JPH04261Y2

JPH04261Y2 -

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Publication number: JPH04261Y2
Application number: JP20099286U
Authority: JP
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1992-01-07
Also published as: JPS63107821U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案はエンコーダ用の複数の受光素子を集積
化した半導体受光装置を用いた光電形エンコーダ
に関し、特に基準位置を検出するために用いられ
るいわゆるＣチヤンネル光学系の改良に係る光電
形エンコーダに関するものである。

［従来の技術］従来の一般的な光電形エンコーダのいわゆるＣ
チヤンネル光学系は、第９図Ａ及びＢに示される
ように、図示しない光源と、回転スリツト板１
と、固定スリツト板２と、半導体受光装置に設け
られたＣ，に対応する２個の受光素子３，４と
から構成されている。光源からの光は、回転スリ
ツト板１のスリツト５及び固定スリツト板２のス
リツト６を通つて、受光素子３，４の受光面に導
かれる。

そして、第１０図Ａに示したように、受光素子
３及び４からは、回転スリツト板１の回転に伴つ
て、Ｃ，の受光信号７及び８が出力される。受
光信号７及び８はそれぞれ所定の基準レベルに対
して波形形状が反転しており、これらの信号は第
１１図に示す信号処理回路９に入力されて第１０
図Ｂに示されるようなエンコーダＣ信号１０が出
力される。このエンコーダＣ信号１０は、基準位
置を検出又は決定するための信号であり、一般的
に回転型のエンコーダにおいては、一回転当たり
所定位置で一回出力される。

なお信号処理回路９は、一方の入力端子７０に
入力される信号７が、他方の入力端子８０に入力
される信号８よりも信号レベルが相対的に大きい
期間、言いかえれば他方の入力端子に入力される
信号８が一方の入力端子７０に入力される信号７
よりも信号レベルが小さい期間を検出して、その
期間を表す信号を出力端子１００から出力する。

［考案が解決しようとする問題点］しかしながら、前述した従来の光電形エンコー
ダは、必ず固定スリツト板２を用いる構造である
ため、固定スリツト板２、回転スリツト板１及び
受光素子３及び４の寸法のバラツキや、相対的な
位置合せ誤差を極力押えなければ、エンコーダＣ
信号の出力精度が悪くなるという問題があつた。

また、固定スリツト板２の光遮断部に対向する
受光素子３，４の受光面は、本質的に受光の機会
がなく、半導体受光装置の受光面積を有効に使用
しておらず半導体材料が無駄になるという問題が
あつた。

本考案の目的は、１枚のスリツト板を用いて高
精度のエンコーダＣ信号を得ることができ、また
受光素子の受光面積を有効に利用することができ
る光電形エンコーダを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］本考案においてはその一実施例を示す第１図及
び第２図に見られるように、光源からの光をスリ
ツト板に形成されたスリツトを通して半導体基板
に複数の受光素子が形成されてなる半導体受光装
置の受光素子に光を当てることによりスリツト板
と半導体受光装置との間の相対的な移動速度に応
じた周期的な信号を発生する光電形エンコーダに
おいて、上記問題点を解消する。

そこで本考案においては半導体受光装置１１
に、半導体受光装置１１とスリツト板１２との間
の相対的な移動方向に所定の間隔を開けて複数の
受光素子１９ａを配置して構成される第１の受光
素子列と、第１の受光素子列を構成する各受光素
子１９ａに対して所定の間隔を開けて複数の受光
素子１９ｂを移動方向に配置して構成される第２
の受光素子列と、第１及び第２の受光素子列に対
して並設されて受光素子列の受光素子の受光面に
光が照射されたときに該受光素子から出力される
最大出力よりも大きな出力を発生するバイアス用
受光素子２１とを設けている。

またスリツト板１２には、第１及び第２の受光
素子列から位相の異なつた同一周期の第１及び第
２の受光信号３２ａ及び３２ｂを発生させるよう
に形成された受光信号発生用スリツト列２６と、
バイアス用受光素子２１の少なくとも一部を遮蔽
してバイアス用受光素子２１への光源からの光の
照射を制限するバイアス制限用マスク部２９とを
設けている。

