[发明专利]光编码器

说明书

光编码器的标尺中的标尺图案包括第一标尺标记和第二标尺标记，第一标尺标记阻挡第一光被引导到图像捕获器并且将第二光引导到图像捕获器，第二标尺标记将第一光和第二光引导到图像捕获器。第二标尺标记被布置成ABS图案，并且第一标尺标记通过结合第二标尺标记被布置成INC图案。图像捕获器包括：从经由第二标尺标记到达的第一光捕获ABS图案的图像的第一图像捕获部；以及从经由第一标尺标记和第二标尺标记到达的第二光捕获INC图案的图像的第二图像捕获部。计算器计算头部相对于标尺的位置。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年4月3日提交的日本申请第2019-071201号的优先权，该申请的公开内容通过整体引用明确地结合于此。

技术领域

本发明涉及一种光编码器。

背景技术

传统上，已知一种光编码器，其包括标尺、头部和计算器，标尺具有沿着测量方向设置的标尺图案，头部面向标尺并沿着测量方向相对于标尺位移，并且计算器计算基于标尺和头部之间的相对位移的信号。头部包括光源和图像捕获器，光源将光发射到标尺处，图像捕获器捕获从光源经由标尺图案到达的光的图像。

在这个示例中，作为检测标尺和头部之间的相对位移量的方法，对于光编码器，已知有增量法(下文称为INC(incremental method,incremental)法)和绝对法(下文称为ABS法)。INC法是通过连续检测增量图案，并且对检测到的INC图案的标尺标记的数量进行递减计数或递增计数来检测相对位置的方法，其中增量图案是具有以恒定间距布置在标尺上的标尺标记的标尺图案(下文称为INC图案)。ABS法是在适当的定时检测绝对图案，并且分析该绝对图案以检测绝对位置的方法，其中该绝对图案是具有随机布置在标尺上的标尺标记的标尺图案(下文称为ABS图案)。

在ABS法中，有一种根据由图像捕获器捕获的ABS图案来检测绝对位置的方法，例如，通过基于最大长度序列码(二级伪随机码)在光编码器的标尺的整个长度上布置ABS图案的标尺标记。用上面提到的方法，可以设计长的ABS图案。然而，因为配置标尺图案的标尺标记比在INC图案中更少，所以检测精度可能不如在INC法中好。

相比之下，日本专利公开特许公报第2013-79915号中描述的编码器使用INC和ABS检测方法两者来提高检测精度。该编码器包括双轨道类型的标尺，该标尺设置有具有INC图案的增量轨道(下文称为INC轨道)和具有ABS图案的绝对轨道(下文称为ABS轨道)。光从检测头部(头部)的光源朝向INC轨道和ABS轨道发射，经由每个轨道到达的光分别被光接收器元件(图像捕获器)接收以检测INC图案和ABS图案，并且编码器基于图案中的每一个计算位置信息。然而，当使用双轨道类型时，由于头部姿态和标尺中的波动(undulation)，可能会在INC轨道和ABS轨道的位置信息中产生误差，并可能影响检测结果。另外，为了抑制这种问题，需要校正INC轨道和ABS轨道的位置信息中的误差。

为了解决上述问题，在日本专利公开特许公报第H5-71984号中描述的绝对位置测量装置(光编码器)使用由增量轨道(INC轨道)和绝对轨道(ABS轨道)组成的单一复合轨道来检测位置信息。因此，绝对位置测量装置抑制了由于头部姿态和标尺中的波动而引起的在INC轨道和ABS轨道的位置信息中的误差。此外，绝对位置测量装置将INC轨道和ABS轨道视为单一轨道，因此可以减少轨道的数量，并且可以使设备做得更小。

然而，当使用由INC轨道和ABS轨道组成的单一复合轨道时(诸如在日本专利公开特许公报第H5-71984号中描述的绝对位置测量装置中)，INC图案可能是带有省略的标尺标记的不完整的INC图案。因此，与使用传统的INC图案的情况相比，可能会有损精确的检测。

发明内容

本发明提供了一种光编码器，其配置绝对图案和带有不省略标尺标记的增量图案的单一复合轨道标尺标记，并且能够提高位置信息的检测精度。