特許 7239891 エンコーダ装置及びその制御方法、駆動装置、ステージ装置、並びにロボット装置

(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】

(24)【登録日】2023-03-07

(45)【発行日】2023-03-15

(54)【発明の名称】エンコーダ装置及びその制御方法、駆動装置、ステージ装置、並びにロボット装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/347 20060101AFI20230308BHJP

   B25J 19/02 20060101ALI20230308BHJP

【ＦＩ】

G01D5/347 110Q

B25J19/02

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2019199463

(22)【出願日】2019-10-31

(65)【公開番号】P2021071425

(43)【公開日】2021-05-06

【審査請求日】2022-03-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100098165

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 聡

(72)【発明者】

【氏名】阿部 桂

【審査官】菅藤 政明

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／１２６３３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第００／５２４２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００１－４６４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／３４７

Ｂ２５Ｊ １９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動部に光を照射し、前記移動部からの光を検出して第１検出信号を出力する第１検出部と、
前記移動部に光を照射し、前記移動部からの光を検出して第２検出信号を出力する第２検出部と、
前記第１検出信号及び前記第２検出信号の少なくとも一方によって前記移動部の移動情報を求める演算部と、を備えるエンコーダ装置であって、
前記第１検出部及び前記第２検出部を間欠的に駆動するとともに、前記第２検出部の駆動周期を前記第１検出部の駆動周期よりも長くする制御部を備えるエンコーダ装置。

【請求項2】

前記第１検出部は、前記移動部に設けられたパターンに光を照射する第１発光部と、前記パターンからの光を受光する第１受光部とを有し、
前記第２検出部は、前記パターンに対して前記第１検出部とは異なる位置に配置され、前記パターンに光を照射する第２発光部と、前記パターンからの光を受光する第２受光部とを有する請求項１に記載のエンコーダ装置。

【請求項3】

前記第１検出部は、前記移動部の移動により、互いに位相の異なる第１組の検出信号を出力し、
前記第２検出部は、前記移動部の移動により、前記第１組の検出信号に対して異なる位相で変化する第２組の検出信号を出力する請求項２に記載のエンコーダ装置。

【請求項4】

前記第２組の検出信号は、前記移動部の移動に応じて、前記第１組の検出信号に対して位相が１／２周期または１／４周期異なる請求項３に記載のエンコーダ装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記第１組の検出信号の前記位相の差に対応する期間に、前記第１発光部を少なくとも２回発光させるとともに、
前記第２発光部の駆動周期を前記第１発光部の駆動周期の２倍に設定する請求項３又は４に記載のエンコーダ装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記移動部の移動によって検出される前記第１組及び前記第２組の検出信号の状態の組合せにより、前記第２検出部の駆動周期を短くする請求項３から５のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記第１組及び前記第２組の検出信号の状態の組合せが一定の状態で所定期間経過すると、前記第２検出部の駆動周期をさらに長く設定する請求項３から５のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記第２発光部を消灯する請求項７に記載のエンコーダ装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記第１組の検出信号の状態の組合せが変化すると、前記第１検出部の駆動周期を短く設定するとともに、前記第２検出部の駆動周期を前記第１検出部の駆動周期と同じに設定する請求項７又は８に記載のエンコーダ装置。

【請求項10】

前記制御部は、前記第１検出信号と前記第２検出信号の状態を比較することで、前記移動部の移動情報を求めるための検出信号として前記第１検出信号及び前記第２検出信号の少なくとも一方を選択する請求項１に記載のエンコーダ装置。

【請求項11】

前記制御部は、前記第１検出信号と前記第２検出信号の状態を比較することで、前記第１及び第２検出部の少なくとも一方の異常を検知する請求項１に記載のエンコーダ装置。

【請求項12】

前記制御部は、前記第１検出信号と前記第２検出信号の状態により、前記第２検出信号を用いて前記移動情報を求める請求項１に記載のエンコーダ装置。

【請求項13】

前記第２検出部は、前記光の照射および前記光の検出の少なくとも一方を間欠的な駆動周期で行う請求項１２に記載のエンコーダ装置。

【請求項14】

前記制御部は、前記第２検出部の駆動周期を短くし、前記第２検出信号を用いて前記移動情報を求める請求項１３に記載のエンコーダ装置

【請求項15】

前記制御部は、前記移動部の移動による前記第１検出信号と前記第２検出信号との状態によって前記第１または第２検出部の異常を検知する請求項１に記載のエンコーダ装置。

【請求項16】

第１電源及び一次電池または二次電池を含む第２電源を備え、
前記第１電源がオフのときに、前記制御部は前記第２電源の電力を用いて前記第１検出部及び前記第２検出部を駆動する請求項１から１５のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。

【請求項17】

前記移動部は回転軸を有し、
前記演算部は、前記移動情報として前記回転軸の多回転情報を求める請求項１から１６のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。

【請求項18】

請求項１から１７のいずれか一項に記載のエンコーダ装置と、
前記移動部に動力を供給する動力源と、
を備える駆動装置。

【請求項19】

移動物体と、
前記移動物体を移動させる請求項１８に記載の駆動装置と、を備えるステージ装置。

【請求項20】

請求項１８に記載の駆動装置と、
前記駆動装置によって相対移動するアームと、を備えるロボット装置。

【請求項21】

移動部に光を照射し、前記移動部からの光を検出して第１検出信号を出力する第１検出部と、
前記移動部に光を照射し、前記移動部からの光を検出して第２検出信号を出力する第２検出部と、
前記第１検出信号及び前記第２検出信号の少なくとも一方によって前記移動部の移動情報を求める演算部と、を備えるエンコーダ装置の制御方法であって、
前記第１検出部及び前記第２検出部を間欠的に駆動するとともに、前記第２検出部の駆動周期を前記第１検出部の駆動周期よりも長くすることを含むエンコーダ装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンコーダ装置、エンコーダ装置の使用方法、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置に関する。

【背景技術】

【0002】

被検物の回転角又は回転速度等の位置情報を検出するエンコーダ装置は、ロボット装置などの各種装置に搭載されている。従来のエンコーダ装置として、パターンを発光素子で照明し、そのパターンからの光を受光素子で受光するとともに、その発光素子を間欠的に発光させるようにした装置が知られている(例えば、特許文献１参照)。
上述のようなエンコーダ装置は、使用電力を抑制して、検出結果の信頼性の向上を図ることが望まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－２６７６９３号公報

【発明の概要】

【0004】

第１の態様によれば、移動部に光を照射し、その移動部からの光を検出して第１検出信号を出力する第１検出部と、その移動部に光を照射し、その移動部からの光を検出して第２検出信号を出力する第２検出部と、その第１検出信号及びその第２検出信号の少なくとも一方によってその移動部の移動情報を求める演算部と、を備えるエンコーダ装置であって、その第１検出部及びその第２検出部を間欠的に駆動するとともに、その第２検出部の駆動周期をその第１検出部の駆動周期よりも長くする制御部を備えるエンコーダ装置が提供される。

【0005】

第２の態様によれば、移動部に光を照射し、その移動部からの光を検出して第１検出信号を出力する第１検出部と、その移動部に光を照射し、その移動部からの光を検出して第２検出信号を出力する第２検出部と、その第１検出信号によってその移動部の移動情報を求める演算部と、を備えるエンコーダ装置であって、その第１検出信号とその第２検出信号の状態により、その第２検出信号を用いてその移動情報を求める制御部を備えるエンコーダ装置が提供される。
第３の態様によれば、移動部に光を照射し、その移動部からの光を検出してその移動部の移動に関して互いに位相の異なる第１検出信号と第２検出信号とを出力する検出部と、その移動部の移動によるその第１検出信号とその第２検出信号との組み合わせの変化によってその検出部の異常を検知する制御部と、を備えるエンコーダ装置が提供される。

【0006】

第４の態様によれば、第１～第３の態様のエンコーダ装置と、その移動部に動力を供給する動力供給部と、を備える駆動装置が提供される。
第５の態様によれば、移動物体と、その移動物体を移動させる第３の態様の駆動装置と、を備えるステージ装置が提供される。
第６の態様によれば、第４の態様の駆動装置と、その駆動装置によって相対移動するアームと、を備えるロボット装置が提供される。
第７の態様によれば、移動部に光を照射し、その移動部からの光を検出して第１検出信号を出力する第１検出部と、その移動部に光を照射し、その移動部からの光を検出して第２検出信号を出力する第２検出部と、その第１検出信号及びその第２検出信号の少なくとも一方によってその移動部の移動情報を求める演算部と、を備えるエンコーダ装置の制御
方法であって、その第１検出部及びその第２検出部を間欠的に駆動するとともに、その第２検出部の駆動周期をその第１検出部の駆動周期よりも長くすることを含むエンコーダ装置の使用方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１の実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。

