JP2001133290A - 反射型センサのコード板及びエンコーダ用目盛板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射型センサのコード板や、エンコーダ用目
盛板の非反射領域からの反射光を、ほぼゼロにすること
により、反射型センサの検出信号やエンコーダ変位信号
のコントラストを向上させ、ひいては高精度な検出が可
能な反射型センサ用コード板やエンコーダ用目盛板を提
供する。 【解決手段】 目盛板の反射領域と、非反射領域のう
ち、非反射領域に凹凸を設ける。この凹凸の高さｄは、
凹部での反射光と凸部での反射光の光路差が光の波長λ
に対して（ｎ＋１／２）・λ （ただし、ｎは整数）に
相当する深さとする。これにより、凹部と凸部での２つ
の反射光がどうしが相殺し反射光がほぼゼロとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物に施された
コードを光学的に検出する反射型センサのコード板や、
工作機械等で位置検出に使用される光学式エンコーダの
目盛板に関する。

【０００２】

【従来の技術】対象物に取付られたコードを光の反射を
利用して読み取る反射型センサの例を図１２に示す。図
１２は対象物（図示せず）の表面に設けられたコード板
１を、検出ユニット２によって読み取ることによって対
象物の種類や位置等を判別する反射型センサである。コ
ード板１には、光の反射率の高い反射領域５と反射率の
低い非反射領域６とが設けられている。また、検出ユニ
ット２には、発光部３と受光部４とが含まれており、発
光部３からコード板１に向かって光が投光される。投光
された光はコード板１で反射されて検出ユニット２内の
受光部４へ入射する。入射する光量は、コード板１の反
射／非反射によって異なる。受光部４では、フォトダイ
オード等の受光素子によって、入射する光の量からコー
ド板１の反射／非反射を判別する。利用例としては、図
１２に示したような反射領域と非反射領域が交互に設け
られたコード板１を対象物に取り付けておけば、対象物
がコード板長手方向に移動した際には、その位置を検出
することができる。また、あらかじめ、対象物の所定の
位置に、反射領域だけが設けられたコード板１、あるい
は、非反射領域だけが設けられたコード板１を取り付け
ておくと、反射／非反射によって対象物の種類を判別す
ることができる。

【０００３】ここで、反射型センサに使われるコード板
１の構成例について図１３によって説明する。図１３
（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図１２のＡ部を拡大して
示す図である。図１３（ａ）の構成例では、コード板１
の母材７表面に、金属板や金属膜等の高反射部材９が設
けられている。そして、その上に、エマルジョン等の反
射率の低い膜や板等からなる低反射部材８が設けられて
いる。所望の場所にだけ、低反射部材８を設けるには、
例えば、低反射部材８を所望の位置にだけ印刷したり、
一度全面に設けられた低反射部材８をエッチングによっ
て取り去る等の方法が用いられる。

【０００４】一方、図１３（ｂ）の構成例では、低反射
部材８の上に高反射部材９が設けられている。所望の場
所にだけ、高反射部材９を設ける方法は、図１３（ａ）
と同様に、高反射部材９を所望の位置にだけ印刷した
り、一度全面に設けられた高反射部材９をエッチングに
よって取り去る等の方法が用いられる。

【０００５】一般的に反射型センサでの検出の信頼性
は、反射領域５と非反射領域６との反射率の差が大きい
ほど安定した検出が可能である。しかしながら、反射率
が低い部分でもある程度の反射はあるために反射率の差
を十分に大きくするのは困難であった。また、製造コス
トの面で見ても、低反射部材の上に高反射部材を形成し
てエッチングする等の方法では、部材の種類も多くま
た、工程が多いため、製造コストを低く抑えることが難
しい。

