(57)【要約】【課題】高精度に位置情報を検出する。【解決手段】エンコーダは、被駆動体の位置情報に応じて互いに周期の異なる第１の周期信号と第２の周期信号とを含む第１の混合信号を出力するｎ個の検出素子であって、第１の周期信号のｍ１周期及び第２の周期信号のｍ２周期（ただしｍ１及びｍ２は２以上の整数）が得られる被駆動体の所定の変位範囲において配置されているｎ個の検出素子と、ｎ個の検出素子が出力するｎ個の出力信号に基づいて、互いに周期の異なるａ１周期及びａ２周期が混合された第２の混合信号を生成する信号生成部と、信号生成部が生成した第２の混合信号に含まれるａ１周期の信号情報とａ２周期の信号情報とを分離する信号分離部と、信号分離部によって分離されたａ１周期の信号情報及びａ２周期の信号情報に基づいて、被駆動体の位置情報を検出する検出部とを備える。【選択図】図２
2013228312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動体の位置情報に応じて互いに周期の異なる第１の周期信号と第２の周期信号とを含む第１の混合信号を出力するｎ個の検出素子であって、前記第１の周期信号のｍ１周期及び前記第２の周期信号のｍ２周期（ただしｍ１及びｍ２は２以上の整数）が得られる前記被駆動体の所定の変位範囲において配置されているｎ個の検出素子と、
前記ｎ個の検出素子が出力する前記ｎ個の出力信号に基づいて、互いに周期の異なるａ１周期及びａ２周期が混合された第２の混合信号を生成する信号生成部と、
前記信号生成部が生成した前記第２の混合信号に含まれる前記ａ１周期の信号情報と前記ａ２周期の信号情報とを分離する信号分離部と、
前記信号分離部によって分離された前記ａ１周期の信号情報及び前記ａ２周期の信号情報に基づいて、前記被駆動体の位置情報を検出する検出部と
を備えることを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
前記ｍ１周期及び前記ｍ２周期は、（ｍ１＞ｎ／２）及び（ｍ２＞ｎ／２）の条件を満たし、
前記ａ１周期及び前記ａ２周期は、｜ａ１｜＝（ｍ１−ｋ１×ｎ）及び｜ａ２｜＝（ｍ２−ｋ２×ｎ）の条件を満たす（ただし、ｋ１及びｋ２は１以上の整数）
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記被駆動体の位置情報に応じて、前記第１の周期信号が得られる第１のパターン、及び前記第２の周期信号が得られる第２のパターンを有する符号板を備え、
前記ｎ個の検出素子は、前記第１のパターン及び前記第２のパターンに基づいて、前記第１の混合信号を出力する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記被駆動体の所定の変位範囲は、前記被駆動体の全変位範囲であり、
前記ｎ個の検出素子は、前記被駆動体の全変位範囲において均等に配置されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記被駆動体の所定の変位範囲は、前記被駆動体の全変位範囲のうちの一部の範囲であり、
前記ｎ個の検出素子は、前記一部の範囲において均等に配置されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記ａ２の値は、（ａ１±１）になるように定められている
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項７】
前記ｍ１の値は、（ｋ×ｎ±１）になるように定められており、
前記ｍ２の値は、（ｋ×ｎ±２）になるように定められている（ただしｋは１以上の整数）
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項８】
前記信号分離部は、
前記第２の混合信号に基づいて、前記ａ１周期の処理信号における第１の位相情報を前記ａ１周期の信号情報として生成するとともに、前記ａ２周期の処理信号における第２の位相情報を前記ａ２周期の信号情報として生成し、
前記検出部は、
前記信号分離部が生成した前記第１の位相情報及び前記第２の位相情報に基づいて、前記被駆動体の絶対位置を示す前記位置情報を検出する
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項９】
前記信号分離部は、
前記第２の混合信号に基づいて、前記ａ１周期に対応する第１の次数のフーリエ係数及び前記ａ２周期に対応する第２の次数のフーリエ係数を生成し、生成した前記第１の次数のフーリエ係数に基づいて前記第１の位相情報を生成するとともに、生成した前記第２の次数のフーリエ係数に基づいて前記第２の位相情報を生成する
ことを特徴とする請求項８に記載のエンコーダ。
【請求項１０】
前記信号分離部は、
前記第２の混合信号と前記ａ１周期の基準信号とに基づいて前記第１の位相情報を生成するとともに、前記第２の混合信号と前記ａ２周期の基準信号とに基づいて前記第２の位相情報を生成する
ことを特徴とする請求項８に記載のエンコーダ。
【請求項１１】
前記信号分離部は、
前記第２の混合信号から前記ａ１周期の処理信号と前記ａ２周期の処理信号とを分離するフィルタ部を備え、前記フィルタ部によって分離された前記ａ１周期の処理信号と前記ａ１周期の基準信号とに基づいて前記第１の位相情報を生成するとともに、前記フィルタ部によって分離された前記ａ２周期の処理信号と前記ａ２周期の基準信号とに基づいて前記第２の位相情報を生成する
ことを特徴とする請求項１０に記載のエンコーダ。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のエンコーダと、
前記被駆動体を駆動する駆動部と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダ、及び駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
位置情報を検出するエンコーダにおいて、絶対位置情報を検出する１つの方式として、バーニア方式が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このようなバーニア方式のエンコーダは、周期の異なる２つの周期信号を２系統のセンサ部によって検出し、検出した２つの周期信号の位相情報の比較により絶対位置情報を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３３２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のようなエンコーダは、例えば、高次（高調波）の歪み成分（誤差成分）の影響を受け易く、２つの周期信号に高次成分の歪み（誤差成分）が生じている場合に、生じた歪みが位置情報の誤差として検出されることがある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、高精度に位置情報を検出することができるエンコーダ、及び駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明の一実施形態は、被駆動体の位置情報に応じて互いに周期の異なる第１の周期信号と第２の周期信号とを含む第１の混合信号を出力するｎ個の検出素子であって、前記第１の周期信号のｍ１周期及び前記第２の周期信号のｍ２周期（ただしｍ１及びｍ２は２以上の整数）が得られる前記被駆動体の所定の変位範囲において配置されているｎ個の検出素子と、前記ｎ個の検出素子が出力する前記ｎ個の出力信号に基づいて、互いに周期の異なるａ１周期及びａ２周期が混合された第２の混合信号を生成する信号生成部と、前記信号生成部が生成した前記第２の混合信号に含まれる前記ａ１周期の信号情報と前記ａ２周期の信号情報とを分離する信号分離部と、前記信号分離部によって分離された前記ａ１周期の信号情報及び前記ａ２周期の信号情報に基づいて、前記被駆動体の位置情報を検出する検出部とを備えることを特徴とするエンコーダである。
【０００７】
また、本発明の一実施形態は、上記に記載のエンコーダと、前記被駆動体を駆動する駆動部と、を備えることを特徴とする駆動装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高精度に位置情報を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態によるエンコーダの構成の一例を示す概略構成図である。
【図２】第１の実施形態におけるエンコーダの構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態における光センサ部の出力信号を説明する図である。
【図４】第１の実施形態におけるエンコーダの絶対位置情報の検出動作を説明する図である。
【図５】第２の実施形態におけるエンコーダの構成を示すブロック図である。
【図６】第３の実施形態によるエンコーダの構成の一例を示す概略構成図である。
【図７】第４の実施形態によるエンコーダの構成の一例を示す概略構成図である。
【図８】第４の実施形態におけるエンコーダの構成を示すブロック図である。
【図９】第５の実施形態によるエンコーダの構成の一例を示す概略構成図である。
【図１０】本実施形態における駆動装置の概略図である。
【図１１】本実施形態における減速機を備える駆動装置の概略図である。
【図１２】第１の実施形態におけるエンコーダの変形例を示す第１の図である。
【図１３】第１の実施形態におけるエンコーダの変形例を示す第２の図である。
【図１４】第３の実施形態におけるエンコーダの変形例を示す第１の図である。
【図１５】第３の実施形態におけるエンコーダの変形例を示す第２の図である。
【図１６】第５の実施形態におけるエンコーダの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態によるエンコーダについて、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
