JP6471487B2 - 光学式エンコーダユニット及び複合偏光層の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学スケールを用いて角度を検出する光学式エンコーダユニット、複合偏光層の製造方法、及び、複合偏光層の製造装置に関する。

エンコーダは、各種機械装置において、可動要素の位置や角度を検出するために用いられている。一般に、エンコーダは、相対的な位置又は角度を検出するエンコーダと、絶対的な位置又は角度を検出するエンコーダがある。エンコーダは、光学式と磁気式とがあるが、光学式エンコーダは異物等の影響を受け、検出光量の変動の影響を受けやすい。

特許文献１には、回転偏光板に対向して設けられた第１の固定偏光板と、第１の固定偏光板の偏光面に対して４５°異なる偏光面を有する第２の固定偏光板と、を備えた光学式エンコーダが開示されている。この技術では、微細な偏光パターンを回転偏光板上にパターン化し、回転偏光板が１回転するときに固定偏光板の偏光方向はｍ／２回転するため、固定偏光板を透過後の信号からパターンの偏光方向を同定している。

特開２００８−２４１４５３号公報

ところで、近年、光学式エンコーダにおいて、受光部に４個のフォトダイオードを配置し、各フォトダイオードに、偏光方向が４５°ずつ異なる４枚の偏光層を配置した構成が模索されている。偏光層の配置方法としては、４枚の偏光層をそれぞれフォトダイオードに配置して固定することが想定されるが、この方式では偏光方向の相対的なズレが発生し、光学式エンコーダの精度に悪影響を及ぼすという問題がある。また、４枚の偏光層をそれぞれフォトダイオードに配置して固定する場合には、偏光層の向きの間違いや、配置作業に時間がかかり、生産性が悪化する問題が懸念される。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、偏光層の偏光方向の相対的なズレの発生を防止でき、精度向上を実現できる光学式エンコーダユニットを提供することを目的とする。また、精度向上を実現する複合偏光層を簡易に製造でき、生産性の向上を図った複合偏光層の製造方法、及び、複合偏光層の製造装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の光学式エンコーダユニットは、光源と、偏光方向が回転により変化する光学スケールと、光源の光源光が光学スケールを介して入射する入射光を受光する光学センサユニットと、を備え、光学センサユニットは、入射光をそれぞれ異なる４つの偏光方向に分離する第１偏光層、第２偏光層、第３偏光層及び第４偏光層を有し、各偏光層における隣接する２つの側面部が互いに接して板状に一体化された複合偏光層を備えることを特徴とする。

この構成によれば、第１〜第４偏光層における隣接する２つの側面部が互いに接して板状に一体化された複合偏光層を備えるため、第１〜第４偏光層の偏光方向の相対的なズレの発生を防止でき、光学式エンコーダユニットの精度向上を実現できる。

また、この構成において、第１〜第４偏光層は、入射光を４５°ずつ異なる偏光方向に分離することが好ましい。この構成によれば、分離した入射光を光学センサユニットが受光した際に、受光した入射光に基づいて偏光角度の演算を容易に行うことができる。

また、第１〜第４偏光層は、それぞれ２つの前記側面部で挟まれた角部が直角に形成されていることが好ましい。この構成によれば、第１偏光層、第２偏光層、第３偏光層及び第４偏光層を組み合わせて一体化された複合偏光層を簡単に形成することができる。

また、対角上に配置される一対の偏光層は、入射光を相対的に９０°異なる偏光方向に分離することが好ましい。この分離した入射光を光学センサユニットが受光した際に、受光した入射光に基づいて偏光角度の演算を容易に行うことができる。

また、複合偏光層は、第１〜第４偏光層を、それぞれ２つの前記側面部を結ぶ直線に沿って切断し、全体を矩形状に形成されることが好ましい。この構成によれば、第１〜第４偏光層にそれぞれ、光学センサユニットの受光部を配置する領域を確保しつつ、複合偏光層の小型化を図ることができる。

また、本発明の複合偏光層の製造方法は、偏光方向が４５°ずつ異なる第１偏光板、第２偏光板、第３偏光板及び第４偏光板をそれぞれ短冊状に切断し、第１偏光短冊、第２偏光短冊、第３偏光短冊及び第４偏光短冊を形成するステップと、第１偏光短冊及び第２偏光短冊を交互に配列して固定すると共に、これら第１偏光短冊及び第２偏光短冊を配列した方向に切断し、第１第２混合偏光短冊を形成するステップと、第３偏光短冊及び第４偏光短冊を交互に配列して固定すると共に、これら第３偏光短冊及び第４偏光短冊を配列した方向に切断し、第３第４混合偏光短冊を形成するステップと、第１第２混合偏光短冊及び第３第４混合偏光短冊を交互に配列して固定し、第１第２第３第４混合偏光板を形成するステップと、第１第２第３第４混合偏光板から第１偏光板、第２偏光板、第３偏光板及び第４偏光板の一部をそれぞれ含む領域を切り出すステップと、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、偏光方向の相対的なズレの発生を防止し、精度向上を実現する複合偏光層を簡易に製造でき、生産性の向上を図ることができる。

また、本発明は、偏光方向が４５°ずつ異なる第１偏光板、第２偏光板、第３偏光板及び第４偏光板からなる複合偏光層の製造装置であって、第１偏光板及び第２偏光板を交互に配列して短冊状に形成された第１第２混合偏光短冊と第３偏光板及び第４偏光板を交互に配列して短冊状に形成された第３第４混合偏光短冊とが交互に配列されるステージと、ステージに固定されて、該ステージ上に配列された第１第２混合偏光短冊及び第３第４混合偏光短冊の位置を規制する規制部と、第１第２混合偏光短冊及び第３第４混合偏光短冊を、規制部に押し付けて該第１第２混合偏光短冊及び第３第４混合偏光短冊を整列させる押し子と、整列された第１第２混合偏光短冊及び第３第４混合偏光短冊を一体に固定する固定部とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、偏光方向の相対的なズレの発生を防止し、精度向上を実現する複合偏光層を簡易に製造でき、生産性の向上を図ることができる。

この構成において、ステージは、第１第２混合偏光短冊及び第３第４混合偏光短冊を、該ステージの載置面に吸着する吸着部を備えても良い。この構成によれば、第１第２混合偏光短冊及び第３第４混合偏光短冊を押し子で押圧して整列する際に、各偏光板がステージの載置面から浮き上がることを防止でき、該偏光板を精度良く組み合わせることができる。

また、固定部は、第１第２混合偏光短冊及び第３第４混合偏光短冊の上面に配置される紫外線硬化式の接着剤と、第１第２混合偏光短冊及び第３第４混合偏光短冊の上面に紫外線を照射する紫外線照射ランプとを備えても良い。この構成によれば、ステージ上に整列された第１第２混合偏光短冊及び第３第４混合偏光短冊を簡単、かつ、精度良く一体に固定することができる。

本発明によれば、第１〜第４偏光層における隣接する２つの側面部が互いに接して板状に一体化された複合偏光層を備えるため、第１〜第４偏光層の偏光方向の相対的なズレの発生を防止でき、光学式エンコーダユニットの精度向上を実現できる。

