CN104236606A - 基准信号发生装置和基准信号发生系统 - Google Patents

Abstract

基准点检测光接收单元通过第一到第五光接收元件从基准点检测图案接收光。该第一到第五光接收元件布置在第一方向上并分别地输出第一到第五信号。基准信号发生电路输出一基准信号，该基准信号在其中通过将第一与第二信号相加而得到的信号的电平与通过将第三与第四信号相加而得到的信号的电平变为相等的周期处开始，以及在通过将该第二与第三信号相加而得到的信号与通过将该第四与第五信号相加而得到的信号的电平变为相等的周期处结束。

Description

基准信号发生装置和基准信号发生系统

技术领域

本发明涉及一种基准信号发生装置和基准信号发生系统。

背景技术

光编码器被广泛地用于检测测量设备等的位置。在递增编码器中，提供用于检测相对位置的标尺和用于检测基准位置的标尺。该递增编码器读取用于检测该基准位置的标尺，从而将检测到的相对位置信息变换为绝对位置信息。因此，该递增编码器被要求以高精度来检测基准位置。

为了检测基准位置，已知的一种方法是，其中多个光接收元件在基准点检测图案的读取方向上彼此分离开地布置，以及在这些光接收元件之间产生差值信号。通过检测其中该差值信号跨越零电平(交叉点)的点，可以识别该读取方向上该基准点检测图案的位置(如公开号为No.10-332431的日本未审专利申请)。

作为检测交叉点的另一个例子，提出了一种方法，采用对比该基准点检测图案更精细的图案的读取结果来修正该交叉点图案中的变化(编号为No.2009-515182的日本专利翻译公开)。

进一步地，还提出了另一种方法，其提供多个基准点检测图案并通过读取各个图案的时刻的不同来产生基准点(公开号为No.2000-304574的日本未审专利申请)。

发明内容

然而，发明人已经发现，在上述方法中还存在下列问题。在公开号为No.10-332431的日本未审专利申请中，基准信号是基于已被读取的基准点检测图案的边沿而产生的。因此，作为基础的该边沿根据该读取方向而变化，以及从而使得该基准信号的时刻变化。相应地，这个方法在以提高基准信号的精度原则下是不利的。尽管编号为No.2009-515182的日本专利翻译公开能够修正基准信号的位置，其必须预先执行一修正操作。这将会成为编码器操作中的限制。

尽管公开号为No.2000-304574的日本未审专利申请能够预期产生高精度的基准信号，但是，由于光接收元件接收来自多个各自基准点检测图案的光，需要一个光学系统或者类似系统。因此，这会在普通的编码器中增加不必要的元件，使得其布置结构复杂化。进一步地，当该基准点检测图案被小型化以提高基准信号的精度时，衍射效应将会变得更强，以及因此难以有效地读取基准点检测图案。

本发明是根据上述情况而作出的，以及本发明的目标是以简单的配置结构来产生高精度基准信号。

本发明的第一典型方面是一种基准信号发生装置，其包括：基准点检测光接收单元，其接收来自基准信号检测图案的光，其中该光从光源发出；以及基准信号发生电路，其从由该基准点检测光接收单元读取的该基准点检测图案的读取结果来产生基准信号。该基准点检测光接收单元包括：第一到第三光接收元件，它们在第一方向上顺序排列，分别地输出该基准点检测图案的读取结果作为第一到第三信号，并在该第一方向上具有第一宽度，其中该第一方向是该基准点检测图案的读取方向；第四光接收元件，其布置在该第一光接收元件和该第二光接收元件之间，输出该基准点检测图案的读取结果作为第四信号，并在该第一方向具有第二宽度；以及第五光接收元件，其布置在该第二光接收元件和该第三光接收元件之间，输出该基准点检测图案的读取结果作为第五信号，并在该第一方向上具有第二宽度。该基准信号发生电路输出该基准信号，其在其中第六信号与第七信号的电平变为相等的周期处开始，并该其中第八信号与第九信号的电平变为相等的周期处结束，其中，该第六信号是通过将该第一信号与该第四信号相加而得到的，该第七信号是通过将该第二信号与该第五信号相加而得到的，该第八信号是通过将该第四信号与该第二信号相加而得到的，该第九信号是通过将该第五信号与该第三信号相加而得到的。因此，可产生具有由这些光接收元件的布置结构决定的宽度的基准信号。因此，可容易地仅通过元件的布置结构产生具有恒定宽度的高精度基准信号。

