(57)【要約】【課題】複雑な加工を必要とせずに角度検出範囲を広範化できるエンコーダ、及びこのようなエンコーダに用いるエンコーダ用受光装置を提供する。【解決手段】エンコーダ１では、互いに連動して回転する歯車付きスリット板１３Ａ，１３Ｂの回転比が６：１０となっており、スケール板１７Ａ，１７Ｂの各ＰＤ１６は、位相角３６°ごとにＡからＪまで属性付けされている。これにより、エンコーダ１では、スケール板１７Ａ，１７Ｂの各一次元プロファイルから算出した真の角度に対応するＰＤ１６の属性の組み合わせに基づいて歯車付きスリット板１３Ａの周期数を３周期にわたって特定できるので、角度検出範囲を広範化することが可能となる。また、このエンコーダ１では、従来のように回折パターンの異なる格子窓をスケールに複数設ける必要はなく、複雑な加工も必要としない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリットが形成され、互いに連動して回転する第１の回転体及び第２の回転体と、
前記スリットに対して被検出光を出射する光源装置と、
複数の受光素子が円環状の配列ラインに沿って配列された第１のスケール及び第２のスケールと、前記スリットを通過して前記第１のスケール及び前記第２のスケールの前記受光素子に入射する前記被検出光の光強度に基づく出力信号を出力する出力部とを有する受光装置とを備え、
前記第１の回転体に対する前記第２の回転体の回転比は異なっており、
前記受光素子は、所定の位相角ごとに属性付けされていることを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
前記スリットを通過した前記被検出光は、互いに離間した少なくとも２箇所で、前記配列ラインと交差していることを特徴とする請求項１記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記受光素子は、前記配列ラインに沿って千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項１又は２記載のエンコーダ。
【請求項４】
複数の受光素子が円環状の配列ラインに沿って配列された第１のスケール及び第２のスケールと、
前記第１のスケール及び前記第２のスケールの前記受光素子に入射する前記被検出光の光強度に基づく出力信号を出力する出力部とを備え、
前記受光素子は、所定の位相角ごとに属性付けされていることを特徴とするエンコーダ用受光装置。
【請求項５】
前記出力部は、前記出力信号を前記受光素子から順次出力させるシフトレジスタを有し、
前記シフトレジスタは、前記配列ラインの内側に配置されていることを特徴とする請求項４記載のエンコーダ用受光装置。
【請求項６】
前記受光素子は、前記配列ラインに沿って千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項４又は５記載のエンコーダ用受光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式のエンコーダ及びエンコーダ用受光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光学式のエンコーダとして、例えば特許文献１に記載の光学式エンコーダがある。この従来のエンコーダは、異なる回折パターンを持つ格子窓を配置した光学スケールを有しており、スリットを通して格子窓に照射した被検出光の回折パターンをイメージセンサで撮像する。そして、撮像した回折パターンから格子窓を特定すると共に、画像中における回折パターンの位置に基づいて格子窓の位置を特定し、測定対象物の絶対角度を検出する。
【特許文献１】特公平８−１０１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、この種のエンコーダでは、測定対象物の絶対角度を検出できる範囲（角度検出範囲）はできる限り広範であることが好ましい。しかしながら、上述した従来の光学式のエンコーダでは、回折パターンの異なる格子窓をスケールに複数設ける必要がある。そして、この回折パターンの精度が角度検出の分解能に影響するため、スケールに回折パターンを設けるにあたって高い加工精度が要求されることとなる。
【０００４】
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、複雑な加工を必要とせずに角度検出範囲を広範化できるエンコーダ、及びこのようなエンコーダに用いるエンコーダ用受光装置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】
【０００５】
上記課題の解決のため、本発明に係るエンコーダは、スリットが形成され、互いに連動して回転する第１の回転体及び第２の回転体と、スリットに対して被検出光を出射する光源装置と、複数の受光素子が円環状の配列ラインに沿って配列された第１のスケール及び第２のスケールと、スリットを通過して第１のスケール及び第２のスケールの受光素子に入射する被検出光の光強度に基づく出力信号を出力する出力部とを有する受光装置とを備え、第１の回転体に対する第２の回転体の回転比は異なっており、受光素子は、所定の位相角ごとに属性付けされていることを特徴としている。
【０００６】
このエンコーダでは、第１の回転体に対する第２の回転体の回転比が異なっており、受光素子が所定の位相角ごとに属性付けされている。このため、第１の回転体の回転角度の変化に伴い、第１のスケールで検出した被検出光の光強度のピーク位置に対応する受光素子の属性と、第２のスケールで検出した被検出光の光強度のピーク位置に対応する受光素子の属性との組み合わせが順次変化する。したがって、このエンコーダでは、領域の組み合わせに基づいて第１の回転体の周期数を特定することができるので、第１のスケールでの角度検出範囲を３６０°以上に広範化することが可能となる。また、このエンコーダでは、従来のように回折パターンの異なる格子窓をスケールに複数設ける必要はないので、複雑な加工も必要としない。
【０００７】
また、スリットを通過した被検出光は、互いに離間した少なくとも２箇所で、配列ラインと交差していることが好ましい。この場合、出力信号がピークとなる点のうちのいずれか１点を絶対角度を算出するための基準点と規定すれば、この基準点と他の点との相対角度（基準相対角度）を、スリットの形状から予め把握しておくことができる。したがって、スケールに対するスリットの位置ずれが生じたとしても、相対角度のずれ量を補正量として算出し、基準点が示す絶対角度に対して補正量を加減することにより、絶対角度を精度良く検出することができる。
【０００８】
また、受光素子は、配列ラインに沿って千鳥状に配列されていることが好ましい。この場合、スケールを小型に保ちつつ、角度検出の分解能を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明に係るエンコーダ用受光装置は、複数の受光素子が円環状の配列ラインに沿って配列された第１のスケール及び第２のスケールと、第１のスケール及び第２のスケールの受光素子に入射する被検出光の光強度に基づく出力信号を出力する出力部とを備え、受光素子は、所定の位相角ごとに属性付けされていることを特徴としている。
【００１０】
このエンコーダ用受光装置では、回転比の異なるスリット付きの第１の回転体及び第２の回転体を光源装置との間に介在させることにより、第１の回転体の回転角度の変化に伴い、第１のスケールで検出した被検出光の光強度のピーク位置に対応する受光素子の属性と、第２のスケールで検出した被検出光の光強度のピーク位置に対応する受光素子の属性との組み合わせを順次変化させることができる。したがって、このエンコーダ用受光装置では、領域の組み合わせに基づいて第１の回転体の周期数を特定することができるので、第１のスケールでの角度検出範囲を３６０°以上に広範化することが可能となる。また、このエンコーダ受光装置では、従来のように回折パターンの異なる格子窓をスケールに複数設ける必要はないので、複雑な加工も必要としない。
