CN115210538B - 绝对编码器 - Google Patents

Abstract

绝对编码器(1X)具有：圆板状的标尺(20)，其配置有绝对值编码图案；图像传感器(3X)，其对来自标尺(20)的第1位置的光进行受光而输出第1模拟信号；图像传感器(4X)，其对来自标尺(20)的第2位置的光进行受光而输出第2模拟信号；AD变换器(5A)，其将第1模拟信号变换为第1数字信号；AD变换器(5B)，其将第2模拟信号变换为第2数字信号；以及绝对位置运算部(6X)，其基于第1及第2数字信号，对标尺(20)上的第1绝对位置进行计算。

Description

绝对编码器

技术领域

本发明涉及对测定对象物的角度位置进行测定的绝对编码器。

背景技术

对轴等测定对象物的机械性的角度位置进行测定的绝对编码器具有：圆板标尺，其排列有多个标记；以及光传感器模块，其通过对圆板标尺照射光，从而从圆板标尺取得与测定对象物的角度位置相对应的信号。

在专利文献1所记载的绝对编码器中，在圆板标尺排列有将ABS(ABSolute、绝对值)图案和INC(INCremental、增量)图案组合的标记。该绝对编码器通过2个检测器取得从圆板标尺取得的位置信息，分解为ABS图案的位置信息和INC图案的位置信息，对这些位置信息进行平均值化，由此使位置信息的分辨率提高。

专利文献1：日本专利第5787513号公报

发明内容

但是，在上述专利文献1的技术中，从圆板标尺受光的光是从圆板标尺的1个区域进行受光，基于从1个区域受光的光对ABS图案的位置信息及INC图案的位置信息进行计算而平均值化。因此，在上述专利文献1的技术中存在下述问题，即，如果在2个检测器的任意者附着有异物等，则会损害位置信息的可靠性。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到能够对可靠性高、分辨率高的位置数据进行计算的绝对编码器。

为了解决上述的课题，并达到目的，本发明的绝对编码器具有：圆板状的标尺，其配置有绝对值编码图案；以及发光元件，其对标尺照射光。另外，本发明的绝对编码器具有：第1图像传感器，其对来自从标尺的中心以第1距离分离的第1位置的第1光进行受光而输出与第1光相对应的第1模拟信号；以及第2图像传感器，其对来自从标尺的中心以第2距离分离的第2位置的第2光进行受光而输出与第2光相对应的第2模拟信号。另外，本发明的绝对编码器具有：第1信号变换部，其将第1模拟信号变换为第1数字信号；第2信号变换部，其将第2模拟信号变换为第2数字信号；以及绝对位置运算部，其基于第1数字信号及第2数字信号，对标尺上的第1绝对位置进行计算。绝对值编码图案由在圆板状的标尺的与发光元件相对侧的面内沿径向交替地设置的线状的反射部和线状的非反射部形成，作为反射部及非反射部，与第2位置处的线宽相比第1位置处的线宽窄，第1位置所包含的反射部的条数多于第2位置所包含的反射部的条数。

发明的效果

本发明所涉及的绝对编码器具有下述效果，即，能够对可靠性高、分辨率高的位置数据进行计算。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的绝对编码器的结构的图。

图2是表示向实施方式1所涉及的绝对编码器的光量校正部输入的信号的图。

图3是表示由实施方式1所涉及的绝对编码器的光量校正部输出的信号的图。

图4是表示图3所示的边沿区域的信号的图。

图5是用于说明由实施方式1所涉及的绝对编码器的边沿检测部检测的上升沿及下降沿的图。

图6是表示与图5所示的边沿信息相对应的位串的图。

图7是用于说明由实施方式1所涉及的绝对编码器的解码部对粗略的绝对位置进行确定的处理的图。

图8是用于说明由实施方式1所涉及的绝对编码器的相位检测部计算的信号的相位偏移量的图。

图9是用于说明通过实施方式1所涉及的绝对编码器得到的信号的特征的图。

图10是表示实施方式2所涉及的绝对编码器的结构的图。

图11是用于说明实施方式2所涉及的绝对编码器中的图像传感器的配置位置的图。

图12是表示实施方式3所涉及的绝对编码器的结构的图。

图13是表示通过实施方式3所涉及的绝对编码器的位置数据生成部进行的位置数据的生成处理顺序的流程图。

图14是表示通过实施方式3所涉及的绝对编码器的位置数据生成部进行的异常判定处理的第1例的处理顺序的流程图。

图15是表示通过实施方式3所涉及的绝对编码器的位置数据生成部进行的异常判定处理的第2例的处理顺序的流程图。

图16是用于说明在实施方式3所涉及的绝对编码器的标尺发生的面振动的图。

图17是表示实施方式4所涉及的绝对编码器的概略结构的图。

图18是表示安装有实施方式4所涉及的绝对编码器的图像传感器的模块的第1结构例的图。

图19是表示安装有实施方式4所涉及的绝对编码器的图像传感器的模块的第2结构例的图。

图20是表示安装有实施方式4所涉及的绝对编码器的图像传感器的模块的第3结构例的图。

图21是表示将图20所示的模块应用于实施方式3的绝对编码器的情况下的绝对编码器的结构的图。

图22是表示实现实施方式1所涉及的绝对编码器所具有的绝对位置运算部的硬件结构例的图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式所涉及的绝对编码器详细地进行说明。

实施方式1

图1是表示实施方式1所涉及的绝对编码器的结构的图。绝对编码器1X具有发光元件2、图像传感器3X、4X、标尺20、AD(Analog to Digital)变换器5A、5B和绝对位置运算部6X。

发光元件2是对标尺20照射光的照明部。对于发光元件2例如使用点光源LED(Light Emitting Diode、发光二极管)。图像传感器3X、4X是对来自标尺20的光进行受光的光检测部。对于图像传感器3X、4X使用CCD(Charge Coupled Device、电荷耦合元件)图像传感器、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor、互补性金属氧化膜半导体)图像传感器等拍摄器件。在实施方式1中，对图像传感器3X、4X为1维图像传感器的情况进行说明，但图像传感器3X、4X也可以是2维图像传感器。

标尺20是圆板状的标尺。标尺20与电动机(未图示)等所具有的旋转轴7连结，旋转轴7旋转，由此标尺20旋转。标尺20仅设置有1条在沿圆周的方向具有绝对位置图案即绝对值编码图案30的码道。在绝对值编码图案30配置有在标尺20的径向延伸的多个反射部31和多个非反射部32。

反射部31是对来自发光元件2的光进行反射的部分，另外，非反射部32是对来自发光元件2的光进行吸收或者使光透过的部分。非反射部32只要是以比反射部31的反射率低的反射率进行反射的部分即可。反射部31及非反射部32以对向图像传感器3X、4X上投影的光强度分布进行调制的方式起作用。

绝对值编码图案30以对标尺20的角度位置赋予特征的方式由反射部31及非反射部32构成。在绝对值编码图案30的排列中，例如使用对M系列等伪随机码进行曼彻斯特编码而得到的编码列。

在实施方式1中，例示出发光元件2及图像传感器3X、4X都配置于标尺20的单侧的面即上表面的反射型编码器。此外，实施方式1的绝对编码器1X也能够应用于在隔着标尺20而彼此相对的位置即上表面及下表面配置有发光元件2及图像传感器3X、4X的透过型编码器。

在透过型编码器的情况下，绝对值编码图案30只要由使光透过的透过部和不使光透过的非透过部构成即可。在反射型编码器及透过型编码器的任意情况下，只要构成为对向图像传感器3X、4X上投影的光强度分布进行调制，则绝对值编码图案30的结构并不特别受到限定。

