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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-08
(45)【発行日】2022-07-19
(54)【発明の名称】光電式エンコーダ
(51)【国際特許分類】
G01D 5/347 20060101AFI20220711BHJP
【ＦＩ】
G01D5/347 110X
G01D5/347 110A
G01D5/347 110S
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2018080050
(22)【出願日】2018-04-18
(65)【公開番号】P2018197743
(43)【公開日】2018-12-13
【審査請求日】2021-03-04
(31)【優先権主張番号】P 2017101186
(32)【優先日】2017-05-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000137694
【氏名又は名称】株式会社ミツトヨ
(74)【代理人】
【識別番号】100166545
【弁理士】
【氏名又は名称】折坂 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】水谷 都
【審査官】吉田 久
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－１１４７１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０５８２３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００５／０５０１４１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００２－０２２４９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／０５１５５９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００５－２５７５３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１７０８５２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｄ ５／２６－５／３８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を照射する光源装置と、測定方向に沿って配設された目盛と前記目盛が配設された板状の透光素材とを有するスケールと、前記光源装置から照射され前記スケールを透過した光を受光する受光手段と、を備える光電式エンコーダであって、前記スケールにて反射することにより生じた迷光が前記受光手段に入射することを防ぐ反射防止部材を備え、
前記スケールの前記透光素材は、
一面に前記反射防止部材を備え、
前記目盛は、
透過部および非透過部により形成され、
前記非透過部は、前記反射防止部材を備え、
前記透光素材が備える前記反射防止部材は、
前記透光素材の一面にて反射する反射光を抑制する透明な薄膜であるＡＲコート（Anti - Reflective coating）であり、
前記透光素材の前記一面は、前記スケールにおける前記光源装置側の一面であり、
前記透光素材は、
前記光源装置側の一面とは反対側である前記受光手段側の一面に前記反射防止部材をさらに備え、
前記受光手段側の一面における前記反射防止部材は、
前記透光素材を透過した光の出射を妨げず、前記ＡＲコートに入射するとともに前記受光手段側の前記透光素材の一面にて反射する反射光を抑制する透明な薄膜であるＡＲコートであり、
前記非透過部は、
前記透光素材における前記光源装置側の一面、および前記透光素材における前記受光手段側の一面の少なくとも一方の一面における前記ＡＲコートの上に設けられてい ることを特徴とする光電式エンコーダ。
【請求項2】
請求項１に記載された光電式エンコーダにおいて、前記光源装置は、
電源を供給するリードフレームを備え、
前記リードフレームは、
前記反射防止部材を備えることを特徴とする光電式エンコーダ。
【請求項3】
請求項１または請求項２に記載された光電式エンコーダにおいて、前記受光手段は、
基礎となる基部と、
前記基部に配置されるとともに受光した前記光を電気信号にする受光部と、を備え、
前記基部は、
前記受光部以外の位置に前記反射防止部材を備えることを特徴とする光電式エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光電式エンコーダに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、目盛を有するスケールと、光源装置および受光手段を有するとともにスケールに沿って相対移動するヘッドと、を備え、スケールとヘッドとの相対移動量を検出する光電式エンコーダが知られている。例えば、特許文献１に記載の光学式変位検出装置（光電式エンコーダ）は、平行光を照射する光照射手段（光源装置）と、光照射手段の平行光が照射されるメインスケール（スケール）と、メインスケールを介した光を受光する受光手段と、を備えている。
【0003】
図１３は、従来の光照射手段を示す断面図である。
