JPH0552590A - アブソリユ−ト・エンコ−ダ用検出素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 １トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンとイ
ンクリメンタル・パタ−ンとを並列に読取る検出素子を
多種多様な符号板に対して共用可能とする。例えば、１
周１００刻みのロ−タリ−型アブソリュ−ト・エンコ−
ダと１周６０刻みロ−タリ−型アブソリュ−ト・エンコ
−ダとの間で筐体、検出素子、光学式のものにあっては
光源も共通化する。同時に、温度湿度、ごみの侵入、振
動等に対するアブソリュ−ト・エンコ−ダの耐久性を増
す。 【構成】 センサＥ、Ｆ、Ｇを配置した基板Ｄと、該基
板Ｄの上方に交換可能に取付けた透明保護板Ｈとで検出
素子Ｂを構成する。ピッチの異なるインクリメンタル・
パタ−ンＩ、Ｊに対しては、適正なインデックス・スケ
−ルＭ、Ｎを有する透明保護板Ｈへの交換で対処する。
最小読取単位長さが異なる１トラック型アブソリュ−ト
・パタ−ンＰに対しては、例えば複数のセンサから適正
な個数間隔でセンサＥ、Ｆ、Ｇが選択されるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、符号板に形成されたパ
タ−ンを読取る複数のセンサをまとめて１枚の基板上に
形成したアブソリュ−ト・エンコ−ダ用検出素子、詳し
くは、最小読取り単位長さが異なる１トラック型アブソ
リュ−ト・パタ−ンを有する別の符号板に対しても、該
検出素子を共用できる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】符号板に対する検出部の位置情報をそれ
ぞれの相対位置に固有な絶対位置信号として出力するア
ブソリュ−ト・エンコ−ダは、相対移動可能に組合せた
符号板と検出部とで基本的に構成され、その符号板に
は、絶対位置信号の数字を特定の物理情報に置換えて連
続的に配置したアブソリュ−ト・パタ−ンが形成され、
検出部には、該パタ−ンの物理情報を判別するセンサが
配置される。アブソリュ−ト・エンコ−ダは、外観上、
帯状の符号板に沿って検出部が直線的に移動するリニア
型のものと、円盤または円筒状の符号板に対して検出部
が角移動するロ−タリ−型のものとに大別されるが、い
ずれにせよアブソリュ−ト・パタ−ン上に物理情報とし
て記録された目盛情報（絶対位置信号）を検出部のセン
サにより直接に読取って再び数字に組立て直す計測器で
ある。

【０００３】アブソリュ−ト・エンコ−ダとして、従来
は、それぞれピッチの異なる複数本のインクリメンタル
・パタ−ン（多トラック型アブソリュ−ト・パタ−ン）
を並列に読取って、トラック数だけの桁数の絶対位置信
号を組立てる多トラック型アブソリュ−ト・エンコ−ダ
が一般的であった。しかし、近年では、多トラック型に
代って１トラック型のものが盛んに研究され実用化され
ている。１トラック型アブソリュ−ト・エンコ−ダは、
１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンと呼ばれる１本
の不規則なパタ−ンによってアブソリュ−ト・パタ−ン
が構成されており、パタ−ン本数が少ない分だけ、多ト
ラック型アブソリュ−ト・エンコ−ダに比較して機械構
成が簡略で済み、機械全体の小型化および組立ての自動
化に有利である。

【０００４】１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ン
は、全周期系列やＭ系列等の特殊な二値数列の１と０を
２種類の最小読取り単位（例えば透明、不透明）に置換
えて１列に並べたものであって、該パタ−ン上で連続し
て隣接した所定複数個の最小読取単位をそれぞれ独立に
読取って二進数（絶対位置信号）を組立てれば、該パタ
−ン上の最小読取単位の個数だけの絶対位置をそれぞれ
相互に判別できる。この絶対位置信号は、「それぞれ異
なるが順序は全くでたらめな二進数」に過ぎないが、安
価に得られる近年の半導体メモリ素子を用いてバイナリ
−コ−ドのような取扱い易い絶対位置信号に１対１に変
換することができる。

