本發(fā)明涉及光電式編碼器。

背景技術(shù)：

以往，已知如下一種光電式編碼器，其具備有著標(biāo)尺圖案的標(biāo)尺、以及沿標(biāo)尺移動(dòng)并且檢測(cè)與標(biāo)尺的相對(duì)移動(dòng)量的檢測(cè)頭。檢測(cè)頭具有朝向標(biāo)尺照射光的發(fā)光部、以及將檢測(cè)出利用標(biāo)尺衍射而生成的干涉條紋并輸出電信號(hào)的檢測(cè)部，基于從檢測(cè)部輸出的電信號(hào)計(jì)算相對(duì)移動(dòng)量。

作為這種光電式編碼器的相對(duì)移動(dòng)量的檢測(cè)方式，已知有增量(inc)方式和絕對(duì)(abs)方式。inc方式是如下方式：連續(xù)地檢測(cè)出設(shè)于標(biāo)尺的一定間距的增量(inc)圖案，對(duì)通過(guò)的inc圖案的刻度的數(shù)量進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)或者遞減計(jì)數(shù)，由此檢測(cè)出相對(duì)位置。abs方式是如下方式：在適當(dāng)?shù)貢r(shí)刻檢測(cè)隨機(jī)地設(shè)于標(biāo)尺的絕對(duì)(abs)圖案，并對(duì)abs圖案進(jìn)行分析，由此檢測(cè)出絕對(duì)位置。

光電式編碼器使用inc方式或者abs方式中的某一個(gè)方式，或使用并列設(shè)置有inc圖案與abs圖案的標(biāo)尺的inc·abs并用方式。但是，在inc·abs并用方式中，分別使用不同的檢測(cè)部對(duì)沿標(biāo)尺的短邊方向并列設(shè)置的inc圖案與abs圖案進(jìn)行檢測(cè)，因此在檢測(cè)頭的姿勢(shì)偏移了情況下、或標(biāo)尺具有波紋的情況下，存在由檢測(cè)部檢測(cè)的位置信息產(chǎn)生誤差這一問(wèn)題。因此，提出了使用在一系列的標(biāo)尺圖案中組合有inc圖案與abs圖案而成的混合的inc·abs合并標(biāo)尺圖案的位置編碼器(光電式編碼器)(例如，參照日本專利4008356號(hào)公報(bào))。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，在記載于日本專利4008356號(hào)的以往的使用了inc·abs合并標(biāo)尺圖案的光電式編碼器中，inc圖案為了與abs圖案合并而成為稀疏的狀態(tài)，并非以規(guī)定間距連續(xù)的一系列的inc圖案。因此，通過(guò)inc圖案檢測(cè)出的增量(inc)信號(hào)成為稀疏狀態(tài)的不完全的信號(hào)，與使用不稀疏的狀態(tài)的inc圖案相比，檢測(cè)出的inc信號(hào)存在缺失，因此存在精度惡化、光電式編碼器的檢測(cè)精度降低這一問(wèn)題。

本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠減少inc圖案與abs圖案的位置信息的誤差，并且能夠通過(guò)檢測(cè)出無(wú)信號(hào)缺失的inc信號(hào)來(lái)提高檢測(cè)精度的光電式編碼器。

本發(fā)明的光電式編碼器用于根據(jù)具有標(biāo)尺圖案的標(biāo)尺與檢測(cè)頭的相對(duì)移動(dòng)量取得位置信息，其特征在于，所述光電式編碼器具備：發(fā)光部，其照射光；索引，其使來(lái)自所述發(fā)光部的光朝向所述標(biāo)尺衍射；以及檢測(cè)部，其檢測(cè)出經(jīng)由所述索引以及所述標(biāo)尺生成的干涉條紋，并輸出電信號(hào)；所述索引具備：第一索引部，其由沿所述標(biāo)尺的長(zhǎng)邊方向以規(guī)定間距交替地并列設(shè)置的衍射部以及非衍射部構(gòu)成；以及第二索引部，其由以所述第一索引部的兩倍的間距交替地并列設(shè)置的衍射部以及非衍射部構(gòu)成；所述標(biāo)尺圖案具備：第一圖案部，其由沿所述標(biāo)尺的長(zhǎng)邊方向以規(guī)定間距交替地并列設(shè)置的衍射部以及非衍射部構(gòu)成；以及第二圖案部，其由沿所述標(biāo)尺的長(zhǎng)邊方向以規(guī)定間距配置成方格狀的衍射部以及非衍射部構(gòu)成；并且，所述第一圖案部與所述第二圖案部沿所述標(biāo)尺的長(zhǎng)邊方向交替地并列設(shè)置，所述檢測(cè)部通過(guò)由所述第一索引部、所述第一圖案部以及所述第二圖案部生成的干涉條紋檢測(cè)增量信號(hào)，通過(guò)由所述第二索引部、所述第一圖案部以及所述第二圖案部生成的干涉條紋檢測(cè)絕對(duì)信號(hào)。

這里，衍射指的是光在被障礙物遮擋時(shí)以繞過(guò)障礙物的方式傳播的現(xiàn)象。具有實(shí)現(xiàn)該現(xiàn)象的衍射部與非衍射部的衍射光柵存在：透過(guò)型，即，使經(jīng)由衍射部與非衍射部使照射的光透過(guò)而成的光以任意的角度衍射；以及反射型，即，使經(jīng)由衍射部與非衍射部使照射的光反射而成的光以任意的角度衍射。

