光学式编码器的代码板的制作方法
光学式编码器的代码板的制作方法
【专利摘要】本发明涉及光学式编码器的代码板。本发明的课题在于,根据所要求的精细度决定非平面部的宽度,因此,降低反射率劣化存在限度。本发明的光学式编码器的代码板的设为细长矩形形状的平面部分(21)以及非平面部分(22)的长方向与代码板(10)的径向一致,平面部分(21)和非平面部分(22)交替排列的方向,即并列方向与代码板(10)的周向一致。构成凹或凸的非平面部分(22)将多个所谓V字形状(22a)在非平面部分(22)的长方向排列形成。该长方向为径向,径向与周向正交,因此,多个凹或凸在与并列方向交叉方向排列。多个V字形状(22a)在非平面部分(22)延伸方向排列形成,因此,V字形状(22a)的宽度(LD)不受非平面部分(22)的并列方向的宽度限制。
【专利说明】光学式编码器的代码板
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学式编码器的代码板。
【背景技术】
[0002]作为光学式编码器的代码板，在专利文献I中公开的代码板为人们所公知。该公报所公开的回转式的光学式编码器的代码板使得表面形成为平面状的反射部和表面形成为非平面状的非反射部交替形成环状。非反射部截面形成为锯齿状或山谷连续的V字槽。
[0003]若将反射部(平面部分)和非反射部(非平面部分)交替排列的方向称为“并列方向”，则形成在非反射部的多条V字槽交替排列的方向与该“并列方向”为同方向。各V字槽形成为向着径向延伸，为与该并列方向正交的方向。
[0004]在非反射部形成的V字形状连续形成，因此，也可以说形成逆V字形的多个山。不管哪种情况，在倾斜面利用光束的前进方向这一点上没有变化，在以下说明中，不管是V字形状还是逆V字形的山都称为V字形状。将相连续的二个倾斜面形成的一个V字形状或逆V字形的山的宽度称为宽度。
[0005][专利文献I]日本特开平11-287671号公报
[0006]为了进行更高精度的编码，期待使得反射部和非反射部的形成周期非常细。形成V字形状场合，极端地说，考虑在一个非反射部形成一个V字形状，将V字形状和V字形状之间设为平面部分。由于以细微间距交替形成反射部和非反射部，能期待高精细的编码性能。
[0007]在此，与后述实施例相同，不是反射型，而说明透射型装置。透射型场合，通过以所设定的角度照射检测用光束，检测用光束尽管在平面部分透过，而在非平面部分因V字形状斜面被全反射，成为非透过。在与受光传感器的关系中，在反射型中，在平面部分反射，光束受光，与此相反，在透射型中，在平面部分透过，光束受光，在反射型中，在非平面部分由于不朝着所设定方向反射，因此，不受光，与此相反，在透射型中，在非平面部分反射，不透过，因此，光束不受光。
[0008]通过注塑成形形成代码板场合，在代码板的成为凸侧的V字形状的顶点部产生R。因此，在透射型的编码器中，在非平面部分反射检测用光束，但是，在顶点部不能反射检测用光束而透过。由于透过，成为使得在非平面部分的反射率降低的主要原因。该反射率以一个V字形状宽度中顶点部宽度之比率劣化。顶点部宽度大致由树脂成形条件决定。
[0009]如上所述，为了设为高精度，在一个非平面部形成一个V字形状，但是，若这样，则减小在一个V字形状宽度中所占的顶点部宽度的比率，因此，必须加大V字形状的宽度。但是，根据所要求的精细度决定非平面部的宽度，因此，减少反射率劣化存在限度。
【发明内容】
[0010]本发明就是为了解决这种问题而提出来的，其目的在于，提供一个凹或凸的宽度比非平面部分的并列方向宽度大、能一边提高精度一边提高透射性及反射性的光学式编码器的代码板。
[0011]为了解决上述课题，本发明的光学式编码器的代码板构成为:在检测用光束照射的表面，交替形成平面部分和非平面部分，在上述非平面部分，以上述平面部分和上述非平面部分交替排列的并列方向为基准，连续形成在与上述并列方向交叉的方向排列的多个凹及凸，各自的上述凹及凸由二个平面状的斜面(SL1、SL2)在顶点部(CN)交叉形成，截面为V字形的V字形状，当将上述非平面部分的上述并列方向的宽度设为WR，上述二个斜面SL1、SL2相对代码板的表面平面的投影长度分别设为WF1、WF2，上述顶点部(CN)的投影长度设为WC时，WC为2.83 μ m以上，且满足以下⑴式及⑵式:
[0012]WFl + WF2 + WC > WR (I)
[0013]WC/(WFl + WF2 + WC) ( 0.09 (2)
[0014]在本发明中，上述“2.83 μ m以上”包括2.83 μ m (其它亦如此)。
[0015]在上述构成中，在本发明的光学式编码器的代码板的表面，交替形成平面部分和非平面部分，若照射检测用光束，则通过该光束的相对扫描，该光束交替扫描平面部分和非平面部分，其透过光及反射光产生与扫描部位的平面部分和非平面部分的数量对应的变化。
[0016]在此，在上述非平面部分，以上述平面部分和非平面部分交替排列的并列方向为基准，形成在与上述并列方向交叉的方向排列的多个凹或凸。换言之，非平面部分不是一个连续的槽，成为沿非平面部分延伸的方向形成多个凹或凸。若是该方向，各自凹或凸的宽度不受非平面部分的宽度的制约，因此，能使得各凹或凸的宽度比该非平面部分的上述并列方向的宽度大。
[0017]在一个凹或凸中，凹或凸的宽度越大，顶点部所占的比率越小，因此，使得在非平面部分的实质的透过区域更小。
[0018]另一方面，反射型场合，在平面状的斜面交叉的顶点部，反射方向不成为一定方向，因此，使得反射率降低。换言之，不成为期待的反射方向，因此，当检测来自平面部分的反射光场合，即使来自非平面部分也检测反射光，当希望检测来自非平面部分的反射光场合，反射率降低，因此，难以得到所设定的光量。
[0019]但是，根据上述构成，能减小各自的凹或凸的顶点部所占的比例，因此，即使反射型场合也能有效作用。
