CN103033204A - 光学式编码装置 - Google Patents

Abstract

本发明的光学式编码装置具有狭缝图案，该狭缝图案配置为，使光透过的狭缝板在其狭缝宽度方向上以狭缝间距反复，并且具有：两个狭缝板，其在狭缝宽度方向上彼此发生相对位移；受光部，其检测透过发生相对位移的各个狭缝板的光的光量，并输出基于检测出的光量的信号。并且，在两个狭缝板当中，一个狭缝板的狭缝宽度为狭缝间距的一半，另一个狭缝板的狭缝宽度为狭缝间距的1/3。

Description

光学式编码装置

技术领域

本发明涉及光学式编码装置，特别涉及改良为能够去除从受光单元得到的信号的高次谐波成分的光学式编码装置。

背景技术

图9是表示光学式编码装置的基本的结构例的立体结构图。该光学式编码装置60，在第一狭缝（slit）板61的后方配置有第二狭缝板62。第一狭缝板61相对于第二狭缝板62在图示箭头所示的移动方向上相对移动。另外，光电转换元件63配置于第二狭缝板62的后方。在狭缝板61和狭缝板62上，设置有使光透过的狭缝的部分（以下称为透过部）和不透过光的部分（以下称为非透过部）以规定的宽度（以下称为狭缝间距）反复的狭缝图案。

在这样的结构中，一旦平行光束L照射到狭缝板61，透过狭缝板61和狭缝板62的光就会入射到光电转换元件63。然后，光电转换元件63将入射光根据其光强度转换为电信号输出。该电信号能够通过因狭缝板61与狭缝板62的相对位移，而使透过狭缝板61和狭缝板62的光量发生改变而得到。作为该电信号的位移信号I6(x)，其周期对应于狭缝间距。该位移信号I6(x)本应该是根据狭缝板61和狭缝板62的重叠情况，与从发光一侧观察的外观上的透过部的变化成比例的三角波信号。但是，实际上由于光的衍射等，位移信号I6(x)因三角波变迟缓而成为类似正弦波。并且，利用该类似正弦波的位移信号I6(x)可以进行位置检测。

另外，将用上述的光学式编码装置60得到的原来的位移信号f(x)，用傅里叶级数表示为下述的式（1）。

$f\left(x\right)=a+\frac{8a}{{\mathrm{\π}}^2}(\frac{\cos x}{1^2}+\frac{\cos 3x}{3^2}+\frac{\cos 5x}{5^2})\·\·\·\left(1\right)$

另一方面，如果狭缝板61和狭缝板62的间隙发生变化，则由上述高次谐波成分的影响，实际的位移信号I6(x)会发生较大的变形。该位移信号I6(x)的变形，以下述变形率来表示。

该位移信号I6(x)的变形，主要是由如3次谐波、5次谐波、7次谐波之类的低次数的高次谐波成分引起的。从而，利用这种位移信号I6(x)求得的位置检测值会伴随着大的误差。

于是，现有技术中，为了去除变形成分提出了一种光学式编码装置，该光学式编码装置在狭缝的长度方向上分割狭缝图案，并通过将分割后的狭缝图案的配置为具有规定相位差，从而去除n次的变形成分（例如参照专利文献1）。图10A是表示这种现有的光学式编码装置70的结构例的立体结构图。该光学式编码装置70具有如图10A所示的第二狭缝板72。图10B是放大表示该狭缝板72的狭缝图案的图。在狭缝板72中，在非透过部72b形成有作为狭缝的透过部72a。如图10B所示，设置于第二狭缝板72的狭缝图案72C、72D、72E、72F的透过图案为一组，并以第一狭缝板61的间距（pitch）P反复配置。在此，相对于图案72C，图案72D、72E、72F各自以狭缝板61的间距P的1/12、1/6、1/4的相位差（图10B中表示为P/12、P/6、P/4）进行配置。

现有的光学式编码装置70通过这样的结构，有效地去除由作为受光单元的光电转换元件63检测出的信号的高次谐波成分。

然而，如图10B所示，图案72C到72F存在相位的偏离，所以从图案72C的狭缝端到72F的狭缝端的狭缝宽度为3P/4（=P/2+P/4）。另一方面，狭缝板61的透过部与非透过部的比例为1:1。即，图案72C到72F的狭缝端之间的宽度比狭缝板61的透过部的宽度即P/2大。

