(57)【要約】【課題】信頼性を向上させる。【解決手段】エンコーダは、照射光を射出する光源部３と、被駆動体の位置情報を示し、第１の光量と第１の光量を反転させた第２の光量とを照射光に生じさせるパターンを有する符号板と、パターンを介して照射光に生じた第１の光量に応じて、第１の検出信号を出力する第１の受光センサ部と、パターンを介して照射光に生じた第２の光量に応じて、第２の検出信号を出力する第２の受光センサ部と、第１の検出信号及び第２の検出信号を差動信号として、位置情報に対応した二値化信号を生成する二値化部と、二値化信号に基づいて、位置情報を検出する位置検出部とを備える。【選択図】図２
2014010137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射光を射出する光源部３と、
被駆動体の位置情報を示し、第１の光量と前記第１の光量を反転させた第２の光量とを前記照射光に生じさせるパターンを有する符号板と、
前記パターンを介して前記照射光に生じた前記第１の光量に応じて、第１の検出信号を出力する第１の受光センサ部と、
前記パターンを介して前記照射光に生じた前記第２の光量に応じて、第２の検出信号を出力する第２の受光センサ部と、
前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号を差動信号として、前記位置情報に対応した二値化信号を生成する二値化部と、
前記二値化信号に基づいて、前記位置情報を検出する位置検出部と
を備えることを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
前記パターンは、
前記照射光を透過する透過部と、前記照射光を反射する反射部とを含んで形成され、
前記第１の受光センサ部は、前記パターンを透過した光に生じる前記第１の光量に応じて、前記第１の検出信号を出力し、
前記第２の受光センサ部は、前記パターンを反射した光に生じる前記第２の光量に応じて、前記第２の検出信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記パターンは、
前記透過部と前記反射部との組み合わせにより前記位置情報を示すように形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記パターンは、
前記透過部と、前記透過部より透過率の低い非透過部との組み合わせにより形成されている第１パターンと、
前記反射部と、前記反射部より反射率の低い非反射部との組み合わせにより形成されている第２パターンと
を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記パターンは、
前記第１の光量を生じさせる第１パターンと、
前記第１パターンの反転パターンにより形成され、前記第２の光量を生じさせる第２パターンと
を有し、
前記第１の受光センサ部は、前記第１パターンに基づく前記第１の光量に応じて、前記第１の検出信号を出力し、
前記第２の受光センサ部は、前記第２パターンに基づく前記第２の光量に応じて、前記第２の検出信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記光源部３は、前記パターンに対して、前記位置情報の検出方向である前記パターンの長手方向とは異なる前記パターンの短手方向に離れた位置に配置され、
前記第１の受光センサ部及び前記第２の受光センサ部のそれぞれは、
前記光源部３から射出された前記照射光が、前記パターンを介して入射される位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項７】
前記光源部３と前記第２の受光センサ部とが同一の基板に実装されている
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項８】
被駆動体の位置情報を示し、第１の光量と前記第１の光量を反転させた第２の光量とを光源部３から射出される照射光に生じさせるパターン
を備えることを特徴とする符号板。
【請求項９】
前記パターンは、
前記照射光を透過する透過部と、前記照射光を反射する反射部とを含んで形成され、前記パターンを透過した光に前記第１の光量を生じさせるとともに、前記パターンを反射した光に前記第２の光量を生じさせる
ことを特徴とする請求項８に記載の符号板。
【請求項１０】
前記パターンは、
前記透過部と前記反射部との組み合わせにより前記位置情報を示すように形成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の符号板。
【請求項１１】
前記パターンは、
前記透過部と、前記透過部より透過率の低い非透過部との組み合わせにより形成され、前記第１の光量を生じさせる第１パターンと、
前記反射部と、前記反射部より反射率の低い非反射部との組み合わせにより形成され、前記第２の光量を生じさせる第２パターンと
を備えることを特徴とする請求項９に記載の符号板。
【請求項１２】
前記パターンは、
前記第１の光量を生じさせる第１パターンと、
前記第１パターンの反転パターンにより形成され、前記第２の光量を生じさせる第２パターンと
を備えることを特徴とする請求項８に記載の符号板。
【請求項１３】
被駆動体と、
前記被駆動体を移動させる駆動部と、
前記被駆動体に固定され、前記被駆動体の位置情報を検出する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のエンコーダと
を備えることを駆動装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の駆動装置を備えることを特徴とするロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダ、符号板、駆動装置、及びロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの回転軸に接続された回転体などの被駆動体の位置情報を検出する装置として、エンコーダが知られている。このようなエンコーダは、例えば、被駆動体の位置情報を示すパターンを磁気センサなどの検出素子を含むセンサ部により検出した検出信号を、コンパレータが予め定められた固定の閾値電圧と比較することにより、検出信号を二値化信号に変換し、この二値化信号に基づいて位置情報を検出する（例えば、特許文献１を参照）。このようなエンコーダでは、コンパレータの比較における基準電圧となる閾値電圧は、例えば、抵抗分圧によって生成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０９２５０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、上述のエンコーダでは、例えば、センサ部により検出した検出信号のレベルに検出素子の個体によってバラツキが生じる上、予め定められた固定の閾値電圧に基づいて二値化信号を生成している。そのため、上述のエンコーダは、例えば、ノイズなどの外乱が発生した場合に、外乱によって検出信号が上述した固定の閾値電圧をまたいで変化して、被駆動体の位置情報を誤検出する可能性がある。
このように、上述のようなエンコーダは、被駆動体の位置情報を誤検出する場合がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、信頼性を向上させることができるエンコーダ、符号板、駆動装置、及びロボット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明の一実施形態は、照射光を射出する光源部と、被駆動体の位置情報を示し、第１の光量と前記第１の光量を反転させた第２の光量とを前記照射光に生じさせるパターンを有する符号板と、前記パターンを介して前記照射光に生じた前記第１の光量に応じて、第１の検出信号を出力する第１の受光センサ部と、前記パターンを介して前記照射光に生じた前記第２の光量に応じて、第２の検出信号を出力する第２の受光センサ部と、前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号を差動信号として、前記位置情報に対応した二値化信号を生成する二値化部と、前記二値化信号に基づいて、前記位置情報を検出する位置検出部とを備えることを特徴とするエンコーダである。
【０００７】
また、本発明の一実施形態は、被駆動体の位置情報を示し、第１の光量と前記第１の光量を反転させた第２の光量とを光源部から射出される照射光に生じさせるパターンを備えることを特徴とする符号板である。
【０００８】
また、本発明の一実施形態は、被駆動体と、前記被駆動体を移動させる駆動部と、前記被駆動体に固定され、前記被駆動体の位置情報を検出する上記に記載のエンコーダとを備えることを特徴とする駆動装置である。
【０００９】
また、本発明の一実施形態は、上記に記載の駆動装置を備えることを特徴とするロボット装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態によるエンコーダの構成の一例を示す概略構成図である。
【図２】第１の実施形態におけるエンコーダの一例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態におけるエンコーダの動作の一例を示す図である。
【図４】第２の実施形態によるエンコーダの構成の一例を示す概略構成図である。
【図５】第２の実施形態におけるエンコーダの動作の一例を示す図である。
【図６】第３の実施形態によるエンコーダの構成の一例を示す概略構成図である。
【図７】第３の実施形態におけるエンコーダの動作の一例を示す図である。
【図８】第４の実施形態によるエンコーダの構成の一例を示す概略構成図である。
【図９】第４の実施形態におけるエンコーダの動作の一例を示す図である。
【図１０】第５の実施形態によるエンコーダの構成の一例を示す概略構成図である。
【図１１】第５の実施形態におけるエンコーダの一例を示すブロック図である。
【図１２】第５の実施形態におけるエンコーダの動作の一例を示す図である。
【図１３】本実施形態における駆動装置の概略図である。
【図１４】本実施形態におけるロボット置の概略図である。
【図１５】第１の実施形態によるエンコーダの変形例を示す図である。
【図１６】第５の実施形態によるエンコーダの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態によるエンコーダについて、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
本実施形態では、一例として、光学式のロータリエンコーダについて説明する。
図１は、第１の実施形態によるエンコーダ１の構成の一例を示す概略構成図である。
図１において、エンコーダ１は、基板（５，７）と、符号板２（円盤）に結合された回転子６とを備えている。エンコーダ１は、回転子６（被駆動体）の位置情報（例えば、角度位置情報）を検出する。
