JP3070276B2 - 光学式変位測定装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばＮＣ工作機械又
は半導体製造装置等に使用して好適な光学式変位測定装
置及びその製造方法に関し、特に、レーザスケール型の
変位測定装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザとホログラムスケールを組
み合わせたレーザスケールは、０．０１μｍ程度の分解
能を有し誤差が極めて少ないため、高精度の光学式変位
測定装置として実用化されている。

【０００３】レーザスケールはホログラムスケールと斯
かるスケールに対して相対的に変位する検出光学装置と
を含む。レーザスケールに使用されるホログラムは極め
て精度の高い２つの平面波を重ね合わせて干渉させ、そ
の干渉縞を写真乾板に焼き付けることによって製造さ
れ、体積型位相ホログラムと称される。

【０００４】斯かる干渉縞の周期は平面波の波長とその
交差角によって決まり、例えば約０．５５μｍである。
干渉縞の周期がスケールの波長を構成しており、斯かる
値は光の波長と同程度の大きさであり、一般のリソグラ
フィの技術や、電子ビームによる書き込みでは達成する
ことはできない。

【０００５】こうしてスケールをホログラフィクに記録
して形成されたホログラムスケールは、他のスケールで
は達成することができない高い分解能を得ることができ
る特徴を有する。

【０００６】検出光学装置はホログラムスケールの変位
を読み取る検出ヘッド部を形成しており、光の回折と干
渉を利用して波動光学的に変位を測定するように構成さ
れている。光検出器によって測定される干渉光の周期は
スケール波長の１／４の波長を有しており、スケール波
長を０．５５μｍとすれば、約０．１４μｍである。従
って、斯かる干渉光の波形を１／１６分周すれば約０．
０１μｍの分解能を得ることができる。

【０００７】レーザスケールの測定原理の詳細及びその
特徴については、例えば、「計量管理」Ｖｏｌ．３８，
ＮＯ．７，１９８９，Ｐ１５〔７７１〕〜２３〔７７
９〕を参照されたい。

【０００８】図７は、本願出願人と同一の出願人による
特公平２−３５２４８に開示されているレーザスケール
型の光学式変位測定装置の例を示す。光学式変位測定装
置は、例えば半導体レーザ発生器の如き可干渉性光源１
０と、ビームスプリッタ１４と、例えばホログラムスケ
ールの如き回折格子３０と、反射器１８、２０と、光検
出器２６とを含む。可干渉性光源１０によって発生され
た可干渉性光は光路４０に沿ってビームスプリッタ１４
に導かれ、ビームスプリッタ１４によって２つの方向に
分岐される。

【０００９】第１の分岐光はビームスプリッタ１４を通
過して光路４６に沿って回折格子３０の照射点３０ａに
到達し、第２の分岐光はビームスプリッタ１４にて法線
３０ｎに対する入射角と同一の反射角で反射され、光路
４４に沿って導かれ回折格子３０の照射点３０ｂに到達
する。第１の分岐光は回折格子３０にて回折され方向転
換して反射器１８に向かって進行する。回折光は反射器
１８にて反射されて同一経路５０に沿って再び回折格子
３０の照射点３０ａに到る。光線は回折格子３０によっ
て再度回折され方向転換して同一光路４６に沿って再度
ビームスプリッタ１４に達する。

【００１０】第２の分岐光も第１の分岐光と同様に、回
折格子３０の点３０ｂにて回折され方向転換して光路４
８に沿って反射器２０に向かって進行し、反射器２０に
て反射されてから、回折格子３０によって再度回折され
方向転換してビームスプリッタ１４に達する。

【００１１】光路４６よりビームスプリッタ１４に到達
した第１の分岐光と光路４４よりビームスプリッタ１４
に到達した第２の分岐光は、光路４２に沿って導かれ光
検出器２６に到達する。２つの分岐光はビームスプリッ
タ１４によって干渉され、それによって干渉光が生成さ
れるように構成されている。斯かる干渉光の強度は光検
出器２６によって検出される。光検出器２６によって検
出される干渉光の振幅波はスケールの位相変位量を含む
から、斯かる干渉光を検出することによってスケールの
変位が求められる。