于是，如图11A所示，当光学式编码装置70的位移信号I7(x)呈现最大值时，透过狭缝板61的光无法全都透过狭缝板72，与光学式编码装置60相比，位移信号的最大值会降低。该降低量是光学式编码装置60的原来的位移信号f(x)最大值的25%。另外，如图11B所示，当位移信号I7(x)呈现最小值时也同样，透过与狭缝板61的非透过部相邻的透过部的光会透过狭缝板72，与光学式编码装置60相比，位移信号的最小值会增加。该增加量是光学式编码装置60原来的位移信号f(x)的最小值的25%。从而，如图11C所示，与采用光学式编码装置60的结构的情况相比，光学式编码装置70的结构中，会存在所谓在光电转换元件63输出的位移信号I7(x)的振幅比位移信号f(x)降低50%的问题。

另外，通常检测出的位移信号会受到噪声的影响，从而噪声就会重叠在位移信号波形上。为了解决这种问题，现有技术中，也提出了设法去除重叠的噪声成分的光学式编码装置。

图12A是表示这种现有的光学式编码装置90的结构例的立体结构图。光学式编码装置90中，如图12A所示，作为第二狭缝板，以相互之间具有180度相位差的方式配置有狭缝板92a和狭缝板92b，并在狭缝板92a的后方，配置有光电转换元件93a，在狭缝板92b的后方，配置有光电转换元件93b。另外，对于光电转换元件93a输出的电信号I9a(x)和光电转换元件93b输出的电信号I9b(x)，光学式编码装置90由如图12B所示的差动放大电路将两个信号合成，生成位移信号I9(x)，从而降低噪声的影响。

然而，在光学式编码装置90的结构中，如果平行光束L的光强度的分布不均匀，则电信号I9a(x)和电信号I9b(x)的振幅会产生振幅差，则如图12C所示，位移信号I9(x)的振幅中心会偏离基准电压。因此，如光学式编码装置90的结构中，由于需要通过调整光强度的分布来调整振幅值的中心并且需要两个第二狭缝板、光电转换元件等，于是存在工作量、部件件数以及成本增加的问题。

本发明是鉴于上述的问题提出的，其目的在于，提供一种光学式编码装置，该光学式编码装置能够有效地去除位移信号的高次谐波成分，并且能够减少位移信号的最大值的降低和最小值的增加，能够减少位移信号的振幅降低。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-218603号公报

发明内容

用于解决课题的方法

本发明的光学式编码装置产生并输出基于彼此发生相对位移的两个狭缝板的位移状态的位移信号。本光学式编码装置具有：狭缝图案，其配置为使光透过的狭缝在其狭缝宽度方向上以狭缝间距反复，并且具有：两个狭缝板，其在狭缝宽度方向上，彼此发生相对位移；和受光部，其检测透过发生相对位移的各个狭缝板的光的光量，并输出基于检测出的光量的信号。并且，结构为，在两个狭缝板当中，一个狭缝板的狭缝宽度为狭缝间距的一半，另一个狭缝板的狭缝宽度为狭缝间距的1/3。

根据该结构，能够得到不包含3次谐波成分的位移信号，能够有效地去除位移信号的高次谐波成分。

另外，本发明的光学式编码装置结构为：另一个狭缝板的狭缝图案由以将狭缝长度分为两部分的方式划分的两个图案构成，其中一个图案相对于另一个图案在狭缝宽度方向上偏离了狭缝间距的1/12。

另外，本发明的光学式编码装置结构也可以是：另一个狭缝板的狭缝图案由在狭缝宽度方向上交替反复配置的两个图案构成，其中一个图案相对于另一个图案在狭缝宽度方向上偏离了狭缝间距的1/12。

根据这样的结构，能够进一步有效地去除位移信号的高次谐波成分，也能够减少位移信号的振幅降低。

附图说明

图1A是表示构成本发明的实施方式1的光学式编码装置的结构的立体结构图。

图1B是表示构成本发明的实施方式1的光学式编码装置的第一狭缝板上形成的狭缝图案的放大图。

图1C是表示构成本发明的实施方式1的光学式编码装置的第二狭缝板上形成的狭缝图案的放大图。

图2A是表示构成本发明的实施方式1的光学式编码装置的位移信号IA(x)的波形的图。

图2B是表示构成本发明的实施方式1的光学式编码装置的位移信号IA(x)的波形的图。

图3是表示将构成本发明的实施方式1的光学式编码装置的第一狭缝板的狭缝、第一狭缝板的狭缝和位移信号IA(x)的关系进行模型化的例子的结构图。

图4A是表示构成本发明的实施方式2的光学式编码装置的结构的立体结构图。

图4B是表示构成本发明的实施方式2的光学式编码装置的第二狭缝板上形成的狭缝图案的放大图。

图5A是表示构成本发明的实施方式2的光学式编码装置的位移信号IA(x)、位移信号IB(x)以及将两个位移信号合成的位移信号F(x)的波形的图。

图5B是表示构成本发明的实施方式2的光学式编码装置的位移信号F(x)和基于现有的基本结构的位移信号f(x)的振幅的比较的图。

图6是表示构成本发明的实施方式2的光学式编码装置的第二狭缝板上形成的狭缝图案的其他结构例的放大图。

图7A是表示构成本发明的实施方式2的光学式编码装置的第二狭缝板上形成的狭缝图案的另外的其他结构例的放大图。

图7B是表示构成本发明的实施方式2的其他结构例的光学式编码装置的一个图案和另一个图案的比较的图。

图8A是表示构成本发明的实施方式3的光学式编码装置的结构的立体结构图。

图8B是表示构成本发明的实施方式3的光学式编码装置的第二狭缝板上形成的狭缝图案的放大图。

图8C是表示构成本发明的实施方式3的光学式编码装置的第二狭缝板上形成的狭缝图案的其他结构例的放大图。

图8D是表示构成本发明的实施方式3的其他结构例的光学式编码装置的一个图案和另一个图案的比较的图。

图9是表示现有的光学式编码装置的基本的结构例的立体结构图。

图10A是表示现有的光学式编码装置的结构例的立体结构图。

图10B是表示现有的光学式编码装置的第二狭缝板上形成的狭缝图案的放大图。

图11A是表示将现有的光学式编码装置的第一狭缝板的透过部和第二狭缝板的透过部重叠的状态的放大图。

图11B是表示将现有的光学式编码装置的第一狭缝板的非透过部和第二狭缝板的透过部重叠的状态的放大图。

图11C是表示现有的光学式编码装置的位移信号I7(x)和基于现有的基本结构的位移信号f(x)的振幅的比较的图。

图12A是表示现有的光学式编码装置的其他结构例的立体结构图。

图12B是表示现有的光学式编码装置的差动放大电路的结构例的电路图。

图12C是表示现有的光学式编码装置的位移信号I9(x)的波形的图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。

（实施方式1）

图1A是表示构成本发明的实施方式1的光学式编码装置10的结构的立体结构图。本光学式编码装置10将旋转或直线变化的机械位移量转换为电信号，并将该电信号作为位移信号输出。例如，当光学式编码装置10利用于电机时，利用该位移信号检测电机的位置或速度等。图1A中，表示了将光学式编码装置10利用于电机时的例子，图1A中所示的半径方向是从转子的外周向旋转轴中心的方向，移动方向表示转子的旋转方向。

如图1A所示，光学式编码装置10具有：第一狭缝板11；配置于第一狭缝板11的后方的第二狭缝板12；和配置于第二狭缝板12的后方的受光部13。

第一狭缝板11和第二狭缝板12分别为了使光透过，形成有多个作为具有规定宽度并以带状延伸的开口的狭缝。图1A中表示了在第一狭缝板11形成多个狭缝11a，在第二狭缝板12形成多个狭缝12a的一个例子。这种第一狭缝板11和第二狭缝板12以狭缝相互并行的方式面对面，并且在狭缝宽度的方向上彼此发生相对位移。在本实施方式中表示了，第二狭缝板12固定，并且第一狭缝板11在箭头所示的移动方向、即狭缝宽度方向上移动，从而第一狭缝板11和第二狭缝板12相对发生位移的例子。另外，当将光学式编码装置10例如利用于电机时，将第一狭缝板11安装于转子，从而随着转子的旋转第一狭缝板11发生移动。

