JP2018036125A - エンコーダーおよびロボット - Google Patents

Abstract

【課題】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、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、および、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トラックを有する光学スケールと、前記トラックに向けて光を出射する光出射部と、前記中心軸まわりの周方向で互いに異なる位置に配置され、前記トラックからの前記光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する複数の受光部と、を備えることを特徴とするエンコーダー。【選択図】図２

Description

本発明は、エンコーダーおよびロボットに関するものである。

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。

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。

国際公開第２０１３／０６５７３７号

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。

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。

本発明の目的は、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、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。

上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のエンコーダーは、偏光特性を有する偏光部、および、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トラックを有する光学スケールと、
前記トラックに向けて光を出射する光出射部と、
前記中心軸まわりの周方向で互いに異なる位置に配置され、前記トラックからの前記光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する複数の受光部と、を備えることを特徴とする。

このようなエンコーダーによれば、トラックの周方向での異なる部位からの光（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、トラックの２つの領域の境界部の判別が容易となり、光学スケールの互いに１８０°異なる２つの状態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。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。

本発明のエンコーダーでは、前記複数の受光部からの信号に基づいて、前記光学スケールの互いに１８０°異なる回動状態を判別する判断部を備えることが好ましい。
これにより、光学スケールの回動状態を高精度に検出することができる。

本発明のエンコーダーでは、前記光出射部は、
前記偏光部に向けて第１光を出射する第１発光部と、
前記トラックに向けて第２光を出射する第２発光部と、
前記トラックに向けて第３光を出射する第３発光部と、を備え、
前記複数の受光部は、
前記偏光部からの前記第１光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第１受光部と、
前記トラックからの前記第２光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第２受光部と、
前記中心軸まわりの周方向で前記第２受光部とは異なる位置に配置され、前記トラックからの前記第３光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第３受光部と、を備えることが好ましい。

このように、偏光部からの光を検出するための第１受光部を、トラックからの光を検出するための第２、第３受光部とは別途設けることで、比較的簡単な構成で、偏光部およびトラックのそれぞれの回動状態に応じた信号を生成させることができる。また、受光部ごとに分けて発光部を設けることで、第１〜第３受光部のそれぞれの配置の自由度が増すとともに、第１〜第３受光部間のクロストークを容易に低減することができる。

本発明のエンコーダーでは、前記光出射部は、
前記偏光部に向けて第１光を出射する第１発光部と、
前記トラックに向けて第２光を出射する第２発光部と、
前記偏光部からの前記第１光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第１受光部と、を備え、
前記複数の受光部は、
前記トラックからの前記第２光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第２受光部と、
前記中心軸まわりの周方向で前記第２受光部とは異なる位置に配置され、前記トラックからの前記第２光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第３受光部と、を備えることが好ましい。

このように、偏光部からの光を検出するための第１受光部を、トラックからの光を検出するための第２、第３受光部とは別途設けることで、比較的簡単な構成で、偏光部およびトラックのそれぞれの回動状態に応じた信号を生成させることができる。また、第１発光部および第２発光部の２つの発光部に分けることで、第１受光部に対する第２、第３受光部の配置の自由度が増すとともに、第１受光部と第２、第３受光部との間のクロストークを容易に低減することができる。また、第２、第３受光部がともに第２発光部からの第２光を受光するため、発光部の数を少なくして、小型化および低コスト化を図ることができる。

本発明のエンコーダーでは、前記光出射部は、前記偏光部および前記トラックの双方に前記光を出射する発光部を備え、
前記複数の受光部は、
前記偏光部からの前記光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第１受光部と、
前記トラックからの前記光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第２受光部と、
前記中心軸まわりの周方向で前記第２受光部とは異なる位置に配置され、前記トラックからの前記光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第３受光部と、を備えることが好ましい。

このように、偏光部からの光を検出するための第１受光部を、トラックからの光を検出するための第２、第３受光部とは別途設けることで、比較的簡単な構成で、偏光部およびトラックのそれぞれの回動状態に応じた信号を生成させることができる。また、第１〜第３受光部がともに１つの発光部からの光を受光するため、小型化および低コスト化に極めて有利となる。

本発明のエンコーダーでは、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。

本発明のエンコーダーでは、前記発光部は、面発光レーザーを有することが好ましい。
これにより、発光部の小型化を図りつつ、直線偏光した光を出射する発光部を実現することができる。

本発明のエンコーダーでは、前記発光部および前記受光部は、前記光学スケールに対して同じ面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。

