(57)【要約】【課題】構成を簡略化しつつ、高精度に位置情報を検出する。【解決手段】エンコーダは、移動体の位置情報を示すパターンを表示する表示部を有するスケールと、表示部に表示させるパターンを切り替える制御部と、表示部に表示されたパターンを検出し、検出されたパターンに応じた検出信号を出力するセンサ部と、センサ部から出力される検出信号に基づいて、位置情報を検出する位置情報検出部と、を備える。【選択図】図１
2013195144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の位置情報を示すパターンを表示する表示部を有するスケールと、
前記表示部に表示させる前記パターンを切り替える制御部と、
前記表示部に表示された前記パターンを検出し、検出された前記パターンに応じた検出信号を出力するセンサ部と、
前記センサ部から出力される前記検出信号に基づいて、前記位置情報を検出する位置情報検出部と、
を備えることを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
前記表示部は、複数の表示素子を有し、
前記制御部は、前記複数の表示素子のうちの前記パターンを表示させる前記表示素子を前記移動体の位置情報に応じて切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記制御部は、前記パターンを表示可能な前記表示部の表示範囲内における前記パターンの表示位置を変える
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記制御部は、前記パターンを表示可能な前記表示部の表示範囲内において前記パターンを部分的に表示させる
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記パターンは、前記移動体の少なくとも２つの移動方向に応じた少なくとも２つのアブソリュートパターンを有し、
前記制御部は、前記少なくとも２つのアブソリュートパターンを切り替えて前記表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記パターンには、前記位置情報を絶対位置として示すアブソリュートパターンと、前記位置情報を変位量として示すインクリメンタルパターンとが含まれ、
前記制御部は、
前記アブソリュートパターンと前記インクリメンタルパターンとを切り替えて前記表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項７】
前記制御部は、
前記位置情報の検出を開始する際に前記アブソリュートパターンを表示させた後に、前記インクリメンタルパターンに切り替えて前記表示部に表示させ、
前記位置情報検出部は、
前記アブソリュートパターンに対応する前記検出信号に基づいて前記絶対位置を検出した後に、前記インクリメンタルパターンに対応する前記検出信号に基づいて前記変位量を検出し、検出した前記絶対位置及び前記変位量に基づいて前記位置情報を検出する
ことを特徴とする請求項６に記載のエンコーダ。
【請求項８】
前記制御部は、
前記表示部における前記位置情報の検出可能な範囲全面に、前記インクリメンタルパターンを表示させる
ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のエンコーダ。
【請求項９】
前記インクリメンタルパターンは、升目状のパターンであることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項１０】
前記制御部は、
互いに異なる検出方向に応じて、前記検出方向に対応する前記パターンを切り替えて前記表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項１１】
前記表示部は、２次元の平面状に形成されており、
前記パターンには、第１の検出方向の位置情報を示す第１のパターンと、前記第１の検出方向と直交する第２の検出方向の位置情報を示す第２のパターンとが含まれ、
前記制御部は、
前記第１のパターンと前記第２のパターンとを切り替えて、交互に前記表示部に表示させ、
前記センサ部は、
前記第１のパターンに対応する第１の検出信号と、前記第２のパターンに対応する第２の検出信号とを出力し、
前記位置情報検出部は、
前記センサ部から出力される前記第１の検出信号に基づいて、前記第１の検出方向に対応する第１の位置情報を検出し、前記センサ部から出力される前記第２の検出信号に基づいて、前記第２の検出方向に対応する第２の位置情報を検出する
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項１２】
前記表示部は、２次元の平面状に形成されており、
前記アブソリュートパターン及び前記インクリメンタルパターンのそれぞれは、第１の検出方向の位置情報を示す第１のパターンと、前記第１の検出方向と直交する第２の検出方向の位置情報を示す第２のパターンとを有しており、
前記制御部は、
前記アブソリュートパターンと前記インクリメンタルパターンとを切り替えて前記表示部に表示させるとともに、前記アブソリュートパターン及び前記インクリメンタルパターンのそれぞれが有する前記第１のパターンと前記第２のパターンとの両方を前記表示部に表示させ、
前記センサ部は、
前記第１のパターンを検出する第１の検出素子と、
前記第２のパターンを検出する第２の検出素子と、を備え、
前記位置情報検出部は、
前記第１の検出素子が検出した第１の検出信号に基づいて、前記第１の検出方向に対応する第１の位置情報を検出し、前記第２の検出素子が検出した第２の検出信号に基づいて、前記第２の検出方向に対応する第２の位置情報を検出する
ことを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項１３】
前記制御部は、
前記位置情報の初期位置を検出する場合に、前記第１のパターンを表示させる第１の表示範囲を前記第２の検出方向に変更して前記表示部に表示させた後に、前記第１の表示範囲を変更した前記第１のパターンによって前記位置情報検出部が検出した前記第１の位置情報に応じた第２の表示範囲に、前記第２のパターンを表示させる
ことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のエンコーダ。
【請求項１４】
前記制御部は、
前記位置情報検出部によって検出された前記位置情報に応じて、前記パターンの表示範囲を変更する
ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のエンコーダと、
前記スケール又は前記センサ部に接続された前記移動体と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項１６】
移動体の位置情報を示すパターンを表示する表示部を有するスケールと、前記表示部に表示された前記パターンを検出し、検出された前記パターンに応じた検出信号を出力するセンサ部と、を備えるエンコーダにおける位置情報の検出方法であって、
前記表示部に表示させる前記パターンを切り替える制御ステップと、
前記センサ部から出力される前記検出信号に基づいて、前記位置情報を検出する位置情報検出ステップと、
を含み、
前記制御ステップは、
前記位置情報の初期位置を検出する場合に、前記パターンの表示範囲を検出方向に切り替えて前記表示部に表示させる表示ステップを含む
ことを特徴とする位置情報の検出方法。
【請求項１７】
前記表示部は、２次元の平面状に形成されており、
前記パターンには、第１の検出方向の位置情報を示す第１のパターンと、前記第１の検出方向と直交する第２の検出方向の位置情報を示す第２のパターンとが含まれ、
前記表示ステップは、
前記位置情報の初期位置を検出する場合に、前記第１のパターンを表示させる第１の表示範囲を前記第２の検出方向に変更して前記表示部に表示させる第１のステップと、
前記第１のステップの後に、前記第１の表示範囲を変更した前記第１のパターンによって前記位置情報検出ステップにおいて検出した前記第１の検出方向に対応する第１の位置情報に応じた第２の表示範囲に、前記第２のパターンを表示させる第２のステップと、
を含むことを特徴とする請求項１６に記載の位置情報の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダ、駆動装置、及び位置情報の検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、位置情報（移動情報）を検出するためのスケールを備え、スケールによって位置情報を検出するエンコーダが広く使用されている。例えば、ＸＹステージ装置などの駆動装置では、Ｘ方向のスケール及びＹ方向のスケールの２本のスケールをステージ又は駆動部に配置し、エンコーダがＸ方向のスケール及びＹ方向のスケールの位置情報を検出することにより、ステージの位置情報を検出している（例えば、特許文献１の図１２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１００２８号公報
【特許文献２】特開２００４−３３３４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のエンコーダは、例えば、Ｘ方向とＹ方向との２種類の位置情報を検出する場合に、それぞれのスケールを備える必要があるため、構成を簡略化することが困難である場合があった。構成を簡略化するために、例えば、特許文献２に記載されているようなインクリメンタルパターンを有する２次元スケールを用いる技術が知られている。しかしながら、特許文献２に記載の技術では、例えば、インクリメンタルパターンにより変位量として位置情報を検出することができるが、絶対位置として位置情報を高精度に検出することは困難であった。このように、特許文献２に記載の技術では、構成を簡略化しつつ、高精度に位置情報を検出することが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、構成を簡略化しつつ、高精度に位置情報を検出することができるエンコーダ、駆動装置、及び位置情報の検出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】
上記問題を解決するために、本発明の一実施形態は、移動体の位置情報を示すパターンを表示する表示部を有するスケールと、前記表示部に表示させる前記パターンを切り替える制御部と、前記表示部に表示された前記パターンを検出し、検出された前記パターンに応じた検出信号を出力するセンサ部と、前記センサ部から出力される前記検出信号に基づいて、前記位置情報を検出する位置情報検出部と、を備えることを特徴とするエンコーダである。
【０００７】
また、本発明の一実施形態は、上記のエンコーダと、前記スケール又は前記検出部に接続された前記移動体と、を備えることを特徴とする駆動装置である。
