光学式エンコーダ
【課題】簡単な構成で、回転体の相対回転角および絶対回転角を検出することができる光学式エンコーダを提供する。
【解決手段】相対回転角検出部２２は、相対回転角検出用受光部２０からの出力信号を受けて、コードホイール１の透過領域としての光オン部１１ａ，１１ｂおよび遮断領域としての光オフ部１２からの光量の相違に基づいて、コードホイール１の相対回転角を検出する。一方、絶対回転角検出部２３は、絶対回転角検出用受光部２１からの出力信号を受けて、コードホイール１の第１の領域としての第１光オン部１１ａおよび第２の領域としての第２光オン部１１ｂからの光量の相違に基づいて、コードホイール１の絶対回転角を検出する。
【解決手段】相対回転角検出部２２は、相対回転角検出用受光部２０からの出力信号を受けて、コードホイール１の透過領域としての光オン部１１ａ，１１ｂおよび遮断領域としての光オフ部１２からの光量の相違に基づいて、コードホイール１の相対回転角を検出する。一方、絶対回転角検出部２３は、絶対回転角検出用受光部２１からの出力信号を受けて、コードホイール１の第１の領域としての第１光オン部１１ａおよび第２の領域としての第２光オン部１１ｂからの光量の相違に基づいて、コードホイール１の絶対回転角を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学式エンコーダ、回転角検出装置、モータおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、回転ディスクの変調パターンに対して、ＬＥＤやフォトトランジスタ等から構成される光学式エンコーダは、インクジェットプリンタや複写機において静音化、省電力化という利点よりＤＣモータでの駆動・制御系が増えることにより、需要が増大している。最近では、インクリメンタル型デジタルエンコーダが広く用いられており、従来の回転軸の相対位置情報を構成する手段としては、例えば、特開昭５９−４０２５８号公報（特許文献１）に示されるように、受光素子群をスリットの配列方向に１／４ピッチの間隔で配置し、それらの出力信号を比較することにより構成されたものが提案されている。
【０００３】
また、一般的に、ＤＣブラシレスモータでは、ロータの磁極を検知してロータの回転位置を検出するためにホール素子が用いられる。例えば、特開２００１−２７５３８３号公報（特許文献２）に示されるように、ロータシャフトにそれと同軸に固着された支持板にロータ磁石と同一の磁極数を有するリング状の検出磁石を設け、この検出磁石の端面に対向して配置されたホール素子により磁極の極性を検出して、転流位置を制御するように構成したものが提案されている。
【０００４】
しかしながら、上記従来のインクリメンタルエンコーダでは、相対的な回転角および回転方向の検出は可能だが、ＤＣブラシレスモータに用いた場合、ロータ位置検出等のために必要となる絶対回転角の検出は困難であるという問題があった。この結果、ロータの絶対回転角を検出するために、検出磁石とホール素子との検出系の構成が必要となり、構成が複雑となる問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−４０２５８号公報
【特許文献２】特開２００１−２７５３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この発明の課題は、簡単な構成にて、モータのロータ等の相対回転角および絶対回転角を検出できる光学式エンコーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明の光学式エンコーダは、
光源から出射される光を透過する複数の透過領域と、上記光源から出射される光を遮断する複数の遮断領域とを有し、上記透過領域と上記遮断領域とを周方向に交互に配列すると共に、上記光源から出射される光を透過する第１の領域と、上記光源から出射される光を透過すると共に上記第１の領域の透過率と異なる透過率を有する第２の領域とを、周方向に順に配列している回転体の相対回転角および絶対回転角を検出する光学式エンコーダであって、
上記光源から出射される光を、上記回転体の上記透過領域および上記遮断領域を介して、受光する相対回転角検出用受光部と、
上記光源から出射される光を、上記回転体の上記第１の領域および上記第２の領域を介して、受光する絶対回転角検出用受光部と、
上記相対回転角検出用受光部からの出力信号を受け、上記透過領域および上記遮断領域からの光量の相違に基づいて、上記回転体の相対回転角を検出する相対回転角検出部と、
上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を受け、上記第１の領域および上記第２の領域からの光量の相違に基づいて、上記回転体の絶対回転角を検出する絶対回転角検出部と
を備えることを特徴としている。
【０００８】
この発明の光学式エンコーダによれば、上記相対回転角検出部は、相対回転角検出用受光部からの出力信号を受けて、透過領域および遮断領域からの光量の相違に基づいて、回転体の相対回転角を検出する。一方、上記絶対回転角検出部は、絶対回転角検出用受光部からの出力信号を受けて、第１の領域および第２の領域からの光量の相違に基づいて、回転体の絶対回転角を検出する。このため、簡単な構成で、回転体の相対回転角および絶対回転角を検出することができる。
【０００９】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、
上記回転体は、コードホイールであり、
このコードホイールは、
上記透過領域としての第１または第２光オン部と、
上記遮断領域としての光オフ部と
を有し、
上記第１光オン部の透過率と上記第２光オン部の透過率とは、異なり、
複数の上記第１光オン部は、周方向に連続して配列されて、上記第１の領域を構成し、
複数の上記第２光オン部は、周方向に連続して配列されて、上記第２の領域を構成している。
【００１０】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記回転体としてのコードホイールは、透過領域としての第１または第２光オン部と、遮断領域としての光オフ部とを有し、複数の第１光オン部は、周方向に連続して配列されて、第１の領域を構成し、複数の第２光オン部は、周方向に連続して配列されて、第２の領域を構成しているので、第１光オン部は、透過領域と第１の領域とを兼用し、第２光オン部は、透過領域と第２の領域とを兼用している。このため、一つのコードホイールで、相対回転角情報と絶対回転角情報とを得ることができ、回転角の検出系の構成を簡略化できコストを低減できる。
【００１１】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、
上記絶対回転角検出用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記第１または第２光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であり、
上記絶対回転角検出部は、上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、閾値と比較することにより、上記コードホイールの絶対回転角を算出する。
【００１２】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記絶対回転角検出用受光部の幅は、コードホイールにおける互いに隣接する第１または第２光オン部と光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であるので、第１、第２光オン部と光オフ部との変調の影響を受けずに、絶対回転角検出用受光部から第１、第２光オン部の透過率の変化量に準じた出力信号を得ることができる。また、第１、第２光オン部の配置を、コードホイールの絶対回転角を検出したい領域で変化させておき、絶対回転角検出用受光部からの出力信号と回転角毎に対応する閾値とを比較することにより、コードホイールの絶対回転角を検出できて、回転角の検出系の構成を簡略化できる。
【００１３】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、
上記回転体は、コードホイールであり、
このコードホイールは、
上記透過領域としての光オン部と、
上記遮断領域としての光オフ部と、
上記第１の領域としての第１トラックと、
上記第２の領域としての第２トラックと
を有し、
上記第１と第２トラックと、上記光オン部とは、独立して設けられている。
【００１４】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記第１と第２トラックと、上記光オン部とは、独立して設けられているので、一つのコードホイール上に相対回転角情報を検出するための光オン部および光オフ部の変調パターンと、絶対回転角情報を検出するための第１トラックおよび第２トラックの透過率変化パターンとを、独立して別のパターンで配することができる。このため、コードホイールの相対回転角および絶対回転角を検出する構成を簡易に製造でき、かつ、周方向に対する絶対回転角検出領域の自由度を高く設定できる。
【００１５】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、
上記光源から出射される光を、上記コードホイールの上記光オン部および上記光オフ部を介して、受光する閾値生成用受光部と、
上記閾値生成用受光部からの出力信号を受けて閾値を生成する閾値生成部と
を有し、
上記閾値生成用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であり、
上記絶対回転角検出部は、上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、上記閾値生成部によって生成された上記閾値と比較することにより、上記コードホイールの絶対回転角を算出する。
【００１６】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記閾値生成用受光部の幅は、コードホイールにおける互いに隣接する光オン部と光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であるので、光オン部と光オフ部との変調の影響を受けずに、閾値生成用受光部から安定した出力信号を得ることができる。そして、上記閾値生成部は、閾値生成用受光部からの出力信号を受けて閾値を生成するので、閾値生成部は、上記光源の経年的または温度による照射光量変化の影響を軽減して、閾値を生成できる。
【００１７】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、
上記回転体は、コードホイールであり、
このコードホイールは、
上記透過領域としての光オン部と、
上記遮断領域としての光オフ部と、
上記光源から出射される光を透過する複数の第１トラックと、
上記光源から出射される光を透過すると共に上記第１トラックの透過率と異なる透過率を有する複数の第２トラックと
を有し、
上記複数の第１トラックは、周方向に連続して配列されて、上記第１の領域を構成し、
上記複数の第２トラックは、周方向に連続して配列されて、上記第２の領域を構成し、
上記各第１トラックは、上記各光オン部の径方向に隣接して、設けられ、
上記各第２トラックは、上記各光オン部の径方向に隣接して、設けられている。
【００１８】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記各第１トラックは、上記各光オン部の径方向に隣接して、設けられ、上記各第２トラックは、上記各光オン部の径方向に隣接して、設けられているので、光オン部と第１、第２トラックとを同一のスリット内に一体に形成でき、小型化を図ることができる。
【００１９】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、
上記絶対回転角検出用受光部は、上記第１または第２トラックに対向して配置され、
上記絶対回転角検出用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍である。
【００２０】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記絶対回転角検出用受光部の幅は、コードホイールにおける互いに隣接する光オン部と光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であるので、（光オン部と一体に設けられた）第１、第２トラックと光オフ部との変調の影響を受けずに、第１、第２トラックの透過率の変化量に準じた絶対回転角検出用受光部からの出力信号を得ることができる。
【００２１】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、
上記光源から出射される光を、上記コードホイールの上記光オン部および上記光オフ部を介して、受光する閾値生成用受光部と、
上記閾値生成用受光部からの出力信号を受けて閾値を生成する閾値生成部と
を有し、
上記閾値生成用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であり、
上記絶対回転角検出部は、上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、上記閾値生成部によって生成された上記閾値と比較することにより、上記コードホイールの絶対回転角を算出する。
【００２２】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記閾値生成用受光部の幅は、コードホイールにおける互いに隣接する光オン部と光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であるので、光オン部と光オフ部との変調の影響を受けずに、閾値生成用受光部から安定した出力信号を得ることができる。そして、上記閾値生成部は、閾値生成用受光部からの出力信号を受けて閾値を生成するので、閾値生成部は、上記光源の経年的または温度による照射光量変化の影響を軽減して、閾値を生成できる。
【００２３】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、上記複数の第１トラックまたは上記複数の第２トラックにおいて、上記複数のトラックのうちの一つのトラックの透過率は、上記複数のトラックのうちの他のトラックの透過率と異なる。
【００２４】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記複数の第１トラックまたは上記複数の第２トラックにおいて、一つのトラックの透過率は、他のトラックの透過率と異なるので、コードホイールの１回転の基準信号を得ることができる。
【００２５】
また、一実施形態の回転角検出装置は、
コードホイールと、
上記コードホイールの相対回転角および絶対回転角を検出する上記光学式エンコーダと
を備える。
【００２６】
この実施形態の回転角検出装置によれば、上記光学式エンコーダを備えるので、簡単な構成で、相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格の回転角検出装置を提供できる。
【００２７】
また、一実施形態のモータは、
ロータと、
ステータと、
上記回転角検出装置と
を備え、
上記回転角検出装置の上記コードホイールは、上記ロータに対して相対的に静止するように、上記ロータに直接的または間接的に固定されている。
【００２８】
この実施形態のモータによれば、上記回転角検出装置を備えるので、簡単な構成で、ロータの相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格のモータを提供できる。
【００２９】
また、一実施形態の電子機器は、上記回転角検出装置、または、上記モータを備える。
