"インクリメンタル成分を含んだスケールパターンを有するスケールと、前記スケールパターンを光により結像させる光学系と、前記結像されたスケールパターンを検出してこのスケールパターンにより得られる明暗信号を出力すると共に、前記スケールに対して相対移動可能に構成された複数の受光素子を有する受光素子アレイと、前記受光素子アレイの各受光素子の位置情報と、前記光学系の歪み情報から得られた歪みテーブルとに基づいて、各受光素子の位置を仮想的に配置変更して前記光学系の歪みを除去し、前記受光素子アレイからの明暗信号を補正する歪み補償回路と、前記補正された明暗信号に基づいて、前記スケールの位置を解析する演算回路とを備えたことを特徴とする変位検出装置。前記歪みテーブルは、予め前記光学系の設計値から歪みシミュレーションによって得られた歪み情報に基づき算出されたものであることを特徴とする請求項1記載の変位検出装置。前記各受光素子の位置情報と前記受光素子アレイからの明暗信号とに基づいて、各受光素子間の間隔と検出されたスケールパターンが示す各受光素子間の間隔とのずれ量Δpiをそれぞれ検出し、検出したずれ量Δpiを積算して得た歪み情報Δeiに基づき前記歪みテーブルを作成する歪み検出回路を更に備えたことを特徴とする請求項1記載の変位検出装置。前記各受光素子の位置情報と前記受光素子アレイからの明暗信号とに基づいて、各受光素子毎の位置xiを中心とした所定領域Riの明暗信号を抽出し、前記所定領域Ri内における前記受光素子原点OPDAを原点とした明暗信号の位相φiをそれぞれ算出すると共に、算出した位相φiと、歪みのない受光素子の位置を示す歪み基準位置xaを中心とした所定領域Ra内の明暗信号の位相φaとの差分をそれぞれ演算して得た歪み情報Δeiに基づき、前記歪みテーブルを作成する歪み検出回路を更に備えたことを特徴とする請求項1記載の変位検出装置。前記スケールは、複数のトラックに設けられたスケールパターンを有し、前記光学系及び前記受光素子アレイは、前記複数のトラックに対応して設けられ、前記歪み補償回路は、一方のトラックにおける光学系の歪み情報を、他方のトラックにおける光学系の歪み情報に合わせた歪みテーブルに基づき、前記複数のトラック毎の前記明暗信号を補正することを特徴とする請求項1~4のいずれか1項記載の変位検出装置。前記歪み補償回路は、前記一方のトラックにおける光学系の歪み情報と前記他方のトラックにおける光学系の歪み情報との差分に基づき作成された前記歪みテーブルを用いて、前記明暗信号を補正することを特徴とする請求項5記載の変位検出装置。前記歪みテーブルを格納する記憶手段を更に備えたことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項記載の変位検出装置。インクリメンタル成分を含んだスケールパターンを有するスケールと、前記スケールパターンを光により結像させる光学系と、前記結像されたスケールパターンを検出してこのスケールパターンにより得られる明暗信号を出力すると共に、前記スケールに対して相対移動可能に構成された複数の受光素子を有する受光素子アレイと、前記受光素子アレイからの明暗信号を補正する歪み補償回路と、前記補正された明暗信号に基づいて、前記スケールの位置を解析する演算回路とを備えた変位検出装置における変位検出方法であって、前記スケールパターンを検出して前記明暗信号を取得するステップと、前記受光素子アレイの各受光素子の位置情報と、前記光学系の歪み情報から得られた歪みテーブルとに基づいて、各受光素子の位置を仮想的に配置変更して前記光学系の歪みを除去し、取得された明暗信号を補正するステップと、前記補正された明暗信号に基づいて、前記スケールの位置を解析するステップとを備えたことを特徴とする変位検出方法。インクリメンタル成分を含んだスケールパターンを有するスケールと、前記スケールパターンを光により結像させる光学系と、前記結像されたスケールパターンを検出してこのスケールパターンにより得られる明暗信号を出力すると共に、前記スケールに対して相対移動可能に構成された複数の受光素子を有する受光素子アレイと、前記受光素子アレイからの明暗信号を補正する歪み補償回路と、前記補正された明暗信号に基づいて、前記スケールの位置を解析する演算回路とを備えた変位検出装置における変位検出方法をコンピュータにより実行可能な変位検出プログラムであって、前記スケールパターンを検出して前記明暗信号を取得するステップと、前記受光素子アレイの各受光素子の位置情報と、前記光学系の歪み情報から得られた歪みテーブルとに基づいて、各受光素子の位置を仮想的に配置変更して前記光学系の歪みを除去し、取得された明暗信号を補正するステップと、前記補正された明暗信号に基づいて、前記スケールの位置を解析するステップとを備えたことを特徴とする変位検出プログラム。