专利名称：反射型光电式编码器用刻度尺及反射型光电式编码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及反射型光电式编码器用刻度尺及反射型光电式编码器，特别涉及即使在适合用于在相位光栅(以下只称为光栅)的侧面不带反射膜的刻度尺的光栅形状和尺寸有偏差的情况也能稳定地得到高衍射效率，且能容许由加工产生的光栅形状和尺寸的偏差的反射型光电式编码器用刻度尺及使用其的反射型光电式编码器。
背景技术：
反射型光电式编码器用刻度尺如图1所示，成为在基板10的长度方向(图的左右方向)多个光栅12以一定的间隔(间距)p沿垂直纸面的方向多个并列配置的结构。
成为使用这样的刻度尺的光电式编码器的信号强度的指标的衍射效率依存于光栅的形状和尺寸(光栅线宽l、光栅高度h、边角θ)，但在刻度尺加工中产生光栅形状和尺寸的偏差(光栅线宽的偏差Δl＝40nm、光栅高度的偏差Δh＝10nm、边角的偏差Δθ＝5°)。特别对于长的刻度尺，在整个范围均匀加工光栅的形状和尺寸很难，是光栅形状和尺寸偏差的原因，有时产生衍射效率的的偏差，这时很难得到稳定的高衍射率。
为了解决该问题，在特开平10-318793号公报中，如图2所示，记载着把在例如二氧化硅、二氧化钛、五氧化钽或氧化铝等电介体中形成的在l＝256～384nm、h＝160～210nm的光栅12的整个面上带有导电的金属膜，特别是带有铬制的反射膜14的光栅的刻度尺与λ＝670μm、p偏振光的光源组合的情况的边角θ作成70°±10°。
然而，与图2不同，如图3所示，在在光栅12的侧面不带有反射膜的刻度尺中，有时根据光栅线宽和光栅形状等未必能得到稳定的衍射效率。
特别在特开平10-318793号公报中，由于在光栅12(110)上使用了硅，一由通常的各向异性湿腐蚀形成光栅，边角成为70°近边，而以这样的角度存在所谓不能得到高衍射效率的问题。
发明内容
本发明为了解决所述现有问题，即使是在光栅的侧面不带有反射膜的刻度尺，也能实现具有稳定的高衍射效率的反射型光电式编码器用刻度尺作为课题。
本发明在光栅的侧面不带有反射膜的反射型光电式编码器用刻度尺中，通过使所述光栅的边角大于80°且小于90°而解决上述课题。
本发明还是通过反射型光电式编码器用刻度尺解决上述课题的产品，其在基板上具有一样的反射膜，其上具有由与所述反射膜反射率不同的材料构成的光栅，在该光栅的上端具有由与所述反射膜相同的材料构成的反射膜，所述光栅的边角大于80°且小于90°。
本发明还提供一种具有所述刻度尺的反射型光电式编码器。
根据本发明，在光栅的侧面不带有反射膜的反射型光电式编码器用刻度尺中，即使光栅形状和尺寸等有偏差时，也能得到稳定的高衍射效率，且可以容许加工产生的光栅形状和尺寸等的偏差。因此可以实现具有稳定地高衍射率的反射型光电式编码器用刻度尺。
图1是表示反射型光电式编码器用刻度尺一般的光栅形状的剖面图；图2是表示以特开平10-318793号公报为对象的刻度尺的光栅形状的剖面图；图3是表示以本发明为对象的刻度尺的光栅形状的剖面图；图4是表示根据本发明最适合的光栅形状的模拟结果的线型图；图5是表示特开平10-318793号公报中所记载的现有例的模拟结果的线型图。
具体实施例方式
下面结合
本发明，以使本发明的目的、特点和优点以及其它的目的和优点更加清楚。其中，相同的附图标记指的是相同或相近的零部件。
本发明是根据发明者等的实验提出的。
发明者等使用市售的衍射效果模拟程序(GSOLVERGrating SolverDevelopment Co.)可以得到高衍射效率，且对于光栅形状和尺寸的偏差冲洗可靠的形状、尺寸。即如图3所示，在玻璃制的基板10的表面上附有铬制的反射膜11，只在钨制的光栅12的上面附有相同的铬制的反射膜13，相对具有光栅线宽l与间距p的比l/p＝0.40～0.58和光栅高度h＝110～160nm的光栅的刻度尺，在使用波长λ＝633nm、p偏振光的光源时的模拟结果中，边角θ与衍射效率的变化关系表示在图4中。根据图4，虽然即使在90°、80°中，相对衍射效率高变动也小，但为了把边角θ作成90°，在干腐蚀加工时，或腐蚀时间长，或使腐蚀离子能量增加，大多有必要进行过度腐蚀，由于有必要提高腐蚀掩膜的耐等离子性，所以加工困难。而边角θ作成小于或等于80°的加工虽然容易，但是相对光栅线宽l、光栅高度h的偏差相对衍射效率的变动是敏感的。因此，边角最好为80°＜θ＜90°。
为了比较，在特开平10-318793号公报中所记载的现有例中，与图4相同，在图5中表示相对光栅线宽l与间距p的比l/p＝0.40～0.58，光栅高度h＝110～160nm的刻度尺，在使用波长λ＝633nm、p偏振光的光源时的模拟结果中的边角θ和相对衍射效率的变化关系。
在上述的模拟中，虽然使用取光栅线宽l与间距p的比l/p＝0.40～0.58，光栅高度h＝110～160nm，使用波长λ＝633nm、p偏振光的光源，但本发明的适用对象不限于此，一般也可用于在光栅的侧面不带反射膜的刻度尺。
具有说明书、说明书附图和权利要求书的日本专利申请的申请号为2004-91344，申请日为2004年3月26日。该专利申请的全部内容作为参考而进行了引用。
虽然说明和描述了一些优选实施例，但是在没有脱离本发明权利要求的范围的情况下，可以进行各种变化和修改。
权利要求
1.一种反射型光电式编码器用刻度尺，该刻度尺在相位光栅的侧面不带反射膜，其特征在于，所述相位光栅的边角大于80°且小于90°。
2.如权利要求1所述的反射型光电式编码器用刻度尺，其特征在于，在基板上具有相同的反射膜，其上具有由与所述反射膜反射率不同的材质构成的相位光栅，在该相位光栅的上端具有由与所述反射膜相同的材质构成的反射膜，所述相位光栅的边角大于80°且小于90°。
3.一种反射型光电式编码器，其特征在于，在相位光栅的侧面不带反射膜，且具有所述光栅边角大于80°且小于90°的刻度尺。
4.如权利要求3所述的反射型光电式编码器，其特征在于，所述刻度尺，在基板上具有一样的反射膜，其上具有由与所述反射膜反射率不同的材质构成的相位光栅，在该相位光栅的上端具有由与所述反射膜相同的材质构成的反射膜，所述相位光栅的边角大于80°且小于90°。
全文摘要
一种反射型光电式编码器用刻度尺，其在相位光栅的侧面不带反射膜，通过把相位光栅(12)的边角θ作成80°＜θ＜90°，使得即使在光栅形状和尺寸等有偏差时也能得到稳定地衍射效率。
文档编号G01D5/347GK1673687SQ20051005925
公开日2005年9月28日 申请日期2005年3月25日 优先权日2004年3月26日
发明者小嶋谦一 申请人:三丰株式会社