CN1324305C - 光学编码器 - Google Patents

光学编码器 Download PDF

Info

Publication number
CN1324305C
CN1324305C CNB2004100564617A CN200410056461A CN1324305C CN 1324305 C CN1324305 C CN 1324305C CN B2004100564617 A CNB2004100564617 A CN B2004100564617A CN 200410056461 A CN200410056461 A CN 200410056461A CN 1324305 C CN1324305 C CN 1324305C
Authority
CN
China
Prior art keywords
photodiode
mentioned
mobile information
light accepting
accepting part
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
CNB2004100564617A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1580709A (zh
Inventor
冈田教和
和里田浩久
中村弘规
冲和史
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 CN1580709A publication Critical patent/CN1580709A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1324305C publication Critical patent/CN1324305C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • G01D5/347—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 using displacement encoding scales
    • G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
    • G01D5/34715—Scale reading or illumination devices
    • 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
    • G01D5/347—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 using displacement encoding scales
    • G01D5/34746—Linear encoders

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

本发明涉及一种光学编码器，受光部(102A)正好具有与其相对向的裂缝(105)的个数3与移动信息信号的个数4的公倍数的12个光电二极管(108)。另外，为了分别通过相加上述12个光电二极管(108)中的多个光电二极管的输出信号而得到上述4个移动信息信号，将上述多个光电二极管的输出端连接起来。这样，将12个光电二极管(108)相对3个裂缝(105)平衡配置，同时细分各个光电二极管(108)，使得各个光电二极管的受光面积也被缩小。通过该光学编码器，能够抑制从受光部所得到的移动信息信号的错位、变形、偏差等，得到准确的移动信息。

