CN112240781B - 编码器、伺服电机、伺服系统 - Google Patents

Abstract

编码器、伺服电机、伺服系统。减小传感器部的位置偏移对绝对位置检测精度的影响。编码器具有盘和光学模块，盘具有第一绝对图案的狭缝轨道(SA1)和第二绝对图案的狭缝轨道(SA2)。光学模块具有：受光阵列(PA1)，接收由狭缝轨道(SA1)反射的光，由多个第一受光元件与多个第二受光元件交替配置而成，多个第一受光元件输出第一相位的第一绝对信号，多个第二受光元件输出第二相位的第一绝对信号；受光阵列(PA2)，配置成在与受光阵列(PA1)之间隔着光轴(Op)，接收由狭缝轨道(SA2)反射的光，由多个第三受光元件与多个第四受光元件交替配置而成，多个第三受光元件输出第一相位的第二绝对信号，多个第四受光元件输出第二相位的第二绝对信号。

Description

编码器、伺服电机、伺服系统

技术领域

本发明的实施方式涉及编码器、伺服电机、伺服系统。

背景技术

专利文献1记载了以下这样的编码器：将光源夹在中间，在旋转盘的半径方向的外侧及内侧分别配置有绝对式受光阵列。

专利文献1：日本特开2012-103032号公报

发明内容

发明要解决的课题

在编码器中，具备受光部的传感器部有时从适当位置偏离地配置。在这样的情况下，例如在上述现有技术中，从两个绝对式受光阵列分别输出的信号产生相位偏移，可能影响绝对位置的检测精度。

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供能够减小传感器部的位置偏移对绝对位置的检测精度的影响的编码器、伺服电机、伺服系统。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，根据本发明的一个方面，应用一种编码器，其具有：标尺，其具有分别沿着测定方向形成的第一绝对图案和第二绝对图案；以及传感器部，其沿着所述测定方向测定所述标尺，所述传感器部具有：第一绝对受光部，其接收从光源射出并在所述第一绝对图案处透过或反射的光，是由多个第一受光元件与多个第二受光元件沿所述测定方向交替配置而成的，该多个第一受光元件输出第一相位的第一绝对信号，该多个第二受光元件输出与所述第一相位具有规定的相位差的第二相位的所述第一绝对信号；以及第二绝对受光部，其被配置成在与所述第一绝对受光部之间隔着所述光源的光轴，接收从所述光源射出并在所述第二绝对图案处透过或反射的光，是由多个第三受光元件与多个第四受光元件沿所述测定方向交替配置而成的，该多个第三受光元件输出所述第一相位的第二绝对信号，该多个第四受光元件输出所述第二相位的所述第二绝对信号。

此外，根据本发明的另一方面，应用一种伺服电机，其具有：转子相对于定子旋转的旋转型电机，或者动子相对于定子移动的直线电机；以及上述编码器，其检测所述转子或所述动子的位置、速度、加速度中的至少一个。

此外，根据本发明的另一方面，应用一种伺服系统，其具有：转子相对于定子旋转的旋转型电机，或者动子相对于定子移动的直线电机；上述编码器，其检测所述转子或所述动子的位置、速度、加速度中的至少一个；以及控制装置，其根据所述编码器的检测结果，控制所述旋转型电机或所述直线电机。

发明效果

根据本发明的编码器等，能够减小传感器部的位置偏移对绝对位置的检测精度的影响。

附图说明

图1是示出一个实施方式的伺服系统的概略结构的一例的说明图。

图2是示出一个实施方式的编码器的概略结构的一例的说明图。

图3是示出盘的结构的一例的俯视图。

图4是示出狭缝轨道的结构的一例的盘的上表面的一部分的放大图。

图5是示出光学模块的光源及受光阵列的布局结构的一例的仰视图。

图6是示出信号处理部的功能结构的一例的框图。

图7是示出低增量信号、A相绝对信号以及B相绝对信号的波形的一例的说明图。

图8是示出光学模块的位置偏移的一例的盘的俯视图。

图9是用于说明在光学模块存在位置偏移的情况下在低增量信号与A相绝对信号、以及低增量信号与B相绝对信号之间产生的相位差的说明图。

图10是示出第一绝对信号和第二绝对信号相对于低增量信号的相位偏移与光学模块的周向偏移量的相关关系的一例的曲线图。

图11是示出A相绝对信号及B相绝对信号相对于低增量信号的相位偏移与光学模块的周向偏移量的相关关系的一例的曲线图。

图12是示出生成信号选择用的基准增量信号的变形例中的信号处理部的功能结构的一例的框图。

图13是示出生成信号选择用的基准增量信号的变形例中的第一绝对信号以及第二绝对信号相对于低增量信号的相位偏移与光学模块的周向偏移量的相关关系的一例的曲线图。

图14是示出生成信号选择用的基准增量信号的变形例中的A相绝对信号及B相绝对信号相对于低增量信号的相位偏移与光学模块的周向偏移量的相关关系的一例的曲线图。

图15是示出变更增量信号的受光阵列的布局的变形例中的光学模块的光源及受光阵列的布局结构的一例的仰视图。

图16是示出信号处理部的硬件结构例的框图。

标号说明

100：编码器；110：盘(标尺)；120：光学模块(传感器部)；120A：光学模块(传感器部)；121：光源；122：第一信号耦合部；123：第二信号耦合部；124：第一位置调整用受光元件(第一位置调整用受光部)；125：第二位置调整用受光元件(第二位置调整用受光部)；130：信号处理部；130A：信号处理部；134：信号选择部；135：位置数据生成部；136：基准信号生成部；C：测定方向；CT：控制装置；M：电机(旋转型电机)；Op：光轴；PA1：受光阵列(第一绝对受光部)；PA2：受光阵列(第二绝对受光部)；PI1：受光阵列(增量受光部、第一增量受光部)；PI2：受光阵列(增量受光部、第二增量受光部)；p1：第一受光元件；p2：第二受光元件；p3：第三受光元件；p4：第四受光元件。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一个实施方式进行说明。

<0.背景>

首先，在对实施方式进行说明之前，对本申请发明人等想到本申请发明的背景等进行说明。

编码器构成为由两个受光阵列分别接收由具有绝对图案的两个狭缝轨道反射或透射的光，从各受光阵列分别输出绝对信号。在该编码器中，从两个受光阵列分别输出相位彼此相差180°的绝对信号。由此，能够选择从不是检测图案的变化点等不稳定的区域的绝对图案得到的信号而确定绝对位置，实现检测精度的提高。

但是，在编码器中，存在具备受光阵列的传感器部相对于具备狭缝轨道的标尺从适当位置沿绕光轴的周向偏移地配置。例如，在检测转子相对于定子旋转的旋转型电机中的转子的旋转位置、旋转速度、旋转加速度中的至少一个的旋转型(转子型)编码器中，是传感器部相对于盘从适当位置沿盘的周向位置偏移地安装的情况。此外，例如，在检测动子相对于定子移动的直线电机中的动子的位置、速度、加速度中的至少一个的直线型(直线型)编码器中，是因动子相对于定子的晃动等从而传感器部相对于直线标尺沿绕光轴的周向位置偏移的情况。在这种情况下，传感器部的受光元件相对于标尺的狭缝倾斜地对置。其结果是，从两个受光阵列输出的绝对信号产生相位偏移，可能影响绝对位置的检测精度。

在此，根据本申请发明人等的研究发现，将两个受光阵列分别构成为：输出第一绝对信号的多个第一受光元件、和输出相位与第一绝对信号相差180°的第二绝对信号的多个第二受光元件在标尺的测定方向上交替配置，并且将这两个受光阵列配置成隔着光源的光轴，由此能够减少上述传感器部的位置偏移产生影响。想到这些情况的本申请发明人等进一步进行了深入研究，结果想到了以下说明的实施方式的编码器等。以下，对该实施方式进行详细说明。另外，在此说明的课题、效果等只是以下说明的实施方式的一个例子，显然该实施方式会起到进一步的作用效果等。

另外，以下说明的实施方式的编码器能够应用于旋转型和直线型这两种类型的编码器，以下，以旋转型的编码器为例进行说明。在应用于直线型类型的编码器的情况下，能够通过增加将传感器部测定的对象从旋转盘变更为直线标尺等适当的变更来实现，因此，省略详细的说明。

