CN102288210A - 编码器、伺服单元及编码器的制造方法 - Google Patents

编码器、伺服单元及编码器的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种编码器、伺服单元及编码器的制造方法，能够利用衍射干涉光使分辨率提高，并使制造等变得容易。具体为，具有：圆盘(110)，具备形成有旋转格栅的环状第1码道(TA)及第2码道(TB)；以及第1检测部(130A)及第2检测部(130B)，固定配置为与第1码道及第2码道对置，具有固定格栅并检测衍射干涉光，第1码道的多个狭缝作为弯曲狭缝而形成，与第1码道对置的第1检测部被配置在第1码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线(LINEA)相对于第2检测部所对置的位置上的狭缝的切线(LINEB)平行的位置上。

Description

编码器、伺服单元及编码器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种编码器、伺服单元及编码器的制造方法。
背景技术
编码器使用于测定移动体的位置、速度等物理量。
该编码器根据移动体的移动方向主要大致分类为旋转型(以下也称为“旋转”)和直线型(以下也称为“线性”)。
编码器也被称为旋转位置检测装置等，检测出移动体(旋转体)的位置(角度)、速度(旋转速度)等。另一方面，线性编码器也被称为直线位置检测装置等，检测出移动体的位置、速度等。
编码器根据位置检测方法等大致分类为增量型(以下也称为“增量值”)和绝对型(以下也称为“绝对值”)。增量值型编码器主要检测出距移动体原点位置的相对位置。具体为，在增量值型编码器中，预先检测出原点位置，取得与距该原点位置的移动量相应的脉冲信号等的周期信号，通过对该周期信号进行累计等处理而检测出位置等。绝对值型编码器也被称为绝对值编码器，检测出移动体的绝对位置。
编码器根据检测原理等，如果是非接触型，则大致分类为“磁式(包括旋转变压器)”和“光学式”。磁式编码器与光学式编码器相比，具有例如耐环境性能等优异的特性。光学式编码器与磁式编码器相比，具有例如位置分辨性能等优异的特性。而且，为了具有两者的特性，还开发有利用了磁及光这两者的编码器(也称为“混合式”)。
上述各种编码器根据使用用途所需的特性而适当选择使用各形式的编码器。尤其编码器对于例如进行位置控制、速度控制等控制的伺服马达等，对掌握现在位置等担负重要的作用。换言之，针对伺服马达所选定使用的编码器的性能、特性还会影响到该伺服马达的性能、特性。
专利文献1：日本国专利第3509830号公报
专利文献2：日本国特开平6-347293号公报
由于期待编码器的高分辨率化，而开发出各种光学式编码器。其中，作为光学式编码器，开发了利用由多个狭缝(包括反射型及透过型)形成的格栅的编码器。利用了该光栅的编码器大致分类为只是利用沿格栅透过或反射的光的“几何光学型”和利用基于多个格栅的衍射干涉光的“衍射干涉光学型”(参照专利文献1、2)。
衍射干涉光学型编码器与几何光学型编码器相比，通过利用衍射干涉光，能够使高分辨率化和耐环境性能的提高共存，另一方面，为了组成衍射干涉光学系统而致使制造、设计、开发等变难。
发明内容
于是，本发明是鉴于上述问题而进行的，本发明的目的在于提供一种编码器、伺服单元及编码器的制造方法，能够利用衍射干涉光使分辨率提高，并使制造等变得容易。
为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，提供一种编码器，其特征在于，具有：
圆板状圆盘，配置为可绕转轴旋转，具有分别形成有光学的旋转格栅的环状第1码道及第2码道；
以及第1检测部及第2检测部，分别固定配置为与上述第1码道及第2码道对置，分别具有与对置的上述第1码道或上述第2码道的上述旋转格栅构成衍射干涉光学系统的光学的固定格栅，检测基于上述旋转格栅和上述固定格栅的衍射干涉光，
上述第1码道的旋转格栅所包括的多个狭缝分别作为从放射状弯曲后的形状的弯曲狭缝而形成，
与上述第1码道对置的上述第1检测部在上述第1码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线相对于上述第2检测部所对置的位置上的上述第2码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线平行的位置上，与上述第1码道对置配置。
而且，多个上述弯曲狭缝也能以该多个狭缝的节距成为规定值的方式，沿使以上述转轴为中心的多个放射状线分别以规定的弯曲度向周向弯曲的弯曲线而形成。
而且，上述第1码道的旋转格栅所包括的多个狭缝的节距与上述第2码道的旋转格栅所包括的多个狭缝的节距相等。
而且，上述第1码道的旋转格栅的狭缝条数与上述第2码道的旋转格栅的狭缝条数不同，
上述编码器也可以还具有位置数据生成部，其根据上述圆盘旋转1周内的周期数不同的上述第1检测部的第1检测信号和上述第2检测部的第2检测信号，生成上述圆盘的旋转位置。
而且，上述圆盘还具有环状第3码道，其形成有包括以转轴为中心的多个同心圆狭缝的旋转格栅，
上述编码器还具有第3检测部，其固定配置为与上述第3码道对置，具有与对置的第3码道的上述旋转格栅构成衍射干涉光学系统的光学的固定格栅，检测基于上述旋转格栅和上述固定格栅的衍射干涉光，
上述第3检测部也可以在上述第3码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线相对于上述第1检测部所对置的位置上的上述第1码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线平行的位置上，与上述第3码道对置配置。
而且，上述位置数据生成部也可以至少根据上述第3检测信号，测定在上述第1检测信号及上述第2检测信号的两个信号中生成的误差，根据该误差，对所生成的上述圆盘的旋转位置进行补偿。
而且，与上述第1码道对置的上述第1检测部的固定格栅也可以形成为与上述弯曲狭缝的切线平行。
而且，上述第1码道的旋转格栅和与该旋转格栅对置的上述第1检测部的固定格栅之间的间距也可以与上述第2码道的旋转格栅和与该旋转格栅对置的上述第2检测部的固定格栅之间的间距相等。
而且，为了解决上述课题，根据本发明的其它观点，提供一种伺服单元，其特征在于，具备：
马达，使旋转轴旋转；
编码器，与上述轴连结并测定上述轴的位置；
及控制装置，根据上述编码器所检测出的位置控制上述马达的旋转，
上述编码器具有：
圆板状圆盘，配置为可按照上述轴的旋转而绕转轴旋转，具有分别形成有光学的旋转格栅的环状第1码道及第2码道；
以及第1检测部及第2检测部，分别固定配置为与上述第1码道及第2码道对置，分别具有与对置的上述第1码道或上述第2码道的上述旋转格栅构成衍射干涉光学系统的光学的固定格栅，检测基于上述旋转格栅和上述固定格栅的衍射干涉光，
上述第1码道的旋转格栅所包括的多个狭缝分别作为从放射状弯曲后的形状的弯曲狭缝而形成，
与上述第1码道对置的上述第1检测部在上述第1码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线相对于上述第2检测部所对置的位置上的上述第2码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线平行的位置上，与上述第1码道对置配置。
而且，为了解决上述课题，根据本发明的其它观点，提供一种编码器的制造方法，其特征在于，具有：
狭缝数确定步骤，以可分别得到规定周期的检测信号的方式，分别针对上述第1码道及上述第2码道确定分别形成在安装于编码器时配置为可绕转轴旋转的圆板状圆盘所具有的环状第1码道及第2码道上的固定格栅所具有的多个狭缝的数量；
放射状线设定步骤，针对上述第1码道，将上述转轴作为中心，以上述转轴为中心等角度地设定与在上述狭缝数确定步骤中确定的狭缝数相等的多个放射状线；
弯曲线设定步骤，针对上述第1码道，以上述多个狭缝的节距成为规定值的方式，以规定的弯曲度使上述多个放射状线分别向周向弯曲，设定多个弯曲线；
狭缝形成步骤，沿上述多个弯曲线形成上述第1码道的上述多个狭缝；
以及检测部配置步骤，将分别具有与上述第1码道或上述第2码道的上述旋转格栅构成衍射干涉光学系统的光学的固定格栅，并检测基于上述旋转格栅和上述固定格栅的衍射干涉光的第1检测部及第2检测部分别固定配置为与上述第1码道或第2码道对置，
在上述检测部配置步骤中，在上述第1码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线相对于上述第2检测部所对置的位置上的上述第2码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线平行的位置上，使上述第1检测部与上述第1码道对置配置。
如以上说明，根据本发明，能够利用衍射干涉光使分辨率提高，并使制造等变得容易。
附图说明
图1是用于说明本发明第1实施方式所涉及的伺服单元的构成的说明图。
图2是用于说明该实施方式所涉及的编码器的构成的说明图。
图3是用于说明该实施方式所涉及的编码器所具有的圆盘的说明图。
图4是用于说明该实施方式所涉及的编码器所具有的光学检测机构的说明图。
图5是用于说明该实施方式所涉及的编码器所具有的光学检测机构的说明图。
图6是用于说明该实施方式所涉及的编码器所具有的弯曲狭缝的说明图。
图7是用于说明该实施方式所涉及的编码器所具有的位置数据生成部的说明图。
图8是用于说明该实施方式所涉及的编码器所具有的位置数据生成部的说明图。
图9是用于说明该实施方式所涉及的编码器所具有的位置数据生成部的说明图。