【図2】（Ａ）は図１中のディスク及び検出部を示す平面図、（Ｂ）は図１中の検出部及び検出回路部等を示す図である。

【図3】（Ａ）は図２（Ｂ）の４つの検出信号の一例を示す図、（Ｂ）は図２（Ｂ）の２つの発光素子の発光タイミングの一例を示す図、（Ｃ）は図２（Ｂ）の２つの検出部の検出信号のステートの変遷を示す図、（Ｄ）は図２（Ｂ）の２つの発光素子の発光タイミングの別の例を示す図である。

【図4】第１の実施形態のエンコーダ装置の使用方法の一例を示すフローチャートである。

【図5】図４の使用方法における検出信号のステートの変化の一例を示す図である。

【図6】（Ａ）は変形例のディスク及び検出部を示す平面図、（Ｂ）は図６（Ａ）の検出部から得られる４つの検出信号の一例を示す図、（Ｃ）は図６（Ａ）の検出部の発光素子の発光タイミングの一例を示す図である。

【図7】第２の実施形態の使用方法の一例を示すフローチャートである。

【図8】（Ａ）は４つの検出信号の変化の一例を示す図、（Ｂ）は２つの発光素子の発光タイミングの一例を示す図である。

【図9】（Ａ）は第３の実施形態のディスク及び検出部を示す平面図、（Ｂ）は図９（Ａ）の検出部等を示す図である。

【図10】（Ａ）は図９（Ｂ）の検出部から得られる４つの検出信号の一例を示す図、（Ｂ）は図９（Ｂ）の発光素子の検出信号の一例を示す図、（Ｃ）は図９（Ｂ）の検出部の発光素子の発光タイミングの一例を示す図である。

【図11】駆動装置の一例を示す図である。

【図12】ステージ装置の一例を示す図である。

【図13】ロボット装置の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

［第１の実施形態］
第１の実施形態につき図１から図５を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣを示す。図１において、エンコーダ装置ＥＣは、モータＭ（動力供給部）の回転軸ＳＦ（移動部）の回転位置情報を検出する。回転軸ＳＦは、例えばモータＭのシャフト（回転子）であるが、モータＭのシャフトに変速機などの動力伝達部を介して接続されるとともに負荷に接続される作用軸（出力軸）であってもよい。エンコーダ装置ＥＣが検出した回転位置情報は、モータ制御部２６に供給される。モータ制御部２６の制御部２７は、エンコーダ装置ＥＣから供給された回転位置情報を使って、モータＭの回転（例えば、回転位置、回転速度など）を制御する。モータ制御部２６は、回転軸ＳＦの回転を制御する。

【0009】

エンコーダ装置ＥＣは、回転軸ＳＦの回転位置情報を検出する位置検出系（位置検出ユニット）２を備える。エンコーダ装置ＥＣは、いわゆる多回転アブソリュートエンコーダである。位置検出系２は、回転軸ＳＦの回転の数を示す多回転情報を検出する多回転情報検出部３、及び１回転未満の角度位置（回転角）を示す角度位置情報を含む回転位置情報を検出する角度検出部４を備える。

【0010】

位置検出系２の少なくとも一部（例えば角度検出部４）は、一例として、エンコーダ装置ＥＣが搭載される装置（例えば駆動装置、ステージ装置、ロボット装置）の電源（以下
、主電源という。）が電力を供給している状態で、その主電源（第１電源）から電力の供給を受けて動作する。また、位置検出系２の少なくとも一部（例えば多回転情報検出部３）は、一例として、その主電源が電力を供給している状態（電源オンの状態）、及びその主電源が電力を供給していない状態（電源オフの状態、又はバックアップ状態等）で、バッテリ１５（第１電源）から電力の供給を受けて動作する。

【0011】

バッテリ１５は、一例として一次電池（ボタン電池等）及び充電可能な二次電池を有する。バッテリ１５には切替部１６が接続されている。モータ制御部２６の電源部ＭＣＥはその主電源の一部である。電源部ＭＣＥが電力を供給している状態（電源オンの状態）では、電源部ＭＣＥはバッテリ１５の二次電池に充電を行っている。そして、切替部１６は、二次電池からの電力を多回転情報検出部３に供給する。一方、電源部ＭＣＥが電力の供給を行っていない状態（電源オフの状態）では、その二次電池への充電は行われない。この状態で二次電池の残存電力が多いときには、切替部１６はその二次電池からの電力を多回転情報検出部３に供給してもよい。また、電源オフで二次電池の残存電力が少ないときには、切替部１６はその一次電池からの電力を多回転情報検出部３に供給してもよい。このため、電源オフの状態でも、位置検出系２（多回転情報検出部３）は、回転軸ＳＦの回転位置情報の少なくとも一部（ここでは多回転情報）を検出することができる。

【0012】

多回転情報検出部３は、一例として光学式で多回転情報を検出する。多回転情報検出部３は、回転軸ＳＦに連結された円板状のディスク６に形成された多回転情報検出用のパターン８Ｓを検出する第１検出部１０Ａ、パターン８Ｓを異なる位置で検出する第２検出部１０Ｂ、及び検出信号処理部１２を有する。検出信号処理部１２は、検出回路部１３、例えば不揮発性メモリよりなる記憶部１４、並びに上述のバッテリ１５及び切替部１６を有する。ディスク６は、回転軸ＳＦに取り付けられた円板５にボルト１７（図２（Ａ）参照）によって固定されている。円板５は回転軸ＳＦとともに回転するため、ディスク６は回転軸ＳＦと連動して回転する。検出信号処理部１２において、検出回路部１３は、検出部１０Ａ，１０Ｂの検出信号を処理して回転軸ＳＦの回転位置情報（多回転情報等の移動情報）を検出する。記憶部１４は、検出回路部１３が検出した回転位置情報を記憶する。

【0013】

角度検出部４は、一例として光学式のエンコーダであり、ディスク６の一回転内の位置情報（角度位置情報）を検出する。例えば光学式エンコーダであるとき、角度検出部４は、ディスク６の角度位置検出用のパターン９Ｓからの光を検出する第１検出部１１Ａ、パターン９Ｓからの光を異なる位置で検出する第２検出部１１Ｂ、検出部１１Ａ，１１Ｂの検出信号を処理して回転軸ＳＦの１回転以内の角度位置を検出する検出回路部２１を有する。パターン９Ｓは、例えばアブソリュートスケール及びインクリメンタルスケールを含む。なお、角度検出部４に関しては、第２検出部１１Ｂを省略することもできる。

【0014】

検出回路部２１は、例えばアブソリュートスケールからの光を検出した結果を使って第１分解能の角度位置を検出する。また、検出回路部２１は、インクリメンタルスケールからの光を検出した結果を使って、第１分解能の角度位置に内挿演算を行うことにより、第１分解能よりも高い第２分解能の角度位置を検出する。また、ディスク６は、例えば円板５と一体化された部材であってもよい。また、多回転情報検出部３及び角度検出部４は、それぞれ例えば反射型の光学式であるが、それらを透過型の光学式のエンコーダで構成してもよい。

【0015】

本実施形態において、エンコーダ装置ＥＣは、信号合成部２２を備える。信号合成部２２は、位置検出系２による検出結果を演算して処理する。信号合成部２２は、合成部２３及びデータ通信部２４を備える。合成部２３は、検出回路部２１が検出した第２分解能の角度位置情報を取得する。また、合成部２３は、多回転情報検出部３の記憶部１４から回転軸ＳＦの多回転情報を取得する。合成部２３は、検出回路部２１からの角度位置情報、
及び多回転情報検出部３からの多回転情報を合成して回転位置情報を算出する。例えば、検出回路部２１の検出結果がθ（ｒａｄ）であり、多回転情報検出部３の検出結果がｎ回転である場合に、合成部２３は、回転位置情報として（２π×ｎ＋θ）（ｒａｄ）を算出する。回転位置情報は、多回転情報と、１回転未満の角度位置情報とを組にした情報でもよい。

【0016】

合成部２３は、回転位置情報をデータ通信部２４に供給する。データ通信部２４は、有線または無線によって、モータ制御部２６の通信部ＭＣＣと通信可能に接続されている。データ通信部２４は、デジタル形式の回転位置情報を、モータ制御部２６の通信部ＭＣＣに供給する。モータ制御部２６の制御部２７は、データ通信部２４からの回転位置情報を例えば所定のサンプリングレートで取得する。制御部２７は、その回転位置情報を使ってモータＭへ供給される電力（駆動電力）を制御することにより、モータＭの回転を制御する。

