(57)【要約】【課題】検出精度を向上させることができる光学スケールおよびエンコーダーを提供すること、また、かかるエンコーダーを備えるロボットを提供すること。【解決手段】偏光特性を有する偏光部と、前記偏光部の中心軸まわりの周方向に沿って設けられ、反射率または透過率の異なる２つの領域に前記周方向で二分されている第１トラックと、前記中心軸まわりの周方向に沿って設けられ、前記中心軸に対して互いに反対側に配置されている２つの領域の反射率または透過率が互いに異なる第２トラックと、を備えることを特徴とする光学スケール。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光特性を有する偏光部と、
前記偏光部の中心軸まわりの周方向に沿って設けられ、反射率または透過率が異なる２つの領域に前記周方向において二分されている第１トラックと、
前記周方向に沿って設けられ、反射率または透過率が互いに異なる２つの領域が配置されている第２トラックと、を備えることを特徴とする光学スケール。
【請求項２】
前記偏光部は、複数の金属線を有する請求項１に記載の光学スケール。
【請求項３】
前記中心軸に沿った方向から見たとき、前記第１トラックが有する前記２つの領域間にある２つの境界部を結ぶ線分またはその延長線は、前記第２トラックが有する前記２つの領域の双方を通る請求項１または２に記載の光学スケール。
【請求項４】
前記第１トラックと前記中心軸との間の距離は、前記第２トラックと前記中心軸との間の距離と異なる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光学スケール。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光学スケールと、
前記光学スケールに向けて光を出射する光出射部と、
前記偏光部、前記第１トラックおよび前記第２トラックのそれぞれからの前記光の強度に応じた信号を出力する光検出部と、
前記信号を用いて、前記光学スケールの回動状態を判断する判断部と、を備えることを特徴とするエンコーダー。
【請求項６】
前記光出射部は、前記第１トラックおよび前記第２トラックの双方に光を照射する発光素子を有する請求項５に記載のエンコーダー。
【請求項７】
前記光出射部は、面発光レーザーを有する請求項５または６に記載のエンコーダー。
【請求項８】
前記光検出部は、前記偏光部からの前記光を受光する第１受光素子と、前記第１トラックからの前記光を受光する第２受光素子と、前記第２トラックからの前記光を受光する第３受光素子と、を有する請求項５ないし７のいずれか１項に記載のエンコーダー。
【請求項９】
前記光検出部は、前記偏光部からの前記光を受光する第１受光素子と、前記第１トラックおよび前記第２トラックからの前記光を受光する第２受光素子と、を有する請求項５ないし７のいずれか１項に記載のエンコーダー。
【請求項１０】
前記光出射部および前記光検出部は、前記光学スケールに対して同じ側に配置されている請求項５ないし９のいずれか１項に記載のエンコーダー。
【請求項１１】
請求項５ないし１０のいずれか１項に記載のエンコーダーを備えることを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学スケール、エンコーダーおよびロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンコーダーの一種として光学式のロータリーエンコーダーが一般に知られている（例えば特許文献１参照）。ロータリーエンコーダーは、例えば、回動可能な関節部を有するロボットアームを備えるロボットに用いられ、関節部の回転角度、回転位置、回転数、回転速度等の回動状態を検出する。
【０００３】
例えば、特許文献１に係るエンコーダーユニットは、光学スケールと、光学センサーパッケージと、を有する。そして、光学スケールは、中心を基準として回転する偏光子と、この偏光子の外周を取り囲むように、偏光子の中心を基準点として面内の１８０°毎に分けて配置された遮光パターンおよび透光パターンと、を有する。また、光学センサーパッケージは、偏光子の中心を介して１８０°対称の位置で偏光子に対向する２つの光学センサーと、この２つの光学センサーよりも外側で遮光パターンからの光を検出する光学センサーと、を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０６５７３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に係るエンコーダーユニットにおいて、偏光子からの光を検出する２つの光学センサーの検出結果だけでは、偏光子が１８０°回転した状態とそうでない状態とを判別することができない。そのため、特許文献１に係るエンコーダーユニットでは、外側の光学センサーが遮光パターンからの光を検出しているか否かによって、偏光子が１８０°回転した状態とそうでない状態とを判別している。
【０００６】
しかし、特許文献１に係るエンコーダーユニットでは、遮光パターンと透光パターンとの境界部において、外側の光学センサーの検出強度が不安定となるため、偏光子が１８０°回転した状態とそうでない状態とを誤って判別してしまう場合がある。
【０００７】
本発明の目的は、検出精度を向上させることができる光学スケールおよびエンコーダーを提供すること、また、かかるエンコーダーを備えるロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光学スケールは、偏光特性を有する偏光部と、
前記偏光部の中心軸まわりの周方向に沿って設けられ、反射率または透過率が異なる２つの領域に前記周方向において二分されている第１トラックと、
前記周方向に沿って設けられ、反射率または透過率が互いに異なる２つの領域が配置されている第２トラックと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このような光学スケールによれば、第１トラックおよび第２トラックのそれぞれからの光（反射光または透過光）を検出し、その検出結果を用いることで、偏光部が１８０°回動した状態とそうでない状態とを高精度に判別することができる。よって、検出精度を向上させることができる光学スケールを提供することができる。なお、本明細書において、「回動」とは、ある軸まわりに一方向またはその反対方向を含めた双方向に動くことであり、また、ある軸まわりに回転することを含むものである。
【００１０】
本発明の光学スケールでは、前記偏光部は、複数の金属線を有することが好ましい。
これにより、特定方向の偏光光を高効率で反射可能な偏光部を実現することができる。
【００１１】
本発明の光学スケールでは、前記中心軸に沿った方向から見たとき、前記第１トラックが有する前記２つの領域間にある２つの境界部を結ぶ線分またはその延長線は、前記第２トラックが有する前記２つの領域の双方を通ることが好ましい。
【００１２】
これにより、１つの発光素子から第１トラックおよび第２トラックの双方に向けて光を出射することができる。
【００１３】
本発明の光学スケールでは、前記第１トラックと前記中心軸との間の距離は、前記第２トラックと前記中心軸との間の距離と異なることが好ましい。
【００１４】
これにより、第１トラックからの光と、第２トラックからの光とを容易に区別して検出することができる。
【００１５】
本発明のエンコーダーは、本発明の光学スケールと、
前記光学スケールに向けて光を出射する光出射部と、
前記偏光部、前記第１トラックおよび前記第２トラックのそれぞれからの前記光の強度に応じた信号を出力する光検出部と、