Description

光学编码器
技术领域
本发明涉及一种使用光电二极管作为受光器件，检测出移动体的位置、移动速度、移动方向等的光学编码器，作为一例，特别是一种适用于复印机及打印机等印刷机器以及FA(工厂自动化)机器等的光学编码器。
背景技术
以特开2001-99684号公报中所记载的光学编码器，作为以前的光学编码器的一个例子进行说明。
如图10所示，该光学编码器，在移动体301的两边，具有发光部(图中未显示)与受光部302。该移动体301设置有以给定的间距所形成的多个裂缝305，能够在箭头Z所示的移动方向Z移动。上述受光部302接收上述发光部所发出的通过了移动体301的裂缝305的光。另外，受光部302具有多个由4个光电二极管3061～3064所构成的光电二极管群，该多个光电二极管群排列在上述移动方向Z上。该4个光电二极管3061～3064与移动体301的3个裂缝305相对向。
当移动体301相对上述发光部与受光部302沿着移动方向Z移动时，受光部302接收由发光部所发出的通过了裂缝305的光，上述受光部302，从4个光电二极管3061、3062、3063、3064输出独立的4个光调制信号，也即移动信息信号A+，B+，A-，B-。
因此，在通过光学编码器读取上述移动体301的移动信息的情况下，如图7的特性A所示，具有从发光部的光源向受光面的均等的光量分布是最理想的。这种情况下，能够只读取作为准确的光调制信号的移动体301的信息。
然而，实际上入射到受光部的受光面上的光的光量分布如图7中的特性B所示。原因在于存在发光源自身的光量分布的偏差、发光源的聚光透镜所引起的光量分布的偏差、移动体等的衍射以及折射光、移动体与受光面的平行性等的装配偏差所引起的位置关系的偏差、移动体的裂缝大小的偏差、发光源与移动体以及受光面的污染所引起的偏差、对移动体的移动速度的变化的受光灵敏度的偏差等。
因此，从受光部所得到的多个移动信息信号，具有信号间的DC电压偏移、信号间振幅偏差、信号波形的变形以及信号间相位偏差等导致所得到的移动信息不正确这样的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够抑制从受光部所得到的移动信息信号的错位、变形、偏差等，从而能够得到准确的移动信息的光学编码器。
为解决上述问题，本发明的光学编码器，具有在移动方向上交互形成有透光区域与非透光区域的移动体、朝上述移动体出射光的发光部以及接收上述发光部所出射的且透过了上述移动体的透光区域的光并输出表示上述移动体的移动信息的移动信息信号的受光部，特征在于，
上述受光部具有与多个上述透光区域相对向而配置，输出独立的多个移动信息信号，同时个数是上述相对向的透光区域的个数与上述独立移动信息信号的个数的公倍数的光电二极管；
为了使上述多个移动信息信号，分别通过相加上述公倍数个的光电二极管中的多个光电二极管的输出信号而得到，将上述多个光电二极管的输出端连接起来。
本发明的光学编码器，上述受光部正好具有上述相对向的透光区域的个数与上述独立移动信息信号的个数的公倍数个的光电二极管。另外，为了使上述多个移动信息信号，分别通过相加上述公倍数个的光电二极管中的多个光电二极管的输出信号而得到，将上述多个光电二极管的输出端连接起来。
因此，通过使上述公倍数个的光电二极管相对上述相对向的透光区域平衡配置，同时与受光部具有与移动信息信号的个数相同个数的光电二极管的情况相比，细分各个光电二极管，使得各个光电二极管的受光面积也被缩小。这样，能够抑制从受光部所得到的移动信息信号的错位、变形、偏差等，提高分辨率，得到准确的移动信息。
另外，一个实施方式中的光学编码器中，使垂直于上述移动方向的宽度方向上的上述移动体的透光区域的大小，与上述宽度方向的上述光电二极管的大小相同。
该实施方式，能够将各个光电二极管从各个透光区域受光的光量提升为最大限度，同时提高受光灵敏度。
另外，一个实施方式中的光学编码器中，上述公倍数个的光电二极管在上述移动方向的大小相同；相加上述公倍数除以上述独立的移动信息信号的个数所得到的数目的上述光电二极管的输出信号，作为各个移动信息信号而输出。
该实施方式，由于对应于各个移动信息信号的光电二极管的个数以及受光面积相等，能够取得各个移动信息信号之间的平衡，得到准确的移动信息。
另外，一个实施方式中的光学编码器中，具有上述公倍数个的光电二极管的受光部为多个。该实施方式，由于从多个受光部分别输出多个移动信息信号，能够得到更加准确的移动信息。
另外，一个实施方式中的光学编码器中，上述受光部所具有的光电二极管被排列在上述移动方向上，上述多个受光部排列在上述宽度方向上。该实施方式，通过在移动方向与宽度方向这2个方向排列光电二极管，能够得到更加准确的移动信息。
另外，一个实施方式中的光学编码器中，上述多个受光部中至少2个受光部的用来得到各个移动信息信号的多个光电二极管的排列位置互相不同。
该实施方式，能够抑制向用来得到各个移动信息信号的光电二极管入射的光量分布的倾斜，从而抑制各个移动信息信号之间的偏差。
另外，一个实施方式中的光学编码器，与各受光部相对向的上述透光区域的个数为3，上述独立移动信息信号的个数为4，上述各个受光部具有12个光电二极管；
在设上述移动体的移动方向为长度方向，上述透光区域的排列的间距为1间距的情况下，上述12个光电二极管被排列在上述长度方向上，分别具有1/6间距的长度；
上述各个受光部具有3个由4个上述光电二极管所构成的光电二极管群，各个光电二极管群中的光电二极管之间的间隔为1/12间距，在相邻的2个光电二极管群中，一方光电二极管群中的与另一方光电二极管群最接近的光电二极管，与另一方光电二极管群中的与一方光电二极管群最接近的光电二极管以5/12间距相邻接；
上述各个光电二极管群中的4个光电二极管分别输出对应于4个不同的独立移动信息信号的输出信号，同时相加上述3个光电二极管群所输出的对应于4个移动信息信号中的1个移动信息信号的3个光电二极管的输出信号，作为1个移动信息信号输出。
本实施方式，各个受光部具有对应于3个透光区域的12个光电二极管，通过相加各自的3个二极管的输出信号得到4个移动信息信号。因此，上述12个光电二极管相对上述相对向的透光区域平衡配置，同时细分各个光电二极管，能够抑制从受光部所得到的移动信息信号的错位、变形、偏差等，提高分辨率，得到准确的移动信息。
另外，一个实施方式中的光学编码器，上述各个受光部所具有的上述3个光电二极管群分别所具有的4个光电二极管，是由输出对应于第1移动信息信号的输出信号的第1光电二极管、输出对应于第2移动信息信号的输出信号的第2光电二极管、输出对应于第3移动信息信号的输出信号的第3光电二极管以及输出对应于第4移动信息信号的输出信号的第4光电二极管所构成；
相邻的2个受光部中的一方受光部的3个光电二极管群中，分别在上述移动方向上按顺序排列有上述第1光电二极管、第2光电二极管、第3光电二极管、第4光电二极管，另一方受光部的3个光电二极管群中，分别在上述移动方向上按顺序排列有上述第3光电二极管、第4光电二极管、第1光电二极管、第2光电二极管。
本实施方式，由于在相邻的2个受光部中，变换了对应于移动信息信号的光电二极管的排列顺序，能够抑制向用来得到各个移动信息信号的光电二极管入射的光量分布的倾斜，从而抑制各个移动信息信号之间的偏差。
另外，一个实施方式中的光学编码器，与各受光部相对向的上述透光区域的个数为3，上述独立移动信息信号的个数为4，上述各个受光部具有24个光电二极管；
在设上述移动体的移动方向为长度方向，上述透光区域的排列的间距为1间距的情况下，上述24个光电二极管被排列在上述长度方向上，分别具有1/12间距的长度；
上述受光部具有8个由3个上述光电二极管所构成的光电二极管群，各个光电二极管群中的3个光电二极管以1/12间距排列；
上述8个光电二极管群由在上述移动方向按顺序排列的第1～第8光电二极管群构成；
第1光电二极管群与第2光电二极管群之间的间隔，以及第3光电二极管群与第4光电二极管群之间的间隔，以及第5光电二极管群与第6光电二极管群之间的间隔，以及第7光电二极管群与第8光电二极管群之间的间隔为1/12间距；
第2光电二极管群与第3光电二极管群之间的间隔，以及第4光电二极管群与第5光电二极管群之间的间隔，以及第6光电二极管群与第7光电二极管群之间的间隔为1/6间距；
各个光电二极管群中的3个光电二极管分别输出对应于不同的移动信息信号的输出信号，同时相加上述8个光电二极管群所输出的对应于4个移动信息信号中的1个移动信息信号的6个光电二极管的输出信号，作为1个移动信息信号输出。
本实施方式，上述受光部具有对应于3个透光区域的24个光电二极管，通过分别相加6个二极管的输出信号得到4个移动信息信号。因此，上述24个光电二极管相对上述相对向的透光区域平衡配置，同时细分各个光电二极管，能够抑制从受光部所得到的移动信息信号的错位、变形、偏差等，提高分辨率，得到准确的移动信息。
另外，一个实施方式中的光学编码器，与各受光部相对向的上述透光区域的个数为2，上述独立的移动信息信号的个数为4，上述各个受光部具有8个光电二极管；
在设上述移动体的移动方向为长度方向，上述透光区域的排列的间距为1间距的情况下，上述8个光电二极管被排列在上述长度方向上，分别具有1/4间距的长度；
上述各个受光部具有2个由4个上述光电二极管所构成的光电二极管群，各个光电二极管群中的4个光电二极管以1/4间距排列；
相邻的2个光电二极管群中，一方光电二极管群中的与另一方光电二极管群最接近的光电二极管，与另一方光电二极管群中的与一方光电二极管群最接近的光电二极管以1/2间距相邻接；
各个光电二极管群中的4个光电二极管分别输出对应于4个不同的独立移动信息信号的输出信号，同时相加上述2个光电二极管群所输出的对应于4个移动信息信号中的1个移动信息信号的2个光电二极管的输出信号，作为1个移动信息信号输出。
本实施方式，上述受光部具有对应于2个透光区域的8个光电二极管，通过分别相加2个二极管的输出信号得到4个移动信息信号。因此，上述8个光电二极管相对上述相对向的透光区域平衡配置，同时细分各个光电二极管，能够抑制从受光部所得到的移动信息信号的错位、变形、偏差等，提高分辨率，得到准确的移动信息。
