编码器、光学模块以及伺服系统.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102636199 A(43)申请公布日 2012.08.15CN102636199A*CN102636199A*(21)申请号 201210029829.5(22)申请日 2012.02.102011-027255 2011.02.10 JPG01D 5/32(2006.01)G01D 5/347(2006.01)(71)申请人株式会社安川电机地址日本福冈县(72)发明人吉田康 吉冨史朗 松谷泰裕村冈次郎(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司 11127代理人党晓林 王小东(54) 发明名称编码器、光学模块以及伺服系统(57) 摘要本发明涉及编码器、光学模

2、块以及伺服系统。提供包括沿第一测量轴线并排布置的多个反射狭缝的狭缝阵列和面向狭缝阵列的一部分并能够在第一测量轴线上相对移动的光学模块，其特征在于，光学模块包括：用光照射狭缝阵列的点光源；和光接收阵列，其包括沿第二测量轴线并排布置的多个光接收元件，并在平行于狭缝阵列的平面中布置在沿垂直于第二测量轴线的宽度方向相对于点光源偏移的位置，光接收元件分别接收从点光源照射并从反射狭缝反射的光，且多个光接收元件包括使得沿第二测量轴线方向更靠近点光源的光接收元件包括沿宽度方向更短的长度的相应形状，且沿宽度方向相对于点光源位于光接收元件的相反侧的端部被并排布置在沿第二测量轴线的位置。(30)优先权数据(51)I

3、nt.Cl.权利要求书2页 说明书14页 附图6页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 14 页 附图 6 页1/2页21.一种编码器(100)，该编码器包括：狭缝阵列(SA1，SA2，SI)，该狭缝阵列包括沿着第一测量轴线(C)并排布置的多个反射狭缝；和光学模块(130)，该光学模块面向所述狭缝阵列(SA1，SA2，SI)的一部分并且能够相对于所述狭缝阵列(SA1，SA2，SI)在所述第一测量轴线(C)上相对移动，所述编码器的特征在于：所述光学模块(130)包括：点光源(131)，该点光源用光照射所述狭缝阵列(SA1，SA2，SI)的所述一部分；

4、和光接收阵列(PA1，PA2)，该光接收阵列包括沿着第二测量轴线(C)并排布置的多个光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)，并且在平行于所述狭缝阵列(SA1，SA2，SI)的平面中布置在沿宽度(R)方向相对于所述点光源(131)偏移的位置，所述宽度方向垂直于与所述第一测量轴线(C)对应的所述第二测量轴线(C)，所述光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)分别接收从所述点光源(131)照射并且从所述反射狭缝反射的光，并且所述多个光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)各自具有以下形状，即：沿所述第二测量轴线(C)方向越靠近所述点光源(131)的光接收元件在所述宽度(R)

5、方向上的长度越短，并且所述光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)的沿所述宽度(R)方向位于所述点光源(131)的相反侧的端部(Eo)被并排布置在沿着所述第二测量轴线(C)的位置。2.根据权利要求1所述的编码器(100)，其中：所述狭缝阵列(SA1，SA2，SI)中的至少两个狭缝阵列沿着所述宽度(R)方向并排布置；所述点光源(131)面向并排布置的所述两个狭缝阵列(SA1，SA2)之间的位置布置；并且所述光接收阵列(PA1，PA2)中的至少两个光接收阵列沿所述宽度方向(R)夹着所述点光源(131)并排布置，并且分别面向并排布置的所述两个狭缝阵列(SA1，SA2)。3.根据权利要求2所述

6、的编码器(100)，其中；并排布置的所述两个狭缝阵列(SA1，SA2)均包括沿着所述第一测量轴线(C)方向的绝对模式；在并排布置的所述两个狭缝阵列(SA1，SA2)之间面向所述点光源(131)的位置中，布置有包括增量模式的至少一个所述狭缝阵列(SI)；并且在所述点光源(131)的沿所述第二测量轴线(C)方向的一侧和另一侧中的至少一侧，布置有另一个光接收阵列(PI1，PI2)，所述另一个光接收阵列接收来自所述至少一个狭缝阵列(SI)的反射光并且输出增量信号。4.根据权利要求3所述的编码器(100)，其中：输出所述增量信号的所述另一个光接收阵列(PI1，PI2)中所包括的多个光接收元件在所述宽度(