本実施形態では、一例として、光学式ロータリエンコーダの場合について説明する。また、本実施形態におけるエンコーダは、一例として、離散フーリエ変換エイリアシング方式のバーニア型である。
【００１１】
図１は、第１の実施形態によるエンコーダ１の構成の一例を示す概略構成図である。
ここで、図１（ａ）は、回転子６の回転軸方向（Ｚ軸方向）から見たエンコーダ１の正面図を示し、図１（ｂ）は、Ａ−Ａ’線におけるエンコーダ１の断面図を示している。
【００１２】
図１において、エンコーダ１は、円盤６０を有する回転子６、光センサ部２０、光源部２１、及び光センサ部２０やその他の制御部品を搭載した基板７を備えている。
ここでは、エンコーダ１は、透過型の光学式ロータリエンコーダである場合の一例を示している。また、本実施形態では、エンコーダ１は、機械角９０°の絶対位置情報を検出するバーニア方式のロータリエンコーダである。
【００１３】
円盤６０（符号板）は、回転子６の回転軸と等しい回転軸を中心に回転するように、回転子６に接続されている。また、円盤６０は、同心円上に配置（形成）された２つの明暗格子パターン（６１，６２）を有している。
【００１４】
明暗格子パターン６１（第１のパターン）は、回転子６（被駆動体）の１回転に３６個（３６極）の明暗格子を備えている。すなわち、明暗格子パターン６１は、回転子６の９０°の範囲（所定の変位範囲）に対して、９個の明暗格子を備えている。明暗格子パターン６１は、例えば、回転子６の９０°の範囲でｍ１周期（ここでは、ｍ１＝９周期）の周期信号（第１の周期信号）が得られるように形成されている。明暗格子パターン６１は、例えば、明暗格子パターン６２よりも内側のトラックに形成されている。
【００１５】
明暗格子パターン６２（第２のパターン）は、回転子６（被駆動体）の１回転に４０個（４０極）の明暗格子を備えている。すなわち、明暗格子パターン６２は、回転子６の９０°の範囲（所定の変位範囲）に対して、１０個の明暗格子を備えている。明暗格子パターン６２は、例えば、回転子６の９０°の範囲でｍ２周期（ここでは、ｍ２＝１０周期）の周期信号（第２の周期信号）が得られるように形成されている。明暗格子パターン６２は、例えば、明暗格子パターン６１よりも外側のトラックに形成されている。
ここで、周期の数（サイクル数）ｍ１及びｍ２は、２以上の整数である。なお、サイクル数とは、周期信号における１周期の数を示し、周期の数（サイクル数）ｍ１及びｍ２は、回転子６の９０°の範囲における明暗格子パターン（６１，６２）の極数（刻線数）に対応する。
【００１６】
光源部２１は、例えば、レーザ光を射出するレーザダイオードなどの発光素子であり、後述するドライバ部４２から供給された駆動信号に基づいて、照射光（レーザ光）を明暗格子パターン（６１，６２）に照射する。
【００１７】
光センサ部２０（センサ部）は、ｎ個（例、ｎ＝８個）の受光素子１１〜１８を備える受光素子群である。光センサ部２０は、光源部２１から照射された照射光を、明暗格子パターン（６１，６２）を介して受光する。
受光素子１１〜１８は、例えば、フォトダイオードなどである。ここで、受光素子１１〜１８のうちの任意の受光素子、又は単にエンコーダ１が備える受光素子を示す場合には、受光素子１０（検出素子）と称して以下説明する。
【００１８】
受光素子１１〜１８は、上述した明暗格子パターン（６１，６２）を検出することにより、回転子６の位置情報に応じて互いに周期の異なる第１の周期信号と第２の周期信号とを含む第１の混合信号を出力する。すなわち、８個の受光素子１１〜１８は、明暗格子パターン６１及び明暗格子パターン６２に基づいて、第１の混合信号を出力する。
例えば、上述した回転子６の９０°の範囲（所定の変位範囲）を回転子６が変位した場合に、受光素子１１〜１８は、それぞれ９周期（ｍ１＝９）の周期信号と１０周期（ｍ２＝１０）の周期信号とが混合された混合信号（第１の混合信号）を出力する。ここで、ｍ１周期及びｍ２周期は、（ｍ１＞ｎ／２）及び（ｍ２＞ｎ／２）の条件を満たす。
【００１９】
また、受光素子１１〜１８は、例えば、上述した回転子６の９０°の範囲（所定の変位範囲）において、均等に配置されている。すなわち、受光素子１１〜１８は、例えば、回転子６の９０°の範囲において等間隔（１１．２５°間隔）に配置されている。なお、上述した「均等」には、「略均等」が含まれる。
なお、回転子６の所定の変位範囲（例、上述した９０°の範囲）は、回転子６の全変位範囲（例、３６０°）のうちの一部の範囲であり、８個の受光素子１１〜１８は、この一部の範囲（９０°の範囲）において均等に配置されている。
また、８個の受光素子１１〜１８は、例えば、それぞれが同様の検出感度を有しており、それぞれが同様の出力レベルを有している。
【００２０】
この図１において、回転子６（被駆動体）がＺ軸方向の回転軸を中心として回転すると、回転子６の回転に伴い円盤６０（明暗格子パターン（６１，６２））が回転し、受光素子１１〜１８で検出される光の強度が変化する。エンコーダ１は、この光の強度変化を、受光素子１１〜１８の８個の受光素子１０によりそれぞれ検出し、この検出した光の強度変化量から回転子６の位置情報（例えば、絶対位置情報）を検出する。
【００２１】
図２は、本実施形態におけるエンコーダ１の構成を示すブロック図である。
図２において、エンコーダ１は、光センサ部２０、光源部２１、スイッチ部２、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部３、及び信号処理部４を備えている。ここで、光センサ部２０は、８個の受光素子１１〜１８を有している。
【００２２】
スイッチ部２（切り替え部）は、例えば、少なくとも８つの第１の端子と、１つの第２の端子とを備えているアナログスイッチである。スイッチ部２の第１の端子には、８個の受光素子１０のそれぞれの出力信号線が接続されている。スイッチ部２は、後述する信号処理部４の切り替え制御部４１から出力される制御信号に基づいて、８つの第１の端子のうちのいずれか１つの端子が選択され、この選択された第１の端子と、第２の端子とが接続される。すなわち、スイッチ部２は、切り替え制御部４１から出力される制御信号に基づいて、受光素子１１〜１８のうちのいずれか１つの出力信号を、Ａ／Ｄ変換部３に出力する。スイッチ部２は、例えば、８個の出力信号を所定の順番により切り替えて逐次出力する。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換部３は、例えば、所定のサンプリング周期により、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄコンバータ）である。Ａ／Ｄ変換部３は、スイッチ部２から出力された受光素子１０の出力信号であるアナログ信号を、デジタル信号に変換した出力信号を信号処理部４に出力する。
【００２４】
信号処理部４は、エンコーダ１の信号処理を実行する。信号処理部４は、切り替え制御部４１、ドライバ部４２、信号分離部４３、及び絶対位置検出部４４を備えている。
【００２５】
ドライバ部４２は、光源部２１の発光を駆動する駆動信号（例えば、駆動電流）を生成し、生成した駆動信号を光源部２１に供給する。
【００２６】
切り替え制御部４１は、スイッチ部２の切り替え信号（選択信号）である制御信号を生成する。すなわち、切り替え制御部４１は、制御信号を出力し、受光素子１１〜１８の出力信号を例えば、時計回りの順に切り替えることにより、スイッチ部２に受光素子１１〜１８の各出力信号を順次出力（逐次出力）させる。
なお、逐次出力とは、例えば、受光素子１１〜１８の各出力信号を順次（逐次）出力させることである。本実施形態では、切り替え制御部４１は、一例として、受光素子１１の出力信号から受光素子１８の出力信号の順に（順番に）、出力信号を切り替えて出力する。ここで、「順に」又は「順次（逐次）」又は「順番に」とは、「時系列的に」、または、「複数の中から１つずつ選択的に」という意味である。
【００２７】
また、本実施形態において、切り替え制御部４１と、スイッチ部２と、Ａ／Ｄ変換部３とは、信号生成部３０に対応する。
信号生成部３０は、ｎ個（例、ｎ＝８）の受光素子１１〜１８が出力するｎ個（例、ｎ＝８）の出力信号に基づいて、互いに周期の異なるａ１周期（例、１周期）及びａ２周期（例、２周期）が混合された第２の混合信号を生成する。すなわち、信号生成部３０は、上述した第１の混合信号に基づいて、９周期の出力信号を出力する８個の受光素子１０をスイッチ部２により順次出力させて、ａ１周期（例、１周期）及びａ２周期（例、２周期）を含む第２の混合信号を生成する。ここで、信号生成部３０は、離散フーリエ変換におけるエイリアシングを利用することにより、９周期（ｍ１＝９）の周期信号と１０周期（ｍ２＝１０）の周期信号とを含む第１の混合信号である８個（ｎ＝８）の出力信号により、第２の混合信号を生成する。また、ａ１周期及びａ２周期は、上述したｍ１周期及びｍ２周期よりも低次の周期の数である。なお、離散フーリエ変換におけるエイリアシングについては後述する。信号生成部３０は、第２の混合信号を信号処理部４に出力する。
【００２８】
ここで、ａ１周期及びａ２周期は、｜ａ１｜＝（ｍ１−ｋ１×ｎ）及び｜ａ２｜＝（ｍ２−ｋ２×ｎ）の条件を満たす（ただし、ｋ１及びｋ２は１以上の整数である）。また、ａ２の値は、（ａ１±１）になるように定められており、周期の数ｍ１の値は、（ｋ×ｎ±１）になるように定められており、ｍ２の値は、（ｋ×ｎ±２）になるように定められている（ただしｋは１以上の整数である）。なお、ａ１周期及びａ２周期は整数であり、ａ１の値又はａ２の値がマイナスの場合は、後述する離散フーリエ変換におけるエイリアシングで出現する処理信号の位相が１８０°回転していることを示す。
本実施形態では、例えば、ａ１周期は１周期（＝（９−１×８））であり、ａ２周期は２周期（＝（１０−１×８））である（ｋ１＝ｋ２＝１）。この場合、周期の数ａ２の値は、（ａ１±１）を満たすように、“２”に定められている。また、周期の数ｍ１の値は、“９”（＝１×８＋１）に定められており、ｍ２の値は、“１０”（＝１×８＋２）に定められている（ｋ＝１）。
【００２９】
