WO2015151230A1

WO2015151230A1 - エンコーダ、エンコーダ制御装置及びエンコーダの異常検出方法

Info

Publication number: WO2015151230A1
Application number: PCT/JP2014/059653
Authority: WO
Inventors: 幾磨室北; 康吉田; 有永　雄司
Original assignee: 株式会社安川電機
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2015-10-08

Abstract

【課題】エンコーダが検出した位置データの信頼性を向上する。【解決手段】エンコーダ１００は、測定方向Ｃに沿って並べられた複数の反射スリットをそれぞれ有する複数のスリットトラックＳＩ１，ＳＩ２と、複数のスリットトラックＳＩ１，ＳＩ２に光を出射するように構成された光源１２１と、インクリメンタルパターンを有するスリットトラックＳＩ２で反射した光を受光するように構成された受光アレイＰＩ２と、他のインクリメンタルパターンよりもピッチの長いインクリメンタルパターンを有するスリットトラックＳＩ１で反射した光を受光するように構成された受光アレイＰＩ１と、受光アレイＰＩ２の受光信号及び第２受光アレイＰＩ１の受光信号に基づいてエンコーダ１００の異常を検出するように構成された異常検出部１３１０とを有する。

Description

[規則37.2に基づきISAが決定した発明の名称]　エンコーダ、エンコーダ制御装置及びエンコーダの異常検出方法

　開示の実施形態は、エンコーダ及びエンコーダの異常検出方法に関する。

　特許文献１には、光学パターンを読み取る光学式検出部と、磁気パターンを読み取る磁気式検出部とを有し、光学式検出部及び磁気式検出部によって測定対象物の回転数及び回転角度を検出するアブソリュートエンコーダが記載されている。

特開２００９－２９４０７３号公報

　エンコーダは、検出した位置データの信頼性を向上することが要求される。

　本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、検出した位置データの信頼性を向上することができるエンコーダ及びエンコーダの異常検出方法を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、測定方向に沿って並べられた複数のスリットをそれぞれ有する複数のスリットトラックと、前記複数のスリットトラックに光を出射するように構成された光源と、インクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第１受光アレイと、他のインクリメンタルパターンよりもピッチの長いインクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第２受光アレイと、前記第１受光アレイの受光信号及び前記第２受光アレイの受光信号に基づいてエンコーダの異常を検出するように構成された異常検出部と、を有する、エンコーダが適用される。

　また、本発明の別の観点によれば、測定方向に沿って並べられた複数のスリットをそれぞれ有する複数のスリットトラックと、前記複数のスリットトラックに光を出射するように構成された光源と、インクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第１受光アレイと、他のインクリメンタルパターンよりもピッチの長いインクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第２受光アレイと、前記第１受光アレイの受光信号及び前記第２受光アレイの受光信号に基づいてエンコーダの異常を検出する手段と、を有する、エンコーダが適用される。

　また、本発明の更に別の観点によれば、測定方向に沿って並べられた複数のスリットをそれぞれ有する複数のスリットトラックと、前記複数のスリットトラックに光を出射するように構成された光源と、インクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第１受光アレイと、他のインクリメンタルパターンよりもピッチの長いインクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第２受光アレイと、前記第１受光アレイの前記受光信号から得られた第１位置データ及び前記第２受光アレイの前記受光信号から得られた第２位置データの分解能を一致させる分解能変更処理を行う手段と、前記分解能変更処理後の第１位置データ及び前記分解能変更処理後の第２位置データに基づいてエンコーダの異常を検出する手段と、アブソリュートパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第３受光アレイと、前記第１受光アレイ、前記第２受光アレイ、前記第３受光アレイの各々の前記受光信号に基づいて位置データを生成する手段と、を有し、前記分解能変更処理を行う手段のうち前記第１位置データに対し前記分解能変更処理を行う手段及び前記位置データを生成する手段は、特定の用途向けに構築された専用集積回路により構成され、前記分解能変更処理を行う手段のうち前記第２位置データに対し前記分解能変更処理を行う手段及び前記異常を検出する手段は、所定のプログラムを実行するＣＰＵにより構成される、エンコーダが適用される。

　また、本発明の更に別の観点によれば、測定方向に沿って並べられた複数のスリットをそれぞれ有する複数のスリットトラックと、前記複数のスリットトラックに光を出射するように構成された光源と、インクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第１受光アレイと、他のインクリメンタルパターンよりもピッチの長いインクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第２受光アレイと、を有するエンコーダの異常検出方法であって、前記第１受光アレイの前記受光信号から得られた第１位置データ及び前記第２受光アレイの前記受光信号から得られた第２位置データの分解能を一致させることと、分解能を一致させた前記第１位置データ及び前記第２位置データに基づいて前記エンコーダの異常を検出することと、を有する、エンコーダの異常検出方法が適用される。

　また、本発明の更に別の観点によれば、測定方向に沿って並べられた複数のスリットをそれぞれ有する複数のスリットトラックと、前記複数のスリットトラックに光を出射するように構成された光源と、インクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第１受光アレイと、他のインクリメンタルパターンよりもピッチの長いインクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第２受光アレイと、を有するエンコーダに備えられたエンコーダ制御装置であって、前記第１受光アレイの前記受光信号から得られた第１位置データ及び前記第２受光アレイの前記受光信号から得られた第２位置データの分解能を一致させる分解能変更処理を行うように構成された分解能変更部と、前記分解能変更処理後の第１位置データ及び前記分解能変更処理後の第２位置データに基づいて前記エンコーダの異常を検出するようにエンコーダの異常を検出するように構成された異常検出部と、を有する、エンコーダ制御装置が適用される。

　また、本発明の更に別の観点によれば、測定方向に沿って並べられた複数のスリットをそれぞれ有する複数のスリットトラックと、前記複数のスリットトラックに光を出射するように構成された光源と、インクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第１受光アレイと、他のインクリメンタルパターンよりもピッチの長いインクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第２受光アレイと、前記第１受光アレイの前記受光信号から得られた第１位置データ及び前記第２受光アレイの前記受光信号から得られた第２位置データの分解能を一致させる分解能変更処理を行い、前記分解能変更処理後の第１位置データ及び前記分解能変更処理後の第２位置データに基づいて前記エンコーダの異常を検出するエンコーダ制御装置と、を有する、エンコーダが適用される。

　本発明によれば、エンコーダが検出した位置データの信頼性を向上することができる。

一実施形態に係るサーボシステムの構成の概略について説明するための説明図である。同実施形態に係るエンコーダの構成について説明するための説明図である。同実施形態に係るディスクの構成について説明するための説明図である。同実施形態に係るスリットトラックの構成について説明するための説明図である。同実施形態に係る光学モジュールの構成について説明するための説明図である。同実施形態に係る制御部の構成について説明するための説明図である。同実施形態に係るエンコーダの異常検出方法について説明するための説明図である。異常時は低インクリメンタル信号に基づく絶対位置データを使用する変形例に係る制御部の構成について説明するための説明図である。

　以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

　なお、以下で説明する一実施形態に係るエンコーダ等は、回転型（ロータリタイプ）や直線型（リニアタイプ）等、様々なタイプのエンコーダに適用可能である。但し、以下では、エンコーダ等の理解が容易になるように、回転型のエンコーダを例に挙げて説明する。他のタイプのエンコーダに適用する場合には、被測定対象を回転型のディスクから直線型のリニアスケールに変更する等、適切な変更を加えることにより可能であるので、詳しい説明は省略する。

　＜１．サーボシステム＞
　まず、図１を参照しつつ、本実施形態に係るサーボシステムの構成の概略について説明する。

　図１に示すように、サーボシステムＳは、サーボモータＳＭと、制御装置ＣＴとを有する。サーボモータＳＭは、モータＭと、エンコーダ１００とを有する。

　モータＭは、エンコーダ１００を含まない動力発生源の一例である。このモータＭは、回転子及び固定子（どちらも図示省略）を備え、回転子が固定子に対して回転する回転型モータであり、回転子に固定されたシャフトＳＨを軸心ＡＸ周りに回転させることで、回転力を出力する。

　なお、モータＭ単体をサーボモータという場合もあるが、本実施形態では、エンコーダ１００を含む構成をサーボモータＳＭということにする。

　また、説明の便宜上、以下では、モータＭが、位置や速度等の目標値に追従するように制御されるサーボシステムに用いられるモータである場合について説明するが、モータは、必ずしもサーボシステムに用いられるモータに限定されるものではない。モータは、例えばエンコーダの出力を表示のみに用いる場合等、位置や速度等をエンコーダが検出可能なモータであれば、サーボシステム以外に用いられるモータであってもよい。また、モータＭは、動力源として電気を使用する電動式モータである場合に限定されるものではなく、例えば油圧式モータ、エア式モータ、蒸気式モータ等の他の動力源を使用したモータであってもよい。但し、説明の便宜上、以下では、モータＭが電動式モータである場合について説明する。

　エンコーダ１００は、シャフトＳＨの回転力出力側と反対側に連結されている。なお、エンコーダ１００の連結位置は、シャフトＳＨの回転力出力側と反対側に限定されるものではなく、シャフトＳＨの回転力出力側であってもよい。このエンコーダ１００は、シャフトＳＨの位置を検出することで、モータＭの位置（「回転角度」ともいう。）を検出し、その位置を表す位置データを出力する。

　なお、エンコーダ１００は、モータＭの位置に加えて又は代えて、モータＭの速度（「回転速度」や「角速度」等ともいう。）及び加速度（「回転加速度」や「角加速度」等ともいう。）の少なくとも一方を検出してもよい。この場合、モータＭの速度及び加速度は、例えば位置を時間で１又は２階微分したり検出信号（例えば後述のインクリメンタル信号）を所定時間カウントする等の処理により検出可能である。但し、説明の便宜上、以下では、エンコーダ１００が検出する物理量が位置である場合について説明する。

　制御装置ＣＴは、エンコーダ１００から位置データを取得し、該位置データに基づいてモータＭの動作を制御する。つまり、制御装置ＣＴは、上位装置の一例に相当する。従って、モータＭとして電動式モータが使用される本実施形態では、制御装置ＣＴは、位置データに基づいてモータＭに印加する電流又は電圧等を制御することで、モータＭの動作を制御する。更に、制御装置ＣＴは、上位制御装置（図示省略）から上位制御信号を取得し、該上位制御信号に表された位置等を実現可能な回転力がシャフトＳＨから出力されるように、モータＭの動作を制御することも可能である。なお、モータＭが、油圧式、エア式、蒸気式等の他の動力源を使用する場合には、制御装置ＣＴは、それらの動力源の供給を制御することで、モータＭの動作を制御可能である。

