JPS63128227A - 絶対位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は光学的情報再生方法及び該方法を用いた絶対位
置検出装置に関し、特に特定方向に配列した複数のデー
タ要素から成る情報や情報パターンを照明し、上記デー
タ要素からの光束を受光することにより情報を再生する
方法、及び、上記情報パターンを絶対位置を示す符号と
して備えた穆動物体の絶対位置を、上記方法を用いて検
出する絶対位置検出装置に関する。

（従来技術） 第５図は従来の情報再生方法の一例を示す為の図で、絶
対位置検出装置、即ちアブソリュートタイプのエンコー
ダの概略構成図である。

同図に於いて、１は回転円板で、図中の矢印方向に回転
する。回転円板１には、回転に伴って任意の角度位置に
於いて２値化された信号を発生させる為に、同心円上に
複数のトラックを設は各トラックに光学的に再生可能な
２値データが記録されている。

２は回転円板１に形成されたスリットで、該スリット２
が上記２値データを示す。３は固定スリット列で、回転
円板１の各トラック上に設けたスリット２を通過した光
束を選択的に通過させる。４は複数の発光素子から成る
投光手段で、回転円板１の各トラックを照明する。

５は複数の受光素子から成る受光手段で、スリット２及
びスリット３を通過した光束を受光する。

回転円板１の各トラックに形成されたスリット２は、回
転円板１の半径方向に沿って２値データ列を構成する。

従って、回転円板１の各回転角度に於ける２値データ列
の配置は全て異なり、各２値データ列が示す角度情報は
回転円板１の絶対角度（絶対回転位置）を示すことにな
る。

第５図に於いて、投光手段４からの光束は回転円板１の
各トラックを照明し、該各トラックに存するスリットを
通過した光束は固定スリット列３を介して受光手段５に
よって受光される。

ある回転位置に於いて受光手段５の各受光素子に光束が
入射するか否かは、その位置に於ける回転円板１の各ト
ラック上のスリットの有無で決まり、各受光素子からの
出力の組合わせによって回転円板１の絶対回転位置を検
知することが出来る。

ところで、第５図の如きエンコーダに於ける回転位置の
分解能は、回転円板１のスリット２の配列ピッチ（回転
方向）及び同心円上に形成されるトラックの数で決定さ
れる。即ち、高分解能を得る為には、トラック数を増加
させ回転方向の配列ピッチを小さくする必要がある。

しかしながら、第５図の如きエンコーダでスリット２か
ら成るデータ要素列を精度良く東 再生するには、各データ要素から得られる光束量の分離
が困難な為、各トラックの幅やスリット２の配列ピッチ
をあまり小さくすることは出来ない。従って、トラック
数を増やして分解能の向上を図る為には回転円板１を大
型化する以外に方法はなかった。

回転円板１が大型化するということは、固定スリット３
、投光手段４、受光手段５も大型になるということであ
り、結局、装置自体が大型化してしまう。

（発明の概要） 本発明は上記従来例の問題点に鑑み、特定方向に配列し
た複数のデータ要素から成る情報を、簡便な再生装置で
精度良く再生出来る、新規な光学的情報再生方法を提供
することを目的とする。

又、本発明は、上記再生方法を利用した、小型且つ高分
解能を有する絶対位置検出装置を提供することを更なる
目的とする。

上記目的を達成する為に、本発明に係る光学的情報再生
方法は、特定方向に配列した複数のデータ要素から成る
情報を光学的に再生する方法であって、 上記データ要素の上記配列方向と略直交する方向の幅以
下の狭い幅を有する線状光束で上記複数のデータ要素を
照明し、上記データ要素で反射した光束又は透過した光
束を光電変換素子で受光し、上記光電変換素子からの出
力信号を用いて上記データ要素から成る情報を再生する
ことを特徴としている。

