JP3146282B2 - ホログラムスケール、その作製装置およびホログラムスケール付き移動体 - Google Patents
ホログラムスケール、その作製装置およびホログラムスケール付き移動体Info
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- JP3146282B2 JP3146282B2 JP19114590A JP19114590A JP3146282B2 JP 3146282 B2 JP3146282 B2 JP 3146282B2 JP 19114590 A JP19114590 A JP 19114590A JP 19114590 A JP19114590 A JP 19114590A JP 3146282 B2 JP3146282 B2 JP 3146282B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば、NC工作機械、精密測長機あるいは
高精度変位測定装置に適用して好適なホログラムスケー
ルおよびその作製装置に関する。
高精度変位測定装置に適用して好適なホログラムスケー
ルおよびその作製装置に関する。
［発明の概要］ 本発明は、光が入射されて回折光を出射あるいは反射
する基準となる回折格子と、記録材料とを有し、上記回
折格子が、（イ）二光束干渉によって記録されたホログ
ラムスケールであり、（ロ）主に、０次回折光と１次回
折光とを出射するものであり、上記基準となる回折格子
を矯正して用い、上記回折格子と上記記録材料との間
に、少なくともスリット板を配することができる隙間を
設け、上記回折光の中の少なくとも二つの回折光をそれ
ぞれ物体波および参照波として干渉させて上記記録材料
にホログラムスケールを形成するホログラムスケール作
製装置である。
する基準となる回折格子と、記録材料とを有し、上記回
折格子が、（イ）二光束干渉によって記録されたホログ
ラムスケールであり、（ロ）主に、０次回折光と１次回
折光とを出射するものであり、上記基準となる回折格子
を矯正して用い、上記回折格子と上記記録材料との間
に、少なくともスリット板を配することができる隙間を
設け、上記回折光の中の少なくとも二つの回折光をそれ
ぞれ物体波および参照波として干渉させて上記記録材料
にホログラムスケールを形成するホログラムスケール作
製装置である。
また、本発明は、光が入射されて回折光を出射あるい
は反射する基準となる回折格子と、記録材料とを有し、
上記回折格子が、（イ）二光束干渉によって記録された
ホログラムスケールであり、（ロ）主に、０次回折光と
１次回折光とを出射するものであり、上記回折格子と上
記記録材料との間に、少なくともスリット板を配するこ
とができる隙間を設け、基台上に上記記録材料と上記回
折格子とを固定し、拡大光学系を固定する移動箱を上記
基台に平行に移動し、上記回折光の中の少なくとも二つ
の回折光をそれぞれ物体波および参照波として干渉させ
て上記記録材料にホログラムスケールを形成するホログ
ラムスケール作製装置である。
は反射する基準となる回折格子と、記録材料とを有し、
上記回折格子が、（イ）二光束干渉によって記録された
ホログラムスケールであり、（ロ）主に、０次回折光と
１次回折光とを出射するものであり、上記回折格子と上
記記録材料との間に、少なくともスリット板を配するこ
とができる隙間を設け、基台上に上記記録材料と上記回
折格子とを固定し、拡大光学系を固定する移動箱を上記
基台に平行に移動し、上記回折光の中の少なくとも二つ
の回折光をそれぞれ物体波および参照波として干渉させ
て上記記録材料にホログラムスケールを形成するホログ
ラムスケール作製装置である。
また、本発明は、光が入射されて回折光を出射あるい
は反射する基準となる回折格子と、記録材料とを有し、
上記回折格子が、（イ）二光束干渉によって記録された
ホログラムスケールであり、（ロ）主に、０次回折光と
１次回折光とを出射するものであり、上記回折格子と上
記記録材料との間に、少なくともスリット板を配するこ
とができる隙間を設け、移動体上に上記記録材料と上記
回折格子とを固定し、レーザ光の入射角度を一定に保持
しながら上記移動体を移動し、上記回折光の中の少なく
とも二つの回折光をそれぞれ物体波および参照波として
干渉させて上記記録材料にホログラムスケールを形成す
るホログラムスケール作製装置である。
は反射する基準となる回折格子と、記録材料とを有し、
上記回折格子が、（イ）二光束干渉によって記録された
ホログラムスケールであり、（ロ）主に、０次回折光と
１次回折光とを出射するものであり、上記回折格子と上
記記録材料との間に、少なくともスリット板を配するこ
とができる隙間を設け、移動体上に上記記録材料と上記
回折格子とを固定し、レーザ光の入射角度を一定に保持
しながら上記移動体を移動し、上記回折光の中の少なく
とも二つの回折光をそれぞれ物体波および参照波として
干渉させて上記記録材料にホログラムスケールを形成す
るホログラムスケール作製装置である。
また、本発明は、回折格子と記録材料との間にスリッ
ト板を配した上述構成のホログラムスケール作製装置で
ある。
ト板を配した上述構成のホログラムスケール作製装置で
ある。
また、本発明は、上述構成のホログラムスケール作製
装置により作製したホログラムスケールである。
装置により作製したホログラムスケールである。
また、本発明は、被測定機械の所定方向にスライドす
る移動体であって、記録材料を移動体に一体的に配置
し、その状態で、記録材料に、回折格子で回折された回
折光を物体波および参照波として干渉させて形成したホ
ログラムスケールを有するホログラムスケール付き移動
体である。
る移動体であって、記録材料を移動体に一体的に配置
