CN103575301A - 编码器 - Google Patents

Abstract

一种编码器，其包括光接收部和计算部。该光接收部接收来自刻度尺的反射光并且输出基波的各相位相差了2π/N的N相正弦波信号，其中N是大于或等于5的整数。该计算部根据各N相正弦波信号来输出包括A相和B相的两相正弦波信号。该A相由各N相正弦波与包括N的项相乘的总和的实部来表示。该B相由各N相正弦波与包括N的项相乘的总和的虚部来表示。

Description

编码器

技术领域

本发明涉及一种编码器。

背景技术

光学编码器经常使用用于从四相正弦波获取A相和B相的波形、并且基于通过绘制这些波形所获得的Lissajous(利萨茹)曲线来检测位置的技术。在利用该技术所获得的Lissajous曲线中，已知有由于三次以上的谐波而发生位置误差的问题。

作为用于减少位置误差的技术，例如，已提出了用于通过对谐波的成分进行光学滤波来抑制三次以上的谐波的技术(日本特开2007-248302)。

此外，作为另一技术，提出了用于几何分析并去除谐波的成分的技术(日本特开2010-216961)。在该技术中，可以通过利用计算电路进行计算来高效地去除三次以上的谐波。

然而，本发明人发现上述技术存在以下问题。在日本特开2007-248302所述的技术中，已包括在信号中的高次谐波的影响得到抑制。结果，在一定程度上残存三次以上的谐波的影响。

此外，日本特开2010-216961所述的技术需要复杂的计算，由此需要高功能的计算电路。此外，因计算时间而发生延迟，由此发生无法跟随谐波的变化并且无法去除谐波的影响的情形。

如上所述，上述技术无法实现能够在跟随三次以上的谐波的变化的同时高效地去除三次以上的谐波的影响的编码器。

发明内容

作为本发明的第一方面的编码器是包括如下部件的编码器：检测器，用于读取来自刻度尺的信号并且输出N相正弦波信号，其中在所述N相正弦波信号中，基波的各相位相差了2π/N，其中N是大于或等于5的整数；以及计算部，用于根据各所述N相正弦波信号来输出包括A相和B相的两相正弦波信号，其中，在m是大于或等于0且小于或等于N-1的整数、i是虚数单位、并且S_2π·m/N是N相正弦波的第m相的正弦波信号的情况下，通过以下公式(1)来表示所述A相和所述B相：

数式1

$A=\mathrm{Re}\left[\underset{m=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{2\mathrm{\π}\·m/N}\exp \left(i\frac{2\mathrm{\π}\·m}{N}\right)\right]$

$B=\mathrm{Im}\left[\underset{m=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{2\mathrm{\π}\·m/N}\exp \left(i\frac{2\mathrm{\π}\·m}{N}\right)\right]...\left(1\right).$

在上述编码器中，作为本发明的第二方面的编码器是如下编码器，其中：在所述N相正弦波信号中所包括的n次波的振幅为C_n、高次谐波的最高次数为h、与所述刻度尺的重复周期相对应的距离为L、所述n次波的初始相位为θ_n、并且噪声是D的情况下，通过以下公式(2)来表示N相正弦波的第m相的正弦波信号S_2π·m/N：

数式2

$S_{2\mathrm{\π}\·m/N}=\underset{n=1}{\overset{h}{\mathrm{\Σ}}}{C}_n\sin (\frac{2\mathrm{n\π}\·x}{L}-\frac{2\mathrm{n\π}\·m}{N}+{\mathrm{\θ}}_n)+D...\left(\text{2}\right)$

其中，n是大于或等于1且小于或等于N的整数，并且h是正整数。

在上述编码器中，作为本发明的第三方面的编码器是如下编码器，其中：在所述公式(2)中满足N>h+2。

在上述编码器中，作为本发明的第四方面的编码器是如下编码器，其中：所述N相正弦波信号是包括第一正弦波信号～第八正弦波信号的八相正弦波信号；以及所述第二正弦波信号～所述第八正弦波信号分别与m=0～7的情况相对应。

在上述编码器中，作为本发明的第五方面的编码器是如下编码器，其中：所述计算部包括：第一减法器，用于输出从第一信号中减去了第二信号所得的信号；第二减法器，用于输出从第三信号中减去了所述第二信号所得的信号；第三减法器，用于输出从所述第三信号中减去了第四信号所得的信号；第四减法器，用于输出从所述第一信号中减去了所述第四信号所得的信号；第一加法器，用于将所述第一正弦波信号与所述第一减法器的输出信号相加；第二加法器，用于将所述第三正弦波信号与所述第二减法器的输出信号相加；第三加法器，用于将所述第五正弦波信号与所述第三减法器的输出信号相加；第四加法器，用于将所述第七正弦波信号与所述第四减法器的输出信号相加；第五减法器，用于将从所述第一加法器的输出信号中减去了所述第三加法器的输出信号所得的信号输出作为所述A相；以及第六减法器，用于将从所述第二加法器的输出信号中减去了所述第四加法器的输出信号所得的信号输出作为所述B相。

在上述编码器中，作为本发明的第六方面的编码器是如下编码器，其中：所述第一正弦波信号～所述第八正弦波信号各自的振幅相同；所述第一信号是所述第二正弦波信号乘以

所得的信号；所述第二信号是所述第四正弦波信号乘以所得的信号；所述第三信号是所述第六正弦波信号乘以

所得的信号；以及所述第四信号是所述第八正弦波信号乘以

所得的信号。

在上述编码器中，作为本发明的第七方面的编码器是如下编码器，其中：所述计算部还包括：第一放大器，用于将所述第二正弦波信号乘以所得的信号输出作为所述第一信号；第二放大器，用于将所述第四正弦波信号乘以

所得的信号输出作为所述第二信号；第三放大器，用于将所述第六正弦波信号乘以

所得的信号输出作为所述第三信号；以及第四放大器，用于将所述第八正弦波信号乘以

所得的信号输出作为所述第四信号。

在上述编码器中，作为本发明的第八方面的编码器是如下编码器，其中：所述第二正弦波信号、所述第四正弦波信号、所述第六正弦波信号和所述第八正弦波信号的振幅是所述第一正弦波信号、所述第三正弦波信号、所述第五正弦波信号和所述第七正弦波信号的振幅的

