TWI267630B - Optical type encoder - Google Patents

Description

1267630 :九、發明說明·· 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於光學式地檢測栅格刻度（grat i ng sca丨e) 之間的相對移動量之光學式編碼器。 【先前技術】 作為光學式編碼器的一種，已知有使用3片柵格刻度 板（grating scaleplate)之光學式編碼器。該光學式編碼

器係沿著光行進方向而依序配置3片栅格刻度板，各刻度 '板之主要平面係互相平行，且設定成使設置於刻度板上之 t格的排列方向為一致之狀態。此外·，在第1片刻度板的 月ίι奴，係設置有在空間上可干擾性低之光源。在第3片刻 度板的後段，係設置有將光量變換成電信號的受光元件。 有關該動作係揭示於非專利文獻〗。當光源照射第五 片刻度板時，則產生在空間上可干擾性低，並具有以某個 週期排列之多狭缝（multi slit)狀的光量分佈之2次光 源。第2片刻度板係具有某個光學傳達函數（〇扒“μ transferfunction，〇TF)之空間頻率濾光器的作用，且在 2次光源的光量分佈之中僅抽出特定的空間頻率成份，並 成像於第3片刻度板上。穿透設置於第3片刻度板的拇格 之透光部的光，係藉由受光元件而變換成電信號。當第1 片刻度板或第2片刻度板沿著柵袼排列方向而相對:動 時，則能在該相對位置取得相關之輸出信號。 例如，由第1片刻度板所產生 佈成具有某個週期P之正弦波狀， 之2次光源的光i係分 § &又置於第2片刻度板 317227 1267630 的柵格之光學傳達函數含有對 ::::r板上成像--===量 度板:：:=::::r::r川刻 ::r_)-及第2 二二=:: :卜間隔之左右。一般而言’係選擇能良

刻度板上之光量分佈的對比之條件，而設計光: 之光學式編碼11和3 (之刻度板係 句八有矩形開口之振幅柵格’ f !片财板和第2片刻产 板的：隔、以及第2片刻度板和第3片刻度板的間隔係： 為相等，將第2片之刻度板的柵格週期設作p，且第i片 和第3片刻度板的柵格週期係設定為相當於2倍之卯。

纪載於專利文獻2之光學式編碼器，係使用藉由光干 擾現象而產生明暗圖案於第丨片刻度板之相位柵格。 在記載於專利文獻丨、專利文獻2之光學式編碼器當 中，第3片刻度板和配置於其後段的受光元件係替換成具 有和第3片刻度板柵格的開口部尺寸相同尺寸之受光部的 受光元件陣列，並兼用上述之2個構件之功能亦可。 [專利文獻1 ]日本特開昭63-153408號公報 [專利文獻2]日本特開平IQ-2761號公報 [非專利文獻 1 ] K. Hane and C· P· Grover，‘‘Imaging with rectangular transmission gratings” ， J. 〇pt 317227 1267630

Soc.Am. A4，No. 4，706 —711，1987 【發明内容】 (發明欲解決之課題） f 24圖係表示如專利文獻！或非專利文獻！的第」 片、第2片刻度板均使用振幅柵格的習知技術之光學式編 碼器之概略性的構成圖。（a)係正面圖，（b)係侧面圖。例 如將L E D之類的空間可干擾性低的光源101所射出的擴散

；V〇2照射於第1片刻度板103。在第1片刻度板1〇3上 歹，如具備週期P的振幅栅格。光線係依序穿透 .板叫、第3片刻度板册之後，再射入至受光元件j；； 在具備於第1片刻度板103之振幅栅格上所產生之2 分佈之中，僅具備空間頻率滤光器的功能之 =度板104戶斤傳達之頻率成份，係傳達並成像於第 1r^度板105上。當第1片刻度板103和第2片刻戶板

方向(X方向)相對移動時，第3片刻U 輸出刚:鋅:私動’兩片刻度板之相對移動量之相關的 。儿係稭由文光元件1 〇 6而獲得。 第“由=刻度板均使用振幅栅格， 上述振幅柵格的門5 :广件106之光的光量，係大致與 辰恢柵格的開口比率相關。例如第}片 板之柵格的開口寬幅和拇格週期之比 υ度 時’則到達第3片刻度板⑽之光的光量即成(乍比_ 片刻度板之光量—。此外,由於係= 即’未被準直的光购射於苐"刻度板，故=(:效 3]7227 1267630 “地对光射入至受光元件106。其結果，在受光元件106所 仏測之光量變小，且檢測分辨力、檢測精確度等光學式編 碼器的特性有惡化之可能性。 此外’如第24圖（b)，由於在刻度圖案的排列方向和 垂直方向（γ方向）也均擴散著擴散光1〇2，故無法有效地將 來自光源1 〇 1的光線傳達於受光元件。 士此外，使用具有複數個刻度圖案（光轨：track)之刻度 J板時，通過第1片或第2片刻度I的某個光執之光線，係 •射入至和第2片或第3片刻度板的相對應之光轨為不同的 v光軌，且有產生檢測誤差的可能性。

隹寻利冬獻2中，係在第丨片刻度板使用透明之相位 柵格，亚讀由來自各柵格之繞射光線的互牽連性擾，而 產生某個週期的明暗圖案為其特長，但，依據相位拇格之 i月暗圖案分佈因係利用繞射、干擾現象，故與相位拇格週 期、相位栅格形狀、以及光源的波長有很大的相關關係， 且設計裕度、工作精確度、零件管理等受限制之項目變多。 此外，和專利文獻丨同樣地，由於將擴散光照射於第】片 刻度板’故無法有效地將光線射入至受光元件。此外，由 :擴散光源的位置、放射特性之不均，而使第！片刻度板 造成之明暗圖案的位置、週期、失真等產生變化， 使光學式編碼器的特性惡化之可能性。 本發明之目的係在於增加受光元件之受光 升檢測分辨力、檢測精確度等光學式編：亚 本發明之目㈣在於提供製造不w響較小之光^， 317227 1267630 器。此外，本發明之目的係在於提供即使在使用具有 4放個刻度圖案之刻度板時，亦能減少檢測誤差之光學式 編碼器。 (用以解決課題之手段） 2本發明係為了達成上述目的而研發出者，本發明之光 卞式編碼器係敎第丨和第2刻度板的相對移動距離者， 其特徵在此光學式編碼器含有·· 光源； 透鏡，彳;T、將來自光源的光變換成略平行； —第1刻度板，係具備將來自經過透鏡之光源的光向預 定的週期方向予以聚光或發散，並產生週期性的光量分佈 之光學元件陣列； 第2刻度板，係將來自第丨刻度板的光進行週 間調變； ’ 工

弟3刻度板，係具有使來自第2刻度板的光通過之開 受光元件’係接受來自第3刻度板的光。 此外，本發明之光學式編碼器係測定第丨和第2刻度 板的相對移動距離者，其特徵為此光學式編碼器可含又 光源； * 方向和 圓柱型透鏡，係將來自光源的光向預定的週期 垂直方向予以聚光並使平行光化； 第1刻度板，係將來自經過圓柱型透鏡之光源的光在 上述週期方向，變換成週期性的光量分佈； 317227 9 l26763〇 第2刻度板，係將來自第丨刻度板的光進行週期性空 間調變； ’ 二 第3刻度板，係具有使來自第2刻度板的光通過之開 σ ;以及 受光元件，係接受來自第3刻度板的光。 此外，本發明之光學式編碼器係測定第丨和第2刻度 反的相對移動距離者，其特徵為此光學式編碼器可含， 光源； 透鏡，係將來自光源的光變換成略平行； 第1刻度板，係具備將來自經過透鏡之光源的光變換 、週期性的光量分佈之振幅柵格、以及使光向—轴方向散 射或折射之光學元件； 〃第2刻度板，係將來自第丨刻度板的光進行週期性空 間調變； 第3刻度板，係具有使來自第2刻度板的光通過之開 2 ;以及 受光元件，係接受來自第3刻度板的光。 (發明之功效） 根據本發明’可提供—種設在第1刻度板上的明暗圖 ;〜手&其明09圖案分佈並不會大幅地依存於形狀誤 :光源的波長、以及光源的位置等，且對工作比50%之 ^德梅彳。牙透或反射Α約2倍的光量，而將大約2倍的光 =於受光元件。此外’在第1片刻度板中，能控制刻 的排列方向之擴_，且能有效地將來自光源的 317227 ]0 1267630 -光射入至文光兀件。此外，不會使光線擴散於刻度圖案的 排列方向和垂直方向，而能有效地將來自光源的光線 至受光元件。 【實施方式】 …在使用3片的柵格刻度板之光學式編碼器中，由於通 常係使用振幅柵格（專利文獻卜非專利文獻1)，故如上 述主雖有射入至叉光元件的光量較小之課題，但為了克服 此情形，而具備圓柱型透鏡陣列於第i片刻度板。此係和 、專利文獻2所揭示之相位柵格不同，是利用各個透鏡之聚 光作用而產生明暗圖案者。亦即，等於將由透鏡單體所產 生的光圖案排列成陣列狀者。 在本方式之編碼器中，雖以在第丨片刻度板中產生正 弦波狀之明暗圖案為佳’但於相位栅格產生正弦波狀之明 暗圖案時，因相位柵格的週期、深度、以及照射之光的波 長’而會使產生明暗圖案之（光線的行進方向之）位置、明 ，暗圖案之形狀或失真產生極大變化，以致用以產生所想要 的明暗圖案之設計裕度變小。其結果，工作精度、零件管 理等受約束的項目變多，且使用環境範圍變小。 相對於此，在具備圓柱型透鏡陣列於第！片刻度板 時，藉由使透鏡的曲率、形狀產生變化，雖可變更產生明 暗圖案之（光線的行進方向之）位置、明暗圖案之形狀’ 用以產生所期望的明暗圖案之設計值並無限定，設計裕度 =大。此外’對光的波長之明暗圖案之影響則較相位栅格 為小。因此，工作精度、零件管理等受約束的項目變少， ]] 3]7227 1267630 ，且使用環境範圍變大。 "在第1片刻度板照射將led等可干擾性低的光源作成 略平行之略平行光，且藉由圓柱型透鏡陣列或僅散射於同 一方向之擴散器，而能僅向刻板圖案之排列方向擴散。此 外，藉由圓才主型透鏡的曲率或擴散器圖案而能控制刻板圖 案之排列方向的擴散角度，且能更有效地將光射入至受光 元件。 纟於不會將光線擴散於刻度圖案的排列方向和垂直方 向，且能略平行地將光線傳達於受光元件，故於使用具有 複數個刻度圖案（光轨）之刻度板時，通過第i片或第2片 刻度板的光軌之光線，係射入至和第2片或第3片刻度板 相對應的光執不同的光執，且能抑制檢測誤差之產生。 以下’在全部的實施形態中，雖圖示線性型之編碼器， 但本發明當然亦適用於旋轉編碼器（rotary encode小該 情形時，使光的聚光方向、勒射古 政射方向一致於形成圓孤狀之