し、その状態で、記録材料に、回折格子で回折された回
折光を物体波および参照波として干渉させて形成したホ
ログラムスケールを有するホログラムスケール付き移動
体である。
［従来の技術］ 最近、半導体レーザとホログラムスケールとを組み合
わせたスケール装置が分解能の高さと安定性の良さとか
ら高精度の変位測定装置として採用されるに至ってい
る。
わせたスケール装置が分解能の高さと安定性の良さとか
ら高精度の変位測定装置として採用されるに至ってい
る。
この場合、ホログラムスケールは、例えば、第６図に
示すように作製される。図において、（１）はレーザ光
源で、このレーザ光源（１）から出射したレーザ光がミ
ラー（２）によって反射された後、ビームスプリッタ
（３）によって分割され、さらに、分割されたレーザ光
がミラー（４）（５）で反射された後、大口径の拡大光
学系であるビームエクスパンダ（６）（７）で平面波と
しての物体波L0と参照波LRとされ、これらの物体波L0と
参照波LRとが重ね合わされて干渉縞（８）が発生する。
この干渉縞（８）が記録材料（９）にホログラムスケー
ルとして露光されることで、ホログラムスケールが作製
される。
示すように作製される。図において、（１）はレーザ光
源で、このレーザ光源（１）から出射したレーザ光がミ
ラー（２）によって反射された後、ビームスプリッタ
（３）によって分割され、さらに、分割されたレーザ光
がミラー（４）（５）で反射された後、大口径の拡大光
学系であるビームエクスパンダ（６）（７）で平面波と
しての物体波L0と参照波LRとされ、これらの物体波L0と
参照波LRとが重ね合わされて干渉縞（８）が発生する。
この干渉縞（８）が記録材料（９）にホログラムスケー
ルとして露光されることで、ホログラムスケールが作製
される。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来のホログラムスケールの作製
装置では、干渉縞（８）が発生するまでのレーザ光の光
路が比較的長くなるために、周囲温度あるいは風の流れ
等の環境条件の変化を原因として、作製されたホログラ
ムスケールのリニアリティおよび平均格子ピッチがばら
ついてしまうという問題があった。
装置では、干渉縞（８）が発生するまでのレーザ光の光
路が比較的長くなるために、周囲温度あるいは風の流れ
等の環境条件の変化を原因として、作製されたホログラ
ムスケールのリニアリティおよび平均格子ピッチがばら
ついてしまうという問題があった。
特に、長尺なホログラムスケールを作製しようとして
第６図に示す記録材料（９）を矢印方向に移動する場合
等においては、ホログラムスケールの作製時間が長くな
ることから一層リニアリティがばらついてしまうという
問題があった。
第６図に示す記録材料（９）を矢印方向に移動する場合
等においては、ホログラムスケールの作製時間が長くな
ることから一層リニアリティがばらついてしまうという
問題があった。
さらには、光学系の寸法が比較的大きくなることか
ら、その光学系の僅かな振動に起因してリニアリティが
ばらつくという問題もあった。したがって、ホログラム
スケールの記録装置の構造としては高価な免震（耐震）
構造を採用する必要があったが、それを採用しても高精
度のホログラムスケールを作製することが非常に困難で
あった。
ら、その光学系の僅かな振動に起因してリニアリティが
ばらつくという問題もあった。したがって、ホログラム
スケールの記録装置の構造としては高価な免震（耐震）
構造を採用する必要があったが、それを採用しても高精
度のホログラムスケールを作製することが非常に困難で
あった。
そのうえ、大口径の拡大光学系が必要とされるために
干渉角度の一定化を図ることが困難であるという問題も
あった。
干渉角度の一定化を図ることが困難であるという問題も
あった。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、干渉
縞が発生するまでのレーザ光の光路が飛躍的に短くな
り、したがって、ホログラムスケール作製装置の構成が
簡単になるとともに、光学系全体の寸法が比較的小さく
なり、かつ、リニアリティおよび平均格子ピッチのばら
つきの少ない正確なホログラムスケールを作製すること
ができるとともに、記録材料を移動体につけた状態で露
光記録できるホログラムスケール、その作製装置および
ホログラムスケール付き移動体を提供することを目的と
する。
縞が発生するまでのレーザ光の光路が飛躍的に短くな
り、したがって、ホログラムスケール作製装置の構成が
簡単になるとともに、光学系全体の寸法が比較的小さく
なり、かつ、リニアリティおよび平均格子ピッチのばら
つきの少ない正確なホログラムスケールを作製すること
ができるとともに、記録材料を移動体につけた状態で露
光記録できるホログラムスケール、その作製装置および
ホログラムスケール付き移動体を提供することを目的と
する。
［課題を解決するための手段］ 本発明のホログラムスケール作製装置は、光が入射さ
れて回折光を出射あるいは反射する基準となる回折格子
と、記録材料とを有し、上記回折格子が、（イ）二光束
干渉によって記録されたホログラムスケールであり、
（ロ）主に、０次回折光と１次回折光とを出射するもの
であり、上記基準となる回折格子を矯正して用い、上記
回折格子と上記記録材料との間に、少なくともスリット
板を配することができる隙間を設け、上記回折光の中の
少なくとも二つの回折光をそれぞれ物体波および参照波
として干渉させて上記記録材料にホログラムスケールを
形成するものである。
れて回折光を出射あるいは反射する基準となる回折格子
と、記録材料とを有し、上記回折格子が、（イ）二光束
干渉によって記録されたホログラムスケールであり、
（ロ）主に、０次回折光と１次回折光とを出射するもの
