JP2000205894A

JP2000205894A - エンコ―ダ装置

Info

Publication number: JP2000205894A
Application number: JP11005575A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Sakaguchi; 隆裕坂口
Original assignee: Teac Corp
Current assignee: Teac Corp
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2000-07-28
Also published as: DE19960890A1; GB2345751A; GB9927905D0; US6407378B1

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、受光素子を適切な位置に配置する
ことにより薄型化を図ると共に、高精度なエンコーダ出
力を得ることを課題とする。【解決手段】各受光素子４１〜４４はメインスケール
２７の開口部５０に対し、第１の受光素子４１と第２の
受光素子４２がメインスケール２７の開口部５０に正対
し、第３の受光素子４３がメインスケール２７の開口部
５０の後半に対向し、第４の受光素子４４がメインスケ
ール２７の開口部５０の前半に対向する位置に設けられ
ている。第１の受光素子４１と第２の受光素子４２との
間隔を大きくすることができる。よって、開口部５０が
第１の受光素子４１と第２の受光素子４２との中間位置
にあるときの漏れ光の影響を減らすことが可能になり、
その分発光部３２と受光部３４とを接近させて受光素子
４１〜４４の出力を高めることができると共にエンコー
ダ装置２８の薄型化を実現しうる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンコーダ装置に係
り、特に受光素子を適切な位置に配置することにより薄
型化を図ると共に、高精度なエンコーダ出力を得る光学
式のエンコーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、磁気ディスク装置においては、
磁気ヘッドを有するヘッドキャリッジをディスク半径方
向に移動させており、ヘッドキャリッジの移動位置をエ
ンコーダ装置により検出しながら磁気ヘッドが任意のト
ラックをトレースするようにシーク動作制御している。

【０００３】この種のエンコーダ装置では、小型化、薄
型化を図ると共に高精度なエンコーダ出力を得るための
研究が行なわれている。従来のエンコーダ装置では、９
０度の位相差を有し、周期が等しいＡ相、Ｂ相の２つの
信号が出力され、位相を９０度ずらして配置された２つ
の受光素子（フォトダイオード等）により、発光素子か
らの光を受光して上記２つの信号を出力していた。

【０００４】近年は、エンコーダ装置の出力をより高精
度に得るために、４つの受光素子を用いてＡ相、Ｂ相、
反転Ａ相、反転Ｂ相の４つの信号を取り出し、Ａ相と反
転Ａ相、Ｂ相と反転Ｂ相をそれぞれ差動増幅することに
より、より高精度なエンコーダ出力を得る構成となって
いる。図１２は従来のエンコーダ装置の概略構成を示す
構成図である。

【０００５】図１２において、従来のエンコーダ装置１
は、受光素子２Ａと受光素子２Ｂが位相差が９０度とな
るように配置され、反転Ａ相の受光素子２ａが受光素子
２Ａと位相差が１８０度となるように配置され、反転Ｂ
相の受光素子２ｂが受光素子２Ｂと位相差が１８０度と
なるように配置されている。また、エンコーダ装置１
は、各受光素子２Ａ，２Ｂ，２ａ，２ｂと対向する位置
に発光素子３が設けられており、発光素子３の中心線に
対して各受光素子２Ａ，２Ｂ，２ａ，２ｂが対称に配置
されている。そして、発光素子３と受光素子２Ａ，２
Ｂ，２ａ，２ｂとは、合成樹脂材により一体成型されて
おり、発光素子３の球面レンズ３ａと受光素子２Ａ，２
Ｂ，２ａ，２ｂとの間には、所定間隔毎のスリット（図
１２中、空白部分で示す開口部）４を有するメインスケ
ール５が装架されている。このメインスケール５が発光
素子２に対して長手方向（Ａ，Ｂ方向）に移動すると、
発光素子３からの光がメインスケール５のスリット４を
通過して受光素子２Ａ，２Ｂ，２ａ，２ｂに至るが、発
光素子３とメインスケール５との相対変位により各受光
素子２Ａ，２Ｂ，２ａ，２ｂで受光される光強度が変化
する。

