WO2015151232A1 - エンコーダ、エンコーダ付きモータ、サーボシステム - Google Patents

エンコーダ、エンコーダ付きモータ、サーボシステム Download PDF

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WO2015151232A1
WO2015151232A1 PCT/JP2014/059655 JP2014059655W WO2015151232A1 WO 2015151232 A1 WO2015151232 A1 WO 2015151232A1 JP 2014059655 W JP2014059655 W JP 2014059655W WO 2015151232 A1 WO2015151232 A1 WO 2015151232A1
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position data
light receiving
encoder
light
disk
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PCT/JP2014/059655
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French (fr)
Inventor
幾磨 室北
康 吉田
Original Assignee
株式会社安川電機
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Publication date
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    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/17—Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information

Definitions

  • the disclosed embodiment relates to an encoder, a motor with an encoder, and a servo system.
  • Patent Document 1 describes a signal processing circuit for an encoder having two detection units arranged on both sides of a rotating shaft in order to remove an eccentric error.
  • Encoder detection accuracy is affected by encoder accuracy deterioration such as eccentricity error.
  • it is necessary to provide two detection units in order to reduce the accuracy deterioration of the encoder, and the apparatus configuration becomes complicated.
  • An object of the present invention is to provide an encoder, a motor with an encoder, and a servo system that can improve detection accuracy with a simple configuration.
  • an encoder that outputs position data of a measurement target, a disk fixed to a rotating body, and provided in the disk, along a measurement direction
  • a plurality of slit tracks each having a plurality of slits arranged so as to have an incremental pattern
  • a light source configured to emit light to the plurality of slit tracks
  • a width direction substantially perpendicular to the measurement direction.
  • Two light receiving arrays arranged at offset positions and configured to receive light reflected or transmitted by the corresponding slit tracks, and the disk and the rotating body based on the light receiving signals of the two light receiving arrays And means for correcting an error in the position data due to the eccentricity of the encoder.
  • an encoder that outputs position data of a measurement object, the plurality of slits each having a plurality of slits arranged along a measurement direction Light that is configured to emit light to the track, the plurality of slit tracks, and light that is reflected or transmitted by the corresponding slit track disposed at a position offset from each other in the width direction substantially perpendicular to the measurement direction.
  • an encoder having two light receiving arrays configured to receive light respectively, and means for reducing deterioration in accuracy of the encoder based on light reception signals of the two light receiving arrays.
  • the rotor detects at least one of the motor which a rotor rotates with respect to a stator, and the position and speed of the said rotor.
  • An encoder-equipped motor comprising the encoder according to any one of 1 to 9 is provided.
  • the rotor detects at least one of the motor which a rotor rotates with respect to a stator, and the position and speed of the said rotor.
  • a servo system comprising: the encoder according to any one of 1 to 9; and a control device configured to control the motor based on a detection result of the encoder.
  • the detection accuracy can be improved with a simple configuration.
  • the disk and the shaft are aligned and fixed so as to be concentric.
  • the light emitted from the light source is reflected or transmitted through a slit provided in the disk, and the reflected or transmitted light is received (detected) by the light receiving array.
  • a light receiving signal also referred to as an electrical signal or a detection signal
  • the encoder outputs position data calculated based on the light receiving signal.
  • the calculated position data will contain an error due to the eccentricity.
  • two optical modules are arranged at opposing positions 180 degrees apart in the circumferential direction of the disk, and an average of position data detected by each optical module is known. .
  • the apparatus configuration becomes complicated, miniaturization of the encoder is hindered, and cost increases.
  • a reference encoder with no eccentricity is prepared for the disk and shaft, the position data for one rotation of the disk is measured, and compared with the reference position data, an eccentricity error is identified and a correction table is created.
  • a method of performing correction is also conceivable. In this case, it is necessary to prepare a correction table by measuring and comparing the reference position data in advance, so that it takes time to prepare for correction, and a reference encoder is prepared separately. The cost increases because it is necessary.
  • each of the two light receiving arrays arranged to be offset in the radial direction of the disk is configured to receive the light reflected or transmitted by the slit track of the incremental pattern. It was found that the eccentricity error can be specified by using the difference of the position data.
  • the inventors of the present invention who have come up with these circumstances have come up with optical encoders and the like according to embodiments described below as a result of further intensive studies. Hereinafter, this embodiment will be described in detail. Note that the problems, effects, and the like described here are merely examples of the embodiments described below, and it goes without saying that the embodiments exhibit further operational effects and the like.
  • the servo system S includes a servo motor SM and a control device CT.
  • the servo motor SM includes an encoder 100 and a motor M.
  • the motor M is an example of a power generation source that does not include the encoder 100.
  • the motor M is a rotary motor in which a rotor (not shown) rotates with respect to a stator (not shown), and a rotational force is generated by rotating a shaft SH fixed to the rotor around an axis AX. Output.
  • the motor M alone may be referred to as a servo motor
  • a configuration including the encoder 100 is referred to as a servo motor SM.
  • the servo motor SM corresponds to an example of a motor with an encoder.
  • the motor with an encoder is a servo motor controlled so as to follow a target value such as a position and a speed.
  • the present invention is not necessarily limited to the servo motor.
  • the motor with an encoder includes a motor used other than the servo system as long as the encoder is attached, for example, when the output of the encoder is used only for display.
  • the motor M is not particularly limited as long as the encoder 100 can detect position data and the like, for example.
  • the motor M is not limited to an electric motor that uses electricity as a power source.
  • a motor using another power source such as a hydraulic motor, an air motor, or a steam motor. It may be.
  • a case where the motor M is an electric motor will be described below.
  • Encoder 100 is connected to the side opposite to the rotational force output side of shaft SH of motor M. However, it is not necessarily limited to the opposite side, and the encoder 100 may be coupled to the rotational force output side of the shaft SH.
  • the encoder 100 may not be directly connected to the motor M, and may be connected via another mechanism such as a speed reducer or a rotation direction changer.
  • the encoder 100 detects the position of the motor M (also referred to as a rotation angle) by detecting the position of the shaft SH (rotor), and outputs position data representing the position.
  • the encoder 100 detects at least one of the speed of the motor M (also referred to as rotational speed or angular velocity) and the acceleration of the motor M (also referred to as rotational acceleration or angular acceleration) in addition to or instead of the position of the motor M. May be.
  • the speed and acceleration of the motor M can be detected by, for example, processing such as first or second order differentiation of the position with time or counting a detection signal (for example, an incremental signal described later) for a predetermined time.
  • processing such as first or second order differentiation of the position with time or counting a detection signal (for example, an incremental signal described later) for a predetermined time.
  • a detection signal for example, an incremental signal described later
  • the control device CT acquires the position data output from the encoder 100, and controls the rotation of the motor M based on the position data. Therefore, in this embodiment in which an electric motor is used as the motor M, the control device CT controls the rotation of the motor M by controlling the current or voltage applied to the motor M based on the position data. Furthermore, the control device CT obtains a host control signal from a host control device (not shown), and a rotational force capable of realizing the position and the like represented by the host control signal is output from the shaft SH of the motor M. Thus, it is possible to control the motor M. When the motor M uses another power source such as a hydraulic type, an air type, or a steam type, the control device CT controls the rotation of the motor M by controlling the supply of these power sources. Is possible.
  • the encoder 100 includes a disk 110, an optical module 120, and a position data generation unit 130.
  • the vertical direction is determined as follows and used as appropriate.
  • the direction in which the disk 110 faces the optical module 120 that is, the Z-axis positive direction is “up” and the Z-axis negative direction is “down”.
  • the direction varies depending on the installation mode of the encoder 100, and does not limit the positional relationship between the components of the encoder 100.
  • the disk 110 is formed in a disk shape, and is arranged such that the disk center O substantially coincides with the axis AX.
  • the disk 110 is connected to a shaft SH that is an example of a rotating body, and rotates by the rotation of the shaft SH.
  • a disk-shaped disk 110 is described as an example of an object to be measured for measuring the rotation of the motor M, but other members such as an end face of the shaft SH are to be measured. It can also be used as a target.
  • the disk 110 is directly connected to the shaft SH, but may be connected via a connecting member such as a hub.
  • a connecting member such as a hub corresponds to an example of a rotating body.
  • the disk 110 has a plurality of slit tracks SA1, SA2, SI1, and SI2.
  • the disk 110 rotates with the drive of the motor M, but the optical module 120 is fixedly disposed while facing a part of the disk 110. Accordingly, the slit tracks SA1, SA2, SI1, SI2 and the optical module 120 are each described as a measurement direction (the direction of arrow C shown in FIG. 3 as the motor M is driven). ).
  • the “measurement direction” is a measurement direction when each slit track formed on the disk 110 by the optical module 120 is optically measured.
  • the measurement direction coincides with the circumferential direction around the rotation axis of the disk 110.
  • the rotation axis of the disk 110 coincides with the axis AX of the shaft SH when the disk 110 and the shaft SH are connected coaxially.
  • the optical detection mechanism includes slit tracks SA1, SA2, SI1, SI2 and an optical module 120.
  • Each slit track is formed as a track arranged on the upper surface of the disk 110 in a ring shape with the disk center O as the center.
  • Each slit track has a plurality of reflective slits (hatched portions in FIG. 4) arranged along the measurement direction C over the entire circumference of the track.
  • Each reflection slit reflects light emitted from the light source 121.
  • the disk 110 is formed of a material that reflects light, such as metal. Then, a material having a low reflectance (for example, chromium oxide) is disposed on the surface of the disk 110 where light is not reflected by coating or the like, so that a reflective slit is formed in the portion that is not disposed.
  • a reflective slit may be formed by making the part which does not reflect light into a rough surface by sputtering etc., and reducing a reflectance.
  • the material and manufacturing method of the disk 110 are not particularly limited.
  • the disk 110 can be formed of a material that transmits light, such as glass or transparent resin.
  • a reflective slit can be formed by disposing a material (for example, aluminum) that reflects light on the surface of the disk 110 by vapor deposition or the like.
  • width direction R is a radial direction of the disk 110, that is, a direction substantially perpendicular to the measurement direction C, and the length of each slit track along the width direction R corresponds to the width of each slit track.
  • the four slit tracks are arranged concentrically in the order of SI1, SA1, SI2, and SA2 from the inner side to the outer side in the width direction R.
  • FIG. 4 shows a partially enlarged view of the vicinity of the area of the disk 110 facing the optical module 120.
  • the plurality of reflective slits of the slit tracks SA1 and SA2 are arranged on the entire circumference of the disk 110 so as to have an absolute pattern in the measurement direction C.
  • the “absolute pattern” is a pattern in which the position and ratio of the reflective slit within an angle at which a light receiving array of the optical module 120 described later faces is uniquely determined within one rotation of the disk 110. That is, for example, in the case of the example of the absolute pattern shown in FIG. 4, when the motor M is at an angular position, a combination of bit patterns by detection or non-detection of each of the plurality of light receiving elements of the opposed light receiving array is as follows: The absolute position of the angular position is uniquely expressed.
