JPH0843137A - 光学式エンコーダー - Google Patents
光学式エンコーダーInfo
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- JPH0843137A JPH0843137A JP19592694A JP19592694A JPH0843137A JP H0843137 A JPH0843137 A JP H0843137A JP 19592694 A JP19592694 A JP 19592694A JP 19592694 A JP19592694 A JP 19592694A JP H0843137 A JPH0843137 A JP H0843137A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固定スケールの形成された光学ベースを固定
スケールの倒れ、傾き、アジマスが殆ど無い状態で、容
易に製作が可能であり、エンコーダの組み立て時に固定
スケールの汚損が無くなり、また、使用中の固定スケー
ルの欠落も無くなる、精度の安定し、信頼性の高い光学
式エンコーダを得ること。 【構成】 光照射手段と、円筒リング部分の側面に回折
格子で以て形成し、入射光を変調して第１変調光とする
第１光学スケールと、回転体の回転軸に取り付けた部材
の円筒リング部分の側面に回折格子でもって形成され、
該第１変調光を変調して第２変調光とする第２光学スケ
ールと、該第２変調光を受光する受光手段とを備え、該
第１光学スケールを形成する部分を光照射手段を配置す
るベース部品の上に射出成型により一体化して形成す
る。
スケールの倒れ、傾き、アジマスが殆ど無い状態で、容
易に製作が可能であり、エンコーダの組み立て時に固定
スケールの汚損が無くなり、また、使用中の固定スケー
ルの欠落も無くなる、精度の安定し、信頼性の高い光学
式エンコーダを得ること。 【構成】 光照射手段と、円筒リング部分の側面に回折
格子で以て形成し、入射光を変調して第１変調光とする
第１光学スケールと、回転体の回転軸に取り付けた部材
の円筒リング部分の側面に回折格子でもって形成され、
該第１変調光を変調して第２変調光とする第２光学スケ
ールと、該第２変調光を受光する受光手段とを備え、該
第１光学スケールを形成する部分を光照射手段を配置す
るベース部品の上に射出成型により一体化して形成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学式エンコーダーに関
し、特に鋸歯状の透光性の格子を複数個、周期的に設け
た第１光学スケールに光束を入射させ、該第１光学スケ
ールを介した光束を第２光学スケールに入射させ、該第
２光学スケールを介した光束を利用することにより、第
１光学スケール又は第２光学スケールを設置している回
転体の回転情報を検出するようにした光学式エンコーダ
ーに関するものである。
し、特に鋸歯状の透光性の格子を複数個、周期的に設け
た第１光学スケールに光束を入射させ、該第１光学スケ
ールを介した光束を第２光学スケールに入射させ、該第
２光学スケールを介した光束を利用することにより、第
１光学スケール又は第２光学スケールを設置している回
転体の回転情報を検出するようにした光学式エンコーダ
ーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりフロッピーディスクの駆動等の
コンピューター機器、プリンター等の事務機器、あるい
はＮＣ工作機械、更にはＶＴＲのキャプスタンモーター
や回転ドラム等の回転機構の回転速度や回転速度の変動
量を検出する為の手段として光学式ロータリーエンコー
ダーが利用されてきている。
コンピューター機器、プリンター等の事務機器、あるい
はＮＣ工作機械、更にはＶＴＲのキャプスタンモーター
や回転ドラム等の回転機構の回転速度や回転速度の変動
量を検出する為の手段として光学式ロータリーエンコー
ダーが利用されてきている。
【０００３】図４は従来の所謂トルボット干渉を利用し
たロータリーエンコーダーの断面図である。図中、１０
１ａは半導体レーザーであり、１０１は半導体レーザー
１０１ａと不図示のコリメータ等から構成される光照射
手段である。光照射手段１０１は半導体レーザー１０１
ａからの光をエンコーダに適切な位相の揃った平行光束
に変換して射出している。１０２は光学ベースである。
１０２ｂは第１光学スケール部品であり、透明な物質を
材料とした円筒リングの一部分より成っており、その内
周部にはレーザー光を変調する回折格子より成る固定ス
ケールとしての第１光学スケール１０２ｃが形成されて
いる。
たロータリーエンコーダーの断面図である。図中、１０
１ａは半導体レーザーであり、１０１は半導体レーザー
１０１ａと不図示のコリメータ等から構成される光照射
手段である。光照射手段１０１は半導体レーザー１０１
ａからの光をエンコーダに適切な位相の揃った平行光束
に変換して射出している。１０２は光学ベースである。
１０２ｂは第１光学スケール部品であり、透明な物質を
材料とした円筒リングの一部分より成っており、その内