又、上記更なる目的を達成する為に、本発明に係る絶対
位置検出装置は、絶対位置を示す情報パターンが回転方
向又は移動方向に沿って形成された物体に光束を指向す
る為の光源手段と、上記情報パターンを成す特定方向に
配列した複数のデータ要素を、該データ要素の上記配列
方向と略直交する方向の幅以下の狭い幅を有する線状光
束で照明する為の光学手段と上記データ要素で反射した
光束又は透過した光束を受光し、上記物体の絶対位置に
対応する信号を出力する為の光電変換手段とを有するこ
とを特徴としている。

本発明の更なる特徴は下記各実施例に詳細に記載されて
いる。

（実施例） 第１図は本発明方法を利用した絶対位置検出装置の一例
を示す図で、半導体レーザを光源として用いたアブソリ
ュートタイプのロータリエンコーダの光学系概略図を示
す。

′ｆＪ１１ｇ（Ａ）のロークリエンコーダと第１図（Ｂ
）のロータリエンコーダは使用部品の一形態が異なるだ
けで、光学配置は全く同一の配置である。

第１図（Ａ）、（Ｂ）に於いて、６は半導体レーザ、７
はコリメータレンズ、８と８１はシリンドリカルレンズ
、９は集光レンズ、１０はＣＣＤ等の１次元センサアレ
イを示す。又、同図に示された符号１及び２は、従来技
術の項で示した第５図の装置同様、絶対位置を検出され
る回転円板と該円板上に形成された絶対位置を示す情報
パターンを示す。

第１図（Ａ）に示すロータリエンコーダに於いて、半導
体レーザ６はコリメータレンズ７の前側焦点近傍に配さ
れる。従って、半導体レーザ６から出射した発散レーザ
光はコリメータレンズ７により平行光束となる。

シリンドリカルレンズ８は凸面と平面とから成る凸のシ
リンドリカルレンズであり、図示される矢印Ｘにのみ屈
折力を有する。又、シリンドリカルレンズ８はコリメー
タレンズ７から任意の距離だけ離れた光軸°上に配され
る。

シリンドリカルレンズ８のＸ方向の屈折力にもとづく焦
点距離はｆｌであり、コリメータレンズ７を介して得ら
れた平行光束はシリンドリカルレンズ８によってシリン
ドリカルレンズ８の後側焦点に線状に集光される。

集光レンズ９は通常の球面レンズ系であり、その焦点距
離はｆｌである。集光レンズ９はその前側焦点がシリン
ドリカルレンズ８による集光位置と一致し、且つ後側焦
点位置が回転円板１の情報パターン２の位置に一致する
如く配される。

従って、シリンドリカルレンズ８により線状に集光され
た光束は、図中矢印Ｘ方向に関しては平行光束として、
図中矢印Ｘ方向に関しては発散光束として集光レンズ９
に入射する。そして、集光レンズ９によりＸ方向に関し
ては集れん光束に、Ｘ方向に関しては平行光束に変換さ
れ、回転円板１上の情報パターン２を図示する如く線状
照明する。

回転円板１上の情報パターン２は、回転円板１の同心円
上に形成された複数のトラック上のスリット列から成る
。このスリット列は回転円板１０半径方向に沿って配列
しており、スリットの有無がデータ要素、即ち情報の１
°゛、゛０”に対応している。

従って、上記情報パターン２は回転円板１の回転方向に
沿って複数個存在し、各情報パターンを形成するスリッ
ト列の配列構成は互いに異なっている。この為、各スリ
ット列が回転円板１の回転位置の情報を示すことになる
。

さて、集光レンズ９を介して情報パターン２を照明した
線状光束は、情報パターン２のスリット列の配置に応じ
て所定の部分のみが情報パターン２を通過する。情報パ
ターン２を通過した光束は回転円板１の後方に置かれた
１次元センサアレイ１０で受光され、該１次元センサア
レイ１０からは、スリット列の配置即ち回転円板１の位
置情報に対応する信号が得られることになる。

従って、回転円板１の回転に伴ない１次元センサアレイ
１０から各回転位置を示す信号を順次得ることが出来、
この信号を用いて絶対回転位置や回転量、回転速度等を
検出出来る。

