(57)【要約】【課題】同じ分解能のセンサーを用いて、回転位置を区別できるエンコーダー、モーター、及びロボットを提供する。【解決手段】エンコーダーは、回転軸１４の周りに回転する回転盤３２４と、回転盤３２４の回転を検出するセンサーと、を備え、回転盤３２４は、第１の円の円周である第１円周をＭ等分（Ｍは２以上の自然数）したそれぞれの位置に、互いに間隔をあけて配置された第１パターンと、第１の円の同心円であって第１の円とは異なる半径である第２の円の、円周である第２円周をＮ等分（Ｎは２以上の自然数）したそれぞれの位置に、互いに間隔をあけて配置された第２パターンと、を有し、ＭとＮとは異なり、ＭとＮとの最大公約数は１である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の周りに回転する回転盤と、
前記回転盤の回転を検出するセンサーと、を備え、
前記回転盤は、
第１の円の円周である第１円周をＭ等分（Ｍは２以上の自然数）したそれぞれの位置に、互いに間隔をあけて配置された第１パターンと、
前記第１の円の同心円であって前記第１の円とは異なる半径である第２の円の、円周である第２円周をＮ等分（Ｎは２以上の自然数）したそれぞれの位置に、互いに間隔をあけて配置された第２パターンと、
を有し、
ＭとＮとは異なり、ＭとＮとの最大公約数は１であることを特徴とするエンコーダー。
【請求項２】
請求項１に記載のエンコーダーにおいて、
前記第１パターンの径方向中央における幅と、前記第２パターンの径方向中央における幅とは、同一長さであり、
前記第１パターンの間の径方向中央における幅と、前記第２パターン同士の間の径方向中央における幅とは、同一長さであることを特徴とするエンコーダー。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエンコーダーにおいて、
前記第１パターンの径方向中央における幅と、前記第１パターンの間の径方向中央における幅との比は、１：１であり、
前記第２パターンの径方向中央における幅と、前記第２パターンの間の径方向中央における幅との比は、１：１であることを特徴とするエンコーダー。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンコーダーを有することを特徴とするモーター。
【請求項５】
請求項４に記載のモーターを有することを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダー、モーター、及びロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
同期電動機は、ローターの磁極位置に対してある角度を持つ位置に電流を流すことによってトルクを発生させることができる。このため、ローターの磁極位置と電流を流すステーターとの位置関係を知る必要がある。通常、位相の検出は、電動機のローターに取り付けられたエンコーダーなどのパルス発生器が発生するパルスをカウンター等からなる位相検出器に取り込み、位相を検出する。
【０００３】
例えば、異なる分解能のセンサーを用いて、異なるスリット（ピッチ及び幅が異なる。他、透過率の違う場合も含む）を使って回転位置（角度）を区別して検出を行う光学式ロータリーエンコーダーが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５８−１０１１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、異なるスリット（透過率・幅・ピッチなど）を使って回転位置を区別しているため、スリットごとに分解能の異なるセンサーが必要であり、構成が複雑化し、結果的に製造コストの増大の問題が発生していた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願のエンコーダーは、回転軸の周りに回転する回転盤と、前記回転盤の回転を検出するセンサーと、を備え、前記回転盤は、第１の円の円周である第１円周をＭ等分（Ｍは２以上の自然数）したそれぞれの位置に、互いに間隔をあけて配置された第１パターンと、前記第１の円の同心円であって前記第１の円とは異なる半径である第２の円の、円周である第２円周をＮ等分（Ｎは２以上の自然数）したそれぞれの位置に、互いに間隔をあけて配置された第２パターンと、を有し、ＭとＮとは異なり、ＭとＮとの最大公約数は１であることを特徴とする。
【０００７】
