JP2002296075A - 光学式エンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォトダイオードからの出力信号をそれぞれ
組み合わせて検出信号や光量モニタ信号として用いるこ
とにより少ないフォトダイオードで多くの情報が得られ
る光学式エンコーダ得ること。 【解決手段】 光学格子が所定のピッチで形成されたス
ケールと、このスケールに光を照射する光源と、該スケ
ールからの光を複数の受光素子を含む光検出手段により
検出することにより該スケールと該光検出手段との相対
的な変倍情報を得る光学式エンコーダにおいて、該光検
出手段の複数の受光素子からの検出信号を重複して組み
合わせることにより所望の信号を得る信号処理手段を有
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定物体の移動
量や移動方向そして角度変化などの移動情報を検出する
光学式エンコーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】光電式エンコーダは基本的に、光を透過
する格子と透過しない格子を一定の周期で配列した第１
の光学格子が形成されたメインスケールと、これに対向
して同様の格子の第２の光学格子が形成されたインデッ
クススケールと、メインスケールに光を照射する光源
と、メインスケールの光学格子を透過又は反射し、更に
インデックススケールの光学格子を透過した光を受光す
る受光素子とを備えて構成される。この種の光学式エン
コーダにおいて、インデックススケールの光学格子を兼
ねて受光素子アレイを用いる方式が、既に種々と提案さ
れている。

【０００３】図１５は、従来のこの種の光学式エンコー
ダの要部概略図である。

【０００４】図１５は、インデックススケール１０に、
メインスケール１の光学格子３の光透過と光不透過の２
つのスケールのピッチに合わせて複数の受光素子１３を
直接基板１１上に形成するようにしたものである。即
ち、ｎ型半導体の基板１１上に酸化膜１２を形成した
後、光学格子３のピッチに合わせて酸化膜１２を選択的
に除去し、この酸化膜１２をマスクとしてｎ型半導体基
板１１にｐ型不純物を拡散することにより、ｐ型半導体
層１３を形成する。これにより、ｎ型半導体基板１１と
ｐ型半導体層１３との間のｐｎ接合でフォトダイオード
が形成される。そして、基板１１の全面に透明の集電層
１４を形成することにより、インデックススケール１０
が形成されている。

【０００５】同図では、メインスケール１の光学格子３
の開口部３ａ１，３ａ２・・・からの回折光が互いに干
渉し、インデックススケール１０上に明暗パターンを形
成する。そして、インデックススケール１０上に形成さ
れた明暗パターンをフォトダイオードで検出している。

【０００６】これによれば、光源５からの光はレンズ６
を通過後に１つの光学格子３を通過するのみであるか
ら、受光効率が向上し回折光によるノイズの影響が排除
されると共に、インデックススケール１０の光学格子が
受光素子を構成しているので、装置の小型化が図れると
いう特徴を有している。

【０００７】図１３に図１５に示す光学式エンコーダに
用いられているフォトダイオードアレイのパターン例と
フォトダイオード上に形成され、フォトダイオードで検
出される光の明暗パターンＰａとの関係を示す。図１３
ではフォトダイオードＡと、フォトダイオードＡと１８
０°位相がずれたフォトダイオードＡ′、そしてフォト
ダイオードＡ′と９０°位相をずらしてフォトダイオー
ドＢと、フォトダイオードＢと１８０°位相がずれたフ
ォトダイオードＢ′の順に配置されている。

【０００８】図１４は上記フォトダイオードアレイから
の信号を処理する信号処理回路である。５１〜５４はフ
ォトダイオードＡ，Ａ′，Ｂ，Ｂ′からの信号を増幅す
る増幅器である。５５はフォトダイオードＡとフォトダ
イオードＡ′の信号の大小を比較してデジタル信号Ａｏ
ｕｔを出力するコンパレータである。５６はフォトダイ
オードＢとフォトダイオードＢ′の信号の大小を比較し
てデジタル信号Ｂｏｕｔを出力するコンパレータであ
る。

