(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転制限モータの回転軸に取り付けられ、前記回転軸から放射状に突出する複数の反射面を有する反射器と、
前記複数の反射面に対向して回路基板上に実装された拡散光源と、
前記拡散光源から見て前記反射器の背後に、前記反射器から距離を持って前記反射器を取り囲むように前記回転制限モータの固定側に設置され、前記反射面に当たらなかった前記拡散光源からの照射光を吸収する拡散光吸収部材と、
前記回路基板上における前記回転軸の直上の位置を中心とする円周上に実装された複数対のフォトダイオードを有し、回転する前記複数の反射面による反射光の像を受光して、各対を構成する２つのフォトダイオードによる前記像の受光面積に応じて変化する信号を出力する検出器と、を有し、
前記複数対のフォトダイオードのそれぞれは、当該対を構成する２つのフォトダイオードのチップが前記回路基板の面内で互いに傾いており、前記２つのフォトダイオードが前記円周上で同じ角度の隙間を空けて配置されている、
ことを特徴とする位置変換器。
【請求項２】
前記隙間の角度は、４度よりも大きくかつ４０度よりも小さい、請求項１に記載の位置変換器。
【請求項３】
前記拡散光源は複数のＬＥＤダイで構成され、前記複数のＬＥＤダイのそれぞれは、前記回路基板上における前記隙間の内側に配置されている、請求項１または２に記載の位置変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を走査するためのミラーなどの光学部品を駆動する回転制限されたモータに搭載される位置変換器が知られている。例えば、特許文献１には、回転制限モータの回転子とともに回転する照明反射器に照明を向ける照明源と、照明源に隣接し照明反射器からの変調反射照明を受ける複数の検出器区域とを含む回転制限モータ用の位置変換器システムが開示されている。
【０００３】
特許文献２には、光学式ロータリーエンコーダの光学系の構造が開示されている。エンコーダは回転軸の回転中心線上近傍に設けられた光源と、回転中心線周りに回転可能に回転軸に取り付けられ、円周方向に交互に形成された透光部および遮光部からなる光学パターンを有するロータリースケールと、ロータリースケールと間隔を開けて配置され、光源からの光を回転中心線を含む断面内で幅が略変化しない平行光束となるよう反射し、これにより平行光束がロータリースケールの透光部を照射し、透光部を透過した光が光源の周囲へ向かうようにする反射体と、透光部を透過した光を受光する受光素子とを備えている。特許文献２の光学式ロータリーエンコーダは、反射器からの明暗光を検出器で検出し、後段回路にて符号化し、位置情報を得る変換器である。
【０００４】
特許文献３は、特許文献２と同様、エンコーダに関するものであり、反射性の円筒形表面を利用した光学系が開示されている。このエンコーダでは、ドラムに対向して、フォトディテクタと光源を備えたモジュールが配置されている。ドラムの円周方向の表面にはストライプ状の非反射領域が等間隔で設けられている。光源の光はドラムに照射され、その反射光がフォトディテクタで検出される。特許文献３には、ドラムの表面にストライプ状に配置された非反射領域とその間の反射領域に対して光を照射し、反射された光より非反射領域の回転位置を検出するエンコーダ特有の光学系および検出方式が開示されている。
【０００５】
特許文献４には、回転位置を検出するロータリーモータの構造が開示されている。このロータリーモータでは、その回転位置を検出するため、ロータ軸に９０度の角度幅のバタフライ形状の拡散面が取り付けられている。その拡散面は、中央部付近に円板形の不透明面を有している（特許文献４  図１Ｂ参照）。拡散面に対向してレンズが配置され、その後方に据え置き検出器が設置されている。光源として、レンズの両側に４個のＬＥＤが配置されている。４個のＬＥＤから出射した光は、回転する拡散面で反射し、反射光はレンズによって集光されて据え置き検出器で受光される。特許文献４のロータリーモータでは、ＬＥＤと検出器は同じ面ではなく異なる空間に配置され、４個のＬＥＤ光源からそれぞれ反射面に向けて光が照射される。
【０００６】
特許文献５には、回転制限モータの回転軸に取り付けられ、回転軸から放射状に突出する複数の反射面を有する反射器と、反射器の反射面の中央部分に対向して配置される、反射面の個数と同数の拡散光源と、拡散光源から見て反射器の背後に、反射器から距離を持って反射器を取り囲むように回転制限モータの固定側に設置され、反射面に当たらなかった拡散光源からの照射光を吸収する拡散光吸収部材と、拡散光源と同一の回路基板上に実装され、反射器により反射された像を検出する複数の検出器とを有し、拡散光源と複数の検出器は、複数の反射面がなす角度に合わせてそれぞれ配置された位置変換器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００９−５４２１７８号公報
【特許文献２】特開２００４−３４０９２９号公報
【特許文献３】特開２００５−１６４５８８号公報
【特許文献４】英国特許出願公開第２２６４７８１号明細書
【特許文献５】特許第５５９５５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
位置変換器の検出器の出力信号は、本来、検出に必要な回転角度（機械角）の範囲内で、回転制限モータの回転角度に応じて直線的に変化すべきである。しかしながら、実際には、出力信号の波形の一部に歪みが現れるため、検出に用いられる回転角度の範囲を広げようとすると、この歪みが検出精度に悪影響を及ぼす。
【０００９】
そこで、本発明は、位置変換器の回転制限モータの回転角度に対して検出器の出力信号の直線性が保たれる角度範囲を広げることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
回転制限モータの回転軸に取り付けられ、回転軸から放射状に突出する複数の反射面を有する反射器と、複数の反射面に対向して回路基板上に実装された拡散光源と、拡散光源から見て反射器の背後に、反射器から距離を持って反射器を取り囲むように回転制限モータの固定側に設置され、反射面に当たらなかった拡散光源からの照射光を吸収する拡散光吸収部材と、回路基板上における回転軸の直上の位置を中心とする円周上に実装された複数対のフォトダイオードを有し、回転する複数の反射面による反射光の像を受光して、各対を構成する２つのフォトダイオードによる像の受光面積に応じて変化する信号を出力する検出器とを有し、複数対のフォトダイオードのそれぞれは、その対を構成する２つのフォトダイオードのチップが回路基板の面内で互いに傾いており、２つのフォトダイオードが円周上で同じ角度の隙間を空けて配置されていることを特徴とする位置変換器が提供される。