  • the “absolute position” refers to an angular position with respect to the origin within one rotation of the disk 110. The origin is set at an appropriate angular position within one rotation of the disk 110, and an absolute pattern is formed with this origin as a reference.
  • the absolute pattern is not limited to this example.
  • it may be a multidimensional pattern represented by bits of the number of light receiving elements.
  • a pattern in which a physical quantity such as the amount of light received by a light receiving element or a phase changes so as to uniquely represent an absolute position a pattern in which a code sequence of an absolute pattern is modulated, etc.
  • There may be other various patterns.
  • the same absolute pattern is offset in the measurement direction C by a length of, for example, 1/2 of 1 bit, and formed as two slit tracks SA1, SA2.
  • This offset amount corresponds to, for example, half the pitch P1 of the reflective slits of the slit track SI1.
  • the bit pattern transition point is caused by the fact that each light receiving element of the light receiving arrays PA1 and PA2 is positioned in the vicinity of the end of the reflecting slit. In the region, the absolute position detection accuracy may be lowered.
  • the absolute position is calculated using the detection signal from the slit track SA2.
  • the absolute position detection accuracy can be improved by performing the reverse operation.
  • the amount of light received by the two light receiving arrays PA1 and PA2 needs to be uniform, but in the present embodiment, the two light receiving arrays PA1 and PA2 are arranged at an equal distance from the light source 121. The above configuration can be realized.
  • the light receiving arrays PA1 and PA2 corresponding to the slit tracks SA1 and SA2 may be offset without offsetting the absolute patterns.
  • the plurality of reflective slits included in the slit tracks SI1 and SI2 are arranged on the entire circumference of the disk 110 so as to have an incremental pattern in the measurement direction C.
  • the “incremental pattern” is a pattern that is regularly repeated at a predetermined pitch as shown in FIG.
  • “pitch” refers to the arrangement interval of the reflective slits in the slit tracks SI1, SI2 having an incremental pattern.
  • the pitch of the slit track SI1 is P1
  • the pitch of the slit track SI2 is P2.
  • the incremental pattern is different from an absolute pattern that represents an absolute position with each of the presence / absence of detection by a plurality of light receiving elements as a bit, and the position of the motor M within each pitch or within one pitch depending on the sum of the detection signals by at least one light receiving element. Represents. Therefore, although the incremental pattern does not represent the absolute position of the motor M, it can represent the position with very high accuracy compared to the absolute pattern.
  • the pitch P1 of the slit track SI1 is set longer than the pitch P2 of the slit track SI2.
  • the relationship of the slit pitch is not limited to this example, and can take various values such as three times, four times, and five times.
  • the minimum length in the measurement direction C of the reflective slits of the slit tracks SA1 and SA2 matches the pitch P1 of the reflective slits of the slit track SI1.
  • the resolution of the absolute signal based on the slit tracks SA1 and SA2 matches the number of reflection slits on the slit track SI1.
  • the minimum length is not limited to this example, and it is desirable that the number of reflection slits of the slit track SI1 is set to be equal to or larger than the resolution of the absolute signal.
  • the optical module 120 is formed as a single substrate BA parallel to the disk 110, as shown in FIGS. As a result, the encoder 100 can be thinned and the optical module 120 can be easily manufactured. Accordingly, as the disk 110 rotates, the optical module 120 moves relative to the slit tracks SA1, SA2, SI1, SI2 in the measurement direction C. Note that the optical module 120 is not necessarily configured as a single substrate BA, and each component may be configured as a plurality of substrates. In this case, it is only necessary that these substrates are arranged together. Further, the optical module 120 does not have to be a substrate.
  • the optical module 120 has a light source 121 and a plurality of light receiving arrays PA1, PA2, PI1, PI2L, and PI2R on the surface of the substrate BA facing the disk 110.
  • the light source 121 is disposed at a position facing the slit track SI2.
  • the light source 121 emits light to the opposed portions of the four slit tracks SA1, SA2, SI1, and SI2 that pass through the opposed positions of the optical module 120.
  • the light source 121 is not particularly limited as long as it is a light source capable of irradiating light to the irradiation region.
  • an LED Light Emitting Diode
  • the light source 121 is configured as a point light source in which no optical lens or the like is particularly disposed, and emits diffused light from the light emitting unit. Note that the term “point light source” does not need to be a strict point.
  • light sources that can be considered to emit diffused light from a substantially point-like position in terms of design or operating principle light from a finite emission surface is used. May be emitted.
  • the “diffused light” is not limited to light emitted from a point light source in all directions, and includes light emitted while diffusing in a finite fixed direction.
  • the diffused light here includes light that is more diffusive than parallel light.
  • the plurality of light receiving arrays are arranged around the light source 121 and have a plurality of light receiving elements (dot hatched portions in FIG. 5) that respectively receive the light reflected by the reflection slits of the associated slit track.
  • the plurality of light receiving elements are arranged along the measurement direction C as shown in FIG.
  • the light emitted from the light source 121 is diffused light. Therefore, the image of the slit track projected on the optical module 120 is enlarged by a predetermined enlargement factor ⁇ corresponding to the optical path length. That is, as shown in FIGS. 4 and 5, the lengths in the width direction R of the slit tracks SA1, SA2, SI1, and SI2 are WSA1, WSA2, WSI1, and WSI2, and the reflected lights are projected onto the optical module 120. If the length of the shape in the width direction R is WPA1, WPA2, WPI1, and WPI2, WPA1, WPA2, WPI1, and WPI2 are ⁇ times as long as WSA1, WSA2, WSI1, and WSI2. In the present embodiment, as shown in FIG.
  • the length in the width direction R of the light receiving element of each light receiving array is set to be approximately equal to the shape of each slit projected onto the optical module 120. ing.
  • the length of the light receiving element in the width direction R is not necessarily limited to this example.
  • the measurement direction C in the optical module 120 also has a shape in which the measurement direction C in the disk 110 is projected onto the optical module 120, that is, a shape affected by the magnification factor ⁇ .
  • the measurement direction C in the disk 110 is circular with the axis AX as the center.
  • the center of the measurement direction C projected on the optical module 120 is a position separated from the optical center Op, which is an in-plane position of the disk 110 on which the light source 121 is disposed, by a distance ⁇ L.
  • the distance ⁇ L is a distance obtained by enlarging the distance L between the axis AX and the optical center Op at an enlargement factor ⁇ .
  • this position is conceptually shown as the measurement center Os. Therefore, the measurement direction C in the optical module 120 is centered on the measurement center Os that is separated from the optical center Op by a distance ⁇ L in the direction of the axis AX on the line where the optical center Op and the axis AX ride. On the line to be.
  • the correspondence relationship in the measurement direction C in each of the disk 110 and the optical module 120 is represented by arc-shaped lines Lcd and Lcp.
  • a line Lcd shown in FIG. 4 represents a line along the measurement direction C on the disk 110
  • a line Lcp shown in FIG. 5 represents a line along the measurement direction C on the substrate BA (the line Lcd is on the optical module 120). Represents the projected line).
  • a photodiode can be used as each light receiving element.
  • a photodiode it is not limited to a photodiode, and is not particularly limited as long as it can receive light emitted from the light source 121 and convert it into an electrical signal.
  • the light receiving array in this embodiment is arranged corresponding to the four slit tracks SA1, SA2, SI1, and SI2.
  • the light receiving array PA1 is configured to receive the light reflected by the slit track SA1
  • the light receiving array PA2 is configured to receive the light reflected by the slit track SA2.
  • the light receiving array PI1 is configured to receive light reflected by the slit track SI1
  • the light receiving arrays PI2L and PI2R are configured to receive light reflected by the slit track SI2.
  • the light receiving arrays PI2L and PI2R are divided on the way, but correspond to the same track. As described above, the number of light receiving arrays corresponding to one slit track is not limited to one, and may be plural.
  • the light receiving arrays PI2L and PI2R are also simply referred to as “light receiving array PI2” when they are not distinguished from each other.
  • the light source 121, the light receiving arrays PA1, PA2, and the light receiving arrays PI1, PI2L, PI2R are arranged in the positional relationship shown in FIG.
  • the light receiving arrays PA1 and PA2 (corresponding to an example of the third light receiving array) corresponding to the absolute pattern are arranged in the width direction R with the light source 121 interposed therebetween.
  • the light receiving array PA1 is disposed on the inner peripheral side
  • the light receiving array PA2 is disposed on the outer peripheral side.
  • the distances between the light receiving arrays PA1, PA2 and the light source 121 are substantially equal.
  • the plurality of light receiving elements included in the light receiving arrays PA1 and PA2 are arranged at a constant pitch along the measurement direction C (line Lcp).
  • the light receiving arrays PA1 and PA2 receive the reflected light from the slit tracks SA1 and SA2, respectively, thereby generating an absolute signal having a bit pattern corresponding to the number of light receiving elements.
  • the light receiving array PI1 corresponding to the incremental pattern is arranged on the rotation axis side with respect to the light source 121 so that the light receiving array PA1 is sandwiched between the light source 121 and the light source array. Further, the light receiving arrays PI2L and PI2R corresponding to the incremental pattern are arranged in the measurement direction C with the light source 121 interposed therebetween. Specifically, the light receiving arrays PI2L and PI2R are arranged so as to be symmetric with respect to a line parallel to the Y axis including the light source 121, and each of the light receiving arrays PA1, PA2, and PI1 has the symmetric axis. It has a line-symmetric shape at the center.
  • the light source 121 is arranged between the light receiving arrays PI2L and PI2R arranged as one track in the measurement direction C. As a result of the arrangement, it can be said that the light receiving array PI1 and the light receiving array PI2 are arranged in substantially the same direction with respect to the rotation axis of the disk 110.
  • a one-dimensional pattern is illustrated as an absolute pattern, and the corresponding light receiving arrays PA1 and PA2 respectively receive the light reflected by the reflecting slits of the associated slit tracks SA1 and SA2.
  • a plurality of (for example, 9 in this embodiment) light receiving elements arranged along the measurement direction C (line Lcp) are provided.
  • each light reception or non-light reception is treated as a bit and represents an absolute position of 9 bits. Therefore, the light reception signals received by each of the plurality of light receiving elements are handled independently from each other in the position data generation unit 130, and the absolute position encrypted (encoded) into a serial bit pattern is the light reception signal. Decoded from a combination of signals.
  • the light receiving signals of the light receiving arrays PA1 and PA2 are referred to as “absolute signals”. When an absolute pattern different from the present embodiment is used, the light receiving arrays PA1 and PA2 have a configuration corresponding to the pattern.
  • the light receiving arrays PI1, PI2L, and PI2R include a plurality of light receiving elements arranged along the measurement direction C (line Lcp) so as to receive the light reflected by the reflecting slits of the associated slit tracks SI1 and SI2.
  • the light receiving array PI1 will be described as an example.
