(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基線方向へ相対移動可能として静止テーブルに装着された可動テーブルを、位置決め駆動手段を用いて基線方向に移動変位させかつメインスケール，インデックススケールおよび検出回路を含む検出ユニットを利用して所望位置への位置決め終了を確認可能に構成された位置決め装置において、
前記メインスケールに第１格子を設けかつ前記インデックススケールに第２格子および９０度の位相ずれをもつ４個の第３格子を設けるとともに各第３格子を１箇所に集めかつインデックススケールの長手方向において第２格子に接近配設し、第１格子の目盛ピッチと第２格子の目盛ピッチと第３格子の目盛ピッチとを同じ値に形成するとともに、単一の集光レンズ付構造で傾斜配設された発光素子からの拡散光を第２格子を透過させて第１格子に入射させかつ第１格子で反射させるとともに第３格子を透過した検出光を各第３格子のそれぞれに対応する各受光素子で受けさせ、前記検出回路が各受光素子から出力される光電変換信号を利用して検出可能に形成し、各受光素子を１チップ受光素子を４分割して形成しかつ発光素子からの拡散光が各受光素子に直接入射することを防止するための光絶縁手段を設け、
前記可動テーブルの下方側に収容空間を形成するとともにこの収容空間内に前記メインスケールを前記基線に沿って取付け、かつ前記静止テーブルの上方側に設けられた上部空間内に前記インデックススケールを該メインスケールと対応させて取付けかつ下方側に設けられた下部空間内に前記検出回路の一部または全部を取付けた、ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記位置決め駆動手段の一部を形成する圧電効果素子を該収容空間内で前記基線に沿ってかつ該メインスケールと直列配設するとともに、その基端部を前記静止テーブルに直接または間接的に固定しかつその他端部を前記可動テーブルに直接または間接的に固定した、ことを特徴とする請求項１の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、基線方向へ相対移動可能として静止テーブルに装着された可動テーブルを、位置決め駆動手段を用いて基線方向に移動変位させかつメインスケール，インデックススケールおよび検出回路を含む検出ユニットを利用して所望位置への位置決め終了を確認可能に構成された位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
あらゆる産業分野で、位置決め対象物を所望位置に位置決めする位置決め装置が広く利用されている。従来位置決め装置の代表的構造を図８に示す。
【０００３】
同図において、可動テーブル３０は、基線（Ｑ）方向へ相対移動可能として、静止テーブル１０に装着されている。可動テーブル３０自体あるいはこの可動テーブル３０に取付けられて移動される例えば被加工物，通信用光ファイバー等々が位置決め対象物となる。
【０００４】
可動テーブル３０への移動推進力は、マイクロメータヘッド，サーボモータ機構等からなる位置決め駆動手段（図示省略）によって付与される。また、所望位置への位置決めが終了したか否かは、検出ユニット５０によって検出されかつ表示等により確認される。
【０００５】
この検出ユニット５０は、メインスケール５１とインデックススケール５３と検出回路とから構成されている。また、メインスケール５１は可動テーブル３０側に取付けられるとともに、インデックススケール５３等と検出回路とは静止テーブル１０側に取付けられるのが、一般的である。ケーブル処理等の便宜のためである。図８に示したメインスケール５１は、２種類の光学格子の一方すなわち反射型のメイン格子５１Ｍを有し、ケース１に格納されかつそのブラケット１Ｆを介して可動テーブル３０に取付けられる。
【０００６】
インデックススケール５３は、４つのインデックス格子５４Ａ，５４ＲＡ、５４Ｂ，５４ＲＢを有し、発光部（発光素子５５ＲＰ，レンズ５６Ｐ）および受光部５７Ｐ（受光素子５７ＲＡ，５７ＲＲＡ、５７ＲＢ，５７ＲＲＢ）とともにケース２に格納され、複雑形状のブラケット（３，３Ｆ）を介しかつケース１に対向させて静止テーブル１０に取付けられる。
【０００７】
なお、ケース２の小型化等の理由から、各受光素子５７ＲＡ，５７ＲＲＡ、５７ＲＢ，５７ＲＲＢに接続された４つのアンプや２つの演算増幅器等を含み、９０度位相づれしたＡ相検出信号とＢ相検出信号とを生成出力する検出回路は、他の場所に取付けられる場合が多い。
【０００８】
かくして、位置決めの駆動手段を用いて可動テーブル３０を基線（Ｑ）方向に移動させれば、検出回路から正弦波状で９０度の位相差を持つＡ相およびＢ相検出信号が生成出力される。したがって、両相検出信号をパルス化しつつその数を計数すれば、可動テーブル３０の移動変位量Ｘつまり所望位置への位置決め終了を表示等により確認することができる。よって、可動テーブル３０を所望位置へ定量的（例えば、１μｍ〜０．５μｍの分解能）に位置決めすることができる。
【０００９】
なお、目標値（所望位置）を設定するための設定器，比較器等を設け、検出された上記移動変位量Ｘをフィードバック信号として、自動位置決め制御するように構成する場合もある。つまり、位置決め制御完了を持って位置決め終了が自動的に確認できる。かかる場合は、位置決め駆動手段をサーボモータ機構等から構成すればよい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、位置決め装置全体およびその検出ユニット５０も、例外でなく、一層の小型・軽量化および低コスト化が望まれている。しかし、ケース１とケース２とを各テーブル３０，１０に外部から取付可能として適用性を拡大した上記従来構造である限り、この要請に応えられなくなって来た。また、各ケース１，２の各テーブル３０，１０への取付作業自体が、両スケール５１，５３間のクリアランス調整等の煩雑さから、非常に多大な労力・時間を要し、かつ取扱いが難しく熟練を要す。