[0020]在此，所谓“凹”或“凸”，是指顶点部和顶点部之间以该顶点部为基准，形成低的形状。例如，当反射部设为平板面时，若顶点部与该平板面为相同高度，则凹或凸以平板面为基准成为凹下部分。另一方面，当顶点部为比平板面高的位置，即，为从平板面突出形状时，凹或凸是指位于邻接顶点部之间，比顶点部低的位置，但是，顶点部从平板面突出，因此，凹或凸处于比平板面高的位置。
[0021]这样，若将反射面设为基准，则凹或凸既可以为比反射面低的位置，也可以为比反射面高的位置。换言之，既可以说凹和凸连续形成槽，也可以说凹和凸连续形成山，不过是相对表现。之所以称为V字形状，因为是截面V字槽和截面逆V字型的山，本发明包含两方，没有槽和山的差异。
[0022]下面说明本发明的效果:
[0023]按照本发明的光学式编码器的代码板，能使得一个凹或凸的宽度比非平面部分大，能一边提闻精度，一边提闻透过及反射性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是光学式编码器的代码板的平面图。
[0025]图2是该光学式编码器的代码板的侧面图。
[0026]图3是非平面部分的放大立体图。
[0027]图4是非平面部分的放大截面图。
[0028]图5是表不V字形状一例的截面图。
[0029]图6是表示V字形状变形例的截面图。
[0030]图7是表示V字形状朝向一例的平面图。
[0031]图8是表示V字形状朝向变形例的平面图。
[0032]图9是光学式编码器的代码板的平面图。
[0033]图10是以往例的平面部分和非平面部分的放大立体图。
[0034]图11是该平面部分和非平面部分的放大立体图。
[0035]图中符号意义如下:
[0036]1—代码板
[0037]20—图样结构部
[0038]21—平面部分(FL)
[0039]22—非平面部分(DT)
[0040]22a—V 字形状
[0041]3O—代码板
[0042]40—图样结构部
[0043]41 一平面部分(FL)
[0044]42—非平面部分(DT)
[0045]42a—V 字形状
【具体实施方式】
[0046]下面，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施形态。
[0047]图1是通过平面图表示本发明一实施形态涉及的透射型光学式回转编码器的代码板，图2是通过侧面图表不该代码板。
[0048]透射型光学式回转编码器的代码板10形成为圆板形状，在其一面形成二个同心圆的环状的图样(pattern)结构部20，20。在本实施例中，以用于透射型光学式回转编码器作为前提，使用透明材料树脂，设为圆板形状。如后所述，也可以适用于反射型或线性编码器。
[0049]在各自的图样结构部20，20中，形成表面平坦的平面部分(FL) 21和表面形成凹凸设为非平面状的非平面部分(DT) 22，分别成为径向具有长方向的矩形形状。本实施例的光学式回转编码器是透射型，在表面平坦的平面部分21用透明材料形成代码板10，因此，检测用光束透过。另一方面，在表面形成凹凸设为非平面状的非平面部分22，因以所设定的角度照射检测用光束，大体上全反射。
[0050]图3是通过放大立体图表示非平面部分，图4是通过放大截面图表示该非平面部分。
[0051]非平面部分(DT) 22形成细长矩形形状，从成为大致平面状的平坦板面的平面部分(FL) 21突出。平面部分21与图样结构部20以外的部位也连续，在该意义上，径向的边具有与非平面部分22相接的边界，但是，圆周方向的边没有明确的边界，不应成为矩形形状。但是，若仅仅观察设为环状的图样结构部20，则设为环状的内侧的圆和外侧的圆形成大致平行的二边，因此，可以说是矩形形状。
[0052]但是，没有非平面部分(DT) 22和平面部分(FL) 21都成为矩形形状的必要性，只要成为交替横切检测用的光束照射的范围的状态就行。
[0053]在本实施例中，非平面部分22从平面部分21突出，成为凹的山谷间的底与平面部分21高度相同。但是，也可以与此相反，非平面部分22通过形成为从平面部分21凹下，使得顶点部成为平面部分21的高度。S卩，可以考虑注塑成形的条件等作适当变形。
[0054]设为同心圆的二个环状的图样结构部20，20当然其圆周长不同。但是，在设为同心圆状的多个环状的图样结构部20，20中，上述平面部分21和上述非平面部分22的宽度及间隔形成为大致一致，其结果，在内侧的图样结构部20和外侧的图样结构部20中，上述平面部分21和上述非平面部分22的数量不同。因此，在内侧的圆和外侧的圆中，上述平面部分21和上述非平面部分22的形成位置(角度位置)不同，但是，如后所述，本发明场合，在内侧的圆和外侧的圆中，能容易地变更非平面部分22的形成位置。
[0055]在内侧的圆和外侧的圆中，通过上述平面部分21和上述非平面部分22的宽度及间隔大致一致，能使得由检测用光束的发光元件和接受光用的传感器构成的电气电路等设为通用。在内侧的圆和外侧的圆中，若必须在相同角度位置形成上述平面部分21和上述非平面部分22，则上述平面部分21和上述非平面部分22的宽度及间隔在内侧的圆和外侧的圆不同。
[0056]在本实施例中，作为图样结构部20，以同心圆状，在多个位置形成环状，但是，不一定非要多个，也可以是一个。另外，不局限于二个，也可以是三个或三个以上。
[0057]实际上检测用的光束照射在所设定位置，代码板10以轴心为中心回转时，配置为环状的平面部分21和非平面部分22交替进入光束内，再从光束内出去。在该意义上，检测用的光束不移动，但称为对上述平面部分21和上述非平面部分22进行相对扫描。
[0058]在图3中，设为细长的矩形形状的上述平面部分21和上述非平面部分22的长方向与代码板10的径向一致，上述平面部分21和上述非平面部分22交替排列方向(并列方向)与代码板10的周向一致。非平面部分22与本发明的凹或凸相当。
[0059]构成凹或凸的非平面部分22如图4的截面图所示，使得成为凸的多个V字形状22a沿着非平面部分22的长方向排列形成。该长方向为径向，径向与周向(并列方向)正交，因此，多个凸沿着与并列方向交叉的方向排列。在本实施例中，作为其一例成为正交。
[0060]各V字形状22a成为二个平面状的斜面SLl、SL2在顶点部CN交叉形成的逆V字型。在图示中，在顶点部CN交叉的斜面SL1、SL2的角度设为大致90°。为用于使其全反射的斜面，可以根据检测用光束或其照射角度，设定合适、最优的角度。作为一例，能以大致110°以下的角度交叉。
[0061]在本发明中，上述“110°以下”包括110° (其它亦如此)。
[0062]各V字形状22a具有并列方向的非平面部分22的宽度，径向的宽度LD。各斜面SLl、SL2相对代码板10的表面平面的投影长度为WFl、WF2,顶点部CN的投影长度为WC。顶点部CN之所以具有所设定的长度是由于熔融树脂没有进入模具的细小的间隙产生的钝化的缘故。在树脂成形品中不能避免，但是，根据代码板的成形方法，可以减少钝化程度。例如，若对每块代码板进行个别切削，顶点部CN的投影长度WC能设为2.Ομπι以下。另一方面，化费成形时间，且难以形成用于全反射的镜面状的斜面。另外，若根据印记法(imprinting),虽然能提高成形品相对模具的精度，与上述个别切削相同，顶点部CN的投影长度WC能设为2.Ομπι以下，但是，成形一块代码板需要长时间。另一方面，若从成本因素角度看，则作为这种代码板的成型方法，常用的注塑成形方法优异，但是，顶点部CN的投影长度WC与上述二种成型方法相比，不得不变长。
[0063]另一方面，对于非平面部分22，要求为了能作为制品使用的所设定的反射率。在斜面SL1、SL2，因全反射几乎没有透过光，但是，在顶点部CN不发生全反射，一部分透过。其结果，成为使得在非平面部分22的反射率降低的主要原因。
[0064]在计算上，在形成各自的V字形状的二个平面状的斜面SL1、SL2和顶点部CN中，根据各自的向代码板10的表面平面的投影面积，能计算反射率的劣化。即，以斜面SL1、SL2的投影面积全反射，以顶点部CN的投影面积透过，因此，用投影面积之比能计算反射率的劣化。下面，用劣化率DR表示该劣化。为了能作为制品使用，希望劣化率DR为9%以下。
[0065]在此，将斜面SL1、SL2相对代码板10表面所占的长度分别设为WF1、WF2，将顶点部CN所占的长度设为WC。非平面部分22的宽度为一定，因此，斜面SL1、顶点部CN、斜面SL2的投影面积之比为WF1:WC:WF2。因此，劣化率DR成为下式:
[0066]DR = WC/ (WFl + WC + WF2)
[0067]因此，若将顶点部CN的所占长度WC设为一定，则为了使得劣化率DR降低，可以使得斜面SL1、SL2所占的长度WF1、WF2大。
[0068]本实施例的代码板10直径约32mm。上述平面部分21和上述非平面部分22在作为周向的并列方向分别为30 μ m的长度，在作为径向的长方向为260 μ m的长度。在并列方向具有相同的长度，交替反复配置，因此，在下文中有时也称为间距。在本实施例中，使得平面部分21的宽度WT和非平面部分22的宽度WR —致，但是，并不一定必须一致。
[0069]图10通过放大立体图表示如以往例那样V字形状朝径向延伸场合的平面部分(FLPR)和非平面部分(DTPR)，图11通过放大截面图表示该平面部分和非平面部分。
[0070]在该光学式编码器的代码板中，当进行更高精度编码时，在一个非反射部DTPR形成一个V字形状I。S卩，细长的矩形形状的非平面部分DTPR是细长的一个V字形状1，矩形形状延伸的方向和V字形状I的延伸方向一致。该场合，自身V字形状I的宽度LDPR与该非平面部分DTPR的宽度一致。或者也能维持V字形状的延伸方向，形成多个V字形状，若形成多个V字形状，V字形状的宽度LDPR比该非平面部分DTPR宽度小。
[0071]在此，将宽度LDPR设为最大限度，如图10及图11所示，在一个非反射部形成一个V字形状I的场合，即使在V字形状I也存在斜面SL1PR、SL2PR以及顶点部CNPR。并且，当将斜面SL1PR、SL2PR以及顶点部CNPR相对代码板表面的长度分别设为WF1PR、WF2PR、WCPR时，上述劣化率DRPR成为下式:
[0072]DRPR = WCPR/ (WF1PR + WCPR + WF2PR)
[0073]通过注塑成形方法成形代码板的结果，非平面部分的宽度为30.0ym,V字形状I的宽度LDPR的长度为30.0ym,顶点部CNPR的相对代码板表面的长度WCPR，为2.83 μ m以上。因此，劣化率DRPR如下:
[0074]DRPR = WCPR/ (WF1PR + WCPR + WF2PR)
[0075]彡2.83/30.0
[0076]彡0.0943
[0077]即，劣化率DRPR为9.43%以上，不指望超越该数据的改善。这是由于既然V字形状I延伸的方向与非平面部分DT的延伸方向一致，就不能使得V字形状的宽度LDPR比非平面部分DT的宽度LDPR大的缘故。
[0078]另一方面，在本发明中，多个V字形状22a在非平面部分22延伸方向排列形成，因此，V字形状22a的宽度LD不受非平面部分22的并列方向的宽度限制。作为一例，宽度LD设为60 μ m,顶点部的相对代码板表面的长度WC设为2.83 μ m场合的劣化率DR如下:
[0079]DR = WC/ (WFl + WC + WF2)
[0080]= 2.83/60.0
[0081]= 0.0472
[0082]即，劣化率DR为4.72%,比以往大大改善。
[0083]假如希望将劣化率DR设为9%，则可以将一个V字形状22a的宽度LD设为31.4μπι。即使向9%改善，因对于制品的透射率的要求精度不同，成品率产生很大差异。在改善性能的意义上，例如，当然也可以将一个V字形状22a的宽度LD设为40.4 μ m以上，使得成为7%以下。
[0084]这样，通过使得各V字形状22a的宽度LD比非平面部分22的并列方向的宽度大，能使得劣化率DR比以往改善。
[0085]图5用截面图表示V字形状一例，图6用截面图表示V字形状的变形例。
[0086]在本实施例中，作为多个凹或凸，采用成为山型的V字形状22a，如图5所示，各V字形状22a的二个斜面SLl、SL2相对代码板10的表面成为大致对称的直角等腰三角形。但是，作为V字形状22a，并不局限于这种直角等腰三角形，也可以是图6所示那样的锯齿状的直角三角形。二个斜面SL1、SL2交叉的角度也只要大致在110°以下的范围，使其实现全反射，也可以作适当变更。
[0087]下面，图7通过平面图表示V字形状朝向一例，图8通过平面图表示V字形状朝向的变形例。
[0088]在本实施例中，多个V字形状22a的排列方向为与上述并列方向大致正交方向。换言之，V字形状22a排列方向和顶点部CN延伸方向正交。将其称为V字形状22a的倾斜，将正交时称为90°。
[0089]在图3至图7所示结构中，该倾斜为90°，倾斜不一定必须是90°。例如，如图8所示，即使成为70°，通过将多个凹或凸在与排列方向交叉的方向排列，也能使得凹或凸的宽度比非平面部分的宽度大。但是，若考虑模具工作费时费力，较好的是，大致沿着圆周方向形成。
[0090]图9通过平面图表示光学式编码器的代码板。
[0091]在上述实施例中，将本发明适用于透射型光学式回转编码器的代码板。即，平面部分21和非平面部分22交替形成的图样结构部20形成为环状，再有，在本实施例中，以同心圆状在多个位置形成为环状。
[0092]但是，即使在图9所示的线性编码器的代码板30中，也同样能适用，可以将平面部分41和非平面部分42交替形成的图样结构部40形成为大致直线状。当然，在非平面部分42，将平面部分41和非平面部分42交替排列的并列方向作为基准，在与该并列方向交叉的方向形成排列的多个V字形状42a，各V字形状42a的宽度比非平面部分42的上述并列方向的宽度大。
[0093]上述实施例是透射型的光学式编码器，但是，反射型光学式编码器也同样可以使用。反射型场合，通过在代码板的表面镀以反射材料，使得在平面部分朝受光元件等待的所设定方向全反射，使其受光。这时，受光元件检测明亮部。与此相反，在非平面部分，通过使得朝上述受光元件没有等待的方向全反射，受光元件能检测暗部。
[0094]但是，由于在非平面部分产生的钝化的顶点部，反射光的一部分也在受光元件受光。因此，该场合在注塑成形中产生的顶点部也大致不成为一定以下，作为其结果，因V字形状宽度的限制，在应为非反射的部分的非反射的劣化率产生一定的限度。
[0095]但是，通过适用本发明，V字形状的宽度不受非平面部分的排列方向的宽度的限制，能进一步降低非反射的劣化率。
[0096]关于凹或凸，设为V字形状，但是，只要能解消因顶点部钝化为起因的透射性或反射性的劣化，并不一定必须是V字形状，即使是其它形状的凹或凸，也能适用。
[0097]不用说，本发明并不局限于上述实施例。本领域技术人员不用说，以下各点作为本发明一实施例公开:
[0098]将上述实施例中公开的互相可置换的部件及构成等适当组合，进行变更适用者；
[0099]上述实施例中没有公开，但作为公知技术对与上述实施例中公开的部件及构成等互相可置换的部件及构成等适当置换，变更其组合适用者；
[0100]上述实施例中没有公开，但本领域技术人员基于公知技术等能设想作为上述实施例中公开的部件及构成等代用的部件及构成等，进行适当置换，变更其组合适用者。
【权利要求】
1.一种光学式编码器的代码板，其特征在于: 在检测用光束照射的表面，交替形成平面部分和非平面部分，在上述非平面部分，以上述平面部分和上述非平面部分交替排列的并列方向为基准，连续形成在与上述并列方向交叉的方向排列的多个凹及凸； 各自的上述凹及凸由二个平面状的斜面(SL1、SL2)在顶点部(CN)交叉形成，截面为V字形的V字形状，当将上述非平面部分的上述并列方向的宽度设为WR，上述二个斜面SL1、SL2相对代码板的表面平面的投影长度分别设为WF1、WF2，上述顶点部(CN)的投影长度设为WC时，WC为2.83 μ m以上，且满足以下(I)式及⑵式: WFl + WF2 + WC > WR (I)
WC/ (WFl + WF2 + WC) ( 0.09 (2)
2.根据权利要求1记载的光学式编码器的代码板，其特征在于: 进一步满足以下⑶式:
WC/ (WFl + WF2 + WC) ( 0.07 (3)
3.根据权利要求1或2记载的光学式编码器的代码板，其特征在于: 形成上述V字形状的二个斜面以110°以下角度交叉。
4.根据权利要求1-3中任一个记载的光学式编码器的代码板，其特征在于: 上述凹及凸的排列方向为与上述并列方向大致正交的方向。
5.根据权利要求1-4中任一个记载的光学式编码器的代码板，其特征在于: 上述平面部分和上述非平面部分交替形成的图样结构部在多个位置形成为同心圆的环状。
6.根据权利要求1-4中任一个记载的光学式编码器的代码板，其特征在于: 上述平面部分和上述非平面部分交替形成的图样结构部形成为大致直线状。
7.根据权利要求1-6中任一个记载的光学式编码器的代码板，其特征在于: 上述代码板由树脂形成。
8.根据权利要求7记载的光学式编码器的代码板，其特征在于: 上述代码板通过注塑成形方法形成。
【文档编号】G01D5/26GK104180827SQ201310511296
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年5月23日
【发明者】柿沼宪宏, 日置政秀, 安田崇志 申请人:株式会社精工技研
【专利摘要】本发明涉及光学式编码器的代码板。本发明的课题在于,根据所要求的精细度决定非平面部的宽度,因此,降低反射率劣化存在限度。本发明的光学式编码器的代码板的设为细长矩形形状的平面部分(21)以及非平面部分(22)的长方向与代码板(10)的径向一致,平面部分(21)和非平面部分(22)交替排列的方向,即并列方向与代码板(10)的周向一致。构成凹或凸的非平面部分(22)将多个所谓V字形状(22a)在非平面部分(22)的长方向排列形成。该长方向为径向,径向与周向正交,因此,多个凹或凸在与并列方向交叉方向排列。多个V字形状(22a)在非平面部分(22)延伸方向排列形成,因此,V字形状(22a)的宽度(LD)不受非平面部分(22)的并列方向的宽度限制。
【专利说明】光学式编码器的代码板
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学式编码器的代码板。
【背景技术】
[0002]作为光学式编码器的代码板，在专利文献I中公开的代码板为人们所公知。该公报所公开的回转式的光学式编码器的代码板使得表面形成为平面状的反射部和表面形成为非平面状的非反射部交替形成环状。非反射部截面形成为锯齿状或山谷连续的V字槽。
[0003]若将反射部(平面部分)和非反射部(非平面部分)交替排列的方向称为“并列方向”，则形成在非反射部的多条V字槽交替排列的方向与该“并列方向”为同方向。各V字槽形成为向着径向延伸，为与该并列方向正交的方向。
[0004]在非反射部形成的V字形状连续形成，因此，也可以说形成逆V字形的多个山。不管哪种情况，在倾斜面利用光束的前进方向这一点上没有变化，在以下说明中，不管是V字形状还是逆V字形的山都称为V字形状。将相连续的二个倾斜面形成的一个V字形状或逆V字形的山的宽度称为宽度。
[0005][专利文献I]日本特开平11-287671号公报
[0006]为了进行更高精度的编码，期待使得反射部和非反射部的形成周期非常细。形成V字形状场合，极端地说，考虑在一个非反射部形成一个V字形状，将V字形状和V字形状之间设为平面部分。由于以细微间距交替形成反射部和非反射部，能期待高精细的编码性能。
[0007]在此，与后述实施例相同，不是反射型，而说明透射型装置。透射型场合，通过以所设定的角度照射检测用光束，检测用光束尽管在平面部分透过，而在非平面部分因V字形状斜面被全反射，成为非透过。在与受光传感器的关系中，在反射型中，在平面部分反射，光束受光，与此相反，在透射型中，在平面部分透过，光束受光，在反射型中，在非平面部分由于不朝着所设定方向反射，因此，不受光，与此相反，在透射型中，在非平面部分反射，不透过，因此，光束不受光。
[0008]通过注塑成形形成代码板场合，在代码板的成为凸侧的V字形状的顶点部产生R。因此，在透射型的编码器中，在非平面部分反射检测用光束，但是，在顶点部不能反射检测用光束而透过。由于透过，成为使得在非平面部分的反射率降低的主要原因。该反射率以一个V字形状宽度中顶点部宽度之比率劣化。顶点部宽度大致由树脂成形条件决定。
[0009]如上所述，为了设为高精度，在一个非平面部形成一个V字形状，但是，若这样，则减小在一个V字形状宽度中所占的顶点部宽度的比率，因此，必须加大V字形状的宽度。但是，根据所要求的精细度决定非平面部的宽度，因此，减少反射率劣化存在限度。
【发明内容】
[0010]本发明就是为了解决这种问题而提出来的，其目的在于，提供一个凹或凸的宽度比非平面部分的并列方向宽度大、能一边提高精度一边提高透射性及反射性的光学式编码器的代码板。
[0011]为了解决上述课题，本发明的光学式编码器的代码板构成为:在检测用光束照射的表面，交替形成平面部分和非平面部分，在上述非平面部分，以上述平面部分和上述非平面部分交替排列的并列方向为基准，连续形成在与上述并列方向交叉的方向排列的多个凹及凸，各自的上述凹及凸由二个平面状的斜面(SL1、SL2)在顶点部(CN)交叉形成，截面为V字形的V字形状，当将上述非平面部分的上述并列方向的宽度设为WR，上述二个斜面SL1、SL2相对代码板的表面平面的投影长度分别设为WF1、WF2，上述顶点部(CN)的投影长度设为WC时，WC为2.83 μ m以上，且满足以下⑴式及⑵式:
[0012]WFl + WF2 + WC > WR (I)
[0013]WC/(WFl + WF2 + WC) ( 0.09 (2)
[0014]在本发明中，上述“2.83 μ m以上”包括2.83 μ m (其它亦如此)。
[0015]在上述构成中，在本发明的光学式编码器的代码板的表面，交替形成平面部分和非平面部分，若照射检测用光束，则通过该光束的相对扫描，该光束交替扫描平面部分和非平面部分，其透过光及反射光产生与扫描部位的平面部分和非平面部分的数量对应的变化。
[0016]在此，在上述非平面部分，以上述平面部分和非平面部分交替排列的并列方向为基准，形成在与上述并列方向交叉的方向排列的多个凹或凸。换言之，非平面部分不是一个连续的槽，成为沿非平面部分延伸的方向形成多个凹或凸。若是该方向，各自凹或凸的宽度不受非平面部分的宽度的制约，因此，能使得各凹或凸的宽度比该非平面部分的上述并列方向的宽度大。
[0017]在一个凹或凸中，凹或凸的宽度越大，顶点部所占的比率越小，因此，使得在非平面部分的实质的透过区域更小。
[0018]另一方面，反射型场合，在平面状的斜面交叉的顶点部，反射方向不成为一定方向，因此，使得反射率降低。换言之，不成为期待的反射方向，因此，当检测来自平面部分的反射光场合，即使来自非平面部分也检测反射光，当希望检测来自非平面部分的反射光场合，反射率降低，因此，难以得到所设定的光量。
[0019]但是，根据上述构成，能减小各自的凹或凸的顶点部所占的比例，因此，即使反射型场合也能有效作用。
[0020]在此，所谓“凹”或“凸”，是指顶点部和顶点部之间以该顶点部为基准，形成低的形状。例如，当反射部设为平板面时，若顶点部与该平板面为相同高度，则凹或凸以平板面为基准成为凹下部分。另一方面，当顶点部为比平板面高的位置，即，为从平板面突出形状时，凹或凸是指位于邻接顶点部之间，比顶点部低的位置，但是，顶点部从平板面突出，因此，凹或凸处于比平板面高的位置。
[0021]这样，若将反射面设为基准，则凹或凸既可以为比反射面低的位置，也可以为比反射面高的位置。换言之，既可以说凹和凸连续形成槽，也可以说凹和凸连续形成山，不过是相对表现。之所以称为V字形状，因为是截面V字槽和截面逆V字型的山，本发明包含两方，没有槽和山的差异。
[0022]下面说明本发明的效果:
[0023]按照本发明的光学式编码器的代码板，能使得一个凹或凸的宽度比非平面部分大，能一边提闻精度，一边提闻透过及反射性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是光学式编码器的代码板的平面图。
[0025]图2是该光学式编码器的代码板的侧面图。
[0026]图3是非平面部分的放大立体图。
[0027]图4是非平面部分的放大截面图。
[0028]图5是表不V字形状一例的截面图。
[0029]图6是表示V字形状变形例的截面图。
[0030]图7是表示V字形状朝向一例的平面图。
[0031]图8是表示V字形状朝向变形例的平面图。
[0032]图9是光学式编码器的代码板的平面图。
[0033]图10是以往例的平面部分和非平面部分的放大立体图。
[0034]图11是该平面部分和非平面部分的放大立体图。
[0035]图中符号意义如下:
[0036]1—代码板
[0037]20—图样结构部
[0038]21—平面部分(FL)
[0039]22—非平面部分(DT)
[0040]22a—V 字形状
[0041]3O—代码板
[0042]40—图样结构部
[0043]41 一平面部分(FL)
[0044]42—非平面部分(DT)
[0045]42a—V 字形状
【具体实施方式】
[0046]下面，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施形态。
[0047]图1是通过平面图表示本发明一实施形态涉及的透射型光学式回转编码器的代码板，图2是通过侧面图表不该代码板。
[0048]透射型光学式回转编码器的代码板10形成为圆板形状，在其一面形成二个同心圆的环状的图样(pattern)结构部20，20。在本实施例中，以用于透射型光学式回转编码器作为前提，使用透明材料树脂，设为圆板形状。如后所述，也可以适用于反射型或线性编码器。
[0049]在各自的图样结构部20，20中，形成表面平坦的平面部分(FL) 21和表面形成凹凸设为非平面状的非平面部分(DT) 22，分别成为径向具有长方向的矩形形状。本实施例的光学式回转编码器是透射型，在表面平坦的平面部分21用透明材料形成代码板10，因此，检测用光束透过。另一方面，在表面形成凹凸设为非平面状的非平面部分22，因以所设定的角度照射检测用光束，大体上全反射。
[0050]图3是通过放大立体图表示非平面部分，图4是通过放大截面图表示该非平面部分。
[0051]非平面部分(DT) 22形成细长矩形形状，从成为大致平面状的平坦板面的平面部分(FL) 21突出。平面部分21与图样结构部20以外的部位也连续，在该意义上，径向的边具有与非平面部分22相接的边界，但是，圆周方向的边没有明确的边界，不应成为矩形形状。但是，若仅仅观察设为环状的图样结构部20，则设为环状的内侧的圆和外侧的圆形成大致平行的二边，因此，可以说是矩形形状。
[0052]但是，没有非平面部分(DT) 22和平面部分(FL) 21都成为矩形形状的必要性，只要成为交替横切检测用的光束照射的范围的状态就行。
[0053]在本实施例中，非平面部分22从平面部分21突出，成为凹的山谷间的底与平面部分21高度相同。但是，也可以与此相反，非平面部分22通过形成为从平面部分21凹下，使得顶点部成为平面部分21的高度。S卩，可以考虑注塑成形的条件等作适当变形。
[0054]设为同心圆的二个环状的图样结构部20，20当然其圆周长不同。但是，在设为同心圆状的多个环状的图样结构部20，20中，上述平面部分21和上述非平面部分22的宽度及间隔形成为大致一致，其结果，在内侧的图样结构部20和外侧的图样结构部20中，上述平面部分21和上述非平面部分22的数量不同。因此，在内侧的圆和外侧的圆中，上述平面部分21和上述非平面部分22的形成位置(角度位置)不同，但是，如后所述，本发明场合，在内侧的圆和外侧的圆中，能容易地变更非平面部分22的形成位置。
[0055]在内侧的圆和外侧的圆中，通过上述平面部分21和上述非平面部分22的宽度及间隔大致一致，能使得由检测用光束的发光元件和接受光用的传感器构成的电气电路等设为通用。在内侧的圆和外侧的圆中，若必须在相同角度位置形成上述平面部分21和上述非平面部分22，则上述平面部分21和上述非平面部分22的宽度及间隔在内侧的圆和外侧的圆不同。
[0056]在本实施例中，作为图样结构部20，以同心圆状，在多个位置形成环状，但是，不一定非要多个，也可以是一个。另外，不局限于二个，也可以是三个或三个以上。
[0057]实际上检测用的光束照射在所设定位置，代码板10以轴心为中心回转时，配置为环状的平面部分21和非平面部分22交替进入光束内，再从光束内出去。在该意义上，检测用的光束不移动，但称为对上述平面部分21和上述非平面部分22进行相对扫描。
[0058]在图3中，设为细长的矩形形状的上述平面部分21和上述非平面部分22的长方向与代码板10的径向一致，上述平面部分21和上述非平面部分22交替排列方向(并列方向)与代码板10的周向一致。非平面部分22与本发明的凹或凸相当。
