CN102918363A - 旋转编码器、旋转马达以及旋转马达系统 - Google Patents

旋转编码器、旋转马达以及旋转马达系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种旋转编码器、旋转马达以及旋转马达系统，其中通过使用衍射干涉光能以提高的检测精度检测原点的位置，并利于减小尺寸以及制造等。编码器包括：圆盘形的盘（110），所述盘能绕旋转轴线旋转地布置，并且具有一个呈环形的轨迹（TC），在该轨迹上分别形成有旋转光栅，该盘具有在其一部分中形成的一个或多个原点检测区域（h）；以及以固定方式面向盘（110）设置的掩模，在所述掩模中形成有两个或更多个固定光栅，以便与所述旋转光栅一起构成衍射干涉光学系统。包括在至少一个旋转光栅中的多个狭缝（SLA，SLB）沿弯曲线形成，该弯曲线是使以该旋转轴线为中心的多条放射状线以预定的曲率沿周向方向弯曲而形成的；狭缝（SLA，SLB）形成为使得狭缝（SLA，SLB）的间距（pLA，pLB）可被设定为预定的值。

Description

旋转编码器、旋转马达以及旋转马达系统
技术领域
本发明涉及旋转编码器、旋转马达以及旋转马达系统。
背景技术
已使用编码器来测量物理量，例如运动体的位置以及速度。
依据运动体的运动方向，将编码器大体分为旋转型编码器（在下文中也称作“旋转编码器”）与直线型编码器（在下文中也称作“线性编码器”）。
旋转编码器还被称作例如旋转位置检测机构，其检测运动体（正在旋转的物体）的位置（角度）以及速度（旋转速度）。与之相比，线性编码器还被称作例如线性位置检测机构，其检测运动体的位置以及速度。
依据其检测原理等，将非接触式编码器大体分为“磁性（包括解析器）”编码器与“光学”编码器。与光学编码器相比，磁性编码器具有例如良好的耐环境性等特性。与磁性编码器相比，光学编码器具有例如良好的位置分辨率等特性。此外，也研发出利用磁和电两者的编码器（也称作“混合”编码器），以便提供两种编码器的特点。
此外，依据其位置检测方法等，将编码器大体分为增量型编码器（在下文中也称作“增量编码器”）与绝对型编码器（在下文中也称作“绝对编码器”）。增量编码器主要检测运动体关于原点位置的相对位置。更具体地说，增量编码器提前检测原点位置并获取与从原点位置开始的运动量对应的周期信号，例如脉冲信号。随后，增量编码器执行周期信号的积分处理，由此检测例如位置。与之相比，绝对编码器还被称作绝对值编码器，其检测运动体的绝对位置。
根据期望用途所需的特性来适当选择和使用上述多种类型编码器中的每种类型的编码器。尤其是在执行诸如位置控制和速度控制的伺服马达（包括旋转马达与线性马达）中，编码器发挥重要作用，用于例如获取当前位置。换言之，马达中选择和使用的编码器的性能与特性可影响马达的性能和特性。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本特许第3509830号公报
专利文献2：日本特开平6-347293号公报
专利文献3：日本国际公开第07/108398号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
以下将描述光学编码器。
作为光学编码器，已研发出使用由多个狭缝（包括反射型与透射型）形成的光栅的编码器。将应用光栅的编码器大体分为“几何光学型”与“衍射干涉光学型”，几何光学编码器应用通过光栅简单透射的光或从光栅反射的光，衍射干涉光学编码器应用借助多个光栅获得的衍射干涉光（参见专利文献1与专利文献2）。
几何光学编码器接收由形成光栅的狭缝反射的光或透射过形成光栅的狭缝的光，而不使光衍射或干涉，并基于受光次数等而明确位置变化等。这种几何光学编码器具有以下特性：当光栅中的狭缝间距（在下文中也称作间距“间距p”）恒定时，随着一个光栅与另一光栅、受光单元等之间的距离（以下也称为“间隙g”）变大，检测精度容易降低。
另一方面，衍射干涉光学编码器应用借助多个光栅获得的衍射干涉光，并基于衍射干涉光的接收次数等明确位置变化等。因此，与几何光学编码器相比，这种衍射干涉光学编码器可提高S/N比（信噪比）。此外，衍射干涉光学编码器具有以下特性：即便将间隙g设置得相对较大，也不太可能影响检测精度。这意味着：可借助减小元件之间产生机械干扰的可能性而提高耐环境性（例如，抗冲击性）。因此，衍射干涉光学编码器比几何光学编码器更有利。
然而，在衍射干涉光学编码器中，由于需要形成衍射干涉光学系统，因此需将多个光栅的各个光栅的间距p与作为光栅之间的间隔的间隙g设为适当的值。间距p与间隙g之间的关系限制了编码器自身的发展与制造。这意味着：如果间距p或间隙g由适当的值发生变化，那么衍射干涉光的质量下降，并且检测到的周期信号的S/N比减小。另一方面，为了将间距p或间隙g维持在适当的值，除了间距p与间隙g之外，还需考虑周期信号的周期数、狭缝的形成位置等来设计并研发衍射干涉光学系统。
因此，灵活性减小，并且因此使设计与研发不易。此外，由于需要调整多个衍射干涉光学系统中的每个，因此难以制造衍射干涉光学编码器。此外，设计与研发方面的限制使得难以减小装置自身的尺寸。
即便使用一个衍射干涉光学系统来获取一个周期信号，仍会有设计、研发以及制造方面的制约。然而，尤其是当使用多个衍射干涉光学系统来获取原点信号时，例如就增量编码器而言，需为每个衍射干涉光学系统实施设计、研发以及制造，因此进一步增加了这些方面的限制程度。
例如，公开了借助衍射干涉光学系统获取原点信号的光学编码器（专利文献3）。
这种光学编码器包括由在旋转盘中以等间距平行布置的直线式狭缝图案构成的原点相用旋转狭缝，并且以原点相用固定比例包括原点相用固定狭缝以及由以等间距平行布置的直线式狭缝图案构成的原点相用光源狭缝。
利用来自光源的照射光穿过原点相用光源狭缝照射原点相用旋转狭缝。来自原点相用旋转狭缝的反射光穿过原点相用固定狭缝，并由受光元件检测，从检测信号生成原点信号。
然而，在该检测方法中，需要获取强烈的信号以获取高精度的原点信号。为了获取强烈的信号，需要增加原点相用旋转狭缝的面积以及受光面。因此，难以既减小尺寸又实现高精度。
因而，鉴于这些问题而完成本发明，本发明的目的是提供旋转编码器、旋转马达以及旋转马达系统，该旋转编码器、旋转马达以及旋转马达系统能够通过应用衍射干涉光而以提高的检测精度检测原点位置，并且例如利于减小尺寸并利于制造。
解决问题的方案
根据实施方式的一方面的旋转编码器包括呈盘形的盘、掩模、原点信号生成器。所述盘以能绕旋转轴线旋转的方式设置。并且所述盘包括一个或多个环形的轨迹，在所述轨迹上在整个圆周上形成光学旋转光栅，所述盘还包括用作部分区域的一个或多个原点检测区域，在所述原点检测区域上形成有光学旋转光栅，并且所述原点检测区域从所述旋转轴线偏移。所述掩模以面向盘的方式设置并固定，在所述掩模上形成有两个或更多个光学固定光栅，所述固定光栅能与所述轨迹的旋转光栅以及所述原点检测区域的旋转光栅各自一起构成衍射干涉光学系统。所述原点信号生成器基于以下周期信号生成表示所述盘的原点位置的原点信号，所述周期信号是指从包括所述原点检测区域的旋转光栅的衍射干涉光学系统在所述盘的单次旋转中部分获得的周期信号、以及从包括所述轨迹的旋转光栅的衍射干涉光学系统在该单次旋转的全周上获得的周期信号。所述原点检测区域的旋转光栅中所包括的多个狭缝为倾斜狭缝或者弯曲狭缝，使得这些狭缝之间的间距与包括在所述轨迹的旋转光栅中的多个狭缝之间的间距相等，所述倾斜狭缝以相对于绕所述旋转轴线的放射状线沿周向方向倾斜的方式形成，所述弯曲狭缝相对于绕所述旋转轴线的放射状线沿周向弯曲。
所述原点检测区域的形成所述弯曲狭缝的各狭缝可沿一弯曲线形成，使得这些狭缝之间的间距与所述轨迹的狭缝之间的间距相等，该弯曲线是通过使各所述放射状线沿周向方向以预定的曲率弯曲而得到的。
所述盘可包括两个或多个所述原点检测区域。并且可将在所述原点检测区域的第一原点检测区域的狭缝中的关于放射状线的曲率设为与在所述原点检测区域的第二原点检测区域的多个狭缝中的关于放射状线的曲率不同的值，使得这些狭缝之间的间距与所述第二原点检测区域的狭缝之间的间距相等。
所述第一原点检测区域的狭缝的弯曲方向可以与所述第二原点检测区域的狭缝的弯曲方向相反。
所述第一原点检测区域与所述第二原点检测区域可沿周向方向并排设置。
根据第二方面的旋转编码器，与其上沿所述弯曲线形成狭缝的所述原点检测区域对应的所述固定光栅以平行于所述弯曲线的切线的方式形成。
所述原点检测区域的旋转光栅与和其对应的所述固定光栅之间的间隙可等于所述轨迹的旋转光栅与和其对应的所述固定光栅之间的间隙。
所述轨迹的旋转光栅中所包括的狭缝与所述原点检测区域的旋转光栅中所包括的狭缝可以是反射狭缝。并且与所述旋转光栅对应的两个所述固定光栅可以设置在所述盘的同一表面侧。
