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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023140098
(43)【公開日】2023-10-04
(54)【発明の名称】光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー
(51)【国際特許分類】
G01D 5/347 20060101AFI20230927BHJP
【ＦＩ】
G01D5/347 110U
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022045966
(22)【出願日】2022-03-22
(71)【出願人】
【識別番号】390009667
【氏名又は名称】セイコーＮＰＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(72)【発明者】
【氏名】兼八 薫
【テーマコード（参考）】
2F103
【Ｆターム（参考）】
2F103CA03
2F103DA01
2F103DA13
2F103EB06
2F103EB12
2F103EB32
(57)【要約】
【課題】２次のＴａｌｂｏｔ結像を用いることで、１次のＴａｌｂｏｔ結像を用いる構成と比べて、各種の部品を配置する距離を大きくすることができる狭ピッチスケールを用いた光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーを提供する。
【解決手段】光を放射する光源と、前記光を反射するスケールと、前記スケールにより反射された反射光を受光する光検出器と、を備える光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーであって、前記光検出器は、前記光の２次のＴａｌｂｏｔ結像における２ピッチ分離長した第１位置と第２位置について、前記第１位置の受光による電流信号と前記第２位置の受光による電流信号との差分信号が閾値を超える場合に、所定の基準位置を表すＺ相の位置であると判定する処理回路を備える、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー。
【選択図】図１
【解決手段】光を放射する光源と、前記光を反射するスケールと、前記スケールにより反射された反射光を受光する光検出器と、を備える光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーであって、前記光検出器は、前記光の２次のＴａｌｂｏｔ結像における２ピッチ分離長した第１位置と第２位置について、前記第１位置の受光による電流信号と前記第２位置の受光による電流信号との差分信号が閾値を超える場合に、所定の基準位置を表すＺ相の位置であると判定する処理回路を備える、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を放射する光源と、前記光を反射するスケールと、前記スケールにより反射された反射光を受光する光検出器と、を備える光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーであって、
前記光検出器は、前記光の２次のＴａｌｂｏｔ結像における２ピッチ分離長した第１位置と第２位置について、前記第１位置の受光による電流信号と前記第２位置の受光による電流信号との差分信号が閾値を超える場合に、所定の基準位置を表すＺ相の位置であると判定する処理回路を備える、
光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー。
前記光検出器は、前記光の２次のＴａｌｂｏｔ結像における２ピッチ分離長した第１位置と第２位置について、前記第１位置の受光による電流信号と前記第２位置の受光による電流信号との差分信号が閾値を超える場合に、所定の基準位置を表すＺ相の位置であると判定する処理回路を備える、
光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー。
【請求項2】
前記差分信号は、トリプルピークを有しており、
前記閾値は、前記トリプルピークのうちの中央のピークのみが当該閾値を超える値を有する、
請求項１に記載の光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー。
前記閾値は、前記トリプルピークのうちの中央のピークのみが当該閾値を超える値を有する、
請求項１に記載の光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー。
【請求項3】
前記処理回路は、前記第１位置に対して一方側に１ピッチ分離長したピークに含まれる第３位置と、前記第２位置に対して他方側に１ピッチ分離長したピークに含まれる第４位置と、について、前記第３位置の受光による電流信号と前記第４位置の受光による電流信号との差分信号に基づいて、前記閾値を生成する回路を含む、
請求項１または請求項２に記載の光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー。
請求項１または請求項２に記載の光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー。
【請求項4】
前記第３位置は、２個の位置を含み、
前記第４位置は、２個の位置を含む、
請求項３に記載の光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー。
前記第４位置は、２個の位置を含む、
請求項３に記載の光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーに関する。
【背景技術】
【0002】
光源とスケールと光検出器を備えた光エンコーダーが開発等されている（特許文献１参照。）。
具体例として、Ａ相、Ｂ相、および、Ｚ相の検出を行う光エンコーダー（光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー）が知られている。
具体例として、Ａ相、Ｂ相、および、Ｚ相の検出を行う光エンコーダー（光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－１１１０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の技術では、狭ピッチスケールを用いた光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、１次のＴａｌｂｏｔ結像を用いる構成が考えられるが、この構成では、各種の部品を配置する距離（例えば、光源とスケールとの距離、および、スケールと光検出器との距離）が小さく、これらの部品の設置が困難である場合があった。
【0005】
本開示は、このような事情を考慮してなされたもので、２次のＴａｌｂｏｔ結像を用いることで、１次のＴａｌｂｏｔ結像を用いる構成と比べて、各種の部品を配置する距離を大きくすることができる狭ピッチスケールを用いた光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
一態様は、光を放射する光源と、前記光を反射するスケールと、前記スケールにより反射された反射光を受光する光検出器と、を備える光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーであって、前記光検出器は、前記光の２次のＴａｌｂｏｔ結像における２ピッチ分離長した第１位置と第２位置について、前記第１位置の受光による電流信号と前記第２位置の受光による電流信号との差分信号が閾値を超える場合に、所定の基準位置を表すＺ相の位置であると判定する処理回路を備える、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーである。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、狭ピッチスケールを用いた光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、２次のＴａｌｂｏｔ結像を用いることで、１次のＴａｌｂｏｔ結像を用いる構成と比べて、各種の部品を配置する距離を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーの概略的な構造の一例を示す図である。
【図2】実施形態に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーの概略的な構造の一例を示す図である。
【図3】狭幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーの概略的な構造の一例を示す図である。
【図4】狭幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーの概略的な構造の一例を示す図である。
【図5】狭幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝１）の強度の一例を示す図である。
【図6】実施形態に係るマルチスリットＬＥＤの発光面の構成例を示す図である。
【図7】実施形態に係るマルチスリットＬＥＤの発光面を構成する単位発光面の構成例を示す図である。
【図8A】実施形態に係る広幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝１）の強度の一例を示す図である。
【図8B】実施形態に係る広幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝１）の強度の一例を示す図である。
【図8C】実施形態に係る広幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝１）の強度の一例を示す図である。
【図8D】実施形態に係る広幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝１）の強度の一例を示す図である。
【図8E】実施形態に係る広幅マルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝１）の強度の一例を示す図である。
【図9】実施形態に係る広幅マルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝１）の強度を説明するための図である。
【図10】実施形態に係るフォトダイオードアレーの構成例を示す図である。
【図11】実施形態に係るＡ相およびＢ相（ｎ＝１）の一例を示す図である。
【図12】実施形態に係るＡ相とＢ相のリサージュ波形（ｎ＝１）の一例を示す図である。
【図13】実施形態に係るＺｓ相およびＲ相（ｎ＝１）の一例を示す図である。
【図14】実施形態に係る狭幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
【図15A】実施形態に係る広幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
【図15B】実施形態に係る広幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
【図15C】実施形態に係る広幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
【図15D】実施形態に係る広幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
【図15E】実施形態に係る広幅マルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
【図16】実施形態に係る広幅マルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝２）の強度を説明するための図である。
【図17】実施形態に係るＡ相およびＢ相（ｎ＝２）の一例を示す図である。
【図18】実施形態に係るＡ相とＢ相のリサージュ波形（ｎ＝２）の一例を示す図である。
【図19】実施形態に係るＺｓ相とＲ相（ｎ＝２）の一例を示す図である。
【図20】実施形態に係るスリット数が４であるマルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝１）の強度の一例を示す図である。
【図21】実施形態に係るフォトダイオードアレーによる受光信号を処理する第１処理回路の一例を示す図である。
【図22】実施形態に係る第１処理回路における差分電圧およびコンパレーション電圧の一例を示す図である。
【図23】実施形態に係るスリット数が４であるマルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
【図24】第１処理回路における差分電圧およびコンパレーション電圧の一例を示す図である。
【図25】実施形態に係るスリット数が４であるマルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
【図26】実施形態に係る第１処理回路における差分電圧およびコンパレーション電圧の一例を示す図である。
【図27】実施形態に係るスリット数が４であるマルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるフォトダイオードアレー上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
【図28】実施形態に係るフォトダイオードアレーによる受光信号を処理する第２処理回路の一例を示す図である。
【図29】実施形態に係る第２処理回路における差分電圧およびコンパレーション電圧の一例を示す図である。
【図30】実施形態に係るフォトダイオードアレーの構成例を示す図である。
【図31】実施形態に係るフォトダイオードアレーによる受光信号を処理する第３処理回路の一例を示す図である。
【図32】実施形態に係るフォトダイオードアレーによる受光信号を処理する第３処理回路概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照し、本開示の実施形態について説明する。
【0010】
［光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー］
図１は、実施形態に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１の概略的な構造の一例を示す図である。
光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１は、マルチスリットＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１１と、反射型スケール１２と、フォトダイオードアレー１３と、を備える。
図１は、実施形態に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１の概略的な構造の一例を示す図である。
光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１は、マルチスリットＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１１と、反射型スケール１２と、フォトダイオードアレー１３と、を備える。
【0011】
ここで、マルチスリットＬＥＤ１１は、光源の一例である。
また、反射型スケール１２は、スケールの一例である。
また、フォトダイオードアレー１３は、光検出器の一例である。
また、反射型スケール１２は、スケールの一例である。
また、フォトダイオードアレー１３は、光検出器の一例である。
【0012】
マルチスリットＬＥＤ１１は、発光面Ａ１を備える。
発光面Ａ１は、光（光線）を放射（出射）する。
なお、図１の例では、マルチスリットＬＥＤ１１は、４個の発光面を備えるが、図示を簡易化するために、１個の発光面Ａ１のみに符号を付してある。
４個の発光面は、等間隔で並んでいる。
ここで、本実施形態では、４個の発光面を備えるマルチスリットＬＥＤ１１を示しているが、複数の発光面の数は任意の数であってもよい。
発光面Ａ１は、光（光線）を放射（出射）する。
なお、図１の例では、マルチスリットＬＥＤ１１は、４個の発光面を備えるが、図示を簡易化するために、１個の発光面Ａ１のみに符号を付してある。
４個の発光面は、等間隔で並んでいる。
ここで、本実施形態では、４個の発光面を備えるマルチスリットＬＥＤ１１を示しているが、複数の発光面の数は任意の数であってもよい。
【0013】
反射型スケール１２は、反射面Ｂ１、反射面Ｃ１、および、吸収面Ｄ１を備える。
中央部は、初期位置のインデックスとして用いられるＺ相のパターンとして、反射面Ｃ１が通常の反射面Ｂ１に対して５本分連続の幅になっている。
反射面Ｂ１および反射面Ｃ１は、マルチスリットＬＥＤ１１から照射された光を反射する。
吸収面Ｄ１は、マルチスリットＬＥＤ１１から照射された光を吸収する。
なお、図１の例では、反射型スケール１２は、複数個の反射面（ここでは、通常の反射面）を備えるが、図示を簡易化するために、１個の反射面Ｂ１のみに符号を付してある。
複数個の反射面（ここでは、通常の反射面）は、Ｚ相のパターンの反射面Ｃ１の部分を除いて、等間隔で並んでいる。
中央部は、初期位置のインデックスとして用いられるＺ相のパターンとして、反射面Ｃ１が通常の反射面Ｂ１に対して５本分連続の幅になっている。
反射面Ｂ１および反射面Ｃ１は、マルチスリットＬＥＤ１１から照射された光を反射する。
吸収面Ｄ１は、マルチスリットＬＥＤ１１から照射された光を吸収する。
なお、図１の例では、反射型スケール１２は、複数個の反射面（ここでは、通常の反射面）を備えるが、図示を簡易化するために、１個の反射面Ｂ１のみに符号を付してある。
複数個の反射面（ここでは、通常の反射面）は、Ｚ相のパターンの反射面Ｃ１の部分を除いて、等間隔で並んでいる。
【0014】
フォトダイオードアレー１３は、光を受光するアレー状のフォトダイオード（複数個のフォトダイオード）を備える。
フォトダイオードアレー１３には、反射型スケール１２からの光（反射光）により、受光パターンが形成される。
図１には、フォトダイオードアレーのピクセルイメージＥ１を示してある。
フォトダイオードアレー１３には、反射型スケール１２からの光（反射光）により、受光パターンが形成される。
図１には、フォトダイオードアレーのピクセルイメージＥ１を示してある。
【0015】
ここで、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１における動作の概略を説明する。
マルチスリットＬＥＤ１１が光を出射し、反射型スケール１２が当該光を反射し、この反射光をフォトダイオードアレー１３が受光して所定の信号処理を行う。
反射型スケール１２は、光学的パターンが形成されて、光源（マルチスリットＬＥＤ１１）に対して相対的に移動することが可能である。
反射型スケール１２の光学的パターンは、反射型スケール１２の移動方向に反射部（図１の例では、反射面Ｂ１）と非反射部（図１の例では、吸収面Ｄ１）とを交互に配列してなる周期的なインクリメンタルパターンの中に、非周期的なインデックスパターン（図１の例では、反射面Ｃ１のパターン）を少なくとも１つ配置してなる。
フォトダイオードアレー１３では、インクリメンタルパターンを検出するピクセルとインデックスパターンを検出するピクセルとを含む複数のピクセルが、反射型スケール１２の移動方向に対応して一定のパターンで配列してなる。ここで、本実施形態では、フォトダイオードアレー１３の各ピクセルは、各フォトダイオードにより光を受光して電気信号へ変換する単位である。
フォトダイオードアレー１３では、インデックスパターンの検出信号に基づいて基準位置信号（Ｚ相のパルス信号）を生成する。
マルチスリットＬＥＤ１１が光を出射し、反射型スケール１２が当該光を反射し、この反射光をフォトダイオードアレー１３が受光して所定の信号処理を行う。
反射型スケール１２は、光学的パターンが形成されて、光源（マルチスリットＬＥＤ１１）に対して相対的に移動することが可能である。
反射型スケール１２の光学的パターンは、反射型スケール１２の移動方向に反射部（図１の例では、反射面Ｂ１）と非反射部（図１の例では、吸収面Ｄ１）とを交互に配列してなる周期的なインクリメンタルパターンの中に、非周期的なインデックスパターン（図１の例では、反射面Ｃ１のパターン）を少なくとも１つ配置してなる。