【0017】

次に、本実施形態の多回転情報検出部３につき説明する。
図２（Ａ）は図１中のディスク６及び検出部１０Ａ，１０Ｂを示す平面図、図２（Ｂ）は図１中の多回転情報検出部３の検出部１０Ａ，１０Ｂ及び検出回路部１３等を示す図である。図２（Ａ）に示すように、ディスク６の表面には、回転中心の回りに同心円状の４つの輪帯をそれぞれ１／２にした形状の反射性の第１パターン８Ａ、第２パターン８Ｂ、第３パターン８Ｃ、及び第４パターン８Ｄが形成されている。すなわち、パターン８Ａ～８Ｄはそれぞれ開き角が１８０°の半輪帯状のパターンであり、第１パターン８Ａの直径が最も大きく、第２パターン８Ｂ、第３パターン８Ｃ、及び第４パターン８Ｄの順に直径が次第に小さく設定されている。また、第２パターン８Ｂはその回転中心の回りに第１パターン８Ａを１８０°回転した配置であり、第３パターン８Ｃ及び第４パターン８Ｄはそれぞれその回転中心の回りに第１パターン８Ａ及び第２パターン８Ｂを時計回りに９０°回転した配置である。パターン８Ａ～８Ｄが図１のパターン８Ｓに対応している。パターン８Ａ～８Ｄの外側には図１の角度検出部４用のパターン９Ｓが形成されている。

【0018】

また、第１検出部１０Ａは、パターン８Ａ～８Ｄに対向するように配置され、第２検出部１０Ｂは、第１検出部１０Ａをその回転中心の回りに時計回りに９０°回転した位置に配置されている。
図２（Ｂ）に示すように、第１検出部１０Ａは、パターン８Ａ～８Ｄに検出用の光を照射する発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）３１と、パターン８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄからの反射光を受光する受光素子３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄとを有する。さらに、第１検出部１０Ａは、受光素子３２Ａ，３２Ｂから出力される信号の差分をデジタル化した検出信号ＭＡ１を求めるアナログコンパレータ３３Ａと、受光素子３２Ｃ，３２Ｄから出力される信号の差分をデジタル化した検出信号ＭＢ１を求めるアナログコンパレータ３３Ｂとを有する。検出信号ＭＡ１及びＭＢ１は検出回路部１３の計数器４０に供給される。検出信号ＭＡ１及びＭＢ１は、図３（Ａ）に示すように、ディスク６が１回転（回転角が３６０°）する期間を１周期とする矩形波信号であり、検出信号ＭＡ１に対して検出信号ＭＢ１の位相は９０°シフトしている。なお、図３（Ａ）及び（Ｂ）の横軸は時間ｔである。

【0019】

同様に、第２検出部１０Ｂは、パターン８Ａ～８Ｄに検出用の光を照射する発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）３４と、パターン８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄからの反射光を受光する受光素子３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄとを有する。なお、ＬＥＤ３１，３４の代わりに半導体レーザ等の任意の発光素子を使用できる。受光素子３２Ａ～３２Ｄ，３５Ａ～３５Ｄとしては例えばフォトダイオードを使用できる。

【0020】

さらに、第２検出部１０Ｂは、受光素子３５Ａ，３５Ｂから出力される信号の差分をデ
ジタル化した検出信号ＭＡ２を求めるアナログコンパレータ３６Ａと、受光素子３５Ｃ，３５Ｄから出力される信号の差分をデジタル化した検出信号ＭＢ２を求めるアナログコンパレータ３６Ｂとを有する。検出信号ＭＡ２及びＭＢ２も検出回路部１３の計数器４０に供給される。検出信号ＭＡ２及びＭＢ２は、図３（Ａ）に示すように、ディスク６が１回転する期間を１周期とする矩形波信号であり、検出信号ＭＡ２に対して検出信号ＭＢ２の位相は９０°シフトしている。さらに、本実施形態では、第２検出部１０Ｂの位置が第１検出部１０Ａの位置に対して９０°異なっている。このため、図３（Ａ）に示すように、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１に対して検出信号ＭＡ２，ＭＢ２の位相は９０°（１周期の１／４）シフトしている。一例として、検出信号ＭＡ２の位相は検出信号ＭＢ１の位相とほぼ等しく、検出信号ＭＢ２の位相は検出信号ＭＡ１の位相とほぼ１８０°異なっている。なお、一例として、図３（Ａ）の検出信号ＭＡ１～ＭＢ２の変化は、図２（Ａ）のディスク６を反時計回り（以下、順方向という）に回転したときに得られるものである。

【0021】

図２（Ｂ）において、検出回路部１３は、計数器４０と、予め定められた周期のパルス信号ＰＳを出力する発振回路３８と、パルス信号ＰＳを用いてＬＥＤ３１及び３４を間欠的に発光させる発光制御部３９とを有する。一例として発光制御部３９は、パルス信号ＰＳの周期の所定の整数倍の周期ＴＡの駆動信号３１ＬでＬＥＤ３１を発光させるとともに、その周期ＴＡよりも長い周期ＴＢの駆動信号３４ＬでＬＥＤ３４を発光させる。図３（Ｂ）に示すように、一例として駆動信号３４Ｌの周期ＴＢは駆動信号３１Ｌの周期ＴＡの２倍である。このようにＬＥＤ３１，３４を間欠的に発光させることによって、第１検出部１０Ａ，１０Ｂでの消費電力を抑制できる。

【0022】

また、発光制御部３９は、駆動信号３１Ｌと同じタイミングで変化する第１検出部１０Ａ用のサンプリング信号ＳＳＡ、及び駆動信号３４Ｌと同じタイミングで変化する第２検出部１０Ｂ用のサンプリング信号ＳＳＢを計数器４０に供給する。計数器４０では、サンプリング信号ＳＳＡに同期して検出信号ＭＡ１及びＭＢ１を読み込み、サンプリング信号ＳＳＢに同期して検出信号ＭＡ２及びＭＢ２を読み込む。なお、図３（Ａ）等では説明の便宜上、検出信号ＭＡ１～ＭＢ２は連続的な矩形波信号として表されているが、実際には検出信号ＭＡ１～ＭＢ２はその矩形波信号から駆動信号３１Ｌ及び３４Ｌの部分を抜き出した間欠的な信号である。また、本明細書では、一例としてＬＥＤ３１，３４を間欠的に発光させるとともに、サンプリング信号ＳＳＡ，ＳＳＢに同期して検出信号ＭＡ１～ＭＢ２を読み込むことが、検出部１０Ａ，１０Ｂを間欠的に駆動することを意味する。また、発光制御部３９は、ＬＥＤ３１，３４を連続点灯させて、周期的に変化するサンプリング信号ＳＳＡ，ＳＳＢを計数器４０に供給することによって、計数器４０における検出信号ＭＡ１～ＭＢ２の検出周期（信号検出周期）を制御するものであってもよい。

【0023】

第１検出部１０Ａが正常に動作している状態では、計数器４０は、第１検出部１０Ａから読み込まれた検出信号ＭＡ１，ＭＢ１を用いて回転軸ＳＦの多回転情報（回転数など）を求めることができる。例えば検出信号ＭＡ１がローレベルからハイレベルに移行したときに検出信号ＭＢ１がローレベルの場合（順方向の回転の場合）には計数器４０はアップ信号を記憶部１４に出力する。一方、検出信号ＭＡ１がローレベルからハイレベルに移行したときに検出信号ＭＢ１がハイレベルの場合（逆方向の回転の場合）には計数器４０はダウン信号を記憶部１４に出力する。記憶部１４では、そのアップ信号又はダウン信号に応じてそれまでに記憶されている回転数を増減することによって、回転軸ＳＦの回転数（多回転情報）が求められる。さらに、第２検出部１０Ｂが正常に動作している状態では、計数器４０は、第２検出部１０Ｂから読み込まれた検出信号ＭＡ２，ＭＢ２を用いて回転軸ＳＦの多回転情報を求めることができる。本実施形態では、例えば第１検出部１０Ａが正常に動作しなくなった場合には、第２検出部１０Ｂの検出信号ＭＡ２，ＭＢ２を用いて回転軸ＳＦの多回転情報を求めることによって、多回転情報を高精度に求めることができる。

