(57)【要約】  受光素子の受光面の長さ寸法に応じて、固定スリットプレートに設ける光透過スリットの数を最大限増やすことができて、歪みの少ない出力信号を得ることができる光学式エンコーダ装置を提供する。可動スリットプレート３は、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリット（光を透過する部分）Ｓ１とスリット幅が電気角で１８０°の複数の非光透過スリットＳ２（光を透過しない部分）とが交互に並んで形成された可動側スリット列Ｒ１を有する。また固定スリットプレート４は、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリットＳ３とスリット幅が電気角で（３６０×ｋ−１８０）°の複数の非光透過スリットＳ４とが交互に並んで形成された固定側スリット列Ｒ２を有する。係数ｋを、ｋ＝１±［１／３ｎ］を満たす値である。但しｎは、光透過スリットＳ３の数である。
2009110604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、前記発光素子と対向するように配置された受光素子と、
前記発光素子と前記受光素子との間に配置され、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリットとスリット幅が電気角で１８０°の複数の非光透過スリットとを有し且つ前記光透過スリットと前記非光透過スリットとが移動方向に交互に並んで形成された可動側スリット列を備えた可動スリットプレートと、
前記発光素子と前記受光素子との間に配置され、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリットとスリット幅が電気角で（３６０×ｋ−１８０）°の複数の非光透過スリットとを有し且つ前記光透過スリットと前記非光透過スリットとが交互に並んで形成された固定側スリット列を備えた固定スリットプレートとからなり、
前記固定スリットプレートに形成された前記複数の光透過スリットの数をｎ（５以上の整数）としたときに、前記ｋを、ｋ＝１±［１／３ｎ］を満たす値としたことを特徴とする光学式エンコーダ装置。
【請求項２】
発光素子と、前記発光素子と対向するように配置された受光素子と、
前記発光素子と前記受光素子との間に配置され、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリットとスリット幅が電気角で１８０°の複数の非光透過スリットとを有し且つ前記光透過スリットと前記非光透過スリットとが移動方向に交互に並んで形成された可動側スリット列を備えた可動スリットプレートと、
前記発光素子と前記受光素子との間に配置され、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリットとスリット幅が電気角で（３６０×ｋ−１８０）°の複数の非光透過スリットとを有し且つ前記光透過スリットと前記非光透過スリットとが前記移動方向に交互に並んで形成された２個の固定側スリット列を備え、前記２個の固定側スリット列が前記移動方向と直交する幅方向に並設されている固定スリットプレートとからなり、
前記ｋを、ｋ＝１±［１／３ｎ］を満たす値とし、
前記固定スリットプレートに形成された前記複数の光透過スリットの合計数をｎ（５以上の整数）とし、またｎ＝２ｑ−ｒ（但し、ｑは２以上の整数、ｒは０以上ｑ未満の整数）としたときに、前記２個の固定側スリット列は、前記ｒが０のときには、全てｑ個の前記光透過スリットを有しており、前記ｒが０では無いときには、１つの前記固定側スリット列がｑ個の前記光透過スリットを有し且つ残りの１個の前記固定側スリット列がｒ個の前記光透過スリットを有しており、
前記２個の固定側スリット列は、（３６０−３６０×ｋ）×（ｑ−ｒ）°前記移動方向にずれた位置関係にあることを特徴とする光学式エンコーダ装置。
【請求項３】
発光素子と、前記発光素子と対向するように配置された受光素子と、
前記発光素子と前記受光素子との間に配置され、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリットとスリット幅が電気角で１８０°の複数の非光透過スリットとを有し且つ前記光透過スリットと前記非光透過スリットとが移動方向に交互に並んで形成された可動側スリット列を備えた可動スリットプレートと、
前記発光素子と前記受光素子との間に配置され、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリットとスリット幅が電気角で（３６０×ｋ−１８０）°の複数の非光透過スリットとを有し且つ前記光透過スリットと前記非光透過スリットとが前記移動方向に交互に並んで形成されたｍ個（ｍは３以上の整数）の固定側スリット列を備え、前記ｍ個の固定側スリット列が前記移動方向と直交する幅方向に並設されている固定スリットプレートとからなり、
前記ｋを、ｋ＝１±［１／３ｎ］を満たす値とし、
前記固定スリットプレートに形成された前記複数の光透過スリットの合計数をｎ（５以上の整数）とし、また、
【数１２】
2009110604.tif 000015
としたときに、前記ｍ個の固定側スリット列は、前記ｒxが０のときには、全てｑ個の前記光透過スリットを有しており、前記ｒxが０では無いときには、固定側スリット列がｑ−ｒx個の前記光透過スリットを有しており、
前記ｍ個の固定側スリット列は、（３６０−３６０×ｋ）×（ｑ−ｒx）°ずつ前記移動方向にずれた位置関係にあるｍ種類の固定側スリット列が組み合わされて構成されていることを特徴とする光学式エンコーダ装置。
【請求項４】
前記幅方向に隣り合う二つの光透過スリットが連続している請求項２または３に記載の光学式エンコーダ。
【請求項５】
前記受光素子から出力される光学的信号を電気的に逓倍する逓倍回路を備えている請求項１，２または３に記載の光学式エンコーダ装置。
【請求項６】
前記固定スリットプレートの前記固定側スリット列の長さ寸法が、前記受光素子の受光面の使用可能な長さ寸法に最大限近い値になるように、前記ｎが定められている請求項１に記載の光学式エンコーダ装置。
【請求項７】
前記固定スリットプレートの前記固定側スリット列の長さ寸法が、前記受光素子の受光面の使用可能な長さ寸法に最大限近い値になるように、前記ｎ，ｍ及びｑが定められている請求項２または３に記載の光学式エンコーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歪の少ない出力信号を得ることができる光学式エンコーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光学式エンコーダ装置では固定スリットプレートの光透過スリットのピッチが３６０°であり出力信号に歪が多く、検出精度が悪くなる問題がある。そこで特開２００７−２１８６０３号公報（特許文献１）には、歪の少ない出力信号を得ることができる光学式エンコーダ装置の公知例が示されている。この公知の光学式エンコーダ装置では、固定スリットプレートに設けられているスリットパターンを、可動スリットプレートのスリットのピッチＰに対して１／１２の位相差をもち、４の倍数の数の光透過スリットを１つのユニットとして、第１の光透過スリットを基準として、第１と第２の光透過スリットの間の位相をＰ／１２ずらし、第２と第３の光透過スリットの間の位相をＰ／６ずらし、第３と第４の光透過スリットの間の位相をＰ／４ずらしている。【０００３】
特開昭６０−４２６２６号公報（特許文献２）には、３次高調波を打ち消すために、２つのスリット間に１／６の位相差を持たせた光学式エンコーダを示している。【０００４】
特許第２５３９２６９号公報（特許文献３）には、３次高調波及び５次高調波を打ち消すために、２つのスリット間またはスリットグループ間に１／６や１／１０の位相差を持たせた光学式エンコーダを示している。【０００５】
特許第３１８４４１９号公報（特許文献４）では、２のｎ乗個以上のスリットを用いてｎ種類の次数の高調波を打ち消すようにしている。
【特許文献１】特開２００７−２１８６０３号公報
【特許文献２】特開昭６０−４２６２６号公報
【特許文献３】特許第２５３９２６９号公報
【特許文献４】特許第３１８４４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の光学式エンコーダ装置では、４つの光透過スリットを１つのユニットとして、固定スリットプレートに複数の光透過スリットを設ける必要がある。そのため受光素子の受光面の長さ寸法が、例えば７つの光透過スリットに対応して受光できる長さ寸法を有している場合でも、固定側スリットには、４つの光透過スリットしか形成できない。そのため受光素子の機能を有効に活用できない問題がある。【０００７】
また特許文献１乃至４の技術では、固定側スリットプレートに設ける光透過スリットの数を所定の数にする必要があり、有限長の受光素子を考えた場合、必要な光透過スリットを配置できない場合や、逆に受光素子の長さが無駄に長くなる問題があった。また従来の技術では、例えば、配置できる光透過スリットが５個より少ない数の場合、歪み率（ここでは２１次までの高調波の割合の２乗平均）は１．５％以上残る。【０００８】
本発明の目的は、受光素子の受光面の長さ寸法に応じて、固定スリットプレートに設ける光透過スリットの数を最大限増やすことができて、しかも歪みの少ない出力信号を得ることができる光学式エンコーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願第１の発明の光学式エンコーダ装置は、発光素子と、発光素子と対向するように配置された受光素子と、発光素子と受光素子との間に配置される可動スリットプレート及び固定スリットプレートとを有する。可動スリットプレートは、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリットとスリット幅が電気角で１８０°の複数の非光透過スリットを有し且つ光透過スリットと非光透過スリットとが移動方向に交互に並んで形成された可動側スリット列を備える。光透過スリットは、光が透過すればよく、貫通孔に限定されるものではなく、光透過性を有する基板に光透過用の複数の窓部を形成することにより光透過スリットを設けても良い。また非光透過スリットとは、物理的なスリットが存在しなければならい訳ではなく、光が透過しない部分が存在すればよい。例えば、光透過性を有する基板上に光を透過しない膜を形成して非光透過スリットを形成することができる。さらに本願明細書において、「移動方向」とは、可動スリットプレートが固定スリットプレートに対しして移動する方向を意味する。また固定スリットプレートは、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリットとスリット幅が電気角で（３６０×ｋ−１８０）°の複数の非光透過スリットとが交互に並んで形成された固定側スリット列を有する。特に本発明では、固定スリットプレートに形成された光透過スリットの数をｎ（５以上の整数）としたときに、係数ｋを、ｋ＝１±［１／３ｎ］を満たす値とする。【００１０】
本発明によれば、光透過スリットが５以上であれば、係数ｋによって定まる非光透過スリットのスリット幅＝（３６０×ｋ−１８０）°を介して光透過スリットを並べることにより、受光素子の受光面を最大限利用できる数の光透過スリットを固定スリットプレートに形成することができる。そのため本発明によれば、歪みの少ない出力信号を得ることができ、４つの光透過スリットを１ユニットとして形成しなければならない特許文献１の光学式エンコーダ装置と比べて、受光素子の受光面の長さ寸法に応じて、固定スリットプレートに設ける光透過スリットの数を最大限増やすことができる。【００１１】
したがって固定スリットプレートの固定側スリット列の長さ寸法が、受光素子の受光面の使用可能な長さ寸法に最大限近い値になるようにｎを定めると、受光素子の利用率を最大にすることができる。【００１２】
また受光素子の出力波形の歪み率が小さくなれば、受光素子から出力される光学的信号を電気的に逓倍する逓倍回路を備えている場合に、逓倍精度を高くすることができるので、特に本発明は逓倍回路を備える光学式エンコーダ装置に適している。【００１３】
本願第２の発明は、固定側スリット列を２つ並設することにより、課題を解消する。そこで第２の発明では、固定スリットプレートを、発光素子と受光素子との間に配置され、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリットとスリット幅が電気角で（３６０×ｋ−１８０）°の複数の非光透過スリットとを有し且つ光透過スリットと非光透過スリットとが可動スリットプレートの移動方向に交互に並んで形成された２個の固定側スリット列を用いる。２個の固定側スリット列は、移動方向と直交する幅方向に並設されている。この場合は、ｋを、ｋ＝１±［１／３ｎ］を満たす値とする。そして固定スリットプレートに形成された複数の光透過スリットの合計数をｎ（５以上の整数）とする。またｎ＝２ｑ−ｒ（但し、ｑは２以上の整数、ｒは０以上ｑ未満の整数）としたときに、２個の固定側スリット列は、ｒが０のときには、全てが（２個の固定側スリット列ともに）ｑ個の光透過スリットを有している。またｒが０では無いときには、１つの固定側スリット列がｑ個の光透過スリットを有し且つ残りの１個の固定側スリット列がｑ−ｒ個の光透過スリットを有している。さらに２個の固定側スリット列は、（３６０−３６０×ｋ）×（ｑ−ｒ）°移動方向にずれた位置関係にある。【００１４】
第２の発明のように固定側スリット列を２列並設すると、受光素子の受光面の使用可能な長さ方向の寸法を短くすることができる。また受光素子の受光面の長さ寸法及び幅寸法を最大限利用して、受光素子の利用率を最大にすることができる。【００１５】
本願第３の発明では、固定側スリット列を３個以上並設することにより、課題を解消する。そこで第３の発明では、固定スリットプレートに、発光素子と受光素子との間に配置され、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリットとスリット幅が電気角で（３６０×ｋ−１８０）°の複数の非光透過スリットとを有し且つ光透過スリットと非光透過スリットとが可動スリットプレートの移動方向に交互に並んで形成されたｍ個（ｍは３以上の整数）の固定側スリット列を設ける。そしてｍ個の固定側スリット列を移動方向と直交する幅方向に並設する。【００１６】
第３の発明では、ｋを、ｋ＝１±［１／３ｎ］を満たす値とする。また固定スリットプレートに形成された複数の光透過スリットの合計数をｎ（５以上の整数）とする。そして、
【数１】
2009110604.tif 000003
【００１７】
としたときに、ｍ個の固定側スリット列は、ｒxが全て０のときには、全てｑ個の光透過スリットを有している。またｒxが０では無いときには、固定側スリット列がｑ−ｒx個の光透過スリットを有する。そしてｍ個の固定側スリット列は、（３６０−３６０×ｋ）×（ｑ−ｒx）°ずつ移動方向にずれた位置関係にあるｍ種類の固定側スリット列が組み合わされて構成されている。【００１８】
第２及び第３の発明において、可動スリットプレート側に設ける光透過スリットは、第１の発明と同様に構成すればよい。【００１９】
第３の発明によれば、第２の発明と同様に、受光素子の受光面の使用可能な長さ方向の寸法を短くすることができる。また受光素子の受光面の長さ寸法及び幅寸法を最大限利用して、受光素子の利用率を最大にすることができる。【００２０】
第２の発明及び第３の発明共に、幅方向に隣り合う二つの光透過スリットが分離していても、また連続していてもよい。隣り合う２つの光透過スリットが分離していても、連続していても、隣り合う２つの光透過スリットを透過した光は同一の受光素子で受光するため、支障無く信号処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】光学式エンコーダ装置の一例を概略的に示す斜視図である。
【図２】本実施の形態で用いるスリット間隔を変更した固定スリットプレートの概念図である。
【図３】理想光学系での可動スリットプレートの光透過スリットの変位量と透過する光の量の関係を示す図である。
【図４】光透過スリットｎの数が６〜９のときのピッチ（スリット間隔）の係数ｋと３次高調波の振幅との関係を示す図である。
【図５】１つの光透過スリットあたりの可動スリットプレート側の光透過スリットの変位量と透過する光の量の関係を示す図である。
【図６】第２の発明の実施の形態で用いる固定側スリットプレートの一例を示す図である。
【図７】第２の発明の他の実施の形態で用いる固定側スリットプレートの一例を示す図である。