＜1.伺服系统＞

首先，参照图1，对本实施方式的伺服系统的结构进行说明。如图1所示，伺服系统S具有伺服电机SM和控制装置CT。伺服电机SM具有编码器100和电机M。

电机M是不包括编码器100的动力发生源的一例。电机M是转子(省略图示)相对于定子(省略图示)旋转的旋转型电机，通过使固定于转子的轴SH绕轴心AX旋转，输出旋转力。

另外，有时也将电机M单体称为伺服电机，但在本实施方式中，将包括编码器100的结构称为伺服电机SM。另外，以下，为了便于说明，对伺服电机SM是被控制成追随位置或速度等的目标值的电机的情况进行说明，但例如仅将编码器的输出用于显示的情况等，只要附设有编码器，也包含在伺服系统以外使用的电机。

此外，电机M例如只要是编码器100能够检测位置数据等的电机，则没有特别限定。此外，电机M并不限于使用电作为动力源的电动式电机的情况，例如，也可以是液压式电机、空气式电机、蒸汽式电机等使用其他动力源的电机。以下，对电机M为电动式电机的情况进行说明。

编码器100与电机M的轴SH的旋转力输出侧的相反侧连结。但是，不一定限于相反侧，编码器100也可以与轴SH的旋转力输出侧连结。编码器100通过检测轴SH(转子)的位置，来检测电机M的位置(也称为旋转角度。)，并输出表示该位置的位置数据。

编码器100除了电机M的位置之外或者代替电机M的位置，也可以检测电机M的速度(也称为转速、角速度等。)、以及电机M的加速度(也称为旋转加速度、角加速度等。)中的至少一个。在该情况下，电机M的速度及加速度例如能够通过按时间对位置进行一阶或二阶微分、或对检测信号(例如后述的增量信号)进行规定时间的计数等处理来检测。以下，假设编码器100检测的物理量是位置来进行说明。

控制装置CT获取从编码器100输出的位置数据，根据该位置数据控制电机M的旋转。因此，在使用电动式电机作为电机M的本实施方式中，控制装置CT根据位置数据控制对电机M施加的电流或电压等，从而控制电机M的旋转。进而，控制装置CT也可以从上位控制装置获取上位控制信号，以使得从电机M的轴SH输出能够实现上位控制信号所表示的位置等的旋转力的方式控制电机M。另外，在电机M使用液压式、空气式、蒸汽式等其他动力源的情况下，控制装置CT通过控制这些动力源的供给，能够控制电机M的旋转。

＜2.编码器＞

接着，对本实施方式的编码器100进行说明。如图2所示，编码器100具有盘110、光学模块120和信号处理部130。

在此，为了便于说明编码器100的结构，如下确定上下等方向并适当使用。在图2中，将盘110面向光学模块120的方向、即Z轴正的方向设为“上”，将Z轴的负方向设为“下”。但是，该方向根据编码器100的设置方式而变动，并不限定编码器100的各结构的位置关系。

(2-1.盘)

盘110是标尺的一例。如图3所示，盘110形成为圆板状，配置成盘中心O与轴心AX几乎一致。盘110与电机M的轴SH连结，通过轴SH的旋转而旋转。另外，在本实施方式中，作为用于测定电机M的旋转的测定对象的例子，以圆板状的盘110为例进行说明，但例如也可以使用轴SH的端面等其他部件作为测定对象。另外，在图2所示的例子中，盘110与轴SH直接连结，但也可以经由轮毂等连结部件连结。

如图3所示，盘110具有多个狭缝轨道SA1、SI1、SI2、SA2。盘110与电机M的驱动一起旋转，但光学模块120与盘110的一部分相对且固定地配置。因此，狭缝轨道SA1、SI1、SI2、SA2与光学模块120伴随着电机M的驱动而彼此向测定方向(图3所示的箭头C的方向。以下适当记载为“测定方向C”。)相对移动。

在此，“测定方向”是由光学模块120对形成于盘110的各狭缝轨道进行光学测定时的测定方向。在如本实施方式那样测定对象为盘110的旋转型编码器中，测定方向与盘110的以盘中心O为中心的圆周方向一致。另一方面，例如在测定对象为直线标尺等的直线型编码器中，测定方向与沿着直线标尺的直线方向一致。

各狭缝轨道SA1、SI1、SI2、SA2形成为在盘110的上表面配置成以盘中心O为中心的环状的轨道。各狭缝轨道遍及轨道的整周具有沿测定方向C排列的多个反射狭缝(图4中的斜线阴影部分)。一个个反射狭缝反射从光源121出射的光。

盘110例如由金属等反射光的材质形成。然后，通过蚀刻或涂敷等在盘110的表面的不反射光的部分配置反射率低的材质(例如氧化铬等)，在未配置的部分形成反射狭缝。另外，也可以通过溅射等使不反射光的部分成为粗糙面来降低反射率，由此形成反射狭缝。

另外，对于盘110的材质和制造方法等，没有特别限定。例如，也可以用玻璃或透明树脂等使光透过的材质形成盘110。在该情况下，通过蒸镀等在盘110的表面配置反射光的材质(例如铬等)，能够形成反射狭缝。

另外，本说明书中的“狭缝”是形成于盘110并对从光源121射出的光赋予反射(包括反射型衍射)、透射(包括透射型衍射)等作用的区域。该狭缝沿着上述测定方向以具有规定图案的方式配置有多个，由此，构成各狭缝轨道。在本实施方式中，以各狭缝是反射狭缝的情况为例进行说明。

狭缝轨道在盘110的上表面沿宽度方向(图3所示的箭头R的方向。以下适当记载为“宽度方向R”。)同时设置有4条。另外，“宽度方向”是盘110的半径方向、即与测定方向C大致垂直的方向，沿着该宽度方向R的各狭缝轨道的长度相当于各狭缝轨道的宽度。4条狭缝轨道从宽度方向R的内侧朝向外侧，按照SA1、SI1、SI2、SA2的顺序呈同心圆状配置。为了更详细地说明各狭缝轨道，在图4中示出盘110的与光学模块120相对的区域附近的局部放大图。

如图4所示，狭缝轨道SA1、SA2具有的多个反射狭缝以沿着测定方向C具有绝对图案的方式配置在盘110的整周。

另外，“绝对图案”是后述的光学模块120所具有的受光阵列相对的角度内的反射狭缝的位置或比例等在盘110的一周内唯一确定的图案。即，例如，在图4所示的绝对图案的例子的情况下，在电机M处于某角度位置的情况下，对置的受光阵列的多个受光元件各自的检测或未检测的位图案的组合唯一地表示该角度位置的绝对位置。另外，“绝对位置”是盘110在一周内相对于原点的角度位置。原点设定在盘110的一周内的适当的角度位置，以该原点为基准形成绝对图案。

根据本实施方式的绝对图案，能够通过受光阵列的受光元件数的位而一维地表示电机M的绝对位置。但是，绝对图案不限于该例。例如，也可以是通过受光元件数的位而多维地表示的图案。此外，除了规定的位图案以外，也可以是由受光元件接收的光量或相位等物理量以唯一地表示绝对位置的方式变化的图案、绝对图案的码序列被实施了调制的图案等，此外，也可以是各种图案。

在本实施方式中，同样的绝对图案在测定方向C上的相同位置形成为两条狭缝轨道SA1、SA2。即，在狭缝轨道SA1和狭缝轨道SA2中，各狭缝的周向两端的位置(测定方向C的位置)分别一致。

另一方面，狭缝轨道SI1、SI2所具有的多个反射狭缝以在测定方向C上具有增量图案的方式配置在盘110的整周。

如图4所示，“增量图案”是按规定间距规则地重复的图案。在此，“间距”是具有增量图案的狭缝轨道SI1、SI2中的各反射狭缝的配置间隔。如图4所示，狭缝轨道SI1的间距为P1，狭缝轨道SI2的间距为P2。增量图案与将多个受光元件的检测的有无分别作为位来表示绝对位置的绝对图案不同，通过至少一个以上的受光元件的检测信号之和来表示每一个间距或一个间距内的电机M的位置。因此，增量图案虽然不表示电机M的绝对位置，但与绝对图案相比，能够非常高精度地表示位置。

在本实施方式中，狭缝轨道SI1的间距P1被设定为比狭缝轨道SI2的间距P2长。例如，以P1＝2×P2的方式设定各间距。即，狭缝轨道SI2的反射狭缝的数量为狭缝轨道SI1的反射狭缝的数量的2倍。然而，该狭缝间距的关系并不限于该例，例如可以取3倍、4倍、5倍等各种值。