另外，在第一狭缝板11的更加前方一侧，配置有光源（无图示），作为来自光源的光的平行光束L照射到第一狭缝板11。于是，根据第一狭缝板11与第二狭缝板12的相对位移状态，两个狭缝板的重叠情况改变，透过狭缝11a和狭缝12a各自的光量也改变。这样，基于狭缝板之间的相对位移状态的透过光照射到由光电转换元件等构成的受光部13。受光部13具有将透射而来的光进行光电转换的功能，其检测出这种透过光的光量，将基于检测出的光量的电信号作为位移信号IA(x)输出。即，位移信号IA(x)是基于第一狭缝板11与第二狭缝板12的相对位移状态的信号。另外，在本实施方式中，举例说明的是光源一侧的第一狭缝板11移动，受光部13一侧的第二狭缝板12固定的例子，但是也可以是光源一侧的狭缝板固定，受光部13一侧的狭缝板移动的结构。总之，只要配置有两个狭缝板，一个狭缝板固定，另一个狭缝板移动，从而在狭缝宽度方向上彼此发生相对位移即可。

接着说明第一狭缝板11和第二狭缝板12的详细结构。

图1B是表示形成于第一狭缝板11的狭缝图案的放大图。

第一狭缝板11，如图1B所示，具有由使光透过的狭缝11a和进行遮光而不使光透过的遮光部11b构成的狭缝图案。狭缝11a配置为在狭缝宽度方向上以狭缝间距P反复。另外，狭缝11a的宽度和遮光部11b的宽度相加的宽度为狭缝间距P。在本实施方式中，令狭缝11a的宽度为狭缝间距P的一半，即P/2。换句话说，使狭缝11a的宽度和遮光部11b的宽度相等。

图1C是表示形成于第二狭缝板12的狭缝图案的放大图。

第二狭缝板12，如图1C所示，具有由使光透过的狭缝12a和进行遮光而不使光透过的遮光部12b构成的狭缝图案。狭缝12a配置为在狭缝宽度方向上以狭缝间距P反复。即，第一狭缝板11和第二狭缝板12的狭缝间距均相等地为狭缝间距P。另外，狭缝12a的宽度和遮光部12b的宽度相加的宽度为狭缝间距P。在本实施方式中，狭缝12a的宽度为狭缝间距P的三分之一（1/3），即P/3。换句话说，狭缝12a的宽度和遮光部12b的宽度的比例设为1:2。

然而，着眼于作为主成分的基波成分、3次谐波成分、5次谐波成分、7次谐波成分，则由如图9所示的基本结构的光学式编码装置得到的原来的位移信号f(x)可以表示为式（2）。

$f\left(x\right)=a+\frac{8a}{{\mathrm{\π}}^2}(\frac{\cos x}{1^2}+\frac{\cos 3x}{3^2}+\frac{\cos 5x}{5^2}+\frac{\cos 7x}{7^2})\·\·\·\left(2\right)$

在此，例如若要去除包含在位移信号的3次谐波成分，则产生使3次谐波成分为零的位移信号即可。作为这样的一种方法，例如在式（2）所示的电信号f(x)的情况，产生消除电信号f(x)的3次谐波成分的电信号f’(x)，并合成电信号f(x)和电信号f’(x)，由此能够去除包含在电信号的3次谐波成分。式（3）是表示相对于电信号f(x)的、这种电信号f’(x)的一个例子的式子。该电信号f’(x)相对于电信号f(x)相位偏离π/3。

$f^{\′}\left(x\right)=a+\frac{8a}{{\mathrm{\π}}^2}(\frac{\cos (x-\mathrm{\π}/3)}{1^2}+\frac{\cos 3(x-\mathrm{\π}/3)}{3^2}+\frac{\cos 5(x-\mathrm{\π}/3)}{5^2}+\frac{\cos 7(x-\mathrm{\π}/3)}{7^2})$

$=a+\frac{8a}{{\mathrm{\π}}^2}(\frac{(1/2)\cos x-(\sqrt{3}/2)\sin x}{1^2}-\frac{\cos 3x}{3^2}+\frac{(1/2)\cos 5x+(\sqrt{3}/2)\sin 5x}{5^2}+\frac{(1/2)\cos 7x-(\sqrt{3}/2)\sin 7x}{7^2})\·\·\·\left(3\right)$

另外，式（4）是表示合成电信号f(x)和电信号f’(x)的结果的式子。如式（4）所示，合成得到的位移信号IA(x)是不包含对应于3次谐波成分的“cos3x”或“sin3x”的项、不包含3次谐波成分的信号。

$\mathrm{IA}\left(x\right)=f\left(x\right)+f^{\′}\left(x\right)$

$=2a+\frac{8a}{{\mathrm{\π}}^2}(\frac{(3/2)\cos x-(\sqrt{3}/2)\sin x}{1^2}+\frac{(3/2)\cos 5x+(\sqrt{3}/2)\sin 5x}{5^2}+\frac{(3/2)\cos 7x-(\sqrt{3}/2)\sin 7x}{7^2})\·\·\·\left(4\right)$

图2A是表示这种电信号f(x)、电信号f’(x)以及位移信号IA(x)的波形的图。合成电信号f(x)和电信号f’(x)的位移信号IA(x)是如图2A所示的梯形波。梯形波的峰的上表面，透过率为100%，梯形波的谷的下表面，透过率为0%，梯形波的上表面和下表面各自为π/3的相位。

图2B是表示位移信号IA(x)的波形的图，根据上述的原因，这种梯形波波形是不包含3次谐波成分的波形。

在本实施方式中，为了产生如图2B所示的位移信号IA(x)，第二狭缝板12的狭缝12a的宽度设为狭缝间距P的1/3。另外，与图9中说明的现有的基本结构的光学式编码装置相匹配，就狭缝间距P而言，使第一狭缝板11和第二狭缝板12相等；就狭缝11a的宽度而言，设为狭缝间距P的一半。另外，第一狭缝板11和第二狭缝板12只要彼此发生相对位移即可，所以基本上也可以调换第一狭缝板11和第二狭缝板12的配置。即，可以令光源一侧的狭缝板的狭缝宽度为P/3，令受光部13一侧的狭缝板的狭缝宽度为P/2。

接着，从如图2B所示的位移信号IA(x)，说明本实施方式中的狭缝的宽度的导出方法。首先，位移信号IA(x)由第一狭缝板11的狭缝11a和第二狭缝板12的狭缝12a的相互作用而产生。即，能够模型化为：将由狭缝11a和遮光部11b产生的光的变化波形作为输入相加，并传递基于狭缝12a的特性的系列，从而使位移信号IA(x)作为输出显现。另外，输入输出之间的关系可以用傅里叶变换，拉普拉斯变换或Z变换，模型化为简单的关系。图3是表示将狭缝11a、狭缝12a和位移信号IA(x)的关系进行模型化的例子的结构图。在此，为了使得在直观上容易理解，表示了基于Z变换的传递系列。图3中，基于狭缝11a和遮光部11b的输入设为X(z)；基于狭缝12a的传递函数设为G(z)；基于位移信号IA(x)的输出设为Y(z)。另外，在此，对于狭缝间距P，基本单位设为P/12。在此，有Y(z)=X(z)G(z)，对应于狭缝12a的G(z)可以由G(z)=Y(z)/X(z)求出。从这样求得的G(z)，如图3所示，狭缝12a的宽度为作为基本单位的P/12的4倍，即P/3。换句话说，通过令狭缝11a的宽度为P/2，狭缝12a的宽度为P/3，能够得到如图2B所示的位移信号IA(x)。并且，位移信号IA(x)是不包含3次谐波成分的信号，所以能够有效地去除位移信号的高次谐波成分。

如以上说明，本实施方式的光学式编码装置10的结构为：在第一狭缝板11和第二狭缝板12中，令一个狭缝板11的狭缝宽度为狭缝间距P的一半，另一个狭缝板12的狭缝宽度为狭缝间距P的1/3。另外，使第一狭缝板11和第二狭缝板12的狭缝间距P互相相等。由此，能够得到不包含3次谐波成分的位移信号IA(x)，能够有效地去除位移信号的高次谐波成分。

（实施方式2）

图4A是表示构成本发明的实施方式2的光学式编码装置20的结构的立体结构图。与图1A中所示的实施方式1的光学式编码装置10相比较，光学式编码装置20中，第2狭缝板22和实施方式1的第二狭缝板12不同。其他的结构要素则与实施方式1相同，从而省略详细的说明。