【００１１】
上記の位置変換器では、隙間の角度は、４度よりも大きくかつ４０度よりも小さいことが好ましい。
上記の位置変換器では、拡散光源は複数のＬＥＤダイで構成され、複数のＬＥＤダイのそれぞれは、回路基板上における隙間の内側に配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上記の位置変換器によれば、本構成を有しない場合と比べて、回転制限モータの回転角度に対して検出器の出力信号の直線性が保たれる角度範囲が広がる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】位置変換器１００の縦断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに対して９０度側方から見た位置変換器１００の縦断面図である。
【図１Ｃ】位置変換器１００の分解斜視図である。
【図１Ｄ】位置変換器１００を一部破断して示した斜視図である。
【図２】拡散光吸収部材３ｄの表面の拡大図である。
【図３】バタフライ形状反射器７の上面図である。
【図４】プリント基板６上の検出器１１の配置を示す図である。
【図５】位置変換器１００の信号処理回路１３の回路図である。
【図６】フォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２とバタフライ形状の像１２ａ，１２ｂ，１２ｃの位置関係を示す図である。
【図７】位置変換器出力Ｖｏと回転角度の関係を示したグラフである。
【図８】位置変換器３０のＬＥＤダイの配置を示す図である。
【図９】位置変換器１００，２００，３０におけるＬＥＤダイから検出器までの光学距離の長さを比較するための図である。
【図１０】位置変換器４０，５０，６０のＬＥＤダイの配置を示す図である。
【図１１】位置変換器７０のＬＥＤダイと検出器１１ａの配置を示す図である。
【図１２】検出器のフォトダイオード間における隙間Ｇの大きさの範囲を説明するための図である。
【図１３】位置変換器１００，７０における電流電圧変換部２１ａ，２１ｂの出力電圧Ｖａ，Ｖｂの波形を示した図である。
【図１４】位置変換器１００，７０における検出角度の誤差を示したグラフである。
【図１５】位置変換器９０のＬＥＤダイと検出器１１ｃの配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、位置変換器について詳細に説明する。ただし、本発明は図面または以下に記載される実施形態には限定されないことを理解されたい。
【００１５】
図１Ａは、位置変換器１００の縦断面図である。図１Ｂは、図１Ａに対して９０度側方から見た位置変換器１００の縦断面図である。図１Ｃは、位置変換器１００の分解斜視図である。図１Ｄは、位置変換器１００を一部破断して示した斜視図である。
【００１６】
位置変換器１００は、回転制限モータ１、拡散光吸収体３、ＬＥＤダイ４、ケース５、プリント基板６、バタフライ形状反射器７、検出器１１などから構成される。位置変換器１００は、ＬＥＤダイ４から出射され、バタフライ形状反射器７により反射された光を検出器１１で検出することにより、回転制限モータ１の回転角度を検出する反射型光学式位置変換器である。
【００１７】
回転制限モータ１は、ロータ１０の端部に回転軸２を有し、回転軸２は軸受け８により支持されている。回転軸２の先端部には反射器取付部２ａが突出している。反射器取付部２ａには、バタフライ形状反射器７が取り付けられる。バタフライ形状反射器７は、回転制限モータ１の駆動により、回転軸２とともに回転する。
【００１８】
回転制限モータ１の上部には、バタフライ形状反射器７から距離を持って拡散光吸収体３が配置されている。図１Ｄに示すように、拡散光吸収体３は、円板形状部３ｃと、円板形状部３ｃの中央付近に形成された台形形状部３ａと、台形形状部３ａの中央に形成された貫通孔３ｂとを有する。拡散光吸収体３は、回転軸２が貫通孔３ｂを挿通するように、回転制限モータ１の上端に取り付けられている。拡散光吸収体３は、円筒形のケース５に組み込まれている。
【００１９】
拡散光吸収体３とケース５は、回転制限モータ１によっては回転しない固定側の部材である。バタフライ形状反射器７の反射面から距離を持った固定側の拡散光吸収体３とケース５の表面には、ＬＥＤダイ４からの光を吸収する拡散光吸収部材３ｄ（図２参照）が配置されている。すなわち、拡散光吸収体３とケース５で形成される内部の空間は、拡散光吸収部材３ｄで取り囲まれている。拡散光吸収体３とケース５は、ＬＥＤダイ４から出射され、バタフライ形状反射器７に当たらなかった光を、拡散光吸収部材３ｄにより吸収する。
【００２０】
図２は、拡散光吸収部材３ｄの表面の拡大図である。拡散光吸収部材３ｄは、表面処理が施された黒色の部材であり、その表面に、光の波長に合うピッチおよび高さをもった凹凸などの、立体的で複雑な微細構造を有する。拡散光吸収部材３ｄは、その表面への入射光Ｌをこの微細構造にて繰り返し反射させることにより、その光を閉じ込めて吸収する（迷光効果）。表面処理は、蒸着、めっき、無機系焼付塗装、または静電植毛などの方法により行われる。
【００２１】
ケース５の上には、プリント基板６（回路基板の一例）が被せて取り付けられている。ＬＥＤダイ４は、図１Ａに示すように、プリント基板６の下面で、回転軸２の中心に対応する位置に実装されている。ＬＥＤダイ４は、バタフライ形状反射器７に対向して、プリント基板６上に配置される。ＬＥＤダイ４は、一点から光が出射し、出射した光が所定の広がりをもって放出される拡散光源である。図１Ａおよび図１Ｂでは、ＬＥＤダイ４から照射される光を矢印で示している。位置変換器１００では、ＬＥＤダイ４として、例えば、ピーク波長が８７０ｎｍであるアルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）が使用される。
【００２２】
プリント基板６には、１０ピンの端子を有するコネクタ９が取り付けられている。コネクタ９の各ピンは、プリント基板６に形成されているパターン（図示されていない）の各ランドに、半田付けなどによって電気的に接続されている。図１Ｃでは５個のピン９ａが見えており、残りのピンはコネクタの裏側に配置されており見えていない。各ピンは、検出器１１やＬＥＤダイ４の端子に繋がるパターンに接続されている。コネクタ９には、信号処理回路の接続端子などが接続されている雌（または雄）のコネクタ（図示されていない）が電気結合される。
