CN104613994A - 编码器、具有编码器的电机、和伺服系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及编码器、具有编码器的电机、和伺服系统。一种编码器(100)，包括：分别包括沿着测量方向设置的多个反射狭缝的多个狭缝轨道(SA，SI1，SI2)；被构成为向多个狭缝轨道(SA，SI1，SI2)射出扩散光的光源(121)；被构成为接收被具有增量图案的狭缝轨道(SI2)反射的光的受光阵列(PI2)；被构成为接收被具有比其他增量图案的间距更长的间距的增量图案的狭缝轨道(SI1)反射的光、并且被配置在配置有光源(121)而不是配置有受光阵列(PI2)的方向侧的位置处的受光阵列(PI2)；以及被构成为接收被具有绝对图案的狭缝轨道(SA)反射的光、并且被配置在配置有所述光源(121)而不是配置有受光阵列(PI2)的方向侧的位置处的受光阵列(PA)。

Description

编码器、具有编码器的电机、和伺服系统

技术领域

本发明涉及编码器、具有编码器的电机、和伺服系统。

背景技术

在日本特开第2012-103032号公报中公开了一种反射型编码器。该编码器包括将光源夹在其之间地沿转盘的圆周方向分割设置的增量受光元件组、以及相对于光源设置在转盘的径向上的外侧和内侧的至少一者上的绝对受光元件组。

发明内容

本发明要解决的问题

近年来，伴随着伺服系统性能的提高，对反射型编码器的分辨率要求越来越高。

因此，本发明的目的是提供能够实现高分辨率的编码器、具有编码器的电机、以及伺服系统。

用于解决问题的手段

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种编码器，包括：分别包括沿着测量方向设置的多个反射狭缝的多个狭缝轨道；被构成为向所述多个狭缝轨道射出扩散光的点光源；被构成为接收被具有增量图案的所述狭缝轨道反射的光的第一受光阵列；第二受光阵列，所述第二受光阵列被构成为接收被具有比其他增量图案的间距更长的间距的增量图案的所述狭缝轨道反射的光，并且被配置在配置有所述点光源、而不是配置有所述第一受光阵列的方向侧的位置处；以及第三受光阵列，所述第三受光阵列被构成为接收被具有绝对图案的所述狭缝轨道反射的光，并且被配置在配置有所述点光源、而不是配置有所述第一受光阵列的方向侧的位置处。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供一种具有编码器的电机，包括：可动部件相对于定子移动的线性电机、或者转子相对于定子旋转的旋转型电机；以及被构成为检测所述可动部件或所述转子的位置和速度中的至少一者的上述编码器。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供一种伺服系统，包括：可动部件相对于定子移动的线性电机、或者转子相对于定子旋转的旋转型电机；被构成为检测所述可动部件或所述转子的位置和速度中的至少一者的上述编码器；以及控制器，所述控制器被构成为根据所述编码器的检测结果控制所述线性电机或所述旋转型电机。

发明效果

根据本发明的编码器等，能够实现高的分辨率。

附图说明

图1是用于说明实施方式所涉及的伺服系统的说明图。

图2是用于说明实施方式所涉及的编码器的说明图。

图3是用于说明实施方式所涉及的圆盘的说明图。

图4是用于说明实施方式所涉及的狭缝轨道的说明图。

图5是用于说明实施方式所涉及的光学模块和受光阵列的说明图。

图6是用于说明实施方式所涉及的位置数据生成部的说明图。

图7是用于说明由实施方式所涉及的圆盘表面的凹凸引起的不规则反射的说明图。

图8是用于说明由凸部引起的不规则反射成分的指向性的说明图。

图9是用于说明从X轴正方向观察到的不规则反射成分的强度分布的说明图。

图10是用于说明从Z轴正方向观察到的不规则反射成分的强度分布的说明图。

图11是用于说明变型例1所涉及的光学模块和受光阵列的说明图。

图12是用于说明变型例2所涉及的光学模块和受光阵列的说明图。

图13是用于说明变型例3所涉及的光学模块和受光阵列的说明图。

图14是用于说明变型例4所涉及的光学模块和受光阵列的说明图。

图15是用于说明变型例5所涉及的光学模块和受光阵列的说明图。

图16是用于说明变型例6所涉及的光学模块和受光阵列的说明图。

图17是用于说明变型例7所涉及的光学模块和受光阵列的说明图。

图18是用于说明变型例8所涉及的狭缝轨道的说明图。

图19是用于说明变型例8所涉及的光学模块和受光阵列的说明图。

图20是用于说明变型例9所涉及的光学模块和受光阵列的说明图。

图21是用于说明变型例10所涉及的光学模块和受光阵列的说明图。

图22是用于说明变型例11所涉及的光学模块和受光阵列的说明图。

图23是用于说明变型例12所涉及的光学模块和受光阵列的说明图。

图24是用于说明变型例13所涉及的光学模块和受光阵列的说明图。

具体实施方式

以下参考附图说明实施方式。

此外，下面所说明的实施方式所涉及的编码器可应用于诸如旋转型和直线型等各种各样的编码器。在下面，为了使编码器容易理解，使用旋转型编码器作为示例进行说明。在实施方式被应用于另一编码器类型的情况下，可以通过增加诸如将被测量对象从旋转型圆盘改变为线性标尺等的适当的变化来应用该类型，因此省略其详细的说明。

1.伺服系统

首先，将参考图1对本实施方式所涉及的伺服系统的结构进行说明。如图1所示，伺服系统S包括伺服电机SM和控制器CT。伺服电机SM包括编码器100和电机M。

电机M是不包括编码器100的动力产生源的示例。电机M是转子(未示出)相对于定子(未示出)旋转的旋转型电机，其通过使固定到转子的轴SH围绕轴线AX旋转来输出旋转力。

另外，有时将电机M单独称作伺服电机，但是，在本实施方式中，将包括编码器100的结构称作伺服电机SM。即，伺服电机SM相当于具有编码器的电机的一个示例。在下面，为了便于说明，对具有编码器的电机是以追踪诸如位置和速度值等的目标值的方式被控制的伺服电机的情况进行说明，但是电机不一定限于伺服电机。在例如仅用于显示编码器的输出的情况下，只要附接有编码器，则具有编码器的电机也包括用于除伺服系统以外的系统的电机。

电机M只要是例如其中编码器100能够检测位置数据等的电机，则不特别地限定。另外，电机M不限于使用电作为动力源的电动式电机，其也可以是例如油压式电机、气动式电机、蒸汽式电机等使用其他的动力源的电机。但是，为了便于说明，在下面对电机M是电动式电机的情况进行说明。

编码器100连接到电机M的轴SH的旋转力输出侧的相反侧。但是，被连接侧不一定限于该相反侧，编码器100也可以连接到轴SH的旋转力输出侧。编码器100通过检测轴SH(转子)的位置来检测电机M的位置(也称作旋转角度)，并输出表示该位置的位置数据。

编码器100可以除检测电机M的位置以外或者取代检测电机M的位置，检测电机M的速度(也称作旋转速度、角速度等)以及电机M的加速度(也称作旋转加速度、角加速度等)中的至少一者。在这种情况下，可以通过例如求出位置相对于时间的一阶微分或二阶微分、或者在预定的时间段对检测信号(例如，下述的增量信号)进行计数，来检测电机M的速度和加速度。为了便于说明，下面对由编码器100检测的物理量作为位置的实施方式进行说明。