【００１１】
以上の使用面の問題のみならず、性能面における本質的な問題も生じ易い。すなわち、検出ユニット５０自体の分解能および検出精度が高くとも、図８に示すように検出部位たるメインスケール５１（５１Ｍ）と，検出対象部位となる基線Ｑとの間隔Ｗが大きくなるので、アッベの原理に基く検出精度の低下を招く。外部取付方式の欠陥であるといえる。また、検出回路が他の場所に配設された場合には、ケーブルへの外乱ノイズの影響による検出精度低下や検出不能状態になることもある。また、外乱ノイズを除去するためにノイズフィルターを設けた場合、その時定数を大きくしなければならないので、検出高速化を阻害する要因となる。さらに、外部取付方式では、取付容易化のために、両スケール５１，５３（詳しくは、各格子）間のギャップを大きくしなければならなくなる。したがって、受光素子（５４）の応答速度が受光する光エネルギーの大きさに比例的であることを考えると、一層の検出高速化を阻害するといえる。
【００１２】
さらに、外部取付時の間隔Ｗの狭小化等を図ることができたとしても、位置決め駆動手段と検出ユニット５０との間に分解能的なミスマッチがあっては、高精度の位置決めはできない。つまり、位置決め駆動手段が例えばマイクロメータヘッド，サーボモータ機構の場合、その最小変位可能精度は、それぞれ１０μｍ〜１μｍ，１μｍ〜０．５μｍ程度である。したがって、上記２種類の光学格子を用いたあるいはギャップが大きくとれる３種類の光学格子を用いた検出ユニット５０の分解能が例えば０．０１μｍとすることができたとしても、位置決め上は意味がないことになる。
【００１３】
換言すれば、例えば直径が１０μｍの通信用光ファイバーをピッチ２５０μｍで１，２次元方向に配設しかつ直径１０μｍの通信用光ファイバーをそのいずれかに選択位置決めしてスイッチングする光情報伝達切替器等の場合、位置決め精度を直径１０μｍの１％（０．１μｍ）以下とすることができない。２次元の位置決め装置の場合は、上記１次元の位置決め装置を２階建てとしなければならないから、一段と難しい。
【００１４】
本発明の目的は、小型軽量，低コストかつ取扱いが簡単で、高分解能な位置決めを行える位置決め装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、メインスケールとインデックススケールとの相対変位を光強度分布関数（［数２］）に基く光強度が両スケール間のギャップの大きさ（値）に依存しない検出原理を用いる構成条件を満たす構成の検出ユニットを各テーブルに内蔵可能として従来外部取付方式による欠点を解消し、さらに圧電アクチュエータを採用して位置決め駆動手段と検出ユニットとの間の分解能的ミスマッチを一掃可能とする新規構成の創成に関する。
【００１６】
すなわち、請求項１の発明は、基線方向へ相対移動可能として静止テーブルに装着された可動テーブルを、位置決め駆動手段を用いて基線方向に移動変位させかつメインスケール，インデックススケールおよび検出回路を含む検出ユニットを利用して所望位置への位置決め終了を確認可能に構成された位置決め装置において、前記メインスケールに第１格子を設けかつ前記インデックススケールに第２格子および９０度の位相ずれをもつ４個の第３格子を設けるとともに各第３格子を１箇所に集めかつインデックススケールの長手方向において第２格子に接近配設し、第１格子の目盛ピッチと第２格子の目盛ピッチと第３格子の目盛ピッチとを同じ値に形成するとともに、単一の集光レンズ付構造で傾斜配設された発光素子からの拡散光を第２格子を透過させて第１格子に入射させかつ第１格子で反射させるとともに第３格子を透過した検出光を各第３格子のそれぞれに対応する各受光素子で受けさせ、前記検出回路が各受光素子から出力される光電変換信号を利用して検出可能に形成し、各受光素子を１チップ受光素子を４分割して形成しかつ発光素子からの拡散光が各受光素子に直接入射することを防止するための光絶縁手段を設け、前記可動テーブルの下方側に収容空間を形成するとともにこの収容空間内に前記メインスケールを前記基線に沿って取付け、かつ前記静止テーブルの上方側に設けられた上部空間内に前記インデックススケールを該メインスケールと対応させて取付けかつ下方側に設けられた下部空間内に前記検出回路の一部または全部を取付けた、ことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項２の発明は、前記位置決め駆動手段の一部を形成する圧電効果素子を該収容空間内で前記基線に沿ってかつ該メインスケールと直列配設するとともに、その基端部を前記静止テーブルに直接または間接的に固定しかつその他端部を前記可動テーブルに直接または間接的に固定した、ことを特徴とする。
【００１８】
【作用】
上記構成による請求項１の発明の場合、メインスケールとインデックススケールとの相対変位を光強度分布関数（［数２］）に基く光強度が両スケール間のギャップの大きさ（値）に依存しない検出原理を用いる構成条件を満たす構成の検出ユニットを各テーブルに内蔵可能として検出ユニットを形成するメインスケールは可動テーブルの収容空間に内蔵されるとともに、静止テーブルの上部空間内にインデックススケールを取付けかつ下部空間内に検出回路の一部または全部が取付けられている。各受光素子は１チップ受光素子を４分割して形成され、単一の集光レンズ付構造で傾斜配設された発光素子からの拡散光は光絶縁手段の働きで各受光素子に直接入射することが防止される。したがって、高分解能，高精度な位置決めができるとともに小型軽量で低コストで取扱いが簡単である。また、検出ユニットが、位置決め対象部位たる基線に同じあるいは接近配設可能であるから、検出精度も高まる。ケーブルを介した外乱ノイズによる精度低下も排斥できる。
【００１９】