【００３０】
この実施形態の電子機器によれば、上記回転角検出装置または上記モータを備えるので、簡単な構成で、相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格の電子機器を提供できる。
【発明の効果】
【００３１】
この発明の光学式エンコーダによれば、上記相対回転角検出部は、相対回転角検出用受光部からの出力信号を受けて、透過領域および遮断領域からの光量の相違に基づいて、回転体の相対回転角を検出する一方、上記絶対回転角検出部は、絶対回転角検出用受光部からの出力信号を受けて、第１の領域および第２の領域からの光量の相違に基づいて、回転体の絶対回転角を検出するので、簡単な構成で、回転体の相対回転角および絶対回転角を検出することができる。
【００３２】
この発明の回転角検出装置によれば、上記光学式エンコーダを備えるので、簡単な構成で、相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格の回転角検出装置を提供できる。
【００３３】
この発明のモータによれば、上記回転角検出装置を備えるので、簡単な構成で、ロータの相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格のモータを提供できる。
【００３４】
この発明の電子機器によれば、上記回転角検出装置または上記モータを備えるので、簡単な構成で、相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格の電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態の光学式エンコーダとともに用いられるコードホイールの平面図である。
【図２】第１実施形態の光学式エンコーダとコードホイールとの簡略構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態の光学式エンコーダとともに用いられるコードホイールの平面図である。
【図４】第２実施形態の光学式エンコーダとコードホイールとの簡略構成図である。
【図５】本発明の第３実施形態の光学式エンコーダとともに用いられるコードホイールの平面図である。
【図６】第３実施形態の光学式エンコーダとコードホイールとの簡略構成図である。
【図７】本発明の第４実施形態の光学式エンコーダとともに用いられるコードホイールの平面図である。
【図８】第４実施形態の光学式エンコーダとコードホイールとの簡略構成図である。
【図９】第１から第３絶対回転角検出部の絶対回転角信号のタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３７】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の光学式エンコーダとともに用いられるコードホイールを示し、図２は、光学式エンコーダとコードホイールとの簡略構成図を示している。この光学式エンコーダは、コードホイールともに、回転検出装置を構成する。
【００３８】
上記回転検出装置は、例えば、ロータとステータとともに、モータを構成する。このとき、回転角検出装置のコードホイールは、ロータに対して相対的に静止するように、ロータに直接的または間接的に固定される。また、上記回転検出装置や上記モータは、例えば、インクジェットプリンタや複写機などの電子機器に用いられる。
【００３９】
図１と図２に示すように、上記光学式エンコーダ２は、回転体としての上記コードホイール１の相対回転角および絶対回転角を検出する。コードホイール１は、複数の第１光オン部１１ａおよび複数の第２光オン部１１ｂと、複数の光オフ部１２とを有する。
【００４０】
上記第１と第２光オン部１１ａ，１１ｂは、光源Ｌから出射される光を透過する透過領域を構成する。上記光オフ部１２は、光源Ｌから出射される光を遮断する遮断領域を構成する。透過領域と遮断領域とは、周方向に交互に配列されている。
【００４１】
上記第１光オン部１１ａの透過率と上記第２光オン部１１ｂの透過率とは、異なり、第１光オン部１１ａの透過率は、第２光オン部１１ｂの透過率よりも大きい。第１光オン部１１ａは、例えば、スリットにより形成され、第２光オン部１１ｂは、例えば、スリットに低透過率の樹脂などを取り付けて形成される。
【００４２】
上記複数の第１光オン部１１ａは、周方向に連続して配列されて、第１の領域５１を構成する。上記複数の第２光オン部１１ｂは、周方向に連続して配列されて、第２の領域５２を構成している。第１の領域５１と第２の領域５２とは、それぞれ中心角１８０°の領域を占め、周方向に順に配列されている。
【００４３】
上記光学式エンコーダ２は、相対回転角検出用受光部２０と、絶対回転角検出用受光部２１と、相対回転角検出部２２と、絶対回転角検出部２３とを有する。
【００４４】
上記相対回転角検出用受光部２０は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１の透過領域（第１、第２光オン部１１ａ，１１ｂ）および遮断領域（光オフ部１２）を介して、受光する。
【００４５】
上記相対回転角検出用受光部２０は、第１から第４受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを有し、この４つの受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、コードホイール１の透過領域および遮断領域に対向するように、周方向に連続的に配列されている。
【００４６】
上記相対回転角検出用受光部２０の幅は、コードホイール１における互いに隣接する第１または第２光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【００４７】
上記絶対回転角検出用受光部２１は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１の第１の領域５１（第１光オン部１１ａ）および第２の領域５２（第２光オン部１１ｂ）を介して、受光する。
【００４８】
上記絶対回転角検出用受光部２１は、第１から第４受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを有し、この４つの受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、コードホイール１の第１の領域５１および第２の領域５２に対向するように、周方向に連続的に配列されている。絶対回転角検出用受光部２１は、相対回転角検出用受光部２０に連続的に配列されている。
【００４９】
上記絶対回転角検出用受光部２１の幅は、コードホイール１における互いに隣接する第１または第２光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【００５０】
上記相対回転角検出部２２は、上記相対回転角検出用受光部２０からの出力信号を受け、透過領域および遮断領域からの光量の相違に基づいて、コードホイール１の相対回転角を検出する。
【００５１】
上記相対回転角検出部２２は、第１、第３受光素子２０ａ，２０ｃに接続される第１差動アンプ４０ａと、この第１差動アンプ４０ａに接続される第１コンパレータ５０ａと、第２、第４受光素子２０ｂ，２０ｄに接続される第２差動アンプ４０ｂと、この第２差動アンプ４０ｂに接続される第２コンパレータ５０ｂとを有する。
【００５２】
上記第１、第３受光素子２０ａ，２０ｃは、入力ピッチ長Ｐに対して１８０°の位相差をもって、Ａ相を出力する一方、上記第２、第４受光素子２０ｂ，２０ｄは、入力ピッチ長Ｐに対して１８０°の位相差をもって、Ｂ相を出力する。そして、上記第１、第２コンパレータ５０ａ，５０ｂは、特開昭５９−４０２５８号公報と同様に、Ａ相出力とＢ相出力とを比較し、ＯＮ／ＯＦＦ制御して、コードホイール１の相対回転角信号を形成する。
【００５３】
また、上記各受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの幅は、（１／４）Ｐとなっており、上記Ａ相出力と上記Ｂ相出力の位相差が、（１／４）Ｐ（つまり、９０°）形成されることにより、コードホイール１の回転方向の検出も可能となる。
【００５４】
ここで、上記第１光オン部１１ａの透過率と上記第２光オン部１１ｂの透過率とは異なるため、第１、第２コンパレータ５０ａ，５０ｂでの比較を安定させる必要がある。このため、第１から第４受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの出力電流に対して、第１、第２差動アンプ４０ａ，４０ｂによって、直流出力を入力側へ負帰還させる等、直流成分にオフセットをかける。
【００５５】
なお、上記第１から第４受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを一つのグループとして、複数のグループを配列してもよく、各々同一の位相関係にある受光素子の和を比較し平均化させることで、光量増大および平均化により、コンパレータでの比較の安定化に有効となる。
【００５６】
上記絶対回転角検出部２３は、上記絶対回転角検出用受光部２１からの出力信号を受け、第１の領域５１および第２の領域５２からの光量の相違に基づいて、コードホイール１の絶対回転角を検出する。
【００５７】
上記絶対回転角検出部２３は、上記第１から第４受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄに接続されるアンプ３０を有する。このアンプ３０によって、各受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの出力信号の和を取ることにより、光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との入力ピッチ長Ｐに相当する信号を取ることができる。
【００５８】
このため、上記コードホイール１上の光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との変調パターンの影響を低減し、各受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの出力信号の和は、第１光オン部１１ａでの透過率と第２光オン部１１ｂの透過率の変化量を検出する。
【００５９】
そして、この出力をアンプ３０で増幅後、絶対回転角信号Ｖａｂｓを生成し、この信号を閾値と比較することによりコードホイール１の領域設定された絶対回転角を検出できて、相対回転角および回転方向検出と同時に、移動および位置情報を得ることができる。つまり、絶対回転角検出部２３は、絶対回転角検出用受光部２１からの出力信号を、閾値と比較することにより、コードホイール１の絶対回転角を算出する。
【００６０】
上記構成の光学式エンコーダ１によれば、上記相対回転角検出部２２は、相対回転角検出用受光部２０からの出力信号を受けて、透過領域および遮断領域からの光量の相違に基づいて、コードホイール１の相対回転角を検出する。一方、上記絶対回転角検出部２３は、絶対回転角検出用受光部２１からの出力信号を受けて、第１の領域５１および第２の領域５２からの光量の相違に基づいて、コードホイール１の絶対回転角を検出する。このため、簡単な構成で、コードホイール１の相対回転角および絶対回転角を検出することができる。
【００６１】
上記構成の光学式エンコーダ１によれば、コードホイール１は、透過領域としての第１または第２光オン部１１ａ，１１ｂと、遮断領域としての光オフ部１２とを有し、複数の第１光オン部１１ａは、周方向に連続して配列されて、第１の領域５１を構成し、複数の第２光オン部１１ｂは、周方向に連続して配列されて、第２の領域５２を構成しているので、第１光オン部１１ａは、透過領域と第１の領域５１とを兼用し、第２光オン部１１ｂは、透過領域と第２の領域５２とを兼用している。このため、一つのコードホイール１で、相対回転角情報と絶対回転角情報とを得ることができ、回転角の検出系の構成を簡略化できコストを低減できる。
【００６２】
上記構成の光学式エンコーダ１によれば、上記絶対回転角検出用受光部２１の幅は、コードホイール１における互いに隣接する第１または第２光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しいので、第１、第２光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との変調の影響を受けずに、絶対回転角検出用受光部２１から第１、第２光オン部１１ａ，１１ｂの透過率の変化量に準じた出力信号を得ることができる。また、第１、第２光オン部１１ａ，１１ｂの配置を、コードホイール１の絶対回転角を検出したい領域で変化させておき、絶対回転角検出用受光部２１からの出力信号と回転角毎に対応する閾値とを比較することにより、コードホイール１の絶対回転角を検出できて、回転角の検出系の構成を簡略化できる。
【００６３】
上記構成の回転角検出装置によれば、上記光学式エンコーダ１を備えるので、簡単な構成で、相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格の回転角検出装置を提供できる。
【００６４】
上記構成のモータによれば、上記回転角検出装置を備えるので、簡単な構成で、ロータの相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格のモータを提供できる。
【００６５】
上記構成の電子機器によれば、上記回転角検出装置または上記モータを備えるので、簡単な構成で、相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格の電子機器を提供できる。
【００６６】
（第２の実施形態）
図３と図４は、この発明の光学式エンコーダおよびコードホイールの第２の実施形態を示している。なお、この第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
【００６７】
図３と図４に示すように、コードホイール１Ａは、複数の光オン部１１ａと、複数の光オフ部１２とを有する。光オン部１１ａは、光源Ｌから出射される光を透過する透過領域を構成する。光オフ部１２は、光源Ｌから出射される光を遮断する遮断領域を構成する。透過領域と遮断領域とは、周方向に交互に配列されている。光オン部１１ａは、例えば、スリットにより形成される。
【００６８】
上記コードホイール１Ａは、第１の領域５１Ａとしての第１トラック１３ａと、第２の領域５２Ａとしての第２トラック１３ｂとを有する。第１トラック１３ａと第２トラック１３ｂとは、それぞれ中心角１８０°の領域を占め、周方向に順に配列されている。第１と第２トラック１３ａ，１３ｂは、光オン部１１ａとは独立して設けられ、光オン部１１ａの径方向外側に配置されている。
【００６９】
上記第１トラック１３ａの透過率と上記第２トラック１３ｂの透過率とは、異なり、第１トラック１３ａの透過率は、第２トラック１３ｂの透過率よりも大きい。第１トラック１３ａは、例えば、円弧状のスリットにより形成され、第２トラック１３ｂは、例えば、円弧状のスリットに低透過率の樹脂などを取り付けて形成される。
【００７０】
上記光学式エンコーダ２Ａは、相対回転角検出用受光部２０と、絶対回転角検出用受光部２４と、相対回転角検出部２２と、絶対回転角検出部２５と、閾値生成用受光部２６と、閾値生成部２７とを有する。
【００７１】
上記相対回転角検出用受光部２０は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１Ａの透過領域（光オン部１１ａ）および遮断領域（光オフ部１２）を介して、受光する。
【００７２】
上記相対回転角検出用受光部２０は、第１から第４受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを有し、この４つの受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、コードホイール１Ａの透過領域および遮断領域に対向するように、周方向に連続的に配列されている。
