特開 2024-134654 光学的反射構造体、エンコーダおよび光学的反射構造体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024134654

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】光学的反射構造体、エンコーダおよび光学的反射構造体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/347 20060101AFI20240927BHJP

【ＦＩ】

G01D5/347 110C

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023044956

(22)【出願日】2023-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】000005038

【氏名又は名称】セイコーグループ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】相田 鎮範

(72)【発明者】

【氏名】宇都 正博

(72)【発明者】

【氏名】大阿久 正美

(72)【発明者】

【氏名】今野 嵩久

(72)【発明者】

【氏名】須笠 幹重

(72)【発明者】

【氏名】杉山 輝尚

(72)【発明者】

【氏名】永田 薫

(72)【発明者】

【氏名】吉川 一真

【テーマコード（参考）】

2F103

【Ｆターム（参考）】

2F103CA03

2F103EA05

2F103EA21

(57)【要約】

【課題】光の入射角度が変化した場合のデューティ比の変化を抑制できる光学的反射構造体を提供する。
【解決手段】スケール１０は、第１方向Ｌ１に間隔をあけて周期的に設けられた反射面１１と、隣り合う反射面１１の間に開口４１を有し、開口４１に向けて第１方向Ｌ１の幅が狭まる凹部４０と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定方向に間隔をあけて周期的に設けられた反射面と、
隣り合う前記反射面の間に開口を有し、前記開口に向けて前記所定方向の幅が狭まる凹部と、
を備える光学的反射構造体。

【請求項2】

前記凹部の内面は、曲面である、
請求項１に記載の光学的反射構造体。

【請求項3】

前記凹部の内面には、凹凸が形成されている、
請求項１に記載の光学的反射構造体。

【請求項4】

所定方向に間隔をあけて周期的に設けられた反射面、および隣り合う前記反射面の間に開口を有し前記開口に向けて前記所定方向の幅が狭まる凹部を有するエンコーダスケールと、
前記エンコーダスケールに光を照射する発光部と、
前記エンコーダスケールで反射した光を検出する受光部と、
を備えるエンコーダ。

【請求項5】

基板に異方性ドライエッチングを施し、前記基板の主面に開口を有する凹部を所定方向に間隔をあけて周期的に形成する工程と、
前記基板に等方性エッチングを施して、前記凹部を前記開口に向けて前記所定方向の幅が狭まるとともに内面が湾曲するように加工する工程と、
を備える光学的反射構造体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学的反射構造体、エンコーダおよび光学的反射構造体の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

機器の直線変位または回転角を検出する光学式エンコーダの一種として、反射型光学式エンコーダがある。反射型光学式エンコーダは、相対変位不能に設けられた発光部および光検出部と、発光部および光検出部に対して移動する光学パターンを有するスケールと、を備える。反射型光学式エンコーダは、発光部からスケールに光を照射し、スケールで反射した光を光検出部において検出する。光学パターンの変位に応じてスケールで反射した光が変調するので、反射型光学式エンコーダは光検出部において検出した光の変調に基づいてスケールの変位を検出できる。

【0003】

例えばスケールの光学パターンは、基材上に周期的に形成された凹凸によって構成される（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、板状の基材と、基材の一方の面に設けられ、第１領域と第２領域とが交互に並んでいる光学パターンと、を備えたスケールであって、第２領域が第１領域に対して窪んでおり、第１領域および第２領域で反射した光の方向を互いに異ならせ、第１領域で反射した光のみを選択的に受光部で受光させるスケールが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６９５８２３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来のスケールのように凹凸により光学パターンを形成した構成では、スケールに対する光の入射角度の変化により凸部の側面で反射して受光部に届く光の量が変化するなどして、デューティ比も変化するという課題がある。

【0006】

そこで本発明は、光の入射角度が変化した場合のデューティ比の変化を抑制できる光学的反射構造体、エンコーダ、および光学的反射構造体の製造方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様に係る光学的反射構造体は、所定方向に間隔をあけて周期的に設けられた反射面と、隣り合う前記反射面の間に開口を有し、前記開口に向けて前記所定方向の幅が狭まる凹部と、を備える。

