CN100371686C - 用于光编码器的光电探测器 - Google Patents

用于光编码器的光电探测器 Download PDF

Info

Publication number
CN100371686C
CN100371686C CNB2004100620231A CN200410062023A CN100371686C CN 100371686 C CN100371686 C CN 100371686C CN B2004100620231 A CNB2004100620231 A CN B2004100620231A CN 200410062023 A CN200410062023 A CN 200410062023A CN 100371686 C CN100371686 C CN 100371686C
Authority
CN
China
Prior art keywords
area photoelectric
subregion
photoelectric diode
array
photodiode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2004100620231A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1576800A (zh
Inventor
志知孝一
大久保勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of CN1576800A publication Critical patent/CN1576800A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100371686C publication Critical patent/CN100371686C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters
    • H03M1/22—Analogue/digital converters pattern-reading type
    • H03M1/24—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
    • H03M1/28—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
    • H03M1/30—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental
    • H03M1/301—Constructional details of parts relevant to the encoding mechanism, e.g. pattern carriers, pattern sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/36—Forming the light into pulses
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters
    • H03M1/48—Servo-type converters
    • H03M1/485—Servo-type converters for position encoding, e.g. using resolvers or synchros

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

用于光编码器的光电探测器具有多组分区光电二极管，各组由能够应付具有参考分辨率的刻度缝隙的二个邻接的分区光电二极管组成。二个邻接的分区光电二极管的输出线在各组光电探测器中被连接到一起。这些输出线被连接到其它组中的相应分区光电二极管的输出线。二个邻接的分区光电二极管用作一个分区光电二极管，从而使所用刻度缝隙的分辨率为参考分辨率的1/2。于是，仅仅借助于修正布线而无须改变分区光电二极管的任何构造，此光电探测器就容易地以低的成本应付了具有分辨率为参考分辨率的1/2的刻度缝隙。