【０００６】もうひとつの従来の技術として光学式エン
コーダの例を説明する。光学式エンコーダ（以下、単に
エンコーダと呼ぶ。）には、光の反射を利用して位置検
出を行う反射型エンコーダと、光の透過を利用する透過
型エンコーダとがある。反射型エンコーダに使用される
反射型目盛板では、目盛板表面に光を反射する反射領域
と反射しない非反射領域とが所定のピッチで形成されて
いる。エンコーダは、光学的に目盛板上の反射／非反射
を読み取ることで位置を検出している。

【０００７】図１４は、一般的な反射型エンコーダの構
成を示す斜視図である。動作を具体的に説明すると、発
光素子１１から出てコリメータレンズ１２で平行光束と
なった光が，反射型目盛板１５で反射されインデックス
スケール１４を透過した後、光電変換素子１３に入射し
て光電変換される。反射型目盛板１５の表面には光を反
射する反射領域１６と反射しない非反射領域１７とが所
定のピッチＰで形成されている。また、インデックスス
ケール４には、反射型目盛板１５に対応した光学格子が
設けられている。ここで反射型目盛板１５が長手方向に
移動すると光電変換素子１３に入射する光量が周期的に
変化し、変位信号を得ることができる。通常、この周期
的な変位信号をカウントしたり、さらに細かく内挿分割
して位置検出を行う。

【０００８】図１５は、従来の反射型目盛板１５の構成
の一例を示す斜視図であり、図１４中のＢ部を拡大した
ものである。反射型目盛板は、一般的にはガラス基板の
上に、アルミやクロムなどの金属膜を、蒸着やスパッタ
リング等の膜形成技術によって形成した後、エッチング
によって不要な部分を取り除く、いわゆる、リソグラフ
ィ・プロセスによって製作される。図１５の場合では、
反射領域１６の部分には、アルミやクロムの金属膜１９
がガラス基板１８の上に、エッチングされずに残ってい
る。この金属膜１９の表面は鏡面になっており、光の反
射率が高い。一方、非反射領域１７では、金属膜１９が
エッチングにより取り除かれて、ガラス基板１８のガラ
ス面が露出している。ガラス面は金属面に比較すると反
射率が低い。このように構成された目盛板をエンコーダ
に組み込むことにより、光学的に位置検出をすることが
できる。

【０００９】光学式エンコーダの場合、反射領域の反射
率が高ければ高いほど、また非反射領域の反射率が低け
れば低いほど、コントラストの高い良質の変位信号を得
ることができる。しかしながら、非反射領域であるガラ
ス面の反射率は、通常１面で４％程度であり、表裏２面
で約８％が反射されることになる。また、光学部品に利
用されている非反射コーティングについても、非反射領
域にだけ選択的に施すのは困難であり、また、良質の非
反射コーティングを長い目盛板全体に施すのは困難であ
る。このように、一般的な反射型の光学式エンコーダで
は、反射率の異なる部材から成る反射型目盛板を用いて
光学的に位置検出を行うようにしているが、従来の反射
型目盛板では、コントラストの高い良質の変位信号を得
るのが困難であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、反射型
センサや、反射型の光学式エンコーダでは、光を反射す
る部分と反射しない部分との反射率の差を大きくしない
と、信頼性の高い良質な検出はできない。しかしなが
ら、従来の技術では、非反射部分の反射率を下げること
は困難であり、また、製造上もエッチングや非反射膜コ
ーティング等の工程が必要となる等、製造コストがかか
るといる課題があった。

