WO2022264735A1

WO2022264735A1 - 受光素子及び回転検出器

Info

Publication number: WO2022264735A1
Application number: PCT/JP2022/020502
Authority: WO
Inventors: 賢次古米; 旭生揚原
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2022-05-17
Publication date: 2022-12-22
Also published as: EP4357737A1; CN117460930A; JPWO2022264735A1

Abstract

インクリメント受光部の設計自由度を高めることができる受光素子及び回転検出器を提供する。受光素子（２０）は、第一半径の第一円周上に配列され、アブソリュート方式で検出信号を出力する複数の第一アブソリュート受光部（２３ａ）と、インクリメント方式で検出信号を出力する複数の受光部グループ（２１ｇ）と、を備える。複数の受光部グループ（２１ｇ）は、複数の第一アブソリュート受光部（２３ａ）に対して第一円周より大きい半径の領域に選択して配置され、かつ、第一円周と同心であって、第一半径より大きい第二半径の第二円周上に配列され、複数の第一アブソリュート受光部（２３ａ）と、複数の受光部グループ（２１ｇ）とは、重ならない。

Description

受光素子及び回転検出器

　本開示は、受光素子及び回転検出器に関する。

　従来、回転検出器において、発光部、受光素子などを含む光学的手段を用いる構成が知られている。例えば、特許文献１に記載された回転検出器においては、回転軸を中心とする円周上に配置されるアブソリュート検出部とインクリメント検出部とを備える受光素子を用いている。

　特許文献１に記載された回転検出器においては、受光素子に二つのインクリメント検出部を配置し、二つのインクリメント検出部の間にアブソリュート検出部を配置している。つまり、回転軸を中心とする半径の異なる二つの円周上に、それぞれインクリメント検出部を配置し、当該二つの円周の間に配置される円周上に、アブソリュート検出部を配置している。これにより、受光素子などの位置ずれに起因する回転検出器の特性の低下を抑制しようとしている。

日本国特許第４２７３４４２号公報

　ここで、インクリメント検出部の検出信号によって、より正確な回転位置を検出するためには、インクリメント検出部から歪の小さい（つまり、正弦波に近い）信号を出力する必要がある。このため、インクリメント検出部が有する複数のインクリメント受光部の各々の形状の設計が重要となる。インクリメント受光部の設計自由度を高めるためには、インクリメント検出部が配置される円周方向における寸法が大きい方がよい。しかしながら、特許文献１に記載された回転検出器においては、一方のインクリメント検出部がアブソリュート検出部より内径側（つまり回転軸側）に配置されている。このため、内径側のインクリメント検出部が有するインクリメント受光部の設計自由度が低い。

　本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、インクリメント受光部の設計自由度を高めることができる受光素子及びそれを備えた回転検出器を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本開示に係る受光素子の一態様は、第一半径の第一円周上に配列され、アブソリュート方式で検出信号を出力する複数の第一アブソリュート受光部と、インクリメント方式で検出信号を出力する複数の受光部グループと、を備える。前記複数の受光部グループは、前記第一円周より大きい半径の領域に選択して配置され、かつ、前記第一円周と同心であって、前記第一半径より大きい第二半径の第二円周上に配列され、前記複数の第一アブソリュート受光部と、前記複数の受光部グループとは、重ならない。

　本開示に係る回転検出器の一態様は、上記受光素子と、光が照射され、回転軸を中心に回転する回転板と、を備え、前記光は、前記回転板を介して前記受光素子に照射される。

　本開示によれば、インクリメント受光部の設計自由度を高めることができる受光素子及び回転検出器を実現できる。

図１は、実施の形態に係る回転検出器を備える電動機の構成を示す断面図である。図２は、実施の形態に係る回転検出器が備える回転板の平面図である。図３は、実施の形態に係る回転検出器が備える回転板のパターン部の一部を拡大した図である。図４は、実施の形態に係る受光素子の平面図である。図５は、実施の形態に係る受光素子が備える受光部グループの構成を示す平面図である。図６は、実施の形態に係る受光素子が備える第一受光部の第一本体部と第一分離部とを同一の円周上に配置した状態を示す図である。図７は、実施の形態に係る受光素子の発光部と、受光素子及び回転板との位置関係を示す模式的な断面図である。図８は、比較例に係る受光素子の発光部と、受光素子及び回転板との位置関係を示す模式的な断面図である。

　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

　なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、他の図と実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

　（実施の形態）
　実施の形態に係る受光素子及び回転検出器について説明する。

　［１－１．全体構成］
　まず、本実施の形態に係る受光素子及び回転検出器の全体の構成について、図１を用いて説明する。

　図１は、本実施の形態に係る回転検出器１０を備える電動機１の構成を示す断面図である。図１においては、電動機１の回転軸線Ａを通る断面が示されている。

　図１に示されるように、電動機１は、主に、モータフレーム２と、固定子３と、回転子４と、回転軸５と、軸受け７と、回転検出器１０と、を備える。

　モータフレーム２は、固定子３及び回転子４などを収容する筐体である。固定子３は、モータフレーム２の内面に固定される。回転子４は、固定子３に対して回転可能に、軸受け７を介してモータフレーム２に設けられる。

　回転軸５は、棒状部材であり、回転子４の内面に固定され、回転軸線Ａの回りに回転する。回転軸５は、軸受け７を介してモータフレーム２に対して回転可能に固定される。例えば、回転軸５は、電動機１に電力が供給されると、当該電力に基づいて、回転子４とともに回転軸線Ａを回転中心として回転する。回転軸５の軸方向の一端部には、回転検出器１０が設けられる。回転軸５の軸方向の他端部には、例えば羽や歯車、車輪といった、回転軸５の回転によって回転駆動される負荷などが取り付けられる。例えば、回転軸５は、鉄などの磁性体金属によって形成される。

　軸受け７は、モータフレーム２に固定され、回転軸５をモータフレーム２に対して回転可能に支持する部材である。図１には、回転軸５の一方の端部付近に軸受け７が配置されているが、回転軸５の他方の端部付近にも軸受けが配置されてもよい。

　回転検出器１０は、検出対象の回転を検出する。具体的には、回転検出器１０は、検出対象の位置（回転位置）、検出対象の回転方向、及び検出対象の回転数などを検出する。本実施の形態では、検出対象は、回転軸５である。つまり、回転検出器１０は、回転軸５の位置、回転軸５の回転方向、及び回転軸５の回転数などを検出する。

　回転検出器１０は、上述したように、回転軸５の一端部に設けられる。回転検出器１０は、受光素子２０と、発光部１４と、回転板４０と、を備える。本実施の形態では、回転検出器１０は、基板１２と、フレーム６と、ボス８と、ボルト９と、ネジ１３とをさらに備える。

　フレーム６は、回転軸５の軸方向の一端部、及び回転板４０などを覆うように、モータフレーム２に取り付けられる筒状部材である。本実施の形態では、フレーム６は、ネジ１３によって、基板１２とともにモータフレーム２に固定される。

　回転板４０は、ボス８を介して回転軸５に固定され、回転軸線Ａを回転中心として回転する板であり、本体４２と、パターン部５０と、を有する。本体４２は、回転軸線Ａに沿った方向を厚さ方向とする板状の形状を有する。また、本体４２は、回転軸線Ａに沿った方向から見たとき円環状の形状を有する。本体４２は、回転軸５の軸線方向の一端部に取り付けられており、回転軸５とともに回転軸線Ａを回転中心として回転する。本体４２の軸心と回転軸線Ａとは一致している。

　パターン部５０は、発光部１４から受光素子２０へと伝搬する光の経路（つまり光路）上に配置される光変調部である。本実施の形態では、パターン部５０は、本体４２の端縁と、回転軸線Ａとの間であって、発光部１４及び受光素子２０と対向する位置に配置される。パターン部５０には、回転軸線Ａを中心とする円周上に光変調パターンが形成されている。本実施の形態では、パターン部５０には、発光部１４からの光に対する反射率が高い部分と低い部分とが所定のパターンで形成されている。回転板４０は、例えば、ステンレスで形成され、パターン部５０の低反射率の部分には、反射率が低い被膜が形成されている。パターン部５０の詳細構成については後述する。

　ボス８は、回転板４０が固定される部材である。本実施の形態では、ボス８の中央部に貫通孔が形成されている。ボス８は、当該貫通孔に挿入されたボルト９によって回転軸５に固定され、回転軸５とともに回転軸線Ａを回転中心として回転する。

　ボルト９は、ボス８を回転軸５に固定する部材である。本実施の形態では、ボルト９は、六角穴付きボルトである。

　基板１２は、回転板４０と対向する位置に、回転板４０から離隔して配置される板状部材である。基板１２の回転板４０と対向する主面には、受光素子２０及び発光部１４が配置される。本実施の形態では、基板１２は、ネジ１３によって、フレーム６を介してモータフレーム２に固定される。