図１３に示すように、この光学式変位検出装置で利用される光照射手段１００は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１０１と、ＬＥＤ１０１の光軸Ｌと直交する平面１０２を有する透明樹脂１０３と、平面１０２に対して垂直な垂直面１０４を有するレンズ体１０５と、レンズ体１０５の表面にコーティングされた反射膜１０６と、垂直面１０４に貼りつけられた反射板１０７と、反射膜１０６によって反射された平行光（実線矢印）を光照射手段１００の外部へ出射する出射面１０８と、を備えて構成されている。また、光照射手段１００は、平面１０２と垂直面１０４とにより角部２００が形成される。光照射手段１００は、例えば透明樹脂を金型等に入れて一体に成型されている。
図１３に示すように、この光学式変位検出装置で利用される光照射手段１００は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１０１と、ＬＥＤ１０１の光軸Ｌと直交する平面１０２を有する透明樹脂１０３と、平面１０２に対して垂直な垂直面１０４を有するレンズ体１０５と、レンズ体１０５の表面にコーティングされた反射膜１０６と、垂直面１０４に貼りつけられた反射板１０７と、反射膜１０６によって反射された平行光（実線矢印）を光照射手段１００の外部へ出射する出射面１０８と、を備えて構成されている。また、光照射手段１００は、平面１０２と垂直面１０４とにより角部２００が形成される。光照射手段１００は、例えば透明樹脂を金型等に入れて一体に成型されている。
【0004】
レンズ体１０５は、略半球状体をさらに半分にした形状の曲面を有している。この曲面は反射膜１０６がコーティングされて凹面鏡の役割をしている。光照射手段１００は、垂直面１０４の延長上にＬＥＤ１０１を配置して、レンズ体１０５の反射膜１０６に向かって照射されるＬＥＤ１０１からの光を利用して実線矢印に示すような平行光を得ている。
光照射手段１００は、レンズ体１０５について略半球状体をさらに半分にした形にすることで、略半球状体を用いた場合に比べて小型化を図っている。
光照射手段１００は、レンズ体１０５について略半球状体をさらに半分にした形にすることで、略半球状体を用いた場合に比べて小型化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平１０－１３２６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、このような光照射手段１００は、角部２００に光が照射されると、角部２００が光の散乱点となり、受光手段の受光面に対して傾斜した光（破線矢印）を出射面１０８から光照射手段１００の外部へ出射する。また、光照射手段１００は、小型化により、アライメントのズレによる角度変化の影響を受けやすく、光照射手段１００の角度が少しでも変化すると受光手段の受光面に対して垂直に平行光を照射することが困難となる。すなわち、光照射手段１００は、アライメントのズレにより、受光手段の受光面に対して傾斜した平行光を照射することになる。この平行光は、スケールにて反射することにより迷光となる。
スケールにて反射することにより生じた迷光は、光電式エンコーダにおける相対移動量の検出において、狭範囲精度を悪化させ、検出効率が低下する原因となる。したがって、光電式エンコーダは、迷光により検出精度および信頼性を十分に保てないという問題がある。
スケールにて反射することにより生じた迷光は、光電式エンコーダにおける相対移動量の検出において、狭範囲精度を悪化させ、検出効率が低下する原因となる。したがって、光電式エンコーダは、迷光により検出精度および信頼性を十分に保てないという問題がある。
【0007】
本発明の目的は、迷光を削減して信頼性を保つとともに高精度化を図ることができる光電式エンコーダを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の光電式エンコーダは、光（平行光）を照射する光源装置と、測定方向に沿って配設された目盛を有するスケールと、光源装置から照射されスケールを透過した光（平行光）を受光する受光手段と、を備える光電式エンコーダであって、スケールにて反射することにより生じた迷光が受光手段に入射することを防ぐ反射防止部材を備えることを特徴とする。
【0009】
ここで、反射防止部材は、光を吸収したり物理的に遮蔽したりすることができる部材をいう。すなわち、反射防止部材は、光（迷光）が反射することを防ぐことができる。
このような本発明によれば、光電式エンコーダは、スケールにて反射することによって生じた迷光が受光手段に入射することを防ぐ反射防止部材を備えるため、光電式エンコーダ内部で生じた迷光が受光手段に入射することを防ぐことができる。また、光電式エンコーダは、迷光が抑制された平行光を用いて測定を実行することができる。
したがって、光電式エンコーダは、迷光を削減して信頼性を保つとともに高精度化を図ることができる。
このような本発明によれば、光電式エンコーダは、スケールにて反射することによって生じた迷光が受光手段に入射することを防ぐ反射防止部材を備えるため、光電式エンコーダ内部で生じた迷光が受光手段に入射することを防ぐことができる。また、光電式エンコーダは、迷光が抑制された平行光を用いて測定を実行することができる。
したがって、光電式エンコーダは、迷光を削減して信頼性を保つとともに高精度化を図ることができる。
【0010】
この際、目盛は、反射防止部材を備えることが好ましい。
【0011】
ここで、スケールに配設される目盛は、Ｃｕ（銅）やＣｒ（クロム）等の金属で形成されることがある。目盛が金属で形成されると、目盛が配設されたスケールの一面にて平行光が反射することになり、迷光を生じてしまうという問題がある。
【0012】
しかしながら、本発明によれば、目盛は、反射防止部材を備えているため、目盛が配設されたスケールの一面に反射することによって迷光が生じることを防ぐことができる。
【0013】
この際、光源装置は、電源を供給するリードフレームを備え、リードフレームは、反射防止部材を備えることが好ましい。
