JP2003240607A - エンコーダの電気分割回路 - Google Patents
エンコーダの電気分割回路Info
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- 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
- G01D5/366—Particular pulse shapes
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気分割回路の誤差要因であるコンパレータ
のヒステリシスを減らせるようにする。ノイズなどの外
乱に影響されにくくする。 【解決手段】 電気分割回路を構成するコンパレータの
基準電圧側に検出信号と逆相の信号を抵抗アレイにより
作り出し入力する。
のヒステリシスを減らせるようにする。ノイズなどの外
乱に影響されにくくする。 【解決手段】 電気分割回路を構成するコンパレータの
基準電圧側に検出信号と逆相の信号を抵抗アレイにより
作り出し入力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、変位測定や角度
測定に用いられるエンコーダの電気分割回路に関する。
測定に用いられるエンコーダの電気分割回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】光電式エンコーダは基本的に、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
配置されて第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。この種の光電式エンコーダに
おいて、インデックススケールを兼ねて受光素子アレイ
を用いる方式は、既に提案されており図１０にその例を
示す。
学格子が形成されたメインスケールと、これに対向して
配置されて第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。この種の光電式エンコーダに
おいて、インデックススケールを兼ねて受光素子アレイ
を用いる方式は、既に提案されており図１０にその例を
示す。
【０００３】図１０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のピッチに合わせて複数
の受光素子を直接形成するようにしたものである。即
ち、ｎ型半導体基板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１
１にｐ型不純物を拡散することにより、ｐ型半導体層１
３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。
メインスケール１の光学格子３のピッチに合わせて複数
の受光素子を直接形成するようにしたものである。即
ち、ｎ型半導体基板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１
１にｐ型不純物を拡散することにより、ｐ型半導体層１
３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。
【０００４】これによれば、光源５からの光は１つの光
学格子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それ自体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ものである。
学格子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それ自体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ものである。
【０００５】図７に上記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検出される光の明
暗パターンとの関係を示す。図７では光の明暗パターン
に対しフォトダイオード群Ａ、Ｂは０°、９０°と位相
がずれた位置関係で配置され、不図示のＩ−Ｖ変換回路
に入力される。
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。図７では光の明暗パターン
に対しフォトダイオード群Ａ、Ｂは０°、９０°と位相
がずれた位置関係で配置され、不図示のＩ−Ｖ変換回路
に入力される。
【０００６】このような構成により発生した光電流は光
の明暗パターンがフォトダイオード群上を横切るとＩ−
Ｖ変換回路で電圧変換され０°、９０°と位相がずれた
アナログサイン電圧信号が得られる。
の明暗パターンがフォトダイオード群上を横切るとＩ−
Ｖ変換回路で電圧変換され０°、９０°と位相がずれた
アナログサイン電圧信号が得られる。
【０００７】図８に、１次信号のピツチを１６分割する
ことができる従来の抵抗分割回路の例を示す。
ことができる従来の抵抗分割回路の例を示す。
【０００８】図において、２０Ａは、Ａ ｓｉｎθ信号
のバツフアアンプ、２０Ｂは、Ａｃｏｓθ信号のバツフ
