(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行光ビーム又は平行光に接近する近平行光ビームを形成する導光型ホイールと、
前記導光型ホイールに囲まれる発光モジュールと、
前記導光型ホイールに隣接する、複数の検知素子を備える光検知モジュールと、
を備え、
各前記検知素子は露出検知エリアをそれぞれ有し、
前記複数の検知素子は、それぞれが互いに異なる平行線に沿って設けられており、前記複数の検知素子のそれぞれに含まれる前記露出検知エリアは、互いに前記平行線と平行な方向にずれて設けられ、
各前記検知素子の前記露出検知エリアは複数の符号化領域に切り分けられ、
前記平行光ビーム又は前記近平行光ビームの光ビーム幅は前記符号化領域の幅よりも小さいか、又は前記符号化領域の幅に等しい、正方向フォーカス走査型の導光エンコーダ。
【請求項２】
前記導光型ホイールと前記光検知モジュールとの間に設けられ、複数の前記露出検知エリアをそれぞれ露出するための複数のスリットを備える格子を更に備え、
複数の前記露出検知エリア同士が前記平行線と平行な方向にずれるずれ量をｄ１とし、前記各符号化領域の幅をＷ1とする場合に、
ｄ１＝ｎ*Ｗ1  （ｎは整数）
を満たす、請求項１に記載の正方向フォーカス走査型の導光エンコーダ。
【請求項３】
前記導光型ホイールは、
内部周回表面が環状入光面である導光本体と、
前記導光本体の外部周回表面に設けられる外歯車状構造と、
を備え、
前記外歯車状構造は、順に接続され主軸を有する複数の球面又は複数の非球面から構成される環状出光面を有すると共に、複数の球面突出部又は複数の非球面突出部が順に一回りに接続されて構成され、
前記発光モジュールが生じた入射光ビームは前記環状入光面から前記導光型ホイールに入り、前記外歯車状構造の前記環状出光面を通過し、前記光検知モジュールに投射される前記平行光ビーム又は平行光に接近する近平行光ビームを形成する、請求項１に記載の正方向フォーカス走査型の導光エンコーダ。
【請求項４】
前記導光型ホイールは、
外部周回表面が環状出光面である導光本体と、
前記導光本体の内部周回表面に設けられる内歯車状構造と、
を備え、
前記内歯車状構造は、順に接続され主軸を有する複数の球面又は複数の非球面から構成される環状入光面を有すると共に、複数の球面突出部又は複数の非球面突出部が順に一回りに接続されて構成され、
前記発光モジュールが生じた入射光ビームは前記内歯車状構造の前記環状入光面から前記導光型ホイールに入り前記環状出光面を通過し、前記光検知モジュールに投射される前記平行光ビーム又は平行光に接近する近平行光ビームを形成する、請求項１に記載の正方向フォーカス走査型の導光エンコーダ。
【請求項５】
前記導光型ホイールは、
導光本体と、
前記導光本体の外部周回表面に設けられる外歯車状構造と、
前記導光本体の内部周回表面に設けられる内歯車状構造と、
を備え、
前記外歯車状構造は、順に接続され主軸を有する複数の球面又は複数の非球面から構成される環状出光面を有すると共に、複数の球面突出部又は複数の非球面突出部が順に一回りに接続されて構成され、
前記内歯車状構造は、順に接続され主軸を有する複数の球面又は複数の非球面から構成される環状入光面を有すると共に、複数の球面突出部又は複数の非球面突出部が順に一回りに接続されて構成され、
前記発光モジュールが生じた入射光ビームは前記内歯車状構造の前記環状入光面から前記導光型ホイールに入り、前記外歯車状構造の前記環状出光面を通過し、前記光検知モジュールに投射される前記平行光ビーム又は平行光に接近する近平行光ビームを形成する、請求項１に記載の正方向フォーカス走査型の導光エンコーダ。
【請求項６】
前記導光型ホイールは非球面をそれぞれ有する複数の非球面突出部を有し、
前記発光モジュールが生じた入射光ビームは前記導光型ホイールの回転を介して、対応する前記非球面の一部を通過するか、又は対応する前記非球面の残りの部分によって反射される、請求項１に記載の正方向フォーカス走査型の導光エンコーダ。
【請求項７】
前記導光型ホイールの前記非球面は、二つの反射面と二つの前記反射面の間に接続される出光面とで構成される、請求項６に記載の正方向フォーカス走査型の導光エンコーダ。
【請求項８】
前記入射光ビームの一部は前記導光型ホイールの回転を介して、対応する前記出光面を通過する、請求項７に記載の正方向フォーカス走査型の導光エンコーダ。
【請求項９】
前記入射光ビームの一部が前記反射面によって反射される、請求項７に記載の正方向フォーカス走査型の導光エンコーダ。
【請求項１０】
前記平行光ビーム又は前記近平行光ビームの光ビーム幅は前記出光面の幅に等しい、請求項７に記載の正方向フォーカス走査型の導光エンコーダ。
【請求項１１】
導光本体と、複数の突出部を有する歯車状構造とを備える導光型ホイールと、
前記導光型ホイールに囲まれる発光モジュールと、
前記導光型ホイールに隣接する光検知モジュールと、
を備え、
前記発光モジュールが生じた入射光ビームは前記導光型ホイールを通過し、前記光検知モジュールに投射される平行光ビーム又は平行光に接近する近平行光ビームを形成し、
前記突出部のそれぞれは二つの反射面と二つの前記反射面の間に接続される非球面出光面とで構成され、
前記平行光ビーム又は前記近平行光ビームの光ビーム幅が前記非球面出光面の曲率で調整される、正方向フォーカス走査型の導光エンコーダ。
【請求項１２】
導光本体と、複数の突出部を有する歯車状構造とを備える導光型ホイールと、
前記導光型ホイールに囲まれる発光モジュールと、
前記導光型ホイールに隣接する光検知モジュールと、
を備え、
前記突出部のそれぞれは二つの反射面と二つの前記反射面の間に接続される非球面出光面とで構成され、
前記歯車状構造の各前記突出部の幅は前記光検知モジュールの幅に等しい、正方向フォーカス走査型の導光エンコーダ。
【請求項１３】
前記突出部は非球面突出部又は球面突出部である、請求項１２に記載の正方向フォーカス走査型の導光エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンコーダに関し、特に正方向フォーカス走査型の導光エンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、コンピュータのモニタ（ｍｏｎｉｔｏｒ）は、マウス（Ｍｏｕｓｅ）で処理対象とするデータの位置をモニタにおける所定データの位置に移動するものである。通常のマウスの主な構造は、２組の出力可能なシーケンス論理信号（例えば１１、１０、００、０１）のＸ軸エンコーダとＹ軸エンコーダを備える。マウスの底面をテーブルの表面又は他の平面に押し当て所定の方位へ移動させることにより、モニタの処理対象とするデータの位置を相対的にシフトさせる。マウスでモニタにおけるデータの位置を移動する原理は、基本的にＸ軸エンコーダとＹ軸エンコーダを同時に操作し、平面における点の移動を発生するものである。換言すれば、Ｘ軸エンコーダ又はＹ軸エンコーダを単独的に操作することは、線における点の移動しかできない。エンコーダは、通常、発光モジュール（例えば発光ダイオード）、ブレードホイール及び光検知モジュールから構成される。ブレードホイールは歯車と同様な構造を有する。マウスを操作する場合、ブレードホイールの回転により、発光モジュールから発光された光ビームがブレードホイールに遮断されたり、遮断されなかったりする。また、遮断された光ビームは光検知モジュールに投射し光検知モジュールにＯＦＦ（０）の信号を生成することはない。一方、遮断されない光ビームは光検知モジュールに受光され、センサにＯＮ（１）の信号を生成させる。上述のＯＦＦ（０）及びＯＮ（１）の信号が順に生成した後、シーケンス信号を形成する。例えば、ブレードホイールが時計回りに回転する場合、センサから生成したシーケンス信号は、１１、１０、００、０１、１１、１０、００、０１…という連続する繰り返し信号である。一方、ブレードホイールが逆時計回りに回転する場合、センサから生成したシーケンス信号は、０１、００、１０、１１、０１、００、１０、１１、１０…という連続する繰り返し信号である。これらのシーケンス信号は回路符号化に用いられる。
