KR20080056111A - 엔코더 및 엔코더용 수광장치 - Google Patents

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Abstract

스케일에 대한 피(被)검출광의 조사위치가 기준에서부터 어긋난 경우에서도 절대각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있는 엔코더(encoder) 및 이와 같은 엔코더에 이용하는 엔코더용 수광(受光)장치를 제공한다.
엔코더(1)에서는 일직선 모양의 광투과부(17)에 피검출광을 투과시키는 것에 의해, 스케일판(11)에 있어서, 배열 라인(L1, L2)의 서로 이간한 일부를 포함하는 영역에 피검출광이 조사되는 명부(明部)(19)가 형성되고, 다른 영역에 피검출광이 조사되지 않는 암부(暗部)(20)가 형성된다. 따라서, 광강도 피크(P1, P2) 사이의 상대각도(기준 상대각도)는 광투과부(17)의 형상으로부터 일의적으로 산출할 수 있다. 거기서, 엔코더(1)에서는 각도 검출시의 상대각도와 기준 상대각도의 편차량을 보정량 α°로서 산출하는 것에 의해, 스케일판(11)에 대한 피검출광의 조사위치가 기준에서부터 어긋난 경우에서도 절대각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.

Description

엔코더 및 엔코더용 수광장치{ENCODER AND LIGHT RECEIVING DEVICE FOR ENCODER}
본 발명은 광학식의 엔코더(encoder) 및 엔코더용 수광(受光)장치에 관한 것이다.
종래의 광학식의 엔코더로서, 예를 들면 특허문헌 1에 기재한 광학식 엔코더가 있다. 이 종래의 엔코더는 다른 회절(回折) 패턴을 가지는 격자창이 환상(環狀)으로 배치된 광학 스케일을 가지고 있고, 슬릿(slit)을 통하여 격자창에 조사한 피(被)검출광의 회절 패턴을 이미지 센서로 촬상(撮像)한다. 그리고, 촬상한 회절 패턴으로부터 격자창을 특정함과 동시에, 화상 안에 있어서의 회절 패턴의 위치에 근거하여 격자창의 위치를 특정하여, 측정대상물의 절대각도를 검출한다.
[특허문헌 1] 일본국 특공평8-10145호 공보
<발명이 해결하고자 하는 과제>
그렇지만, 상술한 종래의 광학식의 엔코더에서는 특정된 각 격자창의 위치로부터 직접 절대각도의 검출을 실시하고 있다. 그 때문에, 예를 들면 스케일의 원판 가공의 곤란성이나 그 후의 경시(經時) 변화 등에 의해서 광학계를 구성하는 각부재의 배치 관계가 어긋나, 스케일에 대한 피검출광의 조사위치가 기준으로부터 어긋나 버리면, 절대각도의 검출 정밀도가 저하한다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 과제의 해결을 위해서 이루어진 것으로, 스케일에 대한 피검출광의 조사위치가 기준으로부터 어긋난 경우에서도 절대각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있는 엔코더 및 이와 같은 엔코더에 이용하는 엔코더용 수광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
상기 과제의 해결을 위해, 본 발명에 관한 엔코더는 회전체와, 회전체에 대해서 피검출광을 출사(出射)하는 광원장치와, 복수의 수광소자가 배열된 스케일 및 회전체를 경유하여 수광소자에 입사(入射)하는 피검출광의 광강도에 근거하는 출력신호를 출력하는 출력부를 가지는 수광장치를 구비하고, 수광소자는 환상의 배열 라인에 따라서 스케일에 배열되어 회전체는, 스케일에 있어서, 배열 라인의 서로 이간하는 일부를 포함한 영역을 피검출광이 조사되는 명부(明部, bright section)으로 하고, 배열 라인의 일부를 제외한 다른 부분을 포함하는 영역을 피검출광이 조사되지 않는 암부(暗部)로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
이 엔코더는 복수의 수광소자가 환상으로 배열된 스케일에 있어서, 배열 라인의 서로 이간한 일부를 포함하는 영역을 피검출광이 조사되는 명부로 하고, 배열 라인의 일부를 제외한 다른 부분을 포함하는 영역을 피검출광이 조사되지 않는 암부로 하는 회전체를 가지고 있다. 따라서, 수광소자로부터의 출력신호의 1차원 프로파일(profile)로부터는 적어도 2개의 광강도 피크(peak)가 얻어지고, 1개의 광강도 피크에 대응하는 수광소자를 특정하는 것에 의해 절대각도를 산출할 수 있다. 한편, 1개의 광강도 피크와 다른 광강도 피크 사이의 상대각도(기준 상대각도)는 스케일에 형성되는 명부의 형상으로부터 미리 파악해 둘 수 있다. 여기서, 스케일에 대한 피검출광의 조사위치가 기준으로부터 어긋나 있는 경우, 각도 검출시에 있어서의 광강도 피크 사이의 상대각도는 기준 상대각도로부터 일정량 어긋나게 된다. 그래서, 이 엔코더에서는 상대각도의 편차량을 보정량으로 하여 산출하고, 1개의 광강도 피크로부터 구한 절대각도에 대해서 보정량을 가감하는 것에 의해, 스케일에 대한 피검출광의 조사위치가 기준으로부터 어긋난 경우에서도 절대각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또, 회전체에는 일직선 모양의 광투과부가 형성되고 있고, 명부는 광투과부를 통과한 피검출광에 의해서 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 출력신호의 1차원 프로파일로부터는 2개의 광강도 피크가 얻어지고, 그 기준 상대각도는 일의적(一義的)으로 180°가 된다. 따라서, 보정량의 산출을 용이화할 수 있다.
또, 광투과부는 일단측의 폭과 타단측의 폭이 차이가 나는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 2개의 광강도 피크의 폭(반값 폭)에 차이가 생기므로, 이러한 광강도 피크를 구별할 수 있다. 이것에 의해, 엔코더의 각도 검출 범위의 광범화가 가능하게 된다.
또, 회전체에는 일직선 모양의 광반사부가 형성되어 있고, 명부는 광반사부에서 반사한 피검출광에 의해서 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또, 광투과부는 슬릿인 것이 바람직하다. 이 경우, 광투과부의 구성이 간단화되어 엔코더의 저비용화를 실현할 수 있다.
