(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回折格子と第２の回折格子を設けた被測定物体に、光源手段から互いに可干渉性のある第１及び第２の光束を前記第１及び第２の回折格子に入射し、
回折させた複数の回折光のうち、被測定物体が直線運動したときに相対的に位相がずれる２光束を干渉させ、検出系により該被測定物体の直線運動を検出する第１の光学系及び第１の検出系と、
被測定物体が回転運動するときに相対的に位相がずれる２光束を干渉させ、検出系により該被測定物体の回転運動を検出する第２の光学系及び第２の検出系の２つの移動情報検出系をもつことを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
前記被測定物体は回転物体より成り、前記第１及び第２の回折格子は該回転物体の回転軸を中心とする放射格子より成っていることを特徴とする請求項１のエンコーダ。
【請求項３】
前記被測定物体は回転物体より成り、前記第１及び第２の回折格子はスケール面内にあって該回転物体の回転軸に直交する直線に平行の直線格子であることを特徴とする請求項１又は２のエンコーダ。
【請求項４】
前記被測定物体は筐体内に設けた弾性体と筐体とからなり、前記第１の検出系と第２の検出系は該弾性体の筐体に対する変動を検出して、該筐体に加わる加速度及び角加速度を検出していることを特徴とする請求項１、２又は３のエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンコーダに関する。本発明は特に移動物体（スケール）に取り付けた回折格子等の微細格子列にレーザ光等の可干渉性光束を入射させ、該回折格子からの所定次数の回折光を互いに干渉させて干渉縞を形成し、該干渉縞の明暗の縞を計数することによって回折格子の移動情報、例えば移動量、移動方向、加速度、そして角加速度等を測定するロータリーエンコーダやリニアエンコーダ等のエンコーダに良好に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来よりＮＣ工作機械等における回転物体の回転量や回転方向等の回転情報を高精度に、例えばサブミクロンの単位で測定することのできる測定器としてロータリーエンコーダがあり、各方面で使用されている。
【０００３】
特に高精度でかつ高分解能のロータリーエンコーダとして、レーザ等の可干渉性光束を移動物体に設けた回折格子に入射させ、該回折格子から生ずる所定次数の回折光を互いに干渉させ、該干渉縞の明暗を計数することにより、該移動物体の移動量や移動方向等の移動状態を求めた回折光干渉方式のロータリーエンコーダが良く知られている。
【０００４】
又、弾性体の弾性変形を測定することによって加速度を検出する加速度計が知られている（例えば特許文献１）。特に高精度な加速度の検出を目的とした加速度計として、回折光干渉方式のエンコーダを利用した加速度検出器が提案されている。又、角加速度を検出する角加速度計として圧電振動子式、光ファイバ式のジャイロスコープ等の角加速度計が提案されている。
【０００５】
図９は従来の回折光干渉方式のロータリーエンコーダの一部分の要部概略図である。
【０００６】
同図においては光源１０１から射出した単色の光束をスケール（ディスク）１０５ａ上の回折格子等から成る格子ピッチＰ（回折格子列の１周の本数がＮ）の微細格子列１０５に入射させて複数個の回折光を発生させている。このとき直進する光束の次数を０として、その両脇に±１，±２，±３・・・のような次数の回折光を定義し、更にスケール１０５ａの回転方向を＋、逆方向を−の符号を付けて区別することにする。そうするとｎ次の回折光の波面の位相は０次光の波面に対してスケール１０５ａの回転角度をθ（ｄｅｇ）とすると
２π・ｎ・Ｎ・θ／３６０