#刻度排列方向即可。此外，雖佶用A 1雖便用叉先兀件陣列以取代配 置於弟3片刻度板及其後段之受井 ^ 又心又九兀件，但使用受光元件 於弟3片刻度板及其後段亦可。 第1實施形態 f1圖係表示本發明之第1實施形態之光學式編碼器 中’弟1片刻度板、第2 jbj办1疮in： - 片刻度板、X光元件陣列基板之 圖示，⑷係正面圖’（b)係側面圖，⑹係A面上之光量分 佈。例如使用透鏡等（未圖干h 7 V不圆不）將如LED之空間性的可干擾 性低的光源（未圖示）進行略义 丁谷十订先化之後，將略平行光1 317227 1267630 -照射於第1片刻度板2。在第丨片刻度板2上係以週期ρ 排列著圓柱型透鏡陣列3(具有圓柱型曲面之透鏡之陣 列）。藉由圓柱型透鏡陣列3而使略平行光1僅朝X方向而 分別聚光於Α面。在距離該a面之某距離ζ的位置配置第 2片刻度板4。在第2片刻度板4上係具備振幅柵格，其係 以鉻蒸鍍等方式例如以週期p排列成矩形開口 5。此外， 在距離某距離Z的位置配置受光元件陣列基板6。在受光 元件陣列基板6上係具備受光元件陣列，其係例如二 弟2片_度板4的折射率等之空氣換算長度(此係在 貫施形態中亦相同），例如具有滿足下式之值。 〔數學式1〕 Ζ^ϋΐ 4Λ 上式:，Α係自光源所射出之光線的波長。 由於弟1片刻度板2係佶用白六鬥α 光源所產生之略平行光！ 自工間性的可干擾性低的 A面Η古a 故圓柱型透鏡陣列3之 A面上X方向的各光線寬度係具有某：之 白:光量分佈係如第1圖⑷，形成具有和陳型透t /,向 的排列週期相同的週期p之正弦波狀分佈。鏡陣列3 使略平行光1聚光於χ方向的A面之 於圓柱型透鏡陣列3的曲 置雖係依存 接侧柱型透鏡陣列 即能減少略平行光1 …、.:沾距離時， 之放射角不均的影響，而能減少第丨 3]7227 13 1267630 .圖（C)所示之光量分佈的週期p之不均等誤差。但，若 焦點距離，則朝向於第2片刻度板4之光線的“角則y 大。因此，設定成能使光有效地照射於受光元件陣 6之焦點距離即可。理想上係設定成照射於第】片刻度板 之大致全部的光線（材料之吸收、散射除外）能行進^ 元件陣列基板6之狀態。 在上述之正弦波狀分佈之中，僅具有空間

度板4傳達之頻率成份，會成像心 -件陣列基板6上。當第！片刻度板2和第2片刻度板4 > 著柵格排列方向（X方向）相對移動時，則受光元件_基° 板6上的影像亦移動，而與兩片之刻度板的相對移動量相 關的2出信號係可由受光元件陣列基板6取得。

第1實施形態之光學式編碼器之中，照射於第工片刻 度板2的光線除了在第丨片刻度板2和圓㈣透鏡陣列^ 的表面之反射與内部的吸收之外’大致均能全部通過，且 能使照射於受光元件陣列基板6的光量變大。此外，由於 在刻度圖案的排列方向和垂直方向(γ方向)係不會使光線 擴散’故能更有效地將來自光源的光線傳達於受光元件I 且能更為增大檢測光量。因此，能提升檢測分辨力、檢測 精確度等光學式編碼器之特性。 …本實施形態雖係分別將Α面和第2片刻度板4之間 隔、第2片刻度板4和受光元件陣列基板6之間隔設作ζ， 且分別將第1 '刻度板2上之圓柱型透鏡陣列3的排列週 期、第2片刻度板4上的柵格週期、以及受光元件陣列基 317227 14 1267630 ·=上:^光部7的排列週期設作p，但，並州 =牛？第1圓(c)所示之A面上的光量分佈⑽ 又先兀件陣列基板6的條件即可。 此外，本實施形態雖係使用圓筒狀的折射透鏡於 型透鏡陣列3,但使用具有僅聚光於同一方向的功能之菲 :=鏡陣列亦I。或使用具有和圓柱型透鏡陣列… ' 仙之2等邊三肖形之稜餅列亦能獲得相同的功 效0 ㈣’在本實施形態中，雖係將第2片刻度板4設成 牙、里之刻度’但’作成反射型亦可。該情形時，受光元 件陣列基板6係對第2片刻度板4而配 板 ;側’理想上係配置於A面上，並以A面上的光^ 像於受光元件陣列基板6之方式而調整略平行幻的照射 方向即可。 弟2實施形態 第—2圖係表示本發明之第2實施形態之光學式編碼器 中第1片刻度板、g 2片刻度才反、受光元件陣列基板之 圖示，（a)係正面圖，（b)係側面圖。 在第1實施形態中，雖係將第丨片刻度板2上之圓柱 型透鏡陣列3設於第2片刻度板4側’但，在本第2實施 形態係將圓柱型透鏡陣列3配置於和第2片刻度板4二= 反側，亦即配置於光源側。在帛2目中，實際上雖係在圓 柱型透鏡陣列3和第丨片刻度板2之交界’和在配置有第 1片刻度板2之圓柱型透鏡陣列3之面相反側之面使光線 317227 1267630 •折射’但纽_式性地記述實施料， 第1實施形態相同地，A面上“向的光二： 如^圖⑹，形成具有和圓柱型透鏡陣列3的排列週期相 同的週期P之正弦波狀分佈。 在上述之正弦波狀分佈之中，僅具有空間頻样 Π的第2片刻度板4傳達之頻率成份，會成像於；光；

:;冊=板6上。當第1片刻度板2和第2片刻度板4沿 者栅才。排列方向相對移動時，受光元件陣㈣板6上的影 -像亦移動，而與兩片之刻度板的相對移動量相關的輸出作 -號係可由受光元件陣列基板6獲得。 °

弟2實施形態之光學式編碼器中，照射於第1片刻戶 板2的光線係除了在第1片刻度板2和圓柱型透鏡陣列; 的表面之反射與内部的吸收之外，大致均能全部通過，且 能使照射於受光元件陣列基板6的光量變大。此外，由於 在刻度圖案的排列方向和垂直方⑽方向）係不會使光線 擴散’故能更有效地將來自光源的光線傳達於受光元件， 且此更為增大檢測光量。因此，能提升檢測分辨力、檢測 精確度等光學式編碼器之特性。 本實施形態中，略平行光i聚光於χ方向之A面的位 置雖係存在於第1片刻度板2内，但並不限定於此，存在 於第1片刻度板2外亦可。此外，本實施形態雖係分別將 A面和第2片刻度板4之間隔、第2片刻度板4和受光元 件陣列基板6之間隔設作z，且分別將第丨片刻度板2上 之圓柱型透鏡陣列3的排列週期、第2片之刻度板4上的 317227 1267630 格週期、以及纖^

^期設作P，但.，並不限定於此。亦即，只要是使第W (C)所示之a面上的光量分佈能成像於受光元件陣列基 之條件即可。 土 此外，本實施形態雖係使用圓筒狀的折射透鏡於 型透鏡陣列3，但，使用具有僅聚光於同一方向的功处之 菲料透鏡陣列亦可。或使用具有和圓柱型透鏡陣列月b =排列週期之2等邊三角形之稜鏡陣列亦能獲得相同的 二此外’在本實施形態中，雖係將第2片刻度板4作成 牙透型之刻度，但作成反射型亦可。該情形時，受光 陣列基板6係對第2片刻度板4而配置於第j片刻度板2 側’理想上係配置於A面上即可。 第3實施形態 ^ 3圖係表示本發明之第3實施形態之光學式編碼哭 =弟1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板二 回示，（a)係正面圖，（b)係側面圖。 沾弟3 知形態雖係具有和上述第2實施形態大致相同 马成’但在和第1片刻度板2上之圓柱型透鏡陣列3相 具備僅使光散射於X方向的擴散器8。略平行幻係 柱型透鏡陣列3而分別聚光於A面，亦即分別聚光 :::政：8上，並產生正弦波狀的2次光源。A面上的2 人、’源b、由擴散器8散射，並傳送至第2月刻度板心 在上述之2次光源的正弦波狀分佈中，僅具有空間頻 3)7227 11 1267630 ，率濾為'功能的第2片刻度板4傳 於受光元件陣列基板6上。當μ 頒千成份，會成像 度板4沿著柵格排列方向 ^度板2和第2月刻 6上的影像亦移動，而與兩片之光元件陣列基板 的輸f信號係可由受光元件陣列基1反6獲:對移動量相關 第3實施形態之光學式 = 板2的光線係除了在圓柱型透鏡; 反射與内部的吸收之外， $放态8表面之 .於受光元件陣列基板6的光量變:：：：過，且能使照射 的排列方向和垂直方向係不會使光線擴散由:ί ^ =來自光源的光線傳達於受光元件，且能更騎大檢： 此外，藉由擴散器8而能充分降低2次光源之牽連性 光CI ::::後且成將光線之間的干擾所引起之雜訊更少的 先里分佈成像於受光元件陣列基板6上。因此 測分辨力、檢測精確度等光學式編碼器之特性。b欢 本實施形態中，略平行光1係藉由圓柱型透鏡陣列3 。而聚先於A面，亦即聚光於擴散器8上，然而八面和擴散 U面係無需完全一致’即使多少有些偏移亦能獲得相同 =功效。、此外，本實施形態雖係將第i片刻度板2和擴散 為8作成-體’但作成不同體亦可。此外’本實施形態雖 =別將A面和第2片刻度板4之間隔、第2片刻度板4和 又光元件陣列基板6之間隔設作z，且分別將第^片刻度 板2上之圓柱型透鏡陣列3的排列週期、第2片刻度板二 317227 18 1267630 ，上的栅格週期、以及受光元件陣列基板 排列週期設作P’但，並不限定於此。亦即二’ 圖（C)所示，Λ ρ ’ /、要疋使第1 ’、Α面上的光量分佈能成像於受光# 板6之條件即可。 又尤兀件陣列基 -透I:艾實施形態雖係使用圓筒狀的折射透鏡嫌 型錢陣列3，但使用具有僅聚光於同—方向的功… 涅耳透鏡陣列亦可。哎使用有、此非 的排列。 使U和陳料鏡陣列3相同