フォトダイオードアレー１３では、インクリメンタルパターンを検出するピクセルとインデックスパターンを検出するピクセルとを含む複数のピクセルが、反射型スケール１２の移動方向に対応して一定のパターンで配列してなる。ここで、本実施形態では、フォトダイオードアレー１３の各ピクセルは、各フォトダイオードにより光を受光して電気信号へ変換する単位である。
フォトダイオードアレー１３では、インデックスパターンの検出信号に基づいて基準位置信号（Ｚ相のパルス信号）を生成する。
【0016】
反射型スケール１２では、各反射部の幅は、例えば、インクリメンタルパターンの非反射部と同一の幅（または、ほぼ同一の幅）として配置されている。
フォトダイオードアレー１３では、複数のピクセルは、一定周期を有する明暗パターンの９０度ずつ位相の異なる４個の位相部分を検出することが可能なように、４個のピクセルが周期的に配列されている。
フォトダイオードアレー１３では、複数のピクセルは、一定周期を有する明暗パターンの９０度ずつ位相の異なる４個の位相部分を検出することが可能なように、４個のピクセルが周期的に配列されている。
【0017】
一構成例として、複数のピクセルのそれぞれには、第１グループ（Ａ相）、第２グループ（－Ａ相）、第３グループ（Ｂ相）、第４グループ（－Ｂ相）、第５グループ（Ｚ相）、第６グループ（－Ｚ相）のうちの該当するグループが割り当てられる。
他の構成例として、複数のピクセルのそれぞれには、第１グループ（Ａ相）、第２グループ（－Ａ相）、第３グループ（Ｂ相）、第４グループ（－Ｂ相）、第５グループ（Ｚ相）、第６グループ（－Ｚ相）、第７グループ（Ｒ相）、第８グループ（－Ｒ相）のうちの該当するグループが割り当てられる。
なお、本実施形態では、Ａ相をＡｐ相とも呼び、－Ａ相をＡｎ相とも呼び、Ｂ相をＢｐ相とも呼び、－Ｂ相をＢｎ相とも呼び、Ｚ相をＺｐ相とも呼び、－Ｚ相をＺｎ相とも呼ぶ。また、本実施形態では、Ｒ相をＲｐ相とも呼び、－Ｒ相をＲｎ相とも呼ぶ。
他の構成例として、複数のピクセルのそれぞれには、第１グループ（Ａ相）、第２グループ（－Ａ相）、第３グループ（Ｂ相）、第４グループ（－Ｂ相）、第５グループ（Ｚ相）、第６グループ（－Ｚ相）、第７グループ（Ｒ相）、第８グループ（－Ｒ相）のうちの該当するグループが割り当てられる。
なお、本実施形態では、Ａ相をＡｐ相とも呼び、－Ａ相をＡｎ相とも呼び、Ｂ相をＢｐ相とも呼び、－Ｂ相をＢｎ相とも呼び、Ｚ相をＺｐ相とも呼び、－Ｚ相をＺｎ相とも呼ぶ。また、本実施形態では、Ｒ相をＲｐ相とも呼び、－Ｒ相をＲｎ相とも呼ぶ。
【0018】
図２は、実施形態に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１の概略的な構造の一例を示す図である。
図２は、図１に示される方向Ｗ１の視点で光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１を見た場合の構造の一例を示す図である。
図１および図２には、マルチスリットＬＥＤ１１から反射型スケール１２への光線（行き）と、反射型スケール１２からフォトダイオードアレー１３への光線（帰り）を示してある。
図２は、図１に示される方向Ｗ１の視点で光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１を見た場合の構造の一例を示す図である。
図１および図２には、マルチスリットＬＥＤ１１から反射型スケール１２への光線（行き）と、反射型スケール１２からフォトダイオードアレー１３への光線（帰り）を示してある。
【0019】
［狭幅単スリット光源（次数ｎ＝１）の説明］
図３は、狭幅単スリットＬＥＤ１１ａを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１ａの概略的な構造の一例を示す図である。
光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１ａは、狭幅単スリットＬＥＤ１１ａと、反射型スケール１２ａと、フォトダイオードアレー１３ａと、を備える。
図３は、狭幅単スリットＬＥＤ１１ａを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１ａの概略的な構造の一例を示す図である。
光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１ａは、狭幅単スリットＬＥＤ１１ａと、反射型スケール１２ａと、フォトダイオードアレー１３ａと、を備える。
【0020】
【0021】
狭幅単スリットＬＥＤ１１ａは、１個の発光面Ａ１ａを備える。
反射型スケール１２ａは、反射面Ｂ１ａ（通常の反射面）、反射面Ｃ１ａ（Ｚ相のパターンの反射面）、および、吸収面Ｄ１ａを備える。
なお、図３の例では、反射型スケール１２ａは、複数個の反射面（ここでは、通常の反射面）を備えるが、図示を簡易化するために、１個の反射面Ｂ１ａのみに符号を付してある。
フォトダイオードアレー１３ａには、受光パターンが形成される。
図３には、フォトダイオードアレーのピクセルイメージＥ１ａを示してある。
反射型スケール１２ａは、反射面Ｂ１ａ（通常の反射面）、反射面Ｃ１ａ（Ｚ相のパターンの反射面）、および、吸収面Ｄ１ａを備える。
なお、図３の例では、反射型スケール１２ａは、複数個の反射面（ここでは、通常の反射面）を備えるが、図示を簡易化するために、１個の反射面Ｂ１ａのみに符号を付してある。
フォトダイオードアレー１３ａには、受光パターンが形成される。
図３には、フォトダイオードアレーのピクセルイメージＥ１ａを示してある。
【0022】
図４は、狭幅単スリットＬＥＤ１１ａを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１ａの概略的な構造の一例を示す図である。
図４は、図３に示される方向Ｗ１ａの視点で光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１ａを見た場合の構造の一例を示す図である。
図３および図４には、狭幅単スリットＬＥＤ１１ａから反射型スケール１２ａへの光線（行き）と、反射型スケール１２ａからフォトダイオードアレー１３ａへの光線（帰り）を示してある。
図４は、図３に示される方向Ｗ１ａの視点で光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１ａを見た場合の構造の一例を示す図である。
図３および図４には、狭幅単スリットＬＥＤ１１ａから反射型スケール１２ａへの光線（行き）と、反射型スケール１２ａからフォトダイオードアレー１３ａへの光線（帰り）を示してある。
【0023】
図３および図４を参照して、狭幅単スリットＬＥＤ１１ａを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１ａの動作を考察する。
狭幅単スリットＬＥＤ１１ａから反射型スケール１２ａまでの距離と、反射型スケール１２ａからフォトダイオードアレー１３ａへの距離が、行きと帰りの光線の距離と各々十分に等しいと近似して考察する。
本実施形態では、これらの距離を距離ｚと表す。
狭幅単スリットＬＥＤ１１ａから反射型スケール１２ａまでの距離と、反射型スケール１２ａからフォトダイオードアレー１３ａへの距離が、行きと帰りの光線の距離と各々十分に等しいと近似して考察する。
本実施形態では、これらの距離を距離ｚと表す。
【0024】
狭幅単スリットＬＥＤ１１ａに関し、発光面Ａ１ａにおける破線（図３における破線）との交点Ｆ１ａからの光（理想的な点光源からの光）について考察する。
反射型スケール１２ａに関し、破線（図３における破線）上の結像を考察する。
本実施形態では、反射型スケール１２ａにおける反射面Ｂ１ａの周期（図１に示される反射型スケール１２における反射面Ｂ１の周期も同様。）をＬとする。
フォトダイオードアレー１３ａに関し、破線（図３における破線）上の結像を考察する。
反射型スケール１２ａに関し、破線（図３における破線）上の結像を考察する。
本実施形態では、反射型スケール１２ａにおける反射面Ｂ１ａの周期（図１に示される反射型スケール１２における反射面Ｂ１の周期も同様。）をＬとする。
フォトダイオードアレー１３ａに関し、破線（図３における破線）上の結像を考察する。
【0025】
図５は、狭幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１ａにおけるフォトダイオードアレー１３ａ上の結像（ｎ＝１）の強度の一例を示す図である。
図５に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３ａにおける位置（破線方向の位置）を表しており、縦軸は受光の強度を表している。
図５には、フォトダイオードアレー１３ａ上の結像の強度の特性（強度特性１０１１）を示してある。
この結像は、１次（ｎ＝１）のＴａｌｂｏｔ結像と呼ばれる。
図５に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３ａにおける位置（破線方向の位置）を表しており、縦軸は受光の強度を表している。
図５には、フォトダイオードアレー１３ａ上の結像の強度の特性（強度特性１０１１）を示してある。
この結像は、１次（ｎ＝１）のＴａｌｂｏｔ結像と呼ばれる。
【0026】
ｚ＝２・（ｎＬ２／λ）
【0027】
この結像は、次数であるｎ＝１のときの結像である。
Ｌは、反射型スケール１２ａの反射面Ｂ１ａの周期長である。
フォトダイオードアレー１３ａ上の結像周期は２Ｌである。
図５の例では、Ｌ＝２０μｍ、光の波長であるλ＝０．６３５μｍであるときの計算例であり、ｚは約１２６０μｍである。
図５に示される強度特性１０１１では、中央部付近は、反射型スケール１２ａのＺ相検出パターン（反射面Ｃ１ａによるパターン）により突出している。
Ｌは、反射型スケール１２ａの反射面Ｂ１ａの周期長である。
フォトダイオードアレー１３ａ上の結像周期は２Ｌである。
図５の例では、Ｌ＝２０μｍ、光の波長であるλ＝０．６３５μｍであるときの計算例であり、ｚは約１２６０μｍである。
図５に示される強度特性１０１１では、中央部付近は、反射型スケール１２ａのＺ相検出パターン（反射面Ｃ１ａによるパターン）により突出している。
【0028】
［広幅マルチスリット光源（次数ｎ＝１）の説明］
図７は、実施形態に係るマルチスリットＬＥＤ１１ｃの発光面Ａ１ｃの構成例を示す図である。
ここで、マルチスリットＬＥＤ１１ｃおよび発光面Ａ１ｃは、図１に示されるマルチスリットＬＥＤ１１および発光面Ａ１の一例である。
図７の例では、１個の発光面Ａ１ｃの幅が２０μｍである。
図７の例では、説明の便宜上、４個の発光面Ａ１ｃにそれぞれ、α１、α２、α３、α４の符号を対応させている。
なお、図７の例では、マルチスリットＬＥＤ１１ｃは、４個の発光面を備えるが、図示を簡易化するために、１個の発光面Ａ１ｃのみに符号を付してある。
図７は、実施形態に係るマルチスリットＬＥＤ１１ｃの発光面Ａ１ｃの構成例を示す図である。
ここで、マルチスリットＬＥＤ１１ｃおよび発光面Ａ１ｃは、図１に示されるマルチスリットＬＥＤ１１および発光面Ａ１の一例である。
図７の例では、１個の発光面Ａ１ｃの幅が２０μｍである。
図７の例では、説明の便宜上、４個の発光面Ａ１ｃにそれぞれ、α１、α２、α３、α４の符号を対応させている。
なお、図７の例では、マルチスリットＬＥＤ１１ｃは、４個の発光面を備えるが、図示を簡易化するために、１個の発光面Ａ１ｃのみに符号を付してある。
【0029】
図６は、実施形態に係るマルチスリットＬＥＤ１１ｃの発光面Ａ１ｃを構成する単位発光面Ｇ１～Ｇ５のモデル構成例を示す図である。
本実施形態では、５個の単位発光面Ｇ１～Ｇ５から、図７に示される１個の発光面Ａ１ｃ（例えば、α１の発光面）が構成されている。なお、図７に示されるα２、α３、α４のそれぞれの発光面の構成についても同様である。
図６の例では、複数の単位発光面Ｇ１～Ｇ５が並ぶ方向において、それぞれの単位発光面Ｇ１～Ｇ５の幅は０．２μｍである。
図７の例では、複数の単位発光面Ｇ１～Ｇ５が並ぶ周期は４μｍである。
本実施形態では、５個の単位発光面Ｇ１～Ｇ５から、図７に示される１個の発光面Ａ１ｃ（例えば、α１の発光面）が構成されている。なお、図７に示されるα２、α３、α４のそれぞれの発光面の構成についても同様である。
図６の例では、複数の単位発光面Ｇ１～Ｇ５が並ぶ方向において、それぞれの単位発光面Ｇ１～Ｇ５の幅は０．２μｍである。
図７の例では、複数の単位発光面Ｇ１～Ｇ５が並ぶ周期は４μｍである。
【0030】
【0031】
図８Ａ～図８Ｄは、実施形態に係る広幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝１）の強度の一例を示す図である。
図８Ｅは、実施形態に係る広幅マルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝１）の強度の一例を示す図である。
図８Ａ～図８Ｅに示されるそれぞれのグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における位置（複数の受光部が並ぶ方向の位置）を表しており、縦軸は受光の強度を表している。
図８Ｅは、実施形態に係る広幅マルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝１）の強度の一例を示す図である。
図８Ａ～図８Ｅに示されるそれぞれのグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における位置（複数の受光部が並ぶ方向の位置）を表しており、縦軸は受光の強度を表している。
【0032】
図８Ａ～図８Ｄのそれぞれには、α１、α２、α３、α４の発光面Ａ１ｃのそれぞれについて、５個の単位発光面Ｇ１～Ｇ５のそれぞれによる波形（結像強度の波形）の例を（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）、（ａ４）、（ａ５）として示してある。（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）、（ａ４）、（ａ５）のそれぞれの波形は、図５に示されるのと同様に、狭幅単スリットによる波形と同様な波形である。
【0033】
図８Ａ～図８Ｄのそれぞれには、α１、α２、α３、α４の発光面Ａ１ｃのそれぞれについて、５個の単位発光面Ｇ１～Ｇ５のそれぞれによる波形（結像強度の波形）の合成結果を（ａｌｌ）として示してある。
つまり、図８Ａ～図８Ｄのそれぞれにおいて、（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）、（ａ４）、（ａ５）の総和（合成）が（ａｌｌ）となっている。
つまり、図８Ａ～図８Ｄのそれぞれにおいて、（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）、（ａ４）、（ａ５）の総和（合成）が（ａｌｌ）となっている。
【0034】
図８Ｅには、α１の（ａｌｌ）、α２の（ａｌｌ）、α３の（ａｌｌ）、α４の（ａｌｌ）の合成結果の波形を示してある。
【0035】
ここで、本モデルは、マルチスリットＬＥＤ１１ｃの１個のスリット状光源による結像強度を、δ関数的な極細線光源を結像位置に於いて強度合成にて近似したものである。また、マルチスリットによる結合強度についても、同様に、結像位置に於いて強度合成にて近似したものである。
つまり、α１の発光面Ａ１ｃによる結像強度は（ａｌｌ）で表され、これは、５個の単位発光面Ｇ１～Ｇ５のそれぞれによる結像強度（ａ１）～（ａ５）の合成結果である。また、α２、α３、α４の発光面による結像強度についても同様である。
そして、α１、α２、α３、α４の発光面の全体による結像強度は、α１、α２、α３、α４のそれぞれの結像強度（ａｌｌ）の合成結果であり、図８Ｅに示される結像強度で表される。
つまり、α１の発光面Ａ１ｃによる結像強度は（ａｌｌ）で表され、これは、５個の単位発光面Ｇ１～Ｇ５のそれぞれによる結像強度（ａ１）～（ａ５）の合成結果である。また、α２、α３、α４の発光面による結像強度についても同様である。
そして、α１、α２、α３、α４の発光面の全体による結像強度は、α１、α２、α３、α４のそれぞれの結像強度（ａｌｌ）の合成結果であり、図８Ｅに示される結像強度で表される。
【0036】
なお、本計算例では、単一スリットの光源を０．２μｍ幅の光源であるとし、それを４μｍピッチで５本並べて２０μｍ幅の１個のスリット光源に見立てている。
また、本計算例では、これを４０μｍピッチで４本並べてマルチスリット光源として、次数ｎ＝１、ｚ＝１２６０μｍ、λ＝０．６３５μｍとしてある。
また、本計算例では、これを４０μｍピッチで４本並べてマルチスリット光源として、次数ｎ＝１、ｚ＝１２６０μｍ、λ＝０．６３５μｍとしてある。
【0037】
＜Ａ相、Ｂ相、Ｚ相の検出＞
図９は、実施形態に係る広幅マルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝１）の強度を説明するための図である。
図９に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における位置（複数の受光部が並ぶ方向の位置）を表しており、縦軸は受光の強度を表している。
図９には、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度の特性（強度特性１１１１）を示してある。
図９は、実施形態に係る広幅マルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝１）の強度を説明するための図である。
図９に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における位置（複数の受光部が並ぶ方向の位置）を表しており、縦軸は受光の強度を表している。
図９には、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度の特性（強度特性１１１１）を示してある。
【0038】
強度特性１１１１は、図８Ｅに示される波形に相当する。
図９の例では、Ａ相およびＢ相の要１１２１と、Ｚ相の要１１３１、１１３２を示してある。
Ａ相およびＢ相の要１１２１に基づいて、Ａ相およびＢ相が検出され得る。
Ｚ相の要１１３１、１１３２に基づいて、Ｚ相が検出され得る。
図９の例では、Ａ相およびＢ相の要１１２１と、Ｚ相の要１１３１、１１３２を示してある。
Ａ相およびＢ相の要１１２１に基づいて、Ａ相およびＢ相が検出され得る。
Ｚ相の要１１３１、１１３２に基づいて、Ｚ相が検出され得る。
【0039】
ここで、強度特性１１１１は、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度を表す。フォトダイオードアレー１３のピッチは結像波形の周期の１／４（＝周期／４）に合わせられている。この結像波形は、反射型スケール１２の移動に伴って、波形の山が並ぶ方向（図９の例における左右）にシフトする。
【0040】
図１０は、実施形態に係るフォトダイオードアレー１３ｂの構成例を示す図である。
フォトダイオードアレー１３ｂは、フォトダイオードアレー１３の一例である。
フォトダイオードアレー１３ｂの構成例は、Ｌ＝２０μｍのときのスケール用の構成例である。
フォトダイオードアレー１３ｂは、フォトダイオードアレー１３の一例である。
フォトダイオードアレー１３ｂの構成例は、Ｌ＝２０μｍのときのスケール用の構成例である。
【0041】
図１０の例では、フォトダイオードアレー１３ｂは、複数の短冊状のピクセルを有しており、短冊の幅の分の積分によって、受光信号を電気信号に変換した後、所定の演算を行うことで、Ａ相、Ｂ相、Ｚ相、Ｒ相を計算して出力する。
なお、Ｒ相については、Ｒ相が使用されない場合には検出および計算が行われなくてもよい。
なお、Ｒ相については、Ｒ相が使用されない場合には検出および計算が行われなくてもよい。
【0042】
図１０の例では、受光パターンにおいて、００～５９の６０個の短冊状の受光部が並んでいる。
図１０の例では、それぞれの番号（００～５９）のピクセルにより検出対象（ターゲット）とされる相を表している。
当該検出対象（ターゲット）は、反射型スケール１２が所定の位置にあると想定した場合の対象である。
なお、Ｄｕ（ダミー）は使用されない。
また、同じ相が複数存在する場合には、これら複数の検出結果を合成することが行われる。この理由は、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比：ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を高めるためである。
図１０の例では、それぞれの番号（００～５９）のピクセルにより検出対象（ターゲット）とされる相を表している。
当該検出対象（ターゲット）は、反射型スケール１２が所定の位置にあると想定した場合の対象である。