【００１１】
また、出力部は、出力信号を受光素子から順次出力させるシフトレジスタを有し、シフトレジスタは、配列ラインの内側に配置されていることが好ましい。配列ラインの内側にある余剰スペースにシフトレジスタを配置することにより、スケールを小型化することが可能となる。
【００１２】
また、受光素子は、配列ラインに沿って千鳥状に配列されていることが好ましい。この場合、スケールを小型に保ちつつ、角度検出の分解能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るエンコーダ及びエンコーダ用受光装置によれば、複雑な加工を必要とせずに角度検出範囲を広範化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るエンコーダ及びエンコーダ用受光装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係るエンコーダの一実施形態を示す斜視図である。図１に示すエンコーダ１は、いわゆるアブソリュート型のロータリエンコーダであり、例えば自動車のハンドルといった測定対象物（図示しない）の絶対角度を検出するデバイスである。このエンコーダ１は、測定対象物に連結される回転軸２と、この回転軸２に固定された歯車付き円板３と、互いに離間して歯車付き円板３に近接配置された２つの光学系Ｓ１，Ｓ２とを備えている。歯車付き円板３は、測定対象物と連動する回転軸２の回転に伴って、例えば矢印Ｘ方向に回転する。
【００１６】
光学系Ｓ１及び光学系Ｓ２のそれぞれは、被検出光を出射する点光源のＬＥＤ（光源装置）１１と、ＬＥＤ１１に対向するように配置され、被検出光を受光する受光装置（エンコーダ用受光装置）１２（１２Ａ，１２Ｂ）と、歯車付き円板３と噛合する歯車付きスリット板（回転体）１３（１３Ａ，１３Ｂ）と、歯車付きスリット板１３を挟むように配置された１対の平行レンズ１４，１４とによって構成されている。
【００１７】
歯車付きスリット板１３Ａ，１３Ｂは、図２に示すように、ＬＥＤ１１から出射した被検出光の一部を通過させるスリット１５（１５Ａ，１５Ｂ）をそれぞれ有している。スリット１５Ａ，１５Ｂは、歯車付きスリット板１３の中心を通るように一直線状に形成されている。また、スリット１５Ａ，１５Ｂは、一端側から他端側に向かって徐々にスリット幅が小さくなるように形成され、一端側のスリット幅Ｗ１は、他端側のスリット幅Ｗ２の約２倍程度となっている。
【００１８】
また、図１に示すように、歯車付きスリット板１３Ａ，１３Ｂは、歯車付き円板３の回転に伴って互いに連動して回転するが。歯車付きスリット板１３Ａに対する歯車付きスリット板１３Ｂの回転比は異なっている。より具体的には、歯車付き円板３と歯車付きスリット板１３Ａとの回転比は１：１であるのに対し、歯車付きスリット板１３Ａと歯車付きスリット板１３Ｂとの回転比は６：１０となっている。したがって、歯車付き円板３が矢印Ｘ方向に１回転したとすると、歯車付きスリット板１３Ａは矢印Ｙ方向に１回転し、歯車付きスリット板１３Ｂは矢印Ｚ方向に５／３回転する。
【００１９】
受光装置１２Ａ，１２Ｂは、図３に示すように、複数のＰＤ（受光素子）１６が配列されてなるスケール板１７（１７Ａ，１７Ｂ）と、各ＰＤ１６からの信号を出力する出力部１８とを有している。スケール板１７Ａ，スケール板１７Ｂのそれぞれには、歯車付きスリット板１３Ａ，１３Ｂにおけるスリット１５Ａ，１５Ｂの長さに対応する径の第１配列ラインＬ１及び第２配列ラインＬ２が同心円状に設定されており、各ＰＤ１６は、各配列ラインＬ１，Ｌ２に渡って円環状かつ千鳥状に配置されている。
【００２０】
各ＰＤ１６には、１番目のＰＤ１０１（０°）から最終番目のＰＤ１０ｎ（３５９．５°）まで、時計回りに例えば０．５°刻みで角度情報が割り当てられている。また、各ＰＤ１６には、図４に示すように、３６°の位相角ごとに１０種類の属性Ａ〜Ｊがそれぞれ属性付けされている。そして、各ＰＤ１６には、そのＰＤ１６がいずれの領域に属しているかを示す属性特定情報が割り当てられている。
