JPH0933221A - 測長スケール - Google Patents
測長スケールInfo
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- JPH0933221A JPH0933221A JP18561495A JP18561495A JPH0933221A JP H0933221 A JPH0933221 A JP H0933221A JP 18561495 A JP18561495 A JP 18561495A JP 18561495 A JP18561495 A JP 18561495A JP H0933221 A JPH0933221 A JP H0933221A
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- JP
- Japan
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- light
- optical grating
- glass substrate
- measuring scale
- main scale
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 外乱光の影響を少なくでき、変位検出装置の
精度向上がはかれる測長スケールを提供する。 【解決手段】 ガラス基板11と、このガラス基板11
の表面に所定ピッチ間隔で光反射部16を形成した光学
格子Gと、この光学格子Gの光反射部16間に設けられ
た光吸収部17とを備える。ガラス基板の光学格子が形
成された面およびそれとは反対側面から入射した外乱光
は、いずれも光学格子の光反射部間に設けられた光吸収
部によって吸収されるから、外乱光の影響を少なくでき
る。よって、変位検出装置の精度向上がはかれる。
精度向上がはかれる測長スケールを提供する。 【解決手段】 ガラス基板11と、このガラス基板11
の表面に所定ピッチ間隔で光反射部16を形成した光学
格子Gと、この光学格子Gの光反射部16間に設けられ
た光吸収部17とを備える。ガラス基板の光学格子が形
成された面およびそれとは反対側面から入射した外乱光
は、いずれも光学格子の光反射部間に設けられた光吸収
部によって吸収されるから、外乱光の影響を少なくでき
る。よって、変位検出装置の精度向上がはかれる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光電式変位検出装
置に用いられる測長スケールに関する。詳しくは、光反
射型のスケールにおいて、外乱光の影響を少なくできる
測長スケールに関する。
置に用いられる測長スケールに関する。詳しくは、光反
射型のスケールにおいて、外乱光の影響を少なくできる
測長スケールに関する。
【0002】
【背景技術】メインスケールおよびインデックススケー
ルの相対移動によって生じる光の明暗から両スケールの
相対移動変位量を検出する光電式変位検出装置として、
反射型光電式変位検出装置が知られている。これは、図
6に示すように、表面に光透過部および光反射部からな
る光学格子Gを形成したガラス製のメインスケール10
の片側に、同様な光学格子Gを有するガラス製のインデ
ックススケール21、発光素子22および受光素子23
を内蔵した検出ヘッド20を対向配置し、メインスケー
ル10と検出ヘッド20とをメインスケール10の長手
方向(光学格子Gの並設方向)に相対移動可能に構成し
た構造である。
ルの相対移動によって生じる光の明暗から両スケールの
相対移動変位量を検出する光電式変位検出装置として、
反射型光電式変位検出装置が知られている。これは、図
6に示すように、表面に光透過部および光反射部からな
る光学格子Gを形成したガラス製のメインスケール10
の片側に、同様な光学格子Gを有するガラス製のインデ
ックススケール21、発光素子22および受光素子23
を内蔵した検出ヘッド20を対向配置し、メインスケー
ル10と検出ヘッド20とをメインスケール10の長手
方向(光学格子Gの並設方向)に相対移動可能に構成し
た構造である。
【0003】ところで、メインスケール10の構造とし
ては、図7(A)に示すように、メインスケール10の
検出ヘッド20と対向する面に光透過部および光反射部
からなる光学格子Gを形成したもの、あるいは、図8
(A)に示すように、メインスケール10の検出ヘッド
20と対向する面とは反対側面に光透過部および光反射