【０００８】
また、本発明の一実施形態は、移動体の位置情報を示すパターンを表示する表示部を有するスケールと、前記表示部に表示された前記パターンを検出し、検出された前記パターンに応じた検出信号を出力するセンサ部と、を備えるエンコーダにおける位置情報の検出方法であって、前記表示部に表示させる前記パターンを切り替える制御ステップと、前記センサ部から出力される前記検出信号に基づいて、前記位置情報を検出する位置情報検出ステップと、を含み、前記制御ステップは、前記位置情報の初期位置を検出する場合に、前記パターンの表示範囲を検出方向に変更して前記表示部に表示させる表示ステップを含むことを特徴とする位置情報の検出方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高精度に位置情報を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態によるエンコーダの一例を示す外観図である。
【図２】本実施形態によるセンサ部及びスケールの一例を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態におけるエンコーダの一例を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態におけるエンコーダの動作を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態における初期位置の検出処理の一例を示す図である。
【図６】第１の実施形態におけるパターン切り替えの一例を示す第１の図である。
【図７】第１の実施形態におけるパターン切り替えの一例を示す第２の図である。
【図８】第１の実施形態におけるパターン切り替えの一例を示す第３の図である。
【図９】第２の実施形態におけるパターン切り替えの一例を示す図である。
【図１０】第３の実施形態におけるパターン切り替えの一例を示す図である。
【図１１】第４の実施形態におけるパターン切り替えの一例を示す第１の図である。
【図１２】第４の実施形態におけるパターン切り替えの一例を示す第２の図である。
【図１３】第５の実施形態におけるエンコーダの一例を示すブロック図である。
【図１４】第５の実施形態におけるパターン切り替えの一例を示す図である。
【図１５】第６の実施形態におけるステージ装置の一例を示すブロック図である。
【図１６】本実施形態によるスケールを１次元スケールに適用した場合の一例を示す図である。
【図１７】本実施形態によるセンサ部及びスケールの別の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態によるエンコーダについて、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
本実施形態では、一例として、２次元スケールを備えるエンコーダについて説明する。
図１は、本実施形態によるエンコーダ１の一例を示す外観図である。
図１において、エンコーダ１は、センサ部２と、スケール３と、コントローラ部４とを備えている。
【００１２】
スケール３は、例えば、ステージ６に接続されており、ステージ６の２次元の位置情報（例、位置、速度、など）を検出するためのパターン（例えば、アブソリュートパターンＰ１及びインクリメンタルパターンＰ２）を表示する。スケール３は、表示部３０、及び液晶ドライバ部（３１，３２）を有している。
【００１３】
表示部３０は、例えば、液晶表示パネルであり、２次元（例えば、Ｘ方向及びＹ方向の２次元）の平面状に形成されている。表示部３０は、液晶ドライバ部（３１，３２）から供給される駆動信号に基づいて、ステージ６の位置情報（移動情報）を示すパターンを表示する。表示部３０は、例えば、白と黒との表示により、位置情報を示すパターンを表示する。
【００１４】
液晶ドライバ部（３１，３２）は、例えば、表示部３０を駆動する駆動回路である。液晶ドライバ部（３１，３２）は、コントローラ部４から供給された表示情報に基づいて、表示部３０の駆動信号を生成し、生成した駆動信号を表示部３０に供給する。
【００１５】
センサ部２は、例えば、２次元に配置された受光素子を有するイメージセンサであり、ステージ６の移動にともなってスケール３に対して相対的に移動するように、例えば、スケール３の表示部３０上に固定されて配置されている。センサ部２は、表示部３０に表示されたパターンを検出し、検出されたパターンに応じた検出信号をコントローラ部４に出力する。
【００１６】
コントローラ部４は、スケール３の表示部３０に表示するパターンを制御するとともに、センサ部２から出力された検出信号に基づいて、ステージ６の位置情報を検出する制御を実行する。コントローラ部４の詳細については、後述する。
【００１７】
なお、本実施形態では、一例として、後述するステージ装置などに用いられるステージ６にスケール３が接続され、エンコーダ１が、ステージ６の位置情報を検出する場合について説明する。
ステージ６（移動体）は、Ｘ方向とＹ方向との２次元に移動可能であり、水平に配置された下段ステージ６３と、下段ステージ６３上をＸ方向に移動する中段ステージ６２と、中段ステージ６２上をＹ方向に移動する上段ステージ６１とを備えている。
【００１８】
図２は、本実施形態によるセンサ部２及びスケール３の一例を示す断面図である。
本実施形態では、一例として、図２に示すように、センサ部２が、反射式によりスケール３のパターンを検出する場合について説明する。
エンコーダ１は、スケール３の表示部３０に表示されているパターンと対向して配置される光源部２０を有している。光源部２０は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）であり、表示部３０に表示されているパターンに光を照射する。
また、スケール３は、表示部３０に表示しているパターンにより、光源部２０から照射された光をセンサ部２に反射し、センサ部２は、表示部３０に表示されているパターンを反射した光を受光する。
【００１９】
図３は、本実施形態におけるエンコーダ１の一例を示すブロック図である。
図３において、エンコーダ１は、センサ部２、スケール３、コントローラ部４、及び光源部２０を備えている。この図において、図１及び図２と同じ構成には、同じ符号を付し、その説明を省略する。
なお、スケール３の表示部３０は、例えば、２次元の平面状に形成されており、平面上に２次元のマトリックス状に配置された複数の画素３００（表示素子）を有している。表示部３０は、この複数の画素３００の光の透過率（又は反射率）を変えることにより、パターン（例えば、白色と黒色とのパターン）を表示する。したがって、本実施形態のスケール３は、位置情報に応じた可変なパターンを有する。なお、本実施形態では、パターンは、位置情報を絶対位置として示すアブソリュートパターンであって、ステージ６の少なくとも２つの移動方向（例えば、Ｘ方向及びＹ方向）に応じた少なくとも２つのアブソリュートパターンを有している。すなわち、パターンには、Ｘ方向（第１の検出方向）の位置情報を示す第１のパターンと、Ｘ方向と直交するＹ方向（第２の検出方向）の位置情報を示す第２のパターンとが含まれる。
また、センサ部２は、第１のパターンに対応する第１の検出信号と、第２のパターンに対応する第２の検出信号とを位置検出部５２に出力する。
【００２０】
コントローラ部４は、光源駆動部４１と、信号処理部５とを備えている。
光源駆動部４１は、信号処理部５から出力される制御信号に基づいて、光源部２０を発光（点灯）させるための駆動信号を生成し、生成した駆動信号を光源部２０に供給する。
【００２１】
信号処理部５は、エンコーダ１の各種制御及び信号処理を実行する。例えば、信号処理部５は、光源駆動部４１に制御信号を出力し、センサ部２から出力される検出信号に基づいて位置情報を検出する。また、例えば、信号処理部５は、スケール３の表示部３０に表示させるパターンを切り替える制御を実行する。
また、信号処理部５は、パターン制御部５１及び位置検出部５２を備えている。
【００２２】
パターン制御部５１（制御部）は、表示部３０に表示させるパターン（表示可能なパターン）を切り替える制御を実行する。パターン制御部５１は、例えば、複数の画素３００のうちパターンを表示させる画素をステージ６の位置情報（移動情報）に応じて切り替える。すなわち、パターン制御部５１は、例えば、後述する位置検出部５２によって検出された位置情報に応じて、パターンの表示範囲を変更する。
【００２３】
また、パターン制御部５１は、例えば、パターンが表示される表示部３０の表示範囲内におけるパターンの表示位置を変える。パターン制御部５１は、例えば、パターンを表示可能な表示部３０の表示範囲内（パターン表示範囲）においてパターンを部分的な表示範囲内（部分的表示範囲）に表示させる。また、パターン制御部５１は、例えば、少なくとも２つのアブソリュートパターン（第１のパターン及び第２のパターン）を切り替えて表示部３０に表示させる。すなわち、パターン制御部５１は、互いに異なる位置情報の検出方向（例えば、Ｘ方向及びＹ方向）に応じて、検出方向に対応するパターンを切り替えて表示部３０に表示させる。パターン制御部５１は、第１のパターンと第２のパターンとを切り替えて、交互に表示部３０に表示させる。
なお、パターン制御部５１によるパターンの切り替え制御については、詳細に後述する。
【００２４】
位置検出部５２（位置情報検出部）は、センサ部２から出力されるパターンに応じた検出信号に基づいて、ステージ６の位置情報（移動情報）を検出する。位置検出部５２は、例えば、センサ部２から出力された上述した第１の検出信号に基づいて、Ｘ方向（第１の検出方向）に対応する第１の位置情報（第１の移動情報）を検出し、センサ部２から出力される第２の検出信号に基づいて、Y方向（第２の検出方向）に対応する第２の位置情報（第２の移動情報）を検出する。すなわち、位置検出部５２は、ステージ６の２次元の位置情報を検出する。位置検出部５２は、検出した位置情報（第１の位置情報及び第２の位置情報）をパターン制御部５１に供給する。
【００２５】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１の動作について説明する。
図４は、本実施形態におけるエンコーダ１の動作を示すフローチャートである。
また、図５から図８は、本実施形態におけるスケール３のパターン切り替えの一例を示す図である。
【００２６】
図４において、まず、エンコーダ１は電源ＯＮ（オン）される（ステップＳ１０１）。すなわち、エンコーダ１は、電源が投入されて、動作を開始する。
次に、ステップＳ１０２からステップＳ１０５において、エンコーダ１は、ステージ６の初期位置（絶対位置、原点位置）を検出する。ここでまず、エンコーダ１は、Ｘ方向に対応するパターンを、Ｙ方向に表示範囲を変更して表示部３０全面に表示させて、Ｘ方向の絶対位置を検出する。