[0059]构成凹或凸的非平面部分22如图4的截面图所示，使得成为凸的多个V字形状22a沿着非平面部分22的长方向排列形成。该长方向为径向，径向与周向(并列方向)正交，因此，多个凸沿着与并列方向交叉的方向排列。在本实施例中，作为其一例成为正交。
[0060]各V字形状22a成为二个平面状的斜面SLl、SL2在顶点部CN交叉形成的逆V字型。在图示中，在顶点部CN交叉的斜面SL1、SL2的角度设为大致90°。为用于使其全反射的斜面，可以根据检测用光束或其照射角度，设定合适、最优的角度。作为一例，能以大致110°以下的角度交叉。
[0061]在本发明中，上述“110°以下”包括110° (其它亦如此)。
[0062]各V字形状22a具有并列方向的非平面部分22的宽度，径向的宽度LD。各斜面SLl、SL2相对代码板10的表面平面的投影长度为WFl、WF2,顶点部CN的投影长度为WC。顶点部CN之所以具有所设定的长度是由于熔融树脂没有进入模具的细小的间隙产生的钝化的缘故。在树脂成形品中不能避免，但是，根据代码板的成形方法，可以减少钝化程度。例如，若对每块代码板进行个别切削，顶点部CN的投影长度WC能设为2.Ομπι以下。另一方面，化费成形时间，且难以形成用于全反射的镜面状的斜面。另外，若根据印记法(imprinting),虽然能提高成形品相对模具的精度，与上述个别切削相同，顶点部CN的投影长度WC能设为2.Ομπι以下，但是，成形一块代码板需要长时间。另一方面，若从成本因素角度看，则作为这种代码板的成型方法，常用的注塑成形方法优异，但是，顶点部CN的投影长度WC与上述二种成型方法相比，不得不变长。
[0063]另一方面，对于非平面部分22，要求为了能作为制品使用的所设定的反射率。在斜面SL1、SL2，因全反射几乎没有透过光，但是，在顶点部CN不发生全反射，一部分透过。其结果，成为使得在非平面部分22的反射率降低的主要原因。
[0064]在计算上，在形成各自的V字形状的二个平面状的斜面SL1、SL2和顶点部CN中，根据各自的向代码板10的表面平面的投影面积，能计算反射率的劣化。即，以斜面SL1、SL2的投影面积全反射，以顶点部CN的投影面积透过，因此，用投影面积之比能计算反射率的劣化。下面，用劣化率DR表示该劣化。为了能作为制品使用，希望劣化率DR为9%以下。
[0065]在此，将斜面SL1、SL2相对代码板10表面所占的长度分别设为WF1、WF2，将顶点部CN所占的长度设为WC。非平面部分22的宽度为一定，因此，斜面SL1、顶点部CN、斜面SL2的投影面积之比为WF1:WC:WF2。因此，劣化率DR成为下式:
[0066]DR = WC/ (WFl + WC + WF2)
[0067]因此，若将顶点部CN的所占长度WC设为一定，则为了使得劣化率DR降低，可以使得斜面SL1、SL2所占的长度WF1、WF2大。
[0068]本实施例的代码板10直径约32mm。上述平面部分21和上述非平面部分22在作为周向的并列方向分别为30 μ m的长度，在作为径向的长方向为260 μ m的长度。在并列方向具有相同的长度，交替反复配置，因此，在下文中有时也称为间距。在本实施例中，使得平面部分21的宽度WT和非平面部分22的宽度WR —致，但是，并不一定必须一致。
[0069]图10通过放大立体图表示如以往例那样V字形状朝径向延伸场合的平面部分(FLPR)和非平面部分(DTPR)，图11通过放大截面图表示该平面部分和非平面部分。
[0070]在该光学式编码器的代码板中，当进行更高精度编码时，在一个非反射部DTPR形成一个V字形状I。S卩，细长的矩形形状的非平面部分DTPR是细长的一个V字形状1，矩形形状延伸的方向和V字形状I的延伸方向一致。该场合，自身V字形状I的宽度LDPR与该非平面部分DTPR的宽度一致。或者也能维持V字形状的延伸方向，形成多个V字形状，若形成多个V字形状，V字形状的宽度LDPR比该非平面部分DTPR宽度小。
[0071]在此，将宽度LDPR设为最大限度，如图10及图11所示，在一个非反射部形成一个V字形状I的场合，即使在V字形状I也存在斜面SL1PR、SL2PR以及顶点部CNPR。并且，当将斜面SL1PR、SL2PR以及顶点部CNPR相对代码板表面的长度分别设为WF1PR、WF2PR、WCPR时，上述劣化率DRPR成为下式:
[0072]DRPR = WCPR/ (WF1PR + WCPR + WF2PR)
[0073]通过注塑成形方法成形代码板的结果，非平面部分的宽度为30.0ym,V字形状I的宽度LDPR的长度为30.0ym,顶点部CNPR的相对代码板表面的长度WCPR，为2.83 μ m以上。因此，劣化率DRPR如下:
[0074]DRPR = WCPR/ (WF1PR + WCPR + WF2PR)
[0075]彡2.83/30.0
[0076]彡0.0943
[0077]即，劣化率DRPR为9.43%以上，不指望超越该数据的改善。这是由于既然V字形状I延伸的方向与非平面部分DT的延伸方向一致，就不能使得V字形状的宽度LDPR比非平面部分DT的宽度LDPR大的缘故。
[0078]另一方面，在本发明中，多个V字形状22a在非平面部分22延伸方向排列形成，因此，V字形状22a的宽度LD不受非平面部分22的并列方向的宽度限制。作为一例，宽度LD设为60 μ m,顶点部的相对代码板表面的长度WC设为2.83 μ m场合的劣化率DR如下:
[0079]DR = WC/ (WFl + WC + WF2)
[0080]= 2.83/60.0
[0081]= 0.0472
[0082]即，劣化率DR为4.72%,比以往大大改善。
[0083]假如希望将劣化率DR设为9%，则可以将一个V字形状22a的宽度LD设为31.4μπι。即使向9%改善，因对于制品的透射率的要求精度不同，成品率产生很大差异。在改善性能的意义上，例如，当然也可以将一个V字形状22a的宽度LD设为40.4 μ m以上，使得成为7%以下。