【００１２】図８は、図７と同様、本願出願人と同一の
出願人による特公平２−３５２４８に開示されているレ
ーザスケール型の光学式変位測定装置の他の例を示す。
この例によると、光学式変位測定装置は、可干渉性光源
１０と、ビームスプリッタ１４と、回折格子３０と、反
射器１８、２０、２２、２４と、光検出器２６とを含
む。

【００１３】可干渉性光源１０によって発生された可干
渉光は光路４０を経由してビームスプリッタ１４に到達
し、斯かるビームスプリッタ１４によって２つの光線に
分岐される。第１の分岐光は、光路４６、反射器２２及
び光路５０を経由して回折格子３０に到達する。斯かる
光線は回折格子３０の照射点３０ｇにて回折されて光路
５４に沿って導かれる。

【００１４】更に斯かる光線は、反射器１８によって反
射されて、光路５４、光路５０及び光路４６を経由して
ビームスプリッタ１４に到る。第２の分岐光は、ビーム
スプリッタ１４から光路４４、光路４８、光路５２を経
て反射器２０に到達し、斯かる反射器２０を反射して、
同一経路、即ち、光路５２、光路４８及び光路４４を経
由してビームスプリッタ１４に到る。第１の分岐光と第
２の分岐光とはビームスプリッタ１４に入射されて干渉
光が生成され、斯かる干渉光は光路４２を経由して光検
出器２６によって検出される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
光学式変位測定装置は、回折格子３０の表面にキズがで
きたり回折格子３０の材質が部分的に不良であったりす
ると光検出器２６の出力値に影響を与えそれが誤差の原
因となることがある、という欠点を有する。

【００１６】図９は回折格子３０が形成されたスケール
３２を図７の矢印Ａ−Ａ方向より観察したと仮定して描
いてある。キズ８０が存在する回折格子３０上に照射点
３０ａ、３０ｂにて可干渉性光が入射された状態が示さ
れている。

【００１７】スケール３２を構成する回折格子３０に対
して、検出光学装置が相対的に図７で右方向に走行する
と、丸印で示されている可干渉性光の照射点３０ａ、３
０ｂは右方向に移動する。照射点３０ａ、３０ｂの移動
方向をＸ軸とし、それに垂直な方向即ち回折格子３０が
形成された方向をＹ軸とする。

【００１８】照射点３０ａは、光路４６を経由して入射
された第１の分岐光の照射点に相当し、照射点３０ｂ
は、光路４４を経由した入射された第２の分岐光の照射
点に相当する。図９Ａはキズ８０が存在する部分に第１
の分岐光による照射点３０ａがあり、図９Ｂは可干渉性
光の照射点３０ａ、３０ｂが右方向に移動しキズ８０が
存在する部分に第２の分岐光による照射点３０ｂがある
状態を示す。

【００１９】図１０は、図９に示す如き、回折格子３０
上にキズ８０が存在しその上を可干渉性光が照射されて
照射点３０ａ、３０ｂが走査された場合に、光検出器２
６によって検出された干渉光の出力を表す。グラフの横
軸は回折格子３０に対する検出光学装置の相対的変位量
ｘであり、縦軸は光検出器２６の出力ｙである。図の曲
線は正弦波信号の包絡線であり検出される干渉光の強度
を表す。

【００２０】検出光学装置の変位量がｘ＝ｘ₁ とｘ＝ｘ
₂ のとき、出力値が減少している。これは、変位量がｘ
＝ｘ₁ のとき、図９Ａに示す如く照射点３０ａでの可干
渉性光がキズ８０によって遮られ、２つの分岐光によっ
て生成された干渉光の強度が減少するからであり、変位
量がｘ＝ｘ₂ のとき、図９Ｂに示す如く照射点３０ｂで
の可干渉性光がキズ８０によって遮られ、２つの分岐光
によって生成された干渉光の強度を減少するからであ
る。

