特許 6842680 エンコーダ、サーボモータ、サーボシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6842680

(24)【登録日】2021年2月25日

(45)【発行日】2021年3月17日

(54)【発明の名称】エンコーダ、サーボモータ、サーボシステム

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/347 20060101AFI20210308BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/347 E

   G01D5/347 110T

   G01D5/347 110C

【請求項の数】10

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2019-133346(P2019-133346)

(22)【出願日】2019年7月19日

(65)【公開番号】特開2021-18126(P2021-18126A)

(43)【公開日】2021年2月15日

【審査請求日】2020年1月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】110003096

【氏名又は名称】特許業務法人第一テクニカル国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高田 裕司

(72)【発明者】

【氏名】吉田 康

(72)【発明者】

【氏名】吉冨 史朗

(72)【発明者】

【氏名】原田 正信

(72)【発明者】

【氏名】松谷 泰裕

(72)【発明者】

【氏名】古川 大介

【審査官】 清水 靖記

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−２００６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０８３０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０１４７２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０９０３０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｄ ５／００−５／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれが測定方向に沿って形成された第１アブソリュートパターン及び第２アブソリュートパターンと、前記測定方向に沿って形成されたインクリメンタルパターンとを有するスケールと、
前記スケールを前記測定方向に沿って測定するセンサ部と、
信号処理部と、
を有し、
前記センサ部は、
光源から出射され前記第１アブソリュートパターンを透過又は反射された光を受光して、第１の位相の第１アブソリュート信号を出力する複数の第１受光素子、及び、前記第１の位相と所定の位相差を有する第２の位相の前記第１アブソリュート信号を出力する複数の第２受光素子が、前記測定方向に交互に配置された第１アブソリュート受光部と、
前記光源から出射され前記第２アブソリュートパターンを透過又は反射された光を受光して、前記第１の位相の第２アブソリュート信号を出力する複数の第３受光素子、及び、前記第２の位相の前記第２アブソリュート信号を出力する複数の第４受光素子が、前記測定方向に沿って交互に配置された第２アブソリュート受光部と、
前記第１の位相の前記第１アブソリュート信号と前記第１の位相の前記第２アブソリュート信号とを結合して第１位相信号を生成する第１信号結合部と、
前記第２の位相の前記第１アブソリュート信号と前記第２の位相の前記第２アブソリュート信号とを結合して第２位相信号を生成する第２信号結合部と、
前記光源から出射され前記インクリメンタルパターンを透過又は反射された光を受光してインクリメンタル信号を出力するインクリメンタル受光部と、を有し、
前記信号処理部は、
前記インクリメンタル信号に基づいて、前記第１位相信号又は前記第２位相信号のいずれかを選択する信号選択部と、
前記信号選択部により選択された前記第１位相信号又は前記第２位相信号に基づいて、絶対位置を表す位置データを生成する位置データ生成部と、
を有し、
前記第１アブソリュート受光部と前記第２アブソリュート受光部は、
前記光源の光軸と前記インクリメンタル受光部を間に挟むように配置されている、エンコーダ。

【請求項2】

前記インクリメンタルパターンは、
第１インクリメンタルパターンと、
前記第１インクリメンタルパターンよりもピッチが短い第２インクリメンタルパターンと、を含み、
前記インクリメンタル受光部は、
前記光源から出射され前記第１インクリメンタルパターンを透過又は反射された光を受光して第１インクリメンタル信号を出力する第１インクリメンタル受光部と、
前記第１インクリメンタル受光部との間に前記光軸を挟むように配置され、前記光源から出射され前記第２インクリメンタルパターンを透過又は反射された光を受光して第２インクリメンタル信号を出力する第２インクリメンタル受光部と、を含む、
請求項１に記載のエンコーダ。

【請求項3】

前記信号選択部は、
前記第１インクリメンタル信号に基づいて、前記第１位相信号又は前記第２位相信号のいずれかを選択する、
請求項２に記載のエンコーダ。

【請求項4】

それぞれが測定方向に沿って形成された第１アブソリュートパターン及び第２アブソリュートパターンと、前記測定方向に沿って形成されたインクリメンタルパターンとを有するスケールと、
前記スケールを前記測定方向に沿って測定するセンサ部と、
信号処理部と、
を有し、
前記センサ部は、
光源から出射され前記第１アブソリュートパターンを透過又は反射された光を受光して、第１の位相の第１アブソリュート信号を出力する複数の第１受光素子、及び、前記第１の位相と所定の位相差を有する第２の位相の前記第１アブソリュート信号を出力する複数の第２受光素子が、前記測定方向に交互に配置された第１アブソリュート受光部と、
前記第１アブソリュート受光部との間に前記光源の光軸を挟むように配置され、前記光源から出射され前記第２アブソリュートパターンを透過又は反射された光を受光して、前記第１の位相の第２アブソリュート信号を出力する複数の第３受光素子、及び、前記第２の位相の前記第２アブソリュート信号を出力する複数の第４受光素子が、前記測定方向に沿って交互に配置された第２アブソリュート受光部と、
前記第１の位相の前記第１アブソリュート信号と前記第１の位相の前記第２アブソリュート信号とを結合して第１位相信号を生成する第１信号結合部と、
前記第２の位相の前記第１アブソリュート信号と前記第２の位相の前記第２アブソリュート信号とを結合して第２位相信号を生成する第２信号結合部と、
前記第１アブソリュート受光部と前記第２アブソリュート受光部との間に配置され、前記光源から出射され前記インクリメンタルパターンを透過又は反射された光を受光してインクリメンタル信号を出力するインクリメンタル受光部と、を有し、
前記インクリメンタルパターンは、
第１インクリメンタルパターンと、
前記第１インクリメンタルパターンよりもピッチが短い第２インクリメンタルパターンと、を含み、
前記インクリメンタル受光部は、
前記光源から出射され前記第１インクリメンタルパターンを透過又は反射された光を受光して第１インクリメンタル信号を出力する第１インクリメンタル受光部と、
前記第１インクリメンタル受光部との間に前記光軸を挟むように配置され、前記光源から出射され前記第２インクリメンタルパターンを透過又は反射された光を受光して第２インクリメンタル信号を出力する第２インクリメンタル受光部と、を含み、
前記信号処理部は、
前記第１インクリメンタル信号と前記第２インクリメンタル信号とに基づいて基準インクリメンタル信号を生成する基準信号生成部と、
前記基準インクリメンタル信号に基づいて、前記第１位相信号又は前記第２位相信号のいずれかを選択する信号選択部と、
前記信号選択部により選択された前記第１位相信号又は前記第２位相信号に基づいて、絶対位置を表す位置データを生成する位置データ生成部と、を有する、エンコーダ。

【請求項5】

前記第１アブソリュート受光部は、
前記第２アブソリュート受光部が出力する前記第２アブソリュート信号と同じ大きさの前記第１アブソリュート信号を出力する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンコーダ。

【請求項6】

前記第１アブソリュート受光部と前記第２アブソリュート受光部は、
前記第１アブソリュート受光部の受光光量と前記第２アブソリュート受光部の受光光量が同じ大きさとなるような受光面積をそれぞれ有する、
請求項５に記載のエンコーダ。

【請求項7】

前記センサ部は、
前記測定方向において前記第１アブソリュート受光部に隣接して配置され、前記光源から出射され前記第１アブソリュートパターンを透過又は反射された光を受光して第１位置調整用信号を出力する第１位置調整用受光部と、
前記測定方向において前記第２アブソリュート受光部に隣接して配置され、前記光源から出射され前記第２アブソリュートパターンを透過又は反射された光を受光して第２位置調整用信号を出力する第２位置調整用受光部と、
を有する、
請求項１〜６のいずれか１項に記載のエンコーダ。

【請求項8】

前記スケールは、
前記第１アブソリュートパターン及び前記第２アブソリュートパターンのそれぞれがディスク中心周りの周方向に沿って形成されたディスクであり、
前記センサ部は、
前記第１アブソリュートパターン及び前記第２アブソリュートパターンを前記ディスクの前記周方向に沿って測定する、
請求項１〜７のいずれか１項に記載のエンコーダ。

