JPH0481612A - 光学式エンコーダの目盛板及びこの目盛板を用いた光学式エンコーダ - Google Patents
光学式エンコーダの目盛板及びこの目盛板を用いた光学式エンコーダInfo
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- JPH0481612A JPH0481612A JP19479090A JP19479090A JPH0481612A JP H0481612 A JPH0481612 A JP H0481612A JP 19479090 A JP19479090 A JP 19479090A JP 19479090 A JP19479090 A JP 19479090A JP H0481612 A JPH0481612 A JP H0481612A
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 20
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- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 2
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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
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は光学式エンコーダの目盛板およびこの目盛板を
用いた光学式エンコーダに関する。
用いた光学式エンコーダに関する。
（従来の技術）
レーザ光源を用いたエンコーダは、第３図に示すように
、透明板の表面に一定ピッチの凹凸が連続して形成され
た目盛板ａを用い、これをレーザｂの前方を横切ってス
ライドすることかできるように配置し、この目盛板ａを
透過することによって形成された１次回折光Ｃ＋ Ｃ
２をミラーｄ、 ｄ２とハーフミラ−ｅとによって
干渉させ、この干渉光ｆを受光素子ｇで受光し、その出
力パルスをカウンタｈでカウントするように構成されて
いる。
、透明板の表面に一定ピッチの凹凸が連続して形成され
た目盛板ａを用い、これをレーザｂの前方を横切ってス
ライドすることかできるように配置し、この目盛板ａを
透過することによって形成された１次回折光Ｃ＋ Ｃ
２をミラーｄ、 ｄ２とハーフミラ−ｅとによって
干渉させ、この干渉光ｆを受光素子ｇで受光し、その出
力パルスをカウンタｈでカウントするように構成されて
いる。
この構成によれば、目盛板ａの目盛数の２倍のパルスが
得られ、目盛板ａに連結した被測定物（図示しない）の
移動量を精度よく測定することができる。
得られ、目盛板ａに連結した被測定物（図示しない）の
移動量を精度よく測定することができる。
（発明が解決しようとする課題）
上述した従来のエンコーダにおいて、分解能を更に上げ
てゆくには、３次回折光、５次回折光等高次回折光を使
用することが考えられる。
てゆくには、３次回折光、５次回折光等高次回折光を使
用することが考えられる。
しかしながら、高次回折光は１次回折光に比べて光量が
小さいため、ノイズを拾い易く、高精度の測定を行なう
ことができない。
小さいため、ノイズを拾い易く、高精度の測定を行なう
ことができない。
本発明は、従来のこのような課題を解決することをその
目的とするものである。
目的とするものである。
（課題を解決するだめの手段）
上記の目的を達成するために、本発明の光学式エンコー
ダの目盛板及び、この目盛板を用いた光学式エンコーダ
は、次のように構成されている。
ダの目盛板及び、この目盛板を用いた光学式エンコーダ
は、次のように構成されている。
請求項１記載の目盛板は、板状透明板の表裏両側に透過
型回折格子が形成されたことを特徴とする請求項２記載
の目盛板は、板状透明板の表側に透過型回折格子が形成
され、裏側に反射型回折格子が形成されたことを特徴と
する請求項３の光学式エンコーダは、レーザ光源と、該
レーザ光源の前方を横切ってスライドする目盛板と、こ
の目盛板によって形成された回折光を干渉させる光学的
手段と、前記干渉光を受光する受光素子と、受光素子の
出力パルスをカウントするカウンタとを備えた光学式エ
ンコーダにおいて、前記目盛板は板状透明板の表裏両側
に透過型回折格子が形成されたものであることを特徴と
する請求項４の光学式エンコーダは、前記光学式エンコ
ーダにおいて、前記目盛板は板状透明板の表側に透過型
回折格子が形成され、裏側に反射型回折格子が形成され
たものであることを特徴とする。
型回折格子が形成されたことを特徴とする請求項２記載
の目盛板は、板状透明板の表側に透過型回折格子が形成
され、裏側に反射型回折格子が形成されたことを特徴と
する請求項３の光学式エンコーダは、レーザ光源と、該
レーザ光源の前方を横切ってスライドする目盛板と、こ
の目盛板によって形成された回折光を干渉させる光学的
手段と、前記干渉光を受光する受光素子と、受光素子の
出力パルスをカウントするカウンタとを備えた光学式エ
ンコーダにおいて、前記目盛板は板状透明板の表裏両側
に透過型回折格子が形成されたものであることを特徴と
する請求項４の光学式エンコーダは、前記光学式エンコ
ーダにおいて、前記目盛板は板状透明板の表側に透過型
回折格子が形成され、裏側に反射型回折格子が形成され
たものであることを特徴とする。
（作 用）
請求項１記載の目盛板によれば、目盛板の表の透過型回
