JP2011112417A - エンコーダー及び電気機械装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で高分解能なエンコーダーを実現する。
【解決手段】エンコーダー３００であって、回転円盤３１０と、前記回転円盤上において等間隔に設けられた光透過部又は反射板で構成される光学要素３１２と、前記光学要素に光を照射する発光部３２０と、前記光学要素を透過する、または反射する光を受光して、その受光の大きさに応じた大きさのアナログ受光信号を出力する受光部３７０と、前記アナログ受光信号をあらかじめ定められた閾値を用いてからデジタル変換して一定間隔のパスル信号を発生するパルス発生部３８０と、を備え、前記光学要素は、前記光学要素の回転方向に沿って光透過率または光反射率が徐々に増減するように構成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンコーダーに関するものである。

「エンコーダーは、例えば、モーターの制御に利用されている（例えば特許文献１）。このとき、モーターを極低回転（０．１〜１００［ｒｐｍ］）で制御するには、エンコーダーの分解能を大きくして、発生させるパルス数を多くすることが好ましい。
今後、減速機等を用いることのない高トルクモータの出現でＤＤモーター駆動が容易に実現する。そこで、モーターの回転数は負荷回転数となり極低回転となるため、この極低回転でも電気的に高速制御が要求されエンコーダーからの分解能が更に要求されてくる。

特開平０６−２６９１４７号公報

しかし、従来のエンコーダーでは、高分解能に対応しようとすると、スリットのパターンが複雑になるという問題があった。また、分解能は、スリットの幅で規制されるという問題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決し、簡単な構成で高分解能なエンコーダーを実現することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
エンコーダーであって、回転円盤と、前記回転円盤上において等間隔に設けられた光透過部又は反射板で構成される光学要素と、前記光学要素に光を照射する発光部と、前記光学要素を透過する、または反射する光を受光して、その受光の大きさに応じた大きさのアナログ受光信号を出力する受光部と、前記アナログ受光信号をあらかじめ定められた閾値を用いてからデジタル変換して一定間隔のパスル信号を発生するパルス発生部と、を備え、前記光学要素は、前記光学要素の回転方向に沿って光透過率または光反射率が徐々に増減するように構成されている、エンコーダー。
この適用例によれば、光学要素の回転方向に沿って光透過率または光反射率が徐々に増減するので、アナログ受光信号も徐々に増減する形状になる。このアナログ受光信号をあらかじめ定められた閾値を用いてからデジタル変換して一定間隔のパスル信号を発生させるので、簡単な構成で高分解能なエンコーダーを実現することが可能となる。

［適用例２］
適用例１に記載のエンコーダーにおいて、前記光学要素は光透過部であり、光の透過度を減ずる着色層を有しており、前記着色層の濃さが徐々に変わることにより、前記光透過度を徐々に変化させている、エンコーダー。
この適用例によれば、光学要素の回転方向に沿った両端から光学要素の回転方向に沿った中心に向かって光透過率または光反射率が徐々に増減する構成を容易に形成することが可能となる。

［適用例３］
前記光学要素は光透過部であり、光の透過方向に、光透過度を減ずる着色層と、光透過度を維持する透明層と、を有しており、前記着色層の前記光透過方向の厚さと、前記透明層の前記光透過方向の厚さとを変えることにより、前記光透過度を徐々に変化させている、エンコーダー。
この適用例によれば、光学要素の回転方向に沿った両端から光学要素の回転方向に沿った中心に向かって光透過率または光反射率が徐々に増減する構成を容易に形成することが可能となる。

［適用例４］
電機機械装置であって、磁石と、電磁コイルと、適用例１から適用例３のいずれかに記載のエンコーダーと、前記エンコーダーの出力を用いて、前記電磁コイルに供給する電力を制御する制御部と、を備える電気機械装置。
この適用例によれば、極低回転から高回転で容易に対応することが可能である。

［適用例５］
本発明は、回転型の円盤状エンコーダーにより説明するが、他にリニアモーター用とする直線状エンコーダー、湾曲状エンコーダーも同様に実現できる。

本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、エンコーダーの他、電気機械装置等、様々な形態で実現することができる。