【0024】

次に、本実施形態のエンコーダ装置ＥＣの使用方法の一例につき図４のフローチャートを参照して説明する。その使用方法においては一例として計数器４０が検出部１０Ａ，１０Ｂが正常に動作しているかどうかを判定する。その際に、計数器４０は例えば検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及びＭＡ２，ＭＢ２のステートの遷移状態を調べる。図３（Ａ）に示すように、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１の組み合わせには、ＭＡ１がハイレベル（以下、Ｈで表す）でＭＢ１がローレベル（以下、Ｌで表す）となるステート１（ＳＴ１）、ＭＡ１，ＭＢ１が（Ｈ，Ｈ）となるステート２（ＳＴ２）、ＭＡ１，ＭＢ１が（Ｌ，Ｈ）となるステート３（ＳＴ３）、及びＭＡ１，ＭＢ１が（Ｌ，Ｌ）となるステート４（ＳＴ４）がある。同様に、検出信号ＭＡ２，ＭＢ２の組み合わせには、ＭＡ２，ＭＢ２が（Ｌ，Ｌ）となるステート１（ＳＴ１）、ＭＡ２，ＭＢ２が（Ｈ，Ｌ）となるステート２（ＳＴ２）、ＭＡ２，ＭＢ２が（Ｈ，Ｈ）となるステート３（ＳＴ３）、及びＭＡ２，ＭＢ２が（Ｌ，Ｈ）となるステート４（ＳＴ４）がある。検出信号ＭＡ１，ＭＢ１の周期をＴ１とすると、各ステートの周期Ｔ２はＴ１／４である。周期Ｔ２は、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１の位相差である９０°の位相に相当する期間である。原則として、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１がステート１～４であれば、検出信号ＭＡ２，ＭＢ２も同じステート１～４である。なお、計数器４０の代わりに発光制御部３９が検出部１０Ａ，１０Ｂが正常に動作しているかどうかを判定してもよい。又は、計数器４０及び発光制御部３９が協働して検出部１０Ａ，１０Ｂが正常に動作しているかどうかを判定してもよい。

【0025】

図２（Ａ）のディスク６が順方向に回転する場合には、図３（Ｃ）に示すように、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１のステートの遷移１８Ａ及び検出信号ＭＡ２，ＭＢ２のステートの遷移１８Ｂは、ステート１、ステート２、ステート３、ステート４、ステート１の順になる。ディスク６が逆方向（時計回り）に回転する場合には、ステートの遷移１８Ａ及び１８Ｂは、ステート１、ステート４、ステート３、ステート２、ステート１の順になる。この検出信号ＭＡ１～ＭＢ２が正常な場合のステートの遷移１８Ａ，１８Ｂのパターンは、計数器４０内のＲＯＭ等の記憶部に記憶されている。ただし、例えば検出信号ＭＡ１，ＭＢ１がステート１とステート２との境界付近にあるような場合には、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１がステート２に遷移しても検出信号ＭＡ２，ＭＢ２がステート１にあるというように、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及び検出信号ＭＡ２，ＭＢ２のステートが異なることもある。計数器４０では、一例として検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及びＭＡ２，ＭＢ２のステート遷移を図３（Ｃ）のパターンと比較することによって、検出部１０Ａ，１０Ｂの異常の有無を判定できる。

【0026】

図４のステップ１０２において、発光制御部３９は、第１検出部１０ＡのＬＥＤ３１の点灯周期を図３（Ｂ）に示す時点ｔ１で第１周期ＴＡに設定する。検出信号ＭＡ１，ＭＢ１の周期Ｔ１が、回転軸ＳＦが予測される最高回転速度で回転しているときの周期であるとする。このとき、ＬＥＤ３１の第１周期ＴＡは、次式のように検出信号ＭＡ１，ＭＢ１の周期Ｔ２の各ステート内（言い替えると、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１の位相差である位相９０°に相当する期間）でＬＥＤ３１が少なくとも２回発光するように設定される。これによって、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１の各ステートの周期Ｔ２がわずかに変動しても、計数器４０は、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１のステートの遷移１８Ａを正確に検出できる。

【0027】

ＴＡ＜Ｔ２／２＝Ｔ１／８ …（１）
そしてステップ１０４において、発光制御部３９は、第２検出部１０ＢのＬＥＤ３４を図３（Ｂ）に示す第２周期ＴＢで間欠的に点灯する。次式のように、周期ＴＢは周期ＴＡの１倍より大きくかつ周期ＴＡの２倍以下である。一例として、周期ＴＢは周期ＴＡの２倍に設定してもよい。

【0028】

ＴＡ＜ＴＢ≦２ＴＡ …（２）
これは、第２検出部１０ＢのＬＥＤ３４は、検出信号ＭＡ２，ＭＢ２の周期Ｔ２の各ステート内で少なくとも１回発光することを意味する。これによって、計数器４０は、検出信号ＭＡ２，ＭＢ２のステートの遷移１８Ｂを正確に検出できる。検出信号ＭＡ１～ＭＢ２が正常であれば、駆動信号３１Ｌ，３４Ｌは図３（Ｂ）のようにそれぞれ一定の周期で出力される。
また、ステップ１０６において、計数器４０はサンプリング信号ＳＳＡに同期して検出信号ＭＡ１，ＭＢ１を読み込み、サンプリング信号ＳＳＢに同期して検出信号ＭＡ２，ＭＢ２を読み込む。計数器４０は、読み込んだ検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及びＭＡ２，ＭＢ２のステートの番号（１～４）を記憶する。ここでは、図５（Ａ）に示すように、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１のステートは１、検出信号ＭＡ２，ＭＢ２のステートも１であるとする。図５（Ａ）～（Ｅ）は、第１検出部１０Ａに異常があり、検出信号ＭＢ１が常時ローレベル（Ｌ）になる例を示している。なお、図５（Ａ）～（Ｅ）において、検出信号ＭＡ１，ＭＡ２の図３（Ｃ）のステート２及び３に対応するステートでは検出信号ＭＢ１のレベルが異なっている。このため、図５（Ａ）～（Ｅ）において、図３（Ｃ）のステート２及び３に対応する検出信号ＭＡ１，ＭＡ２のステートをそれぞれステート２Ａ及び３Ａと表示している。

【0029】

さらに、ステップ１０８において、計数器４０は検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及びＭＡ２，ＭＢ２を読み込み、２組の検出信号のステートの番号を求める。そして、ステップ１１０において、計数器４０は、読み込んだ複数回の第１検出部１０Ａの検出信号ＭＡ１，ＭＢ１を用いて回転軸ＳＦの多回転情報（回転情報）を求めて記憶部１４に記憶させる。なお、その多回転情報を求める際に、検出信号ＭＡ２，ＭＢ２を用いてもよい。また、ステップ１１２において、計数器４０はステップ１０８で求めた検出信号ＭＡ１，ＭＢ１のステートと、検出信号ＭＡ２，ＭＢ２のステートとを比較する。次のステップ１１４において、その２つのステートの番号が一致している場合には、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及び検出信号ＭＡ２，ＭＢ２は正常であると判定して動作はステップ１０８に戻り、回転情報の検出を継続する。

【0030】

一方、ステップ１１４において、図５（Ｂ）に示すように、その２つの検出信号のステートが異なる場合には、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１又はＭＡ２，ＭＢ２に異常があるとみなして、動作はステップ１１６に移行する。この場合、図５（Ｂ）に示すように、検出信号ＭＡ２，ＭＢ２がステート２（Ｈ，Ｌ）に遷移したとしても、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１のステート２Ａのレベル（Ｈ，Ｌ）はステート１のレベルと同じである。すなわち、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１はステート１にあるとみなせるため、ステートの遷移１８Ａ及び１８Ｂ間で不一致が生じている。これに応じてステップ１１６において、計数器４０は、第１検出部１０Ａ及び第２検出部１０Ｂの少なくとも一方が異常であることを示すために、発光制御部３９に供給しているアラーム信号ＡＳ０をハイレベルに設定する。そして、発光制御部３９は、図３（Ｄ）に示すように、時点ｔ２で第２検出部１０ＢのＬＥＤ３４の点灯周期を第１周期ＴＡ（ＬＥＤ３１と同じ点灯周期）に設定する。これは、第１検出部１０Ａに異常がある可能性があるため、予め検出信号ＭＡ２，ＭＢ２を用いて回転情報の検出を行う場合に備えたものである。そして、ステップ１１８において、計数器４０は検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及びＭＡ２，ＭＢ２を読み込み、２組の検出信号のステートの番号を求める。