排列週期之2等邊三角形之棱鏡陣列亦能獲得相同的功 穿透：二Γ貫施形態中’雖係將第2㈣ 但作成反射型亦可。此時，受光元件陣列 i相上:對第2片刻度板4而配置於第1片刻度板2側， ‘上知配置於A面上即可。 第4實施形態 中=4圖係表示本發明之第4實施形態之光學式編碼器 ^ Ή刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板之 圖不’（a)係正面圖，（b)係侧面圖。 第4實施形態雖係具有和上述第3實施形態大致相同 c成但在和第1片刻度板2上之圓柱型透鏡陣列3相 側具備僅使光散射於）（方向，且其散射角度係根據X方 二的位置而產生變化的擴散器9,亦#，該擴散器9係設 疋為：在第1片刻度板2中央係散射角度較大，而在χ方 二卜側政射角度係較中央為小之狀態。如此之擴散器9係 籍由CGH(C⑽puter Generated η〇1〇§γ·電腦產生立體晝 317227 1267630 •像）等而實現。 、，曰和第3實施形態相同地，在產生於冉面上的正弦波狀 光量分佈之中，僅具有空間頻率濾光器功能的第2片刻度 板4傳達之頻率成份，會成像於受光元件陣列基板6上。 當第1片刻度板2和第2片刻度板4沿著栅格排列方向相 對移動時，受光元件陣列基板6上的影像亦移動，且與兩 片之刻度板的相對移動量相關的輸出信號係可由受光元件 陣列基板6獲得。 φ • 第4實施形態之光學式編碼器中，照射於第i片刻度 -板2的光線係除了在圓柱型透鏡陣列3和擴散器9表面之 反射與内部的吸收之外，大致均能全部通過，且能使照射 方、又光元件陣列基板β的光量變大。此外，由於在刻度圖 案的排列方向和垂直方向係不會使光線擴散，故能更有效 地將來自光源的光線傳達於受光元件，且能更為增大檢測 光里。此外，藉由擴散器9而能充分降低2次光源之牽連 •I丨生，且此將光線之間的干擾所引起之雜訊更少的光量分佈 成像於受光元件陣列基板6上。 此外，根據X方向的位置而使擴散器9的光線之散射 角度產生變化，藉此即能僅照射光線於受光元件陣列基板 6上存在著的檢測部7的區域附近，且能更有效地將來自 光源的光線照射於受光元件，更能增大檢測光量。因此， 能提升檢測分辨力、檢測精確度等光學式編碼器之特性。 本實施形態中，略平行光1係藉由圓柱型透鏡陣列3 而聚光於Α面，亦即聚光於擴散器9上，然而Α面和擴散 317227 20 1267630 為9面係無需完全—致，即使多少有些偏移亦能獲得相同 =效。此外，本實施形態雖係將第丨片刻度板2和擴散 =作成—體，但作成不同體亦可。此外，本實施形態雖 4別將A面和第2片之刻度板4之間隔、第2片刻度 4和受光元件陣列基板6之間隔設作z，且分別將第」片刻 又板2上之圓柱型透鏡陣列3的排列週期、第2片刻度板 上的柵格週期、以及受光元件陣列基板 二排列週期設❹，但並不受此限定。亦即’只要 σ c)所不之Λ面上的光量分佈能成像於受光元件陣列基 板6之條件即可。 此外，本實施形態雖係使用圓筒狀的折射透鏡於圓柱 里透鏡陣列3,但使用具有僅聚光於同—方向的功能之菲 >圼耳透鏡陣列亦可。或使用具有和圓柱型透鏡陣列3相同 的排列週期之2等邊三角形之稜鏡陣列亦能獲得相同的功 效。 此外，在本實施形態中，雖係將第2片刻度板4作成 牙透型之刻度，但作成反射型亦可。該情形時，受光元件 陣列基板6係對第2片刻度板4而配置於第！片刻度板2 側，理想上係配置於Α面上即可。 第5實施形態 中，^ 5圖係表示本發明之第5實施形態之光學式編碼器 ^片亥）度板、第2片刻度板 '受光元件陣列基板之 圖示：⑷」系正面圖，⑻係侧面圖。 第5貝知形恶雖係具有和上述第4實施形態大致相同 3]7227 1267630 •的構成，但在和第1片刻度板2上之圓柱型透鏡陣列3相 反側具備僅使光折射於X方向，且其傾斜角度係根據乂方 向的位置而產生變化的稜鏡陣列10。亦即，該稜鏡陣列10 係設定為在第1片刻度板2中央傾斜角度較小，而在X方 向外側傾斜角度較中央為大之狀態。如第5圖（〇,藉由設 於第1片刻度板2的右側之稜鏡陣列10，經由圓柱型透鏡 IV列3所小光之光線係朝向圖式左上而發散、並朝向存在 著叉光兀件陣列基板6上的檢測部7的全部區域而行進。 藉由設於左側之稜鏡陣列10，經由圓柱型透鏡陣列3而聚 -光之光線係朝向圖式右上而發散、並朝向存在著受光元件 陣列基板6上的檢測部7的全部區域而行進。在稜鏡陣列 10中央，經由圓柱型透鏡陣列3而聚光之光線係朝向圖式 上側而發散、並朝向存在著受光元件陣列基板6上的檢測 7的全部區域而行進。 β和第4實施形態相同地，在產生於六面上的正弦波狀 光量分佈之中’僅具有空間頻率濾光器功能的第2片刻度 ^傳達之頻率成份，會成像於受光元件陣列基板6上。 當第1片刻度板2和第2片刻度板4沿著栅格排列方向相 對移動時，受光元件陣列基板6上的影像亦移動，而與兩 片之刻度板的相對移動量相關的輪出信號係可由受光元件 陣列基板6獲得。 第5實施形態之光學式編碼器中，照射於第丨片刻度 板2的光線係除了在圓柱型透鏡陣列3和稜鏡陣列1〇的表 面之反射興内部的吸收之外，纟致均能全部通過，且能使 317227 1267630 ，照射於受光元件陣列基板6的光量變大。此外，由於在刻 度圖木的排列方向和垂直方向係不會使光線擴散，故能更 有效地將來自光源的光線傳達於受光元件，且能更為增大 檢測光量。此外’根據x方向的位置而使稜鏡陣列1〇的光 線之折射角度產生變化，藉此即能僅照射光線於受光元件 陣列基板6上存在著的檢測部7的區域附近，而能更有效 二將來自光源的光線照射於受光元件，更能增大檢測光

I。因此，能提升檢測分辨力、檢測精確度等光 器之特性。 本κ &形心中，略平行光1係藉由圓柱型透鏡陣列3 而聚光於Α面，亦即聚光於稜鏡陣列1G上，然而Α面和種 鏡陣列H)面係無需完全—致，即使多少有些偏移亦能獲得 相=的功效。此外，本實施形態雖係將第i片刻度板2和 棱鏡陣列1G作成—體，但作成不同體亦可。此外，亦可使 用和上述相同使光線的擴散方向係根據X方向的位置而產 生變化之擴散器，以取代稜鏡陣列1G。此外，在本實施形 態雖係分別將A面和f 2片刻度板4之間隔、帛2片刻度 板4和受光元件陣列基板6之間隔設作z，且分別將第】 片刻度板2上之圓柱型透鏡陣列3的排列週期、第2片刻 度板4上的栅格週期、以及受光元件陣列基板6上的受光 部I的排列週期設作P，但並不限定於此。亦即，只要是 使弟1圖(〇所示之A面上的光量分佈能成像於受光元件陣 列基板β之條件即可。 此外，本實施形態雖係使用圓筒狀的折射透鏡於圓柱 317227 1267630 型透鏡陣列3，但使用具有僅聚光於同一方向的功能之菲 足耳透鏡陣列亦可。或使用具有和圓柱型透鏡陣列3相同 的排列週期之2等邊三角形之稜鏡陣列亦能獲得相同的功 效0 *一此外，在本實施形態中，雖係將第2片刻度板4作成 穿還型之刻度，但作成反射型亦可。該情形時，受光元件 陣列基板6係對第2片&度板4而配置於第i片刻度板2 側，理想上係配置於A面上即可。 第6實施形態 以圖係表示本發明之第6實施形態之光學式編 回不（a)係正面圖，（b)係側面圖。 的禮ί 6實施形態料具有和上述第1實施形態大致相同 =構成，但在和第i片刻度板2上之圓柱型透鏡陣列3相 透::備有將來自光源11的光線作成略平行之-體化的 和第1實施形態相同地，在產生 光量分佈之中，僅且有处 、 的正弦波狀 板4傳達丄1:濾光器功能的第2片刻度 當第丨 、乃冒成像於叉光元件陣列基板6上。 :對㈣二度板】和第2片刻度板4沿著栅格排列方向而 兩St 元件陣列基板6上的影像亦移動，㈣ 元件陸的相對移動量相關的輸出信號係可藉由受光 凡件陣列基板6獲得。 a田又九 弟6 她形恶之光學式編碼器中，照射於第1片刻度 24 317227 1267630 板2的光線係除了在透鏡〗2和圓柱型透鏡陣列3的表面之 反射與内部的吸收之外，大致均能全部通過，且能使照射 於受光兀件陣列基板6的光量變大。此外，由於在刻度圖 案的排列方向和垂直方向係不會使光線擴散，故能更有效 地：來自光源的光線傳達於受光元件，且能更為增大檢測 光量。因此，能提升檢測分辨力 '檢測精確度等光學式編 碼器之特性。 此外，由於透鏡12和第1片刻度板2係 成形，故 且 ’能使光源、透鏡部份薄型化。此外，能減少零件數量 能減低製作成本。 本實施形態雖係使用平凸透鏡於透鏡 同樣功能之菲涅耳透鏡亦可。 /有

之門：!外2本實施形態雖係分別將A面和第以刻度板4 作7，Ή片刻度板4和受光元件陣列基板6之間隔設 排列2分別將第1片刻度板2上之圓柱型透鏡陣列3的 陣列=:第2片刻度板4上的栅格週期、以及受光元件 二歹基：6上的受光部7的排列週期設作ρ，但並不限定 傻二，只要是使第1圖(C)所示之Α面上的嫩 b成像於受光元件陣列基板6之條件即可。 型透=，本貫施形態雖係使用圓筒狀的折射透鏡於圓柱 淫耳透鏡陣列亦可。或使用呈方向的功能之菲 的排列週期之2等、.=圓柱型透鏡陣列3相同 效。'、I—㈣之稜鏡陣列亦能獲得相同的功 317227 25 1267630 此外，在本實施形態中，雖係將第2片刻度板4作成 穿透型之刻度，但作成反射型亦可。該情形時，受光元件 陣列基板6係對第2片刻度板4而配置於第1片刻度板2 側，理想上係配置於A面上即可。 第7實施形態 第7圖係表示本發明之第7實施形態之光學式編碼器 中，第1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板之 圖示，（a)係正面圖，（b)係側面圖。 •第7實施形態雖係具有和上述第丨實施形態大致相同 -的構成，但具備繞射光學元件陣列13,其係僅於χ方向將 略平行光1分別聚光於Α面，以取代第丨片刻度板2上之 圓柱型透鏡陣列3。 和第1實施形態相同地，在產生於A面上 光量分佈之中，僅具有空間頻率濾光器功能的第2^ 大 板4傳達之頻率成份，會成像於受光元件陣列基板6上。 •當第1片刻度板2和第2片刻度板4沿著柵格排列方向而 相對移動時，受光元件陣列基板6上的影像亦移動，而與 兩片之刻度板的相對移動量相關的輸出信號係可由受光 件陣列基板6獲得。 二射光學兀件陣列1 3雖係利用射入至各繞射光學元 之：射、干擾而將光予以聚光，但可藉由變更各 :执件的形狀來變更“的位置，並藉由配置相位 拇格ϋ取代繞射光以件陣列13而提高設計裕度。 弟7實施形態之光學式編碼器中’照射於第！片刻度 317227 1267630 -板2的光線係除了在们片刻度板2和繞射光學元件陣列 13么的表面之反射與内部的吸收之夕卜，大致均能全部通過， 倉b使…、射方、又光元件陣列基板6的光量變大。此外，由 灰在刻度圖案的排列方向和垂直方向係不會使光線擴散， 故能更有效地將來自光源的光線傳達於受光元件，且能更 f增大檢測光量。因此，能提升檢測分辨力、檢測精確度 等光學式編碼器之特性。 此外，亦可將本實施形態使用於前述第i實施形態至 第6貫施形態之光學式編碼器。 此外本貝施形恕雖係分別將A面和第2片刻度板4 之間隔、第2片刻度板4和受光元件陣列基板6之間隔設 作z，且分別將第！片刻度板2上之繞射光學元件陣列u 的排列週期、第2片刻度板4上的柵格週期、以及受光元 件陣列基板6上的受光部7的排列週期設作p，但並不限 疋於此。亦即，只要是使第i圖（c)所示之A面上的光量分 •I佈能成像於受光元件陣列基板6之條件即可。 此外，在本實施形態當中，雖係將第2片刻度板4作 成穿透型之刻度，但作成反射型亦可。該情形時，受光元 件陣列基板6係對第2片刻度板4而配置於第丨片刻度板 2側’理想上係配置於A面上即可。 第8實施形態 第8圖係表示本發明之第δ實施形態之光學式編碼器 中，第1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板之 圖示，（a)係正面圖，（b)係側面圖。 317227 1267630 _第8實施形態之光學式編碼器係和第i實施形態至第 7實施形態不同，而使用振幅栅格於第丨片刻度板。 過圓柱型透鏡16的光線而產生2次光源於第丨片刻度板 Π上的A面，並藉由第2片刻度板1δ而使A面上的二量 分佈成像於受光元件陣列基板19上。 在發光部的尺寸中，X方向長，而γ方向短，例如自 LED的光源14所射出的光線15，係藉由僅將光予以聚光於 Y方向之圓柱型透鏡16而僅朝γ方向作成略平行。藉由通

在本實施形態中，各刻度板之柵格排列（光軌 track)、受光元件陣列之排列係具備2列。亦即，第ι片 刻度板17係具備光執2〇和光執21。第2片刻度板18係 具備光執22和光軌23。受光元件陣列基板19亦具備相對 應之受光元件陣列24、25。亦即，在產生於第刻度板 17上的光執20之2次光源的光量分佈之中，僅具有空間 ^率濾光器功能的第2片刻度板18上的光軌22之柵格圖 案傳達之頻率成份，會成像於受光元件陣列24上。同樣 地在產生於光執21之2次光源的光量分佈之中，僅光執 23之栅格圖案傳達之頻率成份，成像於受光元件陣列25 上。當第1片刻度板17和第2片刻度板18沿著柵格排列 方向相對移動時，受光元件陣列基板19上的影像亦移動， 而與兩片刻度板的相對移動量相關的輸出信號係可分別藉 由叉光το件陣列24、受光元件陣列25而取得。各光執之 柵彳°週期和各受光元件陣列之排列週期的組合，係只要能 坟光執20和光執21上之2次光源分佈成像於受光元件陣 317227 1267630 列24、受光元件陣歹25上之條件即可，而各影像之週 即使未一致亦可。 /