【０００５】一方、１トラック型アブソリュ−ト・パタ
−ンを読取るため、検出部には、１トラック型アブソリ
ュ−ト・パタ−ンの最小読取単位長さのピッチで複数個
のセンサが該パタ−ンに沿って配列され、それぞれのセ
ンサが絶対位置信号を構成する各桁の１ビットづつを読
取る。従って、アブソリュ−ト・エンコ−ダの高分解能
化を最小読取単位長さの短縮によって達成しようとする
と、センサのピッチおよび開口が縮小されてセンサの出
力特性のばらつきが拡大し、読取りのＳＮ比も低下する
という問題がある。しかし、これらのセンサに関して
は、近年進歩の著しい半導体製造技術を応用して、特性
および形状の揃った複数のセンサを１枚の基板上に一括
形成した集積回路型の検出素子を利用することができ
る。

【０００６】実用的な１トラック型アブソリュ−ト・エ
ンコ−ダの多くは、符号板に、１トラック型アブソリュ
−ト・パタ−ンと並べてインクリメンタル・パタ−ンを
配置したものである。インクリメンタル・パタ−ンは、
等間隔な０、１の繰返しパタ−ンであって、通常、１ト
ラック型アブソリュ−ト・パタ−ンの最小読取単位長さ
をλ、ｎを自然数として、ピッチλ、または、ピッチλ
／２ⁿ のものが採用され、両方を採用して合計２本以上
を使用する場合もある。これらのインクリメンタル・パ
タ−ンの用途は、１トラック型アブソリュ−ト・パタ
−ンの読取位置（時期）を制御して、最小読取単位の境
界領域を避けた読取りを行わせる、最小読取単位長さ
を分割して、さらに細かい刻みの絶対位置信号を組立て
る、１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンの検出信
号の立上りを揃えて絶対位置信号の位置精度を向上させ
る、の３つに大別される。

【０００７】の用途にインクリメンタル・パタ−ンを
用いた１トラック型アブソリュ−ト・エンコ−ダとし
て、本願出願人は、先に、特願平３−１０３７２３号の
「アブソリュ−ト・エンコ−ダ」を提案した。ここで
は、１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ン読取り用と
して、最小読取単位長さに等しいピッチλのセンサ群が
位相差１／２λで２組設けられ、インクリメンタル・パ
タ−ンから得たピッチλの方形波の１、０に応じて２組
のセンサ群を交互に切り替えている。従って、１トラッ
ク型アブソリュ−ト・パタ−ン読取り用のセンサは、見
掛け上、検出部にピッチ１／２λで配列される。

【０００８】およびの用途にインクリメンタル・パ
タ−ンを用いた光学式の１トラック型アブソリュ−ト・
エンコ−ダの例として、本願出願人は、先に、特願平２
−１８７９８８号の「アブソリュ−ト・エンコ−ダ」を
提案した。ここでは、符号板に２本のインクリメンタル
・パタ−ンが配置され、一方のインクリメンタル・パタ
−ンは、そのピッチが１トラック型アブソリュ−ト・パ
タ−ンの最小読取単位長さの１／８に定めてある。この
先願に示されるように、インクリメンタル・パタ−ンの
光学的な検出については、インクリメンタル・パタ−ン
の一部からなるマスク（インデックス・スケ−ル）をセ
ンサ上に固定して、パタ−ンとインデックス・スケ−ル
との重なりを検出する方法を採用でき、この方法によれ
ば、インクリメンタル・パタ−ンの複数ピッチ分をまと
めたＳＮ比の高い検出信号が得られる。従って、アブソ
リュ−ト・エンコ−ダの分解能を向上させる場合、イン
クリメンタル・パタ−ンを用いて最小読取単位長さを分
割する方法は極めて有効である。

【０００９】また、１トラック型アブソリュ−ト・パタ
−ンおよびインクリメンタル・パタ−ンに対する光学式
検出手段の例として、本願出願人は、先に、特願平２−
４０６１９４号の「光学式アブソリュ−ト・エンコ−
ダ」を提案した。ここでは、両方のパタ−ンに対するす
べてのセンサが共通な検出素子内（基板上）に配置され
ており、読取り用の光源も共用されている。