【請求項9】

回転子が固定子に対して回転する回転型モータ、又は、可動子が固定子に対して移動するリニアモータと、
前記回転子又は前記可動子の位置、速度、加速度の少なくとも１つを検出する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のエンコーダと、
を有する、サーボモータ。

【請求項10】

回転子が固定子に対して回転する回転型モータ、又は、可動子が固定子に対して移動するリニアモータと、
前記回転子又は前記可動子の位置、速度、加速度の少なくとも１つを検出する、請求項１〜７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回転型モータ又は前記リニアモータを制御する制御装置と、
を有する、サーボシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、エンコーダ、サーボモータ、サーボシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、光源を間に挟んで回転ディスクの半径方向の外側及び内側にアブソリュート用受光アレイがそれぞれ配置されたエンコーダが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１０３０３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

エンコーダにおいては、受光部を備えたセンサ部が適正位置からずれて配置される場合がある。このような場合、例えば上記従来技術では、２つのアブソリュート用受光アレイのそれぞれから出力される信号に位相ずれが生じ、絶対位置の検出精度に影響を与える可能性があった。

【0005】

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、センサ部の位置ずれが絶対位置の検出精度に与える影響を小さくすることができるエンコーダ、サーボモータ、サーボシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、それぞれが測定方向に沿って形成された第１アブソリュートパターン及び第２アブソリュートパターンを有するスケールと、前記スケールを前記測定方向に沿って測定するセンサ部と、を有し、前記センサ部は、光源から出射され前記第１アブソリュートパターンを透過又は反射された光を受光して、第１の位相の第１アブソリュート信号を出力する複数の第１受光素子、及び、前記第１の位相と所定の位相差を有する第２の位相の前記第１アブソリュート信号を出力する複数の第２受光素子が、前記測定方向に交互に配置された第１アブソリュート受光部と、前記第１アブソリュート受光部との間に前記光源の光軸を挟むように配置され、前記光源から出射され前記第２アブソリュートパターンを透過又は反射された光を受光して、前記第１の位相の第２アブソリュート信号を出力する複数の第３受光素子、及び、前記第２の位相の前記第２アブソリュート信号を出力する複数の第４受光素子が、前記測定方向に沿って交互に配置された第２アブソリュート受光部と、を有する、エンコーダが適用される。

【0007】

また、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回転型モータ、又は、可動子が固定子に対して移動するリニアモータと、前記回転子又は前記可動子の位置、速度、加速度の少なくとも１つを検出する、上記エンコーダと、を有するサーボモータが適用される。

【0008】

また、本発明のさらに別の観点によれば、回転子が固定子に対して回転する回転型モータ、又は、可動子が固定子に対して移動するリニアモータと、前記回転子又は前記可動子の位置、速度、加速度の少なくとも１つを検出する、上記エンコーダと、前記エンコーダの検出結果に基づいて前記回転型モータ又は前記リニアモータを制御する制御装置と、を有する、サーボシステムが適用される。

【発明の効果】

【0009】

本発明のエンコーダ等によれば、センサ部の位置ずれが絶対位置の検出精度に与える影響を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係るサーボシステムの概略構成の一例を表す説明図である。

【図2】一実施形態に係るエンコーダの概略構成の一例を表す説明図である。

【図3】ディスクの構成の一例を表す上面図である。

【図4】スリットトラックの構成の一例を表すディスクの上面の一部の拡大図である。

【図5】光学モジュールの光源及び受光アレイのレイアウト構成の一例を表す下面図である。

【図6】信号処理部の機能構成の一例を表すブロック図である。

【図7】低インクリメンタル信号、Ａ相アブソリュート信号及びＢ相アブソリュート信号の波形の一例を表す説明図である。

【図8】光学モジュールの位置ずれの一例を表すディスクの上面図である。

【図9】光学モジュールに位置ずれがある場合に、低インクリメンタル信号とＡ相アブソリュート信号、及び、低インクリメンタル信号とＢ相アブソリュート信号との間に生じる位相差を説明するための説明図である。

【図10】第１アブソリュート信号及び第２アブソリュート信号の低インクリメンタル信号に対する位相ずれ、光学モジュールの周方向ずれ量との相関関係の一例を表すグラフである。

【図11】Ａ相アブソリュート信号及びＢ相アブソリュート信号の低インクリメンタル信号に対する位相ずれと光学モジュールの周方向ずれ量との相関関係の一例を表すグラフである。

【図12】信号選択のための基準インクリメンタル信号を生成する変形例における信号処理部の機能構成の一例を表すブロック図である。

【図13】信号選択のための基準インクリメンタル信号を生成する変形例における、第１アブソリュート信号及び第２アブソリュート信号の低インクリメンタル信号に対する位相ずれ、光学モジュールの周方向ずれ量との相関関係の一例を表すグラフである。

【図14】信号選択のための基準インクリメンタル信号を生成する変形例における、Ａ相アブソリュート信号及びＢ相アブソリュート信号の低インクリメンタル信号に対する位相ずれと光学モジュールの周方向ずれ量との相関関係の一例を表すグラフである。

【図15】インクリメンタル信号の受光アレイのレイアウトを変更する変形例における、光学モジュールの光源及び受光アレイのレイアウト構成の一例を表す下面図である。

【図16】信号処理部のハードウェア構成例を表すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。

【0012】

＜０．背景＞
まず、実施形態について説明する前に、本願発明者等が本願発明に想到した背景等について説明する。

【0013】

エンコーダには、アブソリュートパターンを有する２つのスリットトラックで反射又は透過した光を２つの受光アレイでそれぞれ受光し、各受光アレイからアブソリュート信号をそれぞれ出力するように構成されたものがある。このエンコーダでは、２つの受光アレイから互いに１８０°位相が異なるアブソリュート信号がそれぞれ出力される。これにより、検出パターンの変化点等の不安定な領域でない方のアブソリュートパターンから得られる信号を選択して絶対位置を特定することが可能となり、検出精度の向上を図っている。

【0014】

ところで、エンコーダにおいては、受光アレイを備えたセンサ部がスリットトラックを備えたスケールに対して適正位置から光軸周りの周方向にずれて配置される場合がある。例えば、回転子が固定子に対して回転する回転型モータにおける回転子の回転位置、回転速度、回転加速度の少なくとも１つを検出する回転型（ロータリタイプ）のエンコーダにおいては、センサ部がディスクに対して適正位置からディスクの周方向に位置ずれして取り付けられたような場合である。また例えば、可動子が固定子に対して移動するリニアモータにおける可動子の位置、速度、加速度の少なくとも１つを検出する直線型（リニアタイプ）のエンコーダにおいては、可動子の固定子に対するガタつき等によりセンサ部がリニアスケールに対して光軸周りの周方向に位置ずれしたような場合である。このような場合、センサ部の受光素子はスケールのスリットに対して傾いて対向することとなる。その結果、２つの受光アレイから出力されるアブソリュート信号に位相ずれが生じ、絶対位置の検出精度に影響を与える可能性がある。

【0015】

ここで、本願発明者等の検討によれば、２つの受光アレイのそれぞれを、第１アブソリュート信号を出力する複数の第１受光素子と、第１アブソリュート信号と１８０°位相が異なる第２アブソリュート信号を出力する複数の第２受光素子とが、スケールの測定方向に交互に配置されるように構成すると共に、それら２つの受光アレイを光源の光軸を挟むように配置することで、上記センサ部の位置ずれによる影響を低減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。

【0016】

なお、以下で説明する実施形態に係るエンコーダは、回転型と直線型の両方のタイプのエンコーダに適用可能であるが、以下では回転型のエンコーダを例に挙げて説明する。直線型のタイプのエンコーダに適用する場合には、センサ部で測定する対象を回転ディスクからリニアスケールに変更するなど適切な変更を加えることにより可能であるので、詳しい説明は省略する。

【0017】

＜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。

【0018】

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。

【0019】

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。なお、以下では説明の便宜上、サーボモータＳＭが、位置や速度等の目標値に追従するように制御されるモータである場合について説明するが、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。

【0020】

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。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。

【0021】

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。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。

【0022】

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。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。

【0023】

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。さらに、制御装置ＣＴは、上位制御装置から上位制御信号を取得して、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。

