JP2006010486A - 光電式エンコーダ - Google Patents
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Abstract
【課題】 フォトダイオードの配列ピッチを小さくすることなく分解能の向上を図ることが可能であり、検出信号のS/N比の低下を抑制しつつ分解能を向上できる光電式エンコーダを提供する。
【解決手段】 この光電式エンコーダは、スリット2a,2b,2c…の配列方向に隣り合っている第1,第2のフォトダイオード群G1,G2を備え、信号処理回路10は、第1のフォトダイオード群G1が出力する4つの出力信号に基づく第1の矩形波信号VO1と、第2のフォトダイオード群G2が出力する4つの出力信号に基づく第2の矩形波信号VO2とを出力する。この第1,第2の矩形波信号VO1,VO2は、移動体1がスリット2a,2b…の配列のピッチPの2分の1に相当する距離を移動する時間を1周期とすると共に、90°の位相差を有する。
【選択図】 図1
Description
上記受光部は、
上記スリットの配列方向に配列された4つのフォトダイオードを有する第1のフォトダイオード群と、
上記スリットの配列方向に配列された4つのフォトダイオードを有すると共に上記第1のフォトダイオード群に対して上記スリットの配列方向に隣り合っている第2のフォトダイオード群とを有し、
上記第2のフォトダイオード群は、上記第1のフォトダイオード群に対して上記スリットの配列方向に、上記スリットの配列ピッチのM倍(Mは正の整数)の寸法に上記配列ピッチの略8分の1の寸法を加算した寸法だけ位置ずれしており、
上記信号処理部は、
上記第1のフォトダイオード群の4つのフォトダイオードが出力する4つの出力信号に基づいて上記移動体が上記スリットの配列ピッチの2分の1に相当する距離を移動する時間を略1周期とする第1の矩形波信号を出力し、かつ、上記第2のフォトダイオード群の4つのフォトダイオードが出力する4つの出力信号に基づいて上記移動体が上記スリットの配列ピッチの2分の1に相当する距離を移動する時間を略1周期とすると共に上記第1の矩形波信号に対して略90°の位相差を有する第2の矩形波信号を出力することを特徴としている。
上記スリットに対して上記スリットの配列方向にずれているずれ量が略同じになるフォトダイオードの出力同士を、上記複数の第1または第2のフォトダイオード群の間で接続する接続部を備えた。
上記第1のフォトダイオード群に接続された第1の信号処理回路と、
上記第2のフォトダイオード群に接続された第2の信号処理回路と、
上記第1の信号処理回路の出力信号と上記第2の信号処理回路の出力信号とが入力されると共に上記第1の矩形波信号と上記第2の矩形波信号を出力する第3の信号処理回路とを有する。
上記第2の信号処理回路は、上記第2のフォトダイオード群が出力する4つの出力信号に基づいて略90°の位相差を有する2つの矩形波出力信号を出力する。
上記第3の信号処理回路は、
上記第1の信号処理回路からの2つの出力信号が両方共ハイレベルの時と上記2つの出力信号が両方共ローレベルの時とに上記第1の矩形波信号をハイレベルにする一方、上記2つの出力信号のうちの一方がローレベルで他方がハイレベルであるときに上記第1の矩形波信号をローレベルにし、
かつ、上記第2の信号処理回路からの2つの出力信号が両方共ハイレベルの時と上記2つの出力信号が両方共ローレベルの時とに上記第2の矩形波信号をハイレベルにする一方、上記2つの出力信号のうちの一方がローレベルで他方がハイレベルであるときに上記第2の矩形波信号をローレベルにする。
上記第3の信号処理回路は、
上記第1の信号処理回路からの2つの出力信号のうちの一方がハイレベルで他方がローレベルのときに上記第1の矩形波信号をハイレベルにする一方、上記2つの出力信号が両方共ハイレベルもしくは両方共ローレベルであるときに上記第1の矩形波信号をローレベルにし、
かつ、上記第2の信号処理回路からの2つの出力信号のうちの一方がハイレベルで他方がローレベルのときに上記第2の矩形波信号をハイレベルにする一方、上記2つの出力信号が両方共ハイレベルもしくは両方共ローレベルであるときに上記第2の矩形波信号をローレベルにする。
図1に、この発明の光電式エンコーダの第1実施形態の主要部の構造を示す。この第1実施形態は、移動体1を有し、この移動体1は所定の配列ピッチPで幅方向(移動方向)に配列された複数のスリット2a,2b,2c…を有する。このスリット2a,2b,2c…は、それぞれ、略(1/2)Pの幅を有する。
次に、図4に、この発明の光電式エンコーダの第2実施形態の主要部の構造を示す。この第2実施形態は、移動体1を有し、この移動体1は所定の配列ピッチPで幅方向に配列された複数のスリット2a,2b,2c…を有する。このスリット2a,2b,2c…は、それぞれ、略(1/2)Pの幅を有する。なお、図4では、前述の第1実施形態と同じ部分には同じ符号を付している。
2a、2b、2c、2d、2e、2f スリット
3a、3b、3c、3d フォトダイオード
3a’、3b’、3c’、3d’ フォトダイオード
13a、13b、13c、13d フォトダイオード
13a’、13b’、13c’、13d’ フォトダイオード
6a、6b、6c、6d 演算増幅器
6a’、6b’、6c’、6d’ 演算増幅器
7a、7b、7a’、7b’ 比較器
8 第1の信号処理回路
9 第2の信号処理回路
10 第3の信号処理回路
11、12 XNOR素子