また、本発明によれば、精度向上を実現する複合偏光層を簡易に製造でき、生産性の向上を図ることができる。

図１は、本実施形態に係る光学式エンコーダユニットの断面構成図である。 図２は、光学スケール及び光学センサユニットの配置の一例を説明する説明図である。 図３は、本実施形態に係る光学式エンコーダのブロック図である。 図４は、光学スケールのパターンの一例を示す説明図である。 図５は、光学センサユニットの一例を説明するための説明図である。 図６は、光学センサの第１受光部の一例を説明するための説明図である。 図７は、光学センサの第３受光部の一例を説明するための説明図である。 図８は、光学スケールの偏光成分の分離を説明するための説明図である。 図９は、光学スケールの偏光成分の分離を説明するための説明図である。 図１０は、光学スケールの偏光成分の分離を説明するための説明図である。 図１１は、光学式エンコーダの機能ブロック図である。 図１２は、光学スケールの回転角度と各受光部の偏光成分の光強度変化を説明するための説明図である。 図１３は、光学スケールの回転角度とリサージュ角度との関係を説明するための説明図である。 図１４は、本実施形態に係る複合偏光層を製造する手順を示すフローチャートである。 図１５は、複合偏光層を製造する手順を示す説明図である。 図１６は、短冊状の偏光板を組み合わせる際に用いられるアライメント装置の一例を示す斜視図である。 図１７は、アライメント装置のθ軸ステージを示す平面図である。 図１８は、偏光方向の異なる偏光板が配列された状態を示す説明図である。 図１９は、複合偏光層の切断位置を示す説明図である。 図２０は、切断後の複合偏光層を示す平面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）について、図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組合せることが可能である。

図１は、本実施形態に係る光学式エンコーダユニットの断面模式図である。図２は、光学スケール及び光学センサユニットの配置の一例を説明する説明図である。図３は、本実施形態に係る光学式エンコーダのブロック図である。図４は、本実施形態に係る光学スケールのパターンの一例を示す説明図である。光学式エンコーダユニット３１は、モータ等の回転機械に連結されたシャフト１２を有するロータ１０と、ステータ２０と、信号パターンを読み取り可能な光学センサユニット３５とを有している。

ロータ１０は、図２に示す円板形状（又は多角形形状）の部材である光学スケール１１を有している。光学スケール１１は例えば、シリコン、ガラス、高分子材料などで形成されている。光学スケール１１は円輪状もしくは中空であってもよい。図４に示す光学スケール１１は、信号トラックＴ１を一方の板面に有している。また、ロータ１０には、光学スケール１１の取り付けられた板面に対し他方の板面にシャフト１２が取り付けられている。光学スケール１１は、傾斜していても傾斜角度が小さい場合には偏光分離の機能に影響がない。すなわち、光学スケール１１は、回転中心Ｚｒ（図１）と直交する平面に対して傾斜していても、偏光分離素子として機能する。

図１に示すように、ステータ２０は、筒状のカバー２１と、センサ基板２３とを備えている。筒状のカバー２１は、ロータ１０とは独立にセンサ基板２３の側面を覆うように固定され、ロータ１０がステータ２０に対して相対回転できる。カバー２１は、軸受２６ａ，２６ｂと、シャフト１２と、シャフト１２の端部に取り付けられた光学スケール１１と、光学センサユニット３５とを囲む、遮光性の部材でできている。このため、カバー２１の内部は、外来の光ノイズを抑制できる。カバー２１は、筒状であれば、円筒であってもよいし、外径が三角、四角、六角、八角などの角筒であってもよい。

カバー２１は、軸受２６ａ，２６ｂを介してシャフト１２を回転可能に支持する。カバー２１の内周が軸受２６ａ，２６ｂの外輪に固定されており、シャフト１２の外周が軸受２６ａ，２６ｂの内輪に固定されている。シャフト１２がモータ等回転機械からの回転により回転すると、シャフト１２に連動して光学スケール１１が回転中心Ｚｒを軸中心として回転する。光学センサユニット３５は、センサ基板２３に固定されている。ロータ１０が回転すると、光学スケール１１の信号トラックＴ１（図４）が光学センサユニット３５に対して相対的に移動する。

図１に示すように、光学式エンコーダユニット３１は、フレキシブル基板２３ＦＰに固定されたコネクタＣＮＴを有している。コネクタＣＮＴは、入出力端子であり、フレキシブル基板２３ＦＰの表面又は内部に設けられた導電体の配線２５に電力を供給し、光学センサユニット３５からの検出信号を、プリアンプＡＭＰを介して外部に出力することができる。

プリアンプＡＭＰは、パッケージ品のアンプ上に直接に光学センサユニット３５を積層している。プリアンプＡＭＰがカバー２１内部に内蔵されるので、耐久性を高めることができる。プリアンプＡＭＰは、ベアチップ上に受光素子と増幅回路とを搭載してもよい。また、プリアンプＡＭＰは、受光素子と増幅回路とを半導体プロセスで一体的に形成してもよい。

センサ基板２３の表面及び内部には、配線２５に接続される配線及び回路が配線されており、配線２５と直接又は配線２５に接続される配線及び回路を介して、カバー２１の内側に沿って設けられた配線２４の一端が電気的に接続されている。このため、センサ基板２３及びフレキシブル基板２３ＦＰの表面又は内部に設けられた導電体の配線２５と、カバー２１の内側に沿って設けられた配線２４とは、コネクタＣＮＴ、プリアンプＡＭＰ、光学センサユニット３５及び光源４１を適宜接続している。

なお、光学式エンコーダユニット３１は、フレキシブル基板２３ＦＰを保護するため、蓋部材２９を裏面側より取り付けてもよい。蓋部材２９は、遮光性の絶縁体であるとより好ましい。

上述したロータ１０のシャフト１２が回転すると、図２に示すように、光学スケール１１が、例えばＲ方向に光学センサユニット３５に対して相対的に移動する。光学スケール１１は、面内における偏光子の偏光方向Ｐｍが所定の方向を向いており、かつ偏光方向Ｐｍが回転により変化する。光学センサユニット３５は、光源４１の光源光７１が光学スケール１１を透過して入射する入射光（透過光）７３を受光して、図４に示す光学スケール１１の信号トラックＴ１を読み取ることができる。

本実施形態に係る光学式エンコーダユニット３１は、光源４１を光源基板４２の表面に固定している。光源基板４２は、シャフト１２が貫通する孔部４２Ｈが開けられており、センサ基板２３と光源基板４２とが光学スケール１１を挟んで、対向するように配置されている。また、光源４１は、例えば発光ダイオード、半導体レーザ光源である。

光学式エンコーダ２は、上述した光学式エンコーダユニット３１と、演算装置３と、を備えており、図３に示すように、光学式エンコーダユニット３１と、演算装置３とが接続されている。演算装置３は、例えばモータ等の回転機械の制御部５と接続されている。

光学式エンコーダユニット３１は、光学スケール１１に光源光７１が透過して入射する入射光７３を光学センサユニット３５で検出する。演算装置３は、光学センサユニット３５の検出信号から光学式エンコーダユニット３１のロータ１０と光学センサユニット３５との相対位置を演算し、相対位置の情報を制御信号として、モータ等の回転機械の制御部５へ出力する。