【００１０】これらの先願によれば、アブソリュ−ト・
エンコ−ダの小型化および高分解能化が１トラック型ア
ブソリュ−ト・パタ−ンの最小読取単位長さの縮小なし
にでも可能であり、インクリメンタル・パタ−ンの活用
は、逆に、１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンの最
小読取単位数（パルス数）を大幅に減らし、最小読取単
位長さを著しく拡大することをも可能にしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、１トラック
型アブソリュ−ト・パタ−ンだけを単純に読取る初歩的
なアブソリュ−ト・エンコ−ダにせよ、１トラック型ア
ブソリュ−ト・パタ−ンと複数本のインクリメンタル・
パタ−ンを並列に読取る高度な１トラック型アブソリュ
−ト・エンコ−ダにせよ、最小読取単位長さが異なる１
トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンを設けた符号板に
対して、検出素子を共用できないという問題がある。１
トラック型アブソリュ−ト・パタ−ン検出用のセンサ
は、最小読取単位長さに等しいピッチで配列された、そ
の最小読取り単位長さのパタ−ンにだけ適合する専用部
品であって、異なる最小読取り単位長さの１トラック型
アブソリュ−ト・パタ−ンには転用できない。このこと
は、用途に応じてアブソリュ−ト・エンコ−ダを設計製
作する場合の部品の共通化を妨げ、製品の価格上昇に結
びつく可能性がある。

【００１２】例えば、１トラック型アブソリュ−ト・パ
タ−ン１周の最小読取単位数を１００（１００パルス）
としたロ−タリ−型アブソリュ−ト・エンコ−ダの検出
素子を６０パルスのロ−タリ−型アブソリュ−ト・エン
コ−ダに共用しようとする場合、最小読取単位長さをそ
のままに維持すると、１トラック型アブソリュ−ト・パ
タ−ンの直径を縮小することになる。このとき、検出素
子や光源の取付け位置も符号板上内側に移動されること
になり、これらの新しい配置に合わせて筐体全体を作り
直す必要がある。逆に、検出素子や光源の取付け位置を
そのままにして筐体全体を共用しようとすると、最小読
取単位長さを拡大する結果となり、検出素子における１
トラック型アブソリュ−ト・パタ−ン検出用センサのピ
ッチも拡大する必要がある。

【００１３】１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンと
インクリメンタル・パタ−ンを両方読取るようにした検
出素子の場合、１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ン
の最小読取単位長さの変更は、インクリメンタル・パタ
−ンのピッチの変更および該変更に伴うセンサ相互の位
置調整を伴うのでさらに厄介である。インクリメンタル
・パタ−ンの検出にインデックス・スケ−ルを用いるア
ブソリュ−ト・エンコ−ダの場合、異なるピッチのイン
クリメンタル・パタ−ンに対してインデックス・スケ−
ルを共用できないので、新しい最小読取単位長さに併せ
てインデックス・スケ−ルを作り直し、このインデック
ス・スケ−ルを新しい１トラック型アブソリュ−ト・パ
タ−ンの検出信号に適合するように位置調整する必要が
ある。

【００１４】つまり、符号板のパタ−ンの作り直しは、
例えば光学式の場合、既存パタ−ンの剥離、金属薄膜形
成、新規パタ−ン形成まで、磁気式の場合は着磁だけと
極めて容易であるのに対して、筐体および検出素子の作
り直し（再利用）はほとんど不可能で、それぞれ新規に
設計製作する必要がある。従って、最小読取単位長さの
変更に対する検出素子の融通の無さは、１トラック型ア
ブソリュ−ト・エンコ−ダの仕様変更に対する、時間的
かつ費用的な大きな障害である。

【００１５】本発明は、このような問題点を鑑みてなさ
れたもので、最小読取単位長さの変更に対する融通性が
大きいアブソリュ−ト・エンコ−ダ用検出素子を提供す
ることを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１のアブソリュ−
ト・エンコ−ダ用検出素子は、１トラック型アブソリュ
−ト・パタ−ンを読取るアブソリュ−ト・エンコ−ダ用
検出素子において、前記１トラック型アブソリュ−ト・
パタ−ンの最小読取単位長さの１／２未満のピッチで配
列された複数のセンサと、該複数のセンサを所定の個数
間隔で選択する選択手段とからなり、該個数間隔を調整
することで、最小読取単位長さの異なる別の１トラック
型アブソリュ−ト・パタ−ンにも対応できるものであ
る。

