【手続補正書】
【提出日】平成20年5月16日(2008.5.16)
【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】
光を出射する光源と、周期的な光学パターンと、少なくとも一つの基準位置パターンが形成され、前記光源に対して相対的に移動するスケールと、前記光源から出射され、周期的な前記光学パターンを経由した光を検出する周期パターン検出用光検出器と、前記基準位置パターンを経由した光を検出する基準位置検出用光検出器とを備えた基準位置検出機能を有する光学式エンコーダであって、
前記基準位置検出用光検出器は、前記スケールの移動方向に１次元的に配列された複数のフォトディテクタ要素を有し、複数の前記フォトディテクタ要素のうち、少なくとも一つのフォトディテクタ要素からの出力信号と、前記フォトディテクタ要素とは異なる少なくとも一つの他のフォトディテクタ要素からの出力信号との第１の差分信号を演算する差分信号演算手段と、前記光源から出射された光が、前記スケールの移動に伴って前記スケール上に形成された前記基準位置パターンを経由して前記基準位置検出用光検出器に入射する期間において、基準位置近傍であることを示すゲート信号を生成するゲート信号形成手段と、を有し、前記ゲート信号の生成期間中に、前記第１の差分信号がゼロ交差する点に基づいて基準位置信号を出力することを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項２】
前記ゲート信号形成手段は、１次元配列した複数の前記フォトディテクタ要素のうち、両端部に面していない少なくとも二つの前記フォトディテクタ要素からの出力信号の和により構成される第１の和信号と、前記少なくとも二つのフォトディテクタ要素を挟むように配置された少なくとも二つの他のフォトディテクタ要素からの出力信号の和により構成される第２の和信号とを算出し、前記ゲート信号は、前記第１の和信号と前記第２の和信号とに基づいて出力され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。
【請求項３】
前記基準位置検出用光検出器は、１次元的に配列された４つの前記フォトディテクタ要素により構成され、前記第１の和信号は、１次元配列した４つの前記フォトディテクタ要素のうち、両端部に面していない二つの前記フォトディテクタ要素からの出力信号の和であり、前記第２の和信号は、前記二つのフォトディテクタ要素を挟むように配置され、それぞれ両端部に配置されている二つの他の前記フォトディテクタ要素からの出力信号の和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。
【請求項４】
前記ゲート信号は、前記第１の和信号と前記第２の和信号との大小関係に基づいて出力されることを特徴とする請求項３に記載の光学式エンコーダ。
【請求項５】
基準位置近傍であることを示す前記ゲート信号が生成されている期間と前記ゲート信号が生成されていない期間とにおいて、それぞれ前記第１の和信号と前記第２の和信号との大小関係が互いに逆転するように、前記第１の和信号と前記第２の和信号との少なくとも一方の和信号にバイアス電圧を加算したことを特徴とする請求項４に記載の光学式エンコーダ。
【請求項６】
前記ゲート信号は、前記第１の和信号から前記第２の和信号を引いた第２の差分信号と、前記第２の和信号から前記第１の和信号を引いた第３の差分信号の大小関係に基づいて出力されることを特徴とする請求項３に記載の光学式エンコーダ。
【請求項７】
基準位置近傍であることを示す前記ゲート信号が生成されている期間と前記ゲート信号が生成されていない期間とにおいて、それぞれ前記第２の差分信号と前記第３の差分信号の大小関係が互いに逆転するように、前記第２の差分信号と前記第３の差分信号との基準電位が設定されていることを特徴とする請求項６に記載の光学式エンコーダ。
【請求項８】
４つの前記フォトディテクタ要素の受光部の形状と大きさがそれぞれ略等しいことを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項９】
４つの前記フォトディテクタ要素から出力される信号電流は、略等しい抵抗値を有する帰還抵抗により電圧変換されることを特徴とする請求項８に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１０】
１次元的に配列された４つの前記フォトディテクタ要素は、一方の端部側から順番に、第１のフォトディテクタ要素と、第２のフォトディテクタ要素と、第３のフォトディテクタ要素と、第４のフォトディテクタ要素とからなり、前記第１の差分信号は、前記第１のフォトディテクタ要素の出力と前記第２のフォトディテクタ要素の出力との和信号と、前記第３のフォトディテクタ要素の出力と前記第４のフォトディテクタ要素の出力との和信号との差分信号であることを特徴とする請求項３〜９のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１１】
