(57)【要約】【課題】より小さな光学エンコーダを実現すること【解決手段】光学エンコーダ(500)は、（i）第１の方向に交番する一連の第１の領域(552,952)と第２の領域(554,954)からなり、第１の領域(552,952)が第２の領域(554,954)とは異なる光透過率または反射率を有する、Ａ／Ｂパターン(550,950)、及び（ii）前記第１の方向でＡ／Ｂパターン(550,950)に隣接して配置されたインデックスパターン(560,570;960)を有する、エンコーダパターン(505,905)を含む。【選択図】図５
2007064981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延びる線に沿って交番する一連の第１の領域（552）及び第２の領域（554）からなり、前記第１の領域（552）が前記第２の領域（554）とは異なる光透過率または反射率を有する、Ａ／Ｂパターン（550）、及び
前記長手方向に延びる線に沿って配置されたインデックスパターン（560）を含むエンコーダパターン（505）と、
光センサ（503）と前記エンコーダパターン（505）との間の相対的移動を示す第１及び第２のチャネル信号を出力し、且つ前記エンコーダパターン（505）に対する前記光センサのインデックス位置を示すインデックスチャネル信号を出力する検出器アレイ（650）を含む光センサ（602）とを含み、
前記インデックスチャネル信号が、前記検出器アレイ（650）における少なくとも３つの隣接する検出器のセット（680）の出力を論理的に組み合わせることにより得られる、光学エンコーダ（500）。  
【請求項２】
前記インデックスチャネル信号が、前記検出器アレイ（650）における少なくとも３つの隣接する検出器のセット（680）の出力の論理積または否定論理積をとることにより得られる、請求項１に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項３】
前記検出器アレイ（650）における少なくとも３つの隣接する検出器のセット（680）の出力の２つが、前記第１のチャネル信号を得るために使用され、前記検出器アレイ（650）における少なくとも３つの隣接する検出器のセット（680）の出力の別の１つが、前記第２のチャネル信号を得るために使用される、請求項１に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項４】
前記長手方向に延びる線に沿って配置された第２のインデックスパターン（570）をさらに含み、前記検出器アレイ（650）が、前記エンコーダパターンに対する前記光センサ（602）の第２のインデックス位置を示す第２のインデックスチャネル信号を出力し、前記第２のインデックスチャネル信号が、前記検出器アレイ（650）における少なくとも３つの隣接する検出器の第２のセット（685）の出力を論理的に組み合わせることにより得られる、請求項１に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項５】
前記第１及び第２のインデックス位置が、前記光センサ（602）の移動の終点を示す、請求項４に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項６】
前記少なくとも３つの隣接する検出器の第１のセット（680）が、前記検出器アレイ（650）の第１の端部にある最初の３つの検出器であり、前記少なくとも３つの隣接する検出器の第２のセット（685）が、前記検出器アレイ（650）の第２の端部にある最後の３つの検出器である、請求項４に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項７】
前記検出器アレイ（650）における少なくとも３つの隣接する検出器のセット（680）の出力を受け取って、前記インデックスチャネル信号を出力するように適合されたＡＮＤゲート（695）及びＮＡＮＤゲート（690）の一方をさらに含む、請求項１に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項８】
コードホイールと、
光センサ（902）と前記コードホイールとの間の相対的移動を示す第１及び第２のチャネル信号を出力し、且つ前記コードホイールに対する前記光センサ（902）のインデックス位置を示すインデックスチャネル信号を出力する検出器アレイを含む光センサ（902）とを含み、