ここで、図１（ａ）は、回転子６の回転軸方向（Ｚ軸方向）から見たエンコーダ１の構成を示し、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、Ｙ軸方向から見た符号板２及び基板（５，７）の配置を示している。
【００１３】
図１に示すように、符号板２は、後述の受光センサ部に対して相対的に移動可能（例、回転可能）である。符号板２は、回転子６に結合された円盤であり、例えば、１つのトラックにより形成されたパターン２０を備えている。また、基板７は、少なくとも光源部３と、受光素子４２１とを備えており、基板５は、少なくとも受光素子４１１を備えている。
【００１４】
光源部３は、例えば、レーザ光を射出するレーザダイオードなどの発光素子であり、照射光を射出する。光源部３は、基板７に実装されており、照射光をパターン２０に照射する。光源部３は、パターン２０に対して、位置情報の検出方向であるパターン２０の長手方向とは異なるパターン２０の短手方向に離れた位置に配置される。ここで、位置情報の検出方向（長手方向）とは、符号板２の円周方向のことであり、図１の例では、Ｙ軸方向が対応する。また、短手方向とは、符号板２の径方向のことであり、図１の例では、Ｘ軸方向が対応する。光源部３は、例えば、パターン２０に対して短手方向から斜めに照射光を射出する。ここで、例えば、光源部３は、符号板２の垂直面（ＺＹ平面）に対してＸ軸方向（短手方向）に角度θにより照射光を射出する。
【００１５】
パターン２０は、回転子６の位置情報を示し、後述する第１の光量と第１の光量を反転させた第２の光量とを、光源部３が射出する照射光に生じさせる。パターン２０は、例えば、Ｍ（エム）系列により絶対位置を示すアブソリュートパターンであり、照射光を透過する透過部２０Ｔ（図１（ｂ）参照）と、照射光を反射する反射部２０Ｒ（図１（ｃ）参照）とを含んで形成されている。
【００１６】
なお、パターン２０は、例えば、符号板２にエッチングによりＭ系列を示す透過部２０Ｔを形成し、残った部分に反射面２Ｒを形成することにより形成されている。また、反射面２Ｒ（反射部２０Ｒ）は、例えば、アルミニウムなどの蒸着により形成されてもよいし、切削による鏡面加工（鏡面に磨く加工）を行うことにより形成されてもよい。本実施形態では、パターン２０は、例えば、１つのトラックに、透過部２０Ｔと反射部２０Ｒとを組み合わせにより、絶対位置情報を示すように形成されている。
【００１７】
基板７と基板５とは、基板７の光源部３の発光面及び受光素子４２１の受光面と基板５の受光素子４１１の受光面とを対向させるように、符号板２を挟んで配置されている。
また、受光素子４１１は、図１（ｂ）に示すように、光源部３によって射出された照射光がパターン２０の透過部２０Ｔを透過した照射光Ｌ１を受光する位置に配置されている。例えば、受光素子４１１は、光源部３から射出された照射光Ｌ１が、パターン２０（透過部２０Ｔ）を介して入射される位置に配置されている。受光素子４１１には、例えば、符号板２の垂直面（ＺＹ平面）に対してＸ軸方向（短手方向）に角度θにより照射光Ｌ１が入射される。ここで、受光素子４１１によって受光される、照射光Ｌ１を含む光量が第１の光量に対応する。第１の光量は、所定の領域における光量を含み、例えば、受光素子４１１の受光領域における少なくとも測定方向の光量を含む。
【００１８】
また、受光素子４２１は、図１（ｃ）に示すように、光源部３によって射出された照射光がパターン２０の反射部２０Ｒを反射した照射光Ｌ２を受光する位置に配置されている。例えば、受光素子４２１は、光源部３から射出された照射光Ｌ２が、パターン２０（反射部２０Ｒ）を介して入射される位置に配置されている。受光素子４２１には、例えば、符号板２の垂直面（ＺＹ平面）に対してＸ軸方向（短手方向）に角度θにより照射光Ｌ２が入射される。ここで、受光素子４２１によって受光される、照射光Ｌ２を含む光量が第２の光量に対応する。第２の光量は、所定の領域における光量を含み、例えば、受光素子４２１の受光領域における少なくとも測定方向の光量を含む。
【００１９】
なお、図１（ｂ）は、回転子６の回転位置がパターン２０の透過部２０Ｔの位置にある場合の一例を示し、図１（ｃ）は、回転子６の回転位置がパターン２０の反射部２０Ｒの位置にある場合の一例を示している。
ここで、図１（ｂ）の状態では、上述した第１の光量が増大し、第２の光量が低減する。また、図１（ｃ）の状態では、上述した第１の光量が低減し、第２の光量が増大する。このように、第１の光量と第２の光量とは、互いに反転させた関係（逆位相の関係）にある。なお、光量の反転には、例えば、光量の変化の反転、光の強度分布の反転なども含まれる。すなわち、第１の光量の変化と、第２の光量の変化とは、互いに反転させた関係にある。また、光量の反転は、互いに完全に反転させた関係でもよいし、互いにほぼ反転させた関係でもよい。
【００２０】
図２は、本実施形態におけるエンコーダ１の一例を示すブロック図である。
図２において、エンコーダ１は、光源部３、位置検出部４０、受光センサ部４１、受光センサ部４２、及び二値化部６０を備えている。
【００２１】
受光センサ部４１（第１のセンサ部）は、パターン２０を検出し、パターン２０を介して照射光に生じた第１の光量に応じて、検出信号ＡＢＳ（第１の検出信号）を出力する。受光センサ部４１は、例えば、パターン２０を透過した光に生じる第１の光量に応じて、検出信号ＡＢＳを出力する。すなわち、受光センサ部４１は、例えば、パターン２０の透過部２０Ｔを透過した照射光Ｌ１の変化に基づいて検出信号ＡＢＳを出力する。
【００２２】
また、受光センサ部４１は、受光素子４１１、電源供給部４１２、抵抗４１３、及びアンプ部４１４を備えている。なお、受光センサ部４１は、Ｍ系列パターンのうちの複数ビットを並列して検出するために、複数の受光素子４１１を備えているが、ここでは、説明上、受光検出素子群（複数の受光素子４１１）のうちの１つについて説明する。この複数の受光素子４１１は、例えば、時系列に切り替えて使用され、パターン２０におけるＭ系列パターンを検出してもよい。
なお、上述したように、受光センサ部４１（受光素子４１１）は、光源部３から射出された照射光が、パターン２０を介して入射される位置に配置されている。
【００２３】
受光素子４１１（検出素子）は、例えば、フォトダイオードであり、パターン２０の透過部２０Ｔを透過した第１の光量（第１の光量の変化）に応じて、電流（光電流）が変化する。受光素子４１１は、例えば、カソード端子が電源供給部４１２に、アノード端子がノードＮ１にそれぞれ接続されている。
【００２４】
電源供給部４１２は、受光素子４１１に逆バイアスを供給する電源回路である。
抵抗４１３は、例えば、予め定められた所定の抵抗値を有する抵抗素子であり、一端が接地され（グランド線に接続され）、他端がノードＮ１に接続されている。抵抗４１３は、第１の光量の変化に応じた、受光素子４１１による電流の変化を電圧の変化に変換する。
【００２５】
アンプ部４１４は、例えば、オペアンプなどを有する増幅回路である。アンプ部４１４は、ノードＮ１から出力される信号を増幅して、検出信号ＡＢＳを二値化部６０に出力する。
【００２６】
受光センサ部４２（第２のセンサ部）は、パターン２０を検出し、パターン２０を介して照射光に生じた第２の光量に応じて、検出信号ＡＢＳ（第１の検出信号）の逆相（逆位相）である検出信号／ＡＢＳ（第２の検出信号）を出力する。受光センサ部４２は、パターン２０を反射した光に生じる第２の光量に応じて、検出信号／ＡＢＳを出力する。すなわち、受光センサ部４２は、例えば、パターン２０の反射部２０Ｒを反射した照射光Ｌ２の変化に基づいて検出信号／ＡＢＳを出力する。ここで、「／ＡＢＳ」における「／」は、反転信号を表す表記である。
【００２７】
また、受光センサ部４２は、受光素子４２１、電源供給部４２２、抵抗４２３、及びアンプ部４２４を備えている。なお、受光センサ部４２は、Ｍ系列パターンのうちの複数ビットを並列して検出するために、複数の受光素子４２１を備えているが、ここでは、説明上、受光検出素子群（複数の受光素子４１１）のうちの１つについて説明する。この複数の受光素子４２１は、例えば、時系列に切り替えて使用され、パターン２０におけるＭ系列パターンを検出してもよい。
なお、上述したように、受光センサ部４２（受光素子４２１）は、光源部３から射出された照射光が、パターン２０を介して入射される位置に配置されている。
【００２８】
受光素子４２１（検出素子）は、例えば、フォトダイオードであり、パターン２０の反射部２０Ｒを透過した第２の光量（第２の光量の変化）に応じて、電流（光電流）が変化する。受光素子４２１は、例えば、カソード端子が電源供給部４２２に、アノード端子がノードＮ２にそれぞれ接続されている。
【００２９】
電源供給部４２２は、受光素子４２１に逆バイアスを供給する電源回路である。
抵抗４２３は、例えば、予め定められた所定の抵抗値を有する抵抗素子であり、一端が接地され（グランド線に接続され）、他端がノードＮ２に接続されている。抵抗４２３は、第２の光量の変化に応じた、受光素子４１１による電流の変化を電圧の変化に変換する。
【００３０】
アンプ部４２４は、例えば、オペアンプなどを有する増幅回路である。アンプ部４２４は、ノードＮ２から出力される信号を増幅して、検出信号／ＡＢＳを二値化部６０に出力する。
【００３１】
二値化部６０は、受光センサ部４１が出力する検出信号ＡＢＳ、及び受光センサ部４２が出力する検出信号／ＡＢＳを差動信号として、パターン２０に対応した二値化信号ＤＡＢＳを生成する。二値化部６０は、生成した二値化信号ＤＡＢＳを位置検出部４０に出力する。また、二値化部６０は、例えば、コンパレータ６１を備えている。
【００３２】
コンパレータ６１は、例えば、コンパレータ回路であり、検出信号ＡＢＳの電圧レベルと検出信号／ＡＢＳの電圧レベルとの比較に基づいて、二値化信号ＤＡＢＳを生成する。例えば、コンパレータ６１は、検出信号ＡＢＳの電圧レベルが検出信号／ＡＢＳの電圧レベル以上である場合に、論理状態“１”を示すレベルの信号を二値化信号ＤＡＢＳとして出力する。また、例えば、コンパレータ６１は、検出信号ＡＢＳの電圧レベルが検出信号／ＡＢＳの電圧レベル未満である場合に、論理状態“０”を示すレベルの信号を二値化信号ＤＡＢＳとして出力する。
【００３３】
位置検出部４０は、二値化部６０によって生成された二値化信号ＤＡＢＳに基づいて、回転子６の位置情報（例、角度情報）を検出する。位置検出部４０は、二値化信号ＤＡＢＳによりパターン２０におけるＭ系列パターンに対応するコードを生成し、生成したコードに対応する絶対位置情報（例、角度情報）を生成する。位置検出部４０は、生成した絶対位置情報を例えば、外部コントローラなどの上位装置に出力する。
【００３４】