7、R)方向上分别具有相同长度。5.根据权利要求2至4中任一项所述的编码器(100)，其中：并排布置的所述两个光接收阵列(PA1，PA2)中的一个光接收阵列的所述光接收元件以及并排布置的所述两个光接收阵列(PA1，PA2)中的另一个光接收阵列的所述光接收元件形成为使得这些光接收元件的沿着所述第二测量轴线(C)方向的长度基本上彼此相权 利 要 求 书CN 102636199 A2/2页3同，并且这些光接收元件中沿着所述第二测量轴线(C)越靠近所述点光源(131)的光接收元件沿着所述宽度(R)方向的长度越短，并且提供基本上相同的光接收量。6.一种光学模块(130)，该光学模块在布置成面向狭缝阵列(SA

8、1，SA2，SI)的一部分并且能够相对于所述狭缝阵列(SA1，SA2，SI)在第一测量轴线(C)上相对移动的情况下，构成编码器(100)，所述狭缝阵列包括沿着所述第一测量轴线(C)并排布置的多个反射狭缝，所述光学模块(130)的特征在于：所述光学模块(130)包括：点光源(131)，该点光源用光照射所述狭缝阵列(SA1，SA2，SI)的所述一部分；和光接收阵列(PA1，PA2)，该光接收阵列包括沿着第二测量轴线(C)并排布置的多个光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)，并且在平行于所述狭缝阵列(SA1，SA2，SI)的平面中布置在沿宽度(R)方向相对于所述点光源(131)偏移的位置，

9、所述宽度方向垂直于与所述第一测量轴线(C)对应的所述第二测量轴线(C)，所述光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)分别接收从所述点光源(131)照射并且从所述反射狭缝反射的光，并且所述多个光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)各自具有以下形状，即：沿所述第二测量轴线(C)方向越靠近所述点光源(131)的光接收元件在所述宽度(R)方向上的长度越短，并且所述光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)的沿所述宽度(R)方向位于所述点光源(131)的相反侧的端部(Eo)被并排布置在沿着所述第二测量轴线(C)的位置。7.一种伺服系统(S)，该伺服系统包括：马达(SM)，该马达能

10、够沿第一测量轴线(C)方向移动待移动对象；编码器(100)，该编码器检测所述马达(SM)和所述待移动对象中的至少一方的沿所述第一测量轴线(C)方向的位置；以及控制器(CT)，该控制器基于由所述编码器(100)检测到的所述位置控制所述马达(SM)，所述伺服系统的特征在于：所述编码器(100)包括：狭缝阵列(SA1，SA2，SI)，在该狭缝阵列中，多个反射狭缝沿着所述第一测量轴线(C)并排布置；和光学模块(130)，该光学模块面向所述狭缝阵列(SA1，SA2，SI)的一部分并且通过所述马达的驱动能够相对于所述狭缝阵列(SA1，SA2，SI)在所述第一测量轴线(C)上相对移动，所述光学模块(130)

11、包括：点光源(131)，该点光源用光照射所述狭缝阵列(SA1，SA2，SI)的所述一部分；和光接收阵列(PA1，PA2)，该光接收阵列包括沿着第二测量轴线(C)并排布置的多个光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)，并且在平行于所述狭缝阵列(SA1，SA2，SI)的平面中布置在沿宽度(R)方向相对于所述点光源(131)偏移的位置，所述宽度方向垂直于与所述第一测量轴线(C)对应的所述第二测量轴线(C)，所述光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)分别接收从所述点光源(131)照射并且从所述反射狭缝反射的光，并且所述多个光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)各自具有以下形