【0014】
ここで、光源装置が備えるリードフレームは、Ｃｕ（銅）やＣｒ（クロム）等の金属で形成されている。また、光源装置は、前述の通り透明樹脂で形成されている。このため、スケールにて反射することによって生じた迷光は、リードフレームに向かって反射することがある。この反射した迷光をリードフレームは、スケールに向かってさらに反射し、反射した光は、スケールにて反射することで、さらなる迷光となってしまうという問題がある。
【0015】
しかしながら、本発明によれば、リードフレームは、反射防止部材を備えているため、スケールにて反射することによって生じる迷光がリードフレームに反射して受光手段に入射することを防ぐことができる。
【0016】
この際、スケールは、一面に反射防止部材を備え、反射防止部材は、反射防止部材に入射するとともにスケールの一面にて反射する反射光を抑制することが好ましい。
【0017】
ここで、スケールに入射した光は、屈折してスケール内を進行する透過光と、スケールの一面にて反射する反射光と、に分割される。スケールの一面にて反射した反射光は、リードフレーム等に向かって反射することがある。リードフレーム等は、この反射した迷光をスケールに向かってさらに反射し、反射した光は、スケールにて反射することで、さらなる迷光となってしまうという問題がある。
【0018】
しかしながら、本発明によれば、スケールは、一面に反射防止部材を備え、反射防止部材は、反射防止部材に入射するとともにスケールの一面にて反射する反射光を抑制するため、スケールにて反射することによって生じる迷光が受光手段に入射することを防ぐことができる。
【0019】
この際、受光手段は、基礎となる基部と、基部に配置されるとともに受光した光を電気信号にする受光部と、を備え、基部は、受光部以外の位置に反射防止部材を備えることが好ましい。
【0020】
ここで、受光手段の基部は、受光部の他に複数の配線等の金属部分を有している。このため、受光手段に向かって入射する平行光は、受光手段が有する金属部分に向かって入射することがあり、基部が有する金属部分は、この入射した平行光をスケールに向かって反射することがある。したがって、スケールに向かって反射した平行光は、スケールにて反射することで迷光となってしまうという問題がある。
【0021】
しかしながら、本発明によれば、受光手段の基部は、受光部以外の位置に反射防止部材を備えるため、基部が有する金属部分に反射し、さらにスケールにて反射することによって迷光が生じることを防ぐことができる。
【0022】
この際、前述のスケールの一面は、スケールにおける光源装置側の一面であり、スケールは、光源装置側の一面とは反対側である受光手段側の一面に反射防止部材をさらに備え、受光手段側の一面における反射防止部材は、スケールを透過した光の出射を妨げず、反射防止部材に入射するとともに受光手段側のスケールの一面にて反射する反射光を抑制することが好ましい。
【0023】
ここで、光源装置側のスケールの一面から入射した光は、前述のように、屈折してスケール内を進行する透過光と、スケールの光源装置側の一面にて反射する反射光と、に分割される。そして、透過光は、スケールの受光手段側の一面から受光手段に向かって出射される。受光手段側の一面から出射され受光手段に向かって入射する透過光（平行光）は、受光手段が備える受光部に入射する。しかし、受光部は、入射した平行光のすべてを吸収するわけではなく、入射した平行光をスケールに向かって反射することがある。したがって、スケールに向かって反射した平行光は、スケールにて反射することで迷光となってしまうという問題がある。
【0024】
しかしながら、本発明によれば、スケールは、光源装置側の一面と受光手段側の一面との両面に反射防止部材を備え、受光手段側の一面における反射防止部材は、スケールを透過した光の出射を妨げず、反射防止部材に入射するとともに受光手段側のスケールの一面にて反射する反射光を抑制するため、スケールにて反射することによって生じる迷光が受光手段に入射することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の第１実施形態に係るエンコーダを示す斜視図
【図2】本発明の第１実施形態に係る光源装置を示す側面図、上面図および底面図
【図3】従来のエンコーダの迷光の光路を示す図
【図4】本発明の第１実施形態に係るエンコーダの平行光の光路を示す図
【図5】従来のエンコーダの迷光の光路を示す図
【図6】本発明の第２実施形態に係る光源装置を示す側面図、上面図および底面図
【図7】本発明の第２実施形態に係るエンコーダの平行光の光路を示す図
【図8】従来のエンコーダの迷光の光路を示す図
【図9】本発明の第３実施形態に係るエンコーダを示す斜視図
【図10】本発明の第３実施形態に係るエンコーダの平行光の光路を示す図
【図11】従来のエンコーダの迷光の光路を示す図
【図12】本発明の第４実施形態に係るエンコーダの平行光の光路を示す図
【図13】従来の光照射手段を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【0026】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るエンコーダを示す斜視図である。
エンコーダ１は、図１に示すように、平行光を照射する光源装置２と、測定方向に沿って配設された目盛Ｃを有するスケール３と、光源装置２から照射されスケール３を透過した平行光を受光する受光手段４と、光源装置２および受光手段４を有するとともにスケール３に沿って相対移動する図示しないヘッドと、を備える光電式エンコーダである。
エンコーダ１は、スケール３とヘッドとの相対移動量を検出する。