部からなる光学格子Gを形成したものが知られている。
ては、図7(A)に示すように、メインスケール10の
検出ヘッド20と対向する面に光透過部および光反射部
からなる光学格子Gを形成したもの、あるいは、図8
(A)に示すように、メインスケール10の検出ヘッド
20と対向する面とは反対側面に光透過部および光反射
部からなる光学格子Gを形成したものが知られている。
【0004】従来、上記の各構造では、メインスケール
10の裏面(検出ヘッド20と対向する面とは反対側
面)からの外乱光の影響を防止するため、次のような対
策を施してある。つまり、図7の構造ではメインスケー
ル10の裏面にクロム(Cr)膜1を設けていた〔図7
(B)参照〕。また、図8に示す構造では、メインスケ
ール10の裏面に構造物2を設けたり、あるいは、構造
物2の光学格子Gと対応する部分に彫り込み溝3を形成
するなどしていた〔図8(B)参照〕。
10の裏面(検出ヘッド20と対向する面とは反対側
面)からの外乱光の影響を防止するため、次のような対
策を施してある。つまり、図7の構造ではメインスケー
ル10の裏面にクロム(Cr)膜1を設けていた〔図7
(B)参照〕。また、図8に示す構造では、メインスケ
ール10の裏面に構造物2を設けたり、あるいは、構造
物2の光学格子Gと対応する部分に彫り込み溝3を形成
するなどしていた〔図8(B)参照〕。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したい
ずれの構造の場合にも、メインスケール10の裏面から
の外乱光に対しては効果があるものの、検出ヘッド20
と対向する側からの外乱光に対して変位検出装置の性能
が左右されるという欠点があった。つまり、図7に示す
構造では、検出ヘッド20と対向する側からの外乱光が
クロム膜1で反射したのち、検出ヘッド20に入射する
ため、変位検出装置の性能が左右される。また、図8に
示す構造では、検出ヘッド20と対向する側からの外乱
光が構造物2の表面や彫り込溝3の処理などによって乱
反射し、検出ヘッド20に入射するため、変位検出装置
の性能が左右される。
ずれの構造の場合にも、メインスケール10の裏面から
の外乱光に対しては効果があるものの、検出ヘッド20
と対向する側からの外乱光に対して変位検出装置の性能
が左右されるという欠点があった。つまり、図7に示す
構造では、検出ヘッド20と対向する側からの外乱光が
クロム膜1で反射したのち、検出ヘッド20に入射する
ため、変位検出装置の性能が左右される。また、図8に
示す構造では、検出ヘッド20と対向する側からの外乱
光が構造物2の表面や彫り込溝3の処理などによって乱
反射し、検出ヘッド20に入射するため、変位検出装置
の性能が左右される。
【0006】本発明の目的は、外乱光の影響を少なくで
き、変位検出装置の精度向上がはかれる測長スケールを
提供することにある。
き、変位検出装置の精度向上がはかれる測長スケールを
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の測長スケール
は、ガラス基板と、このガラス基板の表面に所定ピッチ
間隔で光反射部を形成した光学格子と、この光学格子の
光反射部間に設けられた光吸収部とを備えたことを特徴
とする。このような構成によれば、ガラス基板の光学格
子が形成された面およびそれとは反対側面から入射した
外乱光は、いずれも光学格子の光反射部間に設けられた
光吸収部によって吸収されるから、外乱光の影響を少な
くできる。よって、変位検出装置の精度向上がはかれ
る。
は、ガラス基板と、このガラス基板の表面に所定ピッチ
間隔で光反射部を形成した光学格子と、この光学格子の
光反射部間に設けられた光吸収部とを備えたことを特徴
とする。このような構成によれば、ガラス基板の光学格
子が形成された面およびそれとは反対側面から入射した
外乱光は、いずれも光学格子の光反射部間に設けられた
光吸収部によって吸収されるから、外乱光の影響を少な
くできる。よって、変位検出装置の精度向上がはかれ
る。
【0008】また、本発明の測長スケールは、ガラス基
板と、このガラス基板の表面に所定ピッチ間隔で光反射
部を形成した光学格子と、この光学格子が形成された面
に設けられた光吸収層とを備えたことを特徴とする。こ
のような構成によれば、光学格子が形成された面に光吸
収層が設けられているから、外乱光をより効果的に吸収
できる。
板と、このガラス基板の表面に所定ピッチ間隔で光反射