周部にはレーザー光を変調する回折格子より成る固定ス
ケールとしての第１光学スケール１０２ｃが形成されて
いる。
【０００４】光照射手段１０１と第１光学スケール部品
１０２ｂは光学ベース１０２に取り付けている。１０３
は第２光学スケール部品であり、透明物質の円筒リング
部分よりなり、その円筒リング部分の外周には回折格子
より成る第２光学スケール１０３ａが形成されている。
１０５は回転体の回転軸であって、第２光学スケール部
品１０３は回転軸１０５に固定している。１０４は受光
手段であり、これは光学ベース１０２に対して相対的に
固定している。
１０２ｂは光学ベース１０２に取り付けている。１０３
は第２光学スケール部品であり、透明物質の円筒リング
部分よりなり、その円筒リング部分の外周には回折格子
より成る第２光学スケール１０３ａが形成されている。
１０５は回転体の回転軸であって、第２光学スケール部
品１０３は回転軸１０５に固定している。１０４は受光
手段であり、これは光学ベース１０２に対して相対的に
固定している。
【０００５】同図において光照射手段１０１からの平行
光束は第１光学スケール部品１０２ｂに入射する。この
光束は第１光学スケール１０２ｃで光変調を受け第１変
調光を射出する。次いで第２光学スケール部品１０３に
入射し、第２光学スケール１０３ａの位置にタルボット
干渉パターンを形成し、第２光学スケール１０３ａで再
び光変調を受け第２変調光を射出する。そして第２光学
スケール１０３ａから射出した第２変調光を受光手段１
０４が受光し、該受光手段１０４からの受光信号を利用
して第２光学スケール１０３ａ、ひいては回転軸１０５
の回転情報を検出している。
光束は第１光学スケール部品１０２ｂに入射する。この
光束は第１光学スケール１０２ｃで光変調を受け第１変
調光を射出する。次いで第２光学スケール部品１０３に
入射し、第２光学スケール１０３ａの位置にタルボット
干渉パターンを形成し、第２光学スケール１０３ａで再
び光変調を受け第２変調光を射出する。そして第２光学
スケール１０３ａから射出した第２変調光を受光手段１
０４が受光し、該受光手段１０４からの受光信号を利用
して第２光学スケール１０３ａ、ひいては回転軸１０５
の回転情報を検出している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のエンコーダーで
は第１光学スケール部品１０２ｂは光学ベース１０２と
は別体で製作し、第１光学スケール部品１０２ｂをねじ
や接着剤等によって光学ベース１０２へ取付けていた。
は第１光学スケール部品１０２ｂは光学ベース１０２と
は別体で製作し、第１光学スケール部品１０２ｂをねじ
や接着剤等によって光学ベース１０２へ取付けていた。
【０００７】しかし、この方法では第１光学スケール部
品１０２ｂを光学ベース１０２に取り付ける際に、第１
光学スケール１０２ｃのあおり、傾き、アジマスが生
じ、測定精度及び製品の性能、完成度に影響していた。
そしてこれらの精度を高めるために組み立てに時間を要
していた。又、第１光学スケール部品１０２ｂの取付け
時には作業者の指が必ず第１光学スケールに接触するた
め、作業中に汚れ等が第１光学スケール１０２ｃに付
き、これにより出力信号が歪むことがあった。さらに、
製品使用中に組み立て時の不注意等により第１光学スケ
ール部品１０２ｂが欠落する惧れもあった。
品１０２ｂを光学ベース１０２に取り付ける際に、第１
光学スケール１０２ｃのあおり、傾き、アジマスが生
じ、測定精度及び製品の性能、完成度に影響していた。
そしてこれらの精度を高めるために組み立てに時間を要
していた。又、第１光学スケール部品１０２ｂの取付け
時には作業者の指が必ず第１光学スケールに接触するた
め、作業中に汚れ等が第１光学スケール１０２ｃに付
き、これにより出力信号が歪むことがあった。さらに、
製品使用中に組み立て時の不注意等により第１光学スケ
ール部品１０２ｂが欠落する惧れもあった。
【０００８】従ってエンコーダーの組み立て時には、固
定スケール部品（従来例の場合は第１光学スケール部品
１０２ｂ）を光学ベース１０２にあおり、傾き、アジマ
ス等の取付け誤差無く取り付け、しかも固定スケール部
品を汚さないことが極めて重要である。
定スケール部品（従来例の場合は第１光学スケール部品
１０２ｂ）を光学ベース１０２にあおり、傾き、アジマ
ス等の取付け誤差無く取り付け、しかも固定スケール部
品を汚さないことが極めて重要である。
【０００９】本発明は、固定スケールを光学ベースに固
定スケールの倒れ、傾き、アジマスが殆ど無い状態で設
け、装置全体の組み立て時に組み立て時間が短縮される
とともに、その際の固定スケールの汚損が無くなり、ま
た、固定スケールの光学ベースからの欠落も無くなり精
度の安定した、信頼性の高い光学式エンコーダの提供を
目的とする。
定スケールの倒れ、傾き、アジマスが殆ど無い状態で設
け、装置全体の組み立て時に組み立て時間が短縮される
とともに、その際の固定スケールの汚損が無くなり、ま
た、固定スケールの光学ベースからの欠落も無くなり精
度の安定した、信頼性の高い光学式エンコーダの提供を
