JPH063164A - 回転位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分解能の高いアブソリュ−トエンコ−ダを安
価に提供する。 【構成】 ２つの偏光板４０，５０を対向させ、一方を
ロ−タとする。一方の偏光板には、互いに方向をπ／３
ずらした偏光部３１，３２，３３と、透明部７０とグレ
イスケ−ル８１，８２を設け、各々を透過した光を受光
してそのレベルを検出する。偏光部と透明部との受光強
度の比から逆余弦を計算し角度を求める。３つの偏光部
によって得られた３種類の信号のうち、常にレベルが中
間のものを選択して計算に利用し、精度を上げる。２つ
のグレイスケ−ルは互いに９０度ずらして配置し、これ
らを通った光によって得られる各々の信号の状態（高，
中間，低）を判別し、角度の範囲を識別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転位置の検出に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】回転角度を検出する装置、即ちロ−タリ
−エンコ−ダは、次の２種類に大別される。即ち、一方
は微小回転毎に例えばパルス信号を出力するものでイン
クリメンタル型と呼ばれ、他方は絶対角度の信号を出力
するものでアブソリュ−ト型と呼ばれている。

【０００３】インクリメンタル型のエンコ−ダは、回転
量検出に関しては分解能の高い装置を安価で提供しうる
が、絶対的な回転位置が分からないので、絶対位置の検
出を必要とする用途では、一般に、回転方向を検出する
ために互いに位相をずらしたエンコ−ダを２組設け、更
に位置検出センサと組合せ、それらが出力する信号を、
カウンタ，メモリ，比較器等を含む装置によって、電子
的に処理して絶対位置を求めている。

【０００４】またアブソリュ−ト型のエンコ−ダは、絶
対的な回転位置の信号を出力するので、信号処理が容易
であるという利点があるが、構造が複雑になり高い機械
的精度も要求されるので、分解能を上げることが困難で
ある。

【０００５】なお、インクリメンタル型のエンコ−ダの
従来技術として、特開平１−２８２４２４号公報が公知
である。この技術では、回析格子の位相を分離するため
に、偏向板を用いている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、分解能が高
くアブソリュ−ト型のエンコ−ダとして使用可能な回転
位置検出装置を安価に提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の回転位置検出装置は、光源（１０）；該光
源に対向して配置された少なくとも１つの受光素子（２
１，２２，２３）；前記光源と前記受光素子との間に配
置され、それぞれが少なくとも１つの偏光手段（３１，
３２，３３，３４）を含み、互いに対向して配置され、
少なくとも一方が回動自在な第１及び第２の偏光板（４
０，５０）；及び前記受光素子が出力する信号を処理
し、前記第１の偏光板と第２の偏光板との相対的な回転
位置に応じた信号を生成する信号処理手段（６０）；を
備える。

【０００８】また第２番の発明では、前記第１及び第２
の偏光板の一方は、互いに異る偏光状態で配置された３
以上の偏光手段（３１，３２，３３）を含み、それらの
偏光手段の各々を通った光を同時に受光する３以上の受
光素子（２１，２２，２３）を備える。

【０００９】また第３番の発明では、前記第１及び第２
の偏光板の少なくとも一方は、偏光手段と異る位置に配
置された透明部分（７０）を含み、該透明部分を通った
光を受光する基準光検出手段（７５）を備え、前記信号
処理手段を、前記基準光検出手段が出力する信号レベル
に基づいて回転位置に応じた信号を生成するように構成
する。

【００１０】また第４番の発明では、前記第１及び第２
の偏光板の一方は、互いにπ／３の位相差をもつ偏光状
態で配置された３つの偏光手段（３１，３２，３３）
と、該偏光手段と異る位置に配置された透明部分（７
０）を含み、それらの偏光手段の各々を通った光を同時
に受光する３個の受光素子（２１，２２，２３）、及び
透明部分を通った光を受光する基準光検出手段（７５）
を備え、前記信号処理手段を、前記基準光検出手段が出
力する信号レベルと、３個の受光素子がそれぞれ出力す
る信号とに基づいて回転位置に応じた信号を生成するよ
うに構成する。

