[发明专利]光电编码器

说明书

本发明涉及一种光电编码器。标尺沿长度测量方向设置有按照伪随机码序列的2级代码图案。所述2级代码图案中的各个代码表示代码“1”或“0”，各个代码包括2位，并且2位中的各个位是L或H。通过作为L和H的组合的A图案来表现代码“1”，并且通过作为L和L的组合的B图案或者通过作为H和H的组合的C图案来表现代码“0”。当代码“0”连续时，交替使用B图案和C图案。该标尺通用于反射型编码器或者透过型编码器。检测头部包括根据需要对所述标尺的检测图像进行反转处理的反转处理单元。

技术领域

本发明涉及一种位置检测设备，尤其涉及一种光电编码器。

背景技术

光电编码器已被广泛用作为精密长度测量装置和精密位置检测器(例如，JP5553669 B)。

光电编码器包括标尺和被设置成可在长度测量方向上沿标尺相对移动的检测头部。

在标尺上设置明暗图案。图1示出标尺20。如图1所示，通过在玻璃基板21上配置预定图案化的铬膜22来形成标尺图案。

光电编码器具有反射型和透过型两种类型。

在反射型光电编码器中，光源和光接收部被设置在标尺的同一侧，并且光接收部接收标尺所反射的光的明暗图案。在透过型光电编码器中，光源和光接收部被设置在标尺的两侧，并且光接收部接收透过标尺的光的明暗图案。

反射型光电编码器中的构成元件的配置不同于透过型光电编码器中的构成元件的配置，因而使得产品在外形大小和形状上有所不同。根据光电编码器的用途或者安装空间，适当选择反射型光电编码器或者透过型光电编码器。

发明内容

反射型光电编码器和透过型光电编码器大体具有共通的检测原理。也就是说，基于接收光的明暗图案来计算标尺上的相对位置或者绝对位置。因此，看似仅通过改变部件的配置就可使得大部分主要结构部件在透过型和反射型中通用。然而，这些主要结构部件在透过型和反射型中两者不能通用。通过例子说明其中原因。

假定使用图1的标尺20作为反射型光电编码器100的标尺20(参考图2A)。标尺20被称为绝对式(ABS)检测标尺，并且具有随机配置代码“1”和代码“0”的标尺图案。在代码“1”处设置铬膜22，并且在作为玻璃部21的代码“0”处不设置铬膜。在这种情况下，利用光照射标尺20，该光通过铬膜22被反射，并且透过玻璃部21。因此，当在光接收部接收到标尺20所反射的光时，获得铬膜22的一部分是明部分、并且玻璃部21的一部分是暗部分的明暗图像图案(参考图2B)。图2B示出在光接收部的光接收面上所形成的明暗图像图案的示例。利用适当阈值二值化该图案(图2C)，并且进一步将该图案转换成代码“1”和“0”的代码串(图2D)。通过利用计算单元进行计算处理(例如，模式匹配等)，根据该代码串可以计算标尺上的位置。

这里，假定如图3A所示，污物30粘附至标尺20的玻璃部21的一部分，或者玻璃部21的一部分有划痕。假定在本说明书中，铬膜22相对更加稳定，并且具有高于玻璃部21的防污效果。自然，明部分或暗部分中哪一部分更易缺损，这取决于标尺的材料等，并且在本说明书的最后说明这一点。

如果如图3A所示，污物30粘附标尺20的玻璃部21的一部分，则如图3B所示，玻璃部21原本是暗部分，并且明暗图像图案几乎不受影响。

这里，假定使用图1的标尺20作为透过型光电编码器的标尺(参考图4A)。在这种情况下，当利用光照射标尺20时，铬膜22是非透过部，并且玻璃部21是光透过部。因此，当在光接收部接收到透过标尺20的光时，获得铬膜22的一部分是暗部分、并且玻璃部21的一部分是明部分的明暗图像图案(参考图4B)。换句话说，与反射型相比，透过型的明暗图像中的明部分和暗部分被反转。如果想要标尺和电路(计算单元)通用于反射型光电编码器和透过型光电编码器，则必须在中途进行反转处理。