第8實施形態之光學式編碼器雖係使用具有複數停光 執之刻度板，但通過第1片或第2片刻度板之某個光執的 光線’係被抑制射人至和第2片刻度板或受光元件 板相對應之光轨為不同的光軌。因此，得以抑制產生檢： 誤差。此外’由於刻度圖案的排列方向和垂直方向係不： 使光線散射’故能更有效地將來自光源的光線傳達於入 兀件’且能更為增大檢測光量^此’能提升檢測分辨又力、 -檢測精確度等光學式編碼器之特性。 本實施形態在發光部的尺寸當中，雖係使用X方向 長，而Y方向短之光源、，但並不限定於此。此夕卜， 用圓筒狀的折射透鏡於圓柱型透鏡16，但亦可使用Μ 聚光於同一方向的功能之菲涅耳透鏡。 ^

此外’本實施形_係分別將Α面和第2片刻度板18 =隔1 2片刻編8和受光元件陣列基板1 9之間隔 d Z’但亚不限定於此。亦即，只要能使A面上的光-分佈成像於受光元件陣列基板19之條件即可。 此外’在本實施形態當中，雖係將第2片刻度板18 作成穿透狀刻度，但作成反射㈣可。該情形時， 元件陣列基板19係對第2片刻度板18而配置於 1 度板17側，理想上係配置於A面上即可。 」 第Θ實施形態 第9圖係表示本發明之第9實施形態之光學式編瑪器 317227 29 1267630 ^片刻度板、第2月刻度板、受光元件陣列基板之 θ示（a)係正面圖，（b)係側面圖。 的播弟9戶、施形態雖係具有和上述第4實施形態大致相同 声成’但使用振幅栅格於第1片刻度板26。在第1片刻 二=，上之具有振幅柵格的面之相反側，具備有僅使光散 、方向且其散射角度係根據方向的位置而產生變化 '射^ ^亥擴散器27係設定成在第1月刻度板26中央 狀態=較大，而在X方向外側之散射角度係較中央為小 陣列L外;和第8實施形態同樣地，各刻度板、受光元件 具備^光9執係具備複數條光軌，而在本實施形態之情形係 刻度板％上之各光軌. “’和弟8實施形態同樣地，在“上之各 光量分佈之中，僅苐2片丨 先源的 J格㈣“ 之各光執32、33的 «圖㈣達之頻率成份，會成像於U元件 上所對應之各受光元件陣歹,】3 土板29 釦笛9 μ十丨a 田弟1片刻度板26

1弟2片板28沿著柵袼排列方向相對移動 件陣列基板2 9上的影像亦移動 又7L 詈相n… 兩片刻度板的相對移動 里：：的輸出信號係可藉由受光元件陣列29上之動 兀件陣列34、35而獲得。 軌之二雖係使用具有複數條光 光線，係被抑制射入至和第;板:某條光執的 J度扳或文光元件陣列基 317227 30 1267630 板相對應之光軌為不同的光軌。因此，能抑制檢測誤差的 產生。此外，由於在刻度圖案的排列方向和垂直方向係不 會使光線散射，故能更有效地將來自光源的光線傳達於受 光元件，且能更為增大檢測光量。此外，能藉由擴散器^ 充分降低2次光源之牽連性，而能將光線之間的干擾招致 之雜訊較少的光量分佈成像於受光元件陣列基板上。

此外，根據X方向的位置而使擴散器27的光線之散射 角度產生變化，即能僅照射光線於受光元件陣列基板29 、上之存在著檢测部7的區域f付近，且能更有效地將來自光 -源的光線照射於受光元件，更能增大檢測光量。因此，能 提升檢測分辨力、檢測精確度等光學式編碼器之特性。 本實施形態雖係具備擴散器27於第丨片刻度板％上 所具備的振幅柵格之面的相反側，但並不限定於此，亦可 設於具有振幅柵格之面上。例如以鉻蒸鑛方式形成振幅拇 格之後，使用樹脂成形技術等而形成擴散器於振幅栅格上 亦可。此外，本實施形態雖係將第丨片刻度板 27作成一體，但，作成不同體亦可。 26和擴散器 此外，本實施形態雖係分別將A面和第2片刻度板28 之間隔、第2片刻度板2 8和受光元件陣列基板2 9之間隔 設作Z ’但並不限定於此。亦即’只要能A面上的光量分 佈能成像於受光元件陣列基板29之條件即可。 此外’在本貫施形離者φ 扣 “田中，雖係將第2片刻度板28 作成牙透型之刻度，但作成及射 F驭夂射型亦可。該情形時，受光 元件陣列基板29係對第2片刻声把 乃幻度板28而配置於第1片刻 317227 31 1267630 .度板26側，理想上係配置於A面上即可。 弟10實施形態 第10圖係表示本發明之第1G實施形態之光學式編碼 為中，第1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板 之圖示，（a)係正面圖，（b)係側面圖。 '第施形態雖具有和上述第9實施形態大致相同的 構成’但擴散益、27和具備振幅柵格的第1片刻度板26的 方向在圖中，係上下相反地配置”亦即配置擴散器U於光 •源側，而配置振幅柵格於第2片刻度板28。即使為如此之 -配置^亦進行和上述第9實施形態相同的動作。 弟10實施形態之光學式編碼器雖亦使用具有複數停 光執之刻度板，但通過第1片或第2片刻度板之某條光軌 的光線，係被抑制射入至和第2片刻度板或受光元件陣列 基板相對應之光執為不同的光執。因此，能抑制檢測誤差 的產生。此外，由於刻度圖案的排列方向和垂直方向係不 •會使光線散射，故能更有效地將來自光源的光線傳達於受 光兀件，且能更為增大檢測光量。此外，藉由擴散器27 能充分降低2次光源之牽連性，而能將光線之間的干擾之 雜訊較少的光量分佈成像於受光元件陣列基板29上。& 此外，根據X方向的位置而使擴散器27的光線之散射 角度產生變化，即能僅照射光線於受光元件陣列基板Μ 上的存在著檢測部7的區域附近，且能更有效地將來自光 源的光線照射於受光元件，更能增大檢測光量。因此，能 提升礆測分辨力、檢測精確度等光學式編碼器之特性。 Μ7227 1267630 ，第11實施形態 第11圖係表示本發明之笛 — 哭 貫施形態之光學式編碼 口口丫 罘1片之刻度板、坌9 u W 一 乐2片刻度板、受光元件陣列基 板之，（a)係正面圖，㈦係側面圖。 第π實施形態雖具有和 μ — Μ . θ 上述乐9貫鈀形態大致相同的 構成，但具備擴散器3 β，1# 一 iT'在形成有振幅栅格之第1片 刻度板26上，僅使光散射於X方向，且其擴散方向传』 X方向的位置而產生變化 上放鳩根據 , 乐Η圖（a)所不，設於箆1 ’片刻度板2 6的右側之擴散哭3 d6 ’係將來自A面上的2攻 、光源之光線朝向圖式左上散射 „ .,. 29上的存在著檢、料光元件陣列基板 入在者祆測。”的*部區*而行it。另-方面，/ 於弟1片刻度板2 6的左側之_ 4 q β 擴放為36，係將來自產生於 二I美:人二源之光線朝向圖式右上散射，並朝向受光元 件陣列基板29上的存在著檢測部7的全部區域而行 擴散器3 6中央，得將夾自Λ^ ^。 ★面上的2次光源之光線朝向圖 上側放射、並朝向受光元件陣列基板36上的存在著檢測 4 7的全部區域而行進。如此之擴散器％係藉由咖 (c⑽puter Generated Hol〇gram)等而實現。 當略平行光1照射於第1片 弟1片刻度板26上之各光執30、 31可，和弟8、9 ' 10實施形態同樣地，在A面上之各2 次光源的光量分饰之中，僅第2片刻度板28上之夂光軌 32、33的柵格圖案傳達之頻率成份，會成像於受光3元件 列基板29上所對應之各受光元件陣列34、35。當第1片 刻度板26和第2片刻度板2δ沿著柵格排列方向:對移動 317227 33 1267630 ，時，受光元件陣列基板29上的影像亦移動，而與兩片刻度 板的相對移動量相關的輸出信號係可藉由受光元件陣列又 29上之各受光元件陣列34、35而獲得。 第11實施形態之光學式編碼器雖使用具有複數條光 執之刻度板，但通過第丨片或第2片刻度板之某條光執的 光線，係被抑制射入至和第2片刻度板或受光元件陣列基 板相對應之光軌為不同的光執。因此，能抑制檢測誤差的 產生。此外，由於刻度圖案的排列方向和垂直方向係不會 ’使光線擴散，故能更有效率地將來自光源的光線傳達於^ -光元件，且旎更為增大檢測光量。此外，藉由擴散器36 旎充分降低2次光源之牽連性，而能將光線之間的干擾之 雑訊較少的光量分佈成像於受光元件陣列基板29上。 此外，根據X方向的位置而使擴散器36的光線之散射 方向產生變化，即能僅照射光線於受光元件陣列基板29 上的存在著檢測部7的區域附近，且能更有效地將來自光 •I源的光線照射於受光元件，更能增大檢測光量。因此，能 提升檢測分辨力、檢測精確度等光學式編碼器之特性。 本實施形態雖將擴散器36設於第1片刻度板26上的 具有振幅柵格之面的相反側，但並不限定於此，亦可設於 具備振幅柵格之面上。此外，本實施形態雖係將第丨片刻 度板2 6和擴散器3 6作成一體，但作成不同體亦可。 此外’本實施形態雖分別將A面和第2片刻度板2 8 之間隔、第2片刻度板2 8和受光元件陣列基板2 9之間隔 設作Z，但並不限定於此。亦即，只要能使a面上的光量 317227 1267630 .分佈成像於受光元件陣列基板29之條件即可。 此外，在本實施形態當中，雖係將第2片刻度板28 作成穿透型之刻度，但作成反射型亦可。該情形時，受光 元件陣列基板29係對第2片刻度板28而配置於第1片刻 度板26侧，理想上係配置於a面上即可。 第12實施形態 第12圖係表示本發明之第12實施形態之光學式編碼 器中’第1片之刻度板、第2片刻度板m件陣列基 ’板之圖示，（a)係正面圖，⑻係側面圖。 •具備圓柱型透鏡37，其係在第1片刻度板26的光源 側僅使光聚光於X方向。更具備擴散器38，其係在相反側 亦即第2片刻度板28側，僅使光散射於χ方向，且其散射 方向、散射角度均不因Χ方向的位置而為固定。圓柱型透 鏡37的焦點位置係設定於受光元件陣列基板附近。 如第12圖（a)所不，略平行光〗雖係經由圓柱型透鏡 參而折射’但第1片刻度板26的右側係朝向圖式左上而 折射’士第1片刻度板26的左側係朝向圖式右上而折射。當 ' 面上右側的2次光源之光線係朝向圖式左 並朝向受光元件陣列基板29上的存在著檢測部·

