[发明专利]光学式编码器

说明书

技术领域

本发明涉及用作电机等旋转体的定位用传感器的光学式编码器。

背景技术

以往，存在这样的光学式编码器：该光学式编码器为了以高分辨率来检测旋转体的旋转轴的绝对角度，在转盘上形成有相对于旋转轴的旋转中心偏心的多个同心圆的环状狭缝，检测该同心圆狭缝的偏心量，根据该偏心量来检测转盘的绝对角度(例如参照日本特愿2007-223499号(日本特开2009-058243号公报))。即，由于同心圆狭缝相对于旋转轴偏心地形成，因此当该同心圆狭缝绕旋转轴旋转时，从旋转轴到同心圆狭缝的检测位置的距离随旋转角度而变化。因此，该光学式编码器是根据该距离来检测转盘的旋转角度。

但是，在该光学式编码器中，有时会出现这样的情况：向右旋转θ度与向左旋转θ度这两者的从旋转轴到同心圆狭缝的检测位置的距离相等。即，在日本特愿2007-223499号记载的光学式编码器中，例如，只能计算出转盘从0度到180度或从180度到360度(0度)的半周旋转内的旋转角度，而在进行了半周旋转以上的情况下，不清楚是处于0度到180度的范围还是处于180度到360度(0度)的范围。

另外，如果在彼此分离90度的位置处设置两个检测同心圆狭缝的检测部，并利用这两个检测部来检测环状狭缝的位置，则从两个检测部获得的信号是相对于旋转轴的旋转角度与各个检测部距环状狭缝的距离对应的2相信号，因此能够计算出从0到360度的旋转角度。但是，由于是将两个检测部配置在彼此分离的位置处，因此很难实现小型化。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种光学式编码器，该光学式编码器具有：

转盘，其安装在旋转轴上，能够随着该旋转轴的旋转而旋转；

环状狭缝，其设置在所述转盘上，并包含相对于所述转盘的旋转中心偏心地形成的多个等间距的同心圆狭缝图样；

光源，其被固定地设置，向所述环状狭缝照射光；

绝对值用检测部，其被固定地设置，检测从所述光源照射的、透射过所述环状狭缝的透射光或被所述环状狭缝反射的反射光，输出检测信号；以及

信号处理装置，其根据由所述绝对值用检测部检测出的检测信号，检测所述转盘的绝对旋转角度，

所述环状狭缝具有在彼此不同的方向上偏心的第1环状狭缝和第2环状狭缝，

所述绝对值用检测部具有与所述第1环状狭缝对应的第1检测部以及与所述第2环状狭缝对应的第2检测部，所述第1检测部检测从所述光源照射的、透射过所述第1环状狭缝的透射光或被所述第1环状狭缝反射的反射光，输出检测信号，所述第2检测部检测从所述光源照射的、透射过所述第2环状狭缝的透射光或被所述第2环状狭缝反射的反射光，输出检测信号。

附图说明

图1是示出本发明的第1实施方式的光学式编码器的侧视图。

图2是第1实施方式中的光学式编码器的平面图。

图3是示出第1实施方式中的环状狭缝的图样(pattern)例的示意图。

图4是第1实施方式中的第1固定狭缝的平面图。

图5是第1实施方式中的第1受光元件的平面图。

图6是示出第1实施方式中转盘旋转时的旋转角度θ与距离L1及距离L2之间的关系的示意图。

图7是示出第1实施方式中旋转角度θ与距离L1及距离L2之间的关系的示意图。

图8是示出第1实施方式中旋转角度θ与距离L1及距离L2之间的关系的曲线图。

图9是示出第1实施方式中的光学式编码器的信号处理装置的第1示例的框图。

图10是示出第1实施方式中的信号处理步骤的流程图。

图11是示出第1实施方式中的光学式编码器的信号处理装置的第2示例的框图。

图12是示出第1实施方式中的信号处理步骤的流程图。

图13是示出第1实施方式中的光学式编码器的信号处理装置的第3示例的框图。

图14是示出本实施方式中的信号处理步骤的流程图。

图15是示出本发明的第2实施方式的光学式编码器的侧视图。

图16是示出第2实施方式中的转盘、光学狭缝以及分度狭缝(indexslit)的配置的立体图。

图17是在图16中添加了光源和受光元件而示出的立体图。

图18是示出转盘中心偏离旋转中心而安装的情况下的转盘状态的平面图。

图19是示出从图18的位置旋转了旋转角度θ时的转盘状态的平面图。

图20是图19的要部放大图。

图21是示出本发明的第3实施方式的光学式编码器的侧视图。

图22是第3实施方式中的光学式编码器的平面图。