【０００９】コンパレータ５５および５６からは互いに
９０°の位相差のあるデジタル（ＴＴＬ）信号Ａｏｕ
ｔ，Ｂｏｕｔが得られる。

【００１０】この信号によりメインスケール１とインデ
ックススケール１０との相対的な移動位置情報や、回転
情報が得られる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の光学式エンコー
ダでは、インデックススケールに、４つのフォトダイオ
ード（受光素子）Ａ，Ａ′，Ｂ，Ｂ′を配置する場合、
受光素子の配列領域は光の明暗パターンの１周期ＳＦの
最低で９／４周期分必要になる。ただ、フォトダイオー
ドの信頼性を考えた場合、同じ位相関係の最低２つのフ
ォトダイオードからの出力は必要である。そうすると受
光素子の配列領域は光の明暗パターンの１周期ＳＦの最
低で１９／４周期分の約５周期分のスペースが必要にな
る。

【００１２】しかしながら光の明暗パターンの５周期も
の領域に光源からの光束を照明すると照明光束の端側で
は光量が減少し、所定の光量が得られない場合がある。
この為、検出信号に誤差が生じてしまう。また、１ブロ
ックにつき４つのフォトダイオードＡ，Ａ′，Ｂ，Ｂ′
が必要なので、光量を得るために複数セット設けるとか
なりの数のフォトダイオードが必要になってしまう。

【００１３】また、光の明暗パターンの領域を狭めるた
め１周期を４分割するフォトダイオードの構成が考えら
れる。しかしこの構成だと１つの受光素子からの信号を
用いている為に、受光面積が小さい為に、入射光量が少
なく、Ｓ／Ｎ比の良い信号を得るのが難しくなってく
る。

【００１４】本発明は簡易な構成により、被測定物体の
移動情報を高精度に検出することができる光学式エンコ
ーダの提供を目的とする。

【００１５】この他、本発明は、フォトダイオードから
の出力信号を重複して組み合わせることにより所望の信
号が容易に得られる光学式エンコーダの提供を目的とす
る。

【００１６】この他、本発明は、フォトダイオードから
の出力信号をそれぞれ組み合わせて検出信号や光量モニ
タ信号として用いることにより少ないフォトダイオード
で多くの情報が得られる光学式エンコーダの提供を目的
とする。

【００１７】この他、本発明は複数の受光素子とそれか
ら得られる信号を適切に処理することにより、９０度位
相のずれた信号を得て被測定物体の移動情報を高精度に
検出することができる光学式エンコーダの提供を目的と
する。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光学式
エンコーダは、光学格子が所定のピッチで形成されたス
ケールと、このスケールに光を照射する光源と、該スケ
ールからの光を複数の受光素子を含む光検出手段により
検出することにより該スケールと該光検出手段との相対
的な変位情報を得る光学式エンコーダにおいて、該光検
出手段の複数の受光素子からの検出信号を重複して組み
合わせることにより所望の信号を得る信号処理手段を有
していることを特徴としている。

【００１９】請求項２の発明は請求項１の発明において
前記光検出手段の複数の受光素子は光の明暗パターンの
位相が異なる複数の位置にあり、該複数の受光素子から
の信号を組み合わせて所定の位置関係の信号を得ている
ことを特徴としている。

【００２０】請求項３の発明は請求項１の発明において
前記光検出手段の複数の受光素子は光の明暗パターンの
位相が異なる複数の位置にあり、該複数の受光素子のう
ち位相が（１８０度＋３６０度×ｎ），（ｎは０又は整
数）異なる２つの位置にある受光素子からの信号より光
量モニタ信号を得、それに基づいて光源の発光量を制御
する制御手段を有していることを特徴としている。

【００２１】請求項４の発明は請求項１の発明において
前記光検出手段の複数の受光素子からの信号を取り込ん
で、演算回路により演算処理することにより所望の信号
を得る演算処理回路を有していることを特徴としてい
る。

【００２２】請求項５の発明は請求項１の発明において
前記光検出手段の複数の受光素子からのそれぞれの出力
信号をＡ／Ｄ変換して検出し、デジタル信号処理回路に
て、演算処理することにより所望の信号を得ることを特
徴としている。