演算装置３は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のコンピュータであり、入力インターフェース４ａと、出力インターフェース４ｂと、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４ｃと、ＲＯＭ（Read Only Memory）４ｄと、ＲＡＭ（Random Access Memory）４ｅと、内部記憶装置４ｆと、を含んでいる。入力インターフェース４ａ、出力インターフェース４ｂ、ＣＰＵ４ｃ、ＲＯＭ４ｄ、ＲＡＭ４ｅ及び内部記憶装置４ｆは、内部バスで接続されている。なお、演算装置３は、専用の処理回路で構成してもよい。

入力インターフェース４ａは、光学式エンコーダユニット３１の光学センサユニット３５からの入力信号を受け取り、ＣＰＵ４ｃに出力する。出力インターフェース４ｂは、ＣＰＵ４ｃから制御信号を受け取り、制御部５に出力する。

ＲＯＭ４ｄには、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等のプログラムが記憶されている。内部記憶装置４ｆは、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等であり、オペレーティングシステムプログラムやアプリケーションプログラムを記憶している。ＣＰＵ４ｃは、ＲＡＭ４ｅをワークエリアとして使用しながらＲＯＭ４ｄや内部記憶装置４ｆに記憶されているプログラムを実行することにより、種々の機能を実現する。

記憶手段である内部記憶装置４ｆには、光学スケール１１における偏光軸と光学センサユニット３５のセンサの出力とを対応付けたデータベースが記憶されている。又は、内部記憶装置４ｆには、図２に示す距離Ｌの値と、光学スケール１１の位置情報とを対応付けたデータベースが記憶されている。

図４に示す信号トラックＴ１は、ワイヤーグリッドパターンとよばれる金属細線（ワイヤー）ｇの配列が図１に示す光学スケール１１に形成されている。光学スケール１１は、信号トラックＴ１として、隣り合う金属細線ｇを平行に直線的に配置している。このため、光学スケール１１は、光源光７１が照射される位置によらず同じ偏光軸となり、面内における偏光子の偏光方向が一方向を向いている。

また、ワイヤーグリッドパターンとよばれる金属細線ｇを有する光学スケール１１は、光誘起の偏光板に比較して、光学スケール１１は耐熱性を高めることができる。また、光学スケール１１は、局所的にも、交差するような部分のないラインパターンとなっているため、精度が高く誤差の少ない光学スケールとすることができる。また、光学スケール１１は、一括した露光又はナノインプリント技術により安定して製造することもできるため、精度が高く誤差の少ない光学スケールとすることができる。なお、光学スケール１１は、光誘起の偏光板としてもよい。

複数の金属細線ｇは、交差せず配置されている。隣り合う金属細線ｇの間は、光源光７１の全部又は一部が透過可能な透過領域ｄである。金属細線ｇの幅及び隣り合う金属細線ｇの間隔、つまり金属細線ｇの幅及び透過領域ｄの幅は、光源４１の光源光７１の波長より十分小さくする場合、光学スケール１１は、光源光７１の入射光７３を偏光分離することができる。このため、光学スケール１１は、面内における偏光方向（偏光軸）Ｐｍが一様な偏光子を有している。光学スケール１１は、回転する周方向において、光学センサユニット３５へ入射する入射光の偏光軸が光学スケール１１の回転に応じて変化する。本実施形態において、偏光軸の変化は、光学スケール１１の１回転に対して２回の増減を繰り返すことになる。

光学スケール１１は、偏光方向の異なるセグメントを細かくする必要がない。そして、光学スケール１１は、一様な偏光軸Ｐｍを有しているため、偏光軸Ｐｍの異なる領域の境界がなく、この境界による入射光７３の偏光状態の乱れを抑制できる。本実施形態の光学式エンコーダ２は、誤検出又はノイズを生じさせる可能性を低減することができる。

図５は、本実施形態に係る光学センサユニットの一例を説明するための説明図である。図６は、本実施形態に係る光学センサの第１受光部の一例を説明するための説明図である。図７は、本実施形態に係る光学センサの第３受光部の一例を説明するための説明図である。図２及び図５に示すように、光学センサユニット３５は、それぞれ偏光方向の異なる第１偏光層ＰＰ１、第２偏光層ＰＰ２、第３偏光層ＰＰ３及び第４偏光層ＰＰ４を有する複合偏光層（四面割付偏光層ともいう）３０と、この複合偏光層３０の第１偏光層ＰＰ１〜第４偏光層ＰＰ４にて異なる偏光方向に分離された光をそれぞれ受光する第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４とを備える。複合偏光層３０は、第１偏光層ＰＰ１、第２偏光層ＰＰ２、第３偏光層ＰＰ３及び第４偏光層ＰＰ４を備えて単一の板体として一体に形成されている。

複合偏光層３０は、図５に示すように、全体形状が矩形（正方形）の板状に形成され、一対の対角線３０Ａ，３０Ａによって区分けされた領域に第１偏光層ＰＰ１、第２偏光層ＰＰ２、第３偏光層ＰＰ３及び第４偏光層ＰＰ４が配置されている。本実施形態では、複合偏光層３０は、第１偏光層ＰＰ１〜第４偏光層ＰＰ４における隣接する２つの側面部５１Ｂ〜５４Ｂを連結して板体として形成されている。具体的には、第１偏光層ＰＰ１は、直角に形成された角部５１Ａと、この角部５１Ａを挟む側面部５１Ｂ，５１Ｂとを備えた直角二等辺三角形状に形成されている。同様に、第２偏光層ＰＰ２は、直角の角部５２Ａと、この角部５２Ａを挟む側面部５２Ｂ，５２Ｂとを備え、第３偏光層ＰＰ３は、直角の角部５３Ａと、この角部５３Ａを挟む側面部５３Ｂ，５３Ｂとを備え、第４偏光層ＰＰ４は、直角の角部５４Ａと、この角部５４Ａを挟む側面部５４Ｂ，５４Ｂとを備えて、それぞれ直角二等辺三角形状に形成されている。そして、第１偏光層ＰＰ１、第２偏光層ＰＰ２、第３偏光層ＰＰ３及び第４偏光層ＰＰ４は、それぞれ角部５１Ａ〜５４Ａを突き合わせると共に、隣り合った側面部５１Ｂ〜５４Ｂ同士を連結させて一体化されている。

この構成によれば、偏光方向の異なる第１偏光層ＰＰ１、第２偏光層ＰＰ２、第３偏光層ＰＰ３及び第４偏光層ＰＰ４を相互に連結して複合偏光層３０を形成したため、各偏光層の偏光方向の相対的なズレの発生を防止でき、光学式エンコーダユニット３１が検出する位置や角度の検出精度の向上を実現できる。さらに、本実施形態によれば、第１偏光層ＰＰ１、第２偏光層ＰＰ２、第３偏光層ＰＰ３及び第４偏光層ＰＰ４を、それぞれ直角二等辺三角形に形成し、各偏光層ＰＰ１〜ＰＰ４における隣り合った側面部５１Ｂ〜５４Ｂ同士を連結させて一体化されているため、第１偏光層ＰＰ１、第２偏光層ＰＰ２、第３偏光層ＰＰ３及び第４偏光層ＰＰ４を容易、かつ、正確に連結することができる。

