CN102023028B - 旋转编码器及其制造方法、旋转电机、旋转电机系统和转盘 - Google Patents

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Abstract

本发明提供旋转编码器及其制造方法、旋转电机、旋转电机系统和转盘。旋转编码器具有：圆板状的转盘，其配置为能够绕旋转轴线旋转，且具有分别形成有光学的旋转光栅的环状的1个以上的轨道；以及光学的1个以上的固定光栅，其以与旋转光栅构成衍射干涉光学系统的方式，与转盘相对地固定配置，其中，至少1个旋转光栅中包含的多个狭缝是沿着弯曲线而形成的，该弯曲线是以能够将该狭缝的间距设定为规定值的方式，使以旋转轴线为中心的多个放射状线分别以规定的弯曲程度朝周向弯曲而成的。

Description

旋转编码器及其制造方法、旋转电机、旋转电机系统和转盘
本发明申请根据35U.S.C.§119而主张于2009年9月18日提交的日本专利申请第2009-216447号的优先权。该申请的全部内容以引证的方式结合于此。
技术领域
本发明涉及旋转编码器及其制造方法、旋转电机、旋转电机系统和转盘(disk)。
背景技术
为了测定旋转的移动体(旋转体)的位置(角度)和速度(旋转速度)等物理量，可以使用旋转编码器。并且，编码器被大致分为增量型和绝对型。增量型编码器主要检测移动体相对于原点位置的相对位置。具体而言，在增量型编码器中，预先检测原点位置，取得与相对于该原点位置的移动量对应的脉冲信号等周期信号，对该周期信号进行乘法等的处理，由此来检测位置等。另一方面，绝对型编码器也称为绝对值编码器，检测移动体的绝对位置。
已开发出各种检测原理的编码器，可根据使用用途所需的特性，来适当选择和使用各种形式的编码器。尤其对于例如进行位置控制和速度控制等控制的伺服电机等而言，编码器在掌握当前位置等方面起着很重要的作用。换言之，针对电机而选定和使用的编码器的性能和特性也会左右该电机的性能和特性。
作为可实现高分辨率化的编码器，例如日本特许第3509830号以及日本特开平6-347293号公报所示，已经开发出了利用由多个狭缝(包括反射型以及透射型)产生的衍射干涉光的光学式编码器。但是，在这些编码器中，由于要形成衍射干涉光学系统，因此小型化以及设计、开发、制造等都很困难。
发明内容
因此，本发明正是鉴于这样的问题而完成的，本发明的目的在于，能够利用衍射干涉光来提高分辨率并且使小型化以及设计、开发和制造等变得容易的旋转编码器、旋转电机、旋转电机系统、转盘以及旋转编码器的制造方法。
为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，提供一种旋转编码器，该旋转编码器具有：圆板状的转盘，其配置为能够绕旋转轴线旋转，且具有分别形成有光学的旋转光栅的环状的1个或2个以上的轨道；以及1个或2个以上的光学的固定光栅，其以与所述旋转光栅构成衍射干涉光学系统的方式，与所述转盘相对地固定配置，其中，至少1个所述轨道的旋转光栅中包含的多个狭缝是分别沿着弯曲线而形成的，该弯曲线是以能够将该狭缝的间距设定为规定值的方式，使以所述旋转轴线为中心的多个放射状线分别以规定的弯曲程度朝周向弯曲而成的。
另外，可以是：所述至少1个轨道的狭缝的弯曲程度被设定为，使得该轨道中的狭缝的间距与1个以上的其他的所述轨道的狭缝的间距相等。
另外，可以是：所述至少1个轨道的旋转光栅与该旋转光栅所对应的至少1个所述固定光栅之间的间隙等于所述其他的轨道的旋转光栅与该旋转光栅所对应的至少1个所述固定光栅之间的间隙。
另外，可以是：所述至少1个轨道的所述狭缝的弯曲程度与所述其他的轨道的所述狭缝的弯曲程度不同。
另外，可以是：所述至少1个轨道的狭缝的弯曲方向是与该轨道所邻接的其他的轨道的所述狭缝的弯曲方向相反的周向。
另外，可以是：所述轨道的旋转光栅中包含的多个狭缝是反射狭缝，与1个该旋转光栅对应的2个所述固定光栅被配置在所述转盘的同一面侧。
另外，可以是：与沿着所述弯曲线形成有所述狭缝的所述轨道对应的所述固定光栅形成为与所述弯曲线的切线平行。
另外，为了解决上述课题，根据本发明的另一观点，提供一种旋转电机，该旋转电机具有：使旋转轴旋转的电机部；以及旋转编码器，其与所述旋转轴连接，测定所述旋转轴的位置，所述旋转编码器具有：圆板状的转盘，其配置为能够随着所述旋转轴的旋转而绕旋转轴线旋转，且具有分别形成有光学的旋转光栅的环状的1个或2个以上的轨道；以及1个或2个以上的光学的固定光栅，其以与所述旋转光栅构成衍射干涉光学系统的方式，与所述转盘相对地固定配置，其中，至少1个所述轨道的旋转光栅中包含的多个狭缝是分别沿着弯曲线而形成的，该弯曲线是以能够将该狭缝的间距设定为规定值的方式，使以所述旋转轴线为中心的多个放射状线分别以规定的弯曲程度朝周向弯曲而成的。
另外，为了解决上述课题，根据本发明的另一观点，提供一种旋转电机系统，该旋转电机系统具有：使旋转轴旋转的电机部；旋转编码器，其与所述旋转轴连接，测定所述旋转轴的位置；以及控制部，其根据所述旋转编码器检测出的位置，控制所述电机部的旋转，所述旋转编码器具有：圆板状的转盘，其配置为能够随着所述旋转轴的旋转而绕旋转轴线旋转，且具有分别形成有光学的旋转光栅的环状的1个或2个以上的轨道；以及1个或2个以上的光学的固定光栅，其以与所述旋转光栅构成衍射干涉光学系统的方式，与所述转盘相对地固定配置，其中，至少1个所述轨道的旋转光栅中包含的多个狭缝是分别沿着弯曲线而形成的，该弯曲线是以能够将该狭缝的间距设定为规定值的方式，使以所述旋转轴线为中心的多个放射状线分别以规定的弯曲程度朝周向弯曲而成的。
另外，为了解决上述课题，根据本发明的另一观点，提供一种转盘，其形成为圆板状，被配置为与1个或2个以上的光学的固定光栅相对，且能够绕旋转轴线旋转，该转盘具有分别形成有光学的旋转光栅的环状的1个或2个以上的轨道，在该转盘被应用于旋转编码器的情况下，所述光学的旋转光栅与所述固定光栅形成衍射干涉光学系统，其中，至少1个所述轨道的旋转光栅中包含的多个狭缝是分别沿着弯曲线而形成的，该弯曲线是以能够将该狭缝的间距设定为规定值的方式，使以所述旋转轴线为中心的多个放射状线分别以规定的弯曲程度朝周向弯曲而成的。
另外，为了解决上述课题，根据本发明的另一观点，提供一种旋转编码器的制造方法，该旋转编码器具有：圆板状的转盘，其配置为能够绕旋转轴线旋转，且具有分别形成有光学的旋转光栅的环状的1个或2个以上的轨道；以及1个或2个以上的光学的固定光栅，其以与所述旋转光栅构成衍射干涉光学系统的方式，与所述转盘相对地固定配置，该制造方法包括：狭缝数量决定步骤，以能够得到期望的周期信号的方式，决定所述1个或2个以上的轨道各自的旋转光栅中包含的多个狭缝的数量；放射状线设定步骤，针对至少1个所述轨道，以所述旋转轴线为中心等角度地设定以所述旋转轴线为中心、且与所述狭缝数量决定步骤中决定的狭缝数量相等的多个放射状线；弯曲线设定步骤，针对至少1个轨道，以使所述多个狭缝的间距成为规定值的方式，使所述多个放射状线分别以规定的弯曲程度向周向弯曲，设定多个弯曲线；以及狭缝形成步骤，沿着所述多个弯曲线，形成所述至少1个轨道的所述多个狭缝。
另外，可以是；在所述弯曲线设定步骤中，将所述至少1个轨道的狭缝的弯曲程度设定为，使得该轨道中的狭缝的间距与1个以上的其他的所述轨道的狭缝的间距相等。
另外，可以是；该制造方法还具有掩模配置步骤，在该掩模配置步骤中，将形成有所述固定光栅的掩模配置成，使得所述至少1个轨道的旋转光栅与该旋转光栅所对应的至少1个所述固定光栅之间的间隙等于所述其他的轨道的旋转光栅与该旋转光栅所对应的至少1个所述固定光栅之间的间隙。
根据以上说明的本发明，通过适当设定沿着弯曲线形成的旋转光栅的弯曲程度，能够将间距设定为适当的值，因此，能够任意地设定间隙和旋转光栅的形成位置等。因此，能够利用衍射干涉光来提高分辨率，同时能够提高设计和开发的自由度。其结果是，能够实现装置自身的小型化，且能够使用容易制造的衍射干涉光学系统。
附图说明
结合附图参考以下详细的叙述，能够更容易且更完整地理解本发明以及其附带的诸多优点，其中：
图1是用于对本发明的第1实施方式的旋转电机系统的结构进行说明的说明图。
图2是用于对该实施方式的旋转编码器的结构进行说明的说明图。
图3是用于对该实施方式的旋转编码器所具有的转盘进行说明的说明图。
图4是用于对该实施方式的旋转编码器所具有的光学检测机构进行说明的说明图。
图5是用于对该实施方式的旋转编码器所具有的光学检测机构进行说明的说明图。
图6是用于对该实施方式的旋转编码器所具有的弯曲狭缝进行说明的说明图。
图7A是用于对该实施方式的旋转编码器所具有的位置数据生成部进行说明的说明图。
图7B是用于对该实施方式的旋转编码器所具有的位置数据生成部进行说明的说明图。
图7C是用于对该实施方式的旋转编码器所具有的位置数据生成部进行说明的说明图。
图7D是用于对该实施方式的旋转编码器所具有的位置数据生成部进行说明的说明图。
图8是用于对该实施方式的旋转编码器的制造方法进行说明的说明图。
图9是用于对该实施方式的实施例的旋转编码器所具有的转盘进行说明的说明图。
图10是用于对比较例1的旋转编码器所具有的转盘进行说明的说明图。
图11是用于对比较例2的旋转编码器所具有的转盘进行说明的说明图。
图12是用于对比较例3的旋转编码器所具有的转盘进行说明的说明图。
图13是用于对本发明的第2实施方式的旋转编码器所具有的转盘的结构进行说明的说明图。
图14是用于对本发明的第3实施方式的旋转编码器所具有的转盘的结构进行说明的说明图。
具体实施方式