本実施例に於いて、回転円板１上の情報パターン２を照
明する線状光束のＸ方向の幅は、情報パターン２即ちス
リットのＸ方向の幅より小さい。この様に集光された線
状光束で情報パターン２を照明することにより、光束を
検出する際に情報パターン２と回転方向に沿って隣接す
る異なる情報パターンとの分離、及びスリットから成る
データ要素間の分離を明確にすることが出来る。この為
、小型の回転円板１上に微小なる情報パターン２を形成
することが可能となり、回転円板１上に多数のトラック
を設け、スリットから成るデータ要素の回転方向のピッ
チを小さくしても、情報パターンが有する位置情報を精
度良く再生出来た。

例えば、データ要素となるスリットのＸ方向の幅を２０
μｍ、Ｘ方向の長さを５００μｍとすれば、半径１０ｍ
ｍ程度の回転円板上に１０本のトラックを形成して、２
１０個の位置情報を回転円板上に記録することが容易に
出来る。この場合の角度分解能は３６０”　／２”：０
．３５°程度となり、従来のアブソリュートタイプのロ
ータリエンコーダでは成し得なかった小型化、高分解能
化の双方が達成出来る。

本実施例によれば、−次元センサアレイ１０のセンサピ
ッチは回転円板１上のトラックピッチと同程度となって
いる。更に回転円板１上のトラック数を増やしてトラッ
クピッチが小さくなることにより一次元センサアレイ１
０の作製が困難となる場合や各トラック上のデータ要素
からの光束分離が困難となる場合は、後述する実施例の
如く所定の一次元センサアレイ上に情報パターン２の像
を拡大投影してやれば良い。

本実施例の如く線状光束の幅（Ｘ方向）を数十μｍ〜数
μｍ程度の狭いものとする為には、情報パターン２に指
向する光束は点光源から発したものが好ましい。従って
、第１図（Ａ）。

（Ｂ）の構成では半導体レーザ６を光源として使用した
例を挙げている。

半導体レーザ及び他のレーザの如く発光点が微小なる光
源以外の、例えばＬＥＤの様な面発光を行う光源も使用
可能であるが、その集光性は小さい。この為に回転円板
１上のトラック数を増やして高分解能を図る場合、自ず
から分解能の向上には限界が生じる。この時には、ＬＥ
Ｄ等の光源から出射した光でピンホールを照明し、この
ピンホールを点光源として用いれば、その機能は半導体
レーザと同等になる。

本実施例に於いては、回転円板１上にある情報パターン
２を成すデータ要素としてスリットを用いている。

しかしながら、このデータ要素の形態はスリットの如き
微小開口に限定されない。例えば、このデータ要素とし
て所定形状の反射膜パターン、所定形状の遮光膜パター
ンを使用し、本実施例の如く透過光の有無や、或は反射
光の有無等によって位置情報を再生することが出来る。

又、本実施例ではアブソリュートタイプのロータリエン
コーダを示したが、例えば、リニアエンコーダにも適用
出来る。リニアエンコーダの場合、８動物体の８動方向
に沿う方向に複数のトラックを形成し、各トラック上に
データ要素を並べれば良い。

又、リニアやロータリのエンコーダの如き絶対位置検出
装置以外にも本発明方法は適用出来る。

例えば光ディスクや光カード等の情報記録担体からセン
サアレイを用いて情報を再生する場合等に本発明は有用
である。

第１図（Ｂ）に示すロータリエンコーダは第１図（Ａ）
の凸のシリンドリカルレンズ８の代わりに凹のシリンド
リカルレンズ８１を用いたものである。則ちシリンドリ
カルレンズ８１は凹面と平面とから成り、シリンドリカ
ルレンズ８同様、図中矢印Ｘ方向に屈折力を有する。

