(57)【要約】      （修正有）【課題】発生する走査信号から望まない高調波を濾波する可能性を提供する。【解決手段】エンコーダの光学系は、広い意味では３枚のいわゆる干渉式回折格子に基づいている。  光源２１から放出された光はコリメート光学系２２よって平行ビームとなって回折格子である走査格子２３．１に当たり、三つのビームに分割される。  これらのビームは、測定目盛１０に伝播する。測定目盛１０は、高調波を濾波するように形成されている。図では、濾波される高調波の光ビームを点線で示している。  測定目盛１０から、高調波が濾波された光ビームは結合格子２３．２を経て光電検出素子２５．１、２５．２、２５．３に入射する。【選択図】図１
2007040996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査ユニットとこの走査ユニットに対して少なくとも１つの方向に移動するスケール本体との相対位置を検出するエンコーダにあって、この場合、スケール本体は、測定方向に延在する少なくとも１つの測定目盛を有し、少なくとも１つの走査目盛が、走査ユニットの走査ユニットの側面上に配置されているエンコーダにおいて、
測定目盛（１０；１１０）又は走査目盛は、測定方向（ｘ）に沿って周期的に配置された目盛領域（１０．１，１０．２）から構成され、これらの目盛領域  （１０．１，１０．２）は、測定方向に対して垂直に延在し、この場合、これらの目盛領域（１０．１，１０．２）は、その延在方向（ｙ）に沿って異なったエッジ輪郭線（ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ））を有し、望まない高調波成分が、発生する走査信号から除去可能であるように、これらのエッジ輪郭線（ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ））は寸法決めされていることを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
横方向に回折された部分ビーム束が、位置に関連する走査信号を妨害しないように、エッジ輪郭線（ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ））がさらに寸法決めされていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
回折された部分ビーム束が、走査ビーム経路内の非透過のスクリーン（１２７ａ，１２７ｂ）上に当たるように、エッジ輪郭線（ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ））が寸法決めされていることを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項４】
回折された部分ビーム束が、検出面内の移相されている多数のインクリメンタル信号の生成に使用される光電式検出素子（２５．１，２５．２，２５．３）上に当たらないように、エッジ輪郭線（ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ））が寸法決めされていることを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項５】
エッジ輪郭線（ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ））は、ほぼ正弦状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項６】
測定目盛（１０；１１０）の目盛領域（１０．１，１０．２）は、その両長手側面に延在方向（ｙ）に沿って以下の関係によるエッジ輪郭線（ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ））を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のエンコーダ：
s1(y)=-xR -A*sin(2π*y/TP ＿M y ) 
s2(y)=+xR +A*sin(2π*y/TP ＿M y + φ) 
この場合、
ＴＰ＿Ｍ：測定目盛の周期
ＴＰ＿Ｍy ：目盛周期の延在方向ｙに沿ったエッジ輪郭の周期性
【請求項７】
パラメータｘR ，Ａ及びφは、以下のように選択される請求項６に記載のエンコーダ：
x R =0.25*TP＿M 
A=0.1275*TP ＿M 
φ=0
【請求項８】
