KR20090074725A - 인코더 - Google Patents

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KR20090074725A
KR20090074725A KR1020097004178A KR20097004178A KR20090074725A KR 20090074725 A KR20090074725 A KR 20090074725A KR 1020097004178 A KR1020097004178 A KR 1020097004178A KR 20097004178 A KR20097004178 A KR 20097004178A KR 20090074725 A KR20090074725 A KR 20090074725A
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KR
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light
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scale
rotating body
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KR1020097004178A
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세이이치로 미즈노
다카유키 스즈키
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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

스케일에 대한 피검출광의 조사 위치가 기준으로부터 벗어난 경우에도 절대 각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있는 인코더를 제공한다. 인코더(1)에서는 반원 형상의 개구부(17)가 형성된 톱니바퀴 구비 회전판(8)에 피검출광을 통과시키는 것에 의해, 스케일판(11) 중 배열 라인(L1, L2)의 반주분을 포함하는 영역에 피검출광이 조사되는 명부(19)가 형성되고, 명부(19)를 제외한 영역에 피검출광이 조사되지 않는 암부(2O)가 형성된다. 이에 의해, 인코더(1)에서는 스케일판(11)에 대한 피검출광의 조사 위치가 기준으로부터 벗어나 있는 경우에도, 각도 검출시에 있어서 광강도 파형(P)의 반값폭(W)에 대응하는 각도 범위와 기준 각도 범위의 차
Figure 112009012235916-PCT00007
°에 기초한 보정량을 가감하여 측정 대상물의 절대 각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.

Description

인코더{ENCODER}
본 발명은 광학식의 인코더에 관한 것이다.
종래의 광학식의 인코더로서, 예를 들어 특허 문헌 1에 기재된 광학식 인코더가 있다. 이 종래의 인코더는 다른 회절 패턴을 갖는 격자창(格子窓)이 고리 형상으로 배치된 광학 스케일(scale)을 가지고 있고, 슬릿을 통하여 격자창에 조사한 피검출광의 회절 패턴을 이미지 센서로 촬상(撮像)한다. 그리고, 촬상한 회절 패턴으로부터 격자창을 특정하는 동시에, 화상 중에 있어서 회절 패턴의 위치에 기초하여 격자창의 위치를 특정하고 측정 대상물의 절대 각도를 검출한다.
특허 문헌 1: 일본 특공평 8-10145호 공보
그러나 상술한 종래의 광학식의 인코더에서는 특정된 각 격자창의 위치로부터 직접 절대 각도의 검출을 행하고 있다. 이 때문에, 예를 들어 스케일의 원판 가공의 곤란성이나 그 후의 경시(經時) 변화 등에 의해 광학계를 구성하는 각 부재의 배치 관계가 어긋나서, 스케일에 대한 피검출광의 조사 위치가 기준으로부터 벗어나 버리면 절대 각도의 검출 정밀도가 저하된다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 과제의 해결을 위해 이루어진 것이고, 스케일에 대한 피검출광의 조사 위치가 기준으로부터 벗어난 경우에도 절대 각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있는 인코더를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위해 본 발명에 관한 인코더는, 회전체와; 회전체에 대하여 피검출광을 출사하는 광원 장치와; 복수의 수광(受光) 소자가 배열된 스케일, 및 회전체를 경유하여 수광 소자에 입사하는 피검출광의 광강도에 기초한 출력 신호를 출력하는 출력부를 가지는 수광 장치를 구비하고, 수광 소자는 고리 형상의 배열 라인을 따라서 스케일에 배열되고, 회전체는 스케일에 있어서, 배열 라인의 일부를 포함하는 영역을 피검출광이 조사되는 명부(明部)로 하고, 배열 라인의 일부를 제외한 다른 부분을 포함하는 영역을 피검출광이 조사되지 않는 암부(暗部)로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
