專利名稱：編碼器、伺服馬達和馬達單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及編碼器、伺服馬達和馬達單元。
背景技術(shù)：
專利文獻I公開了一種通過衍射柵格利用光衍射的光學(xué)編碼器。專利文獻2公開了一種利用三個狹縫改善了 S/N比(信噪比)的光學(xué)編碼器。專利文獻3公開了一種借助簡單構(gòu)造來防止由間距變動引起的誤差發(fā)生的光學(xué)編碼器。該編碼器具有螺旋柵格單元、發(fā)光元件和受光元件，所述受光元件構(gòu)造成檢測從發(fā)光元件發(fā)射并且已經(jīng)穿過柵格單元的光通量。編碼器基于受光元件的檢測來檢測柵格單元與受光元件之間的相對旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻[專利文獻I]US 5559600 A[專利文獻2] JP, B, 3509830[專利文獻3] JP, A, 06-34729
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明待解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種能夠增加設(shè)計或開發(fā)中的自由度的編碼器、伺服馬達和馬達單元。解決該問題的手段用于實現(xiàn)該目的的根據(jù)第一發(fā)明的編碼器包括碼盤，所述碼盤以能繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置，并且包括第一軌道和第二軌道，在所述第一軌道和所述第二軌道中分別形成有第一光學(xué)旋轉(zhuǎn)柵格和第二光學(xué)旋轉(zhuǎn)柵格；以及第一檢測器和第二檢測器，所述第一檢測器和所述第二檢測器被設(shè)置成面對所述第一軌道和所述第二軌道，所述第一檢測器和第二檢測器分別包括第一固定柵格和第二固定柵格，所述第一固定柵格與所述第一旋轉(zhuǎn)柵格一起構(gòu)成第一衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，所述第二固定柵格與所述第二旋轉(zhuǎn)柵格一起構(gòu)成第二衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，并且所述第一檢測器和所述第二檢測器構(gòu)造成分別從所述第一衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)和所述第二衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)檢測第一檢測信號和第二檢測信號，其中所述第一旋轉(zhuǎn)柵格和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格中的至少一個包括呈彎曲形狀的多個彎曲狹縫，并且基于所述第一旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量之差來獲得所述碼盤的絕對值。在根據(jù)第一發(fā)明的編碼器中，優(yōu)選地，所述第一旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量之差是一。在根據(jù)第一發(fā)明的編碼器中，優(yōu)選地，所述彎曲狹縫分別沿著以下彎曲線形成，這些彎曲線是通過使得從所述旋轉(zhuǎn)軸線沿所述碼盤的徑向方向延伸的多條徑向線以預(yù)先確定的彎曲度朝周向方向彎曲而形成的。在根據(jù)第一發(fā)明的編碼器中，優(yōu)選地，所述彎曲狹縫被形成在以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心超過O度并且小于360度的角度范圍內(nèi)。根據(jù)第一發(fā)明的編碼器還可包括位置數(shù)據(jù)生成部，所述位置數(shù)據(jù)生成部構(gòu)造成基于所述第一檢測信號和所述第二檢測信號生成第一位置數(shù)據(jù)和第二位置數(shù)據(jù)，所述第一位置數(shù)據(jù)表示在一圈旋轉(zhuǎn)期間所述碼盤的絕對位置，所述第二位置數(shù)據(jù)與所述第一位置數(shù)據(jù)相比具有更高的分辨率；并且基于所述第一位置數(shù)據(jù)和所述第二位置數(shù)據(jù)規(guī)定所述碼盤的與所述第一位置數(shù)據(jù)相比具有更高的分辨率的絕對位置。在根據(jù)第一發(fā)明的編碼器中，優(yōu)選地，所述第一旋轉(zhuǎn)柵格和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格分別包括第一彎曲狹縫和第二彎曲狹縫，并且所述第一彎曲狹縫的彎曲度和所述第二彎曲狹縫的彎曲度分別被設(shè)定成使得所述第一彎曲狹縫的間距和所述第二彎曲狹縫的間距大致相等。在根據(jù)第一發(fā)明的編碼器中，優(yōu)選地，所述第一旋轉(zhuǎn)柵格和所述第一固定柵格之間的第一間隙與所述第二旋轉(zhuǎn)柵格和所述第二固定柵格之間的第二間隙在尺寸上大致相
坐寸ο在根據(jù)第一發(fā)明的編碼器中，所述第一彎曲狹縫可沿與所述第二彎曲狹縫彎曲所沿的方向相反的周向方向彎曲。在根據(jù)第一發(fā)明的編碼器中，所述第一彎曲狹縫和所述第二彎曲狹縫分別是反射狹縫，并且所述第一固定柵格和所述第二固定柵格分別設(shè)置在所述碼盤的同一表面?zhèn)?。在根?jù)第一發(fā)明的編碼器中，優(yōu)選地，所述碼盤還包括位于最外周上的第三軌道，在所述第三軌道中形成有第三光學(xué)旋轉(zhuǎn)柵格，并且所述第三軌道構(gòu)造成確定所述編碼器的最大分辨率，在所述碼盤中設(shè)定多條徑向線，這些徑向線以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心以預(yù)先確定的角度間隔沿徑向方向延伸，并且所述第三旋轉(zhuǎn)柵格包括沿著所述徑向線延伸的徑向狹縫。在根據(jù)第一發(fā)明的編碼器中，優(yōu)選地，所述徑向狹縫的間距、所述第一彎曲狹縫的間距以及所述第二彎曲狹縫的間距大致相等。在根據(jù)第一發(fā)明的編碼器中，優(yōu)選地，所述第一固定柵格中包括的狹縫和所述第二固定柵格中包括的狹縫大致平行于所述第一彎曲狹縫和所述第二彎曲狹縫分別彎曲所沿的彎曲線的切線。用于實現(xiàn)該目的的根據(jù)第二發(fā)明的伺服馬達包括馬達，所述馬達構(gòu)造成使得旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；以及編碼器，所述編碼器構(gòu)造成測量所述旋轉(zhuǎn)軸的絕對位置，其中所述編碼器包括碼盤，所述碼盤以能繞所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置，并且包括第一軌道和第二軌道，在所述第一軌道和所述第二軌道中分別形成有第一光學(xué)旋轉(zhuǎn)柵格和第二光學(xué)旋轉(zhuǎn)柵格；以及
第一檢測器和第二檢測器，所述第一檢測器和所述第二檢測器被設(shè)置成面對所述第一軌道和所述第二軌道，所述第一檢測器和所述第二檢測器分別包括第一固定柵格和第二固定柵格，所述第一固定柵格與所述第一旋轉(zhuǎn)柵格一起構(gòu)成第一衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，所述第二固定柵格與所述第二旋轉(zhuǎn)柵格一起構(gòu)成第二衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，并且所述第一檢測器和所述第二檢測器構(gòu)造成分別從所述第一衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)和所述第二衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)檢測第一檢測信號和第二檢測信號，所述第一旋轉(zhuǎn)柵格和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格中的至少一個包括呈彎曲形狀的多個彎曲狹縫，并且基于所述第一旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量之差來獲得所述碼盤的絕對值。用于實現(xiàn)該目的的根據(jù)第三發(fā)明的馬達單元包括馬達，所述馬達構(gòu)造成使得旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；編碼器，所述編碼器構(gòu)造成測量所述旋轉(zhuǎn)軸的位置；以及控制器，所述控制器構(gòu)造成基于由所述編碼器檢測的所述位置來控制所述馬達的旋轉(zhuǎn)，其中所述編碼器包括碼盤，所述碼盤以能繞所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置，并且包括第一軌道和第二軌道，在所述第一軌道和所述第二軌道中分別形成有第一光學(xué)旋轉(zhuǎn)柵格和第二光學(xué)旋轉(zhuǎn)柵格；以及第一檢測器和第二檢測器，所述第一檢測器和所述第二檢測器被設(shè)置成面對所述第一軌道和所述第二軌道，所述第一檢測器和所述第二檢測器分別包括第一固定柵格和第二固定柵格，所述第一固定柵格與所述第一旋轉(zhuǎn)柵格一起構(gòu)成第一衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，所述第二固定柵格與所述第二旋轉(zhuǎn)柵格一起構(gòu)成第二衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，并且所述第一檢測器和所述第二檢測器構(gòu)造成分別從所述第一衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)和所述第二衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)檢測第一檢測信號和第二檢測信號，所述第一旋轉(zhuǎn)柵格和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格中的至少一個包括呈彎曲形狀的多個彎曲狹縫，并且基于所述第一旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量之差來獲得所述碼盤的絕對值。本發(fā)明的優(yōu)點借助根據(jù)本發(fā)明的編碼器、伺服馬達和馬達單元，可以增加編碼器的碼盤的設(shè)計或開發(fā)中的自由度。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的說明圖，示出了具有編碼器的馬達單元的構(gòu)造。圖2是示出了編碼器的構(gòu)造的說明圖。圖3是示出了編碼器的碼盤的說明圖。圖4是示出了編碼器的光學(xué)檢測機構(gòu)的操作原理的操作原理圖。圖5是示出了編碼器的掩模和軌道的布置的布置圖。
