この第１実施例においては、可動部分である光源１０、
インデックススケール１４、受光素子２ＯＡ〜２００が
いずれも一体的に形成されてメインスケール１６の一方
側にまとめて配設されているので、検出器８を薄型化ザ
ることが可能である。 次に、本発明の第２実施例を詳細に説明する。 この第２実施例においては、第７図に示す如く、光源１
０及び受光素子２０Δ〜２０Ｄとインデックススケール
１４が分離され、その間にメインスケール１６が挿入さ
れている。他の点については前記第１実施例と同様であ
るので説明は省略する。 この第２実施例は、検出器８とインデックススケール１
４を固定して、メインスケール１６を移動させる時に都
合が良い。 前記第１及び第２実施例においては、いずれも、遮蔽手
段を、光源１０からの光をメインスケール１６及びイン
デックススケール１４に入射させるための透孔３２Ａが
形成された遮蔽板３２としているので、遮蔽手段の構成
が単純である。 次に、本発明の第３実施例を詳細に説明する。 この第３実施例においては、第８図及び第９図に示す如
く、光源１０と受光素子２０Ａ〜２０Ｄが、共に共通の
基板３６上に保間され、光源１０を中火部に収めた不透
明の筒状隔壁３８によって、光源１０からメインスケー
ル１６及びインデックススケール１４に入射される光の
光路と、メインスケール１６及びインデックススケール
１４が関与した後、受光素子２０Ａ〜２００に入射され
る光の光路が分離されている。他の点については、前記
第１Ｔ、施例と同様であるので説明は省略する。 この第３実施例に、１３いては、光源１０と受光素子２
０Ａ〜２０Ｄが同一の基板３６上に配岡されているので
、検出器を超薄型化することが可能である。 前記実施例においては、いずれも、インデックススケー
ル１４の四つの光学格子要ｉ１４Ａ〜１４Ｄを、正方形
の頂点の位買にそれぞれ配設し、光ｉＩ！１０を、前記
正方形の中心の位置に配設するようにしているので、光
源１０からメインスケール１６及びインデックススケー
ル１４に入射される光の光路と、メインスケール１６及
びインデックススケール１４が関与した後、受光素子２
０Ａ〜２００に入射される光の光路を容易に分に１する
ことができる。更に、光源１０から受光素子２０Ａ〜２
０Ｄに入射される反射光の強度を均一化することも容易
である。尚、インデックススケールの四つの光学格子要
素１４Ａ〜１４Ｄの配設方法及びこれらと光源１０の相
対的な位置関係はこれに限定されない。
以上説明したとおり、本発明によれば、各要素の温麿特
性や劣化特性を均一化することができるので、測定精度
を安定して維持することができる。 又、単一の光源を用いると共に、受光素子が単一基板−
ヒに整列形成されているので、装置を小型化、特に超薄
型化することができる等の優れた効果を有する。
性や劣化特性を均一化することができるので、測定精度
を安定して維持することができる。 又、単一の光源を用いると共に、受光素子が単一基板−
ヒに整列形成されているので、装置を小型化、特に超薄
型化することができる等の優れた効果を有する。
第１図は、本発明に係る光学式変位検出装置の第１実施
例の全体構成を示す横断面図、第２図は、前記第１実施
例の全体ｔｉ＋５成を示す正面図、第３図は、前記第１
実施例で用いられている検出器の構成を示す分解横断面
図、第４図は、前記第１実施例の検出器で用いられてい
る遮蔽板の構成を示寸正面図、第５図は、同じく、イン
デックススケールを示づ正面図、第６図は、同じく、受
光素子の配設状態を示ず正面図、第７図は、本発明の第
２実施例の全体構成を示す横断面図、第８図は、本発明
の第３実施例で用いられている検出器の構成を示ず正面
図、第９図は、第８図のｒｘ −ＴＸ ｔｘに沿うＭＡ
断面図、第１０図は、従来の反射型光学式変位検出装首
の基本的装置成を示す断面図、第１１図は、従来の光学
式変位検出装置の伯の例を示ず斜視図、第１２図は、第
１１図の従来装置で用いられている読取り回路の構成を
示づブロック線図である。 ８・・・検出器、 １０・・・・・・光源、 １４・・・・・・インデックススケール、１４Δ〜１４
Ｄ・・・・・・光学格子要素、１６・・・・・・メイン
スケール、 ２０Ａ〜２０Ｄ・・・・・・受光素子、３２・・・・・
・遮蔽板、 ３２Ａ・・・・・・透孔、３６・・・・
・・基板、 ３８・・・・・・筒状隔壁。
例の全体構成を示す横断面図、第２図は、前記第１実施
例の全体ｔｉ＋５成を示す正面図、第３図は、前記第１
実施例で用いられている検出器の構成を示す分解横断面
図、第４図は、前記第１実施例の検出器で用いられてい
る遮蔽板の構成を示寸正面図、第５図は、同じく、イン
デックススケールを示づ正面図、第６図は、同じく、受
光素子の配設状態を示ず正面図、第７図は、本発明の第
２実施例の全体構成を示す横断面図、第８図は、本発明
の第３実施例で用いられている検出器の構成を示ず正面
図、第９図は、第８図のｒｘ −ＴＸ ｔｘに沿うＭＡ
断面図、第１０図は、従来の反射型光学式変位検出装首
の基本的装置成を示す断面図、第１１図は、従来の光学
式変位検出装置の伯の例を示ず斜視図、第１２図は、第
１１図の従来装置で用いられている読取り回路の構成を
示づブロック線図である。 ８・・・検出器、 １０・・・・・・光源、 １４・・・・・・インデックススケール、１４Δ〜１４
Ｄ・・・・・・光学格子要素、１６・・・・・・メイン
スケール、 ２０Ａ〜２０Ｄ・・・・・・受光素子、３２・・・・・
・遮蔽板、 ３２Ａ・・・・・・透孔、３６・・・・
・・基板、 ３８・・・・・・筒状隔壁。
Claims (6)
- （１）相対移動可能な、光学格子を有するメインスケー
ル及び対応する光学格子を有するインデックススケール
からなるスケールユニットと、該スケールユニットの一
方側に設けられた発光器及び受光器を備え、該受光器の
出力信号を処理して、両スケールの相対移動変位量を検
出するようにした光学式変位検出装置において、 前記インデックススケールの光学格子を、９０°ずつ位
相をずらして整列配設された四つの光学格子要素から構
成し、 前記受光器を、前記光学格子要素のそれぞれに対応させ
て、単一基板上に整列形成された四つの受光素子から構
成し、 前記発光器を、前記メインスケール及びインデックスス
ケールと関与した光が、各光学格子要素に略均等に入射
する位置に配設された、一つの拡散性光源から構成する
と共に、 前記発光器からの光が、前記受光器に直接入射するのを
阻止する遮蔽手段を設け、 前記発光器、遮蔽手段及び受光器を、インデックススケ
ールと共に移動できるよう、インデックススケールと一
体的に構成したことを特徴とする光学式変位検出装置。 - （２）前記インデックススケールの四つの光学格子要素