【0024】

＜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、信号処理部１３０とを有する。

【0025】

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、この方向はエンコーダ１００の設置態様によって変動するものであり、エンコーダ１００の各構成の位置関係を限定するものではない。

【0026】

（２−１．ディスク）
ディスク１１０は、スケールの一例である。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、モータＭのシャフト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の回転を測定するための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。

【0027】

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，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２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，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２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。

【0028】

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のディスク中心Ｏを中心とした円周方向に一致する。一方、例えば測定対象がリニアスケール等であるリニア型のエンコーダにおいては、測定方向はリニアスケールに沿った直線方向に一致する。

【0029】

各スリットトラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２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から出射された光を反射する。

【0030】

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）をエッチングや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。

【0031】

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（例えばクロム等）を蒸着等によって配置することにより、反射スリットを形成可能である。

【0032】

なお、本明細書における「スリット」とは、ディスク１１０に形成され、光源１２１から出射された光に対し反射（反射型回折を含む）、透過（透過型回折を含む）等の作用を与える領域である。このスリットが上記測定方向に沿って所定のパターンを有するように複数配置されることで、各スリットトラックが構成されている。本実施形態では、各スリットが反射スリットである場合を一例として説明する。

【0033】

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、ＳＡ１，ＳＩ１，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。

【0034】

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に沿って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。

【0035】

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。

【0036】

本実施形態のアブソリュートパターンによれば、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、一次元的に表すことができる。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。

【0037】

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における同じ位置に、２本のスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２として形成される。つまり、スリットトラックＳＡ１とスリットトラックＳＡ２において、各スリットの周方向両端の位置（測定方向Ｃの位置）はそれぞれ一致している。

【0038】

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。

【0039】

「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。

【0040】

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。例えば、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。

【0041】

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。

【0042】

（２−２．光学モジュール）
光学モジュール１２０は、センサ部の一例である。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と平行な基板ＢＡとして形成される。光学モジュール１２０は、ディスク１１０の回転に伴い、スリットトラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２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として構成される必要はなく、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。

【0043】

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，ＰＩ１，ＰＩ２，ＰＡ２とを有する。

【0044】

図３に示すように、光源１２１は、スリットトラックＳＩ１とスリットトラックＳＩ２との間に対向する位置に配置される。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，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２の対向した部分に光を出射する。

【0045】

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、有限な面積を有する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，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２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。

【0046】

複数の受光アレイＰＡ１，ＰＩ１，ＰＩ２，ＰＡ２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。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。

【0047】

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，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２それぞれの幅方向Ｒの長さをＷＳＡ１，ＷＳＩ１，ＷＳＩ２，ＷＳＡ２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，ＷＰＩ１，ＷＰＩ２，ＷＰＡ２とすると、ＷＰＡ１，ＷＰＩ１，ＷＰＩ２，ＷＰＡ２は、ＷＳＡ１，ＷＳＩ１，ＷＳＩ２，ＷＳＡ２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、各受光アレイの幅方向中心位置と各スリットの光学モジュール１２０への投影形状の幅方向中心位置とが略一致し、各スリットの光学モジュール１２０への投影形状の幅方向Ｒの長さが各受光アレイの受光素子の幅方向Ｒの長さよりも所定量だけ大きくなるように設定されている。この所定量は、光学モジュール１２０が光軸周りの周方向に位置ずれして取り付けられた場合でも各受光アレイが各スリットの投影形状の内側に存在するように、適宜の値に設定されている。

【0048】

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の光軸Ｏｐからディスク１１０の径方向に距離εＬだけ離隔した位置となる。距離εＬは、軸心ＡＸと光軸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、光軸Ｏｐから当該光軸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。

【0049】

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。

【0050】

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）

【0051】

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ＰＩ２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。

【0052】

図３に示すように、スリットトラックＳＡ１の中心半径をＲ１、スリットトラックＳＩ１の中心半径をｒ１、スリットトラックＳＩ２の中心半径をｒ２、スリットトラックＳＡ２の中心半径をＲ２とすると、図５に示すように、光学モジュール１２０における受光アレイＰＡ１の中心半径（前述の測定中心Ｏｓを中心とする半径）はεＲ１、受光アレイＰＩ１の中心半径はεｒ１、受光アレイＰＩ２の中心半径はεｒ２、受光アレイＰＡ２の中心半径はεＲ２となる。

【0053】

光源１２１と、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２と、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２とは、図５に示す位置関係に配置される。すなわち、アブソリュートパターンに対応する受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、幅方向Ｒにおいて光源１２１を間に挟むように配置される。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の各々と光源１２１との距離は略等しくなっている。また、インクリメンタルパターンに対応する受光アレイＰＩ１，ＰＩ２は、受光アレイＰＡ１と受光アレイＰＡ２との間で、幅方向Ｒにおいて光源１２１を間に挟むように配置される。この例では、受光アレイＰＩ１は内周側、受光アレイＰＩ２は外周側に配置される。本実施形態では、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２の各々と光源１２１との距離は略等しくなっている。以上により、幅方向Ｒの内側から外側に向けて（内周側から外周側に向けて）、受光アレイＰＡ１、受光アレイＰＩ１、光源１２１、受光アレイＰＩ２、受光アレイＰＡ２の順に配置される。

【0054】

受光アレイＰＡ１（第１アブソリュート受光部の一例）は、１８個の受光素子ｐ１，ｐ２を有しており、スリットトラックＳＡ１（第１アブソリュートパターンの一例）で反射された光を受光して、受光素子数の半分（本実施形態では９）のビットパターンを有する第１アブソリュート信号を出力する。受光アレイＰＡ１は、第１の位相の第１アブソリュート信号を出力する複数の第１受光素子ｐ１と、第２の位相の第１アブソリュート信号を出力する複数の第２受光素子ｐ２とが、測定方向Ｃに沿って直列且つ交互に配置されて構成されている。なお、測定方向Ｃに沿って並ぶ複数の第１受光素子ｐ１同士及び複数の第２受光素子ｐ２同士はそれぞれ位相（チャンネル）が異なるが、煩雑防止のため、図５（後述の図９、図１５も同様）では同じ符号で記載する。この例では、受光素子ｐ１の配置ピッチ及び受光素子ｐ２の配置ピッチは共に、スリットトラックＳＡ１の反射スリットの測定方向Ｃにおける最小長さ（ピッチＰ１）に対応しており（投影された像における最小長さ。すなわちε×Ｐ１。）、各受光素子ｐ１，ｐ２の測定方向Ｃにおける長さはε×Ｐ１の略半分である。これにより、受光素子ｐ１，ｐ２同士が測定方向Ｃに１ビットの１／２の長さ（ピッチＰ１の半分に相当）だけオフセットされることとなる。したがって、上記第１の位相と第２の位相とは、電気角で１８０°（受光アレイＰＩ１が出力するインクリメンタル信号の１周期を３６０°とする）の位相差を有する。

【0055】

受光アレイＰＡ２（第２アブソリュート受光部の一例）は、１８個の受光素子ｐ３，ｐ４を有しており、スリットトラックＳＡ２（第２アブソリュートパターンの一例）で反射された光を受光して、受光素子数の半分（本実施形態では９）のビットパターンを有する第２アブソリュート信号を出力する。受光アレイＰＡ２は、第１の位相の第２アブソリュート信号を出力する複数の第３受光素子ｐ３と、第２の位相の第２アブソリュート信号を出力する複数の第４受光素子ｐ４とが、測定方向Ｃに沿って一定のピッチで直列且つ交互に配置されて構成されている。なお、測定方向Ｃに沿って並ぶ複数の第３受光素子ｐ３同士及び複数の第４受光素子ｐ４同士はそれぞれ位相（チャンネル）が異なるが、煩雑防止のため、図５（後述の図９、図１５も同様）では同じ符号で記載する。この例では、受光素子ｐ３の配置ピッチ及び受光素子ｐ４の配置ピッチは共に、スリットトラックＳＡ２の反射スリットの測定方向Ｃにおける最小長さ（ピッチＰ１）に対応しており（投影された像における最小長さ。すなわちε×Ｐ１。）、各受光素子ｐ３，ｐ４の測定方向Ｃにおける長さはε×Ｐ１の略半分である。これにより、受光素子ｐ３，ｐ４同士が測定方向Ｃに１ビットの１／２の長さ（ピッチＰ１の半分に相当）だけオフセットされることとなる。