【００１１】本発明は上述のような課題を解決するため
に成されたものであり、本発明の目的は、反射型センサ
のコード板やエンコーダ用目盛板の非反射領域からの反
射光を、ほぼゼロにすることにより、反射型センサやエ
ンコーダ変位信号のコントラストを向上させ、ひいては
信頼性の高い反射型センサや、高精度な位置検出が可能
なエンコーダ用目盛板を低コストに提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、光を反射する
反射領域と光を反射しない非反射領域とが組み合わされ
たコード板を光学的に読み取る反射型センサに使用され
るコード板や、エンコーダ用目盛板に関するものであ
り、本発明の上記目的は、前記非反射領域が凹部からの
反射光と凸部からの反射光が互いに打ち消し合う位相関
係になるような深さを持った凹凸で構成されていること
によって達成される。また、前記凹凸の深さは、凹部で
の反射光と凸部での反射光との光路長の差が、光の波長
λに対して（ｎ＋１／２）・λ （ただし、ｎは整数）
となるような深さであること；前記凹凸の凹部と凸部の
面積の比が、前記非反射領域での反射光が最小となるよ
うに決定されていること；によって、それぞれ一層効果
的に達成される。あるいは、所定の回折光が受光素子に
入射するように構成されたＰ領域と入射しないように構
成されたＮ領域とが形成された反射型センサのコード板
若しくはエンコーダ用目盛板において、光学系の発光部
から入射した光の高次回折光が前記光学系の受光部に入
射するように所定の周期の凹凸が前記Ｐ領域に設けられ
ていることによって達成される。

【発明の実施の形態】

【００１３】以下に本発明の具体的な実施形態を説明す
る。なお、簡単のために、凹凸の底面を単に凹部、凹凸
の高い面を単に凸部と呼ぶ。図１は本発明に係わる反射
型センサのコード板の一実施形態を示す図であり、従来
技術を説明する図１２に対応するものである。本実施形
態も、対象物（図示せず）の表面に設けられたコード板
１０１を、検出ユニット２によって読み取ることによっ
て対象物の種類や位置等を判別する反射型センサであ
る。コード板１０１には、光の反射率の高い反射領域１
０５と反射率の低い非反射領域１０６とが設けられてい
る。また、検出ユニット２には、発光部３と受光部４と
が含まれており、発光部３からコード板１０１に向かっ
て光が投光される。投光された光はコード板１０１で反
射されて検出ユニット２内の受光部４へ入射する。入射
する光量は、コード板１０１の反射／非反射によって異
なる。受光部４では、フォトダイオード等の受光素子に
よって、入射する光の量からコード板１０１の反射／非
反射を判別する。

【００１４】ここで、本実施形態に使われるコード板主
要部の構成例を図２の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）にそれ
ぞれ示す。図２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ図
１のＣ部を拡大して示す図である。図２（ａ）の構成例
では、コード板の母材表面に、金属板や金属膜等の高反
射部材９が設けられている。そして、その上に、反射率
の低い膜や板等からなる低反射部材８が設けられている
が、低反射部材８の表面には、凹凸が形成されている。
また、この凹凸の段差ｄは、凹部からの反射光と凸部か
らの反射光とが互いに打ち消し合う位相関係になるよう
に、反射型センサで使用する波長λの１／４に相当する
段差に形成されている。このように形成された凹凸部分
にλの波長の光が垂直に入射して反射すると凹凸の底面
で反射した反射光の光路長に比べて、凹凸の上面で反射
した反射光の光路長は、ちょうど波長λの１／２だけ短
くなる。従って、これら２種類の光路の差はλ／２とな
り位相的に打ち消しあう。そのため、目盛板面から垂直
に反射してくる光は、ほぼゼロになる。従って、凹凸の
段差ｄを、凹部での反射光と凸部での反射光の光路差が
光の波長λに対して（ｎ＋１／２）・λ （ただし、ｎ
は整数）に相当する深さとすることにより、もともと低
反射部材で反射が少ない上に、わずかに反射する光につ
いても打ち消し合うことで等価的に反射率がほぼゼロと
なる。従って、反射領域と非反射領域からの反射光量の
比、つまり、コントラストの高い良質の検出信号を得る
ことができる。

