JP6870372B2 - エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置に関する。

回転軸の回転の数を区別する多回転型のエンコーダ装置は、ロボット装置などの各種装置に搭載されている（例えば、下記の特許文献１参照）。

特開平８−５００３４号公報

本発明の第１の態様においては、エンコーダ装置を提供する。エンコーダ装置は、回転体の回転位置情報を検出する位置検出部を備えてよい。エンコーダ装置は、位置検出部に対して相対的に回転する磁石を備えてよい。エンコーダ装置は、磁石が形成する磁界の変化によって検出信号を発生する信号発生部を備えてよい。エンコーダ装置は、位置検出部へ電力を供給する電源を備えてよい。位置検出部は、磁石が形成する磁界を検出する磁気検出部を備えてよい。位置検出部は、回転体の回転方向において光学特性が変化する光学パターンを介した光を検出する検出部を備えてよい。位置検出部は、検出信号が発生することで電源から供給される前記電力によって、磁気検出部の検出結果と検出部の検出結果とを用いて回転体の多回転情報を算出する処理部を備えてよい。

本発明の第２の態様においては、駆動装置を提供する。駆動装置は、第１の態様のエンコーダ装置を備えてよい。駆動装置は、回転体に駆動力を供給する駆動部を備えてよい。

本発明の第３の態様においては、ステージ装置を提供する。ステージ装置は、第２の態様の駆動装置を備えてよい。ステージ装置は、駆動装置によって移動するステージを備えてよい。

本発明の第４の態様においては、ロボット装置を提供する。ロボット装置は、第２の態様の駆動装置を備えてよい。ロボット装置は、駆動装置によって移動するアームを備えてよい。

第１実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。 第１実施形態に係るスケール、磁石、磁気検出部、信号発生部を示す図である。 第１実施形態に係る磁気検出部、バイアス磁石を示す図である。 第１実施形態に係る信号発生部を示す図である。 第１実施形態に係る位置検出部、電力供給部の回路構成を示す図である。 第１実施形態に係るエンコーダ装置の通常状態の動作を示す図である。 第１実施形態に係るエンコーダ装置の通常状態の動作を示す図である。 第１実施形態に係るエンコーダ装置のバックアップ状態の動作を示す図である。 第１実施形態に係るエンコーダ装置のバックアップ状態の動作を示す図である。 第１実施形態に係るエンコーダ装置の通常状態の動作を示す図である。 第１実施形態に係るエンコーダ装置のバックアップ状態の動作を示す図である。 第２実施形態に係るスケール、磁石、磁気検出部、信号発生部を示す図である。 第２実施形態に係るエンコーダ装置の動作を示す図である。 第２実施形態に係るエンコーダ装置の動作を示す図である。 第３実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。 実施形態に係る駆動装置を示す図である。 実施形態に係るステージ装置を示す図である。 実施形態に係るロボット装置を示す図である。

［第１実施形態］
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣを示す図である。このエンコーダ装置ＥＣは、移動部の位置情報（移動位置情報）を検出する。エンコーダ装置ＥＣは、例えばロータリーエンコーダである。ロータリーエンコーダにおける移動部（回転体）は、例えばモータＭ（駆動装置、動力供給部）の回転軸ＳＦであり、移動部の移動は、例えば所定の軸まわりの回転である。また、移動部の位置情報は、例えば、回転軸ＳＦの回転位置情報である。

回転軸ＳＦは、例えばモータＭのシャフト（回転子）である。回転軸ＳＦは、作用軸（出力軸）であってもよい。この作用軸は、モータＭのシャフトに対して変速機などの動力伝達部を介して接続され、かつ負荷に接続される。エンコーダ装置ＥＣが検出した回転位置情報は、モータ制御部ＭＣに供給される。モータ制御部ＭＣは、エンコーダ装置ＥＣから供給された回転位置情報を使って、モータＭの回転（例、回転軸ＳＦ）を制御する。

エンコーダ装置ＥＣは、位置検出部１と、電力供給部２とを備える。位置検出部１は、回転軸ＳＦの回転位置情報を検出する。エンコーダ装置ＥＣは、例えば、多回転アブソリュートエンコーダである。エンコーダ装置ＥＣは、多回転情報および角度位置情報を含む回転位置情報を検出可能である。多回転情報は、回転軸ＳＦの回転の数を示す情報である。角度位置情報は、１回転未満の角度位置（回転角）を示す情報である。位置検出部１は、多回転情報検出部１Ａ、及び角度検出部１Ｂを備える。角度検出部１Ｂは、回転軸ＳＦの角度位置を検出する。多回転情報検出部１Ａは、回転軸ＳＦの多回転情報を検出する。

エンコーダ装置ＥＣは、エンコーダ装置ＥＣで消費される電力の供給元が異なる通常状態とバックアップ状態とのそれぞれにおいて、回転軸ＳＦの回転位置情報を検出する（後に図１０、図１１等に示す）。例えば、位置検出部１の少なくとも一部（例、角度検出部１Ｂ、多回転情報検出部１Ａ）は、通常状態において、第１電源ＰＷ１から供給される電力によって回転軸ＳＦの回転位置情報を検出する。第１電源ＰＷ１は、例えば、エンコーダ装置ＥＣが搭載される装置（例、駆動装置、ステージ装置、ロボット装置）の主電源である。上記の通常状態は、第１電源ＰＷ１の電力が投入されている状態、第１電源ＰＷ１がオンになっている状態、エンコーダ装置ＥＣが搭載される装置に対して第１電源ＰＷ１から電力が供給されている状態、及びエンコーダ装置ＥＣに対して第１電源ＰＷ１から電力が供給されている状態の少なくとも１つを含む。

例えば、第１電源ＰＷ１は、通常状態において、回転軸ＳＦの駆動に消費される電力、及び位置検出部１の検出動作（例、角度位置情報や多回転情報を算出して検出する動作など）に消費される電力を供給する。位置検出部１の少なくとも一部は、第１電源ＰＷ１から電力供給を受けて回転軸ＳＦの回転位置情報を検出する。モータ制御部ＭＣは、位置検出部１の検出結果に基づいて、第１電源ＰＷ１からの電力を調整してモータＭに供給することで、回転軸ＳＦの回転を制御する。

位置検出部１の少なくとも一部（例、多回転情報検出部１Ａ）は、通常状態とは異なるバックアップ状態において、第１電源ＰＷ１とは異なる第２電源（例、電力供給部２）から供給される電力によって動作可能である。上記のバックアップ状態は、例えば、第１電源ＰＷ１からの電力供給が遮断された状態、第１電源ＰＷ１の電力が投入されていない状態、第１電源ＰＷ１がオフになっている状態、エンコーダ装置ＥＣが搭載される装置に対して第１電源ＰＷ１から電力が供給されていない状態、エンコーダ装置ＥＣに対して第１電源ＰＷ１から電力が供給されていない状態の少なくとも１状態を含む。

電力供給部２は、例えば、磁石３と、信号発生部４と、切替部５と、バッテリー６とを備える。電力供給部２は、例えば、バックアップ状態において、位置検出部１の少なくとも一部（例、多回転情報検出部１Ａ）に対して断続的（選択的、間欠的）に電力を供給する。位置検出部１は、バックアップ状態において、電力供給部２から電力供給を受けて、回転軸ＳＦの回転位置情報の少なくとも一部（例、多回転情報）を検出する。例えば、多回転情報検出部１Ａは、第２電源（例、電力供給部２）から断続的に電力供給を受けて、多回転情報を断続的に検出する。バックアップ状態において多回転情報検出部１Ａが検出した多回転情報は、例えば、第１電源ＰＷ１からの電力供給が開始されてバックアップ状態から通常状態に切り替わった際（例、駆動装置の起動時）に、モータ制御部ＭＣによる回転軸ＳＦの回転の制御に利用される。

多回転情報検出部１Ａは、第１電源ＰＷ１から電力供給を受ける通常状態と、第２電源から電力供給を受けるバックアップ状態との各状態において、回転軸ＳＦの多回転情報を検出する。例えば、エンコーダ装置ＥＣは、第１電源ＰＷ１の電力の投入が停止された際に、通常状態からバックアップ状態に切り替わる。エンコーダ装置ＥＣは、第１電源ＰＷ１の電力の投入が開始された際に、バックアップ状態から通常状態に切り替わる。エンコーダ装置ＥＣが通常状態とバックアップ状態とで切り替わる際に、多回転情報検出部１Ａは、多回転情報の検出を継続する（算出を継続する）。角度検出部１Ｂは、例えば、第１電源ＰＷ１からの電力供給が断たれたバックアップ状態において、角度情報を検出しない（算出しない）。例えば、第２電源は、バックアップ状態において角度検出部１Ｂに電力供給を行わない。角度検出部１Ｂは、例えば、バックアップ状態において電力供給が断たれた状態であり、角度位置情報を検出しない。

以下、エンコーダ装置ＥＣの各部について説明する。角度検出部１Ｂは、スケールＳ（例、符号板）の一回転内の位置情報（角度位置情報、絶対又は相対位置情報）を検出する。スケールＳは、例えば円板状の部材である。スケールＳは、回転軸ＳＦに固定される。スケールＳは、回転軸ＳＦと連動して回転する。以下の説明において、適宜、回転軸ＳＦの回転方向およびスケールＳの回転方向を単に回転方向という。

角度検出部１Ｂは、光学式のエンコーダである。例えば、角度検出部１Ｂは、スケールＳのパターンニング情報を受光素子で読み取ることにより、回転軸ＳＦの角度位置情報を検出する。角度検出部１Ｂが検出するスケールＳのパターンニング情報は、例えばスケールＳ上の透過パターン（例、スリット）と反射パターンとの一方または双方による明暗のパターンである。

角度検出部１Ｂは、アブソリュートパターンＡＢＳ、インクリメンタルパターンＩＮＣ、照射部１１、検出部１２、及び処理部１３を備える。アブソリュートパターンＡＢＳは、回転体（スケールＳ、回転軸ＳＦ）の角度位置（例、絶対位置）を示す。インクリメンタルパターンＩＮＣは、回転方向における角度の変化量（例、相対位置）を示す。インクリメンタルパターンＩＮＣは、回転方向において周期的に並ぶ構造（周期構造）を含む。

照射部１１（発光部）は、アブソリュートパターンＡＢＳおよびインクリメンタルパターンＩＮＣに光を照射する。照射部１１は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの発光素子（例、固体光源）を含む。検出部１２（光検出部）は、アブソリュートパターンＡＢＳからの光、及びインクリメンタルパターンＩＮＣからの光をそれぞれ検出する。検出部１２は、例えばＦＤ（フォトダイオード）などの受光素子（光電変換素子）を含む。

角度検出部１Ｂは、例えば反射型である。検出部１２は、照射部１１から照射されてアブソリュートパターンＡＢＳで反射した光と、照射部１１から照射されてインクリメンタルパターンＩＮＣで反射した光とを個別に検出する。処理部１３は、検出部１２の検出結果に基づいて、回転軸ＳＦの角度位置情報を検出（例、算出）する。例えば、処理部１３は、アブソリュートパターンＡＢＳからの光を検出した結果を使って第１分解能の角度位置情報を検出する。また、処理部１３は、インクリメンタルパターンＩＮＣからの光を検出した結果を使って、第１分解能の角度位置情報に内挿演算を行うことにより、第１分解能よりも高い第２分解能の角度位置情報を検出する。