そしてバイアス用受光素子２１は、バイアス受
光信号３３を出力し、バイアス受光信号３３で第
１の受光信号３２ａの信号レベルをバイアスする
ように第１の受光素子列に対して電気的に接続さ
れている。この電気的な接続は配線によつて行わ
れたり、または受光素子と一体にバイアス受光素
子を形成することにより行われる。

また、バイアス制限用マスク部２９及びバイア
ス受光素子２１の形状寸法は、バイアス制限用マ
スク部２９がバイアス受光素子２１の遮蔽を行つ
ている期間T₂に第１の受光信号３４ａの信号レ
ベルと２の受光信号３４ｂの信号レベルとの関係
が反転する反転期間T₁が発生するように定めら
れている。

［考案の作用］本考案では、バイアス用受光素子２１を設けて
第１の受光素子列から出力される第１の受光信号
３４ａの信号レベルを常時は第２の受光信号３４
ｂの信号レベルよりも相対的に大きくしている。
そして、バイアス用受光素子２１の受光面とバイ
アス制限用マスク部２９の形状寸法を、バイアス
制限用マスク部２９がバイアス用受光素子２１の
少くとも一部を遮蔽しているときに、第１の受光
信号３４ａの信号レベルと第２の受光信号３４ｂ
の信号レベルとの関係が反転する反転期間T₁が
発生するように定めている。

第１の受光信号が正常にバイアスされている期
間は、常に第１の受光信号の信号レベルが第２の
受光信号の信号レベルよりも相対的に大きいが、
遮蔽動作が行なわれてバイアスが制限されている
期間T₂においては、第１の受光信号の信号レベ
ルが第２の受光信号の信号レベルよりも相対的に
小さくなつて反転する期間T₁が発生する。よつ
てこの期間T₁を検出すれば、エンコーダを１回
走査する毎に必ず決まつた位置（エンコーダＣ信
号発生位置）で基準信号となるエンコーダＣ信号
を得ることができる。

尚本考案では、特にバイアス用受光素子を用い
て第１の受光信号をバイアスするので、第１の受
光信号の信号レベル及び信号波形の形状に応じ
て、バイアス受光素子の形状または受光面の面積
の大きさを変えることにより適切なバイアスを選
択することができる。

その結果、本考案によれば、第１及び第２の受
光信号３４ａ，３４ｂを、第１１図で示すような
信号処理回路９へ入力することによつて高精度の
矩形波状のエンコーダＣ信号３５を得ることがで
きる。換言すれば、固定スリツト板（あるいは固
定マスク）を省略した構成で、基準信号となるエ
ンコーダＣ信号を得ることができるので、少ない
部品の簡単な位置合せによつて高精度のエンコー
ダＣ信号を得ることができ、また受光素子の受光
面積を有効に利用することができる。

［実施例］以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明す
る。

第１図には本考案に係る光電形エンコーダをロ
ータリエンコーダに適用した第１の実施例が示さ
れている。本実施例のエンコーダは、半導体受光
装置１１とガラス板に遮光用の塗料が塗布されて
なる回転スリツト板１２とを有している。尚説明
の為に、半導体受光装置１１とスリツト板１２と
を直線上に展開して図示してある。

上記半導体受光装置１１は、単一のＮ形半導体
基板１３上に等間隔で近接して配置された複数の
受光素子１５ａ〜１５ｄ…を有している。図示し
たようにこれらの受光素子１５ａ〜１５ｄ…は
Ａ，Ｂ，，の各エンコーダ信号に対応する信
号を発生するように、同一エンコーダ信号を発生
する受光素子１５ａ〜１５ｄ毎にアルミ配線１６
ａ〜１６ｄによつて接続されている。受光素子１
５ａ〜１５ｄ…によつて受光素子群１５が構成さ
れる。