シリンドリカルレンズ８がコリメータレンズ７からの平
行光束を該レンズ８の後側焦点位置に一旦線状に集光し
て矩形状光束に変換するのに対し、シリンドリカルレン
ズ８１はコリメータレンズ７からの平行光束を直接Ｘ方
向にのみ発散させて矩形状光束に変換する。この際、シ
リンドリカルレンズ８１の前側焦点位置（−ｆ）に見か
けの線状集光位置が存する。

第１図（Ｂ）に示すロータリエンコーダの情報再生方法
、絶対位置検出原理は第１図（Ａ）に示すロータリエン
コーダと同一である。従って、ここではその説明を省略
する。

第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明方法を利用した
絶対位置検出装置の他の例を示す図で、第１図に示した
エンコーダを反射型とした場合の光学系概略図である。

第２図（Ａ）に於いて、第１図に示すロータリエンコー
ダと同一部材には同一符号を符しである。又、１１は透
明な平行平板、１２は第２の集光レンズを示し、第２の
集光レンズ１２の焦点距離ｆ３が集光レンズ９の焦点路
ｍｆ２に対してｆ　３＞　ｆ　２　となる様に選択され
ている。

本実施例に於ける情報パターン２は、第１図の実施例の
スリット列の代わりに前述の反射膜から成る矩形パター
ン列を用いている。

第２図（Ａ）に示すロータリエンコーダでは、凸のシリ
ンドリカルレンズ８と集光レンズ９０間の光路中に平行
平板１１を配している。この平行平板１１は光軸に対し
４５°傾けて配されており、回転円板１の情報パターン
２からの反射光束を図の下方に指向する。

平行平板１１で反射された情報パターン２からの反射光
束は第２の集光レンズ１２により一次元センサアレイ１
０に集光される。ここで、平行平板１１はシリンドリカ
ルレンズ８による線状集光位置近傍に位置しており、集
光レンズ９から大略ｆ３１！ｌ（すれた位置、即ち集光
レンズ９の前側焦点位置近傍に存する。又、第２の集光
レンズ１２は平行平板１１から該第２の集光レンズ１２
の焦点路１ｌＩＩｔｆ３だけ離れた位置に配される。

上述の如く焦光レンズ９の焦点距離ｆ２と第２の集光レ
ンズ１２の焦点距離ｆ３とはｆ３＞ｆ２なる関係を有す
る為、情報パターン２の矩形パターン列は一次元センサ
アレイ１０上で拡大投影される。従って、回転円板１上
のトラック数を更に増やして矩形パターン列のトラック
幅を狭めた場合でも、−次元センサアレイ上て拡大する
ことにより各矩形パターンからの光束分離を明確にする
ことが出来、常時精度良く矩形パターン列が表わす情報
を再生することが出来る。

又、本実施例では平行平板１１を集光レンズ９の前側焦
点位置近傍に配したが、平行平板１１の位置はここに限
定されるものではない。但し、本実施例の如く拡大投影
系を構成する場合、第２図（Ａ）の構成が小型化には適
している。

即ち、平行平板１１の小型化が図れ、且つ平行平板１１
と第２の集光レンズ１２との距離の短縮化に寄与する。

又、本実施例で示すロータリエンコーダの光学配置は、
平行平板１１、第２の集光レンズ１２、−次元センサア
レイ１０から成る検出系が存する他は第１図（Ａ）に示
したロータリエンコーダと同一である。従って、矩形パ
ターン列から成る情報パターン２を線状光束で照明する
方法は第１図（Ａ）のロータリエンコーダと同様のもの
であり、ここでは説明を省略する。

第２図（Ｂ）に示すロータリエンコーダは、第２図（Ａ
）に於ける第２の集光レンズ１２を省略し、尚且つ拡大
投影系を構成したものである。

第２図、（Ｂ）に於いて、図中の符号は全て第２図（Ａ
）に示す部材と同一部材を指している。但し、第２図（
Ｂ）のロータリエンコーダは第２図（Ａ）とは異なる光
学配置を有する。

