JP7139233B2 - 反射型スケール - Google Patents

Description

本発明は、反射型スケールに関する。

上記技術分野において、特許文献１には、光源と回折格子とを備える光学式変位測定装置において、－１次回折光による干渉を抑制する技術が開示されている。

特開２０１２－２２５６８１号公報 特開２０１２－２２５６８１号公報 特開２０１２－２７８７号公報

しかしながら、上記文献に記載の技術では、１次回折光による干渉のみを考慮しており、０次回折光による干渉を考慮していないので、０次回折光による干渉を確実に抑制することができなかった。

本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る反射型スケールは、
光学式エンコーダに搭載される反射型スケールであって、
反射型回折格子と、
前記反射型回折格子の光源側の面を保護する透過性保護材と、
を有し、
前記透過性保護材の表面で反射した反射光と、前記反射型回折格子の表面で反射した後、前記透過性保護材から外側に射出された主０次回折光との第１光路長差に対応して発生する干渉光の第１可干渉度と、前記反射型回折格子の表面で回折反射した後、前記透過性保護材の外側に射出した主検出回折光と副検出回折光との第２光路長差に対応して発生する干渉光の第２可干渉度と、の両方が所定値α以下になるように、前記透過性保護材の厚みを規定した反射型スケールであって、
前記所定値αが、３０％以下である反射型スケール。
上記目的を達成するため、本発明に係る他の反射型スケールは、
マルチモード半導体レーザを光源とした光学式エンコーダに搭載される反射型スケールであって、
反射型回折格子と、
前記反射型回折格子の光源側の面を保護する透過性保護材と、
を有し、
屈折率をｎ ₂ 、入射光の前記透過性保護材の内部での屈折角をθ ² （ｉ）、主ｍ次回折光の前記透過性保護材の内部での屈折角をθ ² （ｍ）とし、前記透過性保護材の厚みをＴとする場合、以下の式で表される、直接反射光と主０次回折光との光路長差（ＯＰＤ１）及び、主ｍ次回折光と副ｍ次回折光との光路長差（ＯＰＤ２）の両方が、
前記光源のコヒーレンススペクトルがピークを形成する光路長差範囲から外れるように前記透過性保護材の厚みＴを設定した反射型スケール。

本発明によれば、０次回折光による干渉を確実に抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る反射型スケールの構成を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る反射型スケールの構成を説明するための他の図である。 本発明の第２実施形態の前提技術に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダによる回折光を説明する図である。 本発明の第２実施形態の前提技術に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダによる主検出回折光と副検出回折光との等傾角干渉を説明する図である。 本発明の第２実施形態の前提技術に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダの光源のコヒーレンススペクトルの一例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダの構成の概略を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダによる直接反射光、主０次回折光および副０次回折光による等傾角干渉を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダによる０次光回折効率のマップ図である。 本発明の第２実施形態に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダによる－１次光回折効率のマップ図である。 本発明の第２実施形態に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダのＯＰＤ_１の位置をコヒーレンススペクトル上に示した図である。 本発明の第２実施形態に係る反射型スケールの有する回折格子の構成を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る反射型スケールの有する回折格子の構成を説明する他の図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明記載する。ただし、以下の実施の形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての反射型スケール１００について、図１Ａおよび図１Ｂを用いて説明する。反射型スケール１００は、直線変位や回転変位等の測定に用いられるスケールである。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、反射型スケール１００は、反射型回折格子１０１および透過性保護材１０２を含む。反射型回折格子１０１は、反射型の回折格子である。透過性保護材１０２は、反射型回折格子１０１の光源側の面を保護する。

透過性保護材１０２の表面１２１で反射した反射光１１０と、反射型回折格子１０１の表面１１１で反射した後、透過性保護材１０２から外側に射出された主０次回折光１２０との第１光路長差（（ＡＢ＋ＢＣ）－ＡＤ）に対応して発生する干渉光の第１可干渉度と、反射型回折格子１０１の表面１１１で回折反射した後、透過性保護材１０２の外側に射出した主検出回折光１３０と副検出回折光１４０との第２光路長差（（ＥＦ＋ＦＧ）－ＥＨ）に対応して発生する干渉光の第２可干渉度と、の両方が所定値α以下になるように、透過性保護材１０２の厚みを規定した。

