(57)【要約】【課題】専用の受光部を用いることなく、発光部の発光量を制御することが可能なエンコーダ等を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係るエンコーダ１００は、発光素子１５２と、測定対象の回転軸と一体として回転するスケール板１２０であって、回転位置に応じて発光素子１５２からの照射光を所定のパターンで反射又は透過するインクリメンタルパターン１２２を有するスケール板１２０と、スケール板１２０から反射される、又は、スケール板１２０を透過する照射光を受光し、インクリメンタルパターン１２２に基づく信号を出力する受光素子１５４と、受光素子１５４から出力される信号の振幅及びオフセットの少なくとも一方に関する情報に基づき、発光素子１５２の電流を制御する発光量制御部１９１と、を備える。【選択図】図２
2020148742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、
測定対象の回転軸と一体として回転するスケール板であって、回転位置に応じて前記発光部からの照射光を所定のパターンで反射又は透過するパターン情報を有するスケール板と、
前記スケール板から反射される、又は、前記スケール板を透過する前記照射光を受光し、前記パターン情報に基づく信号を出力する受光部と、
前記信号の振幅及び所定基準に対するオフセットの少なくとも一方に関する情報に基づき、前記発光部の電流を制御する制御部と、を備える、
エンコーダ。
【請求項２】
前記発光部の電流を制限する可変抵抗部を更に備え、
前記制御部は、前記可変抵抗部の抵抗値を調整することにより、前記発光部の電流を制御する、
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記発光部に定電流を供給する定電流源を更に備え、
前記制御部は、前記定電流源の電流値を調整することにより、前記発光部の電流を制御する、
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記制御部は、エンコーダの起動時に、前記発光部の電流を制御する、
請求項１乃至３の何れか一項に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記制御部は、測定対象の回転位置の測定中に、前記発光部の電流を制御する、
請求項１乃至４の何れか一項に記載のエンコーダ。
【請求項６】
発光部と、測定対象の回転軸と一体として回転するスケール板であって、回転位置に応じて前記発光部からの照射光を所定のパターンで反射又は透過するパターン情報を有するスケール板と、前記スケール板から反射される、又は、前記スケール板を透過する前記照射光を受光し、前記パターン情報に基づく信号を出力する受光部と、を備えるエンコーダに関する処理装置であって、
前記信号の振幅及び所定基準に対するオフセットの少なくとも一方に関する情報に基づき、前記発光部の電流を制御する、
処理装置。
【請求項７】
発光部と、測定対象の回転軸と一体として回転するスケール板であって、回転位置に応じて前記発光部からの照射光を所定のパターンで反射又は透過するパターン情報を有するスケール板と、前記スケール板から反射される、又は、前記スケール板を透過する前記照射光を受光し、前記パターン情報に基づく信号を出力する受光部と、を備えるエンコーダに関する処理装置が実行する処理方法であって、
前記信号の振幅及び所定基準に対するオフセットの少なくとも一方に関する情報に基づき、前記発光部の電流を制御する、
処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンコーダ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、ＬＥＤ等の発光部の発光量を補正する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９１１３８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、光学式のエンコーダに適用される場合、通常、位置検出用の受光部に加えて、発光部の発光量を補正するための受光部を追加する必要がある。そのため、受光部全体としての大型化やエンコーダのコストアップ等を招く可能性がある。
【０００５】
