JP2019158710A - エンコーダー用光学式スケールおよび光学式エンコーダー - Google Patents
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Abstract
Description
積層体と、
前記積層体上に、周期的に設けられた複数の反射部材と、
を含み、
前記積層体は、
第1チタン層と、
前記第1チタン層上に設けられた第1酸化シリコン層と、
前記第1酸化シリコン層上に設けられた第2チタン層と、
前記第2チタン層上に設けられた第2酸化シリコン層と、
を有し、
前記反射部材の反射率は、前記積層体の前記第2酸化シリコン層側における反射率よりも高い。
前記反射部材は、前記第2酸化シリコン層上に設けられていてもよい。
前記第2酸化シリコン層は、前記反射部材を覆っていてもよい。
前記第2酸化シリコン層は、
前記第2チタン層上に設けられた第1層と、
前記第1層上に設けられた第2層と、
を有し、
前記反射部材は、前記第1層上に設けられ、
前記第2層は、前記反射部材を覆っていてもよい。
前記第1チタン層の厚さは、40nm以上であってもよい。
前記第1酸化シリコン層の厚さは、100nm以上140nm以下であってもよい。
前記第2チタン層の厚さは、6nm以上12nm以下であってもよい。
前記第2酸化シリコン層の厚さは、85nm以上140nm以下であってもよい。
前記エンコーダー用光学式スケールの一態様と、
前記エンコーダー用光学式スケールの一態様に光を照射する光源と、
前記エンコーダー用光学式スケールの一態様からの反射光を検出する光検出器と、
を含む、光学式エンコーダー。
前記エンコーダー用光学式スケールの一態様に対する前記光の入射角は、0°より大きく65°以下であってもよい。
まず、本実施形態に係るエンコーダー用光学式スケールについて、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係るエンコーダー用光学式スケール100を模式的に示す断面図である。図2は、本実施形態に係るエンコーダー用光学式スケール100を模式的に示す平面図である。なお、図1は、図2のI−I線断面図である。
次に、本実施形態に係るエンコーダー用光学式スケール100の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
3.1. 第1変形例
次に、本実施形態の第1変形例に係るエンコーダー用光学式スケールについて、図面を参照しながら説明する。図3は、本実施形態の第1変形例に係るエンコーダー用光学式スケール200を模式的に示す断面図である。
次に、本実施形態の第2変形例に係るエンコーダー用光学式スケールについて、図面を参照しながら説明する。図4は、本実施形態の第2変形例に係るエンコーダー用光学式スケール300を模式的に示す断面図である。
次に、本実施形態に係る光学式エンコーダーについて、図面を参照しながら説明する。図5は、本実施形態に係る光学式エンコーダー400を説明するための図である。なお、図5では、互い直交する3軸として、X軸、Y軸、およびZ軸を図示している。
以下に実験例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実験例によって何ら限定されるものではない。
第1チタン(Ti)層、第1酸化シリコン(SiO2)層、第2チタン(Ti)層、および第2酸化シリコン(SiO2)層を、この順で形成させたモデル(実験例1に係るモデル)を作製した。第1チタン層の厚さを90nm、第1酸化シリコン層の厚さを120.6nm、第2チタン層の厚さを8.14nm、および第2酸化シリコン層の厚さを112.4nmとした。このようなモデルにおいて、入射角θを変化させた場合の反射率を計算した。図6は、入射角θを変化させた場合の反射率を示すグラフである。図6の横軸は、モデルに入射する入射光の波長である。
シリコン基板上に、バッファー層(SiO2)を形成し、バッファー層上に、第1チタン(Ti)層、第1酸化シリコン(SiO2)層、第2チタン(Ti)層、および第2酸化シリコン(SiO2)層を、この順で形成させたモデル(実験例2に係るモデル)を作製した。バッファー層の厚さを100nmとした。第1酸化シリコン層の厚さ、第2チタン層の厚さ、および第2酸化シリコン層の厚さを、上記の実験例1に係るモデルと同じとした。このようなモデルにおいて、第1チタン層の厚さを変化させた場合の反射率を計算した。図10は、第1チタン層の厚さを変化させた場合の反射率を示すグラフである。
