CN1540292A - 光学式旋转编码器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种小型、高分辨率，而且即使在由旋转轴的姿势变动等产生了旋转刻度盘的倾斜的情况下也难以发生检测误差的编码器，该编码器(2)具备：设置在旋转轴(12)的旋转中心线(10)附近的光源(4)；能够在旋转中心线周围旋转地安装在旋转轴上，具有由沿着圆周方向交互形成的透光部分以及遮光部分构成的光学型板(16)的旋转刻度盘(14)；与旋转刻度盘隔开间隔配置，把来自光源的光进行反射使得在包括旋转中心线的剖面内成为宽度几乎不变化的平行光束，由此平行光束照射旋转刻度盘的透光部分，使得透过了透光部分的光朝向光源周围的反射体(18)；感光通过了透光部分的光的感光元件(8)。
Description
技术领域
本发明涉及检测旋转轴的旋转角度和速度的光学式旋转编码器。
背景技术
在光学式旋转编码器中，有由具备反射式的光学型板或者衍射光栅型板的旋转刻度盘，配置在旋转刻度盘的旋转轴的大致延长线(旋转中心线)上的面发光型的光源，形成在搭载了光源的基板上并且具有在以光源为中心的圆周上按照预定角度间隔排列的感光元件组的光检测器构成的设备(例如，参照专利文献1)。
另外，还有对于旋转刻度盘在与光源相反一侧以旋转中心线为中心遍及整个圆周配置感光元件组的设备(例如，参照专利文献2)，或者在旋转中心线上配置光源，通过由旋转刻度盘内的2个位置具备的45°斜面折返光，光束的主轴对于狭缝(光学型板)垂直入射的设备(例如，参照专利文献3)。
另外，已知对于刻度板在一侧设置发光元件以及感光元件，在相反一侧设置反射镜，反射镜使来自发光元件的光朝向感光元件成为平行光束那样反射的光学式线性编码器(例如，参照专利文献4)。另外，已知在旋转刻度盘上形成反射面，把从光源出射的光平行地反射到旋转刻度盘的旋转中心线的光学式旋转编码器(例如，参照专利文献5)。
【专利文献1】特开2002-48602号公报
【专利文献2】特开昭58-147654号公报
【专利文献3】特开平9-196703号公报
【专利文献4】特开昭64-74412号公报
【专利文献5】美国专利申请公开2002/0038848号
在专利文献1所示的光学式旋转编码器中，从光源发射光束的主轴垂直入射到旋转刻度盘，另外，入射到旋转刻度盘的半径r1的光线照射到感光元件组上的半径r2的位置。这时，半径r1与r2满足
r2＝r1(z1+z2)/z1 (1)
的关系。这里，z1是光源与旋转刻度盘的间隔，z2是旋转刻度盘与光检测器的间隔。光源的厚度由于相对光源与旋转刻度盘的间隔充分薄，因此如果近似为z1＝z2，则上式成为
r2＝2×r1 (2)
一般在光学式旋转编码器中，如果要高分辨率，则必须增加旋转刻度盘每一次旋转的狭缝数。这时，如果狭缝数相同而要小型化，则需要减小周期，该狭缝的狭窄周期的界限与旋转刻度盘的小型化，即编码器自身的小型化和高分辨率的界限相关联。在专利文献1所示的光学式旋转编码器的情况下如式(2)所示，感光元件组的径向长度一定成为光学型板径向长度的2倍。即，为了实现小型化、高分辨率，即使把光学型板周期狭窄到界线以内，编码器自身的大小仍然依赖于具有光学型板的2倍径向长度的感光元件组的大小，不能够实现充分的小型、高分辨率。
另外，根据由旋转刻度盘反射后入射到光检测器的光束不是平行光束，光检测器与旋转刻度盘的间隔变动的情况下，由于旋转刻度盘上的照射分布发生很大变化，因此由感光元件组检测出的光量变动产生检测误差。
进而，由于旋转刻度盘是反射式，因此在产生了旋转刻度盘的倾斜的情况下，感光元件组上的刻度盘图像变动，发生检测误差。
另外，在专利文献3所示的光学式旋转编码器中，具有以下的这些问题，即，虽然从光源向旋转刻度盘的入射光使用平行光束，但是由于由旋转刻度盘内的2个位置具备的45°斜面折返光，照射到光学型板上，因此根据旋转轴的姿势变动，向光学型板照射分布发生很大变化产生检测误差，另外，照射到光学型板上的光束的宽度由于成为入射到旋转刻度盘的平行光束直径的大约1/2，因此限制了所形成的光学型板区域。从而，在进行小型化时，由于降低检测光量，因此在高分辨率方面存在限制等。
发明内容
本发明是为解决上述问题而产生的，目的在于提供小型、高分辨率，而且即使在由于旋转轴的姿势变动等产生了旋转刻度盘的倾斜的情况下也难以发生检测误差的光学式旋转编码器。
为了达到上述目的，本发明的光学式旋转编码器的一个形态的特征是具备设置在旋转轴的旋转中心线附近的光源；在旋转中心线周围可旋转地安装在旋转轴上，具有沿着圆周方向交互形成的透光部分以及遮光部分的旋转刻度盘；与旋转刻度盘隔开间隔配置，反射来自光源的光使得成为在包括上述旋转中心线的剖面内宽度几乎不变化的平行光束，由此使得平行光束入射到旋转刻度盘的透光部分，使透过了透光部分的光朝向光源的周围的反射体；感光透过了透过部分的光的感光元件。
如果依据本发明的一个形态，则通过把旋转刻度盘夹在中间，在光源以及感光元件的相反一侧配置把来自光源的光反射成平行光束的反射体，能够以平行光束照射由沿着圆周方向交互形成的透光部分以及遮光部分构成的光学型板的整个圆周，因此即使把编码器做得很小(减小感光元件的径向长度)也能够高度地保证分辨率。特别是如果使平行光束与旋转轴几乎平行则能够进一步小型化。另外，当存在旋转轴的姿势变动时，由于光学型板是透射式，连接到旋转轴上的旋转刻度盘与反射镜是不同的构件，因此光源与反射体的相对相位关系不改变，以及用平行光束照射光学型板，从而能够抑制由旋转轴的姿势变动引起的感光元件上的照射分布变动，能够减小检测误差。
附图说明
图1(a)是包括本发明实施形态1的光学式旋转编码器的旋转轴的旋转中心线的概略剖面图。(b)是图1(a)的凹面反射镜的俯视图。
图2(a)是在图1的编码器的组装中使用的夹具的斜视图，(b)、(c)、(d)是示出组装工艺一例的侧面图，(e)示出沿着图2(d)IIe-IIe线的剖面图。
图3(a)是包括本发明实施形态2的光学式旋转编码器的旋转轴的旋转中心线的概略剖面图。(b)是图3(a)的凹面反射镜的俯视图。
图4(a)、(b)、(c)是示出图3的编码器的组装工艺一例的侧面图，(d)示出沿着图4(c)的IVd-IVd线的剖面图。
图5(a)、(b)、(c)是示出图3的编码器的组装工艺的另一例的侧面图，(d)是沿着图5(c)的Vd-Vd线的剖面图。