【００２７】
まず、エンコーダ１は、Ｘ方向のパターンを所定の表示範囲（例えば、Ｙ方向の最小位置を含む範囲）に表示させる（ステップＳ１０２）。すなわち、信号処理部５のパターン制御部５１は、図５の表示部３０の表示画面Ｇ１に示すようにＸ方向に対応するパターンＰＸ０（第１のパターン）を表示部３０に表示させる。
【００２８】
次に、エンコーダ１は、Ｘ方向のパターンが検出できるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。すなわち、位置検出部５２は、センサ部２が出力する検出信号に基づいて、例えば、パターンＰＸ０が検出できたか否かを判定する。位置検出部５２は、パターンＰＸ０が検出できないと判定した場合に、処理をステップＳ１０４に進める。また、位置検出部５２は、パターンＰＸ０が検出できたと判定した場合（図５の表示画面Ｇ４参照）に、センサ部２から出力された検出信号に基づいて、上述の第１の位置情報（Ｘ方向の絶対位置情報）を検出し、処理をステップＳ１０５に進める。
【００２９】
次に、ステップＳ１０４において、エンコーダ１は、Ｘ方向のパターンをＹ方向に表示範囲を変更して表示させる。すなわち、パターン制御部５１は、図５の表示部３０の表示画面Ｇ２に示すようにパターンＰＸ０をＹ方向に表示範囲（表示位置）を変更して、表示部３０に表示させ、処理をステップＳ１０３に戻す。
エンコーダ１は、このステップＳ１０３とステップＳ１０４の処理を、パターンＰＸ０が検出されるまで繰り返す。すなわち、エンコーダ１は、図５の表示画面Ｇ１〜Ｇ４に示すように、Ｙ方向に表示範囲を変更してパターンＰＸ０を表示させる。図５の表示画面Ｇ４に示すように、パターンＰＸ０の表示範囲がセンサ部２によって検出できる位置になった場合に、位置検出部５２は、センサ部２から出力された検出信号に基づいて、上述の第１の位置情報（Ｘ方向の絶対位置情報）を検出する。
【００３０】
次に、エンコーダ１は、Ｙ方向のパターンをＸ方向の検出位置に表示させる（ステップＳ１０５）。すなわち、パターン制御部５１は、図５の表示画面Ｇ５に示すように、位置検出部５２から供給された第１の位置情報（Ｘ方向の絶対位置情報）に対応するＸ方向の位置に、Ｙ方向に対応するパターンＰＹ０（第２のパターン）を表示部３０に表示させる。
【００３１】
次に、エンコーダ１は、Ｙ方向のパターンが検出できるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。すなわち、位置検出部５２は、センサ部２が出力する検出信号に基づいて、例えば、パターンＰＹ０が検出できたか否かを判定する。位置検出部５２は、パターンＰＹ０が検出できたと判定した場合（図５の表示画面Ｇ５参照）に、センサ部２から出力された検出信号に基づいて、上述の第２の位置情報（Ｙ方向の絶対位置情報）を検出し、処理をステップＳ１０７に進める。
また、位置検出部５２は、パターンＰＹ０が検出できないと判定した場合に、処理をステップＳ１０２に戻す。なお、この場合に、パターン制御部５１は、パターンＰＹ０の表示範囲（表示位置）を変更して表示させてもよい。また、位置検出部５２は、パターンＰＹ０が検出できないと判定した場合に、処理をステップＳ１０５に戻してもよい。
【００３２】
次に、ステップＳ１０７において、エンコーダ１は、２次元位置データを確定する。すなわち、位置検出部５２は、ステップＳ１０３において検出したＸ方向の絶対位置情報と、ステップＳ１０６において検出したＹ方向の絶対位置情報とよって、２次元位置データ（２次元位置情報）を確定する。位置検出部５２は、確定した２次元位置情報を、例えば、エンコーダ１に接続されている制御装置などの装置に出力する。
【００３３】
このように、パターン制御部５１は、位置情報の初期位置を検出する場合に、第１のパターン（例、パターンＰＸ０）を表示させる第１の表示範囲を第２の検出方向（Ｙ方向）に変更して表示部３０に表示させる。そして、パターン制御部５１は、第１の表示範囲を変更して表示部３０に表示させた後に、第１の表示範囲を変更した第１のパターンによって位置検出部５２が検出した第１の位置情報（Ｘ方向の絶対位置情報）に対応する第２の表示範囲に、第２のパターン（例、パターンＰＹ０）を表示させる。これにより、位置検出部５２は、位置情報の初期位置（２次元位置情報）を検出する。
【００３４】
ここで、例えば、スケール３の大きさを５００ｍｍ（ミリメートル）×５００ｍｍとし、センサ部２の検出範囲を５ｍｍ×５ｍｍとする。この条件において、表示部３０の５ｍｍ×５００ｍｍのパターンＰＸ０を表示部３０の画面全体に表示するには、１００回パターンを書き換える必要がある。例えば、パターンＰＸ０を書き換えるために必要な期間が５０ｍｓ（ミリ秒）である場合に、パターンＰＸ０を表示部３０の画面全体に表示するには、５０ｍｓ×１００＝５ｓ（秒）必要になる。つまり、エンコーダ１は、Ｘ方向の初期位置を検出するために、５ｓの期間を必要とする。また、Ｙ方向の初期位置を検出する場合には、エンコーダ１は、Ｘ方向の初期位置を検出することにより大まかな位置が判定されるため、例えば、１００ｍｓで検出可能である。よって、この場合、エンコーダ１は、例えば、５．１ｓの検出期間によって、位置情報の初期位置（２次元位置情報）を検出する。
【００３５】
次に、エンコーダ１は、ステージ６の最大移動速度を考慮して、想定されるパターンを作成する（ステップＳ１０８）。パターン制御部５１は、例えば、ステージ６が最大移動速度によって移動した場合であっても、センサ部２がパターンを検出できる広さのパターンを生成する。すなわち、パターン制御部５１は、位置検出部５２によって検出された移動情報（位置情報）に応じて、パターンの表示範囲を変更する。
【００３６】
次に、エンコーダ１は、Ｘ方向の部分パターンを表示させる（ステップＳ１０９）。パターン制御部５１は、例えば、図６に示すようなパターンＰＸ１を表示部３０に表示させる。
次に、エンコーダ１は、Ｘ方向の位置情報を検出する（ステップＳ１１０）。すなわち、位置検出部５２は、センサ部２から出力されたパターンＰＸ１に対応する検出信号に基づいて、Ｘ方向の絶対位置情報を検出する。
【００３７】
次に、エンコーダ１は、Ｙ方向の部分パターンを表示させる（ステップＳ１１１）。パターン制御部５１は、例えば、図６に示すようなパターンＰＹ１を表示部３０に表示させる。
次に、エンコーダ１は、Ｙ方向の位置情報を検出する（ステップＳ１１２）。すなわち、位置検出部５２は、センサ部２から出力されたパターンＰＹ１に対応する検出信号に基づいて、Ｙ方向の絶対位置情報を検出する。エンコーダ１は、Ｙ方向の絶対位置情報を検出した後、処理をステップＳ１０７に戻し、ステップＳ１０７からステップＳ１１２の処理を繰り返し実行する。これにより、エンコーダ１は、所定の期間ごとに、ステージ６の２次元位置情報を検出する。
【００３８】
図６から図８は、本実施形態におけるパターン切り替えの一例を示す図である。
図６は、初期位置を検出後に、ステージ６の位置が、例えば、座標［Ｘ１＝１０，Ｙ１＝１０］である場合を示している。この場合、パターン制御部５１は、表示部３０の座標［Ｘ１，Ｙ１］に対応した表示範囲Ｒ１に、パターンＰＹ１とパターンＰＸ１とを交互に表示させる。
【００３９】
パターンＰＹ１は、位置Ｙ１に対応するＹ方向の検出パターンであり、例えば、アブソリュートパターンＰＹ１１とインクリメンタルパターンＰＹ１２とを有している。位置検出部５２は、パターンＰＹ１が表示部３０に表示されている場合に、パターンＰＹ１に対応する検出信号に基づいて、Ｙ方向の絶対位置情報を検出する。なお、位置検出部５２は、アブソリュートパターンＰＹ１１に対応する検出信号に基づいて、アブソリュートパターンＰＹ１１に対応した分解能の絶対位置情報を検出する。さらに、位置検出部５２は、アブソリュートパターンＰＹ１１に基づいて検出した絶対位置情報を、インクリメンタルパターンＰＹ１２に対応する検出信号に基づいて内挿処理を実行し、高精度にＹ方向の絶対位置情報を検出する。
【００４０】
また、パターンＰＸ１は、位置Ｘ１に対応するＸ方向の検出パターンであり、例えば、アブソリュートパターンＰＸ１１とインクリメンタルパターンＰＸ１２とを有している。位置検出部５２は、パターンＰＸ１が表示部３０に表示されている場合に、パターンＰＸ１に対応する検出信号に基づいて、Ｘ方向の絶対位置情報を検出する。ここで、位置検出部５２は、上述したＹ方向の場合と同様に、アブソリュートパターンＰＸ１１とインクリメンタルパターンＰＸ１２とによって検出された検出信号に基づいて、高精度にＸ方向の絶対位置情報を検出する。
【００４１】
また、図７は、初期位置を検出後に、ステージ６の位置が、例えば、座標［Ｘ２＝１５，Ｙ１＝１０］である場合を示している。この場合、パターン制御部５１は、表示部３０の座標［Ｘ２，Ｙ１］に対応した表示範囲Ｒ２に、パターンＰＹ１とパターンＰＸ２とを交互に表示させる。
【００４２】
位置検出部５２は、パターンＰＹ１が表示部３０に表示されている場合に、パターンＰＹ１に対応する検出信号に基づいて、Ｙ方向の絶対位置情報を検出する。ここで、位置検出部５２は、上述した図６の場合と同様に、アブソリュートパターンＰＹ１１とインクリメンタルパターンＰＹ１２とによって検出された検出信号に基づいて、高精度にＹ方向の絶対位置情報を検出する。
【００４３】
また、パターンＰＸ２は、位置Ｘ２に対応するＸ方向の検出パターンであり、例えば、アブソリュートパターンＰＸ２１とインクリメンタルパターンＰＸ２２とを有している。位置検出部５２は、パターンＰＸ２が表示部３０に表示されている場合に、パターンＰＸ２に対応する検出信号に基づいて、Ｘ方向の絶対位置情報を検出する。ここで、位置検出部５２は、上述したＹ方向の場合と同様に、アブソリュートパターンＰＸ２１とインクリメンタルパターンＰＸ２２とによって検出された検出信号に基づいて、高精度にＸ方向の絶対位置情報を検出する。
【００４４】
また、図８は、初期位置を検出後に、ステージ６の位置が、例えば、座標［Ｘ３＝３０，Ｙ３＝３０］である場合を示している。この場合、パターン制御部５１は、表示部３０の座標［Ｘ３，Ｙ３］に対応した表示範囲Ｒ３に、パターンＰＹ３とパターンＰＸ３とを交互に表示させる。
【００４５】
パターンＰＹ３は、位置Ｙ３に対応するＹ方向の検出パターンであり、例えば、アブソリュートパターンＰＹ３１とインクリメンタルパターンＰＹ３２とを有している。位置検出部５２は、パターンＰＹ３が表示部３０に表示されている場合に、パターンＰＹ３に対応する検出信号に基づいて、Ｙ方向の絶対位置情報を検出する。ここで、位置検出部５２は、上述した図６の場合と同様に、アブソリュートパターンＰＹ３１とインクリメンタルパターンＰＹ３２とによって検出された検出信号に基づいて、高精度にＹ方向の絶対位置情報を検出する。
【００４６】