另外，一个实施方式中的光学编码器，具有多个上述受光部；
上述各个受光部所具有的上述2个光电二极管群分别所具有的4个光电二极管，是由输出对应于第1移动信息信号的输出信号的第1光电二极管、输出对应于第2移动信息信号的输出信号的第2光电二极管、输出对应于第3移动信息信号的输出信号的第3光电二极管以及输出对应于第4移动信息信号的输出信号的第4光电二极管所构成；
相邻的2个受光部中的一方受光部的2个光电二极管群中，分别在上述移动方向上按顺序排列有上述第1光电二极管、第2光电二极管、第3光电二极管、第4光电二极管，另一方受光部的2个光电二极管群中，分别在上述移动方向上按顺序排列有上述第3光电二极管、第4光电二极管、第1光电二极管、第2光电二极管。
本实施方式，由于在相邻的2个受光部中，变换了对应于移动信息信号的光电二极管的排列顺序，能够抑制向用来得到各个移动信息信号的光电二极管入射的光量分布的倾斜，从而抑制各个移动信息信号之间的偏差。
另外，一个实施方式中的光学编码器，上述移动体为扇形透光区域与扇形非透光区域在周长方向上交互所形成的圆板中，移动方向为周长方向；
上述受光部所具有的光电二极管为与上述透光区域的扇形相符合的扇形。
本实施方式，通过对应于在周长方向移动的圆板状的移动体的扇形透光区域，设有具有扇形光电二极管的受光部，能够高效的得到表示移动体的移动信息的移动信息信号。
另外，一个实施方式中的光学编码器，上述受光部所具有的上述光电二极管之间，配置有用来检测上述移动体的移动信息之外的信息的追加光电二极管。
本实施方式，通过上述追加的光电二极管所输出的信号，能够得到上述移动信息之外的信息。
另外，一个实施方式中的光学编码器，上述受光部所具有的上述光电二极管之间，配置有追加的光电二极管，相加该追加的光电二极管的输出信号与上述受光部所具有的上述光电二极管所输出的信号得到移动信息信号。
本实施方式，由于具有上述追加的光电二极管，能够通过该追加的光电二极管所输出的输出信号对上述移动信息信号进行校正。
另外，一个实施方式中的光学编码器，上述受光部所具有的多个光电二极管形成在半导体芯片上，
电连接上述多个光电二极管的布线下设有与该布线交叉的交叉电阻，该交叉电阻通过对上述半导体芯片的杂质扩散而制作出来。
本实施方式，由于设有通过杂质扩散所制作出的交叉电阻，能够避免上述布线与应当电连接的光电二极管以外的光电二极管导通，通过上述布线电连接所期望的光电二极管。
另外，一个实施方式中的机器，通过具有上述光学编码器，能够得到准确的表示移动体的移动信息的移动信息信号。
本发明的光学编码器，上述受光部正好具有上述相对向的透光区域的个数与移动信息信号的个数的公倍数个的光电二极管。另外，为了分别通过相加上述公倍数个光电二极管中的多个光电二极管的输出信号而得到上述多个移动信息信号，将上述多个光电二极管的输出端连接起来。因此，上述公倍数个光电二极管相对上述相对向的透光区域平衡配置，同时与受光部具有与移动信息信号的个数相同个数的光电二极管的情况相比，细分各个光电二极管，使得各个光电二极管的受光面积也被缩小。这样，能够抑制从受光部所得到的移动信息信号的错位、变形、偏差等，提高分辨率，得到准确的移动信息。
也即，如本发明所述，如果进行作为受光器件的光电二极管的细分化，能够将对应于多个移动信息信号的多个光电二极管配置在各种各样的位置上，使得各个移动信息信号的平衡变好。这样，平衡变好由于能够使每个光学编码器制品的偏差变小，是很理想的。另外，如本发明所述，如果进行作为受光器件的光电二极管的细分化，由于能够提高分辨率，也是非常有利的。
附图说明
图1为说明本发明的光学编码器的实施方式1的模式图。
图2为说明本发明的光学编码器的实施方式2的模式图。
图3为说明本发明的光学编码器的实施方式3的模式图。
图4为说明本发明的光学编码器的实施方式4的模式图。
图5为说明上述实施方式2的变形例的模式图。
图6为说明上述实施方式2的另一个变形例的模式图。
图7为说明光学编码器的移动体与该移动体的通过时入射向受光部的光量分布的理想特性A与实际特性B的模式图。
图8A为说明实施方式2的移动体121的示意图，图8B为说明实施方式2的比较例中的移动信息信号A+、A-的信号波形的示意图，图8C为说明上述比较例中的移动信息信号B+、B-的信号波形的示意图。
图9A为说明实施方式2的移动体121的示意图，图9B为说明实施方式2的比较例中的移动信息信号A+、A-的信号波形的示意图，图9C为说明上述比较例中的移动信息信号B+、B-的信号波形的示意图。
图10为说明以前的光学编码器的模式图。
图11A为说明差动比较并放大图1的区域A中所示的受光部104所输出的移动信息信号A+、A-的信号波形Ach以及差动比较并放大移动信息信号B+、B-的信号波形Bch的波形图。图11B为说明差动比较并放大图1的区域C中所示的受光部110所输出的移动信息信号A+、A-的信号波形Ach以及差动比较并放大移动信息信号B+、B-的信号波形Bch的波形图。
具体实施方式
下面通过图中所示的实施方式对本发明的实施方式进行详细说明。
(实施方式1)
首先，对照图1，对本发明的光学编码器的实施方式1进行说明。
本实施方式1中，包括移动体101、发光部100以及图1的区域B中所绘制的受光部102。该发光部100与受光部102夹持上述移动体101而相对向配置。作为上述发光部100的一例可以由发光二极管等构成。
上述移动体101，具有作为以给定的间距P形成的多个透光区域的裂缝105。该移动体101相对发光部100以及受光部102，在排列有上述多个裂缝105的方向移动。上述发光部所发出的光，透过上述移动体101的裂缝105照向受光部102，但被该裂缝105之间的非透光区域部分103挡住。上述移动体101在图1所示的移动方向Z移动。
本实施方式1中，采用图1的区域B中所绘制的受光部102，代替作为图1的区域A中所绘制的比较例的受光部104。
首先对上述比较例进行说明。作为上述比较例的受光部104，受光面的长度为上述间距P的1/2的光电二极管106，以上述间距P的1/4的间隔在上述移动方向Z上排列有n(n为正整数)个。另外，上述长度是指在上述移动方向Z上的大小。该受光部104例如由1个半导体芯片构成。该受光部104中，根据通过移动体101从上述发光部所接收到的光的光量，从各个光电二极管106独立取出输出信号。也即，该受光部104能够从与m(m为正整数)个裂缝105相对向的n个光电二极管106得到独立的n个输出信号，也即移动信息信号。
另外，本实施方式的受光部102，如图1的区域B所示，沿着上述移动方向排列有上述n与m的公倍数的k个光电二极管108。该受光部102例如由1个半导体芯片构成。另外，受光部102与上述m个裂缝105相对向。也即，该受光部102具有比较例的受光部104的(k/n)倍的数目的光电二极管108，为了从该受光部102得到独立的n个输出信号也即移动信息信号，将k个光电二极管108的输出端连接起来。
下面对上述输出端之间的连接进行说明，例如，上述n＝4，m＝3，k＝12时，受光部102相当于图1中由点划线所围成的受光部102A，该受光部102A由12个光电二极管108构成。该12个光电二极管108中的4个光电二极管10811、10812、10813、10814的输出端被连接在一起，2个光电二极管10821、10822的输出端被连接在一起。另外，4个光电二极管10831、10832、10833、10834的输出端被连接在一起，2个光电二极管10841、10842的输出端被连接在一起。
因此，通过受光部102A能够得到相加上述4个光电二极管10811～10814的输出端的输出信号所得的第1移动信息信号，并能够得到相加上述2个光电二极管10821、10822的输出端的输出信号所得的第2移动信息信号。另外，还能够得到相加上述4个光电二极管10831～10834的输出端的输出信号所得的第3移动信息信号，以及相加上述2个光电二极管10841、10842的输出端的输出信号所得的第4移动信息信号。另外，如图1的区域B所示，上述光电二极管10811～10814具有长度为上述间距P的1/8的受光面，光电二极管10821、10822具有长度为上述间距P的1/4的受光面。另外，上述光电二极管10831～10834具有长度为上述间距P的1/8的受光面，光电二极管10841、10842具有长度为上述间距P的1/4的受光面。另外，上述长度是在上述移动体101的移动方向Z上的大小。
根据本实施方式1，在移动体1在移动方向Z移动的情况下，当从与移动体1的m个裂缝105相对向的受光部102得到n个独立的移动信息信号时，由个数m与个数n的公倍数k个独立的光电二极管108构成受光部102。这样，受光部102为了输出n个独立的移动信息信号，将k个光电二极管108的输出端连接起来。
也即，本实施方式1，将图1的区域A中所示的比较例的受光部104的n个光电二极管106分割为k个光电二极管108，从该k个光电二极管所输出的k个输出信号中，能够得到相当于n个独立移动信息信号的信号。这样，通过将对应相同的m个裂缝而配置的光电二极管的个数由n个增加到k个，能够将从受光部102所得到的n个独立移动信息信号的信号间的偏差降低到比从受光部104所得到的n个独立移动信息信号的信号间的偏差小。
另外，通过将对应相同的m个裂缝而配置的光电二极管的个数由n个增加到k个，必然会使得各个光电二极管108之间的间隔变小，同时一个一个的光电二极管108的受光面积也被缩小，能够灵敏地检测出光量变化。
另外，上述实施方式1中，是由裂缝个数m与独立得到的移动信息信号的个数n的公倍数k个光电二极管108构成受光部102的，但也可以由比独立得到的移动信息信号的个数n大而不是上述公倍数k的个数的光电二极管构成受光部。