図２に示すように、光源４１から照射される光源光７１は、光学スケール１１を透過して、入射光７３として、第１偏光層ＰＰ１、第２偏光層ＰＰ２、第３偏光層ＰＰ３及び第４偏光層ＰＰ４をそれぞれ透過し、第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４に入射する。本実施形態では、各偏光層ＰＰ１〜ＰＰ４における隣り合った側面部５１Ｂ〜５４Ｂを突き合わせることで形成される対角線３０Ａ，３０Ａの交点が複合偏光層３０の中心Ｓ０となり、この中心Ｓ０を挟んで、第１偏光層ＰＰ１と第３偏光層ＰＰ３とが対角に配置され、第２偏光層ＰＰ２と第４偏光層ＰＰ４とが対角に配置されている。また、第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４は、それぞれ、対応する第１偏光層ＰＰ１、第２偏光層ＰＰ２、第３偏光層ＰＰ３及び第４偏光層ＰＰ４に、平面視で中心Ｓ０から等距離に配置されている。この構造により、演算手段であるＣＰＵ４ｃの演算負荷を軽減することができる。

また、第１受光部ＰＤ１が中心Ｓ０を介して第３受光部ＰＤ３と点対称の位置に配置され、第２受光部ＰＤ２が中心Ｓ０を介して第４受光部ＰＤ４と点対称の位置に配置されている。本実施形態では、第１受光部ＰＤ１、中心Ｓ０及び第３受光部ＰＤ３を通過する複合偏光層３０上の仮想軸をＸ軸とし、第２受光部ＰＤ２、中心Ｓ０及び第４受光部ＰＤ４を通過する複合偏光層３０上の仮想軸をＹ軸とする。図５において、Ｘ軸はＹ軸と複合偏光層３０の表面上で直交している。また、図２に示すように、光源４１の出射面と、中心Ｓ０との距離をＬとする。Ｘ軸とＹ軸とによるＸＹ平面は、光源４１の出射面と中心Ｓ０とを結ぶＺ軸と直交している。

図２に示すように、Ｚ軸方向から平面視でみると、第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４のそれぞれが光源４１の周囲に配置されている。第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４のそれぞれから中心Ｓ０までの距離を等しくすることが好ましい。この構造により、演算手段であるＣＰＵ４ｃの演算負荷を軽減することができる。

図６に示すように、第１受光部ＰＤ１は、シリコン基板３４と、受光部３７とを備え、受光部３７側に第１偏光層ＰＰ１が配置される。また、図７に示すように、第３受光部ＰＤ３は、シリコン基板３４と、受光部３７とを備え、受光部３７側に第３偏光層ＰＰ３が配置される。例えば、シリコン基板３４はｎ型半導体であり、受光部３７はｐ型半導体であり、シリコン基板３４と受光部３７とによりＰＮ接合で形成されたフォトダイオードを構成することができる。第１偏光層ＰＰ１及び第３偏光層ＰＰ３は、光誘起の偏光層、又は金属細線を平行に配列したワイヤーグリッドパターン等で形成することができる。第１偏光層ＰＰ１は、図２に示す光学スケール１１に光源光７１から入射する入射光７３を第１の偏光方向に分離し、第３偏光層ＰＰ３は、上記入射光を第３の偏光方向に分離する。これら第１の偏光方向（偏光軸）と、第３の偏光方向（偏光軸）とは、相対的に９０°異なることが好ましい。この構成により、演算装置３のＣＰＵ４ｃは、偏光角度の演算を容易とすることができる。

同様に、図６及び図７を用いて説明すると、第２受光部ＰＤ２は、シリコン基板３４と、受光部３７とを備え、受光部３７側に第２偏光層ＰＰ２が配置される。また、第４受光部ＰＤ４は、シリコン基板３４と、受光部３７とを備え、受光部３７側に第４偏光層ＰＰ４が配置される。例えば、シリコン基板３４はｎ型半導体であり、受光部３７はｐ型半導体であり、シリコン基板３４と受光部３７とによりＰＮ接合で形成されたフォトダイオードを構成することができる。第２偏光層ＰＰ２及び第４偏光層ＰＰ４は、光誘起の偏光層、又は金属細線を平行に配列したワイヤーグリッドパターン等で形成することができる。第２偏光層ＰＰ２は、図２に示す光学スケール１１に光源光７１から入射する入射光７３を第２の偏光方向に分離し、第４偏光層ＰＰ４は、上記入射光を第４の偏光方向に分離する。これら第２の偏光方向（偏光軸）と、第４の偏光方向（偏光軸）とは、相対的に９０°異なることが好ましい。この構成により、演算装置３のＣＰＵ４ｃは、偏光角度の演算を容易とすることができる。

第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４は、入射光７３をそれぞれ異なる偏光方向に分離する第１偏光層ＰＰ１、第２偏光層ＰＰ２、第３偏光層ＰＰ３及び第４偏光層ＰＰ４を介して受光する。このため、第１偏光層ＰＰ１が分離する第１の偏光方向（偏光軸）と、第２偏光層ＰＰ２が分離する第２の偏光方向（偏光軸）とは、相対的に４５°異なることが好ましい。また、第２偏光層ＰＰ２が分離する第２の偏光方向（偏光軸）と、第３偏光層ＰＰ３が分離する第３の偏光方向（偏光軸）とは、相対的に４５°異なることが好ましい。また、第３偏光層ＰＰ３が分離する第３の偏光方向（偏光軸）と、第４偏光層ＰＰ４が分離する第４の偏光方向（偏光軸）とは、相対的に４５°異なることが好ましい。また、第４偏光層ＰＰ４が分離する第４の偏光方向（偏光軸）と、第１偏光層ＰＰ１が分離する第１の偏光方向（偏光軸）とは、相対的に４５°異なることが好ましい。このように、本実施形態では、第１偏光層ＰＰ１、第２偏光層ＰＰ２、第３偏光層ＰＰ３及び第４偏光層ＰＰ４は、それぞれ入射光７３を４５°ずつ異なる第１〜第４の偏光方向に分離するため、演算装置３のＣＰＵ４ｃは、偏光角度の演算を容易とすることができる。

図８、図９及び図１０は、本実施形態に係る光学スケール１１による偏光成分の分離を説明するための説明図である。図８に示すように、光学スケール１１の信号トラックＴ１により偏光方向Ｐｍに偏光された入射光が入射する。図８において、センシング範囲には、異物Ｄ１及び異物Ｄ２がある。入射光の偏光方向Ｐｍは、一方の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（−）と、他方の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（＋）と、で表現することができる。これら一方の偏光方向と他方の偏光方向とは、上述した第１の偏光方向及び第３の偏光方向、または、第２の偏光方向及び第４の偏光方向のように、９０°異なる方向であることが好ましく、基準方向に対して例えば＋４５°成分と−４５°成分のようになっている。図８、図９及び図１０において、ワイヤーグリッドの軸方向は、紙面に対して平行に示されているが、紙面に対して同一の角度で傾斜していても傾斜角度が小さい場合には偏光分離の機能に影響がない。すなわち、光学スケール１１は、回転軸に対して傾斜していても、偏光分離素子として機能する。

第１受光部ＰＤ１は、図９に示すように、入射光を第１の偏光方向に分離する第１偏光層ＰＰ１を介して検知するため、一方の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（−）を検知する。第３受光部ＰＤ３は、図１０に示すように、入射光を第３の偏光方向に分離する第３偏光層ＰＰ３を介して検知するため、他方の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（＋）を検知する。同様に、第２受光部ＰＤ２は、図９に示すように、入射光を第２の偏光方向に分離する第２偏光層ＰＰ２を介して検知するため、一方の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（−）を検知する。第４受光部ＰＤ４は、図１０に示すように、入射光を第４の偏光方向に分離する第４偏光層ＰＰ４を介して検知するため、他方の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（＋）を検知する。

