(57)【要約】　　　（修正有）【課題】回転角の測定に必要な部品をできる限り数多く単一の光学メカトロニクス部品に統合した光電式角度測定器及びその製造方法の提供。【解決手段】光電式角度測定器１では、該測定器１の内部に入り込んだ回転軸４０の回転角を、その軸４０に結合されたスケール１０を用いて光学的に検出する。光源２０の発する光がコリメータレンズ３０で平行光にされ、スケール１０で変調され、走査・受光器５０で検出される。光源（発光素子）２０、コリメータレンズ３０、スケール１０及び走査・受光器５０は、光軸２と回転軸３とが略一致するように、中心軸上に配置される。少なくとも、機械要素としての回転軸の端部４１、及び、角度測定器１の光学素子としての屈折型コリメータレンズ３０が、一体型プラスチック部品１００で構成され、そのプラスチック部品１００に発光素子２０及び他の電子部品を収容される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スケール（１０）、光源（２０）、コリメータレンズ（３０）及び走査・受光器（５０）を備え、光源（２０）の発する光をコリメータレンズ（３０）により平行光にし、その平行光を、測定器の回転軸（４１）に回転不能に固定されたスケール（１０）により変調し、光源（２０）、コリメータレンズ（３０）、スケール（１０）及び走査・受光器（５０）を中心軸が一致するように配置することにより回転軸（３）を光軸（２）と略一致させた光電式角度測定器（１）において、少なくとも、機械要素としての回転軸の端部（４１）、及び、角度測定器（１）の光学素子としての屈折型コリメータレンズ（３０）を、一体型プラスチック部品（１００）で構成し、該プラスチック部品（１００）に光源（２０）を収容したことを特徴とする光電式角度測定器（１）。
【請求項２】
更に以下の機能部品、すなわち、コイル保持用リール（７１）、光源（２０）及び他の電子部品を含む発光素子用シートバー（２５）を保持するためのシートバーホルダ（４２）、及び、中心位置決め部（４３）を一体型プラスチック部品（１００）と一体成形したことを特徴とする請求項１に記載の光電式角度測定器（１）。
【請求項３】
走査・受光器（５０）により回折型スケール（１０）を走査し、該回折型スケール（１０）を一体型プラスチック部品（１００）と一体成形したことを特徴とする請求項１に記載の光電式角度測定器（１）。
【請求項４】
前記プラスチック部品（１００）を一又は複数のプラスチック成分から射出成形技術により作製したことを特徴とする請求項１に記載の光電式角度測定器（１）。
【請求項５】
射出成形具が、光軸（２）を中心として、コリメータレンズ（３０）の曲面の陰型になっていることを特徴とする請求項４に記載の光電式角度測定器（１）。
【請求項６】
レンズ（３０）の表面が非球面状であることを特徴とする請求項１に記載の光電式角度測定装置（１）。
【請求項７】
レンズ（３０）の表面を段付レンズ状にすることにより軸方向の寸法を短くしたことを特徴とする請求項１に記載の光電式角度測定器（１）。
【請求項８】
プラスチック部品（１００）は赤外光に対して十分に透明であることを特徴とする請求項１に記載の光電式角度測定器（１）。
【請求項９】
発光素子（２０）及び発光素子用シートバー（２５）がプラスチック部品（１００）に鋳囲まれていることを特徴とする請求項６に記載の光電式角度測定器（１）。
【請求項１０】
成形した中心位置決め部（４３）により、プラスチック部品（１００）を、回転角の測定対象である軸受け（４６）又は回転軸（４０）に直接接合したことを特徴とする請求項１に記載の光電式角度測定器（１）。
【請求項１１】