スケール本体の測定目盛（１０；１１０）が形成されているスケール本体を有するエンコーダにおいて、測定目盛（１０；１１０）は、測定方向（ｘ）に主に＋／−１次の回折次数に回折し、特に０次の回折次数を抑制することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項９】
スケール本体の測定目盛が形成されているスケール本体を有するエンコーダにおいて、走査ユニットは、１つの光源（２１），１つのレンズ（２４）及び多数の光電式検出素子（２５．１，２５．２，２５．３）を有し、これらの光電式検出素子（２５．１，２５．２，２５．３）は、光源（２１）から放出されたビーム束が
−最初に透過光目盛として構成された走査格子（２３．１）上に当たるように配置されていて、この透過光目盛は、多数の回折された部分ビーム束に分割し、これらの部分ビーム束は、測定目盛（１０）の方向に伝播し、
−多数の空間方向への新たな回折が、この測定目盛（１０）で発生し、これらの新たに回折された部分ビーム束が、引き続き再び走査ユニット内の走査格子（２３．２）の方向に伝播し、
−これらの部分ビーム束は、走査ユニット内で走査格子（２３．２）の透過後にレンズ（２４）を通過して部分ビーム束の干渉する対として３つの検出素子（２５．１，２５．２，２５．３）上に当たり、測定目盛（１０）と走査ユニットとの相対移動時に、移動に依存する変調された移相されている走査信号が、これらの検出素子（２５．１，２５．２，２５．３）上で発生することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項１０】
スケール本体の測定目盛（１１０）が形成されているスケール本体を有するエンコーダにおいて、走査ユニットは、１つの光源（１２１），１つの回折格子  （１２８）及び多数の光電式検出素子（１２５．１，１２５．２，１２５．３）を有し、これらの光電式検出素子（１２５．１，１２５．２，１２５．３）は、光源（１２１）から放出されたビーム束が
−最初に入射光測定目盛として構成された測定目盛（１１０）上に当たるように配置されていて、異なる回折次数の部分ビーム束への分割が、この測定目盛（１１０）で起こり、−次いで測定目盛（１１０）から反射した部分ビーム束が、透過光目盛として構成された走査格子（１２３）上に当たり、次いでその少なくとも一部が、再帰反射素子（１２６）の方向に伝播し、
−これらの部分ビーム束は、再帰反射素子（１２６）によって走査格子（１２３）の方向に再び偏向され、
−これらの部分ビーム束は、引き続き90°だけ互いに回転した２つのλ／４板  （１２９ａ，１２９ｂ）を透過し、これらのλ／４板（１２９ａ，１２９ｂ）は、直線偏向した部分ビーム束を円偏向した部分ビーム束に変換し、
−これらの部分ビーム束は、走査格子（１２３）を引き続き透過した後に測定目盛（１１０）上に当たり、第２の反射後に走査ユニットの方向に再び伝播し、
−これらの部分ビーム束は、走査ユニット内で回折格子（１２８）の透過後に３つの部分ビーム束になり、これらの３つの部分ビーム束は、引き続き互いに60°だけ回転した３つのアナライザ（１３０．１，１３０．２，１３０．３）を透過し、光電式検出素子（１２５．１，１２５．２，１２５．３）が、これらのアナライザの後ろに配置されていて、スケール本体と走査本体との相対移動時に、移動に依存する変調された移相されている走査信号が、これらの光電式検出素子上で発生することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項１１】
スケール本体は、入射光スケール本体として構成されていて、このスケール本体の測定目盛（１０；１１０）が、測定方向（ｘ）に沿って周期的に配置され、相違する光学反射特性を呈する目盛領域（１０．１，１０．２）を有することを特徴とする請求項９又は１０に記載のエンコーダ。
【請求項１２】