【０００３】
一般的には、ブレードホイールに含まれるブレードの数が多いほど、二つのセンサとの距離が小さくなり、解像度（ＣＰＲ（Ｃｏｕｎｔ  ｐｅｒ  Ｒｏｕｎｄ）で表す）が高くなる。しかし、ブレードホイールの隣接する二つのブレードの夾角が小さくなる。即ち、ブレードの数が増える場合、ホイールの外径が大きくなる。ホイールの外径を大きくしようとしないと、ブレードの幅を下げる必要があるが、光の回折現象によりブレードの幅の減少に限界がある。詳しくは、ブレードの数が多すぎると、光ビームがホイールのブレードを通過する場合、回折現象が発生し、光ビームがホイールのブレードに遮断され得ない。そのため、ホイールが時計回りに回転しても又は逆時計回りに回転しても、二つのセンサから生成した信号はいずれも連続する繰り返しＯＮ（１）の信号であるため、マウスのスライド方向が異なることで異なるシーケンス信号を生成することができない。
【０００４】
図１Ａと図１Ｂに示すように、図１Ａは従来技術の導光型エンコーダの配置模式図である。図１Ｂは従来技術の導光型エンコーダの導光型ホイール１ａのブレードと光検知モジュール３の部分模式図である。従来技術の導光型エンコーダは、導光型ホイール１ａと、発光モジュール２ａと、光検知モジュール３ａとを備える。光の回折の問題を克服するために、従来技術に用いられる技術手段では、連続して配列する複数の球面Ｓを出光面とする導光型ホイール１ａで、出射される光ビームに球面を通過し合焦させる。図１Ｂに示すように、光検知モジュール３ａは、同じ縦軸に設けられる感光チップＳ１、Ｓ２に含まれる。導光型ホイール１ａから出射される光ビームが光検知モジュール３ａの感光チップＳ１、Ｓ２に合焦される。具体的には、従来技術の導光型エンコーダの導光型ホイール１ａが第１の位置（１）、第２の位置（２）、第３の位置（３）及び第４の位置（４）まで回転する場合、［１、１］、［１、０］、［０、１］及び［０、０］の信号をそれぞれ生成することができる。しかし、図１Ｂから分かるように、従来技術の導光型ホイール１ａは、二つのブレードを用いないと、上記の四つの信号を含む一組の符号化シーケンスを完成することができない。
【０００５】
以上をまとめると、上述の従来技術の技術手段について、導光型ホイール１内の光ビームは球面Ｓを通過した後、合焦のため、光ビームの幅が進行距離に伴い減少するので、光検知モジュール３ａと導光型ホイール１ａとの間の距離を正確に制御する必要がある。そうして始めて光検知モジュール３ａが導光型ホイール１ａからの光ビームを受光し、信号を生成し得ることを確保できる。なお、従来技術では、光検知モジュール３ａの感光チップＳ１、Ｓ２が同じ縦軸に沿い設けられるので、導光型ホイール１ａは、二つのブレードを用いないと、一つの符号化タイミング又はシーケンス［１、１］、［１、０］、［０、１］及び［０、０］を完成することができない。このように、導光型エンコーダの解像度は明らかに向上することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、如何にホイールのサイズ及びブレードの数を増やさない条件で、導光型エンコーダの解像度を改善するかは、依然として本分野において努力が強く望まれる課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の技術問題を解決するために、本発明の一態様によれば、導光型ホイールと、前記導光型ホイールに囲まれる発光モジュールと、前記導光型ホイールに隣接する複数の検知素子を備える光検知モジュールとを備え、各前記検知素子は露出検知エリアをそれぞれ有し、前記複数の検知素子は、それぞれが互いに異なる平行線に沿って設けられており、前記複数の検知素子のそれぞれに含まれる前記露出検知エリアは、互いに前記平行線と平行な方向にずれて設けられている、正方向フォーカス走査型の導光エンコーダを提供する。
【０００８】
本発明の別の態様は、導光本体と、複数の非球面突出部を有する歯車状構造とを備える導光型ホイールと、前記導光型ホイールに囲まれる発光モジュールと、光検知モジュールとを備え、前記発光モジュールが生じた入射光ビームは前記導光型ホイールを通過し、前記光検知モジュールに投射される平行光ビーム又は平行光に接近する近平行光ビームを形成し、前記平行光ビーム又は前記近平行光ビームの光ビーム幅が前記非球面突出部の頂点の曲面の曲率で調整される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダを提供する。
【０００９】
本発明の更に別の態様は、導光本体と、複数の突出部を有する歯車状構造とを備える導光型ホイールと、前記導光型ホイールに囲まれる発光モジュールと、前記導光型ホイールに隣接する光検知モジュールとを備え、前記歯車状構造の各前記突出部の幅は前記光検知モジュールの幅に等しい正方向フォーカス走査型の導光エンコーダを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る正方向フォーカス走査型の導光エンコーダは、「複数の検知素子は、それぞれが互いに異なる平行線に沿って設けられており、複数の検知素子のそれぞれに含まれる露出検知エリアは、互いに当該平行線と平行な方向にずれて設けられている」という設計により、光検知モジュールに投射される平行光ビーム又は近平行光ビームと複数の検知素子の露出検知領域とを相互に適合させ、更に導光型ホイールのサイズ及びブレードの数を増やさない条件で、エンコーダの解像力を向上することができる。なお、上述の設計により、本発明に係る導光型エンコーダは、光の回折現象の発生を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】従来技術の導光型エンコーダの配置模式図である。
【図１Ｂ】従来技術の導光型エンコーダが符号化シーケンスを生成する模式図である。
【図２】本発明の一実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの配置模式図である。
【図３】本発明の別の実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの配置模式図である。