控制器CT获取从编码器100输出的位置数据，并根据该位置数据来控制电机M的旋转。因此，在使用电动式电机作为电机M的本实施方式中，控制器CT通过根据位置数据控制施加于电机M的电流、电压等，来控制电机M的旋转。另外，控制器CT还可以通过从上位控制器(未示出)获取上位控制信号，以便从电机M的轴SH输出能够实现该上位控制信号所表示的位置等的旋转力，来控制电机M。此外，在电机M是油压式电机、气动式电机、蒸汽式电机等使用其他的动力源的情况下，控制器CT可以通过控制该动力源的供给来控制电机M的旋转。

2.编码器

接下来，说明本实施方式所涉及的编码器100。如图2所示，编码器100包括圆盘110、光学模块120、以及位置数据生成部130。

在此，为了便于说明编码器100的结构，如下定义诸如上和下等的方向，并适当地使用。在图2中，将圆盘110面向光学模块120的方向、即沿Z轴的正方向称作“上”，将沿Z轴的负方向称作“下”。此外，该方向根据编码器100的附接方式而变化，并且不限制编码器100的各结构的位置关系。

2-1.圆盘

圆盘110形成为如图3所示的圆板状，并且被配置成圆盘中心O与轴线AX大致一致。圆盘110被连接到电机M的轴SH，并通过轴SH的旋转而旋转。此外，在本实施方式中，将圆板状的圆盘110作为测量电机M的旋转的被测量对象的示例进行了说明。但是，例如，也可以使用诸如轴SH的端面等其他的部件作为被测量对象。另外，虽然在图2所示的示例中圆盘110被直接连接到轴SH,但是圆盘110也可以经由诸如毂等连接部件进行连接。

如图3所示，圆盘110包括多个狭缝轨道SA、SI1、SI2。虽然圆盘110随着电机M的驱动而旋转，但是光学模块120面向圆盘110的一部分的同时被固定地配置。因此，狭缝轨道SA、SI1、SI2以及光学模块120随着电机M被驱动，相互在测量方向(图3所示的箭头C的方向；在下文适当地称作“测量方向C”)上相对地移动。

在此，“测量方向”是以光学方式测量由光学模块120在圆盘110上形成的各狭缝轨道时的测量方向。在如本实施方式那样被测量对象是圆盘110的旋转型编码器中，测量方向与以圆盘110的中心轴线作为其中心的圆周方向一致，但是，在被测量对象是线性标尺并且可动部件相对于定子移动的直线型编码器中，测量方向是沿着线性标尺的方向。此外，“中心轴线”是圆盘110的旋转轴线，并且在圆盘110和轴SH被同轴连接的情况下与轴SH的轴线AX一致。

2-2.光学检测机构

光学检测机构包括狭缝轨道SA、SI1、SI2以及光学模块120。各狭缝轨道在圆盘110的上表面上被形成作为以圆盘中心O为中心的圆环状配置的轨道。各狭缝轨道包括在轨道的整个圆周上沿测量方向C并排排列的多个反射狭缝(图4中的斜线阴影部分)。各反射狭缝反射从光源121照射的光。

2-2-1.圆盘

圆盘110例如由金属等反射光的材料形成。然后，通过涂覆工序等对在圆盘110的表面上不反射光的部分配置反射率低的材料(例如，氧化铬等)，由此在没有配置该反射率低的材料的部分上形成反射狭缝。此外，也可以通过喷溅等在不反射光的部分上形成粗糙面从而减少反射，来形成反射狭缝。

此外，圆盘110的材料、制造方法等不特别地限定。例如，圆盘110可以使用诸如玻璃或透明树脂等透射光的材料来形成。在这种情况下，可以通过在圆盘110的表面上通过气相沉积等配置反射光的材料(例如，铝等)，来形成反射狭缝。

在圆盘110的上表面上沿宽度方向(图3中所示的箭头R的方向，在下面适当地称作“宽度方向R”)设置了三个狭缝轨道。此外，“宽度方向”是圆盘110的径向，即与测量方向C大致正交的方向，沿该宽度方向R的各狭缝轨道的长度相当于各狭缝轨道的宽度。三个狭缝轨道从宽度方向R的内侧向外侧按照SA、SI1、SI2的顺序同心配置。为了对各狭缝轨道进行详细说明，图4示出了圆盘110的面对光学模块120的区域附近的局部放大图。

如图4所示，狭缝轨道SA中包括的多个反射狭缝sa以在测量方向C上具有绝对图案的方式，沿着圆盘110的整个圆周配置。

此外，“绝对图案”是指下述的光学模块120的受光阵列相互面对的角度内的反射狭缝的位置和比例等在圆盘110的一转内被唯一地确定的图案。即，例如，如果在图4所示的绝对图案的示例的情况下电机M在某一角度位置，由相互面对的受光阵列的多个受光元件各自的检测或未检测产生的位图案的组合唯一地表示角度位置的绝对位置。此外，“绝对位置”是指圆盘110的一转内的相对于原点的角度位置。原点被设定在圆盘110的一转内的适当的角度位置，以该原点为基准形成绝对图案。

此外，根据该图案的示例，可以生成通过受光阵列的受光元件的数量的位以一维方式表示电机M的绝对位置的图案。但是，绝对图案不限于该示例。例如，图案可以是通过受光元件的数量的位以多维方式表示的图案。另外，除了预定的位图案以外，图案可以是由受光元件接收的诸如相位或光量等的物理量以唯一地表示绝对位置的方式变化的图案、绝对图案的代码序列进行了调制的图案、或者其他的各种图案。

另一方面，狭缝轨道SI1、SI2所分别包括的多个反射狭缝si1，si2以在测量方向C上具有增量图案的方式，沿圆盘110的整个圆周配置。

如图4所示，“增量图案”是以预定的间距有规律地重复的图案。在此，“间距”是指具有增量图案的狭缝轨道SI1、SI2的各反射狭缝si1，si2的配置间隔。如图4所示，狭缝轨道SI1的间距是P1，狭缝轨道SI2的间距是P2。与通过与由多个受光元件进行的检测或未检测相对应的位表示绝对位置的绝对图案不同，增量图案通过由至少一个或多个受光元件产生的检测信号之和来表示每个间距或一个间距内的电机M的位置。因此，增量图案不表示电机M的绝对位置，而是与绝对图案相比能够以非常高的精度表示位置。

根据本实施方式，狭缝轨道SI1的间距P1被设定得比狭缝轨道SI2的间距P2长。根据本实施方式，各间距被设定成使得P1＝2×P2。即，狭缝轨道SI2的反射狭缝si2的数量是狭缝轨道SI1的反射狭缝si1的数量的两倍。然而，该狭缝间距的关系不限于该示例，而例如可以取三倍、四倍、五倍等各种值。

此外，根据本实施方式，狭缝轨道SA的反射狭缝sa在测量方向C上的最小长度与狭缝轨道SI1的反射狭缝si1的间距P1一致。因此，基于狭缝轨道SA的绝对信号的分辨率与狭缝轨道SI1的反射狭缝si1的数量一致。然而，最小长度不限于该示例，狭缝轨道SI1的反射狭缝si1的数量优选设定成大于或等于绝对信号的分辨率。

2-2-2.光学模块

如图2和图5所示，光学模块120被形成作为与圆盘110平行的一个基板BA。通过这种配置，能够使编码器100薄型化并且能够简化光学模块120的结构。因此，光学模块120伴随着圆盘110的旋转，相对于狭缝轨道SA、SI1、SI2在测量方向C上相对移动。此外，光学模块120不一定必须被构成作为一个基板BA，各部件可以被构成作为多个基板。在这种情况下，这些基板可以被集中地配置。此外，光学模块120也可以不是基板的形式。

如图2和图5所示，光学模块120在基板SA的面向圆盘110的表面上包括光源121、以及多个受光阵列PA、PI1、PI2。

如图3所示，光源121被配置在面向狭缝轨道SI1与狭缝轨道SI2之间的区域的位置上。然后，光源121向通过面向光学模块120的位置的面向三个狭缝轨道SA、SI1、SI2的部分射出光。