【０００６】そのため、エンコーダ装置１の各受光素子
２Ａ，２Ｂ，２ａ，２ｂから発光素子３とメインスケー
ル５との相対変位に伴う受光レベルの変化に応じた波形
の信号が得られる。尚、受光素子２Ａ，２Ｂ，２ａ，２
ｂからの信号が入力される回路（図示せず）では、受光
素子２Ａから出力されるＡ相信号と受光素子２ａから出
力されるａ相信号とを差動増幅してＡ’（＝Ａ−ａ）相
信号を得、受光素子２Ｂから出力されるＢ相信号と受光
素子２ｂから出力されるｂ相信号とを差動増幅してＢ’
（＝Ｂ−ｂ）相信号を得る。そして、Ａ’相信号とＢ’
相信号の位相差は、９０度となる。

【０００７】エンコーダ装置１からは、一般的に９０度
の位相差を有する周期が等しいＡ相、Ｂ相の２つの信号
が出力されれば良いわけであるから、各受光素子２Ａ，
２Ｂ，２ａ，２ｂの配置形態に制限はない。図１３は従
来の受光素子２Ａ，２Ｂ，２ａ，２ｂの配置を示す図で
ある。図１３に示されるように、例えば、受光素子２Ｂ
を受光素子２Ａと位相差が９０度となるように受光素子
２Ａの横に配置し、受光素子２ａを受光素子２ｂと位相
差が９０度となるように受光素子２ｂの横に配置する。

【０００８】このように受光素子２Ａ，２Ｂ，２ａ，２
ｂを配置すると、各受光素子２Ａ，２Ｂ，２ａ，２ｂが
等間隔（位相差９０度間隔）で配置されるようになり、
各受光素子２Ａ，２Ｂ，２ａ，２ｂ間の干渉が小さくな
り、受光感度を向上することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成とされた従来のエンコーダ装置では、メイン
スケール５のスリット４が球面レンズ３ａの中央部に対
向する位置を通過するとき、スリット４から漏れ光が出
ており、球面レンズ３ａの中央部に近接するように配置
された受光素子２Ａ，２ｂが漏れ光の影響を受けて検出
精度が低下することになる。そして、球面レンズ３ａと
各受光素子２Ａ，２Ｂ，２ａ，２ｂとの離間距離を小さ
くして薄型化を図ろうすると、上記漏れ光の影響が大き
くなる。

【００１０】また、図１２において、漏れ光がメインス
ケール５を透過するように記載されているが、スリット
４の位置が球面レンズ３ａの中央部に対向する位置を通
過し終わると、漏れ光はメインスケール５（図１２中の
斜線部）により遮断され、受光素子２Ａ，２ｂで受光さ
れない。球面レンズ３ａの中心軸付近は、光量が特に強
いため、漏れ光の影響が大きくなる傾向にある。特に、
球面レンズ３ａの中心軸付近に配置された受光素子２Ａ
と受光素子２ｂは、その影響を受けやすく、それ故に、
受光素子２Ａと受光素子２ｂから出力されるＡ相信号と
ｂ相信号の出力精度が劣化して不安定になるといった問
題が発生する。

【００１１】そこで、本発明は上記問題を解決したエン
コーダ装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような特徴を有する。上記請求項１
記載の発明は、所定の周期でスリット状の開口部が設け
られたメインスケールと、該メインスケールに対し光を
照射する発光手段と、該発光手段から照射される光を前
記メインスケールに設けられた開口部を介して受光する
４つの受光部材を備える受光手段と、該受光手段からの
出力信号を用いて前記メインスケールの移動情報を検出
する検出手段を有するエンコーダ装置において、前記受
光手段の４つの受光部材のうち、第１の受光部材と第２
の受光部材を前記メインスケールの開口部に対し略同位
相となるように配置し、前記受光手段の４つの受光部材
のうち、第３の受光部材と第４の受光部材を、前記メイ
ンスケールの開口部に対し、前記第１受光部材からの出
力信号と第３受光部材からの出力信号とを差動増幅する
ことによって得られる第１の差動出力信号と、前記第２
受光部材からの出力信号と第４受光部材からの出力信号
とを差動増幅することによって得られる第２の差動出力
信号とが、同じ周期を有し、且つ前記第１差動出力信号
と前記第２差動出力信号が所定の位相差を有するように
配置することを特徴とするものである。