图4B是表示第二狭缝板22上形成的狭缝图案的放大图。

第二狭缝板22，如图4B所示，具有由使光透过的狭缝22a和进行遮光而不使光透过的遮光部22b构成的狭缝图案。另外，第二狭缝板22的狭缝图案由以将狭缝长度分为上下两部分的方式划分的两个图案构成。即，在第二狭缝板22上，以狭缝的长度方向的中央为界配置有两个图案。图4B中，表示配置有相互之间具有相等面积的一个图案221和另一个图案222的一个例子。图案221和图案222中，狭缝间距各自为P、狭缝22a的宽度各自为P/3。并且，如图4B所示，使图案221的位置和图案222的位置在狭缝宽度方向上偏离P/12。

在这种结构中，仅由图案221得到的电信号IA(x)可以表示为上述的式（4）。与之相对地，透过图案222而来的光的变化为图案222相对于图案221偏离P/12，即偏离2π/12的相位的下式（5）所示的电信号IB(x)。

$\mathrm{IB}\left(x\right)=2a+\frac{8a}{{\mathrm{\π}}^2}\left(\begin{array}{c}\frac{(3/2\cos (x-2\mathrm{\π}/12)-(\sqrt{3}/2)\sin (x-2\mathrm{\π}/12))}{1^2}\\ +\frac{(3/2)\cos 5(x-2\mathrm{\π}/12)+(\sqrt{3}/2)\sin 5(x-2\mathrm{\π}/12)}{5^2}\\ +\frac{(3/2)\cos 7(x-2\mathrm{\π}/12)-(\sqrt{3}/2)\sin 7(x-2\mathrm{\π}/12)}{7^2}\end{array}\right)\·\·\·\left(5\right)$

从而，如果使图案221和图案222面积相同从而透过相同光量，从而使透过图案221和图案222而来的光发生光电转换，则相当于将各自的光相加（叠加），这样就能算出下式（6）所示的位移信号F(x)。

$F\left(x\right)=4a+\frac{8a}{{\mathrm{\π}}^2}(\sqrt{6+3\sqrt{3}}\sin (x+3\mathrm{\π}/4)+\frac{1}{5^2}\sqrt{6-3\sqrt{3}}\sin (5x+3\mathrm{\π}/4)+\frac{1}{7^2}\sqrt{6-3\sqrt{3}}\sin (7x+\mathrm{\π}/4))\·\·\·\left(6\right)$

图5A是表示电信号IA(x)、电信号IB(x)以及合成两个电信号的位移信号F(x)的波形的图。显然从图可知，图5A所示的位移信号F(x)是近似于正弦波的波形。

即，在第二狭缝板22中，如果使图案221和图案222面积相同从而透过相同光量，从而使透过图案221和图案222而来的光发生光电转换，则相当于将各自的光相加（叠加），则和实施方式1中的位移信号IA(x)一样，如式（6）所示，3次谐波会抵消。另外，由位移信号F(x)的波形近似于正弦波可以知道，除3次之外的高次谐波也受到抑制。计算得到本实施方式中的到7次谐波的位移信号F(x)的变形率为1.2%，这是与图10A中所示的现有的结构中的到7次谐波成分的变形率是同等的结果，从而能够改善变形率。

另外，就振幅而言，与由图9中所示的现有的基本结构得到的原来的位移信号f(x)相比较，如图5B所示，是位移信号f(x)的振幅V的0.67倍。即，如果与图11C相比较，就能知道，与由图10A中所示的现有的结构得到的位移信号I7(x)的振幅相比，位移信号F(x)的振幅较大。在此，在本实施方式中，如图4B所示，从图案221的狭缝22a的端部到图案222的狭缝22a端部的狭缝宽度为5P/12，比第一狭缝板11的狭缝11a的宽度P/2小。因此，透过第一狭缝板11的狭缝11a的光全都能够透过第二狭缝板12的狭缝12a，虽然有约33%的最大值的降低，但是不会由于如图11B中说明的原因而增加位移信号的最小值。即，能够将位移信号的振幅降低抑制在33%。这样，根据本市实施方式，能够抑制位移信号的振幅降低，由此能够得到精度高的位移信号。

另外，图4A中所示的结构例中是在狭缝长度方向上分割第二狭缝板22的狭缝图案的结构，但是不连接狭缝长度方向上的各个狭缝而设置为个别的狭缝图案，也能够得到同样的效果。图6是在第二狭缝板22中将图案221和图案222作为个别的狭缝图案配置的一个例子。