なお、Ｄｕ（ダミー）は使用されない。
また、同じ相が複数存在する場合には、これら複数の検出結果を合成することが行われる。この理由は、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比：ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を高めるためである。
【0043】
Ｄｕは、ダミーを表している。
Ａｐは、Ａ相の正相を表している。Ａｎは、Ａ相の負相を表している。
Ｂｐは、Ｂ相の正相を表している。Ｂｎは、Ｂ相の負相を表している。
Ｚｐは、Ｚｓ相（Ｚ信号相）の正相を表している。Ｚｎは、Ｚｓ相（Ｚ信号相）の負相を表している。
Ｒｐは、リファレンスとして用いられるＲ相（Ｚ相の比較相）の正相を表している。Ｒｎは、Ｒ相（Ｚ相の比較相）の負相を表している。
Ａｐは、Ａ相の正相を表している。Ａｎは、Ａ相の負相を表している。
Ｂｐは、Ｂ相の正相を表している。Ｂｎは、Ｂ相の負相を表している。
Ｚｐは、Ｚｓ相（Ｚ信号相）の正相を表している。Ｚｎは、Ｚｓ相（Ｚ信号相）の負相を表している。
Ｒｐは、リファレンスとして用いられるＲ相（Ｚ相の比較相）の正相を表している。Ｒｎは、Ｒ相（Ｚ相の比較相）の負相を表している。
【0044】
図１１は、実施形態に係るＡ相およびＢ相（ｎ＝１）の一例を示す図である。
図１１に示されるグラフにおいて、横軸は反射型スケール１２の位置（スケール位置）［μｍ］を表しており、縦軸は値（Ｖａｌｕｅ）を表している。
図１１には、Ａ相の特性１２１１と、Ｂ相の特性１２１２を示してある。
本実施形態では、Ａ相＝全Ａｐ－全Ａｎ（すべてのＡｐの和から、すべてのＡｎの和を減算した結果）である。
本実施形態では、Ｂ相＝全Ｂｐ－全Ｂｎ（すべてのＢｐの和から、すべてのＢｎの和を減算した結果）である。
なお、Ａｐ、Ａｎ、Ｂｐ、Ｂｎ等について、信号強度を十分に大きくするために、複数個の値を総和することが行われている。
図１１に示されるグラフにおいて、横軸は反射型スケール１２の位置（スケール位置）［μｍ］を表しており、縦軸は値（Ｖａｌｕｅ）を表している。
図１１には、Ａ相の特性１２１１と、Ｂ相の特性１２１２を示してある。
本実施形態では、Ａ相＝全Ａｐ－全Ａｎ（すべてのＡｐの和から、すべてのＡｎの和を減算した結果）である。
本実施形態では、Ｂ相＝全Ｂｐ－全Ｂｎ（すべてのＢｐの和から、すべてのＢｎの和を減算した結果）である。
なお、Ａｐ、Ａｎ、Ｂｐ、Ｂｎ等について、信号強度を十分に大きくするために、複数個の値を総和することが行われている。
【0045】
図１２は、実施形態に係るＡ相とＢ相のリサージュ波形１２２１（ｎ＝１）の一例を示す図である。
図１２に示されるグラフにおいて、横軸はＡ相を表しており、縦軸はＢ相を表している。
図１２に示されるリサージュ波形１２２１は、図１１のグラフに基づいている。
リサージュ波形１２２１により、例えば、スケールの移動方向が把握され得る。
図１２に示されるグラフにおいて、横軸はＡ相を表しており、縦軸はＢ相を表している。
図１２に示されるリサージュ波形１２２１は、図１１のグラフに基づいている。
リサージュ波形１２２１により、例えば、スケールの移動方向が把握され得る。
【0046】
図１３は、実施形態に係るＺｓ相およびＲ相（ｎ＝１）の一例を示す図である。
図１３に示されるグラフにおいて、横軸はスケール位置［μｍ］を表しており、縦軸は値（Ｖａｌｕｅ）を表している。
図１３には、Ｚｓ相の特性１２３１（左側の縦軸）と、Ｒ相の特性１２３２（右側の縦軸）を示してある。
本実施形態では、Ｚｓ相＝Ｚｐ－Ｚｎ（ＺｐからＺｎを減算した結果）である。
本実施形態では、Ｒ相＝全Ｒｐ－全Ｒｎ（すべてのＲｐの和から、すべてのＲｎの和を減算した結果）である。
これらにより、Ｚ相＝ｍ×Ｚｓ相－ｑ×Ｒ相－α（ｍをＺｓ相に乗算した結果から、ｑをＲ相に乗算した結果とαを減算した結果）である。ここで、ｍ、ｑは、各々、ＺｐおよびＺｎを増幅する値、ＲｐおよびＲｎを増幅する値、αはオフセット値を表す。
図１３に示されるグラフにおいて、横軸はスケール位置［μｍ］を表しており、縦軸は値（Ｖａｌｕｅ）を表している。
図１３には、Ｚｓ相の特性１２３１（左側の縦軸）と、Ｒ相の特性１２３２（右側の縦軸）を示してある。
本実施形態では、Ｚｓ相＝Ｚｐ－Ｚｎ（ＺｐからＺｎを減算した結果）である。
本実施形態では、Ｒ相＝全Ｒｐ－全Ｒｎ（すべてのＲｐの和から、すべてのＲｎの和を減算した結果）である。
これらにより、Ｚ相＝ｍ×Ｚｓ相－ｑ×Ｒ相－α（ｍをＺｓ相に乗算した結果から、ｑをＲ相に乗算した結果とαを減算した結果）である。ここで、ｍ、ｑは、各々、ＺｐおよびＺｎを増幅する値、ＲｐおよびＲｎを増幅する値、αはオフセット値を表す。
【0047】
［狭幅単スリット光源（次数ｎ＝２）の説明］
図１４は、実施形態に係る狭幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
図１４に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における位置（破線方向の位置）を表しており、縦軸は受光の強度を表している。
図１４には、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度の特性（強度特性１３１１）を示してある。
この結像は、２次（ｎ＝２）のＴａｌｂｏｔ結像と呼ばれる。
図１４は、実施形態に係る狭幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
図１４に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における位置（破線方向の位置）を表しており、縦軸は受光の強度を表している。
図１４には、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度の特性（強度特性１３１１）を示してある。
この結像は、２次（ｎ＝２）のＴａｌｂｏｔ結像と呼ばれる。
【0048】
ｚ＝２・（ｎＬ２／λ）
【0049】
この結像は、ｎ＝２のときの結像である。
Ｌは、反射型スケール１２の反射面Ｂ１の周期長である。
フォトダイオードアレー１３上の結像周期は２Ｌである。
図１４の例では、Ｌ＝２０μｍ、λ＝０．６３５μｍであるときの計算例であり、ｚは約２５２０μｍである。
図１４に示される強度特性１３１１では、中央部付近は、反射型スケール１２のＺ相検出パターンにより突出している。ここで、図５に示される強度特性１０１１の波形では中央付近に１本の突出部が現れるが、図１４に示される強度特性１３１１の波形では中央付近に２本の突出部が現れる。
Ｌは、反射型スケール１２の反射面Ｂ１の周期長である。
フォトダイオードアレー１３上の結像周期は２Ｌである。
図１４の例では、Ｌ＝２０μｍ、λ＝０．６３５μｍであるときの計算例であり、ｚは約２５２０μｍである。
図１４に示される強度特性１３１１では、中央部付近は、反射型スケール１２のＺ相検出パターンにより突出している。ここで、図５に示される強度特性１０１１の波形では中央付近に１本の突出部が現れるが、図１４に示される強度特性１３１１の波形では中央付近に２本の突出部が現れる。
【0050】
［広幅マルチスリット光源（次数ｎ＝２）の説明］
ここで、広幅マルチスリット光源（ｎ＝２）の説明においても、図６および図７に示される構成が用いられる場合を示す。
つまり、図７は、実施形態に係るマルチスリットＬＥＤ１１ｃ（図１に示されるマルチスリットＬＥＤ１１の一例）の発光面Ａ１ｃ（図１に示される発光面Ａ１の一例）の構成例を示す図である。また、図６は、実施形態に係るマルチスリットＬＥＤ１１ｃの発光面Ａ１ｃを構成する単位発光面Ｇ１～Ｇ５のモデル構成例を示す図である。
ここで、広幅マルチスリット光源（ｎ＝２）の説明においても、図６および図７に示される構成が用いられる場合を示す。
つまり、図７は、実施形態に係るマルチスリットＬＥＤ１１ｃ（図１に示されるマルチスリットＬＥＤ１１の一例）の発光面Ａ１ｃ（図１に示される発光面Ａ１の一例）の構成例を示す図である。また、図６は、実施形態に係るマルチスリットＬＥＤ１１ｃの発光面Ａ１ｃを構成する単位発光面Ｇ１～Ｇ５のモデル構成例を示す図である。
【0051】
図１５Ａ～図１５Ｄは、実施形態に係る広幅単スリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
図１５Ｅは、実施形態に係る広幅マルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
図１５Ａ～図１５Ｅに示されるそれぞれのグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における位置（複数の受光部が並ぶ方向の位置）を表しており、縦軸は受光の強度を表している。
図１５Ｅは、実施形態に係る広幅マルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
図１５Ａ～図１５Ｅに示されるそれぞれのグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における位置（複数の受光部が並ぶ方向の位置）を表しており、縦軸は受光の強度を表している。
【0052】
図１５Ａ～図１５Ｄのそれぞれには、α１、α２、α３、α４の発光面Ａ１ｃのそれぞれについて、５個の単位発光面Ｇ１～Ｇ５のそれぞれによる波形（結像強度の波形）の例を（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）、（ａ４）、（ａ５）として示してある。（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）、（ａ４）、（ａ５）のそれぞれの波形は、図５に示されるのと同様に、狭幅単スリットによる波形と同様な波形である。
【0053】
図１５Ａ～図１５Ｄのそれぞれには、α１、α２、α３、α４の発光面Ａ１ｃのそれぞれについて、５個の単位発光面Ｇ１～Ｇ５のそれぞれによる波形（結像強度の波形）の合成結果を（ａｌｌ）として示してある。
つまり、図１５Ａ～図１５Ｄのそれぞれにおいて、（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）、（ａ４）、（ａ５）の総和（合成）が（ａｌｌ）となっている。
つまり、図１５Ａ～図１５Ｄのそれぞれにおいて、（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）、（ａ４）、（ａ５）の総和（合成）が（ａｌｌ）となっている。
【0054】
図１５Ｅには、α１の（ａｌｌ）、α２の（ａｌｌ）、α３の（ａｌｌ）、α４の（ａｌｌ）の合成結果の波形を示してある。
【0055】
ここで、本モデルは、マルチスリットＬＥＤ１１ｃの１個のスリット状光源による結像強度を、δ関数的な極細線光源を結像位置に於いて強度合成にて近似したものである。また、マルチスリットによる結合強度についても、同様に、結像位置に於いて強度合成にて近似したものである。
つまり、α１の発光面Ａ１ｃによる結像強度は（ａｌｌ）で表され、これは、５個の単位発光面Ｇ１～Ｇ５のそれぞれによる結像強度（ａ１）～（ａ５）の合成結果である。また、α２、α３、α４の発光面による結像強度についても同様である。
そして、α１、α２、α３、α４の発光面の全体による結像強度は、α１、α２、α３、α４のそれぞれの結像強度（ａｌｌ）の合成結果であり、図１５Ｅに示される結像強度で表される。
つまり、α１の発光面Ａ１ｃによる結像強度は（ａｌｌ）で表され、これは、５個の単位発光面Ｇ１～Ｇ５のそれぞれによる結像強度（ａ１）～（ａ５）の合成結果である。また、α２、α３、α４の発光面による結像強度についても同様である。
そして、α１、α２、α３、α４の発光面の全体による結像強度は、α１、α２、α３、α４のそれぞれの結像強度（ａｌｌ）の合成結果であり、図１５Ｅに示される結像強度で表される。
【0056】
なお、本計算例では、単一スリットの光源を０．２μｍ幅の光源であるとし、それを４μｍピッチで５本並べて２０μｍの１個のスリット光源に見立てている。
また、本計算例では、これを４０μｍピッチで４本並べてマルチスリット光源として、次数ｎ＝２、ｚ＝２５２０μｍ、λ＝０．６３５μｍとしてある。
図１５Ａ～図１５Ｅの例では、図１４の例で示されるように、図８Ａ～図８Ｅの例と比べて、結合強度の波形の突出部の形状が異なっている。
また、本計算例では、これを４０μｍピッチで４本並べてマルチスリット光源として、次数ｎ＝２、ｚ＝２５２０μｍ、λ＝０．６３５μｍとしてある。
図１５Ａ～図１５Ｅの例では、図１４の例で示されるように、図８Ａ～図８Ｅの例と比べて、結合強度の波形の突出部の形状が異なっている。
【0057】
＜Ａ相、Ｂ相、Ｚ相の検出＞
図１６は、実施形態に係る広幅マルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝２）の強度を説明するための図である。
図１６に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における位置（複数の受光部が並ぶ方向の位置）を表しており、縦軸は受光の強度を表している。
図１６には、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度の特性（強度特性１４１１）を示してある。
図１６は、実施形態に係る広幅マルチスリットＬＥＤを光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝２）の強度を説明するための図である。
図１６に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における位置（複数の受光部が並ぶ方向の位置）を表しており、縦軸は受光の強度を表している。
図１６には、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度の特性（強度特性１４１１）を示してある。
【0058】
【0059】
ここで、強度特性１４１１は、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度を表す。フォトダイオードアレー１３のピッチは結像波形の周期の１／４（＝周期／４）に合わせている。この結像波形は、反射型スケール１２の移動に伴って、波形の山が並ぶ方向（図１６の例における左右）にシフトする。
【0060】
【0061】
図１７は、実施形態に係るＡ相およびＢ相（ｎ＝２）の一例を示す図である。
図１７に示されるグラフにおいて、横軸は反射型スケール１２の位置（スケール位置）［μｍ］を表しており、縦軸は値（Ｖａｌｕｅ）を表している。
図１７には、Ａ相の特性１５１１と、Ｂ相の特性１５１２を示してある。
本実施形態では、Ａ相＝全Ａｐ－全Ａｎ（すべてのＡｐの和から、すべてのＡｎの和を減算した結果）である。
本実施形態では、Ｂ相＝全Ｂｐ－全Ｂｎ（すべてのＢｐの和から、すべてのＢｎの和を減算した結果）である。
なお、Ａｐ、Ａｎ、Ｂｐ、Ｂｎ等について、信号強度を十分に大きくするために、複数個の値を総和することが行われている。
図１７に示されるグラフにおいて、横軸は反射型スケール１２の位置（スケール位置）［μｍ］を表しており、縦軸は値（Ｖａｌｕｅ）を表している。
図１７には、Ａ相の特性１５１１と、Ｂ相の特性１５１２を示してある。
本実施形態では、Ａ相＝全Ａｐ－全Ａｎ（すべてのＡｐの和から、すべてのＡｎの和を減算した結果）である。
本実施形態では、Ｂ相＝全Ｂｐ－全Ｂｎ（すべてのＢｐの和から、すべてのＢｎの和を減算した結果）である。
なお、Ａｐ、Ａｎ、Ｂｐ、Ｂｎ等について、信号強度を十分に大きくするために、複数個の値を総和することが行われている。
【0062】
図１８は、実施形態に係るＡ相とＢ相のリサージュ波形１５２１（ｎ＝２）の一例を示す図である。
図１８に示されるグラフにおいて、横軸はＡ相を表しており、縦軸はＢ相を表している。
図１８に示されるリサージュ波形１５２１は、図１７のグラフに基づいている。
リサージュ波形１５２１により、例えば、スケールの移動方向が把握され得る。
図１８に示されるグラフにおいて、横軸はＡ相を表しており、縦軸はＢ相を表している。
図１８に示されるリサージュ波形１５２１は、図１７のグラフに基づいている。
リサージュ波形１５２１により、例えば、スケールの移動方向が把握され得る。
【0063】
図１９は、実施形態に係るＺｓ相およびＲ相（ｎ＝２）の一例を示す図である。
図１９に示されるグラフにおいて、横軸はスケール位置［μｍ］を表しており、縦軸は値（Ｖａｌｕｅ）を表している。
図１９には、Ｚｓ相の特性１５３１（左側の縦軸）と、Ｒ相の特性１５３２（右側の縦軸）を示してある。
本実施形態では、Ｚｓ相＝Ｚｐ－Ｚｎ（ＺｐからＺｎを減算した結果）である。
本実施形態では、Ｒ相＝全Ｒｐ－全Ｒｎ（すべてのＲｐの和から、すべてのＲｎの和を減算した結果）である。
これらにより、Ｚ相＝ｍ×Ｚｓ相－ｑ×Ｒ相－α（ｍをＺｓ相に乗算した結果から、ｑをＲ相に乗算した結果とαを減算した結果）である。ここで、ｍ、ｑは、各々、ＺｐおよびＺｎを増幅する値、ＲｐおよびＲｎを増幅する値、αはオフセット値を表す。
図１９に示されるグラフにおいて、横軸はスケール位置［μｍ］を表しており、縦軸は値（Ｖａｌｕｅ）を表している。
図１９には、Ｚｓ相の特性１５３１（左側の縦軸）と、Ｒ相の特性１５３２（右側の縦軸）を示してある。
本実施形態では、Ｚｓ相＝Ｚｐ－Ｚｎ（ＺｐからＺｎを減算した結果）である。
本実施形態では、Ｒ相＝全Ｒｐ－全Ｒｎ（すべてのＲｐの和から、すべてのＲｎの和を減算した結果）である。
これらにより、Ｚ相＝ｍ×Ｚｓ相－ｑ×Ｒ相－α（ｍをＺｓ相に乗算した結果から、ｑをＲ相に乗算した結果とαを減算した結果）である。ここで、ｍ、ｑは、各々、ＺｐおよびＺｎを増幅する値、ＲｐおよびＲｎを増幅する値、αはオフセット値を表す。
【0064】
ここで、ｎ＝２の場合、Ａ相およびＢ相の様相と、これらによるリサージュ図形の様相は、ｎ＝１の場合と同様であるが、Ｚｓの波形（Ｚ相の波形）は大きく変化している。
ｎ＝２の場合におけるダブルピーク（２個のパルス状のピーク）のＺｓ波形からも理解されるように、ｎ＝２の場合には、ｎ＝１と同様な構成によって光エンコーダーのＺ相のゼロ点検出を試みても、ゼロ点の位置を一意に決定することができない。
ｎ＝２の場合におけるダブルピーク（２個のパルス状のピーク）のＺｓ波形からも理解されるように、ｎ＝２の場合には、ｎ＝１と同様な構成によって光エンコーダーのＺ相のゼロ点検出を試みても、ゼロ点の位置を一意に決定することができない。
【0065】
例えば、反射型の光学エンコーダーを組む上で、ｎ＝１のｚ＝１２６０μｍ（λ＝０．６３５μｍの場合）である構成では、ＬＥＤあるいはフォトダイオードアレーの表面から反射型スケールまでの距離が近過ぎて実装上の制約が大きい場合が考えられる。このような場合には、ｎ＝２のｚ＝２５２０μｍ（λ＝０．６３５μｍの場合）の利用が重要になり得る。
【0066】
［Ｚ相検出方法の説明（ｎ＝１）］
図２０は、実施形態に係るスリット数が４であるマルチスリットＬＥＤ１１を光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝１）の強度の一例を示す図である。
図２０に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における座標を表しており、縦軸はフォトダイオード電流を表している。
図２０には、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度の特性（強度特性２０１１）を示してある。
なお、図２０の例では、説明の便宜上、強度特性２０１１の波形として、説明のために人工で作成した波形を示してある。
図２０は、実施形態に係るスリット数が４であるマルチスリットＬＥＤ１１を光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝１）の強度の一例を示す図である。
図２０に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における座標を表しており、縦軸はフォトダイオード電流を表している。
図２０には、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度の特性（強度特性２０１１）を示してある。
なお、図２０の例では、説明の便宜上、強度特性２０１１の波形として、説明のために人工で作成した波形を示してある。
【0067】
図２０の例では、スリット数が４であるマルチスリットＬＥＤ１１（４０μｍピッチ）を光源として、２０μｍピッチの反射型スケール１２を介して結像したＴａｌｂｏｔの１次結像を模式的に表している。
