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专利名称：位置检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对由于衍射光栅的移动而引起的光的相位变化进行检测来进行位置检测的位置检测装置。
背景技术：
以往，作为对机床、半导体制造装置等可动部分的相对移动位置进行检测的光学式变位测定装置，已知在利用光的干涉对在移动的标度(scale)上记录的衍射光栅的位置的变位进行检测的结构中使用了光栅干涉计的变位测定装置。本申请发明者等以前提出了使所干涉的2个衍射光高精度地重叠，而可以高分辨率并且高精度地检测移动的可动部分的移动位置的光学式变位测定装置(例如，参照专利文献1)。在该专利文献1的公开技术中，可干涉光通过第1成像单元在衍射光栅的光栅面上成像，并且第1衍射光通过第2成像单元成为平行光而始终垂直地照射到反射光学系统的反射器，通过该结构，即使在第1衍射光的光轴偏移了的情况下，所反射的第1衍射光也始终沿着与入射时完全相同的路径逆行，衍射光栅的光栅面上的成像位置不变化，通过该第1衍射光衍射而产生的第2衍射光的光轴不偏移，并且，也不产生光路长度的变化，从而即使在衍射光栅移动到与光栅矢量平行的方向以外等情况，例如衍射光栅倾斜、在衍射光栅中存在起伏等情况下，所检测的干涉信号也不会降低。另外，在对由于衍射光栅的移动引起的光的相位变化进行检测来进行位置检测的光栅干涉计用的光学标度中，如果衍射光栅露出到空气中，则附着指纹、灰尘，或者造成损伤，所以通过以覆盖形成了衍射光栅的面的方式形成透明的保护层，保护衍射光栅表面以免出现污垢、损伤(例如，参照专利文献2)。专利文献1日本特开2000-81308号公报专利文献2日本特开平5-232318号公报

发明内容
然而，在上述专利文献1的公开技术中，通过设成入射角兴衍射角，可以防止0次光混入到光路。但是，有时随着条件而产生高次的衍射光，通过衍射光栅的保护层的边界面等处的反射而成为杂散光，混入到光路而导致检测精度降低。为了防止上述高次的衍射光在保护层的边界面上被反射而成为杂散光，考虑在上述保护层的表面上设置反射防止膜，但难以构成为防止高次的衍射光的全部反射。因此，本发明是为了解决如上所述的以往的问题而完成的，其目的在于提供一种光栅干涉计用的光学标度，抑制产生2次以上的衍射光以及杂散光，改善位置检测信号的 S/N比而提高检测精度。本发明的其他目的、通过本发明得到的具体的优点根据以下说明的实施方式的说明将更加明确。
此处，如图1所示，在波长λ ^的可干涉光La经由折射率η的媒质2以入射角Qtl 入射到衍射光栅1的情况下，形成了上述衍射光栅1的面的法线和光线所成的角度所示的入射角Qtl和衍射角θ的正方向如图1所示，将上述衍射光栅1的栅距(pitch)设成d、将衍射次数设成m，产生入射角Θ ^和衍射角θ满足下式(1)的各次数的衍射光。sin θ = (mA0/dn)-sin θ 0 …式(1)但是，在上述式(1)中，如果入射角θ ^满足接下来的条件式(2 λ。/dn) -sin θ 0 > 1、并且、(-2 λ。/dn) -sin θ 0 < -1则不产生士2次以上的高次的衍射光。因此，在本发明中，通过将向衍射光栅入射的可干涉光La的入射角θ ^设定成满足下式O)d < 2λ。/η 并且 |sin θ。| < (2XQ/dn)-l …式 O)不会产生士2次以上的高次的衍射光。S卩，本发明的位置检测装置，检测出由于衍射光栅的移动而引起的光的相位变化来进行位置检测，该位置检测装置的特征在于，具有折射率为η的保护层，该保护层形成为覆盖形成了衍射光栅的面，设真空中的波长为λ ^、上述衍射光栅的栅距为d时，设d