前記信号を用いて、前記光学スケールの回動状態を判断する判断部と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
このようなエンコーダーによれば、偏光部が１８０°回動した状態とそうでない状態とを高精度に判別することができる。よって、検出精度を向上させることができるエンコーダーを提供することができる。
【００１７】
本発明のエンコーダーでは、前記光出射部は、前記第１トラックおよび前記第２トラックの双方に光を照射する発光素子を有することが好ましい。
【００１８】
これにより、光出射部に用いる発光素子の数を少なくすることができる。そのため、エンコーダーの小型化および低コスト化を図ることができる。
【００１９】
本発明のエンコーダーでは、前記光出射部は、面発光レーザーを有することが好ましい。
【００２０】
これにより、光出射部の小型化を図りつつ、直線偏光した光を出射する光出射部を実現することができる。
【００２１】
本発明のエンコーダーでは、前記光検出部は、前記偏光部からの前記光を受光する第１受光素子と、前記第１トラックからの前記光を受光する第２受光素子と、前記第２トラックからの前記光を受光する第３受光素子と、を有することが好ましい。
【００２２】
これにより、偏光部、第１トラックおよび第２トラックからの光を容易に区別して検出することができる。また、第１〜第３受光素子の配置の自由度が高く、エンコーダーの設計の自由度を高めることができる。
【００２３】
本発明のエンコーダーでは、前記光検出部は、前記偏光部からの前記光を受光する第１受光素子と、前記第１トラックおよび前記第２トラックからの前記光を受光する第２受光素子と、を有することが好ましい。
【００２４】
これにより、光検出部に用いる受光素子の数を少なくすることができる。そのため、エンコーダーの小型化および低コスト化を図ることができる。
【００２５】
本発明のエンコーダーでは、前記光出射部および前記光検出部は、前記光学スケールに対して同じ側に配置されていることが好ましい。
これにより、反射型のエンコーダーを実現することができる。
【００２６】
本発明のロボットは、本発明のエンコーダーを備えることを特徴とする。
このようなロボットによれば、優れた検出精度を有するエンコーダーを備えるため、例えば、このエンコーダーの検出結果を用いて、高精度な動作制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンコーダーを説明する模式図である。
【図２】図１に示すエンコーダーが備える光学スケールを説明する平面図である。
【図３】図１に示すエンコーダーが備える光出射部の構成例を示す平面図である。
【図４】図３中のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図１に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する平面図である。
【図６】図１に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する模式的断面図である。
【図７】図１に示すエンコーダーの光学スケールの回転角度と光検出部の出力（電流値）との関係を示すグラフである。
【図８】図１に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部の変形例を説明する平面図である。
【図９】図８に示す光出射部および光検出部を説明する模式的断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るエンコーダーを示す平面図である。
【図１１】図１０に示すエンコーダーの光学スケールの回転角度と光検出部の出力（電流値）との関係を示すグラフである。
【図１２】図１０に示す光学スケールの変形例を説明する平面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るエンコーダーを示す平面図である。
【図１４】図１３に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する平面図である。
【図１５】図１３に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する模式的断面図である。
【図１６】図１３に示すエンコーダーの光学スケールの回転角度と光検出部の出力（電流値）との関係を示すグラフである。
【図１７】図１３に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部の変形例を説明する平面図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係るエンコーダーを示す平面図である。
【図１９】図１８に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する平面図である。
【図２０】図１８に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する模式的断面図である。
【図２１】図１８に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部の変形例を説明する平面図である。
【図２２】本発明のロボットの一例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の光学スケール、エンコーダーおよびロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
＜第１実施形態＞
（エンコーダー）
図１は、本発明の第１実施形態に係るエンコーダーを説明する模式図である。
図１に示すエンコーダー１は、反射型の光学式のロータリーエンコーダーである。このエンコーダー１は、回動軸Ｊ１まわりに回動する光学スケール２と、光学スケール２に対向して固定設置されるセンサーユニット３と、センサーユニット３に電気的に接続されている演算部６と、を備えている。
【００３０】
光学スケール２は、基板２１と、基板２１の一方の面上に設けられている偏光部２２、第１トラック２３および第２トラック２４と、を有する。また、センサーユニット３は、基板３１と、基板３１の光学スケール２側の面に設けられている発光素子３２および受光素子３３、３４、３５と、を有する。ここで、発光素子３２は、光出射部１１を構成し、受光素子３３、３４、３５は、光検出部１２を構成している。
【００３１】
このエンコーダー１では、発光素子３２が光学スケール２の偏光部２２、第１トラック２３および第２トラック２４のそれぞれに光を照射する。そして、受光素子３３が偏光部２２からの反射光、受光素子３４が第１トラック２３からの反射光、受光素子３５が第２トラック２４から反射光をそれぞれ受光する。演算部６は、受光素子３３、３４、３５からの信号（電流値）に基づいて、光学スケール２の回動状態を判断する。
【００３２】
ここで、受光素子３３からの信号は、Ａ相信号である。受光素子３４からの信号は、受光素子３３からの信号を１８０°回動した状態と判別（区別）するための１８０°回動判別用信号である。受光素子３５からの信号は、受光素子３４からの信号と併用して受光素子３３からの信号を１８０°回動した状態と判別するための１８０°回動判別用信号である。なお、図示しないが、センサーユニット３は、Ａ相信号とは４５°位相のずれたＢ相信号を出力する受光素子を有する。そして、演算部６は、Ａ相信号およびＢ相信号を用いて、回動角度１８０°範囲内での光学スケール２の回動位置を判断する。
【００３３】
