JPH0650718A - Optical displacement measuring apparatus and manufacture thereof - Google Patents

Optical displacement measuring apparatus and manufacture thereof

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JPH0650718A
JPH0650718A JP20545192A JP20545192A JPH0650718A JP H0650718 A JPH0650718 A JP H0650718A JP 20545192 A JP20545192 A JP 20545192A JP 20545192 A JP20545192 A JP 20545192A JP H0650718 A JPH0650718 A JP H0650718A
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diffraction grating
track
scale
light
detection
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Masao Uchida
雅夫 内田
Mitsugi Nakayama
貢 中山
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Sony Magnescale Inc
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Abstract

PURPOSE:To obtain a laser scale type optical displacement measuring apparatus in which a scale having a flaw on the diffraction grating can be used as it is without causing any measurement error. CONSTITUTION:The optical displacement measuring apparatus includes a detecting optical system comprising a scale 32 having diffraction grating 30 and a light source which can be-displaced relatively to the scale 32 and irradiates the diffraction grating 30 with interfering light, wherein the light diffracted through the diffraction grating 30 is detected in order to measure relative displacement between the detection optical system and the diffraction grating 30. The detection optical system is disposed such that the interfering light is irradiated along predetermined tracks T1, T2, or T3 of the diffraction grating which is set based on a detection value of diffraction light produced by irradiating the diffraction grating with interfering light.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical displacement measuring apparatus suitable for use in, for example, an NC machine tool or a semiconductor manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof, and more particularly to a laser scale type displacement measuring apparatus and a manufacturing method thereof. Regarding

【0002】[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。
2. Description of the Related Art A laser scale, which is a combination of a semiconductor laser and a hologram scale, has been put into practical use as a highly accurate optical displacement measuring device because it has a resolution of about 0.01 μm and has very few errors.

【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。
The laser scale includes a hologram scale and detection optics that are displaced relative to the scale. A hologram used for a laser scale is manufactured by superimposing two plane waves having extremely high precision and causing them to interfere with each other, and printing the interference fringes on a photographic plate, which is called a volume phase hologram.

【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。
The period of such interference fringes is determined by the wavelength of the plane wave and its crossing angle, and is about 0.55 μm, for example.
The period of the interference fringes constitutes the wavelength of the scale, and such a value is as large as the wavelength of light, and cannot be achieved by general lithography technology or writing by electron beam.

【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。
The holographic scale formed by recording the scale holographically in this manner has a characteristic that a high resolution that cannot be achieved by other scales can be obtained.

【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。
The detection optical device forms a detection head portion for reading the displacement of the hologram scale, and is configured to measure the displacement in a wave-optical manner by utilizing the diffraction and interference of light. The period of the interference light measured by the photodetector has a wavelength of 1/4 of the scale wavelength, and is about 0.14 μm when the scale wavelength is 0.55 μm. Therefore, if the waveform of such interference light is divided by 1/16, it becomes about 0.
A resolution of 01 μm can be obtained.

【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。
Details of the measuring principle of the laser scale and its characteristics are described, for example, in “Measurement Control” Vol. 38,
NO. 7,1989, P15 [771] to 23 [77
9].

【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。
FIG. 7 shows an example of a laser scale type optical displacement measuring device disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-34848 by the same applicant as the present applicant. The optical displacement measuring device is a coherent light source 1 such as a semiconductor laser generator.
0, a beam splitter 14, a diffraction grating 30 such as a hologram scale, reflectors 18, 20, and a photodetector 26. The coherent light generated by the coherent light source 10 travels along the optical path 40 along the beam splitter 14
And is split into two directions by the beam splitter 14.

【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。
The first branched light passes through the beam splitter 14 and reaches the irradiation point 30a of the diffraction grating 30 along the optical path 46, and the second branched light is incident on the beam splitter 14 at an incident angle with respect to the normal 30n. The light is reflected at the same reflection angle, is guided along the optical path 44, and reaches the irradiation point 30b of the diffraction grating 30. The first branched light is diffracted by the diffraction grating 30 to change its direction and travel toward the reflector 18. The diffracted light is reflected by the reflector 18 and reaches the irradiation point 30a of the diffraction grating 30 again along the same path 50. The light beam is diffracted again by the diffraction grating 30 and redirected to reach the beam splitter 14 again along the same optical path 46.

