JPH02285214A - 測長器及びそれに用いるスケール部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は測長器及びそれに用いるスケール部材に関し、
例えば移動物体に取付けたスケール部材に光束を入射さ
せ、該スケール部材で反射、回折等の光学的作用を受け
た光束を受光素子で検出することにより、該移動物体の
直線方向の変位や回転１等の変位状態を検出するように
した測長器及びそれに用いるスケール部材に関するもの
である。

（従来の技術） 従来より産業用工作機械における移動物体の移動全検出
やロボットアームの回転、移動、位置等の検出や回転機
構の回転量、回転速度等の検出を光電的に高精度に行う
ことのできる所謂エンコーダ等の測長器が種々と提案さ
れている。

このうちレーザー等の可干渉性光束を移動物体に取付け
たスケールに入射させ、該スケールから生じる回折光を
検出して移動物体の変位状′態を検出するようにしたリ
ニアエンコーダやロータリーエンコーダ等の測長器は比
較的高精度な測定が容易に行なわれる為各分野で多用さ
れている。

第１８図は従来の回折光を利用したリニアエンコーダの
要部概略図である。

同図においてはレーザー１１から出射した光束はビーム
スプリッタ−１２によって２分割された後、反射鏡１３
１，１３２を介して不図示の移動物体に連結した回折格
子１４の一点Ｍを照射する。点Ｍで発生した±１次の透
過回折光は反射鏡１３３．１３４で反射して元の光路を
戻り回折格子１４の点Ｍを再照射する。そして回折格子
１４で再度発生する±１次の回折光を元の光路を往復さ
せビームスプリッタ−１２を介して干渉させる。そして
このとき得られる干渉光の明暗変化を受光素子１５で検
出している。

同図に示す装置では±１次の回折を２回受けた光を干渉
させているので、回折格子１４がその１格子ピツチＰだ
け変位すると受光素子１５からは４周期分の正弦波信号
が得られる。つまり同図に示すリニアエンコーダでは１
正弦波信号あたり回折格子１４（移動物体）のＰ／４の
変位を検出することができる。

又、第１９図は被測定物体の回転量や回転速度等の絶対
値な光電的に求める為の従来のアブソリュート式のロー
タリーエンコーダの概略図である。

同図に示すロータリーエンコーダは回転軸４０に連結し
た円板４１の半径の異なる周上に投光部と遮光部とのコ
ード部４２を規則的に配列する際、半径方向における投
光部と遮光部との組合わせコードが単位角度毎に異なる
ように構成している。そして半径方向の異なる周上に対
応して各々コードを読み取る為の複数の光源より成る投
光手段４４と複数の受光素子より成る受光手段４５を対
向配置している。そしてこのときのコートを複数の開口
を有するスリット板４３を介して受光手段４５で読み取
ることにより円板の絶対回転角度を測定している。

（発明が解決しようとする問題点） 第１８図に示すリニアエンコーダでは光源１１から射出
した光束が受光素子１５で受光されるまでの光路長が比
較的長くなる傾向がある為、例えば周囲の温度や装置の
振動等に対する影響が多くこれらの要因により検出精度
が低下する等の問題点があった。

又、測定精度を上げる為には格子ピッチの小さい回折格
子を用いれば良いが格子ピッチの小さい回折格子を精度
良く製作する。ことは大変難しいという問題点かあフた
。

このことは第１９図に示したアブソリュート型のロータ
リーエンコーダにおいても同様である。

即ち、検出精度を高める為にはコード数を増やしビット
数を増加させれば良いが、それにつれてコード部が細か
くなり、精度良くコート部を製作するのが大変難しくな
るという問題点があつた。

本発明は移動物体に取り付ける回折格子やコート部等の
スケール形状及び該スケールを設ける物体の形状を適切
に設定することにより周囲の温度変化や装置の振動等に
対して、あまり影響されずに、又等ピツチの回折格子や
コート部等の所定寸法のスケールが容易に製作すること
ができ、移動物体の変位状態を高精度に検出することの
できるリニアエンコーダやロータリーエンコーダ等の測
長器及びそれに用いるスケール部材の提供を目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 本発明の測長器は、円柱状部材の外周面に円柱軸方向に
沿って所定ピッチで螺旋状に設けたスパイラル格子を有
するスケール部材に光束を入射させ、該スパイラル格子
で変調された光束を検出することにより該スケール部材
の変位を検出したことを特徴としている。

