專利名稱：編碼器、光學(xué)模塊以及伺服系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及編碼器、光學(xué)模塊以及伺服系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
例如在日本特開專利2003-130689中已知作為光學(xué)編碼器的反射式編碼器。在該 反射式編碼器中，使用點光源。來自光源的照射光被反射狹縫反射。反射光由光接收元件接收。因此，待檢測的物體的位置從光接收信號來檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明待解決的問題然而，當(dāng)從點光源射出擴(kuò)散光時，不但作為光接收信號的擴(kuò)散光的反射光，而且擴(kuò)散光的散射光和雜散光都由光接收元件接收。結(jié)果，在光接收元件中出現(xiàn)噪聲。噪聲導(dǎo)致編碼器的位置檢測精度降低。本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高檢測精度的編碼器，光學(xué)模塊以及伺服系統(tǒng)。解決問題的手段為了實現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供有一種編碼器，該編碼器包括狹縫陣列，該狹縫陣列包括沿著第一測量軸線并排布置的多個反射狹縫；和光學(xué)模塊，該光學(xué)模塊面向所述狹縫陣列的一部分并且能夠相對于所述狹縫陣列在所述第一測量軸線上相對移動，所述編碼器的特征在于所述光學(xué)模塊包括點光源，該點光源用光照射所述狹縫陣列的所述部分；和光接收陣列，該光接收陣列包括沿著第二測量軸線并排布置的多個光接收元件，并且在平行于所述狹縫陣列的平面中布置在沿寬度方向相對于所述點光源偏移的位置，所述寬度方向垂直于與所述第一測量軸線對應(yīng)的所述第二測量軸線，所述光接收元件分別接收從所述點光源照射并且從所述反射狹縫反射的光，并且所述多個光接收元件各自具有以下形狀，S卩沿所述第二測量軸線方向越靠近所述點光源的光接收元件在所述寬度方向上的長度越短，并且所述光接收元件的沿所述寬度方向位于所述點光源的相反側(cè)的端部被并排布置在沿著所述第二測量軸線的位置。根據(jù)第二發(fā)明，在根據(jù)所述第一發(fā)明的編碼器中，所述狹縫陣列中的至少兩個狹縫陣列沿著所述寬度方向并排布置；所述點光源面向并排布置的所述兩個狹縫陣列之間的位置布置；并且所述光接收陣列中的至少兩個光接收陣列沿所述寬度方向夾著所述點光源并排布置，并且分別面向并排布置的所述兩個狹縫陣列。根據(jù)第三發(fā)明，在根據(jù)所述第二發(fā)明的編碼器中，并排布置的所述兩個狹縫陣列均包括沿著所述第一測量軸線方向的絕對模式；在并排布置的所述兩個狹縫陣列之間面向所述點光源的位置中，布置有包括增量模式的至少一個所述狹縫陣列；并且在所述點光源的沿所述第二測量軸線方向的一側(cè)和另一側(cè)中的至少一側(cè)，布置有另一個光接收陣列，所述另一個光接收陣列接收來自所述至少一個狹縫陣列的反射光并且
輸出增量信號。根據(jù)第四發(fā)明，在根據(jù)所述第三發(fā)明的編碼器中，在輸出所述增量信號的所述另一個光接收陣列中所包括的多個光接收元件在所述寬度方向上分別具有相同長度。根據(jù)第五發(fā)明，在根據(jù)所述第二發(fā)明的編碼器中，并排布置的所述兩個光接收陣列中的一個光接收陣列的所述光接收元件以及并排布置的所述兩個光接收陣列中的另一個光接收陣列的所述光接收元件形成為使得這些光 接收元件的沿著所述第二測量軸線方向的長度基本上彼此相同，并且這些光接收元件中沿著所述第二測量軸線越靠近所述點光源的光接收元件沿著所述寬度方向的長度更靠近越短，并且提供基本上相同的光接收量。為了解決上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種光學(xué)模塊，該光學(xué)模塊在布置成面向所述狹縫陣列的一部分并且能夠相對于所述狹縫陣列在第一測量軸線上相對移動的情況下，構(gòu)成編碼器，所述狹縫陣列包括沿著所述第一測量軸線并排布置的多個反射狹縫，所述光學(xué)模塊的特征在于所述光學(xué)模塊包括點光源，該點光源用光照射所述狹縫陣列的所述部分；和光接收陣列，該光接收陣列包括沿著第二測量軸線并排布置的多個光接收元件，并且在平行于所述狹縫陣列的平面中布置在沿寬度方向相對于所述點光源偏移的位置中，所述寬度方向垂直于與所述第一測量軸線對應(yīng)的所述第二測量軸線，所述光接收元件分別接收從所述點光源照射并且從所述反射狹縫反射的光，并且所述多個光接收元件各自具有以下形狀，S卩沿所述第二測量軸線方向越靠近所述點光源的光接收元件在所述寬度方向上的長度越短，并且所述光接收元件的沿所述寬度方向位于所述點光源的相反側(cè)的端部被并排布置在沿著所述第二測量軸線的位置。為了解決上述目的，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種伺服系統(tǒng)，該伺服系統(tǒng)包括馬達(dá)，該馬達(dá)能夠沿第一測量軸線方向移動待移動對象；編碼器，該編碼器檢測所述馬達(dá)和所述待移動對象中的至少一方的沿所述第一測量軸線方向的位置；以及控制器，該控制器基于由所述編碼器檢測到的所述位置控制所述馬達(dá)，所述伺服系統(tǒng)的特征在于所述編碼器包括狹縫陣列，在該狹縫陣列中，多個反射狹縫沿著所述第一測量軸線并排布置；和光學(xué)模塊，該光學(xué)模塊面向所述狹縫陣列的一部分并且通過所述馬達(dá)的驅(qū)動能夠相對于所述狹縫陣列在所述第一測量軸線上相對移動，所述光學(xué)模塊包括點光源，該點光源用光照射所述狹縫陣列的所述部分；和光接收陣列，該光接收陣列包括沿著第二測量軸線并排布置的多個光接收元件，并且在平行于所述狹縫陣列的平面中布置在沿寬度方向相對于所述點光源偏移的位置，所述寬度方向垂直于與所述第一測量軸線對應(yīng)的所述第二測量軸線，所述光接收元件分別接收從所述點光源照射并且從所述反射狹縫反射的光，并且所述多個光接收元件各自具有以下形狀，S卩沿所述第二測量軸線方向越靠近所述點光源的光接收元件在所述寬度方向上的長度越短，并且所述光接收元件的沿所述寬度方向位于所述點光源的相反側(cè)的端部被并排布置在沿著所述第二測量軸線的位置。發(fā)明的優(yōu)點如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提高檢測精度。


圖I是用于說明本公開內(nèi)容的實施方式的伺服系統(tǒng)的說明圖；圖2是用于說明本公開內(nèi)容的實施方式的編碼器的說明圖；圖3是用于說明設(shè)置在本公開內(nèi)容的實施方式的編碼器中的盤的說明圖；圖4是用于說明設(shè)置在本公開內(nèi)容的實施方式的編碼器中的狹縫陣列的說明圖；圖5是用于說明設(shè)置在本公開內(nèi)容的實施方式的編碼器中的光學(xué)模塊和光接收陣列的說明圖；圖6是用于說明由設(shè)置在本公開內(nèi)容的實施方式的編碼器中的光學(xué)檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行的光接收操作的說明圖。