しかしながら、上記特許文献1に開示された構造では、レンズなどの光学系の歪み毎に受光素子アレイの配列ピッチなどを設計しなければならないため、スケールの位置情報の検出精度を向上させるためには、多大なコストがかかってしまうという問題がある。この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、安価に光学系の歪みをキャンセルしてスケールの位置情報の検出精度を向上させることができる変位検出装置、変位検出方法及び変位検出プログラムを提供することを目的とする。本発明に係る変位検出装置は、インクリメンタル成分を含んだスケールパターンを有するスケールと、前記スケールパターンを光により結像させる光学系と、前記結像されたスケールパターンを検出してこのスケールパターンにより得られる明暗信号を出力すると共に、前記スケールに対して相対移動可能に構成された複数の受光素子を有する受光素子アレイと、前記受光素子アレイの各受光素子の位置情報と、前記光学系の歪み情報から得られた歪みテーブルとに基づいて、各受光素子の位置を仮想的に配置変更して前記光学系の歪みを除去し、前記受光素子アレイからの明暗信号を補正する歪み補償回路と、前記補正された明暗信号に基づいて、前記スケールの位置を解析する演算回路とを備えたことを特徴とする。このような構成においては、受光素子アレイの各受光素子の位置を物理的に配置変更することなく、スケールパターンの明暗信号から光学系の歪みを除去して正確なスケールの位置情報を検出することができるので、安価にスケールの位置情報の検出精度を向上させることができる。本発明の1つの実施形態においては、前記歪みテーブルが、予め前記光学系の設計値から歪みシミュレーションによって得られた歪み情報に基づき算出されたものである。また、本発明の他の実施形態においては、前記各受光素子の位置情報と前記受光素子アレイからの明暗信号とに基づいて、各受光素子間の間隔と検出されたスケールパターンが示す各受光素子間の間隔とのずれ量Δpiをそれぞれ検出し、検出したずれ量Δpiを積算して得た歪み情報Δeiに基づき前記歪みテーブルを作成する歪み検出回路を更に備える。本発明の更に他の実施形態においては、前記各受光素子の位置情報と前記受光素子アレイからの明暗信号とに基づいて、各受光素子毎の位置xiを中心とした所定領域Riの明暗信号を抽出し、前記所定領域Ri内における前記受光素子原点OPDAを原点とした明暗信号の位相φiをそれぞれ算出すると共に、算出した位相φiと、歪みのない受光素子の位置を示す歪み基準位置xaを中心とした所定領域Ra内の明暗信号の位相φaとの差分をそれぞれ演算して得た歪み情報Δeiに基づき、前記歪みテーブルを作成する歪み検出回路を更に備える。また、本発明の更に他の実施形態においては、前記スケールが、複数のトラックに設けられたスケールパターンを有し、前記光学系及び前記受光素子アレイが、前記複数のトラックに対応して設けられ、前記歪み補償回路が、一方のトラックにおける光学系の歪み情報を、他方のトラックにおける光学系の歪み情報に合わせた歪みテーブルに基づき、前記複数のトラック毎の前記明暗信号を補正する。本発明の更に他の実施形態においては、前記歪み補償回路が、前記一方のトラックにおける光学系の歪み情報と前記他方のトラックにおける光学系の歪み情報との差分に基づき作成された前記歪みテーブルを用いて、前記明暗信号を補正する。本発明の更に他の実施形態においては、前記歪みテーブルを格納する記憶手段を更に備える。本発明に係る変位検出方法は、インクリメンタル成分を含んだスケールパターンを有するスケールと、前記スケールパターンを光により結像させる光学系と、前記結像されたスケールパターンを検出してこのスケールパターンにより得られる明暗信号を出力すると共に、前記スケールに対して相対移動可能に構成された複数の受光素子を有する受光素子アレイと、前記受光素子アレイからの明暗信号を補正する歪み補償回路と、前記補正された明暗信号に基づいて、前記スケールの位置を解析する演算回路とを備えた変位検出装置における変位検出方法であって、前記スケールパターンを検出して前記明暗信号を取得するステップと、前記受光素子アレイの各受光素子の位置情報と、前記光学系の歪み情報から得られた歪みテーブルとに基づいて、各受光素子の位置を仮想的に配置変更して前記光学系の歪みを除去し、取得された明暗信号を補正するステップと、前記補正された明暗信号に基づいて、前記スケールの位置を解析するステップとを備えたことを特徴とする。