なお、角度検出部１Ｂは透過型でもよい。この場合、検出部１２は、照射部１１から照射されてアブソリュートパターンＡＢＳを透過した光と、照射部１１から照射されてインクリメンタルパターンＩＮＣを透過した光とを個別に検出する。

多回転情報検出部１Ａは、角度検出部１Ｂの検出対象と同じ回転軸ＳＦの多回転情報を検出する。本実施形態における多回転情報検出部１Ａは、例えば磁気式と光学式とを併用したエンコーダである。多回転情報検出部１Ａは、光学パターン１５、照射部１６、検出部１７、処理部１８、磁石３、磁気検出部１９、及び記憶部２０を備える。

光学パターン１５は、例えば明暗を有する光学パターンである。光学パターン１５は、移動方向（例、回転方向）において光学特性（例、光の反射、透過及び吸収などの光学特性の値）が変化する。光学パターン１５は、回転体（例、回転軸ＳＦ、スケールＳ）の回転方向において光学特性の値（光学特性値）が変化する。上記の光学特性の値は、例えば、反射率、透過率、及び光吸収率の少なくとも１つを含む。光学パターン１５は、例えば、アブソリュートパターンＡＢＳおよびインクリメンタルパターンＩＮＣと同じ部材（例、スケールＳ、第１の回転体）に設けられる。

なお、光学パターン１５は、アブソリュートパターンＡＢＳおよびインクリメンタルパターンＩＮＣと別の部材に設けられてもよい。例えば、アブソリュートパターンＡＢＳおよびインクリメンタルパターンＩＮＣは、第１の回転体（例、第１のスケール）に設けられ、光学パターン１５は、第１の回転体と異なる第２の回転体（例、第２のスケール）に設けられてもよい。

照射部１６（発光部）は、光学パターン１５に光を照射する。照射部１６は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの発光素子（例、固体光源）を含む。検出部１７（光検出部）は、光学パターン１５からの光を検出する。照射部１６は、照射部１１と併用であってもよい（後の図１５に示す）。

検出部１７は、例えばフォトダイオードなどの受光素子（光電変換素子）を含む。多回転情報検出部１Ａは、例えば反射型である。検出部１７は、照射部１６から照射されて光学パターン１５で反射した光を検出する。なお、多回転情報検出部１Ａは、透過型でもよい。この場合、検出部１７は、照射部１６から照射されて光学パターン１５を透過した光を検出する。また、本実施形態におけるスケールＳは、例えば円板状の部材（例、ガラス製、金属製、樹脂製などの部材）である。

磁石３は、位置検出部１に対して相対的に回転可能である。磁石３は、例えば、回転軸ＳＦと連動して回転する。磁石３は、例えば、スケールＳに固定される。磁気検出部１９は、磁石３が形成する磁界を検出する。磁石３は、スケールＳ（第１の回転体）と別の部材に固定されてもよい。例えば、磁石３は、回転軸ＳＦに固定され第１の回転体と異なる第３の回転体（例、第３のスケール）に設けられてもよい。上記の第３の回転体は、上記の第２の回転体と同じ部材でもよいし、上記の第２の回転体と異なる部材でもよい。

磁気検出部１９は、例えば、複数の磁気センサ（第１磁気センサ２１、第２磁気センサ２２）を備える。第１磁気センサ２１は、回転軸ＳＦの回転方向において、信号発生部４と異なる角度位置に配置される。第１磁気センサ２１は、磁石３が形成する磁界を検出する。第２磁気センサ２２は、回転軸の回転方向において、信号発生部４および第１磁気センサ２１のそれぞれと異なる角度位置に配置される。第２磁気センサ２２は、磁石３が形成する磁界を検出する。

また、信号発生部４は、磁石３が形成する磁界の変化によって検出信号を発生する。処理部１８は、信号発生部４において発生した検出信号に基づいて、回転軸の検出位置（例、信号発生部４による検出信号が発生した時の回転軸の位置）における磁気検出部１９の検出結果（例、信号レベルの「Ｈ」「Ｌ」）と検出部１７の検出結果（例、光学特性の値、明暗の二値、回転角、角度位置情報）とを用いて回転体（例、回転軸ＳＦ）の多回転情報を算出する。

図２は、本実施形態に係るエンコーダ装置のスケールを示す図である。図２は、回転軸ＳＦに垂直な面におけるスケールＳの平面図である。以下の説明において、図２等に示すＸＹＺ直交座標系を適宜参照する。このＸＹＺ直交座標系において、Ｘ方向およびＹ方向は、それぞれ回転軸ＳＦに直交する方向である。また、Ｚ方向は、回転軸ＳＦに平行な方向である。また、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の各方向において、適宜、矢印と同じ側を＋側（例、＋Ｘ側）と称し、矢印と反対側を−側（例、−Ｘ側）と称する。

光学パターン１５、アブソリュートパターンＡＢＳ、及びインクリメンタルパターンＩＮＣは、それぞれ、環状である。光学パターン１５、アブソリュートパターンＡＢＳ、及びインクリメンタルパターンＩＮＣは、回転軸ＳＦを中心とした同心円状に配置される。アブソリュートパターンＡＢＳは、例えば、回転軸ＳＦに対してインクリメンタルパターンＩＮＣの外側に配置される。検出部１２は、アブソリュートパターンＡＢＳからの光を検出する受光部１２ａ（受光領域）と、インクリメンタルパターンＩＮＣからの光を検出する受光部１２ｂ（受光領域）とを含む。

光学パターン１５は、例えば、回転軸ＳＦに対してインクリメンタルパターンＩＮＣの内側に配置される。光学パターン１５は、回転軸ＳＦ（スケールＳ）の角度位置を示すパターンである。光学パターン１５は、例えば、回転方向において、光学特性の値が二値的に変化する。光学パターン１５の光学特性の値の分布は、角度位置に対して線形な分布（例、直線）でもよいし、角度位置に対して非線形な分布（例、正弦波）でもよい。光学パターン１５の光学特性の値は、回転方向において、段階的に変化してもよいし、連続的に変化してもよい。検出部１７（光検出部）は、照射部１６から照射されて光学パターン１５を経由した光を検出（受光）する。

なお、多回転情報検出部１Ａは、例えば通常状態（通常動作時）に、光学パターン１５としてアブソリュートパターンＡＢＳを利用してもよい。例えば、光学パターン１５がアブソリュートパターンＡＢＳであり、検出部１７が検出部１２と同一でもよい。

磁石３は、回転軸ＳＦの回転方向における４以上の所定の角度位置（例、角度位置Ｐａ、角度位置Ｐｂ、角度位置Ｐｃ、角度位置Ｐｄ）において磁界の向きが反転する。このため、磁石３は、例えば８極に着磁した永久磁石である。磁石３は、その内周部と外周部のそれぞれにおいて周方向にＮ極とＳ極が並んでいる。例えば、磁石３の内周部および外周部は、それぞれ４極に着磁した永久磁石である。磁石３の内周部と外周部とで磁極の位相が９０°ずれている。磁石３において、内周部におけるＮ極とＳ極との境界は、外周部におけるＮ極とＳ極との境界と、角度位置がほぼ一致している。

角度位置Ｐａ、角度位置Ｐｂ、角度位置Ｐｃ、及び角度位置Ｐｄは、それぞれ、回転軸ＳＦの回転方向においてＮ極とＳ極との境界の位置である。角度位置Ｐａ、角度位置Ｐｂ、角度位置Ｐｃ、及び角度位置Ｐｄは、例えば、回転軸ＳＦの回転方向において所定の角度間隔で並んでいる。例えば、角度位置Ｐｂは、回転軸ＳＦの回転方向において角度位置Ｐａから反時計回りに９０°の角度位置である。角度位置Ｐｃは、回転軸ＳＦの回転方向において角度位置Ｐｂから反時計回りに９０°の角度位置である。角度位置Ｐｄは、回転軸ＳＦの回転方向において角度位置Ｐｃから反時計回りに９０°の角度位置である。

磁石３は、回転軸ＳＦの周りで回転することによって、磁石３の外部の定められた位置に交流磁界を形成する。図２の状態において、角度位置Ｐａに信号発生部４が配置されている。信号発生部４は、スケールＳの外部に固定されている。スケールＳは、回転軸ＳＦの回転によって、信号発生部４と相対的に回転する。以下、回転方向における回転角について、適宜、信号発生部４の角度位置を基準（例、０°）として説明する。

磁石３は、スケールＳの回転によって、信号発生部４と相対的に回転する。磁石３が信号発生部４の位置に形成する磁界の向きおよび強さは、磁石３と信号発生部４との相対的な回転によって変化する。信号発生部４は、磁石３が形成する磁界の向きが反転する際に信号レベルが立ち上がる検出信号（例、電気信号）を発生する。例えば、信号発生部４で発生する電気信号は、角度位置Ｐａ、角度位置Ｐｂ、角度位置Ｐｃ、及び角度位置Ｐｄのそれぞれが信号発生部４の近傍を通過する際に、信号レベルが立ち上がる（例、パルス状の電気信号が発生する）。

本実施形態において、エンコーダ装置ＥＣが備える信号発生部４の数は１つである。この単一の信号発生部４は、磁石３が１回転する間に、電気信号（例、パルス）が４回以上発生する。多回転情報検出部１Ａは、信号発生部４に電気信号が発生した際に、磁石３の角度位置を４以上の段階（例、０°、９０°、１８０°、２７０°）で検出する。本実施形態における磁石は８極の磁極数を有するため、信号発生部４は回転体の１回転内において検出信号として電気信号（パルス）を４回出力する。

信号発生部４が所定の角度位置（角度位置Ｐａ、角度位置Ｐｂ、角度位置Ｐｃ、角度位置Ｐｄ）に配置される際に、第１磁気センサ２１は、例えば、回転軸ＳＦの回転方向において所定の角度位置と異なる角度位置に配置される。信号発生部４に電気信号（例、パルス）が発生するタイミングにおいて、第１磁気センサ２１は、例えば、回転軸ＳＦの回転方向において所定の角度位置と異なる角度位置に配置される。例えば、第１磁気センサ２１は、信号発生部４から０°よりも大きく９０°未満の角度位置、又は信号発生部４から９０°よりも大きく１８０°未満の角度位置に配置される。

第１磁気センサ２１は、例えば、信号発生部４に電気信号（例、パルス）が発生するタイミングにおいて、磁石３が形成する交流磁界の所定方向（例、スケールＳの径方向）の強さが極大となる角度位置に配置される。例えば、図２において、第１磁気センサ２１は、信号発生部４から反時計回りに約１３５°の角度位置に配置される。

また、信号発生部４が所定の角度位置（角度位置Ｐａ、角度位置Ｐｂ、角度位置Ｐｃ、角度位置Ｐｄ）に配置される際に、第２磁気センサ２２は、例えば、回転軸ＳＦの回転方向において信号発生部４と異なる所定の角度位置に配置される。信号発生部４に電気信号（例、パルス）が発生するタイミングにおいて、第２磁気センサ２２は、例えば、回転軸ＳＦの回転方向において所定の角度位置に配置される。例えば、信号発生部４が角度位置Ｐａに配置されるタイミングにおいて、第２磁気センサ２２は、角度位置Ｐａ以外の所定の角度位置（角度位置Ｐｂ、角度位置Ｐｃ、又は角度位置Ｐｄ）に配置される。第２磁気センサ２２は、例えば、信号発生部４から９０°、１８０°、又は２７０°の角度位置に配置される。