<2 λ ^η，将向上述衍射光栅入射的可干涉光的入射角θ ^设定为满足式子|sin θ 0| < (2X0/dn)-l的角度，并将1次衍射光用于位置检测。另外，本发明的位置检测装置，检测出由于衍射光栅的移动而引起的光的相位变化来进行位置检测，该位置检测装置的特征在于，具有折射率为η的保护层，该保护层形成为覆盖形成了衍射光栅的面，设真空中的波长为λ ^、上述衍射光栅的栅距为d时，设d
<3 λ ^211，将向上述衍射光栅入射的可干涉光的入射角θ ^设定为满足式子1-( λ 0/dn) < sin θ 0 < (2 λ 0/dn) _1的角度，并将1次衍射光用于位置检测，该1次衍射光是由上述衍射光栅产生的 1次衍射光经由反射光学系统返回而再入射，并由上述衍射光栅再衍射的1次衍射光。在本发明中，在将衍射光栅的栅距设成d、将保护层的折射率设成η时，设成d
<2 λ ^η，将向上述衍射光栅入射的可干涉光的入射角θ ^设定成满足下式|sin θ 0| < (2X0/dn)-l的角度，将1次衍射光用于位置检测，从而可以防止产生在位置检测中不需要的高次的衍射光，可以防止由于以覆盖形成了衍射光栅的面的方式形成的折射率η的保护层的边界面处的反射而引起的不需要的衍射光导致产生杂散光，预防向位置检测光混入杂散光。进而，满足下式d < 3 λ 0/2η将向上述衍射光栅入射的可干涉光的入射角θ ^设定为满足下式1-( λ 0/dn) < sin θ 0 < (2 λ 0/dn) _1的角度，从而将由上述衍射光栅产生的1次衍射光经由反射光学系统返回而再入射、并由上述衍射光栅再衍射的1次衍射光用于位置检测，从而对于再入射的1次衍射光， 也可以防止产生在位置检测中不需要的高次的衍射光，可以防止由于上述折射率η的保护层的边界面处的反射而引起的不需要的衍射光导致产生杂散光，预防向位置检测光混入杂散光。因此，根据本发明，可以提供一种抑制产生2次以上的衍射光以及杂散光，改善位置检测信号的S/N比而提高检测精度的位置检测装置。


图1是示意地示出通过衍射光栅产生的衍射光的样子的图。图2是示出应用了本发明的光学式变位测定装置的结构的外观立体图。图3是示意地示出上述光学式变位测定装置中应用的光学标度的构造的剖面图。图4是针对上述光学式变位测定装置的倾斜面A上配置的结构要素从相对该倾斜面A垂直的方向观察的侧面图。图5是从光栅矢量方向观察入射到上述光学式变位测定装置的衍射光栅的可干涉光以及通过该衍射光栅衍射的衍射光的侧面图。图6是针对上述光学式变位测定装置的倾斜面B上配置的结构要素从相对该倾斜面B垂直的方向观察的侧面图。(附图标记说明)10 光学标度；11 衍射光栅；Ila 光栅面、12 :保护层；13 基体基材、14 反射膜。
具体实施例方式以下，参照附图，详细说明具体实施方式
。本发明应用于例如图2所示那样的结构的光学式变位测定装置100。该光学式变位测定装置100具备形成了反射型的衍射光栅11的光学标度10，是进行机床等可动部分的位置检测的装置。上述光学标度10是如图3所示，对由于衍射光栅11的移动而引起的光的相位的变化进行检测而进行位置检测的光栅干涉计用的光学标度，具有以覆盖形成了衍射光栅11 的面的方式形成的折射率η的保护层12，将真空中的波长设成Xci、将上述衍射光栅11的栅距设成d，设成d < 2 λ 0/η,将向上述衍射光栅11入射的可干涉光的入射角θ 0设定为满足下式的角度|sin θ 0| < (2X0/dn)-l或者，以满足式d < 3 λ 0/2η的方式设定上述衍射光栅11的栅距d，将向上述衍射光栅11入射的可干涉光的入射角θ ^设定为满足下式的角度1-( λ 0/dn) < sin θ 0 < (2 λ 0/dn) _1将基于上述衍射光栅11的1次衍射光经由反射光学系统返回而再入射、并通过上述衍射光栅11再衍射的1次衍射光用于位置检测。