【0056】

以上のように、受光アレイＰＡ１及び受光アレイＰＡ２の各々が位相差を有する２つのアブソリュート信号を出力する結果、次のような効果を奏する。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又は受光アレイ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、受光アレイＰＡ１の受光素子ｐ１，ｐ２及び受光アレイＰＡ２の受光素子ｐ３，ｐ４がそれぞれ１ビットの１／２の長さだけオフセットして配置されるので、例えば、受光アレイＰＡ１の受光素子ｐ１（又は受光アレイＰＡ２の受光素子ｐ３）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、受光アレイＰＡ１の受光素子ｐ２（又は受光アレイＰＡ２の受光素子ｐ４）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。

【0057】

なお、このような構成とする場合、各受光素子の出力信号を２値化信号に変換するための閾値を共通化して回路構成や信号処理を簡易化するために、受光素子ｐ１と受光素子ｐ２（又は受光素子ｐ３と受光素子ｐ４）の出力信号の大きさを略同一とするのが好ましい。具体的には、受光素子ｐ１の出力信号と受光素子ｐ３の出力信号とが結合された信号の大きさがチャンネル毎に略同一であることが好ましい。同様に、受光素子ｐ２の出力信号と受光素子ｐ４の出力信号とが結合された信号の大きさがチャンネル毎に略同一であることが好ましい。本実施形態では、受光素子ｐ１，ｐ２（又は受光素子ｐ３，ｐ４）の受光面積を光源１２１からの距離が遠くなるほど大きくする（幅方向Ｒの長さを長くする）ことで、各受光素子ｐ１，ｐ３における受光光量（受光面積中における各受光点での光強度を積算したもの）及び各受光素子ｐ２，ｐ４における受光光量をチャンネル毎にほぼ均一とし、上記構成を実現している。

【0058】

また、図２に示すように、光学モジュール１２０は、上記第１の位相の第１アブソリュート信号と上記第１の位相の第２アブソリュート信号を結合して第１位相信号を生成する第１信号結合部１２２と、上記第２の位相の第１アブソリュート信号と上記第２の位相の第２アブソリュート信号を結合して第２位相信号を生成する第２信号結合部１２３を有する。以下適宜、上記第１位相信号を「Ａ相アブソリュート信号」、上記第２位相信号を「Ｂ相アブソリュート信号」という。すなわち、Ａ相アブソリュート信号とＢ相アブソリュート信号とは、互いに電気角で１８０°（受光アレイＰＩ１が出力するインクリメンタル信号の１周期を３６０°とする）の位相差を有する信号である。第１信号結合部１２２は、例えば受光アレイＰＡ１の受光素子ｐ１と受光アレイＰＡ２の受光素子ｐ３とを電気的に接続する、基板ＢＡ上に形成された信号配線（図示省略）である。同様に、第２信号結合部１２３は、例えば受光アレイＰＡ１の受光素子ｐ２と受光アレイＰＡ２の受光素子ｐ４とを電気的に接続する、基板ＢＡ上に形成された信号配線（図示省略）である。

【0059】

なお、第１信号結合部１２２及び第２信号結合部１２３を信号配線以外で構成してもよい。例えば、受光素子ｐ１，ｐ３の一部を延ばして接続すると共に、受光素子ｐ２，ｐ４の一部を延ばして接続し、受光素子内でアブソリュート信号を結合してもよい。また、各受光素子ｐ１，ｐ３の各々及び各受光素子ｐ２，ｐ４の各々から位相差を有するアブソリュート信号を個別に出力し、信号処理部１３０における信号処理によって信号を結合してもよい。

【0060】

以上により、光学モジュール１２０の光軸Ｏｐ周りの周方向の位置ずれに起因する、第１アブソリュート信号と第２アブソリュート信号との位相のずれをキャンセルすることができるので、それらの影響を低減できる。

【0061】

なお、上記信号の結合により第１アブソリュート信号と第２アブソリュート信号との位相のずれをより精度良くキャンセルするために、受光アレイＰＡ１から出力される第１アブソリュート信号と、受光アレイＰＡ２から出力される第２アブソリュート信号とを、同じ大きさ（例えば振幅、電圧値、電流値等）とするのが好ましい。本実施形態では、受光素子ｐ１，ｐ２（又は受光素子ｐ３，ｐ４）の受光面積を光源１２１からの距離が遠くなるほど大きくする（幅方向Ｒの長さを長くする）ことで、同じチャンネルにおける受光素子ｐ１と受光素子ｐ３（又は同じチャンネルにおける受光素子ｐ２と受光素子ｐ４）のそれぞれにおける受光光量（受光面積中における各受光点での光強度を積算したもの）をほぼ均一とし、上記構成を実現している。なお、受光光量をほぼ均一にする方法としては、受光素子ｐ１，ｐ３（又は受光素子ｐ２，ｐ４）の受光面積を調整する以外にも、受光素子ｐ１，ｐ３（又は受光素子ｐ２，ｐ４）の配置位置を調整する方法や受光素子ｐ１，ｐ３（又は受光素子ｐ２，ｐ４）のゲインを調整する方法などが挙げられる。ただし、本実施形態のように受光面積を調整する場合、別途の回路や空きスペースを設ける必要がなく、配置スペースを節約することができる。

【0062】

インクリメンタルパターンに対応する受光アレイＰＩ１は、受光アレイＰＡ１と光源１２１との間に配置される。また、インクリメンタルパターンに対応する受光アレイＰＩ２は、光源１２１と受光アレイＰＡ２との間に配置される。受光アレイＰＩ１（インクリメンタル受光部、第１インクリメンタル受光部の一例）は、スリットトラックＳＩ１（インクリメンタルパターン、第１インクリメンタルパターンの一例）の反射スリットで反射された光を各々受光するように測定方向Ｃに沿って並べられた複数の受光素子を有する。受光アレイＰＩ２（インクリメンタル受光部、第２インクリメンタル受光部の一例）は、スリットトラックＳＩ２（インクリメンタルパターン、第２インクリメンタルパターンの一例）の反射スリットで反射された光を各々受光するように測定方向Ｃに沿って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。

【0063】

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−相信号（Ａ＋相信号に対する位相差が１８０°）、Ｂ−相信号（Ｂ＋相信号に対する位相差が１８０°）と呼ぶ。

【0064】

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、９０°の位相差を有する４つの信号が検出されることとなる。

【0065】

一方、受光アレイＰＩ２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，ＰＩ２から９０°の位相差を有する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ＰＩ２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。

【0066】

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

【0067】

また図５に示すように、光学モジュール１２０は、第１位置調整用受光素子１２４と、第２位置調整用受光素子１２５とを有する。第１位置調整用受光素子１２４（第１位置調整用受光部の一例）は、測定方向Ｃにおいて受光アレイＰＡ１の一方側（第１受光素子ｐ１が端部に位置する側）に隣接して配置されており、光源１２１から出射されスリットトラックＳＡ１で反射された光を受光して第１位置調整用信号を出力する。また、第２位置調整用受光素子１２５（第２位置調整用受光部の一例）は、測定方向Ｃにおいて受光アレイＰＡ２の一方側（第３受光素子ｐ３が端部に位置する側）に隣接して配置されており、光源１２１から出射されスリットトラックＳＡ２で反射された光を受光して第２位置調整用信号を出力する。

【0068】

第１位置調整用信号と第２位置調整用信号は、結合されることなく個別に光学モジュール１２０から出力されて、光学モジュール１２０の取り付け時の位置調整に用いられる。すなわち、光学モジュール１２０の光軸周りの周方向の位置の変化は、第１位置調整用信号及び第２位置調整用信号の位相差として現れることから、当該位相差に基づき、光学モジュール１２０の周方向の位置を精度良く調整することができる。なお、光学モジュール１２０のディスク径方向（幅方向Ｒ）の位置の変化は、第１位置調整用信号及び第２位置調整用信号の振幅の変化として現れることから、当該振幅変化に基づき、光学モジュール１２０の径方向位置を調整してもよい。