第２磁気センサ２２は、例えば、信号発生部４に電気信号（例、パルス）が発生するタイミングにおいて、磁石３が形成する交流磁界の所定方向（例、スケールＳの系方向）の強さが極小となる角度位置に配置される。例えば、図２において、第２磁気センサ２２は、信号発生部４から反時計回りに約１８０°の角度位置に配置される。第１磁気センサ２１は、例えば、第２磁気センサ２２に対して０°よりも大きく９０°未満の角度位置（例、図２では約４５°）に配置される。

また、光学パターン１５は、例えば、回転方向において光学特性の値が二値的に変化する（切り替わる）。例えば、光学パターン１５の光学特性の値（この場合、明暗の二値）は、角度位置Ｐａおよび角度位置Ｐｃのそれぞれにおいて切り替わる。回転方向において光学特性の値が二値的に変化する場合、光学パターン１５は、角度位置Ｐａから反時計回りに１８０°の範囲において相対的に反射率が高い領域である。例えば、光学パターン１５は、角度位置Ｐｃから反時計回りに１８０°の範囲において相対的に反射率が低い領域である。信号発生部４が所定の角度位置（角度位置Ｐａ、角度位置Ｐｂ、角度位置Ｐｃ、及び角度位置Ｐｄ）のいずれかに配置されるタイミングにおいて、検出部１７は、例えば、光学パターン１５の光学特性の値が切り替わる角度位置と異なる角度位置に配置される。

図３は、本実施形態に係る磁気センサ、バイアス磁石を示す図である。実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣは、第１バイアス磁石２３ａ、第２バイアス磁石２３ｂ、及び支持部材２４を備える。支持部材２４は、例えば、固定部材２５（後の図１６に示す）を介して、モータＭ（図１参照）における固定子側の部材（例、本体部ＢＤ）と固定される。モータＭの本体部ＢＤは、モータＭにおける電機子（例、可動子）および磁石（例、固定子）を収容する。

支持部材２４は、回転軸ＳＦの軸方向視（例、Ｚ方向視）において、移動体（例、回転軸ＳＦ）の移動方向（例、回転方向）に対する交差方向（例、Ｚ方向）に磁石３と重ねられている。例えば、支持部材２４は、回転軸ＳＦと平行な方向において、磁石３から離れて配置される。支持部材２４は、例えば板状（例、円板状）である。支持部材２４は、第１面２４ａおよび第２面２４ｂを有する。支持部材２４は、第１面２４ａがスケールＳに対向するように配置される。第１面２４ａは、例えば、スケールＳと平行に配置される。支持部材２４は、第１面２４ａが磁石３と対向するように配置される。第２面２４ｂは、第１面２４ａの反対側の面である。

支持部材２４は、位置検出部１の少なくとも一部を支持する。支持部材２４は、例えばプリント基板である。支持部材（例、処理基板）２４の表面には、例えば、配線、回路等が形成される。支持部材２４は、例えば、位置検出部１において信号を処理する信号処理部（例、処理部１３、処理部１８、記憶部２０、比較部５１、合成部５２、通信部５３）の少なくとも一部を支持する。位置検出部１の少なくとも一部は、例えば、第２面２４ｂに設けられる。例えば、位置検出部１において上記の信号処理部は、信号を処理する回路（例、論理回路、演算回路）を含む。この回路は、支持部材２４（例、プリント基板）の第２面２４ｂに形成（例、実装、搭載）される。

また、支持部材２４は、例えば、第１磁気センサ２１、及び第２磁気センサ２２を支持する。第１磁気センサ２１、及び第２磁気センサ２２は、例えば、支持部材２４の第１面２４ａに設けられる。図３（Ａ）において、第１バイアス磁石２３ａは、支持部材２４に対して第１磁気センサ２１と同じ側に配置される。第１バイアス磁石２３ａは、例えば、第１磁気センサ２１に取り付けられ、第１磁気センサ２１を介して支持部材２４に支持される。第１バイアス磁石２３ａは、第１磁気センサ２１にバイアス磁界２６ａを形成する。

第２バイアス磁石２３ｂは、支持部材２４に対して第２磁気センサ２２と同じ側に配置される。第２バイアス磁石２３ｂは、例えば、第２磁気センサ２２に取り付けられ、第２磁気センサ２２を介して支持部材２４に支持される。第２バイアス磁石２３ｂは、第２磁気センサ２２にバイアス磁界２６ｂを形成する。

第１バイアス磁石２３ａと第２バイアス磁石２３ｂとは、例えば、同じ磁極（例、Ｓ極）が向き合うように、配置される。この場合、第１バイアス磁石２３ａは、磁力線が第２バイアス磁石２３ｂと異なる方向へ曲がり、例えば第２バイアス磁石２３ｂと接近した状態においても、第１磁気センサ２１にバイアス磁界２６ａを効率的に形成可能である。同様に、第２バイアス磁石２３ｂは、磁力線が第１バイアス磁石２３ａと異なる方向へ曲がり、例えば第１バイアス磁石２３ａと接近した状態においても、第２磁気センサ２２にバイアス磁界２６ｂを効率的に形成可能である。上記の接近した状態は、例えば、第１磁気センサ２１および第２磁気センサ２２が支持部材２４の同じ面に配置され、かつ回転方向における互いの角度位置が０°よりも大きく４５°以下の範囲でずれた状態である。

なお、上記のバイアス磁石は、支持部材２４に対して上記の磁気センサと反対側に配置されてもよい。図３（Ｂ）において、第１バイアス磁石２３ａは、支持部材２４に対して第１磁気センサ２１と反対側に配置される。第１バイアス磁石２３ａは、例えば、支持部材２４に実装される。第２バイアス磁石２３ｂは、支持部材２４に対して第２磁気センサ２２と反対側に配置される。第２バイアス磁石２３ｂは、例えば、支持部材２４に実装される。

図３（Ａ）のように、バイアス磁石は、支持部材２４に対して磁気センサと同じ側に配置される場合、例えば、支持部材２４に対して磁気センサと反対側に配置される場合に比べて、磁気センサにバイアス磁界を効率的に形成可能である。また、図３（Ｂ）のように、バイアス磁石が支持部材２４に対して磁気センサと反対側に配置される場合、例えば、磁気センサを磁石３に近づけて配置することが可能である。

図４は、本実施形態に係る信号発生部を示す図である。信号発生部４は、磁性体３１、発電部３３、及びケース３４を備える。磁性体３１は、磁力を感じる感磁性部である。磁性体３１は、ウィーガントワイヤなどの感磁性ワイヤである。磁性体３１には、磁石３の回転に伴う磁界の変化によって大バルクハウゼンジャンプ（ウィーガンド効果）が生じる。磁性体３１は、円柱状の部材である。磁性体３１は、その軸方向（Ｙ方向）に交流磁界が印加されて磁界が反転する際に、軸方向の一端から他端に向かう磁壁が発生する。

発電部３３は、磁性体３１において発生する大バルクハウゼンジャンプに伴う電磁誘導によって、電気信号が発生する。発電部３３は、例えば、高密度コイル（コイル部）を含む。発電部３３は、例えば、磁性体３１に巻き付けられて、配置される。発電部３３には、磁性体３１における磁壁の発生に伴って電磁誘導が生じ、誘導電流が流れる。発電部３３は、外部（例、図１の第１電源ＰＷ１）からの電力供給がなくても動作可能である。

発電部３３には、例えば、磁性体３１において発生する大バルクハウゼンジャンプによって、パルス状の電流（電気信号）が発生する。発電部３３は、例えば、大バルクハウゼンジャンプを利用して正パルスや負パルス等の検出パルスを含む電気信号（検出信号）を出力可能である。発電部３３に発生する電流の向きは、磁界の反転前後の向きに応じて変化する。発電部３３に発生する電力（誘導電流）は、例えば高密度コイルの巻き数により設定できる。

ケース３４は、磁性体３１および発電部３３を収容する。磁性体３１は、例えば、ケース３４に支持される。ケース３４には、端子３５ａおよび端子３５ｂが設けられる。端子３５ａは、発電部３３（例、高密度コイル）において電流が流れる経路（例、配線）の第１端と電気的に接続される。端子３５ｂは、発電部３３において電流が流れる経路の第２端と電気的に接続される。信号発生部４は、発生した電気信号を端子３５ａおよび端子３５ｂを介して、外部へ出力可能である。

なお、上述の信号発生部４は、一例であり、その構成が適宜変更可能である。例えば、信号発生部４は、大バルクハウゼンジャンプ（ウィーガンド効果）を利用しない電磁誘導によって電力を発生してもよい。信号発生部４は、ケース３４を備えなくてもよい。例えば、信号発生部４の少なくとも一部（例、磁性体３１、発電部３３）は、図３の支持部材２４に実装されてもよい。エンコーダ装置ＥＣが備える信号発生部４の数は、２つ以上でもよい。また、信号発生部４の配置についても適宜変更可能である。

図５は、本実施形態に係る位置検出部１（例、多回転情報検出部１Ａ）および電力供給部２の回路構成を示す図である。第２電源（例、電力供給部２、バッテリー６）は、検出信号に基づいて、位置検出部１の少なくとも一部（例、多回転情報検出部１Ａ）に対して電力供給を実行する。電力供給部２は、例えば、整流スタック４１、及び図１の切替部５としてレギュレータ４２を備える。

整流スタック４１は、信号発生部４から流れる電流を整流する整流器である。整流スタック４１の第１入力端子４１ａは、信号発生部４の端子３５ａと接続されている。整流スタック４１の第２入力端子４１ｂは、信号発生部４の端子３５ｂと接続されている。整流スタック４１の接地端子４１ｇは、シグナルグランドＳＧと同電位が供給される接地線ＧＬに接続されている。多回転情報検出部１Ａの動作時に、接地線ＧＬの電位は、回路４４の基準電位になる。整流スタック４１の出力端子４１ｃは、レギュレータ４２の制御端子４２ｃに接続されている。

レギュレータ４２は、このレギュレータ４２のオン状態及びオフ状態に応じて、バッテリー６から位置検出部１へ供給される電力を調整する。レギュレータ４２は、バッテリー６と位置検出部１との間の電力の供給経路に設けられるスイッチ（例、スイッチング素子４３）を含む。レギュレータ４２は、信号発生部４で発生する電気信号（検出信号）を制御信号（例、イネーブル信号）に用いてスイッチング素子４３の動作を制御する。

レギュレータ４２の入力端子４２ａは、バッテリー６に接続されている。レギュレータ４２の出力端子４２ｂは、電源線ＰＬに接続されている。レギュレータ４２の接地端子４２ｇは、接地線ＧＬに接続されている。レギュレータ４２の制御端子４２ｃはイネーブル端子であり、レギュレータ４２は、制御端子４２ｃに閾値以上の電圧が印加された状態で、出力端子４２ｂの電位を所定電圧に維持する。レギュレータ４２の出力電圧（上記の所定電圧）は、計数部４８（後述する）がＣＭＯＳなどで構成される場合に例えば３Ｖである。記憶部２０の動作電圧は、例えば、所定電圧と同じ電圧に設定される。なお、所定電圧は、電力供給に必要な電圧であり、一定の電圧値でもよいし、段階的に変化する電圧でもよい。

