JP2958654B2 - 光学式エンコーダの目盛ディスク - Google Patents
光学式エンコーダの目盛ディスクInfo
- Publication number
- JP2958654B2 JP2958654B2 JP19782490A JP19782490A JP2958654B2 JP 2958654 B2 JP2958654 B2 JP 2958654B2 JP 19782490 A JP19782490 A JP 19782490A JP 19782490 A JP19782490 A JP 19782490A JP 2958654 B2 JP2958654 B2 JP 2958654B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase grating
- forming
- scale disk
- projection
- grating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、被測定体の移動量を測定するのに用いられ
る光学式エンコーダの目盛板に関する。
る光学式エンコーダの目盛板に関する。
（従来の技術） 従来エンコーダの目盛板として、バイナリ振幅格子と
バイナリ位相格子が用いられている。
バイナリ位相格子が用いられている。
バイナリ位相格子は振幅が一定で、位相分布が二値の
ものをいい、その振幅透過率分布は、 で与えられる。
ものをいい、その振幅透過率分布は、 で与えられる。
この時の１次回折光の振幅は、 であり、１次回折光で最大回折効率を得るには、上式に
おいてsin（θ/2）＝１すなわち、θ＝πでなければな
らない。
おいてsin（θ/2）＝１すなわち、θ＝πでなければな
らない。
バイナリ位相格子には、反射型と透過型とがあり、反
射型の方が透過型に比べて分解能が高い。
射型の方が透過型に比べて分解能が高い。
反射型位相格子において、凹部と凸部の光路長差は、
２×ｄ（但し、ｄは格子高さ）、この光路長差に対応す
る光の角度をθとすると、 ２π：λ＝θ:2dの関係が成り立つ。故に、 １次回折光において最大回折効率を得るには、前述のよ
うにθ＝πであるから、最大効率を得るときの格子高さ
ｄは、 （４）式から明らかなように最大回折効率が得られる格
子高さｄは、光の波長λの1/4である。したがって半導
体レーザ（λ＝0.86μ）では、反射型位相格子の格子高
さすなわち、格子形成用金属膜厚さを0.215μに選定す
る。
２×ｄ（但し、ｄは格子高さ）、この光路長差に対応す
る光の角度をθとすると、 ２π：λ＝θ:2dの関係が成り立つ。故に、 １次回折光において最大回折効率を得るには、前述のよ
うにθ＝πであるから、最大効率を得るときの格子高さ
ｄは、 （４）式から明らかなように最大回折効率が得られる格
子高さｄは、光の波長λの1/4である。したがって半導
体レーザ（λ＝0.86μ）では、反射型位相格子の格子高
さすなわち、格子形成用金属膜厚さを0.215μに選定す
る。
（発明が解決しようとする課題） 基板上に形成する格子形成用金属膜厚さは、薄いほど
密着性に優れ、剥れ難いが、回折効率をよくするため
に、前述のように0.2μ以上にすると、剥れ易いという
課題があった。また反射膜は一般にアルミニウム膜を用
いており、傷つき易いという課題もあった。
密着性に優れ、剥れ難いが、回折効率をよくするため
に、前述のように0.2μ以上にすると、剥れ易いという
課題があった。また反射膜は一般にアルミニウム膜を用
いており、傷つき易いという課題もあった。
本発明は、従来のこのような課題を解決することをそ
の目的とするものである。
の目的とするものである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、基板上にフォ
トレジスト法により位相格子形成用突起が一定ピッチに
形成され、この位相格子形成用突起が形成された領域上
に金属反射膜が蒸着され、この金属反射膜上に、前記位
相格子形成用突起の間が空気より高い屈折率を有する透
明な接着剤で充填されるように、前記接着剤の層が形成
され、この接着剤層を介して透明ガラスが接着されてい
るとともに、△ｎを前記接着剤層の屈折率、λを測定用
光の波長として、位相格子形成用突起の高さｄが、ｄ＝
λ／（４×△ｎ）により定められていることを特徴とす
る。
トレジスト法により位相格子形成用突起が一定ピッチに
形成され、この位相格子形成用突起が形成された領域上
に金属反射膜が蒸着され、この金属反射膜上に、前記位
相格子形成用突起の間が空気より高い屈折率を有する透
明な接着剤で充填されるように、前記接着剤の層が形成
され、この接着剤層を介して透明ガラスが接着されてい
るとともに、△ｎを前記接着剤層の屈折率、λを測定用
光の波長として、位相格子形成用突起の高さｄが、ｄ＝