【００２３】請求項６の発明は請求項１の発明において
前記光検出手段の複数の受光素子からの出力信号のうち
から任意の出力信号を選択する選択回路と該選択回路に
よって、選択した複数の信号の組み合わせにより必要と
する検出信号を得る演算回路を有していることを特徴と
している。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の光電
式エンコーダの要部断面図である。

【００２５】同図において１はメインスケール（第１ス
ケール）であり、光透過部３ａ（３ａ１，３ａ２・・
・）と光遮光部３ｂを相対的変位方向（矢印方向）に沿
って、一定のピッチで配列した光学格子３が形成されて
いる。

【００２６】２は光検出手段（第２スケール）であり、
光学格子３のピッチの変位方向（矢印方向）に関して、
１周期（ＳＦ）の中に（１／４）×ｎ（ｎは１以上で４
の倍数を除く整数）の幅ＷＳを持つ、複数の受光素子
（フォトダイオード）Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが配列されてい
る。

【００２７】本実施形態では、１周期の中に４つの受光
素子（フォトダイオード）が配列されている。

【００２８】受光素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで１つの受光素子
群（フォトダイオードアレイ）を構成している。

【００２９】５は光源である。６はレンズ系であり、光
源５からの光束を平行光として、メインスケール１に導
光している。

【００３０】メインスケール１の光透過部３ａ１，３ａ
２・・・からの回折光が互いに干渉して光検出手段２の
受光素子面上に明暗パターンＰａを形成する。

【００３１】メインスケール１に対して、光検出手段２
が矢印の方向に相対的に移動すると、光源５からの光束
でレンズ６を通過した光束は、メインスケール１に入射
し、光学格子３の光透過部３ａで回折し、干渉した明暗
パターンＰａが受光素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに入射する。

【００３２】受光素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからは、メインス
ケール１と光検出手段２の相対移動に基づく信号が検出
される。

【００３３】このときの受光素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからの
出力信号を用いることによってメインスケール１と光検
出手段２との相対的な移動情報を検出している。

【００３４】次に本実施形態の受光素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
で得られる信号の処理方法について説明する。

【００３５】本実施形態の光学式エンコーダは光学格子
が形成されたメインスケールとフォトダイオードアレイ
が設けられた光検出手段（インデックススケ―ル）とが
相対的に一方向に変移したとき受光素子（フォトダイオ
ード）で光の明暗パターンに対応した信号が得られ、こ
の信号を得て双方の相対的な変移情報を得ている。

【００３６】図２は光学式エンコーダに用いられている
フォトダイオード（受光素子）のパターン例と該フォト
ダイオードによって検出される光の明暗パターンとの関
係を示す実施形態１の説明図である。図２では明暗パタ
ーンＰａの１周期ＳＦの略１／４の幅ＷＳの４つのフォ
トダイオードがＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが順に９０°の位相をず
らした状態で配置されている。

【００３７】図３は図２のフォトダイオードアレイＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄからの信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を処理す
る信号処理回路の説明図である。

【００３８】５１〜５４はフォトダイオードアレイＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄからの信号Ｓ１〜Ｓ４を増幅し、信号Ｓ５〜
Ｓ８として出力する増幅器である。

【００３９】５５および５６は信号Ｓ５と信号Ｓ６、信
号Ｓ７と信号Ｓ８の信号の大小を比較してデジタル信号
Ａｏｕｔ，Ｂｏｕｔを出力するコンパレータである。

【００４０】６０は信号Ｓ１と信号Ｓ３の信号を合成す
る加算器である。コンパレータ５５，５６と加算器６０
は演算回路１１２の一部を構成している。

【００４１】図４は光の明暗パターンＰａがフォトダイ
オードアレイＰＤの左側から右側へ移動しているときの
図３の回路の各部における信号波形の説明図である。

【００４２】図４において、光の明暗パターンＰａの１
周期の略１／４の幅ＷＳのフォトダイオードＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄが９０°位相をずらした状態で明暗パターンの進
行方向に配置されているので光の明暗パターンＰａがフ
ォトダイオードアレイＰＤの左側から右側へ移動してい
るとフォトダイオードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄからはそれぞれ９
０°位相がずれた出力信号、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が
得られる。