なお、本実施形態では、ｎ＝１、ｚ＝１２６０μｍである。
図２０の例では、強度特性２０１１において、フォトダイオードアレー上の位置Ｈ１および位置Ｈ２の検出が行われる。
なお、本実施形態では、ｎ＝１、ｚ＝１２６０μｍである。
図２０の例では、強度特性２０１１において、フォトダイオードアレー上の位置Ｈ１および位置Ｈ２の検出が行われる。
【0068】
図２１は、実施形態に係るフォトダイオードアレー１３による受光信号を処理する第１処理回路１０１の一例を示す図である。
本実施形態では、第１処理回路１０１がフォトダイオードアレー１３に備えられている場合を示すが、他の構成例として、第１処理回路１０１とフォトダイオードアレー１３とが別体として構成されてもよい。
本実施形態では、第１処理回路１０１がフォトダイオードアレー１３に備えられている場合を示すが、他の構成例として、第１処理回路１０１とフォトダイオードアレー１３とが別体として構成されてもよい。
【0069】
第１処理回路１０１は、フォトダイオード１１１、１１２と、バイポーラートランジスター１２１、１２２と、オペアンプ１３１と抵抗１３２と電圧源１３３からなる増幅回路（ＩＶ変換回路Ｐ１）と、抵抗１３４と、オペアンプ１４１と抵抗１４２と電圧源１４３からなる増幅回路（ＩＶ変換回路Ｐ２）と、抵抗１４４と、オペアンプ１５１と抵抗１５２と電圧源１５３からなる増幅回路（反転増幅回路Ｐ３）と、抵抗１５４と、オペアンプ１６１と抵抗１６２と電圧源１６３からなる増幅回路（反転増幅回路Ｐ４）と、オペアンプ１７１と電圧源１７２からなる差動増幅回路Ｑ１と、を備える。
【0070】
本実施形態では、反射型スケール１２が適度な位置にあるとき、フォトダイオード１１１によりＺｐ相の受光信号を電流に変換し、フォトダイオード１１２によりＺｎ相の受光信号を電流信号に変換する。
【0071】
フォトダイオード１１１により変換された電流信号について、バイポーラートランジスター１２１により増幅が行われた後、ＩＶ変換回路Ｐ１により電圧への変換が行われて、抵抗１３４に出力される。
フォトダイオード１１２により変換された電流信号について、バイポーラートランジスター１２２により増幅が行われた後、ＩＶ変換回路Ｐ２により電圧への変換が行われて、抵抗１４４に出力される。そして、この出力信号は、反転増幅回路Ｐ３により電圧の反転増幅による極性反転（本実施形態では、１倍の反転増幅）が行われて、抵抗１５４に出力される。
図２１の例では、バイポーラートランジスター１２１、１２２の回路部分では、それぞれ、バイポーラートランジスターによるエミッタフォロワ増幅回路が構成されている。
フォトダイオード１１２により変換された電流信号について、バイポーラートランジスター１２２により増幅が行われた後、ＩＶ変換回路Ｐ２により電圧への変換が行われて、抵抗１４４に出力される。そして、この出力信号は、反転増幅回路Ｐ３により電圧の反転増幅による極性反転（本実施形態では、１倍の反転増幅）が行われて、抵抗１５４に出力される。
図２１の例では、バイポーラートランジスター１２１、１２２の回路部分では、それぞれ、バイポーラートランジスターによるエミッタフォロワ増幅回路が構成されている。
【0072】
抵抗１３４からの出力信号と抵抗１５４からの出力信号とが反転増幅回路Ｐ４に入力されて、反転増幅回路Ｐ４により電圧の反転増幅が行われる。ここで、反転増幅回路Ｐ４では、抵抗１３４からの出力信号と抵抗１５４からの出力信号との合成（本実施形態では、実質的には、ＩＶ変換回路Ｐ１の出力と、ＩＶ変換回路Ｐ２の出力との引き算）が行われる。
反転増幅回路Ｐ４による反転増幅の結果が、差動増幅回路Ｑ１に入力される。
反転増幅回路Ｐ４からの出力は、抵抗１３４からの出力信号と抵抗１５４からの出力信号の加算に応じた出力となる。
反転増幅回路Ｐ４による反転増幅の結果が、差動増幅回路Ｑ１に入力される。
反転増幅回路Ｐ４からの出力は、抵抗１３４からの出力信号と抵抗１５４からの出力信号の加算に応じた出力となる。
【0073】
差動増幅回路Ｑ１では、コンパレーションを行い、反転増幅回路Ｐ４から入力される電圧信号が所定の電圧を超えた場合に所定値（例えば、１値）を出力し、他の場合に他の所定値（例えば、０値）を出力する。
差動増幅回路Ｑ１は、比較器（コンパレータ）として機能している。
差動増幅回路Ｑ１からの出力は、コンパレーションの結果となる。
差動増幅回路Ｑ１は、比較器（コンパレータ）として機能している。
差動増幅回路Ｑ１からの出力は、コンパレーションの結果となる。
【0074】
例えば、反射型スケール１２が適度な位置にあるとき、第１処理回路１０１では、図２０に示される２箇所の位置Ｈ１、Ｈ２（４０μｍ離長した２箇所の位置）のそれぞれの受光信号をフォトダイオードアレー１３（各１ピクセル）で電流信号に変換して増幅する。
つまり、図２０および図２１の例では、Ｚｐに関する位置Ｈ１の受光がフォトダイオード１１１により行われ、Ｚｎに関する位置Ｈ２の受光がフォトダイオード１１２により行われる。
その後、第１処理回路１０１では、それぞれの受光信号について電流信号（Ｉ信号）を電圧信号（Ｖ信号）へ変換し、ＺｐとＺｎとの差分電圧信号を取得して、その所定の向き（本実施形態では、上向き）の信号のみをコンパレーションした信号を出力する。
なお、コンパレーションでは、例えば、基準電位としてＲ波形などが用いられてもよい。
つまり、図２０および図２１の例では、Ｚｐに関する位置Ｈ１の受光がフォトダイオード１１１により行われ、Ｚｎに関する位置Ｈ２の受光がフォトダイオード１１２により行われる。
その後、第１処理回路１０１では、それぞれの受光信号について電流信号（Ｉ信号）を電圧信号（Ｖ信号）へ変換し、ＺｐとＺｎとの差分電圧信号を取得して、その所定の向き（本実施形態では、上向き）の信号のみをコンパレーションした信号を出力する。
なお、コンパレーションでは、例えば、基準電位としてＲ波形などが用いられてもよい。
【0075】
図２２は、実施形態に係る第１処理回路１０１における差分電圧およびコンパレーション電圧の一例を示す図である。
図２２には、（Ａ）のグラフと（Ｂ）のグラフを、横軸をそろえて示してある。これらのグラフにおいて、横軸はスケール移動量（反射型スケール１２の移動量に対応する量）を表している。
図２２（Ａ）のグラフにおいて、縦軸は差分電圧を表している。当該グラフでは、差分電圧の特性２０２１を示してある。
図２２（Ｂ）のグラフにおいて、縦軸はコンパレーション電圧を表している。当該グラフでは、コンパレーション電圧の特性２０３１を示してある。
なお、図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）の例では、説明の便宜上、差分電圧の特性２０２１の波形およびコンパレーション電圧の特性２０３１の波形として、それぞれ、説明のために人工で作成した波形を示してある。
図２２には、（Ａ）のグラフと（Ｂ）のグラフを、横軸をそろえて示してある。これらのグラフにおいて、横軸はスケール移動量（反射型スケール１２の移動量に対応する量）を表している。
図２２（Ａ）のグラフにおいて、縦軸は差分電圧を表している。当該グラフでは、差分電圧の特性２０２１を示してある。
図２２（Ｂ）のグラフにおいて、縦軸はコンパレーション電圧を表している。当該グラフでは、コンパレーション電圧の特性２０３１を示してある。
なお、図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）の例では、説明の便宜上、差分電圧の特性２０２１の波形およびコンパレーション電圧の特性２０３１の波形として、それぞれ、説明のために人工で作成した波形を示してある。
【0076】
差分電圧の特性２０２１は、反射型スケール１２が移動した際に得られる差分電圧信号の特性を表している。これは、図１３の例におけるＺｓ波形に基づく。
コンパレーション電圧の特性２０３１は、差分電圧の特性２０２１について得られるコンパレーションした信号の特性を表している。当該信号の波形が、Ｚ相の検出結果となる。
例えば、差分電圧の特性２０２１からコンパレーション電圧の特性２０３１が得られるように、図２１の例における差動増幅回路Ｑ１の電圧源１７２の電圧（基準電位）が調整される。
コンパレーション電圧の特性２０３１は、差分電圧の特性２０２１について得られるコンパレーションした信号の特性を表している。当該信号の波形が、Ｚ相の検出結果となる。
例えば、差分電圧の特性２０２１からコンパレーション電圧の特性２０３１が得られるように、図２１の例における差動増幅回路Ｑ１の電圧源１７２の電圧（基準電位）が調整される。
【0077】
［Ｚ相検出方法（ｎ＝２）の問題点の説明］
図２３は、実施形態に係るスリット数が４であるマルチスリットＬＥＤ１１を光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
図２３に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における座標を表しており、縦軸はフォトダイオード電流を表している。
図２３には、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度の特性（強度特性２１１１）を示してある。
なお、図２３の例では、説明の便宜上、強度特性２１１１の波形として、説明のために人工で作成した波形を示してある。
図２３は、実施形態に係るスリット数が４であるマルチスリットＬＥＤ１１を光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
図２３に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における座標を表しており、縦軸はフォトダイオード電流を表している。
図２３には、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度の特性（強度特性２１１１）を示してある。
なお、図２３の例では、説明の便宜上、強度特性２１１１の波形として、説明のために人工で作成した波形を示してある。
【0078】
図２３の例では、スリット数が４であるマルチスリットＬＥＤ１１（４０μｍピッチ）を光源として、２０μｍピッチの反射型スケール１２を介して結像したＴａｌｂｏｔの２次結像を模式的に表している。
なお、本実施形態では、ｎ＝２、ｚ＝２５２０μｍである。
図２３の例では、強度特性２１１１において、フォトダイオードアレー上の位置Ｈ１１および位置Ｈ１２の検出が行われる。
なお、本実施形態では、ｎ＝２、ｚ＝２５２０μｍである。
図２３の例では、強度特性２１１１において、フォトダイオードアレー上の位置Ｈ１１および位置Ｈ１２の検出が行われる。
【0079】
ここで、仮に、図２１に示される第１処理回路１０１が用いられる場合を示す。
第１処理回路１０１では、図２３に示される２箇所の位置Ｈ１１、Ｈ１２（４０μｍ離長した２箇所の位置）のそれぞれの受光信号をフォトダイオードアレー１３（各１ピクセル）で電流信号に変換して増幅する。
つまり、図２３および図２１の例では、Ｚｐに関する位置Ｈ１１の受光がフォトダイオード１１１により行われ、Ｚｎに関する位置Ｈ１２の受光がフォトダイオード１１２により行われる。
その後、第１処理回路１０１では、それぞれの受光信号について電流信号（Ｉ信号）を電圧信号（Ｖ信号）へ変換し、ＺｐとＺｎとの差分電圧信号を取得して、その所定の向き（本実施形態では、上向き）の信号のみをコンパレーションした信号を出力する。
なお、コンパレーションでは、例えば、基準電位としてＲ波形などが用いられてもよい。
第１処理回路１０１では、図２３に示される２箇所の位置Ｈ１１、Ｈ１２（４０μｍ離長した２箇所の位置）のそれぞれの受光信号をフォトダイオードアレー１３（各１ピクセル）で電流信号に変換して増幅する。
つまり、図２３および図２１の例では、Ｚｐに関する位置Ｈ１１の受光がフォトダイオード１１１により行われ、Ｚｎに関する位置Ｈ１２の受光がフォトダイオード１１２により行われる。
その後、第１処理回路１０１では、それぞれの受光信号について電流信号（Ｉ信号）を電圧信号（Ｖ信号）へ変換し、ＺｐとＺｎとの差分電圧信号を取得して、その所定の向き（本実施形態では、上向き）の信号のみをコンパレーションした信号を出力する。
なお、コンパレーションでは、例えば、基準電位としてＲ波形などが用いられてもよい。
【0080】
図２４は、第１処理回路１０１における差分電圧およびコンパレーション電圧の一例を示す図である。
図２４には、（Ａ）のグラフと（Ｂ）のグラフを、横軸をそろえて示してある。これらのグラフにおいて、横軸はスケール移動量（反射型スケール１２の移動量に対応する量）を表している。
図２４（Ａ）のグラフにおいて、縦軸は差分電圧を表している。当該グラフでは、差分電圧の特性２１２１を示してある。
図２４（Ｂ）のグラフにおいて、縦軸はコンパレーション電圧を表している。当該グラフでは、コンパレーション電圧の特性２１３１を示してある。
なお、図２４（Ａ）および図２４（Ｂ）の例では、説明の便宜上、差分電圧の特性２１２１の波形およびコンパレーション電圧の特性２１３１の波形として、それぞれ、説明のために人工で作成した波形を示してある。
図２４には、（Ａ）のグラフと（Ｂ）のグラフを、横軸をそろえて示してある。これらのグラフにおいて、横軸はスケール移動量（反射型スケール１２の移動量に対応する量）を表している。
図２４（Ａ）のグラフにおいて、縦軸は差分電圧を表している。当該グラフでは、差分電圧の特性２１２１を示してある。
図２４（Ｂ）のグラフにおいて、縦軸はコンパレーション電圧を表している。当該グラフでは、コンパレーション電圧の特性２１３１を示してある。
なお、図２４（Ａ）および図２４（Ｂ）の例では、説明の便宜上、差分電圧の特性２１２１の波形およびコンパレーション電圧の特性２１３１の波形として、それぞれ、説明のために人工で作成した波形を示してある。
【0081】
差分電圧の特性２１２１は、反射型スケール１２が移動した際に得られる差分電圧信号の特性を表している。これは、図１９の例におけるＺｓ波形に基づく。
コンパレーション電圧の特性２１３１は、差分電圧の特性２１２１について得られるコンパレーションした信号の特性を表している。
コンパレーション電圧の特性２１３１は、差分電圧の特性２１２１について得られるコンパレーションした信号の特性を表している。
【0082】
しかしながら、図２４の例では、図２２の例とは異なり、差分電圧の特性２１２１およびコンパレーション電圧の特性２１３１は、ダブルピークの波形となる。
このため、このようなダブルピークの波形のままでは、コンパレーションの信号の波形をＺ相の検出結果として使用することができない。
このため、このようなダブルピークの波形のままでは、コンパレーションの信号の波形をＺ相の検出結果として使用することができない。
【0083】
［Ｚ相検出方法（ｎ＝２）の問題点の解決手法］
図２５は、実施形態に係るスリット数が４であるマルチスリットＬＥＤ１１を光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
図２５に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における座標を表しており、縦軸はフォトダイオード電流を表している。
図２５には、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度の特性（強度特性２２１１）を示してある。
なお、図２５の例では、説明の便宜上、強度特性２２１１の波形として、説明のために人工で作成した波形を示してある。
図２５は、実施形態に係るスリット数が４であるマルチスリットＬＥＤ１１を光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
図２５に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における座標を表しており、縦軸はフォトダイオード電流を表している。
図２５には、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度の特性（強度特性２２１１）を示してある。
なお、図２５の例では、説明の便宜上、強度特性２２１１の波形として、説明のために人工で作成した波形を示してある。
【0084】
図２５の例では、スリット数が４であるマルチスリットＬＥＤ１１（４０μｍピッチ）を光源として、２０μｍピッチの反射型スケール１２を介して結像したＴａｌｂｏｔの２次結像を模式的に表している。
なお、本実施形態では、ｎ＝２、ｚ＝２５２０μｍである。
図２５の例では、強度特性２２１１において、フォトダイオードアレー上の位置Ｈ２１および位置Ｈ２２の検出が行われる。
図２５の例では、これら２箇所の位置Ｈ２１、Ｈ２２の離長が８０μｍ（２ピッチの離長）に設定されている。
なお、本実施形態では、ｎ＝２、ｚ＝２５２０μｍである。
図２５の例では、強度特性２２１１において、フォトダイオードアレー上の位置Ｈ２１および位置Ｈ２２の検出が行われる。
図２５の例では、これら２箇所の位置Ｈ２１、Ｈ２２の離長が８０μｍ（２ピッチの離長）に設定されている。
【0085】
ここで、図２１に示される第１処理回路１０１が用いられる場合を示す。
第１処理回路１０１では、図２５に示される２箇所の位置Ｈ２１、Ｈ２２（８０μｍ離長した２箇所の位置）のそれぞれの受光信号をフォトダイオードアレー１３（各１ピクセル）で電流信号に変換して増幅する。
つまり、図２５および図２１の例では、Ｚｐに関する位置Ｈ２１の受光がフォトダイオード１１１により行われ、Ｚｎに関する位置Ｈ２２の受光がフォトダイオード１１２により行われる。
その後、第１処理回路１０１では、それぞれの受光信号について電流信号（Ｉ信号）を電圧信号（Ｖ信号）へ変換し、ＺｐとＺｎとの差分電圧信号を取得して、その所定の向き（本実施形態では、上向き）の信号のみをコンパレーションした信号を出力する。
なお、コンパレーションでは、例えば、基準電位としてＲ波形などが用いられてもよい。
第１処理回路１０１では、図２５に示される２箇所の位置Ｈ２１、Ｈ２２（８０μｍ離長した２箇所の位置）のそれぞれの受光信号をフォトダイオードアレー１３（各１ピクセル）で電流信号に変換して増幅する。
つまり、図２５および図２１の例では、Ｚｐに関する位置Ｈ２１の受光がフォトダイオード１１１により行われ、Ｚｎに関する位置Ｈ２２の受光がフォトダイオード１１２により行われる。
その後、第１処理回路１０１では、それぞれの受光信号について電流信号（Ｉ信号）を電圧信号（Ｖ信号）へ変換し、ＺｐとＺｎとの差分電圧信号を取得して、その所定の向き（本実施形態では、上向き）の信号のみをコンパレーションした信号を出力する。
なお、コンパレーションでは、例えば、基準電位としてＲ波形などが用いられてもよい。
【0086】
図２６は、実施形態に係る第１処理回路１０１における差分電圧およびコンパレーション電圧の一例を示す図である。
図２６には、（Ａ）のグラフと（Ｂ）のグラフを、横軸をそろえて示してある。これらのグラフにおいて、横軸はスケール移動量（反射型スケール１２の移動量に対応する量）を表している。
図２６（Ａ）のグラフにおいて、縦軸は差分電圧を表している。当該グラフでは、差分電圧の特性２２２１を示してある。
図２６（Ｂ）のグラフにおいて、縦軸はコンパレーション電圧を表している。当該グラフでは、コンパレーション電圧の特性２２３１を示してある。
なお、図２６（Ａ）および図２６（Ｂ）の例では、説明の便宜上、差分電圧の特性２２２１の波形およびコンパレーション電圧の特性２２３１の波形として、それぞれ、説明のために人工で作成した波形を示してある。
図２６には、（Ａ）のグラフと（Ｂ）のグラフを、横軸をそろえて示してある。これらのグラフにおいて、横軸はスケール移動量（反射型スケール１２の移動量に対応する量）を表している。
図２６（Ａ）のグラフにおいて、縦軸は差分電圧を表している。当該グラフでは、差分電圧の特性２２２１を示してある。
図２６（Ｂ）のグラフにおいて、縦軸はコンパレーション電圧を表している。当該グラフでは、コンパレーション電圧の特性２２３１を示してある。
なお、図２６（Ａ）および図２６（Ｂ）の例では、説明の便宜上、差分電圧の特性２２２１の波形およびコンパレーション電圧の特性２２３１の波形として、それぞれ、説明のために人工で作成した波形を示してある。
【0087】
差分電圧の特性２２２１は、反射型スケール１２が移動した際に得られる差分電圧信号の特性を表している。
コンパレーション電圧の特性２２３１は、差分電圧の特性２２２１について得られるコンパレーションした信号の特性を表している。
コンパレーション電圧の特性２２３１は、差分電圧の特性２２２１について得られるコンパレーションした信号の特性を表している。
【0088】
図２６の例では、差分電圧の特性２２２１の波形は、トリプルピーク（３個のパルス状のピーク）の波形となる。
そして、本実施形態では、当該トリプルピークの波形中の真ん中の一番波高が高い箇所を用いてコンパレーションしてＺ相の検出結果を得るように、第１処理回路１０１のパラメータ（回路定数）等を設定または調整する。これにより、図２６の例では、コンパレーション電圧の特性２２３１において、１個のピークが得られる。
そして、本実施形態では、当該トリプルピークの波形中の真ん中の一番波高が高い箇所を用いてコンパレーションしてＺ相の検出結果を得るように、第１処理回路１０１のパラメータ（回路定数）等を設定または調整する。これにより、図２６の例では、コンパレーション電圧の特性２２３１において、１個のピークが得られる。
【0089】
［２次のＴａｌｂｏｔ結像（ｎ＝２）のＺｓ信号をＲ信号でコンパレーションする構成例］
本実施形態では、コンパレーションの基準電位を生成するために、Ｒ相の信号が使用されてもよい。この場合、図２６の例におけるトリプルピークの波高の一番高い部分のみを検出するように、別途、Ｒ相の信号を処理する。
本実施形態では、コンパレーションの基準電位を生成するために、Ｒ相の信号が使用されてもよい。この場合、図２６の例におけるトリプルピークの波高の一番高い部分のみを検出するように、別途、Ｒ相の信号を処理する。
【0090】
図２７は、実施形態に係るスリット数が４であるマルチスリットＬＥＤ１１を光源とする光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１におけるフォトダイオードアレー１３上の結像（ｎ＝２）の強度の一例を示す図である。
図２７に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における座標を表しており、縦軸はフォトダイオード電流を表している。
図２７には、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度の特性（強度特性２３１１）を示してある。
なお、図２７の例では、説明の便宜上、強度特性２３１１の波形として、説明のために人工で作成した波形を示してある。
図２７に示されるグラフにおいて、横軸はフォトダイオードアレー１３における座標を表しており、縦軸はフォトダイオード電流を表している。
図２７には、フォトダイオードアレー１３上の結像の強度の特性（強度特性２３１１）を示してある。
なお、図２７の例では、説明の便宜上、強度特性２３１１の波形として、説明のために人工で作成した波形を示してある。
【0091】
図２７の例では、スリット数が４であるマルチスリットＬＥＤ１１（４０μｍピッチ）を光源として、２０μｍピッチの反射型スケール１２を介して結像したＴａｌｂｏｔの２次結像を模式的に表している。
なお、本実施形態では、ｎ＝２、ｚ＝２５２０μｍである。
図２７の例では、強度特性２３１１において、Ｚｓ信号に関して、フォトダイオードアレー上の位置Ｈ３１および位置Ｈ３２の検出が行われる。
また、図２７の例では、強度特性２３１１において、Ｒ信号に関して、フォトダイオードアレー上の位置Ｈ４１および位置Ｈ４２の検出と、位置Ｈ４３および位置Ｈ４４の検出が行われる。
なお、本実施形態では、ｎ＝２、ｚ＝２５２０μｍである。
図２７の例では、強度特性２３１１において、Ｚｓ信号に関して、フォトダイオードアレー上の位置Ｈ３１および位置Ｈ３２の検出が行われる。
また、図２７の例では、強度特性２３１１において、Ｒ信号に関して、フォトダイオードアレー上の位置Ｈ４１および位置Ｈ４２の検出と、位置Ｈ４３および位置Ｈ４４の検出が行われる。
【0092】
図２８は、実施形態に係るフォトダイオードアレー１３による受光信号を処理する第２処理回路２０１の一例を示す図である。
第２処理回路２０１は、図２１に示される第１処理回路１０１の代わりに使用され得る回路である。
本実施形態では、第２処理回路２０１がフォトダイオードアレー１３に備えられている場合を示すが、他の構成例として、第２処理回路２０１とフォトダイオードアレー１３とが別体として構成されてもよい。
第２処理回路２０１は、図２１に示される第１処理回路１０１の代わりに使用され得る回路である。
本実施形態では、第２処理回路２０１がフォトダイオードアレー１３に備えられている場合を示すが、他の構成例として、第２処理回路２０１とフォトダイオードアレー１３とが別体として構成されてもよい。
【0093】
第２処理回路２０１は、Ｚ相の検出に関する回路として、フォトダイオード２１１、２１２と、バイポーラートランジスター２２１、２２２と、オペアンプ２３１と抵抗２３２と電圧源２３３からなる増幅回路（ＩＶ変換回路Ｐ１１）と、抵抗２３４と、オペアンプ２４１と抵抗２４２と電圧源２４３からなる増幅回路（ＩＶ変換回路Ｐ１２）と、抵抗２４４と、オペアンプ２５１と抵抗２５２と電圧源２５３からなる増幅回路（反転増幅回路Ｐ１３）と、抵抗２５４と、オペアンプ２６１と抵抗２６２と電圧源２６３からなる増幅回路（反転増幅回路Ｐ１４）と、を備える。
【0094】
ここで、このようなＺ相の検出に関する回路の構成および動作は、例えば、図２１に示される第１処理回路１０１において差動増幅回路Ｑ１を除いた回路部分の構成および動作と同様であり、詳しい説明を省略する。
【0095】
本実施形態では、反射型スケール１２が適度な位置（説明の便宜上、位置ＰＯ１と呼ぶ。）にあるとき、フォトダイオード２１１によりＺｐ相の受光信号を電流に変換し、フォトダイオード２１２によりＺｎ相の受光信号を電流信号に変換する。
【0096】
第２処理回路２０１は、Ｒ相の検出に関する回路として、フォトダイオード３１１～３１４と、バイポーラートランジスター３２１、３２２と、オペアンプ３３１と抵抗３３２と電圧源３３３からなる増幅回路（ＩＶ変換回路Ｐ２１）と、抵抗３３４と、オペアンプ３４１と抵抗３４２と電圧源３４３からなる増幅回路（ＩＶ変換回路Ｐ２２）と、抵抗３４４と、オペアンプ３５１と抵抗３５２と電圧源３５３からなる増幅回路（反転増幅回路Ｐ２３）と、抵抗３５４と、オペアンプ３６１と抵抗３６２と電圧源３６３からなる増幅回路（反転増幅回路Ｐ２４）と、を備える。
【0097】
ここで、このようなＲ相の検出に関する回路の構成および動作は、例えば、２個のフォトダイオード３１１、３１２による電流が合成されてバイポーラートランジスター３２１に入力される点および２個のフォトダイオード３１３、３１４による電流が合成されてバイポーラートランジスター３２２に入力される点を除いて、Ｚ相の検出に関する回路の構成および動作と同様であり、詳しい説明を省略する。
【0098】
本実施形態では、反射型スケール１２が適度な位置（上記した位置ＰＯ１）にあるとき、２個のフォトダイオード３１１、３１２のそれぞれにより２個の位置のそれぞれのＲｐ相の受光信号を電流に変換し、２個のフォトダイオード３１３、３１４のそれぞれにより２個の位置のそれぞれのＲｎ相の受光信号を電流信号に変換する。
【0099】
第２処理回路２０１は、コンパレーションを行うためのオペアンプ３７１を備える。
オペアンプ３７１では、コンパレーションを行い、Ｚ相の検出に関する回路（反転増幅回路Ｐ１４）から入力される電圧信号の値が、Ｒ相の検出に関する回路（反転増幅回路Ｐ２４）から入力される電圧信号の値を超えた場合に所定値（例えば、１値）を出力し、他の場合に他の所定値（例えば、０値）を出力する。
オペアンプ３７１は、比較器（コンパレータ）として機能している。
オペアンプ３７１からの出力は、コンパレーションの結果となる。
オペアンプ３７１では、コンパレーションを行い、Ｚ相の検出に関する回路（反転増幅回路Ｐ１４）から入力される電圧信号の値が、Ｒ相の検出に関する回路（反転増幅回路Ｐ２４）から入力される電圧信号の値を超えた場合に所定値（例えば、１値）を出力し、他の場合に他の所定値（例えば、０値）を出力する。
オペアンプ３７１は、比較器（コンパレータ）として機能している。
オペアンプ３７１からの出力は、コンパレーションの結果となる。
【0100】
ここで、第２処理回路２０１では、Ｚ相の検出に関する回路から出力されるＺｓ相の信号のコンパレーションの基準値として、Ｒ相の検出に関する回路から出力される信号が用いられている。
【0101】
例えば、反射型スケール１２が適度な位置（上記した位置ＰＯ１）にあるとき、第２処理回路２０１では、図２７に示される２箇所の位置Ｈ３１、Ｈ３２のそれぞれの受光信号をフォトダイオードアレー１３（各１ピクセル）で電流信号に変換して増幅する。
つまり、図２７および図２８の例では、Ｚｐに関する位置Ｈ３１の受光がフォトダイオード２１１により行われ、Ｚｎに関する位置Ｈ３２の受光がフォトダイオード２１２により行われる。
その後、第２処理回路２０１では、それぞれの受光信号について適度な倍率で電流信号（Ｉ信号）を電圧信号（Ｖ信号）へ変換し、ＺｐとＺｎとの差分電圧信号を取得する。
つまり、図２７および図２８の例では、Ｚｐに関する位置Ｈ３１の受光がフォトダイオード２１１により行われ、Ｚｎに関する位置Ｈ３２の受光がフォトダイオード２１２により行われる。
その後、第２処理回路２０１では、それぞれの受光信号について適度な倍率で電流信号（Ｉ信号）を電圧信号（Ｖ信号）へ変換し、ＺｐとＺｎとの差分電圧信号を取得する。
【0102】
また、第２処理回路２０１では、図２７に示される４箇所の位置Ｈ４１～Ｈ４４（４ピクセル）のうちの左側２箇所（左側２ピクセル）と右側２箇所（右側２ピクセル）のそれぞれについて、２ピクセル分（１／２ピッチ離長）の受光信号をフォトダイオードアレー１３で電流信号に変換して合成して増幅する。
つまり、図２７および図２８の例では、Ｒｐに関する位置Ｈ４１の受光がフォトダイオード３１１により行われ、Ｒｐに関する位置Ｈ４２の受光がフォトダイオード３１２により行われ、これらの受光信号（電流信号）が合成される。また、Ｒｎに関する位置Ｈ４３の受光がフォトダイオード３１３により行われ、Ｒｎに関する位置Ｈ４４の受光がフォトダイオード３１４により行われ、これらの受光信号（電流信号）が合成される。
その後、第２処理回路２０１では、それぞれの合成信号について適度な倍率で電流信号（Ｉ信号）を電圧信号（Ｖ信号）へ変換し、ＲｐとＲｎとの差分電圧信号を取得する。
つまり、図２７および図２８の例では、Ｒｐに関する位置Ｈ４１の受光がフォトダイオード３１１により行われ、Ｒｐに関する位置Ｈ４２の受光がフォトダイオード３１２により行われ、これらの受光信号（電流信号）が合成される。また、Ｒｎに関する位置Ｈ４３の受光がフォトダイオード３１３により行われ、Ｒｎに関する位置Ｈ４４の受光がフォトダイオード３１４により行われ、これらの受光信号（電流信号）が合成される。
その後、第２処理回路２０１では、それぞれの合成信号について適度な倍率で電流信号（Ｉ信号）を電圧信号（Ｖ信号）へ変換し、ＲｐとＲｎとの差分電圧信号を取得する。
【0103】
さらに、第２処理回路２０１では、オペアンプ３７１によって、Ｚｓ信号をＲ信号でコンパレーションする。
【0104】
なお、図２７に示される位置Ｈ４１、位置Ｈ４２、位置Ｈ３１、位置Ｈ３２、位置Ｈ４４、位置Ｈ４４に関し、フォトダイオードアレー１３の各ピクセル位置は、一番左を基準の０μｍとすると、次が２０μｍ、以降は、５０μｍ、１３０μｍ、１６０μｍ、１８０μｍに各々位置する。
【0105】
図２９は、実施形態に係る第２処理回路２０１における差分電圧およびコンパレーション電圧の一例を示す図である。
図２９には、（Ａ）のグラフと（Ｂ）のグラフを、横軸をそろえて示してある。これらのグラフにおいて、横軸はスケール移動量（反射型スケール１２の移動量に対応する量）を表している。
図２９（Ａ）のグラフにおいて、縦軸は差分電圧を表している。当該グラフでは、Ｚｓ相に関する差分電圧の特性２３２１と、Ｒ相に関する差分電圧の特性２３２２を示してある。
図２９（Ｂ）のグラフにおいて、縦軸はコンパレーション電圧を表している。当該グラフでは、コンパレーション電圧の特性２３３１を示してある。
なお、図２９（Ａ）および図２９（Ｂ）の例では、説明の便宜上、Ｚｓ相に関する差分電圧の特性２３２１の波形、Ｒ相に関する差分電圧の特性２３２２の波形、および、コンパレーション電圧の特性２３３１の波形として、それぞれ、説明のために人工で作成した波形を示してある。
図２９には、（Ａ）のグラフと（Ｂ）のグラフを、横軸をそろえて示してある。これらのグラフにおいて、横軸はスケール移動量（反射型スケール１２の移動量に対応する量）を表している。
図２９（Ａ）のグラフにおいて、縦軸は差分電圧を表している。当該グラフでは、Ｚｓ相に関する差分電圧の特性２３２１と、Ｒ相に関する差分電圧の特性２３２２を示してある。
図２９（Ｂ）のグラフにおいて、縦軸はコンパレーション電圧を表している。当該グラフでは、コンパレーション電圧の特性２３３１を示してある。
なお、図２９（Ａ）および図２９（Ｂ）の例では、説明の便宜上、Ｚｓ相に関する差分電圧の特性２３２１の波形、Ｒ相に関する差分電圧の特性２３２２の波形、および、コンパレーション電圧の特性２３３１の波形として、それぞれ、説明のために人工で作成した波形を示してある。
【0106】
差分電圧の特性２３２１および特性２３２２は、反射型スケール１２が移動した際に得られる差分電圧信号の特性を表している。
コンパレーション電圧の特性２３３１は、差分電圧の特性２３２１および特性２３２２について得られるコンパレーションした信号の特性を表している。
コンパレーション電圧の特性２３３１は、差分電圧の特性２３２１および特性２３２２について得られるコンパレーションした信号の特性を表している。
【0107】
図２９の例では、２次のＴａｌｂｏｔ結像が反射型スケール１２の移動に伴って移動することによって、図２８に示される第２処理回路２０１が出力する波形を示してある。
図２９（Ａ）の例におけるＺｓ信号の特性２３２１は、図２６（Ａ）の例における特性２２２１と同様であるが、信号倍率を適当に変更してある。
図２９（Ａ）の例におけるＲ信号の特性２３２２は、各位置Ｈ４１～Ｈ４４のピクセルのフォトダイオード電流を信号処理することで得られる波形である。Ｒ信号の特性２３２２を用いてＺｓ信号の特性２３２１をコンパレーションすることで得られた波形が、図２９（Ｂ）における特性２３３１となる。
これにより、第２処理回路２０１では、Ａ相（あるいは、Ｂ相）の１周期未満の幅のＺ相検出信号波形を得ることができる。
図２９（Ａ）の例におけるＺｓ信号の特性２３２１は、図２６（Ａ）の例における特性２２２１と同様であるが、信号倍率を適当に変更してある。
図２９（Ａ）の例におけるＲ信号の特性２３２２は、各位置Ｈ４１～Ｈ４４のピクセルのフォトダイオード電流を信号処理することで得られる波形である。Ｒ信号の特性２３２２を用いてＺｓ信号の特性２３２１をコンパレーションすることで得られた波形が、図２９（Ｂ）における特性２３３１となる。
これにより、第２処理回路２０１では、Ａ相（あるいは、Ｂ相）の１周期未満の幅のＺ相検出信号波形を得ることができる。
【0108】
例えば、Ｚｓ相の特性２３２１におけるトリプルピークのうちの中央の波高が最も高いピークのみをコンパレーション電圧の特性２３３１のように検出することができるように、図２８の例における第２処理回路２０１のパラメータ（回路定数）等が設定または調整される。
【0109】
図３０は、実施形態に係るフォトダイオードアレー１３ｃの構成例を示す図である。
フォトダイオードアレー１３ｃは、フォトダイオードアレー１３の一例である。
フォトダイオードアレー１３ｃの構成例は、Ｌ＝２０μｍのときのスケール用の構成例である。
フォトダイオードアレー１３ｃは、フォトダイオードアレー１３の一例である。
フォトダイオードアレー１３ｃの構成例は、Ｌ＝２０μｍのときのスケール用の構成例である。
【0110】
図３０の例では、フォトダイオードアレー１３ｃは、複数の短冊状のピクセルを有しており、短冊の幅の分の積分によって、受光信号を電気信号に変換した後、所定の演算を行うことで、Ａ相、Ｂ相、Ｚ相、Ｒ相を計算して出力する。
なお、Ｒ相については、Ｒ相が使用されない場合には検出および計算が行われなくてもよい。
なお、Ｒ相については、Ｒ相が使用されない場合には検出および計算が行われなくてもよい。
【0111】
フォトダイオードアレー１３ｃは、図２８に示される第２処理回路２０１により図２７に示される強度特性２３１１に基づいてＺ相検出を行うために用いられる。
フォトダイオードアレー１３ｃの各ピクセルの配置は、２次のＴａｌｂｏｔ結像に専用であり、図１０に示される配置の例と比べて、Ｚｐ、Ｚｎ、Ｒｐ、Ｒｎの配置が異なっている。
フォトダイオードアレー１３ｃの各ピクセルの配置は、２次のＴａｌｂｏｔ結像に専用であり、図１０に示される配置の例と比べて、Ｚｐ、Ｚｎ、Ｒｐ、Ｒｎの配置が異なっている。
【0112】
図３０に示されるフォトダイオードアレー１３ｃの各ピクセルの配置について説明する。
受光パターンの複数の受光部が並ぶ方向（図３０の例では、左右の方向）について、一方側（図３０の例では、左側）から他方側（図３０の例では、右側）に向かって、６０個のピクセルが等間隔で配置されている。各ピクセルは、受光を行うフォトダイオードを有している。
受光パターンの複数の受光部が並ぶ方向（図３０の例では、左右の方向）について、一方側（図３０の例では、左側）から他方側（図３０の例では、右側）に向かって、６０個のピクセルが等間隔で配置されている。各ピクセルは、受光を行うフォトダイオードを有している。
【0113】
図３０の例では、受光パターンにおいて、００～５９の６０個の短冊状の受光部が並んでいる。
図３０の例では、それぞれの番号（００～５９）のピクセルにより検出対象（ターゲット）とされる相を表している。
当該検出対象（ターゲット）は、反射型スケール１２が所定の位置にあると想定した場合の対象である。
なお、Ｄｕ（ダミー）は使用されない。
また、同じ相が複数存在する場合には、これら複数の検出結果を合成することが行われる。この理由は、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を高めるためである。
図３０の例では、それぞれの番号（００～５９）のピクセルにより検出対象（ターゲット）とされる相を表している。
当該検出対象（ターゲット）は、反射型スケール１２が所定の位置にあると想定した場合の対象である。
なお、Ｄｕ（ダミー）は使用されない。
また、同じ相が複数存在する場合には、これら複数の検出結果を合成することが行われる。この理由は、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を高めるためである。
【0114】
番号００の検出対象は、Ｄｕ（ダミー）である。番号０１の検出対象は、Ｄｕ（ダミー）である。番号０２の検出対象は、Ａｐ相である。番号０３の検出対象は、Ｂｐ相である。番号０４の検出対象は、Ａｎ相である。番号０５の検出対象は、Ｂｎ相である。番号０６の検出対象は、Ａｐ相である。番号０７の検出対象は、Ｂｐ相である。番号０８の検出対象は、Ａｎ相である。番号０９の検出対象は、Ｂｎ相である。番号１０の検出対象は、Ａｐ相である。番号１１の検出対象は、Ｂｐ相である。番号１２の検出対象は、Ａｎ相である。番号１３の検出対象は、Ｂｎ相である。番号１４の検出対象は、Ａｐ相である。番号１５の検出対象は、Ｂｐ相である。番号１６の検出対象は、Ａｎ相である。番号１７の検出対象は、Ｂｎ相である。番号１８の検出対象は、Ａｐ相である。番号１９の検出対象は、Ｒｐ相である。番号２０の検出対象は、Ａｎ相である。番号２１の検出対象は、Ｒｐ相である。番号２２の検出対象は、Ａｐ相である。番号２３の検出対象は、Ｂｐ相である。番号２４の検出対象は、Ｚｐ相である。番号２５の検出対象は、Ｂｎ相である。番号２６の検出対象は、Ａｐ相である。番号２７の検出対象は、Ｂｐ相である。番号２８の検出対象は、Ａｎ相である。番号２９の検出対象は、Ｂｎ相である。番号３０の検出対象は、Ａｐ相である。番号３１の検出対象は、Ｂｐ相である。番号３２の検出対象は、Ｚｎ相である。番号３３の検出対象は、Ｂｎ相である。番号３４の検出対象は、Ａｐ相である。番号３５の検出対象は、Ｒｎ相である。番号３６の検出対象は、Ａｎ相である。番号３７の検出対象は、Ｒｎ相である。番号３８の検出対象は、Ａｐ相である。番号３９の検出対象は、Ｂｐ相である。番号４０の検出対象は、Ａｎ相である。番号４１の検出対象は、Ｂｎ相である。番号４２の検出対象は、Ａｐ相である。番号４３の検出対象は、Ｂｐ相である。番号４４の検出対象は、Ａｎ相である。番号４５の検出対象は、Ｂｎ相である。番号４６の検出対象は、Ａｐ相である。番号４７の検出対象は、Ｂｐ相である。番号４８の検出対象は、Ａｎ相である。番号４９の検出対象は、Ｂｎ相である。番号５０の検出対象は、Ａｐ相である。番号５１の検出対象は、Ｂｐ相である。番号５２の検出対象は、Ａｎ相である。番号５３の検出対象は、Ｂｎ相である。番号５４の検出対象は、Ａｐ相である。番号５５の検出対象は、Ｂｐ相である。番号５６の検出対象は、Ａｎ相である。番号５７の検出対象は、Ｂｎ相である。番号５８の検出対象は、Ｄｕ（ダミー）である。番号５９の検出対象は、Ｄｕ（ダミー）である。
【0115】