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の光学式エンコー
ダーの構成は、 （１−１） 位相の揃った光束を射出する光照射手段
と、円筒リング部分の側面に回折格子で以て形成され、
該光照射手段からの光束を受けてこれを変調して第１変
調光とする第１光学スケールと、回転体の回転軸に取り
付けた部材の円筒リング部分の側面に回折格子でもって
形成され、該第１変調光を変調して第２変調光とする第
２光学スケールと、該第２変調光を受光する受光手段と
を備え、該受光手段からの受光信号を用いて該第２光学
スケールの回転情報を検出する際、該第１光学スケール
を該光照射手段を配置するベース部品の上に射出成型に
より一体化して形成することを特徴としている。
ダーの構成は、 （１−１） 位相の揃った光束を射出する光照射手段
と、円筒リング部分の側面に回折格子で以て形成され、
該光照射手段からの光束を受けてこれを変調して第１変
調光とする第１光学スケールと、回転体の回転軸に取り
付けた部材の円筒リング部分の側面に回折格子でもって
形成され、該第１変調光を変調して第２変調光とする第
２光学スケールと、該第２変調光を受光する受光手段と
を備え、該受光手段からの受光信号を用いて該第２光学
スケールの回転情報を検出する際、該第１光学スケール
を該光照射手段を配置するベース部品の上に射出成型に
より一体化して形成することを特徴としている。
【００１１】特に、（１−１−１） 前記光照射手段、
前記第１光学スケール、前記第２光学スケール及び前記
受光手段により構成される光路を、回転軸の回転中心を
外れた位置に形成している、（１−１−２） 前記第１
光学スケールを形成する部分と前記ベース部分が同一材
質にて一体的に成形されている、（１−１−３） 前記
第１光学スケールと前記第２光学スケールは共に同一ピ
ッチより成る回折格子より成り、双方の光学的間隔ｄ
が、両スケールの回折格子のピッチをｐ，光照射手段か
らの光束の波長をλとするとき ｄ＝ｎ・ｐ・２／λ （ｎは自然数） である、（１−１−４） 前記第１光学スケールは円筒
リング部分の内側に在り、前記第２光学スケールは円筒
リング部分の外側に在る、こと等を特徴としている。
前記第１光学スケール、前記第２光学スケール及び前記
受光手段により構成される光路を、回転軸の回転中心を
外れた位置に形成している、（１−１−２） 前記第１
光学スケールを形成する部分と前記ベース部分が同一材
質にて一体的に成形されている、（１−１−３） 前記
第１光学スケールと前記第２光学スケールは共に同一ピ
ッチより成る回折格子より成り、双方の光学的間隔ｄ
が、両スケールの回折格子のピッチをｐ，光照射手段か
らの光束の波長をλとするとき ｄ＝ｎ・ｐ・２／λ （ｎは自然数） である、（１−１−４） 前記第１光学スケールは円筒
リング部分の内側に在り、前記第２光学スケールは円筒
リング部分の外側に在る、こと等を特徴としている。
【００１２】更に、 （１−２） 位相の揃った光束を射出する光照射手段
と、回転体の回転軸に取り付いている透明な部材の一部
に回折格子でもって形成され、該光照射手段からの光を
受けてこれを変調して第１変調光とする第１光学スケー
ルと、受光手段を配置する光学ベースと、該第１光学ス
ケールに対向する該光学ベースの一部分に回折格子でも
って形成され、該第１変調光を変調して第２変調光とす
る第２光学スケールとを備え、該受光手段が該第２変調
光を受光し、該受光手段からの受光信号を用いて該第１
光学スケールの回転情報を検出する際、該第２光学スケ
ールを光学ベースの上に射出成型により形成することを
特徴としている。
と、回転体の回転軸に取り付いている透明な部材の一部
に回折格子でもって形成され、該光照射手段からの光を
受けてこれを変調して第１変調光とする第１光学スケー
ルと、受光手段を配置する光学ベースと、該第１光学ス
ケールに対向する該光学ベースの一部分に回折格子でも
って形成され、該第１変調光を変調して第２変調光とす
る第２光学スケールとを備え、該受光手段が該第２変調
光を受光し、該受光手段からの受光信号を用いて該第１
光学スケールの回転情報を検出する際、該第２光学スケ
ールを光学ベースの上に射出成型により形成することを
特徴としている。
【００１３】特に、（１−２−１） 前記光照射手段、
前記第１光学スケール、前記第２光学スケール及び前記
受光手段により構成される光路を、前記回転軸の回転中
心を外れた位置に形成している、（１−２−２） 前記
第１光学スケールと前記第２光学スケールは共に同一ピ
ッチより成る回折格子より成り、双方の光学的間隔ｄ
が、両スケールの格子ピッチをｐ，光照射手段からの光
束の波長をλとするとき ｄ＝ｎ・ｐ・２／λ （ｎは自然数） となる、（１−２−３） 前記第１光学スケールは前記
透明な部材の光出射面に在り、前記第２光学スケールは
前記第１変調光が前記光学ベースに入射する部分に在
る、こと等を特徴としている。
前記第１光学スケール、前記第２光学スケール及び前記
受光手段により構成される光路を、前記回転軸の回転中
