(57)【要約】【課題】スリット配列方向に２組の発光部及び受光部を適宜離して配置し、その発光部を同時に点灯させて各受光部で正対する発光部からの出射光を受光する場合に、他の組の発光部からのクロストーク光を確実に防止する。【解決手段】スリット１ａが穿孔されているディスク１と受光基板１３との間に液晶シャッタである遮光板１４を挿入する。この遮光板１４の開口窓１４ａの位置及びサイズは、正対する発光部１１ａ１（又は１１ａ２）から出射しスリット１ａを通過した光のみを受光し、他の発光部１１ａ２（又は１１ａ１）から出射した光を遮蔽するように予め定められる。これにより、それぞれの受光部１３ａ１、１３ａ２でスリット１ａの位置に応じた正確な受光信号が得られ、これを加算することで高いレベルの信号を得ることができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転運動又は直線運動を行う運動体の角度位置又は直線位置を光学的に検知する光学式エンコーダにおいて、
ａ）前記運動体と共に移動し、該移動方向に延伸して所定の位置検知用パターンが形成されてなる平板体と、
ｂ）前記運動体が移動する際に複数の所定固定位置においてそれぞれ前記位置検知用パターンを読み取るべく、１個の光出射部と１個の受光部とを一対として透過光検出位置又は反射光検出位置のいずれかに配置された複数対のパターン読み取り手段であって、少なくともその一対は前記位置検知用パターンから同一情報を読み取るべく、主光出射部と主受光部、及び副光出射部と副受光部の２組以上からなるパターン読み取り手段と、
ｃ）前記複数対の各光出射部から時分割で繰り返し光を出射させ、且つ、同一対の複数の組に属する光出射部からは同一タイミングで光を出射させる光出射制御手段と、
ｄ）前記時分割で光が出射された光出射部と対である受光部からの受光信号を当該光出射部の光出射期間に合わせて取り出すとともに、同一対の複数の組に属する受光部による受光信号は合算して取り出すことにより、前記複数の所定固定位置に対応する位置検知信号を形成する信号取り出し手段と、
ｅ）前記同一対の複数の組に属する光出射部からの出射光が対応する組以外の受光部に到達することを阻止するべく、前記平板体と前記受光部との間に設けられた液晶シャッタからなる遮光手段と、
ｆ）前記位置検知信号に基づいて前記運動体の位置や運動の方向を判別する判別処理手段と、
を備えることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項２】
回転運動又は直線運動を行う運動体の角度位置又は直線位置を光学的に検知する光学式エンコーダにおいて、
ａ）前記運動体と共に移動し、該移動方向に延伸して所定の位置検知用パターンが形成されてなる平板体と、
ｂ）前記運動体が移動する際に複数の所定固定位置においてそれぞれ前記位置検知用パターンを読み取るべく、１個の光出射部と１個の受光部とを一対として透過光検出位置又は反射光検出位置のいずれかに配置された複数対のパターン読み取り手段であって、少なくともその一対は前記位置検知用パターンから同一情報を読み取るべく、主光出射部と主受光部、及び副光出射部と副受光部の２組以上からなるパターン読み取り手段と、
ｃ）前記複数対の各光出射部から時分割で繰り返し光を出射させ、且つ、同一対の複数の組に属する光出射部からは同一タイミングで光を出射させる光出射制御手段と、
ｄ）前記時分割で光が出射された光出射部と対である受光部からの受光信号を当該光出射部の光出射期間に合わせて取り出すとともに、同一対の複数の組に属する受光部による受光信号は合算して取り出すことにより、前記複数の所定固定位置に対応する位置検知信号を形成する信号取り出し手段と、
ｅ）前記同一対の複数の組に属する光出射部からの出射光が対応する組以外の受光部に到達することをその部材の光学的特性を利用して阻止するべく、前記平板体と前記受光部との間に設けられた遮光手段と、
ｆ）前記位置検知信号に基づいて前記運動体の位置や運動の方向を判別する判別処理手段と、
を備えることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項３】
前記遮光手段は、所定方向に液晶分子が配向された液晶材料を用いたものであることを特徴とする請求項２に記載の光学式エンコーダ。
【請求項４】
前記遮光手段は、光学多層膜フィルタを用いたものであることを特徴とする請求項２に記載の光学式エンコーダ。
【請求項５】
前記遮光手段は、光学異方性材料を用いたものであることを特徴とする請求項２に記載の光学式エンコーダ。
【請求項６】
回転運動又は直線運動を行う運動体の角度位置又は直線位置を光学的に検知する光学式エンコーダにおいて、
ａ）前記運動体と共に移動し、該移動方向に延伸して所定の位置検知用パターンが形成されてなる平板体と、
ｂ）前記運動体が移動する際に複数の所定固定位置においてそれぞれ前記位置検知用パターンを読み取るべく、発光部として１乃至複数の半導体レーザを含む１個の光出射部と１個の受光部とを一対として透過光検出位置又は反射光検出位置のいずれかに配置された複数対のパターン読み取り手段と、
ｃ）前記複数対の各光出射部から時分割で繰り返し光を出射させる光出射制御手段と、
ｄ）前記時分割で光が出射された光出射部と対である受光部からの受光信号を当該光出射部の光出射期間に合わせて取り出すことにより、前記複数の所定固定位置に対応する位置検知信号を形成する信号取り出し手段と、
ｅ）前記位置検知信号に基づいて前記運動体の位置や運動の方向を判別する判別処理手段と、
を備えることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項７】
回転運動又は直線運動を行う運動体の角度位置又は直線位置を光学的に検知する光学式エンコーダにおいて、
ａ）前記運動体と共に移動し、該移動方向に延伸して所定の位置検知用パターンが形成されてなる平板体と、
ｂ）前記運動体が移動する際に複数の所定固定位置においてそれぞれ前記位置検知用パターンを読み取るべく、発光部として１乃至複数の半導体レーザを含む１個の光出射部と１個の受光部とを一対として透過光検出位置又は反射光検出位置のいずれかに配置され、且つ、前記光出射部はそれぞれ異なる発光波長を有し、前記受光部はその手前に対となる光出射部の発光波長の光を選択的に透過させる波長選択フィルタを備える、又は該受光部自体が対となる光出射部の発光波長の光を選択的に受光する複数のパターン読み取り手段と、