なお、以下の説明において、スケール３の長手方向であり光源装置２およびヘッド（光源装置２および受光手段４）の移動方向をＸ方向と記し、Ｘ方向に直交するスケール３の幅方向をＹ方向と記し、Ｘ，Ｙ方向に直交する上下方向をＺ方向と記す場合がある。
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るエンコーダを示す斜視図である。
エンコーダ１は、図１に示すように、平行光を照射する光源装置２と、測定方向に沿って配設された目盛Ｃを有するスケール３と、光源装置２から照射されスケール３を透過した平行光を受光する受光手段４と、光源装置２および受光手段４を有するとともにスケール３に沿って相対移動する図示しないヘッドと、を備える光電式エンコーダである。
エンコーダ１は、スケール３とヘッドとの相対移動量を検出する。
なお、以下の説明において、スケール３の長手方向であり光源装置２およびヘッド（光源装置２および受光手段４）の移動方向をＸ方向と記し、Ｘ方向に直交するスケール３の幅方向をＹ方向と記し、Ｘ，Ｙ方向に直交する上下方向をＺ方向と記す場合がある。
【0027】
スケール３は、ガラス等の透光素材で長尺状に形成され、スケール３の測定方向である長手方向（Ｘ方向）に沿って透過部および非透過部（目盛Ｃ）を交互に有するスケールパターンと、光源装置２と対向する＋Ｚ方向側の一面に設けられたＡＲコート３０（Anti - Reflective coating）と、を備えている。
目盛Ｃは、主にＣｒ（クロム）等の金属にて形成されている。
ＡＲコート３０は、ＡＲコート３０に入射するとともに光源装置２と対向するスケール３の一面にて反射する反射光を抑制する反射防止部材である。ＡＲコート３０の詳細については後述する。
スケール３を透過した平行光は、受光手段４上にスケールパターンと同じ周期の干渉縞を生成する。
目盛Ｃは、主にＣｒ（クロム）等の金属にて形成されている。
ＡＲコート３０は、ＡＲコート３０に入射するとともに光源装置２と対向するスケール３の一面にて反射する反射光を抑制する反射防止部材である。ＡＲコート３０の詳細については後述する。
スケール３を透過した平行光は、受光手段４上にスケールパターンと同じ周期の干渉縞を生成する。
【0028】
受光手段４は、基礎となる基部４０と、基部４０に配置されるとともに受光した光を電気信号にする受光部４１と、を備えている。
基部４０は、略矩形状に形成され、スケール３と対向する面に受光部４１を配置している。基部４０は、受光部４１以外に配線等の金属部分を有している。
受光部４１は、スケール３を透過して生成された干渉縞を検出し電気信号にする。エンコーダ１は、受光部４１による電気信号を演算してスケール３とヘッドとの相対移動量を検出する。
基部４０は、略矩形状に形成され、スケール３と対向する面に受光部４１を配置している。基部４０は、受光部４１以外に配線等の金属部分を有している。
受光部４１は、スケール３を透過して生成された干渉縞を検出し電気信号にする。エンコーダ１は、受光部４１による電気信号を演算してスケール３とヘッドとの相対移動量を検出する。
【0029】
図２は、本発明の第１実施形態に係る光源装置を示す側面図、上面図および底面図である。具体的には、図２（Ａ）は光源装置２の側面図であり、図２（Ｂ）は光源装置２の上面図であり、図２（Ｃ）は光源装置２の底面図である。
光源装置２は、図２に示すように、光を照射する発光手段５と、発光手段５を内部に収容するとともに発光手段５から照射された光を平行光にする透光部材１０と、を備えている。
光源装置２は、図２に示すように、光を照射する発光手段５と、発光手段５を内部に収容するとともに発光手段５から照射された光を平行光にする透光部材１０と、を備えている。
【0030】
発光手段５は、例えばＬＥＤが用いられる。
透光部材１０は、発光手段５の光路上に位置し、発光手段５の光軸Ｌと平行な光軸平面１１と、光軸平面１１の発光手段５側（－Ｚ方向側）の端部に接続して形成されるとともに、発光手段５の光路上に位置し、発光手段５の光軸Ｌと直交する直交平面１２と、光軸平面１１の発光手段５と反対側（＋Ｚ方向側）の端部に接続して直交平面１２の反対側（＋Ｙ方向側）に向かって形成されるとともに、発光手段５からの光を平行光にする放物面１３と、光軸平面１１と直交平面１２と直交して接続することにより形成される角部１４と、光源装置２と図示しない電源とをつなぐ電源用のリードフレーム１５と、を備えている。
透光部材１０は、発光手段５の光路上に位置し、発光手段５の光軸Ｌと平行な光軸平面１１と、光軸平面１１の発光手段５側（－Ｚ方向側）の端部に接続して形成されるとともに、発光手段５の光路上に位置し、発光手段５の光軸Ｌと直交する直交平面１２と、光軸平面１１の発光手段５と反対側（＋Ｚ方向側）の端部に接続して直交平面１２の反対側（＋Ｙ方向側）に向かって形成されるとともに、発光手段５からの光を平行光にする放物面１３と、光軸平面１１と直交平面１２と直交して接続することにより形成される角部１４と、光源装置２と図示しない電源とをつなぐ電源用のリードフレーム１５と、を備えている。
【0031】
透光部材１０は、例えば透明樹脂を金型等に入れて一体に成型されている。また、透光部材１０の内部に収容された発光手段５は、光軸平面１１の延長上に配置されている。
リードフレーム１５は、透光部材１０内部で発光手段５等を支持固定し、Ｃｕ（銅）等の金属素材の薄板をエッチング等により加工することで形成されている。リードフレーム１５は、発光手段５に電源を供給している。
リードフレーム１５は、透光部材１０内部で発光手段５等を支持固定し、Ｃｕ（銅）等の金属素材の薄板をエッチング等により加工することで形成されている。リードフレーム１５は、発光手段５に電源を供給している。
【0032】
図３は、従来のエンコーダの迷光の光路を示す図である。