スケール本体は、反射位相格子として構成されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載のエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の光学式エンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学に基づいた公知のインクリメンタル式エンコーダでは、一般に周期的な測定目盛を有するスケール本体が、同様に周期的な走査目盛によって走査される。周期的な走査目盛は、例えば光源及び検出配置のようなその他の要素と共に走査ユニット内に配置されている。この走査ユニットは、スケール本体に対して少なくとも１つの方向に可動である。理想的な場合、正確な正弦波の走査信号又はインクリメンタル信号が存在する。この走査信号又はインクリメタル信号は、シーケンス電子装置内で既知の補間法を用いてさらに処理され−又はさらに分割され−得る。一般に、しかしながら、検出された走査信号の実際に発生する波形は、理想的な正弦波と多かれ少なかれ大きく相違する。これに対しては、いろいろな原因がある。例えば、スケール本体側及び／又は走査側上の目盛周期と理想的な状況との偏差，目盛マークの輪郭の不鮮明さ等がある。それ故に、実際に発生する走査信号は、実際には高調波を含む。これらの高調波は、特に補間式の信号再処理を妨害しうる。それ故に、走査信号の高調波成分を可能な限り大幅に低減することが基本的に試みられている。
【０００３】
このような高調波は、いろいろな光学式走査原理で、すなわち投影走査原理及び高分解能の場合の干渉走査原理に関連して又はいわゆる格子干渉計式エンコーダで発生する。最後に言及した格子干渉計式エンコーダ用の高調波濾波の可能性が、ヨーロッパ特許第 547 270号明細書から既に公知である。この場合、高調波を濾波するいろいろな実施の形態が提唱されている。これらの実施の形態はそれぞれ、走査された測定目盛の側に特別に形成された目盛構造を提供する。すなわち、測定方向に周期的に配置された目盛領域が、特定の周期的な横構造を有する。これに対して、目盛領域が、その長手延在方向に沿って変調したエッジ輪郭線を有する。このような測定目盛の上述した明細書の図５中に示された実施の形態は、いわゆる「魚眼格子」と呼ばれる。このように形成された測定目盛は、確かに十分な高調波の濾波を保証するものの、提供されるエッジ輪郭線に関して対応する測定目盛構造を完全に仕上げる必要がある。すなわち、先細りのエッジ輪郭線を形成する場合、非常に細かい構造が精確に繰り返される必要がある。このことは、測定目盛の経費をかけた高価な製造を伴う。このことは、濾波する構造が小さい走査板だけでなくて測定目盛側にも設けられる高調波濾波ほどより深刻な結果を生む。この場合、この測定目盛は、場合によっては数メートルの長さを有し得る。その結果、この理由からも、高い均質性が、測定目盛の製造過程に対して要求される。
【特許文献１】ヨーロッパ特許第 547 270号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、発生する走査信号から望まない高調波を濾波する可能性を光学式エンコーダに対して提供することにある。走査信号から邪魔な高調波をほとんど除去することに加えて、高調波濾波を実施する目盛構造の可能な限り簡単な製造が望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１に記載の特徴を備えたエンコーダによって解決される。
【０００６】
本発明のエンコーダの好適な構成は、従属請求項中の手段に記載されている。
【０００７】
本発明によれば、目盛領域がそれらの延在方向に異なったエッジ輪郭線(Berandungskonturverlaufe)を有するように、高調波の濾波に利用される目盛領域を測定方向に対して垂直延在するスケール本体側又は走査側上に幾何学的に形成することが提唱されている。この場合、望まない高調波が発生する走査信号から除去可能であるように、エッジ輪郭線は寸法決めされている。
【０００８】
走査信号中の望まない高調波を抑制することに加えて、本発明の解決手段の有力な利点として、異なったエッジ輪郭線を有する適切な目盛構造を製造技術的に非常に簡単に製造することができる。すなわち、例えば、濾波に必要な目盛領域のエッジ輪郭線を少数の支点によって近似することで十分である。このとき、エッジ輪郭線が、仕上げリソグラフー工程によって適切に仕上げられる。特にこの場合、先細り部又は辺部をエッジ輪郭線内に形成する必要がもはやない。
【０００９】
この場合、本発明の手段は、走査目盛側上にも測定目盛側上にも置き換えられ得る。
【００１０】
好適な実施形では、本発明のエンコーダは、リニア測定用の高分解能の格子干渉形式又は干渉式の入射エンコーダとして構成されている。このエンコーダの場合、目盛領域が、測定目盛側に適切に構成されている。
【００１１】
明らかに本発明のエンコーダは、リニア測定に加えて回転式の測定に対しても適合でき又は透過光システムとして構成等できる。
【００１２】