光源121不特别地限定，只要是能够对照射区域照射光的光源即可，例如，可以使用发光二极管(LED)。光源121被特别地构成作为没有配置光学透镜等的点光源，并且从发光部射出扩散光。此外，当称作“点光源”时，光源不需要是严格的点，可以从包括有限的表面区域的射出面发出光，只要光源被认为从设计的角度和动作原理上能够从大致点状的位置发出扩散光即可。另外，“扩散光”不局限于从点光源朝向全方位射出的光，而包括朝向一定的有限的方向扩散并射出的光。即，在此使用的术语“扩散光”包括比平行光具有更大的扩散性的任意的光。通过以这种方式使用点光源，光源121能够向通过面向其的位置的三个狭缝轨道SA、SI1、SI2大致均等地照射光。另外，不进行由光学元件执行的光的聚集和扩散，因此难以产生由光学元件引起的误差等，从而能够提高光朝向狭缝轨道的直进性。

多个受光阵列PA，PI1，PI2沿着光源121的周围配置，并且包括多个受光元件(图5的点阴影部分)，各受光元件接收由与其相对应地关联的狭缝轨道的反射狭缝反射的光。如图5所示，多个受光元件沿着测量方向C并排设置。

此外，从光源121射出的光是扩散光。因此，投影到光学模块120上的狭缝轨道的图像是被放大与光学路径长度相对应的预定放大率ε的图像。即，如图4和图5所示，假设狭缝轨道SA、SI1、SI2各自在宽度方向R上的长度为WSA、WSI1、WSI2，反射光投影在光学模块120上的形状在宽度方向R上的长度为WPA、WPI1、WPI2，则WPA、WPI1、WPI2为相当于WSA、WSI1、WSI2的ε倍的长度。此外，如图5所示，本实施方式示出了各受光阵列的受光元件在宽度方向R上的长度被设定成与各狭缝投影到光学模块120上的形状大致相同的示例。但是，受光元件在宽度方向R上的长度不一定限于该示例。

同样地，光学模块120中的测量方向C也是圆盘110中的测量方向C投影到光学模块120上的形状，即受放大率ε影响的形状。为了更容易理解，如图2所示，下面使用光源121的位置上的测量方向C进行详细的说明。圆盘110中的测量方向C是以轴线AX为中心的圆形。相对于此，投影到光学模块120上的测量方向C的中心位于与光学中心Op分离距离εL的位置上，光学中心Op是圆盘110的面内配置有光源121的位置。距离εL是轴线AX与光学中心Op之间的距离L以放大率ε放大后的距离。该位置在图2中被概念性地作为测量中心Os示出。因此，光学模块120中的测量方向C位于将距离光学中心Op在光学中心OP和轴线AX所在的线上在轴线AX方向上分离距离εL的测量中心Os作为中心、将距离εL作为半径的线上。

在图4和图5中，圆盘110和光学模块120的测量方向C的对应关系使用圆弧状的线Lcd、Lcp表示。图4中所示的线Lcd表示圆盘110上沿着测量方向C的线，图5中所示的线Lcp表示基板BA上沿着测量方向C的线(线Lcd被投影到光学模块120上)。

如图2所示，假设光学模块120与圆盘110之间的间隙长度为G、光源121从基板BA的突出量为△d，放大率ε由下面的(式1)表示。

ε＝(2G-Δd)/(G-Δd)(式1)

作为各受光元件，例如，可以使用光电二极管。但是，受光元件不限于光电二极管，只要其能够接收从光源121射出的光并将光转换成电信号，则不特别地限定。

本实施方式中的受光阵列与三个狭缝轨道SA、SIl、SI2相对应地配置。受光阵列PA被构成为接收被狭缝轨道SA反射的光。另外，受光阵列PI1被构成为接收被狭缝轨道SI1反射的光，受光阵列PI2被构成为接收被狭缝轨道SI2反射的光。

光源121、受光阵列PA和受光阵列PI1、PI2被配置成图5所示的位置关系。即，受光阵列PI1和受光阵列PA都配置在靠近配置有光源121而不是配置有受光阵列PI2的方向侧。另外，光源121被配置在受光阵列PI1和受光阵列PA与受光阵列PI2之间。于是，与受光阵列PI2(中心轴线侧)相比，受光阵列PI1、受光阵列PA和光源121被配置成更靠近内周侧。因此，光源121和各受光阵列从宽度方向R的外侧向内侧(从圆的外侧向中心轴线)按照受光阵列PI2、光源121、受光阵列PI1和受光阵列PA的顺序配置。

对应于绝对图案的受光阵列PA包括两种类型的受光阵列PA1、PA2。这些受光阵列PA1、PA2所分别包括的受光元件p1、p2沿着测量方向C(线Lcp)交替地配置，从而将两个受光阵列PA1、PA2构成为单一轨道的受光阵列PA。受光阵列PA1、PA2分别接收来自狭缝轨道SA的反射光，由此生成具有受光元件的数量的位图案的绝对信号。此外，受光阵列PA相当于第三受光阵列的一个示例。

在该示例中，受光元件p1的配置间距和受光元件p2的配置间距都对应于狭缝轨道SA的反射狭缝sa在测量方向C上的最小长度(间距P1)(投影图像的最小长度；即，ε×P1)，且各受光元件p1、p2在测量方向C上的长度等于ε×P1的一半。采用该配置，受光阵列PA1、PA2在测量方向C上彼此偏移的长度相当于一位的一半(相当于间距P1的一半)。此外，各受光元件p1、p2在测量方向C上的长度不限于上述长度，而可以是与ε×P1的一半不同的长度。

因此，实现了以下有益效果。如果受光阵列PA不包括在测量方向上的受光阵列PA1、PA2偏移，换句话说，如果受光阵列PA被构成为包括多个受光元件的一种类型的受光阵列，则例如存在下列可能性。即，如果如本实施方式那样通过一维绝对图案来表示绝对位置，则在由于受光阵列PA的各受光元件面向反射狭缝的端部区域附近配置而引起的位图案的变化的区域中，绝对位置的检测精度有可能下降。根据本实施方式，由于使受光阵列PA1、PA2偏移相当于一位的一半的长度，例如，当基于受光阵列PA1的绝对位置相当于位图案中的变化点时，使用来自受光阵列PA2的检测信号来计算绝对位置，或者进行相反的动作。因此，能够提高绝对位置的检测精度。此外，在设置成这样的结构的情况下，需要使两个受光阵列PA1、PA2中的受光量一致，但是，根据本实施方式，将两个受光阵列PA1、PA2距离光源121等距离地配置，从而能够实现上述的结构。

与增量图案相对应的受光阵列PI1被配置在受光阵列PA和光源121之间。另外，与光源121相比，与增量图案相对应的受光阵列PI2被配置在更靠近外周侧。与受光阵列PI2相比，受光阵列PI1被配置在更靠近内周侧。另外，各受光阵列PI1、PI2与光源121之间的距离大致相等。即，受光阵列PI1、PI2被基本上形成为轴对称形状，且以通过光源121的在宽度方向R上的线和在测量方向C上的线为对称轴(排除以测量中心Os为中心的曲线形状)。此外，受光阵列PI2相当于第一受光阵列的一个示例。另外，受光阵列PI1相当于第二受光阵列的一个示例。