本发明的第二典型方面是上述基准信号发生装置，其中该第一宽度与该第二宽度不同。从而，可以容易地仅通过这些元件的布置结构产生具有恒定宽度的高精度基准信号。

本发明的第三典型方面是上述基准信号发生装置，其中该第一宽度小于该第二宽度。从而，可产生由一偏移量决定的宽度的基准信号。因此，可容易地仅通过这些元件的布置结构产生具有窄恒定宽度的高精度基准信号。

本发明的第四典型方面是上述基准信号发生装置，其中在该基准信号发生电路中，该基准信号在其中从该第六信号中减去该第七信号而得到的值变为预定值的周期处开始，以及该基准信号在其中从该第八信号中减去该第九信号而得到的值变为预定值的周期处结束。从而，可以容易地仅通过这些元件的布置结构产生具有恒定宽度的高精度基准信号。

本发明的第五典型方面是上述基准信号发生装置，其中该基准信号发生电路产生第一比较信号，其表示从该第六信号中减去该第七信号而得到的信号与表示该预定值的第一固定电位之间的比较结果，产生第二比较信号，其表示从该第八信号中减去该第九信号而得到的信号与该第一固定电位之间的比较结果，并输出一信号作为该基准信号，该信号表示该第一比较信号与该第二比较信号之间的逻辑与。从而，可容易地仅通过这些元件的布置结构产生具有恒定宽度的高精度基准信号。

本发明的第六典型方面是上述基准信号发生装置，其中该基准信号发生电路包括：第一加法器，其输出通过将该第一信号与该第四信号相加而得到的第六信号；第二加法器，其输出通过将该第二信号与该第五信号相加而得到的第七信号；第三加法器，其输出通过将该第四信号与该第二信号相加而得到的第八信号；第四加法器，其输出通过将该第五信号与该第三信号相加而得到的第九信号；第一减法器，其输出通过从该第六信号中减去第七信号而得到的第一差值信号；第二减法器，其输出通过从该第八信号中减去该第九信号而得到的第二差值信号；第一比较器，其输出第一比较信号，该第一比较信号是该第一差值信号与该第一固定电位之间的比较结果；第二比较器，其输出第二比较信号，该第二比较信号是该第二差值信号与该第一固定电位之间的比较结果；以及第一逻辑与(AND)电路，其输出该第一比较信号与该第二比较信号之间的逻辑与。该第一比较信号与该第二比较信号之间的逻辑与被输出为该基准信号。从而，可容易地仅通过这些元件的布置结构产生具有恒定宽度的高精度基准信号。

本发明的第七典型方面是上述基准信号发生装置，其中该基准信号发生电路进一步包括：第三减法器，其输出从该第一到第五信号的相加值中减去该第一固定值而得到的第三差值信号；第三比较器，其输出第三比较信号，该第三比较信号是该第三差值信号与第二固定电位之间的比较结果；以及第二与电路，其输出该第一比较信号与该第二比较信号之间的该逻辑与和该第三比较信号之间的逻辑与作为该基准信号。从而，可容易地仅通过这些元件的布置结构产生具有恒定宽度的高精度基准信号。

本发明的第八典型方面是上述基准信号发生装置，其进一步包括：与在该第一方向上对齐的多个各自基准点检测图案相对应的在该第一方向上对齐的多个基准点检测光接收单元。该第一到第五信号从多个各自基准点检测光接收单元输出到基准信号发生电路。从而，可以减小基准信号宽度的波动，甚至当外部物体被连接到多个基准点检测光接收单元的一部分或者多个基准点检测图案的一部分时也是如此。