λ／（４×△ｎ）により定められていることを特徴とす
る。
（作 用） 位相格子形成用突起の高さは、凹部は接着剤で満され
るので、その屈析率△ｎ＞１の接着剤を使用すると、最
大回折効率を得るときの格子高さは、 であることから突起の高さｄは となり、従来のものの突起の高さより低くなる。かくし
て基板への密着性が増大する。また反射面が表面ガラス
で覆われるので、反射面が保護される。
るので、その屈析率△ｎ＞１の接着剤を使用すると、最
大回折効率を得るときの格子高さは、 であることから突起の高さｄは となり、従来のものの突起の高さより低くなる。かくし
て基板への密着性が増大する。また反射面が表面ガラス
で覆われるので、反射面が保護される。
（実施例） 以下本発明の実施例を図面につき説明する。
第１図は、ロータリエンコーダに使用される本発明の
一実施例の目盛ディスクを示す。
一実施例の目盛ディスクを示す。
同図において、１はガラス基板で、このガラス基板１
の上にクロムの突起２が平行に且つ同一ピッチで形成さ
れ、この突起２の上面及び突起２間のガラス基板１の上
に反射鏡として、アルミニウム蒸着膜３が被着され、こ
のアルミニウム蒸着膜３上に屈折率△ｎ＝1.5の透明な
例えば紫外線硬化型接着剤層４を介して透明ガラス５が
被覆されている。この反射型回折格子である目盛ディス
クを波長λ＝0.86μの半導体レーザとともに用いる場合
には、 に△ｎ＝1.5、λ＝0.86μを代入すると、1.5d＝0.86/
4、ｄ＝0.14μとなる。故に、クロムの厚さ（位相格子
の高さ）を0.14μに設定する。
の上にクロムの突起２が平行に且つ同一ピッチで形成さ
れ、この突起２の上面及び突起２間のガラス基板１の上
に反射鏡として、アルミニウム蒸着膜３が被着され、こ
のアルミニウム蒸着膜３上に屈折率△ｎ＝1.5の透明な
例えば紫外線硬化型接着剤層４を介して透明ガラス５が
被覆されている。この反射型回折格子である目盛ディス
クを波長λ＝0.86μの半導体レーザとともに用いる場合
には、 に△ｎ＝1.5、λ＝0.86μを代入すると、1.5d＝0.86/
4、ｄ＝0.14μとなる。故に、クロムの厚さ（位相格子
の高さ）を0.14μに設定する。
この目盛ディスクは、次のように製造される。
すなわち、第２図（Ａ）に示すように、ガラス基板１
上に先ず0.1〜0.2μの膜厚のクロム膜2Aを蒸着する。次
いで第２図（Ｂ）に示すように、クロム膜2A上にポジ型
レジスト６を形成し、その上に一定ピッチで光透過部７
と光非透過部８とが連続的に形成されている原板９を密
着させる。そして紫外線を原板９の上から照射させて、
光透過部７に対応したレジスト部分を露光させる。それ
から、原板９を取り外し、これを現像液で処理して紫外
線非露光部（光非透過部８）に対応する部分を第２図
（Ｃ）に示すように取り除き、レジスト６を一定ピッチ
で残す。次いで、第２図（Ｄ）に示すように、レジスト
６側をエッチング液で処理し、露呈するクロム膜2Aを取
り除き、第２図（Ｅ）で示すようにレジスト６を除去
し、アルミニウムを蒸着（３）する。アルミニウム蒸着
膜３の上には第２図（Ｆ）で示すように、紫外線硬化型
接着剤４（透明）を使って透明ガラス５を接着し、反射
面を覆う。
上に先ず0.1〜0.2μの膜厚のクロム膜2Aを蒸着する。次
いで第２図（Ｂ）に示すように、クロム膜2A上にポジ型
レジスト６を形成し、その上に一定ピッチで光透過部７
と光非透過部８とが連続的に形成されている原板９を密
着させる。そして紫外線を原板９の上から照射させて、
光透過部７に対応したレジスト部分を露光させる。それ
から、原板９を取り外し、これを現像液で処理して紫外
線非露光部（光非透過部８）に対応する部分を第２図
（Ｃ）に示すように取り除き、レジスト６を一定ピッチ
で残す。次いで、第２図（Ｄ）に示すように、レジスト
６側をエッチング液で処理し、露呈するクロム膜2Aを取
り除き、第２図（Ｅ）で示すようにレジスト６を除去
し、アルミニウムを蒸着（３）する。アルミニウム蒸着
膜３の上には第２図（Ｆ）で示すように、紫外線硬化型
接着剤４（透明）を使って透明ガラス５を接着し、反射
面を覆う。
第３図は、本発明目盛ディスクを用いた光学式ロータ
リーエンコーダの光路構成を示す。
リーエンコーダの光路構成を示す。
同図において、10は目盛ディスクで、これはレーザ11
の前方を横切るように移動自在である。レーザ11の放射
するレーザ光はビームスプリッタ12で２つに分けられミ
ラー131132を介して各々目盛ディスク10上に投射され
る。目盛ディスク10で反射することにより形成された＋
１次回折光141及び−１次回折光142は各々ミラー151及
び152とミラー16及びビームスプリッタ17を介して受光
素子18で受光するようになっており、受光素子18の出力
パルスをカウントすることにより目盛ディスク10の回転