在由裂缝个数m与独立得到的移动信息信号的个数n的公倍数k个光电二极管108构成受光部102的情况下，如上述作为一个例子的由点划线所围成的区域的受光部102A所示，能够使各光电二极管10811～10814以及各光电二极管10831～10834为同样的形状，使各光电二极管10821、10822以及各光电二极管10841、10842为同样的形状。因此，能够使4个光电二极管10811～10814的受光面积和与2个光电二极管10821、10822的受光面积和、4个光电二极管10831～10834的受光面积和以及2个光电二极管10841、10842的受光面积和分别相同。由于能够保持上述第1～第4独立输出信号的信号间的平衡，是非常有益的。
也即，上述实施方式中，使各个光电二极管108的受光面的宽度(与长度方向垂直的方向上的大小)大小相同。这样，如果上述受光面的法线方向平行于来自上述发光部的光轴方向，上述受光面平行于上述裂缝105的开口面，且从上述发光部入射向对应于各个光电二极管108的各个裂缝105的光量分布大致均一，就能够取得从受光部102所得到的n个移动信息信号的信号间平衡。
另外，还可以采用图1的区域C中所示的受光部110来代替图1的区域B中所示的受光部102。该受光部110，具有k个将区域A中所示的受光部104所设有的各个光电二极管106等分割为将上述个数m与上述个数n的公倍数k除以个数n的商(k/n)x个所得到的光电二极管111。因此，各光电二极管111的受光面的长度为光电二极管106的受光面的长度的x分之1。具有该k个光电二极管111的发光部110，为了输出n个独立的移动信息信号，将各个光电二极管111的输出端连接起来。
例如，当个数m＝3，个数n＝4，k＝12时，受光部110相当于受光部110A，由于等分数x＝3，受光部110A只具有12个将各个光电二极管106等分为3个所得到的光电二极管111。因此各个光电二极管111的受光面的长度为光电二极管106的受光面的长度的1/3。所以，在图1中，3个光电二极管11111、11112、11113的输出端被连接在一起，3个光电二极管11141、11142、11143的输出端被连接在一起。另外，3个光电二极管11131、11132、11133的输出端被连接在一起，3个光电二极管11121、11122、11123的输出端被连接在一起。通过这样的连接，受光部110输出4个独立的移动信息信号。
通过该受光部110，能够使各个光电二极管111从输出端所输出的信号全部平衡。
另外，图11A中显示了差动比较并放大相当于图1的区域A中所示的比较例的受光部104所输出的第1～第4这4个独立的移动信息信号中的第1、第3移动信息信号的A+、A-的信号波形Ach，以及差动比较并放大相当于第2、第4移动信息信号的移动信息信号B+、B-的信号波形Bch。图11A中所示的信号波形Ach与Bch的相位差为105.2°，比理想的相位差90°偏差了约15°，信道间的偏移也较大。
与此相对，图11B中显示了差动比较并放大相当于上述受光部110所输出的第1～第4这4个独立的移动信息信号中的第1、第3移动信息信号的A+、A-的信号波形Ach，以及差动比较并放大相当于第2、第4移动信息信号的移动信息信号B+、B-的信号波形Bch。图11B中所示的信号波形Ach与Bch的相位差为93.2°，接近理想的相位差90°，且信道间的偏移与上述比较例相比也变得较小。另外，图1中表示光电二极管的四边形框内所标注的数字1、2、3、4分别表示对应于第1、第2、第3、第4移动信息信号的光电二极管。
另外，上述实施方式1中，还可以在列方向(移动体101的移动方向)或行方向(与上述移动方向垂直的方向)配置多个受光部102或110，提高光检测灵敏度。下面通过实施方式2来对这种情况下的一列进行说明。
(实施方式2)
对照图2，对本发明的光学编码器的实施方式2进行说明。
本实施方式2中，包括在移动方向Z移动的移动体121、发光部120以及图2的区域B中所绘制的受光部122。该发光部120与受光部122夹持上述移动体121而相对向配置。上述发光部120作为一例可以由发光二极管等构成。
上述移动体121具有以给定的间距P形成的多个裂缝125，该裂缝125为透光区域。该移动体121相对发光部120以及受光部122，在排列有上述多个裂缝125的方向Z上移动。上述发光部所发出的光，透过上述移动体121的裂缝125照向受光部122，但被该裂缝125之间的非透光区域部分123挡住。该部分123为非透光区域。
本实施方式2中，可以采用图2的区域B中所绘制的受光部122代替作为图2的区域A中所绘制的比较例的受光部124。该受光部122包括第1受光部127与第2受光部128。
首先对上述比较例进行说明。作为上述比较例的受光部124，具有8个光电二极管12611、12621、12631、12641、12612、12622、12632、12642。该8个光电二极管126以上述间距P的3/4的间距3/4P排列在上述移动方向Z上。各光电二极管126受光面的长度为上述间距P的1/2。这里，长度是指在上述移动方向Z上的大小。该受光部124例如由1个半导体芯片构成。该受光部124中，光电二极管12611与12612的输出端被连接在一起，输出相加该光电二极管12611与12612的输出信号所得到的第1移动信息信号A+。另外，光电二极管12621与12622的输出端被连接在一起，输出相加该光电二极管12621与12622的输出信号所得到的第2移动信息信号B+。另外，光电二极管12631与12632的输出端被连接在一起，输出相加该光电二极管12631与12632的输出信号所得到的第3移动信息信号A-。另外，光电二极管12641与12642的输出端被连接在一起，输出相加该光电二极管12641与12642的输出信号所得到的第2移动信息信号B-。
另外，该实施方式2所具有的受光部122，如图2的区域B所示，具有第1受光部127与第2受光部128。
第1受光部127具有能够独立取出的移动信息信号的个数4的3倍的12个光电二极管130。各光电二极管130的长度为上述间距P的1/6。也即，各个光电二极管的长度为上述光电二极管126的长度的1/3。另外，该第1受光部127具有3个光电二极管群127a、127b、127c。
上述光电二极管群127a具有4个光电二极管13011、13021、13031、13041。该4个光电二极管13011～13041以上述间距P的1/4的间距排列在上述移动方向。另外，上述光电二极管群127b具有4个光电二极管13012、13022、13032、13042。该4个光电二极管13012～13042以上述间距P的1/4的间距排列在上述移动方向。另外，上述光电二极管群127c具有4个光电二极管13013、13023、13033、13043。该4个光电二极管13013～13043以上述间距P的1/4的间距排列在上述移动方向。另外，上述光电二极管13041与13012以上述间距P的5/12的间距排列，上述光电二极管13042与13013以上述间距P的5/12的间距排列。
另外，上述光电二极管群127a的光电二极管13011的输出端与光电二极管群127b的光电二极管13012的输出端以及光电二极管群127c的光电二极管13013的输出端相连接。另外，上述光电二极管13021、13022、13023的输出端相连接。另外，上述光电二极管13031、13032、13033的输出端相连接。另外，上述光电二极管13041、13042、13043的输出端相连接。
因此，该第1受光部127中，能够得到相加3个光电二极管13011～13013的输出信号所得到第1移动信息信号与相加3个光电二极管13021～13023的输出信号所得到第2移动信息信号，并能够得到相加3个光电二极管13031～13033的输出信号所得到第3移动信息信号与相加3个光电二极管13041～13043的输出信号所得到第4移动信息信号。
另外，第2受光部128具有能够独立取出的移动信息信号的个数4的3倍的12个光电二极管131。各光电二极管131的长度为上述间距P的1/6。也即，各个光电二极管的长度为上述光电二极管126的长度的1/3。另外，该第1受光部128具有3个光电二极管群128a、128b、128c。
上述光电二极管群128a具有4个光电二极管13131、13141、13111、13121。该4个光电二极管13131～13121以上述间距P的1/4的间距排列在上述移动方向。另外，上述光电二极管群128b具有4个光电二极管13132、13142、13112、13122。该4个光电二极管13132～13122以上述间距P的1/4的间距排列在上述移动方向。另外，上述光电二极管群128c具有4个光电二极管13133、13143、13113、13123。该4个光电二极管13133～13123以上述间距P的1/4的间距排列在上述移动方向。另外，上述光电二极管13121与13132以上述间距P的5/12的间距排列，上述光电二极管13122与13133以上述间距P的5/12的间距排列。
另外，上述光电二极管群128a的光电二极管13111的输出端与光电二极管群128b的光电二极管13112的输出端以及光电二极管群128c的光电二极管13113的输出端相连接。另外，上述光电二极管13121、13122、13123的输出端相连接。另外，上述光电二极管13131、13132、13133的输出端相连接。另外，上述光电二极管13141、13142、13143的输出端相连接。
因此，该第1受光部128中，能够得到相加3个光电二极管13111～13113的输出信号所得到第1移动信息信号A+与相加3个光电二极管13121～13123的输出信号所得到第2移动信息信号B-，并能够得到相加3个光电二极管13131～13133的输出信号所得到第3移动信息信号A-与相加3个光电二极管13141～13143的输出信号所得到第4移动信息信号B+。