本発明のさらなる詳細及び利点を図面に関連する実施の形態に基づいて詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明のエンコーダの第１の実施形を図１に基づいて説明する。この場合、走査ビーム経路が、より良好に見える理由から破線で示されている。
【００１４】
本発明のエンコーダは、測定目盛１０を有するスケール本体及び測定目盛１０に対して少なくとも１つの測定方向ｘに相対移動可能な走査に関連するその他の要素を有する走査ユニットを備える。走査ユニットのいろいろな要素は、例えば適切なハウジング内に配置されている。このハウジングは、図１中にはより良好に見える理由から示されていない。この例では、走査ユニットの図１の全てのその他の要素が、測定目盛１０の外側に敷設することができる。
【００１５】
目的物が、公知の方法で測定目盛１０及び走査ユニットに結合されている。これらの目的物の相対位置が、本発明のエンコーダによって測定することができる。この場合、例えば、機械部品の互いの相対位置を精確に把握する必要がある。エンコーダによって生成された移動に依存する走査信号又は位置データが、機械を制御するため−示さなかった−シーケンス電子装置又は評価装置によってさらに処理される。
【００１６】
エンコーダは、この実施の形態ではリニア移動を検出する高分解能の干渉式エンコーダとして構成されていて、例えば半導体の製造で使用されるような機械で使用され得る。
【００１７】
測定目盛１０の一部だけが、図１中に示されている。測定目盛１０は、一般には必要な測定距離にわたって測定方向ｘに沿って延在する。この例では、測定目盛１０は、リニア式測定目盛１０として−又はリニアスケールとして−構成されている。測定目盛１０は、異なる光学特性を呈する測定方向ｘに沿って周期的に配置された目盛領域を有する。入射走査の場合、例えば、異なる反射特性を呈する交互に配置された目盛領域が設けられている。これに対して透過光走査の場合、異なる透過特性を呈する交互に配置された目盛領域が設けられている。異なる光学特性を呈するこれらの目盛領域は、示されたｙ方向に沿って延在する。測定目盛１０の構成の標準的な細部に対しては、図２の以下の説明を参照のこと。
【００１８】
以下に、示された実施の形態の基本的な走査ビーム経路を説明する。この走査ビーム経路は、広い意味では３枚のいわゆる干渉式回折格子(Dreigittergeber) の走査ビーム経路に相当する。
【００１９】
光源２１から放出されたビーム束は、この例では最初にコリメート光学系２２によって並行に指向されるか又はコリメートされ、次いで透過光目盛として形成された走査格子２３．１上に当たる。この走査格子２３．１は、目盛構造を有する。この目盛構造は、測定目盛１０と同様に空間的に整合されていて、公知のように回折格子として働く。図１から分かるように、入射するビーム束は、走査格子２３．１によってｘ−ｚ平面内で３つの回折次数（０，＋１，−１）つまり対応する空間方向に広がる部分ビーム束に分割される。次いで、これらの部分ビーム束は、測定目盛１０の方向に伝播する。この測定目盛１０は、以下でさらに詳しく説明するようにこの例では効果的に高調波を濾波するため本発明にしたがって形成されている。入射する部分ビーム束は、測定目盛１０面で測定方向ｘに沿ってｘ−ｚ平面内で＋１／−１の回折次数にもう１回回折する。さらに、入射する部分ビーム束が、測定目盛１０に設けられている目盛領域の高調波を濾波する構成に基づいてこの測定目盛１０面でｙ−ｚ平面に沿ってさらに回折される。測定目盛１０から発生するこれらの部分ビーム束は、インクリメンタル式走査信号の生成に対して再利用されないので、これらの部分ビーム束は、図１中では概略的又は破線だけで示されている。次いで、ｘ−ｚ平面内で分割された部分ビーム束は、次の走査格子２３．２で走査ビーム経路方向にさらに重畳される。それ故に、この走査格子２３．２は、この機能では結合格子と呼ばれる。次いで、干渉した３対の部分ビーム束が、走査格子２３．２からレンズ２４の方向に同様に伝播する。このレンズ２４は、これらの干渉した３対の部分ビーム束を検出平面内の３つの光電式検出素子２５．１，２５．２，２５．３上に焦点合わせする。
【００２０】
図１中の走査ユニット又はその他の要素に対する測定目盛１０の相対移動の場合、120 °ずつ移相したインクリメンタル走査信号が、検出素子２５．１，２５．２，２５．３で発生する。これらの走査信号は、測定目盛１０と走査ユニットとの相対移動に関する目安になり、公知の方法で後続配置されたシーケンス電子装置によってさらに処理され得る。
【００２１】