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。

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が備える光学スケールおよびセンサーユニットを説明する平面図である。 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３中のＡ−Ａ線断面図である。 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。 本発明の第２実施形態に係るエンコーダーが備える光学スケールおよびセンサーユニットを説明する平面図である。 図９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。 本発明の第３実施形態に係るエンコーダーが備える光学スケールおよびセンサーユニットを説明する平面図である。 図１１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１１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。 本発明のロボットの一例を示す側面図である。

以下、本発明の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。

＜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（判断部）と、を備えている。

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およびトラック２３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側の面に搭載されている光出射部１１および光検出部１２と、を有する。ここで、光検出部１２は、基板３１の光学スケール２側の面上に配置されている受光素子３５、３６、３７（第１、第２、第３受光部）で構成されている。また、光出射部１１は、受光素子３５、３６、３７上にそれぞれ配置されている発光素子３２、３３、３４（第１、第２、第３発光部）で構成されている。

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に光を照射し、受光素子３５が偏光部２２からの反射光を受光する。また、発光素子３３が光学スケール２のトラック２３に光を照射し、受光素子３６がトラック２３からの反射光を受光する。また、発光素子３４が光学スケール２のトラック２３に光を照射し、受光素子３７がトラック２３からの反射光を受光する。演算部６は、受光素子３５、３６、３７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。

ここで、受光素子３５からの信号は、Ａ相信号である。受光素子３６からの信号は、受光素子３５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３７からの信号は、受光素子３６からの信号と併用して受光素子３５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。

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およびセンサーユニット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およびトラック２３と、を有する。

［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およびトラック２３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。

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、トラック２３がこの順に並んで配置されている。

［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。

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。このように、偏光部２２は、複数の金属線を有する。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２２を実現することができる。

［トラック］
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、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。

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。

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。

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。

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およびトラック２３を有する。そして、偏光部２２は、偏光特性を有する。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（以下、単に「周方向」ともいう）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。

（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。

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側の面上に配置されている受光素子３５、３６、３７（第１、第２、第３受光部）と、受光素子３５、３６、３７上に配置されている発光素子３２、３３、３４（第１、第２、第３発光部）と、を有する。

［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、受光素子３５、３６、３７および発光素子３２、３３、３４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。

［発光素子］
発光素子３２（第１発光部）は、光学スケール２の偏光部２２に対向して配置されている。一方、発光素子３３、３４（第２、第３発光部）は、それぞれ、光学スケール２のトラック２３に対向して配置されている。また、発光素子３３、３４は、互いに周方向での異なる位置に配置されている。なお、図示では、発光素子３２、３３、３４が受光素子３５、３６、３７上にそれぞれ配置されているが、発光素子３２、３３、３４は、対応する受光素子３５、３６、３７が受光することができれば、受光素子３５、３６、３７と同様に、基板３１上に直接配置してもよい。

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、直線偏光された光を出射する機能を有する。一方、発光素子３３、３４は、それぞれ、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。ここで、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。

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。
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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、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。

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に光を照射する。かかる光は、発光素子３２の光軸ａ１を中心として放射角度θ１をもって拡がりながら発光素子３２から出射される。

一方、発光素子３３は、図６に示すように、光学スケール２のトラック２３に光を照射する。かかる光は、発光素子３３の光軸ａ２を中心として放射角度θ２をもって拡がりながら発光素子３３から出射される。同様に、発光素子３４は、周方向で発光素子３３とは異なる位置から、光学スケール２のトラック２３に光を照射する。

（受光素子）
受光素子３５（第１受光部）は、光学スケール２の偏光部２２に対向して配置されている。一方、受光素子３６、３７（第２、第３受光部）は、それぞれ、光学スケール２のトラック２３に対向して配置されている。また、受光素子３６、３７は、互いに周方向での異なる位置に配置されている。本実施形態では、受光素子３５、３６は、回動軸Ｊ１を中心とする半径方向（図６中矢印αで示す方向）での位置が互いに異なるが、互いに周方向（図６中矢印βで示す方向）での同じ位置に配置されている。

受光素子３５、３６、３７としては、それぞれ、例えば、フォトダイオードを用いることができる。そして、受光素子３５は、偏光部２２で反射した光を受光し、その受光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３６、３７は、それぞれ、トラック２３で反射した光を受光し、その受光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。

（演算部）
図１に示す演算部６（判断部）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３５、３６、３７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。

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。

前述したように、発光素子３２が出射する光は、一方向に直線偏光されている。そして、光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。

このような偏光部２２により、偏光部２２に照射された光は、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３５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３５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３５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。

そこで、受光素子３６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、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、光に対する領域２３１の反射率が領域２３２よりも高い。

このような領域２３１、２３２により、トラック２３に照射された光は、光学スケール２の回動角度に応じて、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３６からの信号（１８０°回転判別信号（ＰＤ１））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３６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３６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。

しかし、トラック２３の領域２３１と領域２３２との境界部では、受光素子３６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。

そこで、受光素子３７からの信号を用いて、受光素子３６からの信号がトラック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。受光素子３７からの信号（１８０°回転判別信号（ＰＤ２））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３７からの信号は、前述した受光素子３６からの信号と同じ波形であるが、前述したように受光素子３６、３７が互いに周方向での異なる位置に配置されているため、それに応じて、位相がずれることとなる。そのため、受光素子３７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３６からの信号に受光素子３７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。

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、「発光部」である発光素子３３、３４と、「複数の受光部」である受光素子３６、３７と、を備える。ここで、光学スケール２は、偏光特性を有する偏光部２２、および、偏光部２２の回動軸Ｊ１（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２３１、２３２に当該周方向において二分されているトラック２３を有する。そして、発光素子３３、３４は、それぞれ、トラック２３に向けて光を出射する。また、受光素子３６、３７は、回動軸Ｊ１まわりの周方向で互いに異なる位置に配置され、トラック２３からの光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する。

このようなエンコーダー１によれば、トラック２３の周方向での異なる部位からの光（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、トラック２３の２つの領域２３１、２３２の境界部の判別が容易となり、光学スケール２の互いに１８０°異なる２つの状態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。

このエンコーダー１は、前述したように、「複数の受光部」である受光素子３６、３７からの信号に基づいて、光学スケール２の互いに１８０°異なる回動状態を判別する「判断部」である演算部６を備える。これにより、光学スケール２の回動状態を高精度に検出することができる。

本実施形態では、エンコーダー１は、前述したように、３つの発光素子３２、３３、３４および３つの受光素子３５、３６、３７を備える。すなわち、エンコーダー１は、偏光部２２に向けて第１光を出射する「第１発光部」である発光素子３２と、トラック２３に向けて第２光を出射する「第２発光部（発光部）」である発光素子３３と、トラック２３に向けて第３光を出射する「第３発光部（発光部）」である発光素子３４と、偏光部２２からの第１光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する「第１受光部」である受光素子３５と、トラック２３からの第２光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する「第２受光部（受光部）」である受光素子３６と、回動軸Ｊ１（中心軸）まわりの周方向で受光素子３６とは異なる位置に配置され、トラック２３からの第３光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する「第３受光部（受光部）」である受光素子３７と、を備える。

このように、偏光部２２からの光を検出するための受光素子３５（第１受光部）を、トラック２３からの光を検出するための受光素子３６、３７（第２、第３受光部）とは別途設けることで、比較的簡単な構成で、偏光部２２およびトラック２３のそれぞれの回動状態に応じた信号を生成させることができる。また、受光素子３５、３６、３７ごとに分けて発光素子３２、３３、３４を設けることで、第１〜第３受光部のそれぞれの配置の自由度が増すとともに、第１〜第３受光部間のクロストークを容易に低減することができる。

また、「発光部」である発光素子３３、３４および「受光部」である受光素子３６、３７は、光学スケール２に対して同じ面側（図１中下面側）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、受光素子３５、３６、３７を光学スケール２に対して発光素子３２、３３、３４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、トラック２３の２つの領域２３１、２３２の光に対する透過率が互いに異なっていればよい。

（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。

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。

発光素子３２が発光ダイオードである場合、図８に示すように、受光素子３５の受光面側に偏光素子３０を設ければよい。この偏光素子３０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３５と偏光部２２との間に偏光素子３０を設けることにより、光が無偏光であっても、前述した実施形態と同様、受光素子３５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３０を発光素子３２と偏光部２２との間に設けてもよい。

＜第２実施形態＞
図９は、本発明の第２実施形態に係るエンコーダーが備える光学スケールおよびセンサーユニットを説明する平面図である。図１０は、図９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。

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９および図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。

本実施形態は、センサーユニット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。

図９に示すエンコーダー１Ａが備えるセンサーユニット３Ａは、光出射部１１Ａおよび光検出部１２を有する。ここで、光出射部１１Ａは、図１０に示すように、受光素子３５上に配置されている発光素子３２（第１発光部）と、平面視で受光素子３６、３７間に配置されている発光素子３８（第２発光部）と、で構成されている。本実施形態では、発光素子３８は、光学スケール２のトラック２３に向けて光を照射する。その光は、トラック２３で反射し、その反射光が受光素子３６、３７で受光される。なお、発光素子３８は、例えば、図示しない基板上に、受光素子３５、３６、３７とともに直接的に設置されている。

