位移检测装置及具有该位移检测装置的光学仪器制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种位移检测装置及具有该位移检测装置的光学仪器。该位移检测装置包括：将光投射到待检物体的光源，所述光源能相对于待检物体移动；第一反射元件，被固定到待检物体，并且包括非反射部分以及用于反射来自所述光源的光的反射部分；第一光接收元件，用于接收由所述第一反射元件反射的光；第二反射元件，被固定到待检物体，并且包括非反射部分以及用于反射来自所述光源的光的反射部分；以及第二光接收元件，用于接收由所述第二反射元件反射的光，其中所述第二反射元件被设置在如下光路上，即，通过该光路，来自所述光源并经由所述第一反射元件行进的光的至少一部分被导引到所述第二光接收元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于测量待检对象的诸如移动量或转动量的位移信 息的位移检测装置。
技术介绍
常规地说，存在用于使用光学标尺(scale)来执行待检对象的诸 如移动量或转动量的位移信息的检测的位移检测装置(专利文献1和在专利文献1和2中，在待检对象上设置反射标尺，反射标尺包 括多个一维布置的屋脊型反射镜(roof mirror)，每个屋脊型反射镜 都具有以预定角度彼此相对布置的两个反射表面。来自光源的光投射在反射标尺上，并通过使用光接收元件接收由 反射标尺反射的光来检测所述对象的位移信息。图12是常规位移检测装置的主要部分的示意图。在图12中，位移检测装置的主体1配备有用于与测量对象(待 检对象)相连接的转动轴2。整体地固定到该转动轴2的是反射元件3，其包括透明材料，其中在其背面上规则地布置有微屋脊型阵列或屋脊棱镜阵列作为反射 图案(pattern) 3a;和支座(abutment) 4,用于防止轴与主体1脱 离。设置在与反射元件3相对的位置处的是传感器5，传感器5包括 光源5a、第一光接收元件5b以及用于将光源与光接收元件隔离的光 阻挡板5c。第一光接收元件5b用于检测来自光源5a并从反射元件3的反射 图案3a反射的光。基于由第一光接收元件5b检测到的信号，检测到安装在转动轴 2上的待检物体的转动信息(位移信息)。图12所示的位移检测装置通过接收经由反射图案3a的光来检测 与待检物体有关的相对位移信息。 [专利文献1: 日本专利申请特开2002-323347及其对应的美国专利6，975，408 2:日本专利申请特开2003-337052及其对应的美国专利7，022，97
技术实现思路
图13是例示了在图12中从方向A看到的反射元件3的图。图 14是所述反射元件的主要部分的示意图，例示了来自光源5a的光的 光路，该光在被反射图案3a反射之后由光接收元件5b接收。图15 是主要部分的示意图，例示了在图12中的反射元件3与支座4之间的 界面4a处反射的光的光路。如图13所示，反射元件3包括被形成为微屋脊阵列的反射图案 3a和被形成为梯形突起的非反射部件的图案3b，这些图案被规则地形 成。如图14所示，光接收元件5b被设置在如下位置处在此处，来 自光源5a的漫射光在由反射图案3a反射之后被有效收集。由6a表示 的是来自光源5a的光的光路，该光入射在光接收元件5b上。在此，有可能的是，反射元件3与传感器5相对于彼此相对运动， 并且反射元件3移动到作为非反射部件的图案3b的位置。换句话说， 反射元件3可以移动到图案3b的位置。在此情况下，如图15所示， 透过非反射部件3b的光在界面4a处反射，由此形成光路6b。然后， 该光到达光接收元件5b。沿该光路6b的光变成扰乱光(杂散光)， 其会不利地影响由反射图案5a有效收集的检测光，从而导致检测精度 的劣化。本专利技术提供了一种位移检测装置，通过该位移检测装置，可以减 小到达光接收元件的杂散光的比率，从而确保高精确检测。根据本专利技术的一个方面，提供了一种位移检测装置，包括被配 置成将光投射到待检物体上的光源，所述光源能相对于待检物体移动； 第一反射元件，被固定到待检物体，并且包括被配置成反射来自所述 光源的光的反射部分以及非反射部分；第一光接收元件，被配置成接 收由所述第一反射元件反射的光；第二反射元件，被固定到待检物体， 并且包括被配置成反射来自所述光源的光的反射部分以及非反射部 分；以及第二光接收元件，被配置成接收由所述第二反射元件反射的 光；其中所述第二反射元件被设置在如下光路上，即，通过该光路， 来自所述光源并且经由所述第 一反射元件行进的光的至少一部分被导 引到所述第二光接收元件。