[go: up one dir, main page]

JPH02176420A - Lattice interference type displacement gage and its scale - Google Patents

Lattice interference type displacement gage and its scale

Info

Publication number
JPH02176420A
JPH02176420A JP33061188A JP33061188A JPH02176420A JP H02176420 A JPH02176420 A JP H02176420A JP 33061188 A JP33061188 A JP 33061188A JP 33061188 A JP33061188 A JP 33061188A JP H02176420 A JPH02176420 A JP H02176420A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scale
light
order
diffraction grating
reflecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33061188A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuhisa Nobuhisa
暢久 西沖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp, Mitsutoyo Kiko Co Ltd filed Critical Mitutoyo Corp
Priority to JP33061188A priority Critical patent/JPH02176420A/en
Publication of JPH02176420A publication Critical patent/JPH02176420A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a reflecting type scale readily and to make it possible to manufacture a reflection type lattice-interference displacement gage which is advantageous in assembling readily by providing a transmitting type scale on the rear surface of which a reflecting film is formed, and providing first and second reflecting means. CONSTITUTION:A reflecting film 50B is formed on the rear surface of a transmitting type scale having a diffraction grating 50A wherein density is changed periodically. Thus a reflecting type scale 50 is provided. A zero-order side rectangular prism 58 and a first-order side rectangular prism 62 are provided. A laser beam 54 which is emitted from a laser diode 52 and inputted into the scale 50 is partially diffracted and becomes a first-order diffracted light 60. The remaining part is reflected and become zero-order reflected light 56. The zero-order light and the first-order light are reflected with the prisms 58 and 62 and sent back to the same direction. Thus the inclination of the reflecting surface of the scale 50 is corrected, and a stable interference signal is obtained. The positions of the prisms 58 and 62 are set so that the light obtained by reflecting the diffracted light 60 with the scale 50 is overlapped with the light obtained by diffracting the reflected light 56 with the lattice 50A. Then, the interference which is resistant to the fluctuation in wavelength of a light source and is stable for the fluctuation of the scale surface is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、格子干渉型変位計及びそのスケールに係り、
特に、密度が周期的に変化する回折格子が形成された透
過型スケールを用いて、反射型の格子干渉型変位計を構
成可能な格子干渉型変位計及びそのスケールに関する。 [従来の技術1 一定ピッチの光学的な目盛が形成されたスケールを用い
て、周期的な検出信号を生成する光電型エンコーダが普
及している。この光電型エンコーダの分解能は、光学格
子の幅及びピッチと、光電変換後の信号を分割する電子
回路の特性により定まる。一般に、光学格子は、エツチ
ング法により製造されるので、4μ−前後の光学格子が
最終測定精度上限界に近く、又、電子回路も大幅なコス
トアップを伴わない範囲で用いるとなると、最終的な分
解能は1μ−前後であり、これを更に高精度化するのは
困難であった。 一方、光電型エンコーダが普及するにつれて、より^分
解能で高精度な検出信号を生成するものが求められてい
る。 光電型エンコーダの高分解能化を図ったものの1つとし
て、スケールにホログラフィの技術を用いて微細なピッ
チ(通常1μ−程度)の目盛を形成し、その目盛を回折
格子として積極的に回折を生じさせて検出信号を得る格
子干渉型変位計が提案されている。 第3図は、特開昭47−10034で提案された格子干
渉型変位計を示すものである。この格子干渉型変位計は
、ピッチdの回折格子10Aが形成された透過型のスケ
ールと、該回折格子10Aに光束としてのレーザビーム
14(波長λ)を照射するHe−Neレーザ光源12と
、前記回折格子10Aによって生成された0次透過光と
1次回折光(光束)をそれぞれ反射するミラー16.1
8と、1次側ミラー18で反射された1次光の0次光と
、0次側ミラー16で反射された0次光の1次光との混
合波を3分するビームスプリッタ(粗い回折格子)20
と、該ビームスプリッタ20で3分された混合波をそれ
ぞれ光電変換する受光素子22A、22B、22Cとを
含んで構成されている。ここで、前記スケールを除く各
要素は、検出器を構成している。 なお、第3図において、0次光及び1次光の光路中にそ
れぞれ挿入された偏光子24.26の偏光方向は、互い
に直交するように設定されており、3分された中央の混
合波を受光する受光素子22Aでは干渉縞が生じないよ
うにされている。従って、この受光素子22Aでは、干
渉縞ではなく、単なる和信号が得られるので、参照信号
Vrとする。 又、受光素子22Bの直前には干渉縞生成用の検光子2
8Bが配置され、この受光素子22Bからは干渉縞によ
るA相検出信号φAが生成される。 又、受光素子22Cの直前には174波長板30と検光
子28Cが配置され、この受光素子22Cからは、前記
A相検出信号φAと90°位相の異なるB相検出信号φ
Bが生成される。 ここで、レーザビーム14の入射角θと、1次光の回折
角φとは、次式で関係付けられる。 d(sinθ+ sinφ)−λ −−−−・−−−−
(1)このような格子干渉型変位計によれば、例えば回
折格子10Aをホログラム方式で製造することによって
、1μ−以下の光学格子を形成することができるので、
0.01μmの分解能を達成することも可能である。 特に、第4図に示すような、密度が正弦波状に変化する
ようにされた透過型のスケール10を用いた場合には、
原板を用いることによってスケールを露光で容易に生産
できるため、コストも安価であるという特徴を有する。 一方、光源及び検出系が共に反射型スケールの片側に配
置される反射型の格子干渉型変位計は、光源及び検出系
をスケールの片側に配置すればよいので、セパレート式
のような組込み型スケールに適している。 (発明が達成しようとする課題1 しかしながら従来は、垂直に入射された単一の光源光か
ら+1次及び−1次の回折光を同時に対称的に発生させ
る必要があるため、そのスケール40は、第5図に示す
如く、その高さを正弦波状に変化させることによって形
成されていた。従って、透過型スケール10に比べて製
造が難しく、大がかりな設備が必要であり、コストも高
くなっていた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、生産が容易な透過型のスケールを利用した反射型
の格子干渉型変位計を提供することを第1の課題とする
。 本発明は、又、透過型スケールを利用した反射型スケー
ルを提供することを第2の課題とする。
The present invention relates to a grating interference type displacement meter and its scale,