また、パターンＰＸ３は、位置Ｘ３に対応するＸ方向の検出パターンであり、例えば、アブソリュートパターンＰＸ３１とインクリメンタルパターンＰＸ３２とを有している。位置検出部５２は、パターンＰＸ３が表示部３０に表示されている場合に、パターンＰＸ３に対応する検出信号に基づいて、Ｘ方向の絶対位置情報を検出する。ここで、位置検出部５２は、上述したＹ方向の場合と同様に、アブソリュートパターンＰＸ３１とインクリメンタルパターンＰＸ３２とによって検出された検出信号に基づいて、高精度にＸ方向の絶対位置情報を検出する。
【００４７】
以上、説明したように、本実施形態におけるエンコーダ１は、スケール３が、ステージ６の位置情報（移動情報）を示すパターンを表示する表示部３０を有し、パターン制御部５１は、表示部３０に表示させるパターンを切り替える。また、センサ部２は、表示部３０に表示されたパターンを検出し、検出されたパターンに応じた検出信号を出力する。そして、位置検出部５２は、センサ部２から出力される検出信号に基づいて、位置情報を検出する。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、１つのスケール３に、異なるパターンを１次元又は２次元に表示させて、異なる位置情報（移動情報）を検出することができる。例えば、本実施形態におけるエンコーダ１は、Ｘ方向とＹ方向との２種類の位置情報を検出する場合に、スケール３を１つにすることができるとともに、検出方向に応じて高精度に位置情報を検出するパターンを切り替えて表示部３０に表示させることができる。つまり、本実施形態におけるエンコーダ１は、例えば、Ｘ方向とＹ方向との２種類の位置情報を検出する場合に、それぞれのスケールを備える必要がない。そのため、本実施形態におけるエンコーダ１は、構成を簡略化しつつ、高精度に位置情報（移動情報）を検出することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、表示部３０は、複数の表示素子（例えば、画素３００）を有し、パターン制御部５１は、複数の表示素子のうちのパターンを表示させる表示素子をステージ６の位置情報に応じて切り替える。
これにより、パターン制御部５１は、ステージ６の位置情報に応じて適切な位置に適切なパターン（例、部分的なパターン）を表示させるので、本実施形態におけるエンコーダ１は、適切に位置情報（移動情報）を検出することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、パターン制御部５１は、パターンが表示される表示部３０の表示範囲内におけるパターンの表示位置を変える。
これにより、パターン制御部５１は、例えば、センサ部２の位置に応じて、適切な表示位置にパターンを表示させるので、本実施形態におけるエンコーダ１は、高精度、且つ適切に位置情報（移動情報）を検出することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、パターン制御部５１は、パターンが表示される表示部３０の表示範囲内においてパターンを部分的に表示させる。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、例えば、センサ部２の周辺にパターンを部分的に表示させるので、パターンの切り替え間隔を低減することができる。よって、本実施形態におけるエンコーダ１は、位置情報の検出間隔を低減することができるので、高精度に位置情報（移動情報）を検出することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、パターンは、位置情報（移動情報）を絶対位置として示すアブソリュートパターンであって、ステージ６の少なくとも２つの移動方向に応じた少なくとも２つのアブソリュートパターン（例、ＰＸ１１、ＰＹ１１）を有する。そして、パターン制御部５１は、少なくとも２つのアブソリュートパターンを切り替えて表示部３０に表示させる。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、２次元の絶対位置情報を検出することができる。また、本実施形態におけるエンコーダ１は、１つのスケール３に、異なるパターンを表示させて、異なる位置情報（移動情報）を検出することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、パターン制御部５１は、互いに異なる検出方向に応じて、検出方向に対応するパターンを切り替えて表示部に表示させる。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、２次元の位置情報（移動情報）を適切に検出することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、表示部３０は、２次元の平面状に形成されている。パターンには、第１の検出方向（例、Ｘ方向）の位置情報を示す第１のパターン（例、ＰＸ１）と、第１の検出方向と直交する第２の検出方向（例、Ｙ方向）の位置情報を示す第２のパターン（例、ＰＹ１）とが含まれる。パターン制御部５１は、第１のパターンと第２のパターンとを切り替えて、交互に表示部３０に表示させる。センサ部２は、第１のパターンに対応する第１の検出信号と、第２のパターンに対応する第２の検出信号とを出力する。そして、位置検出部５２は、センサ部２から出力される第１の検出信号に基づいて、第１の検出方向に対応する第１の位置情報を検出し、センサ部２から出力される第２の検出信号に基づいて、第２の検出方向に対応する第２の位置情報を検出する。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、構成を簡略化しつつ、２次元の位置情報（移動情報）を高精度に検出することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、パターン制御部５１は、位置情報の初期位置を検出する場合に、第１のパターン（例、ＰＸ０）を表示させる第１の表示範囲を第２の検出方向（例、Ｙ方向）に変更して表示部３０に表示させる。パターン制御部５１は、第１の表示範囲を変更した第１のパターンによって位置検出部５２が検出した第１の位置情報に対応する第２の表示範囲に、第２のパターン（例、ＰＹ０）を表示させる。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、位置情報の初期位置を高精度に検出することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、パターン制御部５１は、位置検出部５２によって検出された位置情報に応じて、パターンの表示範囲を変更する。
これにより、パターン制御部５１は、センサ部２が検出不可能にならないように、適切にパターンの表示範囲を変更することができる。よって、本実施形態におけるエンコーダ１は、適切に位置情報（移動情報）を検出することができる。
【００５６】
なお、本実施形態によれば、エンコーダ１における位置情報（移動情報）の検出方法は、表示部３０に表示させるパターンを切り替える制御ステップと、センサ部２から出力される検出信号に基づいて、位置情報（移動情報）を検出する位置情報検出ステップと、を含んでいる。制御ステップは、位置情報（移動情報）の初期位置を検出する場合に、パターンの表示範囲を検出方向に変更して表示部３０に表示させる表示ステップを含んでいる。また、上述の表示ステップは、位置情報（移動情報）の初期位置を検出する場合に、第１のパターン（例、ＰＸ０）を表示させる第１の表示範囲を第２の検出方向（例、Ｙ方向）に変更して表示部３０に表示させる第１のステップと、第１のステップの後に、第１の表示範囲を変更した第１のパターンによって位置検出部５２が検出した第１の位置情報に対応する第２の表示範囲に、第２のパターン（例、ＰＹ０）を表示させる第２のステップと、を含んでいる。
【００５７】
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、位置情報（移動情報）の初期位置を適切に検出することができるとともに、部分パターンを表示させることにより位置情報（移動情報）を検出することが可能になる。よって、本実施形態におけるエンコーダ１は、構成を簡略化しつつ、高精度に位置情報（移動情報）を検出することができる。
【００５８】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態におけるエンコーダ１について、図面を参照して説明する。
本実施形態では、エンコーダ１は、絶対位置情報を検出した後に、２方向のインクリメンタルパターンを切り替えて表示部３０に表示させて、インクリメンタルパターンに対応した検出信号に基づいて、位置の変位量を検出する場合の一例を説明する。
【００５９】
まず、本実施形態におけるエンコーダ１の構成について説明する。
本実施形態におけるエンコーダ１の構成は、上述した図１から図３に示す構成と同様である。
なお、本実施形態では、パターンには、位置情報を絶対位置として示すアブソリュートパターンと、位置情報を変位量として示すインクリメンタルパターンとが含まれる。
また、本実施形態におけるパターン制御部５１は、アブソリュートパターンとインクリメンタルパターンとを切り替えて表示部３０に表示させる。また、パターン制御部５１は、位置情報の検出を開始する際にアブソリュートパターンを表示させた後に、インクリメンタルパターンに切り替えて表示部３０に表示させる。
【００６０】
また、本実施形態における位置検出部５２は、アブソリュートパターンに対応する検出信号に基づいて絶対位置を検出した後に、インクリメンタルパターンに対応する検出信号に基づいて変位量を検出する。位置検出部５２は、検出した絶対位置及び変位量に基づいて位置情報を検出する。
【００６１】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１の動作について説明する。
本実施形態におけるエンコーダ１の基本的な動作は、図４に示す処理と同様である。
本実施形態では、初期位置を検出した後のパターンの切り替え、及び位置情報の検出方法が第１の実施形態と異なる。以下、本実施形態におけるエンコーダの動作のうち、この第１の実施形態と異なる点を説明する。
【００６２】
図９は、本実施形態におけるパターン切り替えの一例を示す図である。
図９において、電源が投入された際のステージ６の初期位置は、座標［１０，１０］である場合の一例である。なお、この図において、座標（［１０，１０］，［３０，３０］）及び表示範囲（Ｒ１，Ｒ３）は、図６及び図８と同様の位置及び表示範囲である。
【００６３】
本実施形態におけるエンコーダ１は、図９（ａ）に示すように、初期位置の検出後に、Ｘ方向に対応するパターンＰＸ１と、Ｙ方向に対応するパターンＰＹ１とを切り替えて表示部３０に表示させて絶対位置情報を検出する。パターン制御部５１は、例えば、アブソリュートパターンＰＸ１１を含むＸ方向のパターンＰＸ１と、アブソリュートパターンＰＹ１１を含むＹ方向のパターンＰＹ１とを切り替えて表示部３０に表示させる。