図１１は、本実施形態に係る光学式エンコーダ２の機能ブロック図である。図１２は、本実施形態に係る光学スケール１１の回転角度と各受光部の偏光成分の光強度変化を説明するための説明図である。図１１に示すように、光源４１は、基準信号に基づいた発光を行い、光学スケール１１に光源光７１を照射する。透過光である入射光７３は、受光部である光学センサユニット３５に受光される。図１１に示すように、プリアンプＡＭＰで増幅された受光信号は、差動演算回路ＤＳで差動演算処理を行う。

差動演算回路ＤＳは、光学センサユニット３５の検出信号である、一方の偏光方向の成分（第１分離光）の光強度ＰＩ（−）と、他方の偏光方向の成分（第２分離光）の光強度ＰＩ（＋）とを取得する。この光強度ＰＩ（−）と、光強度ＰＩ（＋）とに対応する、第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４のそれぞれの出力は、例えば、図１２のように、光学スケール１１の回転に応じて、位相がずれた光強度Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３及びＩ４である。

差動演算回路ＤＳは、式（１）及び式（２）に従って、第１の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（−）及び第２の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（＋）から、光学スケール１１の回転に依存した差動信号Ｖｃ及びＶｓを演算する。
Ｖｃ＝（Ｉ１−Ｉ３）／（Ｉ１＋Ｉ３）…（１）
Ｖｓ＝（Ｉ２−Ｉ４）／（Ｉ２＋Ｉ４）…（２）

このように、差動演算回路ＤＳは、光強度Ｉ１及び光強度Ｉ３に基づいて、光強度の和［Ｉ１＋Ｉ３］と、光強度の差［Ｉ１−Ｉ３］を演算し、光強度の差［Ｉ１−Ｉ３］を光強度の和［Ｉ１＋Ｉ３］で除した差動信号Ｖｃを演算する。また、差動演算回路ＤＳは、光強度Ｉ２及び光強度Ｉ４に基づいて、光強度の和［Ｉ２＋Ｉ４］と、光強度の差［Ｉ２−Ｉ４］を演算し、光強度の差［Ｉ２−Ｉ４］を光強度の和［Ｉ２＋Ｉ４］で除した差動信号Ｖｓを演算する。式（１）及び式（２）により演算した差動信号Ｖｃ及びＶｓには、光源光７１の光強度の影響を受けるパラメータが含まれておらず、光学式エンコーダユニット３１の出力は、光学センサユニット３５と光学スケール１１との距離、光源４１の光強度のばらつき等の影響を低減することができる。そして、式（１）に示すように、差動信号Ｖｃは、光学スケール１１の回転角度となる光学スケール１１の偏光軸の回転角度（以下、偏光角という）βの関数となる。ただし、光源の光量を一定に制御するオートパワーコントロール（ＡＰＣ）を備えている場合は、上述の除算は不要である。

図１１に示すように、差動信号Ｖｃ及びＶｓは、フィルター回路ＮＲに入力され、ノイズ除去される。次に、逓倍回路ＡＰでは、差動信号Ｖｃ及びＶｓから図１３に示すリサージュパターンを演算し、初期位置から回転したロータ１０の回転角度の絶対角度を特定することができる。差動信号Ｖｃ及びＶｓは、λ／４位相がずれた差動信号であるので、差動信号Ｖｃのコサインカーブを横軸へ、差動信号Ｖｓのサインカーブを縦軸にとったリサージュパターンを演算し、回転角度に応じて、リサージュ角が定まることになる。例えば、図１３に示すリサージュパターンは、ロータ１０が１回転すると２周する。演算装置３は、光学スケール１１の回転位置が０°以上１８０°未満の範囲にあるか、１８０°以上３６０°未満の範囲にあるかを記憶する機能を有する。このように、光学式エンコーダ２は、光学スケール１１の回転位置が０°以上１８０°未満の範囲にあるか、１８０°以上３６０°未満の範囲にあるかを記憶装置に記憶し、起動時に読み出す演算手段を有し、光学スケール１１と光学センサユニット３５との絶対的な移動量を演算する。これにより、光学式エンコーダ２は、ロータ１０の絶対位置が演算できるアブソリュートエンコーダとすることができる。図１１に示す構成以外にも、光学式エンコーダユニット３１は、光学センサユニット３５とプリアンプＡＭＰまでを含んだ構成としてもよい。

上述したように、光学センサユニット３５は、偏光方向の異なる第１偏光層ＰＰ１、第２偏光層ＰＰ２、第３偏光層ＰＰ３及び第４偏光層ＰＰ４を有する複合偏光層３０と、この複合偏光層３０の第１偏光層ＰＰ１〜第４偏光層ＰＰ４にて異なる偏光方向に分離された光をそれぞれ受光する第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４とを備えて構成されている。この構成において、各受光部ＰＤ１〜ＰＤ４で受光した入射光に基づいて、ロータ１０の絶対位置を正確に演算するためには、複合偏光層３０において各偏光方向に正確に分離する必要がある。このため、複合偏光層３０が有する第１偏光層ＰＰ１、第２偏光層ＰＰ２、第３偏光層ＰＰ３及び第４偏光層ＰＰ４を正確に配列することが重要である。次に、複合偏光層３０の製造方法について説明する。図１４は、本実施形態に係る複合偏光層を製造する手順を示すフローチャートであり、図１５は、複合偏光層を製造する手順を示す説明図である。

まず、偏光方向の異なる４種類の偏光板Ａ（第１偏光板；第１偏光層ＰＰ１に相当）、偏光板Ｂ（第２偏光板；第２偏光層ＰＰ２に相当）、偏光板Ｃ（第３偏光板；第３偏光層ＰＰ３に相当）、及び、偏光板Ｄ（第４偏光板；第４偏光層ＰＰ４に相当）を作成する（ステップＳ１）。この場合、後に短冊状に切断する方向に沿った方向を基準方向Ｐ（図１５参照）とし、この基準方向Ｐに対して、例えば、偏光板Ａの偏光方向は４５°、偏光板Ｂの偏光方向は９０°、偏光板Ｃの偏光方向は１３５°、偏光板Ｄの偏光方向は０°（１８０°）となるように各偏光板Ａ〜Ｄを作成する。

続いて、偏光板Ａ、偏光板Ｂを短冊状に切断して、偏光板Ａ短冊（第１偏光短冊）６１、偏光板Ｂ短冊（第２偏光短冊）６２を製作する（ステップＳ２）。この場合、偏光板Ａ、偏光板Ｂは、図１５（ａ）に示すように、上記した基準方向Ｐに沿って切断される。切断には、例えば、ダイシングソーを使用することが好ましい。また、偏光板Ａ短冊６１、偏光板Ｂ短冊６２は、いずれも短手方向の幅が幅Ｗとなるように切断される。続いて、図１５（ｂ）に示すように、偏光板Ａ短冊６１と偏光板Ｂ短冊６２とを交互に配列する。この場合、各短冊６１、６２の長辺同士が当接するように配列する。そして、交互に配列した偏光板Ａ短冊６１、偏光板Ｂ短冊６２に仮止テープを貼り付けて仮固定する（ステップＳ３）。この仮止テープは、偏光層に傷や汚れをつけずに、後工程で剥がせるものであり、例えば、カプトンテープが好ましい。また、仮止テープの代わりに、仮止め用接着剤を塗布したガラス板を用いてもよい。