根据实施方式的一个方面的旋转马达包括马达单元与旋转编码器。马达单元使旋转轴旋转。所述旋转编码器连接至所述旋转轴，并且测量所述旋转轴的位置。旋转编码器包括呈盘形的盘、掩模、原点信号生成器。所述盘以能绕旋转轴线旋转的方式设置。并且所述盘包括一个或多个环形的轨迹，在所述轨迹上在整个圆周上形成光学旋转光栅，所述盘还包括用作部分区域的一个或多个原点检测区域，在所述原点检测区域上形成有光学旋转光栅，并且所述原点检测区域从所述旋转轴线偏移。所述掩模以面向盘的方式设置并固定，在所述掩模上形成有两个或更多个光学固定光栅，所述固定光栅能与所述轨迹的旋转光栅以及所述原点检测区域的旋转光栅各自一起构成衍射干涉光学系统。所述原点信号生成器基于以下周期信号生成表示所述盘的原点位置的原点信号，所述周期信号是指从包括所述原点检测区域的旋转光栅的衍射干涉光学系统在所述盘的单次旋转中部分获得的周期信号、以及从包括所述轨迹的旋转光栅的衍射干涉光学系统在该单次旋转的全周上获得的周期信号。所述原点检测区域的旋转光栅中所包括的多个狭缝为倾斜狭缝或者弯曲狭缝，使得这些狭缝之间的间距与包括在所述轨迹的旋转光栅中的多个狭缝之间的间距相等，所述倾斜狭缝以相对于绕所述旋转轴线的放射状线沿周向方向倾斜的方式形成，所述弯曲狭缝相对于绕所述旋转轴线的放射状线沿周向弯曲。
根据实施方式的一个方面的旋转马达系统包括马达、旋转编码器和控制器。马达单元使旋转轴旋转。所述旋转编码器连接至所述旋转轴，并且测量所述旋转轴的位置。旋转编码器包括呈盘形的盘、掩模、原点信号生成器。所述盘以能绕旋转轴线旋转的方式设置。并且所述盘包括一个或多个环形的轨迹，在所述轨迹上在整个圆周上形成光学旋转光栅，所述盘还包括用作部分区域的一个或多个原点检测区域，在所述原点检测区域上形成有光学旋转光栅，并且所述原点检测区域从所述旋转轴线偏移。所述掩模以面向盘的方式设置并固定，在所述掩模上形成有两个或更多个光学固定光栅，所述固定光栅能与所述轨迹的旋转光栅以及所述原点检测区域的旋转光栅各自一起构成衍射干涉光学系统。所述原点信号生成器基于以下周期信号生成表示所述盘的原点位置的原点信号，所述周期信号是指从包括所述原点检测区域的旋转光栅的衍射干涉光学系统在所述盘的单次旋转中部分获得的周期信号、以及从包括所述轨迹的旋转光栅的衍射干涉光学系统在该单次旋转的全周上获得的周期信号。所述原点检测区域的旋转光栅中所包括的多个狭缝为倾斜狭缝或者弯曲狭缝，使得这些狭缝之间的间距与包括在所述轨迹的旋转光栅中的多个狭缝之间的间距相等，所述倾斜狭缝以相对于绕所述旋转轴线的放射状线沿周向方向倾斜的方式形成，所述弯曲狭缝相对于绕所述旋转轴线的放射状线沿周向弯曲。
本发明的有益效果
如上所述，根据本发明，通过利用衍射干涉光而以提高的检测精度检测原点的位置，并能例如利于减小尺寸以及利于制造。
附图说明
图1是用于说明根据本发明第一实施方式的旋转马达系统的构造的视图。
图2是用于说明根据所述实施方式的旋转编码器的构造的视图。
图3A是用于说明为根据所述实施方式的旋转编码器提供的盘的视图。
图3B是用于说明为根据所述实施方式的旋转编码器提供的盘的另一视图。
图4是用于说明为根据所述实施方式的旋转编码器提供的光学检测机构的视图。
图5是用于说明为根据所述实施方式的旋转编码器提供的光学检测机构的视图。
图6是用于说明为根据所述实施方式的旋转编码器提供的光学检测机构的视图。
图7是用于说明为根据所述实施方式的旋转编码器提供的弯曲狭缝的视图。
图8A是用于说明为根据所述实施方式的旋转编码器提供的原点信号生成器的视图。
图8B是用于说明为根据所述实施方式的旋转编码器提供的原点信号生成器的视图。
图8C是用于说明为根据所述实施方式的旋转编码器提供的原点信号生成器的视图。
图8D是用于说明为根据所述实施方式的旋转编码器提供的原点信号生成器的视图。
图9是用于说明制造根据所述实施方式的旋转编码器的方法的流程图。
图10A是用于说明为根据本发明的第二实施方式的旋转编码器提供的盘的视图。
图10B是用于说明为根据所述实施方式的旋转编码器提供的盘的视图。
图11A是用于说明为根据本发明的第三实施方式的旋转编码器提供的盘的视图。
图11B是用于说明为所述实施方式的旋转编码器提供的盘的视图。
图12A是用于说明为根据本发明的第四实施方式的旋转编码器提供的盘的视图。
图12B是用于说明为所述实施方式的旋转编码器提供的盘的视图。
具体实施方式
以下参照附图更为详细地描述根据本发明的实施方式。在本说明与附图中，原则上，具有实质相同功能的元件由相同的附图标记表示，并且将酌情省略对于这些元件的重复说明。
在以下所描述的本发明的各个实施方式中，将说明包括例如增量旋转编码器的旋转马达系统。换言之，根据各个实施方式的旋转编码器应用于旋转马达，并且检测马达的旋转角θ作为位置x，检测原点位置作为原点z。然而，毋庸置疑的是：根据这里所述的各个实施方式的旋转编码器可应用至多种绕一定旋转轴线旋转的旋转体，例如马达与转向装置。
为了便于理解本发明的实施方式，将按以下顺序进行说明：
﹤1.第一实施方式﹥
（1-6.根据第一实施方式的旋转马达系统）
（1-7.根据第一实施方式的旋转编码器）
（1-2-1.盘110）
（轨迹TA至TC）
（狭缝S的形状）
（1-2-2.检测单元130A至130C）
（光学检测机构）
（1-2-3.弯曲狭缝的结构）
（一个轨迹T中的弯曲狭缝）
（弯曲狭缝与固定光栅侧的狭缝之间的位置关系）
（弯曲狭缝在多个轨迹之中的关系）
（1-2-4.位置数据生成单元140）
（1-2-5.原点信号生成器141）
（1-8.根据第一实施方式的旋转马达系统的运行）
（1-9.制造根据第一实施方式的旋转编码器的方法）
（1-10.根据第一实施方式的旋转编码器系统的有益效果的实例）
﹤2.第二实施方式﹥
﹤3.第三实施方式﹥
﹤4.第四实施方式﹥
﹤1.第一实施方式﹥
（1-1.根据第一实施方式的旋转马达系统）
现将参照图1描述根据本发明的第一实施方式的旋转马达系统的构造。图1是用于说明根据本发明第一实施方式的旋转马达系统的构造的视图。
如图1所示，根据本实施方式的旋转马达系统（在下文中也简称为“马达系统”）1包括旋转马达（在下文中也简称为“马达”）10与控制器20。马达10包括旋转编码器（在下文中也简称为“编码器”）100与旋转马达单元（在下文中也简称为“马达单元”）200。
马达单元200是不包括编码器100的动力发生源的实施例。可将马达单元200简称作马达。马达单元200包括在至少一侧上的旋转轴201，并且马达单元200使旋转轴201绕旋转轴线AX旋转，由此输出转矩。
马达单元200不受具体限定，只要马达单元200是基于位置数据被控制的伺服马达即可。此外，马达单元200不限于将电力用作动力源的电动马达单元，而是可以是使用其他动力源的马达单元，例如液压马达单元、气动马达单元以及蒸汽马达单元。然而，为了便于描述，将说明马达单元200为电动马达单元的情况。
编码器100设置在马达单元200上位于旋转轴201的相反侧，并且连接至与旋转轴201相关联地旋转的另一旋转轴（图2所示的旋转轴202）。通过检测旋转轴202的位置，编码器100检测输出转矩的旋转轴201的位置x（例如，也称作旋转角θ或马达单元200的位置x），并且输出表示位置x的位置数据与表示原点z的原点信号。
除了或替代马达单元200的位置x，编码器100可检测旋转轴201的速度v（例如，也称作旋转速度、角速度或马达单元200的速度v）与旋转轴201的加速度（例如，也称作旋转加速度、角加速度或马达单元200的加速度）中的至少一者。在这种情况下，可例如通过关于时间对位置x进行一次微分或二次微分，或者以预定间隔计数后述的周期信号来检测马达单元200的速度v与加速度。为了便于描述，将说明以位置x作为由编码器100检测的物理量的情况。
编码器100的设置位置不受具体限定。例如，编码器100能以直接连接至旋转轴201的方式设置或可通过另一机构（例如减速器与旋转方向转换器）连接至旋转体，例如旋转轴201。
控制器20获取从编码器100输出的位置数据，并基于位置数据控制马达单元200的旋转。因此，在将电动马达单元用作马达单元200的本实施方式中，控制器20基于位置数据来控制作用至马达单元200的电流、电压等，从而控制马达单元200的旋转。此外，控制器20可从上级控制装置（未示出）获得上级控制信号以控制马达单元200，使得从马达单元200的旋转轴201输出由上级控制信号指示的位置、速度等。如果马达单元200使用其他动力源，例如液压、空气以及蒸汽，那么控制器20可通过控制动力源的供应来控制马达单元200的旋转。
（1-2.根据第一实施方式的旋转编码器）
现将参照图2与图3A描述根据本实施方式的编码器100的构造。图2是用于说明根据所述实施方式的旋转编码器的构造的视图。图3A是用于说明为根据所述实施方式的旋转编码器提供的盘的视图。
如图2所示，根据本实施方式的编码器100包括旋转轴101、盘110、检测单元130A至130C、位置数据生成单元140以及原点信号生成器141。
