光电式编码器制造技术

光电式编码器(1)具备标尺(2)和检测头(3)，该检测头(3)具有发光部(4)、索引(5)以及检测部(6)。索引(5)具备：第一索引部(50)，其由沿标尺2的长边方向以规定间距交替地并列设置的衍射部与非衍射部构成；以及第二索引部(51)，其由以第一索引部(50)的两倍的间距交替地并列设置的衍射部与非衍射部构成。标尺(2)包含第一图案部(20)和第二图案部(21)而构成，该第一图案部(20)由沿标尺(2)的长边方向以规定间距交替地并列设置的衍射部与非衍射部构成，该第二图案部(21)由配置成方格状的衍射部与非衍射部构成。

Photoelectric encoder

The photoelectric encoder (1) has a scale (2) and a detection head (3) having a light emitting part (4), an index (5), and a detection unit (6). (3). The index (5) includes a first part (50), the index by 2 along a scale length direction at the predetermined pitch alternately arranged parallel diffraction and non diffraction part; and the second part (51), the index from the first index part (50) spacing two times alternately in parallel. A set of non diffraction and diffraction department. The ruler (2) includes a first pattern part (20) and second (21) and the pattern, the first pattern portion (20) by (2) the scale along the long side direction at the predetermined pitch alternately arranged parallel diffraction and non diffraction patterns of the second parts (21) configured by a square lattice of diffraction and diffraction department.

