JPH08247791A - 光学式マイクロリニアエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光学要素が少なく超小型で高精度の光学式エン
コーダを提供する。 【構成】光学式エンコーダは移動可能に連結したスケー
ル１１０と受発光部１２０から構成されている。スケー
ル１１０は主摺動面１１２に対して突出した凸部１１４
を有し、凸部１１４には鋸歯状に加工されたスケール面
１１６が形成されている。受発光部１２０は、主摺動面
１２２に対して窪んでいる凹部１２４を有し、凹部１２
４の底面には面発光レーザ１２８とフォトダイオード１
３０が形成されている。また、主摺動面１２２には、複
数の突起１２６が等間隔で設けられている。スケール１
１０と受発光部１２０は、凸部１１４を凹部１２４に入
れることで、外れることなく、長手方向に移動可能に連
結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、装置の可動部分や生体
内などでの移動量検出に用いられる光学式マイクロリニ
アエンコーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】

＜従来例１＞光学式エンコーダの一例として、光源と受
光素子とスケールとを備え、光源の出射光をスケールを
介して受光素子で受け、その光強度の変化を検出するこ
とにより、スケールの変位を求めるものが知られてい
る。このような光学的変位センサは、例えば［日経メカ
ニカル］１９８８．７．２５に開示されている。その構
成を図２４に示す。

【０００３】図２４に示すように、この変位センサは、
発光素子６０１、受光素子６０２、レンズ６０３、メイ
ンスケール６０４、インデックススケール６０５を有し
ている。この光学式エンコーダは二枚のスケール６０
４、６０５を透過する光の強度変化をもとに移動距離を
測定する。発光素子６０１と受光素子６０２の間に同じ
ピッチのスケールを加工したメインスケール６０４とイ
ンデックススケール６０５を配置する。両スケールの透
明な部分が重なり合うと光が透過して受光素子６０２に
入る。しかし、インデックススケール６０５がメインス
ケール６０４に対して相対的に移動すると透過光は次第
に弱くなり、透明な部分と暗い部分が重なると光はほと
んど透過しない。この時の受光素子６０２の出力信号は
正弦波に近いものとなる。この出力信号を調べることに
より両スケールの相対移動距離を求めることができる。

【０００４】＜従来例２＞また、別の光学式エンコーダ
としては、例えば特開平３−２９１５２３において、半
導体レーザを光源に用いて両端面から射出する光ビーム
を交差させ、光干渉位置に回折格子を配置し、その変位
を検出するものが開示されている。その基本構成を図２
５に示す。

【０００５】このエンコーダでは、図２５（ａ）に示す
ように、半導体基板７０１の上に、二本の光ビーム反対
向きに射出する半導体レーザ７０２と、その光ビームを
案内する光導波路７０３と、光導波路７０３の射出光を
集光するレンズ７０４が形成されている。レンズ７０４
から射出された二本の光ビームが交差する位置には回折
格子７０５が配置されている。半導体基板７０１の上に
は、さらに回折格子７０５の干渉位置にフォトダイオー
ド７０６が形成されている。

【０００６】半導体レーザ７０２の両端面から射出され
た二本の光ビームは、光導波路７０３を伝搬し、レンズ
７０４により回折格子７０５に集光され、回折格子７０
５で回折された光は互いに干渉し合う。フォトダイオー
ド７０６では、図２５（ｂ）に示すような、回折格子７
０５の移動による強度変化の波形が検出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

＜従来例１の課題＞図２４に示した光学式エンコーダ
は、高精度のエンコーダを構成するが以下のような問題
点を抱えている。

【０００８】高分解能の変位を検出するため、発光部６
０１、受光部６０２、レンズ６０３、メインスケール６
０４、インデックススケール６０５など数多くの光学要
素を高精度で位置合わせする必要がある。したがって、
位置決めに手間がかかるとともに、装置の大型化、重量
化を招きエンコーダの微細領域への応用範囲を狭めてい
る。

【０００９】＜従来例２の課題＞また、図２５に示した
光学式エンコーダは、光学要素が半導体基板に集積化さ
れているため小型の変位センサを提供するが、以下のよ
うな問題点を抱えている。

【００１０】通常の半導体レーザは射出端面に劈開面を
用いるが、この変位センサでは、半導体レーザ７０２は
光導波路７０３やレンズ７０４と一体的に形成されるた
め、その射出端面７０７は通常ドライエッチにより形成
される。この端面７０７と光導波路７０３の間隔は狭い
ため、端面保護が困難で、通電による端面劣化により安
定な発振が得られない。また、ビームを絞るためのレン
ズ７０４を半導体基板７０１の上に一体的に形成するた
め、レンズ形状７０４には高い制御性が要求され、工程
も複雑になる。また、高分解能の変位を検出するため
に、回折格子７０５とエンコーダとの位置合わせに高い
精度が要求され、結果として部品点数の増大化や、装置
の大型化を招きかねない。 ＜本発明の目的＞本発明は、光学要素が少なく、超小型
・軽量で、高精度の光学式エンコーダを提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、光源と、光源に対して相対的に移動するスケール
と、このスケールからの反射光、透過光または回折光を
受光するための受光素子とを有する光学式マイクロリニ
アエンコーダにおいて、半導体単結晶基板を異方性エッ
チングすることにより形成された、長溝状に凹んだ凹部
とこの凹部の両側に形成された主摺動面とを有する凹部
材と、半導体単結晶基板を異方性エッチングすることに
より形成された、主摺動面とこの主摺動面に対して突出
した凸部とを有する凸部材で、凸部が前記凹部材の凹部
に遊嵌していて前記凹部材に対して移動できる凸部材
と、凹部材と凸部材の一方の部材に移動方向に沿って設
けられたスケールと、凹部材と凸部材の他方の部材に前
記スケールのスケール面に対向するように設けられた垂
直共振器型面発光レーザおよび受光素子とを有すること
を特徴とする。