又、本発明に係るスケール部材は、円柱状物体の外周面
に円柱軸方向に沿って螺旋状に所定ピッチのスケールを
１つ又は複数個形成したスパイラル格子を有しているこ
とを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明の第１実施例の要部概略図である。同図
において１は半導体レーザー等の可干渉性光束を放射す
る光源、２はコリメーターレンズでありレーザー１から
の光束を平行光束としている。１０１はスケール部材で
あり不図示の被検移動物体に連結されている。スケール
部材１０１は円柱状、又は円筒状（以下「円柱状」と総
称する。）の透明部材（ガラス、プラスチック等）１０
の外周側面に光の透過部分又は不透過部分より成るスケ
ール（回折格子や光学的パターン等、パターンともいう
。）を等間隔のピッチＰで螺旋状に形成して（このよう
なパターンを以下「スパイラル格子３」という、）構成
されている。

４３．４□は反射鏡でスケール部材１０１からの所定次
数の回折光を反射させている。５はハーフミラ−６は受
光素子である。

本実施例では光Ｗ１から出射した光束はコリメーターレ
ンズ２によってほぼ平行な光束となって、スパイラル格
子３面上の位置Ｍ、を照射する点Ｍ１において、スパイ
ラル格子３のピッチＰと入射させる光束の波長λに応じ
た特定の角度で±ｍ次の回折光が発生する。

点Ｍ、において発生した±ｍ次の２つの回折光ｍ＋、ｍ
−はスパイラル格子３の内部を透過して、それぞれスパ
イラル格子３の位置Ｍ２．Ｍ３に達する。点Ｍ、、Ｍ３
において再び±ｍ次及び−ｍ次回折光が発生する。

こうして±ｍ次の回折を各々２回ずつ受けた回折光ｍ＋
＋、ｍ−一を反射ｔ！！４＋、４２で反射させビームス
プリッタ−５を介して重ね合わせ、受光素子６に入射さ
せる。ここでｍ次の回折を２回受けた回折光ｍ＋＋、ｍ
−一はスパイラル格子３が第１図の矢印方向の変位によ
って位相が変化する。例えばスパイラル格子３がその格
子ピッチＰだけ動くとｍ次の回折を１回受けた±ｍ次の
回折光ｍ＋、ｍ−の位相は±２ｍπだけ変化する。更に
ｍ次の回折を２回受けた回折光ｊｆｉ＋＋、　ｍ−−は
±４ｍπだけ位相が変化する。

そこで回折光ｍ＋十とｍ−一を干渉させることによって
受光素子６に入射する回折光はスパイラル格子３がＰだ
け動くことによって（＋４ｍπ−（−４ｍπ））／２π
＝４ｍ周期の明暗変化となる。従って受光素子６からは
４ｍ周期の正弦波信号が得られる。

つまり、受光素子６の出力信号の正弦波−周期によって
スパイラル格子３のＰ　／　４　ｍの変位が検出できる
。例えばスパイラル格子３のピッチを２μｍ、回折光と
して±１次の回折光を選択すると、受光素子６の出力信
号における正弦波１周期あたりのスパイラル格子３の変
位量は２／４＝Ｏ，Ｓμｍとなる。

本実施例ではこのようなスパイラル格子を有するスケー
ル部材を用いることにより、複数回の回折を行なわせる
場合でも光源から受光素子までの光路長があまり長くな
らないようにすることが出来、周囲の環境変化（温度変
化）等による影響を少なくした高精度な測定が出来る測
長器を達成している。

又、本実施例はあらゆる方向からの測定が可能で、しか
も被検出物体の取付は自由度が大きい等め特長を有して
いる。

次に本発明に係るスパイラル格子を有したスケール部材
について説明する。

第２図は本発明に係るスパイラル格子３を有したスケー
ル部材１０１の要部斜視図である。同図において１０は
透明な円筒状、又は円柱状の部材（以下「円柱状部材」
と総称する。）、３はスパイラル格子であり円柱状部材
１０の外周側面に円柱＠１０ａ方向に沿って透過部と非
透過部より成るスケールを測定ピッチで螺旋状に刻設し
て形成している。尚、スケールは光を単に通過又は非通
過させる場合と回折させる場合等、目的に応じて線幅や
ピッチ等が設定されている。