【００１３】従って、上記請求項１記載の発明によれ
ば、第１の受光部材と第２の受光部材をメインスケール
の開口部に対し略同位相となるように配置して第１、第
２の受光部材を球面レンズの中心軸付近から離間させる
と共に、第３の受光部材と第４の受光部材を第１差動出
力信号と前記第２差動出力信号が所定の位相差を有する
ように配置するため、漏れ光による影響を無くして球面
レンズと各受光部材とを近接配置させて薄型化を図るこ
とができる。

【００１４】また、請求項２記載の発明は、前記第３受
光部材が、その出力信号が前記第１受光部材の出力信号
に対し第１の位相差を有するように配置され、前記第４
受光部材が、その出力信号が前記第２受光部材の出力信
号に対し第２の位相差を有するように配置されることを
特徴とするものである。従って、上記請求項２記載の発
明によれば、第３受光部材がその出力信号が第１受光部
材の出力信号に対し第１の位相差を有するように配置さ
れ、第４受光部材がその出力信号が第２受光部材の出力
信号に対し第２の位相差を有するように配置されるた
め、第１差動出力信号と第２差動出力信号が所定の位相
差を有するように配置することができる。

【００１５】また、請求項３記載の発明は、前記発光手
段が、光を略平行光にするためのレンズを有し、前記第
１受光部材と前記第２受光部材との中間線上に、該レン
ズの中心軸が位置するように設けられることを特徴とす
るものである。従って、上記請求項３記載の発明によれ
ば、発光手段が光を略平行光にするためのレンズを有
し、第１受光部材と第２受光部材との中間線上に、レン
ズの中心軸が位置するように設けられるため、第１受光
部材と第２受光部材をメインスケールの開口部に対し略
同位相となるように配置することが可能になる。

【００１６】また、請求項４記載の発明は、前記第１の
位相差が、略１３５度であり、前記第２の位相差が、略
４５度であることを特徴とするものである。従って、上
記請求項４記載の発明によれば、第１の位相差が略１３
５度であり、第２の位相差が略４５度であるため、第１
差動出力信号と第２差動出力信号とが９０度の位相差を
有するように出力することができる。

【００１７】また、請求項５記載の発明は、前記メイン
スケールの前記開口部の幅と遮蔽部の幅が同一であるこ
とを特徴とするものである。従って、上記請求項５記載
の発明によれば、メインスケールの開口部の幅と遮蔽部
の幅が同一であるため、メインスケールと各受光部材と
の相対変位に応じて発光部からの光を各受光部材で正確
に受光させることができる。

【００１８】また、請求項６記載の発明は、前記受光手
段の４つの受光部材が、該レンズの中心軸を囲むように
略円弧状に配置されることを特徴とするものである。従
って、上記請求項６記載の発明によれば、４つの受光部
材がレンズの中心軸を囲むように略円弧状に配置される
ため、発光部からの光スポットの近傍に各受光部材を設
けることができ、各受光部材から出力される信号レベル
を確保することができる。

【００１９】また、請求項７記載の発明は、前記所定の
位相差が、９０度であることを特徴とするものである。
従って、上記請求項７記載の発明によれば、第１差動出
力信号と第２差動出力信号との位相差が９０度であるた
め、両信号の位相差を検出しやすく位置検出精度を確保
することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の実施の
形態について説明する。図１は本発明のエンコーダ装置
の一実施例が適用された磁気ディスク装置の構成を示す
構成図である。図１に示されるように、磁気ディスク装
置１１は、記録媒体として磁気ディスク１２が装着され
る。磁気ディスク１２は、例えば、高容量フロッピーデ
ィスクからなり、磁気ディスク装置１１に装着された状
態で、回転中心に取り付けられたハブ１２ａにスピンド
ルモータ１３のロータに設けられたチャック部１３ａが
係合する。

【００２１】スピンドルモータ１３は、ドライバ１４か
ら供給される回転駆動信号に応じて回転される。スピン
ドルモータ１３がＣ方向に回転することにより、磁気デ
ィスク１２がＣ方向に回転する。また、磁気ディスク１
２の記録面には、磁気ヘッド１５が対向して配置され
る。磁気ヘッド１５は、サスペンションアーム１６の先
端に固定されている。

【００２２】サスペンションアーム１６の他端は、ヘッ
ドキャリッジ１７に固定され、ヘッドキャリッジ１７を
磁気ディスク１２の半径方向に移動させることにより先
端に固定された磁気ヘッド１５を磁気ディスク１２の表
面形状に対応して移動可能に保持する。ヘッドキャリッ
ジ１７は、アクチュエータ１８と係合している。アクチ
ュエータ１８は、ドライバ１９から供給される移動制御
信号に応じて磁気ディスク１２の半径方向（Ｄ方向）に
移動し、ヘッドキャリッジ１７をＤ方向に移動させる。