なお、上述した基板（７，５）は、半導体基板（半導体チップ）であってもよいし、プリント基板であってもよい。基板（７，５）が半導体基板（半導体チップ）である場合に、例えば、少なくとも受光センサ部４１及び二値化部６０が、基板７に半導体回路として形成され、例えば、少なくとも受光センサ部４１が、基板５に半導体回路として形成されてもよい。受光素子４１１からアンプ部４１４までを同一の基板７に実装した場合に、別の基板に実装した場合に比べてノイズが検出信号に混入する可能性を低減することができる。また、受光素子４２１からアンプ部４２４までを同一の基板５に実装した場合に、別の基板に実装した場合に比べてノイズが検出信号に混入する可能性を低減することができる。
【００３５】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１の動作について図面を参照して説明する。
図３は、本実施形態におけるエンコーダ１の動作を示す図である。
図３において、各グラフは、回転方向（検出方向）の位置に対応する、差動信号（検出信号ＡＢＳ，検出信号／ＡＢＳ）、及び二値化信号ＤＡＢＳを示している。ここで、波形Ｗ１は、受光センサ部４１が出力する差動信号（検出信号ＡＢＳ）の信号波形を示し、波形Ｗ２は、受光センサ部４２が出力する差動信号（検出信号／ＡＢＳ）の信号波形を示している。また、波形Ｗ３は、二値化部６０が出力する二値化信号ＤＡＢＳを示している。
また、図３において、パターン２０は、透過部２０Ｔと反射部２０Ｒとの組み合わせにより形成されている。
【００３６】
受光センサ部４１は、パターン２０を検出し、パターン２０の透過部２０Ｔに基づく検出信号ＡＢＳを出力する。ここで、例えば、受光素子４１１は、パターン２０において透過部２０Ｔである場合に、反射部２０Ｒである場合より第１の光量が増大して、第１の光量に基づく電流が増大する。そのため、上述したノードＮ１は、パターン２０において透過部２０Ｔである場合に、反射部２０Ｒである場合より高い信号レベル（電位）を出力する。また、受光素子４１１は、パターン２０において反射部２０Ｒである場合に、透過部２０Ｔである場合より第１の光量が減少して、第１の光量に基づく電流が減少する。そのため、上述したノードＮ１は、パターン２０において反射部２０Ｒである場合に、透過部２０Ｔである場合より低い信号レベル（電位）を出力する。アンプ部４１４は、ノードＮ１から出力される信号を増幅して、波形Ｗ１に示すような検出信号ＡＢＳを二値化部６０に出力する。なお、ここで、電位Ｖｒｅｆは、検出信号ＡＢＳの変化の中間電位を示す。アンプ部４１４は、例えば、電位Ｖｒｅｆを基準電位として、透過部２０Ｔと反射部２０Ｒとで互いに反転した検出信号ＡＢＳを出力する。
【００３７】
また、受光センサ部４２は、パターン２０を検出し、パターン２０の反射部２０Ｒに基づく検出信号／ＡＢＳを出力する。ここで、例えば、受光素子４２１は、パターン２０において反射部２０Ｒである場合に、第２の光量が透過部２０Ｔである場合より増大して、第２の光量に基づく電流が増大する。そのため、上述したノードＮ２は、パターン２０において反射部２０Ｒである場合に、透過部２０Ｔである場合より高い信号レベル（電位）を出力する。また、受光素子４２１は、パターン２０において透過部２０Ｔである場合に、第２の光量が反射部２０Ｒである場合より減少して、第２の光量に基づく電流が減少する。そのため、上述したノードＮ２は、パターン２０において透過部２０Ｔである場合に、反射部２０Ｒである場合より低い信号レベル（電位）を出力する。アンプ部４２４は、ノードＮ２から出力される信号を増幅して、波形Ｗ２に示すような検出信号／ＡＢＳを二値化部６０に出力する。アンプ部４２４は、例えば、電位Ｖｒｅｆを基準電位として、透過部２０Ｔと反射部２０Ｒとで互いに反転した検出信号／ＡＢＳを出力する。
【００３８】
このように、受光センサ部４１及び受光センサ部４２は、互いに信号レベルが反転されている２つの差動信号（検出信号ＡＢＳ、及び検出信号／ＡＢＳ）を生成する。ここで、互いに信号レベルが反転されている２つの差動信号（検出信号ＡＢＳ、及び検出信号／ＡＢＳ）とは、互いに逆位相の信号である。
【００３９】
次に、二値化部６０のコンパレータ６１は、受光センサ部４１が出力する検出信号ＡＢＳ、及び受光センサ部４２が出力する検出信号／ＡＢＳを差動信号として、パターン２０に対応した二値化信号ＤＡＢＳを生成する。コンパレータ６１は、例えば、検出信号ＡＢＳの電圧レベルが検出信号／ＡＢＳの電圧レベル以上である場合に、論理状態“１”を示すレベルの信号を二値化信号ＤＡＢＳとして出力する。また、例えば、コンパレータ６１は、検出信号ＡＢＳの電圧レベルが検出信号／ＡＢＳの電圧レベル未満である場合に、論理状態“０”を示すレベルの信号を二値化信号ＤＡＢＳとして出力する。このようにして、コンパレータ６１は、波形Ｗ３に示すような二値化信号ＤＡＢＳを出力する。
【００４０】
なお、図３において、ノイズＮＺは、外乱などによって検出信号ＡＢＳ及び検出信号／ＡＢＳに混入したノイズ信号の一例を示している。また、このノイズＮＺは、例えば、検出信号ＡＢＳ及び検出信号／ＡＢＳの信号振幅のほぼ１／２の電圧レベル（基準電位Ｖｒｅｆ）を超えて信号変動する場合の一例を示している。基準電位Ｖｒｅｆは、例えば、従来のエンコーダにおいて、二値化のための基準電圧（固定の閾値電圧）に用いられる電位である。従来のエンコーダでは、基準電位ＶｒｅｆをまたぐようなノイズＮＺが検出信号ＡＢＳに混入した場合に、二値化信号がノイズＮＺによって反転してしまう場合がある。これに対して、本実施形態では、二値化部６０は、差動信号（検出信号ＡＢＳ、及び検出信号／ＡＢＳ）に基づいて、二値化信号ＤＡＢＳを生成するため、波形Ｗ３に示すように、ノイズＮＺの影響を受けずに、二値化信号を生成することができる。
例えば、従来のエンコーダでは、二値化信号を生成する際のマージン（例えば、ノイズマージン）は、電圧範囲ＭＧ１となる。これに対して、本実施形態におけるエンコーダ１では、二値化信号ＤＡＢＳを生成する際のマージン（例えば、ノイズマージン）は、電圧範囲ＭＧ１より広い範囲である電圧範囲ＭＧ２となる。すなわち、本実施形態におけるエンコーダ１は、二値化信号ＤＡＢＳを生成する際のマージン（例えば、ノイズマージン）を従来の固定の閾値電圧を用いる場合に比べて広くすることができる。
【００４１】
次に、位置検出部４０は、二値化部６０によって生成された二値化信号ＤＡＢＳに基づいて、回転子６の位置情報（例、角度情報）を検出する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態におけるエンコーダ１は、光源部３と、符号板２と、受光センサ部４１と、受光センサ部４２と、二値化部６０と、位置検出部４０とを備えている。光源部３は、照射光を射出し、符号板２は、回転子６の位置情報を示し、第１の光量と第１の光量を反転させた第２の光量とを照射光に生じさせるパターン２０を有する。受光センサ部４１は、パターン２０を介して照射光に生じた第１の光量に応じて、第１の検出信号（例、検出信号ＡＢＳ）を出力する。受光センサ部４２は、パターン２０を介して照射光に生じた第２の光量に応じて、第２の検出信号（例、検出信号／ＡＢＳ）を出力する。二値化部６０は、検出信号ＡＢＳ及び検出信号／ＡＢＳを差動信号として、位置情報に対応した二値化信号ＤＡＢＳを生成する。位置検出部４０は、二値化信号ＤＡＢＳに基づいて、位置情報（例、角度情報）を検出する。
【００４３】
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、二値化部６０が差動信号に基づいて、二値化信号ＤＡＢＳを生成するようにしたので、例えば、図３に示すようなノイズＮＺなどの外乱が発生した場合に、外乱によって検出信号を誤検出する可能性を低減することができる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ１は、位置情報の誤検出を低減することができる。すなわち、本実施形態におけるエンコーダ１は、外乱に対して堅牢な位置検出を実現することができる。したがって、本実施形態におけるエンコーダ１は、回転子６の位置情報の検出において、信頼性を向上せることができる。
なお、本実施形態におけるエンコーダ１は、差動信号に基づいて、二値化信号ＤＡＢＳを生成するようにしたので、従来のように、基準電位Ｖｒｅｆを抵抗分圧により生成する必要がない。そのため、本実施形態におけるエンコーダ１は、可変抵抗等により基準電位Ｖｒｅｆを調整する必要がないので、製造工程を簡略化することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、パターン２０は、照射光を透過する透過部２０Ｔと、照射光を反射する反射部２０Ｒとを含んで形成されている。受光センサ部４１は、パターン２０を透過した光に生じる第１の光量に応じて、検出信号ＡＢＳを出力し、受光センサ部４２は、パターン２０を反射した光に生じる第２の光量に応じて、検出信号／ＡＢＳを出力する。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、透過部２０Ｔと反射部２０Ｒとに基づいて、簡易は手段により、１つのパターン２０により、差動信号（検出信号ＡＢＳ及び検出信号／ＡＢＳ）を生成することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、パターン２０は、透過部２０Ｔと反射部２０Ｒとの組み合わせにより位置情報を示すように形成されている。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、１つのトラックにより差動信号（検出信号ＡＢＳ及び検出信号／ＡＢＳ）を生成することができる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ１は、符号板２を小型化することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、光源部３は、パターン２０に対して、位置情報の検出方向（例、円周方向）であるパターン２０の長手方向とは異なるパターン２０の短手方向（例、径方向）に離れた位置に配置されている。受光センサ部４１及び受光センサ部４２のそれぞれは、光源部３から射出された照射光が、パターン２０を介して入射される位置に配置されている。
これにより、光源部３が位置情報の検出方向とは異なるパターン２０の短手方向からパターン２０に照射光を照射するので、受光センサ部４１及び受光センサ部４２は、光源部３が位置情報の検出方向から照射する場合よりも効率よく照射光の光量を受光することができる。そのため、受光センサ部４１及び受光センサ部４２は、検出信号ＡＢＳ及び検出信号／ＡＢＳの信号レベル（信号振幅）を大きくすることができるので、本実施形態におけるエンコーダ１は、二値化信号を生成する際のマージンを広くすることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、光源部３と受光センサ部４２（受光素子４２１）とが同一の基板７に実装されている。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、検出系（例えば、光源部３と受光センサ部（４１，４２）とを備えた検出ヘッダ）を小型化することができる。また、光源部３の配置と受光素子４２１の配置との両方の調整を同時に行うことができるため、本実施形態におけるエンコーダ１ｂは、光源部３及び受光素子４２１の配置を調整する製造工程を簡略化することができる。