【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。
Similarly to the first branched light, the second branched light is also diffracted at the point 30b of the diffraction grating 30 and the direction thereof is changed to the optical path 4.
8 travels toward the reflector 20 and is reflected by the reflector 20 before being diffracted again by the diffraction grating 30 and redirected to reach the beam splitter 14.

【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。
The first branched light that has reached the beam splitter 14 through the optical path 46 and the beam splitter 14 through the optical path 44
The second branched light that has arrived at is guided along the optical path 42 and reaches the photodetector 26. The two split lights are configured to interfere with each other by the beam splitter 14, thereby generating interference light. The intensity of such interference light is detected by the photodetector 26. Since the amplitude wave of the interference light detected by the photodetector 26 includes the phase displacement amount of the scale, the displacement of the scale can be obtained by detecting the interference light.

【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。
Similar to FIG. 7, FIG. 8 shows another example of the laser scale type optical displacement measuring device disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-35248 by the same applicant as the present applicant.
According to this example, the optical displacement measurement device includes a coherent light source 10, a beam splitter 14, a diffraction grating 30, reflectors 18, 20, 22, 24, and a photodetector 26.

【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。
The coherent light generated by the coherent light source 10 reaches the beam splitter 14 via the optical path 40, and is split into two light beams by the beam splitter 14. The first branched light reaches the diffraction grating 30 via the optical path 46, the reflector 22, and the optical path 50. Such a light beam is diffracted at the irradiation point 30g of the diffraction grating 30 and guided along the optical path 54.

【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。
Further, such a light ray is reflected by the reflector 18 and reaches the beam splitter 14 via the optical path 54, the optical path 50 and the optical path 46. The second split light reaches the reflector 20 from the beam splitter 14 via the optical path 44, the optical path 48, and the optical path 52, and is reflected by the reflector 20.
The beam splitter 14 is reached via the same path, that is, the optical path 52, the optical path 48, and the optical path 44. The first branched light and the second branched light are incident on the beam splitter 14 to generate interference light, and the interference light is detected by the photodetector 26 via the optical path 42.

【0015】[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。
However, in such an optical displacement measuring device, when the surface of the diffraction grating 30 is scratched or the material of the diffraction grating 30 is partially defective, the output of the photodetector 26 is output. It has the disadvantage that it affects the value, which can cause errors.

【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。
FIG. 9 is drawn on the assumption that the scale 32 on which the diffraction grating 30 is formed is observed from the direction of arrow AA in FIG. The state where the coherent light is incident on the diffraction grating 30 having the scratch 80 at the irradiation points 30a and 30b is shown.

【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。
When the detection optical device travels to the right in FIG. 7 relative to the diffraction grating 30 constituting the scale 32, the coherent light irradiation points 30a, 3 shown by circles are shown.
0b moves to the right. The X-axis is the moving direction of the irradiation points 30a and 30b, and the Y-axis is the direction perpendicular thereto, that is, the direction in which the diffraction grating 30 is formed.

【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。
The irradiation point 30a corresponds to the irradiation point of the first branched light incident via the optical path 46, and the irradiation point 30b.
Corresponds to the irradiation point of the incident second branched light that has passed through the optical path 44. FIG. 9A shows the first area where the scratch 80 exists.
9B shows a state in which the irradiation points 30a and 30b of the coherent light are moved to the right and the irradiation point 30b of the second branched light is present in a portion where the flaw 80 exists. .

【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。
FIG. 10 shows a diffraction grating 30 as shown in FIG.
When the scratch 80 is present on the upper surface of which the coherent light is irradiated and the irradiation points 30a and 30b are scanned, the photodetector 2
6 represents the output of the interference light detected by 6. The horizontal axis of the graph represents the relative displacement amount x of the detection optical device with respect to the diffraction grating 30, and the vertical axis represents the output y of the photodetector 26. The curve in the figure is the envelope of the sine wave signal and represents the intensity of the interference light detected.

【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。
The displacement amount of the detection optical device is x = x 1 and x = x
When 2 , the output value is decreasing. This is because the displacement is x
This is because when x = 1 , the coherent light at the irradiation point 30a is blocked by the scratch 80 and the intensity of the interference light generated by the two branched lights decreases as shown in FIG. This is because when x = 2 , the coherent light at the irradiation point 30b is blocked by the scratch 80 as shown in FIG. 9B, and the intensity of the interference light generated by the two branched lights is reduced.

