(57)【要約】    【課題】  薄型化された構造の光学式エンコーダを提供すること。    【解決手段】  光学式エンコーダは、平行光を出す光源１と、位置情報読み取り用のコード生成構造２を備えたディスク３と、ディスク３を経た光源１からの光を受ける受光素子４とを備えてなる光学式エンコーダであって、ディスク３は光源１からの光を受光素子４に至らしめるための導光構造を備えている構成とする。導光構造は、ディスクを、適宜の材質によりプリズム構造とし、図示するように全反射構造５Ａ、５Ｂを備えたディスクとすることにより形成できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行光を出す光源と、位置情報読み取り用のコード生成構造を備えたディスクと、該ディスクを経た該光源からの光を受ける受光素子とを備えてなる光学式エンコーダであって、該ディスクは該光源からの光を該受光素子に至らしめる導光構造を備えていることを特徴とする、光学式エンコーダ。
【請求項２】
前記導光構造はプリズムにより構成されることを特徴とする、請求項１に記載の光学式エンコーダ。
【請求項３】
前記コード生成構造は前記ディスクの底面に設けられた遮光パターンであることを特徴とする、請求項１または２に記載の光学式エンコーダ。
【請求項４】
前記コード生成構造は前記プリズムを用いた導光構造により形成されてい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】
前記光源は前記ディスクの側方に設けられていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の光学式エンコーダ。
【請求項６】
前記受光素子は前記ディスクの側方に設けられていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の光学式エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学式エンコーダに係り、特に、薄型化の可能な光学式エンコーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学式エンコーダは、透光および遮光のスリットを持つディスクを挟んで光源と受光素子が対向して配置された構造であり、光源からの光がディスクのスリットによって透光されたり遮光されたりすることによって、受光素子の受光状態に変化が生じ、それに基づいて角度信号を得る角度センサである。
【０００３】
光学式エンコーダや光電式エンコーダについては従来、技術的提案も多くなされている。たとえば後掲特許文献１には、光量損失が少なく反射による迷光も少ない光電式エンコーダとして、測定方向に直交するＶ字溝を測定方向に沿って等間隔に有する透光部材により主スケールを構成したエンコーダが開示されている。つまりこれは、プリズムにより光路を制御した後、別途用意されたスリットにより遮光する方式のエンコーダである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−６３５１７号公報「光電式エンコーダ」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、従来の光学式エンコーダは上述のとおり、ディスクを挟んで光源と受光素子が設けられ、光源―ディスク―受光素子  のように縦に配置されるため、その分、構造的に厚みが生じてしまう。装置の小型化、薄型化の要求に対応するためには、これを解決する必要がある。
【０００６】
そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点をなくし、薄型化された構造の光学式エンコーダを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者は上記課題について検討した結果、ディスクを、プリズム構造を有し、かつ位置情報を読み取るためのコードを生成する機能を持つ導光板とし、光源からの光を導光板に入射させてその中に光路を取って受光素子まで導光させる方式の光学式エンコーダを想到し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。
【０００８】
〔１〕  平行光を出す光源と、位置情報読み取り用のコード生成構造を備えたディスクと、該ディスクを経た該光源からの光を受ける受光素子とを備えてなる光学式エンコーダであって、該ディスクは該光源からの光を該受光素子に至らしめる導光構造を備えていることを特徴とする、光学式エンコーダ。
〔２〕  前記導光構造はプリズムにより構成されることを特徴とする、〔１〕に記載の光学式エンコーダ。
〔３〕  前記コード生成構造は前記ディスクの底面に設けられた遮光パターンであることを特徴とする、〔１〕または〔２〕に記載の光学式エンコーダ。
