[发明专利]光学编码器

说明书

本发明公开了一种光学编码器。其能够在抑制光学编码器的尺寸增加的同时抑制采用噪声衍射光照射光接收单元的情况。技术方案手段：光学编码器(1)包括：具有衍射光栅(S)的标尺(2)；配置成接收来自光源(4)的光的光接收单元(6)；以及位于标尺(2)和光接收单元(6)之间的光学元件(5)。光学元件(5)包括多个凹槽部分(8)，其是在光学元件(5)的一个面中周期性地形成的周期性结构部分。多个凹槽部分(8)配置成将信号衍射光(10)和噪声衍射光(20)分成以预定行进角行进的第一分割光束(11、21)和以比第一分割光束(11、21)的行进角更大的行进角行进的第二分割光束(12、22)，并且使噪声衍射光(20)的第一分割光束(21)的衍射效率低于信号衍射光(10)的第一分割光束(12)的衍射效率。

技术领域

本发明涉及一种光学编码器。

背景技术

现有技术的光学编码器是已知的。该光学编码器包括设置有沿着测量方向布置的衍射光栅的标尺和包括光接收单元的头部，所述光接收单元通过衍射光栅接收从光源发射的光。头部配置为沿着其测量方向相对于标尺移动并且检测与标尺的相对移动量。

在该光学编码器中，衍射光栅将从光源发射的光变换为多束衍射光。多束衍射光产生具有与衍射光栅相同周期的干涉图案，并且光接收单元从该干涉图案检测信号。光学编码器根据来自光接收单元的检测结果(信号)计算标尺和头部之间的相对移动量。

多束衍射光包括在与从光源发射的光的光轴相同的方向上行进的衍射光、在光轴的两侧上以预定衍射角行进的衍射光和以比光轴两侧上的预定衍射角更大的衍射角行进的衍射光。

假设沿与光轴相同的方向行进的衍射光是零次衍射光，则多束衍射光可以被排序为±1次衍射光和±2次衍射光，在衍射角增大的方向上从零次衍射光移动。

光接收单元主要检测来自于由±1次衍射光产生的干涉图案的信号。因此，±1次衍射光成为信号衍射光，比±1次衍射光更高次的衍射光成为噪声衍射光。

当光接收单元被信号衍射光和噪声衍射光照射时，由信号衍射光产生的干涉图案由于噪声衍射光而失真，并且在由光接收单元检测到的信号中出现噪声。因此，问题在于，由光接收单元的信号计算的相对移动量的精度下降，并且光学编码器不太可靠。

对此，专利文献1中公开的干涉型位置测量装置(光学编码器)包括沿着透射型衍射光栅(衍射光栅)布置的主标尺(标尺)、用光照射主标尺的光源、以及光检测器(光接收单元)，其从由已经穿过透射型衍射光栅的多个衍射光束产生的干涉图案输出信号。

干涉型位置测量装置配置为使得主标尺布置在光源与光检测器之间。另外，干涉型位置测量装置在光源和主标尺之间包括衍射光栅分束器和光学块，该光学块仅用从光源穿过衍射光栅分束器的多个衍射光束的±1次衍射光照射主标尺。

该光学块包括集成棱镜，其将±1次衍射光向主标尺反射，但在主标尺未被照射的方向上折射±1次衍射光以外的衍射光，以及物理地遮蔽零次衍射光的零次衍射光遮蔽装置(即，遮蔽±1次衍射光以外的衍射光的衍射光遮蔽装置)。集成棱镜形成为矩形平行六面体，其以与朝向衍射光栅分束器发射的光的光轴平行的方向作为纵向方向。零次衍射光遮蔽装置设置在集成棱镜内，并且大致布置在集成棱镜的中心部分。

干涉型位置测量装置包括光学块，因此使用零次衍射光遮蔽装置和集成棱镜去除噪声衍射光，以便仅用±1次衍射光(信号衍射光)照射主标尺。

引文列表

专利文献

专利文献1：JP2619566B

发明内容

技术问题

然而，在该光学编码器中，设置集成棱镜和将±1次衍射光以外的衍射光遮蔽的衍射光遮蔽装置需要在光源和标尺之间设置用于反射和折射多个衍射光束的空间。因此存在光学编码器的结构变大的问题。