KR20090053855A - 광 위치 인코더 - Google Patents

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앤드류 골드만
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Abstract

광 위치 인코더는 정확성을 높이기 위해 +/- 1 회절 차수 이외의 회절 차수를 공간적으로 필터링하는 것을 채택한다. 이 인코더는 광원과, 회절 스케일 패턴을 포함하는 스케일과, 스케일에 인접한 광 검출기와, 광원과 스케일 사이의 제 1 및 제 2 이격된 회절 격자를 포함한다. 이 격자와 스케일은 다른 회절 차수로부터 +/- 1번째 회절 차수를 공간적으로 분리하고 +/- 1번째 회절 차수를 각 광 경로를 따라 유도하도록 구성된다. 광 경로는 제 1 격자로부터 소스 광 빔의 빔 너비보다 더 분리되는 제 2 격자 상의 각 위치로 수렴한다. 또한, 광 경로는 제 2 격자 상의 위치로부터 검출기에 인접하는 스케일의 영역으로 수렴하고 스케일의 영역으로부터 검출기로 연장되어 스케일과 광원 사이의 상대적 위치의 함수로서 간섭 패턴을 생성한다. 바람직하게는, 더 높은 회절 차수는 제 1 회절 격자의 총 내부 반사에 의해 분리된다.

Description

광 위치 인코더{INTERFEROMETRIC POSITION ENCODER EMPLOYING SPATIAL FILTERING OF DIFFRACTION ORDERS}
본 발명은 광 위치 인코더 분야에 관한 것이다.
광 위치 인코더는 광원에 대해 이동하는 스케일에 의해 생성되는 광의 패턴에 기초하여 동작한다. 스케일의 이동은 대응하는 광 패턴 변화를 초래하는데, 이는 인코더의 광학 요소 및 전자 요소에 의해 검출되고 해석되어 스케일과 광원 사이의 상대적 위치를 표시할 수 있다.
통상적으로 광 위치 인코더는 더 높은 정밀 측정치를 얻기 위해 인접 마크들 또는 광 패턴 요소들("무늬(fringes)이라고도 함) 사이의 보간을 수행한다. 예를 들어, 광 인코더의 한 부류는 상대적 이동 방향으로 실질적으로 사인 형태인 세기 프로파일을 갖는 간섭 패턴을 생성하는 회절 격자(diffraction gratings)을 채택한다. 다수의 무늬 간 위치에서의 간섭 패턴을 샘플링하고 샘플상의 표준 삼각법 함수를 수행함으로써 14 내지 16 비트의 측정 정밀도가 달성될 수 있다. 그러나, 이러한 인코더의 실제 정확성은 광 세기 프로파일이 실제로 사인 파형인 정도에 크게 의존적이다. 예를 들어, 세기 프로파일의 바람직하지 않은 고조파 성분이 존재하여 무늬 간의 심각한 부정확성을 야기함으로써 인코더의 전체 정확성을 떨어뜨릴 수 있다.
전술한 이론을 사용하는 광 위치 인코더의 일례는 회절 격자 형태의 광원 및 스케일을 사용하며, 추가로 광원과 스케일 사이에 배치되는 "파형 전면 보상기(wavefront compensator)를 사용한다. 파형 전면 보상기는 상이한 "회절 차수(diffraction order)"에 대응하는 복수의 광 빔을 생성한다. 이상적으로는, 파형 전면 보상기가 "위상 격자"로 알려진 유형인 경우에 0번째 회절 차수가 전체적으로 억제된다. +/- 1번째 회절 차수는 광 검출기상의 간섭 패턴을 생성하는 합성 빔이 생성되는 스케일 상의 한 위치로 수렴한다. +/- 1번째 회절 차수가 존재하는 경우, 수학적으로 간섭 패턴의 세기 프로파일이 이론상으로 순수하게 사인 파형이라는 것을 볼 수 있다. 그러나, 실제로는 일부 작은 양의 0번째 차수도 스케일에 도달할 수 있으며, 이는 +/- 2번째 차수 등과 같은 높은 차수의 일부일 수 있다. 이러한 원치 않는 모든 차수는 간섭 패턴으로 왜곡을 일으켜서 전체 인코더 정확성을 떨어 뜨린다.
본 발명에 따르면, +/- 1번째 회절 차수 이외의 회절 차수의 공간적 필터링을 채택하는 광 위치 인코더가 개시되어, 검출기에서 높은 무늬간(intra-fringe) 정확성이 얻어 져서 검출기의 전체 정확도를 향상시킬 수 있다.