本実施例に於いて、半導体レーザ６から出射した発散光
束はコリメータレンズ７により平行光束に変換される。

この平行光束は続いてシリンドリカルレンズ８に入射し
、シリンドリカルレンズ８によって該レンズ８の後側焦
点位置に線状に集光される。

第１図及び第２図（Ａ）に於ける光学配置では、上記線
状集光位置が集光レンズ９の前側焦点位置と一致してい
た。従って、一旦線状に集光した光束は集光レンズ９に
よって図中矢印ｙ方向に関しては収れんされ、図中矢印
Ｘ方向には平行光束として情報パターン２に指向されて
いた。

しかしながら、本実施例では、上記線状集光位置は集光
レンズ９の前側焦点位置、即ち集光レンズ９の焦点距離
ｆ２だけｍ（（れた位置には存せず、線状集光位置と集
光レンズ９とはｆ２−Δｆ（Δｆ〉０）だけ離れている
。

従って、シリンドリカルレンズ８によって一旦線状に集
光された光束は、集光レンズ９により図中矢印ｙ方向に
関しては収れんされ、図中矢印Ｘ方向に関しては発散光
束として情報パターン２に指向される。

集光レンズ９と回転円板１との間の光路中には平行平板
１１が配してあり、平行平板１１は図示する如く光軸に
対して傾いている。集光レンズ９を介して情報パターン
２に指向された光束は平行平板１１を通過し、図中矢印
Ｘ方向に集光され且つＸ方向に発散した状態で、回転円
板１の情報パターン２を成す矩形パターン列を線状照明
する。この際の線状光束のＸ方向の幅は矩形パターンの
Ｘ方向の幅以下となる様に十分集光されている。

回転円板１の情報パターン２で反射された反射光束は、
Ｘ方向及びＸ方向に発散した状態で平行平板１１へ逆進
する。そして、平行平板１１で反射された後、−次元セ
ンサアレイ１０へ入射し、情報パターン２の矩形パター
ン列を一次元センサアレイ１０へ拡大投影する。

従って、本実施例の構成に於いても、回転円板１上のト
ラック数を増やしてトラック幅が狭まった場合でも、情
報パターン２を一次元センサアレイ１０上で拡大するこ
とにより常時精度良く情報の再生を行うことが可能であ
る。しかも、第２図（Ａ）の構成より少ない部品数で光
学系が構成出来、小型化、薄型化が達成し得る。

尚、第２図（Ａ）の構成に於いて集光レンズ１２を省略
し、平行平板１１からの反射光束を直接−次元センサア
レイ１０で受光するようにしても構わない。

第２図（Ｃ）はアブソリュートタイプのリニアエンコー
ダを示す図てあり、１３は図示される矢印方向に変位す
る移動物体を示す。尚、他の符号は上記各実施例と同一
部材を指している。

本実施例に示すリニアエンコーダも第２図（Ａ）、（’
Ｂ）同様反射タイプのエンコーダであるが、第２図（Ｂ
）のエンコーダより更に部品点数を減らし、小型化や簡
便化、ひいては低価格化を図ったエンコーダを示してい
る。

本実施例に於いて、半導体レーザ６から射出した発散光
束は直接臼のシリンドリカルレンズ８に入射する。ここ
て、シリンドリカルレンズ８の前側焦点位置、即ちシリ
ンドリカルレンズ８の焦点距離ｆ＋だけ離れた位置に半
導体レーザ６の発光点が存し、且つ又、シリンドリカル
レンズの屈折力は図中矢印Ｘ方向にのみ存する。従って
、シリンドリカルレンズ８に入射した発散光束は、Ｘ方
向に関しては平行光束に変換され、Ｘ方向に関しては発
散したままの状態で通過する。

シリンドリカルレンズ８を通過した光束は集光レンズ９
によって移動物体１３上の情報パターン２に指向される
。ここで、集光レンズ９は、第２図ＣＢ）の場合同様、
図中矢印Ｘ方向に関しては上記光束を収れんさせ、Ｘ方
向に関しては発散の状態で情報パターン２を照明する。

集光レンズ９を通過した光束は平行平板１１を介して情
報パターン２の矩形パターン列を線状照明し、情報パタ
ーン２で反射された反射光束は平行平板１１で再度反射
されて一次元センサアレイ１０上に拡大投影される。

本実施例の如きリニアエンコーダでは、移動物体１３上
に形成されるトラックは、移動方向に沿って互いに平行
に複数本配される。各トラック上にはデータ要素となる
矩形パターンが設けられ、トラックの配列方向、換言ず
れは移動方向と略直交する方向への矩形パターン列が位
置情報を示すことになる。この位置情報の検出は、上記
各実施例で示したロータリエンコーダと同様の原理で精
度良く実行される。又、多数のトラックを微小なるピッ
チで配列しても各情報パターン、各データ要素を分離良
く検出可能な為、高分解能を有するエンコーダを提供出
来る。

以上、第２図（Ａ＞、（Ｂ）、（Ｃ）で示したエンコー
ダでは、反射型の構成を採る為に平行平板１１を利用し
ている。半導体レーザ６の出力が十分にあり、−次元セ
ンサアレイのセンサの感度が高い場合は、低価格化の為
にも平行平板１１は有用な光学部品である。しかしなが
ら、光源の出力が十分なものでなく、或いはセンサの感
度が低い場合は、レーザ光の偏光性を利用して１／４波
長板と偏光ビームスプリッタを使用した衆知の光路分割
系を適用しても良い。又、平行平板１１の代わりにハー
フミラ−等を用いて構成しても構わない。

又、上記各実施例に於いて、−次元センサアレイ１の配
列ピッチと回転円板１又は８動物体１３上のトラックの
トラックピッチとは、同−或いは互いに整数倍の比率と
しておくのが検出精度を安定させる為に好ましい。

又、−次元センサアレイとしては、フェトダイオードを
配列したものや、ＣＣＤ等の電荷転送型の撮像素子を利
用したもの等各種センサアレイをエンコーダの仕様に併
せて適宜選択出来る。

尚、再生すべき位置情報やその他の情報は、通常データ
要素を一次元方向に配列した形態をもつが、これらの情
報を再生するセンサアレイは上記−次元センサアレイに
限定されない。例えば２次元のセンサアレイを使用して
も構わない。

第３図は上記第２図（Ｃ）のリニアエンコーダの変形例
を示す光学系概略図て、第１図同様透過型のロータリエ
ンコーダを示している。従って、図中の符号は第２図（
Ｃ）に示す部材と同一の部材を指す。

第３図に於いて、半導体レーザ６から射出した発散光束
は、その焦点距離ｆ、たけ離れた光軸上の位置に存する
シリンドリカルレンズ８により、図中矢印Ｘ方向に関し
てのみコリメートされる。

集光レンズ９は半導体レーザ６の発光点から、その焦点
比ｌ１ｉ（ｔｆ２だけ離れた位置に存し、上記シリンド
リカルレンズ８を通過した光束をＸ方向に関しては収れ
んさせ、Ｘ方向に関してはコリメートして回転円板１の
情報パターン２に指向する。従って、情報パターン２は
集光レンズ９を介して得られる線状光束によって照明さ
れる。

この時、線状光束のＸ方向の幅は、情報パターン　２の
データ要素（例えばスリット）のＸ方向の幅より小さい
。

従って、情報パターン２を通過した光束はＸ方向に発散
しなから一次元センサアレイ１０上に入射し、情報パタ
ーン２を構成するデータ要素列を一次元センサアレイに
投影して情報の再生か行われる。

第４図（Ａ）、ＣＢ）は夫々、第２図に示した反射型の
ロータリエンコーダの変形例を示す光学系概略図を示す
図で、更に光学部品点数を減らして小型化を図った透過
型及び反射型のエンコーダを示す。

