JPS63286716A - 位置検出装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、位置決め装置における位置検出装置に関する
ものである。

従来の技術 機械装置の回転角を位置検出装置で検出して、機械装置
の位置決めを行う位置決め装置が良く知られている。こ
のような位置検出装置として光電式エンコーダが広く利
用されている。以下図面を参照しながら、１述した従来
の光電式エンコーダの一例について説明する。

第３図は従来の光電式エンコーダを示すものである。第
３図において、１は光源、２はコリメータレンズ、３は
回転ディスク、４は固定マスク、６は受光素子、６は波
形整形回路である。

以上のように構成された光電式エンコーダについて、以
下その動作について説明する。光源１から発した光束が
コリメータレンズ２で平行光にされ、回転ディスク３上
のスリットと固定マスク４上のスリットを貫通した光を
受光素子５で光電変換し、波形整形回路６より信号出力
する。部材の回転に従って回転ディスク３が回転すると
、回転ディスク３上のスリットと固定マスク４上のスリ
ットが一致、不一致を繰返す事により、波形整形回路６
よシ正弦波形状信号が出力され、この信号を検出するこ
とによシ部材の回転位置を検出する。

この種の光電式エンコーダの光源としては、従来フィラ
メント電球・発光ダイオードが用いられていた。

このような従来の、光源と光検出器との間にスリット板
を設け、光検出器の出力信号を検出してスリット板の変
位量を求める光電式位置検出装置に替る小型化・高分解
能化が容易に行える画期的な位置検出装置については、
先に提案した。

これは、レーザー光源により低分散の平行束を得、レー
ザー元の可干渉性による周期−的スリットの７ラウンホ
一フア回折像の主極大を得ることにより、明暗縞の鮮明
度が増し明部が鋭いビーム状となると共に、主極大の間
隔をスリット間隔と一致させるような距離に第１のスリ
ット板と第２のスリット板を設置することにより、機構
構成上による第１のスリット板と第２のスリット板の間
隔を犬きくでき、第１−のスリット板と第２のスリット
板の間隔精度の影響を軽微とし、スリット板を長寿命化
することができ、述型化・高分解能化が容易に行なえる
。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、高分解能化するた
めには、スリット板は平坦なガラス板に金属を蒸着し、
スリット部をエツチング加工する必要がちシ反射率の高
い鏡面に仕上っており、移動スリット板上の周期的スリ
ットにより生じたフラウンホーファ回折像の明部が固定
スリット板上の周期的スリットの遮光部に一致したとき
、固定スリット板上の遮光部は周期的な反射格子として
働き、移動スリット板方向へ光を反射し、フラウンホー
ファ回折像を形成し、移動スリット板上の周期的スリッ
トと固定スリット板上の遮光部周期の同一性よυ移動ス
リット板上の周期的スリットを効率よく透過し、レーザ
ダイオードの発光面まで戻り発光面で再び反射し、再び
移動スリット板を照明することとなる。

このため、光軸に対称に位相の異なる周期的スリットを
固定スリット板上に配置していると、互いの反射光が照
明光に重畳されることとなり、移動スリット板の移動に
ともなって一定した光量の照明が得に〈＜、所望の安定
した波形形状信号が得にくいという問題点を有していた
。

本発明は上記問題点に鑑み、容易に所望の安定した波形
形状信号を得る位置検出装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の位置検出装置は、
光電式位置検出器において、光源とじてレーザ光源を用
い、第１のスリット板上の周期的スリットを照射し、周
期的スリットによシ生じるフラウンホーファ回折像の明
暗縞を光検出器で検出すると同時に、第２のスリット板
で反射する光を反射防止手段によシ防止するという構成
を備えたものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって、第２のスリット板によ
り反射する光が発光面に入射することを防止することに
よシ、スリット板の移動の影響をうけることなく一定し
た光量の照明を得、所望の安定した波形形状信号を容易
に得ることとなる。

実施例 以下本発明の一実施例の位置検出装置について、図面を
参照しながら説明する。第１図は本発明の実施例におけ
る位置検出装置の構成図を示すものである。第１図にお
いて、１１はレーザダイオード、１２はコリメータレン
ズ、１３は直線偏向板、１４はにλ波長板、１６は移動
スリット板、１６は固定スリット板、１７は光検出素子
である。

以上のように構成された位置検出装置の光学部分につい
て、以下その動作を説明する。

まず前記レーザダイオード１１の発光面より出た光は前
記コリメータレンズ１２で平行束となり、前記直線偏向
板１３で一方向の偏向成分だけを選択的に透過し、前記
にλ波長板１４で４５度だけ偏向方向を変化させ、前記
移動スリット板１５を照射する。