本実施形態によれば、０次回折光による干渉を確実に抑制することができる。

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る反射型スケールについて、図２Ａ乃至図５を用いて説明する。なお、本実施形態に係る反射型スケールは、特許文献２の１次元反射型スケール、および特許文献３の２次元反射型スケールに適用可能である。

＜前提技術＞
図２Ａは、本実施形態の前提技術に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダによる回折光を説明する図である。図２Ｂは、本実施形態の前提技術に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダによる主検出回折光と副検出回折光との等傾角干渉を説明する図である。図２Ｃは、本実施形態の前提技術に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダの光源のコヒーレンススペクトルの一例を示す図である。

光学式エンコーダは、互いに移動する２つの物体の相対的な位置情報を測定することができるセンサであり、広く一般に使用される。目盛りの情報は、スケールに記録されている。光源を搭載した走査ヘッド（検出ヘッド）からスケールに光が入射されると、スケールの目盛情報は、回折された光の位相の情報へ転写され、再び走査ヘッドに戻される。これを検出することで、インクリメンタルな位置情報を読み取ることができる。スケールが反射型回折格子スケールの場合、発生する回折光の次数と回折角とは、入射角、スケールの回折格子の格子ピッチおよび光源の波長により決まる。しかしながら、走査ヘッドで検出されるのは、図２Ａに示した、－１次回折光と＋１次回折光とのいずれか一方、または、両方であり、０次回折光および±２次回折光以上の高次回折光は走査ヘッドにとっては不要な回折光となる。

反射型回折格子スケールに対しては、十分な耐環境性を持ち、傷が付きにくく、汚れに強いことが求められる。そのため、図２Ａに示したように、反射型回折格子２０２の表面に十分な強度の透過性保護材２０１を設けることが有効である。透過性保護材２０１を設けることで、汚れが付着したとしても容易に拭き取ることができ、繊細な反射型回折格子２０２に直接手で触れる危険を解消できる。透過性保護材２０１の材料は、十分な強度と透明性とを備え、格子が刻まれた基材（反射型回折格子２０２）との膨張係数の一致性がよい材料が望ましい。透過性保護材２０１は、例えば、ガラスまたは樹脂シートを反射型回折格子２０２に接着させて取り付けてもよい。また、Ｓ_ｉＯ_２（二酸化ケイ素）等の透明性の材料を反射型回折格子２０２に塗布または蒸着させて取り付けてもよい。

透過性保護材２０１を反射型回折格子２０２の上部（光源側）に配置したスケールは、取扱いの上で非常に有効である。しかしながら、回折光が透過性保護材２０１の内部で多重反射することにより、光学式エンコーダにとって必要な次数の回折光の回折効率が変動することが知られている。図２Ｂを参照して、－１次回折光を検出ヘッドで検出する場合を例として透過性保護材２０１の内部における多重反射を説明する。

入射光は、屈折率ｎ_１＝１の空気層２１０から屈折率ｎ_２の透過性保護材２０１に入射するものとし、空気層２１０での入射角をθ^１ _（ｉ）、これに対応する透過性保護材２０１の内部での屈折角をθ^２ _（ｉ）とする。入射光が、反射型回折格子２０２の回折格子面２２１で回折されることにより、ｍ次回折光（以下、主ｍ次回折光という）が発生する。ただし、ｍは、０を含む整数である。

主ｍ次回折光の一部は透過性保護材２０１を透過せずに、透過性保護材２０１の保護材表面２１１で反射され、再び回折格子面２２１へ入射し、主ｍ次回折光と同じ方向に回折光（以下、副ｍ次回折光という）を発生させる。副ｍ次回折光は、多重反射の回数だけ発生する。

ここで、主ｍ次回折光の空気層２１０での回折角をθ^１ _（ｍ）、透過性保護材２０１の内部での屈折角をθ^２ _（ｍ）とし、透過性保護材２０１の厚みをＴとする。この場合、主ｍ次回折光と副ｍ次回折光との光路長差（ＯＰＤ_２）は、

と表される。ただしＯＰＤ_２は、透過性保護材２０１の内部を多重反射する次数ｍの回折光に対してそれぞれ与えられる。光源としてマルチモード半導体レーザ光源を用いる場合のコヒーレンススペクトルは、図２Ｃに示したようなマルチピーク形状を持つ。（１）式によって表されるＯＰＤ_２を、図２Ｃに示したコヒーレンススペクトルと照らし合わせたときに、光路長差（ＯＰＤ_２）が、スペクトルのピーク内にある場合は、走査ヘッドにとって必要な主－１次回折光は、副－１次回折光と等傾角干渉を引き起こす。この場合、－１次回折光の回折効率は透過性保護材２０１の厚みＴに対して約λ／（２ｎ_２）の周期で変動することになり、当該周期は、数百ｎｍ周期となる。ただし、λは、空気層２１０における入射光の波長である。