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)經(jīng)由規(guī)定間距和規(guī)定間距的兩倍的間距這兩種索引部、以及交替地并列設(shè)置有具有不同的排列圖案的兩種圖案部的一系列的標(biāo)尺圖案，使來(lái)自發(fā)光部的光衍射，進(jìn)而生成干涉條紋，由此能夠檢測(cè)增量(inc)信號(hào)與絕對(duì)(abs)信號(hào)。

在本發(fā)明中，由于檢測(cè)出的inc信號(hào)作為無(wú)缺失的狀態(tài)的一個(gè)inc信號(hào)被檢測(cè)出，因此即使在一系列的標(biāo)尺圖案中將inc圖案與abs圖案合并地配置，也能夠提高位置信息的檢測(cè)精度。另外，由于也能夠同時(shí)獲得abs信號(hào)，因此能夠檢測(cè)除更準(zhǔn)確的位置信息，能夠?qū)崿F(xiàn)所檢測(cè)的位置信息的精度提高。

而且，即使在檢測(cè)頭的姿勢(shì)偏離標(biāo)尺的情況下、或標(biāo)尺存在波紋的情況下，也能夠減少以往因分別讀取所產(chǎn)生的位置信息的誤差，因此檢測(cè)部能夠檢測(cè)出穩(wěn)定的位置信息。

另外，通常，在光電式編碼器中，使用透鏡光學(xué)系統(tǒng)而從各圖案檢測(cè)信號(hào)，但本發(fā)明是能夠不使用透鏡等而實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，因此能夠以較少的部件數(shù)量構(gòu)成光電式編碼器，能夠?qū)崿F(xiàn)成本減少、小型化。

此時(shí)，在本發(fā)明的光電式編碼器中，優(yōu)選的是，所述第一圖案部與所述第二圖案部以沿著所述標(biāo)尺的長(zhǎng)邊方向的相互的長(zhǎng)度成為m序列碼的方式并列設(shè)置。

一般來(lái)說(shuō)，在生成abs信號(hào)的abs圖案中使用了格雷碼。格雷碼是被稱作交流二進(jìn)制符號(hào)二進(jìn)制的一種，具有若比較相鄰的數(shù)值的代碼則變化的比特始終限制在一個(gè)位置的特征。作為具有與該格雷碼同等的分辨率的代碼，具有基于作為偽隨機(jī)碼的一部分的m序列碼的排列圖案。

m序列碼由2的n次方減1個(gè)0或者1的編碼形成，并且是設(shè)為n個(gè)連續(xù)的編碼的組合全部不同的編碼串的圖案。檢測(cè)部通過(guò)讀取n個(gè)連續(xù)的被設(shè)為0或者1的編碼，能夠從m序列碼的排列圖案中檢測(cè)出絕對(duì)位置。

因此，通過(guò)將第一圖案部與第二圖案部以沿標(biāo)尺的長(zhǎng)邊方向使相互的長(zhǎng)度成為m序列碼的方式的方式排列，能夠?qū)⒏鶕?jù)該排列而顯現(xiàn)的abs信號(hào)作為0或者1編碼并運(yùn)算，因此能夠計(jì)算出更詳細(xì)的位置信息。

此時(shí)，優(yōu)選的是，所述第一索引部與所述第二索引部沿所述標(biāo)尺的短邊方向并列設(shè)置。

通過(guò)設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，與沿標(biāo)尺的長(zhǎng)邊方向并列設(shè)置的情況相比，索引能夠縮短標(biāo)尺的長(zhǎng)邊方向的長(zhǎng)度，因此能夠?qū)崿F(xiàn)成本減少、小型化。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的光電式編碼器的立體圖。

圖2表示所述光電式編碼器的標(biāo)尺。

圖3表示所述光電式編碼器的索引。

圖4a是表示通過(guò)標(biāo)尺2與第一索引部50生成inc信號(hào)7的圖。圖4b是表示通過(guò)標(biāo)尺2與第二索引部51生成abs信號(hào)8的圖。

圖5a表示索引5中的第一索引部50。圖5b表示標(biāo)尺2中的第二圖案部21。圖5c表示基于圖5a以及圖5b的a－a剖面中的第二圖案部21與第一索引部50的光電式編碼器1的作用。

圖6a表示索引5中的第二索引部51。圖6b表示第二圖案部21。圖6c表示基于圖6a以及圖6b的b－b剖面中的第二圖案部21與第二索引部51的光電式編碼器1的作用。

圖7是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的光電式編碼器的立體圖。

圖8表示所述光電式編碼器的標(biāo)尺。

圖9是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的光電式編碼器的立體圖。

圖10表示所述光電式編碼器的索引。

圖11表示本發(fā)明的各實(shí)施方式的光電式編碼器的索引的變形例。

圖12表示本發(fā)明的各實(shí)施方式的光電式編碼器的標(biāo)尺圖案的變形例。

具體實(shí)施方式

〔第一實(shí)施方式〕

以下，基于附圖說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式。

在各圖中，將標(biāo)尺的長(zhǎng)邊方向作為x方向、將短邊方向作為y方向、將高度方向作為z方向來(lái)表示，以下，僅作為x方向、y方向、z方向來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的光電式編碼器的立體圖。

光電式編碼器1具備縱長(zhǎng)狀的標(biāo)尺2、以及沿標(biāo)尺2移動(dòng)并且用于根據(jù)與標(biāo)尺2之間的相對(duì)移動(dòng)量取得位置信息的檢測(cè)頭3。