개시된 광 위치 인코더는 소스 광 빔을 생성하도록 동작하는 광원과, 광원에 대한 자신의 상대적 이동 방향으로 연장되는 회절 스케일 패턴을 포함하는 스케일과, 스케일에 인접하는 광 검출기와, 광원과 스케일 사이의 제 1 및 제 2 이격된 회절 격자를 포함하는데, 제 1 회절 격자는 소스 광 빔이 입사되는 위치를 갖는다. 회절 격자 및 스케일은 다른 회절 차수로부터 +/- 1번째 회절 차수를 공간적으로 분리하고 각 광 경로를 따라 각 광 빔으로서 +/- 1번째 회절 차수를 유도하도록 상호적으로 구성되고 협동한다. 특히, 광 경로는 제 1 회절 격자의 위치로부터 제 2 회절 격자의 각 위치로 수렴하는데, 각 위치는 소스 광 빔의 빔 너비보다 더 분리된다. 또한, 광 경로는 제 2 회절 격자 상의 각 위치로부터 광 검출기에 인접하는 스케일의 영역으로 수렴하며, 스케일의 영역으로부터 광 검출기로 연장되어 스케일과 광원 사이의 상대적 위치의 함수로서 광 검출기에서 간섭 패턴을 생성한다.
0번째 회절 차수는 다양한 방식으로 억제될 수 있는데, 예를 들어, 0번째 차수를 차단하면서 +/- 1번째 회절 차수의 통과를 허용하는 광 마스크를 사용한다. 더 높은 차수를 억제하기 위해, 제 1 회절 격자는 이러한 더 높은 차수가 제 2 회절 격자와 스케일로부터 완전히 멀어지게 유도되게끔 이들의 총 내부 반사를 달성하도록 설계될 수 있다.
본 발명의 전술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면에 도시되어 있는 본 발명의 특정 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이며, 여러 도 면 전체를 통해 동일한 부분은 동일한 숫자로 지칭한다. 도면은 실제 규격대로 도시된 것이 아니며, 본 발명의 원리를 설명하기 위해 강조되었다.
도 1은 본 발명에 따른 광 위치 인코더의 개략적인 측면도이다.
도 2는 도 1의 광 위치 인코더 내의 광 마스크의 전면도이다.
도 3은 도 2의 광 마스크에 대한 대체물로서 사용될 수 있는 인쇄 회로 기판(PCB) 광 마스크의 전면도이다.
도 4는 투명 스케일을 사용하는 도 1의 것과 유사한 광 위치 인코더의 개략적인 측면도이다.
도 5 및 도 5(a)는 근접하게 이격된 2개의 광 소자를 사용하는 광 위치 인코더의 개략적인 측면도이다.
도 1은 광원(10)과, 시준 렌즈(12)와, 라인(16)으로 표시되는 광원(10)에 대한 상대적인 방향으로 이동하는 스케일(14)과, 광 검출기(18)와, 렌즈(12)와 스케일(14) 사이에 배치되는 광 소자(20)를 구비하는 간섭 선형 광 인코더(an interferometric linear optical encoder)를 도시하고 있다. 모든 소자(10,12,18 및 20)는 서로에 대해 고정적이며, 예를 들어, 단일 기판 또는 다른 견고한 장착 구조를 사용한다. 광 요소(20)는 제 1 및 제 2 회절 격자(22,24)를 갖는 (유리와 같은) 광학적으로 투명한 물질로 형성되며, 유사하게 스케일(14)도 회절 격자(26)를 포함한다. 광 마스크(28)는 제 2 회절 격자(24)에 인접하여 위치된다. 회절 격자(22,24 및 26)는, 예를 들어, 0번째 회절 차수의 투과를 억제하기 위해 정현파 프로파일을 갖는 격자와 같은 이진 위상 격자가 바람직하지만, 다른 실시예에서 진폭 격자가 사용될 수 있다. 도 1의 인코더는 반사 스케일(14)을 사용하는데, 후술할 바와 같이 다른 실시예에서 투명 스케일이 사용될 수 있다.