スイッチング素子４３は、位置検出部１に電力を供給する回路４４の導通と遮断とを切替える。回路４４は、例えば、第２電源（例、バッテリー６）の第１電極（正極）と第２電極（負極）とを結ぶ電力の供給経路を構成する。回路４４は、電源線ＰＬおよび接地線ＧＬを含む。接地線ＧＬは、例えば、バッテリー６の負極と接続され、その電位が回路４４の基準電位となる。スイッチング素子４３は、例えば、バッテリー６から回路４４を介した位置検出部１への電力の供給の有無を切替える。

レギュレータ４２は、信号発生部４から制御端子４２ｃに供給される電気信号を制御信号（イネーブル信号）に用いて、スイッチング素子４３の第１端子４３ａと第２端子４３ｂとの間の導通状態（オン状態）と絶縁状態（オフ状態）とを切り替える。例えば、スイッチング素子４３は、ＭＯＳ、ＴＦＴなどを含む。第１端子４３ａと第２端子４３ｂとは例えば、ソース電極とドレイン電極である。制御端子４３ｃは、例えばゲート電極である。

スイッチング素子４３は、信号発生部４で発生する電気信号（検出信号）によって生じる制御端子４３ｃの電圧に応じて、回路４４を導通へ切替える。例えば、スイッチング素子４３は、制御端子４３ｃの電位が回路４４の基準電位である状態で回路４４を遮断している。また、スイッチング素子４３は、制御端子４３ｃの電圧が所定値以上になることで、第１端子４３ａと第２端子４３ｂとの間が導通状態（オン状態）になる。回路４４を導通へ切替える。第１端子４３ａと第２端子４３ｂとの間がオン状態になると、バッテリー６から、電源線ＰＬおよび接地線ＧＬを介して回路４４に電力が供給される。

第１電源ＰＷ１は、例えば、電源線ＰＬに接続される。第１電源ＰＷ１は、電源線ＰＬおよび接地線ＧＬを介して回路４４に電力を供給する。電力供給部２は、例えば、第１電源ＰＷ１が電源線ＰＬを介して電力を供給する通常状態において、レギュレータ４２をオフ状態に設定する設定部を備えてもよい。また、電力供給部２は、レギュレータ４２のオン状態及びオフ状態を取得する取得部を備えてもよい。

多回転情報検出部１Ａは、図１に示した処理部１８として、例えば、アナログコンパレータ４５、アナログコンパレータ４６、アナログコンパレータ４７、計数部４８、及び計数部４９を含む。

第１磁気センサ２１は、例えば、電源線ＰＬおよび接地線ＧＬを介して供給される電力を用いて磁石３が形成する磁界を検出する。第１磁気センサ２１の電源端子２１ｐは、電源線ＰＬに接続されている。第１磁気センサ２１の接地端子２１ｇは、接地線ＧＬに接続されている。第１磁気センサ２１の出力端子２１ｃは、アナログコンパレータ４５の入力端子４５ａに接続されている。

アナログコンパレータ４５は、第１磁気センサ２１の検出結果（検出情報、検出信号）を処理する。アナログコンパレータ４５は、例えば、電源線ＰＬおよび接地線ＧＬを介して供給される電力を用いて第１磁気センサ２１の検出結果を処理する。アナログコンパレータ４５の電源端子４５ｐは、電源線ＰＬに接続されている。アナログコンパレータ４５の接地端子４５ｇは、接地線ＧＬに接続されている。

アナログコンパレータ４５は、例えば、第１磁気センサ２１から出力される電圧を二値化する二値化部である。アナログコンパレータ４５は、例えば第１磁気センサ２１から出力される電圧を所定電圧と比較する。アナログコンパレータ４５は、第１磁気センサ２１の出力電圧が閾値以上である場合に、出力端子４５ｂからＨレベル（ハイレベル）の信号を出力する。アナログコンパレータ４５は、第１磁気センサ２１の出力電圧が閾値未満である場合に出力端子４５ｂからＬレベル（ローレベル）の信号を出力する。アナログコンパレータ４５の出力端子４５ｂは、計数部４８の第１入力端子４８ａおよび計数部４９の第１入力端子４９ａのそれぞれに接続されている。

第２磁気センサ２２は、例えば、電源線ＰＬおよび接地線ＧＬを介して供給される電力を用いて磁石３が形成する磁界を検出する。第２磁気センサ２２の電源端子２２ｐは、電源線ＰＬに接続されている。第２磁気センサ２２の接地端子２２ｇは、接地線ＧＬに接続されている。第２磁気センサ２２の出力端子２２ｃは、アナログコンパレータ４６の入力端子４６ａに接続されている。

アナログコンパレータ４６は、第２磁気センサ２２の検出結果（検出情報、検出信号）を処理する。アナログコンパレータ４６は、例えば、アナログコンパレータ４５と同様の構成である。アナログコンパレータ４６は、例えば、電源線ＰＬおよび接地線ＧＬを介して供給される電力を用いて第２磁気センサ２２の検出結果を処理する。アナログコンパレータ４６の電源端子４６ｐは、電源線ＰＬに接続されている。アナログコンパレータ４６の接地端子４６ｇは、接地線ＧＬに接続されている。

アナログコンパレータ４６は、第２磁気センサ２２の出力電圧が閾値以上である場合に、出力端子４６ｂからＨレベルの信号を出力する。アナログコンパレータ４６は、第２磁気センサ２２の出力電圧が閾値未満である場合に、出力端子４６ｂからＬレベルの信号を出力する。アナログコンパレータ４６の出力端子４６ｂは、計数部４８の第２入力端子４８ｂに接続されている。

照射部１６は、例えば、電源線ＰＬおよび接地線ＧＬを介して供給される電力を用いて光を照射する。照射部１６の電源端子１６ｐは、電源線ＰＬに接続されている。照射部１６の接地端子１６ｇは、接地線ＧＬに接続されている。検出部１７は、例えば、電源線ＰＬおよび接地線ＧＬを介して供給される電力を用いて光を検出する。検出部１７の電源端子１７ｐは、電源線ＰＬに接続されている。検出部１７の接地端子１７ｇは、接地線ＧＬに接続されている。検出部１７の出力端子１７ｃは、アナログコンパレータ４７の入力端子４７ａに接続されている。

アナログコンパレータ４７は、検出部１７の検出結果（検出情報、検出信号）を処理する。アナログコンパレータ４７は、例えば、電源線ＰＬおよび接地線ＧＬを介して供給される電力を用いて検出部１７の検出結果を処理する。アナログコンパレータ４７の電源端子４７ｐは、電源線ＰＬに接続されている。アナログコンパレータ４７の接地端子４７ｇは、接地線ＧＬに接続されている。

アナログコンパレータ４７は、例えば、アナログコンパレータ４５と同様の構成である。アナログコンパレータ４７は、検出部１７の出力電圧が閾値以上である場合に出力端子４７ｂからＨレベルの信号を出力する。アナログコンパレータ４７は、検出部１７の出力電圧が閾値未満である場合に、出力端子４７ｂからＬレベルの信号を出力する。アナログコンパレータ４７の出力端子４７ｂは、計数部４９の第２入力端子４９ｂに接続されている。

計数部４８は、例えばＣＭＯＳ論理回路などを含む。計数部４８は、例えば通常状態において、第１入力端子４８ａを介して供給される電圧（例、二値化された第１磁気センサ２１の検出結果）、及び第２入力端子４８ｂを介して供給される電圧（例、二値化された第２磁気センサ２２の検出結果）を制御信号として、計数処理を行う。計数部４８は、例えば、電源線ＰＬおよび接地線ＧＬを介して供給される電力を用いて回転軸ＳＦの多回転情報を計数する。計数部４８の電源端子４８ｐは、電源線ＰＬに接続されている。計数部４８の接地端子４８ｇは、接地線ＧＬに接続されている。

計数部４９は、例えば、計数部４８と同様の構成である。計数部４９は、例えばバックアップ態において、第１入力端子４９ａを介して供給される電圧（例、二値化された第１磁気センサ２１の検出結果）、及び第２入力端子４９ｂを介して供給される電圧（例、二値化された検出部１７の検出結果）を制御信号として、計数処理を行う。計数部４９は、例えば、電源線ＰＬおよび接地線ＧＬを介して供給される電力を用いて回転軸ＳＦの多回転情報を計数する。計数部４９の電源端子４９ｐは、電源線ＰＬに接続されている。計数部４９の接地端子４９ｇは、接地線ＧＬに接続されている。

記憶部２０は、図１の処理部１８（例、計数部４８、計数部４９）が検出した回転位置情報の少なくとも一部（例、多回転情報）を、バッテリー６から供給される電力を用いて記憶する（書き込み動作を行う）。記憶部２０は、例えば通常状態において、処理部１８が検出した回転位置情報として、計数部４８による計数の結果（多回転情報）を記憶する。記憶部２０は、例えばバックアップ状態において、処理部１８が検出した回転位置情報として、計数部４９による計数の結果（多回転情報）を記憶する。

記憶部２０は、例えば、電源線ＰＬおよび接地線ＧＬを介して供給される電力を用いて情報の書き込みを実行する。記憶部２０の電源端子２２ｐは、電源線ＰＬに接続されている。記憶部２０の接地端子２２ｇは、接地線ＧＬに接続されている。記憶部２０は、例えば不揮発性メモリを含み、電力が供給されている間に書き込まれた情報を、電力が供給されない状態においても保持可能である。

本実施形態において、整流スタック４１とレギュレータ４２との間には、キャパシタ５０が設けられている。キャパシタ５０の第１電極５０ａは、整流スタック４１とレギュレータ４２の制御端子４２ｃとを接続する信号線に接続されている。キャパシタ５０の第２電極５０ｂは、接地線ＧＬに接続されている。このキャパシタ５０は、例えば平滑キャパシタであり、脈動を低減してレギュレータの負荷を低減する。キャパシタ５０の定数は、例えば、処理部１８により回転位置情報を検出して記憶部２０に回転位置情報を書き込むまでの期間に、バッテリー６から処理部１８および記憶部２０への電力供給が維持されるように設定される。

図６および図７は、本実施形態に係るエンコーダ装置の通常状態における動作を示す図である。図６および図７において、「回転角」は、スケールＳの外部（例、信号発生部４）を基準とする座標系に対するスケールＳの回転角である。ここでは、スケールＳの角度位置Ｐａが信号発生部４の位置に配置される回転角を０°とし、時計回りの回転角を正とする。図６は、回転角が０°以上１８０°未満の回転角に対応する。図７は、回転角が１８０°以上３６０°未満の回転角に対応する。回転角が３６０°の状態は、回転角が０°の状態と同様である。

図６および図７において、「位置関係」は、各回転角における固定側の部分（第１磁気センサ２１、第２磁気センサ２２、信号発生部４）と、回転側の部分（スケールＳ、光学パターン１５、磁石３）との位置関係を示す。図６および図７において、磁石３は、Ｎ極がハッチングの領域で表される。図６および図７において、光学パターン１５は、反射率が相対的に低い領域がハッチングの領域で表される。

図６および図７において、「第１磁気センサ磁界」は、第１磁気センサ２１の位置に形成される磁界の向きを表す。バイアス磁界２６ａは、第１バイアス磁石２３ａが形成する磁界である。符号３ａは、磁石３が形成する磁界である。符号ＭＦａは、バイアス磁界２６ａと磁石３が形成する磁界３ａとを合成した磁界である。