　＜２．エンコーダ＞
　次に、図２～図５を参照しつつ、本実施形態に係るエンコーダ１００の構成について説明する。

　図２に示すように、エンコーダ１００は、円板状のディスク１１０と、光学モジュール１２０と、制御部１３０とを有する。

　ここで、エンコーダ１００の構造の説明の便宜上、上下等の方向を次のように定め、適宜使用する。すなわち、図２において、ディスク１１０が光学モジュール１２０と面する方向、つまりＺ軸正の方向を「上」と定め、逆のＺ軸負の方向を「下」と定める。但し、上下等の方向はエンコーダ１００の設置態様によって変動するものであり、エンコーダ１００の各構成の位置関係を限定するものではない。

　　（２－１．ディスク）
　図２～図４に示すように、ディスク１１０は、ディスク中心Ｏが軸心ＡＸと一致するようにシャフトＳＨに連結され、モータＭの回転と共に回転する。なお、本実施形態では、モータＭの回転を測定する被測定対象の例として、ディスク１１０を例に挙げて説明するが、例えばシャフトＳＨの端面等の他の部材を被測定対象として使用することも可能である。また、図２に示す例では、ディスク１１０は、シャフトＳＨに直接連結されているが、ハブ等の連結部材を介してシャフトＳＨに連結されてもよい。

　このディスク１１０は、光学モジュール１２０と対向する上面上に、複数のスリットトラックを有する。本実施形態では、スリットトラックは、ディスク１１０の上面において幅方向（図３等に示す矢印Ｒの方向。以下では「幅方向Ｒ」ともいう。）に４本併設されている。なお、「幅方向Ｒ」とは、ディスク１１０の半径方向である。４本のスリットトラックは、幅方向Ｒの内側から外側に向けて、スリットトラックＳＡ１、スリットトラックＳＩ１、スリットトラックＳＩ２、スリットトラックＳＡ２の順に同心円状に配置されている。なお、ディスク１１０におけるスリットトラックの配置は、必ずしもこの例に限定されるものではない。

　また、ディスク１１０は、上記のようにモータＭの回転と共に回転するが、光学モジュール１２０は、後述のようにスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２の一部と対向しつつ固定されている。従って、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２と、光学モジュール１２０とは、モータＭの回転に伴い、互いに測定方向（図３等に示す矢印Ｃの方向。以下では「測定方向Ｃ」ともいう。）に相対移動する。

　「測定方向Ｃ」とは、光学モジュール１２０でスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２を光学的に測定する際の測定方向である。本実施形態のように被測定対象がディスク１１０である回転型のエンコーダ１００では、測定方向Ｃは、ディスク１１０の中心軸を中心とした円周方向に一致する。なお、「中心軸」とは、ディスク１１０の回転軸心であり、ディスク１１０とシャフトＳＨが同軸に連結される場合には、中心軸はシャフトＳＨの軸心ＡＸと一致する。しかし、例えば、被測定対象がリニアスケールであり、可動子が固定子に対して移動する直線型のエンコーダでは、測定方向は、リニアスケールに沿った方向となる。

　スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２は、ディスク中心Ｏを中心としたリング状に配置されたトラックとして形成され、トラックの全周にわたって測定方向Ｃに沿って並べられた複数のスリット（図４における斜線ハッチング部分）を有する。なお、「スリット」とは、ディスク１１０の上面における、後述の光源１２１から出射された光を反射（反射型回折を含む）又は透過（透過型回折を含む）する部分である。このようなスリットが測定方向Ｃに沿って所定のパターンを有するように複数個並べられることで、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２がそれぞれ構成されている。本実施形態では、各スリットが、光源１２１から出射された光を反射する反射スリットである場合について説明するが、各スリットは、光源１２１から出射された光を透過する透過スリットであってもよい。

　すなわち、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２は、上述のようにトラックの全周にわたって測定方向Ｃに沿って並べられた複数の反射スリットを有し、各反射スリットは、後述の光源１２１から出射された光を反射する。

　ここで、ディスク１１０は、例えば金属等の光を反射する材質により形成されている。そして、ディスク１１０の上面における、光を反射させない部分に反射率の低い材質（例えば酸化クロム等）を塗布等により配置することで、該材質が配置されない部分に反射スリットが形成されている。なお、光を反射させない部分をスパッタリング等により粗面として反射率を低下させることで、反射スリットが形成されてもよい。

　なお、ディスク１１０の材質や製造方法等は、特に限定されるものではない。例えば、ディスク１１０をガラスや透明樹脂等の光を透過する材質で形成することも可能である。この場合、ディスク１１０の上面に光を反射する材質（例えばアルミニウム等）を蒸着等により配置することで、反射スリットが形成可能である。

　スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２がそれぞれ有する複数の反射スリットは、測定方向Ｃでアブソリュートパターンを有するように、トラックの全周に配置されている。

　「アブソリュートパターン」とは、後述の受光アレイが対向する角度内における反射スリットの位置や割合等が、ディスク１１０の１回転内で一義に定まるようなパターンである。例えば、図４に示すアブソリュートパターンの例の場合、モータＭがある角度位置となっている場合に、対向した受光アレイの複数の受光素子それぞれの検出又は未検出によるビットパターンの組み合わせが、その角度位置の絶対位置を一義に表すことになる。なお、「絶対位置」とは、ディスク１１０の１回転内での原点に対する角度位置である。原点は、ディスク１１０の１回転内での適宜の角度位置に設定され、この原点を基準としてアブソリュートパターンが形成されている。

　なお、このパターンの一例によれば、モータＭの絶対位置を、対向した後述の受光アレイの受光素子数のビットにより、一次元的に表すようなパターンを生成できる。しかし、アブソリュートパターンは、この例に限定されるものではない。例えば、対向した受光アレイの受光素子数のビットにより多次元的に表すパターンであってもよい。また、所定のビットパターン以外にも、対向した受光アレイの受光素子で受光する光量や位相などの物理量が絶対位置を一義的に表すように変化するパターンや、アブソリュートパターンの符号系列が変調を施されたパターン等であってもよく、その他、様々なパターンであってもよい。

　なお、本実施形態では、同様のアブソリュートパターンが、測定方向Ｃで例えば１ビットの１／２の長さだけオフセットされ、２本のスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２として形成されている。このオフセット量は、例えばスリットトラックＳＩ１の反射スリットのピッチＰ１の半分（Ｐ１／２）に相当する。仮に、このようにスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２をオフセットさせた構成としない場合、次のような可能性がある。つまり、本実施形態のような一次元的なアブソリュートパターンにより絶対位置を表す場合、後述の受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の各受光素子が反射スリットの端部近傍に対向して位置することによるビットパターンの変わり目の領域において、絶対位置の検出精度が低下する可能性がある。本実施形態では、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２をオフセットさせることで、例えば、スリットトラックＳＡ１による絶対位置がビットパターンの変わり目に相当する場合には、スリットトラックＳＡ２からの検出信号を使用して絶対位置を算出したり、その逆を行うことで、絶対位置の検出精度を向上できる。なお、このような構成とする場合、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２における受光量を均一にする必要があるが、本実施形態では、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２を後述の光源１２１から等距離に配置するので、上記構成を実現できる。

　なお、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２のアブソリュートパターン同士をオフセットさせる代わりに、例えば、アブソリュートパターン同士はオフセットさせずに、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２それぞれに対応した後述の受光アレイＰＡ１，ＰＡ２同士を測定方向Ｃにオフセットさせてもよい。また、本実施形態では、アブソリュートパターンを有するスリットトラックが２本備えられている場合を例にとって説明するが、アブソリュートパターンを有するスリットトラックが１本のみ備えられている場合にも適用可能である。

　一方、スリットトラックＳＩ１，ＳＩ２がそれぞれ有する複数の反射スリットは、測定方向Ｃでインクリメンタルパターンを有するように、ディスク１１０の全周に配置されている。

　「インクリメンタルパターン」とは、所定のピッチで規則的に繰り返されるパターンである。なお、「ピッチ」とは、インクリメンタルパターンをそれぞれ有するスリットトラックＳＩ１，ＳＩ２における反射スリットの配置間隔である。スリットトラックＳＩ１のインクリメンタルパターンのピッチはＰ１であり、スリットトラックＳＩ２のインクリメンタルパターンのピッチはＰ２である。インクリメンタルパターンは、複数の受光素子による検出の有無それぞれをビットとして絶対位置を表すアブソリュートパターンと異なり、少なくとも１以上の受光素子の受光信号の和により、１ピッチ毎又は１ピッチ内のモータＭの位置を表す。従って、インクリメンタルパターンは、モータＭの絶対位置を表すものではないが、アブソリュートパターンに比べると非常に高精度に位置を表すことが可能である。

　本実施形態では、スリットトラックＳＩ１のインクリメンタルパターンのピッチＰ１は、スリットトラックＳＩ２のインクリメンタルパターン（他のインクリメンタルパターンの一例に相当）のピッチＰ２よりも長く設定されている。この例では、Ｐ１＝２×Ｐ２となるように各ピッチが設定されている。すなわち、スリットトラックＳＩ２の反射スリットの数は、スリットトラックＳＩ１の反射スリットの数の２倍となる。しかしながら、これらピッチＰ１，Ｐ２の関係は、この例に限定されるものではなく、例えば３倍、４倍、５倍等、様々な値を取り得る。

　なお、本実施形態では、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２の反射スリットの測定方向Ｃにおける最小長さは、スリットトラックＳＩ１の反射スリットのピッチＰ１と一致する。その結果、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２に基づくアブソリュート信号の分解能は、スリットトラックＳＩ１の反射スリットの数と一致する。しかしながら、上記最小長さは、この例に限定されるものではなく、スリットトラックＳＩ１の反射スリットの数は、アブソリュート信号の分解能と同じかそれよりも多く設定されることが望ましい。

　　（２－２．光学モジュール）
　図２、図３、及び図５に示すように、光学モジュール１２０は、ディスク１１０と平行な一枚の基板ＢＡとして形成されている。これにより、エンコーダ１００を薄型化したり、光学モジュール１２０の製造を容易にすることが可能である。光学モジュール１２０は、ディスク１１０のスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２の一部と対向するように固定されている。従って、光学モジュール１２０は、ディスク１１０の回転に伴い、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２に対して測定方向Ｃに相対移動する。なお、光学モジュール１２０は、必ずしも一枚の基板ＢＡとして形成される必要はなく、各構成が複数の基板として形成されてもよい。この場合、それらの基板が集約して配置されていればよい。また、光学モジュール１２０は、基板状でなくてもよい。