동작에서, 제 1 회절 격자(22)은 렌즈(12)로부터의 입사 시준 빔(30)으로부터 회절 차수를 생성한다. +/- 1번째 회절 차수는 빔 B+1 및 B-1로서 각각 도시되어 있다. 이들 빔은 도시된 바와 같이 제 2 회절 격자(24)상의 각 분리된 영역을 향해 수렴한다. 0번째 회절 차수가 존재하는 경우에 빔 B0으로서 도시된다. +/- 1번째 차수보다 높은 회절 차수는 도시되어 있지 않는데, 후술할 바와 같이 제 2 격자(24)로부터 완전히 멀어지도록 유도되는 것이 바람직하기 때문이다.
제 2 회절 격자(24)은 각 입사 빔(B+1 및 B-1)의 결과로서 회절 차수를 생성한다. 각 +/- 1번째 차수는 빔 B-1 +1 및 B+1 -1로서 각각 도시되어 있다. 이들은 광 마스크(28)를 통해 유도되어 스케일(14)의 영역(32)에서 수렴한다. 스케일(14)의 회절 격자(26)은 빔 B-1 +1 및 B-1 +1로부터 반사된 +/- 1번째 회절 차수, 특히 검출기(18)로 반사되는 회절 차수를 생성한다. 이들은 말단 빔 BT로 표시되는데, 이는 반사된 차수 모두를 표시하는 합성 빔이다. 이들 반사된 차수들 사이의 간섭으로 인해, 말단 빔 BT은 검출기(18)에서 주기적으로 이격된 라인 세트 또는 무늬를 갖는 광 간섭 패턴을 생성한다. 검출기(18)는 상대적 이동(16) 방향을 따라 선형적으로 배열되는 소자 어레이를 포함할 수 있다.
스케일(14)은 라인(16) 방향으로 이동하므로, 빔 BT을 구성하는 2개의 반사된 회절 차수 사이의 상대적 위상이 주기적인 방식(이상적으로는 사인 파형)으로 변하여, 검출기(18)상에 입사되는 위치 의존 간섭 패턴을 얻는다. 검출기(18)는 간섭 패턴을 대응 전기 신호 패턴으로 변환하고, 이들은 별도의 전자 회로(도시 생략)에 의해 처리되어 스케일(14)의 정밀한 전기적 표시를 생성한다.
도 1의 인코더는 격자(22,24)에 의해 생성되는 회절 차수의 공간적 필터링을 수행하여 검출기(18)에 도달하는 광을 +/- 회절 차수로 제한한다. 이렇게 함으로써, 검출기(18)에서 다른 회절 차수의 존재로 인해 발생하는 부정확성이 크게 감소된다. 도시된 실시예에서, 공간 필터링은 전체 기하구조와 광 파장과 격자 피치의 올바른 선택에 의해 달성되는데, 이는 보다 상세히 후술한다. 특히, 총 내부 반사(TIR)의 현상은 스케일(14)로부터 멀어지는 원치 않는 회절 차수를 조정하는 것을 돕기 위해 사용되어 검출기(18)에서의 광 간섭 패턴의 사인 파형 특징을 유지한다. 또한, 광 마스크(28)는 B+1 및 B-1이 제 2 격자(24)에 입사하는 선택된 영역을 제외하고 광을 차단하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 0번째 회절 차수(빔 B0)의 임의의 광 에너지가 광 마스크(28)에 의해 차단되므로 스케일(14) 및 검출기(18)에 도달할 수 없다.
도 2는 광 마스크(28)를 도시하고 있다. 이는 2개의 개구(34)를 갖는 불투 명 평면 물질로 구성되는데, 이는 회절 차수(B+1 및 B-1)가 제 2 격자(24)에 입사하는 위치에 위치된다. 회절 격자(24)의 일부는 도 2의 개구(24)의 뒤에 도시되어 있다. 광 마스크(28)는 광 소자(20)의 표면에 고정되는, 예를 들어, 금속 기판과 같은 얇은 평면 기판일 수 있다. 이와 달리, 불투명 코팅으로서 광 소자의 표면에 적용될 수 있는데, 이 또한 금속 또는 어떤 다른 물질일 수 있다. 개구(34)의 크기는 B-1 +1 및 B+1 -1 회절 차수의 원하는 빔 너비에 대응하도록 선택된다는 점과, 개구(34) 사이의 분리는 원하는 차단 효과를 제공하기 위해 최소한 빔(B0)의 빔 너비만큼이 바람직하다는 점을 인식할 것이다.