具體實施例方式在下文中，參照附圖詳細(xì)地說明公開內(nèi)容的實施方式。在本說明書和附圖中，具有基本上相同功能的部件原則上由相同的附圖標(biāo)記表示。因此，適當(dāng)省略對這些部件的重復(fù)說明。在說明每個實施方式之前，說明本申請的發(fā)明人刻苦深入研究而想到的噪聲等的原因。當(dāng)如在根據(jù)本公開內(nèi)容的各實施方式的編碼器中那樣使用點光源時，從光源照射的擴(kuò)散光具有相當(dāng)高的直線度。在該情況下，檢測到反射光，該反射光是由反射狹縫反射的具有高直線度的擴(kuò)散光。結(jié)果，可以降低噪聲并且提高檢測精度。然而，擴(kuò)散光由點光源附近的另一個構(gòu)件(例如向待照射對象側(cè)突出的構(gòu)件)散射。因此，可能存在散射光到達(dá)光接收元件的情況。具體地，在使用LED(發(fā)光二極管)的點光源中，用于供應(yīng)電力的接合線等在光路中或該光路附近突出。由該線引起的散射光也是產(chǎn)生噪聲的原因。此外，即使在具有另一種構(gòu)造的點光源中，也由其線或另外的構(gòu)件引起散射，這是產(chǎn)生噪聲的原因。因此，能想到通過設(shè)計將線等的布置位置與光路分離。然而，即使在該情況下，位于期望光路外的照射光等也被線散射，從而導(dǎo)致產(chǎn)生噪聲。此外，散射光的二次反射、反射光的二次反射等也是產(chǎn)生噪聲的原因。假如這種噪聲出現(xiàn)，則通過利用具有相當(dāng)高的直線度的點光源的噪聲降低效果被抵消。另選地，存在噪聲反而增大的情況。另一方面，噪聲光(noise light)的主要來源是點光源，因此，上述噪聲隨著距點光源的距離的增大而被衰減。因此，還能想到，通過增大點光源和光接收元件之間的距離來降低噪聲。然而，在該情況下，編碼器本身變大，并且同時待檢測的反射光也因上述噪聲而被衰減。因此，難以通過降低噪聲來實現(xiàn)裝置的小型化和檢測精度的提高。
本申請的發(fā)明人通過研究已經(jīng)想到根據(jù)每個實施方式的編碼器等。在下文中，詳細(xì)說明每個實施方式。根據(jù)待在下面說明的每個實施方式的編碼器能夠適用于各種類型的編碼器，諸如旋轉(zhuǎn)式編碼器和直線式編碼器。在待在下面說明的每個實施方式中，為了更容易理解，將旋轉(zhuǎn)編碼器作為實施例來予以說明。然而，通過將移動體從旋轉(zhuǎn)式適當(dāng)?shù)馗淖兂芍本€式等還可以將編碼器應(yīng)用為另一種類型的編碼器。因此，在下文中，省略應(yīng)用于另一種類型的編碼器的詳細(xì)說明。實施方式
(I.伺服系統(tǒng))首先，參照圖1，說明根據(jù)實施方式的伺服系統(tǒng)的構(gòu)造。圖I是根據(jù)實施方式的伺服系統(tǒng)的說明圖。如圖I所示，根據(jù)本實施方式的伺服系統(tǒng)S具有伺服馬達(dá)SM和控制器CT。該伺服馬達(dá)SM具有編碼器100和馬達(dá)M。馬達(dá)M是不包括編碼器100的動力產(chǎn)生源的實施例。馬達(dá)M有時單獨地稱為伺服馬達(dá)，但是，在本實施方式中，包括編碼器100的構(gòu)造稱為伺服馬達(dá)SM。馬達(dá)M具有軸SH，該軸是移動體的實施例。馬達(dá)M通過使軸SH繞旋轉(zhuǎn)軸線AX旋轉(zhuǎn)而輸出旋轉(zhuǎn)力。馬達(dá)M不被具體地限制，只要它是基于由編碼器100檢測的數(shù)據(jù)(例如位置數(shù)據(jù))而控制的馬達(dá)即可。此外，馬達(dá)M不限于將電用作動力源的電動機(jī)，而它可以是例如使用另一種動力源的馬達(dá)，諸如液壓馬達(dá)、空氣馬達(dá)以及蒸汽馬達(dá)。然而，為了便于說明，在下文中，說明馬達(dá)M是電動機(jī)的情況。根據(jù)本實施方式的編碼器100在馬達(dá)M的旋轉(zhuǎn)力輸出側(cè)的相反側(cè)連接到軸SH。因此，編碼器100通過檢測軸SH的位置(角度)來檢測馬達(dá)M(待測量對象的實施例)的位置x(還稱為旋轉(zhuǎn)角0)并且輸出表示該位置X的位置數(shù)據(jù)。除了馬達(dá)M的位置X以外(或者代替位置X)，編碼器100還可以檢測馬達(dá)M的速度V (還稱為旋轉(zhuǎn)速度、角速度等)和馬達(dá)M的加速度a (還稱為旋轉(zhuǎn)加速度、角加速度等)中的至少一個。在該情況下，可以通過例如獲得位置X的相對于時間的一階導(dǎo)數(shù)(或二階導(dǎo)數(shù))或者通過在預(yù)定時段處理以對檢測信號(例如，稍后描述的增量信號)進(jìn)行計數(shù)來檢測馬達(dá)M的速度V和加速度a。為了便于說明，在下文中，通過由編碼器100檢測的物理量是位置X的實施例來給出說明?？刂破鰿T獲得從編碼器100輸出的位置數(shù)據(jù)?？刂破鰿T基于所獲得的位置數(shù)據(jù)控制馬達(dá)M的旋轉(zhuǎn)。因此，在將電動機(jī)用作馬達(dá)M的本實施方式中，控制器CT基于位置數(shù)據(jù)控制待施加于馬達(dá)M的電流或電壓。結(jié)果，馬達(dá)M的旋轉(zhuǎn)受到控制。此外，控制器CT還可以通過獲得來自上位(higher-order)控制裝置(未示意地示出)的上位控制信號來控制馬達(dá)M。在該情況下，馬達(dá)M被控制成使得從軸SH輸出能夠?qū)崿F(xiàn)由較上位控制信號表示的位置等的旋轉(zhuǎn)力。還存在這樣的情況馬達(dá)M使用另一種動力源，諸如液壓動力源、空氣動力源以及蒸汽動力源。在這種情況下，控制器CT可以通過控制來自那些動力源的供應(yīng)來控制馬達(dá)M的旋轉(zhuǎn)。(2.編碼器)下面參照圖2至圖6，說明根據(jù)本實施方式的編碼器100。圖2是本實施方式的編碼器的說明圖。圖3是設(shè)置在本實施方式的編碼器中的盤的說明圖。圖4是設(shè)置在本實施方式的編碼器中的狹縫陣列的說明圖。圖5是設(shè)置在本實施方式的編碼器中的光學(xué)模塊的說明圖。圖6是由本發(fā)明的編碼器進(jìn)行的光接收操作的說明圖。圖6是示出沿著圖4和圖5中的線A-A的剖面的示意圖。如圖2所示，根據(jù)本實施方式的編碼器100具有盤110、磁體MG、磁性檢測器120、光學(xué)模塊130以及位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140。這里，為了便于說明編碼器100的結(jié)構(gòu)，在本實施方式 中，諸如豎直方向的方向被定義如下。在圖2中，盤110面向光學(xué)模塊130的方向，也就是說，沿著Z軸的正向稱為“向上”，并且相反方向，也就是說，沿著Z軸的負(fù)向稱為“向下”。在圖3中，盤110的徑向還稱為“寬度R”方向，這意味著由稍后描述的狹縫陣列形成的軌跡的寬度方向。另一方面，盤110的外周的方向還稱為“測量軸線C”的方向，這意味著由編碼器100測量的位置X的方向。然而，根據(jù)本實施方式的編碼器100的每個構(gòu)造的位置關(guān)系不具體地限于豎 直方向等的概念?？梢源嬖谶@樣的情況按照說明的方便，除了上述這些方向外，如上所述定義的方向能被不同地表示。此外，可以存在除了這些方向之外的方向通過其適當(dāng)?shù)亩x來表示的情況。(2-1.盤)盤110形成如圖3所示的圓板形狀。盤110布置成使得盤中心0基本上與旋轉(zhuǎn)軸線AX—致。此外，盤110連接到馬達(dá)M的軸SH。因此，盤110借助馬達(dá)M的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，也就是說，借助軸SH的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。