折格子で形成された±１次回折光を更に裏の透過型回折
格子で回折させ、±１次回折光の±１次回折光を得る。
折格子で形成された±１次回折光を更に裏の透過型回折
格子で回折させ、±１次回折光の±１次回折光を得る。
請求項２記載の目盛板によれば、目盛板の表の透過型回
折格子で形成された±１次回折光を裏の反射型回折格子
で反射させて±１次回折光の±１次回折光を得る。そし
て更にこの回折光を表の透過型回折格子で回折させてこ
の回折光の１次回折光を得る。
折格子で形成された±１次回折光を裏の反射型回折格子
で反射させて±１次回折光の±１次回折光を得る。そし
て更にこの回折光を表の透過型回折格子で回折させてこ
の回折光の１次回折光を得る。
請求項１及び２記載の目盛板から得られた１次回折光に
よれば、前述の高次回折光を利用したのと同じく、分解
能を上げることかでき、その光量も比較的大きいので、
高精度の測定を行なうことができる。
よれば、前述の高次回折光を利用したのと同じく、分解
能を上げることかでき、その光量も比較的大きいので、
高精度の測定を行なうことができる。
（実施例）
以下本発明の実施例を図面につき説明する。
第１図は第１実施例のエンコーダの全体構成を示す。
同図において、１はレーザ光源としてのレーザダイオー
ドで、その前方を横切ってＸ方向にスライド自在に目盛
板２が配設されている。
ドで、その前方を横切ってＸ方向にスライド自在に目盛
板２が配設されている。
目盛板２は、板状ガラス層３の表裏両側に透明な透過型
回折格子４．５が積層され一体化された構造になってお
り、この透過型回折格子４．５は各々一定ピツチの凹凸
が連続して形成された構造を有する。
回折格子４．５が積層され一体化された構造になってお
り、この透過型回折格子４．５は各々一定ピツチの凹凸
が連続して形成された構造を有する。
この目盛板２のレーザダイオード１とは反対側には、目
盛板２から出射した±１次回折光７、及び−１次回折光
７２を各々反射する一対のミラー８１８２とこの一対の
ミラー８１８２で各反射した±１次回折光７１と一１次
回折光７２を干渉させるハーフミラ−９と、このハーフ
ミラ−９で形成した干渉光１０を受光する受光素子１１
が配設され、この受光素子１１にはカウンタ１２が接続
されている。
盛板２から出射した±１次回折光７、及び−１次回折光
７２を各々反射する一対のミラー８１８２とこの一対の
ミラー８１８２で各反射した±１次回折光７１と一１次
回折光７２を干渉させるハーフミラ−９と、このハーフ
ミラ−９で形成した干渉光１０を受光する受光素子１１
が配設され、この受光素子１１にはカウンタ１２が接続
されている。
レーザダイオード１からのレーザ光がＸ方向に移動して
いる目盛板２に入射すると、入射点は移動に応じて回折
格子４の凸部１３ａと凹部１３ｂの交互になるから、目
盛板２内の光路長の違いにより、凸部１３ａと凹部１３
ｂの時では出射光に位相差が生じる。また、レーザ光は
、レーザ光の目盛板２への入射時に回折格子４で回折さ
れ、目盛板２からの出射時にも回折格子５で回折される
。
いる目盛板２に入射すると、入射点は移動に応じて回折
格子４の凸部１３ａと凹部１３ｂの交互になるから、目
盛板２内の光路長の違いにより、凸部１３ａと凹部１３
ｂの時では出射光に位相差が生じる。また、レーザ光は
、レーザ光の目盛板２への入射時に回折格子４で回折さ
れ、目盛板２からの出射時にも回折格子５で回折される
。
この回折格子４による＋１次回折光６１及びν
１次回折光６□及び−１次回折光６２が各々裏面の回折
格子５で再び回折されたときの＋１次回折光及び−１次
回折光すなわち＋１次回折光表わされる。この２つの回
折光７□及び７２をミラー８□及び８２で各々反射させ
、ハーフミラ−９で干渉させると、この干渉光１０は、
目盛板２のスライドに従ってその振幅が ２ ｉ＋ｃｏｓ（８ｇｘ／ｐ）ｌ −（１）但し
、ｐ：凹凸のピッチ Ｘ：目盛板２のＸ方向への移動量。
格子５で再び回折されたときの＋１次回折光及び−１次
回折光すなわち＋１次回折光表わされる。この２つの回
折光７□及び７２をミラー８□及び８２で各々反射させ
、ハーフミラ−９で干渉させると、この干渉光１０は、
目盛板２のスライドに従ってその振幅が ２ ｉ＋ｃｏｓ（８ｇｘ／ｐ）ｌ −（１）但し
、ｐ：凹凸のピッチ Ｘ：目盛板２のＸ方向への移動量。
の式で示すように変化する。すなわち、目盛かＸ方向に
１ピツチｐ移動すると、光の明暗が４回生じることにな
る。この干渉光１０を受光素子１１で感知し、その出力
パルスをカウンタ１２でカウントする。このカウント数
から目盛板２の移動量を測定する。
１ピツチｐ移動すると、光の明暗が４回生じることにな
る。この干渉光１０を受光素子１１で感知し、その出力
パルスをカウンタ１２でカウントする。このカウント数
から目盛板２の移動量を測定する。
前記目盛板２は、三層構造になっているか、単一材料（
樹脂やガラス）より成る一体物であってもよい。
樹脂やガラス）より成る一体物であってもよい。
第２図は、第２実施例のエンコーダの全体構成を示す。
同図において、２人はレーザダイオード１の前方を横切
ってスライド自在の目盛板である。この目盛板２Ａは、
ガラス層１４の表側に透過型回折格子１５か、裏側に反
射型回折格子１６かそれぞれ積層され一体化されている
。この反射型回折格子１６は、表側に一定ピッチの凹凸
が連続して形成されたガラス板（又は樹脂板） １７の
上にアルミニウム蒸着層等の反射面１８が形成されたも
のであり、これと透過型回折格子１５とをガラス層１４
に一体化する。
ってスライド自在の目盛板である。この目盛板２Ａは、