独立した走査格子２３．１（回折格子）及び走査格子２３．２（結合格子）並びに透過光測定目盛による走査ビーム経路の延長された表示は、本発明のエンコーダの透過光の実施の形態に相当する。この代わりに、本発明の入射光の実施の形態を構成することもできる。この入射光の実施の形態の場合、測定目盛１０が、入射光測定目盛として構成されていて、走査格子２３．１（回折格子）及び走査格子２３．１（結合格子）が、共通の又は同じ格子構造として構成されている。このとき、この格子構造は透過される。このような入射光の実施の形態は、基本的に図１中に示された透過光の実施の形態よりもコンパクトに構成できる。
【００２２】
走査信号から高調波を濾波する試みを実施するため、図１の例では、特定の手段が測定目盛１０側に施されている。この手段を図２に基づいてさらに説明する。図２は、図１の測定目盛１０の一部を示す、つまり測定目盛１０の平面図である。この平面図から分かるように、測定目盛１０は、測定目盛周期ＴＰ＿Ｍで測定方向ｘに沿って周期的に配置された相違する光学特性を呈する目盛領域１０．１，１０．２を有する。これらの目盛領域１０．１，１０．２はそれぞれ、測定目盛ｘに対して垂直に示された延在方向ｙに沿って延在する。目盛領域１０．１，１０．２の相違する光学特性は、走査原理に応じて、例えば相違する反射特性，相違する透過特性又はこれらの目盛領域上に入射する部分ビーム束に対する相違する移相作用である。
【００２３】
測定目盛１０が、透過光又は反射で主に＋／−１の回折次数だけを生成し、０次の回折次数を抑制することが特に好ましいことが実証されている。その結果、広義の意味で＋／−１の回折次数だけが、移相に依存する走査信号の生成に寄与する。走査信号中の望まない高調波を抑制するためには、走査ビーム経路内のより高い回折次数を除去する必要がある。これらのより高い回折次数は、このような高調波を引き起こす。本発明によれば、測定目盛１０の目盛領域１０．１が、その延在方向ｙに沿って異なったエッジ輪郭線ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ）を有する場合に、このことは実現できる。望まない高調波成分が、発生する走査信号から除去可能であるように、これらのエッジ輪郭線ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ）は寸法決めされている。これに対して好ましくは、図２の例中に示されているように、周期的な正弦波状のエッジ輪郭の形態の目盛領域１０．１の輪郭の調和変調(harmonische Modulation)が、目盛領域１０．１の両長手側面に対して設けられる。このエッジ輪郭は、先細り部又は辺部を有さない。
【００２４】
延在方向ｙに沿ったエッジ輪郭線ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ）の周期性ＴＰ＿Ｍy に関しては、既に上述したようなこの横方向の副構造(Transversal-Substruktur) によって、この副構造上に入射する部分ビーム束に対する追加の横方向の回折作用がｙ−ｚ平面内で発生する点に注意すべきである。異なったエッジ輪郭線ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ）の周期性ＴＰ＿Ｍy を適切に選択することによって、回折作用を特定の方法で調整することができる。図１の例では、測定方向ｘに対して横方向に回折された部分ビーム束が、移相されている走査信号の生成に使用される光電式検出素子２５．１−２５．３上に当たらないように、エッジ輪郭線ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ）の周期性ＴＰ＿Ｍy が選択される。同様に、このように回折された部分ビーム束が場合によっては基準パルス信号の生成に使用される検出素子上に当たることを阻止する。
【００２５】
基本的には、この代わりに、横方向に回折された部分ビーム束が、定常光の生成に使用される適切な検出素子上に適切に偏向されるように、周期性ＴＰ＿Ｍy を選択してもよい。このような定常光は、例えば公知の方法で照射強度の制御又は基準マーク幅の調整に利用され得る。
【００２６】
一般に、横方向に回折された部分ビーム束が、位置に関連する走査信号を妨害しないように、エッジ輪郭線ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ）の周期性ＴＰ＿Ｍy を選択する必要がある。これに対して、例えば走査ビーム経路の適切な位置にスクリーンをさらに配置してもよい。この代わりに、回折された部分ビーム束を、検出平面内の移相されている多数のインクリメンタル信号の生成に使用される光電式検出素子上に基本的に当てなくすることを提唱してもよい。