另外，作为本实施方式的其他的变形例，如图7A所示，在狭缝的宽度方向分割第二狭缝板的狭缝图案也能够得到同样的效果。即，图7A中所示的第二狭缝板24的狭缝图案首先具有狭缝宽度为P/3的狭缝24a和遮光部24b。进一步，该狭缝图案由狭缝24a的宽度方向上交替反复配置的图案24A和图案24B两个图案构成。并且，相对于图案24A，图案24B的相位在狭缝24a的宽度方向上偏离P/12。图7B是表示图案24A和图案24B的比较的图。如图7A和图7B所示，如果以图中左部为基准，图案24A中狭缝24a从左端开始，图案24B中狭缝24a从左端向右偏离P/12的位置开始。

（实施方式3）

图8A是表示构成本发明的实施方式3的光学式编码装置40的结构的立体结构图。在本实施方式中，为了降低噪声的影响，采用了将实施方式2中的光学式编码装置20的原理应用于进一步以具有180度相位差的两个位移信号产生差动放大信号的方法的结构。在本实施方式中，为了采用这种结构，首先，在受光部43中，光电转换元件433和光电转换元件434两个光电转换元件配置为梳子形。而且，第二狭缝板42和实施方式1的第二狭缝板12或实施方式2的第二狭缝板22、第二狭缝板24不同。另外，第一狭缝板11与实施方式1和实施方式2相同。

第二狭缝板42，如图8B所示，具有由使光透过的狭缝42a和进行遮光从而不使光透过的遮光部42b构成的狭缝图案。而且，该狭缝图案由以将狭缝长度分为上下两部分的方式划分的两个图案构成。即，在第二狭缝板42上以狭缝的长度方向的中央为界配置有两个狭缝图案。图8B中，表示了配置有相互之间相等面积的一个图案421和另一个图案422的一个例子。如图8B所示，图案421和图案422中，狭缝间距各自为P、狭缝42a的宽度各自为P/3。在此，狭缝间距P是第一狭缝板11的狭缝间距。并且，如图8B所示，使图案421的位置和图案422的位置在狭缝宽度方向上偏离P/12。

另外，第二狭缝板42的狭缝图案，在狭缝宽度的方向上，狭缝间距P划分为一个狭缝部42L和另一个狭缝部42R。另外，狭缝部42L和狭缝部42R各自包含一个狭缝42a。如图8B所示，以交替反复的方式，相邻地配置有这种狭缝部42L和狭缝部42R。另外，狭缝部42L和狭缝部42R各自的长度为狭缝间距P的一半，即P/2，是相同的图案。即，第二狭缝板42的狭缝42a以第一狭缝板11的狭缝间距P的一半的周期进行配置。

另一方面，受光部43的光电转换元件433和光电转换元件434交替在狭缝宽度方向上配置有梳子形部分。并且，光电转换元件433和光电转换元件434的梳子形部分的配置的间距，与狭缝部42L和狭缝部42R的配置相匹配，为P/2。即，通过将具有P/2的宽度并分为两类的光电转换元件433和光电转换元件434交替反复配置而构成受光部43。并且，将第二狭缝板42和受光部43配置为，狭缝部42L与光电转换元件433相对应，狭缝部42R与光电转换元件434相对应。

根据这样的结构，首先，相对于第一狭缝板11的狭缝11a，狭缝部42L和狭缝部42R以180度的相位差进行配置。并且，从光电转换元件433输出的电信号F3(x)和从光电转换元件434输出的电信号F4(x)是具有180度的相位差的信号。电信号F3(x)和电信号F4(x)供给到如图12B所示的差动放大电路的差动放大器45，通过差动放大合成两个信号，并且输出由这种合成产生的位移信号F34(x)。

以上，光学式编码装置40与实施方式1一样，是令第二狭缝板42的狭缝宽度为狭缝间距P的1/3的结构，所以能够得到不包含3次谐波成分的位移信号。另外，与实施方式2一样，在第二狭缝板42中，使图案421和相位偏离P/12的狭缝422面积相同，所以能够抑制除3次之外的高次谐波，并且得到充分的振幅的位移信号。进一步，通过采用得到彼此的相位差为180度的两个电信号F3(x)、F4(x)的结构，即使平行光束的光强度分布不均匀也能够缓解光强度的差异，并且使两个电信号F3(x)、F4(x)的振幅值为相同值，从而能够抑制差动放大后的位移信号F34(x)从基准电压的偏离。

