[发明专利]编码器和使用编码器的装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于诸如光学装置的各种装置的编码器，该编码器输出指示设置在这些装置中的可动部件的位置的信号，该编码器通过关于可动部件的移动的标尺与传感器的相对移动输出信号。

背景技术

用于检测可动部件的位置或速度的编码器均由设置有周期图案的标尺和响应标尺与传感器的相对移动输出根据该周期图案周期性变化的周期性信号的传感器构成。编码器被分为均检测标尺与传感器的相对位置的增量型编码器和均检测标尺或传感器的绝对位置的绝对型编码器。

日本专利公开No.2009-198318公开了形成为使得其标尺在其上包含多个轨道的光电绝对型编码器，每个轨道设置有形状或间距在位置检测方向(或长度测量方向)上周期性改变的周期图案。该编码器可通过使用通过检测设置在多个轨道中的且周期相互不同的周期图案而获取的信号的组合高精度地检测标尺的绝对位置。

但是，在日本专利公开No.2009-198318中公开的编码器通过使用多个光接收元件阵列检测设置在多个轨道中的周期图案，对于周期图案中的每一个向传感器提供每一个光接收元件阵列。通过此配置，由于高度方向(透过周期图案或者被其反射的光朝向传感器行进的方向)上的光源和光接收元件阵列的安装位置的位移、并且由于由标尺与传感器之间的相对倾斜导致的图像倍率的误差，周期性信号的获取精度会降低。因此，这使得编码器不能执行高度精确的位置检测。

发明内容

本发明提供了能够执行高度精确的位置检测的编码器并提供了使用编码器的装置。

作为其一个方面，本发明提供一种编码器，该编码器包括：标尺，设置有具有第一周期的第一周期图案和具有与第一周期不同的第二周期的第二周期图案；传感器，可相对于标尺相对移动并且包含被配置为检测第一周期图案和第二周期图案的检测元件阵列；周期信号产生器，被配置为通过使用检测元件阵列检测第一周期图案的输出产生与第一周期图案的第一周期对应地改变的第一周期信号，且通过使用检测元件阵列检测第二周期图案的输出产生与第二周期图案的第二周期对应地改变的第二周期信号；校正信号产生器，被配置为通过使用第二周期信号产生用于减少第一周期信号中与第二周期图案的第二周期对应地改变的信号成分的校正信号；和位置计算器，被配置为通过使用第一周期信号和校正信号产生指示位置的信息。

在其另一方面中，本发明提供包括以上的编码器和可动部件的装置，该可动部件的位置要通过使用编码器被检测。

参照以下的描述和附图，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1是示出作为本发明的实施例1的编码器的配置的示图。

图2是实施例1中的信号处理电路的框图。

图3是实施例1中的标尺上的轨道的部分放大图。

图4是示出实施例1中的向传感器提供的光接收元件阵列的光接收表面的示图。

图5是示出实施例1中的光接收元件阵列的空间频率响应的曲线图。

图6A和图6B是示出实施例1中的校正前后的Lissajous波形的曲线图。

图7A和图7B是示出实施例1中的检测信号与标尺的位置之间的关系的示图。

图8是示出本发明的实施例2中的标尺上的轨道的示图。

图9A～9C是图8中所示的轨道的部分放大图。

图10～12是示出实施例2(和实施例3)中的光接收元件阵列的光接收表面的示图。

图13是示出作为本发明的实施例3的编码器的配置的示图。

图14是示出实施例3中的标尺上的轨道的示图。

图15A～15C是图14所示的轨道的部分放大图。

图16是示出作为本发明的实施例4的图像拾取装置的配置的示图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本发明的示例性实施例。

[实施例1]

图1示出作为本发明的第一实施例(实施例1)的光学编码器的配置。编码器包括附接于固定部件(未示出)的传感器单元10A、附接于可动部件(未示出)的标尺20A、作为信号处理器的信号处理电路40和存储设备47。固定部件和可动部件是包括编码器的装置的一部分。作为替代方案，标尺20A和传感器单元10A可分别附接于固定部件和可动部件。即，光学编码器被配置为允许传感器单元10A和标尺20A相对移动就足够了。