そこで、上記課題に鑑み、専用の受光部を用いることなく、発光部の発光量を制御することが可能なエンコーダ等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、
発光部と、
測定対象の回転軸と一体として回転するスケール板であって、回転位置に応じて前記発光部からの照射光を所定のパターンで反射又は透過するパターン情報を有するスケール板と、
前記スケール板から反射される、又は、前記スケール板を透過する前記照射光を受光し、前記パターン情報に基づく信号を出力する受光部と、
前記信号の振幅及び所定基準に対するオフセットの少なくとも一方に関する情報に基づき、前記発光部の電流を制御する制御部と、を備える、
エンコーダが提供される。
【０００７】
また、本発明の他の実施形態では、
発光部と、測定対象の回転軸と一体として回転するスケール板であって、回転位置に応じて前記発光部からの照射光を所定のパターンで反射又は透過するパターン情報を有するスケール板と、前記スケール板から反射される、又は、前記スケール板を透過する前記照射光を受光し、前記パターン情報に基づく信号を出力する受光部と、を備えるエンコーダに関する処理装置であって、
前記信号の振幅及び所定基準に対するオフセットの少なくとも一方に関する情報に基づき、前記発光部の電流を制御する、
処理装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の更に他の実施形態では、
発光部と、測定対象の回転軸と一体として回転するスケール板であって、回転位置に応じて前記発光部からの照射光を所定のパターンで反射又は透過するパターン情報を有するスケール板と、前記スケール板から反射される、又は、前記スケール板を透過する前記照射光を受光し、前記パターン情報に基づく信号を出力する受光部と、を備えるエンコーダに関する処理装置が実行する処理方法であって、
前記信号の振幅及び所定基準に対するオフセットの少なくとも一方に関する情報に基づき、前記発光部の電流を制御する、
処理方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
上述の実施形態によれば、専用の受光部を用いることなく、発光部の発光量を制御することが可能なエンコーダ等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係るエンコーダの一例を示す図である。
【図２】一実施形態に係るエンコーダの測定処理に関する構成の一例を示すブロック図である。
【図３】正弦波信号の波形の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
【００１２】
［エンコーダの構成及び構造］
まず、図１、図２を参照して、本実施形態に係るエンコーダ１００の構成及び構造等について説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るエンコーダ１００の一例を示す図である。具体的には、図１（Ａ）は、本実施形態に係るエンコーダ１００の一例を示す平面図であり、図１（Ｂ）は、本実施形態に係るエンコーダ１００の一例を示す側面断面図（図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図）である。図２は、本実施形態に係るエンコーダ１００の測定処理に関する構成の一例を示すブロック図である。以下、エンコーダ１００の構造について、図中の三次元直交座標系（ＸＹＺ座標系）を適宜用いて説明を行い、便宜的に、Ｚ軸の正方向（以下、「Ｚ軸正方向」）を"上"、Ｚ軸の負方向（以下、「Ｚ軸負方向」）を"下"と称する場合がある。また、Ｘ軸の正方向及び負方向、Ｙ軸の正方向及び負方向、並びに、Ｚ軸の正方向及び負方向のそれぞれを、総括的に、"Ｘ軸方向"、"Ｙ軸方向"、及び、"Ｚ軸方向"と称する場合がある。
【００１４】
尚、図１（Ａ）において、基板１４０、及び、基板１４０に搭載される光学モジュール１５０等は、ハブ１１０及びスケール板１２０等がＺ軸正方向、つまり、上から露出して見えるように一点鎖線で表されている。また、図１において、エンコーダ１００の構成要素を収容する筐体（ケース）は、省略されている。
【００１５】