12、状，即：沿所述第二测量轴线(C)方向越靠近所述点光源(131)的光接收元件在所述宽度(R)方向上的长度越短，并且所述光接收元件(P0，P1，P2，P3，P4，P5)的沿所述宽度(R)方向位于所述点光源(131)的相反侧的端部(Eo)被并排布置在沿着所述第二测量轴线(C)的位置。权 利 要 求 书CN 102636199 A1/14页4编码器、 光学模块以及伺服系统技术领域0001 本发明涉及编码器、光学模块以及伺服系统。背景技术0002 例如在日本特开专利2003-130689中已知作为光学编码器的反射式编码器。在该反射式编码器中，使用点光源。来自光源的照射光被反射狭缝反射。反射光由光接收元件

13、接收。因此，待检测的物体的位置从光接收信号来检测。发明内容0003 本发明待解决的问题0004 然而，当从点光源射出扩散光时，不但作为光接收信号的扩散光的反射光，而且扩散光的散射光和杂散光都由光接收元件接收。结果，在光接收元件中出现噪声。噪声导致编码器的位置检测精度降低。0005 本发明的目的是提供一种能够提高检测精度的编码器，光学模块以及伺服系统。0006 解决问题的手段0007 为了实现所述目的，根据本发明的一方面，提供有一种编码器，该编码器包括：0008 狭缝阵列，该狭缝阵列包括沿着第一测量轴线并排布置的多个反射狭缝；和0009 光学模块，该光学模块面向所述狭缝阵列的一部分并且能够相对于

14、所述狭缝阵列在所述第一测量轴线上相对移动，所述编码器的特征在于：0010 所述光学模块包括：0011 点光源，该点光源用光照射所述狭缝阵列的所述部分；和0012 光接收阵列，该光接收阵列包括沿着第二测量轴线并排布置的多个光接收元件，并且在平行于所述狭缝阵列的平面中布置在沿宽度方向相对于所述点光源偏移的位置，所述宽度方向垂直于与所述第一测量轴线对应的所述第二测量轴线，所述光接收元件分别接收从所述点光源照射并且从所述反射狭缝反射的光，并且0013 所述多个光接收元件各自具有以下形状，即：沿所述第二测量轴线方向越靠近所述点光源的光接收元件在所述宽度方向上的长度越短，并且所述光接收元件的沿所述宽度方向

15、位于所述点光源的相反侧的端部被并排布置在沿着所述第二测量轴线的位置。0014 根据第二发明，在根据所述第一发明的编码器中，所述狭缝阵列中的至少两个狭缝阵列沿着所述宽度方向并排布置；0015 所述点光源面向并排布置的所述两个狭缝阵列之间的位置布置；并且0016 所述光接收阵列中的至少两个光接收阵列沿所述宽度方向夹着所述点光源并排布置，并且分别面向并排布置的所述两个狭缝阵列。0017 根据第三发明，在根据所述第二发明的编码器中，并排布置的所述两个狭缝阵列均包括沿着所述第一测量轴线方向的绝对模式；0018 在并排布置的所述两个狭缝阵列之间面向所述点光源的位置中，布置有包括增量说 明 书CN 1026

16、36199 A2/14页5模式的至少一个所述狭缝阵列；并且0019 在所述点光源的沿所述第二测量轴线方向的一侧和另一侧中的至少一侧，布置有另一个光接收阵列，所述另一个光接收阵列接收来自所述至少一个狭缝阵列的反射光并且输出增量信号。0020 根据第四发明，在根据所述第三发明的编码器中，在输出所述增量信号的所述另一个光接收阵列中所包括的多个光接收元件在所述宽度方向上分别具有相同长度。0021 根据第五发明，在根据所述第二发明的编码器中，并排布置的所述两个光接收阵列中的一个光接收阵列的所述光接收元件以及并排布置的所述两个光接收阵列中的另一个光接收阵列的所述光接收元件形成为使得这些光接收元件的沿着所述