이 인코더는 복수의 수광 소자가 고리 형상으로 배열된 스케일에 있어서 배열 라인의 일부를 포함하는 영역을 피검출광이 조사되는 명부로 하고, 배열 라인의 일부를 제외한 다른 부분을 포함하는 영역을 피검출광이 조사되지 않는 암부로 하는 회전체를 가지고 있다. 이에 의해, 수광 소자로부터의 출력 신호의 1차원 프로파일의 반값 중심을 기준점으로 하고, 이 기준점에 대응하는 수광 소자를 특정하는 것에 의해 절대 각도를 산출할 수 있다. 한편, 출력 신호의 1차원 프로파일의 반값폭에 대응하는 각도 범위(기준 각도 범위)는 스케일에 형성되는 명부의 형상으로부터 미리 파악해 둘 수 있다. 여기서, 스케일에 대한 피검출광의 조사 위치가 기준으로부터 벗어나 있는 경우, 각도 검출시에 있어서 출력 신호의 1차원 프로파일의 반값폭에 대응하는 각도 범위는 기준 각도 범위로부터 일정량 변화하게 된다. 그래서, 이 인코더에서는 각도 범위의 변화량을 보정량으로서 산출하고, 기준점이 나타내는 절대 각도에 대하여 보정량을 가감하는 것에 의해, 스케일에 대한 피검출광의 조사 위치가 기준으로부터 벗어난 경우에도 절대 각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또, 회전체에는 배열 라인에 대응하는 지름의 반원 형상의 광투과부가 형성되어 있고, 명부는 광투과부를 통과한 피검출광에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 광투과부는 개구부인 것도 바람직하다. 이와 같은 반원 형상의 광투과부나 개구부를 사용할 경우, 종래와 같이 슬릿을 사용하는 경우에 비해 진애(塵埃)에 의한 눈 막힘이 생기기 어려우며, 출력 신호의 레벨 저하 등에 의한 절대 각도의 검출 정밀도의 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다.
또, 회전체에는 배열 라인에 대응하는 지름의 반원 형상의 광반사부가 형성되어 있고, 명부는 광반사부에서 반사한 상기 피검출광에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우도, 종래와 같이 슬릿을 사용하는 경우에 비해 진애에 의한 눈 막힘이 생기기 어려우며, 출력 신호의 레벨 저하 등에 의한 절대 각도의 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있다. 또, 스케일측에 광원 장치를 배치하는 것이 가능하게 되기 때문에 광학계의 소형화를 도모할 수 있다.
또, 광반사부는 피검출광의 광축 중심으로부터 벗어난 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 수광 소자에 피검출광의 피크 부분이 직접 입사하는 것을 회피할 수 있기 때문에, 수광 소자의 포화에 의한 인코더의 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.
또, 수광 소자는 배열 라인을 따라서 지그재그 형상으로 배열되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 스케일을 소형으로 유지하면서 각도 검출의 분해능(分解能)을 향상시킬 수 있다.
또, 스케일에 있어서, 수광 소자가 배열된 영역을 제외한 영역에는 광흡수막이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 피검출광의 다중 반사 등의 영향을 완화할 수 있어, 수광 소자로부터 얻어지는 출력 신호의 1차원 프로파일의 SN 비를 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 인코더에 의하면, 스케일에 대한 피검출광의 조사 위치가 기준으로부터 벗어난 경우에도 절대 각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 인코더를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 인코더의 광학계를 나타내는 사시도이다.
도 3은 수광 장치의 평면도이다.
도 4는 톱니바퀴 구비 회전판의 평면도이다.
도 5는 개구부와 스케일의 배치 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1에 나타낸 인코더에 의해 측정 대상물의 절대 각도를 검출할 때의 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 피검출광의 광강도의 1차원 프로파일을 나타내는 도면이다.
도 8은 위치 이탈이 생기고 있는 경우 개구부와 스케일의 배치 관계를 나타 내는 도면이다.
도 9는 위치 이탈이 생기고 있는 경우 피검출광의 광강도의 1차원 프로파일을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 인코더를 나타내는 사시도이다.
도 11은 변형예에 관한 톱니바퀴 구비 회전판의 평면도이다.