【００１２】請求項２に記載の発明は、光源と、光源に
対して相対的に移動するスケールと、このスケールから
の反射光、透過光または回折光を受光するための受光素
子とを有する光学式マイクロリニアエンコーダにおい
て、半導体単結晶基板を異方性エッチングすることによ
り形成された、長溝状に凹んだ凹部とこの凹部の両側に
形成された主摺動面とを有する凹部材と、半導体単結晶
基板を異方性エッチングすることにより形成された、前
記凹部材に凹部を跨いで固着されるフタ部材と、半導体
単結晶基板を異方性エッチングすることにより形成され
た、前記凹部材とフタ部材により形成された空間内に移
動可能に配置されたスケールで、凹部材とフタ部材の一
方の部材に対向する面に移動方向に沿ってスケール面を
有するスケールと、スケール面に対向する前記一方の部
材に設けられた垂直共振器面発光レーザおよび受光素子
とを有することを特徴とする。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の光学式マイクロリニアエンコーダにおいて、前記スケ
ールが、凹部材とフタ部材により形成された空間から抜
け落ちないように、前記スケールあるいは前記凹部材ま
たはフタ部材に突出部を設けたことを特徴とした。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の発明では、スケールと受発光
部（垂直共振器面発光レーザと受光素子を有する凹部
材）を半導体プロセスにより一体的に形成することがで
きる。特殊な化学エッチングを用いることによって、ス
ケールと受発光部がそれ自身分解しないための構成を簡
便に得ることができる。これにより、光学要素が少な
く、超小型で、容易な構成により高精度の光学式マイク
ロリニアエンコーダを提供することができる。

【００１５】請求項２に記載の発明では、スケールと受
発光部（垂直共振器面発光レーザと受光素子を有する部
材）を半導体プロセスにより一体的に形成することがで
きる。また、フタ部材を設ける構造によって、半導体プ
ロセスの問題点となっている加工精度に依存しない構成
となり、組立が非常に簡便になる。これにより、光学要
素が少なく、超小型で、容易な構成により高精度の光学
式マイクロリニアエンコーダを提供することができる。

【００１６】請求項３に記載の発明では、スケールの前
後の両端に突出部を設けることによって、スケールの最
大移動量を規定できるばかりでなく、スケールが受発光
部から外れることが防止される。

【００１７】

【実施例】

＜第一実施例＞本発明の光学式エンコーダの第一実施例
について図１ないし図６を参照しながら説明する。

【００１８】本実施例の光学式エンコーダは、図１
（Ａ）に示すように、移動可能に連結したスケール１１
０と受発光部１２０から構成されている。スケール１１
０は、図１（Ｂ）に示すように、主摺動面１１２に対し
てオスアリ形状に突出した凸部１１４を有し、凸部１１
４には鋸歯状に加工されたスケール面１１６が形成され
ている。スケール１１０はＧａＡｓやＳｉ等の半導体材
料を加工して作られる。一方、受発光部１２０は、図１
（Ｃ）に示すように、主摺動面１２２に対してアリ溝状
に窪んでいる凹部１２４を有している。主摺動面１２２
には、ＳｉＯ₂ からなる複数の突起１２６が等間隔で設
けられている。また、凹部１２４の底面には、面発光レ
ーザ１２８とフォトダイオード１３０が設けられてい
る。スケール１１０と受発光部１２０は、図１（Ａ）に
示すように、凸部１１４を凹部１２４に入れることで、
外れることなく、長手方向に移動可能に連結されてい
る。長手方向を横切る方向に関する移動は、スケール１
１０の副摺動面１１８と受発光部１２０の副摺動面１３
２とにより制限される。また、凹部１２４の底面と凸部
１１４の突出面の間隔は、スケール１１０の主摺動面１
１２が突起１２６に支持されることで、Ｌに規定されて
いる。

【００１９】図１（Ｄ）に示すように、スケール１１０
は、Ｌの間隔をおいて、受発光部１２０に対して移動可
能に支持される。スケール面１１６が実線で示される位
置においては、垂直共振器型面発光レーザ１２８から射
出したビームは、スケール面１１６で反射し、実線で示
されるようにほぼ等しく左右に分かれ、右側のビームが
フォトダイオード１３０に入射する。スケール面１１６
が、実線の位置から右へずれ、想像線で示す位置にくる
と、右側に反射されるビームが少なくなり、フォトダイ
オード１３０の出力が減る。これから容易に想像できる
ように、スケール面１１６の移動に伴なって、フォトダ
イオード１３０に入射するビームの光量が変化する。こ
のため、相対移動量に対するフォトダイオード１３０の
出力電流値は、図１（Ｅ）に示すように、正弦波に近い
信号となる。従って、フォトダイオード１３０の出力信
号を調べることにより、スケール１１０の相対移動距離
を求めることができる。

【００２０】本実施例の光学式エンコーダでは、発光素
子に垂直共振器型面発光レーザ１２８を用いている。垂
直共振器型面発光レーザは、射出ビームが狭く鋭いた
め、レンズなどの光学素子が不要である。そのため、ス
ケールと受発光部の間隔を非常に小さくすることがで
き、しかも常に一定（Ｌ）であるので出力信号は相対移
動量に対してほぼ完全な正弦波として得られ、出力波形
を分割することにより精度良く変位検出することができ
る。つまり、光学要素が少なく、超小型で、構成の簡単
な、高精度の光学式エンコーダが得られる。また、スケ
ール１１０と受発光部１２０が一体化された構成となっ
ているので、スケール１１０の脱落など分解するおそれ
がない。

【００２１】次に、本実施例の光学式エンコーダの製造
方法を図２ないし図４を用いて説明する。まず、受発光
部１２０の製造方法について図２と図３により説明す
る。化合物半導体プロセスにより作製した垂直共振器型
面発光レーザ１４０（図２（ａ））の表面にＣＶＤ（化
学気相成長）でＳｉＯ₂ エッチング保護膜１４２を形成
する（図２（ｂ））。次に、裏面（基板側）にＣＶＤ
（化学気相成長）でＳｉＯ₂ 膜１４４を形成し、フォト
リソ工程及び緩衝フッ酸によるエッチングによりＳｉＯ
₂ エッチングマスク１４８を形成する（図２（ｃ），
（ｄ））。次に化学エッチングにより、凹部を形成する
（図２（ｅ））。ここでは、Ｈ₃ ＰＯ₄ ：Ｈ₂ Ｏ₂：Ｈ₂
Ｏ＝１：１：３組成のエッチング液を用いて図のよう
に逆メサ形状を形成した。次に、凹部にＣＶＤ（化学気
相成長）でＳｉＯ₂ 拡散マスク１５０を形成し、フォト
リソ工程及び緩衝フッ酸によるエッチングにより面発光
半導体レーザの射出ビームが入射する位置に開口部１５
２を設け、面発光半導体レーザの基板と逆の導電型のド
ーパントを拡散により開口部１５２に注入する（図２
（ｆ））。これによりフォトダイオードが形成される
（図３（ａ））。次に、フォトリソ工程で半導体基板の
裏面側に複数のドット状のＳｉＯ₂ を残すようレジスト
パターン１５６を形成し（図３（ｂ））、緩衝フッ酸で
エッチングを行ない、半球状の突起１５８を形成して、
受発光部が完成する（図３（ｃ））。