本発明に係る変位検出プログラムは、インクリメンタル成分を含んだスケールパターンを有するスケールと、前記スケールパターンを光により結像させる光学系と、前記結像されたスケールパターンを検出してこのスケールパターンにより得られる明暗信号を出力すると共に、前記スケールに対して相対移動可能に構成された複数の受光素子を有する受光素子アレイと、前記受光素子アレイからの明暗信号を補正する歪み補償回路と、前記補正された明暗信号に基づいて、前記スケールの位置を解析する演算回路とを備えた変位検出装置における変位検出方法をコンピュータにより実行可能な変位検出プログラムであって、前記スケールパターンを検出して前記明暗信号を取得するステップと、前記受光素子アレイの各受光素子の位置情報と、前記光学系の歪み情報から得られた歪みテーブルとに基づいて、各受光素子の位置を仮想的に配置変更して前記光学系の歪みを除去し、取得された明暗信号を補正するステップと、前記補正された明暗信号に基づいて、前記スケールの位置を解析するステップとを備えたことを特徴とする。本発明によれば、安価に光学系の歪みをキャンセルしてスケールの位置情報の検出精度を向上させることができる。以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係る変位検出装置、変位検出方法及び変位検出プログラムを詳細に説明する。[第1の実施形態]図1は、本発明の第1の実施形態に係る変位検出装置である光電式エンコーダの全体構成を示す概略図である。第1の実施形態に係る光電式エンコーダは、発光素子11と、スケール12と、レンズ13と、フォトダイオードアレイ受光素子アレイ:以下、PDAと呼ぶ。14と、信号処理演算回路20とを備えて構成されている。発光素子11は、例えばLEDからなる。スケール12は、図2に示すように、例えば透明ガラス基板上に、明暗の等間隔の配列ピッチp例えば、40μmで形成されたインクリメンタルパターン以下、INCパターンと呼ぶ。31からなるインクリメンタルトラック以下、INCトラックと呼ぶ。301を形成して構成されている。発光素子11は、このスケール12を照射し、スケール12を透過した照射光は、レンズ13を介してPDA14上に投影される。これにより、スケール12のINCトラック301におけるINCパターン31がPDA14上で結像されて検出され、このINCパターン31により明暗信号が得られる。図3に示すように、PDA14は、INCトラック301に対応して配置された複数のフォトダイオード以下、PDと呼ぶ。41を備える。PDA14は、例えば90°ずつ位相の異なる4組のPD41をそれぞれ備え、INCパターン31に基づく明暗信号を検出して位相差が90°である4相正弦波信号を出力する。このPDA14は、図4に示すように、測長方向ピッチPPDAで並設された複数個n個:n=1,2,...,nのPD41で構成される。ここで、PDA14の任意の位置をPD原点OPDAとした場合、PDA14のi番目のPD41の位置をxiとし、このPDA14のi番目のPD41からの出力をyiとする。信号処理演算回路20は、一例として図示しないノイズフィルタ、増幅回路、A/D変換器、相対位置検出回路等を備える。また、信号処理演算回路20は、これらと共に、ここでは、一例として予めレンズ13等の光学系の設計値から歪みシミュレーションによって得られた歪み情報Δeiに基づき算出された歪みテーブル21を備える。歪みテーブル21は、信号処理演算回路20内の図示しない記憶部に格納され、必要に応じて後述する歪み補償回路22に読み出されて参照される。更に、信号処理演算回路20は、この歪みテーブル21と、PDA14の各PD41の位置情報とに基づいて、各PD41の位置を仮想的に配置変更して光学系の歪みを除去し、PDA14からの明暗信号を補正する歪み補償回路22と、この補正された明暗信号に基づいて、スケール12の位置を解析する位置解析回路23とを備える。なお、例えばノイズフィルタは、各PD41からのアナログ出力信号90°位相差4相信号のノイズを除去する。増幅回路は、ノイズ除去された信号を増幅出力する。A/D変換器は、増幅出力されたアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。