JP2810521B2 - ロータリーエンコーダ及びこれを用いた装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はロータリーエンコーダとそれを用いた装置、
特に光学式のロータリーエンコーダとそれを用いたモー
タエンコーダ、及び駆動システムに関する。

［従来の技術］ 円筒状の光学スケールの回転量を測定するエンコーダ
の一例として、本件出願人が特開昭63−81212号公報で
提案したロータリーエンコーダがある。このロータリー
エンコーダは、第23図に示すようなスリツト状の格子が
刻まれた円筒状の光学スケールの回転量を、簡便な構成
で比較的高い分解能で測定できる優れた方式である。回
転格子を円筒状とすることで、従来一般的な２つの格子
（回転格子と固定格子）の相対位置合わせが不要なほ
か、回転軸の偏心による検出誤差のキヤンセル効果が得
られるなど、高精度化と取付けの簡便性を実現する。こ
の効果はスケールの内部（中空部）に結像光学系を設
け、この結像光学系によりスケールの側面の第一領域の
格子の像をスケールの回転軸に関して第一領域とは反対
側にある側面の第二領域の格子へ投影することにより達
成される。

一方、同様の円筒状の光学スケールを用いた別の形態
のエンコーダとして、本件出願人は特願平１−339221号
にて、上述の結像光学系の代わりに格子のタルボ効果と
モアレ技術を組合わせた、所謂タルボ干渉の原理を応用
したロータリーエンコーダを提案した。これによれば先
の従来例の効果に加えて、装置全体の構成の簡略化、小
型化、低イナーシヤ化をより一層高めることできる。こ
のエンコーダの構成及び測定原理を第24図及び第25図を
用いて以下説明する。

第24図において、半導体レーザ１からの光束はコリメ
ータレンズ系２により平行光束に変換され、この平行光
束でスケール３の第一領域31を照明する。この平行光束
は第一領域31の格子で回折され、第一領域31の格子から
０次、±１次、±２次といった回折光が生じ、０次光及
び±１次回折光の２つ若しくは３つの光束同士の干渉に
より、領域31の格子のフーリエ像が、スケール３の第二
領域32の格子へ投影される。このフーリエ像の明暗のピ
ツチは、第一領域31の格子のピツチＰと等しくなる。
又、前述のようにこのフーリエ像は湾曲するが、この湾
曲は第二領域32の曲面に沿って生じており、測定精度に
は大きな影響はない。

ここで第25図に示すように、スケール３が矢印100方
向（反時計廻り方向）に回転しているとすると、フーリ
エ像は矢印110方向（時計廻り方向）に移動する。この
時、フーリエ像が投影されている領域32の格子は、矢印
100方向へ移動している。したがってスケール３が角度
θ回転した時のフーリエ像と領域32の格子間の相対角度
変化は２θとなり、格子ピツチの２倍の分解能で回転角
の測定が行なえる。

第二領域32の第１格子は領域31の格子のフーリエ像で
照明され、両者の重ね合わせによってモアレ縞が生じ、
領域32の格子を通過した明暗光が、フオトデイテクタ４
の受光面40に入射する。フオトデイテクタ４は受光した
光を電気信号に変換し、この信号に基づいてスケール３
の回転角が測定される。このロータリーエンコーダで
は、前述のようにスケール３が角度θ回転するときに、
領域31の格子のフーリエ像と領域32の格子が相対的に角
度２θ回転するから、スケール３のスリツト３の総数が
ｎであれば、スケール３の１回転当り、光電変換素子４
から2n個の正弦波パルスが出力される。回転角の測定は
この正弦波パルスを順次計数することにより行なわれ
る。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記従来のロータリーエンコーダで
は、振幅型回折格子や位相型回折格子などの円筒格子が
用いられているが、これらは高精度でしかも生産性の良
いものは得られにくい。

又、一般にロータリーエンコーダの信号出力は、回転
方向の判別や高分解能化のための内挿処置を行なうため
に、90゜位相差を有する２相出力信号を取出している
が、上記の振幅型回折格子あるいは位相型回折格子で
は、その構造上、単純には複相の出力信号を得ることが
できない。したがって円筒型回折格子において複相の出
力信号を得るためには何らかの工夫が必要である。

