【手続補正書】
【提出日】平成19年7月30日(2007.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  所定周期の光学パターンが形成された可動スケールと、上記光学パターン面に所定形状の光ビームを略垂直に照射する可干渉光源と、上記光学パターンで反射された上記光源からの光ビームを受光して、上記光学パターンによって受光面に生成された回折パターンを検出する光検出手段とを有する光学式エンコーダにおいて、上記光源と上記光検出手段とは同一の基板上に、ハイブリッドまたはモノリシックに設けられていることを特徴とする光学式エンコーダー。
【請求項２】  上記可動スケールには上記光学パターンが復数形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学式エンコーダー。
【請求項３】  上記複数の光学パターンは、全て同じ周期の光学パターンであることを特徴とする請求項２に記載の光学式エンコーダー。
【請求項４】  上記複数の光学パターン中には、異なる周期の光学パターンが含まれていることを特徴とする請求項２に記載の光学式エンコーダー。
【請求項５】  上記可動スケールには光ビームを反射して集光させる作用を有するホログラフィックパターンも形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１つに記載の光学式エンコーダー。
【請求項６】  上記ホログラフィックパターンは基準位置検出に用いられることを特徴とする請求項５に記載の光学式エンコーダー。
【請求項７】  上記可動スケールで反射された上記光ビームが上記光源に帰還するのを抑制する手段を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか１つに記載の光学式エンコーダー。
【請求項８】  上記光ビームの主軸が上記スケール表面と交差する部分での上記スケール表面の反射率が、上記光学パターン部分よりも低いことを特徴とする請求項７に記載の光学式エンコーダー。
【請求項９】  上記光源と上記スケール表面の間に、偏光面を９０度回転させる手段を有することを特徴とする請求項７に記載の光学式エンコーダー。
【請求項１０】  上記偏光面を回転させる手段は１/４波長板であることを特徴とする請求項９に記載の光学式エンコーダー。
【請求項１１】  上記光検出手段は、同一の基坂上に形成された複数の受光エリアを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項１０の何れか１つに記載の光学式エンコーダー。
【請求項１２】  上記可干渉光源から上記光学パターンに至る光ビームの主軸の長さをｚ1、上記光学パターンから上記光検出手段の受光面に至る光ビームの主軸の長さをｚ2、上記光学パターンの所定部分のピッチをｐ1、ｎを自然数とすると、上記光検出手段の受光エリアは、上記受光面上に形成される上記回折パターンの所定部分のピッチ方向に、略ｎｐ1(ｚ1＋ｚ2)/ｚ1の位置に受光エリアを有する受光エリア群により構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の光学式エンコーダー。
【請求項１３】  上記光検出手段の、上記ホログラフィックパターンにより集光された光ビームを検出する上記受光エリアの少なくとも一つの上記可動スケールの移動方向の幅が、上記可干渉光源から上記光学パターンに至る光ビームの主軸の長さをｚ1、上記光学パターンから上記光検出手段の受光面に至る光ビームの主軸の長さをｚ2、上記光学パターンの所定部分のピッチをｐ1としたときに、ｐ1(ｚ1＋ｚ2)/ｚ1より短いことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の光学式エンコーダー。
【請求項１４】  上記光検出器が形成された基板の上に、上記光源が取付けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項１３の何れか１つに記載の光学式エンコーダー。
【請求項１５】  上記可干渉光源は面発光レーザーであることを特徴とする請求項１ないし請求項１４の何れか１つに記載の光学式エンコーダー。
【請求項１６】  上記可干渉光源は、上記光学パターンに向けて光ビームを射出する面とは反対側の面からも光ビームを射出するものであり、後者の光ビームを受光して強度を検出する強度検出手段と、上記強度検出手段の検出結果を用いて、上記可干渉光源の光ビーム強度を制御する手段とをさらに有することを特徴とする請求項１ないし請求項１５の何れか１つに記載の光学式エンコーダー。
【請求項１７】  回動の円周方向に所定周期の光学パターンが形成された、回動可能なスケールと、上記光学パターン面に所定形状の光ビームを略垂直に照射する可干渉光源と、上記光学パターンを経由した上記光源からの光ビームを受光して、上記光学パターンによって受光面に生成された回折パターンを検出する光検出手段とを有することを特徴とする光学式エンコーダー。
【請求項１８】  上記可干渉光源は回動軸上に位置していることを特徴とする請求項１７に記載の光学式エンコーダー。