以下、エンコーダー１の各部について詳述する。
（光学スケール）
図２は、図１に示すエンコーダーが備える光学スケールを説明する平面図である。
図２に示すように、光学スケール２は、円板状をなし、その中央部には、厚さ方向に貫通している孔２１１が設けられている。この光学スケール２は、回動軸Ｊ１まわりに回動する部材（図示せず）に取り付けられる。前述したように、光学スケール２は、基板２１と、基板２１の一方の面上に設けられている偏光部２２、第１トラック２３および第２トラック２４と、を有する。
【００３４】
［基板］
基板２１は、発光素子３２からの光に対する透過性を有する。基板２１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ガラス材料、樹脂材料等が挙げられる。なお、偏光部２２、第１トラック２３および第２トラック２４を一体で構成する場合、基板２１は、省略することが可能である。
【００３５】
このような基板２１の一方の面上には、基板２１の中心側から外周側に向けて、偏光部２２、第１トラック２３および第２トラック２４がこの順に並んで配置されている。
【００３６】
［偏光部］
偏光部２２は、選択的にＰ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射する偏光特性を有する。この偏光部２２は、例えば、発光素子３２からの光に対する反射性を有する複数のワイヤーを互いに間隔を隔てて平行に並べて構成されている偏光パターンを有する。
【００３７】
この偏光パターンの構成材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）またはこれらの合金等の金属材料が挙げられる。すなわち、偏光部２２が直線状に延びている複数の金属線を有する。このような偏光部２２は、例えば、公知の成膜方法を用いて形成してもよいし、シート状または板状の部材をエッチング等により加工して形成してもよい。
【００３８】
［第１トラック］
第１トラック２３は、回動軸Ｊ１を中心とする円に沿って設けられ、回動軸Ｊ１に沿った方向から見たとき（以下、「平面視」とも言う）、回動軸Ｊ１を通る線分Ｌ１により二分される２つの領域２３１、２３２で構成されている。すなわち、第１トラック２３の周方向における３６０°の全範囲のうち、１８０°の範囲に領域２３１が設けられ、残りの１８０°の範囲に領域２３２が設けられている。
【００３９】
この２つの領域２３１、２３２は、互いに反射率が異なる。具体的には、２つの領域２３１、２３２のうち、一方の領域２３１は、発光素子３２からの光に対する反射性を有し、他方の領域２３２は、発光素子３２からの光に対する透過性を有する。したがって、発光素子３２からの光に対する領域２３１の反射率は、発光素子３２からの光に対する領域２３２の反射率よりも高い。
【００４０】
ここで、領域２３１には、発光素子３２からの光に対する反射性を有する薄膜が設けられ、一方、領域２３２には、当該薄膜が設けられていない。領域２３１に設けられる薄膜の構成材料としては、例えば、前述した偏光部２２の偏光パターンと同様の金属材料が挙げられる。
【００４１】
このような領域２３１の薄膜は、例えば、公知の成膜方法を用いて形成することができ、また、前述した偏光部２２の偏光パターンと一括して形成することもできる。なお、領域２３２には、領域２３１に設けられている薄膜よりも発光素子３２からの光に対する反射率が低い薄膜を設けてもよい。また、図示では、領域２３２に偏光部２２の偏光パターンが形成されているが、領域２３２にある偏光パターンは、省略してもよい。
【００４２】
［第２トラック］
第２トラック２４は、回動軸Ｊ１を中心とする円に沿って設けられ、平面視で線分Ｌ１と重なる２つの領域２４１、２４２で構成されている。すなわち、第２トラック２４の周方向における範囲のうち、前述した第１トラック２３の２つの領域２３１、２３２の間にある２つの境界部のうちの一方の境界部に対応する周方向位置を含む範囲に領域２４１が設けられ、他方の境界部に対応する周方向位置を含む残りの範囲に領域２４２が設けられている。本実施形態では、第２トラック２４の周方向における領域２４１の長さが領域２４２の長さよりも短い。また、領域２４１は、第１トラック２３の２つの領域２３１、２３２の間にある２つの境界部のうちの一方の境界部付近に局所的に設けられている。
【００４３】
この２つの領域２４１、２４２は、互いに反射率が異なる。具体的には、２つの領域２４１、２４２のうち、一方の領域２４１は、発光素子３２からの光に対する反射性を有し、他方の領域２４２は、発光素子３２からの光に対する透過性を有する。したがって、発光素子３２からの光に対する領域２４１の反射率は、発光素子３２からの光に対する領域２４２の反射率よりも高い。
【００４４】
ここで、領域２４１には、発光素子３２からの光に対する反射性を有する薄膜が設けられ、一方、領域２４２には、当該薄膜が設けられていない。領域２４１に設けられる薄膜の構成材料としては、例えば、前述した偏光部２２の偏光パターンと同様の金属材料が挙げられる。
【００４５】
このような領域２４１の薄膜は、例えば、公知の成膜方法を用いて形成することができ、また、前述した偏光部２２の偏光パターンおよび第１トラック２３の領域２３１の薄膜のうちの少なくとも一方と一括して形成することもできる。なお、領域２４２には、領域２４１に設けられている薄膜よりも発光素子３２からの光に対する反射率が低い薄膜を設けてもよい。
【００４６】
以上のような光学スケール２は、前述したように、偏光部２２と、第１トラック２３と、第２トラック２４と、を有する。そして、偏光部２２は、偏光特性を有する。第１トラック２３は、偏光部２２の中心軸である回動軸Ｊ１まわりの周方向に沿って設けられ、反射率または透過率の異なる２つの領域２３１、２３２に周方向において二分されている。第２トラック２４は、回動軸Ｊ１まわりの周方向に沿って設けられ、回動軸Ｊ１に対して互いに反対側に配置されている２つの領域２４１、２４２の反射率または透過率が互いに異なる。
【００４７】
このような光学スケール２によれば、後に詳述するように、第１トラック２３および第２トラック２４のそれぞれからの光ＬＬ（本実施形態では反射光）を検出し、その検出結果を用いることで、偏光部２２が１８０°回転した状態とそうでない状態とを高精度に判別することができる。よって、検出精度を向上させることができる光学スケール２を提供することができる。
【００４８】
また、偏光部２２が複数の金属線を有することにより、特定方向の偏光光を高効率で反射可能な偏光部２２を実現することができる。
【００４９】
さらに、中心軸である回動軸Ｊ１に沿った方向から見たとき、第１トラック２３が有する２つの領域２３１、２３２間にある２つの境界部を結ぶ線分またはその延長線である線分Ｌ１は、第２トラック２４が有する２つの領域２４１、２４２の双方を通る。これにより、１つの発光素子３２から第１トラック２３および第２トラック２４の双方に向けて光ＬＬを出射することができる。
【００５０】
また、第１トラック２３が第２トラック２４に対して回動軸Ｊ１側にある。したがって、第１トラック２３と中心軸である回動軸Ｊ１との間の距離は、第２トラック２４と回動軸Ｊ１との間の距離と異なる。これにより、センサーユニット３が第１トラック２３からの光ＬＬと、第２トラック２４からの光ＬＬとを容易に区別して検出することができる。
【００５１】
（センサーユニット）
図３は、図１に示すエンコーダーが備える光出射部の構成例を示す平面図である。図４は、図３中のＡ−Ａ線断面図である。図５は、図１に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する平面図である。図６は、図１に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する模式的断面図である。