下面，参照附图来详细描述本发明的优选实施方式。注意，在本说明书和附图中，对实质上具有相同的功能和结构的结构要素标注相同的标号，并省略这些结构要素的重复说明。
另外，在说明本发明的各实施方式之前，对与各实施方式相关联的技术所涉及的光学式编码器的概要进行说明。作为光学式编码器，已经开发出了利用由多个狭缝(包括反射型以及透射型)形成的光栅的编码器。该利用了光学光栅的编码器大致被分为：单纯地利用在光栅上进行透射或反射的光的“几何光学型”和利用了由多个光栅形成的衍射干涉光的“衍射干涉光学型”(例如参照日本特许第3509830号以及日本特开平6-347293号公报)。
在几何光学型编码器中，在不进行衍射及干涉的情况下，接收由形成光栅的狭缝反射或透射过该狭缝的光，根据其受光次数等来确定位置变化等。在该几何光学型编码器中，具有如下特性：在将1个光栅的狭缝间隔(以下也称为“间距p”)设为恒定时，光栅与其他光栅或受光部等之间的距离(以下也称为“间隙g”)越长，则检测精度越低。
另一方面，衍射干涉光学型编码器是利用由多个光栅形成的衍射干涉光，根据该衍射干涉光的受光次数等来确定位置变化等。因此，与几何光学型编码器相比，该衍射干涉光学型编码器可提高S/N比(Signal toNoise Ratio，信噪比)。除此以外，衍射干涉光学型编码器还具有如下特性：即使将间隙g设定得较长，也很难对检测精度造成影响。这也意味着能够降低结构部件之间发生机械干扰的可能性，从而提高抗冲击性等的耐环境性能。这样，与几何光学型编码器相比，衍射干涉光学型编码器的优点较多。
但是，在衍射干涉光学型编码器中，需要构成衍射干涉光学系统，所以多个光栅(衍射光栅)各自的间距p以及各光栅的间隔即间隙g要被设定为恰当的值。该间距p与间隙g之间的关系成为编码器自身的开发和制造上的制约。即，如果间距p或间隙g偏离于恰当的值，则衍射干涉光的质量降低，检测的周期信号的S/N比降低。另一方面，为了将间距p或间隙g保持为恰当的值，除了间距p以及间隙g以外，还需要考虑周期信号的周期数(与狭缝个数对应地变化)以及狭缝的形成位置等来设计和开发衍射干涉光学系统。
因此，自由度降低，不易进行设计和开发，另外，需要针对每种衍射干涉光学系统进行调整，因此制造上也不容易。并且，由于这样的设计和开发上的制约，很难实现装置自身的小型化。
即使在使用1组衍射干涉光学系统来得到1个周期信号的情况下，也可能产生这种在设计、开发和制造上的制约。但是，特别是在例如像绝对型编码器那样，使用多组衍射干涉光学系统来得到多个周期信号的情况下，需要针对各组衍射干涉光学系统进行设计、开发和制造，因此对它们的制约程度进一步增大。
因此，本发明的发明人等对这样的光学式编码器进行了深入研究，其结果，发明了能够利用衍射干涉光来提高分辨率、同时使小型化以及设计、开发和制造等变得容易的各实施方式的旋转编码器等。下面，对本发明的各实施方式进行详细说明。
其中，在下面说明的本发明的各实施方式中，以具有绝对型旋转编码器的旋转电机系统为例进行说明。即，各实施方式的旋转编码器被应用于旋转电机，检测旋转电机的旋转角度θ作为位置x。但是，这里所说明的各实施方式的旋转编码器当然也可应用于像例如原动机或转向装置(steering)等那样绕固定的旋转轴旋转的各种旋转体。
另外，为了便于理解，本发明的各实施方式是按照以下顺序说明的。
<1.第1实施方式>
(1-1.第1实施方式的旋转电机系统)
(1-2.第1实施方式的旋转编码器)
(1-2-1.转盘110)
(轨道TA～TC)
(狭缝S的形状)
(磁铁MG)
(1-2-2.检测部MX，检测部130A～130C)
(1X检测机构)
(光学检测机构)
(1-2-3.弯曲狭缝的结构)
(一个轨道T内的弯曲狭缝)
(弯曲狭缝与固定光栅侧的狭缝之间的位置关系)
(多个轨道间的关系下的弯曲狭缝)
(1-2-4.位置数据生成部140)
(1-3.第1实施方式的旋转电机系统的动作)
(1-4.第1实施方式的旋转编码器的制造方法)
(1-5.第1实施方式的旋转编码器系统的效果的例子)
(1-6.第1实施方式的旋转编码器的实施例)
<2.第2实施方式>
<3.第3实施方式>
<1.第1实施方式>
(1-1.第1实施方式的旋转电机系统)
首先，参照图1，对本发明第1实施方式的旋转电机系统的结构进行说明。图1是用于对本发明第1实施方式的旋转电机系统的结构进行说明的说明图。
如图1所示，本实施方式的旋转电机系统(以下也简称为“电机系统”)1具有旋转电机(以下也简称为“电机”)10和控制部20。另外，电机10具有旋转编码器(以下也简称为“编码器”)100和旋转电机部(以下也简称为“电机部”)200。
电机部200是不包含编码器100的动力产生源的一例。有时也将该电机部200简称为电机。电机部200至少在一侧具有旋转轴201，通过使该旋转轴201绕旋转轴线AX旋转，来输出旋转力。
另外，电机部200只要是根据位置数据受到控制的伺服电机即可，没有特别限定。并且，电机部200不限于将电用作动力源的电动式电机部，例如也可以是液压式电机部、气动式电机部、蒸汽式电机部等使用其他动力源的电机部。但为了便于说明，下面对电机部200为电动式电机部的情况进行说明。
编码器100被配置在电机部200的与旋转轴201相反的一侧，并且连接到与该旋转轴201对应地旋转的其他旋转轴(图2中的旋转轴202)。并且，该编码器100通过检测旋转轴202的位置，来检测输出旋转力的的旋转轴201的位置x(也称为旋转角度θ、电机部200的位置x等)，输出表示该位置x的位置数据。
但是，除了电机部200的位置x或者不检测电机部200的位置x，编码器100还可以检测旋转轴201的速度v(也称为旋转速度、角速度、电机部200的速度v等)以及加速度a(也称为旋转加速度、角加速度、电机部200的加速度a等)中的至少一个。在该情况下，可通过用时间对位置x进行1次或2次微分、或按规定间隔对后述的周期信号进行计数等的处理，来检测电机部200的速度v以及加速度a。为了便于说明，以下假设编码器100所检测的物理量为位置x来进行说明。
另外，编码器100的配置位置没有特别限定。例如，编码器100可配置为与旋转轴201直接连接，另外，也可以经由减速机或旋转方向转换机等其他机构与旋转轴201等旋转体连接。
控制部20取得从编码器100输出的位置数据，根据该位置数据，控制电机部200的旋转。因此，在将电机部200用作电动式电机部的本实施方式中，控制部20根据位置数据，控制对电机部200施加的电流或电压等，由此控制电机部200的旋转。并且，控制部20也可从上位控制装置(未图示)取得上位控制信号，来控制电机部200，使得从电机部200的旋转轴201输出该上位控制信号中示出的位置或速度等。另外，在电机部200使用液压式、气动式、蒸汽式等其他动力源的情况下，控制部20可通过控制这些动力源的供给来控制电机部200的旋转。
(1-2.第1实施方式的旋转编码器)
接着，参照图2以及图3，对本实施方式的编码器100的结构进行说明。图2是用于对本实施方式的旋转编码器的结构进行说明的说明图。图3是用于对本实施方式的旋转编码器所具有的转盘进行说明的说明图。
如图2所示，本实施方式的编码器100具有旋转轴101、转盘110、检测部MX、检测部130A～130C以及位置数据生成部140。
(1-2-1.转盘110)
如图3所示，转盘110形成为圆板状，且被配置为转盘中心O与旋转轴线AX大致一致。并且，转盘110经由可绕该旋转轴线AX旋转的旋转轴101而连接到与电机部200的旋转轴201对应的旋转轴202。因此，转盘110被配置为能够与电机部200的旋转对应地绕旋转轴AX旋转。
如图3所示，转盘110具有轨道TA～TC和磁铁MG。
在本实施方式中，由于是以绝对型的编码器100为例进行说明，因此，为了高精度地检测电机部100在旋转中的绝对位置x，转盘110具有3个轨道TA～TC。这里，该轨道T的个数不限于3个，可根据绝对位置x所要求的检测精度和信号处理来适当地设定个数。另外，在本发明的各实施方式被应用于增量型的编码器100的情况下，如果具有后述的弯曲狭缝，则轨道T的个数只要至少为1个以上即可。
(轨道TA～TC)
轨道TA～TC分别按规定宽度wA～wC被设定为以转盘110的转盘中心O为中心的环状。在本实施方式中，各轨道TA～TC的宽度wA～wC被设定为同一宽度w(w＝wA＝wB＝wC)。
并且，各轨道TA～TC被配置成，宽度w的中心在径向上的位置(轨道半径rA～rC)彼此不同。即，轨道TA～TC形成为以转盘中心O为中心的同心圆状，且从转盘中心O朝向外周按轨道TA、TB、TC的顺序进行配置(rA＜rB＜rC)。
另外，在本实施方式中，例示了各轨道TA～TC的宽度wA～wC相同的情况，但该轨道宽度wA～wC也可以不同。
如图3所示，在各轨道TA～TC中分别形成有光学的旋转光栅LA～LC(旋转的光学衍射光栅)。
旋转光栅LA～LC分别具有光学的多个狭缝SLA～SLC，每个旋转光栅LA～LC分别构成独立的单个衍射干涉光学系统的一部分。
狭缝SLA～SLC分别以反光(反射狭缝)或透光(透射狭缝)的方式形成。
在形成为反射狭缝的情况下，狭缝SL例如可通过进行反射率高的材料的蒸镀等的方法来形成。另一方面，转盘110上的狭缝SLA～SLC以外的部位例如可通过以下等的方法来形成：利用蒸镀等方法配置吸光的材料，或转盘110自身使用透光的材质。另外，还可以是：转盘110自身使用反光的材质，并通过蚀刻等对狭缝SLA～SLC以外的部位进行加工。并且，还可以是：狭缝SLA～SLC和SLA～SLC以外的部位均用反射率高的材料形成，然后，针对狭缝SLA～SLC与SLA～SLC以外的部位设置间隙方向上的台阶，由此形成狭缝，作为相位衍射光栅。