　発光部１４は、光を出射する光源である。発光部１４は、回転板４０のパターン部５０と対向する位置に配置される。発光部１４の構成は、光を出射することができれば特に限定されない。本実施の形態では、発光部１４は、発光ダイオードであり、基板１２に配置されている。より詳しくは、発光部１４は、基板１２上に配置された受光素子２０に配置されている。発光部１４は、受光素子２０に含まれてもよい。つまり、受光素子２０は、発光部１４を備えてもよい。

　受光素子２０は、発光部１４からの光を受光する素子である。発光部１４からの光は、回転板４０を介して受光素子２０に照射される。本実施の形態では、発光部１４からの光は、回転板４０のパターン部５０で反射されて、受光素子２０に照射される。受光素子２０の詳細構成については後述する。

　［１－２．パターン部の構成］
　本実施の形態に係る回転検出器１０が備える回転板４０のパターン部５０の詳細構成について図２及び図３を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係る回転検出器１０が備える回転板４０の平面図である。図２は、回転板４０の受光素子２０と対向する面を回転軸線Ａに沿った方向から見た平面図である。図３は、本実施の形態に係る回転検出器１０が備える回転板４０のパターン部５０の一部を拡大した図である。図３は、図２に示される破線枠ＩＩＩの内部の拡大図である。

　図２及び図３に示されるように、パターン部５０は、回転板４０の受光素子２０と対向する面に配置される。パターン部５０は、回転軸線Ａを中心とする円周上に配置される。本実施の形態では、パターン部５０は、第一パターン部５１と、第二パターン部５２と、第三パターン部５３と、第四パターン部５４と、を有する。第一パターン部５１、第二パターン部５２、第三パターン部５３、及び第四パターン部５４は、回転板４０の端縁側からこの順で配置されている。

　図３に示されるように、第一パターン部５１は、複数の低反射領域５１ａを含む。複数の低反射領域５１ａは、例えば、発光部１４からの光に対する反射率が低い被膜で形成される。複数の低反射領域５１ａは、インクリメンタルパターンを形成する。複数の低反射領域５１ａは、同一の矩形状（又は扇形）の形状を有し、回転軸線Ａを中心とする円周上に等間隔で配列される。複数の低反射領域５１ａの個数は、特に限定されないが、本実施の形態では、５１２である。

　第二パターン部５２は、複数の低反射領域５２ａを含む。複数の低反射領域５２ａは、例えば、発光部１４からの光に対する反射率が低い被膜で形成される。複数の低反射領域５２ａは、アブソリュートパターンを形成する。本実施の形態では、複数の低反射領域５２ａは、回転板４０上の回転軸線Ａを中心とする円周上にランダムに配置される。受光素子２０は、複数の低反射領域５２ａによって変調された発光部１４からの光を受けることで、回転板４０の回転軸線Ａを中心とする円周方向の絶対位置を特定することができる。

　第三パターン部５３は、複数の低反射領域５３ａを含む。複数の低反射領域５３ａは、例えば、発光部１４からの光に対する反射率が低い被膜で形成される。複数の低反射領域５３ａは、アブソリュートパターンを形成する。本実施の形態では、複数の低反射領域５３ａは、第二パターン部５２の複数の低反射領域５２ａと同様に、回転板４０上の回転軸線Ａを中心とする円周上にランダムに配置される。

　第四パターン部５４は、複数の低反射領域５４ａを含む。複数の低反射領域５４ａは、例えば、発光部１４からの光に対する反射率が低い被膜で形成される。第四パターン部５４は、回転板４０の回転数を検出するために用いられる。本実施の形態では、複数の低反射領域５４ａは、回転板４０上の回転軸線Ａを中心とする円周方向に延びる円弧状の形状を有する。複数の低反射領域５４ａの各々は、中心角が１８０度の円弧状の形状を有する。複数の低反射領域５４ａの個数は、特に限定されないが、本実施の形態では、互いに半径の異なる円弧状の形状を有する４個の低反射領域５４ａを有する。４個の低反射領域５４ａは、回転軸線Ａを中心として、９０度ずつ異なる位置に配置されている。

　［１－３．受光素子の構成］
　受光素子２０の構成について、図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態に係る受光素子２０の平面図である。図４は、受光素子２０の回転板４０と対向する面を回転軸線Ａに沿った方向から見た平面図である。

　受光素子２０は、各々が光を検出する領域である複数の受光部を有する素子である。受光素子２０は、例えば半導体層を有する板状素子である。受光素子２０の複数の受光部の各々は、例えば、半導体層に不純物を添加することで形成される。受光素子２０は、インクリメント検出部２１ａ及び２１ｂと、第一アブソリュート検出部２３と、を備える。本実施の形態では、受光素子２０は、さらに、第二アブソリュート検出部２２と、回転数検出部２４と、を備える。