또, 광반사부는 일단측의 폭과 타단측의 폭이 차이가 나는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 2개의 광강도 피크의 폭(반값 폭)에 차이가 생기므로, 이러한 광강도 피크를 구별할 수 있다. 이것에 의해, 엔코더의 각도 검출 범위의 광범화가 가능하게 된다.
또, 수광소자는 배열 라인에 따라서 지그재그 모양으로 배열되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 스케일을 소형으로 유지하면서, 각도 검출의 분해기능을 향상시킬 수 있다.
또, 스케일에 있어서, 수광소자가 배열된 영역을 제외한 영역에는 광흡수막이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 피검출광의 다중반사 등의 영향을 완화할 수 있어, 수광소자로부터 얻어지는 출력신호의 1차원 프로파일의 SN비를 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명에 관한 엔코더용 수광장치는 복수의 수광소자가 배열된 스케일과 수광소자에 입사하는 피검출광의 광강도에 근거하는 출력신호를 출력하는 출력부를 구비하고, 수광소자는 환상의 배열 라인에 따라서 스케일에 배열되며, 스케일에 있어서, 수광소자가 배열된 영역을 제외한 영역에는 광흡수막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이 엔코더용 수광장치에서는 광원장치 사이에 회전체를 개재시키는 것에 의해, 복수의 수광소자가 환상으로 배열된 스케일에 있어서, 배열 라인의 서로 이간한 일부를 포함하는 영역을 피검출광이 조사되는 명부로 하고, 배열 라인의 일부를 제외한 다른 부분을 포함하는 영역을 피검출광이 조사되지 않는 암부로 할 수 있다. 따라서, 수광소자로부터의 출력신호의 1차원 프로파일로부터는 적어도 2개의 광강도 피크가 얻어지고, 1개의 광강도 피크에 대응하는 수광소자를 특정하는 것에 의해 절대각도를 산출할 수 있다. 한편, 1개의 광강도 피크와 다른 광강도 피크 사이의 상대각도(기준 상대각도)는 스케일에 형성되는 명부의 형상으로부터 미리 파악해 둘 수 있다. 여기서, 스케일에 대한 피검출광의 조사위치가 기준으로부터 어긋나 있는 경우, 각도 검출시에 있어서의 광강도 피크 사이의 상대각도는 기준 상대각도로부터 일정량 어긋나게 된다. 그래서, 이 엔코더용 수광장치에서는 상대각도의 편차량을 보정량으로서 산출하고, 1개의 광강도 피크로부터 구한 절대각도에 대해서 보정량을 가감하는 것에 의해, 스케일에 대한 피검출광의 조사위치가 기준으로부터 어긋난 경우에서도 절대각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또, 출력부는 광강도에 근거하는 출력신호를 수광소자로부터 순차 출력시키는 쉬프트 레지스터(shift register)를 가지고, 쉬프트 레지스터는 배열 라인의 안쪽에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 배열 라인의 안쪽에 있는 남은 스페이스에 쉬프트 레지스터를 배치하는 것에 의해, 스케일을 소형화하는 것이 가능하게 된다.
또, 수광소자는 배열 라인에 따라서 지그재그 모양으로 배열되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 스케일을 소형으로 유지하면서, 각도 검출의 분해기능을 향상시킬 수 있다.
<발명의 효과>
본 발명에 관한 엔코더 및 엔코더용 수광장치에 의하면, 스케일에 대한 피검출광의 조사위치가 기준으로부터 어긋난 경우에서도 절대각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 엔코더를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 엔코더의 광학계를 나타내는 사시도이다.
도 3은 수광장치의 평면도이다.
도 4는 치차 부착 회전판의 평면도이다.
도 5는 광투과부와 스케일의 배치 관계를 나타내는 도이다.
도 6은 도 1에 나타낸 엔코더에 의해서 측정대상물의 절대각도를 검출할 때의 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 피검출광의 광강도의 1차원 프로파일을 나타내는 도이다.
도 8은 위치 편차가 생기고 있는 경우의 광투과부와 스케일의 배치 관계를 나타내는 도이다.
도 9는 위치 편차가 생기고 있는 경우의 피검출광의 광강도의 1차원 프로파일을 나타내는 도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 엔코더를 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 엔코더를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11에 나타낸 엔코더의 광학계를 나타내는 사시도이다.
도 13은 수광장치의 평면도이다.
도 14는 치차 부착 슬릿판의 평면도이다.
도 15는 슬릿과 스케일의 배치 관계를 나타내는 도이다.
도 16은 도 11에 나타낸 엔코더에 의해서 측정대상물의 절대각도를 검출할 때의 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 17은 피검출광의 광강도의 1차원 프로파일을 나타내는 도이다.
도 18은 위치 편차가 생기고 있는 경우의 슬릿과 스케일의 배치 관계를 나타내는 도이다.
도 19는 위치 편차가 생기고 있는 경우의 피검출광의 광강도의 1차원 프로파일을 나타내는 도이다.
도 20은 변형예에 관한 슬릿의 평면도이다.
<부호의 설명>
1, 30 … 엔코더, 6 … LED(광원장치), 7 … 수광장치, 8, 31 … 치차(齒車) 부착 회전판(회전체), 10 … PD(수광소자), 11 … 스케일판, 12 … 출력부, 13 … 쉬프트 레지스터, 17 … 광투과부, 18 … 광흡수막, 19 … 명부, 20 … 암부, 32 … 광반사부, L1 … 제 배열 라인, L2 … 제2 배열 라인, W1 … 광투과부의 일단측의 폭, W2 … 광투과부의 타단측의 폭, W3 … 광반사부의 일단측의 폭, W4 … 광반사부의 타단측의 폭, 101 … 엔코더, 106 … LED(광원장치), 107 … 수광장치, 108 … 치차 부착 슬릿판(회전체), 110 … PD(수광소자), 111 … 스케일판, 112 … 출력부, 113 … 쉬프트 레지스터, 117, 120 … 슬릿(광투과부), L101 … 제 배열 라인, L102 … 제2 배열 라인, W101 … 일단측의 슬릿 폭, W102 … 타단측의 슬릿 폭, X … 광축
<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 관한 엔코더 및 엔코더용 수광장치의 바람직한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.