心を外れた位置に形成している、（１−２−２） 前記
第１光学スケールと前記第２光学スケールは共に同一ピ
ッチより成る回折格子より成り、双方の光学的間隔ｄ
が、両スケールの格子ピッチをｐ，光照射手段からの光
束の波長をλとするとき ｄ＝ｎ・ｐ・２／λ （ｎは自然数） となる、（１−２−３） 前記第１光学スケールは前記
透明な部材の光出射面に在り、前記第２光学スケールは
前記第１変調光が前記光学ベースに入射する部分に在
る、こと等を特徴としている。
【００１４】
【実施例】図１は本発明を光学式ロータリーエンコーダ
ーに適用したときの実施例１の要部概略図である。図
中、１ａは半導体レーザーである。１は半導体レーザー
１ａと不図示のコリメータ等から構成される光照射手段
である。光照射手段１は半導体レーザー１ａからの光を
回転情報の検出に適切な位相の揃った平行光束に変換し
て射出している。２は光学ベースであり、スチールより
成るベース部品２ａと、その上に円筒リングの一部分の
形状より成る第１光学スケール部分２ｂを透明なポリカ
ーボネートを材料として、アウトサート成型により一体
化して製作している。このとき同時に第１光学スケール
部分２ｂの円筒リングの内周部には回折格子より成る固
定スケールとしての第１光学スケールを形成する。
ーに適用したときの実施例１の要部概略図である。図
中、１ａは半導体レーザーである。１は半導体レーザー
１ａと不図示のコリメータ等から構成される光照射手段
である。光照射手段１は半導体レーザー１ａからの光を
回転情報の検出に適切な位相の揃った平行光束に変換し
て射出している。２は光学ベースであり、スチールより
成るベース部品２ａと、その上に円筒リングの一部分の
形状より成る第１光学スケール部分２ｂを透明なポリカ
ーボネートを材料として、アウトサート成型により一体
化して製作している。このとき同時に第１光学スケール
部分２ｂの円筒リングの内周部には回折格子より成る固
定スケールとしての第１光学スケールを形成する。
【００１５】光学ベース２はその上に光照射手段１を搭
載している。３は第２光学スケール部品であり、透明物
質を材料とした円筒リング部分より成り、その外周には
回折格子より成る第２光学スケール３ａを形成してい
る。５は回転体の回転軸であって、第２光学スケール部
品３は回転軸５に固定している。４は受光手段であり、
これは光学ベース２に対して相対的に固定されている。
６は信号処理回路及び受光手段４を搭載する電気基板で
あり、光学ベース２に対して相対的に固定されている。
載している。３は第２光学スケール部品であり、透明物
質を材料とした円筒リング部分より成り、その外周には
回折格子より成る第２光学スケール３ａを形成してい
る。５は回転体の回転軸であって、第２光学スケール部
品３は回転軸５に固定している。４は受光手段であり、
これは光学ベース２に対して相対的に固定されている。
６は信号処理回路及び受光手段４を搭載する電気基板で
あり、光学ベース２に対して相対的に固定されている。
【００１６】本実施例の動作を説明する。光照射手段１
からの平行光束は回転軸５の中心方向へ向かい、第１光
学スケール部分２ｂに入射する。この光束は第１光学ス
ケール２ｃで光変調を受け第１変調光を射出する。次い
で回転体の回転軸５に固定されている第２光学スケール
部品３に入射し、第２光学スケール３ａの位置にタルボ
ット干渉パターンを形成し、第２光学スケール３ａで再
び光変調を受け第２変調光を射出する。そして第２光学
スケール部品３から射出した第２変調光を受光手段４が
受光し、該受光手段４からの受光信号を利用して第２光
学スケール３ａ、ひいては回転軸５の回転情報を検出し
ている。
からの平行光束は回転軸５の中心方向へ向かい、第１光
学スケール部分２ｂに入射する。この光束は第１光学ス
ケール２ｃで光変調を受け第１変調光を射出する。次い
で回転体の回転軸５に固定されている第２光学スケール
部品３に入射し、第２光学スケール３ａの位置にタルボ
ット干渉パターンを形成し、第２光学スケール３ａで再
び光変調を受け第２変調光を射出する。そして第２光学
スケール部品３から射出した第２変調光を受光手段４が
受光し、該受光手段４からの受光信号を利用して第２光
学スケール３ａ、ひいては回転軸５の回転情報を検出し
ている。
【００１７】なお、本実施例ではトルボット干渉方式で
第２変調光を得ている。従って第１光学スケール２ｃと
第２光学スケール３ａとの光学的間隔ｄは、各スケール
の格子ピッチをｐ、レーザー光の波長をλとするとき、 ｄ＝ｎ・ｐ・２／λ （ｎは自然数） となっている。
第２変調光を得ている。従って第１光学スケール２ｃと
第２光学スケール３ａとの光学的間隔ｄは、各スケール
の格子ピッチをｐ、レーザー光の波長をλとするとき、 ｄ＝ｎ・ｐ・２／λ （ｎは自然数） となっている。
【００１８】本実施例では、光学ベース２をアウトサー
ト成型によって製作している。即ち、ベース部品２ａを
成型機の型にセットし、射出成型によってその上に第１
光学スケール部分２ｂを形成して光学ベース２を製作し
ている。従って、光学ベース２の製作時の第１光学スケ
ール２ｃのあおり、傾き、アジマス等の取付け誤差を防