信号分離部４３は、信号生成部３０が生成した第２の混合信号に含まれるａ１周期（ａ１＝１）の信号情報とａ２周期（ａ２＝２）の信号情報とを分離する。信号分離部４３は、例えば、上述の第２の混合信号に基づいて、ａ１周期の処理信号（ここでは、基本波信号）における第１の位相情報をａ１周期の信号情報として生成するとともに、ａ２周期の処理信号における第２の位相情報をａ２周期の信号情報として生成する。また、信号分離部４３は、例えば、上述の第２の混合信号に基づいて、ａ１周期に対応する第１の次数（例、１次）のフーリエ係数及びａ２周期に対応する第２の次数（例、２次）のフーリエ係数を生成する。信号分離部４３は、生成した第１の次数のフーリエ係数に基づいて第１の位相情報を生成するとともに、生成した第２の次数のフーリエ係数に基づいて第２の位相情報を生成する。
【００３０】
なお、本実施形態における第１の位相情報θは、電気角のことであり、機械角１０°（＝３６０／３６）を３６０°として内挿した情報である。すなわち、回転子６の１回転（３６０°変位）に対して、第１の位相情報は３６θ変位する。第２の位相情報θは、電気角のことであり、機械角９°（＝３６０／４０）を３６０°として内挿した情報である。すなわち、回転子６の１回転（３６０°変位）に対して、第２の位相情報は４０θ変位する。ここで、フーリエ係数に基づいて位相情報（位置情報）を検出する方式を「逆フーリエ変換方式」と称する。
また、信号分離部４３は、フーリエ係数生成部４３１及び位相情報生成部４３２を備えている。
【００３１】
フーリエ係数生成部４３１は、例えば、ａ１周期の処理信号における８個の出力信号に基づいて、ａ１周期に対応する次数（例えば、１次（基本波））のフーリエ係数（ａ１、ｂ１）を生成する。また、フーリエ係数生成部４３１は、例えば、ａ２周期の処理信号における８個の出力信号に基づいて、ａ２周期に対応する次数（例えば、２次）のフーリエ係数（ａ２、ｂ２）を生成する。フーリエ係数生成部４３１は、生成したフーリエ係数を位相情報生成部４３２に出力する。
【００３２】
位相情報生成部４３２は、フーリエ係数生成部４３１が生成したａ１周期に対応する次数（例、１次）のフーリエ係数（ａ１、ｂ１）に基づいて回転子６の第１の位相情報（３６θ）を生成（検出）する。また、位相情報生成部４３２は、ａ２周期に対応する次数（例、２次）のフーリエ係数（ａ２、ｂ２）に基づいて回転子６の第２の位相情報（４０θ）を生成（検出）する。位相情報生成部４３２は、生成した第１の位相情報、及び第２の位相情報を絶対位置検出部４４に出力する。
なお、信号分離部４３（フーリエ係数生成部４３１及び位相情報生成部４３２）による第１の位相情報、及び第２の位相情報の生成方法の一例については、後述する。
【００３３】
絶対位置検出部４４（検出部）は、信号分離部４３によって分離された上述のａ１周期の信号情報及びａ２周期の信号情報に基づいて、回転子６の位置情報（例えば、絶対位置情報）を検出する。絶対位置検出部４４は、例えば、信号分離部４３が生成した第１の位相情報及び第２の位相情報に基づいて、回転子６の絶対位置を示す位置情報を検出する。なお、本実施形態では、絶対位置検出部４４は、第１の位相情報（３６θ）、及び第２の位相情報（４０θ）に基づいて機械角９０°の絶対位置情報（４θ）を検出する。絶対位置検出部４４は、生成した位置情報（４θ）をエンコーダ１の外部に出力する。
【００３４】
次に、光センサ部２０が出力する第１の混合信号、及び離散フーリエ変換におけるエイリアシングについて説明する。
図３は、本実施形態における光センサ部２０の出力信号を説明する図である。
【００３５】
図３（ａ）は、エンコーダ１において、仮に、明暗格子パターン６１のみを備え、明暗格子パターン６２を備えない場合の光センサ部２０の出力信号を示している。ここで、波形Ｗ１は、上述した明暗格子パターン６１のみを備えている場合に、且つ、例えば、回転子６を９０°回転させた場合における１個の受光素子１０（例、受光素子１１）の出力波形を示している。波形Ｗ１に示すように、各受光素子１０は、回転子６の９０°回転により明暗格子パターン６１の極数に等しいｍ１周期（ｍ１＝９）の周期信号（第１の周期信号）を出力する。
【００３６】
また、出力ＰＤ１〜ＰＤ８は、回転子６が静止している場合における受光素子１１〜１８に対応する出力信号を示している。この８個の出力ＰＤ１〜ＰＤ８は、離散フーリエ変換におけるエイリアシングによって、波形Ｗ２に示すようなａ１周期（ａ１＝１）の処理信号（基本波信号）として検出される。すなわち、この波形Ｗ２は、９周期の周期信号を８個の受光素子１０により検出したものであるが、結果として離散フーリエ変換におけるエイリアシングが発生するため、あたかも１周期の処理信号（基本波）を観測したようにみえる。
【００３７】
ここで「エイリアシング（折り返し歪）」とは、例えば、信号波形が所定のサンプリング周波数（ｆｓ）でサンプリングされている場合、信号の周波数が（ｆｓ／２）よりも大きくなると、信号とは異なる周波数の信号が現れる現象である。本実施形態では、信号波形がｍ１周期の周期信号に対応し、周期の数（サイクル数）ｍ１が周期信号の空間周波数（空間情報）に対応する。また、サンプリング周波数（ｆｓ）は、受光素子１０の個数であるｎ個に対応する。このことから、ｍ１周期は、受光素子１０の数ｎの二分の一より大きい値である。例えば、受光素子１０の数が８個の場合に、ｍ１周期は、４以上にする必要がある。また、この「エイリアシング」を利用して、ｍ１周期の周期信号から信号処理の容易なｍ１周期より低次のａ１周期の処理信号を検出するために、ａ１周期、ｍ１周期、及びｎ個の値は、上述したように、｜ａ１｜＝（ｍ１−ｋ１×ｎ）を満たすように設定されている。本実施形態では、この「エイリアシング」を利用することにより、９周期（ｍ１＝９）の周期信号を８個（ｎ＝８）の受光素子１０の検出信号により、１周期（ａ１＝１）の処理信号を検出することが可能である。
【００３８】
図３（ｂ）は、エンコーダ１において、仮に、明暗格子パターン６２のみを備え、明暗格子パターン６１を備えない場合の光センサ部２０の出力信号を示している。ここで、波形Ｗ３は、上述した明暗格子パターン６２のみを備えている場合に、且つ、例えば、回転子６を９０°回転させた場合における１個の受光素子１０（例、受光素子１１）の出力波形を示している。波形Ｗ３に示すように、各受光素子１０は、回転子６の９０°回転により明暗格子パターン６２の極数に等しいｍ２周期（ｍ２＝１０）の周期信号（第２の周期信号）を出力する。
【００３９】
また、この場合、８個の出力ＰＤ１〜ＰＤ８は、離散フーリエ変換におけるエイリアシングによって、波形Ｗ４に示すようなａ２周期（ａ２＝２）の処理信号（２次の高調波信号）として検出される。すなわち、この波形Ｗ４は、１０周期の周期信号を８個の受光素子１０により検出したものであるが、結果として離散フーリエ変換におけるエイリアシングが発生するため、あたかも２周期の処理信号（２次の高調波信号）を観測したようにみえる。
【００４０】
なお、ここでは、この「エイリアシング」を利用して、ｍ２周期の周期信号から信号処理の容易なｍ２周期より低次のａ２周期の処理信号を検出するために、ａ２周期、ｍ２周期、及びｎ個の値は、上述したように、｜ａ２｜＝（ｍ２−ｋ２×ｎ）を満たすように設定されている。本実施形態では、この「エイリアシング」を利用することにより、１０周期（ｍ２＝９）の周期信号を８個（ｎ＝８）の受光素子１０の検出信号により、２周期（ａ１＝２）の処理信号を検出することが可能である。
【００４１】
図３（ｃ）は、本実施形態による明暗格子パターン６１、及び明暗格子パターン６２を備えるエンコーダ１における光センサ部２０の出力信号を示している。この図３（ｃ）における光センサ部２０の出力信号は、上述した図３（ａ）及び図３（ｂ）における光センサ部２０の出力信号を混合した混合信号となる。ここで、波形Ｗ５は、例えば、回転子６を９０°回転させた場合における１個の受光素子１０（例、受光素子１１）の出力波形を示している。波形Ｗ５は、波形Ｗ１と波形Ｗ３とを混合（合成）した混合信号（第１の混合信号）である。
【００４２】
また、この場合、８個の出力ＰＤ１〜ＰＤ８は、離散フーリエ変換におけるエイリアシングによって、波形Ｗ６に示すようなａ１周期（ａ１＝１）の処理信号（基本波信号）とａ２周期（ａ２＝２）の処理信号（２次の高調波信号）とを混合した混合信号（第２の混合信号）して検出される。すなわち、この波形Ｗ６は、９周期と１０周期とを含む混合信号を８個の受光素子１０により検出したものであるが、結果として離散フーリエ変換におけるエイリアシングが発生するため、あたかも１周期と２周期とを含む混合信号を観測したようにみえる。
【００４３】
ここで、上述した出力ＰＤ１〜ＰＤ８は、下記の式（１）として表される。
【００４４】
【数１】
2013228312.tif 000003
【００４５】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１の動作について説明する。
図４は、本実施形態におけるエンコーダ１の絶対位置情報の検出動作を説明する図である。
図４において、まず、光センサ部２０は、波形Ｗ５に示すように、３６極の空間情報（ｇ１（θ１））と４０極の空間情報（ｇ２（θ２））とを含む第１の混合信号である混合空間情報（ｇ１（θ１）＋ｇ２（θ２））を出力する。ここで、変数θ１及び変数θ２は、位置情報（位相情報）である。
【００４６】
次に、信号生成部３０は、スイッチ部２が８個の出力信号を所定の順番により切り替えて逐次出力し、スイッチ部２から出力する逐次出力信号に基づいて、波形Ｗ６に示すような第２の混合信号である低次混合空間情報（ｆ１（ｔ，θ１）＋ｆ２（ｔ，θ２））を生成する。すなわち、切り替え制御部４１は、制御信号を出力し、受光素子１１〜１８の出力信号を例えば、時計回りの順に切り替えることにより、スイッチ部２に受光素子１１〜１８の各出力信号を順次出力（逐次出力）させる。このように、信号生成部３０は、スイッチ部２を８個の出力信号を所定の順番により切り替えて逐次出力し、スイッチ部２から出力する逐次出力信号に基づいて、第２の混合信号を生成する。ここで、変数ｔは、時間を示している。
なお、本実施形態では、信号生成部３０は、第２の混合信号を、Ａ／Ｄ変換部３を介して出力ＰＤ１〜ＰＤ８のデジタル値として信号分離部４３に出力する。