【0031】

次のステップ１２０において、計数器４０は、ステップ１１２と同様に検出部１０Ａ，１０Ｂの検出信号のステートの遷移を比較し、第１検出部１０Ａのステートの遷移１８Ａが予測通りか否かを判定する。ステートの遷移１８Ｂが図５（Ａ）（ステート１）から図５（Ｃ）（ステート２）に移行した後、図５（Ｄ）（ステート１）に移行する場合には、第２検出部１０Ｂのステートがステート１とステート２との境界付近で変動していたのみで、第１検出部１０Ａのステートがステート１に停止していたのは問題ない、すなわち検
出信号ＭＡ１，ＭＢ１のステートの遷移１８Ａは予測通りであると判定できる。この際に動作はステップ１２２に移行し、計数器４０は、第２検出部１０Ｂのステートの遷移１８Ｂが予測通りか否かを判定する。ここではステートの遷移１８Ｂが予測通りであるため、動作はステップ１２４に移行し、計数器４０はアラーム信号ＡＳ０をローレベルに戻す。そして、発光制御部３９は、図３（Ｄ）の時点ｔ３で第２検出部１０ＢのＬＥＤ３４の点灯周期を第２周期ＴＢに戻す。この後、ステップ１２６で、検出部１０Ａ，１０Ｂのうちの例えば第１検出部１０Ａの検出信号を用いる回転情報の検出が継続される。

【0032】

一方、ステップ１２２で第２検出部１０Ｂのステートの遷移１８Ｂが予測通りでない場合、例えばステートの遷移１８Ｂがステート１からステート２，４を経ることなくステート３に移行したような場合には、動作はステップ１２８に移行する。この場合には第２検出部１０Ｂに異常があると判定されるため、計数器４０は発光制御部３９に供給している第２検出部１０Ｂ用のアラーム信号ＡＳ２をハイレベルに設定する。これに応じて発光制御部３９は第２検出部１０ＢのＬＥＤ３４を消灯する。そして、ステップ１３０において、第１検出部１０Ａの検出信号を用いる回転情報の検出が継続される。この際にＬＥＤ３４は消灯しているため、電力消費量が抑制できる。
なお、ステップ１２８において、計数器４０は、アラーム信号ＡＳ２をハイレベルに設定するとともに、図１のモータ制御部２６の制御部２７に、第２検出部１０Ｂのみが異常であるが、回転情報の検出は可能であることを示す第２検出部１０Ｂのアラーム情報（不図示）を供給してもよい。これに応じて、一例として管理者（不図示）は次のメンテナンスの機会に第２検出部１０Ｂの交換等を行うことができる。

【0033】

また、ステップ１２０で第１検出部１０Ａのステートの遷移１８Ａが予測通りでない場合には、動作はステップ１３２に移行する。ステートの遷移１８Ａ，１８Ｂが例えば図５（Ｃ）から図５（Ｅ）に移行した場合、第２検出部１０Ｂの検出信号ＭＡ２，ＭＢ２は（Ｈ，Ｈ）であり、ステート３に移行しているが、第１検出部１０Ａの検出信号ＭＡ１，ＭＢ１は（Ｌ，Ｌ）はステート３Ｂすなわちステート４を示している。この際に、第２検出部１０Ｂはステート１からステート２を経てステート３に移行しているために正常であると判定し、第１検出部１０Ａはステート１から突然にステート４に移行しているため、第１検出部１０Ａのステートの遷移１８Ａは予測通りでない（またステートも一致していない）、すなわち第１検出部１０Ａが異常であると判定できる。そして、ステップ１３２で、第２検出部１０Ｂのステートの遷移１８Ｂが予測通りである場合には、第２検出部１０Ｂが正常であるため、動作はステップ１３４に移行して、計数器４０は発光制御部３９に供給している第１検出部１０Ａに関するアラーム信号ＡＳ１をハイレベルに設定する。そして、発光制御部３９は第１検出部１０ＡのＬＥＤ３１を消灯する。次のステップ１３６において、第２検出部１０Ｂの検出信号を用いる回転情報の検出が行われる。この際にＬＥＤ３１は消灯しているため、電力消費量が抑制できる。
なお、ステップ１３４において、計数器４０は、アラーム信号ＡＳ１をハイレベルに設定するとともに、制御部２７に、第１検出部１０Ａのみが異常であるが、回転情報の検出は可能であることを示す第１検出部１０Ａのアラーム情報（不図示）を供給してもよい。これに応じて、一例として管理者（不図示）は次のメンテナンスの機会に第１検出部１０Ａの交換等を行うことができる。

【0034】

一方、ステップ１３２で第２検出部１０Ｂのステートの遷移１８Ｂが予測通りでない場合には、第２検出部１０Ｂも異常であるため、動作はステップ１３８に移行して、計数器４０はアラーム信号ＡＳ１及びＡＳ２をともにハイレベルに設定する。このとき、発光制御部３９では、検出部１０Ａ及び１０Ｂがともに異常であることを示すアラーム情報（不図示）を図１のモータ制御部２６の制御部２７に供給する。そして、発光制御部３９はＬＥＤ３１，３４の発光を停止し、例えば制御部２７は管理者（不図示）にそのアラーム情報を受信した旨を知らせる。これに応じてその管理者は例えば検出部１０Ａ，１０Ｂのメ
ンテナンス（交換等）を行うことができる。

【0035】

この動作によれば、２つの検出部１０Ａ，１０Ｂを備えているため、一方の検出部１０Ａ，１０Ｂに異常が生じた場合には、他方の検出部１０Ａ，１０Ｂで回転情報の検出を継続できる。また、例えば第１検出部１０Ａの検出信号を用いて回転情報を検出している際には、第２検出部１０ＢのＬＥＤ３４を、第１検出部１０ＡのＬＥＤ３１の点灯周期ＴＡの例えば２倍の周期ＴＢで間欠的に点灯して検出部１０Ａ，１０Ｂの異常の有無を判定しているため、消費電力を抑制できる。このため、バッテリ１５の交換等のメンテナンスの頻度を少なくできる。

【0036】

上述のように、本実施形態のエンコーダ装置ＥＣは、回転軸ＳＦ（移動部）のディスク６に光を照射してディスク６からの光を検出して検出信号ＭＡ１，ＭＢ１（第１検出信号）を出力する第１検出部１０Ａと、ディスク６に光を照射してディスク６からの光を検出して検出信号ＭＡ２，ＭＢ２（第２検出信号）を出力する第２検出部１０Ｂと、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及びＭＡ２，ＭＢ２の少なくとも一方によって回転軸ＳＦの多回転情報（移動情報）を求める計数器４０（演算部）と、を備えるエンコーダ装置である。そして、エンコーダ装置ＥＣは、第１検出部１０Ａ及び第２検出部１０Ｂを間欠的に駆動（点灯）するとともに、第２検出部１０Ｂの駆動周期ＴＢ（ＬＥＤ３４の点灯周期）を第１検出部１０Ａの駆動周期ＴＡ（ＬＥＤ３１の点灯周期）よりも長くする発光制御部３９（制御部）を備えている。一例として、検出部１０Ａの駆動周期とは、ＬＥＤ３１の点灯周期及び受光素子３２Ａ～３２Ｄのサンプリング周期を意味している。また、エンコーダ装置ＥＣの使用方法は、第１検出部１０Ａ及び第２検出部１０Ｂを間欠的に駆動するとともに、回転軸ＳＦの多回転情報を求める期間の少なくとも一部で、第２検出部１０Ｂの駆動周期ＴＢを第１検出部１０Ａの駆動周期ＴＡよりも長くするステップ１０２，１０４を含んでいる。

【0037】

本実施形態によれば、２つの検出部１０Ａ，１０Ｂを備えているため、仮に一方の検出部に異常が生じても他方の検出部の検出信号を使用することによって、回転軸ＳＦの回転位置情報の検出結果の精度又は信頼性を向上できる。また、ＬＥＤ３１及びＬＥＤ３４を間欠的に駆動しているため、使用電力を抑制できる。さらに、少なくとも一部の期間でＬＥＤ３４の駆動周期（点灯周期）をＬＥＤ３１の駆動周期よりも長くしているため、使用電力をさらに抑制できる。

【0038】

また、本実施形態において、ＬＥＤ３１の駆動周期ＴＡを回転軸ＳＦの予測される最高回転速度の１周期の１／８以下（検出信号ＭＡ１，ＭＢ１の位相差（９０°）の１／２以下）に設定し、かつＬＥＤ３４の駆動周期ＴＢをＬＥＤ３１の駆動周期ＴＡの１倍より大きく２倍以下に設定した場合には、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及びＭＡ２，ＭＢ２の各ステート内でそれぞれ少なくとも２回又は１回、検出信号ＭＡ１～ＭＢ２及びＭＡ２，ＭＢ２のサンプリングを行うことができる。このため、その２組の検出信号のステートの遷移を正確に検出することができ、使用中に２つの検出部１０Ａ，１０Ｂのどちらかに異常が生じた場合に、その異常の発生を正確に認識可能であるとともに、使用電力をさらに抑制できる。