  • a set of a total of four light receiving elements in one pitch of the incremental pattern of the slit track SI1 (one pitch in the projected image, ie, ⁇ ⁇ P1).
  • SET1 one pitch in the projected image
  • a plurality of sets of four light receiving elements are further arranged along the measurement direction C.
  • reflection slits are repeatedly formed for each pitch. Therefore, when the disk 110 rotates, each light receiving element generates a periodic signal of one cycle (referred to as 360 ° in electrical angle) at one pitch.
  • 360 ° in electrical angle a periodic signal of one cycle
  • adjacent light receiving elements in one set detect periodic signals having a phase difference of 90 ° from each other. .
  • the received light signals are divided into an A phase signal, a B phase signal (90 ° phase difference with respect to the A phase signal), an A bar phase signal (with a 180 ° phase difference with respect to the A phase signal), The phase difference is called 180 °).
  • the signal of each phase in one set and the signal of each phase in another set corresponding to it have values that change similarly. Accordingly, signals of the same phase are added over a plurality of sets. Accordingly, four signals whose phases are shifted by 90 ° are detected from the many light receiving elements of the light receiving array PI1 shown in FIG.
  • the light receiving arrays PI2L and PI2R are configured similarly to the light receiving array PI1. That is, a set of a total of four light receiving elements (indicated by “SET2” in FIG. 5) is arranged in one pitch of the incremental pattern of the slit track SI2 (one pitch in the projected image, ie, ⁇ ⁇ P2). In addition, a plurality of sets of four light receiving elements are arranged along the measurement direction C. Accordingly, four signals with phases shifted by 90 ° are generated from the light receiving arrays PI1, PI2L, and PI2R, respectively. These four signals are referred to as “incremental signals”.
  • each of the light receiving array PI2L and the light receiving array PI2R has a set having the same configuration
  • the number of light receiving elements in one set is not particularly limited, for example, two light receiving elements are included in one set.
  • the light receiving arrays PI2L and PI2R may be configured to acquire light receiving signals having different phases.
  • each of the light receiving arrays PA1 and PA2 has nine light receiving elements and the absolute signal represents an absolute position of 9 bits.
  • the number of light receiving elements may be other than nine.
  • the number of bits of the absolute signal is not limited to nine.
  • the number of light receiving elements of the light receiving arrays PI1, PI2L, PI2R is not particularly limited to the example shown in FIG.
  • the position data generation unit 130 includes two absolute signals each having a bit pattern representing the absolute position and four signals whose phases are shifted by 90 ° from the optical module 120 at the timing of measuring the absolute position of the motor M. A high incremental signal and a low incremental signal are acquired. The position data generation unit 130 calculates the absolute position of the motor M represented by these signals based on the acquired signals, corrects the error due to eccentricity, and uses the position data representing the corrected absolute position as a control device. Output to CT.
  • the position data generation unit 130 corresponds to an example of a unit that generates position data.
  • Various methods can be used as the method for generating position data by the position data generating unit 130, and the method is not particularly limited.
  • the absolute position is calculated from the high incremental signal, the low incremental signal and the absolute signal to generate position data will be described as an example.
  • the position data generation unit 130 includes an absolute position specifying unit 131, a first position specifying unit 132, a second position specifying unit 133, a position data calculating unit 134, and a first interpolation error reduction.
  • the absolute position specifying unit 131 binarizes each of the absolute signals from the light receiving arrays PA1 and PA2, and converts them into bit data representing the absolute position. Then, the absolute position is specified based on the correspondence between the predetermined bit data and the absolute position.
  • the first position specifying unit 132 subtracts the low incremental signals having a phase difference of 180 ° from each other among the low incremental signals of the four phases from the light receiving array PI1.
  • first incremental signal and “second incremental signal”.
  • the first incremental signal and the second incremental signal have a phase difference of 90 ° in electrical angle with each other (simply referred to as “A phase signal”, “B phase signal”, etc.). Therefore, the first position specifying unit 132 specifies a position within one pitch from these two signals.
  • the method for specifying the position within one pitch is not particularly limited.
  • the low-incremental signal that is a periodic signal is a sine wave signal
  • the electric angle ⁇ is calculated by performing an arctan operation on the division result of two A-phase and B-phase sine wave signals.
  • There is a way to calculate there is a method of converting two sine wave signals into an electrical angle ⁇ using a tracking circuit.
  • the first position specifying unit 132 preferably performs analog-digital conversion on the two sine wave signals of the A phase and the B phase for each detection signal.
  • the first interpolation error reducing unit 135 calculates an interpolation error included in the position data specified by the first position specifying unit 132 (corresponding to an example of the first position data; hereinafter referred to as “first position data” as appropriate). Reduce. That is, the first position specifying unit 132 interpolates each of the first incremental signal and the second incremental signal having a phase difference of 90 ° in order to accurately specify the position within one pitch (in other words, electric To create the required resolution). Since the position data calculated by the interpolation process is a value derived by the interpolation process, it may include an interpolation error that is an error with respect to the value indicated by the actual position of the disk 110.
  • the interpolation error included in the position data specified by the position specifying unit 132 is reduced.
  • the first interpolation error reducing unit 135 and the second interpolation error reducing unit 136 described later correspond to an example of a means for reducing the interpolation error.
  • the method for reducing the interpolation error is not particularly limited, but as an example of this method, for example, an interpolation correction value is calculated in advance and stored as a table, and correction is performed using the table. There is a way to do it.
  • an interpolation correction value for example, an interpolation error between one slit is measured by comparing with position data obtained by a highly accurate reference encoder, and this is used as a correction value.
  • position data between one slit is acquired by rotating at a speed, a difference from an ideal position when rotating at a constant speed during this time is set as an interpolation error, and this is used as a correction value.
  • an interpolation error generally appears as a high-frequency component
  • a method using a low-pass filter there is a method in which, when sampling the first position data and the second position data, only the zero cross point at which the interpolation error becomes 0 is extracted, and the position data is acquired without the interpolation error.
  • the second position specifying unit 133 performs the same processing as the above-described first position specifying unit 132 on the high incremental signals from the light receiving arrays PI2L and PI2R, and obtains a highly accurate position within one pitch from the two signals. Identify.
  • the second interpolation error reduction unit 136 performs the same process as the first interpolation error reduction unit 135 described above, and the position data specified by the second position specifying unit 133 (corresponding to an example of second position data). (Hereinafter referred to as “second position data”) as appropriate.
  • the position data calculation unit 134 adds the first position data specified by the first position specification unit 132 and the interpolation error reduced by the first interpolation error reduction unit 135 to the absolute position specified by the absolute position specification unit 131. Superimpose. This makes it possible to calculate an absolute position with higher resolution than the absolute position based on the absolute signal.
  • the calculated resolution of the absolute position matches the number of slits of the slit track SI2 having a short pitch. That is, in this example, the calculated absolute position resolution is twice the absolute position resolution based on the absolute signal.
  • the position data calculation unit 134 specifies the second position where the second position specifying unit 133 specifies the absolute position calculated based on the low incremental signal and the interpolation error is reduced by the second interpolation error reducing unit 136. Superimpose position data. Accordingly, it is possible to calculate an absolute position with higher resolution than the absolute position calculated based on the low incremental signal. Then, the position data calculation unit 134 multiplies the absolute position calculated in this manner to further improve the resolution, and generates position data representing the highly accurate absolute position.
  • a method for specifying a high-resolution absolute position from a plurality of position data with different resolutions in this way is referred to herein as a “stacking method”.
  • the eccentricity error calculation unit 137 includes a conversion unit 1371 and a calculation unit 1372.
  • the conversion unit 1371 calculates the electrical angle obtained from the light reception signal of the light receiving array PI1 based on the first position data specified by the first position specification unit 132 and reduced by the first interpolation error reduction unit 135. Based on the second position data that is converted into a mechanical angle and specified by the second position specifying unit 133 and reduced by the second interpolation error reducing unit 136, it is obtained from the received light signals of the light receiving arrays PI2L and PI2R. Convert electrical angle to mechanical angle.
  • the conversion unit 1371 can calculate the difference between the position data with different resolutions by converting the electrical angle obtained from both light reception signals into the mechanical angle.
  • the conversion unit 1371 corresponds to an example of a unit that converts an electrical angle into a mechanical angle.
  • the method of converting the electrical angle into the mechanical angle is not particularly limited.
  • the position data with a lower resolution is multiplied by a multiplication factor higher than that with a higher resolution.
  • the number of reflection slits of the slit track SI2 is twice the number of reflection slits of the slit track SI1
  • the high incremental signal has a resolution twice that of the low incremental signal.
  • the multiplication number of the high incremental signal is 2 n
  • the resolution after the multiplication processing can be matched by setting the multiplication number of the low incremental signal to 2 n + 1 .
  • the calculating unit 1372 converts the electrical angle into the mechanical angle by the converting unit 1371, the first position data based on the low incremental signal of the light receiving array PI1, and the second position data based on the high incremental signal of the light receiving arrays PI2L and PI2R. And the eccentricity error of the position data calculated by the position data calculation unit 134 is calculated based on the difference.
  • the calculation unit 1372 corresponds to an example of a unit that calculates an eccentricity error of position data. Specifically, for example, the calculation is performed as follows.
  • the eccentricity between the disk 110 and the shaft SH is e ( ⁇ m)
  • the center radius of the slit track SI1 is R1 (mm)
  • the center radius of the slit track SI2 is R2 (mm) as shown in FIG.
  • FIG. 7 shows the relationship between the eccentric error ⁇ 1 and the eccentric error ⁇ 2.
  • the vertical axis represents the eccentric error
  • the horizontal axis represents the rotation angle of the disk 110.
  • the eccentricity error ⁇ 1 and the eccentricity error ⁇ 2 periodically change every rotation of the disk 110 (360 °). Also, since the magnitude relationship of the center radii is R1 ⁇ R2, the eccentric error ⁇ 1 of the first position data is larger than the eccentric error ⁇ 2 of the second position data, as can be seen from the above (Equation 2). .
  • the first position data Pos1 and the second position data Pos2 including these eccentric errors are expressed as follows.
  • PosR is position data representing an ideal position that does not include an eccentricity error.
  • FIG. 8 shows the relationship between the first position data Pos1, the second position data Pos2, and the ideal position data PosR.
  • the vertical axis represents position data
  • the horizontal axis represents the rotation angle of the disk 110.
  • PosR which is ideal position data
  • PosR is a linear graph that increases in proportion to the rotation angle of the disk 110
  • the first position data Pos1 and the second position data Pos2 are
  • the graph is a curve in which the eccentric error ⁇ 1 and the eccentric error ⁇ 2 are added to PosR.
  • ⁇ which is the difference between the eccentric error ⁇ 1 of the first position data and the eccentric error ⁇ 2 of the second position data, is expressed as follows.
  • FIG. 7 also shows this ⁇ .
  • the eccentric error ⁇ 2 of the second position data is calculated by the above (formula 7).