In particular, the present invention relates to a grating interference displacement meter and its scale that can configure a reflective grating interference displacement meter using a transmission scale on which a diffraction grating whose density periodically changes is formed. [Prior Art 1] Photoelectric encoders that generate periodic detection signals using a scale on which optical graduations are formed at a constant pitch are in widespread use. The resolution of this photoelectric encoder is determined by the width and pitch of the optical grating and the characteristics of the electronic circuit that divides the signal after photoelectric conversion. Generally, optical gratings are manufactured by the etching method, so an optical grating of around 4μ is close to the upper limit of final measurement accuracy, and if electronic circuits are to be used without a significant increase in cost, the final The resolution is around 1 μm, and it has been difficult to further improve the accuracy. On the other hand, as photoelectric encoders become more widespread, there is a demand for encoders that can generate detection signals with higher resolution and higher accuracy. One of the ways to improve the resolution of photoelectric encoders is to use holography technology on the scale to form graduations with a fine pitch (usually about 1μ), and use the graduations as a diffraction grating to actively cause diffraction. A grating interferometric displacement meter has been proposed that obtains a detection signal by FIG. 3 shows a grating interference type displacement meter proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 47-10034. This grating interference type displacement meter includes a transmission type scale in which a diffraction grating 10A with a pitch d is formed, a He-Ne laser light source 12 that irradiates the diffraction grating 10A with a laser beam 14 (wavelength λ) as a light beam, A mirror 16.1 that reflects the 0th-order transmitted light and the 1st-order diffracted light (luminous flux) generated by the diffraction grating 10A.
8, a beam splitter (coarse diffraction grid) 20
and light receiving elements 22A, 22B, and 22C that photoelectrically convert the mixed waves divided into three by the beam splitter 20, respectively. Here, each element except the scale constitutes a detector. In addition, in FIG. 3, the polarization directions of the polarizers 24 and 26 inserted into the optical paths of the 0th-order light and the 1st-order light are set to be perpendicular to each other, and the central mixed wave divided into three The light receiving element 22A that receives the light is designed to prevent interference fringes from occurring. Therefore, in this light-receiving element 22A, a simple sum signal is obtained instead of interference fringes, so this is referred to as a reference signal Vr. In addition, just before the light receiving element 22B, an analyzer 2 for generating interference fringes is installed.
8B is arranged, and an A-phase detection signal φA based on interference fringes is generated from this light receiving element 22B. Further, a 174-wavelength plate 30 and an analyzer 28C are arranged immediately before the light receiving element 22C, and from this light receiving element 22C, a B phase detection signal φ having a phase different by 90 degrees from the A phase detection signal φA is outputted from the light receiving element 22C.
B is generated. Here, the incident angle θ of the laser beam 14 and the diffraction angle φ of the primary light are related by the following equation. d(sinθ+sinφ)−λ −−−−・−−−
(1) According to such a grating interference type displacement meter, for example, by manufacturing the diffraction grating 10A using a hologram method, an optical grating of 1 μm or less can be formed.
It is also possible to achieve a resolution of 0.01 μm. In particular, when using a transmission type scale 10 whose density changes sinusoidally as shown in FIG.
Since the scale can be easily produced by exposure by using the original plate, it is characterized by low cost. On the other hand, a reflection type grating interference displacement meter, in which both the light source and detection system are placed on one side of the reflection scale, can be used with a built-in scale such as a separate type, since it is only necessary to place the light source and detection system on one side of the scale. suitable for (Problem to be achieved by the invention 1) However, conventionally, since it is necessary to simultaneously and symmetrically generate +1st-order and -1st-order diffracted light from a single vertically incident light source, the scale 40 is As shown in Figure 5, it is formed by changing its height in a sinusoidal manner.Therefore, compared to the transmission type scale 10, it is difficult to manufacture, requires large-scale equipment, and is expensive. The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and its first object is to provide a reflection-type grating interference type displacement meter that uses a transmission-type scale that is easy to produce. A second object of the present invention is to provide a reflective scale using a transmission scale.