であり、上記基準となる回折格子を矯正して用い、上記
回折格子と上記記録材料との間に、少なくともスリット
板を配することができる隙間を設け、上記回折光の中の
少なくとも二つの回折光をそれぞれ物体波および参照波
として干渉させて上記記録材料にホログラムスケールを
形成するものである。
また、本発明のホログラムスケール作製装置は、光が
入射されて回折光を出射あるいは反射する基準となる回
折格子と、記録材料とを有し、上記回折格子が、（イ）
二光束干渉によって記録されたホログラムスケールであ
り、（ロ）主に、０次回折光と１次回折光とを出射する
ものであり、上記回折格子と上記記録材料との間に、少
なくともスリット板を配することができる隙間を設け、
基台上に上記記録材料と上記回折格子とを固定し、拡大
光学系を固定する移動箱を上記基台に平行に移動し、上
記回折光の中の少なくとも二つの回折光をそれぞれ物体
波および参照波として干渉させて上記記録材料にホログ
ラムスケールを形成するものである。
入射されて回折光を出射あるいは反射する基準となる回
折格子と、記録材料とを有し、上記回折格子が、（イ）
二光束干渉によって記録されたホログラムスケールであ
り、（ロ）主に、０次回折光と１次回折光とを出射する
ものであり、上記回折格子と上記記録材料との間に、少
なくともスリット板を配することができる隙間を設け、
基台上に上記記録材料と上記回折格子とを固定し、拡大
光学系を固定する移動箱を上記基台に平行に移動し、上
記回折光の中の少なくとも二つの回折光をそれぞれ物体
波および参照波として干渉させて上記記録材料にホログ
ラムスケールを形成するものである。
また、本発明のホログラムスケール作製装置は、光が
入射されて回折光を出射あるいは反射する基準となる回
折格子と、記録材料とを有し、上記回折格子が、（イ）
二光束干渉によって記録されたホログラムスケールであ
り、（ロ）主に、０次回折光と１次回折光とを出射する
ものであり、上記回折格子と上記記録材料との間に、少
なくともスリット板を配することができる隙間を設け、
移動体上に上記記録材料と上記回折格子とを固定し、レ
ーザ光の入射角度を一定に保持しながら上記移動体を移
動し、上記回折光の中の少なくとも二つの回折光をそれ
ぞれ物体波および参照波として干渉させて上記記録材料
にホログラムスケールを形成するものである。
入射されて回折光を出射あるいは反射する基準となる回
折格子と、記録材料とを有し、上記回折格子が、（イ）
二光束干渉によって記録されたホログラムスケールであ
り、（ロ）主に、０次回折光と１次回折光とを出射する
ものであり、上記回折格子と上記記録材料との間に、少
なくともスリット板を配することができる隙間を設け、
移動体上に上記記録材料と上記回折格子とを固定し、レ
ーザ光の入射角度を一定に保持しながら上記移動体を移
動し、上記回折光の中の少なくとも二つの回折光をそれ
ぞれ物体波および参照波として干渉させて上記記録材料
にホログラムスケールを形成するものである。
また、上述構成のホログラムスケール作製装置は、回
折格子と記録材料との間にスリット板を配することが望
ましい。
折格子と記録材料との間にスリット板を配することが望
ましい。
また、本発明のホログラムスケールは、上述構成のホ
ログラムスケール作製装置により作製したものである。
ログラムスケール作製装置により作製したものである。
また、本発明ホログラムスケール付き移動体は、被測
定機械の所定方向にスライドする移動体であって、記録
材料を移動体に一体的に配置し、その状態で、記録材料
に、回折格子で回折された回折光を物体波および参照波
として干渉させて形成したホログラムスケールを有する
ものである。
定機械の所定方向にスライドする移動体であって、記録
材料を移動体に一体的に配置し、その状態で、記録材料
に、回折格子で回折された回折光を物体波および参照波
として干渉させて形成したホログラムスケールを有する
ものである。
［作用］ したがって、本発明ホログラムスケールの作製装置に
よれば、回折光をそれぞれ物体波および参照波として干
渉させて上記記録材料にホログラムスケールを形成する
ようにしているので、平均格子ピッチのばらつきのない
正確なホログラムスケールを得ることができる。
よれば、回折光をそれぞれ物体波および参照波として干
渉させて上記記録材料にホログラムスケールを形成する
ようにしているので、平均格子ピッチのばらつきのない
正確なホログラムスケールを得ることができる。
また、本発明ホログラムスケールの作製装置は、基準
となる回折格子を矯正して用いたことにより、一層正確
なホログラムスケールが作製できる。
となる回折格子を矯正して用いたことにより、一層正確
なホログラムスケールが作製できる。
さらに、本発明ホログラムスケールの作製装置は、基
準となる回折格子にホログラムスケールを用いることに
よりきわめて正確なホログラムスケールを作製すること
ができる。
準となる回折格子にホログラムスケールを用いることに
よりきわめて正確なホログラムスケールを作製すること
ができる。
さらにまた、本発明ホログラムスケールは、記録材料
に回折光を物体波および参照波として干渉させてホログ
ラムスケールを形成したことにより、平均格子ピッチの
ばらつきのない正確なホログラムスケールが得られる。
に回折光を物体波および参照波として干渉させてホログ
ラムスケールを形成したことにより、平均格子ピッチの
ばらつきのない正確なホログラムスケールが得られる。
さらにまた、本発明ホログラムスケール付き移動体
は、記録材料を移動体に一体的に配置し、その状態で、
記録材料に回折光を物体波および参照波として干渉させ
てホログラムスケールを形成することができるので、簡
易にホログラムスケール付き移動体が得られる。
は、記録材料を移動体に一体的に配置し、その状態で、