【0069】

なお、各受光素子の出力信号を２値化信号に変換するための閾値を共通化して回路構成や信号処理を簡易化するために、第１位置調整用受光素子１２４から出力される第１位置調整用信号、及び、第２位置調整用受光素子１２５から出力される第２位置調整用信号のそれぞれは、１つの受光素子ｐ１の受光信号と１つの受光素子ｐ３の受光信号とが結合されて生成されたＡ相アブソリュート信号や、１つの受光素子ｐ２の受光信号と１つの受光素子ｐ４の受光信号とが結合されて生成されたＢ相アブソリュート信号と、同じ大きさ（例えば振幅、電圧値、電流値等）とするのが好ましい。本実施形態では、第１位置調整用信号及び第２位置調整用信号が上記大きさの信号となるように、第１位置調整用受光素子１２４及び第２位置調整用受光素子１２５の受光面積が所定の大きさ（例えば受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の端部の受光素子ｐ１，ｐ３の略２倍）となるように設定されている。

【0070】

なお、第１位置調整用受光素子１２４は、受光アレイＰＡ１の一方側に代えて他方側（第２受光素子ｐ２が端部に位置する側）に隣接して配置されてもよいし（図５に想像線で示す）、受光アレイＰＡ１の一方側及び他方側の両方に隣接して配置されてもよい。同様に、第２位置調整用受光素子１２５は、受光アレイＰＡ２の一方側に代えて他方側（第４受光素子ｐ４が端部に位置する側）に隣接して配置されてもよいし（図５に想像線で示す）、受光アレイＰＡ２の一方側及び他方側の両方に隣接して配置されてもよい。第１位置調整用受光素子１２４及び第２位置調整用受光素子１２５を受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の両側に配置する場合には、位置調整を２系統で２重で確認可能であると共に、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の測定方向両端の受光素子における受光量をバランス良く確保することが可能となり、第１アブソリュート信号及び第２アブソリュート信号の信頼性を向上できる。

【0071】

（２−３．信号処理部）
信号処理部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（Ａ相アブソリュート信号及びＢ相アブソリュート信号）と、９０°の位相差を有する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、信号処理部１３０は、２つのアブソリュート信号のうちの選択された一方のアブソリュート信号と２つのインクリメンタル信号とに基づいて、これらの信号が表すモータＭの絶対位置を算出し、絶対位置を表す位置データを生成して制御装置ＣＴに出力する。絶対位置を測定した後（例えばエンコーダ１００の電源投入後、モータＭが回転開始した後）は、信号処理部１３０は、上記算出した絶対位置と、高インクリメンタル信号及び低インクリメンタル信号に基づき算出した相対位置とに基づき、位置データを生成して制御装置ＣＴに出力する。

【0072】

なお、信号処理部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。

【0073】

図６に示すように、信号処理部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、信号選択部１３４と、位置データ生成部１３５とを有する。

【0074】

絶対位置特定部１３１は、コンパレータ（図示省略）を有する。コンパレータは、信号選択部１３４により選択されたＡ相アブソリュート信号又はＢ相アブソリュート信号の各振幅と所定のしきい値とをそれぞれ比較する。そして、コンパレータは、振幅がしきい値を超えた場合には検出、振幅がしきい値を超えない場合には未検出とすることで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、絶対位置特定部１３１は、予め定められたビットデータと絶対位置との対応関係に基づいて、絶対位置を特定する。

【0075】

信号選択部１３４は、受光アレイＰＩ１からのインクリメンタル信号に基づいて、Ａ相アブソリュート信号又はＢ相アブソリュート信号のいずれか一方を選択する。以下、この詳細について説明する。

【0076】

まず、光学モジュール１２０の位置ずれが無い場合について説明する。図７は、この場合における各受光信号の波形の一例を表す説明図である。図７において、上段の正弦波状の波形は、受光アレイＰＩ１から出力される４つのインクリメンタル信号のうちの１つの信号の波形の一例である。この波形中の数字は、１周期（電気角で３６０°）を１００％とした場合の位相の大きさを表す。また、中段のパルス状の波形は、Ａ相アブソリュート信号の波形の一例である。また、下段のパルス状の波形は、Ｂ相アブソリュート信号の波形の一例である。

【0077】

図７に示す例では、Ｂ相アブソリュート信号の波形は、受光アレイＰＩ１のインクリメンタル信号の位相が２５％のときにオン、オフの変わり目となる。一方、前述のように、Ａ相アブソリュート信号とＢ相アブソリュート信号とは、互いに電気角で１８０°の位相差を有する。このため、Ａ相アブソリュート信号の波形は、Ｂ相アブソリュート信号の波形に対し位相が５０％ずれている（この例では位相が遅れている）。

【0078】

この場合、０％〜５０％の位相範囲は、Ａ相アブソリュート信号がＢ相アブソリュート信号よりも振幅が安定する範囲である。以下では、この位相範囲を第１位相範囲（図７の白色の両矢印）という。また、５０％〜１００％の位相範囲は、Ｂ相アブソリュート信号がＡ相アブソリュート信号よりも振幅が安定する範囲である。以下では、この位相範囲を第２位相範囲（図７のクロスハッチングの両矢印）という。

【0079】

信号選択部１３４は、受光アレイＰＩ１から低インクリメンタル信号を入力する。そして、信号選択部１３４は、低インクリメンタル信号の位相が上記第１位相範囲である場合にはＡ相アブソリュート信号を選択し、低インクリメンタル信号の位相が第２位相範囲である場合にはＢ相アブソリュート信号を選択する。これにより、検出パターンの変化点等の振幅が不安定な領域でない方のアブソリュート信号を使用して絶対位置を特定することができるので、検出精度を向上することが可能となる。

【0080】

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。

【0081】

一方、第２位置特定部１３３は、受光アレイＰＩ２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。

【0082】

位置データ生成部１３５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により特定された１ピッチ内の位置を重畳する。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。さらに、位置データ生成部１３５は、上述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により特定された１ピッチ内の位置を重畳する。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、位置データ生成部１３５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た後、高精度な絶対位置を表す位置データとして制御装置ＣＴに出力する。

【0083】

次に、光学モジュール１２０の位置ずれが存在する場合について説明する。本実施形態における「光学モジュール１２０の位置ずれ」とは、図８に示すように、光学モジュール１２０がディスク１１０に対して適正位置（符号１２０により実線で示す）からディスク１１０のディスク中心Ｏ周りの周方向に位置ずれして取り付けられたような場合（角度θ１だけ位置ずれした状態を符号１２０Ａにより破線で示す）、あるいは、光学モジュール１２０が光源１２１の光軸周り（あるいは光軸に平行な軸周り）の周方向に位置ずれして取り付けられたような場合（角度θ２だけ位置ずれした状態を符号１２０Ｂにより想像線で示す）等をいう。

【0084】

このような位置ずれが存在する場合、Ａ相アブソリュート信号とＢ相アブソリュート信号の選択の基準となる受光アレイＰＩ１の幅方向Ｒの位置と、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２のそれぞれの幅方向Ｒの位置との相違により、低インクリメンタル信号とＡ相アブソリュート信号、低インクリメンタル信号とＢ相アブソリュート信号との間にそれぞれ位相ずれが生じる。つまり、図９に示すように、光学モジュール１２０の中心線（光源１２１を通り各受光アレイの測定方向中心位置を通る線）が適正位置ＣＬ０から第１のずれ位置ＣＬ１のように位置ずれした場合には（図８の光学モジュール１２０Ａに対応）、受光アレイＰＡ２の第２アブソリュート信号は受光アレイＰＩ１の低インクリメンタル信号よりも位相が進み、受光アレイＰＡ１の第１アブソリュート信号は受光アレイＰＩ１の低インクリメンタル信号よりも位相が遅れる。そして、受光アレイＰＡ２と受光アレイＰＩ１との距離（εＲ２−εｒ１）が、受光アレイＰＩ１と受光アレイＰＡ１との距離（εｒ１−εＲ１）よりも大きいことから、第２アブソリュート信号と低インクリメンタル信号との位相差は、第１アブソリュート信号と低インクリメンタル信号との位相差よりも大きい。一方、光学モジュール１２０の中心線が適正位置ＣＬ０から第２のずれ位置ＣＬ２のように位置ずれした場合には（図８の光学モジュール１２０Ｂに対応）、上記とは反対に、受光アレイＰＡ２の第２アブソリュート信号は受光アレイＰＩ１の低インクリメンタル信号よりも位相が遅れ、受光アレイＰＡ１の第１アブソリュート信号は受光アレイＰＩ１の低インクリメンタル信号よりも位相が進む。この場合も、第２アブソリュート信号と低インクリメンタル信号との位相差は、第１アブソリュート信号と低インクリメンタル信号との位相差よりも大きい。