【００４８】
なお、本実施形態における符号板２は、回転子６（被駆動体）の位置情報を示し、第１の光量と第１の光量を反転させた第２の光量とを光源部３から射出される照射光に生じさせるパターン２０を備えている。
これにより、エンコーダ１に対して差動信号（検出信号ＡＢＳ、検出信号／ＡＢＳ）に基づいて位置情報を検出させるようにできるので、位置情報の誤検出を低減することができる。したがって、本実施形態における符号板２は、エンコーダ１と同様に、信頼性を向上せることができる。また、本実施形態における符号板２は、上述したエンコーダ１と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
次に、第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第２の実施形態］
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、一例として、ロータリエンコーダについて説明する。
図４は、第２の実施形態によるエンコーダ１ａの構成の一例を示す概略構成図である。
図４において、エンコーダ１ａは、基板７ａと、符号板２ａ（円盤）に結合された回転子６とを備えている。エンコーダ１ａは、回転子６（被駆動体）の位置情報（例えば、角度位置情報）を検出する。
【００５０】
ここで、図４（ａ）は、回転子６の回転軸方向（Ｚ軸方向）から見たエンコーダ１ａの構成を示し、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、Ｙ軸方向から見た符号板２ａ及び基板７ａの配置を示している。なお、図４において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、反射式のパターン２０ａ（２トラックの反射パターン（２１，２２））を用いて、差動信号（検出信号ＡＢＳ及び検出信号／ＡＢＳ）を生成する場合の一例について説明する。
【００５１】
図４に示すように、符号板２ａは、回転子６に結合された円盤であり、例えば、反射パターン（２１，２２）の２つのトラックにより形成されたパターン２０ａを備えている。また、基板７ａは、少なくとも光源部３と、受光素子４１１と、受光素子４２１とを備えている。
【００５２】
パターン２０ａは、回転子６の位置情報を示し、第１の光量と第１の光量を反転させた第２の光量とを、光源部３が射出する照射光に生じさせる。パターン２０ａは、第１の光量を生じさせる反射パターン２１と、第２の光量を生じさせる反射パターン２２とを有している。
【００５３】
反射パターン２１（第１パターン）は、反射部２１Ｒと非反射部２１ＮＲとの組み合わせにより形成されており、例えば、Ｍ（エム）系列により絶対位置を示すアブソリュートパターンである。ここで、非反射部２１ＮＲは、反射部２１Ｒより反射率の低い部分である。
【００５４】
反射パターン２２（第２パターン）は、反射部２２Ｒと非反射部２２ＮＲとの組み合わせにより形成されており、反射パターン２１の反転パターンにより形成されている。すなわち、反射パターン２２は、反射パターン２１の反射部２１Ｒに対応する位置が非反射部２２ＮＲにより形成されており、反射パターン２１の非反射部２１ＮＲに対応する位置が反射部２２Ｒにより形成されている。ここで、非反射部２２ＮＲは、反射部２２Ｒより反射率の低い部分である。
【００５５】
なお、パターン２０ａは、例えば、アルミニウムなどの蒸着により符号板２ａにＭ系列を示す反射面（反射部２１Ｒ、反射部２２Ｒ）を形成してもよいし、切削による鏡面加工（鏡面に磨く加工）を行うことにより形成されてもよい。
【００５６】
基板７ａは、基板７ａの光源部３の発光面及び受光素子（４１１，４２１）の受光面とパターン２０ａの反射部（２１Ｒ，２２Ｒ）とを対向させるように配置されている。
また、受光素子４１１は、図４（ｂ）に示すように、光源部３によって射出された照射光が反射パターン２１の反射部２１Ｒを反射した照射光Ｌ１ａを受光する位置に配置されている。例えば、受光素子４１１は、光源部３から射出された照射光Ｌ１ａが、反射パターン２１（反射部２１Ｒ）を介して入射される位置に配置されている。ここで、受光素子４１１によって受光される、照射光Ｌ１ａを含む光量が第１の光量に対応する。
【００５７】
また、受光素子４２１は、図４（ｃ）に示すように、光源部３によって射出された照射光が反射パターン２２の反射部２２Ｒを反射した照射光Ｌ２ａを受光する位置に配置されている。例えば、受光素子４２１は、光源部３から射出された照射光Ｌ２ａが、反射パターン２２（反射部２２Ｒ）を介して入射される位置に配置されている。ここで、受光素子４２１によって受光される、照射光Ｌ２ａを含む光量が第２の光量に対応する。
なお、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、反射パターン２１と反射パターン２２とは、互いに反転したパターンに形成されている。
【００５８】
また、図４（ｂ）は、回転子６の回転位置が反射パターン２１の反射部２１Ｒの位置、且つ反射パターン２２の非反射部２２ＮＲの位置にある場合の一例を示している。この場合、上述した第１の光量が増大し、第２の光量が低減する。
また、図４（ｃ）は、回転子６の回転位置が反射パターン２１の非反射部２１ＮＲの位置、且つ反射パターン２２の反射部２２Ｒの位置にある場合の一例を示している。この場合、上述した第１の光量が低減し、第２の光量が増大する。このように、第１の光量と第２の光量とは、互いに反転させた関係にある。なお、光量の反転には、例えば、光量の変化の反転、光の強度分布の反転なども含まれる。すなわち、第１の光量の変化と、第２の光量の変化とは、互いに反転させた関係にある。
【００５９】
なお、本実施形態におけるエンコーダ１ａの構成を示すブロック図は、図２と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００６０】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１ａの動作について図面を参照して説明する。
図５は、本実施形態におけるエンコーダ１ａの動作を示す図である。
図５において、各グラフは、回転方向（検出方向）の位置に対応する、差動信号（検出信号ＡＢＳ，検出信号／ＡＢＳ）、及び二値化信号ＤＡＢＳを示している。ここで、波形Ｗ４は、受光センサ部４１が出力する差動信号（検出信号ＡＢＳ）の信号波形を示し、波形Ｗ５は、受光センサ部４２が出力する差動信号（検出信号／ＡＢＳ）の信号波形を示している。また、波形Ｗ６は、二値化部６０が出力する二値化信号ＤＡＢＳを示している。
また、図５に示すように、反射パターン２１は、反射部２１Ｒと非反射部２１ＮＲとの組み合わせにより形成されており、反射パターン２２は、反射部２２Ｒと非反射部２２ＮＲとの組み合わせにより形成されている。
【００６１】
受光センサ部４１は、反射パターン２１に基づく第１の光量に応じて、検出信号ＡＢＳを出力する。受光センサ部４１は、例えば、反射パターン２１を検出し、反射パターン２１の反射部２１Ｒに基づく検出信号ＡＢＳを出力する。ここで、例えば、受光素子４１１は、反射パターン２１において反射部２１Ｒである場合に、非反射部２１ＮＲである場合より第１の光量が増大して、第１の光量に基づく電流が増大する。そのため、上述したノードＮ１は、反射パターン２１において反射部２１Ｒである場合に、非反射部２１ＮＲである場合より高い信号レベル（電位）を出力する。また、受光素子４１１は、反射パターン２１において非反射部２１ＮＲである場合に、反射部２１Ｒである場合より第１の光量が減少して、第１の光量に基づく電流が減少する。そのため、上述したノードＮ１は、反射パターン２１において非反射部２１ＮＲである場合に、反射部２１Ｒである場合より低い信号レベル（電位）を出力する。アンプ部４１４は、ノードＮ１から出力される信号を増幅して、波形Ｗ４に示すような検出信号ＡＢＳを二値化部６０に出力する。なお、ここで、電位Ｖｒｅｆは、検出信号ＡＢＳの変化の中間電位を示す。アンプ部４１４は、例えば、電位Ｖｒｅｆを基準電位として、反射部２１Ｒと非反射部２１ＮＲとで互いに反転した検出信号ＡＢＳを出力する。
【００６２】
また、受光センサ部４２は、反射パターン２２に基づく第２の光量に応じて、検出信号／ＡＢＳを出力する。受光センサ部４２は、例えば、反射パターン２２を検出し、反射パターン２２の反射部２２Ｒに基づく検出信号／ＡＢＳを出力する。ここで、例えば、受光素子４２１は、反射パターン２２において反射部２２Ｒである場合に、非反射部２２ＮＲである場合より第２の光量が増大して、第２の光量に基づく電流が増大する。そのため、上述したノードＮ２は、反射パターン２２において反射部２２Ｒである場合に、非反射部２２ＮＲである場合より高い信号レベル（電位）を出力する。また、受光素子４２１は、反射パターン２２において非反射部２２ＮＲである場合に、反射部２２Ｒである場合より第２の光量が減少して、第２の光量に基づく電流が減少する。そのため、上述したノードＮ２は、反射パターン２２において非反射部２２ＮＲである場合に、反射部２２Ｒである場合より低い信号レベル（電位）を出力する。アンプ部４２４は、ノードＮ２から出力される信号を増幅して、波形Ｗ５に示すような検出信号／ＡＢＳを二値化部６０に出力する。アンプ部４２４は、例えば、電位Ｖｒｅｆを基準電位として、反射部２２Ｒと非反射部２２ＮＲとで互いに反転した検出信号／ＡＢＳを出力する。
【００６３】
このように、受光センサ部４１及び受光センサ部４２は、互いに信号レベルが反転されている２つの差動信号（検出信号ＡＢＳ、及び検出信号／ＡＢＳ）を生成する。
続く、二値化部６０のコンパレータ６１の動作は、第１の実施形態の動作と同様であり、コンパレータ６１は、波形Ｗ６に示すような二値化信号ＤＡＢＳを出力する。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、光源部３と、符号板２ａと、受光センサ部４１と、受光センサ部４２と、二値化部６０と、位置検出部４０とを備えている。光源部３は、照射光を射出し、符号板２ａは、回転子６の位置情報を示し、第１の光量と第１の光量を反転させた第２の光量とを照射光に生じさせるパターン２０ａを有する。パターン２０ａは、第１の光量を生じさせる反射パターン２１と、反射パターン２１の反転パターンにより形成され、第２の光量を生じさせる反射パターン２２とを有する。受光センサ部４１は、反射パターン２１に基づく第１の光量に応じて、第１の検出信号（例、検出信号ＡＢＳ）を出力する。受光センサ部４２は、反射パターン２２に基づく第２の光量に応じて、第２の検出信号（例、検出信号／ＡＢＳ）を出力する。二値化部６０は、検出信号ＡＢＳ及び検出信号／ＡＢＳを差動信号として、位置情報に対応した二値化信号ＤＡＢＳを生成する。位置検出部４０は、二値化信号ＤＡＢＳに基づいて、位置情報（例、角度情報）を検出する。
