JP2015105829A - エンコーダ用スケール、エンコーダ、駆動装置、及びステージ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小さなエンコーダ用スケールを可能としてエンコーダの小型化を実現するとともに、低コスト化を図る。
【解決手段】回転軸ＡＸを中心として回転方向Ｄ１に連続的に半径が変化するとともに光検出部４０で検出可能な光学パターン３０を備えるスケールＳであって、光学パターン３０は、回転軸ＡＸを中心とした半径方向Ｄ２にピッチＰ（第１のピッチ）ので反射率または透過率が変化するとともに、回転方向Ｄ１に角度α（第２のピッチ）で反射率または透過率が変化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンコーダ用スケール、エンコーダ、駆動装置、及びステージ装置に関する。

リニアモータの可動子や回転モータの駆動軸など、移動する物体の移動量や位置情報を検出するものとしてエンコーダが用いられる。エンコーダの一例として、光学式エンコーダがあり、光学パターンが形成されたスケールと、光学パターンを検出する光検出部とを備えた構成が知られている。上記したスケールは、例えば、回転モータの駆動軸に取り付けられ、駆動軸とともに一体的に回転する。その際、光学パターンに光を照射して反射光又は透過光を光検出部で取得し、その光強度の変化に応じた信号に基づいて、軸部の回転量や回転位置を検出している。

近年では、エンコーダ用のスケールに、いわゆるアルキメデスの螺旋パターンが形成された構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。この螺旋パターンは、スケールの回転軸を中心として、回転方向に半径が連続的に変化するとともに反射率又は透過率が所定ピッチで変化するように形成されている。この構成では、スケールが一周する毎に螺旋パターンが半径方向に周期的に位相変化する。このため、光検出部においては、この位相変化を検出することで、スケールの回転量や回転位置を検出することが可能である。

一方、このようなスケールでは、回転軸が偏心したりスケールが温度変化によって変形したりすると、螺旋パターンの位置が半径方向にずれる場合があるため、検出誤差が生じるおそれがある。そのため、検出誤差を補償するためのパターントラックが螺旋パターンとは別個に形成される場合がある。

特開２０１２−６８１２４号公報

しかしながら、上記の螺旋パターンを含めた複数のパターントラックをスケールに形成しようとする場合、これらのパターンを配置するスペースをスケール上に確保する必要がある。このため、スケールの小型化が困難となる。また、パターンに照射する光の照射範囲を大きくする必要があるため、光源のコストが高くなってしまう。

以上のような事情に鑑み、本発明は、小さなスケールを可能としてエンコーダの小型化を実現するとともに、低コスト化を図ることが可能なエンコーダ用スケール、エンコーダ、エンコーダの製造方法、駆動装置、及びステージ装置を提供することを目的とする。

本発明の第１態様によれば、回転軸を中心として回転方向に連続的に半径が変化するとともに光検出部で検出可能な第１の螺旋パターンを備えるエンコーダ用スケールであって、第１の螺旋パターンは、回転軸を中心とした半径方向に第１のピッチで反射率または透過率が変化するとともに、回転方向に第２のピッチで反射率または透過率が変化するエンコーダ用スケールが提供される。

本発明の第２態様によれば、第１の螺旋パターンを有するエンコーダ用スケールと、第１の螺旋パターンを介した光を検出する光検出部と、を備え、エンコーダ用スケールとして、本発明の第１態様によるエンコーダ用スケールが用いられるエンコーダが提供される。

本発明の第３態様によれば、移動部材と、当該移動部材を移動させる駆動部と、移動部材に固定され、移動部材の位置情報を検出するエンコーダとを備え、エンコーダとして、本発明の第２態様によるエンコーダが用いられる駆動装置が提供される。

本発明の第４態様によれば、移動物体と、当該移動物体を移動させる駆動装置とを備え、駆動装置として、本発明の第３態様による駆動装置が用いられるステージ装置が提供される。

本発明の態様によれば、エンコーダ用スケールを小さくすることができ、エンコーダを小型化することができる。また、使用する光源のコストの増加を防止して、低コスト化を図ることができる。

第１実施形態に係るエンコーダ用スケールの一例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）平面図である。 検出信号の一例を示すグラフである。 （ａ）は図１に示すエンコーダ用スケールを用いたエンコーダの実施形態の一例を示す断面図、（ｂ）〜（ｄ）は光検出部の一例を示す平面図である。 受光部の回路構成を模式的に示す図である。 光検出部の制御回路の構成を示す機能ブロック図である。 エンコーダの動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るエンコーダ用スケールの一例を示す平面図である。 （ａ）は図７に示すエンコーダ用スケールを用いたエンコーダの実施形態の一例を示す断面図、（ｂ）は光検出部の一例を示す平面図である。 光検出部の制御回路の構成を示す機能ブロック図である。 受光部で検出された検出信号の信号値を示すグラフである。 第１変形例に係るエンコーダ用スケールの一例を示す平面図である。 受光部で検出された検出信号の信号値を示すグラフである。 （ａ）は第３実施形態に係るエンコーダ用スケールの一例を示す平面図、（ｂ）は第２変形例に係るエンコーダ用スケールの一例を示す平面図である。 第４実施形態に係るエンコーダの一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 第３変形例に係るエンコーダの一例を示す断面図である。 第５実施形態に係るエンコーダ用スケールの一例を示す平面図である。 実施形態に係る駆動装置の一例を示す図である。 実施形態に係るステージ装置の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては、実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の説明において、「エンコーダ用スケール」は、適宜「スケール」と省略して称する場合がある。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るエンコーダ用スケールＳの一例を示す図である。このスケールＳは、例えば、光学式のロータリーエンコーダの一部を構成するものであり、回転モータ等の駆動系の軸部等に取り付けられて用いられる。この場合、スケールＳは、回転軸ＡＸを中心として軸線周りに回転する。また、スケールＳは、反射型のスケールが用いられる。

図１（ａ）に示すように、スケールＳは、基板１０及び固定部２０を有している。基板１０は、回転軸ＡＸを中心として所定の径を持つ円形に形成されている。基板１０は、例えば、ガラスや金属、樹脂、セラミックスなど、回転や衝撃、振動等によって容易に変形しない程度の剛性を有する材料を用いて形成されている。基板１０は、均一な厚さで形成されているが、例えば、中央部分等を周辺より厚肉に形成されてもよい。基板１０の材料、厚み、寸法等については、例えば、取り付けられる軸部の回転数や、設置される温度、湿度等の設置環境など、その用途に応じて適宜決定することができる。

固定部２０は、基板１０の第２面１０ｂから突出する円筒状に形成されている。固定部２０は、回転モータ等の軸部など、測定対象である移動部材に固定される。固定部２０は、回転モータ等の軸部を挿入可能な取付穴２０ａを有している。固定部２０には、軸部が取付穴２０ａに挿入された状態で、軸部を固定するための固定ネジ等の固定機構（不図示）を備えてもよい。

図１（ｂ）は、基板１０の第１面１０ａの構成を示す平面図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、基板１０の第１面１０ａには、光学パターン（第１の螺旋パターン）３０が形成されている。光学パターン３０は、光反射パターンである。光学パターン３０は、光反射部３１及び反射抑制部３２を有している。

光反射部３１は、例えば、アルミニウムなどの反射率の高い金属材料や、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）などの無機材料を用いて形成されている。光反射部３１は、鏡面加工されてもよい。光反射部３１は、反射率を例えば、約４０％以上に設定している。ただし、光反射部３１において十分な反射率を確保するため、例えば反射率が７０％以上となるように光反射部３１を形成することができる。なお、ここでいう反射率とは、例えば光学式エンコーダで用いられる検出光に対する反射率である。

光反射部３１は、回転軸ＡＸを中心とした螺旋の軌跡に沿って配置されている。図１（ｂ）に示すように、回転軸ＡＸに最も近い光反射部３１（光反射部３１ｘ）と回転軸ＡＸとの距離をＲ０とし、位相角をθとし、代数螺旋の半径をＲとすると、光反射部３１は、
Ｒ＝Ｒ０＋Ｐθ ・・・式（１）
で表される螺旋（アルキメデスの螺旋）に沿って配置されている。式（１）に示すように、この螺旋は位相角θの変化に応じて半径Ｒが連続的に変化する。図１（ａ）及び図１（ｂ）では、光反射部３１が上記式（１）を満たす代数螺旋の例えば８周分に沿って配置された構成が示されているが、これに限られることはなく、光反射部３１が少なくとも１周分あればよい。

光反射部３１は、このような螺旋の軌跡に沿って配置されるため、回転軸ＡＸとの距離が回転方向Ｄ１に連続的に変化する。また、光反射部３１は、最外周から最内周までの全ての周で、回転方向Ｄ１について所定の角度α（第２のピッチ）ごとに配置されている。このため、光反射部３１は、半径方向Ｄ２に並んだ状態で配置される。

半径方向Ｄ２に並ぶ光反射部３１の回転方向Ｄ１についての寸法は、最外周から最内周にかけて徐々に小さくなっている。光反射部３１の回転方向Ｄ１の両端は、回転軸ＡＸを中心として角度θ１となるように設定された２本の仮想直線上に配置されている。このため、光反射部３１は、回転軸ＡＸを中心として放射状に広がるように形成されている。また、光反射部３１は、半径方向Ｄ２に等しいピッチＰ（第１のピッチ）で並んで配置されている。光反射部３１は、半径方向Ｄ２の寸法（幅）が一定値Ｗ１となるように形成されている。

反射抑制部３２は、例えば、クロム（Ｃｒ）などの光吸収率の高い金属材料や、ガラスなどの光透過率の高い材料などを用いて形成されている。反射抑制部３２は、光反射部３１に比べて、反射率が低くなっている。光反射部３１と反射抑制部３２との反射率の比は任意に設定できる。この反射率の比は、後述する光検出部４０によって光反射部３１による反射光を識別可能な任意の値に設定される。

