JPH0326327B2 - - Google Patents

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JPH0326327B2
JPH0326327B2 JP58004674A JP467483A JPH0326327B2 JP H0326327 B2 JPH0326327 B2 JP H0326327B2 JP 58004674 A JP58004674 A JP 58004674A JP 467483 A JP467483 A JP 467483A JP H0326327 B2 JPH0326327 B2 JP H0326327B2
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JP
Japan
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light
output
voltage
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light emitting
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JP58004674A
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JPS59131115A (ja
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Hiroshi Ishida
Shigeyuki Ushama
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Fanuc Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • G01D5/36Forming the light into pulses

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、移動体又は回転体の移動又は回転に
伴ない動作する光学円板等のスリツトの変化を読
取り、位置パルス等を発生する光学的エンコーダ
の駆動回路に関する。
(従来の技術) モータの回転量や移動体の移動量を検出するの
に光学的エンコーダ広く利用されている。
例えば光学円板を利用した光学的エンコーダは
第1図に示すように、円板1上に多数のスリツト
が設けられたトラツクA,B,Zを有しており、
例えばトラツクAはA相パルスを、トラツクBは
これと90゜位相のずれたB相パルスを、トラツク
Zは1回転パルスを、それぞれ円板1の回転によ
り出力するように構成される。
各トラツクA,B,Zのスリツトを読取るに
は、第1図Bに示すように、円板1の各トラツク
の両側で、それぞれ各トラツクに対応する発光素
子(発光ダイオード)LZ,LB,LAと受光素子
(たとえばフオトダイオード)PZ,PB,PAとを
設け、発光素子LZ,LB,LAからの光が円板1
のスリツトにより光量変化して、受光素子PZ,
PB,PAに入射し、発光素子PZ,PB,PAの入
射光量変化に従う電圧変化を検出することによつ
て各パルス信号を得ている。
ここで、これら発光素子LZ,LB,LA、受光
素子PZ,PB,PAは各トラツクZ,B,Aに近
接して設けられ、各トラツクZ,B,Aを照射す
る光量が不足するのを防止している。他方、受光
素子PZ,PB,PAは第2図に示すように、たと
えば発光素子LZに対し受光素子PZ1,PZ2の如
く、それぞれ一対の受光素子群として設けられ、
かつ固定スリツト2を介在させることにより2つ
の受光素子PZ1,PZ2の出力差を得るようにし
て、円板1のエンコード出力に対応する出力電圧
を高めている。
(発明が解決しようとする課題) このような発光素子及び受光素子を有する光学
的エンコーダは、一般に共通の電源により駆動さ
れているが、電源電圧の変動によつて発光側の各
発光素子間に光量変化率が異なつてくるととも
に、受光素子側で設定されるオフセツト電圧も変
動し、その結果、エンコーダ出力電圧が各トラツ
クで大巾に相違するという欠点があつた。
従つて、本発明の目的は、電源電圧の変動によ
る各トラツクのエンコーダ出力電圧への影響をな