ガラス層１４の表側に透過型回折格子１５か、裏側に反
射型回折格子１６かそれぞれ積層され一体化されている
。この反射型回折格子１６は、表側に一定ピッチの凹凸
が連続して形成されたガラス板（又は樹脂板） １７の
上にアルミニウム蒸着層等の反射面１８が形成されたも
のであり、これと透過型回折格子１５とをガラス層１４
に一体化する。
この実施例では、目盛板２人の裏側に反射型回折格子１
６が形成されているので、目盛板２人に入射したレーザ
光１９は、回折光となって目盛板２人の同じ側から出射
する。したがって、目盛板２人から出射する＋１次回折
光２１＋及び−１次回折光２１２を各々反射するミラー
８１及び８２とこのミラー８１及び８２で反射した±１
次回折光２１、及び２１２を干渉させるハーフミラ−９
と受光素子１０はレーザダイオード１と同じ側に配置さ
れている。
６が形成されているので、目盛板２人に入射したレーザ
光１９は、回折光となって目盛板２人の同じ側から出射
する。したがって、目盛板２人から出射する＋１次回折
光２１＋及び−１次回折光２１２を各々反射するミラー
８１及び８２とこのミラー８１及び８２で反射した±１
次回折光２１、及び２１２を干渉させるハーフミラ−９
と受光素子１０はレーザダイオード１と同じ側に配置さ
れている。
反射型回折格子１６での＋１次回折光の＋１次回折光２
０１は 二の＋１次回折光の＋１次回折光２０１は目盛板２Ａか
ら出射する際に、透過型回折格子Ｉ５により回折され、
その＋１次回折光２１．は 前記−１次回折光の一１次回折光２０□は、同様に目盛
板２Ａから出射する際に、透過型回折格子１５により回
折され、その−１次回折光２１２は式（２）（３）で各
々表わされる２つの回折光２１１及び２１２をハーフミ
ラ−９で干渉させると、その干渉光は、目盛板２Ａのス
ライドに沿ってその振幅か、 １次回折光の一１次回折光２０２は の式に示すように変化する。すなわち、目盛板２Ａの目
盛がＸ方向に１ピツチｐ移動すると、その明暗か６回生
じることになる。この干渉光２２を受光素子１０で感知
し、その出力パルスをカウンタ１１でカウントする。こ
のカウント数から目盛板２Ａの移動量を測定する。
０１は 二の＋１次回折光の＋１次回折光２０１は目盛板２Ａか
ら出射する際に、透過型回折格子Ｉ５により回折され、
その＋１次回折光２１．は 前記−１次回折光の一１次回折光２０□は、同様に目盛
板２Ａから出射する際に、透過型回折格子１５により回
折され、その−１次回折光２１２は式（２）（３）で各
々表わされる２つの回折光２１１及び２１２をハーフミ
ラ−９で干渉させると、その干渉光は、目盛板２Ａのス
ライドに沿ってその振幅か、 １次回折光の一１次回折光２０２は の式に示すように変化する。すなわち、目盛板２Ａの目
盛がＸ方向に１ピツチｐ移動すると、その明暗か６回生
じることになる。この干渉光２２を受光素子１０で感知
し、その出力パルスをカウンタ１１でカウントする。こ
のカウント数から目盛板２Ａの移動量を測定する。
（発明の効果）
本発明は上述のように構成されているので、従来のもの
と比べて被測定物の移動量の測定を高精度に行なうこと
ができるという効果を有する。
と比べて被測定物の移動量の測定を高精度に行なうこと
ができるという効果を有する。
第１図及び第２図は、いずれも本発明の実施例のエンコ
ーダの全体構成を示す線図、第３図は従来のエンコーダ
の全体構成を示す線図である。 １・・・レーザダイオード ２．２Ａ・・・目盛板 ４．５・・・透過型回折格子 １１・・受光素子 第１図 １２・・・カウンタ １５・・・透過型回折格子 １６・・・反射型回折格子 外３名 第２図
ーダの全体構成を示す線図、第３図は従来のエンコーダ
の全体構成を示す線図である。 １・・・レーザダイオード ２．２Ａ・・・目盛板 ４．５・・・透過型回折格子 １１・・受光素子 第１図 １２・・・カウンタ １５・・・透過型回折格子 １６・・・反射型回折格子 外３名 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、板状透明板の表裏両側に透過型回折格子が形成され
たことを特徴とする光学式エンコーダの目盛板。 ２、板状透明板の表側に透過型回折格子が形成され、裏
側に反射型回折格子が形成されたことを特徴とする光学
式エンコーダの目盛板。 ３、レーザ光源と、該レーザ光源の前方を横切ってスラ
イドする目盛板と、この目盛板によって形成された回折
光を干渉させる光学的手段と、前記干渉光を受光する受
光素子と、受光素子の出力パルスをカウントするカウン
タとを備えた光学式エンコーダにおいて、前記目盛板は
板状透明板の表裏両側に透過型回折格子が形成されたも
のであることを特徴とする光学式エンコーダ。 ４、レーザ光源と、該レーザ光源の前方を横切ってスラ
イドする目盛板と、この目盛板によって形成された回折
光を干渉させる光学的手段と、前記干渉光を受光する受
光素子と、受光素子の出力パルスをカウントするカウン
タとを備えた光学式エンコーダにおいて、前記目盛板は
板状透明板の表側に透過型回折格子が形成され、裏側に
反射型回折格子が形成されたものであることを特徴とす