フォトダイオードアレー１３ｃは、短冊状となっており、短冊の幅の分の積分によって、受光信号を電気信号に変換した後、所定の演算を行うことで、Ａ相、Ｂ相、Ｚ相を計算して出力する。
【0116】
図３０の例では、フォトダイオードアレー１３ｃにおいて、図２７に示される位置Ｈ３１、位置Ｈ３２は、それぞれ、２４番目のＺｐ、３２番目のＺｎに対応している。
また、図３０の例では、フォトダイオードアレー１３ｃにおいて、図２７に示される位置Ｈ４１、位置Ｈ４２、位置Ｈ４３、位置Ｈ４４は、それぞれ、１９番目のＲｐ、２１番目のＲｐ、３５番目のＲｎ、３７番目のＲｎに対応させられている。
また、図３０の例では、フォトダイオードアレー１３ｃにおいて、図２７に示される位置Ｈ４１、位置Ｈ４２、位置Ｈ４３、位置Ｈ４４は、それぞれ、１９番目のＲｐ、２１番目のＲｐ、３５番目のＲｎ、３７番目のＲｎに対応させられている。
【0117】
本実施形態では、フォトダイオードアレー１３ｃを用いて、２次のＴａｌｂｏｔ結像よりＺ相信号を得る。また、本実施形態では、フォトダイオードアレー１３ｃを用いて、２次のＴａｌｂｏｔ結像よりＲ相信号を得ることも可能である。
【0118】
本実施形態では、一構成例として、図１に示される部品（マルチスリットＬＥＤ１１の光源、Ｚ相パターン装荷の反射型スケール１２、結像周期に対して１／４ピッチのピクセルで構成されたフォトダイオードアレー１３）を用いて、フォトダイオードアレー１３上に２次のＴａｌｂｏｔ結像を生成する。この場合、図３０に示されるフォトダイオードアレー１３ｃのピクセル配置に特徴がある。
信号処理は、例えば、図２８に示される第２処理回路２０１により行われる。これにより、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、図２９（Ａ）に示されるＺｓ信号およびＲ信号を生成し、これらの比較により、図２９（Ｂ）に示されるコンパレーション信号を生成する。そして、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、これをＺ相検出信号とする。
信号処理は、例えば、図２８に示される第２処理回路２０１により行われる。これにより、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、図２９（Ａ）に示されるＺｓ信号およびＲ信号を生成し、これらの比較により、図２９（Ｂ）に示されるコンパレーション信号を生成する。そして、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、これをＺ相検出信号とする。
【0119】
［光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおけるＺ相検出を実現する回路］
図３１は、実施形態に係るフォトダイオードアレー１３による受光信号を処理する第３処理回路４０１の一例を示す図である。
第３処理回路４０１は、図２１に示される第１処理回路１０１あるいは図２８に示される第２処理回路２０１の代わりに使用され得る回路である。
本実施形態では、第３処理回路４０１がフォトダイオードアレー１３に備えられている場合を示すが、他の構成例として、第３処理回路４０１とフォトダイオードアレー１３とが別体として構成されてもよい。
図３１は、実施形態に係るフォトダイオードアレー１３による受光信号を処理する第３処理回路４０１の一例を示す図である。
第３処理回路４０１は、図２１に示される第１処理回路１０１あるいは図２８に示される第２処理回路２０１の代わりに使用され得る回路である。
本実施形態では、第３処理回路４０１がフォトダイオードアレー１３に備えられている場合を示すが、他の構成例として、第３処理回路４０１とフォトダイオードアレー１３とが別体として構成されてもよい。
【0120】
第３処理回路４０１は、フォトダイオード４１１と、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスター４２１と、２個のＭＯＳトランジスター４３１、４３２からなるカレントミラー回路Ｊ１と、ＭＯＳトランジスター４４１と、２個のＭＯＳトランジスター４５１、４５２からなるカレントミラー回路Ｊ２と、ＭＯＳトランジスター４６１と、を備える。
【0121】
また、第３処理回路４０１は、フォトダイオード４１２と、ＭＯＳトランジスター５２１と、２個のＭＯＳトランジスター５３１、５３２からなるカレントミラー回路Ｊ１１と、ＭＯＳトランジスター５４１と、２個のＭＯＳトランジスター５５１、５５２からなるカレントミラー回路Ｊ１２と、ＭＯＳトランジスター５６１と、２個のＭＯＳトランジスター５７１、５７２からなるカレントミラー回路Ｊ１３と、ＭＯＳトランジスター５８１と、を備える。
【0122】
また、第３処理回路４０１は、オペアンプ６１１と抵抗６１２と電圧源６１３からなる反転増幅回路を備える。
【0123】
また、第３処理回路４０１は、バイアス電圧およびバイアス電流に関する回路として、電流源７１１と、電圧源（電源）７１２と、２個のＭＯＳトランジスター７２１、７２２からなるカレントミラー回路と、ＭＯＳトランジスター７３１と、２個のＭＯＳトランジスター７４１、７４２からなるカレントミラー回路と、ＭＯＳトランジスター７６１と、ＭＯＳトランジスター７７１と、２個のＭＯＳトランジスター７８１、７８２からなるカレントミラー回路と、を備える。
【0124】
ここで、電流源７１１は、基準となる電流を供給する。
電圧源（電源）７１２は、所定の電圧を供給する。当該電圧は、例えば、３．３Ｖまたは５Ｖなどであってもよい。
また、本実施形態では、フォトダイオードの検出電流が小さいことを想定して、ＭＯＳトランジスター４３１からＭＯＳトランジスター７４２の側に電流を、またＭＯＳトランジスター５３１からＭＯＳトランジスター７８２の側に各々電流を引く回路構成となっている。
電圧源（電源）７１２は、所定の電圧を供給する。当該電圧は、例えば、３．３Ｖまたは５Ｖなどであってもよい。
また、本実施形態では、フォトダイオードの検出電流が小さいことを想定して、ＭＯＳトランジスター４３１からＭＯＳトランジスター７４２の側に電流を、またＭＯＳトランジスター５３１からＭＯＳトランジスター７８２の側に各々電流を引く回路構成となっている。
【0125】
図３１の例では、Ｚｐ相に関するフォトダイオード４１１とカレントミラー回路Ｊ１との間にＭＯＳトランジスター４２１を備えることで、フォトダイオード４１１の電圧を安定化することが行われている。
また、カレントミラー回路Ｊ１とカレントミラー回路Ｊ２との間にＭＯＳトランジスター４４１を備えることで、ＭＯＳトランジスター４３２のドレイン・ソース間電圧を安定化することが行われている。
また、カレントミラー回路Ｊ２の後段にＭＯＳトランジスター４６１を備えることで、ＭＯＳトランジスター４５２のドレイン・ソース間電圧を安定化することが行われている。
また、カレントミラー回路Ｊ１とカレントミラー回路Ｊ２との間にＭＯＳトランジスター４４１を備えることで、ＭＯＳトランジスター４３２のドレイン・ソース間電圧を安定化することが行われている。
また、カレントミラー回路Ｊ２の後段にＭＯＳトランジスター４６１を備えることで、ＭＯＳトランジスター４５２のドレイン・ソース間電圧を安定化することが行われている。
【0126】
図３１の例では、Ｚｎ相に関するフォトダイオード４１２とカレントミラー回路Ｊ１１との間にＭＯＳトランジスター５２１を備えることで、フォトダイオード４１２の電圧を安定化することが行われている。
また、カレントミラー回路Ｊ１１とカレントミラー回路Ｊ１２との間にＭＯＳトランジスター５４１を備えることで、ＭＯＳトランジスター５３２のドレイン・ソース間電圧を安定化することが行われている。
また、カレントミラー回路Ｊ１２とカレントミラー回路Ｊ１３との間にＭＯＳトランジスター５６１を備えることで、ＭＯＳトランジスター５５２のドレイン・ソース間電圧を安定化することが行われている。
また、カレントミラー回路Ｊ１３の後段にＭＯＳトランジスター５８１を備えることで、ＭＯＳトランジスター５７２のドレイン・ソース間電圧を安定化することが行われている。
また、カレントミラー回路Ｊ１１とカレントミラー回路Ｊ１２との間にＭＯＳトランジスター５４１を備えることで、ＭＯＳトランジスター５３２のドレイン・ソース間電圧を安定化することが行われている。
また、カレントミラー回路Ｊ１２とカレントミラー回路Ｊ１３との間にＭＯＳトランジスター５６１を備えることで、ＭＯＳトランジスター５５２のドレイン・ソース間電圧を安定化することが行われている。
また、カレントミラー回路Ｊ１３の後段にＭＯＳトランジスター５８１を備えることで、ＭＯＳトランジスター５７２のドレイン・ソース間電圧を安定化することが行われている。
【0127】
本実施形態では、反射型スケール１２が適度な位置にあるとき、フォトダイオード４１１によりＺｐ相の受光信号を電流に変換し、フォトダイオード４１２によりＺｎ相の受光信号を電流信号に変換する。
【0128】
ここで、比較例として、図２１に示される第１処理回路１０１において最終段のコンパレーターを除外したものは、Ｚ相検出のためのＺｓ信号生成回路となる。このようなＺｓ信号生成回路の動作では、まず、フォトダイオードに光が照射されることで、当該光に伴う電流が生成される。当該電流をバイポーラートランジスターにより電流増幅し、当該バイポーラートランジスターの次段のオペアンプにて適当な倍率でＩ－Ｖ変換（電流から電圧への変換）を行って電圧信号を出力する。このような回路が全体回路にＺｐ用とＺｎ用とで２組あり、Ｚｎ用の方では当該電圧についてさらにオペアンプで極性反転を行う。ここまで処理されたＺｐ信号およびＺｎ信号は、さらに次段のオペアンプで加算される（実質的には、ＺｐとＺｎとの引き算を行っていることと等価である）。このような回路においては、バイポーラートランジスターが重要である。つまり、１ピクセルのフォトダイオードから生成される光電流は微少であるため、Ｉ－Ｖ変換前にバイポーラートランジスターであらかじめ電流増幅することが必要である。
【0129】
これに対して、図３１に示される第３処理回路４０１では、バイポーラートランジスターを用いない構成回路となっている。第３処理回路４０１では、微少な光電流の電流増幅を、適当な倍率のカレントミラー回路による電流増幅回路ブロックによって行う。
また、第１処理回路１０１では電流増幅後に即座にＩ－Ｖ変換を行う構成であるが、第３処理回路４０１では電流増幅後にＺｐ信号側に対してＺｎ信号側のみをもう一段折り返して、その後、両方の電流を合成してその合成電流（実質的には、差分電流）についてＩ－Ｖ変換を行う構成となっている。
また、第１処理回路１０１では電流増幅後に即座にＩ－Ｖ変換を行う構成であるが、第３処理回路４０１では電流増幅後にＺｐ信号側に対してＺｎ信号側のみをもう一段折り返して、その後、両方の電流を合成してその合成電流（実質的には、差分電流）についてＩ－Ｖ変換を行う構成となっている。
【0130】
したがって、第３処理回路４０１では、第１処理回路１０１の構成に対して、バイポーラートランジスターの代わりに、特殊な素子を使用せずに簡単なＭＯＳトランジスターを用いたカレントミラー回路に置き換えた構成となっている。
また、第３処理回路４０１では、第１処理回路１０１の構成に対して、Ｉ－Ｖ変換回路を１段削減することができる。
第３処理回路４０１では、極性反転用のオペアンプを簡単なカレントミラー回路に置き換え、さらに、電圧加算用のオペアンプを削減してある。
また、第３処理回路４０１では、第１処理回路１０１の構成に対して、Ｉ－Ｖ変換回路を１段削減することができる。
第３処理回路４０１では、極性反転用のオペアンプを簡単なカレントミラー回路に置き換え、さらに、電圧加算用のオペアンプを削減してある。
【0131】
図３２は、実施形態に係るフォトダイオードアレー１３による受光信号を処理する第３処理回路概略４０１ａを示す図である。
第３処理回路概略４０１ａは、説明の便宜上の回路構成例であり、第３処理回路４０１の概略的な構成を表している。
第３処理回路概略４０１ａは、説明の便宜上の回路構成例であり、第３処理回路４０１の概略的な構成を表している。
【0132】
第３処理回路概略４０１ａでは、図３１に示される構成例に対して、バイアス電圧およびバイアス電流に関する回路部分を簡易化してある。具体的には、第３処理回路概略４０１ａでは、説明の便宜上、第３処理回路４０１におけるバイアス電圧およびバイアス電流生成用の回路を除外し、直接駆動する部分のみを図示してある。
図３２の例において、電流源７１１、及び電流源８１１は、ｇｍ（相互コンダクタンス）アップ用のオフセット電流源である。
図３２の例において、電流源７１１、及び電流源８１１は、ｇｍ（相互コンダクタンス）アップ用のオフセット電流源である。
【0133】
図３２を参照して、第３処理回路４０１の動作を説明する。
Ｚｐに関するフォトダイオード４１１により変換される電流信号は、Ｚｐ電流増幅回路ブロックＬ１により増幅される。
Ｚｐ電流増幅回路ブロックＬ１では、フォトダイオード４１１からの電流信号が、ＭＯＳトランジスター４２１を経由して、カレントミラー回路Ｊ１に入力される。カレントミラー回路Ｊ１では、例えば、電流増幅率が１０倍に設定されている。
カレントミラー回路Ｊ１からの出力は、ＭＯＳトランジスター４４１を介して、カレントミラー回路Ｊ２に入力される。カレントミラー回路Ｊ２では、例えば、電流増幅率が１０倍に設定されている。
Ｚｐに関するフォトダイオード４１１により変換される電流信号は、Ｚｐ電流増幅回路ブロックＬ１により増幅される。
Ｚｐ電流増幅回路ブロックＬ１では、フォトダイオード４１１からの電流信号が、ＭＯＳトランジスター４２１を経由して、カレントミラー回路Ｊ１に入力される。カレントミラー回路Ｊ１では、例えば、電流増幅率が１０倍に設定されている。
カレントミラー回路Ｊ１からの出力は、ＭＯＳトランジスター４４１を介して、カレントミラー回路Ｊ２に入力される。カレントミラー回路Ｊ２では、例えば、電流増幅率が１０倍に設定されている。
【0134】
カレントミラー回路Ｊ２からの出力は、ＭＯＳトランジスター４６１を介して、Ｉ－Ｖ変換回路ブロックＬ４に入力される。
ここで、カレントミラー回路Ｊ１とカレントミラー回路Ｊ２とによって、計１００倍の増幅が行われている。
ここで、カレントミラー回路Ｊ１とカレントミラー回路Ｊ２とによって、計１００倍の増幅が行われている。
【0135】
Ｚｎに関するフォトダイオード４１２により変換される電流信号は、Ｚｎ電流増幅回路ブロックＬ２により増幅される。
Ｚｎ電流増幅回路ブロックＬ２では、フォトダイオード４１２からの電流信号が、ＭＯＳトランジスター５２１を経由して、カレントミラー回路Ｊ１１に入力される。カレントミラー回路Ｊ１１では、例えば、電流増幅率が１０倍に設定されている。
カレントミラー回路Ｊ１１からの出力は、ＭＯＳトランジスター５４１を介して、カレントミラー回路Ｊ１２に入力される。カレントミラー回路Ｊ１２では、例えば、電流増幅率が１０倍に設定されている。
Ｚｎ電流増幅回路ブロックＬ２では、フォトダイオード４１２からの電流信号が、ＭＯＳトランジスター５２１を経由して、カレントミラー回路Ｊ１１に入力される。カレントミラー回路Ｊ１１では、例えば、電流増幅率が１０倍に設定されている。
カレントミラー回路Ｊ１１からの出力は、ＭＯＳトランジスター５４１を介して、カレントミラー回路Ｊ１２に入力される。カレントミラー回路Ｊ１２では、例えば、電流増幅率が１０倍に設定されている。
【0136】
カレントミラー回路Ｊ１２からの出力は、ＭＯＳトランジスター５６１を介して、Ｚｎ電流折り返し回路ブロックＬ３に入力される。
ここで、カレントミラー回路Ｊ１１とカレントミラー回路Ｊ１２とによって、計１００倍の増幅が行われている。
ここで、カレントミラー回路Ｊ１１とカレントミラー回路Ｊ１２とによって、計１００倍の増幅が行われている。
【0137】
Ｚｎ電流折り返し回路ブロックＬ３では、ＭＯＳトランジスター５６１からの出力が、カレントミラー回路Ｊ１３に入力される。カレントミラー回路Ｊ１３では、例えば、電流増幅率が１倍（極性反転）に設定されている。
カレントミラー回路Ｊ１３からの出力は、ＭＯＳトランジスター５８１を介して、Ｉ－Ｖ変換回路ブロックＬ４に入力される。
カレントミラー回路Ｊ１３からの出力は、ＭＯＳトランジスター５８１を介して、Ｉ－Ｖ変換回路ブロックＬ４に入力される。
【0138】
Ｉ－Ｖ変換回路ブロックＬ４の入力では、Ｚｐ相に関する増幅電流（Ｚｐ増幅電流３０１１）と、Ｚｎ相に関する増幅電流（Ｚｎ増幅電流３０１２）との差分の電流（差分電流３０２１）が入力される。
Ｉ－Ｖ変換回路ブロックＬ４では、差分電流３０２１が電圧信号に変換される。差分電流３０２１に応じた電圧信号が出力される。
Ｉ－Ｖ変換回路ブロックＬ４では、差分電流３０２１が電圧信号に変換される。差分電流３０２１に応じた電圧信号が出力される。
【0139】
第３処理回路４０１では、Ｚｐの光信号がフォトダイオード４１１で電流に変換される。当該電流が、Ｚｐ電流増幅回路ブロックＬ１のカレントミラー回路Ｊ１で電流増幅される。ただし、その際に、ｇｍアップ用オフセット電流が電流合成されて入力するため、カレントミラー回路Ｊ１の周波数特性（時間応答性）をアップしている。
さらに、その電流は、もう一段のカレントミラー回路Ｊ２を経て合計１００倍の電流増幅をした後にＩ－Ｖ変換回路ブロックＬ４に接続される。この際、その電流はＩ－Ｖ変換回路ブロックＬ４から引き抜く方向に電流を流す。
さらに、その電流は、もう一段のカレントミラー回路Ｊ２を経て合計１００倍の電流増幅をした後にＩ－Ｖ変換回路ブロックＬ４に接続される。この際、その電流はＩ－Ｖ変換回路ブロックＬ４から引き抜く方向に電流を流す。
【0140】
Ｚｎ側も、Ｚｐ側と同様に、Ｚｎ電流増幅回路ブロックＬ２において増幅されるが、最終段でＺｎ電流折り返し回路ブロックＬ３を経てからＩ－Ｖ変換回路ブロックＬ４に接続される。これにより、その電流はＩ－Ｖ変換回路ブロックＬ４に流し込む方向の電流になる。
最終的に、Ｉ－Ｖ変換回路ブロックＬ４にはＺｎ増幅電流とＺｐ増幅電流との差分電流が流れ、当該差分電流が電圧変換されたものがＺｓ信号として出力される。この時ｇｍアップ用オフセット電流源（電流源７１１、及び電流源８１１）は同じ値の電流とするためＺｎ増幅電流３０１２と、Ｚｐ増幅電流３０１１との差分電流は、ｇｍアップ用オフセット電流源（電流源７１１）と、ｇｍアップ用オフセット電流源（電流源８１１）の成分が相殺され、フォトダイオード４１１と、フォトダイオード４１２に由来の信号成分となっている。
最終的に、Ｉ－Ｖ変換回路ブロックＬ４にはＺｎ増幅電流とＺｐ増幅電流との差分電流が流れ、当該差分電流が電圧変換されたものがＺｓ信号として出力される。この時ｇｍアップ用オフセット電流源（電流源７１１、及び電流源８１１）は同じ値の電流とするためＺｎ増幅電流３０１２と、Ｚｐ増幅電流３０１１との差分電流は、ｇｍアップ用オフセット電流源（電流源７１１）と、ｇｍアップ用オフセット電流源（電流源８１１）の成分が相殺され、フォトダイオード４１１と、フォトダイオード４１２に由来の信号成分となっている。
【0141】
図３２に示されるノードＫ１～Ｋ３、Ｋ１１～Ｋ１４が付いたＭＯＳトランジスター（ゲート接地増幅回路）４２１、４４１、４６１、５２１、５４１、５６１、５８１は、ＭＯＳトランジスターのソース端子側（ノードＫ１～Ｋ３、Ｋ１１～Ｋ１４の側）に接続されている素子（フォトダイオードなど）にかかる電圧を一定に保ち、回路動作の変化（例えば光信号の増減に伴う系全体の電流変化）の影響によって当該素子の電流量に誤差が発生することを抑制している。
【0142】
ここで、図３１および図３２の例では、Ｚｐ相に関するフォトダイオード４１１による電流信号およびＺｎ相に関するフォトダイオード４１２による電流信号を処理する回路として、第３処理回路４０１が用いられる場合を示した。
他の構成例として、第３処理回路４０１と同様な構成の回路を、Ｒｐ相に関するフォトダイオードによる電流信号およびＲｎ相に関するフォトダイオードによる電流信号を処理する回路として用いることも可能である。
この場合、具体例として、図３１および図３２に示されるＺｐ相に関するフォトダイオード４１１の代わりにＲｐ相に関するフォトダイオードが用いられるとともに、図３１および図３２に示されるＺｎ相に関するフォトダイオード４１２の代わりにＲｎ相に関するフォトダイオードが用いられる構成とされてもよい。
他の構成例として、第３処理回路４０１と同様な構成の回路を、Ｒｐ相に関するフォトダイオードによる電流信号およびＲｎ相に関するフォトダイオードによる電流信号を処理する回路として用いることも可能である。
この場合、具体例として、図３１および図３２に示されるＺｐ相に関するフォトダイオード４１１の代わりにＲｐ相に関するフォトダイオードが用いられるとともに、図３１および図３２に示されるＺｎ相に関するフォトダイオード４１２の代わりにＲｎ相に関するフォトダイオードが用いられる構成とされてもよい。
【0143】