另外，在本实施方式中，狭缝轨道SA1、SA2的反射狭缝的测定方向C上的最小长度与狭缝轨道SI1的反射狭缝的间距P1一致。其结果是，基于狭缝轨道SA1、SA2的绝对信号的分辨率与狭缝轨道SI1的反射狭缝的数量一致。

(2-2.光学模块)

光学模块120是传感器部的一例。如图2和图5所示，光学模块120形成为与盘110平行的基板BA。光学模块120伴随着盘110的旋转，相对于狭缝轨道SA1、SI1、SI2、SA2在测定方向C上相对移动。另外，光学模块120不一定必须构成为1块基板，也可以构成为多块基板。在这种情况下，只要将这些基板集中配置即可。此外，光学模块120也可以不是基板状。

如图2及图5所示，光学模块120在基板BA的与盘110相对的面上具有光源121和多个受光阵列PA1、PI1、PI2、PA2。

如图3所示，光源121配置在和狭缝轨道SI1与狭缝轨道SI2之间相对的位置。然后，光源121向通过光学模块120的相对的位置的4个狭缝轨道SA1、SI1、SI2、SA2的相对的部分射出光。

光源121只要是能够向照射区域照射光的光源，则没有特别限定，例如可以使用LED(Light Emitting Diode)。光源121特别是构成为未配置光学透镜等的点光源，从发光部射出扩散光。另外，在称为“点光源”的情况下，不需要是严格的点，只要是在设计上或工作原理上可以看作从大致点状的位置发出扩散光的光源，也可以从具有有限面积的出射面发出光。此外，“扩散光”并不限于从点光源向全方位发出的光，还包括向有限的一定方位扩散并射出的光。即，在此所说的扩散光中，只要是比平行光具有扩散性的光，则包括在内。通过这样使用点光源，光源121能够向通过相对的位置的4个狭缝轨道SA1、SI1、SI2、SA2大致均等地照射光。此外，不进行光学元件的聚光/扩散，因此，不易产生光学元件引起的误差等，能够提高光朝向狭缝轨道的直进性。

多个受光阵列PA1、PI1、PI2、PA2具有配置在光源121的周围并分别接收由对应的狭缝轨道的反射狭缝反射的光的多个受光元件(图5的点阴影部分)。如图5所示，多个受光元件沿着测定方向C排列。作为一个一个的受光元件，例如可以使用光电二极管。但是，并不限于光电二极管，只要是能够接收从光源121射出的光并转换为电信号即可，没有特别限定。

另外，从光源121射出的光是扩散光。因此，投射在光学模块120上的狭缝轨道的像以与光路长度相应的规定的放大率ε进行放大。即，如图4及图5所示，如果将狭缝轨道SA1、SI1、SI2、SA2各自的宽度方向R的长度设为WSA1、WSI1、WSI2、WSA2，将它们的反射光投射到光学模块120的形状的宽度方向R的长度设为WPA1、WPI1、WPI2、WPA2，则WPA1、WPI1、WPI2、WPA2成为WSA1、WSI1、WSI2、WSA2的ε倍的长度。另外，在本实施方式中，如图5所示，各受光阵列的宽度方向中心位置与各狭缝向光学模块120的投射形状的宽度方向中心位置大致一致，各狭缝向光学模块120的投射形状的宽度方向R的长度设定为比各受光阵列的受光元件的宽度方向R的长度大规定量。该规定量被设定为适当的值，以使得即使在光学模块120沿绕光轴的周向位置偏移地安装的情况下，各受光阵列也存在于各狭缝的投射形状的内侧。

同样，光学模块120中的测定方向C成为盘110中的测定方向C投射到光学模块120的形状，即受到放大率ε的影响的形状。为了容易理解，如图2所示，以光源121的位置处的测定方向C为例具体地进行说明。盘110中的测定方向C成为以轴心AX为中心的圆状。相对于此，投射在光学模块120的测定方向C的中心成为从光源121的光轴Op向盘110的径向离开距离εL的位置。距离εL是轴心AX与光轴Op之间的距离L按放大率ε放大后的距离。在图2中，将该位置概念性地表示为测定中心Os。因此，光学模块120中的测定方向C在以测定中心Os为中心、以距离εL为半径的线上，其中，测定中心Os以从光轴Op起在该光轴Op与轴心AX所处的线上向轴心AX方向离开距离εL。

在图4和图5中，分别用圆弧状的线Lcd、Lcp表示盘110和光学模块120各自中的测定方向C的对应关系。图4所示的线Lcd表示盘110上的沿着测定方向C的线，另一方面，图5所示的线Lcp表示基板BA上的沿着测定方向C的线(线Lcd投射在光学模块120上的线)。

如图2所示，在将光学模块120与盘110之间的间隙长度设为G、将光源121从基板BA突出的突出量设为Δd的情况下，放大率ε由下述(式1)表示。

ε＝(2G-Δd)/(G-Δd)…(式1)

本实施方式中的受光阵列与4条狭缝轨道SA1、SA2、SI1、SI2对应地配置。受光阵列PA1构成为接收由狭缝轨道SA1反射的光，受光阵列PA2构成为接收由狭缝轨道SA2反射的光。此外，受光阵列PI1构成为接收由狭缝轨道SI1反射的光，受光阵列PI2构成为接收由狭缝轨道SI2反射的光。

如图3所示，在将狭缝轨道SA1的中心半径设为R1、狭缝轨道SI1的中心半径设为r1、狭缝轨道SI2的中心半径设为r2、狭缝轨道SA2的中心半径设为R2时，如图5所示，光学模块120中的受光阵列PA1的中心半径(以上述测定中心Os为中心的半径)为εR1，受光阵列PI1的中心半径为εr1，受光阵列PI2的中心半径为εr2，受光阵列PA2的中心半径为εR2。

光源121、受光阵列PA1、PA2、受光阵列PI1、PI2配置成图5所示的位置关系。即，与绝对图案对应的受光阵列PA1、PA2配置成在宽度方向R上将光源121夹在中间。在该例中，受光阵列PA1配置在内周侧，受光阵列PA2配置在外周侧。在本实施方式中，受光阵列PA1、PA2各自与光源121的距离大致相等。此外，与增量图案对应的受光阵列PI1、PI2在受光阵列PA1与受光阵列PA2之间配置成在宽度方向R上将光源121夹在中间。在该例中，受光阵列PI1配置在内周侧，受光阵列PI2配置在外周侧。在本实施方式中，受光阵列PI1、PI2各自与光源121的距离大致相等。由此，从宽度方向R的内侧朝向外侧(从内周侧向外周侧)依次配置有受光阵列PA1、受光阵列PI1、光源121、受光阵列PI2、受光阵列PA2。

受光阵列PA1(第一绝对受光部的一例)具有18个受光元件p1、p2，接收由狭缝轨道SA1(第一绝对图案的一例)反射的光，输出具有受光元件数的一半(在本实施方式中为9)的位图案的第一绝对信号。受光阵列PA1构成为，输出第一相位的第一绝对信号的多个第一受光元件p1和输出第二相位的第一绝对信号的多个第二受光元件p2沿着测定方向C串联且交替地配置。另外，沿着测定方向C排列的多个第一受光元件p1彼此和多个第二受光元件p2彼此的相位(信道)分别不同，但为了防止繁杂，在图5(后述的图9、图15也同样如此)中用相同的标号记载。在该例中，受光元件p1的配置间距及受光元件p2的配置间距均与狭缝轨道SA1的反射狭缝的测定方向C上的最小长度(间距P1)对应(投射的像中的最小长度。即ε×P1。)，各受光元件p1、p2的测定方向C上的长度为ε×P1的大致一半。由此，受光元件p1、p2彼此在测定方向C上偏移1位的1/2的长度(相当于间距P1的一半)。因此，上述第一相位与第二相位具有电角度180°(将受光阵列PI1输出的增量信号的一个周期设为360°)的相位差。