【００６５】
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、第１の実施形態と同様に、例えば、図３に示すようなノイズＮＺなどの外乱が発生した場合に、外乱によって検出信号を誤検出する可能性を低減することができる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、位置情報の誤検出を低減することができる。したがって、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、第１の実施形態と同様に、回転子６の位置情報の検出において、信頼性を向上せることができる。
【００６６】
また、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、パターン２０ａを反射パターン（２１，２２）だけで形成し、第１の実施形態のように透過部２０Ｔを形成する必要がないので、第１の実施形態に比べて、符号板２ａの製造工程を簡略化することができる。また、基板７ａに、光源部３と受光素子（４１１，４２２）を実装することができ、第１の実施形態における基板５が不要になるので、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、第１の実施形態に比べて、構成を簡略化することができる。また、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、基板７ａに受光素子４１１を実装することにより、受光素子４１１の配置の調整する製造工程を簡略化することができる。
【００６７】
次に、第３の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第３の実施形態］
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、一例として、ロータリエンコーダについて説明する。
図６は、第３の実施形態によるエンコーダ１ｂの構成の一例を示す概略構成図である。
図６において、エンコーダ１ｂは、基板（７ｂ，５ａ）と、符号板２ｂ（円盤）に結合された回転子６とを備えている。エンコーダ１ｂは、回転子６（被駆動体）の位置情報（例えば、角度位置情報）を検出する。
【００６８】
ここで、図６（ａ）は、回転子６の回転軸方向（Ｚ軸方向）から見たエンコーダ１ｂの構成を示し、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、Ｙ軸方向から見た符号板２ｂ及び（７ｂ，５ａ）の配置を示している。なお、図６において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、反射式のパターン２０ｂ（２トラックの透過パターン（２１ａ，２２ａ））を用いて、差動信号（検出信号ＡＢＳ及び検出信号／ＡＢＳ）を生成する場合の一例について説明する。
【００６９】
図６に示すように、符号板２ｂは、回転子６に結合された円盤であり、例えば、透過パターン（２１ａ，２２ａ）の２つのトラックにより形成されたパターン２０ｂを備えている。また、基板７ｂは、少なくとも光源部３を備え、基板５ａは、少なくとも受光素子４１１と受光素子４２１とを備えている。
【００７０】
パターン２０ｂは、回転子６の位置情報を示し、第１の光量と第１の光量を反転させた第２の光量とを、光源部３が射出する照射光に生じさせる。パターン２０ｂは、第１の光量を生じさせる透過パターン２１ａと、第２の光量を生じさせる透過パターン２２ａとを有している。
【００７１】
透過パターン２１ａ（第１パターン）は、透過部２１Ｔと非透過部２１ＮＴとの組み合わせにより形成されており、例えば、Ｍ（エム）系列により絶対位置を示すアブソリュートパターンである。ここで、非透過部２１ＮＴは、透過部２１Ｔより光の透過率の低い部分である。
【００７２】
透過パターン２２ａ（第２パターン）は、透過部２２Ｔと非透過部２２ＮＴとの組み合わせにより形成されており、透過パターン２１ａの反転パターンにより形成されている。すなわち、透過パターン２２ａは、透過パターン２１ａの透過部２１Ｔに対応する位置が非透過部２２ＮＴにより形成されており、透過パターン２１ａの非透過部２１ＮＴに対応する位置が透過部２２Ｔにより形成されている。ここで、非透過部２２ＮＴは、透過部２２Ｔより光の透過率の低い部分である。
なお、パターン２０ａは、例えば、符号板２ｂにエッチングによりＭ系列を示す透過部２０Ｔを形成してもよい。
【００７３】
基板７ｂと基板５ａとは、基板７ｂの光源部３の発光面と、基板５ａの受光素子４１１及び受光素子４２１の受光面とを対向させるように、符号板２ｂを挟んで配置されている。
また、受光素子４１１は、図６（ｂ）に示すように、光源部３によって射出された照射光が透過パターン２１ａの透過部２１Ｔを透過した照射光Ｌ１ｂを受光する位置に配置されている。例えば、受光素子４１１は、光源部３から射出された照射光Ｌ１ｂが、透過パターン２１ａ（透過部２１Ｔ）を介して入射される位置に配置されている。ここで、受光素子４１１によって受光される、照射光Ｌ１ｂを含む光量が第１の光量に対応する。
【００７４】
また、受光素子４２１は、図６（ｃ）に示すように、光源部３によって射出された照射光が透過パターン２２ａの透過部２２Ｔを透過した照射光Ｌ２ｂを受光する位置に配置されている。例えば、受光素子４２１は、光源部３から射出された照射光Ｌ２ｂが、透過パターン２２ａ（透過部２２Ｔ）を介して入射される位置に配置されている。ここで、受光素子４２１によって受光される、照射光Ｌ２ｂを含む光量が第２の光量に対応する。
なお、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、透過パターン２１ａと透過パターン２２ａとは、互いに反転したパターンに形成されている。
【００７５】
また、図６（ｂ）は、回転子６の回転位置が透過パターン２１ａの透過部２１Ｔの位置、且つ透過パターン２２ａの非透過部２２ＮＴの位置にある場合の一例を示している。この場合、上述した第１の光量が増大し、第２の光量が低減する。
また、図６（ｃ）は、回転子６の回転位置が透過パターン２１ａの非透過部２１ＮＴの位置、且つ透過パターン２２ａの透過部２２Ｔの位置にある場合の一例を示している。この場合、上述した第１の光量が低減し、第２の光量が増大する。このように、第１の光量と第２の光量とは、互いに反転させた関係にある。なお、光量の反転には、例えば、光量の変化の反転、光の強度分布の反転なども含まれる。すなわち、第１の光量の変化と、第２の光量の変化とは、互いに反転させた関係にある。
【００７６】
なお、本実施形態におけるエンコーダ１ｂの構成を示すブロック図は、図２と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００７７】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１ｂの動作について図面を参照して説明する。
図７は、本実施形態におけるエンコーダ１ｂの動作を示す図である。
図７において、各グラフは、回転方向（検出方向）の位置に対応する、差動信号（検出信号ＡＢＳ，検出信号／ＡＢＳ）、及び二値化信号ＤＡＢＳを示している。ここで、波形Ｗ７は、受光センサ部４１が出力する差動信号（検出信号ＡＢＳ）の信号波形を示し、波形Ｗ８は、受光センサ部４２が出力する差動信号（検出信号／ＡＢＳ）の信号波形を示している。また、波形Ｗ９は、二値化部６０が出力する二値化信号ＤＡＢＳを示している。
また、図７に示すように、透過パターン２１ａは、透過部２１Ｔと非透過部２１ＮＴとの組み合わせにより形成されており、透過パターン２２ａは、透過部２２Ｔと非透過部２２ＮＴとの組み合わせにより形成されている。
【００７８】
受光センサ部４１は、透過パターン２１ａに基づく第１の光量に応じて、検出信号ＡＢＳを出力する。受光センサ部４１は、例えば、透過パターン２１ａを検出し、透過パターン２１ａの透過部２１Ｔに基づく検出信号ＡＢＳを出力する。ここで、例えば、受光素子４１１は、透過パターン２１ａにおいて透過部２１Ｔである場合に、非透過部２１ＮＴである場合より第１の光量が増大して、第１の光量に基づく電流が増大する。そのため、上述したノードＮ１は、透過パターン２１ａにおいて透過部２１Ｔである場合に、非透過部２１ＮＴである場合より高い信号レベル（電位）を出力する。また、受光素子４１１は、透過パターン２１ａにおいて非透過部２１ＮＴである場合に、透過部２１Ｔである場合より第１の光量が減少して、第１の光量に基づく電流が減少する。そのため、上述したノードＮ１は、透過パターン２１ａにおいて非透過部２１ＮＴである場合に、透過部２１Ｔである場合より低い信号レベル（電位）を出力する。アンプ部４１４は、ノードＮ１から出力される信号を増幅して、波形Ｗ７に示すような検出信号ＡＢＳを二値化部６０に出力する。なお、ここで、電位Ｖｒｅｆは、検出信号ＡＢＳの変化の中間電位を示す。アンプ部４１４は、例えば、電位Ｖｒｅｆを基準電位として、透過部２１Ｔと非透過部２１ＮＴとで互いに反転した検出信号ＡＢＳを出力する。
【００７９】
また、受光センサ部４２は、透過パターン２２ａに基づく第２の光量に応じて、検出信号／ＡＢＳを出力する。受光センサ部４２は、例えば、透過パターン２２ａを検出し、透過パターン２２ａの透過部２２Ｔに基づく検出信号／ＡＢＳを出力する。ここで、例えば、受光素子４２１は、透過パターン２２ａにおいて透過部２２Ｔである場合に、非透過部２２ＮＴである場合より第２の光量が増大して、第２の光量に基づく電流が増大する。そのため、上述したノードＮ２は、透過パターン２２ａにおいて透過部２２Ｔである場合に、非透過部２２ＮＴである場合より高い信号レベル（電位）を出力する。また、受光素子４２１は、透過パターン２２ａにおいて非透過部２２ＮＴである場合に、透過部２２Ｔである場合より第２の光量が減少して、第２の光量に基づく電流が減少する。そのため、上述したノードＮ２は、透過パターン２２ａにおいて非透過部２２ＮＴである場合に、透過部２２Ｔである場合より低い信号レベル（電位）を出力する。アンプ部４２４は、ノードＮ２から出力される信号を増幅して、波形Ｗ８に示すような検出信号／ＡＢＳを二値化部６０に出力する。アンプ部４２４は、例えば、電位Ｖｒｅｆを基準電位として、透過部２２Ｔと非透過部２２ＮＴとで互いに反転した検出信号／ＡＢＳを出力する。
【００８０】
このように、受光センサ部４１及び受光センサ部４２は、互いに信号レベルが反転されている２つの差動信号（検出信号ＡＢＳ、及び検出信号／ＡＢＳ）を生成する。