另一方面，在形成为透射狭缝的情况下，可以采用如下等的方法来形成，即：转盘110自身用透光的材质形成，在狭缝SLA～SLC以外的部位，配置通过吸收或反射等来遮光的物质，或者实施遮光的加工。不过，狭缝SLA～SLC的形成方法没有特别限定。
总之，在为反射型狭缝的情况下，狭缝SLA～SLC使光发生反射，狭缝SLA～SLC以外的部位不使光发生反射，而在为透射型狭缝的情况下，狭缝SLA～SLC可使光透过，狭缝SLA～SLC以外的部位将光遮蔽。
以下，在本实施方式中，为了便于说明，对转盘110的各轨道TA～TC的狭缝SLA～SLC为反射狭缝的情况进行说明。这样，在转盘110上使用反射狭缝的情况下，可形成反射型的衍射干涉光学系统，因此与在转盘110上使用透射狭缝的情况相比，能够降低因转盘110与后述的掩模120之间的间隙g的变动引起的噪声和对检测精度的影响。
优选的是，各轨道TA～TC形成为，轨道半径rA～rC越大，狭缝SLA～SLC的个数nA～nC越多。即，由于轨道半径为“rA＜rB＜rC”，因此，轨道TA～TC各自的狭缝个数被设定为“nA＜nB＜nC”。可从各轨道TA～TC得到分别与狭缝个数nA～nC对应的重复次数的3个周期信号。将转盘110每转一周(360°)的、该3个周期信号的重复次数分别称为周期数mA～mC。即，周期数mA～mC分别是与各狭缝个数nA～nC对应的数。因此，优选的是，各轨道TA～TC的狭缝个数nA～nC被设定为与所需的分辨率对应的数，以便能够检测所要求的精度的绝对位置x。
在本实施方式中，各轨道TA～TC各自的狭缝SLA～SLC的间隔即间距pLA～pLC在轨道TA～TC中被设定为大致相同的间距pL(pL＝pLA＝pLB＝pLC)。但是，也可以包含不同间距的轨道，只要有2个以上的轨道TA～TC的间距pLA～pLC大致相同即可。通过这样地将多个轨道TA～TC的各间距pLA～pLC设定为大致相等，能够同样地形成该多个轨道TA～TC各自的衍射干涉光学系统，从而能够简化设计、开发和制造(也称为制造等)。特别像本实施方式这样，通过将所有轨道TA～TC的间距pLA～pLC设为大致相同，能够大幅度地简化制造等。这里，在本实施方式中，所谓“间距pLA～pLC”，是指在各个狭缝SLA～SLC中相邻的狭缝的配置间隔。即，间距pLA～pLC是指各狭缝的中心之间的距离。
(狭缝S的形状)
这里，对各轨道TA～TC各自中的狭缝SLA～SLC的形状进行说明。
在配置于最外周的轨道TC中，狭缝SLC被形成在以转盘中心O(旋转轴线AX)为中心按等角度间隔设定的放射状线(图6的放射状线LINE1)上。将这种形状的狭缝称为“放射狭缝”。
另一方面，在本实施方式的编码器100中，如上所述，为了能够将多个轨道TA～TC的间距pLA～pLC统一成间距pL、且为了大幅地使小型化和制造等变得更加容易，轨道TA、TB的狭缝SLA、SLB形成为与放射狭缝不同的“弯曲狭缝”。并且，轨道TC的狭缝SLC也可以形成为弯曲狭缝。即，多个轨道TA～TC中的至少任意一个以上可以形成为弯曲狭缝。这样，在包含有弯曲狭缝的情况下，能够实现上述的间距pLA～pLC的调整、小型化以及制造等的简化。后面会对该弯曲狭缝进行详细叙述。
另外，本实施方式中的放射狭缝以及弯曲狭缝的间距pLA～pLC，是指在轨道T的宽度wA～wC的中心处的狭缝间隔(间距)。
(磁铁MG)
磁铁MG构成用于检测在1周旋转内的大致的绝对位置x的1周旋转检测机构的一例的一部分。磁铁MG被配置为：两个磁极(N极以及S极)在与转盘面平行的方向上隔着转盘中心O(旋转轴线AX)处于对称的位置。在使用与本实施方式不同的1周旋转检测机构的情况下，该磁铁MG也可以变更为与该机构对应的结构(例如第3实施方式等)。
该1周旋转检测机构也称为“1X检测机构”等。
另一方面，在本实施方式中，如上所述，轨道TA～TC的狭缝个数nA～nC被设定为nA＜nB＜nC。并且，从各轨道TA～TC得到的周期信号的周期数mA～mB表示各轨道TA～TC的位置检测精度，分别与狭缝个数nA～nC对应。
换言之，如上所述，1X检测机构检测在1周旋转内的大致的绝对位置x。
另一方面，轨道TA的检测机构能够以比1X检测机构高的精度来检测比1周旋转小的范围内的绝对位置x。这里，该轨道TA的检测机构也称为“中间L(low：低)检测机构”。
并且，轨道TB的检测机构能够以比中间L检测机构更高的精度来检测比中间L检测机构更小的范围内的绝对位置x。这里，该轨道TB的检测机构也称为“中间H(high：高)检测机构”。
并且，轨道TC的检测机构能够以比中间H检测机构更高的精度来检测比中间H检测机构更小的范围内的绝对位置x。这里，该轨道TC的检测机构也称为“增量检测机构”。
即，本实施方式的绝对型的编码器100通过对1X、中间L、中间H、增量这各个检测机构的检测位置x进行处理，来检测与增量检测机构的检测精度大致相同的绝对位置x。
另外，中间L检测机构、中间H检测机构以及增量检测机构分别在狭缝个数nA～nC和狭缝形状等方面存在差异，但在以下方面是相同的，即：每个机构分别具有1个独立的衍射干涉光学系统，从而作为检测原理，均使用了光学式的衍射干涉光学系统。因此，以下，也将中间L检测机构、中间H检测机构以及增量检测机构统称为“光学检测机构”。
(1-2-2.检测部MX，检测部130A～130C)
接着，参照图2～图5，对检测部MX以及检测部130A～130C进行说明，并对这些检测机构进行更具体的说明。图4以及图5是用于对本实施方式的旋转编码器所具有的光学检测机构进行说明的说明图。
(1X检测机构)
检测部MX被配置为与磁铁MG相对，与磁铁MG共同构成1X检测机构。如图2所示，检测部MX与磁铁MG之间的间隙g被设定为和其他检测部130A～130C与转盘110之间的间隙g相同。其结果，能够同时调整检测器MX、130A～130C的间隙g，使制造等变得容易。不过，也可以将该检测部MX的间隙g设为与检测器130A～130C的间隙g不同的值。
并且，检测部MX检测与转盘110的旋转对应的磁铁MG的磁场方向的旋转。检测部MX只要是能够这样地检测磁场方向的结构即可，而没有特别限定。这里，作为检测部MX的一例，例如可使用MR(磁阻效应：Magnetro Resistive effect)元件、GMR(巨磁阻效应：Giant MagnetroResistive effect)元件等的磁角度传感器。并且，作为检测部MX，例如还可以使用霍尔元件等磁场检测元件，检测与旋转轴线AX垂直的2轴方向的磁场强度，根据来自磁场检测元件的检测信号，算出磁铁MG的磁场方向，由此来检测转盘110的旋转。
检测部MX的检测信号是在转盘110的旋转角度θ(位置x)旋转360°的期间中以电气角旋转360°的正弦波状的电信号。并且，该检测信号表示转盘110的每1周旋转的大致的绝对位置x。这里，将检测部MX检测的电信号称为“1X信号”。该1X信号被输出到位置数据生成部140。
(光学检测机构)
检测部130A被配置为与轨道TA相对，与轨道TA共同构成中间L检测机构。检测部130B被配置为与轨道TB相对，与轨道TB共同构成中间H检测机构。检测部130C被配置为与轨道TC相对，与轨道TC共同构成增量检测机构。
如上所述，检测部130A～130C的各光学检测机构在分别具有独立的衍射干涉光学系统的方面等是相同的。因此，这里，参照图4，以一个光学检测机构为例进行说明，并针对各个光学检测机构的不同之处，个别地进行补充叙述。
伴随于此，在以一个光学检测机构为例进行说明的情况下，以下，如图4所示，将与该光学检测机构对应的检测部(检测部130A～130C)、轨道(轨道TA～TC)以及旋转光栅(旋转光栅LA～LC)简称为“检测部130”、“轨道T”以及“旋转光栅L”，将该旋转光栅L中包含的狭缝(狭缝SLA～SLC)简称为“狭缝SL”。并且，将该狭缝SL的间距(间距pLA～pLC)简称为“间距pL”，将狭缝个数(狭缝个数nA～nC)简称为“狭缝个数n”，将从该光学检测机构得到的周期信号的周期数(周期数mA～mC)简称为“周期数m”。
如图4所示，检测部130具有掩模120、发光部131和受光部132。
掩模120以隔开间隙g与转盘110相对的方式被固定地配置。另外，掩模120由遮光的材料形成，另一方面，具有2个光学的固定光栅G1、G2(固定的衍射光栅)，这2个固定光栅G1、G2分别具有透光的多个狭缝SG1、SG2。即，在掩模120中，固定光栅G1、G2的狭缝SG1、SG2可使光透过，该固定光栅G1、G2与旋转光栅L共同构成三光栅的衍射干涉光学系统。
在本实施方式中，固定光栅G1与固定光栅G2形成在同一掩模120上。这里，固定光栅G1与固定光栅G2也可以形成在分体的掩模120上。在固定光栅G1与固定光栅G2形成在分体的掩模120上的情况下，优选配置成：在转盘110的同一面侧，固定光栅G1与旋转光栅L之间的距离(间隙g)和旋转光栅L与固定光栅G2之间的距离(间隙g)相等。当使用了这种与旋转光栅L之间的距离相等的2个固定光栅G1、G2且使用反射型狭缝作为旋转光栅L的狭缝SL时，即使转盘110与检测部130之间的位置关系发生变动，两个固定光栅G1、G2各自的间隙g也始终是恒定的。因此，能够降低间隙g的变动对衍射干涉光学系统带来的影响。
这里，对各光学检测机构的检测部130A～130C各自的间隙g的关系进行说明。