量が測定される。
の前方を横切るように移動自在である。レーザ11の放射
するレーザ光はビームスプリッタ12で２つに分けられミ
ラー131132を介して各々目盛ディスク10上に投射され
る。目盛ディスク10で反射することにより形成された＋
１次回折光141及び−１次回折光142は各々ミラー151及
び152とミラー16及びビームスプリッタ17を介して受光
素子18で受光するようになっており、受光素子18の出力
パルスをカウントすることにより目盛ディスク10の回転
量が測定される。
（発明の効果） 本発明は、上述の通り構成されているから、目盛ディ
スクを構成する反射型回折格子の突起の高さが従来のも
のより低くでき、そのため、基板への密着性が増大す
る。また反射面が表面ガラスで覆われるので、反射面が
保護される等の効果を有する。
スクを構成する反射型回折格子の突起の高さが従来のも
のより低くでき、そのため、基板への密着性が増大す
る。また反射面が表面ガラスで覆われるので、反射面が
保護される等の効果を有する。
第１図は、ロータリエンコーダに適用される本発明の一
実施例の要部の断面図、第２図（Ａ）〜（Ｆ）は、その
製作過程を示す断面図、第３図は本発明の目盛ディスク
を用いたロータリエンコーダの光路構成図である。 １……ガラス基板、２……クロムの突起 ３……アルミニウム蒸着膜、４……接着剤層 ５……透明ガラス
実施例の要部の断面図、第２図（Ａ）〜（Ｆ）は、その
製作過程を示す断面図、第３図は本発明の目盛ディスク
を用いたロータリエンコーダの光路構成図である。 １……ガラス基板、２……クロムの突起 ３……アルミニウム蒸着膜、４……接着剤層 ５……透明ガラス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関口 保洋 神奈川県厚木市長谷字柳町260―63 株 式会社測機舎厚木工場内 (72)発明者 土金 裕幸 神奈川県厚木市長谷字柳町260―63 株 式会社測機舎厚木工場内 (56)参考文献 特開 平１−113615（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−114121（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−256085（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−282422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−103913（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/62 G01B 11/00 - 11/30 G01P 1/00 - 3/80
Claims (1)
- 【請求項１】基板上にフォトレジスト法により位相格子
形成用突起が一定ピッチに形成され、この位相格子形成
用突起が形成された領域上に金属反射膜が蒸着され、こ
の金属反射膜上に、前記位相格子形成用突起の間が空気
より高い屈折率を有する透明な接着剤で充填されるよう
に、前記接着剤の層が形成され、この接着剤層を介して
透明ガラスが接着されているとともに、△ｎを前記接着
剤層の屈折率、λを測定用光の波長として、位相格子形
成用突起の高さｄが、ｄ＝λ／（４×△ｎ）により定め
られていることを特徴とする光学式エンコーダの目盛デ
ィスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19782490A JP2958654B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 光学式エンコーダの目盛ディスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19782490A JP2958654B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 光学式エンコーダの目盛ディスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0484713A JPH0484713A (ja) | 1992-03-18 |
| JP2958654B2 true JP2958654B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=16380951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19782490A Expired - Fee Related JP2958654B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 光学式エンコーダの目盛ディスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2958654B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006178312A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Canon Inc | 表面反射型位相格子 |