受光阵列PA2(第二绝对受光部的一例)具有18个受光元件p3、p4，接收由狭缝轨道SA2(第二绝对图案的一例)反射的光，输出具有受光元件数的一半(在本实施方式中为9)的位图案的第二绝对信号。受光阵列PA2构成为，输出第一相位的第二绝对信号的多个第三受光元件p3与输出第二相位的第二绝对信号的多个第四受光元件p4沿着测定方向C以一定的间距串联且交替地配置。另外，沿着测定方向C排列的多个第三受光元件p3彼此和多个第四受光元件p4彼此的相位(信道)分别不同，但为了防止繁杂，在图5(后述的图9、图15也同样如此)中用相同的标号记载。在该例中，受光元件p3的配置间距及受光元件p4的配置间距均与狭缝轨道SA2的反射狭缝的测定方向C上的最小长度(间距P1)对应(投射的像中的最小长度。即ε×P1。)，各受光元件p3、p4的测定方向C上的长度为ε×P1的大致一半。由此，受光元件p3、p4彼此在测定方向C上偏移1位的1/2的长度(相当于间距P1的一半)。

如上所述，受光阵列PA1和受光阵列PA2分别输出具有相位差的两个绝对信号，结果起到如下的效果。即，在通过本实施方式那样的一维的绝对图案来表示绝对位置的情况下，在受光阵列PA1或受光阵列PA2的各受光元件位于与反射狭缝的端部附近相对的位置而导致的位图案的转折点的区域中，绝对位置的检测精度可能降低。在本实施方式中，受光阵列PA1的受光元件p1、p2及受光阵列PA2的受光元件p3、p4分别偏移1位的1/2的长度而配置，因此，例如在受光阵列PA1的受光元件p1(或受光阵列PA2的受光元件p3)的绝对位置相当于位图案的转折点的情况下，使用光来自受光阵列PA1的受光元件p2(或受光阵列PA2的受光元件p4)的检测信号来计算绝对位置，或相反地进行，由此能够提高绝对位置的检测精度。

另外，在采用这样的结构的情况下，为了使得用于将各受光元件的输出信号转换为二进制信号的阈值共通化而简化电路结构或信号处理，优选使受光元件p1和受光元件p2(或者受光元件p3和受光元件p4)的输出信号的大小大致相同。具体而言，优选受光元件p1的输出信号与受光元件p3的输出信号耦合而成的信号的大小在每个信道中大致相同。同样，优选受光元件p2的输出信号与受光元件p4的输出信号耦合而成的信号的大小在每个信道中大致相同。在本实施方式中，通过使受光元件p1、p2(或受光元件p3、p4)的受光面积随着距光源121的距离变远而变大(使宽度方向R的长度变长)，按每个信道使各受光元件p1、p3中的受光光量(累计受光面积中的各受光点的光强度而得的)及各受光元件p2、p4中的受光光量大致均匀，从而实现上述结构。

此外，如图2所示，光学模块120具有将上述第一相位的第一绝对信号与上述第一相位的第二绝对信号耦合而生成第一相位信号的第一信号耦合部122、将上述第二相位的第一绝对信号与上述第二相位的第二绝对信号耦合而生成第二相位信号的第二信号耦合部123。以下，适当地将上述第一相位信号称为“A相绝对信号”，将上述第二相位信号称为“B相绝对信号”。即，A相绝对信号和B相绝对信号是彼此具有电角度180°(将受光阵列PI1输出的增量信号的一个周期设为360°)的相位差的信号。第一信号耦合部122例如是将受光阵列PA1的受光元件p1与受光阵列PA2的受光元件p3电连接的、形成在基板BA上的信号布线(省略图示)。同样，第二信号耦合部123例如是将受光阵列PA1的受光元件p2与受光阵列PA2的受光元件p4电连接的、形成在基板BA上的信号布线(省略图示)。

另外，也可以由信号布线以外的部分构成第一信号耦合部122和第二信号耦合部123。例如，也可以延伸受光元件p1、p3的一部分而进行连接，并且延伸受光元件p2、p4的一部分而进行连接，在受光元件内对绝对信号进行耦合。此外，也可以从各个受光元件p1、p3以及各个受光元件p2、p4单独输出具有相位差的绝对信号，通过信号处理部130中的信号处理对信号进行耦合。

由此，能够消除由光学模块120绕光轴Op的周向的位置偏移引起的第一绝对信号和第二绝对信号的相位的偏移，因此，能够减少它们的影响。

另外，为了通过上述信号的耦合更高精度地消除第一绝对信号和第二绝对信号的相位的偏移，优选将从受光阵列PA1输出的第一绝对信号和从受光阵列PA2输出的第二绝对信号设为相同大小(例如振幅、电压值、电流值等)。在本实施方式中，通过使受光元件p1、p2(或受光元件p3、p4)的受光面积随着距光源121的距离变远而变大(使宽度方向R的长度变长)，使相同信道中的受光元件p1和受光元件p3(或相同信道中的受光元件p2和受光元件p4)各自中的受光光量(累计受光面积中的各受光点的光强度而得的)大致均匀，从而实现上述结构。另外，作为使受光光量大致均匀的方法，除了调整受光元件p1、p3(或受光元件p2、p4)的受光面积以外，还可以举出调整受光元件p1、p3(或受光元件p2、p4)的配置位置的方法、调整受光元件p1、p3(或受光元件p2、p4)的增益的方法等。但是，在如本实施方式那样调整受光面积的情况下，不需要设置另外的电路或空闲空间，能够节约配置空间。

与增量图案对应的受光阵列PI1配置在受光阵列PA1与光源121之间。此外，与增量图案对应的受光阵列PI2配置在光源121与受光阵列PA2之间。受光阵列PI1(增量受光部、第一增量受光部的一例)具有多个受光元件，该多个受光元件沿着测定方向C排列，以分别接收由狭缝轨道SI1(增量图案、第一增量图案的一例)的反射狭缝反射的光。受光阵列PI2(增量受光部、第二增量受光部的一例)具有多个受光元件，该多个受光元件沿着测定方向C排列，以分别接收由狭缝轨道SI2(增量图案、第二增量图案的一例)的反射狭缝反射的光。首先，以受光阵列PI1为例进行说明。

在本实施方式中，在狭缝轨道SI1的增量图案的一个间距(投射的像中的一个间距。即ε×P1。)中，共计4个受光元件的组(图5中用“SET1”表示)排列，且4个受光元件的组沿着测定方向C进一步排列多个。并且，由于增量图案每隔一个间距重复形成反射狭缝，因此，各受光元件在盘110旋转的情况下，按一个间距生成一个周期(电角度称为360°。)的周期信号。并且，由于在相当于一个间距的一组中配置有4个受光元件，因此，一组内的相邻的受光元件检测彼此具有90°的相位差的周期信号。将该各受光信号称为A+相信号、B+相信号(相对于A+相信号的相位差为90°)、A-相信号(相对于A+相信号的相位差为180°)、B-相信号(相对于B+相信号的相位差为180°)。

增量图案表示一个间隔中的位置，因此，一组中的各相位的信号和与其对应的其他组中的各相位的信号成为同样变化的值。因此，相同相位的信号在多个组中相加。因此，从图5所示的受光阵列PI1的多个受光元件检测出具有90°的相位差的4个信号。

另一方面，受光阵列PI2也与受光阵列PI1同样地构成。即，在狭缝轨道SI2的增量图案的一个间距(投射的像中的一个间距。即ε×P2。)中，共计4个受光元件的组(图5中用“SET2”表示)排列，且4个受光元件的组沿着测定方向C排列多个。因此，从受光阵列PI1、PI2分别生成具有90°的相位差的4个信号。将这4个信号称为“增量信号”。此外，由于与间距短的狭缝轨道SI2对应的受光阵列PI2所生成的增量信号与其他的增量信号相比为高分辨率，因此，“高增量信号”、与间距长的狭缝轨道SI1对应的受光阵列PI1生成的增量信号和其他的增量信号相比为低分辨率，因此，称为“低增量信号”。

另外，在本实施方式中，以在相当于增量图案的一个间距的一组中包括4个受光元件的情况为一例进行说明，但例如一组中包括两个受光元件等，一组中的受光元件的数量没有特别限定。

此外，如图5所示，光学模块120具有第一位置调整用受光元件124和第二位置调整用受光元件125。第一位置调整用受光元件124(第一位置调整用受光部的一例)在测定方向C上与受光阵列PA1的一侧(第一受光元件p1位于端部的一侧)相邻地配置，接收从光源121射出并由狭缝轨道SA1反射的光，输出第一位置调整用信号。此外，第二位置调整用受光元件125(第二位置调整用受光部的一例)在测定方向C上与受光阵列PA2的一侧(第三受光元件p3位于端部的一侧)相邻地配置，接收从光源121射出并由狭缝轨道SA2反射的光，输出第二位置调整用信号。