【図４】本発明の更に別の実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの配置模式図である。
【図５】本発明の一実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダにおける平行光ビーム又は近平行光ビームの別の進行模式図である。
【図６】本発明の一実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの導光型ホイールの概略斜視図である。
【図７】図６におけるＡ部分の拡大図である。
【図８】慣用の導光型エンコーダの歯状構造の部分模式図である。
【図９】本発明の一実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの歯状構造の部分模式図である。
【図１０】図７に示す構造の部分概略断面図である。
【図１１】図７に示す構造の別の部分概略断面図である。
【図１２】本発明に係る第１の具体的な実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの導光型ホイールが第１の位置まで回転する場合、平行光ビーム又は近平行光ビームと光検知モジュールとの間が相互に関係する部分模式図である。
【図１３】本発明に係る第１の具体的な実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの導光型ホイールが第２の位置まで回転する場合、平行光ビーム又は近平行光ビームと光検知モジュールとの間が相互に関係する部分模式図である。
【図１４】本発明に係る第１の具体的な実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの導光型ホイールが第３の位置まで回転する場合、平行光ビーム又は近平行光ビームと光検知モジュールとの間が相互に関係する部分模式図である。
【図１５】本発明に係る第１の具体的な実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの導光型ホイールが第４の位置まで回転する場合、平行光ビーム又は近平行光ビームと光検知モジュールとの間が相互に関係する部分模式図である。
【図１６】本発明に係る第２の具体的な実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの導光型ホイールが第１の位置まで回転する場合、平行光ビーム又は近平行光ビームと光検知モジュールとの間が相互に関係する部分模式図である。
【図１７】本発明に係る第２の具体的な実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの導光型ホイールが第２の位置まで回転する場合、平行光ビーム又は近平行光ビームと光検知モジュールとの間が相互に関係する部分模式図である。
【図１８】本発明に係る第２の具体的な実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの導光型ホイールが第３の位置まで回転する場合、平行光ビーム又は近平行光ビームと光検知モジュールとの間が相互に関係する部分模式図である。
【図１９】本発明に係る第２の具体的な実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの導光型ホイールが第４の位置まで回転する場合、平行光ビーム又は近平行光ビームと光検知モジュールとの間が相互に関係する部分模式図である。
【図２０】本発明に係る第２の具体的な実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの格子及び光検知モジュールが光ビームを受光した後、信号を生成する模式図である。
【図２１】本発明に係る第３の具体的な実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの導光型ホイールが第１の位置まで回転する場合、平行光ビーム又は近平行光ビームと光検知モジュールとの間が相互に関係する部分模式図である。
【図２２】図２１に用いられる光検知モジュールが光ビームを受光した後、信号を生成する模式図である。
【図２３】本発明に係る第４の具体的な実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダの導光型ホイールが第１の位置まで回転する場合、平行光ビーム又は近平行光ビームと光検知モジュールとの間が相互に関係する部分模式図である。
【図２４】図２３に用いられる光検知モジュールが光ビームを受光した後、信号を生成する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下の本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照する。しかしながら、添付される図面は参考と説明のためのものに過ぎず、本発明を制限するためのものではない。
【００１３】
以下には所定の具体的な実施例を介して、本発明に開示される「正方向フォーカス走査型の導光エンコーダ」に関する実施の形態を説明し、当業者は本明細書に開示される内容から、本発明のメリットと効果を知ることが可能になる。本発明は、他の異なる具体的な実施例を介して実施又は応用されてもよく、本明細書中の各詳細は異なる観点と応用に基づき、本発明の主旨を逸脱することなく各種の修飾と変更を行ってもよい。また、本発明の図面は簡単な概略説明に過ぎず、実際のサイズに従い記述するものではないことをまず明らかにしておく。以下の実施の形態は、本発明の関連技術内容をより詳細に説明するが、開示される内容は本発明の技術範囲を制限するためのものではない。
【００１４】
まず、図２乃至図４を参照する。正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥは導光型ホイール１と、発光モジュール２と、光検知モジュール３とを備える。また、導光型ホイール１は、単層又は多層であってもよい。即ち、本発明は相互にスタックする複数の導光型ホイール１を用いても良い。例えば、図２に示すように、発光モジュール２は、導光型ホイール１に取り囲まれ、光検知モジュール３と直線状に配置される。また、図２乃至図４に示すように、本発明に係る正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥは、格子４を更に備えることができる。格子４は、導光型ホイール１と光検知モジュール３との間に設けられる。格子４は選択的部材である。図２、図３と図４の相違点は、異なる配置模式図において、導光型ホイール１の構造が異なることにある。導光型ホイール１の詳細な構造及び実施態様は後述する。
【００１５】
次に、図５を参照する。本発明に係る正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥは、反射鏡５を更に備えることができる。反射鏡５は、導光型ホイール１の一側に設けられる。反射鏡５は、導光型ホイール１からの平行光ビーム又は近平行光ビームＰを反射し格子４を通過させ、更に光検知モジュール３へ照射するためのものである。
【００１６】