記録材料に回折光を物体波および参照波として干渉させ
てホログラムスケールを形成することができるので、簡
易にホログラムスケール付き移動体が得られる。
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明ホログラムスケールおよ
びその作製装置の一実施例について説明する 第１図に
おいて、（10）はレーザ光源で、ヘリウムネオンレー
ザ、アルゴンレーザ、あるいはヘリウムカドミニウムレ
ーザ等が採用され、波長λのレーザ光Ｌを出射するもの
である。このレーザ光Ｌはミラー（12）で反射された
後、ビームエクスパンダ（13）に入射する。ビームエク
スパンダ（13）は拡大光学系であり、１組のレンズ（1
4）、（15）およびピンホール（16a）が形成されたピン
ホール板（16）を有し、入射されたレーザ光Ｌの光線束
を比較的太い光線束のレーザ光Laにして出射する。
びその作製装置の一実施例について説明する 第１図に
おいて、（10）はレーザ光源で、ヘリウムネオンレー
ザ、アルゴンレーザ、あるいはヘリウムカドミニウムレ
ーザ等が採用され、波長λのレーザ光Ｌを出射するもの
である。このレーザ光Ｌはミラー（12）で反射された
後、ビームエクスパンダ（13）に入射する。ビームエク
スパンダ（13）は拡大光学系であり、１組のレンズ（1
4）、（15）およびピンホール（16a）が形成されたピン
ホール板（16）を有し、入射されたレーザ光Ｌの光線束
を比較的太い光線束のレーザ光Laにして出射する。
このレーザ光Laは格子ピッチΛＭを有する基準となる
回折格子（以下、マスタスケールという）（18）に法線
（19）に対する角度がθ０で入射する。ここで、マスタ
スケール（18）としては、例えば、上述の従来のホログ
ラムスケール作製装置で作製されたホログラムスケール
の精度を測定し、所望の平均格子ピッチΛＭを有するも
のを選択して用いればよい。なお、マスタスケール（1
8）としては、このように選択したホログラムスケール
に限らず、電子ビームで記録材料に直接書き込んだ高精
度な回折格子、あるいはリソグラフィ技術を利用して記
録材料に書き込んだ高精度な回折格子を用いることがで
きる。
回折格子（以下、マスタスケールという）（18）に法線
（19）に対する角度がθ０で入射する。ここで、マスタ
スケール（18）としては、例えば、上述の従来のホログ
ラムスケール作製装置で作製されたホログラムスケール
の精度を測定し、所望の平均格子ピッチΛＭを有するも
のを選択して用いればよい。なお、マスタスケール（1
8）としては、このように選択したホログラムスケール
に限らず、電子ビームで記録材料に直接書き込んだ高精
度な回折格子、あるいはリソグラフィ技術を利用して記
録材料に書き込んだ高精度な回折格子を用いることがで
きる。
マスタスケール（18）に入射されたレーザ光Laは、こ
のマスタスケール（18）によって回折され、法線（19）
に対する角度がθ０の０次回折光L0とθｄの１次回折光
L1等が出射される。そして、この０次回折光L0と１次回
折光L1とが物体波および参照波として干渉し、ナイフエ
ッヂ（20a）を有するスリット板（20）のスリット（20
b）を通過することで、記録材料（21）上に格子ピッチ
ΛＲの干渉縞が形成される。なお、記録材料（21）はス
リット板（20）およびマスタスケール（18）に対して図
示しないジグを用いて固定され互いに平行に配置されて
いる。
のマスタスケール（18）によって回折され、法線（19）
に対する角度がθ０の０次回折光L0とθｄの１次回折光
L1等が出射される。そして、この０次回折光L0と１次回
折光L1とが物体波および参照波として干渉し、ナイフエ
ッヂ（20a）を有するスリット板（20）のスリット（20
b）を通過することで、記録材料（21）上に格子ピッチ
ΛＲの干渉縞が形成される。なお、記録材料（21）はス
リット板（20）およびマスタスケール（18）に対して図
示しないジグを用いて固定され互いに平行に配置されて
いる。
この場合、記録材料（21）上に形成される干渉縞の格
子ピッチΛＲと、レーザ光Laの波長λと、角度θ０、θ
ｄとの間には次の第１式に示す関係が成立する。
子ピッチΛＲと、レーザ光Laの波長λと、角度θ０、θ
ｄとの間には次の第１式に示す関係が成立する。
２π／ΛＲ＝（２π／λ）sinθ０＋（２π／λ） ・sinθｄ ……（１） また、マスタスケール（18）の格子ピッチΛＭと、レ
ーザ光Laの波長λと、角度θ０、θｄとの間には次の第
２式に示す関係が成立する。
ーザ光Laの波長λと、角度θ０、θｄとの間には次の第
２式に示す関係が成立する。
２π／ΛＭ＝（２π／λ）sinθ０＋（２π／λ） ・sinθｄ ……（２） 上記第１式と第２式の右辺は等しいので、結局、第３
式に示す関係が成立する。
式に示す関係が成立する。
ΛＭ＝ΛＲ ……（３） すなわち、記録材料（21）に記録される干渉縞、言い
換えれば、ホログラムスケールの格子ピッチΛＲとマス
タスケール（18）の格子ピッチΛＭとが等しい値にな
る。
換えれば、ホログラムスケールの格子ピッチΛＲとマス
タスケール（18）の格子ピッチΛＭとが等しい値にな
る。
このように上記実施例によれば、マスタスケール（1
8）と記録材料（21）との平行度が保持されていさえす
れば、干渉縞の格子ピッチΛＲとマスタスケール（18）
の格子ピッチΛＭとは、記録時におけるレーザ光Laの波
長λの多少の変化あるいは多少の入射角度の変化に影響
されることなく等しい値になる。この干渉縞が露光記録
された記録材料（21）はホログラムスケールとして利用
することができ、このホログラムスケールの格子ピッチ
はマスタスケール（18）の格子ピッチΛＭに等しいの
で、精度の高いホログラムスケールが作製できる。