  • the eccentric error ⁇ 2 of the second position data is the difference between the first position data Pos1 and the second position data Pos2 (the difference ⁇ between the eccentric error ⁇ 1 and the eccentric error ⁇ 2).
  • the position data correction unit 138 corrects an error due to the eccentricity of the position data calculated by the position data calculation unit 134 described above. That is, since the eccentric error ⁇ 2 is calculated by the calculation unit 1372, the eccentric error can be eliminated by subtracting the eccentric error ⁇ 2 from the position data calculated by the position data calculation unit 134. In other words, it is possible to reduce deterioration in the accuracy of the encoder 100 due to an eccentric error (also referred to as deterioration in accuracy, low accuracy, and inhibition of high accuracy).
  • the content of the correction is expressed by the following equation.
  • PosR Pos2- ⁇ 2 (Formula 8)
  • the position data correction unit 138 corresponds to an example of a means for correcting an error in position data and a means for reducing deterioration in accuracy of the encoder.
  • the position data generation unit 130 outputs position data representing the highly accurate absolute position with the eccentricity error corrected in this way to the control device CT.
  • the position data generation unit 130 may not include the first interpolation error reduction unit 135 and the second interpolation error reduction unit 136.
  • step S1 the position data generating unit 130 binarizes each of the absolute signals from the light receiving arrays PA1 and PA2 in the absolute position specifying unit 131 and converts them into bit data representing the absolute position. Then, the absolute position is specified based on the correspondence between the predetermined bit data and the absolute position. In addition, the position data generation unit 130 specifies a position within one pitch from the low incremental signal from the light receiving array PI1 in the first position specifying unit 132. Similarly, in the second position specifying unit 133, the position data generating unit 130 specifies a high-accuracy position within one pitch from the high incremental signals from the light receiving arrays PI2L and PI2R.
  • step S2 the position data generation unit 130 causes the first interpolation error reduction unit 135 to reduce the interpolation error included in the first position data specified by the first position specification unit 132. Similarly, the position data generation unit 130 reduces the interpolation error included in the second position data specified by the second position specification unit 133 in the second interpolation error reduction unit 136.
  • step S3 the position data generating unit 130 is specified by the first position specifying unit 132 to the absolute position specified by the absolute position specifying unit 131 in the position data calculating unit 134 by the above-described accumulation method.
  • the first position data in which the interpolation error is reduced by the first interpolation error reduction unit 135 is superimposed, and the first position data specified by the second position specifying unit 133 is reduced and the interpolation error is reduced by the second interpolation error reduction unit 136.
  • a high-resolution absolute position is calculated, and the calculated absolute position is multiplied to further improve the resolution, thereby generating position data representing the high-precision absolute position.
  • step S ⁇ b> 4 the position data generation unit 130 is identified by the first position identification unit 132 and reduced by the first interpolation error reduction unit 135 in the conversion unit 1371 of the eccentricity error calculation unit 137. Based on the first position data, the electrical angle obtained from the light reception signal of the light receiving array PI1 is converted into a mechanical angle, specified by the second position specifying unit 133, and reduced by the second interpolation error reducing unit 136. Based on the second position data, the electrical angle obtained from the received light signals of the light receiving arrays PI2L and PI2R is converted into a mechanical angle.
  • step S5 the position data generation unit 130 calculates the first based on the low incremental signal of the light receiving array PI1, in which the calculation unit 1372 of the eccentricity error calculation unit 137 has converted the electrical angle into the mechanical angle by the conversion unit 1371.
  • a difference between the position data and the second position data based on the high incremental signals of the light receiving arrays PI2L and PI2R is calculated, and an eccentricity error of the position data calculated by the position data calculation unit 134 is calculated based on the difference.
  • step S6 the position data generation unit 130 corrects the eccentricity error by subtracting the eccentricity error ⁇ 2 from the position data calculated by the position data calculation unit 134 in the position data correction unit 138.
  • step S7 the position data generation unit 130 outputs position data representing the highly accurate absolute position with the eccentricity error corrected to the control device CT.
  • the two light receiving arrays PI1 and PI2 are arranged at positions offset from each other in the width direction R substantially perpendicular to the measurement direction C, and the position data correction unit 138 receives the light receiving signals of these two light receiving arrays. Based on the above, the position data error due to the eccentricity of the disk 110 and the shaft SH is corrected. As a result, it is not necessary to arrange the light source 121 and the light receiving arrays PI1 and PI2 (optical module 120) at a plurality of locations, and it is sufficient to install them at one location, so that the accuracy degradation of the encoder 100 can be reduced with a simple configuration. , Detection accuracy can be improved.
  • the two light receiving arrays PI 1 and PI 2 are arranged in the same direction with respect to the rotation axis of the disk 110.
  • the light receiving arrays PI1 and PI2 can be centrally arranged, so that the arrangement area can be reduced.
  • the light receiving arrays PI1 and PI2 can be arranged in the vicinity, the positioning thereof can be facilitated and the number of parts can be reduced.
  • the calculation unit 1372 calculates the difference between the first position data and the second position data. That is, when the disk 110 and the shaft SH are eccentric, different errors occur in the first position data and the second position data due to the difference in the arrangement positions in the width direction of the two light receiving arrays PI1 and PI2. Therefore, since the difference between the first position data and the second position data corresponds to the difference between the errors included in the two position data, the eccentricity error can be calculated using the difference.
  • the calculation unit 1372 calculates the eccentricity error of the position data on-line based on the difference between the first position data and the second position data that are obtained every moment based on the light reception signals of the light receiving arrays PI1 and PI2, thereby correcting the correction.
  • the unit 1372 can correct the eccentricity error online during the actual operation of the motor M. As a result, it is possible to cope with an eccentricity error caused by a load during operation, which cannot be handled when correction is performed using a correction value generated off-line.
  • the position data generation unit 130 includes first and second interpolation error reduction units 135 and 136 that reduce interpolation errors included in the first position data and the second position data.
  • the interpolation error included in the first position data and the second position data is reduced, and the interpolation error included in the difference between the first position data and the second position data calculated by the calculation unit 1372 is reduced. Therefore, the detection accuracy can be further improved.
  • the optical module 120 includes a low resolution light receiving array PI1 corresponding to the slit track SI1 having a relatively long pitch, and a high resolution light receiving array PI2 corresponding to the slit track SI2 having a relatively short pitch.
  • a so-called “stacking method” that specifies a high resolution absolute position from a plurality of position data with different resolutions, thereby realizing a high resolution. be able to.
  • the conversion unit 1371 calculates the difference between the first position data and the second position data by converting the electrical angle obtained from the light reception signals of the light receiving array PI1 and the light receiving array PI2 into a mechanical angle, so that the positions having different resolutions are calculated. Data difference can be calculated with high accuracy.
  • the light receiving signals of each of the light receiving arrays PI1 and PA2 configured to receive the light reflected by the light receiving array PI1, the light receiving array PI2, and the slit tracks SA1 and SA2 having the absolute pattern.
  • a position data generation unit 130 that generates position data based on the position data is provided.
  • the position data generation unit 130 can calculate a high-resolution absolute position and output it as position data representing the high-precision absolute position.
  • the light source 121 and the two light receiving arrays PI1 and PI2 are provided on the same substrate BA.
  • mechanical alignment between the light source 121 and the two light receiving arrays PI1 and PI2 becomes relatively easy.
  • the light source 121 and the two light receiving arrays PI1 and PI2 are arranged. Can be reduced. As a result, the detection accuracy can be further improved. In addition, the cost can be reduced by reducing the number of parts.
  • the eccentricity error of the position data is calculated online and corrected based on the difference between the first position data and the second position data acquired every moment based on the light receiving signals of the light receiving arrays PI1 and PI2.
  • the method for correcting the eccentricity error is not limited to this.
  • position data correction values may be stored in advance as a table, and the eccentricity error may be corrected using the table.
  • the method for generating the correction value offline is not particularly limited.
  • the eccentric error ⁇ 2 of the second position data is calculated by the calculation method by the calculation unit 1372 described above, and fast Fourier transform ( It is possible to obtain a correction value by performing frequency analysis using FFT (Fast Fourier Transform) and extracting only the primary component. By doing in this way, since a correction value can be calculated only with the data from its own encoder, labor and cost can be reduced compared to the case where a reference encoder is prepared separately.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the case where the light receiving array PI1 is disposed outside the light receiving arrays PA1 and PA2 and the light receiving array PI2 is disposed inside the light receiving arrays PA1 and PA2 with the light source 121 therebetween is described as an example.
  • the arrangement of the light receiving arrays is not limited to this.
  • the light receiving array PI1 may be disposed inside the light receiving arrays PA1 and PA2, and the light receiving array PI2 may be disposed outside the light receiving arrays PA1 and PA2.
  • both the light receiving arrays PI1 and PI2 may be arranged outside the light receiving arrays PA1 and PA2, or both the light receiving arrays PI1 and PI2 may be arranged inside the light receiving arrays PA1 and PA2.
  • the light receiving array PI2 may be arranged at a position in the width direction different from that of the light source 121, and may be configured as a continuous light receiving array. That is, it is sufficient if the two light receiving arrays corresponding to the incremental pattern are arranged offset in the width direction R.
  • the two light receiving arrays PI1 and PI2 arranged offset from each other in the width direction R receive the light reflected by the slit tracks SI1 and SI2 having different pitches, and position data with different resolutions are received.
  • the configuration of the two light receiving arrays is not limited to this.
  • the two light receiving arrays PI1 and PI2 may receive light reflected by slit tracks having the same pitch and output position data having the same resolution.
  • each slit of the slit tracks SA1, SA2 and SI is formed as a transmission slit, or a portion other than the slit is roughened by sputtering or a material having a low transmittance is applied. It may be formed.
  • the light source 121 and the light receiving arrays PA1, PA2, PI1, and PI2 are arranged to face each other with the disk 110 interposed therebetween.
  • the optical module 120 in this modification is formed as a separate body in this way. A light source and a light receiving array. Even when such a transmissive encoder is used, the same effect as that of the above-described embodiment is obtained.