2射0守，光線係通過振幅栅格而由擴散器38散射。此時， I自產生於A面上女姻9 4、丨> ^ t. 而散射，並朝向受 的全部區 源之光線朝向圖式右上而散射， 29上的存在著檢測部7的全部q 中’來自 2攻# .语今止仏a ^ , 317227 1267630 .又7G兀件陣列基板36上的存在著檢測部7的纟部區域而行 進。此則可達到和第11實施形態相同的功效。 本實施形態係和第8、9、10、U實施形態同樣地，在 面上之各2次光源的光量分佈之中，僅第2片刻度板28 亡之各光執32、33的柵格圖案傳達之頻率成份，會成像於 元件陣列基板29上所對應之各受光元件陣列％、。 田第1片刻度板26和第2片刻度板28沿著栅格排列方向 相對移動時’受光元件陣列基板29上的影像亦移動，而與 兩片刻度板的相對移動量相關的輸出信號係可藉由受光元 件陣列29上之各受光元件陣列34、35而獲得。 第12貝施开^怨之光學式編碼器雖使用具有複數條光 執之刻度板，但通過第1片和第2片刻度板之某條光執的 光線，係被抑制射入至和第2片刻度板或受光元件陣列基 板相對應之光執為不同的光軌。因此，能抑制檢測誤差的 產生。此外，由於刻度圖案的排列方向和垂直方向係不會 •使光線擴散，故㊣更有效率地將來自絲、的光線傳達於受 =兀件且此更為增大檢測光量。此外，藉由擴散器38 能充分降低2次光源之牽連性，而能將光線之間的干擾之 雜訊較少的光量分佈成像於受光元件陣列基板29上。 此外，根據X方向的位置而使擴散器38的光線之散射 方向產生變化，即能僅照射光線於受光元件陣列基板29 上的存在著铋測部7的區域附近，且能更有效地將來自光 源的光線照射於受光元件’更能增大檢測光量。因此，能 提升檢測分辨力、檢測精確度等光學式編碼器之特性。 317227 1267630 .本實施形態雖係將第i片刻度极 37、擴散器38作成—體，但 6和圓柱型透鏡 雖使用圓筒狀的折射透鏡於圓柱同體亦可。此外， 有僅聚光於同—方向的功能之心耳透 但亦可使用具 此外，本實施形態雖係分別 兄 之間隔、帛2月刻度板2δ和受光元和^ 2片刻度板別 設作Ζ’但並不限定於此。亦即 心板29之間隔

分輕勸受?元件陣列基板心牛吏即Τ Α夕，在本貫施形態當中，雖係將 作成穿透型之刻度，但作 片刻度板28 元件陣列基板29係對第2/:/:2=情形時’受光 f板26側，理想上係配置於A面上即可。己置於第1片刻 第1 3實施形態 4第I3圖係表示本發明之第13實施形態之光學式編碼 :圖；^1第2片刻度板、受光元件陣列基板 ，回不# 13貫施形態係使用反射型刻度於第2片刻度板。 U)和（C)係正面圖，（c)所示之形態係再加改良（a)所 不之形態者。（b)係（a)之第！片刻度板附近的放大圖。（们 係（C)之第1片刻度板附近的放大圖。 首先’說明有關（a)和（b)所示之形態。 在第1片刻度板2的光源測具備僅將光折射於χ方向 的稜鏡陣列39’，在相反側的射出側係具備僅將光聚光於χ 方向的圓柱型透鏡陣列3。第丨片刻度板2的圖式上方係 配置反射型刻度板40，而第1片刻度板2的χ方向左側係 317227 1267630 .具借受光元件陣列基板6。 方：各：：光1係由稜鏡陣列39,而折射，並朝向圖式左 =在此’和第1實施形態至第6實施形態同樣地，藉 且陣列3而使各略平行光束僅聚光於X方向， 圓柱型透鏡陣列3的排列週期大致相同的週期， ;產生光量為正弦波狀分佈之2次光源41。之後，自由上 平:光束所產生之2次光源41射出的光線係行進於

^件陣歹m “ ： 4〇反射之後，射入至受光元 件 上述正弦波狀分佈之中，僅具有 的反射型刻度板40傳这之相圭士八 午應九时力月匕 列基板6上。當第i片列戶=會成像於受光元件陣 iA,. 片刻度板2和反射型刻度板40沿著栅 =列方向相對移動時，受光元件陣列基板6上的影像

與Γ鱼刻度板的相對移動量相關的輸出信號係可 产曰由文先兀件陣列6而獲得。 第13貝轭形悲之光學式編碼器中，照射於第1片刻戶 之光線係除了在稜鏡陣列39，和圓柱型透鏡陣们的又 表面之反射與内部的吸收之外，大致能全部 ^照射於受光元件陣列基板6之光量。此外，由於刻二圖曰 木的排列方向和垂直方向係不會使光線擴散，故能更^文 里 由方：此藉由稜鏡陣列39,而控制略平杆井】 的行進方向，故能僅照射光線於受光元件陣列基板29上的 317227 38 1267630 .二者HP 7的區域附近，且能更有效地將來自光源的 ^線照射於受光元件，更能增大檢測光量。因此，能提升 檢測分辨力、檢測精確度等光學式編碼器之特性。 在本實施形態當中，雖使用稜鏡陣列39,但使用 =亦能獲得相同的功效。此外，稜鏡陣列別，之週期雖和 員柱型处鏡陣列3的週期無關，可為任意之值，但2次光 源41的光量分佈係以能形成所期望的分佈之方式而決定 即可。此外，本實施形態雖係將稜鏡陣列39，和苐！片刻 j 2作成版’但作成不同體亦可。此外，本實施形態 使用圓筒狀的折射透鏡於圓柱型透鏡陣列3，但亦可使 用具有僅聚光於同—方向的功能之菲料透鏡陣列。 繼而說明有關（c)和（d)所示之形態。 和（a)、（b)所示之形態同樣地，在第！片刻度板之的 、’源測具備僅將光折射方向的棱鏡陣列⑽，該稜鏡陣 歹J 39仏將略平行光}折射，並區分成朝向圖式左右方向的 固装各平:光束。在此’牙口第1實施形態至第6實施形態 Ζ &地#由圓柱型透鏡陣列3而使各略平行光束僅聚光 ;Χ方向’且具有和圓柱型透鏡陣列3的排列週期大致相 同的週期’並產生光量為正弦波狀分佈之2次光源41、42。 1後’自由上述之2個略平行光束所產生之2次光源Μ、 2射出的光、㈣分骑進於左右方向，且在以反射型刻度 反^反射之後，射入至圖式左右的受光元件陣列基板6。 此日τ’稜鏡陣列39之2種傾斜角係設定受光元件陣列基板 6的受光量能成為最佳之狀態。 3】7227 39 1267630 l正弦波狀分佈之中，僅、 的反射型刻度板40傳達之、卞芯先裔功能 基板6上。-第…Ϊ 成像於受光元件陣列 田弟1片刻度板2和反射型刻度板4〇沿著柵 非列方向相對移動時，受光元件陣列基板6上的影 動’而與兩片刻产j ^ 、亦矛夕 ^ , 度板的相對移動量相關的輸出信號俜可蕤 由受光元件陣列6而獲得。 現知了糟 少 （）所不之形‘％係能獲得和U)、（b)所示之形能

=的=受光元件陣列基板6之每單位面積所： 時的3。t =情形時確實成為 故包含於由/* 、C)、⑷所示之形態係具備對稱性， 差;^之各個受光元件陣列所檢測之信號的誤 I:說是由另-方之受光元件陣列的信號而去1 ^ p )、（d)所示之形態當中，雖係使用稜鏡陣列3q 但即使為單稜鏡’亦能獲得相同的功效。兄陣歹J39’ 第14實施形態

弟14圖係表示木發明夕哲 器中，第以/, 貫施形態之光學式編碼 之圖示。第14實……]度板又先兀件陣列基板 :4貝咖係使用反射型刻度於帛2月刻度板。 ^面圖。⑷、⑷所示之形態係進—步改良⑷、⑻所 不之形態者。 、；所 首先，說明關於（a)、（b)所示之形離。 的第Η實施形態雖具有和上述第13實施形態大致相同 ，乂’但在第1片刻度板2的光源測具備僅將光折射於 317227 40 1267630 ，並非X方向而是γ方向（之左方）的稜鏡陣列43,,而第i 片刻度板2的γ方向左側係具備受光元件陣列基板6。 =平行幻係被稜鏡翻43，㈣，並形成略平行光 由各平光束1^產生之2次光源所射出的光線係行 進祈射的方向，且在反射型刻度板40反射之後，射入至 =先兀件陣列基板6。此時’稜鏡陣歹“3,之傾斜角係設定 ^光元件陣列基板6的受光量能成為最佳之狀態。和第 13貫施形態不同之處係以稜鏡陣列43，而使略平行光 ^‘射之方向。 -上述2次光源的正弦波狀分佈之中，僅具有空間頻率 U器功能較射型刻度才反4〇傳達之頻率成份，會成像於 受光元件陣列基板6上。當第1片刻度板2和反射型刻度 板40沿著柵格排列方向相對移動時’受光元件陣列基板6 像亦私動’而與兩片刻度板的相對移動量相關的輸 出信號係可藉由受光元件陣列6而獲得。 ^ 第14只轭形悲之光學式編碼器中，照射於第1片刻度 板2之光線係除了在稜鏡陣列43，和圓柱型透鏡陣列3的 表面之反射與内部的吸收之外，大致能全部通過，而能增 大照射於受光元件陣列基板6之光量。此外，由於能藉由 稜鏡陣列43,而控制略平行光！的行進方向，故能僅照射 光線於受光元件陣列基板6上的存在著檢測部的區域附 近，而能更有效地將來自光源的光線照射於受光元件，更 月u i曰大松測光里。因此，能提升檢測分辨力、檢測精確度 等光學式編碼器之特性。 317227 41 1267630 ，本實施形態當中，雖❹稜料_，，但即使是 亦能獲得相同的功效。此外，稜鏡陣列43,之週期 圓柱型透鏡陣列3的週期無關，可為任意之值1 ;要決1成2次光源的光量分佈能形錢希望的分一 可。此外，本實施形態雖係將稜鏡陣列43,和第！片刻产 板2作成-體’但，作成不同體亦可。此外 二 =圓筒狀的折射透鏡於圓柱型透鏡陣列3,但亦可 ： 用八有僅聚絲同-方向的功能之菲料透鏡陣列。 繼而說明關於（c)、（d)所示之形態。 和（c)、⑷所示之形態同樣地，在 =此’受光元件陣列基板6係咖 的Υ方向之兩側。亦即，稜鏡陣列43係折射略平行光！2 而分成2個略平行光束。 =由此等之2個略平行光束而產生之m源所射出 ^先相^別彳丁進於折射的方向，且經反射㈣度板利 in射入广(在γ方向區分成2處之)受光元件陣列 基板6。…稜鏡陣列43之傾斜角 基板6的受光量能成為最佳之狀態。 先兀件陣列 上述2次光源的正弦波狀分佈之中，僅具 =器度板4°傳達之頻率成份，二 =兀件陣列基板6上。當第1片刻度板2和反射型刻户 相對移動時’受光元件陣列基板： 上的4亦私動，而與兩片刻度板的相對移動量相關的輪 317227 1267630 出信號係可藉由受光元件陣列6而獲得。 U)、⑷所示之形態係能獲得和⑷ 大致相同的功效。受光元件陣 之^心 朌夕本旦六千糾I板6之母早位面積所接 ⑷之情形時確實成為（b)之情形時的—半。 但由於（O '⑷所示之形態係具備對稱性，故包含於由左 :之：個”兀件陣列所檢測之信號的誤差，亦可說能由 另一方之受光元件陣列的信號予以去除。 在本貫施形態當中’雖係使用稜鏡陣列.但即使 單稜鏡，亦能獲得相同的功效。 ’ 弟1 5實施形態 第15圖係表示本發明之笫1 R _ _、 ^ 知73 &弟貝轭形怨之光學式編碼 口口弟1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板 之圖示。第15實施形態係使用反射型取於第2片刻度板。 (a)_ (b)之任何一個均為正面圖。（b)所示之形態係進 一步改良（a)所示之形態者。 > 首先，說明關於（a)所示之形態。 第15實施形態雖係具有和上述第13實施形態大致相 同的構成，但在第丨片刻度板26具備僅將光折射於X方向 的稜鏡陣列39,、以及振幅柵格。略平行光1係被棱鏡陣 歹J 3 9折射，並开》成朝向圖式左方向之略平行光束。從由 該略平行光束而產生之2次光源所射出的純係行進於折 射的方向（圖式左方向）’且在由反射型刻度板⑼反射之 後射入至叉光元件陣列基板2 9。此時，稜鏡陣列3 9，之 傾斜角係設定受光元件陣列基板29的受光量能成為最佳 317227 1267630 之狀態。 -人光源的正弦波狀分佈之中，僅具 濾光器功能的反射型刻产彳 八二4頻千 ^ * 度板40傳達之頻率成份，會成像於 又先兀件陣列基板29上。當 象於 度板40 π荖編夂mm十人 乃幻度板26和反射型刻 29上的影像亦移動，盥 J 土板 於屮产w 片刻度板的相對移動量相關的 幸别出=唬係可糟由受光元件陣列29而獲得。 弟15實施形態之光學式維 -列太& $ + 士 予 '、，扁馬盎中，由於刻度圖案的排 自=:=向係不會使光線擴散，故能更有效地將來 -自切、的光線傳達於受光元件，且能更為增大檢測光量。 古，纟於能猎由稜鏡陣歹1J 39,而控制略平行光i的 =向，故能僅照射光線於受光元件陣列基fe29上存在 檢測部的區域附近，且能更有效地 ' 碉双也將；自先源的光線照射 ^光元件’更能增大檢測光量。因此，能提升檢測分辨 力、檢測精確度等光學式編碼器之特性。 • 纟本實施形態當中’雖使用稜鏡陣列39，，々即使為 早稜鏡亦能獲得相同的功效。此外，稜鏡陣列⑽，之週期 =係和第1片刻度板26上之振幅栅格的週期無關，可為任 =之值，但只要決定成能使2次光源的光量分佈形成所希 *的分佈即可。此外，本實施形態雖係將稜鏡陣列39，和 第1片刻度板26作成一體，但作成不同體亦可。 “此外，本實施形態雖係藉由棱鏡陣列39，而使略平行 光1折射於X方向，但和第丨4實施形態同樣地，使略平行 光折射於Y方向，並配置受光元件陣列基板29於第丨片刻 317227 44 1267630 ，度板2 6之γ方向附近亦可。此外，在本實施形態當中，雖 配置稜鏡陣列39,於光線射入側，但配置於光線射出側亦 可。此外’在本實施形態當中，雖將稜鏡陣列39,設於第1 片刻度板26所具有的振幅栅格之相反側，但設於同一面亦 可。 繼而說明關於（b)所示之形態。 和（a)所示之形態同樣地，在第丨片刻度板26係具備 僅將光折射於X方向的稜鏡陣列39和振幅栅格。該稜鏡陣 列39係折射略平行光卜並區分成朝向圖示左右方向的2 :略平仃光束。從由此等之2個略平行光束而產生之各2 次光源所射出的光線係分別行進於折射的方向（圖式左右 方向），且在由反射型刻度板4〇反射之後，射入至圖式左 右之受光元件陣列基板29 .此時，稜鏡陣列⑽之傾斜角 定受光元件陣列基板29白勺受光量能成為最佳之狀態。 亡=次光源的正弦波狀分佈之中，僅具有空間頻率 I愿九為功能的反射型刻产 受光元件陣列基板29二第广會成像於 度板40沿著栅林挑w 刻度板26和反射型刻 29上㈣： 向相對移動時，受光元件陣列基板 zy上的影像亦移動， - 又先兀件陣列基板2Θ而獲得。 功二態係能取得和⑷所示之形態大致相同的 力久又先几件陣列基板29之夂口口 7 ^ 在㈦之情形時確實成為母早立面，^ 所示之形態係具備物，：一的一半。但由於⑻ 故包含於由左右之各個受光元 317227 45 1267630 .件陣列所檢測之信號的誤差 件陣列的信號予以去除。 亦可說能由另一方之受光元 在（b)所示之形能者由 .^ 心田中’雖使用稜鏡陣列39，但即使 早㈣亦能獲得相同的功效。此外，雖係藉由棱鏡陣列 而使各平仃光i折射於x方向，但和第14實施形態同 也忮各平仃光折射於Y方向，並配置受光元件陣列基 於第1片刻度板26之γ方向附近亦可。 第16實施形態

