(57)【要約】【課題】コード化したトラックから絶対位置を検出して２進数の検出データとする絶対値型の位置検出器はピッチの大きなトラックで検出ミスを生じると、測定値が大幅にずれてしまうという問題があった。【解決手段】光源１、コリメートレンズ２、周期Ｐのストライプパターンと三角形パターンとを合成した光学パターン５を設けたメインスケール３、メインスケール３の相対移動に伴い異なる位相信号を出力する複数の受光素子８などで構成され、受光素子８は開口部を所定の割合で分割するようにＭＩＳ型フォトダイオードと接合ダイオードとをオーバーラップさせて形成され、出力する信号から周期Ｐの信号成分を除去するように設定されていることを特徴とする。この構成によりメインスケールの移動方向に対して単調増加もしくは単調減少の信号が得られ、高精度で信頼性の高い位置検出装置を提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンが形成され相対移動するメインスケールと、このメインスケールに平行光を照射する光照射手段と、前記メインスケールから得られる明暗像を検出する受光手段とからなる位置検出装置において、
前記パターンは、前記平行光を透過して相対移動に応じた所定の透過像パターンを形成する周期Ｐの光学パターンで構成され、該光学パターンは、前記移動方向に斜辺を配置した直角三角形パターンの内側に周期Ｐのストライプパターンを有し、前記受光手段は、半導体基板に複数の受光素子が配列形成されて、前記相対移動の際に前記受光素子間で異なる位相の変位出力信号を得るとともに、前記受光素子の少なくとも一つは受光素子の開口部を所定の割合で分割するようにＭＩＳ型フォトダイオードと接合ダイオードとをオーバーラップさせて形成され、出力する信号から周期Ｐの透過像パターンによる振幅変調を除去するように設定されていることを特徴とする位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は変位可能な遮光部材による入射光量の増減を光センサ回路が検出して変位検出を行う光学式の位置検出装置に係り、特に小型の測定器等に適用して有用な光学式の位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザを用いたレーザ測長器、および光学式エンコーダを用いた光学式エンコーダ測長器が知られている。レーザ測長器は、レーザの波長を単位として測長するため、高い精度を得ることができる。また、レーザ測長器は、主に２点間の長さを測定する相対位置測長に用いられている。
【０００３】
光学式エンコーダ測長器は、一般に、位置検出用にガラス板、フィルムまたは金属薄板等から構成される移動可能なメインスケールと、このメインスケールに所定のピッチで設けられた光学格子と、このメインスケールに対して所定の距離を置いて対向配置された固定スケールとに対して、その一方に光源を、他方に受光素子を配置して構成される。
【０００４】
光源からの光はコリメートされてメインスケールに照射される。メインスケールと固定スケールとにはそれぞれ光透過部と光不透過部とがあり、それらの重なり状態は両スケールの相対移動により変化する。その結果として得られる透過光量の変化を、受光素子を用いて電気信号として検出する。光学式エンコーダ測長器は、メインスケールの相対移動で検出する明暗の繰り返し数を数えることにより、２点間の長さを測定することができる。
【０００５】
光学式エンコーダの位置検出方法にはインクリメンタル型とアブソリュート型とがある。インクリメンタル型はメインスケールに単一周期の格子パターンと原点パターンとを設け、原点を基準として検出位置を単一スケールの格子間の相互作用によって形成される周期的な信号の繰り返しの数から変異量を検出する。ただし、インクリメンタル型では再起動の際に原点パターンを検出するためメインスケールを最大１往復させて原点復帰動作を行う。
【０００６】
一方、アブソリュート型は複数のトラックに２進コードパターンを設けたメインスケールのコードを読み取ることで位置検出を行う。（特許文献１参照）このため、アブソリュート型では再起動の際にはメインスケールを動かさずに絶対位置を示すコードを読み取ることができるので原点復帰動作を必要としない。
【０００７】