　この光学モジュール１２０は、基板ＢＡのディスク１１０と対向する下面上に、光源１２１と、４つの受光アレイＰＡ１，ＰＡ２，ＰＩ１，ＰＩ２とを有する。

　　　（２－２－１．光源）
　光源１２１は、スリットトラックＳＩ１とスリットトラックＳＩ２との間に対向する位置に配置されている。この光源１２１は、光学モジュール１２０と対向する位置を通過するディスク１１０のスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２の一部（以下では「照射領域」ともいう。）に光を出射する。

　光源１２１としては、照射領域に光を出射可能な光源であれば特に限定されるものではないが、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）が使用可能である。本実施形態では、光源１２１は、特に光学レンズ等が配置されない点光源として構成され、発光部から拡散光を出射する。なお、「点光源」という場合、厳密な点である必要はなく、設計上や動作原理上、略点状の位置から拡散光が発せられるものとみなせる光源であれば、有限な面から光が発せられてもよい。また、「拡散光」は、点光源から全方位に向かって放たれる光に限定されず、有限の一定の方位に向かって拡散しつつ出射される光を含む。すなわち、ここでいう拡散光には、平行光よりも拡散性を有する光であれば含まれる。このように点光源を使用することで、光源１２１は、光軸からのズレによる光量変化や光路長の差による減衰等の影響は多少あるにせよ、照射領域に拡散光を出射し、照射領域に均等に光を出射可能である。また、光学素子による集光・拡散を行わないので、光学素子による誤差等が生じにくく、照射領域への出射光の直進性を高める事が可能である。

　　　（２－２－２．受光アレイ）
　受光アレイＰＡ１，ＰＡ２，ＰＩ１，ＰＩ２は、光源１２１の周囲に配置されている。これら受光アレイＰＡ１，ＰＡ２，ＰＩ１，ＰＩ２は、対応付けられたスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２の反射スリットで反射された光を各々受光するように測定方向Ｃに沿って一定のピッチでアレイ状に並べられた複数の受光素子（図５におけるドッドハッチング部分）を有する。各受光素子としては、光源１２１から出射され反射スリットで反射された光を受光して受光信号に変換可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えばフォトダイオードが使用可能である。

　なお、光源１２１から出射される光は拡散光である。従って、光学モジュール１２０上に投影される各スリットトラックの像は、光路長に応じた所定の拡大率εだけ拡大されたものとなる。つまり、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２の幅方向Ｒの長さをＷＳＡ１，ＷＳＡ２，ＷＳＩ１，ＷＳＩ２とし、それらの反射光が光学モジュール１２０上に投影された形状の幅方向Ｒの長さをＷＰＡ１，ＷＰＡ２，ＷＰＩ１，ＷＰＩ２とすると、ＷＰＡ１，ＷＰＡ２，ＷＰＩ１，ＷＰＩ２は、ＷＳＡ１，ＷＳＡ２，ＷＳＩ１，ＷＳＩ２のε倍の長さとなる。なお、本実施形態では、各受光アレイの受光素子の幅方向Ｒの長さは、各スリットトラックのスリットが光学モジュール１２０上に投影された形状と等しく設定されている例を示している。しかし、各受光アレイの受光素子の幅方向Ｒの長さは、必ずしもこの例に限定されるものではない。例えば、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２について、受光素子の幅方向Ｒの長さを異ならせてもよい。

　同様に、光学モジュール１２０における測定方向Ｃも、ディスク１１０における測定方向Ｃが光学モジュール１２０上に投影された形状、つまり拡大率εの影響を受けた形状となる。理解が容易になるように、図２に示す光源１２１の位置における測定方向Ｃを例に挙げて、具体的に説明する。すなわち、ディスク１１０における測定方向Ｃは、軸心ＡＸ（ディスク中心Ｏ）を中心とした円状になる。これに対して、光学モジュール１２０上に投影された測定方向Ｃの中心は、光源１２１が配置されたディスク１１０の面内位置である光学中心Ｏｐから距離εＬだけ離隔した位置となる。距離εＬは、軸心ＡＸと光学中心Ｏｐとの間の距離Ｌが拡大率εで拡大された距離である。この位置を図２では、概念的に測定中心Ｏｓとして示している。従って、光学モジュール１２０における測定方向Ｃは、光学中心Ｏｐから当該光学中心Ｏｐと軸心ＡＸとが乗るライン上を軸心ＡＸ方向に距離εＬ離れた測定中心Ｏｓを中心とし、距離εＬを半径とするライン上となる。

　図４及び図５では、ディスク１１０及び光学モジュール１２０の各々における測定方向Ｃの対応関係を、円弧状のラインＬｃｄ，Ｌｃｐで表す。図４に示すラインＬｃｄは、ディスク１１０の測定方向Ｃに沿った線を表す一方、図５に示すラインＬｃｐは、基板ＢＡの測定方向Ｃに沿った線（ラインＬｃｄが光学モジュール１２０上に投影された線）を表す。

　また、光学モジュール１２０とディスク１１０との間のギャップ長をＧとし、光源１２１の基板ＢＡからの突出量をΔｄとした場合、拡大率εは、下記（式１）で示される。
　ε＝（２Ｇ－Δｄ）／（Ｇ－Δｄ）　　　　…（式１）

　また、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２，ＰＩ１，ＰＩ２は、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２に対応して配置されている。すなわち、受光アレイＰＡ１は、アブソリュートパターンを有するスリットトラックＳＡ１で反射された光を受光するように構成され、受光アレイＰＡ２は、アブソリュートパターンを有するスリットトラックＳＡ２で反射された光を受光するように構成されている。つまり、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、第３受光アレイの一例に相当する。また、受光アレイＰＩ１は、ピッチの長いインクリメンタルパターンを有するスリットトラックＳＩ１で反射された光を受光するように構成され、受光アレイＰＩ２は、ピッチの短いインクリメンタルパターンを有するスリットトラックＳＩ２で反射された光を受光するように構成されている。つまり、受光アレイＰＩ１は、第２受光アレイの一例に相当し、受光アレイＰＩ２は、第１受光アレイの一例に相当する。

　受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、幅方向Ｒにおいて光源１２１を間に挟んで配置されている。この例では、スリットトラックＳＡ１のアブソリュートパターンに対応する受光アレイＰＡ１は内周側に配置され、スリットトラックＳＡ２のアブソリュートパターンに対応する受光アレイＰＡ２は外周側に配置されている。本実施形態では、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の各々と光源１２１との距離は等しくなっている。つまり、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、（測定中心Ｏｓを中心とした湾曲した形状を除き）基本的には、光源１２１を通る幅方向Ｒ上の線および測定方向Ｃ上の線を対称軸とする、線対称形状に形成されている。なお、光学モジュール１２０における受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の配置は、必ずしもこの例に限定されるものではない。

　本実施形態では、上述のように、アブソリュートパターンとして一次元的なパターンを例示している。従って、それに対応した受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２の反射スリットで反射された光を各々受光するように測定方向Ｃ（ラインＬｃｐ）に沿って一定のピッチで並べられた複数（図５に示す例では９つ）の受光素子を有する。これら受光アレイＰＡ１，ＰＡ２では、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２の反射スリットでの反射光が受光されることで、受光素子数のビットパターンを有する受光信号が生成される。なお、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の受光素子数は、図５に示す例のような「９」に限定されるものではない。

　また、これら受光アレイＰＡ１，ＰＡ２がそれぞれ有する複数の受光素子では、上述のとおり、１つ１つの受光又は非受光がビットとして扱われ、受光素子数のビットの絶対位置を表す。従って、複数の受光素子それぞれが生成する受光信号は、制御部１３０において相互に独立して取り扱われて、シリアルなビットパターンに暗号化（コード化）されていた絶対位置が、これらの受光信号の組み合わせから復号される。これら受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の受光素子数のビットパターンを有する受光信号を、「アブソリュート信号」とも呼ぶ。なお、本実施形態とは異なるアブソリュートパターンが使用される場合には、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、そのパターンに対応した構成となる。

　また、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２は、幅方向Ｒに互いにオフセットした位置に配置されている。すなわち、ピッチの長いスリットトラックＳＩ１のインクリメンタルパターンに対応する受光アレイＰＩ１は、受光アレイＰＡ１と光源１２１との間に配置されている。また、ピッチの短いスリットトラックＳＩ２のインクリメンタルパターンに対応する受光アレイＰＩ２は、受光アレイＰＡ２と光源１２１との間に配置されている。つまり、受光アレイＰＩ１は、受光アレイＰＩ２よりも内周側に配置されている。また、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２の各々と光源１２１との距離は等しくなっている。つまり、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２は、（測定中心Ｏｓを中心とした湾曲した形状を除き）基本的には、光源１２１を通る幅方向Ｒ上の線および測定方向Ｃ上の線を対称軸とする、線対称形状に形成されている。なお、光学モジュール１２０における受光アレイＰＩ１，ＰＩ２の配置は、必ずしもこの例に限定されるものではない。

　そして、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２は、スリットトラックＳＩ１，ＳＩ２の反射スリットで反射された光を各々受光するように測定方向Ｃ（ラインＬｃｐ）に沿って一定のピッチで並べられた複数の受光素子を有する。

　まず、受光アレイＰＩ１を例に挙げて説明する。すなわち、本実施形態では、スリットトラックＳＩ１のインクリメンタルパターンの１ピッチ（投影された像における１ピッチ。すなわちε×Ｐ１。）中に、合計４個の受光素子のセット（図５に「ＳＥＴ１」で示す）が並べられ、かつ、４個の受光素子のセットが測定方向Ｃに沿って更に複数並べられている。そして、インクリメンタルパターンは、１ピッチ毎に反射スリットが繰り返し形成されているので、各受光素子は、ディスク１１０が回転する場合、１ピッチで１周期（電気角で３６０°という。）の周期的な受光信号を生成する。そして、１ピッチに相当する１セット中に４つの受光素子が配置されているので、１セット内の相隣接する受光素子同士は、相互に９０°の位相差を有する周期的な受光信号を生成することになる。インクリメンタルパターンは１ピッチ中の位置を表すので、１セット中の各位相の受光信号と、それと対応した他のセット中の各位相の受光信号とは、同様に変化する値となる。従って、同一位相の受光信号は、複数のセットにわたって加算される。従って、受光アレイＰＩ１の多数の受光素子からは、位相が９０°ずつズレる４つの受光信号が生成されることとなる。

　一方、受光アレイＰＩ２も、受光アレイＰＩ１と同様に構成されている。すなわち、スリットトラックＳＩ２のインクリメンタルパターンの１ピッチ（投影された像における１ピッチ。すなわちε×Ｐ２。）中に、合計４個の受光素子のセット（図５に「ＳＥＴ２」で示す）が並べられ、かつ、４個の受光素子のセットが測定方向Ｃに沿って複数並べられている。従って、受光アレイＰＩ２の多数の受光素子からも、位相が９０°ずつズレる４つの受光信号が生成されることとなる。