采用使上述第1受光部127的第1移动信息信号A+与第2受光部128的第1移动信息信号A+相加的布线连接，相加上述2个第1移动信息信号A+，作为受光部122的第1移动信息信号A+输出。同样，相加第1受光部127的第2移动信息信号B-与第2受光部128的第2移动信息信号B-，作为受光部122的第2移动信息信号B-输出。另外，相加第1受光部127的第3移动信息信号A-与第2受光部128的第3移动信息信号A-，作为受光部122的第3移动信息信号A-输出。另外，相加第1受光部127的第4移动信息信号B+与第2受光部128的第4移动信息信号B+，作为受光部122的第4移动信息信号B+输出。
下面，参照图8，对上述移动体121在移动方向Z上移动时，上述比较例的受光部124所输出的4个移动信息信号A+、A-、B+、B-的信号波形进行说明。图8A中显示了上述移动体121，图8B中显示了移动信息信号A+与A-的信号波形，图8C中显示了移动信息信号B+与B-的信号波形。移动信息信号A+与移动信息信号A-准确的是相位应当只反转180°，然而如图8B所示，移动信息信号A+与移动信息信号A-的相位并没有正好反转180°，产生了相位错位。另外移动信息信号B+、B-应当分别相对移动信息信号A+正好反转90°、270°，然而如图8C所示，从准确的相位上产生了错位。这些相位错位是因为各个光电二极管126所输出的信号间的偏差较大而产生的。另外，由于上述信号间的偏差，各个移动信息信号的信号间的振幅也有偏差，产生了各个移动信息信号的偏移。另外，由于各个光电二极管126对移动信息的分辨率较低，各个移动信息信号的信号波形变弱。
与此相对，本实施方式2的受光部122具有将上述比较例的受光部124的光电二极管126细分化所得到的光电二极管130、131。通过该受光部122，如图9B所示，移动信息信号A+的信号波形与移动信息信号A-的信号波形变为准确的180°的相位差。另外，如图9C所示，移动信息信号B+变为准确的90°的相对移动信息信号A+的相位差，移动信息信号B-变为准确的270°的相对移动信息信号A+的相位差。另外，通过受光部122，各个移动信息信号间的信号振幅的偏差以及偏移也几乎都被消除了。另外，得到了作为各个移动信息信号的信号波形的三角波，能够进行非常准确的信号处理。因此，能够得到非常准确的移动信息。
另外，上述实施方式2中，如图2的区域B所示，在第1受光部127与第2受光部128中，变更了对应于各个移动信息信号(A+，B-，A-，B+)的光电二极管的排列顺序。也即，在上述第1受光部127的各个光电二极管群127a～127c中，按顺序配置有对应于第1移动信息信号A+的光电二极管、对应于第2移动信息信号B-的光电二极管、对应于第3移动信息信号A-的光电二极管、对应于第4移动信息信号B+的光电二极管。另外，在上述第2受光部128的各个光电二极管群128a～128c中，按顺序配置有对应于第3移动信息信号A-的光电二极管、对应于第4移动信息信号B+的光电二极管、对应于第1移动信息信号A+的光电二极管、对应于第2移动信息信号B-的光电二极管。这样，通过在第1受光部127与第2受光部128中，变更对应于各个移动信息信号(A+，B-，A-，B+)的光电二极管的排列顺序，能够抑制对各个光电二极管的光量分布的倾斜，抑制光量平衡等的偏差。
另外，图2中，第2受光部128的右侧还可以配置与第1受光部127同样构成的第3受光部，进一步，该第3受光部的右侧还可以配置与第2受光部128同样构成的第4受光部。之后也一样，可以交互配置给定的个数的与第1受光部、第2受光部同样构成的受光部。
(实施方式3)
下面对照图3，对本发明的光学编码器的实施方式3进行说明。本实施方式3中，包括发光部150、图3的区域B中所绘制的受光部152以及相对发光部150与受光部152在移动方向Z移动的移动体151。该发光部150与受光部152夹持上述移动体151而相对向配置。作为上述发光部150的一例可以由发光二极管等构成。
上述移动体151具有以给定的间距P形成的多个裂缝155，该裂缝155为透光区域。该移动体151在排列有上述多个裂缝155的方向Z上移动。上述发光部所发出的光，透过上述移动体151的裂缝155照向受光部152，但被该裂缝155之间的非透光区域部分153挡住。该部分153为非透光区域。另外，该移动体151与图1中所示的移动体101的构成相同。
本实施方式3中，可以采用图3的区域B中所绘制的受光部152代替作为图3的区域A中所绘制的比较例的受光部154。另外，作为上述比较例的受光部154，具有从图1的区域A中所示的受光部104的内部左侧开始的第1到第4个光电二极管106。
如图3的区域B所示，本实施方式所具有的受光部152，对应于3个裂缝155，输出第1移动信息信号A+、第2移动信息信号B+、第3移动信息信号A-、第4移动信息信号B-这4个独立的移动信息信号。这样，该受光部152具有上述裂缝个数m＝3与上述移动信息信号个数n＝4的公倍数的k＝24个光电二极管160。
也即，该受光部152所具有的光电二极管160在移动方向Z的长度，为上述光电二极管106的长度的1/6，宽度与上述光电二极管106的宽度一样。该受光部152由排列在长度方向(移动方向Z)上的8个光电二极管群152a～152h构成，各个光电二极管群152a～152h分别由排列在长度方向上的3个光电二极管106构成。
也即，图3中，从左边开始第1个光电二极管群152a由光电二极管16031、16021、16011构成，这3个光电二极管16031、16021、16011以1/12P的间距无缝隙相邻接。另外，第2个光电二极管群152b由光电二极管16022、16012、16041构成，这3个光电二极管以1/12P的间距无缝隙相邻接。另外，第3个光电二极管群152c由光电二极管16042、16032、16023构成，这3个光电二极管以1/12P的间距无缝隙相邻接。
另外，第4个光电二极管群152d由3个光电二极管16033、16043、16013构成，这3个光电二极管以1/12P的间距无缝隙相邻接。另外，第5个光电二极管群152e由3个光电二极管16034、16024、16014构成，这3个光电二极管以1/12P的间距无缝隙相邻接。
另外，第6个光电二极管群152f由3个光电二极管16044、16035、16025构成，这3个光电二极管以1/12P的间距无缝隙相邻接。另外，第7个光电二极管群152g由3个光电二极管16026、16015、16045构成，这3个光电二极管以1/12P的间距无缝隙相邻接。另外，第8个光电二极管群152h由3个光电二极管16016、16046、16036构成，这3个光电二极管以1/12P的间距无缝隙相邻接。
另外，上述受光部152中，第1个光电二极管群152a的光电二极管16011与第2个光电二极管群152b的光电二极管16022之间的间距为间距P的1/6。另外，第2个光电二极管群152b的光电二极管16041与第3个光电二极管群152c的光电二极管16042之间的间距为间距P的1/4。
同样，第3个光电二极管群152c的光电二极管16023与第4个光电二极管群152d的光电二极管16033之间的间距为间距P的1/6。另外，第4个光电二极管群152d的光电二极管16013与第5个光电二极管群152e的光电二极管16034之间的间距为间距P的1/4。
另外，第5个光电二极管群152e的光电二极管16014与第6个光电二极管群152f的光电二极管16044之间的间距为间距P的1/6。另外，第6个光电二极管群152f的光电二极管16025与第7个光电二极管群152g的光电二极管16026之间的间距为间距P的1/4。另外，第7个光电二极管群152g的光电二极管16045与第8个光电二极管群152h的光电二极管16016之间的间距为间距P的1/6。
这样，将上述光电二极管16011～16016的6个输出端连接在一起，输出第1移动信息信号A+。另外，将上述光电二极管16021～16026的6个输出端连接在一起，输出第2移动信息信号B+。另外，将上述光电二极管16031～16036的6个输出端连接在一起，输出第3移动信息信号A-。将上述光电二极管16041～16046的输出端连接在一起，输出第4移动信息信号B-。
这样，本实施方式3的受光部152具有将区域A中所示的作为比较例的受光部154的4个光电二极管106分别分割为6个所得到的24个光电二极管160。通过设有这样的被细分化的光电二极管160，将对应同样的裂缝个数m＝3而配置的光电二极管的个数由n＝4个增加到k＝24个，能够将从受光部152所得到的4个独立移动信息信号A+、B+、A-、B-的信号间的偏差降低到比从受光部154所得到的4个独立移动信息信号A+、B+、A-、B-的信号间的偏差小。
另外，通过将对应同样的裂缝个数m＝3而配置的光电二极管160的个数由4个增加到24个，必然会使得各个光电二极管160之间的间隔变小，同时一个一个的光电二极管160的受光面积也被缩小，能够灵敏地检测出光量变化。
本实施方式3中，各个光电二极管群152a～152h中，由于3个光电二极管160无缝隙相邻接，且没有了分离部的空间，有可能会引起相邻的光电二极管的光电流的流入，另一方面，与上述实施方式2相比，由于各个光电二极管之间的距离变窄，能够将4个移动信息信号的偏差进一步降低，取得4个移动信息信号的振幅、相位等的平衡。
另外，为了设置各个光电二极管之间的分离部，如图1的区域C所示，最好是具有被等分割为能够独立得到的移动信息信号的个数n与裂缝个数m的最小公倍数个的光电二极管。
(实施方式4)
下面对照图4，对本发明的光学编码器的实施方式4进行说明。
本实施方式4中，包括发光部170、图4的区域B中所绘制的受光部172以及相对发光部170与受光部172在移动方向Z移动的移动体171。该发光部170与受光部172夹持上述移动体171而相对向配置。作为上述发光部170的一例可以由发光二极管等构成。
上述移动体171具有以给定的间距P形成的多个裂缝175，该裂缝175为透光区域。该移动体171在排列有上述多个裂缝175的方向Z上移动。上述发光部所发出的光，透过上述移动体171的裂缝175照向受光部172，但被该裂缝175之间的非透光区域部分173挡住。该部分173为非透光区域。另外，该移动体171与图1中所示的移动体101的构成相同。