ここで、スケール３にて反射することにより生じた迷光の光路を説明する。
実線矢印は、光源装置２のアライメントがズレたことにより生じた傾斜した平行光である。破線矢印は、スケール３にて反射することにより生じた迷光である。また、破線矢印Ａは、光源装置２が備える平行光の出射面にて反射する迷光の光路であり、破線矢印Ｂは、リードフレーム１５にて反射する迷光の光路である。
ここで、スケール３にて反射することにより生じた迷光の光路を説明する。
実線矢印は、光源装置２のアライメントがズレたことにより生じた傾斜した平行光である。破線矢印は、スケール３にて反射することにより生じた迷光である。また、破線矢印Ａは、光源装置２が備える平行光の出射面にて反射する迷光の光路であり、破線矢印Ｂは、リードフレーム１５にて反射する迷光の光路である。
【0033】
図３に示すように、迷光（破線矢印Ａ，Ｂ）は、光源装置２と対向するスケール３の一面にて反射することにより生じることがある。この迷光は、光源装置２に向かって反射する。光源装置２に向かって反射した迷光は、さらに光源装置２が備える平行光の出射面（破線矢印Ａ）やリードフレーム１５（破線矢印Ｂ）等で反射し、スケール３へ入射する。スケール３へ入射した迷光は、受光手段４に入射し、受光部４１が検出する干渉縞の狭範囲精度を悪化させ、検出効率を低下させる。
【0034】
図４は、本発明の第１実施形態に係るエンコーダの平行光の光路を示す図である。
図４に示すように、反射防止部材であるＡＲコート３０は、透明な薄膜である。スケール３に入射した光は、屈折してスケール３内を進行する透過光と、光源装置２と対向するスケール３の一面にて反射する反射光と、に分割される。ＡＲコート３０は、光源装置２と対向するスケール３の一面に薄膜を作ることで、ＡＲコート３０に入射するとともにスケール３の一面にて反射した反射光を光の干渉により打ち消すことができる。したがって、ＡＲコート３０は、スケール３の一面にて反射した反射光（迷光）を光源装置２に向かって出射させないため、迷光を抑制することができる。
図４に示すように、反射防止部材であるＡＲコート３０は、透明な薄膜である。スケール３に入射した光は、屈折してスケール３内を進行する透過光と、光源装置２と対向するスケール３の一面にて反射する反射光と、に分割される。ＡＲコート３０は、光源装置２と対向するスケール３の一面に薄膜を作ることで、ＡＲコート３０に入射するとともにスケール３の一面にて反射した反射光を光の干渉により打ち消すことができる。したがって、ＡＲコート３０は、スケール３の一面にて反射した反射光（迷光）を光源装置２に向かって出射させないため、迷光を抑制することができる。
【0035】
このような本実施形態によれば、以下の作用・効果を奏することができる。
（１）エンコーダ１は、スケール３にて反射することによって生じた迷光が受光手段４に入射することを防ぐ反射防止部材であるＡＲコート３０を備えるため、エンコーダ１内部で生じた迷光が受光手段４に入射することを防ぐことができる。また、エンコーダ１は、迷光が抑制された平行光を用いて測定を実行することができる。
したがって、エンコーダ１は、迷光を削減して信頼性を保つとともに高精度化を図ることができる。
（１）エンコーダ１は、スケール３にて反射することによって生じた迷光が受光手段４に入射することを防ぐ反射防止部材であるＡＲコート３０を備えるため、エンコーダ１内部で生じた迷光が受光手段４に入射することを防ぐことができる。また、エンコーダ１は、迷光が抑制された平行光を用いて測定を実行することができる。
したがって、エンコーダ１は、迷光を削減して信頼性を保つとともに高精度化を図ることができる。
【0036】
（２）スケール３は、光源装置２と対向する一面に反射防止部材であるＡＲコート３０を備え、ＡＲコート３０は、ＡＲコート３０に入射するとともにスケール３の一面にて反射する反射光を抑制するため、スケール３にて反射することによって生じる迷光が受光手段４に入射することを防ぐことができる。
【0037】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【0038】
図５は、従来のエンコーダの迷光の光路を示す図である。
ここで、スケール３にて反射することにより生じた図３とは異なる迷光の光路を説明する。実線矢印は、光源装置２のアライメントがズレたことにより生じた傾斜した平行光である。破線矢印は、スケール３へ入射し目盛Ｃが設けられたスケール３の一面にて反射することにより生じた迷光である。また、破線矢印Ａは、光源装置２が備える平行光の出射面にて反射する迷光の光路であり、破線矢印Ｂは、リードフレーム１５にて反射する迷光の光路である。
ここで、スケール３にて反射することにより生じた図３とは異なる迷光の光路を説明する。実線矢印は、光源装置２のアライメントがズレたことにより生じた傾斜した平行光である。破線矢印は、スケール３へ入射し目盛Ｃが設けられたスケール３の一面にて反射することにより生じた迷光である。また、破線矢印Ａは、光源装置２が備える平行光の出射面にて反射する迷光の光路であり、破線矢印Ｂは、リードフレーム１５にて反射する迷光の光路である。
【0039】
図５に示すように、傾斜した平行光（実線矢印）は、スケール３に入射し、目盛Ｃが設けられた一面にて反射することにより迷光（破線矢印Ａ，Ｂ）を生じることがある。この迷光は、光源装置２と対向するスケール３の一面から光源装置２に向かって出射する。出射した迷光は、さらに光源装置２が備える平行光の出射面（破線矢印Ａ）やリードフレーム１５（破線矢印Ｂ）にて反射し、スケール３へ入射する。スケール３へ入射した迷光は、受光手段４に入射し、受光部４１が検出する干渉縞の狭範囲精度を悪化させ、検出効率を低下させる。
【0040】