スケール（１０）、光源（２０）、コリメータレンズ（３０）及び走査・受光器（５０）を備え、光源（２０）の発する光をコリメータレンズ（３０）により平行光にし、その平行光を、測定器の回転軸（４０）に回転不能に固定されたスケール（１０）により変調し、走査・受光器（５０）で検出する光電式角度測定器（１）の製造方法において、光源（２０）、コリメータレンズ（３０）、スケール（１０）及び走査・受光器（５０）を中心軸が一致するように配置することにより回転軸（３）を光軸（２）と略一致させた光電式角度測定器（１）において、少なくとも、回転軸の端部（４１）、及び、屈折型コリメータレンズ（３０）を、一体型プラスチック部品（１００）で構成し、該プラスチック部品（１００）に光源（２０）を鋳込んだことを特徴とする光電式角度測定器（１）の製造方法。
【請求項１２】
好ましくはシートバー（２５）上に配置された発光素子（２０）を射出成形具内に正確に配置してから、射出成形工程を行うことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
特に、射出成形具はコリメータレンズ（３０）の曲面の陰型になっていることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
レンズ（３０）の表面を段付レンズ状にすることにより軸方向の寸法を短くしたことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、回転軸、ねじ軸、電子モータ（特にサーボモータ）に取り付けて使用する角度測定装置に関する。このような装置は、特に工作機械産業や、各種製造装置及び処理装置を用いる業界において、制御や位置決めに利用される。
【０００２】
従来より、角度の測定には光学的なスケール（Ｍａｓｓｖｅｒｋｏｅｒｐｅｒｕｎｇ。度器（Ｍａｓｓｓｔａｂ）とも呼ばれる）を、コリメータで生成された平行光で照明する装置が用いられている。度器は、ガラス又はプラスチック製の基板上に印刷によりパターン化されたクロムで形成される。度器が走査・受光器（Ａｂｔａｓｔ−Ｅｍｐｆａｅｎｇｅｒ）に対して角度方向に相対移動すると、走査・受光器に照射されている光が変調される。角度情報は度器の表面に２値符号化形式で記録されている。この情報が走査・受光器により検出され、電気信号に変換される。
【０００３】
角度の符号化には基本的に２通りの方法がある。すなわち、インクリメンタル符号化と絶対符号化である。インクリメンタル符号（コード）は、一定間隔で並んだ多数の計数用バーコードから成り、一定の角度変化を示す。しかし、インクリメンタルコードでは角度の絶対値はわからない。そこで、度器にもう１つ別のコード用トラックを定め、そこに基準マークを設ける場合も多い。このような度器では、コード通過時の角度基準位置（いわゆるゼロ点）を特定することができるため、準絶対的と呼ばれる。このような角度値から角度の絶対値を求めるには、ゼロ点以降に検出されるバーコード数の増分を計数すればよい。
【０００４】
これに対し、いわゆる絶対角測定器では、度器が２値符号化された位置情報を保持しているため、いつでも一意に角度位置が分かる。一般に用いられているコードとしては、まず、２進数の生成規則に従って数値を符号化したいわゆる２値コードがあるが、この他にも、グレイコード（交番２進コード）やランダムコードがある。また、産業用測定システムでは、ノギスやバーニヤを用いてコードを作製することも行われている。更に、少なくとも２本のコード用トラックに複数の線を僅かに異なる距離周期で配列し、全トラックを同時に走査することにより絶対位置コードが得られるようにしたものもある。
【０００５】
モアレ原理により作製されたスケールには明領域と暗領域がある。この明暗パターンは一般に、ガラス又はプラスチックで作製された支持基板上にプリントされ、写真印刷法でパターン加工されたクロム層から成る。このクロム層が振幅格子として作用し、光の振幅を変調する。
【０００６】
度器を走査・検出するには、光電式走査・受光器の手前に絞りを配置する。あるいは、スケールに対応して構成された半導体パネル（Ｈａｌｂｌｅｉｔｅｒｆｌａｅｃｈｅ）を用いてもよい。走査・受光器は感光性半導体層で構成するが、その際、単一チップに統合してもよい。