【０００９】
〔４〕  前記コード生成構造は前記プリズムを用いた導光構造により形成されていることを特徴とする、〔２〕に記載の光学式エンコーダ。
〔５〕  前記光源は前記ディスクの側方に設けられていることを特徴とする、〔１〕ないし〔４〕のいずれかに記載の光学式エンコーダ。
〔６〕  前記受光素子は前記ディスクの側方に設けられていることを特徴とする、〔１〕ないし〔４〕のいずれかに記載の光学式エンコーダ。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光学式エンコーダは上述のように構成されるため、これによれば、光源と受光素子を同一面に置くことができ、あるいは少なくともディスクを挟んだ配置をとる必要がなくなるため、装置を薄型化することができる。
【００１１】
なお、上記文献開示技術は、プリズムにより光路を制御した後、別途用意されたスリットにより遮光する方式であるところ、本発明では、光路を制御する手段と遮光等によりコードを生成する手段とがいずれもディスクであり、当該従来技術とは全く発明を異にするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の光学式エンコーダの基本的要部構成を示す側面視の説明図である。
【図２】プリズム式のコード生成構造を備えた光学式エンコーダの要部構成を示す側面視の説明図である。
【図３】プリズム式のコード生成構造を備えた別の光学式エンコーダの要部構成を示す側面視の説明図である。
【図４】光源をディスク側方に配置した光学式エンコーダの要部構成を示す側面視の説明図である。
【図５】光源をディスク側方に配置した別の光学式エンコーダの要部構成を示す側面視の説明図である。
【図６】受光素子をディスク側方に配置した光学式エンコーダの要部構成を示す側面視の説明図である。
【図７】受光素子をディスク側方に配置した別の光学式エンコーダの要部構成を示す側面視の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の光学式エンコーダの基本的要部構成を示す側面視の説明図である。図示するように本光学式エンコーダは、平行光を出す光源１と、位置情報読み取り用のコード生成構造２を備えたディスク３と、ディスク３を経た光源１からの光を受ける受光素子４とを備えてなる光学式エンコーダであって、ディスク３は光源１からの光を受光素子４に至らしめるための導光構造を備えていることを、主たる構成とする。なお、光源１と受光素子４とは同一基板６上に配置することができる。
【００１４】
導光構造は、ディスクを、適宜の材質によりプリズム構造とし、図示するように全反射構造５Ａ、５Ｂを備えたディスクとすることにより形成できる。図ではディスク材質としてアクリル樹脂を用いた例を示すが、本発明はこれには限定されない。しかしながら、アクリル樹脂は本発明目的を十分に達成することができる。また、コード生成構造２には図示するように、適宜の方式・構造による遮光マスク（遮光パターン）２Ｍを用いることができるが、本発明はこれには限定されない。本例では、ディスク３の底面に、明暗スリット構造の遮光パターンを設けている。なお、図では遮光マスク２Ｍはディスク３に対して厚みをもって示されているが、これは説明上の表現であり、ディスク３底面に印刷されたパターンとして遮光マスク２Ｍを構成できる（以下説明する別の例でも同様である）。
【００１５】
かかる構成により本発明の光学式エンコーダでは、光源１から出た平行光はディスク３下面から入射してディスク３内に入り、全反射構造５Ａの面で全反射して方向を変えてプリズム構造のディスク３内に光路をとって進み、全反射構造５Ｂの面で全反射して受光素子４方向へと光路をとる。このように、導光構造によって導かれた光は、ディスク３の底面に設けられた位置情報読み取り用のコード生成構造２を経てディスク３外へと出て受光素子４方向へ進み、コード生成構造２による透光・遮光作用、あるいは導光・不導光の作用によって、受光素子４においては明・暗のパターンが検知され、これに基づき最終的に、ディスク３の角度情報が得られる。図の例では、遮光マスク２Ｍの設けられるパターンによってコードが生成される。
【００１６】
導光構造をならしめるための全反射構造５Ａ、５Ｂの仕様は適宜に設計可能であるが、図示するように、光源１や受光素子４の設置面（基板６）に対して４５°の角度でディスク３側面をカットすることにより、容易に形成できる。このように本光学式エンコーダは、位置情報を読み取るためのコード生成構造を備えたディスク自体を導光板構造とし、光源から入射した光をディスク内に通して受光素子へと光を入射させるという特徴的な構造を有する。光源１と受光素子４はディスク３を挟んで設けられるのではなく、ともにディスク３の底面側に設けることができるため、装置全体を薄型化することができる。