檢測(cè)頭3具備照射光的發(fā)光部4、使來(lái)自發(fā)光部4的光朝向標(biāo)尺2衍射的索引5、和檢測(cè)出經(jīng)由標(biāo)尺2以及索引5生成的干涉條紋并輸出電信號(hào)的檢測(cè)部6。具備它們的檢測(cè)頭3被設(shè)為能夠相對(duì)于標(biāo)尺2沿x方向一體地進(jìn)退。

標(biāo)尺2由能夠使來(lái)自發(fā)光部4的光透光的例如玻璃等的透光部件形成，在標(biāo)尺2的一個(gè)面設(shè)有透過(guò)型的衍射光柵。在透過(guò)型的衍射光柵中，衍射部是透過(guò)部，非衍射部是非透過(guò)部。設(shè)于標(biāo)尺2的一個(gè)面的透過(guò)型的衍射光柵沿x方向交替配置地設(shè)有：第一圖案部20，其由沿x方向以規(guī)定間距p交替并列設(shè)置的透過(guò)部以及非透過(guò)部構(gòu)成；以及第二圖案部21，其沿x方向以規(guī)定間距配置成方格狀的透過(guò)部以及非透過(guò)部構(gòu)成。

發(fā)光部4例如使用有l(wèi)ed(lightemittingdiode)。此外，發(fā)光部4并不局限于led，也可以使用任意的光源。另外，發(fā)光部4為了向標(biāo)尺2以及索引5照射光而以適當(dāng)?shù)慕嵌仍O(shè)置。

索引5由能夠使來(lái)自發(fā)光部4的光透光的例如玻璃等的透光部件形成，并在標(biāo)尺2的z方向一側(cè)(上方)以與標(biāo)尺2重疊的方式相向地設(shè)置。而且，在索引5的一面設(shè)有透過(guò)型的衍射光柵。具體而言，設(shè)有由沿x方向以規(guī)定間距交替地并列設(shè)置透過(guò)部以及非透過(guò)部構(gòu)成的第一索引部50、以及由以第一索引部50的兩倍的間距交替地并列設(shè)置的透過(guò)部以及非透過(guò)部構(gòu)成的第二索引部51，第一索引部50與第二索引部51沿索引5的y方向并列設(shè)置。

檢測(cè)部6使用了pda(photodiodearray)，并在標(biāo)尺2的z方向另一側(cè)(下方)以與標(biāo)尺2重疊的方式相向地設(shè)置。即，索引5與檢測(cè)部6隔著標(biāo)尺2以相互重疊的方式相向地設(shè)置，并且分別設(shè)置于距標(biāo)尺2的距離為相同的位置。

pda是具有能夠一次測(cè)定多個(gè)干涉條紋的性質(zhì)的檢測(cè)器。此外，檢測(cè)部6并不局限于pda，也可以使用psd(positionsensitivedetector)、ccd(charge-coupleddevice)等任意的檢測(cè)器。

檢測(cè)部6通過(guò)由第一索引部50、第一圖案部20以及第二圖案部21生成的干涉條紋檢測(cè)出inc信號(hào)，并通過(guò)由第二索引部51、第一圖案部20以及第二圖案部21生成的干涉條紋檢測(cè)出abs信號(hào)。通過(guò)檢測(cè)部6檢測(cè)出的inc信號(hào)以及abs信號(hào)被未圖示的微機(jī)等進(jìn)行分析，并作為位置信息顯示于未圖示的顯示部。

通過(guò)以上那種標(biāo)尺2和具備發(fā)光部4、索引5以及檢測(cè)部6的檢測(cè)頭3構(gòu)成了本發(fā)明的光電式編碼器1。

圖2是表示所述光電式編碼器的標(biāo)尺的圖。

如圖2所示，標(biāo)尺2具有第一圖案部20與第二圖案部21在x方向上交替配置的標(biāo)尺圖案而構(gòu)成。這些第一圖案部20與第二圖案部21沿x方向使相互的長(zhǎng)度排列成m序列碼。

第一圖案部20具有在x方向上交替地配置的透過(guò)部20a與非透過(guò)部20b。透過(guò)部20a與非透過(guò)部20b在x方向上以規(guī)定間距p配置，非透過(guò)部20b的x方向的長(zhǎng)度被設(shè)定為p/2。

第二圖案部21具有配置為方格狀的透過(guò)部21a與非透過(guò)部21b。透過(guò)部21a與非透過(guò)部21b在x方向上以規(guī)定間距p配置，在y方向以間距q配置。另外，非透過(guò)部21b的x方向的長(zhǎng)度被設(shè)定為p/2，y方向的長(zhǎng)度被設(shè)定為q/2。y方向的間距q可以設(shè)為與x方向的規(guī)定間距p相同，由此使非透過(guò)部21b形成為正方形，也可以比規(guī)定間距p大，由此使非透過(guò)部21b形成為在y方向上較長(zhǎng)的長(zhǎng)方形，還可以比規(guī)定間距p小，由此使非透過(guò)部21b形成為在x方向上較長(zhǎng)的長(zhǎng)方形。

圖3是表示所述光電式編碼器的索引的圖。

如圖3所示，索引5具有第一索引部50與第二索引部51，第一索引部50與第二索引部51沿索引5的y方向并列設(shè)置。

第一索引部50具有沿x方向交替地配置的透過(guò)部50a與非透過(guò)部50b。透過(guò)部50a與非透過(guò)部50b在x方向上以規(guī)定間距p配置，非透過(guò)部50b的x方向的長(zhǎng)度被設(shè)定為p/2。