反射抑制部３２は、回転方向Ｄ１及び半径方向Ｄ２について、光反射部３１の間を埋めるように配置されている。このため、反射抑制部３２は、回転方向Ｄ１について所定の角度αごとに配置されている。また、反射抑制部３２は、半径方向Ｄ２に光反射部３１を挟み、所定のピッチＰで並んで配置されている。反射抑制部３２は、半径方向Ｄ２の寸法（幅）が一定値Ｗ２となるように形成されている。反射抑制部３２の半径方向Ｄ２の寸法Ｗ２は、例えば光反射部３１の半径方向Ｄ２の寸法Ｗ１と等しくなっている。また、隣り合う光反射部３１について回転方向Ｄ１に対向する端部同士は、回転軸ＡＸを中心として角度θ２となるように設定された２本の仮想直線上に配置されている。この角度θ２は、光反射部３１の回転方向Ｄ１の両端についての角度θ１と等しくなっている。

上記の光反射部３１及び反射抑制部３２は、回転方向Ｄ１に交互に配置されている。このため、基板１０の第１面１０ａにおいて、光反射率は回転方向Ｄ１に所定の周期で変化する。光学パターン３０のうち回転方向Ｄ１に沿った配置は、インクリメンタルパターンとして用いられる。

また、光反射部３１及び反射抑制部３２は、半径方向Ｄ２に交互に配置されている。したがって、基板１０の第１面１０ａにおいて、光反射率は半径方向Ｄ２に所定の周期で変化する。光学パターン３０のうち回転軸ＡＸから一つの半径方向Ｄ２に並ぶ一群（８つ）の光反射部３１について、この一群の光反射部３１は、光反射部３１Ｘの位置を基準として反時計回りの位相角θが大きくなるほど、半径方向Ｄ２上の位置が外周側に近づくように（または回転軸ＡＸから離れるように）配置されている。このような一群の光反射部３１の配置は、アブソリュートパターンとして用いられる。

図２（ａ）及び（ｂ）は、図１（ａ）に示すように、スケールＳを回転させた状態で光検出部４０から光学パターン３０に検出光を照射し、反射光を受光するとともに光電変換して出力された検出信号を示すグラフである。図２（ａ）は、光学パターン３０のうち回転軸ＡＸから一つの半径方向Ｄ２に並ぶ一群の光反射部３１によって反射される光の強度分布であり、アブソリュート信号を示している。図２（ａ）に示すグラフの横軸はスケールＳの半径方向Ｄ２に対応する位置を示しており、グラフの縦軸は検出信号の信号強度を示している。ここでいう検出信号は、一つの光反射部３１で反射された光の検出値を、回転方向Ｄ１に積算して得られた検出信号である。

図２（ａ）に示すように、光検出部４０では、波形の検出信号が得られる。光学パターン３０の移動（回転）に伴い、一群の光反射部３１が光検出部４０に対して半径方向Ｄ２に移動する。この一群の光反射部３１による移動により、検出信号が半径方向Ｄ２に移動する。光検出部４０では、検出信号の半径方向Ｄ２についての位置を検出する。光検出部４０は、波形の検出信号において複数のピーク値等を平均化して半径方向Ｄ２の位置を検出しており、検出誤差を補正している。

図１（ａ）及び（ｂ）に示す光学パターン３０では、スケールＳの回転に伴い一群の光反射部３１が半径方向Ｄ２に移動し、スケールＳが一回転すると一群の光反射部３１の位置が所定の位置に戻る。したがって、半径方向Ｄ２についての位置の検出は、スケールＳが一回転する範囲内である。光学パターン３０は、一群の光反射部３１の半径方向Ｄ２についての位置は、スケールＳの位相角θに対応している。このため、検出信号の半径方向Ｄ２についての位置を検出することにより、スケールＳの絶対位置情報（アブソリュート情報）を検出することができる。

図２（ｂ）は、光学パターン３０のうち回転方向Ｄ１に並ぶ光反射部３１によって反射される光の強度分布であり、インクリメンタル信号を示している。図２（ｂ）に示すグラフの横軸が時間軸を示しており、グラフの縦軸は出力信号の信号強度値の大きさを示している。ここでいう検出信号は、１周分の光反射部３１で反射された光の検出値を、半径方向Ｄ２に積算して得られた検出信号である。

図２（ｂ）に示すように、光検出部４０では、高周波信号のグラフが得られる。光学パターン３０の移動（回転）に伴い、回転方向Ｄ１に並ぶ光反射部３１が回転方向Ｄ１に移動する。上記のように、光反射部３１の回転方向Ｄ１の両端が回転軸ＡＸを中心として角度θ１となるように設定された２本の仮想直線上に配置されているため、半径方向Ｄ２の回転軸ＡＸ側に配置される光反射部３１と、半径方向Ｄ２の外周に配置される光反射部３１とでは、同一の検出信号が得られる。この高周波信号に基づいて、光学パターン３０の回転方向Ｄ１におけるインクリメンタル情報が得られることになる。

このように、第１実施形態によれば、螺旋の軌道に沿って光反射部３１と反射抑制部３２とを交互に配置することにより、回転軸ＡＸを中心とした半径方向Ｄ２にピッチＰで光反射率が変化するとともに、回転方向Ｄ１に角度αごとに光反射率が変化する構成を形成することができる。このため、上記のように絶対位置情報及びインクリメンタル情報の双方を生成することができる。従って、スケールＳに複数種類のパターンを形成する必要がなく、スケールＳを小さくすることができる。これによりエンコーダを小型化できる。

図３は、図１に示すエンコーダ用スケールＳを用いたエンコーダの一例を示す断面図である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図３（ａ）に示すように、エンコーダＥＣは、スケール（エンコーダ用スケール）Ｓと、本体部Ｂと、制御部ＣＯＮＴとを有している。スケールＳは、上記した第１実施形態のスケールＳが用いられる。スケールＳは、回転モータ等の軸部ＳＦに固定されており、軸部ＳＦと一体的に回転する。本体部Ｂは、回転モータのケーシングなど、非回転部ＢＤに固定されており、筐体３９及び光検出部４０を有している。光検出部４０は、上記の光学パターン３０を介した光を検出する。筐体３９は、スケールＳに対する光検出部４０の位置を調整するための調整機構を備えてもよい。

図３（ｂ）は、光検出部４０の一例を示す平面図である。図３（ｂ）に示すように、光検出部４０は、平面視で矩形状に形成されたチップ基板４０ａを有している。チップ基板４０ａには、発光部４１、受光部４２、及び制御回路４３が形成されている。

発光部４１は、上記した光学パターン３０に検出光を出射する。発光部４１は、発光素子４１ａと、接続部４１ｂと、カソード電極４１ｃとを有しており、他に不図示のアノード電極等を有している。発光素子４１ａは、光射出領域４１ｄを有している。光射出領域４１ｄは、一方向又は複数方向に向けて所定波長のレーザ光を射出可能に形成されている。接続部４１ｂとカソード電極４１ｃとの間は、例えばリード線などによって接続されている。

受光部４２は、光学パターン３０を介した光を受光する。本実施形態では、光学パターン３０からの反射光を受光する。受光部４２は、複数の受光素子４２ａを有している。受光素子４２ａとしては、例えば２次元センサ（イメージセンサ）が用いられている。２次元センサとしては、例えばＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ（Complementary
Metal Oxide Semiconductor）のイメージセンサが使用される。

受光素子４２ａは、回転方向Ｄ１に沿った方向と、半径方向Ｄ２に沿った方向とにそれぞれ複数並んで配置されている。受光素子４２ａの配列（回転方向Ｄ１、半径方向Ｄ２における位置）は、光学パターン３０の配置に対応している。したがって、１つの受光素子４２ａは、１つの光反射部３１又は反射抑制部３２に対応している。このため、回転方向Ｄ１又は半径方向Ｄ２に隣り合う２つの受光素子４２ａについて、一方が光反射部３１に対応し、他方が反射抑制部３２に対応することになる。ただし、受光素子４２ａの配置数については、光学パターン３０の構成に応じて適宜変更することができる。例えば、１つの光反射部３１等に対して複数の受光素子４２ａが対応するように配置させてもよい。

受光部４２では、アブソリュート信号を検出する検出モードと、インクリメンタル信号を検出する検出モードとの２つの検出モードを切り替えて検出可能である。図３（ｃ）及び（ｄ）は、受光部４２における２つの検出モードを模式的に示す図である。図３（ｃ）に示す検出モードは、回転方向Ｄ１に並ぶ受光素子４２ａの検出結果を一列ごとに積算して出力するものであり、アブソリュート信号を検出する検出モードである。この検出モードにおいて、受光部４２は、図３（ｃ）に示すように回転方向Ｄ１に長い短冊状に受光素子４２ｃが配列される場合と同様に機能する。この場合、光学パターン３０のうち回転方向Ｄ１に並ぶ光反射部３１によって反射される光を短冊ごとに積算した状態で検出することができる。

また、図３（ｄ）に示す検出モードは、半径方向Ｄ２に並ぶ受光素子４２ａの検出結果を一列ごとに積算して出力するものであり、インクリメンタル信号を検出する検出モードである。この検出モードでは、図３（ｄ）に示すように半径方向Ｄ２に長い短冊状に受光素子４２ｄが配列される場合と同様に機能する。この場合、回転軸ＡＸから一つの半径方向Ｄ２に並ぶ一群の光反射部３１によって反射される光を短冊ごとに積算した状態で検出することができる。

図４は、受光部４２の回路構成を模式的に示す図である。図４に示すように、受光部４２は、第１信号線４２ｐ及び第２信号線４２ｑと、第１出力線４２ｒ及び第２出力線４２ｓとを有している。第１信号線４２ｐは、制御信号が入力され、複数の信号線（信号線４２ｐ１、４２ｐ２、４２ｐ３、４２ｐ４、…）に接続されている。第２信号線４２ｑは、複数の信号線（信号線４２ｑ１、４２ｑ２、４２ｑ３、４２ｑ４、…）に接続されている。第１出力線４２ｒは、複数の出力線（出力線４２ｒ１、４２ｒ２、４２ｒ３、４２ｒ４、…）を有している。第２出力線４２ｓは、複数の出力線（出力線４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３、４２ｓ４、…）を有している。