【００６４】
ここで、パターンＰＸ１は、位置Ｘ１に対応するＸ方向の検出パターンであり、例えば、アブソリュートパターンＰＸ１１とインクリメンタルパターンＰＸ１２とを有している。位置検出部５２は、パターンＰＸ１が表示部３０に表示されている場合に、パターンＰＸ１に対応する検出信号に基づいて、Ｘ方向の絶対位置情報を検出する。なお、位置検出部５２は、アブソリュートパターンＰＸ１１に対応する検出信号に基づいて、アブソリュートパターンＰＸ１１に対応した分解能の絶対位置情報を検出する。さらに、位置検出部５２は、アブソリュートパターンＰＸ１１に基づいて検出した絶対位置情報を、インクリメンタルパターンＰＸ１２に対応する検出信号に基づいて内挿処理を実行し、高精度にＸ方向の絶対位置情報を検出する。
【００６５】
また、パターンＰＹ１は、位置Ｙ１に対応するＹ方向の検出パターンであり、例えば、アブソリュートパターンＰＹ１１とインクリメンタルパターンＰＹ１２とを有している。位置検出部５２は、パターンＰＹ１が表示部３０に表示されている場合に、パターンＰＹ１に対応する検出信号に基づいて、Ｙ方向の絶対位置情報を検出する。ここで、位置検出部５２は、上述したＸ方向の場合と同様に、アブソリュートパターンＰＹ１１とインクリメンタルパターンＰＹ１２とによって検出された検出信号に基づいて、高精度にＹ方向の絶対位置情報を検出する。
【００６６】
このように、本実施形態では、まず、パターン制御部５１が、Ｘ方向のパターンＰＸ１と、Ｙ方向のパターンＰＹ１とを切り替えて表示部３０に表示させるとともに、位置検出部５２が、パターンＰＸ１及びパターンＰＹ１に基づいて、絶対位置情報を高精度に検出する。
【００６７】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１は、図９（ｂ）に示すように、Ｘ方向に対応するインクリメンタルパターンＰＸ４と、Ｙ方向に対応するインクリメンタルパターンＰＹ４とを切り替えて表示部３０に表示させて位置情報を検出する。パターン制御部５１は、例えば、Ｘ方向のインクリメンタルパターンＰＸ４と、Ｙ方向のインクリメンタルパターンＰＹ４とを切り替えて表示部３０に表示させる。なお、パターン制御部５１は、インクリメンタルパターンＰＸ４及びインクリメンタルパターンＰＹ４を表示させる表示範囲Ｒ１を、例えば、ステージ６の最大移動速度で移動した場合でもパターンの１／４ピッチ以下にとなるように設定する。これにより、ステージ６が最大移動速度で移動した場合であっても、エンコーダ１は、ステージ６の位置を見失うことなく、ステージ６の位置情報を検出することができる。
【００６８】
ここで、インクリメンタルパターンＰＸ４は、例えば、位置Ｘ１に対応するＸ方向のインクリメンタルパターンである。位置検出部５２は、インクリメンタルパターンＰＸ４が表示部３０に表示されている場合に、インクリメンタルパターンＰＸ４に対応する検出信号に基づいて、Ｘ方向の変位量を検出する。なお、インクリメンタルパターンＰＸ４は、短冊状の繰り返しパターンが形成されており、位置検出部５２は、例えば、この短冊状のパターンを移動した回数分カウントすることにより、Ｘ方向の変位量を検出する。位置検出部５２は、上述したパターンＰＸ１（アブソリュートパターンＰＸ１１）によって検出された絶対位置情報と、インクリメンタルパターンＰＸ４によって検出された変位量に基づいて、Ｘ方向の位置情報を検出する。
【００６９】
また、インクリメンタルパターンＰＹ４は、例えば、位置Ｙ１に対応するＹ方向のインクリメンタルパターンである。位置検出部５２は、インクリメンタルパターンＰＹ４が表示部３０に表示されている場合に、インクリメンタルパターンＰＹ４に対応する検出信号に基づいて、Ｙ方向の変位量を検出する。なお、インクリメンタルパターンＰＹ４は、短冊状の繰り返しパターンが形成されており、位置検出部５２は、例えば、この短冊状のパターンを移動した回数分カウントすることにより、Ｙ方向の変位量を検出する。位置検出部５２は、上述したパターンＰＹ１（アブソリュートパターンＰＹ１１）によって検出された絶対位置情報と、インクリメンタルパターンＰＹ４によって検出された変位量に基づいて、Ｙ方向の位置情報を検出する。
なお、図９（ｂ）では、図９（ａ）に示される初期位置からステージ６が移動していないため、初期位置からの変位量は、Ｘ方向及びＹ方向の両方とも“０”である。
【００７０】
次に、例えば、ステージ６が、座標［３０，３０］に移動した場合に、本実施形態におけるエンコーダ１は、図９（ｃ）に示すように、Ｘ方向に対応するインクリメンタルパターンＰＸ５と、Ｙ方向に対応するインクリメンタルパターンＰＹ５とを切り替えて表示部３０に表示させて位置情報を検出する。この場合、パターン制御部５１は、例えば、Ｘ方向のインクリメンタルパターンＰＸ５と、Ｙ方向のインクリメンタルパターンＰＹ５とを切り替えて表示部３０に表示させる。なお、パターン制御部５１は、図９（ｂ）の場合と同様に、インクリメンタルパターンＰＸ５及びインクリメンタルパターンＰＹ５を表示させる表示範囲Ｒ３を、例えば、ステージ６の最大移動速度で移動した場合でもパターンの１／４ピッチ以下にとなるように設定する。
【００７１】
ここで、インクリメンタルパターンＰＸ５は、例えば、位置Ｘ３に対応するＸ方向のインクリメンタルパターンである。位置検出部５２は、インクリメンタルパターンＰＸ５が表示部３０に表示されている場合に、インクリメンタルパターンＰＸ５に対応する検出信号に基づいて、Ｘ方向の変位量を検出する。位置検出部５２は、上述したパターンＰＸ１（アブソリュートパターンＰＸ１１）によって検出された絶対位置情報と、インクリメンタルパターンＰＸ５によって検出された変位量に基づいて、位置情報を検出する。
【００７２】
また、インクリメンタルパターンＰＹ５は、例えば、位置Ｙ３に対応するＹ方向のインクリメンタルパターンである。位置検出部５２は、インクリメンタルパターンＰＹ５が表示部３０に表示されている場合に、インクリメンタルパターンＰＹ５に対応する検出信号に基づいて、Ｙ方向の変位量を検出する。位置検出部５２は、上述したパターンＰＹ１（アブソリュートパターンＰＹ１１）によって検出された絶対位置情報と、インクリメンタルパターンＰＹ５によって検出された変位量に基づいて、Ｙ方向の位置情報を検出する。
【００７３】
このように、パターン制御部５１は、Ｘ方向に対応するインクリメンタルパターン（例、ＰＸ４、ＰＸ５）と、Ｙ方向に対応するインクリメンタルパターン（例、ＰＹ４、ＰＹ５）とを交互に切り替えて表示部３０に表示させる。さらに、位置検出部５２は、交互に切り替えて表示部３０に表示されるＸ方向に対応するインクリメンタルパターンとＹ方向に対応するインクリメンタルパターンとによってセンサ部２によって検出された検出信号に基づいて変位量を検出する。そして、位置検出部５２は、検出した変位量と、ステージ６の初期位置の絶対位置情報とに基づいて、ステージ６の位置情報を検出する。
【００７４】
以上、説明したように、本実施形態では、パターンには、位置情報を絶対位置として示すアブソリュートパターン（例、ＰＸ１１、ＰＹ１１）と、位置情報を変位量として示すインクリメンタルパターン（例、ＰＸ４、ＰＹ４）とが含まれる。パターン制御部５１は、アブソリュートパターンとインクリメンタルパターンとを切り替えて表示部３０に表示させる。
したがって、本実施形態におけるエンコーダ１は、１つのスケール３に、異なるパターンを表示させて、絶対位置情報と変位量という異なる位置情報（移動情報）を検出することができる。よって、本実施形態におけるエンコーダ１は、構成を簡略化しつつ、高精度に位置情報（移動情報）を検出することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、パターン制御部５１は、位置情報（移動情報）の検出を開始する際にアブソリュートパターンを表示させた後に、インクリメンタルパターンに切り替えて表示部３０に表示させる。位置検出部５２は、アブソリュートパターンに対応する検出信号に基づいて絶対位置を検出した後に、インクリメンタルパターンに対応する検出信号に基づいて変位量を検出する。そして、位置検出部５２は、検出した絶対位置及び変位量に基づいて位置情報（移動情報）を検出する。
これにより、初期位置の絶対位置情報を取得した後には、インクリメンタルパターンによる変位量のみ検出するため、本実施形態におけるエンコーダ１は、位置検出の処理を簡略化することができる。
【００７６】
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態におけるエンコーダ１について、図面を参照して説明する。
本実施形態では、エンコーダ１は、絶対位置情報を検出した後に、２方向のインクリメンタルパターンを切り替えて表示部３０に表示させて、インクリメンタルパターンに対応した検出信号に基づいて、位置の変位量を検出する場合の別の一例を説明する。本実施形態におけるエンコーダ１は、インクリメンタルパターンが１つのパターンによってＸ方向とＹ方向との両方の変位量を検出可能なパターンを表示部３０に表示させる点が、第２の実施形態と異なる。
【００７７】
まず、本実施形態におけるエンコーダ１の構成について説明する。
本実施形態におけるエンコーダ１の構成は、上述した図１から図３に示す構成と同様である。
なお、本実施形態では、パターンには、位置情報を絶対位置として示すアブソリュートパターンと、位置情報を変位量として示すインクリメンタルパターンとが含まれる。
また、本実施形態におけるパターン制御部５１は、アブソリュートパターンとインクリメンタルパターンとを切り替えて表示部３０に表示させる。また、パターン制御部５１は、位置情報の検出を開始する際にアブソリュートパターンを表示させた後に、インクリメンタルパターンに切り替えて表示部３０に表示させる。なお、インクリメンタルパターンは、Ｘ方向とＹ方向との両方の変位量を検出可能なパターンであり、例えば、図１０（ｂ）に示すような升目状のパターンである。パターン制御部５１は、位置情報の検出を開始する際にアブソリュートパターンを表示させた後に、升目状のインクリメンタルパターンを表示部３０に表示させる。
【００７８】
また、本実施形態における位置検出部５２は、アブソリュートパターンに対応する検出信号に基づいて絶対位置を検出した後に、インクリメンタルパターンに対応する検出信号に基づいて変位量を検出する。位置検出部５２は、例えば、上述した升目状のインクリメンタルパターンにより、初期位置からの変位量であって、Ｘ方向とＹ方向との両方の変位量を同時に検出する。位置検出部５２は、検出した絶対位置及び変位量に基づいて位置情報を検出する。
【００７９】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１の動作について説明する。