続いて、図１５（ｃ）に示すように、仮止めした偏光板Ａ短冊６１及び偏光板Ｂ短冊６２を、各短冊を配列した方向、すなわち、基準方向Ｐに直交する方向Ｑに沿って切断し（ステップＳ４）、ＡＢ混合短冊（第１第２混合偏光短冊）６３を形成する（ステップＳ５）。この場合、ＡＢ混合短冊６３は、例えば、ダイシングソーを用いて、短手方向の幅が幅Ｗとなるように切断される。

次に、偏光板Ｃ、偏光板Ｄを短冊状に切断して、偏光板Ｃ短冊（第３偏光短冊）６４、偏光板Ｄ短冊（第４偏光短冊）６５を形成する（ステップＳ６）。この場合、偏光板Ｃ、偏光板Ｄは、図１５（ｄ）に示すように、上記した基準方向Ｐに沿って切断される。また、偏光板Ｃ短冊６４、偏光板Ｄ短冊６５は、例えば、ダイシングソーを用いて、いずれも短手方向の幅が幅Ｗとなるように切断される。その後は、偏光板Ａ、Ｂの場合と同様に、図１５（ｅ）に示すように、偏光板Ｃ短冊６４と偏光板Ｄ短冊６５とを交互に配列し、交互に配列した偏光板Ｃ短冊６４、偏光板Ｄ短冊６５に仮止テープを貼り付けて仮固定する（ステップＳ７）。続いて、図１５（ｆ）に示すように、仮止めした偏光板Ｃ短冊６４及び偏光板Ｄ短冊６５を、各短冊を配列した方向である方向Ｑに沿って切断し（ステップＳ８）、ＣＤ混合短冊（第３第４混合偏光短冊）６６を形成する（ステップＳ９）。この場合、ＣＤ混合短冊６６は、例えば、ダイシングソーを用いて、短手方向の幅が幅Ｗとなるように切断される。

続いて、図１５（ｇ）に示すように、ステップＳ５で形成したＡＢ混合短冊６３と、ステップＳ９で形成したＣＤ混合短冊６６とを交互に配列する（ステップＳ１０）。この場合、図１８に示すように、ＡＢ混合短冊６３が有する偏光板Ａ部分に、ＣＤ混合短冊６６が有する偏光板Ｄ部分が接するように配置する。この点にのみ注意して配置することにより、偏光板Ａ部分の対角に偏光方向が９０°異なる偏光板Ｃ部分を配置することができ、偏光板の配置ミスを抑制することができる。

続いて、交互に配列されたＡＢ混合短冊６３とＣＤ混合短冊６６とを整列する。本実施形態では、図１６に示すアライメント装置（製造装置）８０が使用される。アライメント装置８０は、ベース板８１上に配置されたＸＹＺ軸ステージ８２と、θ軸ステージ（ステージ）８３とを備え、このθ軸ステージ８３上には、ＡＢ混合短冊６３とＣＤ混合短冊６６とが交互に配列される。ここで、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６は、それぞれθ軸ステージ８３上に載せられ、このθ軸ステージ８３上で交互に配列されても良いし、また、θ軸ステージ８３とは別の場所で、予め交互に配列されたＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６をそのままθ軸ステージ８３上に載せても良い。

ＸＹＺ軸ステージ８２は、対象物（θ軸ステージ８３上に配列された各短冊）を所定方向に押圧する押し子８４を備え、この押し子８４を自在に移動させることができる。θ軸ステージ８３は、円板状のステージをθ方向に回転可能に構成され、このステージの載置面８３Ａには、配列されたＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６の位置を規制するＬ字形のアタッチメント（規制部）８５が設けられている。このアタッチメント８５は、図１７に示すように、ステージの載置面８３Ａに固定され、該アタッチメント８５の内側面８５Ａ，８５ＢにＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６が押し付けられる。本実施形態では、交互に配列されたＡＢ混合短冊６３とＣＤ混合短冊６６とを、θ軸ステージ８３の載置面８３Ａ上に載せるとともに、アタッチメント８５の内側面８５Ａに向けて押し子８４を移動させる。この押し子８４は、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６をアタッチメント８５の内側面８５Ａに機械的に押し付けることで、図１８に示すように、幅Ｗ四方に切断された各偏光層（各偏光板の小片）は碁盤目状に整列される。この場合、各短冊を仮止めしていたテープを取り外しておくことが好ましい。続いて、θ軸ステージ８３を９０°回転させた状態で、今度は、押し子８４をアタッチメント８５の内側面８５Ｂに向けて移動させる。この押し子８４は、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６をアタッチメント８５の内側面８５Ｂに機械的に押し付けることができる。このように、θ軸ステージ８３を９０°回転させることにより、押し子８４をアタッチメント８５に２回押し付ける作業で簡単に偏光層の整列を行うことができる。

さて、押し子８４をアタッチメント８５に向けて移動させることで、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６を整列させる構成では、これらＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６が有する各偏光層（各偏光板の小片）の大きさが小さいため、押し子８４の荷重のかけ過ぎにより、配列された偏光層が浮き上がってバラバラになってしまうことが想定される。一旦、配列された偏光層がバラバラに分散してしまうと、各偏光層の表面に傷が生じる可能性が高くなり、最終完成品である複合偏光層（四面割付偏光層）３０の歩留まりが低下することとなる。本実施形態では、図１７に示すように、θ軸ステージ８３は、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６を、θ軸ステージ８３の載置面８３Ａに吸着するポーラスチャック（吸着部）８６を備える。ポーラスチャック８６は、ポーラス(多孔質体)が形成された中空のケース体であり、図１６に示すように、載置面８３Ａにポーラス(多孔質体)は露出するようにθ軸ステージ８３に配置される。ポーラスチャック８６はノズル８７を介して、例えば、不図示の真空ポンプに接続され、この真空ポンプの運転により、ポーラス(多孔質体)を通じて、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６に対して負圧がかかるようになっている。このため、載置面８３Ａに配列されたＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６は、載置面８３Ａに吸着される。ポーラスチャック８６の材料は、セラミックポーラスやメタルポーラスを用いることができ、本実施形態では、多孔質性シリコン（シリコンポーラス）が用いられている。なお、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６を載置面８３Ａに吸着できる構成であれば、ポーラスチャック８６を用いなくてもよく、吸着部として、例えば、載置面８３Ａに多数の真空引き用の孔を設けた構成としても良い。

また、本実施形態では、図１７に示すように、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６の浮き上がりを防止するために、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６の上に、浮き上がり防止板８８が配置されている。浮き上がり防止板８８は、ポーラスチャック８６の吸着を補助するものであり、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６を上から押さえることで浮き上がりを防止する。この浮き上がり防止板８８は、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６の状態を目視で確認できるように、ガラスや透明樹脂プレート等のような透明な板体で形成されることが好ましい。なお、浮き上がり防止板８８を配置せずに、ポーラスチャック８６のみでＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６を載置面８３Ａに吸着しても良い。