また、受光素子４２ａは、フォトダイオード４２ｂと、第１トランジスタ４２ｍと、第２トランジスタ４２ｎとを有している。第１トランジスタ４２ｍのゲート電極は、複数の信号線４２ｐ１、４２ｐ２、４２ｐ３、４２ｐ４、…を介して第１信号線４２ｐに接続されている。第１トランジスタ４２ｍのソース電極は、フォトダイオード４２ｂに接続されている。第１トランジスタ４２ｍのドレイン電極は、半径方向Ｄ２に並ぶ受光素子４２ａを介して第１出力線４２ｒ（出力線４２ｒ１、４２ｒ２、４２ｒ３、４２ｒ４、…）に接続されている。

第２トランジスタ４２ｎのゲート電極は、複数の信号線４２ｑ１、４２ｑ２、４２ｑ３、４２ｑ４、…を介して第２信号線４２ｑに接続されている。第２トランジスタ４２ｎのソース電極は、フォトダイオード４２ｂに接続されている。第２トランジスタ４２ｎのドレイン電極は、回転方向Ｄ１に並ぶ受光素子４２ａを介して第２出力線４２ｓ（出力線４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３、４２ｓ４、…）に接続されている。

また、受光部４２には、スイッチング回路４２ｅが設けられている。スイッチング回路４２ｅは、第１信号線４２ｐ及び第２信号線４２ｑにそれぞれ入力される制御信号のオン及びオフを切り替え可能である。

ここで、アブソリュート信号を検出する検出モードと、インクリメンタル信号を検出する検出モードとを切り替える動作について説明する。受光部４２において上記の２つの検出モードを切り替えるためには、スイッチング回路４２ｅによって第１信号線４２ｐ及び第２信号線４２ｑのいずれか一方に制御信号が入力されるように切り替える。

例えば、第１信号線４２ｐに制御信号が入力され、第２信号線４２ｑに制御信号が入力されない場合、各受光素子４２ａの第１トランジスタ４２ｍのゲート電極に制御信号が入力されるとともに、第２トランジスタ４２ｎのゲート電極には制御信号が入力されない。このため、フォトダイオード４２ｂによる出力信号は、半径方向Ｄ２に並ぶ複数の受光素子４２ａを介して第１出力線４２ｒ（出力線４２ｒ１、４２ｒ２、４２ｒ３、４２ｒ４、…）に伝送される。このため、第１出力線４２ｒには、半径方向Ｄ２に並ぶ複数の受光素子４２ａの出力結果が積算されて伝送される。したがって、受光部４２は、図３（ｄ）に示すように、半径方向Ｄ２に配列された受光素子４２ｄの信号が積算されて出力される。

この場合、回転方向Ｄ１に隣り合う２列の受光素子４２ａについて、一方が光反射部３１に対応し、他方が反射抑制部３２に対応する。したがって、一方の受光素子列の検出結果（出力線４２ｒ１に出力される出力信号）が光反射部３１に対応する結果である場合、他方の受光素子列の検出結果（出力線４２ｒ２に出力される出力信号）は反射抑制部３２に対応する結果となる。また、この場合、出力線４２ｒ３に出力される出力信号が光反射部３１に対応する結果となり、出力線４２ｒ４に出力される出力信号は反射抑制部３２に対応する結果となる。このように、回転方向Ｄ１に１つおきに並ぶ第１出力線４２ｒ同士に同種の出力信号が伝送される。本実施形態では、出力線４２ｒ１、４２ｒ３、…に伝送された出力結果は出力線４２ｔに伝送されて積算され、出力線４２ｒ２、４２ｒ４、…に伝送された伝送結果は出力線４２ｕに伝送されて積算される。

一方、第２信号線４２ｑに制御信号が入力され、第１信号線４２ｐに制御信号が入力されない場合、各受光素子４２ａの第２トランジスタ４２ｎのゲート電極に制御信号が入力されるとともに、第１トランジスタ４２ｍのゲート電極には制御信号が入力されない。このため、フォトダイオード４２ｂによる出力信号は、回転方向Ｄ１に並ぶ複数の受光素子４２ａを介して第２出力線４２ｓ（出力線４２ｓ１、４２ｓ２、４２ｓ３、４２ｓ４、…）に伝送される。このため、第２出力線４２ｓには、回転方向Ｄ１に並ぶ複数の受光素子４２ａの出力結果が積算されて伝送される。このように、受光部４２は、図３（ｃ）に示すように、回転方向Ｄ１に配列された受光素子４２ｃの信号が積算されて出力される。

この場合、半径方向Ｄ２に隣り合う２列の受光素子４２ａについて、一方が光反射部３１に対応し、他方が反射抑制部３２に対応することになる。したがって、一方の受光素子列の検出結果（出力線４２ｓ１に出力される出力信号）が光反射部３１に対応する結果である場合、他方の受光素子列の検出結果（出力線４２ｓ２に出力される出力信号）は反射抑制部３２に対応する結果となる。また、この場合、出力線４２ｓ３に出力される出力信号が光反射部３１に対応する結果となり、出力線４２ｓ４に出力される出力信号は反射抑制部３２に対応する結果となる。このように、半径方向Ｄ２に１つおきに並ぶ第１出力線４２ｒ同士に同種の出力信号が伝送される。本実施形態では、出力線４２ｓ１、４２ｓ３、…に伝送された出力結果は出力線４２ｖに伝送されて積算され、出力線４２ｓ２、４２ｓ４、…に伝送された伝送結果は出力線４２ｗに伝送されて積算される。

図５は、チップ基板４０ａの制御回路４３を示す機能ブロック図である。図５に示すように、チップ基板４０ａには、受光部４２の検出結果を処理する処理部４４が設けられている。処理部４４は、半径方向Ｄ２に関する出力信号（アブソリュート信号ＡＢＳ：第１の位相信号）と、回転方向Ｄ１に関する出力信号（インクリメンタル信号ＩＮＣ：第２の位相信号）とに基づいて、一回転情報ＳＴを算出する。一回転情報ＳＴには、絶対位置情報（アブソリュート情報）が含まれる。処理部４４は、制御部ＣＯＮＴからの要求などによって、一回転情報ＳＴを含む位置情報を制御部ＣＯＮＴへ、例えばシリアル通信方式等により出力する。なお、本実施形態における一回転情報ＳＴは、絶対位置情報であるが、相対位置情報でも構わない。

次に、電源投入後からのエンコーダＥＣの動作を説明する。図６は、エンコーダＥＣの動作を示すフローチャートである。エンコーダＥＣの電源を投入した後、制御部ＣＯＮＴが初期化される。その後、制御部ＣＯＮＴは、受光部４２のスイッチング回路４２ｅにより、第１信号線４２ｐに制御信号が入力されると共に第２信号線４２ｑに制御信号が入力されないように指示する。この動作により、受光部４２は、アブソリュート信号を検出する検出モードとなる（ステップＳＴ０１）。

この状態で、制御部ＣＯＮＴは、発光部４１から光学パターン３０に対して光を射出させると共に、光学パターン３０における反射光を受光部４２で検出させる。受光部４２では、図２（ａ）に示すようにアブソリュート信号が検出される（ステップＳＴ０２）。なお、このときの受光部４２の位相分解能は、例えば５１２分割に設定することができる。

その後、制御部ＣＯＮＴは、受光部４２のスイッチング回路４２ｅにより、第２信号線４２ｑに制御信号が入力されると共に第１信号線４２ｐに制御信号が入力されないように指示する。この動作により、受光部４２は、インクリメンタル信号を検出する検出モードに切り替わる（ステップＳＴ０３）。

この状態で、制御部ＣＯＮＴは、上記と同様に発光部４１から光学パターン３０に対して光を射出させると共に光学パターン３０における反射光を受光部４２で検出させる。受光部４２では、図２（ｂ）に示すようにインクリメンタル信号が検出される（ステップＳＴ０４）。なお、このとき光学パターン３０の回転方向Ｄ１について、反射率が変化するピッチ（角度α）は、アブソリュート信号の位相分解能と同一の、例えば５１２分割としておく。さらに、インクリメンタル信号を内挿処理することで、アブソリュート信号の分解能を補うことができる。なお、ステップＳＴ０３、ＳＴ０４でそれぞれ発光部４２から検出光を出射させることに限定されず、１つの検出光を出射している間にスイッチング回路４２ｅを切り替えてアブソリュート信号とインクリメンタル信号とを取得するようにしてもよい。

その後、処理部４４では、アブソリュート信号及びインクリメンタル信号の２つの信号を関連付けることにより、スケールＳの絶対位置情報が算出される（ステップＳＴ０５）。その後、制御部ＣＯＮＴは、この絶対位置情報に対してインクリメンタル情報を加算することにより回転情報の計測を行う（ステップＳＴ０６）。

上記のエンコーダＥＣにおいては、螺旋の軌道に沿って光反射部３１と反射抑制部３２とが交互に配置されたスケールＳが用いられるため、回転軸ＡＸを中心とした半径方向Ｄ２にピッチＰで光反射率が変化するとともに、回転方向Ｄ１に角度αごとに光反射率が変化する光学パターン３０を形成することができる。このため、上記のように、１つの光学パターン３０で絶対位置情報及びインクリメンタル情報の双方を生成することができる。従って、スケールＳに複数種類のパターンを形成する必要がなく、スケールＳを小さくすることができる。これによりエンコーダを小型化できる。なお、このようなエンコーダＥＣの効果は、以下の他の実施形態や変形例においても同様である。

＜第２実施形態＞
第２実施形態にについて説明する。上記した第１実施形態においては、スケールＳとして光学パターン３０が１つの螺旋の軌道に沿って形成された構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、２つの螺旋の軌道に沿って光学パターン３０が形成された構成にしてもよい。なお、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。

図７は、第２実施形態に係るスケールＳＡの一例を示す平面図である。なお、図７においては、スケールＳＡのうち基板１０の第１面１０ａについて示している。他の構成については、図１に示すスケールＳと同様である。図７に示すように、光学パターン１３０は、第１の螺旋パターン１３０Ａと、第２の螺旋パターン１３０Ｂとを有している。第１の螺旋パターン１３０Ａ及び第２の螺旋パターン１３０Ｂは、それぞれ、いわゆるアルキメデスの螺旋の軌道に沿って形成されている。ただし、第１の螺旋パターン１３０Ａと第２の螺旋パターン１３０Ｂとでは、螺旋の巻回方向が逆方向となっている。