【００７３】
上記相対回転角検出用受光部２０の幅は、コードホイール１Ａにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【００７４】
上記絶対回転角検出用受光部２４は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１Ａの第１の領域５１Ａ（第１トラック１３ａ）および第２の領域５２Ａ（第２トラック１３ｂ）を介して、受光する。絶対回転角検出用受光部２４は、受光素子２４ａを有し、この受光素子２４ａは、コードホイール１Ａの第１の領域５１Ａおよび第２の領域５２Ａに対向するように、配列されている。
【００７５】
上記閾値生成用受光部２６は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１Ａの透過領域（光オン部１１ａ）および遮断領域（光オフ部１２）を介して、受光する。
【００７６】
上記閾値生成用受光部２６は、第１から第４受光素子２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄを有し、この４つの受光素子２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、コードホイール１Ａの透過領域および遮断領域に対向するように、周方向に連続的に配列されている。閾値生成用受光部２６は、相対回転角検出用受光部２０に連続的に配列されている。
【００７７】
上記閾値生成用受光部２６の幅は、コードホイール１Ａにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【００７８】
上記相対回転角検出部２２は、上記相対回転角検出用受光部２０からの出力信号を受け、透過領域（光オン部１１ａ）および遮断領域（光オフ部１２）からの光量の相違に基づいて、コードホイール１Ａの相対回転角を検出する。この相対回転角検出部２２の具体的な説明は、上記第１の実施形態と同様であるため、省略する。
【００７９】
上記閾値生成部２７は、閾値生成用受光部２６からの出力信号を受けて、絶対回転角検出用閾値を生成する。上記絶対回転角検出部２５は、絶対回転角検出用受光部２４からの出力信号を、アンプ３０により増幅してから、絶対回転角信号Ｖａｂｓを生成し、この信号を閾値生成部２７によって生成された閾値と比較することにより、コードホイール１Ａの絶対回転角を算出する。
【００８０】
上記構成の光学式エンコーダ２Ａによれば、上記第１の実施形態の作用効果に加えて、上記第１と第２トラック１３ａ，１３ｂと、上記光オン部１１ａとは、独立して設けられているので、一つのコードホイール１Ａ上に相対回転角情報を検出するための光オン部１１ａおよび光オフ部１２の変調パターンと、絶対回転角情報を検出するための第１トラック１３ａおよび第２トラック１３ｂの透過率変化パターンとを、独立して別のパターンで配することができる。このため、コードホイール１Ａの相対回転角および絶対回転角を検出する構成を簡易に製造でき、かつ、周方向に対する絶対回転角検出領域の自由度を高く設定できる。
【００８１】
上記構成の光学式エンコーダ２Ａによれば、上記閾値生成用受光部２６の幅は、コードホイール１Ａにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しいので、光オン部１１ａと光オフ部１２との変調の影響を受けずに、閾値生成用受光部２６から安定した出力信号を得ることができる。そして、上記閾値生成部２７は、閾値生成用受光部２６からの出力信号を受けて閾値を生成するので、閾値生成部２７は、光源Ｌの経年的または温度による照射光量変化の影響を軽減して、閾値を生成できる。
【００８２】
（第３の実施形態）
図５と図６は、この発明の光学式エンコーダおよびコードホイールの第３の実施形態を示している。なお、この第３の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
【００８３】
図５と図６に示すように、コードホイール１Ｂは、複数の光オン部１１ａと、複数の光オフ部１２とを有する。光オン部１１ａは、光源Ｌから出射される光を透過する透過領域を構成する。光オフ部１２は、光源Ｌから出射される光を遮断する遮断領域を構成する。透過領域と遮断領域とは、周方向に交互に配列されている。光オン部１１ａは、例えば、スリットにより形成される。
【００８４】
上記コードホイール１Ｂは、複数の第１トラック１４ａと複数の第２トラック１４ｂとを有する。第１トラック１４ａと第２トラック１４ｂとは、光源Ｌから出射される光を透過する。
【００８５】
上記複数の第１トラック１４ａは、周方向に連続して配列されて、第１の領域５１Ｂを構成する。上記複数の第２トラック１４ｂは、周方向に連続して配列されて、第２の領域５２Ｂを構成している。第１の領域５１Ｂと第２の領域５２Ｂとは、それぞれ中心角１８０°の領域を占め、周方向に順に配列されている。
【００８６】
上記第１トラック１４ａの透過率と上記第２トラック１４ｂの透過率とは、異なり、第１トラック１４ａの透過率は、第２トラック１４ｂの透過率よりも大きい。第１トラック１４ａは、例えば、スリットにより形成され、第２トラック１４ｂは、例えば、スリットに低透過率の樹脂などを取り付けて形成される。
【００８７】
上記各第１トラック１４ａは、各光オン部１１ａの径方向外側に隣接して、設けられている。つまり、第１トラック１４ａと光オン部１１ａとを同一のスリット内に一体に形成している。同様に、上記各第２トラック１４ｂは、各光オン部１１ａの径方向外側に隣接して、設けられている。つまり、第２トラック１４ｂと光オン部１１ａとを同一のスリット内に一体に形成している。
【００８８】
上記光学式エンコーダ２Ｂは、相対回転角検出用受光部２０と、絶対回転角検出用受光部２４と、相対回転角検出部２２と、絶対回転角検出部２５と、閾値生成用受光部２６と、閾値生成部２７とを有する。
【００８９】
上記相対回転角検出用受光部２０は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１Ｂの透過領域（光オン部１１ａ）および遮断領域（光オフ部１２）を介して、受光する。
【００９０】
上記相対回転角検出用受光部２０は、第１から第４受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを有し、この４つの受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、コードホイール１Ｂの透過領域および遮断領域に対向するように、周方向に連続的に配列されている。
【００９１】
上記相対回転角検出用受光部２０の幅は、コードホイール１Ｂにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【００９２】
上記絶対回転角検出用受光部２４は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１Ｂの第１の領域５１Ｂ（第１トラック１４ａ）および第２の領域５２Ｂ（第２トラック１４ｂ）を介して、受光する。絶対回転角検出用受光部２４は、受光素子２４ａを有し、この受光素子２４ａは、コードホイール１Ｂの第１の領域５１Ｂおよび第２の領域５２Ｂに対向するように、配列されている。
【００９３】
上記絶対回転角検出用受光部２４の幅は、コードホイール１Ｂにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。
【００９４】
上記閾値生成用受光部２６は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１Ｂの透過領域（光オン部１１ａ）および遮断領域（光オフ部１２）を介して、受光する。
【００９５】
上記閾値生成用受光部２６は、第１から第４受光素子２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄを有し、この４つの受光素子２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、コードホイール１Ｂの透過領域および遮断領域に対向するように、周方向に連続的に配列されている。閾値生成用受光部２６は、相対回転角検出用受光部２０に連続的に配列されている。
【００９６】
上記閾値生成用受光部２６の幅は、コードホイール１Ｂにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【００９７】
上記相対回転角検出部２２は、上記相対回転角検出用受光部２０からの出力信号を受け、透過領域（光オン部１１ａ）および遮断領域（光オフ部１２）からの光量の相違に基づいて、コードホイール１Ｂの相対回転角を検出する。この相対回転角検出部２２の具体的な説明は、上記第１の実施形態と同様であるため、省略する。
【００９８】
上記閾値生成部２７は、閾値生成用受光部２６からの出力信号を受けて、絶対回転角検出用閾値を生成する。上記絶対回転角検出部２５は、絶対回転角検出用受光部２４からの出力信号を、アンプ３０により増幅してから、絶対回転角信号Ｖａｂｓを生成し、この信号を閾値生成部２７によって生成された閾値と比較することにより、コードホイール１Ｂの絶対回転角を算出する。
【００９９】
上記構成の光学式エンコーダ２Ｂによれば、上記第１の実施形態の作用効果に加えて、上記絶対回転角検出用受光部２４の幅は、コードホイール１Ｂにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しいので、（光オン部１１ａと一体に設けられた）第１、第２トラック１４ａ，１４ｂと光オフ部１２との変調の影響を受けずに、第１、第２トラック１４ａ，１４ｂの透過率の変化量に準じた絶対回転角検出用受光部２４からの出力信号を得ることができる。
【０１００】
上記構成の光学式エンコーダ２Ｂによれば、上記閾値生成用受光部２６の幅は、コードホイール１Ｂにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しいので、光オン部１１ａと光オフ部１２との変調の影響を受けずに、閾値生成用受光部２６から安定した出力信号を得ることができる。そして、上記閾値生成部２７は、閾値生成用受光部２６からの出力信号を受けて閾値を生成するので、閾値生成部２７は、光源Ｌの経年的または温度による照射光量変化の影響を軽減して、閾値を生成できる。
【０１０１】
（第４の実施形態）
図７と図８は、この発明の光学式エンコーダおよびコードホイールの第４の実施形態を示している。なお、この第４の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
【０１０２】
図７と図８に示すように、コードホイール１Ｃは、複数の第１光オン部１１ａおよび複数の第２光オン部１１ｂと、複数の光オフ部１２とを有する。
【０１０３】
上記第１と第２光オン部１１ａ，１１ｂは、光源Ｌから出射される光を透過する透過領域を構成する。上記光オフ部１２は、光源Ｌから出射される光を遮断する遮断領域を構成する。透過領域と遮断領域とは、周方向に交互に配列されている。
【０１０４】
上記第１光オン部１１ａの透過率と上記第２光オン部１１ｂの透過率とは、異なり、第１光オン部１１ａの透過率は、第２光オン部１１ｂの透過率よりも大きい。第１光オン部１１ａは、例えば、スリットにより形成され、第２光オン部１１ｂは、例えば、スリットに低透過率の樹脂などを取り付けて形成される。
【０１０５】
上記複数の第１光オン部１１ａは、周方向に連続して配列されて、Ａ領域を構成する。上記複数の第２光オン部１１ｂは、周方向に連続して配列されて、Ｂ領域を構成している。Ａ領域とＢ領域とは、それぞれ中心角１８０°の領域を占め、周方向に順に配列されている。
【０１０６】
上記コードホイール１Ｃは、複数の第１トラック１４ａと複数の第２トラック１４ｂとを有する。第１トラック１４ａと第２トラック１４ｂとは、光源Ｌから出射される光を透過する。
【０１０７】
上記複数の第１トラック１４ａは、周方向に連続して配列されて、Ｃ領域を構成する。上記複数の第２トラック１４ｂは、周方向に連続して配列されて、Ｄ領域を構成している。Ｃ領域とＤ領域とは、それぞれ中心角１８０°の領域を占め、周方向に順に配列されている。
【０１０８】
上記第１トラック１４ａの透過率と上記第２トラック１４ｂの透過率とは、異なり、第１トラック１４ａの透過率は、第２トラック１４ｂの透過率よりも大きい。第１トラック１４ａは、例えば、スリットにより形成され、第２トラック１４ｂは、例えば、スリットに低透過率の樹脂などを取り付けて形成される。
【０１０９】
上記各第１トラック１４ａは、各光オン部１１ａの径方向外側に隣接して、設けられている。上記各第２トラック１４ｂは、各光オン部１１ａの径方向外側に隣接して、設けられている。
【０１１０】
上記複数の第２トラック１４ｂのうちの一つの第２トラック１６の透過率は、複数の第２トラック１４ｂのうちの他の第２トラック１４ｂの透過率と異なる。つまり、一つの第２トラック１６の透過率は、他の第２トラック１４ｂの透過率よりも小さい。
【０１１１】
上記コードホイール１Ｃは、複数の第３トラック１５ａと複数の第４トラック１５ｂとを有する。第３トラック１５ａと第４トラック１５ｂとは、光源Ｌから出射される光を透過する。
【０１１２】
上記複数の第３トラック１５ａは、周方向に連続して配列されて、Ｅ領域を構成する。上記複数の第４トラック１５ｂは、周方向に連続して配列されて、Ｆ領域を構成している。Ｅ領域とＦ領域とは、それぞれ中心角１８０°の領域を占め、周方向に順に配列されている。
【０１１３】
上記第３トラック１５ａの透過率と上記第４トラック１５ｂの透過率とは、異なり、第３トラック１５ａの透過率は、第４トラック１５ｂの透過率よりも大きい。第３トラック１５ａは、例えば、スリットにより形成され、第４トラック１５ｂは、例えば、スリットに低透過率の樹脂などを取り付けて形成される。
【０１１４】
上記各第３トラック１５ａは、各光オン部１１ａの径方向内側に隣接して、設けられている。上記各第４トラック１５ｂは、各光オン部１１ａの径方向内側に隣接して、設けられている。
【０１１５】
上記第１または第２光オン部１１ａ，１１ｂと、第１または第２トラック１４ａ，１４ｂと、第３または第４トラック１５ａ，１５ｂとは、同一のスリット内に一体に形成されている。
【０１１６】
Ａ領域とＢ領域との第１境界と、Ｃ領域とＤ領域との第２境界と、Ｅ領域とＦ領域との第３境界とは、順に、中心角度６０°の位相で配置されている。そして、隣り合う上記境界の間に、第１から第６の領域５１Ｃ，５２Ｃ，５３Ｃ，５４Ｃ，５５Ｃ，５６Ｃを形成する。第１から第６の領域５１Ｃ〜５６Ｃは、それぞれ中心角度６０°の領域を占め、互いに異なる透過率を有する。
【０１１７】
上記光学式エンコーダ２Ｃは、相対回転角検出用受光部２０と、第１から第３絶対回転角検出用受光部３１，３２，３３と、相対回転角検出部２２と、第１から第３絶対回転角検出部４１，４２，４３とを有する。
【０１１８】
上記相対回転角検出用受光部２０は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１Ｃの透過領域（第１、第２光オン部１１ａ，１１ｂ）および遮断領域（光オフ部１２）を介して、受光する。
【０１１９】
上記相対回転角検出用受光部２０は、第１から第４受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを有し、この４つの受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、コードホイール１Ｃの透過領域および遮断領域に対向するように、周方向に連続的に配列されている。
【０１２０】
上記相対回転角検出用受光部２０の幅は、コードホイール１Ｃにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【０１２１】