【課題を達成するための手段] 本発明は、格子干渉型変位計において、密度が周期的に
変化する回折格子が形成されると共に、裏面で光を反射
するようにされたスケールと、前記回折格子に、回折角
とは異なる入射角で光束を斜め入射する光源、前記スケ
ールによる反射光を前記回折格子に再入射するための第
1の反射手段、前記回折格子による回折光を前記スケー
ルに再入射するための第2の反射手段、前記回折格子及
びスケールによって生成された、0次反射光の回折光と
1次回折光の反射光の混合波を充電変換する受光素子を
含む検出器とを備え、前記スケールと検出器の相対変位
に応じて、周期的に変化する検出信号を生成するように
して、前記第1の課題を達成したものである。 又、本発明は、密度が周期的に変化する回折格子が形成
された透過型スケールの裏面に反射膜を形成することに
よって、前記第2の課題を達成したものである。 【作用及び効果】 本発明は、生産が容易な透過型スケールを流用して反射
型スケールを得ることができれば、組込みに有利な反射
型の格子干渉型変位計が、容易に生産できることに着目
してなされたものである。 即ち、密度が周期的に変化する回折格子が形成された現
在の透過型スケールの裏面を、例えばミラー蒸着等によ
り反射面50Bとすれば、第2図に示す如く、見かけ上
反射型のスケール50を得ることができる。しかしなが
ら、この場合スケール50の高さ方向には密度が一定で
あるため、従来の反射型の格子干渉型変位計のように、
入射光束を垂直入射としたのでは、回折を生じさせるこ
とができない。従って、第2図に示す如く、入射光束を
斜め入射とする必要があるが、この場合、1次回折光は
1本しか生じず、そのままでは干渉を起こさせることが
できない。そこで、本発明では、第1図に示す如く、ス
ケール50による(0次)反射光を回折格子50Aに再
入射するための第1の反射手段(58)と、回折格子5
0Aによる(1次)回折光をスケール50に再入射する
ための第2の反射手段(62)とを設けている。これに
より、回折格子50A及びスケール50によって生成さ
れた、0次反射光の回折光と1次回折光の反射光の2つ
の光束を得ることができ、その混合波を光電変換するこ
とによって、検出信号を得ることができる。この際、入
射角θと回折角φが一致すると、入射光と1次回折光の
分離が困難となるので、θとφは異なる角度とする。 なお、反射光の回折を利用する反射型の場合、例えば小
型で安価なレーザダイオードを光源とした場合に問題と
なる波長変動だけでなく、スケールの平面度や走り精度
に関しても、透過型の場合よりも要求精度が厳しく、取
付けや調整を厳密を行う必要がある。従って、これらに
関しても不検知であることが望ましい。これは、前記第
1及び第2の反射手段として、直角プリズムやコーナー
キューブ、キャッツアイ等の三角プリズムを用いて光束
を同じ方向に返してやることで、反射や回折の角度変動
が補正できる。 このようにして、光学系をより安定なものにすれば、ス
ケール表面の平面度や走り精度の影響が少くなり、安定
した干渉を保って、より安定した信号を得ることができ
る。従って、使用スケールの平面度に対しての許容値が
向上する。又、取付位置の角度変動に強く、スケール走
り精度に対して安定しているので、検出系取付は時のア
ライメントの許容値が向上し、アライメントを簡単なも
のとすることができるゆ更に、光源ビームの形状や平行
性を厳茫に設計する必要がなくなる。従って、例えばレ
ーザダイオード等の小型光源を用いた反射型の格子干渉
型変位計を実現することが可能となる。 又、前記反射型スケールは、密度が周期的に変化する回
折格子が形成された透過型スケールの表面に反射膜を形
成することによって得ることができる。従って、手持ち
の透過型スケールを流用して反射型スケールを得ること
ができ、組込みに有利な反射型の格子干渉型変位計が容
易に生産できる。
[Means for Achieving the Object] The present invention provides a grating interference type displacement meter in which a diffraction grating whose density periodically changes is formed, a scale whose back surface reflects light, and a scale which reflects light on the back surface, and a light source that obliquely impinges a luminous flux onto the grating at an incident angle different from the diffraction angle; a first reflecting means for re-entering the light reflected by the scale onto the diffraction grating; A detector including a second reflecting means for input, and a light receiving element that charges and converts a mixed wave of the diffracted light of the zero-order reflected light and the reflected light of the first-order diffracted light generated by the diffraction grating and the scale. , the first problem is achieved by generating a detection signal that changes periodically according to the relative displacement between the scale and the detector. Furthermore, the present invention achieves the second object by forming a reflective film on the back surface of a transmission scale on which a diffraction grating whose density changes periodically is formed. [Operations and Effects] The present invention focuses on the fact that if a reflective scale can be obtained by utilizing a transmission scale that is easy to produce, a reflective grating interference displacement meter that is advantageous for integration can be easily produced. It was made by That is, if the back surface of a current transmission type scale on which a diffraction grating whose density periodically changes is formed into a reflective surface 50B by, for example, mirror vapor deposition, an apparently reflective scale 50 will be formed as shown in FIG. can be obtained. However, in this case, the density is constant in the height direction of the scale 50, so like the conventional reflective grating interference displacement meter,