第１の螺旋パターン１３０Ａは、光反射部１３１Ａ及び反射抑制部１３２Ａを有している。光反射部１３１Ａ及び反射抑制部１３２Ａは、回転方向Ｄ１に交互に配置されている。このため、第１の螺旋パターン１３０Ａにおいて、光反射率は回転方向Ｄ１に所定の周期で変化する。第１の螺旋パターン１３０Ａのうち回転方向Ｄ１に沿った光反射率の変化は、インクリメンタルパターンとして用いられる。

また、光反射部１３１Ａ及び反射抑制部１３２Ａは、半径方向Ｄ２に交互に配置されている。したがって、第１の螺旋パターン１３０Ａにおいて、光反射率は半径方向Ｄ２に所定の周期で変化する。第１の螺旋パターン１３０Ａのうち回転軸ＡＸから一つの半径方向Ｄ２に並ぶ一群（４つ）の光反射部１３１Ａについて、この一群の光反射部１３１Ａは、光反射部１３１Ｘの位置を基準として反時計回りに位相角θが大きくなるほど、半径方向Ｄ２上の位置が外周側に近づくように配置されている。このような一群の光反射部１３１Ａの配置は、アブソリュートパターンとして用いられる。

第２の螺旋パターン１３０Ｂは、光反射部１３１Ｂ及び反射抑制部１３２Ｂを有している。光反射部１３１Ｂ及び反射抑制部１３２Ｂは、回転方向Ｄ１に交互に配置されている。このため、第２の螺旋パターン１３０Ｂにおいて、光反射率は回転方向Ｄ１に所定の周期で変化する。なお、光反射部１３１Ａ及び反射抑制部１３２Ａは、回転方向Ｄ１について所定の角度αごとに配置されている。また、光反射部１３１Ｂ及び反射抑制部１３２Ｂは、回転方向Ｄ１について所定の角度αごとに配置されている。さらに、光反射部１３１Ａ及び光反射部１３１Ｂは、半径方向Ｄ２に並んで配置されている。このため、第２の螺旋パターン１３０Ｂにおいて、回転方向Ｄ１についての光反射率の変化の周期は、第１の螺旋パターン１３０Ａにおける回転方向Ｄ１についての光反射率の変化の周期と同一となる。第２の螺旋パターン１３０Ｂのうち回転方向Ｄ１に沿った光反射率の変化は、第１の螺旋パターン１３０Ａと同様のインクリメンタルパターンとして用いられる。

また、光反射部１３１Ｂ及び反射抑制部１３２Ｂは、半径方向Ｄ２に交互に配置されている。したがって、第２の螺旋パターン１３０Ｂにおいて、光反射率は半径方向Ｄ２に所定の周期で変化する。第２の螺旋パターン１３０Ｂのうち回転軸ＡＸから１つの半径方向Ｄ２に並ぶ一群（４つ）の光反射部１３１Ｂについて、この一群の光反射部１３１Ｂは、光反射部１３１Ｙの位置を基準として反時計回りに位相角θが大きくなるほど、半径方向Ｄ２上の位置が回転軸ＡＸに近づくように配置されている。このような一群の光反射部１３１Ｂの配置は、アブソリュートパターンとして用いられる。

なお、光反射部１３１Ａ及び反射抑制部１３２Ａは、半径方向Ｄ２に等しいピッチＰ１で並んで配置されている。光反射部１３１Ｂ及び反射抑制部１３２Ｂは、半径方向Ｄ２に等しいピッチＰ２で並んで配置されている。光反射部１３１Ａ及び反射抑制部１３２ＡのピッチＰ１と、光反射部１３１Ｂ及び反射抑制部１３２ＢのピッチＰ２とは、同一の値であってもよいし、異なる値であってもよい。ピッチＰ１とピッチＰ２とが異なる値となる場合、第１の螺旋パターン１３０Ａと第２の螺旋パターン１３０Ｂとの間では、異なるアブソリュート信号が検出される。また、第１の螺旋パターン１３０Ａと第２の螺旋パターン１３０Ｂとの半径方向の間隔は、上記したピッチＰ１またはピッチＰ２のいずれでもよく、またピッチＰ１、Ｐ２と異なる間隔でもよい。

図８（ａ）は、図７に示すエンコーダ用スケールＳＡを用いたエンコーダＥＣＡの一例を示す断面図である。なお、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図８（ａ）に示すように、エンコーダＥＣＡは、スケール（エンコーダ用スケール）ＳＡと、本体部Ｂと、制御部ＣＯＮＴとを有している。スケールＳＡは、上記したスケールＳＡが用いられる。スケールＳＡは、回転モータ等の軸部ＳＦに固定されており、軸部ＳＦと一体的に回転する。本体部Ｂは、非回転部ＢＤに固定されており、筐体３９及び光検出部１４０を有している。光検出部１４０は、上記の光学パターン１３０を介した光を検出する。筐体３９は、スケールＳＡに対する光検出部１４０の位置を調整するための調整機構を備えてもよい。

図８（ｂ）は、光検出部１４０の一例を示す平面図である。図８（ｂ）に示すように、光検出部１４０は、平面視で矩形状に形成されたチップ基板１４０ａを有している。チップ基板１４０ａには、発光部１４１、受光部１４２、制御回路１４３、補正部１４４、及び処理部１４５が形成されている。

発光部１４１は、上記した光学パターン１３０の第１の螺旋パターン１３０Ａ及び第２の螺旋パターン１３０Ｂの双方に対してそれぞれ検出光を照明するように形成されている。受光部１４２は、第１受光部１４２Ａと、第２受光部１４２Ｂとを有している。第１受光部１４２Ａは、第１の螺旋パターン１３０Ａを介した光（例、反射光）を受光する。第２受光部１４２Ｂは、第２の螺旋パターン１３０Ｂを介した光（例、反射光）を受光する。

第１受光部１４２Ａ及び第２受光部１４２Ｂは、それぞれ複数の受光素子１４２Ａａ及び１４２Ｂａを有している。受光素子１４２Ａａ及び１４２Ｂａとしては、第１実施形態と同様に、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサが使用される。受光素子１４２Ａａ及び１４２Ｂａは、回転方向Ｄ１に沿った方向と、半径方向Ｄ２に沿った方向とにそれぞれ複数並んで配置されている。受光素子１４２Ａａの配列（回転方向Ｄ１、半径方向Ｄ２における位置）は、第１の螺旋パターン１３０Ａの配置に対応している。受光素子１４２Ｂａの配列は、第２の螺旋パターン１３０Ｂの配置に対応している。また、受光部１４２では、第１実施形態と同様に、アブソリュート信号を検出する検出モードと、インクリメンタル信号を検出する検出モードとの２つの検出モードを切り替えて検出可能である。

図９は、チップ基板１４０ａの制御回路を示す機能ブロック図である。図９に示すように、チップ基板１４０ａには、受光部１４２の検出結果を補正する補正部１４４と、補正された検出結果を処理する処理部１４５とが設けられている。

補正部１４４は、第１補正部１４４ａ及び第２補正部１４４ｂを有している。第１補正部１４４ａは、第１の螺旋パターン１３０Ａから得られるアブソリュート信号（第１の位相信号）と、第２の螺旋パターン１３０Ｂから得られるアブソリュート信号（第３の位相信号）との差動結果に基づいて、アブソリュート補正信号（第１の補正位相信号）を生成する。第２補正部１４４ｂは、第１の螺旋パターン１３０Ａから得られるアブソリュート信号と、第２の螺旋パターン１３０Ｂから得られるアブソリュート信号との加算結果に基づいて、スケールＳＡの回転軸ＡＸと、第１の螺旋パターン１３０Ａ又は第２の螺旋パターン１３０Ｂの中心との偏心量を算出する。

図１０は、第１補正部１４４ａ及び第２補正部１４４ｂによる補正動作を説明するためのグラフである。図１０に示すグラフの横軸は、スケールＳＡの回転角度の大きさを示しており、グラフの縦軸は第１受光部１４２Ａ及び第２受光部１４２Ｂで出力されるアブソリュート信号の信号値（半径方向Ｄ２の位置）を示している。

発光部１４１から射出された検出光は、第１の螺旋パターン１３０Ａ及び第２の螺旋パターン１３０Ｂでそれぞれ反射される。この第１の螺旋パターン１３０Ａを介した反射光は、第１受光部１４２Ａによって受光される。第２の螺旋パターン１３０Ｂを介した反射光は、第２受光部１４２Ｂによって受光される。本実施形態では、第１の螺旋パターン１３０Ａと第２の螺旋パターン１３０Ｂとで、回転時の半径方向の位相の進行方向が逆向きとなる。このため、第１受光部１４２Ａで得られるアブソリュート信号の移動方向と、第２受光部１４２Ｂから得られるアブソリュート信号の移動方向とが、逆方向となる。したがって、図１０に示すように、第１受光部１４２Ａで得られる信号が正の値をとる場合、第２受光部１４２Ｂで得られる信号は負の値をとる。また、これらの信号の絶対値は、回転角度に比例して大きくなる。

第１補正部１４４ａは、次のような補正処理を行う。スケールＳＡの回転軸ＡＸと、第１の螺旋パターン１３０Ａ又は第２の螺旋パターン１３０Ｂの中心との間に偏心がある場合、第１受光部１４２Ａ及び第２受光部１４２Ｂで得られるアブソリュート信号は、図１０に示すように、スケールＳＡが１回転する毎に１周期分の誤差が発生する。偏心による誤差は、第１受光部１４２Ａ及び第２受光部１４２Ｂの両方において同じ量だけ発生する。第１受光部１４２Ａから得られるアブソリュート信号の値をＡＢＳａとし、第２受光部１４２Ｂから得られるアブソリュート信号の値をＡＢＳｂとしたとき、第１補正部１４４ａは、
（ＡＢＳａ−ＡＢＳｂ）／２
の値を求めることで、偏心の影響がキャンセルされたアブソリュート補正信号を算出する（図１０の直線波線参照）。なお、上記値を求めることにより、偏心以外にも、上記ＡＢＳａの値とＡＢＳｂの値とが同時に同量だけ重畳する変動（例えば軸振れによる光梃子の影響や光源光量変動等）をキャンセルすることができる。これにより、高精度の検出結果を得ることができる。

