光学编码器制造技术

本发明专利技术涉及一种光学编码器。该光学编码器包括：原点检测标尺，其具有原点检测图案和与原点检测图案相逆的逆原点检测图案；对原点检测标尺发射光的光源；插在原点检测标尺的光源侧的光源栅格，其中该光源栅格具有分别与原点检测图案和逆原点检测图案相对应的两个第一光源栅格图案；从穿过原点检测标尺的光来检测信号的光接收器；以及插在原点检测标尺的光接收器侧的光接收栅格，其中该光接收栅格具有作为与第一光源栅格图案相同或相逆的图案的两个第一光接收栅格图案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学编码器。
技术介绍
对检测头相对于标尺的位置进行检测的光学编码器广泛用于测量设备等中的位置检测。增量型光学编码器包括：对检测头的相对位置进行检测的主信号标尺，和对原点的位置进行检测的原点检测标尺。通过将原点检测标尺所检测到的原点作为基准，增量型光学编码器可以将主信号标尺所检测到的相对位置数据转换成绝对位置数据。因此，在增量型光学编码器中，必须以高精度来检测原点的位置。日本特开S56-14112描述了一种使用主标尺的光学编码器，其中该光学编码器包括：以预定栅格间距所形成的第一栅格部；以第一栅格部的栅格间距的整数倍的栅格间距所形成的第二栅格部。日本特开S56-14112所描述的光学编码器通过将接收到穿过第一栅格部的光的信号与接收到穿过第二栅格部的光的信号进行叠加，能够精确地检测原点位置。日本特开S56-14112所描述的光学编码器具有二栅格结构，其中该二栅格结构包括：主标尺；位于光接收元件的正上方的读出标尺(光接收栅格)；以及向主标尺发射光的光源。具有二栅格结构的光学编码器在主标尺和读出标尺的栅格一致的情况下检测原点位置。为了正确检测原点位置，主标尺、读出标尺和光源必须以高精度被定位在具有二栅格结构的光学编码器中。因此，用于制造具有二栅格结构的高度精确的光学编码器的成本增加并且变得昂贵。另外，可以将与读出标尺具有相同的栅格的光源栅格添加至日本特开S56-14112中所描述的主标尺、读出标尺和光源来得到具有三栅格结构的光学编码器。具有三栅格结构的光学编码器使用干涉条纹来检测位置，因此可以相比两栅格结构以更高的精度来检测位置。然而，在使用日本特开S56-14112中所描述的主标尺的具有三栅格结构的光学编码器中，除了第一栅格部所生成的干涉条纹以外，第二栅格部所生成的干涉条纹同样穿过读出标尺并且被光接收元件所检测到。因此，可能降低原点位置的检测精度。
技术实现思路
为了解决上述状况，本专利技术提供能够以高精度来检测原点位置的光学编码器。根据本专利技术的光学编码器包括：原点检测标尺，其具有原点检测图案和与所述原点检测图案相逆的逆原点检测图案；光源，用于对所述原点检测标尺发射光；插在所述原点检测标尺的所述光源侧的光源栅格，其中所述光源栅格具有与所述原点检测图案和所述逆原点检测图案各自相对应的第一光源栅格图案；光接收器，用于从所述原点检测标尺检测光；以及插在所述原点检测标尺的所述光接收器侧的光接收栅格，其中，所述光接收栅格具有作为与所述第一光源栅格图案相同的图案和与所述第一光源栅格图案相逆的图案其中之一的第一光接收栅格图案，并且所述第一光接收栅格图案还对应于所述原点检测图案和所述逆原点检测图案，其中，所述原点检测图案、所述逆原点检测图案、所述第一光源栅格图案和所述第一光接收栅格图案各自包括：基准栅格图案，其中发光部和遮光部以间距P重复形成在长度测量方向上；以及多个栅格图案，其中所述发光部和所述遮光部以2的幂次方倍的P为间距重复形成在所述长度测量方向上，在所述原点检测图案、所述逆原点检测图案、所述第一光源栅格图案和所述第一光接收栅格图案中，设置在相对于所述基准栅格图案的相同位置的所述栅格图案具有相等的间距，在所述原点检测图案和所述第一光源栅格图案中的一个中，所述发光部和所述遮光部之间的边界设置在所述基准栅格图案和所述栅格图案的长度测量方向中心处，以及在所述原点检测图案和所述第一光源栅格图案中的另一个中，以使得所述发光部和所述遮光部其中之一的中心位于所述基准栅格图案和所述栅格图案的长度测量方向中心的方式来配置所述发光部和所述遮光部。此外，在本专利技术中，发光部可以是光穿过的位置(透光部)或者通过反射来发射光的位置(反光部)。