本发明的第九典型方面是一种基准信号发生系统，其包括：光源；标尺，其包括形成在其上并且由该光源照亮的基准点检测图案；基准点检测光接收单元，其接收来自该基准点检测图案的光，其中该光由该光源发出；以及基准信号发生电路，其根据由该基准点检测光接收单元读取的基准点检测图案的读取结果产生基准信号。该基准点检测光接收单元包括：第一到第三光接收元件，它们在第一方向上对齐，分别输出该基准点检测图案的读取结果作为第一到第三信号，并在该第一方向上具有第一宽度，其中该第一方向是该基准点检测图案的读取方向；第四光接收元件，其布置在该第一光接收元件和该第二光接收元件之间，输出该基准点检测图案读取结果作为第四信号，并在该第一方向上具有第二宽度；以及第五光接收元件，其布置在该第二光接收元件与该第三光接收元件之间，输出该基准点检测信号的读取结果作为第五信号，并在该第一方向上具有第二宽度。该基准信号发生电路输出该基准信号，其在其中通过将该第一信号与该第四信号相加而得到的第六信号与通过将该第二信号与该第五信号相加而得到的第七信号的电平变为相等的周期处开始，以及在通过将该第四信号与该第二信号相加而得到的第八信号与通过将该第五信号与该第三信号相加而得到的第九信号的电平变为相等的周期处结束。从而，可以产生具有由一偏移量决定的宽度的该基准信号。因此，可以在不受到光接收元件的制造工艺限制的前提下，产生具有恒定宽度的高精度基准信号。

根据本发明，可以通过简单的布置结构产生高精度的基准信号。

本发明的上述目标以及其它目标、特征和优点可通过下面的详细描述和附图全面地理解。这些附图仅是图形化的解释，并不是对本发明的限制。

从下面给出的详细描述以及相应附图中，将会更好地全面理解本发明的上述和其它目标、特征和优点，这些附图仅是通过示意的方式给出的，从而不应视为是对本发明的限制。

附图说明

图1的透视图示意性地示出了编码器1000的结构，其是结合了根据第一示例性实施例的基准信号发生装置100的编码器一个例子；

图2的顶视图示意性地示出了基准点检测光接收单元11的结构；

图3的电路框图示意性地示出了基准信号发生电路20的结构；

图4的时序图示出了基准信号发生装置100的操作；

图5的透视图示意性地示出了编码器2000的结构，其是结合了根据第二示例性实施例的基准信号发生装置200的编码器的一个例子；

图6的顶视图示意性地示出了根据该第二示例性实施例的基准点检测光接收单元11a到11c的布置结构；

图7的顶视图示出了其中外部物体连接到根据该第一示例性实施例的该基准点检测光接收单元11的一部分的状态；

图8的时序图示出了当外部物体连接到根据该第一示例性实施例的该基准点检测光接收单元11的一部分时的信号；以及

图9的顶视图示出了其中外部物体连接到根据该第二示例性实施例的基准点检测光接收单元11的一部分的状态。

具体实施方式

下面，将会参考附图来详细地解释本发明的示例性实施例。整个附图中，相同的元件用相同的参考标记来表示，以及重复的解释将会被省略。

[第一示例性实施例]

首先，将会解释根据第一示例性实施例的基准信号发生装置100。基准信号发生装置100用于确定递增编码器的基准位置，该递增编码器用于确定测量设备等的位置。为了更容易地理解基准信号发生装置100的使用图案，将会首先解释结合了基准信号发生装置100的编码器的一个例子。需要注意的是，由于下面解释的编码器结合了产生基准信号的基准信号发生装置，在广义上，该编码器可被理解为基准信号发生系统的一个方面。

图1的透视图示意性地示出了编码器1000的结构，其是结合了根据该第一示例性实施例的基准信号发生装置100的编码器的一个例子。编码器1000包括基准信号发生装置100、光源2、光学元件3、索引标尺(index sca1e)4、以及标尺5。光源2例如是LED(发光二极管)并发射光到索引标尺4和标尺5。光学元件3例如是准直仪，其将来自光源2的光2a变换为平行光2b。索引标尺4和标尺5被顺序地设置在平行光2b的光轴(Z方向)上。

基准点检测图案4a和位置检测图案4e形成在索引标尺4上。基准点检测图案4a和位置检测图案4e被形成为在盘状元件上穿孔的狭缝。基准点检测图案5a和位置检测图案5e形成在标尺5上。基准点检测图案5a和位置检测图案5e被形成为在盘状元件上穿孔的狭缝。需要注意的是，索引标尺4和标尺5可被看作为一个标尺的集成元件，其中基准点检测图案形成在其上。

基准信号发生装置100被设置为装置以读取基准点检测图案5a并产生基准信号，其中该基准点检测图案5a被从光源2发出的光照射。由于基准点检测图案5a是狭缝，基准点检测图案5a的对比与由照射光产生的基准点检测图案5a的周围环境是不同的。相应地，基准信号发生装置100识别该基准点检测图案5a为明亮图案。