本实施方式示出了一维的图案作为绝对图案，因此与其相对应的受光阵列PA的受光阵列PA1、PA2包括以分别接收被与其相对应地关联的狭缝轨道SA的反射狭缝sa反射的光的方式沿着测量方向C(线Lcp)并排设置的多个(在本实施方式中，例如，九个)受光元件p1、p2。这些多个受光元件p1、p2如上所述将各受光或非受光作为位处理，并表示总计九位的绝对位置。因此，多个受光元件p1、p2分别接收的受光信号在位置数据生成部130中被相互独立地处理，被加密(编码)成串行位图案的绝对位置从这些受光信号的组合中被解码。将受光阵列PAl、PA2的受光信号称作“绝对信号”。此外，在使用与本实施方式不同的绝对图案的情况下，受光阵列PA1、PA2成为与该图案相对应的构造。

受光阵列PIl、PI2包括以分别接收被与其相对应地关联的狭缝轨道SIl、SI2的反射狭缝si1、si2反射的光的方式沿着测量方向C(线Lcp)并排设置的多个受光元件。首先，使用受光阵列PI1作为示例来说明受光阵列。

根据本实施方式，在狭缝轨道SI1的增量图案的一个间距(被投影的图像中的一个间距；即，ε×Pl)中，总计四个受光元件的组(在图5中由“组1”表示)并排设置，并且四个受光元件的组沿着测量方向C进一步并排设置多个。并且，由于增量图案针对每一间距重复地形成反射狭缝，因此当圆盘110旋转时各受光元件在一个间距中生成一个周期(按照电角，称作360°)的周期信号。并且，由于在对应于一个间距的一组中配置有四个受光元件，因此一组内的彼此相邻的受光元件检测彼此具有90°相位差的周期信号。将各受光信号称作A相信号、B相信号(相对于A相信号，具有90°相位差)、条状A相信号(相对于A相信号，具有180°相位差)、以及条状B相信号(相对于B相信号，具有180°相位差)。

增量图案表示一个间距中的位置，因此一组中的各相位的信号和与其相对应的另一组中的各相位的信号具有以相同的方式变化的值。因此，同一相位中的信号在多个组中被累加。因此，根据图5所示的受光阵列PI1的大量受光元件，检测相对于彼此偏移90°相位的四个信号。

另一方面，受光阵列PI2也以与受光阵列PI1相同的方式构成。即，在狭缝轨道SI2的增量图案的一个间距(被投影的图像中的一个间距；即，ε×P2)中并排设置有总计四个受光元件的组(在图5中，由“组2”表示)，并且四个受光元件的组沿着测量方向C并排设置有多个。因此，从受光阵列PI1、PI2分别生成相对于彼此偏移90°相位的四个信号。将所述四个信号称作“增量信号”。另外，由与间距短的狭缝轨道SI2相对应的受光阵列PI2生成的增量信号由于与其他的增量信号相比分辨率高，因此称作“高增量信号”，由与间距长的狭缝轨道SI1相对应的受光阵列PI1生成的增量信号由于与其他的增量信号相比分辨率低，因此称作“低增量信号”。

此外，虽然本实施方式描述了对应于增量图案的一个间距的一组中包含有四个受光元件的示例情况，但是一组中的受光元件的数量不特别地限定，例如，一组中包含两个受光元件诸如此类的情况。

2-3.位置数据生成部

位置数据生成部130在对电机M的绝对位置进行测量的时刻，从光学模块120获取两个绝对信号：分别包括表示绝对位置的位图案的两个绝对信号、以及包括相对于彼此偏移90°相位的四个信号的高增量信号和低增量信号。然后，位置数据生成部130基于所获取的信号，计算这些信号所表示的电机M的绝对位置，并将表示计算出的绝对位置的位置数据输出到控制器CT。

此外，对于通过位置数据生成部130生成位置数据的方法，能够使用各种方法，而不特别地限定。作为示例，下面描述了根据高增量信号和低增量信号以及绝对信号来计算绝对位置、然后生成位置数据的情况。

如图6所示，位置数据生成部130包括绝对位置确定部131、第一位置确定部132、第二位置确定部133、以及位置数据计算部134。绝对位置确定部131将来自受光阵列PAl、PA2的各绝对信号二进制化，并将信号转换成表示绝对位置的位数据。然后，绝对位置确定部131根据预先确定的位数据和绝对位置的对应关系来确定绝对位置。

另一方面，第一位置确定部132使来自受光阵列PI1的四个相位各自的低增量信号中的、180°相位差的低增量信号彼此相减。通过减去180°相位差的信号，能够将一个间距内的反射狭缝的制造误差、测量误差等抵消。如上所述，在此将从相减得到的信号称作“第一增量信号”和“第二增量信号”。该第一增量信号和第二增量信号相互在电角具有90°相位差(简称作“A相信号”、“B相信号”等)。然后，第一位置确定部132根据这两个信号来确定一个间距内的位置。用于确定一个间距内的位置的方法不特别地限定。例如，在作为周期信号的低增量信号是正弦信号的情况下，上述的确定方法的示例是通过对A相和B相中的两个正弦信号的相除结果进行反正切运算来计算电角或者，还具有使用跟踪电路来将两个正弦信号转换成电角的方法。或者，还具有在预先创建的表格中确定与A相和B相中的信号的值相对应地关联的电角的方法。此时，优选地，第一位置确定部132针对各检测信号将A相和B相中的两个正弦信号从模拟向数字转换。

位置数据计算部134将由第一位置确定部132确定的一个间距内的位置重叠于由绝对位置确定部131确定的绝对位置上。通过这种设置，能够以比基于绝对信号的绝对位置更高的分辨率来计算绝对位置。根据本实施方式，该计算出的绝对位置的分辨率与间距短的狭缝轨道SI2的狭缝的数量一致。即，在该示例中，所计算出的绝对位置的分辨率是基于绝对信号的绝对位置的分辨率的两倍。

另一方面，第二位置确定部133对来自受光阵列PI2的高增量信号进行与上述的第一位置确定部132相同的处理，并根据这两个信号来确定一个间距内的高精度的位置。然后，位置数据计算部134将由第二位置确定部133确定的一个间距内的位置重叠于基于上述的低增量信号计算出的绝对位置上。通过这种配置，能够计算具有比根据低增量信号计算出的绝对位置更高的分辨率的绝对位置。

位置数据计算部134对如此计算出的绝对位置进行倍增处理从而进一步提高分辨率，并将结果作为表示高精度的绝对位置的位置数据输出到控制器CT。以这种方式根据分辨率不同的多个位置数据来确定高分辨率的绝对位置的方法称作“累积方法”。

3.本实施方式的有利的示例

根据本实施方式，编码器100包括：狭缝轨道SI2，具有一个增量图案；以及狭缝轨道SI1，具有间距比其他增量图案长的增量图案。于是，受光阵列PI2被构成为接收被狭缝轨道SI2反射的光，受光阵列PI1被构成为接收被具有长间距的狭缝轨道SI1反射的光。即，编码器100包括分别具有间距不同的增量图案的多种类型的狭缝轨道SI1、SI2，以及被构成为从所述狭缝轨道接收光的多个受光阵列PI1、PI2。采用该配置，通过将受光阵列PI1的信号的倍增处理和受光阵列PI2的信号的倍增处理进行累积的倍增累积方法能够生成表示高分辨率的绝对位置的位置数据，由此能够实现高分辨率。

另外，在倍增累积方法中，使对应于受光阵列PI1的狭缝轨道SI1的狭缝的数量与受光阵列PA的绝对信号的分辨率一致，以及倍增处理被累积以增大编码器100的分辨率。因此，为了使受光阵列PI1和受光阵列PA的信号的相位一致，必须以高精度定位受光阵列PI1、PA。

根据本实施方式，受光阵列PI1和受光阵列PA被配置在更靠近配置有光源121而不是受光阵列PI2的方向侧。采用该配置，可以非常靠近地配置受光阵列PI1和受光阵列PA，由此使当在基板BA上形成两个受光阵列PI1、PA时以及当相对于圆盘110定位光学模块120时极其容易进行对齐，从而明显改善编码器100的加工性。另外，与两个受光阵列PI1、PA被隔开的情况相比，由附接误差(圆盘110的偏心等)和制造误差导致的机械位移的效应降低，从而可以提高相对于机械位移的鲁棒性。