図７は、特許文献１に示されている従来技術における位置検出器の図である。メインスケール４０の表面にはメインスケール４０の長手方向に並列に形成された完全に複数のトラック４１〜４４と、マーカトラック４５とが設けられている。トラック４１〜４４は遮光部４１ａ〜４４ａと光透過部４１ｂ〜４４ｂとから形成された格子パターンであり、メインスケール４０の絶対位置を示すコードに従って２進符号化されている。マーカトラック４５は遮光部４５ａと光透過部４５ｂからなる格子パターンである。それぞれのトラックを形成する光透過部と遮光部の幅は格子ピッチの１／２である。
【０００８】
絶対位置を示すコードの読み取りは、メインスケール４０を挟んで光源と対向する位置に設けられた４つのコード検出ヘッド５１〜５４がそれぞれ対応するトラック４１〜４４を透過する光の明暗を検出することで行われる。同じようにマーカ検出ヘッド５５はマーカトラック４５を透過する光の明暗を検出する。
【０００９】
コード化したトラック４１〜４４のうち最小の格子ピッチＰは、トラック４４である。このトラック４４の２倍の格子ピッチ２Ｐがトラック４３であり、トラック４３の２倍の格子ピッチ４Ｐがトラック４２、トラック４２の２倍の格子ピッチ８Ｐがトラック４１となっている。トラック４１〜４４の格子パターンは２進符号化されており、メインスケール４０の長手方向に直行する方向に読み取ると４ビットの絶対位置コードとなる。図７の例では、メインスケール４０を４ビット分つまり１６個に区分してコードを付けることが可能である。
【００１０】
しかしながら、トラック４１〜４４を読み取るだけでは、コードが変化するとき、複数のトラックにおいて明暗の変化が同時に発生すると、全てを同期させて検出することは困難でありタイミングのずれにより検出エラーが発生する。
【００１１】
この検出エラーを発生させない手段として、マーカ検出ヘッド５５がマーカトラック４５の光透過部４５ａを透過した光を検出するマーカ信号に同期して、トラック４１〜４４のコードを読み取るものである。
【００１２】
マーカトラック４５の格子ピッチはトラック４４の格子ピッチの１／２倍のＰ／２である。マーカトラック４５の光透過部４５ａと遮光部４５ｂの幅が同じであれば、マーカ検出ヘッド５５はｎ×Ｐ＋Ｐ／４、ｎ×Ｐ＋３Ｐ／４（ここで、ｎは整数である）の位置でマーカ信号を出力することが可能である。このマーカ信号に同期することで、コードが変化するタイミングを避けてトラック４１〜４４のコードを読み取れる。
【００１３】
従って、コード化したトラックの上位ビットの位置検出と下位ビットの位置検出とが同期しない場合でも、コードが変化する境界部での位置検出において検出エラーを発生することのない位置検出装置が開示されている。
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−１３９３５２号公報（第２−４頁、図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１に示した従来技術における位置検出装置においては、電源投入時にはメインスケール４０を最大Ｐ／２移動させてマーカトラック４５からの同期信号を発生させなければトラック４１〜４４のコードを読み取ることはできない。また、電源投入時にマーカトラック４５からの同期信号が無くてもトラック４１〜４４のコードを読み取ることは可能であるが、同時に複数のコードが変化する境界に検出位置があった場合には、トラック間のコードの変化は遅れているか、進んでいるために２進符号における検出ミスによる測定値が大幅にずれてしまうという問題点を有している。特に、格子ピッチの大きなトラック４１で測定位置が特定できずに位置検出をミスしてしまうと測定値が大幅にずれてしまい、信頼性に問題が出てしまう。
【００１６】
また、高分解能化のためにビット数を増やすことは、同数のトラック数と検出ヘッドが必要である。このため、位置検出装置を小型化できないという問題がある。
【００１７】
さらに、高分解能化のため最小格子ピッチＰを小さくすると、光源や固定スケールを共通化するためには、各トラックのメインスケールと固定スケール間ギャップを同一に設定する必要がある。しかし、信号検出に最適なギャップは格子ピッチの２乗に比例するので、従来技術のようにコード化された複数の並列するトラックを用いた場合には、各トラック間の格子ピッチの違いによってそれぞれ異なるスケール間ギャップで配置しなければならない。
【００１８】
しかしながら、格子ピッチに対応してスケール間ギャップを異なるようにするには、装置が複雑化するなど構造的に困難であるため、格子間ギャップを同一にせざるを得なく、その結果として良好な受光信号が得られないという問題点を有していた。