【技术实现步骤摘要】
光电式编码器
本专利技术涉及光电式编码器。
技术介绍
以往，已知如下一种光电式编码器，其具备有着标尺图案的标尺、以及沿标尺移动并且检测与标尺的相对移动量的检测头。检测头具有朝向标尺照射光的发光部、以及将检测出利用标尺衍射而生成的干涉条纹并输出电信号的检测部，基于从检测部输出的电信号计算相对移动量。作为这种光电式编码器的相对移动量的检测方式，已知有增量(INC)方式和绝对(ABS)方式。INC方式是如下方式：连续地检测出设于标尺的一定间距的增量(INC)图案，对通过的INC图案的刻度的数量进行递增计数或者递减计数，由此检测出相对位置。ABS方式是如下方式：在适当地时刻检测随机地设于标尺的绝对(ABS)图案，并对ABS图案进行分析，由此检测出绝对位置。光电式编码器使用INC方式或者ABS方式中的某一个方式，或使用并列设置有INC图案与ABS图案的标尺的INC·ABS并用方式。但是，在INC·ABS并用方式中，分别使用不同的检测部对沿标尺的短边方向并列设置的INC图案与ABS图案进行检测，因此在检测头的姿势偏移了情况下、或标尺具有波纹的情况下，存在由检测部检测的位置信息产生误差这一问题。因此，提出了使用在一系列的标尺图案中组合有INC图案与ABS图案而成的混合的INC·ABS合并标尺图案的位置编码器(光电式编码器)(例如，参照日本专利4008356号公报)。
技术实现思路
然而，在记载于日本专利4008356号的以往的使用了INC·ABS合并标尺图案的光电式编码器中，INC图案为了与ABS图案合并而成为稀疏的状态，并非以规定间距连续的一系列的INC图案。因此，通过INC图案检测出的增量(INC)信号成为稀疏状态的不完全的信号，与使用不稀疏的状态的INC图案相比，检测出的INC信号存在缺失，因此存在精度恶化、光电式编码器的检测精度降低这一问题。本专利技术的目的在于，提供一种能够减少INC图案与ABS图案的位置信息的误差，并且能够通过检测出无信号缺失的INC信号来提高检测精度的光电式编码器。本专利技术的光电式编码器用于根据具有标尺图案的标尺与检测头的相对移动量取得位置信息，其特征在于，所述光电式编码器具备：发光部，其照射光；索引，其使来自所述发光部的光朝向所述标尺衍射；以及检测部，其检测出经由所述索引以及所述标尺生成的干涉条纹，并输出电信号；所述索引具备：第一索引部，其由沿所述标尺的长边方向以规定间距交替地并列设置的衍射部以及非衍射部构成；以及第二索引部，其由以所述第一索引部的两倍的间距交替地并列设置的衍射部以及非衍射部构成；所述标尺图案具备：第一图案部，其由沿所述标尺的长边方向以规定间距交替地并列设置的衍射部以及非衍射部构成；以及第二图案部，其由沿所述标尺的长边方向以规定间距配置成方格状的衍射部以及非衍射部构成；并且，所述第一图案部与所述第二图案部沿所述标尺的长边方向交替地并列设置，所述检测部通过由所述第一索引部、所述第一图案部以及所述第二图案部生成的干涉条纹检测增量信号，通过由所述第二索引部、所述第一图案部以及所述第二图案部生成的干涉条纹检测绝对信号。这里，衍射指的是光在被障碍物遮挡时以绕过障碍物的方式传播的现象。具有实现该现象的衍射部与非衍射部的衍射光栅存在：透过型，即，使经由衍射部与非衍射部使照射的光透过而成的光以任意的角度衍射；以及反射型，即，使经由衍射部与非衍射部使照射的光反射而成的光以任意的角度衍射。根据本专利技术，通过经由规定间距和规定间距的两倍的间距这两种索引部、以及交替地并列设置有具有不同的排列图案的两种图案部的一系列的标尺图案，使来自发光部的光衍射，进而生成干涉条纹，由此能够检测增量(INC)信号与绝对(ABS)信号。在本专利技术中，由于检测出的INC信号作为无缺失的状态的一个INC信号被检测出，因此即使在一系列的标尺图案中将INC图案与ABS图案合并地配置，也能够提高位置信息的检测精度。另外，由于也能够同时获得ABS信号，因此能够检测除更准确的位置信息，能够实现所检测的位置信息的精度提高。而且，即使在检测头的姿势偏离标尺的情况下、或标尺存在波纹的情况下，也能够减少以往因分别读取所产生的位置信息的误差，因此检测部能够检测出稳定的位置信息。另外，通常，在光电式编码器中，使用透镜光学系统而从各图案检测信号，但本专利技术是能够不使用透镜等而实现的结构，因此能够以较少的部件数量构成光电式编码器，能够实现成本减少、小型化。此时，在本专利技术的光电式编码器中，优选的是，所述第一图案部与所述第二图案部以沿着所述标尺的长边方向的相互的长度成为M序列码的方式并列设置。一般来说，在生成ABS信号的ABS图案中使用了格雷码。格雷码是被称作交流二进制符号二进制的一种，具有若比较相邻的数值的代码则变化的比特始终限制在一个位置的特征。作为具有与该格雷码同等的分辨率的代码，具有基于作为伪随机码的一部分的M序列码的排列图案。M序列码由2的n次方减1个0或者1的编码形成，并且是设为n个连续的编码的组合全部不同的编码串的图案。检测部通过读取n个连续的被设为0或者1的编码，能够从M序列码的排列图案中检测出绝对位置。因此，通过将第一图案部与第二图案部以沿标尺的长边方向使相互的长度成为M序列码的方式的方式排列，能够将根据该排列而显现的ABS信号作为0或者1编码并运算，因此能够计算出更详细的位置信息。此时，优选的是，所述第一索引部与所述第二索引部沿所述标尺的短边方向并列设置。通过设为这种结构，与沿标尺的长边方向并列设置的情况相比，索引能够缩短标尺的长边方向的长度，因此能够实现成本减少、小型化。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式的光电式编码器的立体图。图2表示所述光电式编码器的标尺。图3表示所述光电式编码器的索引。图4A是表示通过标尺2与第一索引部50生成INC信号7的图。图4B是表示通过标尺2与第二索引部51生成ABS信号8的图。图5A表示索引5中的第一索引部50。图5B表示标尺2中的第二图案部21。图5C表示基于图5A以及图5B的A－A剖面中的第二图案部21与第一索引部50的光电式编码器1的作用。图6A表示索引5中的第二索引部51。图6B表示第二图案部21。图6C表示基于图6A以及图6B的B－B剖面中的第二图案部21与第二索引部51的光电式编码器1的作用。图7是表示本专利技术的第二实施方式的光电式编码器的立体图。图8表示所述光电式编码器的标尺。图9是表示本专利技术的第3实施方式的光电式编码器的立体图。图10表示所述光电式编码器的索引。图11表示本专利技术的各实施方式的光电式编码器的索引的变形例。图12表示本专利技术的各实施方式的光电式编码器的标尺图案的变形例。具体实施方式〔第一实施方式〕以下，基于附图说明本专利技术的第一实施方式。在各图中，将标尺的长边方向作为X方向、将短边方向作为Y方向、将高度方向作为Z方向来表示，以下，仅作为X方向、Y方向、Z方向来进行说明。图1是表示本专利技术的第一实施方式的光电式编码器的立体图。光电式编码器1具备纵长状的标尺2、以及沿标尺2移动并且用于根据与标尺2之间的相对移动量取得位置信息的检测头3。检测头3具备照射光的发光部4、使来自发光部4的光朝向标尺2衍射的索引5、和检测出经由标尺2以及索引5生成的干涉条纹并输出电信号的检测部6。具备它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电式编码器，用于根据具有标尺图案的标尺与检测头的相对移动量取得位置信息，其特征在于，所述光电式编码器具备：发光部，其照射光；索引，其使来自所述发光部的光朝向所述标尺衍射；以及检测部，其检测出经由所述索引以及所述标尺生成的干涉条纹，并输出电信号；所述索引具备：第一索引部，其由沿所述标尺的长边方向以规定间距交替地并列设置的衍射部以及非衍射部构成；以及第二索引部，其由以所述第一索引部的两倍的间距交替地并列设置的衍射部以及非衍射部构成；所述标尺图案具备：第一图案部，其由沿所述标尺的长边方向以规定间距交替地并列设置的衍射部以及非衍射部构成；以及第二图案部，其由沿所述标尺的长边方向以规定间距配置成方格状的衍射部以及非衍射部构成；并且，所述第一图案部与所述第二图案部沿所述标尺的长边方向交替地并列设置，所述检测部通过由所述第一索引部、所述第一图案部以及所述第二图案部生成的干涉条纹检测增量信号，通过由所述第二索引部、所述第一图案部以及所述第二图案部生成的干涉条纹检测绝对信号。

【技术特征摘要】
2016.02.05 JP 2016-0211261.一种光电式编码器，用于根据具有标尺图案的标尺与检测头的相对移动量取得位置信息，其特征在于，所述光电式编码器具备：发光部，其照射光；索引，其使来自所述发光部的光朝向所述标尺衍射；以及检测部，其检测出经由所述索引以及所述标尺生成的干涉条纹，并输出电信号；所述索引具备：第一索引部，其由沿所述标尺的长边方向以规定间距交替地并列设置的衍射部以及非衍射部构成；以及第二索引部，其由以所述第一索引部的两倍的间距交替地并列设置的衍射部以及非衍射部构成；所述标尺图案具备：第一图案部，其由沿所述标尺的长边方向以规定间距交替地并列设置的衍射部以及非衍射部构成；以及第二图案部，其由沿所述...

【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