该光学标度10是反射型标度，在玻璃、陶瓷等基体基材13上形成具有物理凹凸的衍射光栅11，具有在其表面上形成的反射膜14，在其之上形成了保护层12。此处，在该光学式变位测定装置100中，如图2所示，相对包括衍射光栅11的光栅面Ila上的与光栅矢量方向平行的1个假想的直线并与法线矢量平行的假想的基准面，将包括上述假想的直线并与上述基准面所成的角成为 的假想的面作为倾斜面A，并且，将包括上述假想的直线并与基准面所成的角成为δ的假想的面作为倾斜面B，上述倾斜面A 和倾斜面B相对衍射光栅11的光栅面Ila处于同一面侧。另外，图4示出在该光学式变位测定装置100中，针对在上述倾斜面A上配置的结构要素从相对该倾斜面A垂直的方向观察的侧面图。另外，图5示出针对入射到衍射光栅 11的可干涉光以及通过该衍射光栅11衍射的衍射光从光栅矢量方向观察的图。进而，图6 示出针对在上述倾斜面B上配置的结构要素从相对该倾斜面B垂直的方向观察的侧面图。该光学式变位测定装置100如图2以及图4所示，具备可干涉光源20，射出可干涉光La ；受光元件30，接收所干涉的2个2次衍射光Lcl、Lc2而生成干涉信号；以及照射受光光学系统41，将从可干涉光源20射出的可干涉光La分割成2个可干涉光Lal、La2而照射到衍射光栅11，并且使来自衍射光栅11的2次衍射光Lcl、Lc2重叠而照射到受光元件30。照射受光光学系统41具有第1成像元件21，使从可干涉光源20射出的可干涉光La在衍射光栅11的光栅面Ila上成像；偏振分束器43，将从可干涉光源20射出的可干涉光La分离成偏振方向正交的2个可干涉光Lal、La2，并且使偏振方向正交的2个2次衍射光Lcl、Lc2重叠；反射器23，对由偏振分束器43分离的一方的可干涉光Lal进行反射， 并且对来自衍射光栅11的2次衍射光Lcl进行反射；反射器M，对由偏振分束器43分离的另一方的可干涉光La2进行反射，并且对2次衍射光Lc2进行反射；第2成像元件25，使由偏振分束器43重叠了的偏振方向正交的2个2次衍射光Lcl、Lc2成像于受光元件30的受光面30a ；以及偏振板46，取出由偏振分束器43重叠了的偏振方向正交的2个2次衍射光Lcl、Lc2的同一偏振方向的成分。该照射受光光学系统41以使通过的可干涉光La (Lai、La2)的光路以及通过的2 次衍射光Lcl、Lc2的光路形成于倾斜面A上的方式，配置了各部件。因此，可干涉光Lai、 La2以及2次衍射光Lcl、Lc2如图5所示，从光栅矢量方向观察的入射角以及衍射角成为
Y ο从可干涉光源20射出的可干涉光La使偏振方向倾斜45度而入射到照射受光光学系统41的偏振分束器43。偏振分束器43将所入射的可干涉光La分割成偏振方向正交的2个可干涉光Lal、 La2。透过了照射受光光学系统41的偏振分束器43的可干涉光Lal成为P偏振的光，所反射的可干涉光La2成为S偏振的光。另外，对偏振分束器43，入射由衍射光栅11进行了 2次衍射的、2次衍射光Lcl、 Lc2。此处，2次衍射光Lcl原来是P偏振的光，但通过后述反射光学系统42使偏振方向旋转90度而成为S偏振的光。同样地，2次衍射光Lc2原来是S偏振的光，但通过后述反射光学系统42使偏振方向旋转90度而成为P偏振的光。因此，该偏振分束器43对作为S偏振的光的2次衍射光Lcl进行反射，使作为P偏振的光的2次衍射光Lc2透过，使这些2个2 次衍射光Lcl、Lc2重叠。