アアンプ２２は、バツフアアンプ２０Ａの出力を反転し
た信号−Ａ ｓｉｎθを抵抗アレイ１６の節点に印加す
るための反転アンプ、２４Ａ〜２４Ｈは、抵抗アレイ１
６の各節点に対応してそれぞれ設けられた計８個のコン
パレータ、２６は、各コンパレータに比較用の参照電圧
Ｖｒを供給するための参照電圧設定器、２８Ａ〜２８Ｆ
は、前記コンパレータ２４Ａ〜２４Ｈの出力を合成する
ための排他的ＯＲゲート３０は、方向弁別回路、３２
は、発振器である。
のバツフアアンプ、２０Ｂは、Ａｃｏｓθ信号のバツフ
アアンプ２２は、バツフアアンプ２０Ａの出力を反転し
た信号−Ａ ｓｉｎθを抵抗アレイ１６の節点に印加す
るための反転アンプ、２４Ａ〜２４Ｈは、抵抗アレイ１
６の各節点に対応してそれぞれ設けられた計８個のコン
パレータ、２６は、各コンパレータに比較用の参照電圧
Ｖｒを供給するための参照電圧設定器、２８Ａ〜２８Ｆ
は、前記コンパレータ２４Ａ〜２４Ｈの出力を合成する
ための排他的ＯＲゲート３０は、方向弁別回路、３２
は、発振器である。
【０００９】この分割回路１５においては、抵抗Ｒ１、
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の値が、それぞれ１：０．７０７：
０．７０７：１の比率に設定されており、１８０゜を８
分割しているので、３６０゜では１６分解がなされる。
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の値が、それぞれ１：０．７０７：
０．７０７：１の比率に設定されており、１８０゜を８
分割しているので、３６０゜では１６分解がなされる。
【００１０】なお、この抵抗分割回路は、スイス国特許
第４０７５６９号明細書に詳細に開示されているので詳
細な説明は省略する。
第４０７５６９号明細書に詳細に開示されているので詳
細な説明は省略する。
【００１１】このように受光素子群に得られた光の明暗
パターンはＩ−Ｖ変換増幅器および電気分割回路を介し
て，光学的に得られる分解能よりも高い分解能のパルス
信号が得られ，精度の高い位置，回転情報が得られる。
パターンはＩ−Ｖ変換増幅器および電気分割回路を介し
て，光学的に得られる分解能よりも高い分解能のパルス
信号が得られ，精度の高い位置，回転情報が得られる。
【００１２】図９は上記図８の抵抗分割回路のコンパレ
ータ２４Ａの入力信号と出力信号の関係を示す。
ータ２４Ａの入力信号と出力信号の関係を示す。
【００１３】Ｖａはコンパレータ２４Ａの−入力信号、
Ｖｒはコンパレータ２４Ａの＋入力信号 但しここでは
０Ｖとしている。
Ｖｒはコンパレータ２４Ａの＋入力信号 但しここでは
０Ｖとしている。
【００１４】通常これらのコンパレータはノイズによる
チャタリング対策としてヒステリシスを持つようにして
いる。
チャタリング対策としてヒステリシスを持つようにして
いる。
【００１５】そのため出力信号はゼロクロスでは切り替
わらずある電圧（図９では振幅１Ｖに対して０．１Ｖ）
ヒステリシスを持つようになっている。エンコーダの回
転方向が一定であればヒステリシスによるズレ分は一様
であるので問題無いように見えるが、図８の抵抗分割回
路ではコンパレータ２４Ａの入力電圧に対しコンパレー
タ２４Ｃの入力電圧は１／√２となっており同じヒステ
リシス電圧にするとズレ分が異なってしまう。また、回
転方向が変わると図９のように理想的なゼロクロスのポ
イントでは切り替わらずＶａがある電圧で切り替わる。
ここでコンパレータはヒステリシスを持っているためパ
ルスが切り替わる位置はヒステリシス分ズレてしまって
いる。
わらずある電圧（図９では振幅１Ｖに対して０．１Ｖ）
ヒステリシスを持つようになっている。エンコーダの回
転方向が一定であればヒステリシスによるズレ分は一様
であるので問題無いように見えるが、図８の抵抗分割回
路ではコンパレータ２４Ａの入力電圧に対しコンパレー
タ２４Ｃの入力電圧は１／√２となっており同じヒステ
リシス電圧にするとズレ分が異なってしまう。また、回
転方向が変わると図９のように理想的なゼロクロスのポ
イントでは切り替わらずＶａがある電圧で切り替わる。
ここでコンパレータはヒステリシスを持っているためパ
ルスが切り替わる位置はヒステリシス分ズレてしまって
いる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】従来例で示したような
エンコーダヘッドからのアナログ出力信号を抵抗分割法
により電気分割するときに電気分割回路の入力側の信号
ノイズの影響を受けないように信号レベルを検出するコ
ンパレータにヒステリシスを持たせてチャタリングなど
の発生を押さえている。
エンコーダヘッドからのアナログ出力信号を抵抗分割法
により電気分割するときに電気分割回路の入力側の信号
ノイズの影響を受けないように信号レベルを検出するコ
ンパレータにヒステリシスを持たせてチャタリングなど
の発生を押さえている。
【００１７】しかしながらコンパレータにヒステリシス
を持たせると実際のゼロクロスの位置と異なる位置でパ
ルスが切り替わってしまうため正しい位置が検出できて
いないという問題がある。また、図９のように方向反転