<부호의 설명>
1, 30ㆍㆍㆍ인코더,
6ㆍㆍㆍLED(광원 장치),
7ㆍㆍㆍ수광 장치,
8, 31ㆍㆍㆍ톱니바퀴 구비 회전판(회전체),
10ㆍㆍㆍPD(수광 소자),
11ㆍㆍㆍ스케일판,
12ㆍㆍㆍ출력부,
13ㆍㆍㆍ시프트 레지스터,
17ㆍㆍㆍ개구부(광투과부),
18ㆍㆍㆍ광흡수막,
19ㆍㆍㆍ명부,
20ㆍㆍㆍ암부,
32ㆍㆍㆍ광반사부,
LIㆍㆍㆍ 제1 배열 라인,
L2ㆍㆍㆍ제2 배열 라인,
Xㆍㆍㆍ광축.
이하 도면을 참조하면서 본 발명에 관한 인코더의 바람직한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.
[제1 실시 형태]
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 인코더를 나타내는 사시도이다. 도 1에 나타내는 인코더(1)는 이른바 앱설루트(absolute)형의 로터리 인코더이고, 예를 들어 자동차의 핸들과 같은 측정 대상물(도시하지 않음)의 절대 각도를 검출하는 디바이스이다. 이 인코더(1)는 측정 대상물에 연결되는 회전축(2)과 이 회전축(2)에 고정된 톱니바퀴 구비 원판(3)을 구비하고 있다. 톱니바퀴 구비 원판(3)은 측정 대상물과 연동하는 회전축(2)의 회전에 동반하여 화살표 A 방향으로 회전한다.
도 2는 인코더(1)의 광학계(S)를 나타내는 사시도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 인코더(1)의 광학계(S)는 피검출광을 출사하는 점광원의 LED(광원 장치; 6)와, LED(6)에 대향하도록 배치되어, 피검출광을 수광하는 수광 장치(7)와, 톱니바퀴 구비 원판(3)과 서로 맞물리는 톱니바퀴 구비 회전판(회전체; 8)과, 톱니바퀴 구비 회전판(8)을 끼우도록 배치된 한 쌍의 평행 렌즈(9A, 9B)에 의해 구성되어 있다.
수광 장치(7)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 PD(수광 소자; 10)가 배 열되어 이루어진 스케일판(11)과, 각 PD(10)로부터의 출력 신호를 출력하는 출력부(12)를 가지고 있다. 스케일판(11)에는 동심원 형상의 제1 배열 라인(L1) 및 제2 배열 라인(L2)이 설정되어 있고, 각 PD(10)는 각 배열 라인(L1, L2)에 걸쳐서 둥근 고리 형상이고 또한 지그재그 형상으로 배치되어 있다. 각 PD(10)에는 첫 번째의 PD(101)(0o)로부터 마지막 번째의 PD(10n)(359.5o)까지, 예를 들어 시계 방향으로 0.5° 간격으로 각도 정보가 할당되어 있다. 또, 스케일판(11)의 표면에 있어서, PD(10)가 배열된 영역을 제외한 영역에는, 예를 들어 카본을 함유하는 흑색 수지로 이루어진 광흡수막(18)이 인쇄 등에 의해 형성되어 있다.
출력부(12)는 복수(본 실시 형태에서는 4개)의 시프트 레지스터(13)와, 비디오 라인(14)과, 신호 처리부(16)를 가지고 있다. 각 시프트 레지스터(13)는 각 배열 라인(L1, L2)보다도 내측에서 스케일판(11)과 동심(同心)으로 거의 직사각 형상으로 배치되고, 각 PD(10)에 대해 수광한 피검출광의 광강도에 기초한 출력 신호를 출력시키기 위한 주사 신호를 공급한다. 또, 비디오 라인(14)은 각 배열 라인(L1, L2)보다도 외측에서 동심원 형상으로 배치되고, 각 PD(10)로부터의 출력 신호를 신호 처리부(16)에 출력한다. 그리고, 신호 처리부(16)는 비디오 라인(14)을 통하여 각 PD(10)로부터 받은 출력 신호를 외부 출력한다. 또한, 각 시프트 레지스터(13)로의 구동 신호의 공급 라인(도시하지 않음)은, 예를 들어 PD(101)과 PD(10n) 사이에 접속되어 있다.