さらに、Ｒｐ相に関するフォトダイオードが複数存在する場合（例えば、図２８に示される２個のフォトダイオード３１１、３１２が存在するような場合）には、これら複数のフォトダイオードによる電流信号が総和された結果が、ＭＯＳトランジスター４２１を介してカレントミラー回路Ｊ１に入力されてもよい。
同様に、Ｒｎ相に関するフォトダイオードが複数存在する場合（例えば、図２８に示される２個のフォトダイオード３１３、３１４が存在するような場合）には、これら複数のフォトダイオードによる電流信号が総和された結果が、ＭＯＳトランジスター５２１を介してカレントミラー回路Ｊ１１に入力されてもよい。
同様に、Ｒｎ相に関するフォトダイオードが複数存在する場合（例えば、図２８に示される２個のフォトダイオード３１３、３１４が存在するような場合）には、これら複数のフォトダイオードによる電流信号が総和された結果が、ＭＯＳトランジスター５２１を介してカレントミラー回路Ｊ１１に入力されてもよい。
【0144】
なお、第３処理回路４０１と同様な構成の回路を、Ｒｐ相に関するフォトダイオードによる電流信号およびＲｎ相に関するフォトダイオードによる電流信号を処理する回路として用いる場合には、例えば、Ｚｐ相に関するフォトダイオード４１１による電流信号およびＺｎ相に関するフォトダイオード４１２による電流信号を処理する回路として用いる場合と比べて、パラメータ（回路定数）は任意に変更（調整）されてもよい。例えば、図３１および図３２の例における２個のカレントミラー回路による計１００倍（＝１０倍×１０倍）の増幅の代わりに、計５０倍の増幅が用いられてもよい。
【0145】
（各構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーの説明）
本実施形態では、次のような構成（第１構成例～第３構成例）を実現することができる。
本実施形態では、次のような構成（第１構成例～第３構成例）を実現することができる。
【0146】
［第１構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー］
第１構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、２次のＴａｌｂｏｔ結像でＺ相検出を行う。
Ｚ相検出に用いられるフォトダイオードアレー１３上のピクセル位置として、図３０に示されるピクセル位置を用いる。当該ピクセル位置は、例えば、図２５の例における位置Ｈ２１および位置Ｈ２２のように、２ピッチ離長した２個の位置である。
第１構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、２次のＴａｌｂｏｔ結像でＺ相検出を行う。
Ｚ相検出に用いられるフォトダイオードアレー１３上のピクセル位置として、図３０に示されるピクセル位置を用いる。当該ピクセル位置は、例えば、図２５の例における位置Ｈ２１および位置Ｈ２２のように、２ピッチ離長した２個の位置である。
【0147】
処理回路としては、例えば、図２１に示される第１処理回路１０１が用いられてもよい。
さらに良好な例として、処理回路としては、例えば、図２８に示される第２処理回路２０１が用いられてもよい。第２処理回路２０１では、Ｚ相検出のためのコンパレーションに、Ｒ相を利用している。
さらに良好な例として、処理回路としては、例えば、図２８に示される第２処理回路２０１が用いられてもよい。第２処理回路２０１では、Ｚ相検出のためのコンパレーションに、Ｒ相を利用している。
【0148】
したがって、第１構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、２次のＴａｌｂｏｔ結像を用いることで、１次のＴａｌｂｏｔ結像を用いる構成と比べて、各種の部品を配置する距離を大きくすることができる。
第１構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、２次のＴａｌｂｏｔ結像においてＺ相検出を可能とすることができる。つまり、第１構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、２次のＴａｌｂｏｔ結像において、所望のシングルパルス出力を得ることができる。
第１構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、２次のＴａｌｂｏｔ結像においてＺ相検出を可能とすることができる。つまり、第１構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、２次のＴａｌｂｏｔ結像において、所望のシングルパルス出力を得ることができる。
【0149】
また、第１構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、例えば、狭ピッチ（本実施形態では、２０μｍ）光学スケールを用いる小型エンコーダーの使用者（例えば、顧客）における実装自由度を向上させることができる。具体例として、次数ｎ＝１の場合と比べて、次数ｎ＝２の場合には、ｚが２倍になるため、マルチスリットＬＥＤ１１、反射型スケール１２、および、フォトダイオードアレー１３の設置、あるいは配置の調整を容易にすることが可能である。
【0150】
また、第１構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、例えば、Ｚｓ相を検出するために、Ｒ相を利用して閾値（基準値）を生成することができ、これにより、固定の閾値（基準値）を用いてコンパレーションする場合と比べて、Ｚｓ相のトリプルピークのうちの中央のピークのみを判定する上で環境変動に対する耐性を高めることができる。
【0151】
なお、光学エンコーダーにおいて、狭ピッチのスケールを用いると、光の波動性による効果で良好な結像を実現することができる距離が離散的になる。当該距離は、ＬＥＤ（本実施形態では、マルチスリットＬＥＤ）と反射型スケールとの距離、および、反射型スケールとフォトダイオードアレーとの距離である。
従来において、１次のＴａｌｂｏｔ結像の距離関係では、各種の部品を実装することができない場合があった。このため、各種の部品を実装する距離を長くするときには、２倍の距離とした２次のＴａｌｂｏｔ結像等が成立するが、結像した像の形状が１次の像とは異なることから、従来と同様な構成では、Ｚ相検出において光学エンコーダーとしての要件が満たされなかった。具体的には、このような構成では、シングルピーク（１個のパルス状のピーク）が希望される箇所で、ダブルピークが発生してしまう。
このような従来の課題に対して、第１構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、当該課題を解消することができる。
従来において、１次のＴａｌｂｏｔ結像の距離関係では、各種の部品を実装することができない場合があった。このため、各種の部品を実装する距離を長くするときには、２倍の距離とした２次のＴａｌｂｏｔ結像等が成立するが、結像した像の形状が１次の像とは異なることから、従来と同様な構成では、Ｚ相検出において光学エンコーダーとしての要件が満たされなかった。具体的には、このような構成では、シングルピーク（１個のパルス状のピーク）が希望される箇所で、ダブルピークが発生してしまう。
このような従来の課題に対して、第１構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、当該課題を解消することができる。
【0152】
＜第１構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーの構成例＞
一構成例として、光を放射する光源（図１の例では、マルチスリットＬＥＤ１１）と、当該光を反射するスケール（図１の例では、反射型スケール１２）と、スケールにより反射された反射光を受光する光検出器（図１の例では、フォトダイオードアレー１３）と、を備える光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー（図１の例では、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１）であって、次のような構成とした。
光検出器は、当該光の２次のＴａｌｂｏｔ結像における２ピッチ分離長した第１位置と第２位置（図２５の例では２個の位置Ｈ２１、Ｈ２２、図２７の例では２個の位置Ｈ３１、Ｈ３２、図３０の例におけるＺｐの位置およびＺｎの位置）について、第１位置の受光による電流信号と第２位置の受光による電流信号との差分信号が閾値を超える場合に、所定の基準位置を表すＺ相の位置であると判定する処理回路（例えば、第１処理回路１０１、第２処理回路２０１、あるいは、第３処理回路４０１）を備える。
一構成例として、光を放射する光源（図１の例では、マルチスリットＬＥＤ１１）と、当該光を反射するスケール（図１の例では、反射型スケール１２）と、スケールにより反射された反射光を受光する光検出器（図１の例では、フォトダイオードアレー１３）と、を備える光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー（図１の例では、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１）であって、次のような構成とした。
光検出器は、当該光の２次のＴａｌｂｏｔ結像における２ピッチ分離長した第１位置と第２位置（図２５の例では２個の位置Ｈ２１、Ｈ２２、図２７の例では２個の位置Ｈ３１、Ｈ３２、図３０の例におけるＺｐの位置およびＺｎの位置）について、第１位置の受光による電流信号と第２位置の受光による電流信号との差分信号が閾値を超える場合に、所定の基準位置を表すＺ相の位置であると判定する処理回路（例えば、第１処理回路１０１、第２処理回路２０１、あるいは、第３処理回路４０１）を備える。
【0153】
一構成例として、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、差分信号は、トリプルピークを有している。閾値は、トリプルピークのうちの中央のピークのみが当該閾値を超える値を有する。
一構成例として、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、処理回路は、第１位置に対して一方側に１ピッチ分離長したピークに含まれる第３位置（図２７の例では、位置Ｈ４１、Ｈ４２）と、第２位置に対して他方側に１ピッチ分離長したピークに含まれる第４位置（図２７の例では、位置Ｈ４３、Ｈ４４）と、について、第３位置の受光による電流信号と第４位置の受光による電流信号との差分信号に基づいて、閾値を生成する回路を含む。
一構成例として、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、第３位置は、２個の位置を含み、また、第４位置は、２個の位置を含む。
一構成例として、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、処理回路は、第１位置に対して一方側に１ピッチ分離長したピークに含まれる第３位置（図２７の例では、位置Ｈ４１、Ｈ４２）と、第２位置に対して他方側に１ピッチ分離長したピークに含まれる第４位置（図２７の例では、位置Ｈ４３、Ｈ４４）と、について、第３位置の受光による電流信号と第４位置の受光による電流信号との差分信号に基づいて、閾値を生成する回路を含む。
一構成例として、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、第３位置は、２個の位置を含み、また、第４位置は、２個の位置を含む。
【0154】
［第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー］
第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、１次のＴａｌｂｏｔ結像または２次のＴａｌｂｏｔ結像でＺ相検出のためのＺｓ信号生成を行う。
第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、１次のＴａｌｂｏｔ結像または２次のＴａｌｂｏｔ結像でＺ相検出のためのＺｓ信号生成を行う。
【0155】
第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、２個のピクセルのフォトダイオードの電流出力を電流増幅するためのバイポーラートランジスターによるエミッタフォロワ増幅回路が用いられる構成（例えば、図２１に示される第１処理回路１０１の構成）の代わりとして、ＭＯＳトランジスターによるカレントミラー回路を用いて電流増幅を行う構成（例えば、図３１に示される第３処理回路４０１の構成）とした。
また、第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、このような電流増幅の際に、より高い周波数で動作することを可能とするために、各々のピクセル用のカレントミラー回路にオフセット電流を流し、最終的に電流増幅された２つの電流を合成することで、当該オフセット電流をキャンセルする構成および動作とした。また、第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、このような電流合成の回路として、例えば従来のオペアンプを多用した回路ではなく、単純なＭＯＳトランジスターによるカレントミラー回路の組み合わせを用いている。
また、第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、入射光によるこれらの回路の増幅度の変動を抑える目的で、フォトダイオードとカレントミラー回路との間、および、カレントミラー回路とカレントミラー回路との間などに、ＭＯＳトランジスターによるゲート接地増幅回路を挿入した構成とした。
また、第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、このような電流増幅の際に、より高い周波数で動作することを可能とするために、各々のピクセル用のカレントミラー回路にオフセット電流を流し、最終的に電流増幅された２つの電流を合成することで、当該オフセット電流をキャンセルする構成および動作とした。また、第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、このような電流合成の回路として、例えば従来のオペアンプを多用した回路ではなく、単純なＭＯＳトランジスターによるカレントミラー回路の組み合わせを用いている。
また、第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、入射光によるこれらの回路の増幅度の変動を抑える目的で、フォトダイオードとカレントミラー回路との間、および、カレントミラー回路とカレントミラー回路との間などに、ＭＯＳトランジスターによるゲート接地増幅回路を挿入した構成とした。
【0156】
したがって、第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、光検出器（本実施形態では、フォトダイオードアレー）におけるＺ相検出に関するピクセルの電流信号を増幅するために有効な回路を備える。
第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーでは、バイポーラートランジスターを使用せずに電流増幅することができ、これにより、例えば、特殊な前工程プロセスを使用する必要がなくなり、また、回路規模の縮小が図られ、生産性向上とコスト低減が可能となる。また、第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、総合的な性能についても、従来の回路と比べて同等以上とすることが可能である。
このように、第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、特殊な前工程プロセスを不要とし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の小型化が図られることで、低コスト化を実現することができる。
第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーでは、バイポーラートランジスターを使用せずに電流増幅することができ、これにより、例えば、特殊な前工程プロセスを使用する必要がなくなり、また、回路規模の縮小が図られ、生産性向上とコスト低減が可能となる。また、第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、総合的な性能についても、従来の回路と比べて同等以上とすることが可能である。
このように、第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、特殊な前工程プロセスを不要とし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の小型化が図られることで、低コスト化を実現することができる。
【0157】
また、第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、Ｚｓ相の信号検出の代わりに、あるいは、Ｚｓ相の信号検出に適用するとともに、Ｒ相の信号検出に処理回路（本実施形態では、第３処理回路４０１）を適用することができる。
【0158】
第３処理回路４０１では、バイポーラートランジスターを使用せずに、ＭＯＳトランジスターを使用したカレントミラー回路Ｊ１、Ｊ２、Ｊ１１、Ｊ１２によって、フォトダイオード４１１、４１２による電流信号を増幅する。
また、第３処理回路４０１では、オフセット電流源を使用している。具体例として、第３処理回路４０１では、ｇｍアップ用オフセット電流源を備えることで、回路全体の周波数特性（時間応答性）を向上させることができる。
また、第３処理回路４０１では、オフセット電流源を使用している。具体例として、第３処理回路４０１では、ｇｍアップ用オフセット電流源を備えることで、回路全体の周波数特性（時間応答性）を向上させることができる。
【0159】
第３処理回路４０１では、ＭＯＳトランジスターにより、フォトダイオード４１１、４１２にかかる電圧を一定にしている。具体例として、第３処理回路４０１では、フォトダイオードとカレントミラー回路との間などの随所にゲート接地増幅回路を備えることで、光信号の増減に伴う誤差的影響を軽減することができる。
第３処理回路４０１では、Ｉ－Ｖ変換回路が最終段に備えられているため、大幅に回路構成を小さくすることができる。具体例として、第３処理回路４０１では、Ｚｐ相とＺｎ相の各増幅後の電流を合成後にＩ－Ｖ変換回路に入力することで、回路規模を小さくすることができる。
第３処理回路４０１では、Ｉ－Ｖ変換回路が最終段に備えられているため、大幅に回路構成を小さくすることができる。具体例として、第３処理回路４０１では、Ｚｐ相とＺｎ相の各増幅後の電流を合成後にＩ－Ｖ変換回路に入力することで、回路規模を小さくすることができる。
【0160】
また、第３処理回路４０１において、Ｚｐ相とＺｎ相を各々Ｒｐ相（例えば、２ピクセル分）とＲｎ相（例えば、２ピクセル分）に変更することで、Ｚｓ信号だけでなくＲ信号の検出および加工にも利用することが可能である。
【0161】
なお、従来では、光学エンコーダーにおいて、フォトダイオードアレーにおけるＺ相検出を担うピクセルの入射光に対する出力電流が小さく、その後の信号処理を行うために、バイポーラートランジスターによるエミッタフォロワ増幅回路での電流増幅が必須であった。また、従来では、その後段の信号処理用の電子回路は、オペアンプを多用する規模の大きい回路であった。
このような従来の課題に対して、第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、当該課題を解消することができる。
このような従来の課題に対して、第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、当該課題を解消することができる。
【0162】
＜第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーの構成例＞
一構成例として、光を放射する光源（図１の例では、マルチスリットＬＥＤ１１）と、当該光を反射するスケール（図１の例では、反射型スケール１２）と、スケールにより反射された反射光を受光する光検出器（図１の例では、フォトダイオードアレー１３）と、を備える光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー（図１の例では、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１）であって、次のような構成とした。
