提供一种能够输出高精度原点信号的、具有简单结构的光学编码器。为转盘（１１０）制备旋转原点相狭缝（１１２），所述旋转原点相狭缝被形成为以等间距平行布置的线性狭缝式样，而为固定原点相尺（１２０）制备固定原点相狭缝（１２２），所述固定原点相狭缝被形成为以等间距平行布置的线性狭缝式样。由光源（１３０）发射的光通过射出窗口（１２１）并且照射原点相狭缝（１１２）。在原点相狭缝（１１２）处反射的光通过固定原点相狭缝（１２２）并且被受光元件（１４０）检测到。这样，基于检测信号，产生原点信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在用于定位旋转设备例如马达的传感器中所采用 的光学编码器，并且更具体地，涉及一种具有原点检测功能的光学编 码器。
技术介绍
(传统实例1)在传统上披露了一种基准位置信号发生器，其中为主尺(main scale)和读取尺(reading scale)单独形成具有预定栅格间距的第一栅 格和具有整数倍所述预定栅格间距的栅格间距的第二栅格，并且其中 第一栅格和第二栅格的检测输出被合成以产生原点信号(origin signal) (例如见专利文献1)。图19是传统的基准位置信号发生器的布置的透视图。参考附图，参考数字210表示主尺，参考数字220表示读取尺。 其每一个均由透光部分和不透光部分形成的第一栅格211和221、第二 栅格212和222、以及第三栅格213和223，被单独提供给主尺210和 读取尺220。第二栅格212和222的栅格间距是第一栅格211和221的 栅格间距的两倍，并且第三栅格213和223的栅格间距是第一栅格211 和221的栅格间距的四倍。此外，参考数字201、 202和203表示光源；231、 232和233表 示受光元件；240表示加法电路；250表示鉴别电路。现在将描述利用这种布置执行的操作。图20是图示传统的基准位置信号发生器的操作原理的示意图。根据在主尺210和读取尺220之间的相对运动，受光元件231输 出具有与第一栅格211和221的栅格间距一致的、如图20 (a)所示的 峰值的基本信号。而且，从受光元件232和233获得在(b)和(d) 中所示的信号。(c)示出通过将受光元件231和232的输出相加而获 得的信号，(e)示出通过将受光元件231、 232和233的输出相加而 获得的信号。利用加法电路240来执行受光元件输出的加法，并且如 从(e)明显地，在包括于基本信号中的多个峰值中出现一个特殊峰值， 并且成为抑制相邻峰值的信号。加法电路240的输出信号被传递到鉴 别电路250，在这里产生原点信号。如上所述，使用具有不同栅格间距的多个栅格，并且合成各个栅 格产生的检测信号以产生原点信号。(传统实例2)除了用于发射增量信号的三栅格光学系统之外，还有另一种具有 原点检测功能的传统的光学编码器(例如见专利文献2)。图21是根据该传统实例的编码器的透视图。三栅格光学系统其特征在于该系统不受间隙波动的影响并且能够 获得理想的正弦信号。参考附图，参考数字300表示反射型主尺，310表示分度尺(index scale) o在反射型主尺300中形成用于位移检测的固定光学栅格301、用 于原点检测的固定光学栅格302以及参照标记303，并且在分度尺310中形成用于位移检测的可动光学栅格331A和331B、用于原点检测的 可动光学栅格341以及原点检测窗口 342和基准光检测窗口 343。此外，参考数字311A和311B表示用于位移检测的光源；321表 示用于原点检测的光源；322表示用于原点检测窗口的光源；323表示 用于基准光检测的光源；而且，参考数字411A和411B表示用于位移 检测的受光元件；421表示用于原点检测的受光元件；422表示用于原 点检测窗口的受光元件；423表示用于基准光检测的受光元件。现在将描述在该传统实例中执行以产生原点信号的操作。图22是示出用于原点信号的产生原理的信号波形图表。在该图 中，由原点检测光源321发射的光通过可动原点检测光学栅格341并 被固定原点检测光学栅格302发射，并且反射的光再次通过可动原点 检测光学栅格341并且被原点相受光元件421检测到。当主尺300相 对于分度尺310沿着由箭头C示意的方向或者沿着相反方向移位时， 受光元件421产生具有栅格间距S2的第一电子原点检测信号Vol，如 图22所示。