[제1 실시 형태]
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 엔코더를 나타내는 사시도이다. 도 1에 나타내는 엔코더(1)는 이른바 앱솔루트(absolute)형의 로타리 엔코더이고, 예를 들면 자동차의 핸들이라고 한 측정대상물(도시하지 않음)의 절대각도를 검출하는 디바이스(device)이다. 이 엔코더(1)는 측정대상물에 연결되는 회전축(2)과, 이 회전축(2)에 고정된 치차 부착 원판(3)을 구비하고 있다. 치차 부착 원판(3)은 측정대상물과 연동하는 회전축(2)의 회전에 수반하여 화살표 A방향으로 회전한다.
도 2는 엔코더(1)의 광학계(S)를 나타내는 사시도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 엔코더(1)의 광학계(S)는 피검출광을 출사하는 점(点)광원의 LED(광원장치)(6)와, LED(6)에 대향하도록 배치되고, 피검출광을 수광하는 수광장치(엔코더용 수광장치)(7)와, 치차 부착 원판(3)과 치합(齒合)하는 치차 부착 회전판(회전체)(8)과, 치차 부착 회전판(8)을 사이에 두도록 배치된 한 쌍의 평행 렌즈(9A, 9B)로 구성되어 있다.
수광장치(7)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 PD(수광소자)(10)가 배열되어 이루어지는 스케일판(11)과, 각 PD(10)로부터의 출력신호를 출력하는 출력부(12)를 가지고 있다. 스케일판(11)에는 동심원 모양의 제1 배열 라인(L1) 및 제2 배열 라인(L2)이 설정되어 있고, 각 PD(10)는 각 배열 라인(L1, L2)에 걸쳐 둥근 환상 또한 지그재그 모양으로 배치되어 있다. 그리고, 각 PD(10)에는 1번째의 PD 101(0°)로부터 최종번째의 PD 10n(359.5°)까지, 예를 들면 시계방향으로 0.5°마다 각도 정보가 할당되어 있다. 또, 스케일판(11)의 표면에 있어서, PD(10)가 배열된 영역을 제외한 영역에는 예를 들면 카본을 함유하는 흑색의 수지로 이루어지는 광흡수막(18)이 인쇄 등에 의해서 형성되어 있다.
출력부(12)는 복수(본 실시 형태에서는 4개)의 쉬프트 레지스터(13)와, 비디오 라인(14)과, 신호 처리부(16)를 가지고 있다. 각 쉬프트 레지스터(13)는 각 배열 라인(L1, L2)보다 안쪽에서 스케일판(11)과 동심으로 대략 직사각형으로 배치되고, 각 PD(10)에 대해서 수광한 피검출광의 광강도에 근거하는 출력신호를 출력시키기 위한 주사신호를 공급한다. 또, 비디오 라인(14)은 각 배열 라인(L1, L2)보다 외측에서 동심원 모양으로 배치되고, 각 PD(10)로부터의 출력신호를 신호 처리부(16)로 출력한다. 그리고, 신호 처리부(16)는 비디오 라인(14)을 통하여 각 PD(10)로부터 수취한 출력신호를 외부 출력한다. 또한, 각 쉬프트 레지스터(13)로의 구동 신호의 공급 라인(도시하지 않음)은, 예를 들면, PD 101과 PD 10n 사이에 접속되어 있다.
한편, 치차 부착 회전판(8)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, LED(6)로부터 출사한 피검출광의 일부를 통과시키는 광투과부(17)를 가지고 있다. 이 광투과부(17)는, 예를 들면 유리에 의해, 치차 부착 회전판(8)의 중심을 통과하도록 일직선 모 양으로 형성되어 있다. 또, 광투과부(17)는, 일단측으로부터 타단측으로 향하여 서서히 폭이 작아지도록 형성되고, 일단측의 폭(W1)은 타단측의 폭(W2)의 약 2배 정도로 되어 있다. 또한, 치차 부착 회전판(8)의 표면에 있어서, 광투과부(17)를 제외한 영역에는 광흡수막 18과 동일한 재료로 이루어지는 광흡수막(21)이 형성되어 있다.
이 광투과부(17)는 측정대상물이 회전하면, 치차 부착 원판(3)과 치차 부착 회전판(8)과의 협동에 의해, 도 1에 나타내는 바와 같이, 피검출광의 광축(X) 주위에 화살표 B 방향으로 회전한다. 광투과부(17)를 통과한 피검출광은 광투과부(17)의 형상과 마찬가지로 일직선 모양이 된다. 이것에 의해, 도 5에 나타내는 바와 같이, 스케일판(11) 가운데, 배열 라인(L1, L2)의 서로 이간하는 일부를 포함하는 영역, 즉, 배열 라인(L1, L2)과 광투과부(17)의 일단측 및 타단측이 교차하는 부분을 포함하는 직선 상태의 영역에 피검출광이 조사되는 명부(19)가 형성된다. 또, 피검출광 가운데, 광투과부(17)를 통과하지 않은 부분은 광흡수막(21)에 의해서 흡수된다. 이것에 의해, 스케일판(11) 가운데, 명부(19)를 제외한 영역에는 피검출광이 조사되지 않는 암부(20)가 형성된다.
이와 같은 광학계(S)에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 점광원인 LED(6)로부터 피검출광이 출사되면, 이 피검출광이 평행 렌즈 9A에 의해서 평행 광속화(光束化) 되어, 광투과부(17)에 입사한다. 광투과부(17)를 통과하여 일직선 모양이 된 피검출광은 평행 렌즈 9B에 의해서 수속(收束)되고, 이 피검출광의 일단측과 타단측이 둥근 환상으로 배열된 각 PD(10)에 대해서 2개소에서 입사한다. 각 PD(10)로 부터는 수광한 피검출광의 광강도에 근거하는 출력신호가 각각 출력되어, 신호 처리부(16)로부터 외부 출력된다.
다음에, 도 6에 나타내는 플로우차트를 참조하면서, 상술한 구성을 가지는 엔코더(1)에 의해서 측정대상물의 절대각도를 검출할 때의 처리에 대해 설명한다.