Description

用于光编码器的光电探测器
相关申请的交叉参考
被申请要求2003年6月26日在日本提交的专利申请No.2003-182403的优先权，此处将该申请的整个内容列为参考。
技术领域
本发明涉及到用于光编码器的电多分光电探测器(multidividedphotodetector)。
背景技术
光编码器已经被用于各种领域来控制马达之类的旋转速度、旋转方向、旋转位置等，以及用来控制运动物体的行进速度、运动方向、运动位置等。其例子可参考JP-59-40258 A和JP-61-292016 A。
称为编码盘的碟盘被用于旋转控制。称为刻度缝隙的薄片被用于运动控制。编码盘配备有沿其周边以规定间距排列的光学透明缝隙，其中光学透明区和不透明区沿编码盘的周边交替地存在。另一方面，刻度缝隙配备有沿其一侧以规定间距排列的光学透明缝隙，其中光学透明区和不透明区沿刻度缝隙的上述一侧交替地存在。
对于旋转控制，借助于利用光电探测器对旋转着的编码盘的缝隙数目进行计数，来探测旋转量和旋转速度。对于运动控制，同样借助于利用光电探测器对运动着的刻度缝隙的缝隙数目进行计数，来探测运动量和运动速度。而且，利用具有90度相位差的二种信号，还能够探测旋转方向或运动方向，这些信号由构成光电探测器的多个光电二极管的位置形成。
在编码盘和刻度缝隙中，不透明区由诸如墨水之类的不透明材料形成在透明树脂或玻璃组成的板上，致使条形部分由不透明区形成，而透明缝隙形成在不透明区之间。不然就在某些情况下，借助于提供通过金属板的孔来形成透明缝隙。
关于光电二极管的构造，如图10A和11A所示以及上述专利文献所述，由形成在一个半导体芯片上的4个邻接的分区光电二极管Pd1-Pd4在电分隔的状态下构成一组光电二极管。使刻度缝隙的缝隙间距为分区光电二极管的排列间距的4倍。一组分区光电二极管于是被排列成图10A所示。在某些情况下，如图11A所示，为了匀平来自光源的光量的位置变化，安排了分区光电二极管的多个组。于是如图11A所示，分区光电二极管Pd1-Pd4的输出分别被连接到其它相应分区光电二极管的输出(参见JP 61-292016 A的图6B)。
在刻度缝隙运动时从分区光电二极管Pd1-Pd4输出的光电流中如图10C和11C所示，彼此相位差为180度的一对光电流A+(Pd1)和A-(Pd3)以及一对光电流B+(Pd2)和B-(Pd4)，被输入到比较器(未示出)，致使输入信号的电平被彼此比较。结果，如图10D和11D中的CHA(沟道A)和CHB(沟道B)所示，得到了相位差为90度的二个数字矩形波。
在上述情况下，光电二极管分辨率的设计数值由分区光电二极管Pd1-Pd4的排列间距确定。而且，用来形成二个相位差为90度的数字矩形波的刻度缝隙的缝隙间距(分辨率)也被限制在围绕基于分区光电二极管Pd1-Pd4的排列间距的理论数值为中心的狭窄范围内。
但上述常规光编码器有下列缺点。亦即，编码盘和刻度缝隙的缝隙间距被做成分区光电二极管Pd1-Pd4的排列间距的4倍。因此，在由借助于电四等分一个半导体芯片而得到的分区光电二极管构成的用于上述常规光编码器的光探测器的情况下，要求将半导体芯片制备成是为分区光电二极管的排列间距的4倍的数值与所希望的编码盘或刻度缝隙的缝隙间距(分辨率)一致。
而且，在上述情况下，构成光电探测器的分区光电二极管Pd1-Pd4被排列在一行中，因此，最终得到的编码盘或刻度缝隙的缝隙间距(分辨率)理论上变成4个分区光电二极管的间距。
由于上述各个原因，上述常规光编码器的缺点是，每次改变编码盘或刻度缝隙的所需缝隙间距(分辨率)时，必须根据编码盘或刻度缝隙的缝隙间距(分辨率)而重新制作光电探测器。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够应付编码盘或刻度缝隙的各种缝隙间距(分辨率)的用于光编码器的光电探测器。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于光编码器的光电探测器，它由借助于被电分割而形成在半导体芯片上的多个分区光电二极管构成，其中
二个或更多个相邻的分区光电二极管的输出端子被电连接到一起。
根据上述构造，在光电探测器被认为是参考光电探测器，且应用于此参考光电探测器的编码盘或刻度缝隙的分辨率被认为是参考分辨率的情况下，其输出端子被电连接到一起的m(不小于2的整数)个分区光电二极管，用作参考光电探测器的一个分区光电二极管。结果，所用的编码盘或刻度缝隙的分辨率成为参考分辨率的1/m。
本发明还提供了一种用于光编码器的光电探测器，它由借助于电分割而形成在半导体芯片上的多个分区光电二极管构成，其中
多个分区光电二极管的二个或更多个阵列被平行排列使得一个阵列中的分区光电二极管相对于另一个阵列中的分区光电二极管偏移分区光电二极管的半个排列间距，阵列之间分区光电二极管的相位从而相互偏移。
根据上述构造，在此光电探测器被认为是参考光电探测器，且用于此参考光电探测器的编码盘或刻度缝隙的分辨率被认为是参考分辨率的情况下，半宽度的分区光电二极管用作参考光电探测器的一个分区光电二极管。结果，所用编码盘或刻度缝隙的分辨率成为参考分辨率的2倍。
在本发明的一个实施方案中，各个阵列中二个或更多个相邻分区光电二极管的输出端子被电连接到一起。
根据此实施方案，其输出端子被电连接到一起的m个分区光电二极管，用作参考光电探测器中的一个分区光电二极管。结果，所用编码盘或刻度缝隙的分辨率成为参考分辨率的2/m。
在本发明的一个实施方案中，3个或更多个相邻分区光电二极管中位于二端处的二个分区光电二极管的输出端子，不被电连接。