在本实施方式中，各轨道TA～TC的狭缝SLA～SLC的间距pLA～pLC被设定为彼此大致相等，即被设定为间距pL，因此，可将检测部130A～130C与轨道TA～TC(即转盘110)之间的间隙g设定为彼此大致相等。即，在本实施方式中，可如图2所示那样，将旋转光栅LA和与其对应的固定光栅G1、G2之间的间隙g、旋转光栅LB和与其对应的固定光栅G1、G2之间的间隙g、以及旋转光栅LC和与其对应的固定光栅G1、G2之间的间隙g均设定为大致相等。
在这样地进行设定的情况下，可分别针对检测部130A～130C相同地设计开发与间隙g对应的衍射干涉光学系统，且能够针对各检测部130A～130C同时进行制造时的间隙g的调整。因此，能够使制造等变得容易。并且，由于这样地将检测部130A～130C的间隙g设定为相等，因此，通过将图4所示的检测部130A～130C各自的掩模120形成为一体、或将检测部130A～130C构成为一体，能够使制造等更加容易。
另外，即使仅使任意2个旋转光栅LA～LC(1个轨道以及其他轨道的一例)与和其对应的固定光栅G1、G2之间的间隙g一致，显然也能取得这样的作用效果。不过，优选的是，间隙g一致的光学检测机构是轨道T的间距pL被设定为相等的光学检测机构。
接着，对发光部131以及受光部132进行说明，并且分别对固定光栅G1、G2进行说明。
发光部131具有光源，向掩模120的固定光栅G1照射光。发光部131照射的光的波长和强度没有特别限定，可根据衍射干涉光学系统的特性和所需的位置分辨率等来适当决定。另外，在本实施方式中，该照射光使用漫射光。通过使用漫射光，可将后述的固定光栅G1的各狭缝SG1大致视为线光源，可提高衍射干涉效果。并且，在可这样地大致将狭缝SG1视为线光源时，还可使用平行光、激光、会聚光等作为照射光。显然，发光部131可根据平行光/激光/会聚光/散射光等所要使用的光的特性等，而具有漫射透镜等规定的光学元件。
固定光栅G1形成在发光部131照射的光所入射的位置。该固定光栅G1具有透射型的多个狭缝SG1，并通过该多个狭缝SG1使入射的光发生衍射。其结果，各狭缝SG1能够将分别照射到转盘110的光转换成将各狭缝SG1作为大致的线光源的光。
固定光栅G1的多个狭缝SG1之间的间距pG1形成为：该间距pG1与旋转光栅L的多个狭缝SL之间的间距pL成“pG1＝i×pL(i＝1，2，3...)”的关系。其中，特别是在“i＝1，2”的情况下，所得到的周期信号的强度增强的情况居多，更进一步地讲，在“i＝2”的情况下，周期信号的强度比“i＝1”更强的情况居多。另一方面，周期信号的周期数m不仅根据狭缝个数n而变化，还根据该i而变化。具体而言，至少在“i＝1，2”的情况下，周期数m为“m＝2×n/i”。以下，为了便于说明，对“i＝2”即“pG1＝2pL”且“m＝n”的情况进行说明。
另外，透过固定光栅G1的光会因入射到固定光栅G1时的入射角而在固定光栅G1的宽度方向上扩展。因此，考虑到该扩展角，为了提高信号强度，优选将旋转光栅L的狭缝SL的宽度设定为比固定光栅G1的狭缝SG1的宽度大。此时，通过将旋转光栅L的狭缝SL的宽度设定为比透过固定光栅G1的光到达时所预测的宽度大或者小，能够进一步提高信号相对于固定光栅G1与旋转光栅L之间的安装误差的稳定性。
与此相同，在旋转光栅L上反射的光会因入射到旋转光栅L时的入射角而在旋转光栅L的宽度方向上扩展。因此，考虑到该扩散角，为了提高信号强度，也是优选将后述的固定光栅G2的狭缝SG2的宽度设定为大于旋转光栅L的狭缝SL的宽度。此时，同样，通过将固定光栅G2的狭缝SL的宽度设定为比被旋转光栅L反射的光到达时所预测的宽度大或者小，能够进一步提高信号相对于固定光栅G2与旋转光栅L之间的安装误差的稳定性。
不过，显然，在能够确保足够的信号强度、并且还能够充分确保信号相对于安装误差的稳定性的情况下，固定光栅G1、固定光栅G2以及旋转光栅L各自的狭缝宽度的关系没有特别限定。
为了提高与其他旋转光栅L以及固定光栅G2共同形成的衍射干涉光学系统的衍射干涉效果来降低噪声，优选将固定光栅G1所具有的多个狭缝SG1形成为与处于相对的位置处的狭缝SL大致平行。
即，如图3所示，由于旋转光栅LA、LB的狭缝SLA、SLB为弯曲狭缝，因此，优选的是，检测部130A、130B的固定光栅G1的多个狭缝SG1、SG2以与相对的弯曲狭缝平行的方式形成为弯曲狭缝。另一方面，由于旋转光栅LC的狭缝S为放射狭缝，因此，优选的是，检测部130C的固定光栅G1的多个狭缝SG1、SG2以与相对的放射狭缝平行的方式形成为放射狭缝。
但是，关于放射狭缝，如“美国专利第5559600号说明书”所述，放射狭缝的间距pL远小于轨道T的全周长度，因此在光学上可将放射狭缝视为平行狭缝。因此，可将与放射狭缝对应的检测部130C的固定光栅G1的多个狭缝SG1设为彼此平行的“平行狭缝”。另一方面，与此相同，如图5所示，也可将与弯曲狭缝对应的检测部130A、130B的固定光栅G1的多个狭缝SG1设为平行狭缝。在该情况下，优选的是，将与放射狭缝对应的固定光栅G1的平行狭缝配置为，与将放射狭缝视为平行狭缝时的该平行狭缝平行。并且，优选的是，如图5所示地将与弯曲狭缝对应的固定光栅G1的平行狭缝配置为，与各弯曲狭缝的至少1点处的切线LINE3大致平行。通过这样地将与放射狭缝及弯曲狭缝对应的两种固定光栅G1设为平行狭缝，能够针对两种固定光栅G1使用同一个固定光栅G1，不仅能够使制造等更加容易，还能降低制造成本。
如图4所示，被固定光栅G1衍射的光照射到与固定光栅G1对应的旋转光栅L。于是，照射到旋转光栅L的光被旋转光栅L的狭缝SL所反射。此时，反射的光被旋转光栅L进一步衍射。然后，被该旋转光栅L衍射的光照射到固定光栅G2。
固定光栅G2形成在被旋转光栅L衍射的光所入射的位置。该固定光栅G2的狭缝SG2的间距pG2被设定为与固定光栅G1的狭缝SG1的间距pG1相同。即，在本实施方式中，“pG1＝pG2＝2×pL”成立。并且，该狭缝SG2的形状及其与固定光栅G1的狭缝SG1之间的位置关系等也与上述固定光栅G1的狭缝SG1相同。因此，省略它们的详细说明。
另外，与固定光栅G1不同，该固定光栅G2被划分为2个以上的区域(例如图5所示的区域G2A、G2B)。并且，各区域中的狭缝SG2在各自的区域内是以间距pG2均匀地形成的，但在区域之间，是以间隔分别错开“pG2/4”的方式形成的。另外，为了便于说明，以下，对如图5所示地将固定光栅G2分割为2个区域G2A、G2B的情况进行说明。
另一方面，如图4所示，被旋转光栅L衍射的光照射到固定光栅G2。照射到该固定光栅G2的光与分别被旋转光栅L的多个狭缝SL衍射的光发生干涉而成为干涉条纹状。干涉条纹的亮部的位置随着由转盘110的旋转引起的固定光栅G1与旋转光栅L之间的位置关系的变化而移动。其结果是，穿过彼此错开“pG2/4”的各区域G2A、G2B各自的狭缝SG2的光的强度错开90°而呈正弦波状地增减。
受光部132被配置为接收透过固定光栅G2的狭缝SG2的光。并且，受光部132具有例如发光二极管那样的受光元件，将接收到的光的强度转换为电信号。不过，此时，受光部132例如具有2个受光面，以能够针对各区域G2A、G2B分别生成电信号。
并且，受光部132生成的电信号是规定周期的大致正弦波状的电信号(也称为“周期信号”)，其每当转盘110移动与间距p等对应的量时而重复。另一方面，与穿过区域G2A、G2B各自的狭缝SG2的光的强度相同，与该各个区域G2A、G2B分别对应的周期信号是相位错开90°的2个周期信号。
分别将这2个周期信号称为“A相周期信号”和“B相周期信号”。并且，这里，将由中间L检测机构、中间H检测机构和增量检测机构分别得到的2个周期信号统称为“中间L信号”、“中间H信号”和“增量信号”。
这样，在光学检测机构中构成了三光栅衍射干涉光学系统。因此，只要与间隙g的大小无关地利用与间距pL、pG1、pG2等之间的关系产生干涉，即可检测期望的周期信号。
另一方面，在几何光学型编码器中，仅仅是接收透过狭缝SL的光，因此，间隙g越大，则衍射成分和漫射成分的光的影响将越导致噪声增加，因此需要减小间隙g。与此相对，在本实施方式所述的衍射干涉光学系统中，能够增大固定部件与旋转部件之间的间隙g，其结果是，能够提高设计开发的自由度，并且，能够降低因冲击等导致固定部件与旋转部件发生干扰的不良情况。
另外，在本实施方式中，如上所述，以三光栅(旋转光栅L以及固定光栅G1、G2)的衍射干涉光学系统为例进行了说明，但本发明不限于此。例如，作为固定光栅G2的替代，可使用在该固定光栅G2的狭缝SG2各自的位置处具有受光面的带状受光元件，由此，能够模拟地形成三光栅的衍射干涉光学系统。更进一步地讲，作为固定光栅G1的替代，也可使用在该固定光栅G1的狭缝SG1各自的位置处进行发光的带状或线状的发光元件等，由此，也能够模拟地形成三光栅的衍射干涉光学系统。另外，显然，光栅的数量没有特别限定，只要能够构成相同的衍射干涉光学系统即可。
(1-2-3.弯曲狭缝的结构)
以上对本发明的第1实施方式的旋转编码器100的结构进行了说明。接着，参照图5以及图6，对上述旋转光栅LA、LB使用的弯曲狭缝进行详细说明。图6是用于对本实施方式的旋转编码器所具有的弯曲狭缝进行说明的说明图。
(一个轨道T内的弯曲狭缝)
首先，参照图6，以任意一方的弯曲狭缝即轨道TA的旋转光栅LA的狭缝SLA、或轨道TB的旋转光栅LB的狭缝SLB为例进行说明。然后，单独说明狭缝SLA与狭缝SLB的不同之处。
本实施方式的旋转光栅L的狭缝SL被配置在环状的轨道T上，而如上面所述且如图6中示出的那样，至少1个以上的旋转光栅L的狭缝SL被形成为与放射狭缝不同的弯曲狭缝。
