[发明专利]光学编码器

说明书

一种光学编码器，包括多个光接收元件1‑12，这些光接收元件接收穿过标尺或从标尺反射的光，所述标尺具有晶格间距P，且所述光接收元件输出已经在相位分别偏移了90°（1/4P）的整数倍数的四相信号。12个之间间隙为P/60或2P/60的光接收元件位于横向方向上（标尺的纵向方向），连续相邻布置的任意四个光接收元件全部输出不同相位的信号，输出相同相位的信号的光接收元件具有7P/60、13P/60或20P/60的三种横向宽度。

优先权信息

本申请要求2013年10月30日提交的第2013-225865号日本专利申请的优先权，并通过引用将其包括在内。

技术领域

本发明涉及一种光学编码器，该光学编码器合并入机床、半导体制造装置等，以检测可移动轴的位置。

背景技术

JP 10-132614 A描述了一种光学编码器，如果针对每一相位有多个不同组的光接收元件，通过排布光接收元件，即使标尺发生锈蚀或磨损，也能够获得位移信号，而不会造成位置检测误差，并只有很少的失真。

如果可以使得光接收元件的光接收区域变窄，那么很容易简化光源，从而有可能降低光学编码器的成本。根据JP 10-132614 A中公开的光学编码器的实施例中公开的光接收元件的布置方法，光接收元件间的间隙仍然很宽。因此，还需要光学编码器，其能够获得位移信号，即使标尺发生锈蚀或磨损，也没有位置检测误差，并只有很少的失真，特别是使用光接收元件之间窄得多的间隙。同样，光接收元件之间间隙越宽，增加的无效光越多，光源消耗的损失能量与该无效光成比例地增加。因此，从能量守恒的基本原理出发，光接收元件之间还需要间隙小的编码器。

鉴于上述情形构思出了本发明，本发明的目的在于提供一种高精度光学编码器，通过设计一种光学元件布置方法来获得位移信号，即使标尺被锈蚀或磨损，也没有位置检测误差，并只有很少的失真，并且通过实现在窄的光接收区域的工作，从而通过简化光源实现降低成本和降低功耗。

发明内容

一种光学编码器，包括多个光接收元件，所述光接收元件接收穿过标尺或从标尺反射的光，该标尺具有晶格间距P，所述光接收元件输出已经在相位分别偏移了90°（1/4P）的整数倍数的四相信号，所有的光接收元件都具有相同的纵向宽度，在横向方向（标尺纵向方向）上布置有12N（N为自然数）个之间间隙为P/60或2P/60的光接收元件，连续相邻布置的任意四个光接收元件全部输出不同相位的信号，分别输出相同相位的信号的光接收元件具有7P/60、13P/60或20P/60的三种横向宽度。

同样，根据本发明的光学编码器，所述光接收元件优选地形成为平行四边行，其沿横向方向上下边缘偏移P/7。

根据本发明，采用JP 10-132614 A技术的光学编码器能够获得位移信号，即使标尺被锈蚀或磨损，也没有位置检测误差，并只有很少的失真，其可以用布置在光接收元件之间的P/60或2P/60的窄隙实现，并且，该光接收区域具有小于3P的最小宽度，即168P/60。这样，可以实现低成本和低功耗的高精度光学编码器。

附图说明

下面参照附图的描述有助于更好地理解本发明。

图1为根据本发明的一个实施例的光学编码器的光接收元件的布置示意图；

图2为根据本发明的另一个实施例的光学编码器的光接收元件的布置示意图；

图3为图1所示的光学编码器的输出信号的图表；

图4为图1所示的光学编码器的信号的插值处理后获得的位置检测精度的图表；

图5为图2所示的光学编码器的输出信号的图表；

图6为图2所示的光学编码器的信号的插值处理后获得的位置检测精度的图表。

具体实施方式