上記のエンコーダーでは、前記第１パターンの径方向中央における幅と、前記第２パターンの径方向中央における幅とは、同一長さであり、前記第１パターンの間の径方向中央における幅と、前記第２パターン同士の間の径方向中央における幅とは、同一長さであることが好ましい。
【０００８】
上記のエンコーダーでは、前記第１パターンの径方向中央における幅と、前記第１パターンの間の径方向中央における幅との比は、１：１であり、前記第２パターンの径方向中央における幅と、前記第２パターンの間の径方向中央における幅との比は、１：１であることが好ましい。
【０００９】
本願のモーターは、上記のいずれか一項に記載のエンコーダーを有することを特徴とする。
【００１０】
本願のロボットは、上記に記載のモーターを有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る駆動制御システムの構成図。
【図２】第１実施形態に係る回転盤を示す図。
【図３】本実施形態に係る検出信号の周期数が「１２８」及び検出信号の周期数が「１３５」の逓倍周期を示す図。
【図４】第１実施形態に係る回転盤を示す拡大図。
【図５】第１実施形態に係る位置特定部が回転子の回転位置を特定する動作のフローチャート。
【図６】第２実施形態に係る駆動制御システムの構成図。
【図７】第２実施形態に係る回転盤を示す図。
【図８】第２実施形態に係る検出信号の周期数が「１２８」、検出信号の周期数が「１３５」、及び検出信号の周期数が「１４９」の逓倍周期を示す図。
【図９】本実施形態に係る駆動システムを利用した産業用のロボットの外観図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大又は縮小して表示している。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る駆動システム１００の構成図である。
本実施形態に係る駆動システム１００は、図１に示すように、モーター１０と、エンコーダーとしての信号生成部３２と、位置検出部２２と、制御装置２０と、を備える。
モーター１０は、Ａ相及びＢ相のコイル（図示略）を含む２相のステッピングモーターであり、励磁電流Ｅの供給により各相のコイルを順次に励磁することで回転する回転子（ローター）１２を備える。回転子１２には回転軸１４が設置される。なお、モーター１０の相数は、任意であり、単相や３相以上のモーター１０も採用され得る。また、回転子１２の種類も任意であり、例えば、ＰＭ（Permanent Magnet）型，ＶＲ（Variable Reluctance）型，ＨＢ（Hybrid）型等の任意の構成の回転子１２が利用され得る。
【００１４】
モーター１０は、回転子１２の機械角の１回転の間にＬ周期（Ｌは２以上の自然数）の電気角が包含されるように磁極数（具体的には各磁極に形成された小歯の総数）が選定される。
【００１５】
制御装置２０は、モーター１０を制御する装置であり、図１に示すように、駆動制御部２４を備える。なお、位置検出部２２及び駆動制御部２４は、例えば、単体又は別体のＩＣチップで構成される。また、本実施形態では信号生成部３２は、モーター１０とは別体であるが、モーター１０の構成に含まれてもよい。
【００１６】
信号生成部３２は、発光部３２２と、回転盤３２４と、第１受光部３２６と、第２受光部３２８と、を含む光学式のロータリーエンコーダーである。信号生成部３２は、回転子１２の回転に連動して信号値（典型的には電圧値）が周期的に変動する検出信号Ｓ１，Ｓ２を生成する。
回転盤３２４は、回転子１２の回転軸１４に中心が固定された円盤状の平板材であり、回転子１２に連動して回転する。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る回転盤３２４を示す図である。
回転盤３２４は、図２に示すように、第１列１５と、第２列１８と、を備える。
第１列１５には、位置検出するために、第１列１５の円周をＭ等分（Ｍは２以上の自然数）したそれぞれの位置に、互いに間隔をあけて第１パターンとして台形状の透光部Ｔ１が刻まれている。各透光部Ｔ１は、同じ長さの周期（ピッチ）２６で、周期２６（図４参照）の数Ｍが「１２８」となるように刻まれている。第１列１５は、回転軸１４を中心とした円の円周上に複数の透光部Ｔ１と遮光部Ｂ１とが配置される。回転盤３２４の第１列１５には複数の透光部Ｔ１が形成される。回転盤３２４の第１列１５には複数の遮光部Ｂ１が形成される。各透光部Ｔ１は、光を通過させるスリット（切欠又は貫通孔）であり、回転盤３２４の円周方向に沿って所定の角度毎に相互に離間して（遮光部Ｂ１を挟んで）形成される。各遮光部Ｂ１は、光を遮断させる領域であり、回転盤３２４の円周方向に沿って所定の角度毎に相互に離間して（透光部Ｔ１を挟んで）形成される。