第２補正部１４４ｂは、（ＡＢＳａ＋ＡＢＳｂ）／２で演算することにより、リアルタイムで偏心量εを計測する。この場合、検出半径をＲとすると、エンコーダＥＣＡの偏心誤差ＥＲＲは、
ＥＲＲ＝２ｔａｎ^−１（ε／Ｒ） …式（２）
で表される。

また、第２補正部１４４ｂは、上記のように算出した偏心誤差ＥＲＲに基づいて、第１の螺旋パターン１３０Ａから得られるインクリメンタル信号（第２の位相信号）、または第２の螺旋パターン１３０Ｂから得られるインクリメンタル信号（第４の位相信号）からインクリメンタル補正信号を生成することができる。すなわち、上記算出された偏心誤差ＥＲＲに基づいて、第２の位相信号及び第４の位相信号に対して偏心誤差ＥＲＲによる検出誤差を補正したインクリメンタル補正信号を生成する。

図９に戻り、補正部１４４は、アブソリュート信号（第１補正部１４４ａにより算出されたアブソリュート補正信号）ＡＢＳ及びインクリメンタル信号（第２補正部１４４ｂにより算出されたインクリメンタル補正信号）ＩＮＣを処理部１４５に出力する。ただし、これら補正信号のみではなく、例えば、第１受光部１４２Ａで得られたアブソリュート信号や、第２受光部１４２Ｂで得られたアブソリュート信号、第１受光部１４２Ａで得られたインクリメンタル信号、第２受光部１４２Ｂで得られたインクリメンタル信号、が処理部１４５に出力されてもよい。

処理部１４５は、補正部１４４から出力されたアブソリュート信号ＡＢＳ及びインクリメンタル信号ＩＮＣに基づいて、一回転情報ＳＴを算出する。処理部１４５は、制御部ＣＯＮＴからの要求などによって、一回転情報ＳＴを含む位置情報を制御部ＣＯＮＴへ、例えばシリアル通信方式等により出力する。

この第２実施形態のエンコーダＥＣＡによれば、巻き方向が異なる第１の螺旋パターン１３０Ａ及び第２の螺旋パターン１３０ＢがスケールＳＡに形成されているため、この２つのパターンを用いて絶対位置情報及びインクリメンタル情報を取得することにより、スケールＳＡの回転軸ＡＸと第１の螺旋パターン１３０Ａ及び第２の螺旋パターン１３０Ｂの中心との偏心を検出することができる。これにより、偏心誤差を除去した高精度の検出結果を得ることができる。

＜第１変形例＞
上記した第２実施形態においては、巻き方向が異なる第１の螺旋パターン１３０Ａ及び第２の螺旋パターン１３０ＢがスケールＳＡに形成された構成を例に挙げて説明しているが、これに限定するものではなく、第１の螺旋パターン１３０Ａ及び第２の螺旋パターン１３０Ｂの巻き方向が同一であってもよい。図１１は、第１変形例に係るスケールＳＢの一例を示す平面図である。図１１では、スケールＳＢ及び光検出部１４０を示しており、エンコーダに関する他の構成については、第２実施形態で説明したエンコーダＥＣＡと同様である。図１１では、スケールＳＢについては実線で示しており、光検出部１４０を破線で示している。なお、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。

図１１に示すように、スケールＳＢは、光学パターン２３０を有している。光学パターン２３０は、第１の螺旋パターン２３０Ａと、第２の螺旋パターン２３０Ｂとを有している。第１の螺旋パターン２３０Ａ及び第２の螺旋パターン２３０Ｂは、それぞれ、アルキメデスの螺旋の軌道に沿って形成されている。したがって、第１の螺旋パターン２３０Ａと第２の螺旋パターン２３０Ｂとでは、螺旋の巻回方向が同一方向となっている。

第１の螺旋パターン２３０Ａは、光反射部２３１Ａ及び反射抑制部２３２Ａを有している。光反射部２３１Ａは、回転方向Ｄ１について所定の角度αごとに配置されており、半径方向Ｄ２に並んで配置されている。光反射部２３１Ａは、半径方向Ｄ２に等しいピッチＰ３で並んで配置されている。反射抑制部２３２Ｂは、光反射部２３１Ａの隙間を埋めるように配置されている。第１の螺旋パターン２３０Ａのうち回転軸ＡＸから一つの半径方向Ｄ２に並ぶ一群（４つ）の光反射部２３１Ａについて、この一群の光反射部２３１Ａは、光反射部２３１Ｘの位置を基準として反時計回りに位相角θが大きくなるほど、半径方向Ｄ２上の位置が外周側に近づくように配置されている。

第２の螺旋パターン２３０Ｂは、光反射部２３１Ｂ及び反射抑制部２３２Ｂを有している。光反射部２３１Ｂは、回転方向Ｄ１について所定の角度αごとに配置されており、半径方向Ｄ２に並んで配置されている。光反射部２３１Ｂは、半径方向Ｄ２に等しいピッチＰ４で並んで配置されている。反射抑制部２３２Ｂは、光反射部２３１Ｂの隙間を埋めるように配置されている。第２の螺旋パターン２３０Ｂのうち回転軸ＡＸから一つの半径方向Ｄ２に並ぶ一群（２つ）の光反射部２３１Ｂについて、この一群の光反射部２３１Ｂは、光反射部２３１Ｙの位置を基準として反時計回りに位相角θが大きくなるほど、半径方向Ｄ２上の位置が外周側に近づくように配置されている。

なお、半径方向Ｄ２について、光反射部２３１Ｂのピッチ（Ｐ４）は、光反射部２３１Ａのピッチ（Ｐ３）の２倍に設定されている。このため、半径方向Ｄ２において、光反射部２３１Ｂの個数は、光反射部２３１Ａの個数の半分となる。図１１では、第１の螺旋パターン２３０Ａと第２の螺旋パターン２３０Ｂとが連続するように形成されているが、これに限定されず、両者が半径方向Ｄ２に離れて配置されてもよい。

また、光検出部１４０は、第２実施形態と同一構成のものが用いられる。発光部１４１は、上記した光学パターン２３０の第１の螺旋パターン２３０Ａ及び第２の螺旋パターン２３０Ｂの双方に対してそれぞれ検出光を照明する。

受光部１４２の第１受光部１４２Ａは、第１の螺旋パターン２３０Ａを介した光（例、反射光）を受光する。受光部１４２の第２受光部１４２Ｂは、第２の螺旋パターン２３０Ｂを介した光（例、反射光）を受光する。第１受光部１４２Ａの受光素子１４２Ａａの配列（回転方向Ｄ１、半径方向Ｄ２における位置）は、第１の螺旋パターン２３０Ａの配置に対応している。第２受光部１４２Ｂの受光素子１４２Ｂａの配列は、第２の螺旋パターン２３０Ｂの配置に対応している。また、受光部１４２では、第２実施形態と同様に、アブソリュート信号を検出する検出モードと、インクリメンタル信号を検出する検出モードとの２つの検出モードを切り替えて検出する。

図１２は、第１変形例において第１補正部１４４ａ及び第２補正部１４４ｂによる補正動作を説明するためのグラフである。図１２に示すグラフの横軸は、スケールＳＢの回転角度の大きさを示しており、グラフの縦軸は第１受光部１４２Ａ及び第２受光部１４２Ｂで出力されるアブソリュート信号の信号値（半径方向Ｄ２の位置）を示している。

発光部１４１から射出された検出光は、第１の螺旋パターン２３０Ａ及び第２の螺旋パターン２３０Ｂでそれぞれ反射され、第１受光部１４２Ａ及び第２受光部１４２Ｂによってそれぞれ受光される。本実施形態では、第１の螺旋パターン２３０Ａと第２の螺旋パターン２３０Ｂとで、回転時の半径方向の位相の進行方向が同一の向きとなる。このため、第１受光部１４２Ａで得られるアブソリュート信号の移動方向と、第２受光部１４２Ｂから得られるアブソリュート信号の移動方向とが、同一方向となる。したがって、図１２に示すように、第１受光部１４２Ａ及び第２受光部１４２Ｂで得られる信号は共に正の値をとる。

また、第１の螺旋パターン２３０Ａと第２の螺旋パターン２３０Ｂとで、半径方向Ｄ２のピッチＰ３、Ｐ４が異なるため、信号値は、回転角度に比例して異なった値となる。なお、第２の螺旋パターン２３０ＢのピッチＰ４は、第１の螺旋パターン２３０ＡのピッチＰ３の２倍に設定されているため、図１２に示すように、第１受光部１４２Ａにおける信号値は、第２受光部１４２における信号値（Ａ）に対して２倍の信号値（２Ａ）となる。

第１補正部１４４ａは、次のような補正処理を行う。スケールＳＢの回転軸ＡＸと、第１の螺旋パターン２３０Ａ又は第２の螺旋パターン２３０Ｂの中心との間に偏心がある場合、第１受光部１４２Ａ及び第２受光部１４２Ｂで得られるアブソリュート信号は、図１２に示すように、スケールＳＢが１回転する毎に１周期分の誤差が発生する。偏心による誤差の位相は、第１受光部１４２Ａ及び第２受光部１４２Ｂの両方において同じ量だけ発生する。第１受光部１４２Ａから得られるアブソリュート信号の値をＡＢＳｃとし、第２受光部１４２Ｂから得られるアブソリュート信号の値をＡＢＳｄとし、偏心量をεとしたとき、
ＡＢＳｃ＝２Ａ＋ε
ＡＢＳｄ＝ Ａ＋ε
である。

したがって、ＡＢＳｃとＡＢＳｄとの差を求めることで、
ＡＢＳｃ−ＡＢＳｄ＝（２Ａ＋ε）−（Ａ＋ε）
となり、
ＡＢＳｃ−ＡＢＳｄ＝Ａ
となって、偏心の影響がキャンセルされるとともに、第２受光部１４２Ｂでのアブソリュート信号の信号値（Ａ）を得ることができる。また、このように求めた値（Ａ）を２倍することにより、偏心の影響がキャンセルされたときの第１受光部１４２Ａでのアブソリュート信号の信号値（２Ａ）を得ることができる。なお、上記値を求めることにより、偏心以外にも、上記ＡＢＳｃの値とＡＢＳｄの値とが同時に同量だけ重畳する変動（例えば軸振れによる光梃子の影響や光源光量変動等）をキャンセルすることができる。これにより、偏心誤差を補正した高精度の検出結果を得ることができる。