【0039】

なお、上述の実施形態では以下のような変形が可能である。まず、上述の実施形態の図４のステップ１１０において、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１が正常であれば、計数器４０は検出信号ＭＡ１，ＭＢ１（第１検出信号）のみを用いて回転軸ＳＦの多回転情報を求めてもよい。この際に、ＬＥＤ３１は連続に点灯し、ＬＥＤ３４は消灯していてもよい。そして、例えばステートの遷移１８Ａ，１８Ｂの比較によって、第１検出部１０Ａの検出信号ＭＡ１，ＭＢ１が正常でないことが分かった場合には、ステップ１３６において、計数器４０は検出信号ＭＡ２，ＭＢ２（第２検出信号）を用いて回転軸ＳＦの多回転情報を求めて
もよい。この際に、ＬＥＤ３４を連続に点灯し、ＬＥＤ３１は消灯していてもよい。この動作によって、使用電力を抑制して回転情報の信頼性を向上できる。

【0040】

次に、上述の実施形態では図２（Ａ）に示すように、第１検出部１０Ａと第２検出部１０Ｂとの間の角度は９０°である。これに対して、図６（Ａ）の変形例に示すように、ディスク６上で第１検出部１０Ａに対して１８０°の角度で第２検出部１０Ｂを配置してもよい。この変形例では、ディスク６を回転したときに第１検出部１０Ａから得られる検出信号ＭＡ１，ＭＢ１が図６（Ｂ）に示す２相の矩形波信号であるとする。このとき、第２検出部１０Ｂから得られる検出信号ＭＡ２，ＭＢ２は、図６（Ｂ）に示すように、例えば図３（Ａ）の対応する信号の位相を９０°シフトさせた矩形波信号となる。言い替えると、検出信号ＭＡ２，ＭＢ２は検出信号ＭＡ１，ＭＢ１を１周期の１／２（１８０°）シフトさせた信号である。

【0041】

この変形例においては、ステート１（ＳＴ１）～ステート４（ＳＴ４）における検出信号ＭＡ１，ＭＢ１の組み合わせは図３（Ａ）の例と同じである。これに対して、ステート１～ステート４における検出信号ＭＡ２，ＭＢ２の組み合わせは、（Ｌ，Ｈ）、（Ｌ，Ｌ）、（Ｈ，Ｌ）及び（Ｈ，Ｈ）となり、図３（Ａ）の例とは異なっている。この変形例においても、通常は図６（Ｃ）に示すように、第１検出部１０ＡのＬＥＤ３１は周期ＴＡの駆動信号３１Ｌで点灯し、第２検出部１０ＢのＬＥＤ３４は周期ＴＢの駆動信号３４Ｌで点灯する。そして、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及びＭＡ２，ＭＢ２を読み込み、これらの信号のステートを比較することによって、回転軸ＳＦの回転情報の検出、及び検出部１０Ａ，１０Ｂの異常の有無の判定を行うことができる。

【0042】

また、上述の実施形態では、図２（Ｂ）に示すように、２つの受光素子３２Ａ，３２Ｂ及び３２Ｃ，３２Ｄの検出信号からアナログコンパレータ３３Ａ及び３３Ｂを用いて２相の検出信号ＭＡ１，ＭＢ１を生成し、同様に４つの受光素子３５Ａ～３５Ｄの検出信号から２相の検出信号ＭＡ２，ＭＢ２を生成している。これに対して、例えば受光素子３２Ａ及び３２Ｃの検出信号と対応する参照信号との比較から２相の検出信号ＭＡ１，ＭＢ１を生成してもよい。２相の検出信号ＭＡ２，ＭＢ２も同様に生成できる。この場合には、図２（Ａ）のディスク６からパターン８Ｂ及び８Ｄを省略し、第１検出部１０Ａから受光素子３２Ｂ，３２Ｄを省略し、第２検出部１０から受光素子３５Ｂ，３５Ｄを省略できるため、ディスク６の構成及び検出部１０Ａ，１０Ｂの構成を簡素化できる。

【0043】

［第２の実施形態］
第２の実施形態につき図７及び図８を参照して説明する。なお、図７及び図８において図４及び図３に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
本実施形態のエンコーダ装置は、図１及び図２（Ａ），（Ｂ）に示すエンコーダ装置ＥＣと同じであり、エンコーダ装置ＥＣの計測対象は図１の回転軸ＳＦである。以下、本実施形態のエンコーダ装置ＥＣの使用方法の一例につき図７のフローチャートを参照して説明する。その使用方法は回転軸ＳＦが停止している場合にさらに消費電力を低減する方法を含む。図８（Ａ）は本実施形態の第１検出部１０Ａの検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及び第２検出部１０Ｂの検出信号ＭＡ２，ＭＢ２の変化の一例を示す。図８（Ａ）において、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及びＭＡ２，ＭＢ２はステート２（ＳＴ２）の状態が連続している。このように同じステートが継続している場合に、回転軸ＳＦが停止しているとみなすことができる。

【0044】

まず、図７のステップ１０２において、第１検出部１０ＡのＬＥＤ３１が図８（Ｂ）に示すように第１周期ＴＡの駆動信号３１Ｌで点灯され、ステップ１０４において、第２検出部１０ＢのＬＥＤ３４が例えば２倍の第２周期ＴＢの駆動信号３４Ｌで点灯される。そして、ステップ１０６において、計数器４０は検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及びＭＡ２，ＭＢ
２を読み込む。さらに、ステップ１０８において、計数器４０は次の検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及びＭＡ２，ＭＢ２を読み込む。そして、ステップ１１０において、計数器４０は、読み込んだ複数回の第１検出部１０Ａの検出信号ＭＡ１，ＭＢ１を用いて回転軸ＳＦの多回転情報（回転情報）を求めて記憶部１４に記憶させる。なお、その多回転情報を求める際に、検出信号ＭＡ２，ＭＢ２を用いてもよい。

【0045】

次にステップ１４２において、計数器４０は、第１検出部１０Ａ及び第２検出部１０Ｂの前回及び今回読み込んだ検出信号のステートを比較する。そして、ステップ１４４において、２回の検出信号のステートが一致していない場合には、回転軸ＳＦが回転しているものとみなして、動作はステップ１０８に戻る。一方、ステップ１４４において、図８（Ａ）の２回目のステート２（ＳＴ２）のように、２回の検出信号のステートが一致している場合には、回転軸ＳＦが停止しているものとみなして、動作はステップ１４６に移行する。そして、計数器４０は、発光制御部３９に供給している静止状態信号ＡＳ３をハイレベルに設定する。これに応じて、図８（Ｂ）の時点ｔ４に示すように、発光制御部３９は駆動信号３４Ｌを連続的にローレベルにすることによって、第２検出部１０ＢのＬＥＤ３４を消灯する。さらに、回転軸ＳＦが停止しているため、駆動信号３１Ｌの周期を第２周期ＴＢに広く設定して、第１検出部１０ＡのＬＥＤ３１を第２周期ＴＢで点灯してもよい。なお、ＬＥＤ３４を消灯する代わりに、ＬＥＤ３４の点灯周期を例えば周期ＴＢの２倍又は３倍等の整数倍のように、周期ＴＢより長く設定するのみでもよい。

【0046】

そして、ステップ１４８で、計数器４０は、第１検出部１０Ａの検出信号ＭＡ１，ＭＢ１を読み込み、ステップ１５０で２回（今回及び前回）の検出信号ＭＡ１，ＭＢ１のステートの番号が一致するかどうか、すなわち回転軸ＳＦの停止が継続しているか否かを調べる。２回のステートが一致する場合には、ステップ１４８に移行して第１検出部１０Ａの検出信号の読み込みを行う。また、ステップ１５０において、図８（Ａ）の時点ｔ５（ステート２からステート３に移行するとき）のように、２回のステートが一致していない場合には、動作はステップ１５２に移行する。この場合には、計数器４０は静止状態信号ＡＳ３をローレベルに戻すが、回転軸ＳＦの回転速度が急速に速くなる可能性がある。そこで、発光制御部３９は、駆動信号３１Ｌ及び３４Ｌを周期ＴＡより短い周期に設定することによって、検出部１０Ａ，１０ＢのＬＥＤ３１，３４を第１周期ＴＡより短い周期で点灯する。そして、ステップ１５４において、計数器４０は点灯周期に対応するサンプリング信号ＳＳＡ，ＳＳＢに同期して第１検出部１０Ａの検出信号ＭＡ１，ＭＢ１（又は第２検出部１０Ｂの検出信号ＭＡ２，ＭＢ２）を読み込む。そして、ステップ１５６において、計数器４０は読み込んだ検出信号ＭＡ１，ＭＢ１等を用いて回転軸ＳＦの回転情報を算出し、求めた回転情報を記憶部１４に記憶させる。その後、一例として図４のステップ１１２に移行して、第１検出部１０Ａ又は第２検出部１０Ｂのどちらに異常があるかを判定する。なお、ステップ１１２に移行する代わりに、図７のステップ１５４に戻ってもよい。