　以上のように、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２では、位相が９０°ずつズレる４つの受光信号がそれぞれ生成される。これら４つの受光信号を、「インクリメンタル信号」とも呼ぶ。また、これら各受光信号を、Ａ相信号、Ｂ相信号（Ａ相信号に対する位相差が９０°）、Ａバー相信号（Ａ相信号に対する位相差が１８０°）、Ｂバー相信号（Ｂ相信号に対する位相差が１８０°）とも呼ぶ。また、ピッチの短いスリットトラックＳＩ２のインクリメンタルパターンに対応する受光アレイＰＩ２で生成されるインクリメンタル信号を、受光アレイＰＩ１で生成されるインクリメンタル信号に比べて高分解能であることから、「高インクリメンタル信号」とも呼ぶ。また、ピッチの長いスリットトラックＳＩ１のインクリメンタルパターンに対応する受光アレイＰＩ１で生成されるインクリメンタル信号を、受光アレイＰＩ２で生成されるインクリメンタル信号に比べて低分解能であることから、「低インクリメンタル信号」とも呼ぶ。

　なお、本実施形態では、インクリメンタルパターンの１ピッチに相当する１セットには受光素子が４つ含まれる場合を一例として説明するが、例えば１セットに２つの受光素子が含まれる等、１セット中の受光素子数は特に限定されるものではない。

　　（２－３．制御部）
　図２に示すように、制御部１３０は、初期値を測定するタイミング（例えばエンコーダ１００の電源投入時）において、光学モジュール１２０から、２つのアブソリュート信号と、高インクリメンタル信号及び低インクリメンタル信号とを取得する。そして、制御部１３０は、取得した２つのアブソリュート信号と高インクリメンタル信号及び低インクリメンタル信号とに基づいて、初期値を算出した後に絶対位置を算出し、算出した絶対位置を表す位置データを生成して、制御装置ＣＴに送信する。上記のように初期値を測定した後（例えばモータＭの回転開始後）は、制御部１３０は、上記算出した初期値と、高インクリメンタル信号及び低インクリメンタル信号に基づいて算出した相対位置とに基づいて、絶対位置を算出し、算出した絶対位置を表す位置データを生成し、制御装置ＣＴに送信する。

　なお、制御部１３０による位置データの生成方法は、様々な方法が使用可能であり、特に限定されるものではない。但し、説明の便宜上、ここでは、制御部１３０が、２つのアブソリュート信号と高インクリメンタル信号及び低インクリメンタル信号とに基づいて位置データを生成する場合を例にとって説明する。

　また、制御部１３０は、エンコーダ１００の異常を検出するタイミング（例えば所定の時間間隔毎）において、高インクリメンタル信号及び低インクリメンタル信号に基づいて、エンコーダ１００の異常を検出する。そして、制御部１３０は、エンコーダ１００の異常が検出されない場合には、位置データを制御装置ＣＴに出力し、エンコーダ１００の異常が検出された場合には、少なくともアラーム信号を制御装置ＣＴに送信する。

　このような制御部１３０は、所定のプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１３１と、特定の用途向けに構築された専用集積回路１３２とを含む。なお、専用集積回路１３２としては、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等が使用可能である。

　図６に示すように、制御部１３０は、絶対位置特定部１３０１と、第２位置特定部１３１２と、第１位置特定部１３１６と、分解能変更部１３００と、第２データ抽出部１３０３と、第１データ抽出部１３０７と、初期値生成部１３０４と、カウンタ１３０５と、位置データ生成部１３０８と、異常検出部１３１０と、データ送信部１３０９とを有する。

　本実施形態では、絶対位置特定部１３０１、第２位置特定部１３１２、分解能変更部１３００の第２変更部１３０２（後述）、第２データ抽出部１３０３、初期値生成部１３０４、及び異常検出部１３１０は、上記ＣＰＵ１３１により構成されている。なお、これら機能構成部は、必ずしもＣＰＵ１３１により構成されなくてもよく、これら機能構成部のうち少なくとも１つは、上記専用集積回路１３２又は他の電子回路（電子部品）により構成されてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、絶対位置特定部１３０１、第２位置特定部１３１２、第２変更部１３０２、第２データ抽出部１３０３、初期値生成部１３０４、及び異常検出部１３１０が、ＣＰＵ１３１により構成される場合について説明する。

　また、第１位置特定部１３１６、分解能変更部１３００の第１変更部１３０６（後述）、第１データ抽出部１３０７、カウンタ１３０５、位置データ生成部１３０８、及びデータ送信部１３０９は、上記専用集積回路１３２により構成されている。なお、これら機能構成部は、必ずしも専用集積回路１３２により構成されなくてもよく、これら機能構成部のうち少なくとも１つは、上記ＣＰＵ１３１又は他の電子回路（電子部品）により構成されてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、第１位置特定部１３１６、第１変更部１３０６、第１データ抽出部１３０７、カウンタ１３０５、位置データ生成部１３０８、及びデータ送信部１３０９が、専用集積回路１３２により構成される場合について説明する。

　絶対位置特定部１３０１は、初期値を測定するタイミングにおいて、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２のそれぞれからアブソリュート信号を取得し、これらアブソリュート信号のうち一方を２値化して、ビットデータに変換する。そして、絶対位置特定部１３０１は、予め定められたビットデータと絶対位置との対応関係に基づいて、ディスク１１０の１回転（以下では「第１区間」ともいう。）内の絶対位置を特定し、特定した第１区間内の絶対位置を表す第１絶対位置データａを出力する。なお、第１絶対位置データａは、第１区間内で複数回繰り返される第２区間（後述）のうち、いずれの第２区間に位置するかを表す。

　第２位置特定部１３１２は、受光アレイＰＩ１から位相が９０°ずつズレる４つの低インクリメンタル信号（本実施形態では略正弦波状の信号であるものとする）を取得し、これら低インクリメンタル信号のうち、１８０°位相差のある低インクリメンタル信号同士を減算する。このように１８０°位相差のある低インクリメンタル信号同士を減算することで、スリットトラックＳＩ１のインクリメンタルパターンの１ピッチ（以下では「第２区間」ともいう。）内の反射スリットの製造誤差や測定誤差等を相殺可能である。なお、第２区間は、第１区間を複数（スリットトラックＳＩ１の反射スリット数）分割して第１区間内で複数（スリットトラックＳＩ１の反射スリット数）回繰り返される区間である。上記のように減算された結果の２つの信号を、以下では「第１低インクリメンタル信号」「第２低インクリメンタル信号」ともいう。これら第１及び第２低インクリメンタル信号は、相互に電気角で９０°の位相差を有する。そして、第２位置特定部１３１２は、略正弦波状の信号である第１及び第２低インクリメンタル信号のそれぞれをアナログ－デジタル変換する。その後、第２位置特定部１３１２は、変換後の第１及び第２低インクリメンタル信号に基づいて、いずれかの第２区間内の位置（電気角）を特定し、特定したいずれかの第２区間内の位置（電気角）を表す第１相対位置データｂを出力する。つまり、第１相対位置データｂは、第２位置データの一例に相当する。

　なお、上記第２区間内の位置（電気角）の特定方法は、特に限定されるものではない。この特定方法の一例としては、例えば、第１及び第２低インクリメンタル信号の除算結果をａｒｃｔａｎ演算することにより電気角を算出する方法が挙げられる。また、トラッキング回路を用いて第１及び第２低インクリメンタル信号を電気角に変換する方法も挙げられる。さらに、予め作成されたテーブルにおいて第１及び第２低インクリメンタル信号の値に対応付けられた電気角を特定する方法も挙げられる。

　第１位置特定部１３１６は、受光アレイＰＩ２から位相が９０°ずつズレる４つの高インクリメンタル信号（本実施形態では略正弦波状の信号であるものとする）を取得する。そして、第１位置特定部１３１６は、取得した４つの高インクリメンタル信号に基づいて、上記第２位置特定部１３１２と同様の手法により、スリットトラックＳＩ２のインクリメンタルパターンのいずれかの１ピッチ（以下では「第３区間」ともいう。）内の位置（電気角）を特定し、特定したいずれかの第３区間内の位置（電気角）を表す第３相対位置データｄを出力する。つまり、第３相対位置データｄは、第１位置データの一例に相当する。なお、第３区間は、第２区間を複数（スリットトラックＳＩ２の反射スリット数）分割して第２区間内で複数（スリットトラックＳＩ２の反射スリット数）回繰り返される区間である。本実施形態では、上述のようにスリットトラックＳＩ２の反射スリットの数はスリットトラックＳＩ１の反射スリットの数の２倍であるので、第３区間は、第２区間を２分割して第２区間内で２回繰り返される区間である。

　分解能変更部１３００は、第２位置特定部１３１２から第１相対位置データｂを取得すると共に、第１位置特定部１３１６から第３相対位置データｄを取得する。そして、分解能変更部１３００は、取得した第１相対位置データｂ及び第３相対位置データｄの分解能を一致させる分解能変更処理を行って、分解能を一致させた第２相対位置データｃ及び第４相対位置データｅを出力する。つまり、分解能変更部１３００は、第１受光アレイの受光信号から得られた第１位置データ及び第２受光アレイの受光信号から得られた第２位置データの分解能を一致させる分解能変更処理を行う手段の一例に相当する。

　本実施形態では、分解能変更部１３００は、第２変更部１３０２と、第１変更部１３０６とを備える。

　第２変更部１３０２は、第２位置特定部１３１２から第１相対位置データｂを取得し、該第１相対位置データｂに対し分解能変更処理を行って、分解能変更処理後の第１相対位置データｂとして第２相対位置データｃを出力する。つまり、第２変更部１３０２は、第２位置データに対し分解能変更処理を行う手段の一例に相当する。

　第１変更部１３０６は、第１位置特定部１３１６から第３相対位置データｄを取得し、該第３相対位置データｄに対し分解能変更処理を行って、分解能変更処理後の第３相対位置データｄとして第４相対位置データｅを出力する。つまり、第１変更部１３０６は、第１位置データに対し分解能変更処理を行う手段の一例に相当する。