【００２２】次に、スケール１１０の製造方法について
図４により説明する。板状の半導体基板１６０にＣＶＤ
（化学気相成長）でＳｉＯ₂ を形成し、フォトリソ工程
及び緩衝フッ酸によるエッチングによりＳｉＯ₂ のエッ
チングマスク１６２を形成する（図４（ａ））。次に化
学エッチングにより凸部を形成する（図４（ｂ））。こ
こでは、Ｈ₃ ＰＯ₄ ：Ｈ₂ Ｏ₂ ：Ｈ₂ Ｏ＝１：１：３組
成のエッチング液を用いて図のように逆メサ形状を形成
した。次に、凸部にＣＶＤ（化学気相成長）でＳｉＯ₂
膜１６４を形成し（図４（ｃ））、フォトリソ工程及び
緩衝フッ酸によるエッチングにより面発光半導体レーザ
の射出ビームが入射する領域に、スケールの移動方向に
対して周期的に矩形の開口部１６６を形成する（図４
（ｄ））。次に、化学エッチングにより鋸歯形状のスケ
ール面１６８を形成する（図４（ｅ））。ここでは、Ｈ
₃ ＰＯ₄ ：Ｈ₂ Ｏ₂ ：Ｈ₂ Ｏ＝１：１：３組成のエッチ
ング液を用いて図のように順メサ形状を形成した。次
に、緩衝フッ酸でＳｉＯ₂ をエッチングにより除去し
て、スケールが完成する（図４（ｆ））。

【００２３】本実施例の各構成は、当然、各種の変形や
変更が可能である。例えば、スケールを鋸歯状に加工す
る替わりに、スケール面に複数のフォトダイオードを形
成し、そのフォトダイオードより信号検出してもよい。
この場合のスケールの製造方法を図５により説明する。
板状の半導体基板１７０にＣＶＤ（化学気相成長）でＳ
ｉＯ₂ を形成し、フォトリソ工程及び緩衝フッ酸による
エッチングによりＳｉＯ₂ のエッチングマスク１７２を
形成する（図５（ａ））。次に、化学エッチングにより
凸部を形成する（図５（ｂ））。ここでは、Ｈ₃ ＰＯ
₄ ：Ｈ₂ Ｏ₂ ：Ｈ₂ Ｏ＝１：１：３組成のエッチング液
を用いて図のように逆メサ形状を形成した。次に、凸部
にＣＶＤ（化学気相成長）でＳｉＯ₂ 膜１７４を形成し
（図５（ｃ））、フォトリソ工程及び緩衝フッ酸による
エッチングにより面発光半導体レーザの射出ビームが入
射する領域に、スケールの移動方向に対して周期的に矩
形の開口部１７４を形成する。次に、スケールとして用
いた基板と逆の導電型のドーパントを拡散により開口部
１７４に注入し（図５（ｄ））、フォトダイオードアレ
イ１７８を形成する（図５（ｅ））。次に、緩衝フッ酸
でＳｉＯ₂ をエッチングにより除去し、フォトダイオー
ドアレイ１７８を備えたスケール１８０が完成する（図
５（ｆ））。

【００２４】この場合、図６に示すように、図１の受発
光部に相当する部材である発光部１９０には、面発光レ
ーザー１９２が設けてあればよく、フォトダイオードは
不要である。勿論、図１に示した受発光部１２０をその
まま使用しても一向に構わない。面発光レーザ１９２の
射出ビームは対向位置にあるフォトダイオードアレイ１
７８に入射し、各々のフォトダイオードから検出された
信号を処理することにより変位量、向き、位置が求めら
れ、アブソリュート型のエンコーダとして機能させるこ
とができる。

【００２５】また、実施例では、スケール面は、鋸歯状
に加工して構成したが、これに代えて回折格子を設けて
構成してもよい。あるいは、スケール面は、高反射領域
と低反射領域を周期的に設けて構成してもよい。

【００２６】また、製造方法においては、スケール面の
形成に異方性の化学エッチングを用いたが、ＲＩＢＥ
（反応性イオンエッチング）等のドライエッチングを用
いてもよい。

【００２７】＜第二実施例＞本発明の光学式エンコーダ
の第二実施例について図７ないし図１３を用いて説明す
る。

【００２８】本実施例の光学式エンコーダは、図７に示
すように、受発光部２１０とスケール２３０とフタ部２
５０から構成されている。図８に示すように、受発光部
２１０はＧａＡｓからなり、主摺動面２１２に対してア
リ溝状に窪んでいる凹部２１４が逆メサエッチング法に
より形成され、凹部２１４の底面には垂直共振器面発光
レーザ２１６と受光素子２１８たとえばフォトダイオー
ドが形成されている。主摺動面２１２にはＳｉＯ₂ から
なる複数の突起２２０が設けられている。

【００２９】スケール２３０はＳｉからなり、主摺動面
２３２から凸字状に突出した凸部２３４を有している。
凸部２３４は、その断面形状が、図９（Ａ）に示すよう
に矩形形状でも、図９（Ｂ）に示すような形状でも、図
９（Ｃ）に示すように台形形状であってもよい。凸部２
３４の突出面であるスケール面２３６には、金属等から
なる高反射領域２３８が一定間隔で設けられている。凸
部２３４のスケール面２３６の反対側の平坦面には、図
８に示すように、Ｓｉからなる複数の突起２４０が、長
手方向の両側部に等間隔で設けられている。

【００３０】フタ部２５０はＳｉからなり、断面コ字状
の形状をしている。フタ部２５０は、接着層２５２を介
して、受発光部２１０と接着される。接着は、例えば、
接着層２５２にガラス薄膜を使用し、陽極接合により行
なわれる。スケール２３０は、図７に示すように、受発
光部２１０とフタ部２５０により形成された空間に通さ
れ、長手方向に摺動可能に配置される。スケール２３０
のスケール面２３６と、受発光部２１０の凹部２１４底
面に設けた面垂直共振器面発光レーザ２１６と受光素子
２１８との間隔は、スケール２３０の形状、受発光部２
１０の主摺動面２１２上の突起２２０の形状、接着層２
５２の厚みにより決まる。

【００３１】次に、本実施例の光学式エンコーダの各部
材すなわち受発光部２１０とスケール２３０とフタ部２
５０の作製方法について説明する。まず、受発光部の作
製方法について図１０を参照して説明する。垂直共振器
型面発光レーザ２１６とフォトダイオード２１８を形成
した半導体基板２６０に、ＳｉＯ2 のマスク材２６２を
設け、逆メサエッチング法により凹部を形成する（図１
０（ａ））。逆メサエッチング終了後、マスク材２６２
上にフォトレジスト２６４を選択的に設け、突起２２０
を形成する位置をマスクする（図１０（ｂ））。その
後、マスク材２６２をＨＦでエッチングする。これによ
り、フォトレジスト２６４でマスクした部分を除いて、
マスク材２６２が除去される（図１０（ｃ））。フォト
レジスト２６４を除去し、受発光部が完成する（図１０
（ｄ））。