8）と記録材料（21）との平行度が保持されていさえす
れば、干渉縞の格子ピッチΛＲとマスタスケール（18）
の格子ピッチΛＭとは、記録時におけるレーザ光Laの波
長λの多少の変化あるいは多少の入射角度の変化に影響
されることなく等しい値になる。この干渉縞が露光記録
された記録材料（21）はホログラムスケールとして利用
することができ、このホログラムスケールの格子ピッチ
はマスタスケール（18）の格子ピッチΛＭに等しいの
で、精度の高いホログラムスケールが作製できる。
なお、上述の実施例では、０次回折光L0と１次回折光
L1とを用いてホログラムスケールを作製する例について
示しているが、これに限らず、正負方向の１次回折光を
用いることにより、マスタスケール（18）の格子ピッチ
ΛＭの1/2ピッチのホログラムスケールを作製すること
ができる。同様に、さらに高次の回折光を利用すること
によりその次数に反比例してマスタスケール（18）の格
子ピッチΛＭに比較して細かい格子ピッチを有するホロ
グラムスケールを作製することができる。要は、回折光
の中の少なくとも二つの回折光をそれぞれ物体波および
参照波として干渉させて記録材料にホログラムスケール
を形成することにより、平均格子ピッチのばらつきのな
い正確なホログラムスケールを得ることができる。な
お、二つの回折光の中、少なくとも一つの回折光は０次
回折光を用いるとよい。
L1とを用いてホログラムスケールを作製する例について
示しているが、これに限らず、正負方向の１次回折光を
用いることにより、マスタスケール（18）の格子ピッチ
ΛＭの1/2ピッチのホログラムスケールを作製すること
ができる。同様に、さらに高次の回折光を利用すること
によりその次数に反比例してマスタスケール（18）の格
子ピッチΛＭに比較して細かい格子ピッチを有するホロ
グラムスケールを作製することができる。要は、回折光
の中の少なくとも二つの回折光をそれぞれ物体波および
参照波として干渉させて記録材料にホログラムスケール
を形成することにより、平均格子ピッチのばらつきのな
い正確なホログラムスケールを得ることができる。な
お、二つの回折光の中、少なくとも一つの回折光は０次
回折光を用いるとよい。
また、本実施例によれば、第６図に示した従来例のよ
うに、干渉させるために分割したレーザ光の分割後の光
路が非常に短くすることが可能になるので、干渉計の振
動あるいは記録時における空気の流れを原因とする波面
の変動を最小限に抑制することができることから、総じ
てリニアリティがよく、しかもマスタスケールの格子ピ
ッチに等しい格子ピッチのホログラムスケールを安定に
作製することができるという利点を有する。
うに、干渉させるために分割したレーザ光の分割後の光
路が非常に短くすることが可能になるので、干渉計の振
動あるいは記録時における空気の流れを原因とする波面
の変動を最小限に抑制することができることから、総じ
てリニアリティがよく、しかもマスタスケールの格子ピ
ッチに等しい格子ピッチのホログラムスケールを安定に
作製することができるという利点を有する。
したがって、このようにして作製されたホログラムス
ケールを変位測定装置に用いることにより、平均格子ピ
ッチの補正を行うことなく高精度の変位測定を行うこと
ができる。
ケールを変位測定装置に用いることにより、平均格子ピ
ッチの補正を行うことなく高精度の変位測定を行うこと
ができる。
また、本実施例によるホログラムスケールの作製装置
は外部の振動による影響をほとんど受けることがなくな
るため、当該ホログラムスケールの作製装置の免震（耐
震）構造をなくすることもできる。
は外部の振動による影響をほとんど受けることがなくな
るため、当該ホログラムスケールの作製装置の免震（耐
震）構造をなくすることもできる。
さらに、干渉縞が安定であるので、記録（露光）時間
を長くすることが可能になり、記録感度の低い記録材料
を用いることができる。また、同様の理由で、出射され
るレーザ光の強度の小さいレーザ光源を用いることがで
きることから、装置構成が簡単になり、しかも装置の信
頼性が向上する。簡単な装置構成としては、例えば、第
２図に示すように、現像プロセスの簡易な記録材料（3
5）を利用することにより、変位を測定しようとする被
測定機械の矢印方向にスライドする移動体（36）にその
記録材料（35）を一体的に配置した状態で、ホログラム
スケールをその記録材料（35）に記録することが可能に
なる。このようにすれば、従来技術のように作製された
ホログラムスケールを移動体に取り付ける際に発生しが
ちな精度の悪化を未然に防止することができる。
を長くすることが可能になり、記録感度の低い記録材料
を用いることができる。また、同様の理由で、出射され
るレーザ光の強度の小さいレーザ光源を用いることがで
きることから、装置構成が簡単になり、しかも装置の信
頼性が向上する。簡単な装置構成としては、例えば、第
２図に示すように、現像プロセスの簡易な記録材料（3
5）を利用することにより、変位を測定しようとする被
測定機械の矢印方向にスライドする移動体（36）にその
記録材料（35）を一体的に配置した状態で、ホログラム
スケールをその記録材料（35）に記録することが可能に
なる。このようにすれば、従来技術のように作製された
ホログラムスケールを移動体に取り付ける際に発生しが
ちな精度の悪化を未然に防止することができる。
なお、この第２図において、第１図に対応するものに
は同一の符号をつけている。そして、記録材料（35）に
対してホログラムスケールを作製中においてはマスタス
ケール（18）およびスリット板（20）が図示しないジグ
を用いて移動体（36）に固定されている。また、第２図
において（37）は移動体（36）がスライドするガイドレ
ールを示している。