在本實施方式中，通過將呈圓板形狀的盤110作為測量馬達(dá)M的旋轉(zhuǎn)的待測量對象(也稱為移動體)的實施例給出說明。然而，還可以使用另一個構(gòu)件(例如軸SH的端面)作為待測量對象。盤110具有磁體MG以及多個狹縫陣列SA1、SA2和SI，如圖3所示。如上所述，盤110隨著馬達(dá)M的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。與此相反，磁性檢測器120和光學(xué)模塊130面向盤110的一部分并被固定地布置。因此，隨著馬達(dá)M的驅(qū)動，磁體MG和狹縫陣列SA1、SA2、SI以及磁性檢測器120和光學(xué)模塊130可以沿著測量軸線C的方向相對于彼此移動。根據(jù)各個方面，測量軸線C與第一測量軸線對應(yīng)。磁性檢測器120布置成面向位于盤110的上面?zhèn)鹊拇朋wMG的一部分并且構(gòu)成磁性檢測機(jī)構(gòu)。光學(xué)模塊130布置成面向位于盤110的上面?zhèn)鹊莫M縫陣列SA1、SA2、SI的一部分并且構(gòu)成光學(xué)檢測機(jī)構(gòu)。詳細(xì)地說明磁性檢測機(jī)構(gòu)和光學(xué)檢測機(jī)構(gòu)。(2-2.磁性檢測機(jī)構(gòu))磁性檢測機(jī)構(gòu)具有磁體MG和磁性檢測器120。如圖3所示，磁體MG在盤110的上面(在沿著Z軸的正向上)上形成為以盤中心0為其中心的環(huán)狀。磁體MG布置成使得磁場的方向在盤110的彼此分離180°的兩個區(qū)域中在磁體MG的上面上相反。如圖2和圖3所示，磁性檢測器120被固定地布置成能夠在面向位于盤110的上面?zhèn)鹊沫h(huán)狀磁體MG的一部分的位置上相對于旋轉(zhuǎn)磁體MG相對移動。因此，磁性檢測器120檢測磁體MG的上面上的磁場的方向。如上所述，磁體MG的上面上的磁場的方向在盤110的彼此分離180°的兩個區(qū)域中相反。結(jié)果，磁性檢測器120檢測磁場的方向，該磁場的方向在盤110的旋轉(zhuǎn)一圈期間變化一個周期。也就是說，由磁性檢測器120檢測到的信號概略地表示旋轉(zhuǎn)一圈期間盤110的位置X。在下文中，該信號還稱為“IX信號“。該IX信號被發(fā)送到位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140。磁性檢測器120還可以檢測表示盤110是否已旋轉(zhuǎn)一圈的“多圈信號”來代替檢測IX信號。由磁性檢測器120進(jìn)行的“多圈信號”的檢測例如對于在電源中斷時通過備用電源進(jìn)行位置檢測特別有效。磁性檢測器120不被具體限制，只要其構(gòu)造能夠如上所述檢測磁場的方向即可。作為磁性檢測器120的實施例，可以使用磁角度傳感器，例如MR(磁阻效應(yīng))元件和GMR(巨磁阻效應(yīng))元件。還可以使用例如霍爾元件的磁場檢測元件作為磁性檢測器120。在該情況下，可以通過檢測沿著分別垂直于旋轉(zhuǎn)軸線AX的兩個軸線的方向的磁場的強(qiáng)度基于來自磁場檢測元件的檢測信號來計算磁體MG的磁場的方向，并由此檢測盤110的旋轉(zhuǎn)。期望在盤110旋轉(zhuǎn)一圈期間相位差為90°的位置中布置至少兩個磁性檢測器 120，以便確定旋轉(zhuǎn)方向。此外，為了降低制造誤差(諸如盤110的偏心)的影響，還可以布置另一個磁性檢測器120，該另一個磁性檢測器在相對于一個磁性檢測器120相位差為180°的位置中與該一個磁性檢測器120配成一對。然而，磁性檢測機(jī)構(gòu)不是必須需要的。但是，當(dāng)如在本實施方式中提供磁性檢測機(jī)構(gòu)時，例如，編碼器100可以使用磁性檢測機(jī)構(gòu)和光學(xué)檢測機(jī)構(gòu)兩者。在該情況下，可以計算出馬達(dá)M的高度可靠的位置X，以基于不同的原理給出功能冗余，從而以低電力消耗檢測多圈旋轉(zhuǎn)等。(2-3.光學(xué)檢測機(jī)構(gòu))光學(xué)檢測機(jī)構(gòu)具有狹縫陣列SAUSA2和SI以及光學(xué)模塊130。狹縫陣列在盤110的上面(沿著Z軸的正向)上形成為以環(huán)狀布置的軌跡，所述環(huán)以盤中心0為中心。狹縫陣列具有多個反射狹縫(圖4中用斜線繪制的陰影的部分)，所述多個反射狹縫沿著測量軸線C(也就是說，沿著周向)并排布置在軌跡的整個外周上。每個反射狹縫均反射從光源131照射的光。在本實施方式中，盤110例如由玻璃形成。因此，通過向玻璃盤110的表面施加反射光的構(gòu)件可以形成狹縫陣列所擁有的反射狹縫。盤110的材料不限于玻璃并且還可以使用金屬、樹脂等。例如通過將具有高反射率的金屬用作盤110，還可以形成這樣的部分，該部分的反射率被減小從而不會將光反射到反射狹縫中。作為降低反射率的技術(shù)，存在通過濺射等使該部分變成粗糙表面或者涂敷具有低反射率的材料的技術(shù)。然而，盤110的材料、該盤的制造方法等不具體受限。在本實施方式中，在盤110的上面上沿寬度R的方向(也就是說，沿徑向)并排布置三個狹縫陣列(狹縫陣列SA1、SA2和SI)。為了更詳細(xì)地分別說明三個狹縫陣列SA1、SA2和SI，在圖4中示出了圖3中的區(qū)域Area附近的部分的放大圖。如圖4所示，狹縫陣列SAl沿三個狹縫陣列的徑向布置在最內(nèi)側(cè)。另一方面，狹縫SA2沿三個狹縫陣列的徑向布置在最外側(cè)。因此，狹縫陣列SI布置在狹縫陣列SAl和狹縫陣列SA2之間。沿寬度R方向布置在兩側(cè)的狹縫陣列SA1、SA2所擁有的多個反射狹縫沿著盤110的整個外周布置，從而具有沿測量軸線C方向的絕對模式。絕對模式是這樣的模式，其中，反射狹縫在稍后描述的光學(xué)模塊130的光接收陣列相互面對的角度內(nèi)的位置、比例等在盤110旋轉(zhuǎn)一圈期間被唯一地確定。也就是說，當(dāng)馬達(dá)M定位在位置X時，結(jié)果由相互面對的光接收陣列的多個光接收元件中的每個進(jìn)行的檢測或未檢測的組合(通過檢測的開/關(guān)位模式)唯一地表示位置X的絕對值(絕對位置)。作為用于產(chǎn)生絕對模式的方法，可以使用各種算法。也就是說，該方法不具體受限，只要該方法能產(chǎn)生這樣的模式的即可，該模式是，通過光接收陣列的多個光接收元件的數(shù)量中的位一維表示馬達(dá)M的絕對位置。當(dāng)絕對位置由這種絕對模式表示時，在借助光接收信號的檢測出或未檢測出而位模式改變的區(qū)域中，絕對位置的檢測精度被降低。因此，在本實施方式中，形成兩個狹縫陣列SA1、SA2。和這兩個狹縫陣列SA1、SA2的上述那些模式分別相同的絕對模式彼此偏移例如沿測量軸線C方向的一個位長度的1/2。偏移量是與例如稍后描述的光接收陣列的多個光接收元件之間的間距的一半對應(yīng)的值。因此，在本實施方式的編碼器100中，使用來自狹縫SA2的檢測信號來計算絕對位置，或者當(dāng)例如通過狹縫SAl的絕對位置與位模式改變的部分對應(yīng)時，執(zhí)行相反操作。因此，可以提高絕對位置的 檢測精度。在本實施方式中，狹縫陣列SA1、SA2的相應(yīng)的絕對模式相互偏離(offset)。然而，還可以使分別與狹縫陣列SA1、SA2對應(yīng)的光接收陣列相互偏離，而不是例如使絕對模式偏離。另一方面，布置在狹縫陣列SA1、SA2之間的狹縫陣列SI所擁有的多個反射狹縫沿著盤110的整個周向布置，從而具有沿測量軸線C方向的增量模式。增量模式是如圖4所示以預(yù)定間距有規(guī)律地重復(fù)的模式。