【００１５】一方、図２（ｂ）の構成例では、母材７の
上に高反射部材９が設けられており、その表面には、凹
凸が形成されている。また、この凹凸の段差ｄは、凹部
からの反射光と凸部からの反射光とが互いに打ち消し合
う位相関係になるように、反射型センサで使用する波長
λの１／４に相当する段差に形成されている。このよう
に形成された凹凸部分にλの波長の光が垂直に入射して
反射すると上述のように、凹凸の底面で反射した反射光
の光路長に比べて、凹凸の上面で反射した反射光の光路
長は、ちょうど波長λの１／２だけ短くなり、位相的に
打ち消しあう。そのため、目盛板面から垂直に反射して
くる光は、ほぼゼロになる。従って、凹凸の段差ｄを、
凹部での反射光と凸部での反射光の光路差が光の波長λ
に対して（ｎ＋１／２）・λ （ただし、ｎは整数）に
相当する深さとすることにより等価的に反射率がほぼゼ
ロとなる。従って、反射領域１０５と非反射領域１０６
からの反射光量の比、つまり、コントラストの高い良質
の検出信号を得ることができる。また、このような構成
にすると、低反射部材が不要となり、低反射部材の材料
費がいらなくなるだけでなく低反射部材８を形成する工
程も不要となるので、コード板を低コストに製作するこ
とが可能となる。

【００１６】他方、図２（ｃ）の構成例では、母材７の
表面に凹凸が形成されており、さらにその表面に反射率
の高い薄膜が形成されている。この凹凸の段差ｄは、凹
部からの反射光と凸部からの反射光とが互いに打ち消し
合う位相関係になるように、反射型センサで使用する波
長λの１／４に相当する段差に形成されている。このよ
うに構成することにより等価的に反射率がほぼゼロとな
る。従って、反射領域１０５と非反射領域１０６からの
反射光量の比、つまり、コントラストの高い良質の検出
信号を得ることができる。また、このような構成にする
と、低反射部材８が不要となり、低反射部材の材料費が
いらなくなるだけでなく低反射部材を形成する工程も不
要となるので、コード板を低コストに製作することが可
能となる。

【００１７】次に別の実施形態を、図３に示す。本実施
形態による反射型センサのコード板２０１は、コード板
の上に反射領域２０５と非反射領域２０６が所定の組み
合わせで形成されており、反射領域の幅と非反射領域の
幅とその組み合わせを検出することによってコードを識
別することができる。このように構成されたコード板を
対象物に取り付けることによって、その対象物の種類等
の認識が可能である。このコード板を検出する検出ユニ
ット２０２の一例を説明すると、発光部２０３からは断
面が矩形の光束が発光されてコード板に入射する。入射
した光束はコード板表面で反射して受光部２０４に入射
する。受光部２０４には、ＣＣＤイメージセンサやライ
ンセンサ、あるいは、フォトダイオードアレイ等の受光
素子が含まれていて、コード板２０１表面の反射領域２
０５と非反射領域２０６からの光の明暗を検出すること
で、コードを識別する。このように構成された反射型セ
ンサのコード板の反射領域と、非反射領域を、先の実施
形態で示した図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の構成例の
ように、つまり、非反射領域に凹凸を設けて、この凹凸
の段差ｄを、凹部からの反射光と凸部からの反射光とが
互いに打ち消し合う位相関係になるように、検出ヘッド
の投光部で使用する波長λの１／４に相当する段差に形
成することによって、非反射領域から反射してくる光
は、ほぼゼロにすることができ、コントラストの高い良
質の検出信号を得ることができる。図３の実施形態で
は、ある面積をもった光束を投光して、イメージセンサ
等で受光する方式を説明したが、反射領域や非反射領域
に比べて小さい断面を持った光束を走査させてコード板
に投光しても検出可能である。