우선, 각 PD(10)로부터 얻어지는 출력신호를 각각 수집하고, 각 PD(10)에 대한 피검출광의 광강도의 1차원 프로파일을 취득한다(스텝 S01). 이 때, 엔코더(1)에서는, 광투과부(17)를 통과한 피검출광은 둥근 환상으로 배열된 각 PD(10)에 대해서 2개소에서 입사하므로, 1차원 프로파일을 해석하면, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 서로 이간하는 2개의 광강도 피크(P1, P2)가 얻어지게 된다. 또, 엔코더(1)에서는 광투과부(17)의 일단측의 폭(W1)이 타단측의 폭(W2)의 약 2배이므로, 광강도 피크 P1은 광강도 피크 P2의 약 2배의 반값 폭을 가지고 있다.
다음에, 소정의 컴퍼레이터 레벨(comparator level)에 근거하여, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 얻어진 광강도 피크(P1, P2)를 2치화(値化) 한다(스텝 S02). 이 후, 2치화 한 광강도 피크 P1의 반값 중심에 대응하는 PD(10)를 절대각도를 결정하기 위한 기준점으로 하고, 광강도 피크 P2의 반값 중심에 대응하는 PD(10)를 광강도 피크 P1, P2 사이의 상대각도를 결정하기 위한 상대점으로 한다. 그리고, 각 PD(10)에 할당된 각도 정보에 근거하여, 기준점 및 상대점의 각도를 검출한다(스텝 S03).
여기서, 엔코더(1)에 있어서는 광투과부(17)가 일직선 모양으로 형성되어 있다. 그 때문에, 스케일판(11)에 대한 광투과부(17)의 위치 편차가 생기지 않은 경 우에는 기준점과 상대점 사이의 상대각도(이하, 「기준 상대각도」라고 칭함)는 일의적으로 180°로 산출된다. 한편, 도 8에 나타내는 바와 같이, 치차 부착 회전판(8)의 축 편차 및 회전 편차 등에 의해, 스케일판(11)에 대한 광투과부(17)의 위치 편차가 생기고 있는 경우에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 기준점의 위치가 α°만큼 진정한 위치로부터 어긋난다. 그 때문에, 검출시의 기준점과 상대점 사이의 상대각도는 180° + α°로 산출된다.
그래서, 기준 상대각도와 검출시의 상대각도의 차 α°가 생긴 경우에는 이 α°를 각도 차이의 보정량으로서 산출한다(스텝 S04). 그리고, 스텝 S03에서 검출한 기준점 각도로부터 보정량 α°를 가산(또는 감산)하는 것에 의해, 기준점에 있어서의 절대각도를 산출한다(스텝 S05).
이상 설명한 바와 같이, 엔코더(1)에서는 치차 부착 회전판(8)에 형성된 일직선 모양의 광투과부(17)에 피검출광을 투과시키는 것에 의해, 스케일판(11)에 있어서, 배열 라인(L1, L2)의 서로 이간한 일부를 포함하는 영역에 피검출광이 조사되는 명부(19)가 형성되고, 다른 영역에 피검출광이 조사되지 않는 암부(20)가 형성된다. 따라서, PD(10)로부터의 출력신호의 1차원 프로파일로부터 2개의 광강도 피크(P1, P2)가 얻어지고, 한쪽의 광강도 피크 P1에 대응하는 PD(10)를 특정하는 것에 의해 절대각도를 산출할 수 있다.
한편, 광강도 피크(P1, P2) 사이의 상대각도(기준 상대각도)는 광투과부(17)의 형상으로부터 일의적으로 180°로 산출할 수 있다. 여기서, 스케일판(11)에 대한 피검출광의 조사위치가 기준에서부터 어긋나 있는 경우, 각도 검출시에 있어서 의 광강도 피크(P1, P2) 사이의 상대각도는 기준 상대각도로부터 일정량 어긋나게 된다. 그래서, 이 엔코더(1)에서는 상대각도의 편차량을 보정량 α°로서 산출하고, 광강도 피크 P1으로부터 구한 절대각도에 대해서 보정량 α°를 가감하는 것에 의해, 스케일판(11)에 대한 피검출광의 조사위치가 기준에서부터 어긋난 경우에서도 절대각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또, 엔코더(1)에서는 광투과부(17)가 일직선 모양이므로, 그 형성이 용이하고, 엔코더(1)의 저비용화를 실현할 수 있다. 또, 광투과부(17)가 유리로 형성되어 있기 때문에, 슬릿을 이용하는 경우에 비하면, 먼지에 의한 눈 막힘이 생기기 어렵고, 장기간의 사용에 의해서도 출력신호의 레벨 저하 등에 의한 절대각도의 검출 정밀도의 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 광투과부(17)는 그 일단측의 폭(W1)과 타단측의 폭(W2)이 차이가 난다. 그 때문에, 각 PD(10)로부터 얻어지는 출력신호의 1차원 프로파일을 해석하면, 다른 반값 폭을 가지는 광강도 피크(P1, P2)가 얻어진다. 이것에 의해, 기준점과 상대점을 서로 구별할 수 있어, 스케일 전 둘레에 걸친 광범위한 각도 검출이 가능하게 된다.
한편, 수광장치(7) 측에서는 각 PD(10)에 입사하는 피검출광의 광강도에 근거하는 출력신호를 외부 출력한다고 한 간소한 처리만을 행하므로, 신호 처리가 신속하게 된다. 또, 프레임 메모리 등도 불필요하며, 수광장치(7)의 소형화 및 저비용화가 도모된다. 또한, 수광장치(7)에서는, 각 쉬프트 레지스터(13)는 배열 라인(L1, L2)의 안쪽에서 스케일판(11)과 동심으로 대략 직사각형으로 배치되어 있다. 이와 같이, 배열 라인(L1, L2)의 안쪽에 있는 잉여 스페이스에 각 쉬프트 레지 스터(13)를 배치하는 것에 의해, 수광장치(7)는 한층 더 소형화가 도모된다.
또, 스케일판(11)에 있어서, 각 PD(10)는 둥근 환상의 각 배열 라인(L1, L2)에 걸쳐 지그재그 모양으로 배열되어 있다. 이와 같은 PD(10)의 배치에 의해, 스케일판(11)을 소형으로 유지하면서, 각도 검출의 분해기능을 향상시킬 수 있다. 이것에 더하여, 스케일판(11)의 표면에 있어서, PD(10)가 배열된 영역을 제외한 영역에는 광흡수막(18)이 형성되어 있다. 이것에 의해, 피검출광의 다중반사 등의 영향을 완화 할 수 있고, 각 PD(10)로부터 얻어지는 출력신호의 1차원 프로파일의 SN비를 향상시킬 수 있다.