第３図は第２図のスケール部材１０１を円柱軸１０ａを
通り直径方向に２等分したときの断面説明図である。

同図においては円柱状部材１０の半径をｒ、スパイラル
格子３のピッチをＰ、スケール３ａの幅をＷ、スケール
３ａの円柱状部材１０の表面上の厚さをｄとして示して
いる。

第４図は本発明に係るスケール部材１０１の製造工程の
うちの一工程であるレジスト露光工程を示す要部概略図
である。

同図において２１は円柱状部材１０を可動的に支持する
ための固定ローラー　２３は前記円柱状部材１０を一定
の速度で回転させるための駆動用ローラー、２４は前記
駆動用ローラ２３を回転させるためのモーター、２５は
モーター２４の回転状態を検出し制御するためのエンコ
ーダである。

円柱状部材１０には予め第１の工程において銀、銅、ク
ロム、アルミニウム等の金属膜３０を膜厚ｄで蒸着し、
第２の工程において前記金属膜３０の上に均一にレジス
ト３１を塗布しである。

次に同図に示した工程において円柱状部材１０をモータ
ー２４により一定の角速度ωで回転させ、円柱状部材１
０の回転軸と垂直なる方向より、電子ビームもしくはレ
ーザー等の露光用ビーム３２により前記レジスト３１に
スケール、例えば回折格子パターン１１を露光する。こ
の際、露光用ビーム３２のスポット径により回折格子パ
ターン１１の幅Ｗを決定する。同時に露光用ビーム３２
を円柱状部材１０の回転軸と平行に一定速度■において
移動することにより、前記回折格子パターン１．１が螺
旋状パターンとして、即ちスパイラル格子３として露光
している。

従って、前記手段により作成される螺旋状パターンのピ
ッチは円柱状部材１０の回転角速度ω及び露光用ビーム
３２の移動速度Ｖにより次式に表わされる。

Ｐ＝２πＶ／ω （但し、ｒ２ω２＋ｖ２≦Ｃ２） ここでＣはレジストの特性および露光用ビーム強度より
決定される、露光用ビーム３２の最大走査速度を示す。

この後、次工程において金属膜３０のエツチング処理を
行い、最終工程においてレジストを除去することにより
第３図に示した構造の本発明に係るスパイラル格子を得
ている。

第５図（Ａ）は本発明に係るスケール部材１０１の他の
一実施例の斜視図である。同図においては円柱状部材１
０の代わりに円筒状部材１０ｂの外周側面に第４図で示
したのと同様の方法でスパイラル格子３を設けた状態を
示している。

以上のような構成の本発明に係るスケール部材には次の
ような特長がある。

（イ）従来の平板状の光学的スケールの製造工程におい
て用いられている回折格子露光時に必要な原形パターン
となるフィルム等が全く不要であり、従来露光装置の一
括露光面積による制限を受けないため、長尺（２０ｃｍ
〜１５０ｃｍ）のスケール部材を簡易な手段、かつ低コ
ストに製造することができる。

（ロ）断面形状が円形状であり、又その外周面に均一に
回折格子のパターンが形成されるため、製造時にそり等
の変形を生じ難い。

（ハ）長手方向に任意に分割して使用することが可能で
あり、１回の回折格子のパターン形成の工程を経るだけ
て複数本のスケール部材を同時に製造することが可能で
あり、製造コストを大幅に低減できる。

（ニ）回折格子パターンの露光工程において円柱状部材
の回転角速度ω、露光ビームの移動速度■及びそのスポ
ット径を変更することにより、容易に異なるピッチ、パ
ターン幅をもつスパイラル格子を形成することが可能で
ある。

尚、本発明に係るスケール部材１０１のスパイラル格子
は円柱状部材の外周面にスケールを螺旋状に設けて形成
する他に、例えば第５図（Ｂ）に示すように透過性の円
柱状部材１０の外周面にスパイラル格子に相当する溝５
１を刻設して構成しても良い。第５図（Ｃ）は同図（Ｂ
）の断面形状である。このようなスパイラル格子は所謂
位相格子に相当し、一般に回折効率が高いため回折光の
位相変化を検出する場合には受光素子６で検出する光量
が大きく、後段の電気回路の負担が軽くてすむ等の特長
を有している。