【００１７】請求項２のアブソリュ−ト・エンコ−ダ用
検出素子は、１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンと
インクリメンタル・パタ−ンとを並列に読取り、かつイ
ンクリメンタル・パタ−ンの読取りを該インクリメンタ
ル・パタ−ンとインデックス・スケ−ルとの重なりを検
出することで行うアブソリュ−ト・エンコ−ダ用検出素
子において、前記アブソリュ−ト・パタ−ンの最小読取
単位長さの１／２未満のピッチで配列された複数のセン
サと前記インクリメンタル・パタ−ンとインデックス・
スケ−ルとの重なりを検出する検出用センサとを並べて
設けた基板と、該基板上に交換可能に設けられ、インデ
ックス・スケ−ルが部分的に形成された透明保護板と、
を有するものである。

【００１８】

【作用】請求項１のアブソリュ−ト・エンコ−ダ用検出
素子においては、複数のセンサのうち、選択手段に設定
された個数間隔で選択された複数個のセンサによって１
トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンが読取られる。こ
の個数間隔は、１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ン
のほぼ最小読取単位長さごとに最低１個のセンサが選択
されるように設定される。ここで、ほぼ最小読取単位長
さごととしたのは、センサピッチと最小読取り単位長さ
の比が整数または簡単な分数となる以外の場合でもそれ
ぞれの個数間隔を個別に伸縮調整して、対応できること
を示す。また、最低１個のセンサとしたのは、ほぼ最小
読取単位長さごとのセンサと、その前後いくつかのセン
サとをまとめて１個のセンサとして扱うことができるこ
とを示す。

【００１９】例えば、ある１トラック型アブソリュ−ト
・パタ−ンの８個の最小読取単位を該最小読取単位長さ
λ当り３個のピッチで配列した３０個のセンサを用いて
読取る場合、３０個のセンサのうち３個ごとに１個選択
して合計８個を設定する。しかし、該８個の出力に、そ
れぞれ隣接する１個づつの出力を加算するようにして１
６個を設定しても、また、それぞれ前後２個づつの出力
を加算するようにして２４個を設定してもよい。これに
より、実質的な出力が増加して、読取りのＳＮ比を向上
できる。

【００２０】この３０個のセンサを有する検出素子を用
いて、最小読取単位長さ８／７λの別の１トラック型ア
ブソリュ−ト・パタ−ンを８個の最小読取単位によって
読取る場合、最小読取単位長さが１／８λだけ長いた
め、８個のセンサの設定間隔のうちのいくつかは、４個
おきに設定される。すなわち、３０個のセンサを１〜３
０番としたとき、例えば、２、５、９、１２、１６、１
９、２３、２６番を設定すればよい。このとき、あるセ
ンサが最小読取単位の中心を検出する符号板と検出素子
の位置関係において、他のセンサは最小読取単位の中心
からずれた位置を検出することになるが、適当な手法を
用いて読取りの時期（位相位置）を限定すれば、読み誤
りを避けることができる。

【００２１】一方、センサピッチをさらに縮小する、
あるいは１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンの最
小読取単位数（パルス数）を減らして最小読取単位長さ
を拡大することにより、最小読取単位長さ当りのセンサ
個数を増加すれば、円滑かつ適正に選択の個数間隔を調
整できる。この場合、のセンサピッチを縮小する場合
は、読取りのＳＮ比を確保するための対策、１トラッ
ク型アブソリュ−ト・パタ−ンのパルス数を減らす場合
は、符号板の分解能を確保するための対策を施しておく
必要がある。

【００２２】請求項２のアブソリュ−ト・エンコ−ダ用
検出素子は、光学式の１トラック型アブソリュ−ト・パ
タ−ンに並べて１本以上の光学式のインクリメンタル・
パタ−ンを符号板に配置したアブソリュ−ト・エンコ−
ダに応用される。１トラック型アブソリュ−ト・パタ−
ンについては、請求項１の場合と同様にしてでも、異な
る最小読取単位長さの別の１トラック型アブソリュ−ト
・パタ−ンに対応できる。一方、インクリメンタル・パ
タ−ンについては、パタ−ンとインデックス・スケ−ル
の重なりの透過光検出によって読取られるから、本来の
透明保護板を、インデックス・スケ−ルのピッチを異な
らせた別の透明保護板に交換して、異なるピッチのイン
クリメンタル・パタ−ンに対応できる。