【0008】

第１の態様によれば、凹部の側面が凹部の開口から反射面の裏側に回り込むように延びるので、反射面の法線方向に対して傾斜した角度で凹部に入射した光が凹部の側面に直接当たりにくくなる。これにより、光学的反射構造体に対する光の入射角度が変化しても、一対の反射面の間に入射した光が凹部の側面で反射して、本来反射面で反射した光が届く所定の位置に意図せず届く光の量が変化することを抑制できる。したがって、光の入射角度が変化した場合のデューティ比の変化を抑制できる光学的反射構造体を提供できる。

【0009】

本発明の第２の態様に係る光学的反射構造体は、上記第１の態様に係る光学的反射構造体において、前記凹部の内面は、曲面であってもよい。

【0010】

第２の態様によれば、凹部に入射した光を閉じ込めやすい。また、凹部に入射した光の一部を発光部側に再帰反射させることも可能となる。これにより、一対の反射面の間に入射した光が、凹部の開口を通じて上記の所定の位置に向けて出射されることを抑制できる。したがって、光の入射角度が変化した場合のデューティ比の変化をより確実に抑制できる。

【0011】

本発明の第３の態様に係る光学的反射構造体は、上記第１の態様または第２の態様に係る光学的反射構造体において、前記凹部の内面には、凹凸が形成されていてもよい。

【0012】

第３の態様によれば、凹部に入射した光を凹凸により拡散反射させることができる。これにより、凹部に入射した光を閉じ込めやすい。また、一対の反射面の間に入射した光が凹部の開口を通じて出射される場合でも、一方向に集光されるように出射されにくくなる。このため、凹部への光の入射角度に応じて、凹部の開口から出射された光が上記の所定の位置に強く入射する場合と弱く入射する場合とが生じることを抑制できる。したがって、光の入射角度が変化した場合のデューティ比の変化をより確実に抑制できる。

【0013】

本発明の第４の態様に係るエンコーダは、所定方向に間隔をあけて周期的に設けられた反射面、および隣り合う前記反射面の間に開口を有し前記開口に向けて前記所定方向の幅が狭まる凹部を有するエンコーダスケールと、前記エンコーダスケールに光を照射する発光部と、前記エンコーダスケールで反射した光を検出する受光部と、を備える。

【0014】

第４の態様によれば、凹部の側面が凹部の開口から反射面の裏側に回り込むように延びるので、反射面の法線方向に対して傾斜した角度で凹部に入射した光が凹部の側面に直接当たりにくくなる。これにより、エンコーダスケールに対する発光部から照射された光の入射角度が変化しても、一対の反射面の間に入射した光が凹部の側面で反射して、受光部に意図せず届く光の量が変化することを抑制できる。したがって、エンコーダスケール、発光部および受光部が所望の相対位置からずれて光の入射角度が変化した場合でも、デューティ比の変化を抑制できる。

【0015】

本発明の第５の態様に係る光学的反射構造体の製造方法は、基板に異方性ドライエッチングを施し、前記基板の主面に開口を有する凹部を所定方向に間隔をあけて周期的に形成する工程と、前記基板に等方性エッチングを施して、前記凹部を前記開口に向けて前記所定方向の幅が狭まるとともに内面が湾曲するように加工する工程と、を備える。

【0016】

第５の態様によれば、異方性ドライエッチングによって基板の厚さ方向にエッチングされた凹部が、等方性エッチングによって略均等に広がるように拡大する。これにより、凹部に丸みを持たせ、かつ凹部をその開口に向けて所定方向の幅を狭めるように形成することができる。したがって、光の入射角度が変化した場合のデューティ比の変化が抑制された光学的反射構造体を製造できる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、光の入射角度が変化した場合のデューティ比の変化を抑制できる光学的反射構造体、エンコーダ、および光学的反射構造体の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態のエンコーダの構成を示す図である。