Diffraction cannot occur if the incident light beam is perpendicularly incident. Therefore, as shown in FIG. 2, it is necessary to make the incident light beam obliquely incident, but in this case, only one first-order diffracted light is generated, and interference cannot be caused as it is. Therefore, in the present invention, as shown in FIG.
A second reflecting means (62) for making the (first-order) diffracted light by 0A enter the scale 50 again is provided. Thereby, it is possible to obtain two light beams, the diffracted light of the 0th-order reflected light and the reflected light of the 1st-order diffracted light, generated by the diffraction grating 50A and the scale 50, and by photoelectrically converting the mixed wave, a detection signal is generated. can be obtained. At this time, if the incident angle θ and the diffraction angle φ match, it becomes difficult to separate the incident light and the first-order diffracted light, so θ and φ are set to different angles. In the case of a reflective type that uses diffraction of reflected light, for example, when a small and inexpensive laser diode is used as a light source, there are problems not only with wavelength fluctuations, but also with respect to scale flatness and running accuracy. The required accuracy is stricter than that of the conventional one, and installation and adjustment must be carried out strictly. Therefore, it is desirable that these also be undetectable. This is because triangular prisms such as a right angle prism, a corner cube, or a cat's eye are used as the first and second reflecting means to return the light flux in the same direction, thereby correcting angular fluctuations in reflection and diffraction. By making the optical system more stable in this way, the influence of the flatness and running accuracy of the scale surface is reduced, and stable interference can be maintained to obtain more stable signals. Therefore, the tolerance value for the flatness of the used scale is improved. In addition, it is resistant to angular fluctuations in the mounting position and is stable with respect to scale running accuracy, so the alignment tolerance when mounting the detection system is improved and alignment can be simplified. There is no need to strictly design the shape and parallelism of the beam. Therefore, it is possible to realize a reflective grating interference displacement meter using a small light source such as a laser diode. Further, the reflective scale can be obtained by forming a reflective film on the surface of a transmission scale on which a diffraction grating whose density periodically changes is formed. Therefore, a reflection type scale can be obtained by using a transmission type scale on hand, and a reflection type grating interference type displacement meter which is advantageous for integration can be easily produced.