增量模式的功能與絕對模式的功能的不同，絕對模式由與是否由多個光接收元件檢測對應(yīng)的位表示絕對位置X。也就是說，增量模式通過至少一個或更多個光接收元件的檢測信號的和表示對于每個間距或一個間距內(nèi)的馬達(dá)M的位置。因此，增量模式不表示馬達(dá)M的絕對位置X，但是，與絕對模式相比能以非常高的精度表示位置。如圖2和圖3所示，光學(xué)模塊130形成在平行于盤110的基板BA上。此外，光學(xué)模塊130布置成面向盤100的狹縫陣列SA1、SA2、SI的部分。因此，光學(xué)模塊可以隨著盤110的旋轉(zhuǎn)相對于狹縫陣列SA1、SA2、SI沿測量軸線C方向相對移動。在本實施方式中，光學(xué)模塊130形成在基板BA上，使得編碼器100能變薄或者其制造變得容易。然而，光學(xué)模塊130不是必須被設(shè)置在基板BA上。另一方面,如圖2和圖5所不,光學(xué)模塊130設(shè)置在基板BA的面向光盤110的表面上。光學(xué)模塊130具有光源131、線132以及光接收陣列PA1、PA2、PI1和PI2。光源131布置在基板BA的下表面上(沿著Z軸的負(fù)向上的表面)，也就是說，在面向狹縫陣列的一側(cè)。因此，光源131用光照射通過面向該光源131的位置的上述三個狹縫陣列SA1、SA2、SI的部分(例如，稱為區(qū)域Area，“照射區(qū)域”)。光源131不具體受限，只要它是能夠用光照射該照射區(qū)域的光源即可。例如，可以使用LED (發(fā)光二極管)。因此，光源131特別形成為未布置有光學(xué)透鏡等的點光源，并且照射來自發(fā)光單元的擴(kuò)散光。當(dāng)提及點光源時，該光源不需要嚴(yán)格地為點。光可以從有限表面發(fā)出，只要光源被認(rèn)為是從設(shè)計和操作原理的觀點看能夠從基本上的點狀位置發(fā)出擴(kuò)散光的光源即可。如上所述通過使用點光源，光源131可以用擴(kuò)散光基本上均勻地照射通過面向該光源的位置的三個狹縫陣列SA1、SA2、SI的相應(yīng)部分(然而，存在這樣的可能性在一定程度上存在由偏離光軸引起的光量的變化以及由光路長度差引起的衰減等的影響)。此外，不通過光學(xué)元件進(jìn)行收集和擴(kuò)散光，因此，由光學(xué)元件造成的誤差等不可能發(fā)生。因此，可以提高朝向狹縫陣列的照射光的直線度。線132連接在光源131和基板BA之間，并且將經(jīng)由基板BA提供的電力供應(yīng)到光源131。本實施方式中，線132從基板BA的下表面朝向盤110的上面伸出。線132在基板BA的平面中偏離光源131的發(fā)光面。然而，線132被從光源131發(fā)出的光照射，并且照射的光被線132散射。這種散射光導(dǎo)致抵抗光學(xué)模塊130的光接收陣列中的光接收信號的噪聲。
在本實施方式中，為了便于說明，線132被示出為使得能容易理解噪聲的原因。然而，以這種方式伸出的線132不是必須的。此外，噪聲發(fā)生的源不限于線132。也就是說，作為噪聲發(fā)生的源，能想到各種原因，諸如由從基板BA伸出的諸如是其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件的那些構(gòu)件散射光、照射光的多次反射、漏光等。光接收陣列布置在位于面向基板BA的狹縫陣列的一側(cè)的表面上并且接收來自相對的狹縫陣列的反射光。因此，光接收陣列具有多個光接收元件(用點繪制的陰影部分，光接收元件PO至P4)。形成光接收陣列的多個光接收元件沿著測量軸線C’并排布置，如圖5所示。光學(xué)模塊130中測量軸線C’的形狀具有盤110中的測量軸線C投影在該光學(xué)模塊130上的形狀。也就是說，光接收陣列接收從光源131照射并且由盤110的狹縫陣列反射的光。這時，從光源131照射的光是擴(kuò)散光。因此，投影在盤110上的狹縫陣列的圖像是由根據(jù)光路長度的預(yù)定放大率e放大的圖像，如圖6所示。例如，假定狹縫陣列SA1、SA2和SI的沿寬度R方向的相應(yīng)長度是WSA1、WSA2和WSI，并且投影在光學(xué)模塊130上的反射光的形狀沿寬度R方向的長度是WPAl、WPA2和WPAI。在該情況下，WSAl、WSA2、WSI是e乘WPA1、WPA2、WPAI。類似地，測量軸線C’的形狀也是受放大率e影響的測量軸線C的形狀，因為該測量軸線C被投影在光學(xué)模塊130上。為了更容易理解，利用上述測量軸線C和與光源131的位置對應(yīng)的測量軸線C’作為實施例給出更具體的說明。盤110中的上述測量軸線C是以旋轉(zhuǎn)軸線AX為中心的圓形形狀。與此相反，因為光被從光源131照射，所以投影在光學(xué)模塊上的上述測量軸線C’的中心位于與一基準(zhǔn)分開距離e L的位置處，所述基準(zhǔn)是盤110的布置有光源131的平面內(nèi)的位置中的光源的中心0p，距離e L是以放大率e放大的旋轉(zhuǎn)軸線AX和光學(xué)中心Op之間的視距L。該位置概念上被示出為圖2中的測量軸線Os。因此，盤110中的測量軸線C位于以測量軸線Os為中心且以距離eL為半徑的線上，測量軸線Os在定位有光學(xué)中心Op和旋轉(zhuǎn)軸線AX的線上與光學(xué)中心Op沿旋轉(zhuǎn)軸線AX的方向分離所述距離eL。在圖4和圖5中，測量軸線C和測量軸線C’之間的對應(yīng)關(guān)系由呈弧形的線Led、Lcp表示。圖4所示的線Lcd表示盤110上沿著測量軸線C的線。圖5所示的線Lcp表示這樣的線，該線是線Lcd反映在光學(xué)模塊130上并且沿著所述測量軸線C’的線。根據(jù)每個方面測量軸線C’與第二測量軸線對應(yīng)。例如，假定光學(xué)模塊130和盤110之間的間隙長度是G，并且光源131從基板BA突出的量是Ad。在該情況下，放大率e由下列(公式I)表示。E = (2G_ Ad)/ (G- Ad)...(公式 I)作為每個光接收元件，可以使用例如PD(光電二極管)。然而，光接收元件不限于PD。能使用其它種類的光接收元件，只要它們能夠接收從光源131發(fā)出的光并且能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)化成電信號即可。在本實施方式中，對應(yīng)于三個狹縫陣列SA1、SA2和SI布置有三個光接收陣列，即，光接收陣列PA1、接收陣列PA2以及接收陣列PIl和PI2。光接收陣列PAl與狹縫陣列SAl對應(yīng)。光接收陣列PA2與狹縫陣列SA2對應(yīng)。光接收陣列PU、PI2與狹縫陣列SI對應(yīng)。光接收陣列PIUPI2在中途不連續(xù)，但是它們布置在同一軌跡上(也就是說同一圓周上)。因此，可以將光接收陣列PI1、PI2基本上用作一個光接收陣列。此外，與一個狹縫陣列對應(yīng)的光接收陣列的數(shù)量不限于一個，并且多個光接收陣列可以對應(yīng)于一個狹縫陣列布置。在本實施方式中，與絕對模式對應(yīng)的光接收陣列PAl、PA2中的每個均具有9個光接收元件。在每個光接收元件中，無論光是否被接收都處理為位，如上所述。因此，9個光接收元件可以整個地表示9位的絕對位置X。因此，由每個光接收元件接收的光接收信號在位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140中被彼此無關(guān)地處理并且被加密(編碼)成串行位模式。通過將加密的光接收信號的組合解碼，獲得絕對位置X。光接收陣列PA1、PA2的光接收信號在下文中還適當(dāng)?shù)胤Q為“絕對信號”。 