한편, 톱니바퀴 구비 회전판(8)은 도 4에 나타내는 바와 같이, LED(6)로부터 출사한 피검출광의 일부를 통과시키는 개구부(17)를 가지고 있다. 개구부(17)는 톱니바퀴 구비 회전판(8)과 동심의 반원 형상을 이루고 있고, 개구부(17)의 지름은 스케일판(11)에 있어서 배열 라인(L1, L2)보다도 큰 지름으로 되어 있다. 이 개구부(17)는 측정 대상물이 회전하면, 톱니바퀴 구비 원판(3)과 톱니바퀴 구비 회전판(8)의 협동에 의해, 도 1에 나타내는 바와 같이, 피검출광의 광축 X 주위에 화살표 B 방향으로 회전한다. 또, 톱니바퀴 구비 회전판(8)의 표면에 있어서, 개구부(17)를 제외한 영역에는 광흡수막(18)과 같은 재료로 이루어진 광흡수막(21)이 형성되어 있다.
톱니바퀴 구비 회전판(8)을 향하여 출사한 피검출광 중, 개구부(17)를 통과한 부분은 개구부(17)의 형상과 동양(同樣)으로 반원 형상이 된다. 이에 의해, 도 5에 나타내는 바와 같이, 스케일판(11) 중, 배열 라인(L1, L2)의 반주분(半周分)을 포함하는 영역에 피검출광이 조사되는 명부(19)가 형성된다. 또, 피검출광 중, 개구부(17)를 통과하지 않았던 부분은 광흡수막(21)에 의해 흡수된다. 이에 의해, 스케일판(11) 중, 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)으로부터 피검출광이 출사되면, 이 피검출광이 평행 렌즈(9A)에 의해 평행 광속화(光束化)되어, 개구부(17)에 입사한다. 개구부(17)를 통과하여 반원 형상으로 된 피검출광은 평행 렌즈(9B)에 의해 수속되고, 둥근 고리 형상으로 배열된 각 PD(10) 중, 배열 라인(L1, L2)의 반주분에 상당하는 각 PD(10)에 입사한다. 각 PD(10)로부터는 수광한 피검출광의 광강도에 기초한 출력 신호가 각각 출력되고, 신호 처리부(16)로부터 외부 출력된다.
다음에, 도 6에 나타내는 플로우차트를 참조하면서, 상술한 구성을 가지는 인코더(1)에 의해 측정 대상물의 절대 각도를 검출할 때의 처리에 대하여 설명한다.
우선 각 PD(10)로부터 얻어지는 출력 신호를 각각 수집하고, 각 PD(10)에 대한 피검출광의 광강도의 1차원 프로파일을 취득한다(단계 S01). 이 때, 인코더(1)에서는 개구부(17)를 통과한 피검출광은 배열 라인(L1, L2)의 반주분에 상당하는 각 PD(10)에 입사하므로, 1차원 프로파일을 해석하면, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 꼭대기부가 거의 평평한 폭넓은 광강도 파형(P)을 얻을 수 있다.
다음에, 소정의 컴퍼레이터 레벨(comparator level)에 기초하여, 도 7(b)에 나타낸 바와 같이, 얻어진 광강도 파형(P)을 2치화(値化)한다(단계 S02). 그리고, 2치화한 광강도 파형(P)의 반값 중심에 대응하는 PD(10)를 특정하고, 이 PD(10)에 할당된 각도 정보에 기초하여 기준점의 각도를 검출한다(단계 S03). 기준점의 각도를 검출한 후, 광강도 파형(P)의 반값폭(W)을 검출하고, 이 반값폭(W)에 대응하는 각도 범위를 검출한다(단계 S04).