【００２３】
図３は、バタフライ形状反射器７の上面図である。バタフライ形状反射器７は、嵌合により回転軸２の反射器取付部２ａに取り付けるための取付孔７ａを中央に有し、中央から突出するバタフライ形状の平坦な反射面７ｂを有する。バタフライ形状反射器７は、反射領域である反射面７ｂを有するが、非反射領域を有していない。ＬＥＤダイ４から出射され、バタフライ形状反射器７の反射面７ｂに当たった光は、反射面７ｂで検出器１１に向けて反射される。一方、ＬＥＤダイ４から出射された光のうち、反射面７ｂ以外の領域を通過してバタフライ形状反射器７の裏面側へ通り抜けた光は、拡散光吸収部材３ｄで吸収される。
【００２４】
バタフライ形状反射器７は、冷間圧延などによる鏡面仕上げ加工された金属板をエッチングやワイヤカットなどでバタフライ形状に加工して作製される。反射面７ｂにアルミ、銀、金などを蒸着して金属コーティングを施すことにより、バタフライ形状反射器７の反射率をさらに向上させてもよい。
【００２５】
図４は、プリント基板６上の検出器１１の配置を示す図である。検出器１１は、４つのフォトダイオードダイで構成され、これらのフォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、プリント基板６の下面で、ＬＥＤダイ４の周囲に配置されている。それぞれのフォトダイオードは、感度波長が８００〜９００ｎｍのシリコンウェハにより構成される。ＬＥＤダイ４とフォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、パッケージングされることなく、プリント基板６に直接実装されている（チップオンボード）。
【００２６】
フォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、プリント基板６の中央点に配置されたＬＥＤダイ４を挟んで、フォトダイオードＡ１，Ａ２が互いに向かい合い、フォトダイオードＢ１，Ｂ２も互いに向かい合うように実装されている。さらに、１対のフォトダイオードＡ１，Ｂ１は互いに近接して実装され、他の１対のフォトダイオードＢ２，Ａ２も互いに近接して実装されている。また、プリント基板６上では、フォトダイオードＡ１，Ａ２が並列に接続され、フォトダイオードＢ１，Ｂ２が並列に接続されている。
【００２７】
ＬＥＤダイ４から出射されバタフライ形状反射器７により反射されたバタフライ形状の像は、回転制限モータ１の回転とともに移動する。検出器１１は、回転する複数の反射面７ｂによる反射光の像を受光して、各対を構成する２つのフォトダイオードの間における像の受光面積の割合に応じて変化する信号を出力する。具体的には、フォトダイオードＡ１，Ａ２とフォトダイオードＢ１，Ｂ２は、その像を受光して、それぞれの受光領域の面積に応じた光電流Ｉａ，Ｉｂを出力する。光電流Ｉａ，Ｉｂは、次に説明する信号処理回路１３により電流電圧変換されて、それぞれ電圧Ｖａ，Ｖｂとなる。この電圧差Ｖａ−Ｖｂが位置変換器１００の出力となる。
【００２８】
図５は、位置変換器１００の信号処理回路１３の回路図である。図１Ａ〜図１Ｄには示していないが、位置変換器１００は、回転制限モータ１の回転角度に応じたフォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２よる光電流を電圧信号に変換する信号処理回路１３を有する。
【００２９】
フォトダイオードＡ１，Ａ２の出力である光電流Ｉａは、電流電圧変換部２１ａに入力される。また、フォトダイオードＢ１，Ｂ２の出力である光電流Ｉｂは、電流電圧変換部２１ｂに入力される。電流電圧変換部２１ａの出力電圧Ｖａと電流電圧変換部２１ｂの出力電圧Ｖｂは、減算器２２に入力され、減算処理がなされる。信号処理回路１３で処理された位置変換器出力Ｖｏは、
Ｖｏ＝（Ｉａ−Ｉｂ）Ｖｒｅｆ／（Ｉａ＋Ｉｂ）  ・・・（１）
となる。Ｖｒｅｆは参照電圧である。
【００３０】
また、信号処理回路１３は、高精度な位置変換出力を得るために、光学系で補償しきれない温度変化に対する温度補償および直線性補償を行うＡＧＣ回路２８ａを有する。電流電圧変換部２１ａの出力電圧Ｖａと電流電圧変換部２１ｂの出力電圧Ｖｂは、ＡＧＣ回路２８ａに導かれ、加算器２３で加算される。この加算出力は、比較器２４により参照電圧Ｖｒｅｆと比較される。比較器２４の出力は、積分回路２５で積分処理され、電流アンプ２６ａによって増幅される。これにより、抵抗器２７を介してＬＥＤ２０に電流Ｉｆが供給される。
【００３１】
図６（ａ）〜図６（ｃ）は、フォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２とバタフライ形状の像１２ａ，１２ｂ，１２ｃの位置関係を示す図である。バタフライ形状反射器７からフォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２に照射された像は、図６（ａ）〜図６（ｃ）の像１２ａ，１２ｂ，１２ｃのように、回転制限モータ１の回転角度により移動する。
【００３２】
以下では、フォトダイオードＡ１，Ａ２の受光領域の面積をＳａとして、フォトダイオードＡ１，Ａ２の受光領域のことを「Ｓａ領域」という。同様に、フォトダイオードＢ１，Ｂ２の受光領域の面積をＳｂとして、フォトダイオードＢ１，Ｂ２の受光領域のことを「Ｓｂ領域」という。図６（ａ）〜図６（ｃ）は、それぞれ、Ｓａ領域がＳｂ領域よりも大きい場合、Ｓａ領域とＳｂ領域が同じ大きさの場合、Ｓａ領域がＳｂ領域よりも小さい場合を示す。
【００３３】
例えば、バタフライ形状の像が像１２ａ，１２ｂ，１２ｃであるときに、それぞれ回転角度が正、０、負であるとする。すると、図６（ａ）の場合は面積差がＳａ−Ｓｂ＞０であるから、回転角度が正であることに対応して、位置変換器１００の出力電圧はＶａ−Ｖｂ＞０になる。また、図６（ｂ）の場合は面積差がＳａ−Ｓｂ＝０であるから、回転角度が０であることに対応して、位置変換器１００の出力電圧はＶａ−Ｖｂ＝０になる。図６（ｃ）の場合は面積差がＳａ−Ｓｂ＜０であるから、回転角度が負であることに対応して、位置変換器１００の出力電圧はＶａ−Ｖｂ＜０になる。
【００３４】
図７は、位置変換器出力Ｖｏと回転角度の関係を示したグラフである。位置変換器出力は、図７に示すように、回転角度に比例して増大する。