【００４７】
次に、信号分離部４３は、信号生成部３０が生成した第２の混合信号に含まれるａ１周期（ａ１＝１）の信号情報とａ２周期（ａ２＝２）の信号情報とを分離する。すなわち、信号分離部４３は、第２の混合信号から基本波の位相情報（ｆ１（ｔ，θ１））を分離するとともに、第２の混合信号から２次高調波の位相情報（ｆ２（ｔ，θ２））を分離する。例えば、信号分離部４３は、第２の混合信号に基づいて、波形Ｗ７に示すような基本波信号と、波形Ｗ８に示すような２次の高調波信号とに分離し、分離したそれぞれの信号の位相情報を検出する。
【００４８】
なお、本実施形態では、信号分離部４３は、逆フーリエ変換方式により位相情報を生成する。例えば、フーリエ係数生成部４３１は、第２の混合信号に基づいて、１次（基本波）のフーリエ係数（ａ１、ｂ１）を生成する。また、フーリエ係数生成部４３１は、例えば、第２の混合信号に基づいて、２次のフーリエ係数（ａ２、ｂ２）を生成する。フーリエ係数生成部４３１は、生成したフーリエ係数を位相情報生成部４３２に出力する。
位相情報生成部４３２は、フーリエ係数生成部４３１が生成した１次（基本波）のフーリエ係数（ａ１、ｂ１）に基づいて回転子６の第１の位相情報（θ１＝３６θ）を生成（する。また、位相情報生成部４３２は、２次のフーリエ係数（ａ２、ｂ２）に基づいて回転子６の第２の位相情報（θ２＝４０θ）を生成する。位相情報生成部４３２は、生成した第１の位相情報、及び第２の位相情報を絶対位置検出部４４に出力する。
【００４９】
次に、絶対位置検出部４４は、信号分離部４３（位相情報生成部４３２）が分離（生成）した第１の位相情報（θ１）及び第２の位相情報（θ２）を比較することにより、絶対位置情報（ここでは、９０°の範囲の絶対位置情報（ＡＢＳ出力））を検出する。
【００５０】
次に、本実施形態における絶対位置情報の検出処理の一例を説明する。
まず、信号分離部４３のフーリエ係数生成部４３１は、上述した式（１）に示す８個の出力信号（出力ＰＤ１〜ＰＤ８）に基づいて、基本波のフーリエ係数（ａ１、ｂ１）を生成する。この場合、フーリエ係数生成部４３１は、下記の式（２）に基づいて、基本波のフーリエ係数ａ１を生成する。
【００５１】
【数２】
2013228312.tif 000004
【００５２】
ここで、式（２）におけるｆ１（θ）〜ｆ８（θ）は、式（１）の出力ＰＤ１〜ＰＤ８に対応する。また、式（２）におけるｃｏｓ（０）、ｃｏｓ（π／４）、ｃｏｓ（２π／４）、ｃｏｓ（３π／４）、ｃｏｓ（４π／４）、ｃｏｓ（５π／４）、ｃｏｓ（６π／４）、及びｃｏｓ（７π／４）は、フーリエ係数ａ１を算出する際に用いる定数である。
【００５３】
また、フーリエ係数生成部４３１は、下記の式（３）に基づいて、基本波のフーリエ係数ｂ１を生成する。
【００５４】
【数３】
2013228312.tif 000005
【００５５】
ここで、式（３）におけるｆ１（θ）〜ｆ８（θ）は、式（１）の出力ＰＤ１〜ＰＤ８に対応する。また、式（３）におけるｓｉｎ（０）、ｓｉｎ（π／４）、ｓｉｎ（２π／４）、ｓｉｎ（３π／４）、ｓｉｎ（４π／４）、ｓｉｎ（５π／４）、ｓｉｎ（６π／４）、及びｓｉｎ（７π／４）は、フーリエ係数ｂ１を算出する際に用いる定数である。
なお、式（２）及び式（３）における「４」は、一例として、受光素子１０の数「８」を「２」で除算した値を用いているが、必ずしも「４」を用いなくてもよい。
【００５６】
次に、位相情報生成部４３２は、フーリエ係数生成部４３１が生成したフーリエ係数（ａ１、ｂ１）と、下記の式（４）とに基づいて第１の位相情報（３６θ）を基本波の位相情報として検出する。
【００５７】
【数４】
2013228312.tif 000006
【００５８】
また、フーリエ係数生成部４３１は、上述した式（１）に示す８個の出力信号（出力ＰＤ１〜ＰＤ８）に基づいて、２次のフーリエ係数（ａ２、ｂ２）を生成する。この場合、フーリエ係数生成部４３１は、下記の式（５）に基づいて、基本波のフーリエ係数ａ２を生成する。
【００５９】
【数５】
2013228312.tif 000007
【００６０】
ここで、式（５）におけるｆ１（θ）〜ｆ８（θ）は、式（１）の出力ＰＤ１〜ＰＤ８に対応する。また、式（５）におけるｃｏｓ（０）、ｃｏｓ（２π／４）、ｃｏｓ（４π／４）、ｃｏｓ（６π／４）、ｃｏｓ（８π／４）、ｃｏｓ（１０π／４）、ｃｏｓ（１２π／４）、及びｃｏｓ（１４π／４）は、フーリエ係数ａ２を算出する際に用いる定数である。
【００６１】
また、フーリエ係数生成部４３１は、下記の式（６）に基づいて、２次のフーリエ係数ｂ２を生成する。
【００６２】
【数６】
2013228312.tif 000008
【００６３】
ここで、式（６）におけるｆ１（θ）〜ｆ８（θ）は、式（１）の出力ＰＤ１〜ＰＤ８に対応する。また、式（６）におけるｓｉｎ（０）、ｓｉｎ（２π／４）、ｓｉｎ（４π／４）、ｓｉｎ（６π／４）、ｓｉｎ（８π／４）、ｓｉｎ（１０π／４）、ｓｉｎ（１２π／４）、及びｓｉｎ（１４π／４）は、フーリエ係数ｂ２を算出する際に用いる定数である。
なお、式（５）及び式（６）における「４」は、一例として、受光素子１０の数「８」を「２」で除算した値を用いているが、必ずしも「４」を用いなくてもよい。
【００６４】
次に、位相情報生成部４３２は、フーリエ係数生成部４３１が生成したフーリエ係数（ａ２、ｂ２）と、下記の式（７）とに基づいて第２の位相情報（４０θ）を２次高調波の位相情報として検出する。
【００６５】
【数７】
2013228312.tif 000009
【００６６】
次に、絶対位置検出部４４は、下記の式（８）に示すように、信号分離部４３が分離（生成）した第１の位相情報（３６θ）と第２の位相情報（４０θ）との差分により、回転子６の９０°の範囲における絶対位置情報（４θ）を検出する。
【００６７】
【数８】
2013228312.tif 000010
【００６８】
以上、説明したように、本実施形態におけるエンコーダ１は、ｎ個（例、８個）の受光素子１０が、回転子６の位置情報に応じて互いに周期の異なる第１の周期信号と第２の周期信号とを含む第１の混合信号を出力する。なお、ｎ個の受光素子１０は、第１の周期信号のｍ１周期（例、９周期）及び第２の周期信号のｍ２周期（例、１０周期）が得られる回転子６の所定の変位範囲（例、９０°の範囲）において均等に配置されている。ここで、ｍ１及びｍ２は、２以上の整数である。信号生成部３０は、ｎ個の受光素子１０が出力するｎ個の出力信号に基づいて、互いに周期の異なるａ１周期（例、１周期）及びａ２周期（例、２周期）が混合された第２の混合信号を生成する。信号分離部４３は、信号生成部３０が生成した第２の混合信号に含まれるａ１周期の信号情報とａ２周期の信号情報とを分離する。そして、絶対位置検出部４４は、信号分離部４３によって分離されたａ１周期の信号情報及びａ２周期の信号情報に基づいて、回転子６の位置情報を検出する。
【００６９】
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、例えば、ｍ１周期及びｍ２周期より低次のａ１周期の信号情報とａ２周期の信号情報とを分離するので、高次（高調波）の歪み成分（誤差成分）を処理から分離することができる。そのため、本実施形態におけるエンコーダ１は、高次の歪成分を低減することができる。なお、高次（高調波）の歪み成分（誤差成分）には、１回転中の円盤６０に起因した歪み成分も含まれ、本実施形態におけるエンコーダ１は、同様に、円盤６０に起因した歪み成分を低減することができる。よって、本実施形態におけるエンコーダ１は、高精度に位置情報を検出することができる。
【００７０】
また、本実施形態におけるエンコーダ１は、ｎ個（例、８個）の受光素子１０が、第１の周期信号と第２の周期信号とを含む第１の混合信号を出力するので、第１の周期信号と第２の周期信号との２系統のｎ個の受光素子１０（光センサ部２０）を備える必要がない。そのため、本実施形態におけるエンコーダ１は、ｎ個の受光素子１０（光センサ部２０）を１系統に共有化することができ、同じ回路を２つ用意する必要がない。よって、本実施形態におけるエンコーダ１は、構成を簡略化するとともに、高精度に位置情報を検出することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、ｍ１周期及びｍ２周期は、（ｍ１＞ｎ／２）及び（ｍ２＞ｎ／２）の条件を満たし、ａ１周期及びａ２周期は、｜ａ１｜＝（ｍ１−ｋ１×ｎ）及び｜ａ２｜＝（ｍ２−ｋ２×ｎ）の条件を満たす（ただし、ｋ１及びｋ２は１以上の整数）。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、上述した離散フーリエ変換のエイリアシングを利用して、ａ１周期（例、１周期）及びａ２周期（例、２周期）が混合された第２の混合信号を容易に生成することができる。
【００７２】
また、本実施形態におけるエンコーダ１は、回転子６の位置情報に応じて、第１の周期信号が得られる明暗格子パターン６１、及び第２の周期信号が得られる明暗格子パターン６２を有する円盤６０を備えている。そして、ｎ個（例、８個）の受光素子１０は、明暗格子パターン６１及び明暗格子パターン６２に基づいて、第１の混合信号を出力する。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、簡易な構成により第１の混合信号を得ることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、回転子６の所定の変位範囲は、回転子６の全変位範囲（例、１回転（３６０°））のうちの一部の範囲（例、回転子６の９０°の範囲）である。ｎ個（例、８個）の受光素子１０は、この一部の範囲において均等に配置されている。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、簡易な手段により、この一部の範囲（例、回転子６の９０°の範囲）の絶対位置情報を、高精度に検出することができる。
【００７４】