ｃ）前記複数の受光部からの受光信号により前記複数の所定固定位置に対応する位置検知信号を形成する信号取り出し手段と、
ｄ）前記位置検知信号に基づいて前記運動体の位置や運動の方向を判別する判別処理手段と、
を備えることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項８】
回転運動又は直線運動を行う運動体の角度位置又は直線位置を光学的に検知する光学式エンコーダにおいて、
ａ）前記運動体と共に移動し、該移動方向に延伸して所定の位置検知用パターンが形成されてなる平板体と、
ｂ）前記運動体が移動する際に複数の所定固定位置においてそれぞれ前記位置検知用パターンを読み取るべく、発光部として１乃至複数の半導体レーザを含む１個の光出射部と１個の受光部とを一対として透過光検出位置又は反射光検出位置のいずれかに配置された複数対のパターン読み取り手段と、
ｃ）前記複数の光出射部からそれぞれ異なる周波数でパルス状に光を出射させる光出射制御手段と、
ｄ）前記複数の受光部毎に設けられ、該受光部と対になった光出射部のパルス状の光出射周波数近傍の成分のみを抜き出すことにより、前記複数の所定固定位置に対応する位置検知信号を形成する信号取り出し手段と、
ｅ）前記位置検知信号に基づいて前記運動体の位置や運動の方向を判別する判別処理手段と、
を備え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、ロータリエンコーダやリニアエンコーダ等の光学式エンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は従来の一般的な光学式ロータリエンコーダの概略縦断面図、図１７は要部の外観斜視図である。図１６は、軸２を中心にして矢印の方向に回転するディスク１を径方向に切断した状態を示すものである。
【０００３】
円盤状のディスク１には、周方向に一定間隔で穿孔されたＡ相スリット１ａと、Ａ相スリット１ａと周方向に位相が９０°ずらしてあるＢ相スリット１ｂと、周方向に１回転中で１箇所のみに穿孔されたＺ相スリット１ｚとが径方向に並べて配置されている。Ａ相、Ｂ相スリット１ａ、１ｂは、ディスク１の回転角に対応したパルス信号を発生させるため及び回転方向を検知するために、周期的に変化するＡ相信号、Ｂ相信号をそれぞれ生成するためのものである。これに対し、Ｚ相スリット１ｚは回転角の基準位置を認識するため及び回転速度を検出するために、Ｚ相信号を生成するためのものである。
【０００４】
ディスク１を挟んだ上側には、発光ダイオードである１個の発光部４とコリメートレンズ５とからなる光出射部３が配置され、下側には、Ａ相、Ｂ相、Ｚ相スリット１ａ、１ｂ、１ｚの配列に対応して３個の受光部６ａ、６ｂ、６ｚが配置されている。ディスク１と受光部６ａ、６ｂ、６ｚとの間には、各スリット１ａ、１ｂ、１ｚを通過した光を各受光部６ａ、６ｂ、６ｚにそれぞれ導くための開口部７ａ、７ｂ、７ｚが穿孔された固定スリット板７が挿設されている。
【０００５】
この構成において、発光部４から放射された光はコリメートレンズ５で平行光化されディスク１に照射される。各スリット１ａ、１ｂ、１ｚを通過した光は固定スリット板７の各開口部７ａ、７ｂ、７ｚにより光束が制限されて各受光部６ａ、６ｂ、６ｚに到達する。図１８は各相の波形整形後の検出信号を示す波形図、図１９は信号の状態図である。
【０００６】
例えばＡ相に着目すると、ディスク回転時に光出射部３からの光はＡ相スリット１ａの開口部と隣接開口部間の遮光部とに交互に照射されるから、受光素子６ａによる検出信号は図１８（ａ）に示すように、開口部の位置では「Ｈ」、それ以外の位置では「Ｌ」となる。すなわち、Ａ相スリット１ａに対応したパルス信号となり、このパルス信号の数を計数することで回転角を認識できる。また、Ｂ相スリット１ｂはＡ相スリット１ａに対して周方向に位相が９０°ずれているため、Ａ相信号とＢ相信号とは図１８（ａ）、（ｂ）に示すように位相が互いに９０°ずれる。したがって、図１９に示すように、Ａ相信号の立ち上がり位置でのＢ相信号の極性に応じて、ディスク１の回転が正転又は逆転のいずれであるのかを識別することができる。
【０００７】
しかしながら、上記構成では、コリメートレンズ５の性能の限界などによって発光部４から放射された光を完全な平行光とすることが困難であるため、目的とするスリット以外のスリットからの漏れ（クロストーク）光や外来光の入射を排除することは難しい。特にロータリエンコーダを小型化するために、コリメートレンズ５とディスク１との離間距離や固定スリット板７とディスク１との離間距離を狭くしようとすると、クロストーク光が増加する傾向にある。
【０００８】
本願出願人は、こうした問題を解決し得る光学式エンコーダを特許文献１などで既に提案している。この特許文献１に記載の光学式エンコーダでは、例えば、微小な発光部を受光部に対応してそれぞれ設け、その複数の発光部を時分割で順次点灯させ、それによって仮に或る発光部から発した光の一部がその発光部と対でない隣接する受光部に到達した場合でも、本来の対となる発光部の点灯期間でないことからこれを信号として検知せず、その結果、クロストーク光の影響を解消するようにしている。これにより、発光部とディスクとの離間距離を短くすることで、クロストーク光が多くなり得るような条件とした場合でも、クロストーク光の影響を解消することができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００３−６５８０２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