弟16圖係表示本發明之第16實施形態之光學式編碼 益之中，第1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基 板之圖示。（a)係正面圖，（b)係侧面圖。 述折射。 、在第2實施形態當中，雖將第丨片刻度板2上之圓柱 透1¾陣歹ij 3作成&透鏡陣列，但在本實施开）態係配置形 成凹透鏡陣列之圓柱型透鏡陣列44。實際上，雖係在圓柱 f透鏡陣列44和第1片刻度板2之交界，使光線在和配置 (第1片刻度板2之圓柱型透鏡陣列44之面相反側之面折 射，但由於係模式性地記述實施形態，故第16圖係省略上 第16實施形態和上述第2實施形態相同，雖產生具有 正弦波狀分佈之2次光源，但由於圓柱型透鏡陣列44係凹 透鏡陣列，故2次光源係假想性地產生於第1片刻度板2 之光線射入側的A面上。 上述正弦波狀分佈之中，僅具有空間頻率遽光器功能 的第2片刻度板4傳達之頻率成份，會成像於受光元件陣 317227 46 1267630 •列基板6上。當第i片刻度板2和第2片刻度板4沿著栅 格排列方向相對移動時，受光元件陣列基板6上的影像亦 移動，而與兩片刻度板的相對移動量相關的輸出信號係可 藉由受光元件陣列6而獲得。 第16實施形態之光學式編碼器中，照射於第）片刻度 板2的光線係除了在第1片刻度板2和圓柱型透鏡陣列^ 的表面之反射與内部的吸收之外，大致均能全部通過，而 能使照射於受光元件㈣基板6的光量變大。此外，由於 、刻度圖案的排列方向和垂直方向係不會使光線擴散，故能 更有效地將來自A源的光線傳達於受光元件，且能更為增 大檢測光量。因此，能提升檢測分辨力、檢測精確度等^ 學式編碼器之特性。 此外，由於能產生具有正弦波狀分佈的2次光源於第 1片刻度板2的光線射入側，故能增加設計自由度。 …本實施形態雖係分別將A面和第2片刻度板又4之間 隔、第2片刻度板4和受光元件陣列基板6之間隔設作z， 且刀=將第1片刻度板2上之圓柱型透鏡陣列44的排列週 期、第2片刻度板4上的拇格週期、以及受光元件陣列基 板6上的受光部7的排列週期設作P，但並不限定於此。 要能使第i圖（〇所示之4面上的光量分佈能成像 於叉光元件陣列基板6之條件即可。 刑、香^外，本實施形態雖係使用圓筒狀的折射透鏡於圓柱 陣列44’但使用具有僅聚光於同—方向的功能之菲 …鏡陣列亦可。或使用具有和圓柱型透鏡陣列44相同 317227 47 1267630 .的排列週期之2等邊三角形之稜鏡陣列，亦能獲得相同的 功效。此外，在本實施形態當中，雖係將第2片刻度板4 作成穿透型之刻度，但作成反射型亦可。該情形時，受光 元件陣列基板6係對第2片刻度板4配置於第1片刻度板 2侧，理想上係配置於a面上即可。 第17實施形態 第17圖係表示本發明之第17實施形態之光學式編碼 _器中，第1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板 之圖示。在第17貫施形態係使用反射型刻度於第2片刻度 -板。 第17圖係具備圓柱型透鏡陣列45在第j片刻度板2 上僅使光聚光於X方向。在第丨片刻度板2的光線射出側 係配置反射型刻度板40,而在第丨片刻度板2的χ方向附 近的Α面上係配置受光元件陣列基板6。 圓柱型透鏡陣列45的各透鏡焦點位置係存在於折射 麵||於圖式右方向的射入光線在A面上所交叉的位置，並具有 和圓柱型透鏡陣列45的排列週期大致相同的週期。在此等 之透鏡焦點位置產生光量為正弦波狀分佈之2次光源。、 自上述2次光源所射出的光線係行進於圖式右方向， 且在由反射型刻度板40反射之後，射入至受光元件陣列基 板6。此時，圓柱型透鏡陣列45之光線行進方向（虛線箭土 碩）之傾斜度係設定成受光元件陣列基板6能成為最佳之 狀態。 上述正弦波狀分佈之中，僅具有空間頻率濾光器功能 317227 1267630 ，的反射型刻度板40傳達之頻率成份，*成像於受光元件陣 列基成6上§ f 1片刻度板2和反射型刻度板μ沿著樹 格排列方向相對移動時，受％元件陣列基板6±㈣㈣ ^動6而?兩片刻度板的相對移動量相關的輸出信號係可 藉由受光元件陣列6而獲得。 第1 7戶' 轭形悲之光學式編碼器中，照射於第1片刻度 板2的光線係除了在圓柱型透鏡陣列&的表面之反射與内 /的吸收之外’大致均能全部通過’而能使照射於受光元 •件陣列基板6的光量變大。此外，由於刻度圖案的排列方 向和垂直方向係不會使光線擴散，故能更有效地將來自光 源的光線傳達於受光元m更為增大m量。此外， 由於能藉由圓柱型透鏡陣列45的形狀來控制光線行進方 向，故能僅照射光線於受光元件陣列基板6 測部之區域附近，且能f右绮从监十ώ , 子在者才欢 . 且此更有效地將來自光源的光線照射於 =先兀件’進而能增大檢測光量。因此，能提升檢測分辨 #、檢測精確度等光學式編碼器之特性。 本實施形態雖將Α面和反射型刻度板4〇之間隔 型刻度板4G和受光元件陣列基板6之間隔作成相等，且 弟1片刻度板2上之圓柱型透鏡陣歹“5的排列週期 型刻度板40上的栅格週期、以及受光元件陣列 受光元件的排列週期作成相等，但並不限定於二6:的 只要能使第職)所示之“上的光量分佈成像 元 件陣列基板β之條件即可。 此外，本實施形態雖係使用圓筒狀的折射透鏡於圓桎 317227 49 1267630 .型透鏡^列45,但使用具有僅聚光於同一方向的功能之菲 &耳透叙陣列亦可。或使用具有和圓柱型透鏡陣列π相同 的排列週期之三角形之稜鏡陣列亦能獲得相同的功效。 第18實施形態 第18圖係表示本發明之第18實施形態之光學式編碼 器中，第1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板 之正面圖示。第1 8貫施形態係使用反射型刻度於第1片刻 度板。 •帛18圖係具備凹型圓柱型反射鏡陣列（c〇nvex -cylindrical mirror array)47 在第丨片刻度板 2 上，僅 使，聚光於X方向。第！片刻度板2的光線射出侧係配置 有第2片刻度板4 ’更具備受光元件陣列基板6於光線行 進方向側。射入光之略平行光丨係自設於第2片刻度板4 之光學窗46而射入。 略平行光1係在通過光學窗46之後，照射凹型圓柱型 反射鏡陣列47。各凹面反射鏡之焦點位置A面上具有和凹 型圓柱型反射鏡陣列4 7的排列週期大致相同的週期，並產 生光量為正弦波狀分佈之2次光源。 自上述2次光源射出的光線係行進於圖式左下方向， 且在通過第2片刻度板4之後，射入至受光元件陣列基板 6 °此時，凹型圓柱型反射鏡陣列47的焦點距離、來自凹 型圓枝型反射鏡陣列47之反射光線行進方向（虛線箭頭） 之傾斜度，係設定成照射於凹型圓柱型反射鏡陣列47的大 致全部的光線能行進於受光元件陣列基板6上之狀態。 317227 50 1267630 的第皮狀t佈之中，僅具有空間頻率遽光器功能 丨其^又反4么達之頻率成份，會成像於受光元件陣 列基板6上。各筮]Η別由』 又尤兀仟丨早 ” Μ ΜI 和第2 U度板4沿著栅 =歹〗方向相對移動時，受光元件陣列基板 私動，而與兩片刻度板的相對 h似 藉㈣光元件陣列6而獲得α動里相關的輪出信號係可 弟18貫施形態之光學式編碼器 板2上的光線係除了凹型 $ 1片刻度 r射之外，大致^正^ 陣列47的吸收與散 省6的光旦反射，且能使照射於受光元件陣列基 方向在里 此外’由於刻度圖案的排列方向和垂直 傳達於：：使光線擴散’故能更有效地將來自光源的光線 件’且能更為增大檢測光量。因此，能提升 /、刀：力、檢測精確度等光學式編碼器之特性。 4之ft卩弟1圖所示之形態中，雖係將Α面和第2片刻度板 ，作成U且=板4和受光咐 4? ,, 4t 、、片刻度板2上之凹型圓柱型反射鏡陣 一杜/ 1列週期、第2片刻度板4的柵格週期、以及受光 =陣㈣板6上的受光元件7的排列週期作成相等，但 呈右疋於此亦即，只要能使A面上的光量分佈成像為 ς/受光元件7的排列週期相同的週期之 受 件陣列基板6之條件即可。 於二柱===_筒狀的凹面反射鏡陣列 向 处一射叙陣列47，但，使用具有僅聚光於X方 °、力月匕之菲〆里耳透鏡構造之反射鏡陣列或反射型繞射光 317227 51 1267630 • π兀件IV財可。或使用具有和凹型圓柱型反射鏡陣列^ 同的4歹Μ期之二角形之反射鏡陣列亦能獲得相同的功 效。 处此外，帛18圖雖記載了光學窗46,但即使無此而亦 月匕進行相同的動作。 第1 9實施形態 哭第1\圖係表示本發明之第19實施形態之光學式編碼 态之中’ f 1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基 ^板之正面圖示。 與—在$ 18實施形態當中’雖係將f】片刻度板2上之光 :元件陣列作成凹型圓柱型反射鏡陣列π，但在本實施形 恶係配置凸型圓柱型反射鏡陣列48。 本實施形態雖係和上述第18實施形態同樣地，產生具 有正弦波狀分佈之2次光源，但由於圓柱型反射鏡陣列係 凸型，故2次光源係假想性地產生於和第i片刻度板2的 #光線射入側為相反侧（第19圖之上側）的a面上。 此％，凸型圓柱型反射鏡陣列48的焦點距離、來自凸 里圓柱型反射鏡陣列48《反射光線行進方向（虛線箭頭） 之傾斜度，係設定成照射於凸型圓柱型反射鏡陣列48的大 致全部的光線能行進於受光元件陣列基板6上之狀態。 ^上述正弦波狀分佈之中，僅具有空間頻率濾光器功能 勺第2片刻度板4傳達之頻率成份，會成像於受光元件陣 列基板6上。當第i片刻度板2和第2片刻度板4沿著拇 柁排列方向相對移動時，受光元件陣列基板6上的影像亦 317227 1267630 .移動，而與兩片刻度板的相對移動量拇關的輸 藉由受光元件陣列6而獲得。 弟19實施形態之光學式編碼器中，照射於第^片刻度 ,2上的光線係除了在凸型圓柱型反射鏡陣列“的吸收二 放射之外，大致均能正反射，而能使照射於受光元件陣列 基板6的光量變大。此外，由於刻度圖案的排列方向和垂 直方向係不會使光線擴散，故能更有效地將來自光源的光 _線t達於受光元件，且能更為增大檢測光量。因此，能提 升檢測分辨力、檢測精確度等光學式編碼器之特性。 在f 圖所示之形態當中，雖將A面和第2片刻度板 之間卩=、弟2片刻度板4和受光元件陣列基板6之間隔 作成相寺，且將第1片刻度板2上之凸型圓柱型反射鏡陣 8的排列週期、第2片刻度板4的栅格週期、以及受光 ，件陣列基板6上的受光元件7的排列週期作成相等，但 且:限:方:此。亦即’只要能使A面上的光量分佈成像為 和叉光兀件7的排列週期相同的週期之影像於受光元 件陣列基板6之條件即可。 此外’本貫施形態雖使用圓筒狀的凹面反射鏡陣列於 柱，反射鏡陣列48，但，使用具有僅聚光於X方向 ^匕之菲/土耳透鏡構造之反射鏡陣列或反射型繞射光學 元件陳列亦可 、 一 。或使用具有和凸型圓柱型反射鏡陣列48 同的排列週期之三角形之反射鏡陣列亦能獲得相同的功 效。 丨 第丨9圖雖記載了光學窗46，但即使無此而亦 317227 1267630 能進行相同的動作。 弟2 0貫施形態 第20圖係表示本發明之第20實施形態之光學式編碼 器之中，透鏡、第】片刻度板、帛2月刻度板、受光元件 陣列基板之正面圖示。本實施形態係使用反射型刻度於第 1片刻度板。 本貝轭形恕之光學式編碼器，雖進行和上述第〗8實施 形態相同的動作，但具備透鏡49，以使自光源^所射出 '的光線略平行於光學窗46上。 自光源11所射出的光線雖藉由透鏡49形成略平行光 1，但由於光源11的射出絲和透鏡49的巾心轴係被計則 性的偏移，故略平行幻係行進於圖示左上方向，並照射 凹型圓柱型反射鏡陣列47。各凹面反射鏡之焦點位置^面 上係^有和凹型圓柱型反射鏡陣列4了的排列週期大致相 同的週期’並產生光量為正弦波狀分佈之2次光源。 功二t弦波狀光量分佈之中，僅具有空間頻率滤光器 件：列二度板4傳達之頻率成份，會成像於受光元 著柵格二反6上。當第1片刻度板2和第2片刻度板4沿 列方向相對移動時，受光元件陣列基板6上的影 與:Γ度板的相對移動量相關的輸出信號 稭由又光兀件陣列6而獲得。 2上白trrrf之光學式編碼器中’照射於第1片刻度板 射之，線係除：在凹型圓柱型反射鏡陣列47的吸收與散 ’ ’致均能正反射，而能使照射於受光元件陣列基 317227 !267630 板6的光呈反大。此外，由於刻度圖案的排列方向和垂直 方向係不會使光線擴散，故能更有效地將來自光源的光線 傳達於受光兀件，且能更為增大檢測光量。因此，能提升 檢測分辨力、檢測精確度等光學式編碼器之特性。 此外，由於透鏡49和光學窗46係一體成形，故能使 光源、透鏡部份薄型化。此外，能減少零件數量，且能減 低製作成本。