本实施方式4中，可以采用图4的区域B中所绘制的受光部172代替作为图4的区域A中所绘制的作为比较例的受光部174。另外，作为上述比较例的受光部174，具有从图1的区域A中所示的受光部104的内部左侧开始第1到第4个光电二极管106。
如图4的区域B所示，本实施方式所具有的受光部172具有排列在长度方向(移动方向Z)上的第1受光部173与第2受光部174。
第1受光部173与第2受光部174分别对应于2个裂缝175，输出第1移动信息信号A+、第2移动信息信号B+、第3移动信息信号A-、第4移动信息信号B-这4个独立的移动信息信号。也即，第1受光部173具有裂缝个数m＝2与上述移动信息信号个数n＝4的公倍数的k＝8个光电二极管180。同样，第2受光部174也具有8个光电二极管181。
各个光电二极管180、181的长度为1/4P，是光电二极管106的长度的1/2。另外，各个光电二极管180、181的宽度与光电二极管106的宽度一样。也即，各个光电二极管180、181相当于2等分光电二极管106所得到的光电二极管。
上述第1受光部173由排列在长度方向(移动方向Z)上的光电二极管群173a、173b构成。另外，光电二极管群173a由排列在长度方向(移动方向Z)上的光电二极管18011、18041、18031、18021构成。另外，光电二极管群173b由排列在长度方向(移动方向Z)上的光电二极管18012、18042、18032、18022构成。
该光电二极管群173a中，4个光电二极管18011～18021以间距P的1/4的间距进行排列。另外，上述光电二极管群173b中，4个光电二极管18012～18022以间距P的1/4的间距进行排列。
另外，上述光电二极管群173a的光电二极管18021与光电二极管群173b的光电二极管18012以间距P的1/2的间距进行排列。
在第1受光部173中，光电二极管18011与18012的输出端被连接起来，输出第1移动信息信号A+，光电二极管18021与18022的输出端被连接起来，输出第2移动信息信号B+。另外，光电二极管18031与18032的输出端被连接起来，输出第3移动信息信号A-，光电二极管18041与18042的输出端被连接起来，输出第4移动信息信号B-。
另外，上述第2受光部174由排列在长度方向(移动方向Z)上的光电二极管群174a、174b构成。另外，光电二极管群174a由排列在长度方向(移动方向Z)上的光电二极管18131、18121、18111、18141构成。另外，光电二极管群174b由排列在长度方向(移动方向Z)上的光电二极管18132、18122、18112、18142构成。
该光电二极管群174a中，4个光电二极管18131～18141以间距P的1/4的间距进行排列。另外，上述光电二极管群174b中，4个光电二极管18132～18142以间距P的1/4的间距进行排列。
另外，上述光电二极管群174a的光电二极管18141与光电二极管群174b的光电二极管18132以间距P的1/2的间距进行排列。
在第2受光部174中，光电二极管18111与18112的输出端被连接起来，输出第1移动信息信号A+，光电二极管18121与18122的输出端被连接起来，输出第2移动信息信号B+。另外，光电二极管18131与18132的输出端被连接起来，输出第3移动信息信号A-，光电二极管18141与18142的输出端被连接起来，输出第4移动信息信号B-。
本实施方式4，通过具有区域B中所示的受光部172，由于设有与区域A中所示的受光部174的各个光电二极管106相比被细分化的各个光电二极管180、181，能够降低第1、第2受光部173、174所输出的4个独立移动信息信号A+、B+、A-、B-的信号间的偏差。另外，本实施方式中，与比较例相比，各个光电二极管之间的间隔变小，同时各个光电二极管的受光面积也被缩小，因此能够灵敏地检测出光量变化。
另外，本实施方式中，第1受光部173中将各个光电二极管180以对应于各个移动信息信号(A+，B-，A-，B+)的顺序排列，第2受光部174中将各个光电二极管181以对应于各个移动信息信号(A-，B+，A+，B-)的顺序排列。
这样，第1受光部173与第2受光部174中，通过变更对应于各个移动信息信号的光电二极管的排列顺序，能够抑制各个光电二极管的光量分布的倾斜，并抑制光量平衡等的偏差。
另外，图4中，第2受光部174的右侧还可以配置与第1受光部173同样构成的第3受光部，进一步，该第3受光部的右侧还可以配置与第2受光部174同样构成的第4受光部。之后也一样，可以交互配置给定的个数的与第1受光部、第2受光部同样构成的受光部。
另外，本实施方式4中，各个光电二极管群173a、173b、174a、174b中，由于4个光电二极管180、181无缝隙相邻接且没有了分离部的空间，有可能会引起相邻的光电二极管的光电流的流入，另一方面，与上述实施方式2相比，由于各个光电二极管之间的距离变窄，能够降低4个移动信息信号的偏差，取得4个移动信息信号的振幅、相位等的平衡。
另外，在像上述的实施方式1～4那样的具有与比较例相比被细分化的光电二极管的光学编码器中，移动体的裂缝个数m，最好选择发光部的发光源的光量等的平衡较好的数，结合能够独立得到的移动信息信号的个数n进行细分化，选择为与光学特性以及光电二极管的特性相符合的最佳配置。
另外，为了得到移动体的移动信息，最好使光电二极管的形状与移动体的裂缝形状相一致，因此当移动体为圆形裂缝为扇形时，最好配置扇形的光电二极管。
另外，如图5的区域B所示，图2的区域B中所示的受光部127中，可以使形成有各个光电二极管130的半导体芯片中，各个光电二极管130之间的残留部分D1～D11为伪光电二极管(非活性二极管)。这种情况下，各个光电二极管130的光电变换所产生的电子被伪光电二极管D1～D11所吸收，能够防止各个光电二极管130的信号进入其他信号而引起干扰。另外，如果将上述伪光电二极管接地，能够进一步防止信号之间的干扰。另外，这样的伪光电二极管，还可以适用于图1的区域C中所示的受光部110以及图3的区域B中所示的受光部152中。
另外，如果使图5中所示的残留部分D1～D11上所形成的光电二极管并不仅仅是伪光电二极管，还能够用于移动体的裂缝位置的检测以及光量分布的检测、平行光的检测、裂缝与光电二极管的距离的检测等移动体的移动信息之外的信息检测的话，则更加理想。
另外，上述实施方式1～4的光学编码器的受光部中，例如在形成了光电二极管之后进行光电二极管的细分化在工序上难以实现的情况下，通过使上述光电二极管的一部分为伪光电二极管，有利于实现光电二极管的细分化。另外，作为光电二极管的分离方法，可以采用金属遮光法、P型杂质扩散分离法等，另外，通过采用上述两个方法，能够防止光的回流。另外，如果采用使用多晶硅的沟道分离、氧化膜分离等作为上述分离方法，是很有利的。
另外，作为上述光电二极管的形成方法，可以采用使用外延膜与杂质扩散的光电二极管形成方法，以及使用半导体基板与外延膜形成光电二极管的方法。
另外，在使用上述半导体基板与外延膜所形成的光电二极管中，如果进行使用杂质扩散的封装，能够得到更好的光电流。进一步，通过在光电二极管上形成反射防止膜，能够抑制光的反射，得到更好的光电流。
另外，如图6所示，在具有如图5的区域B所示的被细分化的光电二极管130的受光部127中，还可以对形成有各个光电二极管130的半导体芯片形成交叉电阻R1～R12。该交叉电阻R1～R12，在各个光电二极管13011～13043的宽度方向的延长区域E1～E12中，通过在斜线部分进行杂质扩散而形成。
延长区域E1的非扩散部与延长区域E5的非扩散部以及连接部L1电连接，延长区域E5的非扩散部与延长区域E9的非扩散部以及连接部L5电连接。这样，能够从各延长区域E1、E5、E9的非扩散部输出相加光电二极管13011、13012、13013的3个输出信号所得到的第1移动信息信号A+。
另外，延长区域E2的非扩散部与延长区域E6的非扩散部以及连接部L2电连接，延长区域E6的非扩散部与延长区域E10的非扩散部以及连接部L6电连接。这样，能够从各延长区域E2、E6、E10的非扩散部输出相加光电二极管13021、13022、13023的3个输出信号所得到的第2移动信息信号B-。
另外，延长区域E3的非扩散部与延长区域E7的非扩散部以及连接部L3电连接，延长区域E7的非扩散部与延长区域E11的非扩散部以及连接部L7电连接。这样，能够从各延长区域E3、E7、E11的非扩散部输出相加光电二极管13031、13032、13033的3个输出信号所得到的第3移动信息信号A-。
另外，延长区域E4的非扩散部与延长区域E8的非扩散部以及连接部L4电连接，延长区域E8的非扩散部与延长区域E12的非扩散部以及连接部L8电连接。这样，能够从各延长区域E4、E8、E12的非扩散部输出相加光电二极管13041、13042、13043的3个输出信号所得到的第4移动信息信号B+。
这样，通过图6中所示的构成，能够从多个不同的场所取出相加3个输出信号所得到的第1～第4移动信息信号，使得受光部127与后继的电路之间的连接变得容易，是很有利的。
另外，上述各个实施方式中，通过相对发光部所具有的发光源对称排列受光部所具有的多个光电二极管，能够得到向可独立获得的移动信息信号倾斜的光量的平衡，是很理想的。另外，通过使上述发光部所具有的发光源包括准直透镜，能够聚光并输出平行光，对获得准确的移动信息非常有利。另外，上述各实施方式的光学编码器非常适合用作印刷机器、FA机器中的光传感器。
本发明的光学编码器，适用于使用光电二极管检测出移动体的位置、移动速度、移动方向等用途，作为一个例子，使用于复印机、打印机等印刷机器以及FA(工厂自动化)机器等中是非常有利的。
以上对本发明进行了说明，当然还可以对其进行各种变更。附图仅仅用于说明，本发明并不仅限于附图。所进行的不脱离本发明的精神及范围且能够被本领域的技术人员所理解的变更，都包括在本发明的权利要求之中。