此外，具体而言，根据本实施方式，实现了下列有益效果。如图7所示，在圆盘110的材质111的表面上存在有大量的微小的凹凸，这引起从光源121射出的光被圆盘110反射时产生不规则反射(散射)。

图8概念性地示出了材质111的微小的凹凸中的凸部112的形状的示例。此外，在图8中，不规则反射成分的各箭头的长度表示强度的大小。在图8所示的示例中，凸部112包括上表面112a以及包围上表面112a的周围的倾斜的侧面112b。上表面112a具有比较平坦的形状，因此从上方(在该示例中，沿Y轴的正侧且沿Z轴的正侧)倾斜照射的入射光的表面积很大，但是，侧面112b倾斜，因此被照射入射光的表面积很小。因此，如图8所示，对于由入射光产生的不规则反射成分的强度，被上表面112a散射的前方散射成分Lf、上方散射成分Lu、以及后方散射成分Lb相对较大，被侧面112b在圆周方向上散射的侧部散射成分Ls相对较小。另外，前方散射成分Lf、上方散射成分Lu、和后方散射成分Lb中，向规则反射方向散射的前方散射成分Lf的强度最大，向上方散射的上方散射成分Lu以及向与入射光的行进方向相反的方向散射的后方散射成分Lb的强度为中等(比侧部散射成分Ls大)。因此，整体上，不规则反射成分的分布主要在沿着Y-Z平面的方向上。

图9示出了从X轴的正方向观察到的不规则反射成分的强度分布，图10示出了从Z轴的正方向观察到的不规则反射成分的强度分布。此外，图9中的各箭头的长度、以及图10中的与点E的距离分别表示强度的大小。由于由上述的凸部112产生的不规则反射，存在有大量微小的凸部112的圆盘110的表面上的不规则反射成分的强度分布如图9和图10所示，在沿着包含光的行进方向的平面(在该示例中为Y-Z平面)的方向上为细长的形状，并且在整体上在沿着Y轴的方向上具有指向性。更具体地，如图10所示，该不规则反射成分的强度分布以反射位置E为中心，是将在光的行进方向上并排设置的两个圆连接的大致8字状的分布，并且特别地，在光的行进方向远侧的圆形成比行进方向近侧的圆更大的分布形状。即，当在光学模块120中在以光源121为基准的相同的方向上配置了两个受光阵列的情况下，在两个受光阵列之间，产生例如应该到达一个受光阵列的反射光中的散射光到达另一受光阵列的串扰，引起噪声。并且，远离光源121的受光阵列与靠近光源121的受光阵列相比，接收更多量的光的不规则反射成分，因此有时产生更大的噪声。

另一方面，通常，与增量信号不同，从接收被具有绝对图案的狭缝轨道SA反射的光的受光阵列PA输出的绝对信号不是重复信号(正弦波等)，使得难以减少由于待被受光阵列PA接收的光的不规则反射成分通过滤波器被另一受光阵列接收所产生的噪声。因此，优选尽量避免噪声从受光阵列PA行进到其他受光阵列。具体而言，受光阵列PI2的信号最终决定编码器100的分辨率，因此，优选尽量降低行进到受光阵列PI2的噪声。

根据本实施方式，光源121配置在受光阵列PI1和受光阵列PA与受光阵列PI2之间。即，受光阵列PI2没有配置在连接光源121和受光阵列PA的线段在受光阵列PA侧的延长线上。因此，基于光的不规则反射成分的强度分布，可以抑制噪声从受光阵列PA行进到受光阵列PI2，从而使得可以提高编码器100的可靠性。

另外，根据本实施方式，受光阵列PI1和受光阵列PI2以夹着光源121的方式分别被配置在相对侧上。采用该配置，基于光的不规则反射成分的前述强度分布，从受光阵列PI1到受光阵列PI2的不规则反射成分降低，使得可以抑制噪声行进到受光阵列PI2。因此，可以改善检测精度和提高编码器100的可靠性。

另外，也可以实现以下有益效果。即，通常，随着受光阵列远离光源配置，受光量减少。当为了确保受光量而增大受光表面积时，各受光元件的接合电容增大，因此信号的响应性下降。另外，如果受光量减少，则即使在电路侧增益增大，信号响应性也同样地下降。

另一方面，在如本实施方式那样将受光阵列PI1的信号的倍增处理和受光阵列PI2的信号的倍增处理进行累积的情况下，从受光阵列PI2输出的信号的响应性较高地影响编码器100的最终绝对位置的精度。因此，受光阵列PI2的配置位置在改善精度上是重要的因素。根据本实施方式，光源121被配置在受光阵列PI1和受光阵列PA与受光阵列PI2之间。采用该配置，对绝对位置的精度具有较大影响的受光阵列PI2可以布置在光源121的附近，使得可以改善响应性。另外，受光阵列PI2的要求精度的受光量可以增大，使得可以改善绝对位置的精度。

另外，根据本实施方式，光源121被配置在受光阵列PI1和受光阵列PA与受光阵列PI2之间。采用该配置，宽度方向尺寸没有如受光阵列PI1一样在邻近的受光阵列PA中被规定，使得与其他受光阵列PI1相比可以最大程度延长受光阵列PI2的宽度方向尺寸。因此，可以增大决定分辨率的受光阵列PI2的受光量，从而使得可以改善检测精度。

另外，根据本实施方式，光源121被配置在受光阵列PI1和受光阵列PA与受光阵列PI2之间。采用该配置，光源121没有配置在受光阵列PI1和受光阵列PA之间，使得可以非常靠近地配置受光阵列PI1和受光阵列PA。因此，可以进一步改善编码器100的加工性，且进一步提高相对于诸如附接误差和制造误差的机械位移的鲁棒性。

另外，具体而言，根据本实施方式，实现以下有益效果。即，由圆盘110的偏心产生的检测误差通常倾向于依赖于狭缝轨道的半径，当半径很小时，误差增大，当半径很大时，误差减小。

根据本实施方式，与受光阵列PI2相比，受光阵列PI1、受光阵列PA和光源121被配置在更靠近内周侧。即，受光阵列PI2配置在最外周侧，使得可以最大地增大对应于圆盘110的受光阵列PI2的狭缝轨道SI2的半径。因此，可以降低由受光阵列PI2的偏心造成的检测误差，可以提高相对于偏心的鲁棒性。另外，还存在有益效果：可以尽可能大地保持对应于受光阵列PI2的狭缝轨道SI2的间距。

另外，具体而言，根据本实施方式，实现以下有益效果。即，在从接收被具有绝对图案的狭缝轨道SA反射的光的受光阵列PA输出的绝对信号中，通过多个受光元件各自的检测或未检测产生的位图案唯一地表示绝对位置。另一方面，在从受光阵列PI1、PI2输出的增量信号中，相位对应的多个受光元件产生的检测信号被累加在一起来表示一个间距内的位置。在这些信号的特性方面，由于噪声被平均化，因此受光阵列PI1、PI2具有较高的抗噪声性，而受光阵列PA具有较低的抗噪声性。于是，在LED等被用作光源121的情况下，没有暂时地变化的电流噪声光发生在光源121附近。

根据本实施方式，从宽度方向R的外侧向内侧，光源121和各受光阵列按照受光阵列PI2、光源121、受光阵列PI1和受光阵列PA的顺序配置。采用该配置，可以在光源121附近的位置配置具有高抗噪声性的受光阵列PI1、PI2，而在远离光源121的位置配置具有低抗噪声性的受光阵列PA。因此，可以将由前述的电流噪声光产生的噪声的影响抑制到最小。