[제2 실시 형태]
이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 엔코더에 대해서 설명한다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 엔코더(30)는 스케일판(11)에 명부(19) 및 암부(20)를 형성함에 즈음하여, LED(6)로부터 출사한 피검출광을 치차 부착 회전판(31)의 광반사부(32)로 반사시키는 점에서 피검출광을 치차 부착 회전판(8)의 광투과부(17)로부터 통과시키는 제1 실시 형태와 차이가 있다.
즉, 엔코더(30)의 광학계(Sa)에 있어서, 치차 부착 회전판(31)은 LED(6)로부터 출사한 피검출광의 일부를 반사시키는 광반사부(32)를 가지고 있다. 광반사부(32)는 예를 들면 알루미늄 박막에 의해, 치차 부착 회전판(31)의 중심을 통과하도록 일직선 모양으로 형성되어 있다. 또, 광반사부(32)는 제1 실시 형태에 있어서의 광투과부(17)와 마찬가지로, 일단측으로부터 타단측으로 향하여 서서히 폭이 작아지도록 형성되고, 광반사부(32)의 일단측의 폭(W3)은 타단측의 폭(W4)의 약 2배 정도로 되어 있다. 또한, 치차 부착 회전판(31)에 있어서, 광반사부(32)를 제외한 부분에는 예를 들면 카본을 함유하는 흑색의 수지로 이루어지는 광흡수막(33)이 인쇄 등에 의해서 형성되어 있다. 그리고, LED(6)는 수광장치(7)에 있어서의 스케일판(11)의 중앙 부분에 배치되어 있다.
이 엔코더(30)에서는 LED(6)로부터 치차 부착 회전판(31)을 향하여 피검출광이 출사되면, 이 피검출광 가운데, 광반사부(32)에 닿은 일직선 모양의 부분이 수광장치(7) 측으로 반사한다. 이것에 의해, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 스케일판(11)에 있어서, 배열 라인(L1, L2)의 서로 이간하는 일부를 포함한 영역, 즉, 배열 라인(L1, L2)과 광반사부(32)의 일단측 및 타단측이 교차하는 부분을 포함하는 직선 상태의 영역에 피검출광이 조사되는 명부(19)가 형성된다(도 5 참조). 또, 피검출광 가운데, 광반사부(32)에 닿지 않았던 부분은 광흡수막(33)에 의해서 흡수된다. 이것에 의해, 스케일판(11) 가운데, 명부(19)를 제외한 영역에는 피검출광이 조사되지 않는 암부(20)가 형성된다. 각 PD(10)에서는 수광된 피검출광의 광강도에 근거하는 출력신호가 각각 출력되어, 신호 처리부(16)로부터 외부 출력된다. 따라서, 이 엔코더(30)에 있어서도, 제1 실시 형태와 동일한 순서에 따라서 피검출광의 출력신호의 1차원 프로파일을 해석하는 것에 의해, 스케일판(11)에 대한 피검출광의 조사위치가 기준에서부터 어긋난 경우에서도 측정대상물의 절대각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또, 엔코더(30)에서는 명부(19) 및 암부(20)의 형성에 즈음하여 일직선 모양의 광반사부(32)를 이용하고 있으므로, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 먼지에 의한 눈 막힘이 생기기 어렵다. 따라서, 장기간에 걸쳐서 사용한 경우에서도 출력신호의 레벨 저하 등에 의한 절대각도의 검출 정밀도의 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 스케일판(11) 측에 LED(6)를 배치하는 것이 가능해지므로, 광학계(Sa)의 소형화가 도모된다. 이것에 더하여, 광반사부(32)는 일단측의 폭(W3)과 타단측의 폭(W4)이 차이가 난다. 그 때문에, 각 PD(10)로부터 얻어지는 출력신호의 1차원 프로파일을 해석하면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 다른 반값 폭을 가지는 2개의 광강도 피크가 얻어진다. 이것에 의해, 기준점과 상대점을 서로 구별할 수 있어, 스케일 전 둘레에 걸친 광범위한 각도 검출이 가능하게 된다.
본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 실시 형태에 관한 엔코더(1)에서는 치차 부착 회전판(8)에 있어서, 광투과부(17)를 제외한 영역에는 광흡수막(21)을 형성하고 있지만, 광흡수막(21)에 대신해 광반사막(도시하지 않음)을 형성하여도 좋다. 이 경우, 광투과부(17)를 통과하지 않는 피검출광은 광반사막에 의해서 수광장치(7)의 반대 측으로 반사하므로, 각 PD(10)로부터 얻어지는 출력신호의 1차원 프로파일의 SN비를 향상시킬 수 있다.
또, 엔코더(1) 및 엔코더(30)에 있어서, 스케일판(11)에 형성하는 명부(19)와 암부(20)의 형성 패턴을 반전시키도록 하여도 좋다. 즉, 엔코더(1)에 있어서, 치차 부착 회전판(8)의 광투과부(17)의 형성 위치에 광흡수막(또는 광반사막)을 형성하고, 그 외의 영역에 광투과부를 형성하여도 좋다. 마찬가지로, 엔코더(30)에 있어서, 치차 부착 회전판(31)의 광반사막(32)의 형성 위치에 광투과부(또는 광흡수막)를 형성하고, 그 외의 영역에 광반사부를 형성하여도 좋다.
이 경우, 각 PD(10)로부터 얻어지는 출력신호의 1차원 프로파일은 상술한 실시 형태의 경우와 반전하지만, 광강도 피크(P1, P2) 대신에 얻어지는 2개의 보텀(bottom)에 근거하여, 상술한 스텝 S01 ~ 스텝 S05와 동일한 처리를 실시하는 것에 의해, 스케일판(11)에 대한 피검출광의 조사위치가 기준에서부터 어긋난 경우에서도 측정대상물의 절대각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
[제3 실시 형태]
이어서, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 엔코더에 대해서 설명한다.
도 11은 본 발명에 관한 엔코더의 일실시 형태를 나타내는 사시도이다. 도 11에 나타내는 엔코더(101)는 이른바 앱솔루트형의 로타리 엔코더이고, 예를 들면 자동차의 핸들이라고 한 측정대상물(도시하지 않는다)의 절대각도를 검출하는 디바이스이다. 이 엔코더(101)는 측정대상물에 연결되는 회전축(102)과, 이 회전축(102)에 고정된 치차 부착 원판(103)을 구비하고 있다. 치차 부착 원판(103)은 측정대상물과 연동하는 회전축(102)의 회전에 수반하여, 화살표 A방향으로 회전한다.
도 12는 엔코더(101)의 광학계(Sb)를 나타내는 사시도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 엔코더(101)의 광학계(Sb)는 피검출광을 출사하는 점광원의 LED(광원장치)(106)와, LED(106)에 대향하도록 배치되고, 피검출광을 수광하는 수광장치(엔코더용 수광장치)(107)와, 치차 부착 원판(103)과 치합하는 치차 부착 슬릿판(회전체)(108)과, 치차 부착 슬릿판(108)을 사이에 두도록 배치된 한 쌍의 평행 렌즈(109A, 109B)로 구성되어 있다.
수광장치(107)는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 복수의 PD(수광소자)(110)가 배열되어 이루어지는 스케일판(111)과, 각 PD(110)로부터의 출력신호를 출력하는 출력부(112)를 가지고 있다. 스케일판(111)의 가장자리에는 동심원 모양의 제1 배열 라인(L101) 및 제2 배열 라인(L102)이 설정되어 있고, 각 PD(110)는 각 배열 라인(L1, L2)에 걸쳐 둥근 환상으로 또한 지그재그 모양으로 배치되어 있다. 그리고, 각 PD(110)에는 1번째의 PD(1101)(0°)로부터 최종 번째의 PD(110n)(359.5°)까지, 예를 들면 시계방향으로 0.5°마다 각도 정보를 할당되어 있다.
출력부(112)는 복수(본 실시 형태에서는 4개)의 쉬프트 레지스터(113)와, 비디오 라인(114)과, 신호 처리부(116)를 가지고 있다. 각 쉬프트 레지스터(113)는 각 배열 라인(L101, L102)보다 안쪽에서 스케일판(111)과 동심으로 대략 직사각형으로 배치되고, 각 PD(110)에 대해서 수광한 피검출광의 광강도에 근거하는 출력신호를 출력시키기 위한 주사신호를 공급한다. 또, 비디오 라인(114)은 각 배열 라인(L101, L102)보다 바깥쪽에서 동심원 모양으로 배치되고, 각 PD(110)로부터의 출력신호를 신호 처리부(116)에 출력한다. 그리고, 신호 처리부(116)는 비디오 라인(114)을 통하여 각 PD(110)로부터 수취한 출력신호를 외부 출력한다. 또한, 각 쉬프트 레지스터(113)로의 구동 신호의 공급 라인(도시하지 않는다)은, 예를 들면, PD 1101과 PD 110n 사이에 접속되어 있다.
한편, 치차 부착 슬릿판(108)은, 도 14에 나타내는 바와 같이, LED(106)로부터 출사한 피검출광의 일부를 통과시키는 슬릿(117)을 가지고 있다. 이 슬릿(117) 은 치차 부착 슬릿판(108)의 중심을 통과하도록 일직선 모양으로 형성되어 있다. 또, 슬릿(117)은 일단측으로부터 타단측으로 향하여 서서히 슬릿 폭이 작아지도록 형성되고, 일단측의 슬릿 폭(W101)은 타단측의 슬릿 폭(W102)의 약 2배 정도로 되어 있다.
이 슬릿(117)은 측정대상물이 회전하면, 치차 부착 원판(103)과 치차 부착 슬릿판(108)의 협동에 의해, 도 11에 나타내는 바와 같이, 피검출광의 광축(X) 주위에 화살표 B방향으로 회전한다. 슬릿(117)을 통과한 피검출광은 슬릿(117)의 형상과 마찬가지로 일직선 모양이 되고, 도 15에 나타내는 바와 같이, 서로 슬릿 폭이 다른 일단측과 타단측의 2개소에서 각 배열 라인(L101, L102)과 교차한다.
이와 같은 광학계(Sb)에서는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 점광원인 LED(106)로부터 피검출광이 출사되면, 이 피검출광이 평행 렌즈 109A에 의해서 평행 광속화 되어, 슬릿(117)에 입사한다. 슬릿(117)을 통과하여 일직선 모양이 된 피검출광은 평행 렌즈 109B에 의해서 수속되고, 이 피검출광의 일단측과 타단측이 둥근 환상으로 배열된 각 PD(110)에 대해서 2개소에서 입사한다. 각 PD(110)로부터는 수광한 피검출광의 광강도에 근거하는 출력신호가 각각 출력되어, 신호 처리부(116)로부터 외부 출력된다.
다음에, 도 16에 나타내는 플로우차트를 참조하면서, 상술한 구성을 가지는 엔코더(101)에 의해서 측정대상물의 절대각도를 검출할 때의 처리에 대해 설명한다.
우선, 각 PD(110)로부터 얻어지는 출력신호를 각각 수집하고, 각 PD(110)에 대한 피검출광의 광강도의 1차원 프로파일을 취득한다(스텝 S101). 이 때, 엔코더(101)에서는, 슬릿(117)을 통과한 피검출광은 둥근 환상으로 배열된 각 PD(110)에 대해서 2개소에서 입사하므로, 1차원 프로파일을 해석하면, 도 17(a)에 나타내는 바와 같이, 서로 이간하는 2개의 광강도 피크(P101, P102)가 얻어지게 된다. 또, 엔코더(101)에서는 일단측의 슬릿 폭(W101)이 타단측의 슬릿 폭(W102)의 약 2배이므로, 광강도 피크 P101은 광강도 피크 P102의 약 2배의 반값 폭을 가지고 있다.
다음에, 소정의 컴퍼레이터 레벨에 근거하여, 도 17(b)에 나타내는 바와 같이, 얻어진 광강도 피크(P101, P102)를 2치화한다(스텝 S102). 이 후, 2치화한 광강도 피크 P101의 반값 중심에 대응하는 PD(110)를 절대각도를 결정하기 위한 기준점으로 하고, 광강도 피크 P102의 반값 중심에 대응하는 PD(110)를 광강도 피크 P101, P102 사이의 상대각도를 결정하기 위한 상대점으로 한다. 그리고, 각 PD(110)에 할당된 각도 정보에 근거하여, 기준점 및 상대점의 각도를 검출한다(스텝 S103).
여기서, 엔코더(101)에 있어서는 슬릿(117)이 일직선 모양으로 형성되어 있다. 그 때문에, 스케일판(111)에 대한 슬릿(117)의 위치 편차가 생기지 않은 경우에는, 기준점과 상대점 사이의 상대각도(이하, 「기준 상대각도」라고 칭함)는 일의적으로 180°로 산출된다. 한편, 도 18에 나타내는 바와 같이, 치차 부착 슬릿판(108)의 축 편차 및 회전 편차 등에 의해, 스케일판(111)에 대한 슬릿(117)의 위치 편차가 생기고 있는 경우에는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 기준점 의 위치가 α°만큼 진정한 위치로부터 어긋난다. 그 때문에, 검출시의 기준점과 상대점 사이의 상대각도는, 180° + α°로 산출된다.
그래서, 기준 상대각도와 검출시의 상대각도와의 차 α°가 생긴 경우에는 이 α°를 각도 차이의 보정량으로서 산출한다(스텝 S104). 그리고, 스텝 S103에서 검출한 기준점의 각도로부터 보정량 α°를 가산(또는 감산)하는 것에 의해, 기준점에 있어서의 절대각도를 산출한다(스텝 S105).
이상 설명한 바와 같이, 엔코더(101)에서는 스케일로서 환상으로 배열된 복수의 PD(110) 중 2개소에서 일직선 모양의 슬릿(117)을 통과한 피검출광을 검출한다. 이 때, 일직선 모양의 슬릿(117)의 형상으로부터, 피검출광의 광강도 피크 P101에 대응하는 기준점과 광강도 피크 P102에 대응하는 상대점 사이의 기준 상대각도는 일의적으로 180°로 산출할 수 있다. 따라서, 엔코더(101)에서는 스케일판(111)에 대한 슬릿(117)의 위치 편차가 생기고 있어도 각도 검출시에 있어서의 기준점과 상대점 사이의 상대각도와, 기준 상대각도의 편차량으로부터 보정량 α°를 산출하는 것에 의해, 측정대상물의 절대각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또, 엔코더(101)에서는 슬릿(117)이 일직선 모양이므로, 슬릿(117)의 형성이 용이하고, 엔코더(101)의 저비용화를 실현할 수 있다. 또한, 슬릿(117)은 일단측의 슬릿 폭(W101)과 타단측의 슬릿 폭(W102)이 차이가 나므로, 다른 반값 폭을 가지는 광강도 피크(P101, P102)가 얻어진다. 이것에 의해, 기준점과 상대점을 서로 구별할 수 있어, 스케일 전 둘레에 걸친 광범위한 각도 검출이 가능하게 된다.
또, 엔코더(101)에서는, 각 PD(110)는 둥근 환상의 각 배열 라인(L101, L102)에 걸쳐 지그재그 모양으로 배열되어 있다. 이와 같은 PD(110)의 배치에 의해, 스케일판(111)을 소형으로 유지하면서, 각도 검출의 분해기능을 향상시킬 수 있다.
한편, 수광장치(107) 측에서는 각 PD(110)에 입사하는 피검출광의 광강도에 근거하는 출력신호를 외부 출력한다고 한 간소한 처리만을 하므로, 신호 처리가 신속하게 된다. 또, 프레임 메모리 등도 불필요하고, 수광장치(107)의 소형화 및 저비용화가 도모된다. 또한, 수광장치(107)에서는, 각 쉬프트 레지스터(113)는 배열 라인(L101, L102)의 안쪽에서 스케일판(111)과 동심으로 대략 직사각형으로 배치되어 있다. 이와 같이, 배열 라인(L101, L102)의 안쪽에 있는 잉여 스페이스에 각 쉬프트 레지스터(113)을 배치하는 것에 의해, 수광장치(107)는 한층 더 소형화가 도모된다.
본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 치차 부착 슬릿판(108)에 형성하는 슬릿은, 도 20에 나타내는 슬릿 120과 같이, 일단측과 타단측을 분리시킨 형상으로 하여도 좋다. 이 경우, 치차 부착 슬릿판(108)의 중앙 부분에서부터 피검출광이 투과하지 않고, 광강도 피크(P101, P102)의 S/N비가 향상하므로, 측정대상물의 절대각도를 한층 정밀도 좋게 검출할 수 있다. 또, 수광장치(107)에 A/D컨버터를 탑재하여, 각 PD(110)로부터의 출력신호를 디지털 출력으로 하여도 좋다.
또한, 절대각도를 정밀도 좋게 검출한다고 하는 관점에서 말하면, 슬릿(117)의 일단측의 슬릿 폭(W101)과 타단측의 슬릿 폭(W102)은 등폭이어도 좋다. 이 경 우, 기준점과 상대점을 구별할 수 없게 되어, 엔코더(101)의 각도 검출 범위가 실질적으로 180°범위로 한정된다. 그 때문에, 치차 부착 원판(103)의 1주에 대해서 치차 부착 슬릿판(108)을 반주만 회전시키는 기어 등(도시하지 않음)을 개재시켜도 좋다.
이상 설명한 본 발명의 제3 실시 형태로부터 이하의 해결해야 할 과제가 유도된다.