る光学式エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2194790A JP3015962B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 光学式エンコーダの目盛板及びこの目盛板を用いた光学式エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2194790A JP3015962B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 光学式エンコーダの目盛板及びこの目盛板を用いた光学式エンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0481612A true JPH0481612A (ja) | 1992-03-16 |
| JP3015962B2 JP3015962B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=16330307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2194790A Expired - Fee Related JP3015962B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 光学式エンコーダの目盛板及びこの目盛板を用いた光学式エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3015962B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5661295A (en) * | 1994-07-28 | 1997-08-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical encoder with dual diffraction gratings |
| WO2002023130A1 (fr) * | 2000-09-13 | 2002-03-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Codeur optique |
| JP2005315649A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 検出装置及びステージ装置 |
| WO2005106385A1 (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | 検出装置及びステージ装置 |
| JP2006010645A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Tohoku Univ | 検出装置及びステージ装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5531882B2 (ja) | 2010-09-24 | 2014-06-25 | ブラザー工業株式会社 | 現像剤供給装置 |
-
1990
- 1990-07-25 JP JP2194790A patent/JP3015962B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5661295A (en) * | 1994-07-28 | 1997-08-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical encoder with dual diffraction gratings |
| US5696374A (en) * | 1994-07-28 | 1997-12-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical encoder using doubled diffraction angle based on first and second diffraction gratings |
| US5696373A (en) * | 1994-07-28 | 1997-12-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical encoder with dual diffraction grating |
| WO2002023130A1 (fr) * | 2000-09-13 | 2002-03-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Codeur optique |
| JP2005315649A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 検出装置及びステージ装置 |
| WO2005106385A1 (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | 検出装置及びステージ装置 |
| US7502127B2 (en) | 2004-04-27 | 2009-03-10 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Sensor device and stage device |
| JP2006010645A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Tohoku Univ | 検出装置及びステージ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3015962B2 (ja) | 2000-03-06 |
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