【手続補正書】
【提出日】平成20年1月15日(2008.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的に変化するパターンが形成されたスケールと、位置制御対象物の移動に応じて前記スケールに対して相対移動することにより正弦波状の信号を出力するエンコーダと、前記位置制御対象物の位置を制御する制御手段とを備え、
前記スケールは、前記エンコーダの出力信号の振幅を一定とさせるように構成された第１の領域と、前記エンコーダの出力信号の振幅を変化させるように構成された第２の領域とを有し、
前記制御手段は、前記第２の領域によって生成される前記エンコーダの出力信号に基づいて、前記位置制御対象物の位置制御における原点位置を検出すると共に、検出された原点位置を用いて前記位置制御対象物の絶対位置を検出することを特徴とする位置制御装置。
【請求項２】
前記スケールは、光学的特性が周期的に変化するパターンが形成された光学スケールであって、
前記エンコーダは、前記光学スケールに対して光を照射する発光部と、前記光学スケールを介して前記発光部の光を受光する受光部とを有することを特徴とする請求項１に記載の位置制御装置。
【請求項３】
前記光学スケールにおける前記第１の領域は、所定の透過率又は反射率を有する複数の光学格子を並べて形成した部位であって、前記光学スケールにおける前記第２の領域は、前記第１の領域における光学格子とは異なる透過率又は反射率を有する光学格子を並べて形成した部位であることを特徴とする請求項２に記載の位置制御装置。
【請求項４】
前記スケールは、磁気的特性が周期的に変化するパターンが形成された磁気スケールであって、
前記エンコーダは、前記磁気スケールに対して相対移動可能に設けられた磁気抵抗部を有する磁気式エンコーダであることを特徴とする請求項１に記載の位置制御装置。
【請求項５】
前記位置制御対象物を移動させる移動手段を有し、
前記制御手段は、検出した前記絶対位置に基づいて、前記移動手段を介して前記位置制御対象物を目標位置に移動させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の位置制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記エンコーダの出力信号の振幅および振幅中心の情報を用いて前記出力信号を補正したデータに基づいて前記位置制御対象物の絶対位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の位置制御装置。
【請求項７】
前記位置制御対象物は撮影光学系のレンズであり、前記第１の領域は撮影の際に前記レンズが移動可能となる前記撮影光学系の光学的有効範囲に対応した領域であることを特徴とする請求項１に記載の位置制御装置。
【請求項８】
前記レンズは、前記撮影光学系を構成する複数のレンズのうち焦点調節を行うフォーカスレンズであることを特徴とする請求項７に記載の位置制御装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１つに記載の位置制御装置を備えたことを特徴とする光学装置。
【請求項１０】
周期的に変化するパターンが形成されたスケールと、位置制御対象物の移動に応じて前記スケールに対して相対移動することにより正弦波状の信号を出力するエンコーダとを備え、前記スケールが、前記エンコーダの出力信号の振幅を一定とさせるように構成された第１の領域と、前記エンコーダの出力信号の振幅を変化させるように構成された第２の領域とを有する位置制御装置に用いられ、前記位置制御対象物の位置を制御するための位置制御方法であって、
前記第２の領域によって生成される前記エンコーダの出力信号に基づいて、前記位置制御対象物の位置制御における原点位置を検出する第１のステップと、
前記第１のステップで検出された原点位置を用いて、前記位置制御対象物の絶対位置を検出する第２のステップとを有することを特徴とする位置制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
一方、絶対位置や絶対角度を検出することのできる光学式エンコーダとして以下のものが提案されている（例えば、特許文献２）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
図８は、上記スケールを用いたとき、光学スケール１０１における透過率の変化している部位がセンサを通過した際に得られる信号変化であり、１０６，１０７はセンサから得られるエンコーダ出力信号（アナログ２相信号）である。このとき、光学スケール１０１の透過率が徐々に下がっていくのに伴いエンコーダ出力信号の信号振幅が小さくなっていくため、この変化を検出することにより原点位置を検出する。このような構成とすることで、原点位置を検出するセンサを別途設けることなく絶対角度（絶対位置）を検出でき、コストやセンサの設置スペースの増大を回避することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この補正処理は以下のように行われる。即ち、測定対象物であるレンズをエンコーダの正弦波出力の１周期以上動かし、エンコーダ出力信号をＡ／Ｄ変換器を介して位置演算用のマイクロコンピュータに取り込む。