【００１８】次に、本発明に係わるエンコーダ用目盛板
の実施形態について説明する。図４は、エンコーダ用目
盛板の一実施形態における第１の構成例を示す図であ
る。エンコーダの光学系の構成は前述の従来例と同じで
あるので説明を省略する。本実施形態による反射型目盛
板は、ガラス等の基板１８の上に反射領域３０５と非反
射領域３０６が所定のピッチＰで繰り返し形成されてい
る。反射領域３０５には金属等の平面の反射膜２０が形
成されており、入射した光は高い反射率で反射される。
一方、非反射領域３０６には目盛板長手方向に平行な凸
凹が形成されてその表面には、高い反射率の金属薄膜が
形成されている。また、この凹凸の段差ｄは、凹部から
の反射光と凸部からの反射光とが互いに打ち消し合う位
相関係になるように、エンコーダで使用する波長λの１
／４に相当する段差に形成されている。このように形成
された非反射領域にλの波長の光が垂直に入射して反射
すると凹凸の底面で反射した反射光の光路長に比べて、
凹凸の上面で反射した反射光の光路長は、ちょうど波長
λの１／２だけ短くなる。従って、これら２種類の光路
の差はλ／２となり位相的に打ち消しあう。そのため、
目盛板面から垂直に反射してくる光は、ほぼゼロにな
る。従って、凹凸の段差ｄを、凹部での反射光と凸部で
の反射光の光路差が光の波長λに対して（ｎ＋１／２）
・λ （ただし、ｎは整数）に相当する深さとすること
により、等価的に非反射領域７の反射率がほぼゼロとな
り、コントラストの高い良質の変位信号を得ることがで
きる。

【００１９】図５は、エンコーダ用目盛板の一実施形態
における第２の構成例を示す図である。第２の構成例に
おける目盛板も反射型目盛板であり、ガラス等の基板１
８の上に反射領域３０５と非反射領域３０６が所定のピ
ッチＰで繰り返し形成されている。反射領域３０５には
金属等の平面の反射膜が形成されており、入射した光は
高い反射率で反射される。一方、非反射領域３０６には
目盛板長手方向に平行な凸凹が形成されている。凸部に
は反射領域３０５と同じように金属膜が残っており、凹
部では金属膜がエッチングにより除去されてガラス等の
基板が露出している。また、凸凹の段差は、使用する波
長λの１／４に相当する段差に形成されている。このよ
うに形成された非反射領域によれば、エンコーダ用目盛
板の第１の構成例で述べたように、λの波長の光が垂直
に入射して反射すると凹凸の底面で反射した反射光の光
路長に比べて、凹凸の上面で反射した反射光の光路長
は、ちょうど波長λの１／２だけ短くなる。従って、こ
れら２種類の光路の差はλ／２となり位相的に打ち消し
あう。

【００２０】しかしながら、凹部の幅Ｗbと凸部の幅Ｗt
が１：１である場合、つまり、凹部と凸部の面積比が
１：１の場合は、ガラス基板等の比較的反射率の低い部
分（ここでは凹部）から反射する反射光に対して、金属
膜等の反射率の高い部分（ここでは凸部）、から反射す
る反射光の光量が大きいため、十分に打ち消し合えな
い。そこで、本第２の構成例においては、基板１８が露
出している部分の線幅Ｗbに対して、凸部つまり反射率
の高い金属膜の部分の線幅Ｗtは小さくなっている。こ
の比率Ｗb：Ｗtは、それぞれの部分の反射率の比に応じ
て決定される。このように、凹部と凸部の面積の比が各
部の反射率の比に応じて、非反射領域での反射光の光量
が最小となるように構成された目盛板を使用すると、非
反射領域からの反射光がほぼゼロにすることができるの
で、コントラストが高く、ノイズ成分の少ない安定した
変位信号を得ることができる。なお、本第２の構成例は
前述の反射型センサのコード板にも適用することができ
る。