【００２１】
出力部１８は、複数（本実施形態では４個）のシフトレジスタ１９と、ビデオライン２０と、信号処理部２１とを有している。各シフトレジスタ１９は、各配列ラインＬ１，Ｌ２よりも内側で、スケール板１７と同心に略矩形状に配置され、各ＰＤ１６に対して、受光した被検出光の光強度に基づく出力信号及び属性特定情報を含む属性特定信号を出力させるための走査信号を供給する。また、ビデオライン２０は、各配列ラインＬ１，Ｌ２よりも外側で同心円状に配置され、各ＰＤ１６からの出力信号及び属性特定信号を信号処理部２１に出力する。そして、信号処理部２１は、ビデオライン２０を介して各ＰＤ１６から受け取った出力信号及び属性特定信号を外部出力する。なお、各シフトレジスタ１９への駆動信号の供給ライン（図示しない）は、例えばＰＤ１６１とＰＤ１６ｎとの間に接続されている。
【００２２】
このようなエンコーダ１では、光学系Ｓ１及び光学系Ｓ２において、点光源であるＬＥＤ１１から被検出光が出射されると、この被検出光が平行レンズ１４によって平行光束化され、歯車付きスリット板１３Ａ，１３Ｂにそれぞれ入射する。スリット１５Ａ，１５Ｂを通過して一直線状となった被検出光は、平行レンズ１４によって収束され、図５に示すように、互いにスリット幅が異なる一端側と他端側との２箇所で、スケール板１７Ａ，１７Ｂの各配列ラインＬ１，Ｌ２と交差し、スリット１５Ａ，１５Ｂから覗く各ＰＤ１６に入射する。各ＰＤ１６からは、受光した被検出光の光強度に基づく出力信号及び属性特定信号がそれぞれ出力され、信号処理部２１から外部出力される。
【００２３】
続いて、図６に示すフローチャートを参照しながら、上述した構成を有するエンコーダ１によって測定対象物の絶対角度を検出する際の処理について説明する。以下に示す一連の制御処理は、例えばエンコーダ１に接続されるパーソナルコンピュータ等の演算手段によって実行される。
【００２４】
まず、スケール板１７Ａ，１７Ｂの各ＰＤ１６から得られる出力信号及び属性特定信号を信号処理部２１からそれぞれ収集する。そして、各ＰＤ１６に対する被検出光の光強度の一次元プロファイルを取得する（ステップＳ０１）。このとき、一直線状のスリット１５Ａ，１５Ｂを通過した被検出光が円環状に配列された各ＰＤ１６に対して２箇所で入射するので、スケール板１７Ａ，１７Ｂの各ＰＤ１６の一次元プロファイルを解析すると、図７に示すように、互いに離間する光強度ピークＰ１，Ｐ２、及び光強度ピークＰ３，Ｐ４がそれぞれ得られることとなる。
【００２５】
エンコーダ１では、一端側のスリット幅Ｗ１が他端側のスリット幅Ｗ２の約２倍であるので、光強度ピークＰ１，Ｐ３の半値幅は、光強度ピークＰ２，Ｐ４の半値幅の約２倍となっている。このため、光強度ピークＰ１，Ｐ２、及び光強度ピークＰ３，Ｐ４は容易に判別できるようになっている。そして、所定のコンパレートレベルに基づいて、図８に示すように、得られた光強度ピークＰ１，Ｐ２、及び光強度ピークＰ３，Ｐ４を二値化する（ステップＳ０２）。
【００２６】
二値化の後、まずスケール板１７Ａにおける各ＰＤ１６の一次元プロファイルから得られる光強度ピークＰ１，Ｐ２に基づく角度の算出を行う。この場合、光強度ピークＰ１の半値中心に対応するＰＤ１６を、絶対角度を決定するための基準点とし、光強度ピークＰ２の半値中心に対応するＰＤ１６を、光強度ピークＰ１，Ｐ２間の相対角度を決定するための相対点とする。そして、各ＰＤ１６に割り当てられた角度情報に基づいて、基準点及び相対点の角度を検出する（ステップＳ０３）。
【００２７】