部を形成した光学格子と、この光学格子が形成された面
に設けられた光吸収層とを備えたことを特徴とする。こ
のような構成によれば、光学格子が形成された面に光吸
収層が設けられているから、外乱光をより効果的に吸収
できる。
【0009】また、上記構造の測長スケールにおいて、
前記光吸収層は、前記ガラス基板の光学格子が形成され
た面に貼り合わされた補助部材の貼り合わせ面に設けら
れていることを特徴とする。このような構成によれば、
光学格子を測長スケールの厚み方向変形に対する中立軸
線に一致させることができるから、スケールが厚み方向
に変形したとしても、光学格子の全長を不変にできるか
ら、スケールの変形に対する誤差をなくすことができ
る。
前記光吸収層は、前記ガラス基板の光学格子が形成され
た面に貼り合わされた補助部材の貼り合わせ面に設けら
れていることを特徴とする。このような構成によれば、
光学格子を測長スケールの厚み方向変形に対する中立軸
線に一致させることができるから、スケールが厚み方向
に変形したとしても、光学格子の全長を不変にできるか
ら、スケールの変形に対する誤差をなくすことができ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明にあた
って、前述した図6〜図8の構成要件と同一構成要件に
ついては、同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡
略化する。
参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明にあた
って、前述した図6〜図8の構成要件と同一構成要件に
ついては、同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡
略化する。
【0011】〔第1の実施の形態〕第1の実施の形態を
図1、図2および図3に示す。本実施の形態における反
射型光電式変位検出装置は、図1に示すように、表面に
光学格子G1 を形成したガラス製のメインスケール10
1 と、このメインスケール101 の片側にメインスケー
ル101 の長手方向(光学格子Gの並設方向)に相対移
動可能に配置された検出ヘッド20とから構成されてい
る。なお、検出ヘッド20は、図6と同様に、光学格子
Gを有するガラス製のインデックススケール21、発光
素子22および受光素子23を備えている。
図1、図2および図3に示す。本実施の形態における反
射型光電式変位検出装置は、図1に示すように、表面に
光学格子G1 を形成したガラス製のメインスケール10
1 と、このメインスケール101 の片側にメインスケー
ル101 の長手方向(光学格子Gの並設方向)に相対移
動可能に配置された検出ヘッド20とから構成されてい
る。なお、検出ヘッド20は、図6と同様に、光学格子
Gを有するガラス製のインデックススケール21、発光
素子22および受光素子23を備えている。
【0012】本実施の形態におけるメインスケール10
1 は、図2に示すように、ガラス基板11と、このガラ
ス基板11の表面に一定ピッチ間隔で光反射部16を形
成した光学格子G1 と、この光学格子G1 の光反射部1
6間に設けられた光吸収部17とを備えて構成されてい
る。ここで、光反射部16は、クロム(Cr)の蒸着な
どによって形成されている。また、光吸収部17は、酸
化クロムによって形成されている。
1 は、図2に示すように、ガラス基板11と、このガラ
ス基板11の表面に一定ピッチ間隔で光反射部16を形
成した光学格子G1 と、この光学格子G1 の光反射部1
6間に設けられた光吸収部17とを備えて構成されてい
る。ここで、光反射部16は、クロム(Cr)の蒸着な
どによって形成されている。また、光吸収部17は、酸
化クロムによって形成されている。
【0013】さて、上記構造のメインスケール10
1 は、図3に示す工程で製造することができる。 細長薄板状に形成されたガラス基板11の表面にクロ
ム(Cr)を蒸着してて薄膜12を形成する〔(A)参
照〕。 その上にレジスト13を塗布する〔(B)参照〕。 続いて、その上から光を照射して目的とする光学格子
パターンを描画するとともに、レジスト13を現像する
〔(C)参照〕。 残ったレジスト13をマスクとして薄膜12を部分的
にエッチングで除去する〔(D)参照〕。 次に、これらの上に酸化クロムなどからなる光吸収膜
14を形成する〔(E)参照〕。 最後に、マスクとして使用したレジスト13を剥離す