【図2】第１実施形態のスケールを示す平面図である。

【図3】第１実施形態のスケールの断面を示す斜視図である。

【図4】第１実施形態のスケールの製造方法を示す断面図である。

【図5】第１実施形態のスケールの製造方法を示す断面図である。

【図6】第１実施形態のスケールの製造方法を示す断面図である。

【図7】第１実施形態のスケールの製造方法を示す断面図である。

【図8】第２実施形態のスケールの断面を示す斜視図である。

【図9】第２実施形態のスケールの製造方法を示す断面図である。

【図10】第２実施形態のスケールの製造方法を示す断面図である。

【図11】第２実施形態のスケールの製造方法を示す断面図である。

【図12】第３実施形態のスケールの断面を示す斜視図である。

【図13】第３実施形態のスケールの製造方法を示す断面図である。

【図14】第３実施形態のスケールの製造方法を示す断面図である。

【図15】第３実施形態のスケールの製造方法を示す断面図である。

【図16】第４実施形態のスケールを示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。

【0020】

図１は、実施形態のエンコーダの構成を示す図である。
図１に示すように、実施形態のエンコーダ１は、反射型光学式エンコーダである。エンコーダ１は、スケール１０（エンコーダスケール、光学的反射構造体）と、スケール１０と向かい合うように配置された光学センサ２０と、を備える。

【0021】

スケール１０は、光学センサ２０側を向く主面１０ａ上に周期的に形成された反射面１１を有する。全ての反射面１１は、共通する仮想平面上に形成されている。光学センサ２０は、発光部２１および受光部２２を備える。発光部２１および受光部２２は、互いに同一平面上に形成されている。発光部２１は、スケール１０に光を照射する。受光部２２は、スケール１０で反射した光を検出する。受光部２２は、発光部２１から出射されてスケール１０の反射面１１において正反射した光を受光する位置に配置されている。

【0022】

［第１実施形態］
スケール１０の平面構造について説明する。
図２は、第１実施形態のスケールを示す平面図である。
図２に示すように、第１方向Ｌ１および第２方向Ｌ２を以下のように定義する。第１方向Ｌ１および第２方向Ｌ２は、互いに直交し、かつそれぞれスケール１０の主面１０ａの法線方向に直交する。スケール１０には、反射面１１が第１方向Ｌ１に周期的に配置されている。隣り合う反射面１１同士の間には、非反射部１２が形成されている。すなわち、スケール１０は、直線方向（第１方向Ｌ１）に交互に設けられた反射面１１および非反射部１２を有するリニアスケールである。本実施形態では、非反射部１２は、発光部２１から照射された光を、１回の反射で隣接する反射面１１と同一方向に反射しない部分で定義される。

【0023】

反射面１１は、一定の幅で第２方向Ｌ２に延びている。例えば、反射面１１の第１方向Ｌ１の幅は、隣り合う一対の反射面１１の間隔と等しい。なお、スケール１０の主面１０ａのうち反射面１１および非反射部１２が配列された領域の周囲の箇所は、反射面１１と連続している。ただし本実施形態においては、スケール１０の主面１０ａのうち非反射部１２と交互に配列された部分のみを反射面１１と称する。

【0024】

スケール１０の部材構成について説明する。
図３は、第１実施形態のスケールの断面を示す斜視図である。
図３に示すように、スケール１０は、基板３０と、基板３０上に配置された反射膜３１と、を備える。基板３０は、例えば単結晶シリコン基板である。反射膜３１は、基板３０の一方の主面上に設けられている。反射膜３１は、上記の反射面１１を形成している。

【0025】

スケール１０の断面形状について説明する。
スケール１０は、第１方向Ｌ１に等間隔に設けられた複数の柱部３５を有する。各柱部３５は、スケール１０の厚み方向の一方に突出し、第２方向Ｌ２に延びている。複数の柱部３５は、互いに同一形状に形成されている。柱部３５のうち少なくとも根元部分は、基板３０により形成されている。柱部３５の先端面は、反射膜３１により形成された反射面１１である。

【0026】

スケール１０は、隣り合う一対の柱部３５の間に凹部４０を有する。凹部４０は、隣り合う反射面１１の間に開口４１を有する。凹部４０は、反射膜３１および基板３０に形成されている。凹部４０は、第２方向Ｌ２に延びる溝状である。凹部４０の開口４１は、反射膜３１に形成されている。凹部４０は、第２方向Ｌ２に直交する断面形状が第２方向Ｌ２のいずれの位置でも同じとなるように、第２方向Ｌ２に略一定の形状で延びている。以下、特に記載のない限り、凹部４０の形状については第２方向Ｌ２に直交する断面形状を説明する。また、反射膜３１が凹部４０の深さに比して十分に薄いので、凹部４０の断面形状について反射膜３１の厚みを無視して説明する。