【００２７】
測定方向ｘに沿ってプリセットされている測定目盛周期ＴＰ＿Ｍに関して、以下で適切に異なったエッジ輪郭線ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ）を数式で説明する。この場合、図２にしたがって、目盛領域１０．１の左側の各エッジ輪郭線をｓ１  （ｙ）で示す。目盛領域１０．１の右側の各エッジ輪郭線をｓ２（ｙ）で示す。
【００２８】
特に、走査信号中の邪魔な３次の高調波成分を除去するためには、以下のエッジ輪郭線ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ）が特に有益であることが実証されている：
s1(y)=-x R -A*sin(2 π*y/TP ＿M y )         （方程式１．１）
s2(y)=+x R  A*sin(2 π*y/TP ＿M y + φ)     （方程式１．２）
この場合、
ＴＰ＿Ｍ：測定目盛の周期
ＴＰ＿Ｍy ：目盛周期の延在方向ｙに沿ったエッジ輪郭の周期性
方程式（１．１）及び（１．２）のパラメータｘR ，Ａ及びφは、特に以下のように選択される：
x R =0.25*TP＿M 
A=0.1275*TP ＿M 
φ=0
パラメータｘR ，Ａ及びφ並びにエッジ輪郭線ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ）に関するこれらのパラメータの具体的な説明は、図２を参照のこと。この図２から分かるように、これらのパラメータは、それぞれの測定目盛の周期ＴＰ＿Ｍに応じたエッジ輪郭線ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ）の特定の幾何学的大きさを示す。この場合、Ａは、正弦波状のエッジ輪郭線ｓ１（ｙ）又はｓ２（ｙ）に関する振幅情報を示す一方で、ｘR は、目盛領域１０．１の対称軸線に対するエッジ輪郭のオフセットに関する目安を示す。（例えば、選択された値φ＝０°又はφ＝180 °による）パラメータφは、延在方向ｙに沿った左側のエッジ輪郭線ｓ１（ｙ）と右側のエッジ輪郭線ｓ２（ｙ）との相対オフセットを示す。
【００２９】
冒頭で説明した従来の技術とは違って、本発明にしたがって構成された異なるエッジ輪郭線ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ）は、製造技術的に加工が困難である先細り部又は辺部を決して有さない。本発明の異なったエッジ輪郭線ｓ１（ｙ），ｓ２（ｙ）は、公知のリソグラフィー技術によってむしろ簡単にかつ精確に製造することができる。
【００３０】
入射光で走査される測定目盛を有するエンコーダに対しては、例えば以下のパラメータが選択される：
ＴＭ＿Ｍ＝４μｍ
ＴＰ＿Ｍy ＝４μｍ
ｘR ＝１μｍ
Ａ＝0.51μｍ
φ＝０
この場合、測定目盛１０は、入射光位相格子として構成されている。この入射光位相格子の場合、目盛領域１０．１，１０．２は、その移相作用で相違する。測定目盛１０に対して反射する場合、180 °だけの移相が設定される。
【００３１】
本発明のエンコーダの第１の実施の形態の説明した構成のほかに、多くの別の実施の形態が、本発明の範囲内で存在する。
【００３２】
上述した実施の形態の代わりに、説明した内容に基づいて、例えば走査目盛を走査ビーム経路内に形成してもよい。
【００３３】
さらに、図１中の例の測定目盛以外の全ての要素が、走査ユニットに直接敷設されていることは必ずしも必要でない。すなわち、例えば光源及び／又は検出素子を走査ユニットの外側に又は空間的に分離して配置し、これらの要素を光ファイバで接続してもよい。
【００３４】
さらに、入射光位相格子として構成する代わりに振幅格子を測定目盛として使用することが可能である。この振幅格子は、入射するビーム束に対して異なる光学吸収特性又は光学反射特性を呈する交互に配置された目盛領域を有する。
【００３５】
以下に、本発明のエンコーダの別の実施形を図３に基づいて説明する。この実施の形態は、走査ビーム経路を変更したことによって第１の例と相違する。同様に高調波を濾波する測定目盛の構成に関しては、上記の構成を参照のこと。
【００３６】
より良好に見せる理由から、この例でも走査ビーム経路が破線で示されている。実際には、本発明のエンコーダのこの実施の形態は、特に反射で利用される測定目盛を有する入射光システムとして構成されている。
【００３７】
光源１２１から放出されコリメータ光学系１２２によってコリメートされた直線偏向したビーム束が、先の例とは違って今度は最初に測定目盛１１０上に１回当たる。そこで、異なる空間方向への回折が起こる。次いで、ｘ−ｚ平面の異なる空間方向に回折された部分ビーム束が、透過光目盛として構成されている走査格子１２３の第１領域１２３．１上に到達する。そこで、新たな回折が発生する。高調波を濾波する測定目盛１１０の横構造に起因してｙ−ｚ平面内で回折された（破線で示された）部分ビーム束は、走査信号の生成に再利用されず、走査格子１２３の光学的に不活性な領域上に当たる。これらの部分ビーム束は、走査信号の生成に再利用されない。走査格子１２３でもう一度回折された部分ビーム束が、次いで概略的にし示された、例えばリッジプリズム(Dachkantprisma)から構成された再帰反射素子１２６当たり、この再帰反射素子１２６からｙ方向の特定の横オフセットで再び入射方向に、すなわち走査格子１２３の方向に反射される。部分ビーム束は、走査格子１２３の前方で互いに90°だけ回転した２つのλ／４板１２９ａ，１２９ｂを透過する。これらのλ／４板１２９ａ，１２９ｂは、直線偏向した部分ビーム束を円偏向した部分ビーム束に変換する。次いで、これらの部分ビーム束が、測定目盛１１０上に２度目に到達し、そこで新たに回折反射する前に、これらの部分ビーム束は、走査格子１２３上で第２目盛領域１２３．２を透過する。信号の生成に利用される干渉している部分ビーム束が、光電式検出要素１２５．１，１２５．２，１２５．３上に当たる前に、最終的に部分ビーム束が、測定目盛１１０から走査講師２３の方向に再び伝播する。測定目盛１１０と走査ユニットとが相対移動する場合、移動に依存する走査信号が発生する。測定目盛１１０での第２回折時に発生する（破線で示した）ｙ−ｚ平面内の部分ビーム束は、再利用されずに示した非透過のスクリーン１２７ａ，１２７ｂによって適切に抑制される。これに対して走査信号の生成に再利用されるビーム束は、この例では後続配置された図式化した回折格子１２８上に当たる。この回折格子１２８は、３つの部分ビーム束を生成する。これらの３つの部分ビーム束は、３つの異なる空間方向に伝播する。次いでこれらの３つの部分ビーム束は、それぞれ60°だけ互いに回転し、後に配置された検出素子１２５．１，１２５．２，１２５．３を有するアナライザ１３０．１，１３０．２，１３０．３上に到達する。120 °だけ移相した３つの走査信号が、アナライザ１３０．１−１３０．３によって最終的に生成される。これらの走査信号は、検出素子１２５．１，１２５．２，１２５．３によってスケール本体と走査ユニットとの相対移動時に検出可能である。
【００３８】
その前の例でのように、希望しない高調波成分を濾波する測定目盛１１０が、同様に設けられていて上述されている。これに対しては、上の説明を参照のこと。
【００３９】
したがって、本発明の範囲内では、望ましい高調波の濾波が実施されるように、異なる走査ビーム経路を有するエンコーダが構成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のエンコーダの可能な実施形の走査ビーム経路の概略図である。
【図２】図１中の例の測定目盛の拡大した部分図である。
【図３】本発明のエンコーダの別の実施形の走査ビーム経路の概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  測定目盛
１０．１  目盛領域
１０．２  目盛領域
２１  光源
２２  コリメータ光学系
２３．１  走査格子
２３．２  走査格子
２４  レンズ
２５．１  検出素子
２５．２  検出素子
２５．３  検出素子
１１０  測定目盛
１２１  光源
１２２  コリメータ光学系
１２３  走査格子
１２３．１  第１領域
１２３．２  第２目盛領域
１２５．１  検出素子
１２５．２  検出素子
１２５．３  検出素子
１２６  再帰反射素子
１２７ａ  スクリーン
１２７ｂ  スクリーン
１２８  回折格子
１２９ａ  λ／４板
１２９ｂ  λ／４板
１３０．１  アナライザ
１３０．２  アナライザ
１３０．３  アナライザ
【図１】
2007040996.tif 000003
【図２】
2007040996.tif 000004
【図３】
2007040996.tif 000005