【００２３】１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ン検
出信号に対するインクリメンタル・パタ−ン検出信号の
１ピッチ内の位相調整は、センサを配置した基板に対す
るインデックス・スケ−ルの位置調整により行うことが
できる。従って、該基板に保護板を無調整で精度良く位
置決めできる構造を追加して、ピッチの異なるインデッ
クス・スケ−ルを精度良くそれぞれ形成した何種類かの
透明保護板を準備しておけば、インクリメンタル・パタ
−ンの検出信号の１ピッチ内の位相調整も省略できてさ
らに都合が良い。

【００２４】従来の技術で説明したように、インクリメ
ンタル・パタ−ンを用いて１トラック型アブソリュ−ト
・パタ−ンの最小読取単位長さを細かく分割する方法に
よれば、１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンの最小
読取単位長さを大幅に拡大しても、不足する分解能を該
方法によって十分に補うことができる。このようにして
達成された最小読取単位長さの拡大は、１トラック型ア
ブソリュ−ト・パタ−ン検出用センサの開口の拡大と、
１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンからセンサまで
の距離の拡大とを同時に可能にする。一方、インクリメ
ンタル・パタ−ンについては、パタ−ンとインデックス
・スケ−ルの間隔さえ小さければ、両者の重なりの透過
光を検出するセンサからインデックス・スケ−ルまでの
距離は広くてもよい。

【００２５】従って、このような設計手順を採用すれ
ば、センサを配置した基板と符号板との間に透明保護板
を交換可能に配置しても、アブソリュ−ト・エンコ−ダ
の分解能および読取りのＳＮ比は、悪影響を全く受けず
に済む。一方、透明保護板は、勿論、基板上のセンサを
保護し、環境中の湿気、筐体内のごみ、符号板との直接
擦過等に対するアブソリュ−ト・エンコ−ダの抵抗力を
増し、アブソリュ−ト・エンコ−ダの耐久性と信頼性を
向上させる。

【００２６】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。

【００２７】図１は、第１実施例のアブソリュ−ト・エ
ンコ−ダ用検出素子を説明するための模式図である。こ
こでは、集積回路（センサアレイ）型の検出素子が、光
学式の１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンを平行光
の照明下で読取る。

【００２８】図１において、符号板Ａの下面には、１ト
ラック型アブソリュ−ト・パタ−ンＰが形成され、符号
板Ａの上方には、コリメ−トレンズＬと光源Ｒとが配置
されている。検出素子Ｂには、１トラック型アブソリュ
−ト・パタ−ンＰの最小読取単位長さλのほぼ１／４の
ピッチ（１／４λ）で同一基板上に、センサｆ１〜ｆ２
０を一括形成したセンサアレイＦと、センサｆ１〜ｆ２
０のなかから複数個のセンサを選択して出力ｕ１〜ｕ４
に接続する選択回路Ｕとが配置される。選択回路Ｕで選
択されるそれぞれのセンサの個数間隔は、調整器Ｖによ
り連続的に変更できる。ここで、選択回路Ｕの調整器Ｖ
は、予め、センサｆ１が出力ｕ１に、センサｆ５が出力
ｆ２に、センサｆ９が出力ｆ３に、センサｆ１３が出力
ｆ４にそれぞれ接続されるように設定してある。

【００２９】このように構成されたアブソリュ−ト・エ
ンコ−ダ用検出素子においては、光源Ｒおよびコリメ−
トレンズＬで発生した平行光によって、１トラック型ア
ブソリュ−ト・パタ−ンＰの影がセンサアレイＦ上に形
成され、該影の濃度がセンサｆ１〜ｆ２０のそれぞれの
出力に反映される。選択回路Ｕは、選択された４個のセ
ンサｆ１、ｆ５、ｆ９、ｆ１２の出力をそれぞれ端子ｕ
１、ｕ２、ｕ３、ｕ４に出力させる。

【００３０】このアブソリュ−ト・エンコ−ダ用検出素
子を最小読取単位長さが異なる別の１トラック型アブソ
リュ−ト・パタ−ンに対応させる場合、選択回路Ｕの調
整器Ｖを調整し直して、新しい最小読取単位長さに適合
させる。このようにして、光源Ｒ、コリメ−トレンズ
Ｌ、センサアレイＦ、選択回路Ｗは共用できる。