【０００７】
スケールは、光源と、光源の発する光から平行光束を生成するコリメータ光学系とで構成される照明装置により照明される。光源には赤外スペクトル領域で発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いるのが通例である。コリメータ光学系はガラスレンズで構成するのが一般的であるが、プラスチック製のレンズを用いてもよい。照明装置はステータ部に固定されるのが普通である。
【０００８】
ガラスレンズに比べて、プラスチック材料から成るレンズは安価で良質のものを大量生産ができる。これは、ガラスに比べてプラスチックの方が球面加工や非球面加工が容易だからである。その上、プラスチックは軽量で取り扱いやすく、また、レンズ表面の研磨やつや出しが不要である。コリメータ光学系に高い光学性能が要求されない場合は、射出成形で製造したプラスチックレンズでも品質的に十分であることが多い。
【０００９】
しかし、プラスチックレンズの作製及びプラスチックレンズを含む機器の製造には幾つかの問題がある。プラスチックレンズは一般に射出成形技術を用いて作製される。プラスチックレンズには、嵌め込みや組み込みを可能にするための付加的部分を設ける必要がある。レンズの製造時には、材料射出点がレンズ表面に直接通じていることから、プラスチック材料内に機械的応力が生じる。その結果、後で温度サイクルのある環境下、機械的負荷のかかる環境下あるいは溶剤雰囲気中に置かれたときに応力亀裂や腐食が生じてしまう。更に、回転角測定システムへの組み込み時にプラスチックレンズを押圧及び接着することも問題となることがある。
【００１０】
ドイツ特許公報第１９７　５０　４７４　Ｃ２号及び米国特許公報第６，３５９，４０９　Ｂ１号に記載の回転角測定器の場合、走査・受光器は回転軸と中心が一致するように配置されている。また、照明装置は回転角測定器の軸内に組み込まれており、軸とともに回転する。この場合、適宜装置を通じて照明装置にエネルギーを供給する必要がある。エネルギーの供給は、例えば誘導的に、容量的に、あるいはすべり接触を通じて行うことができる。例を挙げると、すべりリング、コンデンサ板、又はリールに巻いたコイル等である。こういったエネルギー供給装置は照明装置と電気的に結合されており、照明装置と同様、回転角測定器の回転軸とともに回転する。容量型又は誘導型のエネルギー結合の場合、ＬＥＤの他に整流ダイオードやコンデンサ等の付加的電子部品が照明装置に統合される。前記電子部品や発光素子はシートバー上に搭載するのが有利である。そして、発光素子はチップ・オン・ボード（Ｃｈｉｐ−ｏｎ−Ｂｏａｒｄ，　ＣＯＢ）形式でシートバー上に配置するのが有利である。そのためには、裸のチップをシートバーに直接接合した後、透明な基板材料で鋳固める。
【００１１】
本発明の課題とするところは、回転角の測定に必要な部品をできる限り数多く単一の光学メカトロニクス部品に統合することにある。これは特に回転の中心で走査・検出を行う場合に有益である。なぜなら、そのような場合、エネルギー供給のための付加的部品を回転軸内に組み込む必要があるからである。
【００１２】
上記課題は、本発明の第１の態様に係る光電式角度測定器により解決される。本発明の第１の態様に係る光電式角度測定器は、スケール、光源、コリメータレンズ及び走査・受光器を備え、光源の発する光をコリメータレンズにより平行光にし、その平行光を、測定器の回転軸に回転不能に固定されたスケールにより変調し、光源、コリメータレンズ、スケール及び走査・受光器を中心軸が一致するように配置することにより回転軸を光軸と略一致させた光電式角度測定器において、少なくとも、機械要素としての回転軸の端部、及び、角度測定器の光学素子としての屈折型コリメータレンズを、一体型プラスチック部品で構成し、該プラスチック部品に光源及び他の各種電子部品を収容したことを特徴とする。
【００１３】
更に有利な実施形態は、本発明の第２〜１０の態様に係る光電式角度測定器により得られる。