【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。
Such a reduction in output may cause a miscount and cause a measurement error by the optical displacement measuring device. Therefore, conventionally, the scale diffraction grating 30 is used.
If there were scratches 80 on the top, the scale was discarded as defective.

【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。
However, the portion where the flaw 80 exists on the diffraction grating 30 of the scale is only a part, and the flaw 8
Parts other than 0 can be used as a scale.

【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。
In view of the above, the present invention is directed to a laser scale type optical displacement measuring apparatus, in which the scale 32 is provided even when the flaw 80 exists on the diffraction grating 30.
Is used without being discarded, and a measurement error due to such a scratch does not occur.

【0024】[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。
The present invention is a diffraction grating 30.
And a detection optical device having a light source for irradiating the diffraction grating 30 with coherent light, and detects the diffracted light generated by the diffraction grating 30 to detect the diffracted light between the diffraction grating 30 and the detection optical device. In the optical displacement measuring device for measuring the relative displacement of the diffraction grating 30, the detection optical device is arranged so that the coherent light is irradiated along a predetermined track of the diffraction grating 30, and the predetermined track interferes with the diffraction grating 30. It is characterized in that the light is irradiated to detect the diffracted light and the diffracted light is set based on the detected value.

【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。
The present invention includes a scale 32 having a diffraction grating 30 and a detection optical device having a light source for irradiating the diffraction grating 30 with coherent light, and detects diffraction light generated by the diffraction grating 30 to detect the diffraction grating. In a method of manufacturing an optical displacement measuring device that measures relative displacement between a detection optical device 30 and a detection optical device, a track position setting step of defining a plurality of tracks on the diffraction grating 30 and a coherent light beam along the tracks. The irradiation step of irradiating, the detection step of detecting the diffracted light generated by the irradiation of the coherent light, the track selection step of determining a predetermined track from the plurality of tracks based on the detection value of the diffracted light, and the predetermined track Arranging the detection optical device so that the coherent light is emitted.

【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。
According to the present invention, in the method for manufacturing an optical displacement measuring apparatus, a rank setting step of prioritizing a plurality of tracks, and the irradiation step and the detection step according to the rank are carried out to determine whether a defect exists on the track. It includes a determination step of determining whether or not there is a defect, and a track selection step of determining a predetermined track according to the order assigned to the track when a track having no defect is found in the determination step.

【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。
According to the present invention, in a method of manufacturing an optical displacement measuring apparatus, a light source for irradiating coherent light is arranged for each track of the diffraction grating 30, and a coherent light for each track of the diffraction grating 30 is arranged. Arranging detection means for detecting the diffracted light generated by irradiation, selecting a predetermined track from a plurality of tracks on the diffraction grating 30 based on the detected value of the diffracted light, and detecting the predetermined track with respect to the predetermined track. Disposing an optical device.

【0028】[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。
According to the present invention, in the laser scale type optical displacement measuring apparatus, the scale 3 having the diffraction grating 30 is used.
A plurality of tracks are defined on 2 and coherent light is emitted sequentially or simultaneously along this track, and the diffracted light generated by the irradiation of the coherent light is detected, and a flaw is detected from the detected value of the diffracted light. Select a track that has no defects such as
A light source is arranged to illuminate such selected tracks with coherent light.

【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。
According to the present invention, in the method of manufacturing a laser scale type optical displacement measuring apparatus, a plurality of tracks are defined on the scale 32 having the diffraction grating 30, and coherent light is irradiated along the tracks. Then, the diffracted light generated by irradiating this coherent light is detected for each track, and the track without defects such as scratches is selected based on the detected value of the diffracted light, and the coherence is applied to the selected track. Since the light source is arranged so as to be irradiated with light, the scale 32 having the diffraction grating 30 having scratches can be used without being discarded.

【0030】[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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 6, corresponding parts in FIGS. 7 to 10 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【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。
First, a method and apparatus for detecting whether or not the diffraction grating 30 of the scale 32 has a flaw 80 will be described, and then an optical displacement measuring apparatus, a method for manufacturing the same, and an example of the manufacturing apparatus will be described. .