　ここで、第１変更部１３０６及び第２変更部１３０２のそれぞれによる分解能変更処理の一例について説明する。この分解能変更処理の一例としては、例えば、第１変更部１３０６及び第２変更部１３０２のそれぞれから出力される２つの位置データ（第４相対位置データｅ及び第２相対位置データｃ）同士の分解能が一致するように、第３相対位置データｄ及び第１相対位置データｂを逓倍処理する方法が挙げられる。本実施形態では、上述のようにスリットトラックＳＩ２の反射スリットの数はスリットトラックＳＩ１の反射スリットの数の２倍であり、高インクリメンタル信号の分解能は低インクリメンタル信号の分解能の２倍である。従って、高インクリメンタル信号から得られた第３相対位置データｄの逓倍数が２^ｎである場合に、低インクリメンタル信号から得られた第１相対位置データｂの逓倍数を２^ｎ＋１とすることで、逓倍処理後の２つの位置データ（第４相対位置データｅ及び第２相対位置データｃ）同士の分解能を一致させることが可能である。

　なお、２つの位置データ同士の分解能を一致させる方法は、上記方法に限定されるものではない。例えば、第２変更部１３０２が第１相対位置データｂを逓倍処理することで分解能と向上させ、逓倍処理後の位置データの分解能と、第３相対位置データｄの分解能とを一致させてもよい（この場合には第１変更部１３０６は不要となる）。あるいは、第１変更部１３０６が第３相対位置データｄを分周処理することで分解能を低下させ、分周処理後の位置データの分解能と、第１相対位置データｂの分解能とを一致させてもよい（この場合には第２変更部１３０２は不要となる）。あるいは、第１変更部１３０６及び第２変更部１３０２のそれぞれが第３相対位置データｄ及び第１相対位置データｂのそれぞれを分周処理することで分解能を低下させ、分周処理後の２つの位置データ同士の分解能を一致させてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、第１変更部１３０６が第３相対位置データｄを２^ｎ逓倍すると共に、第２変更部１３０２が第１相対位置データｂを２^ｎ＋１逓倍することで、逓倍処理後の２つの位置データ（第４相対位置データｅ及び第２相対位置データｃ）同士の分解能を一致させる場合について説明する。

　第２データ抽出部１３０３は、第２変更部１３０２から第２相対位置データｃを取得し、該第２相対位置データｃから一部又は全部のデータを抽出する。

　すなわち、第２データ抽出部１３０３は、初期値を測定するタイミングにおいて、第２相対位置データｃから、その最上位ビットデータを第５相対位置データｃ１として抽出し、出力する。なお、第２相対位置データｃの最上位ビットデータ（第５相対位置データｃ１）は、いずれかの第２区間内で２回繰り返される第３区間のうち、どちらの第３区間に位置するかを表す。なお、この際に第２データ抽出部１３０３が抽出するデータは、第２相対位置データｃの最上位ビットデータに限定されるものではなく、該最上位ビットデータに後続する一部又は全部のビッドデータを含んでいてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、この際に第２データ抽出部１３０３が抽出するデータが、第２相対位置データｃの最上位ビットデータである場合について説明する。

　また、初期値が測定された後は、第２データ抽出部１３０３は、第２相対位置データｃから、その最上位ビットデータに後続する、該最上位ビットデータにより表される第３区間内の位置を表す複数ビットデータのうち、上位所定数ビットデータを第６相対位置データｃ２として抽出し、出力する。なお、第６相対位置データｃ２は、第２抽出データの一例に相当する。また、この際に第２データ抽出部１３０３が抽出するデータは、第２相対位置データｃの最上位ビットデータに後続する上位所定数ビットデータに限定されるものではなく、該最上位ビットデータを含んでいてもよい。但し、説明の便宜上、以下では、この際に第２データ抽出部１３０３が抽出するデータが、第２相対位置データｃの最上位ビットデータに後続する上位所定数ビットデータである場合について説明する。

　第１データ抽出部１３０７は、第１変更部１３０６から第４相対位置データｅを取得し、該第４相対位置データｅから一部又は全部のデータを抽出する。すなわち、第１データ抽出部１３０７は、第４相対位置データｅから、その上位所定数（例えば上位２ビット）ビットデータを第７相対位置データｅ１として抽出し、出力する。また、第１データ抽出部１３０７は、第４相対位置データｅから、その上位所定数（上記第６相対位置データｃ２と同一ビット数）ビットデータを第８相対位置データｅ２として抽出し、出力する。なお、第８相対位置データｅ２は、第１抽出データの一例に相当する。

　初期値生成部１３０４は、絶対位置特定部１３０１から第１絶対位置データａを取得すると共に、第２データ抽出部１３０３から第５相対位置データｃ１を取得する。そして、初期値生成部１３０４は、取得した第１絶対位置データａ及び第５相対位置データｃ１に基づいて、第２区間内の絶対位置を特定し、特定した第２区間内の絶対位置を表す第２絶対位置データｆを出力する。なお、第２絶対位置データｆは、第１区間内で複数回繰り返される第２区間のうち、いずれの第２区間に位置するかを表し、かつ、その第２区間内で２回繰り返される第３区間のうち、どちらの第３区間に位置するかを表す。この際、初期値生成部１３０４は、第１絶対位置データａに第５相対位置データｃ１を重畳することで、第２絶対位置データｆを算出する。すなわち、上述のように、第１絶対位置データａは、第１区間における第２区間の位置を表し、第５相対位置データｃ１は、第２区間における第３区間の位置を表す。従って、初期値生成部１３０４は、例えば、第１絶対位置データａを第２絶対位置データｆの上位ビットとし、第５相対位置データｃ１を第２絶対位置データｆの下位ビットとする等の積上げ処理により、第２絶対位置データｆを算出可能である。

　カウンタ１３０５は、初期値生成部１３０４から第２絶対位置データｆを取得し、該第２絶対位置データｆを初期値に設定して、設定した初期値（カウンタデータ）を第３絶対位置データｇとして出力する。なお、第３絶対位置データｇは、上記第２絶対位置データｆと同様、第１区間内で複数回繰り返される第２区間のうち、いずれの第２区間に位置するかを表し、かつ、その第２区間内で２回繰り返される第３区間のうち、どちらの第３区間に位置するかを表す。初期値を設定した後は、カウンタ１３０５は、第１データ抽出部１３０７から第７相対位置データｅ１を取得し、前回のカウンタデータに対して該第７相対位置データｅ１を用いたカウンタ処理を実行し、カウンタデータを第３絶対位置データｇとして出力する。すなわち、カウンタ１３０５は、今回取得した第７相対位置データｅ１と、前回取得した第７相対位置データｅ１とを比較し、位置する第３区間の推移（不変、正転側の第３区間へ推移、反転側の第３区間へ推移）を判断して、前回のカウンタデータの値を変化させる（不変とする、カウントアップする、カウントダウンする）。

　位置データ生成部１３０８は、受光アレイＰＩ２からの高インクリメンタル信号と、受光アレイＰＩ１からの低インクリメンタル信号と、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２からの２つのアブソリュート信号のうち一方とに基づいて、第３区間内の絶対位置を特定し、特定した第３区間内の絶対位置を表す第４絶対位置データｈを出力する。なお、第４絶対位置データは、位置データの一例に相当する。つまり、位置データ生成部１３０８は、位置データを生成する手段の一例に相当する。なお、第４絶対位置データｈは、第１区間内で複数回繰り返される第２区間のうち、いずれの第２区間に位置するかを表し、かつ、その第２区間内で２回繰り返される第３区間のうち、どちらの第３区間に位置するかを表し、かつ、その第３区間内の位置を表す。

　この際、位置データ生成部１３０８は、カウンタ１３０５から第３絶対位置データｇを取得すると共に、第１変更部１３０６から第４相対位置データｅを取得する。そして、位置データ生成部１３０８は、第３絶対位置データｇに第４相対位置データｅを重畳することで、第４絶対位置データｈを算出する。すなわち、上述のように、第３絶対位置データｇは、第１区間内における第２区間の位置を表し、かつ、その第２区間内における第３区間の位置を表し、第４相対位置データｅは、第３区間の位置を表す。従って、位置データ生成部１３０８は、例えば、第３絶対位置データｇを第４絶対位置データｈの上位ビットとし、第４相対位置データｅを第４絶対位置データｈの下位ビットとする等の積上げ処理により、第４絶対位置データｈを算出可能である。これにより、アブソリュート信号に基づく絶対位置や、低インクリメンタル信号に基づいて算出された絶対位置もよりも、さらに高分解能な絶対位置を表す位置データが算出される。

　なお、位置データ生成部１３０８による第４絶対位置データｈの生成方法は、上記方法に限定されるものではない。位置データ生成部１３０８による第４絶対位置データｈの生成方法の生成方法としては、受光アレイＰＩ２からの高インクリメンタル信号と、受光アレイＰＩ１からの低インクリメンタル信号と、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２からの２つのアブソリュート信号のうち一方とに基づいて行われる方法であれば、どのような方法であってもよい。但し、説明の便宜上、以下では、位置データ生成部１３０８による第４絶対位置データｈの生成方法が、第３絶対位置データｇに第４相対位置データｅを重畳して第４絶対位置データｈを算出する方法である場合について説明する。

　異常検出部１３１０は、エンコーダ１００の異常を検出するタイミングにおいて、受光アレイＰＩ２からの高インクリメンタル信号と、受光アレイＰＩ１からの低インクリメンタル信号とに基づいて、エンコーダ１００の異常を検出する。つまり、異常検出部１３１０は、エンコーダの異常を検出する手段の一例に相当する。この際、異常検出部１３１０は、第１変更部１３０６からの第４相対位置データｅと、第２変更部１３０２からの第２相対位置データｃとに基づいて、エンコーダ１００の異常を検出する。

　具体的には、異常検出部１３１０は、第１データ抽出部１３０７から第８相対位置データｅ２を取得すると共に、第２データ抽出部１３０３から第６相対位置データｃ２を取得する。そして、異常検出部１３１０は、取得した第８相対位置データｅ２及び第６相対位置データｃ２に基づいて、エンコーダ１００の異常を検出する。すなわち、異常検出部１３１０は、第８相対位置データｅ２及び第６相対位置データｃ２のそれぞれにより表される２つの位置（ビットパターン）同士を比較し、両者が一致するか否かに応じて、異常の有無を検出する。つまり、両者が一致しない場合には、異常検出部１３１０は、異常があると判断し、その旨を表すアラーム信号を出力する。一方、両者が一致する場合には、異常検出部１３１０は、異常がないと判断し、アラーム信号を出力しない。なお、異常がないと判断した場合には、異常検出部１３１０は、異常がない旨を表す信号を出力してもよい。但し、説明の便宜上、以下では、異常がないと判断した場合には、異常検出部１３１０が信号を出力しない場合について説明する。