なお、周期（ピッチ）２６は、第１パターンの端部から、隣り合った別の第１パターンの端部までの長さである。具体的には、台形である第１パターン（透光部Ｔ１）の径方向中央における幅（中央幅）と、第１パターンから隣り合った別の第１パターンまでの、台形状の領域（遮光部Ｂ１）の径方向中央における幅（中央幅）と、を足し合わせた長さとしている。周期２６は、これらに限られず、第１の円である第１列の円周である第１円周をＭ等分した長さとしてもよい。
また、周期２６の数は、第１パターンの数であるＭと同じ値となる。
【００１８】
第２列１８には、位置検出するために、第２列１８の円周をＮ等分（Ｎは２以上の自然数）したそれぞれの位置に、互いに間隔をあけて第２パターンとして台形状の透光部Ｔ２が刻まれている。各透光部Ｔ２は、同じ長さの周期（ピッチ）２７で、周期２７（図４参照）の数Ｎが「１３５」となるように刻まれている。第２列１８は、回転軸１４を中心とした円であって、第１列１５とは異なる半径である円の円周上に複数の第２パターンとしての透光部Ｔ２と遮光部Ｂ２とが配置される。回転盤３２４の第２列１８には複数の透光部Ｔ２が形成される。回転盤３２４の第２列１８には複数の遮光部Ｂ２が形成される。各透光部Ｔ２は、光を通過させるスリット（切欠又は貫通孔）であり、回転盤３２４の円周方向に沿って所定の角度毎に相互に離間して（遮光部Ｂ２を挟んで）形成される。各遮光部Ｂ２は、光を遮断（非通過）させる領域であり、回転盤３２４の円周方向に沿って所定の角度毎に相互に離間して（透光部Ｔ２を挟んで）形成される。なお、図２の右側の拡大図は、円周上に刻まれた各透光部Ｔ１，Ｔ２を直線的に示している。
なお、周期（ピッチ）２７は、第２パターンの端部から、隣り合った別の第２パターンの端部までの長さである。具体的には、台形である第２パターン（透光部Ｔ２）の径方向中央における幅（中央幅）と、第２パターンから隣り合った別の第２パターンまでの、台形状の領域（遮光部Ｂ２）の径方向中央における幅（中央幅）と、を足し合わせた長さとしている。周期２７は、これに限られず、第２の円である第２列の円周である第２円周をＮ等分した長さとしてもよい。
また、周期２７の数は、第２パターンの数であるＮと同じ値となる。
【００１９】
図１に戻り、発光部３２２と、第１受光部３２６及び第２受光部３２８とは、回転盤３２４を挟んで相互に対向する位置に配置される。発光部３２２は、例えば、発光ダイオード等の発光素子を含んで構成され、回転盤３２４に光を照射する。他方、第１受光部３２６は、例えば、フォトダイオード等の受光素子を含んで構成され、受光量に応じた電圧値の検出信号Ｓ１を生成及び出力する。また、第２受光部３２８は、例えば、フォトダイオード等の受光素子を含んで構成され、受光量に応じた電圧値の検出信号Ｓ２を生成及び出力する。
【００２０】
第１受光部３２６には、発光部３２２からの出射光が第１列１５の各透光部Ｔ１を通過して到達する。第２受光部３２８には、発光部３２２からの出射光が第２列１８の各透光部Ｔ２を通過して到達する。第１受光部３２６は、受光素子としてのＡＢ相（図示せず）を備える。第２受光部３２８は、受光素子としてのＣＤ相（図示せず）を備える。ＡＢ相は、一対の受光素子Ａ・Ａバーによる相と、一対の受光素子Ｂ・Ｂバーによる相と、を加算した相である。ＣＤ相は、一対の受光素子Ｃ・Ｃバーによる相と、一対の受光素子Ｄ・Ｄバーによる相と、を加算した相である。
【００２１】
発光部３２２からの出射光が回転盤３２４の各透光部Ｔ１を通過して第１受光部３２６に到達する状態と、回転盤３２４で遮光されて第１受光部３２６に到達しない状態とが、回転子１２の回転とともに交互に切替わる。
【００２２】
また、発光部３２２からの出射光が回転盤３２４の各透光部Ｔ２を通過して第２受光部３２８に到達する状態と、回転盤３２４で遮光されて第２受光部３２８に到達しない状態とが、回転子１２の回転とともに交互に切替わる。
以上の構成により、回転子１２の回転位置（角度）Ｘに応じて電圧値が周期的に変動する検出信号Ｓ１，Ｓ２が信号生成部３２（第１受光部３２６及び第２受光部３２８）から出力される。
【００２３】
本実施形態の信号生成部３２の回転盤３２４の第１列１５にはＭ個の透光部Ｔ１が形成される。したがって、回転盤３２４の１回転の間には検出信号Ｓ１のＭ周期が包含される。
また、信号生成部３２の回転盤３２４の第２列１８にはＮ個の透光部Ｔ２が形成される。したがって、回転盤３２４の１回転の間には検出信号Ｓ２のＭ周期が包含される。