反射型回折格子スケールの全面において透過性保護材２０１の厚みＴのばらつきを数百ｎｍの精度で管理することは製品のコストを増大させる。結果として、走査ヘッドを測定方向に移動させると、信号強度が激しく変動することになり、ＳＮ比（Signal-Noise ratio）の局所的な悪化を招くだけでなく、信号のＤＣ（Direct Current）成分を補正しきれない場合は大きな内挿誤差にもつながる。

特許文献１においては、（１）式で表される光路長差ＯＰＤ_２が透過性保護材２０１の厚みＴに依存することに注目し、透過性保護材２０１の厚みＴの増減によってＯＰＤ_２を増減させている。これにより、光源のコヒーレンススペクトルのピークからＯＰＤ_２を外へ外すことができ、光路長差がＯＰＤ_２で表される等傾角干渉による検出光の強度の変動を可干渉度（コヒーレンス度）が、１００％の場合の変動幅に対して２％以下に抑えることが可能であることを説明した。

＜本実施形態の技術＞
図３Ａは、本実施形態に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダの構成の概略を説明する図である。光学式エンコーダ３００は、検出ヘッド３０１と反射型スケール３０２とを含む。検出ヘッド３０１は、光源３１１と受光部３１２とを有する。反射型スケール３０２は、反射型回折格子３２１を有する。

検出ヘッド３０１は、反射型スケール３０２に対して相対的に移動可能となっている。光源３１１は、反射型回折格子３２１に光を照射する。受光部３１２は、反射型回折格子３２１により回折された光を受光する。光学式エンコーダ３００は、受光した光（回折光）に基づいて変位を測定する。

図３Ｂは、本実施形態に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダによる直接反射光、主０次回折光および副０次回折光による等傾角干渉を説明する図である。反射型スケール３０２においては、主－１次回折光と副－１次回折光との等傾角干渉だけではなく、別の回折光の組み合わせによる等傾角干渉が起きている。なお、図３Ｂにおいては、入射角、反射角および回折角の表記は、図２Ｂに示したものと同様である。

透過性保護材３３０の保護材表面３３１での直接反射および透過性保護材３３０の内部での多重反射に対して、
θ^１ _（ｉ）＝θ^１ _（０） （２）
および
θ^２ _（ｉ）＝θ^２ _（０） （３）
であるから、直接反射光、主０次回折光および副０次回折光は等傾角をなす。これらの光路長差（ＯＰＤ_１）は、以下の式で与えられる。

式（４）によって表されるＯＰＤ_１をマルチモード半導体レーザ光源のコヒーレンススペクトルと照らし合わせたときに、ＯＰＤ_１がスペクトルのピーク内にある場合は、透過性保護材３３０の保護材表面３３１での直接反射光、主０次回折光および副０次回折光は等傾角干渉を引き起こす。

透過性保護材３３０の保護材表面３３１での直接反射光、主０次回折光および副０次回折光による等傾角干渉は、検出ヘッド３０１（センサ）の検出光ではなく、不要な０次回折光の間で発生する干渉である。しかしながら、光のエネルギー保存則から、ある次数の回折効率が増加すれば別の次数の回折効率は減少することは明らかである。すなわち、回折格子に入射した光には、反射、透過および吸収という３種類の経路があり、これらの確率はそれぞれ、反射率Ｒ、透過率Ｔおよび吸収率Ａとして表される。入射光の強度を１とした場合、これらの関係は、
１＝Ｒ＋Ｔ＋Ａ （５）
と表される。また、反射型回折格子３２１において発生する回折光の回折効率の総和は、反射率Ｒに等しいことも回折効率の定義から明らかである。すなわち、
Ｒ＝η_０＋η_１＋・・・＋η_ｍ＋・・・ （６）
という関係がある。

ただし、η_０、η_１、・・・η_ｍはそれぞれ、０次光、１次光、・・・ｍ次光における回折効率である。式（５）および式（６）から、ある次数ｍにおける回折効率η_ｍの変動は、ｍでない他の次数の回折光の回折効率を変動させる。