は同一の符号をつけている。そして、記録材料（35）に
対してホログラムスケールを作製中においてはマスタス
ケール（18）およびスリット板（20）が図示しないジグ
を用いて移動体（36）に固定されている。また、第２図
において（37）は移動体（36）がスライドするガイドレ
ールを示している。
なお、本発明の他の実施例として、第３図Ａ（その右
側面図を同図Ｂに示す）に示すように、格子ピッチのば
らついているマスタスケール（25）に対して、保持具
（26）およびスペーサ（27）（27）を用いて平均格子ピ
ッチあるいはリニアリティを矯正した状態で記録材料
（21）にその干渉縞を露光することでホログラムスケー
ルを形成し、一層高精度のホログラムスケールを作製す
ることができる。なお、この第３図Ａ、Ｂにおいても、
第１図に対応するものには同一の符号をつけている。ま
た、第３図において（28）は基台を示している。
側面図を同図Ｂに示す）に示すように、格子ピッチのば
らついているマスタスケール（25）に対して、保持具
（26）およびスペーサ（27）（27）を用いて平均格子ピ
ッチあるいはリニアリティを矯正した状態で記録材料
（21）にその干渉縞を露光することでホログラムスケー
ルを形成し、一層高精度のホログラムスケールを作製す
ることができる。なお、この第３図Ａ、Ｂにおいても、
第１図に対応するものには同一の符号をつけている。ま
た、第３図において（28）は基台を示している。
さらに、第４図はマスタスケール（25）の平均格子ピ
ッチを矯正している状態を示すもので、保持具（30）
（30）を矢印方向に押したり引いたりすることで、平均
格子ピッチを変化させることができるので、この状態で
ホログラムスケールを形成することにより所望の平均格
子ピッチを有するホログラムスケールを得ることができ
る。
ッチを矯正している状態を示すもので、保持具（30）
（30）を矢印方向に押したり引いたりすることで、平均
格子ピッチを変化させることができるので、この状態で
ホログラムスケールを形成することにより所望の平均格
子ピッチを有するホログラムスケールを得ることができ
る。
さらに、本発明によれば、物体波と参照波にされた後
の光路がきわめて短くなることから、周囲温度あるいは
風の流れ等の環境条件の変化に対しても、作製されたホ
ログラムスケールのリニアリティおよび平均格子ピッチ
がほとんどばらつかない。したがって、例えば、第５図
に示すように、長尺なホログラムスケールを作製するこ
とができる。
の光路がきわめて短くなることから、周囲温度あるいは
風の流れ等の環境条件の変化に対しても、作製されたホ
ログラムスケールのリニアリティおよび平均格子ピッチ
がほとんどばらつかない。したがって、例えば、第５図
に示すように、長尺なホログラムスケールを作製するこ
とができる。
この第５図において、（38）は基台であり、この基台
（38）上に長尺な記録材料（39）と、同じく長尺なマス
タスケール（40）とを固定し、一方、基台（38）と平行
に配置されたガイドレール（44）に沿って、拡大光学系
であるレンズ（41）、ミラー（42）およびレンズ（43）
が所定位置に固定された移動箱（45）を矢印方向に移動
することで記録材料にリニアリティのよい長尺なホログ
ラムスケールを形成することができる。なお、スリット
板（20）は移動箱（45）と連動する。このように、長尺
なマスタスケール（40）を用い、光学系を移動して長尺
なホログラムスケールを作製する方法は、細かな位置決
めが不要となるので製造効率がきわめて高くなるという
利点もある。
（38）上に長尺な記録材料（39）と、同じく長尺なマス
タスケール（40）とを固定し、一方、基台（38）と平行
に配置されたガイドレール（44）に沿って、拡大光学系
であるレンズ（41）、ミラー（42）およびレンズ（43）
が所定位置に固定された移動箱（45）を矢印方向に移動
することで記録材料にリニアリティのよい長尺なホログ
ラムスケールを形成することができる。なお、スリット
板（20）は移動箱（45）と連動する。このように、長尺
なマスタスケール（40）を用い、光学系を移動して長尺
なホログラムスケールを作製する方法は、細かな位置決
めが不要となるので製造効率がきわめて高くなるという
利点もある。
なお、本発明は上記の実施例に限らず本発明の要旨を
逸脱することなく種々の構成を採り得ることはもちろん
である。
逸脱することなく種々の構成を採り得ることはもちろん
である。
［発明の効果］ 本発明ホログラムスケールの作製装置によれば、回折
光をそれぞれ物体波および参照波として干渉させて上記
記録材料にホログラムスケールを形成するようにしてい
るので、平均格子ピッチのばらつきのない正確なホログ
ラムスケールを得ることができるという効果を奏する。
したがって、この装置によって作製されたホログラムス
ケールを用いた変位測定装置は、累積補正等を行う必要
がないという利点が得られる。
光をそれぞれ物体波および参照波として干渉させて上記
記録材料にホログラムスケールを形成するようにしてい
るので、平均格子ピッチのばらつきのない正確なホログ
ラムスケールを得ることができるという効果を奏する。
したがって、この装置によって作製されたホログラムス
ケールを用いた変位測定装置は、累積補正等を行う必要
がないという利点が得られる。
また、本発明ホログラムスケールの作製装置によれ
ば、レーザ光の光路を非常に短くすることが可能になる
ので、干渉計の振動あるいは記録時における空気の流れ
を原因とする波面の変動を最小限に抑制することができ
ることから、総じてリニアリティがよく、しかも基準と
なる回折格子の格子ピッチに等しい格子ピッチのホログ
ラムスケールを安定に作製することができるという利点
を有する。
ば、レーザ光の光路を非常に短くすることが可能になる