くすようにした光学的エンコーダの駆動回路を提
供するにある。
(課題を解決するための手段) 本発明によれば、それぞれm個とn個の直列接
続された素子群に分割され共通する電源と接続さ
れスリツト板の一方の側で各トラツクに対応して
設けられる発光素子と、これら発光素子のそれぞ
れに対応する該スリツト板の他方の側に2個づつ
設けられる(m+n)組の受光素子群と、これら
の受光素子群からその2個の受光素子の出力の差
により前記スリツト板のエンコード出力を演算す
る比較器とからなる光学的エンコーダの駆動回路
において、前記n個の素子群と電源との間に直列
接続された2つのダイオードであつて前記発光素
子の(m−n)個分(ただし、m>n)の順方向
電圧降下と同等の特性を有し前記2つの発光素子
群の電源電圧塙変動を補償する補償回路と、前記
各受光素子群の2個の受光素子と並列に接続され
た出力抵抗であつて補償回路の2つのダイオード
の接続点からそれぞれ2個の受光素子の出力抵抗
の接続点に前記比較器に対する基準電圧が与えら
れる出力回路と、これら出力回路のそれぞれ一方
の出力抵抗に接続され前記補償回路の2つのダイ
オードの端子間電圧を分圧してそのオフセツト電
圧を付与する可変抵抗からなるる補償用の抵抗回
路とを具備したことを特徴とする光学的エンコー
ダの駆動回路が提供される。
(作用) 本発明の光学的エンコーダの駆動回路は、電源
電圧変動を補償する補償回路により、各発光素子
の発光特性を同一にすると同時に、受光素子の出
力回路でのオフセツト電圧の変動を、前記補償回
路の端子間電圧に基づいて補償するようにしてい
る。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を、従来のものとの比
較において詳細に説明する。
第3図は従来のエンコーダの駆動回路の構成図
であり、図中、LZ,LB,LAは発光ダイオード
である。これらの発光ダイオードは、素子LZと
素子LA,LBの2個の素子群に分割され、共通す
る電源Vccにより駆動され、前述のスリツト板1
の一方の側で各トラツクに対応して設けられてい
る。なおRAB,RZは、それぞれの素子群のバイア
ス抵抗である。
PZ1,PZ2,PB1,PB2,PA1,PA2は
受光素子たとえば太陽電池であり、受光素子
PZ1,PZ2は発光ダイオードLZに対応するスリツ
ト板の他方の側に2個づつ設けられ、受光素子
PB1,PB2は発光ダイオードLBに対応するス
リツト板の他方の側に2個づつ設けられ、受光素
子PA1,PA2は発光ダイオードLAに対応する
スリツト板の他方の側に2個づつ設けられてい
る。
Rp,R1は、受光側オフセツト電圧調整用のバ
イアス抵抗であり、R2,R3,R4は受光素子PZ
1,2から発生する電流に対するバイアス抵抗、
R5,R6,R7は受光素子PB1、2から発生する電
流に対するバイアス抵抗、R8,R9,R10は受光素
子PA1,2から発生する電流に対するバイアス
抵抗で、これらバイアス抵抗には基準電圧Rが与
えられ、それぞれ比較器COMZ,COMB,
COMAに接続されている。
第3図の従来回路の動作について、次に説明す
る。
電源電圧Vccは低抗Rzを介し発光ダイオード
LZに、抵抗RABを介し発光ダイオードLB,LAに
供給される。これにより各発光ダイオードLZ,
LB,LAは発光し円板1のスリツトを照射する。
一方受光側では各受光素子PZ1,PZ2(PB
1,PB2,PA1,PA2)の接続点に基準電位
VRが供給され、又抵抗R2,R3,R5,R6,
R8,R9の和と抵抗R4,R7,R10とは、
それぞれ互いに同一の抵抗値になるように選択さ
れ、受光素子PZ1から発生する電流は、抵抗R
2+R3で電圧に変換され、受光素子PZ2から
発生する電流は、抵抗R4で電圧に変換される。
電源電圧Vccは可変抵抗Rp,R1により分圧され、
抵抗R2,R3,R5,R6,R8,R9の接続
点に与えられ、比較器COMZ(COMB,COMA)
のオフセツト電圧を付与するようになつている。
このため、各受光素子PZ1,PZ2の出力は、
いわゆる直流成分、つまり光の漏れによるオフセ
ツトにスリツトの明暗から生じる交流成分が乗つ
た波形として形成される。そしてこれら出力は、
スリツトの移動により位相が反対の出力として