圖6是示出了編碼器的彎曲狹縫的說明圖。圖7A是示出了由編碼器的位置數(shù)據(jù)生成部生成的第一位置數(shù)據(jù)的曲線圖。圖7B是示出了由編碼器的位置數(shù)據(jù)生成部生成的第一三角波信號的曲線圖。圖7C是示出了由編碼器的位置數(shù)據(jù)生成部生成的第二位置數(shù)據(jù)(第二三角波信號)的曲線圖。圖7D是示出了由編碼器的位置數(shù)據(jù)生成部生成的第三位置數(shù)據(jù)(第三三角波信號)的曲線圖。圖8是用于解釋制造編碼器的方法的流程圖。圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的編碼器的碼盤的說明圖。
具體實施例方式接下來，結(jié)合附圖來闡述體現(xiàn)本發(fā)明的實施方式，以便于理解本發(fā)明。要注意，在本說明書和附圖中，具有大致相同功能的部件原則上由相同的附圖標記表示，并且合適地省除對部件的重復(fù)說明。在待在下文闡述的本發(fā)明的每個實施方式中，利用具有旋轉(zhuǎn)式光學(xué)絕對值編碼器的馬達單元作為示例進行說明。也就是說，根據(jù)每個實施方式的編碼器被應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)式馬達，并且檢測馬達的旋轉(zhuǎn)角度Θ作為絕對位置X。根據(jù)待被在此解釋的每個實施方式的編碼器可應(yīng)用到各種旋轉(zhuǎn)體，所述旋轉(zhuǎn)體繞固定旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)體例如是原動機和轉(zhuǎn)向器(a motor and steering)。要注意，本發(fā)明的每個實施方式按照如下順序被解釋。〈1.第一實施方式>(1-1.根據(jù)第一實施方式的馬達單元)(1-2.根據(jù)第一實施方式的編碼器)(1-2-1.碼盤 110)(軌道TA-TC )(狹縫SLA-SLC的形狀)(1-2-2.檢測器 130A-130C)(光學(xué)檢測機構(gòu))(1-2-3.彎曲狹縫的構(gòu)造)(一個軌道T中的彎曲狹縫)(彎曲狹縫與固定柵格側(cè)的狹縫之間的位置關(guān)系)(彎曲狹縫在多個軌道之間的關(guān)系)(1-2-4.位置數(shù)據(jù)生成部)(1-3.根據(jù)第一實施方式的馬達單元的操作)(1-4.用于制造根據(jù)第一實施方式的編碼器的方法)( 1-5.根據(jù)第一實施方式的編碼器的效果的示例)<2.第二實施方式>〈1.第一實施方式>(1-1.根據(jù)第一實施方式的馬達單元)
首先，闡述根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的馬達單元I的構(gòu)造。如圖1所示，根據(jù)本實施方式的馬達單元I具有伺服馬達10和控制器20。伺服馬達10具有絕對值編碼器(在下文中有時被簡稱為“編碼器”)100和馬達200。馬達200是動力產(chǎn)生源的示例。馬達200至少在一側(cè)具有旋轉(zhuǎn)軸201。馬達200借助使得旋轉(zhuǎn)軸201繞旋轉(zhuǎn)軸線AX旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。要注意，馬達200不局限于將電力用作動力源的電動馬達。馬達200可以是利用其它動力源的馬達，例如液壓馬達、空氣馬達、蒸汽馬達等。然而，為了便于說明，在下文闡述其中馬達200是電動馬達的情況。編碼器100設(shè)置在位于馬達200的旋轉(zhuǎn)軸201的相反側(cè)的端部處，并且被聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)軸202 (見圖2)，所述旋轉(zhuǎn)軸202以與旋轉(zhuǎn)軸201對應(yīng)的方式旋轉(zhuǎn)。要注意，還存在其中旋轉(zhuǎn)軸202與旋轉(zhuǎn)軸201 —體形成為一個單元的情況。編碼器100通過檢測旋轉(zhuǎn)軸202的位置來檢測旋轉(zhuǎn)軸201的絕對位置x(也被稱為絕對旋轉(zhuǎn)角度Θ、馬達200的絕對位置X等)，并且該編碼器輸出代表該絕對位置X的位置數(shù)據(jù)。應(yīng)當注意的是，編碼器100的設(shè)置位置并不具體地被限制。例如，編碼器100可設(shè)置成直接聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)軸201。另選地，編碼器100可借助其他機構(gòu)(例如，減速裝置和旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換器)被聯(lián)接到諸如旋轉(zhuǎn)軸201的旋轉(zhuǎn)體?？刂破?0獲取從編碼器100輸出的位置數(shù)據(jù)?？刂破?0通過基于所獲取的位置數(shù)據(jù)來控制待被施加到馬達200的電流和電壓等而控制馬達200的旋轉(zhuǎn)?？刂破?0例如是伺服放大器。此外，控制器20還可以控制馬達200的旋轉(zhuǎn)，以便遵從被包括在上級控制信號中的位置指令和速度指令等，所述上級控制信號從諸如可編程邏輯控制器的上級控制器(未被示意性地示出)被獲得。要注意，在其中馬達200使用其他動力源(例如，液壓動力源、空氣動力源和蒸汽動力源)的情況中，控制器20可以通過控制這種動力源的供應(yīng)來控制馬達200的旋轉(zhuǎn)。(1-2.根據(jù)第一實施方式的編碼器)接下來，參考圖2和圖3來闡述根據(jù)本實施方式的編碼器100的構(gòu)造。如圖2所示，根據(jù)本實施方式的編碼器100具有旋轉(zhuǎn)軸101、碼盤110、檢測器130A至130C (分別是第一檢測器至第三檢測器的示例)以及位置數(shù)據(jù)生成部140。(1-2-1.碼盤 110)碼盤110形成為如圖3所示的盤形。碼盤110設(shè)置成使得碼盤中心O與旋轉(zhuǎn)軸線AX大致重合。碼盤110借助能夠繞旋轉(zhuǎn)軸線AX旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸101被聯(lián)接到馬達200的旋轉(zhuǎn)軸202的一端。因此，碼盤110隨著馬達200的旋轉(zhuǎn)而繞旋轉(zhuǎn)軸線AX旋轉(zhuǎn)。如圖3所示，碼盤110具有三個軌道TA至TC (分別是第一軌道至第三軌道的示例)。要注意，軌道的數(shù)量不局限于三個，而是根據(jù)編碼器100所需的檢測精度和信號處理被合適地設(shè)定為多個。(軌道TA 至 TC)軌道TA至TC均呈將碼盤110的碼盤中心O作為中心的環(huán)形形狀。軌道TA至TC的寬度分別被設(shè)定為預(yù)先確定的寬度wA至W。。在本實施方式中，相應(yīng)軌道TA至TC的寬度wA至w。被設(shè)定為相同寬度w (W=Wa=Wb=Wc)0然而,軌道寬度Wa至W?？梢圆煌?。然后，相應(yīng)軌道TA至TC被設(shè)置成使得寬度的中心沿徑向方向的位置(軌道半徑rA_rc)彼此不同。即，軌道TA至TC被形成為以碼盤中心O作為中心的同心圓形狀，并且從碼盤中心朝向外周以軌道TA、TB和TC的順序設(shè)置(rA〈rB〈rc)。如圖3所示，旋轉(zhuǎn)柵格LA至LC (分別是第一旋轉(zhuǎn)柵格至第三旋轉(zhuǎn)柵格的示例)分別形成于相應(yīng)軌道TA至TC中，所述旋轉(zhuǎn)柵格是旋轉(zhuǎn)的光學(xué)衍射柵格。多個光學(xué)狹縫SLA至SLC分別形成于旋轉(zhuǎn)柵格LA至LC中。旋轉(zhuǎn)柵格LA至LC均構(gòu)成彼此獨立的第一至第三衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)的單獨部分。狹縫SLA至SLC均是構(gòu)造成反射光的反射狹縫。除了狹縫SLA至SLC之外的部分不反射光。在其中如本實施方式中在碼盤110中使用反射狹縫的情況下，形成反射類型的衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)。因此，與其中在碼盤110中使用透射狹縫的情況相比，減少了由于待在下文描述的碼盤110和掩模120之間的間隙g的變動而引起的噪聲和對檢測精度的影響。然而，可以構(gòu)造使用透射狹縫的衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)。期望將相應(yīng)軌道TA至TC形成為使得軌道半徑rA至r。越大則狹縫SLA至SLC的數(shù)量nA至nc就越多。