前記コードホイールが、
前記コードホイール上で円をなす方向に交番する一連の第１の領域（952）及び第２の領域（954）からなり、前記第１の領域（952）が前記第２の領域（954）とは異なる光透過率または反射率を有する、Ａ／Ｂパターン（950）と、
前記円をなす方向で、前記コードホイール上に前記Ａ／Ｂエンコーダパターン（950）に隣接して配置されたインデックスパターン（960）とを有し、
前記インデックスチャネル信号が、前記検出器アレイ（650）における少なくとも３つの隣接する検出器のセット（980）の出力を論理的に組み合わせることにより得られる、光学エンコーダ（500）。
【請求項９】
前記インデックスチャネル信号が、前記検出器アレイにおける少なくとも３つの隣接する検出器のセット（980）の出力の論理積または否定論理積をとることにより得られる、請求項８に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項１０】
前記検出器アレイにおける少なくとも３つの隣接する検出器のセット（980）の出力の２つが、前記第１のチャネル信号を得るために使用され、前記検出器アレイにおける少なくとも３つの隣接する検出器のセット（980）の出力の別の１つが、前記第２のチャネル信号を得るために使用される、請求項８に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項１１】
前記検出器アレイにおける少なくとも３つの隣接する検出器のセット（980）の出力を受け取って、前記インデックスチャネル信号を出力するように適合されたＡＮＤゲート（990）及びＮＡＮＤゲートの一方をさらに含む、請求項８に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項１２】
第１の方向に交番する一連の第１の領域（552、952）及び第２の領域（554、954）からなり、前記第１の領域（552、952）が前記第２の領域（554、954）とは異なる光透過率または反射率を有する、Ａ／Ｂパターン（550、950）、及び
前記第１の方向で前記Ａ／Ｂパターン（550、950）に隣接して配置されたインデックスパターン（560、960）を含むエンコーダパターン（505、905）と、
光センサ（602、902）と前記エンコーダパターン（505、905）との間の相対的移動を示す第１及び第２のチャネル信号を出力し、且つ前記エンコーダパターン（505、905）に対する前記光センサ（602、902）のインデックス位置を示すインデックスチャネル信号を出力する検出器アレイを含む光センサ（602、902）とを含み、
前記インデックスチャネル信号が、前記検出器アレイにおける少なくとも３つの隣接する検出器のセット（680、980）の出力を論理的に組み合わせることにより得られる、光学エンコーダ（500）。  
【請求項１３】
前記インデックス信号が、前記検出器アレイにおける少なくとも３つの隣接する検出器のセット（680、980）の出力の論理積または否定論理積をとることにより得られる、請求項１２に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項１４】
前記検出器アレイにおける少なくとも３つの隣接する検出器のセット（680）の出力の２つが、前記第１のチャネル信号を得るために使用され、前記検出器アレイにおける少なくとも３つの隣接する検出器のセット（685）の出力の別の１つが、前記第２のチャネル信号を得るために使用される、請求項１２に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項１５】
前記インデックスパターン（505）が、直線状のコードストリップのパターンである、請求項１２に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項１６】
前記インデックスパターン（905）が、コードホイールのパターンである、請求項１２に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項１７】