本実施形態におけるエンコーダ１の基本的な動作は、図４に示す処理と同様であるが、Ｘ方向とＹ方向との両方の変位量を検出可能なインクリメンタルパターンを表示するため、ステップＳ１１１の処理を省略する。
また、本実施形態では、第２の実施形態と同様に、初期位置を検出した後のパターンの切り替え、及び位置情報の検出方法が第１の実施形態と異なる。以下、本実施形態におけるエンコーダの動作のうち、第１及び第２の実施形態と異なる点を説明する。
【００８０】
図１０は、本実施形態におけるパターン切り替えの一例を示す図である。
図１０において、電源が投入された際のステージ６の初期位置は、座標［１０，１０］である場合の一例である。なお、この図において、座標（［１０，１０］，［３０，３０］）及び表示範囲（Ｒ１，Ｒ３）は、図６及び図８と同様の位置及び表示範囲である。
【００８１】
本実施形態におけるエンコーダ１は、図１０（ａ）に示すように、初期位置の検出後に、Ｘ方向に対応するパターンＰＸ１と、Ｙ方向に対応するパターンＰＹ１とを切り替えて表示部３０に表示させて絶対位置情報を検出する。パターン制御部５１は、例えば、アブソリュートパターンＰＸ１１を含むＸ方向のパターンＰＸ１と、アブソリュートパターンＰＹ１１を含むＹ方向のパターンＰＹ１とを切り替えて表示部３０に表示させる。
なお、図１０（ａ）に示す絶対位置情報を検出する処理は、第２の実施形態における図９（ａ）に示す処理と同様であり、ここでは説明を省略する。
パターン制御部５１が、Ｘ方向のパターンＰＸ１と、Ｙ方向のパターンＰＹ１とを切り替えて表示部３０に表示させるとともに、位置検出部５２が、パターンＰＸ１及びパターンＰＹ１に基づいて、絶対位置情報を高精度に検出する。
【００８２】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１は、図１０（ｂ）に示すように、Ｘ方向及びＹ方向の両方に対応するインクリメンタルパターンＰＸＹ１を表示部３０に表示させて位置情報を検出する。パターン制御部５１は、例えば、インクリメンタルパターンＰＸＹ１を表示部３０に表示させる。なお、パターン制御部５１は、インクリメンタルパターンＰＸＹ１を表示させる表示範囲Ｒ１を、例えば、ステージ６の最大移動速度で移動した場合でもパターンの１／４ピッチ以下にとなるように設定する。これにより、ステージ６が最大移動速度で移動した場合であっても、エンコーダ１は、ステージ６の位置を見失うことなく、ステージ６の位置情報を検出することができる。
【００８３】
ここで、インクリメンタルパターンＰＸＹ１は、例えば、図１０（ｂ）に示すように、位置Ｘ１及び位置Ｙ１に対応するインクリメンタルパターンである。位置検出部５２は、インクリメンタルパターンＰＸＹ１が表示部３０に表示されている場合に、インクリメンタルパターンＰＸＹ１に対応する検出信号に基づいて、Ｘ方向及びＹ方向の変位量を検出する。なお、インクリメンタルパターンＰＸＹ１は、升目状の繰り返しパターンが形成されており、位置検出部５２は、例えば、この升目状のパターンを移動した回数分カウントすることにより、Ｘ方向及びＹ方向の変位量を検出する。位置検出部５２は、上述したパターンＰＸ１及びＰＹ１によって検出された絶対位置情報と、インクリメンタルパターンＰＸＹ１によって検出された変位量とに基づいて、Ｘ方向及びＹ方向の位置情報（２次元の位置情報）を検出する。
なお、図１０（ｂ）では、図１０（ａ）に示される初期位置からステージ６が移動していないため、初期位置からの変位量は、Ｘ方向及びＹ方向の両方とも“０”である。
【００８４】
次に、例えば、ステージ６が、座標［３０，３０］に移動した場合に、本実施形態におけるエンコーダ１は、図１０（ｃ）に示すように、Ｘ方向及びＹ方向に対応するインクリメンタルパターンＰＸＹ２を表示部３０に表示させて位置情報を検出する。この場合、パターン制御部５１は、例えば、Ｘ方向及びＹ方向のインクリメンタルパターンＰＸＹ２を表示部３０に表示させる。なお、パターン制御部５１は、図１０（ｂ）の場合と同様に、インクリメンタルパターンＰＸＹ２を表示させる表示範囲Ｒ３を、例えば、ステージ６の最大移動速度で移動した場合でもパターンの１／４ピッチ以下にとなるように設定する。
【００８５】
ここで、インクリメンタルパターンＰＸＹ２は、例えば、図１０（ｃ）に示すように、位置Ｘ３及び位置Ｙ３に対応するＸ方向及びＹ方向のインクリメンタルパターンである。位置検出部５２は、インクリメンタルパターンＰＸＹ２が表示部３０に表示されている場合に、インクリメンタルパターンＰＸＹ２に対応する検出信号に基づいて、Ｘ方向及びＹ方向の変位量を検出する。位置検出部５２は、上述したパターンＰＸ１及びＰＹ１によって検出された絶対位置情報と、インクリメンタルパターンＰＸＹ２によって検出された変位量とに基づいて、Ｘ方向及びＹ方向の位置情報（２次元情報）を検出する。
【００８６】
このように、パターン制御部５１は、Ｘ方向及びＹ方向の両方に対応するインクリメンタルパターン（例、ＰＸＹ１、ＰＸＹ２）を表示部３０に表示させる。さらに、位置検出部５２は、表示部３０に表示されるＸ方向及びＹ方向の両方に対応するインクリメンタルパターンによってセンサ部２によって検出された検出信号に基づいて変位量を検出する。そして、位置検出部５２は、検出した変位量と、ステージ６の初期位置の絶対位置情報とに基づいて、ステージ６の位置情報を検出する。
【００８７】
以上、説明したように、本実施形態では、パターンには、位置情報を絶対位置として示すアブソリュートパターン（例、ＰＸ１１、ＰＹ１１）と、位置情報を変位量として示すインクリメンタルパターン（例、ＰＸＹ１、ＰＸＹ２）とが含まれる。パターン制御部５１は、アブソリュートパターンとインクリメンタルパターンとを切り替えて表示部３０に表示させる。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、第２の実施形態と同様に、１つのスケール３に、異なるパターンを表示させて、絶対位置情報と変位量という異なる位置情報を検出することができる。よって、本実施形態におけるエンコーダ１は、構成を簡略化しつつ、高精度に位置情報（移動情報）を検出することができる。
【００８８】
また、本実施形態では、パターン制御部５１は、位置情報の検出を開始する際にアブソリュートパターンを表示させた後に、インクリメンタルパターンに切り替えて表示部３０に表示させる。このインクリメンタルパターンは、例えば、升目状のパターンである。
これにより、位置検出部５２は、Ｘ方向及びＹ方向の変位量を並列処理により検出することができる。また、パターン制御部５１は、検出方向によりパターンを切り替えて表示する必要がなくなる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ１は、位置検出の処理に必要な期間を短縮することができる。
【００８９】
［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態におけるエンコーダ１について、図面を参照して説明する。
本実施形態におけるエンコーダ１は、インクリメンタルパターンが１つのパターンによってＸ方向とＹ方向との両方の変位量を検出可能なパターンを表示部３０に表示させる点では、第３の実施形態と同様であるが、インクリメンタルパターンを表示部３０の全面に表示させる点が第３の実施形態と異なる。
【００９０】
まず、本実施形態におけるエンコーダ１の構成について説明する。
本実施形態におけるエンコーダ１の構成は、上述した図１から図３に示す構成と同様である。
なお、本実施形態では、パターンには、位置情報を絶対位置として示すアブソリュートパターンと、位置情報を変位量として示すインクリメンタルパターンとが含まれる。
また、本実施形態におけるパターン制御部５１は、アブソリュートパターンとインクリメンタルパターンとを切り替えて表示部３０に表示させる。また、パターン制御部５１は、位置情報の検出を開始する際にアブソリュートパターンを表示させた後に、インクリメンタルパターンに切り替えて表示部３０に表示させる。なお、インクリメンタルパターンは、Ｘ方向とＹ方向との両方の変位量を検出可能なパターンであり、例えば、図１１（ｂ）に示すような升目状のパターンである。パターン制御部５１は、位置情報の検出を開始する際にアブソリュートパターンを表示させた後に、升目状のインクリメンタルパターンを表示部３０の全面（全表示範囲）に表示させる。
【００９１】
また、本実施形態における位置検出部５２は、アブソリュートパターンに対応する検出信号に基づいて絶対位置を検出した後に、インクリメンタルパターンに対応する検出信号に基づいて変位量を検出する。位置検出部５２は、例えば、上述した升目状のインクリメンタルパターンにより、初期位置からの変位量であって、Ｘ方向とＹ方向との両方の変位量を同時に検出する。位置検出部５２は、検出した絶対位置及び変位量に基づいて位置情報を検出する。
【００９２】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１の動作について説明する。
本実施形態におけるエンコーダ１の基本的な動作は、図４に示す処理と同様であるが、Ｘ方向とＹ方向との両方の変位量を検出可能なインクリメンタルパターンを表示するため、第３の実施形態と同様にステップＳ１１１の処理を省略する。また、インクリメンタルパターンを表示させる場合に、表示部３０の全面（全表示範囲）に表示させるため、ステップＳ１０８の処理が省略されてもよい。
ここでは、本実施形態におけるエンコーダの動作のうち、第３の実施形態と異なる点について説明する。
【００９３】
図１１及び図１２は、本実施形態におけるパターン切り替えの一例を示す図である。
図１１及び図１２において、電源が投入された際のステージ６の初期位置は、座標［１０，１０］である場合の一例である。なお、図１１及び図１２において、座標（［１０，１０］，［１５，１０］，［３０，３０］）及び表示範囲Ｒ１は、図６から図８と同様の位置及び表示範囲である。
【００９４】
本実施形態におけるエンコーダ１は、図１１（ａ）に示すように、初期位置の検出後に、Ｘ方向に対応するパターンＰＸ１と、Ｙ方向に対応するパターンＰＹ１とを切り替えて表示部３０に表示させて絶対位置情報を検出する。パターン制御部５１は、例えば、アブソリュートパターンＰＸ１１を含むＸ方向のパターンＰＸ１と、アブソリュートパターンＰＹ１１を含むＹ方向のパターンＰＹ１とを切り替えて表示部３０に表示させる。
なお、図１１（ａ）に示す絶対位置情報を検出する処理は、第２の実施形態における図９（ａ）に示す処理と同様であり、ここでは説明を省略する。
パターン制御部５１が、Ｘ方向のパターンＰＸ１と、Ｙ方向のパターンＰＹ１とを切り替えて表示部３０に表示させるとともに、位置検出部５２が、パターンＰＸ１及びパターンＰＹ１に基づいて、絶対位置情報を高精度に検出する。