【0085】

図１０に、受光アレイＰＡ１から出力される第１アブソリュート信号及び受光アレイＰＡ２から出力される第２アブソリュート信号の受光アレイＰＩ１から出力される低インクリメンタル信号に対する位相ずれ（％）と、光学モジュール１２０の周方向ずれ量（ｍｍ）との相関関係の一例を示す。なお、図１０に示す周方向ずれは、光学モジュール１２０がディスク１１０に対して適正位置（図８の光学モジュール１２０）からディスク１１０のディスク中心Ｏ周りの周方向に位置ずれした場合であり、図８の光学モジュール１２０Ａに対応している。また、位相ずれは、受光アレイＰＩ１から出力される低インクリメンタル信号の１周期（電気角で３６０°）を１００％とした場合の値である。図１０に示すように、周方向ずれ量が０からプラス側に大きくなるほど、受光アレイＰＡ２の第２アブソリュート信号は受光アレイＰＩ１の低インクリメンタル信号に対して徐々に位相が進み（位相ずれがプラス側に大きくなり）、受光アレイＰＡ１の第１アブソリュート信号は低インクリメンタル信号に対して徐々に位相が遅れる（位相ずれがマイナス側に大きくなる）。また、周方向ずれ量が０からマイナス側に小さくなるほど、受光アレイＰＡ２の第２アブソリュート信号は低インクリメンタル信号に対して徐々に位相が遅れ（位相ずれがマイナス側に大きくなり）、受光アレイＰＡ１の第１アブソリュート信号は低インクリメンタル信号に対して徐々に位相が進む（位相ずれがプラス側に大きくなる）。そして、上述したように、第２アブソリュート信号の位相ずれ量は第１アブソリュート信号の位相ずれ量よりも全体的に大きい。

【0086】

このようにして、低インクリメンタル信号と第１アブソリュート信号、低インクリメンタル信号と第２アブソリュート信号との間の位相ずれが大きくなると、図７に示す信号選択部１３４による信号選択が適正に行われない可能性がある。つまり、図７に示すように、例えば低インクリメンタル信号の位相が第１位相範囲である場合にはＡ相アブソリュート信号が選択されるが、検出（Ｈｉｇｈ）と未検出（ｌｏｗ）が反対となったり、検出パターンの変化点等の不安定な領域となりうる。同様に、例えば低インクリメンタル信号の位相が第２位相範囲である場合にはＢ相アブソリュート信号が選択されるが、検出（Ｈｉｇｈ）と未検出（ｌｏｗ）が反対となったり、検出パターンの変化点等の不安定な領域となりうる。これにより、絶対位置の誤検出が生じうる。

【0087】

これに対し、本実施形態では、前述のように、第１の位相の第１アブソリュート信号と第２アブソリュート信号とが結合されてＡ相アブソリュート信号が生成されると共に、第２の位相の第１アブソリュート信号と第２アブソリュート信号とが結合されてＢ相アブソリュート信号が生成される。図１１に、これらＡ相アブソリュート信号及びＢ相アブソリュート信号の低インクリメンタル信号に対する位相ずれ（％）と、光学モジュール１２０の周方向ずれ量（ｍｍ）との相関関係の一例を示す。図１１に示すように、第１アブソリュート信号と第２アブソリュート信号との結合により位相のずれがキャンセルされて、位相のずれ量を大幅に低減することができる。なお、本実施形態では、受光アレイＰＡ２と受光アレイＰＩ１との距離が、受光アレイＰＩ１と受光アレイＰＡ１との距離よりも大きいことから、位相のずれは完全にはキャンセルされず、光学モジュール１２０の周方向ずれ量に応じて若干の位相ずれが生じている。

【0088】

なお、上述した信号処理部１３０の各処理部（絶対位置特定部１３１、第１位置特定部１３２、第２位置特定部１３３、信号選択部１３４、位置データ生成部１３５等）における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の処理部（例えば１つの処理部）で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、信号処理部１３０の各機能は、後述するＣＰＵ９０１（図１６参照）が実行するプログラムにより実装されてもよいし、その一部又は全部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。

【0089】

＜３．本実施形態による効果の例＞
以上説明した実施形態によれば、エンコーダ１００が、それぞれが測定方向Ｃに沿って形成された第１アブソリュートパターンのスリットトラックＳＡ１及び第２アブソリュートパターンのスリットトラックＳＡ２を有するディスク１１０と、ディスク１１０を測定方向Ｃに沿って測定する光学モジュール１２０と、を有し、光学モジュール１２０は、光源１２１から出射されスリットトラックＳＡ１で反射された光を受光して、第１の位相の第１アブソリュート信号を出力する複数の第１受光素子ｐ１、及び、第１の位相と所定の位相差を有する第２の位相の第１アブソリュート信号を出力する複数の第２受光素子ｐ２が、測定方向Ｃに交互に配置された受光アレイＰＡ１と、受光アレイＰＡ１との間に光源１２１の光軸Ｏｐを挟むように配置され、光源１２１から出射されスリットトラックＳＡ２で反射された光を受光して、第１の位相の第２アブソリュート信号を出力する複数の第３受光素子ｐ３、及び、第２の位相の第２アブソリュート信号を出力する複数の第４受光素子ｐ４が、測定方向Ｃに沿って交互に配置された受光アレイＰＡ２と、を有する。

【0090】

本実施形態のエンコーダ１００では、受光アレイＰＡ１及び受光アレイＰＡ２のそれぞれが、所定の位相差を有する２つのアブソリュート信号を出力する。これにより、アブソリュートパターンの変化点等の不安定な領域でない方の受光素子から得られるアブソリュート信号を使用して絶対位置を特定することが可能となるので、絶対位置の検出精度を向上できる。また、受光アレイＰＡ１及び受光アレイＰＡ２が、光源１２１の光軸Ｏｐを挟むように配置されるので、それら２つの受光部から出力される２つのアブソリュート信号に基づいて絶対位置を表す位置データを生成することにより、光学モジュール１２０の光軸周りの周方向の位置ずれが絶対位置の検出精度に与える影響を小さくすることができる。その結果、エンコーダ製造時のセンサ部の初期位置合わせを簡易にできる。

【0091】

また、本実施形態では特に、第１の位相の第１アブソリュート信号と第１の位相の第２アブソリュート信号とを結合して第１位相信号を生成する第１信号結合部１２２と、第２の位相の第１アブソリュート信号と第２の位相の第２アブソリュート信号とを結合して第２位相信号を生成する第２信号結合部１２３と、をさらに有する。

【0092】

これにより、光学モジュール１２０の光軸周りの周方向の位置ずれに起因する、第１アブソリュート信号と第２アブソリュート信号との位相のずれを相殺（キャンセル）することができる。したがって、位置ずれが絶対位置の検出精度に与える影響を小さくすることができる。

【0093】

また、本実施形態では特に、ディスク１１０は、測定方向Ｃに沿って形成されたインクリメンタルパターンのスリットトラックＳＩ１，ＳＩ２を有し、光学モジュール１２０は、受光アレイＰＡ１と受光アレイＰＡ２との間に配置され、光源１２１から出射されスリットトラックＳＩ１，ＳＩ２で反射された光を受光してインクリメンタル信号を出力する受光アレイＰＩ１，ＰＩ２を有する。

【0094】

これにより、アブソリュート信号とインクリメンタル信号に基づいて絶対位置を表す位置データを生成することができるので、エンコーダ１００の分解能を高めることができる。また、第１アブソリュート信号と第２アブソリュート信号は結合されることから、受光アレイＰＡ１と受光アレイＰＡ２の中間に、仮想的なアブソリュート受光部が配置されているとみなすことができる。したがって、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２を受光アレイＰＡ１と受光アレイＰＡ２の間に配置することで、当該受光アレイＰＩ１，ＰＩ２の位置と上記仮想的なアブソリュート受光部の位置を近づけることができる。その結果、インクリメンタル信号と結合されたアブソリュート信号との位相差を小さくすることができるので、位置ずれが絶対位置の検出精度に与える影響を小さくできる。また、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２の位置を光源１２１に近づけることができるので、受光量を比較的大きく確保でき、絶対位置の検出精度を向上できる。