第二索引部51具有沿x方向交替地配置的透過(guò)部51a與非透過(guò)部51b。透過(guò)部51a與非透過(guò)部51b在x方向上以規(guī)定間距p的兩倍的間距即規(guī)定間距2p配置，非透過(guò)部51b的x方向的長(zhǎng)度被設(shè)定為p。

這里，標(biāo)尺2的第一圖案部20以及第二圖案部21(參照?qǐng)D2)與索引5的第一索引部50的各自的透過(guò)部20a、21a、50a以及非透過(guò)部20b、21b、50b的x方向的規(guī)定間距p被設(shè)定為相同。即，透過(guò)部20a、21a、50a以及非透過(guò)部20b、21b、50b的x方向的長(zhǎng)度被設(shè)定為相同的p/2。

圖4a以及圖4b是說(shuō)明利用所述光電式編碼器檢測(cè)的信號(hào)的圖。

具體而言，圖4a是表示通過(guò)標(biāo)尺2與第一索引部50生成inc信號(hào)7的圖，圖4b是表示通過(guò)標(biāo)尺2與第二索引部51生成abs信號(hào)8的圖。

如圖4a所示，inc信號(hào)7通過(guò)標(biāo)尺2與第一索引部50生成，并被檢測(cè)部6(參照?qǐng)D1)檢測(cè)出。

首先，來(lái)自發(fā)光部4的光經(jīng)由索引5中的第一索引部50的透過(guò)部50a與非透過(guò)部50b照射到標(biāo)尺2(參照?qǐng)D3)。然后，透過(guò)了第一索引部50的透過(guò)部50a的光經(jīng)由標(biāo)尺2中的第一圖案部20的透過(guò)部20a與非透過(guò)部20b生成干涉條紋(參照?qǐng)D2)。檢測(cè)部6從生成的干涉條紋檢測(cè)出信號(hào)70。

接下來(lái)，來(lái)自發(fā)光部4的光經(jīng)由索引5中的第一索引部50的透過(guò)部50a與非透過(guò)部50b照射到標(biāo)尺2。然后，透過(guò)了第一索引部50的透過(guò)部50a的光經(jīng)由標(biāo)尺2中的第二圖案部21的透過(guò)部21a與非透過(guò)部21b而生成干涉條紋(參照?qǐng)D2)。檢測(cè)部6從生成的干涉條紋檢測(cè)出信號(hào)71。

由于由檢測(cè)部6檢測(cè)出的信號(hào)70、71是相同周期且相同相位的信號(hào)，因此相互重合而生成一個(gè)信號(hào)。因此，光電式編碼器1能夠通過(guò)用未圖示的微機(jī)等分析來(lái)檢測(cè)inc信號(hào)7。

如圖4b所示，abs信號(hào)8通過(guò)標(biāo)尺2與第二索引部51生成，并由檢測(cè)部6(參照?qǐng)D1)檢測(cè)。

首先，來(lái)自發(fā)光部4的光經(jīng)由索引5中的第二索引部51的透過(guò)部51a與非透過(guò)部51b照射到標(biāo)尺2(參照?qǐng)D3)。然后，透過(guò)了第二索引部51的透過(guò)部51a的光經(jīng)由標(biāo)尺2中的第一圖案部20的透過(guò)部20a與非透過(guò)部20b生成干涉條紋(參照?qǐng)D2)。檢測(cè)部6從生成的干涉條紋中檢測(cè)信號(hào)80。

接下來(lái)，來(lái)自發(fā)光部4的光經(jīng)由索引5中的第二索引部51的透過(guò)部51a與非透過(guò)部51b照射到標(biāo)尺2。然后，透過(guò)了第二索引部51的透過(guò)部51a的光經(jīng)由標(biāo)尺2中的第二圖案部21的透過(guò)部21a與非透過(guò)部21b生成干涉條紋(參照?qǐng)D2)。檢測(cè)部6從生成的干涉條紋中檢測(cè)相位偏離了180°的相同的周期的多個(gè)信號(hào)。該相位偏離了180°的相同的周期的多個(gè)信號(hào)的信號(hào)彼此將相互的信號(hào)相抵消，因此檢測(cè)部6不能檢測(cè)信號(hào)。因此，檢測(cè)部6檢測(cè)出無(wú)信號(hào)81。

以下，參照?qǐng)D5以及圖6，對(duì)基于標(biāo)尺2中的具有方格狀的圖案的第二圖案部21與索引5的光電式編碼器1的作用進(jìn)行說(shuō)明。

圖5a～圖5c以及圖6a～圖6c是表示光電式編碼器1的標(biāo)尺2與索引5的作用的圖。

在圖5a中示出了索引5中的第一索引部50。在圖5b中示出了標(biāo)尺2中的第二圖案部21。中的圖5c中示出了圖5a以及圖5b的a－a剖面上的第二圖案部21與第一索引部50所帶來(lái)的光電式編碼器1的作用。

圖5a所示的第一索引部50沿標(biāo)尺2的x方向以規(guī)定間距p交替地配置有透過(guò)部50a與非透過(guò)部50b。圖5b所示的第二圖案部21以方格狀配置有透過(guò)部21a、22a以及非透過(guò)部21b、22b，這些透過(guò)部21a、22a以及非透過(guò)部21b、22b分別沿x方向以規(guī)定間距p配置，并且在相互標(biāo)尺2的y方向上并列設(shè)置，并且彼此在x方向上偏離1/2周期地配置。

