(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子及び当該発光素子から出射した出射光が外部光学系を通ってユニットに戻ってきた戻り光を検出する複数の受光素子が、同一の基板又は部材上に配設されるとともに、
１つのプリズムに、光分岐部を構成する上記発光素子からの出射光を２つに分離する偏光分離膜と出射光が外部光学系を通ってユニットに戻ってきた戻り光を分岐する光分岐膜が備えられ、
上記出射光及び戻り光に対する収束又は発散用のレンズと、上記戻り光の偏光状態から任意方向の偏光成分を分離して異なる方向に回折させるための回折部材とが配置され、かつそれらの部材が一体的に形成された構造を有する
ことを特徴とする受発光複合ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載した受発光複合ユニットにおいて、
回折部材が光分岐部と受光素子との間に配置されている
ことを特徴とする受発光複合ユニット。
【請求項３】
発光素子及び当該発光素子から出射した出射光が外部光学系を通ってユニットに戻ってきた戻り光を検出する複数の受光素子が、同一の基板又は部材上に配設されるとともに、
１つのプリズムに、光分岐部を構成する上記発光素子からの出射光を２つに分離する偏光分離膜と出射光が外部光学系を通ってユニットに戻ってきた戻り光を分岐する光分岐膜が備えられ、
上記出射光及び戻り光に対する収束又は発散用のレンズと、上記戻り光の偏光状態から任意方向の偏光成分を分離して異なる方向に回折させるための回折部材とが配置され、かつそれらの部材が一体的に形成された構造を有する受発光複合ユニットと、
回折格子を含む被検部及び上記受発光複合ユニットから出射された後の回折格子による回折光を受けて偏光状態を変えるための偏光部材と、偏光部材を通った光を反射させて逆方向に戻すための反射部材とを含む外部光学系を設けた
ことを特徴とする変位検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載した変位検出装置において、
回折部材が光分岐部と受光素子との間に配置されている
ことを特徴とする変位検出装置。
【請求項５】
請求項１に記載した受発光複合ユニットにおいて、
発光素子から発した光が設定光軸に沿う方向に光路変更を受けてから、偏光分離膜に到達するように構成され、
上記発光素子を含む光源及び受光素子を含む受光部の光軸方向から見た場合に、当該発光素子に係る光の出射方向を含む直線と、受光部を構成する各受光素子の中心を通る直線とが、ほぼ４５゜の角度をなすように配置されている
ことを特徴とする受発光複合ユニット。
【請求項６】
請求項３に記載した変位検出装置において、
受発光複合ユニット内の発光素子から発した光が設定光軸に沿う方向に光路変更を受けてから、偏光分離膜に到達するように構成され、
上記発光素子を含む光源及び受光素子を含む受光部の光軸方向から上記受発光複合ユニットを見た場合に、上記発光素子に係る光の出射方向を含む直線と、受光部を構成する各受光素子の中心を通る直線とが、ほぼ４５゜の角度をなすように配置されている
ことを特徴とする変位検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザーを光源とし偏光を用いて信号を得る光学ユニットに関するものであり、特に、回折光による干渉を用いて変位を検出する所謂「格子干渉型変位検出装置」の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造等の分野で使用される変位検出装置には、例えば、目盛を記録した固体スケールと、当該スケールの直線的な移動方向における変位量を電気的に検出する検出手段を備えた装置（所謂リニアエンコーダ）が知られている。
【０００３】