【００３２】次に、フタ部の作製方法について図１１を
参照して説明する。１１０面のＳｉ基板２７０を用意し
（図１１（ａ））、ＳｉＯ₂ 薄膜２７２でマスクし（図
１１（ｂ））、異方性ウエットエッチャント（ＫＯＨ，
ＴＭＡＨ，ｅｔｃ．）で結晶面に沿って加工し（図１１
（ｃ））、最後にマスク材２７２をＨＦで除去し（図１
１（ｄ））、フタ部が完成する。

【００３３】最後に、スケールの作製方法について図１
２を参照して説明する。１１０面のＳｉ基板２８２を用
意し（図１２（ａ））、Ｓｉ基板２８２の上面にＡｕ膜
２８２を蒸着し（図１２（ｂ））、Ａｕ膜２８４をレジ
ストによりパターニングし、ヨウ化アンモンによってス
ケール状に加工し、等間隔で並ぶ高反射領域２８４を形
成する（図１２（ｃ））。次に、この構造体の上下面に
ＣＶＤによりＳｉＯ₂膜２８６と２８８を形成し（図１
２（ｄ））、ＳｉＯ₂ 膜２８６をフォトレジストでマス
クしパターニングし（図１２（ｅ））、残ったＳｉＯ₂
膜２９０をマスクとして異方性ウエットエッチャント
（ＫＯＨ，ＴＭＡＨ，ｅｔｃ．）で結晶面に沿って加工
し（図１２（ｆ））、ＳｉＯ₂ 膜２９０を除去する（図
１２（ｇ））。下面のＳｉＯ₂ 膜２８８に対して突起を
形成する位置にフォトレジスト２９２を設け（図１２
（ｈ））、これをマスクとしてＳｉＯ₂ 膜２９２を除去
すると突起２９４が得られ（図１２（ｉ））、スケール
が完成する。

【００３４】次に、本実施例の作用を説明する。垂直共
振器型面発光レーザ２１６から射出したビームは、スケ
ール２３０のスケール面２３６で反射し、受光素子２１
８に入射する。受光素子２１８の出力は、受光素子２１
８に向けて反射される光の成分のすべてが高反射領域２
３８に入射するときに最大となり、高反射領域２３８か
ら完全に外れているときに最小となる。従って、スケー
ル２３０の移動に伴ない、受光素子２１８の出力信号は
周期的に変化し、それは正弦波に近いものとなる。この
出力信号を調べることで、受発光部２１０に対するスケ
ール２３０の相対移動距離を求めることができる。

【００３５】本実施例では、発光素子として垂直共振器
型面発光レーザを用いている。垂直共振器型面発光レー
ザは、射出ビームが狭く鋭いため、レンズなどの光学素
子が不要である。従って、スケールと受発光部の間隔を
非常に小さくすることができ、しかもその間隔が常に一
定に保たれるため、受光素子の出力信号がほぼ完全な正
弦波として得られ、出力波形を分割することにより精度
良く変位検出することができる。つまり、光学要素が少
なく、超小型で、高精度の光学式エンコーダが得られ
る。

【００３６】また、上下方向に関しては、受発光部２１
０とスケール２３０の間の接触は突起２２０により点接
触となっており、同様にスケール２３０とフタ部２３０
の間の接触は突起２４０により点接触となっている。ま
た、横方向に関しては、受発光部２１０の凹部２１４が
逆メサ形状となっているため、受発光部２１０とスケー
ル２３０の間の接触は線接触となっている。これによ
り、スケール２３０は、受発光部２１０に対して、横方
向には動きが制限されるが、長手方向にはスムースに移
動できるとともに、スケール面２３６が垂直共振器型面
発光レーザ２１６等の光学部品に対して非接触に保たれ
るので、摩擦やスティッキングによる可動不良や部品の
損傷等の心配もない。

【００３７】さらに、受発光部２１０とフタ部２５０は
接着されていて、両者の間に形成された空間内でスケー
ル２３０が摺動する構成となっているので、光学式エン
コーダは分解する虞がない。

【００３８】本実施例の各構成は、当然、各種の変形、
変更が可能である。例えば、スケール２３０はドライエ
ッチングにより加工してもよい。また、スケール２３０
はガラスで作製してもよい。スケール２３０にガラスを
用いた場合、スケール形状を作製するためにＨＦを用い
る。ＨＦでエッチングした場合、スケール形状は等方的
になる。

【００３９】また、図１３に示すように、スケール２３
０の前後両端に突出部２４２を設け、スケール２３０が
受発光部２１０とフタ部２５０に囲まれた空間から抜け
落ちないようにしてもよい。突出２４２を設ける場合、
スケール２３０はドライエッチングで形成するのが望ま
しい。

【００４０】＜第三実施例＞本発明の光学式エンコーダ
の第三実施例について図１４ないし図１６を参照しなが
ら説明する。

【００４１】本実施例の光学式エンコーダは、図１４
（Ａ）に示すように、移動可能に連結したスケール３１
０と受発光部３２０から構成されている。スケール３１
０はＧａＡｓやＳｉ等の半導体材料からなり、図１４
（Ｂ）に示すように、主摺動面３１２に対してオスアリ
形状に突出した凸部３１４を有し、凸部３１４には鋸歯
状に加工されたスケール面３１６が形成されている。受
発光部３２０には、図１（Ｃ）に示すように、主摺動面
３２２に対してアリ溝状に窪んでいる凹部３２４を有
し、凹部３２４の底面には面発光レーザ３２８とフォト
ダイオード３３０が設けられている。また、受発光部３
２０には、複数の空気孔３３４が設けられている。図１
４（Ｄ）に示すように、空気穴３３４には、例えば空気
コンプレッサー等により一定の圧力で空気が供給され、
スケール３１０が一定の高さＬだけ浮上させられる。

【００４２】図１５（Ａ）に示すように、スケール３１
０は、Ｌの間隔をおいて、受発光部３２０から浮上して
いる。スケール面３１６が実線で示される位置において
は、垂直共振器型面発光レーザ３２８から射出したビー
ムは、スケール面３１６で反射し、実線で示されるよう
にほぼ等しく左右に分かれ、右側のビームがフォトダイ
オード３３０に入射する。スケール面３１６が、実線の
位置から右へずれ、想像線で示す位置にくると、右側に
反射されるビームが少なくなり、フォトダイオード３３
０の出力が減る。これから容易に想像できるように、ス
ケール面１１６の移動に伴なって、フォトダイオード３
３０に入射するビームの光量が変化する。このため、相
対移動量に対するフォトダイオード３３０の出力電流値
は、図１５（Ｂ）に示すように、正弦波に近い信号とな
る。従って、フォトダイオード３３０の出力信号を調べ
ることにより、スケール３１０の相対移動距離を求める
ことができる。