17、第二测量轴线方向的长度基本上彼此相同，并且这些光接收元件中沿着所述第二测量轴线越靠近所述点光源的光接收元件沿着所述宽度方向的长度更靠近越短，并且提供基本上相同的光接收量。0022 为了解决上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种光学模块，该光学模块在布置成面向所述狭缝阵列的一部分并且能够相对于所述狭缝阵列在第一测量轴线上相对移动的情况下，构成编码器，所述狭缝阵列包括沿着所述第一测量轴线并排布置的多个反射狭缝，所述光学模块的特征在于：0023 所述光学模块包括：0024 点光源，该点光源用光照射所述狭缝阵列的所述部分；和0025 光接收阵列，该光接收阵列包括沿着第二测量轴线并排布置的多个光接收

18、元件，并且在平行于所述狭缝阵列的平面中布置在沿宽度方向相对于所述点光源偏移的位置中，所述宽度方向垂直于与所述第一测量轴线对应的所述第二测量轴线，所述光接收元件分别接收从所述点光源照射并且从所述反射狭缝反射的光，并且0026 所述多个光接收元件各自具有以下形状，即：沿所述第二测量轴线方向越靠近所述点光源的光接收元件在所述宽度方向上的长度越短，并且所述光接收元件的沿所述宽度方向位于所述点光源的相反侧的端部被并排布置在沿着所述第二测量轴线的位置。0027 为了解决上述目的，根据本发明的又一方面，提供了一种伺服系统，该伺服系统包括：0028 马达，该马达能够沿第一测量轴线方向移动待移动对象；0029

19、编码器，该编码器检测所述马达和所述待移动对象中的至少一方的沿所述第一测量轴线方向的位置；以及0030 控制器，该控制器基于由所述编码器检测到的所述位置控制所述马达，所述伺服系统的特征在于：0031 所述编码器包括：0032 狭缝阵列，在该狭缝阵列中，多个反射狭缝沿着所述第一测量轴线并排布置；和0033 光学模块，该光学模块面向所述狭缝阵列的一部分并且通过所述马达的驱动能够相对于所述狭缝阵列在所述第一测量轴线上相对移动，0034 所述光学模块包括：0035 点光源，该点光源用光照射所述狭缝阵列的所述部分；和0036 光接收阵列，该光接收阵列包括沿着第二测量轴线并排布置的多个光接收元件，并且在平行

20、于所述狭缝阵列的平面中布置在沿宽度方向相对于所述点光源偏移的位置，所说 明 书CN 102636199 A3/14页6述宽度方向垂直于与所述第一测量轴线对应的所述第二测量轴线，所述光接收元件分别接收从所述点光源照射并且从所述反射狭缝反射的光，并且0037 所述多个光接收元件各自具有以下形状，即：沿所述第二测量轴线方向越靠近所述点光源的光接收元件在所述宽度方向上的长度越短，并且所述光接收元件的沿所述宽度方向位于所述点光源的相反侧的端部被并排布置在沿着所述第二测量轴线的位置。0038 发明的优点0039 如上所述，根据本发明，可以提高检测精度。附图说明0040 图1是用于说明本公开内容的实施方式的

21、伺服系统的说明图；0041 图2是用于说明本公开内容的实施方式的编码器的说明图；0042 图3是用于说明设置在本公开内容的实施方式的编码器中的盘的说明图；0043 图4是用于说明设置在本公开内容的实施方式的编码器中的狭缝阵列的说明图；0044 图5是用于说明设置在本公开内容的实施方式的编码器中的光学模块和光接收阵列的说明图；0045 图6是用于说明由设置在本公开内容的实施方式的编码器中的光学检测机构进行的光接收操作的说明图。具体实施方式0046 在下文中，参照附图详细地说明公开内容的实施方式。在本说明书和附图中，具有基本上相同功能的部件原则上由相同的附图标记表示。因此，适当省略对这些部件的重复