本実施形態に係るエンコーダ１００は、ハブ１１０と、スケール板１２０と、基板１４０と、光学モジュール１５０を含む。また、エンコーダ１００は、測定処理に関する構成として、信号処理回路１７０と、ＡＤ変換回路（Analog-to-Digital Converter：ＡＤＣ）１７２，１７４と、信号処理回路１８０と、制御回路１９０と、インタフェース１９９を含む。
【００１６】
ハブ１１０は、エンコーダ１００による一回転中の回転位置（回転角度）等の測定対象（例えば、回転式のサーボモータ等）の回転軸２００の一端に取り付けられる。
【００１７】
例えば、ハブ１１０は、回転軸２００に沿う方向（Ｚ軸方向）から見て、つまり、平面視で、回転軸２００の外径よりも大きな外径を有する略円柱形状を有する。ハブ１１０のＺ軸負方向側の端面（つまり、下側の端面）の軸心位置付近の領域には、ハブ１１０と同軸で、且つ、回転軸２００の外径と略同じ（実際上は、回転軸２００の外径よりも若干大きい）内径を有する窪み部が設けられる。当該窪み部には、ハブ１１０の軸心と回転軸２００の軸心２００ＡＸとが一致する態様で、回転軸２００が嵌挿される。また、ハブ１１０の軸心位置には、両端面の間を貫通するねじ孔が設けられ、ハブ１１０のＺ軸正方向側の端面（つまり、上側の端面）から下側の端面の窪み部に嵌挿された回転軸２００に対して、雄ねじ１１５が螺合されることで、ハブ１１０は、回転軸２００に取り付けられる。これにより、ハブ１１０は、測定対象の回転軸２００の回転に伴い、一体として回転する。
【００１８】
雄ねじ１１５は、平面状の頭頂部を有する。雄ねじ１１５は、例えば、平ねじであってよい。これにより、雄ねじ１１５の頭頂部と、ハブ１１０の上側の端面（平面）とを同一平面に揃える、つまり、面一の状態にすることができる。
【００１９】
スケール板１２０は、例えば、嫌気性の接着材等を用いて、ハブ１１０の回転軸２００が取り付けられる側の端面とは反対側の端面、つまり、上側の端面に取り付けられる。スケール板１２０は、例えば、ガラス製である。また、スケール板１２０は、金属製、ポリカーボネート製、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）フィルム製等であってもよい。具体的には、スケール板１２０は、円板形状を有し、平面視で、その中心が回転軸２００の軸心２００ＡＸに一致するように配置される。また、スケール板１２０のＺ軸正方向側の面（つまり、上面）には、その外周（外縁）付近における異なる半径位置の全周に亘って、インクリメンタルパターン１２２及びアブソリュートパターン１２３が設けられる。
【００２０】
インクリメンタルパターン１２２（パターン情報の一例）は、スケール板１２０の回転位置に応じて、光学モジュール１５０からの照射光を、任意の角度位置からの回転角度（つまり、相対角度）を表す所定のパターンで反射する。インクリメンタルパターン１２２は、例えば、全周に亘って、周方向に等間隔で２Ｎ個（Ｎは、２以上の整数。例えば、Ｎ＝９）配置される照射光を反射する反射部と、それぞれの反射部の間に配置される非反射部、或いは、反射部よりも反射率が低い低反射率部によって構成される。これにより、インクリメンタルパターン１２２は、回転軸２００の１回転（３６０度）を２Ｎ個（Ｎ＝９の場合、５１２個）に等分割した角度間隔刻みの相対角度を表現できる。また、受光素子１５４は、インクリメンタルパターン１２２の反射部及び非反射部（或いは低反射率部）の繰り返しに対応する受光パターンを検出することにより、周期信号（例えば、正弦波信号）を出力できる。インクリメンタルパターン１２２の反射部、及び、非反射部或いは低反射率部は、例えば、既知のフォトエッチング加工により形成される。以下、アブソリュートパターン１２３の反射部、及び、非反射部或いは低反射率部についても同様である。
【００２１】
アブソリュートパターン１２３は、スケール板１２０の回転位置に応じて、光学モジュール１５０からの照射光を、回転角度の絶対位置を表す所定のパターンで反射する。アブソリュートパターン１２３は、例えば、スケール板１２０の角度位置に応じて、ＮビットのＭ系列コードを表す複数の反射部が周方向に配置される。これにより、Ｍ系列コードは、回転軸２００の１回転（３６０度）を２Ｎ個に等分割した角度間隔刻みの絶対角度を表現できる。このとき、アブソリュートパターン１２３の周方向における反射部同士の間には、非反射部或いは低反射率部が配置される。
【００２２】