【００１９】
本発明の目的は、上記従来の課題を解決し、電源投入時においても高精度で信頼性の高い位置検出装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は上記した目的を達成するため、所定のパターンが形成され相対移動するメインスケールと、このメインスケールに平行光を照射する光照射手段と、メインスケールから得られる明暗像を検出する受光素子とからなる位置検出装置において、所定のパターンが形成され相対移動するメインスケールと、このメインスケールに平行光を照射する光照射手段と、メインスケールから得られる明暗像を検出する受光手段とからなる位置検出装置において、パターンは、平行光を透過して相対移動に応じた所定の透過像パターンを形成する周期Ｐの光学パターンで構成され、該光学パターンは、移動方向に斜辺を配置した直角三角形パターンの内側に周期Ｐのストライプパターンを有し、受光手段は、半導体基板に複数の受光素子が配列形成されて、相対移動の際に受光素子間で異なる位相の変位出力信号を得るとともに、受光素子の少なくとも一つは受光素子の開口部を所定の割合で分割するようにＭＩＳ型フォトダイオードと接合ダイオードとをオーバーラップさせて形成され、出力する信号から周期Ｐの透過像パターンによる振幅変調を除去するように設定されていることを特徴とする。
【００２１】
以上の構成によれば、メインスケールの任意の位置で一義的に受光素子への入射光量が定まるので、受光素子が検出するアナログ信号を位置情報に変換することで、絶対位置の検出が可能である。
【００２２】
また、本発明の位置検出装置の検出信号は、従来技術のような格子パターンから得られる明暗の繰り返し信号とは異なり、メインスケールの移動方向に対して単調増加もしくは単調減少の信号が得られる。従って、検出ミスが起きても測定値の飛びが少なく、良好な検出信号を得ることが可能である。また、本発明の構成では、格子間ギャップを変化させずに一定に設定することができるので、良好な受光信号を得ることができる。また、同じ受光素子で複数の信号を扱えるので受光素子を小型化できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、受光素子の受光量がメインスケールの移動にともなって連続的に変化するため、受光素子が検出するアナログ信号を位置情報に変換でき、高精度で信頼性の高い、小型化が容易な位置検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の位置検出装置の構成を図面を参照して説明する。本発明の実施の形態では、受光素子としてはフォトダイオードを例にして説明する。このフォトダイオードは、入射光量に応じて光電荷を生成する。また、メインスケールに平行光を照射する光照射手段は、後述する光源１及びコリメートレンズ２として説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施の形態を示す位置検出装置の斜視図である。図１において本実施形態における位置検出装置は、レーザーダイオードまたは発光ダイオードからなる光源１、コリメートレンズ２、ガラス板からなるメインスケール３、金属膜からなる遮光膜４、遮光膜４を除去して光が透過するように形成した周期Ｐのストライプパターンと三角形パターンとを合成した光学パターン５、メインスケール３の相対移動に伴い異なる位相信号を出力するＡ１，Ａ２、Ａ３、Ａ４の複数の受光素子８を形成する半導体基板７、受光素子
８が検出した信号を処理するための電子回路９、信号検出用の受光素子８を形成した半導体基板７と電子回路９を実装するための電子基板６を有する。尚、矢印１ａはコリメートレンズ２からの平行光である。
【００２６】
ここで、半導体基板７と電子回路９とは図示していないが金属配線で接続している。尚、本実施形態では、光学パターン５を光源１及びコリメートレンズ２からの平行光１ａを透過する光透過型パターンとして説明するが、光源１及びコリメートレンズ２からの平行光１ａを透過させない光遮蔽型パターンであっても適用することができる。
【００２７】
受光素子８には平行光１ａを入射する開口部が設けられている。この開口部は、メインスケール３の移動方向Ｂに対して略垂直な方向に細長い長方形に形成されている。受光素子８は開口部から入射する光を検出するように、開口部以外の領域を金属膜、樹脂などで覆われている。もしくは、開口部に対応する領域のみをフォトダイオードとして機能させても良い。受光素子８は、メインスケール３の移動方向Ｂに対して略垂直な方向に細長い長方形に形成されている。