【００１１】また第５番の発明では、前記第１及び第２
の偏光板の一方は、互いに位相をずらして配置され、そ
の光透過率が連続的に変化する２以上のグレイスケ−ル
手段（８１，８２）を含み、該グレイスケ−ル手段を通
った各々の光を受光する２以上のグレイ光検出手段（９
１，９２）を備え、前記信号処理手段を、前記グレイ光
検出手段が出力する信号に基づいて回転位置に応じた信
号を生成するように構成する。

【００１２】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。

【００１３】

【作用】本発明においては、光源と受光素子との間に配
置される第１及び第２の偏光板は、それぞれが偏光手段
を含んでいるので、第１及び第２の偏光板の両者を透過
して光源から受光素子に達する光の強度は、第１の偏光
板と第２の偏光板との相対的な回転位置に応じて連続的
に変化する。従って、受光素子が出力する信号のレベル
によって、絶対的な回転位置を識別可能である。また、
受光素子が出力する信号のレベルはアナログ量であるの
で、例えば高精度のＡ／Ｄ変換器を用いることによって
分解能を上げることができる。

【００１４】光源から受光素子に達する光の強度は、回
転角度に関して余弦関数に応じた変化を示す。このた
め、０，π，２π［ｒａｄ］の各角度の近傍において
は、角度変化に対する受光強度変化が小さくなり、位置
検出の分解能が低下する。しかし第２番の発明では、前
記第１及び第２の偏光板の一方に、互いに異る偏光状態
で配置された３以上の偏光手段を設け、それらの偏光手
段の各々を通った光を同時に受光する３以上の受光素子
を設けるので、互いに強度変化パタ−ンの位相が異なる
３以上の信号が同時に得られる。つまり、複数の信号の
うち、その時に角度変化に対する受光強度変化が大きい
信号を選択して使用することによって、位置検出の分解
能を常時高く維持しうる。

【００１５】光源から受光素子に達する光の強度は、光
源の発光強度が変化すればそれに伴なって変化するの
で、受光素子に達した光の強度だけに基づいて回転位置
を求めると、検出誤差が生じる場合がある。しかし第３
番の発明においては、第１及び第２の偏光板の少なくと
も一方が、偏光手段と異る位置に配置された透明部分を
含み、該透明部分を通った光を受光する基準光検出手段
を備えるので、基準光検出手段が出力する信号レベルに
基づいて、光源の発光強度の変動に応じた受光強度変化
を補償し、回転位置を正確に求めることができる。

【００１６】光源から受光素子に達する光の強度は、回
転角度に関して余弦関数に応じた変化を示す。従って単
一の信号だけでは、複数の回転位置に対して同一のレベ
ルが現われることになり、広い回転範囲の絶対位置を識
別することはできない。しかし第４番の発明において
は、第１及び第２の偏光板の一方が、互いにπ／３の位
相差をもつ偏光状態で配置された３つの偏光手段を含
み、それらの偏光手段の各々を通った光を同時に受光す
る３個の受光素子を備えるので、３個の受光素子が出力
する３種類の信号レベルの組合せは、複数の回転位置に
対して同一にならず、それらに基づいて、広い回転範囲
の絶対位置を識別することができる。しかも、第１及び
第２の偏光板の少なくとも一方が、偏光手段と異る位置
に配置された透明部分を含み、該透明部分を通った光を
受光する基準光検出手段を備えるので、基準光検出手段
が出力する信号レベルに基づいて、光源の発光強度の変
動に応じた受光強度変化を補償し、回転位置を正確に求
めることができる。

【００１７】光源から受光素子に達する光の強度は、回
転角度に関して余弦関数に応じた変化を示すが、実際に
受光素子から出力される信号のレベルは、０〜πの範囲
とπ〜２πの範囲とで同一になる。このため、受光素子
が出力する信号レベルを用いるだけでは、０〜πの範囲
の回転位置は検出できるが、０〜２πの範囲の回転位置
は識別できない。しかし第５番の発明においては、第１
及び第２の偏光板の一方が、互いに位相をずらして配置
され、その光透過率が連続的に変化する２以上のグレイ
スケ−ル手段を含み、該グレイスケ−ル手段を通った各
々の光を受光する２以上のグレイ光検出手段を備えるの
で、グレイ光検出手段が出力する信号に基づいて、回転
位置の０〜πの範囲とπ〜２πの範囲とを識別でき、こ
れを利用することによって、０〜２πの全ての範囲の回
転位置を識別しうる。

