(57)【要約】【課題】可動部材の移動量を制限せずに、高精度に可動部材の絶対位置を検出する。【解決手段】センサ２からの検出信号から、スケール１とセンサの第１の相対移動量を検出単位とする第１の信号と第１の相対移動量より短い第２の相対移動量を検出単位とする第２の信号とを生成し、第１および第２の信号を用いてスケールとセンサとの相対移動方向における絶対位置を演算する。スケールとセンサとの相対移動範囲内に、第１の信号における隣り合う検出単位間の境界が含まれる場合に、該相対移動範囲を複数の領域に分割する。この際、複数の領域のそれぞれの両端よりも内側に第１の信号の境界が多くとも１つ含まれるようにする。複数の領域のそれぞれにおいて、第２の信号の検出単位ごとに付された符号を用いて、第１の信号のうち絶対位置の演算に用いる検出単位を特定する。【選択図】図６
2020034273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期パターンを有するスケールと、
前記スケールとの相対移動に応じて前記周期パターンに対応する検出信号を出力するセンサと、
前記検出信号から、前記スケールと前記センサの第１の相対移動量を検出単位とする第１の信号と、前記第１の相対移動量より短い第２の相対移動量を検出単位とする第２の信号とを生成し、前記第１および第２の信号を用いて前記スケールと前記センサとの相対移動方向における絶対位置を演算する演算手段とを有し、
前記スケールと前記センサとの相対移動範囲に、前記第１の信号における隣り合う前記検出単位間の境界が含まれ、
前記相対移動範囲を複数の領域に分割する分割手段をさらに有しており、
前記分割手段は、前記複数の領域のそれぞれの両端よりも内側に前記第１の信号の前記境界が多くとも１つ含まれるように設けられ、
前記演算手段は、前記複数の領域のうちそれぞれの両端よりも内側に前記第１の信号の前記境界が含まれる領域においては、前記第２の信号の前記検出単位ごとに付された符号を用いて、前記第１の信号のうち前記絶対位置の演算に用いる前記検出単位を特定することを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記複数の領域のそれぞれの前記相対移動方向での長さは、前記第１の信号の前記検出単位の長さよりも短いことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記演算手段は、前記符号を所定符号と比較した結果に応じて、前記第１の信号のうち前記絶対位置の演算に用いる前記検出単位を特定することを特徴とする請求項１または２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記分割手段は、分割信号を出力する少なくとも１つの検出部と該検出部により検出される被検出部とを含み、
前記少なくとも１つの検出部と前記被検出部は、前記スケールと前記センサの相対移動方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の位置検出装置と、
該位置検出装置により絶対位置が検出される可動部材とを有することを特徴とする装置。
【請求項６】
周期パターンを有するスケールと、前記スケールとの相対移動に応じて前記周期パターンに対応する検出信号を出力するセンサとを用いる位置検出方法であって、
前記検出信号から、前記スケールと前記センサの第１の相対移動量を検出単位とする第１の信号と、前記第１の相対移動量より短い第２の相対移動量を検出単位とする第２の信号とを生成するステップと、
前記第１および第２の信号を用いて前記スケールと前記センサとの相対移動方向における絶対位置を演算する演算ステップとを有し、
前記スケールと前記センサとの相対移動範囲に前記第１の信号における隣り合う前記検出単位間の境界が含まれる場合に、前記相対移動範囲を複数の領域に分割し、
前記複数の領域のそれぞれの両端よりも内側に前記第１の信号の前記境界を多くとも１つ含ませ、
前記演算ステップにおいて、前記複数の領域のうちそれぞれの両端よりも内側に前記第１の信号の前記境界が含まれる領域においては、前記第２の信号の前記検出単位ごとに付された符号を用いて、前記第１の信号のうち前記絶対位置の演算に用いる前記検出単位を特定することを特徴とする位置検出方法。
【請求項７】
コンピュータに、請求項６に記載の位置検出方法に従う前記絶対位置の演算処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器等の各種装置に用いられ、可動部材の絶対位置を検出するアブソリュート式位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のようなアブソリュート式位置検出装置の１つが特許文献１にて開示されている。この位置検出装置では、互いにわずかに異なるピッチλａ，λｂの２つの磁気目盛を磁気センサにより読み取り、得られた２つの位相信号の位相差を用いてピッチλｃで鋸波状に変化する絶対位置信号を生成する。また、磁気目盛に対してピッチλｃの光学目盛としてのグレーコードを互いの原点を合わせて重ねて、該グレーコードを光学センサで読み取ることで、それぞれの波部分が原点から何番目のものかを特定する。
【０００３】
また特許文献２には、別の位置検出装置が開示されている。この位置検出装置では、２つのスケールトラックのそれぞれに、互いにわずかに異なる長周期Ｐ１，Ｐ１’の周期パターンと互いにわずかに異なる短周期Ｐ２，Ｐ２’の周期パターンを交互に配置することで空間的に多重化している。センサは、これら周期パターンを時分割で読み取る。長周期Ｐ１，Ｐ１’の周期パターンからバーニア信号Ｓｖ１（＝Φ１−Φ１’）が生成され、短周期Ｐ２，Ｐ２’の周期パターンからバーニア信号Ｓｖ２（＝Φ２−Φ２’）が生成される。Ｓｖ１とＳｖ２の同期をとることで、Ｓｖ２の精度で絶対位置が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−２６６５８号公報
【特許文献２】特開２０１３−２３４８６１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、特許文献１にて開示された位置検出装置では、絶対位置信号における隣り合う２つの波部分の境界と光学目盛の境界とにずれがあると、それぞれの波部分が何番目のものかを正確に特定することができない。また、可動部材の可動範囲が大きくなると、グレーコードのビット数を増やす必要があり、スペース的に不利になるおそれがある。
【０００６】
また特許文献２にて開示された位置検出装置では、互いにピッチがわずかに異なる２つの周期パターンを用いてバーニア信号を生成するため、製造工程上で実用上実現可能な周期パターンの形状精度やピッチ誤差等によって絶対位置検出が可能な可動部材の移動量が制限される。
【０００７】
本発明は、可動部材の移動量が制限されることなく製造の工程能力内で検出精度を保証できる絶対位置検出長さを超えて、高精度に可動部材の絶対位置を検出することができるようにした位置検出装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての位置検出装置は、周期パターンを有するスケールと、スケールとの相対移動に応じて周期パターンに対応する検出信号を出力するセンサと、検出信号から、スケールとセンサの第１の相対移動量を検出単位とする第１の信号と第１の相対移動量より短い第２の相対移動量を検出単位とする第２の信号とを生成し、第１および第２の信号を用いてスケールとセンサとの相対移動方向における絶対位置を演算する演算手段とを有する。スケールとセンサとの相対移動範囲内に、第１の信号における隣り合う検出単位間の境界が含まれ、該相対移動範囲を複数の領域に分割する分割手段をさらに有する。該分割手段は、複数の領域のそれぞれの両端よりも内側に第１の信号の境界が多くとも１つ含まれるように設けられる。演算手段は、複数の領域のうちそれぞれの両端よりも内側に第１の信号の境界が含まれる領域においては、第２の信号の前記検出単位ごとに付された符号を用いて、第１の信号のうち絶対位置の演算に用いる検出単位を特定することを特徴とする。
【０００９】
なお、上記位置検出装置と、該位置検出装置により絶対位置が検出される可動部材とを有する装置も、本発明の他の一側面を構成する。
【００１０】
また、本発明の他の一側面としての位置検出方法は、周期パターンを有するスケールと、スケールとの相対移動に応じて周期パターンに対応する検出信号を出力するセンサとを用いる。該位置検出方法は、検出信号から、スケールとセンサの第１の相対移動量を検出単位とする第１の信号と、第１の相対移動量より短い第２の相対移動量を検出単位とする第２の信号とを生成するステップと、第１および第２の信号を用いてスケールとセンサとの相対移動方向における絶対位置を演算する演算ステップとを有する。スケールとセンサとの相対移動範囲内に第１の信号における隣り合う検出単位間の境界を含む場合において、相対移動範囲を複数の領域に分割し、複数の領域のそれぞれの両端よりも内側に第１の信号の前記境界を多くとも１つ含ませる。演算ステップにおいて、複数の領域のうちそれぞれの両端よりも内側に第１の信号の境界が含まれる領域においては、第２の信号の検出単位ごとに付された符号を用いて、第１の信号のうち絶対位置の演算に用いる検出単位を特定することを特徴とする。
【００１１】
なお、コンピュータに、上記位置検出方法に従う絶対位置の演算処理を実行させるコンピュータプログラムも、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、可動部材の移動量が制限されることなく、高精度に可動部材の絶対位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１である位置検出装置の反射スケールとセンサを示す図。
【図２】上記反射スケール上の周期パターンを示す図。
【図３】実施例１における位相差信号を説明する図。
【図４】実施例１における同期演算を説明する図。
【図５】実施例１における検出単位を説明する図。
【図６】実施例１の位置検出装置の構成を示す図。
【図７】実施例１の位置検出装置の斜視図。
【図８】実施例１における判別領域の分割を説明する図。
【図９】実施例１における絶対位置演算を説明する図。
【図１０】実施例１における絶対位置演算処理を示すフローチャート。
【図１１】本発明の実施例２における絶対位置演算を説明する図。
【図１２】実施例２における絶対位置演算処理を示すフローチャート。
【図１３】本発明の実施例３の位置検出装置の構成を示す図。
【図１４】実施例３における絶対位置演算を説明する図。
【図１５】実施例３における絶対位置演算処理を示すフローチャート。
【図１６】本発明の実施例４である位置検出装置の構成を示す斜視図。
【図１７】実施例４における絶対位置演算を説明する図。
【図１８】実施例４における絶対位置演算処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１である位置検出装置を構成する反射スケール（周期パターンを有するスケール）１とセンサヘッド（周期パターンに対応する検出信号を出力するセンサ：以下、単にセンサという）を示している。図中のＸ、Ｙ、Ｚは互いに直交する３つの方向を示している。センサ２は、投光素子であるＬＥＤ３と、２つの受光ＩＣ４、５とを有する。受光ＩＣ４、５はそれぞれ、反射スケール１とセンサ２との相対移動方向（位置検出方向）であるＸ方向に所定ピッチで配置された複数の受光素子を含む受光素子アレイ４ａ、５ａを有する。ＬＥＤ３および受光ＩＣ４、５は、ベース基板６上に実装され、カバーガラス７により覆われている。センサ２の内部（ベース基板６とカバーガラス７との間）には透明樹脂８が充填されている。反射スケール１とセンサ２は互いに対向するように配置されている。ＬＥＤ３から発せられた光束は、反射スケール１で反射されて受光素子アレイ４ａ、５ａに入射する。
【００１６】
図２は、反射スケール１の詳細を示している。図中の方向Ｘ、Ｙ、Ｚは図１に示した方向Ｘ、Ｙ、Ｚと同じである。反射スケール１は、メイントラック１ａとサブトラック１ｂを有する。メイントラック１ａには、ピッチＰ１の短周期の周期パターン（以下、第１の短周期パターンという）１０１ａと、ピッチＰ１の４倍のピッチＱ１の長周期の周期パターン（以下、第１の長周期パターン）１０１ｂとがＸ方向に延びるように設けられている。また、Ｙ方向には、第１の短周期および長周期パターン１０１ａ、１０１ｂが交互に配置されている。
【００１７】
サブトラック１ｂには、ピッチＰ１よりもわずかに長いピッチＰ２の短周期の周期パターン（以下、第２の短周期パターンという）１０２ａと、ピッチＱ１よりもわずかに長いピッチＱ２の長周期の周期パターン（以下、第２の長周期パターンという）１０２ｂとがＸ方向に延びるように設けられている。また、Ｙ方向には、第２の短周期および長周期パターン１０２ａ、１０２ｂが交互に配置されている。
【００１８】
各周期パターンのうち図に黒く示した部分がＬＥＤ３からの光束を正反射する反射部分であり、白く示した部分が光束を反射しない非反射部分である。図中に示す等位相線はそれぞれのパターンの開始位置が揃っているパターンの基準線である。第１および第２の短周期および長周期パターン１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂのピッチＰ１、Ｑ１、Ｐ２、Ｑ２の関係については後に詳述する。
【００１９】
図３（ａ）〜（ｃ）は位相差信号の説明図であり、位相差信号の作成方法を説明する。図３（ａ）は周期パターンの受光素子アレイ４ａ、５ａ上での移動に伴って受光ＩＣ４、５から出力される信号の代表例である。グラフ横軸は検出方向長さである。実線および破線で示すような９０°位相差の正弦波信号で、５周期分を一例とする。
【００２０】
図３（ｂ）は９０°位相差の正弦波信号を逆正接変換して０°〜３６０°の繰り返し位相信号とした図である。グラフ横軸は３つのグラフで同じである。実線で表す９は図３（ａ）で示す５周期(５波)分の位相信号であり、破線で示す１０は同一検出長さでの４周期(４波)分の位相信号である。即ち、同一検出方向長さに５周期分の周期パターンと４周期分の周期パターンを配置した場合のそれぞれの周期パターンから得られる位相信号を表している。
【００２１】
図３（ｃ）は、位相信号９から位相信号１０を差し引いた位相差信号のグラフである。横軸は位置検出方向での位置を示し、縦軸は位相を示している。実線１１ａは位相信号９から位相信号１０を差し引いたままの位相差信号であり、大小関係が逆転している場合には負の位相数値となる。破線１１ｂは、実線１１ａの位相差信号が負の場合には３６０°を加えた信号である。この処理により、０〜３６０°の連続した位相差信号が生成できる。このようにして、同一検出長さにおける周期パターン数の差が「１」である場合に、０〜３６０°の範囲において連続した位相差信号が１つ作られることがわかる。
【００２２】
図４（ａ）〜（ｃ）は同期演算の説明図であり、繰り返す位相信号９の任意位置を関連付けられている１つの位相差信号から絶対位置を確定する手順について説明する。図４（ａ）は図３（ａ）〜（ｃ）にて説明した、実線で示す位相信号９および破線で示す位相差信号１１ｂのグラフであり、横軸は検出方向長さ、縦軸は位相であり、０°〜３６０°の範囲を示している。一見して分かるように、位相信号９は５波、位相差信号１１ｂは１波であるので信号の傾きは５倍違っている。
【００２３】
図４（ｂ）は上記の信号傾きが一致するように位相差信号１１ｂを５倍した信号１１ｂ′と位相信号９を縦軸表示範囲を０°〜１８００°（＝３６０°×５）に広げたものである。
【００２４】
図４（ｃ）は、位相信号９の各波の番号（符号：以下、波番号という）を決定するための演算を説明する図である。信号１１ｂ′から位相信号９を差し引いて１８０°を加えると１２で示す階段状の信号が得られる。ここで、位相信号９および位相差信号１１ｂをきれいな直線で表現しているが、位相差信号１１ｂは図３（ｂ）で示す位相信号９と位相信号１０の差分信号なので両者の元信号の誤差成分が含まれている。さらに、信号１１ｂ′はそれを５倍に拡大したためにより大きな誤差信号を含んでいる。従って、階段状信号１２はきれいな直線ではなく、例えば１番目の信号１２ａは０°〜３６０°の間で略１８０°を平均値として幅をもった誤差を含む信号である。
【００２５】
階段状信号１２を３６０°で除してその整数部分のみを抽出すると、位相信号９の５波のそれぞれに対する波番号「ＮＤ」（＝０〜４）が算出される。ただし、誤差を含む信号が±１８０°以上の状態では正しい波番号が得られず、両隣の波番号を示すので正しい同期演算を行うことができない。
【００２６】
再び図４（ａ）を用いて、位相差信号１１ｂのある任意の位相θＵの位置について説明する。その位置での位相信号９の位相はθＤであり、上述した同期演算を行うとその位置での波番号「ＮＤ」は、
ＮＤ＝ＩＮＴ｛［５×θＵ−θＤ＋１８０］÷３６０｝    （１）
で表される。式(１)より、ＮＤ＝２となる。ただし、ＩＮＴ（）は小数点以下を切り捨てる整数化の演算である。従って、この位置での絶対値（絶対位置）θは、
θ＝３６０×ＮＤ＋θＤ    （２）
で表される。即ち、式(２)より、位相信号９の手前２つ分の位相３６０×２と、現在の位置での位相信号９の位相θＤを加えることで、絶対位置θを大きな誤差を含んだ位相差信号１１ｂから元信号である位相信号９で精度良く検出（演算）することが可能となる。
【００２７】
ここで、図２に示したピッチＰ１、Ｑ１、Ｐ２、Ｑ２の周期パターンの設定について説明する。本実施例ではメイントラック１ａにはＸ軸方向にピッチＰ１を３００セットに対して、４倍のピッチであるピッチＱ１が７５セットで同一の長さになる。それに対して、サブトラック１ｂには、ピッチＰ２を２９０セット、ピッチＱ２を７４セットで同一の長さになるようにピッチＰ２、Ｑ２を設定する。即ち、ピッチＰ１、Ｑ１、Ｐ２、Ｑ２に対して、
Ｐ１×３００＝Ｑ１×７５＝Ｐ２×２９０＝Ｑ２×７４
の長さが同一になっている。図３（ｂ），（ｃ）で位相差信号について説明したように、ピッチＱ１とＱ２で１（＝７５−７４）波の位相差信号が作られ、ピッチＰ１とＰ２で１０（＝３００−２９０）波の位相差信号が作られる。
【００２８】
図５（ａ）〜（ｄ）は絶対位置を検出する単位としての検出単位の説明図である。図５（ａ）はピッチＱ１とＱ２で作られる１本の位相差信号、図５（ｂ）はピッチＰ１とＰ２で作られる１０本の位相差信号である。図５（ｃ）はピッチＱ１から作られる７５本の位相信号、図５（ｄ）はピッチＰ１から作られる３００本の位相信号である。
【００２９】
図５（ａ）の位相値をθＷ、図５（ｂ）の位相値をθＸとすると、図４（ａ）〜（ｃ）で説明した同期演算を行うことで、波番号「ＮＸ」が下記の式（３）の演算により［０〜９］に決定される。
【００３０】
ＮＸ＝ＩＮＴ｛［１０×θＷ−θＸ＋１８０］÷３６０｝    (３)
図５（ｃ）の位相値をθＹとすると、θＸに対する信号の傾きは７．５倍なので、波番号「ＮＹ」は下記の式（４）の演算により［０〜７４］に決定される。
【００３１】
ＮＹ＝ＩＮＴ｛［７．５×（３６０×ＮＸ＋θＸ）−θＹ＋１８０］÷３６０｝    (４)
さらに、図５（ｄ）の位相値をθＺとすると、θＹに対する信号の傾きは４倍なので、波番号「ＮＺ」は下記の式（５）の演算により[０〜２９９]に決定される。
【００３２】
ＮＺ＝ＩＮＴ｛［４×（３６０×ＮＹ＋θＹ）−θＺ＋１８０］÷３６０｝    (５)
このように図５（ａ）で示す最上位信号としての１波の位相差信号θＷに対して、それぞれ下位信号（中位信号、下位信号および最下位信号）としての位相差信号θＸおよび位相信号θＹ、θＺが関連付けられている。これら各信号における各波番号が付された検出方向長さ（相対移動量）の部分が１つの検出単位である。
【００３３】
図６は、本実施例の位置検出装置の構成を示す。図１に示した反射スケール１とセンサ２は実際には互いに対向しているが、図６では横に並べて示している。反射スケール１のうち２本の等位相線に挟まれた範囲が図５を用いて説明した１つの検出単位（図には絶対位置検出単位と記している）であり、その左右にもピッチＰ１、Ｑ１、Ｐ２、Ｑ２の周期パターンが連続している。
【００３４】
マイクロコンピュータ２０は、上述した同期演算を含む種々の演算や判断を行う。マイクロコンピュータ２０は、Ｉ／Ｏポート２１から信号ａを出力して受光ＩＣ４、５の内部回路を時分割で切り替える。これにより、受光素子アレイ４ａ、４ｂが図２に示した第１および第２の短周期パターン１０１ａ、１０２ａを読み取る状態と、第１および第２の長周期パターン１０１ｂ、１０２ｂを読み取る状態とが交互に切り替わる。
【００３５】
センサ２からは第１および第２の短周期パターン１０１ａ、１０２ａのピッチＰ１、Ｐ２もしくは第１および第２の長周期パターン１０１ｂ、１０２ｂのピッチＱ１、Ｑ２のそれぞれに対応した９０°位相差を有する２つの信号ｂが出力される。マイクロコンピュータ２０内のＡ／Ｄコンバータ２２は信号ｂをＡ／Ｄ変換する。これにより、デジタル信号としての信号がマイクロコンピュータ２０内の演算処理部２３に入力される。
【００３６】
遮光板３１は、可動部材に固定され、該可動部材と一体的に移動する。遮光板３１とともに分割手段を構成するフォトインタラプタ（ＰＩ＿１、  ＰＩ＿２）３０＿１、３０＿２は、それらの発光部と受光部との間に遮光板３１が出入りすることで出力信号をＨとＬとに切り替える。フォトインタラプタ３０＿１、３０＿２からの出力信号（以下、分割信号という）は、マイクロコンピュータ２０のＩ／Ｏポート２１を介して演算処理部２３に入力される。
【００３７】
演算処理部２３は、入力されたデジタル信号および分割信号を用いて、逆正接変換、位相差演算、同期演算および領域判別処理を行い、それらの演算および判別結果をマイクロコンピュータ２０内の絶対位置演算部２４に出力する。絶対位置演算部２４は、入力された演算および判別結果を用いて、可動部材の絶対位置を演算する。演算処理部２３と絶対位置演算部２４により演算手段が構成される。
【００３８】
図７（ａ）、（ｂ）は、本実施例の位置検出装置を交換レンズやカメラに用いられるレンズ鏡筒に使用した場合の具体的な構成を示す。レンズ鏡筒は、ユーザにより回転操作が可能な可動部材としての回転リング３２を有する。回転リング３２は、不図示の固定筒に対して光軸回りで所定の回転範囲で回転可能である。回転リング３２の内周部には、その周方向（位置検出方向に）延びるように反射スケール１が固定されている。反射スケール１に対面するセンサ２は、図示しない固定筒の外周部に固定されている。位置検出装置は、回転リング３２の回転位置（絶対位置）を検出する。
【００３９】
回転リング３２には、遮光板３１が一体的に設けられている。遮光板３１は、回転リング３２の回転とともに回転し、固定筒に固定されたフォトインタラプタ３０＿１、３０＿２の発光部と受光部との間に出入りする。
【００４０】
図８を用いて、本実施例における反射スケール１とセンサ２の相対移動範囲としての絶対位置検出範囲の分割について説明する。図８は、図７（ａ）、（ｂ）に示した構成においてそれぞれ固定筒に固定されたセンサ２およびフォトインタラプタ３０＿１、３０＿２と、回転リング３２に一体的に設けられた反射スケール１および遮光板３１を位置検出方向に展開して示している。回転リング３２の回転位置１と回転位置４が絶対位置検出範囲の両端位置を示す。検出部としてのフォトインタラプタ３０＿１、３０＿２は、発光部と受光部との間に遮光板３１が入り込んだ遮光状態において分割信号Ｈを出力し、発光部と受光部との間に遮光板３１が入り込んでいない透光状態において分割信号Ｌを出力する。
【００４１】
回転位置１から回転位置２までの間では、フォトインタラプタ３０＿１、３０＿２は両方ともに透光状態になっているので、それらが出力する分割信号はそれぞれＬ、Ｌとなる。回転位置２から回転位置３ではフォトインタラプタ３０＿１が遮光状態となるため、フォトインタラプタ３０＿１、３０＿２からの分割信号はそれぞれＨ、Ｌとなる。回転位置３から回転位置４ではフォトインタラプタ３０＿２も遮光状態となるため、フォトインタラプタ３０＿１、３０＿２からの分割信号はそれぞれＨ、Ｈとなる。このように、フォトインタラプタ３０＿１、３０＿２からの分割信号の組み合わせによって、絶対位置検出範囲が複数（本実施例では３つ）の領域に分割される。分割される各領域を、以下の説明では判別領域という。
【００４２】
検出部としてのフォトインタラプタ３０＿１、３０＿２と被検出部としての遮光板３１は、位置検出方向としての回転リング３２の回転方向に並んで配置されている。
【００４３】
図９を用いて、本実施例における絶対位置の演算について説明する。図９の上側には、絶対位置検出範囲４０における図５（ａ）に示した第１の信号としての位相差信号（θＷ）４１（４１ａ〜４１ｄ）を示している。位相差信号４１の位相が０°〜３６０°で変化する位置検出方向での範囲が該位相差信号４１の１つの検出単位（第１の相対移動量）である。図９では、絶対位置検出範囲４０は位相差信号４１の検出単位の２．３倍の長さを有し、絶対位置検出範囲４０内には該検出単位（第１〜第４波４１ａ〜４１ｄ）間の境界が３つ含まれている。位相差信号４１の波番号をＮＷとすると、位相差信号４１の第１波４１ａの波番号はＮＷ＝０、第２波４１ｂの波番号はＮＷ＝１、第３波４１ｃの波番号はＮＷ＝２、第４波４１ｄの波番号はＮＷ＝３である。
【００４４】
また、位相差信号４１に重ねて図５（ｂ）に示した第２の信号としての位相差信号（θＸ）における隣り合う２つの波間の境界を縦線で示している。境界と境界の間、すなわち位相差信号θＸの検出単位（第２の相対移動量）ごとに付された数字０〜９は、位相差信号θＸの波番号ＮＸである。
【００４５】
図９の下側には、反射スケール１とともに位置検出方向に移動する遮光板３１の位置（黒で示す）と、フォトインタラプタ（ＰＩ＿１、  ＰＩ＿２）３０＿１、３０＿２からの分割信号（ＨまたはＬ）とを示している。
【００４６】
本実施例では、位相差信号θＸの精度で絶対位置を演算する。位相差信号θＸは、その波ごとにその位相が０から３６０°まで変化する。絶対位置検出範囲４０は、図８でも説明したように、遮光板３１とフォトインタラプタ３０＿１、３０＿２により３つの判別領域Ａ、Ｂ、Ｃに分割されている。各判別領域の位置検出方向での長さは、位相差信号４１の「１つの検出単位」よりも短い。判別領域Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ、その両端よりも内側に、位相差信号４１における隣り合う２つの検出単位間(波と波の間)の境界を多くとも１つ含んでいる。判別領域Ａは、図８に示した回転位置１から回転位置２までの領域であり、判別領域Ｂは回転位置２から回転位置３までの領域である。さらに判別領域Ｃは、回転位置３から回転位置４までの領域である。