【００４３】ここで出力信号Ｓ１と出力信号Ｓ２をたし
合せると振幅

【００４４】

【数１】

【００４５】倍の信号Ｓ５（Ｓ５＝Ｓ１＋Ｓ２）が得ら
れる。同様に出力信号Ｓ３と出力信号Ｓ４をたし合せる
と振幅

【００４６】

【数２】

【００４７】倍の信号Ｓ６（Ｓ６＝Ｓ３＋Ｓ４）が得ら
れる。ここで信号Ｓ５と信号Ｓ６は位相が１８０°ずれ
ている。

【００４８】この信号Ｓ５，Ｓ６をコンパレータ５５の
＋入力と−入力に加えることによりデジタル（ＴＴＬ）
信号Ａｏｕｔが得られる。

【００４９】次に同様に信号Ｓ２と信号Ｓ３をたし合わ
せて信号Ｓ７（Ｓ７＝Ｓ２＋Ｓ３）を得、信号Ｓ１と信
号Ｓ４をたし合わせた信号Ｓ８（Ｓ８＝Ｓ１＋Ｓ４）を
得ている。そして同様に信号Ｓ７と信号Ｓ８をコンパレ
ータ５６に加えるとコンパレータ５５からの出力とは９
０°位相の異なるデジタル信号Ｂｏｕｔが得られる。

【００５０】また信号Ｓ１と信号Ｓ３は光の明暗パター
ンの関係では１８０°位相がずれているため信号Ｓ１と
信号Ｓ３をたし合わせた信号Ｓ９（Ｓ９＝Ｓ１＋Ｓ３）
はそのときの光量に相当する信号Ｍｏｎが得られる。

【００５１】このようにしてメインスケールとインデッ
クススケールの双方の相対的な移動情報を得るための信
号Ａｏｕｔ，Ｂｏｕｔおよび光量モニタ信号Ｍｏｎが演
算回路１２より得られる。

【００５２】当然ながら光の明暗パターンがフォトダイ
オードアレイの右側から左側へ移動するとＡｏｕｔ，Ｂ
ｏｕｔの位相関係は逆になる。また光量モニタ信号Ｍｏ
ｎの情報より光量の大小がわかるので光源にその情報を
フィードバックすることで光源の光量を安定させること
も可能となる。

【００５３】本実施形態では光量モニタ信号として信号
Ｓ１と信号Ｓ３をたし合わせた信号を用いたが、信号Ｓ
１〜Ｓ４をたし合わせた信号を用いても同様な効果が得
られる。

【００５４】（実施形態２）次に本発明の実施形態２に
ついて説明する。

【００５５】図５は実施形態２のフォトダイオードアレ
イからの信号を処理する信号処理回路の説明図である。

【００５６】実施形態１と同じ増幅回路の部分には同じ
符号が付けられている。

【００５７】図５ではフォトダイオードアレイＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄからのそれぞれの出力Ｓ１〜Ｓ４を保持するサン
プルホールドＳＨ１〜ＳＨ４，Ａ／Ｄ変換器６２および
Ａ／Ｄ変換器６２に入力する信号を選択する選択回路６
１、そしてＡＤ変換器６２でＡ／Ｄ変換したデータを演
算処理する演算処理回路（例えばマイクロコンピュー
タ）６３が設けられている。

【００５８】演算処理回路６３にはフォトダイオードア
レイＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄからの信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４
をそれぞれデジタル変換した値が得られ、その値を例え
ば実施形態１のように各信号の加算、即ち Ｓ１＋Ｓ２，Ｓ３＋Ｓ４，Ｓ２＋Ｓ３，Ｓ１＋Ｓ４ などの演算をした後に信号Ｓ１＋Ｓ２と信号Ｓ３＋Ｓ
４、信号Ｓ２＋Ｓ３と信号Ｓ１＋Ｓ４の大小の比較をし
てエンコーダ信号を得たり、信号Ｓ１＋Ｓ３の演算によ
り光量に相当する信号を得る。