を、正方形の頂点の位置にそれぞれ配設し、前記発光器
を、前記正方形の中心の位置に配設するようにした特許
請求の範囲第１項記載の光学式変位検出装置。 - （３）前記発光器と受光器を、同一面上に配設するよう
にした特許請求の範囲第１項記載の光学式変位検出装置
。 - （４）前記発光器を、拡散光を発生する発光ダイオード
とした特許請求の範囲第１項記載の光学式変位検出装置
。 - （５）前記遮蔽手段を、前記発光器からの光をメインス
ケール及びインデックススケールに入射させるための透
孔が形成された遮蔽板とした特許請求の範囲第１項記載
の光学式変位検出装置。 - （６）前記遮蔽手段を、前記発光器からメインスケール
及びインデックススケールに入射される光の光路と、前
記メインスケール及びインデックススケールが関与した
後、受光器に入射される光の光路を分離する筒状隔壁と
した特許請求の範囲第１項記載の光学式変位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29565885A JPS62150118A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 光学式変位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29565885A JPS62150118A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 光学式変位検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62150118A true JPS62150118A (ja) | 1987-07-04 |
| JPH0431335B2 JPH0431335B2 (ja) | 1992-05-26 |
Family
ID=17823493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29565885A Granted JPS62150118A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 光学式変位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62150118A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0267219U (ja) * | 1988-11-10 | 1990-05-22 | ||
| JPH03109123U (ja) * | 1990-02-23 | 1991-11-08 | ||
| JPH0536314U (ja) * | 1990-12-25 | 1993-05-18 | 株式会社ミツトヨ | 光学式測定装置 |
| US7978320B2 (en) | 2007-11-13 | 2011-07-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light angle detection device, method for fabrication thereof and electronic device employing same |
| JP2012103042A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Yaskawa Electric Corp | 反射型エンコーダ、サーボモータ及びサーボユニット |
| JP2020118637A (ja) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | 株式会社ミツトヨ | エンコーダの寿命検出装置 |
| CN113406710A (zh) * | 2020-03-17 | 2021-09-17 | 同方威视技术股份有限公司 | 探测器模块、探测器设备和检查设备 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5263747A (en) * | 1975-11-20 | 1977-05-26 | Fujitsu Ltd | Light detector for optical encoder |
| JPS57198812A (en) * | 1981-06-01 | 1982-12-06 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | Scale for optoelectric encoder |
-
1985
- 1985-12-25 JP JP29565885A patent/JPS62150118A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5263747A (en) * | 1975-11-20 | 1977-05-26 | Fujitsu Ltd | Light detector for optical encoder |
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| US7978320B2 (en) | 2007-11-13 | 2011-07-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light angle detection device, method for fabrication thereof and electronic device employing same |
| JP2012103042A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Yaskawa Electric Corp | 反射型エンコーダ、サーボモータ及びサーボユニット |
| JP2020118637A (ja) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | 株式会社ミツトヨ | エンコーダの寿命検出装置 |
| CN113406710A (zh) * | 2020-03-17 | 2021-09-17 | 同方威视技术股份有限公司 | 探测器模块、探测器设备和检查设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0431335B2 (ja) | 1992-05-26 |
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