【0027】

凹部４０は、スケール１０の厚さ方向における所定の位置から開口４１に向けて、第１方向Ｌ１の幅が漸次狭まるように形成されている。本実施形態において、上記所定の位置は、凹部４０の底部４３よりも開口４１寄りである。これにより、凹部４０は、上記所定の位置から凹部４０の底部４３に向けても、第１方向Ｌ１の幅が漸次狭まるように形成されている。

【0028】

凹部４０の底面および一対の側面は、互いに連続している。これにより、凹部４０の内面４０ａは、第１方向Ｌ１の両側および凹部４０の底部４３側に窪む単一の凹曲面に形成されている。凹部４０の内面４０ａは、開口４１側の端縁を起点に、底部４３側に向かうに従い第１方向Ｌ１に対する接線の傾斜角度が大きくなるように形成されている。凹部４０の内面４０ａの接線は、開口４１側の端縁において第１方向Ｌ１に対して９０°未満の角度で傾斜している。

【0029】

凹部４０は、上記の非反射部１２を形成している。非反射部１２は、凹部４０の内部での１回以上の反射、および反射時の減衰により、凹部４０の開口４１から出射されて受光部２２に届く光の量を、非反射部１２に隣接する反射面１１で反射されて受光部２２に届く光の量よりも少なくする。凹部４０の内面４０ａは、開口４１から入射した光を再帰反射させてもよい。

【0030】

本実施形態のスケール１０の製造方法について、図４から図７に基づいて説明する。
図４から図７は、第１実施形態のスケールの製造方法を示す断面図である。
本実施形態のスケール１０の製造方法は、マスク形成工程と、異方性エッチング工程と、等方性エッチング工程と、マスク除去工程と、を備える。

【0031】

図４に示すように、マスク形成工程では、スケール１０の母材５０の主面上にマスク５１を形成する。母材５０は、反射膜３１が成膜された基板３０である。例えば、マスク５１は、パターニングされたフォトレジストである。マスク５１は、反射膜３１のパターニング形状に一致し、凹部４０の開口４１に対応するマスク開口５２を有する。つまり、マスク開口５２は、第１方向Ｌ１に間隔をあけて周期的に形成される。

【0032】

続いて、異方性エッチング工程を行う。図５に示すように、異方性エッチング工程では、マスク５１を介してスケール１０の母材５０に異方性ドライエッチングを施す。異方性ドライエッチングにより、母材５０の主面に開口する初期凹部５３が、第１方向Ｌ１に間隔をあけて周期的に形成される。例えば、異方性エッチング工程では、ボッシュプロセスを適用することができる。初期凹部５３は、異方性ドライエッチングによって逆テーパ形状に形成される。すなわち、初期凹部５３は、その底部から開口に向けて、第１方向Ｌ１の幅が漸次狭まるように形成されている。なお、初期凹部５３の逆テーパ形状は、ボッシュプロセスによって側壁に形成される段差状のスキャロップを均した場合の形状である。

【0033】

続いて、等方性エッチング工程を行う。図６に示すように、等方性エッチング工程では、マスク５１を介してスケール１０の母材５０に等方性エッチングを施す。初期凹部５３は、等方性エッチングにより、その開口に向けて第１方向Ｌ１の幅が漸次狭まる形状を維持しつつ、内面が湾曲するように加工される。これにより、凹部４０が形成される。例えば、等方性エッチング工程では、反応性イオンエッチングを適用することができる。

【0034】

続いて、マスク除去工程を行う。図７に示すように、マスク除去工程では、母材５０からマスク５１を除去する。これにより、反射膜３１が露出して、上記のスケール１０が形成される。

