[發明專利]光學編碼器

有效

• 申請號: 201410590310.3
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104596555B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 林康一;家城淳
• 申請（專利權）人: 大隈株式會社
• 主分類號: G01D5/32
• 分類號: G01D5/32
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王程;何沖

一種光學編碼器，包括多個光接收元件1?12，這些光接收元件接收穿過標尺或從標尺反射的光，所述標尺具有晶格間距P，且所述光接收元件輸出已經在相位分別偏移了90°（1/4P）的整數倍數的四相信號。12個之間間隙為P/60或2P/60的光接收元件位于橫向方向上（標尺的縱向方向），連續相鄰布置的任意四個光接收元件全部輸出不同相位的信號，輸出相同相位的信號的光接收元件具有7P/60、13P/60或20P/60的三種橫向寬度。

優先權信息

本申請要求2013年10月30日提交的第2013-225865號日本專利申請的優先權，并通過引用將其包括在內。

技術領域

本發明涉及一種光學編碼器，該光學編碼器合并入機床、半導體制造裝置等，以檢測可移動軸的位置。

背景技術

JP 10-132614 A描述了一種光學編碼器，如果針對每一相位有多個不同組的光接收元件，通過排布光接收元件，即使標尺發生銹蝕或磨損，也能夠獲得位移信號，而不會造成位置檢測誤差，并只有很少的失真。

如果可以使得光接收元件的光接收區域變窄，那么很容易簡化光源，從而有可能降低光學編碼器的成本。根據JP 10-132614 A中公開的光學編碼器的實施例中公開的光接收元件的布置方法，光接收元件間的間隙仍然很寬。因此，還需要光學編碼器，其能夠獲得位移信號，即使標尺發生銹蝕或磨損，也沒有位置檢測誤差，并只有很少的失真，特別是使用光接收元件之間窄得多的間隙。同樣，光接收元件之間間隙越寬，增加的無效光越多，光源消耗的損失能量與該無效光成比例地增加。因此，從能量守恒的基本原理出發，光接收元件之間還需要間隙小的編碼器。

鑒于上述情形構思出了本發明，本發明的目的在于提供一種高精度光學編碼器，通過設計一種光學元件布置方法來獲得位移信號，即使標尺被銹蝕或磨損，也沒有位置檢測誤差，并只有很少的失真，并且通過實現在窄的光接收區域的工作，從而通過簡化光源實現降低成本和降低功耗。

發明內容

一種光學編碼器，包括多個光接收元件，所述光接收元件接收穿過標尺或從標尺反射的光，該標尺具有晶格間距P，所述光接收元件輸出已經在相位分別偏移了90°（1/4P）的整數倍數的四相信號，所有的光接收元件都具有相同的縱向寬度，在橫向方向（標尺縱向方向）上布置有12N（N為自然數）個之間間隙為P/60或2P/60的光接收元件，連續相鄰布置的任意四個光接收元件全部輸出不同相位的信號，分別輸出相同相位的信號的光接收元件具有7P/60、13P/60或20P/60的三種橫向寬度。

同樣，根據本發明的光學編碼器，所述光接收元件優選地形成為平行四邊行，其沿橫向方向上下邊緣偏移P/7。

根據本發明，采用JP 10-132614 A技術的光學編碼器能夠獲得位移信號，即使標尺被銹蝕或磨損，也沒有位置檢測誤差，并只有很少的失真，其可以用布置在光接收元件之間的P/60或2P/60的窄隙實現，并且，該光接收區域具有小于3P的最小寬度，即168P/60。這樣，可以實現低成本和低功耗的高精度光學編碼器。

附圖說明

下面參照附圖的描述有助于更好地理解本發明。

圖1為根據本發明的一個實施例的光學編碼器的光接收元件的布置示意圖；

圖2為根據本發明的另一個實施例的光學編碼器的光接收元件的布置示意圖；

圖3為圖1所示的光學編碼器的輸出信號的圖表；

圖4為圖1所示的光學編碼器的信號的插值處理后獲得的位置檢測精度的圖表；

圖5為圖2所示的光學編碼器的輸出信號的圖表；

圖6為圖2所示的光學編碼器的信號的插值處理后獲得的位置檢測精度的圖表。

具體實施方式