また、請求項２の発明の場合、請求項１の発明の構成に加えさらに、位置決め駆動手段の一部が圧電効果素子から形成されているので、検出ユニットの分解能と同程度あるいはそれよりも小さな値で可動テーブルを小レンジで正確に移動変位させることができる。したがって、検出ユニットとの間の分解能的ミスマッチを一掃して高精度な位置決めができる。しかも、圧電効果素子がメインスケールと基線に直列配設されているので、圧電効果素子の移動変位とメインスケールの移動変位とを同一とすることができる。したがって、一層の高精度化ができる。かくして、例えば０．１μｍ以下の変位精度でかつ０．０１μｍ以下の分解能で位置決めを行える。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
（第１実施例）
本位置決め装置は、図１，図２に示す如く、静止テーブル１０と可動テーブル３０と位置決め駆動手段４０と検出ユニット５０とから構成され、検出ユニット５０が相対変位を光強度分布関数（詳細後記する［数２］）に基く光強度が両スケール５１・５３間のギャップ［ｄ（Ｚ）］の大きさ（値）に依存しない検出原理を用いる構成条件を満たす構成とされるとともに、メインスケール５１を可動テーブル３０に内蔵させかつインデックススケール５３と検出回路６０の全部とを静止テーブル１０に内蔵させ、しかも位置決め駆動手段４０の一部を形成する圧電効果素子４６をメインスケール５１と直列配設して可動テーブル３０に内蔵させた構成とされている。
ここに、メインスケール５１の第１格子５１Ｆとインデックススケール５３の第２格子５３Ｓおよび第３格子５３Ｔとの各目盛ピッチは同じ値（例えば、８μｍ）とされ、インデックススケール５３の９０度の位相ずれをもつ４個の第３格子５３Ｔ（Ａ、ＲＡ、Ｂ、ＲＢ）を１箇所に集めかつインデックススケール５３の長手方向において第２格子５３Ｓに接近配設し、単一の集光レンズ付構造で傾斜配設された発光素子５５Ｄからの拡散光を第２格子を透過させて第１格子に入射させかつ第１格子で反射させるとともに第３格子を透過した検出光を各第３格子のそれぞれに対応する各受光素子５７Ｒ（Ａ、ＲＡ、Ｂ、ＲＢ）で受けさせ、検出回路６０が各受光素子から出力される光電変換信号を利用して検出可能に形成され、各受光素子５７Ｒを１チップ受光素子を４分割して形成しかつ発光素子５５Ｄからの拡散光が各受光素子に直接入射することを防止するための光絶縁手段５９が設けられている。
【００２１】
すなわち、検出ユニット５０は、図４に示す如く、３種類の光学格子を用い、各第３格子５３ＴＡ，５３ＴＲＡ、５３ＴＢ，５３ＴＲＢを１箇所に集めかつインデックススケール５３の長さ方向（図４で左右方向）において第２格子５３Ｓと接近配設し、各受光素子５７ＲＡ，５７ＲＲＡ、５７ＲＢ，５７ＲＲＢを１チップ受光素子（５７Ｒ）を４分割して形成するとともに、発光部５５を形成する発光素子（ＬＥＤ５５Ｄ）を単一の集光レンズ５５Ｌ付構造として傾斜配設しかつ光絶縁手段５９を設け、受光有効面積の狭小化を図りつつ発光素子（５５Ｄ）からの拡散光の有効利用を促進可能な新規の構成としてある。
【００２２】
また、この実施例では、位置決め駆動手段４０を粗駆動を行うマイクロメータヘッド４１と微駆動を行う圧電アクチュエータ４５とから構成し、位置決め可能範囲を拡大するとともに，圧電効果素子４６による高変位精度を利用して高精度な位置決めを行えるように形成してある。
【００２３】
したがって、各テーブル１０、３０への収容便宜のための小型軽量化と、取扱容易化と，装置全体のコスト低減のための低コスト化をより促進でき、かつ、一層の高分解能，高精度かつ高速な検出が可能である。
【００２４】
図１において、まず静止テーブル１０と可動テーブル３０との関係を説明する。静止テーブル１０のベアリング保持部１６，１７と，可動テーブル３０のベアリング保持部３６，３７との間にクロスローラベアリング２５，２６が組込まれ、両テーブル１０，３０は基線Ｑの方向に相対移動可能に装着されている。静止テーブル１０および可動テーブル３０は、ともに基線Ｑを中心に幅方向が対称構造とされ、加工容易化と低コスト化が図られている。
【００２５】
また、可動テーブル３０側の下方に突出するピン３９，３９と，静止テーブル１０側の上方に突出するピン１９、１９との間に、バネ１９Ｓ，１９Ｓが張設されている。したがって、可動テーブル３０は、詳細後記のアンビル４１Ａに押圧され、静止テーブル１０（起立部２０）に常時に当接されている。つまり、静止テーブル１０に対する可動テーブル３０の図６に示す基準位置ＸＢを、常時的にかつ不動として確立することができる。
【００２６】
ここに、可動テーブル３０の下方側には下方および長さ方向に開口する収容空間３１が形成され、収容空間３１の平面的中心線は、基線Ｑに合せてある。この収容空間３１内には、メインスケール５１が基線Ｑに沿って、この実施例では基線Ｑ上にその第１格子５１Ｆが来るように、取付られている。また、この実施例では、メインスケール５１がモアレ調整用の保持プレート３４を介して取付られている。
【００２７】
保持プレート３４は、図２に示す如く、ビス孔３５Ｓ，３５Ｌに螺合されたビス３３Ｓ，３３Ｌを用いて、可動テーブル３０に固定される。このビス３３Ｓを貫通させる可動テーブル３０の貫通孔３２Ｓは小さな直径（例えば、３．１ｍｍ）で、ビス３３Ｌ用の貫通孔３２Ｌの直径は大きい（例えば、３．８ｍｍ）。
【００２８】
つまり、両ビス３３Ｓ，３３Ｌを緩めかつビス３３Ｌを移動させれば、保持プレート３４をビス３３Ｓを中心として小角度だけ回動させることができる。すなわち、インデックススケール５３に対するメインスケール５１の平面的相対位置を変えて、モアレ調整可能とされている。外部から調整可能であるから、取扱いが簡単である。
【００２９】
一方、静止テーブル１０の上面側には、一対の突条部１５，１５が設けられ、上記ベアリング保持部１６，１６を形成する他、さらにメインスケール５１とインデックススケール５３とのギャップを設定値に規制保持することができるものと形成してある。
【００３０】