【００９５】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１は、図１１（ｂ）に示すように、Ｘ方向及びＹ方向の両方に対応するインクリメンタルパターンＰＸＹ３を表示部３０の全面に表示させて位置情報を検出する。パターン制御部５１は、例えば、インクリメンタルパターンＰＸＹ３を表示部３０における位置情報（移動情報）の検出可能な範囲全面に表示させる。なお、パターン制御部５１は、インクリメンタルパターンＰＸＹ３を表示部３０の検出可能な範囲全面に表示させるので、ステージ６が最大移動速度で移動した場合であっても、エンコーダ１は、ステージ６の位置を見失うことなく、ステージ６の位置情報を検出することができる。
【００９６】
ここで、インクリメンタルパターンＰＸＹ３は、例えば、図１１（ｂ）に示すように、位置Ｘ１及び位置Ｙ１に対応するインクリメンタルパターンである。位置検出部５２は、インクリメンタルパターンＰＸＹ３が表示部３０に表示されている場合に、インクリメンタルパターンＰＸＹ３に対応する検出信号に基づいて、Ｘ方向及びＹ方向の変位量を検出する。なお、インクリメンタルパターンＰＸＹ３は、升目状の繰り返しパターンが形成されており、位置検出部５２は、例えば、この升目状のパターンを移動した回数分カウントすることにより、Ｘ方向及びＹ方向の変位量を検出する。位置検出部５２は、上述したパターンＰＸ１及びＰＹ１によって検出された絶対位置情報と、インクリメンタルパターンＰＸＹ３によって検出された変位量とに基づいて、Ｘ方向及びＹ方向の位置情報（２次元情報）を検出する。
なお、図１１（ｂ）では、図１１（ａ）に示される初期位置からステージ６が移動していないため、初期位置からの変位量は、Ｘ方向及びＹ方向の両方とも“０”である。
【００９７】
図１２は、ステージ６が図１１（ｂ）の位置から別の位置に移動した場合の例を示している。
図１２（ａ）は、座標［１５，１０］に移動した場合を示し、図１２（ｂ）は、座標［３０，３０］に移動した場合を示している。
上述した図１１（ｂ）の場合と同様に、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）の２つの場合においても位置検出部５２は、インクリメンタルパターンＰＸＹ３における升目状のパターンを移動した回数分カウントすることにより、Ｘ方向及びＹ方向の変位量を検出する。位置検出部５２は、上述したパターンＰＸ１及びＰＹ１によって検出された絶対位置情報と、インクリメンタルパターンＰＸＹ３によって検出された変位量とに基づいて、Ｘ方向及びＹ方向の位置情報（２次元情報）を検出する。
【００９８】
以上、説明したように、本実施形態では、パターンには、位置情報を絶対位置として示すアブソリュートパターン（例、ＰＸ１１、ＰＹ１１）と、位置情報を変位量として示すインクリメンタルパターン（例、ＰＸＹ３）とが含まれる。パターン制御部５１は、アブソリュートパターンとインクリメンタルパターンとを切り替えて表示部３０に表示させる。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、第３の実施形態と同様に、１つのスケール３に、異なるパターンを表示させて、絶対位置情報と変位量という異なる位置情報（移動情報）を検出することができる。よって、本実施形態におけるエンコーダ１は、構成を簡略化しつつ、高精度に位置情報（移動情報）を検出することができる。
【００９９】
また、本実施形態では、パターン制御部５１は、位置情報（移動情報）の検出を開始する際にアブソリュートパターンを表示させた後に、表示部３０における位置情報（移動情報）の検出可能な範囲全面に、インクリメンタルパターン（例、ＰＸＹ３）を表示させる。なお、このインクリメンタルパターンは、例えば、升目状のパターンである。
これにより、位置検出部５２は、Ｘ方向及びＹ方向の変位量を並列処理により検出することができる。また、パターン制御部５１は、検出方向によりパターンを切り替えて表示する必要がなくなる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ１は、位置検出の処理に必要な期間を短縮することができる。また、検出可能な範囲全面にインクリメンタルパターンを表示させるので、本実施形態におけるエンコーダ１は、ステージ６の位置を見失うことなく、ステージ６の位置情報を正確に検出することができる。
【０１００】
［第５の実施形態］
次に、第５の実施形態におけるエンコーダ１について、図面を参照して説明する。
まず、本実施形態におけるエンコーダ１の構成について説明する。
本実施形態におけるエンコーダ１ａの外観図及びセンサ部２ａ及びスケール３の断面図は、上述した図１及び図２に示す構成と同様である。
図１３は、本実施形態におけるエンコーダ１ａの一例を示すブロック図である。
図１３において、エンコーダ１ａは、センサ部２ａ、スケール３、コントローラ部４、及び光源部２０を備えている。この図において、図３と同じ構成には、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１０１】
本実施形態におけるエンコーダ１ａは、センサ部２ａが、Ｘ方向に対応する第１のパターンを検出するＸ方向検出素子２１（第１の検出素子）と、Ｙ方向に対応する第２のパターンを検出するＹ方向検出素子２２（第２の検出素子）とを備えている点が、上記の第１から第４の実施形態と異なる。
なお、本実施形態において、アブソリュートパターン及びインクリメンタルパターンのそれぞれは、Ｘ方向（第１の検出方向）の位置情報を示すＸ方向のパターン（第１のパターン）と、Ｘ方向と直交するＹ方向（第２の検出方向）の位置情報を示すＹ方向のパターン（第２のパターン）とを有している。
【０１０２】
また、本実施形態におけるパターン制御部５１は、アブソリュートパターンとインクリメンタルパターンとを切り替えて表示部３０に表示させるとともに、アブソリュートパターン及びインクリメンタルパターンのそれぞれが有するＸ方向のパターンとＹ方向のパターンとの両方を表示部３０に表示させる。
【０１０３】
位置検出部５２は、Ｘ方向検出素子２１が検出した第１の検出信号に基づいて、Ｘ方向に対応する第１の位置情報（第１の移動情報）を検出し、Ｙ方向検出素子２２が検出した第２の検出信号に基づいて、Ｙ方向に対応する第２の位置情報（第２の移動情報）を検出する。なお、本実施形態における位置検出部５２は、例えば、Ｘ方向の位置検出処理とＹ方向の位置検出処理とを並列して実行する。
【０１０４】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１ａの動作について説明する。
本実施形態におけるエンコーダ１ａの基本的な動作は、図４に示す処理と同様であるが、ステップＳ１０９の処理の代わりにＸ方向とＹ方向との両方のパターンを表示部３０に表示するため、第３及び第４の実施形態と同様にステップＳ１１１の処理を省略する。
【０１０５】
図１４は、本実施形態におけるパターン切り替えの一例を示す図である。
図１４において、電源が投入された際のステージ６の初期位置は、座標［１０，１０］である場合の一例である。なお、この図において、座標（［１０，１０］，［３０，３０］）及び表示範囲（Ｒ１，Ｒ３）は、図６及び図８と同様の位置及び表示範囲である。
【０１０６】
本実施形態におけるエンコーダ１ａは、図１４（ａ）に示すように、初期位置の検出後に、パターン制御部５１が、Ｘ方向に対応するパターンＰＸＹ４１と、Ｙ方向に対応するパターンＰＸＹ４２との両方（パターンＰＸＹ４）を表示部３０に表示させて絶対位置情報を検出する。
【０１０７】
ここで、パターンＰＸＹ４は、例えば、位置Ｘ１に対応するＸ方向の検出パターンＰＸＹ４１と位置Ｙ１に対応するＹ方向の検出パターンＰＸＹ４２とを有している。位置検出部５２は、パターンＰＸＹ４が表示部３０に表示されている場合に、パターンＰＸＹ４１に対応する検出信号に基づいて、Ｘ方向の絶対位置情報を検出し、パターンＰＸＹ４２に対応する検出信号に基づいて、Ｙ方向の絶対位置情報を検出する。この場合、本実施形態では、センサ部２ａのＸ方向検出素子２１が、パターンＰＸＹ４１を検出した第１の検出信号を出力し、センサ部２ａのＹ方向検出素子２２が、パターンＰＸＹ４２を検出した第２の検出信号を出力する。
【０１０８】
このように、本実施形態では、まず、パターン制御部５１が、Ｘ方向のパターンＰＸＹ４１と、Ｙ方向のパターンＰＸＹ４２との両方を表示部３０に表示させるとともに、位置検出部５２が、パターンＰＸＹ４に基づいて、絶対位置情報を高精度に検出する。
【０１０９】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、パターン制御部５１が、図１４（ｂ）に示すように、Ｘ方向に対応するインクリメンタルパターンＰＸＹ５１と、Ｙ方向に対応するインクリメンタルパターンＰＸＹ５２との両方を表示部３０に表示させて位置情報を検出する。なお、パターン制御部５１は、インクリメンタルパターンＰＸＹ５１及びインクリメンタルパターンＰＸＹ５２を表示させる表示範囲Ｒ１を、例えば、ステージ６の最大移動速度で移動した場合でもパターンの１／４ピッチ以下にとなるように設定する。これにより、ステージ６が最大移動速度で移動した場合であっても、エンコーダ１ａは、ステージ６の位置を見失うことなく、ステージ６の位置情報を検出することができる。
【０１１０】
ここで、インクリメンタルパターンＰＸＹ５は、例えば、位置Ｘ１に対応するＸ方向のインクリメンタルパターンＰＸＹ５１と位置Ｙ１に対応するＹ方向のインクリメンタルパターンＰＸＹ５２とを有している。位置検出部５２は、インクリメンタルパターンＰＸＹ５が表示部３０に表示されている場合に、インクリメンタルパターンＰＸＹ５１に対応する検出信号に基づいて、Ｘ方向の変位量を検出する。また、位置検出部５２は、インクリメンタルパターンＰＸＹ５が表示部３０に表示されている場合に、インクリメンタルパターンＰＸＹ５２に対応する検出信号に基づいて、Ｙ方向の変位量を検出する。この場合、本実施形態では、センサ部２ａのＸ方向検出素子２１が、インクリメンタルパターンＰＸＹ５１を検出した第１の検出信号を出力し、センサ部２ａのＹ方向検出素子２２が、インクリメンタルパターンＰＸＹ５２を検出した第２の検出信号を出力する。
【０１１１】
なお、インクリメンタルパターンＰＸＹ５１及びＰＸＹ５２は、それぞれ短冊状の繰り返しパターンが形成されており、位置検出部５２は、例えば、この短冊状のパターンを移動した回数分カウントすることにより、Ｘ方向及びＹ方向の変位量を検出する。位置検出部５２は、上述したパターンＰＸＹ４（アブソリュートパターン）によって検出された絶対位置情報と、インクリメンタルパターンＰＸＹ５によって検出された変位量に基づいて、Ｘ方向及びＹ方向の位置情報（２次元の位置情報）を検出する。
【０１１２】