【0095】

また、本実施形態では特に、スリットトラックＳＩ１，ＳＩ２は、スリットトラックＳＩ１と、スリットトラックＳＩ１よりもピッチが短いスリットトラックＳＩ２と、を含み、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２は、光源１２１から出射されスリットトラックＳＩ１で反射された光を受光して低インクリメンタル信号を出力する受光アレイＰＩ１と、受光アレイＰＩ１との間に光源１２１を挟むように配置され、光源１２１から出射されスリットトラックＳＩ２で反射された光を受光して高インクリメンタル信号を出力する受光アレイＰＩ２と、を含む。

【0096】

これにより、低インクリメンタル信号と高インクリメンタル信号とに基づいて逓倍積上げ方式による高分解能な絶対位置を表す位置データを生成することできるので、エンコーダ１００の分解能をさらに高めることができる。また、光源１２１を挟むように受光アレイＰＩ１と受光アレイＰＩ２を配置することにより、分解能を決定する受光アレイＰＩ２の位置を光源１２１に近づけて受光量を比較的大きく確保でき、検出精度を向上できる。

【0097】

また、本実施形態では特に、エンコーダ１００は、低インクリメンタル信号に基づいて、第１位相信号又は第２位相信号のいずれかを選択する信号選択部１３４と、信号選択部１３４により選択された第１位相信号又は第２位相信号に基づいて、絶対位置を表す位置データを生成する位置データ生成部１３５と、を有する信号処理部１３０をさらに有する。

【0098】

これにより、アブソリュートパターンの変化点等の不安定な領域でない方の受光素子から得られるアブソリュート信号を使用して絶対位置を特定することが可能となるので、絶対位置の検出精度を向上できる。また、上述の仮想的なアブソリュート受光部の位置を、信号選択の基準となる受光アレイＰＩ１の位置に近づけることで、光学モジュール１２０の光軸周りの周方向の位置ずれによる影響をさらに小さくすることができる。

【0099】

また、本実施形態では特に、受光アレイＰＡ１は、受光アレイＰＡ２が出力する第２アブソリュート信号と同じ大きさの第１アブソリュート信号を出力する。

【0100】

これにより、第１アブソリュート信号と第２アブソリュート信号との位相のずれをより精度良く相殺（キャンセル）することができるので、光学モジュール１２０の光軸周りの周方向の位置ずれによる影響をさらに小さくすることができる。

【0101】

また、本実施形態では特に、受光アレイＰＡ１と受光アレイＰＡ２は、受光アレイＰＡ１の受光光量と受光アレイＰＡ２の受光光量が同じ大きさとなるような受光面積をそれぞれ有する。つまり、受光アレイＰＡ１と受光アレイＰＡ２の受光面積を調整することで、受光アレイＰＡ１は、受光アレイＰＡ２の受光光量と同じ大きさの受光光量を有する。

【0102】

これにより、第１アブソリュート信号と第２アブソリュート信号とを光学的に同一の信号とすることができるので、例えば回路側でゲインを調整して信号の大きさを調整する場合に比べて、回路規模を大きくしなくてすむ。その結果、効率よく絶対位置の検出精度を高めることができる。

【0103】

また、本実施形態では特に、光学モジュール１２０は、測定方向Ｃにおいて受光アレイＰＡ１に隣接して配置され、光源１２１から出射されスリットトラックＳＡ１で反射された光を受光して第１位置調整用信号を出力する第１位置調整用受光素子１２４と、測定方向Ｃにおいて受光アレイＰＡ２に隣接して配置され、光源１２１から出射されスリットトラックＳＡ２で反射された光を受光して第２位置調整用信号を出力する第２位置調整用受光素子１２５と、を有する。

【0104】

本実施形態では、光学モジュール１２０の光軸周りの周方向の位置ずれによる影響を小さくするために、第１アブソリュート信号及び第２アブソリュート信号を結合することから、これらの第１アブソリュート信号及び第２アブソリュート信号を用いて光学モジュール１２０を上記周方向に精度良く位置調整することができない。そこで、第１位置調整用受光素子１２４と第２位置調整用受光素子１２５を別途設けて、第１位置調整用信号と第２位置調整用信号とに基づいて、光学モジュール１２０の位置調整を行う。具体的には、光学モジュール１２０の光軸周りの周方向の位置の変化は、第１位置調整用信号及び第２位置調整用信号の位相差として現れることから、当該位相差に基づき、光学モジュール１２０の周方向の位置を精度良く調整することができる。

【0105】

また、本実施形態では特に、ディスク１１０は、スリットトラックＳＡ１及びスリットトラックＳＡ２がそれぞれディスク中心Ｏ周りの周方向に沿って円状に形成された回転ディスクであり、光学モジュール１２０は、スリットトラックＳＡ１及びスリットトラックＳＡ２をディスク１１０の周方向に沿って測定する。

【0106】

これにより、光学モジュール１２０とディスク１１０とのディスク中心Ｏ周りの周方向の相対位置変動に対するロバスト性を高めることができるため、偏心（シャフトＳＨの軸心ＡＸとディスク中心Ｏとの偏心）の許容量を増大できる。

【0107】

＜４．変形例＞
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例について説明する。

【0108】

（４−１．信号選択のための基準インクリメンタル信号を生成する場合）
上記実施形態では、Ａ相アブソリュート信号とＢ相アブソリュート信号の選択の基準となる低インクリメンタル信号を出力する受光アレイＰＩ１の位置が、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の中間位置（光源１２１の位置）からずれているため、若干の位相ずれが残っていた。そこで、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の中間に位置する仮想的な受光アレイから出力される基準信号を生成し、当該基準信号に基づいてＡ相アブソリュート信号又はＢ相アブソリュート信号を選択してもよい。

【0109】

図１２に、本変形例の信号処理部１３０Ａの機能構成の一例を示す。図１２に示すように、信号処理部１３０Ａは、前述の信号処理部１３０の構成に加えて、基準信号生成部１３６を有する。

【0110】

基準信号生成部１３６は、受光アレイＰＩ１から出力された低インクリメンタル信号と受光アレイＰＩ２から出力された高インクリメンタル信号とに基づいて、基準インクリメンタル信号を生成する。具体的には、基準信号生成部１３６は、低インクリメンタル信号と高インクリメンタル信号との位相差を検出し、低インクリメンタル信号の位相を、検出した位相差の半分だけずらす（進める又は遅らせる）。これにより、幅方向Ｒにおいて受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の中間に位置する仮想的な受光アレイから出力された基準インクリメンタル信号を生成することができる。そして、信号選択部１３４は、生成された基準インクリメンタル信号に基づいて、Ａ相アブソリュート信号又はＢ相アブソリュート信号のいずれかを選択する。

【0111】

図１３に、本変形例における第１アブソリュート信号及び第２アブソリュート信号の基準インクリメンタル信号に対する位相ずれ（％）と、光学モジュール１２０の周方向ずれ量（ｍｍ）との相関関係の一例を示す。図１３に示すように、第１アブソリュート信号の位相ずれ量と第２アブソリュート信号の位相ずれ量は、ほぼ同じ大きさとなっている。

【0112】

図１４に、本変形例におけるＡ相アブソリュート信号及びＢ相アブソリュート信号の基準インクリメンタル信号に対する位相ずれ（％）と、光学モジュール１２０の周方向ずれ量（ｍｍ）との相関関係の一例を示す。図１４に示すように、第１アブソリュート信号と第２アブソリュート信号との結合により位相のずれがキャンセルされて、位相のずれをほぼ無くすことができる。