ここに、静止テーブル１０の上方側にはインデックススケール５３をメインスケール５１に対応させて収容取付けするための上部空間１１が設けられ、かつ下方側には検出回路（４つのアンプと２つの演算増幅器等とを含む）６０の全てを収容取付けするための下部空間１３が設けられている。なお、下部空間１３は、少くとも４つのアンプ、つまり検出回路６０の一部を収容可能であればよい。ケーブル６０Ｌへの外乱ノイズの影響を除去できるからである。
【００３１】
上部空間１１と下部空間１３とは、図２に示すように連通されている。また、上部空間１１は、連通部（開口）１２を介し、上面側の突条部１５，１５間に連通する。また、インデックススケール５３は、この連通部１２の内周縁に接着固定されている。なお、起立部２０は、静止テーブル１０の取付面１８にボルト締めにより固定されている。また、第１取付孔２１と第２取付孔２２とを有する。
【００３２】
位置決め駆動手段４０を形成する微駆動用の圧電アクチュエータ４５は、図６に示す圧電効果素子４６と駆動電源回路４７とからなる。設定器４８で設定した駆動電圧信号Ｅｘｖに応じた駆動電圧Ｄｖによって、圧電効果素子４６が基線Ｑ方向に伸縮変位するものと形成されている。４７Ｌは、ケーブルである。第２取付孔２２に固定された図１に示すコネクタ４６Ｃを介して両者４６，４７が接続される。
【００３３】
圧電効果素子４６は、積層縦効果素子（ＮＥＣ製ＡＥ０５０５Ｄ１６型）とされ、かつ基線Ｑ方向の変位レンジが０．０１５ｍｍ，最大駆動電圧ＤＣ１５０Ｖ，発生力８．５ｋｇである。
【００３４】
この圧電効果素子４６は、図１，図２に示す如く、基線Ｑに沿って（この実施例では、基線Ｑを中心として）、メインスケール５１（第１格子５１Ｆ）と直列配設されている。また、基端部４６Ａはアンビル４１Ａを介して間接的に静止テーブル１０（起立部２０）に固定され、かつ他端部４６Ｂは可動テーブル３０に直接または間接的に固定される。この第１実施例では、他端部４６Ｂをメインスケール５１に接着固定して、間接的に可動テーブル３０に固定してある。したがって、圧電効果素子４６のＱ方向の移動変位（ＸＳ）をそのままメインスケール５１の移動変位ＸＳとすることができるわけである。
【００３５】
粗駆動用のマイクロメータヘッド４１は、図２に示すように、回動操作部４１Ｒと取付部４１Ｈと直線変位可能なアンビル４１Ａとからなる。起立部２０の第１取付孔２１に取付部４１Ｈを嵌挿固定して静止テーブル１０に取付けられる。したがって、回動操作部４１Ｒを回動させれば、アンビル４１ＡがＱ方向に進退移動し、その移動変位ＸＬは主目盛４１Ｍとバーニア目盛４１Ｖとから読取ることができる。変位レンジは１０ｍｍで、変位精度は１μｍｍである。
【００３６】
なお、可動テーブル３０の移動範囲が、圧電効果素子４６の変位レンジ（０．０１５ｍｍ）以下の場合は、位置決め駆動手段４０を圧電アクチュエータ４５（４６，４７，４８）のみから形成してもよい。この場合は、圧電効果素子４６の基端部４６Ａを静止テーブル１０（起立部２０）に直接固定しかつその他端部４６Ｂを可動テーブル３０（あるいはメインスケール５１）に直接固定すべきである。つまり、マイクロメータヘッド４１は、不要である。
【００３７】
次に、両テーブル１０、３０に内蔵させた検出ユニット５０の構成を、従来例との比較においてかつその技術的根拠とともに詳説する。
【００３８】
まず、図８に示す２種類の光学格子を用いた場合よりも、両スケール５１，５３間のギャップが大きくできかつ第１格子５１Ｆのピッチをより微細とすることのできる３種類の光学格子を用いた光学式変位検出ユニットの検出原理を、例えば、Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃｓ、６ｔｈ  ｅｄｉｔｉｏｎ（ＭＡＸ  ＢＯＲＮ  ＆  ＥＭＩＬ  ＷＯＬＦ、Ｐｅｒｇａｍｏｎ  Ｐｒｅｓｓ、１９８０）の第３８３頁に記載されているフレネル回折の理論に基き図３〜図５を参照して検討する。
【００３９】
同一平面上にある第２格子（５３Ｓ）と各第３格子（５３Ｔ）とを基準格子１００としかつこれにギャップｄ（Ｚ）を隔て第１格子（５１Ｆ）を平行配設するとともに、Ｚ軸上の点ｄ（Ｚ）を中心に第１格子（５１Ｆ）を微小角△θだけ傾斜させた場合を考える。そして、拡散光源（ＬＥＤ５５Ｄ）から発せられた拡散光Ｓが基準格子１００を透過しかつ第１格子（５１Ｆ）で反射（回折）され、その反射光が基準格子１００に達した場合におけるＸ軸上での光強度分布を、定数項を除く光強度分布関数〔Ｉ（ｘ）、Ｉ（ｘθ）〕を用いて比較検討する。
【００４０】
第１格子（５１Ｆ）が基準格子１００と平行である場合の光強度分布関数〔Ｉ（ｘ）〕は、［数１］および［数２］となる。
【数１】
0003808516.tif 000002
なお、Ｆ＝ＣＯＳ〔πλｄ（Ｚ）／２（Ｐ１）2 〕であり、また、λは拡散光Ｓの有効波長、Ｐ１は第１格子（５１Ｆ）のピッチ，ｄ（Ｚ）はギャップである。
【数２】
0003808516.tif 000003
【００４１】
ここに、厳密には、光強度分布関数は［数１］と［数２］とを重畳したものである。しかし、実際装置を構成する際には、各数式を独立に扱った方が都合がよい。かくして、第１格子（５１Ｆ），第２格子（５３Ｓ），各第３格子（５３Ｔ）の目盛のピッチをＰ１，Ｐ２，Ｐ３とし、かつｎ，ｍ，ｑを整数（１，２，３，…）とすると、［数１］の検出原理を用いて検出装置を構成する条件は、［数３］，［数４］で現わされる。
【数３】
0003808516.tif 000004
【数４】
0003808516.tif 000005
【００４２】
また、［数２］の検出原理を用いて検出装置を構成する条件は、［数５］，［数６］で現わされる。
【００４３】
そして、［数３］および［数５］において、ｍ＝ｑ＝１が最も基本的な条件となる。以上から、３種類の光学格子を用いた反射型の検出装置では、構成条件が２つ存在する。
【００４４】
すなわち、［数１］の検出原理を用いると、光強度はギャップｄ（Ｚ）に依存するが、検出信号のＳ／Ｎ比が良いために第１格子（５１Ｆ）のピッチＰ１を２０μｍ程度以上のピッチとする場合に適する。
【００４５】