图6(a)、(b)分别是本发明实施形态3的光学式旋转编码器中的感光元件的俯视图以及放大图。
图7(a)、(b)分别是本发明实施形态4的光学式旋转编码器中的旋转刻度盘的俯视图以及放大图。
图8是本发明实施形态5的光学式旋转编码器中的旋转刻度盘的剖面图。
图9(a)是包括本发明实施形态6的光学式旋转编码器的旋转轴的旋转中心线的概略剖面图。(b)是图9(a)的保持构件的部分剖面图。
图10是包括本发明实施形态7的光学式旋转编码器的旋转轴的旋转中心线的概略剖面图。
图11是包括本发明实施形态8的光学式旋转编码器的旋转轴的旋转中心线的概略剖面图。
图12是包括本发明实施形态9的光学式旋转编码器的旋转轴的旋转中心线的概略剖面图。
图13是本发明实施形态10的光学式旋转编码器中的旋转刻度盘的斜视图。
图14是本发明实施形态10的光学式旋转编码器中的旋转刻度盘的俯视图。
图15是包括本发明实施形态11的光学式旋转编码器的旋转轴的旋转中心线的概略剖面图。
图16是包括本发明实施形态12的光学式旋转编码器的旋转轴的旋转中心线的概略剖面图。
图17是包括本发明实施形态13的光学式旋转编码器的旋转轴的旋转中心线的概略剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施形态。另外，在本申请说明书中，适宜地使用表示方向的术语(例如，「上」、「下」、「右」、「左」以及包括这些术语的其它术语)，但这仅是表示在说明中使用的附图中的方向，并不应该用这些术语限定地解释本发明。
实施形态1
图1示出本发明实施形态1的光学式旋转编码器。用符号2示出整体的编码器具备搭载在基板6上的中央部分的面发光型的光源4，在其周围，与基板6整体地形成感光元件组8。光源4配置在电机13等设备的旋转轴12的旋转中心线10的延长线上，感光元件组8例如在后面的实施形态3中说明的那样，以把光源4处于中心的角度，周期性地遍布整个圆周排列感光单元。作为面发光型光源4考虑发光二极管(LED)或者面发光型半导体激光器，作为感光元件组8考虑光电二极管阵列。
在旋转轴12上，与基板6隔开间隔，安装圆柱形旋转刻度盘14。旋转刻度盘14具备由透射光的材料例如PMMA树脂形成的，在与基板6相对的表面14a上使用镀铬等，例如像在后述的实施形态4中说明的那样，沿着圆周方向由交互形成的透光部分(狭缝开口列)以及遮光部分构成的透射式的光学型板16。光学型板16的半径方向的宽度最好比感光元件组8的半径方向的宽度大。用粘接剂等把旋转刻度盘14固定在旋转轴12上。
进而，在旋转刻度盘14的下方，作为具备在与旋转刻度盘14的上表面14a相反一侧的下表面相对的球面形反射面18a的反射体，设置凹面反射镜18。凹面反射镜18具有用于贯通旋转轴12的贯通孔18b。凹面反射镜18固定在电机13的外壳部分19上。光源4配置在球面形反射面的18a的焦点上。
当以上那样构成的编码器2的动作时，从光源4发射的光线中，透过由旋转刻度盘14上的光学型板16包围的表面14a部分入射到凹面反射镜18的光线20由凹面反射镜18反射的同时，被反射的几乎全部光线变换为相互平行的光束，即，几乎既不发散也不收敛，宽度几乎不变化的平行光束22。平行光束22成为与中心线10大致平行。在配置于中心线10上的光源4能够假定为点光源时，如果光源4配置在反射面18a的焦点位置则可以得到完全的平行光束。但是，实际上光源并不是点而是具有某种大小，因此难以得到完全的平行光束，而本发明的情况下，即使不能够得到完全的平行光束，但透过旋转刻度盘14的光束只要是大致平行光束即可，在本发明中所说的平行光束指的就是这种大致平行的光束。
另外，采用球面形的反射面18a的曲线半径与焦点f的关系可以写为
r＝2×f
其中，由于旋转刻度盘14使用具有某种折射率的透明的介质体，例如PMMA那样的树脂，因此实际上当光入射到旋转刻度盘14上时以及出射时，由于在分界面中的入射角度为0以外的光折射，因此实际的r与f的关系需要考虑该折射，即所谓的光学距离。另外，该现象由于在本发明中不带来本质的影响，因此为了理解本发明的要点，在图1中进行简化，忽视光的折射记述光线。在图1以外的附图中也相同。
平行光束22通过旋转刻度盘14照射光学型板16，其结果透过了光学型板16的光入射到设置在光源4周围的感光元件组8。入射光具有与光学型板16相对应的断续(在光学型板中没有衍射)或者正弦波形(在光学型板中有衍射)的强度分布，该入射光由感光元件组8变换为电信号，由此，检测旋转刻度盘14即旋转轴12的旋转角度和速度。
另外，如图所示，在旋转轴12的上端作为光吸收材料设置吸收层24。从而，从光源4发射的光线中，不朝向凹面反射镜18而朝向旋转轴12端部的光线26入射到吸收层24。这样光线26成为不会成为检测误差的光。换言之，吸收层24起到去除能够引起检测误差的光，即返回光(返回到光源4的光)以及杂散光(由凹面反射镜18以外的部件反射后入射到感光元件组8的光)的误差要因光去除单元的作用。代替把吸收层24设置在旋转轴12上，也可以设置在旋转轴12的延长线上。
由于这样在旋转刻度盘14的下方配置凹面反射镜18能够得到平行光束22，因此能够用平行光束22照射光学型板16的整个圆周，能够提供小型而且高分辨率的光学式旋转编码器。另外，即使在有旋转轴12的姿势变动的情况下，通过光学型板16是透射式以及(由于连接在旋转轴12上的旋转刻度盘14与凹面反射镜18是不同的单体)光源4与凹面反射镜18的相对位置关系不改变，用平行光束22照射光学型板16，能够抑制由旋转轴12的姿势变动引起的感光元件组8上的照射分布变动，能够提供检测误差小的光学式旋转编码器。另外，通过不使用复杂的光学系统以及可以使光源4和凹面反射镜18的光轴与旋转中心线10一致，能够去除制造上的制约和尺寸上的制约，能够实现小型化。另外，由于用于相对光学型板16配置在光源4的相反一侧的凹面反射镜18 1次反射来自光源4的发射光后成为平行光束，因此与专利文献3中公开的使用2次反射得到入射到光学型板上的平行光束的情况相比较，由于能够较大地设定光学型板16对于旋转刻度盘14的直径的宽度，因此能够实现高分辨率。
进而，由于遍及整个圆周形成感光元件组8，因此能够降低由轴振动、轴偏心、倾斜、狭缝开口的宽度精度等引起的误差，即使小型化也能够确保感光面积，因此能够实现高精度的检测，进而实现高分辨率。其中，遍及整个圆周形成感光元件组8并不是必要条件，只要配置在从光学型板16出射的光入射的至少一个位置即可。这种情况下，凹面反射镜18的反射面只要在用于照射感光元件组8的位置具有必要的面积即可，并不一定需要把整个面作为反射面。反射面以外还可以配置吸收膜。
另外，在凹面反射镜18中可以使用在具有与球面形反射面18a同等曲率半径的菲涅耳透镜的透镜面上镀铝或金等的反射镜，或者反射型衍射光学元件。通过这样做，能够减薄凹面反射镜18的高度。
在本实施形态中，感光元件组8以整体形成在基板6上，而也可以是搭载在基板6上的混合型。另外，凹面反射镜18的形状也可以不是球面，而是用于降低像差的抛物面反射镜等非球面形。光源4最好搭载在基板6上，但是并不一定仅限于这种形式，也可以搭载在其它的基板上。
以下，参照图2说明编码器2的组装工艺的一个例子。首先，准备具备了隔开间隔经过相互平行的垂直构件30v连接的平坦形的上侧支撑构件30u以及下侧支撑构件30d的夹具30[图(a)]。接着，把具备了光源4以及感光元件组8的基板6固定在上侧支撑构件30u的下表面上[图(b)]。下侧支撑构件30d的横剖面是U字形，由此，电机13的外壳部分19嵌合到下侧支撑构件30d中。为了该目的，外壳部分19是圆柱形的突起，下侧支撑构件30d具有与外壳部分19的外径大致相等直径的内壁。另外，在把基板6定位到上侧支撑构件30u中的状态下，光源4的光轴通过内壁的中心。下侧构件30d的厚度比凹面反射镜18的下表面与相对的电机外壳面之间的间隔小。
另一方面，把凹面反射镜18固定在电机13的外壳部分19上[图(c)]使得凹面反射镜18的光轴与旋转轴12的旋转中心线10一致。为了该目的，反射镜18在底部具有嵌合圆柱形电机外壳部分19的圆柱形的孔[参照图1(a)]。然后，把旋转刻度盘14固定在旋转轴12的端部使得光学型板16的中心位于旋转中心线10上。为了该目的，旋转刻度盘14在底部具有嵌合旋转轴12的圆柱形的孔。通过使旋转轴12旋转的同时，使用例如图像处理确认旋转刻度盘14是否成为偏心旋转进行旋转刻度盘14与旋转轴12的相对位置的调整。
接着，参照图(d)、(e)，对于旋转刻度盘14，凹面反射镜18以及旋转轴12(电机13)，沿着横方向移动安装了基板6的夹具30，由此，在下侧支撑构件30d搭接到外壳部分19的状态下定位夹具30。在该状态下，光源4与凹面反射镜18的光轴一致。
这样，由于用一个部件即外壳部分19定位凹面反射镜18和夹具30，因此能够高精度地使光源4以及凹面反射镜18的光轴一致。
在本实施形态中，凹面反射镜18的外周面和贯通孔18b，以及外壳部分19的外周面是圆柱形，但也可以具有其它的形状。
实施形态2
图3示出本实施形态2的光学式旋转编码器。在以下的说明中，与实施形态1相同或者相似的构成元件标注相同的符号或者相同符号上的适当沿字表示。本实施例的编码器2A与实施形态1的编码器2类似，而不同点是凹面反射镜18A的横剖面是U字形或者马蹄形。换言之，凹面反射镜18A中，形成沿着中心线10延伸而且连接旋转轴12用的贯通孔18Ab和反射镜的外周面的开口部分。这一点如在以下说明那样，能够更高精度地进行编码器的组装。
另外，在本实施形态中，根据凹面反射镜18A的反射面18Aa，并没有在中心线10的周围遍布整个圆周设置感光元件组8。
以下，参照图4说明编码器2A的组装工艺的一个例子。首先，准备具备了隔开间隔经过相互平行的垂直构件30Av连接的平坦形的上侧支撑构件30Au以及下侧支撑构件30Ad的夹具30[图(a)]。接着，如图(a)所示，把具备了光源4以及感光元件组8的基板6和凹面反射镜18A分别固定在上侧支撑构件30Au的下表面上和下侧支撑构件30Ad的上表面上，由此使光源4与凹面反射镜18A的光轴一致。从光源4照射光，通过把由凹面反射镜18A反射的光由感光元件组8感光，接着分析来自该元件组的电信号进行基板6与凹面反射镜18A的相对位置的调整。下侧支撑构件30Ad的横剖面为U字形。电机13的外壳部分19是圆柱形的突起，下侧支撑构件30Ad具有与外壳部分19的外径大致相等直径的内壁。
另一方面，与实施形态1相同，把旋转刻度盘14固定在旋转轴12的端部[图(b)]，使得光学型板16的中心位于旋转中心线10上。
接着，参照图(c)、(d)，对于旋转刻度盘14以及旋转轴12(电机13)，沿着横方向移动安装了基板6以及凹面反射镜18的夹具30A，由此，经过开口部分把旋转轴12插入到贯通孔18Ab内。其结果，在下侧支撑构件30Ad搭接到外壳部分19上的状态下定位夹具30A。在该状态下，光源4的光轴与旋转轴12的旋转中心线10一致。
而在实施形态1中，具有光源4以及感光元件组8的基板6与凹面反射镜18的相对位置由于旋转刻度盘14已经配置在它们之间，因此难以调整。
与此不同，在本实施形态中，基板6与凹面反射镜18A的相对位置，以及旋转刻度盘14与旋转轴12的相对位置能够容易地分别调节，因此能够更高精度地组装编码器。
如图5所示，也可以把夹具与凹面反射镜形成为一体。如图(a)所示，夹具具有(由通过蒸镀在上表面形成了反射面或者层18Ba的凹形部件构成)从凹面反射镜18B向上侧延伸的一对垂直构件30Bv。组装时，把具有光源4以及感光元件组8的基板6配置在垂直构件30Bv的上端上使得光源4与凹面反射镜18B的光轴一致[图(b)]。接着，把在其上端设置了旋转刻度盘14的旋转轴12经过开口部分插入到贯通孔18Bb内[图(c)、(d)]。
如果依据该变形例，则由于把夹具与凹面反射镜18B形成为一体，因此能够高精度地使光源4与凹面反射镜18B的光轴一致。这一点还具有能够减少部件数量的效果。另外，也能够把该变形例适用在本实施形态1中。
实施形态3
图6(a)是本发明实施形态3的光学式旋转编码器中的感光元件组的俯视图。以光源4为中心在基板6上形成感光元件组8C。如果依据该实施形态，则感光元件组8C中，如外周一侧的放大图6(b)那样，以光源4的发光单元为中心，以角度周期2θ周期性地排列把光信号变换为电信号的感光单元40，感光单元40的开口角度设定为θ。外周一侧的感光单元40的位置和宽度如图6(b)所示，从光源4的发光单元以半径R1的位置为中心按照宽度W1形成。感光元件组8C的内周一侧也相同，以角度周期2θ排列感光单元40，相互的相位例如错开90°。
把感光元件组8C的内周一侧的感光元件列和外周一侧的感光元件列分别称为轨道，而如本实施形态这样也可以不限于2个轨道，应该是具备适合于角度，速度检测方法，检测分辨率标准，检测精度标准的轨道数。进而，关于感光单元40的开口角度与角度周期之比或者形状、尺寸也应该是进行适合于角度，速度检测方法，检测分辨率标准，检测精度标准的设计。
如本实施形态这样，由于遍及整个圆周配置感光元件组，因此能够降低由轴振动、轴的偏心、倾斜、狭缝开口的宽度精度等引起的误差。另外，由于即使小型化也能够确保感光面积，因此能够实现高精度的检测，实现高分辨率。其中，遍及整个圆周形成各轨道的感光元件组8C并不是必要条件，可以配置在从光学型板16(图1)出射的光入射的至少一个位置。理想的是，可以把2个或者3个以上的具有同相位周期的感光元件组8C以光源4为中心按照大致均等间隔配置。另外，还可以在同一个轨道中具备相位周期不同的感光元件组。
实施形态4
图7(a)是本发明实施形态4的光学式旋转编码器中的旋转刻度盘14的俯视图。在透明的旋转刻度盘14的一方表面上形成光学型板16D。如果依据该实施形态，则光学型板16D中如外周一侧的放大图7(b)那样，在例如镀铬膜44上以旋转刻度盘14的中心为中心沿着圆周方向遍及整个圆周形成狭缝开口42。
这里，示出与在实施形态3中所述的感光元件组8C的组合相适宜的光学型板16D的一个例子。狭缝开口42以旋转刻度盘14的中心为中心，以角度周期2θ周期性地排列，狭缝开口42的开口角度设定为θ。外周一侧的光学型板16D的位置和宽度如图7(b)所示，以从旋转刻度盘14的中心半径R1的位置为中心按照宽度W2形成，与图6中的W1的关系设定如下。
W2＞W1
光学型板16D的内周一侧也相同，按照周期角度2θ遍及整个圆周排列狭缝开口42，相互的相位例如错开90°。
把光学型板16D的内周一侧的狭缝列和外周一侧的狭缝列分别称为轨道，而如本实施形态这样也可以不限于2个轨道，应该是具备适合于角度，速度检测方法，检测分辨率标准，检测精度标准的轨道数。进而，关于狭缝开口42的开口角度与角度周期之比或者形状、尺寸也应该是进行适合于角度，速度检测方法，检测分辨率标准，检测精度标准的设计。
这样，通过使狭缝开口42的半径方向的宽度W2大于感光单元40的半径方向的宽度W1，即使旋转刻度盘14对于感光元件组8C沿着半径方向相对移动，只要狭缝开口42的最外周部分或者最内周部分没有横穿过存在感光单元40的宽度W1的区域，则就能够抑制照射感光单元40的光线的照射分布变化。其中，W2＞W1不是必要条件，在其它的条件下也能够实现本发明。
在本实施形态中，光学型板16D是振幅光栅，而也可以是相位光栅。例如，在剖面是矩形波形，凹部和凸部的振幅相同，凹部和凸部中的光路长度差是透射光的波长的1/2的情况下，光学型板16D的角度周期可以取为感光元件组8C的角度周期的2倍。这是因为例如按照角度周期4θ排列的上述相位光栅型板的菲涅耳折射像在从光源型板16D移动了适当距离的位置成为角度周期2θ。
实施形态5
图8是本发明实施形态5的光学式旋转编码器中的旋转刻度盘14E的剖面图。该旋转编码器的旋转刻度盘14E代替设置实施形态4那样的镀铬膜44，具有沿着与基板6[图1(a)]相对的平坦面14Ea周期性地配置的多个V突起46。也可以代替该突起46使用V槽。相邻的V突起46之间的平坦的区域48构成狭缝开口(透光部分)。在该实施形态中，在旋转刻度盘14E中使用了折射率1.49的PMMA，如图8那样，设置具有与狭缝开口48相同的宽度，顶角为90°的V突起46。平行光束22向V突起46的斜面以大约45°的入射角入射，而由于PMMA的临界角是42°，因此平行光束22通过全反射，不朝向上方即感光元件组8而被遮光。从而，只有从狭缝开口48出射的光入射到感光元件组8。
这样，即使不设置镀铬膜44也能够形成狭缝开口，能够降低旋转刻度盘的制造成本。
实施形态6
图9(a)是包括本发明实施形态6光学式旋转编码器2F的旋转轴的旋转中心线的概略剖面图。结构、动作和功能除去旋转刻度盘14F的保持单元以外与实施形态1相同。旋转刻度盘14F的材料例如是PMMA那样的树脂，在成型时插入保持构件50，即通过所谓的插入成型，旋转刻度盘14F与例如用金属等反射光的材料形成的保持构件50成为一体。在保持构件50中，在旋转刻度盘14F内的侧面部分中，如图9(b)所示，为了使与旋转刻度盘14F的粘接性良好，具备止动部分50a。保持构件50用粘接剂或者螺旋夹等固定在旋转轴12上。
保持构件50例如是金属，由于止动部分50a表面反射光，因此从光源4发射的光线中，不朝向凹面反射镜18而入射到止动部分50a的光线26被止动部分50a表面反射，由于从旋转刻度盘14F的侧面或者与光学型板16相反一侧的面出射，因此不会入射到感光元件组8。
这样，通过插入成型，能够提高旋转刻度盘14F与保持构件的粘接强度，能够使保持构件50较细。通过使保持固件50较细，即使旋转刻度盘14F的直径与实施形态1的旋转刻度盘14相同，也能够增加凹面反射镜18的反射面18a的面积，因此能够扩展光学型板16以及感光元件组8的宽度。从而，由于即使小型化也能够确保感光面积和轨道数，因此能够实现高精度的检测以及高分辨率。另外，通过把保持固件50侧面具备的止动部分50a的倾斜设定为适当角度，能够抑制产生检测误差的杂散光。即，止动部分50a成为误差要因光去除单元。
实施形态7
图10是包括本发明实施形态7的光学式旋转编码器20的旋转轴的旋转中心线的概略剖面图。面发光型的光源4与实施形态1相同，搭载在整体地形成了感光元件组8的基板6上。在旋转刻度盘14的一方表面上具备由使用镀铬等沿着圆周方向形成的狭缝开口列构成的透射式的光学型板16。在旋转轴12G的球面形端面中作为反射体具备具有球面形表面18Ga的凹面反射镜18G。其中，反射面18G形成为圆环形，在由凹面反射镜18G的反射面包围的中央部分中，具备作为去除返回光以及杂散光的误差要因光去除单元的吸收层24G。旋转刻度盘14用粘接剂等固定在圆柱形的衬套52上，进而，用粘接剂或者螺旋夹等固定衬套52和旋转轴12G。
在本实施形态中的光学式旋转编码器2G的动作中，从光源4发射的光线中，入射到凹面反射镜18G的光线20由凹面反射镜18G反射的同时变换为宽度几乎不变化的平行光束22，透过光学型板16，入射到感光元件组8。入射光具有与光学型板16相对应的断续或者正弦波形的强度分布。
从光源4发射的光线中，不朝向凹面反射镜18G而入射到吸收层24G的光线26由于被吸收层24G吸收，因此不会成为引起检测误差的光。
这样，通过在旋转轴12G的轴端具有凹面反射镜18G，能够降低制造成本，降低组装成本。另外，与实施形态1、6相同，能够用平行光束22照射光学型板16的整个圆周，能够提供小型、高分辨率的光学式旋转编码器2G。另外，通过不使用复杂的光学系统，能够使光源4以及凹面反射镜18G的光轴与旋转中心线一致，因此能够不存在制造上的制约和尺寸上的制约，能够实现小型化。另外，由于用相对光学型板16配置在光源4的相反一侧的凹面反射镜18G 1次反射来自光源4的发射光后成为平行光束，因此相对于旋转刻度盘14的直径能够较大地设定光学型板16的宽度。
进而，由于能够遍及整个圆周配置感光元件组8，因此能够降低由轴的偏心、倾斜、狭缝开口的宽度精度等引起的误差，另外，由于即使小型化也能够确保感光面积，因此能够实现高精度的检测，实现高分辨率。其中，遍及整个圆周形成感光元件组8并不是必要条件，可以配置在从光学型板16出射的光入射的至少一个位置。这种情况下，凹面反射镜18G的反射面可以在用于照射感光元件组8的位置具有必要的面积，不一定需要把整个面都作为反射面。除去反射面以外也可以配置吸收膜。
另外，在凹面反射镜18G中还可以在具有与球面形反射面18G同等曲率半径的菲涅耳透镜面上，使用镀铝或者金等的反射镜，或者反射型衍射光学元件。通过这样做，能够减薄凹面反射镜18G的高度。
另外，凹面反射镜18G的反射面18Ga的形状可以不是球面而是用于降低像差的非球面形状。虽然光源4最好搭载在基板6上，但并不是限于这种形式，也可以搭载在其它的基板上。
实施形态8
图11是包括本发明实施形态8的光学式旋转编码器2H的旋转轴的旋转中心线的概略剖面图。面发光型的光源4与实施形态1相同，搭载在整体地形成了感光元件组8的基板6上。在光源4与旋转刻度盘14H之间，配置使来自光源4的出射光成为平行光束58的透镜56。在旋转刻度盘14H的一方表面上具备由使用镀铬等沿着圆周方向形成的狭缝开口列构成的透射式的光学型板16。另外，在用光学型板16包围的表面部分中，具备同心圆形而且以均匀的间隔刻出的圆形衍射光栅54。在该圆形衍射光栅54中可以考虑振幅光栅或者相位光栅。旋转刻度盘14H用粘接剂等固定在旋转轴12上。进而，设置在旋转刻度盘14H下方的反射镜18H具有圆锥台形的反射面18Ha。
在以上那样构成的编码器2H的动作中，从光源4发射的光线用透镜56变换为平行光束58以后，入射到旋转刻度盘14H上的圆形衍射光栅54上。平行光束58由衍射光栅54圆环形地放射成为光线62，由作为反射体的反射镜18H反射了以后成为宽度几乎不变化的平行光束64。平行光束64通过旋转刻度盘14H照射光学型板16，其结果，透过了光学型板16的光入射到感光元件组8。入射光具有与光学型板16相对应的断续或者正弦波形的强度分布，该入射光由感光元件组8变换为电信号，由此检测旋转刻度盘14H即旋转轴12的旋转角度和速度。
这样，通过具备透镜56和圆形衍射光栅54，即使旋转刻度盘14H与透镜56之间的距离，反射镜18H与透镜56之间的距离发生变化，平行光束64的平行度也不变化，能够抑制检测误差。另外，与实施形态1、6、7相同，能够用平行光束64照射光学型板16的整个圆周，能够提供小型、高分辨率的光学式旋转编码器。另外，通过使光学系统以及光源4的光轴与旋转中心线一致，能够去除尺寸上的制约，能够实现小型化。另外，即使在具有旋转轴12的姿势变动的情况下，根据光学型板16是透射式，(由于连接到旋转轴12上的旋转刻度盘14H与反射镜18H是不同的单体)光源4与反射镜18H的相对位置关系不发生变化，以及能够用平行光束64照射光学型板16，能够抑制由旋转轴12的姿势变动引起的感光元件组8上的照射分布变动，能够提供检测误差小的光学式旋转编码器。另外，由于用圆形衍射光栅54使平行光束58偏转，因此能够使平行光束58的直径与平行光束64的光束宽度几乎相同，对于旋转刻度盘14H的直径能够较大地设定光学型板16的宽度。
进而，由于遍布整个圆周配置感光元件组8，因此能够降低由轴的偏心、倾斜、狭缝开口的宽度精度等产生的误差，由于即使小型化也能够确保感光面积，因此能够实现高精度的检测以及高分辨率。其中，遍及整个圆周形成感光元件组8并不是必要的，只要配置在从光学型板16出射的光入射的至少一个位置即可。这种情况下，反射镜18H的反射面18Ha可以在用于照射感光元件组8的位置具有必要的面积，并不一定需要使整个面都成为反射面。除去反射面以外也可以配置吸收膜。
光源4最好搭载在基板6上，但是并不限于这种形式，也可以搭载在其它的基板上。另外，圆形衍射光栅54既可以是与旋转刻度盘14H不同的单体，也可以配置在透镜56与旋转刻度盘14H之间。在本实施形态中，使用圆形衍射光栅54分离了来自透镜56的平行光束58，而代替这种方法，也可以使用具有(包括旋转中心线的平面的剖面为三角形的)圆锥形的棱镜的折射型光学元件。这种情况下，既可以把折射型光学元件形成在旋转刻度盘14上，也可以是与旋转刻度盘14H不同的单体。
实施形态9
图12是包括本发明实施形态9的光学式旋转编码器2I的旋转轴的旋转中心线的概略剖面图。面发光型的光源4与实施形态1相同，搭载在整体地形成了感光元件组8的基板6上。在旋转刻度盘14I的一方表面上具备由使用镀铬等沿着圆周方向形成的狭缝开口列构成的透射式的光学型板16。另外，在用光学型板16包围的表面部分中，具备同心圆形而且以均匀的间隔刻出的圆形衍射光栅54。在该圆形衍射光栅54中可以考虑振幅光栅或者相位光栅。在旋转刻度盘14I的另一方表面上，具备圆锥台形的反射面60，而也可以通过在树脂成型了的旋转刻度盘14H上例如通过镀铝获得。其中，光能够通过用反射面60包围的旋转刻度盘14I的下面部分。旋转刻度盘14I用粘接剂等固定在衬套52I上，进而，衬套52I和旋转轴12I用粘接剂或者螺旋夹固定。另外，在旋转轴12I的端面上形成吸收层24I。
本实施形态的光学式旋转编码器的动作与实施形态8相同，用透镜56变换为平行光束58以后，入射到旋转刻度盘14I上的圆形衍射光栅54，由圆形衍射光栅54圆环形地放射成为光线62。光线62在由圆锥台形反射面60反射了以后，成为宽度几乎不变化的平行光束64，透过光学型板16，入射到感光元件组8。入射光具有与光学型板16相对应的断续或者正弦波形的强度分布。
另外，从光源4发射的光线中，不朝向圆锥台形反射面60而通过由反射面60包围的旋转刻度盘14I的下面部分的光线66由于被作为去除返回光以及杂散光的误差要因光去除单元的吸收层24I吸收，因此不存在引起检测误差的杂散光。
通过这样把光学型板16和反射面60形成为单一的部件，即形成在旋转刻度盘14I上，能够降低制造成本，降低组装成本，能够提高光学型板16与反射面60的同轴度。另外，通过具备透镜56和圆形衍射光栅54，即使旋转刻度盘14I(反射面60)与透镜56之间的距离发生变化，平行光束64的平行度也不变化，能够抑制检测误差。进而，与实施形态1或者6至8相同，能够用平行光束64照射光学型板16的整个圆周，能够提供与这些实施形态相同效果的即小型、高分辨率的光学式旋转编码器。另外，由于用圆形衍射光栅54使平行光束58偏转，因此能够把平行光束58的直径与平行光束64的光束宽度取为几乎相同，对于旋转刻度盘14I的直径能够较大地设定光学型板16的宽度。
另外，圆形衍射光栅54既可以是与旋转刻度盘14I不同的单体，也可以配置在透镜56与旋转刻度盘14I之间。在本实施形态中，使用圆形衍射光栅54分离了来自透镜56的平行光束，而代替这种方法，也可以使用圆锥棱镜等折射型光学元件。这种情况下，既可以把折射型光学元件形成在旋转刻度盘14I上，也可以是与旋转刻度盘14I不同的单体。
另外，与实施形态7相同，还可以代替把圆锥台形反射面设置在旋转刻度盘14I上而设置在旋转轴12I的轴端。
实施形态10
图13是本发明实施形态10的光学式旋转编码器中的旋转刻度盘的概略斜视图。另外，图14是实施形态10的旋转刻度盘的俯视图。本实施形态10的刻在旋转刻度盘上的光学型板，衍射光栅以及反射面以外的结构与实施形态9相同，包括旋转轴的旋转中心线以及包括图13中所示的旋转刻度盘14J的XII-XII线的剖面图与图12相同。衍射光栅54与实施形态9不同，是一维排列的振幅光栅或者相位光栅。光学型板16Ja、16Jb、16Jc、16Jd在相对射光栅54J的间距方向位于相反一侧的照射区70和72内例如用镀铬膜形成，并且按照某个角度周期排列的多个狭缝开口列构成。设置在同一轨道上的光学型板16Ja与16Jb，光学型板16Jc与16Jd的相互相位分别一致，光学型板16Ja与16Jc例如错开90°。反射面由设置在旋转刻度盘14J背面的一对平坦的反射面73、74构成，把从衍射光栅54J出射的±1次衍射光75反射为平行于旋转轴12I的旋转中心线的平行光束76。
以下，参照图12至图14说明实施形态10的光学式旋转编码器的动作。从透镜56出射，入射到旋转刻度盘14J表面的衍射光栅54J的平行光束被衍射，其中，±1次衍射光75分别由设置在旋转刻度盘14J背面的平面反射镜73、74反射了以后，成为平行于旋转轴的旋转中心线的平行光束76，入射到照射区70和72。透过了光学型板的光具有与光学型板16Ja～16Jb相对应的断续或者正弦波形的强度分布，与旋转刻度盘14J的旋转一起，例如在与图6所示的感光元件组8C相同的感光元件组上移动。该光由按照与光学型板16Ja～16Jd相同的角度周期遍及整个圆周排列的感光单元所构成的感光元件组变换为电信号，由此检测旋转刻度盘14J即旋转轴12I的旋转角度和速度。
通过这样在旋转刻度盘14J的中央部分具备一维排列的衍射光栅54J，即使光源4的光轴与旋转刻度盘14J的旋转轴偏移，也能够抑制平行光束76的照射区70和72中的光量分布变动。通过具备透镜56和衍射光栅54J，即使旋转刻度盘14J(反射面73、74)与透镜56之间的距离发生变化，平行光束76的平行度也不变化，能够抑制检测误差。另外，与实施形态1或6至9相同，能够用宽度几乎不变化的平行光束76照射光学型板16Ja～16Jd，能够提供小型、高分辨率的光学式旋转编码器。另外，通过能够使光学系统以及光源4的光轴与旋转中心线一致，能够去除尺寸上的制约，实现小型化。另外，由于用衍射光栅54J使平行光束偏转，因此能够使该平行光束直径与平行光束76的光束宽度几乎相同，对于旋转刻度盘14J的尺寸能够较大地设定光学型板16Ja～16Jd的宽度。
感光元件组8可以与图6所示的相同，而在使用了本实施形态10的旋转刻度盘的情况下，需要遍布整个圆周设置感光元件。
另外，位于生成了光学型板16Ja～16Jb和衍射光栅54J的面与反射面73、74之间的一对侧面如图13所示并不需要是平坦形，也可以是圆弧形。换言之，可以从圆柱形的块切割生成旋转刻度盘。另外，在本实施形态中，使用衍射光栅54J分离了来自透镜56的平行光束58，而代替记录方法，也可以使用(包括旋转中心线的平面的剖面为三角形的)三角柱棱镜等折射型光学元件。这种情况下，既可以把折射型光学元件形成在旋转刻度盘14J上，也可以是与旋转刻度盘14J不同的单体。
另外，也可以在实施形态8(图11)中，把圆形衍射光栅54置换为配置在旋转刻度盘14H与透镜56之间的一维排列的衍射光栅(即，衍射光栅与旋转刻度盘14H同时不旋转)的同时，可以把具有圆锥台形的反射面18Ha的反射镜18H置换为一对平面反射镜。这种情况下，从旋转刻度盘14H出射的光由于入射到基板6上的分离的2个区域，因此可以仅在这些区域上配置感光元件8。
实施形态11
图15是包括本发明实施形态11的光学式旋转编码器2K的旋转轴的旋转中心线的概略图。本实施形态的旋转编码器2K的动作与实施形态8基本相同，而代替实施形态8中的具有圆锥台形反射面的反射镜18H，在旋轴12K的端面设置平面反射镜18K。旋转刻度盘14K用粘接剂等固定在衬套52K上，进而衬套52K和旋转轴12K用粘接剂或者螺旋夹固定。
在编码器2K的动作中，从光源4出射的光由透镜56变换为平行光束58以后，入射到旋转刻度盘14上的圆形衍射光栅54，由圆形衍射光栅54圆环形地放射成为光线62。光线62由平面反射镜18K反射的光的整体成为反圆环形地放大了的圆环形的光束80，而在包括旋转轴的旋转中心线的剖面图的图15中，即在包括旋转轴的旋转中心线的剖面内成为宽度几乎不变化的平行光束80a、80b。光束80通过旋转刻度盘14K照射光学型板16，其结果透过了光学型板16的光入射到感光元件组8。入射光具有与光学型板16相对应的断续或者正弦波形的强度分布。
这样，通过具备透镜56和圆形衍射光栅54，即使旋转刻度盘14K与透镜56之间的距离发生变化，也能够抑制照射到光学型板16上的光束80的光量分布的变化，能够抑制检测误差。
另外，在以图15的剖面图观看的情况下，由于沿着左右两个方向行进的平行光束80a、80b的光线每一条都平行，因此光学型板16的半径方向的宽度与感光元件组8的半径方向的宽度可以几乎相同。可以设计成使得加长圆形衍射光栅54与平面反射镜18K之间的距离，减小圆形衍射光栅54的衍射角度，平行光束80a、80b对于旋转轴12K的倾斜减小，其结果，由于减小来自感光元件组8的外周一侧的旋转中心线的距离，因此能够提供小型、高分辨率的光学式旋转编码器。
进而，与实施形态1或6至10相同，通过能够使光学系统以及光源4的光轴与旋转中心线一致，能够去除尺寸上的制约，实现小型化。另外，由于用圆形衍射光栅54使平行光束58偏转，因此能够使平行光束58的直径与平行光束80a、80b的光束宽度几乎相同，对于旋转刻度盘14K的直径能够较大地设定光学型板16的宽度。
圆形衍射光栅54既可以是与旋转刻度盘14K不同的单体，也可以配置在透镜56与旋转刻度盘14K之间。另外，可以把圆形衍射光栅54置换为实施形态10那样的一维排列的衍射光栅54J，这种情况下，可以使用实施形态10中记述的旋转刻度盘14J和感光元件组8。进而，在本实施形态中，使用圆形衍射光栅54分离了来自透镜56的平行光束58，而代替这种方法，也可以使用圆锥棱镜等折射型光学元件。这种情况下，既可以把折射型光学元件形成在旋转刻度盘14K上，也可以是与旋转刻度盘14K不同的单体。
实施形态12
图16是包括本发明实施形态12的光学式旋转编码器2L的旋转轴的旋转中心线的概略剖面图。在旋转刻度盘14L的一方表面14La上形成圆形衍射光栅54和光学型板16，在另一方表面上具备反射膜84。旋转刻度盘14L用粘接剂等固定在衬套52L上，进而衬套52L和旋转轴12L用粘接剂或者螺旋夹固定。
编码器2L的动作与实施形态11相同，从光源4出射的光由透镜56变换为平行光束58以后，入射到圆形衍射光栅54，由圆形衍射光栅54圆环形地放射成为光线62。光线62由反射膜84反射了的光束86与实施形态11相同，在包括旋转轴的旋转中心的剖面内各个光束内的光成为平行的平行光束86a、86b。光86通过旋转刻度盘14L照射光学型板16，其结果，透过了光学型板16的光入射到感光元件组8。入射的光具有与光学型板16相对应的断续或者正弦波形的强度分布。
这样通过使旋转刻度盘14L与反射膜84成为一体，能够降低制造成本，降低组装成本。通过具备透镜56和圆形衍射光栅54，即使旋转刻度盘14L与透镜56之间的距离发生变化，也能够抑制照射光学型板16上的平行光束86a、86b的光量分布的变化，能够抑制检测误差。
另外，在以图16的剖面图观看的情况下，由于沿着左右两方向行进的平行光束86a、86b分别是平行光束，因此光学型板16的半径方向的宽度与感光元件组8的半径方向的宽度可以几乎相同。可以进行设计使得加长圆形衍射光栅54与反射膜84之间的距离，减小圆形衍射光栅54的衍射角度，减小平行光束86a、86b对于旋转轴12L的斜率，其结果由于减小感光元件组8的宽度，因此能够提供小型、高分辨率的光学式旋转编码器。
进而，与实施形态1或6至11相同，通过能够使光学系统以及光源4的光轴与旋转中心线一致，能够去除尺寸上的制约，能够实现小型化。另外，由于用圆形衍射光栅54使平行光束58偏转，因此能够使平行光束58的直径与平行光束86a、86b的光束宽度几乎相同，对于旋转刻度盘14L的直径能够较大地设定光学型板16的宽度。
圆形衍射光栅54既可以是与旋转刻度盘14L不同的单体，也可以设置在透镜56与旋转刻度盘14L之间。另外，还可以把圆形衍射光栅54置换为实施形态10那样的一维排列的衍射光栅54J，这种情况下，可以使用实施形态10中记述的旋转刻度盘14J和感光元件组8。另外，在本实施形态中，使用圆形衍射光栅54分离了来自透镜56的平行光束58，而代替这种方法，也可以使用圆锥棱镜等折射型光学元件。这种情况下，既可以把折射型光学元件形成在旋转刻度盘14L上，也可以是与旋转刻度盘14L不同的单体。
另外，在实施形态11以及实施形态12，即图15以及图16中，光束80a，80b或者光束86a，86b并不相互平行，各个光束内的光，即光束80a内，80b内以及86a内，86b内的光是相互平行的，光束80a，80b、86a以及86b的宽度被反射了以后也几乎不发生变化。本发明申请中的「进行反射使得在包括旋转中心线的剖面内成为宽度几乎不变化的平行光束」除去实施形态1至10所示的以外，还包括像实施形态11以及实施形态12，即图15以及图16那样，在反射了以后光束的宽度几乎不变化的情况。
实施形态13
图17是包括本发明实施形态13的光学式旋转编码器2M的旋转轴的旋转中心线的概略剖面图。在旋转刻度盘14M的一方表面上形成圆形衍射光栅54和光学型板16，在另一方表面上形成例如铜焊的光栅等同心圆形地按照与圆形衍射光栅54相同的间距排列反射式衍射光栅90。旋转刻度盘14M用粘接剂等固定在衬套52M上，进而衬套52M和旋转轴12M用粘接剂或者螺旋夹固定。
在编码器2M的动作中，与实施形态12相同，从光源4出射的光由透镜56变换为平行光束58以后，入射到圆形衍射光栅54，由圆形衍射光栅54圆环形地放射成为光线62。光线62由反射式衍射光栅90反射、衍射，成为平行光束92，入射到感光元件组8。入射光具有与光学型板16相对应的断续或者正弦波形的强度分布。
代替实施形态12中的反射膜84，通过设置反射式衍射光栅90，与实施形态1或6至9相同，通过用平行光束92照射光学型板16的整个圆周，能够提供小型、高分辨率的光学式旋转编码器。另外，通过把反射式衍射光栅90设置在旋转刻度盘14M上，能够降低制造成本，降低组装成本。另外，由于由圆形衍射光栅54进而由反射式衍射光栅90使平行光束58偏转，因此能够使平行光束58的直径与平行光束92的光束宽度几乎相同，对于旋转刻度盘14M的直径能够较大地设定光学型板16的宽度。
圆形衍射光栅54既可以是与旋转刻度盘14M不同的单体，也可以配置在透镜56与旋刻度盘14M之间。另外，在本实施形态中，使用圆形衍射光栅54分离了来自透镜56的平行光束58，而代替几种方法，也可以使用圆锥棱镜等折射型光学元件。这种情况下，既可以把折射型光学元件形成在旋转刻度盘14M上，也可以是与旋转刻度盘14M不同的单体。
另外，与本实施形态相同，通过把实施形态11中的平面反射镜18K置换为反射式旋转光栅90，也能够得到与本实施形态相同的效果。
另外，代替图17的圆形衍射光栅54，与实施形态10的衍射光栅54J相同，可以做成一维排列的振幅光栅或者相位光栅，代替反射式衍射光栅90，可以做成一维排列的反射型的振幅光栅或者相位光栅。这种情况下，可以使用实施形态10中记述的旋转刻度盘14J和感光元件组8。
通过在旋转刻度盘14M的中央部分具备这样一维排列的衍射光栅，即使光源4的光轴与旋转刻度盘14M的旋转轴偏移也能够抑制平行光束92在光学型板16上的光量分布变动。
Claims (21)
1.一种光学式旋转编码器，其特征在于具备：
设置在旋转轴的旋转中心线附近的光源；
能够在旋转中心线周围旋转地设置在旋转轴上，具有沿着圆周方向交互形成的透光部分以及遮光部分的旋转刻度盘；
与旋转刻度盘隔开间隔配置，对来自光源的光进行反射使得成为在包括上述旋转中心线在内的剖面内宽度几乎不变化的平行光束，由此平行光束照射旋转刻度盘的透光部分，并且使透过了透光部分的光朝向光源周围的反射体；
感光透过了透光部分的光的感光元件。
2.根据权利要求1所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
平均光束与旋转轴几乎平行。
3.根据权利要求1所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
反射体是凹面反射镜。
4.根据权利要求1所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
反射体具有贯通旋转轴的贯通孔。
5.根据权利要求4所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
反射体沿着旋转中心线具有把贯通孔与反射体的外周面连接在一起的开口部分。
6.根据权利要求1所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
反射体设置在旋转轴的轴端上。
7.根据权利要求1～6的任一项中所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
反射体通过一次反射使来自光源的光朝向光源的周围。
8.根据权利要求1～7的任一项中所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
在旋转轴的轴端或者旋转轴的延长线上具备光吸收构件。
9.根据权利要求1～7的任一项中所述的光学式旋编码器，其特征在于：
在旋转轴的轴端或者旋转轴的延长线上具备反射光使得反射光不会入射到感光元件中的反射构件。
10.一种光学式旋转编码器，其特征在于具备：
设置在旋转轴的旋转中心线附近的光源；
使来自光源的光成为平行光束的光学单元；
使来自光学单元的平行光束分离的光束分离光学元件；
能够在旋转中心线周围旋转地设置在旋转轴上，具有沿着圆周方向交互形成的透光部分以及遮光部分的旋转刻度盘；
与旋转刻度盘隔开间隔配置，对用光束分离光学元件分离了的光进行反射使得成为在包括上述旋转中心线在内的剖面内宽度几乎不变化的平行光束，由此平行光束照射旋转刻度盘的透光部分，并且使透过了透光部分的光朝向光源周围的反射体；
感光透过了透光部分的光的感光元件。
11.根据权利要求10所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
光束分离光学元件是使来自上述光学单元的平行光束衍射的衍射光栅。
12.根据权利要求11所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
衍射光栅是圆形衍射光栅，反射体具有圆锥台形反射面。
13.根据权利要求11所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
衍射光栅是具有一维周期构造的衍射光栅，反射体是平面反射镜。
14.根据权利要求11所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
反射体是按照与衍射光栅相同的间隔排列的反射式衍射光栅。
15.根据权利要求10～14的任一项中所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
反射体设置在旋转轴的轴端。
16.一种光学式旋转编码器，其特征在于具备：
设置在旋转轴的旋转中心线附近的光源；
使来自光源的光成为平行光束的光学单元；
使来自光学单元的平行光束分离的光束分离光学元件；
能够在旋转中心线周围旋转地设置在旋转轴上的旋转刻度盘，该旋转刻度盘具有：沿着圆周方向交互形成的透光部分以及遮光部分；以及把用光束分离光学元件分离了的光进行反射使得成为在包括上述旋转中心线在内的剖面内宽度几乎不变化的平行光束，由此平行光束照射旋转刻度盘的透光部分，并且使透过了透光部分的光朝向光源周围的反射面；
感光透过了透光部分的光的感光元件。
17.根据权利要求16所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
光束分离光学元件是使来自上述光学单元的平行光束衍射的衍射光栅。
18.根据权利要求17所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
衍射光栅是圆形衍射光栅，反射面是圆锥台形。
19.根据权利要求17所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
衍射光栅是具有一维周期构造的衍射光栅，反射面是平坦形。
20.根据权利要求17所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
反射面是按照与衍射光栅相同的间隔排列的反射式衍射光栅的反射面。
21.根据权利要求10～20的任一项中所述的光学式旋转编码器，其特征在于：
在旋转轴的轴端或者旋转轴的延长线上具备光吸收构件。
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