【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。
FIG. 1 shows a state in which the diffraction grating 30 of the scale 32 is irradiated with coherent light. As shown, the moving direction of the detection optical device with respect to the scale 32 is the X axis, and the direction in which the diffraction grating 30 is formed is the Y axis.

【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。
According to this example, the diffraction grating 3 of the scale 32 is
For example, three tracks T1, T2, and T3 are set in 0. These three tracks T1, T2, T3 may be set so as to be arranged in each of the three regions A1, A2, A3 extending along the X-axis direction.

【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。
For example, the tracks T1, T2, T3 are arranged in the approximate center of the areas A1, A2, A3, and the areas A1,
The widths of A2 and A3 may be substantially equal to each other, so that the intervals between two adjacent tracks of the three tracks T1, T2, and T3 may be substantially equal.
Alternatively, a plurality of tracks may be set in each of the three areas A1, A2, A3 so that the intervals between two adjacent tracks are substantially the same.

【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。
Next, the surface of the diffraction grating 30 of the scale 32 is irradiated with the coherent light so that the irradiation point of each of the tracks T1 ,.
Scan along T2 and T3. That is, the first area A1
Irradiation points 30a-1, 30a along the first track T1 of
b-1 is moved to move the second track T of the second area A2.
Move irradiation points 30a-2 and 30b-2 along 2
Irradiation point 3 along the third track T3 in the third area A3
0a-3 and 30b-3 are scanned.

【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。
Such coherent light is detected by the photodetector 26 as diffracted light as described with reference to FIGS. 7 and 8. Such work is performed over the entire length of the scale 32. As shown in the figure, the surface of the diffraction grating 30 has a scratch 80.
If there is a mark, it appears as a decrease in the output of the photodetector 26, so that it can be known on which track in which region the flaw exists.

【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。
FIG. 1 shows an example in which three areas are set on the scale 32 and coherent light is simultaneously radiated along the three tracks T1, T2 and T3 to detect the diffracted light by the photodetector 26. However, the scale 32 may have four or more areas and tracks, or one area may have two or more tracks.

【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。
FIG. 2 shows an example of a detection device for detecting the flaw 80 used when the settings are made as shown in FIG.

【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。
The detecting device is constructed to have three channels corresponding to the set number of tracks. That is, the detection device includes photodetectors 62A, 62B, 62C and photodetectors 62A, 62B, 6 provided for each track.
Amplifiers 64A, 64B, 64 for amplifying the output from 2C
C, level comparators 66A, 66B and 66C for detecting whether or not the outputs from the amplifiers 64A, 64B and 64C are above a predetermined level, and a level comparator 66.
Monostable multivibrators 68A, 68B and 68C, which generate pulse signals indicating that the output of the photodetectors 62A, 62B and 62C are lower than the pulse signals output from A, 66B and 66C, and the monostable multivibrator 68A. D-type flip-flop circuits 70A, 70 for inputting the pulse signals from the C, 68B, 68C as trigger signals
B and 70C may be included.

【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。
FIG. 3 shows a signal waveform in each channel of the detection device of FIG. FIG. 3A shows photodetectors 62A and 62A.
B and 62C represent the output signal S0, and the portions indicated by the symbols P1 and P2 are dense sine waves, and the portion indicated by the symbol Q is an enlargement thereof. FIG. 3B is an enlarged view of the portion Q of the signal S0 of FIG. 3A, and the output signal S1 of the amplifiers 64A, 64B and 64C is the diffraction grating 30.
A sine wave having a period corresponding to the period lambda, for example, a reduction of the output signal S1 to the sign x 1 is attached position.
This indicates that the irradiation point has passed through the scratch 80 on the surface of the diffraction grating 30. Level comparators 66A, 66B, 6
The output signal S2 of 6C is maintained at the H level corresponding to the position of the output signal S1 designated by the symbol x 1 , as indicated by the symbol N.

【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。
Monostable multivibrator 68A, 68
The output signals S3 of B and 68C have a waveform that becomes H level at the fall of the input signal S2 and stabilizes at L level after the time constant τ has elapsed. The time constant τ may be set to, for example, 1.5 times the time corresponding to the lattice constant λ. Therefore,
Since there is no fall of the input signal S2 within the range of the time constant τ corresponding to the position of the output signal S1 indicated by the symbol x 1, L
Become a level.