遮光部可以是遮挡光的传输的位置(不透光部)或者防止光反射的位置(非反光部)。根据本专利技术，在原点检测图案和逆原点检测图案中，优选发光部为透光部并且优选遮光部为不透光部。根据本专利技术，在原点检测图案和逆原点检测图案中，优选发光部为反光部并且优选遮光部为非反光部。根据本专利技术，优选在所述原点检测图案和所述第一光源栅格图案其中之一中，所述发光部和所述遮光部相对于所述基准栅格图案和所述栅格图案的长度测量方向中心对称地配置在所述长度测量方向上。根据本专利技术，所述光接收栅格包括：所述第一光接收栅格图案；以及第二光接收栅格图案，其配置在与所述第一光接收栅格图案的平面平行的平面上，其中所述第二光接收栅格图案具有相对于所述第一光接收栅格图案呈相逆配置的发光部和遮光部，其中，形成以下组：所述第一光接收栅格图案和所述第二光接收栅格图案被配置为与所述长度测量方向垂直并且在与所述第一光接收栅格图案的平面平行的第一方向上对齐，以及所述光接收器是包括多个第一光接收元件和多个第二光接收元件的光接收元件阵列，其中，所述第一光接收元件具有与所述第一光接收栅格图案的第一方向长度相等的长度并且所述第二光接收元件具有与所述第二光接收栅格图案的所述第一方向长度相等的长度，并且所述光接收元件阵列具有所述第一光接收元件和所述第二光接收元件在所述第一方向上对齐的组，其中该组被配置为以与所述第一光接收栅格图案和所述第二光接收栅格图案的组的数量相同的数量在所述第一方向上对齐。根据本专利技术，优选在所述光接收栅格中，具有所述第一光接收栅格图案和所述第二光接收栅格图案的至少两组被配置为在所述第一方向上对齐，其中所述第一光接收栅格图案和所述第二光接收栅格图案被配置为在所述第一方向上对齐。根据本专利技术，优选在所述原点检测标尺中，形成以下组：所述原点检测图案和所述逆原点检测图案被配置为与所述长度测量方向垂直并且在与所述第一光接收栅格图案的平面平行的第一方向上对齐。根据本专利技术，优选在所述原点检测标尺中，形成以下组：所述原点检测图案和所述逆原点检测图案被配置为在所述第一方向上对齐。根据本专利技术，优选在所述原点检测标尺中，具有所述第一光接收栅格图案和所述第二光接收栅格图案的至少两组被配置为在所述第一方向上对齐，其中所述第一光接收栅格图案和所述第二光接收栅格图案被配置为在所述第一方向上对齐。根据本专利技术，优选所述光学编码器包括作为所述原点检测标尺的第一原点检测标尺和第二原点检测标尺，其中所述第一原点检测标尺和所述第二原点检测标尺分别具有所述原点检测图案和所述逆原点检测图案，所述光接收栅格包括：与所述第一原点检测标尺相对应的第一光接收栅格以及与所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学编码器，包括：原点检测标尺，其具有原点检测图案和与所述原点检测图案相逆的逆原点检测图案；光源，用于对所述原点检测标尺发射光；插在所述原点检测标尺的所述光源侧的光源栅格，其中所述光源栅格具有与所述原点检测图案和所述逆原点检测图案各自相对应的第一光源栅格图案；光接收器，用于从所述原点检测标尺检测光；以及插在所述原点检测标尺的所述光接收器侧的光接收栅格，其中，所述光接收栅格具有作为与所述第一光源栅格图案相同的图案和与所述第一光源栅格图案相逆的图案其中之一的第一光接收栅格图案，并且所述第一光接收栅格图案还对应于所述原点检测图案和所述逆原点检测图案，其中，所述原点检测图案、所述逆原点检测图案、所述第一光源栅格图案和所述第一光接收栅格图案各自包括：基准栅格图案，其中发光部和遮光部以间距P重复形成在长度测量方向上；以及多个栅格图案，其中所述发光部和所述遮光部以2的幂次方倍的P为间距重复形成在所述长度测量方向上，在所述原点检测图案、所述逆原点检测图案、所述第一光源栅格图案和所述第一光接收栅格图案中，设置在相对于所述基准栅格图案的相同位置的所述栅格图案具有相等的间距，在所述原点检测图案和所述第一光源栅格图案中的一个中，所述发光部和所述遮光部之间的边界设置在所述基准栅格图案和所述栅格图案的长度测量方向中心处，以及在所述原点检测图案和所述第一光源栅格图案中的另一个中，以使得所述发光部和所述遮光部其中之一的中心位于所述基准栅格图案和所述栅格图案的长度测量方向中心的方式来配置所述发光部和所述遮光部。...