基准信号发生装置100包括光接收单元1和基准信号发生电路20。光接收单元1包括位置检测光接收单元1b和基准点检测光接收单元11。位置检测光接收单元1b读取位置检测图案5e的图案，该图案由通过位置检测图案4e传输的光照射。位置检测光接收单元1b输出表示读取结果的信号到位置检测单元(附图中未示出)。该位置检测单元(附图中未示出)基于该接收到的信号来决定一检测位置。

图2的顶视图示意性地示出了根据该第一示例性实施例的基准点检测光接收单元11的结构。基准点检测光接收单元11包括设置在X方向(也称作为第一方向)上的5个光接收元件PD11到PD15，该X方向是基准点检测图案5a的读取方向。光接收元件PD11到PD15在X方向上顺序地对齐，它们之间具有间隙D。光接收元件PD11、PD13和PD15在X方向上的宽度是W1，同时光接收元件PD12和PD14在X方向上的宽度是W2(W2＞W1)。进一步地，光接收元件PD11和PD13在X方向上的布置间距和光接收元件PD12和PD14在X方向上的布置间距可以是布置间距P。下面，光接收元件PD11、PD13和PD15也分别地被称作为第一到第三光接收元件。光接收元件PD12和PD14也分别地被称作为第四和第五光接收元件。

尽管稍后描述，W1、W2和D是决定从基准信号发生装置100输出的基准信号的脉冲宽度的参数。尽管一个例子中给出了假设W2＞W1，W1和W2之间的幅值关系并不限于此，而是可以是W1＜W2或W1＝W2。然而，从减小基准信号的脉冲宽度这一点上来看，W2＞W1是期望的。尽管光接收元件PD11到PD15之间的间隙被示出为D，光接收元件PD11到PD15之间的间隙可以不同。进一步地，W1和W2中的一个应被称作为第一宽度，以及W1和W2中的另一个应被称作为第二宽度。

在基准点检测光接收单元11中，基准点检测图案5a顺序地被光接收元件PD11、PD12、PD13、PD14和PD15读取。光接收元件PD11到PD15输出分别地已被读取为读取信号S11到S15的基准点检测图案5a的亮度或暗度到基准信号发生电路20。下面，读取信号S11、S13和S15也被分别地称作为第一到第三信号。读取信号S12和S14也被分别地称作为第四到第五信号。

需要注意的是，在图1和2中，X方向是垂直于Z方向的方向。进一步地，垂直于X方向和Z方向的方向是Y方向(也被称作为第二方向)。

下面，将会解释基准信号发生电路20。图3的电路框图示意性地示出了基准信号发生电路20的结构。基准信号发生电路20包括减法器21到23、比较器24到26、与电路27和28、以及加法器41到44。下面，减法器21到23也被分别地称作为第一到第三减法器。比较器24到26也被分别地称作为第一到第三比较器。与电路27和28也被分别地称作为第一和第二与电路。加法器41到44也被分别地称作为第一到第四加法器。

对于加法器41，通过将读取信号S11和S12相加而得到的读取信号S1被输入到非反相输入端，同时地电势(也被称作为第一固定电势)被提供给反相输入端。加法器41的输出端连接到减法器21的非反相输入端。也就是说，加法器41输出通过将读取信号S11和S12相加而得到的读取信号S1到减法器21的非反相输入端。

对于加法器42，通过将读取信号S13和S14相加而得到的读取信号S2被输入到非反相输入端，同时地电势被提供给反相输入端。加法器42的输出端连接到减法器21的反相输入端。也就是说，加法器42输出通过将读取信号S13和S14相加而得到的读取信号S2到减法器21的反相输入端。

对于加法器43，通过将读取信号S12和S13相加而得到的读取信号S3被输入到非反相输入端，同时地电势被提供给反相输入端。加法器43的输出端连接到减法器22的非反相输入端。也就是说，加法器43输出通过将读取信号S12和S13相加而得到的读取信号S3到减法器22的非反相输入端。

对于加法器44，通过将读取信号S14和S15相加而得到的读取信号S4被输入到非反相输入端，同时地电势被提供给反相输入端。加法器44的输出端连接到减法器22的反相输入端。也就是说，加法器44输出通过将读取信号S14和S15相加而得到的读取信号S4到减法器22的反相输入端。

减法器21从读取信号S1中减去读取信号S2并将相减结果输出为差值信号T1。减法器22从读取信号S3中减去读取信号S4并将相减结果输出为差值信号T2。

对于减法器23，读取信号S11到S15是非反相输入端的输入，同时地电势被提供至反相输入端。减法器23从读取信号S11到S15的相加的信号中减去地电势，并将相减结果输出为差值信号T3。