基板１４０は、例えば、円板形状を有し、ハブ１１０（スケール板１２０等）からＺ軸正方向、つまり、上方向に所定の距離だけ離れた位置において、回転軸２００の軸心２００ＡＸと垂直に、即ち、スケール板１２０と平行に配置される。また、基板１４０は、円板形状の軸心が回転軸２００の軸心２００ＡＸと一致するように配置される。具体的には、基板１４０は、図示しないエンコーダ１００の構成要素を収容するケースに固定される。つまり、基板１４０は、回転軸２００と共に回転しないため、基板１４０に実装される各種センサ（例えば、光学モジュール１５０等）は、回転軸２００と共に回転するスケール板１２０の回転状態を観測できる。基板１４０は、例えば、ＦＲ−４（Flame Retardant type 4）規格の配線基板である。基板１４０には、例えば、測定処理に関する構成、つまり、光学モジュール１５０、信号処理回路１７０、ＡＤＣ１７２，１７４、信号処理回路１８０、及び制御回路１９０、インタフェース１９９等の電子部品（電子回路）や、電子部品を駆動する電源ＩＣ等の電気部品が実装される。
【００２３】
光学モジュール１５０は、基板１４０のＺ軸負方向側の面、つまり、下面において、スケール板１２０のインクリメンタルパターン１２２及びアブソリュートパターン１２３に対応する、回転軸２００の軸心２００ＡＸを中心とする半径位置に設けられる。光学モジュール１５０は、発光素子１５２と、デジタルポテンショメータ１５３と、受光素子１５４，１５６を含む。
【００２４】
発光素子１５２（発光部の一例）は、スケール板１２０に向けて光を照射する。発光素子は、例えば、ランバート型のＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。
【００２５】
デジタルポテンショメータ１５３（可変抵抗部の一例）は、例えば、可変抵抗器を含むアナログ部と、その可変抵抗器の抵抗値を変化させるデジタル部を含む。デジタルポテンショメータ１５３には、制御回路１９０からの制御信号（デジタル信号）が入力され、当該制御信号に応じて、可変抵抗器の抵抗値を調整するデジタルポテンショメータ１５３（可変抵抗器）は、発光素子１５２と直列接続され、発光素子１５２及びデジタルポテンショメータ１５３（可変抵抗器）の両端には、電源電圧Ｖｃｃが印加される。これにより、デジタルポテンショメータ１５３は、制御回路１９０（後述の発光量制御部１９１）の制御下で可変抵抗器の抵抗値が調整されることにより、発光素子１５２の電流を変化させることができる。
【００２６】
尚、図２の回路構成の代わりに、デジタルポテンショメータ１５３及び固定抵抗器で構成され、電源電圧Ｖｃｃを分圧する分圧回路を採用し、分圧回路の出力電圧を発光素子１５２に印加するようにしてもよい。この場合、分圧回路のデジタルポテンショメータ１５３は、制御回路１９０（後述の発光量制御部１９１）の制御下で、内蔵される可変抵抗器の抵抗値が調整されることで、発光素子１５２の電流を変化させることができる。
【００２７】
受光素子１５４（受光部の一例）は、インクリメンタルパターン１２２の反射部で反射された反射光を受光する。受光素子１５４は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）を周方向に複数並べたＰＤアレイである。受光素子１５４は、インクリメンタルパターン１２２の反射部及び非反射部の繰り返しに対応する正弦波信号を電流信号（光電流）として出力する。このとき、受光素子１５４は、回転軸２００の１回転中で、２Ｎ周期分に相当する、少なくとも二つ（つまり、二以上）の相互に位相の異なる正弦波信号を出力する。受光素子１５４から出力される二以上の正弦波信号は、信号処理回路１７０に入力される。
【００２８】
例えば、受光素子１５４は、インクリメンタルパターン１２２の反射部及び非反射部の繰り返しに対応する四相の正弦波信号する。この場合、四相の正弦波信号は、同一の周期を有し、且つ、９０度の等間隔の位相差を有する。つまり、第１相の正弦波信号と第２相の正弦波信号との位相差は、９０度であり、第１相の正弦波信号と第３相の正弦波信号との位相差は、１８０度であり、第１相の正弦波信号と第４相の正弦波信号との位相差は、２７０度である。
【００２９】
受光素子１５６（光学センサの一例）は、アブソリュートパターン１２３の反射部で反射された反射光を受光する。受光素子１５６は、受光素子１５４と同様、例えば、フォトダイオードを周方向に複数並べたＰＤアレイである。受光素子１５６は、アブソリュートパターン１２３の反射部及び非反射部の配列、つまり、Ｍ系列コードに対応する電流信号（光電流）を出力する。受光素子１５６から出力される電流信号は、信号処理回路１８０に入力される。