【００３５】
一般に、反射器からの照度に対する光電流の変換係数をＫｒ、反射器からの受光面積をＳａ，Ｓｂ、反射器の反射率をα、拡散光吸収体からの照度に対する光電流の変換係数をＫｅ、フォトダイオードの総面積をＳ、拡散光吸収体からの反射の受光面積をＳ−Ｓａ，Ｓ−Ｓｂ、拡散光吸収体の反射率をβと表すと、フォトダイオードの光電流Ｉａ，Ｉｂは、
Ｉａ＝Ｋｒ・Ｓａ・α＋Ｋｅ・（Ｓ−Ｓａ）・β  ・・・（２）
Ｉｂ＝Ｋｒ・Ｓｂ・α＋Ｋｅ・（Ｓ−Ｓｂ）・β  ・・・（３）
となる。これらを（１）式に代入することで、実際に近い出力Ｖｏが計算される。
【００３６】
拡散光が反射器を介して検出器に到達するまでの光学距離と、拡散光が拡散光吸収体を介して検出器に到達するまでの光学距離が実質的に同じである場合、αに対するβの比率を小さくしないと良好なコントラストが得られず、Ｓ／Ｎ比が悪化してしまう。位置変換器としての信号を大きくするためには、ＬＥＤの順電流を大きくする必要があるため、ＬＥＤ光源のジャンクション温度が上昇し、ＬＥＤ光源の温度変化に影響を与えてしまう。
【００３７】
図６（ｂ）に示すようにＳａ＝Ｓｂの場合は、（１）式の分子項はゼロとなるので、温度による位置変換器の出力変化は発生しない。しかしながら、図６（ａ）および図６（ｃ）に示すようにＳａ≠Ｓｂの場合は、温度によりαに対するβの比率が変化するため、温度変化時に、位置変換器の出力変化であるドリフトが発生する。このドリフトにより、図７に示すように、位置変換器出力Ｖｏと回転角度の比例関係の傾きが変化する。このドリフトのことを、「ゲインドリフト」という。高精度な位置変換器では、ゲインドリフトができるだけ小さいことが要求される。また、上記のＫｅまたはβを小さく保つことにより、（１）式を理想に近づけることが可能となる。つまり、ゲインドリフトを低下させることが可能となる。
【００３８】
反射光は光学距離の２乗に反比例して減衰するため、位置変換器１００では、バタフライ形状反射器７から固定側の拡散光吸収体３までの距離を適切にとることで、拡散光吸収体３からの照度に対する光電流の変換係数Ｋｅを低下させている。これにより、反射領域と非反射領域を反射器の同一平面上に設けた場合と比べてＳ／Ｎ比が向上する。また、ＬＥＤダイ４の温度に対する発光波長の変化の影響と、温度上昇による拡散光吸収体３の吸収率変化の影響が低減され、温度に対する出力の安定性が向上する。
【００３９】
また、位置変換器１００では、反射領域と非反射領域が、バタフライ形状反射器７と、その反射器から距離を持って固定側に設置された拡散光吸収体３とで構成される。これにより、反射器に反射性または非反射性の微粒子が付着したとしても、検出器に照射される像に悪影響が及びにくくなる。また、位置変換器１００では、反射領域と非反射領域が別部材であるから、それぞれを高反射膜、高光吸収膜とすることが容易になる。さらに、バタフライ形状反射器７は、非反射領域の部分がないため、低イナーシャとなり、回転制限モータ１の高速応答性に有利になる。
【００４０】
図８は、位置変換器３０のＬＥＤダイの配置を示す図である。位置変換器３０は、拡散光源であるＬＥＤダイの個数および実装位置のみが図１Ａ〜図１Ｄに示した位置変換器１００とは異なる。それ以外の点では、位置変換器３０の構成は、位置変換器１００のものと同じである。図８では、位置変換器３０について、図１Ａ〜図１Ｄに示したプリント基板６上におけるＬＥＤダイとフォトダイオードの位置関係を示している。また、図８では、回転するバタフライ形状反射器７からの反射光がプリント基板６上に照射して形成された像の形状も、符号７の破線で重ねて示している。
【００４１】
位置変換器３０の検出器１１は、位置変換器１００のものと同じであり、プリント基板６上における回転軸２（図１Ｃなどを参照）の直上の点Ｏを中心とする円周Ｃ上に実装された複数対のフォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を有する。フォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、点Ｏを中心とする円の径方向に幅を持っており、図８では、図をわかりやすくするために、円周Ｃとして、その径方向における各フォトダイオードの真ん中を通る円を示している。図８からわかるように、フォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、それぞれ、円周Ｃに沿って延びる円弧状の２つの端部と、円周Ｃの径方向に延びる直線状の２つの端部とを有する。
【００４２】
また、位置変換器３０は、バタフライ形状反射器７に対向して回路基板６の下面上にチップオンボードで実装された２つのＬＥＤダイ４ａ，４ｂを有する。ＬＥＤダイ４ａは、１対のフォトダイオードＡ１，Ｂ１がそれぞれ円周上で占める弧の長さによって定まる扇形領域Ｄ１の内側であり、かつ回転軸２の直上における回転軸２に対応する径の中心領域Ｃ１の外側に配置されている。ＬＥＤダイ４ｂは、他の１対のフォトダイオードＡ２，Ｂ２がそれぞれ円周上で占める弧の長さによって定まる扇形領域Ｄ２の内側であり、かつ中心領域Ｃ１の外側に配置されている。フォトダイオードの受光面上にＬＥＤダイを重ねて配置することはできないため、より正確には、扇形領域Ｄ１は、フォトダイオードＡ１，Ｂ１の点Ｏに近い側の円弧状の端部と点Ｏによって定まる領域である。同様に、扇形領域Ｄ２は、フォトダイオードＡ２，Ｂ２の点Ｏに近い側の円弧状の端部と点Ｏによって定まる領域である。
【００４３】
位置変換器３０では、ＬＥＤダイ４ａと１対のフォトダイオードＡ１，Ｂ１とが対応し、ＬＥＤダイ４ｂと他の１対のフォトダイオードＡ２，Ｂ２とが対応するように、ＬＥＤダイ４ａ，４ｂおよびフォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２が配置されている。このため、ＬＥＤダイ４ａからの出射光は、バタフライ形状反射器７の一方の反射面７ｂで反射し、その反射光は、主にフォトダイオードＡ１，Ｂ１により受光される。また、ＬＥＤダイ４ｂからの出射光は、バタフライ形状反射器７の他方の反射面７ｂで反射し、その反射光は、主にフォトダイオードＡ２，Ｂ２により受光される。
【００４４】
位置変換器３０の信号処理回路は、ＬＥＤ２０が直列に２個接続されることを除けば、図５に示した信号処理回路１３と同様である。
【００４５】