　なお、異常検出部１３１０は、上記抽出前の第４相対位置データｅ及び第２相対位置データｃのそれぞれにより表される２つ位置（ビットパターン）のうち、上位所定数ビットパターン同士を比較し、両者が一致するか否かに応じて、異常の有無を検出してもよい。また、異常検出部１３１０は、上記分解能変更処理前の第３相対位置データｄ及び第１相対位置データｂに対して適宜の処理を施すことで、異常の有無を検出してもよい。さらに、異常検出部１３１０による異常検出方法は、高インクリメンタル信号及び低インクリメンタル信号に基づいて行われる方法であれば、上記以外の方法であってもよい。但し、説明の便宜上、以下では、異常検出部１３１０が、第８相対位置データｅ２及び第６相対位置データｃ２のそれぞれにより表される２つの位置同士を比較し、両者が一致するか否かに応じて、異常の有無を検出する場合について説明する。

　データ送信部１３０９は、データを制御装置ＣＴに送信する。

　すなわち、異常検出部１３１０により異常が検出されない場合、つまりアラーム信号が取得されない場合には、データ送信部１３０９は、位置データ生成部１３０８から第４絶対位置データｈを取得し、該第４絶対位置データｈを制御装置ＣＴに送信する。なお、データ送信部１３０９は、アラーム信号が取得されない場合に、第４絶対位置データｈに加えて、それ以外のデータ（例えば第２相対位置データｃや、異常が旨を表す信号等）を制御装置ＣＴに送信してもよい。但し、説明の便宜上、以下では、アラーム信号が取得されない場合にデータ送信部１３０９が制御装置ＣＴに送信するデータが、第４絶対位置データｈのみである場合について説明する。

　一方、データ送信部１３０９は、異常検出部１３１０により異常が検出された場合、つまり異常検出部１３１０からアラーム信号を取得した場合には、アラーム信号を制御装置ＣＴに送信する。この際、データ送信部１３０９は、アラーム信号に加えて、位置データ生成部１３０８から取得した第４絶対位置データｈを、制御装置ＣＴに送信する。具体的には、データ送信部１３０９は、アラーム信号及び第４絶対位置データｈに加えて、第２変更部１３０２から取得した第２相対位置データｃを、制御装置ＣＴに送信する。なお、アラーム信号を取得した場合にデータ送信部１３０９が制御装置ＣＴに送信するデータは、アラーム信号、第４絶対位置データｈ、及び第２相対位置データｃの３つに限定されるものではなく、少なくともアラーム信号を含んでいればよい。但し、説明の便宜上、以下では、アラーム信号を取得した場合にデータ送信部１３０９が制御装置ＣＴに送信するデータが、アラーム信号、第４絶対位置データｈ、及び第２相対位置データｃの３つである場合について説明する。つまり、第４絶対位置データｈは例えば下位ビットに第４相対位置データｅを含んでいるので、異常が検出されたときには、制御装置ＣＴに第４相対位置データｅ及び第２相対位置データｃが送信されることとなる。これにより、制御装置ＣＴにおいても第４相対位置データｅ及び第２相対位置データｃとを比較してエンコーダ１００の異常を検出可能である。

　ここで、特に図示はしないが、エンコーダ１００には、エンコーダ制御装置が備えられている。エンコーダ制御装置は、上記第１相対位置データｂ及び第３相対位置データｄの分解能を一致させる分解能変更処理を行い、上記第４相対位置データｅ及び第２相対位置データｃに基づいてエンコーダ１００の異常を検出する。このエンコーダ制御装置は、上記制御部１３０の各構成のうち、少なくとも分解能変更部１３００及び異常検出部１３１０を含む構成により構築される。

　なお、以上説明した図６に示す制御部１３０の各機能構成部の切り分けは、あくまで一例であって、上記以外の切り分けであってもよい。

　＜３．エンコーダの異常検出方法＞
　次に、図７を参照しつつ、本実施形態に係るエンコーダ１００の異常検出方法について説明する。

　図７において、このフローに示す処理は、例えばエンコーダ１００の電源投入により開始される。

　まず、ステップＳ１０で、第１位置特定部１３１６は、受光アレイＰＩ２から位相が９０°ずつズレる４つの高インクリメンタル信号を取得し、第３区間内の位置（電気角）を特定して、第３相対位置データｄを出力する。

　その後、ステップＳ２０で、第１変更部１３０６は、上記ステップＳ１０で出力された第３相対位置データｄを取得し、該第３相対位置データｄを２^ｎ逓倍することにより分解能変更処理を行って、第４相対位置データｅを出力する。

　そして、ステップＳ３０で、第２位置特定部１３１２は、受光アレイＰＩ１から位相が９０°ずつズレる４つの低インクリメンタル信号を取得し、第２区間内の位置（電気角）を特定して、第１相対位置データｂを出力する。

　その後、ステップＳ４０で、第２変更部１３０２は、上記ステップＳ３０で出力された第１相対位置データｂを取得し、該第１相対位置データｂを２^ｎ＋１逓倍することにより分解能変更処理を行って、第２相対位置データｃを出力する。

　そして、ステップＳ５０で、第２データ抽出部１３０３は、上記ステップＳ４０で出力された第２相対位置データｃを取得し、該第２相対位置データｃから、その最上位ビットデータを第５相対位置データｃ１として抽出し、出力する。

　その後、ステップＳ６０で、絶対位置特定部１３０１は、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２のそれぞれからアブソリュート信号を取得し、第１区間内の絶対位置を特定して、第１絶対位置データａを出力する。

　そして、ステップＳ７０で、初期値生成部１３０４は、上記ステップＳ６０で出力された第１絶対位置データａを取得すると共に、上記ステップＳ５０で出力された第５相対位置データｃ１を取得し、第２区間内の絶対位置を特定して、第２絶対位置データｆを出力する。

　その後、ステップＳ８０で、カウンタ１３０５は、上記ステップＳ７０で出力された第２絶対位置データｆを取得し、該第２絶対位置データｆを初期値に設定して、設定した初期値（カウンタデータ）を第３絶対位置データｇとして出力する。

　そして、ステップＳ９０で、位置データ生成部１３０８は、上記ステップＳ８０で出力された第３絶対位置データｇを取得すると共に、上記ステップＳ２０で出力された第４相対位置データｅを取得する。そして、位置データ生成部１３０８は、第３絶対位置データｇに第４相対位置データｅを重畳し、第４絶対位置データｈを出力する。

　その後、ステップＳ１００で、データ送信部１３０９は、上記ステップＳ９０で出力された第４絶対位置データｈを取得し、該第４絶対位置データｈを制御装置ＣＴに送信する。

　そして、ステップＳ１１０で、第１位置特定部１３１６は、受光アレイＰＩ２から位相が９０°ずつズレる４つの高インクリメンタル信号を取得し、上記ステップＳ１０と同様の処理を行って、第３相対位置データｄを出力する。

　その後、ステップＳ１２０で、第１変更部１３０６は、上記ステップＳ１１０で出力された第３相対位置データｄを取得し、上記ステップＳ２０と同様の処理を行って、第４相対位置データｅを出力する。

　そして、ステップＳ１３０で、第１データ抽出部１３０７は、上記ステップＳ１２０で出力された第４相対位置データｅを取得し、該第４相対位置データｅから、その上位所定数ビットデータを第７相対位置データｅ１として抽出し、出力する。また、第１データ抽出部１３０７は、第４相対位置データｅから、その上位所定数ビットデータを第８相対位置データｅ２として抽出し、出力する。

　その後、ステップＳ１４０で、第２位置特定部１３１２は、受光アレイＰＩ１から位相が９０°ずつズレる４つの低インクリメンタル信号を取得し、上記ステップＳ３０と同様の処理を行って、第１相対位置データｂを出力する。

　そして、ステップＳ１５０で、第２変更部１３０２は、上記ステップＳ１４０で出力された第１相対位置データｂを取得し、上記ステップＳ４０と同様の処理を行って、第２相対位置データｃを出力する。

　その後、ステップＳ１６０で、第２データ抽出部１３０３は、上記ステップＳ１５０で出力された第２相対位置データｃを取得し、該第２相対位置データｃから、その最上位ビットデータに後続する上位所定数ビットデータを第６相対位置データｃ２として抽出し、出力する。

　そして、ステップＳ１７０で、カウンタ１３０５は、上記ステップＳ１３０で出力された第７相対位置データｅ１を取得し、前述のようにカウンタ処理を実行して、カウンタデータを第３絶対位置データｇとして出力する。

　その後、ステップＳ１８０で、位置データ生成部１３０８は、上記ステップＳ１７０で出力された第３絶対位置データｇを取得すると共に、上記ステップＳ１２０で出力された第４相対位置データｅを取得する。そして、位置データ生成部１３０８は、上記ステップＳ９０と同様の処理を行って、第４絶対位置データｈを出力する。

　そして、ステップＳ１９０で、異常検出部１３１０は、エンコーダ１００の異常を検出するタイミングであるか否かを判定する。異常を検出するタイミングでない場合には、ステップＳ１９０の判定は満たされず、異常検出部１３１０による異常検出は行われないで、ステップＳ２００に移る。

　ステップＳ２００では、データ送信部１３０９は、上記ステップＳ１８０で出力された第４絶対位置データｈを取得し、該第４絶対位置データｈを制御装置ＣＴに送信する。その後、上記ステップＳ１１０に移り、同様の手順を繰り返す。

　一方、ステップＳ１９０において、異常を検出するタイミングであった場合には、ステップＳ１９０の判定が満たされて、ステップＳ２１０に移る。

　ステップＳ２１０では、異常検出部１３１０は、上記ステップＳ１３０で出力された第８相対位置データｅ２を取得すると共に、上記ステップＳ１６０で出力された第６相対位置データｃ２を取得する。そして、異常検出部１３１０は、取得した第８相対位置データｅ２及び第６相対位置データｃ２のそれぞれにより表される２つの位置同士を比較し、両者が一致するか否かに応じて、異常の有無を検出する。そして、異常を検出した場合には、異常検出部１３１０は、アラーム信号を出力する。

　その後、ステップＳ２２０で、データ送信部１３０９は、アラーム信号が取得されたか否かを判定する。アラーム信号が取得されない場合には、ステップＳ２２０の判定は満たされず、上記ステップＳ２００に移り、データ送信部１３０９は、第４絶対位置データｈを制御装置ＣＴに送信する。その後、上記ステップＳ１１０に移り、同様の手順を繰り返す。一方、アラーム信号が取得された場合には、ステップＳ２２０の判定が満たされて、ステップＳ２００に移り、データ送信部１３０９は、アラーム信号、第４絶対位置データｈ、及び第２相対位置データｃを制御装置ＣＴに送信する。その後、上記ステップＳ１１０に移り、同様の手順を繰り返す。