根据本实施方案，宽的恒定间隙被提供在其输出端子被电连接到一起的各个分区光电二极管之间，以便产生一种相位的输出信号。因此，减轻了泄漏电流的影响，并改善了信噪比，泄漏电流成为来自构成各个相位的分区光电二极管的信号电流的噪声。
在本发明的一个实施方案中，借助于利用激光微调调整金属布线而得到分区光电二极管输出端子的电连接。
根据本实施方案，对应于所用编码盘或刻度缝隙的分辨率，利用简单的激光微调工艺，来设定光电探测器中各个光电二极管的分辨率。
在本发明的一个实施方案中，用具有控制端子的开关装置来得到分区光电二极管输出端子的电连接，且
其输出端子被电连接的各个分区光电二极管的数目，被到达开关装置的控制端子的外部控制信号改变。
根据本实施方案，即使所用编码盘或刻度缝隙的分辨率千变万化，光电探测器中各个光电二极管分辨率的设定能对应于编码盘或刻度缝隙的分辨率而改变。
附图说明
从下列详细描述和附图中，可更充分地理解本发明，这些描述和附图仅仅是以说明的方式给出的，因而不是对本发明的限制，其中：
图1A、1B、1C、1D分别示出了根据本发明的1/2分辨率光编码器的光电探测器中的分区光电二极管的排列和布线、缝隙间距、分区光电二极管输出、以及数字化输出；
图2A、2B、2C、2D分别示出了根据本发明的1/4分辨率光编码器的光电探测器中的分区光电二极管的排列和布线、缝隙间距、分区光电二极管输出、以及数字化输出；
图3A、3B、3C、3D分别示出了根据本发明的1/8分辨率光编码器的光电探测器中的分区光电二极管的排列和布线、缝隙间距、分区光电二极管输出、以及数字化输出；
图4A、4B、4C、4D分别示出了根据本发明的2倍分辨率光编码器的光电探测器中的分区光电二极管的排列和布线、缝隙间距、分区光电二极管输出、以及数字化输出；
图5A、5B、5C、5D分别示出了根据本发明的1倍分辨率光编码器的光电探测器中的分区光电二极管的排列和布线、缝隙间距、分区光电二极管输出、以及数字化输出；
图6A、6B、6C、6D分别示出了根据本发明的2/3倍分辨率光编码器的光电探测器中的分区光电二极管的排列和布线、缝隙间距、分区光电二极管输出、以及数字化输出；
图7A、7B、7C、7D分别示出了不同于图1A-1D的根据本发明的1/2分辨率光编码器的光电探测器中的分区光电二极管的排列和布线、缝隙间距、分区光电二极管输出、以及数字化输出；
图8A、8B、8C、8D分别示出了不同于图2A-2D的根据本发明的1/4分辨率光编码器的光电探测器中的分区光电二极管的排列和布线、缝隙间距、分区光电二极管输出、以及数字化输出；
图9A、9B、9C、9D分别示出了不同于图6A-6D的根据本发明的2/3倍分辨率光编码器的光电探测器中的分区光电二极管的排列和布线、缝隙间距、分区光电二极管输出、以及数字化输出；
图10A、10B、10C、10D分别示出了光编码器的常规光电探测器中的分区光电二极管的排列和布线、缝隙间距、分区光电二极管输出、以及数字化输出；而
图11A、11B、11C、11D分别示出了不同于图10A-10D的光编码器的常规光电探测器中的分区光电二极管的排列和布线、缝隙间距、分区光电二极管输出、以及数字化输出。
具体实施方式
下面参照附图根据实施方案来详细描述本发明。
第一实施方案
本实施方案涉及到一种用于光编码器的光电探测器，其中，各组由4个邻接的分区光电二极管Pd1-Pd4构成的多组分区光电二极管被安排成使该光电探测器能够借助于改变分区光电二极管组的数目以及分区光电二极管之间的连接而应付刻度缝隙(具有缝隙的薄片)的多个分辨率。
在上述情况下，借助于制备多种用于连接布线形成工艺的掩模并改变掩模，来得到各个分区光电二极管之间连接的改变。
第一实施例
图1A-1D是光编码器的光电探测器，它能够应付相对于图10的刻度缝隙的分辨率具有1/2分辨率的刻度缝隙。图1A、1B、1C、1D分别示出了分区光电二极管的排列和布线、缝隙间距、分区光电二极管输出、以及数字化输出。
在此光电探测器中，一组分区光电二极管由等效于图10所示2组分区光电二极管Pd1-Pd4的Pd1-Pd4亚组和Pd1’-Pd4’亚组构成，并用作示于图10的分区光电二极管Pd1-Pd4。而且，为了匀平来自光源的光量的变化，相似于图11的情况，安排了多组分区光电二极管Pd1-Pd4和Pd1’-Pd4’。
具体地说，二个邻接的的分区光电二极管，亦即Pd1和Pd2；Pd3和Pd4；Pd1’和Pd2’；以及Pd3’和Pd4’的二根输出线被彼此连接。而且，如在图11情况中那样，各个分区光电二极管的这些输出线分别被连接到其它相似组的分区光电二极管中相应分区光电二极管的输出线。
利用这种安排，其输出线被分别连接的二个邻接的的分区光电二极管Pd1和Pd2；Pd3和Pd4；Pd1’和Pd2’；以及Pd3’和Pd4’，能够被制作成用作图10的一个分区光电二极管Pd1、Pd2、Pd3、Pd4。如图1A和1B所示，刻度缝隙的缝隙间距被形成为分区光电二极管Pd的排列间距(PD间距)的8倍。亦即，刻度缝隙的分辨率被做成图10所示常规刻度缝隙的分辨率(以下称为参考分辨率)的1/2。
而且，安排了多组分区光电二极管，各组由图10所示的分区光电二极管Pd1-Pd4的3个相邻亚组构成。各组中3个邻接的分区光电二极管的输出线被彼此连接。而且这些输出线分别被连接到各组分区光电二极管中相应分区光电二极管的输出线，以便具有参考分辨率的1/3。
如上所述，根据本实施例，仅仅借助于改变布线而无须改变图10的分区光电二极管的构造，就能够使刻度缝隙的分辨率为参考分辨率的1/2或1/3。因此，这种安排能够容易地以低的成本应付刻度缝隙的各种分辨率。
第二实施例
图2A-2D是光编码器的光电探测器，它能够应付具有1/4参考分辨率的刻度缝隙。图2A、2B、2C、2D示出了分区光电二极管的排列和布线、缝隙间距、分区光电二极管输出、以及数字化输出。