다시 도 1을 참조하면, 광 마스크(28)는 다른 실시예에서 없앨 수 있음을 인식할 것이다. 반사 스케일(14)이 도 1에서와 같이 사용될 때, 검출기(18)가 충분히 크고 올바르게 위치되면 광 검출기(18) 스스로 0번째 차수 빔(B0)이 스케일(14)에 도달하는 것을 차단할 수 있다. 이러한 검출기 구성을 사용하여, 광 마스크(28)에 의해 제공될 빔 B0의 임의의 추가적 차단은 조립에 광 마스크(28)를 포함시키는 추가 비용과 복잡성이 가치가 없을 수 있으므로, 생략될 수 있다.
일반적으로, 개시된 광 인코더의 임의의 특정 실시예에서 다음의 전체적 목적을 해결하는 것이 바람직하다.
ㆍ +1 및 -1 회절 차수의 회절 효율을 최대화하여 검출기(18)에서의 광 전력을 최대화하고 신호 대 잡음 비를 최대화한다.
ㆍ 모든 원치 않는 회절 차수를 공간적으로 필터링하여 스케일(26)로부터 원하는 +1 및 -1만이 검출기(18)를 조명하게 한다(높은 무늬 간 정확성).
ㆍ 인코더 크기를 최대화한다(즉, 광원(10)으로부터 스케일(14) 또는 검출기(18)까지의 거리)(투명).
ㆍ 검출기(18)에서의 간섭 패턴의 주기를 검출기(18) 내의 이산 검출기 소자의 크기 및 이격에 일치시킨다.
이하는 다양한 인코더 파라미터 선택에 대한 몇몇 제안 사항이다. 다음 표기를 사용한다.
FP = 광 무늬 주기(검출기(18)에서의 간섭 패턴의 주기)
λ = 소스(10)로부터의 광의 파장
n = 굴절 지수
d = 격자 피치
θ = 도(degree) 단위의 각
m = 회절 차수
우선, +/-1보다 높은 0번째 차수 및 모든 회절 차수가 +/- 1번째 차수로부터 공간적으로 필터링되거나 분리된다. 공간적 분리는 격자(22 및 24) 사이의 거리를 충분히 크게 하는 것뿐만 아니라 제 1 격자(22)의 피치를 충분히 미세하게 함으로써(회절 각을 더 날카롭게 하여) 달성될 수 있다. 일반적으로, 후자 방안은 인코 더의 전체 크기를 최대화하기 위해 바람직하다. 그러나, 회절 효율성(고로 신호 세기 및 신호 대 잡음 비)에 대한 날카로운 회절 각의 효과는 임의의 실제 구현에서 고려되어야 한다.
기본 격자 등식은 다음과 같다.
Figure 112009021121662-PCT00001
여기서, ni 및 θi는 각각 입사 굴절 지수 및 각(광 소자(20)의 지수 및 각)이고, n 및 θ는 격자 접촉 후의 굴절 지수 및 각(표면에 수직하게 측정되는 각)이다.
격자(22)에서의 회절 차수에 대한 각 θ1(즉, 빔 B-1 및 B+1)은 다음 표현에 의해 주어지는데, 입사 빔(30)의 입사 각이 0°인 것으로 가정한다(즉, niSINθi=0).
Figure 112009021121662-PCT00002
주요 각은 빔이 유리/공기 접촉면과 같은 물질의 표면에서 총 내부 반사(TIR)를 겪게 되는 각이다. 등식은 다음과 같다.
Figure 112009021121662-PCT00003
가능하다면 제 1 격자(22)의 격자 피치를 적어도 +/-1보다 높은 모든 차수가 TIR을 겪게 되는 지점으로 설정하는 것이 바람직하다. 이는 1보다 높은 모든 회절 차수를 공간적으로 필터링하기 쉽게 한다. 일반적으로, 최대 격자 피치는 다음 관 계식에 의해 주어진다.
Figure 112009021121662-PCT00004
제 1 격자(22)의 피치는 +/-2 및 더 높은 회절 차수의 각이 90도를 초과하도록 설정되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 모든 광은 +/-1 및 0 회절 차수일 것이다. 최대 격자 피치는 다음과 같을 것이다.
Figure 112009021121662-PCT00005
두 번째 제안으로서, 스케일(14)로부터의 +1 및 -1 차수 모두의 각 θ3이 선택되어 검출기(18)에서의 원하는 광 무늬 주기 FP를 생성하도록 선택된다.