図６および図７において、「第２磁気センサ磁界」は、第２磁気センサ２２の位置に形成される磁界の向きを表す。バイアス磁界２６ｂは、第２バイアス磁石２３ｂが形成する磁界である。符号３ａは、磁石３が形成する磁界である。符号ＭＦｂは、バイアス磁界２６ｂと磁石３が形成する磁界３ａとを合成した磁界である。

図６および図７において、「第１磁気センサ」は、第１磁気センサ２１の出力信号を示す。また、「第１アナログコンパレータ」は、アナログコンパレータ４５が出力する第１出力信号を表す。第１出力信号は、例えば、二値化された第１磁気センサ２１の検出結果（検出信号）である。図６および図７において、「第２磁気センサ」は、第２磁気センサ２２の出力信号を示す。また、「第２アナログコンパレータ」は、アナログコンパレータ４６が出力する第２出力信号を表す。第２出力信号は、例えば、二値化された第２磁気センサ２２の検出結果（検出信号）である。

図１に示した処理部１８（例、図５の計数部４８）は、通常状態において、例えば磁気検出部１９の検出結果を用いて多回転情報を算出する。例えば、処理部１８は、通常状態において、磁気検出部１９の検出結果に基づいた第１アナログコンパレータの第１出力信号と第２アナログコンパレータの第２出力信号とを、Ａ相信号とＢ相信号とに利用して多回転情報を検出する。下記の［表１］は、通常状態における各回転角と信号のレベルとの関係を示す表である。［表１］の説明において、適宜、第１出力信号と第２出力信号との信号レベルを（Ｈ，Ｈ）のように組にして表す。例えば、回転角が０°において、第１出力信号のレベルがＨ（ハイレベル）であり、第２出力信号のレベルがＬ（ローレベル）である。この場合、信号レベルの組を（Ｈ，Ｌ）で表す。

信号レベルの組は、回転角が０°以上１８０°未満の範囲において、（Ｈ，Ｌ）、（Ｌ，Ｌ）、（Ｌ，Ｈ）、（Ｈ，Ｈ）の４種類である。計数部４８は、例えば、前回の検出における信号レベルの組と、今回の検出における信号レベルの組とを用いて、回転の向きを判別可能である。例えば、前回の検出において信号レベルの組が（Ｌ，Ｌ）であったとする。この場合、前回の検出におけるスケールＳの角度位置は、４５°を含む区間に存在することが分かる。今回の検出において信号レベルの組が（Ｌ，Ｈ）であった場合、今回の検出におけるスケールＳの角度位置は、９０°を含む区間に存在することが分かる。この場合、前回の検出から今回の検出までの間にスケールＳが時計回りに回転したことが分かる。また、今回の検出において信号レベルの組が（Ｈ，Ｌ）であった場合、今回の検出におけるスケールＳの角度位置は、０°を含む区間に存在することが分かる。この場合、前回の検出から今回の検出までの間にスケールＳが反時計回りに回転したことが分かる。

また、信号レベルの組は、回転角が１８０°以上３６０°未満の範囲において、回転角が０°以上１８０°未満の範囲と同様の４種類である。これら４種類の信号レベルの組は、回転角が０°以上１８０°未満の範囲と同じ順番で並んでいる（繰り返される）。計数部４８は、回転角が１８０°以上３６０°未満の範囲において、回転角が０°以上１８０°未満の範囲と同様に回転の向きを判別可能である。

処理部１８は、第１電源ＰＷ１の電力が投入された際に、光学式のエンコーダの検出結果に基づいて、初期の回転角が０°以上１８０°未満の第１範囲または１８０°以上３６０°未満の第２範囲のいずれであるかを判定する（区別する）。上記の光学式のエンコーダの検出結果は、例えば、アブソリュートパターンＡＢＳからの光を検出部１２が検出した検出結果を含む。上記の光学式のエンコーダの検出結果は、光学パターン１５からの光を検出部１７が検出した検出結果を含んでもよい。処理部１８は、初期の回転角の範囲を判定した後、上述したように第１出力信号および第２出力信号の組に基づいて、多回転情報を算出する。

計数部４８は、例えば、上記の４種類の信号レベルの組のいずれかをトリガーとして、回転の向きに応じてカウンタ値をインクリメント（＋１）またはデクリメント（−１）する。ここでは、計数部４８は、信号レベルの組が（Ｈ，Ｌ）であったことをトリガーとして、カウンタ値をインクリメント（＋１）またはデクリメント（−１）するものとして説明する。

計数部４８は、例えば、信号レベルの組が（Ｈ，Ｌ）であった回数をカウントして、多回転情報を検出する。例えば、スケールＳが１回転する間に、信号レベルの組が（Ｈ，Ｌ）である回数は、回転角が０°と１８０°との２回である。例えば、カウンタ値が＋２である場合、スケールＳが時計回りに３６０°回転したことに相当する。計数部４８は、例えば、信号レベルの組が（Ｈ，Ｌ）であり、かつ時計回りの回転である場合にカウンタ値を＋１する。また、計数部４８は、例えば、信号レベルの組が（Ｈ，Ｌ）であり、かつ反時計回りの回転である場合にカウンタ値を−１する。

計数部４８は、第１電源ＰＷ１の電力が投入された後の最初の計数処理において、初期の回転角を加味して多回転情報を算出する。例えば、初期の回転角が０°以上１８０°未満の第１範囲である場合、計数部４８は、カウンタ値が＋２になった際に多回転情報をカウントアップ（＋１）する。また、計数部４８は、初期の回転角が０°以上１８０°未満の第１範囲である場合、カウンタ値が−１になった際に多回転情報をカウントダウン（−１）する。また、計数部４８は、初期の回転角が１８０°以上３６０°未満の第２範囲である場合、カウンタ値が＋１になった際に多回転情報をカウントアップ（＋１）する。また、計数部４８は、初期の回転角が１８０°以上３６０°未満の第２範囲である場合、カウンタ値が−２になった際に多回転情報をカウントダウン（−１）する。計数部４８は、以降の計数処理においては、カウンタ値が＋２になるたびに多回転情報をカウントアップ（＋１）し、カウンタ値が−２になるたびに多回転情報をカウントダウン（−１）する。

なお、計数部４８がカウンタ値を＋１または−１するトリガーとなる信号レベルの組は、上記の４パターンのいずれでもよい。処理部１８は、例えば、第１電源ＰＷ１の電力が投入された際に初期の回転角の範囲を判定した後、通常状態において、光学式のエンコーダの検出結果（検出部１２の検出結果、検出部１７の検出結果）を用いないで、多回転情報を検出する。

図８および図９は、本実施形態に係るエンコーダ装置のバックアップ状態における動作を示す図である。図６および図７と重複する説明については、適宜、省略あるいは簡略化する。図８および図９において、「検出部」は、検出部１２の検出結果（検出信号）である。また、「第３アナログコンパレータ」は、アナログコンパレータ４７が出力する第３出力信号を表す。第３出力信号は、例えば、二値化された検出部１７の検出結果（検出信号）である。図８および図９において、「信号発生部」は、信号発生部４（電力供給部２）から出力される検出信号である。

バックアップ状態において、第１磁気センサ２１は、例えば正弦波の一部の信号を出力する。例えば、第１磁気センサ２１は、「信号発生部」の検出信号に基づいて電力が供給される期間に、正弦波の一部に相当するパルス状の信号を出力する。例えば、第１磁気センサ２１の出力信号は、回転角が０°の近傍（図８参照）において、信号レベルが立ち上がる。また、例えば、第１磁気センサ２１の出力信号は、回転角が１８０°の近傍（図９参照）において、信号レベルが立ち上がる。第１磁気センサ２１の出力信号は、例えば、回転軸ＳＦの回転角が０°以上３６０°未満の範囲において信号レベルが２回立ち上がる。

「信号発生部」の検出信号は、回転角が０°、９０°、１８０°、２７０のそれぞれにおいて信号レベルが立ち上がる。検出部１７は、例えば、「信号発生部」の検出信号に基づいて電力供給部２から電力が供給される期間に、検出を実行する。「検出部」の検出信号は、例えば、回転角が０°以上１８０°未満の範囲において（図８参照）、「信号発生部」の検出信号と同期して信号レベルが立ち上がる。また、「検出部」の検出信号は、例えば、回転角が１８０°以上３６０°未満の範囲において（図９参照）、ローレベルである。なお、信号発生部４の検出信号は、回転体（例、回転軸ＳＦ）の１回転内において信号レベルが周期的（又はパルス状）に変化する（例、信号レベルが立ち上がる又は立ち下がる）。

処理部１８（例、図５の計数部４９）は、信号発生部４における検出信号に基づいて、磁気検出部１９の検出結果と検出部１７の検出結果とを用いて回転体（例、回転軸ＳＦ）の多回転情報を算出する。例えば、処理部１８は、バックアップ状態において、磁気検出部１９の検出結果に基づく第１アナログコンパレータの第１出力信号と、検出部１７の検出結果に基づく第３アナログコンパレータの第３出力信号とを用いて多回転情報を検出する。処理部１８は、例えば、バックアップ状態において、第２磁気センサ２２の検出結果を用いないで、多回転情報を検出する。

本実施形態において、磁気検出部１９（例、第１磁気センサ２１）は、回転体（回転軸ＳＦ）の１回転内において信号レベルが２回以上立ち上がる（又は立ち下がる）信号を出力する。図８および図９に示したように、磁石３は、回転体（例、回転軸ＳＦ）の１回転内において信号レベルが２回以上立ち上がる（又は立ち下がる）ように、磁極の数が設定される。処理部１８は、例えば、磁気検出部１９の出信号の信号レベルと検出部１７から得られる光学特性との１回転内における組合せに基づいて、回転体（例、回転軸ＳＦ）の多回転情報を算出する。検出部１７から得られる光学特性は、例えば、「第３アナログコンパレータ」の第３出力信号のレベルと関係付けられる。また、処理部１８は、磁気検出部１９の検出結果として回転体の１回転内における信号レベルが２回以上立ち上がる又は立ち下がる信号を用いて、回転体（例、回転軸ＳＦ）の多回転情報を算出する。

下記の［表２］は、バックアップ状態における各回転角と信号のレベルとの関係（組合せ）を示す表である。［表２］の説明において、適宜、第１出力信号と第３出力信号との信号レベルを（Ｈ，Ｈ）のように組にして表す。例えば、回転角が９０°において、第１出力信号のレベルがＬ（ハイレベル）であり、第３出力信号のレベルがＨ（ハイレベル）である。この場合、信号レベルの組を（Ｌ，Ｈ）で表す。

なお、信号発生部４で発生する検出信号のレベルは、回転角が０°、９０°、１８０°、及び２７０°のそれぞれにおいてＨになる（図５、図６参照）。例えば、第１磁気センサ２１および検出部１７は、バックアップ状態において、信号発生部４で発生する検出信号のレベルがＨになった際にバッテリー６から供給される電力を用いて検出を実行する。［表２］には、信号発生部４で発生する検出信号のレベルがＨになる回転角について、第１出力信号のレベルおよび第２出力信号のレベルを示した。