在本实施例中，安排了多组分区光电二极管，各组由电四分形成在尺寸与图10光电探测器相同的半导体芯片上的分区光电二极管pd1-pd4的4个相邻亚组构成。然后，各组中的4个邻接的分区光电二极管的输出线被连接到一起。各组中的4个连接的输出线还被连接到其它组中相应分区光电二极管的4个连接的输出线。因此，4个邻接的分区光电二极管用作图10的一个分区光电二极管。从而能够使刻度缝隙的分辨率成为参考分辨率的1/4。
同样，如图3A-3D所示，安排了多组分区光电二极管，各组由图10的分区光电二极管Pd1-Pd4的8个相邻亚组构成。然后，各组中的8个邻接的分区光电二极管的输出线被连接到一起。各组中的8个连接的输出线还被连接到其它组中相应分区光电二极管的8个连接的输出线。利用此安排，能够使刻度缝隙的分辨率成为参考分辨率的1/8。
如上所述，在本实施方案中，安排了多组分区光电二极管，各组由图10的n(n为正整数)个相邻光电探测器构成。因此，借助于将n个相邻分区光电探测器的输出线连接到一起并将其各组中相应的分区光电探测器的输出线连接到一起，能够使刻度缝隙的缝隙间距为分区光电二极管排列间距的4n倍。
总之，借助于直接利用图10所示光编码器的光电探测器，本实施方案能够应付其分辨率为参考分辨率的1/n的刻度缝隙。
第二实施方案
本实施方案涉及到一种用于光编码器的光电探测器，其中，二个分区光电二极管阵列被平行排列，借助于排列各组由4个邻接的分区光电二极管Pd1-Pd4构成的多组分区光电二极管而构成各个阵列，且其中，各个阵列的相位彼此偏移分区光电二极管Pd的排列间距的一半。借助于改变分区光电二极管的组数和改变分区光电二极管之间的连接，光编码器的光电探测器能够应付刻度缝隙的多种分辨率。
在上述情况下，借助于改变制备并用于连接布线制作工艺中的多种掩模，来得到分区光电二极管之间连接的改变。
第三实施例
图4A-4D对能够应付其分辨率为参考分辨率2倍的刻度缝隙的用于光编码器的光电探测器，示出了分区光电二极管的排列和布线(图4A)、缝隙间距(图4B)、分区光电二极管输出(图4C)、以及数字化输出(图4D)。
在用于光编码器的这种光电探测器中，借助于串联排列由图10所示分区光电二极管Pd1-Pd4构成的多组分区光电二极管而形成第一分区光电二极管阵列，以便匀平来自光源的光量的变化。同样，借助于串联排列由图10的分区光电二极管Pd1-Pd4构成的多组分区光电二极管而形成第二分区光电二极管阵列。然后，第一分区光电二极管阵列与第二分区光电二极管阵列被平行排列，使其相位相互偏移分区光电二极管的排列间距的一半。
然后，关于分区光电二极管之间的连接，第一分区光电二极管阵列的每隔一个分区光电二极管的输出线被连接到一起，且其余分区光电二极管的输出线被连接到一起。同样第二分区光电二极管阵列的每隔一个分区光电二极管的输出线被连接到一起，且其余分区光电二极管的输出线被连接到一起。然后，使刻度缝隙的缝隙长度L大致等于平行排列的第一和第二分区光电二极管阵列的总宽度W或足够长，以便入射光不被遮断。
于是，作为用作图10分区光电二极管Pd1、Pd2、Pd3、Pd4的一组分区光电二极管，存在着第一分区光电二极管阵列的二个邻接的分区光电二极管Pd1和Pd2以及与第一分区光电二极管阵列相对且偏移半个排列间距的第二分区光电二极管阵列的二个邻接的分区光电二极管Pd1’和Pd2’。因此，如图4A和4B所示，刻度缝隙的缝隙间距能够被做成分区光电二极管Pd的排列间距(PD间距)的2倍。亦即，刻度缝隙的分辨率能够被做成参考分辨率的2倍。
如上所述，在本实施例中，安排了多组分区光电二极管，各组由用于图10所示光编码器的光电探测器的一对彼此相对且相位偏移半个排列间距的双分的分区光电二极管构成。然后，在各组光电探测器中，相应分区光电二极管的输出线被连接到一起。而且，使刻度缝隙的缝隙长度L大致等于彼此相对的二个分区光电二极管的总宽度W。因此，能够使刻度缝隙的分辨率为参考分辨率的2倍。
亦即，借助于改变分区光电二极管的排列和布线而无须改变图10的分区光电二极管的构造，就能够使刻度缝隙的分辨率为参考分辨率的2倍。且此安排能够容易地以低的成本应付编码盘或刻度缝隙的各种分辨率。
第四实施例
本实施例涉及到用于光编码器的光电探测器，它能够借助于改变第三实施例的分区光电二极管之间的连接而应付刻度缝隙的各种分辨率。
在图5A-5D所示的用于光编码器的光电探测器中，如第三实施例情况中那样，二个分区光电二极管Pd1和Pd1’的输出线被连接到一起，这些光电二极管彼此相对，其相位偏移第一分区光电二极管阵列与第二分区光电二极管阵列中的半个排列间距。
亦即，作为用作图10分区光电二极管Pd1、Pd2、Pd3、Pd4的一组分区光电二极管，存在着第一分区光电二极管阵列的4个邻接的分区光电二极管Pd1-Pd4以及与第一分区光电二极管阵列相对且偏移半个排列间距的第二分区光电二极管阵列的4个邻接的分区光电二极管Pd1’-Pd4’。然后，这些输出线被连接到各组光电探测器中相应的分区光电二极管。
在此情况下，如图5A和5B所示，刻度缝隙的缝隙间距能够被做成分区光电二极管Pd的排列间距的4倍。且刻度缝隙的分辨率能够被做成等于参考分辨率。
在如图6A-6D所示用于光编码器的光电探测器的情况下，第一分区光电二极管阵列中二个邻接的分区光电二极管Pd1和Pd2的输出线被连接到其与第一分区光电二极管阵列相对且偏移二个分区光电二极管Pd1和Pd2的排列间距一半的第二分区光电二极管阵列中一个分区光电二极管Pd1’的输出线，反之亦然。
在上述情况下，二个邻接的分区光电二极管和一个相对的分区光电二极管的输出线被连接到一起，其选择在第一分区光电二极管阵列与第二分区光电二极管阵列之间交替地改变。