図９（ａ）〜図９（ｃ）は、位置変換器１００，２００，３０におけるＬＥＤダイから検出器までの光学距離の長さを比較するための図である。図９（ａ）は、図１Ａに示した位置変換器１００の縦断面の一部を示す。図９（ｂ）は、プリント基板６の下面で回転軸２の中心に対応する位置に２つのＬＥＤダイ４ａ，４ｂを有し、それ以外の構成は位置変換器１００のものと同じである位置変換器２００の縦断面の一部を示す。また、図９（ｃ）は、図８に示した位置変換器３０の縦断面の一部を示す。位置変換器１００のＬＥＤダイ４と位置変換器２００のＬＥＤダイ４ａ，４ｂは、回転軸２の直上における回転軸２に対応する径の中心領域Ｃ１の内側に配置されている。一方、位置変換器３０のＬＥＤダイ４ａ，４ｂは、上記の通り、中心領域Ｃ１の外側に配置されている。
【００４６】
図９（ａ）〜図９（ｃ）では、ＬＥＤダイ４またはＬＥＤダイ４ａ，４ｂから照射され、バタフライ形状反射器７で反射して検出器１１に到達する光の光路Ｌ１〜Ｌ３を矢印で示している。検出器１１の実装位置は、位置変換器１００，２００，３０のいずれも同じである。一方、ＬＥＤダイの実装位置は、位置変換器１００では中心領域Ｃ１の中心にあるが、位置変換器２００，３０では、この順に中心領域Ｃ１の中心から遠ざかり、検出器１１の実装位置に近付く。このため、図９（ａ）〜図９（ｃ）を比較するとわかるように、位置変換器１００の光路Ｌ１よりも位置変換器２００の光路Ｌ２の方が短く、位置変換器３０の光路Ｌ３の方がさらに短い。したがって、位置変換器３０では、位置変換器１００，２００と比べて、ＬＥＤダイ４ａ，４ｂからバタフライ形状反射器７を経て検出器１１に至るまでの光学距離が短いため、検出器１１での受光量が増加し、それによってＳ／Ｎ比が向上する。
【００４７】
また、拡散光源としてＬＥＤダイを２個使用することにより、出射光の強度が平均化され、ＬＥＤの個体差によるバラツキが平均化される。このため、位置変換器３０では、位置変換器１００よりも出力がさらに安定する。また、位置変換器３０では、位置変換器１００と比べてＬＥＤの順電流を低くしても、ＬＥＤダイが１個のときと同じ出力が得られる。このため、位置変換器３０では、Ｓ／Ｎ比を良好に維持したまま、ＬＥＤの順電流を低下させることが可能になる。さらに、ＬＥＤの順電流を低下させれば、ＬＥＤのジャンクション温度の影響が小さくなり、温度に対する出力の安定性がより向上する。ＬＥＤの順電流を低下させることで、省電力化およびＬＥＤの長寿命化が図れるという効果もある。
【００４８】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、それぞれ、位置変換器４０，５０，６０のＬＥＤダイの配置を示す図である。位置変換器４０，５０は、ＬＥＤダイの個数および実装位置のみが図１Ａ〜図１Ｄに示した位置変換器１００とは異なる。位置変換器６０は、ＬＥＤダイの個数および実装位置ならびにフォトダイオードの形状のみが図１Ａ〜図１Ｄに示した位置変換器１００とは異なる。それ以外の点では、位置変換器４０，５０，６０の構成は、位置変換器１００のものと同じである。図１０（ａ）〜図１０（ｃ）では、位置変換器４０，５０，６０について、図１Ａ〜図１Ｄに示したプリント基板６上におけるＬＥＤダイとフォトダイオードの位置関係を示している。また、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）では、回転するバタフライ形状反射器７からの反射光がプリント基板６上に照射して形成された像の形状も、符号７の破線で重ねて示している。
【００４９】
図１０（ａ）に示す位置変換器４０は、位置変換器３０と同様に扇形領域Ｄ１，Ｄ２の内側かつ中心領域Ｃ１の外側に実装されたＬＥＤダイ４ａ，４ｂに加えて、中心領域Ｃ１の中央に実装されたＬＥＤダイ４ｃを有する。ＬＥＤダイ４ｃは、バタフライ形状反射器７の複数の反射面７ｂに対向してプリント基板６の中心領域Ｃ１上に実装された中央拡散光源の一例である。位置変換器４０では、プリント基板６の下面上で、３つのＬＥＤダイ４ａ，４ｂ，４ｃが１直線上に配置されている。位置変換器４０のように、扇形領域Ｄ１，Ｄ２の内側かつ中心領域Ｃ１の外側にＬＥＤダイがあれば、中心領域Ｃ１上に別のＬＥＤダイが実装されていてもよい。また、位置変換器４０のように、ＬＥＤダイ（拡散光源）の個数は、バタフライ形状反射器７の反射面７ｂの枚数と同数でなくてもよい。
【００５０】
図１０（ｂ）に示す位置変換器５０は、検出器１１のフォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の個数と同じ４つのＬＥＤダイ４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇを有する。ＬＥＤダイ４ｄ，４ｅは、扇形領域Ｄ１の内側かつ中心領域Ｃ１の外側に実装されており、ＬＥＤダイ４ｆ，４ｇは、扇形領域Ｄ２の内側かつ中心領域Ｃ１の外側に実装されている。位置変換器５０では、４つのＬＥＤダイ４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇは、４つのフォトダイオードＡ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２にそれぞれ対応するように、４角形状に配置されている。位置変換器５０のように、扇形領域Ｄ１と扇形領域Ｄ２のそれぞれに、複数のＬＥＤダイを実装してもよい。
【００５１】
図１０（ｃ）に示す位置変換器６０は、位置変換器１００の検出器１１に代えて、４つのフォトダイオードＡ１’，Ａ２’，Ｂ１’，Ｂ２’で構成される検出器１１’を有する。今まで説明してきたフォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は矩形のチップの上に形成されたものであるが、フォトダイオードＡ１’，Ａ２’，Ｂ１’，Ｂ２’は、図１０（ｃ）に示すように、それぞれ、中心領域Ｃ１に面する側の一部が切り欠かれたチップの上に形成されている。
【００５２】
また、位置変換器６０は、フォトダイオードＡ１’，Ｂ１’のチップの切欠き部Ｅ１内に実装されたＬＥＤダイ４ａと、フォトダイオードＡ２’，Ｂ２’のチップの切欠き部Ｅ２内に実装されたＬＥＤダイ４ｂとを有する。位置変換器６０のＬＥＤダイ４ａ，４ｂは、プリント基板６の下面上において、扇形領域Ｄ１，Ｄ２の内側であり、かつバタフライ形状反射器７のうちで反射面７ｂを除く中心部分の直上の領域である中心領域Ｃ２の外側に配置されている。中心領域Ｃ２は、中心領域Ｃ１と同じく点Ｏを中心とする円形領域であり、中心領域Ｃ１よりも面積が大きい。位置変換器６０のように、各フォトダイオードのチップを切り欠いて、ＬＥＤダイを位置変換器３０〜５０よりもさらにフォトダイオードに近付けてもよい。