［表２］に示す信号レベルの組は、回転角が０°以上３６０°未満の範囲において、（Ｈ，Ｈ）、（Ｌ，Ｈ）、（Ｈ，Ｌ）、（Ｌ，Ｌ）の４種類である。計数部４９は、例えば、前回の検出における信号レベルの組と、今回の検出における信号レベルの組とを用いて、回転の向きを判別可能である。例えば、前回の検出において信号レベルの組が（Ｌ，Ｈ）であったとする。この場合、前回の検出におけるスケールＳの角度位置は、９０°を含む区間に存在することが分かる。今回の検出において信号レベルの組が（Ｈ，Ｌ）であった場合、今回の検出におけるスケールＳの角度位置は、１８０°を含む区間に存在することが分かる。この場合、前回の検出から今回の検出までの間にスケールＳが時計回りに回転したことが分かる。また、今回の検出において信号レベルの組が（Ｈ，Ｈ）であった場合、今回の検出におけるスケールＳの角度位置は、０°を含む区間に存在することが分かる。この場合、前回の検出から今回の検出までの間にスケールＳが反時計回りに回転したことが分かる。

計数部４９は、例えば、上記の４種類の信号レベルの組のいずれかをトリガーとして、回転の向きに応じてカウンタ値をインクリメント（＋１）またはデクリメント（−１）する。ここでは、計数部４８は、信号レベルの組が（Ｈ，Ｈ）であったことをトリガーとして、カウンタ値をインクリメント（＋１）またはデクリメント（−１）するものとして説明する。

計数部４９は、例えば、信号レベルの組が（Ｈ，Ｈ）であった回数をカウントして、多回転情報を検出する。例えば、スケールＳが１回転する間に信号レベルの組が（Ｈ，Ｈ）になる回数は、回転角が０°の１回である。例えば、カウンタ値が＋１である場合、スケールＳが時計回りに１回転したことに相当する。計数部４９は、例えば、信号レベルの組が（Ｈ，Ｈ）であり、かつ時計回りの回転である場合にカウンタ値を＋１する。また、計数部４９は、例えば、信号レベルの組が（Ｈ，Ｈ）であり、かつ反時計回りの回転である場合にカウンタ値を−１する。なお、計数部４９がカウンタ値を＋１または−１するトリガーとなる信号レベルの組は、上記の４パターンのいずれでもよい。
れでもよい。

図１の説明に戻り、本実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣは、比較部５１、合成部５２、及び通信部５３を備える。合成部５２は、処理部１３が検出した第２分解能の角度位置情報を取得する。また、合成部５２は、記憶部２０から回転軸ＳＦの多回転情報を取得する。合成部５２は、処理部１３からの角度位置情報、及び多回転情報検出部１Ａ（例、処理部１８）からの多回転情報を合成し、回転軸ＳＦの回転位置情報を算出する。例えば、処理部１３の検出結果がθ［ｒａｄ］であり、多回転情報検出部１Ａの検出結果がｎ回転である場合に、合成部５２は、回転位置情報として（２π×ｎ＋θ）［ｒａｄ］を算出する。回転位置情報は、多回転情報と、１回転未満の角度位置情報とを組にした情報（位置情報）でもよい。

合成部５２は、算出した回転位置情報を通信部５３に送信する。通信部５３（外部通信部、外部接続インターフェース）は、有線または無線によって、モータ制御部ＭＣの通信部ＭＣ１と通信可能に接続されている。通信部５３は、デジタル形式の回転位置情報を、モータ制御部ＭＣの通信部ＭＣ１に供給する。モータ制御部ＭＣは、角度検出部１Ｂの通信部５３からの回転位置情報を適宜復号する。モータ制御部ＭＣは、回転位置情報を使ってモータＭへ供給される電力（駆動電力）を制御することにより、モータＭの回転を制御する。

比較部５１は、多回転情報検出部１Ａの検出結果を比較する（比較処理を実行する）。比較部５１は、多回転情報検出部１Ａの少なくとも一部の検出結果と、角度検出部１Ｂの少なくとも一部の検出結果とを比較してもよい（比較処理を実行してもよい）。比較部５１は、例えば、第１電源ＰＷ１からの電力供給を受けて、上記の比較処理を実行する。例えば、比較部５１は、第１磁気センサ２１、第２磁気センサ２２、及び検出部１２が検出を実行する状態において、上記の比較処理を実行する。比較部５１は、例えば、比較処理の結果を示す報知情報（例、報知信号）を生成する。

比較部５１は、第１磁気センサ２１の検出結果、第２磁気センサ２２の検出結果、及び検出部１７の検出結果を比較する。例えば、比較部５１は、二値化された第１磁気センサ２１の検出結果、二値化された第２磁気センサ２２の検出結果、及び二値化された検出部１７の検出結果を比較する。例えば、比較部５１は、アナログコンパレータ４５の第１出力信号、アナログコンパレータ４６の第２出力信号、及びアナログコンパレータ４７の第３検出信号を比較する。比較部５１は、例えば、第１出力信号のレベル、第２出力信号のレベル、及び第３出力信号のレベルが回転角に対して整合しない場合に、エラーの発生を示す報知情報（例、エラー情報、エラー信号）、あるいは警告を示す報知情報（警告情報、警告信号）を生成する。下記の［表３］は、通常状態における信号のレベルを示す表である。

例えば、多回転情報検出部１Ａが正常に動作する場合、回転角が０°において、第１出力信号のレベルがＨであり、第２出力信号のレベルがＬであり、第３出力信号のレベルがＨである。例えば、回転角が０°において、第３出力信号のレベルがＬである場合、照射部１６、検出部１７、及びアナログコンパレータ４７の少なくとも一部が動作不良である可能性がある。このような場合に、比較部５１は、例えば上記のエラー信号あるいは報知信号を生成する。比較部５１は、例えば、通信部５３を介して、報知情報をエンコーダ装置ＥＣの外部（例、モータ制御部ＭＣ）に出力する。

なお、エンコーダ装置ＥＣは、比較部５１が生成した報知情報をエンコーダ装置ＥＣの外部に出力しなくてもよい。例えば、エンコーダ装置ＥＣは、比較部５１が生成した報知情報に基づいて、例えば警告ライトを点灯させてもよいし、警告音（例、アラーム音）を発してもよい。

図１０は、本実施形態に係るエンコーダ装置の通常状態の動作を示す図である。図１０に示すように、第１電源ＰＷ１は、通常状態において位置検出部１に電力を供給する。照射部１１は、第１電源ＰＷ１から供給される電力を用いて、アブソリュートパターンＡＢＳおよびインクリメンタルスケールＳのそれぞれに光を照射する。検出部１２は、第１電源ＰＷ１から供給される電力を用いて、アブソリュートパターンＡＢＳからの光およびインクリメンタルスケールＳからの光のそれぞれを検出する。検出部１２は、検出結果を処理部１３に出力する。処理部１３は、第１電源ＰＷ１から供給される電力を用いて、検出部１２からの検出信号を処理し、角度位置情報を算出する。処理部１３は、算出した角度位置情報を合成部５２に出力する。

また、第１磁気センサ２１および第２磁気センサ２２は、それぞれ、第１電源ＰＷ１から供給される電力を用いて、磁石３が形成する磁界を検出する。第１磁気センサ２１は、その検出結果を処理部１８および比較部５１のそれぞれに出力する。第２磁気センサ２２は、その検出結果を処理部１８および比較部５１のそれぞれに出力する。処理部１８は、第１磁気センサ２１の検出結果および第２磁気センサ２２の検出結果に基づいて、多回転情報を検出する。処理部１８は、多回転情報を合成部５２に出力する。合成部５２は、処理部１３からの角度位置情報および処理部１８からの多回転情報を合成し、回転位置情報を生成する。合成部５２は、回転位置情報を出力する。

また、照射部１６は、第１電源ＰＷ１から供給される電力を用いて、光学パターン１５に光を照射する。検出部１７は、第１電源ＰＷ１から供給される電力を用いて、光学パターン１５からの光を検出する。検出部１７は、検出結果を比較部５１に出力する。比較部５１は、第１電源ＰＷ１から供給される電力を用いて、第１磁気センサ２１の検出結果、第２磁気センサ２２の検出結果、及び検出部１２の検出結果を比較する。比較部５１は、例えば、第１磁気センサ２１の検出結果、第２磁気センサ２２の検出結果、及び検出部１２の検出結果が所定の条件を満たす場合（例、回転角と整合しない場合）、報知情報を生成する。比較部５１は、例えば、報知情報をエンコーダ装置ＥＣの外部に出力する。実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣは、例えば、エラーなどの不具合を比較部５１によって検出することができ、信頼性が高い。例えば、比較部５１が生成する報知情報は、エラーの発生をユーザ等に報知することに利用され、装置の信頼性の向上に寄与する。

図１１は、本実施形態に係るエンコーダ装置のバックアップ状態の動作を示す図である。図１１に示すように、第１電源ＰＷ１は、バックアップ状態において位置検出部１に電力を供給しない。また、第２電源ＰＷ２（例、バッテリー６、電力供給部２）は、例えば、第１電源ＰＷ１が位置検出部１に電力を供給しない期間の少なくとも一部において、位置検出部１に電力を供給する。第２電源ＰＷ２は、例えば、上記の期間において電力を断続的に供給する。例えば、第２電源ＰＷ２は、回転軸ＳＦが所定の角度位置になった際に電力を供給する。例えば、第２電源ＰＷ２は、回転軸ＳＦが上記の所定の角度位置以外の位置にある場合に、電力を供給しない。この場合、例えばエンコーダ装置ＥＣの少なくとも一部（例、図１のバッテリー６）について、動作が制限されることで消耗が低減される。

また、第２電源ＰＷ２は、例えば、位置検出部１の一部（以下、供給対象という）に対して電力を供給する。例えば、第２電源ＰＷ２は、多回転情報検出部１Ａに対して電力を供給する。また、第２電源ＰＷ２は、例えば、位置検出部１のうち上記供給対象を除く部分に対して電力を供給しない。例えば、第２電源ＰＷ２は、角度検出部１Ｂに対して電力を供給しない。この場合、例えばエンコーダ装置ＥＣの少なくとも一部（例、図１のバッテリー６、角度検出部１Ｂ）について、動作が制限されることで消耗が低減される。

第１磁気センサ２１は、第２電源ＰＷ１から供給される電力を用いて、磁石３が形成する磁界を検出する。第１磁気センサ２１は、その検出結果を処理部１８に出力する。第１磁気センサ２１は、その検出結果を比較部５１に出力してもよいし、比較部５１に出力しなくてもよい。第２磁気センサ２２は、例えば、バックアップ状態において、磁石３が形成する磁界を検出しない。第２磁気センサ２２は、例えば、バックアップ状態において、検出結果を処理部１８に出力しない。

なお、第２磁気センサ２２は、バックアップ状態において、磁石３が形成する磁界を検出してもよい。第２磁気センサ２２は、バックアップ状態において、磁石３が形成する磁界を検出し、その検出結果を処理部１８と比較部５１との一方または双方に出力しなくてもよい。第２磁気センサ２２は、バックアップ状態において、検出結果を処理部１８と比較部５１との一方または双方に出力してもよい。第２電源ＰＷ２は、バックアップ状態において、第２磁気センサ２２に電力を供給してもよいし、供給しなくてもよい。

照射部１６は、第２電源ＰＷ２から供給される電力を用いて、光学パターン１５に光を照射する。検出部１７は、第２電源ＰＷ２から供給される電力を用いて、光学パターン１５からの光を検出する。検出部１７は、その検出結果を処理部１８に出力する。検出部１７は、その検出結果を比較部５１に出力してもよいし、比較部５１に出力しなくてもよい。