ると同時に、レジスト13上に堆積した反吸収膜14を
持ち去る〔(F)参照〕。 このようなエッチング、リフトオフの手法により、レジ
スト13の真下の薄膜12の部分が光反射部16、レジ
スト13で覆われていなかった部分が光吸収部17とし
て、これらが交互にかつ一定ピッチで連続する光学格子
G1 を形成することができる。
1 は、図3に示す工程で製造することができる。 細長薄板状に形成されたガラス基板11の表面にクロ
ム(Cr)を蒸着してて薄膜12を形成する〔(A)参
照〕。 その上にレジスト13を塗布する〔(B)参照〕。 続いて、その上から光を照射して目的とする光学格子
パターンを描画するとともに、レジスト13を現像する
〔(C)参照〕。 残ったレジスト13をマスクとして薄膜12を部分的
にエッチングで除去する〔(D)参照〕。 次に、これらの上に酸化クロムなどからなる光吸収膜
14を形成する〔(E)参照〕。 最後に、マスクとして使用したレジスト13を剥離す
ると同時に、レジスト13上に堆積した反吸収膜14を
持ち去る〔(F)参照〕。 このようなエッチング、リフトオフの手法により、レジ
スト13の真下の薄膜12の部分が光反射部16、レジ
スト13で覆われていなかった部分が光吸収部17とし
て、これらが交互にかつ一定ピッチで連続する光学格子
G1 を形成することができる。
【0014】第1の実施の形態によれば、ガラス基板1
1の表面に一定ピッチ間隔で光反射部16を有する光学
格子G1 を形成し、この光学格子G1 の光反射部16間
に光吸収部17を設けてメインスケール101 を構成し
たので、ガラス基板11の光学格子G1 が形成された面
およびそれとは反対側面から入射した外乱光は、いずれ
も光学格子G1 の光反射部16間に設けられた光吸収部
17によって吸収されるから、外乱光の影響を少なくで
きる。よって、変位検出装置の精度向上がはかることが
できる。
1の表面に一定ピッチ間隔で光反射部16を有する光学
格子G1 を形成し、この光学格子G1 の光反射部16間
に光吸収部17を設けてメインスケール101 を構成し
たので、ガラス基板11の光学格子G1 が形成された面
およびそれとは反対側面から入射した外乱光は、いずれ
も光学格子G1 の光反射部16間に設けられた光吸収部
17によって吸収されるから、外乱光の影響を少なくで
きる。よって、変位検出装置の精度向上がはかることが
できる。
【0015】また、光学格子Gの光反射部16間に光吸
収部17を設けるにも、リフトオフの手法によって簡単
に製造することができる。つまり、従来の光学格子Gを
形成する工程〔図3の(A)(B)(C)(D)
(F)〕に、光吸収膜14を形成する工程〔図3の
(E)〕を追加するだけですむから、簡単に製造するこ
とができる。
収部17を設けるにも、リフトオフの手法によって簡単
に製造することができる。つまり、従来の光学格子Gを
形成する工程〔図3の(A)(B)(C)(D)
(F)〕に、光吸収膜14を形成する工程〔図3の
(E)〕を追加するだけですむから、簡単に製造するこ
とができる。
【0016】〔第2の実施の形態〕第2の実施の形態を
図4および図5に示す。本実施の形態における反射型光
電式変位検出装置は、図4に示すように、第1の実施の
形態に対して、メインスケール102 が異なる。本実施
の形態におけるメインスケール102 は、図5に示すよ
うに、ガラス基板11と、このガラス基板11の表面に
一定ピッチ間隔で交互に形成された光透過部15および
光反射部16からなる光学格子Gと、この光学格子Gが
形成された面に貼り合わされた補助部材30とから構成
されている。補助部材30は、前記ガラス基板11と同
一材料(ガラス製)、同一形状に形成され、かつ、前記
光学格子Gと貼り合わされる面に光吸収層31を備えて
いる。
図4および図5に示す。本実施の形態における反射型光
電式変位検出装置は、図4に示すように、第1の実施の
形態に対して、メインスケール102 が異なる。本実施
の形態におけるメインスケール102 は、図5に示すよ
うに、ガラス基板11と、このガラス基板11の表面に
一定ピッチ間隔で交互に形成された光透過部15および
光反射部16からなる光学格子Gと、この光学格子Gが
形成された面に貼り合わされた補助部材30とから構成
されている。補助部材30は、前記ガラス基板11と同
一材料(ガラス製)、同一形状に形成され、かつ、前記
光学格子Gと貼り合わされる面に光吸収層31を備えて
いる。