また、本実施形態では、周期の数ａ２の値は、（ａ１±１）になるように定められている。すなわち、ａ２周期（例、ａ２＝２）は、ａ１周期（例、ａ１＝１）の１周期違いに定められている。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、バーニア方式により、回転子６の所定の変位範囲（例、回転子６の９０°の範囲）の絶対位置情報を、高精度に検出することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、周期の数ｍ１の値は、（ｋ×ｎ±１）になるように定められており、周期の数ｍ２の値は、（ｋ×ｎ±２）になるように定められている（ただしｋは１以上の整数）。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、ａ１周期とａ２周期とを基本波及び２次の高調波に設定することができるので、簡易な手段により、位置情報（位相情報）を検出することができる。よって、本実施形態におけるエンコーダ１は、簡易な手段により、高精度に位置情報を検出することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、信号分離部４３は、第２の混合信号に基づいて、ａ１周期（例、１周期）の処理信号における第１の位相情報（例、３６θ）をａ１周期の信号情報として生成する。また、信号分離部４３は、第２の混合信号に基づいて、ａ２周期（例、２周期）の処理信号における第２の位相情報（例、４０θ）をａ２周期の信号情報として生成する。絶対位置検出部４４は、信号分離部４３が生成した第１の位相情報及び第２の位相情報に基づいて、回転子６の絶対位置を示す位置情報（例、４θ）を検出する。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、バーニア方式を利用して、簡易な手段により、高精度に位置情報を検出することができる。
【００７７】
また、本実施形態では、信号分離部４３は、第２の混合信号に基づいて、ａ１周期に対応する第１の次数（例、１次）のフーリエ係数（ａ１、ｂ１）及びａ２周期に対応する第２の次数（例、２次）のフーリエ係数（ａ２、ｂ２）を生成する。信号分離部４３は、生成した第１の次数のフーリエ係数（ａ１、ｂ１）に基づいて第１の位相情報（例、３６θ）を生成するとともに、生成した第２の次数のフーリエ係数（ａ２、ｂ２）に基づいて第２の位相情報（例、４０θ）を生成する。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、簡易な構成により、第１の位相情報及び第２の位相情報を正確に検出することができる。よって、本実施形態におけるエンコーダ１は、簡易な構成により、高精度に位置情報を検出することができる。
【００７８】
次に、第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第２の実施形態］
第１の実施形態におけるエンコーダ１は、逆フーリエ変換方式を用いて位置情報を検出する場合を説明したが、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、後述する位相変調方式（逐次排出方式）を用いて位置情報を検出する場合について説明する。
【００７９】
本実施形態における受光素子１０の配置及び明暗格子パターン（６１，６２）の極数（刻線数）などの構成は、図１に示される第１の実施形態におけるエンコーダ１と同様である。
【００８０】
図５は、本実施形態におけるエンコーダ１ａの構成を示すブロック図である。
図５において、エンコーダ１ａは、光センサ部２０、光源部２１、スイッチ部２、Ａ／Ｄ変換部３、及び信号処理部４ａを備えている。ここで、光センサ部２０は、８個の受光素子１１〜１８を有している。本実施形態では、信号処理部４ａの構成が、第１の実施形態におけるエンコーダ１と異なる点を除いて、第１の実施形態と同様である。この図において、図２と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８１】
信号処理部４ａは、切り替え制御部４１、ドライバ部４２、信号分離部４３ａ、及び絶対位置検出部４４を備えている。
【００８２】
信号分離部４３ａは、信号生成部３０が生成した第２の混合信号に含まれるａ１周期（ａ１＝１）の信号情報とａ２周期（ａ２＝２）の信号情報とを分離する。信号分離部４３ａは、例えば、上述の第２の混合信号に基づいて、ａ１周期の処理信号（ここでは、基本波信号）における第１の位相情報をａ１周期の信号情報として生成するとともに、ａ２周期の処理信号における第２の位相情報をａ２周期の信号情報として生成する。また、信号分離部４３ａは、例えば、第２の混合信号とａ１周期（ａ１＝１）の基準信号とに基づいて第１の位相情報を生成するとともに、第２の混合信号とａ２周期（ａ２＝２）の基準信号とに基づいて第２の位相情報を生成する。
【００８３】
なお、本実施形態における第１の位相情報θは、電気角のことであり、機械角１０°（＝３６０／３６）を３６０°として内挿した情報である。すなわち、回転子６の１回転（３６０°変位）に対して、第１の位相情報は３６θ変位する。第２の位相情報θは、電気角のことであり、機械角９°（＝３６０／４０）を３６０°として内挿した情報である。すなわち、回転子６の１回転（３６０°変位）に対して、第２の位相情報は４０θ変位する。
また、信号分離部４３ａは、フィルタ部４３３と、位相検出部４３４とを備えている。
【００８４】
フィルタ部４３３は、信号生成部３０によって生成された第２の混合信号からａ１周期（ａ１＝１）の処理信号とａ２周期（ａ２＝２）の処理信号とを分離する。すなわち、フィルタ部４３３は、例えば、第２の混合信号から１次の正弦波を含む所定の周波数帯域を通過させて、１次の正弦波信号（基本波信号）を分離する。また、フィルタ部４３３は、例えば、バンドパスフィルタ回路などを用いて、第２の混合信号から２次の正弦波を含む所定の周波数帯域を通過させて、２次の正弦波信号（２次高調波信号）を分離する。すなわち、フィルタ部４３３は、受光素子１１〜１８を逐次出力させた検出信号（第２の混合信号）のうちの３次以上の高次成分を除去（低減）して、基本波信号の成分と２次高調波信号の成分と分離して、位相検出部４３４に出力する。
【００８５】
位相検出部４３４は、フィルタ部４３３によって分離されたａ１周期の処理信号（例、基本波信号）とａ１周期の基準信号（基本波の基準信号）とに基づいて第１の位相情報を生成する（位相変調方式）。また、位相検出部４３４は、フィルタ部４３３によって分離されたａ２周期の処理信号（例、２次高調波信号）とａ２周期の基準信号（２次高調波の基準信号）とに基づいて第２の位相情報を生成する。ここで、位相検出部４３４は、フィルタ部４３３によって分離された基本波信号に基づいて、例えば、同期検波、位相同期、又は０クロス点位置計測の手法を用いて、基準信号（同期信号）に対する位相値を第１の位相情報（３６θ）として検出する。また、位相検出部４３４は、フィルタ部４３３によって分離された２次高調波信号に基づいて、例えば、同期検波、位相同期、又は０クロス点位置計測の手法を用いて、基準信号（同期信号）に対する位相値を第２の位相情報（４０θ）として検出する。
【００８６】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１ａの動作について説明する。
本実施形態における信号生成部３０の動作は、上述した第１の実施形態と同様である。信号生成部３０は、上述した第１の混合信号を出力する８個の受光素子１１〜１８を逐次出力させて上述した第２の混合信号を生成する。
【００８７】
また、信号分離部４３ａは、上述したように、信号生成部３０によって生成された第２の混合信号と処理信号の基準信号（同期信号）とに基づいて、例えば、同期検波、位相同期、又は０クロス点（ゼロクロス点）位置計測の手法（位相変調方式）を用いて、第１の位相情報（３６θ）及び第２の位相情報（４０θ）を検出する。
【００８８】
絶対位置検出部４４は、第１の実施形態と同様に上述した式（８）を用いて、信号分離部４３ａが分離（生成）した第１の位相情報（３６θ）と第２の位相情報（４０θ）との差分により、回転子６の９０°の範囲における絶対位置情報（４θ）を検出する。
なお、本実施形態におけるエンコーダ１ａの歪成分の低減については、基本波信号及び２次高調波信号をフィルタ部４３３により分離して処理するので、第１の実施形態と同様に、高調波の歪の影響を低減することができる。
【００８９】
以上、説明したように、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、信号分離部４３ａが、第２の混合信号とａ１周期（例、１周期）の基準信号とに基づいて第１の位相情報（例、３６θ）を生成するとともに、第２の混合信号とａ２周期（例、２周期）の基準信号とに基づいて第２の位相情報（例、４０θ）を生成する。また、信号分離部４３ａは、第２の混合信号からａ１周期（例、１周期）の処理信号とａ２周期（例、２周期）の処理信号とを分離するフィルタ部４３３を備えている。そして、信号分離部４３ａ（位相検出部４３４）は、フィルタ部４３３によって分離されたａ１周期の処理信号とａ１周期の基準信号とに基づいて第１の位相情報を生成するとともに、フィルタ部４３３によって分離されたａ２周期の処理信号とａ２周期の基準信号とに基づいて第２の位相情報を生成する。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、第１の実施形態における逆フーリエ変換方式の場合と同様に、簡易な構成により、正確に位置情報を検出することができる。よって、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、高精度に位置情報を検出することができる。
【００９０】
次に、第３の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第３の実施形態］
第３の実施形態におけるエンコーダ１ｂは、位置情報の範囲を全周（上述した回転子６の所定の変位範囲を１周（３６０°））に拡張した場合の一例を示している。
