[发明专利]光学式编码装置

说明书

技术领域

本发明涉及能够得到失真(歪)少的输出信号的光学式编码装置。

背景技术

光学式编码器大体分为使用具有光透过部和非透过部的移动狭缝的透过光的透过型以及使用具有光反射部和非反射部的移动狭缝的反射光的反射型。透过性及反射型的光学式编码器都是使用以使照射到与移动狭缝相面对而配置的受光元件上的光根据移动狭缝的位移而进行变化的方式设有光透过部和非透过部的固定狭缝的光学式编码器，以及不使用固定狭缝而以利用多个受光元件的配置图案自身起到固定狭缝的作用的方式配置多个受光元件的光学式编码器。在光学式编码装置中，通过使由移动狭缝和固定狭缝图案或受光元件图案的关系所引起的透过光量或反射光量的多寡而生成的信号递倍(逓倍)，由此得到更高分辨率的信号。为了得到高精度的信号，优选使通过该递倍而成为起源的信号为正弦波。然而以与移动狭缝的周期P相等的间隔配置的现有的固定狭缝图案或受光元件图案生成的信号理论上为三角波，具有较大的失真。该失真是基本成分以外的高次的成分形成的失真，相对于基波(基本波)成分，具有3次约11％、5次约4％、7次约2％的振幅。通过高次谐波成分(例如进行计算到27次的情况下)相对于基波的比例的均方(2乗平均)来表示的失真率为12.11％。

因此，为了解决该问题而作出了与固定狭缝图案或多个受光元件的图案间隔相关的各种发明，在日本特开昭60-42616号公报(专利文献1)中，使两个狭缝之间具有1/6的相位差来消除3次高次谐波。

在日本专利第2539269号公报(专利文献2)中，为了消除3次或5次高次谐波，而使两个狭缝之间或狭缝组之间具有1/6或1/10的相位差。

此外，在日本专利第3184419号公报(专利文献3)中，对上述专利文献2进行了发展，使用2的x次方个狭缝来消除x种类的次数的高次高次谐波。

另外，在日本特开2007-218603号公报(专利文献4)中，为了消除3次高次谐波而使四个狭缝之间具有1/12的相位差。

在日本特开2007-218603号公报(专利文献4)中，公开了能够得到失真少的输出信号的光学式编码装置的公知例。在该公知的光学式编码装置中，使固定狭缝板上设置的狭缝图案相对于可动狭缝板的狭缝的间距P具有1/12的相位差，将4的倍数的数量的光透过狭缝作为一个单元，以第一光透过狭缝为基准，使第一和第二光透过狭缝之间的相位错开P/12，使第二和第三光透过狭缝之间的相位错开P/6，使第三和第四光透过狭缝之间的相位错开P/4。

在日本特开昭60-42616号公报(专利文献1)中，公开了为了消除3次高次谐波而使两个狭缝之间具有1/6的相位差的光学式编码器。

在日本专利第2539269号公报(专利文献2)中，公开了为了消除3次高次谐波及5次高次谐波而使两个狭缝之间或狭缝组之间具有1/6或1/10的相位差的光学式编码器。

在日本专利第3184419号公报(专利文献3)中，使用2的x次方个以上的狭缝来消除x种类的次数的高次谐波。

专利文献1：日本特开昭60-42616号公报

专利文献2：日本专利第2539269号公报

专利文献3：日本专利第3184419号公报

专利文献4：日本特开2007-218603号公报

使用专利文献1、2及4所记载的技术时的失真率分别为4.63％、1.59％、1.60％，虽然与原波形相比大大降低，但是依然残留有1.55％以上的失真。

在光学式编码器的设计中，为了作出希望的脉冲数，而考虑受光元件图案长或受光元件长或间隙的制约、光源的大小、直径(旋转型时)等来设定固定狭缝图案数或受光元件图案数。

在专利文献3所记载的技术中，通过使狭缝数为8而使失真率成为0.79％，但是在考虑到将失真率减少为其以上时，需要使狭缝数增加到16、32和2的阶乘，从而难以进行有效地使用所述受光图案长等的设计。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种自由地决定固定狭缝或受光元件的数目，而且与现有技术相比能够得到失真率少的输出信号的光学式编码装置。

本发明的第一透过型的光学式编码装置具备：发光元件；与发光元件相对向配置的受光元件；可动狭缝板；固定狭缝板。