【００３０】
信号処理回路１７０は、測定対象の回転に応じて、９０度の位相差を有する二つの正弦波信号をアナログ電圧信号として出力する。
【００３１】
例えば、信号処理回路１７０は、受光素子１５４から入力される二以上の電流信号（正弦波信号）を電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、電圧信号に変換された二以上の正弦波信号を増幅する増幅回路を含む。例えば、増幅回路は、四相の正弦波信号のうちの位相差が１８０度の二つの組み合わせを差動増幅させ、９０度の位相差を有する二つの正弦波信号をアナログ電圧信号として出力する。信号処理回路１７０から出力される、電圧信号としての二つの正弦波信号は、制御回路１９０（後述の上位処理部１９３）に入力される。また、信号処理回路１７０から出力される、電圧信号としての二つの正弦波信号は、それぞれ、ＡＤＣ１７２，１７４に入力される。
【００３２】
尚、信号処理回路１７０は、周期的に繰り返されるパターン情報としてのインクリメンタルパターン１２２の周期に対応する周期信号として、正弦波信号以外の電圧信号を出力してもよい。また、信号処理回路１７０から出力される二つの周期信号の位相差は、後述の如く、二つの周期信号の値の除算値に基づき、内挿値が演算可能であれば、９０度以外であってもよい。
【００３３】
ＡＤＣ１７２は、受光素子１５４から出力される二つの正弦波信号のうちの第１の正弦波信号（以下、便宜的に「ｓｉｎθ信号」）をデジタル信号に変換する。ＡＤＣ１７２は、例えば、Ｌ１ビット（Ｌ１は、２以上の整数。例えば、Ｌ１＝１４）の分解能を有し、Ｌ１ビットのデータ長を有するデジタル信号に変換し、出力する。ＡＤＣ１７２によりデジタル信号に変換されたｓｉｎθ信号は、制御回路１９０（後述の下位処理部１９４）に入力される。
【００３４】
ＡＤＣ１７４は、受光素子１５４から出力される二つの正弦波信号のうちの第２の正弦波信号（以下、便宜的に「ｃｏｓθ信号」）をデジタル信号に変換する。ＡＤＣ１７４は、例えば、Ｌ２ビットの分解能を有し、Ｌ２ビットのデータ長を有するデジタル信号に変換し、出力する。ＡＤＣ１７４によりデジタル信号に変換されたｃｏｓθ信号は、制御回路１９０（下位処理部１９４）に入力される。
【００３５】
信号処理回路１８０は、受光素子１５６から入力される、アブソリュートパターン１２３のＭ系列コードに対応する電流信号（光電流）に基づき、Ｍ系列コードのデータを生成する。信号処理回路１８０により生成されるＭ系列コードのデータは、制御回路１９０（後述の絶対位置検出部１９２）に入力される。
【００３６】
制御回路１９０（処理装置の一例）は、測定処理に関する各種制御を行う。制御回路１９０は、その機能が任意のハードウェア、或いは、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現されうる。制御回路１９０は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により実現されてよい。制御回路１９０は、発光量制御部１９１と、絶対位置検出部１９２と、上位処理部１９３と、下位処理部１９４と、相対位置検出部１９５を含む。
【００３７】
発光量制御部１９１（制御部の一例）は、デジタルポテンショメータ１５３に制御信号を出力することにより、発光素子１５２の発光量を制御する。
【００３８】
例えば、発光量制御部１９１は、ＡＤＣ１７２，１７４から入力される、ｓｉｎθ信号及びｃｏｓθ信号の振幅や振幅中心に対応する電圧値に基づき、発光素子１５２の発光量が相対的に多い状態、或いは、相対的に少ない状態になっているかどうかを判定する。つまり、発光量制御部１９１は、発光素子１５２の発光量が、受光素子１５４，１５６を用いて回転軸２００（即ち、測定対象）の回転位置を許容可能な精度で検出可能な発光量の範囲（以下、「適正範囲」）を逸脱しているか否か、或いは、逸脱する可能性があるか否かを判定する。例えば、図３は、信号処理回路１７０から出力される正弦波信号（ｓｉｎθ信号及びｃｏｓθ信号）の波形の具体例を示す図である。具体的には、図３（Ａ）は、発光素子１５２の発光量が適正範囲にある場合のｓｉｎθ信号及びｃｏｓθ信号の波形の一例を示し、図３（Ｂ）は、発光素子１５２の発光量が適正範囲よりも低下している場合のｓｉｎθ信号及びｃｏｓθ信号の波形の一例を示す。