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Abstract

【課題】簡易な構成で検出精度を向上できるエンコーダ、エンコーダ付きモータ、サーボシステムを提供する。 【解決手段】ディスク１１０と、ディスク１１０が固定されたシャフトＳＨと、ディスク１１０に備えられ、測定方向Ｃに沿ってインクリメンタルパターンを有するように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、測定方向Ｃと略垂直な幅方向Ｒに互いにオフセットした位置に配置され、対応するスリットトラックＳＩ１，ＳＩ２で反射した光をそれぞれ受光するように構成された２つの受光アレイＰＡ１，ＰＡ２と、２つの受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の受光信号に基づいてディスク１１０とシャフトＳＨとの偏心による位置データの誤差を補正する位置データ補正部１３８と、を有する。

Description

エンコーダ、エンコーダ付きモータ、サーボシステム
　開示の実施形態は、エンコーダ、エンコーダ付きモータ、サーボシステムに関する。
　特許文献１には、偏心誤差の除去のために回転軸の両側に配置された２つの検出部を有するエンコーダのための信号処理回路が記載されている。
特開２００７－１４７４８８号公報
　エンコーダの検出精度は、偏心誤差等のエンコーダの精度劣化の影響を受ける。上記従来技術では、このようなエンコーダの精度劣化を低減するのに検出部を２つ設ける必要があり、装置構成が複雑となる。
　本発明の目的とするところは、簡易な構成で検出精度を向上できるエンコーダ、エンコーダ付きモータ、サーボシステムを提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、測定対象の位置データを出力するエンコーダであって、回転体に固定されたディスクと、前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってインクリメンタルパターンを有するように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、前記測定方向と略垂直な幅方向に互いにオフセットした位置に配置され、対応する前記スリットトラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光するように構成された２つの受光アレイと、前記２つの受光アレイの受光信号に基づいて前記ディスクと前記回転体との偏心による前記位置データの誤差を補正する手段と、を有するエンコーダが提供される。
　また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、測定対象の位置データを出力するエンコーダであって、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、前記測定方向と略垂直な幅方向に互いにオフセットした位置に配置され、対応する前記スリットトラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光するように構成された２つの受光アレイと、前記２つの受光アレイの受光信号に基づいてエンコーダの精度劣化を低減する手段と、を有するエンコーダが提供される。
　また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、回転子が固定子に対して回転するモータと、前記回転子の位置及び速度の少なくとも一方を検出する、請求項１～９のいずれか１項に記載のエンコーダと、を備えるエンコーダ付きモータが提供される。
　また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、回転子が固定子に対して回転するモータと、前記回転子の位置及び速度の少なくとも一方を検出する、請求項１～９のいずれか１項に記載のエンコーダと、前記エンコーダの検出結果に基づいて前記モータを制御するように構成された制御装置と、を備えるサーボシステムが提供される。
　本発明のエンコーダ等によれば、簡易な構成で検出精度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及び受光アレイについて説明するための説明図である。 同実施形態に係る位置データ生成部について説明するための説明図である。 第１位置データの偏心誤差、第２位置データの偏心誤差、偏心誤差の差分を説明するための説明図である。 第１位置データ、第２位置データ、理想的な位置データを説明するための説明図である。 同実施形態に係る位置データ生成部の動作内容について説明するための説明図である。
　以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。
　ここで、実施の形態について説明する前に、本願発明者等が鋭意研究した結果、想到した事情等について説明する。
　以下で説明する実施形態のように、ディスクがシャフトに連結されて回転されるエンコーダにおいては、ディスクとシャフトが同芯となるように位置合わせされた上で固定される。そして、光源から出射された光は、ディスクに備えられたスリットを反射又透過し、その反射又は透過した光が受光アレイで受光（検出）される。受光アレイからは、受光量に対応する受光信号（電気信号や検出信号ともいう。）が発生され、エンコーダはこの受光信号に基づいて算出した位置データを出力する。
　しかし、ディスクとシャフトに偏心が存在する場合、算出される位置データに偏心による誤差が含まれることとなる。このような偏心誤差を除去するものとして、ディスクの周方向に１８０度離れた対向位置に２つの光学モジュールを配置し、それぞれの光学モジュールで検出した位置データの平均を取るものが知られている。この場合、光源及び受光アレイを備えた光学モジュールを２つ設ける必要があるので、装置構成が複雑になり、エンコーダの小型化が阻害されると共に、コストも増大する。
　一方、ディスクとシャフトに偏心のない基準となるエンコーダを用意してディスクの１回転分の位置データを測定し、当該基準位置データと比較することで、偏心誤差を特定して補正テーブルを作成し、補正を行う方法も考えられる。この場合には、事前に基準となる位置データを測定して比較することで補正テーブルを作成する必要があるので、補正を行うための準備に手間を要する上、基準となるエンコーダを別途用意する必要があるので、コストも増大する。
　ここで、本願発明者等の検討によれば、インクリメンタルパターンのスリットトラックで反射又は透過された光を受光するように構成された、ディスクの径方向にオフセット配置された２つの受光アレイの各々による位置データの差分を用いることで、偏心誤差を特定できることが知見された。これらの事情に想到した本願発明者等は、更に鋭意研究を行った結果、以下で説明する実施形態に係る光学エンコーダ等に想到した。以下、この実施形態について詳細に説明する。なお、ここで説明した課題や効果等は、以下で説明する実施形態のあくまで一例であって、さらなる作用効果等を該実施形態が奏することは言うまでもない。
　＜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、エンコーダ１００と、モータＭ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。モータＭは、回転子（図示省略）が固定子（図示省略）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により、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。つまり、サーボモータＳＭはエンコーダ付きモータの一例に相当する。以下では、説明の便宜上、エンコーダ付きモータが、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モータである場合について説明するが、必ずしもサーボモータに限定されるものではない。エンコーダ付きモータは、例えばエンコーダの出力を表示のみに用いる場合等、エンコーダが付設さえされていれば、サーボシステム以外に用いられるモータをも含むものである。
　また、モータＭは、例えば位置データ等をエンコーダ１００が検出可能なモータであれば、特に限定されるものではない。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、モータＭのシャフトＳＨの回転力出力側とは反対側に連結される。但し、必ずしも反対側に限定されるものではなく、エンコーダ１００はシャフトＳＨの回転力出力側に連結されてもよい。また、エンコーダ１００はモータＭに直接連結されなくともよく、例えば減速機や回転方向変換機等の他の機構を介して連結されてもよい。エンコーダ１００は、シャフトＳＨ（回転子）の位置を検出することにより、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。
　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、角速度等ともいう。）及びモータＭの加速度（回転加速度、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（例えば後述するインクリメンタル信号）を所定の時間カウントするなどの処理により検出することが可能である。説明の便宜上、以下ではエンコーダ１００が検出する物理量は位置であるとして説明する。
　制御装置ＣＴは、エンコーダ１００から出力される位置データを取得して、当該位置データに基づいて、モータＭの回転を制御する。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により、モータＭの回転を制御する。更に、制御装置ＣＴは、上位制御装置（図示せず）から上位制御信号を取得して、当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モータＭのシャフトＳＨから出力されるように、モータＭ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、蒸気式など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により、モータＭの回転を制御することが可能である。
　＜２．エンコーダ＞
　次に、本実施形態に係るエンコーダ１００について説明する。図２に示すように、エンコーダ１００は、ディスク１１０と、光学モジュール１２０と、位置データ生成部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、上下等の方向を以下のように定め、適宜使用する。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」とし、Ｚ軸負の方向を「下」とする。但し、該方向はエンコーダ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）
　ディスク１１０は、図３に示すように円板状に形成され、ディスク中心Ｏが軸心ＡＸとほぼ一致するように配置される。ディスク１１０は、回転体の一例であるシャフトＳＨに連結され、シャフトＳＨの回転により回転する。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、円板状のディスク１１０を例に挙げて説明するが、例えば、シャフトＳＨの端面など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がシャフトＳＨに直接連結されているが、ハブ等の連結部材を介して連結されてもよい。この場合には、ハブ等の連結部材が回転体の一例に相当する。
　図３に示すように、ディスク１１０は、複数のスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２を有する。ディスク１１０はモータＭの駆動と共に回転するが、光学モジュール１２０は、ディスク１１０の一部に対向しつつ固定して配置される。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の駆動に伴い、互いに測定方向（図３に示す矢印Ｃの方向。以下適宜「測定方向Ｃ」と記載する。）に相対移動する。
　ここで、「測定方向」とは、光学モジュール１２０でディスク１１０に形成された各スリットトラック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においては、測定方向はディスク１１０の回転軸を中心とした円周方向に一致する。なお、ディスク１１０の回転軸は、ディスク１１０とシャフトＳＨが同軸に連結される場合にはシャフトＳＨの軸心ＡＸと一致する。
　　（２－２．光学検出機構）
　光学検出機構は、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２と光学モジュール１２０とを有する。各スリットトラックは、ディスク１１０の上面にディスク中心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る。各スリットトラックは、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（図４における斜線ハッチング部分）を有する。１つ１つの反射スリットは、光源１２１から照射された光を反射する。
　　　（２－２－１．ディスク）
　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る。そして、ディスク１１０の表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、配置されない部分に反射スリットが形成される。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について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の表面に光を反射する材質（例えばアルミニウム等）を蒸着等によって配置することにより、反射スリットが形成可能である。
　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に示す矢印Ｒの方向。以下適宜「幅方向Ｒ」と記載する。）に４本併設される。なお、「幅方向」とは、ディスク１１０の半径方向、すなわち測定方向Ｃと略垂直な方向であり、この幅方向Ｒに沿った各スリットトラックの長さが各スリットトラックの幅に相当する。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、ＳＩ１，ＳＡ１，ＳＩ２，ＳＡ２の順に同心円状に配置される。各スリットトラックについてより詳細に説明するために、ディスク１１０の光学モジュール１２０と対向する領域近傍の部分拡大図を図４に示す。
　図４に示すように、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２が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、ディスク１１０の全周に配置される。