【００１８】

【実施例】本発明の一実施例である、アブソリュ−ト型
ロ−タリ−エンコ−ダの物理的な構成を図１に示す。検
出対象である電気モ−タＭの駆動軸３は、軸受け４を介
して回動自在にフレ−ム１に支持されている。駆動軸３
の先端には、円板状の偏光板４０が固定されており、該
偏光板４０は駆動軸３と共に回動する。偏光板４０の近
傍には、フレ−ム１に固定されたもう１つの偏光板５０
が配置されており、偏光板５０に隣接する位置に、フレ
−ム１に固定された拡散板２が配置されている。またこ
の拡散板２に隣接する位置に、ランプ１０が設置されて
いる。

【００１９】拡散板２は、それを透過する光を拡散す
る。従って、ランプ１０から出る光は、拡散板２を通っ
て、強度の均一な光となって偏光板５０に入射する。偏
光板５０は、透明なガラス上に所定の偏光特性を有する
偏光材料３４を貼り付けて構成してある。従って、偏光
板５０に入射した光は、それを透過し偏光を受けて次の
偏光板４０に入射する。

【００２０】偏光板４０は、図２に示すようにリング状
に形成された様々な部分で構成されている。即ち、偏光
板４０の最外周側から内側に向かって順番に、各々リン
グ形状の偏光部３１，３２，３３，透明部７０，グレイ
スケ−ル８１及び８２が同心円状に配置されている。３
つの偏光部３１，３２及び３３は、互いに偏光方向がπ
／３［ラジアン］ずれている（図３参照）。透明部７０
は、光透過率の高い透明な部分であり、偏光は生じな
い。グレイスケ−ル８１及び８２は、その光透過率（明
暗）が同周方向の位置の違いによって滑らかに変化する
光学パタ−ンであり、この例では２つのグレイスケ−ル
８１，８２の間に９０度の位相差をもたせるように回転
方向の位置を互いに９０度ずらして配置してある。

【００２１】偏光板４０上の偏光部３１，３２，３３，
透明部７０，グレイスケ−ル８１及び８２と対向する位
置には、それらの部分を透過した光を検出するために、
それぞれ、フレ−ム１に固定された受光素子（フォトダ
イオ−ド）２１，２２，２３，７５，９１及び９２が配
置されている。つまり、ランプ１０から出た光は、拡散
板２を透過し、偏光板５０を透過し、偏光板４０上の偏
光部３１，３２，３３，透明部７０，グレイスケ−ル８
１又は８２を透過して、それぞれ受光素子２１，２２，
２３，７５，９１又は９２で受光される。

【００２２】図３を参照すると分かるように、偏光部３
１を通って受光素子２１に入射する光の強度Ｖａ，偏光
部３２を通って受光素子２２に入射する光の強度Ｖｂ，
及び偏光部３３を通って受光素子２３に入射する光の強
度Ｖｃは、偏光の影響を受けるので、次のように計算さ
れる。

【００２３】 Ｖａ＝(Ｖ／α)・Cos θ ・・・(1) Ｖｂ＝(Ｖ／β)・Cos(θ−π／３) ・・・(2) Ｖｃ＝(Ｖ／γ)・Cos(θ−２π／３) ・・・(3) 但し、α，β及びγは、各々受光系の特性に応じた係数
である。

【００２４】また偏光板４０に入射する光の強度Ｖは、
ランプ１０の光量に応じて変化するので、ランプ１０の
光量が変動する場合には、それによって回転角度とは別
に、受光量Ｖａ，Ｖｂ及びＶｃが変化する。この変化を
補償するために、受光素子７５が設けられている。即
ち、ランプ１０から出た光は、拡散板２を通り、偏光板
５０を通り、偏光板４０の透明部７０を透過して受光素
子７５に入射するので、受光素子７５の入射光量は、回
転位置とは無関係であり、ランプ１０から出た光の強度
に応じて変化する。即ち受光素子７５に入射する光の強
度Ｖｒは、次のようになる。