第１補正部１４４ａは、上記のように算出した値（Ａ）を用いて（ＡＢＳｄ−Ａ）を演算することにより、リアルタイムで偏心量ε２を計測することができる。この場合、検出半径をＲ２とすると、このスケールＳＢの偏心誤差ＥＲＲ２は、上記した式２と同様に、
ＥＲＲ２＝２ｔａｎ^−１（ε２／Ｒ２） …式（３）
で表される。

また、第２補正部１４４ｂは、上記のように算出した偏心誤差ＥＲＲ２に基づいて、第１の螺旋パターン２３０Ａから得られるインクリメンタル信号（第２の位相信号）、または第２の螺旋パターン２３０Ｂから得られるインクリメンタル信号（第４の位相信号）からインクリメンタル補正信号を生成することができる。

なお、この第１変形例では、半径方向Ｄ２について、光反射部２３１Ｂのピッチ（Ｐ４）は、光反射部２３１Ａのピッチ（Ｐ３）の２倍に設定された構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、ピッチＰ３とピッチＰ４とが同一でなければ、例えばピッチＰ４をピッチＰ３の３倍に設定するなど、任意に設定可能である。

＜第３実施形態＞
第３実施形態に係るスケールについて説明する。図１３（ａ）は、第３実施形態に係るスケールＳＣの一例を示す平面図であり、スケールＳＣの一部を拡大した図を併せて示している。なお、以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図１３（ａ）に示すように、スケールＳＣは、光学パターン３３０を有している。光学パターン３３０は、第１の螺旋パターン３３０Ａと、第２の螺旋パターン３３０Ｂとを有している。第１の螺旋パターン３３０Ａと第２の螺旋パターン３３０Ｂとでは、図７に示すスケールＳＡと同様に、螺旋の巻回方向が逆方向となっている。

第１の螺旋パターン３３０Ａは、光反射部３３１Ａ及び反射抑制部３３２Ａを有している。また、第２の螺旋パターン３３０Ｂは、光反射部３３１Ｂ及び反射抑制部３３２Ｂを有している。光反射部３３１Ａ及び３３１Ｂは、回転方向Ｄ１について所定の角度α（第２のピッチ）ごとに配置されている。

一方、第１の螺旋パターン３３０Ａと第２の螺旋パターン３３０Ｂとの間では、回転方向Ｄ１に位相がずれた状態で設定されている。この位相のずれは、角度αの１／４（α／４）の角度となっている。このように、光反射部３３１Ａと光反射部３３１Ｂとの間では、光反射率が変化するピッチαは同一であるが、互いの位相がα／４だけシフトした状態となっている。

したがって、光検出部において光学パターン３３０のインクリメンタル信号を検出した場合、第１の螺旋パターン３３０Ａに関するインクリメンタル信号の位相と、第２の螺旋パターン３３０Ｂに関するインクリメンタル信号の位相とが、９０°ずれた状態で検出される。このように、位相が９０°ずれた２相のインクリメンタル信号を得ることができるため、いずれかのインクリメンタル信号を先に取得するかによって、スケールＳＣの回転方向を検出することが可能となる。例えば、スケールＳＣが時計回り方向に回転する場合、第２の螺旋パターン３３０Ｂに関するインクリメンタル信号が先に取得され、位相が９０°ずれた状態で第１の螺旋パターン３３０Ａに関するインクリメンタル信号が取得される。

＜第２変形例＞
第２変形例に係るスケールについて説明する。図１３（ｂ）は、第２変形例に係るスケールＳＤの一例を示す平面図である。図１３（ｂ）では、スケールＳＤの一部について示している。なお、以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図１３（ｂ）に示すように、スケールＳＤは、光学パターン４３０を有している。光学パターン４３０は、第１の螺旋パターン４３０Ａと、第２の螺旋パターン４３０Ｂとを有している。第１の螺旋パターン４３０Ａ及び第２の螺旋パターン４３０Ｂは、それぞれ、１つのアルキメデスの螺旋の軌道に沿って形成されている。第１の螺旋パターン４３０Ａ及び第２の螺旋パターン４３０Ｂの螺旋の巻回方向は同一方向となっている。

第１の螺旋パターン４３０Ａは、光反射部４３１Ａ及び反射抑制部４３２Ａを有している。また、第２の螺旋パターン４３０Ｂは、光反射部４３１Ｂ及び反射抑制部４３２Ｂを有している。光反射部４３１Ａは、半径方向Ｄ２について所定のピッチＰ（第１のピッチ）で配置されている。また、光反射部４３１Ｂは、半径方向Ｄ２について所定のピッチＰ（第１のピッチ）で配置されている。

一方、第１の螺旋パターン４３０Ａと第２の螺旋パターン４３０Ｂとの間では、半径方向Ｄ２に間隔（ピッチ）がずれている。この間隔のずれは、上記ピッチＰの１／４（Ｐ／４）となっている。このように、光反射部４３１Ａ及び光反射部４３１Ｂは、光反射率が変化するピッチＰは同一であるが、互いの間隔がピッチＰに対してＰ／４だけ大きくなるようにシフトした状態となっている。

この構成において、光検出部において光学パターン４３０のアブソリュート信号を検出した場合、第１の螺旋パターン４３０Ａに関するアブソリュート信号の位相と、第２の螺旋パターン４３０Ｂに関するアブソリュート信号の位相とが、９０°ずれた状態で検出される。このように、位相が９０°ずれた２相のアブソリュート信号を得ることができるため、例えば、単一の受光部（例えば図３（ｂ）の受光部４２など）で第１の螺旋パターン４３０Ａ及び第２の螺旋パターン４３０Ｂの双方から受光する場合であっても、両者の信号を分離することが可能となる。

なお、本変形例では、第１の螺旋パターン４３０Ａと第２の螺旋パターン４３０Ｂとの間隔が（Ｐ＋Ｐ／４）となった構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、間隔がピッチＰと異なるものであれば、上記と同様の効果が得られる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態に係るエンコーダＥＣＢについて説明する。図１４（ａ）は、第４実施形態に係るエンコーダＥＣＢの一例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。このエンコーダＥＣＢは、図１に示すスケールＳが用いられる。図１４（ａ）のＡ−Ａ線は、回転方向Ｄ１に沿った曲線である。図１４（ｂ）ではＡ−Ａ線を直線状に引き伸ばしたときの状態を示している。したがって、図１４（ｂ）において、半径方向Ｄ２は、紙面の奥行方向に相当する。図１４（ａ）では、スケールＳの一部及び光検出部５４０を示しており、エンコーダＥＣＢに関する他の構成については、第１実施形態で説明したエンコーダＥＣと同様である。図１４（ａ）では、スケールＳについては破線で示しており、光検出部５４０を実線で示している。なお、以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。

図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、光検出部５４０は、発光部５４１、受光部４２、制御回路５４３、及び変調部５４４を有している。発光部５４１は、第１発光部５４１Ａと、第２発光部５４１Ｂとを有している。第１発光部５４１Ａ及び第２発光部５４１Ｂは、それぞれから光学パターン３０に光を照射して、この光学パターン３０からの反射光を受光部４２で受光した際、回転方向Ｄ１に位相がずれた状態となるように配置されている。この位相のずれは、角度αの１／４（α／４）の角度となるように設定される。

受光部４２では、光学パターン３０のインクリメンタル信号を検出する場合、第１発光部５４１Ａから光学パターン３０を介して得られた反射光に関するインクリメンタル信号の位相と、第２発光部５４１Ｂから光学パターン３０を介して得られた反射光に関するインクリメンタル信号の位相とが、９０°ずれた状態で検出される。なお、位相が９０°ずれた２相のインクリメンタル信号によってスケールＳの回転方向を検出可能な点は、上記した第３実施形態に示すスケールＳＣを用いた場合と同様である。

なお、第２発光部５４１Ｂの配置については、上記のような、その反射光が第１発光部５４１Ａによる反射光に対して回転方向Ｄ１にα／４だけ位相がずれるような位置に限るものではない。例えば、第２発光部５４１Ｂに代えて、第１発光部５４１Ａによる反射光に対して半径方向Ｄ２にＰ／４だけ位相がずれるように第３発光部５４１Ｃが設けられてもよい。この場合、位相が９０°ずれた２相のアブソリュート信号を得ることができる。これにより、上記した第２変形例に示すスケールＳＤと同様の効果を得られる。

また、第２発光部５４１Ｂに代えて、第１発光部５４１Ａによる反射光に対して、回転方向Ｄ１にα／４だけ位相がずれると共に半径方向Ｄ２にＰ／４だけずれた反射光を形成する位置に第４発光部５４１Ｄが設けられてもよい。この場合、位相が９０°ずれた２相のインクリメンタル信号と、位相が９０°ずれた２相のアブソリュート信号とをそれぞれ得ることができる。

また、変調部５４４は、制御回路５４３の指示に基づき、第１発光部５４１Ａ及び第２発光部５４１Ｂから射出される検出光Ｌ１及びＬ２の光量（光強度）を所定の周期で変調させる。例えば、変調部５４４は、検出光Ｌ１と検出光Ｌ２との位相が異なるように変調させることができる。このときの位相差は、互いに逆位相となるように１８０°ずれて設定される。これにより、スケールＳに対しては第１発光部５４１Ａ及び第２発光部５４１Ｂが交互に検出光Ｌ１、Ｌ２を照明することになる。光検出部５４０の制御回路５４３には、同期位相検波を行う同期検波回路５４３ａが含まれている。

図１４（ｂ）に示すように、第１発光部５４１Ａからの検出光Ｌ１は光学パターン３０で反射され、反射光Ｌ３が受光部５４２の第１受光領域５４２Ａに到達する。また、第２発光部５４１Ｂからの検出光Ｌ２は、光学パターン３０で反射され、反射光Ｌ４が受光部５４２の第２受光領域５４２Ｂに到達する。