第６図〜第１０図は各々本発明の測長器の第２〜第６実
施例の要部概略図である。

第２〜第６実施例はいずれもスケール部材１０１のスパ
イラル格子３から生ずる所定次数の回折光を検出手段で
検出し、該検出手段からの出力信号を利用して被移動物
体の変位状態を検出している。このときの検出原理につ
いては第１図で示した第１実施例と略同様である。又各
図において第１図で示した要素と同一要素には同符番な
付している。

次に各実施例を第１図で示した第１実施例と異なる点を
中心に説明する。

第６図において７．．７□は１／４波長板で、その光学
軸が可干渉性光束を発する光源１の直線（偏光方位に対
して１／４波長板７１は＋４５°方向、１／４波長板７
□は一４５°方向になるように配置されている。８１．
８□は偏光板で、その偏光方位が互いに４５０傾いてい
る。

同図においてスパイラル格子３によってｍ次の回折を２
回受けた回折光ｍ＋＋（ｍ−−）は、１／４波長板７．
（７□〉を透過して右回りの円偏光（左回りの円偏光）
となり、ビームスプリッタ−５によってｍ−−（ｍ＋＋
）と重なり合って直線偏光になるが、その偏光方位か回
折光ｒｒｌ＋＋とｍ−一の位相差に伴って回転する。そ
して偏光方位が互いに４５°傾いた偏光板８８，８□を
透過することによって受光素子６３．６□からは９０°
位相差のついた正弦波信号か得られ、これによりスパイ
ラル格子３の変位量を求めると共に変位の方向判別を行
っている。

第７図に示す実施例では光源１及びコリメーターレンズ
２を反射鏡４．．４２．ビームスプリッタ−５、受光素
子６と同一の側に設けて構成を容易にしている。この他
の構成は第１図の第１実ｔｒ’？ｉ例と同様である。

第１．第６．第７図に示す実施例ではスパイラル格子３
に光束を１回人射させるだけで±ｍ次の回折を２回受け
た回折光をとり出せるので、従来のリニアエンコーダ等
と比べて全体をコンパクトに構成することができ、光路
長を短くすることかできる。更に光路を往復させていな
いので、正、負の回折光間の光路長差があるとき温度変
化による誤差は従来のリニアエンコーダ等に比べて１／
２となる。

第８図の実施例において９は偏光ビームスプリッタ−で
ある。同図では反射鏡４．．４４によフて光束を元の光
路を逆光させてスパイラル格子３に再度往復入射させて
、±ｍ次の回折光を各４回ずつ受けた回折光を干渉させ
、検出分解能を第１図の実施例に比べて２倍に高めてい
る。

例えばスパイラル格子３のピッチを２μｍ、回折光とし
て±１次の回折光を選択すると、受光素子６．．６□の
出力信号における正弦波１周期あたりのスパイラル格子
３の変位量は２／８＝０．２５μｍとなる。

同図の構成では光路を往復しているか、検出分解能が第
１図の第１実施例に比べて２倍になっているので正負の
回折光間の光路長差が多少あっても温度変化による測定
誤差は、従来のりニアエンコーダに比べて１／２程度と
なっている。

第１．第６．第７．第８図に示す実施例では光束をスパ
イラル格子で２回以上回折させ、該回折光に基づく干渉
光を検出しているか、第９図に示す実ｈｈ例では光束を
スパイラル格子により１回たけ回折させ、このとき回折
光に基づく干渉光を検出して移動物体の変位状態を求め
ていることを特長としている。

第９図において半導体レーザー１から出射した光束はコ
リメーターレンズ２によってほぼ平行な光束となってス
パイラル格子３を照射する。ここで発生した±ｍ次の反
射回折光Ｌ＋、Ｌ−は反射鏡４．．４２で反射したのち
第６図に示す実施例と同様にビームスプリッタ−５を介
して互いに重なり合って受光素子６．．６２に入射する
。ｍ次回先光の位相はスパイラル格子３が１格子ピツチ
だけ移動すると２ｍπだけ変化するので、±ｍｍ次回先
光干渉光を受光する受光素子６．．６２からはスパイラ
ル格子１ピツチの移動あたり、４ｍ個の正弦波信号が得
られる。又、第６図の実施例と同様に波長板７１，７□
、偏光板８１．８゜の組み合わせで受光素子６１．６２
の出力信号間に９０°の位相差を設はスパイラル格子３
の移動方向判別も可能としている。