G1,G31 第1のフォトダイオード群
G2,G32 第2のフォトダイオード群
Claims (8)
- 移動方向に所定幅を有する複数のスリットがこの所定幅の略2倍の配列ピッチで上記移動方向に配列された移動体と、この移動体の一方の側に配置されると共に上記移動体に向けて光を出射する発光部と、この発光部から出射されて上記スリットを通過した光を受光すると共に上記移動体の他方の側に配置される受光部と、この受光部が出力する出力信号を処理する信号処理部とを備え、
上記受光部は、
上記スリットの配列方向に配列された4つのフォトダイオードを有する第1のフォトダイオード群と、
上記スリットの配列方向に配列された4つのフォトダイオードを有すると共に上記第1のフォトダイオード群に対して上記スリットの配列方向に隣り合っている第2のフォトダイオード群とを有し、
上記第2のフォトダイオード群は、上記第1のフォトダイオード群に対して上記スリットの配列方向に、上記スリットの配列ピッチのM倍(Mは正の整数)の寸法に上記配列ピッチの略8分の1の寸法を加算した寸法だけ位置ずれしており、
上記信号処理部は、
上記第1のフォトダイオード群の4つのフォトダイオードが出力する4つの出力信号に基づいて上記移動体が上記スリットの配列ピッチの2分の1に相当する距離を移動する時間を略1周期とする第1の矩形波信号を出力し、かつ、上記第2のフォトダイオード群の4つのフォトダイオードが出力する4つの出力信号に基づいて上記移動体が上記スリットの配列ピッチの2分の1に相当する距離を移動する時間を略1周期とすると共に上記第1の矩形波信号に対して略90°の位相差を有する第2の矩形波信号を出力することを特徴とする光電式エンコーダ。 - 請求項1に記載の光電式エンコーダにおいて、
上記第1、第2のフォトダイオード群が有する各フォトダイオードは、上記スリットの配列ピッチの略4分の1の幅を有することを特徴とする光電式エンコーダ。 - 請求項1に記載の光電式エンコーダにおいて、
上記第1、第2のフォトダイオード群が有する各フォトダイオードの幅は、上記スリットの配列ピッチの略2分の1であり、
上記各フォトダイオードの配列ピッチは、N(Nは正の整数)の2分の1の値に4分の1を加算した値を上記スリットの配列ピッチに乗算した値であることを特徴とする光電式エンコーダ。 - 請求項1に記載の光電式エンコーダにおいて、
上記受光部は、
上記第1のフォトダイオード群または第2のフォトダイオード群の少なくとも一方は、上記スリットの配列方向に複数配列され、
上記スリットに対して上記スリットの配列方向にずれているずれ量が略同じフォトダイオードの出力同士を、上記複数の第1または第2のフォトダイオード群の間で接続する接続部を備えたことを特徴とする光電式エンコーダ。 - 請求項1に記載の光電式エンコーダにおいて、
上記信号処理部は、
上記第1のフォトダイオード群に接続された第1の信号処理回路と、
上記第2のフォトダイオード群に接続された第2の信号処理回路と、
上記第1の信号処理回路の出力信号と上記第2の信号処理回路の出力信号とが入力されると共に上記第1の矩形波信号と上記第2の矩形波信号を出力する第3の信号処理回路とを有することを特徴とする光電式エンコーダ。 - 請求項5に記載の光電式エンコーダにおいて、
上記第1の信号処理回路は、
上記第1のフォトダイオード群が出力する4つの出力信号に基づいて略90°の位相差を有する2つの矩形波出力信号を出力し、
上記第2の信号処理回路は、
上記第2のフォトダイオード群が出力する4つの出力信号に基づいて略90°の位相差を有する2つの矩形波出力信号を出力することを特徴とする光電式エンコーダ。 - 請求項5に記載の光電式エンコーダにおいて、
上記第1、第2の信号処理回路は、それぞれ、所定の位相差を有する2つの出力信号を上記第3の信号処理回路に出力し、
上記第3の信号処理回路は、
上記第1の信号処理回路からの2つの出力信号が両方共ハイレベルの時と上記2つの出力信号が両方共ローレベルの時とに上記第1の矩形波信号をハイレベルにする一方、上記2つの出力信号のうちの一方がローレベルで他方がハイレベルであるときに上記第1の矩形波信号をローレベルにし、
かつ、上記第2の信号処理回路からの2つの出力信号が両方共ハイレベルの時と上記2つの出力信号が両方共ローレベルの時とに上記第2の矩形波信号をハイレベルにする一方、上記2つの出力信号のうちの一方がローレベルで他方がハイレベルであるときに上記第2の矩形波信号をローレベルにすることを特徴とする光電式エンコーダ。 - 請求項5に記載の光電式エンコーダにおいて、
上記第1、第2の信号処理回路は、それぞれ、所定の位相差を有する2つの出力信号を上記第3の信号処理回路に出力し、
上記第3の信号処理回路は、
上記第1の信号処理回路からの2つの出力信号のうちの一方がハイレベルで他方がローレベルのときに上記第1の矩形波信号をハイレベルにする一方、上記2つの出力信号が両方共ハイレベルもしくは両方共ローレベルであるときに上記第1の矩形波信号をローレベルにし、
かつ、上記第2の信号処理回路からの2つの出力信号のうちの一方がハイレベルで他方がローレベルのときに上記第2の矩形波信号をハイレベルにする一方、上記2つの出力信号が両方共ハイレベルもしくは両方共ローレベルであるときに上記第2の矩形波信号をローレベルにすることを特徴とする光電式エンコーダ。
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