另外，上面举例说明了具有图案421和图案422的第二狭缝板42的例子，但是作为本实施方式的其他的变形例，如图8C所示，将第二狭缝板的狭缝图案在狭缝的宽度方向上分割为两个图案也能够得到同样的效果。即，图8C所示的第二狭缝板44的狭缝图案，首先，具有狭缝宽度为P/3的狭缝44a和遮光部44b。而且，该狭缝图案由狭缝44a的宽度方向上交替反复配置的图案44A和图案44B两个图案构成。并且，相对于图案44A，图案44B的相位在狭缝44a的宽度方向上偏离P/12。图8D是表示图案44A和图案44B的比较的图。如图8C和图8D所示，以图中左部为基准，图案44A中狭缝44a从左端开始，图案44B中狭缝44a从左端向右偏离P/12的位置开始。而且，各自的图案44A、44B由按照在狭缝宽度方向上以第一狭缝板11的狭缝间距P的一半的宽度将图案44A、44B分为两部分的方式划分的两个图案部构成。即，在图案44A中，将狭缝间距P划分为一个狭缝部44AL和另一个狭缝部44AR；在图案44B中，将狭缝间距P划分为一个狭缝部44BL和另一个狭缝部44BR。另外，各狭缝部各自包含一个狭缝44a。这种狭缝部44AL、44AR、44BL、44BR以此顺序反复的方式相邻地进行配设。

另外，在上述的实施例中，说明的是旋转型的光学式编码装置，但是对于直线（linear）型光学式编码装置也会呈现出同样的效果。

Claims (6)

1.一种光学式编码装置，其生成基于彼此发生相对位移的两个狭缝板的位移状态的位移信号并输出，该光学式编码装置的特征在于，包括：

两个狭缝板，其具有配置成将使光透过的狭缝在其狭缝宽度方向上以狭缝间距反复的狭缝图案，并且在所述狭缝宽度方向上彼此发生相对位移；和

受光部，其检测透过所述发生相对位移的各个狭缝板的光的光量，输出基于检测出的所述光量的信号，其中

所述两个狭缝板中，一个狭缝板的狭缝宽度为所述狭缝间距的一半，另一个狭缝板的狭缝宽度为所述狭缝间距的1/3。

2.如权利要求1所述的光学式编码装置，其特征在于：

所述两个狭缝板的所述狭缝间距互相相等。

3.如权利要求1所述的光学式编码装置，其特征在于：

所述另一个狭缝板的狭缝图案由以将狭缝长度分为两部分的方式划分的两个图案构成，

一个图案相对于另一个图案在狭缝宽度方向上偏离所述狭缝间距的1/12。

4.如权利要求1所述的光学式编码装置，其特征在于：

所述另一个狭缝板的狭缝图案由在狭缝宽度方向上交替反复配置的两个图案构成，

一个图案相对于另一个图案在狭缝宽度方向上偏离所述狭缝间距的1/12。

5.如权利要求1所述的光学式编码装置，其特征在于：

所述受光部通过将具有所述狭缝间距的一半的宽度并分为两类的光电转换元件交替反复配置而构成，

所述另一个狭缝板的狭缝以所述一个狭缝板的所述狭缝间距的一半的周期进行配置，

所述另一个狭缝板的狭缝图案由以将狭缝长度分为两部分的方式划分的两个图案构成，

一个图案相对于另一个图案在狭缝宽度方向上偏离所述狭缝间距的1/12，

将从所述分为两个种类的光电转换元件分别输出的信号进行差动放大，将所述差动放大后的信号作为所述位移信号输出。

6.如权利要求1所述的光学式编码装置，其特征在于：

所述受光部通过将具有所述狭缝间距的一半的宽度并分为两个种类的光电转换元件交替反复配置而构成，

所述另一个狭缝板的狭缝图案由在狭缝宽度方向上交替反复配置的两个图案构成，

所述各个图案，进一步由按照在狭缝宽度方向上以所述一个狭缝板的所述狭缝间距的一半的宽度将所述图案分为两部分的方式划分的两个图案部构成，

一个图案相对于另一个图案在狭缝宽度方向上偏离所述狭缝间距的1/12，

将从所述分为两个种类的光电转换元件分别输出的信号进行差动放大，将所述差动放大后的信号作为所述位移信号输出。

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