前記第１の方向で前記Ａ／Ｂパターン（550）に隣接して配置された第２のインデックスパターン（570）をさらに含み、前記検出器アレイ（650）が、前記エンコーダパターン（505）に対する前記光センサ（602）の第２のインデックス位置を示す第２のインデックスチャネル信号を出力し、前記第２のインデックスチャネル信号が、前記検出器アレイ（650）における少なくとも３つの隣接する検出器の第２のセット（685）の出力を論理的に組み合わせることにより得られる、請求項１２に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項１８】
前記第１及び第２のインデックス位置が、前記光センサ（602）の移動の終点を示す、請求項１７に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項１９】
前記少なくとも３つの隣接する検出器の第１のセット（680）が、前記検出器アレイ（650）の第１の端部にある最初の３つの検出器であり、前記少なくとも３つの隣接する検出器の第２のセット（685）が、前記検出器アレイ（650）の第２の端部にある最後の３つの検出器である、請求項１７に記載の光学エンコーダ（500）。
【請求項２０】
前記検出器アレイにおける少なくとも３つの隣接する検出器のセット（680、980）の出力を受け取って、前記インデックスチャネル信号を出力するように適合されたＡＮＤゲート（695、990）及びＮＡＮＤゲートの一方をさらに含む、請求項１２に記載の光学エンコーダ（500）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、統合インデックスチャネルを備える光学エンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学エンコーダは、何らかの基準に対して物体の移動および／または位置を求めるために広範囲の様々な状況において使用される。光符号化は、動いているコンポーネントの中で、動きを測定および追跡するための安価で信頼できる態様として、機械システムで使用されることが多い。例えば、プリンタ、スキャナ、写真式複写機、ファクシミリ、プロッタ、及び他のイメージングシステムは、イメージが媒体に印刷されるか、又はイメージが媒体からスキャンされる際に、用紙などのイメージ媒体の移動を追跡するために光符号化を使用することが多い。
【０００３】
光符号化の１つの一般的な技術は、光センサとエンコーダパターン（又は符号化媒体）を使用する。光センサは、エンコーダパターンの表面に焦点を合わせる。センサがエンコーダパターン（又は符号化媒体）に対して移動するか、又はエンコーダパターンがセンサに対して移動する際、センサが、動きを検出するためにエンコーダパターンを透過した光、又はエンコーダパターンにより反射された光のパターンを読み取る。
【０００４】
典型的なエンコーダパターンは、交番している一連の特徴要素である。エンコーダ及びセンサが互いに対して移動する場合、そのパターンにおける１つの特徴要素から次までの遷移は、光学的に検出される。例えば、エンコーダパターンは、不透明材料における穴、又は光学的透過性ウィンドウの交番するパターンとすることができる。この場合、光センサは、暗闇から穴またはウィンドウを通過する光までの遷移を検出することができる。
【０００５】
図１は、光放出器１０１及び光センサ１０２を含む光学ユニット１０３と、光放出器１０１と光センサ１０２との間に配置された光制御部材（エンコーダパターン）１０５とを含む、基本的な光学エンコーダ１００を示す。光学ユニット１０３及びエンコーダパターン１０５は、エンコーダパターン１０５の長手方向に直線的態様で互いに対して移動することができる。例えば、光学ユニット１０３がインクジェットプリンタのプリントヘッドに装着され、エンコーダパターン１０５がインクジェットプリンタのケースに固定される場合、光学ユニット１０３は、プリントヘッドが移動する際にエンコーダパターン１０５の全長に沿って移動する。
【０００６】
図２Ａおよび図２Ｂは、エンコーダパターン及び光センサを含む３チャネル光学エンコーダをさらに詳細に示す。図２Ａは、交番するＡ／Ｂパターン２１０及び別個のインデックスパターン２２０を含む、コードホイール（又はコードストリップ）のエンコーダパターン１０５を示す。Ａ／Ｂパターン２１０は、光学エンコーダの設計に応じて、異なる光透過率または反射率の交番する領域を有するパターンからなる。第１の部分（「Ａ」）２１２の全ては、エンコーダパターン１０５に沿って長手方向に同じ長さを有する。第２の部分（「Ｂ」）２１４の全ては、エンコーダパターン１０５に沿って長手方向に同じ長さを有する。さらに、長手方向にエンコーダパターン１０５に沿った第１の部分２１２の長さ、及び長手方向にエンコーダパターン１０５に沿った第２の部分２１４の長さは互いに等しい。即ち、長手方向にエンコーダパターン１０５に沿った第１の部分２１２の長さ、及び長手方向にエンコーダパターン１０５に沿った第２の部分２１４の長さの合計としての長さＬは、第１及び第２の部分２１２、２１４の任意の隣接する対において、一定である。