【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。
D-type flip-flop circuits 70A and 70
The output signal S4 of B and 70C becomes H level at the fall of the input signal S3. In this way, it is detected that the output signal S4 has become H level, and the flaw 80 of the diffraction grating 30 is detected. Incidentally, for example, a D-type flip-flop circuit 70A,
A suitable light emitting diode is connected to the output terminals 72A, 72B, 72C of the 70B, 70C, and the scratches 80 are made for each track.
Of the diffraction grating 30 for each track by connecting a suitable counter circuit to the output side of the monostable multivibrator 68A, 68B, 68C.
The number of the scratches 80 may be counted.

【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。
Another example of the method and apparatus for detecting the flaw 80 of the diffraction grating 30 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. In this example, as shown in FIG. 4, a detected non-defective scale 32A having no flaw 80 other than the scale 32B for detecting the flaw 80 is prepared. Next, as shown in FIG. 5, a detection device having two channels is prepared. The first channel corresponds to the first scale 32A, and the second channel corresponds to the second scale 32B.

【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。
Each channel has a photodetector 62A or 62A.
B and an amplifier 64A or 64B for amplifying the output from the photodetector 62A or 62B, a level comparator 66A or 66B for detecting whether or not the output from each amplifier 64A or 64B is above a predetermined level, and a level comparator 66A. Or an n-ary counter 74A or 74B for counting the number of pulses of the pulse signal output from 66B. Further, it has a comparison circuit 76 for comparing the output signals from the two n-ary counters 74A or 74B.

【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。
In this example, the first channel is arranged with respect to the non-defective scale 32A having no scratch 80, and the second channel is
Channel of scale 3 which will detect scratch 80 from now on
It is arranged for one track of 2B. The output signal of the level comparator 16A of the first channel has the same waveform as the output signal S2 of FIG. 3, but since the first scale 32A has no flaw 80, a pulse having a large width indicated by the symbol N is Not included.

【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。
However, the output signal of the level comparator 66B of the second channel includes a pulse having a large width indicated by a symbol N in the scratch 80 portion of the second scale 32B, as in the output signal S2 of FIG. Therefore, the first
The first pulse number counted by the n-ary counter 74A of the second channel and the n-ary counter 74 of the second channel
Comparing with the second number of pulses counted by B,
The second pulse number is smaller corresponding to the number of scratches 80 present on the second scale 32B.

【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。
Therefore, by comparing the second pulse number with the first pulse number in the comparison circuit 76 and obtaining the difference, the number of scratches 80 existing in the track measured by the second scale 32B is clarified. Becomes If such a measurement is performed along the track of each area of the first scale 32B, it can be known in which area of the first scale 32B the flaw 80 exists.

【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。
FIG. 6 shows an example of the result of detecting the flaw 80 of the diffraction grating 30 by the detection apparatus and method of this example. Here, the three tracks T1 on the scale 32,
By setting T2 and T3 and scanning the irradiation point along each track, the presence or absence of scratches on the track is detected. A circle indicates that the diffraction grating 30 has no scratch 80,
The cross mark indicates that the diffraction grating 30 has a flaw 80. There are eight cases depending on the presence or absence of the scratch 80.

【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。
Here, the priority order is set according to the position of the scratch 80. For example, the priority order is set in the order of the second track T2, the first track T1, and the third track T3.
Therefore, those having no defects in the second track T2 are group B, those having defects in the second track T2 but no defects in the first track T1 are group A, and those having the second track T2 and the first track T2. The tracks T1 of which are both defective and the third track T3 is not defective are group C, and the defective products in which all the tracks are defective are group D.

【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。
This grouping work may be carried out by providing a detection optical device corresponding to each track as shown in FIG. 2, or by carrying out one detection optical device sequentially arranged on each track. You may. In the former example, it is necessary to prepare as many detection optical devices as the number of tracks, but there is an advantage that grouping can be performed by one measurement.

【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。
In the latter example, the detection optical device must be sequentially arranged on each track, but there is an advantage that one detection optical device may be prepared for one scale 32. The order of the tracks on which the detection optics are arranged may be defined by any suitable method, but preferably the order of priority described above is followed.