上記第１絶対回転角検出用受光部３１は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１ＣのＣ領域（第１トラック１４ａ）およびＤ領域（第２トラック１４ｂ）を介して、受光する。第１絶対回転角検出用受光部３１は、受光素子３１ａを有し、この受光素子３１ａは、コードホイール１ＣのＣ領域およびＤ領域に対向するように、配列されている。
【０１２２】
上記第１絶対回転角検出用受光部３１の幅は、コードホイール１Ｃにおける互いに隣接する光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。
【０１２３】
上記第２絶対回転角検出用受光部３２は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１ＣのＡ領域（第１光オン部１１ａ）およびＢ領域（第２光オン部１１ｂ）を介して、受光する。
【０１２４】
上記第２絶対回転角検出用受光部３２は、第１から第４受光素子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを有し、この４つの受光素子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、コードホイール１ＣのＡ領域およびＢ領域に対向するように、周方向に連続的に配列されている。第２絶対回転角検出用受光部３２は、相対回転角検出用受光部２０に連続的に配列されている。
【０１２５】
上記第２絶対回転角検出用受光部３２の幅は、コードホイール１Ｃにおける互いに隣接する光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【０１２６】
上記第３絶対回転角検出用受光部３３は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１ＣのＥ領域（第３トラック１５ａ）およびＦ領域（第４トラック１５ｂ）を介して、受光する。第３絶対回転角検出用受光部３３は、受光素子３３ａを有し、この受光素子３３ａは、コードホイール１ＣのＥ領域およびＦ領域に対向するように、配列されている。
【０１２７】
上記第３絶対回転角検出用受光部３３の幅は、コードホイール１Ｃにおける互いに隣接する光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。
【０１２８】
上記相対回転角検出部２２は、上記相対回転角検出用受光部２０からの出力信号を受け、透過領域（光オン部１１ａ）および遮断領域（光オフ部１２）からの光量の相違に基づいて、コードホイール１Ｃの相対回転角を検出する。この相対回転角検出部２２の具体的な説明は、上記第１の実施形態と同様であるため、省略する。
【０１２９】
上記第１絶対回転角検出部４１は、第１絶対回転角検出用受光部３１からの出力信号を、アンプ６１により増幅してから、絶対回転角信号Ｖａｂｓ１を生成し、この信号を閾値と比較する。上記第２絶対回転角検出部４２は、第２絶対回転角検出用受光部３２からの出力信号を、アンプ６２により増幅してから、絶対回転角信号Ｖａｂｓ２を生成し、この信号を閾値と比較する。上記第３絶対回転角検出部４３は、第３絶対回転角検出用受光部３３からの出力信号を、アンプ６３により増幅してから、絶対回転角信号Ｖａｂｓ３を生成し、この信号を閾値と比較する。そして、第１から第３絶対回転角検出部４１，４２，４３により、コードホイール１Ｃの絶対回転角を算出する。つまり、コードホイール１の第１から第６の領域５１Ｃ〜５６Ｃを算出する。
【０１３０】
図９に示すように、上記第１から第３絶対回転角検出部４１，４２，４３による絶対回転角の算出を具体的に説明すると、各絶対回転角信号Ｖａｂｓ１，Ｖａｂｓ２，Ｖａｂｓ３を絶対回転角検出用閾値で比較し、その出力の組み合わせにより、コードホイール１回転において６０°ごとの位置（第１から第６の領域５１Ｃ〜５６Ｃ）を知ることができる。
【０１３１】
例えば、３相ブラシレスモータのロータの位置関係と対応させてロータの回転位置情報を得ることが可能となる。つまり、コードホイール１の第１から第６の領域５１Ｃ〜５６Ｃを、ＤＣブラシレスモータのロータの着磁位置と相関させて、ロータの回転位置を検出することができる。
【０１３２】
また、絶対回転角信号Ｖａｂｓ１において、第１絶対回転角検出用受光部３１がインデックス用パターンとしてのトラック１６を検出することにより得られた出力の変化量を、インデックス検出用閾値で判定することにより、コードホイール１回転で１発の基準信号（インデックス）を得ることができる。
【０１３３】
したがって、相対回転角情報および回転方向と、６０°毎の絶対回転角検出およびコードホイール１回転における基準信号とを、容易に得ることができる。
【０１３４】
上記構成の光学式エンコーダ２Ｃによれば、上記第１の実施形態の作用効果に加えて、上記第１から第３絶対回転角検出用受光部３１，３２，３３のそれぞれの幅は、コードホイール１Ｃにおける互いに隣接する光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しいので、（光オン部１１ａ，１１ｂと一体に設けられた）トラック１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと光オフ部１２との変調の影響を受けずに、トラック１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの透過率の変化量に準じた各絶対回転角検出用受光部３１，３２，３３からの出力信号を得ることができる。
【０１３５】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記第１から上記第４の実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。また、光学式エンコーダを、コードホイール以外の回転体の相対回転角および絶対回転角の検出に、用いてもよい。また、光学式エンコーダを有する回転検出装置を、モータ以外の回転装置に、用いてもよい。
【０１３６】
また、絶対回転角検出用受光部の幅を、コードホイールにおける互いに隣接する光オン部と光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍としてもよい。また、閾値生成用受光部の幅を、コードホイールにおける互いに隣接する光オン部と光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍としてもよい。
【０１３７】
また、絶対回転角検出部は、絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、複数の閾値と比較することにより、コードホイールの絶対回転角を算出するようにしてもよい。また、閾値生成部は、閾値生成用受光部からの出力信号を受けて複数の閾値を生成するようにしてもよく、絶対回転角検出部は、絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、この複数の閾値と比較することにより、コードホイールの絶対回転角を算出するようにしてもよい。
【０１３８】
また、トラックの形状や数量の増減は、自由であり、トラックを、光オン部の径方向外側でなく、光オン部の径方向内側に配置してもよい。
【符号の説明】
【０１３９】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ コードホイール（回転体）
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 光学式エンコーダ
１１ａ 第１光オン部
１１ｂ 第２光オン部
１２ 光オフ部
１３ａ，１４ａ 第１トラック
１３ｂ，１４ｂ 第２トラック
１５ａ 第３トラック
１５ｂ 第４トラック
２０ 相対回転角検出用受光部
２１，２４ 絶対回転角検出用受光部
２２ 相対回転角検出部
２３，２５ 絶対回転角検出部
２６ 閾値生成用受光部
２７ 閾値生成部
３１，３２，３３ 第１、第２、第３絶対回転角検出用受光部
４１，４２，４３ 第１、第２、第３絶対回転角検出部
５１，５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ 第１の領域
５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ 第２の領域
５３Ｃ、５４Ｃ，５５Ｃ，５６Ｃ 第３、第４、第５、第６の領域
Ｌ 光源
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学式エンコーダ、回転角検出装置、モータおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、回転ディスクの変調パターンに対して、ＬＥＤやフォトトランジスタ等から構成される光学式エンコーダは、インクジェットプリンタや複写機において静音化、省電力化という利点よりＤＣモータでの駆動・制御系が増えることにより、需要が増大している。最近では、インクリメンタル型デジタルエンコーダが広く用いられており、従来の回転軸の相対位置情報を構成する手段としては、例えば、特開昭５９−４０２５８号公報（特許文献１）に示されるように、受光素子群をスリットの配列方向に１／４ピッチの間隔で配置し、それらの出力信号を比較することにより構成されたものが提案されている。
【０００３】
また、一般的に、ＤＣブラシレスモータでは、ロータの磁極を検知してロータの回転位置を検出するためにホール素子が用いられる。例えば、特開２００１−２７５３８３号公報（特許文献２）に示されるように、ロータシャフトにそれと同軸に固着された支持板にロータ磁石と同一の磁極数を有するリング状の検出磁石を設け、この検出磁石の端面に対向して配置されたホール素子により磁極の極性を検出して、転流位置を制御するように構成したものが提案されている。
【０００４】
しかしながら、上記従来のインクリメンタルエンコーダでは、相対的な回転角および回転方向の検出は可能だが、ＤＣブラシレスモータに用いた場合、ロータ位置検出等のために必要となる絶対回転角の検出は困難であるという問題があった。この結果、ロータの絶対回転角を検出するために、検出磁石とホール素子との検出系の構成が必要となり、構成が複雑となる問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−４０２５８号公報
【特許文献２】特開２００１−２７５３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この発明の課題は、簡単な構成にて、モータのロータ等の相対回転角および絶対回転角を検出できる光学式エンコーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明の光学式エンコーダは、
光源から出射される光を透過する複数の透過領域と、上記光源から出射される光を遮断する複数の遮断領域とを有し、上記透過領域と上記遮断領域とを周方向に交互に配列すると共に、上記光源から出射される光を透過する第１の領域と、上記光源から出射される光を透過すると共に上記第１の領域の透過率と異なる透過率を有する第２の領域とを、周方向に順に配列している回転体の相対回転角および絶対回転角を検出する光学式エンコーダであって、
上記光源から出射される光を、上記回転体の上記透過領域および上記遮断領域を介して、受光する相対回転角検出用受光部と、
上記光源から出射される光を、上記回転体の上記第１の領域および上記第２の領域を介して、受光する絶対回転角検出用受光部と、
上記相対回転角検出用受光部からの出力信号を受け、上記透過領域および上記遮断領域からの光量の相違に基づいて、上記回転体の相対回転角を検出する相対回転角検出部と、
上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を受け、上記第１の領域および上記第２の領域からの光量の相違に基づいて、上記回転体の絶対回転角を検出する絶対回転角検出部と
を備えることを特徴としている。
【０００８】
この発明の光学式エンコーダによれば、上記相対回転角検出部は、相対回転角検出用受光部からの出力信号を受けて、透過領域および遮断領域からの光量の相違に基づいて、回転体の相対回転角を検出する。一方、上記絶対回転角検出部は、絶対回転角検出用受光部からの出力信号を受けて、第１の領域および第２の領域からの光量の相違に基づいて、回転体の絶対回転角を検出する。このため、簡単な構成で、回転体の相対回転角および絶対回転角を検出することができる。
【０００９】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、
上記回転体は、コードホイールであり、
このコードホイールは、
上記透過領域としての第１または第２光オン部と、
上記遮断領域としての光オフ部と
を有し、
上記第１光オン部の透過率と上記第２光オン部の透過率とは、異なり、
複数の上記第１光オン部は、周方向に連続して配列されて、上記第１の領域を構成し、
複数の上記第２光オン部は、周方向に連続して配列されて、上記第２の領域を構成している。
【００１０】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記回転体としてのコードホイールは、透過領域としての第１または第２光オン部と、遮断領域としての光オフ部とを有し、複数の第１光オン部は、周方向に連続して配列されて、第１の領域を構成し、複数の第２光オン部は、周方向に連続して配列されて、第２の領域を構成しているので、第１光オン部は、透過領域と第１の領域とを兼用し、第２光オン部は、透過領域と第２の領域とを兼用している。このため、一つのコードホイールで、相対回転角情報と絶対回転角情報とを得ることができ、回転角の検出系の構成を簡略化できコストを低減できる。
【００１１】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、
上記絶対回転角検出用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記第１または第２光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であり、
上記絶対回転角検出部は、上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、閾値と比較することにより、上記コードホイールの絶対回転角を算出する。
【００１２】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記絶対回転角検出用受光部の幅は、コードホイールにおける互いに隣接する第１または第２光オン部と光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であるので、第１、第２光オン部と光オフ部との変調の影響を受けずに、絶対回転角検出用受光部から第１、第２光オン部の透過率の変化量に準じた出力信号を得ることができる。また、第１、第２光オン部の配置を、コードホイールの絶対回転角を検出したい領域で変化させておき、絶対回転角検出用受光部からの出力信号と回転角毎に対応する閾値とを比較することにより、コードホイールの絶対回転角を検出できて、回転角の検出系の構成を簡略化できる。
【００１３】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、
上記回転体は、コードホイールであり、
このコードホイールは、
上記透過領域としての光オン部と、
上記遮断領域としての光オフ部と、
上記第１の領域としての第１トラックと、
上記第２の領域としての第２トラックと
を有し、
上記第１と第２トラックと、上記光オン部とは、独立して設けられている。