另外，在实施方式1中，示出了从标尺20的中心沿径向将发光元件2及图像传感器3X、4X按照发光元件2、图像传感器3X及图像传感器4X的顺序配置的例子，但配置的顺序并不限定于该顺序。即，发光元件2及图像传感器3X、4X如果受光的光的标尺20上的反射位置不同，则配置的顺序不受限定。

图像传感器3X、4X及发光元件2在从标尺20的上表面侧即旋转轴方向观察的情况下，配置为在从标尺20的中心沿标尺20的第1径向延伸的半直线上叠加。在实施方式1中，在从标尺20的上表面侧观察的情况下，以图像传感器3X的中心、图像传感器4X的中心和发光元件2的中心叠加于该半直线的方式，配置有图像传感器3X、4X及发光元件2。

在实施方式1中，图像传感器3X是第1图像传感器，图像传感器4X是第2图像传感器。图像传感器3X对来自从标尺20的中心以第1距离分离的第1位置的第1光进行受光而输出与第1光相对应的模拟信号。图像传感器4X对来自从标尺20的中心以第2距离分离的第2位置的第2光进行受光而输出与第2光相对应的模拟信号。在实施方式1中，第1距离和第2距离是不同的距离。由图像传感器3X输出的模拟信号是第1模拟信号，由图像传感器4X输出的模拟信号是第2模拟信号。

AD变换器5A是将由图像传感器3X检测出的模拟信号变换为数字信号的第1信号变换部。AD变换器5B是将由图像传感器4X检测出的模拟信号变换为数字信号的第2信号变换部。由AD变换器5A变换的数字信号是第1数字信号，由AD变换器5B变换的数字信号是第2数字信号。

绝对位置运算部6X是基于来自AD变换器5A、5B的输出而对标尺20的绝对位置进行运算的运算部。绝对位置运算部6X基于第1数字信号及第2数字信号而对标尺20上的绝对位置进行计算，作为位置数据40X而输出。在实施方式1中，位置数据40X是第1绝对位置。

绝对位置运算部6X具有光量校正部10A、10B、边沿检测部11A、11B、解码部12A、粗检测部13A、相位检测部14B和高精度检测部15X。

光量校正部10A对从AD变换器5A发送来的数字信号的信号强度进行均一化而发送至边沿检测部11A。光量校正部10B对从AD变换器5B发送来的数字信号的信号强度进行均一化而发送至边沿检测部11B。

边沿检测部11A针对由光量校正部10A将信号强度均一化后的信号，求出与预先设定的阈值电平一致的图像传感器3X上的边沿位置(下面，称为边沿像素位置)。另外，边沿检测部11A判别边沿像素位置是表示边沿的上升的上升沿，还是表示边沿的下降的下降沿。

边沿检测部11B针对由光量校正部10B将信号强度均一化后的信号，求出与预先设定的阈值电平一致的图像传感器4X上的边沿像素位置。另外，边沿检测部11B判别边沿像素位置是表示边沿的上升的上升沿，还是表示边沿的下降的下降沿。

解码部12A基于由边沿检测部11A判别出的上升沿及下降沿，将信号变换为由位值“1”及位值“0”构成的位串。

粗检测部13A根据由解码部12A变换后的位串对粗略的绝对位置进行检测。在粗检测部13A中，例如通过将表示绝对值编码图案30的位串的查找表和由解码部12A变换后的位串进行比较，从而对粗略的绝对位置进行检测。在实施方式1中，由粗检测部13A检测的粗略的绝对位置是第2绝对位置。

相位检测部14B基于由边沿检测部11B判别出的上升沿及下降沿，对相对于成为基准的像素位置(后面记述的基准像素位置150)的相位偏移量进行计算。

高精度检测部15X通过将由粗检测部13A检测出的粗略的绝对位置和由相位检测部14B计算出的相位偏移量进行相加，从而对标尺20的绝对位置进行计算。高精度检测部15X将计算出的绝对位置作为位置数据40X而输出。

此外，图像传感器3X、4X及发光元件2也可以不配置为在半直线上叠加。换言之，图像传感器3X、4X在从标尺20的上表面侧即旋转轴方向观察的情况下，可以不在从标尺20的中心沿标尺20的第1径向延伸的半直线上叠加。即，将图像传感器3X和标尺20的中心连结的直线与将图像传感器4X和标尺20的中心连结的直线可以是不同方向的直线。

在图像传感器3X、4X及发光元件2不在半直线上叠加的情况下，绝对位置运算部6X只要使用预先计算出的图像传感器3X、4X的相位差，对从图像传感器3X、4X得到的绝对位置的至少一者进行校正即可。例如，粗检测部13A将从图像传感器3X得到的绝对位置校正为在图像传感器3X、4X及发光元件2配置于半直线上的情况下从图像传感器3X得到的绝对位置。另外，相位检测部14B也可以将从图像传感器4X得到相位偏移量校正为在图像传感器3X、4X及发光元件2配置于半直线上的情况下从图像传感器4X得到的相位偏移量。

在图像传感器3X、4X及发光元件2不叠加于半直线上的情况下，在绝对编码器1X对2个发光元件2进行配置。图像传感器3X对来自2个发光元件2之中的一个发光元件2的光进行受光，图像传感器4X对来自2个发光元件2之中的另一个发光元件2的光进行受光。

接下来，对绝对位置运算部6X的各结构部的动作进行说明。如果AD变换器5A将由图像传感器3X检测出的模拟信号变换为数字信号而发送至光量校正部10A，则光量校正部10A将数字信号的信号强度均一化而发送至边沿检测部11A。

如果AD变换器5B将由图像传感器4X检测出的模拟信号变换为数字信号而发送至光量校正部10B，则光量校正部10B将数字信号的信号强度均一化而发送至边沿检测部11B。

图2是表示向实施方式1所涉及的绝对编码器的光量校正部输入的信号的图。图2的横轴是像素位置，纵轴是信号强度。向光量校正部10A、10B输入的信号具有如光强度分布70那样的分布。

向光量校正部10A输入的信号和向光量校正部10B输入的信号成为以图像传感器3X、4X的配置位置的差而不同的信号。图像传感器3X、4X执行相同的处理，光量校正部10A、10B执行相同的处理，边沿检测部11A、11B执行相同的处理，因此在图2至图5中，对通过图像传感器3X、光量校正部10A、边沿检测部11A实施的处理进行说明。

图2所示的High位8表示标尺20的反射部31中的图案，Low位9表示标尺20的非反射部32中的图案。与向图像传感器3X上投影的标尺20的绝对值编码图案30相对应的信号如图2所示，成为High位8及Low位9不均一的光强度分布70。即，绝对值编码图案30所涉及的信号由于发光元件2本身的光强度分布的波动、图像传感器3X的各像素的增益波动等的影响，成为不均一的光强度分布70。因此，光量校正部10A基于预先测量出的光量校正值而针对每个像素进行光量的校正，以使得不均一的光强度分布70成为均一的光强度分布。

图3是表示由实施方式1所涉及的绝对编码器的光量校正部输出的信号的图。图3的横轴是像素位置，纵轴是信号强度。在图3中，示出了光量校正部10A对图2所示的信号的光量进行校正后的信号的光强度分布71。如图3所示，在光量校正后，与绝对值编码图案30相对应的信号成为High位8及Low位9均一的光强度分布71。光量校正部10A将光强度分布71发送至边沿检测部11A。另外，光量校正部10B将进行光量的校正后的光强度分布发送至边沿检测部11B。

边沿检测部11A针对光强度分布71的信号，求出与预先设定的阈值电平105一致的图像传感器3X上的边沿像素位置(后面记述的边沿像素位置110)。在图3中，作为包含边沿像素位置的区域即边沿区域的一个例子，示出了边沿区域75。