本発明の第２の態様に係る光電式角度測定器は、前記第１の態様に係る光電式角度測定器において、更に以下の機能部品、すなわち、コイル保持用リール、光源及び他の電子部品を含む発光素子用シートバーを保持するためのシートバーホルダ、及び、中心位置決め部を一体型プラスチック部品と一体成形したことを特徴とする。
本発明の第３の態様に係る光電式角度測定器は、前記第１の態様に係る光電式角度測定器において、走査・受光器により回折型スケールを走査し、該回折型スケールを一体型プラスチック部品と一体成形したことを特徴とする。
本発明の第４の態様に係る光電式角度測定器は、前記第１の態様に係る光電式角度測定器において、前記プラスチック部品を一又は複数のプラスチック成分から射出成形技術により作製したことを特徴とする。
本発明の第５の態様に係る光電式角度測定器は、前記第４の態様に係る光電式角度測定器において、射出成形具が、光軸を中心として、コリメータレンズの曲面の陰型になっていることを特徴とする。
本発明の第６の態様に係る光電式角度測定器は、前記第１の態様に係る光電式角度測定器において、レンズの表面が非球面状であることを特徴とする。
本発明の第７の態様に係る光電式角度測定器は、前記第１の態様に係る光電式角度測定器において、レンズの表面を段付レンズ状にすることにより軸方向の寸法を短くしたことを特徴とする。
本発明の第８の態様に係る光電式角度測定器は、前記第１の態様に係る光電式角度測定器において、プラスチック部品は赤外光に対して十分に透明であることを特徴とする。
本発明の第９の態様に係る光電式角度測定器は、前記第６の態様に係る光電式角度測定器において、発光素子及び発光素子用シートバーがプラスチック部品に鋳囲まれていることを特徴とする。
本発明の第１０の態様に係る光電式角度測定器は、前記第１の態様に係る光電式角度測定器において、成形した中心位置決め部により、プラスチック部品を、回転角の測定対象である軸受け又は回転軸に直接接合したことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る成形方法によりプラスチックレンズをレンズ保持部品と一体化すれば、レンズの嵌め込み工程が不要になるだけでなく、レンズ内部の機械的応力が低減することは明らかである。これにより、応力亀裂・腐食の発生の危険性が十分に取り除かれる。
【００１５】
例えばドイツ特許公報第１９７　５０　４７４　Ｃ２号にあるように、角度測定器が中心に配置されている場合、本発明は特に有利なものとなる。例えば図３に示したような場合である。この場合、赤外発光ダイオード（ＩＲ−ＬＥＤ）２０及びコリメータレンズ３０から成る照明装置の光軸２と角度測定器１の回転軸３とが理想的には一致する。更に、円形のコード板１０の中心は回転中心上になければならない。さもなければ、コード板１０の偏心により位置ずれが生じてしまう。走査・受光器５０及びコード板１０も同様に互いに中心が一致するように配置される。走査・受光器５０はコード板１０に対して僅かに離れたところに対向配置される。
【００１６】
今日製造されている角度測定器では、コード板状のスケールが別体になっている。このコード板は測定器の回転軸に固定される。一般的にはコード板は回転軸に接着される。そのためには、コード板の中心が回転軸の中心線上にくるようにコード板を回転軸に対して正しい位置に合わせ、偏心回転を防止しなければならない。偏心回転が起きると測定誤差が生じるからである。
【００１７】
従来のコード板は一般に、ガラス又はプラスチック上に写真印刷でパターン形成されたクロム層を有している。これは、大型の板に多数のパターンを印刷したものを個片に分割するという手順で製造される。一方、微細加工されたコード板を使用すれば、微細射出成形又は刻印等の方法による大量生産が可能であるため安価で良質のものを製造できるだけでなく、検出器の他の構成部品（回転軸やコリメータレンズ等）と直接一体成形できるという利点がある。