次に第２図に示すように、前記移動スリット板１６上に
は、開口巾ｄのスリット１８が間隔ｄ１で多数個並べら
れており、光は前記スリット１８部では透過、他の部分
では遮光され、透過光は前記固定スリット板１６を照射
する。

このとき前記スリット１８を透過した波長λの前記照明
によるフラウンホーファ回折像は、前記固定スリット板
１６上に投影される。第２図に示すように、前記固定ス
リット板１６上には、開口巾すのスリット１９が間隔ｄ
２で多数個並べられており、光は前記スリット１９部で
透過、他の部分では遮光され、透過光は前記光検出素子
１７を照射する。

このとき前記固定スリット板１６上で遮光された光は反
射し１反射面すなわち遮光部は間隔ｄ２で反射中ｄ２−
ｂの周期的反射格子となるため、前記移動スリット板１
５上にフラウンホーファ回折像を投影し、該フラウンホ
ーファ回折像の主極大の間隔は、前記移動スリット板１
６上に並べられた前記スリット１８の間隔ｄ１　　と一
致し、前記移動スリット板１６を容易に透過する。

前記移動スリット板１６を透過した反射光は、再び前記
にλ波長板１４で更に４６度だけ偏向方向が変化し、再
び前記直線偏向板１３に入射する。

このとき、該反射光は前記直線偏向板１３の透過偏向成
分に比べ９０度偏向されているので、前記直線偏向板１
３で遮光される。

以上のように本実施例によれば、光源としてレーザダイ
オードとコリメータレンズを用い、直線偏向板とにλ波
長板を通し、移動スリット板上の周期的スリットを照射
することにより、固定スリット板により反射する光が直
線偏向板で遮光され、レーザダイオードの発光面に入射
することを防止でき、一定した光量の照明を得ることが
できる。

なお、本実施例においては光°源と移動スリット板の間
に直線偏向板とにλ波長板を配置したが、移動スリット
板と固定スリット板の間に配置しても良い。

また、本実施例においては反射防止手段として、直線偏
向板とＺλ波長板を用いたが、低反射面として反射防止
機能を有する金属蒸着膜（低反射酸化クロム膜）を有す
る固定スリット板を用いた場合も同様の効果が得られる
ことは言うまでもないので説明は省略する。

また、本実施例において、光源にレーザダイオードとコ
リメータレンズを用いたが、平行束の得られるレーザ光
源であれば何を用いても良いことは言うまでもない。

発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、光源としてレーザ
光源を用い、第１のスリット板上の周期的スリットによ
シ生じるフラウンホース１回折像の第２のスリット板で
の反射を防止する反射防止手段を設けることにより、ス
リット板の赫動の影響をうけることなく一定した光量の
照明を得ることができ、所望の安定した波形形状信号を
容易に得ることができ、その効果は大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における位置検出装置の構成
図、第２図は同実施例における第１図のスリット部の詳
細図、第３図は従来の光電式エンコーダの構成図である
。 １１・・・・・・レーザダイオード、１２・・・・・・
コリメータレンズ、１３・・・・・・直線偏向板、１４
・・・・・・Ｚλ波長板、１６・・・・・・移動スリッ
ト板、１６・・・・・・固定スリット板、１７・・・・
・・光検出素子。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名＋１
−−−レーナ′°ダ°イ不−ド １◆−−−鉤へス壜膚反 １５−一一才ゆで１つスリい不反 第３図　　　　　／−丸源 クー−−コリメーダレソズ ３・−一目季ｔディスク ４−−一面定マスク Ｓ−一一憂九粂）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光源を用いた光源と、周期的スリットを有
   する２枚のスリット板と、前記スリット板の移動に伴う
   光量変化を検出する光検出器を有し、前記光源と前記光
   検出器との間に２枚の前記スリット板を設け、光検出器
   の出力信号を検出して前記スリット板の変位量を求める
   光電式位置検出器において、前記光源側の前記スリット
   板上の周期的スリットにより生じるフラウンホーファ回
   折像が、前記光検出器側の前記スリット板で反射し、前
   記光源側に戻るのを防止する反射防止手段を設けたこと
   を特徴とする位置検出装置。
2. （２）反射防止手段として、光源と光検出器側のスリッ
   ト板の間に、前記光源側に直線偏向板、前記光検出器側
   に１／４λ波長板を設置したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の位置検出装置。
3. （３）反射防止手段として、光検出器側のスリット板の
   表面の金属蒸着膜を酸化クロム膜などからなる低反射膜
   としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   位置検出装置。
4. （４）レーザ光源として、レーザダイオードとコリメー
   タレンズを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の位置検出装置。