[发明专利]位移检测装置及具有该位移检测装置的光学仪器

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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2)。

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7,022,974

发明内容

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。

本发明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。

根据本发明的一个方面，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。