したときのパルスの切り替わりポイントがヒステリシス
の影響で大きく変わり、停止寸前などの方向反転を繰り
返す位置では大きな誤差となってしまうという問題があ
る。
を持たせると実際のゼロクロスの位置と異なる位置でパ
ルスが切り替わってしまうため正しい位置が検出できて
いないという問題がある。また、図９のように方向反転
したときのパルスの切り替わりポイントがヒステリシス
の影響で大きく変わり、停止寸前などの方向反転を繰り
返す位置では大きな誤差となってしまうという問題があ
る。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本提案は前記問題を解決
するために、電気分割回路を構成するコンパレータの基
準電圧側に検出信号と逆相の信号を入力することで従来
のヒステリシスの持つ振幅によりヒステリシスの影響が
異なる、回転方向反転時に誤差が発生するという問題を
解決したことを特徴とする光学式エンコーダを提供する
ものである。
するために、電気分割回路を構成するコンパレータの基
準電圧側に検出信号と逆相の信号を入力することで従来
のヒステリシスの持つ振幅によりヒステリシスの影響が
異なる、回転方向反転時に誤差が発生するという問題を
解決したことを特徴とする光学式エンコーダを提供する
ものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】（第１の実施例）図１に本実施例
で用いる電気分割回路の略構成図を示す。従来は比較用
コンパレータの片側の入力にある基準電圧を入力してい
たが、図１では抵抗アレイ４１によって作られたもう一
方の入力信号と逆相の信号が入力されるような構成にな
っている。図２に例えば図１のコンパレータ４２Ａの入
力と出力の関係を従来の信号出力と比較した形で示す。
図２（ｂ）からわかるように反転動作後のパスルの切り
替わるポイントが大きく変わっていることがわかる。具
体的に言うと反転前のパルス切り替わりポイントは４２
Ａ−入力が＋０．０５のところであったのに対し反転後
は４２Ａ−入力が−０．０５のところである。図２にお
いてはこのズレはサイン波の一周期の３％程度となる。
で用いる電気分割回路の略構成図を示す。従来は比較用
コンパレータの片側の入力にある基準電圧を入力してい
たが、図１では抵抗アレイ４１によって作られたもう一
方の入力信号と逆相の信号が入力されるような構成にな
っている。図２に例えば図１のコンパレータ４２Ａの入
力と出力の関係を従来の信号出力と比較した形で示す。
図２（ｂ）からわかるように反転動作後のパスルの切り
替わるポイントが大きく変わっていることがわかる。具
体的に言うと反転前のパルス切り替わりポイントは４２
Ａ−入力が＋０．０５のところであったのに対し反転後
は４２Ａ−入力が−０．０５のところである。図２にお
いてはこのズレはサイン波の一周期の３％程度となる。
【００２０】図１の回路構成だとサイン波一周期を１６
分割しているので、１６分割されたパルスに換算すると
３×１６で４８％のズレ量すなわち１パルスのほぼ半分
に相当するズレとなる。
分割しているので、１６分割されたパルスに換算すると
３×１６で４８％のズレ量すなわち１パルスのほぼ半分
に相当するズレとなる。
【００２１】本実施例では従来４２Ａ＋入力が基準電圧
を入力していたのに対し、４２Ａ−入力信号と逆相の信
号を抵抗アレイ４１から作り出し４２Ａ＋入力に入力し
ている。図２（ｂ）からわかるように４２Ａ−入力信号
にノイズのような外乱信号が入った場合チャタリングが
発生してしまう。本実施例では差動でパルスの切り替え
を行なっているため上記外乱信号の影響を受けづらくな
る。ヒステリシスも従来より小さくできるので反転時の
位置ズレも小さくすることが可能である。
を入力していたのに対し、４２Ａ−入力信号と逆相の信
号を抵抗アレイ４１から作り出し４２Ａ＋入力に入力し
ている。図２（ｂ）からわかるように４２Ａ−入力信号
にノイズのような外乱信号が入った場合チャタリングが
発生してしまう。本実施例では差動でパルスの切り替え
を行なっているため上記外乱信号の影響を受けづらくな
る。ヒステリシスも従来より小さくできるので反転時の
位置ズレも小さくすることが可能である。
【００２２】また、入力信号にＤＣオフセットが重畳さ
れていた場合も本実施例は差動で比較するためＤＣオフ
セットを除去するようなことが不要となる。
れていた場合も本実施例は差動で比較するためＤＣオフ
セットを除去するようなことが不要となる。
【００２３】発光部の光量が変動した場合入力信号の振
幅が変動する。このような場合も従来はコンパレータの
ヒステリシスの影響が大きかったので誤差が生じていた
が、本実施例ではヒステリシスが小さいためその影響も
少なくなる。
幅が変動する。このような場合も従来はコンパレータの
ヒステリシスの影響が大きかったので誤差が生じていた
が、本実施例ではヒステリシスが小さいためその影響も
少なくなる。
【００２４】（第２の実施例）図３は第２の実施例を構
成するフォトダイオードアレイの配置図の一例である。
成するフォトダイオードアレイの配置図の一例である。
【００２５】図３ではフォトダイオードの幅を明暗の１