各々の比較器COMZ(COMB,COMA)に供給
され、比較器COMZ(COMB,COMA)はその
差分を図示しないドライバ回路に付与し、パルス
を出力せしめる。
このような従来の構成においては、電源電圧
Vccが変動すると、発光ダイオードLZ〜LAの光
量が変化するが、その変化率は、一方が発光ダイ
オードLZ1個であるのに対し、他方が発光ダイオ
ードLB,LAの2個であるため、2つの素子群の
間で光量変化率に相違が生じる。
この電源電圧変動による2つの素子群の間での
光量変化率自体の差は、バイアス抵抗Rz,RAB
調整しても防止できない。そして変化率の相違
は、発光ダイオードLZ〜LAが第1図Bの如く近
接して配置され、対応する受光素子以外にもその
発光ダイオードからの光が入射するので、他の受
光素子に悪影響を及ぼし、安定性を悪くしてい
た。又、受光側では電源電圧Vccの変動により
り、バイアス抵抗Rp,R1におけるオフセツト調
整電圧も変動する。このため、外部から電圧を付
加することにより、直流分のバランスをとつて、
矩形波の出力パルスのオンオフ比を一度調整して
も、電源電圧Vccが変動すれば比較器COMZ〜
COMAからのパルスのオンオフ比が変化する。
したがつて、Z相のパルス出力信号(1回転信
号)のパルス幅や、オンオフ比が1:1に調整さ
れたA相、B相出力を均一にすることが容易では
なかつた。
第4図は本発明の一実施例を示す回路構成図
で、図中、第3図と同一のものは同一の記号で示
してある。
ダイオードD1,D2は、バイアス抵抗Rzと
発光ダイオードLZとの間に直列に設けられた補
償回路であり、それぞれのダイオードD1,D2
は素子LZ,LA,LBの順方向電圧降下Vfの2分
の1の特性を有し、発光ダイオードLZに対する
電源電圧変動を補償するようにしている。
この補償回路の2つのダイオードD1,D2の
接続点は、それぞれ各受光素子群PZ1,PZ2,
PB1,PB2,PA1,PA2の2個の受光素子、
例えばPZ1,PZ2の出力抵抗R2,R3及びR
4の接続点と接続されており、2個の受光素子
PZ1,PZ2とそれぞれ並列に接続されたこれら
出力抵抗R2,R3及びR4からなるこの出力回
路は、比較器COMZに対する基準電圧を与えて
いる。また同様に受光素子群PB1,PB2,PA
1,PA2に対しても、出力抵抗R5,R6及び
R7或はR8,R9及びR10からなる出力回路
が設けられていて、これら出力回路のそれぞれ一
方の出力抵抗、例えば出力抵抗R2,R3には、
補償回路の2つのダイオードD1,D2の端子間
電圧を分圧してそのオフセツト電圧を付与する可
変抵抗RZ1,RZ2からなる補償用の抵抗回路が、
出力抵抗R5,R6には可変抵抗RB1,RB2
からなる補償用の抵抗回路が、出力抵抗R8,R
9には可変抵抗RA1,RA2からなる補償用の
抵抗回路がそれぞれ設けられている。
このように構成される本発明の駆動回路では、
発光側においては、電源電圧変動を補償する補償
回路としてダイオードD1,D2を設け、発光ダ
イオードLBあるいはLAと同一の順方向電圧降下
を発光ダイオードLZに与えている。即ち、ダイ
オードD1,D2及び発行ダイオードLZとの和
の順方向電圧降下と発光ダイオードLBとLAとの
和の順方向電圧降下とを等しくしている。これに
より、電源電圧Vccが変動しても、各発光ダイオ
ードLZ〜LAの光量変化率は同一となり、対応し
ない受光素子への入射光量が変化しても、各受光
素子の直流分の出力が変動しない。
一方、受光側においても、各受光素子PZ1,
PZ2の接続点に与えられる基準電位VRは発光側
のダイオードD1,D2の中点から与えられてお
り、電源電圧Vccの変動に追従する。しかもダイ
オードPZ1,PZ2の両端の電位が可変抵抗RZ
1,RB1,RA1とRZ2,RB2,RA2からな
る抵抗回路を介して分圧され、オフセツト電圧と
して与えられている。したがつて、一旦、抵抗
RZ1,RZ2の抵抗回路によりZ相のパルス出力
信号のパルス幅を調整し、また抵抗RA1,RA
2およびRB1,RB2の抵抗回路により直流分
のバランスをとつて、矩形波の出力パルスのオン
オフを1:1に調整すれば、電源電圧Vccが変動
しても比較器COMZ〜COMAからのパルスのオ
ンオフ比は変化しない。
このため、調整されたオフセツト電圧は、第5