【００３９】
発光素子１５２は、通常、同じ順電流を印加したとしても、発光素子が劣化するにつれて、発光量が相対的に低下する。また、発光素子１５２の発光量は、温度特性に応じても変化する。例えば、発光素子１５２は、同じ順電流を印加したとしても、温度が所定基準を超えて低下する条件下（以下、便宜的に「低温条件下」）では、発光量が相対的に低下し、温度が所定基準を超えて上昇する条件下（以下、便宜的に「高温条件下」）では、発光量が相対的に上昇する。
【００４０】
そのため、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、発光素子１５２の劣化や温度特性に起因して、発光素子１５２の発光量が相対的に低下すると、ｓｉｎθ信号及びｃｏｓθ信号の波形の振幅が相対的に小さくなったり、振幅中心の電圧が低下する方向にオフセットしたりする。
【００４１】
また、逆に、発光素子１５２の温度特性に起因して、発光素子１５２の発光量が相対的に増加すると、ｓｉｎθ信号及びｃｏｓθ信号の波形の振幅が相対的に大きくなったり、振幅中心の電圧が上昇する方向にオフセットしたりする。
【００４２】
よって、発光量制御部１９１は、ｓｉｎθ信号及びｃｏｓθ信号の振幅及び振幅中心の電圧レベル（換言すれば、発光素子１５２の発光量が適正範囲にある場合の振幅中心に対応する所定の基準電圧に対するオフセット）の少なくとも一方に基づき、発光素子１５２の発光量が適正範囲を逸脱しているか否か、或いは、逸脱する可能性があるか否かを判定することができる。
【００４３】
発光量制御部１９１は、発光素子１５２の発光量が適正範囲を逸脱している、或いは、逸脱する可能性がある場合、デジタルポテンショメータ１５３に制御信号を出力し、デジタルポテンショメータ１５３、具体的には、内蔵される可変抵抗器の抵抗値を調整する。具体的には、発光量制御部１９１は、発光素子１５２の発光量が適正範囲よりも低下している場合、発光素子１５２の電流を増加させるように、デジタルポテンショメータ１５３（可変抵抗器）の抵抗値を相対的に小さくする。また、発光量制御部１９１は、発光素子１５２の発光量が適正範囲よりも増加している場合、発光素子１５２の電流を減少させるように、デジタルポテンショメータ１５３（可変抵抗器）の抵抗値を相対的に大きくする。例えば、発光量制御部１９１は、デジタルポテンショメータ１５３の抵抗値を調整しながら、ｓｉｎθ信号及びｃｏｓθ信号の振幅や振幅中心の電圧レベルが、発光素子１５２の発光量が適正範囲にある場合に相当する所定の目標値になるようにフィードバック制御を行う。これにより、発光量制御部１９１は、発光素子１５２の発光量が適正範囲を逸脱してしまうような状況であっても、発光素子１５２の電流を適切に調整し、発光素子１５２の発光量を適正範囲に復帰させたり、維持させたりすることができる。よって、エンコーダ１００は、位置検出精度の低下を抑制することできる。
【００４４】
発光量制御部１９１は、例えば、エンコーダ１００の電源ＯＮ時に、発光素子１５２の発光量が適正範囲を逸脱しているか否か、或いは、逸脱する可能性があるか否かを判定する。そして、発光量制御部１９１は、発光素子１５２の発光量が適正範囲を逸脱している、或いは、逸脱する可能性がある場合、デジタルポテンショメータ１５３に制御信号を出力し、発光素子１５２の電流を変化させてよい。これにより、発光量制御部１９１は、比較的緩やかに発光素子１５２の発光量を低下させる要因としての発光素子１５２の劣化に対応して、発光素子１５２の発光量を適正範囲に復帰させたり、維持させたりすることができる。
【００４５】
また、発光量制御部１９１は、例えば、エンコーダ１００の電源ＯＮから電源ＯＦＦまでの間で、エンコーダ１００による測定対象の回転位置を測定中（例えば、所定の処理周期ごと）に、発光素子１５２の発光量が適正範囲を逸脱しているか否か、或いは、逸脱する可能性があるか否かを判定する。そして、発光量制御部１９１は、発光素子１５２の発光量が適正範囲を逸脱している、或いは、逸脱する可能性がある場合、デジタルポテンショメータ１５３に制御信号を出力し、発光素子１５２の電流を変化させてよい。これにより、発光量制御部１９１は、エンコーダ１００による測定対象の回転位置の測定中における温度条件の変化に対応して、発光素子１５２の発光量を適正範囲に復帰させたり、維持させたりすることができる。