　なお、「アブソリュートパターン」とは、後述する光学モジュール１２０が有する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。つまり、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をいう。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、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、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、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て、２本のスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２として形成される。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、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ので、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、その逆を行うことにより、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、２つの受光アレイ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２つの受光アレイＰＡ１，ＰＡ２を光源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の各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受光アレイＰＡ１，ＰＡ２同士をオフセットさせてもよい。
　一方、スリットトラックＳＩ１，ＳＩ２が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の全周に配置される。
　「インクリメンタルパターン」とは、図４に示すように、所定のピッチで規則的に繰り返されるパターンである。ここで、「ピッチ」とは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，ＳＩ２における各反射スリットの配置間隔をいう。図４に示すように、スリットトラックＳＩ１のピッチはＰ１であり、スリットトラックＳＩ２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以上の受光素子による検出信号の和により、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のピッチＰ１は、スリットトラックＳＩ２のピッチＰ２よりも長く設定される。本実施形態では、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倍となっている。しかしながら、このスリットピッチの関係は、この例に限定されるものではなく、例えば、３倍、４倍、５倍など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、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。
　　　（２－２－２．光学モジュール）
　光学モジュール１２０は、図２及び図５に示すように、ディスク１１０と平行な一枚の基板ＢＡとして形成される。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。従って、ディスク１１０の回転に伴い、光学モジュール１２０は、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２に対して測定方向Ｃで相対移動する。なお、光学モジュール１２０は必ずしも一枚の基板ＢＡとして構成される必要はなく、各構成が複数の基板として構成されてもよい。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は基板状でなくともよい。
　光学モジュール１２０は、図２及び図５に示すように、基板ＢＡのディスク１１０と対向する面上に、光源１２１と、複数の受光アレイＰＡ１，ＰＡ２，ＰＩ１，ＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒとを有する。
　図３に示すように、光源１２１は、スリットトラックＳＩ２と対向する位置に配置される。そして、光源１２１は、光学モジュール１２０の対向する位置を通過する４つのスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２の対向した部分に光を出射する。
　光源１２１としては、照射領域に光を照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。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、有限な出射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により、光源１２１は、対向した位置を通過する４つのスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２にほぼ均等に光を照射することが可能である。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、スリットトラックへの光の直進性を高める事が可能である。
　複数の受光アレイは、光源１２１の周囲に配置され、対応付けられたスリットトラックの反射スリットで反射された光を各々受光する複数の受光素子（図５のドットハッチング部分）を有する。複数の受光素子は、図５に示すように、測定方向Ｃに沿って並べられる。
　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、図４及び図５に示すように、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２それぞれの幅方向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、図５に示すように、各受光アレイの受光素子の幅方向Ｒの長さは、各スリットが光学モジュール１２０に投影された形状とほぼ等しく設定されている例を示している。しかし、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。
　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に示すように光源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。ディスク１１０における測定方向Ｃは、軸心ＡＸ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上の測定方向Ｃに沿った線を表す一方、図５に示すラインＬｃｐは、基板ＢＡ上の測定方向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。
　図２に示すように、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）
　１つ１つの受光素子としては、例えばフォトダイオードを使用することができる。但し、フォトダイオードに限定されるものではなく、光源１２１から出射された光を受光して電気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。
　本実施形態における受光アレイは、４本のスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２に対応して配置される。受光アレイＰＡ１は、スリットトラックＳＡ１で反射した光を受光するように構成され、受光アレイＰＡ２は、スリットトラックＳＡ２で反射した光を受光するように構成される。また、受光アレイＰＩ１は、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、受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒは、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る。受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒは途中で分割されているが、同一トラックに対応する。このように、１つのスリットトラックに対応した受光アレイは１つに限らず、複数であってもよい。なお、受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒは、両者を区別しない場合には、単に「受光アレイＰＩ２」ともいう。
　光源１２１と、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２と、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒとは、図５に示す位置関係に配置される。アブソリュートパターンに対応する受光アレイＰＡ１，ＰＡ２（第３受光アレイの一例に相当）は、幅方向Ｒにおいて光源１２１を間に挟んで配置される。この例では、受光アレイＰＡ１は内周側、受光アレイＰＡ２は外周側に配置される。本実施形態では、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２と光源１２１との距離は略等しくなっている。そして、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２が有する複数の受光素子は、それぞれ測定方向Ｃ（ラインＬｃｐ）に沿って一定のピッチで並べられる。受光アレイＰＡ１，ＰＡ２では、それぞれスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２からの反射光が受光されることにより、受光素子数のビットパターンを有するアブソリュート信号が生成される。
　インクリメンタルパターンに対応する受光アレイＰＩ１は、光源１２１との間に受光アレイＰＡ１を挟むように、光源１２１に対し回転軸側に配置される。また、インクリメンタルパターンに対応する受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒは、測定方向Ｃにおいて光源１２１を間に挟んで配置される。具体的には、受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒは、光源１２１を含むＹ軸に平行な線を対称軸として線対称となるように配置され、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２，ＰＩ１の各々は、上記対称軸を中心に線対称な形状となっている。光源１２１は、測定方向Ｃに１トラックとして配置された受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒの間に配置される。このように配置される結果、受光アレイＰＩ１と受光アレイＰＩ２は、ディスク１１０の回転軸に対してほぼ同一方向に配置されているとも言える。
　本実施形態では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ので、それに対応した受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、対応付けられたスリットトラック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）に沿って並べられた複数（本実施形態では例えば９）の受光素子を有する。この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、９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受光する受光信号は、位置データ生成部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。この受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の受光信号を、「アブソリュート信号」という。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。
　受光アレイＰＩ１，ＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒは、対応付けられたスリットトラック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。
　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信号を検出することになる。この各受光信号を、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°）と呼ぶ。
　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信号と、それと対応した他のセット中の各位相の信号とは、同様に変化する値となる。従って、同一位相の信号は、複数のセットにわたって加算される。従って、図５に示す受光アレイＰＩ１の多数の受光素子からは、位相が９０°ずつズレる４つの信号が検出されることとなる。
　一方、受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒも、受光アレイＰＩ１と同様に構成される。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る。従って、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒから位相が９０°ずつズレる４つの信号がそれぞれ生成される。この４信号を、「インクリメンタル信号」という。また、ピッチの短いスリットトラックＳＩ２に対応する受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒ（第２受光アレイの一例に相当）で生成されるインクリメンタル信号は、他の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」、ピッチの長いスリットトラックＳＩ１に対応する受光アレイＰＩ１（第１受光アレイの一例に相当）で生成されるインクリメンタル信号は、他の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」という。
　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、受光アレイＰＩ２Ｌ及び受光アレイＰＩ２Ｒのそれぞれが同様の構成のセットを有す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。また、受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒが各々異なる位相の受光信号を取得するように構成されてもよい。
　また、図５に示す例は、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２がそれぞれ９個の受光素子を有し、アブソリュート信号が９ビットの絶対位置を表す場合であるが、受光素子の数は９以外でもよく、アブソリュート信号のビット数も９に限定されない。また、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒの受光素子の数も、図５に示す例に特に限定されるものではない。
　　（２－３．位置データ生成部）