　インクリメント検出部２１ａ及び２１ｂは、インクリメント方式で検出信号を出力する光検出部である。インクリメント検出部２１ａ及び２１ｂには、発光部１４からの光が、主に、回転板４０の第一パターン部５１を介して照射される。インクリメント検出部２１ａ及び２１ｂの各々は、所定の配列ピッチＰ０で所定の配列方向に配列される複数の受光部グループ２１ｇを含む。本実施の形態では、インクリメント検出部２１ａが含む複数の受光部グループ２１ｇは、回転軸線Ａを中心とする円周上に配列される。インクリメント検出部２１ｂが含む複数の受光部グループ２１ｇは、回転軸線Ａを中心とし、インクリメント検出部２１ａに対して内径側（つまり、回転軸線Ａに近い側）に位置する円周上に配列される。言い換えると、インクリメント検出部２１ａは、インクリメント検出部２１ｂに対して外径側に配置される。インクリメント検出部２１ａは、第一インクリメント検出部の一例であり、インクリメント検出部２１ｂは、第二インクリメント検出部の一例である。

　本実施の形態に係る受光素子２０は、二つのインクリメント検出部２１ａ及び２１ｂを有するため、インクリメント信号の冗長性を確保できる。したがて、位置ずれなどに対する耐性の高いインクリメント信号を得ることができる。

　複数の受光部グループ２１ｇの各々の詳細構成については後述する。

　第一アブソリュート検出部２３は、アブソリュート方式で検出信号を出力する検出部である。第一アブソリュート検出部２３には、発光部１４からの光が、主に、回転板４０の第三パターン部５３を介して照射される。第一アブソリュート検出部２３は、複数の第一アブソリュート受光部２３ａを有する。複数の第一アブソリュート受光部２３ａは、回転軸線Ａを中心とする第一半径の第一円周上に配列される。上述した複数の受光部グループ２１ｇは、複数の第一アブソリュート受光部２３ａに対して、内径側及び外径側のうち、外径側（つまり、複数の第一アブソリュート受光部２３ａに対して、回転軸線Ａから遠い側）のみに配置される。複数の受光部グループ２１ｇは、複数の第一アブソリュート受光部２３ａが配列される第一半径の第一円周と同心であって、第一円周より大きい第二半径の第二円周上に配列される。複数の第一アブソリュート受光部２３ａと、複数の受光部グループ２１ｇとは、重ならない。

　このように、インクリメント検出部２１ａ及び２１ｂが第一アブソリュート検出部２３より、外径側に配置されているため、インクリメント検出部２１ａ及び２１ｂの円周方向の寸法が小さくなることを抑制できる。これにより、インクリメント検出部２１ａ及び２１ｂが含む複数の受光部グループ２１ｇの設計自由度を高めることができる。したがって、インクリメント検出部２１ａ及び２１ｂからの検出信号の歪を低減できる。

　また、本実施の形態では、二つのインクリメント検出部２１ａ及び２１ｂを近接させて配置しているため、二つのインクリメント検出部２１ａ及び２１ｂを分離して配置する場合より、配線が複雑化することを抑制できる。

　第二アブソリュート検出部２２は、アブソリュート方式で検出信号を出力する検出部である。第二アブソリュート検出部２２には、発光部１４からの光が、主に、回転板４０の第二パターン部５２を介して照射される。第二アブソリュート検出部２２は、複数の第二アブソリュート受光部２２ａを有する。複数の第二アブソリュート受光部２２ａは、第一円周と同心であり、第一半径よりも大きくかつ第二半径よりも小さい第四半径の第四円周上に配列される。複数の第二アブソリュート受光部２２ａと、複数の受光部グループ２１ｇ及び複数の第一アブソリュート受光部２３ａとは、重ならない。

　回転数検出部２４は、回転板４０の回転数に対応する検出信号を出力する検出部である。回転数検出部２４には、発光部１４からの光が、主に、回転板４０の第四パターン部５４を介して照射される。回転数検出部２４は、１個以上の円弧状受光部２４ａを有する。円弧状受光部２４ａは、第一円周と同心であり（つまり、回転軸線Ａを中心とし）、第一半径より小さい第三半径の第三円周上に配置される。１個以上の円弧状受光部２４ａは、第三円周の方向における幅が複数の第一アブソリュート受光部２３ａの各々における第一円周の方向に対する幅より大きい。本実施の形態では、回転数検出部２４は、互いに異なる半径の４個の円弧状受光部２４ａを有する。４個の円弧状受光部２４ａは、第一アブソリュート受光部２３ａとは、重ならない。