図６は、本発明の第２実施形態に係る光源装置を示す側面図、上面図および底面図である。具体的には、図６（Ａ）は光源装置２Ａの側面図であり、図６（Ｂ）は光源装置２Ａの上面図であり、図６（Ｃ）は光源装置２Ａの底面図である。
前記第１実施形態の光源装置２が有するリードフレーム１５は、Ｃｕ等の金属素材で形成されていた。これに対して、本実施形態では、図６に示すように、光源装置２Ａが有するリードフレーム１５Ａは、反射防止部材６を備えている点で前記第１実施形態と異なる。
具体的には、リードフレーム１５Ａの備える反射防止部材６は、黒色等の絶縁被覆や、光を吸収する黒色等の塗料等である。
前記第１実施形態の光源装置２が有するリードフレーム１５は、Ｃｕ等の金属素材で形成されていた。これに対して、本実施形態では、図６に示すように、光源装置２Ａが有するリードフレーム１５Ａは、反射防止部材６を備えている点で前記第１実施形態と異なる。
具体的には、リードフレーム１５Ａの備える反射防止部材６は、黒色等の絶縁被覆や、光を吸収する黒色等の塗料等である。
【0041】
図７は、本発明の第２実施形態に係るエンコーダの平行光の光路を示す図である。
前記第１実施形態のスケール３が有する目盛Ｃは、Ｃｕ等の金属素材で形成されていた。これに対して、本実施形態では、図７に示すように、スケール３Ａが有する目盛Ｃ２は、光源装置２Ａと対向する一面および受光手段４と対向する一面に反射防止部材７を備えている点で前記第１実施形態と異なる。具体的には、目盛Ｃ２が備える反射防止部材７は、ＣｒＯ（酸化クロム）や、黒色等の塗料等である。なお、反射防止部材７は、目盛Ｃ２の光源装置２Ａと対向する一面にのみ備えられていてもよい。
前記第１実施形態のスケール３が有する目盛Ｃは、Ｃｕ等の金属素材で形成されていた。これに対して、本実施形態では、図７に示すように、スケール３Ａが有する目盛Ｃ２は、光源装置２Ａと対向する一面および受光手段４と対向する一面に反射防止部材７を備えている点で前記第１実施形態と異なる。具体的には、目盛Ｃ２が備える反射防止部材７は、ＣｒＯ（酸化クロム）や、黒色等の塗料等である。なお、反射防止部材７は、目盛Ｃ２の光源装置２Ａと対向する一面にのみ備えられていてもよい。
【0042】
図７に示すように、スケール３Ａへ入射し、目盛Ｃ２が設けられた一面にて反射することにより生じた迷光（図５参照）は、目盛Ｃ２が備える反射防止部材７により吸収されるとともに遮蔽される。また、目盛Ｃ２が設けられたスケール３Ａの一面にて反射することにより生じた迷光（破線矢印）は、スケール３Ａからリードフレーム１５Ａに向かって出射し、リードフレーム１５Ａが備える反射防止部材６によって吸収される。したがって、迷光は、受光手段４に入射することがないので、平行光のみが受光手段４へ入射することができる。
【0043】
このような本実施形態においても、前記第１実施形態における（１）～（２）と同様の作用、効果を奏することができる他、以下の作用、効果を奏することができる。
（３）エンコーダ１Ａは、スケール３Ａにて反射することによって生じた迷光が受光手段４に入射することを防ぐ反射防止部材６，７を備えるため、エンコーダ１Ａ内部で生じた迷光が受光手段４に入射することを防ぐことができる。また、エンコーダ１Ａは、迷光が抑制された平行光を用いて測定を実行することができる。
したがって、エンコーダ１Ａは、迷光を削減して信頼性を保つとともに高精度化を図ることができる。
（４）リードフレーム１５Ａは、反射防止部材６を備えているため、スケール３Ａにて反射することによって生じる迷光がリードフレーム１５Ａに反射して受光手段４に入射することを防ぐことができる。
（５）目盛Ｃ２は、反射防止部材７を備えているため、目盛Ｃ２が配設されたスケール３Ａの一面に反射することによって迷光が生じることを防ぐことができる。
（３）エンコーダ１Ａは、スケール３Ａにて反射することによって生じた迷光が受光手段４に入射することを防ぐ反射防止部材６，７を備えるため、エンコーダ１Ａ内部で生じた迷光が受光手段４に入射することを防ぐことができる。また、エンコーダ１Ａは、迷光が抑制された平行光を用いて測定を実行することができる。
したがって、エンコーダ１Ａは、迷光を削減して信頼性を保つとともに高精度化を図ることができる。
（４）リードフレーム１５Ａは、反射防止部材６を備えているため、スケール３Ａにて反射することによって生じる迷光がリードフレーム１５Ａに反射して受光手段４に入射することを防ぐことができる。
（５）目盛Ｃ２は、反射防止部材７を備えているため、目盛Ｃ２が配設されたスケール３Ａの一面に反射することによって迷光が生じることを防ぐことができる。
【0044】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
以下、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【0045】
図８は、従来のエンコーダの迷光の光路を示す図である。
ここで、スケール３にて反射することにより生じた図３および図５とは異なる迷光の光路を説明する。実線矢印は、光源装置２のアライメントがズレたことにより生じた傾斜した平行光である。また、破線矢印は、受光手段４の基部４０の金属部分にて反射した光を、さらにスケール３にて反射することによって生じた迷光である。
図８に示すように、傾斜した平行光（実線矢印）は、スケール３を透過し、受光手段４の基部４０が有する図示しない金属部分にて反射することがある。この迷光は、受光手段４と対向するスケール３の一面に向かって反射し、さらにスケール３にて反射することにより迷光（破線矢印）となって受光手段４に向かって入射する。受光手段４に入射した迷光は、受光部４１が検出する干渉縞の狭範囲精度を悪化させ、検出効率を低下させる。