続く、二値化部６０のコンパレータ６１の動作は、第１の実施形態の動作と同様であり、コンパレータ６１は、波形Ｗ９に示すような二値化信号ＤＡＢＳを出力する。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態におけるエンコーダ１ｂは、光源部３と、符号板２ｂと、受光センサ部４１と、受光センサ部４２と、二値化部６０と、位置検出部４０とを備えている。光源部３は、照射光を射出し、符号板２ｂは、回転子６の位置情報を示し、第１の光量と第１の光量を反転させた第２の光量とを照射光に生じさせるパターン２０ｂを有する。パターン２０ｂは、第１の光量を生じさせる透過パターン２１ａと、透過パターン２１ａの反転パターンにより形成され、第２の光量を生じさせる透過パターン２２ａとを有する。受光センサ部４１は、透過パターン２１ａに基づく第１の光量に応じて、第１の検出信号（例、検出信号ＡＢＳ）を出力する。受光センサ部４２は、透過パターン２２ａに基づく第２の光量に応じて、第２の検出信号（例、検出信号／ＡＢＳ）を出力する。二値化部６０は、検出信号ＡＢＳ及び検出信号／ＡＢＳを差動信号として、位置情報に対応した二値化信号ＤＡＢＳを生成する。位置検出部４０は、二値化信号ＤＡＢＳに基づいて、位置情報（例、角度情報）を検出する。
【００８２】
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１ｂは、第１の実施形態と同様に、例えば、図３に示すようなノイズＮＺなどの外乱が発生した場合に、外乱によって検出信号を誤検出する可能性を低減することができる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ１ｂは、位置情報の誤検出を低減することができる。したがって、本実施形態におけるエンコーダ１ｂは、第１の実施形態と同様に、回転子６の位置情報の検出において、信頼性を向上せることができる。
【００８３】
また、本実施形態におけるエンコーダ１ｂは、パターン２０ｂを透過パターン（２１ａ，２２ａ）だけで形成し、第１の実施形態のように反射部２０Ｒを形成する必要がないので、第１の実施形態に比べて、符号板２ｂの製造工程を簡略化することができる。また、本実施形態におけるエンコーダ１ｂは、基板５ａに受光素子４１１及び受光素子４２１を実装することにより、受光素子４１１の配置と受光素子４２１の配置との両方の調整を同時に行うことができる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ１ｂは、受光素子（４１１，４２１）の配置を調整する製造工程を簡略化することができる。
【００８４】
次に、第４の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第４の実施形態］
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、一例として、ロータリエンコーダについて説明する。
図８は、第４の実施形態によるエンコーダ１ｃの構成の一例を示す概略構成図である。
図８において、エンコーダ１ｃは、基板（７ｃ，５ｂ）と、符号板２ｃ（円盤）に結合された回転子６とを備えている。エンコーダ１ｃは、回転子６（被駆動体）の位置情報（例えば、角度位置情報）を検出する。
【００８５】
ここで、図８（ａ）は、回転子６の回転軸方向（Ｚ軸方向）から見たエンコーダ１ｃの構成を示し、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、Ｙ軸方向から見た符号板２ｃ及び基板（７ｃ，５ｂ）の配置を示している。なお、図８において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、パターン２０ｃ（透過パターン２１ｂ，反射パターン２２ｂの２トラック）を用いて、差動信号（検出信号ＡＢＳ及び検出信号／ＡＢＳ）を生成する場合の一例について説明する。
【００８６】
図８に示すように、符号板２ｃは、回転子６に結合された円盤であり、例えば、透過パターン２１ｂと反射パターン２２ｂとの２つのトラックにより形成されたパターン２０ｃを備えている。また、基板７ｃは、少なくとも光源部３及び受光素子４２１を備え、基板５ｂは、少なくとも受光素子４１１を備えている。
【００８７】
パターン２０ｃは、回転子６の位置情報を示し、第１の光量と第１の光量を反転させた第２の光量とを、光源部３が射出する照射光に生じさせる。例えば、パターン２０ｃは、照射光を透過する透過部２１Ｔと、照射光を反射する反射部２２Ｒとを含んで形成され、パターン２０ｃを透過した光に第１の光量を生じさせるとともに、パターン２０ｃを反射した光に第２の光量を生じさせる。パターン２０ｃは、第１の光量を生じさせる透過パターン２１ｂと、第２の光量を生じさせる反射パターン２２ｂとを有している。
【００８８】
透過パターン２１ｂ（第１パターン）は、透過部２１Ｔと非透過部２１ＮＴとの組み合わせにより形成されており、例えば、Ｍ（エム）系列により絶対位置を示すアブソリュートパターンである。ここで、非透過部２１ＮＴは、透過部２１Ｔより光の透過率の低い部分である。
【００８９】
反射パターン２２ｂ（第２パターン）は、反射部２２Ｒと非反射部２２ＮＲとの組み合わせにより形成されている。例えば、反射パターン２２ｂは、透過パターン２１ｂの透過部２１Ｔに対応する位置が非反射部２２ＮＲにより形成されており、透過パターン２１ｂの非透過部２１ＮＴに対応する位置が反射部２２Ｒにより形成されている。ここで、非反射部２２ＮＲは、反射部２２Ｒより光の反射率の低い部分である。なお、本実施形態において、非透過部２１ＮＴと非反射部２２ＮＲとは、同一の構成により形成されている。
なお、パターン２０ｃは、例えば、符号板２ｃにエッチングによりＭ系列を示す透過部２１Ｔを形成することにより透過パターン２１ｂが形成されている。また、例えば、アルミニウムなどの蒸着又は切削による鏡面加工（鏡面に磨く加工）によりＭ系列の反転パターンを示す反射部２２Ｒを形成することにより反射パターン２２ｂが形成されている。
【００９０】
基板７ｃと基板５ｂとは、基板７ｃの光源部３の発光面及び受光素子４２１と、基板５ｂの受光素子４１１の受光面とを対向させるように、符号板２ｃを挟んで配置されている。
また、受光素子４１１は、図８（ｂ）に示すように、光源部３によって射出された照射光が透過パターン２１ｂの透過部２１Ｔを透過した照射光Ｌ１ｃを受光する位置に配置されている。例えば、受光素子４１１は、光源部３から射出された照射光Ｌ１ｃが、透過パターン２１ｂ（透過部２１Ｔ）を介して入射される位置に配置されている。ここで、受光素子４１１によって受光される、照射光Ｌ１ｃを含む光量が第１の光量に対応する。
【００９１】
また、受光素子４２１は、図８（ｃ）に示すように、光源部３によって射出された照射光が反射パターン２２ｂの反射部２２Ｒを透過した照射光Ｌ２ｃを受光する位置に配置されている。例えば、受光素子４２１は、光源部３から射出された照射光Ｌ２ｃが、反射パターン２２ｂ（反射部２２Ｒ）を介して入射される位置に配置されている。ここで、受光素子４２１によって受光される、照射光Ｌ２ｃを含む光量が第２の光量に対応する。
【００９２】
また、図８（ｂ）は、回転子６の回転位置が透過パターン２１ｂの透過部２１Ｔの位置、且つ反射パターン２２ｂの非透過部２２ＮＴ（非反射部２２ＮＲ）の位置にある場合の一例を示している。この場合、上述した第１の光量が増大し、第２の光量が低減する。
また、図８（ｃ）は、回転子６の回転位置が透過パターン２１ｂの非透過部２１ＮＴの位置、且つ反射パターン２２ｂの反射部２２Ｒの位置にある場合の一例を示している。この場合、上述した第１の光量が低減し、第２の光量が増大する。このように、第１の光量と第２の光量とは、互いに反転させた関係にある。なお、光量の反転には、例えば、光量の変化の反転、光の強度分布の反転なども含まれる。すなわち、第１の光量の変化と、第２の光量の変化とは、互いに反転させた関係にある。
【００９３】
なお、本実施形態におけるエンコーダ１ｃの構成を示すブロック図は、図２と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００９４】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１ｃの動作について図面を参照して説明する。
図９は、本実施形態におけるエンコーダ１ｃの動作を示す図である。
図９において、各グラフは、回転方向（検出方向）の位置に対応する、差動信号（検出信号ＡＢＳ，検出信号／ＡＢＳ）、及び二値化信号ＤＡＢＳを示している。ここで、波形Ｗ１０は、受光センサ部４１が出力する差動信号（検出信号ＡＢＳ）の信号波形を示し、波形Ｗ１１は、受光センサ部４２が出力する差動信号（検出信号／ＡＢＳ）の信号波形を示している。また、波形Ｗ１２は、二値化部６０が出力する二値化信号ＤＡＢＳを示している。
また、図９に示すように、透過パターン２１ｂは、透過部２１Ｔと非透過部２１ＮＴとの組み合わせにより形成されており、反射パターン２２ｂは、反射部２２Ｒと非反射部２２ＮＲ（非透過部２２ＮＴ）との組み合わせにより形成されている。
【００９５】
受光センサ部４１は、透過パターン２１ｂに基づく第１の光量に応じて、検出信号ＡＢＳを出力する。受光センサ部４１は、例えば、透過パターン２１ｂを検出し、透過パターン２１ｂの透過部２１Ｔに基づく検出信号ＡＢＳを出力する。ここで、受光センサ部４１は、第３の実施形態の場合と同様に動作し、波形Ｗ１０に示すような検出信号ＡＢＳを二値化部６０に出力する。なお、ここで、電位Ｖｒｅｆは、検出信号ＡＢＳの変化の中間電位を示す。アンプ部４１４は、例えば、電位Ｖｒｅｆを基準電位として、透過部２１Ｔと非透過部２１ＮＴとで互いに反転した検出信号ＡＢＳを出力する。
【００９６】
また、受光センサ部４２は、反射パターン２２ｂに基づく第２の光量に応じて、検出信号／ＡＢＳを出力する。受光センサ部４２は、例えば、反射パターン２２ｂを検出し、反射パターン２２ｂの反射部２２Ｒに基づく検出信号／ＡＢＳを出力する。ここで、受光センサ部４２は、第２の実施形態の場合と同様に動作し、波形Ｗ１１に示すような検出信号／ＡＢＳを二値化部６０に出力する。アンプ部４２４は、例えば、電位Ｖｒｅｆを基準電位として、反射部２２Ｒと非反射部２２ＮＲとで互いに反転した検出信号／ＡＢＳを出力する。
【００９７】
このように、受光センサ部４１及び受光センサ部４２は、互いに信号レベルが反転されている２つの差動信号（検出信号ＡＢＳ、及び検出信号／ＡＢＳ）を生成する。
続く、二値化部６０のコンパレータ６１の動作は、第１の実施形態の動作と同様であり、コンパレータ６１は、波形Ｗ１２に示すような二値化信号ＤＡＢＳを出力する。
【００９８】
以上説明したように、本実施形態におけるエンコーダ１ｃは、光源部３と、符号板２ｂと、受光センサ部４１と、受光センサ部４２と、二値化部６０と、位置検出部４０とを備えている。光源部３は、照射光を射出し、符号板２ｃは、回転子６の位置情報を示し、第１の光量と第１の光量を反転させた第２の光量とを照射光に生じさせるパターン２０ｃを有する。パターン２０ｃは、第１の光量を生じさせる透過パターン２１ｂと、第２の光量を生じさせる反射パターン２２ｂとを有する。パターン２０ｃの透過パターン２１ｂは、透過部２１Ｔと、透過部２１Ｔより透過率の低い非透過部２１ＮＴとの組み合わせにより形成されている。パターン２０ｃの反射パターン２２ｂは、反射部２２Ｒと、反射部２２Ｒより反射率の低い非反射部２２ＮＲとの組み合わせにより形成されている。受光センサ部４１は、透過パターン２１ｂに基づく第１の光量に応じて、第１の検出信号（例、検出信号ＡＢＳ）を出力する。受光センサ部４２は、反射パターン２２ｂに基づく第２の光量に応じて、第２の検出信号（例、検出信号／ＡＢＳ）を出力する。二値化部６０は、検出信号ＡＢＳ及び検出信号／ＡＢＳを差動信号として、位置情報に対応した二値化信号ＤＡＢＳを生成する。位置検出部４０は、二値化信号ＤＡＢＳに基づいて、位置情報（例、角度情報）を検出する。
【００９９】
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１ｃは、第１の実施形態と同様に、例えば、図３に示すようなノイズＮＺなどの外乱が発生した場合に、外乱によって検出信号を誤検出する可能性を低減することができる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ１ｃは、位置情報の誤検出を低減することができる。したがって、本実施形態におけるエンコーダ１ｃは、第１の実施形態と同様に、回転子６の位置情報の検出において、信頼性を向上せることができる。
【０１００】
次に、第５の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第５の実施形態］
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、一例として、ロータリエンコーダについて説明する。
図１０は、第５の実施形態によるエンコーダ１ｄの構成の一例を示す概略構成図である。
図１０において、エンコーダ１ｄは、基板（７ｄ，５ｃ）と、符号板２ｄ（円盤）に結合された回転子６とを備えている。エンコーダ１ｄは、回転子６（被駆動体）の位置情報（例えば、角度位置情報）を検出する。
【０１０１】
ここで、図１０（ａ）は、回転子６の回転軸方向（Ｚ軸方向）から見たエンコーダ１ｄの構成を示し、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は、Ｙ軸方向から見た符号板２ｄ及び基板（７ｄ，５ｃ）の配置を示している。また、図１０において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０２】
本実施形態では、パターン２０ｄがＭ系列に代えて、グレイコードを用いたマルチトラックにより絶対位置情報を示す場合の一例について説明する。
図１０に示すように、符号板２ｄは、回転子６に結合された円盤であり、例えば、複数つのトラックによりグレイコード（例、Ｘビットのグレイコード）が形成されたパターン２０ｄを備えている。この複数のトラックのそれぞれは、第１の実施形態におけるパターン２０と同様に、１トラックに透過部２０Ｔと反射部２０Ｒとを有する透過反射パターンである。ここで、例えば、符号板２ｄは、複数（例、Ｘ個）の透過反射パターン２０ｄ−１〜２０ｄ−Ｘを有している。
【０１０３】
また、基板７ｄは、少なくとも光源部３及び受光素子４２１（４２１−１〜４２１−Ｘ）を備え、基板５ｃは、少なくとも受光素子４１１（４２１−１〜４２１−Ｘ）を備えている。なお、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）においては、説明上、受光素子４１１−１〜４１１−３と、受光素子４２１−１〜４２１−３とを図示し、その他の受光素子を省略して説明する。また、受光素子４１１−１〜４１１−Ｘは、第１の実施形態における受光素子４１１と同一の構成であり、受光素子４１１−１〜４１１−Ｘのうちの任意の受光素子を示す場合には、受光素子４１１と称して以下説明する。また、受光素子４２１−１〜４２１−Ｘは、第１の実施形態における受光素子４２１と同一の構成であり、受光素子４２１−１〜４２１−Ｘのうちの任意の受光素子を示す場合には、受光素子４２１と称して以下説明する。
【０１０４】
図１０（ｂ）に示すように、受光素子４１１−１〜４１１−３は、光源部３によって射出された照射光がパターン２０ｄ（透過反射パターン２０ｄ−１〜２０ｄ−３）の透過部２０Ｔを透過した照射光を受光する位置に配置されている。なお、図１０（ｂ）に示す一例では、透過反射パターン２０ｄ−１〜２０ｄ−３の全てが透過部２０Ｔである場合を示している。この場合、第１の実施形態と同様に、上述した第１の光量が増大し、第２の光量が低減する。
【０１０５】
図１０（ｃ）に示すように、受光素子４２１−１〜４２１−３は、光源部３によって射出された照射光がパターン２０ｄ（透過反射パターン２０ｄ−１〜２０ｄ−３）の反射部２０Ｒを反射した照射光を受光する位置に配置されている。なお、図１０（ｃ）に示す一例では、透過反射パターン２０ｄ−１〜２０ｄ−３の全てが反射部２０Ｒである場合を示している。この場合、第１の実施形態と同様に、上述した第２の光量が増大し、第１の光量が低減する。
【０１０６】
図１１は、本実施形態におけるエンコーダ１ｄの一例を示すブロック図である。
図１１において、エンコーダ１ｄは、光源部３、位置検出部４０ａ、受光センサ部４１−１〜４１−Ｘ、受光センサ部４２−１〜４２−Ｘ、及び二値化部６０−Ｘを備えている。
【０１０７】
受光センサ部４１−１〜４１−Ｘ（第１のセンサ部）はそれぞれ、第１の実施形態における受光センサ部４１と同様の構成であり、パターン２０ｄを検出し、パターン２０ｄを介して照射光に生じた第１の光量に応じて、検出信号ＡＢＳ１〜ＡＢＳＸ（第１の検出信号）を出力する。なお、本実施形態における受光センサ部４１−１〜４１−Ｘは、第１の実施形態における受光センサ部４１のように複数の受光素子４１１を備える代わりに、それぞれが１つの受光素子４１１（４１１−１〜４１１−Ｘ）を備えている。ここで、例えば、受光センサ部４１−１は、透過反射パターン２０ｄ−１に基づく第１の光量に応じて、検出信号ＡＢＳ１を検出し、受光センサ部４１−Ｘは、透過反射パターン２０ｄ−Ｘに基づく第１の光量に応じて、検出信号ＡＢＳＸを検出する。
【０１０８】
なお、図１１において、受光素子４１１−１〜４１１−Ｘ、電源供給部４１２−１〜４１２−Ｘ、抵抗４１３−１〜４１３−Ｘ、及びアンプ部４１４−１〜４１４−Ｘは、それぞれ、第１の実施形態における受光素子４１１、電源供給部４１２、抵抗４１３、及びアンプ部４１４と同一の構成であり、ここでは説明を省略する。
【０１０９】
受光センサ部４２−１〜４２−Ｘ（第２のセンサ部）はそれぞれ、第１の実施形態における受光センサ部４２と同様の構成であり、パターン２０ｄを検出し、パターン２０ｄを介して照射光に生じた第２の光量に応じて、検出信号／ＡＢＳ１〜／ＡＢＳＸ（第２の検出信号）を出力する。なお、本実施形態における受光センサ部４２−１〜４２−Ｘは、第１の実施形態における受光センサ部４２のように複数の受光素子４２１を備える代わりに、それぞれが１つの受光素子４２１（４２１−１〜４２１−Ｘ）を備えている。ここで、例えば、受光センサ部４２−１は、透過反射パターン２０ｄ−１に基づく第２の光量に応じて、検出信号／ＡＢＳ１を検出し、受光センサ部４２−Ｘは、透過反射パターン２０ｄ−Ｘに基づく第２の光量に応じて、検出信号／ＡＢＳＸを検出する。
【０１１０】
なお、図１１において、受光素子４２１−１〜４２１−Ｘ、電源供給部４２２−１〜４２２−Ｘ、抵抗４２３−１〜４２３−Ｘ、及びアンプ部４２４−１〜４２４−Ｘは、それぞれ、第１の実施形態における受光素子４２１、電源供給部４２２、抵抗４２３、及びアンプ部４２４と同一の構成であり、ここでは説明を省略する。
【０１１１】
二値化部６０−１〜６０−Ｘは、受光センサ部４１−１〜４１−Ｘが出力する検出信号ＡＢＳ１〜ＡＢＳＸ、及び受光センサ部４２−１〜４２−Ｘが出力する検出信号／ＡＢＳ１〜／ＡＢＳＸを差動信号として、パターン２０ｄに対応した二値化信号ＤＡＢＳ１〜ＤＡＢＳＸを生成する。例えば、二値化部６０−１は、受光センサ部４１−１が出力する検出信号ＡＢＳ１、及び受光センサ部４２−１が出力する検出信号／ＡＢＳ１を差動信号として、透過反射パターン２０ｄ−１に対応した二値化信号ＤＡＢＳ１を生成する。また、例えば、二値化部６０−Ｘは、受光センサ部４１−Ｘが出力する検出信号ＡＢＳＸ、及び受光センサ部４２−Ｘが出力する検出信号／ＡＢＳＸを差動信号として、透過反射パターン２０ｄ−Ｘに対応した二値化信号ＤＡＢＳＸを生成する。二値化部６０−１〜６０−Ｘは、生成した二値化信号ＤＡＢＳ１〜ＤＡＢＳ−Ｘを位置検出部４０ａに出力する。
また、二値化部６０−１〜６０−Ｘのそれぞれは、例えば、第１の実施形態におけるコンパレータ６１と同様のコンパレータ回路（コンパレータ６１−１〜６０−Ｘ）を備えている。ここで、コンパレータ６１−１〜６０−Ｘは、第１の実施形態におけるコンパレータ６１と同様の構成でありここでは説明を省略する。
【０１１２】
位置検出部４０ａは、二値化部６０−１〜６０−Ｘによって生成された二値化信号ＤＡＢＳ１〜ＤＡＢＳＸに基づいて、回転子６の位置情報（例、角度情報）を検出する。位置検出部４０ａは、二値化信号ＤＡＢＳ１〜ＤＡＢＳＸによりパターン２０ｄにおけるグレイコードパターンに対応するコードを生成し、生成したコードに対応する絶対位置情報（例、角度情報）を生成する。位置検出部４０ａは、生成した絶対位置情報を例えば、外部コントローラなどの上位装置に出力する。
【０１１３】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１ｄの動作について図面を参照して説明する。
図１２は、本実施形態におけるエンコーダ１ｄの動作を示す図である。
図１２において、各グラフは、回転方向（検出方向）の位置に対応する、差動信号（検出信号ＡＢＳ１，検出信号／ＡＢＳ１）、二値化信号ＤＡＢＳ１、差動信号（検出信号ＡＢＳＸ，検出信号／ＡＢＳＸ）、及び二値化信号ＤＡＢＳＸを示している。ここで、波形Ｗ１３は、受光センサ部４１−１が出力する差動信号（検出信号ＡＢＳ１）の信号波形を示し、波形Ｗ１４は、受光センサ部４２−１が出力する差動信号（検出信号／ＡＢＳ１）の信号波形を示している。また、波形Ｗ１５は、二値化部６０−１が出力する二値化信号ＤＡＢＳ１を示している。
【０１１４】
また、波形Ｗ１６は、受光センサ部４１−Ｘが出力する差動信号（検出信号ＡＢＳＸ）の信号波形を示し、波形Ｗ１７は、受光センサ部４２―Ｘが出力する差動信号（検出信号／ＡＢＳＸ）の信号波形を示している。また、波形Ｗ１８は、二値化部６０−Ｘが出力する二値化信号ＤＡＢＳＸを示している。
また、図１２において、透過反射パターン２０ｄ−１及び透過反射パターン２０ｄ−Ｘは、透過部２０Ｔと反射部２０Ｒとの組み合わせにより形成されている。
【０１１５】