如图6所示，形成为弯曲狭缝的狭缝SL(这里，简称为“狭缝SL”)是沿着弯曲线LINE2而形成的，该弯曲线LINE2是以规定的弯曲程度C使以转盘中心O(旋转轴线AX)为中心的放射状线LINE1沿周向弯曲而成的。
关于这样的沿着弯曲线LINE2的狭缝SL，可想到各种形成例，下面，针对该狭缝SL的一个形成例进行说明。
关于与各狭缝SL对应的放射状线LINE1，以如下角度的间隔，设定与狭缝个数n对应的数量的该放射状线LINE1，所述角度是用要配置在其轨道T中的狭缝个数n对旋转1周的2π(360°)进行等角度分割而得到的。然后，使各放射状线LINE1在同一周方向上以同一弯曲程度C弯曲，由此来设定各狭缝SL的弯曲线LINE2。接着，沿着这样设定的各弯曲线LINE2，以规定宽度形成各狭缝SL。
使用式子，对狭缝SL的一个形成例进行更具体的说明。
设：转盘中心O为原点、与原点的距离为1、相对于通过原点的基准线的角度为θ、轨道T的内径及外径为rIN、rOUT。并且，将轨道T的旋转光栅L包含的狭缝个数设为n，用j(j＝0，1，2...，n-1)来识别各个狭缝。于是，放射状线LINE1以极坐标的形式用下式来表示。
LINE1＝(1，j×2π/n)            ...(式1)
其中，rIN≤1≤rOUT
并且，在设弯曲程度为C、且旋转光栅L的多个狭缝SL的间距为期望的pL时的半径(轨道T的宽度方向中心处的半径)为r0的情况下，弯曲线LINE2以极坐标的形式用下式2来表示。狭缝SL是沿着该弯曲线LINE2而在轨道T的规定宽度w(＝rOUT-rIN)内形成的。
LINE2＝(r0X(1-Cθ)，θ+j×2π/n)    ...(式2)
其中，rIN≤r0(1-Cθ)≤rOUT
在该弯曲狭缝形成例中，弯曲程度C由下式3表示。
C＝tan[sin-1{pL×n/(2πr0)}]       ...(式3)
另外，优选轨道T形成为这样的宽度w(＝rOUT-rIN)，该宽度使得在透过衍射光栅G2之后被受光元件接收的来自旋转光栅L的反射光具有足够的光量。在本实施方式的衍射干涉光学系统中，例如只要将轨道T的宽度w设为旋转光栅L的间距pL的20倍～50倍左右，即可得到足够的光量。因此，根据式3可知，作为弯曲狭缝的狭缝SL从轨道内径(rIN)的位置起在角度θ为180°以内的位置处到达轨道外径(rOUT)。每个弯曲的狭缝SL分别形成为：角度θ为180°以内，且均未环绕轨道T一周。通过这样地形成弯曲狭缝，能够提高转盘110的强度，且使得狭缝SL的形成变得容易。
另一方面，在由本实施方式的旋转光栅L构成的衍射干涉光学系统中，一般地讲，旋转光栅L中包含的多个狭缝SL的间距与狭缝SL的长度方向上的位置之间的关系越小，即多个狭缝SL的间距越均匀，越能降低所得到的正弦波周期信号的噪声，越能提高位置检测精度。换言之，在从轨道T的宽度w的中心起沿狭缝SL向轨道内径或外径移动时，与其移动量对应的相对于间距pL的偏差量的增加率或减少率越小，则噪声被抑制得越低，检测精度越高。
与此相对，根据本实施方式这样的弯曲狭缝，通过弯曲地形成狭缝SL，能够降低在狭缝SL的形成方向(弯曲线LINE2方向)上的狭缝SL的间距变化量(这里，也称为“间距变化率”)。结果是，根据本实施方式的编码器100，能够提高由各光学检测机构得到的周期信号的检测精度，从而提高位置检测精度。
更具体而言，例如，如果是放射狭缝，则是在放射状线LINE1上形成狭缝SL，狭缝SL在形成方向(放射状线LINE1)上的长度与轨道T的宽度w大致相等，因此，该形成方向上的狭缝SL的间距变化率较大。这种较大的间距变化率将导致周期信号的检测精度降低。并且，狭缝个数n越少，则这种检测精度的降低越大。与此相对，如果是弯曲狭缝，则与放射狭缝相比，能够将狭缝SL在形成方向(弯曲线LINE2)上的长度拉长与弯曲程度C对应的长度。其结果是，能够使狭缝SL的间距变化率相对较小，从而能够提高周期信号的检测精度。
因此，本实施方式的编码器100通过使用这样的弯曲狭缝，能够在不降低设计开发等的自由度且不降低周期信号的检测精度的情况下，设定周期信号的周期数m不同的多个轨道TA～TC。因此，根据本实施方式，能够容易地形成高精度且小型的编码器100。
并且，一般在衍射干涉光学系统中，旋转光栅L与固定光栅G1、G2之间的最佳间隙g取决于发光部131发出的光的波长λ和旋转光栅L的多个狭缝SL的间距pL。例如，在三光栅光学系统中，如果设k为正整数，则在pG1＝pL＝pG2的情况下，间隙g在满足下式4时为最佳，在pG1＝2×pL＝pG2的情况下，间隙g在满足下式5时为最佳。
g＝(2×k-1)×pL 2/4λ...(式4)
g＝(2×k)×pL 2/λ   ...(式5)
与此相对，根据本实施方式的弯曲狭缝，多个狭缝SL的间距pL如式(6)所示表示为狭缝个数n、轨道半径r(＝r0)和弯曲程度C的函数f。
pL＝f(n，r，C)      ...(式6)
＝(2πr/n)×sin(tan-1C)
因此，无需改变狭缝个数n(即，对应于周期信号的周期)和轨道半径r，而只需适当地设定弯曲程度C，就能将间距p设定为构成衍射干涉光学系统的最佳值。其结果是，能够自由设定轨道个数n和轨道半径r等，容易实现小型化，并且设计和开发等也变得容易。
另外，在与本实施方式不同地、以绕轨道T旋转1周以上的方式来形成狭缝SL的情况下，将这样的狭缝称为“多重螺旋狭缝”。对于这样的多重螺旋狭缝，在半径方向上堆叠的狭缝SL的数量增多，轨道T的宽度w变大，难以实现小型化。因此，设计开发的自由度变小，而且制造自身也变得困难。与此相对，本实施方式的狭缝SL不是形成为多重螺旋狭缝，而是形成为弯曲狭缝。其结果是，如上所述，能够提高设计开发的自由度，能够使制造和小型化变得容易。
另外，这里说明的弯曲狭缝形成例和弯曲线LINE2的式子等只是一例，实际上不需要建立这样的式子。即，只要能形成上述那样的沿着在周向上弯曲的弯曲线LINE2的狭缝SL，则其形成方法和设计方法等就没有特别限定。
(弯曲狭缝与固定光栅侧狭缝之间的位置关系)
在使用平行狭缝作为固定光栅G1、G2的情况下，如图5所示，固定光栅G1、G2被配置为：对应的旋转光栅L的狭缝SL的弯曲线LINE2的切线LINE3与各狭缝SG1、SG2平行。如果是本实施方式这样的弯曲狭缝，则即使在固定光栅G1、G2的配置位置略微有些偏差的情况下，由于弯曲狭缝的间距pL的上述变化量较小，因此，也能够确保作为平行狭缝的固定光栅G1、G2与旋转光栅L相平行的区域较大。因此，能够进一步提高周期信号的检测精度，并且使制造等变得非常容易。
(多个轨道间的关系下的弯曲狭缝)
以上对一个轨道T内的弯曲狭缝进行了说明。这里，参照图2及图3对多个轨道TA～TB间的关系下的弯曲狭缝进行说明。
在本实施方式中，如图2所示，所有轨道TA～TC的旋转光栅LA～LC和与其对应的检测部130A～130C的掩模120之间的间隙g被设定为大致相等。另一方面，在形成衍射干涉光学系统时，为了满足上式4或式5，实现与间隙g对应的狭缝SL的间距pL是很重要的。
因此，在本实施方式中，如图3所示，轨道TA的狭缝SLA的弯曲程度C被设定为，使得该狭缝SLA的间距pLA与另一轨道TC的狭缝SLC的间距pLC相等。并且，如图3所示，轨道TB的狭缝SLB的弯曲程度C也被设定为，使得该狭缝SLB的间距pLB与另一轨道TC的狭缝SLC的间距pLC相等。
另一方面，轨道TA的狭缝个数nA与轨道TB的狭缝个数nB不同。因此，根据上式3可知，轨道TA的弯曲程度C被设定为与轨道TB的弯曲程度C不同。因此，能够使分别采用了弯曲狭缝的轨道TA的间距pLA与轨道TB的间距pLB大致相等。
其结果是，能够将所有轨道TA～TC的狭缝SLA～SLB的间距pLA～pLC设为大致恒定。因此，检测部130A～130C分别形成衍射干涉光学系统，并且能够配置成使间隙g恒定。在能够这样地以恒定的间隙g形成多个检测部130A～130C的情况下，不仅检测部130A～130C在间隙g方向上的调整变得容易，还能够将这些检测部130A～130C形成为一体。并且，在将检测部130A～130C形成为一体的情况下，各自具有的掩模120也可以一体地形成为为1个掩模。在该情况下，能够提高设计等的自由度，且使制造变得容易。
(1-2-4.位置数据生成部140)
接着，参照图2以及图7A～图7D，对编码器100的剩余结构即位置数据生成部140进行说明。
位置数据生成部140从上述的检测部MX以及检测部130A～130C取得正弦波状的1X信号、中间L信号、中间H信号以及增量信号。然后，位置数据生成部140根据这些信号来确定电机部200的绝对位置x，输出表示该位置x的位置数据。下面，对由位置数据生成部140执行的位置x的决定处理的一例进行更具体的说明。
这里，如上所述，在本实施方式中，位置数据生成部140所取得的中间L信号、中间H信号以及增量信号分别包括相位错开90°的A相周期信号和B相周期信号这2个周期信号。
另一方面，检测部MX也具有检测错开90°的磁场方向的2个(也可以是2个以上)磁角度传感器，输出与上述周期信号相同地电气角的相位彼此错开90°的同一周期的2个1X信号(也称为A相1X信号和B相1X信号)。并且，1X信号也是每当转盘110旋转1周而重复的正弦波状电信号，因此，其也是周期信号。但是，由于检测原理等不同，为了便于说明，这里对1X信号与中间L信号、中间H信号以及增量信号进行区分，在简称为周期信号的情况下，是指除了1X信号以外的中间L信号、中间H信号以及增量信号。