【００５２】
センサーユニット３は、回動軸Ｊ１まわりに回動しない部材（図示せず）に取り付けられる。前述したように、センサーユニット３は、基板３１と、基板３１の光学スケール２側の面に設けられている発光素子３２および受光素子３３、３４、３５と、を有する。
【００５３】
［基板］
基板３１は、回動軸Ｊ１まわりに回動しない部材（図示せず）に取り付けられる。基板３１は、例えば、配線基板であり、発光素子３２および受光素子３３、３４、３５を支持するとともに、これらと電気的に接続されている。そして、基板３１は、演算部６に図示しない配線を介して電気的に接続されている。
【００５４】
［発光素子］
発光素子３２は、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）である。この発光素子３２は、所望方向に直線偏光した光を安定して出力する構成を有するものが好ましい。以下、好ましい発光素子３２の一例を説明する。
【００５５】
図３および図４に示す発光素子３２は、基板４１と、第１ミラー層４２と、活性層４３と、第２ミラー層４４と、電流狭窄層４９と、コンタクト層４５と、第１領域４６と、第２領域５０と、樹脂層４７と、第１電極４８と、第２電極５１と、パッド５２と、引き出し配線５３と、を有する。ここで、第１ミラー層４２、活性層４３、第２ミラー層４４、電流狭窄層４９、コンタクト層４５、第１領域４６および第２領域５０は、積層体４０を構成している。そして、積層体４０は、樹脂層４７によって囲まれている。
【００５６】
基板４１は、例えば、ｎ型（第１導電型）のＧａＡｓ基板である。
第１ミラー層４２は、基板４１上に設けられている。第１ミラー層４２は、例えば、シリコンがドープされたｎ型のＡｌ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ層である高屈折率層と、シリコンがドープされたｎ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層である低屈折率層とを交互に積層して構成されている。
【００５７】
活性層４３は、第１ミラー層４２上に設けられている。活性層４３は、例えば、ｉ型のＩｎ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ層とｉ型のＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ層とから構成される量子井戸構造を３層重ねた多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有している。
【００５８】
第２ミラー層４４は、活性層４３上に設けられている。第２ミラー層４４は、例えば、炭素がドープされたｐ型のＡｌ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ層である高屈折率層と、炭素がドープされたｐ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層である低屈折率層とを交互に積層して構成されている。
【００５９】
第２ミラー層４４、活性層４３および第１ミラー層４２は、垂直共振器型のｐｉｎダイオードを構成している。第１電極４８と第２電極５１との間にｐｉｎダイオードの順方向の電圧を印加すると、活性層４３において電子と正孔との再結合が起こり、発光が生じる。活性層４３で発生した光は、第１ミラー層４２と第２ミラー層４４との間を往復し（多重反射し）、その際に誘導放出が起こって、強度が増幅される。そして、光利得が光損失を上回ると、レーザー発振が起こり、コンタクト層４５を介して外部へレーザー光が出射される。
【００６０】
電流狭窄層４９は、活性層４３と第２ミラー層４４との間に設けられている。なお、電流狭窄層４９は、第１ミラー層４２または第２ミラー層４４の内部に設けてもよい。電流狭窄層４９は、開口部４９１が形成された絶縁層である。この電流狭窄層４９は、第１電極４８と第２電極５１との間を流れる電流が活性層４３の面に沿った方向に広がることを防ぐ機能を有する。
【００６１】
コンタクト層４５は、第２ミラー層４４上に設けられている。コンタクト層４５は、例えば、炭素がドープされたｐ型のＧａＡｓ層である。
【００６２】
第１領域４６は、第１ミラー層４２が有する凸部の側方に設けられている。第１領域４６は、例えば、第１ミラー層４２が有する低屈折率層（例えばＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層）と連続する層が酸化された酸化層と、第１ミラー層４２が有する高屈折率層（例えばＡｌ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ層）と連続する層と、が交互に積層されて構成されている。
【００６３】
第２領域５０は、第２ミラー層４４の側方に設けられている。第２領域５０は、例えば、第２ミラー層４４が有する低屈折率層（例えばＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層）と連続する層が酸化された酸化層と、第２ミラー層４４が有する高屈折率層（例えばＡｌ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ層）と連続する層と、が交互に積層されて構成されている。
【００６４】
以上のような第１ミラー層４２、活性層４３、第２ミラー層４４、電流狭窄層４９、コンタクト層４５、第１領域４６および第２領域５０で構成されている積層体４０は、平面視において、Ｙ軸方向における積層体４０の長さが、Ｘ軸方向における積層体４０の長さよりも長い。図示では、積層体４０は、平面視において、Ｙ軸方向およびＸ軸方向の双方に対して対称な形状をなしている。
【００６５】
積層体４０は、図３に示すように、平面視において、第１歪付与部４０ａと、第２歪付与部４０ｂと、共振部４０ｃと、を有する。
【００６６】
第１歪付与部４０ａおよび第２歪付与部４０ｂは、平面視において、共振部４０ｃを挟んでＹ軸方向に対向している。そして、第１歪付与部４０ａおよび第２歪付与部４０ｂは、共振部４０ｃと一体的に構成されている。
【００６７】
第１歪付与部４０ａおよび第２歪付与部４０ｂは、活性層４３に歪みを付与して、活性層４３にて発生する光を偏光させる。ここで、「光を偏光させる」とは、光の電場の振動方向を一定にすることを言う。
【００６８】
共振部４０ｃは、第１歪付与部４０ａと第２歪付与部４０ｂとの間に設けられている。Ｘ軸方向における共振部４０ｃの長さは、Ｘ軸方向における第１歪付与部４０ａの長さまたはＸ軸方向における第２歪付与部４０ｂの長さよりも大きい。共振部４０ｃの平面形状は、例えば、円である。共振部４０ｃは、活性層４３で発生した光を共振させる。
【００６９】
樹脂層４７は、積層体４０の少なくとも側面に設けられている。樹脂層４７は、第１歪付与部４０ａおよび第２歪付与部４０ｂを完全に覆っていてもよいし、第１歪付与部４０ａおよび第２歪付与部４０ｂの一部を覆っていてもよい。樹脂層４７の材質は、例えば、ポリイミドである。
【００７０】
第１電極４８は、第１ミラー層４２上に設けられている。第１電極４８は、第１ミラー層４２とオーミックコンタクトしている。第１電極４８は、第１ミラー層４２と電気的に接続されている。第１電極４８は、例えば、第１ミラー層４２側から、Ｃｒ層、ＡｕＧｅ層、Ｎｉ層、Ａｕ層をこの順で積層して構成されている。第１電極４８は、活性層４３に電流を注入するための一方の電極である。なお、第１電極４８は、基板４１の下面に設けられていてもよい。
【００７１】
第２電極５１は、コンタクト層４５上および樹脂層４７上に設けられている。第２電極５１は、コンタクト層４５とオーミックコンタクトしている。第２電極５１は、コンタクト層４５を介して、第２ミラー層４４と電気的に接続されている。第２電極５１は、例えば、コンタクト層４５側から、Ｃｒ層、Ｐｔ層、Ｔｉ層、Ｐｔ層、Ａｕ層をこの順で積層して構成されている。第２電極５１は、活性層４３に電流を注入するための他方の電極である。
【００７２】
第２電極５１は、パッド５２と電気的に接続されている。第２電極５１は、引き出し配線５３を介して、パッド５２と電気的に接続されている。パッド５２は、樹脂層４７上に設けられている。パッド５２および引き出し配線５３の材質は、例えば、第２電極５１の材質と同じである。
【００７３】
以上説明したような発光素子３２によれば、平面視において、Ｙ軸方向における積層体４０の長さが、Ｘ軸方向における積層体４０の長さよりも大きく、かつ、平面視において、Ｙ軸方向における樹脂層４７の長さが、Ｘ軸方向における樹脂層４７の長さよりも長い。そのため、第１、第２歪付与部４０ａ、４０ｂおよび樹脂層４７の双方によって活性層４３に応力を付与して、出射されるレーザー光の偏光方向を安定させることができる。したがって、例えば、樹脂層４７（または第１、第２歪付与部４０ａ、４０ｂ）のみで活性層４３に応力を付与した場合と比べて、レーザー光の偏光方向を、より安定させることができる。
【００７４】
なお、発光素子３２は、ＡｌＧａＡｓ系の半導体材料を用いた場合に限定されず、例えば、発振波長に応じて、例えば、ＧａＩｎＰ系、ＺｎＳＳｅ系、ＩｎＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＩｎＮＡｓ系、ＧａＡｓＳｂ系の半導体材料を用いてもよい。
【００７５】
このような発光素子３２は、図５中の矢印Ｅで示す方向に直線偏光された光を出射する機能を有する。そして、発光素子３２は、図６に示すように、光学スケール２の偏光部２２、第１トラック２３および第２トラック２４のそれぞれに光ＬＬを照射する。ここで、光ＬＬは、発光素子３２の光軸ａ１を中心として放射角度θをもって拡がりながら発光素子３２から出射される。
【００７６】
（受光素子）
受光素子３３（第１受光素子）は、発光素子３２に対して回動軸Ｊ１側に配置され、受光素子３４、３５（第２、第３受光素子）は、発光素子３２に対して回動軸Ｊ１とは反対側に配置されている。また、受光素子３４は、受光素子３５よりも発光素子３２側に配置されている。受光素子３３、３４、３５は、それぞれ、例えば、フォトダイオードである。そして、受光素子３３は、偏光部２２で反射した光ＬＬの強度に応じた電流を検出信号として出力する機能を有する。受光素子３４は、第１トラック２３で反射した光ＬＬの強度に応じた電流を検出信号として出力する機能を有する。受光素子３５は、第２トラック２４で反射した光ＬＬの強度に応じた電流を検出信号として出力する機能を有する。
【００７７】
（演算部）
図１に示す演算部６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）を含んで構成され、受光素子３３、３４、３５からの信号を用いて、光学スケール２の回動状態を判断する機能を有する。この回動状態としては、例えば、回動位置、回動角度、回動速度、回動方向等が挙げられる。
【００７８】
以上、エンコーダー１の構成を説明した。以下、エンコーダー１の作用を説明する。
図７は、図１に示すエンコーダーの光学スケールの回転角度と光検出部の出力（電流値）との関係を示すグラフである。
【００７９】
前述したように、発光素子３２が出射する光ＬＬは、一方向に直線偏光されている。そして、光ＬＬが照射される偏光部２２は、選択的にＰ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射する偏光特性を有する。
【００８０】
このような偏光部２２により、偏光部２２に照射された光ＬＬは、光学スケール２の回動角度に応じて、偏光部２２での反射率が変化する。そして、受光素子３３からの信号（Ａ相アブソリュート信号）の電流値（ＰＤ電流値）は、光学スケール２の回動角度（回転角度）に応じて、図７に示すように、正弦波に沿って変化する。ここで、光学スケール２の回動角度の範囲が０〜２πであり、受光素子３３からの信号の電流値は、０〜πの範囲とπ〜２πの範囲とが互いに同じ波形となる。そのため、受光素子３３からの信号のみでは、光学スケール２の回動角度が０〜πであるときとπ〜２πであるときの区別ができない。
【００８１】
そこで、受光素子３４からの信号を用いて、光学スケール２の回動角度が０〜πであるときとπ〜２πであるときとの判断を行う。前述したように、第１トラック２３の周方向における３６０°の範囲のうち、１８０°の範囲に領域２３１が設けられ、残りの１８０°の範囲に領域２３２が設けられており、光ＬＬに対する領域２３１の反射率が領域２３２よりも高い。
【００８２】
このような領域２３１、２３２により、第１トラック２３に照射された光ＬＬは、光学スケール２の回動角度に応じて、第１トラック２３の反射率が二値的に変化する。そして、図７に示すように、受光素子３４からの信号（１８０°回転判別信号（１トラック目））の電流値（ＰＤ電流値）は、光学スケール２の回動角度（回転角度）に応じて、二値的に変化する。ここで、受光素子３４からの信号の電流値は、０〜πの範囲とπ〜２πの範囲とで互いに異なる値となる。したがって、受光素子３４からの信号を用いることで、光学スケール２の回動角度が０〜πであるときとπ〜２πであるときとの判別を行うことができる。
【００８３】
しかし、第１トラック２３の領域２３１と領域２３２との境界部では、受光素子３３からの信号の電流値が不安定となり、例えば、光学スケール２の回転角度が図７中のＡであるのかＢであるのかを誤って判別するおそれがある。
【００８４】
そこで、受光素子３５からの信号を用いて、受光素子３３からの信号が第１トラック２３の領域２３１と領域２３２との間にある２つの境界部のうちのいずれの境界部に基づくものであるのかの判断を行う。前述したように、第２トラック２４の周方向における範囲のうち、前述した第１トラック２３の２つの領域２３１、２３２の間にある２つの境界部のうちの一方の境界部に対応する周方向位置を含む範囲に領域２４１が設けられ、他方の境界部に対応する周方向位置を含む残りの範囲に領域２４２が設けられており、光ＬＬに対する領域２４１の反射率が領域２４２よりも高い。
【００８５】
このような領域２４１、２４２により、第２トラック２４に照射された光ＬＬは、光学スケール２の回動角度に応じて、第２トラック２４の反射率が二値的に変化する。そして、受光素子３５からの信号（１８０°回転判別信号（２トラック目））の電流値（ＰＤ電流値）は、図７に示すように、光学スケール２の回動角度（回転角度）に応じて、二値的に変化する。ここで、受光素子３５からの信号の電流値は、光学スケール２の回転角度が図７中のＡである場合とＢである場合とで異なる値となる。したがって、受光素子３４からの信号に受光素子３５からの信号を併用することで、光学スケール２の回動角度が０〜πであるときとπ〜２πであるときとの判別をより確実に行うことができる。
【００８６】