【００１４】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記第１と第２トラックと、上記光オン部とは、独立して設けられているので、一つのコードホイール上に相対回転角情報を検出するための光オン部および光オフ部の変調パターンと、絶対回転角情報を検出するための第１トラックおよび第２トラックの透過率変化パターンとを、独立して別のパターンで配することができる。このため、コードホイールの相対回転角および絶対回転角を検出する構成を簡易に製造でき、かつ、周方向に対する絶対回転角検出領域の自由度を高く設定できる。
【００１５】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、
上記光源から出射される光を、上記コードホイールの上記光オン部および上記光オフ部を介して、受光する閾値生成用受光部と、
上記閾値生成用受光部からの出力信号を受けて閾値を生成する閾値生成部と
を有し、
上記閾値生成用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であり、
上記絶対回転角検出部は、上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、上記閾値生成部によって生成された上記閾値と比較することにより、上記コードホイールの絶対回転角を算出する。
【００１６】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記閾値生成用受光部の幅は、コードホイールにおける互いに隣接する光オン部と光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であるので、光オン部と光オフ部との変調の影響を受けずに、閾値生成用受光部から安定した出力信号を得ることができる。そして、上記閾値生成部は、閾値生成用受光部からの出力信号を受けて閾値を生成するので、閾値生成部は、上記光源の経年的または温度による照射光量変化の影響を軽減して、閾値を生成できる。
【００１７】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、
上記回転体は、コードホイールであり、
このコードホイールは、
上記透過領域としての光オン部と、
上記遮断領域としての光オフ部と、
上記光源から出射される光を透過する複数の第１トラックと、
上記光源から出射される光を透過すると共に上記第１トラックの透過率と異なる透過率を有する複数の第２トラックと
を有し、
上記複数の第１トラックは、周方向に連続して配列されて、上記第１の領域を構成し、
上記複数の第２トラックは、周方向に連続して配列されて、上記第２の領域を構成し、
上記各第１トラックは、上記各光オン部の径方向に隣接して、設けられ、
上記各第２トラックは、上記各光オン部の径方向に隣接して、設けられている。
【００１８】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記各第１トラックは、上記各光オン部の径方向に隣接して、設けられ、上記各第２トラックは、上記各光オン部の径方向に隣接して、設けられているので、光オン部と第１、第２トラックとを同一のスリット内に一体に形成でき、小型化を図ることができる。
【００１９】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、
上記絶対回転角検出用受光部は、上記第１または第２トラックに対向して配置され、
上記絶対回転角検出用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍である。
【００２０】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記絶対回転角検出用受光部の幅は、コードホイールにおける互いに隣接する光オン部と光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であるので、（光オン部と一体に設けられた）第１、第２トラックと光オフ部との変調の影響を受けずに、第１、第２トラックの透過率の変化量に準じた絶対回転角検出用受光部からの出力信号を得ることができる。
【００２１】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、
上記光源から出射される光を、上記コードホイールの上記光オン部および上記光オフ部を介して、受光する閾値生成用受光部と、
上記閾値生成用受光部からの出力信号を受けて閾値を生成する閾値生成部と
を有し、
上記閾値生成用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であり、
上記絶対回転角検出部は、上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、上記閾値生成部によって生成された上記閾値と比較することにより、上記コードホイールの絶対回転角を算出する。
【００２２】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記閾値生成用受光部の幅は、コードホイールにおける互いに隣接する光オン部と光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であるので、光オン部と光オフ部との変調の影響を受けずに、閾値生成用受光部から安定した出力信号を得ることができる。そして、上記閾値生成部は、閾値生成用受光部からの出力信号を受けて閾値を生成するので、閾値生成部は、上記光源の経年的または温度による照射光量変化の影響を軽減して、閾値を生成できる。
【００２３】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、上記複数の第１トラックまたは上記複数の第２トラックにおいて、上記複数のトラックのうちの一つのトラックの透過率は、上記複数のトラックのうちの他のトラックの透過率と異なる。
【００２４】
この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記複数の第１トラックまたは上記複数の第２トラックにおいて、一つのトラックの透過率は、他のトラックの透過率と異なるので、コードホイールの１回転の基準信号を得ることができる。
【００２５】
また、一実施形態の回転角検出装置は、
コードホイールと、
上記コードホイールの相対回転角および絶対回転角を検出する上記光学式エンコーダと
を備える。
【００２６】
この実施形態の回転角検出装置によれば、上記光学式エンコーダを備えるので、簡単な構成で、相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格の回転角検出装置を提供できる。
【００２７】
また、一実施形態のモータは、
ロータと、
ステータと、
上記回転角検出装置と
を備え、
上記回転角検出装置の上記コードホイールは、上記ロータに対して相対的に静止するように、上記ロータに直接的または間接的に固定されている。
【００２８】
この実施形態のモータによれば、上記回転角検出装置を備えるので、簡単な構成で、ロータの相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格のモータを提供できる。
【００２９】
また、一実施形態の電子機器は、上記回転角検出装置、または、上記モータを備える。
【００３０】
この実施形態の電子機器によれば、上記回転角検出装置または上記モータを備えるので、簡単な構成で、相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格の電子機器を提供できる。
【発明の効果】
【００３１】
この発明の光学式エンコーダによれば、上記相対回転角検出部は、相対回転角検出用受光部からの出力信号を受けて、透過領域および遮断領域からの光量の相違に基づいて、回転体の相対回転角を検出する一方、上記絶対回転角検出部は、絶対回転角検出用受光部からの出力信号を受けて、第１の領域および第２の領域からの光量の相違に基づいて、回転体の絶対回転角を検出するので、簡単な構成で、回転体の相対回転角および絶対回転角を検出することができる。
【００３２】
この発明の回転角検出装置によれば、上記光学式エンコーダを備えるので、簡単な構成で、相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格の回転角検出装置を提供できる。
【００３３】
この発明のモータによれば、上記回転角検出装置を備えるので、簡単な構成で、ロータの相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格のモータを提供できる。
【００３４】
この発明の電子機器によれば、上記回転角検出装置または上記モータを備えるので、簡単な構成で、相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格の電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態の光学式エンコーダとともに用いられるコードホイールの平面図である。
【図２】第１実施形態の光学式エンコーダとコードホイールとの簡略構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態の光学式エンコーダとともに用いられるコードホイールの平面図である。
【図４】第２実施形態の光学式エンコーダとコードホイールとの簡略構成図である。
【図５】本発明の第３実施形態の光学式エンコーダとともに用いられるコードホイールの平面図である。
【図６】第３実施形態の光学式エンコーダとコードホイールとの簡略構成図である。
【図７】本発明の第４実施形態の光学式エンコーダとともに用いられるコードホイールの平面図である。
【図８】第４実施形態の光学式エンコーダとコードホイールとの簡略構成図である。
【図９】第１から第３絶対回転角検出部の絶対回転角信号のタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３７】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の光学式エンコーダとともに用いられるコードホイールを示し、図２は、光学式エンコーダとコードホイールとの簡略構成図を示している。この光学式エンコーダは、コードホイールともに、回転検出装置を構成する。
【００３８】
上記回転検出装置は、例えば、ロータとステータとともに、モータを構成する。このとき、回転角検出装置のコードホイールは、ロータに対して相対的に静止するように、ロータに直接的または間接的に固定される。また、上記回転検出装置や上記モータは、例えば、インクジェットプリンタや複写機などの電子機器に用いられる。
【００３９】
図１と図２に示すように、上記光学式エンコーダ２は、回転体としての上記コードホイール１の相対回転角および絶対回転角を検出する。コードホイール１は、複数の第１光オン部１１ａおよび複数の第２光オン部１１ｂと、複数の光オフ部１２とを有する。
【００４０】
上記第１と第２光オン部１１ａ，１１ｂは、光源Ｌから出射される光を透過する透過領域を構成する。上記光オフ部１２は、光源Ｌから出射される光を遮断する遮断領域を構成する。透過領域と遮断領域とは、周方向に交互に配列されている。
【００４１】
上記第１光オン部１１ａの透過率と上記第２光オン部１１ｂの透過率とは、異なり、第１光オン部１１ａの透過率は、第２光オン部１１ｂの透過率よりも大きい。第１光オン部１１ａは、例えば、スリットにより形成され、第２光オン部１１ｂは、例えば、スリットに低透過率の樹脂などを取り付けて形成される。
【００４２】
上記複数の第１光オン部１１ａは、周方向に連続して配列されて、第１の領域５１を構成する。上記複数の第２光オン部１１ｂは、周方向に連続して配列されて、第２の領域５２を構成している。第１の領域５１と第２の領域５２とは、それぞれ中心角１８０°の領域を占め、周方向に順に配列されている。
【００４３】
上記光学式エンコーダ２は、相対回転角検出用受光部２０と、絶対回転角検出用受光部２１と、相対回転角検出部２２と、絶対回転角検出部２３とを有する。
【００４４】
上記相対回転角検出用受光部２０は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１の透過領域（第１、第２光オン部１１ａ，１１ｂ）および遮断領域（光オフ部１２）を介して、受光する。
【００４５】
上記相対回転角検出用受光部２０は、第１から第４受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを有し、この４つの受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、コードホイール１の透過領域および遮断領域に対向するように、周方向に連続的に配列されている。
【００４６】
上記相対回転角検出用受光部２０の幅は、コードホイール１における互いに隣接する第１または第２光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【００４７】
上記絶対回転角検出用受光部２１は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１の第１の領域５１（第１光オン部１１ａ）および第２の領域５２（第２光オン部１１ｂ）を介して、受光する。
【００４８】
上記絶対回転角検出用受光部２１は、第１から第４受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを有し、この４つの受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、コードホイール１の第１の領域５１および第２の領域５２に対向するように、周方向に連続的に配列されている。絶対回転角検出用受光部２１は、相対回転角検出用受光部２０に連続的に配列されている。
【００４９】
上記絶対回転角検出用受光部２１の幅は、コードホイール１における互いに隣接する第１または第２光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【００５０】
上記相対回転角検出部２２は、上記相対回転角検出用受光部２０からの出力信号を受け、透過領域および遮断領域からの光量の相違に基づいて、コードホイール１の相対回転角を検出する。
【００５１】
上記相対回転角検出部２２は、第１、第３受光素子２０ａ，２０ｃに接続される第１差動アンプ４０ａと、この第１差動アンプ４０ａに接続される第１コンパレータ５０ａと、第２、第４受光素子２０ｂ，２０ｄに接続される第２差動アンプ４０ｂと、この第２差動アンプ４０ｂに接続される第２コンパレータ５０ｂとを有する。
【００５２】
上記第１、第３受光素子２０ａ，２０ｃは、入力ピッチ長Ｐに対して１８０°の位相差をもって、Ａ相を出力する一方、上記第２、第４受光素子２０ｂ，２０ｄは、入力ピッチ長Ｐに対して１８０°の位相差をもって、Ｂ相を出力する。そして、上記第１、第２コンパレータ５０ａ，５０ｂは、特開昭５９−４０２５８号公報と同様に、Ａ相出力とＢ相出力とを比較し、ＯＮ／ＯＦＦ制御して、コードホイール１の相対回転角信号を形成する。
【００５３】
また、上記各受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの幅は、（１／４）Ｐとなっており、上記Ａ相出力と上記Ｂ相出力の位相差が、（１／４）Ｐ（つまり、９０°）形成されることにより、コードホイール１の回転方向の検出も可能となる。
【００５４】
ここで、上記第１光オン部１１ａの透過率と上記第２光オン部１１ｂの透過率とは異なるため、第１、第２コンパレータ５０ａ，５０ｂでの比較を安定させる必要がある。このため、第１から第４受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの出力電流に対して、第１、第２差動アンプ４０ａ，４０ｂによって、直流出力を入力側へ負帰還させる等、直流成分にオフセットをかける。
【００５５】