22、说明。0047 在说明每个实施方式之前，说明本申请的发明人刻苦深入研究而想到的噪声等的原因。0048 当如在根据本公开内容的各实施方式的编码器中那样使用点光源时，从光源照射的扩散光具有相当高的直线度。在该情况下，检测到反射光，该反射光是由反射狭缝反射的具有高直线度的扩散光。结果，可以降低噪声并且提高检测精度。然而，扩散光由点光源附近的另一个构件(例如向待照射对象侧突出的构件)散射。因此，可能存在散射光到达光接收元件的情况。具体地，在使用LED(发光二极管)的点光源中，用于供应电力的接合线等在光路中或该光路附近突出。由该线引起的散射光也是产生噪声的原因。此外，即使在具有另一种构造的点光源中，也由

23、其线或另外的构件引起散射，这是产生噪声的原因。因此，能想到通过设计将线等的布置位置与光路分离。然而，即使在该情况下，位于期望光路外的照射光等也被线散射，从而导致产生噪声。此外，散射光的二次反射、反射光的二次反射等也是产生噪声的原因。假如这种噪声出现，则通过利用具有相当高的直线度的点光源的噪声降低效果被抵消。另选地，存在噪声反而增大的情况。0049 另一方面，噪声光(noise light)的主要来源是点光源，因此，上述噪声随着距点光源的距离的增大而被衰减。因此，还能想到，通过增大点光源和光接收元件之间的距离来降低噪声。然而，在该情况下，编码器本身变大，并且同时待检测的反射光也因上述噪声而被衰减

24、。因此，难以通过降低噪声来实现装置的小型化和检测精度的提高。说 明 书CN 102636199 A4/14页70050 本申请的发明人通过研究已经想到根据每个实施方式的编码器等。在下文中，详细说明每个实施方式。0051 根据待在下面说明的每个实施方式的编码器能够适用于各种类型的编码器，诸如旋转式编码器和直线式编码器。在待在下面说明的每个实施方式中，为了更容易理解，将旋转编码器作为实施例来予以说明。然而，通过将移动体从旋转式适当地改变成直线式等还可以将编码器应用为另一种类型的编码器。因此，在下文中，省略应用于另一种类型的编码器的详细说明。0052 实施方式0053 (1.伺服系统)0054 首先

25、，参照图1，说明根据实施方式的伺服系统的构造。图1是根据实施方式的伺服系统的说明图。0055 如图1所示，根据本实施方式的伺服系统S具有伺服马达SM和控制器CT。该伺服马达SM具有编码器100和马达M。0056 马达M是不包括编码器100的动力产生源的实施例。马达M有时单独地称为伺服马达，但是，在本实施方式中，包括编码器100的构造称为伺服马达SM。马达M具有轴SH，该轴是移动体的实施例。马达M通过使轴SH绕旋转轴线AX旋转而输出旋转力。0057 马达M不被具体地限制，只要它是基于由编码器100检测的数据(例如位置数据)而控制的马达即可。此外，马达M不限于将电用作动力源的电动机，而它可以是例如

26、使用另一种动力源的马达，诸如液压马达、空气马达以及蒸汽马达。然而，为了便于说明，在下文中，说明马达M是电动机的情况。0058 根据本实施方式的编码器100在马达M的旋转力输出侧的相反侧连接到轴SH。因此，编码器100通过检测轴SH的位置(角度)来检测马达M(待测量对象的实施例)的位置x(还称为旋转角)并且输出表示该位置x的位置数据。0059 除了马达M的位置x以外(或者代替位置x)，编码器100还可以检测马达M的速度v(还称为旋转速度、角速度等)和马达M的加速度a(还称为旋转加速度、角加速度等)中的至少一个。在该情况下，可以通过例如获得位置x的相对于时间的一阶导数(或二阶导数)或者通过在预定时

27、段处理以对检测信号(例如，稍后描述的增量信号)进行计数来检测马达M的速度v和加速度a。为了便于说明，在下文中，通过由编码器100检测的物理量是位置x的实施例来给出说明。0060 控制器CT获得从编码器100输出的位置数据。控制器CT基于所获得的位置数据控制马达M的旋转。因此，在将电动机用作马达M的本实施方式中，控制器CT基于位置数据控制待施加于马达M的电流或电压。结果，马达M的旋转受到控制。此外，控制器CT还可以通过获得来自上位(higher-order)控制装置(未示意地示出)的上位控制信号来控制马达M。在该情况下，马达M被控制成使得从轴SH输出能够实现由较上位控制信号表示的位置等的旋转力。