也就是說，由于軌道半徑處于關(guān)系〃rA〈rB〈rc〃，因此相應(yīng)軌道TA至TC的狹縫數(shù)量被設(shè)定為滿足關(guān)系〃nA〈nB〈n。"。從相應(yīng)軌道TA至TC，分別獲得與狹縫數(shù)量nA至%對應(yīng)的重復(fù)數(shù)的周期信號。周期信號中碼盤110的每圈(360° )中的重復(fù)數(shù)也分別被稱為周期數(shù)％至％。也就是說，周期數(shù)％至是分別與狹縫數(shù)量％至％對應(yīng)的數(shù)量。因此，相應(yīng)軌道TA至TC的狹縫數(shù)量nA至η。被設(shè)定為與所需分辨率對應(yīng)的數(shù)量，使得絕對位置χ可按照所需精度被檢測。然而，狹縫數(shù)量ηΑ比狹縫數(shù)量ηΒ大一。狹縫SLA至SLC的每個間距Pu至Plr被設(shè)定成大致相同間距P (P=Pla=Plb=Plc:)。在此，狹縫的間距Pla至Pu是狹縫在軌道的寬度wA至W。的中心部中的間隔(間距)。通過將多個軌道TA至TC的相應(yīng)間距Pla至Pm設(shè)定成大致相同間距，可使得多個軌道TA至TC的衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)被共用。因此，可以有利于制造(包括設(shè)計或開發(fā)的過程)。(狹縫SLA至SLC的形狀)在此，闡述狹縫SLA至SLC的形狀。狹縫SLA (第一彎曲狹縫的示例)和狹縫SLB (第二彎曲狹縫的示例)被形成為以預(yù)先確定的彎曲程度彎曲的“彎曲狹縫”。將在下文詳細地描述彎曲狹縫。狹縫SLC沿著以碼盤中心O (旋轉(zhuǎn)軸線AX)為中心的多條徑向線(圖6中的徑向線LINE1)從而沿徑向方向延伸，這些徑向線以預(yù)先確定的角度間隔被設(shè)定。具有這種形狀的狹縫也被稱為“徑向狹縫”。在本實施方式中，狹縫SLC的數(shù)量η。是最大的，編碼器100的最大分辨率由軌道TC來確定。在此，在其中相同數(shù)量的狹縫以相同間距(相同分辨率)被形成的情況下，如果使用徑向狹縫，那么可以將軌道半徑抑制成小的半徑。因此，通過利用徑向狹縫來形成狹縫SLC，與其中利用彎曲狹縫來形成狹縫SLC的情況相比可以將碼盤半徑抑制為小的半徑。要注意，這并不防止軌道TC的狹縫SLC由彎曲狹縫形成，并且還可以由彎曲狹縫來形成全部軌道T的狹縫SL。此外，還可以由彎曲狹縫形成多個軌道TA至TC中的至少一個或多個。(1-2-2.檢測器 130Α 至 130C)接下來，參考圖2至圖5來闡述檢測器130Α至130C，并且更具體地闡述使用檢測器的光學(xué)檢測機構(gòu)。
(光學(xué)檢測機構(gòu))如圖2所示，檢測器130A被設(shè)置成面對軌道TA。檢測器130A與軌道TA —起構(gòu)成第一光學(xué)檢測機構(gòu)。檢測器130B被設(shè)置成面對軌道TB。檢測器130B與軌道TB —起構(gòu)成第二光學(xué)檢測機構(gòu)。檢測器130C被設(shè)置成面對軌道TC。檢測器130C與軌道TC 一起構(gòu)成第三光學(xué)檢測機構(gòu)。檢測器130A-130C的相應(yīng)光學(xué)檢測機構(gòu)的共同之處在于，每個光學(xué)檢測機構(gòu)都具有獨立的衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)等，如上文所述的。因此，在本文中，將其中一個光學(xué)檢測機構(gòu)作為示例來闡述，并且在下文單獨描述每個光學(xué)檢測機構(gòu)不同的方面。在本說明書中，檢測器130A至130C、軌道TA至TC和旋轉(zhuǎn)柵格LA至LC也都被分別簡稱為“檢測器130”、“軌道T”和“旋轉(zhuǎn)柵格L”。此外，被包括在旋轉(zhuǎn)柵格L中的狹縫(狹縫SLA至SLC)也被簡稱為“狹縫SL”。此外，狹縫SL的間距(間距Pla至pj也被簡稱為“間距ΡΛ此外，狹縫的數(shù)量(狹縫數(shù)量nAgnc)也被簡稱為“狹縫數(shù)量η”。此外，從光學(xué)檢測機構(gòu)獲得的周期信號的周期數(shù)(周期數(shù)mA至m。)也被簡稱為“周期數(shù)m”。如圖4所示，檢測器130具有掩模120、發(fā)光部131和受光部132。要注意，由于圖4是用于闡述光學(xué)檢測機構(gòu)的操作原理的操作原理圖，因此構(gòu)成光學(xué)檢測機構(gòu)的每個元件的布置關(guān)系與實際布置關(guān)系不同。掩模120設(shè)置成面對碼盤110，并且在它們之間具有間隙g。掩模120被固定到構(gòu)成編碼器100的框架主體上。也就是說，碼盤110相對于掩模120旋轉(zhuǎn)。掩模120由遮光的材料形成。掩模120具有兩個光學(xué)固定柵格Gl和G2 (固定衍射柵格),所述光學(xué)固定柵格分別具有透射光的多個狹縫SGl和多個狹縫SG2。換句話說，掩模120通過固定柵格Gl和G2的狹縫SGl和SG2來透射光。固定柵格Gl和G2與旋轉(zhuǎn)柵格L 一起構(gòu)成具有三個柵格的衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)。在下文中，固定柵格Gl被稱為一次固定柵格，并且固定柵格G2被稱為二次固定柵格?！喂潭鸥馟l和二次固定柵格G2被形成在同一掩模120中。然而,一次固定柵格Gl和二次固定柵格G2可形成在分離的掩模120中。在其中柵格被形成于分離的掩模120中的情況下，期望將一次固定柵格Gl和二次固定柵格G2布置成使得所述一次固定柵格Gl和旋轉(zhuǎn)柵格L之間的距離(間隙g)以及旋轉(zhuǎn)柵格L和二次固定柵格G2之間的距離(間隙g)在碼盤110的相同表面?zhèn)认嗟?。通過使用與旋轉(zhuǎn)柵格L等距離的兩個固定柵格Gl和G2并且如上所述通過將反射類型的狹縫用作旋轉(zhuǎn)柵格L的狹縫SL，即使盤110和檢測器130之間的位置關(guān)系變動，固定柵格Gl和G2的間隙g也都是恒定。因此，可以降低間隙g的變動對衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)的影響。在本文中，闡述了相應(yīng)光學(xué)檢測機構(gòu)的檢測器130A至130C的間隙g(分別是第一至第三間隙的示例)之間的關(guān)系。在本實施方式中，相應(yīng)軌道TA至TC的狹縫SLA至SLC的間距Pla至被設(shè)定為間距九從而彼此大致相等，且因此可以將每個檢測器130A至130C與碼盤110之間的每個間隙g設(shè)定成彼此大致相等，如圖2所示。在其中如上所述檢測器130A至130C與碼盤110之間的間隙g被設(shè)定成彼此大致相等的情況下，可以共同設(shè)計或開發(fā)與用于每個檢測器130A至130C的間隙g對應(yīng)的衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)。此外，通過將圖4所示的檢測器130A至130C的相應(yīng)掩模120 (第一至第三掩模)形成為一體式單元，針對相應(yīng)的檢測器130A至130C每次都可以調(diào)節(jié)制造(組裝)編碼器100時的間隙g。因此，有利于編碼器100的制造。要注意，類似地通過使得旋轉(zhuǎn)柵格LA至LC和與其對應(yīng)的固定柵格Gl、G2的任何兩者之間的間隙g相同，獲得這種作業(yè)效果。然而，期望這樣的光學(xué)檢測機構(gòu)，在所述光學(xué)檢測機構(gòu)中，間隙g被使得與其中軌道T的間距&被設(shè)定成彼此相等的光學(xué)檢測機構(gòu)的情況相同。隨后，闡述發(fā)光部131和受光部132，并且還分別闡述固定柵格Gl和G2。如圖4所不,發(fā)光部131具有光源并且朝向形成于掩模120中的一次固定柵格Gl發(fā)射光。由發(fā)光部131所發(fā)射的光的波長和強度并不被具體地限制。然而，光的波長和強度根據(jù)衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)的特征和所需位置分辨率等被合適地確定。此外，作為待被發(fā)射的光，在本實施方式中使用發(fā)散光。通過使用發(fā)散光，待在下文描述的一次固定柵格Gl中的每個狹縫SGl可被認為實質(zhì)上是線光源。由此，衍射干涉效應(yīng)被提高。要注意，如果狹縫SGl如上所述可被認為實質(zhì)上是線光源，那么還可以使用平行光、激光、會聚光等作為待被發(fā)射的光。根據(jù)待被使用的光的特征等(例如，平行光、激光、會聚光或發(fā)散光)，發(fā)光部131還可以具有光學(xué)器件，例如發(fā)散透鏡。一次固定柵格Gl形成于其中由發(fā)光部131發(fā)射的光進入所處的位置中。一次固定柵格Gl具有透射類型的多個狹縫SGl。多個狹縫SGl衍射該入射光。由此，穿過每個狹縫SGl并且被發(fā)射到碼盤110的光會聚成將每個狹縫SGl作為實質(zhì)上線光源的光。要注意，形成于一次固定柵格Gl中的多個狹縫SGl之間的間距pei被形成為滿足針對旋轉(zhuǎn)柵格L的多個狹縫SL之間的間距Pl的關(guān)系“pei=iXpL(i=l，2，3...)”。在此，具體地在〃i=l，2"的情況下，在許多情況下被獲得的周期信號的強度都是高的。此外，在"i=2〃的情況下，在許多情況下周期信號的強度比在"i=l"的情況更高。另一方面，周期信號的周期數(shù)m不僅取決于狹縫數(shù)量η還取決于〃i"而變化。具體地，至少在〃i=l，2〃的情況下，周期數(shù)m變?yōu)椤╩=2Xn/i"。在下文中，為了便于說明，闡述〃i=2〃(即，〃pei=2pj并且〃m=n〃)的情況。要注意，已經(jīng)穿過一次固定柵格Gl的光根據(jù)進入一次固定柵格Gl時的入射角而沿一次固定柵格Gl的寬度方向擴散。因此，期望將旋轉(zhuǎn)柵格L的狹縫SL的寬度設(shè)定成比一次固定柵格Gl的狹縫SGl的寬度更大的寬度，以便在擴散角度方面增加信號強度。