続いて、図６と図７を合わせて参照する。図６は本発明の一実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥの導光型ホイール１の概略斜視図である。図７は図６におけるＡ部分の拡大図である。導光型ホイール１は導光材料から作製されるものである。例えば、導光型ホイール１はガラス、アクリル樹脂又はポリカーボネート（ＰＣ）、又は上述の材料の任意な組合せから作製されてもよい。しかし、本発明の導光型ホイール１の材料は、これらに制限されない。
【００１７】
以上のように、導光型ホイール１は、導光本体１０１と、導光本体１０１の外部周回表面に設けられる外歯車状構造１０２とを備える。導光本体１０１の内部周回表面は環状入光面１１である。外歯車状構造１０２は、順に接続され円心がなく主軸がある複数の非球面（又は複数の球面）１３０から構成される環状出光面１３を有する。また、外歯車状構造１０２は複数の非球面突出部１０２０から順に一回りに接続されて構成される。本発明では、非球面突出部１０２０は球面突出部であってもよい。具体的には、環状入光面１１は、発光モジュール２と対向し、発光モジュール２から発光された光を受光するためのものである。
【００１８】
図７に示すように、環状出光面１３は、順に接続される複数の非球面１３０から構成される。非球面１３０は二つの反射面１３ａと二つの反射面１３ａの間に接続される出光面１３ｂとで構成される。また、反射面１３ａは、反射平面であってもよい。なお、出光面１３ｂは非球面の出光面であってもよい。例えば、出光面１３ｂは双曲面、放物面又は楕円面の出光面であってもよい。
【００１９】
次に、図８と図９を参照する。図８に示すように、慣用の導光型エンコーダは、通常、球心を有する球面構造Ｓでエンコーダにおけるブレードホイールの出光面を構成し、光線を球面構造Ｓから出射しセンサに投射させる。しかし、球面自身は合焦の機能を有するので、球面構造Ｓから出射される光ビームが合焦され、更に光ビームが異なる位置に異なる幅を有することとなる。
【００２０】
図９に示すように、非球面構造Ａは慣用の球面構造と異なり、球心を有しないが、主軸を有する。例えば放物面などの非球面構造Ａから出射される光ビームは、平行光ビーム又は平行光に接近する近平行光ビーム（即ち、平行光ビームは、厳密な平行光ビームでなくても良く、実質的に平行光ビームであれば良い）である。本発明に係る実施例は、例えば双曲面又は放物面などの非球面構造Ａで出光面１３ｂを構成する。このように、非球面１３０で環状出光面１３を構成することにより、環状出光面１３から導光型ホイール１を離れる光ビームは安定した幅Ｗを有することが確保できる。これにより、この安定した幅Ｗを有する平行光ビーム又は近平行光ビームと所定の幅及び配列方式を有する光検知素子又は光露出検知領域とを相互に適合させ、更に高い解像度を有する符号化信号を生成する効果に達することができる。具体的には、本願の導光型ホイール１から離れる光ビームは安定した幅Ｗを有するので、光検知モジュール３の光検知素子の露出検知領域のサイズ及び配列方式を制御すると共に導光型ホイール１の非球面１３０のサイズを制御することにより、正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥの解像度を効率的に向上することができる。後に上述の環状出光面１３と光検知モジュール３における光検知素子の露出検知領域との適合に関する詳細を詳述する。
【００２１】
図１０及び図１１を参照する。各非球面１３０は順に接続される第１の表面ａ１、第２の表面ａ２、第３の表面ａ３及び第４の表面ａ４から構成され得る。第１の表面ａ１及び第４の表面ａ４は反射面１３ａである。第１の表面ａ１と第４の表面ａ４との間に接続される第２の表面ａ２及び第３の表面ａ３は共同で出光面１３ｂを構成する。本発明では、反射面１３ａに投射される反射光ビームＲの入射角が反射角に等しいので、反射光ビームＲは反射により単層導光型ホイール１の内部へ照射する。このように、出光面１３ｂ（第２の表面ａ２及び第３の表面ａ３）は環状出光面１３における反射光ビームＲが通過できる部分である。反射光ビームＲは、出光面１３ｂを通過し平行光ビーム又は近平行光ビームＰとなる。一方、反射光ビームＲは環状出光面１３における反射面１３ａ（第１の表面ａ１又は第４の表面ａ４）へ照射すると、反射光ビームＲは直接導光型ホイール１を通過し出射することができない。なお、環状出光面１３を通過する平行光ビーム又は近平行光ビームＰの光ビーム幅は上記非球面突出部１０２０の幅に等しくてもよいが、本発明においては制限されない。
【００２２】
また、第１の表面ａ１、第２の表面ａ２、第３の表面ａ３及び第４の表面ａ４は同じ垂直投影面積を有してもよい。換言すれば、図１０に示すように、第１の表面ａ１、第２の表面ａ２、第３の表面ａ３及び第４の表面ａ４は同じ投影幅ｄを有してもよい。この場合、出光面１３ｂを構成する第２の表面ａ２及び第３の表面ａ３の投影幅は総投影幅の二分の一を占める。しかし、第１の表面ａ１、第２の表面ａ２、第３の表面ａ３及び第４の表面ａ４の配置は実際の要求に従い調整できる。出光面１３ｂの曲率を調整することにより、導光型ホイール１から離れる平行光又は近平行光Ｐの幅を調整することができる。言い換えれば、平行光ビーム又は近平行光ビームＰの光ビーム幅は非球面突出部１０２０の頂点の曲面の曲率で調整できる。
【００２３】
図１１を参照する。図１１は反射光ビームＲが非球面１３０へ照射する可能な出光経路を示している。反射光ビームＲは反射面１３ａ（図１０に示す第１の表面ａ１に対応する）へ照射して反射され、次に出光面１３ｂ（図１０に示す第２の表面ａ２及び第３の表面ａ３に対応する）へ照射し、出光面１３ｂによって非球面１３０から平行光ビーム又は近平行光ビームＰとして出射される。
【００２４】
上述の設計により、本発明に係る実施例の反射光ビームＲは、導光型ホイール１の回転を介して、対応する非球面１３０の残りの部分（反射面１３ａ）によって反射され、又は対応する非球面１３０の一部（出光面１３ｂ）を通過し平行光ビーム又は近平行光ビームＰとなり、格子４を通過し光検知モジュール３に投射され、更に高解像度を有する符号化回路信号を生成することができる。
【００２５】
なお、本発明に係る導光型ホイール１は異なる構造設計を有してもよい。図３と図４を再度参照する。図３に示すように、導光型ホイール１は、外部周回表面が環状出光面１３である導光本体１０１と、導光本体１０１の内部周回表面に設けられる内歯車状構造１０３と、を備えるようにしてもよく。内歯車状構造１０３は、順に接続され主軸を有する複数の非球面１１０から構成される環状入光面１１を有すると共に、複数の非球面突出部１０３０が順に一回りに接続されて構成される。また、発光モジュール２が生じた入射光ビームＬは内歯車状構造１０３の環状入光面１１から導光型ホイール１に入り、環状出光面１３を通過し、光検知モジュール３に投射（即ち「正面フォーカス」）される平行光ビーム又は平行光に接近する近平行光ビームＰ（即ち、平行光ビームPは、厳密な平行光ビームでなくても良く、実質的に平行光ビームであれば良い）を形成する。
【００２６】