需要注意的是，下面，读取信号S1到S4也分别地被称作为第六到第九信号。

对于比较器24，地电势输入到非反相输入端，以及差值信号T1输入到反相输入端。比较器24输出该地电势与差值信号T1之间的比较结果作为信号Z1。对于比较器25，差值信号T2输入到非反相输入端，以及地电势输入到反相输入端。比较器25输出差值信号T2与地电势之间的比较结果作为信号Z2。对于比较器26，差值信号T3输入到非反相输入端，以及基准电势Vref(也被称作为第二固定电势)输入到反相输入端。比较器26输出差值信号T3与基准电势Vref之间的比较结果作为信号Z3。下面，信号Z1到Z3也分别地被称作为第一到第三比较信号。

与电路27输出信号Z1和Z2之间的逻辑与作为脉冲信号Z4。与电路28输出信号Z3和脉冲信号Z4之间的逻辑与作为基准脉冲信号Z5，其是基准信号。

下面，将会解释基准信号发生装置100的基准信号发生操作。图4的时序图示出了基准信号发生装置100的操作过程。

首先，光接收元件PD11读取基准点检测图案5a，以及然后在读取信号S11中产生读取波形。下面，读取基准点检测图案5a的速度为V。

接下来，光接收元件PD12以[(W1+D)/V]的延迟从光接收元件PD11读取基准点检测图案5a，以及在读取信号S12中产生读取波形。结果是，在读取信号S1中产生读取波形，其中读取信号S1是通过将读取信号S11和S12相加而得到的。需要注意的是，为了简化附图，下面，[(W1+D)/V]＝ΔTa。

接下来，光接收元件PD13以(P/V)的延迟从光接收元件PD11读取基准点检测图案5a，以及在读取信号S13中产生读取波形。结果是，在读取信号S3中产生读取波形，该读取信号S3是通过将读取信号S12和S13相加而得到的。需要注意的是，为了简化附图，下面，(P/V)＝ΔTb。此时，如果读取过程正常进行的话，读取信号S1的峰值与读取信号S3的峰值之间的时间间隔将会是ΔTa。

接下来，光接收元件PD14以ΔTa的延迟从光接收元件PD13读取基准点检测图案5a，以及在读取信号S14中产生读取波形。结果是，在读取信号S2中产生读取波形，该读取信号S2是通过将读取信号S13和S14相加而得到的。此时，如果读取过程正常进行的话，读取信号S1的峰值与读取信号S2的峰值之间的时间间隔将会是ΔTb。由于减法器21通过上述结构从读取信号S1中减去读取信号S2，在差值信号T1(S1-S2)中产生交叉点IP1。交叉点IP1可被理解为其中读取信号S1的电平变得等于读取信号S2的电平处的点。

接下来，光接收元件PD15以ΔTb的延迟从光接收元件PD13读取基准点检测图案5a，以及在读取信号S15中产生读取波形。结果是，在读取信号S4中产生读取波形，该读取信号S4是通过将读取信号S14和S15相加而得到的。此时，如果读取过程正常进行的话，读取信号S3的峰值与读取信号S4的峰值之间的时间间隔将会是ΔTb。由于减法器22通过上述结构从读取信号S3中减去读取信号S4，在差值信号T2(S3-S4)中产生交叉点IP2。交叉点IP2可被理解为其中读取信号S3的电平变得等于读取信号S4的电平处的点。

减法器23输出差值信号T3，其是如上所述的读取信号S11到S15的和信号。

比较器24通过上述结构比较地电势与差值信号T1。结果是，从比较器24输出的信号Z1在其中差值信号T1处于负电势的周期内变为高电平，其中该差值信号T1在该交叉点IP1处开始。

比较器25通过上述结构比较地电势与差值信号Z2。结果是，从比较器25输出的信号Z2在其中差值信号T2处于负电势的周期内变为高电平，其中该差值信号T2在该交叉点IP2处结束。