処理部１８は、第２電源ＰＷ２から供給される電力を用いて、第１磁気センサ２１の検出結果および検出部１２の検出結果を処理し、回転位置情報のうち少なくとも多回転情報を算出する。例えば、処理部１８は、多回転情報を算出し、角度位置情報を算出しない。この場合、多回転情報検出部の処理が低減され、消費電力が低減される。記憶部２０は、処理部１８から出力される多回転情報を、第２電源ＰＷ２から供給される電力を用いて記憶する。記憶部２０は、第１電源ＰＷ１からの電力供給および第２電源ＰＷ２からの電力供給が断たれた状態においても、多回転情報を保持する。

本実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣは、信号発生部３２に電気信号が発生してから短時間（例、検出信号が発生された時）又は上位コントローラにて予め設定された周期（又は不定期）で上位コントローラやエンコーダ装置ＥＣから出力せるトリガー信号が発生してから短時間のうちに、バッテリー６から多回転情報検出部１Ａに電力が供給され、多回転情報検出部１Ａがダイナミック駆動（間欠駆動）する。多回転情報の検出および書き込みの終了後は、多回転情報検出部１Ａへの電力供給は絶たれるが、計数値は、記憶部２０に格納されているので保持される。このようなシーケンスは、外部からの電力供給が絶たれた状態においても、磁石３１上の所定位置が信号発生部３２の近傍を通過するたびに繰り返される。

記憶部２０に記憶されている多回転情報は、例えば、次にモータＭが起動される際にモータ制御部ＭＣなどに読み出され、回転軸ＳＦの初期位置などの算出に利用される。このようなエンコーダ装置ＥＣは、信号発生部３２で発生する検出信号に基づいて、位置検出部１（例、多回転情報検出部１Ａ）で消費される電力の少なくとも一部をバッテリー６が供給するので、バッテリー６を長寿命にすることができる。バッテリー６のメンテナンス（例、交換）をなくしたり、メンテナンスの頻度を減らしたりすることができる。例えば、バッテリー６の寿命がエンコーダ装置ＥＣの他の部分の寿命よりも長い場合、バッテリー６の交換を不要にすることもできる。

また、磁石３は、回転方向における４以上の所定の角度位置において磁界の向きが反転し、信号発生部４は、磁石３が形成する磁界の向きが反転する際に電気信号（例、パルス）が発生する。したがって、エンコーダ装置ＥＣは、例えば信号発生部４の数が１つでも多回転情報を検出可能である。よって、エンコーダ装置ＥＣは、例えば信号発生部４の数を減らすことによって、装置コストの低減、省スペース化等が可能である。

また、ウィーガントワイヤ等の感磁性ワイヤを利用すると、磁石３１の回転が極めて低速であっても、信号発生部３２からパルス電流の出力が得られる。そのため、例えばモータＭへ電力供給がなされていない状態などにおいて、回転軸ＳＦ（磁石３１）の回転が極めて低速な場合にも、信号発生部３２の出力を検出信号として利用できる。

なお、多回転情報検出部１Ａの一部は、角度検出部１Ｂと共用であってもよい。また、電力供給部２は、信号発生部３２で発生する検出信号の電力を電源に用いてもよい。例えば、電力供給部２は、検出信号の電圧をレギュレータなどで所定電圧に調整し、検出信号の電力を位置検出部１に供給してもよい。また、上述の実施形態において、信号発生部３２は、磁石３１に対して所定の位置関係になった際に検出信号が発生する。エンコーダ装置ＥＣ（多回転情報検出部１Ａ）は、信号発生部３２を、回転軸ＳＦ（磁石３１）の位置情報を検出するセンサとして備えてもよい。

なお、電力供給部２は、バックアップ状態において、連続的に電力を供給してもよい。また、電力供給部２は、バックアップ状態において、多回転情報検出部１Ａと別の部分（例、角度検出部１Ｂの少なくとも一部）に電力を供給してもよい。多回転情報検出部１Ａは、バックアップ状態において、通常状態と同様に角度位置情報を算出してもよい。例えば、バックアップ状態において、多回転情報検出部１Ａおよび角度検出部１Ｂは、それぞれ角度位置情報を算出してもよい。この場合、比較部５１は、バックアップ状態において多回転情報検出部１Ａが算出した角度位置情報と、バックアップ状態において角度検出部１Ｂが算出した角度位置情報とを比較してもよい。

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。本実施形態において、上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。図１２は、本実施形態に係るスケール、磁石、磁気センサ、信号発生部を示す図である。本実施形態において、第２磁気センサ２２は、信号発生部４から０°よりも大きく９０°以下の角度位置に配置される。例えば、図１２において、第２磁気センサ２２は、信号発生部４から反時計回りに約９０°の角度位置に配置される。第２磁気センサ２２は、例えば、第１磁気センサ２１から０°よりも大きく１８０°未満の角度位置に配置される。例えば、図１２において、第２磁気センサ２２は、第１磁気センサ２１から時計回りに約４５°の角度位置に配置される。

図１３および図１４は、本実施形態に係るエンコーダ装置の動作を示す図である。図１３および図１４は、「第１磁気センサ磁界」および「第２磁気センサ磁界」が図５および図６と異なる。各回転角における第１アナログコンパレータの第１出力信号のレベル、第２アナログコンパレータの第２出力信号のレベル、及び第３アナログコンパレータの第３出力信号のレベルは、図５および図６と同様である。図１２に示した配置を用いる場合においても、エンコーダ装置ＥＣは、第１実施形態と同様に多回転情報を検出可能である。

［第３実施形態］
第３実施形態について説明する。本実施形態において、上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。図１５は、本実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。本実施形態において、エンコーダ装置ＥＣは、照射部１１は、図１の照射部１６の代わりに光学パターン１５に光を照射する。本実施形態において、エンコーダ装置ＥＣは、図１の照射部１６を備えなくてもよい。

第１電源ＰＷ１から電力が投入された際に、照射部１１は、アブソリュートパターンＡＢＳ、インクリメンタルパターンＩＮＣ、及び光学パターン１５のそれぞれに対して、光を照射する。検出部１２は、アブソリュートパターンＡＢＳからの光、及びインクリメンタルパターンＩＮＣからの光のそれぞれを検出する。検出部１２は、アブソリュートパターンＡＢＳを検出した検出結果を処理部１８に出力する。処理部１８は、検出部１２からの検出結果に基づいて、初期の回転角が０°以上１８０°未満の第１範囲または１８０°以上３６０°未満の第２範囲のいずれに属するかを判定する。処理部１８は、初期の回転角を加味して多回転情報の最初の計数処理を実行した後、磁気検出部１９の検出結果に基づいて以降の計数処理を実行する。

なお、処理部１８は、検出部１２の検出結果の代わりに検出部１７の検出結果を用いて、初期の回転角を判定してもよい。例えば、第１電源ＰＷ１から電力が投入された際に、検出部１７は、光学パターン１５からの光を検出する。検出部１７は、光学パターン１５からの光を検出した検出結果を処理部１８に出力する。処理部１８は、検出部１７からの検出結果に基づいて、初期の回転角が０°以上１８０°未満の第１範囲または１８０°以上３６０°未満の第２範囲のいずれに属するかを判定する。処理部１８は、初期の回転角を加味して多回転情報の最初の計数処理を実行した後、磁気検出部１９の検出結果に基づいて以降の計数処理を実行する。処理部１８は、検出部１２の検出結果および検出部１７の検出結果を用いて、初期の回転角を判定してもよい。

また、エンコーダ装置ＥＣは、比較部５５および比較部５６を備える。比較部５５は、光学式のエンコーダの検出結果（検出部１２の検出結果）から得られる多回転情報と、磁気式のエンコーダの検出結果（磁気検出部１９の検出結果）から得られる多回転情報とを比較する。処理部１３は、例えば通常状態において、角度位置情報を比較部５５に出力する。比較部５５は、処理部１３からの角度位置情報に基づいて、多回転情報を算出（推定）する。比較部５５は、例えばキャリー（桁上げ）あるいはボロー（桁下げ）によって、多回転情報を推定する。

例えば、前回の検出部１２の検出結果から得られる角度位置情報（絶対位置）は、１８０°以上３６０°未満の値（例、３５０°）であるとする。また、今回の検出部１２の検出結果から得られる角度位置情報（絶対位置）は、０°以上１８０°未満の値（例、１０°）であるとする。この場合、比較部５５は、前回の検出から今回の検出の間に、回転の数が＋１になったと推定する。また、前回の検出部１２の検出結果から得られる角度位置情報（絶対位置）は、０°以上１８０°未満の値（例、１０°）であるとする。また、今回の検出部１２の検出結果から得られる角度位置情報（絶対位置）は、１８０°以上３６０°未満の値（例、３５０°）であるとする。この場合、比較部５５は、前回の検出から今回の検出の間に、回転の数が−１になったと推定する。

また、処理部１８は、例えば通常状態において、多回転情報を比較部５５に出力する。比較部５５は、角度位置情報に基づいて推定した多回転情報と、処理部１８からの多回転情報とを比較する。比較部５５は、例えば、角度位置情報に基づいて推定した多回転情報と、処理部１８からの多回転情報とが整合しない場合に、報知情報（例、エラー、アラーム）を出力する。

また、比較部５６は、各種センサ（例、検出部１２、検出部１７、磁気検出部１９）の検出結果を比較する。比較部５６は、処理部１３によって処理される前の検出結果（検出信号）、及び処理部１８によって処理される前の検出結果（検出信号）を比較する。比較部５６は、例えば、検出部１２の検出結果、検出部１７の検出結果、及び磁気検出部１９の検出結果のうち、１つの検出結果が他の検出結果と整合しない場合に、１つの検出結果を出力する検出系の異常を知らせる報知情報（例、エラー、アラーム）を出力する。例えば、比較部５６は、検出部１２の検出結果と検出部１７の検出結果とが整合し、かつ検出部１２の検出結果と磁気検出部１９の検出結果とが整合しないと判定した場合、磁気検出部１９を含む検出系の異常を知らせる報知情報を出力する。

エンコーダ装置ＥＣは、例えば、比較部５５による報知情報と、比較部５６による報知情報とを個別に出力する。エンコーダ装置ＥＣは、比較部５５による報知情報と、比較部５６による報知情報とを含む報知情報を出力してもよい。なお、エンコーダ装置ＥＣは、比較部５５と比較部５６との一方または双方を備えなくてもよい。また、比較部５５と比較部５６との一方または双方は、図１に示したように照射部１１と照射部１６とが分かれたエンコーダ装置ＥＣに設けられてもよい。

［駆動装置］
次に、実施形態に係る駆動装置について説明する。図１６は、駆動装置ＭＴＲの一例を示す図である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については、適宜、同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。この駆動装置ＭＴＲは、電動モータを含むモータ装置である。駆動装置ＭＴＲは、回転軸ＳＦと、回転軸ＳＦを回転駆動する本体部（駆動部）ＢＤと、回転軸ＳＦの回転位置情報を検出するエンコーダ装置ＥＣとを備える。

回転軸ＳＦは、負荷側端部ＳＦａと、反負荷側端部ＳＦｂとを有する。負荷側端部ＳＦａは、減速機など他の動力伝達機構に接続される。反負荷側端部ＳＦｂには、固定部を介してスケールＳが固定される。このスケールＳの固定とともに、エンコーダ装置ＥＣが取り付けられている。エンコーダ装置ＥＣは、上述した実施形態に係るエンコーダ装置である。