另外，根据本实施方式，实现以下有益效果。即，在LED等被用作光源121的情况下，光源121可包括具有高指向性的光分布特性。在该情况下，反射光的量(光强)在光源121的周围附近的区域中变化较大，但是反射光的量在其外侧区域中变化较小。于是，在输出绝对信号的受光阵列PA中，由多个受光元件各自的检测或未检测产生的位图案唯一地表示绝对位置。在该信号的特性方面，如果各受光元件的受光量变化，则容易发生绝对位置的错误检测，因此各受光元件的受光量优选是一致的，且受光阵列PA优选地配置在光量变化小的区域中。

根据本实施方式，受光阵列PI1被配置在光源121和受光阵列PA之间。采用该配置，可以将受光阵列PA与光源121隔开，且将受光阵列PA配置在前述的光量变化小的区域中。因此，可以增大从受光阵列PA输出的绝对信号的可靠性。

另外，根据本实施方式，与光源121相比，仅受光阵列PI2被靠近外周侧配置。采用该配置，宽度方向尺寸没有如在受光阵列PI1中一样在邻近的受光阵列PA中被规定，使得与其他受光阵列PI1相比可以最大程度延长受光阵列PI2的宽度方向尺寸。因此，可以增大决定分辨率的受光阵列PI2的受光量，从而使得可以改善检测精度。

4.变型例

以上参照附图对实施方式进行了详细说明。但是，权利要求书中记载的本发明的精神和范围不限于上述的实施方式。对于这些实施方式所属的技术领域中的普通技术人员而言，在真实的精神和范围内能够想到各种变化、变型、以及组合。因此，由这些变化、变型、以及组合产生的任何技术当然也属于本发明的精神和范围。

4-1.与受光阵列PI1相比，更靠近外周侧地配置受光阵列PA

虽然上述的实施方式描述了受光阵列PA相对于受光阵列PI1配置在内周侧(中心轴线侧)的示例性情况，但是，例如，如图11所示，受光阵列PA可以相对于受光阵列PI1配置在外周侧(中心轴线的相反侧)。即，在该情况下，从宽度方向R的外侧向内侧，光源121和各受光阵列按照受光阵列PI2、光源121、受光阵列PA和受光阵列PI1的顺序配置。尽管未示出，在该情况下，在圆盘110上，三个狭缝轨道从宽度方向R的内侧向外侧按照SI1、SA、SI2的顺序配置。

在采取这种结构的情况下，可以进一步提高绝对信号的可靠性。即，在接收被具有绝对图案的狭缝轨道SA反射的光的受光阵列PA中，由多个受光元件各自的检测或未检测产生的位图案唯一地表示绝对位置。另一方面，在接收被具有增量图案的狭缝轨道SI1、SI2反射的光的受光阵列PI1和受光阵列PI2中，相位对应的多个受光元件产生的检测信号被累加在一起来表示一个间距内的位置。在这些信号的特性方面，受光阵列PI1、PI2需要较小的受光量，而受光阵列PA需要充足的受光量。

根据该变型例，受光阵列PA被配置成邻近光源121。采用该配置，受光阵列PA可以被配置在光源121附近，使得可以保持受光量并提高绝对信号的可靠性。

4-2.更靠近内周侧地配置受光阵列PI2

虽然上述的实施方式描述了受光阵列PI2相对于受光阵列PI1和受光阵列PA配置在外周侧的示例性情况，但是，例如，如图12所示，受光阵列PI2可以相对于受光阵列PI1和受光阵列PA配置在内周侧。即，在该情况下，从宽度方向R的外侧向内侧，光源121和各受光阵列按照受光阵列PI1、受光阵列PA、光源121和受光阵列PI2的顺序配置。尽管未示出，在该情况下，在圆盘110上，三个狭缝轨道从宽度方向R的内侧向外侧按照SI2、SA、SI1的顺序配置。在要提高相对于高增量信号的偏心的鲁棒性的情况下，优选采取上述实施方式中的结构，而在要提高相对于低增量信号的偏心的鲁棒性的情况下，优选采取这种结构。

4-3.与受光阵列PI1相比，更靠近外周侧地配置受光阵列PA

虽然上述的变型例4-2描述了受光阵列PA相对于受光阵列PI1配置在内周侧的示例性情况，但是，例如，如图13所示，受光阵列PA可以相对于受光阵列PI1配置在外周侧。即，在该情况下，从宽度方向R的外侧向内侧，光源121和各受光阵列按照受光阵列PA、受光阵列PI1、光源121和受光阵列PI2的顺序配置。尽管未示出，在该情况下，在圆盘110上，三个狭缝轨道从宽度方向R的内侧向外侧按照SI2、SI1、SA的顺序配置。在要增大受光阵列PA的受光量的情况下，优选采取上述变型例4-2中的结构，而在要将受光阵列PI1配置在光源121附近以增大受光量的情况下，优选采取这种结构。

4-4.将光源配置在受光阵列PI1和受光阵列PA之间

虽然上述的实施方式描述了光源121被配置在受光阵列PI1和受光阵列PI2之间的示例性情况，但是，例如，如图14所示，光源121可以被配置在受光阵列PI1和受光阵列PA之间。与受光阵列PI1、受光阵列PA和光源121相比，受光阵列PI2被更靠近外周侧地配置。根据该变型例，从宽度方向R的外侧向内侧，光源121和各受光阵列按照受光阵列PI2、受光阵列PI1、光源121和受光阵列PA的顺序配置。尽管未示出，在该情况下，在圆盘110上，三个狭缝轨道从宽度方向R的内侧向外侧按照SA、SI1、SI2的顺序配置。

在采取这种结构的情况下，受光阵列PA可以配置在光源121附近，使得可以保持受光量并提高绝对信号的可靠性。

另外，在采取这种结构的情况下，受光阵列PI2被配置在最外周侧，使得可以减小由受光阵列PI2的偏心产生的检测误差并提高相对于偏心的鲁棒性。另外，还存在有益效果：可以尽可能大地保持对应于受光阵列PI2的狭缝轨道SI2的间距。

另外，在采取这种结构的情况下，与光源121相比，仅受光阵列PA被配置在更靠近内周侧，由此与其他受光阵列PI1、PI2相比，可以进一步延长受光阵列PA在径向方向上的尺寸。因此，确定绝对位置的受光阵列PA的受光表面积可以被扩大以增大受光量，从而使得可以改善绝对位置的精度。

4-5.与受光阵列PI1相比，更靠近外周侧地配置受光阵列PA

虽然上述的变型例4-4描述了受光阵列PA相对于受光阵列PI1被配置在更靠近内周侧的示例性情况，但是，例如，如图15所示，受光阵列PA可以相对于受光阵列PI1被配置在更靠近外周侧。即，在该情况下，从宽度方向R的外侧向内侧，光源121和各受光阵列按照受光阵列PI2、受光阵列PA、光源121和受光阵列PI1的顺序配置。尽管未示出，在该情况下，在圆盘110上，三个狭缝轨道从宽度方向R的内侧向外侧按照SI1、SA、SI2的顺序配置。

在采取这种结构的情况下，受光阵列PI1和受光阵列PI2可以夹着光源121地分别配置在相对侧，使得可以基于前述光的不规则反射成分的强度分布减少从受光阵列PI1到受光阵列PI2的不规则反射成分，并抑制噪声行进到受光阵列PI2。因此，可以改善检测精度并提高编码器100的可靠性。