與增量模式對應(yīng)的每個光接收陣列PU、PI2均具有與同一狹縫陣列SI對應(yīng)的布置在線Lcp上的多個光接收元件。首先，將光接收陣列PIl作為實施例來說明光接收陣列。在本實施方式中，在增量模式的一個間距(投影圖像中的一個間距)中，分別包括四個光接收元件的組(SET)并排布置?？傆嫸鄠€的光接收元件組沿著測量軸線C’并排布置。在增量模式中，每隔一個間距反復(fù)形成反射狹縫。因此當(dāng)盤110旋轉(zhuǎn)時，每個光接收元件均在一個間距中產(chǎn)生一個周期的周期信號(在電角度方面稱為360° )。因此，在與一個間距對應(yīng)的一組中，布置四個光接收元件。因此，在一組中四個光接收元件中的彼此相鄰的光接收元件檢測出彼此具有90°相位差的周期信號。在下文中，上述四個光接收信號稱為A相信號、B相信號(與A相信號的相位差是90° )、反向A相信號(與A相信號的相位差是180° )以及反向B相信號(與B相信號的相位差是180° )。增量模式表示一個間距中的位置。因此，在某一組中每個相位中的信號以及與該組對應(yīng)的另一組中的每個相位中的信號具有以相同方式變化的值。因此，相同相位中的信號被加算到多個組。因此，從圖5所示的光接收陣列PIl的多個光接收元件檢測到四個信號，這四個信號的相位彼此偏離90°。另一方面，光接收陣列PI2還包括與光接收陣列PIl相同的構(gòu)造。因此，從光接收陣列PI1、PI2產(chǎn)生四個信號，這四個信號的相位偏離90°。在下文中，四個信號還稱為“增量信號”。在本實施方式中，在與增量模式的一個間距對應(yīng)的一個組中，包括四個光接收元件。此外，各光接收陣列PIl和光接收陣列PI2均具有多個相同組。然而，一組中的光接收元件的數(shù)量不具體受限。光接收陣列PIl和光接收陣列PI2還可以獲得處于不同相位的光接收信號。如上說明了光接收陣列的概要。在說明每個光接收陣列的詳細(xì)構(gòu)造之前，說明位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140。(2-4.位置數(shù)據(jù)發(fā)生器)位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140從磁性檢測器120獲得IX信號。此外，位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140從光學(xué)模塊130獲得兩個絕對信號和四個增量信號，兩個絕對信號均包括表示絕對位置X的位模式，四個增量信號的相位彼此偏離90°。因此，位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140基于獲得的信號計算由這些信號表示的馬達(dá)M的絕對位置x。因此，位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140將表示所計算的位置X的數(shù)據(jù)輸出到控制器CT。作為用于通過位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140產(chǎn)生位置數(shù)據(jù)的方法，各種方法都能被使用并且不具體受限。這里，將一種情況作為實施例進(jìn)行說明，其中從增量信號和絕對信號計算出絕對位置X，并且產(chǎn)生位置數(shù)據(jù)。位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140同步獲得增量信號和絕對信號以測量馬達(dá)M的位置X。因此，位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140首先二值化運(yùn)算每個絕對信號并且將該信號轉(zhuǎn)化成表示絕對位置X的位數(shù)據(jù)。因此，位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140基于預(yù)定位數(shù)據(jù)和絕對位置X之間的對應(yīng)關(guān)系確定絕對位置X。位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140可以選擇性地使用光接收陣列PAl和光接收陣列PA2的位數(shù)據(jù)中的任一個，所述位數(shù)據(jù)的位模式的變化點偏離。因此，當(dāng)確定絕對位置X時，可以避免上述位模式的變化點的影響。因此，根據(jù)本實施方式的編碼器100可以以較高精度從絕對信號確定絕對位置X。另一方面，位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140對增量信號執(zhí)行減算，在四個相位中增量信號之間的相位差是180°。通過對信號執(zhí)行減算，其中信號之間的相位差是180°，可以抵消一個間距中反射狹縫的制造誤差和測量誤差。如上所述，由減算產(chǎn)生的信號這里稱為第一增量信號和第二增量信號。第一增量信號和第二增量信號在電角度方面彼此具有90°的相位差(簡稱為A相信號、B相信號等)。因此，位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140從兩個信號確定一個間距內(nèi)特別高精度的位置。用于確定一個間距內(nèi)的位置的方法不具體受限。例如，作為上述方法的實施例，當(dāng)為周期信號的增量信號是正弦信號時，存在一種通過對A相和B相中的兩個正弦信號進(jìn)行除法的結(jié)果執(zhí)行反正切操作來計算電角度9的方法。此外，還存在一種用于使用跟蹤電路來將兩個正弦信號轉(zhuǎn)化成電角度9的方法。此外，還存在一種用于確定與預(yù)先產(chǎn)生的表中的A相和B相中的信號的值相關(guān)聯(lián)的電角度9的方法等。這時，對于位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140優(yōu)選的是對于每個檢測信號模數(shù)(analog-to-digital)轉(zhuǎn)化A相和B相中的兩個正弦信號。因此，位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140在通過對上述兩個轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號執(zhí)行乘法處理提高分辨率之后產(chǎn)生位置數(shù)據(jù)。因此，位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140結(jié)合借助絕對信號的相對低精度的絕對位置X和借助增量信號的高精度的一個間距內(nèi)的位置。因此，產(chǎn)生表示高精度的絕對位置X的位置數(shù)據(jù)。(3.光接收陣列的詳細(xì)構(gòu)造)接著說明光接收陣列的詳細(xì)構(gòu)造。(3. I光接收陣列的布置位置)在根據(jù)本實施方式的編碼器100中，光源131、用于絕對信號的光接收陣列PA1、PA2以及用于增量信號的光接收陣列PU、PI2以圖5所示的位置關(guān)系布置。如圖5和圖6所示，用于絕對信號的光接收陣列PAl、PA2在與狹縫陣列SAl、SA2平行的基板BA的平面中布置在從點光源131沿寬度R方向在彼此不同的方向上偏移的位 置。因此，由光接收陣列PA1、PA2擁有的多個(在本實施方式中分別為9個)光接收元件分別沿著上述測量軸線C’(更確切地，沿著線Lcp)以相等間距并排布置。