【００４３】本実施例の光学式エンコーダでは、発光素
子に垂直共振器型面発光レーザ１２８を用いている。垂
直共振器型面発光レーザは、射出ビームが狭く鋭いた
め、レンズなどの光学素子が不要である。そのため、ス
ケールと受発光部の間隔を非常に小さくすることがで
き、しかもその間隔は常に一定（Ｌ）であるので出力信
号は相対移動量に対してほぼ完全な正弦波として得ら
れ、出力波形を分割することにより精度良く変位検出す
ることができる。つまり、光学要素が少なく、超小型
で、高精度の光学式エンコーダが得られる。また、スケ
ール３１０は受発光部３２０に対して非接触に保たれる
ので、摩擦による可動不良や、摩擦による部品の損傷の
心配もない。

【００４４】本実施例のスケールは第一実施例と同じ方
法で作製される。また、本実施例の受発光部は、第一実
施例とほぼ同じ受発光部（突起の無い点で異なる）を用
意し、これに空気孔を形成することにより作製される。
以下、空気孔の作製方法について図１６を用いて説明す
る。

【００４５】まず、突起の無い点を除けば第一実施例と
同じである受発光部３４０を用意する（図１６
（ａ））。これは第一実施例の受発光部の作製方法にお
いて突起を形成する工程を省くことにより作製される。
この受発光部３４０の外側底面にＣＶＤ（化学気相成
長）でＳｉＯ₂ エッチングマスク３４２を形成する（図
１６（ｂ））。次に、ＳｉＯ₂ エッチングマスク３４２
に対して、フォトリソ工程及び緩衝フッ酸によるエッチ
ングにより受発光部の凹部を貫通できる領域に開口部３
４４を形成する（図１６（ｃ））。次に、ＲＩＥ（反応
性イオンエッチング）により開口部３４４に貫通孔３４
６を形成する（図１６（ｄ））。次に、緩衝フッ酸でＳ
ｉＯ₂ をエッチングにより除去し（図１６（ｅ））、空
気を供給し浮上するための孔を設けた本実施例の受発光
部が完成する。

【００４６】なお、この実施例の各構成は、当然、各種
の変形、変更が可能である。本実施例では、受発光部に
空気を供給する貫通孔を開けたが、これに限らず、例え
ば、スケール側に、空気供給用の貫通孔を設けても良
い。

【００４７】＜第四実施例＞本発明の光学式エンコーダ
の第四実施例について図１７ないし図２０を参照しなが
ら説明する。

【００４８】本実施例の光学式エンコーダは、図１７に
示すように、受発光部４１０とスケール４３０とフタ部
４５０から構成されている。図２０に示すように、受発
光部４１０はＧａＡｓからなり、主摺動面４１２に対し
てアリ溝状に窪んでいる凹部４１４が逆メサエッチング
法により形成され、凹部４１４の底面には垂直共振器面
発光レーザ４１６と受光素子４１８たとえばフォトダイ
オードが形成されている。また、主摺動面４１２には、
板状の磁石４２２が設けられている。この磁石４２２は
主摺動面４１２に対して垂直に分極されている。

【００４９】図１９に示すように、スケール４３０はＳ
ｉからなり、主摺動面４３２から凸字状に突出した凸部
４３４を有している。凸部４３４の突出面であるスケー
ル面４３６には、金属等からなる高反射領域４３８が一
定間隔で設けられている。凸部４３４の摺動面４３２に
は、板状の磁石４４２が設けられている。この磁石４４
２は、受発光部４１０に設けた磁石４２２と反発する極
性を有している。凸部４３４のスケール面４３６の反対
側の平坦面には、板状の磁石４４４が設けられている。
磁石４４４は、平坦面に垂直に分極されている。

【００５０】図１８に示すように、フタ部４５０はＳｉ
からなり、断面コ字状の形状をしている。フタ部４５０
の凹部底面には、板状の磁石４５４が設けられている。
この磁石４５４は、スケール４３０に設けた磁石４４４
に反発する極性を有している。

【００５１】図１７に示すように、フタ部４５０は、接
着層４５２を介して、受発光部４１０と接着される。接
着は、例えば、接着層４５２にガラス薄膜を使用し、陽
極接合により行なわれる。スケール４３０は、図１７に
示すように、受発光部４１０とフタ部４５０により形成
された空間に通される。スケール４３０は、受発光部４
１０に設けた磁石４２２とフタ部４５０に設けた磁石４
５４とスケール４３０に設けた磁石４４２と４４４の計
四つの磁石によって、外乱に左右されず受発光部４１０
に対して浮上した状態に保たれる。面垂直共振器面発光
レーザ４１６及び受光素子４１８とスケール４３０のス
ケール面４３６との間隔は、スケール４３０の形状、接
着層４５２の厚み、スケール４３０の浮力により決ま
る。

【００５２】本実施例の光学式エンコーダの各部材の作
製方法は、第二実施例で説明した方法と同様である。次
に、本実施例の作用を説明する。垂直共振器型面発光レ
ーザ４１６から射出したビームは、スケール４３０のス
ケール面４３６で反射し、受光素子４１８に入射する。
受光素子４１８の出力は、受光素子４１８に向けて反射
される光の成分のすべてが高反射領域４３８に入射する
ときに最大となり、高反射領域４３８から完全に外れて
いるときに最小となる。従って、スケール４３０の移動
に伴ない、受光素子４１８の出力信号は周期的に変化
し、それは正弦波に近いものとなる。この出力信号を調
べることで、受発光部４１０に対するスケール４３０の
相対移動距離を求めることができる。

【００５３】本実施例では、発光素子として垂直共振器
型面発光レーザを用いている。垂直共振器型面発光レー
ザは、射出ビームが狭く鋭いため、レンズなどの光学素
子が不要である。従って、スケールと受発光部の間隔を
非常に小さくすることができ、しかもその間隔が常に一
定に保たれるため、受光素子の出力信号がほぼ完全な正
弦波として得られ、出力波形を分割することにより精度
良く変位検出することができる。つまり、光学要素が少
なく、超小型で、高精度の光学式エンコーダが得られ
る。