第１の実施例に係るモーターシステムの構成を模式的に示す説明図である。 モーターシステムの制御ブロックの一例を示す説明図である。 エンコーダーの構成を示す説明図である。 発光部受光部近傍を拡大して示す説明図である。 各信号を示す説明図である。 受光信号Ａ０Ｂ０が三角波となる場合を示す説明図である。 第１、第２の光透過部の構成の一例を示す説明図である。 回転方向信号生成部の一例を示す説明図である。 回転方向信号生成部におけるタイミングチャートである。 第２の実施例を示す説明図である。 第２の実施例における各信号を示す説明図である。 本発明の変形例によるモーターを利用したプロジェクタを示す説明図である。 本発明の変形例によるモーターを利用した燃料電池式携帯電話を示す説明図である。 本発明の変形例によるモーター／発電機を利用した移動体の一例としての電動自転車（電動アシスト自転車）を示す説明図である。 本発明の変形例によるモーターを利用したロボットの一例を示す説明図である。 本発明の変形例によるモーターを利用した鉄道車両を示す説明図である。

［第１の実施例］
図１は、第１の実施例に係るモーターシステムの構成を模式的に示す説明図である。モーターシステムは、モーター１００と、エンコーダー３００と、負荷４００とを備える。モーター１００は、駆動軸１１０と、磁石１２０と、電磁コイル１３０と、磁気センサー１４０と、を備える。モーター１００の回転力を発生する磁石や、電磁コイルの構成については、特に限定は無く、様々な構成を用いることが可能であるので、説明を省略する。駆動軸１１０は、磁石１２０が設けられたローター（図示せず）に接続されている。磁気センサー１４０は、電磁コイル１３０に対する磁石１２０の相対位置（位相）を検知するために用いられ、例えば、ホールＩＣを用いることが可能である。ただし、磁気センサー１４０は、省略可能である。

図２は、モーターシステムの制御ブロックの一例を示す説明図である。モーター１００の制御部５００は、ＣＰＵ５０５と、駆動制御回路部５１０と、ＰＷＭ制御部５２０と、駆動部５３０と、電流検出部５３５と、計測部５４０と、を備える。計測部５４０は、電流検出部５３５から出力される検出電流信号Ｉｍｅｓと、磁気センサー１４０から出力される磁気センサー信号Ｓｍａｇと、エンコーダー３００から出力される合成パルス信号Ｓｅｎｃとに基づいて、最大電流値Ｉｍａｘ及び平均電流値Ｉａｖｅとモーター回転数Ｎｍｅｓとを算出する演算回路である。駆動制御回路部５１０とＰＷＭ制御部５２０は、最大電流値Ｉｍａｘ及び／又は平均電流値Ｉａｖｅとモーター回転数Ｎｍｅｓとに基づいてモーター１００（電動サーボモーター１００）の制御を実行する。具体的には、駆動制御回路部５１０は、最大電流値Ｉｍａｘ及び／又は平均電流値Ｉａｖｅとモーター回転数Ｎｍｅｓとに基づいてＰＷＭ制御におけるパルス幅を調整する調整値を決定し、この調整値に基づいてＰＷＭ制御部５２０がＰＷＭ制御信号を生成する。駆動部５３０は、複数のスイッチング素子で構成されるＨブリッジ回路（図示せず）を備えている。このブリッジ回路のスイッチング素子をオンオフすることにより、駆動部５３０からモーター１００の電磁コイルに駆動電圧が供給される。なお、電流検出部５３５は、駆動部５３０に流れる電流（すなわちモーター１００のコイル１３０に流れる電流）を測定する電流センサーである。

図３は、エンコーダーの構成を示す説明図である。図３（Ａ）は、エンコーダー３００の回転円盤を示している。回転円盤３１０は、第１の光透過部３１２と第２の光透過部３１４とを備えている。第１の光透過部３１２と第２の光透過部３１４とはそれぞれｍ個（ｍは２以上の整数）あり、第１の光透過部３１２と第２の光透過部３１４は、回転円盤３１０の中心Ｏに対し等角度間隔で交互に配置されている。すなわち第１の光透過部３１２の回転方向両端から回転円盤３１０の中心Ｏを見た視差は２π／２ｍとなっている。第２の光透過部３１４の構成も同様である。なお、本明細書において、回転円盤３１０上で測定される角度を「機械角」と呼ぶ。