上記の実験例2に係るモデルにおいて、第1チタン層の厚さを90nmとし、第1酸化シリコン層の厚さを変化させた場合の反射率を計算した。図11は、第1酸化シリコン層の厚さを変化させた場合の反射率を示すグラフである。
上記の実験例2に係るモデルにおいて、第1チタン層の厚さを90nmとし、第2チタン層の厚さを変化させた場合の反射率を計算した。図12は、第2チタン層の厚さを変化させた場合の反射率を示すグラフである。
上記の実験例2に係るモデルにおいて、第1チタン層の厚さを90nmとし、第2酸化シリコン層の厚さを変化させた場合の反射率を計算した。図13は、第2酸化シリコン層の厚さを変化させた場合の反射率を示すグラフである。
シリコン基板上に、バッファー層(SiO2)を形成し、バッファー層上に、第1チタン(Ti)層、第1酸化シリコン(SiO2)層、第2チタン(Ti)層、反射部材、および第2酸化シリコン(SiO2)層を、この順で形成させて、図3で示した光学式スケール200に対応するモデル(実験例4に係るモデル)を作成した。バッファー層の厚さを100nmとした。第1チタン層の厚さ、第1酸化シリコン層の厚さ、および第2チタン層の厚さを、上記の実験例1に係るモデルと同じとした。反射部材の材質を、アルミニウムとした。このようなモデルにおいて、第2酸化シリコン層の厚さを変化させた場合の反射率を計算した。図14は、第2酸化シリコン層の厚さを変化させた場合の反射率を示すグラフである。
第2変形例に係る光学式スケール300においては、第2酸化シリコン層28は、第1層28aおよび第2層28bを有している。第2層28bは、反射部材30上に設けられており、反射部材30の経時的な腐食等による反射率の低下を抑制することができる。反射率の低下を抑制する上で第2酸化シリコン層の第2層28bの厚さは、30nm以上であることが好ましい。さらに、反射部材30の反射率は、できる限り高い方が好ましく、例えば、85%以上の反射率が得られればさらによい。図14より85%以上の反射率が得られるためには、40nm以下であることが好ましい。以上の点から、第2酸化シリコン層28の第2層28bの厚さは、30nm以上40nm以下であることが好ましい。低反射領域42に求められる、第2酸化シリコン層28の厚さは、85nm以上140nm以下である点から、第2酸化シリコン層28の第1層28aの厚さは、45nm以上110nm以下であることが好ましい。
Claims (10)
- 積層体と、
前記積層体上に、周期的に設けられた複数の反射部材と、
を含み、
前記積層体は、
第1チタン層と、
前記第1チタン層上に設けられた第1酸化シリコン層と、
前記第1酸化シリコン層上に設けられた第2チタン層と、
前記第2チタン層上に設けられた第2酸化シリコン層と、
を有し、
前記反射部材の反射率は、前記積層体の前記第2酸化シリコン層側における反射率よりも高い、エンコーダー用光学式スケール。 - 請求項1において、
前記反射部材は、前記第2酸化シリコン層上に設けられている、エンコーダー用光学式スケール。 - 請求項1において、
前記第2酸化シリコン層は、前記反射部材を覆っている、エンコーダー用光学式スケール。 - 請求項1において、
前記第2酸化シリコン層は、
前記第2チタン層上に設けられた第1層と、
前記第1層上に設けられた第2層と、
を有し、
前記反射部材は、前記第1層上に設けられ、
前記第2層は、前記反射部材を覆っている、エンコーダー用光学式スケール。 - 請求項1ないし4のいずれか1項において、
前記第1チタン層の厚さは、40nm以上である、エンコーダー用光学式スケール。 - 請求項1ないし5のいずれか1項において、
前記第1酸化シリコン層の厚さは、100nm以上140nm以下である、エンコーダー用光学式スケール。 - 請求項1ないし6のいずれか1項において、
前記第2チタン層の厚さは、6nm以上12nm以下である、エンコーダー用光学式スケール。 - 請求項1ないし7のいずれか1項において、
前記第2酸化シリコン層の厚さは、85nm以上140nm以下である、エンコーダー用光学式スケール。 - 請求項1ないし8のいずれか1項に記載のエンコーダー用光学式スケールと、
前記エンコーダー用光学式スケールに光を照射する光源と、
前記エンコーダー用光学式スケールからの反射光を検出する光検出器と、
を含む、光学式エンコーダー。 - 請求項9において、
前記エンコーダー用光学式スケールに対する前記光の入射角は、0°より大きく65°以下である、光学式エンコーダー。
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