このように、エンコーダー１Ａは、偏光部２２に向けて第１光を出射する「第１発光部」である発光素子３２と、トラック２３に向けて第２光を出射する「第２発光部（発光部）」である発光素子３８と、偏光部２２からの第１光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する「第１受光部」である受光素子３５と、トラック２３からの第２光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する「第２受光部（受光部）」である受光素子３６と、回動軸Ｊ１（中心軸）まわりの周方向で受光素子３６とは異なる位置に配置され、トラック２３からの第２光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する「第３受光部（受光部）」である受光素子３７と、を備える。

本実施形態では、受光素子３６、３７で受光する光の光源を１つの発光素子３８で兼用し、かつ、その設置位置を受光素子３６、３７間としている点が前述した第１実施形態と異なるが、第１実施形態と同様に、偏光部２２からの光を検出するための受光素子３５（第１受光部）を、トラック２３からの光を検出するための受光素子３６、３７（第２、第３受光部）とは別途設けることで、比較的簡単な構成で、偏光部２２およびトラック２３のそれぞれの回動状態に応じた信号を生成させることができる。また、発光素子３２（第１発光部）および発光素子３８（第２発光部）の２つの発光部に分けることで、受光素子３５に対する受光素子３６、３７の配置の自由度が増すとともに、受光素子３５と受光素子３６、３７との間のクロストークを容易に低減することができる。また、受光素子３６、３７がともに発光素子３８からの第２光を受光するため、発光素子（発光部）の数を少なくして、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２実施形態のエンコーダー１Ａによっても、検出精度を向上させることができる。

＜第３実施形態＞
図１１は、本発明の第３実施形態に係るエンコーダーが備える光学スケールおよびセンサーユニットを説明する平面図である。図１２は、図１１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。

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１１および図１２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、センサーユニット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。

図１１に示すエンコーダー１Ｂが備えるセンサーユニット３Ｂは、光出射部１１Ｂおよび光検出部１２を有する。ここで、光出射部１１Ｂは、図１２に示すように、発光素子３９（発光部）で構成されている。平面視で、この発光素子３９の周囲には、発光素子３９からの距離が互いに等しくなるように、受光素子３５、３６、３７が配置されている。本実施形態では、発光素子３９は、前述した実施形態の発光素子３２と同様、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３９は、光学スケール２の偏光部２２およびトラック２３の双方に向けて光を照射する。その光は、偏光部２２およびトラック２３のそれぞれで反射し、偏光部２２で反射した光が受光素子３５で受光され、トラック２３で反射した光が受光素子３６、３７のそれぞれで受光される。なお、発光素子３９は、例えば、図示しない基板上に、受光素子３５、３６、３７とともに直接的に設置されている。また、平面視では発光素子３９と受光素子３５、３６、３７との位置関係は、前述したように受光素子３５、３６、３７が発光素子３９からの光を受光することができれば、図示の配置に限定されない。

このように、エンコーダー１Ｂは、偏光部２２およびトラック２３の双方に光を出射する「発光部」である発光素子３９と、偏光部２２からの光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する「第１受光部」である受光素子３５と、トラック２３からの光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する「第２受光部（受光部）」である受光素子３６と、回動軸Ｊ１（中心軸）まわりの周方向で受光素子３６とは異なる位置に配置され、トラック２３からの光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する「第３受光部（受光部）」である受光素子３７と、を備える。

本実施形態では、受光素子３５、３６、３７のそれぞれで受光する光の光源を１つの発光素子３９で兼用し、かつ、その設置位置を受光素子３５、３６および３７の間としている点が前述した第１実施形態と異なるが、第１実施形態と同様に、偏光部２２からの光を検出するための受光素子３５を、トラック２３からの光を検出するための受光素子３６、３７とは別途設けることで、比較的簡単な構成で、偏光部２２およびトラック２３のそれぞれの回動状態に応じた信号を生成させることができる。また、受光素子３５、３６、３７がともに１つの発光素子３９からの光を受光するため、第２実施形態よりも部品点数（例えば発光素子の数）を少なくすることができ、小型化および低コスト化に極めて有利となる。

また、［発光部］である発光素子３９は、前述した第１実施形態の発光素子３２と同様、面発光レーザーを有することが好ましい。これにより、発光素子３９の小型化を図りつつ、直線偏光した光を出射する発光素子３９を実現することができる。
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。