倍；所述第一信号是所述第二正弦波信号；所述第二信号是所述第四正弦波信号；所述第三信号是所述第六正弦波信号；以及所述第四信号是所述第八正弦波信号。

在上述编码器中，作为本发明的第九方面的编码器是如下编码器，其中：所述检测器包括一个或多个检测区域，其中各所述检测区域在作为所述检测器的移动方向的第一方向上的长度等于所述刻度尺的一个周期的长度；以及所述检测区域包括第一检测元件～第八检测元件，其中所述第一检测元件～所述第八检测元件用于根据来自所述刻度尺的信号分别输出所述第一正弦波信号～所述第八正弦波信号。

在上述编码器中，作为本发明的第十方面的编码器是如下编码器，其中：所述第一检测元件～所述第八检测元件分别输出振幅与所述第一检测元件～所述第八检测元件的面积相对应的所述第一正弦波信号～所述第八正弦波信号；以及所述第一检测元件～所述第八检测元件具有相同的面积。

在上述编码器中，作为本发明的第十一方面的编码器是如下编码器，其中：所述第一检测元件～所述第八检测元件具有相同的矩形形状。

在上述编码器中，作为本发明的第十二方面的编码器是如下编码器，其中：所述第一检测元件～所述第八检测元件配置在所述第一方向上。

在上述编码器中，作为本发明的第十三方面的编码器是如下编码器，其中：所述检测区域包括所述第一检测元件、所述第三检测元件、所述第五检测元件和所述第七检测元件配置在所述第一方向上的第一行、以及所述第二检测元件、所述第四检测元件、所述第六检测元件和所述第八检测元件配置在所述第一方向上的第二行，其中所述第二行与所述第一行在与所述第一方向垂直的第二方向上邻接；以及所述第一行和所述第二行以所述第一行相对于所述第二行偏移了所述第一检测元件～所述第八检测元件各自在所述第一方向上的宽度的1/2的状态进行配置。

在上述编码器中，作为本发明的第十四方面的编码器是如下编码器，其中：所述检测器包括一个或多个检测区域，其中各所述检测区域在作为所述检测器的移动方向的第一方向上的长度等于所述刻度尺的一个周期的长度；以及所述检测区域包括第一检测元件～第八检测元件，其中所述第一检测元件～所述第八检测元件用于根据来自所述刻度尺的信号分别输出所述第一正弦波信号～所述第八正弦波信号。

在上述编码器中，作为本发明的第十五方面的编码器是如下编码器，其中：所述第一检测元件～所述第八检测元件分别输出振幅与所述第一检测元件～所述第八检测元件的面积相对应的所述第一正弦波信号～所述第八正弦波信号；以及所述第二检测元件、所述第四检测元件、所述第六检测元件和所述第八检测元件的面积是所述第一检测元件、所述第三检测元件、所述第五检测元件和所述第七检测元件的面积的

倍。

在上述编码器中，作为本发明的第十六方面的编码器是如下编码器，其中：所述第一检测元件～所述第八检测元件配置在所述第一方向上。

在上述编码器中，作为本发明的第十七方面的编码器是如下编码器，其中：所述第二检测元件、所述第四检测元件、所述第六检测元件和所述第八检测元件在所述第一方向上的宽度是所述第一检测元件、所述第三检测元件、所述第五检测元件和所述第七检测元件在所述第一方向上的宽度的

倍；以及所述第一检测元件～所述第八检测元件在与所述第一方向垂直的第二方向上的高度相等。

在上述编码器中，作为本发明的第十八方面的编码器是如下编码器，其中：所述第二检测元件、所述第四检测元件、所述第六检测元件和所述第八检测元件在与所述第一方向垂直的第二方向上的高度是所述第一检测元件、所述第三检测元件、所述第五检测元件和所述第七检测元件在所述第二方向上的高度的倍；以及所述第一检测元件～所述第八检测元件在所述第一方向上的宽度相等。

在上述编码器中，作为本发明的第十九方面的编码器是如下编码器，其中：所述检测区域包括所述第一检测元件、所述第三检测元件、所述第五检测元件和所述第七检测元件配置在所述第一方向上的第一行、以及所述第二检测元件、所述第四检测元件、所述第六检测元件和所述第八检测元件配置在所述第一方向上的第二行，其中所述第二行与所述第一行在所述第二方向上邻接；以及所述第一行和所述第二行以所述第一行相对于所述第二行偏移了所述第一检测元件～所述第八检测元件各自在所述第一方向上的宽度的1/2的状态进行配置。

在上述编码器中，作为本发明的第二十方面的编码器是如下编码器，其中：所述第一检测元件～所述第八检测元件分别是用于将光电转换所述刻度尺所反射的光所得到的信号输出作为所述第一正弦波信号～所述第八正弦波信号的光接收元件。

在上述编码器中，作为本发明的第二十一方面的编码器是如下编码器，其中：所述第一检测元件～所述第八检测元件分别利用静电电容方式或电磁感应方式来输出所述第一正弦波信号～所述第八正弦波信号。

根据本发明，可以提供一种能够利用简单的结构来高效地去除高次谐波的影响的编码器。

通过以下详细说明和附图将更全面地理解本发明的以上和其它目的、特征以及优点。

附图仅是为了例示而示出的，并且没有限制本发明。

附图说明

通过以下给出的详细说明以及仅以例示方式给出的附图将更全面地理解本发明，因而没有限制本发明，其中：

图1是示意性示出根据第一实施例的编码器100的结构的框图；

图2是示意性示出刻度尺10和光接收部101的形态的立体图；

图3是示意性示出光接收部101的结构的框图；

图4是示意性示出计算部102的结构的框图；

图5是示意性示出根据第二实施例的编码器200的结构的框图；

图6是示意性示出光接收部201的结构的框图；

图7是示意性示出计算部202的结构的框图；

图8是具体示出计算部202的结构的电路图；

图9是示出作为光接收部201的变形例的光接收部201a的结构的框图；

图10是示出作为光接收部201的另一变形例的光接收部201b的结构的框图；

图11是示意性示出作为根据第三实施例的光接收部的结构示例的光接收部301的结构的框图；

图12是示意性示出作为根据第四实施例的光接收部的结构示例的光接收部401的结构的框图；

图13是示出作为光接收部401的变形例的光接收部401a的结构的框图；

图14是示出作为光接收部401a的变形例的光接收部401b的结构的框图；以及

图15是示出作为光接收部401a的另一变形例的光接收部401c的结构的框图。

具体实施方式

以下将参考附图来说明本发明的实施例。在各附图中，向相同的组件指派相同的附图标记，并且根据需要省略重复说明。

第一实施例

首先，将说明根据第一实施例的编码器100。编码器100被配置成能够对N相正弦波进行计算并且获得不包括三次谐波成分的两相正弦波的线性编码器。图1是示意性示出根据第一实施例的编码器100的结构的框图。编码器100具有光接收部101和计算部102。编码器100通过接收照射刻度尺10所利用的光的反射光来获取N相正弦波。以下将举例说明使用N=8、即八相正弦波的情况。