　回転数検出部２４は、各検出部の中で最も内径側に配置されるため、円周方向の寸法が制限される。しかしながら上述のとおり、回転数検出部２４の円弧状受光部２４ａの幅を第一アブソリュート受光部２３ａの幅より大きくできるため、回転数を検出するのに十分な光を受光できる。

　本実施の形態では、発光部１４は、受光素子２０に配置されている。発光部１４は、第一アブソリュート検出部２３と第二アブソリュート検出部２２との間に配置される。このように、発光部１４を、第一アブソリュート検出部２３と第二アブソリュート検出部２２の近くに配置することで、第一アブソリュート検出部２３と第二アブソリュート検出部２２が受ける光の強度を高くすることができる。したがって、第一アブソリュート検出部２３と第二アブソリュート検出部２２の検出精度を高めることができる。

　［１－４．受光部グループの構成］
　受光素子２０の複数の受光部グループ２１ｇについて、図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態に係る受光部グループ２１ｇの構成を示す平面図である。

　図５に示されるように、受光部グループ２１ｇは、第一受光部２１１と、第一受光部２１１に対して配列ピッチＰ０の１／４だけ配列方向にシフトされた位置に配置される第二受光部２１２と、を有する。本実施の形態では、受光部グループ２１ｇは、第三受光部２１３と、第四受光部２１４と、をさらに有する。第三受光部２１３は、第一受光部２１１に対して配列ピッチＰ０の１／２だけ配列方向にシフトされ、かつ、第二受光部２１２に対して配列ピッチＰ０の１／４だけ配列方向にシフトされた位置に配置される。第四受光部２１４は、第一受光部２１１に対して配列ピッチＰ０の３／４だけ配列方向にシフトされ、かつ、第三受光部２１３に対して配列ピッチＰ０の１／４だけ配列方向にシフトされた位置に配置される。受光部グループ２１ｇには、発光部１４からの光が、主に、回転板４０の第一パターン部５１を介して照射される。発光部１４からの光は、回転板４０が回転する際、第一パターン部５１によって周期的に強度変調される。このため、受光部グループ２１ｇに照射される光の強度が周期的に変動する。第二受光部２１２、第三受光部２１３、及び第四受光部２１４に照射される光の強度変調の位相は、それぞれ、第一受光部２１１に照射される光の強度変調の位相より９０度、１８０度、及び２７０度シフトしている。

　第一受光部２１１は、配列方向Ｄ１における幅が配列ピッチＰ０の１／４未満である、第一本体部２１１ａ及び第一分離部２１１ｂに分離されている。第一本体部２１１ａと第一分離部２１１ｂとは、配列方向Ｄ１に対して垂直な垂直方向Ｄ２に離隔して配置される。本実施の形態では、配列方向Ｄ１は、回転軸線Ａを中心し、複数の受光部グループ２１ｇを通る円周に沿った方向である。垂直方向Ｄ２は、回転軸線Ａを中心とする円の径方向である。

　第二受光部２１２は、配列方向Ｄ１における幅が配列ピッチＰ０の１／４未満である第二本体部２１２ａ及び第二分離部２１２ｂに分離されており、第二本体部２１２ａと第二分離部２１２ｂとは、垂直方向Ｄ２に離隔して配置される。

　第三受光部２１３は、配列方向Ｄ１における幅が配列ピッチＰ０の１／４未満である第三本体部２１３ａ及び第三分離部２１３ｂに分離されており、第三本体部２１３ａと第三分離部２１３ｂとは、垂直方向Ｄ２に離隔して配置される。

　第四受光部２１４は、配列方向Ｄ１における幅が配列ピッチＰ０の１／４未満である第四本体部２１４ａ及び第四分離部２１４ｂに分離されており、第四本体部２１４ａと第四分離部２１４ｂとは、垂直方向Ｄ２に離隔して配置される。

　ここで、第一受光部２１１の構造について、図６を用いて説明する。図６は、本実施の形態に係る第一受光部２１１の第一本体部２１１ａと第一分離部２１１ｂとを同一の円周上に配置した状態を示す図である。