（変形例）
前述した実施形態では、発光素子３９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３９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。

図１３は、図１１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。

発光素子３９が発光ダイオードである場合、図１３に示すように、受光素子３５の受光面側に偏光素子３０を設ければよい。この偏光素子３０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３５と偏光部２２との間に偏光素子３０を設けることにより、光が無偏光であっても、前述した実施形態と同様、受光素子３５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３０を発光素子３９と偏光部２２との間に設けてもよい。

以上説明したようなエンコーダー１〜１Ｂ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。搭載される機器の一例として、ロボットが挙げられる。

（ロボット）
図１４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１４中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図１４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１４の上下方向を「鉛直方向」とし、左右方向を「水平方向」とする。

図１４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。

図１４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。

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。

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。

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または１Ｂを設けてもよい。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

以上、本発明の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。

前述した実施形態では、トラックからの光を検出する受光部の数が２つである場合を例に説明したが、これに限定されず、３つ以上の受光部を用いてトラックからの光を検出してもよい。

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。

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。

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。

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。

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。

また、本発明のエンコーダーは、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。

１…エンコーダー、１Ａ…エンコーダー、１Ｂ…エンコーダー、２…光学スケール、３…センサーユニット、３Ａ…センサーユニット、３Ｂ…センサーユニット、６…演算部（判断部）、１１…光出射部、１１Ａ…光出射部、１１Ｂ…光出射部、１２…光検出部、２１…基板、２２…偏光部、２３…トラック、３０…偏光素子、３１…基板、３２…発光素子（第１発光部）、３３…発光素子（第２発光部、発光部）、３４…発光素子（第３発光部、発光部）、３５…受光素子（第１受光部）、３６…受光素子（第２受光部、受光部）、３７…受光素子（第３受光部、受光部）、３８…発光素子（第２発光部、発光部）、３９…発光素子（発光部）、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、４９１…開口部、Ｅ…矢印、Ｊ１…回動軸、Ｊ２…第２軸、Ｊ３…軸、Ｌ１…線分、ａ１…光軸、ａ２…光軸、α…矢印、β…矢印、θ１…放射角度、θ２…放射角度

Claims (9)

1. 偏光特性を有する偏光部、および、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トラックを有する光学スケールと、
   前記トラックに向けて光を出射する光出射部と、
   前記中心軸まわりの周方向で互いに異なる位置に配置され、前記トラックからの前記光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する複数の受光部と、を備えることを特徴とするエンコーダー。
2. 前記複数の受光部からの信号に基づいて、前記光学スケールの互いに１８０°異なる回動状態を判別する判断部を備える請求項１に記載のエンコーダー。
3. 前記光出射部は、
   前記偏光部に向けて第１光を出射する第１発光部と、
   前記トラックに向けて第２光を出射する第２発光部と、
   前記トラックに向けて第３光を出射する第３発光部と、を備え、
   前記複数の受光部は、
   前記偏光部からの前記第１光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第１受光部と、
   前記トラックからの前記第２光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第２受光部と、
   前記中心軸まわりの周方向で前記第２受光部とは異なる位置に配置され、前記トラックからの前記第３光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第３受光部と、を備える請求項１または２に記載のエンコーダー。
4. 前記光出射部は、
   前記偏光部に向けて第１光を出射する第１発光部と、
   前記トラックに向けて第２光を出射する第２発光部と、
   前記偏光部からの前記第１光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第１受光部と、を備え、
   前記複数の受光部は、
   前記トラックからの前記第２光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第２受光部と、
   前記中心軸まわりの周方向で前記第２受光部とは異なる位置に配置され、前記トラックからの前記第２光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第３受光部と、を備える請求項１または２に記載のエンコーダー。
5. 前記光出射部は、前記偏光部および前記トラックの双方に前記光を出射する発光部を備え、
   前記複数の受光部は、
   前記偏光部からの前記光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第１受光部と、
   前記トラックからの前記光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第２受光部と、
   前記中心軸まわりの周方向で前記第２受光部とは異なる位置に配置され、前記トラックからの前記光を受光し、その受光強度に応じた信号を出力する第３受光部と、を備える請求項１または２に記載のエンコーダー。
6. 前記偏光部は、複数の金属線を有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載のエンコーダー。
7. 前記発光部は、面発光レーザーを有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載のエンコーダー。
8. 前記発光部および前記受光部は、前記光学スケールに対して同じ面側に配置されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載のエンコーダー。
9. 請求項１ないし８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。

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