【００２３】磁気ヘッド５は、信号処理回路２０に接続
されている。信号処理回路２０は、磁気ヘッド１５に記
録信号を供給するとともに、磁気ヘッド１５で再生され
た再生信号を復調する。信号処理回路２０は、インタフ
ェース回路２１及びシステムマイコン２２に接続され
る。インタフェース回路２１は、信号処理回路２０とホ
ストコンピュータ（図示せず）との間に接続され、信号
処理回路２０とホストコンピュータとのインタフェース
をとる。

【００２４】システムマイコン２２は、信号処理回路２
０及びインタフェース回路２１、並びに、メモリ２３と
接続され、信号処理回路２０から供給される現在位置情
報とインタフェース回路２１から供給される目標位置情
報とに応じてメモリ２３を参照して、メモリ２３に記憶
された速度プロフィールに応じて速度制御を行う。ま
た、システムマイコン２２は、信号処理回路２０から供
給されるトラッキングエラー信号に応じて位置制御を行
う。

【００２５】なお、システムマイコン２２には、速度制
御を行う速度制御動作モード及び位置制御を行う位置制
御モードが設定されており、速度制御時には速度制御動
作モードが選択され、位置制御時には、位置制御モード
が選択される。図２はヘッドキャリッジ１７の位置を検
出するエンコーダ装置の取付状態を示す正面図である。

【００２６】図２に示されるように、ヘッドキャリッジ
１７の底部に対向するように配設された基板２５には、
フォトインタラプタ２６が縦向きに取り付けられてい
る。そして、ヘッドキャリッジ１７の底部には、ヘッド
キャリッジ１７の移動方向に延在するメインスケール２
７が取り付けられている。このメインスケール２７は、
後述するように所定間隔毎の開口部を有し、フォトイン
タラプタ２６の溝内に挿入されている。

【００２７】上記フォトインタラプタ２６とメインスケ
ール２７とによりエンコーダ装置２８が構成されてい
る。よって、ヘッドキャリッジ１７がディスク半径方向
に移動すると、メインスケール２７がフォトインタラプ
タ２６の溝内を移動してフォトインタラプタ２６からヘ
ッドキャリッジ１７の移動位置に応じた信号が得られ
る。

【００２８】次に、エンコーダ装置２８について説明す
る。図３（Ａ）〜（Ｄ）は本発明のエンコーダ装置２８
の外観形状を示す平面図、正面図、側面図、Ａ部拡大図
である。図３（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、エンコ
ーダ装置２８はフォトインタラプタ２６とメインスケー
ル２７とからなり、メインスケール２７がヘッドキャリ
ッジ１７と共にＤ方向に移動する。フォトインタラプタ
２６は、メインスケール２７が挿通される溝部３０を介
して発光部３２と受光部３４とが対向配置された状態で
合成樹脂材により一体成型されており、基板２５に固定
されるベース２６ａと、ベース２６ａに支持されて発光
部３２を保持する第１の保持部２６ｂと、ベース２６ａ
に支持されて受光部３４を保持する第２の保持部２６ｃ
とを有する。

【００２９】発光部３２は、指向性を有する発光フォト
ダイオードからなる発光素子（発光手段）３６と、発光
素子３６からの光を略平行光線にする球面を有する凸レ
ンズからなる球面レンズ３８とを有する。また、受光部
３４は、メインスケール２７を通過した球面レンズ３８
からの光を受光する第１乃至第４の受光素子（受光部
材）４１〜４４からなる。そして、第１の保持部２６ｂ
の端部には、発光素子３６から延在された２本の端子４
５が突出しており、第２の保持部２６ｃの端部には、第
１乃至第４の受光素子４１〜４４から延在された５本の
各端子４６が突出している。

【００３０】また、ベース２６ａは、第１乃至第４の受
光素子４１〜４４の各端子４６が突出する開口４７と、
基板２５に固定するための長孔４８と、基板２５に固定
するときの位置決め用凹部４９とを有する。図４はメイ
ンスケール２７と発光部３２と受光部３４との位置関係
を示す平面図である。