【図８】第３の発明の実施の形態で用いる固定側スリットプレートの一例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下図面を参照して、本発明の光学式エンコーダ装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本願第１の発明の光学式エンコーダ装置の実施の形態の一例を概略的に示す斜視図である。図１においては、符号１で示した部材は、発光ダイオード等からなる発光素子であり、符号２で示した部材は、光信号を電気信号に変換して出力する機能を有する半導体基板からなる受光素子である。発光素子１と受光素子（光電変換素子）２との間には、可動スリットプレート３と、図示しない固定部に固定された固定スリットプレート４とが配置されている。なお図１においては、可動スリットプレート３は矩形状プレートであるが、円板状の回転する可動スリットプレートにも本発明を適用できるのは勿論である。また本実施の形態では、受光素子２から出力される電気信号を電気的に逓倍する逓倍回路５が設けられている。このような構成において、発光素子１から平行光束を照射すると、可動スリットプレート３及び固定スリットプレート４の後述する光透過スリットＳ１及びＳ３を透過した光が受光素子２に入射する。そして、受光素子２は入射光をその光強度に応じた電気信号に変換して出力する。この電気信号は、可動スリットプレート３及び固定スリットプレート４の光透過スリットＳ１及びＳ３を透過する光量が変化することにより得られるものである。【００２３】
可動スリットプレート３は、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリット（光を透過する部分）Ｓ１とスリット幅が電気角で１８０°の複数の非光透過スリットＳ２（光を透過しない部分）とが交互に並んで形成された可動側スリット列Ｒ１を有する。また固定スリットプレート４は、図２に概念的にスリットパターン（ｋ＜１の場合）を示すように、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリットＳ３とスリット幅が電気角で（３６０×ｋ−１８０）°の複数の非光透過スリットＳ４とが交互に並んで形成された固定側スリット列Ｒ２を有する。ここで固定スリットプレート４に形成された光透過スリットＳ３の数をｎ（５以上の整数）としたときに、係数ｋは、ｋ＝１±［１／３ｎ］を満たす値である。後に詳しく説明するように光透過スリットＳ３が５以上であれば、係数ｋによって定まる非光透過スリットＳ４のスリット幅＝（３６０×ｋ−１８０）°を介して光透過スリットを並べることにより、受光素子２の受光面２Ａを最大限利用できる数の光透過スリットを固定スリットプレートに形成することができる。別の見方をすると、本発明では、図２に示すように、光透過スリットＳ３のピッチ（２つの光透過スリットＳ３の中心間の距離）を３６０×ｋ°としている。このようにした結果、特許文献１に示された４つの光透過スリットを１ユニットとして形成しなければならない従来の光学式エンコーダ装置と比べて、本実施の形態によれば、受光素子２の受光面２Ａの長さ寸法に応じて、固定スリットプレート４に設ける光透過スリットＳ３の数を最大限増やすことができる。【００２４】
以下に係数ｋを定めた根拠と本実施の形態の作用について説明する。本実施の形態のように高パルス化するために逓倍回路５を用いる場合には、逓倍に用いる信号は正弦波に近いことが求められている。しかし、理想光学系では可動スリットプレート３の光透過スリットＳ１を透過する光の量は直線的に変化するため、得られる信号は三角波になる。図３に理想光学系での可動スリットプレート３の光透過スリットＳ１の変位量と透過する光の量の関係を示す。この三角波は可動スリットプレート３の光透過スリットＳ１及び非光透過スリットＳ２のスリット幅を１周期（電気角で３６０°）とすると下記式（１）のように表すことができる。
【数２】
2009110604.tif 000004
【００２５】