【００２１】斯かる出力の低下は、ミスカウントを発生
させ光学式変位測定装置による測定誤差の原因となるこ
とがある。従って、従来では、スケールの回折格子３０
上にキズ８０が存在する場合には、そのスケールは不良
品として廃棄されていた。

【００２２】しかしながら、スケールの回折格子３０上
にキズ８０が存在する部分はほんの一部であり、キズ８
０の部分以外はスケールとして使用することができる。

【００２３】本発明は、斯かる点に鑑み、レーザスケー
ル型の光学式変位測定装置において、回折格子３０上に
キズ８０が存在する場合であっても、そのスケール３２
を廃棄することなく使用し且つ斯かるキズに起因する測
定誤差が生ずることがないようにすることを目的とす
る。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、回折格子３０
を有するスケール３２とこの回折格子３０に可干渉性光
を照射させる光源を有する検出光学装置とを含み、回折
格子３０によって生成された回折光を検出して回折格子
３０と検出光学装置との間の相対的変位を測定する光学
式変位測定装置において、検出光学装置は可干渉性光が
回折格子３０の所定トラックに沿って照射されるように
配置され、所定トラックは回折格子３０に可干渉性光を
照射させて回折光を検出しその検出値に基づいて設定さ
れたことを特徴とする。

【００２５】本発明は、回折格子３０を有するスケール
３２と回折格子３０に可干渉性光を照射させる光源を有
する検出光学装置とを含み回折格子３０によって生成さ
れた回折光を検出して回折格子３０と検出光学装置との
間の相対的変位を測定する光学式変位測定装置の製造方
法において、回折格子３０上に複数のトラックを定める
トラック位置設定工程と、トラックに沿って可干渉性光
を照射させる照射工程と、可干渉性光の照射によって生
成された回折光を検出する検出工程と、回折光の検出値
に基づいて上記複数のトラックより所定トラックを定め
るトラック選択工程と、所定トラックに上記可干渉性光
が照射されるように上記検出光学装置を配置する配置工
程と、を含む。

【００２６】本発明は、光学式変位測定装置の製造方法
において、複数のトラックに予め順位を付す順位設定工
程と、その順位に従って上記照射工程及び検出工程を実
施しトラック上に欠陥が存在するか否かを判定する判定
工程と、この判定工程によって欠陥が存在しないトラッ
クが発見されたときそのトラックに付された順位によっ
て所定トラックを定めるトラック選択工程と、を含む。

【００２７】本発明は、光学式変位測定装置の製造方法
において、回折格子３０のトラック毎に可干渉性光を照
射させる光源を配置することと、回折格子３０のトラッ
ク毎に可干渉性光の照射によって生成された回折光を検
出する検出手段を配置することと、回折光の検出値に基
づいて回折格子３０上の複数のトラックより所定トラッ
クを選択することと、所定トラックに対して上記検出光
学装置を配置することと、を含む。

【００２８】

【作用】本発明によれば、レーザスケール型の光学式変
位測定装置において、回折格子３０を有するスケール３
２上に複数のトラックを定め、順次又は同時にこのトラ
ックに沿って可干渉性光を照射させ、可干渉性光の照射
によって生成された回折光を検出し、斯かる回折光の検
出値よりキズ等の欠陥が存在しないトラックを選択し、
斯かる選択されたトラックに可干渉性光を照射させるよ
うに光源が配置される。

【００２９】本発明によれば、レーザスケール型の光学
式変位測定装置の製造方法において、回折格子３０を有
するスケール３２上に複数のトラックを定め、斯かるト
ラックに沿って可干渉性光を照射させ、トラック毎にこ
の可干渉性光の照射によって生成された回折光を検出
し、回折光の検出値に基づいてキズ等の欠陥が存在しな
いトラックを選択し、選択されたトラックに可干渉性光
が照射されるように光源を配置するから、キズが存在す
る回折格子３０を有するスケール３２を廃棄することな
く使用することができる。