【００３１】図１の選択回路Ｕにおいて、１トラック型
アブソリュ−ト・パタ−ンの最小読取単位長さλ当り２
個ずつのセンサを選択し、これらのセンサを１つおきに
２組に分け、両方の組を交互に切り替え、最小読取り単
位の境界領域を避けて１トラック型アブソリュ−ト・パ
タ−ンを読取るようにすることもできる。先願の特願平
３−１０３７２３号における実施例と同様、このとき、
符号板Ａには、１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ン
Ｐに並べてピッチλのインクリメンタルパタ−ンが配置
され、インクリメンタル・パタ−ンから得たピッチλの
方形波の１、０に応じて２組のセンサが交互に切り替え
られる。

【００３２】図２は第２実施例のアブソリュ−ト・エン
コ−ダ用検出素子の模式図、図３は図２の検出素子の集
積回路の平面図、図４は図２の検出素子の遮光板の平面
図、図５は図２の符号板の部分的な平面図である。図２
の１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンおよびインク
リメンタル・パタ−ンは、図面に垂直な方向に読取られ
る。

【００３３】図２において、符号板Ａの下面には、１ト
ラック型アブソリュ−ト・パタ−ンＰおよび２本のイン
クリメンタル・パタ−ンＩ、Ｊが配置され、符号板Ａの
上方には、コリメ−トレンズＬと光源Ｒとが配置されて
いる。プリント基板Ｋに取付けられた検出素子Ｂは、半
導体基板Ｄと、透明保護板Ｈと、両者を位置決めるケ−
ス（図示せず）とからなる。半導体基板Ｄ上には、１ト
ラック型アブソリュ−ト・パタ−ンＰの最小読取単位長
さのほぼ１／８のピッチで配列された複数のセンサＦ
と、インクリメンタル・パタ−ンＩ検出用のセンサＧ
と、インクリメンタル・パタ−ンＪ検出用のセンサＥと
が一括して形成されている。また、透明保護板Ｈの表面
には遮光膜Ｓが形成され、遮光膜Ｓのパタ−ンエッチン
グによって、センサＦに相当する位置には長方形の透明
部Ｃが、センサＧ、Ｅに相当する位置にはインデックス
・スケ−ルＮ、Ｍがそれぞれ形成される。

【００３４】図３〜図５において、図５の符号板Ａの下
面に形成される１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ン
Ｐは、実際には１対の反転パタ−ンＰ１、Ｐ２からな
る。１対の反転パタ−ンＰ１、Ｐ２に対して設けられた
図３のセンサＦ１、Ｆ２の対応するセンサ同士の出力差
を求めることにより、個々のセンサにおける実質的な出
力値が倍増され、個々のセンサの間口がこのように狭く
ても、読取りのＳＮ比を十分確保することができる。従
って、図４の透明保護板Ｈの遮光膜Ｓを除いた透明部Ｃ
１、Ｃ２も図３のセンサＦ１、Ｆ２に対応して２つ準備
される。

【００３５】図５において、インクリメンタル・パタ−
ンＩは１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンＰ１、Ｐ
２の最小読取単位長さに等しいピッチ、一方、インクリ
メンタル・パタ−ンＪは１トラック型アブソリュ−ト・
パタ−ンＰ１、Ｐ２の最小読取単位長さの１／４のピッ
チにそれぞれ形成されている。図５のインクリメンタル
・パタ−ンＩに対して、図３の半導体基板Ｄには、４個
のセンサＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が配置される。同様に
インクリメンタル・パタ−ンＪに対しては、４個のセン
サＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４が配置される。これらのセン
サＦ１、Ｆ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｅ１、Ｅ２、
Ｅ３、Ｅ４の出力は、端子Ｑを通じて半導体基板Ｄの外
に出力される。