図３（Ｂ）は、エンコーダー３００の側面図である。エンコーダー３００には、回転円盤３１０を挟むように発光部３２０と、受光部３７０とが配置されている。

図４は、発光部、受光部近傍を拡大して示す説明図である。エンコーダー３００は、回転円盤３１０、発光部３２０、受光部３７０の他に、光遮蔽部３１５と、信号形成部３８０とを備える。光遮蔽板３１５は、回転円盤３１０と発光部３２０の間に配置されている。光遮蔽部３１５は、２つのレンズ３１７を備える。レンズ３１７は、発光部３２０からの光を集光して、第１の光透過部３１２、第２の光透過部３１４に照射する。なお、レンズの代わりにスリットを備える構成であってもよい。ここで図に示した一点鎖線３１７ａは、レンズ３１７の中心軸を示す。なお、２つのレンズ３１７の中心間の距離は、第１の光透過部３１２、第２の光透過部３１４よりも長い。第１の光透過部３１２、第２の光透過部３１４の長さを４πとしたとき、２つのレンズ３１７の中心間の距離は（４π×ｎ＋π／４、ｎは整数）であることが好ましい。

第１の光透過部３１２は、場所により、光の透過度が異なっている。例えば、本実施例では、回転円盤３１０の回転方向の両端（先端側と後端側）で光の透過度が小さく、中心部で光の透過度が大きい。第２の光透過部３１４についても同様である。

受光部３７０は、第１の受光素子３７２と第２の受光素子３７４を備える。第１の受光素子３７２と第２の受光素子３７４の中心は、レンズ３１７の中心軸３１７ａ上に位置している。第１、第２の受光素子３７２、３７４として、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、ＣＣＤセンサーやＣＭＯＳセンサーを用いることが可能である。信号形成部３８０は、第１、第２のコンパレータ３８２、３８４と第１、第２のロジック回路３８６、３８８を備える、ここで、第１のコンパレータ３８２、第１のロジック回路３８６は、第１の受光素子３７２に対応しており、第２のコンパレータ３８４、第２のロジック回路３８８は、第２の受光素子３７４に対応している。第１のロジック回路３８６は、インバーター回路３８６ａとＡＮＤ回路３８６ｂを備える。第２のロジック回路３８８についても同様である。

発光部３２０から発せられた光は、レンズ３１７を通って集光され、細い光となる。集光された光は、第１の光透過部３１２を通る。ここで、図に示した矢印の向き（図面左から右）に回転円盤３１０が回転すると、第１の光透過部３１２も矢印の向きに移動する。集光された光が第１の光透過部３１２を透過する位置は、はじめは第１の光透過部３１２の右方であるが、回転円盤３１０が回転するにつれ、中央になり、左方に移動していく。上述したように、第１の光透過部３１２は、回転方向の両端（先端側と後端側）で光の透過度が小さく、中心部で光の透過度が大きいので、第１の光透過部３１２を透過する光は、段々と大きくなり、その後段々と小さくなる。

第１の受光素子３７２は、第１の光透過部３１２を透過する光を受けると、受けた光の量（大きさ）に依存した受光信号Ａ０を出力する。上述したように、第１の光透過部３１２を透過する光は、段々と大きくなり、その後段々と小さくなる。したがって、受光信号Ａ０は、段々と大きくなり、その後小さくなるいわゆる山形のアナログ信号である。なお、光が第１の光透過部３１２を透過するたびに受光信号Ａ０には、周期的に山が生じる。第１のコンパレータ３８２は受光信号Ａ０をアナログ−デジタル変換（ＡＤ変換）し、２つのパルス信号Ａ１、Ａ２を出力する。第１のロジック回路３８６は、２つのパルス信号Ａ１、Ａ２を用いて、第１のパルス信号Ｓ１を生成する。なお、第２の光透過部３１４を透過した光についても同様に処理され、第１のパルス信号Ｓ１を生成する。なお、第１、第２の光透過部３１２、３１４の構成は同じであってもよい。また、第２の受光素子３７４、第２のコンパレータ３８４、第２のロジック回路３８８により、それぞれ、受光信号Ｂ０、２つのパルス信号Ｂ１、Ｂ２、第２のパスル信号Ｓ２が生成する。第１のパルス信号Ｓ１または第２のパルス信号Ｓ２は、図２に示した合成パルス信号Ｓｅｎｃとして用いることが可能である。

図５は、各信号を示す説明図である。受光信号Ａ０、Ｂ０は、段々と大きくなり、その後段々と小さくなる山形の形状を有している。この周期を４πとすると、受光信号Ａ０とＢ０は、π／４だけ周期がずれている。なお、受光信号Ａ０、Ｂ０の周期を４πとしたのは、パルス信号Ｓ１、Ｓ２において、その周期を２πとするためである。