由原点检测窗口光源322发射的光通过原点检测窗口 342并且照 射参照标记303。当主尺300沿着由箭头C示意的方向或者沿着相反方 向移位时，受光元件422检测被固定原点检测光学栅格302和参照标 记303反射的光，并且产生用于原点检测的第二电子原点检测信号 Vo2，如图22所示。而且，由基准光检测光源323发射的光通过基准光检测窗口 343 并且照射固定位移检测光学栅格301，并且基准光检测受光元件423检 测从那里反射的光。受光元件423产生几乎不受光学调制影响的第一 基准电压Vrefl和第二基准电压Vref2，如图20所示。下面，将描述原点信号产生操作。与主尺300的位移相一致地，改变第二电信号Vo2，如由图22中 的Vo21、 Vo22和Vo23所示意的。Vo21示意受光元件422用于读出 仅仅通过光学栅格302而输出的光学信号的电压；Vo22示意受光元件 422用于读出通过光学栅格302和参照标记303而输出的光学信号的电 压;Vo23是受光元件422用于仅从参照标记303读出光学信号的电压。首先，第二比较器(未示出)检测第二交点P0，在此处第二电信 号Vo2变得等于第二基准电压Vref2。然后，第一比较器(未示出)采 用第二交点P0以检测在固定编号(N)位置处的交点，S卩，第一交点 P3，在此处第一电信号Vol变得等于第一基准电压Vrefl，并且绝对原 点鉴别电路(未示出)定义第一交点P3作为原点位置。以此方式，原 点位置得以确定。(传统实例3)而且，虽然没有包括与原点信号有关的说明，但是披露了一种采 用三栅格光学系统的光学光学编码器的专利技术(例如见专利文献3)。图23是根据该传统实例的光学旋转编码器的透视图。参考该附图，在转盘110中等间距形成旋转狭缝111，并且利用 固定尺160形成用于位移检测的光源狭缝133和固定位移检测狭缝134 和135。由130发射的光通过位移检测光源狭缝133并且照射旋转位移检 测狭缝111，并且被反射的光在固定位移检测狭缝134和135上形成衍射图像。根据该传统实例的说明，狭缝式样被形成为使得沿着由光源发射的光的线性路径，三个狭缝的缝距是相等的，或者用于位移检测的光源狭缝133和固定位移检测狭缝134、 135的缝距是旋转位移检测狭缝 111的缝距的两倍。结果，获得不受间隙波动影响并且具有优良S/N比 例的位移信号。专利文献1: JP-A-56-14112 专利文献2: JP-A-61-212727 专利文献3: JP-A-9-133552
技术实现思路
本专利技术将要解决的问题然而，根据第一传统实例的专利技术，为了产生原点信号，因为由具 有不同栅格间距的多个狭缝提供的检测输出必须被合成，所以要求用 于对这些检测输出进行合成的运算电路，并且因此检测电路的布置复 杂化。另外，三栅格光学系统难以通过为不同的栅格间距提供共同的 间隙设置来获得优良S/N检测信号。因此，使用三栅格光学系统是困 难的。而且，根据第二传统实例的专利技术，第一电子原点检测信号Vol和 第二电子原点检测信号Vo2被一起采用，并且为了确定原点位置，基 于从第二电信号Vo2获得的基准位置，第一电子原点检测信号Vol等 于第一基准电压Vrefl的交点被确认。因此，要求绝对原点鉴别电路， 这是复杂的电路布置。另外，因为第二电子原点检测信号Vo2不受使用栅格的光学调制 的影响，所以难以产生关于位移急剧变化的信号，并且因此，难以产本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于为两个构件检测相对旋转角度的光学编码器，包括： 为相对于彼此旋转的所述两个构件中的一个提供的转盘，和 为所述两个构件中的另一个提供的光源、固定尺和受光元件，其中 所述转盘设有旋转原点相狭缝，所述旋转原点相狭缝被形成为以等间距平行布置的线性狭缝式样，并且 所述固定尺设有固定原点相狭缝，所述固定原点相狭缝被形成为以等间距平行布置的线性狭缝式样。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：吉田康，有永雄司，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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