相対位置検出回路は、得られた90°位相差4相信号から90°位相差2相信号を生成してarctan演算などを行うことで、スケール12の相対的な移動量や移動方向を示す信号を出力する。ここで、このように構成された光電式エンコーダにおいて、図4に示したように構成されたPDA14から得られる明暗信号の出力出力明暗信号は、図5に示すように再現される。すなわち、スケール12における実際のINCパターン31のスケールパターン像に対して、光学系に歪みがある場合には、光学系により歪んだスケールパターン像となってしまい、その出力明暗信号は、PD41の位置xiとそこからの出力yiとの数値データとして表される。このときの出力明暗信号には上記のように光学系の歪みが伴っているので、これに基づいてスケール12の位置を検出すると、光電式エンコーダの検出精度が悪化することとなる。従って、光学系の歪みから、上記のようにPD41の位置をxiとし、その位置における歪み情報をΔeiとして、図6に示すような歪みテーブル21が作成される。この歪みテーブル21は、例えば任意に設定した歪み基準位置xa及びレンズ13上の位置に対し、PDA14の各PD41の位置xiがそれぞれどれくらい歪んでいるずれているかを歪み情報Δeiにより表したものである。なお、歪み基準位置xaは、PDA14において検出されたスケールパターンの歪みが0である位置であってもよく、レンズ13の中心辺りに対応する位置であることが想定される。歪み補償回路22は、このような歪みテーブル21と、PDA14の各PD41の位置情報とを参照して、例えば図7に示すように、PDA14のPD41の位置を仮想的に配置変更して、明暗信号を補正する。すなわち、例えばPDA14のi番目のPD41の位置xiを、歪みテーブル21に基づき歪み情報Δei分だけシフトした位置xi-Δeiに配置したと仮定する。そして、歪み補償回路22は、このPDA14の位置xi-Δeiに配置変更したi番目のPD41からの出力をyiとして、明暗信号を補正した状態で出力する。なお、位置解析回路23は、歪み補償回路22によりこのように補正された出力明暗信号に基づいて、スケール12の位置情報を解析し、位置信号を出力する。以上のように、第1の実施形態に係る光電式エンコーダは、上記のように構成されることにより、光学系の既知の歪み情報Δeiにより予め用意された歪みテーブル21を用いて、PDA14からの出力明暗信号から歪みを除去することができる。これにより、安価にスケールパターン像の歪みを除去し、出力される位置情報位置信号の精度を向上させることができる。[第2の実施形態]図8は、本発明の第2の実施形態に係る変位検出装置である光電式エンコーダの全体構成を示す概略図である。図8に示すように、第2の実施形態に係る光電式エンコーダは、信号処理演算回路20Aの内部に歪み検出回路19を備え、この歪み検出回路19にて歪みテーブル21を作成する点が、第1の実施形態に係る光電式エンコーダと相違している。第1の実施形態においては、歪みテーブル21を予め光学系の設計値から得られた歪み情報Δeiに基づき算出されたものとしたが、第2の実施形態に係る光電式エンコーダは、例えば測定動作時にこの歪み検出回路19にて歪みテーブル21を作成して歪み補正を行う構成とした。スケール12のINCパターン31は、上述したように、例えば設計スケールピッチである配列ピッチがpとなるように形成されている。図9に示すように、PDA14の各PD41の位置をxNN=1,2,...,Nとした場合、x1とx2の間の配列ピッチをp1、x2とx3の間の配列ピッチをp2のようにすると、xaとxa1との間の配列ピッチをpa、xiとxi1との間の配列ピッチをpi、及びxN-1とxNとの間の配列ピッチをpN-1と表すことができ、この場合のINCパターン31の各配列ピッチはp1,p2,...,pN-1となる。PDA14の各PD41の位置情報は、設計値から予め分かっているため、歪み検出回路19は、PDA14により検出されたINCパターン31の出力明暗信号から、光学系の歪みに基づくINCパターン31の配列ピッチpのずれが示すPD41間のずれ量Δpiをそれぞれ検出する。そして、歪み検出回路19は、このずれ量Δpiを積算することで歪み情報Δeiを得て、歪みテーブル21を作成する。例えば、PD41の位置xiとその隣のPD41の位置xi1との間の配列ピッチをpiとし、PD41の位置xa1を歪み基準位置とすると、次式1により歪み情報Δeiを算出することができる。