Claims (16)

1.一种光学编码器，具有：在移动方向上交互形成有透光区域与非透光区域的移动体；朝上述移动体出射光的发光部；以及接收上述发光部所出射的且透过了上述移动体的透光区域的光、并输出表示上述移动体的移动信息的移动信息信号的受光部，其特征在于：
上述受光部，
具有与多个上述透光区域相对向而配置，输出独立的多个移动信息信号，同时个数是上述相对向的透光区域的个数与上述独立移动信息信号的个数的公倍数的光电二极管；
将上述多个光电二极管的输出端连接起来，以便分别通过相加上述公倍数个的光电二极管中的多个光电二极管的输出信号而得到上述多个移动信息信号。
2.如权利要求1所述的光学编码器，其特征在于：
使垂直于上述移动方向的宽度方向上的上述移动体的透光区域的宽度，与上述宽度方向的上述光电二极管的宽度相同。
3.如权利要求1所述的光学编码器，其特征在于：
上述公倍数个的光电二极管在上述移动方向的长度相同，
相加上述公倍数除以上述独立的移动信息信号的个数所得到的数目的上述光电二极管的输出信号，作为各个移动信息信号而输出。
4.如权利要求1所述的光学编码器，其特征在于：
具有上述公倍数个的光电二极管的受光部为多个。
5.如权利要求4所述的光学编码器，其特征在于：
上述受光部所具有的光电二极管被排列在上述移动方向上，
上述多个受光部排列在上述宽度方向上。
6.如权利要求4所述的光学编码器，其特征在于：
上述多个受光部中至少2个受光部的用来得到各个移动信息信号的多个光电二极管的排列位置互相不同。
7.如权利要求4所述的光学编码器，其特征在于：
与各受光部相对向的上述透光区域的个数为3，上述独立移动信息信号的个数为4，上述各个受光部具有12个光电二极管；
在设上述移动体的移动方向为长度方向，上述透光区域的排列的间距为1间距的情况下，上述12个光电二极管被排列在上述长度方向上，分别具有1/6间距的长度；
上述各个受光部具有3个由4个上述光电二极管所构成的光电二极管群，各个光电二极管群中的光电二极管之间的间隔为1/12间距，在相邻的2个光电二极管群中，一方光电二极管群中的与另一方光电二极管群最接近的光电二极管，与另一方光电二极管群中的与一方光电二极管群最接近的光电二极管以5/12间距相邻接；
上述各个光电二极管群中的4个光电二极管分别输出对应于4个不同的独立移动信息信号的输出信号，同时相加上述3个光电二极管群所输出的对应于4个移动信息信号中的1个移动信息信号的3个光电二极管的输出信号，作为1个移动信息信号输出。
8.如权利要求7所述的光学编码器，其特征在于：
上述各个受光部所具有的上述3个光电二极管群分别所具有的4个光电二极管，是由输出对应于第1移动信息信号的输出信号的第1光电二极管、输出对应于第2移动信息信号的输出信号的第2光电二极管、输出对应于第3移动信息信号的输出信号的第3光电二极管、以及输出对应于第4移动信息信号的输出信号的第4光电二极管所构成；
相邻的2个受光部中的一方受光部的3个光电二极管群中，分别在上述移动方向上按顺序排列有上述第1光电二极管、第2光电二极管、第3光电二极管、第4光电二极管，另一方受光部的3个光电二极管群中，分别在上述移动方向上按顺序排列有上述第3光电二极管、第4光电二极管、第1光电二极管、第2光电二极管。
9.如权利要求1所述的光学编码器，其特征在于：
与受光部相对向的上述透光区域的个数为3，上述独立移动信息信号的个数为4，上述受光部具有24个光电二极管；
在设上述移动体的移动方向为长度方向，上述透光区域的排列的间距为1间距的情况下，上述24个光电二极管被排列在上述长度方向上，分别具有1/12间距的长度；
上述受光部具有8个由3个上述光电二极管所构成的光电二极管群，各个光电二极管群中的3个光电二极管以1/12间距排列；
上述8个光电二极管群由在上述移动方向按顺序排列的第1～第8光电二极管群构成；
第1光电二极管群与第2光电二极管群之间的间隔，以及第3光电二极管群与第4光电二极管群之间的间隔，以及第5光电二极管群与第6光电二极管群之间的间隔，以及第7光电二极管群与第8光电二极管群之间的间隔为1/12间距；
第2光电二极管群与第3光电二极管群之间的间隔，以及第4光电二极管群与第5光电二极管群之间的间隔，以及第6光电二极管群与第7光电二极管群之间的间隔为1/6间距；
各个光电二极管群中的3个光电二极管，分别输出对应于不同的移动信息信号的输出信号，同时相加上述8个光电二极管群所输出的对应于4个移动信息信号中的1个移动信息信号的6个光电二极管的输出信号，作为1个移动信息信号输出。
10.如权利要求1所述的光学编码器，其特征在于：
与受光部相对向的上述透光区域的个数为2，上述独立的移动信息信号的个数为4，上述受光部具有8个光电二极管；
在设上述移动体的移动方向为长度方向，上述透光区域的排列的间距为1间距的情况下，上述8个光电二极管被排列在上述长度方向上，分别具有1/4间距的长度；
上述各个受光部具有2个由4个上述光电二极管所构成的光电二极管群，各个光电二极管群中的4个光电二极管以1/4间距排列；
相邻的2个光电二极管群中，一方光电二极管群中的与另一方光电二极管群最接近的光电二极管，与另一方光电二极管群中的与一方光电二极管群最接近的光电二极管以1/2间距相邻接；
各个光电二极管群中的4个光电二极管，分别输出对应于4个不同的独立移动信息信号的输出信号，同时相加上述2个光电二极管群所输出的对应于4个移动信息信号中的1个移动信息信号的2个光电二极管的输出信号，作为1个移动信息信号输出。
11.如权利要求10所述的光学编码器，其特征在于：
具有多个上述受光部；
各个上述受光部所具有的上述2个光电二极管群分别所具有的4个光电二极管，是由输出对应于第1移动信息信号的输出信号的第1光电二极管、输出对应于第2移动信息信号的输出信号的第2光电二极管、输出对应于第3移动信息信号的输出信号的第3光电二极管，以及输出对应于第4移动信息信号的输出信号的第4光电二极管所构成；
相邻的2个受光部中的一方受光部的2个光电二极管群中，分别在上述移动方向上按顺序排列有上述第1光电二极管、第2光电二极管、第3光电二极管、第4光电二极管，另一方受光部的2个光电二极管群中，分别在上述移动方向上按顺序排列有上述第3光电二极管、第4光电二极管、第1光电二极管、第2光电二极管。
12.如权利要求1所述的光学编码器，其特征在于：
上述移动体是在圆周方向上交互形成有扇形透光区域和扇形非透光区域的圆板状，其移动方向为圆周方向；
上述受光部所具有的光电二极管为与上述透光区域的扇形相吻合的扇形。
13.如权利要求1所述的光学编码器，其特征在于：
在上述受光部所具有的上述光电二极管之间，配置有用来检测上述移动体的移动信息之外的信息的追加的光电二极管。
14.如权利要求1所述的光学编码器，其特征在于：
在上述受光部所具有的上述光电二极管之间，配置有追加的光电二极管，相加该追加的光电二极管的输出信号与上述受光部所具有的上述光电二极管所输出的信号得到移动信息信号。
15.如权利要求1所述的光学编码器，其特征在于：
上述受光部所具有的多个光电二极管形成在半导体芯片上，
在电连接上述多个光电二极管的布线下，设有与该布线交叉的交叉电阻，该交叉电阻通过对上述半导体芯片的杂质扩散而制作出来。
16.一种机器，其特征在于：
具有如权利要求1所述的光学编码器。
CNB2004100564617A 2003-08-08 2004-08-09 光学编码器 Expired - Fee Related CN1324305C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003289817A JP4520121B2 (ja) 2003-08-08 2003-08-08 光学式エンコーダ
JP2003289817 2003-08-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1580709A CN1580709A (zh) 2005-02-16
CN1324305C true CN1324305C (zh) 2007-07-04