回転盤３２４の１回転内における検出信号Ｓ１の周期数Ｍと、検出信号Ｓ２の周期数Ｎと、は相違する。具体的には、検出信号Ｓ２の周期数Ｎは、検出信号Ｓ１の周期数Ｍを上回る（Ｎ＞Ｍ）。本実施形態では、検出信号Ｓ１の周期数Ｍと検出信号Ｓ２の周期数Ｎとが互いに素である。すなわち、周期数Ｍと周期数Ｎとの最大公約数は、１である。
以下の説明では、検出信号Ｓ１の周期数Ｍが「１６」で、検出信号Ｓ２の周期数Ｎが「１９」である場合を想定する。
【００２４】
位置検出部２２は、回転子１２の回転位置Ｘを検出する。回転位置Ｘを示す信号が位置検出部２２から駆動制御部２４に供給される。回転位置Ｘは、回転子１２に形成された磁極の位置（磁極位置）とも換言され得る。駆動制御部２４は、位置検出部２２が検出した回転位置Ｘに応じて回転子１２を制御する。例えば、駆動制御部２４は、外部装置から指示される目標位置と位置検出部２２が検出した実際の回転位置Ｘとの差異が低減されるようにＡ相及びＢ相の各々のコイルに励磁電流Ｅを供給することで回転子１２を回転させる。
【００２５】
位置検出部２２は、位置特定部３６を備える。
位置特定部３６は、検出信号Ｓ１の正弦波を逓倍処理し、第２列１８の周期２７内の位置であるＰslabと、検出信号Ｓ２の正弦波を逓倍処理し、第１列１５の周期２６内の位置であるＰslcdと、を求める。なお、逓倍分解能が「５１２」の場合、取り得る範囲は、０≦Ｐslcd＜５１２、０≦Ｐslab＜５１２である。
【００２６】
位置特定部３６は、検出した周期２６内でＰslabが「０」のときの、Ｐslcdの値であるＰ'slcdを次式（１）より求める。
【００２７】
Ｐ'slcd＝｛Ｐslcd−Ｐslab＊（１９／１６）｝ｍｏｄ（Ｐslmax）      …（１）
【００２８】
なお、Ｐslmaxは、逓倍分解能である。例えば、本実施形態で用いるＰslmaxは、「５１２」である。Ｐ'slcdは、現在検出している第１列１５の周期２６内の位置が「０」の場合の、第２列１８の周期２７内の位置である。Ｐslcdは、第２列１８の周期２６内の位置である。Ｐslabは、第１列１５の周期２６内の位置である。
【００２９】
具体的には、Ｐslmax＝５１２、Ｐslab＝２０８、Ｐslcd＝２４７の場合は、
Ｐ'slcd＝｛２４７−２０８＊（１９／１６）｝ＭＯＤ（５１２）＝｛０｝ＭＯＤ（５１２）＝０
となる。
また、Ｐslmax＝５１２、Ｐslab＝１６、Ｐslcd＝５１の場合は、
Ｐ'slcd＝｛５１−１６＊（１９／１６）｝ＭＯＤ（５１２）＝｛３２｝ＭＯＤ（５１２）＝３２
となる。
【００３０】
これにより、１周期内で、第１列１５の透光部Ｔ１の端３０（図４参照）にあるときの、第２列１８の位置（Ｐ'slcd）を算出することで、１６周期すべての中で、その周期特有の値となるので、どの周期か区別できる。
【００３１】
位置特定部３６は、検出した周期位置を検索する。位置特定部３６は、第１列１５を基準に、１６周期すべての中から、一致する値を次式（２）の処理を行い検索する。
【００３２】
Ｐ''slcd＝０；
ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜１６；ｉ＋＋）
｛
ｉｆ（Ｐ''slcd＝＝Ｐ'slcd）
Ｐ''slcd＝［Ｐ''slcd＋｛（Ｐslmax＊１９／１６）ｍｏｄ（Ｐslmax）｝］ｍｏｄ（Ｐslmax）
ｂｒｅａｋ；／／周期位置確定。
｝                                                                    …（２）
周期位置は、１周期内を複数に分割したときの位置である。
【００３３】
具体的には、Ｐ'slcd＝０の場合、ｉ＝０のときにＰ''slcd＝０と一致するので、ｉ＝０を返す。
また、Ｐ'slcd＝３２の場合、ｉ＝１１のときにＰ''slcd＝３２と一致するので、ｉ＝１１を返す。
【００３４】
位置特定部３６は、第１列１５で何周期目になるかの数（ｉ）と、第１列１５の周期内での位置（Ｐslab）とから絶対位置を算出する。位置特定部３６は、１６周期の部分の絶対位置（角度）を次式（３）より算出する。
【００３５】
絶対位置＝（ｉ＊Ｐslmax＋Ｐslab）＊（３６０／１６）      …（３）
【００３６】
具体的には、Ｐslmax＝５１２、Ｐslab＝１６、Ｐslcd＝５１、Ｐ'slcd＝３２の場合、
絶対位置＝（ｉ＊Ｐslmax＋Ｐslab）＊（３６０／１６）＝（１１＊５１２＋１６）＊（３６０／１６）＝２４８．２０３１２５
となる。
【００３７】