尚理解を容易にするために、同じエンコーダ信
号を発生する受光素子に、エンコーダ信号に対応
する文字Ａ，Ｂ，，を付してある。受光素子
群１５の左右両端部には、エンコーダ用の受光素
子１５ａ〜１５ｄ…として直接使用されないダミ
ー受光素子１５ｅがそれぞれ１個ずつ設けられて
いる。このダミー受光素子１５ｅの機能を第２図
に基づいて説明する。一般に、集積形受光素子の
各受光素子の端部においては、隣接する受光素子
からの光電流信号の混入が避けられない。これ
は、回転スリツト板１２の光透過部２２を通して
照射された光によつて発生した少数キヤリア１７
による拡散電流成分が、空乏相１８を通つて隣接
する受光素子へ拡散するためである。

ところが、第１図に示した受光素子群１５は
Ａ，Ｂ，，の順に配列されているので、隣接
している受光素子１５ａ〜１５ｄは常に他のチヤ
ンネルとなつている。このため、第２図に示すよ
うにＡに相当する受光素子１５ａ全体に光が照射
されたときには、に相当する受光素子１５ｃに
は光電流信号が混入することはない。また、この
ときＢとに対応する受光素子１５ｂ及び１５ｄ
には同量の光電流信号が混入するので、Ａと及
びＢとの差電流を波形処理すると、Ｓ／Ｎ比の
非常によりエンコーダＡ，Ｂ信号を得ることがで
きる。そして、受光素子１５ａの両端に発生した
拡散電流は、半分遮蔽された状態にある受光素子
１５ｂのみならず、ダミー受光素子１５ｅにも同
量だけ混入するので、拡散電流は光電流を波形処
理して得たエンコーダＡ，Ｂ信号の相互位相差に
ほとんど影響を与えることが無い。

また第１図において、前記Ｎ形半導体基板１３
には、同一形状からなる複数の受光素子１９ａ，
１９ｂが、Ｃ，信号を得るために所定の間隔を
あけて作り込まれており、同じ受光信号を発生す
る受光素子１９ａ…，１９ｂ…は、それぞれアル
ミ配線２０ａ，２０ｂによつて互いに接続されて
いる。尚理解を容易にするために、各受光素子上
には受光信号に対応してＣ，の文字を付してあ
る。Ｃ，の受光素子１９ａ，１９ｂのスリツト
板１２の移動方向の両側には、Ｃ，の受光素子
１９ａ，１９ｂとして使用されないダミー受光素
子１９ｃ…が設けられており、これらのダミー受
光素子１９ｃ…はアルミ配線２０ｃによつて相互
に接続されて、前述した拡散電流の問題を解決し
ている。

尚本実施例においては、Ｃの受光素子１９ａ…
が第１の受光素子列を構成し、の受光素子１９
ｂ…が第２の受光素子列を構成している。

更に、Ｎ形半導体基板１３上には所定幅の受光
面を有しかつ第１及び第２の受光素子列を構成す
る受光素子１９ａ，１９ｂの最大受光量の総受光
量よりも多い受光量が得られるバイアス用受光素
子２１が作り込むまれており、該バイアス用受光
素子２１はアルミ配線２０ｄによつてＣの受光素
子１９ａに接続されたアルミ配線２０ａに接続さ
れている。このバイアス用受光素子２１が配置さ
れる領域は、エンコーダの基準信号であるいわゆ
るエンコーダＣ信号を発生する基準位置又はエン
コーダＣ信号出力位置を含む。実際には、第１及
び第２の受光素子列を構成する受光素子１９ａ及
び１９ｂとバイアス用受光素子２１との位置関係
及び後述するスリツト板１２の光透過部、光遮断
部又はバイアス制限用マスク部の形状によつてエ
ンコーダ、Ｃ信号出力位置が決まる。

一方、回転スリツト板１２は、スリツト板の移
動方向の長さが、略等しい複数の光透過部２２と
光遮断部２３とが移動方向に列を成すようにして
形成された第１スリツト列２４と、該第１スリツ
ト列２４に対して90度（電気角）の遅れ位相で形
成された第２スリツト列２５とを有している。こ
れらのスリツト列２４，２５は、Ａ，Ｂ，，
受光素子１５ａ〜１５ｄに対向するように配置さ
れている。尚光遮断部２３は、ガラス板に塗料を
塗布して形成される。