【００５９】このような演算処理をデジタル信号で行う
回路構成にすることによりノイズなどの影響を受けない
回路構成にすることが可能である。また、演算処理をマ
イクロコンピュータなどのデジタルの演算処理回路で行
えるので光量モニタ信号を信号Ｓ１＋Ｓ３で検出したり
信号Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４で検出することもソフトで
簡単に変更可能である。

【００６０】（実施形態３）次に本発明の実施形態３に
ついて説明する。

【００６１】図６は実施形態３のフォトダイオードアレ
イＰ１〜Ｐ１２のパターンとフォトダイオードアレイ上
で検出される光の明暗パターンＰａとの関係を示す説明
図である。

【００６２】図７は実施形態３のときの信号処理回路の
概略ブロック図である。図８は本実施形態の光学系（不
図示）でスケール（メインスケール）と光源などの位置
関係が良好なときのフォトダイオードアレイ上での光量
Ｍ１とメインスケールと光源などの位置関係が適切でな
いときのフォトダイオードアレイ上での光量Ｍ２との関
係を示す。

【００６３】図７の信号処理回路では出力信号Ａｏｕ
ｔ，Ｂｏｕｔ以外にフォトダイオードアレイ群Ｐ１〜Ｐ
１２を左右と真中の光量検出をする Ｘ１＿ｏｕｔ＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４ ，Ｘ２＿ｏｕ
ｔ＝Ｐ５＋Ｐ６＋Ｐ７＋Ｐ８ ，Ｘ３＿ｏｕｔ＝Ｐ９＋
Ｐ１０＋Ｐ１１＋Ｐ１２ の演算を行った３群の信号を検出している。

【００６４】図６および図８からわかるように本実施形
態に用いる光学系では光源やスケールの位置関係の良し
悪しによりフォトダイオードアレイ上の中心部と端部で
の光量（強度）が異なっており、良い場合は光量が大き
く又、中心部と端部での光量差が大きい、逆に悪い場合
は光量が小さく又、中心部と端部での光量差も少ない。

【００６５】よって、信号Ｘ１＿ｏｕｔ ，Ｘ２＿ｏｕ
ｔ ，Ｘ３＿ｏｕｔを検出することで光源やスケールの
位置関係の良し悪しがわかり調整することが可能にな
る。

【００６６】（実施形態４）次に本発明の実施形態４に
ついて説明する。

【００６７】図９は実施形態４の光学系で用いるスケー
ル（メインスケール）８１の略構成図を示す。図９のス
ケール８１は原点（Ｚ相）検出を可能とするためのもの
でありスリットの１つが閉口部８２となっている。８３
はスリットの開口部である。

【００６８】図１０は図９のスケールの閉口部８２がフ
ォトダイオードアレイを通過した時間ｔ１〜ｔ３におけ
るフォトダイオードアレイ上の光量を示す説明図であ
る。

【００６９】図１１は図９のスケールの閉口部８２がフ
ォトダイオードアレイを通過したときのＸ２＿ｏｕｔ−
Ｘ１＿ｏｕｔ ，Ｘ３＿ｏｕｔ−Ｘ２＿ｏｕｔの演算結
果を示している。

【００７０】図１０、図１１からもわかるようにスケー
ル８１の閉口部８２がフォトダイオードアレイを通過し
た時Ｘ２＿ｏｕｔ−Ｘ１＿ｏｕｔ ，Ｘ３＿ｏｕｔ−Ｘ
２＿ｏｕｔの演算結果はゼロクロスする信号が得られ
る。よってこのゼロクロスするポイントを検出すること
により原点（Ｚ相）検出を可能にできる。