【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。
In the above example, the second track T2, the first track
Since the priorities are set in the order of the track T1 and the third track T3, the irradiation point of the coherent light beam is first scanned along the second track T2 to inspect whether there is any defect. If it is determined that there is no defect in the second track T2, the inspection is ended there and this scale is classified into group B. This corresponds to the first to third cases or the fifth case of FIG.

【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。
If it is determined that there is a defect on the second track T2, then the irradiation point is scanned along the first track T1 to inspect for the presence or absence of a defect. If it is determined that there is no defect in the first track T1, the inspection is ended there and this scale is classified into group A. This corresponds to the fourth and sixth cases of FIG.

【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。
If it is determined that the first track T1 has a defect, then the irradiation point is scanned along the third track T3 to inspect the presence or absence of the defect. If it is determined that there is no defect in the third track T3, the inspection is ended there and this scale is classified into group C. This corresponds to the seventh case in FIG. If it is determined that the third track T3 also has a defect, this scale is classified into group D. This corresponds to the eighth case in FIG.

【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。
In this way, by using the above-mentioned priority order of grouping as the order of inspecting for the presence or absence of defects, it is possible to minimize the number of times the irradiation points are scanned and the presence or absence of defects is inspected. With such a method, the table as shown in FIG. 6 cannot be obtained, but only the result of the grouping in the rightmost column of the table of FIG. 6 is obtained.

【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。
According to this example, first, an appropriate number of tracks are set on the diffraction grating 30 at appropriate positions. Then, prioritize such tracks in order to group them.

【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。
For example, in the case of inspecting a defect of the diffraction grating 30 by using a plurality of detection optical devices as shown in FIG. 2, a table as shown in FIG. 6 is prepared and divided into groups. If one detection optic is used to inspect the diffraction grating 30 for defects, the detection optics are sequentially arranged in the tracks according to such a priority, whereby the tracks are grouped.

【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。
Next, examples of the optical displacement measuring device, the manufacturing method thereof and the manufacturing device thereof according to the present invention will be shown.

【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。
In the optical displacement measuring device of the present invention, the detection optical devices are arranged corresponding to the above groups. For example, a scale 32 having a B group diffraction grating 30
In the optical displacement measuring device incorporating the above, the detection optical device is arranged so that the irradiation points 30a and 30b by the coherent light source are scanned along the second track T2. Similarly,
In the optical displacement measuring device including the diffraction grating 30 of the A group, the detecting optical device is the irradiation points 30a, 3 and 3 by the coherent light source.
0b is arranged so as to be scanned along the first track T1, and in the optical displacement measuring device including the diffraction grating 30 of the C group, the detecting optical device is the irradiation point 3 by the coherent light source.
0a and 30b are arranged to be scanned along the third track T3.

【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。
Next, an example of a method of manufacturing the optical displacement measuring device of the present invention will be described. The manufacturing method of this example includes a step of first grouping the scales 32 having the diffraction grating 30 as described above, prior to the assembling step of the optical displacement measuring device. After this grouping process, the optical displacement measuring device is assembled. In this assembly operation, the detection optics are placed as a result of the grouping of scales 32. The grouping work may use a detection optical system incorporated in the optical displacement measuring device, or may use a separate grouping device described below.

【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。
Next, an example of the manufacturing apparatus of the optical displacement measuring apparatus of the present invention will be shown. The manufacturing apparatus of this example includes an apparatus for grouping the scales 32 as described above. A device for performing such grouping includes the detection optical device shown in FIG. 7 or 8. The device for this grouping may be configured to include as many detection optics as there are channels, as shown in FIG. 2, one detection optic being arranged per channel, or one detection optic. The detection optical device including the optical device may be sequentially arranged on a plurality of tracks.

【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。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will understand that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments and various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention. Easy to understand.

【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。
Although the above example describes the optical displacement detecting device using the linear scale, the present invention can be applied to the optical displacement detecting device and the angular displacement measuring device using the rotary scale. Further, the diffraction grating 30 of the scale 32 includes a transmission type and a reflection type.

【0064】[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。
According to the present invention, it is detected whether or not defects such as scratches are present in the diffraction grating 30 of the scale 32 before assembling the optical displacement measuring device. There is the advantage that errors in the displacement measurements due to their presence can be eliminated.