【００５３】
位置変換器４０，５０では、回転制限モータ１の回転軸２に対向する中心領域Ｃ１と検出器１１との間に、複数のＬＥＤダイが配置されている。これにより、ＬＥＤダイが中心領域Ｃ１の内側のみに配置される場合よりも、ＬＥＤダイの配置位置が検出器に近くなる。したがって、位置変換器４０，５０でも、位置変換器３０と同様に、検出器１１での受光量が増加し、Ｓ／Ｎ比が向上する。また、位置変換器４０，５０でも、複数のＬＥＤダイを用いることで出射光の強度が平均化される。特に位置変換器５０では、ＬＥＤダイ４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇがフォトダイオードＡ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２に対応して４角形状に配置されているので、各ＬＥＤダイと各フォトダイオードとの間の距離が均一になり、この平均化の効果が強くなる。また、位置変換器４０，５０でも、位置変換器３０と同様に、ＬＥＤの電流が削減されるので、温度に対する出力の安定性も向上する。
【００５４】
また、位置変換器６０では、バタフライ形状反射器７の反射面７ｂ以外の中央部分に対向する中心領域Ｃ２と検出器１１’との間に、複数のＬＥＤダイが配置されている。したがって、位置変換器６０では、位置変換器３０〜５０と比べて、ＬＥＤダイ４ａ，４ｂから検出器１１’に至るまでの光学距離が短いため、検出器１１’での受光量がさらに増加し、Ｓ／Ｎ比が向上する。また、位置変換器６０では、位置変換器３０〜５０と比べて、ＬＥＤダイ間の距離が長いため、各対のフォトダイオードは近接して配置された一方のＬＥＤダイからの光を主に受光するため、各フォトダイオードでの受光量がより均一化される。
【００５５】
なお、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）に示す位置変換器５０，６０でも、追加で、中心領域Ｃ１の中央にＬＥＤダイを配置してもよい。また、位置変換器６０でも、位置変換器５０のように、切欠き部Ｅ１，Ｅ２内に、フォトダイオードＡ１’，Ａ２’，Ｂ１’，Ｂ２’にそれぞれ対応するように計４つのＬＥＤダイを配置してもよい。
【００５６】
図１１は、位置変換器７０のＬＥＤダイと検出器１１ａの配置を示す図である。位置変換器７０は、ＬＥＤダイの個数および検出器の形状のみが図１Ａ〜図１Ｄに示した位置変換器１００とは異なる。それ以外の点では、位置変換器７０の構成は、位置変換器１００のものと同じである。図１１では、位置変換器７０について、図１Ａ〜図１Ｄに示したプリント基板６上におけるＬＥＤダイとフォトダイオードの位置関係を示している。また、図１１では、回転するバタフライ形状反射器７からの反射光がプリント基板６上に照射して形成された像の形状も、符号７の破線で重ねて示している。
【００５７】
位置変換器７０は、プリント基板６の下面上における、回転制限モータ１の回転軸２に対向する中心領域Ｃ１の内側に実装された２つのＬＥＤダイ４ａ，４ｂを有する。
【００５８】
また、位置変換器７０は、４つのフォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２で構成される検出器１１ａを有する。フォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は位置変換器１００のものと同じであるが、位置変換器７０の検出器１１ａでは、フォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の配置が位置変換器１００の検出器１１とは異なる。図１１に示すように、検出器１１ａでは、１対のフォトダイオードＡ１，Ｂ１の矩形のチップがプリント基板６の面内で互いに傾いており、他の１対のフォトダイオードＡ２，Ｂ２の矩形のチップも、プリント基板６の面内で互いに傾いている。また、フォトダイオードＡ１，Ｂ１およびフォトダイオードＡ２，Ｂ２は、プリント基板６上における回転軸２（図１Ｃなどを参照）の直上の点Ｏを中心とする円周Ｃ上で、同じ角度の隙間Ｇを空けて配置されている。
【００５９】
図１１に示した例では、隙間Ｇの角度は１４度である。この角度は、１対を構成する一方のフォトダイオードの端部（例えば、フォトダイオードＡ１の図１１における右側端部）と他方のフォトダイオードの端部（例えば、フォトダイオードＢ１の図１１における左側端部）とがなす角の大きさである。なお、図１１に示した例では、バタフライ形状反射器７における１枚の反射面７ｂの開き角は６０度であり、各フォトダイオードの対向する２つの端部がなす角度は５０度である。
【００６０】
位置変換器７０の信号処理回路は、ＬＥＤ２０が直列に２個接続されることを除けば、図５に示した信号処理回路１３と同様である。
【００６１】
図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、検出器のフォトダイオード間における隙間Ｇの大きさの範囲を説明するための図である。これらの図では、図１Ａ〜図１Ｄに示したプリント基板６上におけるＬＥＤダイとフォトダイオードの位置関係を示しており、バタフライ形状反射器７からの反射光による像の形状も符号７で重ねて示している。図１２（ａ）は位置変換器１００についての図であり、図１２（ｂ）は、実用的な観点で隙間Ｇを最大限広げた位置変換器８０についての図である。位置変換器８０は、隙間Ｇの角の大きさのみが図１１に示した位置変換器７０とは異なり、それ以外の点では、位置変換器８０の構成は、位置変換器７０のものと同じである。
【００６２】
図１２（ａ）に示す位置変換器１００の検出器１１では、位置変換器７０の検出器１１ａとは異なり、フォトダイオードＡ１，Ｂ１の矩形のチップは互いに傾いておらず、他の１対のフォトダイオードＡ２，Ｂ２の矩形のチップも傾いていない。検出器１１では、１対を構成する一方のフォトダイオードの端部と他方のフォトダイオードの端部とがなす角の大きさは、４度である。したがって、隙間Ｇの角度は４度よりも大きいことが必要である。
【００６３】