図３は、本実施形態に係る検出信号Ｓ１の周期数Ｍが「１２８」及び検出信号Ｓ２の周期数Ｎが「１３５」の逓倍周期を示す図である。横軸が検出信号Ｓ１の周期数Ｍ、縦軸がデジタル分割数を表している。
検出信号Ｓ１及び検出信号Ｓ２を逓倍処理で１周期に対して「５１２」に分割した場合の、検出信号Ｓ１及び検出信号Ｓ２の逓倍周期のデジタル分割数を図３のグラフに示す。
【００３８】
折れ線１５Ａは、検出信号Ｓ１の周期数Ｍに対する、検出信号Ｓ１の逓倍周期のデジタル分割数を表している。折れ線１８Ａは、検出信号Ｓ１の周期数Ｍに対する、検出信号Ｓ２の逓倍周期のデジタル分割数を表している。
【００３９】
これによれば、検出信号Ｓ１の周期数Ｍと検出信号Ｓ２の周期数Ｎとが互いに素（最大公約数が１である関係）であるため、検出信号Ｓ１と検出信号Ｓ２との分割数は、位置により必ず異なる組み合わせになるため、３６０°中のどの位置にいるか判別することが可能である。
【００４０】
図４は、本実施形態に係る回転盤３２４を示す拡大図である。
本実施形態に係る回転盤３２４は、図４に示すように、第１列１５の隣り合った、透光部Ｔ１の径方向の中央に位置する中央幅ＷＴ１と、遮光部Ｂ１の径方向の中央に位置する中央幅ＷＢ１と、のペア１つの長さを１周期（周期２６）とする。
また、回転盤３２４は、第２列１８の隣り合った、透光部Ｔ２の径方向の中央に位置する中央幅ＷＴ２と、遮光部Ｂ２の径方向の中央に位置する中央幅ＷＢ２と、のペア１つの長さを１周期（周期２７）とする。
このとき、第１列１５の周期数Ｍと第２列１８の周期数Ｎとは、最大公約数が１である関係である。
【００４１】
回転盤３２４は、第１列１５の透光部Ｔ１の中央幅ＷＴ１と、第２列１８の透光部Ｔ２の中央幅ＷＴ２とは、同一長さである。また、回転盤３２４は、第１列１５の遮光部Ｂ１の中央幅ＷＢ１と、第２列１８の遮光部Ｂ２の中央幅ＷＢ２とは、同一長さである。これによれば、第１列１５及び第２列１８とも同じ分解能の第１受光部３２６及び第２受光部３２８を用いることができる。また、第１パターン（透光部Ｔ１）及び第２パターン（透光部Ｔ２）を明部ということもでき、第１パターン同士の間の領域（遮光部Ｂ１）及び第２パターン同士の間の領域（遮光部Ｂ２）を暗部ということもできる。この場合、第１列１５の明部Ｔ１の中央幅ＷＴ１と、第２列１８の明部Ｔ２の中央幅ＷＴ２とは、同一長さであり、第１列１５の暗部Ｂ１の中央幅ＷＢ１と、第２列１８の暗部Ｂ２の中央幅ＷＢ２とは、同一長さであるということもできる。
また、第１パターン及び第２パターンが、円の中心から径方向に延びる直線に対し、線対象となるような台形として設けられた場合には、径方向中央の位置は、対称軸となる直線上であって第１パターンの上底と下底との中央となる位置としてもよい。このとき中央幅は、この中央位置を通って接線方向に延びる線分であって、２辺との間の線分の長さとしてもよいし、中央位置を通る第１列の円の円周と２辺との間の円弧の長さ、第２列の円の円周と２辺との間の円弧の長さとしてもよい。また、径方向中央の位置は、台形の径方向に延びる辺の中央位置としてもよい。このとき中央幅は、径方向に延びる２辺の中央位置同士を結ぶ線分の長さとしてもよいし、中央位置を通る第１列の円の円周と２辺との間の円弧の長さ、中央位置を通る第２列の円の円周と２辺との間の円弧の長さとしてもよい。
【００４２】
回転盤３２４は、第１列１５の透光部Ｔ１の中央幅ＷＴ１と、第１列１５の遮光部Ｂ１の中央幅ＷＢ１との比は、１：１である。回転盤３２４は、第２列１８の透光部Ｔ２の中央幅ＷＴ２と、第２列１８の遮光部Ｂ２の中央幅ＷＢ２との比は、１：１である。これによれば、回転軸１４を中心とした円の回転位置Ｘを容易に検出できる。
また、第１パターン（透光部Ｔ１）及び第２パターン（透光部Ｔ２）を明部と、第１パターン同士の間の領域（遮光部Ｂ１）及び第２パターン同士の間の領域（遮光部Ｂ２）を暗部とした場合、第１列１５の明部Ｔ１の中央幅ＷＴ１と、第１列１５の暗部Ｂ１の中央幅ＷＢ１との比は、１：１であり、第２列１８の明部Ｔ２の中央幅ＷＴ２と、第２列１８の暗部Ｂ２の中央幅ＷＢ２との比は、１：１であるということもできる。
【００４３】
なお、透光部Ｔ１，Ｔ２は、第１列１５と第２列１８とで形状が異なっている。例えば、透光部Ｔ１，Ｔ２の形状は、ひし形でも台形でもよい。透光部Ｔ１，Ｔ２の中央幅ＷＴ１，ＷＴ２が同じであれば、透光部Ｔ１，Ｔ２の形状及びその面積は異なっていてもよい。
【００４４】
また、遮光部Ｂ１，Ｂ２は、第１列１５と第２列１８とで形状が異なっている。例えば、遮光部Ｂ１，Ｂ２の形状は、ひし形でも台形でもよい。遮光部Ｂ１，Ｂ２の中央幅ＷＢ１，ＷＢ２が同じであれば、遮光部Ｂ１，Ｂ２の形状及びその面積は異なっていてもよい。