所述位移检测装置还可以包括设置在所述第一反射元件的远离 所述第一和第二光接收元件的一侧的杂散光防止部件，所述杂散光防 止部件具有被配置成将透过所述第一反射元件的非反射部分的光反射 到与朝着所述第一光接收元件的方向不同的方向的反射表面，其中所 述第二反射元件可以被设置在如下光路上，即，沿着该光路，来自所 述光源的、透过所述第一反射元件的非反射部分、然后被所述杂散光 防止部件反射的光的至少一部分被导引到所述第二光接收元件。所述杂散光防止部件可以被处理成减小对透过所述第一反射元 件的非反射部分的光的反射率。所述处理可以包括使用抗反射涂料。所述处理可以包括使用氧化膜。在所述位移检测装置中，可以利用由所述第一光接收元件接收到 的光来检测待检物体的相对位移，并且可以利用由所述第二光接收元 件接收到的光来检测待检物体的绝对位移。根据本专利技术另一方面，提供了一种位移检测装置，包括被配置 成将光投射到待检物体的光源，所述光源能相对于待检物体移动；第 一反射元件，被固定到待检物体，并且包括被配置成反射来自所述光 源的光的反射部分以及非反射部分；第一光接收元件，被配置成接收 由所述第一反射元件反射的光；第二反射元件，被固定到待检物体，7并且包括被配置成反射来自所述光源的光的反射部分以及非反射部分；第二光接收元件，被配置成接收由所述第二反射元件反射的光； 以及被配置成在其中容纳并保持所述光源、所述第一反射元件、所述 第 一光接收元件、所述第二反射元件以及所述第二光接收元件的壳体， 所述壳体具有内壁，该内壁包括如下部分，该部分被配置成使得当透 过所述第 一反射元件的非反射部分的光入射在所述内壁上时，所述部 分减少从其被导向所述第二光接收元件的光。 所述部分可以包括光阻挡槽。 所述部分可以包括形成在所述内壁上的光阻挡部件。 所述部分可以包括形成在所述内壁上的反射表面。 在本专利技术这一方面的位移检测装置中，可以利用由所述第一光接 收元件接收到的光来检测待检物体的相对位移，并且可以利用由所述 第二光接收元件接收到的光来检测待检物体的绝对位移。根据本专利技术的还一方面，提供了一种光学仪器，包括作为待检 物体的光学部件；和如上所述的位移检测装置，其被配置成检测光学 部件的位移。当结合附图考虑本专利技术优选实施例的以下描述时，本专利技术的这些 和其他目的、特征以及优点将变得更显见。附图说明图l是根据本专利技术第一实施例的位移检测装置的示意图。 图2是用于说明由反射器板限定的反射光路的图。 图3是用于说明如何限定组成元件的距离和角度的图。 图4是用于说明第 一 实施例中的反射表面的另 一限定方法的主要 部分示意图。图5是根据本专利技术第二实施例的位移检测装置的示意图。图6是根据本专利技术第三实施例的位移检测装置的示意图。图7是例示了由壳体中的内部反射所限定的反射光路的图。图8是用于说明本专利技术第三实施例中由光阻挡槽形状所限定的反射光路的主要部分示意图。图9是根据本专利技术第四实施例的位移检测装置的示意图。 图10是用于说明本专利技术第四实施例中由光阻挡槽形状所限定的 反射光路的主要部分示意图。图ll是例示了根据本专利技术的光学仪器的布置的图。图12是配置成执行光检测的常规位移检测装置的剖视图。图13是例示了作为反射元件的微屋脊阵列的图案的主要部分的图。图14是用于说明反射元件的反射部件(微屋脊阵列)的反射光 路的图。图15是用于说明反射元件的非反射部件(梯形突起)的反射光 路的图。图16是用于说明在支座部件的反射表面具有预定角度时的反射 光路的图。图17是一种位移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位移检测装置，包括：　被配置成将光投射到待检物体的光源，所述光源能相对于待检物体移动；　第一反射元件，被固定到待检物体，并且包括非反射部分以及被配置成反射来自所述光源的光的反射部分；　第一光接收元件，被配置成接收由所述 第一反射元件反射的光；　第二反射元件，被固定到待检物体，并且包括非反射部分以及被配置成反射来自所述光源的光的反射部分；以及　第二光接收元件，被配置成接收由所述第二反射元件反射的光；　其中所述第二反射元件被设置在如下光路上， 即，通过所述光路，来自所述光源并经由所述第一反射元件行进的光的至少一部分被导引到所述第二光接收元件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中川英法，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]