编码器以及编码器用光检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种编码器，其特征在于，具有：形成有狭缝且彼此 联动而旋转的第1旋转体及第2旋转体；向所述狭缝射出被检测光的 光源装置；光检测装置，其具有沿圆环状的排列线排列有多个光检测 元件的第1刻度及第2刻度、以及基于通过所述狭缝而入射于所述第1 刻度及所述第2刻度的所述光检测元件的所述被检测光的光强度而输 出输出信号的输出部。所述第2旋转体相对于所述第1旋转体的转速 比不同，所述光检测元件在每个规定的相位角被赋予属性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光学式编码器以及编码器用光检测装置。
技术介绍
现有的光学式编码器有例如专利文献1中所记载的光学式编码器。该现有的编码器具备光学刻度(optical scale),该光学刻度配置有具有 不同的衍射图案的栅窗，该编码器利用图像传感器将通过狭缝照射于 栅窗的被检测光的衍射图案成像。于是，通过成像的衍射图案而特定 栅窗，并且根据图像中的衍射图案的位置而特定栅窗的位置，从而检 测测定对象的绝对角度。专利文献l:日本特开平8-10145号公报。
技术实现思路
然而，在这种编码器中，优选可检测到的测定对象的绝对角度的 范围(角度检测范围)尽量大。但在上述现有的光学式编码器中，需 要在刻度(scale)上设置多个衍射图案不同的栅窗。这样，由于该衍 射图案的精度影响角度检测的分辨率，因此，在标尺上设置衍射图案 时需要较高的加工精度。本专利技术正是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种不 需要复杂的加工就能实现检测角度范围的扩大化的编码器、以及使用 这样的编码器的编码器用光检测装置。为了解决上述问题，本专利技术所涉及的编码器的特征在于，具有 形成有狭缝且彼此联动而旋转的第1旋转体及第2旋转体；向狭缝射 出被检测光的光源装置；光检测装置，其具有沿圆环状的排列线而排 列有多个光检测元件的第1刻度及第2刻度、以及基于通过狭缝而入 射于第1刻度及第2刻度的光检测元件的被检测光的光强度而输出输 出信号的输出部。其中，第2旋转体相对于第1旋转体的转速比不同， 光检测元件在每个规定的相位角被赋予属性。在该编码器中，第2旋转体相对于第1旋转体的转速比不同，光 检测元件在每个规定的相位角被赋予属性。为此，随着第1旋转体的 旋转角度的变化，在第1刻度检测出的被检测光的光强度的峰值位置 所对应的光检测元件的属性、与在第2刻度检测出的被检测光的光强 度的峰值位置所对应的光检测元件的属性的组合依次变化。因此，在 该编码器中，由于可以基于区域的组合而特定第1旋转体的周期数，因此可以将第1刻度上的角度检测范围扩大至360°以上。此外，在该 编码器中，由于不必如现有技术那样在刻度上设置多个衍射图案不同 的栅窗，因此无须复杂的加工。此外，优选通过狭缝的被检测光在彼此分离的至少两处与排列线 交叉。在这种情况下，如果将输出信号成为峰值的点中的任一点规定 为用于计算绝对角度的基准点，则可以利用狭缝的形状而预先把握该 基准点与其它点的相对角度(基准相对角度)。因此，即使产生狭缝位置相对于刻度的偏移，也可以通过算出相对角度的偏移量，并将其作 为修正量与基准点所表示的绝对角度进行加减而高精度地检测出绝对 角度。此外，优选光检测元件沿排列线交错地排列。此时，在保持刻度 的小型化的同时，还能提高检测角度的分辨率。此外，本专利技术的编码器用光检测装置，其特征在于，具有沿圆 环状的排列线排列有多个光检测元件的第1刻度及第2刻度、以及基于入射于第1刻度及第2刻度的光检测元件的被检测光的光强度而输 出输出信号的输出部；光检测元件在每个规定的相位角被赋予属性。在该编码器用光检测装置中，通过使转速比不同的带有狭缝的第1 旋转体及第2旋转体介于光检测装置与光源装置之间，伴随着第1旋 转体的旋转角度的变化，可以使在第1刻度检测到的被检测光的光强 度的峰值位置所对应的光检测元件的属性、与在第2刻度检测到的被 检测光的光强度的峰值位置所对应的光检测元件的属性的组合依次变 化。因此，在该编码器用光检测装置中，可以基于区域的组合而特定 第1旋转体的周期数，因此可以将第1刻度上的角度检测范围扩大至 360°以上。此外，在该编码器用光检测装置中，由于不必如现有技术那 样在刻度上设置多个衍射图案不同的栅窗，因此无须复杂的加工。此外，优选输出部具有从光检测元件依次输出输出信号的移位寄 存器，移位寄存器配置在排列线的内侧。通过将移位寄存器配置于排 列线内侧的空余空间内，可以使刻度小型化。此外，优选光检测元件沿排列线交错地排列。