また、回転スリツト板１２は第３スリツト列２
６（受光信号発生用スリツト列）を有しており、
この第３スリツト列２６の光透過部２７と光遮断
部２８とは、ほぼ等しい間隔で配置されている。
第３スリツト列２６の光透過部２７と光遮断部２
８とは、第１のスリツト列２４の光透過部２２の
移動方向の長さの略２倍の長さを有している。そ
して第３スリツト列２６はＣ，の受光素子１９
ａ，１９ｂに対向するように配置されている。

更に、回転スリツト板１２にはバイアス用受光
素子２１を１回転に１度遮蔽するためのバイアス
制限用マスク部２９が形成されている。このバイ
アス制限用マスク部２９の移動方向の長さはバイ
アス用受光素子２１の受光面の移動方向の長さに
応じて、バイアス用受光素子２１を少くとも一部
遮蔽している期間内に、後述する反転期間が発生
するように定められている。

なお、Ａ，Ｂ，，に対応する各受光素子１
５ａ〜１５ｄの移動方向の素子幅と各素子間の距
離との合計値l₁は、第１、第２のスリツト列２
４，２５の光透過部２２のスリツト移動方向の長
さl₂のほぼ1/2に設定され、またＣ，及びＤに
対応する各受光素子１９ａ，１９ｂ及び１９ｃの
移動方向の素子幅と各素子間の距離との合計値l₃
は、第３のスリツト列２６の光透過部２７のスリ
ツト移動方向の長さl₄のほぼ1/2に設定されてい
る。また本実施例において、バイアス用受光素子
２１の移動方向の長さl₅は、［上記長さl₃×２＋受
光素子１９ａの移動方向の素子幅×1/2］の長さ
に設定されており、またバイアス制限用マスク部
２９の長さl₆は、l₅＋l₄の長さに設定されている。

バイアス用受光素子２１は、第１の受光素子列
を構成するＣの受光素子１９ａ…に接続されたア
ルミ配線２０ａに接続されているので、バイアス
制限用マスク部２９が全く遮蔽されていない期間
は、第１の受光素子列を構成する受光素子１９ａ
の受光信号を正常にバイアスされ、バイアス制限
用マスク部２９で遮蔽動作する期間内ではバイア
スが制限される。その結果後述する通りエンコー
ダＣ信号出力位置において、第１及び第２の受光
素子列を構成する受光素子１９ａ及び１９ｂから
出力される第１及び第２の受光信号の信号レベル
が反転する反転期間が生じる。

上記実施例の動作を第３図の波形図を用いて説
明する。

第３図Ａ，Ｃは第１図において回転スリツト板
１２を矢印方向に移動させたときのＡ，Ｂ，，
Ｂの各受光素子１５ａ〜１５ｄから出力される受
光信号３０ａ〜３０ｄを示したものであり、同図
から三角波状の受光信号３０ａ〜３０ｄが得られ
ることがわかる。なお、実際には、光の回折現象
や斜めに入射する光線、表面反射光、偏心によつ
て生じるモアレ縞などの影響を受けて、受光信号
３０ａ〜３０ｄの波形は山の頂上部分が崩れ、疑
似正弦波状の波形となる。これらの受光信号３０
ａ〜３０ｄを第１１図に示した信号処理回路９に
それぞれ入力することにより、第３図Ｂ及びＤに
示すような矩形波状のエンコーダＡ及びＢ信号３
１ａ及び３１ｂを得ることができる。第３図Ｅは
バイアス用受光素子２１がないものと仮定したと
きに、第１及び第２の受光素子列を構成するＣ，
Ｃの各受光素子１９ａ，１９ｂから得られる第１
及び第２の受光信号３２ａ，３２ｂを示したもの
である。これら第１及び第２の受光信号３２ａ，
３２ｂは、Ａ，Ｂ，，の受光信号３０ａ〜３
０ｄの２倍の周期を有する台形波状の信号とな
る。