【００２５】 Ｖｒ＝Ｖ／ε ・・・(4) 但し、εは１より大きく、かつ１とほぼ等しい。

【００２６】従って、例えば前記第(1)式と第(4)式から
次式が得られる。

【００２７】 Ｖａ／(ε・Ｖｒ／α)＝ Cos θ ・・・(5) θ＝ arcCos((Ｖａ／Ｖｒ)(α／ε)) ・・・(6) つまり、ＶａとＶｒから、回転角度θを求めることがで
きる。この実施例で、互いに偏光方向の異なる３系統の
受光量Ｖａ，Ｖｂ及びＶｃを検出しているのには、２つ
の理由がある。即ち、第(6)式のように、余弦関数から
角度θを求めるので、１つの関数だけでは、パラメ−タ
((Ｖａ／Ｖｒ)(α／ε))が１に近い領域では、角度θの
変化に対してパラメ−タの変化が小さくなり、検出誤差
が生じ易い。また、１種類の検出値に対して、複数種類
の角度が計算により得られるが、いずれの結果が真であ
るか判定できない。

【００２８】上記各受光素子が出力する信号を処理する
信号処理ユニットの構成を図４に示す。図４を参照する
と、受光素子２１，２２，２３，７５，９１及び９２が
出力する電気信号は、それぞれ増幅器Ａ１，Ａ２，Ａ
３，Ａ４，Ａ５及びＡ６に印加されて増幅され、それぞ
れ信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｒ，Ｓｐ及びＳｑになる。
この例では、増幅器Ａ１，Ａ２，Ａ３及びＡ４の増幅率
は、それぞれｋ・α／ε，ｋ・β／ε，ｋ・γ／ε及び
ｋになっており（ｋ：定数）、増幅器Ａ５及びＡ６は所
定の増幅率に設定してある。従って、信号Ｓａ，Ｓｂ，
Ｓｃ及びＳｒの各レベルについては、受光系の違いによ
る差はなく、それらを対等の条件で扱うことができる。
つまり、例えば前記第(6)式は次のように変形しうる。

【００２９】 θ＝ arcCos(Ｓａ／Ｓｒ) ・・・(7) 信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｐ及びＳｑの各波形が図５に
示されているので参照されたい。信号Ｓａ，Ｓｂ及びＳ
ｃは比較回路６１及びＡ／Ｄ変換器６３に入力され、信
号ＳｒはＡ／Ｄ変換器６３及び比較回路６２に印加さ
れ、信号Ｓｐ及びＳｑは比較回路６２に印加される。

【００３０】比較回路６１の構成を図６に示し、比較回
路６２の構成を図７に示す。まず、図６を参照して比較
回路６１を説明する。この回路は、３つの信号Ｓａ，Ｓ
ｂ，Ｓｃの互いのレベルの大小関係を３つの比較器を使
用して識別し、その比較結果に基づいて、４つの信号Ａ
cnv，Ｂcnv，Ｃcnv及びＧｒを生成する。この実施例に
おいては、角度θの計算に使用する信号として、３つの
信号Ｓａ，Ｓｂ及びＳｃの中で、その時のレベルが中間
のものを常時選択するようにしている。比較回路６１が
出力する信号Ａcnv，Ｂcnv及びＣcnvは、それが高レベ
ルＨである時に、それぞれ、信号Ｓａ，Ｓｂ及びＳｃが
選択すべきもの（中間レベルのもの）であることを示
す。

【００３１】信号Ａcnv，Ｂcnv及びＣcnvによって選択
された信号、即ち信号Ｓａ，Ｓｂ及びＳｃを合成した中
間レベル信号Ｓabcの波形が、図５に示されているので
参照されたい。また、信号Ｇｒは、信号Ｓabcのレベル
が単調増加している時には高レベルＨ、単調減少してい
る時には低レベルＬになる。ＣＬＫは、ラッチのタイミ
ングを決定するクロックパルスである。比較回路６１が
出力する信号Ａcnv，Ｂcnv，Ｃcnv及びＧｒは、Ａ／Ｄ
変換器６３及び制御回路６４に印加される。即ち、Ａ／
Ｄ変換器６３は通常は、３つの信号Ｓａ，Ｓｂ及びＳｃ
の中で、その時のレベルが中間のもの、つまり信号Ｓab
cのレベルをサンプリングしてデジタル量に変換する。
信号Ｓｒのレベルは、必要に応じて時々サンプリングさ
れ、デジタル量に変換される。