如圖5c所示，以規(guī)定間距p配置有x方向的長(zhǎng)度p/2的非透過(guò)部50b的第一索引部50使來(lái)自發(fā)光部4的光衍射，并使衍射后的光朝向第二圖案部21透過(guò)。第二圖案部21通過(guò)透過(guò)部21a與非透過(guò)部21b使來(lái)自發(fā)光部4的光衍射，衍射后的光向?qū)嵕€箭頭的方向行進(jìn)，成為干涉條紋，該干涉條紋作為信號(hào)s1被未圖示的檢測(cè)部6檢測(cè)出。

另外，通過(guò)第二圖案部21的透過(guò)部22a與非透過(guò)部22b衍射的來(lái)自發(fā)光部4的光向雙點(diǎn)劃線箭頭的方向行進(jìn)，成為干涉條紋，該干涉條紋作為信號(hào)s2被檢測(cè)部6檢測(cè)出。因此，通過(guò)檢測(cè)部6從干涉條紋中檢測(cè)相同的相位且相同的周期的多個(gè)信號(hào)s1、s2，由于這些信號(hào)s1、s2是相同的相位且相同的周期的信號(hào)，因此信號(hào)s1、s2重合，如圖4a所示那樣作為信號(hào)71被檢測(cè)出。

在圖6a中示出了索引5中的第二索引部51。在圖6b中示出了第二圖案部21。在圖6c中示出了圖6a以及圖6b的b－b剖面上的第二圖案部21與第二索引部51所帶來(lái)的光電式編碼器1的作用。

圖6a所示的第二索引部51沿標(biāo)尺2的x方向以規(guī)定間距p的兩倍的間距即規(guī)定間距2p交替地配置有透過(guò)部51a與非透過(guò)部51b。圖6b所示的第二圖案部21與圖5b所示的第二圖案部21相同。

如圖6c所示，以規(guī)定間距2p配置有x方向的長(zhǎng)度p的非透過(guò)部51b的第二索引部51使來(lái)自發(fā)光部4的光衍射，并使衍射后的光朝向第二圖案部21透過(guò)。第二圖案部21通過(guò)透過(guò)部21a與非透過(guò)部21b使來(lái)自發(fā)光部4的光衍射，衍射后的光向?qū)嵕€箭頭的方向行進(jìn)，成為干涉條紋，該干涉條紋作為信號(hào)s3被未圖示的檢測(cè)部6檢測(cè)。

另外，通過(guò)第二圖案部21的透過(guò)部22a與非透過(guò)部22b衍射的來(lái)自發(fā)光部4的光向雙點(diǎn)劃線箭頭的方向行進(jìn)，成為干涉條紋，該干涉條紋作為信號(hào)s4被檢測(cè)部6檢測(cè)出。因此，通過(guò)檢測(cè)部6從干涉條紋中檢測(cè)出相同的周期且相位相差180°的兩種信號(hào)s3、s4，這兩種信號(hào)s3、s4為相同的周期且相位相差180°，因此相互抵消，檢測(cè)部6如圖4b所示那樣檢測(cè)出無(wú)信號(hào)81。

通過(guò)以上那樣的作用，如圖4b所示，使得檢測(cè)部6檢測(cè)出信號(hào)80與無(wú)信號(hào)81。這里，由于第一圖案部20與第二圖案部21配置成m序列碼的排列圖案，因此檢測(cè)出的信號(hào)80與無(wú)信號(hào)81能夠通過(guò)用未圖示的微機(jī)等分析來(lái)檢測(cè)出abs信號(hào)8。

根據(jù)這樣的本實(shí)施方式，能夠起到以下的作用·效果。

(1)光電式編碼器1使來(lái)自發(fā)光部4的光透過(guò)索引5，并使透過(guò)了索引5的光進(jìn)一步透過(guò)標(biāo)尺2，由此生成干涉條紋，從生成的干涉條紋中檢測(cè)出的inc信號(hào)7被作為沒(méi)有缺失的狀態(tài)的一個(gè)inc信號(hào)7而檢測(cè)出，因此即使在一系列的標(biāo)尺圖案中將inc圖案與abs圖案合并地配置，也能夠提高位置信息的檢測(cè)精度。

(2)另外，由于能夠與inc信號(hào)7同時(shí)地也獲得abs信號(hào)8，因此能夠檢測(cè)出更準(zhǔn)確的位置信息，能夠?qū)崿F(xiàn)所檢測(cè)的位置信息的精度提高。

(3)而且，即使在檢測(cè)頭3的姿勢(shì)偏離標(biāo)尺2的情況下、或標(biāo)尺2具有波紋的情況下，通過(guò)使標(biāo)尺2在一系列的標(biāo)尺圖案中具備第一圖案部20與第二圖案部21，能夠減少因分別讀取inc圖案與abs圖案而產(chǎn)生的位置信息的誤差。因此，檢測(cè)部6能夠進(jìn)行穩(wěn)定的位置信息的檢測(cè)。

(4)光電式編碼器1能夠通過(guò)使用標(biāo)尺2以及索引5從而不使用透鏡等地來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此能夠以較少的部件數(shù)量構(gòu)成光電式編碼器1，能夠?qū)崿F(xiàn)成本減少、小型化。

(5)通過(guò)將標(biāo)尺2的第一圖案部20與第二圖案部21以沿x方向使相互的長(zhǎng)度成為m序列碼的方式配置，能夠使根據(jù)該排列而顯現(xiàn)的abs信號(hào)作為0或者1編碼并運(yùn)算，由此能夠計(jì)算出更詳細(xì)的位置信息。