【００２１】次に、エンコーダ用目盛板の一実施形態に
おける第３の構成例について説明する。上述の第１及び
第２の構成例では、目盛板面に光が垂直に入射するよう
に設計された場合を想定して説明したが、目盛板面に対
して光が垂直に入射しない場合は、凹凸の段差が波長の
λ／４では、凹部で反射した光と凸部で反射した光の光
路差がλ／２とならないため、打ち消し合わない。第３
の構成例を説明するための模式図を図６に示す。目盛板
の面に対して光が垂直に入射しない場合は、入射角、つ
まり、目盛板面からの垂線と入射光軸との角度をθと
し、凹凸の段差をｄ、このときの２つの反射光の光路長
差を２Ｌとすると、光路差２Ｌは、２Ｌ＝２・ｄ／ｃｏ
ｓθとなり、ここで、光路差を２Ｌ＝λ／４を満たすた
めの、凹凸の深さｄ＝（λ／４）・ｃｏｓθとなる。例
えば、波長λが８３０ｎｍの光源を、入射角３０度で使
用する場合、凹凸の深さｄは、１７９．７ｎｍとなる。
このように構成された目盛板を使用することにより、凹
凸の段差ｄが、（λ／４）・ｃｏｓθになるように設計
することによって、凹部で反射した光と凸部で反射した
光の光路差がλ／２となり、位相的に打ち消しあう。そ
のため、目盛板面から垂直に反射してくる光は、ほぼゼ
ロになる。従って、等価的に非反射領域の反射率がほぼ
ゼロとなることにより、コントラストの高い良質の変位
信号を得ることができる。

【００２２】次に、本発明に係わるエンコーダ用目盛板
の別の実施形態について図７を用いて説明する。本実施
形態は、アブソリュートエンコーダに使用されるコード
符号への適用例である。アブソリュートエンコーダで
は、スケールの測定長に渡ってその場所での絶対番地を
検出する必要があるため、反射領域と非反射領域とから
なる交番２進符号（グレイコード）、あるいは、不規則
循環符号をスケール上に形成する。図７は不規則循環符
号が形成されたスケール１１５の例である。この方式で
は、スケール１１５の長手方向に基本長の倍数の反射領
域４０５と非反射領域４０６が施されている。そして、
反射領域４０５と非反射領域４０６とかならるある所定
の長さの領域に着目すると、測定長に渡って同じ配列が
１カ所しか存在しないように配置されている。従って、
検出ヘッドである領域の反射／非反射のパターンを検出
すると測定長の中でどの場所にあるかが特定可能であ
る。検出方法としては、検出ヘッドの発光部２０３から
の光が不規則循環符号が形成されたスケールに照射さ
れ、その反射光が受光部２０４に入射する。受光部２０
４にはＣＣＤイメージセンサやフォトダイオードアレイ
のような受光素子が配置されており、その場所の明暗パ
ターンを読み取ることによって、その場所を特定するこ
とができる。また、このような絶対位置検出方法を、前
述の実施形態で示したような所定のピッチの反射領域／
非反射領域からなるスケールトラック（目盛板）と組み
合わせて使用することにより、高分解能な位置検出とア
ブソリュート検出機能を併せ持ったエンコーダを構成す
ることができる。このように形成されるコードの非反射
領域に、上記の実施例で説明した方法を採用することに
よって、所定のピッチで配置された格子トラックと不規
則循環符号により形成された格子トラックとを同じ製造
方法にて製作することができ、性能を向上させるだけで
なく、製造コストも低減することができる。以上のよう
に本発明によれば、コントラストの高い変位信号を得る
ことができる。なお、上述した各実施形態では、非反射
領域に設ける凹凸の方向を、目盛板長手方向に平行に形
成した例を示したが、凹凸の方向は目盛板長手に限定さ
れるものではなく、目盛板長手方向に垂直な方向や、斜
め方向、或いは、ランダムな方向、さらには、線状でな
く、凹凸のチェッカー状の構成でも同様な効果を得るこ
とができる。また、各実施形態では、直線的な変位を検
出するリニアエンコーダの例を説明したが、リニアエン
コーダに限定するものではなく、回転角度を検出するロ
ータリエンコーダでも同様の効果を得ることができる。