反射器23对透过了偏振分束器43的可干涉光Lal进行反射，照射到衍射光栅11 的光栅面Ila的规定的位置。另外，反射器23对来自衍射光栅11的2次衍射光Lcl进行反射，而照射到偏振分束器43。反射器M对由偏振分束器43反射的可干涉光La2进行反射，而照射到衍射光栅11的光栅面Ila的规定的位置。另外，对来自衍射光栅11的2次衍射光Lc2进行反射，而照射到偏振分束器43。反射器23以及反射器M以使倾斜面A上的入射角成为θ Q的方式，将可干涉光 Lal以及可干涉光La2照射到光栅面Ila上的规定的位置。另外，反射器23以及反射器M 配置成其反射面相互相向。因此，可干涉光Lal和可干涉光La2在光栅矢量方向的入射方向相互成为逆方向。另外，反射器23以及反射器24对在光栅矢量方向上离开规定量的位置，入射可干涉光Lal和可干涉光La2。可干涉光Lal的入射点与可干涉光La2的入射点之间的距离成为1。1是0以上的任意的距离。偏振板46使通过偏振分束器43重叠了的作为S偏振的光的2次衍射光Lcl和作为P偏振的光的2次衍射光Lc2透过。该偏振板46针对2次衍射光Lcl以及2次衍射光 Lc2，使各个光的偏振方向为45度的成分透过，作为相互相同的偏振方向的光。受光元件30接收透过了该偏振板46的2个2次衍射光Lcl、Lc2。在该光学式变位测定装置100中，通过使这样的可干涉光Lal照射到衍射光栅11 而使该可干涉光Lal衍射，产生1次衍射光Lbl。另外，通过使这样的可干涉光La2照射到衍射光栅11而使该可干涉光La2衍射，产生1次衍射光Lb2。1次衍射光Lbl和1次衍射光Lb2的衍射角在从光栅矢量方向观察的情况下，如图5所示，成为δ。S卩，沿着倾斜面B 产生1次衍射光Lbl、Lb2。另外，1次衍射光Lbl和1次衍射光Lb2在倾斜面B上的衍射角成为Θ。另外，1次衍射光Lbl和1次衍射光让2在光栅矢量方向上的射出方向相互成为逆方向。另外，该光学式变位测定装置100如图2以及图6所示，具备反射光学系统42。反射光学系统42具有反射器沈，对由可干涉光Lal产生的1次衍射光Lbl进行反射而再次照射到衍射光栅11 ；反射器27，对由可干涉光La2产生的1次衍射光Lb2进行反射而再次照射到衍射光栅11 ；第3成像元件观，将由可干涉光Lal产生的1次衍射光Lbl 作为平行光而照射到上述反射器26 ；第4成像元件四，将由可干涉光La2产生的1次衍射光Lb2作为平行光而照射到上述反射器27 ； 1/4波片44，设置于1次衍射光Lbl的光路上； 以及1/4波片45，设置于1次衍射光Lb2的光路上。反射光学系统42由于如上所述2个1次衍射光Lbl、Lb2的从光栅矢量方向观察的衍射角成为δ，所以以使通过的1次衍射光Lbl、Lb2的光路形成于倾斜面B上的方式， 配置了各部件。另外，反射光学系统42的反射器沈和反射器27配置于可以对以倾斜面B 上的衍射角θ衍射的1次衍射光Lbl、让2垂直地进行反射的位置。另外，1/4波片44配置成相对从衍射光栅11入射的P偏振的光的1次衍射光Lbl 的偏振方向，使光学轴倾斜45度。1次衍射光Lbl通过2次该1/4波片44，而成像于衍射光栅11。因此，作为P偏振的光的1次衍射光Lbl成为S偏振的光，而照射到衍射光栅11。另外，1/4波片45配置成相对从衍射光栅11入射的S偏振的光的1次衍射光Lb2 的偏振方向，使光学轴倾斜45度。1次衍射光Lb2通过2次该1/4波片45，而成像于衍射光栅11。因此，作为S偏振的光的1次衍射光Lb2成为P偏振的光，而照射到衍射光栅11。从这样的反射光学系统42，1次衍射光Lbl、Lb2入射到衍射光栅11。该1次衍射光Lbl、Lb2的从光栅矢量观察的入射角与该1次衍射光Lbl、Lb2的衍射角同样地成为δ。 另外，倾斜面B上的入射角同样地与衍射角同样地成为θ。