図４Ａは、本実施形態に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダによる０次光回折効率のマップ図である。図４Ｂは、本実施形態に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダによる－１次光回折効率のマップ図である。屈折率ｎ_２＝１．４５、厚さＴ＝１ｍｍの透過性保護材３３０を用いて測定した反射型スケール３０２（２次元反射型スケール）の０次光回折効率のマップ図（図４Ａ）、および検出光である－１次光回折効率のマップ図（図４Ｂ）である。反射型スケール３０２の格子ピッチは、Λ＝１．６μｍである。入射光の波長は、７９０ｎｍであり、偏光はｓ偏光である。入射角は、θ^１ _（ｉ）＝２９．６°である。図４Ａおよび図４Ｂにおいて、縦軸と横軸とは、反射型スケール３０２の位置（単位はｍｍ）を表す。０次光の回折効率と－１次光の回折効率が同時に変動している様子が分かる。

図４Ａおよび図４Ｂの測定において、ＯＰＤ_１で表される透過性保護材３３０の保護材表面３３１での直接反射光、主０次回折光および副０次回折光による等傾角干渉の光路長差は、式（４）から、
ＯＰＤ_１＝２×１．４５×１ｍｍ×ｃｏｓ（１９．９）＝２．７ｍｍ （７）
となる。ただし、入射角θ^１ _（ｉ）＝２９．６°であり、式（８）で表されるスネルの法則
ｎ_１ｓｉｎθ^１ _（ｉ）＝ｎ_２ｓｉｎθ^２ _（ｉ） （８）
から透過性保護材３３０の内部での入射角は、θ^２ _（ｉ）＝１９．９°であることを用いた。

図５は、本実施形態に係る反射型スケールを有する光学式エンコーダのＯＰＤ_１の位置をコヒーレンススペクトル上に示した図である。光路長差が０の位置に存在するメインピークから数えて左から２番目のピーク内にＯＰＤ_１が位置している。また、ＯＰＤ_２で表される主－１次回折光と副－１次回折光との等傾角干渉における光路長差は、透過性保護材３３０の内部で多重反射する回折次数それぞれに対して与えられる。図５のコヒーレンススペクトルと照らし合わせた際に最も可干渉度（コヒーレンス度）が高くなったのは検出光自身が多重反射することに対応するｍ＝－１の場合である。

この場合、式（９）で表される回折の法則
ｎ_２ｓｉｎθ^２ _（ｉ）＋ｎ_２ｓｉｎθ^２ _（－１）＝－ｍ・λ／Λ （９）
から、－１次回折光の透過性保護材３３０の内部での回折角は、θ^２ _（ｉ）＝０°である。

したがって、式（１）から、
ＯＰＤ_２＝２×１．４５×１ｍｍ×ｃｏｓ（０）＝２．９ｍｍ （１０）
である。図５には、ｍ＝－１の場合のＯＰＤ_２の位置も示されている。

式（４）で表される光路長差ＯＰＤ_１は、透過性保護材３３０の厚みＴの関数であるため、透過性保護材３３０の厚みを増減させることで、図５のコヒーレンススペクトルを横軸に沿って移動させることができる。例えば、透過性保護材３３０の厚みＴを増加させた場合、式（１）および式（４）から明らかなように、光路長差ＯＰＤ_１および光路長差ＯＰＤ_２は、図５のコヒーレンススペクトルの横軸の正の方向に沿って移動する。

したがって、ＯＰＤ_１とＯＰＤ_２とが図５に示したような位置関係にあり、透過性保護材３３０の厚みＴを増加させる場合、ＯＰＤ_２だけではなく、ＯＰＤ_１もピークの外へ出す必要がある。ＯＰＤ_１もピークの外へ出さなければ、透過性保護材３３０の保護材表面３３１での直接反射光、主０次回折光および副０次回折光による等傾角干渉による変動は起こる。その結果、検出光となる回折光の回折効率も変動する。

また、入射角によっては、ＯＰＤ_１がＯＰＤ_２よりも大きくなる。例えば、垂直入射θ^１ _（ｉ）＝０の場合、式（４）で表されるＯＰＤ_１は、
ＯＰＤ_１＝２×１．４５×１ｍｍ×ｃｏｓ（０）＝２．９ｍｍ （１１）
となる。一方、式（１）で表されるＯＰＤ_２は、
ＯＰＤ_２＝２×１．４５×１ｍｍ×ｃｏｓ（１９．９）＝２．７ｍｍ （１２）
となる。