【００５４】また、上下方向に関しては、受発光部４１
０とスケール４３０は磁石４２２と磁石４４２により非
接触となっており、スケール４３０とフタ部４３０は磁
石４４４と磁石４５４により非接触となっている。ま
た、横方向に関しては、受発光部４１０の凹部４１４が
逆メサ形状となっているため、受発光部４１０とスケー
ル４３０の間の接触は線接触となっている。これによ
り、スケール４３０は、受発光部４１０に対して、横方
向には動きが制限されるが、長手方向にはスムースに移
動できるとともに、スケール面４３６が垂直共振器型面
発光レーザ４１６等の光学部品に対して非接触に保たれ
るので、摩擦やスティッキングによる可動不良や部品の
損傷等の心配もない。

【００５５】さらに、受発光部４１０とフタ部４５０は
接着されていて、両者の間に形成された空間内をスケー
ル４３０が浮遊して移動する構成となっているので、光
学式エンコーダは分解する虞がない。

【００５６】なお、この実施例の各構成は、当然、各種
の変形、変更が可能である。例えば、スケール４３０は
ドライエッチングで加工してもよい。また、スケール４
３０の前後両端に突出部を設け、スケール４３０が受発
光部４１０とフタ部４５０に囲まれた空間から抜け落ち
ないようにしてもよい。前後両端に突出部を設ける場
合、スケール４３０はドライエッチングで形成するのが
望ましい。

【００５７】＜第五実施例＞本発明の光学式エンコーダ
の第四実施例について図２１ないし図２３を参照しなが
ら説明する。

【００５８】本実施例の光学式エンコーダは、図２１に
示すように、受発光部５１０とスケール５３０とフタ部
５５０から構成されている。図２２に示すように、受発
光部５１０はＧａＡｓからなり、主摺動面５１２に対し
てアリ溝状に窪んでいる凹部５１４が逆メサエッチング
法により形成され、凹部５１４の底面には垂直共振器面
発光レーザ５１６と受光素子５１８たとえばフォトダイ
オードが形成されている。また、主摺動面５１２には、
絶縁物中に複数の金属電極を有するフィルム電極５２４
が設けられている。

【００５９】スケール５３０はＳｉからなり、主摺動面
５３２から凸字状に突出した凸部５３４を有している。
凸部５３４の突出面であるスケール面５３６には、金属
等からなる高反射領域５３８が一定間隔で設けられてい
る。凸部５３４の摺動面５３２には、絶縁物中に複数の
金属電極を有するフィルム電極５４６が設けられてい
る。凸部５３４のスケール面５３６の反対側の平坦面に
は、Ｓｉからなる複数の突起５４０が長手方向の両側部
に等間隔で設けられている。

【００６０】フタ部５５０はＳｉからなり、断面コ字状
の形状をしている。図２１に示すように、フタ部５５０
は、接着層５５２を介して、受発光部５１０と接着され
る。接着は、例えば、接着層５５２にガラス薄膜を使用
し、陽極接合により行なわれる。スケール５３０は、図
１７に示すように、受発光部５１０とフタ部５５０によ
り形成された空間に通される。

【００６１】スケール５３０は、フィルム電極５２４と
フィルム電極５４６の間に電圧を印加することで、浮上
され、移動される。図２３に示すように、受発光部５１
０に設けたフィルム電極５２４とスケール５３０に設け
たフィルム電極５４６に正負交互に電圧を印加すると電
極上の絶縁体表面に電荷が生じ、この電荷の引き起こす
クーロン力によって、スケール５３０は受発光部５１０
に対して一定の高さだけ浮上する。さらに、フィルム電
極５２４とフィルム電極５４６に印加する電圧を協調し
て変化させることによって、スケール５３０を前後に移
動させることもできる。この駆動方式は特開平２−２８
５９７８号に開示されている。面垂直共振器面発光レー
ザ５１６及び受光素子５１８とスケール５３０のスケー
ル面５３６との間隔は、スケール５３０の形状、接着層
５５２の厚み、スケール５３０の浮力により決まる。

【００６２】本実施例の光学式エンコーダの各部材の作
製方法は、第二実施例で説明した方法と同様である。次
に、本実施例の作用を説明する。垂直共振器型面発光レ
ーザ５１６から射出したビームは、スケール５３０のス
ケール面５３６で反射し、受光素子５１８に入射する。
受光素子５１８の出力は、受光素子５１８に向けて反射
される光の成分のすべてが高反射領域５３８に入射する
ときに最大となり、高反射領域５３８から完全に外れて
いるときに最小となる。従って、スケール５３０の移動
に伴ない、受光素子５１８の出力信号は周期的に変化
し、それは正弦波に近いものとなる。この出力信号を調
べることで、受発光部５１０に対するスケール５３０の
相対移動距離を求めることができる。

【００６３】本実施例では、発光素子として垂直共振器
型面発光レーザを用いている。垂直共振器型面発光レー
ザは、射出ビームが狭く鋭いため、レンズなどの光学素
子が不要である。従って、スケールと受発光部の間隔を
非常に小さくすることができ、しかもその間隔が常に一
定に保たれるため、受光素子の出力信号がほぼ完全な正
弦波として得られ、出力波形を分割することにより精度
良く変位検出することができる。つまり、光学要素が少
なく、超小型で、高精度の光学式エンコーダが得られ
る。

【００６４】また、上下方向に関しては、受発光部５１
０とスケール５３０はフィルム電極５２４とフィルム電
極５４６により非接触となっており、スケール５３０と
フタ部５３０は突起５４０により点接触となっている。
また、横方向に関しては、受発光部５１０の凹部５１４
が逆メサ形状となっているため、受発光部５１０とスケ
ール５３０の間の接触は線接触となっている。これによ
り、スケール５３０は、受発光部５１０に対して、横方
向には動きが制限されるが、長手方向にはスムースに移
動できるとともに、スケール面５３６が垂直共振器型面
発光レーザ５１６等の光学部品に対して非接触に保たれ
るので、摩擦やスティッキングによる可動不良や部品の
損傷等の心配もない。

【００６５】さらに、受発光部５１０とフタ部５５０は
接着されていて、両者の間に形成された空間内をスケー
ル５３０が浮遊して移動する構成となっているので、光
学式エンコーダは分解する虞がない。

【００６６】なお、この実施例の各構成は、当然、各種
の変形、変更が可能である。例えば、スケール５３０は
ドライエッチングで加工してもよい。また、スケール５
３０の前後両端に突出部を設け、スケール５３０が受発
光部５１０とフタ部５５０に囲まれた空間から抜け落ち
ないようにしてもよい。前後両端に突出部を設ける場
合、スケール５３０はドライエッチングで形成するのが
望ましい。