亦即，作为用作图10分区光电二极管Pd1、Pd2、Pd3、Pd4的一组分区光电二极管，如图6A所示，排列着第一分区光电二极管阵列的6个邻接的分区光电二极管以及与第一分区光电二极管阵列相对且偏移半个排列间距的第二分区光电二极管阵列中的6个邻接的分区光电二极管。然后，这些输出线被连接到各组光电探测器中相应的分区光电二极管。
在此情况下，如图6A和6B所示，刻度缝隙的缝隙间距能够被做成分区光电二极管Pd的排列间距的6倍。且刻度缝隙的分辨率能够被做成参考分辨率的2/3。
在如图7A-7D所示。用于光编码器的光电探测器的情况下，第一分区光电二极管阵列的二个邻接的分区光电二极管Pd1和Pd2的输出线，被连接到与分区光电二极管Pd1和Pd2相对且偏移半个排列间距的第二分区光电二极管阵列的二个分区光电二极管Pd1’和Pd2’的输出线。
亦即，作为用作图10分区光电二极管Pd1、Pd2、Pd3、Pd4的一组分区光电二极管，排列着第一分区光电二极管阵列的8个邻接的分区光电二极管以及与第一分区光电二极管阵列相对且偏移半个排列间距的第二分区光电二极管阵列的8个相邻分区光电二极管。然后，这些输出线被连接到各组光电探测器中相应的分区光电二极管。
在此情况下，如图7A和7B所示，刻度缝隙的缝隙间距能够被做成分区光电二极管Pd的排列间距的8倍。且刻度缝隙的分辨率能够被做成参考分辨率的1/2。
如上所述，在本实施方案中，相邻安排了多组分区光电二极管，各组由二个分区光电二极管阵列构成，各个阵列具有n/2个用于图10的光编码器的光电探测器且彼此相对其相位偏移半个排列间距。刻度缝隙的缝隙长度被做成大致等于或足够长于彼此相对的二个分区光电二极管的总长度。
因此，借助于将各组中彼此相对的n个分区光电二极管的输出线连接到一起以及将各组光电探测器中相应分区光电二极管的输出线连接到一起，能够使刻度缝隙的缝隙间距为分区光电二极管的排列间距的2n倍。
亦即，借助于直接利用图10的光编码器的光探测器，本实施方案能够应付其分辨率为参考分辨率的2/n的刻度缝隙，并应付分辨率比第一实施方案更多样(2倍)的刻度缝隙。
第三实施方案
本实施方案涉及到用于光编码器的光电探测器，其中，在光电二极管之间提供了宽大的恒定间隙。在如第一实施方案第二实施例中图2A和3A所示的各产生对应于一个相位的输出且其输出线被连接到一起的邻接的分区光电二极管的数目不小于3的情况下，借助于不为位于二端处的分区光电二极管提供布线，来形成此宽大的恒定间隙。
在上述情况下，借助于改变所制备的用于连接布线形成工艺中的多种掩模，得到了用来获得间隙的分区光电二极管之间连接的改变。
第五实施例
图8A示出了对第二实施例进行修正之后的用于光编码器的光电探测器，其中，分区光电二极管的数目为“4”，各如第一实施方案所述形成相应于一个相位的输出信号，且其中，位于分区光电二极管二端处的分区光电二极管Pd1和Pd4不被布线，而仅仅位于内侧的分区光电二极管Pd2和Pd3被连接到一起。而且，这些输出线被连接到各组光电探测器中相应的分区光电二极管。
利用这种安排，能够在构成各个相位的分区光电二极管之间得到宽大的恒定间隙。从而能够降低泄漏电流的影响，以便改善信噪比，此电流成为对抗来自构成各个相位的分区光电二极管的信号电流的噪声。
图9A示出了对第四实施例进行修正之后的用于光编码器的光电探测器，其中，分区光电二极管的数目为“3”，各形成对应于第二实施方案中一个相位的输出信号，且其中，构成各个相位的3个分区光电二极管中位于一个分区光电二极管阵列侧的二个邻接的分区光电二极管Pd1和Pd2(亦即3个分区光电二极管中，光电二极管Pd1和Pd2位于外侧)不被布线，而仅仅位于另一分区光电二极管阵列侧的一个分区光电二极管Pd1’(亦即分区光电二极管Pd1’位于内侧)被布线。而且，这些输出线被连接到各组光电探测器中相应的分区光电二极管。
于是，在构成各个相位的分区光电二极管之间得到了宽大的规定间隙，从而降低了各个相位之间串扰的影响，这使得能够改善信噪比。
在本实施方案中，借助于将未被布线的所有分区光电二极管的输出端子接地，能够可靠地降低噪声分量的影响。
而且，在第二实施方案中，分区光电二极管阵列的数目是“2”，它们被平行排列，其相位相互偏移半个排列间距。但本发明不局限于此。也可以平行排列3个或更多个分区光电二极管阵列。
而且，若第一实施方案的各个实施例与第二实施方案的各个实施例被组合，则组合的安排能够应付更多样分辨率的刻度缝隙。
而且，在各个上述实施方案中，安排了多组用作图10的分区光电二极管Pd1、Pd2、Pd3、Pd4的分区光电二极管，以便匀平来自光源的光量的变化。但即使一组分区光电二极管也有可能产生本发明所希望的效果。
而且，上述各个实施方案作为例子描述了具有矩形缝隙的刻度缝隙以及具有与缝隙共形的矩形分区光电二极管的光电探测器。但不言自明，本发明也可以被应用于编码碟盘具有扇形缝隙和用于光编码器的光电探测器具有与扇形缝隙共形的构造的分区光电二极管的情况。
而且，在各个上述实施方案中，借助于改变用于连接布线形成工艺的掩模而得到分区光电二极管之间连接的改变。但也有可能借助于用激光微调调整金属布线而得到分区光电二极管之间连接的改变。
而且，还有可能借助于用具有晶体管之类的控制端子的开关装置来改变被连接的分区光电二极管的数目而改变光电二极管的排列间距(分辨率)。在此情况下，其输出线被连接到一起的分区光电二极管，被制作成可开关，且根据编码碟盘或刻度缝隙的分辨率，外部控制信号在改变光电二极管的数目时被用于开关装置。
这样描述本发明之后，显然本发明可以按许多方式被改变。这些变化不被认为是偏离了本发明的构思与范围，所有这些修正对本技术领域熟练人员来说被认为包括在下列权利要求的范围内。