【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。
According to the present invention, since the scale is divided into a plurality of areas and the presence or absence of a flaw is detected for each area, there is an advantage that even a scale with a flaw can be used without being discarded. is there.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a method of detecting a flaw or the like on a scale.

【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。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of an apparatus for detecting scale flaws and the like.

【図3】図2の装置の動作を説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram explaining an operation of the apparatus of FIG.

【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。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating another method for detecting a flaw or the like on the scale.

【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。
FIG. 5 is a configuration diagram showing another example of an apparatus for detecting scratches and the like on the scale.

【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。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a result of detecting a flaw or the like on a scale.

【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。
FIG. 7 is a configuration diagram showing an example of a conventional optical displacement measuring device.

【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。
FIG. 8 is a configuration diagram showing another example of a conventional optical displacement measuring device.

【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。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating irradiation points that scan over the scale.

【図10】光検出器の出力値の変化を示す説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing changes in the output value of the photodetector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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
10 Coherent light source 14 Beam splitter 18, 20, 22, 24 Reflector 26 Photodetector 30 Diffraction grating 30a, 30b, 30g Irradiation point 30n Normal 32 Scale 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54 optical path 62A, 62B photodetector 64A, 64B amplifier 66A, 66B, 66C level comparator 68A, 68B, 68C monostable multivibrator 70A, 70B, 70C D-type flip-flop circuit 72A, 72B, 72C output terminal 74A, 74B n-ary Counter 76 Comparison circuit 76A Output terminal 80 Scratches

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A scale having a diffraction grating, and a detection optical device having a light source for irradiating the diffraction grating with coherent light, the diffracted light generated by the diffraction grating is detected to detect the diffraction grating and the diffraction grating. In the optical displacement measuring device for measuring relative displacement between the detection optical device and the detection optical device, the detection optical device is arranged so that the coherent light is irradiated along a predetermined track of the diffraction grating. An optical displacement measuring device characterized in that the track is set on the basis of the detected value by detecting diffracted light by irradiating the diffraction grating with coherent light.
【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。
2. The diffracted light generated by the diffractive grating is detected by including a scale having a diffractive grating and a detection optical device having a light source for irradiating the diffractive grating with coherent light. In a method of manufacturing an optical displacement measuring device for measuring relative displacement with an optical device, a track position setting step of defining a plurality of tracks on the diffraction grating, and irradiating coherent light along the tracks. An irradiation step, a detection step of detecting diffracted light generated by the irradiation of the coherent light, a track selection step of determining a predetermined track from the plurality of tracks based on the detection value of the diffracted light, and the predetermined track An arranging step of arranging the detection optical device so that the coherent light is radiated onto the substrate.
【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。
3. The method for manufacturing an optical displacement measuring device according to claim 2, wherein a ranking setting step of ranking the plurality of tracks in advance,
A determination step of performing the irradiation step and the detection step according to the above order to determine whether or not there is a defect on the track, and the order given to the track when a track having no defect is found by the determination step A method of manufacturing an optical displacement measuring device, the method including:
【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。
4. The method of manufacturing an optical displacement measuring device according to claim 2, wherein a light source for irradiating coherent light is arranged on each track of the diffraction grating, and the light source is arranged on each track of the diffraction grating. Arranging detection means for detecting diffracted light generated by irradiation of coherent light; selecting a predetermined track from a plurality of tracks on the diffraction grating based on the detection value of the diffracted light; A method of manufacturing an optical displacement measuring device, comprising: disposing the detection optical device on a track.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1887324A1 (en) * 2006-07-31 2008-02-13 Mitutoyo Corporation Fiber-optic miniature encoder for fine pitch scales
JP2011002452A (en) * 2009-06-19 2011-01-06 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and manufacturing method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1887324A1 (en) * 2006-07-31 2008-02-13 Mitutoyo Corporation Fiber-optic miniature encoder for fine pitch scales
JP2008032726A (en) * 2006-07-31 2008-02-14 Mitsutoyo Corp Optical encoder
US7502122B2 (en) 2006-07-31 2009-03-10 Mitutoyo Corporation Fiber-optic miniature encoder for fine pitch scales
JP2011002452A (en) * 2009-06-19 2011-01-06 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and manufacturing method

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