因此，在每個光接收陣列PA1、PA2的光接收元件群中，接收到分別來自狹縫陣列SA1、SA2的反射光。因此，在每個光接收陣列PA1、PA2的光接收元件群中產(chǎn)生具有光接收元件數(shù)的位模式的絕對信號。另一方面，如圖5和圖6所示，用于增量信號的光接收陣列PI1、PI2在平行于狹縫陣列SI的基板BA的平面中沿測量軸線C’方向布置在點光源131的一側(cè)和另一側(cè)，也就是說點光源131的兩側(cè)。換言之，光源131布置在由沿寬度R方向并排布置的用于絕對信號的光接收陣列PA1、PA2夾著的位置中。此外，光源131布置在沿測量軸線C’方向作為一個軌跡布置的用于增量信號的光接收陣列PU、PI2之間的位置中。根據(jù)本實施方式的編碼器100具有處于這種位置關(guān)系的光源13 I以及每個光接收陣列。因此，通過有效地利用由反射光到達(dá)的反射狹縫的面積可以實現(xiàn)小型化和高精度同時非常有效地抑制噪聲的影響。更具體地說明上述布置的操作和效果等。絕對信號在位置數(shù)據(jù)發(fā)生器140中被二值化運(yùn)算。然后，來自每個光接收元件的信號負(fù)責(zé)表示絕對位置X的位數(shù)據(jù)中的每個位。因此，存在這樣的情況因為由噪聲所達(dá)到的一個光接收元件引起的唯一的錯誤檢測而完全 不同地確定絕對位置X。對于增量信號，相同相位中的多個光接收元件的檢測信號被加算，并且從加算后的增量信號產(chǎn)生一個間距內(nèi)的位置。因此，即使噪聲出現(xiàn)在一個光接收元件中，該噪聲也被平均化。因此，絕對信號對噪聲敏感而增量信號對噪聲不敏感。另一方面，一般來說，光隨光路長度的增加而衰減。本實施方式的編碼器100中的噪聲的光量也被衰減。因此噪聲的分布是其中噪聲以光源13 I作為中心隨距光源131的距離的增加而衰減的分布。如上所述，在根據(jù)本實施方式的編碼器100中，光源131被夾在沿測量軸線C’方向分開的用于增量信號的兩個光接收陣列PU、PI2之間。因此，可以將對噪聲有高抵抗力的用于增量信號的光接收陣列PI1、PI2布置在光源131附近并且可以有效利用反射光所到達(dá)的面積。為了僅將用于增量信號的光接收陣列放置成更接近光源，還能想到沿寬度R方向并排布置光接收陣列。然而，在該情況下，與本實施方式相比更難以有效地利用與光源相同的軌跡(沿寬度R方向相同位置的線Lcp上)上的面積。此外，在根據(jù)本實施方式的編碼器100中，對噪聲具有低抵抗力的用于絕對信號的光接收陣列PA1、PA2沿寬度R的方向并排布置并且光源131被夾在光接收陣列PA1、PA2中間。因此，可以將從光源131到光接收陣列PA1、PA2的分離距離設(shè)定為噪聲的光量被充分降低的距離。此外，這時，可以最大限度地抑制光學(xué)模塊130的面積的增加。因此，根據(jù)編碼器100，不但可以降低尺寸還可以防止由噪聲造成的絕對位置X的錯誤檢測。還能想到沿寬度R的方向并排布置用于增量信號的光接收陣列和用于絕對信號的光接收陣列，同時將光源夾在光接收陣列之間。然而，通過這種構(gòu)造，與本實施方式相比，不能有效地利用有限的反射光的光接收面積。也就是說，例如，當(dāng)通過并排布置用于絕對信號的兩個光接收陣列來提高絕對位置X的計算精度時，不但光學(xué)模塊而且盤本身的尺寸增大。此外，假如用于絕對信號的光接收陣列相對于光源31沿測量軸線C’方向并排布置，則每個光接收元件之間接收的光量的差增大，并且同時，噪聲的影響根據(jù)距光源131的距離而不同。因此，在該情況下，存在絕對位置X的計算精度降低的可能性，在該情況下或者檢測不能再利用。(3-3.每個光接收元件的形狀和布置位置)另一方面，在根據(jù)本實施方式的編碼器100中，對噪聲具有低抵抗力的用于絕對信號的光接收陣列PA1、PA2具有呈進(jìn)一步抑制噪聲的影響并且有效地利用面積的形狀的接收元件。另一方面，如上所述，光接收陣列PA1、PA2并排布置成將光源131夾在中間。因此，光接收陣列PA1、PA2基本上形成為以通過光源131的寬度R方向上的線以及測量軸線C’方向上的線為對稱線的線對稱(除以測量軸線Os為中心的彎曲形狀以外)。這里，在光接收陣列PAl作為實施例的情況下給出說明，并且還將布置在圖5的光接收陣列PAl中的右方的光接收元件作為實施例給出說明。如圖5所示，光接收陣列PAl所擁有的多個光接收元件具有沿測量軸線C’方向基本上相同的長度(條的寬度)。另一方面，多個光接收元件的沿寬度R方向的長度沿著測量軸線C’的方向更靠近光源131的光接收元件的長度較短。也就是說，當(dāng)附圖標(biāo)記PO至P4按從最靠近光源131的光接收元件的順序附于光接收元件時，沿寬度R的方向的長度是按照 PO < Pl < P2 < P3 < P4 的順序。此外，如圖5所示，光接收陣列PAl所擁有的多個光接收元件并排布置成使得沿寬 度R方向位于光源131的相反側(cè)的端部En處于沿測量軸線C’的位置(也就是說，線Lcp上的位置)中。因此，多個光接收元件的位于光源側(cè)的端部Eo布置成使得基本上描繪封閉光源131的圓或橢圓，因為更靠近光源131的光接收元件的長度更短，如圖5所示。因此，光接收陣列PA1、PA2兩者的多個光接收元件布置成使得如同切掉基本上以光源131為中心的圓或橢圓從而在光接收陣列之間以固定距離避開光源131 (線Ln外)。與此相反，光接收陣列PU、PI2所擁有的多個光接收元件形成為在寬度R方向上具有相同的長度。此外，多個光接收元件在與光源131相同的線Lcp上靠近光源131布置。因此，光接收陣列PU、PI2兩者的多個光接收元件靠近光源131布置。此外，光接收陣列PI1、PI2兩者的多個光接收元件的至少一部分位于時光接收陣列PA1、PA2避開布置的基本上的圓或橢圓中(在線Ln內(nèi))。根據(jù)本實施方式的編碼器100包括多個具有上述形狀和布置位置的光接收元件。因此，可以使裝置本身小型化同時降低對由噪聲引起的錯誤檢測的影響。更具體說明操作、效果等。如上所述，從光源131發(fā)出并且由線132等散射的噪聲的強(qiáng)度隨著距光源131距離的增大而衰減。用于絕對信號的光接收陣列PA1、PA2對噪聲的強(qiáng)度變得可容忍的極限位置由圖5中的線Ln示意地示出。根據(jù)依照本實施方式的編碼器100，如上所述，光接收陣列PA1、PA2布置成避開光源131。因此，可以將光接收陣列PAl、PA2的所有光接收元件布置在線Ln外。因此，通過降低接收絕對信號的光接收陣列PA1、PA2的噪聲可以降低在通過絕對信號的絕對位置X中出現(xiàn)錯誤檢測的可能性。另一方面，光接收陣列PA1、PA2的多個光接收元件的位于光源131的相反側(cè)的端部En沿著測量軸線C’位于線Lcp上。因此，每個光接收陣列PAl、PA2可以最大程度地接收來自狹縫陣列SAl、SA2的反射光。此外，根據(jù)本實施方式，對噪聲具有高抵抗力的用于增量信號的光接收陣列PU、PI2靠近光源131布置，使得其至少一部分位于線Ln內(nèi)。因此，通過使光學(xué)模塊130的面積最小化可以使裝置本身小型化。朝向光源13 I分別變得更短的光接收陣列PA1、PA2的多個光接收元件的長度被分別如下詳細(xì)設(shè)定。也就是說，光接收陣列PAl內(nèi)的多個光接收元件以及光接收陣列PA2內(nèi)的多個光接收元件沿測量軸線C’方向具有基本上相同的長度。具體地，光接收陣列PAl內(nèi)的多個光接收元件的長度以及光接收陣列PA2內(nèi)的多個光接收元件的長度形成為使得所接收到的光量基本上相同。另一方面，光接收陣列PAl的每個光接收元件以及光接收陣列PA2的每個光接收元件沿測量軸線C方向具有基本上相同的長度。