여기서, 인코더(1)에 있어서는 톱니바퀴 구비 회전판(8)에 반원 형상의 개구부(17)가 형성되어 있다. 이 때문에, 스케일판(11)에 대한 피검출광의 조사 위치가 기준으로부터 벗어나지 않은 경우에는 광강도 파형(P)의 반값폭(W)에 대응하는 각도 범위(이하,「기준 각도 범위」라고 함)는 일의적(一義的)으로 180°로 산출된 다. 한편, 예를 들어 톱니바퀴 구비 회전판(8)의 축 이탈 및 회전 이탈 등에 의해 스케일판(11)에 대한 개구부(17)의 위치 이탈이 생기고 있고, 스케일판(11)에 대한 피검출광의 조사 위치가 기준으로부터 벗어나 있는 경우에는 도 8에 나타내는 바와 같이, 스케일판(11)에 있어서, 배열 라인(L1, L2)의 반주 이상을 포함하는 영역에 명부(19)가 형성된다. 이 경우, 도 9에 나타내는 바와 같이, 광강도 파형(P)의 반값폭(W)에 대응하는 각도 범위가 기준 각도 범위에 대하여
Figure 112009012235916-PCT00001
° 증가하고, 기준점의 위치는 진정한 값으로부터
Figure 112009012235916-PCT00002
°/2 벗어나게 된다.
따라서, 단계 S04에서 검출한 각도 범위와 기준 각도 범위 사이에 차
Figure 112009012235916-PCT00003
°가 발생한 경우에는 이에 대응한
Figure 112009012235916-PCT00004
°/2를 위치 이탈의 보정량으로서 산출한다(단계 S05). 그리고, 단계 S03에서 검출한 기준점의 각도로부터 보정량
Figure 112009012235916-PCT00005
°/2를 가산(또는 감산)하는 것에 의해 기준점에 있어서 절대 각도를 산출한다(단계 S06).
이상 설명한 바와 같이, 인코더(1)에서는 톱니바퀴 구비 회전판(8)에 형성된 반원 형상의 개구부(17)에 피검출광을 통과시키는 것에 의해, 스케일판(11) 중, 배열 라인(L1, L2)의 반주분을 포함하는 영역에 피검출광이 조사되는 명부(19)가 형성되고, 명부(19)를 제외한 영역에 피검출광이 조사되지 않는 암부(20)가 형성된다. 따라서, 피검출광의 광강도 파형(P)의 반값폭(W)에 대응하는 각도 범위(기준 각도 범위)는 일의적으로 180°로 산출할 수 있다. 이에 의해, 인코더(1)에서는 스케일판(11)에 대한 피검출광의 조사 위치가 기준으로부터 벗어나 있는 경우에도, 각도 검출시에 있어서 광강도 파형 P의 반값폭(W)에 대응하는 각도 범위와 기준 각 도 범위의 차
Figure 112009012235916-PCT00006
°에 기초한 보정량을 산출하고, 기준점이 나타내는 각도에 대해 보정량을 가감하는 것에 의해 측정 대상물의 절대 각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또, 인코더(1)에서는 명부(19) 및 암부(20)의 형성에 있어서 반원 형상의 개구부(17)를 사용하고 있기 때문에, 종래와 같이 슬릿을 사용하는 경우에 비해 개구하고 있는 사이즈가 크고, 진애에 의한 눈 막힘이 생기기 어렵다. 따라서, 인코더(1)에서는 장기간의 사용에 의해서도 출력 신호의 레벨 저하 등에 의한 절대 각도의 검출 정밀도의 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다.
한편, 수광 장치(7)측에서는 각 PD(10)에 입사하는 피검출광의 광강도에 기초한 출력 신호를 외부 출력하는 것과 같은 간소한 처리만이 행해지기 때문에 신호 처리가 신속히 이루어진다. 또, 프레임 메모리 등도 불필요하여 수광 장치(7)의 소형화 및 저비용화를 도모할 수 있다. 또한, 수광 장치(7)에서는 각 시프트 레지스터(13)는 배열 라인(L1, L2)의 내측에서 스케일판(11)과 동심으로 거의 직사각 형상으로 배치되어 있다. 이와 같이, 배열 라인(L1, L2)의 내측에 있는 잉여 공간에 각 시프트 레지스터(13)를 배치하는 것에 의해 수광 장치(7)의 소형화를 한층 더 도모할 수 있다.