取り込んだ出力信号データの最大値と最小値とにより補正処理に用いるゲイン・オフセット調整値を求め、この調整値に基づいて振幅および振幅中心が揃うように出力信号データを加工することで補正処理が行われる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明の位置制御装置は、周期的に変化するパターンが形成されたスケールと、位置制御対象物の移動に応じてスケールに対して相対移動することにより正弦波状の信号を出力するエンコーダと、位置制御対象物の位置を制御する制御手段とを備え、スケールは、エンコーダの出力信号の振幅を一定とさせるように構成された第１の領域と、エンコーダの出力信号の振幅を変化させるように構成された第２の領域とを有し、制御手段は、第２の領域によって生成される前記エンコーダの出力信号に基づいて、位置制御対象物の位置制御における原点位置を検出すると共に、検出された原点位置を用いて位置制御対象物の絶対位置を検出することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明の位置制御方法は、周期的に変化するパターンが形成されたスケールと、位置制御対象物の移動に応じてスケールに対して相対移動することにより正弦波状の信号を出力するエンコーダとを備え、スケールが、エンコーダの出力信号の振幅を一定とさせるように構成された第１の領域と、エンコーダの出力信号の振幅を変化させるように構成された第２の領域とを有する位置制御装置に用いられ、位置制御対象物の位置を制御するための位置制御方法であって、第２の領域によって生成されるエンコーダの出力信号に基づいて、位置制御対象物の位置制御における原点位置を検出する第１のステップと、第１のステップで検出された原点位置を用いて、位置制御対象物の絶対位置を検出する第２のステップとを有することを特徴とする。
【手続補正７】
【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】
本発明によれば、スケールに設けられた第１の領域を用いてエンコーダの出力信号の振幅を一定とさせることにより、この信号に基づいて位置制御対象物の絶対位置を検出することで、高精度の位置検出を行うことができる。また、スケールに設けられた第２の領域を用いてエンコーダの出力信号の振幅を変化させることにより、この信号に基づいて容易に原点位置を検出できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
例えば、光学スケールに黒色のマーキングを施すことにより、不連続領域３０２ａ内の光学格子３０２における反射率を変えることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
光学センサ３０３と光学スケール３０１とを組み合わせて光学式エンコーダとして使用される。受光素子アレイ３０５は、光学センサ３０３の発光部から照射され、光学スケール３０１で反射した干渉光を受光することで、例えば２相の正弦波状の信号（正弦波信号）を出力する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
図５において、横軸は光軸方向におけるレンズ２０１の位置、縦軸は光学センサ３０３からの出力信号の振幅を示す。図５に示した位置Pが原点位置に対応し、位置Ｐを含む領域Ｃ内で出力信号の振幅が減少している。すなわち、領域Ｃ内において、領域Ｃの端から位置Ｐに向かって出力信号の振幅が減少している。この振幅の変化に基づいて、原点位置を検出することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
一方、図５中の領域Ｂ内でのレンズ位置では、位置Ｐから十分離れており、出力信号の振幅が一定となっている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
一方、原点位置Ｐの近傍では出力信号の振幅が減少しているため、既述の演算処理を行うと位置検出精度が低下するおそれがある。しかし、原点位置の検出は、例えば撮像装置の起動時にのみ実行すればよく、前述したように撮影動作のときに光学的有効範囲外（図５の領域Ｂ以外の領域）にレンズ２０１を移動させる必要はないために、この位置検出精度の低下が撮像装置の性能に影響することはない。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
本実施例によれば、光学式エンコーダ（光学センサ３０３）からの正弦波信号を処理してレンズ２０１の現在位置を検出すると共に、光学式エンコーダの光学スケール３０１に不連続領域３０２ａを設けて原点位置を検出している。そして、原点位置（不連続領域３０２ａ）を光学的有効範囲外に位置させている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
なお、本実施例においては、光学スケール３０１の表面に、所定の周期で連続して変化する信号を生成する領域と、この周期とは異なる信号成分を含む不連続な信号を生成する領域とを形成した構成、つまり共通の光学スケール３０１に周期信号生成部及び不連続信号生成部の両方を形成している。なお、周期信号生成部及び不連続信号生成部を、別個の光学スケールに形成するようにしてもよい。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
更に、光学スケール３０１は直線状に形成しなくてもよく、位置制御対象物の移動経路に応じてその形状を選択することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
また、本発明においては、正弦波信号を出力するものであれば光学式エンコーダでなくてもよく、例えば磁気式エンコーダを用いるようにしてもよい。