【００９１】
図６は、第３の実施形態によるエンコーダ１ｂの構成の一例を示す概略構成図である。
ここで、図６（ａ）は、回転子６の回転軸方向（Ｚ軸方向）から見たエンコーダ１ｂの正面図を示し、図６（ｂ）は、Ａ−Ａ’線におけるエンコーダ１ｂの断面図を示している。
【００９２】
図６において、エンコーダ１ｂは、円盤６０を有する回転子６、光センサ部２０、光源部２１、及び光センサ部２０やその他の制御部品を搭載した基板７を備えている。この図において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
ここでは、エンコーダ１ｂは、透過型の光学式ロータリエンコーダである場合の一例を示している。また、本実施形態では、エンコーダ１ｂは、機械角３６０°の絶対位置情報を検出するバーニア方式のロータリエンコーダである。
【００９３】
本実施形態において、円盤６０は、同心円上に配置（形成）された２つの明暗格子パターン（６１ａ，６２ａ）を有している。
【００９４】
明暗格子パターン６１ａ（第１のパターン）は、回転子６（被駆動体）の１回転に９個（９極）の明暗格子を備えている。すなわち、明暗格子パターン６１ａは、回転子６の３６０°の範囲（所定の変位範囲）に対して、９個の明暗格子を備えている。明暗格子パターン６１ａは、例えば、回転子６の３６０°の範囲でｍ１周期（ここでは、ｍ１＝９周期）の周期信号（第１の周期信号）が得られるように形成されている。明暗格子パターン６１ａは、例えば、明暗格子パターン６２ａよりも内側のトラックに形成されている。
【００９５】
明暗格子パターン６２ａ（第２のパターン）は、回転子６（被駆動体）の１回転に１０個（１０極）の明暗格子を備えている。すなわち、明暗格子パターン６２ａは、回転子６の３６０°の範囲（所定の変位範囲）に対して、１０個の明暗格子を備えている。明暗格子パターン６２ａは、例えば、回転子６の３６０°の範囲でｍ２周期（ここでは、ｍ２＝１０周期）の周期信号（第２の周期信号）が得られるように形成されている。明暗格子パターン６２ａは、例えば、明暗格子パターン６１ａよりも外側のトラックに形成されている。
ここで、周期の数（サイクル数）ｍ１及びｍ２は、２以上の整数である。
【００９６】
また、受光素子１１〜１８は、例えば、上述した回転子６の３６０°の範囲（所定の変位範囲）において、均等に配置されている。すなわち、受光素子１１〜１８は、例えば、回転子６の３６０°の範囲において等間隔（４５°間隔）に配置されている。なお、上述した「均等」には、「略均等」が含まれる。
なお、本実施形態では、回転子６の所定の変位範囲（例、上述した３６０°の範囲）は、回転子６の全変位範囲（例、３６０°）であり、８個の受光素子１１〜１８は、この全変位範囲（例、３６０°）において均等に配置されている。
また、８個の受光素子１１〜１８は、例えば、それぞれが同様の検出感度を有しており、それぞれが同様の出力レベルを有している。
【００９７】
エンコーダ１ｂが備えるその他の構成については、第１の実施形態と同様である。
【００９８】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１ｂの動作について説明する。
本実施形態におけるエンコーダ１ｂの基本的な動作は、第１の実施形態と同様である。
本実施形態では、絶対位置情報が回転子６の全周（１回転）における位置情報である点が第１の実施形態と異なる。以下、本実施形態における絶対位置情報の検出処理の一例を説明する。
【００９９】
まず、本実施形態における８個の受光素子１１〜１８の出力信号である出力ＰＤ１〜ＰＤ８は、下記の式（９）として表される。
【０１００】
【数９】
2013228312.tif 000011
【０１０１】
次に、信号分離部４３のフーリエ係数生成部４３１は、上述した式（９）に示す８個の出力信号（出力ＰＤ１〜ＰＤ８）に基づいて、基本波のフーリエ係数（ａ１、ｂ１）を生成する。この場合、フーリエ係数生成部４３１は、下記の式（１０）に基づいて、基本波のフーリエ係数ａ１を生成する。
【０１０２】
【数１０】
2013228312.tif 000012
【０１０３】
ここで、式（１０）におけるｆ１（θ）〜ｆ８（θ）は、式（９）の出力ＰＤ１〜ＰＤ８に対応する。また、式（２）におけるｃｏｓ（０）、ｃｏｓ（π／４）、ｃｏｓ（２π／４）、ｃｏｓ（３π／４）、ｃｏｓ（４π／４）、ｃｏｓ（５π／４）、ｃｏｓ（６π／４）、及びｃｏｓ（７π／４）は、フーリエ係数ａ１を算出する際に用いる定数である。
【０１０４】
また、フーリエ係数生成部４３１は、下記の式（１１）に基づいて、基本波のフーリエ係数ｂ１を生成する。
【０１０５】
【数１１】
2013228312.tif 000013
【０１０６】
ここで、式（１１）におけるｆ１（θ）〜ｆ８（θ）は、式（９）の出力ＰＤ１〜ＰＤ８に対応する。また、式（１１）におけるｓｉｎ（０）、ｓｉｎ（π／４）、ｓｉｎ（２π／４）、ｓｉｎ（３π／４）、ｓｉｎ（４π／４）、ｓｉｎ（５π／４）、ｓｉｎ（６π／４）、及びｓｉｎ（７π／４）は、フーリエ係数ｂ１を算出する際に用いる定数である。
なお、式（１０）及び式（１１）における「４」は、一例として、受光素子１０の数「８」を「２」で除算した値を用いているが、必ずしも「４」を用いなくてもよい。
【０１０７】
次に、位相情報生成部４３２は、フーリエ係数生成部４３１が生成したフーリエ係数（ａ１、ｂ１）と、下記の式（１２）とに基づいて第１の位相情報（９θ）を基本波の位相情報として検出する。
【０１０８】
【数１２】
2013228312.tif 000014
【０１０９】
また、フーリエ係数生成部４３１は、上述した式（９）に示す８個の出力信号（出力ＰＤ１〜ＰＤ８）に基づいて、２次のフーリエ係数（ａ２、ｂ２）を生成する。この場合、フーリエ係数生成部４３１は、下記の式（１３）に基づいて、基本波のフーリエ係数ａ２を生成する。
【０１１０】
【数１３】
2013228312.tif 000015
【０１１１】
ここで、式（１３）におけるｆ１（θ）〜ｆ８（θ）は、式（９）の出力ＰＤ１〜ＰＤ８に対応する。また、式（１３）におけるｃｏｓ（０）、ｃｏｓ（２π／４）、ｃｏｓ（４π／４）、ｃｏｓ（６π／４）、ｃｏｓ（８π／４）、ｃｏｓ（１０π／４）、ｃｏｓ（１２π／４）、及びｃｏｓ（１４π／４）は、フーリエ係数ａ２を算出する際に用いる定数である。
【０１１２】
また、フーリエ係数生成部４３１は、下記の式（１４）に基づいて、２次のフーリエ係数ｂ２を生成する。
【０１１３】
【数１４】
2013228312.tif 000016
【０１１４】
ここで、式（１４）におけるｆ１（θ）〜ｆ８（θ）は、式（９）の出力ＰＤ１〜ＰＤ８に対応する。また、式（１４）におけるｓｉｎ（０）、ｓｉｎ（２π／４）、ｓｉｎ（４π／４）、ｓｉｎ（６π／４）、ｓｉｎ（８π／４）、ｓｉｎ（１０π／４）、ｓｉｎ（１２π／４）、及びｓｉｎ（１４π／４）は、フーリエ係数ｂ２を算出する際に用いる定数である。
なお、式（１３）及び式（１４）における「４」は、一例として、受光素子１０の数「８」を「２」で除算した値を用いているが、必ずしも「４」を用いなくてもよい。
【０１１５】
次に、位相情報生成部４３２は、フーリエ係数生成部４３１が生成したフーリエ係数（ａ２、ｂ２）と、下記の式（１５）とに基づいて第２の位相情報（１０θ）を２次高調波の位相情報として検出する。
【０１１６】
【数１５】
2013228312.tif 000017
【０１１７】
次に、絶対位置検出部４４は、下記の式（１６）に示すように、信号分離部４３が分離（生成）した第１の位相情報（９θ）と第２の位相情報（１０θ）との差分により、回転子６の３６０°の範囲における絶対位置情報（θ）を検出する。
【０１１８】
【数１６】
2013228312.tif 000018
【０１１９】
以上、説明したように、本実施形態では、回転子６の所定の変位範囲は、回転子６の全変位範囲（例、１回転（３６０°））であり、ｎ個（例、８個）の受光素子１０は、回転子６の全変位範囲において均等に配置されている。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１ｂは、回転子６の全変位範囲（例、１回転（３６０°））における絶対位置情報を高精度に検出することができる。このように、本実施形態におけるエンコーダ１ｂは、第１の実施形態と同様に、高精度に位置情報を検出することができる。
【０１２０】
次に、第４の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第４の実施形態］
本実施形態では、一例として、磁気式ロータリエンコーダの場合について説明する。
【０１２１】
図７は、第４の実施形態によるエンコーダ１ｃの構成の一例を示す概略構成図である。
ここで、図７（ａ）は、回転子６の回転軸方向（Ｚ軸方向）から見たエンコーダ１ｃの正面図を示し、図７（ｂ）は、Ａ−Ａ’線におけるエンコーダ１ｃの断面図を示している。
【０１２２】
図７において、エンコーダ１ｃは、円盤５０を有する回転子６、磁気センサ部２０ａ、及び磁気センサ部２０ａやその他の制御部品を搭載した基板７を備えている。
ここでは、エンコーダ１ｃは、磁気式ロータリエンコーダである場合の一例を示している。また、本実施形態では、エンコーダ１ｃは、第１の実施形態と同様に、機械角９０°の絶対位置情報を検出するバーニア方式のロータリエンコーダである。
【０１２３】
円盤５０（符号板）は、回転子６の回転軸と等しい回転軸を中心に回転するように、回転子６に接続されている。また、円盤５０は、同心円上に配置（形成）された２つの磁石（５１，５２）を有している。
【０１２４】
磁石５１（第１のパターン）は、例えば、永久磁石であって、多極磁石である。本実施形態では、一例として、磁石５１は、磁極数が“３６”の永久磁石である。ここで、「磁極数」とは、Ｓ（エス）極５ＳとＮ（エヌ）極５Ｎとの対の数を示す。すなわち、磁石５１は、３６対のＳ極５Ｓ及びＮ極５Ｎ（回転子６の１周に３６極）を有する永久磁石である。また、磁石５１は、回転子６の９０°の範囲（所定の変位範囲）に対して、９対のＳ極５Ｓ及びＮ極５Ｎ（回転子６の９０°に９極）を有する。磁石５１は、例えば、回転子６の９０°の範囲でｍ１周期（ここでは、ｍ１＝９周期）の周期信号（第１の周期信号）が得られるように形成されている。また、磁石５１は、円盤５０のドーナツ状の溝に接して、回転子６の円周上に配置されている。なお、磁石５１は、例えば、ドーナツ状の溝の内周側に接して配置されている。