此時，通過將旋轉(zhuǎn)柵格L的狹縫SL的寬度設(shè)定成比已經(jīng)穿過一次固定柵格Gl的光所預(yù)期達到的寬度更大的寬度，由透射光的狹縫SL反射的光量增加，且因此抑制圖像的尺寸的變動。另選地，通過將旋轉(zhuǎn)柵格L的狹縫SL的寬度設(shè)定成比已經(jīng)穿過一次固定柵格Gl的光所預(yù)期達到的寬度更窄的寬度，透射光在峰值位置中被反射，在峰值位置中通過狹縫SL的透射的光量是大的，并且因此即使狹縫SL的位置稍微移位，也抑制由狹縫SL反射的光所形成的圖像尺寸的變動。也就是說，通過將寬度設(shè)定成比用于已經(jīng)穿過一次固定柵格Gl的光所預(yù)期達到的寬度更大或更窄的寬度，可以進一步改善信號的穩(wěn)定性，而抵抗接一次固定柵格Gl和旋轉(zhuǎn)柵格L中的誤差。以與上文所述相同的方式，由旋轉(zhuǎn)柵格L反射的光根據(jù)進入旋轉(zhuǎn)柵格L時的入射角而沿旋轉(zhuǎn)柵格L的寬度方向擴散。因此，還期望將下文待述的二次固定柵格G2的狹縫SG2的寬度設(shè)定成比旋轉(zhuǎn)柵格L的狹縫SL的寬度更大的寬度，以便考慮到擴散角度來增加信號強度。此時，通過將二次固定柵格G2的狹縫SG2的寬度設(shè)定成比已由旋轉(zhuǎn)柵格L反射的光所預(yù)期達到的寬度更大或更窄的寬度，還可以進一步改善信號的穩(wěn)定性，而抵抗附接二次固定柵格G2和旋轉(zhuǎn)柵格L中的誤差。然而，如果能夠保證足夠的信號強度并且還能夠充分地保證信號的穩(wěn)定性而抵抗附接中的誤差，那么一次固定柵格G1、二次固定柵格G2和旋轉(zhuǎn)柵格L的狹縫的相應(yīng)寬度之間的關(guān)系不被具體地限制。期望將一次固定柵格Gl的多個狹縫SGl形成為處于面對位置中的狹縫SL大致平行，以便提高由旋轉(zhuǎn)柵格L和二次固定柵格G2—起形成的衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)的衍射干涉效應(yīng)并且以便降低噪音。也就是說，如圖3所示，旋轉(zhuǎn)柵格LA和LB的狹縫SLA和SLB是彎曲狹縫，且因此期望還通過彎曲狹縫來形成檢測器130A和130B的一次固定柵格Gl的多個狹縫SGl以及二次固定柵格G2的多個狹縫SG2。另一方面，旋轉(zhuǎn)柵格LC的狹縫SLC是徑向狹縫，且因此期望還通過徑向狹縫來形成檢測器130C的固定柵格Gl和G2的多個狹縫SGl和SG2。在該情況下，還如專利文獻I中關(guān)于徑向狹縫所述的，徑向狹縫的間距&與軌道T的整個圓周的長度相比足夠短，且因此可以在光學(xué)上將徑向狹縫當作平行狹縫。因此，可以將檢測器130C的一次固定柵格Gl的與徑向狹縫對應(yīng)的多個狹縫SGl形成為彼此平行地鄰近的“平行狹縫”。期望將平行狹縫(對應(yīng)于徑向狹縫的多個狹縫SGl)設(shè)置成在徑向狹縫被當作平行狹縫的情況下平行于所述平行狹縫。類似地，還可以將檢測器130A和130B的一次固定柵格Gl的與彎曲狹縫對應(yīng)的多個狹縫SGl形成為平行狹縫，如圖5所示。期望將平行狹縫(對應(yīng)于彎曲狹縫的多個狹縫SGl)設(shè)置成大致平行于LINE2 (將在下文描述)的切線LINE3,所述LINE2與每個彎曲狹縫延伸所處的方向相一致,如圖5所示。通過將與徑向狹縫和彎曲狹縫對應(yīng)的兩個一次固定柵格Gl形成為平行狹縫，可以共同使用所述狹縫。由此，可以不僅進一步有利于制造等，而且還有利于降低制造成本。如圖4所示，由一次固定柵格Gl所衍射的光被發(fā)射到與一次固定柵格Gl對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)柵格L。發(fā)射到旋轉(zhuǎn)柵格L的光由旋轉(zhuǎn)柵格L的狹縫SL反射。此時，所反射的光由旋轉(zhuǎn)柵格L進一步衍射。然后，由旋轉(zhuǎn)柵格L衍射的光被發(fā)射到二次固定柵格G2。二次固定柵格G2形成在供由旋轉(zhuǎn)柵格L衍射的光進入的位置中。形成于二次固定柵格G2中的狹縫SG2的間距pG2被設(shè)定成與形成于一次固定柵格Gl中的狹縫SGl的間距Pc1相同。也就是說，在本實施方式中，滿足"Pc1=Pc2=ZXPl'此外，狹縫SG2的形狀、狹縫SG2與旋轉(zhuǎn)柵格LA和LB的狹縫SLA和SLB之間的位置關(guān)系等都與上述的一次固定柵格Gl的狹縫SGl的情況相似。因此，將省除其詳細說明。要注意，不同于一次固定柵格G1，二次固定柵格G2被劃分為兩個或更多個區(qū)域(例如，如圖5所示的區(qū)域G2A和G2B)。每個區(qū)域中的狹縫SG2的間距Pe2被形成為在該區(qū)域中都是相同的。將區(qū)域的邊界夾設(shè)在其間的相鄰狹縫SG2之間的間距(例如，如圖5所示的邊界部間距Pr)被設(shè)定為比間距pe2長(或短)〃pe2/4〃的間距。要注意，為了便于說明，在下文中，闡述如圖5所示的其中二次固定柵格G2被劃分為兩個區(qū)域G2A和G2B的情況。被發(fā)射到二次固定柵格G2的光形成干涉圖案，在所述干涉圖案中，由旋轉(zhuǎn)柵格L的多個狹縫SL中的每個衍射的光彼此干涉。干涉圖案中的明亮部的位置由此根據(jù)當碼盤110旋轉(zhuǎn)時一次固定柵格Gl和旋轉(zhuǎn)柵格L之間的位置關(guān)系的變化而移動。由此，穿過區(qū)域G2A和G2B的相應(yīng)狹縫SG2的光的強度以正弦波形狀增加/減少，其中電氣角移相90°，這是因為邊界部間距Pr被設(shè)定為比間距pe2長(或短)〃pe2/4〃的間距。受光部132設(shè)置成接收已經(jīng)穿過二次固定柵格G2的狹縫SG2的光。例如，受光部132具有受光元件，例如光電二極管。借助該受光元件，所接收的光的強度被轉(zhuǎn)換為電信號。在該情況下，例如受光部132具有兩個受光表面，使得能夠針對區(qū)域G2A和G2B中的每個單獨地產(chǎn)生電信號。由受光部132產(chǎn)生的電信號變?yōu)樾螤畲笾聻檎也ǖ闹芷谛噪娦盘?也被稱為“周期信號”)，所述周期性電信號每當碼盤110旋轉(zhuǎn)對應(yīng)于間距P的量就重復(fù)。分別對應(yīng)于區(qū)域G2A和G2B的周期信號變?yōu)閮蓚€周期信號，這兩個周期信號的相位移位90°，如與穿過分別形成于區(qū)域G2A和G2B中的狹縫SG2的光的強度那樣。這兩個周期信號還分別被稱為“A相周期信號”和“B相周期信號”。然后，在第一光學(xué)檢測機構(gòu)、第二光學(xué)檢測機構(gòu)和第三光學(xué)檢測機構(gòu)中的每個獲得的兩個周期信號也分別被統(tǒng)稱為“第一檢測信號”、“第二檢測信號”和“第三檢測信號”。如上所述，在光學(xué)檢測機構(gòu)中，構(gòu)造具有三個柵格的衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)。因此，如果由于與間距PpPvPe2等的關(guān)系而發(fā)生干涉，而與間隙g的尺寸無關(guān)，那么可以檢測期望的周期信號。同時，幾何光學(xué)型編碼器接收已經(jīng)僅僅穿過狹縫SL的光，并且因此如果間隙g的尺寸增大，那么由于光的衍射成分和擴散成分的影響，噪音因而增加。由此，間隙g需要被設(shè)定為小的。與此相比，在利用如在本實施方式中描述的這種衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)的編碼器100中，可以使得固定構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間的間隙g是大的。由此，可以提高設(shè)計或開發(fā)的自由度，并且還可以降低固定構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件由于撞擊等而干涉的這種問題發(fā)生的可能性。要注意，在本實施方式中，具有三個柵格(旋轉(zhuǎn)柵格L和固定柵格Gl和G2)的衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)如前所述作為示例被闡述。但是本發(fā)明不局限于此。例如，通過利用在二次固定柵格G2的每個狹縫SG2的位置中具有受光面的帶狀受光元件來取代二次固定柵格G2，還可以形成具有三個柵格的偽衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)。此外，通過利用在一次固定柵格Gl的每個狹縫SGl的位置中發(fā)射光的帶狀或直線發(fā)光元件等來取代一次固定柵格G1，還可以形成具有三個柵格的偽衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)。此外，如果可以構(gòu)造類似衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，那么柵格的數(shù)量并不被具體地限制。(1-2-3.彎曲狹縫的構(gòu)造)接下來，參考圖5和圖6，詳細地闡述在上述旋轉(zhuǎn)柵格LA和LB中使用的彎曲狹縫。(一個軌道T中的彎曲狹縫)首先參考圖6，作為示例來闡述其中一個彎曲狹縫，S卩，形成于軌道TA的旋轉(zhuǎn)柵格LA中的狹縫SLA或形成于軌道TB的旋轉(zhuǎn)柵格LB中的狹縫SLB。將單獨闡述狹縫SLA和狹縫SLB之間的不同點。旋轉(zhuǎn)柵格L的狹縫SL被設(shè)置在軌道T中。如上所述，旋轉(zhuǎn)柵格L的至少一個或多個狹縫SL被形成為與徑向狹縫不同的呈彎曲形狀的彎曲狹縫。狹縫SL形成在以旋轉(zhuǎn)軸線AX作為中心的超過O度并且小于360的角度范圍內(nèi)。具體地，形成為彎曲狹縫的狹縫SL (這里，簡稱為“狹縫SL”)沿著LINE2形成，如圖6所示。LINE2是彎曲線，其通過使得徑向線LINEl以碼盤中心O (旋轉(zhuǎn)軸線AX)為中心沿周向方向以預(yù)定彎曲度C彎曲而形成。能夠想到沿著如上所述的彎曲線LINE2的狹縫SL的各種形成示例。