또, 스케일판(11)에 있어서, 각 PD(10)는 둥근 고리 형상의 각 배열 라인 (L1, L2)에 걸쳐서 지그재그 형상으로 배열되어 있다. 이와 같은 PD(10)의 배치에 의해, 스케일판(11)을 소형으로 유지하면서 각도 검출의 분해능을 향상시킬 수 있다. 이에 덧붙여, 스케일판(11)의 표면에 있어서, PD(10)가 배열된 영역을 제외한 영역에는 광흡수막(18)이 형성되어 있다. 이에 의해, 피검출광의 다중 반사 등의 영향을 완화할 수 있고, 각 PD(10)로부터 얻어지는 출력 신호의 1차원 프로파일의 SN 비를 향상시킬 수 있다.
[제2 실시 형태]
계속해서, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 인코더에 대하여 설명한다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 인코더(30)는 스케일판(11)에 명부(19) 및 암부(20)를 형성함에 있어서, LED(6)로부터 출사한 피검출광을 톱니바퀴 구비 회전판(31)의 광반사부(32)에서 반사시키는 점에서, 피검출광을 톱니바퀴 구비 회전판(8)의 개구부(17)로부터 통과시키는 제1 실시 형태와 다르다.
즉, 인코더(30)의 광학계(Sa)에 있어서, 톱니바퀴 구비 회전판(31)은 LED(6)로부터 출사한 피검출광의 일부를 반사시키는 광반사부(32)를 가지고 있다. 광반사부(32)는, 예를 들어 알루미늄 박막에 의해 톱니바퀴 구비 회전판(31)과 동심의 반원 형상으로 형성되어 있다. 광반사부(32)의 지름은 스케일판(11)에 있어서 배열 라인(L1, L2)보다 큰 지름으로 되어 있다. 또, 톱니바퀴 구비 회전판(31)에 있어서, 광반사부(32)를 제외한 부분에는, 예를 들어 카본을 함유한 흑색의 수지로 이루어진 광흡수막(33)이 인쇄 등에 의해 형성되어 있다. 또한, LED(6)는 수광 장치(7)에 있어서 스케일판(11)의 중앙 부분에 배치되어 있다.
이 인코더(30)에서는 LED(6)로부터 톱니바퀴 구비 회전판(31)을 향하여 피검출광이 출사되면, 이 피검출광 중, 광반사부(32)에 닿은 반원 형상의 부분이 수광 장치(7)측에 반사한다. 이에 의해, 스케일판(11)에 있어서, 배열 라인(L1, L2)의 반주분에 상당하는 PD(10)가 포함되는 영역에, 피검출광이 조사되는 명부(19)가 형성된다(도 5 참조). 또, 피검출광 중, 광반사부(32)에 닿지 않은 부분은 광흡수막(33)에 의해 흡수된다. 이에 의해, 스케일판(11) 중, 명부(19)를 제외한 영역에는 피검출광이 조사되지 않는 암부(20)가 형성된다. 그리고, 각 PD(10)로부터는 수광한 피검출광의 광강도에 기초한 출력 신호가 각각 출력되고, 신호 처리부(16)로부터 외부 출력된다. 따라서, 이 인코더(30)에 있어서도, 제1 실시 형태와 동양의 순서에 따라서 피검출광의 출력 신호의 1차원 프로파일을 해석하는 것에 의해, 스케일판(11)에 대한 피검출광의 조사 위치가 기준으로부터 벗어난 경우에도 측정 대상물의 절대 각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또, 인코더(30)에서는 명부(19) 및 암부(20)의 형성에 있어서 반원 형상의 광반사부(32)를 사용하고 있기 때문에, 제1 실시 형태와 동양으로 진애에 의한 눈 막힘이 생기기 어렵다. 따라서, 장기간에 걸쳐 사용한 경우에도, 출력 신호의 레벨 저하 등에 의한 절대 각도의 검출 정밀도의 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 스케일판(11)측에 LED(6)를 배치하는 것이 가능하게 되기 때문에 광학계(Sa)의 소형화를 도모할 수 있다.