比较器26比较信号Z3与基准电势。结果是，从比较器26输出的信号Z3在其中Z3≥Vref的周期内变为高电平。

与电路27输出信号Z1与信号Z2之间的逻辑与作为脉冲信号Z4。也就是说，脉冲信号Z4是在交叉点IP1处开始并在交叉点IP2处结束的脉冲信号。

与电路28输出信号Z3与脉冲信号Z4之间的逻辑与作为基准脉冲信号Z5。在这种情况下，脉冲信号Z4输出作为基准脉冲信号Z5。

也就是说，在这个结构中，读取信号S3的时刻从读取信号S1延迟ΔTa，其中读取信号S3是读取信号S12和S13的和信号，以及读取信号S1是读取信号S11和S12的和信号。进一步地，读取信号S4的时刻从读取信号S2延迟ΔTa，其中读取信号S4是读取信号S14和S15的和信号，以及读取信号S2是读取信号S13和S14的和信号。相应地，交叉点IP2的时刻从交叉点IP1延迟ΔTa。

如上所述，基准脉冲信号Z5是具有介于交叉点IP1和交叉点IP2之间的宽度的脉冲信号。在这个结构中，交叉点IP1的时刻仅由光接收元件PD11到PD14的布置结构决定，同时交叉点IP2的时刻仅由光接收元件PD12到PD15的布置结构决定。相应地，交叉点IP1和IP2时刻的差值是由光接收元件PD11、PD13和PD15的宽度W1、光接收元件PD12和PD14的宽度W2、以及这些光接收元件之间的间隙D所决定的恒定值。从而，这个结构能够保持基准脉冲信号Z5的脉冲宽度为恒定，其中该基准脉冲信号Z5为基准信号。

因此，根据这个结构，通过确定X方向上光接收元件的宽度和设置这些光接收元件之间的间隙D，可以设定基准脉冲信号Z5的脉冲宽度为期望的值。

进一步地，在这个结构中，无需在基准点检测5a侧上要求特殊的工作，即可得到具有恒定宽度的基准信号。从而，为了读取基准点检测图案，不需要在该基准点检测图案和该光接收单元之间插入光学系统等，从而实现简单的结构。

[第二示例性实施例]

下面，将会解释根据第二示例性实施例的基准信号发生装置200。基准信号发生装置200是基准信号发生装置100的修改例子，以及其被用于确定一递增编码器的基准位置，其中该编码器用于确定一测量设备等的位置。图5的透视图示意性地示出了编码器2000的结构，其是结合了根据该第二示例性实施例的基准信号发生装置200的编码器的一个例子。除了编码器1000中的索引标尺4、标尺5以及基准信号发生装置100分别被索引标尺7、标尺8以及基准信号发生装置200代替之外，编码器2000具有与编码器1000相同的结构。

在X方向上对齐的基准点检测图案4a到4c以及位置检测图案4e形成在索引标尺7上。由于基准点检测图案4b和4c与基准点检测图案4a相似，将省去对基准点检测图案4b和4c的解释。在X方向上对齐的基准点检测图案5a到5c以及位置检测图案5e形成在索引标尺8上。基准点检测图案5a到5c形成在分别与基准点检测图案4a到4c对应的位置处。由于基准点检测图案5b和5c与基准点检测图案5a相似，将省去对基准点检测图案5b和5c的解释

基准信号发生装置200包括光接收单元6和基准信号发生电路20。光接收单元6包括基准点检测光接收单元11a到11c和位置检测光接收单元1b。由于基准点检测光接收单元11b和11c与基准点检测光接收单元11a类似，将省去对基准点检测光接收单元11b和11c的解释。基准点检测光接收单元11a到11c分别设置在与基准点检测图案5a到5c对应的位置处。图6的顶视图示意性地示出了根据该第二示例性实施例的基准点检测光接收单元11a到11c的结构。基准点检测光接收单元11a到11c具有与根据第一示例性实施例的基准点检测光接收单元11类似的结构。基准点检测光接收单元11a到11d在X方向上对齐，该X方向是读取方向。进一步地，基准点检测图案4a到4c和5a到5c被设置为分别与基准点检测光接收单元11a到11c相对应。

为了理解根据这个示例性实施例的基准信号发生装置200的优点，将会解释当外部物体连接到基准信号发生装置100的基准点检测光接收元件11时的影响。图7的顶视图示出了其中外部物体连接到根据该第一示例性实施例的基准点检测光接收单元11的一部分的状态。图8的时序图示出了当外部物体连接到根据该第一示例性实施例的基准点检测光接收单元11的一部分时的信号。例如，当外部物体50连接到基准点检测光接收单元11的光接收元件PD11时，本应照射到光接收元件PD11上的光被外部物体50遮挡。结果是，如图8所示，读取信号S1的波形发生畸变，以及交叉点的位置从IP1移动到IP31。相应地，基准脉冲信号的宽度发生波动。