28、还存在这样的情况：马达M使用另一种动力源，诸如液压动力源、空气动力源以及蒸汽动力源。在这种情况下，控制器CT可以通过控制来自那些动力源的供应来控制马达M的旋转。0061 (2.编码器)0062 下面参照图2至图6，说明根据本实施方式的编码器100。图2是本实施方式的编说 明 书CN 102636199 A5/14页8码器的说明图。图3是设置在本实施方式的编码器中的盘的说明图。图4是设置在本实施方式的编码器中的狭缝阵列的说明图。图5是设置在本实施方式的编码器中的光学模块的说明图。图6是由本发明的编码器进行的光接收操作的说明图。图6是示出沿着图4和图5中的线A-A的剖面的示意图。0063 如图2所

29、示，根据本实施方式的编码器100具有盘110、磁体MG、磁性检测器120、光学模块130以及位置数据发生器140。0064 这里，为了便于说明编码器100的结构，在本实施方式中，诸如竖直方向的方向被定义如下。在图2中，盘110面向光学模块130的方向，也就是说，沿着Z轴的正向称为“向上”，并且相反方向，也就是说，沿着Z轴的负向称为“向下”。在图3中，盘110的径向还称为“宽度R”方向，这意味着由稍后描述的狭缝阵列形成的轨迹的宽度方向。另一方面，盘110的外周的方向还称为“测量轴线C”的方向，这意味着由编码器100测量的位置x的方向。然而，根据本实施方式的编码器100的每个构造的位置关系不具体地

30、限于竖直方向等的概念。可以存在这样的情况：按照说明的方便，除了上述这些方向外，如上所述定义的方向能被不同地表示。此外，可以存在除了这些方向之外的方向通过其适当的定义来表示的情况。0065 (2-1.盘)0066 盘110形成如图3所示的圆板形状。盘110布置成使得盘中心O基本上与旋转轴线AX一致。此外，盘110连接到马达M的轴SH。因此，盘110借助马达M的旋转而旋转，也就是说，借助轴SH的旋转而旋转。在本实施方式中，通过将呈圆板形状的盘110作为测量马达M的旋转的待测量对象(也称为移动体)的实施例给出说明。然而，还可以使用另一个构件(例如轴SH的端面)作为待测量对象。0067 盘110具有磁

31、体MG以及多个狭缝阵列SA1、SA2和SI，如图3所示。如上所述，盘110随着马达M的驱动而旋转。与此相反，磁性检测器120和光学模块130面向盘110的一部分并被固定地布置。因此，随着马达M的驱动，磁体MG和狭缝阵列SA1、SA2、SI以及磁性检测器120和光学模块130可以沿着测量轴线C的方向相对于彼此移动。根据各个方面，测量轴线C与第一测量轴线对应。0068 磁性检测器120布置成面向位于盘110的上面侧的磁体MG的一部分并且构成磁性检测机构。光学模块130布置成面向位于盘110的上面侧的狭缝阵列SA1、SA2、SI的一部分并且构成光学检测机构。详细地说明磁性检测机构和光学检测机构。00

32、69 (2-2.磁性检测机构)0070 磁性检测机构具有磁体MG和磁性检测器120。如图3所示，磁体MG在盘110的上面(在沿着Z轴的正向上)上形成为以盘中心O为其中心的环状。磁体MG布置成使得磁场的方向在盘110的彼此分离180的两个区域中在磁体MG的上面上相反。0071 如图2和图3所示，磁性检测器120被固定地布置成能够在面向位于盘110的上面侧的环状磁体MG的一部分的位置上相对于旋转磁体MG相对移动。因此，磁性检测器120检测磁体MG的上面上的磁场的方向。0072 如上所述，磁体MG的上面上的磁场的方向在盘110的彼此分离180的两个区域中相反。结果，磁性检测器120检测磁场的方向，该