【請求項１９】  上記光学式エンコーダーは反射型であることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の光学式エンコーダー。
【請求項２０】  上記回折パターンは上記受光面上に、全周円の形状に生成されることを特徴とする請求項１７ないし請求項１９の何れか１つに記載の光学式エンコーダー。
【請求項２１】  上記スケールで反射された上記光ビームが上記光源に帰還するのを抑制する手段を有することを特徴とする請求項１７ないし請求項２０の何れか１つに記載の光学式エンコーダー。
【請求項２２】  上記光ビームの主軸が上記スケール表面と交差する部分での上記スケール表面の反射率が、上記光学パターン部分よりも低いことを特徴とする請求項１７ないし請求項２１の何れか１つに記載の光学式エンコーダー。
【請求項２３】  上記光源と上記スケール表面の間に、偏光面を９０度回転させる手段を有することを特徴とする請求項１７ないし請求項２１の何れか１つに記載の光学式エンコーダー。
【請求項２４】  上記偏光面を回転させる手段は１/４波長板であることを特徴とする請求項２３に記載の光学式エンコーダー。
【請求項２５】  所定の形状を有する光ビームを射出する可干渉光源と、前記可干渉光源から射出される光ビームを横切るように相対的に変位し、かつ前記光ビームにより回折干渉パターンを生成する所定周期の光学パターンを形成したスケールと、前記光学パターンによって生じた回折干渉パターンの所定の部分を検出する光検出器を有し、前記可干渉光源から前記スケール上に形成された光学パターンに向かう光ビームの主軸の長さをｚ1、前記スケール上に形成された光学パターンから前記光検出器の受光エリアに向かう光ビームの主軸の長さをｚ2、前記スケール上に形成された光学パターンの所定の部分のピッチをｐ1、ｎを自然数としたとき、前記光検出器の受光エリアは、前記受光エリア上に形成される前記回折干渉パターンの所定部分のピッチ方向に略ｎｐ1(ｚ1＋ｚ2)/ｚ1の位置に受光エリアを有する受光エリア群により構成される光強度検出手段を有する光学式エンコーダーであって、前記光検出器の受光エリア群は、前記スケールを経由して前記光検出器に入射する前記光ビームの主軸近傍領域には形成されていないことを特徴とする光学式エンコーダー。
【請求項２６】  前記光源から射出される光ビームの主軸が、前記スケールのパターン面に対して略垂直に入射することを特徴とする、請求項２５に記載の光学式エンコーダー。
【請求項２７】  前記光源から射出される光ビームの主軸が照射される前記スケール上の所定の領域が、前記光源から射出される光ビームの反射光強度を減少させるように構成された低反射領域であることを特徴とする、請求項２６に記載の光学式エンコーダー。
【請求項２８】  前記複数の光検出器が、同一の基板上に形成された複数の受光エリアであることを特徴とする、請求項２６または請求項２７に記載の光学式エンコーダー。
【請求項２９】  前記光源が、前記光検出器と同一の基板にハイブリッドまたはモノリシックに集積された、可干渉光源であることを特徴とする請求項２５ないし請求項２８の何れか１つに記載の光学式エンコーダー。
【請求項３０】  前記可干渉光源から射出される光ビームの偏波面と、前記可干渉光源から射出された光ビームが前記スケールのパターン面を経由して光源に向かう光ビームの偏波面とのなす角が、前記可干渉光源の射出窓近傍において略９０度となるような光学素子を、前記可干渉光源から前記スケールに照射される光ビームの主軸上に設けたことを特徴とする、請求項２６に記載の光学式エンコーダー。
【請求項３１】  前記光学素子が、１/４波長板であることを特徴とする、請求項３０に記載の光学式エンコーダー。
【請求項３２】  光検出器に対して相対的に、回転可能であり、少なくとも反射、透過、回折等の光学特性が周期的に変化するように形成されたロータリスケールと、このロータリスケールを照射する光源と、前記ロータリスケールからの反射光、透過光または回折光の所定の領域を受光するための受光エリアを有する光検出器とを具備し、前記ロータリスケールからの反射光、透過光または回折光による明暗パターンを前記光検出器の受光エリアにより検出する光学式エンコーダーにおいて、前記光源が、前記ロータリスケールの回転軸の略延長線上に配置されていることを特徴とする光学式エンコーダー。
【請求項３３】  前記光源から放射される光ビームの主軸が、前記ロータリスケールの回転中心近傍に略垂直に入射することを特徴とする、請求項３２に記載の光学式エンコーダー。
【請求項３４】  前記光源が所定の形状を有する光ビームを射出する可干渉光源であり、前記ロータリスケールが、前記可干渉光源より射出される光ビームによる回折干渉パターンを生成する、所定の角度周期の光学パターンを所定の半径ｒ1上に有するロータリスケールで、前記光検出器が、前記回折干渉パターンの所定部分を受光する光検出器である光学式エンコーダーであって、前記可干渉光源と前記ロータリスケールのパターンとの間隔をｚ1、前記ロータリスケールのパターン面と前記光検出器の受光エリアとの間隔をｚ2、前記光検出器の受光エリアは、半径ｒ2＝ｒ1(ｚ1＋ｚ2)/ｚ1で決められる半径ｒ2を有する円周近傍に形成された、前記所定の角度周期位置に受光エリアを有する受光エリア群により構成される光強度検出手段を有することを特徴とする請求項３３に記載の光学式エンコーダー。