【００３０】

【実施例】以下、図１〜図６を参照して本発明の実施例
について説明する。尚、図１〜図６において、図７〜図
１０の対応する部分には同一の参照符号を付してその詳
細な説明は省略する。

【００３１】先ず、スケール３２の回折格子３０にキズ
８０が有るか否かを検出する方法及び装置について説明
し、次に、光学式変位測定装置、その製造方法及びその
製造装置の例を説明する。

【００３２】図１はスケール３２の回折格子３０に可干
渉性光が照射された状態を示す。図示のように、スケー
ル３２に対する検出光学装置の移動方向をＸ軸とし、回
折格子３０が形成された方向をＹ軸とする。

【００３３】本例によると、スケール３２の回折格子３
０には例えば３つのトラックＴ１、Ｔ２、Ｔ３が設定さ
れる。これらの３つのトラックＴ１、Ｔ２、Ｔ３はＸ軸
方向に沿って延在する３つの領域Ａ１、Ａ２、Ａ３の各
々に配置されるように設定してよい。

【００３４】例えば、各トラックＴ１、Ｔ２、Ｔ３を各
領域Ａ１、Ａ２、Ａ３の略中央に配置し、各領域Ａ１、
Ａ２、Ａ３の幅に略等しくなるようにし、それによって
３つのトラックＴ１、Ｔ２、Ｔ３の互いに隣接する２つ
のトラック間の間隔を略同一となるようにしてもよい。
あるいは３つの領域Ａ１、Ａ２、Ａ３の各々内に複数の
トラックを設定し、隣接する２つのトラック間の間隔を
略同一となるようにしてもよい。

【００３５】次に、スケール３２の回折格子３０の表面
に可干渉性光を照射し斯かる照射点を各トラックＴ１、
Ｔ２、Ｔ３に沿って走査させる。即ち、第１の領域Ａ１
の第１のトラックＴ１に沿って照射点３０ａ−１、３０
ｂ−１を移動させ、第２の領域Ａ２の第２のトラックＴ
２に沿って照射点３０ａ−２、３０ｂ−２を移動させ、
第３の領域Ａ３の第３のトラックＴ３に沿って照射点３
０ａ−３、３０ｂ−３を走査させる。

【００３６】斯かる可干渉性光は回折光として図７及び
図８を参照して説明したように光検出器２６によって検
出される。このような作業をスケール３２の全長にわた
って行う。図示のように回折格子３０の表面にキズ８０
が存在する場合には光検出器２６の出力の低下として表
れるから、どの領域のどのトラック上にキズが存在する
かが判る。

【００３７】図１は、スケール３２に３つの領域を設定
し３つのトラックＴ１、Ｔ２、Ｔ３に沿って同時に可干
渉性光を照射して光検出器２６によって回折光を検出す
る場合の例であるが、スケール３２に４つ以上の領域及
びトラックを設定してもよく、又は１つの領域に２つ以
上のトラックを設定してもよい。

【００３８】図２に図１に示すように設定した場合に使
用するキズ８０を検出するための検出装置の例を示す。

【００３９】検出装置は設定したトラック数に対応して
３つのチャンネルを有するように構成されている。即
ち、検出装置は各トラックに対して設けられた光検出器
６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃと光検出器６２Ａ、６２Ｂ、６
２Ｃからの出力を増幅する増幅器６４Ａ、６４Ｂ、６４
Ｃと、各増幅器６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃからの出力が所
定レベル以上にあるか否かを検出するレベルコンパレー
タ６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃと、レベルコンパレータ６６
Ａ、６６Ｂ、６６Ｃから出力されたパルス信号より光検
出器６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃの出力が低下したことを指
示するパルス信号を発生する単安定マルチバイブレータ
６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃと、単安定マルチバイブレータ
６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃからのパルス信号をトリガ信号
として入力するＤ型フリップフロップ回路７０Ａ、７０
Ｂ、７０Ｃと、を含むように構成してよい。