【００３１】図４に示されるように、発光部３２の球面
レンズ３８と第１乃至第４の受光素子４１〜４４との間
には、メインスケール２７が挿通されている。メインス
ケール２７は、延在方向（移動方向）に沿って発光部３
２からの光を通過させる開口部５０と発光部３２からの
光を遮蔽する遮蔽部５１とが交互に形成されている。開
口部５０の延在方向（移動方向）の幅寸法Ｌａと遮蔽部
５１の延在方向（移動方向）の幅寸法Ｌｂとは、同一寸
法である。

【００３２】第１乃至第４の受光素子４１〜４４のうち
発光部３２の球面レンズ３８の中心軸近傍に配された第
１、第２の受光素子４１，４２は、Ａ，Ｂ相用受光部で
あり、互いに同位相で受光しうる位置に配置されてい
る。また、受光素子４１，４２は、開口部５０が移動す
るときに生じる漏れ光の影響を受けない距離に離間して
おり、発光部３２の球面レンズ３８の中心軸より十分離
間している。

【００３３】また、４個の受光素子４１〜４４のうち第
３、第４の受光素子４３，４４は、ａ，ｂ相（反転Ａ，
Ｂ相）用受光部であり、夫々受光素子４１，４２に対し
て４５度、１３５度の第１、第２の位相差を有する位置
に配置されている。そして、発光素子３６からの光は球
面レンズ３８により各受光素子４１〜４４に向かう光線
となってその一部がメインスケール２７の開口部５０を
通過して各受光素子４１〜４４で受光される。そのた
め、各受光素子４１〜４４は、メインスケール２７の移
動に伴って開口部５０を通過する光量の変化に応じた信
号を検出値として出力する。

【００３４】図５は各受光素子４１〜４４と差動アンプ
との接続を示すブロック図である。図５に示されるよう
に、第１の受光素子４１は第１の差動アンプ５４の非反
転入力端子（＋）に接続され、第３の受光素子４３は第
１の差動アンプ５４の反転入力端子（−）に接続されて
いる。そのため、第１の差動アンプ５４は、Ａ相用の受
光素子４１からの出力信号と、ａ相用の受光素子４３か
らの出力信号との差Ａ−ａを出力する。

【００３５】また、第２の受光素子４２は第２の差動ア
ンプ５６の非反転入力端子（＋）に接続され、第３の受
光素子４３は第２の差動アンプ５６の反転入力端子
（−）に接続されている。そのため、第２の差動アンプ
５６は、Ｂ相用の受光素子４２からの出力信号と、ｂ相
用の受光素子４４からの出力信号との差Ｂ−ｂを出力す
る。

【００３６】図６は発光部３２と各受光素子４１〜４４
とメインスケール２７の開口部５０との位置関係を模式
的に示す図である。図６に示されるように、各受光素子
４１〜４４はメインスケール２７の開口部５０に対し、
第１の受光素子４１と第２の受光素子４２がメインスケ
ール２７の開口部５０に正対し、第３の受光素子４３が
メインスケール２７の開口部５０の後半に対向し、第４
の受光素子４４がメインスケール２７の開口部５０の前
半に対向する位置に設けられている。

【００３７】従って、第１の受光素子４１と第２の受光
素子４２との離間距離（Ｄ方向の間隔）Ｌａが開口部５
０の幅寸法（移動方向に幅寸法）Ｌｂと同一寸法となる
ようにして従来のものよりも離間距離を大きくすること
ができる。発光部３２においては、球面レンズ３８の中
心軸付近での光強度が大きいので、中心軸付近に配置さ
れた第１の受光素子４１と第２の受光素子４２とが漏れ
光の影響を受けやすい。しかしながら、本実施例では、
第１の受光素子４１と第２の受光素子４２との離間距離
（Ｄ方向の間隔）Ｌａを従来のものよりも大きくとるこ
とができるので、開口部５０が第１の受光素子４１と第
２の受光素子４２との中間位置にあるときの漏れ光の影
響を減らすことが可能になり、その分発光部３２と受光
部３４とを接近させてエンコーダ装置２８の薄型化を実
現しうる。

【００３８】発光部３２の球面レンズ３８は、発光素子
３６からの光を略平行光にしてメインスケール２７の開
口部５０に至る。また、球面レンズ３８の中心軸は、第
１の受光素子４１と第２の受光素子４２との中間線上に
位置するように設けられている。そのため、第１の受光
素子４１と第２の受光素子４２は、メインスケール２７
の開口部５０に対し略同位相となるように配置されてい
る。

【００３９】メインスケール２７がＤ方向に移動するに
つれて各受光素子４１〜４４に対向するメインスケール
２７の開口部５０の面積が徐々に増加して受光量が増大
し、開口部５０が正対したとき受光量が１００％とな
り、その後各受光素子４１〜４４に対向するメインスケ
ール２７の開口部５０の面積が徐々に減少して受光量も
減少する。そのため、各受光素子４１〜４４の出力は、
メインスケール２７の開口部５０を通過して受光される
光量の変化に応じた信号となる。

【００４０】従って、４個の受光素子４１〜４４のう
ち、第１の受光素子４１と第２の受光素子４２は、メイ
ンスケール２７の開口部５０に対し略同位相となるよう
に配置される。このように、第１の受光素子４１と第２
の受光素子４２をメインスケール２７の開口部５０に対
し略同位相となるように配置して第１、第２の受光素子
４１，４２を球面レンズ３８の中心軸付近から離間させ
ることにより、漏れ光による影響を無くして球面レンズ
３８と受光素子４１〜４４とを近接配置させて薄型化を
図ることができる。

【００４１】また、第３の受光素子４３はその出力信号
ａが第１の受光素子４１の出力信号Ａに対し第１の位相
差（４５度）を有するように配置され、第４の受光素子
４４はその出力信号ｂが第２の受光素子Ｂの出力信号に
対し第２の位相差（１３５度）を有するように配置され
るため、第１の差動出力信号Ａ−ａと第２の差動出力信
号Ｂ−ｂが所定の位相差（９０度）を有するように配置
することができる。

【００４２】図７（Ａ）（Ｂ）は従来のエンコーダ装置
で得られた信号の波形図である。図７（Ａ）（Ｂ）に示
されるように、従来のエンコーダ装置では、Ａ相とＢ相
の信号は９０度の位相差をもっており、反転Ａ相と反転
Ｂ相の信号も９０度の位相差をもっている。そして、Ａ
相と反転Ａ相とが１８０度の位相差を有すると共に、Ｂ
相と反転Ｂ相とが１８０度の位相差を有するように４つ
の受光素子が配置されている。

【００４３】そのため、従来のものは、１８０度の位相
差に設定されたＡ相と反転Ａ相との差動増幅信号、及び
Ｂ相と反転Ｂ相との差動増幅信号が得られず、Ａ相とＢ
相との位相差信号又は反転Ａ相と反転Ｂ相との位相差信
号を得るだけであった。図８（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の
エンコーダ装置で得られる信号の波形図である。

【００４４】図８（Ａ）に示されるように、本実施例で
は、Ａ相と反転Ａ（＝ａ）相とが１３５度の位相差を有
するため、第１の差動アンプ５４から出力される第１の
差動出力信号Ａ−ａは、図８（Ｂ）に示されるように正
弦波に近似した台形波となる。また、図８（Ｃ）に示さ
れるように、本実施例では、Ｂ相と反転Ｂ（＝ｂ）相と
が４５度の位相差を有するため、第２の差動アンプ５６
から出力される第２の差動出力信号Ｂ−ｂは、図８
（Ｄ）に示されるように正弦波に近似した台形波とな
る。

【００４５】従って、第３の受光素子４３と第４の受光
素子４４は、メインスケール２７の開口部５０に対し、
第１の受光素子４１からの出力信号と第３の受光素子４
３からの出力信号とを差動増幅することによって得られ
る第１の差動出力信号Ａ−ａと、第２の受光素子４２か
らの出力信号と第４の受光素子４４からの出力信号とを
差動増幅することによって得られる第２の差動出力信号
Ｂ−ｂとが、同じ周期を有し、且つ第１差動出力信号ａ
と第２差動出力信号ｂが９０度の位相差を有するように
配置されている。

【００４６】よって、上記第１の差動出力信号Ａ−ａと
第２の差動出力信号Ｂ−ｂとの位相差からメインスケー
ル２７が設けられたヘッドキャリッジ１７の移動方向を
判別することが可能となり、かつ各信号の周期から移動
速度が求まると共に、各信号のパルス数から移動位置を
求めることが可能となる。図９は本発明の変形例１の構
成を示す図である。