だけずれるという性質がある。
【０００７】
そこで異なる次数の回折光同士は互いに波面の位相がずれているから適当な光学系によって２つの回折光の光路を重ね合わせて干渉させると、明暗信号が得られる。
【０００８】
例えば＋１次回折光と−１次回折光とをミラー１０９ａ、１０９ｂとビームスプリッタ１０３を用いて重ね合わせて干渉させるとスケール１０５ａが微細格子の１ピッチ分（３６０／Ｎ度）だけ回転する間に互いの位相が４πだけずれていくから２周期の明暗の光量変化が生じる。従ってこのときの明暗の光量変化を検出すればスケール１０５ａの回転量を求めることができる。
【０００９】
図１０はスケール１０５ａの回転量だけではなく回転方向も検出するようにした従来の回折光干渉方式のロータリーエンコーダの一部分の要部概略図である。
【００１０】
同図では図９のロータリーエンコーダに比べて、スケール１０５ａの回転に伴う２つの回折光より得られる明暗信号を少なくとも２種類用意して、それらの互いの明暗のタイミングをずらしてスケール１０５ａの回転方向を検出している。
【００１１】
即ち、同図では微細格子列１０５から生ずるｎ次回折光とｍ次回折光とを重ね合わせる前に偏光板１０８ａ、１０８ｂ等を利用して両光束の偏光面が互いに直交する直線偏光の光束にしている。そしてミラー１０９ａ、１０９ｂとビームスプリッタ１０３ａを介して光路を重ね合わせてから１／４波長板１０７ａを透過させて２光束間の位相差で偏光面の方位が決まる直線偏光に変換している。
【００１２】
更にそれを非偏光ビームスプリッタ１０３ｂで２つの光束に分割して、それぞれの光束を互いに検波方位（透過できる直線偏光の方位）がずれるように配置した偏光板（アナライザ）１０８ｃ、１０８ｄを透過させ、２つの光束の干渉による明暗のタイミングのずれた２種類の明暗信号を検出器１１０ａ、１１０ｂで検出している。
【００１３】
例えばこの２つの偏光板の検波方位を互いに４５°ずらせば明暗のタイミングは位相で表すと９０°（π／２）ずれる。同図のロータリーエンコーダはこのときの２つの検出器１１０ａ、１１０ｂからの信号を用いてスケール１０５ａの回転方向を含めた回転情報を検出している。
【特許文献１】特開平４−２６４２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来のエンコーダにおいて被測定物体に関して複数の移動情報、例えば回転情報と直線移動情報とを検出しようとすると、２つの検出系を各々設けなければならないために装置全体が大型化及び複雑化する傾向があった。
【００１５】
本発明は被測定物体の複数の移動情報、例えば１方向の移動情報と１軸回りの回転情報を同時に独立して高精度に検出することができるエンコーダの提供を第１の目的とする。発明は、更にこれを利用して１方向の加速度と１方向の角加速度も同様に高精度に検出することができるエンコーダの提供を他の目的とする。本発明の更に他の目的は、後述する説明の中で明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明は、第１の回折格子と第２の回折格子を設けた被測定物体に、光源手段から互いに可干渉性のある第１及び第２の光束を前記第１及び第２の回折格子に入射し、
回折させた複数の回折光のうち、被測定物体が直線運動したときに相対的に位相がずれる２光束を干渉させ、検出系により該被測定物体の直線運動を検出する第１の光学系及び第１の検出系と、
被測定物体が回転運動するときに相対的に位相がずれる２光束を干渉させ、検出系により該被測定物体の回転運動を検出する第２の光学系及び第２の検出系の２つの移動情報検出系をもつことを特徴としている。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記被測定物体は回転物体より成り、前記第１及び第２の回折格子は該回転物体の回転軸を中心とする放射格子より成っていることを特徴としている。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記被測定物体は回転物体より成り、前記第１及び第２の回折格子はスケール面内にあって該回転物体の回転軸に直交する直線に平行の直線格子であることを特徴としている。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の発明において、前記被測定物体は筐体内に設けた弾性体と筐体とからなり、前記第１の検出系と第２の検出系は該弾性体の筐体に対する変動を検出して、該筐体に加わる加速度及び角加速度を検出していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、被測定物体の移動情報、例えば１方向の移動情報と１軸周りの回転情報を独立して高精度に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
【実施例】
【００２２】
図１は本発明の実施例１の要部概略図である。本実施例は被測定物体（剛体、スケールともいう。）５に２つの反射型の回折格子を設け、該被測定物体の移動情報及び回転情報を検出する場合を示している。
【００２３】
図１において、１はＰ偏光とＳ偏光の両方の可干渉光束を放射する光源（例えば偏光面を４５度傾けた半導体レーザ）である。光源１からの光束をコリメータレンズ２によって整形した後、偏光面を光軸に対して４５度の角度で配置した第１の偏光ビームスプリッタ３ａによって、Ｓ偏光ＬＳとＰ偏光ＬＰに分離している。ここで偏光ビームスプリッタ３ａはＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射するようにしている。
【００２４】
このうちＰ偏光ＬＰはミラー４ｂで反射させ、回折格子（第１の回折格子）５ａの領域５ａＰに入射させている。又Ｓ偏光ＬＳはミラー４ａで反射させ、回折格子５ａの領域５ａＰに入射させている。このときに回折格子５ａに入射させる２つの光の入射角を１次回折角と同一になるように、同一点に２方向から斜入射している。そしてＳ偏光の＋１次回折光Ｓ＋とＰ偏光の−１次回折光Ｐ−が回折格子５ａの面に対して垂直な同一方向に反射回折するようにしている。
【００２５】
そして１次回折光Ｓ＋と−１次回折光Ｐ−をミラー等の偏向手段６ａ、６ｂにより、被測定物体（弾性体）の捩れの回転軸（軸）１０について第１の回折格子５ａと対称な位置に設けた回折格子（第２の回折格子）５ｂに垂直入射させている。
【００２６】
図２はこのときスケール５がＡ方向に移動したときの概略図、図４は図２の各要素におけるブロック説明図である。
【００２７】
図２、図４において、第２の回折格子５ｂで−１次回折したＰ偏光Ｐ−−とＳ偏光Ｓ＋−をミラー７ｂで反射させて偏光ビームスプリッター３ｂに導光している。又、回折格子５ｂで＋１次回折したＰ偏光Ｐ−＋とＳ偏光Ｓ＋＋をミラー７ａで反射させて偏光ビームスプリッター３ｂに導光して、該偏光ビームスプリッター３ｂでこれらの各偏光を重ね合わせている。
【００２８】
そしてこれらの光束のうち相対的な位相差が８πあるＳ偏光Ｓ＋＋とＰ偏光Ｐ−−を偏光板１３ａに導光して第１の光検出器９ａで検出し、相対的な位相差が０のＳ偏光Ｓ＋１、Ｐ偏光Ｐ−＋を偏光板１３ｂに導光して第２の光検出器９ｂで検出している。このとき光検出器９ａでは移動情報が検出されるが、光検出器９ｂでは移動情報が検出されない。
【００２９】
図３は図１においてスケール５がＢ方向に移動したときの概略図、図５は図２の各要素におけるブロック説明図である。
【００３０】