图10是用于说明该实施方式所涉及的编码器的制造方法的说明图。
图11是用于说明该实施方式的实施例所涉及的编码器所具有的圆盘的说明图。
图12是用于说明对比例1所涉及的编码器所具有的圆盘的说明图。
图13是用于说明对比例2所涉及的编码器所具有的圆盘的说明图。
图14是用于说明对比例3所涉及的编码器所具有的圆盘的说明图。
符号说明
SU-伺服单元；SM-伺服马达；CT-控制装置；M-马达；SH1、SH2、SH3-轴；100-编码器；110-圆盘；120-挡板；130、130A、130B、130C、130X-检测部；131-发光部；132-受光部；140-位置数据生成部；141-位置数据计算部；142-误差测定部；143-位置数据补偿部；a-加速度；AX-转轴；G1、G2-固定格栅；G2A、G2B-区域；L、LA、LB、LC-旋转格栅；L3、L4、L5-旋转格栅；LINE1-放射状线；LINE2-弯曲线；LINE3-切线；LX1、LX2-旋转格栅；m、mA、mB、mC-周期数；MG-磁铁；n、nA、nB、nC-狭缝条数；O-圆盘中心；p、pG1、pG2-节距；pL、pLA、pLB、pLC、pLX、pLY-节距；r、rA、rB、rC-码道半径；rIN-码道内径；rOUT-码道外径；S1、S2-狭缝；SG1、SG2-狭缝；SL、SLA、SLB、SLC-狭缝；SL3、SL4、SL5-狭缝；T、TA、TB、TC-码道；T3、T4、T5-码道；v-速度；w、wA、wB、wC-码道宽度；x-位置；θ、θ4-角度；-电角；g-间距。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。另外，在本说明书及附图中，实质上具有相同功能的构成要素原则上由相同符号来表示，适当省略对于这些构成要素的重复说明。
在以下说明的本发明的各实施方式中，为了便于说明，以具有编码器的伺服单元为例进行说明。也就是说，各实施方式所涉及的编码器适用于伺服马达，作为位置x检测出伺服马达的旋转角度θ(绝对位置)。但是，附带说明一下，这里说明的各实施方式所涉及的编码器并未将位置检测对象限定于伺服马达等，也可适用于例如像原动机、转向器等这样绕一定的转轴旋转的各种旋转体(移动体)。
另外，为了便于理解，按以下顺序说明本发明的各实施方式。
<0.相关技术>
<1.第1实施方式>
(1-1.第1实施方式所涉及的伺服单元)
(1-2.第1实施方式所涉及的编码器)
(1-2-1.圆盘110)
(码道TA～TC)
(狭缝S的形状)
(磁铁MG)
(1-2-2.检测部130X、检测部130A～130C)
(1X检测机构)
(光学检测机构)
(1-2-3.弯曲狭缝的构成)
(一个码道T内的弯曲狭缝)
(弯曲狭缝和固定格栅侧狭缝的位置关系)
(多个码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实施方式所涉及的伺服单元的动作)
(1-4.第1实施方式所涉及的编码器的制造方法)
(1-5.第1实施方式所涉及的编码器系统的效果例)
(1-6.第1实施方式所涉及的编码器的实施例)
<0.相关技术>
在对本发明的各实施方式所涉及的编码器等进行说明之前，对本发明的相关技术所涉及的光学式编码器进行说明。
作为相关技术所涉及的光学式编码器，开发了利用由多个狭缝(包括反射型及透过型)形成的格栅的编码器。利用了该光栅的编码器大致分类为只是利用沿格栅透过或反射的光的“几何光学型”和利用基于多个格栅的衍射干涉光的“衍射干涉光学型”(参照专利文献1、2)。
几何光学型编码器以不进行衍射干涉的方式接收通过形成格栅的狭缝而反射或透过的光，通过其受光次数等来特定位置变化等。该几何光学型编码器具有如下特性，使1个格栅的狭缝间隔(以下也称为“节距p”)一定时，该格栅和其它格栅或受光部等之间的距离(以下也称为“间距g”)越长，则检测精度越容易降低。
另一方面，衍射干涉光学型编码器利用基于多个格栅的衍射干涉光，通过该衍射干涉光的受光次数等来特定位置变化等。因而，该衍射干涉光学型编码器与几何光学型编码器相比，能够提高S/N比(Signal to Noise Ratio)。并且，衍射干涉光学型编码器具有如下特性，即使较长地设定间距g，也不容易影响到检测精度。这也意味着能够降低产生构成部件彼此的机械干涉的可能性，使冲击等的耐环境性能提高。如此，衍射干涉光学型编码器与几何光学型编码器相比优点多。
但是，由于在衍射干涉光学型编码器中，需要构成衍射干涉光学系统，因此多个格栅(衍射格栅)各自的节距p和各格栅的间隔即间距g被设定为恰当的值。该节距p和间距g的关系成为编码器自身的开发、制造的限制。也就是说，如果从恰当的值变更节距p或间距g，则衍射干涉光的品质降低，且所检测出的周期信号的S/N比降低。另一方面，为了将节距p或间距g保持于恰当的值，还需要同节距p及间距g一起考虑周期信号的周期数(对应于狭缝条数而变化)、狭缝的形成位置等来设计、开发衍射干涉光学系统。
因而，自由度降低而设计、开发并不容易，而且，由于对每个衍射干涉光学系统都需要调整，因此制造也并不容易。而且，由于这种设计、开发的限制，很难使装置自身小型化。
即使在为了得到1个周期信号而使用1套衍射干涉光学系统的情况下也会产生该对设计、开发、制造的限制。但是，尤其在例如绝对值型编码器这样的为了得到多个周期信号而使用多套衍射干涉光学系统时，由于各衍射干涉光学系统的每一套都需要设计、开发、制造，因此对它们的限制程度更加变大。
对于这种相关技术，以下说明的本发明各实施方式所涉及的编码器能够利用衍射干涉光使分辨率提高，并容易地进行制造等，还能使小型化变得容易。以下，对该本发明的各实施方式详细地进行说明。
<1.第1实施方式>
(1-1.第1实施方式所涉及的伺服单元)
首先，参照图1对本发明第1实施方式所涉及的伺服单元的构成进行说明。图1是用于说明本发明第1实施方式所涉及的伺服单元的构成的说明图。
如图1所示，本实施方式所涉及的伺服单元SU具有伺服马达SM和控制装置CT。而且，伺服马达SM具有编码器100和马达M。
马达M是不包括编码器100的动力产生源的一个例子。虽然也有将该马达M单体称为伺服马达的情况，但是在本实施方式中，将包括编码器100的构成称为伺服马达SM。马达M至少在一侧具有轴SH1，通过使该轴SH1绕转轴AX旋转而输出回转力。
另外，只要马达M是根据位置数据来进行控制的马达，则不进行特别限定。而且，马达M并不局限于作为动力源使用电力的电动式马达的情况，例如也可以是液压式马达、气动式马达、蒸汽式马达等使用其它动力源的马达。但是，为了便于说明，以下对马达M是电动式马达的情况进行说明。
编码器100配置在与马达M的轴SH1相反的一侧，连结在与该轴SH1相对应地旋转的其它轴SH2上。而且，该编码器100通过检测出轴SH2的位置，而检测出输出回转力的轴SH1的位置x(也称为旋转角度θ、马达M的位置x等)，输出表示该位置x的位置数据。
编码器100也可以在马达M的位置x的基础上或代替位置x，而检测出轴SH1的速度v(也称为转速、角速度、马达M的速度v等)及加速度a(也称为旋转加速度、角加速度、马达M的加速度a等)的至少一个。此时，马达M的速度v及加速度a例如可以通过用时间对位置x进行1或2次微分，或者以规定间隔计数后述的周期信号等处理来进行检测。为了便于说明，以下以编码器100检测出的物理量为位置x来进行说明。
编码器100的配置位置并未特别限定于本实施方式所示的例子。例如，编码器100既可以配置为与轴SH1直接连结，还可以通过减速器、转向转换器等其它机构与轴SH1等移动体连结。
控制装置CT取得从编码器100输出的位置数据，并根据该位置数据控制马达M的旋转。因而，在作为马达M使用电动式马达的本实施方式中，控制装置CT通过根据位置数据控制施加在马达M上的电流或电压等来控制马达M的旋转。而且，控制装置CT也可以如下控制马达M，取得来自上位控制装置(未图示)的上位控制信号，并从马达M的轴SH1输出由该上位控制信号所表示的位置或速度等。另外，在马达M使用液压式、气动式、蒸汽式等其它动力源时，控制装置CT通过控制这些动力源的供给，而能够控制马达M的旋转。
(1-2.第1实施方式所涉及的编码器)
下面，参照图2及图3对本实施方式所涉及的编码器100的构成进行说明。图2是用于说明本实施方式所涉及的编码器的构成的说明图。图3是用于说明本实施方式所涉及的编码器所具有的圆盘的说明图。
如图2所示，本实施方式所涉及的编码器100具有轴SH3、圆盘110、检测部130X、130A～130C、位置数据生成部140。
(1-2-1.圆盘110)
如图3所示，圆盘110形成为圆板状，被配置为圆盘中心O与转轴AX大致一致。而且，圆盘110经由可绕该转轴AX旋转的轴SH3连结在与马达M的轴SH1对应的轴SH2上。因而，圆盘110被配置为可基于马达M的旋转而绕转轴AX旋转。
如图3所示，圆盘110具有码道TA～TC和磁铁MG。
由于在本实施方式中以绝对值型编码器100为例进行说明，因此圆盘110为了精度良好地检测出马达100旋转中的绝对位置x而具有3条码道TA～TC。另外，该码道T的条数并未限定于3条，可根据绝对值x所要求的检测精度、信号处理而适当设定为多条。而且，本发明的各实施方式应用于增量值型编码器100时，如果具有后述的弯曲狭缝，则码道T的条数至少为1以上即可。
(码道TA～TC)
码道TA～TC分别以规定的宽度wA～wC设定为以圆盘110的圆盘中心O为中心的环状。在本实施方式中，各码道TA～TC的宽度wA～wC被设定为同一宽度w(w＝wA＝wB＝wC)。但是，码道宽度wA～wC也可以不同。
而且，各码道TA～TC被配置为各自宽度w中心的径向位置(码道半径rA～rC)不同。也就是说，码道TA～TC形成为以圆盘中心O为中心的同心圆状，从圆盘中心O向外周以码道TA、TB、TC的顺序进行配置(rA＜rB＜rC)。
如图3所示，各码道TA～TC上分别形成有光学的旋转格栅LA～LC(旋转的光学衍射格栅)。
旋转格栅LA～LC分别具有光学的多个狭缝SLA～SLC，每个旋转格栅LA～LC构成各自独立的个别的衍射干涉光学系统的一部分。
狭缝SLA～SLC分别形成为使光反射(反射狭缝)或使光透过(透过狭缝)。
作为反射狭缝而形成时，狭缝SL例如也可以通过对反射率高的材质进行蒸镀等方法来形成。另一方面，圆盘110的狭缝SLA～SLC以外的部位例如也可以利用如下方法来形成，即通过蒸镀等方法配置吸收光的材质，或圆盘110自身使用使光透过的材质等方法。而且，圆盘110自身也可以使用反射光的材质，并通过蚀刻等来加工狭缝SLA～SLC以外的部位。而且，也可以在狭缝SLA～SLC和SLA～SLC以外的部位都由反射率高的材料形成的基础上，在狭缝SLA～SLC和SLA～SLC以外的部位上设置间距方向的阶梯差，作为相位衍射格栅而形成狭缝。
另一方面，作为透过狭缝而形成时，也可以由使光透过的材质形成圆盘110自身，利用在狭缝SLA～SLC以外的部位上配置通过吸收或反射等来遮蔽光的物质或者实施遮蔽光的加工等方法来形成。但是，狭缝SLA～SLC的形成方法并未特别限定。
总之，在反射型狭缝的情况下，狭缝SLA～SLC使光反射，其余的部位不使光反射，而在透过型狭缝的情况下，狭缝SLA～SLC使光透过，其余的部位遮蔽光。
以下，在本实施方式中，为了便于说明，对圆盘110的各码道TA～TC的狭缝SLA～SLC为反射狭缝的情况进行说明。如此，由于圆盘110使用反射狭缝时，可以形成反射型衍射干涉光学系统，因此与圆盘110使用透过狭缝时相比，能够降低圆盘110与后述的挡板120之间的间距g的变动所引起的干扰、对检测精度的影响。
码道TA、TB是第1码道或第2码道的一个例子，至少1个以上由弯曲狭缝形成。另外，在本实施方式中例示两个码道TA、TB由弯曲狭缝形成的情况。
优选各码道TA、TB形成为，码道半径rA、rB越大，则狭缝条数nA、nB越多。也就是说，由于码道半径为“rA＜rB”，因此码道TA、TB各自的狭缝条数nA、nB被设定为“nA＜nB”。从各码道TA、TB得到与各自狭缝条数nA、nB相应的重复数的2个周期信号。该2个周期信号的相当于圆盘110旋转1周(360°)的重复数也分别称为周期数mA、mB。也就是说，周期数mA、mB分别为与各狭缝条数nA、nB相应的数量。因而，优选各码道TA、TB的狭缝条数nA、nB以能够检测出所要求的精度的绝对位置x的方式被设定为与所需分辨率相应的数量。
另一方面，码道TC是第3码道的一个例子，与码道TA、TB不同，由以圆盘中心O为圆中心的多个同心圆狭缝形成。因而，狭缝条数nC并未特别限定。
在本实施方式中，各码道TA～TC各自的狭缝SLA～SLC的间隔即节距pLA～pLC在所有码道TA～TC中被设定为大致相同的节距pL(pL＝pLA＝pLB＝pLC)。但是，只要2个以上的码道TA～TC的节距pLA～pLC大致相同即可，也可以包括不同节距的狭缝。如此，通过将多个码道TA～TC的各节距pLA～pLC设定为大致相等，可同样地形成该多个码道TA～TC各自的衍射干涉光学系统，能够使设计、开发、制造(也称为制造等)变得容易。尤其如本实施方式，通过使所有码道TA～TC的节距pLA～pLC大致相同，能够使制造等大幅度地变得容易。另外，本实施方式中称为“节距pLA～pLC”时，意味着在狭缝SLA～SLC各自中相邻接的狭缝的配置间隔。本实施方式中的弯曲狭缝的节距pLA、pLB意味着码道T的宽度wA、wB中心的狭缝间隔(节距)。
(狭缝SL的形状)
在此，对各码道TA～TC各自的狭缝SLA～SLC的形状进行说明。
在码道TC中，狭缝SLC形成为以圆盘中心O(转轴AX)为中心的多个同心圆状。也将这种形状的狭缝称为“同心圆狭缝”。
另一方面，在本实施方式所涉及的编码器100中，如上所述，由于能够使多个码道TA～TC的节距pLA～pLC与节距pL一致，并且还能使小型化、制造等大幅度地变得容易，因此码道TA、TB的狭缝SLA、SLB与放射狭缝不同，由从放射状全部向同一方向弯曲的“弯曲狭缝”形成。另外，多个码道TA～TC的至少任意1个以上也可以由弯曲狭缝形成。此时，其它码道也可以由例如形成为放射状的“放射狭缝”形成。如本实施方式这样包括弯曲狭缝时，能够使如上所述的节距pLA～pLC的调节、小型化、制造等变得容易。对于该弯曲狭缝在后面详细说明。
(磁铁MG)
磁铁MG构成用于检测出旋转1周内的大致的绝对位置x的单转检测机构的一个例子的一部分。磁铁MG被配置为两个磁极(N极及S极)在与圆盘面平行的方向上夹着圆盘中心O(转轴AX)对称地配置位置。在使用与本实施方式不同的单转检测机构时，该磁铁MG也可以变更为与该机构相应的构成。
也将该单转检测机构称为“1X检测机构”或“第1检测机构”。
对此，码道TA、TB的狭缝条数nA、nB如上所述，设定为nA＜nB。而且，从各码道TA、TB得到的周期信号的周期数mA、mB表示各码道TA、TB每个的位置检测精度，分别对应于狭缝条数nA、nB。
换言之，1X检测机构如上所述，检测出旋转1周内的大致的绝对位置x。
基于码道TA的检测机构能够以比1X检测机构高的精度检测出比旋转1周窄的范围内的绝对位置x。在此也将该基于码道TA的检测机构称为“第1增量值检测机构”或“第2检测机构”。
基于码道TB的检测机构与第1增量值检测机构相比，能够以比第1增量值检测机构高的精度检测出更窄范围内的绝对位置x。在此也将该基于码道TB的检测机构称为“第2增量值检测机构”或“第3检测机构”。
另一方面，基于码道TC的检测机构在圆盘110的旋转中心O和转轴AX之间存在偏心时，检测出与该偏心量相应的周期数mC的偏心信号。在此也将该基于码道TC的检测机构称为“偏心检测机构”或“第4检测机构”。
也就是说，本实施方式所涉及的绝对值型编码器100通过对1X、第1增量值、第2增量值各自的检测机构所检测的检测位置进行处理，可检测出与第2增量值检测机构的检测精度同等程度的绝对位置x。而且，该编码器100通过根据偏心检测机构所检测的偏心信号对上述绝对位置x等进行处理，可检测出降低了圆盘110偏心所引起的误差的绝对位置x。
另外，虽然第1增量值检测机构、第2增量值检测机构及偏心检测机构各自在狭缝条数nA～nC、狭缝形状等上存在差异，但是在每个机构中各自具有1个分别独立的衍射干涉光学系统，在作为检测原理使用光学式衍射干涉光学系统的方面等是共通的。于是，以下也将第1增量值检测机构、第2增量值检测机构及偏心检测机构总称为“光学检测机构”。
(1-2-2.检测部130X、检测部130A～130C)
下面，参照图2～图5，对检测部130X及检测部130A～130C进行说明，并对这些检测机构更具体地进行说明。图4及图5是用于说明本实施方式所涉及的编码器所具有的光学检测机构的说明图。
(1X检测机构)
检测部130X与磁铁MG对置配置，与磁铁MG一起构成1X检测机构。如图2所示，检测部130X和磁铁MG之间的间距g被设定为与其它检测部130A～130C和圆盘110之间的间距g相同。其结果，能够同时调节检测部130X、130A～130C的间距g，制造等变得容易。但是，也可以使该检测部130X的间距g为与检测部130A～130C的间距g不同的值。
而且，检测部130X检测出与圆盘110的旋转相应的磁铁MG的磁场朝向的旋转。如果检测部130X是如此能够检测出磁场朝向的构成，则并未特别限定。另外，作为检测部130X的一个例子，可以使用例如MR(磁阻效应：MagnetroResistive effect)元件、GMR(巨磁阻效应：Giant Magnetro Resistive effect)元件等这样的磁角度传感器。而且，作为检测部130X，通过使用例如霍尔元件等磁场检测元件，检测出相对于转轴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计算出磁铁MG的磁场朝向，也能够检测出圆盘110的旋转。
检测部130X的检测信号是在圆盘110的旋转角度θ(位置x)进行360°旋转的期间以电角
Figure BSA00000487487400141
进行360°旋转(也就是1个周期)的正弦波状的电信号。而且，该检测信号表示相当于圆盘110旋转1周的大致的绝对位置x。在此也将检测部130X所检测出的电信号称为“1X检测信号”。该1X检测信号被输出至位置数据生成部140。
(光学检测机构)
检测部130A是第1检测部或第2检测部的一个例子，与码道TA对置配置，与码道TA一起构成第1增量值检测机构。检测部130B是第1检测部或第2检测部的一个例子，与码道TB对置配置，与码道TB一起构成第2增量值检测机构。检测部130C是第3检测部的一个例子，与码道TC对置配置，与码道TC一起构成偏心检测机构。
检测部130A～130C的各光学检测机构如上所述，在具有各自独立的衍射干涉光学系统方面等是共通的。因而，在此参照图4以一个光学检测机构为例进行说明，对于各光学检测机构各自不同的内容个别地进行追述。
与此同时，以一个光学检测机构为例进行说明时，以下如图4所示，也将与该光学检测机构相对应的检测部(检测部130A～130C)、码道(码道TA～TC)及旋转格栅(旋转格栅LA～LC)仅称为“检测部130”、“码道T”及“旋转格栅L”，也将该旋转格栅L所包括的狭缝(狭缝SLA～SLC)仅称为“狭缝SL”。而且，也将该狭缝SL的节距(节距pLA～pLC)仅称为“节距pL”，也将狭缝条数(狭缝条数nA～nC)仅称为“狭缝条数n”，也将由该光学检测机构得到的周期信号的周期数(周期数mA～mC)仅称为“周期数m”。
如图4所示，检测部130具有挡板120、发光部131、受光部132。
挡板120被固定配置为隔开间距g与圆盘110对置。挡板120由遮蔽光的材料形成，另一方面，其具有2个光学的固定格栅G1、G2(固定的衍射格栅)，该固定格栅分别具有使光透过的多个狭缝SG1、SG2。也就是说，挡板120通过固定格栅G1、G2的狭缝SG1、SG2使光透过，该固定格栅G1、G2与旋转格栅L一起构成3个格栅的衍射干涉光学系统。
在本实施方式中，固定格栅G1和固定格栅G2形成在同一挡板120上，但是固定格栅G1和固定格栅G2也可以形成在异体的挡板120上。如本实施方式这样使用距旋转格栅L的距离相等的2个固定格栅G1、G2，并且将反射型狭缝使用于旋转格栅L的狭缝SL时，即使圆盘110和检测部130的位置关系发生变动，也能使两个固定格栅G1、G2各自的间距g始终一定。因而，能够降低间距g变动对衍射干涉光学系统产生的影响。另外，优选当固定格栅G1和固定格栅G2形成在异体的挡板120上时，在圆盘110的同一面侧以固定格栅G1和旋转格栅L之间的距离(间距g)与旋转格栅L和固定格栅G2之间的距离(间距g)相等的方式进行配置。
在此，对各光学检测机构的检测部130A～130C各自的间距g的关系进行说明。
在本实施方式中，由于各码道TA～TC的狭缝SLA～SLC的节距pLA～pLC被相互大致相等地设定为节距pL，因此检测部130A～130C和码道TA～TC也就是圆盘110之间的间距g可设定为相互大致相等。也就是说，在本实施方式中，旋转格栅LA和与其对应的固定格栅G1、G2之间的间距g、旋转格栅LB和与其对应的固定格栅G1、G2之间的间距g、旋转格栅LC和与其对应的固定格栅G1、G2之间的间距g如图2所示，可设定为全部大致相等。
如此设定时，能够相对于各个检测部130A～130C共通地设计、开发与间距g相应的衍射干涉光学系统，并且能够相对于各检测部130A～130C同时进行制造时的间距g的调节。因而，能够使制造等变得容易。另外，由于如此相等地设定检测部130A～130C的间距g，因此通过使图4所示的检测部130A～130C各自的挡板120一体地形成，或者一体地构成检测部130A～130C，还能够使制造等变得更加容易。
另外，不用说即使仅使任意2个旋转格栅LA～LC(1个码道及其它码道的一个例子)和与其对应的固定格栅G1、G2之间的间距g一致，这种作用效果也同样有效。但是，优选间距g一致的光学检测机构是码道T的节距pL被设定为相等的光学检测机构。
下面，对发光部131及受光部132进行说明，并分别对固定格栅G1、G2进行说明。
发光部131具有光源，向挡板120(第21页)的固定格栅G1照射光。发光部131照射的光的波长、强度并未特别限定，但是也可以根据衍射干涉光学系统的特性、所需的位置分辨率等适当决定。而且，该照射光在本实施方式中使用漫射光。通过使用漫射光，能够将后述的固定格栅G1的各狭缝SG1大致看作线光源，可提高衍射干涉效果。另外，如果如此将狭缝SG1大致看作线光源，则作为照射光也可以使用平行光、激光、会聚光等。不用说发光部131也可以根据平行光、激光、会聚光、漫射光等所使用的光的特性等而具有漫射透镜等规定的光学元件。
固定格栅G1形成在发光部131照射的光所射入的位置上。该固定格栅G1具有透过型的多个狭缝SG1，通过该多个狭缝SG1使射入的光衍射。其结果，各狭缝SG1能够将各自照射至圆盘110的光变换为使各狭缝SG1大致成为线光源的光。
固定格栅G1的多个狭缝SG1间的节距pG1形成为相对于旋转格栅L的多个狭缝SL间的节距pL呈“pG1＝i×pL(i＝1，2，3...)”的关系。但是，尤其在“i＝1，2”的情况下，可使所得到的周期信号的强度增强的情况较多，进而言之，在“i＝2”的情况下，与“i＝1”相比可使周期信号的强度增强的情况较多。另一方面，周期信号的周期数m不仅根据狭缝条数n，也根据该i发生变化。具体为，周期数m至少在“i＝1，2”时，为“m＝2×n/i”。以下，为了便于说明，对“i＝2”也就是“pG1＝2pL”且“m＝n”的情况进行说明。
另外，透过固定格栅G1后的光根据射入固定格栅G1时的入射角在固定格栅G1的宽度方向上扩展。因而，优选旋转格栅L的狭缝SL的宽度考虑该扩展角，为了使信号强度提高，而设定为比固定格栅G1的狭缝SG1的宽度宽。此时，通过与透过固定格栅G1后的光到达时所预想的宽度相比，将旋转格栅L的狭缝SL的宽度进一步设定为较宽或者设定为较窄，能够使相对于固定格栅G1和旋转格栅L的安装误差的信号稳定性更加提高。
与此相同，由旋转格栅L反射的光根据射入旋转格栅L时的入射角在旋转格栅L的宽度方向上扩展。因而，优选后述的固定格栅G2的狭缝SG2的宽度也考虑该扩展角，为了使信号强度提高，而设定为比旋转格栅L的狭缝SL的宽度宽。此时，通过与由旋转格栅L反射的光到达时所预想的宽度相比，将固定格栅G2的狭缝SG2的宽度进一步设定为较宽或者设定为较窄，也同样能够使相对于固定格栅G2和旋转格栅L的安装误差的信号稳定性更加提高。
但是，不用说在固定格栅G1、固定格栅G2及旋转格栅L各自的狭缝宽度的关系能够确保足够的信号强度，而且也能够充分确保相对于安装误差的信号稳定性时，并未进行特别限定。
为了提高与其它旋转格栅L及固定格栅G2一起形成的衍射干涉光学系统的衍射干涉效果并降低干扰，优选固定格栅G1所具有的多个狭缝SG1形成为与对置位置上的狭缝SL大致平行。
也就是说，如图3所示，由于旋转格栅LA、LB的狭缝SLA、SLB是弯曲狭缝，因此优选检测部130A、130B的固定格栅G1的多个狭缝SG1、SG2由弯曲狭缝形成，以与对置的弯曲狭缝平行。另一方面，由于旋转格栅LC的狭缝SL是同心圆狭缝，因此优选检测部130C的固定格栅G1的多个狭缝SG1、SG2由同心圆狭缝形成，以与对置的同心圆狭缝平行。
但是，对于放射狭缝还如“美国专利第5,559,600号说明书”所记载，由于放射狭缝的节距与码道的全周长相比足够短，因此可以将放射狭缝看作光学上的平行狭缝。因而，可使与放射狭缝相对应的检测部的固定格栅的多个狭缝为相互平行的“平行狭缝”。
与此相同，如图5所示，也可以使与弯曲狭缝相对应的检测部130A、130B或同心圆狭缝的检测部130C的固定格栅G1的多个狭缝SG1为平行狭缝。此时，如图5所示，优选与弯曲狭缝相对应的固定格栅G1的平行狭缝被配置为，与各弯曲狭缝的至少1点上的切线LINE3大致平行。同样，优选与同心圆狭缝相对应的固定格栅G1的平行狭缝被配置为，与同心圆狭缝的至少1点上的切线大致平行。如此，通过使与弯曲狭缝及同心圆狭缝相对应的两个固定格栅G1为平行狭缝，能够针对两个固定格栅G1使用同一固定格栅G1，不仅能够使制造等变得更加容易，还能够降低制造成本。
如图4所示，通过固定格栅G1衍射的光照射在与固定格栅G1相对应的旋转格栅L上。于是，照射在旋转格栅L上的光被旋转格栅L的狭缝SL反射。此时，所反射的光通过旋转格栅L再次衍射。而且，通过该旋转格栅L衍射的光照射在固定格栅G2上。
固定格栅G2形成在通过旋转格栅L衍射的光所射入的位置上。该固定格栅G2的狭缝SG2的节距pG2被设定为与固定格栅G1的狭缝SG1的节距pG1相同。也就是说，在本实施方式中为“pG1＝pG2＝2×pL”。而且，该狭缝SG2的形状、与固定格栅G1的狭缝SG1的位置关系等也与上述固定格栅G1的狭缝SG1一样。因而，省略它们的详细说明。
另外，该固定格栅G2与固定格栅G1不同，分为2个以上的区域(例如图5所示的区域G2A、G2B)。而且，虽然各区域的狭缝SG2在其区域内均一地形成节距pG2，但是在区域间各自错开“pG2/4”而形成。另外，为了便于说明，以下如图5所示，对固定格栅G2被分割为2个区域G2A、G2B的情况进行说明。
另一方面，如图4所示，通过旋转格栅L衍射的光照射在固定格栅G2上。照射在该固定格栅G2上的光成为分别通过旋转格栅L的多个狭缝SL衍射的光干涉后的干涉条纹状。干涉条纹的明纹位置根据圆盘110旋转而固定格栅G1和旋转格栅L之间的位置关系的变化而移动。其结果，经过各自错开“pG2/4”的各区域G2A、G2B各自的狭缝SG2的光的强度错开90°以正弦波状增减。
受光部132被配置为接收透过固定格栅G2的狭缝SG2的光。而且，受光部132具有例如光电二极管这样的受光元件，将接收的光的强度转换为电信号。但是，此时受光部132具有例如2个受光面，可在各区域G2A、G2B的每一个上生成各自的电信号。
而且，受光部132生成的电信号为圆盘110每次按节距p等的量移动时所重复的规定周期的大致正弦波状的电信号(也称为“周期信号”)。另一方面，与该各区域G2A、G2B分别对应的周期信号与经过区域G2A、G2B各自的狭缝SG2的光的强度一样，是相位错开90°的2个周期信号。也将这2个周期信号分别称为“A相信号”、“B相信号”。而且，也将由第1增量值检测机构、第2增量值检测机构分别得到的A相及B相的2个周期信号归纳地分别称为“第1增量值检测信号”、“第2增量值检测信号”、“偏心检测信号”。另外，第1增量值检测信号及第2增量值检测信号是第1检测信号及第2检测信号的一个例子。
如此在光学检测机构中，构成3个格栅的衍射干涉光学系统。因而，如果与间距g的大小无关，而通过与节距pL、pG1、pG2等的关系来生成干涉，则能够检测出所希望的周期信号。
可是，在几何光学型编码器中，由于仅接收透过狭缝SL的光，因此间距g越大，则因为衍射成分、漫射成分的光的影响而越导致干扰增加，因此，需要减小间距g。与此相对，在本实施方式所记载的衍射干涉光学系统中，能够增大固定构件和旋转构件之间的间距g，作为结果能够提高设计、开发的自由度，同时能够降低因冲击等导致固定构件和旋转构件干涉的不良现象。
另外，在本实施方式中，如上所述，以3个格栅(旋转格栅L及固定格栅G1、G2)的衍射干涉光学系统为例进行了说明，但是本发明并未限定于此。例如，通过代替固定格栅G2而在该固定格栅G2的狭缝SG2各自的位置上使用具有受光面的带状受光元件，也能够模拟地形成3个格栅的衍射干涉光学系统。进而言之，通过代替固定格栅G1而在该固定格栅G1的狭缝SG1各自的位置上使用发光的带状或线状发光元件等，也能够模拟地形成3个格栅的衍射干涉光学系统。另外，不用说如果能够构成同样的衍射干涉光学系统，则并未特别限定格栅的数量。
在此参照图3对检测部130A～130C的各配置位置进行说明时则如下所示。图3所示的切线LINEA～LINEC分别表示码道TA～TC的狭缝的切线。也就是说，切线LINEA、LINEB分别是码道TA、TB的弯曲狭缝SLA、SLB的切线。另一方面，切线LINEC是码道TC的同心圆狭缝SLC的切线。检测部130A～130C分别被配置为该切线LINEA～LINEC呈平行的位置关系。
更详细地，检测部130A在码道TA的狭缝SLA相对于检测部130B所对置的位置上的码道TB的狭缝SLB的切线LINEB平行的位置上，与码道TA对置配置。另一方面，检测部130C也在码道TC的狭缝SLC相对于检测部130B所对置的位置上的码道TB的狭缝SLB的切线LINEB平行的位置上，与码道TC对置配置。
如此，在各狭缝SL的切线变为平行的位置上检测出上述周期信号时，检测部130A及检测部130B因圆盘110的偏心而在同一时刻使误差包含在第1增量值检测信号及第2增量值检测信号中。因而，在由检测部130A及检测部130B计算位置x时，能够降低两信号的同步偏差所产生的误差。另一方面，由于检测部130C也能够在切线变为平行的位置上取得与偏心相应的偏心信号，因此能够在同一时刻检测出同一时刻包含在第1增量值检测信号及第2增量值检测信号中的偏心所引起的误差。
(1-2-3.弯曲狭缝的构成)
以上，对本发明第1实施方式所涉及的编码器100的构成进行了说明。下面，参照图5及图6，对上述旋转格栅LA、LB所使用的弯曲狭缝详细地进行说明。图6是用于说明本实施方式所涉及的编码器所具有的弯曲狭缝的说明图。
(一个码道T内的弯曲狭缝)
首先，参照图6以某一个弯曲狭缝也就是码道TA的旋转格栅LA的狭缝SLA或码道TB的旋转格栅LB的狭缝SLB为例进行说明。而且，对狭缝SLA和狭缝SLB的不同点个别地进行说明。
虽然本实施方式所涉及的旋转格栅L的狭缝SL配置于环状码道T，但是如上所述且如图6所示，至少1个以上的旋转格栅L的狭缝SL作为与同心圆狭缝、放射狭缝不同的弯曲狭缝而形成。
作为弯曲狭缝而形成的狭缝SLA、SLB(这里仅称为“狭缝SL”)如图6所示，沿以规定的弯曲度C使以圆盘中心O(转轴AX)为中心的放射状线LINE1分别向周向弯曲的弯曲线LINE2而形成。
对于沿这种弯曲线LINE2的狭缝SL可以考虑各种形成例，而对该狭缝SL的一个形成例进行说明时则如下所示。
在用应配置在其码道T中的狭缝条数n对旋转1周的2π(360°)进行等角度分割后的每个角度上，以与狭缝条数n相同的数量设定与各狭缝SL相对应的放射状线LINE1。其后，通过使各放射状线LINE1向同一周向以同一弯曲度C弯曲，而设定各狭缝SL的弯曲线LINE2。而且，沿如此设定的各弯曲线LINE2以规定宽度形成各狭缝SL。
更具体地使用式对狭缝SL的一个形成例进行说明。
使圆盘中心O为原点，使距原点的距离为l，使距通过原点的基准线的角度为θ，使码道T的内径及外径为rIN、rOUT。而且，使码道T的旋转格栅L所包括的狭缝条数为n，用j(j＝0，1，2…，n-1)来识别各狭缝。于是，放射状线LINE1在极坐标中由下述式1来表示。
LINE1＝(l，j ×2π/n)…(式1)
但是rIN≤1≤rOUT
而且，使弯曲度为C，并且使旋转格栅L的多个狭缝SL的节距成为所希望的pL的半径(码道T的宽度方向中心的半径)为r0时，弯曲线LINE2在极坐标中由下述式2来表示。狭缝SL沿该弯曲线LINE2形成在码道T的规定宽度w(＝rOUT-rIN)内。
LINE2＝(r0(1-Cθ)，θ+j×2π/n)…(式2)
但是rIN≤r0(1-Cθ)≤rOUT
该弯曲狭缝形成例的情况下，弯曲度C由下述式3来表示。
C＝tan[sin-1{pL×n/(2πr0}]…(式3)
另外，优选码道T以如下宽度来形成，即透过衍射格栅G2后由受光元件接收的来自旋转格栅L的反射光达到足够的光量的宽度w(＝rOUT-rIN)。在本实施方式所涉及的衍射干涉光学系统中，如果将码道T的宽度w设定为例如旋转格栅L的节距pL的20倍～50倍左右，则能够得到足够的光量。因而，由式3可知，弯曲狭缝即狭缝SL从码道内径(rIN)的位置以角度θ在180°以内的位置上到达码道外径(rOUT)。每1条弯曲的狭缝SL分别以角度θ位于180°以内，形成为不使码道T环绕1周。通过如此形成弯曲狭缝，能够提高圆盘110的强度，或使圆盘110小型化，或使狭缝SL的形成变得容易。
另一方面，本实施方式所涉及的旋转格栅L所构成的衍射干涉光学系统为，通常旋转格栅L所包括的多个狭缝SL的节距不向狭缝SL的长度方向位置靠近而是越均一，则越能够降低所得到的正弦波的周期信号的干扰，使位置检测精度提高。换言之，从码道T的宽度w中心沿狭缝SL向码道内径或外径移动时，偏离节距pL的偏差量相对于其移动量的增加率或减少率越少，则越能够较低地抑制干扰，提高检测精度。
对此，根据本实施方式这样的弯曲狭缝，通过使狭缝SL弯曲形成，能够降低狭缝SL的形成方向(弯曲线LINE2方向)上的狭缝SL的节距的变化量(在此也称为“节距的变化率”)。作为结果，根据本实施方式的编码器100，能够使由各光学检测机构得到的周期信号的检测精度提高，并使位置检测精度提高。
更具体为，例如如果是放射狭缝，则变为在放射状线LINE1上形成狭缝，但是由于狭缝的形成方向(放射状线LINE1)上的长度大致变为与码道T的宽度w相等，因此该形成方向上的狭缝节距的变化率较大。该较大的节距变化率导致周期信号的检测精度降低。而且，狭缝条数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，则能够使狭缝SL的形成方向(弯曲线LINE2)上的长度与放射狭缝相比延长与弯曲度C相对应的长度量。其结果，能够使狭缝SL的节距的变化率较小，使周期信号的检测精度提高。
因而，本实施方式所涉及的编码器100通过使用这种弯曲狭缝，能够以避免使设计开发等的自由度降低并且避免使周期信号的检测精度降低的方式设定周期信号的周期数m不同的多个码道TA～TC。因而，根据本实施方式，可容易地形成高精度且小型的编码器100。
而且，通常在衍射干涉光学系统中，旋转格栅L和固定格栅G1、G2之间的最佳间距g依赖于发光部131发出的光的波长λ和旋转格栅L的多个狭缝SL的节距pL。例如，在3格栅光学系统中，间距g在使k为正整数时，在pG1＝pL＝pG2时在满足下述式4时变为最佳，而在pG1＝2×pL＝pG2时在满足下述式5时变为最佳。
g＝(2×k-1)×pL 2/4λ …(式4)
g＝(2×k)×pL 2/λ    …(式5)
对此，根据本实施方式这样的弯曲狭缝，多个狭缝SL的节距pL由狭缝条数n、码道半径r(＝r0)及弯曲度C的函数f表示为如式6所示。
pL＝f(n，r，C) …(式6)
  ＝(2πr/n)×sin(tan-1C)
因而，通过不变更狭缝条数n(也就是对应于周期信号的周期)、码道半径r，而仅适当设定弯曲度C，能够将节距p设定为构成衍射干涉光学系统的最佳值。其结果，能够自由地设定狭缝条数n、码道半径r等，小型化变得容易，且设计、开发等也变得容易。
可是，与本实施方式不同，狭缝SL沿码道T内环绕1周以上而形成时，也将这种狭缝称为“多重螺旋狭缝”。在这种多重螺旋狭缝中，在半径方向上层叠的狭缝SL的数量变多，码道T的宽度w变大，从而难以小型化。因而，设计、开发的自由度减少，进而制造自身变得困难。与此相对，本实施方式所涉及的狭缝SL不是由多重螺旋狭缝而是由弯曲狭缝形成。其结果，如上所述，能够提高设计、开发的自由度，使制造、小型化变得容易。
另外，在此说明的弯曲狭缝形成例、弯曲线LINE2的式等只不过是一个例子，实际上不需要建立这种式。也就是说，只要能如上所述形成沿向周向弯曲的弯曲线LINE2的狭缝SL，则其形成方法、设计方法等并未特别限定。
(弯曲狭缝和固定格栅侧狭缝的位置关系)
作为固定格栅G1、G2使用平行狭缝时，如图5所示，固定格栅G1、G2被配置为，所对应的旋转格栅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，则即使固定格栅G1、G2的配置位置稍稍偏移时，也由于弯曲狭缝的节距pL的上述变化量较小，因此能够较大地确保平行狭缝即固定格栅G1、G2与旋转格栅L平行的区域。因而，能够使周期信号的检测精度更加提高，并使制造等变得非常容易。
(多个码道间的关系下的弯曲狭缝)
以上，对一个码道T内的弯曲狭缝进行了说明。在此，参照图2及图3对多个码道TA～TC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，所有码道TA～TC的旋转格栅LA～LC和与其相对的检测部130A～130C的挡板120的间距g被设定为大致相等。另一方面，为了形成衍射干涉光学系统，以满足上述式4或式5的方式，实现与间距g相对应的狭缝SL的节距pL是很重要的。
因而，在本实施方式中，码道TA的狭缝SLA的弯曲度C如图3所示，被设定为该狭缝SLA的节距pLA与其它码道TB的狭缝SLB的节距pLB相等。另外，码道TC的同心圆狭缝SLC的节距pLC也被设定为与其它码道TA、TB的节距pLA、pLB相等。
另一方面，码道TA的狭缝条数nA与码道TB的狭缝条数nB不同。因而，由上述式3可知，码道TA的弯曲度C被设定为与码道TB的弯曲度C不同。因而，能够使弯曲狭缝彼此即码道TA的节距pLA和码道TB的节距pLB大致相等。
其结果，能够使所有码道TA～TC的狭缝SLA～SLC的节距pLA～pLC大致一定。因而，检测部130A～130C可分别形成衍射干涉光学系统，并配置为使间距g一定。如此，能够以一定的间距g形成多个检测部130A～130C时，不仅检测部130A～130C在间距g方向上的调节变得容易，还能够一体地形成这些检测部130A～130C。另外，一体地形成检测部130A～130C时，各自所具有的挡板120也可以一体地作为1张挡板而形成。此时，能够使设计等的自由度提高，并使制造变得容易。
(1-2-4.位置数据生成部140)
下面，参照图2、图7～图9对编码器100的剩余的构成即位置数据生成部140进行说明。图7～图9是用于说明本实施方式所涉及的编码器所具有的位置数据生成部的说明图。
位置数据生成部140从上述的检测部130X及检测部130A～130C取得正弦波状的1X检测信号、第1增量值检测信号、第2增量值检测信号及偏心检测信号。而且，位置数据生成部140根据这些信号特定马达M的绝对位置x，输出表示该位置x的位置数据。
因此，如图7所示，位置数据生成部140具有位置数据计算部141、误差测定部142及位置数据补偿部143。以下，更具体地对位置数据生成部140的位置x的特定处理的一个例子进行说明。
位置数据生成部140所取得的第1增量值检测信号、第2增量值检测信号及增量值信号分别如上所述，在本实施方式中，包括相位错开90°的A相周期信号和B相周期信号的2个周期信号。
另一方面，检测部130X也具有检测90°不同的磁场朝向的2个(也可以是2个以上)磁角度传感器，与上述周期信号相同，输出以电角各自相位错开90°的同一周期的2个1X检测信号(也称为A相1X检测信号、B相1X检测信号)。另外，由于1X检测信号也在圆盘110每旋转1周时成为重复的正弦波状电信号，因此为周期信号。但是，由于检测原理等不同，因此为了便于说明，在此对1X检测信号、第1增量值检测信号、第2增量值检测信号及偏心检测信号进行区别。
位置数据计算部141针对1X检测信号、第1增量值检测信号及第2增量值检测信号，分别取得A相及B相的2个正弦波信号。而且，位置数据生成部140按1X检测信号、第1增量值检测信号及第2增量值检测信号，将A相及B相的2个正弦波信号转换为表示各检测信号的电角
Figure BSA00000487487400251
的位置数据，生成在各周期内单调增加的第1位置数据～第3位置数据。另外，位置数据生成部140的位置数据生成方法并未特别限定。作为位置数据生成方法，例如可以举出：通过对A相及B相的2个正弦波信号的除法运算结果进行arctan运算来计算电角
Figure BSA00000487487400252
的方法；用跟踪电路将2个正弦波信号转换为电角
Figure BSA00000487487400253
的方法；及在预先作成的图表中特定与A相及B相信号的值相对应的电角的方法等。另外，此时优选位置数据计算部141首先按各检测信号对A相及B相的2个正弦波信号进行模拟-数字转换，对该转换后的2个数字信号进行倍增处理使分辨率提高后，进行上述位置数据生成。图8示出由位置数据计算部141计算的第1位置数据～第3位置数据的一个例子。另外，在图8及图9中，各位置数据等的曲线表示圆盘110以等速旋转1周时的曲线。
如图8所示，第1位置数据是根据基于磁铁MG等的1X检测机构的1X检测信号而生成的，圆盘110旋转1周时电角(0°～360°)单调增加(或减少)1次(也就是周期数mx＝1)。另一方面，第2位置数据是根据基于码道TA等的第1增量值检测机构的第1增量值检测信号而生成的，在该例中圆盘110旋转1周时电角
Figure BSA00000487487400256
(0°～360°)单调增加(或减少)4次(也就是周期数mA＝4)。而且，第3位置数据是根据基于码道TB等的第2增量值检测机构的第2增量值检测信号而生成的，在该例中圆盘110旋转1周时电角
Figure BSA00000487487400257
(0°～360°)单调增加(或减少)16次(也就是周期数mB＝16)。如本实施方式这样节距被设定为“pG1＝2×pL＝pG2”时，为了实现这种分辨率，各码道TA～TC的狭缝条数nA～nC分别被设定为4、16、64条。
但是，这只不过是一个例子，并未限定各码道TA～TC的狭缝条数nA～nC，各码道TA～TC的狭缝条数nA～nC可以根据对各自所得到的周期信号所希望的周期数mA～mC而适当设定。另外，如实施方式这样节距被设定为“pG1＝2×pL＝pG2”时，其为“mA＝nA，mB＝nB，mC＝nC”，被设定为“pG1＝1×pL＝pG2”时，其为“mA＝2×nA，mB＝2×nB，mC＝2×nC”。可以根据上述关系，决定与所希望的周期数mA～mC相应的狭缝条数nA～nC。而且，在此为了便于说明，例示将第1增量值检测机构及第2增量值检测机构所检测的检测信号的周期数mA、mB设定为4、16的情况。但是，优选将该周期数mA、mB设定为更大的数。
第1位置数据～第3位置数据以与各周期数mX～mB相应的分辨率表示位置x。因而，第3位置数据与第2位置数据相比分辨率高，第2位置数据与第1位置数据相比分辨率高。
在此，位置数据计算部141根据第1位置数据～第3位置数据计算出具有与分辨率最高的第3位置数据相同程度的分辨率的绝对位置x。第1位置数据的分辨率较低，表示1X也就是绝对位置。位置数据计算部141通过在该第1位置数据所表示的绝对位置上重叠第2位置数据所表示的较高分辨率的位置，可计算出与第2位置数据相同程度的分辨率的绝对位置x。而且，位置数据计算部141同样通过在根据第2位置数据计算出的绝对位置x上重叠与其相比分辨率更高的第3位置数据所表示的位置，可计算出与第3位置数据相同程度的分辨率的绝对位置x。换言之，如图8所示，位置数据计算部141依次使用第2位置数据及第1位置数据，将分辨率最高的第3位置数据所表示的位置转换为绝对位置x。在此，也将如此根据分辨率不同的多个位置数据特定高分辨率的绝对位置的方法称为“堆积方式”。
可是，图8中示出了圆盘110偏心时的各位置数据。此时，例如生成了第2位置数据及第3位置数据的第1增量值检测机构及第2增量值检测机构具有弯曲度C不同的弯曲狭缝。这种弯曲狭缝与放射狭缝不同，由于弯曲度不同，对于偏心并不一定在同一时刻在检测信号中包含误差。如此，产生误差的时刻的偏差成为第2位置数据及第3位置数据的同步偏差。这种同步偏差在如上述的堆积方式等使用了多个码道T的绝对值计算中，有可能对其绝对位置计算结果产生较大的影响。
但是，本实施方式所涉及的检测部130A、130B以弯曲狭缝的切线彼此变为平行的位置关系而进行配置。以这种位置关系配置检测部130A、130B时，例如在图3中向切线LINEA、LINEB方向偏心时(图8的时刻t1、t2)，该偏心所产生的影响未包含在检测信号中，另一方面，向与该方向垂直的方向偏心时(图8的时刻t3、t4)，由于切线LINEA和切线LINEB平行，因此该偏心所产生的影响在同一时刻包含在检测信号中。其结果，如图8所示，虽然作为补偿前的位置数据包含圆盘110偏心所引起的误差，但是位置数据计算部131可计算出不包含同步偏差的高分辨率的绝对位置x。
另一方面，误差测定部142取得从包括同心圆狭缝的误差检测机构得到的误差检测信号。另一方面，该误差检测信号在圆盘110偏心时，具有与其偏心量相应的周期mC。因而，误差测定部142根据该误差检测信号计算出上述偏心所引起的误差。图9中示出误差测定部142计算出的误差值。另外，由于误差测定部142的从误差检测信号向误差值的转换是通过与上述位置数据生成部140分别向第1位置数据～第3位置数据的转换处理同样的处理来进行的，因此省略这里的详细说明。
如图9所示，位置数据补偿部143通过从位置数据计算部141所计算出的绝对位置数据对误差测定部142所计算出的误差值进行减法运算(或加法运算)来补偿误差。而且，位置数据补偿部143向控制装置CT输出误差降低且准确，并且通过堆积方式表示高分辨率的绝对位置x的位置数据。
(1-3.第1实施方式所涉及的伺服单元的动作)
下面，对本实施方式所涉及的伺服单元SU的动作进行说明。另外，由于对于各构成的动作、作用等，在各构成的说明中已详细说明，因此适当省略地进行说明。
控制装置CT从上位控制装置等取得上位控制信号，进而从编码器100取得表示马达M的绝对位置x的位置数据。而且，控制装置CT根据上位控制信号和位置数据生成控制信号并输出至马达M。
其结果，马达M根据该控制信号使轴SH1旋转。于是，经由轴SH3连结在与该轴SH1相对应的轴SH2上的编码器100的圆盘110旋转。另一方面，各检测部130X、130A、130B根据圆盘110的旋转分别检测出1X检测信号、第1增量值检测信号、第2增量值检测信号。而且，检测部130C根据因圆盘110的偏心而在圆盘110旋转中所产生的偏心检测出偏心检测信号。而且，检测部130X、130A～130C向位置数据生成部140输出各检测信号。
位置数据生成部140的位置数据计算部141将1X检测信号、第1增量值检测信号、第2增量值检测信号分别转换为第1位置数据～第3位置数据，根据该第1位置数据～第3位置数据，计算出具有与第3位置数据相同程度的分辨率的绝对位置x。另一方面，误差测定部132将偏心检测信号转换为误差值。而且，位置数据补偿部143根据误差测定部132测定的误差对位置数据计算部141计算出的绝对位置x进行补偿，向控制装置CT输出高分辨率且准确的绝对位置x。
如此，本实施方式所涉及的编码器100能够检测出马达M的高精度的绝对位置x，作为位置数据供给至控制装置CT。因而，该伺服单元SU能够根据该高精度的绝对位置x，高精度地控制马达M的位置x。
(1-4.第1实施方式所涉及的编码器的制造方法)
以上，对本发明第1实施方式所涉及的编码器等进行了说明。
下面，参照图10对本实施方式所涉及的编码器100的制造方法进行说明。图10是用于说明本实施方式所涉及的编码器的制造方法的说明图。在此主要对码道TA及码道TB这样的弯曲狭缝的形成等进行说明。
如图10所示，在编码器100的制造方法中，首先处理步骤S101。在该步骤S101(狭缝数确定步骤的一个例子)中，对于圆盘110的1个码道T，根据想要从该码道T得到的分辨率，确定旋转1周时应得到的所希望的周期信号的周期数m。而且，根据该周期设定形成在该码道T上的狭缝条数n。然后，进入步骤S103。
在步骤S103(放射状线设定步骤的一个例子)中，如图6所示，以圆盘中心O(转轴AX)为中心的等角度设定在步骤S101中所确定的数量的放射状线LINE1。然后，进入步骤S105。
在步骤S105(弯曲线设定步骤的一个例子)中，以狭缝SL的节距pL成为所希望的值的方式设定弯曲度C。而且，在步骤S103中设定的多个放射状线LINE1以所设定的弯曲度C向同一周向弯曲，设定多个弯曲线LINE2。
另外，在该步骤S105中，以现在将要形成的码道T(1个码道的一个例子)的狭缝SL的节距pL与已经形成的码道T或者后继形成的码道T(其它码道T的一个例子)的狭缝SL的节距pL相等的方式设定弯曲度C。在该步骤S105的处理后进入步骤S107。
在步骤S107(狭缝形成步骤的一个例子)中，沿步骤S105中设定的多个弯曲线LINE2，在码道T内以规定宽度w形成多个狭缝SL。然后，进入步骤S109。
在步骤S109中，确认是否在所有所希望的多个码道T上形成了狭缝SL。而且，如果存在未形成狭缝SL的码道T，则重复步骤S101之后的处理。另一方面，如果形成了所有的狭缝SL，则进入步骤S111。
在步骤S111(检测部配置步骤的一个例子)中，在对置位置上的狭缝SL各自的切线LINEA～LINEC相互平行的位置上，与该狭缝SL对置地配置各检测部130A～130C。此时，各检测部130被配置为，对于节距pL相等的2个以上的码道T，使旋转格栅L和固定格栅G1、G2之间的间距g相等。
另外，在与这些处理同时或前后，进行配置1X检测机构的处理、将轴SH2连结在圆盘110上的处理、连结各检测部130和位置数据生成部140的处理、将各构成收纳在壳体内并固定或可旋转地进行支撑的处理等，完成编码器100。但是，对于这些处理在此省略详细的说明。
(1-5.第1实施方式所涉及的编码器系统的效果例)
以上，对本发明第1实施方式所涉及的编码器、伺服单元及编码器的制造方法进行了说明。
根据本实施方式所涉及的编码器100等，至少1个码道T(第1码道)的多个狭缝SL作为沿弯曲线LINE2的弯曲狭缝而形成。该弯曲狭缝通过调节弯曲线LINE2的弯曲度C，能够以不变更码道T的形成位置、码道T所包括的狭缝条数n的方式，调节节距pL。因而，可提高设计、开发等的自由度。
而且，该编码器100等中使用的弯曲狭缝能够使各个狭缝SL的长度延长与该弯曲度C相应的量。其结果，能够降低狭缝SL的节距pL的狭缝形成方向上的变化量。这意味着能够使各狭缝SL的节距pL在狭缝形成方向上均一化，也就是说，使弯曲狭缝即各狭缝SL接近于平行狭缝。另一方面，本实施方式所涉及的编码器100利用使用了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，则越能使检测信号的S/N比等提高，可使检测精度提高。因而，由于本实施方式所涉及的编码器100能够通过成为弯曲狭缝而使多个狭缝SL接近于平行狭缝，因此能够使检测信号的S/N比等提高，可使检测精度提高。
因而，根据本实施方式所涉及的编码器100，能够使用衍射干涉光，使检测精度提高，同时降低构成衍射干涉光学系统时的设计、开发时的限制等，以制造变得容易的方式进行设计、开发等。
这种效果在较大地设定码道半径r，或者较小地设定周期信号的周期数mL时尤其有效。也就是说，通常形成衍射干涉光学系统时，增大码道半径r时，需要以可形成衍射干涉光学系统的方式使狭缝SL的节距pL足够小。于是，该狭缝条数n不得不变多，与该狭缝条数n相对应的周期信号的周期数m也变大。另一方面，同样减小周期数m时，与此相反，不得不减小码道半径r。但是，如上所述，在本实施方式所涉及的编码器100中，通过调节弯曲度C，可独立地调节狭缝条数n或码道半径r。因而，可大幅度地降低设计、开发时的限制，还能实现小型化等。
另一方面，本实施方式所涉及的编码器100通过使至少1个以上的码道T为弯曲狭缝，能够使2个以上的码道T的节距pL相等。其结果，能够使相对于这些码道T的检测部130(也就是挡板120)和码道T之间的间距g相等。因而，对于这些码道T，可大致同样地对衍射干涉光学系统进行设计、开发等，而且，对于与这些码道T相对应的检测部130可同时进行间距g的调节。因而，能够使设计、开发、制造等大幅度地变得容易。
而且，在本实施方式所涉及的编码器100中，多个码道T各自的检测部以对置位置上的狭缝的切线彼此变为平行的位置关系进行配置。因而，通过使狭缝弯曲，能够降低各检测信号间产生的偏心误差产生时刻的偏差(同步偏差)。因而，本实施方式所涉及的编码器100可不受使用弯曲狭缝时所产生的同步偏差的影响而计算出准确的绝对位置。
而且，该编码器100通过同心圆狭缝测定同步并在各检测信号中生成的偏心误差，根据该误差值对绝对位置进行补偿。因而，该编码器100不仅不产生同步偏差，还能够降低因偏心所引起的误差自身，计算出更准确的绝对位置。
(1-6.第1实施方式所涉及的编码器的实施例)
在此，为了更加明确本实施方式所涉及的编码器100等的效果，对本实施方式所涉及的编码器100的实施例和与本实施方式不同的构成的编码器的对比例进行对比，并对上述效果更详细地进行说明。
另外，在此为了便于说明，仅在圆盘110上形成1个码道T，对该1个码道T的作用效果等进行了对比。但是，不用说本实施方式所涉及的编码器100等在这里说明的作用效果等的基础上，如上述实施方式所记载，能够实现其它的作用效果。
进行对比时，作为本实施方式的实施例所涉及的编码器100，对于圆盘110，将码道T的宽度w方向中心的半径(码道半径)r设定为8mm，将该码道宽度w(径向厚度)设定为0.5mm。而且，在该码道T上以码道半径r＝8mm的狭缝SL间的节距pL为20μm的方式，沿上述弯曲线LINE2形成有512条圆盘110的旋转格栅T的弯曲的狭缝SL。此时，将狭缝SL的宽度设定为节距pL一半的10μm。而且，如下形成了本实施例所涉及的编码器，各固定格栅G1、G2沿该弯曲的旋转格栅L的切线方向，以“pG1＝2×pL＝pG2”的方式，以40μm的节距而形成，旋转1周时作为周期信号的周期数m得到512/转。另外，由于光源使用了波长λ＝880nm的LED，因此固定格栅G1、G2和旋转格栅L之间的距离即间距g设定为g＝pL 2/λ的2倍的0.9mm。图11示出该实施例所涉及的编码器的圆盘110。
与此相对，为了明确本实施方式的实施例所涉及的编码器的作用效果等，作为对比例所涉及的编码器，例如以可在同样的码道T3～T5(r＝8mm，w＝0.5mm)中得到同样的周期数m＝512的周期信号的方式准备了如下对比例：具有圆盘310的编码器(对比例1)，该圆盘310仅形成有未弯曲的放射狭缝；具有圆盘410的编码器(对比例2)，该圆盘410仅形成有以不使放射狭缝弯曲地相对于周向成规定角度Δθ的方式倾斜的倾斜狭缝；及具有圆盘510的编码器(对比例3)，该圆盘510仅形成有如专利文献2所记载的多重螺旋狭缝。分别在图12～14中示出该对比例1～3所涉及的编码器的圆盘310～510。
更具体为，应使码道T3～T5的设定条件及间距g的设定条件与本实施例相同，即使在对比例1～3中，也将狭缝SL的宽度设定为节距p的一半，将码道半径r设定为8mm，将码道宽度w设定为0.5mm，将间距g设定为0.9mm。而且，为了得到同一周期数(m＝512/转)的周期信号，即使在对比例1～3中，也在码道T上以各自的形态形成有512条狭缝SL3～SL5。
也就是说，在对比例1中，沿从圆盘中心O以等角度间隔引出的放射状线LINE1形成有512条旋转格栅L的狭缝SL3。
在对比例2中，不是使对比例1中的放射状线LINE1弯曲而是向码道T的周向倾斜Δθ＝0.35度，沿该线形成有狭缝SL4。
在该对比例1、2中，固定格栅G1、G2作为平行狭缝而形成，配置为至少与一部分的旋转格栅L3、L4大致平行。
另一方面，在对比例3中，以收容在上述码道T5内的方式，以圆盘中心O为中心以螺旋状卷绕1周以上地形成有512条狭缝SL5。但是在图14中适当省略并示意地记载了512条狭缝SL5。在该对比例3中，固定格栅G1、G2作为平行狭缝而形成，配置为与圆盘510的螺旋的切线平行。
如表1所示，对于如此形成的对比例1～3，将码道半径r设定为8mm时，各节距pL在对比例1、2中为98μm，在对比例3中为0.98μm。
在对比例1、2中，由于节距pL为98μm而较大，因此很难构成利用了上述衍射干涉现象的编码器。另一方面，在对比例3中，由于节距pL为0.98μm而较小，因此对于旋转格栅L及固定格栅G1、G2要求高制作精度，制造变得困难。而且，这些节距pL无法相对于间距g设定为最佳值(20μm)。
与此相对，在本实施例中，通过调节弯曲度C等，能够相对于间距g将节距pL调节为最佳值20μm。
在此，对比例1、2中的节距pL与周期数m之间达成“m＝2πr/pL”的关系。另一方面，对比例3中的节距pL与周期数m之间为“m≤2πr/pL”，但是使q为螺旋的环绕数时，达成“pL＝2w/(q×m)”的关系。也就是说，想要在将码道半径r等保持为一定的基础上变更周期数m时，在对比例1～3中必然需要变更旋转格栅L3～L5的节距pL的值，作为结果，还需要变更相对于该节距pL的最佳的间距g。
与此相对，本实施例的pL与周期数m之间达成m≤2πr/pL关系，通过调节旋转格栅L的弯曲度C，可在满足上述关系的范围内自由地设定节距pL。因而，能够在使节距pL一定，进而使间距g一定的状态下变更周期数m。
另外，假使在对比例1～3中使节距pL与本实施例相同时(pL＝20μm)，为了通过512条狭缝SL3～SL5得到512个周期的周期信号，在对比例1、2中需要使码道半径r为1.63mm。在对比例3中，需要以码道宽度变为10.24mm以上的方式使码道半径r也为10.24mm以上。因而，此时必然还需要变更固定格栅G1、G2及受光部132的配置等。而且，此时如果如对比例1、2这样，码道半径r为1.63mm而非常小，则狭缝间的扩展角过于扩展，也就是说，节距pL的变化率变得过大，变得很难利用衍射干涉现象。另一方面，如果如对比例3这样，码道半径r为10.24mm而较大，则需要较大的圆盘110，编码器自身变得大型化。
另一方面，示出由本实施例所得到的周期信号与由对比例1～3所得到的周期信号的对比结果时则如下所示。也就是说，在将码道半径r保持为8mm的对比例1、2中，节距pL为98μm而变得非常大，无法得到基于衍射干涉光学系统的周期信号(一)。而且，使节距pL一致为20μm时，在使用了放射狭缝的对比例1中，节距pL的变化率较大，周期信号较大地偏离正弦波状信号，信号特性较差(×)，而在使用了倾斜狭缝的对比例2中，借助于倾斜狭缝而使节距pL的变化率降低，周期信号稍微接近于正弦波，但是无法得到足够的信号特性(△)。
而且，对于对比例3，将码道半径r保持于8mm时，狭缝节距pL为0.98μm而变得非常小，以2μm的倍数生成最佳间距。也就是说，每次间距变动2μm时输出发生变动(×)。而且，使节距pL一致为20μm时，在多重螺旋狭缝和以等节距形成在半径方向上的固定格栅G2中形状一致的范围较小，很难得到充分的信号特性(△)。
与此相对，在本实施例中，由于弯曲形成狭缝SL，因此狭缝SL平行的区域增加，周期信号大致变为正弦波，可实现非常良好的信号特性(◎)。
(表1)
Figure BSA00000487487400341
以上，如表1所示，本实施例所涉及的编码器与对比例1～3所涉及的编码器相比，不仅能够容易地进行节距pL的调节，还能实现非常良好的信号特性。
以上，参照附图对本发明的实施方式详细地进行了说明。但是，不用说本发明并不限定于这些实施方式的例子。如果是本发明所属技术领域中的具有通常知识的人，则可知在专利方案所记载的技术思想的范围内，可想到进行各种变更、修正。因而，这些变更后、修正后的技术也当然属于本发明的技术范围。
例如，在上述实施方式中，对于第1增量值检测机构及第2增量值检测机构这两者，对使用了弯曲狭缝的情况进行了说明。但是，本发明并未限定于所涉及的例子。也就是说，如果至少1个以上的检测机构具有弯曲狭缝，则其它检测机构也可以具有形成为放射状的放射狭缝。而且，编码器也可以还具有除第1增量值检测机构及第2增量值检测机构以外的1或2个以上的光学检测机构，此时也一样，只要至少1个检测机构具有弯曲狭缝即可。
而且，在上述实施方式中，对编码器100具有位置数据生成部140的情况进行了说明，但是也可以将该位置数据生成部140的全部或一部分构成配置在控制装置CT中。
另外，在本说明书中，流程图中所记述的步骤当然包括沿所记载的顺序以时间序列进行的处理，也包括不一定以时间序列进行处理，而是并列或个别地执行的处理。而且，不用说即使是以时间序列处理的步骤，也能够根据情况适当变更顺序。

Claims (10)

1.一种编码器，其特征在于，具有：
圆板状圆盘，配置为可绕转轴旋转，具有分别形成有光学的旋转格栅的环状第1码道及第2码道；
以及第1检测部及第2检测部，分别固定配置为与所述第1码道及第2码道对置，分别具有与对置的所述第1码道或所述第2码道的所述旋转格栅构成衍射干涉光学系统的光学的固定格栅，检测基于所述旋转格栅和所述固定格栅的衍射干涉光，
所述第1码道的旋转格栅所包括的多个狭缝分别作为从放射状弯曲后的形状的弯曲狭缝而形成，
与所述第1码道对置的所述第1检测部在所述第1码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线相对于所述第2检测部所对置的位置上的所述第2码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线平行的位置上，与所述第1码道对置配置。
2.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，
多个所述弯曲狭缝以该多个狭缝的节距成为规定值的方式，沿使以所述转轴为中心的多个放射状线分别以规定的弯曲度向周向弯曲的弯曲线而形成。
3.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，
所述第1码道的旋转格栅所包括的多个狭缝的节距与所述第2码道的旋转格栅所包括的多个狭缝的节距相等。
4.根据权利要求3所述的编码器，其特征在于，
所述第1码道的旋转格栅的狭缝条数与所述第2码道的旋转格栅的狭缝条数不同，
所述编码器还具有位置数据生成部，其根据所述圆盘旋转1周内的周期数不同的所述第1检测部的第1检测信号和所述第2检测部的第2检测信号，生成所述圆盘的旋转位置。
5.根据权利要求4所述的编码器，其特征在于，
所述圆盘还具有环状第3码道，其形成有包括以转轴为中心的多个同心圆狭缝的旋转格栅，
所述编码器还具有第3检测部，其固定配置为与所述第3码道对置，具有与对置的第3码道的所述旋转格栅构成衍射干涉光学系统的光学的固定格栅，检测基于所述旋转格栅和所述固定格栅的衍射干涉光，
所述第3检测部在所述第3码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线相对于所述第1检测部所对置的位置上的所述第1码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线平行的位置上，与所述第3码道对置配置。
6.根据权利要求5所述的编码器，其特征在于，
所述位置数据生成部至少根据所述第3检测信号，测定在所述第1检测信号及所述第2检测信号的两个信号中生成的误差，根据该误差，对所生成的所述圆盘的旋转位置进行补偿。
7.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，
与所述第1码道对置的所述第1检测部的固定格栅形成为与所述弯曲狭缝的切线平行。
8.根据权利要求7所述的编码器，其特征在于，
所述第1码道的旋转格栅和与该旋转格栅对置的所述第1检测部的固定格栅之间的间距与所述第2码道的旋转格栅和与该旋转格栅对置的所述第2检测部的固定格栅之间的间距相等。
9.一种伺服单元，其特征在于，具备：
马达，使旋转轴旋转；
编码器，与所述轴连结并测定所述轴的位置；
及控制装置，根据所述编码器所检测出的位置控制所述马达的旋转，
所述编码器具有：
圆板状圆盘，配置为可按照所述轴的旋转而绕转轴旋转，具有分别形成有光学的旋转格栅的环状第1码道及第2码道；
以及第1检测部及第2检测部，分别固定配置为与所述第1码道及第2码道对置，分别具有与对置的所述第1码道或所述第2码道的所述旋转格栅构成衍射干涉光学系统的光学的固定格栅，检测基于所述旋转格栅和所述固定格栅的衍射干涉光，
所述第1码道的旋转格栅所包括的多个狭缝分别作为从放射状弯曲后的形状的弯曲狭缝而形成，
与所述第1码道对置的所述第1检测部在所述第1码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线相对于所述第2检测部所对置的位置上的所述第2码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线平行的位置上，与所述第1码道对置配置。
10.一种编码器的制造方法，其特征在于，具有：
狭缝数确定步骤，以可分别得到规定周期的检测信号的方式，分别针对所述第1码道及所述第2码道确定分别形成在安装于编码器时配置为可绕转轴旋转的圆板状圆盘所具有的环状第1码道及第2码道上的固定格栅所具有的多个狭缝的数量；
放射状线设定步骤，针对所述第1码道，将所述转轴作为中心，以所述转轴为中心等角度地设定与在所述狭缝数确定步骤中确定的狭缝数相等的多个放射状线；
弯曲线设定步骤，针对所述第1码道，以所述多个狭缝的节距成为规定值的方式，以规定的弯曲度使所述多个放射状线分别向周向弯曲，设定多个弯曲线；
狭缝形成步骤，沿所述多个弯曲线形成所述第1码道的所述多个狭缝；
以及检测部配置步骤，将分别具有与所述第1码道或所述第2码道的所述旋转格栅构成衍射干涉光学系统的光学的固定格栅，并检测基于所述旋转格栅和所述固定格栅的衍射干涉光的第1检测部及第2检测部分别固定配置为与所述第1码道或第2码道对置，
在所述检测部配置步骤中，在所述第1码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线相对于所述第2检测部所对置的位置上的所述第2码道的旋转格栅所包括的狭缝的切线平行的位置上，使所述第1检测部与所述第1码道对置配置。
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