［発明の目的］ 本発明はより簡単で安価なロータリーエンコーダ及び
これを用いた装置の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上述の目的を達成するための本発明のロータリーエン
コーダは、傾斜面を有する凹部を回転方向に沿って設け
た格子部を有する光学スケールの該凹部を設けた面とは
反対側の面より、光照射手段からの可干渉性光束を入射
して前記格子部の第一領域を照明し、該第一領域からの
光で形成される自己結像作用による像を前記格子部の該
第一領域とは異なる第二領域に、前記凹部を設けた面側
から投影し、該第二領域から異なる方向に出射する複数
光束をそれぞれ異なる受光素子で受光することにより、
前記光学スケールの回転に伴う位相の異なる複数の周期
信号を得ることを特徴とする。

又、本発明のモータエンコーダは、モータの回転出力
部に取り付けられ、且つ傾斜面を有する凹部を回転方向
に沿って設けた格子部を有する光学スケールの、該凹部
を設けた面とは反対側の面より、光照射手段からの可干
渉性光束を入射して前記格子部の第一領域を照明し、該
第一領域からの光で形成される自己結像作用による像を
前記格子部の該第一領域とは異なる第二領域に、前記凹
部を設けた面側から投影し、該第二領域から異なる方向
に出射する複数光束をそれぞれ異なる受光素子で受光す
ることにより、前記光学スケールの回転に伴う位相の異
なる複数の周期信号を得ることを特徴とする。

更に、本発明の駆動システムは、回転駆動を実行する
駆動手段と、ロータリーエンコーダと、該ロータリーエ
ンコーダの出力に基づいて前記駆動手段の駆動を設定さ
れた状態となるよう制御する制御手段とを有し、該ロー
タリーエンコーダは、前記駆動手段の駆動出力部に取り
付けられ、且つ傾斜面を有する凹部を回転方向に沿って
設けた格子部を有する光学スケールの、該凹部を設けた
面とは反対側の面より、光照射手段からの可干渉性光束
を入射して前記格子部の第一領域を照明し、該第一領域
からの光で形成される自己結像作用による像を前記格子
部の該第一領域とは異なる第二領域に、前記凹部を設け
た面側から投影し、該第二領域から異なる方向に出射す
る複数光束をそれぞれ異なる受光素子で受光することに
より、前記光学スケールの回転に伴う位相の異なる複数
の周期信号を得ることを特徴とすることを特徴とする。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。第１図（Ａ）は本発明の一実施例の構成図である。
同図において、１は半導体レーザであり、波長λ（＝78
0nm）の可干渉性光束を発生する。２は半導体レーザ１
からの発散光束を略平行光束に変換するコリメータレン
ズ系であり、半導体レーザ１とコリメータレンズ系２と
で光照射手段が構成される。３は円筒状の格子部を有す
る回転光学スケールであり、矢印に示すいずれかの方向
に回転する。第２図はこのスケール３の斜視図である。
スケール３は透光性の光学材料より成り、少なくとも格
子部が透光性を有する。円筒状のスケール３の内側面に
は円周方向の全周に沿って多数個のＶ溝が等間隔に並ん
で格子部を形成している。第１図（Ａ）に戻り、スケー
ル３を挟んで光照射手段と対向する位置には、受光手段
であるフオトデイテクタ4a,4b,4cが配置されている。そ
して各フオトデイテクタの出力は信号処理回路６に接続
されている。信号処理回路はパルスのカウント回路、回
転方向の判別回路、信号内挿処理回路などを有する。

駆動軸の回転量等を検出するための光学スケールとし
て使用される。第４図乃至第８図にスケール３の取付方
法のいくつかのバリエーシヨンを示す。いずれもスケー
ル３は回転駆動軸５とは直接嵌合によって取付けられ、
回転検出の目盛りとなる格子面と嵌合部の同軸度及び嵌
合精度を高い精度に保つことができる。特に第８図の形
態は格子が形成される円筒内部が密閉されているので、
格子部へのゴミや油等の付着が無く、防塵能力が非常に
高いという利点を有している。