第20圖所不之形態雖係配置透鏡49於光學窗46上的 光源11側，但即使配置於第i片刻度板2側（圖示上侧）， 亦能取得相同的功效。 此外，本實施形態雖係使用平凸透鏡於透鏡“，但具 有相同的功能之菲涅耳透鏡或繞射柵格型透鏡亦可。 第21實施形態 哭第21圖係表示本發明之第21實施形態之光學式編碼 。。之中，第1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基 0板之圖不。第21實施形態係使用反射型刻度於第i片刻度 板。（a)係正面圖，（b)係側面圖。 3第21貫施形態雖係具有和上述第18實施形態大致相 ;、構成仁略平行光1係對第1片刻度板2並非傾向於 方向而射入，而是傾向於γ方向而射入。 和第18實施形態同樣地，在凹型圓柱型反射鏡陣列 =的焦點位置A面上產生光量為正弦波狀分佈之2次光 源。自該2次光源射出的光線係行進於第21圖（b)的左下 方向，當在通過第2片刻度板4之後，射入至受光元件陣 317227 55 1267630 列基板6。此時，凹型圓柱型反射鏡陣列47的焦點距離、 $自凹型圓柱型反射鏡陣列47之反射光線行進方向（虛線 則頭）之傾斜度、第2片刻度板4和受光元件陣列基板6 勺X\平面上之位置，係設定成照射於凹型圓柱型反射鏡陣 歹J 4 7的大致全部的光線能行進於受光元件陣列基板6上之 狀態。 &上述正弦波狀光量分佈之中，僅具有空間頻率濾光器 力月b的第2片刻度板4傳達之頻率成份，會成像於受光元 ，陣列基板6上。當第【片刻度板2和第2片刻度板4沿 者栅格排列方向相對移動時，受光元件陣列基板6上的影 象亦矛夕動，而與兩片刻度板的相對移動量相 係可藉由受光元件陣列6而獲得。 波 第21實施形態之光學式編碼器中，照射於第丨片刻度 板2上的光線係除了凹型圓柱型反射鏡陣列〇的吸收或^ 射之外，大致均能正反射，而能使照射於受光元件陣列基 < 6的光量變大。此外，由於刻度圖案的排列方向和垂= 值=係不會使光線擴散’故能更有效地將來自光源的光線 傳達於受光元件，且能更為增大檢測光量。因此， 檢測分辨力、檢測精確度等光學式編碼器之特性。 於實施形態中略平行光！雖對第u刻度板2傾向 '方向而射入，而第18實施形態則傾向於χ方向 入^並不限定於此，使傾向於χ、γ兩方向㈣。 疋此使受光兀件陣列基板6的受光量成為最佳之狀能。又 3]7227 56 1267630 •第22實施形態 第22圖係表示本發明之第22實施形態之光學式編碼 器之中，第1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基 板之正面圖。第22實施形態係使用反射型刻度於第1片刻 度板。（a)係正面圖，（b)係（a)的第1片刻度板附近的放大 圖0 第22圖係在第1片刻度板2上具備僅將光聚光於χ 方向之圓柱型透鏡陣列50和反射體51。第1片刻度板2 的光線射出側係配置有第2片刻度板4，此外在光線行進 方向側具備受光元件陣列基板6。射入光之略平行光1係 自设於第2片刻度板4之光學窗46射入。 略平行光1係在通過光學窗46之後，照射圓柱型透鏡 陣列50。被照射之光線係藉由各圓柱型透鏡陣列而集束， 並由反射體51予以反射，且再度使用圓柱型透鏡陣列、而集 束，並朝向第2片刻度板4。在焦點位置Α面上係具有^ 丨圓柱型透鏡陣列5 0的排列週期大致相同的週期，並產生光 量為正弦波狀分佈之2次光源。 自上述2次光源所射出的光線係行進於圖示左下方 二’當在通過第2片刻度板4之後，射入至受光： 基板6。此時，圓柱型透鏡陣列5 〇的焦點距離、 型透鏡陣列50之反射域行進方向（虛線箭頭）之傾斜貝 設定成照射於圓柱型透鏡陣列5〇的大致全部的 月b仃進於受光元件陣列基板β上之狀態。，a 上述正弦波狀光量分佈之中，僅具有空間頻率濾、光器 317227 57 1267630 .件二:2片刻度板4傳達之頻率成份’會成像於受光元 件陣列基板6上。者楚1 μ ώ 田乐1片刻度板2和第2片刻度板4沿 =排列方向相對移動時，受光元件陣列基板6上的影 :士::而與兩片刻度板的相對移動量相關的輸出信號 ，丁、可錯由X光兀件陣列6而獲得。 第22 f施形態之光學式編碼器中’照射於第工片刻产 Ϊ2Γ線絲了圓㈣透鏡陣列5G、反射體51的吸 卜、之外，大致全部能行進於受光元件陣列基板6 於而能使照射於受光元件陣列基板6的光量變大。此外， 故二t Ϊ圖案的排列方向和垂直方向係不會使光線擴散， 月、有效地將來自光源的光線傳達於受光元件，且能更 等先量。因此’能提升檢測分辨力、檢測精確度 寺先學式編碼器之特性。 n4此外，本實施形態雖係使關筒狀之折射透鏡陣列於 透鏡陣列5G，但使用具有僅聚光於X方向的功能之 ►非涅耳透鏡陣列或穿透型繞射光學元件陣列亦可。 第23實施形態 哭夕Ϊ 係表示本發日狀第23實施形態之光學式編碼 弟1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基 反之正面圖。第23實施形態係使用反射型刻度於第1 度板。 … '本實剌態雖係具有和第18實施形態大致相同的構 成仁在第2片刻度板52上並未具備振幅柵格’而係具備 具有矩形截面之相位栅格53。在相位栅格中，若適當地設 317227 58 1267630 疋排列週期、，各刻度板間隔時，則亦具備1 目同之光學傳達函數_)之空間頻率&㈣二 月匕。本貫施形態之情形時，相位栅格53之排列週期係 和凹型圓柱型反射鏡陣列47之排列週期、受光、：夷 板6上的受光元件7之排列週期相同的卜此外，且^土 係作成滿足下式之值。 ’、又差d 〔數學式2〕