第一位置调整用信号与第二位置调整用信号不耦合而单独从光学模块120输出，用于光学模块120的安装时的位置调整。即，光学模块120绕光轴的周向的位置的变化表现为第一位置调整用信号与第二位置调整用信号的相位差，因此，能够根据该相位差高精度地调整光学模块120的周向的位置。另外，光学模块120的盘径向(宽度方向R)的位置的变化表现为第一位置调整用信号和第二位置调整用信号的振幅的变化，因此，也可以根据该振幅变化来调整光学模块120的径向位置。

另外，为了使得用于将各受光元件的输出信号转换为二进制信号的阈值共通化而简化电路结构、信号处理，关于从第一位置调整用受光元件124输出的第一位置调整用信号、以及从第二位置调整用受光元件125输出的第二位置调整用信号，优选与一个受光元件p1的受光信号和一个受光元件p3的受光信号耦合而生成的A相绝对信号、或一个受光元件p2的受光信号和一个受光元件p4的受光信号耦合而生成的B相绝对信号为相同大小(例如振幅、电压值、电流值等)。在本实施方式中，第一位置调整用受光元件124及第二位置调整用受光元件125的受光面积设定为规定大小(例如受光阵列PA1、PA2的端部的受光元件p1、p3的大致2倍)，以使得第一位置调整用信号及第二位置调整用信号成为上述大小的信号。

另外，第一位置调整用受光元件124也可以代替受光阵列PA1的一侧而与另一侧(第二受光元件p2位于端部的一侧)相邻地配置(图5中用虚线表示)，也可以与受光阵列PA1的一侧以及另一侧双方相邻地配置。同样，第二位置调整用受光元件125也可以代替受光阵列PA2的一侧而与另一侧(第四受光元件p4位于端部的一侧)相邻地配置(图5中用虚线表示)，也可以与受光阵列PA2的一侧以及另一侧双方相邻地配置。在将第一位置调整用受光元件124及第二位置调整用受光元件125配置在受光阵列PA1、PA2的两侧的情况下，能够在双系统中双重确认位置调整，并且能够均衡地确保受光阵列PA1、PA2的测定方向两端的受光元件的受光量，能够提高第一绝对信号及第二绝对信号的可靠性。

(2-3.信号处理部)

信号处理部130在测定电机M的绝对位置的时刻，从光学模块120获取分别具备表示绝对位置的位图案的两个绝对信号(A相绝对信号及B相绝对信号)和包括具有90°的相位差的4个信号的高增量信号及低增量信号。然后，信号处理部130根据两个绝对信号中所选择的一个绝对信号和两个增量信号，计算这些信号所表示的电机M的绝对位置，生成表示绝对位置的位置数据并输出到控制装置CT。在测定绝对位置后(例如编码器100接通电源后、电机M开始旋转后)，信号处理部130根据上述计算出的绝对位置和基于高增量信号及低增量信号而计算出的相对位置，生成位置数据并输出到控制装置CT。

另外，信号处理部130的位置数据的生成方法可以使用各种方法，没有特别限定。在此，以根据高增量信号以及低增量信号和绝对信号计算绝对位置并生成位置数据的情况为例进行说明。

如图6所示，信号处理部130具有绝对位置确定部131、第一位置确定部132、第二位置确定部133、信号选择部134以及位置数据生成部135。

绝对位置确定部131具有比较器(省略图示)。比较器将由信号选择部134选择的A相绝对信号或B相绝对信号的各振幅与规定阈值分别进行比较。然后，比较器在振幅超过阈值的情况下视为检测出，在振幅未超过阈值的情况下视为未检测出，由此进行二进制化，转换为表示绝对位置的位数据。然后，绝对位置确定部131根据预先设定的位数据与绝对位置之间的对应关系来确定绝对位置。

信号选择部134根据来自受光阵列PI1的增量信号，选择A相绝对信号或B相绝对信号中的任意一个。以下，对它们的详细内容进行说明。

首先，对光学模块120没有位置偏移的情况进行说明。图7是表示该情况下的各受光信号的波形的一例的说明图。在图7中，上部的正弦波状的波形是从受光阵列PI1输出的4个增量信号中的一个信号的波形的一例。该波形中的数字表示将一个周期(电角度为360°)设为100％的情况下的相位的大小。此外，中部的脉冲状的波形是A相绝对信号的波形的一例。此外，下部的脉冲状的波形是B相绝对信号的波形的一例。

在图7所示的例子中，B相绝对信号的波形在受光阵列PI1的增量信号的相位为25％时成为导通、断开的转折点。另一方面，如上所述，A相绝对信号和B相绝对信号彼此在电角度上具有180°的相位差。因此，A相绝对信号的波形相对于B相绝对信号的波形，相位偏移50％(在本例中相位滞后)。

此时，0％～50％的相位范围是A相绝对信号的振幅比B相绝对信号的振幅稳定的范围。以下，将该相位范围称为第一相位范围(图7的白色的双箭头)。此外，50％～100％的相位范围是B相绝对信号的振幅比A相绝对信号的振幅稳定的范围。以下，将该相位范围称为第二相位范围(图7的交叉阴影线的双箭头)。

信号选择部134从受光阵列PI1输入低增量信号。然后，信号选择部134在低增量信号的相位为上述第一相位范围的情况下选择A相绝对信号，在低增量信号的相位为第二相位范围的情况下选择B相绝对信号。由此，能够使用并非检测图案的变化点等振幅不稳定的区域的绝对信号来确定绝对位置，因此，能够提高检测精度。

另一方面，第一位置确定部132使来自受光阵列PI1的4个相位各自的低增量信号中的180°相位差的低增量信号彼此相减。通过这样使具有180°相位差的信号相减，能够抵消一个间距内的反射狭缝的制造误差或测量误差等。作为如上所述的相减的结果的信号在此称为“第一增量信号”和“第二增量信号”。该第一增量信号和第二增量信号彼此在电角度上具有90°的相位差(简称为“A相信号”、“B相信号”等。)。因此，根据这两个信号，第一位置确定部132确定一个间距内的位置。该一个间距内的位置的确定方法没有特别限定。例如，在作为周期信号的低增量信号是正弦波信号的情况下，作为上述特定方法的例子，具有通过对A相及B相的两个正弦波信号的除法结果进行arctan运算来计算电角度

的方法。或者，也有使用跟踪(トラッキング)电路将两个正弦波信号转换为电角度

的方法。或者，也有在预先制作的表中确定与A相以及B相的信号的值对应的电角度

的方法。另外，此时，第一位置确定部132优选按各检测信号对A相及B相这两个正弦波信号进行模拟-数字转换。

另一方面，第二位置确定部133对于来自受光阵列PI2的高增量信号，进行与上述第一位置确定部132同样的处理，根据两个信号确定一个间距内的高精度的位置。

位置数据生成部135在由绝对位置确定部131确定的绝对位置上重叠由第一位置确定部132确定的一个间距内的位置。由此，能够计算出分辨率比基于绝对信号的绝对位置高的绝对位置。进而，位置数据生成部135在根据上述低增量信号计算出的绝对位置上重叠由第二位置确定部133确定的一个间距内的位置。由此，能够计算比根据低增量信号计算出的绝对位置的分辨率高的绝对位置。然后，位置数据生成部135对这样计算出的绝对位置进行倍增处理，进一步提高分辨率后，作为表示高精度的绝对位置的位置数据输出到控制装置CT。

接着，对存在光学模块120的位置偏移的情况进行说明。本实施方式中的“光学模块120的位置偏移”如图8所示，是在光学模块120相对于盘110从适当位置(通过标号120以实线表示)沿盘110的绕盘中心O的周向位置偏移而安装的情况(通过标号120A以虚线表示位置偏移了角度θ1的状态)，或者光学模块120沿光源121的绕光轴(或绕与光轴平行的轴)的周向位置偏移而安装的情况(通过标号120B以虚线表示位置偏移了角度θ2的状态)。