【００３６】図４の透明保護板Ｈの遮光膜Ｓには、４個
のセンサＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４に対応させて、インク
リメンタル・パタ−ンＩのためのインデックス・スケ−
ルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４が、また、４個のセンサＥ
１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４に対応させて、インクリメンタル
・パタ−ンＪのためのインデックス・スケ−ルＭ１、Ｍ
２、Ｍ３、Ｍ４がそれぞれパタ−ン形成されている。イ
ンデックス・スケ−ルＮ１、Ｎ２に対するインデックス
・スケ−ルＮ３、Ｎ４の関係、また、インデックス・ス
ケ−ルＭ１、Ｍ２に対するインデックス・スケ−ルＭ
３、Ｍ４の関係はそれぞれのインクリメンタル・パタ−
ンＩ、Ｊの１／４ピッチ分だけずらせたもので、Ａ相、
Ｂ相の出力を得るためのものである。

【００３７】このアブソリュ−ト・エンコ−ダ用検出素
子を最小読取単位長さが異なる別の１トラック型アブソ
リュ−ト・パタ−ンを有する符号板（当然、インクリメ
ンタル・パタ−ンのピッチも異なる）に対応させようと
する場合、透明保護板Ｈを交換すれば、このアブソリュ
−ト・エンコ−ダ用検出素子をそのまま利用できる。す
なわち、図４のインデックス・スケ−ルＮ１、Ｎ２、Ｎ
３、Ｎ４のピッチを新しい１トラック型アブソリュ−ト
・パタ−ンの最小読取単位長さのものに改め、インデッ
クス・スケ−ルＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４のピッチを新し
い１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンの最小読取単
位長さの１／４のものに改める。

【００３８】このように構成された第２実施例のアブソ
リュ−ト・エンコ−ダ用検出素子においては、光源Ｒか
らの光をコリメ−タレンズＬにより平行光とし、平行光
が符号板Ａに照射され、各パタ−ンを通過した平行光
が、１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンＰ１、Ｐ２
の場合は、図４の透明保護板Ｈの透明部Ｃ１、Ｃ２を通
って図３のセンサＦ１、Ｆ２上に１トラック型アブソリ
ュ−ト・パタ−ンＰ１、Ｐ２どおりの明暗パタ−ンを作
る。このパタ−ンをＦ１、Ｆ２で読取る。一方、図５の
インクリメンタルパタ−ンＩ、Ｊを通った光は、図４の
パタ−ンを有する透明保護板Ｈのインデックス・スケ−
ルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４を
照射する。その通過後の光の強弱を図３のセンサＧ１、
Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４により検出
することでインクリメンタル信号とする。

【００３９】絶対位置の検出は、まず、図３のセンサＥ
１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４から得た方形波で同期を取ったセ
ンサＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４から得た方形波の出力を組
合せて、最小読取単位長さを４分割する補助信号を形成
する。この補助信号を用いて最小読取単位長さの１／４
ごとの絶対位置を判別するとともに、符号板Ａと検出素
子Ｂの現在の位置関係がこの最小読取単位長さの１／４
ごとのどの絶対位置かにより、センサＦ１、Ｆ２からそ
れぞれ１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンＰ１、Ｐ
２を検出する先頭のセンサ番号が決定される。同時に、
この先頭のセンサ番号を先頭にした最小読取単位長さに
相当する個数間隔ごとのセンサがセンサＦ１、Ｆ２から
４個づつ選択されて、１トラック型アブソリュ−ト・パ
タ−ンＰ１、Ｐ２を読取る。これにより、１トラック型
アブソリュ−ト・パタ−ンＰ１、Ｐ２に沿った１６個の
絶対位置がそれぞれ判別される。この１６個の絶対位置
信号を先の補助絶対位置信号と組合せることにより、１
トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンＰ１、Ｐ２に沿っ
た６４個の絶対位置が相互に判別される。

【００４０】図５の符号板Ａのパルス数が変更になった
場合、従来であると、図３に示されるセンサＦ１、Ｆ２
のピッチを変更しなければならない。本実施例の場合、
最小読取単位長さがセンサＦ１、Ｆ２のピッチの２倍ま
での１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンおよびこれ
に相当するインクリメンタル・パタ−ンであれば、検出
素子Ｂの少なくとも半導体基板Ｄは変更なしでそのまま
転用できる。変更するのは、図４の透明保護板Ｈのイン
デックス・スケ−ルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｍ１、Ｍ
２、Ｍ３、Ｍ４のピッチだけであって、インデックス・
スケ−ルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、
Ｍ４のピッチを新しい符号板の最小読取単位長さ（また
はパルス数）に応じて変更するのみである。

【００４１】本実施例の場合、検出素子ＢにセンサＦ
１、Ｆ２のすべてセンサの出力をそれぞれ外部に取り出
すようにすると、膨大な端子数が必要となるので、外部
クロックによりセンサＦ１、Ｆ２をシリアル転送させる
シフト・レジスタ・アナログ・スイッチを組込んであ
る。

【００４２】

【発明の効果】請求項１のアブソリュ−ト・エンコ−ダ
用検出素子においては、選択手段に設定される個数間隔
を設定し直す操作だけで、最小読取単位長さがそれぞれ
異なる複数の１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンに
対して１種類の検出素子を共通に使用することができ
る。これにより、検出素子、筐体、光学式のものにあっ
ては光源をそれぞれそのまま共用して、多種類の最小読
取単位長さのアブソリュ−ト・エンコ−ダ（例えば、１
周のパルス数が異なるロ−タリ−型アブソリュ−ト・エ
ンコ−ダ）を設計製作することが可能となる。これによ
り、用途に応じた多種多様なアブソリュ−ト・エンコ−
ダを短い納期で安価に提供できる。

【００４３】請求項２のアブソリュ−ト・エンコ−ダ用
検出素子においては、検出素子の透明保護板を交換また
は作り直すだけで、最小読取単位長さがそれぞれ異なる
複数の１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ン、および
ピッチがそれぞれ異なる複数のインクリメンタル・パタ
−ンに対して１種類の検出素子の主要部（基板、配線、
ケ−ス等）を共通に使用することができる。これによ
り、構成部品の共通化が促進されて、用途に応じた多種
多様なアブソリュ−ト・エンコ−ダを短い納期で安価に
提供できる。また、センサが透明保護板により保護され
て、湿度等の環境変化、ごみの侵入、組立て時における
符号板と検出素子の接触等に対する抵抗力が増して、ア
ブソリュ−ト・エンコ−ダの信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のアブソリュ−ト・エンコ−ダ用検
出素子の模式図である。

【図２】第２実施例のアブソリュ−ト・エンコ−ダ用検
出素子の模式図である。

【図３】図２の検出素子の半導体基板の平面図である。

【図４】図２の検出素子の保護板の平面図である。

【図５】図２の符号板の部分的な平面図である。

【符号の説明】

Ａ 符号板 Ｂ 検出素子 Ｃ 透明部 Ｄ 半導体基板 Ｅ センサ Ｆ センサ Ｇ センサ Ｈ 透明保護板 Ｉ インクリメンタル・パタ−ン Ｊ インクリメンタル・パタ−ン Ｋ プリント基板 Ｌ コリメ−タレンズ Ｍ インデックス・スケ−ル Ｎ インデックス・スケ−ル Ｐ １トラック型アブソリュ−ト・パタ−ン Ｒ 発光ダイオ−ド Ｓ 遮光膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １トラック型アブソリュ−ト・パタ−ン
   を読取るアブソリュ−ト・エンコ−ダ用検出素子におい
   て、前記１トラック型アブソリュ−ト・パタ−ンの最小
   読取単位長さの１／２未満のピッチで配列された複数の
   センサと、該複数のセンサを所定の個数間隔で選択する
   選択手段とからなり、該個数間隔を調整することで、最
   小読取単位長さの異なる別の１トラック型アブソリュ−
   ト・パタ−ンにも対応できることを特長とするアブソリ
   ュ−ト・エンコ−ダ用検出素子。
2. 【請求項２】 １トラック型アブソリュ−ト・パタ−ン
   とインクリメンタル・パタ−ンとを並列に読取り、かつ
   インクリメンタル・パタ−ンの読取りを該インクリメン
   タル・パタ−ンとインデックス・スケ−ルとの重なりを
   検出することで行うアブソリュ−ト・エンコ−ダ用検出
   素子において、前記アブソリュ−ト・パタ−ンの最小読
   取単位長さの１／２未満のピッチで配列された複数のセ
   ンサと前記インクリメンタル・パタ−ンとインデックス
   ・スケ−ルとの重なりを検出する検出用センサとを並べ
   て設けた基板と、該基板上に交換可能に設けられ、イン
   デックス・スケ−ルが部分的に形成された透明保護板
   と、を有することを特長とするアブソリュ−ト・エンコ
   −ダ用検出素子。