また、アライメント装置８０は、整列されたＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６を一体に固定する固定部９０を備える。具体的には、アライメント装置８０は、図１６に示すように、固定部９０として、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６の上面に配置されるＵＶ（Ultra Violet）硬化性の接着剤９１付のカバーガラス９２と、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６に向けて紫外線を照射する紫外線照射ランプ９３とを備える。

再び製造手順に戻る。続いて、整列されたＡＢ混合短冊６３とＣＤ混合短冊６６とを一体に固定する。本実施形態では、浮き上がり防止板８８を取り除いた後に、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６の上面に接着剤９１付きのカバーガラス９２を載せる（ステップＳ１１）。接着剤は、例えば、ＵＶ（Ultra Violet）硬化性のものが好ましい。そして、カバーガラス９２を通じて、紫外線照射ランプ９３を用いて、紫外線を照射することにより、接着剤を硬化させる（ステップＳ１２）。これにより、図１８に示すように、幅Ｗの正方形に切断された偏光板Ａ〜Ｄが碁盤目状に配列されたＡＢＣＤ混合偏光板（第１第２第３第４混合偏光板）６７が形成される。この構成では、接着剤９１の取り扱い、及び、硬化作業（一体化作業）を容易に行うことができ、載置面８３Ａ上に整列されたＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６を簡単、かつ、精度良く一体に固定することができる。

続いて、ＡＢＣＤ混合偏光板６７から偏光板Ａ〜Ｄをそれぞれ含む領域６８を切り出す（ステップＳ１３）。この領域６８は、偏光板Ａ〜Ｄ（第１偏光層ＰＰ１〜第４偏光層ＰＰ４）を備えて一体化されたものであるので、このまま複合偏光層として使用することもできる。一方で、領域６８は、短冊を切断した際の幅Ｗの２倍の幅を有するため、実際の使用には大きすぎるおそれがある。このため、本実施形態では、図１９に示すように、各偏光板Ａ〜Ｄをそれぞれ対角線６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃ、６８Ｄに沿って切断することにより、図２０に示す複合偏光層（四面割付偏光層）３０が取り出される（ステップＳ１４）。この切断作業により、複合偏光層３０は面積が１／２に縮小される。

この複合偏光層３０は、第１偏光層ＰＰ１〜第４偏光層ＰＰ４がそれぞれ幅Ｗ１（√２Ｗ）の幅を有するため、各第１偏光層ＰＰ１〜第４偏光層ＰＰ４は、それぞれ第１受光部ＰＤ１〜第４受光部ＰＤ４を配置するに十分な領域を確保することができる。本実施形態の製造方法では、幅２Ｗで形成した領域６８の四隅を切断して、幅Ｗ１（√２Ｗ）の正方形にしている。この構成では、幅Ｗに切断した短冊を組み合わせて領域６８を形成するため、組み合わせる作業を比較的容易にできる。また、領域６８の四隅は、切断されて不要となるため、この切断作業を精密に行う必要はない。これに対して、例えば、偏光板Ａ〜Ｄを碁盤目状に配置した構成のまま、幅Ｗ１の複合偏光層を形成しようとすると、各短冊の幅を１／２×Ｗ１に設定する必要があり、製造工程がより細かい作業となってしまう。従って、本実施形態に製造方法では、偏光層の偏光方向の相対的なズレの発生を防止できる複合偏光層３０を簡易に製造でき、生産性の向上を図ることができる。

以上、説明したように、本実施形態の光学式エンコーダユニット３１は、光源４１と、偏光方向が回転により変化する光学スケール１１と、光源４１の光源光が光学スケール１１を介して入射する入射光７３を受光する光学センサユニット３５とを備え、光学センサユニット３５は、入射光７３をそれぞれ異なる４つの偏光方向に分離する第１偏光層ＰＰ１、第２偏光層ＰＰ２、第３偏光層ＰＰ３及び第４偏光層ＰＰ４を有し、第１偏光層ＰＰ１〜第４偏光層ＰＰ４における隣接する２つの側面部５１Ｂ〜５４Ｂが互いに接して板状に一体化された複合偏光層３０を備えるため、第１偏光層ＰＰ１〜第４偏光層ＰＰ４の偏光方向の相対的なズレの発生を防止でき、光学式エンコーダユニット３１の精度向上を実現できる。

また、本実施形態によれば、第１偏光層ＰＰ１〜第４偏光層ＰＰ４は、入射光７３を４５°ずつ異なる偏光方向に分離するため、分離した入射光７３を光学センサユニット３５が受光した際に、受光した入射光７３に基づいて偏光角度の演算を容易に行うことができる。

また、本実施形態によれば、第１偏光層ＰＰ１〜第４偏光層ＰＰ４は、それぞれ２つの側面部５１Ｂ〜５４Ｂで挟まれた角部５１Ａ〜５４Ａが直角に形成されているため、第１偏光層ＰＰ１、第２偏光層ＰＰ２、第３偏光層ＰＰ３及び第４偏光層ＰＰ４を組み合わせて一体化された複合偏光層３０を簡単に形成することができる。

また、本実施形態によれば、複合偏光層３０は、対角上に配置される第１偏光層ＰＰ１と第３偏光層ＰＰ３、及び、第２偏光層ＰＰ２と第４偏光層ＰＰ４とが、それぞれ入射光７３を相対的に９０°異なる偏光方向に分離するため、この分離した入射光７３を光学センサユニット３５が受光した際に、受光した入射光７３に基づいて偏光角度の演算を容易に行うことができる。

また、複合偏光層３０は、第１偏光層ＰＰ１〜第４偏光層ＰＰ４を、それぞれ２つの側面部５１Ｂ〜５４Ｂ同士を結ぶ対角線（直線）６８Ａ〜６８Ｂに沿って切断し、全体を矩形状に形成されたため、第１偏光層ＰＰ１〜第４偏光層ＰＰ４にそれぞれ、光学センサユニット３５の第１受光部ＰＤ１〜第４受光部ＰＤ４を配置する領域を確保しつつ、複合偏光層３０の小型化を図ることができる。

また、本実施形態の複合偏光層３０の製造方法によれば、偏光方向が４５°ずつ異なる偏光板Ａ、偏光板Ｂ、偏光板Ｃ及び偏光板Ｄをそれぞれ短冊状に切断し、偏光板Ａ短冊６１、偏光板Ｂ短冊６２、偏光板Ｃ短冊６４、及び偏光板Ｄ短冊６５を形成するステップと、偏光板Ａ短冊６１及び偏光板Ｂ短冊６２を交互に配列して固定すると共に、これら偏光板Ａ短冊６１及び偏光板Ｂ短冊６２を配列した方向Ｑに沿って切断し、ＡＢ混合短冊６３を形成するステップと、偏光板Ｃ短冊６４及び偏光板Ｄ短冊６５を交互に配列して固定すると共に、これら偏光板Ｃ短冊６４及び偏光板Ｄ短冊６５を配列した方向Ｑに沿って切断し、ＣＤ混合短冊６６を形成するステップと、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６を交互に配列して固定し、ＡＢＣＤ混合偏光板６７を形成するステップと、ＡＢＣＤ混合偏光板６７から偏光板Ａ、偏光板Ｂ、偏光板Ｃ及び偏光板Ｄの一部をそれぞれ含む領域６８を切り出すステップと、を備えるため、偏光方向の相対的なズレの発生を防止し、精度向上を実現する複合偏光層３０を簡易に製造でき、生産性の向上を図ることができる。