ここで、エンコーダ１においては、スリット１５Ａが一直線状に形成されている。そのため、スケール板１７Ａに対するスリット１５Ａの位置ずれが生じていない場合には、基準点と相対点との間の相対角度（以下、「基準相対角度」と称す）は、一義的に１８０°と算出される。一方、図９に示すように、歯車付きスリット板１３Ａ，１３Ｂの軸ずれ及び回転ずれ等により、スケール板１７Ａに対するスリット１５Ａの位置ずれが生じている場合には、図１０に示すように、例えば基準点の位置がα°だけ真の角度からずれる。そのため、検出時の基準点と相対点との間の相対角度は、１８０°＋α°と算出される。そこで、基準相対角度と検出時の相対角度との差α°が生じた場合には、このα°を角度ずれの補正量として算出する（ステップＳ０４）。そして、ステップＳ０３で検出した基準点の角度から補正量α°を加算（または減算）することにより、角度ずれの影響を除去した真の角度を算出する（ステップＳ０５）。
【００２８】
真の角度を算出した後、歯車付きスリット板１３Ａの周期数を算出する（ステップＳ０６）。周期数の算出にあたっては、まずスケール板１７Ａ，１７Ｂの各一次元プロファイルから算出した真の角度に対応するＰＤ１６の属性を特定する。ここで、エンコーダ１では、歯車付きスリット板１３Ａ，１３Ｂの回転比が６：１０となっているので、歯車付きスリット板１３Ａの回転に伴って、スケール板１７Ａ，１７Ｂの各一次元プロファイルから算出した真の角度に対応するＰＤ１６の属性の組み合わせが３周期にわたって徐々に変化する。
【００２９】
図１１は、属性の組み合わせの変化を示す図である。図１１に示すように、歯車付きスリット板１３Ａの周期数が１である場合には、属性の組み合わせは、Ａ−Ａ、Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｂ−Ｄ、Ｃ−Ｄ、Ｃ−Ｅ、Ｄ−Ｆ、Ｄ−Ｇ、Ｅ−Ｇ、Ｅ−Ｈ、Ｅ−Ｉ、Ｆ−Ｉ、Ｆ−Ｊ、Ｇ−Ａ、Ｇ−Ｂ、Ｈ−Ｂ、Ｈ−Ｃ、Ｈ−Ｄ、Ｉ−Ｄ、Ｉ−Ｅ、Ｊ−Ｆ、Ｊ−Ｇの計２３パターンのいずれかとなる。歯車付きスリット板１３Ａの周期数が２である場合には、属性の組み合わせは、Ａ−Ｇ、Ａ−Ｈ、Ａ−Ｉ、Ｂ−Ｉ、Ｂ−Ｊ、Ｃ−Ａ、Ｃ−Ｂ、Ｄ−Ｂ、Ｄ−Ｃ、Ｄ−Ｄ、Ｅ−Ｄ、Ｅ−Ｅ、Ｆ−Ｆ、Ｆ−Ｇ、Ｇ−Ｇ、Ｇ−Ｈ、Ｇ−Ｉ、Ｈ−Ｉ、Ｈ−Ｊ、Ｉ−Ａ、Ｉ−Ｂ、Ｊ−Ｂ、Ｊ−Ｃ、Ｊ−Ｄの計２４パターンのいずれかとなる。歯車付きスリット板１３Ａの周期数が３である場合には、属性の組み合わせは、Ａ−Ｄ、Ａ−Ｅ、Ｂ−Ｆ、Ｂ−Ｇ、Ｃ−Ｇ、Ｃ−Ｈ、Ｃ−Ｉ、Ｄ−Ｉ、Ｄ−Ｊ、Ｅ−Ａ、Ｅ−Ｂ、Ｆ−Ｂ、Ｆ−Ｃ、Ｆ−Ｄ、Ｇ−Ｄ、Ｇ−Ｅ、Ｈ−Ｆ、Ｈ−Ｇ、Ｉ−Ｇ、Ｉ−Ｈ、Ｉ−Ｉ、Ｊ−Ｉ、Ｊ−Ｊの計２３パターンのいずれかとなる。そして、歯車付きスリット板１３Ａが３回転すると、属性の組み合わせが一巡する。
【００３０】
また、歯車付きスリット板１３Ａ，１３Ｂが反転する場合には、バックラッシュが生じることがある。このようなバックラッシュを考慮すると、例えば歯車付きスリット板１３Ａに対して歯車付きスリット板１３Ｂの位相が１カラム分（ＰＤ１個分）正方向に進んでいる場合、図１２に示すように、歯車付きスリット板１３Ａの周期数が１のときには、Ａ−Ｊ、Ｄ−Ｅ、Ｇ−Ｊ、Ｊ−Ｅの４パターンが新たに出現する。また、歯車付きスリット板１３Ａの周期数が２のときには、Ｃ−Ｊ、Ｆ−Ｅ、Ｉ−Ｊの３パターン、歯車付きスリット板１３Ａの周期数が３のときには、Ｂ−Ｅ、Ｅ−Ｊ、Ｈ−Ｅの３パターンがそれぞれ新たに出現する。
【００３１】
一方、例えば歯車付きスリット板１３Ａに対して歯車付きスリット板１３Ｂの位相が１カラム分（ＰＤ１個分）負方向に遅れている場合、図１３に示すように、歯車付きスリット板１３Ａの周期数が１のときには、Ｃ−Ｆ、Ｆ−Ａ、Ｉ−Ｆの３パターンが新たに出現する。また、歯車付きスリット板１３Ａの周期数が２のときには、Ｂ−Ａ、Ｅ−Ｆ、Ｈ−Ａの３パターン、歯車付きスリット板１３Ａの周期数が３のときには、Ａ−Ｆ、Ｄ−Ａ、Ｇ−Ｆ、Ｊ−Ａの４パターンがそれぞれ新たに出現する。
【００３２】