第３図Ｆはバイアス用受光素子２１から出力さ
れるバイアス受光信号３３を示している。回転ス
リツト板１２が回転して、バイアス制限用マスク
部２９がバイアス用受光素子２１の一部を徐々に
遮蔽し始めると（図面上左側から右側へ）、バイ
アス用受光素子２１の受光量はマスク部２９によ
つて覆われた受光面の面積に比例して減少してい
く。そして、バイアス制限用マスク部２９がバイ
アス用受光素子２１を完全に遮蔽している間は、
バイアス用受光素子２１の受光量は零となる。そ
して、バイアス制限用マスク部２９のスリツト移
動方向の長さl₆が、バイアス用受光素子２１のス
リツト移動方向の長さl₅よりも長い分だけ（l₄の
長さ分移動する間）、受光量が零となる状態が続
く。そして更にスリツト板１２が移動してマスク
部２９による遮蔽が解除され始めると、受光素子
２１の受光量が増加し始め、再びバイアス用受光
素子２１の最大受光状態となる。

第３図Ｇはバイアスされた第１の受光信号３４
ａと第２の受光信号３４ｂとを示したものであ
る。バイアス用受光素子２１はアルミ配線２０ｄ
によりＣの受光素子１９ａ…によつて構成された
第１の受光素子列のアルミ配線２０ａに接続され
ており、且つバイアス用受光素子２１の最大受光
量を、Ｃの受光素子１９ａの最大総受光量よりも
大きくなるように設定している。本実施例では
1.5倍となるように設定しているので、バイアス
受光信号３３が零である期間T₁以外ではＣの受
光信号３４ａのレベルの方がの受光信号３４ｂ
のレベルよりも大きくなる。よつて、バイアス用
受光素子２１の受光量が零となる期間T₁内にお
いては、第１の受光信号３４ａが第２の受光信号
３４ｂのレベルよりも小さくなつて、信号レベル
が反転し得ることがわかる。遮蔽動作が行なわれ
ている期間T₂内において受光信号４ａと受光信
号３４ｂの信号レベルが反転するようにするため
には、発生する受光信号３４ａ及び３４ｂの位相
関係を考慮して、バイアス用受光素子２１の位置
及び長さl₅を定めればよい。本実施例において
は、受光信号３４ｂが受光信号３４ａの信号レベ
ルよりも大きくなる期間即ち反転期間とバイアス
受光量が零になる期間T₁とが一致している。第
１及び第２の受光信号３４ａ及び３４ｂを第１１
図に示すような信号処理回路９に入力すれば、第
３図Ｈに示すエンコーダＣ信号３５を得ることが
できる。なお、本実施例では基準信号となるエン
コーダＣ信号３５は、エンコーダＡ信号３１ａの
立上り位置で信号レベルが変化する。したがつ
て、エンコーダＣ信号の発生を基準にすれば、エ
ンコーダＡ，Ｂ信号からスリツト板の回転位置を
検出できる。

以上のように、本実施例の光電形エンコーダで
は、固定スリツト板が不要であるため、構成部品
の位置合せが容易であり、また固定スリツト板に
よつて光が遮断される部分がないので、各受光素
子１９ａ〜１９ｃの受光面積を有効に利用できる
という利点がある。また、本実施例では、Ｃ，
の各受光素子１９ａ，１９ｂがＡ，Ｂ，，の
各受光素子１５ａ〜１５ｄと同一の半導体基板１
３に作り込まれているので、製造が容易で低コス
トになる。

特に、上記実施例においては、受光素子１９ａ
及び１９ｂとは別個にバイアス用受光素子２１を
設けているいるので、必要なバイアス量をバイア
ス受光用素子の受光面の形状を適宜に変えること
により簡単に得ることができる。また、受光素子
列との電気的な接続をアルミ配線で行うことがで
きるので、バオイスすべき受光素子列を簡単に変
更することができる利点がある。

尚上記実施例においては、スリツト板１２を半
導体受光装置１１に対して移動させる構成を採用
したが、スリツト板１２を固定して半導体受光装
置１１を移動させるようにしてもよいのは勿論で
ある。