【００３２】次に、図７を参照して比較回路６２を説明
する。この回路は、信号Ｓｐを２つのしきい値レベルＰ
Ｈ及びＰＬと比較して、その結果を示す信号Ｐ１，Ｐ２
及びＰ３を出力し、また信号Ｓｑを２つのしきい値レベ
ルＱＨ及びＱＬと比較して、その結果を示す信号Ｑ１，
Ｑ２及びＱ３を出力する。つまり、信号Ｐ１，Ｐ２及び
Ｐ３が高レベルＨである時には、それぞれ、Ｓｐのレベ
ルがＰＨより高い，ＰＨとＰＬの間にある，及びＰＬよ
り低い状態を示し、信号Ｑ１，Ｑ２及びＱ３が高レベル
である時には、それぞれ、ＳｑのレベルがＱＨより高
い，ＱＨとＱＬの間にある，及びＱＬより低い状態を示
す。

【００３３】この実施例では、信号Ｓｒのレベルをそれ
ぞれ可変抵抗器により分圧し、各しきい値レベルＰＨ，
ＰＬ，ＱＨ及びＱＬを作成している。このため、ランプ
１０に光量変化が生じて信号Ｓｐ及びＳｑのレベルが変
化すると、それに伴って自動的にしきい値レベルＰＨ，
ＰＬ，ＱＨ及びＱＬが補正される。即ち、ランプ１０の
光量変化は、信号Ｐ１〜Ｐ３及びＱ１〜Ｑ３の位相に影
響を及ぼさない。比較回路６２が出力する信号Ｐ１〜Ｐ
３及びＱ１〜Ｑ３は、制御回路６４に入力される。

【００３４】偏光によって変化する３つの信号Ｓａ，Ｓ
ｂ及びＳｃの各々が選択状態（アクティブ）か否かを、
それぞれＣａ，Ｃｂ及びＣｃとして、またグレイスケ−
ルの信号Ｓｐ及びＳｑが３種類の状態のいずれであるか
を、それぞれＣｐ及びＣｑとして図５に示すので、それ
らを参照されたい。

【００３５】図４に示す制御回路６４は、この例ではマ
イクロコンピュ−タで構成されており、上記比較回路６
１，６２及びＡ／Ｄ変換器６３から出力される情報を入
力し、それらを処理してその時の回転角度θを求め、角
度θの情報を必要に応じてインタ−フェ−ス６５を介し
て外部に出力する。制御回路６４は、次のようにして回
転角度θを求める。

【００３６】まず、θｓを次式により求める。

【００３７】 θｓ＝ arcCos(Ｓabc／Ｓｒ) ・・・(8) 次に、θｃを次の条件により決定する。即ち、比較回路
６１が出力する信号Ａcnvが高レベルＨ（アクティブ）
ならθｃ＝０とし、信号Ｂcnvが高レベルＨならθｃ＝
π／３とし、信号Ｃcnvが高レベルＨならθｃ＝２π／
３とする。

【００３８】そして次に、θｎを求める。比較回路６１
が出力する信号Ｇｒを参照し、 Ｇｒが高レベルＨならθｎ＝θｃ＋θｓとし、 ・・・(9) Ｇｒが低レベルＬならθｎ＝θｃ−θｓとする。 ・・・(10) ここまでの処理では、０〜πの範囲とπ〜２πの範囲と
を識別できず、半回転の範囲でしか絶対角度θを検出で
きない。そこで、検出可能範囲を広くするために、更
に、グレイスケ−ルの信号Ｐ１〜Ｐ３及びＱ１〜Ｑ３を
も参照して処理を続ける。

【００３９】即ち、比較回路６１が出力する信号Ａcnv
が高レベルＨ（Ｃａがアクティブ）の時に、比較回路６
２が出力する信号Ｑ３が高レベルＨ（ＣｑがＬｏｗ状
態）なら、次の条件を適用する。