　図６に示されるように、第一受光部２１１の第一本体部２１１ａと第一分離部２１１ｂとを同一の円周上に配置した状態において、第一受光部２１１は、第一主位相部２１１ｍと、第一副位相部２１１ｓと、を有する。第一主位相部２１１ｍは、配列方向Ｄ１に配列ピッチＰ０の１／３の幅を有する。第一副位相部２１１ｓは、配列方向Ｄ１に配列ピッチＰ０の１／３の幅を有する。第一副位相部２１１ｓは、第一主位相部２１１ｍに対して配列ピッチＰ０の１／１２だけ配列方向Ｄ１にシフトされた位置であって、垂直方向Ｄ２において、第一主位相部２１１ｍと隣接する位置に配置される。

　第一受光部２１１の第一主位相部２１１ｍが配列方向Ｄ１に配列ピッチＰ０の１／３の幅を有するため、回転板４０が回転する際、第一主位相部２１１ｍは、台形波状の周期的な信号を出力する。同様に、第一副位相部２１１ｓも台形波状の周期的な信号を出力する。また、第一副位相部２１１ｓは、第一主位相部２１１ｍに対して、配列ピッチＰ０の１／１２だけ配列方向Ｄ１にシフトされた位置に配置されるため、第一副位相部２１１ｓが出力する信号は、３０度（つまり、３６０度／１２）だけ第一主位相部２１１ｍが出力する信号に対して、位相がシフトしている。第一受光部２１１が出力する信号は、第一主位相部２１１ｍが出力する信号と、第一副位相部２１１ｓが出力する信号との和である。このため、第一受光部２１１が出力する信号の波形は、二つの台形波を組み合わせた波形となり、台形波より正弦波に近い、つまり、歪の少ない波形となる。

　第二受光部２１２も、第一受光部２１１と同様に、第二本体部２１２ａと第二分離部２１２ｂとを同一の円周上に配置した状態において、第二主位相部と、第二副位相部と、を有する。第二主位相部は、配列方向Ｄ１に配列ピッチＰ０の１／３の幅を有する。第二副位相部は、配列方向Ｄ１に配列ピッチＰ０の１／３の幅を有する。第二副位相部は、第二主位相部に対して配列ピッチＰ０の１／１２だけ配列方向Ｄ１にシフトされた位置であって、垂直方向Ｄ２において、第二主位相部と隣接する位置に配置される。

　第三受光部２１３も、同様に、第三主位相部と第三副位相部とを有する。第四受光部２１４も、同様に、第四主位相部と第四副位相部とを有する。

　これにより、複数の受光部グループ２１ｇの各々は、出力信号の歪を抑制することができる。したがって、受光素子２０は、より高い精度で回転板４０の回転方向における位置を検出することが可能となる。

　また、第一受光部２１１の第一本体部２１１ａと第一分離部２１１ｂとが、図６に示されるように一体化されている場合には、第一受光部２１１と、第二受光部２１２とが重ならないように配列方向Ｄ１に配列するためには、第二受光部２１２の配列方向Ｄ１における位置を、第一受光部２１１に対して、配列ピッチＰ０の１／３より大きくシフトさせる必要がある。ここで、第二受光部２１２から、第一受光部２１１が出力する信号に対して９０度位相がシフトした信号を出力させるためには、第一受光部２１１に対して、第二受光部２１２の位置を、配列方向Ｄ１に配列ピッチＰ０の５／４だけシフトさせる必要がある。このため、第一受光部２１１と第二受光部２１２との間に、配列ピッチＰ０の１１／１２の長さにわたって受光部が配置されない無駄なスペースが発生する。

　本実施の形態に係る受光部グループ２１ｇにおいては、上述したとおり、第一受光部２１１は、配列方向Ｄ１における幅が配列ピッチＰ０の１／４未満である、第一本体部２１１ａ及び第一分離部２１１ｂに分離されており、第一本体部２１１ａと第一分離部２１１ｂとは、垂直方向Ｄ２に離隔して配置されている。また、第二受光部２１２は、配列方向Ｄ１における幅が配列ピッチＰ０の１／４未満である、第二本体部２１２ａ及び第二分離部２１２ｂに分離されており、第二本体部２１２ａと第二分離部２１２ｂとは、垂直方向Ｄ２に離隔して配置されている。これにより、図５に示されるように第二本体部２１２ａを、第一本体部２１１ａの位置から、配列方向Ｄ１において配列ピッチＰ０の１／４だけシフトさせた位置に配置できる。また、第二分離部２１２ｂを、第一分離部２１１ｂの位置から、配列方向Ｄ１において配列ピッチＰ０の１／４だけシフトさせた位置に配置できる。第一本体部２１１ａと第二本体部２１２ａとは、配列方向Ｄ１に配列され、かつ、第一本体部２１１ａと第二本体部２１２ａとの隙間は、配列ピッチＰ０の１／４未満である。また、第一分離部２１１ｂと第二分離部２１２ｂとは、配列方向Ｄ１に配列され、かつ、第一分離部２１１ｂと第二分離部２１２ｂとの隙間は、配列ピッチＰ０の１／４未満である。したがって、第一受光部２１１と第二受光部２１２との間の無駄なスペースを低減できる。