同时，在这个结构中，由于多个光接收元件布置在X方向上，该X方向是读取方向，可以减小由已连接的外部物体所导致的基准脉冲信号宽度上的波动。图9的顶视图示出了其中外部物体连接到根据第三示例性实施例的基准点检测光接收单元11a的一部分的状态。在这种情况下，从基准点检测光接收单元11a到11c的光接收元件PD12输出的读取信号S11将会由于外部物体50连接到基准点检测光接收单元11a的光接收元件PD12上而具有畸变的波形。该畸变表现为读取信号S1波形的畸变。结果是，交叉点的位置发生移动。

然而，在这个结构中，从基准点检测光接收单元11a到11c输出的读取信号Sl1到S15相加。相应地，甚至当外部物体连接到多个基准点检测光接收单元的一部分时，具有正常波形的信号会从没有连接外部物体的那些基准点检测光接收单元输出。结果是，甚至当外部物体连接到基准点检测光接收单元11a的光接收元件PD12时，能够减小读取信号S1波形的畸变。相应地，可以防止差值信号T1的交叉点发生移动。

因此，根据这个结构，甚至当外部物体连接到光接收单元时，可以减小或防止基准脉冲信号宽度上的波动。

需要注意的是，尽管仅描述了其中外部物体连接到一个光接收元件的情形，这仅仅是一个例子。明显的是，上述解释可用于其中外部物体连接到索引标尺或标尺的基准点检测图案的情形。

进一步地，尽管仅描述了其中基准点检测图案和基准点检测光接收单元的数量为3的情形，这仅仅是一个例子。基准点检测图案和基准点检测光接收元件的数量可以是除了3之外的任意其它多个。

[其它示例性实施例]

需要注意的是，本发明并不限于上述示例性实施例，在不脱离本发明范围的前提下，可以进行合适的变化。例如，上面的基准信号发生电路仅仅是一个例子而已。也就是说，只要与上述基准信号发生电路产生的基准信号类似的基准信号能够基于来自该基准点检测光接收单元而产生，该基准信号发生电路的结构就可以进行合适的变化。

尽管上述示例性实施例将光源2解释为LED，这仅仅是一个例子而已。LED可以是单色的或白色的。进一步地，激光二极管或者其它激光器件也可用作光源。进一步地，普通宽带光源例如卤素灯可以用作光源。

尽管在上面的示例性实施例中已经解释了可发射编码器，这也仅仅是一个例子而已。因此，根据上述示例性实施例的编码器可以是所谓的反射编码器，其中光被标尺反射以及反射光被位置检测光接收单元接收。

因此，从上面描述的发明中可以看出，很明显的是，本发明的这些实施例可通过多种方式变化。这些变形方式不应被认为脱离本发明的精神和范围，以及对本领域技术人员来说明显的所有这些变化结构都意于被包括在下面权利要求的范围内。

Claims (9)

1.一种基准信号发生装置，包括：

基准点检测光接收单元，其接收来自基准点检测图案的光，该光从一光源发射出；以及

基准信号发生电路，其从由基准点检测光接收单元读取的基准点检测图案的读取结果产生基准信号，其中

该基准点检测光接收单元包括：

第一到第三光接收元件，它们在第一方向上对齐，分别输出该基准点检测图案的读取结果作为第一到第三信号，以及在该第一方向上具有第一宽度，该第一方向是该基准点检测图案的读取方向；

第四光接收元件，其布置在该第一光接收元件与该第二光接收元件之间，输出该基准点检测图案的读取结果作为第四信号，并在该第一方向上具有第二宽度，以及

第五光接收元件，其布置在该第二光接收元件与该第三光接收元件之间，输出该基准点检测图案的读取结果作为第五信号，并在该第一方向上具有该第二宽度，以及

该基准信号发生电路输出该基准信号，该基准信号在其中第六信号和第七信号的电平变为相等的周期处开始，以及在其中第八信号与第九信号的电平变为相等的周期处结束，其中，该第六信号是通过将该第一信号与该第四信号相加而得到的，该第七信号是通过将该第二信号与该第五信号相加而得到的，该第八信号是通过将该第四信号与该第二信号相加而得到的，该第九信号是通过将该第五信号与该第三信号相加而得到的。

2.根据权利要求1的基准信号发生装置，其中该第一宽度与该第二宽度不同。

3.根据权利要求2的基准信号发生装置，其中该第一宽度小于该第二宽度。

4.根据权利要求1到3中任一项的基准信号发生装置，其中，在该基准信号发生电路中，

该基准信号在其中通过从该第六信号中减去该第七信号而得到的值变为预定值的周期处开始，以及

该基准信号在其中通过从该第八信号中减去该第九信号而得到的值变为预定值的周期处结束。

5.根据权利要求4的基准信号发生装置，其中该基准信号发生电路

产生第一比较信号，其表示从该第六信号中减去该第七信号而得到的信号与表示该预定值的第一固定电势之间的比较结果，

产生第二比较信号，其表示从该第八信号中减去该第九信号而得到的信号与该第一固定电势之间的比较结果，以及

输出表示该第一比较信号与该第二比较信号之间逻辑与的信号作为该基准信号。

6.根据权利要求5的基准信号发生装置，其中

该基准信号发生电路包括：

输出该第六信号的第一加法器，该第六信号是通过将该第一信号与该第四信号相加而得到的；

输出该第七信号的第二加法器，该第七信号是通过将该第二信号与该第五信号相加而得到的；

输出该第八信号的第三加法器，该第八信号是通过将该第四信号与该第二信号相加而得到的；

输出该第九信号的第四加法器，该第九信号是通过将该第五信号与该第三信号相加而得到的；

输出第一差值信号的第一减法器，该第一差值信号是通过从该第六信号中减去该第七信号而得到的；

输出第二差值信号的第二减法器，该第二差值信号是通过从该第八信号中减去该第九信号而得到的；

输出该第一比较信号的第一比较器，该第一比较信号是该第一差值信号与该第一固定电势之间的比较结果；

输出该第二比较信号的第二比较器，该第二比较信号是该第二差值信号与该第一固定电势之间的比较结果；以及

输出该第一比较信号与该第二比较信号之间的逻辑与的第一与电路，以及

该第一比较信号与该第二比较信号之间的该逻辑与被输出作为该基准信号。

7.根据权利要求6的基准信号发生装置，其中该基准信号发生电路进一步包括：

输出第三差值信号的第三减法器，该第三差值信号是通过从该第一到第五信号的相加值中减去该第一固定值而得到的；

输出第三比较信号的第三比较器，该第三比较信号是该第三差值信号与第二固定电势之间的比较结果；以及

第二与电路，其输出该第一比较信号与该第二比较信号之间的该逻辑与和该第三比较信号之间的逻辑与作为该基准信号。

8.根据权利要求1到7中任一项的基准信号发生装置，进一步包括：

在该第一方向上对齐的多个基准点检测光接收单元，它们与在该第一方向上对齐的多个各自的基准点检测图案相对应，其中

该第一到第五信号从该多个各自的基准点检测光接收单元输出到该基准信号发生电路。

9.一种基准信号发生系统，包括：

光源；

包括形成于其上的基准点检测图案的标尺，该图案被该光源照射；

从该基准点检测图案接收光的基准点检测光接收单元，该光由该照射发出；以及

基准信号发生电路，其从由该基准点检测光接收单元读取的该基准点检测图案的读取结果产生一基准信号，其中

该基准点检测光接收单元包括：

第一到第三光接收元件，它们在第一方向上对齐，分别输出该基准点检测图案的读取结果作为第一到第三信号，以及在该第一方向上具有第一宽度，其中该第一方向是该基准点检测图案的读取方向；

第四光接收元件，其布置在该第一光接收元件和该第二光接收元件之间，输出该基准点检测图案的读取结果作为第四信号，以及在该第一方向上具有第二宽度；以及

第五光接收元件，其布置在该第二光接收元件与该第三光接收元件之间，输出该基准点检测图案的读取结果作为第五信号，以及在该第一方向上具有第二宽度，以及

该基准信号发生电路输出该基准信号，该基准信号在其中第六信号与第七信号的电平变为相等的周期处开始，以及在第八信号与第九信号的电平变为相等的周期处结束，其中，该第六信号是通过将该第一信号与该第四信号相加而得到的，该第七信号是通过将该第二信号与该第五信号相加而得到的，该第八信号是通过将该第四信号与该第二信号相加而得到的，该第九信号是通过将该第五信号与该第三信号相加而得到的。