図に示すように、従来の如く電源電圧Vccの変動
に対し変化する特性aに対し、本発明では特性b
の如く変化することができない。従つて、比較器
COMZ〜COMAのオフセツト補償は2個の受光
素子の出力について同一に作用するから、電源電
圧の変動による各トラツクのエンコーダ出力電圧
への影響をなくし、安定して動作する。
尚、各一対の受光素子に対し、それぞれオフセ
ツト抵抗を設けて、各受光素子に対応する比較器
のオフセツト電圧を独立に調整できるようにし、
Z相のパルス出力信号(1回転信号)のパルス幅
と、A相、B相出力のオンオフ比の調整を容易に
している。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の光学的エンコー
ダ駆動回路によれば、各発光素子の発光特性を同
一にするだけでなく、2個づつ設けられる複数の
組の受光素子群の出力回路でのオフセツト電圧の
変動を、それぞれ補償回路の端子間電圧に基づい
て補償するようにしているるから、各発光素子間
に光量変化率を補償すると同時に、受光素子側で
設定されるオフセツト電圧をも調整して、光学的
エンコーダの安定した動作を保障できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は光学的エンコーダの構成図、第2図は
円板と固定スリツトと発光及び受光素子との位置
関係図、第3図は従来の駆動回路構成図、第4図
は本発明の一実施例構成図、第5図は本発明によ
るオフセツト電圧構成図である。 図中、1…円板(スリツト板)、LZ,LB,LA
…発光素子、PZ,PB,PA…受光素子、D1,
D2…ダイオード、COMZ,COMB,COMA…
比較器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 それぞれm個とn個の直列接続された素子群
    に分割され共通する電源と接続されスリツト板の
    一方の側で各トラツクに対応して設けられる発光
    素子と、これら発光素子のそれぞれに対応する該
    スリツト板の他方の側に2個づつ設けられる(m
    +n)組の受光素子群と、これらの受光素子群か
    らその2個の受光素子の出力の差により前記スリ
    ツト板のエンコード出力を演算する比較器とから
    なる光学的エンコーダの駆動回路において、前記
    n個の素子群と電源との間に直列接続された2つ
    のダイオードであつて前記発光素子の(m−n)
    個分(ただし、m>n)の順方向電圧降下と同等
    の特性を有し前記2つの発光素子群の電源電圧変
    動を補償する補償回路と、前記各受光素子群の2
    個の受光素子と並列に接続された出力抵抗であつ
    て補償回路の2つのダイオードの接続点からそれ
    ぞれ2個の受光素子の出力抵抗の接続点に前記比
    較器に対する基準電圧が与えられる出力回路と、
    これら出力回路のそれぞれ一方の出力抵抗に接続
    され前記補償回路の2つのダイオードの端子間電
    圧を分圧してそのオフセツト電圧を付与する可変
    抵抗からなるる補償用の抵抗回路とを具備したこ
    とを特徴とする光学的エンコーダの駆動回路。
JP467483A 1983-01-14 1983-01-14 光学的エンコ−ダの駆動回路 Granted JPS59131115A (ja)

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JPH02226012A (ja) * 1989-02-27 1990-09-07 Sony Corp 光学的位置検出装置
JP4693213B2 (ja) * 2000-08-28 2011-06-01 ハイデンハイン株式会社 リニヤスケールにおける原点信号のピークレべルの調整装置及び調整方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5550117A (en) * 1978-10-06 1980-04-11 Fanuc Ltd Led light source device for pulse encoder

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