ぐことができ、又その際、第１光学スケール２ｃの製作
時に第１光学スケール２ｃに接触して汚すことも無く、
組立時にもレーザーの発光位置を合わせるだけで所望の
出力信号が得られ、簡潔な組立で安定した信号を得られ
るロータリーエンコーダを達成している。
ト成型によって製作している。即ち、ベース部品２ａを
成型機の型にセットし、射出成型によってその上に第１
光学スケール部分２ｂを形成して光学ベース２を製作し
ている。従って、光学ベース２の製作時の第１光学スケ
ール２ｃのあおり、傾き、アジマス等の取付け誤差を防
ぐことができ、又その際、第１光学スケール２ｃの製作
時に第１光学スケール２ｃに接触して汚すことも無く、
組立時にもレーザーの発光位置を合わせるだけで所望の
出力信号が得られ、簡潔な組立で安定した信号を得られ
るロータリーエンコーダを達成している。
【００１９】なお、本実施例で光学ベース２の一部にス
チールよりなるベース部品２ａを用いたのは、スチール
がポリカーボネートより熱膨張係数が小さく、従って環
境温度変化を受けても第１光学スケール２ｃと第２光学
スケール３ａとの光学的間隔の変化が小さくなり、測定
精度が安定することを意図したものである。もし、環境
温度変化が少ない場所で使用する場合にはポリカーボネ
ートで光学ベース２全体を一体成型で製造しても良い。
チールよりなるベース部品２ａを用いたのは、スチール
がポリカーボネートより熱膨張係数が小さく、従って環
境温度変化を受けても第１光学スケール２ｃと第２光学
スケール３ａとの光学的間隔の変化が小さくなり、測定
精度が安定することを意図したものである。もし、環境
温度変化が少ない場所で使用する場合にはポリカーボネ
ートで光学ベース２全体を一体成型で製造しても良い。
【００２０】又、本実施例は光照射手段１より受光手段
４までの光路が回転軸の中心を通っていないので被測定
物の回転軸に取り付け易い。
４までの光路が回転軸の中心を通っていないので被測定
物の回転軸に取り付け易い。
【００２１】図２は本発明を光学式ロータリーエンコー
ダーに適用したときの実施例２の要部概略図である。図
中、１ａは半導体レーザーである。１は半導体レーザー
１ａと不図示のコリメータ等から構成される光照射手段
である。光照射手段１は半導体レーザー１ａからの光を
回転情報の検出に適切な位相の揃った平行光束に変換し
て射出している。１１は透明な物質、例えばポリカーボ
ネートを材料として製作した円板状の第１光学スケール
部品であり、その周辺部には放射状の回折格子より成る
第１光学スケール１１ａを形成している。
ダーに適用したときの実施例２の要部概略図である。図
中、１ａは半導体レーザーである。１は半導体レーザー
１ａと不図示のコリメータ等から構成される光照射手段
である。光照射手段１は半導体レーザー１ａからの光を
回転情報の検出に適切な位相の揃った平行光束に変換し
て射出している。１１は透明な物質、例えばポリカーボ
ネートを材料として製作した円板状の第１光学スケール
部品であり、その周辺部には放射状の回折格子より成る
第１光学スケール１１ａを形成している。
【００２２】１２は光学ベースであり、第１光学スケー
ル部品１１と同じ材料で製作し、その平面部１２ａの一
部分に放射状の回折格子より成る固定スケールとしての
第２スケ−ル１２ａを形成した１つの部品より成ってお
り、射出成型で製作している。光学ベース１２と光照射
手段１は相対的に固定されている。５は回転体の回転軸
であり、第１光学スケール部品１１は回転体の回転軸５
に固定している。４は受光手段であり、光学ベ−ス１２
に固定されている。
ル部品１１と同じ材料で製作し、その平面部１２ａの一
部分に放射状の回折格子より成る固定スケールとしての
第２スケ−ル１２ａを形成した１つの部品より成ってお
り、射出成型で製作している。光学ベース１２と光照射
手段１は相対的に固定されている。５は回転体の回転軸
であり、第１光学スケール部品１１は回転体の回転軸５
に固定している。４は受光手段であり、光学ベ−ス１２
に固定されている。
【００２３】本実施例の動作を説明する。光照射手段１
からの平行光束は回転軸５と平行な方向へ向かい、回転
体の回転軸５に固定されている第１光学スケール１１ａ
に入射する。この光束は第１光学スケール１１ａで光変
調を受け第１変調光を射出する。次いで光学ベース１２
上の第２光学スケール１２ａに入射し、第２光学スケー
ル１２ａで再び光変調を受け第２変調光を射出する。そ
して第２光学スケール１２ａから射出した第２変調光を
受光手段４が受光し、該受光手段４からの受光信号を利
用して第１光学スケール１１ａ、ひいては回転軸５の回
転情報を検出している。
からの平行光束は回転軸５と平行な方向へ向かい、回転
体の回転軸５に固定されている第１光学スケール１１ａ
に入射する。この光束は第１光学スケール１１ａで光変
調を受け第１変調光を射出する。次いで光学ベース１２
上の第２光学スケール１２ａに入射し、第２光学スケー
ル１２ａで再び光変調を受け第２変調光を射出する。そ
して第２光学スケール１２ａから射出した第２変調光を