（1-2-1.盘110）
如图3A所示，盘110呈盘形，并且如此设置：盘中心O与旋转轴线AX几乎一致。盘110通过可绕旋转轴线AX旋转的旋转轴101连接至与马达单元200的旋转轴201对应的旋转轴202。因此，盘110以能与马达单元200的旋转相关联地绕旋转轴线AX旋转的方式设置。
如图3A所示，盘110包括轨迹TA至TC。
由于在本实施方式中将增量编码器100作为实施例，盘110包括用于检测马达单元200的旋转中的位置x的轨迹TC，以及用于精确检测原点z的两个轨迹TA与TB。轨迹T的数量不限于三个，而是依据检测精度与原点z所需的信号处理而设为合适的复数个。
（轨迹TA至TC）
如图3A所示，轨迹TC在整个圆周上关于盘110的盘中心O呈环形形成。轨迹TA与TB形成在原点检测区域hA与hB中，所述原点检测区域hA与hB以关于预定的原点检测区域基准角H的周向长度绕盘110的盘中心O呈扇形。在本实施方式中，如图3B所示，也将轨迹TA至TC的原点检测区域hA至hC统称作“原点检测区域h”。
尽管在本实施方式中轨迹TA至TC的原点检测区域hA至hC均形成在关于相同的原点检测区域基准角H的周向长度的范围内，但是原点检测区域hA至hC可相对应不同的原点检测区域基准角H形成。
轨迹TA至TC分别以预定的宽度wA至wC形成。在本实施方式中，轨迹TA至TC的宽度wA至wC设为相同的宽度w（w=wA=wB=wC）。尽管在本实施方式中轨迹TA至TC的宽度wA至wC为相同的宽度，但是宽度wA至wC可互不相同。
轨迹TA至TC如此设置，使得在宽度w的径向方向中心处（轨迹半径rA至rC）的位置互不相同。换句话说，轨迹TA与TB在关于盘中心O的同心圆上形成，并且轨迹TA、TB以及TC从盘中心O朝外周按轨迹TA、TB、TC的顺序设置（rA﹤rB﹤rC）。也将基于轨迹半径rA至rC的同心测量圆XA至XC统称为“测量圆X”。
如图3A所示，在轨迹TA至TC上分别形成光学旋转光栅LA至LC（旋转光学衍射光栅）。
旋转光栅LA至LC分别包括多个光学狭缝SLA至SLC，并且每个旋转光栅形成相互独立的单独衍射干涉光学系统的一部分。
狭缝SLA至SLC各自以反射光（反射狭缝）的方式，或者以透射光（透射狭缝）的方式形成。
例如，如果狭缝SL以反射狭缝形成，那么可通过沉积具有高反射率的材料形成狭缝SL。与之相比，盘110上的除狭缝SLA至SLC以外的部分可通过以例如蒸镀的方式设置吸光材料而形成，或者例如盘110自身使用透射光的材料形成。例如，也可通过使盘110自身使用反射光的材料并通过刻蚀处理除狭缝SLA至SLC以外的部分而形成狭缝SL。此外，狭缝可这样形成为相位衍射光栅，即：使狭缝SLA至SLC以及除狭缝SLA至SLC以外的部分都用具有高反射率的材料形成，并且在狭缝SLA至SLC与除狭缝SLA至SLC以外的部分之间的间隙方向上提供高度差。
与之相比，如果狭缝SL形成为透射狭缝，那么例如狭缝SL可如下形成：用透射光的材料形成盘110自身，并在除狭缝SLA至SLC以外的部分上设置吸光或反射光的材料以阻挡光，或者执行处理以阻挡光。形成狭缝SLA至SLC的方法不受具体限定。
换言之，如果狭缝SL是反射狭缝，那么狭缝SLA至SLC反射光，而除狭缝SLA至SLC以外的部分不反射光。与之相比，如果狭缝SL是透射狭缝，那么狭缝SLA至SLC透射光，而除狭缝SLA至SLC以外的部分阻挡光。
在本实施方式中，为了便于描述将说明盘110上的轨迹TA至TC的狭缝SLA至SLC为反射狭缝的情况。如果以此方式将反射狭缝用于盘110，那么可形成反射型衍射干涉光学系统。因此，与将透射狭缝用于盘110的情况相比，将反射狭缝用于盘110可减少由盘110与掩模120（以下将描述）之间的间隙g的波动而引起的噪声及对检测精度的影响。
由在轨迹TA至TC上沿周向设置的狭缝SLA至SLC划分出的原点检测区域hA至hC的区域划分数目nA至nC分别被设为相互不同的数目。区域划分数目nA至nC分别对应于通过在原点检测区域h中沿周向（测量圆X）计数狭缝SLA至SLC的数量而获得的狭缝数量。因此，区域划分数目nA至nC，即在原点检测区域h中沿周向方向设置的狭缝数量，设为相互不同的数目。轨迹TA至TC优选地如此形成，使得在原点检测区域h中的区域划分数目nA至nC随轨迹半径rA至rC的增大而增加。换言之，由于轨迹半径以满足“rA﹤rB﹤rC”的方式设定，所以在轨迹TA至TC的原点检测区域h中的区域划分数目以满足“nA﹤nB﹤nC”的方式设定。从轨迹TA至TC获得与区域划分数目nA至nC相应的三个周期信号。因此，将轨迹TC的原点检测区域hC中的区域划分数目nC优选地设为与以期望精度检测位置x所需的分辨率对应的数目。此外，将轨迹TA与TB的原点检测区域hA与hB中的区域划分数目nA与nB优选地设为与以期望精度检测原点z所需的分辨率对应的数目。
在本实施方式中，将作为轨迹TA至TC中的狭缝SLA至SLC的间隔的间距pLA至pLC设为在轨迹TA至TC中几乎相同的间距pL（pL=pLA=pLB=pLC）。轨迹TA至TC的间距pLA至pLC之中的两个或更多个间距仅需近似相同，并且可包括具有不同间距的轨迹。通过以此方式将轨迹TA至TC的间距pLA至pLC设为几乎彼此相等，能以相同的方式形成轨迹TA至TC的衍射干涉光学系统。因此，可便于设计、研发以及制造（也称为制造等）。特别地，在本实施方式中，通过将所有轨迹TA至TC的间距pLA至pLC设为几乎彼此相同，可显著便于制造等。在本实施方式中，“间距pLA至pLC”分别指狭缝SLA至SLC中相邻狭缝之间的设置间隔。换言之，间距pLA至pLC指狭缝的中心与中心的距离。
（狭缝S的形状）
现将描述轨迹TA至TC中狭缝SLA至SLC的形状。
在最外周上设置的轨迹TC中，在关于盘中心O（旋转轴线AX）以等角间隔设置的放射状线（图7中所示的放射状线“线1”）上形成狭缝SLC。也将呈此形状的狭缝称为“放射狭缝”。
与之相比，在根据本实施方式的编码器100中，轨迹TA与TB的狭缝SLA与SLB形成与放射狭缝不同的“弯曲狭缝”，以便如上所述将轨迹TA至TC的间距pLA至pLC调整至间距pL，并且更显著地利于减小尺寸以及利于制造等。轨迹TC的狭缝SLC也可形成弯曲狭缝。换言之，可以使轨迹TA至TC至少其一形成弯曲狭缝。如果以此方式包括弯曲狭缝，则可利于如上所述调整间距pLA至pLC、减小尺寸并利于制造等。稍后将详细描述弯曲狭缝。
在本实施方式中，放射狭缝与弯曲狭缝的间距pLA至pLC是指在轨迹T的宽度wA至wC的中央处狭缝之间的间隔（间距）。
在本实施方式中，如上所述，将轨迹TA至TC的原点检测区域h中的区域划分数目nA至nC以满足nA﹤nB﹤nC的方式设定。从轨迹TA至TC获得的原点检测区域h中的信号的周期数分别与原点检测区域h中的区域划分数目nA至nC对应。
轨迹TA与TB构成检测原点z的原点检测机构的实施例的一部分。轨迹TC构成检测位置x的位置检测机构的实施例的一部分。
在轨迹TA至TC中在原点检测区域h中获得最少信号周期数的TA轨迹检测机构也被称为“原点L（低）检测机构”。
与原点L检测机构相比，具有轨迹TB的检测机构在原点检测区域h中可检测出更多的信号周期数。具有轨迹TB的检测机构也被称为“原点H（高）检测机构”。
与原点H检测机构相比，具有TC轨迹的检测机构在原点检测区域h可检测出更多的信号周期数。具有轨迹TC的检测机构也被称为“增量检测机构”。
根据本实施方式的增量编码器100通过处理来自增量检测机构的输出而检测位置x。此外，增量编码器100通过处理来自原点L检测机构、原点H检测机构以及增量检测机构的输出而检测原点z。
在原点检测区域h中的区域划分数目nA至nC方面以及狭缝的形状方面，原点L检测机构、原点H检测机构以及增量检测机构互不相同。然而，原点L检测机构、原点H检测机构以及增量检测机构具有某些共同之处：例如，每个机构具有独立的衍射干涉光学系统，并且每个机构使用衍射干涉光学系统作为光学检测原理。因此，在以下描述中，也将原点L检测机构、原点H检测机构以及增量检测机构统称作“光学检测机构”。
（1-2-2.检测单元130A至130C）
现在，在参照图2至图6说明检测单元130A至130C时，更详细地描述这些检测机构。图4至图6是用于说明为根据本实施方式的旋转编码器提供的光学检测机构的视图。
（光学检测机构）
以面向轨迹TA的方式设置检测单元130A，并且该检测单元130A与轨迹TA一起构成原点L检测机构。以面向轨迹TB的方式设置检测单元130B，并且该检测单元130B与轨迹TB一起构成原点H检测机构。以面向轨迹TC的方式设置检测单元130C，并且该检测单元130C与轨迹TC一起构成增量检测机构。此外，如上所述，轨迹TB与轨迹TC仅在原点检测区域h中具有狭缝。因此，检测单元130A至检测单元130C设置于在盘110的一转中同时面向原点检测区域h的位置。就图3A来说，由于将原点检测区域hA至hC设置为沿一条直线，因此与之相对应的检测单元130A至检测单元130C也设置为沿相应的直线。
如上所述，检测单元130A至130C形成的光学检测机构具有某些相同之处：例如每个机构具有独立的衍射干涉光学系统。为此，参照图4，将一个光学检测机构作为实施例进行描述，另外将单独地描述光学检测机构中的不同之处。
与此相关，为了作为实施例说明一个光学检测机构，还将与光学检测机构对应的检测单元（检测单元130A至检测单元130C）、轨迹（轨迹TA至轨迹TC）以及旋转光栅（旋转光栅LA至旋转光栅LC）分别简称作“检测单元130”、“轨迹T”以及“旋转光栅L”，并且还将包括在旋转光栅L中的狭缝（狭缝SLA至SLC）简称为“狭缝SL”，如图4所示。此外，还将狭缝SL的间距（间距pLA至pLC）简称为“间距pL”，并且还将在原点检测区域h中在测量圆X上的区域划分数目（区域划分数目nA至nC）简称为“区域划分数目n”。
如图4所示，检测单元130包括掩模120、发光单元131以及受光单元132。
掩模120是固定的，并面向盘110设置，二者之间隔着间隙g。掩模120由阻挡光的材料形成，并包括两个固定的光栅G1和G2（固定的衍射光栅），这两个固定光栅分别具有透射光的多个狭缝SG1与狭缝SG2。换言之，掩模120通过固定光栅G1和G2的狭缝SG1和SG2透射光，并且固定光栅G1和G2与旋转光栅L一起构成三光栅式衍射干涉光学系统。
在本实施方式中，固定光栅G1与固定光栅G2形成在单个掩模120上。可选地是，固定光栅G1与固定光栅G2可在不同的掩模120上形成。如果固定光栅G1与固定光栅G2在不同的掩模120上形成，那么固定光栅G1与固定光栅G2优选地设置为位于盘110的同一表面侧，固定光栅G1与旋转光栅L之间的距离（间隙g）等于旋转光栅L与固定光栅G2之间的距离（间隙g）。通过使用与旋转光栅L的距离彼此相等的固定光栅G1与固定光栅G2并对旋转光栅L的狭缝SL使用反射狭缝，即便盘110与检测单元130之间的位置关系发生波动，固定光栅G1与固定光栅G2各自的间隙g也会一致。因此，可减小由间隙g的波动导致的对衍射干涉光学系统的影响。
现将描述光学检测机构中的检测单元130A至130C的间隙g之间的关系。
在本实施方式中，由于将轨迹TA至TC的狭缝SLA至SLC的间距pLA至pLC设为与间距pL大致相等，可将检测单元130A至130C与轨迹TA至TC（即，至盘110）之间的间隙g设为彼此大致相等。换言之，在本实施方式中，如图2所示，可将旋转光栅LA与和其对应的固定光栅G1和G2之间的间隙g、旋转光栅LB与和其对应的固定光栅G1和G2之间的间隙g以及旋转光栅LC与和其对应的固定光栅G1和G2之间的间隙g设为彼此大致相等。
如果以此方式设置间隙g，可为检测单元130A至检测单元130C共同设计并研发对应于间隙g的衍射干涉光学系统，并且在制造过程中，可同时在检测单元130A至检测单元130C上执行间隙g的调整。因此，可便于制造等。由于以此方式将检测单元130A至检测单元130C的间隙g设为彼此相等，图4中所示的检测单元130A至检测单元130C的掩模120可整体地形成，或者说检测单元130A至检测单元130C可整体地形成。因此，可进一步便于制造等。
毋庸置疑的是：简单地借助使旋转光栅LA至LC中的任意两个（一个轨迹与另一轨迹的实施例）与和其对应的固定光栅G1和G2之间的间隙g一致，能以相同的方式提供这样的有益效果。然而，使其中的间隙g一致的光学检测机构优选的为其中将轨迹T的间距pL设为彼此相等的光学检测机构。
现在，将在说明发光单元131与受光单元132的同时，描述固定光栅G1和固定光栅G2。
发光单元131包括光源，并用光照射掩模120的固定光栅G1。虽然从发光单元131输出的光的波长与强度不受特别限定，但是可根据衍射干涉光学系统的特性、所需的位置分辨率等确定合适的波长与强度。在本实施方式中，将扩散光用作照射光。通过使用扩散光，可将固定光栅G1的狭缝SG1（以下将描述）看作是近似线性光源，由此增强衍射干涉效果。只要能以此方式将狭缝SG1看作是近似线性光源，那么平行光、激光、会聚光等都可用作照射光。毋庸置疑的是：发光单元131可根据所使用的光（例如平行光、激光、会聚光以及扩散光）的特征包括预定的光学元件，例如扩散透镜。
在从发光单元131输出的光入射的位置处形成固定光栅G1。固定光栅G1包括透射狭缝SG1，并且借助狭缝SG1衍射入射光。因此，每个狭缝SG1可将输出至盘110的光转换为从每个狭缝SG1输出的作为近似线性光源的光。
固定光栅G1的多个狭缝SG1之间的间距PG1形成为关于旋转光栅L的多个狭缝SL之间的间距pL满足关系式“PG1=i×pL（i=1、2、3…）”。尤其是，在“i=1、2”的情况下，获得的周期信号强度可能会增大。此外，在“i=2”的情况下，与“i=1”的情况相比，周期信号的强度更有可能增大。在原点检测区域h中获得的信号周期数m除区域划分数目n外还根据值i而改变。详细地说，至少在“i=1、2”的情况下，信号周期数m满足“m=2×n／i”。为了便于描述，现将说明满足“i=2”的情况，即，满足“PG1=2pL”与“m=n”。
通过固定光栅G1透射的光根据在固定光栅G1上入射的光的入射角沿固定光栅G1的宽度方向传播。因此，将旋转光栅L的狭缝SL的宽度优选地设为比固定光栅G1的狭缝SG1的宽度大，从而考虑传播角而提高信号强度。在此情况下，通过将旋转光栅L的狭缝SL的宽度设为比通过固定光栅G1透射的光预期达到的宽度更大或更小，可进一步提高信号对抗固定光栅G1与旋转光栅L之间的安装误差的稳定性。
类似地，通过旋转光栅L反射的光根据在旋转光栅L上入射的光的入射角而沿旋转光栅L的宽度方向传播。因此，将固定光栅G2的狭缝SG2（以下将描述）的宽度优选地设为比旋转光栅L的狭缝SL的宽度大，以便考虑到传播角而提高信号强度。在此情况下，借助将固定光栅G2的狭缝SL的宽度设为比由旋转光栅L反射的光预期达到的宽度更大或更小，能以相同的方式进一步提高信号对抗固定光栅G2与旋转光栅L之间的安装误差的稳定性。
毋庸置疑的是：如果能保证充足的信号强度，并且充分确保信号对抗安装误差的稳定性，那么并不特别限定固定光栅G1、固定光栅G2以及旋转光栅L的狭缝宽度之间的关系。
包括在固定光栅G1中的狭缝SG1优选地以近似平行于在对面位置形成的狭缝SL的方式形成，以便提高与旋转光栅L以及固定光栅G2一起形成的衍射光栅光学系统的衍射干涉效果，并减小噪声。
换言之，如图3A所示，由于旋转光栅LA与旋转光栅LB的狭缝SLA与狭缝SLB是弯曲狭缝，检测单元130A与检测单元130B的固定光栅G1的狭缝SG1和SG2优选地形成为与所面对的弯曲狭缝平行的弯曲狭缝。与之相比，由于旋转光栅LC的狭缝S是放射狭缝，检测单元130C的固定光栅G1的狭缝SG1和SG2优选地形成为与所面对的放射狭缝平行的放射狭缝。
对放射狭缝而言，如美国专利5,559,600的美国专利所公开的，与轨迹T的整个周长相比，放射狭缝的间距pL足够短，以致将放射狭缝看作光学上平行的狭缝。因此，与放射狭缝对应的检测单元130C的固定光栅G1的狭缝SG1可形成为彼此平行的“平行狭缝”。类似地，如图5所示，与弯曲狭缝对应的检测单元130A和130B的固定光栅G1的狭缝SG1可形成为平行狭缝。在此情况下，将与放射狭缝对应的固定光栅G1的平行狭缝优选地以与将放射狭缝看作平行狭缝得到的平行狭缝平行的方式设置。此外，如图5所示，将与弯曲狭缝对应的固定光栅G1的平行狭缝优选地以与每个弯曲狭缝在一个点或更多个点处的切线“线3”平行的方式设置。通过以此方式使与放射狭缝和弯曲狭缝对应的两个固定光栅G1形成为平行狭缝，两个固定光栅G1可使用相同的固定光栅G1。因此，可进一步便于制造等，并可减少制造成本。
如图4所示，由固定光栅G1衍射的光输出至与固定光栅G1相应的旋转光栅L。接着，输出至旋转光栅L的光被旋转光栅L的狭缝SL反射。此时，旋转光栅L进一步衍射如此反射的光。随后，由旋转光栅L衍射的光被输出至固定光栅G2。
在由旋转光栅L衍射的光入射的位置处形成用于原点L检测机构与原点H检测机构的掩模120的固定光栅G2。将固定光栅G2的多个狭缝SG2之间的间距pG2设为与固定光栅G1的多个狭缝SG1之间的间距pG1相等。换言之，在本实施方式中，满足“pG1=pG2=2×pL”。此外，狭缝SG2的形状、固定光栅G1相对于狭缝SG1的位置关系以及其他因素与上述固定光栅G1的狭缝SG2的那些方面相同。因此，将省略其详细说明。
与之相比，如图4所示，由旋转光栅L衍射的光被输出至固定光栅G2。输出至固定光栅G2的光形成干涉条纹，其中由旋转光栅L的每个狭缝SL衍射的光发生干涉。干涉条纹中的亮带的位置随着由盘110的旋转导致的固定光栅G1与旋转光栅L之间的位置关系的变化而移动。因此，穿过狭缝SG2的光的强度以正弦方式增加。
设置受光单元132以便接收通过固定光栅G2的狭缝SG2透射的光。受光单元132包括受光元件（例如光电二极管），并且将由此接收的光的强度转换成电信号。
由受光单元132产生的电信号近似正弦电信号（也称作“周期信号”），每当盘110移动过与间距pL等对应的量时，该电信号以预定周期重复。
也将在原点L检测机构与原点H检测机构中得到的周期信号分别统称为“原点L信号”与“原点H信号”。
如图6所示，由于用于增量检测机构的掩模120（掩模120C）具有与用于原点L检测机构与原点H检测机构的掩模120（掩模120A与掩模120B）不同的结构，因此将对其进行说明。不同于掩模120A与掩模120B的固定光栅G1，掩模120C的固定光栅G2被划分为两个或更多个区域（例如图6所示的区域G2A与区域G2B）。每个区域的狭缝SG2形成有在这些区域中一致的间距pG2。然而，区域之间的间距形成为间距pG2加pG2/4。
因此，穿过区域G2A与区域G2B的相互偏移pG2/4的狭缝SG2的光的强度以偏移90度的方式以正弦曲线增大。
在此情况下，受光单元132包括例如两个受光面，这样受光单元132可对区域G2A与区域G2B产生不同的电信号。
与穿过区域G2A与区域G2B的狭缝SG2的光的强度相似，与区域G2A和区域G2B对应的各周期信号是相互离相90度的两个周期信号。
也将两个周期信号称作“A相位周期信号”与“B相位周期信号”。在增量检测机构中获得的这两个周期信号还统称为“增量信号”。换言之，每个原点L信号与原点H信号为一个周期信号，而增量信号为两个周期信号。
如上所述，上述光学检测机构形成为三光栅式衍射干涉光学系统。因此，如果不管间隙g的尺寸如何而在间距pL、PG1、PG2等之间的关系中发生干涉，则可检测期望的周期信号。
几何光学编码器简单地接收通过狭缝SL透射的光。因此，当间隙g增大时，由于衍射部件与扩散部件中的光的影响，噪声增大。为了应对此种情况，需要使间隙g减小。与之相比，在本实施方式中公开的衍射干涉光学系统中，可使固定构件与旋转构件之间的间隙更大。因此，可增加在设计与研发方面的灵活性，并可减少由于冲击等使固定构件与旋转构件彼此干涉的问题。
如上所述，在本实施方式中尽管以三光栅（旋转光栅L以及固定光栅G1与固定光栅G2）式衍射干涉光学系统为例进行了说明，但本发明并不限制于此。例如，通过使用在与每个固定光栅G2的狭缝SG2相应的位置处具有受光面的带状受光元件来代替固定光栅G2，可形成伪三光栅式衍射干涉光学系统。此外，例如，通过使用在与每个固定光栅G1的狭缝SG1相应的位置发射光的带状或线状光发射元件来代替固定光栅G1，也可形成伪三光栅式衍射干涉光学系统。毋庸置疑的是，不特别限定光栅的数量，只要其可形成类似的三光栅式衍射干涉光学系统即可。
（1-2-3.弯曲狭缝的结构）
已说明了根据本发明的第一实施方式的旋转编码器100的构造。现将参照图5至图7详细描述用于旋转光栅LA与旋转光栅LB的弯曲狭缝。图7是用于说明为根据本实施方式的旋转编码器设置的弯曲狭缝的视图。
（一个轨迹T中的弯曲狭缝）
现将参照图7将弯曲狭缝之一，即在轨迹TA上的旋转光栅LA的狭缝SLA，或在在轨迹TB上的旋转光栅LB的狭缝SLB，作为实施例进行描述。将单独描述狭缝SLA与狭缝SLB之间的区别。
尽管在轨迹T上设置根据本实施方式的旋转光栅L的狭缝SL，但是，如上所述以及图7所示，一个或更多个旋转光栅L的狭缝SL形成不同于放射狭缝的弯曲狭缝。
如图7所示，形成弯曲狭缝（简称为“狭缝SL”）的狭缝SL沿弯曲线“线2”形成，该线2是通过使绕盘中心O（旋转轴线AX）的放射状线“线1”以预定曲率C沿周向方向弯曲而得到的。
尽管可构想沿弯曲线“线2”的狭缝SL的形式的多种实施例，但下文将说明狭缝SL的一种形式的实施例。
根据针对与在轨迹T的原点检测区域h中设定的区域划分数目n对应的狭缝的数量并以通过均分原点检测区域基准角H而得到的每一角度，设定与每个狭缝SL对应的放射状线“线1”。随后，沿相同的周向方向以相同的曲率C弯曲每条放射状线“线1”而将其定位在原点检测区域h处，由此设定每个狭缝SL的弯曲线“线2”。接着，沿由此设定的弯曲线“线2”形成具有预定宽度的每个狭缝SL。
将用等式更详细地说明狭缝SL的形式的实施例。
将盘中心O确定为原点，1代表距离原点的距离，θ代表相对于穿过原点的基准线的角度，rIN与rOUT分别代表设定原点检测区域h的轨迹T的内径与外径，以及H°代表原点检测区域h中的原点检测区域基准角。此外，n代表在原点检测区域h中沿测量圆X包括在旋转光栅L中的狭缝的数量，即区域划分数目，并假定每个狭缝由j标识（j=0,1,2…,n-1）。放射状线“线1”由等式1以极坐标表示。
线1＝(l,j×H/n)（1）
其中，满足rIN≤l≤rOUT。
如果C代表曲率，并且r0代表这样的半径，在该半径处，旋转光栅L的狭缝SL的间距是期望的pL（在原点检测区域h的宽度方向中央处的半径），弯曲线“线2”由等式2以极坐标表示。沿弯曲线“线2”在原点检测区域h的预定宽度w（＝rOUT-rIN）内形成狭缝SL。
线2＝(r0(1-Cθ),θ+j×H/n)（2）
其中，满足rIN≤r0(1-Cθ)≤rOUT。
注意：r0代表旋转光栅L的狭缝SL的间距是期望的pL处的半径。
在弯曲狭缝的形式的实施例中，曲率C由等式3表示。
C＝tan[sin-l{pL×n/(2πr0)}]（3）
轨迹T（即，原点检测区域h）优选地具有宽度w（＝rOUT-rIN），该宽度足够大，以允许由旋转光栅L反射、透射过衍射光栅G2并由受光元件接收的光具有足够的光量。在根据本实施方式的衍射干涉光学系统中，例如将轨迹T的宽度w设为近似为旋转光栅L的间距pL的20倍至50倍，从而可获得足够的光量。因此，如从等式3清楚的，以在180度内的角度θ，用作弯曲狭缝的狭缝SL从轨迹内径（rIN）的位置到达轨迹外径（rOUT）的位置。每个弯曲狭缝SL以在180度内的角度θ形成，从而不形成轨迹T的回路。以此方式形成弯曲狭缝可增大盘110的强度，并便于形成狭缝SL。
通常，在由根据本实施方式的旋转光栅L形成的衍射干涉光学系统中，由于不管狭缝SL在纵向方向上的位置如何，都可使包括在旋转光栅L中的狭缝SL的间距形成得更均匀，因此可减小由此获得的正弦周期信号中的噪声，并可提高位置检测精度。换言之，因为减小了相对于沿狭缝SL从轨迹T的宽度w的中央至轨迹内径或轨迹外径的运动，从间距pL偏移的偏移量的增长率和减小率，所以可抑制噪声，并可提高检测精确度。
与之相比，通过根据本实施方式的弯曲狭缝，以弯曲的方式形成狭缝SL，由此可减小狭缝SL在狭缝SL的形成方向（弯曲线“线2”的方向）上的间距变化量（也称作“变化率”）。因此，根据本实施方式的编码器100可提高从每个光学检测机构获得的周期信号的检测精度，并提高原点检测精度。
更详细地说，例如，如果狭缝SL是放射狭缝，那么狭缝SL在放射状线“线1”上形成。因为在狭缝SL的形成方向（放射状线“线1”）上的长度与轨迹T的宽度w近似相等，所以狭缝SL在形成方向上的间距的变化率相当高。相当高的间距变化率导致周期信号的检测精度降低。区域划分数目n越小，检测精度的减小程度越大。相比之下，与放射狭缝相比，如果狭缝SL是弯曲狭缝，那么狭缝SL在形成方向（弯曲线“线2”）上的长度可以延伸与曲率C对应的长度。因此，可使狭缝SL的间距的变化率相当低，由此提高周期信号的检测精度。
因此，借助这种弯曲狭缝，根据本实施方式的编码器100可设定能获得不同信号周期数的轨迹TA至轨迹TC，而不降低设计、研发等的灵活性或者不降低周期信号的检测精度。因此，根据本实施方式，可便于高精度小型编码器100的形成。
通常，在衍射干涉光学系统中，旋转光栅L与固定光栅G1和固定光栅G2之间的最佳间隙g取决于从光发射元件131输出的光的波长λ以及旋转光栅L的狭缝SL的间距pL。在三光栅式光学系统中，例如如果k代表正整数，那么在pG1=pL=pG2的情况下当满足等式4时，间隙g为最佳。在pG1＝2×pL＝pG2的情况下当满足等式5时，间隙g为最佳。
g＝(2×k-1)×pL2/4λ（4）
g＝(2×k)×pL2/λ   （5）
与之相比，通过根据本实施方式的弯曲狭缝，狭缝SL的间距pL由等式6表示，该等式使用具有狭缝数目n、轨迹半径r（=r0）以及曲率C的函数。
pL＝f(n,r,C)       （6）
＝(2πr/n)×sin(tan-1C)
因此，仅通过设定适当的曲率C，就可将间距pL设为最佳值，在该最佳值时，在不改变区域划分数目n（与周期信号的周期对应）或轨迹半径r的情况下形成衍射干涉光学系统。因此，可任选地设定区域划分数目n、轨迹半径r以及其他因素，由此，可便于小型化、设计、研发等。
如果狭缝SL不像本实施方式中那样形成，而是在轨迹T中以环形一次或多次的方式形成，那么也将这样的狭缝称作“多重螺旋狭缝”。在这种多重螺旋狭缝中，在径向方向上层积的狭缝SL的数量增加，并且轨迹T的宽度w增大，由此难以实现小型化。因此，减小了在设计以及研发方面的灵活性，结果使制造困难。与之相比，根据本实施方式的狭缝SL不是多重螺旋狭缝，而是弯曲狭缝。因此，如上所述，可增大在设计和研发方面的灵活性，并且便于制造以及小型化。
上述弯曲狭缝的形式例、弯曲线“线2”的等式等仅作为实施例给出，并不需要精确计算上述等式。换言之，只要如上所述沿周向方向弯曲的弯曲线“线2”形成狭缝SL即可，形成方法、设计方法以及其他方法不受具体限定。
（弯曲狭缝与固定光栅侧的狭缝之间的位置关系）
如果对于固定光栅G1与固定光栅G2使用平行狭缝，那么将固定光栅G1与固定光栅G2设置成使得每个狭缝SG1与狭缝SG2平行于与之对应的旋转光栅L的狭缝SL的弯曲线“线2”的切线“线3”，如图5所示。通过根据本实施方式的弯曲狭缝，即便固定光栅G1与固定光栅G2的布置位置略微偏移，由于弯曲狭缝的间距pL的变化量相对较小，所以也可显著确保其中用作平行狭缝的固定光栅G1和G2与旋转光栅L平行的区域。因此，可进一步提高周期信号的检测精度，并显著地便于制造等。
（弯曲狭缝在多个轨迹之中的关系）
已对一个轨迹T中的弯曲狭缝进行了说明。现将参照图2与图3A描述弯曲狭缝在轨迹TA与轨迹TB之间的关系。
在本实施方式中，如图2所示，将所有轨迹TA至TC的旋转光栅LA至LC与检测单元130A至130C的分别和旋转光栅LA至LC对应的掩模120之间的间隙g设为彼此近似相等。要形成衍射干涉光学系统，重要的是实现与间隙g对应的狭缝SL的间距pL，使得满足等式4或满足等式5。
在本实施方式中，如图3A所示，将轨迹TA的狭缝SLA的曲率C如此设定：狭缝SLA的间距pLA等于用作除轨迹TA外的轨迹的轨迹TC的狭缝SLC的间距pLC。此外，如图3A所示，将轨迹TB的狭缝SLB的曲率C如此设定：狭缝SLB的间距pLB等于用作除轨迹TB外的轨迹的轨迹TC的狭缝SLC的间距pLC。
轨迹TA的原点检测区域hA中的区域划分数目nA与轨迹TB的原点检测区域hB中的区域划分数目nB不同。因此，如从等式3清楚的，将轨迹TA中的曲率C设定为与将轨迹TB中的曲率C不同。因此，可将为弯曲狭缝的轨迹TA中的间距pLA与轨迹TB中的间距pLB设定为彼此近似相等。
因此，可使所有轨迹TA至TC中的狭缝SLA至狭缝SLC的间距pLA至间距pLC近似一致。因此，检测单元130A至检测单元130C在形成衍射干涉光学系统时，可设置成具有一致的间隙g。如果检测单元130A至检测单元130C能以此方式形成具有一致的间隙g，那么可便于沿间隙g的方向调整检测单元130A至检测单元130C，并且可整体地形成检测单元130A至检测单元130C。如果使检测单元130A至检测单元130C整体地形成，那么为每个检测单元提供的掩模120可整体地形成为单个掩模。在此情况下，可增加设计等方面的灵活性，并可便于制造。
（1-2-4.位置数据生成单元140）
现将参照图2描述包括在编码器100中的位置数据生成单元140。
位置数据生成单元140从检测单元130C获得正弦增量信号。接着，位置数据生成单元140从该信号明确马达单元200的位置x，并输出表示位置x的位置数据。现将更详细地描述由位置数据生成单元140执行的位置x的具体处理的实施例。
如上所述，在本实施方式中，由位置数据生成单元140获得的增量信号包括彼此离相90度的A相位信号与B相位信号这两个周期信号。换言之，位置数据生成单元140获确A相位与B相位两个正弦信号作为增量信号。
接着，位置数据生成单元140对增量信号执行倍增处理等，由此将A相位和B相位两个正弦信号转换成在一个周期内单调递增的信号（可选地，可为单调递减的信号。在下文中，也将其称作“单调递增信号”）。
因此，位置数据生成单元140基于增量信号明确马达单元200的位置x。
毋庸置疑的是，由位置数据生成单元140执行的处理可由控制器20执行。在此情况下，位置数据生成单元140可将每个正弦周期信号作为位置数据输出至控制器20。
（1-2-5.原点信号生成器141）
现将参照图2与图8A至图8D描述也包括在编码器100中的原点信号生成器141。图8A至图8C是用于说明为根据本实施方式的旋转编码器设置的原点信号生成器的视图。
原点信号生成器141从检测单元130A至检测单元130C获取正弦原点L信号、正弦原点H信号以及正弦增量信号。接着，原点信号生成器141从这些信号明确马达单元200的原点z，并且输出表示原点z的原点信号。现将更具体地描述由原点信号生成器141执行的原点z的具体处理的实施例。
如上所述，在本实施方式中，由原点信号生成器141获得的增量信号包括彼此以90度离相的A相位周期信号与B相位周期信号这两个周期信号。换言之，原点信号生成器141获取A相位与B相位两个正弦信号作为增量信号。
接着，原点信号生成器141使用A相位与B相位两个正弦信号之一执行处理。例如，假设原点信号生成器141使用A相位。在以下的描述中，也将增量信号的A相位信号简称为“增量A信号”。
图8A示出了原点L信号的实施例，图8B示出了原点H信号的实施例，图8C示出增量A信号的实施例，以及图8D示出原点信号的实施例。在图8A至图8D中，水平轴线代表机械角度（角θ），垂直轴线代表各信号V。也将原点L信号、原点H信号以及增量信号的输出信号分别称作“VA”、“VB”以及“VC”。
图8A示出了作为原点L信号的信号VA的实施例，当旋转盘110旋转过等于或小于原点检测区域基准角H的预定角时，即当经过原点检测区域h时，得到该信号VA。
图8B示出了作为原点H信号的信号VB的实施例，当旋转盘110旋转过等于或小于原点检测区域基准角H的预定角时，即当经过原点检测区域h时，得到该信号VB。
图8C示出了作为增量A信号的信号VC的实施例，当旋转盘110旋转过等于或小于原点检测区域基准角H的预定角得时，即当经过原点检测区域h时，得到该信号VC。
图8D示出了原点信号的实施例，其中当旋转盘110旋转过原点检测区域基准角H时，即当经过原点检测区域h时，输出信号VA、VB以及VC相加。
将原点L信号、原点H信号以及增量信号的区域划分数目n分别设为1、3、5的奇数倍，并且每个信号输出周期数与之相应的正弦波。
如果如本实施方式中那样，间距满足“pG1＝2×pL＝pG2”，那么将在轨迹TA至轨迹TC的测量圆X中重复的在原点检测区域h中的区域划分数目nA至nC分别设为1、3、5，以实现这样的分辨率。然而，这仅作为实施例给出，并不旨在限制轨迹TA至轨迹TC的区域划分数目nA至nC。可根据由此得到的周期信号的期望信号周期数，将轨迹TA至轨迹TC的区域划分数目nA至nC设为适当的值。
原点信号生成器141生成原点L信号、原点H信号以及增量A信号，并且基于这些信号指定马达单元200的原点z。
更详细地说，在图8A至图8C所示的实施例中，轨迹TA至轨迹TC的狭缝SLA至狭缝SLC如此设置：在盘110的一次旋转中仅在一个点处，多个周期信号的峰部彼此一致，并且原点信号生成器141使原点L信号、原点H信号以及增量A信号相加。如图8D所示，如此叠加的信号在周期信号的峰部彼此一致的位置处形成峰部。因此，原点信号生成器141从叠加信号的峰部形成位置生成信号Vz。作为用于生成原点信号的方法的实施例，原点信号生成器141利用比较装置（例如，比较器）利用仅能提取叠加信号的峰部的预定域值将叠加信号转换成数字信号。因此，原点信号生成器141产生表示原点位置的方波，即，作为原点信号Vz生成表示原点z的原点脉冲信号。
因此，原点信号生成器141能以与最外增量检测机构的分辨率相似的分辨率指定马达单元200的原点z。然后，原点信号生成器141向控制器20输出表示这样指定的原点z的原点信号。
毋庸置疑的是，由原点信号生成器141执行的处理可由控制器20执行。在此情况下，原点信号生成器141可将各正弦周期信号作为原点信号输出至控制器20。
（1-3.根据第一实施方式的旋转马达系统的运行）
现在将描述根据本实施方式的马达系统1的运行。由于在对每个部件的说明中，已详细描述了每个部件的操作、功能等，因此将适当省略对这些部件的说明。
控制器20从上级控制装置等获得上级控制信号，并且从编码器100获得表示马达单元200的位置x的位置数据，以及表示原点z的原点信号。接着，控制器20产生基于上级控制信号、位置数据以及原点信号产生控制信号，并向马达单元200输出该控制信号。
因此，马达单元200基于该控制信号使旋转轴201旋转。因此，使通过旋转轴101连接至与旋转轴201对应的旋转轴202的编码器100的盘110旋转。检测单元130A至检测单元130C均响应于盘110旋转而检测信号，并且将该信号输出至位置数据生成单元140与原点信号生成器141。位置数据生成单元140与原点信号生成器141基于如此获得的这些信号分别生成位置数据与原点信号，并将位置数据与原点信号输出至控制器20。
如上所述，根据本实施方式的编码器100可检测马达单元200的高精度的位置x与原点z，并将位置x与原点z作为位置数据与原点信号提供给控制器20。因此，马达系统1可基于高精度的位置x与原点z高度精度地控制马达单元200的位置x。
（1-4.用于制造根据第一实施方式的旋转编码器的方法）
已经说明了根据本发明的第一实施方式的旋转马达系统。
现将参照图9描述根据本实施方式的用于制造编码器100的方法。图9是用于说明用于制造根据本实施方式的旋转编码器的方法的流程图。在以下的描述中，将主要说明用于产生弯曲狭缝的方法。
如图9所示，在用于制造编码器100的方法中，在步骤S101进行处理。在步骤S101（狭缝数目确定步骤的实施例），确定要在盘110的一个轨迹T（弯曲狭缝）的原点检测区域h中获得的期望信号周期数。根据该周期，确定区域划分数目n，即，沿测量圆X在原点检测区域h中形成的狭缝的数量。随后，控制系统进入步骤S103。
在步骤S103（设定放射状线步骤的实施例），使在步骤S101确定的数目的放射状线“线1”在原点检测区域h的原点检测区域基准角H内关于盘中心O（旋转轴线AX）等角间隔地设置，如图7所示。随后，控制系统进入步骤S105。
在步骤S105（弯曲线设定步骤的实施例），曲率C设定成使狭缝SL的间距pL是期望值。使在步骤S103设定的放射状线“线1”以这样设定的相同曲率C沿相同的周向方向弯曲，由此设定多个弯曲线“线2”。此时，在步骤S103确定的放射状线“线1”的设定位置确定为使得弯曲线“线2”包括在原点检测区域h中。为了形成放射狭缝，例如轨迹TC，在步骤S105将曲率C设为0（表示线是不弯曲的）。
在步骤S105，曲率C如此设定：所要形成的轨迹T（一个轨迹的实施例）的狭缝SL的间距pL与已经形成的或随后形成的轨迹T（另一轨迹T的实施例）的狭缝SL的间距pL相等。在执行了步骤S105的处理后，控制系统进入步骤S107。
在步骤S107（狭缝形成步骤的实施例），沿在步骤S105设定的弯曲线“线2”，在原点检测区域h中以预定宽度w形成多个狭缝SL。随后，控制系统进入步骤S109。
在步骤S109，确定在所有期望的原点检测区域h中（或轨迹T）是否都形成了狭缝SL。如此存在尚未形成有狭缝SL的原点检测区域h（或轨迹T），那么控制系统返回步骤S101。相反，如果形成了所有的狭缝SL，那么控制系统进入步骤S111。
在步骤S111（掩模设置步骤的实施例），为针对至少具有相等间距pL的两个或多个轨迹T以及原点检测区域h设置包括掩模120的检测单元130，使得旋转光栅L与固定光栅G1和固定光栅G2之间的间隙g彼此相等。
与上述处理过程同时或几乎同时，执行用于将旋转轴101连接至盘110的处理、用于将每个检测单元130连接至位置数据生成单元140以及原点信号生成器141的处理、用于以固定或旋转支撑的方式将每个构件容纳于壳体中的处理以及其他处理，由此完成编码器100。然而，将省略这些处理的详细说明。
（1-5.根据第一实施方式的旋转编码器系统的有益效果的实施例）
已经说明了根据本发明的第一实施方式的旋转编码器、旋转马达、旋转马达系统、盘、以及用于制造旋转编码器的方法。
通过根据本实施方式的编码器100等，沿弯曲线“线2”在至少一个原点检测区域h中形成作为弯曲狭缝的狭缝SL。在弯曲狭缝中，在区域划分数目n固定为希望值的情况下，通过调整弯曲线“线2”的曲率C，可调整间距pL。因此，可提高在设计、研发等方面的灵活性。
在用于编码器100的弯曲狭缝SL等中，可使每个狭缝SL的长度以与曲率C对应的长度延伸。因此，可减少在狭缝形成方向上狭缝SL的间距pL的变化量。这意味着在狭缝形成方向上可使狭缝SL的间距pL一致，即可使用作弯曲狭缝的狭缝更近似于平行狭缝。根据本实施方式的编码器100使用具有弯曲狭缝的衍射干涉光学系统。在衍射干涉光学系统中，由于狭缝SL更近似于平行狭缝，因此可提高检测信号以及其他元件的S/N比，并且可提高检测精度。因为根据本实施方式的编码器100使用弯曲狭缝以使狭缝SL更近似于平行狭缝，所以可提高检测信号以及其他元件的S/N比，并且可提高检测精度。
因此，通过根据本实施方式的编码器100，可提高使用衍射干涉光的检测精度。此外，可如此设计并研发衍射干涉光学系统，使得在衍射干涉光学系统的设计和研发中的制约减小，以例如利于其制造等。
如果将本实施方式用于本实施方式中的增量编码器100，那么通过在一个或多个原点检测区域h中使用弯曲狭缝，可使在两个或更多个原点检测区域h或轨迹T中的间距pL彼此相等。因此，可使检测单元130（即，掩模120）与原点检测区域h或轨迹T之间的间隙g彼此相等。因此，例如，可为原点检测区域h与轨迹T设计并研发近似相同的衍射干涉光学系统。此外，可同时调整与原点检测区域h与轨迹T对应的检测单元130的间隙g。因此，可显著便于例如设计、研发以及制造。
<第二实施方式>
现将参照图10A描述根据本发明的第二实施方式的旋转马达系统。图10A是用于说明为根据本发明的第二实施方式的旋转编码器提供的盘的结构的视图。
在本发明的第一实施方式中，已说明了如图3A所示形成为弯曲狭缝的轨迹TA与轨迹TB具有不同轨迹半径（rA＜rB）的情况。然而，本发明不限于此实施例，而且轨迹TA与轨迹TB的半径r可彼此相等。在以下描述中，作为本发明的第二实施方式，将说明轨迹TA与轨迹TB的半径r形成为彼此相等的情况。除轨迹TA与轨迹TB的半径r形成为彼此相等以外，根据本实施方式的编码器以及其他构件可以与在第一实施方式中相同的方式构造。因此，将主要说明与第一实施方式的差别。
如图10A所示，为根据本实施方式的编码器设置的盘610包括与第一实施方式相似的轨迹TA与轨迹TB。
轨迹TA与轨迹TB的形成位置与图3A中所示的位置不同。轨迹TA与轨迹TB在相同的轨迹半径rD上形成在沿周向方向彼此相邻的位置。
与之相比，如果轨迹如图3A所示沿径向方向形成，那么轨迹在盘的径向方向上的区域根据轨迹宽度以及轨迹数量增加，由此可限制对盘的形状的设计以及研发。
鉴于此，如本实施方式中那样，通过将轨迹TA与轨迹TB的半径r设为彼此相等，可减小轨迹在盘的径向方向上的区域。因此，可便于对小尺寸的盘形状的设计以及研发。
毋庸置疑的是，本实施方式也可提供由第一实施方式所提供的其他特别有益的效果等。
<第三实施方式>
现将参照图11A描述根据本发明第三实施方式的旋转马达系统。图11A是用于说明为根据本发明的第三实施方式的旋转编码器提供的盘的结构的视图。
在本发明的第一实施方式与第二实施方式中，已经说明了将弯曲狭缝作为原点检测机构的轨迹TA与轨迹TB的狭缝SLA与狭缝SLB的情况。因为仅需原点检测机构能以由指定的狭缝间距获得的精度检测原点信号，所以狭缝SLA与狭缝SLB不限于弯曲狭缝。在以下的描述中，作为本发明的第三实施方式，将说明代替弯曲狭缝使用倾斜狭缝的情况。除狭缝SLA与狭缝SLB外的构件能以与第一实施方式或第二实施方式中相同的方式构造。因此，将主要说明与第一实施方式和第二实施方式的差别。
如图11A所示，为根据本实施方式的编码器提供的盘710包括代替与图3A所示的轨迹TA、TB的轨迹TD、TE。在本实施方式中，如图11所示，轨迹TD与轨迹TE形成带状。
尽管在轨迹TD和TE中原点检测区域h设定为在周向方向上具有相同宽度lDE，但是原点检测区域h可具有不同的宽度。轨迹TD与轨迹TE分别具有彼此相等的宽度wD与宽度wE。尽管轨迹TC、轨迹TD与轨迹TE的宽度wC、宽度wD以及宽度wE分别设定为同一宽度w（w=wC=wD=wE），但是宽度可彼此不同。
轨迹TD、轨迹TE与轨迹TC如此设置，使得宽度w在径向方向上的中央处的位置（轨迹半径rDD、rEE和rC）彼此不同。换言之，轨迹TD、TE和TC从盘中心O朝外圆周以TD、TE、TC的顺序（rDD＜rEE＜rC）设置。
轨迹TD与轨迹TE分别具有包括多个倾斜狭缝SLD与倾斜狭缝SLE的旋转光栅LD与旋转光栅LE。
形成分别具有狭缝间距pLD与狭缝间距pLE的倾斜狭缝SLD与倾斜狭缝SLE。优选地，将狭缝间距pLD与狭缝间距pLE设为与狭缝SLC的间距pLC相等（pL=pLC=pLD=pLE）。倾斜狭缝SLD与倾斜狭缝SLE的数目设置成获得具有这样的周期数的周期信号，该周期数使得能以与在第一实施方式等中相同的方式检测原点。倾斜狭缝SLD与倾斜狭缝SLE的倾斜角（度）设定成使得在原点检测区域h中形成上述数目的狭缝，并且将间距pLC设为上述值。在图11中，倾斜狭缝PLE的数目比倾斜狭缝PLD的数目多。为了将两个间距设至间距pLC，倾斜狭缝PLE以比倾斜狭缝PLD小的倾斜角关于放射状线倾斜。
通过这种构造，根据本实施方式的两个衍射干涉光学系统也可检测在第一实施方式中所述的原点L信号与原点H信号。毋庸置疑的是，本实施方式也可提供由第一实施方式所提供的其他特别有益的效果等。
根据本实施方式的倾斜狭缝以与图9所示的用于产生弯曲狭缝的近似相同的方式形成。然而，因为步骤S105的处理不同，所以将描述步骤S105的处理。
为了形成倾斜狭缝，在步骤S105，根据狭缝SL的数目设定倾斜角，使得倾斜狭缝的间距pL为期望值。如此设定倾斜角，使得要形成的原点检测区域h中的狭缝SL的间距pL与已形成的或随后要形成的原点检测区域h或轨迹T（其他轨迹T的实施例）的狭缝SL的间距pL相等。
在本实施方式中，由于不使用弯曲狭缝而由简单的倾斜狭缝形成轨迹，所以与根据第一实施方式与第二实施方式的编码器等相比，便于盘的设计及研发。
<第四实施方式>
现将参照图12A描述根据本发明的第四实施方式的旋转马达系统。图12A是用于说明为根据本发明的第四实施方式的旋转编码器提供的盘的结构的视图。
在本发明的第一实施方式中，已经说明了使形成弯曲狭缝的狭缝SLD与狭缝SLE弯曲所沿的方向为相同周向方向的情况，如图3A所示。然而，本发明并不限于此实施例，并且可将相邻轨迹（即，原点检测区域）的弯曲方向设为在周向方向上彼此相反。在以下的描述中，作为本发明的第四实施方式，将说明将相邻轨迹的弯曲方向设为在周向方向上彼此相反的情况。除了将相邻轨迹的弯曲方向设为在周向方向上彼此相反外，根据本实施方式的编码器以及其他构件能以与第一实施方式相同的方式构造。因此，将主要说明与第一实施方式的差别。
如图12A所示，为根据本实施方式的编码器提供的盘810包括在轨迹TB（至少一个轨迹的实施例）上代替图3A所示的旋转光栅LB的旋转光栅LF。在本实施方式中，旋转光栅LF包括多个狭缝SLF。
不同于图3A所示的狭缝SLB，狭缝SLF的弯曲方向设定为在周向方向上与相邻轨迹TA（另一轨迹的实施例）的狭缝SLA的弯曲方向相反。换言之，沿着通过使放射状线“直线1”沿顺时针方向弯曲而得到的弯曲线“线2”形成狭缝SLA，但是沿着通过使放射状线“直线1”逆时针方向弯曲而得到的弯曲线形成狭缝SLF。
从狭缝SL输出的衍射光栅光形成在近似垂直于狭缝SL的纵向方向的方向上重复的干涉条纹。用作弯曲狭缝的狭缝SL的纵向方向通过弯曲从盘的径向方向靠近周向方向。因此，干涉条纹能以在相邻轨迹的方向上重复的方式形成。因此，在干涉条纹与相邻轨迹的衍射干涉光学系统之间可能发生串扰。为了防止串扰，可能会限制编码器的设计与研发。
在此情况下，可通过如在本实施方式中那样，将相邻的轨迹TA与轨迹TB的狭缝SLA与狭缝SLF的弯曲方向设为彼此相反，可改变干涉条纹的形成方向。因此，可以便于设计并研发防止串扰的编码器。
毋庸置疑的是，本实施方式也可提供由第一实施方式所提供的其他特别有益的效果等。
尽管已参照附图详细描述了本发明的实施方式，但是，毋庸置疑的是，本发明的范围与宗旨并不限于在此所描述的实施方式。显然，对本发明技术领域中的普通技术人员来说，在不脱离所附权利要求公开的本发明的宗旨与范围的情况下，可对本发明做出多种变更、变型以及组合。因此，由变更、变型以及组合而得的技术落于本发明的范围与宗旨内。
附图标记列表
1马达系统、
10马达
20控制器
100编码器
110,610,710,810盘
120掩模
130,130A,130B,130C,130X,130Y，检测单元
131发光单元
132受光单元
140位置数据生成单元
141原点信号生成器
200马达
201,202旋转轴

Claims (10)

1.一种旋转编码器，该旋转编码器包括：
呈盘形的盘，所述盘以能绕旋转轴线旋转的方式设置，并且包括一个或多个环形的轨迹，在所述轨迹上在整个圆周上形成光学旋转光栅，所述盘还包括作为部分区域的一个或多个原点检测区域，在所述原点检测区域上形成有光学旋转光栅，并且所述原点检测区域从所述旋转轴线偏移；
以面向所述盘的方式设置并固定的掩模，在所述掩模上形成有两个或更多个光学固定光栅，所述固定光栅能与所述轨迹的旋转光栅一起并能与所述原点检测区域的旋转光栅一起构成衍射干涉光学系统；以及
原点信号生成器，所述原点信号生成器基于以下周期信号生成表示所述盘的原点位置的原点信号，所述周期信号是指从包括所述原点检测区域的旋转光栅的衍射干涉光学系统在所述盘的单次旋转中部分获得的周期信号、以及从包括所述轨迹的旋转光栅的衍射干涉光学系统在该单次旋转的全周上获得的周期信号；
其中，所述原点检测区域的旋转光栅中所包括的多个狭缝为倾斜狭缝或者弯曲狭缝，使得这些狭缝之间的间距与所述轨迹的旋转光栅中所包括的多个狭缝之间的间距相等，所述倾斜狭缝以相对于绕所述旋转轴线的放射状线沿周向方向倾斜的方式形成，所述弯曲狭缝相对于绕所述旋转轴线的放射状线沿周向弯曲。
2.根据权利要求1所述的旋转编码器，其中
所述原点检测区域的形成所述弯曲狭缝的各狭缝沿一弯曲线形成，使得这些狭缝之间的间距与所述轨迹的狭缝之间的间距相等，该弯曲线是通过使各所述放射状线沿周向方向以预定的曲率弯曲而得到的。
3.根据权利要求2所述的旋转编码器，其中
所述盘包括两个或更多个所述原点检测区域，并且
将在所述原点检测区域的第一原点检测区域的多个狭缝中的关于放射状线的曲率设定为与在所述原点检测区域的第二原点检测区域的多个狭缝中的关于放射状线的曲率不同的值，使得这些狭缝之间的间距与所述第二原点检测区域的多个狭缝之间的间距相等。
4.根据权利要求3所述的旋转编码器，其中，所述第一原点检测区域的狭缝的弯曲方向与所述第二原点检测区域的狭缝的弯曲方向相反。
5.根据权利要求3所述的旋转编码器，其中，所述第一原点检测区域与所述第二原点检测区域在周向方向上并排设置。
6.根据权利要求2所述的旋转编码器，其中，与沿所述弯曲线形成有所述狭缝的所述原点检测区域对应的所述固定光栅以平行于所述弯曲线的切线的方式形成。
7.根据权利要求1所述的旋转编码器，其中，所述原点检测区域的旋转光栅与和其对应的所述固定光栅之间的间隙等于所述轨迹的旋转光栅与和其对应的所述固定光栅之间的间隙。
8.根据权利要求1所述的旋转编码器，其中
所述轨迹的旋转光栅中所包括的多个狭缝与所述原点检测区域的旋转光栅中所包括的多个狭缝是反射狭缝，并且
与所述旋转光栅对应的两个所述固定光栅设置在所述盘的同一表面侧。
9.一种旋转马达，该旋转马达包括：
使旋转轴旋转的马达单元；以及
旋转编码器，所述旋转编码器连接至所述旋转轴，并且测量所述旋转轴的位置，其中，所述旋转编码器包括：
呈盘形的盘，所述盘以能与所述旋转轴的旋转相关联地绕旋转轴线旋转的方式设置，并且包括一个或多个环形的轨迹，在所述轨迹上在整个圆周上形成光学旋转光栅，所述盘还包括用作部分区域的一个或多个原点检测区域，在所述原点检测区域上形成有光学旋转光栅，并且所述原点检测区域从所述旋转轴线偏移；
以面向所述盘的方式设置并固定的掩模，在所述掩模上形成有两个或更多个光学固定光栅，所述固定光栅能与所述轨迹的旋转光栅以及所述原点检测区域的旋转光栅各自一起构成衍射干涉光学系统；以及
原点信号生成器，所述原点信号生成器基于以下周期信号生成表示所述盘的原点位置的原点信号，所述周期信号是指从包括所述原点检测区域的旋转光栅的衍射干涉光学系统在所述盘的单次旋转中部分获得的周期信号、以及从包括所述轨迹的旋转光栅的衍射干涉光学系统在该单次旋转的全周上获得的周期信号，其中，
所述原点检测区域的旋转光栅中所包括的多个狭缝为倾斜狭缝或者弯曲狭缝，使得这些狭缝之间的间距与所述轨迹的旋转光栅中所包括的多个狭缝之间的间距相等，所述倾斜狭缝以相对于绕所述旋转轴线的放射状线沿周向方向倾斜的方式形成，所述弯曲狭缝相对于绕所述旋转轴线的放射状线沿周向弯曲。
10.一种旋转马达系统，该旋转马达系统包括：
使旋转轴旋转的马达单元；
旋转编码器，所述旋转编码器连接至所述旋转轴，并且测量所述旋转轴的位置；以及
控制器，所述控制器基于由所述旋转编码器检测到的位置控制所述马达单元的旋转，
其中，所述旋转编码器包括：
呈盘形的盘，所述盘以能与所述旋转轴的旋转相关联地绕旋转轴线旋转的方式设置，并且包括一个或多个环形的轨迹，在所述轨迹上在整个圆周上形成光学旋转光栅，所述盘还包括用作部分区域的一个或多个原点检测区域，在所述原点检测区域上形成有光学旋转光栅，并且所述原点检测区域从所述旋转轴线偏移；
以面向所述盘的方式设置并固定的掩模，在所述掩模上形成有两个或更多个光学固定光栅，所述固定光栅能与所述轨迹的旋转光栅以及所述原点检测区域的旋转光栅各自一起构成衍射干涉光学系统；以及
原点信号生成器，所述原点信号生成器基于以下周期信号生成表示所述盘的原点位置的原点信号，所述周期信号是指从包括所述原点检测区域的旋转光栅的衍射干涉光学系统在所述盘的单次旋转中部分获得的周期信号、以及从包括所述轨迹的旋转光栅的衍射干涉光学系统在该单次旋转的全周上获得的周期信号，其中，
所述原点检测区域的旋转光栅中所包括的多个狭缝为倾斜狭缝或者弯曲狭缝，使得这些狭缝之间的间距与所述轨迹的旋转光栅中所包括的多个狭缝之间的间距相等，所述倾斜狭缝以相对于绕所述旋转轴线的放射状线沿周向方向倾斜的方式形成，所述弯曲狭缝相对于绕所述旋转轴线的放射状线沿周向弯曲。
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