图4是表示图3所示的边沿区域的信号的图。图4的横轴是像素位置，纵轴是信号强度。在图4中，示出了图3所示的边沿区域75的放大图。光强度分布71的信号之中的与阈值电平105一致的像素位置是边沿像素位置110。

边沿检测部11A对相邻的第i(i为自然数)个像素的信号强度和第i+1个像素的信号强度之中的一个信号强度低于阈值电平105、另一个信号强度高于阈值电平105的2个像素进行检测。具体地说，边沿检测部11A判断为在第i个像素的信号强度低于阈值电平105，且第i+1个像素的信号强度高于阈值电平105的2个像素间存在边沿像素位置110。另外，边沿检测部11A判断为在第i个像素的信号强度高于阈值电平105，且第i+1个像素的信号强度低于阈值电平105的2个像素间存在边沿像素位置110。

并且，边沿检测部11A针对判定为存在边沿像素位置110的第i个像素和第i+1个像素，以跨越阈值电平105的方式对第i个像素和第i+1个像素进行线性插补。边沿检测部11A对线性插补后的信号和阈值电平105的一致点进行检测而作为边沿像素位置110。如上所述，边沿像素位置110是数字信号的上升或者下降的位置。换言之，边沿像素位置110是数字信号有无的边界。

另外，边沿检测部11A判定检测出的边沿像素位置110是上升沿还是下降沿，由此对上升沿及下降沿进行检测。

图5是用于说明由实施方式1所涉及的绝对编码器的边沿检测部检测的上升沿及下降沿的图。图5的横向与像素位置相对应。

边沿检测部11A对检测出的边沿像素位置110之中的第i个像素的信号强度比第i+1个像素的信号强度低的边沿像素位置110进行检测而作为上升沿51。

另外，边沿检测部11A对检测出的边沿像素位置110之中的第i个像素的信号强度比第i+1个像素的信号强度高的边沿像素位置110进行检测而作为下降沿52。

由此，边沿检测部11A针对各边沿像素位置110对表示边沿像素位置110是上升沿51或者下降沿52的边沿方向信息50进行设定。边沿检测部11A将边沿方向信息50及边沿像素位置110发送至解码部12A。

边沿检测部11B也通过与边沿检测部11A相同的处理对边沿方向信息50及边沿像素位置110进行检测。边沿检测部11B将边沿方向信息50及边沿像素位置110发送至相位检测部14B。

解码部12A基于边沿方向信息50及边沿像素位置110，将High位8及Low位9变换为“1”或者“0”的位值，由此将信号变换为位串。

图6是表示与图5所示的边沿信息相对应的位串的图。在图6中，示出了解码部12A基于边沿方向信息50及边沿像素位置110，将High位8及Low位9变换为“1”或者“0”后的位串120。

解码部12A例如通过将从上升沿51至下降沿52为止的期间设为位值“1”，将从下降沿52至上升沿51为止的期间设为位值“0”，从而生成位串120。由此，High位8表现为位值“1”，Low位9表现为位值“0”。

另外，解码部12A以每1位的像素的宽度等于基本周期宽度的方式生成位串120。基本周期宽度是由反射部31及非反射部32构成的绝对值编码图案30的最小线宽。但是，绝对值编码图案30从标尺20的中心放射线状地形成，因此基本周期宽度依赖于标尺20的径向而值改变。

解码部12A可以通过对High位8及Low位9进行2值化处理而变换为“1”或者“0”的位值，由此将信号变换为位串120。解码部12A如果是能够将信号变换为由“1”及“0”构成的位串120的方法，则可以通过任意的方法将信号变换为位串120。解码部12A将位串120发送至粗检测部13A。

粗检测部13A根据由解码部12A变换后的位串120对粗略的绝对位置进行检测。在粗检测部13A中，例如构成绝对值编码图案30的位串预先储存于查找表内。粗检测部13A通过将由解码部12A检测出的位串120和查找表内的位串进行比较，从而对粗略的绝对位置进行确定。粗检测部13A基于位串120与查找表内的哪个位串相对应而对粗略的绝对位置进行确定。

图7是用于说明实施方式1所涉及的绝对编码器的解码部对粗略的绝对位置进行确定的处理的图。粗检测部13A参照查找表130，对与位串120一致的位串140进行探索。粗检测部13A通过求出相当于位串140的绝对位置，从而对与位串120相对应的粗略的绝对位置进行确定。粗检测部13A对与位串120一致的位串140的位置所对应的位置进行检测而作为粗略的绝对位置。粗检测部13A将确定出的绝对位置发送至高精度检测部15X。

此外，在粗检测部13A以相当于位串140的中央位的像素位置为基准对粗略的绝对位置进行确定的情况下，确定出的绝对位置相当于由图像传感器3X取得的中心像素位置处的绝对位置。

相位检测部14B如果从边沿检测部11B接收到边沿方向信息50及边沿像素位置110，则对基准的像素位置即基准像素位置和信号之间的相位偏移量进行计算。

图8是用于说明由实施方式1所涉及的绝对编码器的相位检测部计算的信号的相位偏移量的图。相位检测部14B对图像传感器4X相对于基准像素位置150的相位偏移量θ进行计算。如果将基准像素位置150的中心位置设为P，将与P最近的边沿像素位置110设为ZC(i)，则ZC(i)能够使用从基准像素位置150起的相位偏移量θ通过下面的式(1)表示。

ZC(i)＝P+θ···(1)

θ是如果与基准像素位置150相比靠左，则成为负的符号，如果靠右，则成为正的符号。换言之，θ是如果与基准像素位置150相比处于旋转方向的近端，则成为负的符号，如果与基准像素位置150相比处于旋转方向的远端，则成为正的符号。相位检测部14B对由边沿检测部11B检测出的边沿像素位置110之中的与P最近的ZC(i)进行探索，通过取ZC(i)和P的差分，从而对相位偏移量θ进行计算。

此外，在实施方式1中，相位检测部14B仅使用ZC(i)及P而计算出相位偏移量θ，但相位检测部14B也可以使用全部边沿像素位置110，通过最小二乘法对相位偏移量θ进行计算。另外，基准像素位置150是图像传感器4X的中心像素，也可以是左端或者右端的像素，基准像素位置150的位置并不特别受到限定。相位检测部14B将相位偏移量θ发送至高精度检测部15X。

高精度检测部15X通过将由粗检测部13A计算出的粗略的绝对位置和由相位检测部14B计算出的相位偏移量θ相加，从而对标尺20的绝对位置进行计算。高精度检测部15X在使与粗略的绝对位置的确定所使用的位相对应的像素位置和相位偏移量θ的计算所使用的基准像素位置150一致后，对标尺20的绝对位置进行计算。高精度检测部15X将计算出的绝对位置作为位置数据40X而输出。

如上所述，绝对编码器1X能够作为信号检测用的图案而仅从绝对值编码图案30对高精度的绝对位置进行检测。因此，绝对编码器1X不使信号检测用的图案复杂化，就能够以高可靠性对高分辨率的绝对位置进行检测。

另外，绝对编码器1X使用沿标尺20的径向配置的2个图像传感器3X、4X，因此能够使绝对位置的检测精度提高。在这里，对绝对编码器1X使用2个图像传感器3X、4X能够使绝对位置的检测精度提高的理由进行说明。

在绝对编码器1X中，如图1所示，在从标尺20的旋转轴方向观察的情况下，相对于标尺20的径向，以发光元件2的中心、图像传感器3X的中心及图像传感器4X的中心成为一条直线上的方式配置有发光元件2、图像传感器3X、4X。另外，图像传感器3X配置于比图像传感器4X更靠近标尺20的中心的位置。在这里的图像传感器3X、4X是相同的规格。