次に、例えば、ステージ６が、座標［３０，３０］に移動した場合に、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、図１４（ｃ）に示すように、Ｘ方向に対応するインクリメンタルパターンＰＸＹ６１と、Ｙ方向に対応するインクリメンタルパターンＰＸＹ６２との両方を表示部３０に表示させて位置情報を検出する。なお、パターン制御部５１は、インクリメンタルパターンＰＸＹ６１及びインクリメンタルパターンＰＸＹ６２を表示させる表示範囲Ｒ３を、例えば、ステージ６の最大移動速度で移動した場合でもパターンの１／４ピッチ以下にとなるように設定する。これにより、ステージ６が最大移動速度で移動した場合であっても、エンコーダ１ａは、ステージ６の位置を見失うことなく、ステージ６の位置情報を検出することができる。
【０１１３】
ここで、インクリメンタルパターンＰＸＹ６は、例えば、位置Ｘ３に対応するＸ方向のインクリメンタルパターンＰＸＹ６１と位置Ｙ３に対応するＹ方向のインクリメンタルパターンＰＸＹ６２とを有している。位置検出部５２は、インクリメンタルパターンＰＸＹ６が表示部３０に表示されている場合に、インクリメンタルパターンＰＸＹ６１に対応する検出信号に基づいて、Ｘ方向の変位量を検出する。また、位置検出部５２は、インクリメンタルパターンＰＸＹ６が表示部３０に表示されている場合に、インクリメンタルパターンＰＸＹ６２に対応する検出信号に基づいて、Ｙ方向の変位量を検出する。この場合、本実施形態では、センサ部２ａのＸ方向検出素子２１が、インクリメンタルパターンＰＸＹ６１を検出した第１の検出信号を出力し、センサ部２ａのＹ方向検出素子２２が、インクリメンタルパターンＰＸＹ６２を検出した第２の検出信号を出力する。
【０１１４】
以上、説明したように、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、表示部３０が２次元の平面状に形成されている。また、アブソリュートパターン及びインクリメンタルパターンのそれぞれは、Ｘ方向の位置情報を示す第１のパターンと、Ｘ方向と直交するＹ方向の位置情報を示す第２のパターンとを有している。パターン制御部５１は、アブソリュートパターンとインクリメンタルパターンとを切り替えて表示部３０に表示させるとともに、アブソリュートパターン及びインクリメンタルパターンのそれぞれが有する第１のパターンと第２のパターンとの両方を表示部３０に表示させる。また、センサ部２ａは、第１のパターンを検出するＸ方向検出素子２１と、第２のパターンを検出するＹ方向検出素子２２とを備えている。さらに、位置検出部５２は、Ｘ方向検出素子２１が検出した第１の検出信号に基づいて、Ｘ方向に対応する第１の位置情報（第１の移動情報）を検出する。そして、位置検出部５２は、Ｙ方向検出素子２２が検出した第２の検出信号に基づいて、Ｙ方向に対応する第２の位置情報（第２の移動情報）を検出する。
【０１１５】
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、Ｘ方向及びＹ方向の絶対位置情報及び変位量を並列処理により検出することができる。また、本実施形態におけるエンコーダ１は、Ｘ方向検出素子２１とＹ方向検出素子２２とを備えているので、Ｘ方向のパターンとＹ方向のパターンとを切り替えて表示する必要がない。そのため、本実施形態におけるエンコーダ１は、位置検出の処理に必要な期間を短縮することができる。
【０１１６】
［第６の実施形態］
次に、上記の各実施形態のエンコーダ１（１ａ）をステージ装置などの駆動装置に適用した場合について説明する。ここでは、駆動装置の一例として上述のエンコーダ１（ａ）を備えるステージ装置１００について説明する。
図１５は、本実施形態におけるステージ装置１００の構成を示す概略ブロック図である。この図において、図３及び図１３と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１７】
本実施形態におけるステージ装置１００は、ステージ６（移動体）を駆動する駆動装置である。
図１５において、ステージ装置１００は、エンコーダ１（１ａ）、制御装置８、ステージ６、及びステージ駆動部７を備えている。
エンコーダ１（１ａ）は、センサ部２（２ａ）、スケール３、コントローラ部４、及び光源部２０を備えている。
【０１１８】
ステージ６（移動体）は、例えば、図１に示すようなＸ方向及びＹ方向に移動可能なＸＹステージであり、ステージ６の表面にスケール３が固定（接続）されている。また、ステージ６は、ステージ駆動部７によってＸ方向及びＹ方向の２次元に駆動（移動）される。なお、本実施形態では、スケール３をステージ６に固定（接続）する形態を説明するが、センサ部２（２ａ）をステージ６に固定（接続）して、センサ部２（２ａ）の検出面に対応するようにスケール３を配置する形態でもよい。
ステージ駆動部７（駆動部）は、ステージ６をスケール３における位置検出方向（Ｘ方向及びＹ方向）に相対的に駆動する。
【０１１９】
制御装置８は、制御信号線を介してエンコーダ１（１ａ）のコントローラ部４と接続されている。この制御信号線を介して、エンコーダ１（１ａ）は、上述した位置情報（移動情報）を制御装置８に供給する。
また、制御装置８は、制御信号線を介してステージ駆動部７と接続されている。制御装置８は、この制御信号線Ｃ２を介してステージ駆動部７を制御する。
制御装置８は、エンコーダ１（１ａ）によって検出されたステージ６の位置情報に基づいてステージ駆動部７を制御する。
【０１２０】
このように、ステージ装置１００は、上記の各実施形態におけるエンコーダ１（１ａ）と、スケール３又はセンサ部２（２ａ）に接続されたステージ６とを備えている。エンコーダ１（１ａ）は、簡易な構成により、高精度にステージ６の位置情報（移動情報）を検出することができるので、本実施形態のおけるステージ装置１００は、簡易な構成により、高精度にステージ６の位置情報（移動情報）を制御することができる。また、エンコーダ１（１ａ）は、ステージ６の絶対位置情報を検出することができるので、本実施形態のおけるステージ装置１００は、ステージ６の原点位置情報を検出するためのセンサを備える必要がない。そのため、本実施形態のおけるステージ装置１００は、簡易な構成により、ステージ６の絶対位置情報を検出することができる。
【０１２１】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態において、エンコーダ１（１ａ）が２次元スケールを備える２次元エンコーダである形態を説明したが、１次元のスケール（図１６のスケール３ａ参照）に適用する形態でもよい。この場合、図１６に示すように、パターン制御部５１は、アブソリュートパターンＰＸ６１とインクリメンタルパターンＰＸ６２とを交互に切り替えて表示部３０ａに表示させてもよい。これにより、アブソリュートパターンＰＸ６１とインクリメンタルパターンＰＸ６２とを１つのトラックにすることができるので、スケール３ａを軽量化することができる。なお、図１６において、スケール３ａの検出方向は、Ｘ方向の１次元であり、センサ部２ｂは、アブソリュートパターンＰＸ６１とインクリメンタルパターンＰＸ６２とのそれぞれに対応する検出信号を出力する。
【０１２２】
また、上記の各実施形態において、センサ部２が、反射式によりスケール３のパターンを検出する形態について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図１７に示すように、透過式によりスケール３のパターンを検出する形態でもよい。
図１７は、本実施形態によるセンサ部２及びスケール３の別の一例を示す断面図である。この実施形態では、光源部２０は、例えば、コリメータレンズなどのレンズ２３を介してスケール３のパターンに光を照射し、パターンを透過した光をセンサ部２が検出する。
【０１２３】
また、上記の各実施形態において、一例として表示部３０が液晶表示パネルである形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、表示部３０の表示素子として、ＥＬ（Electro-Luminescence）や電気泳動式の表示素子などを用いる形態でもよいし、他の表示素子を用いる形態でもよい。
また、液晶表示パネルは、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）のようなパッシブ駆動方式であってもよいし、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）のようなアクティブ駆動方式であってもよい。また、液晶表示パネルは、バックライトを備える形態でもよい。この場合、光源部２０の代わりにバックライトを利用してもよい。また、液晶表示パネルは、カラー表示可能な液晶表示パネルであってもよい。また、例えば、上記の各本実施形態において、表示部３０は、シャッタアレイのような固定パターンを用いてパターンを可変にしてもよい。
【０１２４】
また、上記の各実施形態において、位置情報（移動情報）に応じて、パターンの表示範囲を変更する形態を説明したが、例えば、移動速度や用途などに応じて、パターンピッチを変更する形態でもよい。これにより、エンコーダ１（１ａ）は、移動速度や用途に応じて複数の精度の位置検出が可能になる。
【０１２５】
また、上記の第２から第５の実施形態において、初期位置の検出後に、部分パターン（例、図９（ａ）のＰＸ１、ＰＹ１など）を表示させて、絶対位置情報を再度検出する形態を説明したが、部分パターン表示させる処理を省略する形態でもよい。
【０１２６】
また、上記の各実施形態において、スケール３がリニアスケールである形態について説明したが、円盤型や扇型のスケール３を用いてロータリー式のエンコーダに適用する形態でもよい。
また、上記の第６の実施形態において、ステージ６を駆動するステージ装置１００にエンコーダ１（１ａ）を適用する形態を説明したが、この形態に限定されるものではない。例えば、工作機械、精密機械、半導体のチップマウンタ、ステッパ装置などの駆動装置に適用してもよい。
【０１２７】
上述のエンコーダ１（１ａ）は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述したエンコーダ１（１ａ）の処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２８】
１，１ａ…エンコーダ、２，２ａ…センサ部、３，３ａ…スケール、６…ステージ、７…ステージ駆動部、２１…Ｘ方向検出素子、２２…Ｙ方向検出素子、３０，３０ａ…表示部、５１…パターン制御部、５２…位置検出部、１００…ステージ装置、３００…画素（表示素子）
【図１】
2013195144.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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