Figure 112009021121662-PCT00006
제 2 격자(24)으로부터의 적합한 +1 및 -1 차수로부터의 각(24)은 스케일(14)로부터의 +1 및 -1 차수에 대한 원하는 각 θ3이 달성되도록 설정된다.
Figure 112009021121662-PCT00007
또한, 격자(24) 및 스케일(14)에 대한 각 피치는 모든 원치 않는 차수가 제거되거나 검출기(18)로부터 공간적으로 필터링될 수 있도록 설정된다. 이는 격자(22)에 대해 전술한 바와 유사한 방식으로 수행된다. 바람직한 방법은 격자 피치를 사용하여 최대한 많은 원치 않는 차수를 제거하여 원하는 차수이 대한 회절 효율을 증가시키는 것이다.
최종적으로, 광 마스크(28)와 같은 공간적 필터는 원하는 +/-1 차수는 통과하게 하면서 0번째 차수를 제거하기 위해 격자(24)와 스케일(28) 사이에 배치될 수 있다.
일 구현에 따르면, 다음과 같은 전체 구성이 사용될 수 있다.
Figure 112009021121662-PCT00008
격자(22,24)는 도시된 실시예에서 공기 또는 유리와 같은 광학적으로 투명한 물질에 의해 분리될 수 있다. 도시된 실시예에서, 격자(22 및 24)은 유리 기판 반대 평행면 상에 형성됨으로써 고정된 공간 관계로 유지된다. 이 배열은 여러 이점을 갖는다. 격자(22 및 24) 사이의 광 경로는 정렬되어야 하는 다수의 이산 소자 등을 통하는 것이 아닌 단일의 균일 물질을 통해 전달된다. 격자(22 및 24)는 (가령, 포토리소그래피 등을 사용하여) 단일 광 소자(20)에 대한 정밀 제조 동작에서 정밀하게 정렬될 수 있으며, 전체 조립에서 스케일(14) 및 검출기(18)를 사용하여 광 소자(20)를 정렬하는 것만이 요구된다. 그럼에도 불구하고, 다른 실시예에서, 다른 구성을 사용하는 것이 바람직할 수 있는데, 예를 들어 각 상이한 기판상에 각 격자(22 및 24)를 형성하고 전체 조립 동안 이들 기판을 정렬하는 것을 포함하며, 이를 후술할 것이다.
도 3은 광 마스크(28')가 광 검출기(18')가 장착되는 인쇄 회로 기판(PCB)인 다른 방안을 도시하고 있다. PCB 광 마스크(28')는 광 마스크(28)의 개구와 동일한 위치에 개구(34')를 갖는다. 도 2의 배열의 한 가지 이점은 검출기(18')로부터의 출력을 처리하는 전자 회로가 PCB 광 마스크(28')의 각 영역(36)의 검출기(18')에 바로 인접하여 위치될 수 있다.
도 4는 도 1의 반사 스케일(14)이 아닌 투명 스케일(14')을 사용하는 다른 방안을 도시하고 있다. 다른 점에서 이 배열은 매우 유사할 수 있다. 이러한 투명 실시예에서, 검출기(18)는 빔 B0이 스케일(14')에 도달하는 것을 차단하기 위해 사용되지 않으므로 이 목적을 위해 광 마스크(28) 또는 유사한 차단 부재를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
도 5는 도 1의 광 소자(20)와 같은 하나의 광 소자 대신에 한 쌍의 광 소자(38-1 및 38-2)를 사용하는 다른 방안을 도시하고 있다. 도 5(a)의 근접 도면은 소자(38-1, 38-2)의 표면에서의 반사로 인한 빔 B-1이 이동하는 지그재그 경로를 도시하고 있다(B+1에 대해서도 유사한 효과가 발생한다). 이 효과는 빔 B+1 및 B-1이 제 2 격자(24) 상의 원하는 위치에 도달하도록 전체 조립을 구성하고 정렬하는 데에 고려되어야 한다.
바람직한 실시예를 참조하여 구체적으로 본 발명을 설명하였지만 당업자가 인식할 바와 같이 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 형태와 세부 사항에 다양한 변화가 이루어질 수 있다. 예를 들어, 365-nm 다이오드 레이저와 같은 더 짧 은 파장의 광을 생성할 수 있는 광원을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 더 짧은 파장 광을 사용함으로써 거리 d1 내지 d3가 감소될 수 있고, 전체 패키지를 감소시키면서 정확성과 해상도를 더 높일 수 있다. 일반적으로, +/- 1번째 차수보다 높은 임의의 차수에 에너지가 없도록 파장의 관점에서 격자(22,24 및 26)의 각 피치를 선택하는 것이 바람직하다.