歪み補償回路22は、このように算出された歪み情報Δeiに基づき歪み検出回路19で作成された歪みテーブル21を用い、PDA14の各PD41の位置を仮想的に配置変更し、PDA14の出力明暗信号から歪みを除去する。このため、第1の実施形態と同様の作用効果を奏すると共に、測定動作時などにスケールパターンを解析して明暗信号から歪みを除去し、高精度な位置信号を出力して測定にフィードバックすることができる。従って、異なる歪みを持つスケールパターン像に対しても、容易に明暗信号を補正して対応することが可能となる。[第3の実施形態]図10は、本発明の第3の実施形態に係る変位検出装置である光電式エンコーダにおける歪み補正方式を説明するためのスケールパターンの位相のずれを示す模式図である。第3の実施形態に係る光電式エンコーダの構成は、図8に示す第2の実施形態に係る光電式エンコーダと同様である。第2の実施形態では、ピッチのずれ量Δpiを積算して歪み情報Δeiを求めるように構成したが、ここでは、スケールパターンの位相から歪み情報Δeiを得るようにしている点が相違している。すなわち、歪み検出回路19は、図10に示すように、INCパターン31から得られた明暗信号から、PD41の位置xiを中心とした所定領域Riを抽出する。次に、歪み検出回路19は、その所定領域RiにおけるPD原点OPDAを原点として、INCパターン31の所定領域Ri内の位相φiをそれぞれ算出する。そして、次式2で示すように、算出した位相φiと歪み基準位置xaにおける所定領域Ra内のINCパターン31の位相φaとの差分を演算して歪み情報Δeiを算出し、上記のような歪みテーブル21を作成する。この第3の実施形態に係る光電式エンコーダは、上記のように所定領域Ri内のINCパターン31の位相φiに基づいて歪み情報Δeiを算出し、これに基づき歪みテーブル21を作成して明暗信号を補正するため、第2の実施形態のものと比較してずれ量Δpiに含まれる誤差が積算されてしまうことがない。これにより、より高精度に位置情報を検出することができる。[第4の実施形態]図11は、本発明の第4の実施形態に係る変位検出装置である光電式エンコーダのスケールとフォトダイオードアレイの構成を示す平面図である。第4の実施形態に係る光電式エンコーダの構成は、図11に示すように、スケール12Aの構成が、複数トラックNトラック構成となっている点が、先の実施形態に係る光電式エンコーダと相違している。スケール12Aは、例えばアブソリュートパターン以下、ABSパターンと呼ぶ。32からなるトラックAと、INCパターン31からなるトラックBとを備えている。光電式エンコーダは、それぞれのトラックA,Bに対応する光学系及びPDA14A,14Bを備えている。この場合、信号処理演算回路20Aは、図12に示すように、PDA14A及びPDA14Bからの明暗信号に基づいて歪み情報Δeiを算出し、歪みの差分をとって歪みテーブル21を作成する歪み検出回路19と、例えばトラックA側の明暗信号の歪みを補正する歪み補償回路22と、トラックA及びB毎の位置解析回路23A,23Bとを備えて構成される。このように構成された光電式エンコーダでは、各トラックA,Bから得られる位置情報は同じ値であることが望まれる。しかし、各トラックA,Bのスケールパターンを検出する光学系がそれぞれ異なる歪みを持っていた場合、これらの歪みの相違により各トラックA,Bから出力される位置情報に相対的な誤差トラック間誤差が生じ、正確な位置検出ができなくなってしまうこととなる。そこで、歪み検出回路19は、図13aに示すように、各光学系の歪みから、PDA14A,14BにおけるPD41の位置をxiとした場合の、この位置xiにおける各トラックA,Bの歪み21a,21bを示す歪み情報Δeiを算出する。ここでは、トラックBを基準トラックとして、トラックAの歪みをこのトラックAの歪みに合わせるように構成している。各トラックA,Bの歪み情報Δeiを算出したら、これらの差分を演算して、図13bに示すような歪みテーブル21を作成する。歪み補償回路22は、この歪みテーブル21を参照して、PDA14Aからの出力明暗信号を補正する。すなわち、PDA14Aのi番目のPD41の位置をxiからxi-Δeiに仮想的に配置変更し、この配置変更したPD41の出力yiを補正された明暗信号とする。これにより、例えばトラックAの歪みがトラックBの歪みに合わせて校正されるので、各トラックA,Bから得られる位置情報に生じる光学系の歪みに起因するトラック間誤差を抑制することができ、複数トラックを有する光電式エンコーダにおいても高精度に位置情報を検出することが可能となる。"