【０１２５】
磁石５２（第２のパターン）は、例えば、永久磁石であって、多極磁石である。本実施形態では、一例として、磁石５２は、磁極数が“４０”の永久磁石である。すなわち、磁石５２は、４０対のＳ極５Ｓ及びＮ極５Ｎ（回転子６の１周に４０極）を有する永久磁石である。また、磁石５２は、回転子６の９０°の範囲（所定の変位範囲）に対して、１０対のＳ極５Ｓ及びＮ極５Ｎ（回転子６の９０°に１０極）を有する。磁石５２は、例えば、回転子６の９０°の範囲でｍ２周期（ここでは、ｍ２＝１０周期）の周期信号（第２の周期信号）が得られるように形成されている。また、磁石５２は、円盤５０のドーナツ状の溝に接して、回転子６の円周上に配置されている。なお、磁石５２は、例えば、ドーナツ状の溝の外周側に接して配置されている。
【０１２６】
磁気センサ部２０ａ（センサ部）は、ｎ個（例、ｎ＝８個）のホール素子１１ａ〜１８ａを備える検出素子群である。
ホール素子１１ａ〜１８ａは、例えば、磁気検出素子である。ここで、ホール素子１１ａ〜１８ａのうちの任意のホール素子、又は単にエンコーダ１ｃが備えるホール素子を示す場合には、ホール素子１０ａ（検出素子）と称して以下説明する。
【０１２７】
ホール素子１１ａ〜１８ａは、上述した磁石（５１，５２）を検出することにより、回転子６の位置情報に応じて互いに周期の異なる第１の周期信号と第２の周期信号とを含む第１の混合信号を出力する。すなわち、８個のホール素子１１ａ〜１８ａは、磁石５１及び磁石５２に基づいて、第１の混合信号を出力する。
例えば、上述した回転子６の９０°の範囲（所定の変位範囲）を回転子６が変位した場合に、ホール素子１１ａ〜１８ａは、それぞれ９周期（ｍ１＝９）の周期信号と１０周期（ｍ２＝１０）の周期信号とが混合された混合信号（第１の混合信号）を出力する。ここで、ｍ１周期及びｍ２周期は、（ｍ１＞ｎ／２）及び（ｍ２＞ｎ／２）の条件を満たす。
【０１２８】
また、ホール素子１１ａ〜１８ａは、例えば、上述した回転子６の９０°の範囲（所定の変位範囲）において、均等に配置されている。すなわち、ホール素子１１ａ〜１８ａは、例えば、回転子６の９０°の範囲において等間隔（１１．２５°間隔）に配置されている。なお、上述した「均等」には、「略均等」が含まれる。
なお、回転子６の所定の変位範囲（例、上述した９０°の範囲）は、回転子６の全変位範囲（例、３６０°）のうちの一部の範囲であり、８個のホール素子１１ａ〜１８ａは、この一部の範囲（９０°の範囲）において均等に配置されている。
また、８個のホール素子１１ａ〜１８ａは、例えば、それぞれが同様の検出感度を有しており、それぞれが同様の出力レベルを有している。
【０１２９】
この図７において、回転子６（被駆動体）がＺ軸方向の回転軸を中心として回転すると、回転子６の回転に伴い磁石（５１，５２）が回転し、ホール素子１１ａ〜１８ａで検出される磁石（５１，５２）からの磁界が変化する。エンコーダ１ｃは、この磁界の変化を、ホール素子１１ａ〜１８ａの８個のホール素子によりそれぞれ検出し、この検出した磁界の変化量から回転子６の位置情報を検出する。
【０１３０】
図８は、本実施形態におけるエンコーダ１ｃの構成を示すブロック図である。
図８において、エンコーダ１ｃは、磁気センサ部２０ａ、スイッチ部２、Ａ／Ｄ変換部３、及び信号処理部４ｂを備えている。ここで、磁気センサ部２０ａは、８個のホール素子１１ａ〜１８ａを有している。この図において、図２と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１３１】
本実施形態おけるエンコーダ１ｃは、８個の受光素子１０の代わりに８個のホール素子１０ａを備え、光源部２１及びドライバ部４２を備えない点を除いて、第１の実施形態と同様の構成である。なお、信号処理部４ｂは、切り替え制御部４１、信号分離部４３、及び絶対位置検出部４４を備えている。
【０１３２】
また、本実施形態における動作は、第１の実施形態と同様であり、ここでは説明を省略する。
【０１３３】
以上、説明したように、本実施形態におけるエンコーダ１ｃは、ｎ個（例、８個）のホール素子１０ａが、回転子６の位置情報に応じて互いに周期の異なる第１の周期信号と第２の周期信号とを含む第１の混合信号を出力する。なお、ｎ個のホール素子１０ａは、第１の周期信号のｍ１周期（例、９周期）及び第２の周期信号のｍ２周期（例、１０周期）が得られる回転子６の所定の変位範囲（例、９０°の範囲）において均等に配置されている。ここで、ｍ１及びｍ２は、２以上の整数である。信号生成部３０は、ｎ個のホール素子１０ａが出力するｎ個の出力信号に基づいて、互いに周期の異なるａ１周期（例、１周期）及びａ２周期（例、２周期）が混合された第２の混合信号を生成する。信号分離部４３は、信号生成部３０が生成した第２の混合信号に含まれるａ１周期の信号情報とａ２周期の信号情報とを分離する。そして、絶対位置検出部４４は、信号分離部４３によって分離されたａ１周期の信号情報及びａ２周期の信号情報に基づいて、回転子６の位置情報を検出する。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１ｃは、第１の実施形態と同様の効果を奏し、高精度に位置情報を検出することができる。
【０１３４】
次に、第５の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第５の実施形態］
第５の実施形態におけるエンコーダ１ｄは、第４の実施形態による磁気式ロータリエンコーダにおいて、位置情報の範囲を全周（上述した回転子６の所定の変位範囲を１周（３６０°））に拡張した場合の一例を示している。
【０１３５】
図９は、第５の実施形態によるエンコーダ１ｄの構成の一例を示す概略構成図である。
ここで、図９（ａ）は、回転子６の回転軸方向（Ｚ軸方向）から見たエンコーダ１ｄの正面図を示し、図９（ｂ）は、Ａ−Ａ’線におけるエンコーダ１ｄの断面図を示している。
【０１３６】
図９において、エンコーダ１ｄは、円盤５０を有する回転子６、磁気センサ部２０ａ、及び磁気センサ部２０ａやその他の制御部品を搭載した基板７を備えている。この図において、図７と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
ここでは、エンコーダ１ｄは、磁気式ロータリエンコーダである場合の一例を示している。また、本実施形態では、エンコーダ１ｄは、第３の実施形態と同様に、機械角３６０°の絶対位置情報を検出するバーニア方式のロータリエンコーダである。
【０１３７】
本実施形態において、円盤５０は、同心円上に配置（形成）された２つの磁石（５１ａ，５２ａ）を有している。
【０１３８】
磁石５１ａ（第１のパターン）は、例えば、永久磁石であって、多極磁石である。本実施形態では、一例として、磁石５１ａは、磁極数が“９”の永久磁石である。磁石５１ａは、回転子６の３６０°の範囲（所定の変位範囲）に対して、９対のＳ極５Ｓ及びＮ極５Ｎ（回転子６の３６０°に９極）を有する。磁石５１ａは、例えば、回転子６の３６０°の範囲でｍ１周期（ここでは、ｍ１＝９周期）の周期信号（第１の周期信号）が得られるように形成されている。また、磁石５１ａは、円盤５０のドーナツ状の溝に接して、回転子６の円周上に配置されている。なお、磁石５１ａは、例えば、ドーナツ状の溝の内周側に接して配置されている。
【０１３９】
磁石５２ａ（第２のパターン）は、例えば、永久磁石であって、多極磁石である。本実施形態では、一例として、磁石５２ａは、磁極数が“１０”の永久磁石である。磁石５２ａは、回転子６の３６０°の範囲（所定の変位範囲）に対して、１０対のＳ極５Ｓ及びＮ極５Ｎ（回転子６の３６０°に１０極）を有する。磁石５２ａは、例えば、回転子６の３６０°の範囲でｍ２周期（ここでは、ｍ２＝１０周期）の周期信号（第２の周期信号）が得られるように形成されている。また、磁石５２ａは、円盤５０のドーナツ状の溝に接して、回転子６の円周上に配置されている。なお、磁石５２は、例えば、ドーナツ状の溝の外周側に接して配置されている。
【０１４０】
ホール素子１１ａ〜１８ａは、例えば、上述した回転子６の３６０°の範囲（所定の変位範囲）において、均等に配置されている。すなわち、ホール素子１１ａ〜１８ａは、例えば、回転子６の３６０°の範囲において等間隔（４５°間隔）に配置されている。
なお、回転子６の所定の変位範囲（例、上述した３６０°の範囲）は、回転子６の全変位範囲（例、３６０°）であり、８個のホール素子１１ａ〜１８ａは、この全変位範囲（例、３６０°）において均等に配置されている。
また、８個のホール素子１１ａ〜１８ａは、例えば、それぞれが同様の検出感度を有しており、それぞれが同様の出力レベルを有している。
【０１４１】
エンコーダ１ｄが備えるその他の構成については、第４の実施形態と同様である。
また、本実施形態における動作は、第３の実施形態と同様であり、ここでは説明を省略する。
【０１４２】
以上、説明したように、本実施形態では、回転子６の所定の変位範囲は、回転子６の全変位範囲（例、１回転（３６０°））であり、ｎ個（例、８個）のホール素子１０ａは、回転子６の全変位範囲において均等に配置されている。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１ｄは、回転子６の全変位範囲（例、１回転（３６０°））における絶対位置情報を高精度に検出することができる。このように、本実施形態におけるエンコーダ１ｄは、第３の実施形態と同様に、高精度に位置情報を検出することができる。
【０１４３】
［第６の実施形態］
次に、上述の実施形態におけるエンコーダ１（１ａ〜１ｄ）を備える駆動装置（モータ装置、アクチュエータ）について説明する。