【００６７】本発明は以下に述べる技術思想を含んでお
り、この技術思想から逸脱しない範囲で変形や改良や修
正を施したものも当然の事ながら本発明に含まれる。 １．（図６の実施例を除く全実施例に対応） （構成）光源と、光源に対して相対的に移動するスケー
ルと、このスケールからの反射光、透過光または回折光
を受光するための受光素子とを有する光学式マイクロリ
ニアエンコーダにおいて、半導体単結晶基板を異方性エ
ッチングすることにより形成された、長溝状に凹んだ凹
部とこの凹部の両側に形成された主摺動面とを有する凹
部材と、半導体単結晶基板を異方性エッチングすること
により形成された、主摺動面とこの主摺動面に対して突
出した凸部とを有する凸部材で、凸部が前記凹部材の凹
部に遊嵌していて前記凹部材に対して移動できる凸部材
と、凹部材と凸部材の一方の部材に移動方向に沿って設
けられたスケールと、凹部材と凸部材の他方の部材に前
記スケールのスケール面に対向するように設けられた垂
直共振器型面発光レーザおよび受光素子とを有すること
を特徴とする光学式マイクロリニアエンコーダ。 （作用・効果）スケールと受発光部を半導体プロセスに
より一体的に形成することができる。特殊な化学エッチ
ングを用いることによって、スケールと受発光部がそれ
自身分解しないための構成を簡便に得ることができる。
これにより、光学要素が少なく、超小型で、容易な構成
により高精度の光学式マイクロリニアエンコーダを提供
することができる。 ２．（第二実施例に対応） （構成）光源と、光源に対して相対的に移動するスケー
ルと、このスケールからの反射光、透過光または回折光
を受光するための受光素子とを有する光学式マイクロリ
ニアエンコーダにおいて、半導体単結晶基板を異方性エ
ッチングすることにより形成された、長溝状に凹んだ凹
部とこの凹部の両側に形成された主摺動面とを有する凹
部材と、半導体単結晶基板を異方性エッチングすること
により形成された、前記凹部材に凹部を跨いで固着され
るフタ部材と、半導体単結晶基板を異方性エッチングす
ることにより形成された、前記凹部材とフタ部材により
形成された空間内に移動可能に配置されたスケールで、
凹部材とフタ部材の一方の部材に対向する面に移動方向
に沿ってスケール面を有するスケールと、スケール面に
対向する前記一方の部材に設けられた垂直共振器面発光
レーザおよび受光素子とを有することを特徴とする光学
式マイクロリニアエンコーダ。 （作用・効果）スケールと受発光部を半導体プロセスに
より一体的に形成することができる。また、フタ部材を
設ける構造によって、半導体プロセスの問題点となって
いる加工精度に依存しない構成となり、組立が非常に簡
便になる。これにより、光学要素が少なく、超小型で、
容易な構成により高精度の光学式マイクロリニアエンコ
ーダを提供することができる。 ３．（第一実施例と第二実施例に対応） （構成）第１項または第２項に記載の光学式マイクロリ
ニアエンコーダにおいて、前記凹部材の主摺動面および
前記凸部材の主摺動面の一方に摩擦を軽減する突起が複
数設けられていることを特徴とする光学式マイクロリニ
アエンコーダ。 （作用・効果）マイクロエンコーダで問題となる滑り摩
擦を低減するため、主摺動面に突起を同時に形成した。
一方の主摺動面に設けた複数の突起は他方の主摺動面に
点で接触するため、凹部材と凸部材の間の滑り摩擦が低
減される。これにより、エンコーダの小型化で問題とな
るスティッキング現象を抑えることができ、また、スケ
ールを滑らかに移動することができる。 ４．（第一実施例と第二実施例に対応） （構成）第１項または第２項に記載の光学式マイクロリ
ニアエンコーダにおいて、前記凹部材の主摺動面あるい
は前記凸部材の主摺動面の少なくとも一方の主摺動面上
に絶縁膜を形成した後にマスクエッチングにより前記複
数の突起が形成されていることを特徴とする光学式マイ
クロリニアエンコーダ。 （作用・効果）前記複数の突起は一方の主摺動面上の絶
縁膜をマスクエッチングすることにより形成されている
ので、突起の上部は均一な高さを有することになり、ス
ケールを滑らかに移動することができる。 ５．（第一実施例の変形例（図６）に対応） （構成）第１項または第２項に記載の光学式マイクロリ
ニアエンコーダにおいて、前記スケールに長手方向に沿
って複数の受光素子を配列したことを特徴とする光学式
マイクロリニアエンコーダ。 （作用・効果）半導体で構成されたスケール面に複数の
受光素子を形成したことにより、向き判別や、位置の検
出が可能なアブソリュート型の光学式マイクロリニアエ
ンコーダを提供することができる。 ６．（第二実施例に対応） （構成）第２項に記載の光学式マイクロリニアエンコー
ダにおいて、前記スケールの長手方向の両端部に、スケ
ール中央部よりも幅が広く、前記フタ部材に係止する突
出部を設けたことを特徴とする光学式マイクロリニアエ
ンコーダ。 （作用・効果）スケールの前後の両端に突出部を設ける
ことによって、スケールの最大移動量を規定できるばか
りでなく、スケールが受発光部から外れることが防止さ
れる。 ７．（第三実施例に対応） （構成）第１項または第２項に記載の光学式マイクロリ
ニアエンコーダにおいて、前記凹部材の凹部に設けられ
た複数の貫通孔と、この貫通孔を介して前記凹部材とス
ケールとの間に所定の圧力で空気を供給する空気供給手
段とを設けたことを特徴とする光学式マイクロリニアエ
ンコーダ。 （作用・効果）受発光部の発光部と受光部を除く領域
に、エッチングにより複数の貫通孔を開け、空気やその
他のガスを外部から一定の圧力で供給することにより、
スケールは受発光部などの他の光学部品に対して非接触
で一定の高さに浮上する。これにより、摩擦による可動
不良や、摩擦による部品の損傷の虞のない変位検出が可
能である。 ８．（第四実施例に対応） （構成）第１項または第２項に記載の光学式マイクロリ
ニアエンコーダにおいて、前記凹部材の主摺動面に設け
られた一方の極性を有する第一の磁界発生手段と、前記
スケールの前記主摺動面に対向する位置に設けられた他
方の極性を有する第二の磁界発生手段とを設けたことを
特徴とする光学式マイクロリニアエンコーダ。 （作用・効果）凹部材とスケールの互いに向き合った主
摺動面に反発し合う磁石を設け、同様に、スケールとフ
タ部の互いに向き合った面に反発し合う磁石を設けるこ
とにより、スケールは受発光部などの他の光学部品に対
して非接触で一定の高さに浮上する。これにより、摩擦
による可動不良や、摩擦による部品の損傷の恐れのない
変位検出が可能である。 ９．（第五実施例に対応） （構成）第１項または第２項に記載の光学式マイクロリ
ニアエンコーダにおいて、前記凹部材の主摺動面に設け
られた絶縁物中に複数の金属電極を有する第一のフィル
ム電極と、前記スケールの前記主摺動面に対向する位置
に設けられた絶縁物中に複数の金属電極を有する第二の
フィルム電極と、前記第一、第二のフィルム電極間に電
圧を印加するとともに、前記複数の電極の隣接する電極
に正負の電圧を交互に印加する電圧印加手段とを設けた
ことを特徴とする光学式マイクロリニアエンコーダ。 （作用・効果）互いに向き合った凹部材の主摺動面とス
ケールの主摺動面に、絶縁物中に金属電極を複数整然と
並べたフィルム電極を設け、隣接する電極に対して正負
交互に電圧を印加することにより、スケールは受発光部
などの他の光学部品に対して非接触で一定の高さに浮上
する。これにより、摩擦による可動不良や、摩擦による
部品の損傷の恐れのない変位検出が可能である。さら
に、電極への印加電圧を協調して可変することにより、
スケールを移動させることもできる。 １０．（第一実施例に対応） （構成）第１項または第２項に記載の光学式マイクロリ
ニアエンコーダにおいて、前記スケールのスケール面
は、前記半導体単結晶基板をエッチングすることにより
形成されたことを特徴とする光学式マイクロリニアエン
コーダ。 （作用・効果）前記凸部材や凹部材を構成している半導
体単結晶基板にスケールが一体形成されているので、エ
ンコーダをきわめてコンパクトに構成することができ
る。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、スケールと受発光部が
半導体プロセスにより一体的に形成されることにより、
光学要素が少なく、超小型で、容易な構成により高精度
の光学式エンコーダが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学式エンコーダの第一実施例の構成
を示す図である。