【0017】第2の実施の形態によれば、ガラス基板1
1の光学格子Gが形成された面の全面に光吸収層31が
設けられているから、外乱光をより効果的に吸収でき
る。よって、外乱光の影響をより少なくできるから、変
位検出装置の精度をより向上させることができる。
1の光学格子Gが形成された面の全面に光吸収層31が
設けられているから、外乱光をより効果的に吸収でき
る。よって、外乱光の影響をより少なくできるから、変
位検出装置の精度をより向上させることができる。
【0018】また、ガラス基板11の光学格子Gが形成
された面に、ガラス基板11と同一材料、同一形状から
なる補状部材30を貼り合わせてメインスケール102
を構成してあるから、光学格子Gがメインスケール10
2 の厚み方向変形に対する中立軸線Lに一致し、メイン
スケール102 が厚み方向に変形したとしても、中立軸
線L(つまり光学格子G)の全長は不変になるから、メ
インスケール102 の変形に対する誤差をなくすことが
できる。
された面に、ガラス基板11と同一材料、同一形状から
なる補状部材30を貼り合わせてメインスケール102
を構成してあるから、光学格子Gがメインスケール10
2 の厚み方向変形に対する中立軸線Lに一致し、メイン
スケール102 が厚み方向に変形したとしても、中立軸
線L(つまり光学格子G)の全長は不変になるから、メ
インスケール102 の変形に対する誤差をなくすことが
できる。
【0019】しかも、光学格子Gは、ガラス基板11と
補状部材30とに挟まれ、露出されていないから、たと
えば、製造、組立て、定期点検などにおいてメインスケ
ール102 の表裏面に付着した接着剤や油脂を有機溶剤
を使用して清浄しても光学格子Gを傷めることなく、そ
れらを除去できる。このことは、メインスケール10 2
の光特性を最良に維持できるから、所定の検出精度を長
期間に亘って保障することができる。
補状部材30とに挟まれ、露出されていないから、たと
えば、製造、組立て、定期点検などにおいてメインスケ
ール102 の表裏面に付着した接着剤や油脂を有機溶剤
を使用して清浄しても光学格子Gを傷めることなく、そ
れらを除去できる。このことは、メインスケール10 2
の光特性を最良に維持できるから、所定の検出精度を長
期間に亘って保障することができる。
【0020】上述した第1の実施の形態では、リフトオ
フの手法によって、光学格子G1 の光反射部16間に光
吸収部17を設けたが、この方法に限らず、他の方法で
もよい。また、第1の実施の形態では、図8(A)のタ
イプで説明したが、図7(A)のタイプ(メインスケー
ル10の検出ヘッド20と対向する面に光学格子Gを形
成したタイプ)にも適用できる。
フの手法によって、光学格子G1 の光反射部16間に光
吸収部17を設けたが、この方法に限らず、他の方法で
もよい。また、第1の実施の形態では、図8(A)のタ
イプで説明したが、図7(A)のタイプ(メインスケー
ル10の検出ヘッド20と対向する面に光学格子Gを形
成したタイプ)にも適用できる。
【0021】また、第2の実施の形態では、ガラス基板
11の光学格子Gが形成された面に、光吸収層31を有
する補状部材30を貼り合わせるようにしたが、とくに
補状部材30受けることなく、ガラス基板11の光学格
子Gが形成された面に、光吸収層31を直接形成するよ
うにしてもよい。
11の光学格子Gが形成された面に、光吸収層31を有
する補状部材30を貼り合わせるようにしたが、とくに
補状部材30受けることなく、ガラス基板11の光学格
子Gが形成された面に、光吸収層31を直接形成するよ
うにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明の測長スケールによれば、外乱光
の影響を少なくできるから、変位検出装置の精度向上を
はかることができる。
の影響を少なくできるから、変位検出装置の精度向上を
はかることができる。
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す斜視図であ
る。
る。
【図2】同上実施の形態におけるメインスケールを示す
断面図である。
断面図である。
【図3】図2に示すメインスケールの製造方法を示す図
である。
である。
【図4】本発明の第2の実施の形態を示す斜視図であ
る。
る。
【図5】同上実施の形態におけるメインスケールを示す
断面図である。
断面図である。
【図6】一般的な反射型光電式変位検出装置を示す斜視