【００４０】図３は、図２の検出装置の各チャンネルに
おける信号波形を示す。図３Ａは光検出器６２Ａ、６２
Ｂ、６２Ｃからの出力信号Ｓ０を表し、符号Ｐ１と符号
Ｐ２にて示す部分は密な正弦波でありと、符号Ｑにて示
す部分はそれを拡大したものである。図３Ｂは図３Ａの
信号Ｓ０の部分Ｑを拡大して示したものであり、増幅器
６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃの出力信号Ｓ１は回折格子３０
の周期λに対応した周期を有する正弦波であり、例えば
符号ｘ₁ が付された位置に出力信号Ｓ１の低下がある。
これは照射点が回折格子３０の表面のキズ８０を通過し
たことを示す。レベルコンパレータ６６Ａ、６６Ｂ、６
６Ｃの出力信号Ｓ２は、符号Ｎにて示すように、出力信
号Ｓ１の符号ｘ₁ が付された位置に対応してＨレベルを
維持している。

【００４１】単安定マルチバイブレータ６８Ａ、６８
Ｂ、６８Ｃの出力信号Ｓ３は例えば、入力信号Ｓ２の立
ち下がりでＨレベルとなり時定数τ経過後にＬレベルに
安定する波形を有する。時定数τは例えば格子定数λに
相当する時間の１．５倍に設定してよい。したがって、
出力信号Ｓ１の符号ｘ₁ が付された位置に対応して、時
定数τの範囲に入力信号Ｓ２の立ち下がりがないためＬ
レベルになる。

【００４２】Ｄ型フリップフロップ回路７０Ａ、７０
Ｂ、７０Ｃの出力信号Ｓ４は入力信号Ｓ３の立ち下がり
でＨレベルとなる。こうして出力信号Ｓ４がＨレベルに
なったことを検出して回折格子３０のキズ８０が検出さ
れる。尚、例えば、Ｄ型フリップフロップ回路７０Ａ、
７０Ｂ、７０Ｃの出力端子７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃに適
当な発光ダイオードを接続して各トラック毎にキズ８０
の存在を指示するように構成してよく、又は、単安定マ
ルチバイブレータ６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃの出力側に適
当なカウンタ回路を接続し各トラック毎に回折格子３０
のキズ８０の個数を計数するように構成してよい。

【００４３】図４及び図５を参照して回折格子３０のキ
ズ８０を検出する方法及び装置の他の例を説明する。こ
の例では、図４に示すように、キズ８０を検出するスケ
ール３２Ｂ以外にキズ８０が存在しない検出済の良品ス
ケール３２Ａを準備する。次に図５に示すように、２チ
ャンネルからなる検出装置を用意する。第１のスケール
３２Ａに対して第１のチャンネルが対応し第２のスケー
ル３２Ｂに対して第２のチャンネルが対応している。

【００４４】各チャンネルは、光検出器６２Ａ又は６２
Ｂと光検出器６２Ａ又は６２Ｂからの出力を増幅する増
幅器６４Ａ又は６４Ｂと、各増幅器６４Ａ又は６４Ｂか
らの出力が所定レベル以上にあるか否かを検出するレベ
ルコンパレータ６６Ａ又は６６Ｂと、レベルコンパレー
タ６６Ａ又は６６Ｂから出力されたパルス信号のパルス
数を計数するｎ進カウンタ７４Ａ又は７４Ｂとを有す
る。更に、２つのｎ進カウンタ７４Ａ又は７４Ｂからの
出力信号を比較する比較回路７６を有する。

【００４５】この例では第１のチャンネルはキズ８０が
存在しない良品スケール３２Ａに対して配置され、第２
のチャンネルはこれからキズ８０を検出するスケール３
２Ｂの１つのトラックに対して配置される。第１のチャ
ンネルのレベルコンパレータ１６Ａの出力信号は図３の
出力信号Ｓ２と同様な波形の信号であるが、第１のスケ
ール３２Ａはキズ８０を有しないから符号Ｎにて示す幅
の大きなパルスは含まれない。