【００２８】
メインスケール３は受光素子８の開口部の長手方向と垂直なＢ方向に移動する。メインスケール３に設けた光学パターン５は直角三角形の形状で挟まれたストライプパターンである。ここで、直角三角形の長辺側底辺を５ａ、斜辺を５ｂ、短辺側側辺を５ｃとする。この場合、メインスケール３の移動方向Ｂの任意の位置において、直角三角形の長辺側底辺５ａから斜辺５ｂに向かう垂線と斜辺５ｂとの交点までの長さは、メインスケール３の任意の位置が決まれば、一義的に決めることができる。
【００２９】
図３で後述するように、メインスケール３の検出位置ｘが決まれば、ｘ位置での直角三角形の長辺側底辺５ａ（長さＬ）から斜辺５ｂに向かう垂線と斜辺５ｂとの交点までの長さはｈｘと一義的に決めることができる。三角形パターン５を直角三角形の形状にすると、単純な形状のため検出位置を容易に計算することができ、作業効率が良い。
【００３０】
図２は図１のメインスケール３の光学パターン５である。透明なガラスに金属もしくは樹脂からなる遮光膜４で幅Ｐ／２の透過部と幅がＰ／２の遮光部とをピッチＰで配置した格子を設けることで、光源からの光を周期Ｐの光量分布を持つ透過像パターンにする。加えて、メインスケール３には底辺５ａの長さＬ、側辺５ｃの長さである高さＨの直角三角形の三角形パターン５を設けている。これにより、メインスケール３の相対移動に伴い、メインスケール３を透過する光の絶対量を過単調減少、もしくは単調増加させることができる。
【００３１】
図４は図１の半導体基板７（図示していない）に形成された受光素子８の平面図である。半導体基板７に形成したＰウェル領域１０にＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の受光素子８を形成している。Ａ２，Ａ３，Ａ４はＰウェル領域にｎ型領域１２を設けて形成したｐｎ接合ダイオードをフォトダイオードとしている。また、受光素子Ａ１はＰウェル１０とｎ型領域１２間のｐｎ接合ダイオードとＭＩＳ型フォトダイオード１１とで受光素子を構成する。
【００３２】
図５の断面図に一般的なＭＩＳ型フォトダイオード１１の構造と動作を示す。ｎ型の半導体基板７の上部に形成されたＰウェル１０の表面に、誘電膜１５とゲート電極２１とを形成しＭＩＳ構造とする。このＭＩＳ型フォトダイオード１１の一部にオーバーラップさせて、ｎ型領域１２によりカソードを構成する。Ｐウェル１０に形成したｎ型領域１２、半導体基板７とＰウェル１０とは逆バイアスとなるように電圧を印加しているので、半導体基板７とＰウェル１０の境界では空乏層が形成されている。
【００３３】
ＭＩＳ型フォトダイオード１１はゲート電極２１に印加する電圧Ｖｇを変化させることで、光電特性を切り替えることが可能である。図５の（Ａ），（Ｂ）はＭＩＳ型フォトダイオード１１のゲート電極に印加するゲート電圧Ｖｇ値による、光生成電子の挙動を模式的に示したものである。
【００３４】
図５の（Ａ）はＭＩＳ型フォトダイオード１１のゲート電極に、ＭＩＳ型フォトダイオード１１の表面が空乏化する電圧、すなわち正孔のしきい値電圧Ｖｔｐより大きな電圧を印加した場合を示している。この場合、光生成された電子はゲート表面に添ってカソードでるｎ型領域１２に流れ込む。つまり、入射光量の変化を信号として取り出すことが可能である。
【００３５】
図５の（Ｂ）はＭＩＳ型フォトダイオード１１のゲート電極に、ＭＩＳ型フォトダイオード１１の表面に正孔１７が蓄積する電圧、すなわち正孔のしきい値電圧Ｖｔｐより小さな電圧を印加した場合を示している。この場合、半導体表面には電子に対する障壁が高くなっているので、光生成された電子はカソードでるｎ型領域１２に流れ込まず、半導体基板７へ排出される。つまり、入射光量の変化を信号として取り出すことは不可能である。
【００３６】
図４におけるゲート制御部１４はＭＩＳ型フォトダイオード１１のゲート電極に印加させる電圧Ｖｇを変化させることにより、ＭＩＳ型フォトダイオード１１の光特性を切り替えて、受光素子Ａ１の受光面積を変化させることが可能である。つまり、ゲート電圧Ｖｇ＜Ｖｔｐとなる印加電圧では、ＭＩＳ型フォトダイオードは受光素子として機能しないので、受光素子Ａ１の幅はｕとなる。一方、ゲート電圧Ｖｇ＞Ｖｔｐとなる印加電圧では、ＭＩＳ型フォトダイオードは受光素子として機能するので、受光素子Ａ１の幅は２×ｕ、すなわち、Ｐとなる。
【００３７】