図１０は、本実施形態における駆動装置ＤＲの概略図である。本実施形態における駆動装置ＤＲは、入力軸ＩＡＸを回転させるモータＭＴＲと、入力軸ＩＡＸ（回転子６）に設けられたエンコーダ１（１ａ〜１ｄ）と、を備える。すなわち、駆動装置ＤＲは、エンコーダ１（１ａ〜１ｄ）と、入力軸ＩＡＸ（被駆動体）を駆動するモータＭＴＲ（駆動部）と、を備えている。
【０１４４】
エンコーダ１（１ａ〜１ｄ）は、入力軸ＩＡＸ（被駆動体）の回転位置（角度位置）を検出し、駆動装置ＤＲを制御する上位のコントローラに対して回転位置を含む位置情報をエンコーダ信号として出力する。上位のコントローラは、エンコーダ１（１ａ〜１ｄ）から受信したエンコーダ信号をもとに、駆動装置ＤＲを制御する。本実施形態におけるエンコーダ１（１ａ〜１ｄ）は回転位置を高精度に検出することができるため、本実施形態における駆動装置ＤＲはモータＭＴＲの入力軸ＩＡＸを高精度に位置制御することができる。また、本実施形態におけるエンコーダ１（１ａ〜１ｄ）は、センサ部（光センサ部２０又は磁気センサ部２０ａ）を１系統に共有化することができるので、本実施形態における駆動装置ＤＲは、小型化、軽量化を図ることができる。
【０１４５】
なお、本実施形態における駆動装置ＤＲは、図１１に示すように、モータＭＴＲの入力軸ＩＡＸに減速機ＲＧ（例、遊星歯車式機構）を設ける構成としてもよい。この場合、本実施形態におけるエンコーダ１（１ａ〜１ｄ）は、その減速機ＲＧの出力軸ＯＡＸに配置するようにしてもよいし、モータＭＴＲの入力軸ＩＡＸと減速機ＲＧの出力軸ＯＡＸとの両方に配置するようにしてもよい。
【０１４６】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の第１〜第３の実施形態において、エンコーダ１（１ａ、１ｂ）は、スリットを備えない透過型の光学式ロータリエンコーダである場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、エンコーダ１（１ａ、１ｂ）は、スリットを備える形態であってもよいし、レンズを備える形態であってもよい。また、例えば、エンコーダ１（１ａ、１ｂ）は、反射式の光学式ロータリエンコーダであってもよい。
【０１４７】
＜第１の変形例＞
例えば、第１の変形例では、上述した第１の実施形態において、スリット、レンズ、又は、反射型の明暗格子パターンを備える変形例を示している。
図１２は、第１の実施形態におけるエンコーダ１の変形例を示す図である。
【０１４８】
ここで、図１２（ａ）は、回転子６の回転軸方向（Ｚ軸方向）から見たエンコーダ１の正面図を示し、図１２（ｂ）は、Ｘ軸方向から見たエンコーダ１の断面図を示している。
なお、図１２（ａ）において、光センサ部２０及びスリット２２は、説明上、Ｙ軸方向に移動させて記載している。
図１２に示すように、エンコーダ１は、光源部２１が照射した照射光を、明暗格子パターン（６１，６２）及びスリット２２を介して光センサ部２０（受光素子１０）が受光する形態であってもよい。
【０１４９】
また、図１３は、第１の実施形態によるエンコーダ１がスリット２２を備える別の変形例を示す概略構成図である。
エンコーダ１は、図１３（ａ）に示すように、スリット２２とレンズ２３とを備え、光源部２１がレンズ２３を経由して平行光を明暗格子パターン（６１，６２）に照射する形態であってもよい。
【０１５０】
また、エンコーダ１は、図１３（ｂ）に示すように、反射型の明暗格子パターン（６１，６２）とスリット２２とを備え、明暗格子パターン（６１，６２）が光源部２１から照射された照射光を反射して、スリット２２を経由して、光センサ部２０（受光素子１０）が受光する形態であってもよい。
【０１５１】
また、エンコーダ１は、図１３（ｃ）に示すように、反射型の明暗格子パターン（６１，６２）とスリット２２とレンズ２３とを備え、光源部２１がレンズ２３を経由して平行光を明暗格子パターン（６１，６２）に照射し、平行光を明暗格子パターン（６１，６２）が反射する形態であってもよい。
【０１５２】
＜第２の変形例＞
また、例えば、第２の変形例では、上述した第３の実施形態において、スリット、又は、反射型の明暗格子パターンを備える変形例を示している。
図１４は、第３の実施形態におけるエンコーダ１ｂの変形例を示す図である。
なお、図１４は、Ｘ軸方向から見たエンコーダ１ｂの断面図を示している。
図１４に示すように、エンコーダ１ｂは、光源部２１が照射した照射光を、明暗格子パターン（６１，６２）が反射して、光センサ部２０（受光素子１０）が受光する形態であってもよい。
【０１５３】
また、図１５は、第３の実施形態におけるエンコーダ１ｂの別の変形例を示す図である。
【０１５４】
ここで、図１５（ａ）は、回転子６の回転軸方向（Ｚ軸方向）から見たエンコーダ１ｂの正面図を示し、図１５（ｂ）は、Ｘ軸方向から見たエンコーダ１ｂの断面図を示している。
なお、図１５（ａ）において、光センサ部２０及びスリット２２は、説明上、Ｘ軸方向に移動させて記載している。
図１５に示すように、エンコーダ１ｂは、光源部２１が照射した照射光を、明暗格子パターン（６１，６２）及びスリット２２を介して光センサ部２０（受光素子１０）が受光する形態であってもよい。
【０１５５】
＜第３の変形例＞
また、例えば、第３の変形例では、上述した第５の実施形態における変形例を示している。
第３の変形例におけるエンコーダ１ｄは、図１６に示すように、磁石５１及び磁石５２をＺ軸方向に２列に配置する形態であってもよい。この場合、上述したドーナツ状の溝内において、磁石５１、ホール素子１０ａ、及び磁石５２により磁気回路が形成されるので、磁束をドーナツ状の溝内に集中することができる。よって、エンコーダ１ｄは、外部の磁場変動の影響を低減することができる。
【０１５６】
また、上記の各実施形態において、８個の受光素子１０（ホール素子１０ａ）を備える形態を説明したが、これに限定されるものではい。例えば、エンコーダ１（１ａ〜１ｄ）は、（ｍ１＞ｎ／２）及び（ｍ２＞ｎ／２）の条件と、｜ａ１｜＝（ｍ１−ｋ１×ｎ）及び｜ａ２｜＝（ｍ２−ｋ２×ｎ）の条件とを満たすのであれば、８個以外の受光素子１０（ホール素子１０ａ）を備える形態でもよい。また、周期信号の周期の数ｍ１及びｍ２、処理信号の周期の数ａ１及びａ２も、上記の各実施形態に限定されるものではなく、上記の条件を満たす形態であれば、他の値でもよい。
【０１５７】
また、上記の各実施形態では、検出素子として、受光素子１０、又はホール素子１０ａを用いる形態を説明したが、例えば、他の磁気式、接触式、静電容量方式、電磁誘導方式などの検出素子を用いる形態でもよい。
また、上記の各実施形態では、９０°と３６０°（全周）とを検出範囲として位置情報を検出する形態を説明したが、エンコーダ１（１ａ〜１ｄ）は、他の検出範囲における位置情報を検出する形態であってもよい。
【０１５８】
また、上記の第３〜第５の各実施形態において、第１の実施形態（逆フーリエ変換方式）に対して適用する形態を説明したが、第２の実施形態（位相変調方式）に対して適用する形態であってもよい。
【０１５９】
また、上記の第２の実施形態において、信号分離部４３ａは、フィルタ部４３３を備える形態を説明したが、フィルタ部４３３を備えずに、直接、基本波信号（基準信号）で同期検波を実行して位相を求める形態であってもよいし、他の方式を用いて位相情報を検出する形態であってもよい。
【０１６０】
また、上記の各実施形態において、切り替え制御部４１は、一例として、受光素子１０（ホール素子１０ａ）の出力信号を例えば、時計回りの順に切り替える形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、切り替え制御部４１は、回転の影響を受け難い所定の順番によって、受光素子１０（ホール素子１０ａ）の出力信号を切り替える形態でもよい。
また、上記の各実施形態において、Ａ／Ｄ変換部３をスイッチ部２の後段に備える形態を説明したが、スイッチ部２の前段において、各受光素子１０（各ホール素子１０ａ）の個別のＡ／Ｄ変換部３を備える形態でもよい。
【０１６１】
また、上記の各実施形態において、エンコーダ１（１ａ〜１ｄ）は、ロータリエンコーダである場合について説明したが、リニアエンコーダに適用してもよい。
また、第６の実施形態において、駆動装置ＤＲの一例として、ロータリ式のエンコーダ１（１ａ〜１ｄ）を備え、回転子６を回転させるモータ装置の場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、駆動装置ＤＲは、上述したリニア式エンコーダを備え、スケールが接続されたステージを駆動するステージ装置であってもよいし、例えば、工作機械、精密機械、半導体のチップマウンタ、ステッパ装置などであってもよい。
【０１６２】
また、上記の各実施形態において、信号処理部４（４ａ、４ｂ）の各部は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリ及びＣＰＵを備えて、プログラムによって実現されてもよい。
【０１６３】
上述のエンコーダ１（１ａ〜１ｄ）は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述したエンコーダ１（１ａ〜１ｄ）の処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１６４】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…エンコーダ、６…回転子、１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８…受光素子、１０ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａ…ホール素子、３０…信号生成部、４３，４３ａ…信号分離部、４４…絶対位置検出部、５０，６０…円盤、５１，５１ａ，５２，５２ａ…磁石、６１，６１ａ，６２，６２ａ…明暗格子パターン、ＤＲ…駆動装置、ＭＴＲ…モータ
【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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