以上のようなエンコーダー１は、前述したように、光学スケール２と、発光素子３２で構成されている光出射部１１と、受光素子３３、３４、３５で構成されている光検出部１２と、判断部である演算部６と、を備える。そして、光出射部１１は、光学スケール２に向けて光ＬＬを出射する。光検出部１２は、偏光部２２、第１トラック２３および第２トラック２４のそれぞれからの光ＬＬの強度に応じた信号を出力する。演算部６は、光検出部１２からの信号を用いて、光学スケール２の回動状態を判断する。
【００８７】
このようなエンコーダー１によれば、偏光部２２が１８０°回転した状態とそうでない状態とを高精度に判別することができる。よって、検出精度を向上させることができるエンコーダー１を提供することができる。
【００８８】
また、光出射部１１は、第１トラック２３および第２トラック２４の双方に一括して光ＬＬを照射する発光素子３２を有する。これにより、光出射部１１に用いる発光素子の数を少なくすることができる。そのため、エンコーダー１の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００８９】
さらに、光出射部１１が、面発光レーザーである発光素子３２を有することにより、光出射部１１の小型化を図りつつ、直線偏光した光ＬＬを出射する光出射部１１を実現することができる。
【００９０】
また、光検出部１２は、偏光部２２からの光ＬＬを受光する第１受光素子である受光素子３３と、第１トラック２３からの光ＬＬを受光する第２受光素子である受光素子３４と、第２トラック２４からの光ＬＬを受光する第３受光素子である受光素子３５と、を有する。これにより、偏光部２２、第１トラック２３および第２トラック２４からの光ＬＬを容易に区別して検出することができる。また、受光素子３３、３４、３５の配置の自由度が高く、エンコーダー１の設計の自由度を高めることができる。
【００９１】
本実施形態では、光出射部１１および光検出部１２は、光学スケール２に対して同じ側に配置されている。これにより、反射型のエンコーダー１を実現することができる。なお、光学スケール２は光検出部１２を光学スケール２に対して光出射部１１とは反対側に配置することで、透過型のエンコーダーを実現することができる。この場合、第１トラック２３の２つの領域２３１、２３２の光ＬＬに対する透過率が互いに異なり、かつ、第２トラック２４の２つの領域２４１、２４２の光ＬＬに対する透過率が互いに異なっていればよい。
【００９２】
（変形例）
前述した実施形態では、発光素子３２が直線偏光した光ＬＬを出射する場合を説明したが、発光素子３２として発光ダイオードを用いることもできる。この場合、例えば、以下のような構成を有する。
【００９３】
図８は、図１に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部の変形例を説明する平面図である。図９は、図８に示す光出射部および光検出部を説明する模式的断面図である。
【００９４】
発光素子３２が発光ダイオードである場合、図８および図９に示すように、受光素子３３の受光面側に偏光素子３６を設ければよい。この偏光素子３６は、光学スケール２の回動に対して非回転となるように固定配置され、特定方向の偏光成分のみを透過させる。このように、受光素子３３と偏光部２２との間に偏光素子３６を設けることにより、光ＬＬが無偏光であっても、前述した実施形態と同様、受光素子３３からの信号の電流値は、光学スケール２の回動角度に応じて、正弦波に沿って変化する。なお、偏光素子３６を発光素子３２と偏光部２２との間に設けてもよい。
【００９５】
＜第２実施形態＞
図１０は、本発明の第２実施形態に係るエンコーダーを示す平面図である。図１１は、図１０に示すエンコーダーの光学スケールの回転角度と光検出部の出力（電流値）との関係を示すグラフである。
【００９６】
以下、第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図１０において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００９７】
本実施形態は、第２トラックの構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００９８】
図１０に示すエンコーダー１Ａが備える光学スケール２Ａは、反射率の異なる２つの領域２４１Ａ、２４２Ａで構成されている第２トラック２４Ａを有する。ここで、第２トラック２４Ａの周方向における全範囲のうち、１８０°の範囲に領域２４１Ａが設けられ、残りの１８０°の範囲に領域２４２Ａが設けられている。また、領域２４１Ａは、第１トラック２３の領域２３１側に配置され、領域２４２Ａは、第１トラック２３の領域２３２側に配置されている。また、第２トラック２４Ａの２つの領域２４１Ａ、２４２Ａ間の境界部は、第１トラック２３の２つの領域２３１、２３２間の境界部に対して周方向にずれている。
【００９９】
このような領域２４１Ａ、２４２Ａにより、受光素子３５からの信号（２トラック目）の電流値（ＰＤ電流値）は、光学スケール２Ａの回動角度（回転角度）に応じて、図１１に示すように、二値的に変化する。ここで、受光素子３５からの信号の電流値は、光学スケール２Ａの回転角度が図１１中のＡである場合とＢである場合とで異なる値となる。したがって、受光素子３４からの信号に受光素子３５からの信号を併用することで、光学スケール２Ａの回動角度が０〜πであるときとπ〜２πであるときとの判別をより確実に行うことができる。
以上説明したような第２実施形態によっても、検出精度を向上させることができる。
【０１００】
（変形例）
図１２は、図１０に示す光学スケールの変形例を説明する平面図である。
図１２に示すエンコーダー１Ｂが備える光学スケール２Ｂは、反射率の異なる２つの領域２４１Ｂ、２４２Ｂで構成されている第２トラック２４Ｂを有する。ここで、第２トラック２４Ｂの周方向における全範囲のうち、１８０°の範囲に領域２４１Ｂが設けられ、残りの１８０°の範囲に領域２４２Ｂが設けられている。また、領域２４１Ｂは、第１トラック２３の領域２３２側に配置され、領域２４２Ｂは、第１トラック２３の領域２３１側に配置されている。また、第２トラック２４Ｂの２つの領域２４１Ｂ、２４２Ｂ間の境界部は、第１トラック２３の２つの領域２３１、２３２間の境界部に対して周方向にずれている。
【０１０１】
このような領域２４１Ｂ、２４２Ｂによっても、受光素子３４からの信号に受光素子３５からの信号を併用することで、光学スケール２Ｂの回動角度が０〜πであるときとπ〜２πであるときとの判別をより確実に行うことができる。なお、受光素子３５からの信号の電流値は、図１１に示す波形と同じ波形となるが、図１１に示す場合と位相が１８０°ずれる。
【０１０２】
＜第３実施形態＞
図１３は、本発明の第３実施形態に係るエンコーダーを示す平面図である。図１４は、図１３に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する平面図である。図１５は、図１３に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する模式的断面図である。図１６は、図１３に示すエンコーダーの光学スケールの回転角度と光検出部の出力（電流値）との関係を示すグラフである。
【０１０３】
以下、第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図１３〜図１５において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１０４】
本実施形態は、光出射部および光検出部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１０５】