另外，通过该1次衍射光Lb 1、Lb2衍射，产生2次衍射光Lc 1、Lc2。该2次衍射光 Lcl、Lc2的从光栅矢量方向观察的衍射角与可干涉光Lal、La2的入射角同样地成为Y。另外，倾斜面A上的衍射角同样地与可干涉光Lal、La2的入射角同样地成为θ『因此，2次衍射光Lcl、Lc2在与可干涉光Lal、La2相同的光路上逆行，而入射到偏振分束器43。另外，该光学式变位测定装置100具备根据来自受光元件30的干涉信号对衍射光栅11的移动位置进行检测的未图示的位置检测部。在该光学式变位测定装置100中，在相对假想的基准面具有规定的倾斜角的倾斜面A上配置照射受光光学系统41，在倾斜面B上配置反射光学系统42，从而可以使由可干涉光和衍射光形成的光路分离，装置的设计自由度增加。另外，不会使来自光栅面Ila的0 次衍射光、反射光混入到照射受光光学系统41、反射光学系统42，而可以使衍射光Lbl、Lb2 干涉，可以高精度地进行位置测定。S卩，在该光学式变位测定装置100中，从可干涉光源20射出的可干涉光La通过第 1成像元件21，由偏振分束器43分割成2个可干涉光Lal、La2，即分割成透过侧P偏振光、 反射侧S偏振光。另外，在作为可干涉光使用了半导体激光器的情况下，使偏振方向相对该偏振分束器43倾斜45°地入射即可。所分割的2个可干涉光Lal、La2由反射器23J4反射而成像于反射型的衍射光栅11的光栅面Ila附近的大致同一点。所成像的光束径需要在其范围内包括为了得到衍射光而充分的个数的光栅，并且，为了避免灰尘、损伤的影响而优选为几十μ m以上，通过调整成像光学系统的数值孔径等而设成恰当的光束径。向衍射光栅11的入射角是θ QO由衍射光栅11以角度θ衍射的各个光束通过焦点处于衍射光栅11的光栅面Ila附近的第3成像元件观，通过相对各个光束的偏振方向使光学轴倾斜了 45°的1/4波片44而被相对光轴垂直地设置的反射器沈反射，再次通过 1/4波片44，P偏振光变换为S偏振光，S偏振光变换为P偏振光，通过第3成像元件观，成像于衍射光栅11的光栅面Ila附近。由衍射光栅11衍射了的光沿着从反射器M向偏振分束器43的原来过来的光路返回。在偏振分束器43中，P偏振光透过，S偏振光被反射，所以二个可干涉光Lai、La2 被重叠而朝向第2成像元件25。通过了第2成像元件25的光通过相对偏振方向使透过轴倾斜了 45度的偏振板46，成像于受光元件30的受光面30a附近。此处，如果设所重叠的2个2次衍射光Lcl、Lc2的强度为ApA2、衍射光栅11的向光栅矢量方向的移动量为X、初始相位为δ，则通过受光元件30得到的干涉信号的强度I 如下式⑶所示，I = A12+A22+2A1A2cos (4Κχ+ δ ) …式(3)
K = 2 Ji /d (d 是光栅栅距)在位置检测部中，可以根据来自受光元件30的干涉信号对衍射光栅11的移动位置进行检测。在这样的结构的光学式变位测定装置100中，通过衍射光栅11根据可动部分的移动而在光栅矢量方向上移动，在2个2次衍射光Lcl、Lc2中产生相位差。在该光学式变位测定装置100中，可以使该2个2次衍射光Lcl、Lc2干涉而对干涉信号进行检测，根据该干涉信号求出2个2次衍射光Lcl、Lc2的相位差，对衍射光栅11的移动位置进行检测。