また、［数２］の検出原理を用いると、光強度はギャップｄ（Ｚ）に依存しなくなり、かつ第１格子（５１Ｆ）を１ピッチだけ変位させると、第３格子（５３Ｔ）には第１格子（５１Ｆ）の２ピッチ分の検出信号が出力される。したがって、第１格子（５１Ｆ）のピッチＰ１を２０μｍ程度以下のピッチとする場合に適する。
【００４６】
次に、第１格子（５１Ｆ）を基準格子に対して微小角△θだけ傾斜させた場合の光強度分布関数〔Ｉ（ｘθ）〕は、［数７］，［数８］で求まる。
【数７】
0003808516.tif 000006
【数８】
0003808516.tif 000007
【００４７】
これら［数７］，［数８］は、［数１］，［数２］に対して最終項に〔−２△θｄ（Ｚ）〕がそれぞれ追加されている。したがって、この〔−２△θｄ（Ｚ）〕が一定であるならば、検出装置としてはオフセットとして取扱えるので問題はないといえる。
【００４８】
しかるに、図８に示す従来検出装置の場合のレイアウトと同様に、受光素子５７ＲＡ（５７ＲＲＢ）がＸ軸上のＸ１点を中心にかつギャップｄ（Ｚ１）をもって配設されるとともに、受光素子５７ＲＲＡ（５７ＲＢ）がＸ２点を中心にかつギャップｄ（Ｚ２）をもって配設されている場合における受光素子５７ＲＡの受ける光エネルギーは、［数７］，［数８］のｄ（Ｚ）にｄ（Ｚ１）を代入し、かつ受光素子５７ＲＢの受ける光エネルギーはｄ（Ｚ）にｄ（Ｚ２）を代入することにより求めることができる。
【００４９】
ここに、ｄ（Ｚ１）−ｄ（Ｚ２）＝△θ（Ｘ１＋Ｘ２）が成立するから、第１格子５１Ｆと基準格子１００とをＸ方向に相対変位させた場合、受光素子５７ＲＡと５７ＲＢとの検出信号間の位相差は、△θ（Ｘ１＋Ｘ２）の値が大きいほど大きくなることが判る。このことは、〔数７〕，〔数８〕からして、第１格子５１ＦのピッチＰ１を小さくすればするほど、より大きく影響することも明らかである。
【００５０】
以上の吟味から、一層の高分解能化，高精度化を図るには、受光素子５７ＲＡ（５７ＲＲＢ）と５７ＲＢ（５７ＲＲＡ）との間隔をより小さく，かつ各受光素子の受光有効面積をより小さく、さらに各受光素子自体の寸法精度，組立精度をより向上させることが必要と理解される。かくすれば、同時的に一層の小型軽量化，低コスト化も図れる。
【００５１】
かくして、この第１実施例の場合は、図４，図５に示すように各第３格子（５３Ｔ）を１箇所に集めて第２格子５３Ｓに接近配設し、これに対応配設される各受光素子５７ＲＡ，５７ＲＲＡ、５７ＲＢ，５７ＲＲＢを１チップ受光素子（５７Ｒ）を４分割して形成可能とすることにより、上記間隔（ｄ）と受光有効面積とを大幅に縮小するとともに、各受光素子の温度特性，劣化特性を均一化して、性能面上の高分解能化，高精度化および使用面上の小型軽量化，低コスト化を図ることができる構成としてある。
【００５２】
しかし、各受光素子の受光有効面積を小さくすると、受光エネルギーも小さくなってしまう。そこで、発光部５５を単一の光源（ＬＥＤ５５Ｄ）で集光レンズ５５Ｌ付構造とするとともに傾斜配設することにより、拡散光の有効利用を図り各受光素子の受光エネルギーを増大可能に形成してある。但し、光源は拡散光であってコリメート光や半導本レーザのような可干渉性光源であってはならない。このような光源としたのでは、第２格子（５３Ｓ）面上に互いに独立（インコヒーレント）の線光源を生成できないため、前出〔数１〕および〔数２〕が成立しなくなるためである。
【００５３】
つまり、発光素子（５５Ｄ）は、光源そのものの広がりが大きく無数の点光源から形成されるものとして選択してある。かくして、各受光素子の受光エネルギーを増大できるから検出高速化が図れ、かつギャップ（ｄ）を大きくして第１格子５１Ｆの目盛ピッチをより微細化できるから分解能を高められるとともに、１個の発光素子（５５Ｄ）および１チップ（５７Ｒ）の４分割型受光素子（５７ＲＡ，５７ＲＲＡ、５７ＲＢ，５７ＲＲＢ）であるから、一段の小型軽量化，低コスト化とともに取付け，取扱いが非常に容易となる。しかも、各受光素子間の温度特性および劣化特性のバラツキを最小的に抑えられる。さらに、各受光素子間の相対位置関係を同一平面上で正確に保てる。従来例（図８）との比較からも明白である。
【００５４】
ここに、発光部５５は、図４に示す如く、ＬＥＤ５５Ｄと集光レンズ５５Ｌとから形成され、ホルダー５５Ｃを介して保持枠体５５Ｂに傾斜配設されている。発せられた拡散光を第２格子５３Ｓを透過させて第１格子５１Ｆに入射させ、かつ第１格子５１Ｆから反射された検出光が各第３格子５３ＴＡ，５３ＴＲＡ、５３ＴＢ，５３ＴＲＢを透過して対応する各受光素子５３ＲＡ，５３ＲＲＡ、５７ＲＢ，５７ＲＲＢに入射可能とする角度をもって、傾斜保持されている。したがって、拡散光の過度の拡散を抑制しつつ光エネルギーの大幅な有効利用が図れるとともに、各受光素子の受光エネルギー量を増大できるので、一層の応答性改善つまり検出高速化が図れる。
【００５５】
しかし、各第３格子（５３Ｔ）を第２格子５３Ｓに接近配設させかつ拡散光源（５５Ｄ）を採用することから、小型化を促進すればするほど発光素子（ＬＥＤ５５Ｄ）からの拡散光が各受光素子５７Ｒに直接入射される虞れが強くなる。そこで、これを防止する光絶縁手段５９を設けている。
【００５６】
この、光絶縁手段５９は、図４に示す如く、発光素子（５５Ｄ）からの拡散光が各受光素子に直接入射することを防止するための手段で、Ｌ字形状の非光透過性材質の折板構造とされ、かつ発光素子（５５Ｄ）と各受光素子（５７Ｒ）との間に介在するようにしてホルダー５５Ｃの一方下端に取付けられている。但し、ホルダー５５Ｃ自体に光絶縁面を一体形成してもよい。また、光絶縁手段５９は、光遮断剤のコーティング等による構成としてもよい。
【００５７】
したがって、従来例（３種類の格子）の場合に比較すれば、各第３格子５３ＴＡ（５３ＴＲＡ）と５３ＴＲＢ（５３ＴＢ）との間隔を最小的に短縮することができかつ受光有効面積を最小化できるから、前記フレネル回折の理論上からも、高精度，高分解能で変位検出できる。この第１実施例では、分解能が０．０１μｍである。
【００５８】