受光手段４が受光し、該受光手段４からの受光信号を利
用して第１光学スケール１１ａ、ひいては回転軸５の回
転情報を検出している。
【００２４】なお、本実施例ではトルボット干渉方式で
第２変調光を得ている。従って第１光学スケール１１ａ
と第２光学スケール１２ａとの光学的間隔ｄは、各スケ
ールの格子ピッチをｐ、レーザー光の波長をλとすると
き、 ｄ＝ｎ・ｐ・２／λ （ｎは自然数） としている。
第２変調光を得ている。従って第１光学スケール１１ａ
と第２光学スケール１２ａとの光学的間隔ｄは、各スケ
ールの格子ピッチをｐ、レーザー光の波長をλとすると
き、 ｄ＝ｎ・ｐ・２／λ （ｎは自然数） としている。
【００２５】本実施例では、第２光学スケール１２ａを
光学ベース１２の成型時に同時に形成して第２光学スケ
ール１２ａの取り付け誤差を皆無とし、又製作時に各ス
ケールに接触する頻度も少なくして、各スケールを汚す
機会を少なくして製造を容易にすると共に安定した信号
の得られる光学式ロータリーエンコーダーを達成してい
る。
光学ベース１２の成型時に同時に形成して第２光学スケ
ール１２ａの取り付け誤差を皆無とし、又製作時に各ス
ケールに接触する頻度も少なくして、各スケールを汚す
機会を少なくして製造を容易にすると共に安定した信号
の得られる光学式ロータリーエンコーダーを達成してい
る。
【００２６】更に、本実施例の場合、回転中心から第１
光学スケール１１ａ及び第２光学スケール１２ａの設置
位置までの距離は両者同じなので、本実施例の場合環境
温度が変化しても上記距離については両スケールとも同
じ変化を受け、従って環境温度変化による第２変調光の
狂いは少ない。
光学スケール１１ａ及び第２光学スケール１２ａの設置
位置までの距離は両者同じなので、本実施例の場合環境
温度が変化しても上記距離については両スケールとも同
じ変化を受け、従って環境温度変化による第２変調光の
狂いは少ない。
【００２７】又、本実施例は光照射手段１より受光手段
４までの光路が回転軸５の中心を通っていないので被測
定物の回転軸の任意の場所に取り付け易いという特徴が
ある。
４までの光路が回転軸５の中心を通っていないので被測
定物の回転軸の任意の場所に取り付け易いという特徴が
ある。
【００２８】なお、以上の実施例は本発明をロータリー
エンコーダーに適用したものであるが、本発明の思想を
所謂リニアエンコーダーに適用することもできる。
エンコーダーに適用したものであるが、本発明の思想を
所謂リニアエンコーダーに適用することもできる。
【００２９】図３は本発明をリニアエンコーダーに適用
したときの実施例３の要部概略図である。図中、１は先
の実施例と同じ光照射手段である。光照射手段１は半導
体レーザー１ａからの光を変位情報の検出に適切な位相
の揃った平行光束に変換して射出している。２２は光学
ベースであり、スチールより成るベース部品２２ａと、
その上に直線状の第１光学スケール部分２２ｂを透明な
ポリカーボネートを材料として、アウトサート成型によ
り一体化して製作している。
したときの実施例３の要部概略図である。図中、１は先
の実施例と同じ光照射手段である。光照射手段１は半導
体レーザー１ａからの光を変位情報の検出に適切な位相
の揃った平行光束に変換して射出している。２２は光学
ベースであり、スチールより成るベース部品２２ａと、
その上に直線状の第１光学スケール部分２２ｂを透明な
ポリカーボネートを材料として、アウトサート成型によ
り一体化して製作している。
【００３０】このとき同時に第１光学スケール部分２２
ｂの１面に回折格子より成る固定スケールとしての第１
光学スケール２２ｃを形成する。光学ベース２２はその
上に光照射手段１を搭載している。２３は第２光学スケ
ール部品であり、透明物質を材料とした直線状部材であ
り、その１面には回折格子より成る第２光学スケール２
３ａを形成している。９は直線移動体であって、第２光
学スケール部品２３は直線移動体９に固定している。４
は受光手段であり、これは光学ベース２に固定されてい
る。
ｂの１面に回折格子より成る固定スケールとしての第１
光学スケール２２ｃを形成する。光学ベース２２はその
上に光照射手段１を搭載している。２３は第２光学スケ
ール部品であり、透明物質を材料とした直線状部材であ
り、その１面には回折格子より成る第２光学スケール２
３ａを形成している。９は直線移動体であって、第２光
学スケール部品２３は直線移動体９に固定している。４
は受光手段であり、これは光学ベース２に固定されてい
る。
【００３１】本実施例の動作を説明する。光照射手段１
からの平行光束は直線移動体９の移動方向に対して垂直
入射するように出射し、第１光学スケール部分２２ｂに
入射する。この光束は第１光学スケール２２ｃで光変調
を受け第１変調光を射出する。次いで直線移動体９に固
定されている第２光学スケール部品２３に入射し、第２
光学スケール２３ａの位置にタルボット干渉パターンを
形成し、第２光学スケール２３ａで再び光変調を受け第
２変調光を射出する。そして第２光学スケール部品２３
から射出した第２変調光を受光手段４が受光し、該受光
手段４からの受光信号を利用して第２光学スケール２３
ａ、ひいては直線移動体９の変位情報を検出している。
からの平行光束は直線移動体９の移動方向に対して垂直
入射するように出射し、第１光学スケール部分２２ｂに
入射する。この光束は第１光学スケール２２ｃで光変調
を受け第１変調光を射出する。次いで直線移動体９に固
定されている第２光学スケール部品２３に入射し、第２
光学スケール２３ａの位置にタルボット干渉パターンを
形成し、第２光学スケール２３ａで再び光変調を受け第
２変調光を射出する。そして第２光学スケール部品２３
から射出した第２変調光を受光手段４が受光し、該受光
手段４からの受光信号を利用して第２光学スケール２３
ａ、ひいては直線移動体９の変位情報を検出している。
【００３２】本実施例では、光学ベース２２をアウトサ
ート成型によって製作している。即ち、ベース部品２２
ａを成型機の型にセットし、射出成型によってその上に
第１光学スケール部分２２ｂを形成して光学ベース２２
を製作している。従って、光学ベース２２の製作時の第
１光学スケール２２ｃのあおり、傾き、アジマス等の取
付け誤差を防ぐことができ、又その際、第１光学スケー
ル２２ｃの製作時に第１光学スケール２２ｃに接触して
汚すことも無く、簡潔な組立で安定した信号を得られる
リニアエンコーダを達成できる。
ート成型によって製作している。即ち、ベース部品２２
ａを成型機の型にセットし、射出成型によってその上に
第１光学スケール部分２２ｂを形成して光学ベース２２
を製作している。従って、光学ベース２２の製作時の第
１光学スケール２２ｃのあおり、傾き、アジマス等の取
付け誤差を防ぐことができ、又その際、第１光学スケー
ル２２ｃの製作時に第１光学スケール２２ｃに接触して
汚すことも無く、簡潔な組立で安定した信号を得られる
リニアエンコーダを達成できる。
【００３３】なお、本実施例で光学ベース２２の一部に
スチールよりなるベース部品２２ａを用いたのは、スチ
ールがポリカーボネートより熱膨張係数が小さく、従っ
て環境温度変化を受けても第１光学スケール２２ｃと第
２光学スケール２３ａとの光学的間隔の変化が小さくな
り、測定精度が安定することを意図したものである。も
し、環境温度変化が少ない場所で使用する場合にはポリ
カーボネートで光学ベース２２全体を一体成型で製造し
ても良い。
スチールよりなるベース部品２２ａを用いたのは、スチ
ールがポリカーボネートより熱膨張係数が小さく、従っ
て環境温度変化を受けても第１光学スケール２２ｃと第
２光学スケール２３ａとの光学的間隔の変化が小さくな
り、測定精度が安定することを意図したものである。も
し、環境温度変化が少ない場所で使用する場合にはポリ
カーボネートで光学ベース２２全体を一体成型で製造し
ても良い。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば以上の構成により、固定
スケールの形成された光学ベースを固定スケールの倒
れ、傾き、アジマスが殆ど無い状態で、容易に製作が可
能であり、エンコーダーの組み立て時に組み立て時間が
短縮されるとともに、その際の固定スケールの汚損が無
くなり、また、使用中の固定スケールの欠落も無くな
る、従って精度の安定し、信頼性の高い光学式エンコー
ダーを達成することができる。
スケールの形成された光学ベースを固定スケールの倒
れ、傾き、アジマスが殆ど無い状態で、容易に製作が可
能であり、エンコーダーの組み立て時に組み立て時間が
短縮されるとともに、その際の固定スケールの汚損が無
くなり、また、使用中の固定スケールの欠落も無くな
る、従って精度の安定し、信頼性の高い光学式エンコー
ダーを達成することができる。
【図１】 本発明の実施例１の要部概略図
【図２】 本発明の実施例２の要部概略図
【図３】 本発明をリニアエンコーダーに適用したとき
の実施例３の要部概略図
の実施例３の要部概略図
【図４】 従来のエンコ−ダー
１、１０１ 光照射手段 １ａ，１０１ａ 半導体レーザー ２、１２、２２、１０２ 光学ベ−ス ２ａ、２２ａ ベース部品 ２ｂ，２２ｂ 第１光学スケール部分 ２ｃ、１１ａ、，２２ｃ，１０２ｃ 第１光学スケール ３、，２３，１０３ 第２光学スケール部品 ３ａ、１２ａ、２３ａ，１０３ａ 第２光学スケール ４、１０４ 受光手段 ５、１０５ 回転軸 ６ 電気基板 ９ 直線移動体 １１、１０２ｂ 第１光学スケール部品
Claims (9)
- 【請求項１】 位相の揃った光束を射出する光照射手段
と、円筒リング部分の側面に回折格子で以て形成され、
該光照射手段からの光束を受けてこれを変調して第１変
調光とする第１光学スケールと、回転体の回転軸に取り
付けた部材の円筒リング部分の側面に回折格子でもって
形成され、該第１変調光を変調して第２変調光とする第
２光学スケールと、該第２変調光を受光する受光手段と
を備え、該受光手段からの受光信号を用いて該第２光学
スケールの回転情報を検出する際、 該第１光学スケールを該光照射手段を配置するベース部
品の上に射出成型により一体化して形成することを特徴
とする光学式エンコーダー。 - 【請求項２】 前記光照射手段、前記第１光学スケー