(6)在索引5中，第一索引部50與第二索引部51沿y方向并列設(shè)置，由此與沿x方向并列設(shè)置的情況相比，索引5能夠縮短標(biāo)尺2的x方向的長(zhǎng)度，因此能夠?qū)崿F(xiàn)成本減少、小型化。

〔第二實(shí)施方式〕

以下，基于附圖說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。

在所述第一實(shí)施方式中，標(biāo)尺2以及索引5設(shè)有透過(guò)型的衍射光柵，但也可以在標(biāo)尺2設(shè)有反射型的衍射光柵，并在索引5設(shè)有透過(guò)型的衍射光柵。

圖7是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的光電式編碼器的立體圖。

光電式編碼器1a具備縱長(zhǎng)狀的標(biāo)尺2a、以及沿標(biāo)尺2a移動(dòng)并且用于根據(jù)與標(biāo)尺2a之間的相對(duì)移動(dòng)量取得位置信息的檢測(cè)頭3a。

檢測(cè)頭3a具備照射光的發(fā)光部4、使來(lái)自發(fā)光部4的光朝向標(biāo)尺2a透過(guò)的索引5、和檢測(cè)出經(jīng)由標(biāo)尺2a以及索引5生成的干涉條紋并輸出電信號(hào)的檢測(cè)部6。具備它們的檢測(cè)頭3a被設(shè)為能夠相對(duì)于標(biāo)尺2a在x方向上一體地進(jìn)退。

標(biāo)尺2a由在能夠反射來(lái)自發(fā)光部4的光的例如一個(gè)面上涂覆有金屬的玻璃等的部件形成，在標(biāo)尺2a的一個(gè)面設(shè)有反射型的衍射光柵。反射型的衍射光柵中的衍射部是反射部，非衍射部是非反射部。設(shè)于標(biāo)尺2a的一個(gè)面的反射型的衍射光柵被設(shè)為，沿x方向交替地配置有第一圖案部20a和第二圖案部21a，該第一圖案部20a由沿x方向以規(guī)定間距p交替地并列設(shè)置的反射部以及非反射部構(gòu)成，該第二圖案部21a由沿x方向以規(guī)定間距配置為方格狀的反射部以及非反射部構(gòu)成。

發(fā)光部4與索引5和圖1所示的發(fā)光部4與索引5相同，但發(fā)光部4為了使照射的光反射于標(biāo)尺2a而以適當(dāng)?shù)慕嵌仍O(shè)置。

檢測(cè)部6在標(biāo)尺2a的z方向一側(cè)(上方)被設(shè)為與標(biāo)尺2a相向。即，索引5與檢測(cè)部6在標(biāo)尺2a的z方向一側(cè)(上方)的x方向上并列設(shè)置，并且分別設(shè)置于距標(biāo)尺2a的距離相同的位置。

檢測(cè)部6通過(guò)由第一索引部50、第一圖案部20a以及第二圖案部21a生成的干涉條紋檢測(cè)出inc信號(hào)，并通過(guò)由第二索引部51、第一圖案部20a以及第二圖案部21a生成的干涉條紋檢測(cè)出abs信號(hào)。通過(guò)檢測(cè)部6檢測(cè)出的inc信號(hào)以及abs信號(hào)用未圖示的微機(jī)等分析，并作為位置信息顯示于未圖示的顯示部。

通過(guò)以上那樣的標(biāo)尺2a和具備發(fā)光部4、索引5以及檢測(cè)部6的檢測(cè)頭3a構(gòu)成了本發(fā)明的光電式編碼器1a。

圖8是表示第二實(shí)施方式的光電式編碼器的標(biāo)尺的圖。

如圖8所示，具有反射型的衍射光柵的標(biāo)尺2a構(gòu)成為，具有沿x方向交替地配置有第一圖案部20a與第二圖案部21a的標(biāo)尺圖案。這些第一圖案部20a與第二圖案部21a的相互的長(zhǎng)度沿x方向排列成m序列碼。

第一圖案部20a具有沿x方向交替地配置的反射部20c與非反射部20d。反射部20c與非反射部20d沿x方向以規(guī)定間距p配置，非反射部20d的x方向的長(zhǎng)度被設(shè)定為p/2。

第二圖案部21a具有配置為方格狀的反射部21c與非反射部21d。反射部21c與非反射部21d在x方向上以規(guī)定間距p配置，在y方向上以間距q配置。另外，非反射部21d的x方向的長(zhǎng)度被設(shè)定為p/2，y方向的長(zhǎng)度被設(shè)定為q/2。y方向的間距q既可以被設(shè)為與x方向的規(guī)定間距p相同，由此使非反射部21d形成為正方形，也可以比規(guī)定間距p大，由此使非反射部21d形成為在y方向上較長(zhǎng)的長(zhǎng)方形，還可以比規(guī)定間距p小，由此使非反射部21d形成為在x方向上較長(zhǎng)的長(zhǎng)方形。

這里，對(duì)于標(biāo)尺2a的第一圖案部20a以及第二圖案部21a、索引5的第一索引部50(參照?qǐng)D3)，將反射部20c、21c和透過(guò)部50a以及非反射部20d、21d和非透過(guò)部50b的x方向的長(zhǎng)度設(shè)定為相同的p/2。