33、磁场的方向在盘110的旋转一圈期间变化一个周期。也就是说，由磁性检测器120检测到的信号概略地表示旋转一圈期间盘110说 明 书CN 102636199 A6/14页9的位置x。在下文中，该信号还称为“1X信号“。该1X信号被发送到位置数据发生器140。磁性检测器120还可以检测表示盘110是否已旋转一圈的“多圈信号”来代替检测1X信号。由磁性检测器120进行的“多圈信号”的检测例如对于在电源中断时通过备用电源进行位置检测特别有效。0073 磁性检测器120不被具体限制，只要其构造能够如上所述检测磁场的方向即可。作为磁性检测器120的实施例，可以使用磁角度传感器，例如MR(磁阻效应)元件和GM

34、R(巨磁阻效应)元件。还可以使用例如霍尔元件的磁场检测元件作为磁性检测器120。在该情况下，可以通过检测沿着分别垂直于旋转轴线AX的两个轴线的方向的磁场的强度基于来自磁场检测元件的检测信号来计算磁体MG的磁场的方向，并由此检测盘110的旋转。0074 期望在盘110旋转一圈期间相位差为90的位置中布置至少两个磁性检测器120，以便确定旋转方向。此外，为了降低制造误差(诸如盘110的偏心)的影响，还可以布置另一个磁性检测器120，该另一个磁性检测器在相对于一个磁性检测器120相位差为180的位置中与该一个磁性检测器120配成一对。0075 然而，磁性检测机构不是必须需要的。但是，当如在本实施方式

35、中提供磁性检测机构时，例如，编码器100可以使用磁性检测机构和光学检测机构两者。在该情况下，可以计算出马达M的高度可靠的位置x，以基于不同的原理给出功能冗余，从而以低电力消耗检测多圈旋转等。0076 (2-3.光学检测机构)0077 光学检测机构具有狭缝阵列SA1、SA2和SI以及光学模块130。狭缝阵列在盘110的上面(沿着Z轴的正向)上形成为以环状布置的轨迹，所述环以盘中心O为中心。狭缝阵列具有多个反射狭缝(图4中用斜线绘制的阴影的部分)，所述多个反射狭缝沿着测量轴线C(也就是说，沿着周向)并排布置在轨迹的整个外周上。每个反射狭缝均反射从光源131照射的光。0078 在本实施方式中，盘11

36、0例如由玻璃形成。因此，通过向玻璃盘110的表面施加反射光的构件可以形成狭缝阵列所拥有的反射狭缝。盘110的材料不限于玻璃并且还可以使用金属、树脂等。例如通过将具有高反射率的金属用作盘110，还可以形成这样的部分，该部分的反射率被减小从而不会将光反射到反射狭缝中。作为降低反射率的技术，存在通过溅射等使该部分变成粗糙表面或者涂敷具有低反射率的材料的技术。然而，盘110的材料、该盘的制造方法等不具体受限。0079 在本实施方式中，在盘110的上面上沿宽度R的方向(也就是说，沿径向)并排布置三个狭缝阵列(狭缝阵列SA1、SA2和SI)。为了更详细地分别说明三个狭缝阵列SA1、SA2和SI，在图4中示

37、出了图3中的区域Area附近的部分的放大图。0080 如图4所示，狭缝阵列SA1沿三个狭缝阵列的径向布置在最内侧。另一方面，狭缝SA2沿三个狭缝阵列的径向布置在最外侧。因此，狭缝阵列SI布置在狭缝阵列SA1和狭缝阵列SA2之间。0081 沿宽度R方向布置在两侧的狭缝阵列SA1、SA2所拥有的多个反射狭缝沿着盘110的整个外周布置，从而具有沿测量轴线C方向的绝对模式。0082 绝对模式是这样的模式，其中，反射狭缝在稍后描述的光学模块130的光接收阵列相互面对的角度内的位置、比例等在盘110旋转一圈期间被唯一地确定。也就是说，当马说 明 书CN 102636199 A7/14页10达M定位在位置x