なお、上記第１から第４受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを一つのグループとして、複数のグループを配列してもよく、各々同一の位相関係にある受光素子の和を比較し平均化させることで、光量増大および平均化により、コンパレータでの比較の安定化に有効となる。
【００５６】
上記絶対回転角検出部２３は、上記絶対回転角検出用受光部２１からの出力信号を受け、第１の領域５１および第２の領域５２からの光量の相違に基づいて、コードホイール１の絶対回転角を検出する。
【００５７】
上記絶対回転角検出部２３は、上記第１から第４受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄに接続されるアンプ３０を有する。このアンプ３０によって、各受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの出力信号の和を取ることにより、光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との入力ピッチ長Ｐに相当する信号を取ることができる。
【００５８】
このため、上記コードホイール１上の光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との変調パターンの影響を低減し、各受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの出力信号の和は、第１光オン部１１ａでの透過率と第２光オン部１１ｂの透過率の変化量を検出する。
【００５９】
そして、この出力をアンプ３０で増幅後、絶対回転角信号Ｖａｂｓを生成し、この信号を閾値と比較することによりコードホイール１の領域設定された絶対回転角を検出できて、相対回転角および回転方向検出と同時に、移動および位置情報を得ることができる。つまり、絶対回転角検出部２３は、絶対回転角検出用受光部２１からの出力信号を、閾値と比較することにより、コードホイール１の絶対回転角を算出する。
【００６０】
上記構成の光学式エンコーダ１によれば、上記相対回転角検出部２２は、相対回転角検出用受光部２０からの出力信号を受けて、透過領域および遮断領域からの光量の相違に基づいて、コードホイール１の相対回転角を検出する。一方、上記絶対回転角検出部２３は、絶対回転角検出用受光部２１からの出力信号を受けて、第１の領域５１および第２の領域５２からの光量の相違に基づいて、コードホイール１の絶対回転角を検出する。このため、簡単な構成で、コードホイール１の相対回転角および絶対回転角を検出することができる。
【００６１】
上記構成の光学式エンコーダ１によれば、コードホイール１は、透過領域としての第１または第２光オン部１１ａ，１１ｂと、遮断領域としての光オフ部１２とを有し、複数の第１光オン部１１ａは、周方向に連続して配列されて、第１の領域５１を構成し、複数の第２光オン部１１ｂは、周方向に連続して配列されて、第２の領域５２を構成しているので、第１光オン部１１ａは、透過領域と第１の領域５１とを兼用し、第２光オン部１１ｂは、透過領域と第２の領域５２とを兼用している。このため、一つのコードホイール１で、相対回転角情報と絶対回転角情報とを得ることができ、回転角の検出系の構成を簡略化できコストを低減できる。
【００６２】
上記構成の光学式エンコーダ１によれば、上記絶対回転角検出用受光部２１の幅は、コードホイール１における互いに隣接する第１または第２光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しいので、第１、第２光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との変調の影響を受けずに、絶対回転角検出用受光部２１から第１、第２光オン部１１ａ，１１ｂの透過率の変化量に準じた出力信号を得ることができる。また、第１、第２光オン部１１ａ，１１ｂの配置を、コードホイール１の絶対回転角を検出したい領域で変化させておき、絶対回転角検出用受光部２１からの出力信号と回転角毎に対応する閾値とを比較することにより、コードホイール１の絶対回転角を検出できて、回転角の検出系の構成を簡略化できる。
【００６３】
上記構成の回転角検出装置によれば、上記光学式エンコーダ１を備えるので、簡単な構成で、相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格の回転角検出装置を提供できる。
【００６４】
上記構成のモータによれば、上記回転角検出装置を備えるので、簡単な構成で、ロータの相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格のモータを提供できる。
【００６５】
上記構成の電子機器によれば、上記回転角検出装置または上記モータを備えるので、簡単な構成で、相対回転角および絶対回転角を検出することができ、低価格の電子機器を提供できる。
【００６６】
（第２の実施形態）
図３と図４は、この発明の光学式エンコーダおよびコードホイールの第２の実施形態を示している。なお、この第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
【００６７】
図３と図４に示すように、コードホイール１Ａは、複数の光オン部１１ａと、複数の光オフ部１２とを有する。光オン部１１ａは、光源Ｌから出射される光を透過する透過領域を構成する。光オフ部１２は、光源Ｌから出射される光を遮断する遮断領域を構成する。透過領域と遮断領域とは、周方向に交互に配列されている。光オン部１１ａは、例えば、スリットにより形成される。
【００６８】
上記コードホイール１Ａは、第１の領域５１Ａとしての第１トラック１３ａと、第２の領域５２Ａとしての第２トラック１３ｂとを有する。第１トラック１３ａと第２トラック１３ｂとは、それぞれ中心角１８０°の領域を占め、周方向に順に配列されている。第１と第２トラック１３ａ，１３ｂは、光オン部１１ａとは独立して設けられ、光オン部１１ａの径方向外側に配置されている。
【００６９】
上記第１トラック１３ａの透過率と上記第２トラック１３ｂの透過率とは、異なり、第１トラック１３ａの透過率は、第２トラック１３ｂの透過率よりも大きい。第１トラック１３ａは、例えば、円弧状のスリットにより形成され、第２トラック１３ｂは、例えば、円弧状のスリットに低透過率の樹脂などを取り付けて形成される。
【００７０】
上記光学式エンコーダ２Ａは、相対回転角検出用受光部２０と、絶対回転角検出用受光部２４と、相対回転角検出部２２と、絶対回転角検出部２５と、閾値生成用受光部２６と、閾値生成部２７とを有する。
【００７１】
上記相対回転角検出用受光部２０は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１Ａの透過領域（光オン部１１ａ）および遮断領域（光オフ部１２）を介して、受光する。
【００７２】
上記相対回転角検出用受光部２０は、第１から第４受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを有し、この４つの受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、コードホイール１Ａの透過領域および遮断領域に対向するように、周方向に連続的に配列されている。
【００７３】
上記相対回転角検出用受光部２０の幅は、コードホイール１Ａにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【００７４】
上記絶対回転角検出用受光部２４は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１Ａの第１の領域５１Ａ（第１トラック１３ａ）および第２の領域５２Ａ（第２トラック１３ｂ）を介して、受光する。絶対回転角検出用受光部２４は、受光素子２４ａを有し、この受光素子２４ａは、コードホイール１Ａの第１の領域５１Ａおよび第２の領域５２Ａに対向するように、配列されている。
【００７５】
上記閾値生成用受光部２６は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１Ａの透過領域（光オン部１１ａ）および遮断領域（光オフ部１２）を介して、受光する。
【００７６】
上記閾値生成用受光部２６は、第１から第４受光素子２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄを有し、この４つの受光素子２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、コードホイール１Ａの透過領域および遮断領域に対向するように、周方向に連続的に配列されている。閾値生成用受光部２６は、相対回転角検出用受光部２０に連続的に配列されている。
【００７７】
上記閾値生成用受光部２６の幅は、コードホイール１Ａにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【００７８】
上記相対回転角検出部２２は、上記相対回転角検出用受光部２０からの出力信号を受け、透過領域（光オン部１１ａ）および遮断領域（光オフ部１２）からの光量の相違に基づいて、コードホイール１Ａの相対回転角を検出する。この相対回転角検出部２２の具体的な説明は、上記第１の実施形態と同様であるため、省略する。
【００７９】
上記閾値生成部２７は、閾値生成用受光部２６からの出力信号を受けて、絶対回転角検出用閾値を生成する。上記絶対回転角検出部２５は、絶対回転角検出用受光部２４からの出力信号を、アンプ３０により増幅してから、絶対回転角信号Ｖａｂｓを生成し、この信号を閾値生成部２７によって生成された閾値と比較することにより、コードホイール１Ａの絶対回転角を算出する。
【００８０】
上記構成の光学式エンコーダ２Ａによれば、上記第１の実施形態の作用効果に加えて、上記第１と第２トラック１３ａ，１３ｂと、上記光オン部１１ａとは、独立して設けられているので、一つのコードホイール１Ａ上に相対回転角情報を検出するための光オン部１１ａおよび光オフ部１２の変調パターンと、絶対回転角情報を検出するための第１トラック１３ａおよび第２トラック１３ｂの透過率変化パターンとを、独立して別のパターンで配することができる。このため、コードホイール１Ａの相対回転角および絶対回転角を検出する構成を簡易に製造でき、かつ、周方向に対する絶対回転角検出領域の自由度を高く設定できる。
【００８１】
上記構成の光学式エンコーダ２Ａによれば、上記閾値生成用受光部２６の幅は、コードホイール１Ａにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しいので、光オン部１１ａと光オフ部１２との変調の影響を受けずに、閾値生成用受光部２６から安定した出力信号を得ることができる。そして、上記閾値生成部２７は、閾値生成用受光部２６からの出力信号を受けて閾値を生成するので、閾値生成部２７は、光源Ｌの経年的または温度による照射光量変化の影響を軽減して、閾値を生成できる。
【００８２】
（第３の実施形態）
図５と図６は、この発明の光学式エンコーダおよびコードホイールの第３の実施形態を示している。なお、この第３の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
【００８３】
図５と図６に示すように、コードホイール１Ｂは、複数の光オン部１１ａと、複数の光オフ部１２とを有する。光オン部１１ａは、光源Ｌから出射される光を透過する透過領域を構成する。光オフ部１２は、光源Ｌから出射される光を遮断する遮断領域を構成する。透過領域と遮断領域とは、周方向に交互に配列されている。光オン部１１ａは、例えば、スリットにより形成される。
【００８４】
上記コードホイール１Ｂは、複数の第１トラック１４ａと複数の第２トラック１４ｂとを有する。第１トラック１４ａと第２トラック１４ｂとは、光源Ｌから出射される光を透過する。
【００８５】
上記複数の第１トラック１４ａは、周方向に連続して配列されて、第１の領域５１Ｂを構成する。上記複数の第２トラック１４ｂは、周方向に連続して配列されて、第２の領域５２Ｂを構成している。第１の領域５１Ｂと第２の領域５２Ｂとは、それぞれ中心角１８０°の領域を占め、周方向に順に配列されている。
【００８６】
上記第１トラック１４ａの透過率と上記第２トラック１４ｂの透過率とは、異なり、第１トラック１４ａの透過率は、第２トラック１４ｂの透過率よりも大きい。第１トラック１４ａは、例えば、スリットにより形成され、第２トラック１４ｂは、例えば、スリットに低透過率の樹脂などを取り付けて形成される。
【００８７】
上記各第１トラック１４ａは、各光オン部１１ａの径方向外側に隣接して、設けられている。つまり、第１トラック１４ａと光オン部１１ａとを同一のスリット内に一体に形成している。同様に、上記各第２トラック１４ｂは、各光オン部１１ａの径方向外側に隣接して、設けられている。つまり、第２トラック１４ｂと光オン部１１ａとを同一のスリット内に一体に形成している。
【００８８】
上記光学式エンコーダ２Ｂは、相対回転角検出用受光部２０と、絶対回転角検出用受光部２４と、相対回転角検出部２２と、絶対回転角検出部２５と、閾値生成用受光部２６と、閾値生成部２７とを有する。
【００８９】
上記相対回転角検出用受光部２０は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１Ｂの透過領域（光オン部１１ａ）および遮断領域（光オフ部１２）を介して、受光する。
【００９０】
上記相対回転角検出用受光部２０は、第１から第４受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを有し、この４つの受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、コードホイール１Ｂの透過領域および遮断領域に対向するように、周方向に連続的に配列されている。
【００９１】
上記相対回転角検出用受光部２０の幅は、コードホイール１Ｂにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【００９２】
上記絶対回転角検出用受光部２４は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１Ｂの第１の領域５１Ｂ（第１トラック１４ａ）および第２の領域５２Ｂ（第２トラック１４ｂ）を介して、受光する。絶対回転角検出用受光部２４は、受光素子２４ａを有し、この受光素子２４ａは、コードホイール１Ｂの第１の領域５１Ｂおよび第２の領域５２Ｂに対向するように、配列されている。
【００９３】
上記絶対回転角検出用受光部２４の幅は、コードホイール１Ｂにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。
【００９４】
上記閾値生成用受光部２６は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１Ｂの透過領域（光オン部１１ａ）および遮断領域（光オフ部１２）を介して、受光する。
【００９５】
上記閾値生成用受光部２６は、第１から第４受光素子２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄを有し、この４つの受光素子２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、コードホイール１Ｂの透過領域および遮断領域に対向するように、周方向に連続的に配列されている。閾値生成用受光部２６は、相対回転角検出用受光部２０に連続的に配列されている。
【００９６】
上記閾値生成用受光部２６の幅は、コードホイール１Ｂにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【００９７】