具體地，光接收陣列PAl的每個光接收元件的長度以及光接收陣列PA2的每個光接收元件的長度形成為使得所接收到的光量在每個光接收元件之間基本上相同。如上所述，在根據(jù)本實施方式的編碼器100中，沿寬度R方向的長度被分別設(shè)定成使得每個光接收元件的所接收到的光量是一致的。因此，除了上述的操作和效果外，通過使每個位的檢測精度形成得一致可以防止絕對位置X的錯誤檢測。(4 本實施方式的效果的實施例)如上，說明根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式的編碼器100等。這里，參照圖6，說明編碼器100的光學(xué)檢測機(jī)構(gòu)的光接收操作。此外，還說明編碼器100的效果的實施例。圖6是根據(jù)本實施方式的編碼器的光接收操作的說明圖。如圖6所示，在根據(jù)本實施方式的編碼器100中，首先，從光源131 (為點光源)朝向照射區(qū)域Area發(fā)出擴(kuò)散光。通過照射區(qū)域Area的狹縫陣列SA1、SA2、SI的多個反射狹縫中的每個均朝向光學(xué)模塊130反射照射光。由具有增量模式的狹縫陣列SI反射的反射光由光接收陣列PI1、PI2檢測。這時，光接收陣列PU、PI2沿著測量軸線C’方向夾著光源131并且靠近光源131布置在噪聲相對大的區(qū)域中(比線Ln更靠近光源131的一側(cè))。因此，可以非常有效地利用靠近光學(xué)模塊130的光源131的區(qū)域同時抑制噪聲的影響。因此，能使裝置小型化。另一方面，由具有絕對模式的狹縫陣列PA1、PA2反射的反射光達(dá)到這樣的范圍，即，該范圍沿寬度R方向的長度在光學(xué)模塊130中是WPA1、WPA2，如圖5和圖6所示。然而，由反射光達(dá)到的區(qū)域被噪聲相對強(qiáng)的區(qū)域(比線Ln更靠近光源131的一側(cè))疊蓋。因此，在根據(jù)本實施方式的編碼器100中，用于絕對信號的光接收陣列PA1、PA2的位于光源131側(cè)的端部Eo在由反射光到達(dá)的區(qū)域中布置在沿寬度R方向最接近光源131的位置和避開噪聲強(qiáng)的區(qū)域N的位置中。另一方面，光接收陣列PA1、PA2的位于光源131的相反側(cè)的端部En在由反射光達(dá)到的區(qū)域中布置在沿寬度R方向最遠(yuǎn)離光源131的位置中或者布置在其附近。因此，根據(jù)本實施方式的編碼器100可以充分抑制噪聲被包括在絕對信號中而不增大裝置的尺寸。此時，編碼器100可以進(jìn)一步接收足以檢測絕對位置X的光量。每個光接收元件的沿寬度R方向位于光源131的相反側(cè)的端部En沿著與測量軸線C’對應(yīng)的線Lcp布置，從而沿著由反射光到達(dá)的區(qū)域布置，如圖5所示。因為端部En如上所述沿著線Lcp，所以可以充分固定光量并且可以使光學(xué)模塊130沿寬度方向最小化。假如端部En不注意地長于反射光所到達(dá)的區(qū)域，則線Ln外的噪聲(比線Ln內(nèi)的噪聲弱的噪聲)由光接收元件檢測到，因此，噪聲分量變大。根據(jù)本實施方式，通過沿著線Lcp布置端部En還可以降低像這樣的噪聲的影響。已經(jīng)如上參照附圖詳細(xì)地說明了本發(fā)明的實施方式。然而，本公開內(nèi)容的實施方式的技術(shù)構(gòu)思的范圍不限于上述內(nèi)容。對于本公開內(nèi)容的實施方式所屬的技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以進(jìn)一步對上述內(nèi)容進(jìn)行各種改變、修改和組合。因此，基于這些改變、修改和組合的技術(shù)自然應(yīng)該被視為屬于本申請的公開內(nèi)容的技術(shù)構(gòu)思的范圍。
例如，在上述的實施方式中，說明這樣的情況，S卩，用于絕對信號的兩個光接收陣列PAl、PA2布置成將光源13 I夾在它們之間。然而，實施方式不限于這種實施例。例如，還可以布置用于絕對信號的光接收陣列PAl、PA2中的任一個或者布置包括光接收陣列PAl、PA2的三個或更多個光接收陣列。此外，在所述實施方式中，說明了每個光接收陣列PA1、PA2均具有九個光接收元件的情況，但是光接收元件的數(shù)量不具體受限。在上述實施方式中，說明了光接收陣列PA1、PA2是用于絕對信號的光接收陣列并且光接收陣列PU、PI2是用于增量信號的光接收陣列的情況。然而，還可以簡單地將光接收陣列PA1、PA2中的至少一個用作用于增量信號的一個光接收陣列。在上述實施方式中，說明了在沿寬度R的方向與光源131偏移的位置布置的光接收陣列PA1、PA2是用于絕對信號的光接收陣列的情況。然而， 實施方式不限于這種實施例。光接收陣列PA1、PA2可以是例如由來自每個光接收元件的檢測信號表示原點位置的原點用的光接收元件群。在該情況下，盤110的狹縫陣列SA1、SA2形成為具有用于原點的模式。因此，來自光接收陣列PA1、PA2的光接收信號的位模式或強(qiáng)度表示原點的位置。在如所述實施方式中的絕對信號中，每個光接收元件的信號強(qiáng)度負(fù)責(zé)表示絕對位置的位。因此，與如上所述獲得的原點信號相比，絕對信號更易受噪聲的影響。因此，通過利用具有和用于絕對信號的那些陣列一樣的上述實施方式中的形狀和布置的光接收陣列PA1、PA2可以更有效地降低噪聲的影響。在上述實施方式中，說明了編碼器100被直接連接到馬達(dá)M的軸SH的情況。然而，編碼器100的布置位置不具體限于本實施方式中所示的實施例。例如，編碼器100可以布置成被直接連接到軸SH的輸出側(cè)。另選地，編碼器100可以經(jīng)由另一個機(jī)構(gòu)(諸如減速器和旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換器)連接到移動體(諸如軸SH)。此外，編碼器100本身可以被連接到待移動對象(待測量對象的實施例)，該待移動對象是其位置受伺服系統(tǒng)S的控制從而檢測完全封閉位置的物體。當(dāng)檢測完全封閉位置時，希望布置兩個或多個編碼器。因此，可以檢測馬達(dá)M的位置X以及檢測待移動對象的位置。在該情況下，對于檢測待移動對象的位置的編碼器和檢測馬達(dá)M的位置X的編碼器中的至少一個編碼器足以是在上述實施方式中詳細(xì)說明的編碼器100。在該情況下，即使另一種編碼器被用作上述兩個編碼器中的另一個編碼器，也能獲得和上述實施方式中相同的操作和效果。
權(quán)利要求