【００７１】当然ながらスリットの１つが閉口部となっ
ていても残りの２つは通常の信号が得られるのでＡｏｕ
ｔ，Ｂｏｕｔ信号も検出することが可能である。

【００７２】（実施形態５）次に本発明の実施形態５に
ついて説明する。

【００７３】図１２は実施形態５のフォトダイオードア
レイのパターン例と検出される光の明暗パターンとの関
係を示す説明図である。

【００７４】図１２（Ａ）は検出される光の明暗パター
ンが実施形態１に対し１．５倍になったもの。

【００７５】図１２（Ｂ）は検出される光の明暗パター
ンが実施形態１に対し２倍になったものである。

【００７６】図１２（Ａ）において図３の信号Ｓ５〜Ｓ
８に相当する信号を信号Ｓ５´〜Ｓ８´としている。

【００７７】例えば信号Ｓ５´はフォトダイオードアレ
イＰ１，Ｐ２，Ｐ３およびＰ７，Ｐ８，Ｐ９をたし合わ
せた信号である。

【００７８】同様に信号Ｓ６´＝Ｐ４＋Ｐ５＋Ｐ６＋Ｐ
１０＋Ｐ１１＋Ｐ１２ ，信号Ｓ７´＝Ｐ３＋Ｐ４＋Ｐ
９＋Ｐ１０ ，信号Ｓ８´＝Ｐ６＋Ｐ７＋Ｐ１２＋Ｐ１ となる。

【００７９】信号Ｓ５´と信号Ｓ６´は６つのアレイの
和であるのに対し、信号Ｓ７´と信号Ｓ８´は４つのア
レイの和であるので振幅の差はあるが信号Ｓ５´と信号
Ｓ６´、信号Ｓ７´と信号Ｓ８´のそれぞれを比較して
エンコーダ信号を出力するので問題は無い。

【００８０】このようにフォトダイオードアレイＰ１〜
Ｐ１２の組み合わせ方を変えることにより光の明暗パタ
ーンが実施形態１に対し１．５倍になったものでもエン
コーダ信号を得ることが可能である。

【００８１】図１２（Ｂ）の検出される光の明暗パター
ンが実施形態１に対し２倍になったものにおいても同様
に考え、図３の信号Ｓ５〜Ｓ８に相当する信号を信号Ｓ
５´´〜Ｓ８´´とすると 信号Ｓ５´´＝Ｐ１＋Ｐ２ 信号Ｓ６´´＝Ｐ５＋Ｐ６ 信号Ｓ７´´＝Ｐ３＋Ｐ４ 信号Ｓ８´´＝Ｐ７＋Ｐ８ となりこれらを演算処理することによりエンコーダ信号
が得られる。

【００８２】このように同じフォトダイオードアレイＰ
１〜Ｐ１２を用いて選択するフォトダイオードの組み合
わせ方を変えることにより検出される光の明暗パターン
の周期が異なるものでも検出可能である。

【００８３】これによりスケールピッチの異なるスケー
ルに対応することや、粗いピッチと細かいピッチが混在
するスケールなどにも対応することが可能である。

【００８４】

【発明の効果】本発明によれば簡易な構成により、被測
定物体の移動情報を高精度に検出することができる光学
式エンコーダを達成することができる。

【００８５】この他本発明によればフォトダイオードか
らの出力信号を重複して組み合わせることにより所望の
信号が容易に得られる光学式エンコーダを達成すること
ができる。

【００８６】この他本発明によればフォトダイオードか
らの出力信号をそれぞれ組み合わせて検出信号や光量モ
ニタ信号として用いることにより少ないフォトダイオー
ドで多くの情報が得られる光学式エンコーダを達成する
ことができる。

【００８７】この他本発明によれば複数の受光素子とそ
れから得られる信号を適切に処理することにより、９０
度位相のずれた信号を得て被測定物体の移動情報を高精
度に検出することができる光学式エンコーダを達成する
ことができる。

【００８８】この他、本発明によれば、フォトダイオー
ドアレイの検出信号を重複して組み合わせることによ
り、効率が良く様々スケールピッチや光量モニタ更には
原点信号などに対応できる受光センサを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光学式エンコーダの要部概略図。

