【手続補正書】
【提出日】平成20年2月22日(2008.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】光学式エンコーダ及び回折格子の変位測定方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  光源と、
前記光源からの光を回折格子に入射させる照明光学系と、
前記回折格子により生じた２つの回折光が入射し、これらの２つの回折光を前記回折格子に再照射する円環状格子と、
前記回折格子に再照射された前記２つの回折光が前記回折格子により再回折されると共にこれらが重ね合わされて生ずる干渉光が入射する光束偏向手段と、
該光束偏向手段から射出した前記干渉光を受光する受光手段と、
を有することを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項２】  前記光源からの光を収束光束として前記回折格子に照射する集光素子を有することを特徴とする請求項１に記載の光学式エンコーダ。
【請求項３】  前記集光素子は、前記回折格子により発生した回折光を前記円環状格子上に略点状に集光させることを特徴とする請求項２に記載の光学式エンコーダ。
【請求項４】  前記集光素子は、前記円環状格子を経て前記回折格子に再照射される前記回折光を、前記回折格子上に略点状に集光させることを特徴とする請求項２に記載の光学式エンコーダ。
【請求項５】  前記集光素子は回折レンズであることを特徴とする請求項３又は４に記載の光学式エンコーダ。
【請求項６】  前記集光素子は、前記光源からの光を前記回折格子上に線状に集光させる線状集光素子であることを特徴とする請求項２に記載の光学式エンコーダ。
【請求項７】  前記線状集光素子は回折レンズ又はシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項６に記載の光学式エンコーダ。
【請求項８】  前記円環状格子は反射型回折格子としたことを特徴とする請求項１に記載に記載の光学式エンコーダ。
【請求項９】  前記円環状格子は透過型回折格子とし、該透過型回折格子を透過回折した回折光を反射光学素子で反射して前記透過型回折格子に入射させ、前記透過型回折格子により再回折した回折光を前記回折格子に再照射させることを特徴とする請求項１に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１０】  前記光源からの光は前記光束偏向手段を透過して前記回折格子に入射し、前記受光手段は、前記光束偏向手段により反射された前記干渉光を受光することを特徴とする請求項１に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１１】  回折格子の変位を測定する方法であって、
光源からの光を前記回折格子に入射させる工程と、
前記回折格子により生じた２つの回折光を円環状格子に入射させる工程と、
前記円環状格子に入射した２つの回折光を前記回折格子に再照射する工程と、
前記回折格子に再照射された前記２つの回折光が前記回折格子により再回折されると共にこれらが重ね合わされて生ずる干渉光を受光する工程と、
を有することを特徴とする回折格子の変位測定方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば産業用計測機械等において、位置や角度情報を検出するための円環状回折格子による反射機構を有する光学式エンコーダ及び回折格子の変位測定方法に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、キャッツアイに代る光路ずれ補正光学系を用いて、良好なＳＮ比が得られ、安定した光束検出を行う光学式エンコーダ及び回折格子の変位測定方法を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る光学式エンコーダは、光源と、前記光源からの光を回折格子に入射させる照明光学系と、前記回折格子により生じた２つの回折光が入射し、これらの２つの回折光を前記回折格子に再照射する円環状格子と、前記回折格子に再照射された前記２つの回折光が前記回折格子により再回折されると共にこれらが重ね合わされて生ずる干渉光が入射する光束偏向手段と、該光束偏向手段から射出した前記干渉光を受光する受光手段と、を有することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明に係る回折格子の変位測定方法は、回折格子の変位を測定する方法であって、光源からの光を前記回折格子に入射させる工程と、前記回折格子により生じた２つの回折光を円環状格子に入射させる工程と、前記円環状格子に入射した２つの回折光を前記回折格子に再照射する工程と、前記回折格子に再照射された前記２つの回折光が前記回折格子により再回折されると共にこれらが重ね合わされて生ずる干渉光を受光する工程と、を有することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
半導体レーザー光源１１からの光束は、非偏光ビームスプリッタ１３を透過した後に回折格子スケール１５に略垂直に照射されている。回折格子スケール１５から反射された＋１次回折光は回折角θで射出し、１／４波長板２４を通って円環状反射格子１４に至り、円環状反射格子１４で元の光路に回折反射され、再び回折格子スケール１５により＋１次回折して非偏光ビームスプリッタ１３まで戻される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
半導体レーザー光源１１から射出された光束は、ビームスプリッタ１３を透過し、レンズ３０を透過して収束光束になり、放射状回折格子スケール３１に収束傾向より照明され、反射回折光Ｌ＋、Ｌ−は、それぞれ円環状反射格子１４上に照明される。ここで、回折格子スケール３１上の格子ピッチをＰ１とすると、円環状反射格子１４のピッチＰ２は、Ｐ２＝Ｐ１／２の関係で設定されている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
図３８は第１１の実施の形態を示し、第１０の実施の形態において位相差信号を発生させるように偏光素子を配置し、２相信号検出にしている。この図３８の実施の形態では、回折格子スケール１５と円環状反射格子１４の間の光路中に偏光方位を互いに９０度ずらした偏光板２０Ｓ、２０Ｐが挿入されており、リニア回折レンズを使用したリニアエンコーダの実施の形態であり、可干渉光源である半導体レーザー光源１１からの光束を非偏光ビームスプリッタ１３を透過させた後に回折格子スケール１５に略垂直に照明している。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
図３９は第１２の実施の形態を示し、収束光束を照明する光学手段として、レンズ３０を採用せずに、図示しないコリメータレンズ１２により直接収束光にしたものである。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
図５３は第１６の実施の形態を示し、線状に集光して光束を照射する光学手段としてリニア回折レンズ（リニア型フレネルゾーンプレート）３４が使用されている。即ち、リニア回折レンズ３４では円環状反射格子１４の中央の透過窓部に回折レンズ３５が一体的に形成されている。このリニア回折レンズ３４は中心付近の格子ピッチと周辺部の格子ピッチが連続的に変化するようにパターンニングされており、位相差信号を発生するために結晶光学素子を配置して２相の信号を検出し、シリンドリカルレンズ３３の作用を有している。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
図５２〜図５４において、位相差信号を得るために偏光板２０Ｓ、２０Ｐ、２３ａ、２３ｂの代りに位相差板を挿入する方法も用いることができる。更に、図５０においてこれらの偏光状態変換素子を円環状透過格子３６と反射面３７の間に挿入してもよい。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による光学式エンコーダ及び回折格子の変位測定方法は、回折格子や円環状回折格子への照射状態を最適化することによって、次に列挙する効果が得られる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
（６）再帰光学素子が小型でかつ部品点数が少ないために、光束照射手段に更に偏向手段を付加することによって、回折格子スケールへの照射方法や向きに自由度が高くなり、広範な適用姿勢が得られる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１９】
2001304918.tif 000001
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３６】
2001304918.tif 000002
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３７】
2001304918.tif 000003