【0035】

以上に説明したように、本実施形態のスケール１０は、第１方向Ｌ１に間隔をあけて周期的に設けられた反射面１１と、隣り合う反射面１１の間に開口４１を有し、開口４１に向けて第１方向Ｌ１の幅が狭まる凹部４０と、を備える。この構成によれば、凹部４０の側面が凹部４０の開口４１から反射面１１の裏側に回り込むように延びるので、反射面１１の法線方向に対して傾斜した角度で凹部４０に入射した光が凹部４０の側面に直接当たりにくくなる。これにより、スケール１０に対する光の入射角度が変化しても、一対の反射面１１の間に入射した光が凹部４０の側面で反射して、本来反射面１１で反射した光が届く受光部２２に意図せず届く光の量が変化することを抑制できる。したがって、スケール１０、発光部２１および受光部２２が所望の相対位置からずれて光の入射角度が変化した場合でも、デューティ比の変化を抑制できるスケール１０を提供できる。

【0036】

また、凹部４０の内面は曲面である。この構成によれば、凹部４０に入射した光を閉じ込めやすい。また、凹部４０に入射した光の一部を発光部２１側に再帰反射させることも可能となる。これにより、一対の反射面１１の間に入射した光が、凹部４０の開口４１を通じて受光部２２に向けて出射されることを抑制できる。したがって、光の入射角度が変化した場合のデューティ比の変化をより確実に抑制できる。

【0037】

本実施形態のスケール１０の製造方法は、基板３０に異方性ドライエッチングを施し、基板３０の主面に開口を有する初期凹部５３を第１方向Ｌ１に間隔をあけて周期的に形成する異方性エッチング工程と、基板３０に等方性エッチングを施して、初期凹部５３を開口に向けて第１方向Ｌ１の幅が狭まるとともに内面が湾曲するように加工する等方性エッチング工程と、を備える。この製造方法によれば、異方性ドライエッチングによって基板３０の厚さ方向にエッチングされた初期凹部５３が、等方性エッチングによって略均等に広がるように拡大する。これにより、初期凹部５３に丸みを持たせ、かつ初期凹部５３をその開口に向けて所定方向の幅を狭めるように形成することができる。したがって、上記の作用効果を奏するスケール１０を製造できる。

【0038】

なお第１実施形態では、異方性エッチング工程において初期凹部５３が逆テーパ形状に形成されているが、この構成に限定されない。例えば異方性エッチング工程において初期凹部が順テーパ形状に形成されてもよい。いずれにしても、等方性エッチング工程により初期凹部がその開口に向けて第１方向Ｌ１の幅が漸次狭まるように加工されればよい。

【0039】

第１実施形態では、マスク除去工程を等方性エッチング工程の後に行っているが、これに限定されない。マスク除去工程を異方性エッチング工程と等方性エッチング工程との間に行い、反射膜３１をマスクにして等方性エッチングを行ってもよい。この場合、母材５０のうち基板３０のみを選択的にエッチングできるエッチャントを適用することが望ましい。

【0040】

［第２実施形態］
次に、図８から図１１を参照して、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、凹部４０の内面４０ａが滑らかに形成されている。これに対して第２実施形態では、凹部４０の内面４０ａに凹凸が形成されている点で、第１実施形態とは異なる。なお、以下で説明する以外の構成は、第１実施形態と同様である。

【0041】

図８は、第２実施形態のスケールの断面を示す斜視図である。
図８に示すように、スケール１０Ａの凹部４０の内面４０ａには、凹部４０の底部４３に複数の突部４５が設けられていることで、凹凸が形成されている。突部４５は、凹部４０の底面から凹部４０の開口４１側に突出している。突部４５は、凹部４０の開口４１側に先細るように形成されている。突部４５は、第２方向Ｌ２に均等に配列されている。なお突部４５は、第１方向Ｌ１に複数設けられていてもよいし、第１方向Ｌ１に１つだけ設けられていてもよい。突部４５の高さは、凹部４０の深さよりも低い。

【0042】

本実施形態のスケール１０Ａの製造方法について、図９から図１１に基づいて説明する。
図９から図１１は、第２実施形態のスケールの製造方法を示す断面図である。
本実施形態のスケール１０Ａの製造方法は、第１実施形態の異方性エッチング工程と等方性エッチング工程との間に、サブマスク形成工程を備える。