【００２３】さらに別の実施形態について、図８を用い
て説明する。図８のＮ領域５Ａは、図１０にあるように
平面の反射部材からなっている。一方、Ｐ領域は凹凸か
ら形成されており、凹凸の周期はＰとなっている。この
ように構成されたコード板３０１に、検出ユニット中の
発光部３からの光束が照射される。コード板３０１のＮ
領域に光が垂直に入射すると光は垂直に反射するため、
受光部４には入射しない。一方、コード板３０１のＰ領
域６Ａに入射した光は反射する際、コード板表面の凹凸
の影響を受けて複数の回折光となる。図１１にて説明す
ると、反射する回折光のうち０次回折光は、垂直に反射
するが、１次回折光は、凹凸の周期をＰとすると、Ｓｉ
ｎθ＝ｎ／Ｐ（ただし、ｎ回折次数）で決まる角度に反
射する。したがって、１次回折光の向かう方向に受光部
を配置しておけば、発光部からの光がＮ領域に入射した
ときには、受光部に光は入らず、光がＰ領域に入射した
ときは、受光部に光が入射する。その結果、１次回折光
に関しては、Ｐ領域はあたかも反射領域として作用し、
Ｎ領域はあたかも非反射領域として作用する。

【００２４】同様に、図９のようなエンコーダの目盛板
１１５においても、Ｐ領域６ＡとＮ領域５Ａを前述のよ
うに設け、１次回折光の反射方向に受光部２０４を設置
しておくと、目盛板上のＰ領域とＮ領域とによって構成
された不規則循環コードパターンを受光部にて読み取る
ことができる。なお説明では、１次回折光を受光する場
合の説明を行ったが、２次回折光あるいはもっと高次の
回折光によっても実現可能である。また、ここでは、Ｎ
領域が平面の反射面である例を説明したが、Ｎ領域に
は、Ｐ領域とは周期のことなる凹凸を設けることによっ
て、所望の回折光が受光部に入射しないようにしても実
現可能である。説明では、目盛板あるいはコード板に光
が垂直に入射する場合について述べたが、方向について
は垂直に限られない。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、反射型センサのコード
板や反射型目盛板の非反射領域に、互いの光路差がλ／
２となるような凹凸を設けることにより、非反射領域か
らの反射光をほぼゼロにすることができるため、反射型
センサの検出信号やエンコーダの変位信号のコントラス
トを高くすることが可能で、結果的に精度の高い位置検
出をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る反射型センサのコード板の一実施
形態を示す斜視図である。

【図２】図１のコード板主要部の構成を示す斜視図であ
る。

【図３】本発明に係る反射型センサのコード板の別の実
施形態を示す斜視図である。

【図４】本発明に係るエンコーダ用目盛板の一実施形態
における主要部の第１の構成例を示す斜視図である。

【図５】本発明に係るエンコーダ用目盛板の一実施形態
における主要部の第２の構成例を示す斜視図である。

【図６】本発明に係るエンコーダ用目盛板の一実施形態
における主要部の第３の構成例を示す一部側面断面図で
ある。

【図７】本発明に係るエンコーダ用目盛板の別の実施形
態を示す斜視図である。

【図８】本発明に係る反射型センサのコード板の更に別
の実施形態を示す斜視図である。

【図９】本発明に係るエンコーダ用目盛板の更に別の実
施形態を示す斜視図である。

【図１０】図８のコード板及び図９の目盛板の主要部の
構成例を示す斜視図である。

【図１１】図８のコード板及び図９の目盛板の原理を示
す概略図である。

【図１２】一般的な反射型センサの構成を示す斜視図で
ある。

【図１３】一般的な反射型センサの目盛板の構成を示す
斜視図である。

【図１４】一般的な反射型エンコーダの構成を示す斜視
図である。

【図１５】 従来のエンコーダ用目盛板の構成を示す概
略図である。

【符号の説明】

１、１０１、２０１、３０１ コード板 ２、２０２ 検出ユニット ３、２０３ 発光部 ４、２０４ 受光部 ５、１０５，２０５，３０５，４０５ 反射領域 ５Ａ Ｎ領域 ６、１０６，２０６，３０６，４０６ 非反射領域 ６Ａ Ｐ領域 ７ 母材 ８ 低反射部材 ９ 高反射部材 １１ 発光素子 １２ コリメータレンズ １３ 光電変換素子 １４ インデックススケール １５、１１５ 反射型目盛板 １６ 反射領域 １７ 非反射領域 １８ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA02 AA07 AA09 BB02 BB13 BB15 BB17 BB29 DD09 FF16 FF18 FF19 GG01 HH06 HH07 HH12 JJ02 JJ08 JJ18 JJ25 LL28 QQ28 2F103 BA00 BA10 BA37 CA03 DA12 EA05 EA15 EA19 EB01 EB12 EB15 EB32 EC03 2H049 AA07 AA13 AA55 AA56 AA65

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反射領域と非反射領域とを光学的に判別
   あるいは反射領域と非反射領域との組み合わせからなる
   コードを光学的に読み取る反射型センサのコード板にお
   いて、前記非反射領域は凹部からの反射光と凸部からの
   反射光とが互いに打ち消し合う位相関係になるような深
   さを持った凹凸で構成されていることを特徴とする反射
   型センサのコード板。
2. 【請求項２】 前記凹凸の深さは、凹部での反射光と凸
   部での反射光との光路長の差が、光の波長λに対して
   （ｎ＋１／２）・λ （ただし、ｎは整数）となるよう
   な深さであることを特徴とする請求項１に記載の反射型
   センサのコード板。
3. 【請求項３】 前記凹凸の凹部と凸部の面積の比が、前
   記非反射領域での反射光の光量が最小となるように決定
   されていることを特徴とする請求項１に記載の反射型セ
   ンサのコード板。
4. 【請求項４】 光を反射する反射領域と光を反射しない
   非反射領域とが所定のパターンで施されているエンコー
   ダ用目盛板において、前記非反射領域は凹部からの反射
   光と凸部からの反射光とが互いに打ち消し合う位相関係
   になるような深さを持った凹凸で構成されていることを
   特徴とするエンコーダ用目盛板。
5. 【請求項５】 前記凹凸の深さは、凹部での反射光と凸
   部での反射光との光路長の差が、光の波長λに対して
   （ｎ＋１／２）・λ （ただし、ｎは整数）となるよう
   な深さであることを特徴とする請求項４に記載のエンコ
   ーダ用目盛板。
6. 【請求項６】 前記凹凸の凹部と凸部の面積の比が、前
   記非反射領域での反射光の光量が最小となるように決定
   されていることを特徴とする請求項４に記載のエンコー
   ダ用目盛板。
7. 【請求項７】 所定の回折光が受光素子に入射するよう
   に構成されたＰ領域と入射しないように構成されたＮ領
   域とを光学的に判別あるいは前記Ｐ領域と前記Ｎ領域と
   の組み合わせからなるコードを光学的に読み取る反射型
   センサのコード板において、前記反射型センサの発光部
   から入射した光の高次回折光が前記反射型センサの受光
   部に入射するように所定の周期の凹凸が前記Ｐ領域に設
   けられていることを特徴とする反射型センサのコード
   板。
8. 【請求項８】 所定の回折光が受光素子に入射するよう
   に構成されたＰ領域と入射しないように構成されたＮ領
   域とが所定のパターンで施されているエンコーダ用目盛
   板において、光学系の発光部から入射した光の高次回折
   光が前記光学系の受光部に入射するように所定の周期の
   凹凸が前記Ｐ領域に設けられていることを特徴とするエ
   ンコーダ用目盛板。