| US8083362B2 (en) * | 2010-04-29 | 2011-12-27 | Skyline Solar, Inc. | Thin film reflective coating pinning arrangement |
| JP6188743B2 (ja) * | 2014-06-19 | 2017-08-30 | キヤノン株式会社 | 複数の光学機能面を有する光学素子、分光装置およびその製造方法 |
| JP7140495B2 (ja) * | 2017-12-28 | 2022-09-21 | 株式会社ミツトヨ | スケールおよびその製造方法 |
-
1990
- 1990-07-27 JP JP19782490A patent/JP2958654B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0484713A (ja) | 1992-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2891332B2 (ja) | 位相格子および位相格子の作製方法 | |
| US5021649A (en) | Relief diffraction grating encoder | |
| US4286838A (en) | Compact optical structure with integrated source | |
| US7414547B2 (en) | Method and system for calibrating a rotary encoder and making a high resolution rotary encoder | |
| US4865453A (en) | Displacement transducer in integrated optics | |
| EP0220757B1 (en) | Optical transducer element and displacement meter comprising such an element | |
| JP3407477B2 (ja) | 位相格子とその作製方法並びに光学式エンコーダ | |
| JP3254737B2 (ja) | エンコーダー | |
| EP1437608A1 (en) | Diffraction device | |
| JPH04211202A (ja) | 反射型回折格子および該回折格子を用いた装置 | |
| US4286871A (en) | Photogrammetric measuring system | |
| JP2958654B2 (ja) | 光学式エンコーダの目盛ディスク | |
| JPH0377961B2 (ja) | ||
| US5175647A (en) | Optical device | |
| JP3032712B2 (ja) | 位相格子 | |
| US5258861A (en) | Reflection type hologram scale | |
| JPH102761A (ja) | 光電式エンコーダ | |
| JPH0451201A (ja) | 透過型回折格子及び該回折格子を用いたエンコーダ | |
| JP2603338B2 (ja) | 変位測定装置 | |
| JPH10221121A (ja) | 光学式エンコーダおよび位置検出方法 | |
| JP2004037341A (ja) | 光電式エンコーダ及びスケールの製造方法 | |
| JP5789409B2 (ja) | 光学スケール | |
| JP3738722B2 (ja) | 光学式検出器 | |
| JP2000193490A (ja) | 光電式エンコ―ダ | |
| JP3221748B2 (ja) | エンコーダ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080730 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 10 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090730 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |