(57)【要約】      （修正有）【課題】位置データの信頼性を向上するエンコーダ、サーボシステム、エンコーダの位置データ生成方法を提供する。【解決手段】エンコーダ１００は、ディスク１１０と、ディスク１１０に備えられ測定方向に沿ってインクリメンタルパターンを有する第１トラックＳＩ１、ＳＩ２と、ディスク１１０に備えられ測定方向に沿ってアブソリュートパターンを有する第２トラックＳＡ１、ＳＡ２と、光源１２１と、幅方向に互いにオフセットした位置に配置されインクリメンタル信号Ｉ１、Ｉ２を出力する第１受光アレイＰＩ１、ＰＩ２と、互いに位相の異なるアブソリュート信号Ａ１、Ａ２を出力する第２受光アレイＰＡ１、ＰＡ２と制御部１３０を備える。制御部１３０は、インクリメンタル信号Ｉ１、Ｉ２の少なくとも１つと、アブソリュート信号Ａ１、Ａ２のうちインクリメンタル信号Ｉ１、Ｉ２に基づいて選択されたいずれか一方とに基づいて、位置データを生成する。【選択図】図２
2015232448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に固定されたディスクと、
前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってインクリメンタルパターンを有する複数の第１トラックと、
前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってアブソリュートパターンを有する１以上の第２トラックと、
前記第１トラック及び前記第２トラックに光を出射するように構成された光源と、
前記測定方向と垂直な幅方向に互いにオフセットした位置に配置され、対応する前記第１トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して第１受光信号をそれぞれ出力するように構成された複数の第１受光アレイと、
対応する前記第２トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して互いに位相の異なる第２受光信号をそれぞれ出力するように構成された２つの第２受光アレイと、
複数の前記第１受光信号の少なくとも１つと、２つの前記第２受光信号のうち前記複数の第１受光信号に基づいて選択されたいずれか一方とに基づいて、前記回転体の位置データを生成するように構成された位置データ生成部と、
を有する、エンコーダ。
【請求項２】
前記複数の第１受光信号に基づいて、選択基準信号を生成するように構成された信号生成部と、
前記選択基準信号に基づいて、前記２つの第２受光信号のいずれか一方を選択するように構成された信号選択部と、
を更に有する、請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記複数の第１トラックは、
互いにピッチの異なるインクリメンタルパターンをそれぞれ有し、
前記位置データ生成部は、
前記複数の第１受光信号と、前記選択された一方の前記第２受光信号とに基づいて、前記位置データを生成するように構成される、請求項１又は２に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記２つの第２受光アレイは、
前記幅方向において前記光源を間に挟んで配置され、
前記複数の第１受光アレイは、
前記幅方向において前記２つの第２受光アレイの内側に配置された１以上の前記第１受光アレイを有し、
信号生成部は、
前記２つの第２受光アレイの内側に配置された前記第１受光アレイの前記第１受光信号を含む複数の前記第１受光信号に基づいて、選択基準信号を生成するように構成される、請求項２又は３に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記複数の第１受光アレイは、
前記２つの第２受光アレイの内側で前記幅方向において前記光源を間に挟んで配置された２つの前記第１受光アレイを有し、
前記信号生成部は、
前記２つの第１受光アレイの各々の前記第１受光信号を平均化した平均化信号を生成するように構成された平均化信号生成部と、
前記平均化信号と前記第１受光信号とに基づいて、前記選択基準信号の位相を前記平均化信号の位相に一致させるように構成された第１位相一致化部と、を有する、請求項４に記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記２つの第２受光アレイは、
前記幅方向において前記光源を中心に対称となるように配置され、
前記２つの第１受光アレイは、
前記幅方向において前記光源を中心に対称となるように配置される、請求項５に記載のエンコーダ。
【請求項７】
前記複数の第１受光アレイは、
前記幅方向において前記２つの第２受光アレイの内側及び外側に配置された２つの前記第１受光アレイを有し、
前記信号生成部は、
前記２つの第１受光アレイの各々の前記第１受光信号に基づいて、前記選択基準信号の位相を前記内側に配置された前記第１受光アレイの前記第１受光信号の位相に一致させるように構成された第２位相一致化部を有する、請求項４に記載のエンコーダ。
【請求項８】
前記内側に配置された前記第１受光アレイは、
前記測定方向において前記光源を間に挟んで配置された２つの受光アレイを有する、請求項７に記載のエンコーダ。
【請求項９】
前記第１トラック及び前記第２トラックは、
前記光源より出射された光をそれぞれ反射するように構成され、
前記第１受光アレイ及び前記第２受光アレイは、
前記第１トラック又は前記第２トラックで反射した光をそれぞれ受光するように構成される、請求項１〜８のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項１０】
回転子が固定子に対して回転するモータと、
前記回転子の位置及び速度の少なくとも一方を検出するように構成された、請求項１〜９のいずれか１項に記載のエンコーダと、
前記エンコーダの検出結果に基づいて前記モータを制御するように構成された制御装置と、
を備える、サーボシステム。
【請求項１１】
回転体に固定されたディスクと、
前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってインクリメンタルパターンを有する複数の第１トラックと、
前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってアブソリュートパターンを有する１以上の第２トラックと、
前記第１トラック及び前記第２トラックに光を出射するように構成された光源と、
前記測定方向と垂直な幅方向に互いにオフセットした位置に配置され、対応する前記第１トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して第１受光信号をそれぞれ出力するように構成された複数の第１受光アレイと、
対応する前記第２トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して互いに位相の異なる第２受光信号をそれぞれ出力するように構成された２つの第２受光アレイと、を有するエンコーダの位置データ生成方法であって、
複数の前記第１受光信号の少なくとも１つと、２つの前記第２受光信号のうち前記複数の第１受光信号に基づいて選択されたいずれか一方とに基づいて、前記回転体の位置データを生成すること、を有する、エンコーダの位置データ生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、エンコーダ、サーボシステム、エンコーダの位置データ生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光源を間に挟んで回転ディスクの円周方向に分割して配置されたインクリメンタル用受光素子群と、光源に対し回転ディスクの半径方向における外側及び内側の両方に配置された２つのアブソリュート用受光素子群と、を有する反射型エンコーダが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１０３０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンコーダでは、絶対位置の検出精度を高め、位置データの信頼性を向上することが要求される。
【０００５】
本発明の目的とするところは、位置データの信頼性を向上できるエンコーダ、サーボシステム、エンコーダの位置データ生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、回転体に固定されたディスクと、前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってインクリメンタルパターンを有する複数の第１トラックと、前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってアブソリュートパターンを有する１以上の第２トラックと、前記第１トラック及び前記第２トラックに光を出射するように構成された光源と、前記測定方向と垂直な幅方向に互いにオフセットした位置に配置され、対応する前記第１トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して第１受光信号をそれぞれ出力するように構成された複数の第１受光アレイと、対応する前記第２トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して互いに位相の異なる第２受光信号をそれぞれ出力するように構成された２つの第２受光アレイと、複数の前記第１受光信号の少なくとも１つと、２つの前記第２受光信号のうち前記複数の第１受光信号に基づいて選択されたいずれか一方とに基づいて、前記回転体の位置データを生成するように構成された位置データ生成部と、を有する、エンコーダが提供される。
【０００７】
また、本発明の別の観点によれば、回転子が固定子に対して回転するモータと、前記回転子の位置及び速度の少なくとも一方を検出するように構成された前記エンコーダと、前記エンコーダの検出結果に基づいて前記モータを制御するように構成された制御装置と、を備える、サーボシステムが提供される。
【０００８】
また、本発明の更に別の観点によれば、回転体に固定されたディスクと、前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってインクリメンタルパターンを有する複数の第１トラックと、前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってアブソリュートパターンを有する１以上の第２トラックと、前記第１トラック及び前記第２トラックに光を出射するように構成された光源と、前記測定方向と垂直な幅方向に互いにオフセットした位置に配置され、対応する前記第１トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して第１受光信号をそれぞれ出力するように構成された複数の第１受光アレイと、対応する前記第２トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して互いに位相の異なる第２受光信号をそれぞれ出力するように構成された２つの第２受光アレイと、を有するエンコーダの位置データ生成方法であって、複数の前記第１受光信号の少なくとも１つと、２つの前記第２受光信号のうち前記複数の第１受光信号に基づいて選択されたいずれか一方とに基づいて、前記回転体の位置データを生成すること、を有する、エンコーダの位置データ生成方法が提供される。
【０００９】
また、本発明の更に別の観点によれば、回転体に固定されたディスクと、前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってインクリメンタルパターンを有する複数の第１トラックと、前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってアブソリュートパターンを有する１以上の第２トラックと、前記第１トラック及び前記第２トラックに光を出射するように構成された光源と、前記測定方向と垂直な幅方向に互いにオフセットした位置に配置され、対応する前記第１トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して第１受光信号をそれぞれ出力するように構成された複数の第１受光アレイと、対応する前記第２トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して互いに位相の異なる第２受光信号をそれぞれ出力するように構成された２つの第２受光アレイと、複数の前記第１受光信号の少なくとも１つと、２つの前記第２受光信号のうち前記複数の第１受光信号に基づいて選択されたいずれか一方とに基づいて、前記回転体の位置データを生成する手段と、を有する、エンコーダが提供される。
【００１０】
また、本発明の更に別の観点によれば、回転体に固定されたディスクと、前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってインクリメンタルパターンを有する複数の第１トラックと、前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってアブソリュートパターンを有する１以上の第２トラックと、前記第１トラック及び前記第２トラックに光を出射する光源と、前記測定方向と垂直な幅方向に互いにオフセットした位置に配置され、対応する前記第１トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して第１受光信号をそれぞれ出力する複数の第１受光アレイと、対応する前記第２トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して互いに位相の異なる第２受光信号をそれぞれ出力する２つの第２受光アレイと、を有するエンコーダの位置データ生成方法であって、前記複数の第１受光信号に基づいて、選択基準信号を生成する信号生成ステップと、前記選択基準信号に基づいて、前記２つの第２受光信号のいずれか一方を選択する信号選択ステップと、複数の前記第１受光信号の少なくとも１つと、前記信号選択ステップで選択された一方の前記第２受光信号とに基づいて、前記回転体の位置データを生成する位置データ生成ステップと、を有する、エンコーダの位置データ生成方法が提供される。
【００１１】
また、本発明の更に別の観点によれば、前記位置データ生成ステップでは、互いにピッチの異なるインクリメンタルパターンをそれぞれ有する前記複数の第１トラックのうち対応する前記第１トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光した前記複数の第１受光アレイの各々の前記第１受光信号と、前記一方の第２受光信号とに基づいて、前記位置データが生成される、エンコーダの位置データ生成方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の更に別の観点によれば、前記信号生成ステップでは、前記幅方向において前記光源を間に挟んで配置された前記２つの第２受光アレイの内側に配置された１以上の前記第１受光アレイの各々の前記第１受光信号を含む複数の前記第１受光信号に基づいて、前記選択基準信号が生成される、エンコーダの位置データ生成方法が提供される。
【００１３】
また、本発明の更に別の観点によれば、前記信号生成ステップは、前記２つの第２受光アレイの内側で前記幅方向において前記光源を間に挟んで配置された２つの前記第１受光アレイの各々の前記第１受光信号を平均化した平均化信号を生成する平均化信号生成ステップと、前記平均化信号と前記第１受光信号とに基づいて、前記選択基準信号の位相を前記平均化信号の位相に一致させる第１位相一致化ステップと、を有する、エンコーダの位置データ生成方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の更に別の観点によれば、前記平均化信号生成ステップでは、前記幅方向において前記光源を中心に対称となるように配置された前記２つの第１受光アレイの各々の前記第１受光信号を平均化した前記平均化信号が生成され、前記信号選択ステップでは、前記幅方向において前記光源を中心に対称となるように配置された前記２つの第２受光アレイの前記２つの第２受光信号のいずれか一方が選択される、エンコーダの位置データ生成方法が提供される。
【００１５】
また、本発明の更に別の観点によれば、前記信号生成ステップは、前記幅方向において前記２つの第２受光アレイの内側及び外側に配置された２つの前記第１受光アレイの各々の前記第１受光信号に基づいて、前記選択基準信号の位相を前記内側に配置された前記第１受光アレイの前記第１受光信号の位相に一致させる第２位相一致化ステップを有する、エンコーダの位置データ生成方法が提供される。
【００１６】
また、本発明の更に別の観点によれば、前記第２位相一致化ステップでは、前記選択基準信号の位相が、前記測定方向において前記光源を間に挟んで配置された２つの受光アレイを有する前記内側に配置された第１受光アレイの前記第１受光信号の位相に一致される、エンコーダの位置データ生成方法が提供される。
【００１７】
また、本発明の更に別の観点によれば、前記信号生成ステップでは、前記光源より出射された光を反射する前記第１トラックで反射した光をそれぞれ受光した前記複数の第１受光アレイの前記複数の第１受光信号に基づいて、前記選択基準信号が生成され、前記信号選択ステップでは、前記選択基準信号に基づいて、前記光源より出射された光を反射する前記第２トラックで反射した光をそれぞれ受光した前記２つの第２受光アレイの前記２つの第２受光信号のいずれか一方が選択され、前記位置データ生成ステップでは、前記複数の第１受光信号の少なくとも１つと、前記信号選択ステップで選択された一方の前記第２受光信号とに基づいて、前記位置データが生成される、エンコーダの位置データ生成方法が提供される。
【００１８】
また、本発明の更に別の観点によれば、回転体に固定されたディスクと、前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってインクリメンタルパターンを有する複数の第１トラックと、前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってアブソリュートパターンを有する１以上の第２トラックと、前記第１トラック及び前記第２トラックに光を出射する光源と、前記測定方向と垂直な幅方向に互いにオフセットした位置に配置され、対応する前記第１トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して第１受光信号をそれぞれ出力する複数の第１受光アレイと、対応する前記第２トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して互いに位相の異なる第２受光信号をそれぞれ出力する２つの第２受光アレイと、を有するエンコーダに備えられたエンコーダ制御装置であって、前記複数の第１受光信号に基づいて、選択基準信号を生成する信号生成部と、前記選択基準信号に基づいて、前記２つの第２受光信号のいずれか一方を選択する信号選択部と、複数の前記第１受光信号の少なくとも１つと、前記信号選択部により選択された一方の前記第２受光信号とに基づいて、前記回転体の位置データを生成する位置データ生成部と、を有する、エンコーダ制御装置が提供される。
【００１９】
また、本発明の更に別の観点によれば、前記位置データ生成部は、互いにピッチの異なるインクリメンタルパターンをそれぞれ有する前記複数の第１トラックのうち対応する前記第１トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光した前記複数の第１受光アレイの各々の前記第１受光信号と、前記一方の第２受光信号とに基づいて、前記位置データを生成する、エンコーダ制御装置が提供される。
【００２０】
また、本発明の更に別の観点によれば、前記信号生成部は、前記幅方向において前記光源を間に挟んで配置された前記２つの第２受光アレイの内側に配置された１以上の前記第１受光アレイの各々の前記第１受光信号を含む複数の前記第１受光信号に基づいて、前記選択基準信号を生成する、エンコーダ制御装置が提供される。
【００２１】
また、本発明の更に別の観点によれば、前記信号生成部は、前記２つの第２受光アレイの内側で前記幅方向において前記光源を間に挟んで配置された２つの前記第１受光アレイの各々の前記第１受光信号を平均化した平均化信号を生成する平均化信号生成部と、前記平均化信号と前記第１受光信号とに基づいて、前記選択基準信号の位相を前記平均化信号の位相に一致させる第１位相一致化部と、を有する、エンコーダ制御装置が提供される。
【００２２】
また、本発明の更に別の観点によれば、前記平均化信号生成部は、前記幅方向において前記光源を中心に対称となるように配置された前記２つの第１受光アレイの各々の前記第１受光信号を平均化した前記平均化信号を生成し、前記信号選択部は、前記幅方向において前記光源を中心に対称となるように配置された前記２つの第２受光アレイの前記２つの第２受光信号のいずれか一方を選択する、エンコーダ制御装置が提供される。
【００２３】
また、本発明の更に別の観点によれば、前記信号生成部は、前記幅方向において前記２つの第２受光アレイの内側及び外側に配置された２つの前記第１受光アレイの各々の前記第１受光信号に基づいて、前記選択基準信号の位相を前記内側に配置された前記第１受光アレイの前記第１受光信号の位相に一致させる第２位相一致化部を有する、エンコーダ制御装置が提供される。
【００２４】
また、本発明の更に別の観点によれば、前記第２位相一致化部は、前記選択基準信号の位相を、前記測定方向において前記光源を間に挟んで配置された２つの受光アレイを有する前記内側に配置された第１受光アレイの前記第１受光信号の位相に一致させる、エンコーダ制御装置が提供される。
【００２５】
また、本発明の更に別の観点によれば、前記信号生成部は、前記光源より出射された光を反射する前記第１トラックで反射した光をそれぞれ受光した前記複数の第１受光アレイの前記複数の第１受光信号に基づいて、前記選択基準信号を生成し、前記信号選択部は、前記選択基準信号に基づいて、前記光源より出射された光を反射する前記第２トラックで反射した光をそれぞれ受光した前記２つの第２受光アレイの前記２つの第２受光信号のいずれか一方を選択し、前記位置データ生成部は、前記複数の第１受光信号の少なくとも１つと、前記信号選択部により選択された一方の前記第２受光信号とに基づいて、前記位置データを生成する、エンコーダ制御装置が提供される。
【００２６】
また、本発明の更に別の観点によれば、回転体に固定されたディスクと、前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってインクリメンタルパターンを有する複数の第１トラックと、前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってアブソリュートパターンを有する１以上の第２トラックと、前記第１トラック及び前記第２トラックに光を出射する光源と、前記測定方向と垂直な幅方向に互いにオフセットした位置に配置され、対応する前記第１トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して第１受光信号をそれぞれ出力する複数の第１受光アレイと、対応する前記第２トラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光して互いに位相の異なる第２受光信号をそれぞれ出力する２つの第２受光アレイと、前記複数の第１受光信号に基づいて、選択基準信号を生成し、前記選択基準信号に基づいて、前記２つの第２受光信号のいずれか一方を選択し、複数の前記第１受光信号の少なくとも１つと、選択した一方の前記第２受光信号とに基づいて、前記回転体の位置データを生成するエンコーダ制御装置と、を有する、エンコーダが提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、位置データの信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係るサーボシステムの構成の一例の概略について説明するための説明図である。
【図２】同実施形態に係るエンコーダの構成の一例について説明するための説明図である。
【図３】同実施形態に係るディスクの構成の一例について説明するための説明図である。
【図４】同実施形態に係るトラックの構成の一例について説明するための説明図である。
【図５】同実施形態に係る光学モジュールの構成の一例について説明するための説明図である。
【図６】同実施形態に係る制御部の構成の一例について説明するための説明図である。
【図７】ディスクとシャフトとに偏心が存在せず、かつ光学モジュールが回転方向に傾いて設置されない場合における第１データの波形の一例、及び、各アブソリュート信号の波形の一例について説明するための説明図である。
【図８】平均化信号の波形の一例について説明するための説明図である。
【図９】選択基準信号の波形の一例について説明するための説明図である。
【図１０】選択基準信号と各アブソリュート信号との関係の一例について説明するための説明図である。
【図１１】制御部が実行するエンコーダの位置データ生成方法に関する制御手順の一例について説明するための説明図である。
【図１２】第２実施形態に係るトラックの構成の一例について説明するための説明図である。
【図１３】同実施形態に係る光学モジュールの構成の一例について説明するための説明図である。
【図１４】同実施形態に係る制御部の構成の一例について説明するための説明図である。
【図１５】平均化信号の波形の一例について説明するための説明図である。
【図１６】選択基準信号の波形の一例について説明するための説明図である。
【図１７】制御部が実行するエンコーダの位置データ生成方法に関する制御手順の一例について説明するための説明図である。
【図１８】第３実施形態に係るトラックの構成の一例について説明するための説明図である。
【図１９】同実施形態に係る光学モジュールの構成の一例について説明するための説明図である。
【図２０】同実施形態に係る制御部の構成の一例について説明するための説明図である。
【図２１】選択基準信号の波形の一例について説明するための説明図である。
【図２２】制御部が実行するエンコーダの位置データ生成方法に関する制御手順の一例について説明するための説明図である。
【図２３】受光アレイの配置の別の例を示す変形例に係る光学モジュールの構成の一例について説明するための説明図である。
【図２４】受光アレイの配置の更に別の例を示す変形例に係る光学モジュールの構成の一例について説明するための説明図である。
【図２５】受光アレイの配置の更に別の例を示す変形例に係る光学モジュールの構成の一例について説明するための説明図である。
【図２６】エンコーダの構成例について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００３０】
ここで、実施形態について説明する前に、本願発明者等が鋭意研究した結果、想到した事情等について説明する。
【００３１】
以下で説明する各実施形態のように、エンコーダには、アブソリュートパターンを有する２つのトラックのうち対応するトラックで反射又は透過した光を各々受光して互いに位相の異なる受光信号（「アブソリュート信号」ともいう。）を各々出力する２つの受光アレイを有するものがある。
【００３２】
このようなエンコーダでは、ディスクに備えられた上記２つのトラックのアブソリュートパターン同士が、測定方向に互いに例えば半ピッチだけオフセットして配置される。あるいは、２つのアブソリュートパターンが測定方向に互いにオフセットして配置される代わりに、光学モジュールに備えられた上記２つの受光アレイが、測定方向に互いにオフセットして配置されてもよい。その結果、上記２つの受光アレイからのアブソリュート信号同士は、互いに例えば１８０°位相が異なることとなる。従って、検出パターンの変化点等の不安定な領域でない方のアブソリュート信号を選択的に使用して絶対位置を検出することにより、検出精度の向上を図ることができる。
【００３３】
また、以下で説明する各実施形態のように、エンコーダには、アブソリュートパターンに係る２つの受光アレイに加えて、インクリメンタルパターンを有する複数のトラックのうち対応するトラックで反射又は透過した光を各々受光して受光信号（「インクリメンタル信号」ともいう。）を各々出力する複数の受光アレイを有するものがある。
【００３４】
このようなエンコーダでは、光学モジュールに備えられた、インクリメンタルパターンに係る複数の受光アレイが、測定方向と垂直な幅方向に互いにオフセットして配置される。
【００３５】
ここで、エンコーダにおいては、ディスクとシャフトとに偏心が存在したり、光学モジュールが例えば光軸を中心とする回転方向に傾いて設置される場合があり得る。このような場合、ディスクに備えられた、インクリメンタルパターンに係るトラックは、インクリメンタルパターンに係る受光アレイに対して傾いて対向することとなる。その結果、インクリメンタルパターンに係る複数の受光アレイからのインクリメンタル信号同士に互いに位相ずれが生じ、絶対位置の検出精度に影響を与える可能性がある。
【００３６】
ところで、本願発明者等の検討によれば、複数のインクリメンタル信号に基づいて２つのアブソリュート信号のいずれか一方（絶対位置の検出に使用するアブソリュート信号）を選択することにより、上記位相ずれを考慮した上でアブソリュート信号を選択することができることが知見された。
【００３７】
これらの事情に想到した本願発明者等は、更に鋭意研究を行った結果、以下で説明する各実施形態に係るエンコーダ等に想到した。以下、各実施形態について詳細に説明する。なお、上記で説明した課題や効果等は、以下で説明する各実施形態のあくまで一例であって、さらなる作用効果等を各実施形態が奏することは言うまでもない。
【００３８】
＜１．第１実施形態＞
まず、第１実施形態について説明する。
【００３９】
（１−１．サーボシステム）
まず、図１を参照しつつ、本実施形態に係るサーボシステムの構成の一例の概略について説明する。
【００４０】
図１に示すように、サーボシステムＳは、サーボモータＳＭと、制御装置ＣＴとを有する。サーボモータＳＭは、モータＭと、エンコーダ１００とを有する。
【００４１】
モータＭは、エンコーダ１００を含まない動力発生源の一例である。このモータＭは、回転子及び固定子（どちらも図示省略）を備え、回転子が固定子に対して回転する回転型モータであり、回転子に固定されたシャフトＳＨを回転軸心ＡＸ周りに回転させることにより、回転力を出力する。なお、モータＭは、位置や速度等をエンコーダ１００が検出可能なモータであれば特に限定されるものではない。
【００４２】
ここで、モータＭ単体をサーボモータという場合もあるが、本実施形態では、エンコーダ１００を含む構成をサーボモータＳＭということにする。つまり、サーボモータＳＭは、エンコーダ付きモータの一例に相当する。なお、説明の便宜上、以下では、エンコーダ付モータが、位置や速度等の目標値に追従するように制御されるサーボモータである場合について説明するが、エンコーダ付モータは、このようなサーボモータである場合に限定されるものではない。エンコーダ付モータは、例えばエンコーダの出力を表示のみに用いる場合等、エンコーダが付設さえされていれば、サーボシステム以外に用いられるモータであってもよい。
【００４３】
また、モータＭは、動力源として電気を使用する電動式モータである場合に限定されるものではなく、例えば油圧式モータ、エア式モータ、蒸気式モータ等の他の動力源を使用したモータであってもよい。但し、説明の便宜上、以下では、モータＭが電動式モータである場合について説明する。
【００４４】
エンコーダ１００は、シャフトＳＨの回転力出力側と反対側に連結される。なお、エンコーダ１００の連結位置は、シャフトＳＨの回転力出力側と反対側に限定されるものではなく、シャフトＳＨの回転力出力側であってもよい。このエンコーダ１００は、シャフトＳＨの位置を検出することにより、モータＭの回転子の位置（「回転位置」や「回転角度」等ともいう。）を検出し、その位置を表す位置データを出力する。つまり、位置データは、エンコーダの検出結果の一例に相当する。
【００４５】
なお、エンコーダ１００は、モータＭの回転子の位置に加えて又は代えて、モータＭの回転子の速度（「回転速度」や「角速度」等ともいう。）及び加速度（「回転加速度」や「角加速度」等ともいう。）の少なくとも一方を検出してもよい。この場合、モータＭの回転子の速度及び加速度は、例えば位置を時間で１又は２階微分したり受光信号（例えばインクリメンタル信号）を所定時間カウントする等の処理により検出可能である。但し、説明の便宜上、以下では、エンコーダ１００が検出する物理量が位置である場合について説明する。
【００４６】
制御装置ＣＴは、エンコーダ１００から位置データを取得し、該位置データに基づいてモータＭの動作を制御する。従って、モータＭとして電動式モータが使用される本実施形態では、制御装置ＣＴは、位置データに基づいてモータＭに印加する電流又は電圧等を制御することにより、モータＭの動作を制御する。更に、制御装置ＣＴは、上位制御装置（図示省略）から上位制御信号を取得し、該上位制御信号に表された位置等を実現可能な回転力がシャフトＳＨから出力されるように、モータＭの動作を制御することも可能である。なお、モータＭが、油圧式、エア式、蒸気式等の他の動力源を使用する場合には、制御装置ＣＴは、それらの動力源の供給を制御することにより、モータＭの動作を制御可能である。
【００４７】
（１−２．エンコーダ）
次に、図２〜図６を参照しつつ、エンコーダ１００の構成の一例について説明する。
【００４８】
図２に示すように、エンコーダ１００は、ディスク１１０と、光学モジュール１２０と、制御部１３０とを有する。
【００４９】
ここで、エンコーダ１００の構造の説明の便宜上、上下等の方向を以下のように定め、適宜使用する。すなわち、ディスク１１０が光学モジュール１２０と面する方向、つまりＺ軸正の方向を「上」と定め、逆のＺ軸負の方向を「下」と定める。但し、上下等の方向は、エンコーダ１００の設置態様によって変動するものであり、エンコーダ１００の各構成の位置関係を限定するものではない。
【００５０】
（１−２−１．ディスク）
図２〜図４に示すように、ディスク１１０は、円板状に形成され、ディスク中心Ｏが回転軸心ＡＸと一致するようにシャフトＳＨに固定されて、モータＭの回転と共に回転する。つまり、シャフトＳＨは、回転体の一例に相当する。なお、本実施形態では、モータＭの位置を測定する被測定対象の例として、ディスク１１０を例に挙げて説明するが、例えばシャフトＳＨの端面等の他の部材を被測定対象として使用することも可能である。また、図２に示す例では、ディスク１１０は、シャフトＳＨに直接固定されているが、ハブ等の連結部材を介してシャフトＳＨに連結されてもよい。
【００５１】
このディスク１１０の光学モジュール１２０と対向する側の面である上面には、測定方向（図３等に示す矢印Ｃの方向。以下では「測定方向Ｃ」という。）に沿ってインクリメンタルパターン（詳細は後述）を有する複数の第１トラックと、測定方向Ｃに沿ってアブソリュートパターン（詳細は後述）を有する１以上の第２トラックとを含む、複数のトラックが、幅方向（図３等に示す矢印Ｒの方向。以下では「幅方向Ｒ」という。）に沿って併設される。
【００５２】
本実施形態では、複数の第１トラックとして、２つの第１トラックＳＩ１，ＳＩ２が設けられ、１以上の第２トラックとして、２つの第２トラックＳＡ１，ＳＡ２が設けられる。なお、第１トラック数は、２つに限定されるものではなく、３以上であってもよい。同様に、第２トラック数は、２つに限定されるものではなく、１つ又は３以上であってもよい。但し、説明の便宜上、以下では、第１トラックが第１トラックＳＩ１，ＳＩ２の２つであり、第２トラックが第２トラックＳＡ１，ＳＡ２の２つである場合について説明する。これら第１トラック及び第２トラックを含む複数のトラックは、幅方向Ｒの内側から外側に向けて、第２トラックＳＡ１、第１トラックＳＩ１、第１トラックＳＩ２、第２トラックＳＡ２の順に同心円状に配置される。
【００５３】
ここで、「測定方向Ｃ」とは、光学モジュール１２０でトラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２を光学的に測定する際の測定方向である。本実施形態のように被測定対象がディスク１１０である回転型のエンコーダ１００では、測定方向Ｃは、ディスク１１０の中心軸を中心とした円周方向に一致する。なお、「中心軸」とは、ディスク１１０の回転軸心であり、ディスク１１０とシャフトＳＨが同軸に連結される場合には、中心軸はシャフトＳＨの回転軸心ＡＸと一致する。
【００５４】
また、「幅方向Ｒ」とは、ディスク１１０の半径方向、つまり測定方向Ｃと垂直な方向であり、この幅方向Ｒに沿ったトラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２の長さがトラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２の幅に相当する。
【００５５】
また、ディスク１１０は、上記のようにモータＭの回転と共に回転するが、光学モジュール１２０は、後述のようにトラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２の一部と対向しつつ固定される。従って、トラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２と、光学モジュール１２０とは、モータＭの回転に伴い、互いに測定方向Ｃに相対移動する。
【００５６】
（１−２−２．光学検出機構）
ここで、エンコーダ１００には、ディスク１１０の回転を光学的に検出する光学検出機構が設けられる。光学検出機構は、上記トラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２と、上記光学モジュール１２０とを有する。
【００５７】
（１−２−２−１．トラック）
図２〜図４に示すように、トラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２は、ディスク中心Ｏを中心としたリング状に形成され、ディスク１１０の全周にわたって測定方向Ｃに沿って並べられた複数のスリット（図４の斜線ハッチング部分）を有する。
【００５８】
ここで、「スリット」とは、ディスク１１０の上面における、後述の光源１２１から出射された光を反射（反射型回折を含む）又は透過（透過型回折を含む）する部分である。
【００５９】
このようなスリットが測定方向Ｃに沿って複数個並べられることにより、トラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２が構成される。本実施形態では、各スリットが、光源１２１から出射された光を反射する反射スリットである場合について説明するが、各スリットは、光源１２１から出射された光を透過する透過スリットであってもよい。
【００６０】
すなわち、トラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２は、ディスク１１０の全周にわたって測定方向Ｃに沿って並べられた複数の反射スリットを有し、各反射スリットは、光源１２１から出射された光を反射する。
【００６１】
ここで、ディスク１１０は、例えば金属等の光を反射する材質により形成される。そして、ディスク１１０の上面における、光を反射させない部分に反射率の低い材質（例えば酸化クロム等）を塗布等により配置することにより、該材質が配置されない部分に反射スリットが形成される。なお、光を反射させない部分をスパッタリング等により粗面として反射率を低下させることにより、反射スリットが形成されてもよい。
【００６２】
なお、ディスク１１０の材質や製造方法等は、特に限定されるものではない。例えば、ディスク１１０をガラスや透明樹脂等の光を透過する材質で形成することも可能である。この場合、ディスク１１０の上面に光を反射する材質（例えばアルミニウム等）を蒸着等により配置することにより、反射スリットが形成可能である。
【００６３】
第２トラックＳＡ１，ＳＡ２の複数の反射スリットは、測定方向Ｃに沿ってアブソリュートパターンを有するように、ディスク１１０の全周に配置される。
【００６４】
ここで、「アブソリュートパターン」とは、後述の第２受光アレイが対向する角度内における反射スリットの位置や割合等が、ディスク１１０の１回転内で一義に定まるようなパターンである。例えば、図４に示すアブソリュートパターンの例の場合、モータＭがある角度位置となる場合に、対向した第２受光アレイが有する複数の受光素子（後述）各々の受光又は未受光によるビットパターンの組み合わせが、その角度位置の絶対位置を一義に表すこととなる。なお、「絶対位置」とは、ディスク１１０の１回転内での原点に対する角度位置である。原点は、ディスク１１０の１回転内での適宜の角度位置に設定され、この原点を基準としてアブソリュートパターンが形成される。
【００６５】
なお、このパターンの一例によれば、絶対位置を、対向した第２受光アレイの受光素子数のビットにより、一次元的に表すようなパターンを生成できる。しかしながら、アブソリュートパターンは、この例に限定されるものではない。例えば、対向した第２受光アレイの受光素子数のビットにより多次元的に表すパターンであってもよい。また、所定のビットパターン以外にも、対向した第２受光アレイの受光素子で受光する光量や位相等の物理量が絶対位置を一義的に表すように変化するパターンや、アブソリュートパターンの符号系列が変調を施されたパターン等であってもよく、その他、様々なパターンであってもよい。
【００６６】
なお、本実施形態では、同様の２つのアブソリュートパターンが、測定方向Ｃに互いに１ビットの１／２の長さだけオフセットして配置され、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２として形成される。このオフセット量は、第１トラックＳＩ１の反射スリットのピッチＰ１（後述）の半分（＝Ｐ１／２）に相当する。なお、上記オフセット量は、必ずしもピッチＰ１の半分である必要はなく、様々な量を取り得る。
【００６７】
仮に、このように第２トラックＳＡ１，ＳＡ２が測定方向Ｃに互いにオフセットして配置された構成としない場合、次のような可能性がある。すなわち、本実施形態のような一次元的なアブソリュートパターンにより絶対位置を表す場合、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２に対応する２つの第２受光アレイの受光素子が反射スリットの端部近傍に対向して位置することによるビットパターンの変わり目の領域において、絶対位置の検出精度が低下する可能性がある。
【００６８】
本実施形態では、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２が測定方向Ｃに互いにオフセットして配置されることにより、例えば、第２トラックＳＡ１による絶対位置がビットパターンの変わり目に相当する場合には、第２トラックＳＡ２に対応する第２受光アレイからの受光信号を使用して絶対位置を算出したり、その逆を行うことにより、絶対位置の検出精度を向上できる。なお、このような構成とする場合、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２に対応する２つの第２受光アレイにおける受光量を均一にする必要があるが、本実施形態では、後述のように第２トラックＳＡ１，ＳＡ２に対応する２つの第２受光アレイが光源１２１から等距離に配置されるので、上記構成を実現できる。
【００６９】
なお、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２のアブソリュートパターン同士が測定方向Ｃに互いにオフセットして配置される代わりに、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２に対応する第２受光アレイ同士が測定方向Ｃに互いにオフセットして配置されてもよい。
【００７０】
一方、第１トラックＳＩ１，ＳＩ２の複数の反射スリットは、測定方向Ｃに沿ってインクリメンタルパターンを有するように、ディスク１１０の全周に配置される。
【００７１】
ここで、「インクリメンタルパターン」とは、所定のピッチで規則的に繰り返されるパターンである。なお、ここでの「ピッチ」とは、インクリメンタルパターンを有する第１トラックＳＩ１，ＳＩ２における反射スリットの配置間隔である。第１トラックＳＩ１の反射スリットのピッチはＰ１であり、第１トラックＳＩ２の反射スリットのピッチはＰ２である。インクリメンタルパターンは、複数の受光素子による受光の有無各々をビットとして絶対位置を表すアブソリュートパターンと異なり、１以上の受光素子の受光信号の和により、１ピッチ毎又は１ピッチ内のモータＭの位置を表す。従って、インクリメンタルパターンは、絶対位置を表すものではないが、アブソリュートパターンに比べると非常に高精度に位置を表すことが可能である。
【００７２】
本実施形態では、ピッチＰ１，Ｐ２は、同一に設定される。すなわち、Ｐ１＝Ｐ２となるように各ピッチが設定される。従って、第１トラックＳＩ１の反射スリット数と、第１トラックＳＩ２の反射スリット数とは、同一となる。なお、各ピッチの関係は、必ずしも同一に設定される必要はなく、例えば２倍、３倍、４倍、５倍等の様々な関係に設定され得る。
【００７３】
なお、本実施形態では、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２の反射スリットの測定方向Ｃにおける最小長さは、ピッチＰ１，Ｐ２と一致する。その結果、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２に対応する第２受光アレイの受光信号の分解能は、第１トラックＳＩ１，ＳＩ２の反射スリット数と一致する。なお、上記最小長さは、必ずしもピッチＰ１，Ｐ２と一致する必要はなく、第１トラックＳＩ１，ＳＩ２の反射スリット数は、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２に対応する第２受光アレイの受光信号の分解能と同一かそれよりも多く設定されることが望ましい。
【００７４】
また、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２の各反射スリットの測定方向Ｃにおける長さは、ピッチＰ１，Ｐ２の整数倍と一致する。なお、上記長さは、必ずしもピッチＰ１，Ｐ２の整数倍と一致する必要はない。
【００７５】
また、第２トラックＳＡ１の各反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置は、第１トラックＳＩ１の反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置から、測定方向Ｃの一方側にオフセットしている。このオフセット量は、ピッチＰ１の４分の１（＝Ｐ１／４）に相当する。同様に、第２トラックＳＡ２の各反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置は、第１トラックＳＩ１の反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置から、測定方向Ｃの他方側にオフセットしている。このオフセット量は、ピッチＰ１の４分の１に相当する。なお、上記オフセット量は、必ずしもピッチＰ１の４分の１である必要はなく、様々な量を取り得る。また、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２の各反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部と。第１トラックＳＩ１の反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部とは、必ずしも測定方向Ｃにオフセットしている必要はなく、測定方向Ｃにオフセットしていない場合もあり得る。
【００７６】
（１−２−２−２．光学モジュール）
図２、図３、及び図５に示すように、光学モジュール１２０は、ディスク１１０と平行な一枚の基板ＢＡとして形成される。これにより、エンコーダ１００を薄型化したり、光学モジュール１２０の製造を容易にすることが可能である。光学モジュール１２０は、トラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２の一部と対向するように固定される。従って、光学モジュール１２０は、ディスク１１０の回転に伴い、トラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２に対して測定方向Ｃに相対移動する。なお、光学モジュール１２０は、必ずしも一枚の基板ＢＡとして形成される必要はなく、各構成が複数の基板として形成されてもよい。この場合、それらの基板が集約して配置されていればよい。また、光学モジュール１２０は、基板状でなくてもよい。
【００７７】
基板ＢＡのディスク１１０と対向する側の面である下面には、光源１２１が設けられる。また、基板ＢＡの下面には、上記第１トラックに対応する複数の第１受光アレイと、上記第２トラックに対応する２つの第２受光アレイとを含む、複数の受光アレイが、幅方向Ｒに沿って併設される。この際、複数の第１受光アレイは、幅方向Ｒに互いにオフセットした位置に配置される。
【００７８】
本実施形態では、複数の第１受光アレイとして、２つの第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２が設けられ、２つの第２受光アレイとして、２つの第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２が設けられる。これら第１受光アレイ及び第２受光アレイを含む複数の受光アレイは、幅方向Ｒの内側から外側に向けて、第２受光アレイＰＡ１、第１受光アレイＰＩ１、第１受光アレイＰＩ２、第２受光アレイＰＡ２の順に同心円弧状に配置される。
【００７９】
（１−２−２−２−１．光源）
光源１２１は、例えば基板ＢＡの中心位置に配置され、光学モジュール１２０と対向する位置を通過するディスク１１０のトラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２の一部（以下では「照射領域」ともいう。）に光を出射する。
【００８０】
光源１２１としては、照射領域に光を出射可能な光源であれば特に限定されるものではないが、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が使用可能である。本実施形態では、光源１２１は、特に光学レンズ等が配置されない点光源として構成され、発光部から拡散光を出射する。なお、「点光源」という場合、厳密な点である必要はなく、設計上や動作原理上、略点状の位置から拡散光が発せられるものとみなせる光源であれば、有限な面から光が発せられてもよい。また、「拡散光」は、点光源から全方位に向かって放たれる光に限定されるものではなく、有限の一定の方位に向かって拡散しつつ出射される光を含む。すなわち、ここでいう拡散光には、平行光よりも拡散性を有する光であれば含まれる。このように点光源を使用することにより、光源１２１は、光軸からのズレによる光量変化や光路長の差による減衰等の影響は多少あるにせよ、照射領域に拡散光を出射し、照射領域に均等に光を出射可能である。また、光学素子による集光・拡散を行わないので、光学素子による誤差等が生じにくく、照射領域への出射光の直進性を高めることが可能である。
【００８１】
（１−２−２−２−２．受光アレイ）
受光アレイＰＡ１，ＰＩ１，ＰＩ２，ＰＡ２は、光源１２１の周囲に配置され、対応するトラックの反射スリットで反射した光を各々受光して受光信号を各々出力する複数の受光素子（図５のドットハッチング部分）を有する。受光アレイＰＡ１，ＰＩ１，ＰＩ２，ＰＡ２の複数の受光素子は、測定方向Ｃに沿って一定のピッチで並べられる。
【００８２】
各受光素子としては、光源１２１から出射され反射スリットで反射した光を受光して受光信号に変換可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えばフォトダイオードが使用可能である。
【００８３】
なお、光源１２１から出射される光は拡散光である。従って、光学モジュール１２０上に投影されるトラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２の像は、光路長に応じた所定の拡大率εだけ拡大されたものとなる。すなわち、トラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２の幅方向Ｒの長さをＷＳＡ１，ＷＳＩ１，ＷＳＩ２，ＷＳＡ２とし、トラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２での反射光が光学モジュール１２０上に投影された形状の幅方向Ｒの長さをＷＰＡ１，ＷＰＩ１，ＷＰＩ２，ＷＰＡ２とした場合、ＷＰＡ１，ＷＰＩ１，ＷＰＩ２，ＷＰＡ２は、ＷＳＡ１，ＷＳＩ１，ＷＳＩ２，ＷＳＡ２のε倍の長さとなる。なお、本実施形態では、受光アレイＰＡ１，ＰＩ１，ＰＩ２，ＰＡ２の受光素子の幅方向Ｒの長さは、トラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２の反射スリットが光学モジュール１２０上に投影された形状と等しく設定されている例を示している。しかしながら、受光アレイＰＡ１，ＰＩ１，ＰＩ２，ＰＡ２の受光素子の幅方向Ｒの長さは、必ずしもこの例に限定されるものではない。例えば、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２について、受光素子の幅方向Ｒの長さを異ならせてもよい。
【００８４】
同様に、光学モジュール１２０における測定方向Ｃも、ディスク１１０における測定方向Ｃが光学モジュール１２０上に投影された形状、つまり拡大率εの影響を受けた形状となる。理解が容易になるように、図２に示す光源１２１の位置における測定方向Ｃを例に挙げて、具体的に説明する。すなわち、ディスク１１０における測定方向Ｃは、回転軸心ＡＸ（ディスク中心Ｏ）を中心とした円状になる。これに対して、光学モジュール１２０上に投影された測定方向Ｃの中心は、光源１２１が配置されたディスク１１０の面内位置である光学中心Ｏｐから距離εＬだけ離隔した位置となる。距離εＬは、回転軸心ＡＸと光学中心Ｏｐとの間の距離Ｌが拡大率εで拡大された距離である。この位置を、図２では、概念的に測定中心Ｏｓとして示している。従って、光学モジュール１２０における測定方向Ｃは、光学中心Ｏｐから該光学中心Ｏｐと回転軸心ＡＸとが乗るライン上を回転軸心ＡＸ方向に距離εＬ離れた測定中心Ｏｓを中心とし、距離εＬを半径とするライン上となる。
【００８５】
図４及び図５では、ディスク１１０及び光学モジュール１２０の各々における測定方向Ｃの対応関係を、円弧状のラインＬｃｄ，Ｌｃｐで表している。図４に示すラインＬｃｄは、ディスク１１０の測定方向Ｃに沿った線を表す一方、図５に示すラインＬｃｐは、基板ＢＡの測定方向Ｃに沿った線（ラインＬｃｄが光学モジュール１２０上に投影された線）を表す。
【００８６】
また、光学モジュール１２０とディスク１１０との間のギャップ長をＧとし、光源１２１の基板ＢＡからの突出量をΔｄとした場合、拡大率εは、下記（式１）で示される。
ε＝（２Ｇ−Δｄ）／（Ｇ−Δｄ）        …（式１）
【００８７】
また、受光アレイＰＡ１，ＰＩ１，ＰＩ２，ＰＡ２は、トラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２に対応して配置される。すなわち、第１受光アレイＰＩ１は、第１トラックＳＩ１に対応して配置され、該第１受光アレイＰＩ１の受光素子は、第１トラックＳＩ１の反射スリットでの反射光を受光して受光信号を出力する。また、第１受光アレイＰＩ２は、第１トラックＳＩ２に対応して配置され、該第１受光アレイＰＩ２の受光素子は、第１トラックＳＩ２の反射スリットでの反射光を受光して受光信号を出力する。また、第２受光アレイＰＡ１は、第２トラックＳＡ１に対応して配置され、該第２受光アレイＰＡ１の受光素子は、第２トラックＳＡ１の反射スリットでの反射光を受光して受光信号を出力する。また、第２受光アレイＰＡ２は、第２トラックＳＡ２に対応して配置され、該第２受光アレイＰＡ２の受光素子は、第２トラックＳＡ２の反射スリットでの反射光を受光して受光信号を出力する。
【００８８】
そして、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、幅方向Ｒにおいて光源１２１を間に挟んで配置される。この例では、第２受光アレイＰＡ１が幅方向Ｒにおいて内側に配置され、第２受光アレイＰＡ２が幅方向Ｒにおいて外側に配置される。この際、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、幅方向Ｒにおいて光源１２１を中心に対称となるように配置される。なお、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、幅方向Ｒにおいて光源１２１を中心に非対称となるように配置されてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２が幅方向Ｒにおいて光源１２１を中心に対称となるように配置される場合について説明する。従って、第２受光アレイＰＡ１と光源１２１との距離と、第２受光アレイＰＡ２と光源１２１との距離とは、等しくなる。つまり、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、（測定中心Ｏｓを中心とした湾曲した形状を除き）基本的には、光源１２１を通る幅方向Ｒ上の線及び測定方向Ｃ上の線を対称軸とする、線対称形状に形成される。
【００８９】
また、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２では、対応する第２トラックＳＡ１，ＳＡ２での反射光が受光されることにより、受光素子数（図５に示す例では９つ）のビットパターンを有する受光信号が出力される。つまり、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２からの受光素子数のビットパターンを有する受光信号は、第２受光信号の一例に相当する。これら第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２からの受光素子数のビットパターンを有する受光信号を、「アブソリュート信号」とも呼ぶ。そして、第２受光アレイＰＡ１からのアブソリュート信号を「アブソリュート信号Ａ１」ともいい、第２受光アレイＰＡ２からのアブソリュート信号を「アブソリュート信号Ａ２」ともいう。なお、上述のように、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２のアブソリュートパターン同士は、測定方向Ｃに互いに１ビットの１／２の長さだけオフセットして配置される。従って、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２は、互いに１８０°位相が異なる。
【００９０】
また、本実施形態では、上述のように、アブソリュートパターンとして一次元的なパターンを例示している。そして、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の複数の受光素子では、各々の受光又は未受光がビットとして扱われ、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の受光素子数のビットにより、絶対位置が表される。従って、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の複数の受光素子の受光信号が、制御部１３０において互いに独立して取り扱われることにより、シリアルなビットパターンに暗号化（コード化）されていた絶対位置が、これらの受光信号の組み合わせから復号される。なお、本実施形態とは異なるアブソリュートパターンが使用される場合には、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、そのパターンに対応した構成となる。
【００９１】
一方、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２は、上述のように、幅方向Ｒに互いにオフセットした位置に配置される。この際、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２は、幅方向Ｒにおいて第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側に配置される。この例では、第１受光アレイＰＩ１が幅方向Ｒにおいて内側に配置され、第１受光アレイＰＩ２が幅方向Ｒにおいて外側に配置される。具体的には、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２は、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側で幅方向Ｒにおいて光源１２１を間に挟んで配置される。つまり、第１受光アレイＰＩ１は、幅方向Ｒにおいて受光アレイＰＡ１と光源１２１との間に配置され、第１受光アレイＰＩ２は、幅方向Ｒにおいて光源１２１と受光アレイＰＡ２との間に配置される。この際、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２は、幅方向Ｒにおいて光源１２１を中心に対称となるように配置される。なお、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２は、幅方向Ｒにおいて光源１２１を中心に非対称となるように配置されてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２が幅方向Ｒにおいて光源１２１を中心に対称となるように配置される場合について説明する。従って、第１受光アレイＰＩ１と光源１２１との距離と、第１受光アレイＰＩ２と光源１２１との距離とは、等しくなる。つまり、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２は、（測定中心Ｏｓを中心とした湾曲した形状を除き）基本的には、光源１２１を通る幅方向Ｒ上の線及び測定方向Ｃ上の線を対称軸とする、線対称形状に形成される。
【００９２】
また、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２では、対応する第１トラックＳＩ１，ＳＩ２での反射光が受光されることにより、受光信号が出力される。つまり、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２からの受光信号は、第１受光信号の一例に相当する。
【００９３】
まず、第１受光アレイＰＩ１を例に挙げて説明する。すなわち、本実施形態では、第１トラックＳＩ１に係る１ピッチ（投影された像における１ピッチ。つまりε×Ｐ１）中に、合計４つの受光素子のセット（図５中に「ＳＥＴ１」で示す）が並べられ、かつ、４つの受光素子のセットが測定方向Ｃに沿って更に複数並べられる。そして、インクリメンタルパターンは、１ピッチ毎に反射スリットが繰り返し形成されるので、各受光素子は、ディスク１１０が回転する場合、１ピッチで１周期（電気角で３６０°という。）の周期的な受光信号を生成する。従って、１ピッチに相当する１セット中に４つの受光素子が配置されるので、１セット内の互いに隣接する４つ受光素子は、互いに９０°の位相差を有する周期的な受光信号を生成することになる。また、インクリメンタルパターンは、１ピッチ内の位置を表すので、１セット中の各位相の受光信号と、それと対応した他のセット中の各位相の受光信号とは、同様に変化する値となる。従って、同一位相の受光信号は、複数のセットにわたって加算される。よって、受光アレイＰＩ１の多数の受光素子からは、互いに位相が９０°ずつずれる４つの受光信号が生成されることとなる。
【００９４】
一方、第１受光アレイＰＩ２も、第１受光アレイＰＩ１と同様に構成される。すなわち、トラックＳＩ２に係る１ピッチ（投影された像における１ピッチ。つまりε×Ｐ２）中に、合計４つの受光素子のセット（図５中に「ＳＥＴ２」で示す）が並べられ、かつ、４つの受光素子のセットが測定方向Ｃに沿って更に複数並べられる。従って、第１受光アレイＰＩ２の多数の受光素子からも、互いに位相が９０°ずつずれる４つの受光信号が生成されることとなる。
【００９５】
以上のように、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２では、互いに位相が９０°ずつずれる４つの受光信号が生成される。これら各受光信号を、「インクリメンタル信号」とも呼ぶ。また、これら各受光信号を、「Ａ相信号」、「Ｂ相信号」（Ａ相信号に対する位相差が９０°）、「Ａバー相信号」（Ａ相信号に対する位相差が１８０°）、「Ｂバー相信号」（Ｂ相信号に対する位相差が１８０°）とも呼ぶ。なお、説明の便宜上、以下では、第１受光アレイＰＩ１から出力される互いに位相が９０°ずつずれる４つのインクリメンタル信号をまとめて、「１つのインクリメンタル信号」とも呼ぶ場合がある。同様に、第１受光アレイＰＩ２から出力される互いに位相が９０°ずつずれる４つのインクリメンタル信号をまとめて、「１つのインクリメンタル信号」とも呼ぶ場合がある。そして、第１受光アレイＰＩ１からのインクリメンタル信号を「インクリメンタル信号Ｉ１」ともいい、第１受光アレイＰＩ２からのインクリメンタル信号を「インクリメンタル信号Ｉ２」ともいう。
【００９６】
なお、本実施形態では、インクリメンタルパターンの１ピッチに相当する１セットには受光素子が４つ含まれる場合を一例として説明するが、例えば１セットに２つの受光素子が含まれる等、１セット中の受光素子数は特に限定されるものではない。
【００９７】
（１−２−３．制御部）
図２に示すように、制御部１３０は、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２の分解能での絶対位置（「第１絶対位置」ともいう。）を測定するタイミング（例えばエンコーダ１００の電源投入時やモータＭの回転開始後の適宜のタイミング）において、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２からインクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２を取得し、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２からアブソリュート信号Ａ１，Ａ２を取得する。そして、制御部１３０は、上記取得したアブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方に基づいて、第１絶対位置を特定する。その後、制御部１３０は、上記特定した第１絶対位置と、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２の少なくとも一方とに基づいて、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２の分解能よりも高分解能な絶対位置（「第２絶対位置」ともいう。）を算出し、該第２絶対位置を表す位置データを生成して、制御装置ＣＴに出力する。
【００９８】
そして、第１絶対位置を測定した後（例えばモータＭの回転開始後）は、制御部１３０は、上記特定した第１絶対位置と、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２の少なくとも一方とに基づいて、位置データを生成し、制御装置ＣＴに出力する。
【００９９】
このような制御部１３０は、エンコーダ１００に備えられたＣＰＵ９０１（後述の図２６参照）が実行するプログラムと、エンコーダ１００に備えられた、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の特定の用途向けに構築された専用集積回路、その他の電気回路等の制御装置９０７（後述の図２６参照）との少なくとも一方により実装される。つまり、制御装置９０７は、エンコーダ制御装置の一例に相当する。
【０１００】
以下、図６を参照しつつ、制御部１３０の構成の一例について、より具体的に機能ブロックで実装した例を説明する。
【０１０１】
図６に示すように、制御部１３０は、第１位置特定部１３１と、第２位置特定部１３２と、第３位置特定部１３５と、位置データ生成部１３６とを有する。
【０１０２】
第１位置特定部１３１は、第１受光アレイＰＩ１から互いに位相が９０°ずつずれる４つのインクリメンタル信号（１つのインクリメンタル信号Ｉ１）を取得し、該４つのインクリメンタル信号のうち１８０°位相差のあるインクリメンタル信号同士を減算する。このように１８０°位相差のあるインクリメンタル信号同士を減算することにより、第１トラックＳＩ１に係る１ピッチ内の反射スリットの製造誤差や測定誤差等を相殺可能である。上記のように減算された結果の２つの信号を、以下では「第１インクリメンタル信号」「第２インクリメンタル信号」ともいう。これら第１インクリメンタル信号及び第２インクリメンタル信号は、互いに電気角で９０°の位相差を有する。そして、第１位置特定部１３１は、第１インクリメンタル信号及び第２インクリメンタル信号に基づいて、第１トラックＳＩ１に係る１ピッチ内の位置（電気角）を特定し、該位置を表す第１データを生成して出力する。
【０１０３】
なお、１ピッチ内の位置の特定方法は、特に限定されるものではない。例えば、インクリメンタル信号が正弦波信号である場合には、上記特定方法として、第１インクリメンタル信号及び第２インクリメンタル信号の除算結果をａｒｃｔａｎ演算することにより、電気角を算出する方法が挙げられる。また、上記特定方法として、トラッキング回路を用いて第１インクリメンタル信号及び第２インクリメンタル信号を電気角に変換する方法も挙げられる。更に、上記特定方法として、予め作成されたテーブルにおいて第１インクリメンタル信号及び第２インクリメンタル信号の値に対応付けられた電気角を特定する方法も挙げられる。なお、この際、第１位置特定部１３１は、第１インクリメンタル信号及び第２インクリメンタル信号の各々をアナログ−デジタル変換することが好ましい。