これは、図５において、ＯＰＤ_１とＯＰＤ_２とが入れ替わっている場合に相当する。したがって、透過性保護材３３０の厚みＴを減少させる場合は、ＯＰＤ_２と同時にＯＰＤ_１もピークの外へ出さなければならない。

透過性保護材３３０の厚みＴに対して、光路長差ＯＰＤ_１＝ｆ_１（Ｔ）とし、光路長差ＯＰＤ_１に対応して発生する干渉光の可干渉度をｇ（ＯＰＤ_１）とする。光路長差ＯＰＤ_１に対応して発生する干渉光の可干渉度は、ｇ（ｆ_１（Ｔ））と表される。また、同様に、光路長差ＯＰＤ_２＝ｆ_２（Ｔ）とし、光路長差ＯＰＤ_２に対応して発生する干渉光の可干渉度をｇ（ＯＰＤ_２）とする。光路長差ＯＰＤ_２に対応して発生する干渉光の可干渉度は、ｇ（ｆ_２（Ｔ））と表される。この場合、透過性保護材３３０の厚みＴは、下記の式の両方を満たす。

ｇ（ｆ_１（Ｔ））＜α （１３）
ｇ（ｆ_２（Ｔ））＜α （１４）
次に、光路長差ＯＰＤ_１に対応して発生する干渉光の変動許容値をβ_１としたとき、主０次光の回折効率は、中心値η_０に対して、η_０－β_１からη_０＋β_１まで変動するものとする。

所定値αと光路長差ＯＰＤ_１に対応して発生する干渉光の変動許容値β_１との関係は、

と決定される。ただし、
ｒ_１２：空気－透過性保護材３３０界面での振幅反射率、
Ｒ_１２：空気－透過性保護材３３０界面での強度反射率、
ｒ_{２３（０）}：透過性保護材３３０－反射型回折格子３２１界面での主０次回折光の振幅反射率、
Ｒ_{２３（０）}：透過性保護材３３０－反射型回折格子３２１界面での主０次回折光の回折効率
であり、全て入射角の関数である。また、入射光の偏光状態にも依存する。

一方、光路長差ＯＰＤ_２に対応して発生する干渉光の変動許容値をβ_２としたとき、主検出回折光の回折効率は、中心値η_ｄに対して、η_ｄ－β_２からη_ｄ＋β_２まで変動するものとする。

所定値αと光路長差ＯＰＤ_１に対応して発生する干渉光の変動許容値β_２との関係は、

と決定される。ただし、ｄは、検出する回折光の回折次数、ｍは透過性保護材３３０の内部を多重反射する回折光の回折次数を表す。また、
ｒ_１２：空気－透過性保護材３３０界面での振幅反射率、
ｔ_１２：空気－透過性保護材３３０界面での振幅透過率、
ｔ_２１：透過性保護材３３０－空気界面での振幅透過率、
Ｒ_{２３（ｄ）}：透過性保護材３３０－反射型回折格子３２１界面での主検出回折光の回折効率、
ｒ_{２３（ｍ）}：透過性保護材３３０－反射型回折格子３２１界面での主ｍ次回折光の振幅反射率、
Ｒ_{２３（ｍ）}：透過性保護材３３０－反射型回折格子３２１界面での主ｍ次回折光の回折効率
であり、全て入射角および回折角の関数である。入射光の偏光状態にも依存する。

以上より、光路長差ＯＰＤ_１に対応する干渉による主０次回折光の回折効率の変動許容値をβ_１、光路長差ＯＰＤ_２に対応する干渉による主検出回折光の変動許容値をβ_２に抑えたい場合は、光源の可干渉度を所定値αにまで下げる必要がある。

次に計算例を示す。測定条件と同じく入射角がθ^１ _（ｉ）＝２９．６°であり、検出回折光も多重反射する回折光も－１次光である場合（ｍ＝ｄ＝－１）を考える。また、２次元反射型スケールであることを想定し、透過性保護材３３０－反射型回折格子３２１界面での０次光の回折効率をＲ_{２３（０）}＝２０％とする。また、透過性保護材３３０－反射型回折格子３２１界面での－１次光の回折効率をＲ_{２３（－１）}＝１０％とする。

このとき、可干渉度の所定値αと、光路長差ＯＰＤ_１に対応して発生する干渉光の変動許容値β_１および光路長差ＯＰＤ_２に対応して発生する干渉光の変動許容値β_２との関係は以下の表１のようになる。