【００４６】しかしながら、第２のチャンネルのレベル
コンパレータ６６Ｂの出力信号は図３の出力信号Ｓ２と
同様に、第２のスケール３２Ｂのキズ８０の部分に符号
Ｎにて示す幅の大きなパルスを含む。したがって、第１
のチャンネルのｎ進カウンタ７４Ａによって計数された
第１のパルス数と第２のチャンネルのｎ進カウンタ７４
Ｂによって計数された第２のパルス数とを比較すると、
第２のスケール３２Ｂに存在するキズ８０の数に対応し
て第２のパルス数がより少ない。

【００４７】従って、比較回路７６において第２のパル
ス数を第１のパルス数と比較してその差を求めることに
よって、第２のスケール３２Ｂにて測定したトラックに
存在するキズ８０の数が明らかとなる。斯かる測定を第
１のスケール３２Ｂの各領域のトラックに沿って実施す
れば第１のスケール３２Ｂのどの領域にキズ８０が存在
するのかが判る。

【００４８】こうして、本例の検出装置及び方法によっ
て回折格子３０のキズ８０を検出した結果の例を図６に
示す。ここでは、スケール３２に３つのトラックＴ１、
Ｔ２、Ｔ３を設定し、各トラックに沿って照射点を走査
することによってそのトラックのキズの有無を検出す
る。○印は回折格子３０にキズ８０がないことを示し、
×印は回折格子３０にキズ８０があることを示す。キズ
８０の有無によって８通りの場合がある。

【００４９】ここでキズ８０の位置によって優先順位を
設定する。例えば、第２のトラックＴ２、第１のトラッ
クＴ１、第３のトラックＴ３の順に優先順位を定める。
従って、第２のトラックＴ２に欠陥がないものはＢグル
ープとし、第２のトラックＴ２に欠陥があるが第１のト
ラックＴ１に欠陥がないものをＡグループとし、第２の
トラックＴ２と第１のトラックＴ１の両者に欠陥があり
第３のトラックＴ３に欠陥がないものをＣグループと
し、全てのトラックに欠陥がある不良品はＤグループと
する。

【００５０】このグループ分け作業は図２に示したよう
に、各トラックに対応して検出光学装置を設けて実施し
てもよく、又は、１つの検出光学装置を各トラックに順
次配置して実施してもよい。前者の例では、トラックの
数に対応した数だけ検出光学装置を用意しなければなら
ないが、１回の測定でグループ分けができる利点があ
る。

【００５１】後者の例では、検出光学装置を各トラック
に順次配置しなければならないが１つのスケール３２に
対して１つの検出光学装置を用意すればよい利点があ
る。検出光学装置を配置するトラックの順序は適当な方
法によって定めてよいが、好ましくは上述の優先順位に
従う。

【００５２】上述の例では、第２のトラックＴ２、第１
のトラックＴ１、第３のトラックＴ３の順に優先順位が
定められているから、最初に第２のトラックＴ２に沿っ
て可干渉性光線の照射点を走査させて欠陥の有無を検査
する。もし第２のトラックＴ２に欠陥は存在しないと判
定されたら、そこで検査を終了してこのスケールをグル
ープＢに分類する。これは、図６の第１〜３の場合又第
５の場合に相当する。

【００５３】もし第２のトラックＴ２に欠陥が存在する
と判定されたら、次に第１のトラックＴ１に沿って照射
点を走査させて欠陥の有無を検査する。もし第１のトラ
ックＴ１に欠陥は存在しないと判定されたら、そこで検
査を終了してこのスケールをグループＡに分類する。こ
れは、図６の第４の場合又第６の場合に相当する。