通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，來(lái)自發(fā)光部4的光透過(guò)第一索引部50，因透過(guò)而衍射的光照射到具有反射型的衍射光柵的標(biāo)尺2a的第一圖案部20a與第二圖案部21a。照射的光在第一圖案部20a與第二圖案部21a反射，因反射而衍射的光作為干涉條紋照射到檢測(cè)部6，檢測(cè)部6從干涉條紋檢測(cè)出inc信號(hào)7(參照?qǐng)D4a)。

另外，來(lái)自發(fā)光部4的光透過(guò)第二索引部51，因透過(guò)而衍射的光照射到具有反射型的衍射光柵的標(biāo)尺2a的第一圖案部20a與第二圖案部21a。照射的光在第一圖案部20a與第二圖案部21a反射，因反射而衍射的光作為干涉條紋照射到檢測(cè)部6，檢測(cè)部6從干涉條紋檢測(cè)出abs信號(hào)8(參照?qǐng)D4b)。

根據(jù)這樣的本實(shí)施方式，除了能夠起到與所述實(shí)施方式的(2)～(6)相同的作用·效果之外，還能夠起到以下的作用·效果。

(7)光電式編碼器1a使來(lái)自發(fā)光部4的光透過(guò)索引5，并使透過(guò)了索引5的光反射到標(biāo)尺2a，從而生成干涉條紋，從生成的干涉條紋檢測(cè)出的inc信號(hào)7作為無(wú)缺失狀態(tài)的一個(gè)inc信號(hào)7被檢測(cè)出，因此即使在一系列的標(biāo)尺圖案中將inc圖案與abs圖案合并地配置，也能夠提高位置信息的檢測(cè)精度。

〔第3實(shí)施方式〕

以下，基于附圖說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施方式。

在所述第二實(shí)施方式中，在標(biāo)尺2a設(shè)有反射型的衍射光柵，在索引5設(shè)有透過(guò)型的衍射光柵，但也可以在標(biāo)尺2設(shè)有透過(guò)型的衍射光柵，在索引5設(shè)有反射型的衍射光柵。

圖9是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的光電式編碼器的立體圖。

光電式編碼器1b具備縱長(zhǎng)狀的標(biāo)尺2、以及沿標(biāo)尺2移動(dòng)并且用于根據(jù)與標(biāo)尺2之間的相對(duì)移動(dòng)量取得位置信息的檢測(cè)頭3b。

檢測(cè)頭3b具備照射光的發(fā)光部4、使來(lái)自發(fā)光部4的光朝向標(biāo)尺2反射的索引5b、和檢測(cè)出經(jīng)由標(biāo)尺2以及索引5b生成的干涉條紋并輸出電信號(hào)的檢測(cè)部6。具備它們的檢測(cè)頭3b被設(shè)為能夠相對(duì)于標(biāo)尺2在x方向上一體地進(jìn)退。

標(biāo)尺2與發(fā)光部4和圖1所示的標(biāo)尺2與發(fā)光部4相同，發(fā)光部4為了使照射的光反射于索引5b而以適當(dāng)?shù)慕嵌仍O(shè)置。

索引5b由在能夠反射來(lái)自發(fā)光部4的光的例如一個(gè)面上涂覆有金屬的玻璃等的部件形成，在標(biāo)尺2的z方向另一側(cè)(下方)與標(biāo)尺2相向地設(shè)置。而且，在索引5b的一個(gè)面設(shè)有反射型的衍射光柵。反射型的衍射光柵中的衍射部是反射部，非衍射部是非反射部。設(shè)于索引5b的一個(gè)面的反射型的衍射光柵設(shè)有由沿x方向以規(guī)定間距交替地并列設(shè)置的反射部以及非反射部構(gòu)成的第一索引部50b、以及由以第一索引部50b的兩倍的間距交替地并列設(shè)置的反射部以及非反射部構(gòu)成的第二索引部51b，第一索引部50b與第二索引部51b在索引5b的y方向上并列設(shè)置。

檢測(cè)部6在標(biāo)尺2的z方向一側(cè)(上方)與標(biāo)尺2相向地設(shè)置。即，索引5b與檢測(cè)部6隔著標(biāo)尺2相互相向地設(shè)置，并且分別設(shè)置于距標(biāo)尺2的距離相同的位置。

檢測(cè)部6通過(guò)由第一索引部50b、第一圖案部20以及第二圖案部21生成的干涉條紋檢測(cè)出inc信號(hào)，并通過(guò)由第二索引部51b、第一圖案部20以及第二圖案部21生成的干涉條紋檢測(cè)出abs信號(hào)。通過(guò)檢測(cè)部6檢測(cè)出的inc信號(hào)以及abs信號(hào)用未圖示的微機(jī)等分析，并作為位置信息顯示于未圖示的顯示部。

通過(guò)以上那樣的標(biāo)尺2和具備發(fā)光部4、索引5b以及檢測(cè)部6的檢測(cè)頭3b構(gòu)成了本發(fā)明的光電式編碼器1b。

圖10是表示第3實(shí)施方式的光電式編碼器的索引的圖。

如圖10所示，索引5b具有第一索引部50b與第二索引部51b，第一索引部50b與第二索引部51b沿索引5b的y方向并列設(shè)置。

第一索引部50b具有沿x方向交替地配置的反射部50c與非反射部50d。反射部50c與非反射部50d沿x方向以規(guī)定間距p配置，非反射部50d的x方向的長(zhǎng)度被設(shè)定為p/2。

第二索引部51b具有沿x方向交替地配置的反射部51c與非反射部51d。反射部51c與非反射部51d沿x方向以作為規(guī)定間距p的兩倍的間距的規(guī)定間距2p配置，非反射部51d的x方向的長(zhǎng)度被設(shè)定為p。