受光部５４２では、反射光Ｌ３に関するインクリメンタル信号と、反射光Ｌ４に関するインクリメンタル信号とを交互に受光する。制御回路５４３は、同期検波回路５４３ａからの情報に基づいて、検出した信号を反射光Ｌ３、Ｌ４ごとに分離することにより、位相が９０°ずれた２つのインクリメンタル信号を生成する。これにより、先に説明したように、位相が９０°ずれた２相のインクリメンタル信号に基づいて、スケールＳの回転方向を検出可能となる。

また、この構成において、仮に変調部５４４が変調を行わない場合には、第１発光部５４１Ａ及び第２発光部５４１Ｂから射出される検出光の光量が一定となる。この場合、第１受光領域５４２Ａでは、インクリメンタル信号の波形として、例えば余弦波状（ｃｏｓχ）の波形が得られる。また、第２受光領域５４２Ｂでは、インクリメンタル信号の波形として、例えば正弦波状（ｓｉｎχ）の波形が得られる。

これに対して、例えば、変調部５４４は、第１発光部５４１Ａから射出される検出光Ｌ１を余弦関数（ｃｏｓωｔ）に変調させると共に、第２発光部５４１Ｂから射出される検出光Ｌ２を正弦関数（ｓｉｎωｔ）に変調させる。この場合、第１受光領域５４２Ａで検出される反射光Ｌ３の光量Ｉ１は、
Ｉ１＝ｓｉｎχｃｏｓωｔ
となる。
また、第２受光領域５４２Ｂで検出される反射光Ｌ４の光量Ｉ２は、
Ｉ２＝ｃｏｓχｓｉｎωｔ
となる。
なお、変数χはスケールＳの回転位置に対応し、周波数ωは光量変調の周波数に対応し、変数ｔは時間に対応する。

ここで、制御回路５４３において、第１受光領域５４２Ａで検出される反射光Ｌ３の光量Ｉ１と第２受光領域５４２Ｂで検出される反射光Ｌ４の光量Ｉ２とを合成する。この結果、受光信号としては、
Ｉ１＋Ｉ２＝ｓｉｎχｃｏｓωｔ＋ｃｏｓχｓｉｎωｔ＝ｓｉｎ（ωｔ＋χ）…式（４）
が得られる。

同期検波回路５４３ａは、式（４）で示される受光信号ｓｉｎ（ωｔ＋χ）と、第２発光部５４１Ｂの光量を変調する変調信号ｓｉｎωｔとに基づいて、同期位相検波法によってスケールＳの絶対位置情報を検出する。このように、変調部５４４が第１発光部５４１Ａ及び第２発光部５４１Ｂから射出される検出光Ｌ１及びＬ２の光量を変調することにより、インクリメンタル信号に基づいて絶対位置情報を検出することができる。

なお、第２発光部５４１Ｂの配置については、上記のような、第１発光部５４１Ａからの検出光Ｌ１の照射領域に対して回転方向Ｄ１にα／４だけ位相がずれた領域に検出光Ｌ２を照射可能な位置に限るものではない。例えば、第１発光部５４１Ａからの検出光Ｌ１の照射領域に対して半径方向Ｄ２にＰ／４だけ距離がずれた領域に検出光Ｌ２を照射可能な位置５４１Ｃに第２発光部５４１Ｂを配置してもよい。この場合、位相が９０°ずれた２相のアブソリュート信号を得ることができる。

また、第１発光部５４１Ａからの検出光Ｌ１の照射領域に対して、回転方向Ｄ１にα／４だけ位相がずれると共に半径方向Ｄ２にＰ／４だけ距離がずれた領域に検出光Ｌ２を照射可能な位置５４１Ｄに第２発光部５４１Ｂを配置してもよい。この場合、位相が９０°ずれた２相のインクリメンタル信号と、位相が９０°ずれた２相のアブソリュート信号とをそれぞれ得ることができる。

なお、上記したように、検出光Ｌ１、Ｌ２の光量を変調させることに限定されない。例えば、検出光Ｌ１、Ｌ２として波長の異なる光を用いるとともに、受光部４２としては各波長に対応して検出可能な受光素子を配列したものが用いられてもよい。この場合、検出光Ｌ１、Ｌ２は同時に照射されるが、対応する受光素子により分離されて検出され、位相が９０°ずれた２つのインクリメンタル信号を取得することができる。

＜第３変形例＞
第３変形例に係るエンコーダＥＣＦについて説明する。上記した第４実施形態では、１つの受光部４２が用いられる構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、第３変形例のように、受光部が２箇所に設けられた構成であってもよい。図１５は、第３変形例に係るエンコーダＥＣＣの一例を示す断面図である。図１５に示すように、エンコーダＥＣＣは、スケールＳＥ及び光検出部６４０を有している。なお、以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。

図１５に示すように、スケールＳＥは、光学パターン４３０を有している。光学パターン４３０は、第１の螺旋パターン４３０Ａと、第２の螺旋パターン４３０Ｂとを有している。第１の螺旋パターン４３０Ａ及び第２の螺旋パターン４３０Ｂは、例えば、螺旋の巻回方向が同一であり、光反射部の回転方向Ｄ１の角度α及び半径方向Ｄ２のピッチＰが同一に設定されたものが用いられる。

光検出部６４０は、発光部として第１発光部５４１Ａ及び第２発光部５４１Ｂと、受光部６４２として第１受光部６４２Ａ及び第２受光部６４２Ｂと、不図示の制御回路とを有している。第１発光部５４１Ａ及び第２発光部５４１Ｂは、上記した第４実施形態と同様のものが用いられる。第１受光部６４２Ａは、第１発光部５４１Ａから出射した光による第１の螺旋パターン４３０Ａの反射光を受光する。第２受光部６４２Ｂは、第２発光部５４２Ａから出射した光による第２の螺旋パターン４３０Ｂの反射光を受光する。

この第３変形例では、第１発光部５４１Ａ及び第２発光部５４１Ｂから同時に検出光を照射して、それぞれの反射光を第１受光部６４２Ａ及び第２受光部６４２Ｂで受光する。第１の螺旋パターン４３０Ａ及び第２の螺旋パターン４３０Ｂは、光反射部が同一の角度αで配置されているが、第１発光部５４１Ａ及び第２発光部５４１Ｂから出射される検出光によって、その反射光がα／４だけずれた状態で受光される。これにより、第３及び第４実施形態と同様に、位相が９０°ずれた２つインクリメンタル信号を取得することができる。なお、この第３変形例において、第１発光部５４１Ａ及び第２発光部５４１Ｂからの検出光を同時に照射することに限定されず、例えば、上記した第４実施形態のように、互いに逆位相となるように光強度を変調させてもよい。

＜第５実施形態＞
第５実施形態に係るエンコーダＥＣＤについて説明する。上記した実施形態及び変形例では、ロータリー型エンコーダ及びこれに用いるスケールを例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、リニア型エンコーダであってもよい。図１６は、第５実施形態に係るエンコーダＥＣＤの一例を示す平面図である。図１６に示すように、エンコーダＥＣＤは、スケールＳＧ及び光検出部７４０を有している。

スケールＳＧは、矩形の板状に形成されている。このスケールＳＧは、例えばリニアモータ等の固定子（リニアガイド）に取り付けられる。スケールＳＧは、リニアモータ等の可動子の移動方向Ｄ３に平行な方向に長手となるように形成されている。なお、この可動子には、スケールＳＧを検出する光検出部７４０が取り付けられる。

スケールＳＧは、光学パターン７３０を有している。光学パターン７３０は、光反射部７３１及び反射抑制部７３２を有している。光反射部７３１は、移動方向Ｄ３に並んで配置されると共に、この移動方向Ｄ３に直交する幅方向Ｄ４に並んで配置される。光反射部７３１は、移動方向Ｄ３において等しいピッチＰ５で配置されている。また、光反射部７３１は、幅方向Ｄ４において等しいピッチＰ６で配置されている。

光反射部７３１は、移動方向Ｄ３上の位置に応じて、幅方向Ｄ４上の位置がずれるように配置されている。光反射部７３１は、移動方向Ｄ３の一端（例えば、図１６の左側端部）から他端（例えば、図１６の右側端部）にかけて、幅方向Ｄ４上の位置が徐々にずれるように配置されている。なお、移動方向Ｄ３の一端に配置される光反射部７３１と、移動方向Ｄ３の他端に配置される光反射部７３１との幅方向Ｄ４の間隔ＰＬは、幅方向Ｄ４のピッチＰ６に等しくなっている。従って、この光学パターン７３０は、移動方向Ｄ３に長さＬを進むことにより光反射部７３１が幅方向Ｄ４に１つだけずれるように設定されている。

反射抑制部７３２は、移動方向Ｄ３及び幅方向Ｄ４について、光反射部７３１の間を埋めるように配置されている。光反射部７３１及び反射抑制部７３２は、移動方向Ｄ３及び幅方向Ｄ４に交互に配置されている。このため、スケールＳＧにおいて、光反射率は移動方向Ｄ３に所定の周期で変化する。光学パターン７３０のうち移動方向Ｄ３に沿った光反射率の変化は、インクリメンタルパターンとして用いられる。

また、光反射部７３１及び反射抑制部７３２は、幅方向Ｄ４に交互に配置されている。したがって、スケールＳＧにおいて、光反射率は幅方向Ｄ４に所定の周期で変化する。さらに、移動方向Ｄ３の位置に応じて光反射率の位相が変動する。したがって、光学パターン７３０のうち幅方向Ｄ４に並ぶ各列の光反射部７３１は、アブソリュートパターンとして用いられる。

光検出部７４０は、発光部７４１、受光部７４２、及び不図示の制御回路等を有している。発光部７４１は、光学パターン７３０に向けて検出光を出射する。受光部７４２は、光学パターン７３０からの反射光を受光する。なお、受光部７４２は、例えば複数の受光素子が移動方向Ｄ３及び幅方向Ｄ４に配列されて形成される。