【0043】

サブマスク形成工程は、異方性エッチング工程に続いて行われる。図９に示すように、サブマスク形成工程では、初期凹部５３の底面上に、複数の島状のサブマスク５５を形成する。例えば、サブマスク５５は、パターニングされたフォトレジストである。サブマスク５５は、突部４５に対応し、第２方向Ｌ２に均等に配列されている。

【0044】

続いて、等方性エッチング工程を行う。図１０に示すように、等方性エッチング工程では、マスク５１およびサブマスク５５を介してスケール１０Ａの母材５０に等方性エッチングを施す。等方性エッチングにより初期凹部５３が丸みを持ち、凹部４０が形成される。さらに、等方性エッチングによりサブマスク５５の下方にも基板３０のエッチングが進行するため、サブマスク５５の下方に突部４５が形成される。

【0045】

続いて、マスク除去工程を行う。図１１に示すように、マスク除去工程では、母材５０からマスク５１およびサブマスク５５を除去する。これにより、反射膜３１が露出するとともに、突部４５が露出し、上記のスケール１０Ａが形成される。

【0046】

本実施形態では、第１実施形態と同様の効果を奏する。これに加え、本実施形態では、凹部４０の内面４０ａに凹凸が形成されている。この構成によれば、凹部４０に入射した光を凹凸により拡散反射させることができる。これにより、凹部４０に入射した光を閉じ込めやすい。また、一対の反射面１１の間に入射した光が凹部４０の開口４１を通じて出射される場合でも、一方向に集光されるように出射されにくくなる。このため、凹部４０への光の入射角度に応じて、凹部４０の開口４１から出射された光が受光部２２に強く入射する場合と弱く入射する場合とが生じることを抑制できる。したがって、光の入射角度が変化した場合のデューティ比の変化をより確実に抑制できる。

【0047】

なお、第２実施形態では、サブマスク５５を異方性エッチング工程の後に形成しているが、サブマスクを異方性エッチング工程の前に形成してもよい。例えば、マスク形成工程でサブマスクをマスク５１と同時に形成してもよい。この場合、異方性エッチング工程で初期凹部５３内に初期凹部５３の開口まで延びる突出部を形成し、等方性エッチング工程で突出部をエッチングして高さを低くする。これにより、第２実施形態と同様に突部４５を形成できる。

【0048】

［第３実施形態］
次に、図１２から図１５を参照して、第３実施形態について説明する。第１実施形態では、スケール１０の柱部３５の根元部分が基板３０により形成されている。これに対して第３実施形態は、スケール１１０の柱部１３５の全体が金属により形成されている点で、第１実施形態とは異なる。なお、以下で説明する以外の構成は、第１実施形態と同様である。

【0049】

スケール１１０の部材構成について説明する。
図１２は、第３実施形態のスケールの断面を示す斜視図である。
図１２に示すように、スケール１１０は、基板１３０と、基板１３０上に配置されたメッキ膜１３２と、を備える。基板１３０は、導電性を有する材料により形成されている。基板１３０は、例えば単結晶シリコン基板である。メッキ膜１３２は、基板１３０の一方の主面１３０ａ上に設けられている。メッキ膜１３２は、反射面１１を形成している。

【0050】

スケール１１０の断面形状について説明する。
スケール１１０は、第１方向Ｌ１に等間隔に設けられた複数の柱部１３５を有する。各柱部１３５は、スケール１１０の厚み方向の一方に突出し、第２方向Ｌ２に延びている。複数の柱部１３５は、互いに同一形状に形成されている。柱部１３５の全体は、メッキ膜１３２により形成されている。柱部１３５の先端面は、反射面１１である。

【0051】

スケール１１０は、隣り合う一対の柱部１３５の間に凹部１４０を有する。凹部１４０は、隣り合う反射面１１の間に開口１４１を有する。凹部１４０は、メッキ膜１３２を貫通しているとともに、基板１３０の主面１３０ａによって底部１４３側から画成されている。凹部１４０は、第２方向Ｌ２に延びる溝状である。凹部１４０は、第２方向Ｌ２に直交する断面形状が第２方向Ｌ２のいずれの位置でも同じとなるように、第２方向Ｌ２に略一定の形状で延びている。以下、特に記載のない限り、凹部１４０の形状については第２方向Ｌ２に直交する断面形状を説明する。