因此，位置数据生成部140针对1X信号、中间L信号、中间H信号以及增量信号，分别取得A相及B相这2个正弦波信号。然后，位置数据生成部140针对1X信号、中间L信号、中间H信号以及增量信号，分别对A相及B相这2个正弦波信号实施倍增处理等，由此在各周期内生成单调增加的信号(也可以是单调减小的信号。以下也称为“单调增加信号”)。
以下，将1X信号的处理后的单调增加信号简称为1X信号，将中间L信号的处理后的单调增加信号简称为中间L信号，将中间H信号的处理后的单调增加信号简称为中间H信号，并且，将增量信号的处理后的单调增加信号简称为增量信号。
图7A示出1X信号的例子，图7B示出中间L信号的例子，图7C示出中间H信号的例子，图7D示出增量信号的例子。在图7A～图7C中，横轴表示与机械角(角度θ)相当的位置x，纵轴表示各信号的电气角并且，这里将1X信号、中间L信号、中间H信号以及增量信号各自的电气角称为
图7A中针对1X信号，示出了位置x每旋转360°，电气角旋转1周的例子、即进行1次单调增加的例子。
图7B中针对中间L信号，示出了位置x每旋转360°，电气角旋转4周的例子、即反复进行4次单调增加的例子。
图7C中针对中间H信号，示出了位置x每旋转360°，电气角旋转16周的例子、即反复进行16次单调增加的例子。
图7D中针对增量信号，示出了位置x每旋转360°，电气角旋转64周的例子，即反复进行64次单调增加的例子。
即，这表示中间L信号具有1X信号的4倍的位置分辨率，中间H信号具有中间L信号的4倍的位置分辨率，增量信号具有中间H信号的4倍的位置分辨率。
在像本实施方式这样将间距设为“pG1＝2×pL＝pG2”的情况下，为了实现这样的分辨率，分别将各轨道TA～TC的狭缝个数nA～nC设为4、16、64个。但是，这只是一例，并不是要对各轨道TA～TC的狭缝个数nA～nC进行限定，各轨道TA～TC的狭缝个数nA～nC可根据从各自中得到的周期信号所要求的期望的周期数mA～mC来适当设定。另外，在像实施方式那样将间距设定为“pG1＝2×pL＝pG2”时，“mA＝nA、mA＝nA、mA＝nA”成立，在设定为“pG1＝1×pL＝pG2”时，“mA＝2×nA、mA＝2×nA、mA＝2×nA”成立。可根据这些关系来决定与期望的周期数mA～mC对应的狭缝个数nA～nC。
另外，在图7A～图7C中，示出了线性地单调增加的各信号，不过，位置数据生成部140例如也可以输出阶梯状地单调增加的1X信号、中间L信号、中间H信号以及增量信号。其中，优选的是，位置x方向上的阶梯幅度是分别与分辨率高1级的信号的周期对应的长度。
位置数据生成部140生成这样的1X信号、中间L信号、中间H信号以及增量信号，根据这些信号，确定电机部200的绝对位置x。
更具体而言，在图7A～图7C所示的例子的情况下，位置数据生成部140首先根据1X信号确定机械角的360°内的每90°的位置。
然后，位置数据生成部140使用中间L信号，确定该90°内的每(90/4)°的位置。
接着，位置数据生成部140使用中间H信号，确定该(90/4)°内的每(90/16)°的位置。
最后，位置数据生成部140使用增量信号，确定该(90/16)°内的每(90/64)°的位置。
其结果是，位置数据生成部140能够以与最外侧的增量检测机构的分辨率相同的分辨率来确定电机部200的绝对位置x。然后，位置数据生成部140向控制部20输出表示这样确定的绝对位置x的位置数据。
另外，位置数据生成部140也可以不进行这样的处理，而是存储与1X信号、中间L信号、中间H信号以及增量信号的组合对应的绝对位置x的表，并使用该表来确定绝对位置x。另外，这里说明的位置数据140中的处理当然也可以由控制部20来进行。在该情况下，位置数据生成部140可以将正弦波状的1X信号以及各周期信号、或经倍增等的处理后的单调增加的1X信号以及各周期信号作为位置数据输出到控制部20。
(1-3.第1实施方式的旋转电机系统的动作)
接着，对本实施方式的电机系统1的动作进行说明。这里，由于各结构的动作和作用等已在各结构的说明中进行了详细说明，因此适当省略地来进行说明。
控制部20从上位控制装置等取得上位控制信号，并且从编码器100取得表示电机部200的绝对位置x的位置数据。然后，控制部20根据上位控制信号和位置数据，生成控制信号，并输出到电机部200。
其结果是，电机部200根据该控制信号，使旋转轴201旋转。于是，经由旋转轴101连接到与该旋转轴201对应的旋转轴202的、编码器100的转盘110进行旋转。另一方面，各检测部MX、130A～130C随着转盘110的旋转而分别检测1X信号以及周期信号，并输出到位置数据生成部140。然后，位置数据生成部140根据取得的这些信号，生成位置数据，输出到控制部20。
另外，如上所述，本实施方式的编码器100可检测电机部200的高精度的绝对位置x，将其作为位置数据提供给控制部20。因此，该电机系统1可根据该高精度的绝对位置x，高精度地控制电机部200的位置x。
(1-4.第1实施方式的旋转编码器的制造方法)
以上对本发明的第1实施方式的旋转电机系统进行了说明。
接着，参照图8，对本实施方式的编码器100的制造方法进行说明。图8是用于说明本实施方式的旋转编码器的制造方法的说明图。
如图8所示，在编码器100的制造方法中，首先进行步骤S101的处理。在该步骤S101(狭缝数量决定步骤的一例)中，针对转盘110的1个轨道T，根据希望从该轨道T得到的分辨率，决定在1周旋转中所要得到的期望的周期信号的周期数m。并且，根据该周期，设定形成在该轨道T上的狭缝个数n。然后，前进到步骤S103。
在步骤S103(放射状线设定步骤的一例)中，如图6所示，隔开以转盘中心O(旋转轴线AX)为中心的相等角度来设定在步骤S101中决定的数量的放射状线LINE1。然后，前进到步骤S105。
在步骤S105(弯曲线设定步骤的一例)中，以使狭缝SL的间距pL成为期望的值的方式设定弯曲程度C。然后，使在步骤S103中设定的多个放射状线LINE1以所设定的弯曲程度C向相同的周向弯曲，设定多个弯曲线LINE2。但是，例如在为轨道TC等的放射狭缝的情况下，在该步骤S105中，弯曲程度C被设定为0(表示不弯曲)。
另外，在该步骤S105中，将弯曲程度C设定为，使得此后所要形成的轨道T(1个轨道的一例)的狭缝SL的间距pL与已经形成的轨道T或后续所要形成的轨道T(其他轨道T的一例)的狭缝SL的间距pL相等。在该步骤S105的处理后，前进到步骤S107。
在步骤S107(狭缝形成步骤的一例)中，沿着在步骤S105中设定的多个弯曲线LINE2，以规定宽度w在轨道T内形成多个狭缝SL。然后，前进到步骤S109。
在步骤S109中，确认是否在期望的多个轨道T上都形成了狭缝SL。然后，如果存在未形成狭缝SL的轨道T，则重复步骤S101以后的处理。另一方面，如果已形成了所有的狭缝SL，则前进到步骤S111。
在步骤S111(掩模配置步骤的一例)中，至少针对间距pL相等的2个以上的轨道T，以使旋转光栅L与固定光栅G1、G2之间的间隙g相等的方式，配置包含掩模120的检测部130。
另外，与这些处理同时或在这些处理的前后，进行将旋转轴101与转盘110连接的处理、将各检测部130与位置数据生成部140连接的处理、以及将各结构收容在壳体内并以固定或可旋转的方式对其进行支承的处理等，由此完成了编码器100。不过，这里省略这些处理的详细说明。
(1-5.第1实施方式的旋转编码器系统的效果例)
以上对本发明的第1实施方式的旋转编码器、旋转电机、旋转电机系统、转盘以及旋转编码器的制造方法进行了说明。
根据本实施方式的编码器100等，至少1个轨道T的多个狭缝SL形成为沿着弯曲线LINE2的弯曲狭缝。关于该弯曲狭缝，通过调整弯曲线LINE2的弯曲程度C，由此，无需变更轨道T的形成位置和轨道T中包含的狭缝个数n，即可调整间距pL。因此，能够提高设计、开发等的自由度。
另外，关于在编码器100等中使用的弯曲狭缝，能够使狭缝SL各自的长度延长与其弯曲程度C对应的量。其结果是，能够减小狭缝SL的间距pL在狭缝形成方向上的变化量。这表示能够在狭缝形成方向上使各狭缝SL的间距pL均一化，即，能够使作为弯曲狭缝的各狭缝SL接近于平行狭缝。另一方面，本实施方式的编码器100利用了使用该弯曲狭缝的衍射干涉光学系统。在衍射干涉光学系统中，多个狭缝SL越接近于平行狭缝，则越能提高检测信号的S/N比等，从而越能提高检测精度。因此，在本实施方式的编码器100中，通过采用弯曲狭缝，能够使多个狭缝SL接近于平行狭缝，因此，能够提高检测信号的S/N比等，能够提高检测精度。
因此，根据本实施方式的编码器100，既能使用衍射干涉光来提高检测精度，又能降低构成衍射干涉光学系统时的设计和开发的限制等，以便于制造的方式进行设计和开发等。
在将轨道半径r设定得较大或将周期信号的周期数mL设定得较小的情况下，这种效果特别有效。即，通常，在形成衍射干涉光学系统时，如果增大轨道半径r，则为了能够形成衍射干涉光学系统，需要使狭缝SL的间距pL足够小。于是，不得不增大其狭缝个数n，与其狭缝个数n对应的周期信号的周期数mL也增大。另一方面，同样，在减小周期数mL的情况下，与其相反，不得不减小轨道半径r。但是，如上所述，在本实施方式的编码器100中，通过调整弯曲程度C，能够独立地调整狭缝个数n或轨道半径r。因此，能够大幅度降低设计和开发时的限制，还能实现小型化等。
另外，在本实施方式中，对绝对型的编码器100进行了说明。但是，这里说明的1个轨道T的弯曲狭缝的作用和效果等同样适用于增量型的编码器。并且，在该情况下，例如，有1个以上的轨道T的多个狭缝SL被形成为弯曲狭缝。