在这里，对将由图像传感器3X、4X受光的光通过AD变换器5A、5B及绝对位置运算部6X进行处理而得到的信号的特征进行说明。

图9是用于说明通过实施方式1所涉及的绝对编码器得到的信号的特征的图。在图9的左侧所示的标尺20的一部分示出了由图像传感器3X受光的光的标尺20上的反射地点160和由图像传感器4X受光的光的标尺20上的反射地点170。另外，在图9的右侧示出了投影至图像传感器3X、4X的光的光量校正后的光强度分布72、73。光强度分布72是反射地点160处的光的强度分布，光强度分布73是反射地点170处的光的强度分布。

在由图像传感器3X受光的光的反射地点160，包含有比由图像传感器4X受光的光的反射地点170更多的绝对值编码图案30。因此，如果边沿检测部11B针对投影至图像传感器3X的光的光强度分布72执行边沿检测处理，则对比针对投影至图像传感器4X的光的光强度分布73的边沿检测更多的边沿像素位置110进行检测。

另外，如果关注反射地点160、170所包含的同一反射部31的线宽或者同一非反射部32的线宽，则反射地点160处的线宽比反射地点170处的线宽窄。因此，光强度分布72中的基本周期宽度比光强度分布73中的基本周期宽度变窄。这是指由解码部12A针对光强度分布72而生成的位串18与针对光强度分布73而生成的位串19相比，每1位的像素数少，位数(位长)多。即，由图像传感器4X受光的光与由图像传感器3X受光的光相比每1位的像素数多，因此与由图像传感器3X受光的光相比分辨率高。另一方面，由图像传感器3X受光的光与由图像传感器4X受光的光相比位数多，因此与由图像传感器4X受光的光相比可靠度高。

实施方式1的绝对编码器1X在绝对位置运算部6X内分别对通过图像传感器3X、4X得到的信号进行处理，高精度检测部15X使分别求出的位置信息相加。

在绝对编码器1X中，AD变换器5A将来自图像传感器3X的模拟信号变换为数字信号，输入至绝对位置运算部6X。绝对位置运算部6X针对来自该AD变换器5A的数字信号而执行光量校正处理、边沿检测处理及解码处理，粗检测部13A对粗略的绝对位置进行计算。

粗检测部13A通过将根据图像传感器3X所取得的信号而生成的位串18和在查找表130中储存的位串进行比较，从而对粗略的绝对位置进行确定。位串18比位串19位数多，因此粗检测部13A能够将比使用位串19的情况多的位设为比较对象，能够提高进行计算的绝对位置的可靠性。例如，即使在由于异物向标尺20的附着而向标尺20的光被遮光，在位串18的一部分的位发生错误的情况下，如果设为比较对象的位数多，则粗检测部13A不会受到由异物的附着造成的影响而仍能够对绝对位置进行确定。

另外，在绝对编码器1X中，AD变换器5B将来自图像传感器4X的模拟信号变换为数字信号，输入至绝对位置运算部6X。绝对位置运算部6X针对来自该AD变换器5B的数字信号而执行光量校正处理及边沿检测处理，边沿检测部11B对相位偏移量θ进行计算。

由相位检测部14B计算的相位偏移量θ的单位是像素数。图像传感器4X所取得的位串19的每1位的像素数比位串18的每1位的像素数多。因此，相当于作为相位偏移量θ的像素数，位串19的像素数比位串18的像素数多。相位检测部14B使用位串19而计算出相位偏移量θ，因此与使用位串18对相位偏移量θ进行计算的情况相比，能够对高分辨率的相位偏移量θ进行计算。

高精度检测部15X使由粗检测部13A计算出的可靠性高的粗略的绝对位置和由相位检测部14B计算出高的分辨率的相位偏移量θ相加。如上所述，绝对编码器1X分别对从图像传感器3X、4X得到的信号进行处理而相加，从而能够得到可靠性高、分辨率高的绝对位置。

如上所述，绝对编码器1X基于绝对值编码图案30之中的在2个部位测量出的2个信号而对位置数据40X进行计算，因此能够得到可靠性高、分辨率高的绝对位置。

另外，绝对编码器1X能够得到可靠性高、分辨率高的绝对位置，因此无需使AD变换器5A、5B的分辨率提高，另外无需增加检测次数。

另外，绝对编码器1X的标尺20仅设置有1条在沿圆周的方向具有绝对值编码图案30的码道，因此能够通过简易的结构得到可靠性高、分辨率高的绝对位置。

此外，在实施方式1中，对使用同一规格的图像传感器3X、4X的情况进行了说明，但如果满足位串18的位数比位串19的位数多这一条件，则也可以使用比图像传感器4X小型化的图像传感器3X。由此，能够减小绝对编码器1X的安装体积。另外，绝对编码器1X也可以使用大于或等于3个图像传感器对绝对位置进行检测。

如上所述，在实施方式1的绝对编码器1X中，图像传感器3X、4X配置为在从标尺20的中心沿径向延伸的半直线上叠加。另外，绝对位置运算部6X基于来自图像传感器3X的信号对标尺20上的粗略的绝对位置进行计算，并且基于来自图像传感器4X的信号对从基准像素位置150起的相位偏移量θ进行计算。而且，绝对位置运算部6X通过使粗略的绝对位置和相位偏移量θ相加，从而计算出位置数据40X。由此，绝对位置运算部6X能够使基于可靠度高的粗略的信息而计算出的绝对位置、和基于分辨率高的信息而计算出的相位偏移量θ相加，因此能够对可靠性高、分辨率高的位置数据40X进行计算。

实施方式2

接下来，使用图10及图11对实施方式2进行说明。在实施方式2中，绝对位置运算部生成将使用从一个图像传感器取得的信号而计算出的位串和使用从另一个图像传感器取得的信号而计算出的位串接合后的位串而对粗略的绝对位置进行计算。

图10是表示实施方式2所涉及的绝对编码器的结构的图。图11是用于说明实施方式2所涉及的绝对编码器中的图像传感器的配置位置的图。对图10的各结构要素之中的与图1所示的实施方式1的绝对编码器1X实现同一功能的结构要素标注同一标号，省略重复的说明。

绝对编码器1Y具有发光元件2、图像传感器3Y、4Y、标尺20、AD变换器5A、5B和绝对位置运算部6Y。图像传感器3Y、4Y是与图像传感器3X、4X相同的图像传感器，沿标尺20的圆周的方向的配置位置与图像传感器3X、4X不同。

绝对位置运算部6Y具有光量校正部10A、10B、边沿检测部11A、11B、解码部12A、12B、粗检测部13Y、相位检测部14A、14B、高精度检测部15A、15B和运算部45。

在绝对编码器1Y中，图像传感器3Y的中心Ca和图像传感器4Y的中心Cb相对于沿标尺20的圆周的方向而成为不同的位置。换言之，在绝对编码器1Y中，在从上表面侧观察标尺20的情况下，以图像传感器3Y的除了中心Ca以外的位置和图像传感器4Y的除了中心Cb以外的位置的至少一者，在从标尺20的中心C1沿标尺20的第1径向延伸的半直线22上叠加的方式配置有图像传感器3Y、4Y。即，以图像传感器3Y的一部分及图像传感器4Y的一部分在半直线22上叠加，且图像传感器3Y的中心Ca和图像传感器4Y的中心Cb的至少一者在半直线22上不叠加的方式配置有图像传感器3Y、4Y。发光元件2配置为发光元件2的中心C2在该半直线22上叠加。从中心Ca至半直线22为止的最短距离和从中心Cb至半直线22为止的最短距离相同。