図３、図５において、回折格子５ｂで−１次回折したＰ偏光Ｐ−−とＳ偏光Ｓ＋−１をミラー７ａで反射させて偏光ビームスプリッター３ｂに導光している。又、回折格子５ｂで＋１次回折したＰ偏光Ｐ−＋とＳ偏光Ｓ＋＋をミラー７ｂで反射させて偏光ビームスプリッター３ｂに導光している。そして該偏光ビームスプリッター３ｂでこれらの各偏光を重ね合わせている。
【００３１】
そして、これらの光束のうち相対的な位相差が０のＰ偏光Ｐ−＋とＳ偏光Ｓ＋−を、偏光板１３ａを介して第１の光検出器９ａで検出し、相対的な位相差が８πあるＰ偏光Ｐ−−とＳ偏光Ｓ＋＋を偏光板１３ｂを介して第２の光検出器９ｂで検出ている。このとき光検出器９ｂでは移動情報が検出されるが、光検出器９ａでは移動情報が検出されない。
【００３２】
本実施例では光検出器９ａ、９ｂからの信号を用いて不図示の信号処理系で移動物体の移動情報を検出しているが、次に本実施例における移動物体の移動情報の検出原理について、図４、図５を参照して説明する。尚、図４、図５ではｍ次回折光の次数ｍをｍ＝１としている。
【００３３】
図６は格子の移動方向と回折次数との関係を示す説明図である。図６に示すように、一定のピッチＰのスリットを形成した回折格子５１に波長λの可干渉光を入射すると、角度θの方向に、
Ｐｓｉｎθ＝ｍλ（ｍ＝０，±１，・・・・）
の回折光が発生する。
【００３４】
ここで格子の移動方向に回折するｍ次回折光を＋ｍ次回折光と、逆方向に回折するｍ次回折光を−ｍ次回折光と定義する。回折格子５１がＸ移動すると、移動前後でｍ次回折光の位相は、
【００３５】
【数１】
0003728310.tif 000002
【００３６】
だけ変化する。従って、１次回折光（ｍ＝１）では回折格子が１ピッチ移動すると、位相が２π変化する。
【００３７】
回折光干渉方式のエンコーダでは、スケールに設けた回折格子において、＋１次回折を２回した光と−１次回折を２回した光を重ね合わせ、相対的に格子１ピッチについて８π位相がずれるように構成されている。従って、格子１ピッチのスケール移動につき、４周期の位相変化が発生する。
【００３８】
本実施例において、回折格子より回折される＋ｍ次回折光はｍ次回折光のうち回折格子の移動方向に回折する光であり、−ｍ次回折光はｍ次回折光のうち回折格子の移動方向と逆方向に回折する光である。
【００３９】
例えば、回折光干渉方式のロータリーエンコーダでは、放射状の回折格子によるスケールの回転によって、＋ｍ次回折を２回した光と−ｍ次回折を２回した光との相対的な位相が回折格子の１ピッチに相当する角度変化に対して８ｍπ変化する。本実施例では、このときの両者の干渉光を検出することによって、回転物体（回折格子）の回転情報を検出している。
【００４０】
又スケール上の互いに平行な２ヶ所の回折格子が共に格子と垂直な方向に同じ量だけ移動している状態において、ｍ次回折光に注目し、第１の回折格子に可干渉の光源からの光線を入射し、その＋ｍ次回折光Ｌｍと−ｍ次回折光Ｌ−ｍをレンズ、プリズム、ミラー、光ファイバ等の光伝送手段で伝送し、第２の回折格子に入射させる。このとき第２の回折格子によって、＋ｍ次回折光の＋ｍ次回折光Ｌｍ、ｍ、＋ｍ次回折光の−ｍ次回折光Ｌｍ、−ｍ、−ｍ次回折光の＋ｍ次回折光Ｌ−ｍ、ｍ、−ｍ次回折光の−ｍ次回折光Ｌ−ｍ、−ｍ、以上４通りのｍ次回折光が得られる。
【００４１】
スケール５がＡ方向に移動しているときは、図２、図４（参照）に示すように＋ｍ次回折光の＋ｍ次回折光Ｌｍ、と−ｍ次回折光の−ｍ次回折光Ｌ−ｍ、−ｍとを干渉させる。これらの間の位相は、回折格子の１ピッチ分の移動につき相対的に８ｍπずれるため、干渉光をフォトダイオードやＣＣＤのようなデバイス（光検出器）を有する第１の検出系によって検出して、回折格子の移動情報を検出している。
【００４２】
又、＋ｍ次回折光の−ｍ次回折光Ｌｍ，−ｍと−ｍ次回折光の＋ｍ次回折光Ｌ−ｍ、ｍについても、第１の検出系と同様な第２の検出系によって検出する。２つの回折格子が共に格子と垂直な方向に移動しているとき、第２の検出系に達する２つの２回回折光Ｌｍ、−ｍ、Ｌ−ｍ、ｍは、同位相であるため干渉信号は変化しない。このため移動情報は得られない。