【００４０】 ＧｒがＨの時：θ＝θｎ ・・・(11) ＧｒがＬの時：θ＝π＋θｎ ・・・(12) また、比較回路６１が出力する信号Ａcnvが高レベルＨ
（Ｃａがアクティブ）の時に、比較回路６２が出力する
信号Ｑ１が高レベルＨ（ＣｑがＨｉｇｈ状態）なら、次
の条件を適用する。

【００４１】 ＧｒがＨの時：θ＝θｎ＋π ・・・(13) ＧｒがＬの時：θ＝２π＋θｎ ・・・(14) また、比較回路６１が出力する信号Ｂcnvが高レベルＨ
（Ｃｂがアクティブ）の時に、比較回路６２が出力する
信号Ｑ２が高レベルＨ（Ｃｑが中間レベル状態）であっ
て、しかもＰ３が低レベルＬ（ＣｐがＬｏｗでない）な
ら、次の条件を適用する。

【００４２】 θ＝θｎ ・・・(15) また、比較回路６１が出力する信号Ｂcnvが高レベルＨ
（Ｃｂがアクティブ）の時に、比較回路６２が出力する
信号Ｑ２が低レベルＬ（Ｃｑが中間レベルでない）か、
又はＰ３が高レベルＨ（ＣｐがＬｏｗ）なら、次の条件
を適用する。

【００４３】 θ＝π＋θｎ ・・・(16) また、比較回路６１が出力する信号Ｃcnvが高レベルＨ
（Ｃｃがアクティブ）の時に、比較回路６２が出力する
信号Ｑ１が低レベルＬ（ＣｑがＨｉｇｈでない）であっ
て、しかもＰ１が高レベルＨ（ＣｐがＨｉｇｈ）で、か
つＱ２が低レベルＬ（Ｃｑが中間レベルでない）なら、
次の条件を適用する。

【００４４】 θ＝θｎ ・・・(17) また、比較回路６１が出力する信号Ｃcnvが高レベルＨ
（Ｃｃがアクティブ）の時に、比較回路６２が出力する
信号Ｑ１が高レベルＨ（ＣｑがＨｉｇｈ）か、又はＰ１
が低レベルＬ（ＣｐがＨｉｇｈでない）か、又はＱ２が
高レベルＨ（Ｃｑが中間レベル）なら、次の条件を適用
する。

【００４５】 θ＝π＋θｎ ・・・(18) 上述の判定条件は、図５に示すような信号が得られる場
合に適用しうるが、各グレイスケ−ル等の位置が変われ
ば変更する必要がある。

【００４６】なお上記実施例では、制御回路６４にマイ
クロコンピュ−タを用いたが、それに必要とされる処理
は比較的単純な判定処理と演算処理だけであるので、こ
れを一般の論理回路に置き代えることは容易である。ま
た上記実施例では、複数の受光系の特性の違いを増幅器
Ａ１〜Ａ４の増幅度の調整によって補償しているが、こ
の補償は例えば制御回路６４のマイクロコンピュ−タ内
部の演算処理によって行なってもよい。

【００４７】また上記実施例では、０〜２πの全ての位
置の絶対角度が検出できるエンコ−ダを示したが、用途
によっては０〜πの範囲だけしか検出を必要としない場
合もある。そのような時には、グレイスケ−ル８１，８
２ならびにそれに付随する各種の構成要素は省略しても
よい。また更に狭い角度範囲の検出しか必要としない用
途においては、偏光板４０には最小限１つの偏光部を設
け、それ以外の偏光部及びそれらに関連する構成要素を
省略してもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、光源と受
光素子との間に配置される第１及び第２の偏光板は、そ
れぞれが偏光手段を含んでいるので、第１及び第２の偏
光板の両者を透過して光源から受光素子に達する光の強
度は、第１の偏光板と第２の偏光板との相対的な回転位
置に応じて連続的に変化する。このため、受光素子が出
力する信号のレベルによって、絶対的な回転位置を識別
可能である。また、受光素子が出力する信号のレベルは
アナログ量であるので、例えば高精度のＡ／Ｄ変換器を
用いることによって分解能を上げることができる。