また、本実施形態のアライメント装置８０は、偏光板Ａ及び偏光板Ｂを交互に配列して短冊状に形成されたＡＢ混合短冊６３と偏光板Ｃ及び偏光板Ｄを交互に配列して短冊状に形成されたＣＤ混合短冊６６とが交互に配列されるθ軸ステージ８３と、θ軸ステージ８３に固定されて、該θ軸ステージ８３の載置面８３Ａ上に配列されたＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６の位置を規制するアタッチメント８５と、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６を、アタッチメント８５の内側面８５Ａ，８５Ｂにそれぞれ押し付けて該ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６を整列させる押し子８４と、整列されたＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６を一体に固定する固定部９０とを備えるため、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６の整列及び固定をθ軸ステージ８３で一貫して行うことができる。このため、固定されたＡＢＣＤ混合偏光板６７の各偏光板Ａ〜Ｄの偏光方向の相対的なズレの発生を防止し、精度向上を実現する複合偏光層３０を簡易に製造でき、生産性の向上を図ることができる。

また、本実施形態によれば、θ軸ステージ８３は、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６を、θ軸ステージ８３の載置面８３Ａに吸着するポーラスチャック８６を備えるため、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６を押し子８４で押圧して整列する際に、これらＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６が有する各偏光層（各偏光板の小片）が載置面８３Ａから浮き上がることを防止でき、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６を精度良く組み合わせることができる。

また、本実施形態によれば、固定部９０は、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６の上面に配置される紫外線硬化式の接着剤９１付のカバーガラス９２と、ＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６の上面に向けて紫外線を照射する紫外線照射ランプ９３とを備えるため、接着剤９１の取り扱い、及び、硬化作業（一体化作業）を容易に行うことができ、載置面８３Ａ上に整列されたＡＢ混合短冊６３及びＣＤ混合短冊６６を簡単、かつ、精度良く一体に固定することができる。

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、複合偏光層３０は開口を設けていない構成として説明したが、例えば、複合偏光層３０にエッチングを施し、中央に穴を開けた構造として、光学式エンコーダのシャフトを通す効果を持たせても良い。また、第１偏光層ＰＰ１〜第４偏光層ＰＰ４の形状や配置関係は、光学式エンコーダの受光部の配置によって変化させても良い。

２ 光学式エンコーダ
１１ 光学スケール
３０ 複合偏光層
３１ 光学式エンコーダユニット
３５ 光学センサユニット
４１ 光源
５１Ａ〜５４Ａ 角部
５１Ｂ〜５４Ｂ 側面部
６１ 偏光板Ａ短冊（第１偏光短冊）
６２ 偏光板Ｂ短冊（第２偏光短冊）
６３ ＡＢ混合短冊（第１第２混合偏光短冊）
６４ 偏光板Ｃ短冊（第３偏光短冊）
６５ 偏光板Ｄ短冊（第４偏光短冊）
６６ ＣＤ混合短冊（第３第４混合偏光短冊）
６７ ＡＢＣＤ混合偏光板（第１第２第３第４混合偏光板）
６８ 領域
６８Ａ〜６８Ｄ 対角線（直線）
７１ 光源光
７３ 入射光
８０ アライメント装置（製造装置）
８３ θ軸ステージ（ステージ）
８３Ａ 載置面
８４ 押し子
８５ アタッチメント（規制部）
８６ ポーラスチャック（吸着部）
８８ 浮き上がり防止板
９０ 固定部
９１ 接着剤
９２ カバーガラス
９３ 紫外線照射ランプ
ＰＤ１ 第１受光部
ＰＤ２ 第２受光部
ＰＤ３ 第３受光部
ＰＤ４ 第４受光部
ＰＰ１ 第１偏光層
ＰＰ２ 第２偏光層
ＰＰ３ 第３偏光層
ＰＰ４ 第４偏光層

Claims (6)

1. 光源と、
   偏光方向が回転により変化する光学スケールと、
   前記光源の光源光が前記光学スケールを介して入射する入射光を受光する光学センサユニットと、を備え、
   前記光学センサユニットは、前記入射光をそれぞれ異なる４つの偏光方向に分離する第１偏光層、第２偏光層、第３偏光層及び第４偏光層を有し、各偏光層における隣接する２つの側面部が互いに接して板状に一体化された複合偏光層を備え、
   前記第１偏光層、第２偏光層、第３偏光層及び第４偏光層のそれぞれは、前記２つの側面部で挟まれた角部が直角である直角二等辺三角形に形成され、各偏光層における隣り合った前記側面部同士が一体化されていることを特徴とする光学式エンコーダユニット。
2. 前記第１〜第４偏光層は、前記入射光を４５°ずつ異なる偏光方向に分離することを特徴とする請求項１に記載の光学式エンコーダユニット。
3. 対角上に配置される一対の偏光層は、前記入射光を相対的に９０°異なる偏光方向に分離することを特徴とする請求項１または２に記載の光学式エンコーダユニット。
4. 前記複合偏光層は、前記第１〜第４偏光層を、それぞれ２つの前記側面部を結ぶ直線に沿って切断し、全体を矩形状に形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学式エンコーダユニット。
5. 光学スケールを介して入射する入射光をそれぞれ異なる偏光方向に分離する複合偏光層の製造方法であって、
   偏光方向が４５°ずつ異なる第１偏光板、第２偏光板、第３偏光板及び第４偏光板をそれぞれ短冊状に切断し、第１偏光短冊、第２偏光短冊、第３偏光短冊及び第４偏光短冊を形成する第１ステップと、
   前記第１偏光短冊及び前記第２偏光短冊を交互に配列して固定すると共に、これら第１偏光短冊及び第２偏光短冊を前記配列した方向に切断し、第１第２混合偏光短冊を形成する第２ステップと、
   前記第３偏光短冊及び前記第４偏光短冊を交互に配列して固定すると共に、これら第３偏光短冊及び第４偏光短冊を前記配列した方向に切断し、第３第４混合偏光短冊を形成する第３ステップと、
   前記第１第２混合偏光短冊及び前記第３第４混合偏光短冊を交互に配列して固定し、第１第２第３第４混合偏光板を形成する第４ステップと、
   前記第１第２第３第４混合偏光板から前記第１偏光板、第２偏光板、第３偏光板及び第４偏光板の一部をそれぞれ含む領域を切り出す第５ステップと、を備えたことを特徴とする複合偏光層の製造方法。
6. 前記第５ステップにおける前記第１偏光板、第２偏光板、第３偏光板及び第４偏光板は、それぞれ正方形の形状を有し、前記第５ステップの後に、
   前記第１偏光板、第２偏光板、第３偏光板及び第４偏光板をそれぞれ対角線に沿って切断することにより、前記第１偏光層、第２偏光層、第３偏光層及び第４偏光層のそれぞれは、２つの側面部で挟まれた角部が直角である直角二等辺三角形に形成され、各偏光層における隣り合った前記側面部同士が一体化される第６ステップを更に備えたことを特徴とする請求項５に記載の複合偏光層の製造方法。

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