　位置データ生成部１３０は、モータＭの絶対位置を測定するタイミングにおいて、光学モジュール１２０から、絶対位置を表すビットパターンをそれぞれ備えた２つのアブソリュート信号と、位相が９０°ずつズレる４つの信号を含む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、位置データ生成部１３０は、取得した信号に基づいて、これらの信号が表すモータＭの絶対位置を算出すると共に、偏心による誤差を補正し、当該補正した絶対位置を表す位置データを制御装置ＣＴに出力する。
　当該位置データ生成部１３０は、位置データを生成する手段の一例に相当する。なお、位置データ生成部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。ここでは、高インクリメンタル信号及び低インクリメンタル信号とアブソリュート信号とから絶対位置を算出し位置データを生成する場合を例にとって説明する。
　図６に示すように、位置データ生成部１３０は、絶対位置特定部１３１と、第１位置特定部１３２と、第２位置特定部１３３と、位置データ算出部１３４と、第１内挿誤差低減部１３５と、第２内挿誤差低減部１３６と、偏心誤差算出部１３７と、位置データ補正部１３８とを有する。
　絶対位置特定部１３１は、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２からのアブソリュート信号のそれぞれを２値化し、絶対位置を表すビットデータに変換する。そして、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、絶対位置を特定する。
　一方、第１位置特定部１３２は、受光アレイＰＩ１からの４つの位相それぞれの低インクリメンタル信号のうち、１８０°位相差の低インクリメンタル信号同士を相互に減算する。このように１８０°位相差のある信号を減算することで、１ピッチ内の反射スリットの製造誤差や測定誤差などを相殺可能である。上述のように減算された結果の信号を、ここでは「第１インクリメンタル信号」及び「第２インクリメンタル信号」という。この第１インクリメンタル信号及び第２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（単に「Ａ相信号」、「Ｂ相信号」などという。）。そこで、この２つの信号から、第１位置特定部１３２は、１ピッチ内の位置を特定する。この１ピッチ内の位置の特定方法は、特に限定されない。例えば、周期信号である低インクリメンタル信号が正弦波信号である場合には、上記特定方法の例として、Ａ相及びＢ相の２つの正弦波信号の除算結果をａｒｃｔａｎ演算することにより電気角φを算出する方法がある。あるいは、トラッキング回路を用いて２つの正弦波信号を電気角φに変換する方法もある。あるいは、予め作成されたテーブルにおいてＡ相及びＢ相の信号の値に対応付けられた電気角φを特定する方法もある。なおこの際、第１位置特定部１３２は、好ましくは、Ａ相及びＢ相の２つの正弦波信号を各検出信号毎にアナログ－デジタル変換する。
　第１内挿誤差低減部１３５は、第１位置特定部１３２で特定された位置データ（第１位置データの一例に相当。以下適宜「第１位置データ」という。）に含まれる内挿誤差を低減する。つまり、上記第１位置特定部１３２は、１ピッチ内の位置を精度良く特定するために、９０°の位相差を有する第１インクリメンタル信号及び第２インクリメンタル信号の各々について補間する（言い換えれば、電気的に分割して必要とされる分解能を作り出す）内挿処理を行う。この内挿処理によって算出される位置データは、補間処理によって導出される値であることから、実際のディスク１１０の位置が示す値に対する誤差である内挿誤差を含んでいる場合がある。この内挿誤差を含んだまま後述する偏心誤差の補正量を算出すると、補正量に内挿誤差が含まれたままの状態となるので、ここでは第１内挿誤差低減部１３５が、第１位置特定部１３２で特定された位置データに含まれる内挿誤差を低減する。なお、この第１内挿誤差低減部１３５及び後述する第２内挿誤差低減部１３６が、内挿誤差を低減する手段の一例に相当する。
　内挿誤差を低減する方法は、特に限定されるものではないが、この方法の一例として、例えば、予めオフラインで内挿補正値を算出してテーブルとして記憶しておき、当該テーブルを用いて補正する方法がある。この内挿補正値を算出する方法としては、例えば、高精度な基準エンコーダによる位置データと比較することで１スリット間の内挿誤差を測定し、これを補正値とする方法や、エンコーダを一定速度で回転させて１スリット間の位置データを取得し、この間一定速度で回転したとする場合の理想的な位置との差分を内挿誤差とし、これを補正値とする方法などがある。あるいは、一般に内挿誤差は高周波成分として表れることから、ローパスフィルタを用いる方法もある。あるいは、第１位置データ及び第２位置データのサンプリング時に、内挿誤差が０となる０クロス点のみを抽出し、内挿誤差を排除した位置データの取得を行う方法もある。
　一方、第２位置特定部１３３は、受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒからの高インクリメンタル信号について、上述した第１位置特定部１３２と同様の処理を行い、２つの信号から１ピッチ内の高精度な位置を特定する。また、第２内挿誤差低減部１３６は、上述した第１内挿誤差低減部１３５と同様の処理を行い、第２位置特定部１３３で特定された位置データ（第２位置データの一例に相当。以下適宜「第２位置データ」という。）に含まれる内挿誤差を低減する。
　位置データ算出部１３４は、絶対位置特定部１３１により特定された絶対位置に、第１位置特定部１３２により特定され第１内挿誤差低減部１３５により内挿誤差を低減された第１位置データを重畳する。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算出することができる。本実施形態では、この算出された絶対位置の分解能が、ピッチの短いスリットトラックＳＩ２のスリット数と一致する。すなわち、この例では算出された絶対位置の分解能はアブソリュート信号に基づく絶対位置の分解能の２倍となる。さらに、位置データ算出部１３４は、この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に、第２位置特定部１３３により特定され第２内挿誤差低減部１３６により内挿誤差を低減された第２位置データを重畳する。これにより、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よりもさらに高分解能な絶対位置を算出することができる。そして、位置データ算出部１３４は、このようにして算出した絶対位置を逓倍処理して分解能をさらに向上させ、高精度な絶対位置を表す位置データを生成する。このように、分解能が相異なる複数の位置データから高分解能な絶対位置を特定する方法を、ここでは「積上げ方式」という。
　一方、偏心誤差算出部１３７は、換算部１３７１と、算出部１３７２とを有する。換算部１３７１は、第１位置特定部１３２により特定され第１内挿誤差低減部１３５により内挿誤差を低減された第１位置データに基づき、受光アレイＰＩ１の受光信号から得られた電気角を機械角に換算すると共に、第２位置特定部１３３により特定され第２内挿誤差低減部１３６により内挿誤差を低減された第２位置データに基づき、受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒの受光信号から得られた電気角を機械角に換算する。つまり、受光アレイＰＩ１から得られる低インクリメンタル信号と、受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒから得られる高インクリメンタル信号では、分解能が異なることから、そのままでは後述する位置データの差分を算出することができない。したがって、換算部１３７１が、両受光信号から得られる電気角を機械角に換算することによって、分解能の異なる位置データの差分を算出することを可能とする。なお、この換算部１３７１が、電気角を機械角に換算する手段の一例に相当する。
　電気角を機械角に換算する方法は、特に限定されるものではないが、この方法の一例として、例えば、分解能の低い方の位置データの逓倍数を分解能の高い方よりも大きくして、逓倍処理後の分解能を一致させる方法がある。本実施形態の例では、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は低インクリメンタル信号の２倍の分解能であることから、高インクリメンタル信号の逓倍数が２ｎである場合に、低インクリメンタル信号の逓倍数を２ｎ＋１とすることで、逓倍処理後の分解能を一致させることが可能である。
　算出部１３７２は、換算部１３７１によって電気角を機械角に換算された、受光アレイＰＩ１の低インクリメンタル信号に基づく第１位置データと、受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒの高インクリメンタル信号に基づく第２位置データとの差分を算出し、その差分に基づいて、位置データ算出部１３４で算出した位置データの偏心誤差を算出する。なお、この算出部１３７２が、位置データの偏心誤差を算出する手段の一例に相当する。具体的には、例えば次のようにして算出する。
　ディスク１１０とシャフトＳＨとの偏心量をｅ（μｍ）、図３に示すようにスリットトラックＳＩ１の中心半径をＲ１（ｍｍ）、スリットトラックＳＩ２の中心半径をＲ２（ｍｍ）とすると、第１位置データの偏心誤差ε１及び第２位置データの偏心誤差ε２は次のように表される。
　ε１＝ｅ／Ｒ１（ｒａｄ）、ε２＝ｅ／Ｒ２（ｒａｄ）・・・（式２）
　図７に、偏心誤差ε１と偏心誤差ε２との関係を示す。なお、図７において、縦軸は偏心誤差、横軸はディスク１１０の回転角度を表している。図７に示すように、偏心誤差ε１及び偏心誤差ε２は、ディスク１１０の１回転（３６０°）ごとに周期的に変動する。また、中心半径の大小関係はＲ１＜Ｒ２であることから、上記（式２）からも分かるように、第１位置データの偏心誤差ε１の方が第２位置データの偏心誤差ε２よりも大きくなる。
　そして、これらの偏心誤差を含む第１位置データＰｏｓ１及び第２位置データＰｏｓ２は次のように表される。
　Ｐｏｓ１＝ＰｏｓＲ＋ε１、Ｐｏｓ２＝ＰｏｓＲ＋ε２・・・（式３）
　ここで、ＰｏｓＲは偏心誤差を含まない理想的な位置を表す位置データである。
　図８に、これら第１位置データＰｏｓ１、第２位置データＰｏｓ２、及び理想的な位置データＰｏｓＲの関係を示す。なお、図８において、縦軸は位置データ、横軸はディスク１１０の回転角度を表している。図８に示すように、理想的な位置データであるＰｏｓＲは、ディスク１１０の回転角度に比例して大きくなる直線状のグラフとなるのに対し、第１位置データＰｏｓ１及び第２位置データＰｏｓ２は、上記（式３）からも分かるように、ＰｏｓＲに上述の偏心誤差ε１及び偏心誤差ε２が加わった曲線状のグラフとなる。
　上記（式３）より、第１位置データの偏心誤差ε１と第２位置データの偏心誤差ε２との差分であるΔεは次のように表される。
　Δε＝ε１－ε２＝Ｐｏｓ１－Ｐｏｓ２・・・（式４）
　図７に、このΔεについても示す。
　一方、偏心量ｅは、同一ディスク内では中心半径に関わらず一定であることから、（式２）より、次式が導き出せる。
　ε１×Ｒ１＝ε２×Ｒ２・・・（式５）
　上記（式４）及び（式５）より、ε１を消去する。つまり、（式４）をε１について整理すると、次式となる。
　ε１＝Ｐｏｓ１－Ｐｏｓ２＋ε２・・・（式６）
　（式６）を（式５）に代入すると、
　（Ｐｏｓ１－Ｐｏｓ２＋ε２）×Ｒ１＝ε２×Ｒ２
　（Ｐｏｓ１－Ｐｏｓ２）×Ｒ１＝ε２（Ｒ２－Ｒ１）
　ε２＝（Ｐｏｓ１－Ｐｏｓ２）×Ｒ１／（Ｒ２－Ｒ１）・・・（式７）
　このようにして、上記（式７）により、第２位置データの偏心誤差ε２が算出される。（式７）及び図７からも分かるように、第２位置データの偏心誤差ε２は、第１位置データＰｏｓ１と第２位置データＰｏｓ２との差分（偏心誤差ε１と偏心誤差ε２との差分Δε）に、中心半径Ｒ１，Ｒ２から定まる定数｛Ｒ１／（Ｒ２－Ｒ１）｝を乗じたものとなる。
　位置データ補正部１３８は、上述の位置データ算出部１３４により算出された位置データの偏心による誤差を補正する。つまり、上記算出部１３７２で偏心誤差ε２が算出されるので、位置データ算出部１３４により算出された位置データより偏心誤差ε２を減算することで、偏心誤差を排除することができる。言い換えれば、偏心誤差によるエンコーダ１００の精度劣化（精度低下、低精度、高精度化の阻害ともいう）を低減することができる。当該補正の内容は、次式で表される。
　ＰｏｓＲ＝Ｐｏｓ２－ε２・・・（式８）
　なお、この位置データ補正部１３８が、位置データの誤差を補正する手段及びエンコーダの精度劣化を低減する手段の一例に相当する。
　位置データ生成部１３０は、このようにして偏心誤差が補正された高精度な絶対位置を表す位置データを、制御装置ＣＴへ出力する。
　なお、本実施形態では、第１位置データ及び第２位置データに内挿誤差が含まれる場合を一例として説明するが、第１及び第２位置データに内挿誤差が含まれない、あるいは、位置検出精度に影響を与えない程度に小さいような場合には、内挿誤差を低減する処理を行わなくてもよい。この場合、位置データ生成部１３０は、第１内挿誤差低減部１３５及び第２内挿誤差低減部１３６を有しなくてもよい。
　　（２－４．位置データ生成部の動作内容）
　次に、図９を参照しつつ、本実施形態に係る位置データ生成部１３０の動作内容の一例について説明する。
　図９において、ステップＳ１では、位置データ生成部１３０は、絶対位置特定部１３１において、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２からのアブソリュート信号のそれぞれを２値化し、絶対位置を表すビットデータに変換する。そして、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、絶対位置を特定する。また、位置データ生成部１３０は、第１位置特定部１３２において、受光アレイＰＩ１からの低インクリメンタル信号から、１ピッチ内の位置を特定する。同様に、位置データ生成部１３０は、第２位置特定部１３３において、受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒからの高インクリメンタル信号から、１ピッチ内の高精度な位置を特定する。
　次に、ステップＳ２では、位置データ生成部１３０は、第１内挿誤差低減部１３５において、第１位置特定部１３２で特定された第１位置データに含まれる内挿誤差を低減する。同様に、位置データ生成部１３０は、第２内挿誤差低減部１３６において、第２位置特定部１３３で特定された第２位置データに含まれる内挿誤差を低減する。
　次に、ステップＳ３では、位置データ生成部１３０は、位置データ算出部１３４において、前述の積上げ方式により、絶対位置特定部１３１により特定された絶対位置に、第１位置特定部１３２により特定され第１内挿誤差低減部１３５により内挿誤差を低減された第１位置データを重畳すると共に、第２位置特定部１３３により特定され第２内挿誤差低減部１３６により内挿誤差を低減された第２位置データを重畳することにより、高分解能な絶対位置を算出し、当該算出した絶対位置を逓倍処理して分解能をさらに向上させ、高精度な絶対位置を表す位置データを生成する。
　次に、ステップＳ４では、位置データ生成部１３０は、偏心誤差算出部１３７の換算部１３７１において、第１位置特定部１３２により特定され第１内挿誤差低減部１３５により内挿誤差を低減された第１位置データに基づき、受光アレイＰＩ１の受光信号から得られた電気角を機械角に換算すると共に、第２位置特定部１３３により特定され第２内挿誤差低減部１３６により内挿誤差を低減された第２位置データに基づき、受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒの受光信号から得られた電気角を機械角に換算する。
