述实施方式，没有设置第一狭缝Sa(狭缝磁道SA)。并且，在上述狭缝磁道SI中的围绕旋转中心O的圆周方向上的一部分设置有在一个间距(第二狭缝Si的间距P)内相邻地配置的两个第二狭缝Si。在本变形例中，该两个第二狭缝Si作为上述实施方式中的第一狭缝Sa而起作用。即，两个第二狭缝Si相当于第一狭缝的一例。
[0120]另外，如图13所示，受光阵列PA的多个第一受光元件Pa(图13的稀疏的点的阴影部分)分别配置在按基于编码器100的分辨率来设定的数量(在该例子中是32)、在圆周方向C上对第一磁道Tl进行等分的分割磁道tl上，其中，第一磁道Tl是与该第一受光元件Pa对应的遍及围绕光源121 (旋转轴心AX)的整周的区域，。另外，受光阵列PI的多个第二受光元件Pi (图13的浓密的点的阴影部分)重叠地配置成在多个第一受光元件Pa上露出该第一受光元件Pa的一部分(在该例子中是第二受光元件Pi的周围部分)。与上述实施方式同样地，在与第一受光元件Pa的一个间距对应的角度Θ的范围内配置有四个第二受光元件Pi。此外，WPI设定为大于WSI的ε倍。由于除此之外是与上述实施方式相同的结构，因此省略说明。
[0121]在本变形例中，如果光源121向至少包含狭缝磁道SI的区域射出光，通过圆盘110的旋转而在位于规定的旋转角度的两个第二狭缝Si上反射出的光，则被沿着围绕光源121 (旋转轴心AX)的圆周方向C而排列的多个第一受光元件Pa之中的与两个第二狭缝Si对应的第一受光元件Pa的露出部分来接收。并且，在位置数据生成部130及各第一受光元件Pa中，这样设定阈值:如果是由一个第二狭缝Si产生的反射光量则受光信号成为“L”，但如果是由两个第二狭缝Si产生的反射光量则受光信号成为“H”。由此，以与第一受光元件Pa的数量对应的分辨率来检测轴SH的一圈旋转内位置(绝对位置)。
[0122]在实现编码器100的进一步小型化的情况下，如本变形例，采用将受光阵列PA和受光阵列PI重叠地配置的结构。由此，狭缝侧及受光元件侧的任意侧都能够构成为一个磁道。
[0123](4 一 5.其它)
[0124]在上述实施方式中，对编码器100包括具有增量图案的狭缝磁道S1、和构成为接收被狭缝磁道SI反射的光的受光阵列PI的情况进行了说明，但不一定要具有这些结构。艮P，编码器100通过具有配置在围绕圆盘110的旋转中心O的圆周方向C的一部分的第一狭缝Sa、和构成为沿着围绕旋转轴心AX的圆周方向C而排列且接收被第一狭缝Sa反射的光的多个第一受光元件Pa，从而能够以与该第一受光元件Pa的数量对应的分辨率来检测轴SH的一圈旋转内位置(绝对位置)。
[0125]另外，在上述实施方式中，以光源121和受光阵列PA、PI相对于圆盘110配置在相同侧的所谓的反射型编码器的情况为例进行了说明，但并没有将编码器的类型限于此。即，也可以是光源121和受光阵列PA、PI隔着圆盘110而配置在相反侧的所谓的透射型编码器。此时，也可以在圆盘110上将第一狭缝Sa及第二狭缝Si形成为透射狭缝，或者，也可以将圆盘110设置成玻璃、透明树脂等的透射光的材质，并通过喷溅等方法将狭缝以外的部分设置成粗糙面或者通过涂敷透射率较低的材质来形成狭缝以外的部分。在本变形例中，光源121和受光阵列PA、PI隔着圆盘110而对置配置，但本变形例中的光学模块120包括如此分体地形成的光源121和受光阵列PA、PI。即使使用这种透射型编码器的情况下，也能获取与上述实施方式同样的效果。
[0126]附图标记说明
[0127]100:编码器，110:圆盘，121:光源，130:位置数据生成部(生成位置数据的单元的一例)，AX:旋转轴心，C:圆周方向，CT:控制装置，M:电机，O:旋转中心，Pa:第一受光元件，P1:受光阵列，P1:第二受光元件，S:伺服系统，Sa:第一狭缝，SH:轴(旋转体的一例)，S1:狭缝磁道，S1:第二狭缝(第一狭缝的一例)，SM:伺服电机，Tl:第一磁道，tl:分割磁道，T2:第二磁道，t2:分割磁道。
【主权项】
1.一种编码器，其特征在于，具有: 圆盘，所述圆盘固定于旋转体； 一个或多个第一狭缝，所述一个或多个第一狭缝配置在所述圆盘上的围绕该圆盘的旋转中心的圆周方向的一部分，并构成为分别对光进行反射或者透射； 光源，所述光源实质上配置在所述旋转体的旋转轴心上，并构成为向至少包含根据所述圆盘的旋转的所述第一狭缝的旋转轨迹的区域射出光；以及 多个第一受光元件，所述多个第一受光元件沿着围绕所述旋转轴心的圆周方向而排列，并构成为接收被所述第一狭缝反射或者透射的光。
2.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于， 所述编码器还具有基于所述第一受光元件的受光信号来确定所述旋转体的一圈旋转内位置并生成位置数据的单元。
3.根据权利要求2所述的编码器，其特征在于， 所述第一狭缝构成为对由所述光源来射出的光进行反射， 所述第一受光元件构成为接收被所述第一狭缝反射的光。
4.根据权利要求2或3所述的编码器，其特征在于， 所述多个第一受光元件配置在与该第一受光元件对应的、作为遍及围绕所述旋转轴心的整周的区域的第一磁道上， 在从所述光源射出的光通过所述第一狭缝反射到所述第一磁道的特定的区域内的情况下，生成所述位置数据的单元不使用所述受光信号而确定所述一圈旋转内位置。