ゲート電圧Ｖｇ＜Ｖｔｐとなる印加電圧では、受光素子Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ａ４のｎ型領域の幅はメインスケール３の光学パターン５の透過部ならびに遮光部の幅と等しくｕ＝Ｐ／２である。受光素子Ａ１のｎ型領域、Ａ２，Ａ３，Ａ４の間隔はｗ＝３／４×Ｐである。つまり、受光素子Ａ１のｎ型領域を位相０°とするなら、Ａ２は９０°、Ａ３は１８０°、Ａ４は２７０°の位相となるように配置し、メインスケール３の相対移動に伴い得られる透過像パターンの異なる位相の変位出力を得る。
【００３８】
それぞれの受光素子からの電気信号はｎ型領域１２から金属配線により検出回路１３に伝達される。検出回路１３では光電変換により発生した電流を電圧に増幅変換した後、信号処理を行う。これら位相の異なる出力信号からメインスケールの移動方向と相対的な位置変位量を検出する。さらに、これら位相の異なる４つの信号から周期Ｐの狭い範囲では絶対位置を求めることが可能である。
【００３９】
ゲート電圧Ｖｇ＞Ｖｔｐとなる印加電圧では、受光素子Ａ１の幅は２×ｕ、つまり、メインスケール３の光学パターン５の周期Ｐと同じ幅に設定することが可能である。この受光素子Ａ１にメインスケール３を透過した周期Ｐの透過像パターンを入射すると、受光素子のＡ１の幅が周期Ｐと同じなので、一周期の範囲に渡る光量を検出することになる。つまり、周期Ｐの信号成分はほとんど除去され、三角形の光学パターン５の相対位置に対応する透過光量に対応する信号が出力される。
【００４０】
ただし、周期Ｐの信号成分を十分に小さくするためには、周期Ｐのストライプパターンと三角形パターンとを合成した光学パターン５の底辺５ａの長さＬは周期Ｐに比べ十分に大きくなければならない。また、光学パターン５の底辺５ａの長さＬの範囲で絶対位置を検出をするためには受光素子８の長手方向の長さＨｐは三角形パターン５の高さＨより長くなければならない。
【００４１】
次に、メインスケール３が相対移動した際に受光素子８が出力する信号の一例を図６（Ａ）に示す。図６（Ａ）において直線２１は、ＭＩＳ型フォトダイオードのゲート電極にＶｇ＞Ｖｔｐとなる正電圧を印加して受光素子として機能させた際の受光素子Ａ１の出力信号である。周期Ｐの周波数成分が除去され、光学パターン５の三角形パターンに対応した出力信号が得られている。
【００４２】
図６（Ａ）において曲線２２は、ＭＩＳ型フォトダイオードのゲート電極にＶｇ＜Ｖｔｐとなる負電圧を印加して受光素子として機能を停めた際の受光素子Ａ１の出力信号である。受光素子Ａ１の幅はＰ／２として機能するので、光学パターン５の三角形パターンに対応した出力信号に周期Ｐの信号が重なった信号が得られる。曲線２３は受光素子Ａ１の信号と位相が１８０°異なる位相の受光素子Ａ３の出力信号である。受光素子Ａ１と受光素子Ａ２とではメインスケール３の移動方向Ｂに沿って距離（２×Ｐ＋Ｐ／２）離れて配置されている。従って、光学パターン５の三角形パターンにおける距離（２×Ｐ＋Ｐ／２）に相当する透過光量の差が生じるので、曲線２２と２３のオフセット量は異なることになる。
【００４３】
図６（Ｂ）に図６（Ａ）における曲線２２と２３の差分出力を示す。差分信号を得る際に、曲線２２と２３のオフセット量の補正のみ行っている。信号振幅は位置に依存して変化するが、振幅の中心強度は一定なので、出力信号の処理としてのコンパレータによる２値化は安定して行うことができる。つまり、周期Ｐの４逓倍のインクリメント信号を容易に生成することが可能である。
【００４４】
次に、ＭＩＳ型フォトダイオードのゲート電極にＶｇ＞Ｖｔｐとなる正電圧を印加して、受光素子として機能させた際の受光素子Ａ１の出力信号を用いて絶対位置検出の動作を図３を用いて説明する。
【００４５】
メインスケール３の三角形パターン５と受光素子Ａ１との重なり量の変化はメインスケール３の変位に相当するので、受光素子Ａ１に入射する光量はメインスケール３の変位に比例する。つまり、メインスケール３が位置ａから位置ｂまで変位する際、メインスケール３の位置ａでは、計測範囲内で入射光量が最小となる。このとき、位置ａにおいて流れる光電流をＩａとする。一方、メインスケール３の位置ｂでは、計測範囲内で入射光量が最大となり、このとき、位置ｂにおいて流れる光電流をＩｂとする。
【００４６】
この位置検出装置の分解能ｒはメインスケール３の最大変位Ｘと、位置ａの光電流Ｉａと、位置ｂの光電流Ｉｂとから
分解能ｒ＝Ｘ／（Ｉｂ−Ｉａ）・ｄＩ        （２）
