(57)【要約】【課題】２ｎ／一回転以外の出力データを持つエンコーダの分割精度を向上させることが可能な光学式エンコーダを提供する。【解決手段】回転ディスク１に絶対値検出用のコードパターンを設け、コードパターンを透過または、反射した発光素子３からの光を受光素子４１〜４４で受光することにより、回転ディスク１の速度、回転位置を検出する光学式エンコーダにおいて、回転ディスク１に設けられたコードパターンはメモリホイール方式によるものとし、当該ディスク１のランダムトラックを構成するスリットの分解能となる絶対値データの最下位部が２ｐ−ｑ（ｐ、ｑは任意の整数：ｐ＞１，ｑ＜２ｐ）であることを特徴とする。【選択図】    図１
2004170221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ディスクに絶対値検出用のコードパターンを設け、前記コードパターンを透過または、反射した発光素子からの光を受光素子で受光することにより、前記回転ディスクの速度、回転位置を検出する光学式エンコーダにおいて、
前記回転ディスクに設けられたコードパターンはメモリホイール方式によるものとし、当該ディスクのランダムトラックを構成するスリットの分解能となる絶対値データの最下位部が２ｐ−ｑ（ｐ、ｑは任意の整数：ｐ＞１，ｑ＜２ｐ）であることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項２】
回転ディスクに絶対値検出用のコードパターンを設け、前記コードパターンを透過または、反射した発光素子からの光を受光素子で受光することにより、前記回転ディスクの速度、回転位置を検出する光学式エンコーダにおいて、
前記回転ディスクに設けられたコードパターンはグレイコード方式によるものとし、当該ディスクのランダムトラックを構成するスリットの分解能となる絶対値データの最下位部が２ｐ−ｑ（ｐ、ｑは任意の整数：ｐ＞１，ｑ＜２ｐ）であることを特徴とする光学式エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械あるいはロボット等に組み込まれるサーボモータに取付られた光学式エンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば工作機械あるいはロボット等に組み込まれるサーボモータに取付られた光学式エンコーダとして、回転ディスクの絶対位置確定にランダムトラックを用いてメモリホイール方式あるいはグレイコードにより絶対値を検出するアブソリュートエンコーダが用いられている。図３は従来技術を示すメモリホイール方式による光学式エンコーダの概略構成および回転ディスクのコードパターンの一例である。以下、メモリホイール方式による光学式エンコーダの例を用いて説明する（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
図３において、２はレンズ（ＬＥＤのレンズも含む）、３は発光素子（ＬＥＤ）、４１はランダム受光素子Ｐ１、４２はランダム受光素子Ｐ２、４３はランダム受光素子Ｐ３、４４はランダム受光素子Ｐ４、５は回転ディスク、５１はスリットの遮光部（図中のハッチング部）、５２はスリットの透明部である。なお、回転ディスク５のランダム分解能は一回転あたり１６となっている。
【０００４】
図示しないモータの回転軸になんらかの機構で繋がれたガラス等で構成された回転ディスク５にコードパターンが設けられており、このコードパターンに発光素子３からの光を入射し、コードパターンを透過または反射した光を、直接もしくは固定スリットのような受光窓を介してフォトダイオード等の受光素子で認識する。そして、受光素子のアナログ信号を図示しない回路基板により増幅、調整された電気信号に変換したのち、逓倍、内挿またはパルス化して上述した回転ディスク５の回転速度または回転位置を検出するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３１８７８８号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】
特開平８−３１３３０１号公報（第４−１１頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術においては、そのトラックの性質上光学的なエンコーダの分解能が、一回転あたり２ｎ（ｎは正の整数）に限定されていた（以下、２ｎ／一回転と省略）。このため、世の中の様々なユーズに対応するために、エンコーダ内の信号処理等により見かけ上の分解能を２ｎ／一回転以外に変える方法もあるが、もともとの光学的分解能が２ｎ／一回転であるためパルス出力やデジタル領域で演算する場合でも、その出力データの分割精度は元信号の切り上げ、切り捨てにより精度が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、２ｎ／一回転以外の出力データを持つエンコーダの分割精度を向上させることが可能な光学式エンコーダを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、請求項１に係る発明は、回転ディスクに絶対値検出用のコードパターンを設け、前記コードパターンを透過または、反射した発光素子からの光を受光素子で受光することにより、前記回転ディスクの速度、回転位置を検出する光学式エンコーダにおいて、前記回転ディスクに設けられたコードパターンはメモリホイール方式によるものとし、当該ディスクのランダムトラックを構成するスリットの分解能となる絶対値データの最下位部が２ｐ−ｑ（ｐ、ｑは任意の整数：ｐ＞１，ｑ＜２ｐ）としたものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、回転ディスクに絶対値検出用のコードパターンを設け、前記コードパターンを透過または、反射した発光素子からの光を受光素子で受光することにより、前記回転ディスクの速度、回転位置を検出する光学式エンコーダにおいて、前記回転ディスクに設けられたコードパターンはグレイコード方式によるものとし、当該ディスクのランダムトラックを構成するスリットの分解能となる絶対値データの最下位部が２ｐ−ｑ（ｐ、ｑは任意の整数：ｐ＞１，ｑ＜２ｐ）としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施例を示すメモリホイール方式による光学式エンコーダの概略構成および回転ディスクのコードパターンの一例である。以下、従来技術と同様にメモリホイール方式による光学式エンコーダの例を用いて説明する。なお、本発明の構成要素が従来技術と同じものについては同一符号を付してその説明を省略し、異なるものについてのみ説明する。