第４図（Ａ）に於いて、１４は第２のシリンドリカルレ
ンズを示し、シリンドリカルレンズ８と共に図中矢印Ｘ
方向に屈折力を持つものである。又、他の符号は全て第
２図と同一の部材を指している。尚、第４図（Ａ）、（
Ｂ）に於けるシリンドリカルレンズ８の屈折力が働く方
向は、第２図（Ｃ）及び第３図のシリンドリカルレンズ
８同様、第１図及び第２図（Ａ）、（Ｂ）のシリンドリ
カルレンズ８，８１の屈折力の方向とは直交する方向と
なる。

又、第４図（Ａ）、（Ｂ）のロータリエンコーダでは、
コリメータレンズや集光レンズ等の光学。

部品は使用されておらず、屈折系は全てシリンドリカル
レンズで構成されている。

第４図（Ａ）に於いて、半導体レーザ６から射出した発
散光束は、半導体レーザ６の発光点から光軸上ｆ１１だ
け離れた位置に配されたシリンドリカルレンズ８に入射
する。

シリンドリカルレンズ８と回転円板１上の情報パターン
２とはＪ２２だけ離れており、シリンドリカルレンズ８
に入射した発散光束は、該シリンドリカルレンズ８によ
り図中矢印Ｘ方向に関しては収れんされ、Ｘ方向に関し
ては何の作用も受けない状態で情報パターン２に指向さ
れる。従って、図示する様に情報パターン２はＸ方向に
集光された線状光束により照明される。

ここで、集光レンズ８の焦点比１１１１ｆとすれば、所
謂メリジキナル断面に於いては、 １７ｆｌ、＋１／ｌ１２＝１／ｆ の関係が成り立つことになり、Ｘ方向に関して半導体レ
ーザ６の発光点と情報パターンとは共役関係にあると言
える。

情報パターン２を成す例えはスリット列を通過した光束
は、図中矢印Ｘ方向及びＸ方向の双方に発散しながら一
次元センサアレイ１０へ入射する。従って、回転円板１
上の情報パターン２は一次元センサアレイ１０へ拡大投
影されることになるが、本実施例では回転円板１と一次
元センサアレイ１０との間の光路中に第２のシリンドリ
カルレンズ１４を配して、Ｘ方向へ発散する光束を一次
元センサアレイ１０へ集光している。

この様にシリンドリカルレンズ１４でＸ方向へ発散する
光束を集光することにより、センサ上へ効率良く光束を
入射させ、センサの小型化を図ることが出来る。尚、こ
こでも、シリンドリカルレンズ１４に関して、情報パタ
ーン２と一次元センサアレイはＸ方向に於いて共役関係
となっている。但し、必ずしも共役関係にある必要はな
い。

又、本実施例に於いてシリンドリカルレンズ１４を省略
し、−次元センサアレイ１０を回転円板１に近接配置す
ることも可能である。

第４図（Ｂ）に於いて、半導体レーザ６から射出した発
散光束は、光軸に対して傾けて置かれた平行平板１１に
入射する。上記発散光束は平行平板１１を発散した状態
で通過し、シリンドリカルレンズ８に入射する。

シリンドリカルレンズ８は上記発散光束を図中矢印Ｘ方
向にのみ集光し、回転円板１上の情報パターン２を線状
光束にて照明する。ここでも線状光束のＸ方向の幅は、
情報パターン２を成す反射性の矩形パターン列のＹ方向
の幅より小さくなっている。

情報パターン２の矩形パターン列で反射された反射光束
はシリンドリカルレンズ８に入射し、Ｘ方向に発散した
状態から収れん状態に変換されて平行平板１１で反射さ
れる。但し、Ｘ方向へは常に発散した状態のままで平行
平板１１により反射される。

従って、平行平板１１で反射された光束は一次元センサ
アレイ１２に入射し、この−次元センサアレイ１２へ情
報パターン２の像を拡大投影する。

即ち、第４図（Ｂ）に於りるシリンドリカルレンズ８は
、第４図（Ａ）に於けるシリンドリカルレンズ８と第２
のシリンドリカルレンズ１４の双方の機能を果すことに
なる。この様に構成することにより、半導体レーザ６、
平行平板１１゜シリンドリカルレンズ８．−次元センサ
アレイ１２のわずか４個の部品から成る装置で、高精度
且つ高分解能の反射型のエンコーダを提供出来る。