Claims (16)

  1. 빔 너비를 갖는 소스 광 빔을 발생시키기 위해 동작하는 광원과,
    상기 광원에 대한 스케일(a scale)의 상대 이동 방향으로 연장되는 회절 스케일 패턴을 포함하는 상기 스케일과,
    상기 스케일에 인접하는 광 검출기와,
    상기 광원과 상기 스케일 사이의 제 1 및 제 2 이격된 회절 격자(spaced-apart diffraction gratings)를 포함하되,
    상기 제 1 회절 격자는 상기 소스 광 빔이 입사되는 위치를 가지며,
    상기 회절 격자 및 스케일은, 다른 회절 차수로부터 +/- 1번째 회절 차수를 공간적으로 분리하고 상기 +/- 1번째 회절 차수를 각각의 광 빔으로서 각각의 광 경로를 따라 유도하도록 상호적으로 구성되고 협동적이며,
    상기 광 경로는
    (1) 상기 제 1 회절 격자의 위치로부터 상기 제 2 회절 격자의 각각의 위치 - 상기 각각의 위치는 상기 빔 너비보다 더 분리됨 - 로 발산하고, (2) 상기 제 2 회절 격자 상의 각각의 위치로부터 상기 광 검출기에 인접한 상기 스케일의 영역으로 수렴하며, (3) 상기 스케일의 상기 영역으로부터 상기 광 검출기로 연장하여 상기 스케일과 상기 광원 사이의 상대적 위치의 함수로서 상기 광 검출기에서 간섭 패턴을 생성하는
    광 위치 인코더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케일은 반사성이며 상기 광 검출기는 상기 제 2 회절 격자와 상기 스케일 사이에 배치되는
    광 위치 인코더.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 검출기는 모든 0번째 광 빔을 상기 제 2 회절 격자로부터 실질적으로 차단하여 상기 0번째 광 빔이 상기 스케일의 상기 영역에 도달하는 것을 방지하도록 구성되는
    광 위치 인코더.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케일은 투명하며, 상기 광 검출기는 상기 제 2 회절 격자로부터 상기 스케일의 반대측에 배치되는
    광 위치 인코더.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 회절 격자와 상기 스케일 사이에 배치되는 광 마스크를 더 포함하되,
    상기 광 마스크는 모든 0번째 광 빔을 상기 제 2 회절 격자로부터 실질적으로 차단하여 상기 0번째 광 빔이 상기 스케일의 상기 영역에 도달하는 것을 방지하도록 구성되는
    광 위치 인코더.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 회절 격자는 단일의 광학적으로 투명한 기판의 평행한 반대면 상에 형성되는
    광 위치 인코더.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 단일의 광학적으로 투명한 기판은 유리 기판인
    광 위치 인코더.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 회절 격자는 별도의 광학적으로 투명한 기판 상에 형성되는
    광 위치 인코더.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 회절 격자에 인접한 광 마스크를 더 포함하되,
    상기 광 마스크는 상기 제 2 회절 격자의 각각의 위치에 인접하는 2개의 광학 개구 및 상기 2개의 광학 개수 사이의 불투명 영역을 가지고,
    상기 광학 개구는 상기 광 경로를 따라 이동하는 모든 광 에너지를 실질적으로 통과시키고, 상기 불투명 영역은 상기 제 2 회절 격자로부터의 0번째 차수 광 빔의 실질적으로 모든 광 에너지를 대부분 차단하도록 구성되는
    광 위치 인코더.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광 마스크는 상기 제 2 회절 격자 위에 불투명 코팅을 포함하는
    광 위치 인코더.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 불투명 코팅은 금속 코팅을 포함하는
    광 위치 인코더.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 광 마스크는 인쇄 회로 기판을 포함하는
    광 위치 인코더.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 검출기는 상기 인쇄 회로 기판에 장착되는
    광 위치 인코더.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 회절 격자는 위상 격자인
    광 위치 인코더.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 회절 격자는 진폭 격자인
    광 위치 인코더.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 격자는 +/- 1번째 차수보다 높은 모든 회절 차수에 총 내부 반사(total internal reflection)를 부과하도록 구성되는
    광 위치 인코더.
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