ので、干渉計の振動あるいは記録時における空気の流れ
を原因とする波面の変動を最小限に抑制することができ
ることから、総じてリニアリティがよく、しかも基準と
なる回折格子の格子ピッチに等しい格子ピッチのホログ
ラムスケールを安定に作製することができるという利点
を有する。
また、本発明ホログラムスケールの作製装置によれ
ば、外部の振動による影響をほとんど受けることがなく
なるため、当該ホログラムスケールの記録装置の免震
（耐震）構造をなくすることもできる。
ば、外部の振動による影響をほとんど受けることがなく
なるため、当該ホログラムスケールの記録装置の免震
（耐震）構造をなくすることもできる。
さらに、本発明ホログラムスケールの作製装置によれ
ば、干渉縞が安定に得られるので、記録（露光）時間を
長くすることが可能になり、記録感度の低い記録材料を
用いることができる。また、同様の理由で、出射される
レーザ光の強度の小さいレーザ光源を用いることができ
ることから、装置構成が簡単になり、しかも装置の信頼
性が向上するという利益も得られる。
ば、干渉縞が安定に得られるので、記録（露光）時間を
長くすることが可能になり、記録感度の低い記録材料を
用いることができる。また、同様の理由で、出射される
レーザ光の強度の小さいレーザ光源を用いることができ
ることから、装置構成が簡単になり、しかも装置の信頼
性が向上するという利益も得られる。
さらにまた、本発明ホログラムスケールの作製装置
は、基準となる回折格子を矯正して用いたことにより、
一層正確なホログラムスケールが作製できるという利点
が得られる。
は、基準となる回折格子を矯正して用いたことにより、
一層正確なホログラムスケールが作製できるという利点
が得られる。
さらにまた、本発明ホログラムスケールの作製装置
は、基準となる回折格子にホログラムスケールを用いる
ことによりきわめて正確なホログラムスケールを作製す
ることができるという効果を奏する。
は、基準となる回折格子にホログラムスケールを用いる
ことによりきわめて正確なホログラムスケールを作製す
ることができるという効果を奏する。
さらにまた、本発明ホログラムスケールは、記録材料
に回折光を物体波および参照波として干渉させてホログ
ラムスケールを形成したことにより、平均格子ピッチの
ばらつきのない正確なものである。
に回折光を物体波および参照波として干渉させてホログ
ラムスケールを形成したことにより、平均格子ピッチの
ばらつきのない正確なものである。
さらにまた、本発明ホログラムスケール付き移動体
は、記録材料を移動体に一体的に配置し、その状態で、
記録材料に回折光を物体波および参照波として干渉させ
てホログラムスケールを形成することができるので、簡
易にホログラムスケール付き移動体が得られるという利
益がある。
は、記録材料を移動体に一体的に配置し、その状態で、
記録材料に回折光を物体波および参照波として干渉させ
てホログラムスケールを形成することができるので、簡
易にホログラムスケール付き移動体が得られるという利
益がある。
第１図は本発明によるホログラムスケールの作製装置の
一実施例の構成を示す線図、第２図は記録材料の付いた
移動体を示す線図、第３図はマスタスケールを矯正して
用いている状態を示す線図、第４図はマスタスケールを
矯正している状態を示す線図、第５図は長尺なホログラ
ムスケール作製装置の構成を示す線図、第６図は従来の
ホログラムスケールの作製装置の構成を示す線図であ
る。 （18）マスタスケール、（21）は記録材料、Laはレーザ
光、L0は０次回折光、L1は１次回折光、ΛＭ、ΛＲは格
子ピッチである。
一実施例の構成を示す線図、第２図は記録材料の付いた
移動体を示す線図、第３図はマスタスケールを矯正して
用いている状態を示す線図、第４図はマスタスケールを
矯正している状態を示す線図、第５図は長尺なホログラ
ムスケール作製装置の構成を示す線図、第６図は従来の
ホログラムスケールの作製装置の構成を示す線図であ
る。 （18）マスタスケール、（21）は記録材料、Laはレーザ
光、L0は０次回折光、L1は１次回折光、ΛＭ、ΛＲは格
子ピッチである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土谷 秀樹 東京都品川区西五反田３丁目９番17号 東洋ビル ソニーマグネスケール株式会 社内 (56)参考文献 特開 昭61−284789（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−58284（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−241287（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−120788（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】光が入射されて回折光を出射あるいは反射
する基準となる回折格子と、 記録材料とを有し、 上記回折格子は、 （イ）二光束干渉によって記録されたホログラムスケー
ルであり、 （ロ）主に、０次回折光と１次回折光とを出射するもの
であり、 上記基準となる回折格子を矯正して用い、 上記回折格子と上記記録材料との間に、少なくともスリ
ット板を配することができる隙間を設け、 上記回折光の中の少なくとも二つの回折光をそれぞれ物
体波および参照波として干渉させて上記記録材料にホロ
グラムスケールを形成する ことを特徴とするホログラムスケール作製装置。 - 【請求項２】光が入射されて回折光を出射あるいは反射
する基準となる回折格子と、 記録材料とを有し、 上記回折格子は、 （イ）二光束干渉によって記録されたホログラムスケー