【００１８】
中心を正確に合わせて部品を一体化すると、上記のように写真印刷で作製される層を、本発明に記載の一体型プラスチック部品に、正確に中心が一致した形で、直接プリントすることができる。これにより、コード板の調整や取り付けを別途行う必要がなくなる。
【００１９】
また、鋳型（Ｒｅｐｌｉｋａｔｉｏｎｓ−Ｗｅｒｋｚｅｕｇｅｓ）の作製時以外には写真印刷工程を設ける必要がなくなる。これについては、ドイツ特許出願第１００　２５　４１０号も参照されたい。
【００２０】
本発明は、多種多様な機能を単一の部品に統合することにより、特にコストの削減、信頼性の向上及び組み立ての容易化といった有利な効果を奏するものである。
【００２１】
コリメータレンズをそれより大きい部品に統合することにより、特に、プラスチック射出成形処理に起因してレンズ内に生じる機械的応力が後述の通り低減する。
【００２２】
プラスチックレンズの作製及びプラスチックレンズを含む機器の製造にはいくつかの問題がある。プラスチックレンズは一般に射出成形技術により作製される。
【００２３】
従来より、プラスチックレンズは、プラスチック材を一又は複数の射出点から射出することにより作製されているが、射出点がレンズ形状内部に直接通じていたため、射出工程及び冷却工程における圧力差に起因して、射出点からプラスチック材の内部に応力が発生していた。このような材料応力は、極性物質で飽和した雰囲気、接着剤の溶着又は温度変化といった好ましくない環境条件の下で、いわゆる応力亀裂・腐食（Ｓｐａｎｎｕｎｇｓｒｉｓｓ−Ｋｏｒｒｏｓｉｏｎ，　ＳＰＲＫ）の発生につながりやすい。すなわち、プラスチック中の材料応力が最大値に達すると、レンズ表面に亀裂が生じ、それがプラスチック材料の内部に向かって成長する。このため、接着又は挟持構造によりレンズをホルダに保持させたときにレンズ表面に亀裂が生じることがあるのである。
【００２４】
本発明では、レンズがレンズ保持部品に一体成形されているため、各射出点がレンズ形状部に直接通じることはない。このため、レンズ形状部にはほとんど応力が発生しない。その結果、レンズ形状部の内部には応力亀裂・腐食（ＳＰＲＫ）が発生することは極めて少なくなる。
【００２５】
射出点は、プラスチック射出成形具のうち、ガラス化温度より高い温度に加熱されたプラスチックが成形具の空洞部に流れ込む際に通過する場所に設けられる。一のプラスチック部品に対して複数の射出点を設けることもできる。射出点に残存するプラスチック材料は成形部品の冷却後に除去される。
【００２６】
以上のように、前述の問題は、角度測定器のレンズを本発明に係る方法で作製することにより回避される。すなわち、プラスチックレンズをそれとは別の機能部品と一体になるように成形・埋め込むを行うことにより、レンズの嵌め込み工程が不要になるだけでなく、レンズ内部の機械的応力が低減することは明らかである。これにより、応力亀裂・腐食の発生の危険性が十分に取り除かれる。
なお、本発明の第１の態様に係る光電式角度測定器の製造方法は、スケール、光源、コリメータレンズ及び走査・受光器を備え、光源の発する光をコリメータレンズにより平行光にし、その平行光を、測定器の回転軸に回転不能に固定されたスケールにより変調し、走査・受光器で検出する光電式角度測定器の製造方法において、光源、コリメータレンズ、スケール及び走査・受光器を中心軸が一致するように配置することにより回転軸を光軸と略一致させた光電式角度測定器において、少なくとも、回転軸の端部、及び、屈折型コリメータレンズを、一体型プラスチック部品で構成し、該プラスチック部品に光源、受光器用コイル及び他の各種電子部品を一体型プラスチック部品に鋳込んだことを特徴とする。
また、本発明の第２の態様に係る光電式角度測定器の製造方法は、前記第１の態様に係る光電式角度測定器の製造方法において、好ましくはシートバー上に配置された発光素子を射出成形具内に正確に配置してから、射出成形工程を行うことを特徴とする。