Claims (7)

1.一种用于光编码器的光电探测器，它由借助于被电分割而形成在半导体芯片上的多个分区光电二极管构成，其中
多个分区光电二极管的二个或更多个阵列被平行排列使得一个阵列中的分区光电二极管相对于另一个阵列中的分区光电二极管偏移分区光电二极管的排列间距的一半，阵列之间分区光电二极管的相位从而相互偏移，
其中每个阵列中每隔一个分区光电二极管的输出端子被电连接到一起，并且每个阵列中其余分区光电二极管的输出端子被电连接到一起。
2.一种用于光编码器的光电探测器，它由借助于被电分割而形成在半导体芯片上的多个分区光电二极管构成，其中
多个分区光电二极管的二个或更多个阵列被平行排列使得一个阵列中的分区光电二极管相对于另一个阵列中的分区光电二极管偏移分区光电二极管的排列间距的一半，阵列之间分区光电二极管的相位从而相互偏移，
其中两个分区光电二极管阵列中彼此相对的二极管的输出端子被电连接到一起。
3.一种用于光编码器的光电探测器，它由借助于被电分割而形成在半导体芯片上的多个分区光电二极管构成，包括：
含有多个分区光电二极管的第一分区光电二极管阵列，以及
含有多个分区光电二极管的第二分区光电二极管阵列，
其中第一分区光电二极管阵列和第二分区光电二极管阵列被平行排列使得第一分区光电二极管阵列中的分区光电二极管相对于第二分区光电二极管阵列中的分区光电二极管偏移分区光电二极管的排列间距的一半，第一分区光电二极管阵列和第二分区光电二极管阵列之间分区光电二极管的相位从而相互偏移；以及
两个邻接的分区光电二极管和一个相对的分区光电二极管的输出端子被电连接到一起，其选择在第一分区光电二极管阵列和第二分区光电二极管阵列之间交替地改变。
4.一种用于光编码器的光电探测器，它由借助于被电分割而形成在半导体芯片上的多个分区光电二极管构成，包括：
含有多个分区光电二极管的第一分区光电二极管阵列，以及
含有多个分区光电二极管的第二分区光电二极管阵列，
其中第一分区光电二极管阵列和第二分区光电二极管阵列被平行排列使得第一分区光电二极管阵列中的分区光电二极管相对于第二分区光电二极管阵列中的分区光电二极管偏移分区光电二极管的排列间距的一半，第一分区光电二极管阵列和第二分区光电二极管阵列之间分区光电二极管的相位从而相互偏移；以及
第一分区光电二极管阵列中的两个邻接的分区光电二极管的输出端子被连接到与上述两个邻接的分区光电二极管相对的第二分区光电二极管阵列中的两个分区光电二极管的输出端子。
5.权利要求1-4之一所述的用于光编码器的光电探测器，其中
三个或更多个相邻分区光电二极管中位于二端处的二个分区光电二极管的输出端子，不被电连接。
6.权利要求1-4之一所述的用于光编码器的光电探测器，其中
借助于用激光微调来调整金属布线，而得到分区光电二极管输出端子的电连接。
7.权利要求1-4之一所述的用于光编码器的光电探测器，其中
利用具有控制端子的开关装置，来得到分区光电二极管输出端子的电连接，且
利用到开关装置控制端子的外部控制信号，来改变分区光电二极管的输出端子被电连接的分区光电二极管的数目。
CNB2004100620231A 2003-06-26 2004-06-25 用于光编码器的光电探测器 Expired - Fee Related CN100371686C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP182403/03 2003-06-26
JP182403/2003 2003-06-26
JP2003182403A JP2005017116A (ja) 2003-06-26 2003-06-26 光学式エンコーダ用受光素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1576800A CN1576800A (zh) 2005-02-09
CN100371686C true CN100371686C (zh) 2008-02-27

Family

ID=33535261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100620231A Expired - Fee Related CN100371686C (zh) 2003-06-26 2004-06-25 用于光编码器的光电探测器

Country Status (4)

Country Link
US (2) US20040262498A1 (zh)
JP (1) JP2005017116A (zh)
CN (1) CN100371686C (zh)
DE (1) DE102004030572A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7449675B2 (en) * 2004-08-02 2008-11-11 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Photodetector array and codewheel configuration for flexible optical encoder resolution
JP4054817B2 (ja) * 2004-08-20 2008-03-05 シャープ株式会社 光学式エンコーダおよびそれを用いた電子機器
US7199354B2 (en) * 2004-08-26 2007-04-03 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Detector array for optical encoders
JP4951884B2 (ja) * 2005-06-29 2012-06-13 ミツミ電機株式会社 エンコーダ装置
JP4918757B2 (ja) * 2005-06-30 2012-04-18 ミツミ電機株式会社 受光装置
JP2007170826A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Orion Denki Kk 光エンコーダ
CN100520306C (zh) * 2006-08-30 2009-07-29 夏普株式会社 光电式编码器以及使用它的电子设备
JP5562076B2 (ja) * 2010-03-10 2014-07-30 キヤノン株式会社 光学式エンコーダおよび変位計測装置
JP2011226986A (ja) * 2010-04-22 2011-11-10 Nikon Corp エンコーダ
JP5479255B2 (ja) 2010-07-20 2014-04-23 キヤノン株式会社 光学式エンコーダ
JP5765968B2 (ja) * 2011-02-28 2015-08-19 キヤノン株式会社 光学式エンコーダ
DE102011083018A1 (de) 2011-09-20 2013-03-21 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Optisches Positionsmesssystem
US20150101890A1 (en) * 2012-06-04 2015-04-16 Otis Elevator Company Encoder Eccentricity Correction For Elevator Systems
JP6138664B2 (ja) * 2013-10-30 2017-05-31 オークマ株式会社 光学式エンコーダ
EP3355077B1 (en) * 2017-01-25 2020-11-11 Melexis Technologies NV Light detection and ranging system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5940258A (ja) * 1982-08-31 1984-03-05 Sharp Corp 光電式ロ−タリ−エンコ−ダ
JPS61292016A (ja) * 1985-06-19 1986-12-22 Yokogawa Hewlett Packard Ltd 光学式位置エンコ−ダ
US4904861A (en) * 1988-12-27 1990-02-27 Hewlett-Packard Company Optical encoder using sufficient inactive photodetectors to make leakage current equal throughout
JPH09304112A (ja) * 1996-05-17 1997-11-28 Mitsutoyo Corp 光学式エンコーダ
JPH10321895A (ja) * 1997-05-23 1998-12-04 Mitsutoyo Corp 受光素子アレイの製造方法
JP2002022497A (ja) * 2000-07-10 2002-01-23 Olympus Optical Co Ltd 光学式エンコーダ
US20020015194A1 (en) * 2000-08-01 2002-02-07 Fuji Photo Film Co., Ltd. Divided one-dimensional solid-state imaging device, method of controlling one-dimensional solid-state imaging device, and image reading apparatrus and method using the same
CN1417633A (zh) * 2001-11-06 2003-05-14 约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司 用于光学编码器的多分辨率光电二极管传感器阵列