另外，在绝对编码器1Y中，以将发光元件2的中心C2和标尺20的中心C1连结的半直线22经过图像传感器3Y的受光面21A及图像传感器4Y的受光面21B的方式配置有图像传感器3Y、4Y。另外，在绝对编码器1Y中，以在图像传感器3Y的长度方向延伸的中央线41和在图像传感器4Y的长度方向延伸的中央线42不叠加的方式配置有图像传感器3Y、4Y。图像传感器3Y、4Y的长度方向是与半直线22垂直的方向。在实施方式2中，图像传感器3Y是第1图像传感器，图像传感器4Y是第2图像传感器。

如上所述，在绝对编码器1Y中，沿图像传感器3Y、4Y的圆周的方向的位置及径向的位置不同，且以半直线22经过受光面21A、21B的方式配置有图像传感器3Y、4Y。

通过如上所述的图像传感器3Y、4Y的配置，在由受光面21A、21B受光的光包含一部分共通的绝对值编码图案。由此，绝对编码器1Y能够得到将通过对图像传感器3Y、4Y的信号进行解码所得到的位串接合后的位串23。

在绝对位置运算部6Y中，光量校正部10A、边沿检测部11A、解码部12A、相位检测部14A及高精度检测部15A各自执行与光量校正部10B、边沿检测部11B、解码部12B、相位检测部14B及高精度检测部15B相同的处理。因此，在这里对由光量校正部10A、边沿检测部11A、解码部12A、相位检测部14A及高精度检测部15A执行的处理进行说明。另外，对由粗检测部13Y及运算部45执行的处理进行说明。

绝对位置运算部6Y的光量校正部10A、边沿检测部11A、解码部12A、粗检测部13Y、相位检测部14A及高精度检测部15A各自执行与绝对位置运算部6X的光量校正部10A、边沿检测部11A、解码部12A、粗检测部13A、相位检测部14B及高精度检测部15X相同的处理。

即，光量校正部10A将从AD变换器5A发送来的数字信号的信号强度均一化而发送至边沿检测部11A。边沿检测部11A针对信号强度均一化后的信号，求出与阈值电平105一致的边沿像素位置110。另外，边沿检测部11A将表示边沿的上升或者下降的边沿方向信息50设定于各边沿像素位置110。绝对位置运算部6Y的边沿检测部11A将边沿方向信息50及边沿像素位置110发送至解码部12A及相位检测部14A。

解码部12A基于边沿方向信息50及边沿像素位置110，将信号变换为由位值“1”及位值“0”构成的位串。解码部12A将位串发送至粗检测部13Y。

另外，解码部12B执行与解码部12A相同的处理。即，解码部12B基于从边沿检测部11B接收到的边沿方向信息50及边沿像素位置110，将信号变换为由位值“1”及位值“0”构成的位串。解码部12B将位串发送至粗检测部13Y。

粗检测部13Y通过将由解码部12A变换后的位串和由解码部12B变换后的位串接合，从而生成位串23。粗检测部13Y通过将位串23和查找表130进行比较，从而对粗略的绝对位置进行检测。此时，粗检测部13Y在以确定出的粗略的绝对位置成为半直线22上的标尺角度位置的方式对粗略的绝对位置进行调整后对粗略的绝对位置进行检测。在实施方式2中，由粗检测部13Y检测的粗略的绝对位置是第2绝对位置。粗检测部13Y将调整后的粗略的绝对位置发送至高精度检测部15A、15B。

相位检测部14A基于由边沿检测部11A判别出的上升沿51及下降沿52，对相对于基准像素位置24的相位偏移量θ进行计算。此时，相位检测部14A在以图像传感器3Y的基准像素位置成为半直线22上的基准像素位置24的方式对相位偏移量θ进行调整后对相位偏移量θ进行计算。相位检测部14A将相位偏移量θ发送至高精度检测部15A。

另外，相位检测部14B基于由边沿检测部11B判别出的上升沿51及下降沿52，对相对于基准像素位置25的相位偏移量θ进行计算。此时，相位检测部14B在以图像传感器4Y的基准像素位置成为半直线22上的基准像素位置25的方式对相位偏移量θ进行调整后对相位偏移量θ进行计算。相位检测部14B将相位偏移量θ发送至高精度检测部15B。

在实施方式2中，基准像素位置24是第1基准像素位置，由相位检测部14A计算的相位偏移量θ是第1相位偏移量。另外，在实施方式2中，基准像素位置25是第2基准像素位置，由相位检测部14B计算的相位偏移量θ是第2相位偏移量。

高精度检测部15A通过将由粗检测部13Y检测出的粗略的绝对位置和由相位检测部14A计算出的相位偏移量θ相加，从而对标尺20的绝对位置进行计算。高精度检测部15A将计算出的绝对位置发送至运算部45。

另外，高精度检测部15B与高精度检测部15A同样地，通过将由粗检测部13Y检测出的粗略的绝对位置和由相位检测部14B计算出的相位偏移量θ相加，从而对标尺20的绝对位置进行计算。高精度检测部15B将计算出的绝对位置发送至运算部45。

在实施方式2中，由高精度检测部15A计算的绝对位置是第3绝对位置，由高精度检测部15B计算的绝对位置是第4绝对位置。

如上所述，图像传感器3Y所取得的信号通过从光量校正部10A至高精度检测部15A为止的处理而运算为标尺20的绝对位置，图像传感器4Y所取得的信号通过从光量校正部10B至高精度检测部15B为止的处理而运算为标尺20的绝对位置。

运算部45对由高精度检测部15A计算出的绝对位置和由高精度检测部15B计算出的绝对位置的平均位置进行计算，将计算出的平均位置作为位置数据40Y而输出。在实施方式2中，位置数据40Y是第1绝对位置。

如上所述在实施方式2的绝对位置运算部6Y中，粗检测部13Y生成将由解码部12A变换后的位串和由解码部12B变换后的位串接合得到的位串23而对绝对位置进行计算，因此能够得到可靠性高的绝对位置。

实施方式3

接下来，使用图12至图16对实施方式3进行说明。实施方式3的绝对编码器是2个图像传感器配置于隔着标尺20的中心而相对的位置。实施方式3的绝对编码器在2个图像传感器之中的一个角度检测功能异常的情况下，将从正常的图像传感器得到的绝对位置进行输出，在两个角度检测功能正常的情况下，将绝对位置的平均位置进行输出。

图12是表示实施方式3所涉及的绝对编码器的结构的图。对图12的各结构要素之中的与图1所示的实施方式1的绝对编码器1X或者图10所示的实施方式2的绝对编码器1Y实现同一功能的结构要素，标注同一标号，省略重复的说明。

绝对编码器1Z具有发光元件2A、2B、图像传感器3Z、4Z、标尺20、AD变换器5A、5B和绝对位置运算部6Z。图像传感器3Z、4Z是与图像传感器3X、4X相同的图像传感器，配置位置与图像传感器3X、4X不同。

在实施方式3中，图像传感器3Z、4Z配置于使旋转轴7的旋转轴部对称地偏移180°后的位置。换言之，图像传感器3Z、4Z配置为隔着标尺20的中心位置而相对。

另外，发光元件2A、2B与实施方式1的发光元件2同样地是对标尺20照射光的照明部。图像传感器3Z对由发光元件2A照射而由标尺20反射出的光进行受光，将与受光的光相对应的模拟信号输出至AD变换器5A。图像传感器4Z对由发光元件2B照射而由标尺20反射出的光进行受光，将与受光的光相对应的模拟信号输出至AD变换器5B。