第１０図の実施例において４ａは反射光学系、５ａは非
偏光ビームスプリッタ−である。本実施例ではスパイラ
ル格子３で回折された光を反射光学系４ａを介してスパ
イラル格子３に再入射させ、これにより±ｍ次の回折を
２回受けた光を互いに干渉させ第９図の実施例に比べて
２倍の分解能を得ている。その他の構成は第９図の実施
例と略同様である。

尚、以上の各実施例に係るスケール部材１０１はその軸
方向の一領域しか使用していないので、例えば第１１図
（Ａ）　、　（Ｂ）に示すようにスケール部材１０１を
１袖方向に複数に切断した一部分より成るスケール部材
片１０ｂを被検出物体に装着して用いるようにしても良
い。これによれば複数のスケール部材片が同時に複数個
得られ、又分割面が平面となる為、被検出物体に容易に
錆付良く取り付けることができる等の特長がある。

第１２図は本発明をロータリーエンコーダに通用したと
きの第７実施例の要部概略図である。

第１３図は第１２図のロータリーエンコーダを回転軸１
２５方向から見た平面図である。

本実施例では円柱状部材１０の外周面に２種類の異なる
ピッチの螺旋状のパターン（スケール）１２１．１２２
を設けた光学式のロータリーエンコーダを示している。

図中、１２１は円柱状部材１０の外周面に形成した第１
のパターン（スパイラルパターン）、１２２は螺旋状の
一部より成る第２のパターン（スパイラルパターン）で
円柱状部材１０の外周部を複数の領域に分割し、各領域
に各々同じ形状のパターンが設けられている。

１２３はＬＥＤアレイ等の発光素子、１２４はＣＣＤ等
の受光素子、１２５は円柱状部材１０を回転させる回転
軸である。

本実施例では回転軸１２５が回転することにより円柱状
部材１０も回転する。そして発光素子１２３より円柱状
部材ｌＯの軸方向に発せられた直線状の光束はコリメー
ターレンズ１２６（第１２図では不図示）を介し、第１
．第２パターン１２１，１２２の一部に入射する。この
ときの該第１．第２パターンに対応した反射光をスリッ
ト部材１２７（第１２図では不図示）を介して受光素子
１２４で受光している。尚、コリメーターレンズ１２６
、スリット部材１２７等の光拡散防止用の光学部材は必
要に応じて用いている。

第１４図は本実施例に係るスケール部材！０１の展開図
である。同図において１４０はスケール部材１０１の回
転角変位に対する零度を示すラインである。第１のパタ
ーン１２１は円柱状物体１０が１回転、即ち３６０度変
付ずる毎に１周期となるように形成されている。第２の
パターン１２２は受光素子１２４の有効長を１周期とす
る複数の螺旋状パターンから成り（本実施例では６本）
、スケール部材１０１の回転角を均等に分割している。

第１５図（Ａ＞はスケール部材１０１の一部分を展開図
を用いて表わしたものである。同図において第１のパタ
ーン１２１に対する受光素子１２４の検出有効長をＬｌ
、第２のパターン１２２に対する受光素子１２４の検出
有効長をＬ２とする。

発光素子１２３からの線状の光束がスケール部材１０１
上に照射される部分をｓ−ｓ　′とし、前記照射光に対
応する第１のパターン１２１上の位置なＰ、　、ｉ２の
パターン１２２上の位置を２２とした場合、スケール上
の位置Ｐ、およびＰ２はそれぞれ受光素子１２４上にお
いて距ａ１１及びＬ２で検出できる。

即ち、距１１１１ｘ　＋よりスケール部材１０１の概略
の回転角を求めることにより、第２のパターン１２２に
おいて何本目の螺線状パターンに相当するかを特定し、
距ｍ　ｊ２２よりスケール部材１０１の回転角を高精度
に求めている。

第１５図（Ｂ）は前記受光素子１２４からの出力波形、
第１５図＜Ｃ＞は公知の比較手段を用いることにより前
記出力波形より得られる位置信号を表わしている。

尚、第１４図においてスケール部材１０１を６本の第２
のパターン１２を用いて６分割した際における実施例を
示したが、第２のパターンの本数を増やすこと、即ちス
ケール部材１０１の分割数を更に増加することにより、
より高鯖密な回転角分解能を実現することが可能である
。

第１６図（Ａ）　、　（Ｂ）は本発明をロータリーエン
コータに適用したときの第８実施例の要部概略図である
。

本実施例ではスケール部材１０１を円筒状の光学的に透
明な材質より構成し、発光素子１２３を円柱状部材１０
の内部に、受光素子１２４を円柱状部材１０の外部に配
置している。その他の構成については第１２図の第７実
施例と同様である。