【００４７】
図１０のフローチャートを用いて、本実施例における絶対位置演算処理（位置検出方法）について説明する。マイクロコンピュータ２０（演算処理部２３および絶対位置演算部２４）は、コンピュータプログラムに従って本処理を実行する。以下の説明において、Ｓはステップを意味する。
【００４８】
絶対位置演算処理を開始したマイクロコンピュータ２０は、Ｓ０５１にてセンサ２からの位置情報を取得し、Ｓ０５２にて取得した信号に対する信号処理と同期演算を行う。これにより、位相差信号θＸとその波番号ＮＸとが得られる。
【００４９】
次にマイクロコンピュータ２０は、Ｓ０５３にてフォトインタラプタＰＩ＿１、ＰＩ＿２からの分割信号を取得し、Ｓ０５４にて分割信号がどの判別領域を示しているかを判定する。マイクロコンピュータ２０は、図９に示したように、分割信号がＬ、Ｌであれば判別領域をＡと判定してＳ０５６に進み、そうでなければＳ０５５に進む。Ｓ０５５において分割信号がＨ、Ｌであれば判別領域をＢと判定してＳ０５７に進み、そうでなければ（分割信号がＨ、Ｈであれば）判別領域をＣと判定してＳ０５８に進む。
【００５０】
Ｓ０５６では、マイクロコンピュータ２０は、位相差信号θＸの波番号ＮＸを用いて位相差信号θＷの波番号ＮＷを特定（判別）する。この際、マイクロコンピュータ２０は、波番号ＮＸを所定値（所定符号）と比較し、その結果に応じて波番号ＮＷを特定する。具体的には、マイクロコンピュータ２０は、ＮＸが所定値としての７以上であれば、すなわち図９に示した第１波４１ａを示していれば、Ｓ０５９に進んでＮＷ＝０を設定する。ＮＸが所定値としての６以下であれば、すなわち第２波４１ｂを示していれば、Ｓ０６０に進んでＮＷ＝１を設定する。
【００５１】
またＳ０５７でも、マイクロコンピュータ２０は、位相差信号θＸの波番号ＮＸを用いて位相差信号θＷの波番号ＮＷを特定する。マイクロコンピュータ２０は、ＮＸが所定値としての５以上であれば、すなわち第２波４１ｂを示していれば、Ｓ０６１に進んでＮＷ＝１を設定する。ＮＸが４以下であれば、すなわち第３波４１ｃを示していれば、Ｓ０６２に進んでＮＷ＝２を設定する。
【００５２】
さらにＳ０５８でも、マイクロコンピュータ２０は、位相差信号θＸの波番号ＮＸを用いて位相差信号θＷの波番号ＮＷを特定する。マイクロコンピュータ２０は、ＮＸが所定値としての３以上であれば、すなわち第３波４１ｃを示していれば、Ｓ０６３に進んでＮＷ＝２を設定する。ＮＸが２以下であれば、すなわち第４波４１ｄを示していれば、Ｓ０６４に進んでＮＷ＝３を設定する。
【００５３】
こうして現在の位相差信号θＸの波番号ＮＸと位相差信号（θＷ）４１の波番号ＮＷを決定したマイクロコンピュータ２０は、Ｓ０６５にて以下の式（７）により現在の絶対位置θを演算して本処理を終了する。
θ＝（３６０°×１０×ＮＷ＋３６０°×ＮＸ＋θＸ−θＸ０）×３０    （７）
ただし、θＸ０は図９に示した絶対位置検出範囲４０の左端の基準位置を位相差信号θＸで表した位置である。θＸ０は、反射スケール１とセンサ２の取り付け誤差等による誤差成分を含んでいるので、レンズ鏡筒の製造工程においてマイクロコンピュータ２０内の記憶領域に書き込まれている。また、式（７）の末尾の×３０は、機器の電源投入時の絶対位置はθＸで確定させるが、その後の位置変化については図５（ｄ）におけるピッチＰ１より得られるθＺの値により上記で得られた絶対位置θを増減させて絶対位置θとするためにレンジを合わせるためのものである。
【００５４】
本実施例では、ピッチＰ１を０．１ｍｍに設定すると、中位信号である位相差信号θＸの検出単位は検出長さで３ｍｍに相当する。そして、フォトインタラプタＰＩ＿１（３０＿１）は、位相差信号θＸのうち波番号ＮＸが５の波と波番号ＮＸが６の波との間の境界で遮光板３１により信号が変化するように設けられている。ただし、最上位信号である位相差信号θＷの波番号ＮＷを誤判別しない条件は、フォトインタラプタＰＩ＿１の信号の切り替わりが波番号ＮＸが５と６の波のいずれかの波内であればよいので、それらの波間の境界から±３ｍｍの範囲内であればよい。つまり、フォトインタラプタＰＩ＿１と遮光板３１には高い相対位置精度は必要とされない。このことは、フォトインタラプタＰＩ＿２と遮光板３１との相対位置精度についても同様である。
【実施例２】
【００５５】
次に、本発明の実施例２における絶対位置の演算について図１１を用いて説明する。本実施例の位置検出装置は、実施例１（図６）と同じ構成を有し、図７（ａ）、（ｂ）を用いて説明したレンズ鏡筒の回転リング３２の回転位置を検出する。
【００５６】
図１１には、絶対位置検出範囲１４０における第１の信号としての位相信号１４１（１４１ａ〜１４１ｄ）を示している。この位相信号１４１は、図５（ｂ）と図５（ｃ）で得られたピッチＱ１に対する位相信号θＹをその波番号ＮＹにより絶対値化した信号である。位相信号１４１の位相が０〜２７０００°で変化する位置検出方向での範囲が該位相信号１４１の１つの検出単位（第１の相対移動量）である。図１１では、絶対位置検出範囲１４０は位相信号１４１の検出単位の２．３倍の長さを有し、絶対位置検出範囲１４０内には該検出単位（第１〜第４波１４１ａ〜１４１ｄ）間の境界が３つ含まれている。位相信号１４１の波番号をＮＦとすると、位相信号１４１の第１波１４１ａの波番号はＮＦ＝０、第２波１４１ｂの波番号はＮＦ＝１、第３波１４１ｃの波番号はＮＦ＝２、第４波１４１ｄの波番号はＮＦ＝３である。
【００５７】
また、位相信号１４１に重ねて図５（ｄ）に示した第２の信号としての位相信号θＺに対応する波番号ＮＺで位相信号１４１の第１波１４１ａから第４波１４１ｄの判別基準となる境界を波番号ＮＺ（０〜２９９）を両側に表示した縦線で示している。
【００５８】
本実施例では、位相信号θＺの精度で絶対位置を演算する。本実施例でも、絶対位置検出範囲１４０は、実施例１と同様に３つの判別領域Ａ，Ｂ，Ｃに分割されている。各判別領域の位置検出方向での長さは、位相差信号１４１の１つの検出単位よりも短い。判別領域Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ、その両端よりも内側に、位相差信号１４１における隣り合う２つの検出単位（波）間の境界を１つのみ含んでいる。
【００５９】
図１２のフローチャートを用いて、本実施例における絶対位置演算処理について説明する。マイクロコンピュータ２０（演算処理部２３および絶対位置演算部２４）は、コンピュータプログラムに従って本処理を実行する。
【００６０】
絶対位置演算処理を開始したマイクロコンピュータ２０は、Ｓ１５１にてセンサ２からの位置情報を取得し、Ｓ１５２にて取得した信号に対する信号処理と同期演算を行う。これにより、位相信号θＺとその波番号ＮＺとが得られる。
【００６１】
次にマイクロコンピュータ２０は、Ｓ１５３にてフォトインタラプタＰＩ＿１，ＰＩ＿２からの分割信号を取得し、Ｓ１５４にて分割信号がどの判別領域を示しているかを判定する。マイクロコンピュータ２０は、分割信号がＬ，Ｌであれば判別領域をＡと判定してＳ１５６に進み、そうでなければＳ１５５に進む。Ｓ１５５において分割信号がＨ，Ｌであれば判別領域をＢと判定してＳ１５７に進み、そうでなければ（分割信号がＨ，Ｈであれば）判別領域をＣと判定してＳ１５８に進む。
【００６２】
Ｓ１５６では、マイクロコンピュータ２０は、位相信号θＺの波番号ＮＺを用いて位相信号１４１の波番号ＮＦを特定（判別）する。マイクロコンピュータ２０は、ＮＺが所定値（所定符号）としての２１０以上であれば、すなわち図１１に示した第１波１４１ａを示していれば、Ｓ１５９に進んでＮＦ＝０を設定する。ＮＺが所定値としての２０９以下であれば、すなわち第２波１４１ｂを示していれば、Ｓ１６０に進んでＮＦ＝１を設定する。
【００６３】
またＳ１５７でも、マイクロコンピュータ２０は、位相信号θＺの波番号ＮＺを用いて位相信号１４１の波番号ＮＦを特定する。マイクロコンピュータ２０は、ＮＺが所定値としての１５０以上であれば、すなわち第２波１４１ｂを示していれば、Ｓ１６１に進んでＮＦ＝１を設定する。ＮＺが所定値としての１４９以下であれば（第３波１４１ｃを示していれば）、Ｓ１６２に進んでＮＦ＝２を設定する。
【００６４】
さらにＳ１５８でも、マイクロコンピュータ２０は、位相信号θＺの波番号ＮＺを用いて位相信号１４１の波番号ＮＦを特定する。マイクロコンピュータ２０は、ＮＺが所定値としての９０以上であれば、すなわち第３波１４１ｃを示していれば、Ｓ１６３に進んでＮＦ＝２を設定する。ＮＺが所定値としての８９以下であれば、すなわち第４波１４１ｄを示していれば、Ｓ１６４に進んでＮＦ＝３を設定する。
【００６５】
こうして現在の位相信号θＺの波番号ＮＺと位相差信号１４１の波番号ＮＦを決定したマイクロコンピュータ２０は、Ｓ１６５にて以下の式（８）により現在の絶対位置θを演算して本処理を終了する。
θ＝２７０００°×４×ＮＦ＋３６０°×ＮＺ＋θＺ−θＺ０        （８）
ただし、θＺ０は図１１に示した絶対位置検出範囲１４０の左端の基準位置を位相信号θＺで表した位置である。θＺ０は、反射スケール１とセンサ２の取り付け誤差等による誤差成分を含んでいるので、レンズ鏡筒の製造工程においてマイクロコンピュータ２０内の記憶領域に書き込まれている。
【００６６】
絶対位置演算精度を、実施例１のように図５（ｃ）の位相差信号θＸの精度とするか実施例２のように図５（ｄ）の位相信号θＺの精度とするかは、演算負荷、レンズ鏡筒の絶対位置の要求精度または位相信号θＺまで同期演算精度を保証できるか否か等に応じて決めればよい。
【実施例３】
【００６７】
次に、本発明の実施例３である位置検出装置について説明する。実施例１，２では判別領域の分割を、反射スケール１を保持する回転リング３２に設けられた遮光板３１と固定筒に固定されたフォトインタラプタ３０＿１，３０＿２とを用いて行った。これに対して、本実施例では、別の方法で判別領域の分割を行う。絶対位置演算処理については、実施例１または実施例２と同様である。
【００６８】
図１３（ａ），（ｂ）は、本実施例の位置検出装置をレンズ鏡筒に使用した場合の具体的な構成を示す。本図は交換レンズ鏡筒などに搭載されている周知のレンズ移動機構である。２１０は３本の直進溝２１０ａを有する直進案内筒、２１１は３本のカム溝２１１ａを有するカム筒である。２１２はレンズ鏡筒、２１３は３個のカムフォロワーピンであり、レンズ鏡筒２１２に周方向に均等な角度に固定されている。３個のカムフォロワーピン２１３は３直進溝２１０ａと３本のカム溝２１１ａで挟み込まれることでレンズを支持するとともに、カム筒２１１の回転によりレンズ鏡筒を進退させる。
【００６９】
カム筒２１１には、駆動キー２１４を介して回転駆動力が伝達される。カム筒２１１の後端部には、第１の端面２３１ａと、該第１の端面２３１ａとは異なる周方向範囲に設けられて該第１の端面２３１ａよりも一段前側に形成された第２の端面２３１ｂとを有する領域検出リフト部２３１が設けられている。
【００７０】
領域検出リフト部２３１に対向する位置には、マイクロスイッチ２３０＿１，２３０＿２，２３０＿３が不図示の固定筒により保持されている。各マイクロスイッチは、そのスイッチピンが第２の端面２３１ｂに対向した状態ではＬの信号（分割信号）を出力し、スイッチピンが第１の端面２３１ａにより押し込まれることでＨの分割信号を出力する。少なくとも１つの検出部としてのマイクロスイッチ２３０＿１，２３０＿２，２３０＿３と被検出部としての領域検出リフト部２３１は、位置検出方向であるカム筒２１１の回転方向に並んで配置されている。
【００７１】
図１４を用いて、本実施例における絶対位置の演算について説明する。図１４の上側には、絶対位置検出範囲２４０における図５（ａ）に示した位相差信号（θＷ）２４１（２４１ａ〜２４１ｃ）を示している。位相差信号２４１の位相が０〜３６０°で変化する位置検出方向での範囲が該位相差信号２４１の１つの検出単位である。図１４では、絶対位置検出範囲２４０は位相差信号２４１の検出単位の２．３倍の長さを有し、絶対位置検出範囲２４０内には該検出単位（第１〜第３波２４１ａ〜２４１ｃ）間の境界が２つ含まれている。位相差信号２４１の波番号をＮＷとすると、位相差信号２４１の第１波２４１ａの波番号はＮＷ＝０、第２波２４１ｂの波番号はＮＷ＝１、第３波２４１ｃの波番号はＮＷ＝２である。
【００７２】
また、位相差信号２４１に重ねて図５（ｂ）に示した位相差信号θＸにおける隣り合う２つの波間の境界を縦線で示している。境界と境界の間、すなわち位相差信号θＸの検出単位ごとに付された数字０〜９は、位相差信号θＸの波番号ＮＸである。
【００７３】
図１４の下側には、反射スケール１とともに位置検出方向に移動する領域検出リフト部２３１の位置（黒で示す）と、マイクロスイッチ（ＳＷ＿１，ＳＷ＿２，ＳＷ＿３）２３０＿１，２３０＿２，２３０＿３からの分割信号（ＨまたはＬ）とを示している。
【００７４】
本実施例では、位相差信号θＸの精度で絶対位置を演算する。位相差信号θＸは、その波ごとにその位相が０から３６０°まで変化する。絶対位置検出範囲２４０は、領域検出リフト部２３１とマイクロスイッチ２３０＿１，２３０＿２，２３０＿３により５つの判別領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに分割されている。各判別領域の位置検出方向での長さは、位相差信号２４１の１つの検出単位よりも短い。判別領域Ｂ，Ｄはそれぞれ、その両端よりも内側に、位相差信号２４１における隣り合う２つの検出単位（波）間の境界を１つのみ含んでいる。
【００７５】
カム筒２１１の回転位置１と回転位置６が絶対位置検出範囲２４０の両端位置を示す。回転位置１から回転位置２までの間（判別領域Ａ）では、マイクロスイッチ２３０＿１，２３０＿２，２３０＿３が出力する分割信号はそれぞれＨ，Ｈ，Ｌとなる。回転位置２から回転位置３（判別領域Ｂ）ではマイクロスイッチ２３０＿３からの分割信号がＬからＨとなり、マイクロスイッチ２３０＿１，２３０＿２，２３０＿３からの分割信号はそれぞれＨ，Ｈ，Ｈとなる。回転位置３から回転位置４（判別領域Ｃ）ではマイクロスイッチ２３０＿１からの分割信号がＨからＬとなり、マイクロスイッチ２３０＿１，２３０＿２，２３０＿３からの分割信号はそれぞれＬ，Ｈ，Ｈとなる。回転位置４から回転位置５（判別領域Ｄ）ではマイクロスイッチ２３０＿２からの分割信号がＨからＬとなり、マイクロスイッチ２３０＿１，２３０＿２，２３０＿３からの分割信号はそれぞれＬ，Ｌ，Ｈとなる。回転位置５から回転位置６（判別領域Ｅ）ではマイクロスイッチ２３０＿３からの分割信号がＨからＬとなり、マイクロスイッチ２３０＿１，２３０＿２，２３０＿３からの分割信号はそれぞれＬ，Ｌ，Ｌとなる。
【００７６】
図１５のフローチャートを用いて、本実施例における絶対位置演算処理について説明する。マイクロコンピュータ２０（演算処理部２３および絶対位置演算部２４）は、コンピュータプログラムに従って本処理を実行する。
【００７７】
絶対位置演算処理を開始したマイクロコンピュータ２０は、Ｓ２５１にてセンサからの位置情報を取得し、Ｓ２５２にて取得した信号に対する信号処理と同期演算を行う。これにより、位相差信号θＸとその波番号ＮＸとが得られる。
【００７８】
次にマイクロコンピュータ２０は、Ｓ２５３にて、マイクロスイッチ２３０＿１，２３０＿２，２３０＿３からの分割信号を取得し、Ｓ２５４にて分割信号がどの判別領域を示しているかを判定する。マイクロコンピュータ２０は、分割信号がＨ，Ｈ，Ｌであれば判別領域をＡと判定してＳ２６０に進み、そうでなければＳ２５５に進む。マイクロコンピュータ２０は、Ｓ２６０においてＮＷ＝０を設定する。
【００７９】
またマイクロコンピュータ２０は、Ｓ２５５において分割信号がＨ，Ｈ，ＨであればＳ２５８に進み、そうでなければＳ２５６に進む。マイクロコンピュータ２０は、Ｓ２５６において分割信号がＬ，Ｈ，Ｈであれば判別領域をＣと判定してＳ２６３に進んでＮＷ＝１を設定し、そうでなければＳ２５７に進む。マイクロコンピュータ２０は、Ｓ２５７において分割信号がＬ，Ｌ，ＨであればＳ２５９に進み、そうでなければ判別領域をＥと判定してＳ２６６に進んでＮＷ＝２を設定する。
【００８０】
Ｓ２５８では、マイクロコンピュータ２０は、位相差信号θＸの波番号ＮＸを用いて位相差信号θＷの波番号ＮＷを特定（判別）する。マイクロコンピュータ２０は、ＮＸが所定値（所定符号）としての５以上であれば、すなわち図１１に示した第１波２４１ａを示していれば、Ｓ２６１に進んでＮＷ＝０を設定する。ＮＸが所定値としての４以下であれば、すなわち第２波２４１ｂを示していれば、Ｓ２６２に進んでＮＷ＝１を設定する。
【００８１】
またＳ２５９でも、マイクロコンピュータ２０は、位相差信号θＸの波番号ＮＸを用いて位相差信号θＷの波番号ＮＷを特定する。マイクロコンピュータ２０は、ＮＸが所定値としての５以上であれば、すなわち第２波２４１ｂを示していれば、Ｓ２６４に進んでＮＷ＝１を設定する。ＮＸが４以下であれば、すなわち第３波２４１ｃを示していれば、Ｓ２６５に進んでＮＷ＝２を設定する。
【００８２】
こうして現在の位相差信号θＸの波番号ＮＸと位相差信号（θＷ）２４１の波番号ＮＷを決定したマイクロコンピュータ２０は、Ｓ２６７にて実施例１にて説明した式（７）により現在の絶対位置θを演算して本処理を終了する。なお、実施例１と同様に、式（７）におけるθＸ０は図１４に示した絶対位置検出範囲２４０の左端の基準位置を位相差信号θＸで表した位置である。
【００８３】
本実施例は、実施例１と比較すると同一の長さの検出範囲の分割数を３から５分割に増やしているために上位信号の境界を含む２番目と４番目の領域での判定の所定値である波番号ＮＸ＝５に対して判別領域の両側の境界は波番号ＮＸ＝７および２に設定している。実施例１よりも境界位置に余裕があるので設定精度を緩くすることが可能である。実施例１では図７に示すように領域の判定を反射スケール１が固定されている回転リング３２に一体的に設けられた遮光板３１とフォトインタラプタ３０＿１および３０＿２により行った。しかし、スペース上の理由などで遮光板３１とフォトインタラプタ３０＿１および３０＿２が回転リング３２に設けられない場合に、本実施例のように他の部分で領域の判定を行うと間に介在する部材の機械的な精度やガタなどによってその精度は実施例１の例よりも低下してしまう。しかし、本実施例では領域の判定精度を緩くしているので反射スケールが取り付けられている部材ではないところで領域分割しても十分に誤検出を防止可能である。
【実施例４】
【００８４】
次に本発明の実施例４について説明する。図１６（ａ），（ｂ）は、本実施例の位置検出装置を交換レンズやカメラに用いられるレンズ鏡筒に使用した場合の具体的な構成を示す。レンズ鏡筒は、レンズ３００を保持するレンズ保持枠３１２と、該レンズ保持枠３１２を光軸方向にガイドするガイドバー３１０と、ガイドバー３１０回りでのレンズ保持枠３１２の回転を阻止する回転阻止バー３１１とを有する。
【００８５】
レンズ保持枠３１２には、反射スケール３０１が光軸方向に延びるように固定されている。不図示の固定筒のうち反射スケール３０１に対向する位置には、センサ３０２が固定されている。反射スケール３０１とセンサ３０２は、実施例１と同様に構成されている。
【００８６】
さらに固定筒には、フォトインタラプタ（ＰＩ）３３０が固定され、レンズ保持枠３１２には遮光板３３１が一体的に設けられている。図１６（ａ）では、フォトインタラプタ３３０の発光部と受光部との間に遮光板３３１が入り込んでおらず透光状態になっている。図１６（ｂ）では、レンズ保持枠３１２が光軸方向のうち図中の矢印方向に移動することで、フォトインタラプタ３３０の発光部と受光部との間に遮光板３３１が入り込んで遮光状態になっている。
【００８７】
図１７を用いて、本実施例における絶対位置の演算について説明する。図１７の上側には、絶対位置検出範囲３４０における図５（ａ）に示した位相差信号（θＷ）３４１（３４１ａ〜３４１ｃ）を示している。位相差信号３４１の位相が０〜３６０°で変化する位置検出方向での範囲が該位相差信号３４１の１つの検出単位である。図１７では、絶対位置検出範囲３４０は位相差信号３４１における検出単位の１．５倍の長さを有し、絶対位置検出範囲３４０内には該検出単位（第１〜第３波３４１ａ〜３４１ｃ）間の境界が２つ含まれている。絶対位置検出範囲３４０内に位相差信号３４１の３つの検出単位が含まれている。位相差信号３４１の波番号をＮＷとすると、位相差信号３４１の第１波３４１ａの波番号はＮＷ＝０、第２波３４１ｂの波番号はＮＷ＝１、第３波３４１ｃの波番号はＮＷ＝２である。
【００８８】
また、位相差信号３４１に重ねて、図５（ｂ）に示した中位信号としての位相差信号θＸにおける隣り合う２つの波間の境界を縦線で示している。境界と境界の間、すなわち位相差信号θＸの検出単位ごとに付された数字０〜９は、位相差信号θＸの波番号ＮＸである。
【００８９】
図１７の下側には、反射スケール１とともに位置検出方向に移動する遮光板３３１の位置（黒で示す）と、フォトインタラプタ３３０からの分割信号（ＨまたはＬ）とを示している。
【００９０】
本実施例では、位相差信号θＸの精度で絶対位置を演算する。位相差信号θＸは、その波ごとにその位相が０から３６０°まで変化する。絶対位置検出範囲３４０は、遮光板３３１とフォトインタラプタ３３０により２つの判別領域Ａ，Ｂに分割されている。各判別領域の位置検出方向での長さは、位相差信号３４１の１つの検出単位よりも短い。判別領域Ａ，Ｂはそれぞれ、その両端よりも内側に、位相差信号３４１における隣り合う２つの検出単位（波）間の境界を１つのみ含んでいる。
【００９１】
図１８のフローチャートを用いて、本実施例における絶対位置演算処理について説明する。マイクロコンピュータ２０（演算処理部２３および絶対位置演算部２４）は、コンピュータプログラムに従って本処理を実行する。
【００９２】
絶対位置演算処理を開始したマイクロコンピュータ２０は、Ｓ４５１にてセンサ３０２からの位置情報を取得し、Ｓ４５２にて取得した信号に対する信号処理と同期演算を行う。これにより、位相差信号θＸとその波番号ＮＸとが得られる。
【００９３】
次にマイクロコンピュータ２０は、Ｓ４５３にてフォトインタラプタ３３０からの分割信号を取得し、次のＳ４５４では該分割信号がどの判別領域を示しているかを判定する。マイクロコンピュータ２０は、図１７に示したように、分割信号がＬであれば判別領域をＡと判定してＳ４５５に進み、そうでなければ判別領域をＢと判定してＳ４５６に進む。
【００９４】
Ｓ４５５では、マイクロコンピュータ２０は、位相差信号θＸの波番号ＮＸを用いて位相差信号θＷの波番号ＮＷを特定（判別）する。マイクロコンピュータ２０は、ＮＸが所定値（所定符号）としての７以上であれば、すなわち図１７に示した第１波３４１ａを示していれば、Ｓ４５７に進んでＮＷ＝０を設定する。ＮＸが所定値としての６以下であれば、すなわち第２波３４１ｂを示していれば、Ｓ４５８に進んでＮＷ＝１を設定する。
【００９５】
またＳ４５６でも、マイクロコンピュータ２０は、位相差信号θＸの波番号ＮＸを用いて位相差信号θＷの波番号ＮＷを特定する。マイクロコンピュータ２０は、ＮＸが所定値としての５以上であれば、すなわち第２波３４１ｂを示していれば、Ｓ４５９に進んでＮＷ＝１を設定する。ＮＸが４以下であれば、すなわち第３波３４１ｃを示していれば、Ｓ４６０に進んでＮＷ＝２を設定する。
【００９６】
こうして現在の位相差信号θＸの波番号ＮＸと位相差信号（θＷ）３４１の波番号ＮＷを決定したマイクロコンピュータ２０は、Ｓ４６１にて実施例１にて説明した式（７）により現在の絶対位置θを演算して本処理を終了する。なお、実施例１と同様に、式（７）におけるθＸ０は図１７に示した絶対位置検出範囲３４０の左端の基準位置を位相差信号θＸで表した位置である。
【００９７】
以上説明した実施例１〜４によれば、可動部材（３２,２１１,３１２）の移動量が制限されることなく、高精度に可動部材の絶対位置を検出することができる。
【００９８】
実施例１〜４では、可動部材にスケールを固定し、固定部材にセンサを固定した場合について説明したが、固定部材にスケールを固定し、可動部材にセンサを固定してもよい。また、実施例１〜４では、スケールとして反射スケールを用いる場合について説明したが、透過スケールを用いてもよい。また、分割手段は、実施例１〜４にて例示したものに限られず、絶対位置検出範囲を複数の判別領域に分割する分割信号を生成することができるものであれば、その構成は問わない。
【００９９】
また、実施例１〜４では、第２の信号の検出単位（波）ごとに符号としての番号（波番号）を付す場合について説明したが、符号は必ずしも番号でなくてもよく、検出単位ごとに異なっていればよい。
【０１００】
さらに、実施例１〜４は交換レンズやカメラ等の光学機器に用いられるレンズ鏡筒について説明したが、本発明の他の実施例には光学機器以外の各種装置を含む。
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【０１０１】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  反射スケール
２  センサ
２０  マイクロコンピュータ
３０＿１，３０＿２  フォトインタラプタ
３１  遮光板
３２  回転リング
２１１  カム筒
２３０＿１，２３０＿２，２３０＿３  マイクロスイッチ
２３１  領域検出リフト部
【図１】
2020034273.tif 000003
【図２】
2020034273.tif 000004
【図３】
2020034273.tif 000005
【図４】
2020034273.tif 000006
【図５】
2020034273.tif 000007
【図６】
2020034273.tif 000008
【図７】
2020034273.tif 000009
【図８】
2020034273.tif 000010
【図９】
2020034273.tif 000011
【図１０】
2020034273.tif 000012
【図１１】
2020034273.tif 000013
【図１２】
2020034273.tif 000014
【図１３】
2020034273.tif 000015
【図１４】
2020034273.tif 000016
【図１５】
2020034273.tif 000017
【図１６】
2020034273.tif 000018
【図１７】
2020034273.tif 000019
【図１８】
2020034273.tif 000020