本実施形態において、受光センサ部４１−１〜４１−Ｘ、受光センサ部４２−１〜４２−Ｘ、及び二値化部６０−１〜６０−Ｘの動作は、第１の実施形態における受光センサ部４１、受光センサ部４２、及び二値化部６０の動作と同様である。
例えば、受光センサ部４１−１は、透過反射パターン２０ｄ−１を検出し、波形Ｗ１３に示すような検出信号ＡＢＳ１を二値化部６０−１に出力する。なお、ここで、電位Ｖｒｅｆは、検出信号ＡＢＳ１の変化の中間電位を示す。
例えば、受光センサ部４２−１は、透過反射パターン２０ｄ−１を検出し、波形Ｗ１４に示すような検出信号／ＡＢＳ１を二値化部６０−１に出力する。
そして、例えば、二値化部６０−１のコンパレータ６１−１は、受光センサ部４１−１が出力する検出信号ＡＢＳ１、及び受光センサ部４２−１が出力する検出信号／ＡＢＳ１を差動信号として、波形Ｗ１５に示すような透過反射パターン２０ｄ−１に対応した二値化信号ＤＡＢＳ１を生成する。
【０１１６】
また、例えば、受光センサ部４１−Ｘは、透過反射パターン２０ｄ−Ｘを検出し、波形Ｗ１６に示すような検出信号ＡＢＳ１を二値化部６０−１に出力する。なお、ここで、電位Ｖｒｅｆは、検出信号ＡＢＳＸの変化の中間電位を示す。
例えば、受光センサ部４２−Ｘは、透過反射パターン２０ｄ−Ｘを検出し、波形Ｗ１７に示すような検出信号／ＡＢＳＸを二値化部６０−Ｘに出力する。
そして、例えば、二値化部６０−Ｘのコンパレータ６１−Ｘは、受光センサ部４１−Ｘが出力する検出信号ＡＢＳＸ、及び受光センサ部４２−Ｘが出力する検出信号／ＡＢＳＸを差動信号として、波形Ｗ１８に示すような透過反射パターン２０ｄ−Ｘに対応した二値化信号ＤＡＢＳＸを生成する。
【０１１７】
ここで、従来のエンコーダでは、二値化信号を生成する際のマージン（例えば、ノイズマージン）は、電圧範囲ＭＧ１となる。これに対して、本実施形態におけるエンコーダ１ｄでは、二値化信号ＤＡＢＳ１を生成する際のマージン（例えば、ノイズマージン）は、電圧範囲ＭＧ１より広い範囲である電圧範囲ＭＧ２となる。同様に、本実施形態におけるエンコーダ１ｄでは、二値化信号ＤＡＢＳＸを生成する際のマージン（例えば、ノイズマージン）は、電圧範囲ＭＧ２となる。このように、本実施形態におけるエンコーダ１ｄは、二値化信号ＤＡＢＳ１〜ＤＡＢＳＸを生成する際のマージン（例えば、ノイズマージン）を従来の固定の閾値電圧を用いる場合に比べて広くすることができる。
【０１１８】
次に、位置検出部４０ａは、二値化部６０―１〜６０−Ｘによって生成された二値化信号ＤＡＢＳ１〜ＤＡＢＳＸに基づいて、回転子６の位置情報（例、角度情報）を検出する。
【０１１９】
以上説明したように、本実施形態におけるエンコーダ１ｄは、第１の実施形態と同様の受光センサ部４１−１〜４１−Ｘ、受光センサ部４２−１〜４２−Ｘ、及び二値化部６０−１〜６０−Ｘを備えている。本実施形態におけるエンコーダ１ｄは、グレイコードによるマルチトラックパターン（透過反射パターン２０ｄ−１〜２０ｄ−Ｘ）に基づいて、第１の実施形態と同様の差動信号を生成するようにしたので、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。したがって、本実施形態におけるエンコーダ１ｄは、第１の実施形態と同様に、信頼性を向上せることができる。
【０１２０】
［第６の実施形態］
次に、上述の実施形態におけるエンコーダ１（１ａ〜１ｄ）を備える駆動装置（モータ装置、アクチュエータ）について説明する。
図１３は、本実施形態における駆動装置ＤＲの概略図である。本実施形態における駆動装置ＤＲは、入力軸ＩＡＸを回転させるモータＭＴＲと、入力軸ＩＡＸ（回転子）に設けられたエンコーダ１（１ａ〜１ｄ）と、を備える。すなわち、駆動装置ＤＲは、エンコーダ１（１ａ〜１ｄ）と、入力軸ＩＡＸ（被駆動体）を駆動する（移動させる）モータＭＴＲ（駆動部）と、を備えている。
【０１２１】
エンコーダ１（１ａ〜１ｄ）は、入力軸ＩＡＸ（被駆動体）の回転位置（角度位置）を検出し、駆動装置ＤＲを制御する上位のコントローラに対して回転位置を含む位置情報をエンコーダ信号として出力する。上位のコントローラは、エンコーダ１（１ａ〜１ｄ）から受信したエンコーダ信号をもとに、駆動装置ＤＲを制御する。本実施形態におけるエンコーダ１（１ａ〜１ｄ）は入力軸ＩＡＸの回転位置の誤検出を低減することができるため、本実施形態における駆動装置ＤＲはモータＭＴＲの入力軸ＩＡＸを高精度に位置制御することができる。また、本実施形態における駆動装置ＤＲは、位置制御における信頼性を向上させることができる。
【０１２２】
［第７の実施形態］
次に、上述の実施形態における駆動装置ＤＲを備えるロボット装置を説明する。
図１４は、一例として第６の実施形態に記載の駆動装置ＤＲ（モータ装置）を備えるロボット装置ＲＢＴの一部（ハンドロボットの指部分の先端）の構成を示す図である。なお、上記実施形態に記載の駆動装置ＤＲは、ロボット装置ＲＢＴのアーム部を駆動する駆動部として用いてもよい。
【０１２３】
図１４に示すように、ロボット装置ＲＢＴは、末節部１０１、中節部１０２及び関節部１０３を有しており、末節部１０１と中節部１０２とが関節部１０３を介して接続された構成になっている。関節部１０３には軸支持部１０３ａ及び軸部１０３ｂが設けられている。軸支持部１０３ａは中節部１０２に固定されている。軸部１０３ｂは、軸支持部１０３ａによって固定された状態で支持されている。
【０１２４】
末節部１０１は、接続部１０１ａ及び歯車１０１ｂを有している。接続部１０１ａには、関節部１０３の軸部１０３ｂが貫通した状態になっており、当該軸部１０３ｂを回転軸として末節部１０１が回転可能になっている。この歯車１０１ｂは、接続部１０１ａに固定されたベベルギアである。接続部１０１ａは、歯車１０１ｂと一体的に回転するようになっている。
【０１２５】
中節部１０２は、筐体１０２ａ及び駆動装置ＤＲを有している。駆動装置ＤＲは、上記実施形態に記載の駆動装置ＤＲを用いることができる。駆動装置ＤＲは、筐体１０２ａ内に設けられている。駆動装置ＤＲには、回転軸部材１０４ａが取り付けられている。回転軸部材１０４ａの先端には、歯車１０４ｂが設けられている。この歯車１０４ｂは、回転軸部材１０４ａに固定されたベベルギアである。歯車１０４ｂは、上記の歯車１０１ｂとの間で噛み合った状態になっている。なお、回転軸部材１０４ａに直接ギアが形成された構成であっても構わない。
【０１２６】
上記のように構成されたロボット装置ＲＢＴは、駆動装置ＤＲの駆動によって回転軸部材１０４ａが回転し、当該回転軸部材１０４ａと一体的に歯車１０４ｂが回転する。歯車１０４ｂの回転は、当該歯車１０４ｂと噛み合った歯車１０１ｂに伝達され、歯車１０１ｂが回転する。当該歯車１０１ｂが回転することで接続部１０１ａも回転し、これにより末節部１０１が軸部１０３ｂを中心に回転する。
【０１２７】
このように、本実施形態によれば、位置制御における信頼性を向上させることができる駆動装置ＤＲを搭載することにより、位置制御における信頼性の高いロボット装置ＲＢＴを提供することができる。
【０１２８】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の第１、第２、第４、及び第５の実施形態において、基板７（７ａ，７ｃ，７ｄ）は、光源部３と受光素子４２１（４１１）と実装する形態を説明したが、光源部３と受光素子４２１（４１１）とを異なる基板に実装する形態でもよい。
【０１２９】
例えば、図１５は、第１の実施形態において、基板７ｅに受光素子４２１を実装し、光源部３を基板７ｅに実装しない場合の変形例を示す図である。このように、第１の実施形態におけるエンコーダ１は、光源部３と受光素子４２１とを異なる基板に実装する形態でもよい。
また、例えば、図１６は、第５の実施形態において、基板７ｆに受光素子４２１−１〜４２１−３を実装し、光源部３を基板７ｆに実装しない場合の変形例を示す図である。このように、第５の実施形態におけるエンコーダ１ｄは、光源部３と受光素子４２１−１〜４２１−３とを異なる基板に実装する形態でもよい。
この場合、例えば、基板７ｅ（７ｆ）が半導体基板（半導体チップ）であり、光源部３のチップをチップオンチップ接合することが可能な実装装置がない場合であっても、簡易な実装手段によりエンコーダ１（１ｄ）を製造することができる。
【０１３０】
また、上記の第５の実施形態において、第１の実施形態にグレイコードを用いたマルチトラックを適用する形態を説明したが、第２〜第４の実施形態にグレイコードを用いたマルチトラックを適用してもよい。
【０１３１】
また、上記の各実施形態において、光源部３は、パターン２０（２０ａ〜２０ｄ）に対して短手方向（例、径方向（Ｘ軸方向））にずらした位置に配置する形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、光源部３は、パターン２０（２０ａ〜２０ｄ）に対して検出方向（円周方向）にずらして配置してもよいし、他の方向（例、検出方向に対して斜め方向）にずらして配置してもよい。なお、光源部３をパターン２０（２０ａ〜２０ｄ）に対してずらす長さは、光源部３から符号板２（２ａ〜２ｄ）までの距離と検出素子（４１１，４２１）の受光面積と光源部３の照射エリアとに基づいて決定されてもよい。
【０１３２】
また、上記の各実施形態において、光源部３は、レンズを介さずに符号板２（２ａ〜２ｄ）に照射光を射出する形態を説明したが、レンズを介して符号板２（２ａ〜２ｄ）に照射光を射出する形態でもよい。
また、上記の各実施形態において、エンコーダ１（１ａ〜１ｄ）は、ロータリエンコーダである場合について説明したが、上記の各実施形態は、符号板がセンサ部に対して相対的に移動するリニアエンコーダに対して適用してもよい。
【符号の説明】
【０１３３】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…エンコーダ、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｆ…符号板、６…回転子、７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ…基板、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ…パターン、２０ｄ−１，２０ｄ−２，２０ｄ−３…透過反射パターン、２１，２２，２２ｂ…反射パターン、２１ａ，２１ｂ，２２ａ…透過パターン、２０Ｔ，２１Ｔ，２２Ｔ…透過部、２０Ｒ，２１Ｒ，２２Ｒ…反射部、２１ＮＴ，２２ＮＴ…非透過部、２１ＮＲ，２２ＮＲ…非反射部、４０，４０ａ…位置検出部、４１，４２，４１−１，４２−１，４１−Ｘ，４２−Ｘ…受光センサ部、６０，６０−１，６０−Ｘ…二値化部、ＤＲ…駆動装置、ＭＴＲ…モータ、ＲＢＴ…ロボット装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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