図１２（ｂ）に示す位置変換器８０は、４つのフォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２で構成される検出器１１ｂを有する。位置変換器８０の検出器１１ｂでは、１対のフォトダイオードＡ１，Ｂ１の矩形のチップがプリント基板６の面内で互いに傾いており、他の１対のフォトダイオードＡ２，Ｂ２の矩形のチップも、プリント基板６の面内で互いに傾いている。検出器１１ｂでは、隙間Ｇの角度は４０度である。また、位置変換器８０では、バタフライ形状反射器７における１枚の反射面７ｂの開き角は８６度であり、各フォトダイオードの対向する２つの端部がなす角度は５０度である。
【００６４】
位置変換器として機能するためには、バタフライ形状反射器７が回転したときに、反射面７ｂでの反射光の像ができることによって、１対を構成する２つのフォトダイオードの間で受光面積の差が生じる必要がある。このため、隙間Ｇの角度の上限は、反射面７ｂの開き角の大きさに依存する。位置変換器８０では、位置変換器１００と比べて反射面７ｂの開き角を広げているが、反射面７ｂの開き角を拡大できる範囲には限度がある。隙間Ｇの角度を４０度以上にすると、バタフライ形状反射器７が回転したときに、１対を構成する２つのフォトダイオードの間で受光面積の差が生じにくくなる。また、隙間Ｇの角度を４０度以上にすると、各フォトダイオードのチップの傾きが大きくなって、フォトダイオードＡ１，Ｂ２の間およびフォトダイオードＢ１，Ａ２の間でチップ同士が接触するおそれもある。したがって、実用的には、隙間Ｇの角度は４０度よりも小さいことが好ましい。
【００６５】
図１３は、位置変換器１００，７０における電流電圧変換部２１ａ，２１ｂの出力電圧Ｖａ，Ｖｂの波形を示した図である。横軸は時間ｔを表し、縦軸は電圧Ｖを表す。曲線ａ，ｂは、それぞれ、位置変換器１００におけるフォトダイオードＡ１，Ａ２の出力電圧ＶａおよびフォトダイオードＢ１，Ｂ２の出力電圧Ｖｂの波形である。曲線ａ’，ｂ’は、それぞれ、図１１に示した位置変換器７０におけるフォトダイオードＡ１，Ａ２の出力電圧ＶａおよびフォトダイオードＢ１，Ｂ２の出力電圧Ｖｂの波形である。すなわち、曲線ａ，ｂは、各対のフォトダイオードの間に実質的に隙間Ｇが形成されていない位置変換器の電圧の波形であり、曲線ａ’，ｂ’は、各対のフォトダイオードの間に隙間Ｇが形成されている位置変換器の電圧の波形である。回転制限モータ１の回転角度に応じて電圧値が変化するので、図１３では、回転角度と波形との対応関係も示している。
【００６６】
位置変換器１００の出力電圧の波形には、図１３内の破線の丸印で囲んだところに歪みが見られる。ただし、位置変換器１００で実際に使用される回転角度（機械角）の範囲は、図１３に示した約３０度分だけである。波形歪みはこの範囲外で生じており、図示した３０度の範囲内では、回転角度に対して電圧の出力波形が直線的に変化している。したがって、３０度の回転角度では、波形歪みの影響を受けずに位置変換器１００を使用することができる。
【００６７】
位置変換器７０の出力電圧の波形にも、図１３内の破線の丸印で囲んだところに歪みが見られる。しかしながら、位置変換器７０の場合には、各対のフォトダイオードの間に隙間Ｇを設けたことにより、位置変換器１００の場合よりも、出力電圧Ｖａの波形に対する出力電圧Ｖｂの波形の位相が遅れている。このため、位置変換器７０では、図１３に示したように、３０度よりもΔθ（約１０度）だけ広い３０度＋Δθの範囲内で、回転角度に対して電圧の出力波形が直線的に変化している。言い換えると、位置変換器７０では、位置変換器１００と比べて、１対を構成する２つのフォトダイオードの出力波形の直線部分が重なる領域が広がっている。
【００６８】
したがって、位置変換器７０では、回転制限モータ１の回転角度の範囲を位置変換器１００と比べて広くしても、波形上で歪んでいる部分がその角度範囲に対応する波形部分に入らなくなる。このため、位置変換器７０は、位置変換器１００よりもΔθだけ広い３０度＋Δθの回転角度で、波形歪みの影響を受けずに使用可能である。
【００６９】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、それぞれ、位置変換器１００，７０における検出角度の誤差を示したグラフである。各グラフの横軸は回転制限モータ１の回転角度θ（機械角）を表し、縦軸は、実際の回転角度と位置変換器１００，７０により検出された角度との間の誤差Ｅ（％）を表す。回転角度は、−１５度から＋１５度までの３０度分の範囲を示している。
【００７０】
図１４（ａ）に示した位置変換器１００（各対のフォトダイオードの間に実質的に隙間Ｇが形成されていない位置変換器）の場合には、誤差Ｅの幅は０．３８１％である。一方、図１４（ｂ）に示した位置変換器７０（各対のフォトダイオードの間に１４度の隙間Ｇが形成されている位置変換器）の場合には、誤差Ｅの幅は０．０３５％である。誤差Ｅの幅が０．１％以内であれば、実用上は、回転角度に対して電圧の出力波形が直線的に変化していると言える。したがって、各対のフォトダイオードの間に隙間Ｇを形成することにより、回転制限モータの回転角度に対して検出器の出力信号の直線性が保たれる角度範囲が広がることがわかる。
【００７１】
図１５は、位置変換器９０のＬＥＤダイと検出器１１ｃの配置を示す図である。位置変換器９０は、ＬＥＤダイの実装位置および隙間Ｇの角の大きさのみが図１１に示した位置変換器７０とは異なり、それ以外の点では、位置変換器９０の構成は、位置変換器７０のものと同じである。図１５では、位置変換器９０について、図１Ａ〜図１Ｄに示したプリント基板６上におけるＬＥＤダイとフォトダイオードの位置関係を示しており、バタフライ形状反射器７からの反射光による像の形状も符号７で重ねて示している。
【００７２】
位置変換器９０は、４つのフォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２で構成される検出器１１ｃを有する。検出器１１ｃでは、１対のフォトダイオードＡ１，Ｂ１の矩形のチップがプリント基板６の面内で互いに傾いており、他の１対のフォトダイオードＡ２，Ｂ２の矩形のチップも、プリント基板６の面内で互いに傾いている。検出器１１ｃでは、隙間Ｇの角度は３０度である。また、位置変換器９０は、プリント基板６の下面上において、１対を構成するフォトダイオードＡ１，Ｂ１の隙間Ｇの内側に実装されたＬＥＤダイ４ａと、他の１対を構成するフォトダイオードＡ２，Ｂ２の隙間Ｇの内側に実装されたＬＥＤダイ４ｂとを有する。隙間ＧにＬＥＤダイを配置する場合には、隙間Ｇの角の大きさは、図１１に示した位置変換器７０の１４度よりも大きい３０度程度が最適である。
【００７３】