第１のコンパレータ３８２（図４）は、２つの閾値Ｖ１、Ｖ２を用いて、受光信号Ａ０からパルス信号Ａ１、Ａ２を生成する。受光信号Ａ０の大きさが第１の閾値Ｖ１よりも大きい場合には、パルス信号Ａ１はＨとなり、受光信号Ａ０の大きさが第１の閾値Ｖ１よりも小さい場合には、パルス信号Ａ１はＬとなる。第２の閾値Ｖ２は、第１の閾値Ｖ１よりも小さい。受光信号Ａ０の大きさが第２の閾値Ｖ２よりも大きい場合には、パスル信号Ａ２はＨとなり、受光信号Ａ０の大きさが第２の閾値Ｖ２よりも小さい場合には、スル信号Ａ２はＬとなる。図５に示すように、パルス信号Ａ１は、Ｈの期間が短く、パルス信号Ａ２は、Ｈの期間が長い。

第１のロジック回路３８６のインバーター回路３８６ａは、パルス信号Ａ１を反転してパルス信号／Ａ１を生成する。ＡＮＤ回路３８６ｂは、パスル信号／Ａ１とパルス信号Ａ２のＡＮＤを取り、パスル信号Ｓ１を生成する。パルス信号Ｓ１は、Ｈの期間とＬの期間が同じ長さになることが好ましい。そのためには、パルス信号Ａ１について、Ｈの期間とＬの期間の比が１：３であり、パスル信号Ａ２について、Ｈの期間とＬの期間の比が３：１であることが好ましい。そして、Ｈの期間とＬの期間がそのような比になるように、閾値Ｖ１、Ｖ２の大きさが決められていることが好ましい。この閾値Ｖ１、Ｖ２は、実験により容易に求めることが可能である。なお、信号Ｂ０〜Ｂ２、Ｓ２についても同様であるので、説明を省略する。

図６は、受光信号Ａ０、Ｂ０が三角波となる場合を示す説明図である。受光信号Ａ０、Ｂ０が三角波であると、２つの閾値Ｖ１、Ｖ２を簡単に比例配分して設定することが可能となる。このためには、透過度が光の透過位置に関して正比例するように、第１、第２の光透過部３１２、３１４を構成することが好ましい。

図７は、第１、第２の光透過部の構成の一例を示す説明図である。図７（Ａ）に示す例では、回転円盤３１０は、透明基板３１１と、着色層３１１ａを備える。着色層３１１ａは、第１の光透過部３１２単位で塗られており、第１の光透過部３１２の両端部で濃く（光の透過度が低く）、中央部で薄く（光の透過度が高く）なるようにグラデーションをつけて着色されている。第２の光透過部３１４についても同様である。この場合、グラデーションをつけて着色層３１１ａを着色するだけなので、第１の光透過部３１２の透過度を場所により変化させることを容易に行うことが可能である。

図７（Ｂ）に示す例では、回転円盤３１０は、透明層３１２ａと着色層３１２ｂとを備える。光の進む方向（図面矢印）における、透明層３１２ａと着色層３１２ｂの厚さが場所により異なっている。すなわち、第１の光透過部３１２の両端部では、透明層３１２ａが薄く、着色層３１２ｂが厚い。これに対し、第１の光透過部３１２の中央部では、透明層３１２ａが厚く、着色層３１２ｂが薄い。これにより、場所により第１の光透過部３１２の透過度を容易に変えることが、可能である。なお、着色層３１２ｂは光の透過長さにより光の透過度が決まるので、着色層３１２ｂにグラデーションを形成する必要がない。

図７（Ｃ）に示す例は、図７（Ｂ）に示す例と同じである。図７（Ｂ）に示す例では、透明層３１２ａと着色層３１２ｂの界面は平面であるの対し、図７（Ｃ）に示す例では、曲面である点が異なっている。

図７（Ｄ）に示す例は、光透過部に代わり、反射板を備える例である。この例では、発光部３２０と受光部３７０は、回転円盤３１０に対し同じ側に配置されている。回転円盤３１０の発光部３２０、受光部３７０側に反射板３１８と着色層３１９とを備える。反射板３１８は、発光部３２０からの光を反射する。着色層３１９は、図７（Ａ）に示した着色層３１１ａと同様に、周期的に光の透過度が異なるように着色されている。