上記式において、基本波成分に対する３次成分は約１１％，５次成分は約４％、７次成分は約２％の振幅を持つ。これは歪み率（ここでは２１次までの高調波の割合の２乗平均）で表すと１１．９８％にあたる。ここで一般的な光学式エンコーダ装置で用いる固定スリットプレートのように、光透過スリット及び非光透過スリットのスリット幅を１８０°とし、隣り合う２つの光透過スリットの間のピッチを３６０°とした固定スリットプレートを考える。またこの場合、可動スリットプレートの光透過スリットと非光透過スリットのスリット幅をそれぞれ１８０°とし、２つの光透過スリットのピッチを３６０°とした可動スリットプレートを用いるものとする。このような一般的な光学式エンコーダ装置では、光透過スリットと非光透過スリットの間隔は等しく、位相差を持たないため合成される信号は下記式（２）に示すとおり単純にスリットの数（ｎ）倍したものとなる。
【数３】
2009110604.tif 000005
【００２６】
ここで、上記式（２）における３次成分を打消すことを考える。図２に示した本実施の形態で用いるスリット間隔を変更した固定スリットプレートでは、光透過スリットＳ３の間隔即ちピッチを一定の割合ｋを用いて３６０×ｋ°に変更する。図２はＫ＜１の場合を示している。この場合、各光透過スリットＳ３を光が透過して得られる信号は、固定側スリット列Ｒ２の中央の光透過スリットＳ３を光が透過して得られる信号に対して、中央の光透過スリットからの距離に応じた位相差を持つ。そのため合成される信号は下記式（３）のように表せる（ｎ＝９）。
【数４】
2009110604.tif 000006
【００２７】
またスリット数ｎが偶数の場合も同様に、合成される信号は、下記式（４）のように表せる（ｎ＝８）。
【数５】
2009110604.tif 000007
【００２８】
ここで、上記式（３）と式（４）を高次成分ごとにまとめると、下記式（５）及び式（６）のようになる。
【数６】
2009110604.tif 000008
【数７】
2009110604.tif 000009
【００２９】
上記式（５）及び式（６）より、光透過スリットＳ３の数がｎの場合において、Ｎ次成分の振幅Ａ（Ｎ）は、ｎが奇数の場合は下記式（７）のようになり、ｎが偶数の場合は下記式（８）のようになる。
【数８】
2009110604.tif 000010
【数９】
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【００３０】
図４に光透過スリットｎの数が６〜９のときのピッチ（スリット間隔）の係数ｋと３次高調波の振幅との関係を示す。上記式（７）及び式（８）からも判るが、図４に示すように各次数の振幅はｋに対して周期的に変化し、その周期はＮに反比例する。３次成分を打消すためには、Ｎ＝３のとき、式（７）及び式（８）が０になるようにｋを定めればよい。ただし、逓倍の信号には高調波成分が少ないだけでなく、振幅が大きいことが求められるので、ｋが１に近くなるようにする必要がある。その場合は、ｋを式（９）で定めればよい。
【数１０】
2009110604.tif 000012
【００３１】
上記式（９）から、３次高調波を打消すｋは、例えばｎ＝９のとき、ｋ＝０．９６３，１．０３７となる。この場合、基本波の振幅がｋ＝１に対して８２．９％になるものの、基本波に対し３次高調波は０％，５次高調波は約０．８５％、７次高調波は約０．３３％の振幅になり、前記歪み率は０．９２％となる。図５にこの場合の１つの光透過スリットＳ３あたりの可動スリットプレート側の光透過スリットＳ１の変位量と透過する光の量の関係を示す。図５を見る限り、光の量の変化は正弦波と区別がつかないことが判る。下記表１に、上記式（９）を用いてｋを定めたときの光透過スリットＳ３の数ｎと出力波形の歪み率（ここでは２１次までの高調波の割合の２乗平均）及び基本波の振幅を示す。
【表１】
2009110604.tif 000013
【００３２】
表１から判るように、光透過スリットＳ３の数ｎが増えるほど歪み率は減少し、ｎ＝５で約１．２５％になる。基本波の振幅も光透過スリットＳ３の数ｎが増えると減少する。表１の結果から、最も影響のある３次高調波を除くために、ｋ＝１±［１／３ｎ］の式を用いてｎ＝５以上のときの係数ｋの値を計算したものを用いると、歪み率を約１．５％以下にすることができることが分かる。本発明は、この結果に基づいてなされたものである。【００３３】
本発明では、係数ｋによって定まる非光透過スリットのスリット幅＝（３６０×ｋ−１８０）°を介して光透過スリットを並べるだけでよいため、特に光透過スリットの数の制限を受けることがない。そのため受光素子の受光面を最大限利用できる数の光透過スリットを固定スリットプレートに形成することができることが分かる。そのため本発明によれば、歪みの少ない出力信号を得ることができ、しかも所定の数の光透過スリットを１ユニットとして形成しなければならない従来の光学式エンコーダ装置と比べて、受光素子２の受光面２Ａの長さ寸法に応じて、固定スリットプレート４に設ける光透過スリットＳ３の数を最大限増やすことができる。【００３４】
なお、上記実施の形態は、リニア型の光学式エンコーダ装置について述べたが、ロータリ型のエンコーダ装置にも本発明を適用できるのは勿論である。また可動スリットプレートと固定スリットプレートの位置関係を変えても同様の効果が得られる。【００３５】
図６には、本願第２の発明の実施の形態で用いる固定側スリットプレートの一例を示している。第２の発明は、固定側スリット列を２つ並設することにより、第１の発明と同様に、課題を解消する。図６には、第２の発明の一実施の形態で用いる固定スリットプレート４０の構成を示している。この固定スリットプレート４０も、発光素子と受光素子との間に配置される。可動スリットプレートは、図１の可動スリットプレート３と同じ構成のものを用いることができる。すなわち、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリットとスリット幅が電気角で１８０°の複数の非光透過スリットとを有し且つ光透過スリットと非光透過スリットとが移動方向に交互に並んで形成された可動側スリット列を備えた可動スリットプレートを用いる。固定スリットプレート４０は、スリット幅が電気角で１８０°の複数（６個）の光透過スリットＳ３１及びＳ３２とスリット幅が電気角で（３６０×ｋ−１８０）°の複数（４個）の非光透過スリットＳ４１及びＳ４２を有している。固定スリットプレート４０は、光透過スリットと非光透過スリットとが可動スリットプレートの移動方向に交互に並んで形成された２個の固定側スリット列Ｒ２１及びＲ２２を用いる。２個の固定側スリット列Ｒ２１及びＲ２２は、可動スリットプレートの移動方向と直交する幅方向に並設されている。２個の固定側スリット列Ｒ２１及びＲ２２は、幅方向に隣り合う二つの光透過スリットＳ３１及びＳ３２が、連続している。【００３６】
この実施の形態では、ｋを、ｋ＝１±［１／３ｎ］を満たす値とする。そして固定スリットプレート４０に形成された複数の光透過スリットＳ３１及びＳ３２の合計数をｎ（５以上の整数）とする［図６の例では、ｎ＝６］。またｎ＝２ｑ−ｒ（但し、ｑは２以上の整数、ｒは０以上ｑ未満の整数）としたときに、図６の例では、２個の固定側スリット列Ｒ２１及びＲ２２は、ｒが０のときに該当し、それぞれが（２個の固定側スリット列Ｒ２１及びＲ２２ともに）ｑ個［図６の例では、ｑ＝３］の光透過スリットＳ３１及びＳ３２を有している。【００３７】
２個の固定側スリット列Ｒ２１及びＲ２２は、（３６０−３６０×ｋ）（ｑ−ｒ）°移動方向にずれた位置関係にある。このように固定側スリット列Ｒ２１及びＲ２２を２列並設すると、受光素子の受光面の使用可能な長さ方向の寸法を短くすることができる。また受光素子の受光面の長さ寸法及び幅寸法を最大限利用して、受光素子の利用率を最大にすることができる。さらに本実施の形態によれば、図１乃至図５を用いて説明した第１の実施の形態においてｎがｑの場合と比較して歪み率を小さくすることができる。【００３８】
図７は、第２の発明の他の実施の形態を示している。この実施の形態では、図６の実施の形態と異なって第２の固定スリット列Ｒ２２に含まれる光透過スリットＳ３２の数が２つになっている。その他の構成は、図６の実施の形態と同様である。一般的に説明すれば、固定スリットプレート４０に形成された複数の光透過スリットＳ３１及びＳ３２の合計数をｎ（５以上の整数）とし、またｎ＝２ｑ−ｒ（但し、ｑは２以上の整数、ｒは０以上ｑ未満の整数）としたときに、２個の固定側スリット列Ｒ２１及びＲ２２は、ｒが０では無い場合には、１つの固定側スリット列Ｒ２１がｑ個（図７の例では３個）の光透過スリットＳ３１を有し且つ残りの１個の固定側スリット列Ｒ２２がｑ−ｒ個（図７の例では２個）の光透過スリットＳ３２を有している。【００３９】
図８は、本願第３の発明の実施の形態の一例を示している。第３の発明は、固定側スリット列を複数（ｍ個：ｍは３以上の整数）並設することにより、第１の発明及び第２の発明と同様に、課題を解消する。図８には、第３の発明の一実施の形態で用いる固定スリットプレート４０の構成を示している。この固定スリットプレート４０も、発光素子と受光素子との間に配置される。可動スリットプレートは、図１の可動スリットプレート３と同じ構成のものを用いることができる。すなわち、スリット幅が電気角で１８０°の複数の光透過スリットとスリット幅が電気角で１８０°の複数の非光透過スリットとを有し且つ光透過スリットと非光透過スリットとが移動方向に交互に並んで形成された可動側スリット列を備えた可動スリットプレートを用いる。固定スリットプレート４０は、スリット幅が電気角で１８０°の複数（９個）の光透過スリットＳ３１，Ｓ３２及びＳ３３とスリット幅が電気角で（３６０×ｋ−１８０）°の複数（６個）の非光透過スリットＳ４１，Ｓ４２及びＳ４３を有している。固定スリットプレート４０は、光透過スリットと非光透過スリットとが可動スリットプレートの移動方向に交互に並んで形成された２個の固定側スリット列Ｒ２１，Ｒ２２及びＲ２３を用いる。３個の固定側スリット列Ｒ２１，Ｒ２２及びＲ２３は、可動スリットプレートの移動方向と直交する幅方向に並設されている。３個の固定側スリット列Ｒ２１、Ｒ２２及びＲ２３は、幅方向に隣り合う二つの光透過スリットＳ３１，Ｓ３２及びＲ３３が、分離して形成されている。【００４０】
一般的に説明する。この実施の形態では、ｋを、ｋ＝１±［１／３ｎ］を満たす値とする。そして固定スリットプレート４０に形成された複数の光透過スリットＳ３１，Ｓ３２及びＳ３３の合計数をｎ（５以上の整数）とし、
【数１１】
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【００４１】
としたときに、ｍ個（図８ではｍ＝３）の固定側スリット列Ｒ２１，Ｒ２２及びＲ２３は、ｒxが全て０のときには、全てｑ個（図８ではｑ＝３）の光透過スリットを有している。また固定側スリット列Ｒ２１，Ｒ２２及びＲ２３は、ｒxが０で無いときには、固定側スリット列がｑ−ｒx個の光透過スリットを有することになる。そしてｍ個（図８ではｍ＝３）のスリット列は、（３６０−３６０×ｋ）×（ｑ−ｒx）°ずつ移動方向にずれた位置関係にあるｍ種類の固定側スリット列が組み合わされて構成されている。図８の例では、３つの固定側スリット列Ｒ２１〜Ｒ２３が順番に幅方向に並んでいるが、３種類の固定側スリット列Ｒ２１〜Ｒ２３が組み合わされていればよいので、Ｒ２１→Ｒ２３→Ｒ２２、Ｒ２３→Ｒ２１→Ｒ２２のように、３つの固定側スリット列Ｒ２１〜Ｒ２３を並べてもよい。また図８の例でも、図７の例のように１つの固定側スリット列の光透過スリットの数を減らしてもよいのは勿論である。【００４２】
本実施の形態では、３個の固定側スリット列を用いるので、図６及び図７の例のように２個の固定側スリット列を用いる場合よりもｑが同じでもスリット数ｎが大きくなるため歪み率を小さくすることができる。実際上は、使用する受光素子の大きさ及び図７に示すような発光素子からの光の照射範囲Ｒを考慮して、適切なｎとｍ，ｒの数を定めることになる。図７の例では、照射範囲Ｒを考慮して固定側スリット列Ｒ２２の端部側の光透過スリットを設けていない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によれば、歪みの少ない出力信号を得ることができ、受光素子の受光面の長さ寸法及び幅寸法に応じて、固定スリットプレートに設ける光透過スリットの数を最大限増やすことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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