【００５４】もし第１のトラックＴ１に欠陥が存在する
と判定されたら、次に第３のトラックＴ３に沿って照射
点を走査させて欠陥の有無を検査する。もし第３のトラ
ックＴ３に欠陥は存在しないと判定されたら、そこで検
査を終了してこのスケールをグループＣに分類する。こ
れは、図６の第７の場合に相当する。もし第３のトラッ
クＴ３にも欠陥が存在すると判定されたら、このスケー
ルをグループＤに分類する。これは、図６の第８の場合
に相当する。

【００５５】こうして、欠陥の有無を検査する順序とし
て上述のグループ分けの優先順位を使用することによっ
て、照射点を走査させて欠陥の有無を検査する回数を最
小化することができる。斯かる方法では、図６に示す如
き表は得られないが、図６の表の最も右側の欄のグロー
プ分けの結果だけが求められる。

【００５６】本例によれば、先ず回折格子３０に適当な
数のトラックを適当な位置に設定する。次に、斯かるト
ラックをグループ分けするために斯かるトラックに優先
順位を設定する。

【００５７】例えば、図２に示す如く複数の検出光学装
置を使用して回折格子３０の欠陥を検査する場合には図
６の如き表を作成してグループ分けをする。１つの検出
光学装置を使用して回折格子３０の欠陥を検査する場合
には斯かる優先順位に従って検出光学装置を順次トラッ
クに配置し、それによってトラックのグループ分けがな
される。

【００５８】次に本発明による光学式変位測定装置、そ
の製造方法及びその製造装置の例を示す。

【００５９】本発明の光学式変位測定装置では、検出光
学装置が上述のグループに対応して配置されている。例
えば、Ｂグループの回折格子３０を有するスケール３２
を組み込んだ光学式変位測定装置では、検出光学装置は
干渉性光源による照射点３０ａ、３０ｂが第２のトラッ
クＴ２に沿って走査されるように配置される。同様に、
Ａグループの回折格子３０を含む光学式変位測定装置で
は、検出光学装置は干渉性光源による照射点３０ａ、３
０ｂが第１のトラックＴ１に沿って走査されるように配
置され、Ｃグループの回折格子３０を含む光学式変位測
定装置では、検出光学装置は干渉性光源による照射点３
０ａ、３０ｂが第３のトラックＴ３に沿って走査される
ように配置される。

【００６０】次に、本発明の光学式変位測定装置の製造
方法の例を示す。本例の製造方法には、光学式変位測定
装置の組立て工程に先立って、最初に回折格子３０を有
するスケール３２を上述のようにグループ分けする工程
が含まれる。このグループ分け工程の後に光学式変位測
定装置の組立作業がなされる。この組立て作業では、検
出光学装置はスケール３２のグループ分けの結果によっ
て配置される。尚、グループ分け作業は、光学式変位測
定装置に組み込む検出光学系を使用してもよく又は以下
に説明する別個のグループ分け装置を使用してもよい。

【００６１】次に、本発明の光学式変位測定装置の製造
装置の例を示す。本例の製造装置には、上述の如きスケ
ール３２のグループ分けをする装置が含まれる。斯かる
グループ分けをする装置は図７又は図８にて示した検出
光学装置を含む。このグループ分けをする装置は図２に
示すように、チャンネル毎に１つの検出光学装置が配置
されるようにチャンネル数の数だけ検出光学装置を含む
ように構成してもよく、又は１つの検出光学装置を含み
斯かる検出光学装置を複数のトラックに順次配置するこ
とができるように構成してもよい。

【００６２】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。

【００６３】以上の例はリニアスケールを使用した光学
的変位検出装置について説明したが、回転型スケールを
使用した光学的変位検出装置や角度変位測定器について
も本発明を適用することができる。またスケール３２の
回折格子３０には、透過型のものも反射型のものも含ま
れる。

【００６４】

【発明の効果】本発明によると、光学式変位測定装置を
組み立てる前にスケール３２の回折格子３０にキズ等の
欠陥が存在するか否かが検出されているから、回折格子
３０にキズ等が存在することに起因する変位測定値の誤
差を排除することができる利点がある。