或いは、図４に示すように、導光型ホイール１は、導光本体１０１と、導光本体１０１の外部周回表面に設けられる外歯車状構造１０２と、導光本体１０１の内部周回表面に設けられる内歯車状構造１０３とを備えるようにしてもよい。外歯車状構造１０２は、順に接続され主軸を有する複数の非球面１３０から構成される環状出光面１３を有すると共に、複数の非球面突出部１０２０が順に一回りに接続されて構成される。内歯車状構造１０３は、順に接続され主軸を有する複数の非球面１１０から構成される環状入光面１１を有すると共に、複数の非球面突出部１０３０が順に一回りに接続されて構成される。また、発光モジュール２が生じた入射光ビームＬは内歯車状構造１０３の環状入光面１１から導光型ホイール１に入り、外歯車状構造１０２の環状出光面１３を通過し、光検知モジュール３に投射される平行光ビーム又は平行光に接近する近平行光ビームＰ（即ち、平行光ビームPは、厳密な平行光ビームでなくても良く、実質的に平行光ビームであれば良い）を形成する。
【００２７】
図３と図４に示す導光型ホイール１について、環状出光面１３を構成する非球面１３０と同様に、環状入光面１１を構成する非球面１１０は同様に二つの反射面（図示せず）と二つの反射面の間に接続される出光面（図示せず）とで構成されてもよい。また、上述の反射面は、反射平面であってもよい。上述の出光面は、例えば双曲面、放物面又は楕円面の出光面などの非球面の出光面であってもよい。従って、環状入光面１１は環状出光面１３と類似する光学効果を生じることができる。
【００２８】
続いて、図２を再度参照する。発光モジュール２は、環状入光面１１に囲まれ、環状入光面１１へ照射する入射光ビームＬを発生するためのものである。例えば、発光モジュール２は、少なくとも発光ダイオードであってもよい。しかし、発光モジュール２の具体的な実施態様はこれに制限されない。図２に示すように、光検知モジュール３は環状出光面１３の一側に設けられてもよい。光検知モジュール３は、環状出光面１３を通過する非球面１３０における出光面１３ｂから出射される平行光ビーム又は近平行光ビームＰを受光するためのものである。或いは、図５に示すように、光検知モジュール３は、反射鏡５の反射を介して環状出光面１３の非球面１３０における出光面１３ｂから出射される平行光ビーム又は近平行光ビームＰを受光することができる。
【００２９】
光検知モジュール３の実施態様は格子４が存在するかに応じて変わる。例えば、正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥが格子４を備えない場合、光検知モジュール３は非球面１３０から出射される平行光ビーム又は近平行光ビームＰを受光するための複数の検知素子を備える。具体的には、検知モジュール３の検知素子は所定のサイズを有し、所定の方法に従い光検知モジュール３の表面に配列され、導光型ホイール１の非球面１３０に合わせて信号を生成するためのものである。格子４がない実施例では、複数の検知素子同士は横方向にずれていると共に、それぞれ横方向に互いに平行である異なる複数の水平線に沿い延在して設けられる。即ち、複数の検知素子は、それぞれが互いに異なる平行線に沿って設けられており、互いに当該平行線と平行な方向にずれて設けられている。
【００３０】
或いは、正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥが格子４を備える場合、格子４は、導光型ホイール１と光検知モジュール３との間に設けられると共に、複数のスリット状の開口孔を備える。この場合、光検知モジュール３は長尺状の複数の検知素子から構成される。複数のスリット状の開口は検知素子を露出するための所定の領域である。これにより、光検知モジュール３は複数の露出検知領域を有する。
【００３１】
なお、正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥの解像度を向上する技術効果に達するために、複数の検知素子及び検知素子の露出検知領域の幅と導光型ホイール１の非球面突出部１０２０又は１０３０の幅及び中の出光面１３ｂの幅とを相互に適合させるように、複数の検知素子及び検知素子の露出検知領域の幅を制御しなければならない。このように、本発明に係る実施例の正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥは、単一の非球面突出部１０２０又は１０３０のみを用いて、光検知モジュール３に一つの完全な符号化シーケンス（例えば、一回に一つの非球面突出部１０２０又は１０３０のみを介して、［０、０］、［０、１］、［１、０］及び［１、１］の信号を生成する）を発生させることができる。上述の制御の詳細な手段及びパラメータは以下の具体的な実施態様で詳述する。
【００３２】
本発明では、光検知モジュール３に含まれる検知素子及び露出検知領域の数は必要に応じて調整することができる。例えば、図１２乃至図１５に示すように、光検知モジュール３は互いに平行に設けられる第１の検知素子３１’と第２の検知素子３２’を備える。光検知モジュール３は、環状出光面１３から出射される平行光ビーム又は近平行光ビームＰを受光するためのものである。平行光ビーム又は近平行光ビームＰが受光される状態に基づき、光検知モジュール３は、［０、０］、［０、１］、［１、１］及び［１、０］の信号を生成することができる。換言すれば、二つの検知素子で２２個の信号を生成することができる。また、図２１及び２３に示すように、光検知モジュール３は、格子４の開口孔から露出する１つ又は複数の露出検知領域をそれぞれ有する、３つ又は４つの検知素子を備えてもよい。
【００３３】
以上のように、更に言えば、発光モジュール２が生じた入射光ビームＬが環状入光面１１から導光型ホイール１に入る場合、入射光ビームＬは導光型ホイール１の回転を介して、対応する非球面１３０（又は非球面１１０）の一部（即ち出光面１３ｂ）を通過し、環状出光面１３を通過し平行光ビーム又は近平行光ビームＰを形成する。或いは、入射光ビームＬは、対応する非球面１３０（又は非球面１１０）の残りの部分（即ち反射面１３ａ）によって反射される。従って、導光型ホイール１から出射される平行光ビーム又は近平行光ビームＰは光検知モジュール３によって受光されることにより、符号化回路のためのシーケンス信号を生成することができる。
【００３４】
現在、本発明に係る実施例の正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥを用いて、シーケンス信号を生成する作動方式を詳述する。以下の具体的な実施例では、図２に示す正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥについて説明を行う。また、図３と図４に示す正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥを用いてシーケンス信号を生成する作動方式の原理は、実際には図２に示す正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥを用いるものと類似するので、詳述しない。
［第１の具体的な実施例］
【００３５】