高精度、高分解能の検出を可能にするための装置として、回折格子により得られた回折光の干渉を利用して変位を検出する装置（ホログラムエンコーダ等）が挙げられる。
【０００４】
図４は、従来の変位検出装置の構成について一例ａを示したものであり、光照射部ｂ、光路制御及び被検部ｃ、受光部ｄの３つの部分から構成されている。
【０００５】
光照射部ｂでは、光源として半導体レーザーＬＳが使用され、第１の収束レンズＬ１、第１の偏光ビームスプリッターＰＢＳ１が配置されている。そして、光路制御及び被検部ｃに関しては、第１の反射ミラーＲ１ａ、Ｒ１ｂ、反射型回折格子ＲＧ、第２の収束レンズＬ２ａ、Ｌ２ｂ、第１のλ／４波長板（４分の１波長板）ＷＰ１ａ、ＷＰ１ｂ、さらには第２の反射ミラーＲ２ａ、Ｒ２ｂが配置されている。
【０００６】
受光部ｄについては、半透過ミラーＨＭ、第２の偏光ビームスプリッターＰＢＳ２、第３の偏光ビームスプリッターＰＢＳ３、第２のλ／４波長板ＷＰ２、そして、光検出器ＰＤ１〜４が配置されている。
【０００７】
半導体レーザーＬＳから出射した光は第１の収束レンズＬ１で収束光になった後、偏光ビームスプリッターＰＢＳ１により偏光分離されて２つの光（光束ＬＦａ、ＬＦｂを参照。）となり、その一方が反射ミラーＲ１ａにより光路変更を受けて反射型回折格子ＲＧに到達し、他方が反射ミラーＲ１ｂにより光路変更を受けて反射型回折格子ＲＧに到達する。尚、ここで「偏光分離」とは、入射光束をＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離することを意味する。
【０００８】
被検部（リニアスケール等）に付設された反射型回折格子ＲＧにおいて、同一符号（正負が同じ）とされる少なくとも１次より高次の回折をしたそれぞれの光束については、第２の収束レンズＬ２ａ、Ｌ２ｂをそれぞれ経てから、回折角に対応した角度位置に配置されたλ／４波長板ＷＰ１ａ、ＷＰ１ｂと反射ミラーＲ２ａ、Ｒ２ｂによりそれぞれの偏光方向が９０度回転された後で、往路と同じ光路を逆方向に辿って第１の偏光ビームスプリッターＰＢＳ１に達する。
【０００９】
偏光ビームスプリッターＰＢＳ１に達した光は、各々がその偏光方向を元の方向に対して９０度回転した状態となっているため、往路での入射方向とは異なる方向に出射されて半透過ミラーＨＭに向かう。そして、半透過ミラーＨＭに達した光束については光量が２分され、分かれた光の一方が偏光ビームスプリッターＰＢＳ３に達し、他方の光がλ／４波長板ＷＰ２を通過した後に偏光ビームスプリッターＰＢＳ２に達する。
【００１０】
尚、偏光ビームスプリッターＰＢＳ３の取付姿勢に関しては、その光軸を中心に、到達した光束の偏光方向に対し約４５度の角度をもって光軸回りに回転された配置とされている。
【００１１】
偏光ビームスプリッターＰＢＳ２で偏光分離された光束については、光検出器ＰＤ１やＰＤ２にそれぞれ到達し、光強度が電気量に変換される。また、偏光ビームスプリッターＰＢＳ３で偏光分離された光束については光検出器ＰＤ３やＰＤ４にそれぞれ到達し、光強度が電気量に変換される。
【００１２】
本例の動作原理は、以下の通りである。
【００１３】
偏光ビームスプリッターＰＢＳ１で分離された、異なる偏光方向（あるいは偏光状態）をもつ２つの光束ＬＦａ、ＬＦｂについて、反射型回折格子ＲＧで反射回折することにより同一符号の回折光となるとともに、λ／４波長板ＷＰ１ａ、ＷＰ１ｂ及び反射ミラーＲ２ａ、Ｒ２ｂにより、往路とは偏光方向が略９０度回転した光束として偏光ビームスプリッターＰＢＳ１に戻されて混合される。
【００１４】
その際、混合された２つの光束は、同一の偏光成分をもつ半導体レーザーＬＳから２分されたものであることから、両者の光は異なる偏光方向であっても干渉を生じる。
【００１５】
今、反射型回折格子ＲＧを、他の光学系と相対的に格子の並ぶ方向（例えば、図４に矢印Ａで示す方向）に移動させると、偏光ビームスプリッターＰＢＳ１で混合された光は互いに干渉し、偏光方向ごとに回折次数に応じたピッチで強度変化が発生する。この干渉による強度変化を複数の偏光成分に分離することにより、光検出器ＰＤ１〜４では互いに位相の異なる光強度分布として検出できる。つまり、この光強度変化を検波することで、回折格子ピッチに対して回折次数の逆数と回折回数の逆数に２分の１を乗じた分解能をもって、反射型回折格子ＲＧの移動量を検出することができる。さらに光検出器ＰＤ１〜４で得られる強度変化は正弦波にきわめて近い形状となるため、検出波形を内挿分割する方法により高い分解能を得ることも可能である。
【００１６】
このような回折光の干渉を用いた変位検出装置において、例えば、反射型回折格子をホログラム等で作成し、さらに得られた正弦波信号を分割することでｎｍ（ナノメートル）オーダーの分解能を実現することも可能である。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の変位検出装置にあっては、その製造工程において、単独に製作された発光部品や受光部品、あるいは光学部品を個々に調整しながら組み立てる必要性から、下記に示す問題があった。
【００１８】
・装置の組み立てに際し、各部品の仕上がり精度あるいは特性のバラツキに対して精密な調整を必要とするため、複雑な工程を余儀なくされ、低価格化が困難であること。
【００１９】
・各部品の調整や締結及び固定に大きなスペースを必要とすること、そのために、機器の形状を小型化することが困難であること。
【００２０】
・精密調整後の本固定に接着剤を使用しなければならないので、接着状態が周囲の環境変化等に左右され易く、また、環境変化や経時変化に起因する調整部のズレが発生する虞があること。
【００２１】
そこで、本発明は、低価格で小型化、軽量化に適した信頼性の高い受発光複合ユニット及び当該ユニットを搭載するとともに、回折光の干渉を利用した変位検出装置を提供することを課題とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る受発光複合ユニットは、上記した課題を解決するために、発光素子と、当該発光素子から出射した出射光が外部光学系を通ってユニットに戻ってきた戻り光を検出する複数の受光素子とを、同一の基板又は部材上に配置するとともに、１つのプリズムに、光分岐部（あるいはこれを内包する光分岐部品）を構成する発光素子からの出射光を２つに分離する偏光分離膜と出射光が外部光学系を通ってユニットに戻ってきた戻り光を分岐する光分岐膜を備え、出射光及び戻り光に対する収束又は発散用のレンズと、戻り光の偏光状態から任意方向の偏光成分を分離して異なる方向に回折させるための回折部材を、一体的に形成した構造を有するものである。
【００２３】
また、本発明に係る変位検出装置は、このように一体構造をもって製造された受発光複合ユニットと、当該ユニットに対する外部光学系として、回折格子を含む被検部と、受発光複合ユニットから出射された後の回折格子による回折光を受けて偏光状態を変えるための偏光部材と、当該偏光部材を通った光を反射させて逆方向（回折格子に向かう方向）に戻すための反射部材とを設けたものである。
【００２４】
従って、本発明によれば、発光素子及び受光素子、光分岐部を構成する発光素子からの出射光を２つに分離する偏光分離膜と出射光が外部光学系を通ってユニットに戻ってきた戻り光を分岐する光分岐膜を備えた１つのプリズム、レンズ、回折部材を一体構造にすることにより、各部の位置調整が簡単になり、低価格化や小型化、軽量化に適した信頼性の高い受発光複合ユニット及びこれを用いた変位検出装置を製造することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る受発光複合ユニット（あるいは送受光ユニット）を用いた変位検出装置の構成例を示したものであり、格子干渉型変位検出装置に適用したものである。
