[發(fā)明專利]光電編碼器的光柵尺

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910137722.0
• 申請(qǐng)日: 2009-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN101566485A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 富永淳;神野大
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社三豐
• 主分類號(hào): G01D5/34
• 分類號(hào): G01D5/34
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 彭久云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光電編碼器的光柵尺(scale)。

背景技術(shù)

光電編碼器的光柵尺粗略地分為振幅光柵尺和相位光柵尺。振幅光柵尺 具有高反射率光柵和低反射率光柵以一定節(jié)距設(shè)置的構(gòu)造。在光電編碼器 中，用光照射光柵尺，并且與該光柵尺的相對(duì)位置由高反射率光柵和低反射 率光柵之間的光反射差確定。

高反射率光柵由諸如金(Au)、鋁(Al)和鉻(Cr)的金屬構(gòu)成，而低 反射率光柵取決于其光學(xué)原理由各種材料或者基于各種結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

對(duì)于背景信息，參見例如，日本未審查專利申請(qǐng)公開No.2000-18973和 日本未審查專利申請(qǐng)公開No.2008-45931。

發(fā)明內(nèi)容

低反射率光柵通?；谥T如吸收、反射、干涉和散射的光學(xué)原理，并且 其與光柵尺基底的關(guān)系希望滿足要求：例如，(1)防止在薄膜中產(chǎn)生應(yīng)力， (2)防止在處理光柵材料期間損害基底，(3)在高溫和高濕度的條件下抗 腐蝕(抗氧化(銹蝕))，以及(4)保證平面內(nèi)的均勻度。具體地講，當(dāng)薄 金屬片(金屬帶)用作基底從而長的光柵尺可以卷起(卷成卷)時(shí)，這些要 求變得更加嚴(yán)格。

例如，基底為不銹鋼(SUS)的已知光柵尺需要表面涂敷或者表面處理 以改善抗銹蝕性，并且因此使制造工藝復(fù)雜并增加制造成本。此外，這樣的 表面涂敷和表面處理所必然導(dǎo)致的光學(xué)性質(zhì)對(duì)采用編碼器的光檢測沒有影 響。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種光電編碼器的光柵尺，光電編碼器檢 測落入預(yù)定波長范圍的光的反射。光柵尺包括：基底；吸光層，包括形成在 基底的至少一個(gè)表面上的DLC(類金剛石碳)層；以及反光層，對(duì)落入預(yù)定 波長范圍的光具有比吸光層更高的反射率，并且在吸光層上形成為光柵。

該構(gòu)造使得能夠由被反光層構(gòu)成的光柵和具有暴露的吸光層的另一個(gè) 光柵反射的光來確定關(guān)于光柵尺的相對(duì)位置。

具體地講，包含在吸光層中的化學(xué)穩(wěn)定和機(jī)械耐久的DLC層保護(hù)基底， 并因此用作對(duì)腐蝕、銹蝕和破裂的阻擋，并且同時(shí)保證吸光層的功能。

此外，DLC層單獨(dú)為基底提供保護(hù)膜，并且用作吸光層，由此簡化了制 造工藝，并降低了制造成本。同樣，DLC層在成膜工藝中厚度易于控制。當(dāng) 金屬用作反光層時(shí)，DLC層還保護(hù)基底不受用于通過金屬蝕刻形成光柵的蝕 刻劑導(dǎo)致的損壞。

同時(shí)，在其上形成有反光層的基底表面上，DLC層的厚度優(yōu)選在250nm 至1μm的范圍。具體地講，當(dāng)考慮DLC層的內(nèi)部應(yīng)力時(shí)，其厚度優(yōu)選為400nm 或者更小。這樣的膜厚會(huì)保證一致的反射率不受DLC層的膜厚變化的影響， 并且保證通過用作對(duì)腐蝕、銹蝕和破裂的阻擋而充分保護(hù)基底。

另外，DLC層優(yōu)選形成基底的整個(gè)表面上。這樣的形成在基底整個(gè)表面 上的DLC層能夠保護(hù)基底在基底的整個(gè)表面上免受腐蝕、銹蝕和破裂。

同樣，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)基底的更好的附著性，吸光層優(yōu)選具有在基底和DLC 層之間的至少包含金屬的粘合劑層。例如，粘合劑層優(yōu)選至少包含鎢、碳化 鎢、鉻和鈦之一。此外，例如，當(dāng)粘合劑層包含碳化鎢時(shí)，碳和鎢的相對(duì)比 例優(yōu)選沿著厚度的方向變化。在此情況下，優(yōu)選提供碳化鎢層，其中碳的含 量隨著距基底的距離的增加以及距DLC層的距離的減少而增加。

同樣，吸光層優(yōu)選對(duì)落入前述的預(yù)定波長范圍的光表現(xiàn)出等于或者低于 20％的反射率。DLC層使得這樣的吸光層對(duì)落入可見范圍內(nèi)的光表現(xiàn)出等于 或者低于20％的反射率，并且與具有較高反射率的反光層組合時(shí)，提供適用 于光電編碼器的光柵尺。

本發(fā)明提供光電編碼器的光柵尺，其中具有DLC層的吸光層有效地保 護(hù)基底免受腐蝕、銹蝕和破裂。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光電編碼器的光柵尺的構(gòu)造；

圖2是示出DLC膜的膜厚與DLC膜的反射率之間關(guān)系的圖；

圖3A-3C示出DLC膜形成在基底的整個(gè)表面上的第二實(shí)施例；

圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造光電編碼器的光柵尺的方法。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光電編碼器的光柵尺100如圖1所示，具有基底10、 吸光層12和反光層14。圖1示出了光柵尺100的表面的放大圖，并且光柵 尺100的形狀為最長邊在圖1的水平方向上延伸。同樣，圖1示出了夸大的 單個(gè)構(gòu)件，以使光柵尺100的構(gòu)造易于理解。