　なお、本実施の形態においては、図５に示されるように、第三受光部２１３及び第四受光部２１４も第一受光部２１１及び第二受光部２１２と同様の構成を有する。したがって、第三受光部２１３及び第四受光部２１４も、第一受光部２１１及び第二受光部２１２と同様の効果を奏する。

　［１－５．発光部］
　次に、発光部１４の構成について図７及び図８を用いて、比較例と比較しながら説明する。図７は、本実施の形態に係る受光素子２０の発光部１４と、受光素子２０及び回転板４０との位置関係を示す模式的な断面図である。図８は、比較例に係る受光素子９２０の発光部１４と、受光素子９２０及び回転板４０との位置関係を示す模式的な断面図である。図７及び図８は、回転軸線Ａに垂直な方向から見た断面図である。

　図７に示されるように、本実施の形態に係る発光部１４は、光を出射する発光面１４ｓを有する。また、複数の第一アブソリュート受光部２３ａの各々は、光を受光する受光面２３ｓを有し、発光面１４ｓは、受光面２３ｓと同一平面上に配置される。また、円弧状受光部２４ａは、受光面２４ｓを有し、発光面１４ｓは、受光面２４ｓと同一平面上に配置される。本実施の形態では、受光素子２０の回転板４０と対向する主面２０ａと、発光面１４ｓ、受光面２３ｓ及び受光面２４ｓとが同一平面上に配置される。なお、本実施の形態では、複数の第二アブソリュート受光部２２ａ及び複数の受光部グループ２１ｇの各受光面も主面２０ａと同一平面上に配置される。

　これに対して、比較例に係る発光部１４の発光面１４ｓは、受光面２３ｓ及び２４ｓと同一平面上に配置されていない。つまり、発光面１４ｓが、受光素子９２０の主面９２０ａから突出した位置に配置されている。

　一般に、回転検出器においては、図７に示されるように、受光素子２０と回転板４０との距離が変動し得る。このように、受光素子２０と回転板４０との距離が変動する場合に、比較例に係る受光素子９２０では、発光面１４ｓは、受光面２３ｓ及び２４ｓと同一平面上に配置されないため、図８に示されるように、発光部１４からの光が、受光面２３ｓ及び２４ｓの各々に入射する位置が、変動する。このため、各受光部からの検出信号の位相が変動する。したがって、回転検出器の検出精度が低下する。

　一方、本実施の形態に係る受光素子２０では、発光面１４ｓは、受光面２３ｓ及び２４ｓと同一平面上に配置されるため、図７に示されるように、発光部１４からの光が、受光面２３ｓ及び２４ｓの各々に入射する位置は変動しない。したがって、本実施の形態に係る受光素子２０では、受光素子２０と回転板４０との距離が変動する場合にも高い精度の検出信号を出力できる。

　（変形例）
　以上、本開示に係る受光素子及び回転検出器について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。

　例えば、上記実施の形態では、回転板４０は、発光部１４からの光の一部を反射するパターン部を備えたが、パターン部の構成はこれに限定されない。例えば、パターン部は、発光部１４からの光の一部を透過するスリットなどであってもよい。この場合、発光部１４と、受光部との間に、回転板が配置される。

　その他、上記実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

　本開示の技術は、電動機などの回転量を検出する回転検出器などに利用することができる。

　１　電動機
　２　モータフレーム
　３　固定子
　４　回転子
　５　回転軸
　６　フレーム
　７　軸受け
　８　ボス
　９　ボルト
　１０　回転検出器
　１２　基板
　１３　ネジ
　１４　発光部
　１４ｓ　発光面
　２０、９２０　受光素子
　２０ａ、９２０ａ　主面
　２１ａ、２１ｂ　インクリメント検出部
　２１ｇ　受光部グループ
　２２　第二アブソリュート検出部
　２２ａ　第二アブソリュート受光部
　２３　第一アブソリュート検出部
　２３ａ　第一アブソリュート受光部
　２３ｓ、２４ｓ　受光面
　２４　回転数検出部
　２４ａ　円弧状受光部
　４０　回転板
　４２　本体
　５０　パターン部
　５１　第一パターン部
　５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａ　低反射領域
　５２　第二パターン部
　５３　第三パターン部
　５４　第四パターン部
　２１１　第一受光部
　２１１ａ　第一本体部
　２１１ｂ　第一分離部
　２１１ｍ　第一主位相部
　２１１ｓ　第一副位相部
　２１２　第二受光部
　２１２ａ　第二本体部
　２１２ｂ　第二分離部
　２１３　第三受光部
　２１３ａ　第三本体部
　２１３ｂ　第三分離部
　２１４　第四受光部
　２１４ａ　第四本体部
　２１４ｂ　第四分離部