38、时，结果由相互面对的光接收阵列的多个光接收元件中的每个进行的检测或未检测的组合(通过检测的开/关位模式)唯一地表示位置x的绝对值(绝对位置)。作为用于产生绝对模式的方法，可以使用各种算法。也就是说，该方法不具体受限，只要该方法能产生这样的模式的即可，该模式是，通过光接收阵列的多个光接收元件的数量中的位一维表示马达M的绝对位置。0083 当绝对位置由这种绝对模式表示时，在借助光接收信号的检测出或未检测出而位模式改变的区域中，绝对位置的检测精度被降低。因此，在本实施方式中，形成两个狭缝阵列SA1、SA2。和这两个狭缝阵列SA1、SA2的上述那些模式分别相同的绝对模式彼此偏移例如沿测量轴线C方向的一

39、个位长度的1/2。偏移量是与例如稍后描述的光接收阵列的多个光接收元件之间的间距的一半对应的值。因此，在本实施方式的编码器100中，使用来自狭缝SA2的检测信号来计算绝对位置，或者当例如通过狭缝SA1的绝对位置与位模式改变的部分对应时，执行相反操作。因此，可以提高绝对位置的检测精度。在本实施方式中，狭缝阵列SA1、SA2的相应的绝对模式相互偏离(offset)。然而，还可以使分别与狭缝阵列SA1、SA2对应的光接收阵列相互偏离，而不是例如使绝对模式偏离。0084 另一方面，布置在狭缝阵列SA1、SA2之间的狭缝阵列SI所拥有的多个反射狭缝沿着盘110的整个周向布置，从而具有沿测量轴线C方向的增量

40、模式。0085 增量模式是如图4所示以预定间距有规律地重复的模式。增量模式的功能与绝对模式的功能的不同，绝对模式由与是否由多个光接收元件检测对应的位表示绝对位置x。也就是说，增量模式通过至少一个或更多个光接收元件的检测信号的和表示对于每个间距或一个间距内的马达M的位置。因此，增量模式不表示马达M的绝对位置x，但是，与绝对模式相比能以非常高的精度表示位置。0086 如图2和图3所示，光学模块130形成在平行于盘110的基板BA上。此外，光学模块130布置成面向盘100的狭缝阵列SA1、SA2、SI的部分。因此，光学模块可以随着盘110的旋转相对于狭缝阵列SA1、SA2、SI沿测量轴线C方向相对移

41、动。在本实施方式中，光学模块130形成在基板BA上，使得编码器100能变薄或者其制造变得容易。然而，光学模块130不是必须被设置在基板BA上。0087 另一方面，如图2和图5所示，光学模块130设置在基板BA的面向光盘110的表面上。光学模块130具有光源131、线132以及光接收阵列PA1、PA2、PI1和PI2。0088 光源131布置在基板BA的下表面上(沿着Z轴的负向上的表面)，也就是说，在面向狭缝阵列的一侧。因此，光源131用光照射通过面向该光源131的位置的上述三个狭缝阵列SA1、SA2、SI的部分(例如，称为区域Area，“照射区域”)。0089 光源131不具体受限，只要它是能

42、够用光照射该照射区域的光源即可。例如，可以使用LED(发光二极管)。因此，光源131特别形成为未布置有光学透镜等的点光源，并且照射来自发光单元的扩散光。当提及点光源时，该光源不需要严格地为点。光可以从有限表面发出，只要光源被认为是从设计和操作原理的观点看能够从基本上的点状位置发出扩散光的光源即可。如上所述通过使用点光源，光源131可以用扩散光基本上均匀地照射通过面向该光源的位置的三个狭缝阵列SA1、SA2、SI的相应部分(然而，存在这样的可能性：在一定程度上存在由偏离光轴引起的光量的变化以及由光路长度差引起的衰减等的影响)。此外，不通过光学元件进行收集和扩散光，因此，由光学元件造成的误差等不可能发生。因说 明 书CN 102636199 A10