【0052】

凹部１４０は、スケール１１０の厚さ方向における最も深い位置（底部１４３の位置）から開口１４１に向けて、第１方向Ｌ１の幅が漸次狭まるように形成されている。これにより、凹部１４０は、逆テーパ状に形成されている。凹部１４０の底面１４０ａは、基板１３０の主面１３０ａであり、第１方向Ｌ１に延びる平坦面である。凹部１４０の一対の側面１４０ｂは、メッキ膜１３２により形成されている。凹部１４０の側面１４０ｂは、平坦面である。ただし、凹部１４０の側面１４０ｂは、開口１４１から底部１４３側に向かうに従い第１方向Ｌ１に対する接線の傾斜角度が大きくなるように湾曲していてもよい。凹部１４０は、上記の非反射部１２を形成している。

【0053】

本実施形態のスケール１１０の製造方法について、図１３から図１５に基づいて説明する。
図１３から図１５は、第３実施形態のスケールの製造方法を示す断面図である。
本実施形態のスケール１１０の製造方法は、型形成工程と、メッキ工程と、型除去工程と、を備える。

【0054】

図１３に示すように、型形成工程では、基板１３０の主面１３０ａ上に型５７を形成する。例えば、型５７は、パターニングされたフォトレジストである。型５７は、第１方向Ｌ１に等間隔で設けられた複数の壁５８を有する。各壁５８は、第２方向Ｌ２に延びている。各壁５８は、凹部１４０に対応する。各壁５８は、基板１３０の厚み方向に沿って基板１３０から離れるに従い第１方向Ｌ１の幅が漸次小さくなるように、テーパ状に形成されている。すなわち、各壁５８の第１方向Ｌ１の一対の側面は、基板１３０の厚み方向に沿って基板１３０から離れるに従い互いに近づいている。

【0055】

続いて、メッキ工程を行う。図１４に示すように、メッキ工程では、基板１３０の主面１３０ａ上にメッキ膜１３２を成膜する。これにより、基板３０の主面１３０ａのうち型５７から露出した部分がメッキ膜１３２により被覆されるとともに、隣り合う一対の壁５８の間でメッキ膜１３２が成長する。その結果、メッキ膜１３２は、一対の壁５８の間を埋め、上記の柱部１３５となる。

【0056】

続いて、型除去工程を行う。図１５に示すように、型除去工程では、基板１３０から型５７を除去する。これにより、型５７で埋まっていた一対の柱部１３５の間の空間が凹部１４０となる。以上により、上記のスケール１１０が形成される。

【0057】

以上に説明したように、本実施形態のスケール１１０は、第１方向Ｌ１に間隔をあけて周期的に設けられた反射面１１と、隣り合う反射面１１の間に開口１４１を有し、開口１４１に向けて第１方向Ｌ１の幅が狭まる凹部１４０と、を備える。この構成によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。

【0058】

なお、第３実施形態では、基板１３０が導電性を有する材料により形成されている。しかし、基板は、その主面上にメッキ膜を設けることができればよく、例えば絶縁基板上に導電膜を設けたものであってもよい。

【0059】

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、スケール１０が直線方向に交互に設けられた反射面１１および非反射部１２を有するリニアスケールである。しかしながら本発明の適用範囲はリニアスケールに限定されず、例えば図１４に示すように、反射面１１および非反射部１２が主面２１０ａ上に周方向に交互に設けられたロータリースケール２１０に本発明を適用してもよい。

【0060】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各実施形態および各変形例を適宜組み合わせてもよい。例えば、第３実施形態に第１実施形態を組み合わせて、メッキ膜１３２により形成された凹部の内面を凹曲面に形成してもよい。

【符号の説明】

【0061】

１…エンコーダ １０，１０Ａ，１１０…スケール（光学的反射構造体、エンコーダスケール） １１…反射面 ２１…発光部 ２２…受光部 ３０，１３０…基板 ４０，１４０…凹部 ４０ａ…内面 ４１，１４１…開口 ５３…初期凹部（凹部） ２１０…ロータリースケール（光学的反射構造体、エンコーダスケール）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】