上記相対回転角検出部２２は、上記相対回転角検出用受光部２０からの出力信号を受け、透過領域（光オン部１１ａ）および遮断領域（光オフ部１２）からの光量の相違に基づいて、コードホイール１Ｂの相対回転角を検出する。この相対回転角検出部２２の具体的な説明は、上記第１の実施形態と同様であるため、省略する。
【００９８】
上記閾値生成部２７は、閾値生成用受光部２６からの出力信号を受けて、絶対回転角検出用閾値を生成する。上記絶対回転角検出部２５は、絶対回転角検出用受光部２４からの出力信号を、アンプ３０により増幅してから、絶対回転角信号Ｖａｂｓを生成し、この信号を閾値生成部２７によって生成された閾値と比較することにより、コードホイール１Ｂの絶対回転角を算出する。
【００９９】
上記構成の光学式エンコーダ２Ｂによれば、上記第１の実施形態の作用効果に加えて、上記絶対回転角検出用受光部２４の幅は、コードホイール１Ｂにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しいので、（光オン部１１ａと一体に設けられた）第１、第２トラック１４ａ，１４ｂと光オフ部１２との変調の影響を受けずに、第１、第２トラック１４ａ，１４ｂの透過率の変化量に準じた絶対回転角検出用受光部２４からの出力信号を得ることができる。
【０１００】
上記構成の光学式エンコーダ２Ｂによれば、上記閾値生成用受光部２６の幅は、コードホイール１Ｂにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しいので、光オン部１１ａと光オフ部１２との変調の影響を受けずに、閾値生成用受光部２６から安定した出力信号を得ることができる。そして、上記閾値生成部２７は、閾値生成用受光部２６からの出力信号を受けて閾値を生成するので、閾値生成部２７は、光源Ｌの経年的または温度による照射光量変化の影響を軽減して、閾値を生成できる。
【０１０１】
（第４の実施形態）
図７と図８は、この発明の光学式エンコーダおよびコードホイールの第４の実施形態を示している。なお、この第４の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
【０１０２】
図７と図８に示すように、コードホイール１Ｃは、複数の第１光オン部１１ａおよび複数の第２光オン部１１ｂと、複数の光オフ部１２とを有する。
【０１０３】
上記第１と第２光オン部１１ａ，１１ｂは、光源Ｌから出射される光を透過する透過領域を構成する。上記光オフ部１２は、光源Ｌから出射される光を遮断する遮断領域を構成する。透過領域と遮断領域とは、周方向に交互に配列されている。
【０１０４】
上記第１光オン部１１ａの透過率と上記第２光オン部１１ｂの透過率とは、異なり、第１光オン部１１ａの透過率は、第２光オン部１１ｂの透過率よりも大きい。第１光オン部１１ａは、例えば、スリットにより形成され、第２光オン部１１ｂは、例えば、スリットに低透過率の樹脂などを取り付けて形成される。
【０１０５】
上記複数の第１光オン部１１ａは、周方向に連続して配列されて、Ａ領域を構成する。上記複数の第２光オン部１１ｂは、周方向に連続して配列されて、Ｂ領域を構成している。Ａ領域とＢ領域とは、それぞれ中心角１８０°の領域を占め、周方向に順に配列されている。
【０１０６】
上記コードホイール１Ｃは、複数の第１トラック１４ａと複数の第２トラック１４ｂとを有する。第１トラック１４ａと第２トラック１４ｂとは、光源Ｌから出射される光を透過する。
【０１０７】
上記複数の第１トラック１４ａは、周方向に連続して配列されて、Ｃ領域を構成する。上記複数の第２トラック１４ｂは、周方向に連続して配列されて、Ｄ領域を構成している。Ｃ領域とＤ領域とは、それぞれ中心角１８０°の領域を占め、周方向に順に配列されている。
【０１０８】
上記第１トラック１４ａの透過率と上記第２トラック１４ｂの透過率とは、異なり、第１トラック１４ａの透過率は、第２トラック１４ｂの透過率よりも大きい。第１トラック１４ａは、例えば、スリットにより形成され、第２トラック１４ｂは、例えば、スリットに低透過率の樹脂などを取り付けて形成される。
【０１０９】
上記各第１トラック１４ａは、各光オン部１１ａの径方向外側に隣接して、設けられている。上記各第２トラック１４ｂは、各光オン部１１ａの径方向外側に隣接して、設けられている。
【０１１０】
上記複数の第２トラック１４ｂのうちの一つの第２トラック１６の透過率は、複数の第２トラック１４ｂのうちの他の第２トラック１４ｂの透過率と異なる。つまり、一つの第２トラック１６の透過率は、他の第２トラック１４ｂの透過率よりも小さい。
【０１１１】
上記コードホイール１Ｃは、複数の第３トラック１５ａと複数の第４トラック１５ｂとを有する。第３トラック１５ａと第４トラック１５ｂとは、光源Ｌから出射される光を透過する。
【０１１２】
上記複数の第３トラック１５ａは、周方向に連続して配列されて、Ｅ領域を構成する。上記複数の第４トラック１５ｂは、周方向に連続して配列されて、Ｆ領域を構成している。Ｅ領域とＦ領域とは、それぞれ中心角１８０°の領域を占め、周方向に順に配列されている。
【０１１３】
上記第３トラック１５ａの透過率と上記第４トラック１５ｂの透過率とは、異なり、第３トラック１５ａの透過率は、第４トラック１５ｂの透過率よりも大きい。第３トラック１５ａは、例えば、スリットにより形成され、第４トラック１５ｂは、例えば、スリットに低透過率の樹脂などを取り付けて形成される。
【０１１４】
上記各第３トラック１５ａは、各光オン部１１ａの径方向内側に隣接して、設けられている。上記各第４トラック１５ｂは、各光オン部１１ａの径方向内側に隣接して、設けられている。
【０１１５】
上記第１または第２光オン部１１ａ，１１ｂと、第１または第２トラック１４ａ，１４ｂと、第３または第４トラック１５ａ，１５ｂとは、同一のスリット内に一体に形成されている。
【０１１６】
Ａ領域とＢ領域との第１境界と、Ｃ領域とＤ領域との第２境界と、Ｅ領域とＦ領域との第３境界とは、順に、中心角度６０°の位相で配置されている。そして、隣り合う上記境界の間に、第１から第６の領域５１Ｃ，５２Ｃ，５３Ｃ，５４Ｃ，５５Ｃ，５６Ｃを形成する。第１から第６の領域５１Ｃ〜５６Ｃは、それぞれ中心角度６０°の領域を占め、互いに異なる透過率を有する。
【０１１７】
上記光学式エンコーダ２Ｃは、相対回転角検出用受光部２０と、第１から第３絶対回転角検出用受光部３１，３２，３３と、相対回転角検出部２２と、第１から第３絶対回転角検出部４１，４２，４３とを有する。
【０１１８】
上記相対回転角検出用受光部２０は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１Ｃの透過領域（第１、第２光オン部１１ａ，１１ｂ）および遮断領域（光オフ部１２）を介して、受光する。
【０１１９】
上記相対回転角検出用受光部２０は、第１から第４受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを有し、この４つの受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、コードホイール１Ｃの透過領域および遮断領域に対向するように、周方向に連続的に配列されている。
【０１２０】
上記相対回転角検出用受光部２０の幅は、コードホイール１Ｃにおける互いに隣接する光オン部１１ａと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【０１２１】
上記第１絶対回転角検出用受光部３１は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１ＣのＣ領域（第１トラック１４ａ）およびＤ領域（第２トラック１４ｂ）を介して、受光する。第１絶対回転角検出用受光部３１は、受光素子３１ａを有し、この受光素子３１ａは、コードホイール１ＣのＣ領域およびＤ領域に対向するように、配列されている。
【０１２２】
上記第１絶対回転角検出用受光部３１の幅は、コードホイール１Ｃにおける互いに隣接する光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。
【０１２３】
上記第２絶対回転角検出用受光部３２は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１ＣのＡ領域（第１光オン部１１ａ）およびＢ領域（第２光オン部１１ｂ）を介して、受光する。
【０１２４】
上記第２絶対回転角検出用受光部３２は、第１から第４受光素子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを有し、この４つの受光素子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、コードホイール１ＣのＡ領域およびＢ領域に対向するように、周方向に連続的に配列されている。第２絶対回転角検出用受光部３２は、相対回転角検出用受光部２０に連続的に配列されている。
【０１２５】
上記第２絶対回転角検出用受光部３２の幅は、コードホイール１Ｃにおける互いに隣接する光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。つまり、各受光素子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの幅は、（１／４）Ｐとなる。
【０１２６】
上記第３絶対回転角検出用受光部３３は、光源Ｌから出射される光を、コードホイール１ＣのＥ領域（第３トラック１５ａ）およびＦ領域（第４トラック１５ｂ）を介して、受光する。第３絶対回転角検出用受光部３３は、受光素子３３ａを有し、この受光素子３３ａは、コードホイール１ＣのＥ領域およびＦ領域に対向するように、配列されている。
【０１２７】
上記第３絶対回転角検出用受光部３３の幅は、コードホイール１Ｃにおける互いに隣接する光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しい。
【０１２８】
上記相対回転角検出部２２は、上記相対回転角検出用受光部２０からの出力信号を受け、透過領域（光オン部１１ａ）および遮断領域（光オフ部１２）からの光量の相違に基づいて、コードホイール１Ｃの相対回転角を検出する。この相対回転角検出部２２の具体的な説明は、上記第１の実施形態と同様であるため、省略する。
【０１２９】
上記第１絶対回転角検出部４１は、第１絶対回転角検出用受光部３１からの出力信号を、アンプ６１により増幅してから、絶対回転角信号Ｖａｂｓ１を生成し、この信号を閾値と比較する。上記第２絶対回転角検出部４２は、第２絶対回転角検出用受光部３２からの出力信号を、アンプ６２により増幅してから、絶対回転角信号Ｖａｂｓ２を生成し、この信号を閾値と比較する。上記第３絶対回転角検出部４３は、第３絶対回転角検出用受光部３３からの出力信号を、アンプ６３により増幅してから、絶対回転角信号Ｖａｂｓ３を生成し、この信号を閾値と比較する。そして、第１から第３絶対回転角検出部４１，４２，４３により、コードホイール１Ｃの絶対回転角を算出する。つまり、コードホイール１の第１から第６の領域５１Ｃ〜５６Ｃを算出する。
【０１３０】
図９に示すように、上記第１から第３絶対回転角検出部４１，４２，４３による絶対回転角の算出を具体的に説明すると、各絶対回転角信号Ｖａｂｓ１，Ｖａｂｓ２，Ｖａｂｓ３を絶対回転角検出用閾値で比較し、その出力の組み合わせにより、コードホイール１回転において６０°ごとの位置（第１から第６の領域５１Ｃ〜５６Ｃ）を知ることができる。
【０１３１】
例えば、３相ブラシレスモータのロータの位置関係と対応させてロータの回転位置情報を得ることが可能となる。つまり、コードホイール１の第１から第６の領域５１Ｃ〜５６Ｃを、ＤＣブラシレスモータのロータの着磁位置と相関させて、ロータの回転位置を検出することができる。
【０１３２】
また、絶対回転角信号Ｖａｂｓ１において、第１絶対回転角検出用受光部３１がインデックス用パターンとしてのトラック１６を検出することにより得られた出力の変化量を、インデックス検出用閾値で判定することにより、コードホイール１回転で１発の基準信号（インデックス）を得ることができる。
【０１３３】
したがって、相対回転角情報および回転方向と、６０°毎の絶対回転角検出およびコードホイール１回転における基準信号とを、容易に得ることができる。
【０１３４】
上記構成の光学式エンコーダ２Ｃによれば、上記第１の実施形態の作用効果に加えて、上記第１から第３絶対回転角検出用受光部３１，３２，３３のそれぞれの幅は、コードホイール１Ｃにおける互いに隣接する光オン部１１ａ，１１ｂと光オフ部１２との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長Ｐと略等しいので、（光オン部１１ａ，１１ｂと一体に設けられた）トラック１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと光オフ部１２との変調の影響を受けずに、トラック１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの透過率の変化量に準じた各絶対回転角検出用受光部３１，３２，３３からの出力信号を得ることができる。
【０１３５】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記第１から上記第４の実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。また、光学式エンコーダを、コードホイール以外の回転体の相対回転角および絶対回転角の検出に、用いてもよい。また、光学式エンコーダを有する回転検出装置を、モータ以外の回転装置に、用いてもよい。
【０１３６】
また、絶対回転角検出用受光部の幅を、コードホイールにおける互いに隣接する光オン部と光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍としてもよい。また、閾値生成用受光部の幅を、コードホイールにおける互いに隣接する光オン部と光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍としてもよい。
【０１３７】
また、絶対回転角検出部は、絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、複数の閾値と比較することにより、コードホイールの絶対回転角を算出するようにしてもよい。また、閾値生成部は、閾値生成用受光部からの出力信号を受けて複数の閾値を生成するようにしてもよく、絶対回転角検出部は、絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、この複数の閾値と比較することにより、コードホイールの絶対回転角を算出するようにしてもよい。
【０１３８】
また、トラックの形状や数量の増減は、自由であり、トラックを、光オン部の径方向外側でなく、光オン部の径方向内側に配置してもよい。
【符号の説明】
【０１３９】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ コードホイール（回転体）
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 光学式エンコーダ
１１ａ 第１光オン部
１１ｂ 第２光オン部
１２ 光オフ部
１３ａ，１４ａ 第１トラック
１３ｂ，１４ｂ 第２トラック
１５ａ 第３トラック
１５ｂ 第４トラック
２０ 相対回転角検出用受光部
２１，２４ 絶対回転角検出用受光部
２２ 相対回転角検出部
２３，２５ 絶対回転角検出部
２６ 閾値生成用受光部
２７ 閾値生成部
３１，３２，３３ 第１、第２、第３絶対回転角検出用受光部
４１，４２，４３ 第１、第２、第３絶対回転角検出部
５１，５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ 第１の領域
５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ 第２の領域
５３Ｃ、５４Ｃ，５５Ｃ，５６Ｃ 第３、第４、第５、第６の領域