光検出器は、当該光の１次のＴａｌｂｏｔ結像における１ピッチ分離長した第１位置と第２位置（図２０の例では２個の位置Ｈ１、Ｈ２、図１０の例におけるＺｐの位置およびＺｎの位置）、または、当該光の２次のＴａｌｂｏｔ結像における２ピッチ分離長した第１位置と第２位置（図２５の例では２個の位置Ｈ２１、Ｈ２２、図２７の例では２個の位置Ｈ３１、Ｈ３２、図３０の例におけるＺｐの位置およびＺｎの位置）について、第１位置の受光による電流信号を第１カレントミラー回路（図３１の例では、カレントミラー回路Ｊ１、Ｊ２）により増幅した結果と第２位置の受光による電流信号を第２カレントミラー回路（図３１の例では、カレントミラー回路Ｊ１１、Ｊ１２および１倍のカレントミラー回路Ｊ１３）により増幅した結果との差分信号が閾値を超える場合に、所定の基準位置を表すＺ相の位置であると判定するためのＺｓ信号を生成する処理回路（例えば、第３処理回路４０１）を備える。
一構成例として、光を放射する光源（図１の例では、マルチスリットＬＥＤ１１）と、当該光を反射するスケール（図１の例では、反射型スケール１２）と、スケールにより反射された反射光を受光する光検出器（図１の例では、フォトダイオードアレー１３）と、を備える光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー（図１の例では、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１）であって、次のような構成とした。
光検出器は、当該光の１次のＴａｌｂｏｔ結像における１ピッチ分離長した第１位置と第２位置（図２０の例では２個の位置Ｈ１、Ｈ２、図１０の例におけるＺｐの位置およびＺｎの位置）、または、当該光の２次のＴａｌｂｏｔ結像における２ピッチ分離長した第１位置と第２位置（図２５の例では２個の位置Ｈ２１、Ｈ２２、図２７の例では２個の位置Ｈ３１、Ｈ３２、図３０の例におけるＺｐの位置およびＺｎの位置）について、第１位置の受光による電流信号を第１カレントミラー回路（図３１の例では、カレントミラー回路Ｊ１、Ｊ２）により増幅した結果と第２位置の受光による電流信号を第２カレントミラー回路（図３１の例では、カレントミラー回路Ｊ１１、Ｊ１２および１倍のカレントミラー回路Ｊ１３）により増幅した結果との差分信号が閾値を超える場合に、所定の基準位置を表すＺ相の位置であると判定するためのＺｓ信号を生成する処理回路（例えば、第３処理回路４０１）を備える。
【0163】
一構成例として、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、処理回路は、第１位置の受光による電流信号および第２位置の受光による電流信号についてオフセット電流源を有する。
一構成例として、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、処理回路は、第１位置に対応するフォトダイオードと第１カレントミラー回路との間に、ＭＯＳトランジスター（図３１の例では、ＭＯＳトランジスター４２１）を有し、また、第２位置に対応するフォトダイオードと第２カレントミラー回路との間に、ＭＯＳトランジスター（図３１の例では、ＭＯＳトランジスター５２１）を有する。
一構成例として、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、処理回路は、差分信号を取得する回路部分（図３２の例では、Ｉ－Ｖ変換回路ブロックＬ４）でＩ－Ｖ変換を行う。
一構成例として、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、第１カレントミラー回路は、ＭＯＳトランジスターを用いて構成されており、また、第２カレントミラー回路は、ＭＯＳトランジスターを用いて構成されている。
一構成例として、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、第１カレントミラー回路は、複数のカレントミラー回路を含み、これら複数のカレントミラー回路のうちの少なくとも１組の隣接するカレントミラー回路の間にＭＯＳトランジスター（図３１の例では、カレントミラー回路Ｊ１とカレントミラー回路Ｊ２との間のＭＯＳトランジスター４４１）を有し、また、第２カレントミラー回路は、複数のカレントミラー回路を含み、これら複数のカレントミラー回路のうちの少なくとも１組の隣接するカレントミラー回路の間にＭＯＳトランジスター（図３１の例では、カレントミラー回路Ｊ１１とカレントミラー回路Ｊ１２との間のＭＯＳトランジスター５４１、カレントミラー回路Ｊ１２とカレントミラー回路Ｊ１３との間のＭＯＳトランジスター５６１）を有する。
一構成例として、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、処理回路は、第１位置に対応するフォトダイオードと第１カレントミラー回路との間に、ＭＯＳトランジスター（図３１の例では、ＭＯＳトランジスター４２１）を有し、また、第２位置に対応するフォトダイオードと第２カレントミラー回路との間に、ＭＯＳトランジスター（図３１の例では、ＭＯＳトランジスター５２１）を有する。
一構成例として、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、処理回路は、差分信号を取得する回路部分（図３２の例では、Ｉ－Ｖ変換回路ブロックＬ４）でＩ－Ｖ変換を行う。
一構成例として、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、第１カレントミラー回路は、ＭＯＳトランジスターを用いて構成されており、また、第２カレントミラー回路は、ＭＯＳトランジスターを用いて構成されている。
一構成例として、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーにおいて、第１カレントミラー回路は、複数のカレントミラー回路を含み、これら複数のカレントミラー回路のうちの少なくとも１組の隣接するカレントミラー回路の間にＭＯＳトランジスター（図３１の例では、カレントミラー回路Ｊ１とカレントミラー回路Ｊ２との間のＭＯＳトランジスター４４１）を有し、また、第２カレントミラー回路は、複数のカレントミラー回路を含み、これら複数のカレントミラー回路のうちの少なくとも１組の隣接するカレントミラー回路の間にＭＯＳトランジスター（図３１の例では、カレントミラー回路Ｊ１１とカレントミラー回路Ｊ１２との間のＭＯＳトランジスター５４１、カレントミラー回路Ｊ１２とカレントミラー回路Ｊ１３との間のＭＯＳトランジスター５６１）を有する。
【0164】
一構成例として、光を放射する光源と、当該光を反射するスケールと、スケールにより反射された反射光を受光する光検出器と、を備える光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーであって、次のような構成とした。
光検出器は、当該光の１次のＴａｌｂｏｔ結像における３ピッチ分離長した第１位置と第２位置（例えば、図１０の例における３個のＲｐの位置および３個のＲｎの位置）、または、当該光の２次のＴａｌｂｏｔ結像における４ピッチ分離長した第１位置と第２位置（例えば、図２７の例における２個の位置Ｈ４１、Ｈ４２および２個の位置Ｈ４３、Ｈ４４、図３０の例における２個のＲｐの位置および２個のＲｎの位置）について、第１位置の受光による電流信号を第１カレントミラー回路により増幅した結果と第２位置の受光による電流信号を第２カレントミラー回路により増幅した結果との差分信号を取得する処理回路（例えば、第３処理回路４０１をＲ相検出に適用した回路）を備える。
光検出器は、当該光の１次のＴａｌｂｏｔ結像における３ピッチ分離長した第１位置と第２位置（例えば、図１０の例における３個のＲｐの位置および３個のＲｎの位置）、または、当該光の２次のＴａｌｂｏｔ結像における４ピッチ分離長した第１位置と第２位置（例えば、図２７の例における２個の位置Ｈ４１、Ｈ４２および２個の位置Ｈ４３、Ｈ４４、図３０の例における２個のＲｐの位置および２個のＲｎの位置）について、第１位置の受光による電流信号を第１カレントミラー回路により増幅した結果と第２位置の受光による電流信号を第２カレントミラー回路により増幅した結果との差分信号を取得する処理回路（例えば、第３処理回路４０１をＲ相検出に適用した回路）を備える。
【0165】
［第３構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー］
第３構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーは、第１構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーの構成と第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーの構成とで両立する特徴を備える。
第３構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーは、第１構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーの構成と第２構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダーの構成とで両立する特徴を備える。
【0166】
第３構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、２次のＴａｌｂｏｔ結像でＺ相検出を行う。
Ｚ相検出に用いられるフォトダイオードアレー１３上のピクセル位置として、図３０に示されるピクセル位置を用いる。当該ピクセル位置は、例えば、図２５の例における位置Ｈ２１および位置Ｈ２２のように、２ピッチ離長した２個の位置である。
処理回路としては、例えば、図３１に示される第３処理回路４０１が用いられる。
Ｚ相検出に用いられるフォトダイオードアレー１３上のピクセル位置として、図３０に示されるピクセル位置を用いる。当該ピクセル位置は、例えば、図２５の例における位置Ｈ２１および位置Ｈ２２のように、２ピッチ離長した２個の位置である。
処理回路としては、例えば、図３１に示される第３処理回路４０１が用いられる。
【0167】
したがって、第３構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、２次のＴａｌｂｏｔ結像においてＺ相検出を可能とすることができる。つまり、第３構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、２次のＴａｌｂｏｔ結像において、所望のシングルパルス出力を得ることができる。
【0168】
また、第３構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、例えば、狭ピッチ（本実施形態では、２０μｍ）光学スケールを用いる小型エンコーダーの使用者（例えば、顧客）における実装自由度を向上させることができる。具体例として、次数ｎ＝１の場合と比べて、次数ｎ＝２の場合には、ｚが２倍になるため、マルチスリットＬＥＤ１１、反射型スケール１２、および、フォトダイオードアレー１３の設置、あるいは配置の調整を容易にすることが可能である。
【0169】
また、第３構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、例えば、Ｚｓ相を検出するために、Ｒ相を利用して閾値（基準値）を生成することができ、これにより、固定の閾値（基準値）を用いてコンパレーションする場合と比べて、Ｚｓ相のトリプルピークのうちの中央のピークのみを判定する精度を高めることができる。
さらに、この場合、Ｒ相の処理回路として、例えば、図３１に示される第３処理回路４０１が用いられてもよい。
さらに、この場合、Ｒ相の処理回路として、例えば、図３１に示される第３処理回路４０１が用いられてもよい。
【0170】
また、第３構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、バイポーラートランジスターを使用せずに電流増幅することができ、これにより、例えば、特殊な前工程プロセスを使用する必要がなくなり、また、回路規模の縮小が図られ、生産性向上とコスト低減が可能となる。また、第３構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、総合的な性能についても、従来の回路と比べて同等以上とすることが可能である。
このように、第３構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、特殊な前工程プロセスを不要とし、ＩＣの小型化が図られることで、低コスト化を実現することができる。
このように、第３構成例に係る光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１では、特殊な前工程プロセスを不要とし、ＩＣの小型化が図られることで、低コスト化を実現することができる。
【0171】
［以上の実施形態について］
以上の実施形態に係る回路などは、例えば、コンピューターがプロセッサーにより所定のプログラムを実行することで、制御されてもよい。
このようなコンピューターは、例えば、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１に備えられてもよく、あるいは、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１とは別体で備えられてもよい。
以上の実施形態に係る回路などは、例えば、コンピューターがプロセッサーにより所定のプログラムを実行することで、制御されてもよい。
このようなコンピューターは、例えば、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１に備えられてもよく、あるいは、光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー１とは別体で備えられてもよい。
【0172】
例えば、以上に説明した任意の装置における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、オペレーティングシステムあるいは周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーあるいはクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。当該揮発性メモリは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）であってもよい。記録媒体は、例えば、非一時的記録媒体であってもよい。
【0173】
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイルであってもよい。差分ファイルは、差分プログラムと呼ばれてもよい。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイルであってもよい。差分ファイルは、差分プログラムと呼ばれてもよい。
【0174】
また、以上に説明した任意の装置における任意の構成部の機能は、プロセッサーにより実現されてもよい。例えば、実施形態における各処理は、プログラム等の情報に基づき動作するプロセッサーと、プログラム等の情報を記憶するコンピューター読み取り可能な記録媒体により実現されてもよい。ここで、プロセッサーは、例えば、各部の機能が個別のハードウェアで実現されてもよく、あるいは、各部の機能が一体のハードウェアで実現されてもよい。例えば、プロセッサーはハードウェアを含み、当該ハードウェアは、デジタル信号を処理する回路およびアナログ信号を処理する回路のうちの少なくとも一方を含んでもよい。例えば、プロセッサーは、回路基板に実装された１または複数の回路装置、あるいは、１または複数の回路素子のうちの一方または両方を用いて、構成されてもよい。回路装置としてはＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などが用いられてもよく、回路素子としては抵抗あるいはキャパシターなどが用いられてもよい。
【0175】
ここで、プロセッサーは、例えば、ＣＰＵであってもよい。ただし、プロセッサーは、ＣＰＵに限定されるものではなく、例えば、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、あるいは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のような、各種のプロセッサーが用いられてもよい。また、プロセッサーは、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）によるハードウェア回路であってもよい。また、プロセッサーは、例えば、複数のＣＰＵにより構成されていてもよく、あるいは、複数のＡＳＩＣによるハードウェア回路により構成されていてもよい。また、プロセッサーは、例えば、複数のＣＰＵと、複数のＡＳＩＣによるハードウェア回路と、の組み合わせにより構成されていてもよい。また、プロセッサーは、例えば、アナログ信号を処理するアンプ回路あるいはフィルタ回路等のうちの１以上を含んでもよい。
【0176】
以上、この開示の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この開示の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【0177】
１、１ａ…光学反射型ＡＢＺ相エンコーダー、１１、１１ｃ…マルチスリットＬＥＤ、１１ａ…狭幅単スリットＬＥＤ、１２、１２ａ…反射型スケール、１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ…フォトダイオードアレー、１０１…第１処理回路、１１１、１１２、２１１、２１２、３１１～３１４、４１１、４１２…フォトダイオード、１２１、１２２、２２１、２２２、３２１、３２２…バイポーラートランジスター、１３１、１４１、１５１、１６１、１７１、２３１、２４１、２５１、２６１、３３１、３４１、３５１、３６１、３７１、６１１…オペアンプ、１３２、１４２、１３４、１４４、１５２、１５４、１６２、２３２、２３４、２４２、２４４、２５２、２５４、２６２、３３２、３３４、３４２、３４４、３５２、３５４、３６２、６１２…抵抗、１３３、１４３、１５３、１６３、１７２、２３３、２４３、２５３、２６３、３３３、３４３、３５３、３６３、６１３…電圧源、４２１、４４１、４６１、５２１、５４１、５６１、５８１、７３１、７６１、７７１、４３１、４３２、４５１、４５２、５３１、５３２、５５１、５５２、５７１、５７２、７２１、７２２、７４１、７４２、７８１、７８２…ＭＯＳトランジスター、２０１…第２処理回路、４０１…第３処理回路、７１１、８１１…電流源、７１２…電圧源、１０１１、１３１１、１４１１、２０１１、２１１１、２２１１、２３１１…強度特性、１１２１…Ａ相およびＢ相の要、１１３１、１１３２…Ｚ相の要、１２１１、１２１２、１２３１、１２３２、１５１１、１５１２、１５３１、１５３２、２０２１、２０３１、２１２１、２１３１、２２２１、２２３１、２３２１、２３２２、２３３１…特性、１２２１、１５２１…リサージュ波形、３０１１…Ｚｐ増幅電流、３０１２…Ｚｎ増幅電流、３０２１…差分電流、Ａ１、Ａ１ａ、Ａ１ｃ…発光面、Ｂ１、Ｂ１ａ、Ｃ１、Ｃ１ａ…反射面、Ｄ１、Ｄ１ａ…吸収面、Ｅ１、Ｅ１ａ…フォトダイオードアレーのピクセルイメージ、Ｆ１ａ…交点、Ｇ１～Ｇ５…単位発光面、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ１１、Ｈ１２、Ｈ２１、Ｈ２２、Ｈ３１、Ｈ３２、Ｈ４１～Ｈ４４…位置、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ１１～Ｊ１３…カレントミラー回路、Ｋ１～Ｋ３、Ｋ１１～Ｋ１４…ノード、Ｌ１…Ｚｐ電流増幅回路ブロック、Ｌ２…Ｚｎ電流増幅回路ブロック、Ｌ３…Ｚｎ電流折り返し回路ブロック、Ｌ４…Ｉ－Ｖ変換回路ブロック、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２…ＩＶ変換回路、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ２３、Ｐ２４…反転増幅回路、Ｑ１…差動増幅回路、Ｗ１、Ｗ１ａ…方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図15D】
【図15E】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】