また上記実施例においては、第１及び第２の受
光素子列をそれぞれ構成する受光素子１９ａ…及
び１９ｂ…を一列に並べて、第１及び第２の受光
素子列を一列に構成したが、受光素子１９ａ及び
１９ｂを移動方向に垂直な方向に所定距離ずらし
て二列に並べ、第１及び第２の受光素子列を並設
してもよい。尚この場合には、スリツト群を更に
１つ増やす必要があることは言うまでもない。

上記実施例においては、Ｃ，の信号即ち第１
及び第２の受光信号３２ａ及び３２ｂが台形状に
なるように受光素子１９ａ，１９ｂ及び１９ｃと
スリツト列の配列を定めたが、第１及び第２の受
光信号の波形の形状を三角形、矩形波等にしても
よいのは勿論である。

更に上記実施例では、バイアス制限用マスク部
２９で、バイアス用受光素子２１を完全に遮蔽し
てバイアス受光信号３３に完全な零期間を作つて
いるが、バイアス受光信号３３によるバイアスの
制限の程度は、蔽動作期間T₂中に第１の受光信
号３４ａと第２の受光信号３４ｂとの信号レベル
が反転する期間が発生する程度であれば良い。し
たがつて、バイアス用受光素子２１を完全に遮蔽
せずに、少なくとも一部を遮蔽するだけでも良い
のは勿論である。

第４図には本考案の光電形エンコーダの第２の
実施例で用いるスリツト板の要部が示してある。
尚半導体受光装置は、第１図と同様であるので省
略する。同図において、前述した第１の実施例の
構成部材と同一の部分には同一の符号を付けて説
明を省略する。

第１の実施例ではガラス板に塗料を塗布して光
遮断部を形成したが本実施例では、回転スリツト
板３６を金属板で構成した点が、前記第１実施例
と相異する。回転スリツト板１２を金属板で形成
すると、バイアス制限用マスク部２９の円周方向
両側には溝が形成されることになるため、該マス
ク部２９の部分を除いて金属板は連結されていな
いことになる。そこで機械的な強度を高めるため
に、適当な間隔で補強部３７が設けられている。
この補強部３７の幅は、該補強部３７がバイアス
用受光素子２１の上を通過する際にバイアス受光
信号３３のレベルが受光素子１９ａの最大受光レ
ベルよりも大きくなるように設定してある。した
がつて、補強部３７を設けても動作には何らの支
障も生じることはない。

第５図は、第２の実施例の動作を説明する波形
図を示す。第３図で示す第１の実施例の波形と異
なる点は、第５図Ｂに示されるようにバイアス用
受光素子２１のバイアス受光信号３３に補強部３
７の通過に対応して周期的にレベルが低下する部
分が発生している点である。しかしながら、前述
したように、補強部３７がバイアス用受光素子２
１上を通過した際の受光信号３３のレベルが、受
光素子１９ａの最大受光レベルよりも大きくなる
ように補強部３７の幅が設定されているので、第
５図Ｃに示すしたように、遮蔽動作を行つている
期間T₂以外の位置で、第１及び第２の受光信号
３４ａ，３４ｂのレベルが反転することはない。
従つて、前述した第１の実施例と同様の効果を得
ることができる。

第６図Ａ及びＢには、本考案に係る光電形エン
コーダの第３の実施例の半導体受光装置及びスリ
ツト板の概略平面図が示してある。尚第１図に示
した第１実施例と同じ部材には同じ符号を付けて
説明を省略する。

本実施例ではバイアス用受光素子が２つに分割
された受光素子３８′から構成され、これらバイ
アス用受光素子３８′は、連続する２つのＣの受
光素子１９ａの径方向に並ぶ位置に配置されてい
る。これに対応して２つのバイアス制限用マスク
部３９′が、第３スリツト列２６の光遮断部２８
と一体的に形成されている。なお、本実施例にお
いては、２つのバイアス用受光素子３８′を用い
るため、の受光素子１９ｂ及びダミー受光素子
１９ｃの径方向に並ぶ位置には、ダミー受光素子
４０が配置されている。