这样使可干涉光Lai、La2成像于光栅面Ila附近，通过焦点处于光栅面Ila附近的成像元件，用反射器26、27进行反射，从而即使在衍射光栅11倾斜了的情况下，第一次的衍射光也始终垂直地入射到反射器26、27，所以反射光始终在与入射时完全相同的光路上逆行，从而第二次的衍射光的光路不会偏移，所以不会引起干涉信号的变动。另外，如图5所示，具有可干涉光源20、受光元件30的倾斜面A相对光栅面Ila倾斜了角度Y，具有反射器26、27的倾斜面B倾斜了角度δ。左右的光路对称，以使左右的光路的光路长度相等的方式，调整反射器26、27的位置。由此，可以防止起因于波长变动而产生测定误差。为了进行该调整，可干涉光源20 可以使用可干涉距离短的光源。如果使用例如可干涉距离是几百ym的多模(multi-mode) 的半导体激光器，则在将反射器26、27的位置调整为干涉条纹的调制率(Visibility)成为最大的位置时，可以将光路长度差抑制为几十Pm以下。在该光学式变位测定装置100中，使用1次衍射光，所以角度θ ρ θ、Υ、δ用以下那样的关系式表示。θ ρ θ分别是面A上、面B上的值。sin θ = (A0/dn)-sin θ 0sin γ /sin δ = cos θ/cos θ 0另外，该光学式变位测定装置100中的光学标度10如上所述，是对由于衍射光栅 11的移动引起的光的相位变化进行检测来进行位置检测的光栅干涉计用的光学标度，具有以覆盖形成了衍射光栅11的面的方式形成的折射率η的保护层12，在将真空中的波长设成 λ Q、将上述衍射光栅11的栅距设成d时，设成d < 2 λ /η，将向上述衍射光栅11入射的可干涉光的入射角θ^设定为满足下式的角度|sin θ 0| < (2X0/dn)-l所以可以在第1次的衍射中不产生士2次以上的高次的衍射光。另外，在该光学式变位测定装置100中，利用使从衍射光栅11产生的1次衍射光再次以相同的角度入射、并再次衍射而产生的1次衍射光，所以只是将向上述衍射光栅11 入射的可干涉光的入射角θ^设定为满足下式|sin θ 0| < (2X0/dn)-l的角度的情况下，在上述再次的衍射时，有可能产生1次以外的衍射光。如果将第2次的衍射时的衍射次数设成m2、将衍射角度设成θ，，则成为sin θ ‘ = (m2-l) λ 0/dn+sin θ 0所以m2 = -1的-1次光成为sin θ，= -2 λ 0/dn+sin θ 0在sin θ。满足|sin θ 0| < (2X0/dn)-l的情况下，始终成为-2 λ 0/dn+sin θ 0 <-1而无解，而不产生-1次光。同样地，m2 = -2的-2次光在满足IsineciI(OXciMn)-I的情况下，始终成为
-3 λ 0/dn+sin θ 0 <-1而无解，而不产生-2次光。进而，m2 =+2的+2次光成为sin θ ‘ = λ 0/dn+sin θ 0即使在sin θ。满足sin θ J < (2A0/dn)-l的情况下，也有时有解，但在该光学式变位测定装置100中，以使上述衍射光栅11 的栅距d和上述保护层12的折射率η满足d < 3λ0/2η 并且 l-(X0/dn) < sin θ。< (2A0/dn)-l的方式，设定上述衍射光栅11的栅距d，由此也可以抑制产生+2次光。在该情况下，与仅在第1次的衍射中不产生2次以上的衍射光的条件相比，d以及θ ^的范围变窄， 但在第2次的衍射中的高次光的影响大的情况下优选使用这个条件。关于使用哪个条件， 依赖于设计时的配置上的制约和对高次光的影响可容许到何种程度。另外，在如日本特开 2000-18917公报公开的例子那样仅使用第1次的衍射光的情况下，利用仅在第1次的衍射中不产生2次以上的衍射光的条件就充分。S卩，在该光学式变位测定装置100中，在将用折射率η的保护层12覆盖了光栅面 Ila的衍射光栅11的栅距设成d、将所照射的可干涉光的真空中的波长设成λ。