【００４３】
次に、スケール５がＢ方向に変動しているとき、即ち２つの回折格子が格子と垂直な方向で一方の回折格子は上記と同方向、他方の回折格子が上記の方向とは逆方向に移動する場合（格子と垂直方向に互いに逆方向に移動する場合）を考える（図３、図５参照）。
【００４４】
これはスケールが面内で回転する状態に相当する。このとき前述の第１の検出系に達する２つの回折光Ｌｍ、−ｍ、Ｌ−ｍ、ｍの間には位相差が生じない。しかしながら第２の検出系に達する２つの回折光Ｌｍ、ｍ、Ｌ−ｍ、−ｍは、前述の格子が同方向に移動している場合と同様に、第１の回折格子と第２の回折格子において、回折格子の移動量の差が２ピッチ分のとき相対的に８ｍπの位相差をもつ。
【００４５】
例えば、２つの回折格子が同一の剛体（被測定物）上に２ヶ所の照射点を結ぶ方向に平行に設けられていれば、第１の検出系の信号は２か所の回折格子の照射点の中点の回折格子面上で、格子と垂直な方向の移動に対する信号となる。又、上記剛体が回折格子を含む面内で回転する場合を考える。回転角が微小であれば、それぞれの回折格子は反対方向に直線移動していると見做すことができ、第２の検出系において２つの格子を含む面内の回転角を検出することができる。
【００４６】
又、２ヶ所の回折格子を従来の回折光干渉方式のロータリーエンコーダと同様、放射状回折格子とすることにより、回転方向の検出範囲を広げることができる。このとき直線移動に伴い格子の方向が変化するため、直線変位の検出範囲は平行な回折格子よりも小さくなる。
【００４７】
本実施例では以上の検出原理を利用して移動物体の移動情報を求めている。次に、本実施例の具体的な検出方法について説明する。
【００４８】
まず、図２に示すように、２つの回折格子が共に矢印Ａの方向に変位する場合（回折格子スケールが格子と直交する方向に直線移動する状態）。
【００４９】
このとき偏光ビームスプリッター３ｂを通過し、偏光板１３ａを介し、光検出器９ａ（第１の検出系）に到達する光は−１次回折を２回したＰ偏光Ｐ−−と＋１次回折を２回したＳ偏光Ｓ＋＋であり、それぞれの相対的な位相は格子１ピッチの変位につき８πとなる。これらの光は偏光軸をそれぞれの直線偏光に対し４５度に設定した偏光板（不図示）を通過することにより、偏光軸で規定された直線偏光となり、光検出器９ａにおいて格子の移動に伴なう干渉縞の移動として検出している。そして光検出器９ａからの信号を用いて演算手段（不図示）により、格子の移動情報、即ち弾性体の捩じれの軸１０の移動情報を求めている。
【００５０】
一方、偏光ビームスプリッター３ｂで反射し、偏光板１３ｂを介し光検出器９ｂ（第２の検出系）に到達する光は、−１次回折と＋１次回折をしたＰ偏光Ｐ−＋と＋１次回折と−１次回折をしたＳ偏光Ｓ＋−である。このとき格子の移動による位相差は生じない。このため光検出器９ｂでは干渉状態の変化はなく、信号は得られない。
【００５１】
図３に示すように、２つの回折格子が矢印Ｂの方向に回転する場合（格子を設けたスケールが回転する状態）。
【００５２】
即ち、被測定物体が回転軸１０を中心に回転している場合、このとき偏光ビームスプリッター３ｂを通過し、偏光板１３ａを介し光検出器９ａに到達する光は、−１次回折と＋１次回折をしたＰ偏光Ｐ−＋と＋１次回折と−１次回折をしたＳ偏光Ｓ＋−であり、格子の回転による位相差は生じない。このため回転情報を得ることができない。
【００５３】
又、偏光ビームスプリッター３ｂで反射し、偏光板１３ｂを介し光検出器９ｂに到達する光は、−１次回折を２回したＰ偏光Ｐ−−と＋１次回折を２回したＳ偏光Ｓ＋＋であり、格子を含む面内の１ピッチ分の回転により相対的な位相差は８πとなる。このＰ、Ｓ偏光をＰ、Ｓ偏光に対し４５度に偏光軸を傾けた偏光板（不図示）により偏光軸で規定された直線偏光となり光検出器９ｂによって干渉縞の移動を検出し、これにより格子の面内の回転情報を検出している。