1.一種編碼器(100)，該編碼器包括 狹縫陣列(SA1，SA2，SI)，該狹縫陣列包括沿著第一測量軸線(C)并排布置的多個反射狹縫；和 光學(xué)模塊(130),該光學(xué)模塊面向所述狹縫陣列(SA1,SA2,SI)的一部分并且能夠相對于所述狹縫陣列(SA1，SA2，SI)在所述第一測量軸線(C)上相對移動，所述編碼器的特征在于 所述光學(xué)模塊(130)包括 點光源(131)，該點光源用光照射所述狹縫陣列(SA1，SA2，SI)的所述一部分；和光接收陣列(PAl，PA2)，該光接收陣列包括沿著第二測量軸線(C’)并排布置的多個光接收元件(PO, PI, P2，P3，P4，P5)，并且在平行于所述狹縫陣列(SAl，SA2，SI)的平面中布置在沿寬度(R)方向相對于所述點光源(131)偏移的位置，所述寬度方向垂直于與所述第一測量軸線(C)對應(yīng)的所述第二測量軸線(C’)，所述光接收元件(PO，PI, P2，P3，P4，P5)分別接收從所述點光源(131)照射并且從所述反射狹縫反射的光，并且 所述多個光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)各自具有以下形狀，即沿所述第二測量軸線(C’)方向越靠近所述點光源(131)的光接收元件在所述寬度(R)方向上的長度越短，并且所述光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)的沿所述寬度(R)方向位于所述點光源(131)的相反側(cè)的端部(Eo)被并排布置在沿著所述第二測量軸線(C’ )的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的編碼器(100)，其中 所述狹縫陣列(SA1，SA2，SI)中的至少兩個狹縫陣列沿著所述寬度(R)方向并排布置； 所述點光源(131)面向并排布置的所述兩個狹縫陣列(SA1，SA2)之間的位置布置；并且 所述光接收陣列(PA1，PA2)中的至少兩個光接收陣列沿所述寬度方向(R)夾著所述點光源(131)并排布置，并且分別面向并排布置的所述兩個狹縫陣列(SA1，SA2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的編碼器(100)，其中； 并排布置的所述兩個狹縫陣列(SA1，SA2)均包括沿著所述第一測量軸線(C)方向的絕對模式； 在并排布置的所述兩個狹縫陣列(SA1，SA2)之間面向所述點光源(131)的位置中，布置有包括增量模式的至少一個所述狹縫陣列(SI);并且 在所述點光源(131)的沿所述第二測量軸線(C’)方向的一側(cè)和另一側(cè)中的至少一側(cè)，布置有另一個光接收陣列(PU，PI2)，所述另一個光接收陣列接收來自所述至少一個狹縫陣列(SI)的反射光并且輸出增量信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的編碼器(100)，其中 輸出所述增量信號的所述另一個光接收陣列(PU，PI2)中所包括的多個光接收元件在所述寬度(R)方向上分別具有相同長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的編碼器(100)，其中 并排布置的所述兩個光接收陣列(PA1，PA2)中的一個光接收陣列的所述光接收元件以及并排布置的所述兩個光接收陣列(PA1，PA2)中的另一個光接收陣列的所述光接收元件形成為使得這些光接收元件的沿著所述第二測量軸線(C’ )方向的長度基本上彼此相同，并且這些光接收元件中沿著所述第二測量軸線(C’)越靠近所述點光源(131)的光接收元件沿著所述寬度(R)方向的長度越短，并且提供基本上相同的光接收量。
6.一種光學(xué)模塊(130),該光學(xué)模塊在布置成面向狹縫陣列(SA1,SA2,SI)的一部分并且能夠相對于所述狹縫陣列(SA1，SA2，SI)在第一測量軸線(C)上相對移動的情況下，構(gòu)成編碼器(100)，所述狹縫陣列包括沿著所述第一測量軸線(C)并排布置的多個反射狹縫，所述光學(xué)模塊(130)的特征在于 所述光學(xué)模塊(130)包括 點光源(131)，該點光源用光照射所述狹縫陣列(SA1，SA2，SI)的所述一部分；和光接收陣列(PAl，PA2)，該光接收陣列包括沿著第二測量軸線(C’)并排布置的多個光接收元件(PO，PI, P2，P3，P4，P5)，并且在平行于所述狹縫陣列(SA1，SA2，SI)的平面中布置在沿寬度(R)方向相對于所述點光源(131)偏移的位置，所述寬度方向垂直于與所述第一測量軸線(C)對應(yīng)的所述第二測量軸線(C’)，所述光接收元件(PO，PI, P2，P3，P4，P5)分別接收從所述點光源(131)照射并且從所述反射狹縫反射的光，并且 所述多個光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)各自具有以下形狀，即沿所述第二測量軸線(C’)方向越靠近所述點光源(131)的光接收元件在所述寬度(R)方向上的長度越短，并且所述光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)的沿所述寬度(R)方向位于所述點光源(131)的相反側(cè)的端部(Eo)被并排布置在沿著所述第二測量軸線(C’ )的位置。
7.一種伺服系統(tǒng)(S)，該伺服系統(tǒng)包括 馬達(dá)(SM)，該馬達(dá)能夠沿第一測量軸線(C)方向移動待移動對象； 編碼器(100)，該編碼器檢測所述馬達(dá)(SM)和所述待移動對象中的至少一方的沿所述第一測量軸線(C)方向的位置；以及 控制器(CT)，該控制器基于由所述編碼器(100)檢測到的所述位置控制所述馬達(dá)(SM)，所述伺服系統(tǒng)的特征在于 所述編碼器(100)包括 狹縫陣列(SA1，SA2，SI)，在該狹縫陣列中，多個反射狹縫沿著所述第一測量軸線(C)并排布置；和 光學(xué)模塊(130)，該光學(xué)模塊面向所述狹縫陣列(SA1，SA2，SI)的一部分并且通過所述馬達(dá)的驅(qū)動能夠相對于所述狹縫陣列(SA1，SA2，SI)在所述第一測量軸線(C)上相對移動，所述光學(xué)模塊(130)包括 點光源(131)，該點光源用光照射所述狹縫陣列(SA1，SA2，SI)的所述一部分；和光接收陣列(PAl，PA2)，該光接收陣列包括沿著第二測量軸線(C’)并排布置的多個光接收元件(PO，PI, P2，P3，P4，P5)，并且在平行于所述狹縫陣列(SAl，SA2，SI)的平面中布置在沿寬度(R)方向相對于所述點光源(131)偏移的位置，所述寬度方向垂直于與所述第一測量軸線(C)對應(yīng)的所述第二測量軸線(C’)，所述光接收元件(PO，PI, P2，P3，P4，P5)分別接收從所述點光源(131)照射并且從所述反射狹縫反射的光，并且 所述多個光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)各自具有以下形狀，即沿所述第二測量軸線(C’)方向越靠近所述點光源(131)的光接收元件在所述寬度(R)方向上的長度越短，并且所述光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)的沿所述寬度(R)方向位于所述點光源(131)的相反側(cè)的端部(Eo)被并排布置在沿著所述第二測量軸線(C’ )的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及編碼器、光學(xué)模塊以及伺服系統(tǒng)。提供包括沿第一測量軸線并排布置的多個反射狹縫的狹縫陣列和面向狹縫陣列的一部分并能夠在第一測量軸線上相對移動的光學(xué)模塊，其特征在于，光學(xué)模塊包括用光照射狹縫陣列的點光源；和光接收陣列，其包括沿第二測量軸線并排布置的多個光接收元件，并在平行于狹縫陣列的平面中布置在沿垂直于第二測量軸線的寬度方向相對于點光源偏移的位置，光接收元件分別接收從點光源照射并從反射狹縫反射的光，且多個光接收元件包括使得沿第二測量軸線方向更靠近點光源的光接收元件包括沿寬度方向更短的長度的相應(yīng)形狀，且沿寬度方向相對于點光源位于光接收元件的相反側(cè)的端部被并排布置在沿第二測量軸線的位置。
文檔編號G01D5/347GK102636199SQ201210029829
公開日2012年8月15日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月10日
發(fā)明者吉冨史朗, 吉田康, 村岡次郎, 松谷泰裕 申請人:株式會社安川電機(jī)