【００６５】本発明によると、スケールを複数の領域に
分けて各領域毎にキズの有無を検出するように構成され
ているため、キズがあるスケールでも廃棄することなく
使用することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】スケールのキズ等を検出する方法を説明する説
明図である。

【図２】スケールのキズ等を検出する装置の例を示す構
成図である。

【図３】図２の装置の動作を説明する説明図である。

【図４】スケールのキズ等を検出する他の方法を説明す
る説明図である。

【図５】スケールのキズ等を検出する装置の他の例を示
す構成図である。

【図６】スケールのキズ等を検出した結果を説明する説
明図である。

【図７】従来の光学式変位測定装置の例を示す構成図で
ある。

【図８】従来の光学式変位測定装置の他の例を示す構成
図である。

【図９】スケールの上を走査する照射点を説明する説明
図である。

【図１０】光検出器の出力値の変化を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ 可干渉性光源 １４ ビームスプリッタ １８、２０、２２、２４ 反射器 ２６ 光検出器 ３０ 回折格子 ３０ａ、３０ｂ、３０ｇ 照射点 ３０ｎ 法線 ３２ スケール ４０、４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４ 光
路 ６２Ａ、６２Ｂ 光検出器 ６４Ａ、６４Ｂ 増幅器 ６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ レベルコンパレータ ６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃ 単安定マルチバイブレータ ７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ Ｄ型フリップフロップ回路 ７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ 出力端子 ７４Ａ、７４Ｂ ｎ進カウンタ ７６ 比較回路 ７６Ａ 出力端子 ８０ キズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−271117（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−121314（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01D 5/38

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回折格子を有するスケールと上記回折格
   子に可干渉性光を照射させる光源を有する検出光学装置
   とを含み、上記回折格子によって生成された回折光を検
   出して上記回折格子と上記検出光学装置との間の相対的
   変位を測定する光学式変位測定装置において、 上記検出光学装置は上記可干渉性光が上記回折格子の所
   定トラックに沿って照射されるように配置され、上記所
   定トラックは上記回折格子に可干渉性光を照射させて回
   折光を検出しその検出値に基づいて設定されたことを特
   徴とする光学式変位測定装置。
2. 【請求項２】 回折格子を有するスケールと上記回折格
   子に可干渉性光を照射させる光源を有する検出光学装置
   とを含み上記回折格子によって生成された回折光を検出
   して上記回折格子と上記検出光学装置との間の相対的変
   位を測定する光学式変位測定装置の製造方法において、 上記回折格子上に複数のトラックを定めるトラック位置
   設定工程と、 上記トラックに沿って可干渉性光を照射させる照射工程
   と、 上記可干渉性光の照射によって生成された回折光を検出
   する検出工程と、 上記回折光の検出値に基づいて上記複数のトラックより
   所定トラックを定めるトラック選択工程と、 上記所定トラックに上記可干渉性光が照射されるように
   上記検出光学装置を配置する配置工程と、 を含む光学式変位測定装置の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の光学式変位測定装置の製
   造方法において、 上記複数のトラックに予め順位を付す順位設定工程と、
   上記順位に従って上記照射工程及び検出工程を実施しト
   ラック上に欠陥が存在するか否かを判定する判定工程
   と、該判定工程によって欠陥が存在しないトラックが発
   見されたときそのトラックに付された順位によって所定
   トラックを定めるトラック選択工程と、を含む光学式変
   位測定装置の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の光学式変位測定装置の製
   造方法において、上記回折格子のトラック毎に可干渉性
   光を照射させる光源を配置することと、上記回折格子の
   トラック毎に上記可干渉性光の照射によって生成された
   回折光を検出する検出手段を配置することと、上記回折
   光の検出値に基づいて上記回折格子上の複数のトラック
   より所定トラックを選択することと、上記所定トラック
   に対して上記検出光学装置を配置することと、を含む光
   学式変位測定装置の製造方法。