【実施例】【Example】

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 本実施例は、第1図に示す如く、密度が正弦波状に変化
する回折格子が形成されると共に、裏面(図の下面)に
反射1150Aが形成された、本発明による反射型スケ
ール50と、前記回折格子50Aにレーザビーム54を
斜め入射する光源としてのレーザダイオード(LD)5
2、前記スケール50によるレーザビーム54の0次反
射光56を前記回折格子50Aに再入射するための第1
の反射手段である0次側直角プリズム58、前記回折格
子50Aによる1次回折光60を前記スケール50に再
入射するための第2の反射手段である1次側直角プリズ
ム62、偏光板64.66、前記回折格子50A及びス
ケール50によって生成された、0次反射光56の1次
回折光と1次回折光60の0次反射光の混合波を光電変
換するための、前記従来例と同様のビームスプリッタ2
0A。 20B〈従来例では共用化されていたが、本実施例では
2つに分けられている)、例えばPINフォトダイオー
ドからなる受光素子22A、22B。 22C1検光子28B、28G、1/4波長板30を含
む検出器とを備え、前記スケール50と検出器の相対変
位に応じて、周期的に変化する検出信号を生成するよう
にしたものである。 前記反射型スケール50は、例えば、!度が正弦波状に
変化する回折格子が形成された、既にある透過型スケー
ルの裏面に、反rI4膜をミラー蒸着することによって
、簡単に形成することができる。 以下、実施例の作用を説明する。 レーザダイオード52から照射され、スケール50に入
射したレーザビーム54は、一部回折して1次回折光6
0となり、残りは反射して0次反射光56となる。この
0次及び1次の光をそれぞれ直角プリズム58.62で
反射して同じ方向に返してやることで、スケール50の
反射面の傾きが補正され、スケール表面の平面度不良や
走り精度不良にもかかわらず、安定した干渉信号を得る
ことが可能となる。 又、1次回折光60がスケール50によって反射された
光と、0次反射光56が回折格子50Aによって回折さ
れた光は、常に同じ角度となるので、2本の光束が重な
るように直角プリズム58.62の位置を設定してやれ
ば、光源の波長変動にも強く、スケールの面変動にも安
定した干渉が得られる。 なお、本実施例においては、第1及び第2の反射手段と
して直角プリズム58.62が用いられていたが、反射
手段の構成はこれに限定されず、例えば、コーナーキュ
ーブやキャッツアイ等の三角プリズムを用いることも可
能である。三角プリズムを用いた場合には、光束を第1
の紙面に垂直方向に横ずらしすることが可能となり、第
1図の実施例ではスケール長手方向に分かれている回折
点68A、68Bを、スケール長手方向に関して見かけ
上一体にすることができる。通常、スケール幅方向にお
ける回折格子の製造誤差は非常に少いので、この場合に
は、−層安定した干渉信号を得ることができる。 本実m例においては、レーザダイオード42の波長λが
変化しても、受光素子に入射する方向はほぼ一定である
。従って、光源の波長変動や、スケール上のローリング
及びギャップ変動といった、大きいが対称的な変動も吸
収され、このような変動の影響を受けることがない。 又、スケール50表面での反射光も、直接受光素子に入
射することがない。 又、前記実施例においては、光源としてレーザダイオー
ド52が用いられていたが、光源の種類はこれに限定さ
れない。更に、検出系の構成も、2つのビームスプリッ
タ2OA、20Bと3つの受光素子22A、228,2
20を含むものには限定されない。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, this embodiment uses a reflective scale 50 according to the present invention in which a diffraction grating whose density changes in a sinusoidal manner and a reflection 1150A formed on the back surface (lower surface in the figure); A laser diode (LD) 5 as a light source that makes a laser beam 54 obliquely enter the diffraction grating 50A.
2. A first beam for re-injecting the zero-order reflected light 56 of the laser beam 54 by the scale 50 into the diffraction grating 50A.
a zero-order right-angle prism 58 which is a reflection means, a first-order right-angle prism 62 which is a second reflection means for making the first-order diffracted light 60 by the diffraction grating 50A enter the scale 50 again, and polarizing plates 64 and 66. , a beam splitter similar to the conventional example for photoelectrically converting a mixed wave of the first-order diffracted light of the zero-order reflected light 56 and the zero-order reflected light of the first-order diffracted light 60, which are generated by the diffraction grating 50A and the scale 50. 2
0A. 20B (which was shared in the conventional example, but is divided into two in this embodiment), light receiving elements 22A and 22B, each of which is, for example, a PIN photodiode. It is equipped with 22C1 analyzers 28B, 28G, and a detector including a quarter-wave plate 30, and is configured to generate a detection signal that changes periodically according to the relative displacement between the scale 50 and the detector. . The reflective scale 50 includes, for example! It can be easily formed by mirror-depositing an anti-rI4 film on the back surface of an existing transmission scale on which a diffraction grating whose power changes in a sinusoidal manner is formed. The effects of the embodiment will be explained below. The laser beam 54 emitted from the laser diode 52 and incident on the scale 50 is partially diffracted and becomes first-order diffracted light 6.
0, and the remainder is reflected to become zero-order reflected light 56. By reflecting this 0th-order and 1st-order light by the right-angle prisms 58 and 62 and returning them in the same direction, the inclination of the reflecting surface of the scale 50 is corrected, and it is also possible to prevent poor flatness and running accuracy of the scale surface. Regardless, it is possible to obtain a stable interference signal. Also, since the first-order diffracted light 60 reflected by the scale 50 and the zero-order reflected light 56 diffracted by the diffraction grating 50A are always at the same angle, the right-angle prism 58 is used so that the two beams overlap. If the position is set at .62, stable interference can be obtained that is resistant to fluctuations in the wavelength of the light source and even to surface fluctuations of the scale. In this embodiment, right angle prisms 58 and 62 were used as the first and second reflecting means, but the structure of the reflecting means is not limited to this, and for example, a triangular prism such as a corner cube or a cat's eye may be used. It is also possible to use prisms. When using a triangular prism, the luminous flux is