図である
図である
【図7】従来の反射型光電式変位検出装置の構成(メイ
ンケールの検出ヘッドと対向する面に光学格子を形成し
た構成)およびその構造において外乱光の影響を少なく
する対策を示す図である。
ンケールの検出ヘッドと対向する面に光学格子を形成し
た構成)およびその構造において外乱光の影響を少なく
する対策を示す図である。
【図8】従来の反射型光電式変位検出装置の構成(メイ
ンケールの検出ヘッドと対向する面とは反対側面に光学
格子を形成した構成)およびその構造において外乱光の
影響を少なくする対策を示す図である。
ンケールの検出ヘッドと対向する面とは反対側面に光学
格子を形成した構成)およびその構造において外乱光の
影響を少なくする対策を示す図である。
10 メインスケール(測長スケール) 11 ガラス基板 14 光吸収膜 15 光透過部 16 光反射部 17 光吸収部 20 検出ヘッド 21 インデックススケール 22 発光素子 23 受光素子 30 補助部材 31 光吸収層
Claims (3)
- 【請求項1】 ガラス基板と、このガラス基板の表面に
所定ピッチ間隔で光反射部を形成した光学格子と、この
光学格子の光反射部間に設けられた光吸収部とを備えた
ことを特徴とする測長スケール。 - 【請求項2】 ガラス基板と、このガラス基板の表面に
所定ピッチ間隔で光反射部を形成した光学格子と、この
光学格子が形成された面に設けられた光吸収層とを備え
たことを特徴とする測長スケール。 - 【請求項3】 請求項2に記載の測長スケールにおい
て、前記光吸収層は、前記ガラス基板の光学格子が形成
された面に貼り合わされた補助部材の貼り合わせ面に設
けられていることを特徴とする測長スケール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18561495A JPH0933221A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 測長スケール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18561495A JPH0933221A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 測長スケール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0933221A true JPH0933221A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16173891
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18561495A Pending JPH0933221A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 測長スケール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0933221A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999041570A1 (de) * | 1998-02-10 | 1999-08-19 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Optoelektronisches weg-, winkel- oder rotationsmessgerät |
US6671092B2 (en) * | 2000-03-10 | 2003-12-30 | Johannes Heidenhain Gmbh | Reflective measuring scale graduation and method for its manufacture |
JP2009055034A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nikon Corp | 移動体駆動方法及び移動体駆動システム、パターン形成方法及び装置、露光方法及び装置、デバイス製造方法、並びに計測方法 |
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-
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