【００２７】
更に、回折型スケールを使用する場合に本発明は特に有利なものとなる。この種のスケールは、例えばドイツ公開特許公報第１００　２５　４１０　Ａ１号に記載の透過型線形回折格子のような、符号化された回折型光学素子（ｄｉｆｆｒａｋｔｉｖｅ　ｏｐｔｉｓｃｈｅ　Ｅｌｅｍｅｎｔ，　ＤＯＥ）を備えている。この素子は、光を変調して位置の増分値又は絶対値を出力する。このとき、コリメータレンズ、又は、度器の像を受光器上に結像するための結像レンズを、度器の回折型光学素子と組み合わせて、屈折・回折型微細光学系を構成することができる。
【００２８】
コリメータレンズを含む一体型プラスチック部品を２成分射出成形法により作製することもできる。そのためには、２種類のプラスチック材料を射出成形具に入れ、上記部品が第一の材料から成る第一の部分と第二の材料から成る第二の部分とを含むようにする。この方法によれば、上記部品の特性が部分的に異なるような場合に対応できる。例えば、レンズ用のプラスチック材料は発光素子の照明領域において高い光透過率を有する必要がある。赤外スペクトルを発する発光ダイオードを用いるのであれば、透過領域もそれに合わせて赤外スペクトル領域に設ける必要がある。一方、回転軸はできるだけ耐捻転性の高い材料で作製する必要がある。
【００２９】
従来の屈折レンズでは、レンズ表面に空気とガラスの境界層を形成し、その層で屈折率を変化させることにより、そこに入射する光を屈折させる。レンズ表面の曲面形状を適切に決定することにより、集光レンズ等、所望の光学特性を有するレンズが得られる。
【００３０】
次に、本発明について図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図１及び図２に示した多機能プラスチック射出成形部品（ユニット部品）１００は、コリメータレンズ３０及び軸部（回転軸）４１を備えると共に、更に、以下のような各種機能部を備える。
【００３２】
ユニット部品１００の底面に設けられた固定用突出部４２。ここには発光素子用シートバー（導体板）２５が収容される。シートバー２５には発光素子２０の他に各種電子部品が搭載される。発光素子２０は、特にチップ・オン・ボード形式でシートバー２５上に搭載することができる。
【００３３】
回転対称部（又は中心位置決め部）４３。これは上側軸受け（例えば玉軸受け）４６に圧入又は接着される部分である。この部分を軸受け４６に結合することで、ユニット部品１００の中心及び軸を正しい位置に合わせることができる。
【００３４】
平坦な縁を有するユニット部品１００の前面部。これは、赤外発光素子２０により照明されるスケールを備えるコード板１０を受容する部分である。
【００３５】
凹部７１。これは図３の二次コイル７０を保持するリールの役割を果たす。二次コイル７０は、赤外発光ダイオードを有する発光素子２０に誘導結合方式で電気エネルギーを供給する。
【００３６】
透過型のコード板を用いる場合、その表面に透明領域と非透明領域を交互に設ける。通常、コード板１０の基板材料としてはガラス又はプラスチックが用いられる。非透明領域は薄いクロム層で実現するのが通例である。ドイツ公開特許公報第　１００　２５　４１０　Ａ１号に記載のような回折型スケールを用いる場合、コード板（スケール）１０の暗領域には光を回折するための微細パターンが形成される。これは、例えば、ゼロ次光が弱まるように寸法を設定した位相差回折格子（Ｐｈａｓｅｎ−Ｓｔｕｆｅｎ−Ｂｅｕｇｕｎｇｓｇｉｔｔｅｒ）により実現される。
【００３７】
図３は角度測定器１の断面図である。ユニット部品１００の底面には、発光素子用シートバー２５が、それに合わせた形状の固定用突出部（導体板ホルダ）４２（図１及び図２参照）に収容されている。シートバー２５には発光素子２０としての赤外発光ダイオードがチップ・オン・ボード形式で搭載されている。他にも各種電子部品が発光素子用シートバー２５上に配置されている。ユニット部品１００の周囲に配置された二次コイル７０は発光素子２０に電気エネルギーを供給する。そのために、二次コイル７０は芯無し高周波トランスとして一次コイル６０の内側に配置されている。一次コイル６０はリール６１により保持・固定されている。一次コイル６０には高周波電圧が印加される。