なお、メインスケール５１は、中心線（基線Ｑ）を境として左右対称形状とされ、かつ水平配設されるとともに、第１格子５１Ｆの目盛ピッチは８μｍとされている。
【００５９】
また、インデックススケール５３と第２格子５３Ｓとも左右対称形状とされ水平配設される。第２格子５３Ｓの目盛ピッチは８μｍで、各第３格子（５３Ｔ）の目盛ピッチは８μｍである。
【００６１】
次に、この第１実施例の作用を説明する。
図６において、計数回路６５を零（０）クリアして表示器６８の表示値を“００、０００”とする。この際の位置を基準として可動テーブル３０を図６で基線Ｑの右方向に例えば２ｍｍ（＝ＸＴ）だけ進めて位置決めする場合を考える。
【００６２】
まず、位置決め駆動手段を形成する粗駆動用のマイクロメータヘッド４１を用いて、例えば１．９９ｍｍ（＝ＸＬ）だけ進める。すなわち、回動操作部４１Ｒを回動させると、アンビル４１Ａが進む。すると、圧電効果素子４６〜メインスケール５１〜保持プレート３４を介して移動推進力が付与されるので、可動テーブル３０が進行する。
【００６３】
すると、メインスケール５１とインデックススケール５３とが基線Ｑ方向に相対移動するので、図４に示すＬＥＤ５５Ｄからの拡散光は、集光レンズ５５Ｌで集められかつ傾斜配設角度に応じてインデックススケール５３上の第２格子５３Ｓを透過し、メインスケール５１上の反射型第１格子５１Ｆに効率良く入射される。
【００６４】
この際、光絶縁手段５９が光絶縁するので、各受光素子５７ＲＡ，５７ＲＲＡ、５７ＲＢ，５７ＲＲＢに拡散光が直接入射されてしまうことがない。つまり、各受光素子への外乱光を与えない。また、ホルダー５５Ｃの内ガイド面も必要以上の拡散を抑えられるので、この点からも光エネルギーの有効利用性を高められる。
【００６５】
第１格子５１Ｆから反射された検出光は、インデックススケール５３上でその長さ方向の１箇所に集められかつ第２格子５３Ｓに接近配設された各第３格子５３ＴＡ，５３ＴＲＡ、５３ＴＢ，５３ＴＲＢを透過して、それぞれに対応する各受光素子５７ＲＡ，５７ＲＲＡ、５７ＲＢ，５７ＲＲＢに入射される。この各受光素子は、１チップ受光素子（５７Ｒ）を４分割して形成されているので、温度特性および劣化特性にバラツキがない。また、同一平面上で所定の相対位置関係を正確に保持されている。
【００６６】
かくして、インデックススケール５３とメインスケール５１との基線Ｑ方向に相対変位ＸＴに相応しかつ各受光素子５７ＲＡ，５７ＲＲＡ、５７ＲＢ，５７ＲＲＢから出力された光電変換信号を、図６に示す検出回路６０に入力できる。
【００６７】
ここに、検出回路６０は、検出信号Ｓｘつまり正弦波状のＡ相検出信号ＳＡとＢ相検出信号ＳＢを得、図２に示す引出孔１４，大径引出孔１４Ｌを通したケーブル６０Ｌを介して計数回路６５へ出力する。この計数回路６５は、デジタル処理しつつ計数することにより、その移動変位量ＸＴ（＝ＸＬ＋ＸＳ）に相当する表示変位量信号Ｘｉｎｄを表示器６８へ入力する。したがって、表示器６８を見れば、現圧位置を知ることができる。
【００６８】
ここに、圧電効果素子４６の変位レンジ（０．０１５ｍｍ）以内である例えば“０１、９９２５”となったところで、マイクロメータヘッド４１の操作を止める。そして、微駆動用の圧電アクチュエータ４５の操作に切替える。すなわち、設定器４８を用いて駆動電圧信号Ｅｘｖを発生させる。すると、駆動電源回路４７から相応する駆動電圧Ｄｖが出力される。圧電効果素子４６が、アンビル４１Ａの先端を基準として右方向に伸びる。
【００６９】
したがって、圧電効果素子４６の伸び変位ＸＳは、メインスケール５１，保持プレート３４を介して可動テーブル３０にそのまま伝達される。この伸び変位ＸＳも検出回路６０で検出される。したがって、表示器６８には、現圧位置が移動変位ＸＴ（＝ＸＬ＋ＸＳ）として表示される。
【００７０】
ここに、圧電効果素子４６の分解能は０．００１μｍであり、かつ検出ユニット５０（６０）の分解能は０．０１μｍであるから、表示値が例えば“０２、０００５”となったところで停止させる。かくして、２ｍｍ±０．００５の高分解能で位置決めできる。表示により確認できる。
【００７１】
さらに、この現圧位置から、例えば０．０４５μｍだけ右方向へ移動させるには、圧電アクチュエータ４５のみを用いて行える。例えば、２．０００９５ｍｍと表示されるように圧電アクチュエータ４５の駆動電圧を制御すればよい。
【００７２】
しかして、この第１実施例によれば、検出ユニット５０をメインスケール５１とインデックススケール５３との相対変位を光強度分布関数（［数２］）に基く光強度が両スケール間のギャップ［ｄ（Ｚ）］の大きさ（値）に依存しない検出原理を用いる構成条件を満たす構成とされるとともに、可動テーブル３０の下方側に形成された収容空間３１内にメインスケール５１を基線Ｑに沿って取付け、静止テーブル１０の上方側に設けられた上部空間１１内にインデックススケール５３を該メインスケール５１と対応させて取付けかつ下方側に設けられた下部空間１３内に検出回路６０の全部を取付けた構成とされ、各受光素子５７Ｒを１チップ受光素子を４分割して形成しかつ光絶縁手段５９が設けられているので、受光有効面積の狭小化を図りかつ発光素子（５５Ｄ）からの拡散光の有効利用を促進しつつ高分解能，高精度な位置検出ができ、小型軽量，低コストかつ取扱いが簡単で高分解能で位置決めできる。
【００７３】
また、位置決め駆動手段４０の一部を形成する圧電効果素子４６を該収容空間３１内で基線Ｑに沿ってかつ該メインスケール５１と直列配設するとともに、その基端部４６Ａを静止テーブル１０に間接的に固定しかつその他端部４６Ｂを可動テーブル３０に間接的に固定した構成としたので、検出ユニット５０の分解能と同程度あるいはそれよりも小さな値で可動テーブル３０を小レンジで正確に移動変位させることができる。したがって、検出ユニット５０との間の分解能的ミスマッチを一掃して高精度な位置決めができる。しかも、圧電効果素子４６がメインスケール５１と基線Ｑに直列配設されているので、圧電効果素子４６の移動変位とメインスケール５１の移動変位とを同一とすることができる。したがって、一層の高精度化ができる。かくして、例えば０．１μｍ以下の変位精度でかつ０．０１μｍ以下の分解能で位置決めを行える。