在实施方式3中，发光元件2A是对标尺20的第1位置照射光的第1发光元件，发光元件2B是对标尺20的第2位置照射光的第2发光元件。另外，在实施方式3中，图像传感器3Z是第1图像传感器，图像传感器4Z是第2图像传感器。图像传感器3Z对来自从标尺20的中心以第1距离分离的第1位置的第1光进行受光而输出与第1光相对应的模拟信号。图像传感器4Z对来自从标尺20的中心以第2距离分离的第2位置的第2光进行受光而输出与第2光相对应的模拟信号。在实施方式3中，第1距离和第2距离可以是不同的距离，也可以是相同的距离。图像传感器3Z输出的模拟信号是第1模拟信号，图像传感器4Z输出的模拟信号是第2模拟信号。

绝对位置运算部6Z具有光量校正部10A、10B、边沿检测部11A、11B、解码部12A、12B、粗检测部13A、13B、相位检测部14A、14B、高精度检测部15A、15B和位置数据生成部16。

粗检测部13A通过将由解码部12A变换后的位串和查找表130进行比较，从而对粗略的绝对位置进行检测。粗检测部13A将调整后的粗略的绝对位置发送至高精度检测部15A。

粗检测部13B通过将由解码部12B变换后的位串和查找表130进行比较，从而对粗略的绝对位置进行检测。粗检测部13B将调整后的粗略的绝对位置发送至高精度检测部15B。

高精度检测部15A通过将由粗检测部13A检测出的粗略的绝对位置和由相位检测部14A计算出的相位偏移量θ相加，从而对标尺20的绝对位置进行计算。高精度检测部15A将计算出的绝对位置发送至位置数据生成部16。

高精度检测部15B通过将由粗检测部13B检测出的粗略的绝对位置和由相位检测部14B计算出的相位偏移量θ相加，从而对标尺20的绝对位置进行计算。高精度检测部15B将计算出的绝对位置发送至位置数据生成部16。

如上所述，绝对位置运算部6Z对图像传感器3Z所取得的信号和图像传感器4Z所取得的信号分别进行处理，根据各个信号对绝对位置进行计算。即，绝对位置运算部6Z通过从光量校正部10A至高精度检测部15A为止的处理，根据图像传感器3Z所取得的信号对绝对位置进行计算。另外，绝对位置运算部6Z通过从光量校正部10B至高精度检测部15B为止的处理，根据图像传感器4Z所取得的信号对绝对位置进行计算。

位置数据生成部16对图像传感器3Z的绝对位置和图像传感器4Z的绝对位置的平均位置进行计算而作为位置数据40Z输出。在实施方式3中，图像传感器3Z的绝对位置是第2绝对位置，图像传感器4Z的绝对位置是第3绝对位置。另外，在实施方式3中，位置数据40Z是第1绝对位置。

图13是表示通过实施方式3所涉及的绝对编码器的位置数据生成部进行的位置数据的生成处理顺序的流程图。位置数据生成部16对由高精度检测部15A计算出的绝对位置和由高精度检测部15B计算出的绝对位置之间的相位差进行校正(步骤S10)。由高精度检测部15A计算出的绝对位置是从图像传感器3Z得到的绝对位置，由高精度检测部15B计算出的绝对位置是从图像传感器4Z得到的绝对位置。位置数据生成部16使用预先计算出的图像传感器3Z、4Z的相位差，对从图像传感器3Z、4Z得到的绝对位置中的至少一者进行校正。

位置数据生成部16判定绝对编码器1Z有无异常(步骤S20)。绝对编码器1Z的异常是图像传感器3Z的角度检测功能及图像传感器4Z的角度检测功能中的至少一者的异常。如果位置数据生成部16检测到异常，则使绝对编码器1Z的动作紧急停止，或者以成为正常的绝对位置的方式对绝对位置进行校正而继续动作。

图14是表示通过实施方式3所涉及的绝对编码器的位置数据生成部进行的异常判定处理的第1例的处理顺序的流程图。位置数据生成部16判定在对相位差进行校正之后从图像传感器3Z、4Z得到的绝对位置的差分是否大于或等于差分的基准值(步骤S110)。

在绝对位置的差分大于或等于差分的基准值的情况下(步骤S110，Yes)，位置数据生成部16判定为绝对编码器1Z异常。即，位置数据生成部16判定为图像传感器3Z的角度检测功能及图像传感器4Z的角度检测功能的至少一者异常。在该情况下，位置数据生成部16通过紧急停止使旋转轴7旋转的电动机，从而使标尺20的旋转紧急停止(步骤S120)。具体地说，在绝对位置的差分大于或等于差分的基准值的情况下，位置数据生成部16将用于使电动机紧急停止的指令发送至对电动机进行控制的电动机控制装置。由此，电动机控制装置使电动机停止。

另一方面，在绝对位置的差分小于差分的基准值的情况下(步骤S110，No)，位置数据生成部16判定为绝对编码器1Z正常。在该情况下，位置数据生成部16将从图像传感器3Z、4Z得到的相位差校正后的绝对位置的平均位置作为位置数据40Z而输出(步骤S130)。由此，绝对编码器1Z能够通过简易的运算而得到可靠性高的绝对位置。

图15是表示通过实施方式3所涉及的绝对编码器的位置数据生成部进行的异常判定处理的第2例的处理顺序的流程图。位置数据生成部16判定图像传感器3Z的角度检测功能是否异常(步骤S210)。位置数据生成部16例如在由边沿检测部11A检测出的边沿像素位置110的个数小于或等于边沿数的基准值的情况下判定为异常。另外，位置数据生成部16可以在由粗检测部13A求出的位串120和查找表130内的位串140之间的差异位数大于或等于阈值的情况下判定为异常。

在图像传感器3Z的角度检测功能异常的情况下(步骤S210，Yes)，位置数据生成部16判定图像传感器4Z的角度检测功能是否异常(步骤S220)。位置数据生成部16例如在由边沿检测部11B检测出的边沿像素位置110的个数小于或等于边沿数的基准值的情况下判定为异常。图像传感器3Z中的边沿像素位置110是第1边沿位置，图像传感器4Z中的边沿像素位置110是第2边沿位置。

另外，位置数据生成部16可以在由粗检测部13B求出的位串120和查找表130内的位串140之间的差异位数大于或等于阈值的情况下判定为异常。在实施方式3中，由粗检测部13A求出的位串120是第1位串，由粗检测部13B求出的位串120是第2位串。另外，查找表130内的位串140是第3位串。另外，在实施方式3中，图像传感器3Z的角度检测功能是第1角度检测功能，图像传感器4Z的角度检测功能是第2角度检测功能。

在图像传感器4Z的角度检测功能异常的情况下(步骤S220，Yes)，位置数据生成部16使电动机紧急停止(步骤S230)。

在图像传感器3Z的角度检测功能异常，但图像传感器4Z的角度检测功能不异常的情况下(步骤S220，No)，位置数据生成部16将从图像传感器4Z得到的绝对位置作为位置数据40Z而输出(步骤S240)。即，位置数据生成部16将从高精度检测部15B发送来的绝对位置作为位置数据40Z而输出。

在图像传感器3Z的角度检测功能不异常的情况下(步骤S210，No)，位置数据生成部16判定图像传感器4Z的角度检测功能是否异常(步骤S250)。在这里的位置数据生成部16可以在由边沿检测部11B检测出的边沿像素位置110的个数小于或等于边沿数的基准值的情况下判定为异常，可以在位串120和位串140之间的差异位数大于或等于阈值的情况下判定为异常。

在图像传感器3Z的角度检测功能不异常，但图像传感器4Z的角度检测功能异常的情况下(步骤S250，Yes)，位置数据生成部16将从图像传感器3Z得到的绝对位置作为位置数据40Z而输出(步骤S260)。即，位置数据生成部16将从高精度检测部15A发送来的绝对位置作为位置数据40Z而输出。