如下將描述狹縫SL的形成示例。對應(yīng)于相應(yīng)狹縫SL的徑向線LINEl被設(shè)定成在數(shù)量上對應(yīng)于具有預(yù)定分割角度的狹縫的數(shù)量n，所述預(yù)定分割角度由一圈2 π (360° )除以待被設(shè)置在軌道T中的狹縫數(shù)量η來獲得。通過使得每條徑向線LINEl沿相同周向方向以相同彎曲度C彎曲，來設(shè)定每個狹縫SL的彎曲線LINE2。每個狹縫SL以該方式以預(yù)定寬度沿著每條彎曲線LINE2被形成。此外，更具體地利用表達式來解釋狹縫SL的形成示例。碼盤中心O被當作原點，與原點的距離是d，與經(jīng)過原點的基準線的角度是Θ，并且軌道T的內(nèi)徑和外徑分別是rIN和r.。因此，被包括在軌道T的旋轉(zhuǎn)柵格L中的狹縫的數(shù)量被當作n，并且假定每個狹縫用j (」=0，1，2，...，η-1)標記。然后，徑向線LINEl由下述表達式I以極坐標表述。LINEl= (d, jX2 π/n)...(表達式 I)其中；rIN≤d ≤r0UT。接下來，在其中彎曲度被當作是C并且使得旋轉(zhuǎn)柵格L的多個狹縫SL的間距變?yōu)槠谕鸓L的半徑(軌道T的寬度方向上的中心的半徑)被當作是Γ(ι的情況下，彎曲線LINE2由下述表達式2以極坐標表述。狹縫SL沿著彎曲線LINE2在軌道T的預(yù)定寬度w(=rOT-rIN)內(nèi)形成。LINE2=(r0(l-C θ ), Θ + j X 2 π/n)…(表達式 2)其中rIN ≤r0(l-C θ ) ≤r0UT。要注意，在彎曲狹縫的形成示例的情況下，彎曲度C由下述表達式3來表述。C=tan [sin-1 {pLXn/ (2 π r0)} ]...(表達式 3)期望形成具有寬度w (=1..-!^)的軌道T，藉此由旋轉(zhuǎn)柵格L反射的、在穿過二次固定柵格G2之后已經(jīng)由受光元件接收的光的量變得足夠。在本實施方式的衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)中，如果軌道T的寬度w被設(shè)定成例如是旋轉(zhuǎn)柵格L的間距的大約20至50倍，那么獲得足夠量的光。因此，如從表達式3將看出的，作為彎曲狹縫的狹縫SL形成在以碼盤中心O為中心的180°或更小的范圍內(nèi)。也就是說，每個彎曲狹縫SL均被形成為不周向延伸過軌道T的一圈以上。通過以這種方式形成彎曲狹縫，可以增加碼盤110的強度并且可以有利于形成狹縫SL。通常，在本實施方式的由旋轉(zhuǎn)柵格L構(gòu)造的這種衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)中，被包括在旋轉(zhuǎn)柵格L中的多個狹縫SL的間距在與沿狹縫L的縱向方向的位置無關(guān)的情況下變得越均勻，那么能夠越多地減少待被獲得的正弦波周期信號中的噪音，并且可越多地改善位置檢測精度。換句話說，在沿著狹縫SL從軌道T的寬度w的中心朝向該軌道的內(nèi)側(cè)或外側(cè)(內(nèi)周或外周)運動的情況下針對該運動量的間距九的變化量越小，那么噪音被抑制得更低，并且越多地改善檢測精度。
關(guān)于該點，根據(jù)本實施方式的彎曲狹縫，通過將狹縫SL形成為彎曲形狀，可以減少狹縫SL的間距沿狹縫SL的形成方向(彎曲線LINE2延伸所處的方向)的變化量(在此，也被稱為“間距變化率”)。結(jié)果，根據(jù)本實施方式的編碼器100，通過提高從每個光學(xué)檢測機構(gòu)獲得的周期信號的檢測精度，可以提高位置檢測精度。例如更具體地，在徑向狹縫的情況下，狹縫SL被形成于徑向線LINEl上，并且狹縫SL沿形成方向(徑向線LINEl延伸所處的方向)的長度變得大致等于軌道T的寬度W。結(jié)果，狹縫SL沿狹縫SL的形成方向的間距的變化率相對較大。該間距的相對較大的變化率導(dǎo)致周期信號的檢測精度的降低。狹縫的數(shù)量η越小，則這種檢測精度的降低的幅值就越大。與此相比，在彎曲狹縫的情況下，與在徑向狹縫的情況相比，可以將狹縫SL沿形成方向(彎曲線LINE2)的長度增加與彎曲度C對應(yīng)的長度量。由此，可以將狹縫SL的間距的變化率減少至相對較小的變化率，并且可以提高周期信號的檢測精度。因此，通過在根據(jù)本實施方式的編碼器100中使用這種彎曲狹縫，可以設(shè)定具有周期信號的不同周期數(shù)m的多個軌道TA至TC，而不降低在設(shè)計和開發(fā)等中的自由度并且不降低周期信號的檢測精度。因此，根據(jù)本實施方式，與其中不使用彎曲狹縫的編碼器相比，可以容易地形成具有高精度的緊湊編碼器100。此外，一般地，在衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)柵格L與固定柵格Gl和G2之間的最優(yōu)間隙g取決于從發(fā)光部131發(fā)射的光的波長λ以及旋轉(zhuǎn)柵格L的多個狹縫SL的間距Pp例如，在具有三個柵格的衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)中，在Pei=PfPe2的情況下，當滿足下述表達式4時間隙g變?yōu)樽顑?yōu)間隙。在PePXp^pe2的情況下，當滿足下述表達式5時間隙g變?yōu)樽顑?yōu)間隙。在此，k是正整數(shù)。g=(2Xk_l) XpL2/4 λ …(表達式 4)g=(2Xk) Xp12/λ …(表達式 5)在此，根據(jù)如本實施方式中的彎曲狹縫，通過使用例如狹縫數(shù)量η、軌道半徑r(r=r0)以及彎曲度C的函數(shù)f的表達式6來表述多個狹縫SL的間距PppL=f (n, r, C)= (2 π r/n) X sin (tan-lC)...(表達式 6)因此，僅通過合適地設(shè)定彎曲度C而不改變狹縫數(shù)量η (即，對應(yīng)于周期信號的周期)或軌道半徑r，使得可以將間距P設(shè)定成最優(yōu)值，以用于構(gòu)造衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)。由此，使得可以自由地設(shè)定軌道數(shù)量η、軌道半徑r等，并且使得容易實現(xiàn)小型化，并且還有利于設(shè)計、開發(fā)等。同時，在其中如專利文獻3中所述的狹縫SL被形成為在軌道T中周向延伸一圈或多圈的情況下，與本實施方式不同，這種狹縫也被稱為“多重螺旋狹縫”。在這種多重螺旋狹縫的情況下，沿徑向方向堆疊的狹縫SL的數(shù)量增加，并且軌道T的寬度w變大，且因此難以實現(xiàn)小型化。因此，在設(shè)計和開發(fā)中的自由度減少，且因此，制造自身變得困難。與此相t匕，根據(jù)本實施方式的狹縫SL由彎曲狹縫而不是由多重螺旋狹縫來形成，所述彎曲狹縫的環(huán)繞量小于一圈。由此，如前文所述，通過增加在設(shè)計和開發(fā)中的自由度，可以有利于制造和小型化。從獲得更高的信號精度的角度看，優(yōu)選地，彎曲狹縫的環(huán)繞量等于或小于半圈，且更優(yōu)選地等于或小于四分之一圈。 要注意，此處解釋的彎曲狹縫的形成示例、彎曲線LINE2的表達式等等僅僅是示例。如果可以如上所述沿著在周向上彎曲的彎曲線LINE2形成狹縫SL，那么形成方法、設(shè)計方法等并不被具體地限制。(彎曲狹縫與固定柵格側(cè)的狹縫之間的位置關(guān)系)在其中平行狹縫被用作固定柵格Gl和G2的情況下，如圖5所示，固定柵格Gl和G2設(shè)置成使得相應(yīng)旋轉(zhuǎn)柵格L的狹縫SL的彎曲線LINE2的切線LINE3與每個狹縫SGl和SG2彼此平行。要注意，此處所指的“平行”并不是該詞語嚴格意義上的平行。也就是說，“平行”意味著“大致平行”，從而允許在設(shè)計和制造中的誤差(這還適用于下文)。具體地，例如，可以足以使得每個狹縫SGl和SG2與切線LINE3在-5度與+5度的范圍內(nèi)相交。當使用如本實施方式中的彎曲狹縫時，即使在其中固定柵格Gl和G2的布置位置稍微移位的情況下，彎曲狹縫的間距的變化率也相對較小，且因此可以保證大區(qū)域，在所述大區(qū)域中，固定柵格Gl和G2是平行狹縫并且旋轉(zhuǎn)柵格L可被認為彼此平行。因此，可以非常便于制造等，并且同時進一步提高周期信號的檢測精度。(彎曲狹縫在多個軌道中的關(guān)系)接下來，參考圖2和圖3闡述彎曲狹縫在多個軌道TA和TB之間的關(guān)系。在本實施方式中，如圖2所示，全部軌道TA至TC的旋轉(zhuǎn)柵格LA至LC與相對應(yīng)的檢測器130A至130C的掩模120之間的間隙g被設(shè)定成大致相等。另一方面，為了形成衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，重要的是將與間隙g相對應(yīng)的狹縫SL的間距九設(shè)定成滿足上述的表達式4或表達式5。因此，在本實施方式中，軌道TA的狹縫SLA的彎曲度C被設(shè)定成使得如圖3所示，狹縫SLA的間距Pla變得等于另一軌道TC的狹縫SLC的間距Pm。類似地，軌道TB的狹縫SLB的彎曲度C也設(shè)定成使得狹縫SLB的間距變得等于狹縫SLC的間距pLC。另一方面，如前文所述，軌道TA的狹縫的數(shù)量nA比軌道TB的狹縫的數(shù)量nB小一。由于上述，可以使得在全部軌道TA至TC中的狹縫SLA至SLB的間距pu至Plc大致彼此相等。要注意，此處所指的“相等”并不是該詞語嚴格意義上的相等。也就是說，“相等”意味著“大致相等”，從而允許在設(shè)計和制造中的誤差(這同樣適用于下文)。具體地，例如，在間距Pla至Pu中可以存在在-10%至+10%之間的范圍內(nèi)的誤差。因此，可以將檢測器130A至130C布置成使得間隙g相等，同時每個檢測器均形成衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)。例如要注意，間隙g可以存在在-10%至+10%之間的范圍內(nèi)的誤差。