Claims

　第一半径の第一円周上に配列され、アブソリュート方式で検出信号を出力する複数の第一アブソリュート受光部と、
　インクリメント方式で検出信号を出力する複数の受光部グループと、を備え、
　前記複数の受光部グループは、前記第一円周より大きい半径の領域に選択して配置され、かつ、前記第一円周と同心であって、前記第一半径より大きい第二半径の第二円周上に配列され、
　前記複数の第一アブソリュート受光部と、前記複数の受光部グループとは、重ならない
　受光素子。
　前記第一円周と同心であり、前記第一半径よりも小さい第三半径の第三円周上に配置される円弧状受光部をさらに備え、
　前記円弧状受光部は、前記第三円周の方向における幅が前記複数の第一アブソリュート受光部の各々における前記第一円周の方向に対する幅より大きく、
　前記複数の第一アブソリュート受光部と、前記円弧状受光部とは、重ならない
　請求項１に記載の受光素子。
　前記第一円周と同心であり、前記第一半径よりも大きくかつ前記第二半径よりも小さい第四半径の第四円周上に配列され、アブソリュート方式で検出信号を出力する複数の第二アブソリュート受光部をさらに備え、
　前記複数の第一アブソリュート受光部と、前記複数の第二アブソリュート受光部とは、重ならない
　請求項１又は２に記載の受光素子。
　光を出射する発光部をさらに備える
　請求項１～３のいずれか１項に記載の受光素子。
　前記複数の第一アブソリュート受光部と前記複数の第二アブソリュート受光部との間に配置され、光を出射する発光部をさらに備える
　請求項３に記載の受光素子。
　前記発光部は、前記光を出射する発光面を有し、
　前記複数の第一アブソリュート受光部の各々は、前記光を受光する受光面を有し、
　前記発光面は、前記受光面と同一平面上に配置される
　請求項４又は５に記載の受光素子。
　前記複数の受光部グループは、所定の配列ピッチで前記第二円周に沿った配列方向に配列され、
　前記複数の受光部グループの各々は、第一受光部と、前記第一受光部に対して前記配列ピッチの１／４だけ前記配列方向にシフトされた位置に配置される第二受光部と、を有し、
　前記第一受光部は、
　前記配列方向に前記配列ピッチの１／３の幅を有する第一主位相部と、
　前記配列方向に前記配列ピッチの１／３の幅を有し、前記第一主位相部に対して前記配列ピッチの１／１２だけ前記配列方向にシフトされた位置であって、前記配列方向に対して垂直な垂直方向において前記第一主位相部と隣接する位置に配置される第一副位相部と、を有し、
　前記第二受光部は、
　前記配列方向に前記配列ピッチの１／３の幅を有する第二主位相部と、
　前記配列方向に前記配列ピッチの１／３の幅を有し、前記第二主位相部に対して前記配列ピッチの１／１２だけ前記配列方向にシフトされた位置であって、前記垂直方向において前記第二主位相部と隣接する位置に配置される第二副位相部と、を有し、
　前記第一受光部は、前記配列方向における幅が前記配列ピッチの１／４未満である、第一本体部及び第一分離部に分離されており、前記第一本体部と前記第一分離部とは、前記垂直方向に離隔して配置され、
　前記第二受光部は、前記配列方向における幅が前記配列ピッチの１／４未満である第二本体部及び第二分離部に分離されており、前記第二本体部と前記第二分離部とは、前記垂直方向に離隔して配置され、
　前記第一本体部と前記第二本体部とは、前記配列方向に配列され、かつ、前記第一本体部と前記第二本体部との隙間は、前記配列ピッチの１／４未満であり、
　前記第一分離部と前記第二分離部とは、前記配列方向に配列され、かつ、前記第一分離部と前記第二分離部との隙間は、前記配列ピッチの１／４未満である
　請求項１～６のいずれか１項に記載の受光素子。
　請求項４～６のいずれか１項に記載の受光素子と、
　前記光が照射され、回転軸を中心に回転する回転板と、を備え、
　前記光は、前記回転板を介して前記受光素子に照射される
　回転検出器。