【０００７】
一方、図２Ｂは、Ａ／Ｂチャネル検出器アレイ２５０、第１及び第２（「Ａ」及び「Ｂ」）のチャネル処理ブロック２７０と２７５、インデックスチャネル検出器２８０、及びインデックスチャネル処理ブロック２９０を含む、光センサ１０２を示す。図２Ａと図２Ｂに示されていないが、光学エンコーダは、図１の光放出器１０１のような光放出器も含む。光放出器は、エンコーダパターン１０５を照明するための１つ又は複数の発光ダイオードからなることができる。
【０００８】
図２Ｂに示されるように、光センサ１０２は、４つのフォトダイオード２６１〜２６４を含むフォトダイオードグループ２６０を含む。これら４つのフォトダイオード２６１〜２６４は、光学ユニット１０３とエンコーダパターン１０５との間の相対的な移動の方向において、互いに近接して構成される。フォトダイオード２６１〜２６４の全ては、構成の方向において同じ長さを有し、４つの長さの合計はＫである。即ち、光学ユニット１０３とエンコーダパターン１０５との間の相対的移動の方向におけるフォトダイオードグループ２６０の長さはＫである。上記の構成において、ＫとＬは互いに等しく、例えば、製造公差または製造誤差の範囲内で互いに等しい。ここで留意すべきは、製造の技術的理由に起因して、隣接するフォトダイオード２６１〜２６４の各対の間にわずかな間隙が存在する可能性があるが、これらの間隙は図２Ｂに示されていない。フォトダイオード２６１〜２６４は、第１及び第２のチャネル処理ブロック２７０と２７５の入力端子と接続された出力端子を有する。
【０００９】
図３は、エンコーダパターン１０５と複数のフォトダイオードグループ２６０を含むＡ／Ｂチャネル検出器アレイ２５０との間の位置関係をさらに明確に示す。
【００１０】
エンコーダパターン１０５が光学ユニット１０３に対して長手方向に移動する（又は、逆もまた同様）場合、第１及び第２のチャネル処理ブロック２７０と２７５はそれぞれ、図４に示されるように、第１及び第２のチャネル信号「Ａ」と「Ｂ」を出力する。
【００１１】
図４で看取され得るように、第１及び第２のチャネル信号は、光学ユニット１０３とエンコーダパターン１０５との間の相対的移動を示す。しかしながら、それらは、光学ユニット１０３とエンコーダパターン１０５の互いに対する位置関係を示していない。多くの場合、光センサ１０２のインデックス位置またはホーミング位置を求めるために、又は光学ユニット１０３の許容可能な移動範囲の終点を検出するために、光学ユニット１０３とエンコーダパターン１０５との間の相対的位置関係を求めることが必要とされる。
【００１２】
従って、図２Ａ〜図２Ｂに示されるように、３チャネル光学エンコーダは、第１及び第２のチャネル（「Ａ」と「Ｂ」）に加えて、インデックスチャネルを含む。即ち、エンコーダパターン１０５は、別個のインデックスパターン２２０を含み、光センサ１０２は、インデックスパターン検出器２８０を含む。インデックスパターン検出器２８０は、図４に示されたインデックスチャネル信号を出力する。
【００１３】
しかしながら、上述したような３チャネル光センサにはいくつかの欠点が存在する。例えば、光学エンコーダがカメラ、携帯電話等のような小さい装置にますます組み込まれる場合、光学エンコーダのサイズを最小にすることがますます重要になっている。しかしながら、インデックスチャネルに対して別個のインデックスチャネル検出器が必要とされることは、光学ユニットの集積回路のサイズを増大させる。同様に、別個のインデックスパターンは、エンコーダパターンのサイズ、及びそれが組み込まれる媒体（例えば、コードストリップ又はコードホイール）のサイズを増加させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、上述した既知の光学エンコーダの欠点を少なくとも克服する光学エンコーダが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
例示的な実施形態において、光学エンコーダは、長手方向に延びる線に沿って交番する一連の第１の領域および第２の領域からなり、第１の領域が前記第２の領域とは異なる光透過率または反射率を有する、Ａ／Ｂパターン、及び長手方向に延びる線に沿って配置されたインデックスパターンを含むエンコーダパターンと；光センサとエンコーダパターンとの間の相対的移動を示す第１及び第２のチャネル信号を出力し、且つエンコーダパターンに対する光センサのインデックス位置を示すインデックスチャネル信号を出力する検出器アレイを含む光センサとを含み、インデックスチャネル信号は、検出器アレイにおける少なくとも３つの隣接する検出器のセットの出力を論理的に組み合わせることにより得られる。
【００１６】
別の例示的な実施形態において、光学エンコーダは、コードホイールと；光センサとコードホイールとの間の相対的移動を示す第１及び第２のチャネル信号を出力し、且つコードホイールに対する光センサのインデックス位置を示すインデックスチャネル信号を出力する検出器アレイを含む光センサとを含み、コードホイールは、コードホイール上で円をなす方向に交番する一連の第１の領域および第２の領域からなり、第１の領域が第２の領域とは異なる光透過率または反射率を有するＡ／Ｂパターンと、円をなす方向で、コードホイール上にＡ／Ｂエンコーダパターンに隣接して配置されたインデックスパターンとを有し、インデックスチャネル信号は、検出器アレイにおける少なくとも３つの隣接する検出器のセットの出力を論理的に組み合わせることにより得られる。
【００１７】
さらに別の例示的な実施形態において、光学エンコーダは、第１の方向に交番する一連の第１の領域および第２の領域からなり、第１の領域が第２の領域とは異なる光透過率または反射率を有するＡ／Ｂパターン、及び第１の方向でＡ／Ｂパターンに隣接して配置されたインデックスパターンを含むエンコーダパターンと；光センサとエンコーダパターンとの間の相対的移動を示す第１及び第２のチャネル信号を出力し、且つエンコーダパターンに対する光センサのインデックス位置を示すインデックスチャネル信号を出力する検出器アレイを含む光センサとを含み、インデックスチャネル信号は、検出器アレイにおける少なくとも３つの隣接する検出器のセットの出力を論理的に組み合わせることにより得られる。
【００１８】
例示的な実施形態は、添付図面と共に読まれる場合に、以下の詳細な説明から最も良く理解される。種々の要素が必ずしも一律の縮尺に従わずに描かれていることを強調する。実際には、寸法は、説明の明瞭化のために任意に増大または減少している場合がある。適用可能および実用的であれば、同様の参照符号は、同様の要素を表す。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光学エンコーダがより小さく、場合によっては安価になることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下の詳細な説明において、制限のためにではなく説明のために、特定の細部を開示する例示的な実施形態は、本教示による実施形態の完全な理解を提供するために記載される。しかしながら、本開示の利益を有する当業者には明らかになるように、本明細書に開示された特定の細部から逸脱する、本教示による他の実施形態は、依然として添付の特許請求の範囲内にある。さらに、良く知られた装置と方法の説明は、例示的な実施形態の説明を不明瞭にしないように、省略される場合がある。係る方法および装置は、明らかに本教示の範囲内にある。
【００２１】
図５は、別個のインデックス検出器を用いずに、インデックスチャネルを検出する光学エンコーダ５００の例示的な実施形態を示す。光学エンコーダ５００は、光放出器および光センサを含む光学ユニット５０３と、直線状エンコーダパターン５０５を有するコードストリップを含む光制御部材とを含む。直線状エンコーダパターン５０５は、（i）長手方向に延びる線に沿って交番する一連の第１の領域５５２と第２の領域５５４からなり、第１の領域が第２の領域とは異なる光透過率または反射率を有する、Ａ／Ｂパターン５５０、及び（ii）Ａ／Ｂパターン５５０の長手方向に延びる線に沿って配置され、Ａ／Ｂパターン５５０の対応する両端に配置されている、２つのインデックスパターン５６０、５７０を含む。
【００２２】
光学ユニット５０３及びエンコーダパターン５０５は、エンコーダパターン５０５の長手方向に、互いに対して移動することができる。例えば、光学ユニット５０３がインクジェットプリンタのプリントヘッドに搭載され、エンコーダパターン５０５がインクジェットプリンタのケースに固定される場合、光学ユニット５０３は、エンコーダパターン５０５の全長に沿って移動する。
【００２３】
図６Ａは、Ａ／Ｂパターン５５０及びインデックスパターン５７０からなるコードストリップのエンコーダパターン５０５のさらに詳細な図を示す。Ａ／Ｂパターン５５０は、光学エンコーダの設計に応じて、異なる光透過率または反射率の交番する領域を有するパターンからなる。第１の部分（「Ａ」）５５２の全ては、エンコーダパターン５０５に沿って長手方向に同じ長さを有する。第２の部分（「Ｂ」）５５４の全ては、エンコーダパターン５０５に沿って長手方向に同じ長さを有する。さらに、長手方向にエンコーダパターン５０５に沿った第１の部分５５２の長さ、及び長手方向にエンコーダパターン５０５に沿った第２の部分５５４の長さは互いに等しい。即ち、長手方向におけるエンコーダパターン５０５の第１の部分５５２の長さ、及び長手方向におけるエンコーダパターン５０５の第２の部分５５４の長さの合計としての長さＬは、第１及び第２の部分５５２、５５４の任意の対において、一定である。
【００２４】
図６Ａに示されるように、エンコーダパターン５０５は、インデックスパターン５６０、５７０を含む。この実施形態において、インデックスパターン５６０は左側境界インデックスパターンであり、インデックスパターン５７０は右側境界インデックスパターンであり、それらはそれぞれ、光学ユニット５０３の位置移動の左側終点および右側終点を示す。即ち、インデックスパターン５６０、５７０は、エンコーダパターン５０５に対して光学ユニット５０３の絶対位置情報を得るために使用され得る。
【００２５】
一方、図６Ｂは、図５の光センサ（光学ユニット）５０３に含まれ得る光センサ６０２の例示的な実施形態を示す。光センサ６０２は、検出器アレイ６５０、第１及び第２のチャネル（「Ａ」と「Ｂ」）処理ブロック６７０と６７５、並びに第１及び第２のインデックスチャネル処理ブロック６９０、６９５を含む。図６Ａ〜図６Ｂに示されていないが、光学エンコーダ５００は、図１の光放出器１０１のような光放出器も含む。光放出器は、エンコーダパターン５０５を照明するための１つ又は複数の発光ダイオードからなることができる。
【００２６】
光センサ６０２は、図６Ｂに示されるように、４つのフォトダイオード６６１〜６６４を含むフォトダイオードグループ６６０を含む。しかしながら、任意の好都合な光検出器がフォトダイオードの代わりに使用され得る。これら４つのフォトダイオード６６１〜６６４は、光学ユニット５０３とエンコーダパターン５０５との間の相対的移動の方向において、互いに近接して構成される。フォトダイオード６６１〜６６４の全ては、構成の方向において同じ長さを有し、４つの長さの合計はＫである。即ち、光学ユニット５０３とエンコーダパターン５０５との間の相対的移動の方向におけるフォトダイオードグループ６６０の長さはＫである。上記の構成において、ＫとＬは互いに等しく、例えば、製造公差または製造誤差の範囲内で互いに等しい。ここで留意すべきは、製造の技術的理由に起因して、隣接するフォトダイオード６６１〜６６４の各対の間にわずかな間隙が存在する可能性があるが、これらの間隙は図６Ｂに示されていない。フォトダイオード６６１〜６６４は、第１及び第２のチャネル処理ブロック６７０と６７５の入力端子と接続された出力端子を有する。
【００２７】
図７は、エンコーダパターン５０５とＡ／Ｂチャネル検出器アレイ６５０との間の位置関係を示す。
【００２８】
エンコーダパターン５０５が光学ユニット５０３に対して長手方向に移動する（又は、逆もまた同様）場合、第１及び第２のチャネル処理ブロック６７０と６７５はそれぞれ、図８に示されるように、第１及び第２のチャネル信号「Ａ」と「Ｂ」を出力する。図８において看取され得るように、第１及び第２のチャネル信号は、光学ユニット５０３とエンコーダパターン５０５との間の相対的移動を示す。
【００２９】
上述したように、光センサ６０２は、検出器アレイ６５０において少なくとも３つの隣接する検出器からなる第１のセット６８０、及び検出器アレイ６５０において少なくとも３つの隣接する検出器からなる第２のセット６８５を含む。検出器アレイ６５０における少なくとも３つの隣接する検出器からなる第１のセット６８０の検出器の出力信号は、第１のインデックスチャネル処理ブロック６９０の入力端子と接続される。同様に、検出器アレイ６５０における少なくとも３つの隣接する検出器からなる第２のセット６８５の検出器の出力信号は、第２のインデックスチャネル処理ブロック６９５の入力端子と接続される。
【００３０】
第１のインデックスチャネル処理ブロック６９０は、図８に示されるような第１のインデックスチャネル信号を得るために、検出器の第１のセット６８０の検出器出力を論理的に組み合わせる。図６Ｂに示された実施形態において、第１のインデックスチャネル処理ブロック６９０は、第１のインデックスチャネル信号を得るために、検出器の第１のセット６８０の検出器出力の否定論理積をとるためのＮＡＮＤゲートを含む。同様に、第２のインデックスチャネル処理ブロック６９５は、図８に示されるような第２のインデックスチャネル信号を得るために、検出器の第２のセット６８５の検出器出力を論理的に組み合わせる。図６Ｂに示された実施形態において、第２のインデックスチャネル処理ブロック６９５は、第２のインデックスチャネル信号を得るために、検出器の第２のセット６８５の検出器出力の論理積をとるためのＡＮＤゲートを含む。理解されるべきは、第１及び第２のインデックスパターン５７０、５６０に応じて、検出器の第１及び第２のセット６８０と６８５の出力の他の論理的組み合わせが可能である。例えば、いくつかの実施形態において、第１のインデックスチャネル処理ブロック６９０は、ＮＡＮＤゲートの代わりにＡＮＤゲートを含むことができ、同様に第２のインデックスチャネル処理ブロック６９５は、ＡＮＤのゲートの代わりにＮＡＮＤゲートを含むことができる。
【００３１】
図８で看取されるように、第１及び第２のインデックスチャネル信号はそれぞれ、光学ユニット５０３の位置移動の左側終点および右側終点を示す。より一般的には、第１及び第２のインデックスチャネル信号は、エンコーダパターン５０５に対する光学ユニット５０３の絶対位置情報を示す。当然のことながら、１つの終点だけを確立ことが必要とされるか、又は望まれる適当な用途において、１つのインデックスチャネルパターン及びインデックスチャネル処理ブロックだけが使用され得る。
【００３２】
また、第１及び第２のセット６８０、６８５の検出器の出力信号は、第１及び第２のチャネル処理ブロック６７０と６７５の入力端子とも接続され、それにより、光学ユニット５０３とエンコーダパターン５０５との間の相対的移動を示す第１及び第２のチャネル信号「Ａ」と「Ｂ」を得るために使用される。
【００３３】
上述したようなエンコーダ５００は、任意の独立した専用のインデックスチャネル検出器、又は任意の遠隔のインデックスパターンを使用せずに、インデックスチャネル信号（単数または複数）を提供することができる。これにより、光学エンコーダの集積回路、及び／又はエンコーダパターンを含むコードストリップ又はコードホイールのサイズが低減され得る。従って、これにより、光学エンコーダがより小さく、場合によっては安価になることが可能になる。
【００３４】
図９Ａは、光学エンコーダのコードストリップ又はコードホイールのエンコーダパターン９０５に関する別の例示的な実施形態を示す。図５及び図６Ａのエンコーダパターン５０５とは異なり、エンコーダパターン９０５は、一連の第１の領域９５２及び第２の領域９５４からなるＡ／Ｂパターン９５０の「中間」に単一のインデックスパターン９６０を含む。
【００３５】
説明を簡単にするために、エンコーダパターン９０５は、直線状であり、且つ長手方向に延びるように図９Ａに示されるが、理解されるべきは、エンコーダパターン９０５はコードホイールと合体され得る。その場合、エンコーダパターン９０５は、コードホイールの表面に沿って、円をなす方向に延在することができる。即ち、その場合、エンコーダパターン９０５は、（i）コードホイール上で円をなす方向に交番する一連の第１の領域９５２と第２の領域９５４からなり、第１の領域９５２が第２の領域９５４とは異なる光透過率または反射率を有する、Ａ／Ｂパターン９５０、及び（ii）コードホイール上に、円をなす方向においてＡ／Ｂエンコーダパターン９５０に隣接して配置されたインデックスパターン９６０を含む。本明細書で使用される場合、「円をなす方向」に延在するという意味は、その完了時に円を描く経路に沿って延在することである。
【００３６】