【００４５】
なお、パターン同士の間の領域とを光が通過／非通過の状態から透光部と遮光部としたが、光が反射／非反射の状態からパターンを反射部と、パターン同士の間の領域を非反射部としてもよい。また、回転盤がガラス製であればパターンをマスク部（クロムを塗った）と、パターン同士の間の領域を非マスク部としてもよい。
【００４６】
図５は、本実施形態に係る位置特定部３６が回転子１２の回転位置Ｘを特定する動作のフローチャートである。以下の説明では、検出信号Ｓ１の周期数Ｍが「１６」で、検出信号Ｓ２の周期数Ｎが「１９」である場合を想定する。
【００４７】
先ず、ステップＳ１０において、位置特定部３６は、検出信号Ｓ１の正弦波を逓倍処理し、第１列１５の周期２６内の位置であるＰslabと、検出信号Ｓ２の正弦波を逓倍処理し、第２列１８の周期２７内の位置であるＰslcdと、を求める。なお、逓倍分解能が「５１２」の場合、取り得る範囲は、０≦Ｐslcd＜５１２、０≦Ｐslab＜５１２である。
【００４８】
次に、ステップＳ２０において、位置特定部３６は、検出した周期２６内でＰslabが０のときの、Ｐslcdの値であるＰ'slcdを前述の式（１）より求める。
【００４９】
これにより、１周期内で、第１列１５の透光部Ｔ１の端３０にあるときの、第２列１８の位置（Ｐ'slcd）を算出することで、１６周期すべての中で、その周期特有の値となるので、どの周期か区別できる。
【００５０】
次に、ステップＳ３０において、位置特定部３６は、検出した周期位置を検索する。位置特定部３６は、第１列１５を基準に、１６周期すべての中から、一致する値を前述の式（２）の処理を行い検索する。
【００５１】
次に、ステップＳ４０において、位置特定部３６は、１６周期の部分の絶対位置を前述の式（３）より算出する。
【００５２】
位置特定部３６は、ステップＳ３０で求めた、第１列１５で何周期目になるかの数（ｉ）と、ステップＳ１０で求めた、第１列１５の周期内での位置（Ｐslab）と、から絶対位置を算出する。そして処理を終了する。
【００５３】
本実施形態によれば、検出信号Ｓ１の周期数Ｍと検出信号Ｓ２の周期数Ｎとを最大公約数が１である関係に設定することで、径方向の同一直線上における、第１列１５の隣り合った、透光部Ｔ１の径方向の中央に位置する中央幅ＷＴ１と、遮光部Ｂ１の径方向の中央に位置する中央幅ＷＢ１と、のペア１つの長さの内の位置と、第２列１８の隣り合った、透光部Ｔ２の径方向の中央に位置する中央幅ＷＴ２と、遮光部Ｂ２の径方向の中央に位置する中央幅ＷＢ２と、のペア１つの長さの内の位置と、の組み合わせが全て異なる組み合わせになるため、回転軸１４を中心とした円の回転位置Ｘが特定できる。したがって、第１列１５及び第２列１８とも同レベルの分解能の第１受光部３２６及び第２受光部３２８を用いることができるので、特許文献１と比較して簡素な構成で回転位置Ｘを検出できる。その結果、製造コストが減少する。
【００５４】
（第２実施形態）
図６は、本実施形態に係る駆動システム１００の構成図である。図７は、本実施形態に係る回転盤３２４を示す図である。
以下、駆動システム１００を、図６及び図７を参照しながら説明する。
【００５５】
本実施形態の駆動システム１００は、第３受光部３３０と、回転盤３２４に第３列２８を形成する点が、第１実施形態と異なっている。以下、第１実施形態と同じ構成部材には同一符号を付し、ここではそれらの説明を省略又は簡略化する。
【００５６】
信号生成部３２は、回転盤３２４と、第３受光部３３０と、を含む光学式のロータリーエンコーダーである。
【００５７】
回転盤３２４は、図７に示すように、第３列２８を備える。
【００５８】
第３列２８には、位置検出するために、第３列２８の円周をＰ等分（Ｐは２以上の自然数）したそれぞれの位置に、互いに間隔をあけて第３パターンとして台形状の透光部Ｔ３が刻まれている。各透光部Ｔ３は、同じ長さの周期（ピッチ）で、周期の数Ｐが「１４９」となるように刻まれている。第３列２８は、回転軸１４を中心とした円の円周上に複数の透光部Ｔ３と遮光部Ｂ３とが配置される。回転盤３２４の第３列２８には複数の透光部Ｔ３が形成される。回転盤３２４の第３列２８には複数の遮光部Ｂ３が形成される。各透光部Ｔ３は、光を通過させるスリット（切欠又は貫通孔）であり、回転盤３２４の円周方向に沿って所定の角度毎に相互に離間して（遮光部Ｂ３を挟んで）形成される。各遮光部Ｂ３は、光を遮断させる領域であり、回転盤３２４の円周方向に沿って所定の角度毎に相互に離間して（透光部Ｔ３を挟んで）形成される。なお、図７の右側の拡大図は、円周上に刻まれた各透光部Ｔ３を直線的に示している。