The diffraction points 68A and 68B, which are separated in the longitudinal direction of the scale in the embodiment of FIG. 1, can be made to appear to be integrated in the longitudinal direction of the scale. Normally, the manufacturing error of the diffraction grating in the scale width direction is very small, so in this case, a stable interference signal can be obtained. In this example, even if the wavelength λ of the laser diode 42 changes, the direction of incidence on the light receiving element remains almost constant. Therefore, large but symmetrical fluctuations such as wavelength fluctuations of the light source and rolling and gap fluctuations on the scale are also absorbed and are not affected by such fluctuations. Further, the reflected light on the surface of the scale 50 does not directly enter the light receiving element. Further, in the embodiment described above, the laser diode 52 was used as a light source, but the type of light source is not limited to this. Furthermore, the configuration of the detection system also includes two beam splitters 2OA, 20B and three light receiving elements 22A, 228, 2.
It is not limited to those including 20.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明に係る格子干渉型変位計の実施例の構
成を示す光路図、 第2図は、本発明の詳細な説明するための光路図、 第3図は、従来の格子干渉型変位計の一例の構成を示す
光路図、 第4図は、前記従来例で用いられている透過型スケール
の形状を示す断面図、 第5図は、従来の反射型スケールの形状を示す断面図で
ある。 50・・・反射型スケール、 50A・・・回折格子、 50B・・・反射膜、 52・・・レーザダイオード(LD) 54・・・レーザビーム、 θ・・・入射角、 φ・・・回折角、 56・・・0次反射光、 58・・・0次側直角プリズム、 60・・・1次回折光、 62・・・1次側直角プリズム。
FIG. 1 is an optical path diagram showing the configuration of an embodiment of a grating interference type displacement meter according to the present invention, FIG. 2 is an optical path diagram for explaining the present invention in detail, and FIG. 3 is a conventional grating interference type displacement meter. An optical path diagram showing the configuration of an example of a mold displacement meter, FIG. 4 is a cross-sectional view showing the shape of a transmission type scale used in the conventional example, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing the shape of a conventional reflective scale. It is a diagram. 50... Reflective scale, 50A... Diffraction grating, 50B... Reflective film, 52... Laser diode (LD) 54... Laser beam, θ... Incident angle, φ... times 56...0th order reflected light, 58...0th order right angle prism, 60...1st order diffracted light, 62...1st order right angle prism.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)密度が周期的に変化する回折格子が形成されると
共に、裏面で光を反射するようにされたスケールと、 前記回折格子に、回折角とは異なる入射角で光束を斜め
入射する光源、前記スケールによる反射光を前記回折格
子に再入射するための第1の反射手段、前記回折格子に
よる回折光を前記スケールに再入射するための第2の反
射手段、前記回折格子及びスケールによつて生成された
、0次反射光の回折光と1次回折光の反射光の混合波を
光電変換する受光素子を含む検出器とを備え、 前記スケールと検出器の相対変位に応じて、周期的に変
化する検出信号を生成する格子干渉型変位計。
(1) A scale in which a diffraction grating whose density periodically changes is formed and the back surface reflects light, and a light source that obliquely impinges a luminous flux on the diffraction grating at an incident angle different from the diffraction angle. , a first reflecting means for making the light reflected by the scale enter the diffraction grating again; a second reflecting means for making the light diffracted by the diffraction grating enter the scale again; a detector including a light-receiving element that photoelectrically converts a mixed wave of the diffracted light of the zero-order reflected light and the reflected light of the first-order diffracted light generated by the A grating interferometric displacement meter that generates a detection signal that changes.
(2)請求項1において、前記第1、第2の反射手段が
、直角プリズム又は三角プリズムであることを特徴とす
る格子干渉型変位計。
(2) The grating interference type displacement meter according to claim 1, wherein the first and second reflecting means are rectangular prisms or triangular prisms.
(3)密度が周期的に変化する回折格子が形成された透
過型スケールの裏面に反射膜が形成されていることを特
徴とする格子干渉型変位計用のスケール。
(3) A scale for a grating interference type displacement meter, characterized in that a reflective film is formed on the back surface of a transmission type scale on which a diffraction grating whose density changes periodically is formed.
JP33061188A 1988-12-27 1988-12-27 Lattice interference type displacement gage and its scale Pending JPH02176420A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33061188A JPH02176420A (en) 1988-12-27 1988-12-27 Lattice interference type displacement gage and its scale