【００４７】図９に示されるように、各受光素子４１〜
４４は、上記実施例の場合よりも互いに寸法δずつ近接
させる位置に配置させることもできる。すなわち、漏れ
光の影響を受けない範囲内であれば、第１の受光素子４
１と第２の受光素子４２との離間距離（Ｄ方向の間隔）
ＬａをＬａ−２δとなるように狭くしても従来のものよ
りも離間距離を大きくすることができる。

【００４８】図１０（Ａ）〜（Ｄ）は変形例１のエンコ
ーダ装置で得られる信号の波形図である。図１０（Ａ）
に示されるように、各受光素子４１〜４４を寸法δずつ
近接する位置に配置した場合、Ａ相と反転Ａ（＝ａ）相
とが１３５度より若干大きい位相差を有するため、第１
の差動アンプ５４から出力される第１の差動出力信号Ａ
−ａは、図１０（Ｂ）に示されるように略正弦波とな
る。

【００４９】また、図１０（Ｃ）に示されるように、本
実施例では、Ｂ相と反転Ｂ（＝ｂ）相とが４５度より若
干大きい位相差を有するため、第２の差動アンプ５６か
ら出力される第２の差動出力信号Ｂ−ｂは、図１０
（Ｄ）に示されるように略正弦波となる。図１１は本発
明の変形例１の構成を示す図である。

【００５０】図１１に示されるように、各受光素子４１
〜４４は、メインスケール２７の移動方向の間隔（相互
位置関係）を上記実施例と同じ条件にして発光部３２の
球面レンズ３８の直径の外側に対向するように配置され
る。すなわち、受光素子４１，４２は、球面レンズ３８
の外周より上方に配置され、受光素子４３，４４は、球
面レンズ３８の外周より側方に配置される。従って、受
光素子４１，４２と受光素子４３，４４とは、縦方向で
寸法Ｌｄだけずらしてある。

【００５１】また、メインスケール２７の開口部５０の
縦方向の寸法を各受光素子４１〜４４に対向しうるよう
に縦方向に寸法を長く設定してある。これにより、上記
実施例と同様な作用・効果が得られると共に、各受光素
子４１〜４４で受光される光量を略均等にして各受光素
子４１〜４４から出力される信号の出力レベルを略同じ
にすることができる。

【００５２】尚、上記実施の形態では、エンコーダ装置
２８が磁気ディスク装置１１に適用された場合を一例と
して挙げたが、これに限らず、他の装置の移動体の移動
を検出するのにも適用できるのは勿論である。

【００５３】

【発明の効果】上述の如く、上記請求項１記載の発明に
よれば、第１の受光部材と第２の受光部材をメインスケ
ールの開口部に対し略同位相となるように配置して第
１、第２の受光部材を球面レンズの中心軸付近から離間
させると共に、第３の受光部材と第４の受光部材を第１
差動出力信号と前記第２差動出力信号が所定の位相差を
有するように配置するため、漏れ光による影響を無くし
て球面レンズと各受光部材とを近接配置させて薄型化を
図ることができる。

【００５４】また、上記請求項２記載の発明によれば、
第３受光部材がその出力信号が第１受光部材の出力信号
に対し第１の位相差を有するように配置され、第４受光
部材がその出力信号が第２受光部材の出力信号に対し第
２の位相差を有するように配置されるため、第１差動出
力信号と第２差動出力信号が所定の位相差を有するよう
に配置することができる。

【００５５】また、上記請求項３記載の発明によれば、
発光手段が光を略平行光にするためのレンズを有し、第
１受光部材と第２受光部材との中間線上に、レンズの中
心軸が位置するように設けられるため、第１受光部材と
第２受光部材をメインスケールの開口部に対し略同位相
となるように配置することが可能になる。また、上記請
求項４記載の発明によれば、第１の位相差が略１３５度
であり、第２の位相差が略４５度であるため、第１差動
出力信号と第２差動出力信号とが９０度の位相差を有す
るように出力することができる。

【００５６】また、上記請求項５記載の発明によれば、
メインスケールの開口部の幅と遮蔽部の幅が同一である
ため、メインスケールと各受光部材との相対変位に応じ
て発光部からの光を各受光部材で正確に受光させること
ができる。また、上記請求項６記載の発明によれば、４
つの受光部材がレンズの中心軸を囲むように略円弧状に
配置されるため、発光部からの光スポットの近傍に各受
光部材を設けることができ、各受光部材から出力される
信号レベルを確保することができる。