在这种情况下，可 以保持刻度的小型化，同时能够提高角度检测的分辨率。利用本专利技术的编码器以及编码器用光检测装置，无须复杂的加工 就能够实现角度检测范围的扩大化。附图说明图1为示意本专利技术的编码器的实施方式的立体图。图2为带有齿轮的狭缝板的正视图。图3为光检测装置的正视图。图4为示意PD的属性分配的正视图。图5为狭缝与刻度的配置关系的示意图。图6为示意利用图1所示的编码器检测测定对象的绝对角度时的 处理的流程图。图7为被检测光的光强度的一维分布示意图。图8为将图7所示的一维分布二值化时的状态的示意图。图9为产生位置偏移的情况下狭缝与刻度的配置关系的示意图。图IO为产生位置偏移的情况下被检测光的光强度的一维分布示意图。图11为表示出现在图1所示的编码器中的属性组合的示意图。 图12为带有齿轮的狭缝板的相位超前的情况下出现的属性组合的 示意图。图13为带有齿轮的狭缝板的相位滞后的情况下出现的属性组合的 示意图。图14为将属性组合的变化表格化的示意图。图15为示意变形例的编码器的立体图。图16为示意其它变形例的编码器的立体图。符号说明1:编码器、11: LED (光源装置)、12A， 12B:光检测装置、13A， 13B:带有齿轮的狭缝板(第1旋转体、第2旋转体) 15A， 15B:狭缝、16: PD (光检测元件)、 17A， 17B:刻度板(第1刻度、第2刻度)、 18:输出部、19:移位寄存器、 Ll:第l排列线、L2:第2排列线具体实施例方式以下，参照附图详细说明本专利技术的编码器以及编码器用光检测装 置的最佳实施方式。图1为示意本专利技术的编码器的一实施方式的立体图。图1所示的 编码器1为所谓的绝对型旋转编码器，是用于检测例如汽车的方向盘等测定对象(未图示)的绝对角度的装置。该编码器1具有连接于检测对象的旋转轴2、固定于该旋转轴2的带有齿轮的圆板3、以及彼 此分离且被配置为接近于带有齿轮的圆板3的两个光学系统S1， S2。 带有齿轮的圆板3随着与测定对象联动的旋转轴2的旋转而向例如箭 头X的方向旋转。各个光学系统S1、S2分别被配置为与发射被检测光的点光源LED (光源装置)11、 LEDll相对，并且分别由检测被检测光的光检测装 置(编码器用光检测装置)12 U2A， 12B)、与带有齿轮的圆板3啮 合的带有齿轮的狭缝板(旋转体)13 (13A, 13B)、夹住带有齿轮的 狭缝板13而配置的一对实现平行光束的透镜14、 14构成。如图2所示，带有齿轮的狭缝板13A、 13B分别具有使一部分从 LED11出射的被检测光通过的狭缝15 (15A、 15B)。狭缝15A、 15B 以通过带有齿轮的狭缝板13的中心的方式被形成为直线状。此外，狭 缝15A、 15B以狭缝宽度从一端向另一端逐渐减小的方式形成， 一端 的狭缝宽度Wl约为另一端狭缝宽度W2的两倍左右。此外，如图1所示，带有齿轮的狭缝板13A、 13B随着带有齿轮 的圆板3的旋转而联动地旋转，带有齿轮的狭缝板13B相对于带有齿 轮的狭缝板13A的转速比不同。更具体而言，虽然带有齿轮的圆板3 与带有齿轮的狭缝板13A的转速比为1:1，然而带有齿轮的狭缝板13A与带有齿轮的狭缝板13B的转速比为6:10。因此，若带有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码器，其特征在于，　具有：　形成有狭缝且彼此联动而旋转的第１旋转体及第２旋转体；　向所述狭缝射出被检测光的光源装置；　光检测装置，其具有：沿圆环状的排列线而排列有多个光检测元件的第１刻度及第２刻度；基于通过所述 狭缝而入射于所述第１刻度及所述第２刻度的所述光检测元件的所述被检测光的光强度而输出输出信号的输出部，　所述第２旋转体相对于所述第１旋转体的转速比不同，　所述光检测元件在每个规定的相位角被赋予属性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.10.10 JP 276629/20061.一种编码器，其特征在于，具有形成有狭缝且彼此联动而旋转的第1旋转体及第2旋转体；向所述狭缝射出被检测光的光源装置；光检测装置，其具有沿圆环状的排列线而排列有多个光检测元件的第1刻度及第2刻度；基于通过所述狭缝而入射于所述第1刻度及所述第2刻度的所述光检测元件的所述被检测光的光强度而输出输出信号的输出部，所述第2旋转体相对于所述第1旋转体的转速比不同，所述光检测元件在每个规定的相位角被赋予属性。2. 如权利要求1所述的编码器，其特征在于，通过所述狭缝的所述被检测光在彼此分离的至少两处与所述排列 线...

【专利技术属性】
技术研发人员：水野诚一郎，寺田由孝，井上仁，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP