CN116457634A - 编码器和信息处理方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够抑制检测精度的下降的编码器。编码器具备移动板、向代码图案照射光的光照射部、以及受光部。代码图案由导光部和非导光部构成。代码图案的阵列是在能够确定位置的位置信息数据串中插入用于纠正错误的错误纠正码所得到的阵列。受光部具备：位置检测用受光元件，其读取代码图案的位置阵列；以及位置校正用受光元件，其输出用于纠正错误的信息。

Description

编码器和信息处理方法
技术领域
本公开涉及一种编码器。特别涉及一种检测旋转体的旋转位置或者直线运动体的移动位置的编码器。
背景技术
以往，已知一种检测马达的旋转轴的旋转的编码器。例如，在专利文献1中公开了一种编码器，该编码器具有：沿着测定方向的图案；光源，其向该图案射出光；以及多个受光元件，所述多个受光元件构成为沿测定方向排列并且接收从光源射出并透过了该图案或者被该图案反射后的光。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-118486号公报
发明内容
然而，在专利文献1所记载的编码器中，当在图案上附着有灰尘等时，有时该灰尘等会使来自光源的光难以透过或被反射，从而发生误检测。在该情况下，存在以下问题：编码器无法识别误检测，导致检测精度下降。
另外，存在以下问题：即使编码器识别出发生了误检测，也难以纠正错误，无法检测旋转位置。
本公开是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使在进行了误探测的情况下也能够进行错误部位的检测和错误纠正的编码器。
本公开所涉及的编码器具备移动板、光照射部以及受光部。移动板具备代码图案。代码图案由导光部和非导光部构成。代码图案的阵列是在能够确定位置的位置信息数据串中插入用于纠正错误的错误纠正码所得到的阵列。光照射部向代码图案照射光。受光部具备位置检测用受光元件和位置校正用受光元件。位置检测用受光元件读取代码图案的位置阵列。位置校正用受光元件输出用于纠正错误的信息。
根据本公开的编码器，能够识别纠正由异物引起的位置检测错误并抑制检测精度的下降。
附图说明
图1是示出本公开的实施方式1～5所涉及的光学式编码器的结构的示意图。
图2是示出实施方式1所涉及的光学式编码器的主要部分结构的图。
图3是说明实施方式1所涉及的光学式编码器的、信号的错误部位的判定和纠正的处理工艺的流程图。
图4是示出实施方式1所涉及的光学式编码器的动作原理的图。
图5A是示出在实施方式1所涉及的光学式编码器中异物覆盖了代码图案的一个部位时的错误部位检测的效果的图。
图5B是示出在实施方式1所涉及的光学式编码器中异物覆盖了代码图案的一个部位时的错误部位检测的效果的图。
图6A是说明实施方式1所涉及的光学式编码器的错误纠正方法的图。
图6B是说明实施方式1所涉及的光学式编码器的错误纠正方法的图。
图7是示出实施方式2所涉及的光学式编码器的动作原理的图。
图8A是示出在实施方式2所涉及的光学式编码器中异物覆盖了代码图案的一个部位时的错误部位检测的效果的图。
图8B是示出在实施方式2所涉及的光学式编码器中异物覆盖了代码图案的一个部位时的错误部位检测的效果的图。
图9是示出在实施方式2所涉及的光学式编码器中不同种类的异物覆盖了代码图案连续的两个部位时的错误部位检测的效果的图。
图10是示出实施方式3所涉及的光学式编码器的动作原理的图。
图11A是示出在实施方式3所涉及的光学式编码器中异物覆盖了代码图案的一个部位时的错误部位检测的效果的图。
图11B是示出在实施方式3所涉及的光学式编码器中异物覆盖了代码图案的一个部位时的错误部位检测的效果的图。
图12是示出实施方式4所涉及的光学式编码器的动作原理的图。
图13A是示出在实施方式4所涉及的光学式编码器中异物覆盖了代码图案的一个部位时的错误部位检测的效果的图。
图13B是示出在实施方式4所涉及的光学式编码器中异物覆盖了代码图案的一个部位时的错误部位检测的效果的图。
图14A是示出实施方式6所涉及的光学式编码器的一例的示意图。
图14B是示出实施方式6所涉及的光学式编码器的移动体的立体图。
具体实施方式
以下，说明本公开的实施方式。此外，以下说明的实施方式均示出本公开的一个具体例。因而，在以下的实施方式中示出的数值、构成要素、构成要素的配置位置和连接方式、以及工序和工序的顺序等为一例，不旨在限定本公开。因此，对于以下的实施方式中的构成要素中的表示本公开的最上级概念的独立权利要求中未记载的构成要素，作为任意的构成要素进行说明。
另外，各图是示意图，未必严格地进行图示。此外，在各图中，对实质相同的结构标注相同的附图标记，并省略或简化重复的说明。
图1是示出本公开的实施方式1～5所涉及的光学式编码器100、200、300、400的结构的示意图。光学式编码器100、200、300、400具备旋转板1、光照射部3、受光部4、判定部8以及纠正部9。旋转板1例如具有圆板的形状。另外，旋转板1例如以马达等旋转体21的旋转轴SH与旋转板1的中心轴为同轴、且旋转板1的主表面与旋转轴SH垂直的方式安装。代码图案2设置于旋转板1的主表面上且从旋转板1观察时与旋转体21相反的位置。另外，代码图案2具有以旋转轴SH为中心的圆周的形状。光照射部3和受光部4设置于作为基板的固定部22的主表面上且与代码图案2相向的主表面上。判定部8和纠正部9设置于与固定部22的设置有光照射部3及受光部4的主表面相反侧的表面上。光照射部3例如具有LED(Light EmittingDiode：发光二极管)。受光部4例如具有受光元件。从光照射部3的LED发出的光α照射代码图案2，受光部4所具有的受光元件接收被代码图案2反射而返回的光α。受光部4、判定部8以及纠正部9电连接。判定部8例如具备电子电路。判定部8对由受光部4所具有的受光元件接收到的光α的信号进行处理。另外，纠正部9例如具备电子电路。纠正部9对来自判定部8的信号进行处理。
(实施方式1)
图2是示出实施方式1中的光学式编码器100的主要部分结构的图。参照图1和图2来说明光学式编码器100的结构。图3是说明实施方式1所涉及的光学式编码器100的信号的错误部位的判定及纠正的处理工艺的图。参照图3来说明到光学式编码器100的错误部位纠正为止的处理工艺。另外，图4是说明实施方式1所涉及的光学式编码器100的动作原理即通过曼彻斯特编码向位置信息码10插入了错误纠正码16的编码的图。
光学式编码器100具备旋转板1、光照射部3、受光部4、判定部8以及纠正部9。
在旋转板1设置有表示旋转板1的位置信息的代码图案2。
代码图案2具有导光部5和非导光部6，该导光部5将从光照射部3照射出的光α向受光部4引导，该非导光部6对从光照射部3照射的光α进行遮光。代码图案2成为对M序列码进行伪随机编码所得到的图案阵列，以使导光部5和非导光部6表示位置信息。
在实施方式1中，代码图案2成为对用九个图案表示位置信息的M序列码进行伪随机编码而设为了曼彻斯特码17的图案阵列。下面，将对表示位置信息的M序列码进行伪随机编码而设为了曼彻斯特码17称为“曼彻斯特编码”。
此外，在实施方式1中，以作为M序列码的位置信息码10以及对其进行曼彻斯特编码后所得到的代码进行说明，但是也可以是其它随机编码。另外，表示位置信息的代码不限于M序列码，只要具有位置信息即可，也可以是M序列码以外的代码。如曼彻斯特编码那样，伪随机编码在具有规律性的代码中插入具有位置信息的代码来进行编码。关于代码图案2，如果进行曼彻斯特编码，则会成为被插入错误纠正码16后的图案阵列。以往，为了消除位置的模糊性，在旋转板1设置有两列代码图案2。但是，通过利用曼彻斯特编码来插入错误纠正码16，只要设置一列代码图案2即可，能够实现旋转板1的小型化。
受光部4具有用于输出旋转板1的位置信息的18个位置检测用受光元件11、以及用于输出纠正错误的位置的信息的四个位置校正用受光元件12。以往，在作为用9比特表现一个周期的位置的M序列码的情况下，仅由18个受光元件构成。另外，为了消除位置的模糊性，以往按两列图案准备受光元件。但是，例如如果进行了曼彻斯特编码，则能够检测边缘Ed，因此以一列的结构就能实现。此外，边缘Ed(边缘信号)对于探测错误部位而言是有效的。在本实施方式中，以18个位置检测用受光元件11以及用于输出校正错误的位置的信息的四个位置校正用受光元件12的结构来进行说明，但是关于各种受光元件的数量并无限定。在受光部4中，将经过代码图案2并被引导到各个受光元件的光转换为以“0”或“1”进行2值化所得到的受光信号7。
判定部8将转换后的受光信号7中处于各代码周期13内的位置信息码10与错误纠正码16进行比较，通过利用后述的相反关系来判别转换后的受光信号7中是否存在错误。如果在受光信号7中存在错误，则确定该错误。另外，在判定部8中，基于受光信号7的输出值来从曼彻斯特码17向位置信息码10转换，计算旋转板1的位置信息序列14和校正信息序列15来作为输出值。此外，在判定部8连接有运算处理装置30(运算处理部)。运算处理装置30是通过利用以下所示的相反关系来判定转换后的受光信号7中是否存在错误的装置。
在纠正部9中，通过异或逻辑运算对由判定部8判断为错误的输出值进行纠正。
接着，使用图2和图3来说明输出位置信息码10的方法。
从光照射部3发出的光α被照射于旋转板1。光α照射处于旋转板1上的代码图案2。照射到代码图案2的光α在代码图案2的导光部5被反射，并入射到受光部4。
在受光部4中，将由位置检测用受光元件11和位置校正用受光元件12接收到的光α转换为0/1的受光信号7。
接着，在判定部8中，判别受光信号7中是否存在错误。具体而言，对于受光信号7，利用处于各代码周期13内的位置信息码10与错误纠正码16之间的相反关系，来确定转换后的受光信号7的错误部位。此外，在后文中叙述相反关系。然后，将受光信号7转换为位置信息码10。
如果在受光信号7中不存在错误部位，则在纠正部9中不纠正位置信息码10而直接输出。如果存在错误部位，则在纠正部9中通过异或逻辑和来对由判定部8确定出的对受光信号7的错误部位进行转换所得到的位置信息码10的输出值进行纠正并进行输出。在后文中叙述存在错误部位的情况下的纠正。
在代码图案2中没有异物的混入的情况下，由纠正部9得到的位置信息码10成为在每个代码周期13中包含代码值“1”和“0”中的任一方且与代码图案2的位置信息码对应的代码。
接着，使用图4来说明实施方式1所涉及的光学式编码器100的动作原理，即、基于曼彻斯特编码的向位置信息码10插入错误纠正码16的编码。该动作原理是在判定部8中进行的动作的原理。
错误纠正码16是通过与处于各代码周期13内的位置信息码10进行比较来辅助判别代码周期13内是否发生了由异物引起的误探测的代码。代码值根据处于各代码周期13内的位置信息码10而变化。在将位置信息码10的与导光部5对应的代码值设为“1”、将与非导光部6对应的代码值设为“0”的情况下，通过曼彻斯特编码，以使与导光部5对应的代码值成为“10”、使与非导光部6对应的代码值成为“01”的方式插入错误纠正码16。此时，在代码周期13内，所插入的错误纠正码16与相邻的位置信息码10构建相反关系。此处所说的相反关系是表示一个周期内的代码值不像“11”或者“00”那样为相同的输出值。在各代码周期13内，在位置信息码10与错误纠正码16之间形成边缘Ed。在位置信息码10为“1”的情况下，在代码周期13内，边缘Ed被检测为输出值从1向0下降的信号。另外，在位置信息码10为“0”的情况下，在代码周期13内，边缘Ed被检测为输出值从0向1上升的信号。
根据本结构，即使在由于异物的混入而阻碍了照射光的情况下，也能够确定并修正受光信号7的错误部位。
图5A和图5B是说明在实施方式1中被进行曼彻斯特编码后的代码图案2的导光部5或非导光部6的一个部位被异物覆盖而进行了误探测的情况下的错误部位检测方法的图。图5A是说明在非导光部6混入作为反射物18的异物而向受光部4引导光的情况下的判定部8中的错误检测方法的图。图5B是说明在导光部5混入作为遮光物19的异物而遮光的情况下的判定部8中的错误部位检测的方法的图。
经过了导光部5后的光通过受光部4被转换成的受光信号7的输出值为“1”，经过了非导光部6后的光通过受光部4被转换成的受光信号7的输出值为“0”。经过了反射物18后的光通过受光部4被转换成的受光信号7的输出值为“1”。经过了遮光物19后的光通过受光部4被转换成的受光信号7的输出值为“0”。另外，在没有由异物引起的误探测的情况下，在本实施方式中，在各代码周期13内相反关系一定成立，因此代码周期13内的输出值一定为“10”或者“01”。
在图5A中，由于反射物18，原本应该为零的光量被受光元件检测(参照图5A的受光信号的光强度)出大的光量，“0”被输出为“1”，代码周期13内的输出值成为“11”。在该状态下，两个信号信息脱离相反关系，因此能够判定为是错误的。因此，能够将输出为“11”的代码周期13的受光信号7判定为错误(参照图5A的错误部位)。
在图5B中，由于遮光物19，无法由受光元件检测到充足的光量，“1”被输出为“0”，代码周期13内的输出值成为“00”。在该状态下，两个信号信息脱离相反关系，因此能够判定为是错误的。因此，能够将输出为“00”的代码周期13的受光信号7判定为错误。
在此，说明了被进行曼彻斯特编码后的代码图案2的一个部位被异物覆盖了的情况，但是即使在代码图案2的两个以上的部位被异物覆盖了的情况下也同样能够判定错误部位。此外，图5A和图5B所示的判定由运算处理装置30进行。
图6A和图6B是用于说明由纠正部9进行的纠正方法的一例的图。图6A是说明使用校正信息序列15的开头的输出值的情况的图，图6B是说明使用从校正信息序列15的开头起第二个输出值的情况的图。
在图6A中，说明在判定部8判定为从代码图案2的位置信息序列14的开头起第三个输出值错误的情况下纠正该输出值的方法。
如图6A所示，纠正部9除了获取基于位置信息序列14输出的九个输出值，还获取基于校正信息序列15输出的两个输出值。基于校正信息序列15输出的两个输出值与基于位置信息序列14输出的九个输出值同样是从受光部4输出的输出值。基于校正信息序列15输出的两个输出值是用于纠正表示旋转板1的位置的位置信息即该九个输出值中的至少一个输出值的纠正信息。
在实施方式1中，校正信息序列15的开头的输出值是用于纠正位置信息序列14的开头、从开头起第三个、从开头起第五个、从开头起第六个、从开头起第七个以及从开头起第八个输出值中的由判定部8判定为错误的一个输出值的信息。
将取位置信息序列14的开头与从开头起第三个输出值的异或逻辑和所得到的值设为第一值。将取第一值与从位置信息序列14的开头起第五个输出值的异或逻辑和所得到的值设为第二值。将取第二值与从位置信息序列14的开头起第六个输出值的异或逻辑和所得到的值设为第三值。将取第三值与从位置信息序列14的开头起第七个输出值的异或逻辑和所得到的值设为第四值。将取第四值与从位置信息序列14的开头起第八个输出值的异或逻辑和所得到的值设为第五值。在该情况下，校正信息序列15的开头的输出值与第五值相等。
例如，在校正信息序列15的开头的输出值为“0”的情况下，位置信息序列14的开头、从开头起第三个、从开头起第五个、从开头起第六个、从开头起第七个以及从开头起第八个输出值的合计值为偶数。
另一方面，在校正信息序列15的输出值为“1”的情况下，位置信息序列14的开头、从开头起第三个、从开头起第五个、从开头起第六个、从开头起第七个以及从开头起第八个输出值的合计值为奇数。
在图6A中，校正信息序列15的开头的输出值为“0”。另一方面，位置信息序列14的开头、从开头起第三个、从开头起第五个、从开头起第六个、从开头起第七个以及从开头起第八个输出值的合计值为“0”+“X”+“1”+“1”+“0”+“1”＝“3+X”。校正信息序列15的开头的输出值为“0”，因此可知“3+X”为偶数，能够判别为“X”＝“1”。
在此，通过使用上述的图5A的方法，已经判定为从位置信息序列14的开头起第三个输出值错误。因而，纠正部9将位置信息序列14的开头、从开头起第三个、从开头起第五个、从开头起第六个、从开头起第七个以及从开头起第八个输出值中的从开头起第三个输出值输出为“1”。
在图6B中，说明在判定部8判定为从位置信息序列14的开头起第四个输出值错误的情况下纠正该输出值的方法。
如图6B所示，与图6A所示的情况同样地，纠正部9除了获取基于位置信息序列14得到的九个输出值以外，还获取基于校正信息序列15得到的两个输出值。
在实施方式1中，从校正信息序列15的开头起第二个输出值是用于纠正基于从位置信息序列14的开头起第二个、从开头起第四个、从开头起第六个、从开头起第七个、从开头起第八个以及从开头起第九个分别输出的输出值中的由判定部8判定为有可能错误的一个输出值的信息。
将取从位置信息序列14的开头第二个与从开头起第四个输出值的异或逻辑和所得到的值设为第六值。将取第六值与从位置信息序列14的开头起第六个输出值的异或逻辑和所得到的值设为第七值。将取第七值与从位置信息序列14开头起第七个输出值的异或逻辑和所得到的值设为第八值。将取第八值与从位置信息序列14的开头起第八个输出值的异或逻辑和所得到的值设为第九值。将取第九值与从位置信息序列14的开头起第九个输出值的异或逻辑和所得到的值设为第十值。在该情况下，从校正信息序列15的开头起第二个输出值与第十值相等。
例如，在从校正信息序列15的开头起第二个输出值为“0”的情况下，从位置信息序列14的开头起第二个、从开头起第四个、从开头起第六个、从开头起第七个、从开头起第八个以及从开头起第九个分别输出的输出值的合计值为偶数。
另一方面，在从位置信息序列14的开头起第二个输出值为“1”的情况下，从第一排序的开头起第二个、从开头起第四个、从开头起第六个、从开头起第七个、从开头起第八个以及从开头起第九个分别输出的输出值的合计值为奇数。
在图6B中，从校正信息序列15的开头起第二个输出值为“0”。另一方面，从位置信息序列14的开头起第二个、从开头起第四个、从开头起第六个、从开头起第七个、从开头起第八个以及从开头起第九个输出值的合计值为“1”+“X”+“0”+“0”+“0”+“1”＝“2+X”。校正信息序列15的开头的输出值为“0”，因此，可知“2+X”为偶数，能够判别为“X”＝“0”。在此，通过使用上述的图5B，已经判定为从位置信息序列14的开头起第四个输出值错误。因而，纠正部9将从位置信息序列14的开头起第二个、从开头起第四个、从开头起第六个、从开头起第七个、从开头起第八个以及从开头起第九个输出值中的从开头起第四个输出值输出为“0”。
(实施方式2)
在实施方式1中，说明了在处于旋转板1上的代码图案2中向位置信息码10插入错误纠正码16来进行了曼彻斯特编码的结构，但代码图案2也可以不通过曼彻斯特编码而例如通过图7所示的差分曼彻斯特编码20进行伪随机编码来构成。下面，将通过差分曼彻斯特编码20进行伪随机编码称为“进行差分曼彻斯特编码”。
实施方式2的光学式编码器200与实施方式1的光学式编码器100基本结构相同，仅代码图案2及判定部8中的判定方法不同。其它结构部分和处理工艺与实施方式1是同样的，因此省略说明。
图7是说明实施方式2所涉及的光学式编码器的动作原理的图，即说明对代码图案2进行差分曼彻斯特编码后的(通过差分曼彻斯特编码20来进行伪随机编码后的)情形的图。差分曼彻斯特编码具有以下两个特征。一个特征是，代码周期13每前进一个周期，代码值一定从“0”转变为“1”或者从“1”转变为“0”。即，隔着相邻的周期的边界，发生“1”“0”或“0”“1”的变化。另一个特征是，在原来的编码即位置信息码10的代码值为“1”时，通过差分曼彻斯特编码，在代码周期13期间代码值转变为“10”或者“01”。另一方面，在位置信息码10的代码值为“0”时，通过差分曼彻斯特编码，在代码周期13期间代码值成为“11”或者“00”。即，即使位置信息码10的代码值作为相同的值而连续，也不会连续转变为相同的输出值。例如，即使位置信息码10的代码值连续为“0”“0”，进行差分曼彻斯特编码后的输出值例如也不会连续为“11”“11”。在第二个特征中，在本方式中为如前所述，但是在“0”和“1”的条件相反的情况下差分曼彻斯特编码也成立。根据上述两点特征，对于图7的输出为“11”的代码周期13，与其相邻的输出为“10”及“00”的两个代码周期13各自作为错误纠正码16发挥作用。与某个代码周期13相邻的两个代码周期13作为错误纠正码16发挥作用的前述的关系在被进行差分曼彻斯特编码后的全部的代码图案2中同样成立。此外，隔着相邻的周期的边界发生“1”“0”或“0”“1”的变化，因此，能够将该相邻的周期的边界处的信号的变化设为边缘信号。在图7中，将该边缘信号记为边缘Ed。
图8A和图8B是说明在实施方式2中进行差分曼彻斯特编码后的代码图案2的导光部5或非导光部6的一个部位被异物覆盖而进行了误探测的情况下的错误部位检测方法的图。图8A是说明在非导光部6中混入作为反射物18的异物而向受光部4引导了光的情况下的判定部8中的错误检测方法的图。图8B是说明在导光部5中混入作为遮光物19的异物而遮光了的情况下的判定部8中的错误部位检测方法的图。
在图8A中，由于反射物18，原本应该为零的光量被受光元件检测(参照图8A的受光信号的光强度)出大的光量，“0”被输出为“1”，代码周期13内的输出值成为“01”。在该状态下，相邻的代码周期13的输出值为“11”，且未发现随着代码周期13的变化而发生的代码值的转变。因此，能够将输出为“01”及相邻的“11”的代码周期13内的受光信号7中的任一方或双方判定为错误(参照图8A的错误部位)。
在图8B中，由于遮光物19，无法由受光元件检测到充足的光量(参照图8B的接收信号的光强度)，“1”被输出为“0”，代码周期13内的输出值成为“00”。在该状态下，相邻的代码周期13的输出值为“10”，且未发现随着代码周期13的变化而发生的代码值的转变。因此，能够将输出为“10”及相邻的“00”的代码周期13内的受光信号7中的任一方或双方判定为错误(参照图8B的错误部位)。
在此，说明了代码图案2的一个部位被异物覆盖了的情况，但是即使在代码图案2的两个以上的部位被异物覆盖了的情况下也同样能够判定错误部位。
图9是对于在实施方式2中以非导光部6、导光部5的顺序排列的代码周期13内反射物18混入了非导光部6、遮光物19混入了导光部5并且由受光元件检测出的光量(参照图9的受光信号的光强度)改变而使代码周期13内的输出值反转了的情况，说明其错误部位检测的方法的图。
由于反射物18和遮光物19，原本为“01”的代码周期13内的输出值反转为“10”，连续的三个代码周期13内的输出值成为“111000”。因此，在输出为“11”的代码周期13与输出为“10”的代码周期13之间未发现随着代码周期13的变化而发生的代码值的转变。因此，能够将输出为“11”的代码周期13内及相邻的输出为“10”的代码周期13内的受光信号7中的任一方或双方判定为错误(参照图9的错误部位)。此外，图9所示的判定由运算处理装置30进行。
并且，在判定部8中，基于受光信号7的输出值向位置信息码10转换来输出为旋转板1的位置信息序列14和校正信息序列15。
如果能够通过判定部8来确定错误部位，则通过在实施方式1中说明的方法来进行错误部位的纠正。
(实施方式3)
在到此为止的实施例中说明了利用边缘信号的错误探测的方法，但是在实施方式3及之后说明不利用边缘信号地确定错误部位的方法。
在实施方式1中，说明了通过对处于旋转板1上的代码图案2进行曼彻斯特编码来每隔一个位置信息码10插入一个错误纠正码16的结构。前述的结构也可以是每隔两个置信息码10插入两个错误纠正码16的结构。
实施方式3的光学式编码器300与实施方式1的光学式编码器100基本结构相同，仅代码图案2及判定部8中的判定方法不同。其它结构部分及处理工艺与实施方式1是同样的，因此省略说明。
图10是示出实施方式3所涉及的光学式编码器300的动作原理的图，即表示每隔两个位置信息码10插入两个错误纠正码16的编码(参照图10的重复码24)的图。在此，是将具有与转换前的两个连续的位置信息码10相同的输出值的代码作为错误纠正码16插入、将连续的两个位置信息码10与两个错误纠正码16组合而成的合计四个代码设为一个代码周期13的编码。即，在实施方式3中，与实施方式1相比较代码周期成为2倍。此外，重复码24与代码图案2对应。
在前述的编码中，将所插入的错误纠正码16与在代码周期13内相邻的位置信息码10构建重复关系。在此所谓的重复关系表示在各代码周期13内位置信息码10与错误纠正码16如“0000”、“1010”、“0101”、“1111”那样重复相同的输出值。输出的代码图案仅为前述的四种，因此通过识别前述的四种代码图案能够计算位置信息。
图11A和图11B是说明实施方式3中的导光部5或非导光部6的一个部位被异物覆盖而进行了误探测的情况下的错误部位检测的方法的图。图11A是说明作为反射物18的异物混入非导光部6而向受光部4引导了光的情况下的判定部8中的错误检测方法的图。图11B是说明作为遮光物19的异物混入导光部5而遮光了的情况下的判定部8中的错误部位检测方法的图。
在没有由异物引起的误探测的情况下，在各代码周期13内，重复关系一定成立，因此各代码周期13内的输出值一定成为“0000”、“1010”、“0101”、“1111”中的任一方。
在图11A中，由于反射物18，原本应该为零的光量被受光元件检测(参照图11A的受光信号的光强度)出大的光量，“0”被输出为“1”，代码周期13内的输出值成为“1011”。在该状态下，四个信号信息脱离重复关系，因此能够判定为是错误的。因此，能够将输出为“1011”的代码周期13的受光信号7判定为错误(参照图11A的错误部位)。此外，图11A和图11B所示的判定由运算处理装置30进行。
在图11B中，由于遮光物19，无法由受光元件检测到充足的光量(参照图11B的接收信号的光强度)，“1”被输出为“0”，代码周期13内的输出值成为“1000”。在该状态下，两个信号信息脱离重复关系，因此能够判定为是错误(参照图11B的错误部位)。因此，能够将输出为“1000”的代码周期13的受光信号7判定为错误。
在此，说明了代码图案2的一个部位被异物覆盖了的情况，但是即使在代码图案2的两个以上的部位被异物覆盖了的情况下也同样能够判定错误部位。
并且，在判定部8中，基于受光信号7的输出值向位置信息码10转换来输出为旋转板1的位置信息序列14和校正信息序列15。
如果能够通过判定部8来确定错误部位，则通过在实施方式1中说明的方法来进行错误部位的纠正。
(实施方式4)
在实施方式3中，说明了每隔两个位置信息码10插入两个错误纠正码16的结构，但也可以是每隔两个位置信息码10插入一个错误纠正码16的结构。
实施方式4的光学式编码器400与实施方式1的光学式编码器100基本结构相同，仅代码图案2及判定部8中的判定方法不同。其它结构部分及处理工艺与实施方式1是同样的，因此省略说明。
图12是示出实施方式4所涉及的光学式编码器400的动作原理的图，即是说明每隔两个位置信息码10插入一个错误纠正码16的编码(参照图12中的转换后的重复码25)的图。在此，插入一个错误纠正码16，该错误纠正码16输出与根据转换前的连续的两个位置信息码10输出的值相对应的值。是以将连续的两个位置信息码10与一个错误纠正码16组合而成的三个代码为一个代码周期13的编码。此外，重复码25与代码图案2对应。
所插入的错误纠正码16在各代码周期13内与两个位置信息码10构建对应关系。在此的对应关系是指在位置信息码10为“11”或“10”时，作为错误纠正码16插入“1”。而且，在位置信息码10为“01”或“00”时，作为错误纠正码16插入“0”。因此，在各代码周期13内位置信息码10和错误纠正码16一定表示“111”、“101”、“010”、“000”中的任一输出值。输出的代码图案仅为前述的四种，因此，通过识别前述的四种代码图案，能够计算位置信息。
图13A和图13B是说明实施方式4中的导光部5或非导光部6的一个部位被异物覆盖而进行了误探测的情况下的错误部位检测的方法的图。图13A是说明作为反射物18的异物混入非导光部6而向受光部4引导了光的情况下的错误检测方法的图。图13B是说明作为遮光物19的异物混入导光部5而遮光了的情况下的判定部8中的错误部位检测方法的图。
在没有由异物引起的误探测的情况下，在各代码周期13内对应关系一定成立，因此各代码周期13内的输出值一定为“111”、“101”、“010”、“000”中的任一方。
在图13A中，由于反射物18，原本应该为零的光量由受光元件检测(参照图13A的受光信号的光强度)出大的光量，“0”被输出为“1”，代码周期13内的输出值成为“100”。在该状态下，三个信号信息脱离对应关系，因此能够判定为是错误的。因此，能够将输出为“100”的代码周期13的受光信号7判定为错误(参照图13A的错误部位)。
在图13B中，由于遮光物19，无法由受光元件检测到充足的光量，“1”被输出为“0”(参照图13B的接收信号的光强度)，代码周期13间的输出值成为“100”。在该状态下，三个信号信息脱离相反关系，因此能够判定为是错误的。因此，能够将输出为“100”的代码周期13的受光信号7判定为错误(参照图13B的错误部位)。此外，图13A和图13B所示的判定由运算处理装置30进行。
在此，说明了代码图案2的一个部位被异物覆盖了的情况，但是即使在代码图案2的两个以上的部位被异物覆盖了的情况下也同样能够判定错误部位。
并且，在判定部8中，基于受光信号7的输出值向位置信息码10转换来输出为旋转板1的位置信息序列14和校正信息序列15。
如果能够通过判定部8来确定错误部位，则通过在实施方式1中说明的方法来进行错误部位的纠正。
在实施方式1中，说明了针对一个位置信息码10插入一个错误纠正码16的结构。在实施方式3中，说明了针对两个位置信息码10插入两个错误纠正码16的结构。在实施方式4中，说明了针对两个位置信息码10插入一个错误纠正码16的结构。位置信息码10及与其对应的错误纠正码16的数量不限于上述的四个方式。例如，代码图案2的阵列也可以是每隔处于位置信息数据串中的X个(X为自然数)位置信息码10插入有Y个(Y为自然数)错误纠正码16的阵列。
(实施方式5)
实施方式1、实施方式2、实施方式3及实施方式4的受光部4由输出位置信息的位置检测用受光元件11以及输出错误纠正信息的位置校正用受光元件12构成。但是，只要能够输出位置信息和错误纠正信息即可，例如也可以替代受光元件而使用分别具有输出位置信息的区域和输出错误纠正信息的区域的CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)传感器、CCD(Charge Coupled Device：电耦合元件)传感器等图像传感器。在实施方式1、实施方式2、实施方式3、实施方式4以及本实施方式中，能够应用于反射型和透过型中的任一类型的光学式编码器。如果是透过型光学式编码器，则光照射部3、旋转板1以及受光部4成为透过型的光学配置，只要将导光部5设为透过部并将非导光部6设为非透过部来构成即可。如果是反射型光学式编码器，则光照射部3、旋转板1以及受光部4成为反射型的光学配置，只要将导光部5设为反射部并将非导光部6设为非反射部来构成即可。如果通过上述结构构成透过型及反射型光学式编码器，则对于各结构不限定其材料及制作方法。
(实施方式6)
在上述实施方式1～5中说明了旋转型编码器，但是不限于旋转型编码器，也能够应用图14A和图14B所示的线性编码器。
图14A是示出实施方式6所涉及的光学式编码器500的一例的示意图。另外，图14B是实施方式6所涉及的光学式编码器500的移动体23的立体图。与实施方式1的不同点在于，应用移动体23来取代旋转体21。
移动体23进行直线运动。另外，在移动体23的表面设置有代码图案2。代码图案2具有笔直的带状的形状。光照射部3和受光部4设置于固定部22的主表面上且与代码图案2相向的主表面上。判定部8和纠正部9设置于固定部22的与设置有光照射部3及受光部4的主表面相反侧的表面上。光照射部3例如具有LED(Light Emitting Diode：发光二极管)。受光部4例如具有受光元件。从光照射部3的LED发出的光α照射代码图案2，受光部4所具有的受光元件接收被代码图案2反射而返回的光α。受光部4、判定部8以及纠正部9电连接。判定部8例如具备电子电路。判定部8对由受光部4所具有的受光元件接收到的光α的信号进行处理。另外，纠正部9例如具备电子电路。纠正部9对来自判定部8的信号进行处理。
实施方式6所涉及的光学式编码器500的动作与实施方式1所涉及的光学式编码器100的动作是同样的。
此外，本实施方式与实施方式1～5同样地，也能够应用于反射型和透过型中的任一类型的光学式编码器。只要透过型及反射型光学式编码器由上述结构构成即可，关于各结构不限定其材料及制作方法。
产业上的可利用性
本公开所涉及的编码器能够用于检测驱动负载使之旋转的马达的旋转轴等的旋转。另外，本公开所涉及的编码器能够用于检测进行直线运动的物体的位置。
附图标记说明
1：旋转板；2：代码图案；3：光照射部；4：受光部；5：导光部；6：非导光部；7：受光信号；8：判定部；9：纠正部；10：位置信息码；11：位置检测用受光元件；12：位置校正用受光元件；13：代码周期；14：位置信息序列；15：校正信息序列；16：错误纠正码；17：曼彻斯特码；18：反射物；19：遮光物；20：差分曼彻斯特码；21：旋转体；22：固定部；23：移动体；24、25：重复码；30：运算处理装置；100、200、300、400、500：光学式编码器；SH：旋转轴。

Claims (12)

1.一种编码器，具备：
移动板，其具有代码图案，所述代码图案具有位置信息；
光照射部，其向所述代码图案照射光；以及
受光部，其接收从所述光照射部照射出并经过了所述代码图案的光，
其中，所述代码图案由导光部和非导光部构成，所述导光部将从所述光照射部照射出的光引导到所述受光部，所述非导光部不将从所述光照射部照射出的光引导到所述受光部，
所述代码图案的阵列是在位置信息数据串中插入错误纠正码所得到的阵列，
所述受光部具备：
位置检测用受光元件，其读取所述代码图案的所述阵列；以及
位置校正用受光元件，其输出用于纠正错误的信息。
2.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，
所述代码图案被构成在旋转板上。
3.根据权利要求1或2所述的编码器，其特征在于，还具备：
判定部，其判定由所述受光部输出的位置信息中是否存在错误；以及
纠正部，其对由所述判定部判定为错误的结果进行纠正。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的编码器，其特征在于，
所述代码图案的所述阵列是通过曼彻斯特编码将所述错误纠正码插入到所述位置信息数据串中所得到的阵列。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的编码器，其特征在于，
所述代码图案的所述阵列是通过差分曼彻斯特编码将所述错误码插入到所述位置信息数据串中所得到的阵列。
6.根据权利要求1～3中的任一项所述的编码器，其特征在于，
在所述代码图案的所述阵列中，每隔所述位置信息数据串的X个位置信息码插入有Y个错误纠正码。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的编码器，其特征在于，
所述受光部具备图像传感器，所述图像传感器具有输出所述代码图案的位置信息的位置检测用区域、以及输出用于纠正错误的信息的位置校正用区域。
8.一种编码器，具备：
移动板，其具有代码图案，所述代码图案是位置信息码，并且对于相邻的代码而言也是错误判定码；
照射部，其向所述代码图案照射光；
受光部，其接收从所述照射部照射出并经过了所述代码图案的光；
判定部，其基于源自所述位置信息码的信号与源自所述错误纠正码的信号之间的关系，来确定源自所述代码图案的信号中产生的错误部位；以及
纠正部，其对由所述判定部确定出的所述错误部位进行纠正。
9.根据权利要求8所述的编码器，其特征在于，
所述判定部还具备运算处理部，在所述代码图案被进行曼彻斯特编码而所述位置信息码与相邻的所述错误纠正码之间具有相关关系时，所述运算处理部进行利用了所述相关关系的运算，
所述判定部根据所述运算的结果来确定所述错误部位。
10.根据权利要求8所述的编码器，其特征在于，
所述判定部还具备所述运算处理部，在所述代码图案被进行差分曼彻斯特编码而在代码周期切换时发生代码值的转变时，所述运算处理部进行利用了所述代码值的转变的运算，
所述判定部根据所述运算的结果来确定所述错误部位。
11.根据权利要求8所述的编码器，其特征在于，
所述判定部还具备所述运算处理部，在所述代码图案根据连续的任意的所述位置信息码的代码值被追加了所述错误纠正码而所述位置信息码与相邻的所述错误纠正码之间具有对应关系时，所述运算处理部进行利用了所述对应关系的运算，
所述判定部根据所述运算的结果来确定所述错误部位。
12.一种信息处理方法，在编码器中执行该信息处理方法，所述编码器具备具有代码图案的移动板，所述代码图案是位置信息码，并且对于相邻的代码而言也是错误判定码，所述信息处理方法包括以下步骤：
判定步骤，基于源自所述位置信息码的信号与源自所述错误纠正码的信号之间的关系，来判定源自所述代码图案的信号中产生的错误部位；以及
纠正步骤，对通过所述判定步骤确定出的所述错误部位进行纠正。
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