【００４６】
尚、発光素子１５２の発光量が適正範囲を逸脱するような温度環境が想定されない場合、エンコーダ１００による測定対象の回転位置の測定中における発光量制御部１９１による処理は、省略されてもよい。また、発光量制御部１９１は、温度情報（例えば、エンコーダ１００に内蔵される温度センサや、サーボアンプ等の外部装置から入力される外気温情報等）に基づき、発光素子１５２の発光量が適正範囲を逸脱するような状況にあると判断する場合に限定して、エンコーダ１００による測定対象の回転位置の測定中における処理を行ってもよい。
【００４７】
絶対位置検出部１９２は、信号処理回路１８０から入力される、Ｍ系列コードのデータに基づき、回転軸２００（即ち、測定対象）の一回転中における回転位置（絶対位置）を検出する。
【００４８】
上位処理部１９３は、所定の回転位置を基準とする、回転軸２００（即ち、測定対象）の相対角度の上位データを生成する。具体的には、上位処理部１９３は、受光素子１５４から入力される二つの正弦波信号を２値化、つまり、矩形パルス信号への変換を行うと共に、矩形パルスをカウントし、所定の回転位置を基準とする、回転軸２００（測定対象）の相対角度の上位データを生成する。例えば、上位処理部１９３は、エンコーダ１００の電源ＯＮ時に絶対位置検出部１９２により検出される一回転中の回転位置、つまり、初期位置を基準とする、回転軸２００（測定対象）の相対角度の上位データを生成する。以下、下位処理部１９４についても同様である。
【００４９】
下位処理部１９４は、回転軸２００（即ち、測定対象）の所定の回転位置を基準とする相対角度の下位データを出力する。具体的には、下位処理部１９４は、ＡＤＣ１７２，１７４によりデジタル信号に変換されたｓｉｎθ信号及びｃｏｓθ信号に基づき、ｓｉｎθ信号及びｃｏｓθ信号の周期を内挿した位相角θの内挿値を演算する。つまり、下位処理部１９４は、ｓｉｎθ信号及びｃｏｓθ信号の周期に相当するインクリメンタルパターン１２２の反射部及び非反射部（或いは低反射率部）の繰り返しの周期を、更に細分化した位相角θの内挿値を演算する。より具体的には、下位処理部１９４は、ＡＤＣ１７２，１７４によりデジタル信号に変換されたｓｉｎθ信号及びｃｏｓθ信号の間の除算値、例えば、ｓｉｎθ信号の値をｃｏｓθ信号の値で除した除算値、つまり、正接関数の値から逆正接関数の値としての位相角θの内挿値を演算する。
【００５０】
相対位置検出部１９５は、上位処理部１９３及び下位処理部１９４のそれぞれから出力される相対角度の上位データ及び下位データに基づき、回転軸２００の所定の回転位置を基準とする相対位置（相対角度）を算出する。
【００５１】
インタフェース１９９は、外部装置（例えば、エンコーダ１００による回転位置等の測定対象であるサーボモータを制御するサーボアンプ等）に制御回路１９０（絶対位置検出部１９２や相対位置検出部１９５の処理結果を出力する。インタフェース１９９は、例えば、雌型のコネクタ端子であり、外部装置から延設されるケーブルの先端に接続される雄型のコネクタ端子と接続されることにより、外部装置に処理結果（測定結果）を出力する。これにより、例えば、サーボアンプ等は、エンコーダ１００の測定結果に基づき、制御対象の回転数や一回転中の回転位置（絶対位置）を把握し、サーボモータを制御することができる。
【００５２】
［本実施形態の作用］
次に、本実施形態に係るエンコーダ１００の作用について説明する。
【００５３】
本実施形態では、エンコーダ１００は、発光素子１５２と、測定対象の回転軸と一体として回転するスケール板１２０であって、回転位置に応じて発光素子１５２からの照射光を所定のパターンで反射するパターン情報（インクリメンタルパターン）を有するスケール板１２０と、スケール板１２０から反射される照射光を受光し、パターン情報に基づく信号を出力する受光素子１５４と、を備える。そして、発光量制御部１９１は、受光素子１５４から出力される信号の振幅及び所定基準に対するオフセットの少なくとも一方に関する情報に基づき、発光素子１５２の電流を制御する。
【００５４】