时，设成d < 2 λ ^η，将向上述衍射光栅11入射的可干涉光的入射角θ ^设定为满足下式sin θ J < (2A0/dn)-l的角度，将1次衍射光用于位置检测，从而可以防止产生在位置检测中不需要的高次的衍射光，可以防止由于以覆盖形成了上述衍射光栅11的光栅面Ila的方式形成的折射率η的保护层12的边界面处的反射而引起的不需要的衍射光导致产生杂散光，可以预防向位置检测光混入杂散光。进而，在该光学式变位测定装置100中，上述衍射光栅11的栅距d和上述保护层 12的折射率η满足下式d < 3 λ 0/2η将入射角θ ^设定为满足下式1-( λ 0/dn) < sin θ 0 < (2 λ 0/dn) _1的角度，将由上述衍射光栅11产生的1次衍射光经由反射光学系统42返回而再入射、并由上述衍射光栅11再衍射的1次衍射光用于位置检测，由此对于再入射的1次衍射光，也可以防止产生在位置检测中不需要的高次的衍射光，可以防止由于上述折射率η 的保护层12的边界面处的反射而引起的不需要的衍射光导致产生杂散光，可以预防向位置检测光混入杂散光。另外，上述光学式变位测定装置100具备形成了反射型的衍射光栅11的光学标度 10，但也可以构成为夹着没有反射膜的透过型标度而对称地配置照射受光光学系统41和反射光学系统42。S卩，在以上说明的本发明的实施方式中，在具备具有在光栅面Ila的表面上形成的反射膜14、并在其之上形成了保护层12的反射型的光学标度10的光学式变位测定装置 100中应用了本发明，但本发明不限于具有反射型标度的装置，而还可以应用于具备没有反射膜的透过型标度的光学式变位测定装置。 另外，上述光学式变位测定装置100中具备的光学标度10是在光栅矢量方向上伸长的直线标度，但本发明不仅限于具备直线标度的光学式变位测定装置100，而也可以应用于具备旋转(rotary)型的光学标度的光学式变位测定装置。
权利要求
1.一种位置检测装置，检测出由于衍射光栅的移动而引起的光的相位变化来进行位置检测，该位置检测装置的特征在于，具有折射率为Π的保护层，该保护层形成为覆盖形成了衍射光栅的面， 设真空中的波长为λ ^、上述衍射光栅的栅距为d时，设d < 2 λ 0/η,将向上述衍射光栅入射的可干涉光的入射角θ^设定为满足式子 sin θ J < (2A0/dn)-l 的角度，并将1次衍射光用于位置检测。
2.一种位置检测装置，检测出由于衍射光栅的移动而引起的光的相位变化来进行位置检测，该位置检测装置的特征在于，具有折射率为η的保护层，该保护层形成为覆盖形成了衍射光栅的面， 设真空中的波长为λ ^、上述衍射光栅的栅距为d时，设d < 3X^211，将向上述衍射光栅入射的可干涉光的入射角θ^设定为满足式子1-( λ。/dn) < sin θ。< (2 λ。/dn)-1的角度，并将1次衍射光用于位置检测，该1次衍射光是由上述衍射光栅产生的1次衍射光经由反射光学系统返回而再入射，并由上述衍射光栅再衍射的1次衍射光。
全文摘要
本发明提供一种位置检测装置，抑制产生2次以上的衍射光以及杂散光，改善位置检测信号的S/N比而提高检测精度。设用折射率n的保护层(12)覆盖了光栅面(11a)的衍射光栅(11)的栅距为d、所照射的可干涉光的真空中的波长为λ0时，设d＜2λ0/n，将向上述衍射光栅(11)入射的可干涉光的入射角θ0设定为满足式子|sinθ0|＜(2λ0/dn)-1的角度并将1次衍射光用于位置检测。
文档编号G01D5/38GK102364307SQ20111016320
公开日2012年2月29日 申请日期2011年6月17日 优先权日2010年6月17日
发明者黒田明博 申请人:株式会社森精机制作所