光接收部101读取刻度尺10的图案，并且将读取结果输出作为八相正弦波信号。也就是说，在编码器100中，光接收部101具有作为如下检测器的功能，其中该检测器用于读取来自刻度尺10的信号(反射光)并且将读取结果输出作为八相正弦波信号。在下文，光接收部应同样地用作编码器的检测器。

图2是示意性示出刻度尺10和光接收部101的形态的立体图。如图2所示，刻度尺10例如是周期为L的明暗的条纹图案。光接收部101例如被配置成光电检测器阵列(以下称为PDA)，其中在该光电检测器阵列中，沿着刻度尺10的图案重复方向针对刻度尺10的周期L配置N个光接收元件。光接收元件在刻度尺10的图案重复方向上的各宽度为L/N。

图3是示意性示出光接收部101的结构的框图。在光接收部101中，对配置有8个光接收元件111～118的区域110进行重复配置。区域110在刻度尺10的图案重复方向上的长度等于刻度尺10的周期L。因而，光接收元件111～118的宽度分别变为L/8。顺次配置的8个光接收元件111～118分别输出与α相、ξ相、β相、η相、α*相、ξ*相、β*相和η*相相对应的八相正弦波信号。换句话说，光接收元件111～118用作作为检测器的光接收部101的检测元件。在下文，光接收元件应同样地用作检测器的检测元件。

计算部102对从光接收部101输出的八相正弦波信号进行计算，并且计算两相正弦波。

这里，将说明计算部102所进行的计算。在用于输出N相正弦波(N是大于或等于2的任意整数)的编码器中，N相正弦波的基波的相位分别相差了2π/N。也就是说，将N相正弦波的基波的相位表示为2π·m/N(其中，m是大于或等于0且小于或等于N-1的整数)。此时，通过以下表达式(3)来表示该N相正弦波。另外，公式(1)考虑到共模噪声的影响(右侧第三项)和三次谐波成分(右侧第二项)。

数式3

$S_{2\mathrm{\π}\·m/N}=C_1\sin (\frac{2\mathrm{\π}\·x}{L}-\frac{2\mathrm{\π}\·m}{N}+{\mathrm{\θ}}_1)+C_3\sin (\frac{6\mathrm{\π}\·x}{L}-\frac{6\mathrm{\π}\·m}{N}+{\mathrm{\θ}}_3)+D...\left(3\right)$

在公式(3)中，C₁是基波的振幅，C₃是三次谐波的振幅，θ₁是基波的初始相位，θ₃是三次谐波的初始相位，并且D是共模噪声。

此时，在用于输出N相正弦波的编码器中，通过公式(4)在复杂平面上表示Lissajous曲线z_N。

数式4

$z_N=\underset{m=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{2\mathrm{\π}\·m/N}\exp \left(i\frac{2\mathrm{\π}\·m}{N}\right)...\left(4\right)$

因而，通过公式(5)来表示从Lissajous曲线推导出的A相和B相。此时，在N>5的条件下，三次谐波被去除并且没有输出。

数式5

$\begin{array}{c}A=\mathrm{Re}[\underset{m=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{2\mathrm{\π}\·m/N}\exp \left(i\frac{2\mathrm{\π}\·m}{N}\right)\\ B=\mathrm{Im}[\underset{m=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{2\mathrm{\π}\·m/N}\exp \left(i\frac{2\mathrm{\π}\·m}{N}\right)\end{array}\·\·\·\left(5\right)$

在将公式(3)应用于用于输出八相正弦波的编码器100的情况下，通过公式(6)～(13)来表示各个八相正弦波(α、β、ξ、η、α*、β*、ξ*和η*)。

数式6

α相： $S_0=C_1\sin (\frac{2\mathrm{\π}\·x}{L}+{\mathrm{\θ}}_1)+C_3\sin (\frac{6\mathrm{\π}\·x}{L}+{\mathrm{\θ}}_3)+D\·\·\·\left(6\right)$

ξ相： $S_{\mathrm{\π}/4}=C_1\sin (\frac{2\mathrm{\π}\·x}{L}-\frac{\mathrm{\π}}{4}+{\mathrm{\θ}}_1)+C_3\sin (\frac{6\mathrm{\π}\·x}{L}-\frac{3\mathrm{\π}}{4}+{\mathrm{\θ}}_3)+D\·\·\·\left(7\right)$

β相： $S_{\mathrm{\π}/2}=C_1\sin (\frac{2\mathrm{\π}\·x}{L}-\frac{\mathrm{\π}}{2}+{\mathrm{\θ}}_1)+C_3\sin (\frac{6\mathrm{\π}\·x}{L}-\frac{3\mathrm{\π}}{2}+{\mathrm{\θ}}_3)+D\·\·\·\left(8\right)$

η相： $S_{3\mathrm{\π}/4}=C_1\sin (\frac{2\mathrm{\π}\·x}{L}-\frac{3\mathrm{\π}}{4}+{\mathrm{\θ}}_1)+C_3\sin (\frac{6\mathrm{\π}\·x}{L}-\frac{9\mathrm{\π}}{4}+{\mathrm{\θ}}_3)+D\·\·\·\left(9\right)$

α^*相： $S_{\mathrm{\π}}=C_1\sin (\frac{2\mathrm{\π}\·x}{L}-\mathrm{\π}+{\mathrm{\θ}}_1)+C_3\sin (\frac{6\mathrm{\π}\·x}{L}-3\mathrm{\π}+{\mathrm{\θ}}_3)+D\·\·\·\left(10\right)$

ξ^*相： $S_{5\mathrm{\π}/4}=C_1\sin (\frac{2\mathrm{\π}\·x}{L}-\frac{5\mathrm{\π}}{4}+{\mathrm{\θ}}_1)+C_3\sin (\frac{6\mathrm{\π}\·x}{L}-\frac{15\mathrm{\π}}{4}+{\mathrm{\θ}}_3)+D\·\·\·\left(11\right)$