【0047】

本実施形態のエンコーダ装置ＥＣの使用方法によれば、第１検出部１０Ａ及び第２検出部１０Ｂの検出信号のステート（状態の組合せ）が一定の状態で周期ＴＢ（所定期間）が経過したとき、回転軸ＳＦが静止していることを示す静止状態信号ＡＳ３をハイレベルに設定するステップ１４６と、その静止状態信号ＡＳ３に応じて第２検出部１０ＢのＬＥＤ３４の駆動周期をさらに長くするステップ１４６とを有する。このように回転軸ＳＦが停止した場合には、第２検出部１０ＢのＬＥＤ３４を消灯するか、又は点灯周期を長く設定しているため、回転情報の検出結果の信頼性を低下させることなく消費電力をさらに抑制できる。

【0048】

また、本実施形態によれば、回転軸ＳＦが回転を開始したときには、第１検出部１０Ａ及び第２検出部１０ＢのＬＥＤ３１，３４を第１周期ＴＡより短い周期で点灯させている
（ステップ１５２）。このため、回転軸ＳＦの回転速度が急激に増加しても、多回転情報等を高精度に検出することができる。
なお、本実施形態では、ステップ１４４において、検出部１０Ａ，１０Ｂの検出信号のステートが同じ状態が２回継続したときに回転軸ＳＦが停止していると判定している。しかしながら、その検出信号のステートが同じ状態が例えばｎ回（ｎは３以上の所定の整数）継続したときに、回転軸ＳＦが停止していると判定してもよい。

【0049】

また、上述の実施形態では、計数器４０が検出信号ＭＡ１～ＭＢ２を用いて多回転情報を求めているが、検出信号ＭＡ１～ＭＢ２に異常がないときには、計数器４０は検出信号ＭＡ１，ＭＢ１（第１の検出信号）を用いて多回転情報を求めてもよい。そして、第２検出部１０Ｂの検出信号ＭＡ２，ＭＢ２を発光制御部３９にも供給しておき、例えば計数器４０で検出信号ＭＡ１，ＭＢ１に異常があると判定した場合に、計数器４０からのアラーム信号に応じて発光制御部３９（制御部）が第２検出部１０Ｂの検出信号ＭＡ２，ＭＢ２（第２の検出信号）を用いて多回転情報を求めてもよい。
また、第２検出部１０Ｂにおいては、ＬＥＤ３４からの光の照射、及び検出信号ＭＡ２，ＭＢ２の発光制御部３９による検出の少なくとも一方を間欠的な駆動周期で行うようにしてもよい。
また、計数器４０は、第１及び第２の検出信号の組み合わせの変化によって検出部１０Ａ，１０Ｂの異常を検知する制御部とみなすことも可能である。

【0050】

［第３の実施形態］
第３の実施形態につき図９及び図１０を参照して説明する。なお、図９及び図１０において図２及び図３に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図９（Ａ）は本実施形態のエンコーダ装置ＥＣＡのディスク６及び検出部１０Ｃ，１０Ｄを示す平面図、図９（Ｂ）はエンコーダ装置ＥＣＡの検出部１０Ｃ，１０Ｄ及び検出回路部１３等を示す図である。図９（Ａ）において、ディスク６の表面にはパターン８Ａ～８Ｄの内側に、パターン８Ａ～８Ｄと同心円状に反射性の輪帯状のパターン８Ｅが形成されている。また、ディスク６に対向するように、第１検出部１０Ｃに対して９０°の角度間隔で第２検出部１０Ｄが配置されている。

【0051】

図９（Ｂ）において、第１検出部１０Ｃは、ディスク６のパターン８Ａ～８Ｄ及びパターン８Ｅを照明するＬＥＤ３１と、パターン８Ａ～８Ｄからの反射光を受光する受光素子３２Ａ～３２Ｄと、パターン８Ｅからの反射光を受光する受光素子３２Ｅとを有する。パターン８Ｅは連続した輪帯状であるため、受光素子３２Ｅの検出信号は、ＬＥＤ３１が発光している期間は高レベルである。このため、受光素子３２Ｅの検出信号をＬＥＤ３１の発光信号３１ＬＳと称する。発光信号３１ＬＳは計数器４０Ａに供給される。計数器４０Ａは発光信号３１ＬＳからＬＥＤ３１の異常の有無を認識できる。第１検出部１０Ｃのこの他の構成は図２（Ｂ）の第１検出部１０Ａと同様であり、計数器４０Ａには検出信号ＭＡ１，ＭＢ１も供給されている。

【0052】

また、第２検出部１０Ｄは、ディスク６のパターン８Ａ～８Ｄ及びパターン８Ｅを照明するＬＥＤ３４と、パターン８Ａ～８Ｄからの反射光を受光する受光素子３５Ａ～３５Ｄと、パターン８Ｅからの反射光を受光する受光素子３５Ｅとを有する。受光素子３２Ｅの検出信号は、ＬＥＤ３４が発光している期間は高レベルである。受光素子３２Ｅの検出信号（以下、ＬＥＤ３４の発光信号と称する）３４ＬＳは計数器４０Ａに供給される。計数器４０Ａは発光信号３４ＬＳからＬＥＤ３４の異常の有無を認識できる。第２検出部１０Ｄのこの他の構成は図２（Ｂ）の第２検出部１０Ｂと同様であり、計数器４０Ａには検出信号ＭＡ２，ＭＢ２も供給されている。ＬＥＤ３１，３４は発光制御部３９Ａによって間欠的に発光される。

【0053】

計数器４０Ａは、サンプリング信号ＳＳＡ，ＳＳＢに同期して検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及びＭＡ２，ＭＢ２を読み取り、読み取った検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及びＭＡ２，ＭＢ２を処理して回転軸ＳＦの多回転情報（回転情報）を求める。また、計数器４０Ａは、発光信号３１ＬＳ又は３４ＬＳがローレベルになったときにはＬＥＤ３１又は３４に異常があるものと判定し、それぞれ発光制御部３９Ａに供給されているアラーム信号ＡＳ４又はＡＳ５をハイレベルに設定する。これに応じて発光制御部３９Ａはそれぞれ例えばＬＥＤ３１又は３４の駆動電力を０にする。これによって無駄な電力の消費を抑制できる。この他の構成及び効果は第１の実施形態と同様である。

【0054】

本実施形態のエンコーダ装置ＥＣＡの使用方法の一例につき図１０を参照して説明する。本実施形態においても、図１０（Ｃ）に示すように、ＬＥＤ３１の駆動信号３１Ｌの周期を第１周期ＴＡに、ＬＥＤ３４の駆動信号３４Ｌの周期を第２周期ＴＢに設定する。これによって、ＬＥＤ３１及び３４はそれぞれ第１周期ＴＡ及び第２周期ＴＢで間欠的に発光する。その後、例えば時点ｔ４で、検出信号ＭＡ１，ＭＢ１及びＭＡ２，ＭＢ２が同じステート２（ＳＴ２）を繰り返した場合には、回転軸ＳＦが停止したと判定し、ＬＥＤ３１を第２周期ＴＢで点灯し、ＬＥＤ３４は消灯する。

【0055】

その後、例えば時点ｔ６で発光信号３１ＬＳが常時ローレベルになった場合には、計数器４０Ａは第１検出部１０ＣのＬＥＤ３１に異常が生じたものと判定し、アラーム信号ＡＳ４をハイレベルに設定する。この際に検出信号ＭＡ１，ＭＢ１のレベルは不定又は不安定になる可能性がある。これに応じて発光制御部３９Ａは、駆動信号３１Ｌを常時ローレベルに設定してＬＥＤ３１を完全に消灯させ、駆動信号３４Ｌを第２周期ＴＢに設定してＬＥＤ３４を第２周期ＴＢで点灯させる。さらに、計数器４０は第２検出部１０Ｄの検出信号ＭＡ２，ＭＢ２を用いて回転軸ＳＦの多回転情報を求める。これによって、回転軸ＳＦの停止中に仮に第１検出部１０ＣのＬＥＤ３１の出力が低下したような場合に、第２検出部１０ＤのＬＥＤ３４を間欠駆動して検出信号ＭＡ２，ＭＢ２を用いて回転軸ＳＦの多回転情報を継続して検出できる。さらに、その後で時点ｔ７で検出信号ＭＡ２，ＭＢ２のステートが変化して回転軸ＳＦの回転が検出されたような場合には、駆動信号３４Ｌの周期を短く設定して、ＬＥＤ３４をより短い周期で点灯してもよい。