【００２６】
図４との構成上の比較から分かるように、光学系の構成部品の大半部が受発光複合ユニット１内に収められており、当該ユニット内で偏光分離されてから外部に出射した２つの光束ＬＦａ、ＬＦｂについては、外部光学系ＥＴを構成する第１の反射部材（反射鏡Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ）にそれぞれ到達して光路変更を受ける。尚、これら第１の反射部材は、受発光複合ユニット１から出射された光を反射型回折格子ＲＧ、例えば、回折効率の高いホログラム格子（体積型位相ホログラム等）に向けて反射させるために必要なものである。
【００２７】
リニアスケール等の被検出部に用いられる反射型回折格子ＲＧに到達する各光は、近い距離で当該格子に投入され（格子内の光路長の差を小さくして、原信号の波長に誤差が生じ難くするため。）、ここで１次以上の次数で回折した後、収束レンズＬ２ａ、Ｌ２ｂをそれぞれ介して偏光部材（λ／４波長板ＷＰ１ａ、ＷＰ１ｂ）及び第２の反射部材（反射鏡Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ）へと達する。つまり、光束ＬＦａについては反射型回折格子ＲＧでの回折の後に、λ／４波長板ＷＰ１ａを経て反射鏡Ｒ２ａに到達し、また、光束ＬＦｂについては反射型回折格子ＲＧでの回折の後に、λ／４波長板ＷＰ１ｂを経て反射鏡Ｒ２ｂに到達する。尚、これらのλ／４波長板ＷＰ１ａ、ＷＰ１ｂについては、反射型回折格子ＲＧによる回折光を受けて偏光状態を変える役割をもっており、前記したように偏光方向を９０度回転させるものである。また、反射鏡Ｒ２ａ、Ｒ２ｂは、偏光状態を変えられた光に対して、これを反射させて逆方向に戻す役割をもっており、反射された各光は、往路を逆に辿って受発光複合ユニット１にそれぞれ達する（当該ユニットへの戻り光となる。）。
【００２８】
図２は受発光複合ユニット１の構成例を示すものであり、内部構造の要部を示している。
【００２９】
受発光複合ユニット１は、その収容部材（あるいは封止部材）２に対して、光源３、光分岐部４、レンズ群８＿１乃至８＿３、回折部材５（５＿１、５＿２）、受光部６（６＿１乃至６＿４）、λ／４波長板１１を配設することで一体化した構造に形成されている。
【００３０】
光源３は、上記変位検出装置への適用においては測定用光源（あるいは発光部）として用いられる。そして、発光素子３ａ（例えば、半導体レーザーが用いられる。）は、当該素子の発する光に対して反射面７ａを持つ半導体基板７上に固着されている。つまり、反射面７ａは、発光素子３ａから発した光を光源３の設定光軸に沿う方向（同図の上下方向）に変更する光路変更手段の役目をもっており、光を図の上方に立ち上げる働きをする。尚、半導体基板７は収容部材２の内底面に固定されている。
【００３１】
収容部材２には受光部６が収められていて、回折部材５（５＿１、５＿２）を経た光を検出するために複数の受光素子６＿１乃至６＿４が半導体基板６ａに形成されている。尚、図には明示していないが、発光素子３ａ又は半導体基板６ａや７については、例えばワイヤーボンディングなどで収容部材２から外部へ通じる配線用の電極部材に対して電気的に接続されている。
【００３２】
半導体基板６ａ、７が配置固定された収容部材２には、その開口を覆って封止するためのカバー部材８が設けられ、これによって光源３や受光部６、回折部材５がパッケージ化される。尚、カバー部材８には、例えば、透明プラスチック材料が使用され、複数のレンズ８＿１乃至８＿３が形成されている。つまり、レンズ８＿１は、光源３の光軸上に配置された収束レンズであり、発光素子３ａから発した後、反射面７ａで反射された光がλ／４波長板１１を介して当該レンズに入射し、レンズを透過した光が後述の偏光分離膜を経てユニット外に出射される。また、レンズ８＿２、８＿３については、図１に示した外部光学系ＥＴからの戻り光を収束（又は発散）させるために設けられている。
【００３３】
カバー部材８には、レンズ８＿１の近辺に上記λ／４波長板１１が配設される。そして、光分岐部４を構成するとともにλ／４波長板１０を含む複合プリズム９、さらには、分岐された戻り光の偏光成分を分離するためにレンズ８＿２、８＿３の近くに配置された偏光分離用回折光学素子５＿１、５＿２がそれぞれ固定されている。
【００３４】
つまり、カバー部材８の内面側には、λ／４波長板１１と、回折光学素子５＿１、５＿２が固定されており、回折光学素子５＿１、５＿２が回折部材５を構成する。回折光学素子５＿１は、レンズ８＿２に対して設けられ、当該素子による回折光は受光素子６＿１及び６＿２により検出される。また、回折光学素子５＿２は、レンズ８＿３に対して設けられ、当該素子による回折光は受光素子６＿３及び６＿４により検出される。
【００３５】
カバー部材８の上面には複合プリズム９が載置固定されており、偏光分離膜９ａと、戻り光束について分岐させるための光分岐膜９ｂ、全反射面９ｃを備えている。つまり、偏光分離膜９ａや光分岐膜９ｂは光分岐部４を構成するものであり、偏光分離膜９ａが上記レンズ８＿１に対応した位置であって光源３の光軸上に配置され、また、光分岐膜９ｂが上記レンズ８＿２に対応する位置に配置されている。そして、全反射面９ｃは上記レンズ８＿３に対応した位置に配置されている。
【００３６】
このように、複合プリズム９と受光部６との間に、レンズや回折光学素子を配置した構造となっている。
【００３７】
光分岐膜９ｂの直ぐ背後（全反射面９ｃ側）には、λ／４波長板１０（前記ＷＰ２に相当する。）が配設されており、戻り光のうち当該波長板を通った光が全反射面９ｃに達する。
【００３８】
尚、本例では、外部光学系ＥＴを通ってユニット１に戻ってきた戻り光束について、光分岐膜９ｂにより２つに分けているが、分岐数がこれに限られる訳ではなく、少なくとも２つ以上に分岐されて偏光分離用の回折光学素子に導かれるように構成すれば良い。また、回折光学素子の位置についても光分岐膜９ｂ及び全反射面９ｃと、受光部６との間であれば任意の位置で良い。
【００３９】
しかして、本構成の動作は以下の通りである。
【００４０】
先ず、発光素子３ａから発した光は、半導体基板７の反射面７ａで反射されて光路変更を受ける。そして、その反射光はλ／４波長板１１で円偏光となり、カバー部材８に配設された収束レンズ８＿１により収束光となって、複合プリズム９の偏光分離膜９ａに到達する。
【００４１】
偏光分離膜９ａによりそれぞれ直線偏光成分に分離された光束ＬＦａ、ＬＦｂは、図１で示した外部光学系ＥＴの反射型回折格子ＲＧで回折されるとともに、前記したように、それぞれの偏光方向が略９０度回転されて戻り光となってそれぞれ複合プリズム９に入り（光束ＬＦｂの光が図２の上方から入り、光束ＬＦａの光が図２の左側から入る。）、再び偏光分離膜９ａに戻ってくる。
【００４２】
各戻り光束ついては、光源３から入射し分離された偏光状態に対してそれぞれ９０度の位相差があることから、混合しつつ光分岐膜９ｂ及び全反射面９ｃに向かう。また、複合プリズム９に配設されたλ／４波長板１０は、直線偏光を円偏光に変えることで位相情報をさらに付与する働きを有する。
【００４３】
光分岐膜９ｂ及び全反射面９ｃで分岐された光束については、カバー部材８の収束レンズ８＿２、８＿３により収束光となった後、それぞれに対応する回折光学素子５＿１、５＿２で偏光成分に分離されて異なる角度をもって回折される。そして、その回折光がそれぞれに対応する受光素子６＿１乃至６＿４に到達する。
【００４４】