【００１１】
図１において、１は回転ディスク、１１はスリットの遮光部、１２はスリットの透明部を示すと共に、回転ディスク１のランダムトラック分解能は１５／一回転であり、１５分割された場合のメモリホイール方式パターンを示している（１５＝２４−１であり、ｐ＝４、ｑ＝１の場合である）。すなわち、回転ディスク１のトラックの分解能が、従来、一回転あたり２ｎであったのを、本実施例では一回転あたり２ｎ−１とした点を特徴としている。
次に、表１は図１で示された本発明の回転ディスクにおける絶対位置検出の為の対応表である。
【００１２】
【表１】
2004170221.tif 000003
【００１３】
この表からもわかるように一回転内の任意の番地と他の番地で同じパターンの存在しないパターンとなっている。
【００１４】
また、表１に対して、図３で示された従来技術の回転ディスクにおける絶対位置検出の為の対応表を表２に示す。この場合の回転ディスク１のランダムトラック分解能は１６＝２４で、ｐ＝４、ｑ＝０である）。
【００１５】
【表２】
2004170221.tif 000004
【００１６】
図１、表１に示されたメモリホイール方式パターンは表２の対応表からある規則に従って任意の番地を取り除いて作成したものである。この規則に従えばｐ＝４の場合では、９〜１５／一回転のメモリホイール方式パターンが作成できる。ここで、参考までにｐ＝４でｑ＝１〜７の場合として、図２に分解能９〜１４／一回転の場合のメモリホイール方式パターンを示す。図２のうち、（ａ）は回転ディスクのランダム分解能が９／一回転の場合、（ｂ）はランダム分解能が１０／一回転の場合、（ｃ）はランダム分解能が１１／一回転の場合、（ｄ）はランダム分解能が１２／一回転の場合、（ｅ）はランダム分解能が１３／一回転の場合、（ｆ）はランダム分解能が１４／一回転の場合を示している。
【００１７】
本発明の実施例は、回転ディスクに絶対値検出用のコードパターンを設け、前記コードパターンを透過または、反射した発光素子からの光を受光素子で受光することにより、前記回転ディスクの速度、回転位置を検出する光学式エンコーダにおいて、回転ディスクに設けられたコードパターンはメモリホイール方式によるものとし、当該ディスクのランダムトラックを構成するスリットの分解能となる絶対値データの最下位部を２ｐ−ｑ（ｐ、ｑは任意の整数：ｐ＞１，ｑ＜２ｐ）としたので、回転ディスクに設けられた絶対位置確定用のランダムトラックを構成するスリットの分解能を、光学的に２ｎ／一回転以外にすることにより、エンコーダ出力データの分割精度を向上させることができるという効果がある。
【００１８】
なお、本実施例ではメモリホイール方式による光学式エンコーダの例を用いて説明したが、グレイコード方式による光学式エンコーダでもメモリホイール方式と同様に回転ディスクに設けられた絶対位置確定用のランダムトラック構成を光学的に２ｎ／一回転以外のディスクを構成することにより、得られる効果も同じであるため、その説明は省略する。
また、リニアの光学式エンコーダに関しては、上記エンコーダの径を無限大にしたものと考えることができるので説明は不要である。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、回転ディスクに絶対値検出用のコードパターンを設け、コードパターンを透過または、反射した発光素子からの光を受光素子で受光することにより、回転ディスクの速度、回転位置を検出する光学式エンコーダにおいて、回転ディスクに設けられたコードパターンはメモリホイール方式によるものとし、当該ディスクのランダムトラックを構成するスリットの分解能となる絶対値データの最下位部を２ｐ−ｑ（ｐ、ｑは任意の整数：ｐ＞１，ｑ＜２ｐ）としたので、回転ディスクに設けられた絶対位置確定用のランダムトラックを構成するスリットの分解能を、光学的に２ｎ／一回転以外にすることにより、エンコーダ出力データの分割精度を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すメモリホイール方式による光学式エンコーダの概略構成および回転ディスクのコードパターンの一例である（ランダム分解能：１５／一回転）。
【図２】本発明によるランダム分解能（９〜１４／一回転）のパターン形状の一例であって、（ａ）は同分解能が９／一回転の場合、（ｂ）は同分解能が１０／一回転の場合、（ｃ）は同分解能が１１／一回転の場合、（ｄ）は同分解能が１２／一回転の場合、（ｅ）は同分解能が１３／一回転の場合、（ｆ）は同分解能が１４／一回転の場合を示している。
【図３】従来技術を示すメモリホイール方式による光学式エンコーダの概略構成および回転ディスクのコードパターンの一例である（ランダム分解能：１６／一回転）。
【符号の説明】
１  回転ディスク
１１  スリットの遮光部
１２  スリットの透明部
２  レンズ
３  発光素子
４１  ランダム受光素子Ｐ１
４２  ランダム受光素子Ｐ２
４３  ランダム受光素子Ｐ３
４４  ランダム受光素子Ｐ４
【図１】
2004170221.tif 000005
【図２】
2004170221.tif 000006
【図３】
2004170221.tif 000007