【００７４】
また、可動テーブル３０と静止テーブル１０とが、ともに基線Ｑを中心として幅方向に対称形状とされているので、より加工が容易で低コストである。また、収納空間１１，１３，３１が設けられているので、より大幅な軽量化を達成できる。
【００７５】
また、メインスケール５１の形状が左右対称とされているから、加工歪が基線Ｑを中心にバランスされる。したがって、一層の高精度化を達成できる。
【００７６】
また、メインスケール５１を保持する保持プレート３４を外部から微回動させて、モアレ方向の調整ができる構成とされているので、取扱いが非常に簡単である。しかも、固定用のビス３３Ｓ，３３Ｌを兼用するものとされているので、この点からも軽量化と低コスト化を一段と助長できる。
【００７７】
また、位置決め駆動手段４０が、粗駆動用マイクロメータヘッド４１と微駆動用圧電アクチュエータ４５（４６，４７）から形成されているので、位置決め可能範囲の拡大が図れかつ微駆動による高精度位置決めを保障できる。
【００７８】
また、圧電効果素子４６とメインスケール５１とが、位置決め対象部位となる基線Ｑに直列配設されているので、圧電効果素子４６の伸縮変位量ＸＳとメインスケール５１の直線移動変位量（ＸＳ）とを一致させることができるので、この点からも位置決め精度を一段と向上できる。その他端部４６Ｂがメインスケール５１に直接接着されていることも、これを一段と助長する。
【００７９】
また、圧電効果素子４６の基端部４６Ａをマイクロメータヘッド４１のアンビル４１Ａに当接させることにより、静止テーブル１０に間接的に固定されているので、可動テーブル３０を静止テーブル１０から簡単に取外すことができる。したがって、検出ユニット５０の点検・修理が容易で取扱い簡単である。
【００８０】
また、アンプおよび演算増幅器を含む検出回路６０の全てを、静止テーブル１０に内蔵させてあるので、外部の計数回路６５との間の外乱ノイズの影響を一掃できる。したがって、この点からも一段と高精度である。
【００８１】
さらに、検出ユニット５０が各第３格子５３ＴＡ，５３ＴＲＡ、５３ＴＢ，５３ＴＲＢを１箇所に集めかつインデックススケール５３の長さ方向において第２格子５３Ｓと接近配設し、各受光素子５７ＲＡ，５７ＲＲＡ、５７ＲＢ，５７ＲＲＢを１チップ受光素子を４分割して形成するとともに、発光部５５を単一光源（５５Ｄ）の集光レンズ５５Ｌ付構造として傾斜配設しかつ光絶縁手段５９を設け、受光有効面積の狭小化を図りつつ発光素子（ＬＥＤ５５Ｄ）からの拡散光の有効利用を促進可能に構成されているので、装置全体としての性能面上の高分解能化，高精度化，検出高速化、および使用面上での小型軽量化，低コスト化，取扱容易化をより大幅に向上達成できる。
【００８２】
さらに、各第３格子５３ＴＡ，５３ＴＲＡ、５３ＴＢ，５３ＴＲＢが１箇所に集められかつインデックススケール５３の長さ方向に接近配設されているので、基線Ｑ方向の装置寸法をより小型化できるとともに、第１格子５１Ｆを含む平面に対する平行度をより簡単かつ迅速に確立できる。
【００８３】
さらに、各受光素子５７ＲＡ，５７ＲＲＡ、５７ＲＢ，５７ＲＲＢが１チップ受光素子（５７Ｒ）を４分割して形成されているので、温度特性等のバラツキを最小限に抑えられるから一段と高精度検出ができ信頼性も高められるとともに、各受光素子間の同一平面上の配設や相対位置関係の調整作業を大幅に削減できかつ低コストで入手可能となる。
【００８４】
さらに、発光素子（５５Ｄ）がホルダー５５Ｃを介して保持枠体５５Ｂに所定傾斜角を持って取付けられているので、長期に亘る安定運転を保障できる。
【００８５】
さらに、光絶縁手段５９が、Ｌ字形状の折板構造とされているので、構造簡単で低コストで具現化できる。
【００８６】
さらにまた、発光素子（５５Ｄ）からの拡散光の有効利用度を高められるので、ギャップ（ｄ）Ｚを大きくつまり第１格子５１Ｆの目盛を一段と微細化してより高分解能化できる。
【００８７】
（第２実施例）
この第２実施例は、第１実施例の場合に比較して、下記が異なる。すなわち、図７に示す如く、位置決め駆動手段４０の粗駆動用をモータ機構４３から形成するとともに、位置決め制御回路７０を設け、自動位置決め制御可能に形成されている。
【００８８】
図７において、モータ機構４３は、ステッピングモータ４３Ｍと運動変換部４３Ｃと直動軸４３Ｓとからなり、コントローラドライバ４３Ｄからのパルス信号ＰＬＳの数によってステッピングモータ４３Ｍの回転量が決まり、かつこれに相応する変位ＸＬだけ直動軸４３ＳがＱ方向に進退動するものと形成されている。変位レンジは１０ｍｍで、変位精度は０．５μｍである。コントローラドライバ４３Ｄには、回転角度信号Ｅｘθが入力される。
【００８９】
位置決め制御回路７０は、所望位置つまりＱ方向の総移動変位ＸＴに対応する位置決め（目標値）信号Ｓｘｔを設定出力する設定回路７１と、この位置決め信号Ｓｘｔと計数回路６５からのフィードバック信号Ｆｘｔとを比較して偏差信号Ｅｘｔを出力する比較回路７２と、偏差信号Ｅｘｔのうちの大変位相当偏差に対応する大偏差信号Ｅｘｌと小変位相当偏差に対応する小偏差信号Ｅｘｓとを分配出力する信号分配器７３と，入力された大偏差信号Ｅｘｌをこれに相当する回転角度信号Ｅｘθに変換する信号変換回路７４と，小偏差信号Ｅｘｓをこれに相当する電圧設定信号Ｅｘｖに変換する信号変換回路７５とから形成されている。
【００９０】
なお、７６，７７は切替器で、自動選択された場合に、分配された回転角度信号Ｅｘθ，電圧設定信号Ｅｘｖをコントローラドライバ４３Ｄ，駆動電源回路４７のそれぞれに出力し、手動の場合には各設定器４４，４８からの各設定信号をそれぞれに出力するものである。表示器６８については、第１実施例の場合と同じである。
【００９１】
なお、設定回路７１は、例えば電話回線を通じて入力される情報切替信号ＤＳｘＴから位置決め信号Ｓｘｔを自動的に生成出力可能に形成してもよい。