１次元的に配列された４つのフォトディテクタ要素の両端部のフォトディテクタ要素の更に外側には少なくとも一つずつのダミーのフォトダイオードが配置されていることを特徴とする請求項３〜１０のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１２】
前記光源の発光中心と、前記第１の差分信号の算出に係わる複数の前記フォトディテクタ要素のうち、少なくとも一つの前記フォトディテクタ要素と、前記フォトディテクタ要素とは異なる少なくとも一つの前記他のフォトディテクタ要素との接合部の中心点とを直線で結んだとき、前記直線と前記スケールが移動方向とは互いに略直交することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１３】
前記光源から前記スケールまでの光路内にスリットまたはピンホールが形成され、前記光源の発光中心は、前記スリットまたは前記ピンホールの開口中心により定まることを特徴とする請求項１２に記載の光学式エンコーダ。
【手続補正２】
【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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、光を出射する光源と、周期的な光学パターンと、少なくとも一つの基準位置パターンが形成され、光源に対して相対的に移動するスケールと、光源から出射され、周期的な光学パターンを経由した光を検出する周期パターン検出用光検出器と、基準位置パターンを経由した光を検出する基準位置検出用光検出器とを備えた基準位置検出機能を有する光学式エンコーダであって、基準位置検出用光検出器は、スケールの移動方向に１次元的に配列された複数のフォトディテクタ要素を有し、複数のフォトディテクタ要素のうち、少なくとも一つのフォトディテクタ要素からの出力信号と、フォトディテクタ要素とは異なる少なくとも一つの他のフォトディテクタ要素からの出力信号との第１の差分信号を演算する差分信号演算手段と、光源から出射された光が、スケールの移動に伴ってスケール上に形成された基準位置パターンを経由して基準位置検出用光検出器に入射する期間において、基準位置近傍であることを示すゲート信号を生成するゲート信号形成手段と、を有し、ゲート信号の生成期間中に、第１の差分信号がゼロ交差する点に基づいて基準位置信号を出力することを特徴とする光学式エンコーダを提供できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、ゲート信号形成手段は、１次元配列した複数のフォトディテクタ要素のうち、両端部に面していない少なくとも二つのフォトディテクタ要素からの出力信号の和により構成される第１の和信号と、少なくとも二つのフォトディテクタ要素を挟むように配置された少なくとも二つの他のフォトディテクタ要素からの出力信号の和により構成される第２の和信号とを算出し、ゲート信号は、第１の和信号と第２の和信号とに基づいて出力されることが望ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、基準位置検出用光検出器は、１次元的に配列された４つのフォトディテクタ要素により構成され、第１の和信号は、１次元配列した４つのフォトディテクタ要素のうち、両端部に面していない二つのフォトディテクタ要素からの出力信号の和であり、第２の和信号は、二つのフォトディテクタ要素を挟むように配置され、それぞれ両端部に配置されている二つの他のフォトディテクタ要素からの出力信号の和であることが望ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、基準位置近傍であることを示すゲート信号が生成されている期間とゲート信号が生成されていない期間とにおいて、それぞれ第１の和信号と第２の和信号との大小関係が互いに逆転するように、第１の和信号と第２の和信号との少なくとも一方の和信号にバイアス電圧を加算したことが望ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、本発明の好ましい態様によれば、基準位置近傍であることを示すゲート信号が生成されている期間とゲート信号が生成されていない期間とにおいて、それぞれ第２の差分信号と第３の差分信号の大小関係が互いに逆転するように、第２の差分信号と第３の差分信号との基準電位が設定されていることが望ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、４つのフォトディテクタ要素の受光部の形状と大きさがそれぞれ略等しいことが望ましい。
【手続補正８】
【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】
また、本発明の好ましい態様によれば、１次元的に配列された４つのフォトディテクタ要素の両端部のフォトディテクタ要素の更に外側には少なくとも一つずつのダミーのフォトダイオードが配置されていることが望ましい。