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5652094A (en) * 1992-01-31 1997-07-29 University Of Montreal Nucleozymes
IL108974A (en) * 1994-03-14 1999-11-30 Orbotech Ltd Device and method for testing a display panel
JPH083427A (ja) 1994-06-22 1996-01-09 Du Pont Toray Co Ltd 樹脂組成物、その製造方法およびホットメルト接着剤
DE4439693C2 (de) * 1994-11-05 1997-04-24 Hengstler Gmbh Sensoreinheit für einen Drehgeber oder Lineargeber
JP3342636B2 (ja) 1996-07-30 2002-11-11 株式会社日立製作所 半導体集積回路装置
JP3278361B2 (ja) * 1996-10-25 2002-04-30 オークマ株式会社 光学式エンコーダ
JPH1140563A (ja) 1997-07-15 1999-02-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその電気特性変更方法
US6175109B1 (en) * 1998-12-16 2001-01-16 Renco Encoders, Inc. Encoder for providing incremental and absolute position data
DE19918101A1 (de) * 1999-04-22 2000-10-26 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Optische Positionsmeßeinrichtung
US6635863B1 (en) * 1999-08-06 2003-10-21 Mitutoyo Corporation Optical encoder
JP4052499B2 (ja) 1999-12-22 2008-02-27 ローム株式会社 光学式エンコーダ
US6590201B2 (en) 1999-12-22 2003-07-08 Rohm Co., Ltd. Optical encoder incorporating linear light controlling member
DE19962278A1 (de) * 1999-12-23 2001-08-02 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Positionsmeßeinrichtung
US6713756B2 (en) * 2000-05-09 2004-03-30 Olympus Corporation Optical encoder and optical rotary encoder
JP2002090114A (ja) * 2000-07-10 2002-03-27 Mitsutoyo Corp 光スポット位置センサ及び変位測定装置
US6665065B1 (en) * 2001-04-09 2003-12-16 Advanced Micro Devices, Inc. Defect detection in pellicized reticles via exposure at short wavelengths
WO2003021197A1 (en) * 2001-08-30 2003-03-13 Microe Systems Corporation Harmonic suppressing photodetector array
JP2003149169A (ja) * 2001-11-16 2003-05-21 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウエハ欠陥検査装置
US20030215129A1 (en) * 2002-05-15 2003-11-20 Three-Five Systems, Inc. Testing liquid crystal microdisplays
TW200506375A (en) * 2003-05-16 2005-02-16 Tokyo Electron Ltd Inspection apparatus

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5940258A (ja) * 1982-08-31 1984-03-05 Sharp Corp 光電式ロ−タリ−エンコ−ダ
JPS61292016A (ja) * 1985-06-19 1986-12-22 Yokogawa Hewlett Packard Ltd 光学式位置エンコ−ダ
US4691101A (en) * 1985-06-19 1987-09-01 Hewlett-Packard Company Optical positional encoder comprising immediately adjacent detectors
JPH083427B2 (ja) * 1985-06-19 1996-01-17 ヒューレット・パッカード・カンパニー 光学式位置エンコ−ダ
US4904861A (en) * 1988-12-27 1990-02-27 Hewlett-Packard Company Optical encoder using sufficient inactive photodetectors to make leakage current equal throughout
JPH09304112A (ja) * 1996-05-17 1997-11-28 Mitsutoyo Corp 光学式エンコーダ
JPH10321895A (ja) * 1997-05-23 1998-12-04 Mitsutoyo Corp 受光素子アレイの製造方法
JP2002022497A (ja) * 2000-07-10 2002-01-23 Olympus Optical Co Ltd 光学式エンコーダ
US20020015194A1 (en) * 2000-08-01 2002-02-07 Fuji Photo Film Co., Ltd. Divided one-dimensional solid-state imaging device, method of controlling one-dimensional solid-state imaging device, and image reading apparatrus and method using the same
CN1417633A (zh) * 2001-11-06 2003-05-14 约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司 用于光学编码器的多分辨率光电二极管传感器阵列

Also Published As

Publication number Publication date
US20040262498A1 (en) 2004-12-30
DE102004030572A1 (de) 2005-01-20
US7301142B2 (en) 2007-11-27
CN1576800A (zh) 2005-02-09
JP2005017116A (ja) 2005-01-20
US20060266931A1 (en) 2006-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100371686C (zh) 用于光编码器的光电探测器
JP4444469B2 (ja) 光学式変位測定装置
US6621068B2 (en) Optical encoder and method of fabricating its sensor head
EP0122294B1 (en) Optical absolute encoder
US6512222B2 (en) Displacement measuring apparatus
EP0067706B1 (en) Optical transducer
JP2005061896A (ja) 光学式エンコーダ
GB2352810A (en) Displacement measuring apparatus
EP0911611A1 (en) Rotary encoder
US6794638B2 (en) Photoelectric encoder having improved light-emitting and photoreceptive sections
CN101403626B (zh) 光电二极管阵列、光电二极管检测系统和光学编码器
US7217916B2 (en) Optical encoder
CN108575098B (zh) 集成光电检测器
JPH04261Y2 (zh)
US20220231631A1 (en) Facade element and pv module for a facade element
JP2001194185A (ja) 光学式絶対値エンコーダ
JP2001289674A (ja) 変位測定装置
JP2006090725A (ja) 光学式エンコーダ
JP2002340622A (ja) 光電式エンコーダ及びその製造方法
JPH09304111A (ja) 光学式エンコーダ
JPH0552594A (ja) 光電式エンコーダ
GB818981A (en) Improvements relating to displacement measuring and position control devices
JPH0964400A (ja) 光電変換装置
JPS6388708U (zh)
JP2003004488A (ja) 光学式エンコーダ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080227

Termination date: 20150625

EXPY Termination of patent right or utility model