즉, 본 발명에 관한 엔코더는 슬릿이 형성된 회전체와, 슬릿에 대해서 피검출광을 출사하는 광원장치와, 복수의 수광소자가 배열된 스케일 및 슬릿을 통과하여 수광소자에 입사하는 피검출광의 광강도에 근거하는 출력신호를 출력하는 출력부를 가지는 수광장치를 구비하고, 수광소자는 환상의 배열 라인에 따라서 스케일에 배열되며, 슬릿을 통과한 피검출광은 서로 이간한 적어도 2개소에서 배열 라인과 교차하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이 엔코더에서는 스케일로서 환상으로 배열된 복수의 수광소자 가운데, 서로 이간한 적어도 2개소에서 슬릿을 통과한 피검출광을 검출한다. 이 때, 출력신호가 피크가 되는 점 중 어느 1점을 절대각도를 산출하기 위한 기준점이라고 규정하면, 이 기준점과 다른 점과의 상대각도(기준 상대각도)를 슬릿의 형상으로부터 미리 파악해 둘 수 있다. 여기서, 스케일에 대한 슬릿의 위치 편차가 생기고 있는 경우, 각도 검출시에 있어서의 기준점과 다른 점과의 상대각도는 기준 상대각도로부터 일정량 어긋나게 된다. 그래서, 이 엔코더에서는 상대각도의 편차량을 보정량으로 하여 산출하고, 기준점이 나타내는 절대각도에 대해서 보정량을 가감하는 것에 의해, 스케일에 대한 슬릿의 위치 편차가 생기고 있어도, 절대각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또, 슬릿은 일직선 모양이고, 이 슬릿을 통과한 피검출광의 일단측과 타단측이 배열 라인과 각각 교차하고 있는 것이 바람직하다. 일직선 모양의 슬릿의 형성은 용이하고, 엔코더의 저비용화를 실현할 수 있다.
또, 슬릿은 일단측의 슬릿 폭과 타단측의 슬릿 폭이 차이가 나는 것이 바람직하다. 이 경우, 기준점과 다른 점에서 다른 피크를 가지는 출력신호가 얻어지기 때문에, 기준점과 다른 점을 구별할 수 있다. 이것에 의해, 엔코더의 각도 검출 범위의 광범화가 가능하게 된다.
또, 수광소자는 배열 라인에 따라서 지그재그 모양으로 배열되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 스케일을 소형으로 유지하면서, 각도 검출의 분해기능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관한 엔코더용 수광장치는 복수의 수광소자가 배열된 스케일과, 수광소자에 입사하는 피검출광의 광강도에 근거하는 출력신호를 출력하는 출력부를 구비하고, 수광소자는 환상의 배열 라인에 따라서 스케일에 배열되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이 엔코더용 수광장치는 스케일로서 환상으로 배열된 복수의 수광소자를 가지고 있다. 이 때문에, 슬릿이 형성된 회전체를 광원장치 사이에 개재시키는 것에 의해, 서로 이간한 적어도 2개소에서 슬릿을 통과한 피검출광을 검출하는 것이 가능하게 되어 있다. 이 때, 출력신호가 피크가 되는 점 중 어느 1점을 절대각도를 산출하기 위한 기준점이라고 규정하면, 이 기준점과 다른 점의 상대각도(기준 상대각도)를 슬릿의 형상으로부터 미리 파악해 둘 수 있다. 여기서, 스케일에 대한 슬릿의 위치 편차가 생기고 있는 경우, 각도 검출시에 있어서의 기준점과 다른 점과의 상대각도는 기준 상대각도로부터 일정량 어긋나게 된다. 그래서, 이 엔코더용 수광장치에서는 상대각도의 편차량을 보정량으로서 산출하고, 기준점이 나타내는 절대각도에 대해서 보정량을 가감하는 것에 의해, 스케일에 대한 슬릿의 위치 편차가 생기고 있어도 절대각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또, 출력부는 광강도에 근거하는 출력신호를 수광소자로부터 순차 출력시키는 쉬프트 레지스터를 가지고, 쉬프트 레지스터는 배열 라인의 안쪽에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 배열 라인의 안쪽에 있는 잉여 스페이스에 쉬프트 레지스터를 배치하는 것에 의해, 스케일을 소형화하는 것이 가능하게 된다.
또, 수광소자는 배열 라인에 따라서 지그재그 모양으로 배열되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 스케일을 소형으로 유지하면서, 각도 검출의 분해기능을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 광학식의 엔코더 및 엔코더용 수광장치에 이용 가능하다.

Claims (11)

  1. 회전체와,
    상기 회전체에 대해서 피(被)검출광을 출사하는 광원장치와,
    복수의 수광(受光)소자가 배열된 스케일 및 상기 회전체를 경유하여 상기 수광소자에 입사(入射)하는 상기 피검출광의 광강도에 근거하는 출력신호를 출력하는 출력부를 가지는 수광장치를 구비하고,
    상기 수광소자는 환상의 배열 라인에 따라서 상기 스케일에 배열되며,
    상기 회전체는 상기 스케일에 있어서, 상기 배열 라인의 서로 이간하는 일부를 포함하는 영역을 상기 피검출광이 조사되는 명부(明部)로 하고, 상기 배열 라인의 일부를 제외한 다른 부분을 포함하는 영역을 상기 피검출광이 조사되지 않는 암부(暗部)로 하는 것을 특징으로 하는 엔코더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전체에는 일직선 모양의 광투과부가 형성되어 있고,
    상기 명부는 상기 광투과부를 통과한 상기 피검출광에 의해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔코더.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 광투과부는 일단측의 폭과 타단측의 폭이 차이가 나는 것을 특징으로 하는 엔코더.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 광투과부는 슬릿(slit)인 것을 특징으로 하는 엔코더.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전체에는 일직선 모양의 광반사부가 형성되어 있고,
    상기 명부는 상기 광반사부에서 반사한 상기 피검출광에 의해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔코더.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 광반사부는 일단측의 폭과 타단측의 폭이 차이가 나는 것을 특징으로 하는 엔코더.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 수광소자는 상기 배열 라인에 따라서 지그재그 모양으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 엔코더.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 스케일에 있어서, 상기 수광소자가 배열된 영역을 제외한 영역에는 광 흡수막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔코더.
  9. 복수의 수광소자가 배열된 스케일과,
    상기 수광소자에 입사하는 피검출광의 광강도에 근거하는 출력신호를 출력하는 출력부를 구비하고,
    상기 수광소자는 환상의 배열 라인에 따라서 상기 스케일에 배열되며,
    상기 스케일에 있어서, 상기 수광소자가 배열된 영역을 제외한 영역에는 광흡수막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔코더용 수광장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 출력부는 상기 광강도에 근거하는 출력신호를 상기 수광소자로부터 순차 출력시키는 쉬프트 레지스터(shift register)를 가지고,
    상기 쉬프트 레지스터는 상기 배열 라인의 안쪽에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 엔코더용 수광장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 수광소자는 상기 배열 라인에 따라서 지그재그 모양으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 엔코더용 수광장치.
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