　なお、以上説明した図７に示すフローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的に又は個別的に実行される処理をも含む。また時系列的に処理されるステップでも、場合によっては適宜順序を変更することが可能である。

　＜４．本実施形態による効果の例＞
　以上説明した本実施形態に係るエンコーダ１００は、ピッチの異なるインクリメンタルパターンを各々有する２本のスリットトラックＳＩ１，ＳＩ２を有し、それらを受光するように構成された２つの受光アレイＰＩ１，ＰＩ２を有する。受光アレイＰＩ１の低インクリメンタル信号と受光アレイＰＩ２の高インクリメンタル信号とは、分解能や精度に差異はあるが、異常検出部１３１０で両インクリメンタル信号から各々検出される位置データを比較することによって、エンコーダ１００の異常を検出することが可能である。これにより、制御装置ＣＴはエンコーダ１００の状態（正常か異常か）を把握できるので、検出した第４絶対位置データｈの信頼性を向上することができる。

　また、本実施形態では特に、次のような効果を得ることができる。すなわち、受光アレイＰＩ１の低インクリメンタル信号と受光アレイＰＩ２の高インクリメンタル信号とでは分解能が異なることから、そのままでは異常検出部１３１０は両インクリメンタル信号に基づく位置データを比較することができない。
本実施形態では、分解能変更部１３００が、高インクリメンタル信号から得られた第３相対位置データｄと、低インクリメンタル信号から得られた第１相対位置データｂとの分解能を一致させる。これにより、異常検出部１３１０は分解能の異なる位置データを比較することが可能となるので、エンコーダ１００の異常の検出精度を向上できる。

　また、本実施形態では特に、次のような効果を得ることができる。すなわち、分解能変更部１３００による分解能変更処理後の第４相対位置データｅ及び第２相対位置データｃには、（下位ビットであるほど）誤差が含まれる。本実施形態では、第１データ抽出部１３０７が第４相対位置データｅから第８相対位置データｅ２を抽出し、第２データ抽出部１３０３が第２相対位置データｃから第６相対位置データｃ２を抽出する。そして、異常検出部１３１０が、第８相対位置データｅ２と第６相対位置データｃ２とを比較してエンコーダ１００の異常を検出する。これにより、比較的誤差の少ない一部（上位数ビット）のデータを抽出して比較することが可能となるので、エンコーダ１００の異常の検出精度をさらに向上できる。また、異常検出部１３１０でのデータ処理量を少なくできるので、処理速度を早めることが可能である。

　また、本実施形態では特に、位置データ生成部１３０８が、受光アレイＰＩ１、受光アレイＰＩ２、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の各々の受光信号に基づいて、第４絶対位置データｈを生成する。これにより、受光アレイＰＩ２の信号の逓倍処理と受光アレイＰＩ１の信号の逓倍処理とを積み上げる逓倍積上げ方式による高分解能な絶対位置を表す第４絶対位置データｈを生成することが可能となるので、高い分解能を実現することができる。

　また、本実施形態では特に、次のような効果を得ることができる。すなわち、特定の用途向けに構築された専用集積回路１３２は、ＣＰＵ１３１のようにプログラムの実行を伴わないので処理速度が早い。本実施形態では、カウンタ１３０５によるカウンタ処理に用いられる第７相対位置データｅ１を得るための第４相対位置データｅを生成する第１変更部１３０６、及び、第４絶対位置データｈを生成する位置データ生成部１３０８については、処理速度の早い専用集積回路１３２により構成される。これにより、エンコーダ１００の通常動作時にリアルタイムで高分解能な第４絶対位置データｈを生成することが可能となる。一方で、エンコーダ１００の電源投入時や所定のタイミングで実行される異常検出処理時に用いられる第６相対位置データｃ２を得るための第２相対位置データｃを生成する第２変更部１３０２、及び、異常検出部１３１０については、処理速度の要求が低いことから、所定のプログラムを実行するＣＰＵ１３１により構成する。これにより、汎用性を向上し、コストを低減できる。

　また、本実施形態では特に、異常検出部１３１０によりエンコーダ１００の異常が検出されない場合には、データ送信部１３０９が位置データ生成部１３０８により生成された第４絶対位置データｈを制御装置ＣＴに送信する。一方、異常検出部１３１０によりエンコーダ１００の異常が検出された場合には、データ送信部１３０９が制御装置ＣＴ、アラーム信号、及び第２相対位置データｃを制御装置ＣＴに送信する。つまり、位置データ生成部１３０８により生成された第４絶対位置データｈには第４相対位置データｅが含まれることから、異常検出時には制御装置ＣＴに第４相対位置データｅと第２相対位置データｃとの両方が送信されることとなる。これにより、制御装置ＣＴにおいても第４相対位置データｅと第２相対位置データｃとを比較してエンコーダ１００の異常を検出することが可能となる。その結果、エンコーダ１００の異常検出部１３１０による検出結果の正否を制御装置ＣＴで判定することが可能となるので、エンコーダ１００の異常の検出精度をより一層高めることができる。

　また、本実施形態では特に、スリットトラックＳＩ１，ＳＩ２が有する各スリットは、光源１２１より出射された光を反射するように構成された反射スリットである。また、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２は、スリットトラックＳＩ１，ＳＩ２の反射スリットで反射した光をそれぞれ受光するように構成される。このようにエンコーダ１００を、いわゆる反射型のエンコーダとして構成することで、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２を光源１２１に近接して配置することが可能となるので、エンコーダ１００を小型化できる。

　＜４．変形例等＞
　以上、添付図面を参照しながら一実施形態について詳細に説明した。しかしながら、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、技術的思想の範囲内において、様々な変更や修正、組み合わせなどを行うことに想到できることは明らかである。従って、これらの変更や修正、組み合わせなどが行われた後の技術も、当然に技術的思想の範囲に属するものである。以下、そのような変形例等を順を追って説明する。なお、以下の変形例等の説明において上記実施形態と同様の部分には同符号を付し、適宜説明を省略する。

　　（４－１．異常時は低インクリメンタル信号に基づく絶対位置データを使用する場合）
　図８を参照しつつ、本変形例に係る制御部１３０の構成について説明する。

　図８に示すように、本変形例に係る制御部１３０は、上記実施形態の機能構成部に加えて、前述の専用集積回路１３２により構成されたカウンタ１３１１を有する。また、前述の位置データ生成部１３０８は、異常時データ生成部１３１５を備える。

　すなわち、本変形例では、前述の絶対位置特定部１３０１により出力された前述の第１絶対位置データａ、及び、前述の第２データ抽出部１３０３により出力された前述の第５相対位置データｃ１が、カウンタ１３１１でも取得される。

　カウンタ１３１１は、絶対位置特定部１３０１から第１絶対位置データａを取得し、該第１絶対位置データａを初期値に設定して、設定した初期値（カウンタデータ）を第５絶対位置データｉとして出力する。なお、第５絶対位置データｉは、上記第１絶対位置データａと同様、前述の第１区間内で複数回繰り返される前述の第２区間のうち、いずれの第２区間に位置するかを表す。初期値を設定した後は、カウンタ１３１１は、第２データ抽出部１３０３から第５相対位置データｃ１を取得し、前回のカウンタデータに対して該第５相対位置データｃ１を用いたカウンタ処理を実行し、カウンタデータを第５絶対位置データｉとして出力する。すなわち、カウンタ１３１１は、今回取得した第５相対位置データｃ１と、前回取得した第５相対位置データｃ１とを比較し、位置する第２区間の推移（不変、正転側の第２区間へ推移、反転側の第２区間へ推移）を判断して、前回のカウンタデータの値を変化させる（不変とする、カウントアップする、カウントダウンする）。

　また、本変形例では、前述の第２変更部１３０２により出力された前述の第２相対位置データｃ、及び、前述の異常検出部１３１０により出力された前述のアラーム信号が、位置データ生成部１３０８でも取得される。

　つまり、位置データ生成部１３０８がアラーム信号を取得し、該アラーム信号により表される異常が、受光アレイＰＩ２に係る系統の異常であった場合がある。この場合、異常時データ生成部１３１５は、受光アレイＰＩ１からの低インクリメンタル信号と、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２からの２つのアブソリュート信号のうち一方とに基づいて、第２区間内の絶対位置を特定し、特定した第２区間内の絶対位置を表す第６絶対位置データｊを出力する。なお、第６絶対位置データｊは、位置データの一例に相当する。また、第６絶対位置データｊは、第１区間内で複数回繰り返される第２区間のうち、いずれの第２区間に位置するかを表し、かつ、その第２区間内の位置を表す。

　この際、異常時データ生成部１３１５は、カウンタ１３１１から第５絶対位置データｉを取得すると共に、第２変更部１３０２から第２相対位置データｃを取得する。そして、異常時データ生成部１３１５は、第５絶対位置データｉに第２相対位置データｃを重畳することで、第２区間内の絶対位置を特定し、特定した第２区間内の絶対位置を表す第６絶対位置データｊを出力する。すなわち、前述のように、第５絶対位置データｉは、第１区間内における第２区間の位置を表し、第２相対位置データｃは、第２区間の位置を表す。従って、異常時データ生成部１３１５は、例えば、第５絶対位置データｉを第６絶対位置データｊの上位ビットとし、第２相対位置データｃを第６絶対位置データｊの下位ビットとする等の積上げ処理により、第６絶対位置データｊを算出可能である。これにより、アブソリュート信号に基づく絶対位置よりも高分解能な絶対位置を表す位置データが算出される。

　なお、異常時データ生成部１３１５による第６絶対位置データｊの生成方法は、上記方法に限定されるものではない。異常時データ生成部１３１５による第６絶対位置データｊの生成方法としては、受光アレイＰＩ１からの低インクリメンタル信号と、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２からの２つのアブソリュート信号のうち一方とに基づく方法であれば、どのような方法であってもよい。

　そして、データ送信部１３０９がアラーム信号を取得し、該アラーム信号により表される異常が、受光アレイＰＩ２に係る系統の異常であった場合がある。この場合、データ送信部１３０９は、アラーム信号と、異常時データ生成部１３１５から取得した第６絶対位置データｊを、制御装置ＣＴに送信する。

　なお、以上説明した図８に示す制御部１３０の各機能構成部の切り分けは、あくまで一例であって、上記以外の切り分けであってもよい。

　以上説明した本変形例によれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本変形例では、異常検出部１３１０により異常が検出された場合に、異常時データ生成部１３１５が受光アレイＰＩ１及び受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の各々の受光信号に基づいて、第６絶対位置データｊを生成する。これにより、受光アレイＰＩ２に係る系統に異常が生じた場合に、当該受光アレイＰＩ２の高インクリメンタル信号を用いずに位置データを生成することができる。その結果、位置データの分解能や精度は落ちるものの、異常検出時に運転を停止せずに継続することが可能となり、運転継続性を向上できる。