【００５４】
本実施例においては、図２の光検出器９ａでは格子のＡ方向のずれに対応する信号を得ており、図３の光検出器９ｂでは格子の面内回転に対応する信号を得ている。特に光検出器９ａ、９ｂからの検出信号により、回折格子を設けた梁（転）１０のたわみ、捩れを同時に検出することにより、梁１０に加わる加速度や角加速度を検出している。変位や角変位から加速度や角加速度を検出する方法は周知なので説明を省略する。
【００５５】
図１の構成においては、面内回転に伴い格子の傾きがずれ、偏光方向がずれるため、回転角度は微小量に限られるが、本構成によれば回転の中心は光の２つの入射点に限定されずにスケールの回転角度を測定することができる。
【００５６】
尚、本実施例では光の偏向及び伝送手段としてミラーを使用しているが、これは光の進行方向を偏向する手段であれば、例えば屈折を利用したプリズム、光ファイバ、光導波路等でも同様の構成が可能である。又、本実施例では第１の回折格子５ａと第２の回折格子５ｂとの間のＳ偏光とＰ偏光との光路を同一にするために、第１の回折格子５ａへの入射角をそれより生じる１次回折角と同一にしているが、他の角度で入射して別の光路で伝送する構成も可能である。
【００５７】
更に、運動の方向を検出する場合には、干渉縞の移動方向を検出する必要がある。このとき回折光干渉方式のエンコーダで実現されている方法として、干渉光の光束内の干渉縞を０本に近づける。このとき干渉光はスケールの移動に伴なう明暗の繰り返しパターンとなるが、図７に示すような光学系を図１のλ／４板８ａ（８ｂ）と光検出器９ａ（９ｂ）と交換しても良い。
【００５８】
図７において、８ｃはＰ偏光とＳ偏光に対して４５度に進相軸を設定したλ／４波長板であり、Ｐ偏光とＳ偏光を互いに回転方向の対向する円偏光としている。そして、その干渉光はスケールの移動に伴い、回転する直線偏光となっている。これを非偏光ビームスプリッタ１２で２つに分割し、それぞれの回転する直線偏光を互いに４５度偏光方向が異なる偏光板１３ａ及び１３ｂによって、光検出器９ｃ及び９ｄで互いに９０度位相の異なる正弦波状の光の明暗として検出している。
【００５９】
そして光検出器９ｃ、９ｄで互いに９０度位相のずれた２相の光の明暗を検出して、これより被測定物の移動方向の情報を求めている。尚、被測定物が、例えば図１において、矢印Ａ方向と矢印Ｂ方向の双方の変位を同時にすれば光検出器９ａ、９ｂから各々移動情報が得られる。
【００６０】
図８は本発明の実施例２の要部概略図である。本実施例は図１の実施例１に比べて反射型の回折格子の代わりに透過型の回折格子を用いていること、光源１からの光束を第１の回折格子に垂直入射させており、また所定次数の回折光を第２の回折格子に斜入射させていること等が異なっており、その他の構成は同じである。
【００６１】
図８において、光源１を出射しコリメーターレンズ２で整形された光束を第１の回折格子５ａに垂直入射させている。そして回折格子５ａで回折した＋１次回折光と−１次回折光をミラー６ａ、６ｂとミラー６ｃ、６ｄを介して第２の回折格子５ｂに１次回折角と同一の角度で入射させている。そして回折格子５ｂで回折した１次回折光と−１次回折光を重ね合わせて、光検出器９ａ及びミラー７ａ、７ｂ、ハーフミラー１１を介して光検出器９ｂで各々検出している。
【００６２】
２つの回折格子が共に図８の矢印Ａの方向に移動する場合。
【００６３】
このとき図２と同様に、光検出器９ａには＋１次回折を２回した光と−１次回折を２回した光とが重なった状態で入射する。この結果、上記実施例１と同様に回折格子が１ピッチ分の移動をすると、それぞれの回折光の位相が相対的に８πずれる。