位置変換器９０では、位置変換器７０と比べて、ＬＥＤダイ４ａ，４ｂの配置位置がフォトダイオードＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２に近くなる。したがって、位置変換器９０でも、位置変換器７０と同様に回転制限モータの回転角度に対して検出器の出力信号の直線性が保たれる角度範囲が広がる効果に加えて、位置変換器３０〜６０と同様に、検出器１１ｃでの受光量が増加しＳ／Ｎ比が向上する効果もある。
【００７４】
なお、位置変換器７０では、中心領域Ｃ１の内側に２つのＬＥＤダイ４ａ，４ｂが実装されているが、各対のフォトダイオードの間に隙間Ｇを形成する位置変換器では、ＬＥＤダイの個数は１個でもよく、３個以上でもよい。また、各対のフォトダイオードの間に隙間Ｇを形成する位置変換器でも、図８、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示したように、複数のＬＥＤダイを、扇形領域Ｄ１，Ｄ２の内側かつ中心領域Ｃ１の外側に配置してもよい。あるいは、図１０（ｃ）に示したように、フォトダイオードのチップを切り欠いて、複数のＬＥＤダイを、その切欠き部内に配置してもよい。
【００７５】
なお、複数個のＬＥＤダイを設ける代わりに、例えば、長方形状のＬＥＤチップを使用し、その中央部を遮光性部品で覆って２つの光源としてもよい。また、拡散光源として、チップ面積の大きいＬＥＤを使用してもよい。光学素子の材質を変更し、可視光領域の光を使用してもよい。また、ＬＥＤダイの拡散光を効率よくバタフライ形状反射器に向けるために、チクソ性の高い透明樹脂やガラスなどを用いて、半球状のレンズを設けてもよい。
【００７６】
ＬＥＤダイは、プリント基板に直接実装し、ＬＥＤダイの拡散光が直接フォトダイオードに照射されないようにすることが好ましい。しかしながら、ＬＥＤダイとフォトダイオードを必ずしも同一平面上に配置しなくてもよい。
【００７７】
反射器は、金型などで例えばバタフライ形状に製作した樹脂にメッキなどを施して反射面を設けたものを使用してもよい。また、中央部に孔を設けた反射器を、回転制限モータの回転軸に嵌合だけでなく圧入で固定してもよい。反射器を回転軸に嵌合で取り付けることによって、回転軸との調芯作業が不要となり、製造コストが削減される。
【００７８】
拡散光吸収部材には、黒色つや消しを施したアルミ材を利用してもよい。また、黒ニッケルメッキなどの非反射コーティング剤や黒色樹脂などを利用してもよい。可視光領域の光を使用する場合には、拡散光吸収部材として、陽極酸化被膜（黒色つや消しアルマイト）を利用してもよい。
【００７９】
バタフライ形状反射器の反射面から拡散光吸収体までの距離は、広い程改善効果は高いが、実用的には０．２ｍｍ〜５ｍｍ程度とするのが好ましい。なお、反射器以外から検出器に届く光が十分減衰する距離に回転制限モータの固定側の部材がある場合には、固定側の部材に拡散光吸収部材を配置しなくてもよい。ケースの内面が検出器から十分に離れている場合には、ケースの内面を拡散光吸収部材で覆わなくてもよい。
【００８０】
フォトダイオードダイは、表面にアルミ蒸着などで扇形形状のヌケを設けて、検出器として不要な部位を遮光することが好ましい。また、４つのフォトダイオードには、特性のバラツキを低減させるために、それぞれを１枚のウェハ内の互いに近傍した場所から取り出したものを使用することが好ましい。また、フォトダイオードの分光感度波長は、上記のＬＥＤのピーク波長と同じであることが好ましい。
【００８１】
４つのフォトダイオードの実装精度を向上させる目的で、例えばフォトダイオードＡ１，Ｂ１が１対になったフォトダイオードアレイを製作してもよい。また、そのフォトダイオードアレイには、後段の信号処理回路を共通化するために、Ｐ層基板を利用してもよい。さらに、フォトダイオードＡ１，Ｂ１およびフォトダイオードＡ２，Ｂ２の２対となったフォトダイオードアレイを、ＬＥＤダイが実装される領域をくり抜き加工して使用してもよい。また、モノリシックで形成されたフォトダイオードアレイを使用し、それぞれに対応したＬＥＤを配置してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１    回転制限モータ
２    回転軸
３    拡散光吸収体
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ    ＬＥＤダイ
５    ケース
６    プリント基板
７    バタフライ形状反射器
８    軸受け
９    コネクタ
１０    ロータ
１１，１１’，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ    検出器
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ    像
１３    信号処理回路
３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，２００    位置変換器
Ａ１，Ａ２，Ａ１’，Ａ２’，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ１’，Ｂ２’    フォトダイオード
Ｃ１，Ｃ２    中心領域
Ｄ１，Ｄ２    扇形領域
Ｅ１，Ｅ２    切欠き部
Ｇ    隙間
【図１Ａ】
0006684631.tif 000002
【図１Ｂ】
0006684631.tif 000003
【図１Ｃ】
0006684631.tif 000004
【図１Ｄ】
0006684631.tif 000005
【図２】
0006684631.tif 000006
【図３】
0006684631.tif 000007
【図４】
0006684631.tif 000008
【図５】
0006684631.tif 000009
【図６】
0006684631.tif 000010
【図７】
0006684631.tif 000011
【図８】
0006684631.tif 000012
【図９】
0006684631.tif 000013
【図１０】
0006684631.tif 000014
【図１１】
0006684631.tif 000015
【図１２】
0006684631.tif 000016
【図１３】
0006684631.tif 000017
【図１４】
0006684631.tif 000018
【図１５】
0006684631.tif 000019