【請求項３５】  前記ロータリスケールの中心部分に於いて、前記光源から射出される光ビームの反射光強度を減少させるように構成された低反射領域を有する特徴とする、請求項３３に記載の光学式エンコーダー。
【請求項３６】  前記光源が、前記光検出器と同一の基板にハイブリッドまたはモノリシックに一体形成された、所定の形状を有する光ビームを射出可能な可干渉光源であることを特徴とする、請求項３３に記載の光学式エンコーダー。
【請求項３７】  前記可干渉光源は、面発光レーザーであることを特徴とする請求項３６に記載の光学式エンコーダー。
【請求項３８】  前記光検出器の受光エリア群が、前記面発光レーザー光源を略中心とする円周上に、所定の間隔で配置されたことを特徴とする、請求項３６に記載の光学式エンコーダー。
【請求項３９】  前記光検出器の受光エリア群は、ロータリスケールの回転方向に少なくとも第一と第二の２つの受光エリア群を有し、前記スケール上の光学パターンによる回折干渉パターンの第一の位相領域を検出する第一の受光エリア群と、前記第一の位相領域とは異なる第二の位相領域を検出する第二の受光エリア群とを有することを特徴とする請求項３３ないし請求項３６の何れか１つに記載の光学式エンコーダー。
【請求項４０】  前記光検出器の受光エリア群は、前記ロータリスケールの回転方向に順に第一から第四の４つの受光エリア群を有し、前記スケール上の光学パターンにより形成される回折干渉パターンの第一の位相領域を検出する第一の受光エリア群と、前記第一の位相領域とは異なる第二の位相領域を検出する第二の受光エリア群と、前記第一、第二の位相領域とは異なる第三の位相領域を検出する第三の受光エリア群と、前記第一、第二、第三の位相領域とは異なる第四の位相領域を検出する第四の受光エリア群とを有することを特徴とする請求項３９に記載の光学式エンコーダー。
【請求項４１】  前記面発光レーザーが、前方及び後方に光ビームを射出可能であり、前記光検出器上の、前記光源を配置する所定部分に光出力測定用受光エリアを設け、前記光源から前方に射出される光ビームを前記ロータリスケールに照射し、前記光源から後方に射出される光ビームを前記光検出器上の光出力測定用受光エリアに入射可能に配置したことを特徴とする、請求項３７に記載の光学式エンコーダー。
【請求項４２】  前記光検出器の有する前記光出力測定用受光エリアに入射する、前記面発光レーザーの後方に射出される光ビームの出力強度により、前記面発光レーザーの出力の制御を可能としたことを特徴とする、請求項４１に記載の光学式エンコーダー。
【請求項４３】  前記可干渉光源から射出される光ビームの偏波面と、前記光源から射出された光ビームが前記スケールのパターン面を経由して光源に向かう光ビームの偏波面とのなす角が、前記光源の射出窓近傍において略９０度となるような光学素子を、前記可干渉光源から前記スケールに照射される光ビームの主軸上に設けたことを特徴とする、請求項３３に記載の光学式エンコーダー。
【請求項４４】  前記光学素子が、１/４波長板であることを特徴とする、請求項４３に記載の光学式エンコーダー。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明による光学式エンコーダーは、一面においてはリニアエンコーダーであり、所定周期の光学パターンが形成された可動スケールと、上記光学パターン面に所定形状の光ビームを略垂直に照射する可干渉光源と、上記光学パターンで反射された上記光源からの光ビームを受光して、上記光学パターンによって受光面に生成された回折パターンを検出する光検出手段とを有しており、上記光源と上記光検出手段とは同一の基板上に、ハイブリッドまたはモノリシックに設けられている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明による更に別の光学式リニアエンコーダーは、所定の形状を有する光ビームを射出する可干渉光源と、前記可干渉光源から射出される光ビームを横切るように相対的に変位し、かつ前記光ビームにより回折干渉パターンを生成する所定周期の光学パターンを形成したスケールと、前記光学パターンによって生じた回折干渉パターンの所定の部分を検出する光検出器を有し、前記可干渉光源から前記スケール上に形成された光学パターンに向かう光ビームの主軸の長さをｚ1、前記スケール上に形成された光学パターンから前記光検出器の受光エリアに向かう光ビームの主軸の長さをｚ2、前記スケール上に形成された光学パターンの所定の部分のピッチをｐ1、ｎを自然数としたとき、前記光検出器の受光エリアは、前記受光エリア上に形成される前記回折干渉パターンの所定部分のピッチ方向に略ｎｐ1(ｚ1＋ｚ2)/ｚ1の位置に受光エリアを有する受光エリア群により構成される光強度検出手段を有する光学式エンコーダーであって、前記光検出器の受光エリア群は、前記スケールを経由して前記光検出器に入射する前記光ビームの主軸近傍領域には形成されていない。