となる。ここで、ｄＩは電流検出の分解能である。例えば、Ｘ＝１０ｍｍ、（Ｉｂ−Ｉａ）／ｄＩ＝５００００とすると、この位置検出装置の分解能ｒはｒ＝０．２μｍとなる。
【００４７】
次に、検出した光電流から変位を求めるには，任意に決めた原点の光電流値と求めたい位置の光電流値の差に分解能ｒを乗じた値が原点からの変位量となる。例えば，位置ａと位置ｂの中間点を原点とすると、この原点の光電流Ｉｍ＝（Ｉｂ−Ｉａ）／２となる。図３の光電流値Ｉｘから位置ｘの変位量を求めると
ｘ＝（Ｉｘ−Ｉｍ）／ｄＩ・ｒ        （３）
となる。ここで、Ｘ＝１０ｍｍ、（Ｉｂ−Ｉａ）／ｄＩ＝５００００、ｒ＝０．２μｍ、Ｉｘ／ｄＩ＝３００００とすると、ｘ＝１ｍｍが得られる。また、ａ＝−５ｍｍ、ｂ＝５ｍｍとなる。
【００４８】
この演算を行う、電子回路９は図１に示すように、位置検出装置を構成する電子基板６
に実装しても良いし、半導体基板７に集積化しても良いし、また、他に設けてもかまわない。
【００４９】
本実施形態によれば、受光素子Ａ１の検出する信号強度は、メインスケールの移動にともなって連続的に変化するため、受光素子が検出するアナログ信号を位置情報に変換でき、絶対位置検出が可能となる。また、本発明により検出された検出信号は、２進符号化した格子パターンから得られる明暗の繰り返し信号とは異なり、メインスケールの移動方向に対して単調増加もしくは単調減少の信号が得られるため、仮に検出ミスが起きても測定値の飛びが少なく、良好な検出信号を得ることが可能であり、高精度で信頼性の高い位置検出装置を提供することができる。
【００５０】
本実施形態によれば、アブソリュート型の位置検出装置として、高分解能化のために複数のトラックに２進コードパターンを設けたメインスケールと、そのコードを読み取るための複数の検出ヘッドを必要としないので検出器の小型化が可能である。
【００５１】
本実施形態によれば、単一スケールの格子間の相互作用によって形成される周期的な信号の繰り返しの数から相対変位量を検出するインクリメンタル型の位置検出器として、原点を検出するための光学パターンとそれに対応する受光素子とを必要としないので検出器の小型化が可能である。また、電源投入後に毎回機械可動部を原点復帰させる操作を必要としない利点を有する。
【００５２】
本実施の形態では、三角形パターンとして直角三角形を用いて説明したが、パターンとしては直角三角形以外の形状であっても任意の位置でパターン幅が一義的に決まる形状であれば構わない。重要なのは、メインスケールの任意の位置において、パターン幅が一義的に決まることであり、これを実現できるパターン形状であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態の位置検出装置の構成を説明する斜視図である。
【図２】本発明の実施形態の位置検出装置のメインスケールの光学パターンを説明する平面図である。
【図３】本発明の実施形態の位置検出装置の動作を説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施形態の位置検出装置の受光素子の構成を説明する模式図である。
【図５】本発明の実施形態の位置検出装置の受光素子の構造と動作を説明する断面図である。
【図６】本発明の実施形態の位置検出装置の受光素子の信号出力を説明するグラフである。
【図７】従来の位置検出装置のコード化されたメインスケールの平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  光源
１ａ  平行光
２  コリメートレンズ
３  メインスケール
４  遮光膜
５  光学パターン
６  電子基板
７  半導体基板
８、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４  受光素子
９  電子回路
【図１】
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【図２】
2007248359.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007248359.tif 000006
【図５】
2007248359.tif 000007
【図６】
2007248359.tif 000008
【図７】
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