図６は、本実施形態に係る反射型スケールの有する回折格子の構成を説明する図である。反射型回折格子の格子溝６０１は、例えば、レーザ描画や電子描画により形成される。または、より高精度な格子溝６０１を刻む場合には、干渉露光法を用いる。干渉露光法やレーザ描画、電子描画などによって作成された格子溝６０１を原板としてインプリント成型することで格子溝６０１を形成してもよく、その場合の格子溝６０１は樹脂である。格子溝６０１の上には、反射性の金属膜６０２を塗布する。反射性の金属膜６０２としては、例えば、金、銀、アルミ等であり、これらを主成分として含む合金であってもよい。なお、格子溝６０１は、基材６１０上に形成される。

図７は、本実施形態に係る反射型スケールの有する回折格子の構成を説明する他の図である。図７には、露光法によって反射型回折格子の格子溝７０１を形成した際の格子溝７０１の断面が示されている。格子溝７０１は、上から順に、主成分を酸化クロムとする薄膜層である酸化クロム層７１１、主成分をクロムとする薄膜層であるクロム層７１２、主成分を酸化クロムとする薄膜層である酸化クロム層７１３の順に構成されている。酸化クロム層７１１，７１３およびクロム層７１２の成膜はスパッタリングで行い、その際に添加材として、酸素、窒素、炭素等を含んでいてもよい。基材７１０とクロム層７１２との間の酸化クロム層７１３は、基材７１０とクロム層７１２との密着性を良くするために塗布される。酸化クロム層７１３の厚みは、数十ｎｍ程度である。酸化クロム層７１１は、露光波長に対する反射防止膜としての役割をもち、露光時の多重反射に起因する格子溝７０１の断面の形状不良を防ぐために塗布される。

本実施形態によれば、０次回折光による干渉を確実に抑制することができる。

［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。

Claims (5)

1. 光学式エンコーダに搭載される反射型スケールであって、
   反射型回折格子と、
   前記反射型回折格子の光源側の面を保護する透過性保護材と、
   を有し、
   前記透過性保護材の表面で反射した反射光と、前記反射型回折格子の表面で反射した後、前記透過性保護材から外側に射出された主０次回折光との第１光路長差に対応して発生する干渉光の第１可干渉度と、前記反射型回折格子の表面で回折反射した後、前記透過性保護材の外側に射出した主検出回折光と副検出回折光との第２光路長差に対応して発生する干渉光の第２可干渉度と、の両方が所定値α以下になるように、前記透過性保護材の厚みを規定した反射型スケールであって、
   前記所定値αが、３０％以下である反射型スケール。
2. 前記透過性保護材の厚みＴに対して、前記第１光路長差をＯＰＤ_１＝ｆ_１（Ｔ）、前記第１可干渉度をｇ(ＯＰＤ_１)とし、前記第２光路長差をＯＰＤ_２＝ｆ_２（Ｔ）、前記第２可干渉度をｇ(ＯＰＤ_２)としたときに、
   前記透過性保護材の厚みＴは、下記の式の両方を満たす請求項１に記載の反射型スケール。
   ｇ（ｆ_１（Ｔ））＜α
   ｇ（ｆ_２（Ｔ））＜α
3. 前記所定値αと前記第１光路長差に対応して発生する干渉光の変動許容値β_１との関係、および前記所定値αと前記第２光路長差に対応して発生する干渉光の変動許容値β_２との関係がそれぞれ以下の式で決定される請求項２に記載の反射型スケール。
   

   

   
   

   
4. １次元または２次元である請求項１、２または３に記載の反射型スケール。
5. マルチモード半導体レーザを光源とした光学式エンコーダに搭載される反射型スケールであって、
   反射型回折格子と、
   前記反射型回折格子の光源側の面を保護する透過性保護材と、
   を有し、
   屈折率をｎ₂、入射光の前記透過性保護材の内部での屈折角をθ²（ｉ）、主ｍ次回折光の前記透過性保護材の内部での屈折角をθ²（ｍ）とし、前記透過性保護材の厚みをＴとする場合、
   以下の式で表される、直接反射光と主０次回折光との光路長差（ＯＰＤ１）及び、主ｍ次回折光と副ｍ次回折光との光路長差（ＯＰＤ２）の両方が、前記光源のコヒーレンススペクトルがピークを形成する光路長差範囲から外れるように前記透過性保護材の厚みＴを設定した反射型スケール。
   

   

   

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