【００１７】
コード生成構造は、プリズム構造（プリズム式）によって構成することもできる。
図２は、プリズム式のコード生成構造を備えた光学式エンコーダの要部構成を示す側面視の説明図である。図示するように本例は、図１に示したような遮光マスクを用いずに、全反射構造２５Ｂ、２５Ｃをディスク２３内部に配置したプリズム式の導光構造とし、その配置構成によってコード生成構造２２とするものである。光源２１と受光素子２４はディスク２３を挟んで設けられるのではなく、ともにディスク２３の底面側に設けられるため、装置全体を薄型化することができる。
【００１８】
図３は、プリズム式のコード生成構造を備えた別の光学式エンコーダの要部構成を示す側面視の説明図である。図示するように本例は、全反射構造３５Ｂをディスク３３内部に設けたプリズム式の導光構造とし、その配置構成によってコード生成構造３２とするものである。光源３１と受光素子３４はディスク３３を挟んで設けられるのではなく、ともにディスク３３の底面に設けられるため、装置全体を薄型化することができる。
【００１９】
図４は、光源をディスク側方に配置した光学式エンコーダの要部構成を示す側面視の説明図である。図示するように本例は、光源４１をディスク４３の側方に、また受光素子４４を基板４６上にそれぞれ配置し、さらに、全反射構造４５Ａ、４５Ｂをディスク４３内部に配置したプリズム式の導光構造とし、その配置構成によってコード生成構造４２とするものである。光源４１と受光素子４４はディスク４３を挟んで設けられるのではなく、前者はディスク４３の側方に、また後者はディスク４３の底面側に設けられるため、装置全体を薄型化することができる。
【００２０】
図５は、光源をディスク側方に配置した別の光学式エンコーダの要部構成を示す側面視の説明図である。図示するように本例は、光源５１をディスク５３の側方に、また受光素子５４を基板５６上にそれぞれ配置し、さらに、全反射構造５５をディスク５３内部に設けたプリズム式の導光構造とし、その配置構成とディスク５３底面に設けた遮光マスク５２Ｍとによってコード生成構造５２とするものである。光源５１と受光素子５４はディスク５３を挟んで設けられるのではなく、前者はディスク５３の側方に、また後者はディスク５３の底面側に設けられるため、装置全体を薄型化することができる。
【００２１】
図６は、受光素子をディスク側方に配置した光学式エンコーダの要部構成を示す側面視の説明図である。図示するように本例は、受光素子６４をディスク６３の側方に、また光源６１を基板６６上にそれぞれ配置し、さらに、全反射構造６５Ａ、６５Ｂをディスク６３内部に配置したプリズム式の導光構造とし、その配置構成によってコード生成構造６２とするものである。光源６１と受光素子６４はディスク６３を挟んで設けられるのではなく、前者はディスク６３の底面側に、また後者はディスク６３の側方に設けられるため、装置全体を薄型化することができる。
【００２２】
図７は、受光素子をディスク側方に配置した別の光学式エンコーダの要部構成を示す側面視の説明図である。図示するように本例は、受光素子７４をディスク７３の側方に、また光源７１を基板７６上にそれぞれ配置し、さらに、全反射構造７５をディスク７３内部に配置したプリズム式の導光構造とし、その配置構成とディスク７３底面に設けた遮光マスク７２Ｍとによってコード生成構造７２を構成するものである。光源７１と受光素子７４はディスク７３を挟んで設けられるのではなく、前者はディスク７３の底面側に、また後者はディスク７３の側方に設けられるため、装置全体を薄型化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の光学式エンコーダによれば、光源と受光素子を同一面に置くことができ、あるいは、少なくともディスクを挟んだ配置をとる必要がなくなるため、装置を薄型化することができる。したがって、当該分野および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。
【符号の説明】
【００２４】
１、２１、３１、４１、５１、６１、７１…光源
２、２２、３２、４２、５２、６２、７２…コード生成構造
２Ｍ、５２Ｍ、７２Ｍ…遮光マスク
３、２３、３３、４３、５３、６３、７３…ディスク
４、２４、３４、４４、５４、６４、７４…受光素子
５Ａ、５Ｂ、２５Ａ，２５Ｂ、２５Ｃ、３５Ａ、３５Ｂ、４５Ａ、４５Ｂ、５５、６５Ａ，６５Ｂ、７５…全反射構造
６、２６、３６、４６、５６、６６、７６…基板
【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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