エンコーダ装置ＥＣは、固定部材２５を備える。固定部材２５は、例えば、円筒状の部材であり、駆動装置ＭＲＴにおける固定子側の部材（例、本体部ＢＤ）と固定される。本体部ＢＤは、駆動装置ＭＲＴにおける電機子（例、可動子）および磁石（例、固定子）を収容する。駆動装置ＭＲＴにおける電機子は、回転軸ＳＦと接続される。固定部材２５は、例えば、その内部にスケールＳを収容する。例えば、スケールＳは、フランジ状の部材であり、その軸ＡＸがベアリング５５を介して固定部材２５に支持される。回転軸ＳＦは、その先端側（＋Ｚ側）が固定部材２５の内部に挿入され、スケールＳの軸ＡＸと固定される。

支持部材２４は、例えば、固定部材２５の開口を塞ぐように配置される。支持部材２４は、固定部材２５に固定される。支持部材２４は、固定部材２５を介して、モータＭの本体部ＢＤに固定される。支持部材２４および固定部材２５は、例えば、外部と仕切られた空間を形成し、この空間にスケールＳが収容される。

この駆動装置ＭＴＲは、エンコーダ装置ＥＣの検出結果（例、多回転情報などの位置情報）を使って、図１などに示したモータ制御部ＭＣが本体部ＢＤを制御する。例えば、実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣはメンテナンスの頻度が低減されるので、駆動装置ＭＴＲもメンテナンスの頻度が低減される。なお、駆動装置ＭＴＲは、モータ装置に限定されず、油圧や空圧を利用して回転する軸部を有する他の駆動装置であってもよい。

［ステージ装置］
次に、ステージ装置について説明する。図１７は、ステージ装置ＳＴＧを示す図である。このステージ装置ＳＴＧは、図１６に示した駆動装置ＭＴＲの回転軸ＳＦのうち負荷側端部ＳＦａに、ステージ（回転テーブルＴＢ、移動物体）を取り付けた構成である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については、適宜、同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。

ステージ装置ＳＴＧは、駆動装置ＭＴＲを駆動して回転軸ＳＦを回転させる。この回転は、回転テーブルＴＢに伝達され、その際にエンコーダ装置ＥＣは、回転軸ＳＦの角度位置等を検出する。エンコーダ装置ＥＣからの出力を用いることにより、回転テーブルＴＢの角度位置を検出することができる。なお、駆動装置ＭＴＲの負荷側端部ＳＦａと回転テーブルＴＢとの間に減速機等が配置されてもよい。

例えば、実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣはメンテナンスの頻度が低減されるので、ステージ装置ＳＴＧもメンテナンスの頻度が低減される。なお、ステージ装置ＳＴＧは、例えば、旋盤等の工作機械に備える回転テーブル等に適用できる。

［ロボット装置］
次に、ロボット装置について説明する。図１８は、ロボット装置ＲＢＴを示す斜視図である。なお、図１８には、ロボット装置ＲＢＴの一部（関節部分）を模式的に示した。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。このロボット装置ＲＢＴは、第１アームＡＲ１と、第２アームＡＲ２と、関節部ＪＴとを備える。第１アームＡＲ１は、関節部ＪＴを介して、第２アームＡＲ２と接続されている。

第１アームＡＲ１は、腕部１０１、軸受１０１ａ、及び軸受１０１ｂを備える。第２アームＡＲ２は、腕部１０２および接続部１０２ａを有する。接続部１０２ａは、関節部ＪＴにおいて、軸受１０１ａと軸受１０１ｂの間に配置されている。接続部１０２ａは、回転軸ＳＦ２と一体的に設けられている。回転軸ＳＦ２は、関節部ＪＴにおいて、軸受１０１ａと軸受１０１ｂの両方に挿入されている。回転軸ＳＦ２のうち軸受１０１ｂに挿入される側の端部は、軸受１０１ｂを貫通して減速機ＲＧに接続されている。

減速機ＲＧは、駆動装置ＭＴＲに接続されており、駆動装置ＭＴＲの回転を例えば１００分の１等に減速して回転軸ＳＦ２に伝達する。図１８に図示しないが、駆動装置ＭＴＲの回転軸ＳＦのうち負荷側端部ＳＦａは、減速機ＲＧに接続されている。また、駆動装置ＭＴＲの回転軸ＳＦのうち反負荷側端部ＳＦｂには、エンコーダ装置ＥＣのスケールＳが取り付けられている。

ロボット装置ＲＢＴは、駆動装置ＭＴＲを駆動して回転軸ＳＦを回転させると、この回転が減速機ＲＧを介して回転軸ＳＦ２に伝達される。回転軸ＳＦ２の回転により接続部１０２ａが一体的に回転し、これにより第２アームＡＲ２が、第１アームＡＲ１に対して回転する。その際、エンコーダ装置ＥＣは、回転軸ＳＦの角度位置等を検出する。従って、エンコーダ装置ＥＣからの出力を用いることにより、第２アームＡＲ２の角度位置を検出することができる。

例えば、実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣはメンテナンスの頻度が低減されるので、ロボット装置ＲＢＴもメンテナンスの頻度が低減される。なお、ロボット装置ＲＢＴは、上記の構成に限定されず、駆動装置ＭＴＲは、複数の関節を備える各種ロボット装置（例、双腕多軸型ロボット）に適用できる。複数の関節を備えるロボット装置の場合、そのロボット装置は各関節（各軸）又は一部の関節に本実施形態のエンコーダ装置ＥＣが配置される。

なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。

１・・・位置検出部、１Ａ・・・多回転情報検出部、１Ｂ・・・角度検出部、２・・・電力供給部、３・・・磁石、４・・・信号発生部、１５・・・光学パターン、１７・・・検出部、１８・・・処理部、２１・・・第１磁気センサ、２２・・・第２磁気センサ、２３ａ・・・第１バイアス磁石、２３ｂ・・・第２バイアス磁石、２４・・・支持部材、２６ａ・・・バイアス磁界、２６ｂ・・・バイアス磁界、５１・・・比較部、ＥＣ・・・エンコーダ装置、ＭＲＴ・・・駆動装置、ＰＷ１・・・第１電源、ＰＷ２・・・第２電源、ＲＢＴ・・・ロボット装置、ＳＴＧ・・・ステージ装置、ＳＦ・・・回転軸

Claims (20)

1. 回転体の回転位置情報を検出する位置検出部と、
   前記位置検出部に対して相対的に回転する磁石と、
   前記磁石が形成する磁界の変化によって検出信号を発生する信号発生部と、
   前記位置検出部へ電力を供給する電源と、を備え、
   前記位置検出部は、
   前記磁石が形成する磁界を検出する磁気検出部と、
   前記回転体の回転方向において光学特性が変化する光学パターンを介した光を検出する検出部と、
   前記検出信号が発生することで前記電源から供給される前記電力によって、前記磁気検出部の検出結果と前記検出部の検出結果とを用いて前記回転体の多回転情報を算出する処理部と、を備える、エンコーダ装置。
2. 前記位置検出部の少なくとも一部は、第１電源からの電力供給が断たれた状態において第２電源からの電力供給を受けて動作し、
   前記第２電源は、前記検出信号に基づいて、前記位置検出部の少なくとも一部に対して電力供給を実行する、請求項１に記載のエンコーダ装置。
3. 前記処理部は、前記磁気検出部の検出結果として前記回転体の１回転内における信号レベルが２回以上立ち上がる又は立ち下がる信号を用いる、請求項１又は請求項２に記載のエンコーダ装置。
4. 前記磁気検出部は、前記回転体の１回転内において信号レベルが２回以上立ち上がる信号を出力し、
   前記処理部は、前記信号レベルと前記検出部から得られる前記光学特性との前記１回転内における組合せに基づいて、前記回転体の多回転情報を算出する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
5. 前記磁石は、前記回転体の１回転内において信号レベルが２回以上立ち上がるように磁極の数が設定される、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
6. 前記磁気検出部は、
   前記回転体の回転方向において前記信号発生部と異なる角度位置に配置される第１磁気センサと、
   前記回転体の回転方向において前記信号発生部および前記第１磁気センサのそれぞれと異なる角度位置に配置される第２磁気センサと、を備える、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
7. 前記磁石は、前記回転体の回転方向における４以上の所定の角度位置において磁界の向きが反転し、
   前記信号発生部は、前記磁石が形成する磁界の向きが反転する際に前記検出信号を発生し、
   前記第１磁気センサは、前記信号発生部が前記所定の角度位置に配置される際に、前記回転体の回転方向において前記所定の角度位置と異なる角度位置に配置される、請求項６に記載のエンコーダ装置。
8. 前記第２磁気センサは、前記信号発生部が所定の角度位置に配置される際に、前記回転体の回転方向において前記信号発生部と異なる前記所定の角度位置に配置される、請求項６または請求項７に記載のエンコーダ装置。
9. 前記第１磁気センサは、前記回転体の回転方向において、前記第２磁気センサに対して０°よりも大きく９０°未満の角度位置に配置される、請求項６から請求項８のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
10. 前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサは、支持部材の同じ面に配置され、かつ前記回転体の回転方向における互いの角度位置が０°よりも大きく４５°以下ずれており、
    前記支持部材に対して前記第１磁気センサと同じ側に配置され、前記第１磁気センサにバイアス磁界を形成する第１バイアス磁石と、
    前記支持部材に対して前記第２磁気センサと同じ側に配置され、前記第２磁気センサにバイアス磁界を形成する第２バイアス磁石と、を備える、請求項９に記載のエンコーダ装置。
11. 前記磁気検出部および前記検出部は、それぞれ、第１電源から電力供給を受けて検出を実行し、
    前記処理部は、前記第１電源から電力供給を受けて前記回転体の多回転情報を検出する、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
12. 前記磁気検出部および前記検出部は、それぞれ、第１電源からの電力供給が断たれた状態において第２電源からの電力供給を受けて検出を実行し、
    前記処理部は、前記第２電源からの電力供給を受けて前記回転体の多回転情報を検出する、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
13. 前記位置検出部における検出結果を比較する比較部を備える、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
14. 前記磁気検出部および前記検出部は、それぞれ、第１電源から電力供給を受けて検出を実行し、
    前記比較部は、前記第１電源からの電力供給を受けて、前記磁気検出部の検出結果と前記検出部の検出結果とを比較する、請求項１３に記載のエンコーダ装置。
15. 前記磁気検出部の検出結果と前記検出部の検出結果とを比較し、比較の結果に基づいてエラーの発生、あるいは警告を示す報知信号を発生する比較部を更に備える、請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
16. 前記磁気検出部は、
    検出結果として第１出力信号を出力する第１磁気センサと、
    検出結果として第２出力信号を出力する第２磁気センサと、を備え、
    前記検出部は、検出結果として第３出力信号を出力し、
    前記比較部は、前記第１〜第３出力信号が整合しない場合に、エラーの発生、あるいは警告を示す報知信号を発生する、請求項１５に記載のエンコーダ装置。
17. 前記報知信号に基づいて、警告ライトを点灯、または警告音を発する、請求項１５又は請求項１６に記載のエンコーダ装置。
18. 請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載のエンコーダ装置と、
    前記回転体に駆動力を供給する駆動部と、を備える駆動装置。
19. 請求項１８に記載の駆動装置と、
    前記駆動装置によって移動するステージと、を備えるステージ装置。
20. 請求項１８に記載の駆動装置と、
    前記駆動装置によって移動するアームと、を備えるロボット装置。

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