ル、前記第２光学スケール及び前記受光手段により構成
される光路を、回転軸の回転中心を外れた位置に形成し
ていることを特徴とする請求項１の光学式エンコーダ
ー。 - 【請求項３】 前記第１光学スケールを形成する部分と
前記ベース部分が同一材質にて一体的に成形されている
ことを特徴とする請求項１又は２の光学式エンコーダ
ー。 - 【請求項４】 前記第１光学スケールと前記第２光学ス
ケールは共に同一ピッチより成る回折格子より成り、双
方の光学的間隔ｄが、両スケールの回折格子のピッチを
ｐ，光照射手段からの光束の波長をλとするとき ｄ＝ｎ・ｐ・２／λ （ｎは自然数） であることを特徴とする請求項１、２、又は３の光学式
エンコーダー。 - 【請求項５】 前記第１光学スケールは円筒リング部分
の内側に在り、前記第２光学スケールは円筒リング部分
の外側に在ることを特徴とする請求項１、２、３、又は
４の光学式エンコーダー。 - 【請求項６】 位相の揃った光束を射出する光照射手段
と、回転体の回転軸に取り付いている透明な部材の一部
に回折格子でもって形成され、該光照射手段からの光を
受けてこれを変調して第１変調光とする第１光学スケー
ルと、受光手段を配置する光学ベースと、該第１光学ス
ケールに対向する該光学ベースの一部分に回折格子でも
って形成され、該第１変調光を変調して第２変調光とす
る第２光学スケールとを備え、該受光手段が該第２変調
光を受光し、該受光手段からの受光信号を用いて該第１
光学スケールの回転情報を検出する際、 該第２光学スケールを光学ベースの上に射出成型により
形成することを特徴とする光学式エンコーダー。 - 【請求項７】 前記光照射手段、前記第１光学スケー
ル、前記第２光学スケール及び前記受光手段により構成
される光路を、前記回転軸の回転中心を外れた位置に形
成していることを特徴とする請求項６の光学式エンコー
ダー。 - 【請求項８】 前記第１光学スケールと前記第２光学ス
ケールは共に同一ピッチより成る回折格子より成り、双
方の光学的間隔ｄが、両スケールの格子ピッチをｐ，光
照射手段からの光束の波長をλとするとき ｄ＝ｎ・ｐ・２／λ （ｎは自然数） となることを特徴とする請求項６又は７の光学式エンコ
ーダー。 - 【請求項９】 前記第１光学スケールは前記透明な部材
の光出射面に在り、前記第２光学スケールは前記第１変
調光が前記光学ベースに入射する部分に在ることを特徴
とする請求項６、７、又は８の光学式エンコーダー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19592694A JPH0843137A (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 光学式エンコーダー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19592694A JPH0843137A (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 光学式エンコーダー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843137A true JPH0843137A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16349281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19592694A Pending JPH0843137A (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 光学式エンコーダー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0843137A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017008368A1 (de) | 2016-09-06 | 2018-03-08 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Versetzungsmessvorrichtung und Verfahren zum Messen einer Versetzung |
-
1994
- 1994-07-28 JP JP19592694A patent/JPH0843137A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017008368A1 (de) | 2016-09-06 | 2018-03-08 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Versetzungsmessvorrichtung und Verfahren zum Messen einer Versetzung |
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