4-6.与受光阵列PI1、PA相比，更靠近内周侧地配置受光阵列PI2

虽然上述的变型例4-4和4-5描述了受光阵列PI2相对于受光阵列PI1和受光阵列PA被配置在更靠近外周侧的示例性情况，但是，例如，如图16所示，受光阵列PI2可以相对于受光阵列PI1和受光阵列PA被配置在更靠近内周侧。即，在该情况下，从宽度方向R的外侧向内侧，光源121和各受光阵列按照受光阵列PI1、光源121、受光阵列PA和受光阵列PI2的顺序配置。尽管未示出，在该情况下，在圆盘110上，三个狭缝轨道从宽度方向R的内侧向外侧按照SI2、SA、SI1的顺序配置。

在采取这种结构的情况下，与光源121相比，仅受光阵列PI1被配置在更靠近外周侧，由此使得与其他受光阵列PA、PI2相比可以进一步延长受光阵列PI1在径向方向上的尺寸。因此，受光阵列PI1的受光表面积可以被扩大以增大受光量，从而使得可以改善位置检测精度。

4-7.与受光阵列PI1相比，更靠近外周侧地配置受光阵列PA

虽然上述的变型例4-6描述了受光阵列PA相对于受光阵列PI1被配置在更靠近内周侧的示例性情况，但是，例如，如图17所示，受光阵列PA可以相对于受光阵列PI1被配置在更靠近外周侧。即，在该情况下，从宽度方向R的外侧向内侧，光源121和各受光阵列按照受光阵列PA、光源121、受光阵列PI1和受光阵列PI2的顺序配置。尽管未示出，在该情况下，在圆盘110上，三个狭缝轨道从宽度方向R的内侧向外侧按照SI2、SI1、SA的顺序配置。

在采取这种结构的情况下，与光源121相比，仅受光阵列PA被配置在更靠近外周侧，由此使得与其他受光阵列PI1、PI2相比可以进一步延长受光阵列PA在径向方向上的尺寸。因此，确定绝对位置的受光阵列PA的受光表面积可以被扩大以增大受光量，从而使得可以改善绝对位置的精度。

4-8.配置两个轨道的受光阵列PA

虽然上述的实施方式和以上变型例描述了分别包括在受光阵列PA1、PA2中的受光元件p1、p2沿着测量方向C交替地配置，由此构成两个受光阵列PA1、PA2作为单一轨道的受光阵列PA的示例性情况，但是，受光阵列PA可以被构成为夹着光源121地、实际上对称地配置的两个轨道的受光阵列PA1、PA2。

如图18所示，根据该变型例，四个狭缝轨道在宽度方向上被布置在圆盘110的上表面上。四个狭缝轨道从宽度方向R的内侧向外侧按照SA1、SI1、SI2、SA2的顺序同心地配置。沿着圆盘110的整个圆周配置分别包括在狭缝轨道SA1、SA2中的多个反射狭缝sa1、sa2，以具有在测量方向C上的绝对图案。

此外，根据该变型例，相同的绝对图案在测量方向C上彼此偏移例如相当于一位的一半的长度，从而形成两个狭缝轨道SA1、SA2。该偏移量是对应于例如狭缝轨道SI1的反射狭缝si1的间距P1的一半的值。采用该配置，类似于前述实施方式，当例如基于狭缝轨道SA1的绝对位置相当于位图案中的变化点时，使用来自狭缝轨道SA2的检测信号来计算绝对位置，或者进行相反的动作。因此，可以改善绝对位置的检测精度。此外，在设置成这样的结构的情况下，需要使两个受光阵列PA1、PA2中的受光量一致，但是，根据该变型例，如下文所述，将两个受光阵列PA1、PA2距离光源大致上等距离地配置，从而能够实现上述的结构。

此外，代替狭缝轨道SA1、SA2的各绝对图案相对于彼此偏移，例如，分别对应于狭缝轨道SA1、SA2的受光阵列PA1、PA2可以在测量方向C上相对于彼此偏移而不使绝对图案偏移。

如图19所示，在该变型例中，光学模块120的受光阵列相应于四个狭缝轨道SA1、SA2、SI1、SI2分别配置。受光阵列PA1被构成为接收被狭缝轨道SA1反射的光，受光阵列PA2被构成为接收被狭缝轨道SA2反射的光。受光阵列PI1、PI2与前述实施方式中的受光阵列PI1、PI2相同。

与绝对图案相对应的受光阵列PAl、PA2在宽度方向R上夹着光源121地被配置。在该示例中，受光阵列PA1配置在内周侧，受光阵列PA2配置在外周侧。根据本实施方式，各受光阵列PA1、PA2与光源121之间的距离大致相等。即，受光阵列PA1、PA2被基本上形成为轴对称形状，且以通过光源121的在宽度方向R上的线和在测量方向C上的线为对称轴(排除以测量中心Os为中心的曲线形状)。并且，受光阵列PAl、PA2所包括的多个受光元件沿着测量方向C(线Lcp)以一定的间距并排设置。受光阵列PAl、PA2分别接收来自狭缝轨道SAl、SA2的反射光，由此生成具有受光元件的数量的位图案的绝对信号。此外，受光阵列PAl、PA2相当于第三受光阵列的一个示例。

于是，受光阵列PI1、PI2被配置在受光阵列PA1、PA2之间，光源121被配置在受光阵列PI1和受光阵列PI2之间。因此，从宽度方向R的外侧向内侧，光源121和各受光阵列按照受光阵列PA2、受光阵列PI2、光源121、受光阵列PI1和受光阵列PA1的顺序配置。

在采取这种结构的情况下，除了与上述实施方式相同的有益效果之外，可以增大绝对信号的强度，由此可以改善位置检测精度并提高抗振性等。

4-9.与受光阵列PI2相比，更靠近外周侧地配置受光阵列PI1

虽然上述变型例4-8描述了受光阵列PI1相对于受光阵列PI2被配置在更靠近内周侧的示例性情况，但是，例如，如图20所示，受光阵列PI1可以相对于受光阵列PI2被配置在更靠近外周侧。即，在该情况下，从宽度方向R的外侧向内侧，光源121和各受光阵列按照受光阵列PA2、受光阵列PI1、光源121、受光阵列PI2和受光阵列PA1的顺序配置。尽管未示出，在该情况下，在圆盘110上，四个狭缝轨道从宽度方向R的内侧向外侧按照SA1、SI2、SI1、SA2的顺序配置。在要提高相对于高增量信号的偏心的鲁棒性的情况下，优选采取上述变型例4-8中的结构，而在要提高相对于低增量信号的偏心的鲁棒性的情况下，优选采取这种结构。

4-10.与受光阵列PI1、PI2相比，更靠近内侧地配置受光阵列PA1、PA2

虽然上述变型例4-8和4-9描述了受光阵列PA1、PA2被配置在受光阵列PI1、PI2的外侧的示例性情况，但是，例如，如图21所示，受光阵列PA1、PA2可以被配置在受光阵列PI1、PI2的内侧。根据该变型例，受光阵列PI2被配置在受光阵列PA1、PA2的外周侧，且受光阵列PI1被配置在受光阵列PA1、PA2的内周侧。即，在该情况下，从宽度方向R的外侧向内侧，光源121和各受光阵列按照受光阵列PI2、受光阵列PA2、光源121、受光阵列PA1和受光阵列PI1的顺序配置。尽管未示出，在该情况下，在圆盘110上，四个狭缝轨道从宽度方向R的内侧向外侧按照SI1、SA1、SA2、SI2的顺序配置。在需要将受光阵列PA1、PA2布置在光源121附近以增大受光量的情况下，可以采取该变型例中的结构。