図８は、回転方向信号生成部の一例を示す説明図である。回転方向信号生成部３９０は、ラッチ回路３９１、３９２を備える。ラッチ回路３９１、３９２として、例えば、Ｄ−フリップフロップ回路を用いることが可能である。ラッチ回路３９１、３９２は、入力端子Ｄとクロック端子Ｃと出力端子Ｑを備える。クロック端子Ｃに入力される信号の立ち上がりエッジで入力端子Ｄに入力される信号をラッチし、出力端子Ｑに出力する。本実施例では、ラッチ回路３９１の入力端子Ｄに受光信号Ｓ１が入力され、クロック端子Ｃに受光信号Ｓ２が入力され、出力端子Ｑからは回転方向信号Ｑ１が出力されている。また、ラッチ回路３９２の入力端子Ｄに受光信号Ｓ２が入力され、クロック端子Ｃに受光信号Ｓ１が入力され、出力端子Ｑからは回転方向信号Ｑ２が出力されている。

図９は、回転方向信号生成部におけるタイミングチャートである。図９（Ａ）は正転時のタイミングチャートである。始動から受光信号Ｓ２が立ち上がるまでの期間では、回転方向信号Ｑ１は不定である。ラッチ回路３９１は、受光信号Ｓ２の立ち上がりエッジで受光信号Ｓ１をラッチし、回転方向信号Ｑ１を出力する。本実施例では、受光信号Ｓ２の立ち上がり時に受光信号Ｓ１はＨなので、回転方向信号Ｑ１はＨとなる。一方、始動から受光信号Ｓ１が立ち上がるまでの期間では、回転方向信号Ｑ２は不定である。ラッチ回路３９２は、受光信号Ｓ１の立ち上がりエッジで受光信号Ｓ２をラッチし、回転方向信号Ｑ２を出力する。本実施例では、受光信号Ｓ１の立ち上がり時に受光信号Ｓ２はＬなので、回転方向信号Ｑ２はＬとなる。図９（Ｂ）は逆転時のタイミングチャートである。逆転時には、受光信号Ｓ１、Ｓ２の順序が、正転時と逆になる。回転方向信号Ｑ１、Ｑ２を見ればわかるように図９（Ｂ）に示す場合は、エンコーダー３００が逆回転していることがわかる。

以上、第１の実施例によれば、光透過部３１２、３１４を通った受光信号Ａ０（アナログ信号）を２つの閾値でＡＤ変換し、パルス信号Ｓ１を生成する。したがって、回転円盤３１０に細かな複数のスリットを設ける必要がなく、受光素子個数もパスル信号Ｓ１に対して１つでよい。すなわち、簡単な構成で高分解能なエンコーダーを実現することが可能となる。

着色層３１１ａの濃さを変えて光の透過度を変えたり、透明層３１２ａと着色層３１２ｂとの光透過方向の厚さを変えて光りの透過度を変えたりするだけなので、極めて容易に受光信号Ａ０をアナログ信号にすることが可能となる。また反射板３１８で反射させる場合においても、着色層３１９の濃さを変えて光の反射光の大きさを変えるだけなので、極めて容易に受光信号Ａ０をアナログ信号にすることが可能となる。

［第２の実施例］
図１０は、第２の実施例を示す説明図である。第３の実施例では、第１のコンパレータ３８２は、閾値を４つ有しており、４つのパルス信号Ａ１〜Ａ４を発生させる点が異なる。第１のロジック回路３８６は、インバーター回路３８６ａとＡＮＤ回路３８６ｂとＯＲ回路３８６ｃを備えており、この４つのパルス信号Ａ１〜Ａ４から第１のパルス信号Ｓ１を生成する。第２のコンパレータ３８４、第２のロジック回路３８６についても同様である。

図１１は、第２の実施例における各信号を示す説明図である。第１の実施例に示したのと同様に、閾値Ｖ１〜Ｖ４を用いて、パルス信号Ａ１〜Ａ４を生成する。このとき、パルス信号Ａ１について、Ｈの期間とＬの期間の比が１：７であり、パスル信号Ａ２について、Ｈの期間とＬの期間の比が３：５、パルス信号Ａ３について、Ｈの期間とＬの期間の比が５：３、パスル信号Ａ４についてＨの期間とＬの期間の比が７：１であることが好ましい。こうすれば、パルス信号Ｓ１は、Ｈの期間とＬの期間が同じ長さにすることが可能となる。したがって、このようになるように閾値Ｖ１〜Ｖ４の値を決めることが好ましい。すなわち、光透過部３１２、３１４の数Ｓと閾値数Ｎの関係でＳ＊Ｎによる分解能が大きな部品を用いることなく構成できる。ロジック回路３８６に構成については、パルス信号の数に合わせて様々な回路構成を採用することが可能である。なお信号Ｂ０〜Ｂ４、Ｓ２についても同様である。