在其中如上所述可以將多個檢測器130A至130C形成為使得間隙g相等的情況下，有利于沿檢測器130A至130C的間隙g方向的調(diào)節(jié)。此外，還可以一體地形成檢測器130A至130C。在其中檢測器130A至130C一體地形成的情況下，還可以將相應(yīng)檢測器的掩模120—體地形成為單個掩模。在該情況下，可以提高在設(shè)計等方面的自由度并且有利于制造。(1-2-4.位置數(shù)據(jù)生成部)接下來，闡述位置數(shù)據(jù)生成部140。如上所述，位置數(shù)據(jù)生成部140獲取分別來自檢測器130A至130C的均具有正弦波形狀的第一檢測信號、第二檢測信號和第三檢測信號。也就是說，位置數(shù)據(jù)生成部140獲取用于第一檢測信號、第二檢測信號和第三檢測信號的分別處于A相和B相的兩個正弦波信號(見圖2)。位置數(shù)據(jù)生成部140分別從第一檢測信號至第三檢測信號來產(chǎn)生第一三角波信號至第三三角波信號(周期信號的示例)，所述第一三角波信號至第三三角波信號單調(diào)地增力口，如圖7B至圖7D所示。第一三角波信號至第三三角波信號的周期分別與第一檢測信號至第三檢測信號的周期相同。從所述第一三角波信號和第二三角波信號，產(chǎn)生圖7A所示的第一位置數(shù)據(jù)。第二三角波信號和第三三角波信號分別形成如圖7C和圖7D所示的第二位置數(shù)據(jù)和第三位置數(shù)據(jù)。要注意，由位置數(shù)據(jù)生成部140來生成第一三角波信號至第三三角波信號的方法并不被具體地限制。作為用于生成位置數(shù)據(jù)的方法，例如提及下述:1)通過執(zhí)行對A相和B相的兩個正弦波信號的除法結(jié)果的反正切操作來計算電氣角φ的方法；2)利用跟蹤電路將兩個正弦波信號轉(zhuǎn)換為電氣角Φ的方法；以及3)在預(yù)先生成的表中規(guī)定與A相和B相信號的值相關(guān)聯(lián)的電氣角φ的方法。此外，此時，優(yōu)選的是，在執(zhí)行用于每個檢測信號的A相和B相的兩個正弦波信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換并且然后通過對兩個轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號執(zhí)行倍乘處理而提高分辨率之后，位置數(shù)據(jù)生成 部140生成上述位置數(shù)據(jù)。位置數(shù)據(jù)生成部140從被生成的第一位置數(shù)據(jù)、第二位置數(shù)據(jù)和第三位置數(shù)據(jù)來規(guī)定馬達200的絕對位置X，并且輸出表示絕對位置χ的位置數(shù)據(jù)。在下文中，更具體地闡述由位置數(shù)據(jù)生成部140規(guī)定絕對位置χ的處理的示例。要注意，為了更容易理解，碼盤110被簡化并且闡述如下碼盤，在所述碼盤中，間距被設(shè)定成滿足"PePXPL=Pe2'并且狹縫SLA、SLB和SLC的數(shù)量分別是15、16和64。如圖7Α所示，在第一位置數(shù)據(jù)中，當碼盤旋轉(zhuǎn)一圈時，電氣角φχ(0°至360° )單調(diào)地增加(或減少)一次。也就是說，第一位置數(shù)據(jù)是大致代表當使碼盤旋轉(zhuǎn)一圈時的絕對位置χ的數(shù)據(jù)。具體地，第一位置數(shù)據(jù)如下被生成。形成于第一光學(xué)檢測機構(gòu)的軌道TA中的狹縫SLA的數(shù)量nA (=15)比形成于第二光學(xué)檢測機構(gòu)的軌道TB中的狹縫SLB的數(shù)量nB (=16)小一。因此，當碼盤旋轉(zhuǎn)一圈時，第一檢測信號以周期數(shù)比第二檢測信號的周期數(shù)小一的方式被輸出。也就是說，當碼盤旋轉(zhuǎn)一圈時，圖7Β所示的第一三角波信號以周期數(shù)比圖7C所示的第二三角波信號的周期數(shù)小一的方式被輸出。通過如圖7Α所示從第二三角波信號減去第一三角波信號，由360°的碼盤的絕對旋轉(zhuǎn)角度Θ (絕對位置χ)來生成一個周期的三角波形狀的電信號(第一位置數(shù)據(jù))。要注意，用于由位置數(shù)據(jù)生成部140生成第一位置數(shù)據(jù)的方法不被具體地限制。第二位置數(shù)據(jù)和第三位置數(shù)據(jù)分別是第二三角波信號和第三三角波信號。如圖7C所示，在第二位置數(shù)據(jù)中，當碼盤旋轉(zhuǎn)一圈時，電氣角Φβ(0°至360° )單調(diào)地增加(或減少)16次(也就是說，周期數(shù)叫=“)。如圖7D所示，在第三位置數(shù)據(jù)中，當碼盤旋轉(zhuǎn)一圈時，電氣角機'(0°至360° )單調(diào)地增加(或減少)64次(也就是說，周期數(shù)πιε=64)。要注意，圖7Α至圖7D均示出了單調(diào)地線性地增加的信號。然而，位置數(shù)據(jù)生成部140還可以生成例如作為第一三角波信號至第三三角波信號的單調(diào)地分階段地增加的信號。第一位置數(shù)據(jù)至第三位置數(shù)據(jù)代表具有對應(yīng)于周期數(shù)!^、!^和!!!。中的每個的分辨率的絕對位置X。因此，第三位置數(shù)據(jù)的分辨率比第二位置數(shù)據(jù)的分辨率更高，并且第二位置數(shù)據(jù)的分辨率比第一位置數(shù)據(jù)的分辨率更高。
因此，位置數(shù)據(jù)生成部140基于第一位置數(shù)據(jù)至第三位置數(shù)據(jù)計算絕對位置X，所述絕對位置與具有最高分辨率的第三位置數(shù)據(jù)具有相同水平的分辨率。第一位置數(shù)據(jù)具有相對較低的分辨率，并且代表絕對位置。通過將由第二位置數(shù)據(jù)表示的具有相對較高分辨率的位置疊加在由第一位置數(shù)據(jù)表示的絕對位置上，位置數(shù)據(jù)生成部140可以計算與第二位置數(shù)據(jù)具有相同水平的分辨率的絕對位置χ。類似地，通過將由第三位置數(shù)據(jù)表示的具有更高分辨率的位置疊加在從第二位置數(shù)據(jù)計算的絕對位置χ上，位置數(shù)據(jù)生成部140可以計算與第三位置數(shù)據(jù)具有相同水平的分辨率的絕對位置X。換句話說，如圖7A至圖7D所示，通過順序地使用第二位置數(shù)據(jù)和第一位置數(shù)據(jù)，位置數(shù)據(jù)生成部140將由具有最高分辨率的第三位置數(shù)據(jù)表示的位置轉(zhuǎn)換為絕對位置χ (游標法)。要注意，通過存儲用于第一位置數(shù)據(jù)、第二位置數(shù)據(jù)和第三位置數(shù)據(jù)的組合的絕對位置χ的基準表，位置數(shù)據(jù)生成部140還可以利用基準表來規(guī)定絕對位置X，而不執(zhí)行這種處理。此外，位置數(shù)據(jù)生成部140可設(shè)置在控制器20中。(1-3.根據(jù)第一實施方式的馬達單元的操作)接下來，闡述根據(jù)本實施方式的馬達系統(tǒng)I的操作。要注意，在每個構(gòu)造中的操作和作業(yè)等已在每個構(gòu)造的說明中被闡述，且因此在說明中適當?shù)厥〕霾僮骱妥鳂I(yè)等?？刂破?0從上級控制器等獲取上級控制信號，并且還從編碼器100獲取表示馬達200的絕對位置χ的位置數(shù)據(jù)。然后，控制器20基于所述上級控制信號和位置數(shù)據(jù)來輸出馬達200的驅(qū)動電流或電壓。由此，馬達200基于驅(qū)動電流或電壓來旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸201。然后，編碼器100的借助旋轉(zhuǎn)軸101聯(lián)接到與旋轉(zhuǎn)軸201對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸202的碼盤110也旋轉(zhuǎn)。另一方面，檢測器130A至130C均根據(jù)碼盤110的旋轉(zhuǎn)來檢測周期信號，并且向位置數(shù)據(jù)生成部140輸出所述周期信號。然后，位置數(shù)據(jù)生成部140基于所獲取的信號生成位置數(shù)據(jù)并且將所述位置數(shù)據(jù)輸出給所述控制器20。(1-4.用于制造根據(jù)第一實施方式的編碼器的方法)接下來，參考圖8，闡述用于制造根據(jù)本實施方式的編碼器100的方法。如圖8所示，在用于制造編碼器100的方法中，首先執(zhí)行在步驟SlOl處的處理。在步驟SlOl (確定狹縫數(shù)量的步驟的示例)，對于碼盤110的一個軌道T，在一圈旋轉(zhuǎn)中待被獲得的期望周期信號的周期數(shù)m根據(jù)期望從軌道T獲得的分辨率被確定。然后，根據(jù)所述周期，設(shè)定待在軌道T中形成的狹縫的數(shù)量η。然后，該過程推進到步驟S103。在步驟S103(設(shè)置徑向線的步驟的示例)，在步驟SlOl確定的數(shù)量的徑向線LINEl(見圖6)以碼盤中心O (旋轉(zhuǎn)軸線AX)為中心被以相等的角度設(shè)定。然后，該過程推進到步驟 S105。在步驟S105 (設(shè)定彎曲線的步驟的示例)，彎曲度C被設(shè)定成使得狹縫SL的間距PJ變?yōu)槠谕怠Ｈ缓?，在步驟S103設(shè)定的多條徑向線LINEl沿相同周向方向以設(shè)定的彎曲度C彎曲，由此，設(shè)定多條彎曲線LINE2。然而，在徑向狹縫(例如，軌道TC)的情況下，因此彎曲度C在步驟S105被設(shè)定為零(意味著，線不彎曲)。要注意，在步驟S105中，彎曲度C被設(shè)定成使得待被形成的軌道T(一個軌道的示例)的狹縫SL的間距九等于已經(jīng)形成的軌道或者由此隨后待被形成的軌道(另一軌道T的示例)的狹縫SL的間距Pp在步驟S105的處理之后，該過程推進到步驟S107。