在存在这样的位置偏移的情况下，由于作为A相绝对信号和B相绝对信号的选择基准的受光阵列PI1的宽度方向R的位置与受光阵列PA1、PA2的各自的宽度方向R的位置的区别，在低增量信号与A相绝对信号、低增量信号与B相绝对信号之间分别产生相位偏移。即，如图9所示，在光学模块120的中心线(通过光源121并通过各受光阵列的测定方向中心位置的线)从适当位置CL0如第一偏移位置CL1那样位置偏移的情况下(与图8的光学模块120A对应)，受光阵列PA2的第二绝对信号与受光阵列PI1的低增量信号相比相位超前，受光阵列PA1的第一绝对信号与受光阵列PI1的低增量信号相比相位滞后。并且，受光阵列PA2与受光阵列PI1的距离(εR2-εr1)比受光阵列PI1与受光阵列PA1的距离(εr1-εR1)大，因此，第二绝对信号与低增量信号的相位差比第一绝对信号与低增量信号的相位差大。另一方面，在光学模块120的中心线从适当位置CL0如第二偏移位置CL2那样位置偏移的情况下(与图8的光学模块120B对应)，与上述相反，受光阵列PA2的第二绝对信号与受光阵列PI1的低增量信号相比相位滞后，受光阵列PA1的第一绝对信号与受光阵列PI1的低增量信号相比相位超前。在这种情况下，第二绝对信号与低增量信号的相位差比第一绝对信号与低增量信号的相位差大。

图10示出从受光阵列PA1输出的第一绝对信号和从受光阵列PA2输出的第二绝对信号相对于从受光阵列PI1输出的低增量信号的相位偏移(％)与光学模块120的周向偏移量(mm)的相关关系的一例。另外，图10所示的周向偏移是光学模块120相对于盘110从适当位置(图8的光学模块120)沿盘110的绕盘中心O的周向位置偏移的情况，与图8的光学模块120A对应。此外，相位偏移是将从受光阵列PI1输出的低增量信号的一个周期(电角度为360°)设为100％的情况下的值。如图10所示，周向偏移量越从0向正侧变大，相对于受光阵列PI1的低增量信号，受光阵列PA2的第二绝对信号的相位越逐渐超前(相位偏移向正侧变大)，相对于低增量信号，受光阵列PA1的第一绝对信号的相位越逐渐滞后(相位偏移向负侧变大)。此外，周向偏移量越从0向负侧变小，相对于低增量信号，受光阵列PA2的第二绝对信号的相位越逐渐滞后(相位偏移向负侧变大)，相对于低增量信号，受光阵列PA1的第一绝对信号的相位越逐渐超前(相位偏移向正侧变大)。然后，如上所述，第二绝对信号的相位偏移量整体上比第一绝对信号的相位偏移量大。

这样，如果低增量信号与第一绝对信号、低增量信号与第二绝对信号之间的相位偏移变大，则可能不会适当地进行图7所示的信号选择部134的信号选择。即，如图7所示，例如在低增量信号的相位为第一相位范围的情况下，选择A相绝对信号，但检测出(High)和未检测出(low)相反，或者可能成为检测图案的变化点等不稳定的区域。同样，例如在低增量信号的相位为第二相位范围的情况下，选择B相绝对信号，但检测出(High)和未检测出(low)相反，或者可能成为检测图案的变化点等不稳定的区域。由此，可能产生绝对位置的误检测。

与此相对，在本实施方式中，如上所述，第一相位的第一绝对信号与第二绝对信号耦合而生成A相绝对信号，并且第二相位的第一绝对信号与第二绝对信号耦合而生成B相绝对信号。图11示出这些A相绝对信号及B相绝对信号相对于低增量信号的相位偏移(％)与光学模块120的周向偏移量(mm)的相关关系的一例。如图11所示，通过第一绝对信号与第二绝对信号的耦合，相位的偏移被消除，能够大幅度地减少相位的偏移量。另外，在本实施方式中，受光阵列PA2与受光阵列PI1的距离比受光阵列PI1与受光阵列PA1的距离大，因此，相位的偏移未完全消除，与光学模块120的周向偏移量相应地产生若干相位偏移。

另外，上述信号处理部130的各处理部(绝对位置确定部131、第一位置确定部132、第二位置确定部133、信号选择部134、位置数据生成部135等)中的处理等不限于这些处理的分担的例子，例如也可以由更少数量的处理部(例如一个处理部)进行处理，还可以由进一步细化的处理部进行处理。此外，信号处理部130的各功能可以通过后述的CPU901(参照图16)执行的程序来安装，也可以通过ASIC或FPGA、其他电路等实际装置来安装其一部分或全部。

＜3.本实施方式的效果的例子>

根据以上所说明的实施方式，编码器100具有：盘110，其具有分别沿着测定方向C形成的第一绝对图案的狭缝轨道SA1和第二绝对图案的狭缝轨道SA2；以及光学模块120，其沿着测定方向C测定盘110，光学模块120具有：受光阵列PA1，其接收从光源121射出并由狭缝轨道SA1反射的光，是由多个第一受光元件p1与多个第二受光元件p2沿测定方向C交替配置而成的，该多个第一受光元件p1输出第一相位的第一绝对信号，该多个第二受光元件p2输出与第一相位具有规定的相位差的第二相位的第一绝对信号；以及受光阵列PA2，其被配置成在与受光阵列PA1之间隔着光源121的光轴Op，接收从光源121射出并由狭缝轨道SA2反射的光，是由多个第三受光元件p3与多个第四受光元件p4沿测定方向C交替配置而成的，该多个第三受光元件p3输出第一相位的第二绝对信号，该多个第四受光元件p4输出第二相位的第二绝对信号。

在本实施方式的编码器100中，受光阵列PA1及受光阵列PA2分别输出具有规定的相位差的两个绝对信号。由此，能够使用从并非绝对图案的变化点等不稳定的区域的受光元件得到的绝对信号来确定绝对位置，因此，能够提高绝对位置的检测精度。此外，受光阵列PA1和受光阵列PA2以隔着光源121的光轴Op的方式配置，因此通过根据从这两个受光部输出的两个绝对信号生成表示绝对位置的位置数据，能够减小光学模块120的绕光轴的周向位置偏移对绝对位置的检测精度的影响。其结果是能够简化编码器制造时的传感器部的初始对位。

此外，在本实施方式中，特别是还具有将第一相位的第一绝对信号与第一相位的第二绝对信号耦合而生成第一相位信号的第一信号耦合部122、将第二相位的第一绝对信号与第二相位的第二绝对信号耦合而生成第二相位信号的第二信号耦合部123。

由此，能够抵消(消除)由光学模块120的绕光轴的周向的位置偏移引起的第一绝对信号与第二绝对信号的相位偏移。因此，能够减小位置偏移对绝对位置的检测精度的影响。

此外，在本实施方式中，特别是盘110具有沿着测定方向C形成的增量图案的狭缝轨道SI1、SI2，光学模块120具有受光阵列PI1、PI2，该受光阵列PI1、PI2配置在受光阵列PA1与受光阵列PA2之间，接收从光源121射出并被狭缝轨道SI1、SI2反射的光而输出增量信号。

由此，能够根据绝对信号和增量信号生成表示绝对位置的位置数据，因此，能够提高编码器100的分辨率。此外，由于第一绝对信号与第二绝对信号耦合，因此，可以看作在受光阵列PA1与受光阵列PA2的中间配置有虚拟的绝对受光部。因此，通过将受光阵列PI1、PI2配置在受光阵列PA1与受光阵列PA2之间，能够使该受光阵列PI1、PI2的位置与上述虚拟的绝对受光部的位置接近。其结果是，能够减小增量信号与耦合的绝对信号之间的相位差，因此能够减小位置偏移对绝对位置的检测精度的影响。此外，由于能够使受光阵列PI1、PI2的位置接近光源121，因此，能够确保受光量比较大，能够提高绝对位置的检测精度。

此外，在本实施方式中，特别是狭缝轨道SI1、SI2包括狭缝轨道SI1和间距比狭缝轨道SI1短的狭缝轨道SI2，受光阵列PI1、PI2包括：受光阵列PI1，其接收从光源121射出并由狭缝轨道SI1反射的光，输出低增量信号；以及受光阵列PI2，其配置成在与受光阵列PI1之间隔着光源121，接收从光源121射出并被狭缝轨道SI2反射的光而输出高增量信号。

由此，能够根据低增量信号和高增量信号生成表示基于倍增堆叠方式的高分辨率的绝对位置的位置数据，因此能够进一步提高编码器100的分辨率。此外，通过以隔着光源121的方式配置受光阵列PI1和受光阵列PI2，能够使决定分辨率的受光阵列PI2的位置接近光源121而确保受光量比较大，能够提高检测精度。

此外，在本实施方式中，特别是编码器100还具有信号处理部130，该信号处理部130具有：信号选择部134，其根据低增量信号，选择第一相位信号或第二相位信号中的任意一个；以及位置数据生成部135，其根据由信号选择部134选择的第一相位信号或第二相位信号，生成表示绝对位置的位置数据。

由此，能够使用从并非绝对图案的变化点等不稳定的区域的受光元件得到的绝对信号来确定绝对位置，因此能够提高绝对位置的检测精度。此外，通过使上述虚拟的绝对受光部的位置接近成为信号选择基准的受光阵列PI1的位置，能够进一步减小光学模块120的绕光轴的周向的位置偏移产生的影响。

此外，在本实施方式中，特别是受光阵列PA1输出与受光阵列PA2输出的第二绝对信号相同大小的第一绝对信号。

由此，能够更高精度地抵消(消除)第一绝对信号与第二绝对信号的相位的偏移，因此能够进一步减小光学模块120的绕光轴的周向的位置偏移产生的影响。

此外，在本实施方式中，特别是受光阵列PA1和受光阵列PA2分别具有受光阵列PA1的受光光量和受光阵列PA2的受光光量为相同大小的受光面积。即，通过调整受光阵列PA1和受光阵列PA2的受光面积，受光阵列PA1具有与受光阵列PA2的受光光量相同大小的受光光量。

由此，能够使第一绝对信号和第二绝对信号成为光学上相同的信号，因此，与例如在电路侧调整增益来调整信号的大小的情况相比，不必增大电路规模。其结果是能够有效地提高绝对位置的检测精度。

另外，在本实施方式中，特别是光学模块120具有：第一位置调整用受光元件124，其在测定方向C上与受光阵列PA1相邻地配置，接收从光源121射出并被狭缝轨道SA1反射的光而输出第一位置调整用信号；以及第二位置调整用受光元件125，其在测定方向C上与受光阵列PA2相邻地配置，接收从光源121射出并被狭缝轨道SA2反射的光而输出第二位置调整用信号。

在本实施方式中，为了减小光学模块120的绕光轴的周向的位置偏移产生的影响，对第一绝对信号和第二绝对信号进行耦合，因此，无法使用这些第一绝对信号和第二绝对信号在上述周向上高精度地对光学模块120进行位置调整。因此，另外设置第一位置调整用受光元件124和第二位置调整用受光元件125，根据第一位置调整用信号和第二位置调整用信号，进行光学模块120的位置调整。具体而言，光学模块120绕光轴的周向的位置的变化表现为第一位置调整用信号与第二位置调整用信号的相位差，因此能够根据该相位差高精度地调整光学模块120的周向的位置。

此外，在本实施方式中，特别是盘110是狭缝轨道SA1及狭缝轨道SA2分别沿着绕盘中心O的周向形成为圆状的旋转盘，光学模块120沿着盘110的周向测定狭缝轨道SA1及狭缝轨道SA2。

由此，能够提高光学模块120与盘110的对于绕盘中心O的周向的相对位置变动的鲁棒性，因此，能够增大偏心(轴SH的轴心AX与盘中心O的偏心)的允许量。

＜4.变形例＞

另外，公开的实施方式并不限于上述内容，在不脱离其主旨及技术思想的范围内能够进行各种变形。以下，对这种变形例进行说明。

(4-1.生成用于选择信号的基准增量信号的情况)

在上述实施方式中，输出成为A相绝对信号和B相绝对信号的选择基准的低增量信号的受光阵列PI1的位置从受光阵列PA1、PA2的中间位置(光源121的位置)偏移，因此残留有若干相位偏移。因此，也可以生成从位于受光阵列PA1、PA2的中间的虚拟的受光阵列输出的基准信号，根据该基准信号选择A相绝对信号或B相绝对信号。

图12示出本变形例的信号处理部130A的功能结构的一例。如图12所示，除了上述信号处理部130的结构之外，信号处理单元130A具有基准信号生成部136。

基准信号生成部136根据从受光阵列PI1输出的低增量信号和从受光阵列PI2输出的高增量信号，生成基准增量信号。具体而言，基准信号生成部136检测低增量信号与高增量信号的相位差，使低增量信号的相位偏移(超前或滞后)检测出的相位差的一半。由此，能够生成从在宽度方向R上位于受光阵列PA1、PA2的中间的虚拟的受光阵列输出的基准增量信号。然后，信号选择部134根据所生成的基准增量信号，选择A相绝对信号或B相绝对信号中的任意一个。

图13示出本变形例中的第一绝对信号及第二绝对信号相对于基准增量信号的相位偏移(％)与光学模块120的周向偏移量(mm)的相关关系的一例。如图13所示，第一绝对信号的相位偏移量与第二绝对信号的相位偏移量几乎大小相同。

图14示出本变形例中的A相绝对信号及B相绝对信号相对于基准增量信号的相位偏移(％)与光学模块120的周向偏移量(mm)的相关关系的一例。如图14所示，通过第一绝对信号与第二绝对信号的耦合，相位的偏移被消除，能够使相位的偏移几乎消失。

根据以上所说明的本变形例，通过在低增量信号的相位上加上低增量信号与高增量信号的相位差的一半来生成基准增量信号，能够看作在受光阵列PA1、PA2的中间位置(光源121的位置)配置有输出基准增量信号的虚拟的基准增量受光部。由此，能够使输出A相绝对信号及B相绝对信号的虚拟的绝对受光部的位置与成为信号选择基准的基准增量受光部的位置大致一致，因此，能够几乎消除光学模块120的绕光轴的周向的位置偏移产生的影响。

(4-2.变更增量信号的受光阵列的布局的情况)

在上述变形例中，通过信号处理使虚拟的绝对受光部的位置与成为信号选择基准的增量受光部的位置大致一致，但并不限于此。例如，也可以通过变更光学模块120中的受光阵列的布局，使虚拟的绝对受光部的位置与成为信号选择基准的增量受光部的位置大致一致。

图15示出本变形例的光学模块120A中的受光阵列的布局的一例。如图15所示，光学模块120A具有受光阵列PA1、PA2和受光阵列PIL、PIR。受光阵列PIL、PIR的宽度方向R上的中央位置与光源121大致一致，配置成在测定方向C上将光源121夹在中间。受光阵列PIL、PIR分别将4个受光元件的组(图15中用“SET1”表示)沿测定方向C排列多个，以使得分别接收由具有增量图案的狭缝轨道SI1的反射狭缝反射的光，输出具有90°的相位差的4个低增量信号。虽然省略了图示，但在本变形例的盘110中，3条狭缝轨道从宽度方向R的内侧朝向外侧按照SA1、SI1、SA2的顺序配置。光学模块120A的包括受光阵列PA1、PA2的上述以外的结构与上述实施方式的光学模块120相同，因此，省略说明。

另外，在本变形例中，信号选择部134根据来自受光阵列PIL、PIR的低增量信号，选择A相绝对信号或B相绝对信号中的任意一方。绝对位置确定部131根据所选择的绝对信号来确定绝对位置。位置数据生成部135在由绝对位置确定部131确定的绝对位置上重叠由第一位置确定部132确定的一个间距内的位置，生成表示绝对位置的位置数据。

根据本变形例，在受光阵列PA1、PA2的中间位置(光源121的位置)配置有受光阵列PIL、PIR。由此，能够使输出A相绝对信号及B相绝对信号的虚拟的绝对受光部的位置与成为信号选择基准的受光阵列PIL、PIR的位置大致一致，因此，能够几乎消除光学模块120的绕光轴的周向的位置偏移产生的影响。

另外，也可以将本变形例的受光阵列PIL、PIR作为接收由狭缝轨道SI2的反射狭缝反射的光而输出高增量信号的受光阵列。在这种情况下，在盘110中，3条狭缝轨道从宽度方向R的内侧朝向外侧按照SA1、SI2、SA2的顺序配置。

(4-3.其他)

以上，说明了在盘110设置具有间距不同的增量图案的两个狭缝轨道SI1、SI2的情况，但也可以设置具有间距不同的增量图案的三个以上的狭缝轨道。在该情况下，也能够通过堆叠方式实现高分辨率。

此外，以上说明了受光阵列PA1、PA2分别具有18个受光元件且A相绝对信号及B相绝对信号分别表示9位的绝对位置的情况，但受光元件的数量也可以是18以外的数量，绝对信号的位数也不限于9。此外，受光阵列PI1、PI2的受光元件的数量也不特别限于上述实施方式的数量。

此外，以上对编码器100与电机M直接连结的情况进行了说明，但例如也可以经由减速器或旋转方向转换器等其他机构连结。

此外，在上述实施方式中，以光源和受光阵列相对于盘110的狭缝轨道配置在同一侧的所谓反射型编码器的情况为例进行了说明，但不限于此。即，也可以是光源与受光阵列隔着盘110配置在相反侧的所谓透射型编码器。在该情况下，在盘110中，也可以通过将狭缝轨道SA1、SA2、SI1、SI2各狭缝形成为透射狭缝，或者通过溅射等将狭缝以外的部分形成为粗糙面或涂覆透射率低的材质来形成。在本变形例中，光源121与受光阵列PA1、PA2、PI1、PI2隔着盘110相对配置，但本变形例中的光学模块120包括这样形成为分体的光源和受光阵列。在使用这样的透射型编码器的情况下，也得到与上述实施方式同样的效果。

此外，除了以上已经叙述的方法以外，也可以适当组合利用上述实施方式或各变形例的方法。此外，虽然没有一一示例，但上述实施方式和各变形例在不脱离其主旨的范围内，增加各种变更来实施。

＜5.控制部的硬件结构例>

接下来，参照图16，对信号处理部130(信号处理单元130A也同样如此)的硬件结构例进行说明。

如图15所示，控制器12例如具有CPU901、ROM903、RAM905、用于ASIC或FPGA等的特定用途而构建的专用集成电路907、输入装置913、输出装置915、记录装置917、驱动器919、连接端口921、以及通信装置923。这些结构经由总线909、输入输出接口911以能够彼此传递信号的方式连接。

程序例如能够记录在ROM903、RAM905、记录装置917等中。

此外，程序例如也可以暂时或非暂时(永久性)地记录在软盘等的磁盘、各种CD/MO盘、DVD等光盘、半导体存储器等的可移动的记录介质925中。这样的记录介质925也可以作为所谓的套装软件来提供。在这种情况下，记录在这些记录介质925中的程序也可以由驱动器919读出，经由输入输出接口911和总线909等记录在上述记录装置917中。

另外，程序例如也可以记录在下载网站、其他计算机、其他记录装置等(未图示)中。在该情况下，程序经由LAN或互联网等的网络NW进行传送，通信装置923接收该程序。并且，通信装置923接收的程序也可以经由输入输出接口911和总线909等被记录在上述记录装置917中。

此外，程序例如也可以记录在适当的外部连接设备927中。在该情况下，程序也可以经由适当的连接端口921进行传送，经由输入输出接口911和总线909等被记录在上述记录装置917中。

然后，CPU901根据记录在记录装置917中的程序执行各种处理，由此实现上述绝对位置确定部131、第一位置确定部132、第二位置确定部133、信号选择部134、以及位置数据生成部135等。此时，CPU901例如可以从上述记录装置917直接读出程序来执行，也可以暂时加载到RAM905后执行。并且，CPU901例如也可以在经由通信装置923、驱动器919、连接端口921接收程序时，将接收到的程序不记录在记录装置917中而直接执行。

另外，根据需要，CPU901例如也可以基于从鼠标、键盘、麦克风(未图示)等输入装置913输入的信号和信息进行各种处理。

并且，CPU901例如可以从显示装置或声音输出装置等的输出装置915输出执行上述处理后的结果，并且，根据需要，CPU901也可以经由通信装置923或连接端口921发送该处理结果，CPU901也可以将该处理结果记录在上述记录装置917和记录介质925中。

Claims (11)

1.一种编码器，其具有：

标尺，其具有分别沿着测定方向形成的第一绝对图案和第二绝对图案；以及

传感器部，其沿着所述测定方向测定所述标尺，

所述传感器部具有：

第一绝对受光部，其接收从光源射出并在所述第一绝对图案处透过或反射的光，是由多个第一受光元件与多个第二受光元件沿所述测定方向交替配置而成的，该多个第一受光元件输出第一相位的第一绝对信号，该多个第二受光元件输出与所述第一相位具有规定的相位差的第二相位的所述第一绝对信号；以及

第二绝对受光部，其被配置成在与所述第一绝对受光部之间隔着所述光源的光轴，接收从所述光源射出并在所述第二绝对图案处透过或反射的光，是由多个第三受光元件与多个第四受光元件沿所述测定方向交替配置而成的，该多个第三受光元件输出所述第一相位的第二绝对信号，该多个第四受光元件输出所述第二相位的所述第二绝对信号，

所述编码器还具有：

第一信号耦合部，其将所述第一相位的所述第一绝对信号与所述第一相位的所述第二绝对信号耦合而生成第一相位信号；以及

第二信号耦合部，其将所述第二相位的所述第一绝对信号与所述第二相位的所述第二绝对信号耦合而生成第二相位信号。

2.根据权利要求1所述的编码器，其中，

所述标尺具有沿着所述测定方向形成的增量图案，

所述传感器部具有增量受光部，该增量受光部配置在所述第一绝对受光部与所述第二绝对受光部之间，接收从所述光源射出并在所述增量图案处透过或反射的光，输出增量信号。

3.根据权利要求2所述的编码器，其中，

所述增量图案包括：

第一增量图案；以及

第二增量图案，该第二增量图案的间距比所述第一增量图案的间距短，

所述增量受光部包括：

第一增量受光部，其接收从所述光源射出并在所述第一增量图案处透过或反射的光，输出第一增量信号；以及

第二增量受光部，其配置成在与所述第一增量受光部之间隔着所述光轴，接收从所述光源射出并在所述第二增量图案处透过或反射的光，输出第二增量信号。

4.根据权利要求3所述的编码器，其中，

所述编码器还具有信号处理部，该信号处理部具有：

信号选择部，其根据所述第一增量信号，选择所述第一相位信号或所述第二相位信号中的任意一个；以及

位置数据生成部，其根据由所述信号选择部选择的所述第一相位信号或所述第二相位信号，生成表示绝对位置的位置数据。

5.根据权利要求4所述的编码器，其中，

信号处理部具有基准信号生成部，该基准信号生成部根据所述第一增量信号和所述第二增量信号生成基准增量信号，

所述信号选择部根据所述基准增量信号，选择所述第一相位信号或所述第二相位信号中的任意一个。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的编码器，其中，

所述第一绝对受光部输出与所述第二绝对受光部输出的所述第二绝对信号相同大小的所述第一绝对信号。

7.根据权利要求6所述的编码器，其中，

所述第一绝对受光部和所述第二绝对受光部分别具有使得所述第一绝对受光部的受光光量和所述第二绝对受光部的受光光量成为相同大小的受光面积。

8.根据权利要求1所述的编码器，其中，

所述传感器部具有：

第一位置调整用受光部，其在所述测定方向上与所述第一绝对受光部相邻地配置，接收从所述光源射出并在所述第一绝对图案处透过或反射的光，输出第一位置调整用信号；以及

第二位置调整用受光部，其在所述测定方向上与所述第二绝对受光部相邻地配置，接收从所述光源射出并在所述第二绝对图案处透过或反射的光，输出第二位置调整用信号。

9.根据权利要求1所述的编码器，其中，

所述标尺是沿着绕盘中心的周向分别形成有所述第一绝对图案和所述第二绝对图案的盘，

所述传感器部沿着所述盘的所述周向测定所述第一绝对图案及所述第二绝对图案。

10.一种伺服电机，其具有：

转子相对于定子旋转的旋转型电机，或者动子相对于定子移动的直线电机；以及

权利要求1至8中的任意一项所述的编码器，其检测所述转子或所述动子的位置、速度、加速度中的至少一个。

11.一种伺服系统，其具有：

转子相对于定子旋转的旋转型电机，或者动子相对于定子移动的直线电机；

权利要求1至8中的任意一项所述的编码器，其检测所述转子或所述动子的位置、速度、加速度中的至少一个；以及

控制装置，其根据所述编码器的检测结果，控制所述旋转型电机或所述直线电机。

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