以上第２の実施例に示すように、閾値を多数設けることにより、パルス信号Ｓ１の周期を短くし、エンコーダー３００の分解能をさらに向上させることが可能となる。

上記各実施例では、第１、第２の光透過部３１２、３１４について、端の光透過度を小さく、中央部の光透過度を大きくしているが、逆に、端の光透過度を大きく、中央部の光透過度を小さくしてもよい。Ｅ２−ＰＲＯＭを用いてアブソリュートエンコーダのように電源オフから電源オンでも初期状況設定することなく動作させられるエンコーダーに採用することもできる。

上記説明では、回転型の円盤状エンコーダー３００を例にとり説明したが、他にリニアモーター用とする直線状エンコーダー、湾曲状エンコーダーについても同様に適用することが可能である。

応用例：
本発明は、各種の装置に適用可能である。例えば、本発明は、ファンモーター、時計（針駆動）、ドラム式洗濯機（単一回転）、ジェットコースタ、振動モーターなどの種々の装置のモーターに適用可能である。本発明をファンモーターに適用した場合には、例えば、種々の効果（低消費電力、低振動、低騒音、低回転ムラ、低発熱、高寿命）を奏させることが可能となる。このようなファンモーターは、例えば、デジタル表示装置や、車載機器、燃料電池式パソコン、燃料電池式デジタルカメラ、燃料電池式ビデオカメラ、燃料電池式携帯電話などの燃料電池使用機器、プロジェクタ等の各種装置のファンモーターとして使用することができる。本発明のモーターは、さらに、各種の家電機器や電子機器のモーターとしても利用可能である。例えば、光記憶装置や、磁気記憶装置、ポリゴンミラー駆動装置等において、本発明によるモーターをスピンドルモーターとして使用することが可能である。また、本発明によるモーターは、移動体やロボット用のモーターとしても利用可能である。

図１２は、本発明の変形例によるモーターを利用したプロジェクタを示す説明図である。このプロジェクタ３１００は、赤、緑、青の３色の色光を発光する３つの光源３１１０Ｒ、３１１０Ｇ、３１１０Ｂと、これらの３色の色光をそれぞれ変調する３つの液晶ライトバルブ３１４０Ｒ、３１４０Ｇ、３１４０Ｂと、変調された３色の色光を合成するクロスダイクロイックプリズム３１５０と、合成された３色の色光をスクリーンＳＣに投写する投写レンズ系３１６０と、プロジェクタ内部を冷却するための冷却ファン３１７０と、プロジェクタ３１００の全体を制御する制御部３１８０と、を備えている。冷却ファン３１７０を駆動するモーターとしては、上述した各種のブラシレスモーターを利用することができる。

図１３は、本発明の変形例によるモーターを利用した燃料電池式携帯電話を示す説明図である。図１３（Ａ）は携帯電話３２００の外観を示しており、図１３（Ｂ）は、内部構成の例を示している。携帯電話３２００は、携帯電話３２００の動作を制御するＭＰＵ３２１０と、ファン３２２０と、燃料電池３２３０とを備えている。燃料電池３２３０は、ＭＰＵ３２１０やファン３２２０に電源を供給する。ファン３２２０は、燃料電池３２３０への空気供給のために携帯電話３２００の外から内部へ送風するため、或いは、燃料電池３２３０で生成される水分を携帯電話３２００の内部から外に排出するためのものである。なお、ファン３２２０を図１３（Ｃ）のようにＭＰＵ３２１０の上に配置して、ＭＰＵ３２１０を冷却するようにしてもよい。ファン３２２０を駆動するモーターとしては、上述した各種のブラシレスモーターを利用することができる。