在步驟S107 (形成狹縫的步驟的示例)，沿著在步驟S105被設(shè)定的多條彎曲線LINE2，多個狹縫SL被形成在軌道T中，其中軌道的寬度w被預(yù)先確定。然后，該過程推進到步驟S109。在步驟S109，確認狹縫SL是否形成于期望的多個軌道T的全部中。然后，如果存在其中尚未形成有狹縫SL的軌道T，那么在步驟101和隨后步驟中的處理被重復(fù)進行。另一方面，如果形成了全部的狹縫SL，那么該過程推進到步驟S111。在步驟Slll (設(shè)置掩模的步驟的示例)，對于其中至少間距pL相等的兩個或更多個軌道T，包括掩模120的檢測器130被設(shè)置成使得旋轉(zhuǎn)柵格L與固定柵格Gl和G2之間的間隙g是相等的。要注意，與該處理相同時、在該處理之前或之后，執(zhí)行將旋轉(zhuǎn)軸101聯(lián)接到碼盤110的處理、將每個檢測器130和位置數(shù)據(jù)生成部140聯(lián)接的處理、將每個構(gòu)造容納在殼體中并且固定地或可旋轉(zhuǎn)地支承所述構(gòu)造的處理等，且因此完成編碼器100。

(1-5.根據(jù)第一實施方式的編碼器的效果的示例)在根據(jù)本實施方式的編碼器100等中，至少一個軌道T的多個狹縫SL沿著彎曲線LINE2形成為彎曲狹縫。當碼盤110旋轉(zhuǎn)一圈時可以從該彎曲狹縫光學(xué)地獲得大致表示絕對位置X的第一位置數(shù)據(jù)，并且通過調(diào)節(jié)彎曲線LINE2的彎曲度C而不改變軌道T的形成位置或被包括在軌道T中的狹縫數(shù)量n，還可以調(diào)節(jié)彎曲狹縫的間距!V因此，可以增加設(shè)計和開發(fā)等的自由度。此外，對于在編碼器100等中使用的彎曲狹縫，可以以與其彎曲度C對應(yīng)的量來增加每個狹縫SL的長度。由此，可以減小沿狹縫SL的間距的狹縫形成方向的變化量。這意味著可以使得每個狹縫SL沿狹縫形成方向的間距&是一致的，也就是說，可以使得作為彎曲狹縫的每個狹縫SL接近于平行狹縫。另一方面，根據(jù)本實施方式的編碼器100使用采用彎曲狹縫的衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)。在衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)中，多個狹縫SL變得越接近于平行狹縫，就越可以提高檢測信號的S/N比等，并且越可以提高檢測精度。因此，在根據(jù)本實施方式的編碼器100中，可以提高檢測信號的S/N比等，并且可以進一步提高檢測精度，這是因為通過在碼盤110中形成彎曲狹縫而可以使得多個狹縫SL變得接近于平行狹縫。因此，根據(jù)本實施方式的編碼器100，使得可以執(zhí)行設(shè)計和開發(fā)等，以便通過使用衍射干涉光以及當構(gòu)造衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)時減少在設(shè)計或開發(fā)時的約束等而有利于制造，并且同時提聞檢測精度。在其中軌道半徑r被設(shè)定成是大的或者其中周期信號的周期數(shù)m被設(shè)定成小的情況下，這種效果尤其有效。也就是說，通常，如果軌道半徑r增加，那么有必要充分地減小狹縫SL的間距&以便能夠形成衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)。結(jié)果，狹縫的數(shù)量η需要不可避免地變大，且因此與狹縫數(shù)量η相對應(yīng)的周期信號的周期數(shù)m也增加。另一方面，類似地，在其中與上述相比周期數(shù)m減少的情況下，軌道半徑r需要不可避免地減少。然而，在根據(jù)本實施方式的編碼器100中，通過如上所述調(diào)節(jié)彎曲度C可以獨立地調(diào)節(jié)狹縫數(shù)量η或軌道半徑r。因此，通過在設(shè)計或開發(fā)時顯著地減少約束，還可以執(zhí)行小型化等。此外，根據(jù)本發(fā)明的絕對值編碼器100，通過在一個或多個軌道T中形成彎曲狹縫，可以使得兩個或更多個軌道T中的間距九相等。由此，可以使得軌道T的檢測器130(即，掩模120)與軌道T之間的間隙g相等。
因此，可以以大致相同的方式執(zhí)行用于軌道T的衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)等，并且可以共同地調(diào)節(jié)與軌道T對應(yīng)的檢測器130的間隙g。因此，可以顯著地有利于制造(包括設(shè)計和開發(fā)的處理)?！?.第二實施方式>接下來，參考圖9闡述根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的馬達單元。在上述的本發(fā)明的第一實施方式中，闡述了如下情況，即軌道TA和TB的形成為彎曲狹縫的狹縫SLA和SLB彎曲所沿的方向是如圖3所示的相同周向方向。然而，本發(fā)明不局限于該示例，并且還可以使得相鄰軌道的彎曲方向沿周向方向彼此相反。因此，在此，作為本發(fā)明的第二實施方式，作為示例闡述了其中相鄰軌道的彎曲方向沿周向方向彼此相反的情況。要注意，根據(jù)本實施方式的編碼器等與上述第一實施方式的編碼器等具有相同構(gòu)造，不同之處在于，軌道的彎曲方向被設(shè)定為沿周向方向彼此相反，且因此在此主要闡述與第一實施方式的不同。如圖9所示，根據(jù)本實施方式的編碼器的碼盤610在軌道TA (至少一個軌道的示例)中具有旋轉(zhuǎn)柵格LD，所述旋轉(zhuǎn)柵格LD取代圖3所示的旋轉(zhuǎn)柵格LA。然后，旋轉(zhuǎn)柵格LD具有多個狹縫SLD。與圖3所示的狹縫SLA不同，狹縫SLD的彎曲方向被設(shè)定成沿周向方向與相鄰軌道TB (另一軌道的示例)的狹縫SLB的彎曲方向相反。也就是說，當狹縫SLB沿著通過將徑向線LINEl沿順時針方向彎曲而形成的彎曲線LINE2形成時，狹縫SLD沿著通過將徑向線LINEl沿逆時針方向彎曲而形成的彎曲線形成，這與前述情況相反。另一方面，從每個狹縫SL生成的衍射干涉光形成干涉圖案，所述干涉圖案沿相對于每個狹縫SL的縱向方向大致成直角的方向重復(fù)。因此，作為彎曲狹縫的狹縫SL的縱向方向沿所述周向方向彎曲，且因此，存在其中干涉圖案形成為沿相鄰軌道的方向重復(fù)的情況。由此，恐怕在干涉圖案與相鄰軌道的衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)之間發(fā)生串擾(crosstalk)。此外，存在其中編碼器的開發(fā)或設(shè)計可以被限制以防止這種串擾的情況。在這種情況下，通過將相鄰軌道TA和TB的每個狹縫SLD和SLB的彎曲方向如本實施方式中的那樣沿彼此相反的方向設(shè)定，可以改變干擾圖案所形成的方向，且因此可以容易地執(zhí)行設(shè)計或開發(fā)以便防止發(fā)生串擾。當然要注意，在本實施方式中，也可以獲得在上述第一實施方式中所獲得的其他特定作業(yè)和效果等。如上所述，本發(fā)明的實施方式參考附圖被詳細地闡述。然而，當然本發(fā)明不局限于實施方式的示例。顯然，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員會構(gòu)想到落入權(quán)利要求書中所述的技術(shù)構(gòu)思的范圍內(nèi)的各種變化和修改。因此，變化和修改后的技術(shù)當然應(yīng)當被認為屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。要注意，在多個軌道之中，至少兩個或更多個軌道的間距可以是大致相等的，或者可包括具有不同間距的軌道。在本說明書中，在流程圖中描述的步驟包括以所述的順序按時間順序被執(zhí)行的處理、以及被并行或單獨地執(zhí)行甚至不必要按時間順序被執(zhí)行的處理。在一些情況下，還可以合適地改變按時間順序被執(zhí)行的步驟的順序。附圖標記
I馬達單元10伺服馬達20控制器100編碼器101旋轉(zhuǎn)軸110、610 碼盤120掩模130、130A、130B、130C 檢測器131發(fā)光部132受光部140 位置數(shù)據(jù)生成部200馬達201、202 旋轉(zhuǎn)軸

AX旋轉(zhuǎn)軸線Gl一次固定柵格G2次固定柵格G2A、G2B 區(qū)域L、LA、LB、LC、LD 旋轉(zhuǎn)柵格LINEl 徑向線LINE2 彎曲線LINE3 切線O碼盤中心SGI, SG2 狹縫SL、SLA、SLB、SLC、SLD 狹縫T、TA、TB、TC軌道
權(quán)利要求
1.一種編碼器，所述編碼器包括: 碼盤，所述碼盤以能繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置，并且包括第一軌道和第二軌道，在所述第一軌道和所述第二軌道中分別形成有第一光學(xué)旋轉(zhuǎn)柵格和第二光學(xué)旋轉(zhuǎn)柵格；以及 第一檢測器和第二檢測器，所述第一檢測器和所述第二檢測器被設(shè)置成面對所述第一軌道和所述第二軌道，所述第一檢測器和第二檢測器分別包括第一固定柵格和第二固定柵格，所述第一固定柵格與所述第一旋轉(zhuǎn)柵格一起構(gòu)成第一衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，所述第二固定柵格與所述第二旋轉(zhuǎn)柵格一起構(gòu)成第二衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，并且所述第一檢測器和所述第二檢測器構(gòu)造成分別從所述第一衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)和所述第二衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)檢測第一檢測信號和第二檢測信號，其中: 所述第一旋轉(zhuǎn)柵格和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格中的至少一個包括呈彎曲形狀的多個彎曲狹縫，并且 