ここで、スケール３にて反射することにより生じた図３および図５とは異なる迷光の光路を説明する。実線矢印は、光源装置２のアライメントがズレたことにより生じた傾斜した平行光である。また、破線矢印は、受光手段４の基部４０の金属部分にて反射した光を、さらにスケール３にて反射することによって生じた迷光である。
図８に示すように、傾斜した平行光（実線矢印）は、スケール３を透過し、受光手段４の基部４０が有する図示しない金属部分にて反射することがある。この迷光は、受光手段４と対向するスケール３の一面に向かって反射し、さらにスケール３にて反射することにより迷光（破線矢印）となって受光手段４に向かって入射する。受光手段４に入射した迷光は、受光部４１が検出する干渉縞の狭範囲精度を悪化させ、検出効率を低下させる。
【0046】
図９は、本発明の第３実施形態に係るエンコーダを示す斜視図である。
前記第２実施形態のエンコーダ１Ａの受光手段４は、反射防止部材を備えていなかった。これに対して、本実施形態のエンコーダ１Ｂの受光手段４Ｂの基部４０Ｂは、図９に示すように、受光部４１以外の位置に反射防止部材８を備えている点で前記第１実施形態および前記第２実施形態と異なる。
具体的には、反射防止部材８は、黒色等の塗料や、黒色等のゴムや樹脂等の絶縁素材である。なお、反射防止部材８は、ＡＲコートであってもよい。
前記第２実施形態のエンコーダ１Ａの受光手段４は、反射防止部材を備えていなかった。これに対して、本実施形態のエンコーダ１Ｂの受光手段４Ｂの基部４０Ｂは、図９に示すように、受光部４１以外の位置に反射防止部材８を備えている点で前記第１実施形態および前記第２実施形態と異なる。
具体的には、反射防止部材８は、黒色等の塗料や、黒色等のゴムや樹脂等の絶縁素材である。なお、反射防止部材８は、ＡＲコートであってもよい。
【0047】
図１０は、本発明の第３実施形態に係るエンコーダの平行光の光路を示す図である。
図１０に示すように、スケール３Ａを透過した迷光は、受光手段４Ｂの基部４０Ｂが備える反射防止部材８により吸収される。したがって、反射防止部材８は、受光手段４Ｂと対向するスケール３Ａの一面に向かって反射し、さらにスケール３Ａにて反射することにより迷光が生じることを防ぐことができる。
図１０に示すように、スケール３Ａを透過した迷光は、受光手段４Ｂの基部４０Ｂが備える反射防止部材８により吸収される。したがって、反射防止部材８は、受光手段４Ｂと対向するスケール３Ａの一面に向かって反射し、さらにスケール３Ａにて反射することにより迷光が生じることを防ぐことができる。
【0048】
このような本実施形態においても、前記第１実施形態および前記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる他、以下の作用、効果を奏することができる。
（６）エンコーダ１Ｂは、スケール３Ａにて反射することによって生じた迷光が受光手段４Ｂに入射することを防ぐ反射防止部材８を備えるため、エンコーダ１Ｂ内部で生じた迷光が受光手段４Ｂに入射することを防ぐことができる。また、エンコーダ１Ｂは、迷光が抑制された平行光を用いて測定を実行することができる。
したがって、エンコーダ１Ｂは、迷光を削減して信頼性を保つとともに高精度化を図ることができる。
（６）エンコーダ１Ｂは、スケール３Ａにて反射することによって生じた迷光が受光手段４Ｂに入射することを防ぐ反射防止部材８を備えるため、エンコーダ１Ｂ内部で生じた迷光が受光手段４Ｂに入射することを防ぐことができる。また、エンコーダ１Ｂは、迷光が抑制された平行光を用いて測定を実行することができる。
したがって、エンコーダ１Ｂは、迷光を削減して信頼性を保つとともに高精度化を図ることができる。
【0049】
（７）受光手段４Ｂの基部４０Ｂは、受光部４１以外の位置に反射防止部材８を備えるため、基部４０が有する金属部分に反射し、さらにスケール３Ａにて反射することによって迷光が生じることを防ぐことができる。
【0050】
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
以下、本発明の第４実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【0051】
図１１は、従来のエンコーダの迷光の光路を示す図である。
ここで、スケール３にて反射することにより生じた図３、図５、及び図８とは異なる迷光の光路を説明する。実線矢印は、光源装置２のアライメントがズレたことにより生じた傾斜した平行光である。また、破線矢印は、受光手段４の受光部４１にて反射した光を、さらにスケール３にて反射することによって生じた迷光である。
ここで、スケール３にて反射することにより生じた図３、図５、及び図８とは異なる迷光の光路を説明する。実線矢印は、光源装置２のアライメントがズレたことにより生じた傾斜した平行光である。また、破線矢印は、受光手段４の受光部４１にて反射した光を、さらにスケール３にて反射することによって生じた迷光である。
【0052】
図１１に示すように、傾斜した平行光（実線矢印）は、スケール３を透過し、スケール３の受光手段４側の一面から出射され受光部４１に入射する。この際、受光部４１は、入射した平行光のすべてを吸収するわけではなく、入射した平行光の一部をスケール３の受光手段４側の一面に向かって反射する。そして、受光部４１にて反射した光は、スケール３の受光手段４側の一面にて反射することにより迷光（破線矢印）となって再び受光手段４に向かって入射し、受光部４１が検出する干渉縞の狭範囲精度を悪化させ、検出効率を低下させる。
【0053】
図１２は、本発明の第４実施形態に係るエンコーダの平行光の光路を示す図である。
前記第１実施形態から前記第３実施形態までの前記各実施形態におけるエンコーダ１，１Ａ～１Ｂのスケール３，３Ａは、光源装置２，２Ａと対向する＋Ｚ方向側（光源装置２，２Ａ側）の一面に反射防止部材であるＡＲコート３０を備えていた。