これにより、発光量制御部１９１は、受光素子１５４から出力される信号の振幅及び所定基準に対するオフセットの少なくとも一方に関する情報から、発光素子１５２の発光量が相対的に少なくなっている状況や相対的に多くなっている状況を把握できる。そのため、発光量制御部１９１は、発光素子１５２の発光量の減少や増加に合わせて、発光素子１５２の電流を制御し、発光素子１５２の発光量を適正なレベルに復帰させたり、維持させたりすることができる。よって、エンコーダ１００は、専用の受光素子を用いることなく、発光素子１５２の発光量を制御することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、エンコーダ１００は、発光素子１５２の電流を制限するデジタルポテンショメータ１５３を備える。そして、発光量制御部１９１は、デジタルポテンショメータ１５３（に内蔵される可変抵抗器）の抵抗値を調整することにより、発光素子１５２の電流を制御してよい。
【００５６】
これにより、エンコーダ１００は、具体的に、発光素子１５２の電流を制御することができる。
【００５７】
尚、デジタルポテンショメータ１５３の代わりに、制御回路１９０（発光量制御部１９１）からのデジタル信号で電流値を調整可能な定電流源（例えば、定電流ＩＣ）を配置してもよい。この場合、発光量制御部１９１は、定電流源の電流値を調整することにより、発光素子１５２の電流を制御することができる。
【００５８】
また、本実施形態では、発光量制御部１９１は、エンコーダ１００の起動時（電源ＯＮ時）に、発光素子１５２の電流を制御してよい。
【００５９】
これにより、エンコーダ１００は、比較的緩やかに発光素子１５２の発光量を低下させる要因としての発光素子１５２の劣化に対応して、発光素子１５２の発光量を適正なレベルに復帰させたり、維持させたりすることができる。
【００６０】
また、本実施形態では、発光量制御部１９１は、エンコーダ１００による測定対象の回転位置の測定中に、発光素子１５２の電流を制御する。
【００６１】
これにより、エンコーダ１００は、測定対象の回転位置の測定中における温度条件の変化に対応して、発光素子１５２の発光量を適正なレベルに復帰させたり、維持させたりすることができる。
【００６２】
［変形・変更］
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００６３】
例えば、上述した実施形態において、エンコーダ１００は、アブソリュート形であったが、インクリメンタル形であってもよい。この場合、スケール板１２０のアブソリュートパターン１２３、光学モジュール１５０のアブソリュートパターン１２３に対応する受光素子１５６、アブソリュートパターン１２３に対応するＭ系列コードを生成する信号処理回路１７０等は、省略される。
【００６４】
また、上述した実施形態及び変形例において、エンコーダ１００は、反射型であったが、透過型であってもよい。この場合、スケール板１２０のインクリメンタルパターン１２２やアブソリュートパターン１２３は、反射部、及び、非反射部或いは低反射率部の代わりに、照射光を透過する透過部、及び、照射光を透過しない非透過部により構成される。また、スケール板１２０に光を照射する発光素子は、光学モジュール１５０とは別に、スケール板１２０から見て、光学モジュール１５０（受光素子）とは反対側、つまり、スケール板１２０からＺ軸負方向（つまり、下方）に所定距離だけ離れた位置に設けられる。
【００６５】
また、上述した実施形態及び変形例において、制御回路１９０の機能の一部又は全部は、エンコーダ１００の外部、つまり、インタフェース１９９によってエンコーダ１００と接続可能な外部装置（処理装置の一例）に移管されてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１００  エンコーダ
１１０  ハブ
１２０  スケール板
１４０  基板
１５０  光学モジュール
１５２  発光素子（発光部）
１５３  デジタルポテンショメータ（可変抵抗部）
１５４  受光素子（受光部）
１５６  受光素子
１７０  信号処理回路
１７２，１７４  ＡＤ変換回路
１８０  信号処理回路
１９０  制御回路（処理装置）
１９１  発光量制御部（制御部）
１９２  絶対位置検出部
１９３  上位処理部
１９４  下位処理部
１９５  相対位置検出部
２００  回転軸
【図１】
2020148742.tif 000003
【図２】
2020148742.tif 000004
【図３】
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