光全周编码器及马达系统技术方案

本发明专利技术提供一种光全周编码器，该光全周编码器具有：多个旋转狭缝，在旋转码道中等节距地形成为以转轴为中心的放射状并使光透过；多个固定狭缝，在周向上被分割为2个以上的区域内等节距地形成为放射状并使光透过；及2个以上的受光部，配置在转轴附近，在2个以上的每个区域内分别接收被导光部引导的光，一个区域内的多个固定狭缝和与该一个区域邻接的其它区域内的多个固定狭缝以在2个以上的受光部的受光信号之间产生可判别旋转方向的相位差的方式而形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光全周编码器及马达系统。
技术介绍
编码器使用于测定移动体的位置、速度等物理量。该编码器根据移动体的移动方向主要大致分类为旋转型(以下也称为“旋转”)和直线型(以下也称为“线性”)。使用旋转编码器(以下也仅称为“编码器”)的旋转马达(以下也仅称为“马达”) 大多根据由编码器检测出的旋转位置等来进行位置控制。这种位置控制的精度等较大地受到编码器精度的影响。因而，在精密化的设备等中，为实现高精度的位置控制，正在开发高精度的编码器。可是，在根据检测原理而大致分类为多个种类的编码器中，尤其光学式编码器与例如磁式等的利用其它检测原理的编码器相比，可实现高精度的位置检测。主要的光学式编码器向在与旋转体(移动体的一个例子)连接的圆盘上所形成的狭缝照射光，接收来自该狭缝的反射光或透过光。其结果，光学式编码器根据基于圆盘的旋转而反复出现的反射光或透过光来检测位置。因而，该光学式编码器可根据形成狭缝的精度实现非常高的位置检测精度。在这种光学式编码器中，大多使用与形成在圆盘上的旋转狭缝相对应的固定狭缝，以产生与圆盘的旋转相对应的反射光或透过光。也就是说，该光学式编码器构成为，旋转狭缝基于圆盘的旋转而相对于固定狭缝到达规定位置时，反射光或透过光到达受光元件。因而，受光元件接收基于圆盘旋转的信号，根据该受光信号生成位置信息。因而，为了进行高精度的位置检测，光学式编码器需要高精度地调整旋转狭缝和固定狭缝的位置关系。 这是因为当固定狭缝和旋转狭缝的位置关系存在误差时，由于该误差，受光元件接收到设计上所不希望的反射光及透过光等，由此增加了干扰。为了减少这种干扰，开发出了光全周补偿式的旋转编码器(以下也称为“光全周编码器”)(例如参照日本国特表2006-515426号公报)。该光全周编码器相对于大致所有形成在圆盘全周上的多个狭缝照射光，接收其反射光或透过光。因而，即使例如像圆盘被偏心安装时等在固定圆盘和旋转圆盘的位置关系上产生误差时，也能够通过使用从全周上得到的反射光或透过光而使误差相互抵消。因而，如此提高抗误差性能的结果，可容易地制造光全周编码器。另一方面，不限于光学式编码器，为了检测出圆盘的旋转方向，需要取得电角例如 90°相位不同的周期性的2个以上的受光信号。如此，将相位不同的2个受光信号也分别称为A相信号及B相信号。为了生成这种A相信号及B相信号，在上述光全周编码器中，如日本国特表 2006-515426号公报所示，在绕转轴的全周上形成的旋转狭缝及固定狭缝的至少一方由例如90°相位不同且在径向上并列的二重狭缝形成。而且，为在二重化后的每个狭缝上得到不同的信号，使光路等在径向、高度方向(轴向)上二重化。如此，在径向、高度方向上二重化后的光路等导致装置整体大型化。
技术实现思路
于是，本专利技术是鉴于上述问题而进行的，本专利技术的目的在于提供一种容易制造且能够实现小型化的光全周编码器及马达系统。 为了解决上述课题，根据本专利技术的一个观点，提供一种光全周编码器，其具有旋转码道，能够跟随可绕转轴旋转的旋转体旋转，并且以上述转轴为中心被设定为环状；多个旋转狭缝，在上述旋转码道中等节距地形成为以上述转轴为中心的放射状并使光透过；固定码道，被设定为在上述旋转码道的一侧与该旋转码道相对应地以环状固定， 并且在周向上被分割为2个以上的区域；多个固定狭缝，在上述固定码道中等节距地在上述区域内形成为以上述转轴为中心的放射状并使光透过；导光部，使透过上述多个固定狭缝及上述多个旋转狭缝后的光集中并导向上述转轴附近；及2个以上的受光部，配置在上述转轴附近，在上述2个以上的每个区域内分别接收被上述导光部引导的光，上述固定码道中的一个上述区域内的多个固定狭缝和与该一个区域邻接的其它上述区域内的多个固定狭缝以在上述2个以上的受光部的受光信号之间产生可判别旋转方向的相位差的方式而形成。而且，上述固定码道也可以被分割为4的整数倍个数的上述区域。