β^*相： $S_{3\mathrm{\π}/2}=C_1\sin (\frac{2\mathrm{\π}\·x}{L}-\frac{3\mathrm{\π}}{2}+{\mathrm{\θ}}_1)+C_3\sin (\frac{6\mathrm{\π}\·x}{L}-\frac{9\mathrm{\π}}{2}+{\mathrm{\θ}}_3)+D\·\·\·\left(12\right)$

η^*相： $S_{7\mathrm{\π}/4}=C_1\sin (\frac{2\mathrm{\π}\·x}{L}-\frac{7\mathrm{\π}}{4}+{\mathrm{\θ}}_1)+C_3\sin (\frac{6\mathrm{\π}\·x}{L}-\frac{21\mathrm{\π}}{4}+{\mathrm{\θ}}_3)+D\·\·\·\left(13\right)$

可以通过对从编码器100输出的八相正弦波进行以下公式(14)～(17)所示的计算来获得与传统兼容的四相正弦波(a、b、a*、b*)。此时，可以去除三次谐波成分。

数式7

$a=\mathrm{\α}+\frac{\sqrt{2}}{2}(\mathrm{\ξ}-\mathrm{\η})=2C_1\sin (\frac{2\mathrm{\π}\·x}{L}+{\mathrm{\θ}}_1)+D\·\·\·\left(14\right)$

$b=\mathrm{\β}+\frac{\sqrt{2}}{2}(\mathrm{\ξ}-\stackrel{\‾}{\mathrm{\η}})=-2C_1\cos (\frac{2\mathrm{\π}\·x}{L}+{\mathrm{\θ}}_1)+D\·\·\·\left(15\right)$

$a^{*}=\mathrm{\α}+\frac{\sqrt{2}}{2}(\stackrel{\‾}{\mathrm{\ξ}}-\stackrel{\‾}{\mathrm{\η}})=-2C_1\sin (\frac{2\mathrm{\π}\·x}{L}+{\mathrm{\θ}}_1)+D\·\·\·\left(16\right)$

$b^{*}=\stackrel{\‾}{\mathrm{\β}}+\frac{\sqrt{2}}{2}(\stackrel{\‾}{\mathrm{\ξ}}-\mathrm{\η})=2C_1\cos (\frac{2\mathrm{\π}\·x}{L}+{\mathrm{\θ}}_1)+D\·\·\·\left(17\right)$

此外，通过以下公式(18)和(19)来表示通过差分放大公式(14)～(17)所示的四相正弦波所获得的两相正弦波(A、B)。

数式8

$A=a-a^{*}=4C_1\sin (\frac{2\mathrm{\π}\·x}{L}+{\mathrm{\θ}}_1)\·\·\·\left(18\right)$

$B=b-b^{*}=-4C_1\cos (\frac{2\mathrm{\π}\·x}{L}+{\mathrm{\θ}}_1)\·\·\·\left(19\right)$

因此，还去除了共模噪声的影响。可以理解，可通过对八相正弦波进行上述计算来获得共模噪声的影响和三次谐波均被去除的两相正弦波(A相、B相)。

计算部102被构造成可以进行公式(14)～(19)所示的计算。图4是示意性示出计算部102的结构的框图。计算部102具有放大器11～14、减法器21～24、41和42、以及加法器31～34。

放大器11～14分别将ξ相、η相、ξ*相和η*的振幅放大

倍。将放大器11放大后的ξ相(

)输出至减法器21和24。将放大器12放大后的η相(

)输出至减法器21和22。将放大器13放大后的ξ*相(

)输出至减法器22和23。将放大器14放大后的η*相(

)输出至减法器23和24。

减法器21从放大器11放大后的ξ相(

)中减去放大器12放大后的η相(

)。将减法器21的相减结果输出至加法器31。减法器22从放大器13放大后的ξ*相(

)中减去放大器12放大后的η相(

)。将减法器22的相减结果输出至加法器32。减法器23从放大器13放大后的ξ*相(

)中减去放大器14放大后的η*相(

)。将减法器23的相减结果输出至加法器33。减法器24从放大器11放大后的ξ相(

)中减去放大器14放大后的η*相()。将减法器24的相减结果输出至加法器34。

加法器31将α相与减法器21的相减结果相加。也就是说，加法器31进行上述公式(14)所示的计算。将加法器31的相加结果作为公式(14)所示的a相输出至减法器41。加法器32将β*相与减法器22的相减结果相加。也就是说，加法器32进行上述公式(17)所示的计算。将加法器32的相加结果作为公式(17)所示的b*相输出至减法器42。加法器33将α*相与减法器23的相减结果相加。也就是说，加法器33进行上述公式(16)所示的计算。将加法器33的相加结果作为公式(16)所示的a*相输出至减法器41。加法器34将β相与减法器24的相减结果相加。也就是说，加法器34进行上述公式(15)所示的计算。将加法器34的相加结果作为公式(15)所示的b相输出至减法器42。

减法器41从加法器31的相加结果(a相)中减去加法器33的相加结果(a*相)。也就是说，减法器41进行上述公式(18)所示的计算。将减法器41的相减结果输出作为公式(18)所示的A相。减法器42从加法器34的相加结果(b相)中减去加法器32的相加结果(b*相)。也就是说，减法器42进行上述公式(19)所示的计算。将减法器42的相减结果输出作为公式(19)所示的B相。

如上所述，计算部102对公式(6)～(13)所示的八相正弦波进行公式(14)～(19)所示的计算。因此，可以通过加法器31～34分别进行的公式(14)～(17)所示的计算来去除三次谐波成分。因而，根据编码器100，可以获得三次谐波以及共模噪声的影响均被去除的两相正弦波(A相、B相)。

根据如上所述的本结构，可以实现能够通过对八相正弦波进行计算来获得不包括三次谐波成分的两相正弦波(A相和B相)的编码器。

第二实施例

接着，将说明根据第二实施例的编码器200。编码器200是根据第一实施例的编码器100的变形例。图5是示意性示出根据第二实施例的编码器200的结构的框图。编码器200具有编码器100的光接收部101和计算部102分别被光接收部201和计算部202替换的结构。

如光接收部101那样，光接收部201读取刻度尺10的图案，并且将读取结果输出作为八相正弦波信号。图6是示意性示出光接收部201的结构的框图。在光接收部201中，对配置有8个光接收元件211～218的区域210进行重复配置。区域210在刻度尺10的图案重复方向上的长度等于刻度尺10的周期L。顺次配置的8个光接收元件211～218分别输出与α相、ξ相、β相、η相、α*相、ξ*相、β*相和η*相相对应的八相正弦波信号。

然而，光接收元件211(α相)、213(β相)、215(α*相)和217(β*相)的宽度w1大于光接收元件212(ξ相)、214(η相)、216(ξ*相)和218(η*相)的宽度w2。具体地，在本实施例中，获得

换句话说，光接收元件212(ξ相)、214(η相)、216(ξ*相)和218(η*相)的面积S2是光接收元件211(α相)、213(β相)、215(α*相)和217(β*相)的面积S1的

倍。因而，光接收部201可以通过改变这些光接收元件的宽度来获得

因此，ξ相、η相、ξ*相和η*相的振幅是α相、β相、α*相和β*相的振幅的

倍。

图7是示意性示出计算部202的结构的框图。计算部202具有计算部102的放大器11～14被去除的结构。此外，计算部102中的输入信号ξ、η、ξ*和η*与计算部202中的

和

相对应。由于计算部202的其它结构与计算部102的结构相同，因此省略了说明。

在本结构中，用于将ξ相、η相、ξ*相和η*相放大

倍的放大器被去除。然而，ξ相、η相、ξ*相和η*相已由光接收部201放大了

倍。因而，计算部202可以进行与计算部102的计算处理相同的计算处理。

图8是具体示出计算部202的结构的电路图。减法器21～24分别具有第一电阻器～第四电阻器R1和放大器AMP。减法器21～24的非反相输入端子经由第一电阻器R1连接至放大器AMP的非反相输入端子。减法器21～24的反相输入端子经由第二电阻器R1连接至放大器AMP的反相输入端子。此外，放大器AMP的反相输入端子经由第三电阻器R1连接至放大器AMP的输出端子。放大器AMP的非反相输入端子经由第四电阻器R1连接至接地端。

加法器31～34分别具有第一电阻器～第三放大器R2和放大器AMP。加法器31～34的一个输入端子经由第一电阻器R2连接至放大器AMP的反相输入端子。加法器31～34的另一输入端子经由第二电阻器R2连接至放大器AMP的反相输入端子。此外，放大器AMP的反相输入端子经由第三电阻器R2连接至放大器AMP的输出端子。放大器AMP的非反相输入端子连接至接地端。

减法器41和42分别具有第一电阻器～第四电阻器R3和放大器AMP。由于除了将第一电阻器～第四电阻器R1改变成第一电阻器～第四电阻器R3以外，减法器41和42具有与减法器21～24相同的结构，因此省略了说明。

因而，根据本结构，可以实现具有与根据第一实施例的编码器100的功能相同的功能的编码器。此外，根据本结构，可以删除计算部的放大器，由此可以缩小计算部的电路大小。结果，根据本结构，可以获得较小的编码器。

另外，上述光接收部201是例示性的，并且该光接收部还可以具有其它结构。图9是示出作为光接收部201的变形例的光接收部201a的结构的框图。在光接收部201a中，对配置有8个光接收元件211a～218a的区域210a进行重复配置。区域210a在刻度尺10的图案重复方向上的长度等于刻度尺10的周期L。顺次配置的8个光接收元件211a～218a分别输出与α相、ξ相、β相、η相、α*相、ξ*相、β*相和η*相相对应的八相正弦波信号。

然而，光接收元件211a(α相)、213a(β相)、215a(α*相)和217a(β*相)的高度h1大于光接收元件212a(ξ相)、214a(η相)、216a(ξ*相)和218a(η*相)的高度h2。具体地，在本实施例中，获得

另外，光接收元件211a～218a全部具有相同的宽度。

换句话说，光接收元件212a(ξ相)、214a(η相)、216a(ξ*相)和218a(η*相)的面积S2是光接收元件211a(α相)、213a(β相)、215a(α*相)和217a(β*相)的面积S1的

倍。因而，光接收部201a可以通过改变这些光接收元件的高度来获得

因此，如光接收部201那样，可以将ξ相、η相、ξ*相和η*相的振幅设置为α相、β相、α*相和β*相的振幅的

倍。

因而，可以通过代替光接收部201而使用光接收部201a来实现具有与编码器200的功能相同的功能的编码器。

图10是示出作为光接收部201的另一变形例的光接收部201b的结构的框图。在光接收部201b中，对配置有8个光接收元件211b～218b的区域210b进行重复配置。区域210b在刻度尺10的图案重复方向上的长度等于刻度尺10的周期L。顺次配置的8个光接收元件211b～218b分别输出与α相、ξ相、β相、η相、α*相、ξ*相、β*相和η*相相对应的八相正弦波信号。

然而，光接收元件211b(α相)、213b(β相)、215b(α*相)和217b(β*相)的宽度w1和高度h1大于光接收元件212b(ξ相)、214b(η相)、216b(ξ*相)和218b(η*相)的宽度w2和高度h2。具体地，在本实施例中，获得

并且 $h2/h1=\sqrt{\sqrt{2}/2}.$

换句话说，光接收元件212b(ξ相)、214b(η相)、216b(ξ*相)和218b(η*相)的面积S2是光接收元件211b(α相)、213b(β相)、215b(α*相)和217b(β*相)的面积S1的

倍。因而，光接收部201b可以通过改变这些光接收元件的宽度和高度来获得

因此，如光接收部201那样，可以将ξ相、η相、ξ*相和η*相的振幅设置为α相、β相、α*相和β*相的振幅的

倍。

因而，可以通过代替光接收部201而使用光接收部201b来实现具有与编码器200的功能相同的功能的编码器。

第三实施例

接着，将说明根据第三实施例的编码器。在根据第三实施例的编码器中，根据第一实施例的编码器100的光接收部101变形为其它结构。由于计算部102与编码器100的计算部相同，因此省略了说明。在下文，将通过关注光接收部的结构来进行说明。

图11是示意性示出作为根据第三实施例的光接收部的结构示例的光接收部301的结构的框图。如光接收部101那样，光接收部301读取刻度尺10的图案，并且将读取结果输出作为八相正弦波信号。在光接收部301中，对配置有8个光接收元件311～318的区域310进行二维配置。

光接收元件311～318各自的宽度为L/4。在区域310中，光接收元件311(α相)、313(β相)、315(α*相)和317(β*相)配置在行L31中。光接收元件312(ξ相)、314(η相)、316(ξ*相)和318(η*相)配置在与行L31邻接的行L32中。然而，光接收元件312(ξ相)、314(η相)、316(ξ*相)和318(η*相)被配置成这些光接收元件各自在宽度方向上偏移了L/8。

另外，在图11中，仅显示连接至这些光接收元件的典型布线，并且省略了其它布线的显示。

根据如上所述的本结构，可以实现用于在二维配置光接收元件的同时、如编码器100那样根据八相正弦波信号来生成两相正弦波的编码器。

第四实施例

接着，将说明根据第四实施例的编码器。在根据第四实施例的编码器中，根据第二实施例的编码器的光接收部201变形为其它结构。在下文，将通过关注光接收部的结构来进行说明。图12是示意性示出作为根据第四实施例的光接收部的结构示例的光接收部401的结构的框图。在光接收部401中，对配置有8个光接收元件411～418的区域410进行二维配置。

光接收元件411～418的宽度为L/4。在区域410中，光接收元件411(α相)、413(β相)、415(α*相)和417(β*相)配置在行L41中。光接收元件412(ξ相)、414(η相)、416(ξ*相)和418(η*相)配置在与行L41邻接的行L42中。然而，光接收元件412(ξ相)、414(η相)、416(ξ*相)和418(η*相)被配置成这些光接收元件各自在宽度方向上偏移了L/8。

换句话说，区域410内的光接收元件的配置与区域310内的光接收元件的配置相同。

然而，光接收元件411(α相)、413(β相)、415(α*相)和417(β*相)的高度h1大于光接收元件412(ξ相)、414(η相)、416(ξ*相)和418(η*相)的高度h2。具体地，在本实施例中，获得

换句话说，光接收元件412(ξ相)、414(η相)、416(ξ*相)和418(η*相)的面积S2是光接收元件411(α相)、413(β相)、415(α*相)和417(β*相)的面积S1的倍。换句话说，光接收部401可以通过改变这些光接收元件的高度来获得

因此，即使在这些光接收元件二维配置的情况下，也可以如光接收部201那样，将ξ相、η相、ξ*相和η*相的振幅设置为α相、β相、α*相和β*相的振幅的

倍。

另外，在图12中，仅显示连接至光接收元件的典型布线，并且省略了其它布线的显示。

根据本结构，如上所述，可以实现用于在二维配置光接收元件的同时、如编码器200那样根据八相正弦波信号来生成两相正弦波的编码器。

另外，上述光接收部401是例示性的，并且该光接收部还可以具有其它结构。图13是示出作为光接收部401的变形例的光接收部401a的结构的框图。在光接收部401a中，对配置有8个光接收元件411a～418a的区域410a进行重复配置。

在第一实施例～第三实施例中，使用矩形的光接收元件，但光接收元件411a(α相)、413a(β相)、415a(α*相)和417a(β*相)可以具有除矩形以外的形状。光接收元件411a(α相)、413a(β相)、415a(α*相)和417a(β*相)的高度为h1。光接收元件412a(ξ相)、414a(η相)、416a(ξ*相)和418a(η*相)的高度为h2。另外，获得

此外，光接收元件411a(α相)、413a(β相)、415a(α*相)和417a(β*相)具有弯曲的带状形状，并且该带状的宽度为L/8。光接收元件412a(ξ相)、414a(η相)、416a(ξ*相)和418a(η*相)具有矩形形状，并且该矩形的宽度为L/4。因此，光接收元件412a(ξ相)、414a(η相)、416a(ξ*相)和418a(η*相)的面积S2是光接收元件411a(α相)、413a(β相)、415a(α*相)和417a(β*相)的面积S1的

倍。

光接收元件412a(ξ相)被配置成被光接收元件411a(α相)和413a(β相)包围。光接收元件414a(η相)被配置成被光接收元件413a(β相)和415a(α*相)包围。光接收元件416a(ξ*相)被配置成被光接收元件415a(α*相)和417a(β*相)包围。光接收元件418a(η*相)被配置成被光接收元件417a(β*相)和411a(α相)包围。

根据如上所述的本结构，即使在矩形的光接收元件不是顺次配置的情况下，也可以获得具有与光接收部401相同的功能的光接收部。此外，光接收部401a中的光接收元件的配置与光接收部401相比更加复杂，由此即使该光接收部的局部附着有灰尘等，也可以减轻其影响。

此外，可以对光接收部401a进行以下变形。图14是示出作为光接收部401a的变形例的光接收部401b的结构的框图。在光接收部401b中，对将8个光接收元件411b～418b配置成2组的区域410b进行重复配置。光接收元件411b～418b分别与光接收部401a的光接收元件411a～418a相对应。在光接收部401b中，光接收元件412b(ξ相)和416b(ξ*相)仅配置在行L41b中，并且光接收元件414b(η相)和418b(η*相)仅配置在行L42b中。

图15是示出作为光接收部401a的另一变形例的光接收部401c的结构的框图。在光接收部401c中，对配置有8个光接收元件411c～418c的区域410c进行重复配置。光接收元件411c～418c分别与光接收部401a的光接收元件411a～418a相对应。光接收部401c具有使垂直邻接的区域410c垂直镜像反转的结构。

如上所述，即使利用光接收部401b和401c，也可以将ξ相、η相、ξ*相和η*相的振幅设置为α相、β相、α*相和β*相的振幅的

倍。

第五实施例

接着，将说明根据第五实施例的编码器。在第五实施例中，将详细说明第一实施例～第四实施例中的去除高次谐波的方面。在上述实施例中，说明了N相正弦波包括基波和三次谐波的示例(上述公式(3))，但可以将该N相正弦波一般化为包括任意次谐波的形式。可以通过以下公式(20)来表示包括高达h次(h是正整数)的谐波的N相正弦波。另外，C_n是n次波的振幅，并且θ_n是n次波的初始相位。

数式9

$S_{2\mathrm{\π}\·m/N}=\underset{n=1}{\overset{h}{\mathrm{\Σ}}}{C}_n\sin (\frac{2\mathrm{n\π}\·x}{L}-\frac{2\mathrm{n\π}\·m}{N}+{\mathrm{\θ}}_n)+D\·\·\·\left(\text{20}\right)$

此时，在用于输出N相正弦波的编码器中，如公式(4)那样，通过以下公式(21)在复杂平面上表示Lissajous曲线z_N。

数式10

$z_N=\underset{m=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{2\mathrm{\π}\·m/N}\exp \left(i\frac{2\mathrm{\π}\·m}{N}\right)\·\·\·\left(21\right)$

如公式(5)那样，通过以下公式(22)来表示从Lissajous曲线z_N推导出的A相和B相。

数式11

$A=\mathrm{Re}\left[\underset{m=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{2\mathrm{\π}\·m/N}\exp \left(i\frac{2\mathrm{\π}\·m}{N}\right)\right]\·\·\·\left(22\right)$

$B=\mathrm{Im}\left[\underset{m=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{2\mathrm{\π}\·m/N}\exp \left(i\frac{2\mathrm{\π}\·m}{N}\right)\right]$

将按照上述定义来检查N相正弦波包括高达10次谐波的情况(h=10)。首先，将说明五相正弦波(N=5)包括高达10次的谐波的情况。在这种情况下，根据公式(5)，通过以下公式(23)来表示A相和B相。

数式12

$A=\frac{5}{2}{C}_1\sin (\frac{2\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_1)+\frac{5}{2}{C}_4\sin (\frac{8\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_4)+\frac{5}{2}{C}_6\sin (\frac{12\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_6)+\frac{5}{2}{C}_9\sin (\frac{18\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_9)$

$B=-\frac{5}{2}{C}_1\cos (\frac{2\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_1)+\frac{5}{2}{C}_4\cos (\frac{8\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_4)+\frac{5}{2}{C}_6\cos (\frac{12\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_6)+\frac{5}{2}{C}_9\cos (\frac{18\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_9)\·\·\·\left(23\right)$

在这种情况下，如公式(23)所示，可以理解，去除了2次～10次谐波中的2次、3次、5次、7次、8次和10次谐波。

接着，将说明八相正弦波(N=8)包括高达10次的谐波的情况。在这种情况下，根据公式(5)，通过以下公式(24)来表示A相和B相。

数式13

$A=4C_1\sin (\frac{2\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_1)+4C_7\sin (\frac{14\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_7)+4C_9\sin (\frac{18\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_9)$

$B=-4C_1\cos (\frac{2\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_1)+4C_7\cos (\frac{14\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_7)+4C_9\cos (\frac{18\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_9)\·\·\·\left(24\right)$

在这种情况下，如公式(24)所示，可以理解，去除了2次～10次谐波中的2次、3次、4次、5次、6次、8次和10次谐波。

接着，将说明十二相正弦波(N=12)包括高达10次的谐波的情况。在这种情况下，根据公式(5)，通过以下公式(25)来表示A相和B相。

数式14

$A=6C_1\sin (\frac{2\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_1)$

$B=-6C_1\cos (\frac{2\mathrm{\πx}}{L}+{\mathrm{\θ}}_1)\·\·\·\left(25\right)$

在这种情况下，如公式(25)所示，可以理解，去除了2次～10次谐波中的2次、3次、4次、5次、6次、7次、8次、9次和10次谐波。

在如上所述的本实施例中，在包括高达h次谐波的N相正弦波中，可以去除(a×N±1)次谐波以外的高次谐波(其中，a是正整数)。因而，可以通过对基波设置更多的相来增加能够去除的谐波的次数。此外，如通过十二相正弦波(N=12)包括高达10次谐波(h=10、N=12)的情况能够看出，可以通过设置比想要去除的谐波的最高次数(例如，10次)大了至少2的相位(N≥12)来去除所有谐波。

其它实施例

另外，本发明不限于上述实施例，并且可以在没有背离主旨的情况下进行适当改变。例如，在上述实施例中，说明了线性编码器，但该编码器可被适当构造成诸如旋转编码器等的其它种类的编码器。

在上述实施例中，说明了光学编码器，但该编码器自然可被构造成静电型或电磁感应型的编码器。

在第四实施例中，说明了光接收元件的面积不同的情况，但也可以使区域内所配置的光接收元件的各面积相等，并且还可以将这些光接收元件与计算部102相组合。

Claims (21)

1.一种编码器，包括：

检测器，用于读取来自刻度尺的信号并且输出N相正弦波信号，其中在所述N相正弦波信号中，基波的各相位相差了2π/N，其中N是大于或等于5的整数；以及

计算部，用于根据各所述N相正弦波信号来输出包括A相和B相的两相正弦波信号，

其中，在m是大于或等于0且小于或等于N-1的整数、i是虚数单位、并且S_2π·m/N是N相正弦波的第m相的正弦波信号的情况下，通过以下公式(I)来表示所述A相和所述B相：

数式1

$A=\mathrm{Re}\left[\underset{m=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{2\mathrm{\π}\·m/N}\exp \left(i\frac{2\mathrm{\π}\·m}{N}\right)\right]\·\·\·\left(I\right)$

$B=\mathrm{Im}\left[\underset{m=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{2\mathrm{\π}\·m/N}\exp \left(i\frac{2\mathrm{\π}\·m}{N}\right)\right].$

2.根据权利要求1所述的编码器，其中，

在所述N相正弦波信号中所包括的n次波的振幅为C_n、高次谐波的最高次数为h、与所述刻度尺的重复周期相对应的距离为L、所述n次波的初始相位为θ_n、并且噪声是D的情况下，通过以下公式(II)来表示N相正弦波的第m相的正弦波信号S_2π·m/N：

数式2

$S_{2\mathrm{\π}\·m/N}=\underset{n=1}{\overset{h}{\mathrm{\Σ}}}{C}_n\sin (\frac{2\mathrm{n\π}\·x}{L}-\frac{2\mathrm{n\π}\·m}{N}+{\mathrm{\θ}}_n)+D\·\·\·\left(\text{II}\right)$

其中，n是大于或等于1且小于或等于N的整数，并且h是正整数。

3.根据权利要求2所述的编码器，其中，

在所述公式(II)中满足N>h+2。

4.根据权利要求2所述的编码器，其中，

所述N相正弦波信号是包括第一正弦波信号～第八正弦波信号的八相正弦波信号；以及

所述第二正弦波信号～所述第八正弦波信号分别与m=0～7的情况相对应。

5.根据权利要求4所述的编码器，其中，

所述计算部包括：

第一减法器，用于输出从第一信号中减去了第二信号所得的信号；

第二减法器，用于输出从第三信号中减去了所述第二信号所得的信号；

第三减法器，用于输出从所述第三信号中减去了第四信号所得的信号；

第四减法器，用于输出从所述第一信号中减去了所述第四信号所得的信号；

第一加法器，用于将所述第一正弦波信号与所述第一减法器的输出信号相加；

第二加法器，用于将所述第三正弦波信号与所述第二减法器的输出信号相加；

第三加法器，用于将所述第五正弦波信号与所述第三减法器的输出信号相加；

第四加法器，用于将所述第七正弦波信号与所述第四减法器的输出信号相加；

第五减法器，用于将从所述第一加法器的输出信号中减去了所述第三加法器的输出信号所得的信号输出作为所述A相；以及

第六减法器，用于将从所述第二加法器的输出信号中减去了所述第四加法器的输出信号所得的信号输出作为所述B相。

6.根据权利要求5所述的编码器，其中，

所述第一正弦波信号～所述第八正弦波信号各自的振幅相同；

所述第一信号是所述第二正弦波信号乘以

所得的信号；

所述第二信号是所述第四正弦波信号乘以

所得的信号；

所述第三信号是所述第六正弦波信号乘以

所得的信号；以及

所述第四信号是所述第八正弦波信号乘以

所得的信号。

7.根据权利要求6所述的编码器，其中，

所述计算部还包括：

第一放大器，用于将所述第二正弦波信号乘以

所得的信号输出作为所述第一信号；

第二放大器，用于将所述第四正弦波信号乘以所得的信号输出作为所述第二信号；

第三放大器，用于将所述第六正弦波信号乘以

所得的信号输出作为所述第三信号；以及

第四放大器，用于将所述第八正弦波信号乘以所得的信号输出作为所述第四信号。

8.根据权利要求5所述的编码器，其中，

所述第二正弦波信号、所述第四正弦波信号、所述第六正弦波信号和所述第八正弦波信号的振幅是所述第一正弦波信号、所述第三正弦波信号、所述第五正弦波信号和所述第七正弦波信号的振幅的倍；

所述第一信号是所述第二正弦波信号；

所述第二信号是所述第四正弦波信号；

所述第三信号是所述第六正弦波信号；以及

所述第四信号是所述第八正弦波信号。

9.根据权利要求6所述的编码器，其中，

所述检测器包括一个或多个检测区域，其中各所述检测区域在作为所述检测器的移动方向的第一方向上的长度等于所述刻度尺的一个周期的长度；以及

所述检测区域包括第一检测元件～第八检测元件，其中所述第一检测元件～所述第八检测元件用于根据来自所述刻度尺的信号分别输出所述第一正弦波信号～所述第八正弦波信号。

10.根据权利要求9所述的编码器，其中，

所述第一检测元件～所述第八检测元件分别输出振幅与所述第一检测元件～所述第八检测元件的面积相对应的所述第一正弦波信号～所述第八正弦波信号；以及

所述第一检测元件～所述第八检测元件具有相同的面积。

11.根据权利要求10所述的编码器，其中，

所述第一检测元件～所述第八检测元件具有相同的矩形形状。

12.根据权利要求9所述的编码器，其中，

所述第一检测元件～所述第八检测元件配置在所述第一方向上。

13.根据权利要求12所述的编码器，其中，

所述检测区域包括所述第一检测元件、所述第三检测元件、所述第五检测元件和所述第七检测元件配置在所述第一方向上的第一行、以及所述第二检测元件、所述第四检测元件、所述第六检测元件和所述第八检测元件配置在所述第一方向上的第二行，其中所述第二行与所述第一行在与所述第一方向垂直的第二方向上邻接；以及

所述第一行和所述第二行以所述第一行相对于所述第二行偏移了所述第一检测元件～所述第八检测元件各自在所述第一方向上的宽度的1/2的状态进行配置。

14.根据权利要求8所述的编码器，其中，

所述检测器包括一个或多个检测区域，其中各所述检测区域在作为所述检测器的移动方向的第一方向上的长度等于所述刻度尺的一个周期的长度；以及

所述检测区域包括第一检测元件～第八检测元件，其中所述第一检测元件～所述第八检测元件用于根据来自所述刻度尺的信号分别输出所述第一正弦波信号～所述第八正弦波信号。

15.根据权利要求14所述的编码器，其中，

所述第一检测元件～所述第八检测元件分别输出振幅与所述第一检测元件～所述第八检测元件的面积相对应的所述第一正弦波信号～所述第八正弦波信号；以及

所述第二检测元件、所述第四检测元件、所述第六检测元件和所述第八检测元件的面积是所述第一检测元件、所述第三检测元件、所述第五检测元件和所述第七检测元件的面积的

倍。

16.根据权利要求15所述的编码器，其中，

所述第一检测元件～所述第八检测元件配置在所述第一方向上。

17.根据权利要求16所述的编码器，其中，

所述第二检测元件、所述第四检测元件、所述第六检测元件和所述第八检测元件在所述第一方向上的宽度是所述第一检测元件、所述第三检测元件、所述第五检测元件和所述第七检测元件在所述第一方向上的宽度的

倍；以及

所述第一检测元件～所述第八检测元件在与所述第一方向垂直的第二方向上的高度相等。

18.根据权利要求16所述的编码器，其中，

所述第二检测元件、所述第四检测元件、所述第六检测元件和所述第八检测元件在与所述第一方向垂直的第二方向上的高度是所述第一检测元件、所述第三检测元件、所述第五检测元件和所述第七检测元件在所述第二方向上的高度的

倍；以及

所述第一检测元件～所述第八检测元件在所述第一方向上的宽度相等。

19.根据权利要求18所述的编码器，其中，

所述检测区域包括所述第一检测元件、所述第三检测元件、所述第五检测元件和所述第七检测元件配置在所述第一方向上的第一行、以及所述第二检测元件、所述第四检测元件、所述第六检测元件和所述第八检测元件配置在所述第一方向上的第二行，其中所述第二行与所述第一行在所述第二方向上邻接；以及

所述第一行和所述第二行以所述第一行相对于所述第二行偏移了所述第一检测元件～所述第八检测元件各自在所述第一方向上的宽度的1/2的状态进行配置。

20.根据权利要求9所述的编码器，其中，

所述第一检测元件～所述第八检测元件分别是用于将光电转换所述刻度尺所反射的光所得到的信号输出作为所述第一正弦波信号～所述第八正弦波信号的光接收元件。

21.根据权利要求9所述的编码器，其中，

所述第一检测元件～所述第八检测元件分别利用静电电容方式或电磁感应方式来输出所述第一正弦波信号～所述第八正弦波信号。

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