[0084]这样，通过使得各V字形状22a的宽度LD比非平面部分22的并列方向的宽度大，能使得劣化率DR比以往改善。
[0085]图5用截面图表示V字形状一例，图6用截面图表示V字形状的变形例。
[0086]在本实施例中，作为多个凹或凸，采用成为山型的V字形状22a，如图5所示，各V字形状22a的二个斜面SLl、SL2相对代码板10的表面成为大致对称的直角等腰三角形。但是，作为V字形状22a，并不局限于这种直角等腰三角形，也可以是图6所示那样的锯齿状的直角三角形。二个斜面SL1、SL2交叉的角度也只要大致在110°以下的范围，使其实现全反射，也可以作适当变更。
[0087]下面，图7通过平面图表示V字形状朝向一例，图8通过平面图表示V字形状朝向的变形例。
[0088]在本实施例中，多个V字形状22a的排列方向为与上述并列方向大致正交方向。换言之，V字形状22a排列方向和顶点部CN延伸方向正交。将其称为V字形状22a的倾斜，将正交时称为90°。
[0089]在图3至图7所示结构中，该倾斜为90°，倾斜不一定必须是90°。例如，如图8所示，即使成为70°，通过将多个凹或凸在与排列方向交叉的方向排列，也能使得凹或凸的宽度比非平面部分的宽度大。但是，若考虑模具工作费时费力，较好的是，大致沿着圆周方向形成。
[0090]图9通过平面图表示光学式编码器的代码板。
[0091]在上述实施例中，将本发明适用于透射型光学式回转编码器的代码板。即，平面部分21和非平面部分22交替形成的图样结构部20形成为环状，再有，在本实施例中，以同心圆状在多个位置形成为环状。
[0092]但是，即使在图9所示的线性编码器的代码板30中，也同样能适用，可以将平面部分41和非平面部分42交替形成的图样结构部40形成为大致直线状。当然，在非平面部分42，将平面部分41和非平面部分42交替排列的并列方向作为基准，在与该并列方向交叉的方向形成排列的多个V字形状42a，各V字形状42a的宽度比非平面部分42的上述并列方向的宽度大。
[0093]上述实施例是透射型的光学式编码器，但是，反射型光学式编码器也同样可以使用。反射型场合，通过在代码板的表面镀以反射材料，使得在平面部分朝受光元件等待的所设定方向全反射，使其受光。这时，受光元件检测明亮部。与此相反，在非平面部分，通过使得朝上述受光元件没有等待的方向全反射，受光元件能检测暗部。
[0094]但是，由于在非平面部分产生的钝化的顶点部，反射光的一部分也在受光元件受光。因此，该场合在注塑成形中产生的顶点部也大致不成为一定以下，作为其结果，因V字形状宽度的限制，在应为非反射的部分的非反射的劣化率产生一定的限度。
[0095]但是，通过适用本发明，V字形状的宽度不受非平面部分的排列方向的宽度的限制，能进一步降低非反射的劣化率。
[0096]关于凹或凸，设为V字形状，但是，只要能解消因顶点部钝化为起因的透射性或反射性的劣化，并不一定必须是V字形状，即使是其它形状的凹或凸，也能适用。
[0097]不用说，本发明并不局限于上述实施例。本领域技术人员不用说，以下各点作为本发明一实施例公开:
[0098]将上述实施例中公开的互相可置换的部件及构成等适当组合，进行变更适用者；
[0099]上述实施例中没有公开，但作为公知技术对与上述实施例中公开的部件及构成等互相可置换的部件及构成等适当置换，变更其组合适用者；
[0100]上述实施例中没有公开，但本领域技术人员基于公知技术等能设想作为上述实施例中公开的部件及构成等代用的部件及构成等，进行适当置换，变更其组合适用者。
【权利要求】
1.一种光学式编码器的代码板，其特征在于: 在检测用光束照射的表面，交替形成平面部分和非平面部分，在上述非平面部分，以上述平面部分和上述非平面部分交替排列的并列方向为基准，连续形成在与上述并列方向交叉的方向排列的多个凹及凸； 各自的上述凹及凸由二个平面状的斜面(SL1、SL2)在顶点部(CN)交叉形成，截面为V字形的V字形状，当将上述非平面部分的上述并列方向的宽度设为WR，上述二个斜面SL1、SL2相对代码板的表面平面的投影长度分别设为WF1、WF2，上述顶点部(CN)的投影长度设为WC时，WC为2.83 μ m以上，且满足以下(I)式及⑵式: WFl + WF2 + WC > WR (I)
WC/ (WFl + WF2 + WC) ( 0.09 (2)
2.根据权利要求1记载的光学式编码器的代码板，其特征在于: 进一步满足以下⑶式:
WC/ (WFl + WF2 + WC) ( 0.07 (3)
3.根据权利要求1或2记载的光学式编码器的代码板，其特征在于: 形成上述V字形状的二个斜面以110°以下角度交叉。
4.根据权利要求1-3中任一个记载的光学式编码器的代码板，其特征在于: 上述凹及凸的排列方向为与上述并列方向大致正交的方向。
5.根据权利要求1-4中任一个记载的光学式编码器的代码板，其特征在于: 上述平面部分和上述非平面部分交替形成的图样结构部在多个位置形成为同心圆的环状。
6.根据权利要求1-4中任一个记载的光学式编码器的代码板，其特征在于: 上述平面部分和上述非平面部分交替形成的图样结构部形成为大致直线状。
7.根据权利要求1-6中任一个记载的光学式编码器的代码板，其特征在于: 上述代码板由树脂形成。
8.根据权利要求7记载的光学式编码器的代码板，其特征在于: 上述代码板通过注塑成形方法形成。
【文档编号】G01D5/26GK104180827SQ201310511296
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年5月23日
【发明者】柿沼宪宏, 日置政秀, 安田崇志 申请人:株式会社精工技研
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