周期の１／４にし、それぞれが０°、９０°、１８０
°、２７０°の関係になるように配置されている。その
１周期分の４つのフォトダイオードをＳ１、Ｓ２、Ｓ
３、Ｓ４としたものを１セグメントとしている。図３に
おいては３セグメントが配置されていることがわかる。
周期の１／４にし、それぞれが０°、９０°、１８０
°、２７０°の関係になるように配置されている。その
１周期分の４つのフォトダイオードをＳ１、Ｓ２、Ｓ
３、Ｓ４としたものを１セグメントとしている。図３に
おいては３セグメントが配置されていることがわかる。
【００２６】このフォトダイオードアレイに１セグメン
トを１周期とする光の明暗が移動することによりＳ１〜
Ｓ４に０°、９０°、１８０°、２７０°の関係になる
信号が発生する。
トを１周期とする光の明暗が移動することによりＳ１〜
Ｓ４に０°、９０°、１８０°、２７０°の関係になる
信号が発生する。
【００２７】図４は第２の実施例における回路構成図で
ある。４３Ａ〜４３ＤはフォトダイオードアレイＳ１〜
Ｓ４に発生した電流を電圧に変換するＩ−Ｖ変換回路で
ある。４４Ａ〜４４Ｄは４３Ａ〜４３ＤでＩ−Ｖ変換し
た信号を演算処理する差動増幅器である。
ある。４３Ａ〜４３ＤはフォトダイオードアレイＳ１〜
Ｓ４に発生した電流を電圧に変換するＩ−Ｖ変換回路で
ある。４４Ａ〜４４Ｄは４３Ａ〜４３ＤでＩ−Ｖ変換し
た信号を演算処理する差動増幅器である。
【００２８】４４Ａの差動増幅器は４３Ｃ出力〜４３Ａ
出力の演算結果にある一定電圧Ｖｒｅｆ２を加えて出力
信号Ａとしている。
出力の演算結果にある一定電圧Ｖｒｅｆ２を加えて出力
信号Ａとしている。
【００２９】４４Ｂの差動増幅器は４３Ｄ出力〜４３Ｂ
出力の演算結果にある一定電圧Ｖｒｅｆ２を加えて出力
信号Ｂとしている。
出力の演算結果にある一定電圧Ｖｒｅｆ２を加えて出力
信号Ｂとしている。
【００３０】４４Ｃの差動増幅器は４３Ａ出力〜４３Ｃ
出力の演算結果にある一定電圧Ｖｒｅｆ２を加えて出力
信号Ｃとしている。
出力の演算結果にある一定電圧Ｖｒｅｆ２を加えて出力
信号Ｃとしている。
【００３１】４４Ｄの差動増幅器は４３Ｂ出力〜４３Ｄ
出力の演算結果にある一定電圧Ｖｒｅｆ２を加えて出力
信号Ｄとしている。
出力の演算結果にある一定電圧Ｖｒｅｆ２を加えて出力
信号Ｄとしている。
【００３２】これらの４つの信号Ａ〜Ｄからは０°、９
０°、１８０°、２７０°の位相関係の信号が得られ
る。
０°、１８０°、２７０°の位相関係の信号が得られ
る。
【００３３】実施例１では１８０°、２７０°の信号は
Ａ（０°）、Ｂ（９０°）の信号を反転アンプで逆位相
にしてつくり抵抗アレイの部分に入力していたが本実施
例では１８０°、２７０°の信号もフォトダイオードア
レイの信号をＡ，Ｂ同様に演算処理したＣ，Ｄを入力し
ている。
Ａ（０°）、Ｂ（９０°）の信号を反転アンプで逆位相
にしてつくり抵抗アレイの部分に入力していたが本実施
例では１８０°、２７０°の信号もフォトダイオードア
レイの信号をＡ，Ｂ同様に演算処理したＣ，Ｄを入力し
ている。
【００３４】図５は図２同様本実施例におけるコンパレ
ータ４２Ａの入力と出力の関係を示す。
ータ４２Ａの入力と出力の関係を示す。
【００３５】ノイズなどの外乱信号を考えた場合、実施
例１ではＡ，Ｂに発生したノイズ成分は反転アンプを介
した後に抵抗アレイに入力されるためフォトダイオード
アレイおよび信号処理回路で発生した外乱信号は差動で
コンパレータに入力しても消えない。図５（ａ）しかし
ながら本実施例では反転アンプを介さずに１８０°、２
７０°の信号も０°、９０°と同様にして演算処理する
ため図５（ｂ）のようにコンパレータの＋入力と−入力
の外乱信号は同相となっている。よって、この信号をコ
ンパレータを介すると外乱成分が除去され外乱ノイズの
影響を受けない。
例１ではＡ，Ｂに発生したノイズ成分は反転アンプを介
した後に抵抗アレイに入力されるためフォトダイオード
アレイおよび信号処理回路で発生した外乱信号は差動で
コンパレータに入力しても消えない。図５（ａ）しかし
ながら本実施例では反転アンプを介さずに１８０°、２
７０°の信号も０°、９０°と同様にして演算処理する
ため図５（ｂ）のようにコンパレータの＋入力と−入力
の外乱信号は同相となっている。よって、この信号をコ
ンパレータを介すると外乱成分が除去され外乱ノイズの
影響を受けない。
【００３６】このように４つの信号Ａ〜Ｄを用いて電気
分割することによりノイズなどの外乱に強く、しかもコ
ンパレータのヒステリシスの影響の無い信号を得ること
が可能となる。
分割することによりノイズなどの外乱に強く、しかもコ
ンパレータのヒステリシスの影響の無い信号を得ること
が可能となる。
【００３７】（第３の実施例）図６は第３の実施例にお
ける回路構成図である。
ける回路構成図である。
【００３８】従来例および実施例１，２ではＩ−Ｖ変換
した後の信号を差動増幅器で演算処理した後に電気分割
回路へ入力されていたが、本実施例ではフォトダイオー
ド群Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の信号をＩ−Ｖ変換した