　　（４－２．エンコーダの異常検出を制御装置が行う場合）
　以上においては、エンコーダ１００側の異常検出部１３１０が、第１データ抽出部１３０７からの第８相対位置データｅ２と、第２データ抽出部１３０３からの第６相対位置データｃ２と比較することで、エンコーダ１００の異常を検出していた。しかしながら、エンコーダ１００の異常検出は、制御装置ＣＴ側で行われてもよい。すなわち、制御装置ＣＴが、第１データ抽出部１３０７からの第８相対位置データｅ２と、第２データ抽出部１３０３からの第６相対位置データｃ２とを取得し、これら第８相対位置データｅ２及び第６相対位置データｃ２を比較することで、エンコーダ１００の異常を検出してもよい。この場合にも、制御装置ＣＴはエンコーダ１００の状態（正常か異常か）を把握できるので、エンコーダ１００が検出した位置データの信頼性を向上することができる。

　なお、以上の説明における「平行」とは、厳密な意味での平行ではない。すなわち、「平行」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に平行」という意味である。

　また、以上の説明における「等しい」「一致」「均等」とは、厳密な意味ではない。すなわち、「等しい」「一致」「均等」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に等しい」「実質的に一致」「実質的に均等」という意味である。

　また、図６及び図８中に示す矢印は、信号の流れの一例を示すものであり、信号の流れ方向を限定するものではない。

　また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用してもよい。

　その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

　１００　　　　エンコーダ
　１２１　　　　光源
　１３１　　　　ＣＰＵ
　１３２　　　　専用集積回路
　１３００　　　分解能変更部（第１受光アレイの受光信号から得られた第１位置データ及び第２受光アレイの受光信号から得られた第２位置データの分解能を一致させる分解能変更処理を行う手段の一例）
　１３０２　　　第２変更部（第２位置データに対し分解能変更処理を行う手段の一例）
　１３０３　　　第２データ抽出部
　１３０６　　　第１変更部（第１位置データに対し分解能変更処理を行う手段の一例）
　１３０７　　　第１データ抽出部
　１３０８　　　位置データ生成部（位置データを生成する手段の一例）
　１３０９　　　データ送信部
　１３１０　　　異常検出部（エンコーダの異常を検出する手段の一例）
　１３１５　　　異常時データ生成部
　ｂ　　　　　　第１相対位置データ（第２位置データの一例）
　Ｃ　　　　　　測定方向
　ｃ　　　　　　第２相対位置データ（分解能変更処理後の第２位置データの一例）
　ｃ２　　　　　第６相対位置データ（第２抽出データの一例）
　ＣＴ　　　　　制御装置（上位装置の一例）
　ｄ　　　　　　第３相対位置データ（第１位置データの一例）
　ｅ　　　　　　第４相対位置データ（分解能変更処理後の第１位置データの一例）
　ｅ２　　　　　第８相対位置データ（第１抽出データの一例）
　ｈ　　　　　　第４絶対位置データ（位置データの一例）
　ＰＡ１　　　　受光アレイ（第３受光アレイの一例）
　ＰＡ２　　　　受光アレイ（第３受光アレイの一例）
　ＰＩ１　　　　受光アレイ（第２受光アレイの一例）
　ＰＩ２　　　　受光アレイ（第１受光アレイの一例）
　ＳＡ１　　　　スリットトラック
　ＳＡ２　　　　スリットトラック
　ＳＩ１　　　　スリットトラック
　ＳＩ２　　　　スリットトラック

Claims

　測定方向に沿って並べられた複数のスリットをそれぞれ有する複数のスリットトラックと、
　前記複数のスリットトラックに光を出射するように構成された光源と、
　インクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第１受光アレイと、
　他のインクリメンタルパターンよりもピッチの長いインクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第２受光アレイと、
　前記第１受光アレイの受光信号及び前記第２受光アレイの受光信号に基づいてエンコーダの異常を検出するように構成された異常検出部と、
を有する、ことを特徴とするエンコーダ。
　前記第１受光アレイの前記受光信号から得られた第１位置データ及び前記第２受光アレイの前記受光信号から得られた第２位置データの分解能を一致させる分解能変更処理を行うように構成された分解能変更部をさらに有し、
　前記異常検出部は、
　前記分解能変更処理後の第１位置データ及び前記分解能変更処理後の第２位置データに基づいて前記エンコーダの異常を検出するように構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
　前記分解能変更処理後の第１位置データから一部又は全部のデータを抽出する第１データ抽出部及び前記分解能変更処理後の第２位置データから一部又は全部のデータを抽出する第２データ抽出部をさらに有し、
　前記異常検出部は、
　前記第１データ抽出部により抽出された第１抽出データ及び前記第２データ抽出部により抽出された第２抽出データに基づいて前記エンコーダの異常を検出するように構成される、ことを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ。
　アブソリュートパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第３受光アレイと、
　前記第１受光アレイ、前記第２受光アレイ、前記第３受光アレイの各々の前記受光信号に基づいて位置データを生成するように構成された位置データ生成部と、をさらに有する、ことを特徴とする請求項３に記載のエンコーダ。
　前記分解能変更部のうち前記第１位置データに対し前記分解能変更処理を行うように構成された第１変更部及び前記位置データ生成部は、
　特定の用途向けに構築された専用集積回路により構成され、
　前記分解能変更部のうち前記第２位置データに対し前記分解能変更処理を行うように構成された第２変更部及び前記異常検出部は、
　所定のプログラムを実行するＣＰＵにより構成される、ことを特徴とする請求項４に記載のエンコーダ。
　前記異常検出部により異常が検出されない場合には、前記位置データ生成部により生成された前記位置データを上位装置に送信し、
　前記異常検出部により異常が検出された場合には、前記位置データと、アラーム信号と、前記分解能変更処理後の第２位置データと、を前記上位装置に送信するように構成されたデータ送信部をさらに有する、ことを特徴とする請求項４又は５に記載のエンコーダ。
　前記位置データ生成部は、
　前記異常検出部により異常が検出された場合に、前記第２受光アレイ及び前記第３受光アレイの各々の前記受光信号に基づいて位置データを生成するように構成された異常時データ生成部を有する、ことを特徴とする請求項４に記載のエンコーダ。
　前記スリットトラックが有する各前記スリットは、
　前記光源より出射された光を反射するように構成され、
　前記第１受光アレイ及び前記第２受光アレイは、
　前記スリットトラックで反射した光をそれぞれ受光するように構成される、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載のエンコーダ。
　測定方向に沿って並べられた複数のスリットをそれぞれ有する複数のスリットトラックと、
　前記複数のスリットトラックに光を出射するように構成された光源と、
　インクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第１受光アレイと、
　他のインクリメンタルパターンよりもピッチの長いインクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第２受光アレイと、
　前記第１受光アレイの受光信号及び前記第２受光アレイの受光信号に基づいてエンコーダの異常を検出する手段と、
を有する、ことを特徴とするエンコーダ。
　測定方向に沿って並べられた複数のスリットをそれぞれ有する複数のスリットトラックと、
　前記複数のスリットトラックに光を出射するように構成された光源と、
　インクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第１受光アレイと、
　他のインクリメンタルパターンよりもピッチの長いインクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第２受光アレイと、
　前記第１受光アレイの前記受光信号から得られた第１位置データ及び前記第２受光アレイの前記受光信号から得られた第２位置データの分解能を一致させる分解能変更処理を行う手段と、
　前記分解能変更処理後の第１位置データ及び前記分解能変更処理後の第２位置データに基づいてエンコーダの異常を検出する手段と、
　アブソリュートパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第３受光アレイと、
　前記第１受光アレイ、前記第２受光アレイ、前記第３受光アレイの各々の前記受光信号に基づいて位置データを生成する手段と、を有し、
　前記分解能変更処理を行う手段のうち前記第１位置データに対し前記分解能変更処理を行う手段及び前記位置データを生成する手段は、
　特定の用途向けに構築された専用集積回路により構成され、
　前記分解能変更処理を行う手段のうち前記第２位置データに対し前記分解能変更処理を行う手段及び前記異常を検出する手段は、
　所定のプログラムを実行するＣＰＵにより構成される、ことを特徴とするエンコーダ。
　測定方向に沿って並べられた複数のスリットをそれぞれ有する複数のスリットトラックと、
　前記複数のスリットトラックに光を出射するように構成された光源と、
　インクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第１受光アレイと、
　他のインクリメンタルパターンよりもピッチの長いインクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第２受光アレイと、を有するエンコーダの異常検出方法であって、
　前記第１受光アレイの前記受光信号から得られた第１位置データ及び前記第２受光アレイの前記受光信号から得られた第２位置データの分解能を一致させることと、
　分解能を一致させた前記第１位置データ及び前記第２位置データに基づいて前記エンコーダの異常を検出することと、
を有する、ことを特徴とするエンコーダの異常検出方法。
　測定方向に沿って並べられた複数のスリットをそれぞれ有する複数のスリットトラックと、
　前記複数のスリットトラックに光を出射するように構成された光源と、
　インクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第１受光アレイと、
　他のインクリメンタルパターンよりもピッチの長いインクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第２受光アレイと、を有するエンコーダに備えられたエンコーダ制御装置であって、
　前記第１受光アレイの前記受光信号から得られた第１位置データ及び前記第２受光アレイの前記受光信号から得られた第２位置データの分解能を一致させる分解能変更処理を行うように構成された分解能変更部と、
　前記分解能変更処理後の第１位置データ及び前記分解能変更処理後の第２位置データに基づいて前記エンコーダの異常を検出するようにエンコーダの異常を検出するように構成された異常検出部と、
を有する、ことを特徴とするエンコーダ制御装置。
　測定方向に沿って並べられた複数のスリットをそれぞれ有する複数のスリットトラックと、
　前記複数のスリットトラックに光を出射するように構成された光源と、
　インクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第１受光アレイと、
　他のインクリメンタルパターンよりもピッチの長いインクリメンタルパターンを有する前記スリットトラックで反射又は透過した光を受光するように構成された第２受光アレイと、
　前記第１受光アレイの前記受光信号から得られた第１位置データ及び前記第２受光アレイの前記受光信号から得られた第２位置データの分解能を一致させる分解能変更処理を行い、前記分解能変更処理後の第１位置データ及び前記分解能変更処理後の第２位置データに基づいて前記エンコーダの異常を検出するエンコーダ制御装置と、
を有する、ことを特徴とするエンコーダ。