【００５７】また、上記請求項７記載の発明によれば、
第１差動出力信号と第２差動出力信号との位相差が９０
度であるため、両信号の位相差を検出しやすく位置検出
精度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエンコーダ装置の一実施例が適用され
た磁気ディスク装置の構成を示す構成図である。

【図２】ヘッドキャリッジ１７の位置を検出するエンコ
ーダ装置の取付状態を示す正面図である。

【図３】本発明のエンコーダ装置２８の外観形状を示す
図である。

【図４】メインスケール２７と発光部３２と受光部３４
との位置関係を示す平面図である。

【図５】各受光素子４１〜４４と差動アンプとの接続を
示すブロック図である。

【図６】発光部３２と各受光素子４１〜４４とメインス
ケール２７の開口部５０との位置関係を模式的に示す図
である。

【図７】従来のエンコーダ装置で得られた信号の波形図
である。

【図８】本発明のエンコーダ装置で得られる信号の波形
図である。

【図９】本発明の変形例１の構成を示す図である。

【図１０】変形例１のエンコーダ装置で得られる信号の
波形図である。

【図１１】本発明の変形例１の構成を示す図である。

【図１２】従来のエンコーダ装置の概略構成を示す構成
図である。

【図１３】従来の受光素子２Ａ，２Ｂ，２ａ，２ｂの配
置を示す図である。

【符号の説明】

１１磁気ディスク装置１２磁気ディスク１３スピンドルモータ１４ドライバ１５磁気ヘッド１６サスペンションアーム１７ヘッドキャリッジ１８アクチュエータ２０信号処理回路２１インタフェース回路２２システムマイコン２５基板２６フォトインタラプタ２７メインスケール２８エンコーダ装置３２発光部３４受光部３６発光素子３８球面レンズ４１〜４４受光素子５０開口部５１遮蔽部５４第１の差動アンプ５６第２の差動アンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の周期でスリット状の開口部が設け
られたメインスケールと、該メインスケールに対し光を照射する発光手段と、該発光手段から照射される光を前記メイレスケールに設
けられた開口部を介して受光する４つの受光部材を備え
る受光手段と、該受光手段からの出力信号を用いて前記メインスケール
の移動情報を検出する検出手段を有するエンコーダ装置
において、前記受光手段の４つの受光部材のうち、第１の受光部材
と第２の受光部材を前記メインスケールの開口部に対し
略同位相となるように配置し、前記受光手段の４つの受光部材のうち、第３の受光部材
と第４の受光部材を、前記メインスケールの開口部に対
し、前記第１受光部材からの出力信号と第３受光部材か
らの出力信号とを差動増幅することによって得られる第
１の差動出力信号と、前記第２受光部材からの出力信号
と第４受光部材からの出力信号とを差動増幅することに
よって得られる第２の差動出力信号とが、同じ周期を有
し、且つ前記第１差動出力信号と前記第２差動出力信号
が所定の位相差を有するように配置することを特徴とす
るエンコーダ装置。
【請求項２】前記第３受光部材は、その出力信号が前
記第１受光部材の出力信号に対し第１の位相差を有する
ように配置され、前記第４受光部材は、その出力信号が前記第２受光部材
の出力信号に対し第２の位相差を有するように配置され
ることを特徴とする請求項１記載のエンコーダ装置。
【請求項３】前記発光手段は、光を略平行光にするた
めのレンズを有し、前記第１受光部材と前記第２受光部
材との中間線上に、該レンズの中心軸が位置するように
設けられることを特徴とする請求項１記載のエンコーダ
装置。
【請求項４】前記第１の位相差は、略１３５度であ
り、前記第２の位相差は、略４５度であることを特徴とする
請求項２記載のエンコーダ装置。
【請求項５】前記メインスケールの前記開口部の幅と
遮蔽部の幅は同一であることを特徴とする請求項１記載
のエンコーダ装置。
【請求項６】前記受光手段の４つの受光部材は、該レ
ンズの中心軸を囲むように略円弧状に配置されることを
特徴とする請求項３記載のエンコーダ装置。
【請求項７】前記所定の位相差は、９０度であること
を特徴とする請求項１乃至６記載のエンコーダ装置。