【図２】図１の受発光部の作製方法を説明するための工
程図である。

【図３】図１の受発光部の作製方法を説明するための図
２に続く工程図である。

【図４】図１のスケールの作製方法を説明するための工
程図である。

【図５】図１のスケールに代わる別のスケールの作製方
法を説明するため工程図である。

【図６】図５に示したスケールを用いた場合の測定動作
を説明するための図である。

【図７】本発明の光学式エンコーダの第二実施例の構成
を示す斜視図である。

【図８】図７の光学式エンコーダの分解斜視図である。

【図９】図７と図８の光学式エンコーダに適用できる種
々の形状のスケールを示す図である。

【図１０】図７と図８の光学式エンコーダの受発光部の
作製方法を説明するための工程図である。

【図１１】図７と図８の光学式エンコーダのフタ部の作
製方法を説明するための工程図である。

【図１２】図７と図８の光学式エンコーダのスケールの
作製方法を説明するための工程図である。

【図１３】図８のスケールに代えて別のスケールを用い
た場合の光学式エンコーダの分解斜視図である。

【図１４】本発明の光学式エンコーダの第三実施例の構
成を示す図である。

【図１５】図１４の光学式エンコーダにおける測定動作
を説明するための図である。

【図１６】図１４の光学式エンコーダの受発光部の作製
方法を説明するための工程図である。

【図１７】本発明の光学式エンコーダの第四実施例の構
成を示す図である。

【図１８】図１７の光学式エンコーダのフタ部の構成を
示す斜視図である。

【図１９】図１７の光学式エンコーダのスケールの構成
を示す斜視図である。

【図２０】図１７の光学式エンコーダの受発光部の構成
を示す斜視図である。

【図２１】本発明の光学式エンコーダの第五実施例の構
成を示す図である。

【図２２】図２１の光学式エンコーダの分解斜視図であ
る。ただし、スケールを裏返したときの図も併せて描い
てある。

【図２３】図２１の光学式エンコーダの動作を説明する
ための図である。

【図２４】従来例１の光学式エンコーダの斜視図であ
る。

【図２５】従来例２の光学式エンコーダを説明するため
の図である。

【符号の説明】

１１０…スケール、１１４…凸部、１１６…スケール
面、１２０…受発光部、１２４…凹部、１２８…面発光
レーザ、１３０…フォトダイオード。

フロントページの続き (72)発明者 駒崎 岩男 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 宮島 博志 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 伊藤 正孝 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、光源に対して相対的に移動するス
   ケールと、このスケールからの反射光、透過光または回
   折光を受光するための受光素子とを有する光学式マイク
   ロリニアエンコーダにおいて、 半導体単結晶基板を異方性エッチングすることにより形
   成された、長溝状に凹んだ凹部とこの凹部の両側に形成
   された主摺動面とを有する凹部材と、 半導体単結晶基板を異方性エッチングすることにより形
   成された、主摺動面とこの主摺動面に対して突出した凸
   部とを有する凸部材で、凸部が前記凹部材の凹部に遊嵌
   していて前記凹部材に対して移動できる凸部材と、 凹部材と凸部材の一方の部材に移動方向に沿って設けら
   れたスケールと、 凹部材と凸部材の他方の部材に前記スケールのスケール
   面に対向するように設けられた垂直共振器型面発光レー
   ザおよび受光素子とを有することを特徴とする光学式マ
   イクロリニアエンコーダ。
2. 【請求項２】光源と、光源に対して相対的に移動するス
   ケールと、このスケールからの反射光、透過光または回
   折光を受光するための受光素子とを有する光学式マイク
   ロリニアエンコーダにおいて、 半導体単結晶基板を異方性エッチングすることにより形
   成された、長溝状に凹んだ凹部とこの凹部の両側に形成
   された主摺動面とを有する凹部材と、 半導体単結晶基板を異方性エッチングすることにより形
   成された、前記凹部材に凹部を跨いで固着されるフタ部
   材と、 半導体単結晶基板を異方性エッチングすることにより形
   成された、前記凹部材とフタ部材により形成された空間
   内に移動可能に配置されたスケールで、凹部材とフタ部
   材の一方の部材に対向する面に移動方向に沿ってスケー
   ル面を有するスケールと、 スケール面に対向する前記一方の部材に設けられた垂直
   共振器面発光レーザおよび受光素子とを有することを特
   徴とする光学式マイクロリニアエンコーダ。
3. 【請求項３】請求項２に記載の光学式マイクロリニアエ
   ンコーダにおいて、 前記スケールが、凹部材とフタ部材により形成された空
   間から抜け落ちないように、前記スケールあるいは前記
   凹部材またはフタ部材に突出部を設けたことを特徴とし
   た光学式マイクロリニアエンコーダ。