【０１０４】
また、第１位置特定部１３１が出力する第１データは、上記生成された第１データ自体でもよいが、以下では、第１位置特定部１３１が出力する第１データが、上記生成された第１データに対して逓倍処理を行った後の第１データＤ１である場合について説明する。この際、第１データの逓倍数は、特に限定されるものではないが、以下では、第１データの逓倍数が２ｎ（ｎは１以上の整数）である場合について説明する。すなわち、第１位置特定部１３１は、上記生成した第１データに対して逓倍数を２ｎとする逓倍処理を行い、該逓倍処理後の第１データＤ１を出力する。第１データＤ１は、第１トラックＳＩ１に係る１ピッチ内の位置を表す周期的な信号である。
【０１０５】
第２位置特定部１３２は、第１受光アレイＰＩ２から互いに位相が９０°ずつずれる４つのインクリメンタル信号（１つのインクリメンタル信号Ｉ２）を取得する。そして、第２位置特定部１３２は、上記第１位置特定部１３１と同様の処理を行い、第１トラックＳＩ２に係る１ピッチ内の位置（電気角）を特定し、該位置を表す第２データを生成して出力する。
【０１０６】
なお、第２位置特定部１３２が出力する第２データは、上記生成された第２データ自体でもよいが、以下では、第２位置特定部１３２が出力する第２データが、上記生成された第２データに対して逓倍処理を行った後の第２データＤ２である場合について説明する。この際、第２データの逓倍数は、特に限定されるものではないが、以下では、第２データの逓倍数が２ｎであり、逓倍処理後の第１データの分解能と逓倍処理後の第２データの分解能とが一致する場合について説明する。すなわち、第２位置特定部１３２は、上記生成した第２データに対して逓倍数を２ｎとする逓倍処理を行い、該逓倍処理後の第２データＤ２を出力する。第２データＤ２は、第１トラックＳＩ２に係る１ピッチ内の位置を表す周期的な信号である。
【０１０７】
第３位置特定部１３５は、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方を２値化し、絶対位置を表すビットデータに変換する。そして、第３位置特定部１３５は、予め定められたビットデータと絶対位置との対応関係に基づいて、上記第１絶対位置を特定し、該第１絶対位置を表す第３データを位置データ生成部１３６に出力する。
【０１０８】
位置データ生成部１３６は、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方と、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２の少なくとも一方とに基づいて、上記第２絶対位置を算出し、上記位置データを生成して、制御装置ＣＴに出力する。つまり、位置データ生成部１３６は、位置データを生成する手段の一例に相当する。
【０１０９】
なお、位置データ生成部１３６による位置データの生成方法は、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方と、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２の少なくとも一方とを用いる方法であれば、特に限定されるものではない。しかしながら、説明の便宜上、以下では、位置データ生成部１３６による位置データの生成方法が、第３位置特定部１３５による第３データと、第１位置特定部１３１による第１データＤ１及び第２位置特定部１３２による第２データＤ２の少なくとも一方とを用いる方法である場合について説明する。
【０１１０】
すなわち、位置データ生成部１３６は、第３データと、第１データＤ１及び第２データＤ２の少なくとも一方とに基づいて、第２絶対位置を算出し、位置データを生成する。
【０１１１】
ここで、本実施形態では、第３位置特定部１３５が第３データを生成する際に用いるアブソリュート信号は、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のうち、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２に基づいて選択されたいずれか一方である。従って、位置データ生成部１３６は、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のうちインクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２に基づいて選択されたいずれか一方に基づく第３データと、第１データＤ１及び第２データＤ２の少なくとも一方とに基づいて、第２絶対位置を算出し、位置データを生成する。以下、位置データ生成部１３６による位置データの生成方法の一例について説明する。
【０１１２】
すなわち、位置データ生成部１３６は、第３位置特定部１３５から第３データを取得するとともに、第２位置特定部１３２から第２データＤ２を取得し、第３データ（第１絶対位置）に第２データＤ２（相対位置）を重畳することにより、該第１絶対位置よりも高分解能な第２絶対位置を算出し、位置データを生成する。なお、この際、位置データ生成部１３５は、第２データＤ２に代えて又は加えて、第２位置特定部１３２からの第１データＤ１を用いてもよい。
【０１１３】
ここで、上述のように、第３位置特定部１３５が用いるアブソリュート信号は、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のうち、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２に基づいて選択されたいずれか一方である。以下、この詳細について説明する。
【０１１４】
まず、図７を参照しつつ、ディスク１１０とシャフトＳＨとに偏心が存在せず、かつ光学モジュール１２０が回転方向に傾いて設置されない場合について説明する。
【０１１５】
図７において、上段の鋸歯状の波形は、上記第１データＤ１の波形である。該波形中の数字は、１周期（電気角で３６０°）を１００％とした場合の位相の大きさを表す。なお、図７中では、第１データＤ１の波形の傾き部分を直線状に示しているが、実際には、該傾き部分は、階段状に変化する。中段のパルス状の波形は、上記アブソリュート信号Ａ１の波形である。下段のパルス状の波形は、上記アブソリュート信号Ａ２の波形である。
【０１１６】
そして、上述のように、第２トラックＳＡ１の各反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置は、第１トラックＳＩ１の反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置から、測定方向Ｃの一方側にピッチＰ１の４分の１だけオフセットしている。同様に、第２トラックＳＡ２の各反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置は、第１トラックＳＩ１の反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置から、測定方向Ｃの他方側にピッチＰ１の４分の１だけオフセットしている。また、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２の各反射スリットの測定方向Ｃにおける長さは、ピッチＰ１，Ｐ２の整数倍と一致する。
【０１１７】
このため、図７に示すように、アブソリュート信号Ａ１の波形は、第１データＤ１の位相が７５％のときにオン・オフの変わり目となり、アブソリュート信号Ａ２の波形は、第１データＤ１の位相が２５％のときにオン・オフの変わり目となる。
【０１１８】
すなわち、第１データＤ１の位相が０〜５０％となる位相範囲（白色の両矢印で示す位相範囲）では、アブソリュート信号Ａ１の方がアブソリュート信号Ａ２よりも振幅が安定しているといえる。以下では、この位相範囲を、「第１位相範囲」ともいう。一方、第１データＤ１の位相が５０〜１００％となる位相範囲（クロスハッチングの両矢印で示す位相範囲）では、アブソリュート信号Ａ２の方がアブソリュート信号Ａ１よりも振幅が安定しているといえる。以下では、この位相範囲を、「第２位相範囲」ともいう。
【０１１９】
従って、このように、ディスク１１０とシャフトＳＨとに偏心が存在せず、かつ光学モジュール１２０が回転方向に傾いて設置されない場合、第１データＤ１の位相が第１位相範囲であるときは、絶対位置特定用のアブソリュート信号として、アブソリュート信号Ａ１を選択すればよい。一方、第１データＤ１の位相が第２位相範囲であるときは、絶対位置特定用のアブソリュート信号として、アブソリュート信号Ａ２を選択すればよい。これにより、検出パターンの変化点等の振幅が不安定な領域でない方のアブソリュート信号を使用して絶対位置を特定可能であるので、検出精度を向上可能である。
【０１２０】
次に、ディスク１１０とシャフトＳＨとに偏心が存在するか、又は光学モジュール１２０が回転方向に傾いて設置されるか、又はそれらの両方がある場合について説明する。
【０１２１】
すなわち、このような場合、ディスク１１０の第１トラックＳＩ１，ＳＩ２は、上述のように幅方向Ｒに互いにオフセットした位置に配置された第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２に対して傾いて対向することとなる。その結果、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２には、互いに位相ずれが生じることとなる。
【０１２２】
例えば、第１トラックＳＩ１，ＳＩ２が第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２に対して図５に示す想像線ＳＬ１のように傾いて対向する場合、インクリメンタル信号Ｉ１は、位相ずれが生じていない場合よりも位相が進むこととなる。また、第１トラックＳＩ１，ＳＩ２が第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２に対して図５に示す想像線ＳＬ２のように傾いて対向する場合、インクリメンタル信号Ｉ１は、位相ずれが生じていない場合よりも位相が遅れることとなる。なお、測定方向Ｃが図５に示す矢印方向と反対である場合には、上記位相ずれが反対となる。
【０１２３】
従って、このように、ディスク１１０とシャフトＳＨとに偏心が存在したり、光学モジュール１２０が回転方向に傾いて設置される場合、第１データＤ１の位相が上記第１位相範囲である際に、絶対位置特定用のアブソリュート信号として、アブソリュート信号Ａ１を選択すると、検出パターンの変化点等の振幅が不安定な領域である方のアブソリュート信号を使用して絶対位置を特定するおそれがある。一方、第１データＤ１の位相が上記第２位相範囲である際に、絶対位置特定用のアブソリュート信号として、アブソリュート信号ＡＢを選択すると、検出パターンの変化点等の振幅が不安定な領域である方のアブソリュート信号を使用して絶対位置を特定するおそれがある。このため、検出精度が低下するおそれがある。
【０１２４】
本実施形態では、制御部１３０は、上述のように、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２に基づいて、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方を選択する。これにより、上述のようなインクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２の位相ずれを考慮した上でアブソリュート信号を選択可能である。この際、制御部１３０は、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２に基づいて、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方を選択するために使用される選択基準信号を生成し、該選択基準信号に基づいて、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方を選択する。なお、制御部１３０によるアブソリュート信号の選択方法は、選択基準信号を用いる方法に限定されるものではなく、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２を用いる方法であれば特に限定されるものではない。但し、説明の便宜上、以下では、制御部１３０によるアブソリュート信号の選択方法が、選択基準信号を用いる方法である場合について説明する。
【０１２５】
すなわち、図６に示すように、制御部１３０は、信号生成部１３３と、信号選択部１３４とを有する。
【０１２６】
信号生成部１３３は、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２に基づいて、選択基準信号を生成する。これにより、アブソリュート信号との位相ずれが小さくなるように、選択基準信号を生成可能である。この際、信号生成部１３３は、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２を平均化した平均化信号を生成し、該平均化信号とインクリメンタル信号とに基づいて、選択基準信号の位相を平均化信号の位相に一致させる。なお、信号生成部１３３の処理内容は、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２を平均化し、平均化信号とインクリメンタル信号とに基づいて選択基準信号を生成する内容に限定されるものではない。信号生成部１３３の処理内容としては、例えば、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２を加算し、加算した結果の信号とインクリメンタル信号とに基づいて選択基準信号を生成する等の、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２を用いて選択基準信号を生成する内容であれば特に限定されるものではない。但し、説明の便宜上、以下では、信号生成部１３３が、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２を平均化し、平均化信号とインクリメンタル信号とに基づいて選択基準信号を生成する場合について説明する。
【０１２７】
すなわち、信号生成部１３３は、平均化信号生成部３３１と、第１位相一致化部３３２とを備える。
【０１２８】
平均化信号生成部３３１は、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２に基づいて、上記平均化信号を生成し、第１位相一致化部３３２に出力する。これにより、上述のようなインクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２の位相ずれが相殺され、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２に対する平均化信号の位相ずれを小さくすることが可能である。より具体的には、平均化信号生成部３３１は、第１位置特定部１３１から第１データＤ１を取得するとともに、第２位置特定部１３２から第２データＤ２を取得する。そして、平均化信号生成部３３１は、上記取得したデータＤ１，Ｄ２に基づいて、これらデータＤ１，Ｄ２を平均化した平均化信号ＡＶ（後述の図８参照）を生成する。すなわち、平均化信号ＡＶは、データＤ１，Ｄ２と同一の分解能（ｎビットの分解能）の周期的な信号となり、下記（式２）で示される。
ＡＶ＝（Ｄ１＋Ｄ２）／２        ・・・（式２）
【０１２９】
その後、平均化信号生成部３３１は、上記生成した平均化信号ＡＶの分解能を１ビット低下させる分周処理を行い、該分周処理後の平均化信号ＡＶ’（後述の図８参照）を第１位相一致化部３３２に出力する。すなわち、平均化信号ＡＶ’は、平均化信号ＡＶよりも１ビット低い分解能（ｎ−１ビットの分解能）の周期的な信号となり、下記（式３）で示される。
ＡＶ’＝ｍｏｄ（ＡＶ，２ｎ−１）        ・・・（式３）
なお、ｍｏｄ（ＡＶ，２ｎ−１）は、ＡＶを２ｎ−１で割ったときの余りを意味する関数である。
【０１３０】
なお、平均化信号生成部３３１が第１位相一致化部３３２に出力する平均化信号は、上記分周処理後の平均化信号ＡＶ’に限定されるものではなく、上記平均化信号ＡＶであってもよい。但し、説明の便宜上、以下では、平均化信号生成部３３１が第１位相一致化部３３２に出力する平均化信号が、上記分周処理後の平均化信号ＡＶ’である場合について説明する。
【０１３１】
図８に、上記平均化信号ＡＶ，ＡＶ’の一例を示す。
【０１３２】
図８において、最上段の鋸歯状の波形（実線）は、位相ずれが生じていない場合（波線）よりも位相が進んだ第１データＤ１の波形である。上から２段目の鋸歯状の波形（実線）は、位相ずれが生じていない場合（波線）よりも位相が遅れた第２データＤ２の波形である。なお、図８中では、データＤ１，Ｄ２の波形を鋸歯状で示しているが、実際には、該波形の傾き部分は、階段状に変化する。
【０１３３】
そして、上から３段目の鋸歯状の波形は、最上段に波形を示す第１データＤ１と上から２段目に波形を示す第２データＤ２とを平均化した平均化信号ＡＶの波形である。最下段の鋸歯状の波形は、上から３段目に波形を示す平均化信号ＡＶに対して分周処理を行った後の平均化信号ＡＶ’の波形である。なお、図８中では、データＤ１，Ｄ２の波形と同様、平均化信号ＡＶ，ＡＶ’の波形を鋸歯状で示しているが、実際には、該波形の傾き部分は、階段状に変化する。
【０１３４】
図６に示すように、第１位相一致化部３３２は、平均化信号ＡＶ’とインクリメンタル信号に基づいて、選択基準信号の位相を平均化信号ＡＶ’の位相に一致させる。これにより、アブソリュート信号との位相ずれが小さくなるように、選択基準信号を生成可能である。この際、第１位相一致化部３３２は、平均化信号ＡＶ’と、データＤ１，Ｄ２のいずれか一方とに基づいて、選択基準信号の位相を平均化信号ＡＶ’の位相に一致させる。なお、第１位相一致化部３３２が用いるデータは、データＤ１，Ｄ２のいずれでもよいが、この例では、第１位相一致化部３３２が用いるデータが第２データＤ２である場合について説明する。すなわち、第１位相一致化部３３２は、平均化信号生成部３３１から平均化信号ＡＶ’を取得するとともに、第２位置特定部１３２から第２データＤ２を取得する。そして、第１位相一致化部３３２は、上記取得した平均化信号ＡＶ’と第２データＤ２とに基づいて、第２データＤ２と平均化信号ＡＶ’との差分を出す差分処理を行い、選択基準信号ＳＳを生成する。すなわち、選択基準信号ＳＳは、上記平均化信号ＡＶ’の位相変動に同期したパルス状の波形となり、下記（式４）で示される。
ＳＳ＝ｍｏｄ｛（Ｄ２＋２ｎ）−ＡＶ’，２ｎ｝        ・・・（式４）
なお、ｍｏｄ｛（Ｄ２＋２ｎ）−ＡＶ’，２ｎ｝は、（Ｄ２＋２ｎ）−ＡＶ’を２ｎで割ったときの余りを意味する関数である。
【０１３５】
その後、第１位相一致化部３３２は、上記生成した選択基準信号ＳＳの振幅を「１」とする処理を行い、該処理後の選択基準信号ＳＳ’を信号選択部１３４に出力する。すなわち、選択基準信号ＳＳ’は、上記平均化信号ＡＶ’の位相変動に同期し振幅を１とするパルス状の波形となり、下記（式５）で示される。
ＳＳ’＝ＲＯＵＮＤ｛（ＳＳ＋２ｎ−２）／２ｎ−１，０｝        ・・・（式５）
なお、ＲＯＵＮＤ｛（ＳＳ＋２ｎ−２）／２ｎ−１，０｝は、（ＳＳ＋２ｎ−２）／２ｎ−１の小数点以下第１位を四捨五入するという意味の関数である。
【０１３６】
なお、第１位相一致化部３３２が信号選択部１３４に出力する選択基準信号は、上記処理後の選択基準信号ＳＳ’に限定されるものではなく、上記選択基準信号ＳＳであってもよい。但し、説明の便宜上、以下では、第１位相一致化部３３２が信号選択部１３４に出力する選択基準信号が、上記処理後の選択基準信号ＳＳ’である場合について説明する。
【０１３７】
また、信号生成部１３３の平均化信号生成部３３１及び第１位相一致化部３３２における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば１つの処理部で処理されたり更に細分化された３以上の処理部により処理されてもよい。
【０１３８】
図９に、上記選択基準信号ＳＳ，ＳＳ’の一例を示す。
【０１３９】
図９において、最上段の鋸歯状の波形は、上記図８の最下段に示す平均化信号ＡＶ’の波形と同一の波形である。上から２段目の鋸歯状の波形は、上記図８の上から２段目に示す第２データＤ２の波形と同一の波形である。
【０１４０】
そして、上から３段目のパルス状の波形は、上から２段目に波形を示す第２データＤ２と最上段に波形を示す平均化信号ＡＶ’とに基づいて差分処理を行った後の選択基準信号ＳＳの波形である。最下段のパルス状の波形は、上から３段目に波形を示す選択基準信号ＳＳに対して振幅を「１」とする処理を行った後の選択基準信号ＳＳ’の波形である。
【０１４１】
図１０に、上記選択基準信号ＳＳ’とアブソリュート信号Ａ１，Ａ２との関係の一例を示す。
【０１４２】
図１０において、上段の鋸歯状の波形は、上記図９の最下段に示す選択基準信号ＳＳ’の波形と同一の波形である。中段のパルス状の波形は、上記図７の中段に示すアブソリュート信号Ａ１の波形と同一の波形である。下段のパルス状の波形は、上記図７の下段に示すアブソリュート信号Ａ２の波形と同一の波形である。
【０１４３】
図１０に示すように、アブソリュート信号Ａ１の波形は、選択基準信号ＳＳ’の振幅値が「１」のときにオン・オフの変わり目となり、アブソリュート信号Ａ２の波形は、選択基準信号ＳＳ’の振幅値が「０」のときにオン・オフの変わり目となる。なお、選択基準信号ＳＳ’の振幅値「０」「１」と、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のオン・オフの変わり目との対応関係は、反対であってもよい。
【０１４４】
すなわち、選択基準信号ＳＳ’の振幅値が「０」であるときは、アブソリュート信号Ａ１の方がアブソリュート信号Ａ２よりも振幅が安定しているといえる。一方、選択基準信号ＳＳ’の振幅値が「１」であるときには、アブソリュート信号Ａ２の方がアブソリュート信号Ａ１よりも振幅が安定しているといえる。なお、ここでは、選択基準信号ＳＳ’の振幅値「０」「１」を、同一の位相幅（電気角で１８０°）としたが、異なる位相範囲としてもよく、また各位相幅を電気角で１８０°以外としてもよい。
【０１４５】
従って、選択基準信号ＳＳ’の振幅値が「０」であるときは、絶対位置特定用のアブソリュート信号として、アブソリュート信号Ａ１を選択すればよい。一方、選択基準信号ＳＳ’の振幅値が「１」であるときは、絶対位置特定用のアブソリュート信号として、アブソリュート信号Ａ２を選択すればよい。これにより、検出パターンの変化点等の振幅が不安定な領域でない方のアブソリュート信号を使用して絶対位置を特定可能であるので、検出精度を向上可能である。
【０１４６】
図６に示すように、信号選択部１３４は、第１位相一致化部３３２から選択基準信号ＳＳ’を取得するとともに、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２からアブソリュート信号Ａ１，Ａ２を取得する。そして、信号選択部１３４は、上記取得した選択基準信号ＳＳ’に基づいて、上記取得したアブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方を選択する。すなわち、信号選択部１３４は、選択基準信号ＳＳ’の振幅値が「０」である場合には、アブソリュート信号Ａ１を選択し、選択基準信号ＳＳ’の振幅値が「１」である場合には、アブソリュート信号Ａ２を選択する。これにより、検出パターンの変化点等の振幅が不安定な領域でない方のアブソリュート信号を選択可能である。そして、信号選択部１３４は、上記選択した一方のアブソリュート信号を第３位置特定部１３５に出力する。これにより、第３位置特定部１３５は、信号選択部１３４から取得した一方のアブソリュート信号に基づいて、前述のようにして上記第１絶対位置を特定し、上記第３データを位置データ生成部１３６に出力することとなる。
【０１４７】
なお、制御部１３０の第１位置特定部１３１、第２位置特定部１３２、信号生成部１３３、信号選択部１３４、第３位置特定部１３５、及び位置データ生成部１３６における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば１つの処理部で処理されたり更に細分化された７以上の処理部により処理されてもよい。
【０１４８】
（１−３．エンコーダの位置データ生成方法の一例）
次に、図１１を参照しつつ、制御部１３０が実行する本実施形態に係るエンコーダ１００の位置データ生成方法に関する制御手順の一例について説明する。
【０１４９】
図１１に示すように、ステップＳ１０で、制御部１３０は、平均化信号生成部３３１において、第１位置特定部１３１で生成された第１データＤ１と、第２位置特定部１３２で生成された第２データＤ２とに基づいて、上記（式２）で示す処理を実行することにより、平均化信号ＡＶを生成する。
【０１５０】
その後、ステップＳ２０で、制御部１３０は、平均化信号生成部３３１において、上記ステップＳ１０で生成された平均化信号ＡＶに基づいて、上記（式３）で示す処理を実行することにより、平均化信号ＡＶ’を生成する。
【０１５１】
そして、ステップＳ３０で、制御部１３０は、第１位相一致化部３３２において、上記ステップＳ２０で生成された平均化信号ＡＶ’と、第２位置特定部１３２で生成された第２データＤ２とに基づいて、上記（式４）で示す処理を実行することにより、選択基準信号ＳＳを生成する。
【０１５２】
その後、ステップＳ４０で、制御部１３０は、第１位相一致化部３３２において、上記ステップＳ３０で生成された選択基準信号ＳＳに基づいて、上記（式５）で示す処理を実行することにより、選択基準信号ＳＳ’を生成する。
【０１５３】
そして、ステップＳ５０で、制御部１３０は、上記ステップＳ４０で生成された選択基準信号ＳＳ’の振幅値を判別する。このとき、選択基準信号ＳＳ’の振幅値が「０」である場合には、ステップＳ６０に移り、制御部１３０は、信号選択部１３４において、アブソリュート信号Ａ１を選択する。一方、選択基準信号ＳＳ’の振幅値が「１」である場合には、ステップＳ７０に移り、制御部１３０は、信号選択部１３４において、アブソリュート信号Ａ２を選択する。ステップＳ６０又はステップＳ７０が実行された後は、ステップＳ８０に移る。
【０１５４】
ステップＳ８０では、制御部１３０は、位置データ生成部１３６において、上記ステップＳ５０又はステップＳ６０で選択された一方のアブソリュート信号に基づいて第３位置特定部１３５で生成された第３データと、第２位置特定部１３２で生成された第２データＤ２とに基づいて、前述のようにして位置データを生成する。これにより、図１１に示すフローチャートに示す処理が終了される。
【０１５５】
なお、図１１において、ステップＳ１０，Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ４０は、信号生成ステップの一例に相当し、そのうち、ステップＳ１０，２０は、平均化信号生成ステップの一例に相当し、ステップＳ３０，４０は、第１位相一致化ステップの一例に相当する。また、ステップＳ６０，７０は、信号選択ステップの一例に相当する。更に、ステップＳ８０は、位置データ生成ステップの一例に相当する。
【０１５６】
（１−４．本実施形態による効果の例）
以上説明したように、本実施形態では、位置データ生成部１３６が、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２の少なくとも１つと、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方とに基づいて、位置データを生成する。このときに用いるアブソリュート信号は、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のうち、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２に基づいて選択されたいずれか一方である。
【０１５７】
ここで、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２は幅方向Ｒに互いにオフセットした位置に配置される。従って、ディスク１１０とシャフトＳＨに偏心が存在したり、光学モジュール１２０が回転方向に傾いて設置されたような場合、第１トラックＳＩ１，ＳＩ２は、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２に対して傾いて対向することとなる。このため、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２には、互いに位相ずれが生じることとなる。
【０１５８】
本実施形態では、これらインクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２に基づいてアブソリュート信号Ａ１，Ａ２からいずれか一方を選択するので、上記位相ずれを考慮した上でアブソリュート信号を選択することが可能である。従って、上記のようにディスク１１０とシャフトＳＨに偏心が存在したり、光学モジュール１２０が回転方向に傾いて設置されたような場合でも、絶対位置の検出誤差を低減でき、位置データの信頼性を向上できる。
【０１５９】
また、本実施形態では特に、次のような効果を得ることができる。すなわち、位置データ生成部１３６が位置データを生成するときに用いるアブソリュート信号は、信号生成部１３３により生成される選択基準信号ＳＳ’に基づいて選択された一方のアブソリュート信号である。
【０１６０】
ここで、選択基準信号ＳＳ’としてインクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２のいずれかを用いてアブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方を選択する場合、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２の信頼性確保の観点から、選択基準信号ＳＳ’とアブソリュート信号Ａ１，Ａ２との位相ずれは極力小さいことが好ましい。しかしながら、上述のようにディスク１１０とシャフトＳＨに偏心が存在したり、光学モジュール１２０が回転方向に傾いて設置されたような場合、選択基準信号ＳＳ’とアブソリュート信号Ａ１，Ａ２とに互いに位相ずれが生じる可能性がある。
【０１６１】
また、上記のようにディスク１１０とシャフトＳＨに偏心が存在したり、光学モジュール１２０が回転方向に傾いて設置されたような場合、上述のように第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２から各々出力されるインクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２には互いに位相ずれが生じることとなる。
【０１６２】
本実施形態では、これらインクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２に基づいて選択基準信号ＳＳ’が生成されるので、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２との位相ずれが小さくなるように選択基準信号ＳＳ’を生成することが可能である。従って、上記のようにディスク１１０とシャフトＳＨに偏心が存在したり、光学モジュール１２０が回転方向に傾いて設置されたような場合でも、絶対位置の検出誤差を低減でき、位置データの信頼性を向上できる。
【０１６３】
また、本実施形態では特に、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２が幅方向Ｒにおいて光源１２１を間に挟んで配置される。このような配置では、幅方向Ｒにおいて第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の中間位置に配置された第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２のインクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２が、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２に対する位相ずれが小さくなる。
【０１６４】
本実施形態では、信号生成部１３３が、幅方向Ｒにおいて第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側に配置された第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２のインクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２、換言すれば、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２に対する位相ずれが比較的小さなインクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２に基づいて、選択基準信号ＳＳ’を生成する。これにより、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２との位相ずれが小さくなるように選択基準信号ＳＳ’を生成することが可能である。
【０１６５】
また、本実施形態では特に、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２が幅方向Ｒにおいて光源１２１を間に挟んで配置される。このような配置では、上述のようにディスク１１０とシャフトＳＨに偏心が存在したり、光学モジュール１２０が回転方向に傾いて設置されたような場合、一方の第１受光アレイのインクリメンタル信号は位相が進み、他方の第１受光アレイのインクリメンタル信号は位相が遅れる。従って、これらのインクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２を平均化した平均化信号ＡＶ’を生成することで、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２の位相ずれが相殺され、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２に対する平均化信号ＡＶ’の位相ずれを小さくすることが可能である。そして、第１位相一致化部３３２が、選択基準信号ＳＳ’の位相を平均化信号ＡＶ’の位相に一致させる。これにより、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２との位相ずれが小さくなるように選択基準信号ＳＳ’を生成することが可能である。
【０１６６】
また、本実施形態では特に、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２及び第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２が、共に幅方向Ｒにおいて光源１２１を中心に対称となるように配置される。このような配置では、幅方向Ｒにおいて光源１２１と同じ位置に配置された受光アレイの受光信号が、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２に対する位相ずれが最も小さくなる。この場合、インクリメンタル信号Ｉ１，Ｉ２を平均化した平均化信号ＡＶ’は、上記光源１２１と同じ幅方向Ｒ位置に配置された受光アレイの受光信号と位相がほぼ等しくなる。従って、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２に対する平均化信号ＡＶ’の位相ずれを極力小さくすることが可能である。そして、第１位相一致化部３３２が、選択基準信号ＳＳ’の位相を平均化信号ＡＶ’の位相に一致させる。これにより、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２との位相ずれが極力小さくなるように選択基準信号ＳＳ’を生成することが可能である。
【０１６７】
また、本実施形態では特に、第１トラックＳＩ１，ＳＩ２及び第２トラックＳＡ１，ＳＡ２は、光源１２１より出射された光を各々反射し、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２及び第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、第１トラックＳＩ１，ＳＩ２又は第２トラックＳＡ１，ＳＡ２で反射した光を各々受光する。このように、エンコーダ１００を反射型のエンコーダとして構成することで、第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２及び第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２を光源１２１に近接して配置することが可能となるので、エンコーダ１００を小型化できる。
【０１６８】
＜２．第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態では、主として上記第１実施形態と異なる部分について説明する。また、上記第１実施形態と実質的に同一の機能を有する構成要素は、原則として同一の符号で表し、該構成要素についての重複説明は、適宜省略する。
【０１６９】
（２−１．トラック）
図１２に示すように、本実施形態では、ディスク１１０の上面には、複数の第１トラックとして、２つの第１トラックＳＩ３，ＳＩ４が設けられ、１以上の第２トラックとして、前述の第２トラックＳＡ１，ＳＡ２が設けられる。これら第１トラック及び第２トラックを含む複数のトラックは、幅方向Ｒの内側から外側に向けて、第２トラックＳＡ１、第１トラックＳＩ３、第１トラックＳＩ４、第２トラックＳＡ２の順に同心円状に配置される。
【０１７０】
第２トラックＳＡ１，ＳＡ２の複数の反射スリットは、上記第１実施形態と同様に配置される。
【０１７１】
一方、第１トラックＳＩ３，ＳＩ４の複数の反射スリットは、測定方向Ｃに沿ってインクリメンタルパターンを有するように、ディスク１１０の全周に配置される。第１トラックＳＩ３の反射スリットのピッチはＰ３であり、第１トラックＳＩ４の反射スリットのピッチはＰ４である。
【０１７２】
本実施形態では、ピッチＰ３は、ピッチＰ４よりも長く設定される。この例では、Ｐ３＝２×Ｐ４となるように各ピッチが設定される。従って、第１トラックＳＩ４の反射スリット数は、第１トラックＳＩ３の反射スリット数の２倍となる。なお、各ピッチの関係は、必ずしも２倍に設定される必要はなく、例えば３倍、４倍、５倍等の様々な関係に設定され得る。
【０１７３】
なお、本実施形態では、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２の反射スリットの測定方向Ｃにおける最小長さは、ピッチＰ３と一致する。その結果、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２に対応する第２受光アレイの受光信号の分解能は、第１トラックＳＩ３の反射スリット数と一致する。なお、上記最小長さは、必ずしもピッチＰ３と一致する必要はなく、第１トラックＳＩ３の反射スリット数は、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２に対応する第２受光アレイの受光信号の分解能と同一かそれよりも多く設定されることが望ましい。
【０１７４】
また、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２の各反射スリットの測定方向Ｃにおける長さは、ピッチＰ３の整数倍と一致する。なお、上記長さは、必ずしもピッチＰ３の整数倍と一致する必要はない。
【０１７５】
また、第２トラックＳＡ１の各反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置は、第１トラックＳＩ３の反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置から、測定方向Ｃの一方側にオフセットしている。このオフセット量は、ピッチＰ３の４分の１（＝Ｐ３／４）に相当する。同様に、第２トラックＳＡ２の各反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置は、第１トラックＳＩ３の反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置から、測定方向Ｃの他方側にオフセットしている。このオフセット量は、ピッチＰ３の４分の１に相当する。なお、上記オフセット量は、必ずしもピッチＰ３の４分の１である必要はなく、様々な量を取り得る。また、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２の各反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部と。第１トラックＳＩ３の反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部とは、必ずしも測定方向Ｃにオフセットしている必要はなく、測定方向Ｃにオフセットしていない場合もあり得る。
【０１７６】
（２−２．受光アレイ）
図１３に示すように、本実施形態では、光学モジュール１２０の基板ＢＡの下面には、複数の第１受光アレイとして、２つの第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４が設けられ、２つの第２受光アレイとして、前述の第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２が設けられる。これら第１受光アレイ及び第２受光アレイを含む複数の受光アレイは、幅方向Ｒの内側から外側に向けて、第２受光アレイＰＡ１、第１受光アレイＰＩ３、第１受光アレイＰＩ４、第２受光アレイＰＡ２の順に同心円弧状に配置される。
【０１７７】
また、受光アレイＰＡ１，ＰＩ３，ＰＩ４，ＰＡ２は、トラックＳＡ１，ＳＩ３，ＳＩ４，ＳＡ２に対応して配置される。すなわち、第１受光アレイＰＩ３は、第１トラックＳＩ３に対応して配置され、該第１受光アレイＰＩ３の受光素子は、第１トラックＳＩ３の反射スリットでの反射光を受光して受光信号を出力する。また、第１受光アレイＰＩ４は、第１トラックＳＩ４に対応して配置され、該第１受光アレイＰＩ４の受光素子は、第１トラックＳＩ４の反射スリットでの反射光を受光して受光信号を出力する。なお、第２受光アレイＰＡ１は、上記第１実施形態と同様、第２トラックＳＡ１に対応して配置され、第２受光アレイＰＡ２は、上記第１実施形態と同様、第２トラックＳＡ２に対応して配置される。
【０１７８】
そして、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、上記第１実施形態と同様に配置される。すなわち、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、幅方向Ｒにおいて光源１２１を中心に対称となるように配置されており、第２受光アレイＰＡ１が幅方向Ｒにおいて内側に配置され、第２受光アレイＰＡ２が幅方向Ｒにおいて外側に配置される。従って、上記第１実施形態と同様、第２受光アレイＰＡ１と光源１２１との距離と、第２受光アレイＰＡ２と光源１２１との距離とは、等しくなる。
【０１７９】
一方、第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４は、上述のように、幅方向Ｒに互いにオフセットした位置に配置される。この際、第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４は、幅方向Ｒにおいて第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側に配置される。この例では、第１受光アレイＰＩ３が幅方向Ｒにおいて内側に配置され、第１受光アレイＰＩ４が幅方向Ｒにおいて外側に配置される。具体的には、第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４は、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側で幅方向Ｒにおいて光源１２１を間に挟んで配置される。つまり、第１受光アレイＰＩ３は、幅方向Ｒにおいて受光アレイＰＡ１と光源１２１との間に配置され、第１受光アレイＰＩ４は、幅方向Ｒにおいて光源１２１と受光アレイＰＡ２との間に配置される。この際、第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４は、幅方向Ｒにおいて光源１２１を中心に対称となるように配置される。なお、第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４は、幅方向Ｒにおいて光源１２１を中心に非対称となるように配置されてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４が幅方向Ｒにおいて光源１２１を中心に対称となるように配置される場合について説明する。従って、第１受光アレイＰＩ３と光源１２１との距離と、第１受光アレイＰＩ４と光源１２１との距離とは、等しくなる。つまり、第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４は、（前述の測定中心Ｏｓを中心とした湾曲した形状を除き）基本的には、光源１２１を通る幅方向Ｒ上の線及び測定方向Ｃ上の線を対称軸とする、線対称形状に形成される。
【０１８０】
また、第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４では、対応する第１トラックＳＩ３，ＳＩ４での反射光が受光されることにより、受光信号が出力される。つまり、第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４からの受光信号は、第１受光信号の一例に相当する。
【０１８１】
第１受光アレイＰＩ３は、前述の第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２と同様に構成される。すなわち、トラックＳＩ３に係る１ピッチ（投影された像における１ピッチ。つまりε×Ｐ３）中に、合計４つの受光素子のセット（図１３中に「ＳＥＴ３」で示す）が並べられ、かつ、４つの受光素子のセットが測定方向Ｃに沿って更に複数並べられる。従って、第１受光アレイＰＩ３の多数の受光素子からは、互いに位相が９０°ずつずれる４つの受光信号が生成されることとなる。
【０１８２】
一方、第１受光アレイＰＩ４も、第１受光アレイＰＩ３と同様に構成される。すなわち、トラックＳＩ４に係る１ピッチ（投影された像における１ピッチ。つまりε×Ｐ４）中に、合計４つの受光素子のセット（図１３中に「ＳＥＴ４」で示す）が並べられ、かつ、４つの受光素子のセットが測定方向Ｃに沿って更に複数並べられる。従って、第１受光アレイＰＩ４の多数の受光素子からも、互いに位相が９０°ずつずれる４つの受光信号が生成されることとなる。
【０１８３】
以上のように、第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４では、互いに位相が９０°ずつずれる４つの受光信号（インクリメンタル信号）が生成される。なお、説明の便宜上、以下では、第１受光アレイＰＩ３から出力される互いに位相が９０°ずつずれる４つのインクリメンタル信号をまとめて、「１つのインクリメンタル信号」とも呼ぶ場合がある。同様に、第１受光アレイＰＩ４から出力される互いに位相が９０°ずつずれる４つのインクリメンタル信号をまとめて、「１つのインクリメンタル信号」とも呼ぶ場合がある。そして、第１受光アレイＰＩ３からのインクリメンタル信号を「インクリメンタル信号Ｉ３」ともいい、第１受光アレイＰＩ４からのインクリメンタル信号を「インクリメンタル信号Ｉ４」ともいう。
【０１８４】
また、ピッチの短い第１トラックＳＩ４のインクリメンタルパターンに係るインクリメンタル信号Ｉ４を、インクリメンタル信号Ｉ３に比べて高分解能であることから、「高インクリメンタル信号Ｉ４」とも呼ぶ。また、ピッチの長い第１トラックＳＩ３のインクリメンタルパターンに係るインクリメンタル信号Ｉ３を、インクリメンタル信号Ｉ４に比べて低分解能であることから、「低インクリメンタル信号Ｉ３」とも呼ぶ。
【０１８５】
なお、本実施形態では、インクリメンタルパターンの１ピッチに相当する１セットには受光素子が４つ含まれる場合を一例として説明するが、例えば１セットに２つの受光素子が含まれる等、１セット中の受光素子数は特に限定されるものではない。
【０１８６】
（２−３．制御部）
以下、図１４を参照しつつ、本実施形態に係る制御部１３０’の構成の一例について、より具体的に機能ブロックで実装した例を説明する。
【０１８７】
図１４に示すように、制御部１３０’は、第１位置特定部１３１’と、第２位置特定部１３２’と、信号生成部１３３’と、信号選択部１３４と、第３位置特定部１３５と、位置データ生成部１３６’とを有する。
【０１８８】
第２位置特定部１３２’は、第１受光アレイＰＩ４から互いに位相が９０°ずつずれる４つの高インクリメンタル信号（１つの高インクリメンタル信号Ｉ４）を取得する。そして、第２位置特定部１３２’は、前述の第１位置特定部１３１と同様の処理を行い、第１トラックＳＩ４に係る１ピッチ内の位置（電気角）を特定し、該位置を表す第２データを生成して出力する。
【０１８９】
なお、第２位置特定部１３２’が出力する第２データは、上記生成された第２データ自体でもよいが、以下では、第２位置特定部１３２’が出力する第２データが、上記生成された第２データに対して逓倍処理を行った後の第２データＤ４である場合について説明する。この際、第２データの逓倍数は、特に限定されるものではないが、以下では、第２データの逓倍数が２ｎである場合について説明する。すなわち、第２位置特定部１３２’は、上記生成した第２データに対して逓倍数を２ｎとする逓倍処理を行い、該逓倍処理後の第２データＤ４を出力する。第２データＤ４は、第１トラックＳＩ４に係る１ピッチ内の位置を表す周期的な信号である。
【０１９０】
第１位置特定部１３１’は、第１受光アレイＰＩ３から互いに位相が９０°ずつずれる４つの低インクリメンタル信号（１つの低インクリメンタル信号Ｉ３）を取得する。そして、第１位置特定部１３１’は、前述の第１位置特定部１３１と同様の処理を行い、第１トラックＳＩ３に係る１ピッチ内の位置（電気角）を特定し、該位置を表す第１データを生成して出力する。
【０１９１】
なお、第１位置特定部１３１’が出力する第１データは、上記生成された第１データ自体でもよいが、以下では、第１位置特定部１３１が出力する第１データが、上記生成された第１データに対して逓倍処理を行った後の第１データＤ３である場合について説明する。この際、第１データの逓倍数は、特に限定されるものではないが、以下では、第１データの逓倍数が２ｎ＋１であり、逓倍処理後の第１データの分解能と逓倍処理後の第２データの分解能とが一致する場合について説明する。すなわち、第１位置特定部１３１’は、上記生成した第１データに対して逓倍数を２ｎ＋１とする逓倍処理を行い、該逓倍処理後の第１データＤ３を出力する。第１データＤ３は、第１トラックＳＩ３に係る１ピッチ内の位置を表す周期的な信号である。
【０１９２】
ここで、ディスク１１０とシャフトＳＨとに偏心が存在するか、又は光学モジュール１２０が回転方向に傾いて設置されるか、又はそれらの両方がある場合がある。このような場合、ディスク１１０の第１トラックＳＩ３，ＳＩ４は、上述のように幅方向Ｒに互いにオフセットした位置に配置された第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４に対して傾いて対向することとなる。その結果、インクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４には、互いに位相ずれが生じることとなる。
【０１９３】
本実施形態では、制御部１３０’は、インクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４に基づいて、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方を選択する。これにより、上述のようなインクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４の位相ずれを考慮した上でアブソリュート信号を選択可能である。この際、制御部１３０’は、インクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４に基づいて、前述の選択基準信号を生成し、該選択基準信号に基づいて、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方を選択する。なお、制御部１３０’によるアブソリュート信号の選択方法は、選択基準信号を用いる方法に限定されるものではなく、インクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４を用いる方法であれば特に限定されるものではない。但し、説明の便宜上、以下では、制御部１３０’によるアブソリュート信号の選択方法が、選択基準信号を用いる方法である場合について説明する。
【０１９４】
すなわち、信号生成部１３３’は、インクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４に基づいて、選択基準信号を生成する。これにより、アブソリュート信号との位相ずれが小さくなるように、選択基準信号を生成可能である。この際、信号生成部１３３’は、インクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４を平均化した平均化信号を生成し、該平均化信号とインクリメンタル信号とに基づいて、選択基準信号の位相を平均化信号の位相に一致させる。なお、信号生成部１３３’の処理内容は、インクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４を平均化し、平均化信号とインクリメンタル信号とに基づいて選択基準信号を生成する内容に限定されるものではない。信号生成部１３３’の処理内容としては、例えば、インクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４を加算し、加算した結果の信号とインクリメンタル信号とに基づいて選択基準信号を生成する等の、インクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４を用いて選択基準信号を生成する内容であれば特に限定されるものではない。但し、説明の便宜上、以下では、信号生成部１３３’が、インクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４を平均化し、平均化信号とインクリメンタル信号とに基づいて選択基準信号を生成する場合について説明する。
【０１９５】
すなわち、信号生成部１３３’は、平均化信号生成部３３１’と、第１位相一致化部３３２’とを備える。
【０１９６】
平均化信号生成部３３１’は、インクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４に基づいて、上記平均化信号を生成し、第１位相一致化部３３２’に出力する。これにより、上述のようなインクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４の位相ずれが相殺され、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２に対する平均化信号の位相ずれを小さくすることが可能である。より具体的には、平均化信号生成部３３１’は、第１位置特定部１３１’から第１データＤ３を取得するとともに、第２位置特定部１３２’から第２データＤ４を取得する。そして、平均化信号生成部３３１’は、上記取得した第１データＤ３の分解能を１ビット低下させる分周処理を行い、該分周処理後の第１データＤ３’（後述の図１５参照）とする。
すなわち、第１データＤ３’は、第２データＤ４と同一の分解能（ｎビットの分解能）の周期的な信号となり、下記（式６）で示される。
Ｄ３’＝ｍｏｄ（Ｄ３，２ｎ）        ・・・（式６）
なお、ｍｏｄ（Ｄ３，２ｎ）は、Ｄ３を２ｎで割ったときの余りを意味する関数である。
【０１９７】
その後、平均化信号生成部３３１’は、上記取得した第２データＤ４と、上記分周処理後の第１データＤ３’とに基づいて、これらデータＤ４，Ｄ３’を平均化した平均化信号ＡＶ１（後述の図１５参照）を生成する。すなわち、平均化信号ＡＶ１は、データＤ４，Ｄ３’と同一の分解能（ｎビットの分解能）の周期的な信号となり、下記（式７）で示される。
ＡＶ１＝（Ｄ４＋Ｄ３’）／２        ・・・（式７）
【０１９８】
図１５に、上記平均化信号ＡＶ１の一例を示す。
【０１９９】
図１５において、最上段の鋸歯状の波形（実線）は、位相ずれが生じていない場合（波線）よりも位相が進んだ第２データＤ４の波形である。上から２段目の鋸歯状の波形（実線）は、位相ずれが生じていない場合（波線）よりも位相が遅れた第１データＤ３の波形である。上から３段目の鋸歯状の波形は、上から２段目に波形を示す第１データＤ３に対して分周処理を行った後の第１データＤ３’の波形である。なお、図１５中では、データＤ４，Ｄ３，Ｄ３’の波形を鋸歯状で示しているが、実際には、該波形の傾き部分は、階段状に変化する。
【０２００】
そして、最下段の鋸歯状の波形は、最上段に波形を示す第２データＤ４と上から３段目に波形を示す第１データＤ３’とを平均化した平均化信号ＡＶ１の波形である。なお、図１５中では、データＤ４，Ｄ３，Ｄ３’の波形と同様、平均化信号ＡＶ１の波形を鋸歯状で示しているが、実際には、該波形の傾き部分は、階段状に変化する。
【０２０１】
図１４に示すように、第１位相一致化部３３２’は、平均化信号ＡＶ１とインクリメンタル信号に基づいて、選択基準信号の位相を平均化信号ＡＶ１の位相に一致させる。これにより、アブソリュート信号との位相ずれが小さくなるように、選択基準信号を生成可能である。この際、第１位相一致化部３３２’は、平均化信号ＡＶ１と第１データＤ３とに基づいて、選択基準信号の位相を平均化信号ＡＶ１の位相に一致させる。すなわち、第１位相一致化部３３２’は、平均化信号生成部３３１’から平均化信号ＡＶ１を取得するとともに、第２位置特定部１３２’から第１データＤ３を取得する。そして、第１位相一致化部３３２’は、上記取得した平均化信号ＡＶ１と第１データＤ３とに基づいて、第１データＤ３と平均化信号ＡＶ１との差分を出す差分処理を行い、選択基準信号ＳＳ１を生成する。すなわち、選択基準信号ＳＳ１は、上記平均化信号ＡＶ１の位相変動に同期したパルス状の波形となり、下記（式８）で示される。
ＳＳ１＝ｍｏｄ｛（Ｄ３＋２ｎ＋１）−ＡＶ１，２ｎ＋１｝        ・・・（式８）
なお、ｍｏｄ｛（Ｄ３＋２ｎ＋１）−ＡＶ１，２ｎ＋１｝は、（Ｄ３＋２ｎ＋１）−ＡＶ１を２ｎ＋１で割ったときの余りを意味する関数である。
【０２０２】
その後、第１位相一致化部３３２’は、上記生成した選択基準信号ＳＳ１の振幅を「１」とする処理を行い、該処理後の選択基準信号ＳＳ１’を信号選択部１３４に出力する。すなわち、選択基準信号ＳＳ１’は、上記平均化信号ＡＶ１の位相変動に同期し振幅を１とするパルス状の波形となり、下記（式９）で示される。
ＳＳ１’＝ＲＯＵＮＤ｛（ＳＳ１＋２ｎ−１）／２ｎ，０｝        ・・・（式９）
なお、ＲＯＵＮＤ｛（ＳＳ１＋２ｎ−１）／２ｎ，０｝は、（ＳＳ１＋２ｎ−１）／２ｎの小数点以下第１位を四捨五入するという意味の関数である。
【０２０３】
なお、第１位相一致化部３３２’が信号選択部１３４に出力する選択基準信号は、上記処理後の選択基準信号ＳＳ１’に限定されるものではなく、上記選択基準信号ＳＳ１であってもよい。但し、説明の便宜上、以下では、第１位相一致化部３３２’が信号選択部１３４に出力する選択基準信号が、上記処理後の選択基準信号ＳＳ１’である場合について説明する。
【０２０４】
また、信号生成部１３３’の平均化信号生成部３３１’及び第１位相一致化部３３２’における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば１つの処理部で処理されたり更に細分化された３以上の処理部により処理されてもよい。
【０２０５】
図１６に、上記選択基準信号ＳＳ１，ＳＳ１’の一例を示す。
【０２０６】
図１６において、最上段の鋸歯状の波形は、上記図１５の最下段に示す平均化信号ＡＶ１の波形と同一の波形である。上から２段目の鋸歯状の波形は、上記図１５の上から２段目に示す第１データＤ３の波形と同一の波形である。
【０２０７】
そして、上から３段目のパルス状の波形は、上から２段目に波形を示す第１データＤ３と最上段に波形を示す平均化信号ＡＶ１とに基づいて差分処理を行った後の選択基準信号ＳＳ１の波形である。最下段のパルス状の波形は、上から３段目に波形を示す選択基準信号ＳＳ１に対して振幅を「１」とする処理を行った後の選択基準信号ＳＳ１’の波形である。
【０２０８】
図示は省略するが、上記アブソリュート信号Ａ１の波形は、選択基準信号ＳＳ１’の振幅値が「１」のときにオン・オフの変わり目となり、上記アブソリュート信号Ａ２の波形は、選択基準信号ＳＳ１’の振幅値が「０」のときにオン・オフの変わり目となる。なお、選択基準信号ＳＳ１’の振幅値「０」「１」と、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のオン・オフの変わり目との対応関係は、反対であってもよい。
【０２０９】
すなわち、選択基準信号ＳＳ１’の振幅値が「０」であるときは、アブソリュート信号Ａ１の方がアブソリュート信号Ａ２よりも振幅が安定しているといえる。一方、選択基準信号ＳＳ１’の振幅値が「１」であるときには、アブソリュート信号Ａ２の方がアブソリュート信号Ａ１よりも振幅が安定しているといえる。なお、ここでは、選択基準信号ＳＳ１’の振幅値「０」「１」を、同一の位相幅（電気角で１８０°）としたが、異なる位相範囲としてもよく、また各位相幅を電気角で１８０°以外としてもよい。
【０２１０】
従って、選択基準信号ＳＳ１’の振幅値が「０」であるときは、絶対位置特定用のアブソリュート信号として、アブソリュート信号Ａ１を選択すればよい。一方、選択基準信号ＳＳ１’の振幅値が「１」であるときは、絶対位置特定用のアブソリュート信号として、アブソリュート信号Ａ２を選択すればよい。これにより、検出パターンの変化点等の振幅が不安定な領域でない方のアブソリュート信号を使用して絶対位置を特定可能であるので、検出精度を向上可能である。
【０２１１】
図１４に示すように、本実施形態に係る信号選択部１３４は、第１位相一致化部３３２’から選択基準信号ＳＳ１’を取得するとともに、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２からアブソリュート信号Ａ１，Ａ２を取得する。そして、信号選択部１３４は、上記取得した選択基準信号ＳＳ１’に基づいて、上記取得したアブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方を選択する。すなわち、信号選択部１３４は、選択基準信号ＳＳ１’の振幅値が「０」である場合には、アブソリュート信号Ａ１を選択し、選択基準信号ＳＳ１’の振幅値が「１」である場合には、アブソリュート信号Ａ２を選択する。これにより、検出パターンの変化点等の振幅が不安定な領域でない方のアブソリュート信号を選択可能である。そして、信号選択部１３４は、上記選択した一方のアブソリュート信号を第３位置特定部１３５に出力する。
【０２１２】
第３位置特定部１３５は、信号選択部１３４から取得した一方のアブソリュート信号に基づいて、前述のようにして前述の第１絶対位置を特定し、前述の第３データを位置データ生成部１３６’に出力する。
【０２１３】
位置データ生成部１３６’は、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方と、インクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４の少なくとも一方とに基づいて、絶対位置を算出し、該絶対位置を表す位置データを生成して、制御装置ＣＴに出力する。つまり、位置データ生成部１３６’は、位置データを生成する手段の一例に相当する。
【０２１４】
なお、位置データ生成部１３６’による位置データの生成方法は、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方と、インクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４の少なくとも一方とを用いる方法であれば、特に限定されるものではない。しかしながら、説明の便宜上、以下では、位置データ生成部１３６’が、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方と、インクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４とに基づいて、次のような方法により位置データを生成する場合について説明する。
【０２１５】
すなわち、位置データ生成部１３６’は、第３位置特定部１３５から第３データを取得するとともに、第１位置特定部１３１’から第１データＤ３を取得し、かつ第２位置特定部１３２’から第２データＤ４を取得する。そして、位置データ生成部１３６’は、第３データ（第１絶対位置）に第１データＤ３（相対位置）を重畳することにより、該第１絶対位置よりも高精度な絶対位置を算出する。その後、位置データ生成部１３６’は、上記算出した絶対位置に第２データＤ４（相対位置）を重畳することにより、該絶対位置よりも更に高分解能な絶対位置を算出し、該絶対位置を表す位置データを生成する。
【０２１６】
なお、制御部１３０’の第１位置特定部１３１’、第２位置特定部１３２’、信号生成部１３３’、信号選択部１３４、第３位置特定部１３５、及び位置データ生成部１３６’における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば１つの処理部で処理されたり更に細分化された７以上の処理部により処理されてもよい。
【０２１７】
（２−４．エンコーダの位置データ生成方法の一例）
次に、図１７を参照しつつ、制御部１３０’が実行する本実施形態に係るエンコーダ１００の位置データ生成方法に関する制御手順の一例について説明する。
【０２１８】
図１７に示すように、ステップＳ８で、制御部１３０’は、平均化信号生成部３３１’において、第１位置特定部１３１’で生成された第１データＤ３に基づいて、上記（式６）で示す処理を実行することにより、第１データＤ３’を生成する。
【０２１９】
その後、ステップＳ１０’で、制御部１３０’は、平均化信号生成部３３１’において、第２位置特定部１３２’で生成された第２データＤ４と、上記ステップＳ８で生成された第１データＤ３’とに基づいて、上記（式７）で示す処理を実行することにより、平均化信号ＡＶ１を生成する。
【０２２０】
そして、ステップＳ３０’で、制御部１３０’は、第１位相一致化部３３２’において、上記ステップＳ１０’で生成された平均化信号ＡＶ１と、第２位置特定部１３２’で生成された第２データＤ４とに基づいて、上記（式８）で示す処理を実行することにより、選択基準信号ＳＳ１を生成する。
【０２２１】
その後、ステップＳ４０’で、制御部１３０’は、第１位相一致化部３３２’において、上記ステップＳ３０’で生成された選択基準信号ＳＳ１に基づいて、上記（式９）で示す処理を実行することにより、選択基準信号ＳＳ１’を生成する。
【０２２２】
そして、ステップＳ５０’で、制御部１３０’は、上記ステップＳ４０’で生成された選択基準信号ＳＳ１’の振幅値を判別する。このとき、選択基準信号ＳＳ１’の振幅値が「０」である場合には、ステップＳ６０に移り、制御部１３０’は、信号選択部１３４において、アブソリュート信号Ａ１を選択する。一方、選択基準信号ＳＳ１’の振幅値が「１」である場合には、ステップＳ７０に移り、制御部１３０’は、信号選択部１３４において、アブソリュート信号Ａ２を選択する。ステップＳ６０又はステップＳ７０が実行された後は、ステップＳ８０’に移る。
【０２２３】
ステップＳ８０’では、制御部１３０’は、位置データ生成部１３６’において、上記ステップＳ５０又はステップＳ６０で選択された一方のアブソリュート信号に基づいて第３位置特定部１３５で生成された第３データと、第１位置特定部１３１’で生成された第１データＤ３と、第２位置特定部１３２’で生成された第２データＤ４とに基づいて、前述のようにして位置データを生成する。これにより、図１７に示すフローチャートに示す処理が終了される。
【０２２４】
なお、図１７において、ステップＳ８，Ｓ１０’，Ｓ３０’，Ｓ４０’は、信号生成ステップの一例に相当し、そのうち、ステップＳ８，１０は、平均化信号生成ステップの一例に相当し、ステップＳ３０’，４０は、第１位相一致化ステップの一例に相当する。また、ステップＳ６０，７０は、信号選択ステップの一例に相当する。更に、ステップＳ８０’は、位置データ生成ステップの一例に相当する。
【０２２５】
（２−５．本実施形態による効果の例）
以上説明したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、本実施形態では、第１トラックＳＩ３，ＳＩ４が、互いにピッチの異なるインクリメンタルパターンを各々有する。従って、第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４は、互いにピッチの異なるインクリメンタルパターンで反射した光を各々受光する。すなわち、エンコーダ２００は、ピッチが長いインクリメンタルパターンの第１トラックＳＩ３に対応する低分解能の第１受光アレイＰＩ３と、ピッチが短いインクリメンタルパターンの第１トラックＳＩ４に対応する高分解能の第１受光アレイＰＩ４とを有する。これにより、分解能が互いに異なる複数のデータから高分解能な絶対位置を算出するいわゆる「積上げ方式」により高分解能な絶対位置を表す位置データを生成することが可能となるので、高い分解能を実現できる。
【０２２６】
＜３．第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態では、主として上記第１実施形態や第２実施形態と異なる部分について説明する。また、上記第１実施形態や第２実施形態と実質的に同一の機能を有する構成要素は、原則として同一の符号で表し、該構成要素についての重複説明は、適宜省略する。
【０２２７】
（３−１．トラック）
図１８に示すように、本実施形態では、ディスク１１０の上面には、複数の第１トラックとして、２つの第１トラックＳＩ５，ＳＩ６が設けられ、１以上の第２トラックとして、前述の第２トラックＳＡ１，ＳＡ２が設けられる。これら第１トラック及び第２トラックを含む複数のトラックは、幅方向Ｒの内側から外側に向けて、第１トラックＳＩ５、第２トラックＳＡ１、第１トラックＳＩ６、第２トラックＳＡ２の順に同心円状に配置される。
【０２２８】
第２トラックＳＡ１，ＳＡ２の複数の反射スリットは、上記第１実施形態と同様に配置される。
【０２２９】
一方、第１トラックＳＩ５，ＳＩ６の複数の反射スリットは、測定方向Ｃに沿ってインクリメンタルパターンを有するように、ディスク１１０の全周に配置される。第１トラックＳＩ５の反射スリットのピッチはＰ５であり、第１トラックＳＩ６の反射スリットのピッチはＰ６である。
【０２３０】
本実施形態では、ピッチＰ５は、ピッチＰ６よりも長く設定される。この例では、Ｐ５＝２×Ｐ６となるように各ピッチが設定される。従って、第１トラックＳＩ６の反射スリット数は、第１トラックＳＩ５の反射スリット数の２倍となる。なお、各ピッチの関係は、必ずしも２倍に設定される必要はなく、例えば３倍、４倍、５倍等の様々な関係に設定され得る。
【０２３１】
なお、本実施形態では、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２の反射スリットの測定方向Ｃにおける最小長さは、ピッチＰ５と一致する。その結果、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２に対応する第２受光アレイの受光信号の分解能は、第１トラックＳＩ５の反射スリット数と一致する。なお、上記最小長さは、必ずしもピッチＰ３と一致する必要はなく、第１トラックＳＩ５の反射スリット数は、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２に対応する第２受光アレイの受光信号の分解能と同一かそれよりも多く設定されることが望ましい。
【０２３２】
また、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２の各反射スリットの測定方向Ｃにおける長さは、ピッチＰ５の整数倍と一致する。なお、上記長さは、必ずしもピッチＰ５の整数倍と一致する必要はない。
【０２３３】
また、第２トラックＳＡ１の各反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置は、第１トラックＳＩ５の反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置から、測定方向Ｃの一方側にオフセットしている。このオフセット量は、ピッチＰ５の４分の１（＝Ｐ５／４）に相当する。同様に、第２トラックＳＡ２の各反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置は、第１トラックＳＩ５の反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部の位置から、測定方向Ｃの他方側にオフセットしている。このオフセット量は、ピッチＰ５の４分の１に相当する。なお、上記オフセット量は、必ずしもピッチＰ５の４分の１である必要はなく、様々な量を取り得る。また、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２の各反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部と。第１トラックＳＩ５の反射スリットの測定方向Ｃに対応する端部とは、必ずしも測定方向Ｃにオフセットしている必要はなく、測定方向Ｃにオフセットしていない場合もあり得る。
【０２３４】
（３−２．受光アレイ）
図１９に示すように、本実施形態では、光学モジュール１２０の基板ＢＡの下面には、複数の第１受光アレイとして、２つの第１受光アレイＰＩ５，ＰＩ６が設けられ、２つの第２受光アレイとして、前述の第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２が設けられる。これら第１受光アレイ及び第２受光アレイを含む複数の受光アレイは、幅方向Ｒの内側から外側に向けて、第１受光アレイＰＩ５、第２受光アレイＰＡ１、第１受光アレイＰＩ６、第２受光アレイＰＡ２の順に同心円弧状に配置される。
【０２３５】
また、受光アレイＰＩ５，ＰＡ１，ＰＩ６，ＰＡ２は、トラックＳＩ５，ＳＡ１，ＳＩ６，ＳＡ２に対応して配置される。すなわち、第１受光アレイＰＩ５は、第１トラックＳＩ５に対応して配置され、該第１受光アレイＰＩ５の受光素子は、第１トラックＳＩ５の反射スリットでの反射光を受光して受光信号を出力する。また、第１受光アレイＰＩ６は、第１トラックＳＩ６に対応して配置され、該第１受光アレイＰＩ６の受光素子は、第１トラックＳＩ６の反射スリットでの反射光を受光して受光信号を出力する。なお、第２受光アレイＰＡ１は、上記第１実施形態と同様、第２トラックＳＡ１に対応して配置され、第２受光アレイＰＡ２は、上記第１実施形態と同様、第２トラックＳＡ２に対応して配置される。
【０２３６】
そして、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、上記第１実施形態と同様に配置される。すなわち、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、幅方向Ｒにおいて光源１２１を中心に対称となるように配置されており、第２受光アレイＰＡ１が幅方向Ｒにおいて内側に配置され、第２受光アレイＰＡ２が幅方向Ｒにおいて外側に配置される。なお、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、幅方向Ｒにおいて光源１２１を中心に非対称となるように配置されてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２が幅方向Ｒにおいて光源１２１を中心に対称となるように配置される場合について説明する。従って、上記第１実施形態と同様、第２受光アレイＰＡ１と光源１２１との距離と、第２受光アレイＰＡ２と光源１２１との距離とは、等しくなる。
【０２３７】
一方、第１受光アレイＰＩ５，ＰＩ６は、上述のように、幅方向Ｒに互いにオフセットした位置に配置される。この際、第１受光アレイＰＩ５，ＰＩ６は、幅方向Ｒにおいて第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側及び外側に配置される。この例では、第１受光アレイＰＩ６が第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側に配置され、第１受光アレイＰＩ５が第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の外側に配置される。そして、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側に配置された第１受光アレイＰＩ６は、測定方向Ｃにおいて光源１２１を間に挟んで配置された２つの受光アレイＰＩ６Ｌ，ＰＩ６Ｒを有する。つまり、第１受光アレイＰＩ５は、幅方向Ｒにおいて受光アレイＰＡ１の内側に配置され、第１受光アレイＰＩ６の受光アレイＰＩ６Ｌ，ＰＩ６Ｒは、幅方向Ｒにおいて第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側で、かつ測定方向Ｃにおいて光源１２１を間に挟んで配置される。
【０２３８】
また、第１受光アレイＰＩ５，ＰＩ６では、対応する第１トラックＳＩ６，ＳＩ６での反射光が受光されることにより、受光信号が出力される。つまり、第１受光アレイＰＩ５，ＰＩ６からの受光信号は、第１受光信号の一例に相当する。
【０２３９】
第１受光アレイＰＩ５は、前述の第１受光アレイＰＩ１，ＰＩ２と同様に構成される。すなわち、トラックＳＩ５に係る１ピッチ（投影された像における１ピッチ。つまりε×Ｐ５）中に、合計４つの受光素子のセット（図１９中に「ＳＥＴ５」で示す）が並べられ、かつ、４つの受光素子のセットが測定方向Ｃに沿って更に複数並べられる。従って、第１受光アレイＰＩ５の多数の受光素子からは、互いに位相が９０°ずつずれる４つの受光信号が生成されることとなる。
【０２４０】
一方、第１受光アレイＰＩ６も、第１受光アレイＰＩ５と同様に構成される。すなわち、トラックＳＩ６に係る１ピッチ（投影された像における１ピッチ。つまりε×Ｐ６）中に、合計４つの受光素子のセット（図１９中に「ＳＥＴ６」で示す）が並べられ、かつ、４つの受光素子のセットが測定方向Ｃに沿って更に複数並べられる。従って、第１受光アレイＰＩ６の多数の受光素子からも、互いに位相が９０°ずつずれる４つの受光信号が生成されることとなる。
【０２４１】
以上のように、第１受光アレイＰＩ５，ＰＩ６では、互いに位相が９０°ずつずれる４つの受光信号（インクリメンタル信号）が生成される。なお、説明の便宜上、以下では、第１受光アレイＰＩ５から出力される互いに位相が９０°ずつずれる４つのインクリメンタル信号をまとめて、「１つのインクリメンタル信号」とも呼ぶ場合がある。同様に、第１受光アレイＰＩ６から出力される互いに位相が９０°ずつずれる４つのインクリメンタル信号をまとめて、「１つのインクリメンタル信号」とも呼ぶ場合がある。そして、第１受光アレイＰＩ５からのインクリメンタル信号を「インクリメンタル信号Ｉ５」ともいい、第１受光アレイＰＩ６からのインクリメンタル信号を「インクリメンタル信号Ｉ６」ともいう。
【０２４２】
また、ピッチの短い第１トラックＳＩ６のインクリメンタルパターンに係るインクリメンタル信号Ｉ６を、インクリメンタル信号Ｉ５に比べて高分解能であることから、「高インクリメンタル信号Ｉ６」とも呼ぶ。また、ピッチの長い第１トラックＳＩ５のインクリメンタルパターンに係るインクリメンタル信号Ｉ５を、インクリメンタル信号Ｉ６に比べて低分解能であることから、「低インクリメンタル信号Ｉ５」とも呼ぶ。
【０２４３】
なお、本実施形態では、インクリメンタルパターンの１ピッチに相当する１セットには受光素子が４つ含まれる場合を一例として説明するが、例えば１セットに２つの受光素子が含まれる等、１セット中の受光素子数は特に限定されるものではない。
【０２４４】
（３−３．制御部）
以下、図２０を参照しつつ、本実施形態に係る制御部１３０”の構成の一例について、より具体的に機能ブロックで実装した例を説明する。
【０２４５】
図２０に示すように、制御部１３０”は、第１位置特定部１３１”と、第２位置特定部１３２”と、信号生成部１３３”と、信号選択部１３４と、第３位置特定部１３５と、位置データ生成部１３６”とを有する。
【０２４６】
第２位置特定部１３２”は、第１受光アレイＰＩ６から互いに位相が９０°ずつずれる４つの高インクリメンタル信号（１つの高インクリメンタル信号Ｉ６）を取得する。そして、第２位置特定部１３２”は、前述の第１位置特定部１３１と同様の処理を行い、第１トラックＳＩ６に係る１ピッチ内の位置（電気角）を特定し、該位置を表す第２データを生成して出力する。
【０２４７】
なお、第２位置特定部１３２”が出力する第２データは、上記生成された第２データ自体でもよいが、以下では、第２位置特定部１３２”が出力する第２データが、上記生成された第２データに対して逓倍処理を行った後の第２データＤ６である場合について説明する。この際、第２データの逓倍数は、特に限定されるものではないが、以下では、第２データの逓倍数が２ｎである場合について説明する。すなわち、第２位置特定部１３２”は、上記生成した第２データに対して逓倍数を２ｎとする逓倍処理を行い、該逓倍処理後の第２データＤ６を出力する。第２データＤ６は、第１トラックＳＩ６に係る１ピッチ内の位置を表す周期的な信号である。
【０２４８】
第１位置特定部１３１”は、第１受光アレイＰＩ５から互いに位相が９０°ずつずれる４つの低インクリメンタル信号（１つの低インクリメンタル信号Ｉ５）を取得する。そして、第１位置特定部１３１”は、前述の第１位置特定部１３１と同様の処理を行い、第１トラックＳＩ５に係る１ピッチ内の位置（電気角）を特定し、該位置を表す第１データを生成して出力する。
【０２４９】
なお、第１位置特定部１３１”が出力する第１データは、上記生成された第１データ自体でもよいが、以下では、第１位置特定部１３１が出力する第１データが、上記生成された第１データに対して逓倍処理を行った後の第１データＤ５である場合について説明する。この際、第１データの逓倍数は、特に限定されるものではないが、以下では、第１データの逓倍数が２ｎ＋１であり、逓倍処理後の第１データの分解能と逓倍処理後の第２データの分解能とが一致する場合について説明する。すなわち、第１位置特定部１３１”は、上記生成した第１データに対して逓倍数を２ｎ＋１とする逓倍処理を行い、該逓倍処理後の第１データＤ５を出力する。第１データＤ５は、第１トラックＳＩ５に係る１ピッチ内の位置を表す周期的な信号である。
【０２５０】
ここで、ディスク１１０とシャフトＳＨとに偏心が存在するか、又は光学モジュール１２０が回転方向に傾いて設置されるか、又はそれらの両方がある場合がある。このような場合、ディスク１１０の第１トラックＳＩ５，ＳＩ６は、上述のように幅方向Ｒに互いにオフセットした位置に配置された第１受光アレイＰＩ５，ＰＩ６に対して傾いて対向することとなる。その結果、インクリメンタル信号Ｉ５，Ｉ６には、互いに位相ずれが生じることとなる。この際、高インクリメンタル信号Ｉ６の方が、低インクリメンタル信号Ｉ５よりも、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２に対する位相ずれが小さくなる。特に本実施形態のように、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側に配置された第１受光アレイＰＩ６が幅方向Ｒにおいて光源１２１とほぼ同じ位置に配置される場合、高インクリメンタル信号Ｉ６のアブソリュート信号Ａ１，Ａ２に対する位相ずれは、極めて小さくなる。
【０２５１】
本実施形態では、制御部１３０”は、インクリメンタル信号Ｉ５，Ｉ６に基づいて、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方を選択する。これにより、上述のようなインクリメンタル信号Ｉ５，Ｉ６の位相ずれを考慮した上でアブソリュート信号を選択可能である。この際、制御部１３０”は、インクリメンタル信号Ｉ５，Ｉ６に基づいて、前述の選択基準信号を生成し、該選択基準信号に基づいて、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方を選択する。なお、制御部１３０”によるアブソリュート信号の選択方法は、選択基準信号を用いる方法に限定されるものではなく、インクリメンタル信号Ｉ５，Ｉ６を用いる方法であれば特に限定されるものではない。但し、説明の便宜上、以下では、制御部１３０”によるアブソリュート信号の選択方法が、選択基準信号を用いる方法である場合について説明する。
【０２５２】
すなわち、信号生成部１３３”は、インクリメンタル信号Ｉ５，Ｉ６に基づいて、選択基準信号を生成する。これにより、アブソリュート信号との位相ずれが小さくなるように、選択基準信号を生成可能である。この際、信号生成部１３３”は、インクリメンタル信号Ｉ５，Ｉ６に基づいて、選択基準信号の位相を高インクリメンタル信号Ｉ６の位相に一致させる。なお、信号生成部１３３”の処理内容は、上記内容に限定されるものではない。信号生成部１３３”の処理内容としては、インクリメンタル信号Ｉ５，Ｉ６に基づいて選択基準信号を生成する内容であれば特に限定されるものではない。但し、説明の便宜上、以下では、信号生成部１３３”が、インクリメンタル信号Ｉ５，Ｉ６に基づいて、選択基準信号の位相を高インクリメンタル信号Ｉ６の位相に一致させる場合について説明する。
【０２５３】
すなわち、信号生成部１３３’は、第２位相一致化部３３３を備える。
【０２５４】
第２位相一致化部３３３は、インクリメンタル信号Ｉ３，Ｉ４に基づいて、選択基準信号の位相を高インクリメンタル信号Ｉ６の位相に一致させる。これにより、アブソリュート信号との位相ずれが小さくなるように、選択基準信号を生成可能である。より具体的には、第２位相一致化部３３３は、第１位置特定部１３１”から第１データＤ５を取得するとともに、第２位置特定部１３２”から第２データＤ６を取得する。そして、第２位相一致化部３３３は、上記取得した第１データＤ５と第２データＤ６とに基づいて、第１データＤ５と第２データＤ６との差分を出す差分処理を行い、選択基準信号ＳＳ２を生成する。すなわち、選択基準信号ＳＳ２は、上記第２データＤ６（高インクリメンタル信号Ｉ６）の位相変動に同期したパルス状の波形となり、下記（式１０）で示される。
ＳＳ２＝ｍｏｄ｛（Ｄ５＋２ｎ＋１）−Ｄ６，２ｎ＋１｝        ・・・（式１０）
なお、ｍｏｄ｛（Ｄ５＋２ｎ＋１）−Ｄ６，２ｎ＋１｝は、（Ｄ５＋２ｎ＋１）−Ｄ６を２ｎ＋１で割ったときの余りを意味する関数である。
【０２５５】
その後、第２位相一致化部３３３は、上記生成した選択基準信号ＳＳ２の振幅を「１」とする処理を行い、該処理後の選択基準信号ＳＳ２’を信号選択部１３４に出力する。すなわち、選択基準信号ＳＳ２’は、上記第２データＤ６（高インクリメンタル信号Ｉ６）の位相変動に同期し振幅を１とするパルス状の波形となり、下記（式１１）で示される。
ＳＳ２’＝ＲＯＵＮＤ｛（ＳＳ２＋２ｎ−１）／２ｎ，０｝        ・・・（式１１）
なお、ＲＯＵＮＤ｛（ＳＳ２＋２ｎ−１）／２ｎ，０｝は、（ＳＳ２＋２ｎ−１）／２ｎの小数点以下第１位を四捨五入するという意味の関数である。
【０２５６】
なお、第２位相一致化部３３３が信号選択部１３４に出力する選択基準信号は、上記処理後の選択基準信号ＳＳ２’に限定されるものではなく、上記選択基準信号ＳＳ２であってもよい。但し、説明の便宜上、以下では、第２位相一致化部３３３が信号選択部１３４に出力する選択基準信号が、上記処理後の選択基準信号ＳＳ２’である場合について説明する。
【０２５７】
また、信号生成部１３３”の第２位相一致化部３３３における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、更に細分化された２以上の処理部により処理されてもよい。
【０２５８】
図２１に、上記選択基準信号ＳＳ２，ＳＳ２’の一例を示す。
【０２５９】
図２１において、最上段の鋸歯状の波形は、第２データＤ６の波形である。上から２段目の鋸歯状の波形（実線）は、位相ずれが生じていない場合（波線）よりも位相が遅れた第１データＤ５の波形である。
【０２６０】
そして、上から３段目のパルス状の波形は、上から２段目に波形を示す第１データＤ５と最上段に波形を示す第２データＤ６とに基づいて差分処理を行った後の選択基準信号ＳＳ２の波形である。最下段のパルス状の波形は、上から３段目に波形を示す選択基準信号ＳＳ２に対して振幅を「１」とする処理を行った後の選択基準信号ＳＳ２’の波形である。
【０２６１】
図示は省略するが、上記アブソリュート信号Ａ１の波形は、選択基準信号ＳＳ２’の振幅値が「１」のときにオン・オフの変わり目となり、上記アブソリュート信号Ａ２の波形は、選択基準信号ＳＳ２’の振幅値が「０」のときにオン・オフの変わり目となる。なお、選択基準信号ＳＳ２’の振幅値「０」「１」と、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のオン・オフの変わり目との対応関係は、反対であってもよい。
【０２６２】
すなわち、選択基準信号ＳＳ２’の振幅値が「０」であるときは、アブソリュート信号Ａ１の方がアブソリュート信号Ａ２よりも振幅が安定しているといえる。一方、選択基準信号ＳＳ２’の振幅値が「１」であるときには、アブソリュート信号Ａ２の方がアブソリュート信号Ａ１よりも振幅が安定しているといえる。なお、ここでは、選択基準信号ＳＳ２’の振幅値「０」「１」を、同一の位相幅（電気角で１８０°）としたが、異なる位相範囲としてもよく、また各位相幅を電気角で１８０°以外としてもよい。
【０２６３】
従って、選択基準信号ＳＳ２’の振幅値が「０」であるときは、絶対位置特定用のアブソリュート信号として、アブソリュート信号Ａ１を選択すればよい。一方、選択基準信号ＳＳ２’の振幅値が「１」であるときは、絶対位置特定用のアブソリュート信号として、アブソリュート信号Ａ２を選択すればよい。これにより、検出パターンの変化点等の振幅が不安定な領域でない方のアブソリュート信号を使用して絶対位置を特定可能であるので、検出精度を向上可能である。
【０２６４】
図２０に示すように、本実施形態に係る信号選択部１３４は、第２位相一致化部３３３から選択基準信号ＳＳ２’を取得するとともに、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２からアブソリュート信号Ａ１，Ａ２を取得する。そして、信号選択部１３４は、上記取得した選択基準信号ＳＳ２’に基づいて、上記取得したアブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方を選択する。すなわち、信号選択部１３４は、選択基準信号ＳＳ２’の振幅値が「０」である場合には、アブソリュート信号Ａ１を選択し、選択基準信号ＳＳ２’の振幅値が「１」である場合には、アブソリュート信号Ａ２を選択する。これにより、検出パターンの変化点等の振幅が不安定な領域でない方のアブソリュート信号を選択可能である。そして、信号選択部１３４は、上記選択した一方のアブソリュート信号を第３位置特定部１３５に出力する。
【０２６５】
第３位置特定部１３５は、信号選択部１３４から取得した一方のアブソリュート信号に基づいて、前述のようにして前述の第１絶対位置を特定し、前述の第３データを位置データ生成部１３６”に出力する。
【０２６６】
位置データ生成部１３６”は、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方と、インクリメンタル信号Ｉ５，Ｉ６の少なくとも一方とに基づいて、絶対位置を算出し、該絶対位置を表す位置データを生成して、制御装置ＣＴに出力する。つまり、位置データ生成部１３６”は、位置データを生成する手段の一例に相当する。
【０２６７】
なお、位置データ生成部１３６”による位置データの生成方法は、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方と、インクリメンタル信号Ｉ５，Ｉ６の少なくとも一方とを用いる方法であれば、特に限定されるものではない。しかしながら、説明の便宜上、以下では、位置データ生成部１３６”が、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２のいずれか一方と、インクリメンタル信号Ｉ５，Ｉ６とに基づいて、次のような方法により位置データを生成する場合について説明する。
【０２６８】
すなわち、位置データ生成部１３６”は、第３位置特定部１３５から第３データを取得するとともに、第１位置特定部１３１”から第１データＤ５を取得し、かつ第２位置特定部１３２”から第２データＤ６を取得する。そして、位置データ生成部１３６”は、第３データ（第１絶対位置）に第１データＤ５（相対位置）を重畳することにより、該第１絶対位置よりも高精度な絶対位置を算出する。その後、位置データ生成部１３６”は、上記算出した絶対位置に第２データＤ６（相対位置）を重畳することにより、該絶対位置よりも更に高分解能な絶対位置を算出し、該絶対位置を表す位置データを生成する。
【０２６９】
なお、制御部１３０”の第１位置特定部１３１”、第２位置特定部１３２”、信号生成部１３３”、信号選択部１３４、第３位置特定部１３５、及び位置データ生成部１３６”における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば１つの処理部で処理されたり更に細分化された７以上の処理部により処理されてもよい。
【０２７０】
（３−４．エンコーダの位置データ生成方法の一例）
次に、図２２を参照しつつ、制御部１３０”が実行する本実施形態に係るエンコーダ１００の位置データ生成方法に関する制御手順の一例について説明する。
【０２７１】
図２２に示すように、ステップＳ３０”で、制御部１３０”は、第２位相一致化部３３３において、第１位置特定部１３１”で生成された第１データＤ５と、第２位置特定部１３２”で生成された第２データＤ６とに基づいて、上記（式１０）で示す処理を実行することにより、選択基準信号ＳＳ２を生成する。
【０２７２】
その後、ステップＳ４０”で、制御部１３０”は、第２位相一致化部３３３において、上記ステップＳ３０”で生成された選択基準信号ＳＳ２に基づいて、上記（式１１）で示す処理を実行することにより、選択基準信号ＳＳ２’を生成する。
【０２７３】
そして、ステップＳ５０”で、制御部１３０”は、上記ステップＳ４０”で生成された選択基準信号ＳＳ２’の振幅値を判別する。このとき、選択基準信号ＳＳ２’の振幅値が「０」である場合には、ステップＳ６０に移り、制御部１３０”は、信号選択部１３４において、アブソリュート信号Ａ１を選択する。一方、選択基準信号ＳＳ２’の振幅値が「１」である場合には、ステップＳ７０に移り、制御部１３０”は、信号選択部１３４において、アブソリュート信号Ａ２を選択する。ステップＳ６０又はステップＳ７０が実行された後は、ステップＳ８０”に移る。
【０２７４】
ステップＳ８０”では、制御部１３０”は、位置データ生成部１３６”において、上記ステップＳ５０又はステップＳ６０で選択された一方のアブソリュート信号に基づいて第３位置特定部１３５で生成された第３データと、第１位置特定部１３１”で生成された第１データＤ５と、第２位置特定部１３２”で生成された第２データＤ６とに基づいて、前述のようにして位置データを生成する。これにより、図２２に示すフローチャートに示す処理が終了される。
【０２７５】
なお、図２２において、ステップＳ３０”，Ｓ４０”は、信号生成ステップの一例に相当するとともに、第２位相一致化ステップの一例に相当する。また、ステップＳ６０，７０は、信号選択ステップの一例に相当する。更に、ステップＳ８０”は、位置データ生成ステップの一例に相当する。
【０２７６】
（３−５．本実施形態による効果の例）
以上説明したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態や第２実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、本実施形態では、第１受光アレイＰＩ５，ＰＩ６が、幅方向Ｒにおいて第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側及び外側に配置される。このような配置では、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側に配置された第１受光アレイＰＩ６の高インクリメンタル信号Ｉ６の方が、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の外側に配置された第１受光アレイＰＩ５の低インクリメンタル信号Ｉ５よりも、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２に対する位相ずれが小さくなる。そして、本実施形態では、第２位相一致化部３３３が、選択基準信号ＳＳ２’の位相を高インクリメンタル信号Ｉ６の位相に一致させる。これにより、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２との位相ずれが小さくなるように選択基準信号ＳＳ２’を生成することが可能である。
【０２７７】
また、本実施形態では、幅方向Ｒにおいて第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２イの内側に配置された第１受光アレイＰＩ６が、測定方向Ｃにおいて光源１２１を間に挟んで配置された受光アレイＰＩ６Ｌ，ＰＩ６Ｒを有する。これにより、第１受光アレイＰＩ６を幅方向Ｒにおいて光源１２１とほぼ同じ位置に配置することが可能である。その結果、高インクリメンタル信号Ｉ６のアブソリュート信号Ａ１，Ａ２に対する位相ずれを、極力小さくすることが可能である。従って、第２位相一致化部３３３により、選択基準信号ＳＳ２’の位相を高インクリメンタル信号Ｉ６の位相に一致させることにより、アブソリュート信号Ａ１，Ａ２との位相ずれが極力小さくなるように選択基準信号ＳＳ２’を生成することが可能である。
【０２７８】
＜４．変形例等＞
以上、各実施形態について図面を参照しつつ説明した。しかしながら、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、技術的思想の範囲内において、様々な変更や修正、組み合わせなどを行うことに想到できることは明らかである。従って、これらの変更や修正、組み合わせなどが行われた後の技術も、当然に技術的思想の範囲に属するものである。以下、そのような変形例等を説明する。なお、上記各実施形態と実質的に同一の機能を有する構成要素は、原則として同一の符号で表し、該構成要素についての重複説明は、適宜省略する。
【０２７９】
（４−１．受光アレイの配置の別の例）
上記第２実施形態では、第１受光アレイＰＩ３が幅方向Ｒにおいて内側の受光アレイＰＡ１と光源１２１との間に配置され、第１受光アレイＰＩ４が幅方向Ｒにおいて光源１２１と外側の受光アレイＰＡ２との間に配置される（図１３参照）場合について説明した。しかしながら、例えば、図２３に示すように、第１受光アレイＰＩ３が幅方向Ｒにおいて光源１２１と外側の受光アレイＰＡ２との間に配置され、第１受光アレイＰＩ４が内側の受光アレイＰＡ１と光源１２１との間に配置されてもよい。
【０２８０】
図示は省略するが、この場合、ディスク１１０の上面では、第１トラック及び第２トラックを含む複数のトラックが、幅方向Ｒの内側から外側に向けて、第２トラックＳＡ１、第１トラックＳＩ４、第１トラックＳＩ３、第２トラックＳＡ２の順に同心円状に配置されることとなる。
【０２８１】
高インクリメンタル信号Ｉ４の偏心に対するロバスト性を高める場合には、上記第２実施形態の構成をとり、低インクリメンタル信号Ｉ３の偏心に対するロバスト性を高める場合には、本変形例をとるのが望ましい。
【０２８２】
（４−２．受光アレイの配置の更に別の例）
また、上記第２実施形態では、第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４が幅方向Ｒにおいて光源１２１を間に挟んで第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側に配置される（図１３参照）場合について説明した。しかしながら、例えば、図２４に示すように、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２が幅方向Ｒにおいて光源１２１を間に挟んで第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４の内側に配置されてもよい。
【０２８３】
この場合、次のような効果が得られる。すなわち、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２から出力されるインクリメンタル信号は、最終的な絶対位置の基礎となる信号であるので、精度向上には正確性及び応答性が求められる。従って、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の配置位置は精度向上において重要な要因となる。本変形例では、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２が幅方向Ｒにおいて光源１２１を間に挟んで第１受光アレイＰＩ３，ＰＩ４の内側に配置されるので、比較的大きな影響を絶対位置の精度に与える第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２を、光源１２１に近接させることができる。その結果、応答性を向上させることができ、ひいては、絶対位置の精度を向上させることができる。
【０２８４】
なお、図２４に示す場合において、第１受光アレイＰＩ３の位置と第１受光アレイＰＩ４の位置とを反対にしてもよい。
【０２８５】
また、上記第１実施形態について、本変形例と同じ趣旨で各受光アレイの配置を変更してもよい。
【０２８６】
（４−３．受光アレイの配置の更に別の例）
また、上記第２実施形態では、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２が幅方向Ｒにオフセットした位置に配置される（図１３参照）場合について説明した。しかしながら、例えば、図２５に示すように、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の各々を構成する受光素子Ｐｈ１，Ｐｈ２が測定方向Ｃに沿って交互に配置されることにより、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２が単一の受光アレイＰＡとして構成されてもよい。
【０２８７】
この例では、受光素子Ｐｈ１の配置ピッチ及び受光素子Ｐｈ２の配置ピッチは共に、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２の反射スリットの測定方向Ｃにおける最小長さ（ピッチＰｈ１）に対応し（投影された像における最小長さ。すなわちε×Ｐｈ１。）、受光素子Ｐｈ１，Ｐｈ２の測定方向Ｃにおける長さはε×Ｐｈ１の半分と一致する。これにより、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２が測定方向Ｃに互いに１ビットの１／２の長さ（ピッチＰｈ１の半分に相当）だけオフセットされることとなり、上記第２実施形態と同様、第２トラックＳＡ１による絶対位置がビットパターンの変わり目に相当する場合には、第２トラックＳＡ２からのアブソリュート信号を使用して絶対位置を算出したり、その逆を行うことが可能である。
【０２８８】
なお、図示は省略するが、この場合、ディスク１１０の上面では、第１トラック及び第２トラックを含む複数のトラックが、幅方向Ｒの内側から外側に向けて、第１トラックＳＩ３、第２トラック、第１トラックＳＩ４の順に同心円状に配置されることとなる。該第２トラックは、第２トラックＳＡ１，ＳＡ２のいずれか一方と同様の構成である。
【０２８９】
本変形例では、第２受光アレイＰＡ１，ＰＡ２が単一の受光アレイＰＡとして構成される。これにより、第２トラック及び第２受光アレイＰＡをいずれも単一とすることができるので、ディスク１１０及び光学モジュール１２０、ひいてはエンコーダ１００を小型化することができる。
【０２９０】
なお、図２５に示す場合において、第１受光アレイＰＩ３の位置と第１受光アレイＰＩ４の位置とを反対にしてもよい。
【０２９１】
また、上記第１実施形態や第３実施形態について、本変形例と同じ趣旨で各受光アレイの配置を変更してもよい。
【０２９２】
＜５．エンコーダの構成例＞
以下、図２６を参照しつつ、以上説明した各実施形態や各変形例に係る上記制御部１３０，１３０’１３０”等による処理を実現するエンコーダ１００の構成例について説明する。
【０２９３】
図２６に示すように、エンコーダ１００は、例えば、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５と、ＡＳＩＣやＦＰＧＡの特定の用途向けに構築された専用集積回路、その他の電気回路等の制御装置９０７と、入力装置９１３と、出力装置９１５と、ストレージ装置９１７と、ドライブ９１９と、接続ポート９２１と、通信装置９２３とを有する。これらの構成は、バス９０９や入出力インターフェース９１１を介して相互に信号を伝達可能に接続されている。
【０２９４】
プログラムは、例えば、ＲＯＭ９０３やＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１７等の記録装置に記録しておくことができる。
【０２９５】
また、プログラムは、例えば、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、各種のＣＤ・ＭＯディスク・ＤＶＤ等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブル記憶媒体９２５に、一時的又は永続的に記録しておくこともできる。このようなリムーバブル記憶媒体９２５は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することもできる。この場合、これらのリムーバブル記憶媒体９２５に記録されたプログラムは、ドライブ９１９により読み出されて、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置に記録されてもよい。
【０２９６】
また、プログラムは、例えば、ダウンロードサイト・他のコンピュータ・他の記録装置等（図示せず）に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、ＬＡＮやインターネット等のネットワークＮＷを介し転送され、通信装置９２３がこのプログラムを受信する。そして、通信装置９２３が受信したプログラムは、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置に記録されてもよい。
【０２９７】
また、プログラムは、例えば、適宜の外部接続機器９２７に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、適宜の接続ポート９２１を介し転送され、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置に記録されてもよい。
【０２９８】
そして、ＣＰＵ９０１が、上記記録装置に記録されたプログラムに従い各種の処理を実行することにより、上記制御部１３０，１３０’１３０”等による処理を実現可能である。この際、ＣＰＵ９０１は、例えば、上記記録装置からプログラムを、直接読み出して実行してもよく、ＲＡＭ９０５に一旦ロードした上で実行してもよい。更に、ＣＰＵ９０１は、例えば、プログラムを通信装置９２３やドライブ９１９、接続ポート９２１を介し受信する場合、受信したプログラムを記録装置に記録せずに直接実行してもよい。
【０２９９】
また、ＣＰＵ９０１は、必要に応じて、例えばマウス・キーボード・マイク（図示せず）等の入力装置９１３から入力する信号や情報に基づいて各種の処理を行ってもよい。
【０３００】
そして、ＣＰＵ９０１は、上記の処理を実行した結果を、例えば表示装置や音声出力装置等の出力装置９１５から出力してもよく、更に、ＣＰＵ９０１は、必要に応じてこの処理結果を通信装置９２３や接続ポート９２１を介し送信してもよく、上記記録装置やリムーバブル記憶媒体９２５に記録させてもよい。
【０３０１】
なお、上記では、制御部１３０，１３０’１３０”等による処理が、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムにより実装される場合について説明したが、これらの処理の一部又は全部が制御装置９０７により実行されてもよい。
【０３０２】
なお、以上の説明における「垂直」とは、厳密な意味での垂直ではない。すなわち、「垂直」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」という意味である。
【０３０３】
また、以上の説明における「平行」とは、厳密な意味での平行ではない。すなわち、「平行」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に平行」という意味である。
【０３０４】
また、以上の説明における「一致」「等しい」「均等」「同一」「同じ」とは、厳密な意味ではない。すなわち、「一致」「等しい」「均等」「同一」「同じ」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され「実質的に一致」「実質的に等しい」「実質的に均等」「実質的に同一」「実質的に同じ」という意味である。
【０３０５】
また、以上の説明における「対称」とは、厳密な意味での対称ではない。すなわち、「対称」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に対称」という意味である。
【０３０６】
また、図２、図６、図１４、図２０、図２６中に示す矢印は、信号の流れの一例を示すものであり、信号の流れ方向を限定するものではない。
【０３０７】
また、図１１、図１７、図２２に示すフローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的に又は個別的に実行される処理をも含む。また時系列的に処理されるステップでも、場合によっては適宜順序を変更することが可能である。
【０３０８】
また、以上既に述べた以外にも、上記各実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用してもよい。
【０３０９】
その他、一々例示はしないが、上記各実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【０３１０】
１００              エンコーダ
１１０              ディスク
１２１              光源
１３３              信号生成部
１３３’            信号生成部
１３３”            信号生成部
１３４              信号選択部
１３６              位置データ生成部
１３６’            位置データ生成部
１３６”            位置データ生成部
３３１              平均化信号生成部
３３１’            平均化信号生成部
３３２              第１位相一致化部
３３２’            第１位相一致化部
３３３              第２位相一致化部
９０７              制御装置（エンコーダ制御装置の一例）
Ａ１                アブソリュート信号（第２受光信号の一例）
Ａ２                アブソリュート信号（第２受光信号の一例）
ＡＶ                平均化信号
ＡＶ１              平均化信号
ＡＶ’              平均化信号
Ｃ                  測定方向
ＣＴ                制御装置
Ｉ１                インクリメンタル信号（第１受光信号の一例）
Ｉ２                インクリメンタル信号（第１受光信号の一例）
Ｉ３                低インクリメンタル信号（第１受光信号の一例）
Ｉ４                高インクリメンタル信号（第１受光信号の一例）
Ｉ５                低インクリメンタル信号（第１受光信号の一例）
Ｉ６                高インクリメンタル信号（第１受光信号の一例）
Ｍ                  モータ
ＰＡ                第２受光アレイ
ＰＡ１              第２受光アレイ
ＰＡ２              第２受光アレイ
ＰＩ１              第１受光アレイ
ＰＩ２              第１受光アレイ
ＰＩ３              第１受光アレイ
ＰＩ４              第１受光アレイ
ＰＩ５              第１受光アレイ
ＰＩ６              第１受光アレイ
ＰＩ６Ｌ            受光アレイ
ＰＩ６Ｒ            受光アレイ
Ｒ                  幅方向
ＳＡ１              第２トラック
ＳＡ２              第２トラック
ＳＨ                シャフト（回転体の一例）
ＳＩ１              第１トラック
ＳＩ２              第１トラック
ＳＩ３              第１トラック
ＳＩ４              第１トラック
ＳＩ５              第１トラック
ＳＩ６              第１トラック
ＳＳ                選択基準信号
ＳＳ１              選択基準信号
ＳＳ２              選択基準信号
ＳＳ’              選択基準信号
ＳＳ１’            選択基準信号
ＳＳ２’            選択基準信号
【図１】
2015232448.tif 000003
【図２】
2015232448.tif 000004
【図３】
2015232448.tif 000005
【図４】
2015232448.tif 000006
【図５】
2015232448.tif 000007
【図６】
2015232448.tif 000008
【図７】
2015232448.tif 000009
【図８】
2015232448.tif 000010
【図９】
2015232448.tif 000011
【図１０】
2015232448.tif 000012
【図１１】
2015232448.tif 000013
【図１２】
2015232448.tif 000014
【図１３】
2015232448.tif 000015
【図１４】
2015232448.tif 000016
【図１５】
2015232448.tif 000017
【図１６】
2015232448.tif 000018
【図１７】
2015232448.tif 000019
【図１８】
2015232448.tif 000020
【図１９】
2015232448.tif 000021
【図２０】
2015232448.tif 000022
【図２１】
2015232448.tif 000023
【図２２】
2015232448.tif 000024
【図２３】
2015232448.tif 000025
【図２４】
2015232448.tif 000026
【図２５】
2015232448.tif 000027
【図２６】
2015232448.tif 000028