図１２乃至図１５を参照する。図１２乃至図１５は、本発明に係る第１の具体的な実施例における正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥの導光型ホイール１が第１の位置、第２の位置、第３の位置及び第４の位置まで回転する場合、平行光ビーム又は近平行光ビームＰと光検知モジュール３との間が相互に関係する部分模式図である。
【００３６】
具体的には、図１２に示すように、光検知モジュール３は、長尺状の第１の検知素子３１’と第２の検知素子３２’を備える。二つの検知素子は同じ幅Ｄ１を有すると共に、二つの検知素子の両端がそれぞれ相互に揃っている。これにより、光検知モジュール３は同様に幅Ｄ１を有する。光検知モジュール３と導光型ホイール１との間には、第１の検知素子３１’と第２の検知素子３２’の所定の領域を遮断すると共に遮断されない他の領域を露出するための格子４が更に設けられる。格子４は幅がＤ１よりも大きいようにしてもよい。格子４に含まれる第１の開口孔４１及び第２の開口孔４２は、第１の検知素子３１’の第１の露出検知領域３１及び第２の検知素子３２’の第２の露出検知領域３２をそれぞれ露出する。この具体的な実施例では、第１の開口孔４１及び第２の開口孔４２はＤ１の１／４の幅を有する。これにより、第１の開口孔４１及び第２の開口孔４２が露出する第１の露出検知領域３１及び第２の露出検知領域３２は、同様にＤ１の１／４の幅を有する。第１の露出検知領域３１及び第２の露出検知領域３２同士は横方向にずれていると共に、それぞれ横方向に互いに平行である異なる水平線Ｈ１及びＨ２に沿い延在して設けられる。即ち、それぞれが水平線Ｈ１及びＨ２に沿って設けられており、また、互いに水平線Ｈ１及びＨ２と平行な方向にずれて設けられている。
【００３７】
本発明の実施例では、非球面突出部１０２０の幅と光検知モジュール３の幅Ｄ１は同じなので、導光型ホイール１の各非球面１３０は順に第１の検知素子３１’及び第２の検知素子３２’から構成される光検知モジュール３に対応することができる。これにより、単一の非球面１３０のみを介して、一組の完全な符号化シーケンスを生成することができるという効果を達成できる。また、第１の具体的な実施例では、出光面１３ｂから出射される平行光ビーム又は近平行光ビームＰの幅Ｗ１は、光検知モジュール３の幅Ｄ１の二分の一よりも大きいか、又は光検知モジュール３の幅Ｄ１の二分の一に等しい。即ち、Ｗ１≧１／２Ｄ１ようになる。図１１乃至図１５はＷ１＝１／２Ｄ１の比例で描かれるものである。このように、非球面１３の出光面１３ｂが導光型ホイール１の回転に伴い、第１の光露出検知領域３１及び第２の光露出検知領域３２に対応する位置まで回転する場合（即ち、図１３に示す状態）、平行光ビーム又は近平行光ビームＰは同時に第１の光検知モジュール３１及び第２の光検知モジュール３２に投射され得る。続いて、図１２乃至図１５を順に参照する。導光型ホイール１が異なる位置まで回転する場合信号を生成する詳細な方法について説明する。
【００３８】
まず、図１２に示すように、導光型ホイール１は第１の位置に位置する。この場合、光検知モジュール３の第１の露出検知領域３１及び第２の光露出検知領域３２は、導光型ホイール１の一つの非球面１３０の第４の表面ａ４及び次の非球面１３０の第１の表面ａ１にそれぞれ対応する。第１の表面ａ１と第４の表面ａ４は共に反射面１３ａであるので、第１の表面ａ１と第４の表面ａ４へ照射する反射光ビームＲが反射面１３ａによって反射される。また、第４の表面ａ４及び第１の表面ａ１にそれぞれ対応する第１の露出検知領域３１及び第２の露出検知領域３２は光ビームの信号を受信せず、光検知モジュール３は［０、０］の信号を生成することとなる。
【００３９】
次に、図１３を参考する。導光型ホイール１は第２の位置まで回転する。光検知モジュール３の第１の露出検知領域３１及び第２の光露出検知領域３２は、導光型ホイール１の一つの非球面１３０の第１の表面ａ１及び第２の表面ａ２にそれぞれ対応する。第１の表面ａ１は反射面１３ａであるので、第１の表面ａ１へ照射する反射光ビームＲは、反射により導光型ホイール１の内部へ照射し、直接反射面１３ａから導光型格子１を離れることができない。一方、第２の表面ａ２へ照射する反射光ビームＲは非球面１３０を通過し平行光ビーム又は近平行光ビームＰとなり、第２の表面ａ２に対応する第２の露出検知領域３２へ照射する。これにより、光検知モジュール３は、［０、１］の信号を生成する。また、反射光ビームＲは第３の表面ａ３を通過し平行光ビーム又は近平行光ビームＰとなり、非球面１３０から出射しても良い。また、第３の表面ａ３は光検知モジュール３の何れかの露出検知領域に対応せず格子４に遮蔽されるので、この部分の平行光ビーム又は近平行光ビームＰは、光検知モジュールから生成した信号に影響しない。
【００４０】
続いて、図１４を参考する。導光型ホイール１は、続けて第３の位置まで回転する。光検知モジュール３の第１の露出検知領域３１及び第２の光露出検知領域３２は、導光型ホイール１の一つの非球面１３０の第２の表面ａ２及び第３の表面ａ３にそれぞれ対応する。反射光ビームＲは、非球面１３０へ照射し、第２の表面ａ２及び第３の表面ａ３から構成される出光面１３ｂを通過し平行光ビーム又は近平行光ビームＰとなり、導光型ホイール１から離れる。導光型ホイール１から離れる平行光ビーム又は近平行光ビームＰは、同時に光検知モジュール３の第１の露出検知領域３１及び第２の光露出検知領域３２へ照射するので、光検知モジュール３は、［１、１］の信号を生成する。
【００４１】
最後に、図１５を参考する。導光型ホイール１は、続けて第４の位置まで回転する。この場合、光検知モジュール３の第１の露出検知領域３１及び第２の光露出検知領域３２は、導光型ホイール１の一つの非球面１３０の第３の表面ａ３及び第４の表面ａ４にそれぞれ対応する。第３の表面ａ３へ照射する反射光ビームＲは第３の表面ａ３を通過し、平行光ビーム又は近平行光ビームＰとなり、第１の露出検知領域３１によって受光される。しかし、第４の表面ａ４は反射面１３ａであるので、直接第４の表面ａ４へ照射する反射光ビームＲは第４の表面ａ４によって反射され、第４の表面ａ４から導光型ホイール１を離れることができない。従って、この際に、第４の表面ａ４に対応する第２の露出検知領域３２は平行光ビーム又は近平行光ビームＰを受光しない。これによって、導光型ホイール１が第２の位置に位置する場合、光検知モジュール３は、［１、０］の信号を生成する。
【００４２】
上述のように、上述の導光型ホイール１は、各位置まで回転する場合、導光型ホイール１の非球面１３０における反射面１３ａ及び出光面１３ｂに関する設計により、特に光検知モジュール３における第１の露出検知領域３１と第２の露出検知領域３２、及び非球面１３０のサイズの設計に合わせることにより、単一の非球面１３０により２２＝４個の検知信号を生成することができ、大幅に導光型エンコーダＥの解像度を向上した。
【００４３】
次に、図１６乃至図２０を参照する。図１６乃至図１９は、本発明に係る第２の具体的な実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥの導光型ホイール１が異なる位置即ち第１の位置（１）から第４の位置（４）において、平行光ビーム又は近平行光ビームＰと光検知モジュール３との間が相互に関係する部分模式図である。図２０はこの実施例において光検知モジュール３が光ビームを受光した後、信号を生成する模式図である。