【0056】

上述のように本実施形態のエンコーダ装置ＥＣＡによれば、検出部１０Ｃ，１０ＤのＬＥＤ３１，３４の出力をモニタする受光素子３２Ｅ，３５Ｅを設けたため、例えば故障等でＬＥＤ３１又は３４の出力が低下した場合にはその出力の低下を認識できる。この場合、故障したＬＥＤ３１又は３４に供給する電力を０にして、故障していないＬＥＤ３１又は３４を間欠的に点灯することで、無駄な電力の消費を抑制できるとともに、回転軸ＳＦの回転情報の検出を継続できる。また、本実施形態において、ＬＥＤ３１及び３４の出力が低下し、アラーム信号ＡＳ４及び５がともにハイレベルに設定された場合には、発光制御部３９Ａはエンコーダ装置ＥＣＡに異常がある旨のアラーム情報を図１のモータ制御部２６に送信してもよい。この後は例えば検出部１０Ｃ，１０Ｄの交換等のメンテナンスが行われる。

【0057】

なお、本実施形態においても、第１検出部１０Ｃと第２検出部１０Ｄとの間の角度を１８０°に設定してもよい。
なお、上述の実施形態においては、第１検出部１０Ａ，１０Ｃ及び第２検出部１０Ｂ，１０ＤのＬＥＤ３１，３４がともに間欠的に発光されているが、ＬＥＤ３１，３４の少なくとも一方を間欠的に発光させてもよい。また、ＬＥＤ３１，３４の一方を間欠的に発光させる場合、それらのうちの他方は連続的に発光させてもよい。この場合でも、消費電力を抑制できる。

【0058】

また、上述の実施形態において、位置検出系２は、位置情報として回転軸ＳＦ（移動部
）の回転位置情報（移動情報）を検出するが、移動情報として所定方向の位置、速度、加速度の少なくとも一つを検出してもよい。エンコーダ装置ＥＣ，ＥＣＡは、ロータリーエンコーダを含んでもよいし、リニアエンコーダを含んでもよい。また、エンコーダ装置ＥＣ，ＥＣＡは、反射型のエンコーダであるが、透過型のエンコーダであってもよい。

【0059】

［駆動装置］
駆動装置の一例について説明する。図１１は、駆動装置ＭＴＲの一例を示す図である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。この駆動装置ＭＴＲは、電動モータを含むモータ装置である。駆動装置ＭＴＲは、回転軸ＳＦと、回転軸ＳＦを回転駆動する本体部（駆動部）ＢＤと、回転軸ＳＦの回転位置情報を検出するエンコーダ装置ＥＣとを有している。なお、エンコーダ装置ＥＣの代わりにエンコーダ装置ＥＣＡを備えていてもよい（以下同様）。

【0060】

回転軸ＳＦは、負荷側端部ＳＦａと、反負荷側端部ＳＦｂとを有している。負荷側端部ＳＦａは、減速機など他の動力伝達機構に接続される。反負荷側端部ＳＦｂには、固定部を介してディスク６が固定される。このディスク６の固定とともに、エンコーダ装置ＥＣが取り付けられている。エンコーダ装置ＥＣは、上述した実施形態、変形例、あるいはその組み合わせに係るエンコーダ装置である。

【0061】

この駆動装置ＭＴＲは、エンコーダ装置ＥＣの検出結果を使って、図１に示したモータ制御部２６が本体部ＢＤを制御する。駆動装置ＭＴＲは、エンコーダ装置ＥＣのバッテリ交換の必要性が無いもしくは低いので、メンテナンスコストを減らすことができる。なお、駆動装置ＭＴＲは、モータ装置に限定されず、油圧や空圧を利用して回転する軸部を有する他の駆動装置であってもよい。

【0062】

［ステージ装置］
ステージ装置の一例について説明する。図１２は、ステージ装置ＳＴＧを示す。このステージ装置ＳＴＧは、図１１に示した駆動装置ＭＴＲの回転軸ＳＦのうち負荷側端部ＳＦａに、回転テーブル（移動物体）ＴＢを取り付けた構成である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。

【0063】

ステージ装置ＳＴＧは、駆動装置ＭＴＲを駆動して回転軸ＳＦを回転させると、この回転が回転テーブルＴＢに伝達される。その際、エンコーダ装置ＥＣは、回転軸ＳＦの角度位置等を検出する。従って、エンコーダ装置ＥＣからの出力を用いることにより、回転テーブルＴＢの角度位置を検出することができる。なお、駆動装置ＭＴＲの負荷側端部ＳＦａと回転テーブルＴＢとの間に減速機等が配置されてもよい。

【0064】

ステージ装置ＳＴＧは、エンコーダ装置ＥＣのバッテリ交換の必要性が低い又は無いので、メンテナンスコストを減らすことができる。なお、ステージ装置ＳＴＧは、例えば、旋盤等の工作機械に備える回転テーブル等に適用できる。
［ロボット装置］
ロボット装置の一例について説明する。図１３は、ロボット装置ＲＢＴを示す斜視図である。なお、図１３には、ロボット装置ＲＢＴの一部（関節部分）を模式的に示した。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。このロボット装置ＲＢＴは、第１アームＡＲ１と、第２アームＡＲ２と、関節部ＪＴとを有している。第１アームＡＲ１は、関節部ＪＴを介して、第２アームＡＲ２と接続されている。

【0065】

第１アームＡＲ１は、腕部９１、軸受９１ａ、及び軸受９１ｂを備えている。第２アームＡＲ２は、腕部９２及び接続部９２ａを有する。接続部９２ａは、関節部ＪＴにおいて、軸受９１ａと軸受９１ｂの間に配置されている。接続部９２ａは、回転軸ＳＦ２と一体的に設けられている。回転軸ＳＦ２は、関節部ＪＴにおいて 軸受９１ａと軸受９１ｂの両方に挿入されている。回転軸ＳＦ２のうち軸受９１ｂに挿入される側の端部は、軸受９１ｂを貫通して減速機ＲＧに接続されている。

【0066】

減速機ＲＧは、駆動装置ＭＴＲに接続されており、駆動装置ＭＴＲの回転を例えば１００分の１等に減速して回転軸ＳＦ２に伝達する。図１３に図示しないが、駆動装置ＭＴＲの回転軸ＳＦのうち負荷側端部ＳＦａは、減速機ＲＧに接続されている。また、駆動装置ＭＴＲの回転軸ＳＦのうち反負荷側端部ＳＦｂには、エンコーダ装置ＥＣのディスク６が取り付けられている。

【0067】

ロボット装置ＲＢＴは、駆動装置ＭＴＲを駆動して回転軸ＳＦを回転させると、この回転が減速機ＲＧを介して回転軸ＳＦ２に伝達される。回転軸ＳＦ２の回転により接続部９２ａが一体的に回転し、これにより第２アームＡＲ２が、第１アームＡＲ１に対して回転する。その際、エンコーダ装置ＥＣは、回転軸ＳＦの角度位置等を検出する。従って、エンコーダ装置ＥＣからの出力により、第２アームＡＲ２の角度位置を検出することができる。

【0068】

ロボット装置ＲＢＴは、エンコーダ装置ＥＣのバッテリ交換の必要性が無いもしくは低いので、メンテナンスコストを減らすことができる。なお、ロボット装置ＲＢＴは、上記の構成に限定されず、駆動装置ＭＴＲは、関節を備える各種ロボット装置に適用できる。

【符号の説明】

【0069】

２…位置検出系、３…多回転情報検出部、４…角度検出部、６…ディスク、８Ａ～８Ｄ…半輪帯状のパターン、８Ｅ…輪帯状のパターン、１０Ａ，１０Ｃ…第１検出部、１０Ｂ，１０Ｄ…第２検出部、１３…検出回路部、１４…記憶部、１５…バッテリ、２２…信号合成部、２６…モータ制御部、３１，３４…ＬＥＤ、３２Ａ～３２Ｅ，３５Ａ～３５Ｅ…受光素子、３３Ａ，３３Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ…アナログコンパレータ、３９，３９Ａ…発光制御部、４０，４０Ａ…計数器、ＥＣ，ＥＣＡ…エンコーダ装置、ＳＦ…回転軸、Ｍ…モータ、ＡＲ１…第１アーム、ＡＲ２…第２アーム、ＭＴＲ…駆動装置、ＲＢＴ…ロボット装置、ＳＴＧ…ステージ装置

【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】