Family

ID=34225044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100564617A Expired - Fee Related CN1324305C (zh) 2003-08-08 2004-08-09 光学编码器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7223963B2 (zh)
JP (1) JP4520121B2 (zh)
CN (1) CN1324305C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102788601A (zh) * 2012-08-09 2012-11-21 上海微泓自动化设备有限公司 一种准绝对式光学编码器的细分及解码的电路及实现方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070120047A1 (en) * 2005-11-25 2007-05-31 Wong Weng F Ring-configured photodiode array and optical encoders using the same
US20070241269A1 (en) * 2006-04-14 2007-10-18 Saidan Saiful B Optical encoders having improved resolution
JP4387437B2 (ja) * 2007-06-20 2009-12-16 シャープ株式会社 光学式エンコーダおよび電子機器
US7943897B2 (en) 2007-06-20 2011-05-17 Sharp Kabushiki Kaisha Optical encoder and electronic equipment
US7820957B2 (en) 2007-07-05 2010-10-26 Sharp Kabushiki Kaisha Optical encoder for detecting movement of a moving object and electronic equipment including the optical encoder
US7612326B2 (en) * 2007-08-27 2009-11-03 Delta Electronics Inc. Angle-calculation apparatus and angle-calculation method for three-phase optical encoder
DE102008007319A1 (de) * 2008-02-02 2009-08-06 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Optische Positionsmesseinrichtung
EP2386832B1 (en) * 2010-05-10 2017-04-12 Mitutoyo Corporation Photoelectric encoder
US8525102B2 (en) 2011-02-15 2013-09-03 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Optical encoding system and optical encoder having an array of incremental photodiodes and an index photodiode for use in an optical encoding system
JP5765968B2 (ja) * 2011-02-28 2015-08-19 キヤノン株式会社 光学式エンコーダ
JP6077352B2 (ja) * 2013-03-26 2017-02-08 東芝キヤリア株式会社 多気筒回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置
US11105608B2 (en) * 2019-10-24 2021-08-31 Pixart Imaging Inc. Optical positioning system and operating method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996010732A1 (en) * 1993-08-06 1996-04-11 Bilanx Technology, Inc. Parallel beam force measurement apparatus
CN1149708A (zh) * 1995-09-24 1997-05-14 株式会社拓普康 旋转编码器
US5657125A (en) * 1992-06-30 1997-08-12 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus including a light-detecting element having a photo-electric conversion surface and an integral light blocking member
JP2001099684A (ja) * 1999-09-28 2001-04-13 Sharp Corp 光電式エンコーダ

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4654525A (en) * 1982-08-31 1987-03-31 Sharp Kabushiki Kaisha Optical rotary encoder
US4691101A (en) * 1985-06-19 1987-09-01 Hewlett-Packard Company Optical positional encoder comprising immediately adjacent detectors
US6355927B1 (en) * 1999-08-20 2002-03-12 Agilent Technologies, Inc. Interpolation methods and circuits for increasing the resolution of optical encoders
US6590201B2 (en) * 1999-12-22 2003-07-08 Rohm Co., Ltd. Optical encoder incorporating linear light controlling member
US7002137B2 (en) * 2001-08-30 2006-02-21 Gsi Lumonics Corporation Reference point talbot encoder
US6966623B2 (en) * 2001-12-20 2005-11-22 Agilent Technologies, Inc. Optical encoder device
US6838654B2 (en) * 2002-01-17 2005-01-04 Capella Microsystems, Inc. Photodetection system and circuit for amplification

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5657125A (en) * 1992-06-30 1997-08-12 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus including a light-detecting element having a photo-electric conversion surface and an integral light blocking member
WO1996010732A1 (en) * 1993-08-06 1996-04-11 Bilanx Technology, Inc. Parallel beam force measurement apparatus
CN1149708A (zh) * 1995-09-24 1997-05-14 株式会社拓普康 旋转编码器
JP2001099684A (ja) * 1999-09-28 2001-04-13 Sharp Corp 光電式エンコーダ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102788601A (zh) * 2012-08-09 2012-11-21 上海微泓自动化设备有限公司 一种准绝对式光学编码器的细分及解码的电路及实现方法
CN102788601B (zh) * 2012-08-09 2015-04-22 上海微泓自动化设备有限公司 一种准绝对式光学编码器的细分及解码的电路及实现方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20050051715A1 (en) 2005-03-10
JP2005061896A (ja) 2005-03-10
CN1580709A (zh) 2005-02-16
US7223963B2 (en) 2007-05-29
JP4520121B2 (ja) 2010-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1324305C (zh) 光学编码器
CN1279347C (zh) X射线杂质检测装置及方法
CN1894606A (zh) 聚光元件及固体摄像器件
CN1229652C (zh) 成像光学装置
CN1834724A (zh) 扫描光学装置及使用这种装置的彩色成像设备
CN1828629A (zh) 用于光学读取附加到目标的信息的方法和设备
CN101047799A (zh) 成像装置照相机系统及其驱动方法
CN1242367C (zh) 硬币判断设备
CN1910492A (zh) 摄像机模块
CN1783950A (zh) 小型摄像组件
CN1766695A (zh) 使用衍射光学元件的光学系统
CN1637772A (zh) 用于光学读取贴在目标上的信息的方法和装置
CN1260501A (zh) 光传输和接收组件
CN1892397A (zh) 拍摄元件驱动装置及应用其的拍摄装置
CN1670557A (zh) 光功率监控装置、光功率监控方法、及光接收器件
CN1182414C (zh) 图像读取透镜以及使用该透镜的图像读取设备
CN1586008A (zh) 光探测装置、成像装置和测距图像捕捉装置
CN1213929A (zh) 图像读取装置
CN1759489A (zh) 双向光学模块及光传输装置
CN1750581A (zh) 成像光学系统以及使用它的图像读取装置
CN1396475A (zh) 光学扫描装置以及使用该装置的图像形成装置
CN1882029A (zh) 光照射装置,使用其的图像读取装置及图像形成装置
CN1882823A (zh) 光学式编码器
CN1503551A (zh) 图像传感器控制器、电子仪器以及图像传感器的控制方法
CN1439907A (zh) 多光束光扫描设备以及成像设备与彩色图像成像设备

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: 20070704

Termination date: 20140809

EXPY Termination of patent right or utility model