図１３に示すエンコーダー１Ｃが備えるセンサーユニット３Ｃは、光出射部１１Ｃおよび光検出部１２Ｃを備える。光出射部１１Ｃは、２つの発光素子３７、３８で構成され、これに対応して、光検出部１２Ｃは、２つの受光素子３３Ｃ、３４Ｃで構成されている。
【０１０６】
図１４に示すように、受光素子３３Ｃは、平面視において、環状の受光面を有し、その内側に発光素子３７が配置されている。同様に、受光素子３４Ｃは、平面視において、環状の受光面を有し、その内側に発光素子３８が配置されている。
【０１０７】
発光素子３７は、例えば、面発光レーザーであり、図１４中の矢印Ｅ１で示す方向に直線偏光された光を出射する機能を有する。また、発光素子３７は、図１５に示すように、光軸ａ２を中心として拡がりながら偏光部２２に向けて光を出射する。受光素子３３Ｃは、例えば、フォトダイオードであり、発光素子３７から出射されて偏光部２２で反射した光を受ける。
【０１０８】
一方、発光素子３８は、例えば、面発光レーザーまたは発光ダイオードであり、出射する光は偏光されていてもいなくてもよい。また、発光素子３８は、光軸ａ３を中心として拡がりながら第１トラック２３および第２トラック２４の双方に向けて光を出射する。受光素子３４Ｃは、例えば、フォトダイオードであり、発光素子３８から出射されて第１トラック２３および第２トラック２４で反射した光を一括して受ける。
【０１０９】
受光素子３３Ｃからの信号（Ａ相アブソリュート信号）の電流値（ＰＤ電流値）は、前述した第１実施形態の受光素子３３からの信号と同様、光学スケール２の回動角度（回転角度）に応じて、図１６に示すように、正弦波に沿って変化する。
【０１１０】
一方、受光素子３４Ｃは、第１トラック２３および第２トラック２４の双方からの光を受ける。そのため、受光素子３４Ｃからの信号（１８０°回転判別信号（１トラック目＋２トラック目））の電流値（ＰＤ電流値）は、光学スケール２の回動角度（回転角度）に応じて、段階的に変化する。ここで、受光素子３４Ｃからの信号の電流値は、光学スケール２の回転角度が図１６中のＡである場合とＢである場合とで異なる値となる。したがって、受光素子３４Ｃからの信号を用いることで、光学スケール２の回動角度が０〜πであるときとπ〜２πであるときとの判別をより確実に行うことができる。
【０１１１】
以上のようなエンコーダー１Ｃにおいて、光検出部１２Ｃは、偏光部２２からの光を受光する第１受光素子である受光素子３３Ｃと、第１トラック２３および第２トラック２４からの光を一括して受光する第２受光素子である受光素子３４Ｃと、を有する。これにより、光検出部１２Ｃに用いる受光素子の数を少なくすることができる。そのため、エンコーダー１Ｃの小型化および低コスト化を図ることができる。
以上説明したような第３実施形態によっても、検出精度を向上させることができる。
【０１１２】
（変形例）
前述した実施形態では、発光素子３７が直線偏光した光を出射する場合を説明したが、発光素子３７として発光ダイオードを用いることもできる。この場合、例えば、以下のような構成を有する。
【０１１３】
図１７は、図１３に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部の変形例を説明する平面図である。
【０１１４】
発光素子３７が発光ダイオードである場合、図１７に示すように、受光素子３３Ｃの受光面側に偏光素子３６を設ければよい。この偏光素子３６は、光学スケール２の回動に対して非回転となるように固定配置され、特定方向の偏光成分のみを透過させる。このように、受光素子３３Ｃと偏光部２２との間に偏光素子３６を設けることにより、発光素子３７が出射する光が無偏光であっても、受光素子３３Ｃからの信号の電流値は、前述した実施形態と同様に変化する。なお、偏光素子３６を発光素子３７と偏光部２２との間に設けてもよい。
【０１１５】
＜第４実施形態＞
図１８は、本発明の第４実施形態に係るエンコーダーを示す平面図である。図１９は、図１８に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する平面図である。図２０は、図１８に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する模式的断面図である。
【０１１６】
以下、第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図１８〜図２０において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
本実施形態は、光検出部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１１７】
図１８に示すエンコーダー１Ｄが備えるセンサーユニット３Ｄは、光検出部１２Ｄを備える。光検出部１２Ｄは、２つの受光素子３３、３４Ｄで構成されている。
【０１１８】
受光素子３４Ｄは、図１９に示すように、発光素子３２に対して受光素子３３とは反対側に配置されている。そして、受光素子３４Ｄは、例えば、フォトダイオードであり、発光素子３２から出射されて第１トラック２３および第２トラック２４で反射した光を一括して受ける。
【０１１９】
受光素子３４Ｄからの信号の電流値は、前述した第３実施形態の受光素子３４Ｃからの信号の電流値と同様の波形となる。
以上説明したような第４実施形態によっても、検出精度を向上させることができる。
【０１２０】
（変形例）
前述した実施形態では、発光素子３２が直線偏光した光を出射する場合を説明したが、発光素子３２として発光ダイオードを用いることもできる。この場合、例えば、以下のような構成を有する。
【０１２１】
図２１は、図１８に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部の変形例を説明する平面図である。
【０１２２】
発光素子３２が発光ダイオードである場合、図２１に示すように、発光素子３２の発光面側に偏光素子３６を設ければよい。
【０１２３】
以上説明したようなエンコーダー１〜１Ｄは、それぞれ、回動する機構を有する各種機器に搭載することができる。
【０１２４】
（ロボット）
図２２は、本発明のロボットの一例を示す側面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図２２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図２２中の基台側を「基端」、その反対側（ハンド側）を「先端」と言う。また、図２２の上下方向を「鉛直方向」とし、左右方向を「水平方向」とする。
【０１２５】
図２２に示すロボット１００は、いわゆる水平多関節ロボット（スカラロボット）であり、例えば、精密機器等を製造する製造工程等で用いられ、精密機器や部品等の把持や搬送等を行うことができる。
【０１２６】
図２２に示すように、ロボット１００は、基台１１０と、第１アーム１２０と、第２アーム１３０と、作業ヘッド１４０と、エンドエフェクター１５０と、配線引き回し部１６０と、を有している。以下、ロボット１００の各部を順次簡単に説明する。
【０１２７】
基台１１０は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。基台１１０の上端部には、第１アーム１２０が連結している。第１アーム１２０は、基台１１０に対して鉛直方向に沿う第１軸である回動軸Ｊ１まわりに回動可能となっている。
【０１２８】
基台１１０内には、第１アーム１２０を回動させる駆動力を発生させる第１モーター１１１と、第１モーター１１１の駆動力を減速する第１減速機１１２とが設置されている。第１減速機１１２の入力軸は、第１モーター１１１の回転軸に連結され、第１減速機１１２の出力軸は、第１アーム１２０に連結されている。そのため、第１モーター１１１が駆動し、その駆動力が第１減速機１１２を介して第１アーム１２０に伝達されると、第１アーム１２０が基台１１０に対して回動軸Ｊ１まわりに水平面内で回動する。