又、第３図及び第４図（Ａ）に示す透過型のエンコーダ
も本実施例同様の部品数で装置を構成しており、装置の
小型化、低価格化が十分に図れる。

〔発明の効果〕

以上、本発明に係る光学的情報再生方法によれば、特定
方向に配列した複数のデータ要素に対し、該データ要素
の上記配列方向と略直交する方向の幅以下の狭い幅を有
する線状光束で複数のデータ要素を照明して光学的に情
報を再生することにより、複数のデータ要素から成る情
報を常時精度良く再生することが出来る。

又、通常、上記配列方向と略直交する方向にデータ要素
から成る情報か配列しており、この様な場合の隣接する
データ要素列間を明確に分離することが可能で、データ
要素を微小パターンで構成し且つデータ要素列のピッチ
を小さくしても高い分解能で各データ要素列を読み出す
ことが出来る。

一方、上記方法を用いた本発明の絶対位置検出装置は、
位置情報を示すデータ要素列を微小なるパターンで形成
して回転又は移動する物体上に狭いピッチで配列出来る
為、各データ要素を形成するトラックの数を大幅に増や
すことが出来、高分解能を有する絶対位置検出装置を提
供出来る。

又、上記理由から再生装置自体の小型化、簡便化も容易
に達成出来る為、小型且つ高分解能のアブソリュートタ
イプのエンコーダを提供することが可能になった。

更に、情報を示すデータ要素列をセンサ上に拡大投影す
る様な構成とすることにより、各デー夕要素を分離良く
検出可能な為、各データ要素を更に微小なるパターンで
形成出来、上記トラック数を増加させることが可能とな
る。

尚、本発明によれば、半導体レーザの如き微小発光点を
有す光源手段を用いることにより、良好に集光された線
状光束を得て上記種々の効果を得ることが出来た。とり
わけ半導体レーザは小型且つ安価な光源として有用であ
り、本発明に好適な部材である。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）は夫々本発明方法を利用した絶対
位置検出装置の一例を示す光学系概略図。 第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は夫々本発明方法を利用
した絶対位置検出装置の他の実施例を示す光学系概略図
。 第３図は第２図（Ｃ）に示す装置の変形例を示し、透過
型のロータリエンコーダを示す光学系概略図。 第４図（Ａ）、（Ｂ）は夫々第２図に示す装置の他の変
形例を示し、透過型及び反射型のロータリエンコーダを
示す光学系概略図。 第５図は従来のアブソリュートタイプのロータリエンコ
ーダを示す概略構成図。 １　−−−−−一回転円板 ２　−−−−−一情報パターン ６　−−−−−一半導体レーザ ７−−−−−−コリメータレンズ ８　−−−−−−シリンドリカルレンズ９　−−−−−
一集光レンズ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）特定方向に配列した複数のデータ要素から成る情
   報を光学的に再生する方法であって、上記データ要素の
   上記配列方向と略直交する方向に集光された、狭い幅を
   有する線状光束で上記複数のデータ要素を照明し、 上記データ要素で反射した光束又は透過した光束を光電
   変換素子で受光し、 上記光電変換素子からの出力信号を用いて上記データ要
   素から成る情報を再生する光学的情報再生方法。
2. （２）絶対位置を示す情報パターンが、回転方向又は移
   動方向に沿って形成された物体に光束を指向する為の光
   源手段と、 上記情報パターンを成す特定方向に配列した複数のデー
   タ要素を、該データ要素の上記配列方向と略直交する方
   向に集光された、狭い幅を有する線状光束で照明する為
   の光学手段と、上記データ要素で反射した光束又は透過
   した光束を受光し、上記物体の絶対位置に対応する信号
   を出力する為の光電変換手段と、を有する絶対位置検出
   装置。