後、そのまま電気分割回路へ入力している。
した後の信号を差動増幅器で演算処理した後に電気分割
回路へ入力されていたが、本実施例ではフォトダイオー
ド群Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の信号をＩ−Ｖ変換した
後、そのまま電気分割回路へ入力している。
【００３９】Ｓ１〜Ｓ４の信号はＤＣ信号が光量などに
応じて変化するが、その変化はＳ１〜Ｓ４共に等しい。
応じて変化するが、その変化はＳ１〜Ｓ４共に等しい。
【００４０】よって、本実施例の回路構成のようにコン
パレータの部分で差動で入力してやると、ＤＣ成分の影
響をカットし、目的のコンパレータ出力が得られる。
パレータの部分で差動で入力してやると、ＤＣ成分の影
響をカットし、目的のコンパレータ出力が得られる。
【００４１】この様な回路構成にすると、・差動増幅器
が不要となり部品点数を減らすことが可能となる。ま
た、この差動増幅器が無くなることによりこの増幅器が
持っていた誤差成分が除去される。・当然ながら部品数
が減ったためコスト、消費電力、回路規模を小さくする
ことが可能である。
が不要となり部品点数を減らすことが可能となる。ま
た、この差動増幅器が無くなることによりこの増幅器が
持っていた誤差成分が除去される。・当然ながら部品数
が減ったためコスト、消費電力、回路規模を小さくする
ことが可能である。
【００４２】また、このとき本提案の効果も維持される
ので、該実施例と同様にノイズなどの外乱に強く、しか
もコンパレータのヒステリシスの影響の無い信号を得る
ことが可能となる。
ので、該実施例と同様にノイズなどの外乱に強く、しか
もコンパレータのヒステリシスの影響の無い信号を得る
ことが可能となる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように光学式エンコーダの
電気分割回路において、本提案の回路構成にすることに
よりノイズなどの外乱に強く、しかもコンパレータのヒ
ステリシスの影響の無い信号を得ることが可能となる。
電気分割回路において、本提案の回路構成にすることに
よりノイズなどの外乱に強く、しかもコンパレータのヒ
ステリシスの影響の無い信号を得ることが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施例の電気分割回路の略構成
図である。
図である。
【図２】図１のコンパレータ４２Ａの入力と出力の関係
を従来例の信号出力と比較した形で示す。
を従来例の信号出力と比較した形で示す。
【図３】第２の実施例を構成するフォトダイオードアレ
イの配置図の一例である。
イの配置図の一例である。
【図４】本発明の第２の実施例における回路構成図であ
る。
る。
【図５】本実施例におけるコンパレータ４２Ａの入力と
出力の関係を示す。
出力の関係を示す。
【図６】本発明の第３の実施例における回路構成図であ
る。
る。
【図７】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を示す図である。
検出される光の明暗パターンとの関係を示す図である。
【図８】電気分割回路の従来回路例である。
【図９】電気分割回路の従来回路におけるコンパレータ
４２Ａの入力と出力の関係を示す図である。
４２Ａの入力と出力の関係を示す図である。
【図１０】光学式エンコーダの構成の一例である。
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
１５ 電気分割回路
１６ 抵抗アレイ
２０ バッファアンプ
２２ 反転アンプ
２４ コンパレータ
２６ 電圧設定器
２８ 排他的ＯＲゲート
３０ 方向弁別回路
３２ 発振器
４２ コンパレータ
４３ Ｉ−Ｖ変換器
４４ 差動増幅器
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2F103 BA10 BA37 CA01 DA01 EB01
EB16 EB33 EC03 ED02 ED10
FA06 FA17
Claims (6)
- 【請求項１】 光学格子が形成されたスケールと、この
スケールに対して相対移動可能に設けられると共に前記
光学格子のピッチに関係付けして配設された複数の受光
素子と、前記スケールを介して前記受光素子に光を照射
する光源とを有する光学式エンコーダにおいて、該エン
コーダの受光素子から得られたアナログ信号の分解能を
電気的に上げる電気分割回路を構成するコンパレータの
基準電圧側に検出信号と逆相の信号を入力することを特
徴とするエンコーダ。 - 【請求項２】 該電気分割回路を構成するコンパレータ
の基準電圧側に検出信号と逆相の信号を入力することに
より、電圧比較手段であるコンパレータのヒステリシス
を小さくしたことを特徴とする、請求項１記載の光学式
エンコーダ。 - 【請求項３】 該電気分割回路を構成するコンパレータ
の基準電圧側と検出信号側との信号はそれぞれ逆相で等
しい直流成分をもつ信号としたことを特徴とする請求項
１記載の光学式エンコーダ。 - 【請求項４】 該電気分割回路への入力信号は受光素子
から得られる信号を演算処理することにより作り出した