【技术特征摘要】
2014.11.28 JP 2014-2408601.一种光学编码器，包括：
原点检测标尺，其具有原点检测图案和与所述原点检测图案相逆的逆原
点检测图案；
光源，用于对所述原点检测标尺发射光；
插在所述原点检测标尺的所述光源侧的光源栅格，其中所述光源栅格具
有与所述原点检测图案和所述逆原点检测图案各自相对应的第一光源栅格
图案；
光接收器，用于从所述原点检测标尺检测光；以及
插在所述原点检测标尺的所述光接收器侧的光接收栅格，其中，所述光
接收栅格具有作为与所述第一光源栅格图案相同的图案和与所述第一光源
栅格图案相逆的图案其中之一的第一光接收栅格图案，并且所述第一光接收
栅格图案还对应于所述原点检测图案和所述逆原点检测图案，
其中，所述原点检测图案、所述逆原点检测图案、所述第一光源栅格图
案和所述第一光接收栅格图案各自包括：
基准栅格图案，其中发光部和遮光部以间距P重复形成在长度测量
方向上；以及
多个栅格图案，其中所述发光部和所述遮光部以2的幂次方倍的P
为间距重复形成在所述长度测量方向上，
在所述原点检测图案、所述逆原点检测图案、所述第一光源栅格图案和
所述第一光接收栅格图案中，设置在相对于所述基准栅格图案的相同位置的
所述栅格图案具有相等的间距，
在所述原点检测图案和所述第一光源栅格图案中的一个中，所述发光部
和所述遮光部之间的边界设置在所述基准栅格图案和所述栅格图案的长度
测量方向中心处，以及
在所述原点检测图案和所述第一光源栅格图案中的另一个中，以使得所

\t述发光部和所述遮光部其中之一的中心位于所述基准栅格图案和所述栅格
图案的长度测量方向中心的方式来配置所述发光部和所述遮光部。
2.根据权利要求1所述的光学编码器，其中，在所述原点检测图案和所
述逆原点检测图案中，所述发光部是透光部并且所述遮光部是不透光部。
3.根据权利要求1所述的光学编码器，其中，在所述原点检测图案和所
述逆原点检测图案中，所述发光部是反光部并且所述遮光部是非反光部。
4.根据权利要求1所述的光学编码器，其中，在所述原点检测图案和所
述第一光源栅格图案其中之一中，所述发光部和所述遮光部相对于所述基准
栅格图案和所述栅格图案的长度测量方向中心对称地配置在所述长度测量
方向上。
5.根据权利要求1所述的光学编码器，其中，所述光接收栅格包括：
所述第一光接收栅格图案；以及
第二光接收栅格图案，其配置在与所述第一光接收栅格图案的平面平行
的平面上，其中所述第二光接收栅格图案具有相对于所述第一光接收栅格图
案呈相逆配置的发光部和遮光部，
其中，形成以下组：所述第一光接收栅格图案和所述第二光接收栅格图
案被配置为与所述长度测量方向垂直并且在与所述第一光接收栅格图案的
平面平行的第一方向上对齐，以及
所述光接收器是包括多个第一光接收元件和多个第二光接收元件的光
接收元件阵列，其中，所述第一光接收元件具有与所述第一光接收栅格图案
的第一方向长度相等的长度并且所述第二光接收元件具有与所述第二光接
收栅格图案的所述第一方向长度相等的长度，并且所述光接收元件阵列具有
所述第一光接收元件和所述第二光接收元件在所述第一方向上对齐的组，其
中该组被配置为以与所述第一光接收栅格图案和所述第二光接收栅格图案
的组的数量相同的数量在所述第一方向上对齐。
6.根据权利要求5所述的光学编码器，其中，在所述光接收栅格中，具
有所述第一光接收栅格图案和所述第二光接收栅格图案的至少两组被配置
为在所述第一方向上对齐，其中所述第一光接收栅格图案和所述第二光接收
栅格图案被配置为在所述第一方向上对齐。
7.根据权利要求1所述的光学编码器，其中，在所述原点检测标尺中，
形成以下组：所述原点检测图案和所述逆原点检测图案被配置为与所述长度
测量方向垂直并且在与所述第一光接收栅格图案的平面平行的第一方向上
对齐。
8.根据权利要求5所述的光学编码器，其中，在所述原点检测标尺中，
形成以下组：所述原点检测图案和所述逆原点检测图案被配置为在所述第一
方向上对齐。
9.根据权利要求5所述的光学编码器，其中，在所述原点检测标尺中，
具有所述第一光接收栅格图案和所述第二光接收栅格图案的至少两组被配
置为在所述第一方向上对齐，其中所述第一光接收栅格图案和所述第二光接
收栅格图案被配置为在...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤庆显，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本;JP