ルであり、 （ロ）主に、０次回折光と１次回折光とを出射するもの
であり、 上記回折格子と上記記録材料との間に、少なくともスリ
ット板を配することができる隙間を設け、 基台上に上記記録材料と上記回折格子とを固定し、拡大
光学系を固定する移動箱を上記基台に平行に移動し、 上記回折光の中の少なくとも二つの回折光をそれぞれ物
体波および参照波として干渉させて上記記録材料にホロ
グラムスケールを形成する ことを特徴とするホログラムスケール作製装置。 - 【請求項３】光が入射されて回折光を出射あるいは反射
する基準となる回折格子と、 記録材料とを有し、 上記回折格子は、 （イ）二光束干渉によって記録されたホログラムスケー
ルであり、 （ロ）主に、０次回折光と１次回折光とを出射するもの
であり、 上記回折格子と上記記録材料との間に、少なくともスリ
ット板を配することができる隙間を設け、 移動体上に上記記録材料と上記回折格子とを固定し、レ
ーザ光の入射角度を一定に保持しながら上記移動体を移
動し、 上記回折光の中の少なくとも二つの回折光をそれぞれ物
体波および参照波として干渉させて上記記録材料にホロ
グラムスケールを形成する ことを特徴とするホログラムスケール作製装置。 - 【請求項４】回折格子と記録材料との間にスリット板を
配した ことを特徴とする請求項１、２、または３記載のホログ
ラムスケール作製装置。 - 【請求項５】請求項１、請求項２、請求項３、または請
求項４記載のホログラムスケール作製装置により作製し
た ことを特徴とするホログラムスケール。 - 【請求項６】被測定機械の所定方向にスライドする移動
体であって、 記録材料を移動体に一体的に配置し、その状態で、記録
材料に、回折格子で回折された回折光を物体波および参
照波として干渉させて形成したホログラムスケールを有
する ことを特徴とするホログラムスケール付き移動体。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19114590A JP3146282B2 (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | ホログラムスケール、その作製装置およびホログラムスケール付き移動体 |
| GB9115419A GB2249192B (en) | 1990-07-18 | 1991-07-17 | Hologram scales |
| US07/731,323 US5225918A (en) | 1990-07-18 | 1991-07-17 | Hologram scale, apparatus for making hologram scale, moving member having hologram scale assembled hologram scale and apparatus for making assembled hologram scale |
| ITRM910540A IT1250930B (it) | 1990-07-18 | 1991-07-18 | Apparecchio per produrre un regolo di misura ad ologramma e regolo di misura ad ologramma cosi' prodotto |
| DE4123903A DE4123903B4 (de) | 1990-07-18 | 1991-07-18 | Vorrichtung einer holographischen Skala zum Herstellen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19114590A JP3146282B2 (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | ホログラムスケール、その作製装置およびホログラムスケール付き移動体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0477702A JPH0477702A (ja) | 1992-03-11 |
| JP3146282B2 true JP3146282B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=16269644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19114590A Expired - Fee Related JP3146282B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-19 | ホログラムスケール、その作製装置およびホログラムスケール付き移動体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3146282B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5012266B2 (ja) * | 2007-07-09 | 2012-08-29 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 干渉縞パターン形成方法、及び干渉縞パターン形成装置 |
-
1990
- 1990-07-19 JP JP19114590A patent/JP3146282B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0477702A (ja) | 1992-03-11 |
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