基于所述第一旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量之差來獲得所述碼盤的絕對值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼器，其中: 所述第一旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量之差是一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的編碼器，其中: 所述彎曲狹縫分別沿著以下彎曲線形成，即:這些彎曲線是通過使得從所述旋轉(zhuǎn)軸線沿所述碼盤的徑向方向延伸的多條徑向線以預(yù)先確定的彎曲度朝周向方向彎曲而形成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的編碼器，其中: 所述彎曲狹縫被形成在以 所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心超過O度并且小于360度的角度范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的編碼器，所述編碼器還包括位置數(shù)據(jù)生成部，所述位置數(shù)據(jù)生成部構(gòu)造成:基于所述第一檢測信號和所述第二檢測信號生成第一位置數(shù)據(jù)和第二位置數(shù)據(jù)，所述第一位置數(shù)據(jù)表示在一圈旋轉(zhuǎn)期間所述碼盤的絕對位置，所述第二位置數(shù)據(jù)與所述第一位置數(shù)據(jù)相比具有更高的分辨率；并且基于所述第一位置數(shù)據(jù)和所述第二位置數(shù)據(jù)規(guī)定所述碼盤的與所述第一位置數(shù)據(jù)相比具有更高的分辨率的絕對位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的編碼器，其中: 所述第一旋轉(zhuǎn)柵格和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格分別包括第一彎曲狹縫和第二彎曲狹縫，并且所述第一彎曲狹縫的彎曲度和所述第二彎曲狹縫的彎曲度分別被設(shè)定成使得所述第一彎曲狹縫的間距和所述第二彎曲狹縫的間距大致相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的編碼器，其中: 所述第一旋轉(zhuǎn)柵格和所述第一固定柵格之間的第一間隙與所述第二旋轉(zhuǎn)柵格和所述第二固定柵格之間的第二間隙在尺寸上大致相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的編碼器，其中: 所述第一彎曲狹縫沿與所述第二彎曲狹縫彎曲所沿的方向相反的周向方向彎曲。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的編碼器，其中: 所述第一彎曲狹縫和所述第二彎曲狹縫分別是反射狹縫；并且 所述第一固定柵格和所述第二固定柵格分別設(shè)置在所述碼盤的同一表面?zhèn)取?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的編碼器，其中:所述碼盤還包括位于最外周上的第三軌道，在所述第三軌道中形成有第三光學(xué)旋轉(zhuǎn)柵格，并且所述第三軌道構(gòu)造成確定所述編碼器的最大分辨率； 在所述碼盤中設(shè)定多條徑向線，這些徑向線以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心以預(yù)先確定的角度間隔沿徑向方向延伸；并且 所述第三旋轉(zhuǎn)柵格包括沿著所述徑向線延伸的徑向狹縫。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的編碼器，其中: 所述徑向狹縫的間距、所述第一彎曲狹縫的間距以及所述第二彎曲狹縫的間距大致相坐寸O
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的編碼器，其中: 所述第一固定柵格中包括的狹縫和所述第二固定柵格中包括的狹縫大致平行于所述第一彎曲狹縫和所述第二彎曲狹縫分別彎曲所沿的彎曲線的切線。
13.一種伺服馬達，所述伺服馬達包括: 馬達，所述馬達構(gòu)造成使得旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；以及 編碼器，所述編碼器構(gòu)造成測量所述旋轉(zhuǎn)軸的絕對位置，其中: 所述編碼器包括: 碼盤，所述碼盤以能繞所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置，并且包括第一軌道和第二軌道，在所述第一軌道和所述第二軌道中分別形成有第一光學(xué)旋轉(zhuǎn)柵格和第二光學(xué)旋轉(zhuǎn)柵格；以及 第一檢測器和第二檢測器，所述第一檢測器和所述第二檢測器被設(shè)置成面對所述第一軌道和所述第二軌道，所述第一檢測器和所述第二檢測器分別包括第一固定柵格和第二固定柵格，所述第一固定柵格與所述第一旋轉(zhuǎn)柵格一起構(gòu)成第一衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，所述第二固定柵格與所述第二旋轉(zhuǎn)柵格一起構(gòu)成第二衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，并且所述第一檢測器和所述第二檢測器構(gòu)造成分別從所述第一衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)和所述第二衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)檢測第一檢測信號和第二檢測信號； 所述第一旋轉(zhuǎn)柵格和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格中的至少一個包括呈彎曲形狀的多個彎曲狹縫，并且 基于所述第一旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量之差來獲得所述碼盤的絕對值。
14.一種馬達單元，所述馬達單元包括: 馬達，所述馬達構(gòu)造成使得旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)； 編碼器，所述編碼器構(gòu)造成測量所述旋轉(zhuǎn)軸的位置；以及 控制器，所述控制器構(gòu)造成基于由所述編碼器檢測的位置來控制所述馬達的旋轉(zhuǎn)，其中: 所述編碼器包括: 碼盤，所述碼盤以能繞所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置，并且包括第一軌道和第二軌道，在所述第一軌道和所述第二軌道中分別形成有第一光學(xué)旋轉(zhuǎn)柵格和第二光學(xué)旋轉(zhuǎn)柵格；以及 第一檢測器和第二檢測 器，所述第一檢測器和所述第二檢測器被設(shè)置成面對所述第一軌道和所述第二軌道，所述第一檢測器和所述第二檢測器分別包括第一固定柵格和第二固定柵格，所述第一固定柵格與所述第一旋轉(zhuǎn)柵格一起構(gòu)成第一衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，所述第二固定柵格與所述第二旋轉(zhuǎn)柵格一起構(gòu)成第二衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，并且所述第一檢測器和所述第二檢測器構(gòu)造成分別從所述第一衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)和所述第二衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)檢測第一檢測信號和第二檢測信號； 所述第一旋轉(zhuǎn)柵格和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格中的至少一個包括呈彎曲形狀的多個彎曲狹縫，并且 基于所述第一旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量和所述第二旋轉(zhuǎn)柵格的狹縫數(shù)量之差來獲得所述碼盤的絕對值。
全文摘要
提供一種能夠增加設(shè)計自由度的編碼器、伺服馬達和馬達單元。編碼器(100)設(shè)置有具有第一和第二軌道(TA，TB)的碼盤(110)，在第一和第二軌道中分別形成第一和第二旋轉(zhuǎn)柵格(LA，LB)。所述編碼器(100)還設(shè)置有第一和第二檢測器(130A，130B)，第一和第二檢測器被定位成面對第一和第二軌道(TA，TB)，第一和第二檢測器分別具有第一和第二固定柵格，第一固定柵格用于與第一旋轉(zhuǎn)柵格(LA)一起構(gòu)成第一衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，第二固定柵格用于與第二旋轉(zhuǎn)柵格(LB)一起構(gòu)成第二衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)，并且第一和第二檢測器分別從第一和第二衍射干涉光學(xué)系統(tǒng)檢測第一和第二檢測信號。第一和第二旋轉(zhuǎn)柵格(LA，LB)中的至少一個由彎曲形狀的多個彎曲狹縫(SL)形成。
文檔編號G01D5/38GK103080701SQ20118004236
公開日2013年5月1日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者吉田康, 鈴木嚆二 申請人:株式會社安川電機