【００３８】
ユニット部品１００は中心位置決め部４３により上側軸受け４６あるいは回転軸４０に結合される。
【００３９】
ユニット部品１００の上面にはコード板状のスケール１０が保持されている。スケール１０は走査・受光器５０に対して僅かに離れたところに対向配置されている。一方、走査・受光器５０は受光器用シートバー５５上にチップ・オン・ボード形式で配置されている。他にも各種電子部品が表面実装技術（ＳＭＤ技術）によりシートバー５５上に半田付けされている。
【００４０】
図４に示した段付レンズ（フレネルレンズとも呼ばれる）は集光レンズの一種であって、凸型コリメータレンズ３０の代わりに利用可能である。この構造により軸方向の寸法を短くすることができる。
【００４１】
図５にコリメータレンズ（屈折レンズ）３０と位相格子状の回折構造体とを組み合わせた光学素子の一例を概略的に示す。回折構造体はスケール１０の役割を果たす。回折構造体は、発光素子２０から発せられてレンズ３０の作用により好ましくは平行光となった波動を回折させるが、その回折状態はコードの内容に応じて場所毎に異なる。回折構造体により振幅変調された光（光信号）は受光器５０に受光される。受光器側の光学系の厳密な形態についてはＤＥ　１０２　２６　４４４　号公報を参照されたい。
【００４２】
最後に、屈折レンズ３０と、角度コードを構成する回折用微細構造体とから成る、図５に示したような複合光学素子をユニット部品１００に統合する方法を図６に概略的に示す。発光素子２０はユニット部品１００の内部に配置されており、部品１００の凹部（リール部）７１に巻き付けられた二次コイル７０を通じて電気エネルギーの供給を受ける。ユニット部品１００の中心配置を見ると、光軸２が角度測定器１の回転軸３と一致している。
【００４３】
更に、ユニット部品１００は、角度測定器１の図３の回転軸４０の末端として機能する軸部４１を備えている。
【００４４】
射出成形具は、ユニット部品１００の目的形状の陰型となっている。射出成形具の作製時には、完成時のユニット部品１００、中でもユニット部品１００の光学素子としてのコリメータレンズ３０が所望の寸法になるように、射出成形工程後のユニット部品１００の収縮を考慮することが好ましい。
【００４５】
本発明は特に非球面レンズを使用する場合に有利なものとなる。非球面レンズをガラスで作製するには多大な費用がかかる。しかし、非球面レンズを使用すれば、まず、結像誤差の補正が可能になる。結像誤差は、球面レンズ、特に、レンズの直径が最も厚い部分の厚みに比べてあまり大きくない、いわゆる厚型レンズを使用する場合に発生する。更に、非球面レンズを使用すると、実際には理想的な点光源ではなく面光源であるという発光素子２０の特性を考慮した調整や、被照明面に応じた光強度の調整が可能になる。この場合、発光素子２０から出た光からコリメータレンズ３０によりできるだけ平行な光束を生成しつつ、被照明面にできるだけ均一に光を分散させる、ということが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ユニット部品を示す。
【図２】ユニット部品を示す。
【図３】前記部品を本発明に係る角度測定器に組み込んだ様子を示す。
【図４】段付レンズの原理的構造を示す。
【図５】コリメータレンズの裏側に回折型スケールを設けた複合部品を示す。
【図６】前記複合部品を多機能部品に一体化した様子を概略的に示す。
【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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