Ｌ 光源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射される光を透過する複数の透過領域と、上記光源から出射される光を遮断する複数の遮断領域とを有し、上記透過領域と上記遮断領域とを周方向に交互に配列すると共に、上記光源から出射される光を透過する第１の領域と、上記光源から出射される光を透過すると共に上記第１の領域の透過率と異なる透過率を有する第２の領域とを、周方向に順に配列している回転体の相対回転角および絶対回転角を検出する光学式エンコーダであって、
上記光源から出射される光を、上記回転体の上記透過領域および上記遮断領域を介して、受光する相対回転角検出用受光部と、
上記光源から出射される光を、上記回転体の上記第１の領域および上記第２の領域を介して、受光する絶対回転角検出用受光部と、
上記相対回転角検出用受光部からの出力信号を受け、上記透過領域および上記遮断領域からの光量の相違に基づいて、上記回転体の相対回転角を検出する相対回転角検出部と、
上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を受け、上記第１の領域および上記第２の領域からの光量の相違に基づいて、上記回転体の絶対回転角を検出する絶対回転角検出部と
を備えることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項２】
請求項１に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記回転体は、コードホイールであり、
このコードホイールは、
上記透過領域としての第１または第２光オン部と、
上記遮断領域としての光オフ部と
を有し、
上記第１光オン部の透過率と上記第２光オン部の透過率とは、異なり、
複数の上記第１光オン部は、周方向に連続して配列されて、上記第１の領域を構成し、
複数の上記第２光オン部は、周方向に連続して配列されて、上記第２の領域を構成していることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項３】
請求項２に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記絶対回転角検出用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記第１または第２光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であり、
上記絶対回転角検出部は、上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、閾値と比較することにより、上記コードホイールの絶対回転角を算出することを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項４】
請求項１に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記回転体は、コードホイールであり、
このコードホイールは、
上記透過領域としての光オン部と、
上記遮断領域としての光オフ部と、
上記第１の領域としての第１トラックと、
上記第２の領域としての第２トラックと
を有し、
上記第１と第２トラックと、上記光オン部とは、独立して設けられていることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項５】
請求項４に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記光源から出射される光を、上記コードホイールの上記光オン部および上記光オフ部を介して、受光する閾値生成用受光部と、
上記閾値生成用受光部からの出力信号を受けて閾値を生成する閾値生成部と
を有し、
上記閾値生成用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であり、
上記絶対回転角検出部は、上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、上記閾値生成部によって生成された上記閾値と比較することにより、上記コードホイールの絶対回転角を算出することを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項６】
請求項１に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記回転体は、コードホイールであり、
このコードホイールは、
上記透過領域としての光オン部と、
上記遮断領域としての光オフ部と、
上記光源から出射される光を透過する複数の第１トラックと、
上記光源から出射される光を透過すると共に上記第１トラックの透過率と異なる透過率を有する複数の第２トラックと
を有し、
上記複数の第１トラックは、周方向に連続して配列されて、上記第１の領域を構成し、
上記複数の第２トラックは、周方向に連続して配列されて、上記第２の領域を構成し、
上記各第１トラックは、上記各光オン部の径方向に隣接して、設けられ、
上記各第２トラックは、上記各光オン部の径方向に隣接して、設けられていることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項７】
請求項６に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記絶対回転角検出用受光部は、上記第１または第２トラックに対向して配置され、
上記絶対回転角検出用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項８】
請求項６または７に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記光源から出射される光を、上記コードホイールの上記光オン部および上記光オフ部を介して、受光する閾値生成用受光部と、
上記閾値生成用受光部からの出力信号を受けて閾値を生成する閾値生成部と
を有し、
上記閾値生成用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であり、
上記絶対回転角検出部は、上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、上記閾値生成部によって生成された上記閾値と比較することにより、上記コードホイールの絶対回転角を算出することを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項９】
請求項６から８の何れか一つに記載の光学式エンコーダにおいて、
上記複数の第１トラックまたは上記複数の第２トラックにおいて、上記複数のトラックのうちの一つのトラックの透過率は、上記複数のトラックのうちの他のトラックの透過率と異なることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項１０】
コードホイールと、
上記コードホイールの相対回転角および絶対回転角を検出する請求項１から９の何れか一つに記載の光学式エンコーダと
を備えることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項１１】
ロータと、
ステータと、
請求項１０に記載の回転角検出装置と
を備え、
上記回転角検出装置の上記コードホイールは、上記ロータに対して相対的に静止するように、上記ロータに直接的または間接的に固定されていることを特徴とするモータ。
【請求項１２】
請求項１０に記載の回転角検出装置、または、請求項１１に記載のモータを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
光源から出射される光を透過する複数の透過領域と、上記光源から出射される光を遮断する複数の遮断領域とを有し、上記透過領域と上記遮断領域とを周方向に交互に配列すると共に、上記光源から出射される光を透過する第１の領域と、上記光源から出射される光を透過すると共に上記第１の領域の透過率と異なる透過率を有する第２の領域とを、周方向に順に配列している回転体の相対回転角および絶対回転角を検出する光学式エンコーダであって、
上記光源から出射される光を、上記回転体の上記透過領域および上記遮断領域を介して、受光する相対回転角検出用受光部と、
上記光源から出射される光を、上記回転体の上記第１の領域および上記第２の領域を介して、受光する絶対回転角検出用受光部と、
上記相対回転角検出用受光部からの出力信号を受け、上記透過領域および上記遮断領域からの光量の相違に基づいて、上記回転体の相対回転角を検出する相対回転角検出部と、
上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を受け、上記第１の領域および上記第２の領域からの光量の相違に基づいて、上記回転体の絶対回転角を検出する絶対回転角検出部と
を備えることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項２】
請求項１に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記回転体は、コードホイールであり、
このコードホイールは、
上記透過領域としての第１または第２光オン部と、
上記遮断領域としての光オフ部と
を有し、
上記第１光オン部の透過率と上記第２光オン部の透過率とは、異なり、
複数の上記第１光オン部は、周方向に連続して配列されて、上記第１の領域を構成し、
複数の上記第２光オン部は、周方向に連続して配列されて、上記第２の領域を構成していることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項３】
請求項２に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記絶対回転角検出用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記第１または第２光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であり、
上記絶対回転角検出部は、上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、閾値と比較することにより、上記コードホイールの絶対回転角を算出することを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項４】
請求項１に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記回転体は、コードホイールであり、
このコードホイールは、
上記透過領域としての光オン部と、
上記遮断領域としての光オフ部と、
上記第１の領域としての第１トラックと、
上記第２の領域としての第２トラックと
を有し、
上記第１と第２トラックと、上記光オン部とは、独立して設けられていることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項５】
請求項４に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記光源から出射される光を、上記コードホイールの上記光オン部および上記光オフ部を介して、受光する閾値生成用受光部と、
上記閾値生成用受光部からの出力信号を受けて閾値を生成する閾値生成部と
を有し、
上記閾値生成用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であり、
上記絶対回転角検出部は、上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、上記閾値生成部によって生成された上記閾値と比較することにより、上記コードホイールの絶対回転角を算出することを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項６】
請求項１に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記回転体は、コードホイールであり、
このコードホイールは、
上記透過領域としての光オン部と、
上記遮断領域としての光オフ部と、
上記光源から出射される光を透過する複数の第１トラックと、
上記光源から出射される光を透過すると共に上記第１トラックの透過率と異なる透過率を有する複数の第２トラックと
を有し、
上記複数の第１トラックは、周方向に連続して配列されて、上記第１の領域を構成し、
上記複数の第２トラックは、周方向に連続して配列されて、上記第２の領域を構成し、
上記各第１トラックは、上記各光オン部の径方向に隣接して、設けられ、
上記各第２トラックは、上記各光オン部の径方向に隣接して、設けられていることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項７】
請求項６に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記絶対回転角検出用受光部は、上記第１または第２トラックに対向して配置され、
上記絶対回転角検出用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項８】
請求項６または７に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記光源から出射される光を、上記コードホイールの上記光オン部および上記光オフ部を介して、受光する閾値生成用受光部と、
上記閾値生成用受光部からの出力信号を受けて閾値を生成する閾値生成部と
を有し、
上記閾値生成用受光部の幅は、上記コードホイールにおける互いに隣接する上記光オン部と上記光オフ部との周方向に沿った長さの和である入力ピッチ長の略整数倍であり、
上記絶対回転角検出部は、上記絶対回転角検出用受光部からの出力信号を、上記閾値生成部によって生成された上記閾値と比較することにより、上記コードホイールの絶対回転角を算出することを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項９】
請求項６から８の何れか一つに記載の光学式エンコーダにおいて、
上記複数の第１トラックまたは上記複数の第２トラックにおいて、上記複数のトラックのうちの一つのトラックの透過率は、上記複数のトラックのうちの他のトラックの透過率と異なることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項１０】
コードホイールと、
上記コードホイールの相対回転角および絶対回転角を検出する請求項１から９の何れか一つに記載の光学式エンコーダと
を備えることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項１１】
ロータと、
ステータと、
請求項１０に記載の回転角検出装置と
を備え、
上記回転角検出装置の上記コードホイールは、上記ロータに対して相対的に静止するように、上記ロータに直接的または間接的に固定されていることを特徴とするモータ。
【請求項１２】
請求項１０に記載の回転角検出装置、または、請求項１１に記載のモータを備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１４５３５８（Ｐ２０１２−１４５３５８Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９３６（Ｐ２０１１−１９３６）
【出願日】平成２３年１月７日（２０１１．１．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月７日（２０１１．１．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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