本実施形態のエンコーダ１Ｃのスケール３Ｃは、図１２に示すように、受光手段４Ｂと対向する－Ｚ方向側（受光手段４Ｂ側）の一面に反射防止部材であるＡＲコート３１をさらに備えている点で前記各実施形態と異なる。
前記第１実施形態から前記第３実施形態までの前記各実施形態におけるエンコーダ１，１Ａ～１Ｂのスケール３，３Ａは、光源装置２，２Ａと対向する＋Ｚ方向側（光源装置２，２Ａ側）の一面に反射防止部材であるＡＲコート３０を備えていた。
本実施形態のエンコーダ１Ｃのスケール３Ｃは、図１２に示すように、受光手段４Ｂと対向する－Ｚ方向側（受光手段４Ｂ側）の一面に反射防止部材であるＡＲコート３１をさらに備えている点で前記各実施形態と異なる。
【0054】
反射防止部材であるＡＲコート３１は、ＡＲコート３０と同様の透明な薄膜である。そのため、ＡＲコート３１は、スケール３Ｃの受光手段４Ｂ側の一面に薄膜を作ることで、ＡＲコート３１に入射するとともに受光手段４Ｂ側の一面にて反射した反射光を光の干渉により打ち消すことができる。したがって、ＡＲコート３１は、受光部４１にて反射した光が、スケール３Ｃの受光手段４Ｂ側の一面でさらに反射し迷光となることを抑制することができる。また、受光手段４Ｂの基部４０Ｂが備える反射防止部材８が受光部４１以外に照射された平行光を吸収しきれずに、スケール３Ｃの受光手段４Ｂ側の一面に向かって反射したとしても、スケール３ＣはＡＲコート３１を備えるため、スケール３Ｃの受光手段側４Ｂの一面にて反射することにより迷光が生じることをさらに防ぐことができる。
【0055】
このような本実施形態においても、前記各実施形態と同様の作用、効果を奏することができる他、以下の作用、効果を奏することができる。
（８）スケール３Ｃの受光手段４Ｂ側の一面におけるＡＲコート３１は、スケール３Ｃを透過した光の出射を妨げず、ＡＲコート３１に入射するとともに受光手段４Ｂ側のスケール３Ｃの一面にて反射する反射光を抑制するため、スケール３Ｃにて反射することによって生じる迷光が受光手段４Ｂに入射することを防ぐことができる。
（８）スケール３Ｃの受光手段４Ｂ側の一面におけるＡＲコート３１は、スケール３Ｃを透過した光の出射を妨げず、ＡＲコート３１に入射するとともに受光手段４Ｂ側のスケール３Ｃの一面にて反射する反射光を抑制するため、スケール３Ｃにて反射することによって生じる迷光が受光手段４Ｂに入射することを防ぐことができる。
【0056】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記第１実施形態では、スケール３は反射防止部材であるＡＲコート３０を備え、前記第２実施形態では、目盛Ｃ２およびリードフレーム１５Ａは反射防止部材６，７を備え、前記第３実施形態では、受光手段４Ｂの基部４０Ｂは、反射防止部材８を備えていたが、エンコーダ内の別の部位に反射防止部材が設けられていてもよい。
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記第１実施形態では、スケール３は反射防止部材であるＡＲコート３０を備え、前記第２実施形態では、目盛Ｃ２およびリードフレーム１５Ａは反射防止部材６，７を備え、前記第３実施形態では、受光手段４Ｂの基部４０Ｂは、反射防止部材８を備えていたが、エンコーダ内の別の部位に反射防止部材が設けられていてもよい。
【0057】
また、前記第１実施形態から前記第３実施形態では、スケール３，３Ａは、ＡＲコート３０を光源装置２，２Ａと対向する一面（光源装置２，２Ａ側の一面）に備えていたが、スケールは、ＡＲコートをスケールの受光手段側の一面に備えていてもよい。
すなわち、エンコーダは、スケールにて反射することにより生じた迷光が受光手段に入射することを防ぐ反射防止部材を備えていればよい。
すなわち、エンコーダは、スケールにて反射することにより生じた迷光が受光手段に入射することを防ぐ反射防止部材を備えていればよい。
【0058】
前記各実施形態では、光源装置２，２Ａは、略半球状体をさらに半分にした形状の透光部材１３を備えていたが、光源装置は、ＬＥＤ等を備えていれば、どのような構成であってもよい。
前記各実施形態では、スケール３，３Ａ，３Ｃは、受光手段４，４Ｂと対向する面に目盛Ｃ，Ｃ２を備えていたが、受光手段４，４Ｂと対向する面に目盛Ｃ，Ｃ２を備えていなくてもよい。すなわち、スケールは目盛を備えていればよく、光源装置と対向する面や、スケールの内部等に目盛を備えていてもよい。
前記各実施形態では、スケール３，３Ａ，３Ｃは、受光手段４，４Ｂと対向する面に目盛Ｃ，Ｃ２を備えていたが、受光手段４，４Ｂと対向する面に目盛Ｃ，Ｃ２を備えていなくてもよい。すなわち、スケールは目盛を備えていればよく、光源装置と対向する面や、スケールの内部等に目盛を備えていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0059】
以上のように、本発明は、迷光を削減して信頼性を保つとともに高精度化を図ることができる光電式エンコーダに好適に利用できる。
【符号の説明】
【0060】
１，１Ａ～１Ｃ エンコーダ
２，２Ａ 光源装置
３，３Ａ，３Ｃ スケール
４，４Ｂ 受光手段
５ 発光手段
６，７，８ 反射防止部材
１５，１５Ａ リードフレーム
３０，３１ ＡＲコート（反射防止部材）
４０，４０Ｂ 基部
４１ 受光部
Ｃ，Ｃ２ 目盛
２，２Ａ 光源装置
３，３Ａ，３Ｃ スケール
４，４Ｂ 受光手段
５ 発光手段
６，７，８ 反射防止部材
１５，１５Ａ リードフレーム
３０，３１ ＡＲコート（反射防止部材）
４０，４０Ｂ 基部
４１ 受光部
Ｃ，Ｃ２ 目盛
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】