光学编码器的制造方法
【专利说明】光学编码器
[0001]优先权?目息
本申请要求2013年10月30日提交的第2013-225865号日本专利申请的优先权，并通过引用将其包括在内。
技术领域
[0002]本发明涉及一种光学编码器，该光学编码器合并入机床、半导体制造装置等，以检测可移动轴的位置。
【背景技术】
[0003]JP 10-132614 A描述了一种光学编码器，如果针对每一相位有多个不同组的光接收元件，通过排布光接收元件，即使标尺发生锈蚀或磨损，也能够获得位移信号，而不会造成位置检测误差，并只有很少的失真。
[0004]如果可以使得光接收元件的光接收区域变窄，那么很容易简化光源，从而有可能降低光学编码器的成本。根据JP 10-132614 A中公开的光学编码器的实施例中公开的光接收元件的布置方法，光接收元件间的间隙仍然很宽。因此，还需要光学编码器，其能够获得位移信号，即使标尺发生锈蚀或磨损，也没有位置检测误差，并只有很少的失真，特别是使用光接收元件之间窄得多的间隙。同样，光接收元件之间间隙越宽，增加的无效光越多，光源消耗的损失能量与该无效光成比例地增加。因此，从能量守恒的基本原理出发，光接收元件之间还需要间隙小的编码器。
[0005]鉴于上述情形构思出了本发明，本发明的目的在于提供一种高精度光学编码器，通过设计一种光学元件布置方法来获得位移信号，即使标尺被锈蚀或磨损，也没有位置检测误差，并只有很少的失真，并且通过实现在窄的光接收区域的工作，从而通过简化光源实现降低成本和降低功耗。
【发明内容】
[0006]一种光学编码器，包括多个光接收元件，所述光接收元件接收穿过标尺或从标尺反射的光，该标尺具有晶格间距P，所述光接收元件输出已经在相位分别偏移了 90°(1/4Ρ)的整数倍数的四相信号，所有的光接收元件都具有相同的纵向宽度，在横向方向(标尺纵向方向)上布置有12Ν (N为自然数)个之间间隙为Ρ/60或2Ρ/60的光接收元件，连续相邻布置的任意四个光接收元件全部输出不同相位的信号，分别输出相同相位的信号的光接收元件具有7Ρ/60、13Ρ/60或20Ρ/60的三种横向宽度。
[0007]同样，根据本发明的光学编码器，所述光接收元件优选地形成为平行四边行，其沿横向方向上下边缘偏移Ρ/7。
[0008]根据本发明，采用JP 10-132614 A技术的光学编码器能够获得位移信号，即使标尺被锈蚀或磨损，也没有位置检测误差，并只有很少的失真，其可以用布置在光接收元件之间的Ρ/60或2Ρ/60的窄隙实现，并且，该光接收区域具有小于3Ρ的最小宽度，即168Ρ/60。这样，可以实现低成本和低功耗的高精度光学编码器。
【附图说明】
[0009]下面参照附图的描述有助于更好地理解本发明。
[0010]图1为根据本发明的一个实施例的光学编码器的光接收元件的布置示意图；
图2为根据本发明的另一个实施例的光学编码器的光接收元件的布置示意图；
图3为图1所示的光学编码器的输出信号的图表；
图4为图1所示的光学编码器的信号的插值处理后获得的位置检测精度的图表；
图5为图2所示的光学编码器的输出信号的图表；
图6为图2所示的光学编码器的信号的插值处理后获得的位置检测精度的图表。
【具体实施方式】
[0011]图1中的光接收元件1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12全都具有相同的纵向宽度(标尺短方向上的长度)，并且都布置在的标尺的纵向方向上，各个光接收元件间的间隙为P/60或2P/60。另外，光接收元件的连接状态没有显示在图中，但是光接收元件1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12在它们的后表面连接到共同电极。此外，光接收元件1、5和9在前表面具有并联的透明电极，输出A+信号。此外，光接收元件2、6和10在前表面具有并联的透明电极，输出B+信号，该信号的相位与A+信号的相位相差90° (P/4)。此外，光接收元件
3、7和11在前表面具有并联的透明电极，输出A-信号，该信号的相位与A+信号的相位相差180° (3P/4)。此外，光接收元件4、8和12在前表面具有并联的透明电极，输出B-信号，，该信号的相位与A+信号的相位相差270° (3P/4)。根据以上结构，任意四个连续相邻的光接收元件的布置使得输出不同相位的信号。此外，光接收元件2、3、5和8具有7P/60的横向宽度。此外，光接收元件1、6、11和12具有13P/60的横向宽度。光接收元件4、7、9和10具有20P/60 (P/3)的横向宽度。
[0012]具体地，输出相同相位的信号的光接收元件(例如，输出A+信号的光接收元件1、5和9，输出B+信号的光接收元件2、6和10 )具有7P/60、13P/60和20P/60三种横向宽度。此夕卜，相差180°的两组光接收元件(输出A+信号的光接收元件和输出A-信号的光接收元件，或输出B+信号的光接收元件和输出B-信号的光接收元件)具有一系列横向宽度不同的光接收元件，但是具有相同的系列顺序。例如，对于A+的三个光接收元件的横向宽度的顺序是，从左到右，13P/60、7P/60、20P/60，而对于A-的三个光接收元件的横向宽度的顺序是，从左到右，7P/60、20P/20、13P/60。具体地，A+的光接收元件和A-的光接收元件都具有位于横向宽度13P/60的光接收元件之后的横向宽度7P/60的光接收元件(如果横向宽度13P/60的光接收元件位于尾部，那么该横向宽度7P/60的光接收元件置于头部)，以及位于横向宽度7P/60.的光接收元件之后的横向宽度20P/60的光接收元件。类似地，B+的光接收元件和B-的光接收元件都具有位于横向宽度7P/60的光接收元件之后的横向宽度13P/60的光接收元件，以及位于横向宽度13P/60的光接收元件之后的横向宽度20P/60的光接收元件(如果横向宽度13P/60的光接收元件位于