在图像传感器3Z、4Z的角度检测功能不异常的情况下(步骤S250，No)，位置数据生成部16将从图像传感器3Z、4Z得到的绝对位置的平均位置作为位置数据40Z而输出(步骤S270)。即，位置数据生成部16将从高精度检测部15A、15B发送来的绝对位置的平均位置作为位置数据40Z而输出。

如上所述，位置数据生成部16判定图像传感器3Z、4Z的角度检测功能是否异常，如果是正常的角度检测功能，则继续动作，因此绝对编码器1Z能够鲁棒地得到绝对位置。

另外，在绝对编码器1Z中，以180°的相位差配置有图像传感器3Z、4Z。而且，绝对编码器1Z生成通过图像传感器3Z、4Z得到的绝对位置的平均位置而作为位置数据40Z。由此，绝对编码器1Z能够将由旋转的标尺20的面振动引起的绝对位置的误差成分去除。

图16是用于说明在实施方式3所涉及的绝对编码器的标尺发生的面振动的图。在绝对编码器1Z中，配置为标尺20的上表面和控制基板27的上表面相对。

发光元件2A、2B及图像传感器3Z、4Z配置于控制基板27的上表面。在图16中，图示出标尺20由于面振动而相对于控制基板27倾斜的情况。此外，有时控制基板27相对于标尺20倾斜。

如上所述，在实施方式3的绝对编码器1Z中，图像传感器3Z、4Z以180°的相位差配置，因此图像传感器3Z和标尺20之间的距离与图像传感器4Z和标尺20之间的距离之和与标尺20的旋转位置无关而变得恒定。因此，绝对位置运算部6Z通过将从图像传感器3Z、4Z得到的绝对位置的平均位置设为位置数据40Z，从而能够将由面振动引起的绝对位置的误差成分去除。

此外，图像传感器3Z和标尺20之间的距离也可以与图像传感器4Z和标尺20之间的距离不同。在该情况下，绝对位置运算部6Z通过将从图像传感器3Z、4Z得到的绝对位置的平均位置设为位置数据40Z，从而也能够减少由面振动引起的绝对位置的误差成分。

实施方式4

接下来，使用图17至图21对实施方式4进行说明。在实施方式4中，发光元件2及图像传感器3X、4X安装于1个模块。

图17是表示实施方式4所涉及的绝对编码器的概略结构的图。对图17的各结构要素之中的与图1所示的实施方式1的绝对编码器1X实现同一功能的结构要素标注同一标号，省略重复的说明。

实施方式4的绝对编码器1X具有与实施方式1的绝对编码器1X相同的结构要素。在实施方式4的绝对编码器1X中，发光元件2及图像传感器3X、4X集成于1个模块80a，安装于构成绝对编码器1X的硬件的控制基板27。具体地说，发光元件2及图像传感器3X、4X安装于小基板26上，该小基板26安装于控制基板27的上表面。

在这里，对模块80a的结构和在与模块80a不同的位置处配置有发光元件2或者图像传感器3X、4X的模块80b、80c的结构进行说明。

图18是表示安装有实施方式4所涉及的绝对编码器的图像传感器的模块的第1结构例的图。在图18中，示出了从图像传感器3X、4X的安装方向对模块80a进行观察的模块80a的俯视图。

图19是表示安装有实施方式4所涉及的绝对编码器的图像传感器的模块的第2结构例的图。在图19中，示出了从图像传感器3P、4P的安装方向对模块80b进行观察的模块80b的俯视图。模块80b能够应用于在实施方式1中说明的绝对编码器1X等。

图20是表示安装有实施方式4所涉及的绝对编码器的图像传感器的模块的第3结构例的图。在图20中，示出了从图像传感器3Z的安装方向对模块80c进行观察的模块80c的俯视图。模块80c能够应用于在实施方式3中说明的绝对编码器1Z等。

在模块80a中，发光元件2及图像传感器3X、4X配置于小基板26的上表面。在模块80a中，在与发光元件2相对的位置配置有图像传感器4X，在发光元件2和图像传感器4X之间配置有图像传感器3X。

在模块80b中，发光元件2及图像传感器3P、4P配置于小基板26的上表面。图像传感器3P、4P是与图像传感器3X、4X相同的图像传感器，配置位置与图像传感器3X、4X不同。在模块80b中，以图像传感器3P和图像传感器4P相对的方式配置图像传感器3P、4P，在图像传感器3P和图像传感器4P之间配置有发光元件2。

在模块80c中，发光元件2A及图像传感器3Z配置于小基板26的上表面。在模块80c中，在与发光元件2A相对的位置配置有图像传感器3Z。另外，在与图20所示的小基板26不同的小基板26的上表面对发光元件2B及图像传感器4Z进行配置。

图21是表示将图20所示的模块应用于实施方式3的绝对编码器的情况下的绝对编码器的结构的图。在图21中，在上层示出了绝对编码器1Z所具有的控制基板27等的剖视图，在下层示出了绝对编码器1Z所具有的控制基板27的俯视图。

在控制基板27的上表面，模块80c、80c以隔着标尺20的中心而相对的方式配置。一个模块80c是图20中说明的模块，安装有发光元件2A及图像传感器3Z。在另一个模块80c中，在与发光元件2B相对的位置安装有图像传感器4Z。

此外，在实施方式2中说明的绝对编码器1Y的发光元件2及图像传感器3Y、4Y也可以安装于1个模块。如上所述，在绝对编码器1X、1Y、1Z中，至少1个发光元件和至少1个图像传感器安装于1个模块。

如上所述，根据实施方式4，通过使用模块80a、80b、80c的任意者，从而能够实现安装部件的集成化，能够抑制对控制基板27的安装面积造成的压力。另外，能够作为模块而安装部件，因此能够提高生产时的安装速度，减少安装时的安装位置错误。

在这里，对绝对位置运算部6X～6Z的硬件结构进行说明。此外，绝对位置运算部6X～6Z具有相同的硬件结构，因此在这里对绝对位置运算部6X的硬件结构进行说明。

图22是表示实现实施方式1所涉及的绝对编码器所具有的绝对位置运算部的硬件结构例的图。绝对位置运算部6X能够通过输入装置300、处理器100、存储器200及输出装置400而实现。处理器100的例子是CPU(也称为Central Processing Unit、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、DSP(Digital Signal Processor))或者系统LSI(Large Scale Integration)。存储器200的例子是RAM(Random Access Memory)、ROM(ReadOnly Memory)。

绝对位置运算部6X是通过由处理器100将在存储器200中存储的用于执行绝对位置运算部6X的动作的计算机可执行的绝对位置运算程序读出并执行而实现的。用于执行绝对位置运算部6X的动作的程序即绝对位置运算程序，可以说是使计算机执行绝对位置运算部6X的顺序或者方法。

由绝对位置运算部6X执行的绝对位置运算程序成为包含光量校正部10A、10B、边沿检测部11A、11B、解码部12A、粗检测部13A、相位检测部14B和高精度检测部15X在内的模块结构，它们下载至主存储装置上，它们在主存储装置上生成。

输入装置300从AD变换器5A、5B对数字信号进行接收而发送至处理器100。存储器200作为由处理器100执行各种处理时的暂时存储器被使用。另外，存储器200对阈值电平105、查找表130等进行存储。输出装置400将由处理器100计算出的位置数据40X进行输出。

绝对位置运算程序可以通过可安装的形式或者可执行的形式的文件，在计算机可读取的存储介质中存储而作为计算机程序产品被提供。另外，绝对位置运算程序也可以经由互联网等网络而提供给绝对位置运算部6X。此外，关于绝对位置运算部6X的功能，可以将一部分通过专用电路等专用的硬件实现，将一部分通过软件或者固件而实现。