另一方面，在像本实施方式这样将本实施方式应用于绝对型编码器100的情况下，通过将至少1个以上的轨道T形成为弯曲狭缝，能够使2个以上的轨道T中的间距pL相等。其结果是，能够使对应于这些轨道T的检测部130(即掩模120)与轨道T之间的间隙g相等。因此，对于这些轨道T，能够进行衍射干涉光学系统的大致相同的设计和开发等。另外，可针对与这些轨道T对应的检测部130同时进行间隙g的调整。因此，能够大幅度简化设计、开发和制造等。
(1-6.第1实施方式的旋转编码器的实施例)
这里，为了使本实施方式的编码器100等的效果更加明确，对本实施方式的编码器100的实施例和与本实施方式不同的结构的编码器的比较例进行比较，并且对上述效果进行更详细的说明。
另外，这里为了便于说明，在转盘110上仅形成1个轨道T，来对该1个轨道T的作用效果等进行了比较。但是，本实施方式的编码器100等除了这里说明的作用效果等以外，当然也能起到上述实施方式中记载的其他作用效果。
在进行比较时，作为本实施方式的实施例的编码器100，针对转盘110，将轨道T在宽度w方向中心处的半径(轨道半径)r设为8mm，将其轨道宽度w(径向的厚度)设为0.5mm。并且，在该轨道T上，以轨道半径r＝8mm处的狭缝SL间的间距pL为20μm的方式，沿着上述弯曲线LINE2，形成了转盘110的旋转光栅T的512个弯曲的狭缝SL。此时，将狭缝SL的宽度设定为间距pL的一半即10μm。并且，沿着该弯曲的旋转光栅L的切线方向，以“pG1＝2×pL＝pG2”的方式，以40μm的间距形成各固定光栅G1、G2，作为每旋转1周的周期信号的周期数m，得到了512个/每转，由此形成了本实施例的编码器。另外，由于光源使用了波长λ＝880nm的LED，因此，将固定光栅G1、G2与旋转光栅L之间的距离即间隙g设定为g＝pL 2/λ的2倍即0.9mm。
与此相对，为了明确本实施方式的实施例的编码器的作用效果等，作为比较例的编码器，例如准备了以下三种编码器：第一种编码器具有只形成有不弯曲的放射狭缝的转盘310，以在同样的轨道T3～T5(r＝8mm、w＝0.5mm)中得到同样的周期数m＝512的周期信号(比较例1)；第二种编码器具有仅形成有倾斜狭缝的转盘410，该倾斜狭缝是以放射狭缝不弯曲地与周向呈规定角度Aθ的方式倾斜的(比较例2)；第三种编码器是日本特开平6-347293号公报中记载的编码器，其具有仅形成有多重螺旋狭缝的转盘510(比较例3)。
更具体而言，为了使轨道T3～T5的设定条件以及间隙g的设定条件与本实施例相同，在比较例1～3中，均是将狭缝SL的宽度设为间距p的一半，将轨道半径r设为8mm，将轨道宽度w设为0.5mm，并将间隙g设为0.9mm。并且，为了得到相同的周期数(m＝512个/每转)的周期信号，在比较例1～3中，在轨道T上，按照各自的形式形成了512个狭缝SL3～SL5。
即，在比较例1中，沿着从转盘中心O以等角度间隔引出的放射状线LINE1，形成了512个旋转光栅L的狭缝SL3。
在比较例2中，不使比较例1中的放射状线LINE1弯曲，而是使其向轨道T的周向倾斜Aθ＝0.35度，并沿着该线形成了狭缝SL4。
在该比较例1、2中，固定光栅G1、G2形成为平行狭缝，且被配置成与至少一部分的旋转光栅L3、L4大致平行。
另一方面，在比较例3中，以转盘中心O为中心，以将512个狭缝SL5收纳在上述轨道T5内的方式，呈螺旋状地将它们缠绕1周以上。不过，在图13中，进行了适当省略而只概念性地示出了512个狭缝SL5。在该比较例3中，固定光栅G1、G2形成为平行狭缝，且被配置成与转盘510的螺旋切线平行。
如表1所示，对于这样形成的比较例1～3，在将轨道半径r设为8mm的情况下，各间距pL在比较例1、2中为98μm，在比较例3中为0.98μm。
在比较例1、2中，由于间距pL很大，为98μm，因此，很难构成利用上述衍射干涉现象的编码器。另一方面，在比较例3中，由于间距pL很小，为0.98μm，因此，对于旋转光栅L以及固定光栅G1、G2要求很高的制作精度，从而制造变得困难。另外，这些间距pL无法被设定为相对于间隙g的最佳值(20μm)。
与此相对，在本实施例中，通过调整弯曲程度C等，能够将间距pL调整为相对于间隙g的最佳值20μm。
这里，在比较例1、2的间距pL与周期数m之间，“m＝2πr/pL”的关系成立。另一方面，在比较例3的间距pL与周期数m之间，“m≤2πr/pL”的关系成立，但是，在将螺旋的绕周次数设为q时，“pL＝2w/(q×m)”的关系成立。即，在将轨道半径r等保持为恒定的状态下希望变更周期数m时，在比较例1～3中，必然需要变更旋转光栅L3～L5的间距pL的值，其结果是，还需要变更与该间距pL对应的最佳的间隙g。
与此相对，在本实施例的pL与周期数m之间，m≤2πr/pL的关系成立，但通过调整旋转光栅L的弯曲程度C，能够在满足上述关系的范围内自由地设定间距pL。因此，能够在将间距pL设为恒定、且将间隙g设为恒定的状态下变更周期数m。
另外，当假设在比较例1～3中将间距pL设为与本实施例相同时(pL＝20μm)，为了利用512个狭缝SL3～S5得到512个周期的周期信号，在比较例1、2中，需要将轨道半径r设为1.63mm。而在比较例3中，需要将轨道半径r设为10.24mm以上，致使轨道宽度达到10.24mm以上。因此，在该情况下，必然也需要变更固定光栅G1、G2以及受光部132的配置等。并且，在该情况下，如果像比较例1、2那样将轨道半径r设定得非常小、即1.63mm，则狭缝之间的扩展角过大，即，间距pL的变化率过大，难以利用衍射干涉现象。另一方面，如果像比较例3那样将轨道半径r设定得很大、即10.24m，则需要很大的转盘110，编码器自身也会大型化。
另一方面，以下示出了由本实施例得到的周期信号与由比较例1～3得到的周期信号之间的比较结果。即，在将轨道半径r保持为8mm的比较例1、2中，间距pL非常大、即为98μm，不能得到衍射干涉光学系统的周期信号(-)。另外，在将间距pL统一为20μm的情况下，在使用放射狭缝的比较例1中，间距pL的变化率增大，周期信号大幅偏离于正弦波状的信号，信号特性差(×)，在使用倾斜狭缝的比较例2中，由于采用了倾斜狭缝，因此间距pL的变化率降低，周期信号有所接近于正弦波，但并未达到足够良好的信号特性(△)。
并且，关于比较例3，在将轨道半径r保持为8mm的情况下，狭缝间距pL非常小、即为0.98μm，所产生的最佳间隙是2μm的倍数。即，输出随每2μm的间隙变动而变动(×)。另外，在将间距pL统一为20μm的情况下，多重螺旋狭缝与在半径方向上等间距地形成的固定光栅G2之间，形状一致的范围小，很难得到足够良好的信号特性(△)。
与此相对，在本实施例中，由于是弯曲地形成狭缝SL，因此，狭缝SL处于平行的区域增加，周期信号基本为正弦波，能够实现非常良好的信号特性(◎)。
(表1)
以上，如表1所示，与比较例1～3的编码器相比，本实施例的编码器不仅能够容易地进行间距pL的调整，还能够实现非常良好的信号特性。
<2.第2实施方式>
以上对本发明第1实施方式的旋转电机系统进行了说明。
接着，参照图13，对本发明第2实施方式的旋转电机系统进行说明。图13是用于对本发明的第2实施方式的旋转编码器所具有的转盘的结构进行说明的说明图。
在上述本发明的第1实施方式中，如图3所示，对形成为弯曲狭缝的轨道TA、TB的狭缝SLA，SLB的弯曲方向为相同的周向的情况进行了说明。但是，本发明并不限于该例子，也可以是：相邻的轨道彼此的弯曲方向在周向上相反。因此，这里，作为本发明的第2实施方式，对相邻轨道彼此的弯曲方向被设定为在周向上相反的例子进行说明。另外，除了轨道的弯曲方向被设定为在周方向上相反以外，本实施方式的编码器等可构成为与上述第1实施方式相同，因此，以与第1实施方式的不同之处为中心进行说明。
如图13所示，本实施方式的编码器所具有的转盘610在轨道TA(至少1个轨道的一例)上具有旋转光栅LD，来替代图3所示的旋转光栅LA。并且，该旋转光栅LD具有多个狭缝SLD。
与图3所示的狭缝SLA不同，狭缝SLD的弯曲方向被设定为与相邻的轨道TB(其他轨道的一例)的狭缝SLB的弯曲方向相反的周向。即，沿着使放射状线LINE1朝顺时针方向弯曲而成的弯曲线LINE2来形成狭缝SLB，与此相反，沿着使放射状线LINE朝逆时针方向弯曲而成的弯曲线来形成该狭缝SLD。
另一方面，从各狭缝SL产生的衍射干涉光形成这样的干涉条纹：该干涉条纹在与各狭缝SL的长度方向大致垂直的方向上重复。与此相对，由于受到弯曲，因此作为弯曲狭缝的狭缝SL的长度方向从转盘的径向变为接近于周向。因此，有时在相邻轨道的方向上重复地形成干涉条纹。其结果是，干涉条纹有可能与相邻轨道的衍射干涉光学系统发生串扰。并且，有时为了防止这样的串扰，编码器的设计和开发会受到限制。
在这种情况下，通过像本实施方式这样，将相邻的轨道TA、TB的各狭缝SLD、SLB的弯曲方向设定为彼此相反的方向，由此，能够改变形成干涉条纹的方向，能够容易地进行不产生串扰的设计和开发。
另外，显然在本实施方式中，也能发挥上述第1实施方式所起到的其他的特别的作用效果等。
<3.第3实施方式>
以上对本发明的第2实施方式的旋转电机系统进行了说明。
接着，参照图14，对本发明的第3实施方式的旋转电机系统进行说明。图14是用于说明本发明的第3实施方式的旋转编码器所具有的转盘的结构的说明图。
在上述本发明的第1以及第2实施方式中，对使用磁铁MG作为1X检测机构的情况进行了说明。但是，如上所述，作为1X检测机构，只要能够在1周旋转内大致地检测电机部200的绝对位置x即可，而没有特别限定。因此，这里，作为本发明的第3实施方式，对1X检测机构的另一例进行说明。预先说一下，这里所说明的1X检测机构只是一例，也可使用其他的1X检测机构。另外，1X检测机构以外的结构可构成为与上述第1或第2实施方式相同，因此，这里以与第1及第2实施方式的不同之处为中心进行说明。