第３図はスケール３の格子部の詳細図であり、Ｖ溝部
と平面部が交互に配列されて格子を形成している。円筒
内側面にＶ溝を等間隔にｎ個、円周方向にピツチＰ（ra
d）で配列し（ｎ×Ｐ＝２πrad）、Ｖ溝幅は1/2P（ra
d）、又、Ｖ溝を形成する２つの平面は各々1/4P（rad）
の幅を有し、各々の傾斜面はＶ溝の底部と中心とを結ぶ
直線に対し各々臨界角以上、本実施例ではθ＝45゜で傾
いている。

スケール３の第一領域31の格子と第二領域32の格子
の、光軸の沿った間隔ｄ（スケール内側の直径）は、本
実施例では格子ピツチがＰ、波長がλとして、 ｄ＝Ｎ・P²/λ （Ｎ＝３） Ｐ＝πd/n （ｎはスリツトの総数） を満たすように設定されている。このようにスケール３
の直径ｄを設定することにより、スケール３の中空部に
結像光学系を設けることなく、スケール３の側面の第一
領域31の格子の像を直接第二領域32の格子へ投影でき
る。ここで投影される格子像はフーリエ像と呼ばれるも
のであり、光回折現象に伴う格子の自己結像作用により
生じる。本実施例のスケール３は円筒状を成しているた
め、フーリエ像が多少湾曲してコントラストが低下する
傾向があるが、以下に示す条件を満たすように光照射手
段（１、２）とスケール３を構成すれば実用上問題は無
い。

（Ｎ−1/4）P²/λ＜ｄ＜（Ｎ＋1/4）P²/λ（Ｎは自然
数） Ｐ＝πd/n （ｎはスリツトの総数） なお、本実施例ではスケール３の材質をプラスチツク
とし、射出成型もしくは圧縮成型等の製法によって作成
するため大量生産に好適である。すなわち従来のフオト
リソプロセスを用いた加工方法に較べ極めて低コストに
提供することができる。

又、本実施例の構成のエンコーダは、外部環境温度変
化があると、スケールの直径ｄ、格子ピツチＰ、半導体
レーザの波長λがそれぞれ僅かに変化し、それによって
フーリエ像の結像位置と格子面との相対的な位置ズレが
生じて検出信号のS/Nの低下の要因となる畏れがある。
例えば高温になるとスケールの直径ｄが増大し、それに
伴って格子のピツチＰの値も増大し、更には波長λは長
波側にシフトする。この時、フーリエ像の位置ＬはＬ＝
Ｎ・P²/λの式からP²/λの割合で変化することになる。
そこで温度変化によるスケールの直径ｄの変化量とフー
リエ像の移動量（ΔＬ）がなるべく近くなるようにスケ
ールの材質及び半導体レーザの特性を選ぶことにより、
格子面の位置とフーリエ像の結像位置の相対的な位置ズ
レを少なくすることができ、外部温度変化が生じても検
出信号のS/Nの劣化が少なくなる。本実施例で使用する
波長780nmの半導体レーザは50℃の温度変化に対し10nm
程度の波長変動が起きるが、スケールの材質としては熱
膨張率の比較的大きいものを採用することが好ましく、
本実施例においてはスケール３の材質をプラスチツク
（ｎ＝1.49のアクリル樹脂）とした。これはガラス等に
比べると熱膨張率が大きいため、温度変動による出力信
号のS/Nの低下がより少ないという利点を有し、低コス
トで提供できるという利点と合わせて考えると、本実施
例のエンコーダのスケールの材質としては非常に適して
いる。

さて次に第１図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）を用いて本実施例
の測定原理について説明する。