5.根据权利要求4所述的编码器，其特征在于， 所述多个第一受光元件分别配置在按基于所述编码器的分辨率而设定的数量、在所述圆周方向上对所述第一磁道进行等分的分割磁道之中、除了某一个所述分割磁道之外的剩余的所述分割磁道上， 在从所述光源射出的光反射到所述一个分割磁道上的情况下，生成所述位置数据的单元不使用所述受光信号而确定所述一圈旋转内位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的编码器，其特征在于， 所述编码器还具有: 狭缝磁道，所述狭缝磁道设置在所述圆盘上并具有多个第二狭缝，该多个第二狭缝沿着围绕所述旋转中心的圆周方向以具有增量图案的方式排列；以及 受光阵列，所述受光阵列具有配置成与所述多个第一受光元件呈以所述旋转轴心为中心的同心圆状、且沿着围绕所述旋转轴心的圆周方向排列的多个第二受光元件，所述受光阵列构成为接收被所述狭缝磁道反射或者透射的光， 所述光源构成为向至少包含所述第一狭缝的旋转轨迹及所述狭缝磁道的两者的区域射出光。
7.根据权利要求6所述的编码器，其特征在于， 所述一个或多个第一狭缝配置在作为遍及围绕所述旋转中心的整周的区域的一个磁道上， 在与所述第一受光元件的一个间距对应的角度范围内配置有两个或者四个所述第二受光元件。
8.根据权利要求6或7所述的编码器，其特征在于， 所述多个第一受光元件配置在比所述受光阵列更靠近所述旋转轴心侧的位置。
9.根据权利要求6或7所述的编码器，其特征在于， 所述多个第一受光元件配置在比所述受光阵列更靠近与所述旋转轴心相反的一侧的位置。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的编码器，其特征在于， 所述受光阵列构成为， 在按基于所述编码器的分辨率而设定的数量、在所述圆周方向上对第二磁道进行等分的分割磁道之中、除了某一个以上的所述分割磁道之外的剩余的所述分割磁道上，分别配置有所述第二受光元件，其中，所述第二磁道是与该受光阵列对应的遍及围绕所述旋转轴心的整周的区域。
11.根据权利要求10所述的编码器，其特征在于， 所述受光阵列构成为， 在所述第二磁道之中除了在围绕所述旋转轴心的圆周方向上每隔90度或者60度而进行配置的多个所述分割磁道之外的剩余的所述分割磁道上，分别配置有所述第二受光元件。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的编码器，其特征在于， 所述多个第一受光元件在以所述旋转轴心为中心的半径方向上、配置成与所述受光阵列之间隔开规定的距离。
13.根据权利要求6至11中任一项所述的编码器，其特征在于， 所述多个第一受光元件配置成在以所述旋转轴心为中心的半径方向上、与所述受光阵列接触。
14.根据权利要求1至5中任一项所述的编码器，其特征在于， 所述编码器还具有: 狭缝磁道，所述狭缝磁道设置在所述圆盘上并具有多个第二狭缝，该多个第二狭缝沿着围绕所述旋转中心的圆周方向以具有增量图案的方式排列，以及 受光阵列，所述受光阵列具有以在所述多个第一受光元件上露出该第一受光元件的一部分的方式重叠地进行配置、且沿着围绕所述旋转轴心的圆周方向而排列的多个第二受光元件，所述受光阵列构成为接收被所述狭缝磁道反射或者透射的光， 所述第一狭缝是在所述狭缝磁道中的围绕所述旋转中心的圆周方向的一部分相邻地配置的多个第二狭缝， 所述光源构成为向至少包含所述狭缝磁道的区域射出光。
15.一种带编码器的电机，其特征在于，具备: 电机，所述电机的转子相对于定子进行旋转；以及 对所述转子的位置及速度的至少一者进行检测的、权利要求1?14中任一项所述的编码器。
16.一种伺服系统，其特征在于，具备: 电机，所述电机的转子相对于定子进行旋转； 对所述转子的位置及速度的至少一者进行检测的、权利要求1?14中任一项所述的编码器；以及控制装置，其构成为基于所述编码器的检测结果来控制所述电机。
【专利摘要】本发明提供一种能够利用简单的结构实现小型化的编码器、带编码器的电机及伺服系统。具备：圆盘(110)，其固定于轴(SH)；第一狭缝(Sa)，其配置在圆盘(110)上的围绕该圆盘(110)的旋转中心(O)的圆周方向(C)的一部分，第一狭缝(Sa)构成为对光进行反射；光源(121)，其实质上配置在轴(SH)的旋转轴心(AX)上，光源(121)构成为向至少包含根据圆盘(110)的旋转的第一狭缝(Sa)的旋转轨迹的区域射出光；以及多个第一受光元件(Pa)，其沿着围绕旋转轴心(AX)的圆周方向(C)而排列，多个第一受光元件(Pa)构成为接收被第一狭缝(Sa)反射的光。
【IPC分类】G01D5-347
【公开号】CN104718434
【申请号】CN201380053285
【发明人】吉田康, 高田裕司
【申请人】株式会社安川电机
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年3月11日
【公告号】WO2014141370A1