尚、偏光分離用の回折光学素子５＿１、５＿２については、例えば、光源３の発光波長よりも短い格子周期をもつ、回折型の光学素子として半導体リソグラフィー技術等を用いて製作することができ、本例では分岐数が４であることから、例えば、偏光方向が０度、４５度、９０度、１３５度（４５度間隔）に設定されて分離された光束について受光素子６＿１乃至６＿４にそれぞれ到達される構成となっている。
【００４５】
各受光素子６＿１乃至６＿４に入射されるそれぞれの光束に関しては、高次回折光の干渉により反射型回折格子ＲＧに係る移動量の情報を、受光量の変化として内包していることから、各受光素子で受光されて電気信号に変換された検出信号に対して、既知の演算処理を適宜に施すことで当該回折格子ＲＧの移動量を得ることができる。
【００４６】
尚、本例において、発光素子３ａとして半導体レーザーを使用する場合に、その出射光が取付面に対して平行な直線偏光であることに起因して、複合プリズム９に配設された偏光分離膜９ａで適切な光量をもって偏光分離ができるように、λ／４波長板１１を用いているが、これに限らず、図３に示す構成形態（発光素子３ａを実装した半導体基板７の姿勢を、収容部材２への取付面内においてほぼ４５度の角度θで回転させた配置）が可能である。
【００４７】
図３は、光源及び受光部の光軸方向から見た平面図であり、受発光複合ユニット１においてカバー部材８及び複合プリズム９を取り除いた状態で、発光素子３ａ（半導体レーザー）及び反射面７ａを搭載した半導体基板７と、受光部６を構成する半導体基板６ａとの位置関係を示している。
【００４８】
受発光複合ユニット１をその光源３及び受光部６の光軸方向から見た場合に、直線「ＬＮ１」は、発光素子３ａの発光方向（出射方向）を含む直線（発光軸）を示している（光源の設定光軸は紙面に直交する方向である。）。また、直線「ＬＮ２」は、半導体基板６ａに形成された受光素子６＿１乃至６＿４（図には破線の四角で示す。）の各中心（受光中心、つまり、各素子の光軸と受光面との交点）を通る直線を示しており、半導体基板６ａの長手方向に延びている。そして、角度「θ」は直線ＬＮ１と直線ＬＮ２とがなす角度を表しており、４５度（あるいはほぼ４５度）の角度とされている。
【００４９】
この配置によれば、発光素子３ａから反射面７ａで偏向（光路変更による、光源３の光軸方向への立ち上げ）された出射光が、半導体基板７の取り付け角度に応じた略４５度の偏光角度をもって偏光分離膜９ａに達することになり、ほぼ同じ光量のＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離されるので、光束の不均等な分離を防止できる。
【００５０】
また、受光素子６＿１乃至６＿４が形成された半導体基板６ａについては、受光用回路の他に、検出信号の増幅回路（電流電圧変換増幅回路等）や検出信号に係る演算回路等を一体的に形成することにより、集積化の利点、例えば、Ｓ／Ｎ比（信号対ノイズ比）の向上による検出精度の向上や、装置全体の小型化、低コスト化等が可能になる。
【００５１】
尚、前記した構成は、あくまで本発明の一例を示したものであり、例えば、半導体基板６ａ、７が収容部材２の内底面に配置されて固定されているが、同様の機能として本発明の主旨に基づいていればこの構造に限定されるものではなく、また、カバー部材８に一体化して形成されている収束レンズ８＿１乃至８＿３等についても、その機能として同等の光学部品を代用した構造等、各種の実施態様が挙げられる。
【００５２】
そして、上記した受発光複合ユニット１及びこれを用いた変位検出装置によれば、下記に示す利点が得られる。
【００５３】
先ず、従来の変位検出装置では、図４に示したように、光源ＬＳから偏光ビームスプリッターＰＢＳ１への光路及び当該ビームスプリッターから光検出器ＰＤ１乃至ＰＤ４に至るまでの光路において、それぞれ単独の光学部品を配置した構造となるため、例えば、光学ベース等の基台部に各部品を固定しておく必要があり、各部品の位置関係についての調整が面倒であるが、本発明によれば、そのような不都合がない。
【００５４】