半導体レーザ１からの光束はコリメータレンズ系２の
位置を調整して収束光に変換され、この収束光束をスケ
ール３の第一領域31に入射させる。ここで収束光とした
理由は、スケール３の側面部は外側面と内側面の曲率差
により凹レンズ相当の屈折力を有するためであり、凹レ
ンズ作用によってスケール３内に進入した光はほぼ平行
光になる。

この収束光束は、第一領域の格子部において第１図
（Ｂ）に示すように、格子部30aに到達した光線は30a面
を通過して円筒内に進む。又、格子部30b−１面に到達
した光線は、傾斜面が臨界角以上に設定されているの
で、図に示したように全反射して30b−２面に向けら
れ。30b−２面でも全反射することになるので、結局30b
−１面へ到達した光線は、回転体内部に進入すること無
くほぼ入射方向に戻されることになる。同様に30b−２
面に到達した光線も全反射を繰り返して戻される。従っ
て第一領域31においてＶ溝を形成する２つの傾斜面30b
−１、30b−２の範囲に到達する光束は、円筒内に進入
することなく反射され、30a部に到達した光線のみが円
筒内部雨に進むことになる。すなわち、第一領域31にお
いてＶ溝型回折格子は透過型の振幅格子と同様の作用を
有することになる。

この第一領域31の格子部で光束は回折され、格子の作
用により０次、±１次、±２次……の回折光が生じ、０
次光及び±１次光の２つ若しくは３つの光束同士の干渉
の結果、第一領域31の格子のフーリエ像がスケール３の
内部に結像される。フーリエ像は格子面より後方に距離
Ｌを基本としてその整数倍の位置に繰り返し結像され
る。本実施例においては３番目（Ｎ＝３）のフーリエ像
が第二領域32の格子面上に結像されるように、光源波長
λ、格子ピツチＰ、コリメータレンズ系２の位置が設定
されている。このフーリエ像の明暗ピツチは第一領域31
及び第二領域32の格子ピツチＰと等しくなる。

第二領域32において面30aに入射した光線は、第１図
（Ｃ）のようにほぼ光線が垂直入射するため直線透過し
てフオトデイテクタ4cに到達する。又、Ｖ溝面を形成す
る２つの傾斜面30b−１及び30b−２に到達した光線は、
各々の面にほぼ45゜の入射角をもって入射するためそれ
ぞれ異なる方向に大きく屈折して各々デイテクタ4a及び
4bに到達する。このように第二領域においては、入射光
束に対して異なる方向に傾斜した２つの傾斜面、及びＶ
溝とＶ溝の間の平面の合計３種の傾き方向の異なる面に
より、光束は３つの方向に別れて進み、各々の面に対応
した位置に設けられた各4a、4b、4cの各フオトデイテク
タに到達することになる。すなわち第二領域32において
Ｖ溝格子は光波波面分割素子として機能することにな
る。

以上のように本実施例のスケールは、第一領域31にお
いては振幅型回折格子としての機能を、又、第二領域に
おいては２相検出のための波面分割素子としての機能
の、２つの機能を有することを特徴とする。

ここでスケール３が回転した場合の各フオトデイテク
タ4a,4b,4cで検出される光量の変化について以下説明す
る。ここではスケール３が反時計廻り方向に回転した場
合を想定する。

第９図は第二領域32に格子ピツチＰと等しい周期の明
暗の格子像が重ね合わされる様子を示した図である。こ
の場合、明暗の格子像の明部が30a部と重なり合った状
態になり、光束は30aを透過しフオトデイテクタ4cに光
束は集中する。第10図は先の第９図の状態から回折格子
が反時計廻り方向（100の方向）に1/8P回転した時の状
態を表わしており、この場合、明暗格子像は110方向に
移動する。この時、光束は一部30a部を透過し、残る光
束は30b−２に到達する。従って第二領域32に入射した
光束の内、1/2がフオトデイテクタ4cに入射し、残りの1
/2の光束がフオトデイテクタ4aに入射することになる。