【0113】

以上説明した本変形例によれば、低インクリメンタル信号と高インクリメンタル信号との位相差の半分を低インクリメンタル信号の位相に加えて基準インクリメンタル信号を生成することで、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の中間位置（光源１２１の位置）に、基準インクリメンタル信号を出力する仮想的な基準インクリメンタル受光部が配置されているとみなすことができる。これにより、Ａ相アブソリュート信号及びＢ相アブソリュート信号を出力する仮想的なアブソリュート受光部の位置と、信号選択の基準となる基準インクリメンタル受光部の位置とを略一致させることができるので、光学モジュール１２０の光軸周りの周方向の位置ずれによる影響をほぼ無くすことができる。

【0114】

（４−２．インクリメンタル信号の受光アレイのレイアウトを変更する場合）
上記変形例では、信号処理によって仮想的なアブソリュート受光部の位置と信号選択の基準となるインクリメンタル受光部の位置とを略一致させるようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、光学モジュール１２０における受光アレイのレイアウトを変更することで、仮想的なアブソリュート受光部の位置と信号選択の基準となるインクリメンタル受光部の位置とを略一致させてもよい。

【0115】

図１５に、本変形例の光学モジュール１２０Ａにおける受光アレイのレイアウトの一例を示す。図１５に示すように、光学モジュール１２０Ａは、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２と、受光アレイＰＩＬ，ＰＩＲとを有する。受光アレイＰＩＬ，ＰＩＲは、幅方向Ｒにおける中央位置が光源１２１と略一致しており、測定方向Ｃにおいて光源１２１を間に挟むように配置されている。受光アレイＰＩＬ，ＰＩＲはそれぞれ、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の反射スリットで反射された光を各々受光するように４個の受光素子のセット（図１５に「ＳＥＴ１」で示す）が測定方向Ｃに沿って複数並べられ、９０°の位相差を有する４つの低インクリメンタル信号を出力する。図示は省略するが、本変形例のディスク１１０では、３本のスリットトラックが幅方向Ｒの内側から外側に向けて、ＳＡ１，ＳＩ１，ＳＡ２の順に配置されることになる。光学モジュール１２０Ａの受光アレイＰＡ１，ＰＡ２を含む上記以外の構成は、前述の実施形態の光学モジュール１２０と同様であるので説明を省略する。

【0116】

なお本変形例では、信号選択部１３４は、受光アレイＰＩＬ，ＰＩＲからの低インクリメンタル信号に基づいて、Ａ相アブソリュート信号又はＢ相アブソリュート信号のいずれか一方を選択する。絶対位置特定部１３１は、選択されたアブソリュート信号に基づいて絶対位置を特定する。位置データ生成部１３５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により特定された１ピッチ内の位置を重畳して、絶対位置を表す位置データを生成する。

【0117】

本変形例によれば、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の中間位置（光源１２１の位置）に、受光アレイＰＩＬ，ＰＩＲが配置されている。これにより、Ａ相アブソリュート信号及びＢ相アブソリュート信号を出力する仮想的なアブソリュート受光部の位置と、信号選択の基準となる受光アレイＰＩＬ，ＰＩＲの位置とを略一致させることができるので、光学モジュール１２０の光軸周りの周方向の位置ずれによる影響をほぼ無くすことができる。

【0118】

なお、本変形例の受光アレイＰＩＬ，ＰＩＲを、スリットトラックＳＩ２の反射スリットで反射された光を受光して高インクリメンタル信号を出力する受光アレイとしてもよい。この場合、ディスク１１０では、３本のスリットトラックが幅方向Ｒの内側から外側に向けて、ＳＡ１，ＳＩ２，ＳＡ２の順に配置されることになる。

【0119】

（４−３．その他）
以上では、ディスク１１０にピッチの異なるインクリメンタルパターンを有する２つのスリットトラックＳＩ１，ＳＩ２を設ける場合を説明したが、ピッチの異なるインクリメンタルパターンを有する３以上のスリットトラックを設けてもよい。この場合にも、積上げ方式により高い分解能を実現することができる。

【0120】

また、以上では、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２がそれぞれ１８個の受光素子を有し、Ａ相アブソリュート信号及びＢ相アブソリュート信号がそれぞれ９ビットの絶対位置を表す場合を説明したが、受光素子の数は１８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，ＰＩ２の受光素子の数も、上記実施形態の数に特に限定されるものではない。

【0121】

また、以上では、エンコーダ１００がモータＭに直接連結される場合について説明したが、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。

【0122】

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，ＳＩ１，ＳＩ２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。

【0123】

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

【0124】

＜５．制御部のハードウェア構成例＞
次に、図１６を参照しつつ、信号処理部１３０（信号処理部１３０Ａも同様）のハードウェア構成例について説明する。

【0125】

図１６に示すように、信号処理部１３０は、例えば、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の特定の用途向けに構築された専用集積回路９０７と、入力装置９１３と、出力装置９１５と、記録装置９１７と、ドライブ９１９と、接続ポート９２１と、通信装置９２３とを有する。これらの構成は、バス９０９や入出力インターフェース９１１を介し相互に信号を伝達可能に接続されている。

【0126】

プログラムは、例えば、ＲＯＭ９０３やＲＡＭ９０５、記録装置９１７等に記録しておくことができる。

【0127】

また、プログラムは、例えば、フレキシブルディスクなどの磁気ディスク、各種のＣＤ・ＭＯディスク・ＤＶＤ等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体９２５に、一時的又は非一時的（永続的）に記録しておくこともできる。このような記録媒体９２５は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することもできる。この場合、これらの記録媒体９２５に記録されたプログラムは、ドライブ９１９により読み出されて、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

【0128】

また、プログラムは、例えば、ダウンロードサイト・他のコンピュータ・他の記録装置等（図示せず）に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、ＬＡＮやインターネット等のネットワークＮＷを介し転送され、通信装置９２３がこのプログラムを受信する。そして、通信装置９２３が受信したプログラムは、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

【0129】

また、プログラムは、例えば、適宜の外部接続機器９２７に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、適宜の接続ポート９２１を介し転送され、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

【0130】

そして、ＣＰＵ９０１が、上記記録装置９１７に記録されたプログラムに従い各種の処理を実行することにより、前述の絶対位置特定部１３１、第１位置特定部１３２、第２位置特定部１３３、信号選択部１３４、位置データ生成部１３５等が実現される。この際、ＣＰＵ９０１は、例えば、上記記録装置９１７からプログラムを直接読み出して実行してもよいし、ＲＡＭ９０５に一旦ロードした上で実行してもよい。更にＣＰＵ９０１は、例えば、プログラムを通信装置９２３やドライブ９１９、接続ポート９２１を介し受信する場合、受信したプログラムを記録装置９１７に記録せずに直接実行してもよい。

【0131】

また、ＣＰＵ９０１は、必要に応じて、例えばマウス・キーボード・マイク（図示せず）等の入力装置９１３から入力する信号や情報に基づいて各種の処理を行ってもよい。

【0132】

そして、ＣＰＵ９０１は、上記の処理を実行した結果を、例えば表示装置や音声出力装置等の出力装置９１５から出力してもよく、さらにＣＰＵ９０１は、必要に応じてこの処理結果を通信装置９２３や接続ポート９２１を介し送信してもよく、上記記録装置９１７や記録媒体９２５に記録させてもよい。

【符号の説明】

【0133】

１００ エンコーダ
１１０ ディスク（スケール）
１２０ 光学モジュール（センサ部）
１２０Ａ 光学モジュール（センサ部）
１２１ 光源
１２２ 第１信号結合部
１２３ 第２信号結合部
１２４ 第１位置調整用受光素子（第１位置調整用受光部）
１２５ 第２位置調整用受光素子（第２位置調整用受光部）
１３０ 信号処理部
１３０Ａ 信号処理部
１３４ 信号選択部
１３５ 位置データ生成部
１３６ 基準信号生成部
Ｃ 測定方向
ＣＴ 制御装置
Ｍ モータ（回転型モータ）
Ｏｐ 光軸
ＰＡ１ 受光アレイ（第１アブソリュート受光部）
ＰＡ２ 受光アレイ（第２アブソリュート受光部）
ＰＩ１ 受光アレイ（インクリメンタル受光部、第１インクリメンタル受光部）
ＰＩ２ 受光アレイ（インクリメンタル受光部、第２インクリメンタル受光部）
ｐ１ 第１受光素子
ｐ２ 第２受光素子
ｐ３ 第３受光素子
ｐ４ 第４受光素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】