而且，上述导光部也可以具有多个遮光部，其在对应于上述2个以上区域的边界的位置上遮挡横跨上述2个以上区域的光。而且，上述固定码道所具有的2个以上的区域被设定为绕上述转轴成上述区域数量的旋转对称，绕上述转轴成点对称关系的2个上述区域各自的上述多个固定码道也能够以在2 个上述受光部的受光信号之间产生电角0°或180°的相位差的方式而形成。而且，也可以还具有位置数据生成部，其根据对从成上述点对称关系的2个区域得到的2个受光信号彼此进行加法运算或减法运算后的结果，生成包括上述旋转体旋转方向的位置数据。而且，也可以还具有基板，配置有发光的光源及上述2个以上的受光部，在上述固定码道的与上述旋转码道的相反侧以位于上述转轴上的方式配置有上述光源；及反射部，配置在上述旋转码道的另一侧，使透过上述多个固定狭缝后透过上述多个旋转狭缝的光向该多个旋转狭缝反射，上述导光部为，以与上述固定码道之间夹着上述基板而覆盖该基板的方式从上述转轴上向上述固定码道延长形成，向上述固定码道照射从配置在上述转轴上的光源发出的光，使被上述反射部反射后依次透过上述多个旋转狭缝及上述多个固定狭缝的光向上述转轴集中并导向上述2个以上的受光部。而且，为了解决上述课题，根据本专利技术的另一个观点，提供一种马达系统，其具备 马达部，使旋转轴旋转；光全周编码器，与上述旋转轴连结并测定上述旋转轴的位置；及控制部，根据上述光全周编码器所检测出的位置控制上述马达部的旋转，上述光全周编码器具有旋转码道，可跟随上述旋转体旋转，并且以上述转轴为中心被设定为环状；多个旋转狭缝，在上述旋转码道中等节距地形成为以上述转轴为中心的放射状并使光透过；固定码道，被设定为在上述旋转码道的一侧与该旋转码道相对应地以环状固定， 并且在周向上被分割为2个以上的区域；多个固定狭缝，在上述固定码道中等节距地在上述区域内形成为以上述转轴为中心的放射状并使光透过；导光部，使透过上述多个固定狭缝及上述多个旋转狭缝后的光集中并导向上述转轴附近；及2个以上的受光部，配置在上述转轴附近，在上述2个以上的每个区域内分别接收被上述导光部引导的光，上述固定码道中的一个上述区域内的多个固定狭缝和与该一个区域邻接的其它上述区域内的多个固定狭缝以在上述2个以上的受光部的受光信号之间产生可判别旋转方向的相位差的方式而形成。如以上说明，根据本专利技术，可容易地制造并实现小型化。 附图说明图1是用于说明本专利技术第1实施方式所涉及的马达系统的构成的说明图。图2是用于说明该实施方式所涉及的编码器的构成的说明图。图3是用于说明该实施方式所涉及的编码器的构成的说明图。图4是用于说明该实施方式所涉及的基板的构成的说明图。图5是用于说明该实施方式所涉及的基板的构成的说明图。图6是用于说明该实施方式所涉及的导光部的构成的说明图。图7是用于说明该实施方式所涉及的导光部的构成的说明图。图8是用于说明该实施方式所涉及的导光部的构成的说明图。图9是用于说明该实施方式所涉及的导光部的构成的说明图。图10是用于说明该实施方式所涉及的导光部的构成的说明图。图11是用于说明该实施方式所涉及的挡板的构成的说明图。图12是用于说明该实施方式所涉及的圆盘的构成的说明图。图13是用于说明该实施方式所涉及的信号处理部的构成的说明图。符号说明1-马达系统；10-马达；20-控制部；本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光全周编码器，其特征在于，具有：旋转码道，能够跟随可绕转轴旋转的旋转体旋转，并且以所述转轴为中心被设定为环状；多个旋转狭缝，在所述旋转码道中等节距地形成为以所述转轴为中心的放射状并使光透过；固定码道，被设定为在所述旋转码道的一侧与该旋转码道相对应地以环状固定，并且在周向上被分割为２个以上的区域；多个固定狭缝，在所述固定码道中等节距地在所述区域内形成为以所述转轴为中心的放射状并使光透过；导光部，使透过所述多个固定狭缝及所述多个旋转狭缝后的光集中并导向所述转轴附近；及２个以上的受光部，配置在所述转轴附近，在所述２个以上的每个区域内分别接收被所述导光部引导的光，所述固定码道中的一个所述区域内的多个固定狭缝和与该一个区域邻接的其它所述区域内的多个固定狭缝以在所述２个以上的受光部的受光信号之间产生可判别旋转方向的相位差的方式而形成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井上贞敏，村冈次郎，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：JP