如图14所示，在本实施方式的编码器所具有的转盘710中，形成有2个以上的光学的旋转光栅LX、LY，来替代磁铁MG。
与旋转光栅LA～LC不同，旋转光栅LX、LY具有既不是放射狭缝又不是弯曲狭缝的多个狭缝SLX、SLY。
多个狭缝SLX形成为具有间距pLX的多重同心圆状，多个狭缝SLY形成为具有间距pLY的多重同心圆状。并且，优选的是，间距pLX、pLY被设定为与狭缝SLA～SLC的间距pLA～pLC相等(pL＝pLA＝pLB＝pLC＝pLX＝pLY)。并且，除了形状不同之外，各狭缝SLX、SLY形成为与狭缝SLA～SLC相同。
形成为多重同心圆状的多个狭缝SLX是以在第1方向上从转盘中心O偏离1个间距pLX的点OX为中心而形成的。形成为多重同心圆状的多个狭缝SLY是以在与第1方向错开90°的第2方向上从转盘中心O偏离1个间距pLY的点OY为中心而形成的。
另一方面，与这些狭缝SLX、SLY相对地，依次配置与检测部130A～130C相同的检测部130，来替代图2所示的检测部MX。这里，将与狭缝SLX对应的检测部130称为“检测部130X”(未图示)，将与狭缝SLY对应的检测部130称为“检测部130Y”(未图示)。并且，该检测部130X、130Y也可以与检测部130A～130C不同，即，掩模120的固定光栅G2可以不被分为多个区域G2A、G2B。并且，检测部130X、130Y被配置为，各掩模120的固定光栅G1、G2的狭缝SG1、SG2与对应的同心圆状的狭缝SLX、SLY的切线平行。其结果是，狭缝SLX和与其对应的检测部130X构成与上述光学检测机构相同的三光栅衍射干涉光学系统。并且，狭缝SLY和与其对应的检测部130Y也构成与上述光学检测机构相同的三光栅衍射干涉光学系统。
由于狭缝SLX、SLY的中心点OX、OY只从转盘中心O偏离了1个间距pLX、pLY，因此，能够从这样构成的2个衍射干涉光学系统中得到以转盘710的1周旋转为1个周期的正弦波状的1X信号。另外，由于狭缝SLX、SLY的中心点OX、OY从转盘中心O偏离的方向相差90°，因此，能够从2个衍射干涉光学系统中分别生成相位错开90°的A相及B相的1X信号。
因此，位置数据生成部140可使用从狭缝SLX、SLY得到的1X信号替代磁铁MG的1X信号，来生成电机部200的大致的绝对位置x。并且，与上述第1实施方式相同，位置数据生成部140可根据1X信号和其他周期信号来确定高精度的绝对位置x，并将位置数据输出到控制部20。
在本实施方式的情况下，作为1X检测机构，未使用磁性机构，而作为检测部130X、130Y，可使用与位置检测部130A～130C相同的结构。并且，通过将狭缝SLX、SLY的间距pLX、pLY设为与狭缝SLA～SLC的间距pLA～pLC相等，能够将检测部130X、130Y的间隙g与位置检测部130A～130C的间隙g统一为相同的值。其结果是，与第1及第2实施方式的编码器等相比，能够使制造等更加容易，且还能够降低制造成本。
显然，可根据以上说明，对本发明实施各种修改和变形。因此，应该理解到，本发明可在所附权利要求的范围内进行实施，而不限于本文中的具体描述。
并且，在本说明书中，流程图中记载的步骤不仅包括按记载的顺序在时间上依次进行的处理，还包括不是按时间依次进行的、而是并列地或单独地执行的处理。另外，即使对于按时间依次进行处理的步骤，显然也可根据情况而适当地改变顺序。

Claims (10)

1.一种旋转编码器，该旋转编码器具有：
圆板状的转盘，其配置为能够绕旋转轴线旋转，且具有分别形成有光学旋转光栅的环状的2个以上的轨道；以及
2个以上的光学的固定光栅，其以与所述旋转光栅构成衍射干涉光学系统的方式，与所述转盘相对地固定配置，
其中，2个以上的所述轨道的旋转光栅中包含的多个狭缝是分别沿着弯曲线而形成的，该弯曲线是以能够将该狭缝的间距设定为规定值的方式，使以所述旋转轴线为中心的多个放射状线分别以规定的弯曲程度朝周向弯曲而成的，
沿着弯曲线而形成的所述多个狭缝是沿着所述轨道的全周而形成的，
至少1个轨道的狭缝的弯曲程度与其他轨道的狭缝的弯曲程度不同，由此，所述至少1个轨道的狭缝的间距与狭缝个数不同于该轨道且弯曲程度不同于该轨道的其他轨道的狭缝的间距相等。
2.根据权利要求1所述的旋转编码器，其中，
所述至少1个轨道的旋转光栅与该旋转光栅所对应的至少1个所述固定光栅之间的间隙等于所述其他的轨道的旋转光栅与该旋转光栅所对应的至少1个所述固定光栅之间的间隙。
3.根据权利要求1所述的旋转编码器，其中，
所述至少1个轨道的狭缝的弯曲方向是与该轨道所邻接的其他轨道的所述狭缝的弯曲方向相反的周向。
4.根据权利要求1所述的旋转编码器，其中，
所述轨道的旋转光栅中包含的多个狭缝是反射狭缝，
与1个该旋转光栅对应的2个所述固定光栅被配置在所述转盘的同一面侧。
5.根据权利要求1所述的旋转编码器，其中，
与沿着所述弯曲线形成有所述狭缝的所述轨道对应的所述固定光栅形成为与所述弯曲线的切线平行。
6.一种旋转电机，该旋转电机具有：
使旋转轴旋转的电机部；以及
旋转编码器，其与所述旋转轴连接，测定所述旋转轴的位置，
所述旋转编码器具有：
圆板状的转盘，其配置为能够随着所述旋转轴的旋转而绕旋转轴线旋转，且具有分别形成有光学旋转光栅的环状的2个以上的轨道；以及
2个以上的光学的固定光栅，其以与所述旋转光栅构成衍射干涉光学系统的方式，与所述转盘相对地固定配置，
其中，2个以上的所述轨道的旋转光栅中包含的多个狭缝是分别沿着弯曲线而形成的，该弯曲线是以能够将该狭缝的间距设定为规定值的方式，使以所述旋转轴线为中心的多个放射状线分别以规定的弯曲程度朝周向弯曲而成的，
沿着弯曲线而形成的所述多个狭缝是沿着所述轨道的全周而形成的，
至少1个轨道的狭缝的弯曲程度与其他轨道的狭缝的弯曲程度不同，由此，所述至少1个轨道的狭缝的间距与狭缝个数不同于该轨道且弯曲程度不同于该轨道的其他轨道的狭缝的间距相等。
7.一种旋转电机系统，该旋转电机系统具有：
使旋转轴旋转的电机部；
旋转编码器，其与所述旋转轴连接，测定所述旋转轴的位置；以及
控制部，其根据所述旋转编码器检测出的位置，控制所述电机部的旋转，
所述旋转编码器具有：
圆板状的转盘，其配置为能够随着所述旋转轴的旋转而绕旋转轴线旋转，且具有分别形成有光学旋转光栅的环状的2个以上的轨道；以及
2个以上的光学的固定光栅，其以与所述旋转光栅构成衍射干涉光学系统的方式，与所述转盘相对地固定配置，
其中，2个以上的所述轨道的旋转光栅中包含的多个狭缝是分别沿着弯曲线而形成的，该弯曲线是以能够将该狭缝的间距设定为规定值的方式，使以所述旋转轴线为中心的多个放射状线分别以规定的弯曲程度朝周向弯曲而成的，
沿着弯曲线而形成的所述多个狭缝是沿着所述轨道的全周而形成的，
至少1个轨道的狭缝的弯曲程度与其他轨道的狭缝的弯曲程度不同，由此，所述至少1个轨道的狭缝的间距与狭缝个数不同于该轨道且弯曲程度不同于该轨道的其他轨道的狭缝的间距相等。
8.一种转盘，其形成为圆板状，被配置为与2个以上的光学的固定光栅相对，且能够绕旋转轴线旋转，该转盘具有分别形成有光学旋转光栅的环状的2个以上的轨道，在该转盘被应用于旋转编码器的情况下，所述光学旋转光栅与所述固定光栅形成衍射干涉光学系统，
其中，2个以上的所述轨道的旋转光栅中包含的多个狭缝是分别沿着弯曲线而形成的，该弯曲线是以能够将该狭缝的间距设定为规定值的方式，使以所述旋转轴线为中心的多个放射状线分别以规定的弯曲程度朝周向弯曲而成的，
沿着弯曲线而形成的所述多个狭缝是沿着所述轨道的全周而形成的，
至少1个轨道的狭缝的弯曲程度与其他轨道的狭缝的弯曲程度不同，由此，所述至少1个轨道的狭缝的间距与狭缝个数不同于该轨道且弯曲程度不同于该轨道的其他轨道的狭缝的间距相等。
9.一种旋转编码器的制造方法，该旋转编码器具有：圆板状的转盘，其配置为能够绕旋转轴线旋转，且具有分别形成有光学旋转光栅的环状的2个以上的轨道；以及2个以上的光学的固定光栅，其以与所述旋转光栅构成衍射干涉光学系统的方式，与所述转盘相对地固定配置，
该制造方法包括：
狭缝数量决定步骤，以能够得到期望的周期信号的方式，决定所述2个以上的轨道各自的旋转光栅中包含的多个狭缝的数量；
放射状线设定步骤，针对2个以上的所述轨道，以所述旋转轴线为中心等角度地设定以所述旋转轴线为中心、且与所述狭缝数量决定步骤中决定的狭缝数量相等的多个放射状线；
弯曲线设定步骤，针对2个以上的轨道，以使所述多个狭缝的间距成为规定值的方式，使所述多个放射状线分别以规定的弯曲程度向周向弯曲，设定多个弯曲线；以及
狭缝形成步骤，沿着所述多个弯曲线，形成所述2个以上的轨道的所述多个狭缝，
其中，沿着弯曲线而形成的所述多个狭缝是沿着所述轨道的全周而形成的，
至少1个轨道的狭缝的弯曲程度与其他轨道的狭缝的弯曲程度不同，由此，所述至少1个轨道的狭缝的间距与狭缝个数不同于该轨道且弯曲程度不同于该轨道的其他轨道的狭缝的间距相等。
10.根据权利要求9所述的旋转编码器的制造方法，其中，
该制造方法还具有掩模配置步骤，在该掩模配置步骤中，将形成有所述固定光栅的掩模配置成，使得所述至少1个轨道的旋转光栅与该旋转光栅所对应的至少1个所述固定光栅之间的间隙等于所述其他的轨道的旋转光栅与该旋转光栅所对应的至少1个所述固定光栅之间的间隙。
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