4-11.与受光阵列PI2相比，更靠近外周侧地配置受光阵列PI1

虽然上述变型例4-10描述了受光阵列PI1相对于受光阵列PI2被配置在更靠近内周侧的示例性情况，但是，例如，如图22所示，受光阵列PI1可以相对于受光阵列PI2被配置在更靠近外周侧。即，在该情况下，从宽度方向R的外侧向内侧，光源121和各受光阵列按照受光阵列PI1、受光阵列PA2、光源121、受光阵列PA1和受光阵列PI2的顺序配置。尽管未示出，在该情况下，在圆盘110上，四个狭缝轨道从宽度方向R的内侧向外侧按照SI2、SA1、SA2、SI1的顺序配置。在要提高相对于高增量信号的偏心的鲁棒性的情况下，优选采取上述变型例4-10中的结构，而在要提高相对于低增量信号的偏心的鲁棒性的情况下，优选采取这种结构。

4-12.将受光阵列PI1、PI2配置在受光阵列PA1、PA2的一个外侧

虽然上述变型例4-10和4-11描述了受光阵列PI1和受光阵列PI2夹着受光阵列PA1、PA2地被配置在两侧的示例性情况，但是，例如，如图23所示，受光阵列PI1、PI2可以被配置在受光阵列PA1、PA2的一个外侧。根据该变型例，受光阵列PI1、PI2被配置在受光阵列PA1、PA2的外周侧。即，在该情况下，从宽度方向R的外侧向内侧，光源121和各受光阵列按照受光阵列PI2、受光阵列PI1、受光阵列PA2、光源121和受光阵列PA1的顺序配置。尽管未示出，在该情况下，在圆盘110上，四个狭缝轨道从宽度方向R的内侧向外侧按照SA1、SA2、SI1、SI2的顺序配置。

在采取这种结构的情况下，可以提高相对于机械位移的鲁棒性。即，为了累积受光阵列PI1的信号的倍增处理和受光阵列PI2的信号的倍增处理以提高编码器100的分辨率，必须以高精度定位受光阵列PI1、PI2两者，以使受光阵列PI1、PI2两者的信号的相位一致。

根据该变型例，受光阵列PI1、PI2被配置在受光阵列PA1、PA2的外周侧。采用该配置，可以非常靠近地配置受光阵列PI1和受光阵列PI2，由此使当在基板BA上形成两个受光阵列PI1、PI2时以及当相对于圆盘110定位光学模块120时极其容易进行对齐，从而明显改善编码器100的加工性。另外，与两个受光阵列PI1、PI2被隔开的情况相比，由附接误差(圆盘110的偏心等)和制造误差导致的机械位移的效应降低，从而可以提高相对于机械位移的鲁棒性。

4-13.将受光阵列PI1、PI2配置在受光阵列PA1、PA2的另一外侧

虽然上述变型例4-12描述了受光阵列PI1、PI2被配置在受光阵列PA1、PA2的外周侧的示例性情况，但是，例如，如图24所示，受光阵列PI1、PI2可以被配置在受光阵列PA1、PA2的内周侧。在该情况下，从宽度方向R的外侧向内侧，光源121和各受光阵列按照受光阵列PA2、光源121、受光阵列PA1、受光阵列PI1和受光阵列PI2的顺序配置。尽管未示出，在该情况下，在圆盘110上，四个狭缝轨道从宽度方向R的内侧向外侧按照SI2、SI1、SA1、SA2的顺序配置。在要提高相对于增量信号的偏心的鲁棒性的情况下，采取上述变型例4-12中的结构，而在要提高相对于绝对信号的偏心的鲁棒性的情况下，采取本变型例中的结构。

4-14.其他

虽然以上描述了在圆盘110上设置具有间距不同的增量图案的两个狭缝轨道SIl、SI2的情况，但是也可以设置具有间距不同的增量图案的三个或多于三个的狭缝轨道。在这种情况下，通过累积方法也能够实现高的分辨率。此时，例如，还能够针对增量信号使用受光阵列PAl、PA2中的至少一者。

另外，虽然以上描述了各受光阵列PAl、PA2具有九个受光元件、绝对信号表示九位的绝对位置的情况，但是受光元件的数量可以是除了九以外的数，绝对信号的位数也不限于九。另外，受光阵列PIl、PI2的受光元件的数量也不特别地限于根据上述的实施方式的数量。

另外，虽然以上描述了编码器100直接连接到电机M的情况，但是编码器100例如可以通过减速器、旋转方向转换器等其他的机构连接。

Claims (12)

1.一种编码器，包括：

分别包括沿着测量方向设置的多个反射狭缝的多个狭缝轨道；

被构成为向所述多个狭缝轨道射出扩散光的点光源；

被构成为接收被具有增量图案的所述狭缝轨道反射的光的第一受光阵列；

第二受光阵列，所述第二受光阵列被构成为接收被具有比其他增量图案的间距更长的间距的增量图案的所述狭缝轨道反射的光，并且被配置在配置有所述点光源、而不是配置有所述第一受光阵列的方向侧的位置处；以及

第三受光阵列，所述第三受光阵列被构成为接收被具有绝对图案的所述狭缝轨道反射的光，并且被配置在配置有所述点光源、而不是配置有所述第一受光阵列的方向侧的位置处。

2.根据权利要求1所述的编码器，其中：

所述点光源被配置在由所述第二受光阵列和所述第三受光阵列组成的阵列与所述第一受光阵列之间。

3.根据权利要求2所述的编码器，其中：

所述测量方向是以中心轴线为中心的圆周方向；以及

所述第二受光阵列、所述第三受光阵列和所述点光源被配置在比所述第一受光阵列更靠所述中心轴线侧。

4.根据权利要求3所述的编码器，其中：

从圆的径向方向的外部向所述中心轴线，所述点光源以及所述第一受光阵列至所述第三受光阵列按照所述第一受光阵列、所述点光源、所述第三受光阵列、和所述第二受光阵列的顺序配置。

5.根据权利要求3所述的编码器，其中：

从圆的径向方向的外部向所述中心轴线，所述点光源以及所述第一受光阵列至所述第三受光阵列按照所述第一受光阵列、所述点光源、所述第二受光阵列、和所述第三受光阵列的顺序配置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的编码器，其中：

所述第三受光阵列被构成为夹着所述点光源地、实际上对称地配置的两个轨道的受光阵列。

7.根据权利要求1所述的编码器，其中：

所述点光源被配置在所述第二受光阵列和所述第三受光阵列之间。

8.根据权利要求7所述的编码器，其中：

所述测量方向是以中心轴线为中心的圆周方向；以及

所述第一受光阵列被配置在比所述第二受光阵列、所述第三受光阵列和所述点光源中的任一者更靠圆的径向方向的外部。

9.根据权利要求8所述的编码器，其中：

从圆的径向方向的外部向所述中心轴线，所述点光源以及所述第一受光阵列至所述第三受光阵列按照所述第一受光阵列、所述第二受光阵列、所述点光源、和所述第三受光阵列的顺序配置。

10.根据权利要求8所述的编码器，其中：

从圆的径向方向的外部向所述中心轴线，所述点光源以及所述第一受光阵列至所述第三受光阵列按照所述第一受光阵列、所述第三受光阵列、所述点光源、和所述第二受光阵列的顺序配置。

11.一种具有编码器的电机，包括：

可动部件相对于定子移动的线性电机、或者转子相对于定子旋转的旋转型电机；以及

根据权利要求1、2和7中任一项所述的编码器，所述编码器被构成为检测所述可动部件或所述转子的位置和速度中的至少一者。

12.一种伺服系统，包括：

可动部件相对于定子移动的线性电机、或者转子相对于定子旋转的旋转型电机；

根据权利要求1、2和7中任一项所述的编码器，所述编码器被构成为检测所述可动部件或所述转子的位置和速度中的至少一者；以及

控制器，所述控制器被构成为根据所述编码器的检测结果控制所述线性电机或所述旋转型电机。