【００４４】
図１６乃至図１９においては、光検知モジュール３の第１の検知素子３１’及び第２の検知素子３２’は、格子４の第１の開口孔４１及び第２の開口孔４２を介して第１の露出検知領域３１及び第２の露出検知領域３２をそれぞれ露出する。第１の露出検知領域３１及び第２の露出検知領域３２は複数の符号化領域に切り分けられる。平行光ビーム又は近平行光ビームＰの幅Ｗ２は、符号化領域の幅よりも小さいか、又は符号化領域の幅に等しい。図１６を参照する。第１の露出検知領域３１及び第２の露出検知領域３２は、幅が１／４Ｄ２である二つの符号化領域をそれぞれ備える。
【００４５】
言い換えれば、第２の具体的な実施例では、出光面１３ｂから出射される平行光ビーム又は近平行光ビームＰの幅Ｗ２は、第１の検知素子３１’及び第２の検知素子３２’から構成される光検知モジュール３の幅Ｄ２の四分の一よりも小さいか、又は光検知モジュール３の幅Ｄ２の四分の一に等しい。即ち、Ｗ２≦１／４Ｄ２ようになる。図１６乃至図１９には、Ｗ２＝１／４Ｄ２の比例で描かれる。また、この実施例中の第１の露出検知領域３１及び第２の露出検知領域３２の幅は、平行光ビーム又は近平行光ビームＰの幅Ｗ２の２倍である。即ち、第１の露出検知領域３１及び第２の露出検知領域３２は、１／２Ｄ２の幅をそれぞれ有する。なお、第１の露出検知領域３１及び第２の露出検知領域３２は互いにずれている。即ち、第１の露出検知領域３１及び第２の露出検知領域３２は異なる水平線Ｈ１及びＨ２の方向に互いに１／４Ｄ２の幅をずれている。
【００４６】
まず、図１６に示すように、導光型ホイール１は第１の位置（１）に位置する。この場合、第１の光露出検知領域３１でも、又は第２の光露出検知領域３２でも、何れも平行光ビーム又は非平行光ビームＰが出射される出光面１３ｂとしての第２の表面ａ２及び第３の表面ａ３に対応しない。図１６及び図２０に示すように、第１の位置（１）に位置する場合、光検知モジュール３は光ビームの信号を受信せず、［０、０］の信号を生成する。
【００４７】
次に、図１７を参考する。導光型ホイール１が第２の位置（２）まで回転する場合、第１の光露出検知領域３１は導光型ホイール１において反射面１３ａとしての第１の表面ａ１及び一つ前の非球面１３の第４の表面ａ４に対応するので、光ビームの信号を受信しない。また、導光型ホイール１の第２の表面ａ２及び第３の表面ａ３から出射される平行光ビーム又は近平行光ビームＰは、光検知モジュール３へ照射し、第２のスリット４２から露出された第２の光露出検知領域３２の一部に投射される。従って、図１７及び図２０に示すように、導光型ホイール１が第２の位置（２）に位置する場合、光検知モジュール３は、［０、１］の信号を生成する。
【００４８】
続いて、図１８を参考する。導光型ホイール１は第３の位置（３）まで回転する。導光型ホイール１の第２の表面ａ２及び第３の表面ａ３から出射される平行光ビーム又は近平行光ビームＰは、光検知モジュール３へ照射し、第１のスリット４１から露出された第１の光露出検知領域３１及び第２のスリット４２から露出された第２の光露出検知領域３２の一部に投射される。よって、図１８及び図２０に示すように、導光型ホイール１が第３の位置（３）に位置する場合、光検知モジュール３は、［１、１］の信号を生成する。
【００４９】
最後に、図１９を参考する。導光型ホイール１は、続けて第４の位置（４）まで回転する。この場合、導光型ホイール１の第２の表面ａ２及び第３の表面ａ３から出射される平行光ビーム又は近平行光ビームＰは、光検知モジュール３へ照射し、第１のスリット４１から露出された第１の光露出検知領域３１の一部に投射される。この場合、第２の光露出検知領域３２は導光型ホイール１において反射面１３ａとしての第４の表面ａ４、及び次の非球面１３の第１の表面ａ１に対応するので、光ビームの信号を受信しない。従って、図１９及び図２０に示すように、導光型ホイール１が第４の位置（４）に位置する場合、光検知モジュール３は、［１、０］の信号を生成する。
【００５０】
上述のように、上述の導光型ホイール１は、各位置まで回転する場合、導光型ホイール１の非球面１３０における反射面１３ａ及び出光面１３ｂに関する設計により、光検知モジュール３における第１の露出検知領域３１及び第２の露出検知領域３２に合わせて、同時に２２＝４個の検知信号を生成することができる。具体的には、平行光ビーム又は近平行光ビームＰの幅Ｗ２が第１の検知素子３１’及び第２の検知素子３２’から構成される光検知モジュール３の幅Ｄ２（同時に非球面突出部１０２０の幅である）の四分の一（Ｗ２≦１／４Ｄ１）よりも小さいか、又は光検知モジュール３の幅Ｄ２（同時に非球面突出部１０２０の幅である）の四分の一（Ｗ２≦１／４Ｄ１）に等しいように調整することにより、導光型エンコーダＥの解像度を向上することができる。
［第３の具体的な実施例］
【００５１】
続いて、図２１と図２２は本発明に係る第３の具体的な実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥが符号化信号を生成する模式図を更に示す。具体的には、図２１は本発明に係る第３の具体的な実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥの導光型ホイール１が第１の位置（１）に位置する場合、平行光ビーム又は近平行光ビームＰ及び光検知モジュール３との間が相互に関係する部分模式図である。図２２は図２１に用いられる光検知モジュール３が光ビームを受光した後、信号を生成する模式図である。
【００５２】
前の実施例とは異なり、この実施例では、光検知モジュール３は第１の検知素子３１’、第２の検知素子３２’、第３の検知素子３３’及び第４の検知素子３５’から構成される。第１の検知素子３１’、第２の検知素子３２’、第３の検知素子３３’及び第４の検知素子３５’は同じ幅Ｄ３を有する。格子４の第１の開口孔４１、第２の開口孔４２、第３の開口孔４３及び第４の開口孔４４を介して、相互にずれている第１の露出検知領域３１、第２の露出検知領域３２、第３の露出検知領域３３及び第４の露出検知領域３４をそれぞれ露出することができる。第１の露出検知領域３１、第２の露出検知領域３２、第３の露出検知領域３３及び第４の露出検知領域３４は複数の符号化領域に切り分けられる。平行光ビーム又は近平行光ビームＰの幅Ｗ３は、符号化領域の幅よりも小さいか、又は符号化領域の幅に等しい。図２１を参照する。上述の露出検知領域は、幅が１／８Ｄ２である四つの符号化領域をそれぞれ備える。
【００５３】
言い換えれば、この具体的な実施例では、第１の露出検知領域３１、第２の露出検知領域３２、第３の露出検知領域３３及び第４の露出検知領域３４の幅は、１／２Ｄ３である。また、第１の露出検知領域３１、第２の露出検知領域３２、第３の露出検知領域３３及び第４の露出検知領域３４は、異なる水平線Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３及びＨ４の方向に互いに１／８Ｄ３の幅をずれている。
【００５４】