　次に、ステップＳ５では、位置データ生成部１３０は、偏心誤差算出部１３７の算出部１３７２において、換算部１３７１によって電気角を機械角に換算された、受光アレイＰＩ１の低インクリメンタル信号に基づく第１位置データと、受光アレイＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒの高インクリメンタル信号に基づく第２位置データとの差分を算出し、その差分に基づいて、位置データ算出部１３４で算出した位置データの偏心誤差を算出する。
　次に、ステップＳ６では、位置データ生成部１３０は、位置データ補正部１３８において、位置データ算出部１３４により算出された位置データより偏心誤差ε２を減算して偏心による誤差を補正する。
　その後、ステップＳ７では、位置データ生成部１３０は、偏心誤差が補正された高精度な絶対位置を表す位置データを、制御装置ＣＴへ出力する。
　＜３．本実施形態による効果の例＞
　以上説明した実施形態では、２つの受光アレイＰＩ１，ＰＩ２が測定方向Ｃと略垂直な幅方向Ｒに互いにオフセットした位置に配置されており、位置データ補正部１３８がこれら２つの受光アレイの受光信号に基づいてディスク１１０とシャフトＳＨとの偏心による位置データの誤差を補正する。これにより、光源１２１と受光アレイＰＩ１，ＰＩ２とのセット（光学モジュール１２０）を複数箇所に配置する必要がなく、１箇所に設置すれば足りるので、簡易な構成でエンコーダ１００の精度劣化を低減し、検出精度を向上することができる。
　また、本実施形態では特に、２つの受光アレイＰＩ１，ＰＩ２が、ディスク１１０の回転軸に対して同一方向に配置される。これにより、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２を集中配置することができるので、配置面積を小さくすることができる。また、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２を近傍に配置させることができるので、それらの位置決めを容易化でき、且つ、部品点数を減少できる。
　また、本実施形態では特に、算出部１３７２が、第１位置データと第２位置データとの差分を算出する。つまり、ディスク１１０とシャフトＳＨとに偏心がある場合、第１位置データと第２位置データには、２つの受光アレイＰＩ１，ＰＩ２の幅方向の配置位置の違いにより、異なる誤差が生じる。したがって、第１位置データと第２位置データとの差分は、両位置データに含まれる誤差の差分に相当するので、当該差分を用いて偏心誤差を算出することができる。また、算出部１３７２が、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２の受光信号に基づき刻々と取得される第１位置データと第２位置データとの差分に基づき位置データの偏心誤差をオンラインで算出することにより、補正部１３７２は当該偏心誤差をモータＭの実稼働中にオンラインで補正することができる。その結果、オフラインで生成した補正値を用いて補正する場合には対応できない、稼働中の負荷による偏心誤差にも対応す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１３０が、第１位置データ及び第２位置データに含まれる内挿誤差を低減する第１及び第２内挿誤差低減部１３５，１３６を有する。これにより、第１位置データ及び第２位置データに含まれる内挿誤差を低減し、算出部１３７２で算出した第１位置データと第２位置データとの差分に含まれる内挿誤差を低減することができるので、検出精度をさらに向上できる。
　また、本実施形態では特に、光学モジュール１２０が、ピッチが比較的長いスリットトラックＳＩ１に対応する低分解能の受光アレイＰＩ１と、ピッチが比較的短いスリットトラックＳＩ２に対応する高分解能の受光アレイＰＩ２とを有する。これにより、分解能が相異なる複数の位置データから高分解能な絶対位置を特定するいわゆる「積上げ方式」により高分解能な絶対位置を表す位置データ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、換算部１３７１により受光アレイＰＩ１及び受光アレイＰＩ２の受光信号から得られた電気角を機械角に換算して第１位置データと第２位置データとの差分を算出するので、分解能の異なる位置データの差分を精度良く算出することができる。
　また、本実施形態では特に、受光アレイＰＩ１、受光アレイＰＩ２、及び、アブソリュートパターンを有するスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２で反射した光を受光するように構成された受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の各々の受光信号に基づいて位置データを生成する位置データ生成部１３０を有する。この位置データ生成部１３０により、高分解能な絶対位置を算出し、高精度な絶対位置を表す位置データとして出力することが可能である。
　また、本実施形態では特に、光源１２１と、２つの受光アレイＰＩ１，ＰＩ２が、同一基板ＢＡに設けられる。これにより、光源１２１と２つの受光アレイＰＩ１，ＰＩ２との機械的な位置合わせが比較的容易となるので、これらを離間して配置する構成に比べて、光源１２１と２つの受光アレイＰＩ１，ＰＩ２との位置ずれを低減することができる。その結果、検出精度をさらに向上できる。また、部品点数の低減により、コストを削減できる効果もある。
　＜４．変形例＞
　以上、添付図面を参照しながら一実施の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、ここで説明した実施の形態に限定されるものではない。本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。
　上記実施形態では、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２の受光信号に基づき刻々と取得される第１位置データと第２位置データとの差分に基づき、位置データの偏心誤差をオンラインで算出して補正するようにしたが、偏心誤差を補正する方法はこれに限定されるものではない。例えば、予め位置データの補正値をテーブルとして記憶しておき、当該テーブルを用いて偏心誤差を補正してもよい。補正値をオフラインで生成する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、前述の算出部１３７２による算出手法により第２位置データの偏心誤差ε２を算出し、これに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）による周波数解析を行い、一次成分のみを抜き出すことにより補正値とすることが可能である。このようにすることで、自身のエンコーダによるデータのみで補正値を算出できるので、基準となるエンコーダを別途用意する場合に比べて手間やコストを削減できる。
　また、上記実施形態では、受光アレイＰＩ１が受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の外側に配置され、受光アレイＰＩ２が受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側において光源１２１を間に挟んで配置される場合を一例として説明したが、各受光アレイの配置はこれに限定されるものではない。例えば、受光アレイＰＩ１を受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側に配置し、受光アレイＰＩ２を受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の外側に配置してもよい。また、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２の両方を受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の外側に配置してもよいし、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２の両方を受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の内側に配置してもよい。これらの場合に、受光アレイＰＩ２を光源１２１と異なる幅方向位置に配置して、一繋がりの受光アレイとして構成してもよい。つまり、インクリメンタルパターンに対応する２つの受光アレイが、幅方向Ｒにオフセットして配置された構成であればよい。
　また、上記実施形態では、幅方向Ｒに互いにオフセットして配置された２つの受光アレイＰＩ１，ＰＩ２が、互いにピッチの異なるスリットトラックＳＩ１，ＳＩ２で反射した光を受光し、異なる分解能の位置データを出力するように構成したが、２つの受光アレイの構成はこれに限定されるものではない。例えば、２つの受光アレイＰＩ１，ＰＩ２が、互いにピッチの等しいスリットトラックで反射した光を受光し、等しい分解能の位置データを出力するように構成してもよい。
　また、上記実施形態では、光源と受光アレイとがディスク１１０のスリットトラックに対し同じ側に配置された、いわゆる反射型エンコーダである場合を例にとって説明したが、これに限定されない。すなわち、光源と受光アレイとがディスク１１０を挟んで反対側に配置された、いわゆる透過型エンコーダであってもよい。この場合、ディスク１１０において、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩの各スリットを透過スリットとして形成する、あるいは、スリット以外の部分をスパッタリング等により粗面としたり透過率の低い材質を塗布したりすることで形成してもよい。本変形例においては、光源１２１と、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２，ＰＩ１，ＰＩ２とが、ディスク１１０を挟んで対向配置されるが、本変形例における光学モジュール１２０は、このように別体として形成された光源と受光アレイとを含む。このような透過型エンコーダを用いた場合も、上記実施形態と同様の効果を得る。
　１００　　　　　　　エンコーダ
　１１０　　　　　　　ディスク
　１２０　　　　　　　光学モジュール
　１２１　　　　　　　光源
　１３０　　　　　　　位置データ生成部（位置データを生成する手段の一例）
　１３５　　　　　　　第１内挿誤差低減部（内挿誤差を低減する手段の一例）
　１３６　　　　　　　第２内挿誤差低減部（内挿誤差を低減する手段の一例）
　１３８　　　　　　　位置データ補正部（位置データの誤差を補正する手段、エンコーダの精度劣化を低減する手段の一例）
　１３７１　　　　　　換算部（電気角を機械角に換算する手段の一例）
　１３７２　　　　　　算出部（偏心誤差を算出する手段の一例）
　Ｃ　　　　　　　　　測定方向
　ＣＴ　　　　　　　　制御装置
　Ｍ　　　　　　　　　モータ
　ＰＡ１，ＰＡ２　　　受光アレイ（第３受光アレイの一例）
　ＰＩ１　　　　　　　受光アレイ（第１受光アレイの一例）
　ＰＩ２Ｌ，ＰＩ２Ｒ　受光アレイ（第２受光アレイの一例）
　Ｓ　　　　　　　　　サーボシステム
　ＳＡ１　　　　　　　スリットトラック
　ＳＡ２　　　　　　　スリットトラック
　ＳＨ　　　　　　　　シャフト（回転体の一例）
　ＳＩ１　　　　　　　スリットトラック
　ＳＩ２　　　　　　　スリットトラック
　ＳＭ　　　　　　　　サーボモータ

Claims (11)

  1. 　測定対象の位置データを出力するエンコーダであって、
    　回転体に固定されたディスクと、
    　前記ディスクに備えられ、測定方向に沿ってインクリメンタルパターンを有するように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、
    　前記測定方向と略垂直な幅方向に互いにオフセットした位置に配置され、対応する前記スリットトラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光するように構成された２つの受光アレイと、
    　前記２つの受光アレイの受光信号に基づいて前記ディスクと前記回転体との偏心による前記位置データの誤差を補正する手段と、を有することを特徴とするエンコーダ。
  2. 　前記２つの受光アレイは、
    　前記ディスクの回転軸に対して同一方向に配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
  3. 　前記２つの受光アレイのうち一方の前記受光信号に基づく第１位置データと他方の前記受光信号に基づく第２位置データとの差分に基づいて、前記位置データの偏心誤差を算出する手段をさらに有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンコーダ。
  4. 　測定対象の位置データを出力するエンコーダであって、
    　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、
    　前記測定方向と略垂直な幅方向に互いにオフセットした位置に配置され、対応する前記スリットトラックで反射又は透過した光をそれぞれ受光するように構成された２つの受光アレイと、
    　前記２つの受光アレイの受光信号に基づいてエンコーダの精度劣化を低減する手段と、を有することを特徴とするエンコーダ。
  5. 　前記エンコーダの精度劣化を低減する手段は、前記２つの受光アレイのうち一方の前記受光信号に基づく第１位置データと他方の前記受光信号に基づく第２位置データとの差分に基づいて、精度劣化を低減することを特徴とする請求項４に記載のエンコーダ。
  6. 　前記第１位置データ及び前記第２位置データに含まれる内挿誤差を低減する手段をさらに有し、
    　前記位置データの偏心誤差を算出する手段、又は、前記エンコーダの精度劣化を低減する手段は、内挿誤差が低減された前記第１位置データ及び前記第２位置データを用いて前記差分を算出することを特徴とする請求項３又は５に記載のエンコーダ。
  7. 　前記２つの受光アレイは、第１受光アレイと、前記第１受光アレイに対応する前記スリットトラックよりもピッチの短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受光アレイとを有し、
    　前記位置データの偏心誤差を算出する手段、又は、前記エンコーダの精度劣化を低減する手段は、前記第１受光アレイ及び前記第２受光アレイの前記受光信号から得られた電気角を機械角に換算する手段を有し、換算された機械角を用いて前記第１位置データと前記第２位置データとの差分を算出することを特徴とする請求項３，５，６のいずれか１項に記載のエンコーダ。
  8. 　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前記位置データを生成する手段をさらに有することを特徴とする請求項７に記載のエンコーダ。
  9. 　前記光源と、前記２つの受光アレイは、同一基板に設けられることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載のエンコーダ。
  10. 　回転子が固定子に対して回転するモータと、
    　前記回転子の位置及び速度の少なくとも一方を検出する、請求項１～９のいずれか１項に記載のエンコーダと、を備えることを特徴とするエンコーダ付きモータ。
  11. 　回転子が固定子に対して回転するモータと、
    　前記回転子の位置及び速度の少なくとも一方を検出する、請求項１～９のいずれか１項に記載のエンコーダと、
    　前記エンコーダの検出結果に基づいて前記モータを制御するように構成された制御装置と、を備えることを特徴とするサーボシステム。
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