【００９２】
かかる構成の第２実施例によれば、設定回路７１に総移動変位ＸＴ（例えば、１ｍｍ）を設定すれば、比較回路７２が現圧移動変位ＸＴ相当のフィードバック信号Ｆｘｔと比較して偏差信号Ｅｘｔを求める。すると、信号分配器７３が、偏差中の圧電効果素子４６の例えば約１／２変位レンジ（０．００７５ｍｍ）以下分については小偏差信号Ｅｘｓとして信号変換回路７５へ分配出力し、かつそれ以上の偏差分については大偏差信号Ｅｘｌとして信号変換回路７４へ分配出力する。
【００９３】
すなわち、大偏差信号Ｅｘｌに基きモータ機構４３が働き、直動軸４３Ｓを変位ＸＬだけ移動させる。と同時的またはその後に圧電アクチュエータ４５（４６，４７）は、小偏差信号Ｅｘｓに基き圧電効果素子４６を変位ＸＳだけ伸長させる。したがって、可動テーブル３０を設定変位量ＸＴ（＝ＸＬ＋ＸＳ）だけ正確に移動できる。つまり、自動的に高精度な位置決めができ、制御完了で位置決め終了が確認される。
【００９４】
なお、手動の場合は、設定器４４，４８を用いてモータ機構４３，圧電アクチュエータ４５をそれぞれに駆動して行えばよい。
【００９５】
しかして、この第２実施例によれば、第１実施例の場合と同様な作用効果を奏することができる他、さらに粗駆動用がモータ機構４３とされているのでより迅速な位置決めができるとともに、位置決め制御回路７０が設けられているので、自動的に高精度な位置決めができる。
【００９６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、検出ユニットをメインスケールとインデックススケールとの相対変位を光強度分布関数に基く光強度が両スケール間のギャップの大きさ（値）に依存しない検出原理を用いる構成条件を満たす構成とされ、可動テーブルの下方側に形成された収容空間内にメインスケールを基線に沿って取付け、静止テーブルの上方側に設けられた上部空間内にインデックススケールを該メインスケールと対応させて取付けかつ下方側に設けられた下部空間内に検出回路の全部を取付けた構成とされ、各受光素子を１チップ受光素子を４分割して形成するとともに発光素子を単一の集光レンズ付構造として傾斜配設しかつ光絶縁手段が設けられているので、受光有効面積の狭小化を図りかつ発光素子からの拡散光の有効利用を促進しつつ高分解能，高精度で位置検出ができ、小型軽量，低コストかつ取扱いが簡単で、高分解能で位置決めできる。
【００９７】
また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明の構成に加えさらに、位置決め駆動手段の一部を形成する圧電効果素子を該収容空間内で基線に沿ってかつ該メインスケールと直列配設するとともに、その基端部を静止テーブルに間接的に固定しかつその他端部を可動テーブルに間接的に固定した構成としたので、請求項１の発明の場合と同様な効果を奏することができる他さらに、検出ユニットの分解能と同程度あるいはそれよりも小さな値で可動テーブルを小レンジで正確に移動変位させることができる。したがって、検出ユニットとの間の分解能的ミスマッチを一掃して高精度な位置決めができる。しかも、圧電効果素子がメインスケールと基線に直列配設されているので、圧電効果素子の移動変位とメインスケールの移動変位とを同一とすることができる。したがって、例えば０．０１μｍ以下の分解能で位置決めを行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す分解斜視図である。
【図２】同じく、図１の矢視線▲２▼−▲２▼に基き一部を断面した側断面図である。
【図３】同じく、検出ユニットの検出原理を説明するための図である。
【図４】同じく、検出ユニットを説明するための縦断面図である。
【図５】同じく、インデックススケールを説明するための平面図である。
【図６】同じく、動作を説明するためのブロック図である。
【図７】第２実施例の動作を説明するためのブロック図である。
【図８】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
１０  静止テーブル
１１  上部空間
１２  連通部
１３  下部空間
１５  突条部
１６，１７  ベアリング保持部
１８  取付面
１９  ピン
１９Ｓ  バネ
２０  起立部
２１  第１取付孔
２２  第２取付孔
２５，２６  クロスローラベアリング
３０  可動テーブル
３１  収容空間
３２Ｓ  貫通穴
３２Ｌ  貫通穴
３３Ｓ  ビス
３３Ｌ  ビス
３４  保持プレート
３５Ｓ  ビス孔
３５Ｌ  ビス孔
３６，３７  ベアリング保持部
３９  ピン
４０  位置決め駆動手段
４１  マイクロメータヘッド
４１Ｒ  回動操作部
４１Ａ  アンビル
４１Ｍ  主目盛
４１Ｖ  バーニア目盛
４１Ｈ  取付部
４３  モータ機構
４３Ｍ  ステッピングモータ
４３Ｃ  運動変換部
４３Ｓ  直動軸
４５  圧電アクチュエータ
４６  圧電効果素子
４６Ａ  基端部
４６Ｂ  他端部
４７  駆動電源回路
４８  設定器
５０  検出ユニット
５１  メインスケール
５１Ｆ  第１格子
５３  インデックススケール
５３Ｓ  第２格子
５３Ｔ（Ａ、ＲＡ、Ｂ、ＲＢ）  第３格子
５５  発光部
５５Ｄ  ＬＥＤ
５５Ｌ  集光レンズ
５７  受光部
５７Ｒ（Ａ、ＲＡ、Ｂ、ＲＢ）  受光素子
５９  光絶縁手段
６０  検出回路
６５  計数回路
６８  表示器
７０  位置決め制御回路
７１  設定回路
７２  比較回路
７３  信号分配器
７４  信号変換回路
７５  信号変換回路
Ｑ    基線
【図１】
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【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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