このエンコーダＥＣＤでは、光反射部７３１と反射抑制部７３２とが移動方向Ｄ３及び幅方向Ｄ４にそれぞれ交互に配置されたスケールＳＧが用いられるため、移動方向Ｄ３についての光反射率の変化はインクリメンタル信号として取得でき、幅方向Ｄ４についての光反射率の変化は、絶対位置情報として取得できる。このように、１つの光学パターン７３０で絶対位置情報及びインクリメンタル情報の双方を取得し、例えば、固定子に対する可動子の位置を検出することができる。また、スケールＳＧに複数種類のパターンを形成する必要がなく、スケールＳＧを小さくすることができ、エンコーダＥＣＤの小型化を実現できる。

＜駆動装置＞
実施形態に係る駆動装置について説明する。図１７は、実施形態に係る駆動装置の一例として電動のモータ装置ＭＴＲの一例を示す図である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図１７に示すように、モータ装置ＭＴＲは、軸部ＳＦと、軸部ＳＦを回転駆動させる本体部（駆動部）ＢＤと、軸部ＳＦの回転情報を検出するエンコーダＥＣとを有している。

軸部ＳＦは、負荷側端部ＳＦａと、反負荷側端部ＳＦｂとを有している。負荷側端部ＳＦａは、減速機など他の動力伝達機構に接続される。反負荷側端部ＳＦｂには、固定部２０を介してスケールＳが固定される。このスケールＳの固定とともに、エンコーダＥＣが取り付けられている。スケールＳやエンコーダＥＣとしては、上記した第１実施形態が用いられるが、他の実施形態及び変形例が用いられてもよい。

このモータ装置ＭＴＲによれば、小型化されたエンコーダＥＣが搭載されるため、モータ装置ＭＴＲ全体を小型化することができる。また、反負荷側端部ＳＦｂに小型のエンコーダＥＣが取り付けられるため、モータ装置ＭＴＲからの出っ張りが小さくなり、小さなスペースにモータ装置ＭＴＲを設置することができる。なお、駆動装置としてモータ装置ＭＴＲを例に挙げて説明したが、これに限定されず、油圧や空圧を利用して回転する軸部を有する他の駆動装置であってもよい。

＜ステージ装置＞
実施形態に係るステージ装置について説明する。図１８は、実施形態に係るステージ装置ＳＴＧの一例を示す斜視図である。なお、図１８は、図１７に示すモータ装置ＭＴＲの軸部ＳＦのうち負荷側端部ＳＦａに回転テーブル（移動物体）ＴＢを取り付けた構成となっている。

上記のように構成されたステージ装置ＳＴＧは、モータ装置ＭＴＲを駆動して軸部ＳＦを回転させると、この回転が回転テーブルＴＢに伝達される。その際、エンコーダＥＣは、軸部ＳＦの回転位置等を検出する。従って、エンコーダＥＣからの出力を用いることにより、回転テーブルＴＢの回転位置を検出することができる。

このようにステージ装置ＳＴＧによれば、小型のモータ装置ＭＴＲを搭載するため、ステージ装置ＳＴＧ全体を小型化することができる。なお、ステージ装置ＳＴＧとして、例えば旋盤等の工作機械に備える回転テーブル等に適用されてもよい。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記した各実施形態及び各変形例においては、反射型の光学パターンを有するスケールを例に挙げて説明したが、これに限定されず、光透過型の光学パターンを有するスケール、及びこのスケールを用いたエンコーダ、駆動装置、ステージ装置であってもよい。これら光透過型の光学パターンにおいて、上記した各実施形態及び各変形例と同様の形態を適用することができる。

また、上記した各実施形態において、スケールに複数の螺旋パターンが形成されている場合、複数の受光部でそれぞれ検出光を受光することに限定されない。例えば、１つの受光部で複数の螺旋パターンからの反射光等を受光するものでもよい。

また、エンコーダ用スケールとして、複数の螺旋パターンが形成されているものでは、一方の螺旋パターンをバックアップ用またはリファレンス用として用いるようにしてもよい。この場合、双方の螺旋パターンからの値を比較して、一方の値が大きくずれているときは、いずれかの値が不良となっているので、以前の値（履歴）等からいずれが不良となっているかを予測してもよい。

また、上記したエンコーダＥＣ等や駆動装置（モータ装置）は、ステージ装置ＳＴＧに用いられることに代えて、ロボット装置等に用いられてもよい。

Ｓ、ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ、ＳＧ…スケール ＡＸ…回転軸 Ｄ１…回転方向 Ｄ２…半径方向 α…角度 Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４…ピッチ ＥＣ、ＥＣＡ、ＥＣＢ、ＥＣＣ、ＥＣＤ…エンコーダ ＣＯＮＴ…制御部 ＳＦ…軸部 ＭＴＲ…モータ装置（駆動装置） ＳＴＧ…ステージ装置 ＴＢ…回転テーブル ３０…光学パターン ４０…光検出部 ４１…発光部 ４２…受光部 ４２ｅ…スイッチング回路 ４４…処理部 １３０Ａ、２３０Ａ、３３０Ａ、４３０Ａ…第１の螺旋パターン １３０Ｂ、２３０Ｂ、３３０Ａ、４３０Ａ…第２の螺旋パターン １４４ａ…第１補正部 １４４ｂ…第２補正部

Claims (18)

1. 回転軸を中心として回転方向に連続的に半径が変化するとともに光検出部で検出可能な第１の螺旋パターンを備えるエンコーダ用スケールであって、
   前記第１の螺旋パターンは、前記回転軸を中心とした半径方向に第１のピッチで反射率または透過率が変化するとともに、回転方向に第２のピッチで反射率または透過率が変化するエンコーダ用スケール。
2. 前記第１の螺旋パターンとは別に、前記回転軸を中心として回転方向に連続的に半径が変化するとともに前記光検出部で検出可能な第２の螺旋パターンを備え、
   前記第２の螺旋パターンは、前記回転軸を中心とした半径方向に第３のピッチで反射率または透過率が変化するとともに、回転方向に第４のピッチで反射率または透過率が変化する請求項１記載のエンコーダ用スケール。
3. 前記第１の螺旋パターンと前記第２の螺旋パターンとは、同一方向に巻回されるとともに、前記第１のピッチと前記第３のピッチとが異なる請求項２記載のエンコーダ用スケール。
4. 前記第１の螺旋パターンと前記第２の螺旋パターンとは、逆方向に巻回される請求項２または請求項３記載のエンコーダ用スケール。
5. 前記第１の螺旋パターンの前記第１のピッチと、前記第２の螺旋パターンの前記第３のピッチとが同一であり、前記第１のピッチの位相と前記第３のピッチの位相とが１／４周期ずれている請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載のエンコーダ用スケール。
6. 前記第１の螺旋パターンの前記第２のピッチと、前記第２の螺旋パターンの前記第４のピッチとが同一であり、前記第２のピッチの位相と前記第４のピッチの位相とが１／４周期ずれている請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載のエンコーダ用スケール。
7. 第１の螺旋パターンを有するエンコーダ用スケールと、
   前記第１の螺旋パターンを介した光を検出する光検出部と、を備え、
   前記エンコーダ用スケールとして、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のエンコーダ用スケールが用いられるエンコーダ。
8. 前記光検出部は、前記第１の螺旋パターンに対応して、前記回転軸を中心とした半径方向及び回転方向にそれぞれ２組以上の受光素子が配置される請求項７記載のエンコーダ。
9. 前記半径方向に並んだ前記受光素子からの出力の積算と、前記回転方向に並んだ前記受光素子からの出力の積算と、のいずれか一方に切り替えるスイッチング素子を備える請求項８記載のエンコーダ。
10. 前記光検出部によって検出された、前記半径方向に関する第１の位相信号と、前記回転方向に関する第２の位相信号とに基づいて、前記第１の螺旋パターンにおける１回転内の絶対位置を算出する処理部を有する請求項７〜請求項９のいずれか１項に記載のエンコーダ。
11. 前記エンコーダ用スケールが、前記第１の螺旋パターンと異なる第２の螺旋パターンを有する場合、前記光検出部によって検出された、前記第１の螺旋パターンに関する半径方向の第１の位相信号と、前記第２の螺旋パターンに関する半径方向の第３の位相信号とに基づいて第１の補正位相信号を生成する第１の補正部を備える請求項７〜請求項１０のいずれか１項に記載のエンコーダ。
12. 前記第１の補正部は、前記第１の位相信号と前記第３の位相信号との差動結果に基づいて補正位相信号を生成する請求項１１記載のエンコーダ。
13. 前記エンコーダ用スケールが、前記第１の螺旋パターンと異なる第２の螺旋パターンを有する場合、前記光検出部によって検出された、前記第１の螺旋パターンに関する半径方向の第１の位相信号と、前記第２の螺旋パターンに関する半径方向の第３の位相信号との加算結果に基づいて、前記エンコーダ用スケールの回転軸と、前記第１の螺旋パターンまたは前記第２の螺旋パターンの中心との偏心量を算出する第２の補正部を備える請求項７〜請求項１０のいずれか１項に記載のエンコーダ。
14. 前記第２の補正部は、前記偏心量に基づいて、前記第１の螺旋パターンに関する回転方向の第２の位相信号、または前記第２の螺旋パターンに関する回転方向の第４の位相信号から第２の補正位相信号を生成する請求項１３記載のエンコーダ。
15. 前記第１の螺旋パターンを照明する照明部を有し、
    前記照明部は、前記第１の螺旋パターンの半径方向及び回転方向の少なくとも一方に、所定の間隔をあけて２以上の発光部を有することを特徴とする請求項７〜請求項１４のいずれか１項に記載のエンコーダ。
16. 前記照明部は、前記発光部のそれぞれに対して所定の周期で強度変調させる変調部を備える請求項１５記載のエンコーダ。
17. 移動部材と、
    前記移動部材を移動させる駆動部と、
    前記移動部材に固定され、前記移動部材の位置情報を検出するエンコーダと
    を備え、
    前記エンコーダとして、請求項７〜請求項１６のいずれか１項に記載のエンコーダが用いられる駆動装置。
18. 移動物体と、
    前記移動物体を移動させる駆動装置と
    を備え、
    前記駆動装置として、請求項１７記載の駆動装置が用いられるステージ装置。

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