ことを特徴とする請求項１記載の光学式エンコーダ。 - 【請求項５】 請求項４記載の受光素子から得られる演
算処理後の信号はある信号に対して０°、９０°、１８
０°、２７０°の関係にあることを特徴とする光学式エ
ンコーダ。 - 【請求項６】 該電気分割回路への入力信号は受光素子
から得られる信号をＩ−Ｖ変換した信号を直接入力した
ことを特徴とする請求項１記載の光学式エンコーダ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002040087A JP2003240607A (ja) | 2002-02-18 | 2002-02-18 | エンコーダの電気分割回路 |
| US10/366,735 US7087888B2 (en) | 2002-02-18 | 2003-02-14 | Electrical division circuit for an optical encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002040087A JP2003240607A (ja) | 2002-02-18 | 2002-02-18 | エンコーダの電気分割回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003240607A true JP2003240607A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27678284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002040087A Withdrawn JP2003240607A (ja) | 2002-02-18 | 2002-02-18 | エンコーダの電気分割回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7087888B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003240607A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008116229A (ja) * | 2006-11-01 | 2008-05-22 | Koyo Electronics Ind Co Ltd | インクリメンタル型ロータリエンコーダ |
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| EP3748284B1 (en) * | 2018-03-26 | 2024-04-03 | Monolith Electric (Changzhou) Co., Ltd. | Digital displacement sensor, and displacement measurement method for same |
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| JP2585449B2 (ja) | 1990-03-27 | 1997-02-26 | 株式会社 ミツトヨ | 光電型エンコーダ |
| JP3347182B2 (ja) * | 1993-05-07 | 2002-11-20 | 日本電産コパル株式会社 | 光学式変位検出装置 |
| JP2000105134A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-11 | Hitachi Metals Ltd | 磁気式エンコーダ |
| US6355927B1 (en) * | 1999-08-20 | 2002-03-12 | Agilent Technologies, Inc. | Interpolation methods and circuits for increasing the resolution of optical encoders |
-
2002
- 2002-02-18 JP JP2002040087A patent/JP2003240607A/ja not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-02-14 US US10/366,735 patent/US7087888B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008116229A (ja) * | 2006-11-01 | 2008-05-22 | Koyo Electronics Ind Co Ltd | インクリメンタル型ロータリエンコーダ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030155492A1 (en) | 2003-08-21 |
| US7087888B2 (en) | 2006-08-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050510 |