【図２】 本発明の第１の実施例のフォトダイオードア
レイのパターン例と検出される光の明暗パターンとの関
係。

【図３】 図２のフォトダイオードアレイからの信号を
処理する信号処理回路。

【図４】 図３の信号処理回路の各部の信号波形。

【図５】 本発明の第２の実施例のフォトダイオードア
レイからの信号を処理する信号処理回路。

【図６】 本発明の第３の実施例のときのフォトダイオ
ードアレイのパターンとフォトダイオードアレイ上で検
出される光の明暗パターンとの関係。

【図７】 本発明の第３の実施例のときの信号処理回路
の概略ブロック図。

【図８】 本発明の第３の実施例のときのフォトダイオ
ードアレイ上での光量分布。

【図９】 本発明の第４の実施例に用いるスケールの概
略図。

【図１０】 本発明の第４の実施例のときのある時間に
おけるフォトダイオードアレイ上での光量分布。

【図１１】 本発明の第４の実施例のときの演算回路の
処理結果。

【図１２】 本発明の第５の実施例のフォトダイオード
アレイのパターン例と検出される光の明暗パターンとの
関係。

【図１３】 従来のフォトダイオードアレイのパターン
例と検出される光の明暗パターンとの関係。

【図１４】 従来例のフォトダイオードアレイからの信
号を処理する信号処理回路。

【図１５】 従来の光学式エンコーダの構成の一例であ
る。

【符号の説明】

１：メインスケール ３：光学格子 ５：光源 ６：レンズ １０：インデックススケール １１：基板 １２：酸化膜 １３：ｐ型半導体層 １４：集電層 ５１〜５４：増幅器 ５５，５６：コンパレータ ６０：増幅器 ６１：選択回路 ６２：Ａ／Ｄ変換器 ６３：演算処理回路（マイクロコンピュータ） Ｓ１〜Ｓ４，Ｐ１〜Ｐ１２：フォトダイオード Ｒ１〜Ｒ６６：抵抗 ＳＨ１〜ＳＨ４：サンプルホールド

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F103 BA31 CA02 DA01 DA12 EA02 EA15 EB01 EB12 EB16 EB33 EC03 ED03 ED06 FA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学格子が所定のピッチで形成されたス
   ケールと、このスケールに光を照射する光源と、該スケ
   ールからの光を複数の受光素子を含む光検出手段により
   検出することにより該スケールと該光検出手段との相対
   的な変位情報を得る光学式エンコーダにおいて、該光検
   出手段の複数の受光素子からの検出信号を重複して組み
   合わせることにより所望の信号を得る信号処理手段を有
   していることを特徴とする光学式エンコーダ。
2. 【請求項２】 前記光検出手段の複数の受光素子は光の
   明暗パターンの位相が異なる複数の位置にあり、該複数
   の受光素子からの信号を組み合わせて所定の位置関係の
   信号を得ていることを特徴とする請求項１記載の光学式
   エンコーダ。
3. 【請求項３】 前記光検出手段の複数の受光素子は光の
   明暗パターンの位相が異なる複数の位置にあり、該複数
   の受光素子のうち位相が（１８０度＋３６０度×ｎ），
   （ｎは０又は整数）異なる２つの位置にある受光素子か
   らの信号より光量モニタ信号を得、それに基づいて光源
   の発光量を制御する制御手段を有していることを特徴と
   する請求項１記載の光学式エンコーダ。
4. 【請求項４】 前記光検出手段の複数の受光素子からの
   信号を取り込んで、演算回路にて演算処理することによ
   り所望の信号を得る演算処理回路を有していることを特
   徴とする請求項１記載の光学式エンコーダ。
5. 【請求項５】 前記光検出手段の複数の受光素子からの
   それぞれの出力信号をＡ／Ｄ変換して検出し、デジタル
   信号処理回路にて、演算処理することにより所望の信号
   を得ることを特徴とする請求項１記載の光学式エンコー
   ダ。
6. 【請求項６】 前記光検出手段の複数の受光素子からの
   出力信号のうちから任意の出力信号を選択する選択回路
   と該選択回路によって、選択した複数の信号の組み合わ
   せにより必要とする検出信号を得る演算回路を有してい
   ることを特徴とする請求項１記載の光学式エンコーダ。