図１４は、本発明の変形例によるモーター／発電機を利用した移動体の一例としての電動自転車（電動アシスト自転車）を示す説明図である。この自転車３３００は、前輪にモーター３３１０が設けられており、サドルの下方のフレームに制御回路３３２０と充電池３３３０とが設けられている。モーター３３１０は、充電池３３３０からの電力を利用して前輪を駆動することによって、走行をアシストする。また、ブレーキ時にはモーター３３１０で回生された電力が充電池３３３０に充電される。制御回路３３２０は、モーターの駆動と回生とを制御する回路である。このモーター３３１０としては、上述した各種のブラシレスモーターを利用することが可能である。

図１５は、本発明の変形例によるモーターを利用したロボットの一例を示す説明図である。このロボット３４００は、第１と第２のアーム３４１０，３４２０と、モーター３４３０とを有している。このモーター３４３０は、被駆動部材としての第２のアーム３４２０を水平回転させる際に使用される。このモーター３４３０としては、上述した各種のブラシレスモーターを利用することが可能である。

図１６は、本発明の変形例によるモーターを利用した鉄道車両を示す説明図である。この鉄道車両３５００は、モーター３５１０と、車輪３５２０とを有している。このモーター３５１０は、車輪３５２０を駆動する。さらに、モーター３５１０は、鉄道車両３５００の制動時には発電機として利用され、電力が回生される。このモーター３５１０としては、上述した各種のブラシレスモーターを利用することができる。

以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

１００…モーター
１１０…駆動軸
１２０…磁石
１３０…コイル（電磁コイル）
１４０…磁気センサー
３００…エンコーダー
３１０…回転円盤
３１１…透明基板
３１１ａ…着色層
３１２、３１４…光透過部
３１２ａ…透明層
３１２ｂ…着色層
３１５…光遮蔽部
３１７…レンズ
３１８…反射板
３１９…着色層
３２０…発光部
３７０…受光部
３７２、３７４、３７６、３７８…受光素子
３８０…信号形成部
３８０ａ…第１相信号形成部
３８０ｂ…第２相信号形成部
３８２、３８４…コンパレータ
３８６、３８８…ロジック回路
３８６ａ…インバーター回路
３９０…回転方向信号生成部
３９１…ラッチ回路
３９２…ラッチ回路
４００…負荷
５００…制御部
５１０…駆動制御回路部
５３０…駆動部
５３５…電流検出部
５４０…計測部
３１００…プロジェクタ
３１１０Ｒ…光源
３１４０Ｒ…液晶ライトバルブ
３１５０…クロスダイクロイックプリズム
３１６０…投写レンズ系
３１７０…冷却ファン
３１８０…制御部
３２００…携帯電話
３２２０…ファン
３２３０…燃料電池
３３００…自転車
３３１０…モーター
３３２０…制御回路
３３３０…充電池
３４００…ロボット
３４１０…第２のアーム
３４２０…第２のアーム
３４３０…モーター
３５００…鉄道車両
３５１０…モーター
３５２０…車輪

Claims (4)

1. エンコーダーであって、
   回転円盤と、
   前記回転円盤上において等間隔に設けられた光透過部又は反射板で構成される光学要素と、
   前記光学要素に光を照射する発光部と、
   前記光学要素を透過する、または反射する光を受光して、その受光の大きさに応じた大きさのアナログ受光信号を出力する受光部と、
   前記アナログ受光信号をあらかじめ定められた閾値を用いてからデジタル変換して一定間隔のパスル信号を発生するパルス発生部と、
   を備え、
   前記光学要素は、前記光学要素の回転方向に沿って光透過率または光反射率が徐々に増減するように構成されている、エンコーダー。
2. 請求項１に記載のエンコーダーにおいて、
   前記光学要素は光透過部であり、光の透過度を減ずる着色層を有しており、前記着色層の濃さが徐々に変わることにより、前記光透過度を徐々に変化させている、エンコーダー。
3. 請求項１に記載のエンコーダーにおいて、
   前記光学要素は光透過部であり、光の透過方向に、
   光透過度を減ずる着色層と、
   光透過度を維持する透明層と、
   を有しており、
   前記着色層の前記光透過方向の厚さと、前記透明層の前記光透過方向の厚さとを変えることにより、前記光透過度を徐々に変化させている、エンコーダー。
4. 電機機械装置であって、
   磁石と、
   電磁コイルと、
   請求項１から請求項３のいずれかに記載のエンコーダーと、
   前記エンコーダーの出力を用いて、前記電磁コイルに供給する電力を制御する制御部と、
   を備える電気機械装置。

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