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33061188A JPH02176420A (en) 1988-12-27 1988-12-27 Lattice interference type displacement gage and its scale

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02176420A true JPH02176420A (en) 1990-07-09

Family

ID=18234596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33061188A Pending JPH02176420A (en) 1988-12-27 1988-12-27 Lattice interference type displacement gage and its scale

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02176420A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2000782A2 (en) 2007-05-28 2008-12-10 Mitutoyo Corporation Photoelectric encoder

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2000782A2 (en) 2007-05-28 2008-12-10 Mitutoyo Corporation Photoelectric encoder
US7642505B2 (en) 2007-05-28 2010-01-05 Mitutoyo Corporation Photoelectric encoder with a transparent protective material having a thickness equal to or greater than a depth of focus of an image forming optical system disposed on the surface of a scale

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2586120B2 (en) encoder
US4979826A (en) Displacement measuring apparatus
US5035507A (en) Grating-interference type displacement meter apparatus
US5000572A (en) Distance measuring system
JPH03148015A (en) Position measuring apparatus
CN112097647B (en) Heterodyne grating displacement measuring device
CN112097652A (en) Grating displacement measuring device
JPH02231525A (en) Encoder
JPH0718714B2 (en) encoder
KR101275935B1 (en) Displacement detection apparatus, displacement gauging apparatus and fixed point detection apparatus
JPS63277926A (en) Length measuring device
JPH046884B2 (en)
JP2001336952A (en) measuring device
WO2022052292A1 (en) Heterodyne grating measurement device and measurement method
JP2557967B2 (en) Grating interference displacement meter
CN112097650B (en) Heterodyne grating displacement measuring method
JPS59163517A (en) optical scale reader
JPH0416177Y2 (en)
JPH02176420A (en) Lattice interference type displacement gage and its scale
JP3038860B2 (en) Encoder
JP4798911B2 (en) Diffraction interference type linear scale
GB2241780A (en) Measuring distance
JPH0620969Y2 (en) Grating interference displacement detector
JPH01185415A (en) Lattice interference type displacement detector
CN112097649B (en) Heterodyne grating displacement measurement optical system