以上のように、格子の位置とフーリエ像の位置の相対
的変位に応じ、各フオトデイテクタに入射する光量バラ
ンスが変化し、その結果、スケール３が反時計廻りに回
転したとすると、第11図（Ａ）に示すような格子の回転
に伴う光量変化が得られる。ここで横軸は円筒格子の回
転量、縦軸は受光光量である。信号a,b,cはそれぞれフ
オトデイテクタ4a,4b,4cに対応している。なお、逆にス
ケール３が時計廻りに回転した場合は、ａは4b、ｂは4
a、ｃは4cの出力となる。この違いによって回転方向を
判別することができる。なお、第11図（Ａ）はフーリエ
像のコントラストが非常に高く理想に近い場合の理論的
な光量変化の様子を示したものであり、実際にはフーリ
エ像のコントラストがもっと低いため、第11図（Ｂ）の
ように各光量は略正弦波状に変化する。

次にこれらの信号を基になされる信号処理回路６内で
の電気処理について具体的に説明する。第13図は信号処
理回路の一例である。格子がＰ（rad）回転した時、２
周期の正弦波状の出力波形となり、特にこの場合、ａと
ｂとの位相関係が90゜位相差となるため、出力信号a,b
のみを用い、これらをコンパレータ回路を通し、第12図
（Ａ）のような矩形波化し、更に各矩形波の立上り、立
下り部でパルス信号を得ることにより第12図（Ｂ）のよ
うにＰ（rad）の回転角で８パルス得ることが可能とな
る。したがって１回転中の格子数をｎとすれば、8nP/R
の回転角度信号が検出可能となる。なおこの場合は、信
号ｃは必要無いので、装置構成を先の第１図（Ａ）にお
いてフオトデイテクタ4cを除いた形態としても良い。

さて上記方式では90゜の位相差を持つ信号a,bのみを
用いており、基本的には信号ｃは不要であるが、信号ｃ
を利用することで更に精度を高めることができる。以
下、その方式について説明する。

Ｖ溝幅は理想的には正確に1/2Pであるが、実際には加
工の精度等により理想値に対して僅かにずれてしまう場
合がある。すると出力信号も理想値とはならず信号a,b
の位相差は正確に90゜とはならず、最終的に得られるパ
ルスの精度劣化となってしまう。第14図はこの場合の出
力波形を説明する図である。

今、仮に使用する円筒格子のＶ溝幅が360゜全周に渡
り1/2Pよりも広めに加工されているとすると、信号a,b
間の位相差は90゜よりも若干大きくなり、第14図（Ａ）
のような関係となる。

そこで第15図のような回路構成をとり、フオトデイテ
クタ4cの出力信号を用いて信号ａとｃ、信号ｂとｃとの
差動出力をそれぞれ得て、第14図（Ｂ）のように新たに
C1、C2の２つの信号を作り出す。この回路でc,b,aの各
信号の振幅ゲインを適宜調整すれば、合成信号C1、C2の
位相差を正確に90゜にすることができる。この２つの信
号C1,C2を使って回転方向判別や内挿処理を行なうこと
ができる。このようにしてフオトデイテクタ4cの出力を
利用することによって、格子の製造精度を補償して高精
度な回転検出を行なうことができる。

次に更なる高精度化が可能な別の実施例を示す。本実
施例では格子の形態を第16図に示すように、溝形状のＶ
溝幅を格子ピツチＰの2/3Pとする。第17図（Ａ）はこの
時のフオトデイテクタ4a,4b,4cの出力信号a,b,cの理論
的な波形、第17図（Ｂ）は実際に得られる波形を示した
ものである。この場合には、ほぼ振幅レベルの揃った12
0゜位相差を有する３相出力信号が得られる。本実施例
ではこれらの３相出力信号を用いて高分解能化を達成す
るものである。

具体的には、第19図の信号処理回路を用いて、３相の
信号を各々コンパレータを通して第18図（Ａ）のように
矩形波化し、さらに第18図（Ｂ）のごとくパルス化す
る。こうして円筒格子がＰ（rad）回転すると12パルス
得られることになる。従って格子数をｎとすれば、12nP
/Rの回転角信号が得られる。先の２相信号を利用した形
態では４倍パルス化であったのに対し、３相信号を用い
た本形態によれば更に高精度な６倍パルス化が可能とな
る。