つまり、本発明のように、光学部品（光学素子等）を半導体封止構造内にパッケージ化して一体的に形成する場合には、戻り光束に係る偏光成分を分離するための偏光分離回折光学素子５＿１、５＿２を光路中に置き、発光素子３ａと受光素子６＿１乃至６＿４とを平面的に配置することができるとともに、一体的に形成した光学部品を移動させ、あるいはその取り付け姿勢を変えて調整した後で固定することにより容易に製造することができる。特に、半導体素子を、例えば、シリコンウエハー上又は位置の基準部を有する、連結された半導体封止部品において、精密に配置して固定することや、固定後に電子部品（発光素子や受光素子等）に通電して動作させ、その後に光学部品を所定の位置に配置して発光素子から受光素子に達する光束の状態や光量を検知してから当該光学部品の位置を微調整した上で固定することが、既存の技術を用いて容易に実現できる（例えば、光学式ディスク用のヘッド装置（光学ピックアップ等）における光学系等で実現されている。）。従って、調整や組立工程については、半導体製造設備を用いて容易に行うことができる。
【００５５】
このように半導体封止構造内に部品を一体に形成することで、調整が極めて容易になるとともに、その形状や質量について小型化、軽量化を図ることが可能となり、併せて半導体製造で実績のある高信頼性が保証される。
【００５６】
さらには、偏光分離用の回折光学素子を用いることによって、コンパクトな構成を実現することが可能となる。
【００５７】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、請求項１や請求項３に係る発明によれば、発光素子及び受光素子、光分岐部を構成する発光素子からの出射光を２つに分離する偏光分離膜と出射光が外部光学系を通ってユニットに戻ってきた戻り光を分岐する光分岐膜を備えた１つのプリズム、レンズ、回折部材を一体的な構造にすることで精密な位置調整が容易になり、また、部品の配置スペースを大きくとる必要がないので小型化に適している。そして、各部を同一の収容部材内に閉じ込めることで環境変化や経時変化の影響を受け難くなるので、調整ずれの発生を防止でき、ユニットの信頼性を高めることができる。
【００５８】
請求項２や請求項４に係る発明によれば、光分岐部と受光素子との間に回折部材を配置することにより、コンパクトな構成を実現でき、戻り光の偏光成分を分離できる。
【００５９】
請求項５や請求項６に係る発明によれば、偏光分離（Ｐ偏光、Ｓ偏光への分離）をほぼ均等な光量をもって行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る受発光複合ユニットを用いた格子干渉型変位検出装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る受発光複合ユニットの構成について一例を示す図である。
【図３】受発光複合ユニットにおける光源及び受光部の配置例について説明するための平面図である。
【図４】従来の格子干渉型変位検出装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１…受発光複合ユニット、１、ＥＴ…変位検出装置、３…光源、３ａ…発光素子、４…光分岐部、５、５＿１、５＿２……回折部材、６…受光部、６＿１乃至６＿４…受光素子、８＿１乃至８＿３…レンズ、９…プリズム、９ａ…偏光分離膜、９ｂ…光分岐膜、ＥＴ…外部光学系、ＲＧ…回折格子、Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ…反射部材、ＷＰ１ａ、ＷＰ１ｂ…偏光部材
【図１】
0004110765.tif 000002
【図２】
0004110765.tif 000003
【図３】
0004110765.tif 000004
【図４】
0004110765.tif 000005