본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않으며, 각종 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시 형태에 관한 인코더(1)에서는 톱니바퀴 구비 회전판(8)에 있어서, 개구부(17)를 제외한 영역에는 광흡수막(21)을 형성하고 있으나, 광흡수막(21) 대신에 광반사막(도시하지 않음)을 형성해도 된다. 이 경우, 개구부(17)를 통과하지 않는 피검출광은 광반사막에 의해 수광 장치(7)의 반대측에 반사하므로, 각 PD(10)로부터 얻어지는 출력 신호의 1차원 프로파일의 SN 비를 향상시킬 수 있다.
또, 제2 실시 형태에 관한 인코더(30)에 있어서, 예를 들어 도 11에 나타내는 바와 같이, 원호(圓弧)의 양단을 연결하는 변이 톱니바퀴 구비 회전판(31)의 중심보다 원호측에 위치하는 것과 같은 반원 형상의 반사부(35)를 형성하도록 해도 된다. 이와 같이, 톱니바퀴 구비 회전판(31)의 중심으로부터 벗어난 위치에 반사부(35)를 형성하면, 반사부(35)와 피검출광의 광축 중심이 어긋나기 때문에, PD(10)에 피검출광의 피크 부분이 직접 입사하는 것을 회피할 수 있다. 따라서, PD(10)의 포화에 의한 인코더(30)의 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있다. 또, 제2 실시 형태에 관한 인코더(30)에 있어서, LED(6)로부터 출사되는 피검출광의 반사가 직접 LED(6)에 돌아오지 않도록, 톱니바퀴 구비 회전판(31)의 중심 부근에 있어서, 피검출광의 광축 방향에서 보아 배열 라인(L1, L2)의 내측의 영역에는 광반사부(32) 대신에 광흡수막(33)을 마련해도 된다.
이 외에, 톱니바퀴 구비 회전체는 스케일판(11)의 일부의 영역을 피검출광이 입사하는 명부로 하고, 다른 영역을 피검출광이 입사하지 않는 암부로 하는 것이면 되고, 예를 들어 톱니바퀴 구비 회전체 그 자체의 형상을 반원 형상으로 하고, 그 표면에 광흡수막 또는 광반사막을 형성해도 된다.
본 발명에 의하면, 스케일에 대한 피검출광의 조사 위치가 기준으로부터 벗어난 경우에도 절대 각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있는 인코더를 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 회전체와,
    상기 회전체에 대하여 피검출광을 출사하는 광원 장치와,
    복수의 수광(受光) 소자가 배열된 스케일(scale), 및 상기 회전체를 경유하여 상기 수광 소자에 입사하는 상기 피검출광의 광강도에 기초한 출력 신호를 출력하는 출력부를 가지는 수광 장치를 구비하고,
    상기 수광 소자는 고리 형상의 배열 라인을 따라서 상기 스케일에 배열되고,
    상기 회전체는 상기 스케일에 있어서, 상기 배열 라인의 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 인코더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전체에는 상기 배열 라인에 대응하는 지름의 반원 형상의 광투과부가 형성되어 있고,
    상기 명부는 상기 광투과부를 통과한 상기 피검출광에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인코더.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 광투과부는 개구부인 것을 특징으로 하는 인코더.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전체에는 상기 배열 라인에 대응하는 지름의 반원 형상의 광반사부가 형성되어 있고,
    상기 명부는 상기 광반사부에서 반사한 상기 피검출광에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인코더.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 광반사부는 상기 피검출광의 광축 중심으로부터 벗어난 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인코더.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 수광 소자는 상기 배열 라인을 따라서 지그재그 형상으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 인코더.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 스케일에 있어서, 상기 수광 소자가 배열된 영역을 제외한 영역에는 광흡수막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인코더.
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