なお、これまで説明してきた実施例ではＶ溝を等間隔
で配列して凹凸の格子部を形成したが、変形例として第
20図（Ａ）のようにＶ字状の山型と平面部の交互の配列
として凹凸を形成しても良い。あるいは第20図（Ｂ）の
よう凹凸形状としても良い。さらには各々の凹凸の格子
を曲面によって形成しても良い。又、凹凸の形状は必ず
しも対称形である必要はなく非対称形状であっても良
い。いずれにしても入射光線に対する傾斜面を有する凹
凸を等間隔で配列して格子部を形成し、振幅型回折格子
としての機能と波面分割の機能を有するようなスケール
であれば使用可能である。

又、これまでの実施例は複数のフオトデイテクタによ
って複相信号を取出したが、単相で良いのであれば、第
１図（Ａ）においてフオトデイテクタ4cの一つだけを設
ければ事足りる。

更には以上は、所謂タルボ干渉の原理を用いたロータ
リーエンコーダの実施例であったが、これには限らず、
特開昭63−81212号公報に示されるような、内部に結像
光学系を有する構成のエンコーダに上記光学スケールを
用いても良い。この場合も低コスト化、小型化、高精度
化の効果が得られる。

又、本発明で使用できる光源は半導体レーザには限ら
ず、例えば点光源LEDであっても良い。半導体レーザに
比べて安価なLEDを使用することによって更なる低コス
ト化を進めることができる。

さて第21図は、上記エンコーダの使用例であり、モー
タの回転出力部にエンコーダを取付けて一体化したモー
タエンコーダの構成図である。第21図（Ａ）は上面図、
第21図（Ｂ）は組み立ての様子を示す側面図、第21図
（Ｃ）は完成したモータエンコーダの側面図である。ま
ず、先に第４図乃至第８図のいずれかの形態で、スケー
ル３をモータ300の後端側の回転軸５に取付ける。それ
に対し半導体レーザ１、コリメータレンズ２、レンズホ
ルダ２′、フオトデイテクタ４をの各部材を一体化した
検出ヘツドユニツト120をかぶせ、この検出ヘツドユニ
ツト120の嵌合部Ｚと、モータ300のケース後端の嵌合部
Ｚ′とを嵌合結合して第21図（Ｃ）のように一体化す
る。

このようにモータの回転出力部に直接回転スケールを
取付け、それを読取る検出ヘツドユニツトをモータケー
スと一体化したため、簡単な構成でアライメントの容易
なモータエンコーダが達成できる。又、回転スケールと
検出ヘツドユニツトを分離構造とすることによって組み
立ての簡便さを達成できる。

又、第22図は上記エンコーダを使用したシステムの一
例を示すもので、ロータリーエンコーダを有する駆動シ
ステムのシステム構成図である。モータやアクチユエー
タ、内燃機関等の駆動源を有する駆動手段の回転出力部
には上記説明したエンコーダが接続され、回転量や回転
速度等の駆動状態を検出する。このエンコーダの検出出
力は制御手段にフイードバツクされ、制御手段において
は設定手段で設定された状態となるように駆動手段に駆
動信号を伝達する。このようなフイードバツク系を構成
することによって設定手段で設定された回転状態を得る
ことができる。このような駆動システムは各種工作機械
や製造機械、計測機器、ロボツト、カメラ、オーデイオ
機器、情報機器、更にはこれらに限らず駆動手段を有す
る装置全般に広く適用することができる。