【０１２９】
また、基台１１０および第１アーム１２０には、基台１１０に対する第１アーム１２０の回動状態を検出する第１エンコーダーであるエンコーダー１が設けられている。具体的には、例えば、前述した光学スケール２が第１減速機１１２の出力軸または第１アーム１２０に取り付けられ、センサーユニット３が基台１１０またはこれに固定された部材に取り付けられている。なお、エンコーダー１に代えて、前述したエンコーダー１Ａ〜１Ｄを設けてもよい。
【０１３０】
第１アーム１２０の先端部には、第２アーム１３０が連結している。第２アーム１３０は、第１アーム１２０に対して鉛直方向に沿う第２軸Ｊ２まわりに回動可能となっている。図示しないが、第２アーム１３０内には、第２アーム１３０を回動させる駆動力を発生させる第２モーターと、第２モーターの駆動力を減速する第２減速機とが設置されている。そして、第２モーターの駆動力が第２減速機を介して第２アーム１３０に伝達されることにより、第２アーム１３０が第１アーム１２０に対して第２軸Ｊ２まわりに水平面内で回動する。また、図示しないが、第２モーターには、第１アーム１２０に対する第２アーム１３０の回動状態を検出する第２エンコーダーが設けられている。
【０１３１】
第２アーム１３０の先端部には、作業ヘッド１４０が配置されている。作業ヘッド１４０は、第２アーム１３０の先端部に同軸的に配置されたスプラインナットおよびボールネジナット（ともに図示せず）に挿通されたスプラインシャフト１４１を有している。スプラインシャフト１４１は、第２アーム１３０に対して、その軸まわりに回転可能であり、かつ、上下方向に移動（昇降）可能となっている。
【０１３２】
図示しないが、第２アーム１３０内には、回転モーターおよび昇降モーターが配置されている。回転モーターの駆動力は、図示しない駆動力伝達機構によってスプラインナットに伝達され、スプラインナットが正逆回転すると、スプラインシャフト１４１が鉛直方向に沿う軸Ｊ３まわりに正逆回転する。また、図示しないが、回転モーターには、第２アーム１３０に対するスプラインシャフト１４１の回動状態を検出する第３エンコーダーが設けられている。
【０１３３】
一方、昇降モーターの駆動力は、図示しない駆動力伝達機構によってボールネジナットに伝達され、ボールネジナットが正逆回転すると、スプラインシャフト１４１が上下に移動する。昇降モーターには、第２アーム１３０に対するスプラインシャフト１４１の移動量を検出する第４エンコーダーが設けられている。
【０１３４】
スプラインシャフト１４１の先端部（下端部）には、エンドエフェクター１５０が連結されている。エンドエフェクター１５０としては、特に限定されず、例えば、被搬送物を把持するもの、被加工物を加工するもの等が挙げられる。
【０１３５】
第２アーム１３０内に配置された各電子部品（例えば、第２モーター、回転モーター、昇降モーター、第２〜第４エンコーダー等）に接続される複数の配線は、第２アーム１３０と基台１１０とを連結する管状の配線引き回し部１６０内を通って基台１１０内まで引き回されている。さらに、かかる複数の配線は、基台１１０内でまとめられることによって、第１モーター１１１およびエンコーダー１に接続される配線とともに、基台１１０の外部に設置され、ロボット１００を統括制御する図示しない制御装置まで引き回される。
【０１３６】
以上説明したようなロボット１００は、優れた検出精度を有するエンコーダー１を備えるため、例えば、このエンコーダー１の検出結果を用いて、高精度な動作制御を行うことができる。
【０１３７】
以上、本発明の光学スケール、エンコーダーおよびロボットを図示の好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【０１３８】
また、エンコーダーの設置箇所は、基台と第１アームとの関節部に限定されず、相対的に回動する任意の２つのアームの関節部であってもよい。また、エンコーダーの設置箇所は、ロボットが有する関節部に限定されない。
【０１３９】
また、前述した実施形態では、ロボットアームの数は、１つであったが、ロボットアームの数は、これに限定されず、例えば、２つ以上でもよい。すなわち、本発明のロボットは、例えば、双腕ロボット等の複数腕ロボットであってもよい。
【０１４０】
また、前述した実施形態では、ロボットが有するアームの数は、２つであったが、アームの数は、これに限定されず、例えば、１つまたは３つ以上でもよい。
【０１４１】
また、前述した実施形態では、本発明のロボットの設置箇所は、床面に限定されず、例えば、天井面や側壁面等でもよい。また、本発明のロボットは、建物等の構造物に固定設置されるものに限定されず、例えば、脚部を有する脚式歩行（走行）ロボットであってもよい。
【０１４２】
また、前述した実施形態では、本発明のロボットの一例として、水平多関節ロボットを例に説明したが、本発明のロボットは、相対的に回動する２つの部材を有すれば、垂直多関節ロボット等の他の形式のロボットであってもよい。
【０１４３】
また、本発明の光学スケール、エンコーダーは、回転部を有する産業用プリンター、民生用プリンターにも用いることができる。
【０１４４】
また、前述した実施形態では、光出射部および光検出部が光学スケールの半径方向に沿って並んで配置されている場合を例に説明したが、これに限定されず、光出射部および光検出部が光学スケールの周方向にずれて配置されていてもよい。
【符号の説明】
【０１４５】
１…エンコーダー、１Ａ…エンコーダー、１Ｂ…エンコーダー、１Ｃ…エンコーダー、１Ｄ…エンコーダー、２…光学スケール、２Ａ…光学スケール、２Ｂ…光学スケール、３…センサーユニット、３Ｃ…センサーユニット、３Ｄ…センサーユニット、６…演算部（判断部）、１１…光出射部、１１Ｃ…光出射部、１２…光検出部、１２Ｃ…光検出部、１２Ｄ…光検出部、２１…基板、２２…偏光部、２３…第１トラック、２４…第２トラック、２４Ａ…第２トラック、２４Ｂ…第２トラック、３１…基板、３２…発光素子、３３…受光素子（第１受光素子）、３３Ｃ…受光素子（第１受光素子）、３４…受光素子（第２受光素子）、３４Ｃ…受光素子（第２受光素子）、３４Ｄ…受光素子（第２受光素子）、３５…受光素子（第３受光素子）、３６…偏光素子、３７…発光素子（第１発光素子）、３８…発光素子（第２発光素子）、４０…積層体、４０ａ…第１歪付与部、４０ｂ…第２歪付与部、４０ｃ…共振部、４１…基板、４２…第１ミラー層、４３…活性層、４４…第２ミラー層、４５…コンタクト層、４６…第１領域、４７…樹脂層、４８…第１電極、４９…電流狭窄層、５０…第２領域、５１…第２電極、５２…パッド、５３…引き出し配線、１００…ロボット、１１０…基台、１１１…第１モーター、１１２…第１減速機、１２０…第１アーム、１３０…第２アーム、１４０…作業ヘッド、１４１…スプラインシャフト、１５０…エンドエフェクター、１６０…配線引き回し部、２１１…孔、２３１…領域、２３２…領域、２４１…領域、２４１Ａ…領域、２４１Ｂ…領域、２４２…領域、２４２Ａ…領域、２４２Ｂ…領域、４９１…開口部、Ｅ…矢印、Ｅ１…矢印、Ｊ１…回動軸、Ｊ２…第２軸、Ｊ３…軸、Ｌ１…線分、ＬＬ…光、ａ１…光軸、ａ２…光軸、ａ３…光軸、θ…放射角度
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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