なお、周期（ピッチ）は、第３パターンの端部から、隣り合った別の第３パターンの端部までの長さである。具体的には、台形である第３パターン（透光部Ｔ３）の径方向中央における幅（中央幅）と、第３パターンから隣り合った別の第３パターンまでの、台形状の領域（遮光部Ｂ３）の径方向中央における幅（中央幅）と、を足し合わせた長さとしている。周期はこれに限られず、第３の円である第３列の円周である第３円周をＰ等分した長さとしてもよい。
また、周期の数は、第３パターンの数であるＰと同じ値となる。
【００５９】
図６に戻り、発光部３２２と、第３受光部３３０は、回転盤３２４を挟んで相互に対向する位置に配置される。第３受光部３３０は、例えば、フォトダイオード等の受光素子を含んで構成され、受光量に応じた電圧値の検出信号Ｓ３を生成及び出力する。
【００６０】
第３受光部３３０には、発光部３２２からの出射光が第３列２８の各透光部Ｔ３を通過して到達する。第３受光部３３０は、受光素子としてのＥＦ相（図示せず）を備える。ＥＦ相は、一対の受光素子Ｅ・Ｅバーによる相と、一対の受光素子Ｆ・Ｆバーによる相と、を加算した相である。
【００６１】
発光部３２２からの出射光が回転盤３２４の各透光部Ｔ３を通過して第３受光部３３０に到達する状態と、回転盤３２４で遮光されて第３受光部３３０に到達しない状態とが、回転子１２の回転とともに交互に切替わる。
以上の構成により、回転子１２の回転位置Ｘに応じて電圧値が周期的に変動する検出信号Ｓ３が信号生成部３２（第３受光部３３０）から出力される。
【００６２】
図８は、本実施形態に係る検出信号Ｓ１の周期数Ｍが「１２８」、検出信号Ｓ２の周期数Ｎが「１３５」、及び検出信号Ｓ３の周期数Ｐが「１４９」の逓倍周期を示す図である。横軸が検出信号Ｓ１の周期数Ｍ、縦軸がデジタル分割数を表している。
検出信号Ｓ３を逓倍処理で１周期に対して「５１２」に分割した場合の、検出信号Ｓ３の逓倍周期のデジタル分割数を図８のグラフに示す。
【００６３】
折れ線２８Ａは、検出信号Ｓ１の周期数Ｍに対する、検出信号Ｓ３の逓倍周期のデジタル分割数を表している。
【００６４】
これによれば、検出信号Ｓ１の周期数Ｍと検出信号Ｓ２の周期数Ｎとが互いに素（最大公約数が１である関係）であるため、検出信号Ｓ１と検出信号Ｓ２との分割数は、位置により必ず異なる組み合わせになるため、３６０°中のどの位置にいるか判別することが可能である。
【００６５】
＜ロボット＞
図９は、本実施形態に係る駆動システム１００を利用した産業用のロボット８０の外観図である。
本実施形態に係るロボット８０は、図９に示すように、基台８１と複数のアーム８２（８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄ）とリスト８３とを備える垂直多関節ロボットである。複数のアーム８２の各々は回動軸（関節）を介して順次に連結され、各回動軸には前述の各形態の駆動システム１００が設置される。駆動システム１００のモーター１０は回動軸の一方側のアーム８２を他方側のアーム８２に対して回動させる。また、基端側のアーム８２Ａは基台８１に対して回動可能に支持され、先端側のアーム８２Ｄにはリスト８３が回動可能に支持される。基台８１の内部に設置された駆動システム１００のモーター１０はアーム８２Ａを基台８１に対して回動させ、アーム８２Ｄに設置された駆動システム１００のモーター１０はリスト８３を回動させる。リスト８３の先端面には、例えば、腕時計等の精密機器を把持するマニピュレーターが装着される。
【００６６】
なお、前述の各形態に係る駆動システム１００は、図９のロボット８０に限定されない。例えば、ＮＣ加工機や３Ｄプリンター等の各種の電子機器に駆動システム１００を採用することが可能である。
【００６７】
また、モーター１０が搭載されるロボットは、前述したロボット８０以外でもよく、特に限定されない。モーター１０が搭載されるロボットは、天吊り用以外の垂直多関節型のロボットでもよいし、自由度が５軸以下又は７軸以上のロボットであってもよいし、双腕ロボットでもよい。
【００６８】
本実施形態によれば、上記の駆動システム１００と同様の効果が実現される。
【００６９】
＜変形例＞
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
【００７０】