這里，關(guān)于標(biāo)尺2的第一圖案部20以及第二圖案部21(參照?qǐng)D2)與索引5b的第一索引部50b，將各自的透過(guò)部20a、21a與反射部50c、以及非透過(guò)部20b、21b與非反射部50d的x方向的規(guī)定間距p設(shè)定為相同。即，透過(guò)部20a、21a與反射部50c、以及非透過(guò)部20b、21b與非反射部50d的x方向的長(zhǎng)度被設(shè)定為相同的p/2。

通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，來(lái)自發(fā)光部4的光被具有反射型的衍射光柵的第一索引部50b反射，通過(guò)反射而衍射的光照射到標(biāo)尺2的第一圖案部20與第二圖案部21。照射的光透過(guò)第一圖案部20與第二圖案部21，因透過(guò)而衍射的光作為干涉條紋照射到檢測(cè)部6，檢測(cè)部6從干涉條紋中檢測(cè)出inc信號(hào)7(參照?qǐng)D4a)。

另外，來(lái)自發(fā)光部4的光被具有反射型的衍射光柵的第二索引部51b反射，通過(guò)反射而衍射的光照射到標(biāo)尺2的第一圖案部20與第二圖案部21。照射的光透過(guò)第一圖案部20與第二圖案部21，因透過(guò)而衍射的光作為干涉條紋照射到檢測(cè)部6，檢測(cè)部6從干涉條紋中檢測(cè)出abs信號(hào)8(參照?qǐng)D4b)。

根據(jù)這樣的本實(shí)施方式，除了能夠起到與所述實(shí)施方式的(2)～(6)相同的作用·效果之外，還能夠起到以下的作用·效果。

(8)光電式編碼器1b使來(lái)自發(fā)光部4的光在索引5b反射，并使在索引5b反射后的光透過(guò)標(biāo)尺2，從而生成干涉條紋，從生成的干涉條紋檢測(cè)出的inc信號(hào)7作為無(wú)缺失狀態(tài)的一個(gè)inc信號(hào)7被檢測(cè)出，因此即使在一系列的標(biāo)尺圖案中將inc圖案與abs圖案合并地配置，也能夠提高位置信息的檢測(cè)精度。

〔實(shí)施方式的變形〕

此外，本發(fā)明并不限定于所述各實(shí)施方式，在能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的范圍內(nèi)的變形、改進(jìn)等也包含在本發(fā)明中。

例如，在所述各實(shí)施方式中，索引5、5b中的第一索引部50、50b與第二索引部51、51b沿y方向并列設(shè)置，但也可以如圖11所示，對(duì)于具有由衍射部51e(透過(guò)部或者反射部)與非衍射部51f(非透過(guò)部或者非反射部)構(gòu)成的第一索引部50c以及第二索引部51c的索引5c，使第一索引部50c與第二索引部51c在x方向排列。此外，在圖11中，在x方向的左側(cè)配置有第一索引部50c，在其右側(cè)配置有第二索引部51c，但也可以在x方向的左側(cè)配置有第二索引部51c，在其右側(cè)配置有第一索引部50c。即使在第一索引部50c與第二索引部51c如此沿標(biāo)尺2、2a的長(zhǎng)邊方向并列設(shè)置的情況下，由于各索引部50c、51c所對(duì)應(yīng)的檢測(cè)部6的檢測(cè)位置被確定，因此也能夠通過(guò)適當(dāng)?shù)貙?duì)檢測(cè)出的干涉條紋進(jìn)行運(yùn)算來(lái)檢測(cè)inc信號(hào)7與abs信號(hào)8。

另外，在所述各實(shí)施方式中，使標(biāo)尺2、2a中的第二圖案部21的非透過(guò)部21b、第二圖案部21a的非反射部21d為矩形，但該形狀并不局限于矩形，也可以是任意的形狀。例如，也可以如圖12所示，對(duì)于具有透過(guò)型或者反射型中的某一方的衍射光柵的第二圖案部21c，以圓形狀形成非衍射部21f。另外，也可以將衍射部21e形成為圓形狀。即，第二圖案部21c的衍射部21e與非衍射部21f只要相互在x、y方向上配置為方格狀即可，衍射部21e以及非衍射部21f的各個(gè)形狀不被特別地限定，除了矩形狀、圓形狀之外，也能夠選擇橢圓形狀或任意的多邊形狀等適當(dāng)?shù)男螤睢?/p>

在所述各實(shí)施方式中，標(biāo)尺2、2a的第一圖案部20、20a與第二圖案部21、21a以m序列碼的排列圖案配置，但并不局限于此，只要以偽隨機(jī)排列等的任意的排列圖案排列即可。即，只要能夠基于第一圖案部20、20a與第二圖案部21、21a的排列，從各自的干涉條紋的圖案中檢測(cè)出abs信號(hào)即可，作為排列圖案能夠任意地設(shè)定。

在所述第二實(shí)施方式中，將檢測(cè)頭3a的索引5與檢測(cè)部6沿x方向并列設(shè)置，但也可以將索引5與檢測(cè)部6沿y方向并列設(shè)置。

如以上那樣，可利用于能夠減少inc圖案與abs圖案的位置信息的誤差、并且能夠通過(guò)檢測(cè)出無(wú)信號(hào)缺失的inc信號(hào)來(lái)提高檢測(cè)精度的光電式編碼器。