本実施例では発光素子１２３からの光束のうちスケール
部材１０に設けた第１．第２のパターンを通過した光束
を受光素子１２４で受光している。

このように本実施例では発光素ｐ１２３、スケール部材
１０および受光素子１２４を近接して構成することが可
能となり、もってコリメーターレンズ、光学スリット等
の光拡散防止部材を使用する必要がなく構成が簡易にな
るという利点がある。

第１７図（Ａ）　、　（Ｂ）は本発明をロータリーエン
コーダに適用したときの第９実力ζ例の要部概略図であ
る。

本実施例では円柱状部材１０を円筒状の光学的に透明な
材質より構成し、該円柱状部材１０の外面上に反射率の
高い部材（Ａｌ１、Ａｕ等）を蒸着し、これにより第１
２図で説明したのと同様の第１．第２のパターン１２１
，１２２を形成している。

そして発光素子１２３と受光素子１２４を共にスケール
部材１０の内部に配置している。この他の構成について
は第１２図の第７実施例と同様である。

本実施例では発光素子と受光素子の双方を円筒状のスケ
ール部材の内部に配置し、装置全体の小型化を図ってい
る。

第１２．第１６．第１７図の各実施例では２種類のピッ
チの異なる螺旋状のパターンを円柱状部材の外周部に設
けた場合を示したが、２種類以上のピッチの異なるパタ
ーンを設けても良く、これによれば更に精度の良い測定
ができる。

このように第１２．第１６．第１７図の各実施例におい
ては複数の螺旋状のパターンの数及び円柱状外周部の分
割数を適切に設定することにより、低分解能から高分解
能までの光学式のロータリーエンコータを容易に達成し
ている。

特にこれらの各実施例ではパターン構成の複雑化及びエ
ンコータ自体の大型化を防止しつつパターンのビット数
を増加させ回転角検出の分解能を容易に向上させること
ができる特長を有している。

（発明の効果） 本発明によれば円柱状部材の外周部に螺旋状のパターン
を設け、該パターンを介した光束を検出することにより
、該円柱状部材を取り付けた移動物体の変位状態を容易
に、しかも高精度に検出することのできる測長量及びそ
れに用いる高精度なスケール部材を達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の要部概略図、第２．第３
図、第１１図は第１図のスケール部材の説明図、第４図
は本発明に係るスケール部材の製造方法の一実施例の説
明図、第５図（Ａ）　、　（［１）　。 （Ｃ）は各々本発明に係るスケール部材の他の一実施例
の説明図、第６〜第１０図は本発明の第２〜第６実施例
の要部概略図、第１２．第１６゜第１７図は本発明の第
７〜第９実施例の要部概略図、第１３．第１４図は第１
２図の一部分の説明図、第１５図は第１２図の受光素子
から得られる信号の説明図、第１８図、第１９図は従来
の測長；ツの概略図である。 図中、１は光源、２はコリメーターレンズ、３はスパイ
ラル格子、４．．４２はミラー、５はハーフミラ−１６
，６，，６□、１２４は受光素子、 はスケール部材、 ０は円柱状部材、 ７２は１／４波長板、 は偏光 板、 ３は発光素子、 ５は回転軸である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）円柱状部材の外周面に円柱軸方向に沿って所定ピ
   ッチで螺旋状に設けたスパイラル格子を有するスケール
   部材に光束を入射させ、該スパイラル格子で変調された
   光束を検出することにより該スケール部材の変位を検出
   したことを特徴とする測長器。
2. （２）前記スケール部材は互いにピッチの異なる少なく
   とも２つのスパイラル格子を有していることを特徴とす
   る請求項１記載の測長器。
3. （３）円柱状物体の外周面に円柱軸方向に沿って螺旋状
   にスパイラル格子を形成したスケール部材に可干渉性光
   束を入射させ、該スパイラル格子で発生した複数の回折
   光を互いに干渉させ、該干渉光の明暗変化を検出するこ
   とにより該スケール部材に関する変位状態を検出したこ
   とを特徴とする測長器。
4. （４）円柱状物体の外周面に円柱軸方向に沿って螺旋状
   に所定ピッチのスケールを形成したスパイラル格子を有
   していることを特徴とするスケール部材。