【００６４】
本実施例では、このずれに基づく干渉縞を計数することによって回折格子の変位情報を検出している。又、光検出器９ｂで検出される光には回折格子の移動による位相差は生じないために、光検出器９ｂで得られる信号には干渉状態の変化はなく、このため移動信号は得られない。
【００６５】
２つの回折格子が図８の矢印Ｂの方向に回転する場合。
【００６６】
即ち、図３と同様に２つの回折格子が回転軸（不図示）を中心に回転する場合、このとき回折格子５ｂで回折し、ミラー７ａ、７ｂで反射し、ビームスプリッタ１１によって重ね合わされ、光検出器９ｂには＋１次回折を２回した光と−１次回折を２回した光との干渉光となり、このとき光検出器９ｂで得られる信号より２つの光の重ね合わせに基づく干渉縞を計数することにより、回折格子の回転情報を検出している。
【００６７】
このとき光検出器９ａで検出される光は位相差が生じないために、光検出器９ａでは回転情報に関する信号は得られない。
【００６８】
尚、本発明の２方向の移動情報を検出可能なエンコーダを、例えば筐体と弾性体の一部に設けた回折格子に対して適用し、弾性体の角加速度による捻じれをスケールの回転として検出すれば角加速度を検出することが可能である。同時に、弾性体のたわみをスケールの平行移動として検出すれば、加速度を検出することが可能である。これにより加速度と角加速度を同一の光学系で同時に測定することができるようになる。
【００６９】
図１１は本発明の変形実施例の要部概略図である。既述の実施例では、１光束をまず片方の格子に入射していたが、本変形例では２光束をそれぞれの格子に独立して入射、回折させて、図で点線により示された光伝送手段により合波しても同様の検出が可能である。図中、ＬＧは光伝送手段、ＨＭは光分割手段を示す。尚、添字は回折次数の正負を示す。又、
【００７０】
【数２】
0003728310.tif 000003
【００７１】
のうちＸはＬ２の入射する格子がＬ１の入射する格子と同方向に動く場合（直線運動）、Ｙは逆方向に動く場合（回転運動）である。
【００７２】
互いに可干渉性をもつ２光束Ｌ１，Ｌ２を測定対象上に設けた格子の２箇所に入射し、それぞれの＋ｍ次回折光と−ｍ次回折光を得る。この４光束を図のように２光束ずつ重ね合わせ、それぞれについて既述実施例のように干渉信号の検出系を構成すれば、格子を設けた剛体の回転運動と直線運動を独立に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施例１の要部概略図
【図２】図１でスケールがＡ方向に変動したときの要部概略図
【図３】図１でスケールがＢ方向に変動したときの要部概略図
【図４】図１でスケールがＡ方向に変動したときのブロック説明図
【図５】図１でスケールがＢ方向に変動したときのブロック説明図
【図６】本発明に係る回折格子の移動方向と回折光との関係を示す説明図
【図７】図１の一部分を変更したときの説明図
【図８】本発明の実施例２の要部概略図
【図９】従来のロータリーエンコーダの一部分の要部概略図
【図１０】従来のロータリーエンコーダの一部分の要部概略図
【図１１】本発明の変形例の要部概略図
【符号の説明】
【００７４】
１    光源
２    コリメーターレンズ
３ａ，３ｂ，１１    偏光ビームスプリッター
４ａ，４ｂ，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，７ａ，７ｂ    ミラー
５ａ，５ｂ    回折格子
８ａ，８ｂ    λ／４
９ａ，９ｂ    光検出器
１０    回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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