2(« -1) n係相位栅 上式中，a係自光源所射出之先線的波長 格53的折射率。 ⑽晋::，柱型反射鏡陣列打 =置A面和弟2片刻度板52之間隔z卜第2片刻 陣列基板6之間隔Z2係相等，並具有記載 於刖述（數學式1)之值。 • 在凹型圓柱型反射鏡陣列47的焦點位置A面上 =2光量分佈之中’僅具有空間頻率滅光器功能的 ^ 〆X才反52傳達之頻率成份，會成像於受光元件陣列 土板6上。當第1片刻度板2和第2片刻度板52沿著栅格 排列方向相對移動時，受光元件陣列基板6上的影像亦移 動Λ而契兩片刻度板的相對移動量相關的輸出信號係可藉 由受光元件陣列基板6而獲得。 第23實施形態之光學式編碼器之中，照射於第1片刻 度板2的光、Μ、除了凹型圓柱型反射鏡陣列α之吸收或散 317227 59 1267630 •射之外，大致均能全部正反射，而能使照射於受光元件陣 列基板6的光量變大。此外，由於刻度圖案的排列方向和 垂直方向係不會使光線擴散，故能更有效地將來自光源的 光線傳達於受光元件，且能更為增大檢测光量。此外，由 方、在第2片刻度板5 2並非具有遮光部之振幅柵格，而係具 備相位柵格53，故除了材料之吸收與散射之外，大致均能 透過全部的光線，而能增大檢測光量。例如，相較於第厂 隨片刻度板、第2片刻度板均使用工作比5〇%之振幅拇格的 情形，則能期待大約4倍之檢測光量。因此，能提升檢測 -分辨力、檢測精確度等光學式編碼器之特性。 本實施形態雖係將A面和第2片刻度板52之間隔、第 2片刻度板52和受光元件陣列基板6之間隔作成相等，且 將凹型圓柱型反射鏡陣列47的排列週期、相位柵格Μ的 排列週期、以及受光元件陣列基板6上的受光元件7的排 列週期作成相等，但並不限定於此。亦即，只要能使a面 #的光量分佈成像於受光元件陣列基板6上的條件即可。 此外，本實施形態雖係使用具有矩形截面之矩形相位 栅格於相位柵格53,但並不限定於此，只要是具有正弦波 2截面之正弦波相位柵格等，能使A面上的光量分佈成像 方；受光元件陣列基板6上的條件即可。 【圖式簡單說明】 弟1圖係表示本發明之繁1廢· 中， 圖示 μ， ^ 1叙光學式編碼器 片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板之 ，U)係正面圖，（b)係側面圖，（c)係Α面上之^量分 317227 60 1267630 佈。 第 中，第 圖示， 第 中，第 圖示， 第 中，第 圖示， 第 中，第 圖示， 第 中，第 圖示， 第 中，第 圖示， 第 中，第 圖示， 第 中，第 j圖係表示本發明之f 2實施形態之光學式編碼器 ，二J度板第2片刻度板、受光元件陣列基板之 U)係正面圓，（b)係側面圖。 ;圖係表示本發明之第3實施形態之光學式編碼器 片’度板 ' 第2 >^彳度板、受光元件陣列基板之 U)係正面圖，（b)係側面圖。 圖‘表7F本U之第4實施形態之光學式編碼器 =刻度板第2 >;刻度板、受光元件陣列基板之 U)係正面圖，（b)係側面圖。 ^圖係表示本發明之第5實施形態之光學式編碼器 片刻度板、第2 >}刻度板、受光元料列基板之 係正面圖，Μ)係側面圖。 1圖係表不本發明之第6實施形態之光學式編碼器 片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板之 U)係正面圖，（七）係侧面圖。 :圖係表示本發明之第7實施形態之光學式編碼器 片刻度板第2片刻度板、受光元件陣列基板之 (a)係正面圖，（b)係側面圖。 8圖係表示本發明之第8實施形態之光學式編碼器 1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板之 (a)係正面圖，（b)係側面圖。 9圖係表不本發明之第9實施形態之光學式編碼器 1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板之 317227 61 1267630 圖示， 第 器中， 之圖示 第 器中， 之圖示 第 器中， 之圖示 第 器中， 之圖示 第 器中， k之圖示 第 器中， 之圖示 第 器中， 之圖示 第 器中， (a)係正面圖，（b)係側面圖。 二圖係表示本發明之第]◦實施形態之光學式編碼 ，（W度板、弟2片刻度板、受光元件陣列基板 (a)係正面圖，（b)係側面圖。 ^ ^係表示本發明之第11實施形態之光學式編碼 ，刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板

Qa)係正面圖，（b)係側面圖。 =圖係μ本發明之第12實施料之光學式編碼 弟1片刻度板、第2片刻度板、受光元件暢 U)係正面圖，(b)係側面圖。 =圖係表示本發明之第丨3實施形態之光學式編碼 。片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板 第圖係表不本發明4帛14實施形態之光學式編碼 。1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板 ^圖係表示本發明之第15實施形態之光學式編碼 片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板 0 Μ圖係表不本發明之第丨6實施形態之光學式編碼 弟1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板 ，係正面圖，_^ 圖係表示本發明之第17實施形態之光學式編碼 片幻二板、第2片刻度板、受光元件陣列基板 317227 62 1267630 之圖示。 弟^8圖係表示本發明之第μ實施形態之光學式編碼 &中’第1片刻度板、帛2片刻度板、受光元件陣列基板 之正面圖。 。第=圖係表示本發明之第19實施形態之光學式編碼 器中’第1片刻度板、帛2片刻度板、受光元件陣列基板 之正面圖。 。。第、2 G圖係表示本發明之第」q實施形態之光學式編碼 。。中透鏡第1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣 列基板之正面圖。 哭第f1圖係表示本發明之第21實施形態之光學式編碼 :第1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板 之圖:，（a)係正面圖，（b)係側面圖。 =2圖係表示本發明之第22實施形態之光學式編碼

王1片刻度板、第2片刻度板、受光元件陣列基板 丨之^正面圖c 器中乐Γ圖係表示本發明之第2 3實施形態之光學式編碼 之正而=1片刻度板、帛2片刻度板、受光元件陣列基板 圖弟24圖係習知技術之光學式編碼器之概略性的構成 r U)係正面圖，（b)係側面圖。 【主要元件符號說明】 ί ^平行光 2 第以刻度板 杜型透鏡㈣ 4 第2片刻度板 317227 63 1267630 5 6 矩形開口 第3片刻度板（受光元件陣列基板） 7 受光元件（受光部） 8、9 擴散器 10 稜鏡陣列 11 光源 12 透鏡 13 繞射光學元件陣列 14 光源 16 圓柱型透鏡 17 第1片刻度板 18 第2片刻度板 19 第3片刻度板（受光元件陣列基板） • 20、21(第1片刻度板之）光轨 -22、23(第2片刻度板之）光轨 24、25(第3片刻度板之）光軌 2 6 第1片刻度板 27 擴散器 28 第2片刻度板 29 第3片刻度板（受光元件陣列基板） 30、31(第1片刻度板之）光軌 2、33(第2片刻度板之）光軌 34、 35(第3片刻度板之）光軌 36 擴散器 37 圓柱型透鏡 38 擴散器 39 、 39, 透鏡陣列 40 反射型刻度板 43 、 43, 透鏡陣列 44 圓柱型透鏡陣列 45 圓柱型透鏡陣列 46 光學窗 47 凹型圓柱型反射鏡陣列 48 Λ型圓柱型反射鏡陣列 317227 64 1267630 49 透鏡 50 圓柱型透鏡陣列 51 反射體 52 弟2片刻度板 53 相位栅格

65 317227

Claims (1)

1267630 •十、申請專利範圍： 1 ·——種光學式編碼器，係測定第丨和第2刻度板的相對浐 動距離者，其特徵為此光學式編碼器含有： 夕 光源； 透鏡’係將來自光源的光變換成略平行； 第1刻度板，係具備將來自經過透鏡之光源的光向 預疋的週期方向予以聚光或發散，並產生週期性的光4 分佈之光學元件陣列； 里 ’第2刻度板，㈣來自第丨刻度板的光進行週期性 空間調變； 弟3刻度板，係具有使來自第2刻度板的光通過之 開口 ·，以及 受光元件，係接受來自第3刻度板的光。 2·如申請專利範圍第}項之光學式編碼器，其中， 上述光學το件陣列係將光向上述週期方向予以聚 •I 光或發散之圓柱型透鏡陣列。 3·如申請專利範圍帛！項之光學式編碼器，其中， 上述光學兀件陣列係將光向上述週期方向予以聚 光或發散之圓柱型反射鏡陣列。 4. 如申請專利範圍第]項之光學式編碼器，其中， 上述光學元件陣列係設於第}刻度板的光線射入 側，並於相反側具備使光向上述週期方向散射之擴散 器。 5. 如申請專利範圍第4項之光學式編碼器，其_， 317227 66 1267630 方向的位置 擴散益之光散射角度係根據上述週期 叫變4匕〇 6·如申凊專利範圍第4項之光學式編碼器，其中， 擴散器之光散射方向係根據上述週期方向的位置 而變化。 7.如申w專利範圍第1項之光學式編碼器，其中， 在具備上述光學元件陣列之第1刻度板上的面之 相反側，具備使光向一軸方向折射之稜鏡。 δ·如申請專利範圍第7項之光學式編碼器，其中， 、上述光學元件陣列係設於第丨刻度棱的光線射入 侧’亚於相反側具備稜鏡陣列，係使光向上述週期方向 折射且其折射方向係根據上述週斯方向的位置而變 化。

如申w專利範圍第1項之光學式編碼器，其中， ^具備將來自上述光源的光變換成略平行的透鏡於 第1刻度板的光線射入側，而在其相反侧具備上述光學 元件陣歹,J 〇 一種光學式編碼器，係測定第丨和第2刻度板的相對移 動距離者，其特徵為該光學式編碼器含有： 光源； 圓柱型透鏡，係將來自光源的光向預定的週期方向 和垂直方向予以聚光，並使平行光化； 第1刻度板，係將來自經過圓柱型透鏡之光源的光 在上述週期方向，變換成週期性的光量分佈； 317227 67 1267630 • 第2刻度板，係將來自第丨刻度板的光進行週期性 空間調變； 第3刻度板，係具有使來自第2刻度板的光通過之 開口，以及 叉光元件，係接受來自第3刻度板的光。 11. 一種光學式編碼器，係測定第i和第2刻度板的相對移 動距離者，其特徵為該光學式編碼器含有： 光源； 讚" 透鏡，係將來自光源的光變換成略平行； 第1刻度板’係具備將來自經過透鏡之光源的光變 換成週期性的光量分佈之振幅柵格、以及使光向一軸方 向散射或折射之光學元件； 第2刻度板’係將來自第i刻度板的光進行週期性 空間調變； 第3刻度板’係具有使來自第2刻度板的光通過之 開口；以及 叉先兀件，係接受來自第3刻度板的光。 12·如申請專利範圍第u項之光學式編碼器，其中， 上述光學元件陣列係使光向上述週期方向散射之 擴散器。 13.如申請專利範圍第12項之光學式編碼器，其中， 擴散器之散射角度係根據上述週期方向的位置而 變化。 H.如申請專利範圍第12項之光學式編碼器，其中， 317227 68 1267630 擴散器之散射方向係根據上述週期方向的位置 變化。 15.如申請專利範圍第12項之光學式編碼器，其中， 上述擴散器係設於第1刻度板的光線射出側，且在 相反側具備使光向上述週期方向聚光之圓柱型透鏡。 6·如申請專利範圍帛Π項之光學式編碼器，其中， 上述光學元件係使光向一軸方向折射之稜鏡。 Φ 69 317227