図９Ｂは、エンコーダパターン９０５と使用され得る光学エンコーダの光センサ９０２に関する別の例示的な実施形態を示す。光センサ６０２とは異なり、光センサ９０２は、検出器アレイにおいて少なくとも３つの隣接する検出器の単一のセット９８０を含む。検出器アレイにおける少なくとも３つの隣接する検出器のセット９８０の検出器の出力信号は、インデックスチャネル処理ブロック９９０の入力端子と接続される。インデックスチャネル処理ブロック９９０は、図１０に示されるようなインデックスチャネル信号を得るために、検出器のセット９８０の検出器出力を論理的に組み合わせる。図９Ｂに示された実施形態において、インデックスチャネル処理ブロック９９０は、インデックスチャネル信号を得るために、検出器のセット９８０の検出器出力の論理積をとるためのＡＮＤゲートを含む。理解されるべきは、インデックスパターン９９０に応じて、検出器のセット９８０の検出器出力の他の論理的な組み合わせが可能である。例えば、いくつかの実施形態において、インデックスチャネル処理ブロック９９０は、ＡＮＤゲートの代わりにＮＡＮＤゲートを含むことができる。
【００３７】
図１０で看取され得るように、インデックスチャネル信号は、光学ユニットのホーミング位置を示す。より一般的には、インデックスチャネル信号は、エンコーダパターン９０５に対する光学ユニットの絶対位置情報を示す。
【００３８】
また、検出器アレイにおける少なくとも３つの隣接する検出器のセット９８０の検出器の出力信号は、第１及び第２のチャネル処理ブロック９７０と９７５の入力端子とも接続され、それにより、光学ユニットとエンコーダパターン９０５との間の相対的移動を示す、図１０の第１及び第２のチャネル信号「Ａ」と「Ｂ」を得るために使用される。
【００３９】
本明細書において、例示的な実施形態が開示されたが、当業者には認識されるように、本教示に従っている多くの変形形態が可能であり、依然として添付の特許請求の範囲の範囲内にある。従って、実施形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内を除いて、制限されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】基本的な光学エンコーダを示す図である。
【図２Ａ】３チャネル光学エンコーダのコードストリップ又はコードホイールのエンコーダパターンを示す図である。
【図２Ｂ】３チャネル光学エンコーダのコードストリップ又はコードホイールの光センサを示す図である。
【図３】図２Ａ〜図２ＢのエンコーダパターンとＡ／Ｂチャネル検出器アレイとの間の位置関係を示す図である。
【図４】図２Ｂの３チャネル光センサの出力信号を示す図である。
【図５】光学エンコーダの一実施形態を示す図である。
【図６Ａ】図５の光学エンコーダに関するコードストリップのエンコーダパターンを示す図である。
【図６Ｂ】図５の光学エンコーダに関する光センサの一実施形態を示す図である。
【図７】図６Ａ〜図６ＢのエンコーダパターンとＡ／Ｂチャネル検出器アレイとの間の位置関係を示す図である。
【図８】図６Ｂの光センサの出力信号を示す図である。
【図９Ａ】光学エンコーダのコードストリップ又はコードホイールのエンコーダパターンに関する別の実施形態を示す図である。
【図９Ｂ】光学エンコーダの光センサに関する別の実施形態を示す図である。
【図１０】図９Ｂの光センサの出力信号を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
500  光学エンコーダ
503  光学ユニット
505、905  エンコーダパターン
550、950  Ａ／Ｂパターン
552、554、952、954  領域
560、570、960  インデックスパターン
602  光センサ
650  Ａ／Ｂチャネル検出器アレイ
661〜664  フォトダイオード
680、685、980  検出器のセット
690  ＮＡＮＤゲート
695、990  ＡＮＤゲート
【図１】
2007064981.tif 000003
【図２Ａ】
2007064981.tif 000004
【図２Ｂ】
2007064981.tif 000005
【図３】
2007064981.tif 000006
【図４】
2007064981.tif 000007
【図５】
2007064981.tif 000008
【図６Ａ】
2007064981.tif 000009
【図６Ｂ】
2007064981.tif 000010
【図７】
2007064981.tif 000011
【図８】
2007064981.tif 000012
【図９Ａ】
2007064981.tif 000013
【図９Ｂ】
2007064981.tif 000014
【図１０】
2007064981.tif 000015