【００４９】また第２番の発明では、常時、角度変化に
対する受光強度変化が大きい信号を選択して使用するこ
とによって、位置検出の分解能を常時高く維持しうる。

【００５０】また第３番の発明においては、光源の発光
強度の変動に応じた受光強度変化を補償し、回転位置を
正確に求めることができる。

【００５１】また第４番の発明においては、３個の受光
素子が出力する３種類の信号レベルの組合せは、複数の
回転位置に対して同一にならず、それらに基づいて、広
い回転範囲の絶対位置を識別することができる。しか
も、光源の発光強度の変動に応じた受光強度変化を補償
し、回転位置を正確に求めることができる。

【００５２】また第５番の発明によれば、グレイ光検出
手段が出力する信号に基づいて、回転位置の０〜πの範
囲とπ〜２πの範囲とを識別でき、これを利用すること
によって、０〜２πの全ての範囲の回転位置を識別しう
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のロ−タリ−エンコ−ダの機構部分を
示す正面図である。

【図２】 図１の装置に備わった偏光板４０を示す平面
図である。

【図３】 偏光板４０に入射する光とそれを透過した３
種類の光を示すベクトル図である。

【図４】 図１の装置の電気回路を示すブロック図であ
る。

【図５】 図４の回路各部の信号波形及び信号状態を示
す波形図である。

【図６】 図４の比較回路６１の構成を示すブロック図
である。

【図７】 図４の比較回路６２の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１：フレ−ム ２：拡散板 ３：駆動軸 ４：軸受け １０：ランプ ２１，２２，２３，７５，９１，９２：受光素子 ３１，３２，３３：偏光部 ４０：偏光板 ５０：偏光板 ６０：信号処理ユニ
ット ６１，６２：比較回路 ６３：Ａ／Ｄ変換器 ６４：制御回路 ６５：インタ−フェ
−ス ７０：透明部 ８１，８２：グレイ
スケ−ル Ａ１〜Ａ６：増幅器 ＰＨ，ＰＬ，ＱＨ，ＱＬ：しきい値レベル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源；該光源に対向して配置された少な
   くとも１つの受光素子；前記光源と前記受光素子との間
   に配置され、それぞれが少なくとも１つの偏光手段を含
   み、互いに対向して配置され、少なくとも一方が回動自
   在な第１及び第２の偏光板；及び前記受光素子が出力す
   る信号を処理し、前記第１の偏光板と第２の偏光板との
   相対的な回転位置に応じた信号を生成する信号処理手
   段；を備える回転位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の偏光板の一方は、互
   いに異る偏光状態で配置された３以上の偏光手段を含
   み、それらの偏光手段の各々を通った光を同時に受光す
   る３以上の受光素子を備える、前記請求項１記載の回転
   位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２の偏光板の少なくとも
   一方は、偏光手段と異る位置に配置された透明部分を含
   み、該透明部分を通った光を受光する基準光検出手段を
   備え、前記信号処理手段は、前記基準光検出手段が出力
   する信号レベルに基づいて回転位置に応じた信号を生成
   する、前記請求項１記載の回転位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記第１及び第２の偏光板の一方は、互
   いにπ／３の位相差をもつ偏光状態で配置された３つの
   偏光手段と、該偏光手段と異る位置に配置された透明部
   分を含み、それらの偏光手段の各々を通った光を同時に
   受光する３個の受光素子、及び透明部分を通った光を受
   光する基準光検出手段を備え、前記信号処理手段は、前
   記基準光検出手段が出力する信号レベルと、３個の受光
   素子がそれぞれ出力する信号とに基づいて回転位置に応
   じた信号を生成する、前記請求項１記載の回転位置検出
   装置。
5. 【請求項５】 前記第１及び第２の偏光板の一方は、互
   いに位相をずらして配置され、その光透過率が連続的に
   変化する２以上のグレイスケ−ル手段を含み、該グレイ
   スケ−ル手段を通った各々の光を受光する２以上のグレ
   イ光検出手段を備え、前記信号処理手段は、前記グレイ
   光検出手段が出力する信号に基づいて回転位置に応じた
   信号を生成する、前記請求項１記載の回転位置検出装
   置。