（１）前述の各形態では、光学式のロータリーエンコーダーを信号生成部３２として例示したが、磁気式のロータリーエンコーダーを信号生成部３２として利用することも可能である。具体的には、信号生成部３２は、回転子１２に連動して回転する磁性体歯車と、磁性体歯車の近傍に設置された磁界検出素子（例えば、ホール素子）とを具備し、磁界検出素子は、磁性体歯車の回転に連動して変化する磁界を検出して検出信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を生成及び出力する。以上の例示から理解される通り、前述の各形態の信号生成部３２は、回転子１２に連動して信号値が変動する検出信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を生成する要素として包括的に表現される。
【００７１】
（２）前述の各形態ではモーター１０のＡ相を励磁したが、特定励磁状態を実現するための励磁対象はＡ相に限定されない。例えば、３相以上の複数相のモーター１０を利用した構成では、複数相のうち任意の１相を励磁することで特定励磁状態が実現される。
【００７２】
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。
【００７３】
エンコーダーは、回転軸の周りに回転する回転盤と、前記回転盤の回転を検出するセンサーと、を備え、前記回転盤は、第１の円の円周である第１円周をＭ等分（Ｍは２以上の自然数）したそれぞれの位置に、互いに間隔をあけて配置された第１パターンと、前記第１の円の同心円であって前記第１の円とは異なる半径である第２の円の、円周である第２円周をＮ等分（Ｎは２以上の自然数）したそれぞれの位置に、互いに間隔をあけて配置された第２パターンと、を有し、ＭとＮとは異なり、ＭとＮとの最大公約数は１であることを特徴とする。
これによれば、第１列の周期数と第２列の周期数とを最大公約数が１である関係に設定することで、径方向の同一直線上における、第１列の隣り合った、明部の径方向の中央に位置する中央幅と、暗部の径方向の中央に位置する中央幅と、のペア１つの長さの内の位置と、第２列の隣り合った、明部の径方向の中央に位置する中央幅と、暗部の径方向の中央に位置する中央幅と、のペア１つの長さの内の位置と、の組み合わせが全て異なる組み合わせになるため、回転軸を中心とした円の回転位置が特定できる。したがって、第１列及び第２列とも同レベルの分解能のセンサーを用いることができるので、特許文献１と比較して簡素な構成で回転位置を検出できる。その結果、製造コストが減少する。
【００７４】
上記のエンコーダーでは、前記第１パターンの径方向中央における幅と、前記第２パターンの径方向中央における幅とは、同一長さであり、前記第１パターンの間の径方向中央における幅と、前記第２パターン同士の間の径方向中央における幅とは、同一長さであることが好ましい。
これによれば、第１列及び第２列とも同じ分解能のセンサーを用いることができる。
【００７５】
上記のエンコーダーでは、前記第１パターンの径方向中央における幅と、前記第１パターンの間の径方向中央における幅との比は、１：１であり、前記第２パターンの径方向中央における幅と、前記第２パターンの間の径方向中央における幅との比は、１：１であることが好ましい。
これによれば、回転軸を中心とした円の回転位置を容易に検出できる。
【００７６】
モーターは、上記のいずれか一項に記載のエンコーダーを有することを特徴とする。
これによれば、上記のエンコーダーと同様の効果が実現される。
【００７７】
ロボットは、上記に記載のモーターを有することを特徴とする。
これによれば、上記のエンコーダーと同様の効果が実現される。
【符号の説明】
【００７８】
１０…モーター  １２…回転子（ローター）  １４…回転軸  １５…第１列  １８…第２列  ２０…制御装置  ２２…位置検出部  ２４…駆動制御部  ２６，２７…周期（ピッチ）  ２８…第３列  ３０…端  ３２…信号生成部（エンコーダー）  ３６…位置特定部  ８０…ロボット  ８１…基台  ８２，８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄ…アーム  ８３…リスト  １００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…駆動システム  ３２２…発光部  ３２４…回転盤  ３２６…第１受光部  ３２８…第２受光部  ３３０…第３受光部。
【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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