発光部として発光ダイオードを用いると、通常、その放射光は広い範囲に拡がる拡散光となる。そのため、コリメートレンズ等によって平行光化を行わない場合、受光部に到達し得る光量が少なくなり、受光部での検出信号のＳ／Ｎ比を確保しにくくなる。その結果、各スリットの開口部に対応したパルス信号を精度よく生成することが難しくなり、運動体体の位置（速度）やその運動方向の誤差が大きくなるおそれがある。そのため、１つの手段として、発光ダイオードに流す電流を増加させることにより発光光量自体を増加させることも考えられるが、消費電力が増加するとともに、使用可能な素子が限られてしまい部品のコストを低減することが困難になる。
【００１１】
一方、上記特許文献１では、ディスクの周方向に配列されたスリットに沿って、同時に発光する（異なる列のスリットでは時分割で発光する）複数の発光部を設け、その複数の発光部に対してそれぞれ設けた受光部による検出信号を加算することで、光量の少なさを補う構成が提案されている。但し、同時に発光する複数の発光部を近接して配置する場合にはクロストーク光が問題となるため、このクロストーク光を除去するために、ディスクと受光部との間に、粗い開口を設けた遮光板を挿入している。しかしながら、確実に遮光を行うためには、遮光板自体の寸法精度や取付精度が高い必要がある。そのため、遮光板自体の加工コスト、製造時の組立コスト又は調整コスト等が高くなる可能性がある。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みて成されたものであり、その主たる目的は、不所望のクロストーク光の影響を除去するとともに、発光部における発光光量が比較的小さな場合であっても、運動体の位置や運動方向に対応したパルス信号を確実に発生させることができる光学式エンコーダを提供することである。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、機構的な寸法精度や組立精度を緩和し、或いはそうした高い精度が必要とされる部品を不要とすることによって、生産性が高く、コストを低減することができる光学式エンコーダを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段、及び効果】
上記課題を解決するために成された第１発明は、回転運動又は直線運動を行う運動体の角度位置又は直線位置を光学的に検知する光学式エンコーダにおいて、  ａ）前記運動体と共に移動し、該移動方向に延伸して所定の位置検知用パターンが形成されてなる平板体と、
ｂ）前記運動体が移動する際に複数の所定固定位置においてそれぞれ前記位置検知用パターンを読み取るべく、１個の光出射部と１個の受光部とを一対として透過光検出位置又は反射光検出位置のいずれかに配置された複数対のパターン読み取り手段であって、少なくともその一対は前記位置検知用パターンから同一情報を読み取るべく、主光出射部と主受光部、及び副光出射部と副受光部の２組以上からなるパターン読み取り手段と、
ｃ）前記複数対の各光出射部から時分割で繰り返し光を出射させ、且つ、同一対の複数の組に属する光出射部からは同一タイミングで光を出射させる光出射制御手段と、
ｄ）前記時分割で光が出射された光出射部と対である受光部からの受光信号を当該光出射部の光出射期間に合わせて取り出すとともに、同一対の複数の組に属する受光部による受光信号は合算して取り出すことにより、前記複数の所定固定位置に対応する位置検知信号を形成する信号取り出し手段と、
ｅ）前記同一対の複数の組に属する光出射部からの出射光が対応する組以外の受光部に到達することを阻止するべく、前記平板体と前記受光部との間に設けられた液晶シャッタからなる遮光手段と、
ｆ）前記位置検知信号に基づいて前記運動体の位置や運動の方向を判別する判別処理手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１５】
上記「時分割」での光の出射とは、いずれか１個の光出射部から必ず光が出射されていることを意味するものではなく、或る１個の光出射部からの光出射期間と引き続く他の光出射部からの光出射期間との間に、いずれの光出射部からも光が出射されていない期間が存在していてもよい。
【００１６】
前記所定の位置検知用パターンは単に１列のパターンであって、その延伸方向に複数のパターン読み取り手段が配置されていてもよいが、そのほかに、前記所定の位置検知用パターンは当該パターンの延伸方向と略直交する方向に並ぶ複数の列から成るものとすることができる。具体的には、例えば、回転の位置基準を示すパターン、回転速度を示すパターン、回転方向を示すパターンなどを異なる列とすることができる。
【００１７】
第１発明の一態様として、光出射部はそれ自体が発光する各種の発光素子等の発光部、或いは光ファイバ等の光導波路を用いて他の場所に設けた発光部から発した光を案内して平板体に向けて出射するものとすることができる。
【００１８】
また別の態様として、光出射部は、１乃至複数の発光素子からなる発光部と、該発光部と平板体との間に配置され、上記複数の所定固定位置に対応してそれぞれ１個の開閉窓が設けられた遮光部とから成り、光出射制御手段は、その複数の開閉窓を時分割で繰り返し開放することで光を通過させる窓駆動手段である構成とすることができる。
【００１９】
第１発明に係る光学式エンコーダでは、複数対のそれぞれ光出射部から時分割で順次繰り返し光が出射され、信号取り出し手段は、各受光部に対応する光出射部から光が出射されている期間のみ、その受光面で受けた光に基づく受光信号を出力し、それ以外の期間つまりその対となる光出射部から光が出射されていない期間では、たとえその受光面で受けた光により受光信号が発生したとしても無視される。これによって、対をなさない光出射部から到来した光、つまりクロストーク光や外光の影響を受けることなく、位置検知信号を取得して、これに基づいて運動体の位置や運動の方向を判別することができる。
【００２０】
一方、同一対の複数の組に属する光出射部からは同一タイミングで光が出射される。これらは同時に運動体に照射されるため、クロストーク光が発生するおそれがあるが、クロストーク光は遮光手段により遮蔽され、対応する組の受光部にのみ光は到達する。この遮光手段は液晶シャッタであるため、その開口部の位置や大きさは電気的に制御される。そのため、本装置の使用に先立って（本装置の工場出荷前又は顧客への納入後など）、適切な遮光が行えるように開口部の位置や大きさを電気的に調整しておくことができる。
【００２１】
すなわち、この第１発明によれば、従来のように機構的な遮光板を使用する場合と異なり、取付精度などを緩くしても確実にクロストーク光を遮蔽することができる。これによって、クロストーク光を排除し、複数の受光信号を合算することで信号レベルを増加させ、信号弁別を容易に行うことができる。また、仮にゴミや汚れなどによって一部の位置検知用パターンが読み取れない場合であっても、他の位置から得られる同一情報に対応する受光信号を利用して位置検知信号を取得することができる。その結果、運動体の位置や運動方向の検知を正確に行うことができる。
【００２２】
上記課題を解決するために成された第２発明は、回転運動又は直線運動を行う運動体の角度位置又は直線位置を光学的に検知する光学式エンコーダにおいて、  ａ）前記運動体と共に移動し、該移動方向に延伸して所定の位置検知用パターンが形成されてなる平板体と、
ｂ）前記運動体が移動する際に複数の所定固定位置においてそれぞれ前記位置検知用パターンを読み取るべく、１個の光出射部と１個の受光部とを一対として透過光検出位置又は反射光検出位置のいずれかに配置された複数対のパターン読み取り手段であって、少なくともその一対は前記位置検知用パターンから同一情報を読み取るべく、主光出射部と主受光部、及び副光出射部と副受光部の２組以上からなるパターン読み取り手段と、
ｃ）前記複数対の各光出射部から時分割で繰り返し光を出射させ、且つ、同一対の複数の組に属する光出射部からは同一タイミングで光を出射させる光出射制御手段と、
ｄ）前記時分割で光が出射された光出射部と対である受光部からの受光信号を当該光出射部の光出射期間に合わせて取り出すとともに、同一対の複数の組に属する受光部による受光信号は合算して取り出すことにより、前記複数の所定固定位置に対応する位置検知信号を形成する信号取り出し手段と、
ｅ）前記同一対の複数の組に属する光出射部からの出射光が対応する組以外の受光部に到達することをその部材の光学的特性を利用して阻止するべく、前記平板体と前記受光部との間に設けられた遮光手段と、
ｆ）前記位置検知信号に基づいて前記運動体の位置や運動の方向を判別する判別処理手段と、
を備えることを特徴としている。
【００２３】
この第２発明に係る光学式エンコーダでは、遮光手段として液晶シャッタの代わりに、その入射面に対し斜め方向に入射する光を遮蔽し、略鉛直方向に入射する光を通過させるような光学的特性を有するものを利用する。具体的な態様としては、所定方向に液晶分子が配向された液晶材料を用いたもの、光学多層膜フィルタを用いたもの、光学異方性材料を用いたもの、などを利用することができる。
【００２４】
こうした遮光手段の光の透過特性（具体的には入射角度と透過率との関係）は様々に制御可能であるから、この光学式エンコーダの構造やサイズなどに応じてクロストーク光を確実に遮蔽できるように透過特性を決めておけばよい。これによって、この第２発明に係る光学式エンコーダにおいても第１発明と同様の効果が得られる。
【００２５】
上記課題を解決するために成された第３発明は、回転運動又は直線運動を行う運動体の角度位置又は直線位置を光学的に検知する光学式エンコーダにおいて、  ａ）前記運動体と共に移動し、該移動方向に延伸して所定の位置検知用パターンが形成されてなる平板体と、
ｂ）前記運動体が移動する際に複数の所定固定位置においてそれぞれ前記位置検知用パターンを読み取るべく、発光部として１乃至複数の半導体レーザを含む１個の光出射部と１個の受光部とを一対として透過光検出位置又は反射光検出位置のいずれかに配置された複数対のパターン読み取り手段と、
ｃ）前記複数対の各光出射部から時分割で繰り返し光を出射させる光出射制御手段と、
ｄ）前記時分割で光が出射された光出射部と対である受光部からの受光信号を当該光出射部の光出射期間に合わせて取り出すことにより、前記複数の所定固定位置に対応する位置検知信号を形成する信号取り出し手段と、
ｅ）前記位置検知信号に基づいて前記運動体の位置や運動の方向を判別する判別処理手段と、
を備えることを特徴としている。
【００２６】
この第３発明に係る光学式エンコーダでは、発光部として１乃至複数の半導体レーザを使用しているため、出射光の指向性が高く、対となる受光部に到達するまでの光の拡がりがきわめて少ない。そのため、単位面積当たりの光量（光強度）が大きく、発光部の駆動電流を小さくしても充分なＳ／Ｎ比を確保することができる。また、第１発明のような構成とした場合でも、運動体と受光部との間に遮光手段を設ける必要がなくなるので、コストの削減が可能であるとともに、小型化、特に薄型化に有利である。さらにまた、発光ダイオードとマイクロレンズとの組み合わせにより指向性を高めようとすると、両者の位置合わせを高精度で行う必要があるが、こうした高い組立精度や調整精度も不要である。
【００２７】
上記課題を解決するために成された第４発明は、回転運動又は直線運動を行う運動体の角度位置又は直線位置を光学的に検知する光学式エンコーダにおいて、
ａ）前記運動体と共に移動し、該移動方向に延伸して所定の位置検知用パターンが形成されてなる平板体と、
ｂ）前記運動体が移動する際に複数の所定固定位置においてそれぞれ前記位置検知用パターンを読み取るべく、発光部として１乃至複数の半導体レーザを含む１個の光出射部と１個の受光部とを一対として透過光検出位置又は反射光検出位置のいずれかに配置され、且つ、前記光出射部はそれぞれ異なる発光波長を有し、前記受光部はその手前に対となる光出射部の発光波長の光を選択的に透過させる波長選択フィルタを備える、又は該受光部自体が対となる光出射部の発光波長の光を選択的に受光する複数のパターン読み取り手段と、
ｃ）前記複数の受光部からの受光信号により前記複数の所定固定位置に対応する位置検知信号を形成する信号取り出し手段と、
ｄ）前記位置検知信号に基づいて前記運動体の位置や運動の方向を判別する判別処理手段と、
を備えることを特徴としている。
【００２８】
また、上記課題を解決するために成された第５発明は、回転運動又は直線運動を行う運動体の角度位置又は直線位置を光学的に検知する光学式エンコーダにおいて、
ａ）前記運動体と共に移動し、該移動方向に延伸して所定の位置検知用パターンが形成されてなる平板体と、
ｂ）前記運動体が移動する際に複数の所定固定位置においてそれぞれ前記位置検知用パターンを読み取るべく、発光部として１乃至複数の半導体レーザを含む１個の光出射部と１個の受光部とを一対として透過光検出位置又は反射光検出位置のいずれかに配置された複数対のパターン読み取り手段と、
ｃ）前記複数の光出射部からそれぞれ異なる周波数でパルス状に光を出射させる光出射制御手段と、
ｄ）前記複数の受光部毎に設けられ、該受光部と対になった光出射部のパルス状の光出射周波数近傍の成分のみを抜き出すことにより、前記複数の所定固定位置に対応する位置検知信号を形成する信号取り出し手段と、
ｅ）前記位置検知信号に基づいて前記運動体の位置や運動の方向を判別する判別処理手段と、
を備えることを特徴としている。
【００２９】
第４発明に係る光学式エンコーダでは、光出射部と受光部との配置に関しては上記第３発明と類似した構成を有するが、複数の光出射部の発光波長自体を互いに相違したものとし、受光部の手前で又は受光部自体で不要な発光波長の光を排除することにより、クロストーク光の影響を除去している。一方、第５発明に係る光学式エンコーダでは、光出射部からパルス状に光を出射する際の駆動周波数を互いに相違したものとし、受光部で受光した後に不要な周波数成分の信号を排除することによりクロストーク光の影響を除去している。
【００３０】
これら第４、第５発明に係る光学式エンコーダにおいても、上記第３発明と同様に発光部として１乃至複数の半導体レーザを使用しているため、その出射光の指向性が高く、対となる受光部に到達するまでの光の拡がりがきわめて少ない。そのため、第３発明と同様の効果を奏することは明らかである。
【００３１】
なお、第３乃至第５発明において、半導体レーザは１個の面発光レーザ又は面発光レーザアレイである構成とすることができる。これによれば、受光部に対する位置の調整精度が緩くなり、組立てが容易になる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光学式エンコーダの各種の実施形態について、具体的な例を挙げて詳述する。
【００３３】
［第１実施例］
まず、本発明の一実施例（以下「第１実施例」という）であるインクリメント型の光学式ロータリエンコーダについて、図面を参照しつつ説明する。
図１は第１実施例による光学式ロータリエンコーダにおけるディスク径方向での概略縦断面図、図２はディスク１を中心とする概略斜視図、図３はスリット１ａの延伸方向での概略縦断面図である。なお、既に説明した図面と同一又は相当する部分には同一符号を付して必要のない限り説明を省略する。
【００３４】
この第１実施例によるロータリエンコーダでは、ディスク１の径方向に並んだＡ、Ｂ、Ｚ三相のスリット１ａ、１ｂ、１ｚを挟んで上下にそれぞれ、Ａ相主発光部及び主受光部１１ａ１、１３ａ１、Ｂ相主発光部及び主受光部１１ｂ１、１３ｂ１、Ｚ相発光部及び受光部１１ｚ、１３ｚが対で存在し、Ａ、Ｂの二相のスリット１ａ、１ｂに対しては、周方向つまりそのスリットの延伸方向（配列方向）に、Ａ相主発光部及び主受光部１１ａ１、１３ａ１から所定距離だけ離れた位置にＡ相副発光部及び副受光部１１ａ２、１３ａ２が、Ｂ相主発光部及び主受光部１１ｂ１、１３ｂ１から所定距離だけ離れた位置にＢ相副発光部及び副受光部１１ｂ２、１３ｂ２が設けられる。ここでは、これら５個の発光部１１ａ１、１１ａ２、１１ｂ１、１１ｂ２、１１ｚが本発明における光出射部に相当する。これらはいずれも微小な発光領域を有し、これらを近接して配置するために１枚の発光基板１１上に形成された１チップの集積回路としているが、これに限るものではない。
【００３５】
Ａ相主発光部及び副発光部１１ａ１、１１ａ２と、Ｂ相主発光部及び副発光部１１ｂ１、１１ｂ２とはそれぞれ駆動電流を供給するための結線が共通化されているため同時に発光する。もちろん、主発光部と副発光部とを同時に発光させる方法はこれに限るものではなく、例えば同一の発光部（発光素子）から発した光を分割し光導波路等によって上記主発光部及び副発光部の位置へ導いてそこから出射させる等、様々な方法を採り得る。なお、以下の説明では、特に分けて述べる必要がない限り、Ａ相主発光部及び副発光部１１ａ１、１１ａ２は合わせてＡ相発光部１１ａと記し、Ｂ相主発光部及び副発光部１１ｂ１、１１ｂ２は合わせてＢ相発光部１１ｂと記す。Ａ相、Ｂ相、Ｚ相発光部１１ａ、１１ｂ、１１ｚには、それぞれ独立に発光駆動部１２より間欠的に駆動電流が供給される。
【００３６】
５個の受光部１３ａ１、１３ａ２、１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｚも同様に一枚の受光基板１３上に形成された受光領域であり、Ａ相主受光部及び副受光部１３ａ１、１３ａ２の受光信号、Ｂ相主受光部及び副受光部１３ｂ１、１３ｂ２の受光信号はそれぞれ加算されている。上記発光部と同様に、以下の説明では、特に分けて述べる必要がない限り、Ａ相主受光部及び副受光部１３ａ１、１３ａ２は合わせてＡ相受光部１３ａと記し、Ｂ相主受光部及び副受光部１３ｂ１、１３ｂ２は合わせてＢ相受光部１１ｂと記す。
【００３７】
したがって、Ａ相発光部１１ａとＡ相受光部１３ａ、Ｂ相発光部１１ｂとＢ相受光部１３ｂ、Ｚ相発光部１１ｚとＺ相受光部１３ｚは、本発明におけるパターン読み取り手段においてそれぞれ対をなす光出射部及び受光部であり、Ａ相及びＢ相における主発光部と主受光部、及び副発光部と副受光部はそれぞれ組をなすものに相当する。
【００３８】
ディスク１と受光基板１３との間には液晶シャッタから成る遮光板１４が遮光手段として挿入されている。この遮光板１４は、図３に示すように、スリット１ａ、１ｂの配列方向に近接して設けられた２個のＡ相発光部１１ａ１、１１ａ２（及びＢ相発光部１１ｂ１、１１ｂ２）が同時に点灯する際に、ディスク１を挟んで正面に対向している発光部でない、他の発光部から到来する光を遮蔽し、所望の光のみを通過させるための開口部１４ａを有する。
【００３９】
各受光部１３ａ、１３ｂ、１３ｚで光電変換されることによって発生した受光信号は、それぞれ増幅器１５で信号増幅された後にサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路１６によりサンプルホールドされる。更に、Ｓ／Ｈ回路１６の各出力信号は波形整形部１７により２値のパルス信号に整形され、その後、信号処理部１８においてパルス信号の計数や位相の弁別処理による回転方向の検知など、従来のエンコーダで行われる信号処理が実行される。制御部１９は、後述するように発光駆動部１２及びＳ／Ｈ回路１６を同期させて制御することにより、各相間のクロストーク光の影響を解消する。
【００４０】
次に、本実施例のロータリエンコーダの特徴的な動作について図４〜図６を参照して説明する。図４は発光及び受光の制御を示すタイミング図、図５は各相で得られるＳ／Ｈ回路１６の出力信号の一例を示す波形図である。本発明における光出射制御手段を構成する制御部１９は、発光駆動部１２に対し図４（ａ）〜（ｃ）に示すような点滅制御信号を送る。発光駆動部１２により、各発光部１１ａ、１１ｂ、１１ｚはこの点滅制御信号が「Ｈ」であるときに点灯し「Ｌ」であるときに消灯するから、各発光部１１ａ、１１ｂ、１１ｚは各相毎に時分割で順次繰り返し点灯する。このとき、Ａ相、Ｂ相のスリット配列方向に並んだ主発光部と副発光部とは同時に点灯する。
【００４１】
制御部１９はＳ／Ｈ回路１６に対し、図４（ａ）〜（ｃ）に示すパルス信号をサンプリング信号として送る。各相に対応したＳ／Ｈ回路１６は、このサンプリング信号が「Ｈ」である期間には増幅器１５を介して受けた受光信号をそのまま出力し、「Ｈ」→「Ｌ」に変化するときにその直前の受光信号の値をサンプリングして「Ｌ」である期間中その値を保持する。したがって、例えば、Ａ相発光部１１ａが点灯している期間には、対であるＡ相受光部１３ａによる受光信号（厳密には主受光部１３ａ１と副受光部１３ａ２の受光信号の加算量）が増幅された値をそのまま出力し、そのＡ相発光部１１ａが消灯する直前の受光信号の値をサンプリングして、当該発光部１１ａが消灯している期間にはその値を保持する。
【００４２】
図５中、点線で示しているのが保持期間、つまりその相の発光部が消灯している期間である。上述したような制御によって、各相の発光部１１ａ、１１ｂ、１１ｚは２つの相以上が同時に点灯することがなく、或る１つの相の発光部が点灯したときにそれに対応した受光部のみが有効な受光信号を出力する。このため、外部から侵入する外光の影響を除けば、受光部に対して対でない他の発光部からの光の漏れ込み、つまりクロストーク光は無くなる。したがって、各相でスリットの遮光部に対応する信号部分にはクロストーク光によるバイアスは無くなり、外光や受光部の暗電流による影響が残るのみであって、外光が殆ど遮蔽されるように構成すれば、上記遮光部に対応した信号部分のレベルは殆どゼロになる。
【００４３】
また、Ａ相、Ｂ相では、２個の受光部による受光信号が合算されることによって出力信号のレベルが増加する。そのため、発光部の１個の発光光量が比較的小さい場合であっても、受光部で大きな受光レベルを確保することができる。したがって、信号のＳ／Ｎ比が良好であり、波形整形部１７で２値信号に正確に変換することができる。さらにまた、ゴミや汚れなどによって１箇所のスリットが塞がる或いは透過光量が大きく減少した場合であっても、同じ対に属する他の組において対応するスリットを通過した光が検出されるので、その影響を殆ど受けることなくディスク１の位置検知や移動方向の検知を行うことができる。また、発光部と受光部とをそれぞれディスク１にきわめて近接させた場合でもクロストーク光が生じないので、装置を小型化、特に薄型化するのに有利である。
【００４４】
なお、上記実施例では、各受光部１３ａ、１３ｂ、１３ｚの受光信号をそれぞれサンプルホールドしているが、サンプルホールドすることなく波形整形して２値信号に変換し、その後段の信号処理部１８にてそれぞれ必要期間のみの信号を抜き出して所定の信号処理を行うようにしてもよい。また、各受光部１３ａ、１３ｂ、１３ｚの受光信号をアナログスイッチ等で順次選択することにより１系統の時分割信号とし、１個の増幅器で信号増幅した後に波形整形部へと入力し、そこで２値信号に変換した後に信号処理部でＡ、Ｂ、Ｚ各相の信号に分離して処理してもよい。
【００４５】
［第２実施例］
次に、本発明に係る他の実施例（以下「第２実施例」という）であるロータリエンコーダについて図６により説明する。
【００４６】
この第２実施例のロータリエンコーダにおいて第１実施例と相違する点は、ディスク１へ光を照射する部分、つまり本発明における光出射部の構成のみである。すなわち、第１実施例ではそれぞれ独立した５個の発光部１１ａ１、１１ａ２、１１ｂ１、１１ｂ２、１１ｚを設けていたのに対し、この第２実施例では、大きな面全体が発光する１個の発光部２０と、開閉窓２２ａ、２２ｂ、２２ｚを有する液晶シャッタ２２とを備える。
【００４７】
発光部２０は発光駆動部２１により常時点灯するように駆動され、液晶シャッタ２２はシャッタ駆動部２３により、第１実施例で３個の発光部１１ａ、１１ｂ、１１ｚが順次時分割で点灯されるのと同じタイミングで各開閉窓２２ａ、２２ｂ、２２ｚが開放され、それ以外の期間には閉鎖するように制御される。開閉窓２２ａ、２２ｂ、２２ｚが開放すると発光部２０からの光がその開閉窓２２ａ、２２ｂ、２２ｚを通過してディスク１に照射されるから、開閉窓２２ａ、２２ｂ、２２ｚの位置にそれぞれ微小の発光部が存在して点灯しているものと看做すことができる。したがって、第２実施例では発光部２０と液晶シャッタ２２とが協働して光出射部として機能する。なお、ディスク１のスリット１ａ、１ｂ、１ｚの開口部を通過した後の光学的及び電気的な処理は第１実施例と同様であるので説明を省略する。
【００４８】
［第１及び第２実施例の変形例］
第１及び第２実施例では、ディスク１と受光基板１３との間に液晶シャッタである遮光板１４を設け、それによってスリット１ａ、１ｂ、１ｚの配列方向（ディスク１の周方向）に近接する２個の発光部（第２実施例では開口窓）及び受光部間でのクロストーク光を除去している。この遮光板１４の開口部１４ａは上記液晶シャッタ２２の開閉窓２２ａ、２２ｂ、２２ｚのように高速で開閉動作を行う必要はなく、基本的に開放したままでよい。すなわち、遮光板１４の作用として重要なのは、図３に示すように略鉛直に入射する光を通過させ、斜め方向に或る角度以上の入射角を以て入射する光を遮断することである。そこで、光学的にこうした特性を呈する部材を液晶シャッタの代わりに用いることができる。
【００４９】
図７は遮光板としてネマティック型液晶体１４０を用いた場合の概略縦断面図である。ネマティック型液晶体１４０ではその両面に適宜の電圧を印加することにより、内部の液晶分子１４０ａの配向を揃えることができる。そこで、図示するように、液晶面に略直交する方向に液晶分子１４０ａの配向が揃うように電圧を印加する。すると、ほぼ鉛直方向に入射する光は液晶分子１４０ａに妨げられずに通過し、斜め方向に入射する光は液晶分子１４０ａに遮られる。それによって、実質的に図３に示したような遮光を達成し、クロストーク光の影響を殆どゼロにすることができる。
【００５０】
図８（ａ）は遮光板として誘電体多層膜バンドパスフィルタ１４１を用いた場合の概略縦断面図である。この誘電体多層膜バンドパスフィルタ１４はガラス等から成る光学的に透明な基材１４１ａの上面（光入射面）に、誘電体多層膜１４１ｂを形成したものである。図８（ｂ）に示すように、誘電体多層膜１４１ｂの各層の膜はそれぞれ屈折率が段階的に相違している。そのため、図示するように、ほぼ鉛直方向に入射する光は誘電体多層膜１４１ｂの屈折率の相違の影響を受けずに直進して通過するが、斜め方向に入射する光は誘電体多層膜１４１ｂの各層膜の境界で散乱、屈折するに従って減衰し、基材１４１ａに到達する時点ではほぼ消滅する。それによって、実質的に図３に示したような遮光を達成し、クロストーク光の影響を殆どゼロにすることができる。
【００５１】
図９は光学異方性材料を用いた遮光板１４２の概略縦断面図である。この構成では、光学等方性材料から成る基材１４２ａに対し光学異方性材料から成る遮光壁１４２ｂが所定間隔毎に形成されている。光は基材１４２ａ中では直進するが、遮光壁１４２ｂに当たると散乱や吸収される。そのため、図示するように、遮光壁１４２ｂの箇所でほぼ鉛直方向に入射する光は直進して通過し、遮光壁１４２ｂに当たるように斜め方向に入射する光は途中でほぼ消滅する。それによって、実質的に図３に示したような遮光を達成し、クロストーク光の影響を殆どゼロにすることができる。
【００５２】
ここで、遮光板１４に要求される遮光特性は発光部と受光部との間隔に依存するが、一般的には、隣接する受光部（例えば図３で発光部１１ａ１に対しては受光部１３ａ２）への入射光量が本来の受光部（同じく発光部１１ａ１に対しては受光部１３ａ１）への入射光量の１０〜２０％以下となるようにするとよい。具体的な透過率特性の一例を図１０に示す。この例では、入射角が約±３０°であるときに透過率が１０％となるように定めている。誘電体多層膜バンドパスフィルタを利用した遮光板１４１では、多層膜の膜数や各膜の屈折率を変更することにより透過率特性を制御できる。また、光学異方性材料を利用した遮光板１４２では、遮光壁１４２ｂの間隔とその厚さとの比を変更することで、透過率特性を制御できる。ネマティック型液晶体１４０の場合も、一般に知られているように遮光可能な入射角を制御することができる。
【００５３】
以上説明したような、光学的特性を利用した各種の遮光板を採用した場合でも、上記第１及び第２実施例の光学式ロータリエンコーダの構成と同様に、クロストーク光の影響を排除して、ディスク１の位置検知や回転方向検知を正確に行うことができる。
【００５４】
［第３実施例］
上記第１、第２実施例では、発光部自体又は液晶シャッタの開閉窓から出射した光が拡散光であるため、ディスク１と受光部１３との間に遮光板１４を挿入してクロストーク光を除去する必要があった。これに対し、第３実施例のロータリエンコーダでは、発光部として指向性の高い半導体レーザを利用することでクロストーク光を抑制する。
【００５５】
すなわち、上記図３に相当する図１１に示すように、ディスク１と受光部１３との間には遮光板１４を設けず、発光部３１ａ１、３１ａ１（ここでは図示しない上記発光部１１ｂ１、１１ｂ２、１１ｚに相当する発光部３１ｂ１、３１ｂ２、３１ｚも同様）は半導体レーザであって、図示するようにごく狭い範囲に光を照射する。したがって、上記のような遮光板がなくても隣接する受光部への光の漏れ込みのおそれはない。また、光が殆ど拡散しないので、第１実施例の場合に比べ、受光部で受ける光量を容易に増加させることができる。したがって、発光部つまり半導体レーザへ供給する駆動電流を抑えつつ、高いＳ／Ｎ比を確保することができる。
【００５６】
なお、第１及び第２実施例の構成では複数個の発光部又は大きな発光面を有する１個の発光部が必要となるから、上記第３実施例のように半導体レーザを用いる場合、１個の面発光レーザ、面発光レーザを複数配列した面発光レーザアレイ、或いは複数の発光領域を有するモノリシック面発光レーザアレイなどを利用するとよい。
【００５７】
また、第３実施例では第１実施例の構成に半導体レーザを適用したが、Ａ相、Ｂ相に副発光部及び副受光部を備えない（つまり受信信号の加算を行わない）構成において各発光部に半導体レーザを用いてもよい。これによれば、発光部へ供給する駆動電流を抑えながら、高いＳ／Ｎ比を確保することができる。
【００５８】
［第４実施例］
次に、発光部に半導体レーザを利用した他の実施例（以下「第４実施例」という）であるロータリエンコーダについて図１２及び図１３により説明する。この第４実施例のロータリエンコーダは第１実施例と同様にＡ、Ｂ、Ｚ各相の受光部１３ａ、１３ｂ、１３ｚと対にＡ、Ｂ、Ｚ各相の発光部４１ａ、４１ｂ、４１ｚを設けている。副発光部、副受光部は必ずしも必要ではないが、好ましくは設けたほうがよい。
【００５９】
ここで、Ａ相、Ｂ相、Ｚ相発光部４１ａ、４１ｂ、４１ｚはいずれも高い指向性を有する半導体レーザであるが、それぞれの発光波長は図１３に示すように互いに重ならない発光波長帯域（中心波長λａ、λｂ、λｚ）を有し、レーザ駆動部４２により常時点灯駆動される。一方、Ａ相、Ｂ相、Ｚ各相受光部１３ａ、１３ｂ、１３ｚはその受光面の手前にそれぞれ光学フィルタ４３ａ、４３ｂ、４３ｚを備え、それらは対になっている発光部４１ａ、４１ｂ、４１ｚの発光波長帯域のみを抜き出すような透過特性を有する。
【００６０】
すなわち、第１実施例では各発光部及び受光部が時分割で発光及び受光を行うことによって各相間のクロストーク光を無くしているのに対し、この第４実施例のロータリエンコーダでは、各発光部４１ａ、４１ｂ、４１ｚの発光波長をそれぞれ異なるものとし、各発光部に対応した波長光のみを光学フィルタで抜き出して受光部へと与えることによってクロストーク光の影響を無くしている。なお、発光部４１ａ、４１ｂ、４１ｚが高指向性である半導体レーザであるため、第１実施例のように発光ダイオードなどを利用した場合に比べれば格段にクロストーク光の影響は出にくいが、小型化のために主発光部及び副発光部、主受光部及び副発光部をそれぞれ近接させた場合にはやはりクロストーク光が問題になる。そうした場合に、第１、第２、第４実施例、及び後述の第５実施例の構成は有用である。
【００６１】
［第５実施例］
さらに他の実施例（以下「第５実施例」という）であるロータリエンコーダについて図１４、図１５により説明する。この第５実施例のロータリエンコーダでは、第４実施例と同様にＡ、Ｂ、Ｚの各相の受光部１３ａ、１３ｂ、１３ｚと対に、半導体レーザであるＡ、Ｂ、Ｚ各相の発光部５１ａ、５１ｂ、５１ｚが基板５１に設けられているが、それら発光部の発光波長は同一である（もちろん、異なるものでもよい）。レーザ駆動部５２により、各相の発光部５１ａ、５１ｂ、５１ｚはそれぞれ点滅周波数帯域が重ならないように常時パルス駆動される。すなわち、図１５に示すように、各発光部５１ａ、５１ｂ、５１ｚの点滅周波数ｆａ、ｆｂ、ｆｃは周波数分割されている。
【００６２】
また、Ａ相、Ｂ相、Ｚ相受光部１３ａ、１３ｂ、１３ｚに対応して、それぞれ対になっている発光部５１ａ、５１ｂ、５１ｚの点滅周波数ｆａ、ｆｂ、ｆｃの周波数帯域の信号を抜き出すような通過特性を有するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５５を備える。その後段には、点滅駆動による受光信号のオン／オフ（実際には波形は鈍っているため強弱になる）を平滑化するためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）５６を備える。
【００６３】
すなわち、第１実施例では各発光部及び受光部が時分割で発光及び受光を行うことによってクロストーク光を無くしているのに対し、この第５実施例では、各発光部の点滅周波数をそれぞれ異なるものとし、各発光部に対応した受光部による受光信号において対となる発光部の点滅周波数に対応する信号成分のみをフィルタで抜き出すことによってクロストーク光の影響を無くしている。
【００６４】
なお、上記実施例はいずれも一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜、変更、修正又は追加を行っても本発明に包含されることは明らかである。
【００６５】
具体的には、上記実施例はいずれもインクリメント型のロータリエンコーダであるが、本発明はアブソリュート型のロータリエンコーダにも適用できる。また、本発明はロータリエンコーダのみならず、位置検出の対象物が直線状に往復動するリニアエンコーダにも適用できる。さらにまた、スリットを通過した光を検出する光通過型のエンコーダでなく、ディスクに刻印したパターン或いは反射率を変化させたパターンなどに沿って反射光の有無でパターンを読み取る光反射型のエンコーダに適用できることも当然である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるロータリエンコーダの概略縦断面図。
【図２】第１実施例によるロータリエンコーダの要部の概略斜視図。
【図３】第１実施例によるロータリエンコーダのスリット配列方向の概略縦断面図。
【図４】第１実施例によるロータリエンコーダにおける発光及び受光の制御タイミング図。
【図５】各相で得られるＳ／Ｈ回路の出力信号の一例を示す波形図。
【図６】本発明の第２実施例によるロータリエンコーダの概略縦断面図。
【図７】遮光板の他の例を示す略縦断面図。
【図８】遮光板の他の例を示す略縦断面図（Ａ）及び多層膜の特性を示す図（Ｂ）。
【図９】遮光板の他の例を示す略縦断面図。
【図１０】遮光板の透過率特性の一例を示す図。
【図１１】本発明の第３実施例によるロータリエンコーダのスリット配列方向の概略縦断面図。
【図１２】本発明の第４実施例光学式ロータリエンコーダの概略縦断面図。
【図１３】第４実施例によるロータリエンコーダの動作説明図。
【図１４】本発明の第５実施例によるロータリエンコーダの概略縦断面図。
【図１５】第５実施例によるロータリエンコーダの動作説明図。
【図１６】従来の光学式ロータリエンコーダの概略縦断面図。
【図１７】従来の光学式ロータリエンコーダの要部の外観斜視図。
【図１８】従来の光学式ロータリエンコーダにおける各相の波形整形後の検出信号を示す波形図。
【図１９】従来の光学式ロータリエンコーダにおける信号の状態図。
【符号の説明】
１…ディスク
１ａ、１ｂ、１ｚ…スリット
２…軸
１１…発光基板
１１ａ、１１ｂ、１１ｚ、１１ａ１、１１ａ２、１１ｂ１、１１ｂ２、２０、３１ａ１、３１ａ２、３１ｂ１、３１ｂ２、４１ａ、４１ｂ、４１ｚ…発光部
１２…発光駆動部
１３…受光基板
１３ａ、１３ｂ、１３ｚ、１３ａ１、１３ａ２、１３ｂ１、１３ｂ２…受光部
１４…遮光板
１４ａ…開口部
１４０…ネマティック型液晶体
１４０ａ…液晶分子
１４１…誘電体多層膜バンドパスフィルタ
１４１ａ…基材
１４１ｂ…誘電体多層膜
１４２…光学異方性材料を用いた遮光板
１４２ａ…基材
１４２ｂ…遮光壁
１５…増幅器
１６…Ｓ／Ｈ回路
１７…波形整形部
１８…信号処理部
１９…制御部
２１…発光駆動部
２２…液晶シャッタ
２２ａ、２２ｂ、２２ｚ…開閉窓
４１、５１…基板
４２、５２…レーザ駆動部
４３ａ、４３ｂ、４３ｚ…光学フィルタ
【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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【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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