以上的实施方式所示的结构表示一个例子，也能够与其他公知技术组合，也能够将实施方式彼此组合，在不脱离主旨的范围也能够将结构的一部分省略、变更。

标号的说明

1X、1Y、1Z绝对编码器，2、2A、2B发光元件，3P、3X、3Y、3Z、4P、4X、4Y、4Z图像传感器，5A、5B AD变换器，6X～6Z绝对位置运算部，7旋转轴，10A、10B光量校正部，11A、11B边沿检测部，12A、12B解码部，13A、13B、13Y粗检测部，14A、14B相位检测部，15A、15B、15X高精度检测部，16位置数据生成部，20标尺，21A、21B受光面，22半直线，24、25基准像素位置，30绝对值编码图案，31反射部，32非反射部，40X、40Y、40Z位置数据，45运算部，70～73光强度分布，80a、80b、80c模块，100处理器，105阈值电平，110边沿像素位置，130查找表，150基准像素位置，160、170反射地点，200存储器，300输入装置，400输出装置。

Claims (14)

1.一种绝对编码器，其特征在于，具有：

圆板状的标尺，其配置有绝对值编码图案；

发光元件，其对所述标尺照射光；

第1图像传感器，其对来自从所述标尺的中心以第1距离分离的第1位置的第1光进行受光，输出与所述第1光相对应的第1模拟信号；

第2图像传感器，其对来自从所述标尺的中心以第2距离分离的第2位置的第2光进行受光，输出与所述第2光相对应的第2模拟信号；

第1信号变换部，其将所述第1模拟信号变换为第1数字信号；

第2信号变换部，其将所述第2模拟信号变换为第2数字信号；以及

绝对位置运算部，其基于所述第1数字信号及所述第2数字信号，对所述标尺上的第1绝对位置进行计算，

所述绝对值编码图案由在所述圆板状的标尺的与所述发光元件相对侧的面内沿径向交替地设置的线状的反射部和线状的非反射部形成，作为所述反射部及所述非反射部，与所述第2位置处的线宽相比所述第1位置处的线宽窄，所述第1位置所包含的所述反射部的条数多于所述第2位置所包含的所述反射部的条数。

2.根据权利要求1所述的绝对编码器，其特征在于，

所述绝对位置运算部基于所述第1数字信号对所述标尺上的第2绝对位置进行计算，并且基于所述第2数字信号对从成为基准的像素位置即基准像素位置起的相位偏移量进行计算，通过使所述第2绝对位置和所述相位偏移量相加，从而对所述第1绝对位置进行计算。

3.根据权利要求1或2所述的绝对编码器，其特征在于，

所述第1图像传感器、所述第2图像传感器及所述发光元件在从所述标尺的旋转轴方向观察的情况下，配置为在从所述标尺的中心沿所述标尺的第1径向延伸的半直线上叠加。

4.根据权利要求3所述的绝对编码器，其特征在于，

所述第1图像传感器、所述第2图像传感器及所述发光元件在从所述标尺的旋转轴方向观察的情况下，配置为在所述半直线上叠加所述第1图像传感器的中心、所述第2图像传感器的中心及所述发光元件的中心。

5.根据权利要求1所述的绝对编码器，其特征在于，

所述第1图像传感器及所述第2图像传感器在从所述标尺的旋转轴方向观察的情况下，配置为在从所述标尺的中心沿所述标尺的第1径向延伸的半直线上叠加，且配置为所述第1图像传感器的中心及所述第2图像传感器的中心在所述半直线上不叠加，

所述绝对位置运算部基于所述第1数字信号及所述第2数字信号对所述标尺上的第2绝对位置进行计算，并且基于所述第1数字信号对从成为基准的像素位置即第1基准像素位置起的第1相位偏移量进行计算，基于所述第2数字信号对从成为基准的像素位置即第2基准像素位置起的第2相位偏移量进行计算，通过使所述第2绝对位置和所述第1相位偏移量相加，从而对第3绝对位置进行计算，通过使所述第2绝对位置和所述第2相位偏移量相加，从而对第4绝对位置进行计算，对所述第3绝对位置及所述第4绝对位置的平均位置进行计算而作为所述第1绝对位置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的绝对编码器，其特征在于，

所述发光元件、所述第1图像传感器及所述第2图像传感器的至少一者安装于1个模块。

7.一种绝对编码器，其特征在于，具有：

圆板状的标尺，其配置有绝对值编码图案；

第1发光元件，其对从所述标尺的中心以第1距离分离的第1位置照射光；

第2发光元件，其对从所述标尺的中心以第2距离分离的第2位置照射光；

第1图像传感器，其对来自所述第1位置的第1光进行受光而输出与所述第1光相对应的第1模拟信号；

第2图像传感器，其对来自所述第2位置的第2光进行受光而输出与所述第2光相对应的第2模拟信号；

第1信号变换部，其将所述第1模拟信号变换为第1数字信号；

第2信号变换部，其将所述第2模拟信号变换为第2数字信号；以及

绝对位置运算部，其基于所述第1数字信号及所述第2数字信号对所述标尺上的第1绝对位置进行计算，

所述绝对位置运算部基于所述第1数字信号及所述第2数字信号，判定所述第1图像传感器的第1角度检测功能及所述第2图像传感器的第2角度检测功能是否异常，如果所述第1角度检测功能及所述第2角度检测功能正常，则对与所述第1数字信号相对应的所述标尺上的第2绝对位置和与所述第2数字信号相对应的所述标尺上的第3绝对位置的平均位置进行计算而作为所述第1绝对位置。

8.根据权利要求7所述的绝对编码器，其特征在于，

如果所述第1角度检测功能正常、所述第2角度检测功能异常，则所述绝对位置运算部对所述第2绝对位置进行计算而作为所述第1绝对位置，

如果所述第1角度检测功能异常、所述第2角度检测功能正常，则所述绝对位置运算部对所述第3绝对位置进行计算而作为所述第1绝对位置。

9.根据权利要求7所述的绝对编码器，其特征在于，

如果所述第1角度检测功能及所述第2角度检测功能异常，则所述绝对位置运算部使所述标尺的旋转停止。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的绝对编码器，其特征在于，

所述绝对位置运算部在所述第1绝对位置和所述第2绝对位置之间的差分大于或等于基准值的情况下，判定为所述第1角度检测功能及所述第2角度检测功能中的至少一者异常，使所述标尺的旋转停止。

11.根据权利要求7至9中任一项所述的绝对编码器，其特征在于，

所述绝对位置运算部，

对所述第1数字信号的上升或者下降的位置且所述第1数字信号的有无的边界即第1边沿位置进行检测，在所述第1边沿位置的个数小于或等于基准值的情况下判定为所述第1角度检测功能异常，

对所述第2数字信号的上升或者下降且所述第2数字信号的有无的边界即第2边沿位置进行检测，在所述第2边沿位置的个数小于或等于所述基准值的情况下判定为所述第2角度检测功能异常。

12.根据权利要求7至9中任一项所述的绝对编码器，其特征在于，

所述绝对位置运算部生成与所述第1数字信号相对应的第1位串，并且生成与所述第2数字信号相对应的第2位串，

在所述第1位串和表示所述绝对值编码图案的位串的查找表内的位串即第3位串的差异位数大于或等于阈值的情况下，判定为所述第1角度检测功能异常，

在所述第2位串和所述第3位串的差异位数大于或等于所述阈值的情况下，判定为所述第2角度检测功能异常。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的绝对编码器，其特征在于，

所述第1图像传感器及所述第2图像传感器在从所述标尺的旋转轴方向观察的情况下，配置于隔着所述标尺的中心而相对的位置。

14.根据权利要求7至13中任一项所述的绝对编码器，其特征在于，

所述第1发光元件及所述第2发光元件的至少一者和所述第1图像传感器及所述第2图像传感器的至少一者安装于1个模块。

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