非球面１３０から出射される平行光ビーム又は近平行光ビームＰの幅Ｗ３は、光検知モジュールの幅Ｄ３の八分の一よりも小さいか、又は光検知モジュールの幅Ｄ３の八分の一に等しい。即ち、Ｗ３≦１／８Ｄ３ようになる。図２１はＷ３＝１／８Ｄ３の比例でプロットされるものである。前の実施例と同様に、非球面突出部１０２０の幅は光検知モジュール３の幅Ｄ３と同じである。例えば、図２１に示す状態で、平形光ビーム又は近平形光ビームＰは光検知モジュール３に投射され、光検知モジュール３は［０、０、０、０］の信号を生成する。この第３の具体的な実施例では、光検知モジュール３が導光型ホイール１の回転位置に従い生成した信号は図２２に示す通りである。従って、この実施例では、正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥは２３＝８種の信号を生成することができる。
［第４の具体的な実施例］
【００５５】
最後に、図２３と図２４を参照する。図２３は本発明の更に別の実施例に提供される正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥの導光型ホイール１が第１の回転角度において、屈折光ビーム及び光検知モジュールとの間が相互に関係する部分模式図である。図２４は図２３に用いられる光検知モジュールが光ビームを受光した後、信号を生成する模式図である。
【００５６】
図２３を参考する。この具体的な実施例では、正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥの光検知モジュール３は、平行に配列し長尺状である第１の検知素子３１’、第２の検知素子３２’及び第３の検知素子３３’を備える。上述の検知素子から構成される光検知モジュール３の幅は、Ｄ４である。格子４の第１の開口孔４１ａ〜４１ｄは、第１の検知素子３１’の所定の領域を露出し第１の露出検知領域３１ａ〜３１ｄを形成する。第２の開口孔４２ａ、４２ｂは、第２の検知素子３２’の所定の領域を露出し第２の露出検知領域３２ａ、３２ｂを形成する。第３の開口孔３３は、第３の検知素子３３’の所定の領域を露出し第３の露出検知領域３３を形成する。各露出検知領域のサイズは図面に示す通りである。
【００５７】
具体的には、第１の露出検知領域３１ａ〜３１ｄ、第２の露出検知領域３２ａ、３２ｂ及び第３の露出検知領域３３は複数の符号化領域に切り分けられる。平行光ビーム又は近平行光ビームＰの幅Ｗ３は、符号化領域の幅よりも小さいか、又は符号化領域の幅に等しい。図２３を参照する。第１の露出検知領域３１ａ〜３１ｄ、第２の露出検知領域３２ａ、３２ｂ及び第３の露出検知領域３３は、幅が１／８Ｄ２である四つ、二つ及び一つの符号化領域をそれぞれ備える。
【００５８】
この具体的な実施例では、平行光ビーム又は近平行光ビームＰの幅Ｗ３は、光検知モジュール３の幅Ｄ４の八分の一よりも小さいか、又は光検知モジュール３の幅Ｄ４の八分の一に等しい。即ち、Ｗ３≦１／８Ｄ４ようになる。前の具体的な実施例のように、非球面突出部１０２０の幅は光検知モジュール３の幅Ｄ４に等しい。例えば、図２３に示す状態で、平形光ビーム又は近平形光ビームＰは光検知モジュール３に投射され、光検知モジュール３は［０、０、０］の信号を生成する。この第４の具体的な実施例では、光検知モジュール３が導光型ホイール１の回転位置に従い生成した信号は図２４に示す通りである。具体的な実施例では、正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥは２３＝８種の信号を生成することができる。
［実施例の実施可能な効果］
【００５９】
以上をまとめると、本発明の効果としては、本発明に係る正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥは、「各検知素子は露出検知エリアをそれぞれ有し、複数の検知素子の複数の露出検知エリア同士は横方向にずれていると共に、それぞれ横方向に互いに平行である異なる複数の水平線に沿い延在して設けられる」換言すると、「複数の検知素子は、それぞれが互いに異なる平行線に沿って設けられており、複数の検知素子のそれぞれに含まれる露出検知エリアは、互いに当該平行線と平行な方向にずれて設けられている」という設計により、光検知モジュール３に投射される平行光ビーム又は近平行光ビームＰと複数の検知素子の露出検知領域とを相互に適合させ、更に導光型ホイール１のサイズ及び非球面突出部１０２０の数を増やさない条件で、導光型エンコーダＥの解像度を改善することができる。また、本発明に係る正方向フォーカス走査型の導光エンコーダＥは、更に非球面突出部１０２０の頂点の曲面の曲率を調整することにより、平行光ビーム又は近平行光ビームＰの光ビーム幅を調整し、又は歯車状構造１０１の各非球面突出部１０２０の幅を光検知モジュール３の幅に等しいように設計し、更に所望の解像度に達成することに寄与することができる。
【００６０】
上述したことは本発明の好ましい実施可能な実施例に過ぎず、これにより本発明の特許請求の範囲を制限するものではないため、本発明の明細書と図面の内容に基づき為された等価の技術変化は、全て本発明の保護範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００６１】
１ａ、１    導光型ホイール
１０１    導光本体
１０２    外歯車状構造
１０２０    非球面突出部
１０３    内歯車状構造
１０３０    非球面突出部
１１    環状入光面
１１０    非球面
１３    環状出光面
１３０    非球面
１３ａ    反射面
１３ｂ    出光面
２ａ、２    発光モジュール
３ａ、３    光検知モジュール
３１’    第１の検知素子
３２’    第２の検知素子
３３’    第３の検知素子
３４’    第４の検知素子
３１、３１ａ〜３１ｄ    第１の露出検知領域
３２、３２ａ、３２ｂ    第２の露出検知領域
３３    第３の露出検知領域
３４    第４の露出検知領域
４    格子
４１、４１ａ〜４１ｄ    第１の開口孔
４２、４２ａ、４２ｂ    第２の開口孔
４３    第３の開口孔
４４    第４の開口孔
５    反射鏡
Ａ    非球面構造
ａ１    第１の表面
ａ２    第２の表面
ａ３    第３の表面
ａ４    第４の表面
ｄ    投影幅
Ｅ    導光エンコーダ
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４    水平線
Ｌ    入射光ビーム
Ｐ    平行光ビーム
Ｓ    球面構造
Ｓ１、Ｓ２    感光チップ
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４    幅
【図１Ａ】
0006449367.tif 000002
【図１Ｂ】
0006449367.tif 000003
【図２】
0006449367.tif 000004
【図３】
0006449367.tif 000005
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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