［発明の効果］ 以上の様に本発明によれば、光学スケールの格子部に
傾斜面を有する凹部を回転方向に沿って設け、光照射手
段からの可干渉性光束を最初に入射させる際にはこの光
学スケールの凹部形成面とは反対側より入射させ、ここ
からの光で形成される自己結像作用による像をこの光学
スケールに凹部形成面側より投影させて異なる方向に発
生する複数の光束を受光する構成とした事により、光学
スケールを最初に光束入射した際には自己結像作用によ
る像形成用の振幅格子として、自己結像作用による像と
して再入射した際には位相の異なる複数の周期信号をそ
れぞれ形成する複数光束を異なる方向へ出射するための
波面分割素子として機能させることになり、一つの光学
スケールに複合機能を持たせた簡素構成で且つ複相信号
を容易に形成出来るという、回転検出に非常に良好なロ
ータリーエンコーダとそれを用いた装置が実現されるも
のである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例の構成図、 第２図は実施例の光学スケールの図、 第３図はスケールの格子部の詳細図、 第４図乃至第８図は回転格子の取付方法のいくつかのバ
リエーシヨンを示す図、 第９図、第10図は実施例の原理説明図、 第11図は実施例のエンコーダの出力信号の波形図、 第12図は信号処理を説明する図、 第13図は回転構成の一例を示す図、 第14図乃至第19図は信号処理の変形例を説明する図、 第20図は格子形状の変形例の図、 第21図はモータエンコーダの構成図、 第22図はエンコーダを用いた駆動システムのシステム構
成図、 第23図は従来のエンコーダで使用される光学スケールの
図、 第24図、第25図は従来のエンコーダの説明図、 であり、図中の主な符号は、 １……半導体レーザ、 ２……コリメータレンズ系、 ３……光学スケール、 4a,4b,4c……フオトデイテクタ、 ５……回転軸、 31……第一領域、 32……第二領域

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】傾斜面を有する凹部を回転方向に沿って設
   けた格子部を有する光学スケールの該凹部を設けた面と
   は反対側の面より、光照射手段からの可干渉性光束を入
   射して前記格子部の第一領域を照明し、該第一領域から
   の光で形成される自己結像作用による像を前記格子部の
   該第一領域とは異なる第二領域に、前記凹部を設けた面
   側から投影し、該第二領域から異なる方向に出射する複
   数光束をそれぞれ異なる受光素子で受光することによ
   り、前記光学スケールの回転に伴う位相の異なる複数の
   周期信号を得ることを特徴とするロータリーエンコー
   ダ。
2. 【請求項２】前記位相の異なる複数の周期信号を基に回
   転方向を判別する手段及び／又は信号内挿処理を行う手
   段を有する請求項（１）記載のロータリーエンコーダ。
3. 【請求項３】モータの回転出力部に取り付けられ、且つ
   傾斜面を有する凹部を回転方向に沿って設けた格子部を
   有する光学スケールの、該凹部を設けた面とは反対側の
   面より、光照射手段からの可干渉性光束を入射して前記
   格子部の第一領域を照明し、該第一領域からの光で形成
   される自己結像作用による像を前記格子部の該第一領域
   とは異なる第二領域に、前記凹部を設けた面側から投影
   し、該第二領域から異なる方向に出射する複数光束をそ
   れぞれ異なる受光素子で受光することにより、前記光学
   スケールの回転に伴う位相の異なる複数の周期信号を得
   ることを特徴とするモータエンコーダ。
4. 【請求項４】回転駆動を実行する駆動手段と、ロータリ
   ーエンコーダと、該ロータリーエンコーダの出力に基づ
   いて前記駆動手段の駆動を設定された状態となるよう制
   御する制御手段とを有し、該ロータリーエンコーダは、
   前記駆動手段の駆動出力部に取り付けられ、且つ傾斜面
   を有する凹部を回転方向に沿って設けた格子部を有する
   光学スケールの、該凹部を設けた面とは反対側の面よ
   り、光照射手段からの可干渉性光束を入射して前記格子
   部の第一領域を照明し、該第一領域からの光で形成され
   る自己結像作用による像を前記格子部の該第一領域とは
   異なる第二領域に、前記凹部を設けた面側から投影し、
   該第二領域から異なる方向に出射する複数光束をそれぞ
   れ異なる受光素子で受光することにより、前記光学スケ
   ールの回転に伴う位相の異なる複数の周期信号を得るこ
   とを特徴とすることを特徴とする駆動システム。