したがって、スケール板１７Ａ，１７Ｂの各一次元プロファイルから算出した真の角度に対応するＰＤ１６の属性の組み合わせを特定し、その組み合わせがどの周期数において出現するかを照合することにより、歯車付きスリット板１３Ａの周期数を算出できる。図８の場合を例に挙げれば、スケール板１７Ａの一次元プロファイルから算出した真の角度に対応するＰＤ１６の属性はＥであり、スケール板１７Ｂの一次元プロファイルから算出した真の角度に対応するＰＤ１６の属性はＢであるので、属性の組み合わせはＥ−Ｂとなる。したがって、スリット板１３Ａの周期数は３であることが特定される。
【００３３】
周期数を算出した後、基準点における絶対角度の算出を行う（ステップＳ０７）。スリット板の周期数が１であれば、ステップＳ０５で求めた真の角度がそのまま測定対象物の絶対角度となる。また、歯車付きスリット板１３Ａの周期数が２であれば、ステップＳ０５で求めた絶対角度に３６０°を加算したものが測定対象物の絶対角度となり、歯車付きスリット板１３Ａの周期数が３であれば、ステップＳ０５で求めた真の角度に７２０°を加算したものが測定対象物の絶対角度となる。
【００３４】
なお、図１４は、属性の組み合わせの変化をテーブル化して示す図である。図１４に示すように、歯車付きスリット板１３Ａ，１３Ｂが回転すると、属性の組み合わせは、矢印Ｚで示される軌跡に従ってＡ−ＡからＪ−Ｊまで変化する。また、梨地で示した箇所は、上述したバックラッシュを考慮した場合に出現する属性の組み合わせである。一方、図中に示すように、Ａ−Ｃ、Ｂ−Ｈ、Ｃ−Ｃ、Ｄ−Ｈ、Ｅ−Ｃ，Ｆ−Ｈ、Ｇ−Ｃ、Ｈ−Ｈ、Ｉ−Ｃ、Ｊ−Ｈの計１０パターンについては、バックラッシュを考慮したとしても、本来出現しないパターン（ＮＧパターン）である。したがって、ステップＳ０６において、ＰＤ１６の属性の組み合わせがＮＧパターンに該当した場合には、例えば歯車付き円板３や歯車付きスリット板１３Ａ，１３Ｂの破損といった機械的な不具合の発生を検出できる。
【００３５】
以上説明したように、エンコーダ１では、互いに連動して回転する歯車付きスリット板１３Ａ，１３Ｂの回転比が６：１０となっており、スケール板１７Ａ，１７Ｂの各ＰＤ１６が位相角３６°ごとにＡからＪまで属性付けされている。これにより、エンコーダ１では、スケール板１７Ａ，１７Ｂの各一次元プロファイルから算出した真の角度に対応するＰＤ１６の属性の組み合わせに基づいて歯車付きスリット板１３Ａの周期数を３周期にわたって特定することができるので、角度検出範囲を１０８０°まで広範化することが可能となる。また、このエンコーダ１では、従来のように回折パターンの異なる格子窓をスケールに複数設ける必要はないので、複雑な加工も必要としない。
【００３６】
また、エンコーダ１では、スケールとして環状に配列された複数のＰＤ１６のうちの２箇所で、一直線状のスリット１５Ａを通過した被検出光を検出する。このとき、一直線状のスリット１５Ａの形状から、被検出光の光強度ピークＰ１に対応する基準点と光強度ピークＰ２に対応する相対点との間の基準相対角度は、一義的に１８０°と算出できる。したがって、エンコーダ１では、スケール板１７Ａに対するスリット１５Ａの位置ずれが生じていても、角度検出時における基準点と相対点との間の相対角度と、基準相対角度とのずれ量から補正量αを算出することにより、測定対象物の絶対角度を精度良く検出することができる。
【００３７】
一方、受光装置１２側では、各ＰＤ１６に入射する被検出光の光強度に基づく出力信号を外部出力するといった簡素な処理のみが行われるので、信号処理が迅速になされる。また、フレームメモリ等も不要であり、受光装置１２の小型化及び低コスト化が図られる。また、受光装置１２では、各ＰＤ１６は、円環状の各配列ラインＬ１，Ｌ２及びに渡って千鳥状に配列されている。このようなＰＤ１６の配置により、スケール板１７を小型に保ちつつ、角度検出の分解能を向上させることができる。さらに、各シフトレジスタ１９は、配列ラインＬ１，Ｌ２の内側で、スケール板１７と同心に略矩形状に配置されている。このように、配列ラインＬ１，Ｌ２の内側にある余剰なスペースに各シフトレジスタ１９を配置することにより、受光装置１２の一層の小型化が図られる。
【００３８】
本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、上述した実施形態では、歯車付きスリット板１３Ａ，１３Ｂの回転比は６：１０となっているが、必要な角度検出範囲に応じて８：１０や４：６等に適宜変更してもよい。また、各ＰＤ１６に割り当てる属性の数も適宜変更可能である。
【００３９】
さらに、上述した実施形態では、歯車付きスリット板１３Ａ，１３Ｂのそれぞれを歯車付き円板３の一方側と他方側とに噛合させているが、図１５に示すエンコーダ１Ａのように、歯車付きスリット板１３Ａに直接歯車付きスリット板１３Ｂを噛合させてもよい。また、図１６に示すエンコーダ１Ｂのように、歯車付きスリット板１３Ａの内側に歯３０を形成し、これに歯車付きスリット板１３Ｂを噛合させてもよい。この場合、一端側と他端側とを分離させたスリット３１を歯車付きスリット板１３Ａに形成すると共に、受光装置１２において歯車付きスリット板１３Ａ，１３Ｂの長さに対応するように円環状のＰＤ１６をそれぞれ配列する。これにより、光学系を１つに集約することが可能となり、エンコーダ１の更なる小型化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るエンコーダの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】歯車付きスリット板の正面図である。
【図３】受光装置の正面図である。
【図４】ＰＤの属性分けを示す正面図である。
【図５】スリットとスケールとの配置関係を示す図である。
【図６】図１に示したエンコーダによって測定対象物の絶対角度を検出する際の処理を示すフローチャートである。
【図７】被検出光の光強度の一次元プロファイルを示す図である。
【図８】図７に示した一次元プロファイルを二値化したときの状態を示す図である。
【図９】位置ずれが生じている場合のスリットとスケールとの配置関係を示す図である。
【図１０】位置ずれが生じている場合の被検出光の光強度の一次元プロファイルを示す図である。
【図１１】図１に示したエンコーダにおいて出現する属性の組み合わせを示す図である。
【図１２】歯車付きスリット板の位相が進んでいる場合に出現する属性の組み合わせを示す図である。
【図１３】歯車付きスリット板の位相が遅れている場合に出現する属性の組み合わせを示す図である。
【図１４】属性の組み合わせの変化をテーブル化して示す図である。
【図１５】変形例に係るエンコーダを示す斜視図である。
【図１６】別の変形例に係るエンコーダを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…エンコーダ、１１…ＬＥＤ（光源装置）、１２Ａ，１２Ｂ…受光装置１３Ａ，１３Ｂ…歯車付きスリット板（第１の回転体、第２の回転体）、１５Ａ，１５Ｂ…スリット、１６…ＰＤ（受光装置）、１７Ａ，１７Ｂ…スケール板（第１のスケール、第２のスケール）、１８…出力部、１９…シフトレジスタ、Ｌ１…第１配列ライン、Ｌ２…第２配列ライン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008096205.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2008096205.tif 000008
【図７】
2008096205.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008096205.tif 000011
【図１０】
2008096205.tif 000012
【図１１】
2008096205.tif 000013
【図１２】
2008096205.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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