第７図は上記第６図に示した第３の実施例の動
作を説明するための波形図を示す。同図から本実
施例でも第１の実施例と同様にエンコーダＣ信号
３５が得られることがわかる。但し、エンコーダ
Ｃ信号３５のパルス幅は、の受光信号３４ｂの
周期の1/2になつていないが、Ｃ，の受光素子
１９ａ，１９ｂのスリツト移動方向の長さ及び各
素子の間の距離を変更することによつて、エンコ
ーダＡ信号３１ａの周期にあつたエンコーダＣ信
号３５を得ることも可能である。

更に、第８図Ａ及びＢは本考案に係る光電形エ
ンコーダの第４の実施例の半導体受光装置及びス
リツト板の概略平面図を示しており、第６図に示
した第３の実施例と同一の部材には同じ符号を付
して説明を管略する。

本実施例では、第６図に示したバイアス用受光
素子３８′が対応する受光素子１９ａと一体的に
作り込まれている点が、第３の実施例と異なる点
である。このようにバイアス受光素子３８′を受
光素子１９ａと一体に設けて両者の電気的な接続
を行えば、アルミ配線の手間及びバイアス用受光
素子形成の手間がはぶけ、構成が簡単になる利点
がある。なお、ダミー受光素子４０はバイアス用
受光素子３８′のスリツト移動方向の両側に設け
ておけば充分である。本実施例においても、第７
図に示した第３の実施例の波形に示される動作と
同様にして、エンコーダＣ信号３５を得ることが
できる。

なお、以上説明した各実施例では、光電形ロー
タリーエンコーダを例示したが、本考案はこれに
限定されるものではなく、光電形リニアエンコー
ダにも適用可能であることはいうまでもない。

また、以上説明した各実施例では、Ｎ形半導体
１３を用いてカソード共通に構成されているが、
Ｐ形半導体基板を用いてアノード共通に構成して
もよい。

更に、以上説明した各実施例では、Ａ，Ｂ，
Ａ，の各受光素子１５ａ〜１５ｄと、Ｃ，の
各受光素子１９ａ，１９ｂと、バイアス用受光素
子２１，３８は、単一のＮ形半導体基板１３に作
り込んで半導体受光装置の製造を容易にしている
が、それぞれ独立した半導体基板に作り込んでも
よい。

更に、上記各実施例では、Ｃ，の各受光素子
のスリツト移動方向両側に、Ｃ，の受光素子と
して使用されないダミー受光素子を設け、上記各
ダミー受光素子を前記単一の半導体基板に接続す
ることによつて拡散電流の問題を解決することが
でき、この結果、エンコーダＡあるいはＢ信号に
対する位相ずれのないエンコーダＣ信号を得てい
る。しかしながら、ダミー受光素子を省略して構
成することも可能である。

［考案の効果］本考案によれば、バイアス受光素子によつて第
１の受光信号が正常にバイアスされている期間
は、常に第１の受光信号の信号レベルが第２の受
光信号の信号レベルよりも相対的に大きいが、遮
蔽動作が行なわれてバイアスが制限されている期
間においては、第１の受光信号の信号レベルが第
２の受光信号の信号レベルよりも相対的に小さく
なつて信号レベルが反転する期間が発生する。よ
つてこの期間を検出すれば、エンコーダを１回走
査する毎に必ず決まつた位置で基準信号となるエ
ンコーダＣ信号を簡単に得ることができる。

よつて従来のように、固定スリツト板（あるい
は固定マスク）を用いずに、基準信号となるエン
コーダＣ信号を得ることができるので、少ない部
品の簡単な位置合せによつて高精度のエンコーダ
Ｃ信号を得ることができ、また受光素子の受光面
積を有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例を示す概略平面
図、第２図は拡散電流の混入状態を示す説明図、
第３図は第１図で示す第１の実施例の動作を説明
するための波形図、第４図は本考案の第２の実施
例で用いるスリツト板の概略平面図、第５図は第
４図で示す第２の実施例の動作を説明するための
波形図、第６図Ａ及びＢは本考案の第３の実施例
の半導体受光装置及びスリツト板をそれぞれ示す
概略平面図、第７図は第６図で示す第３の実施例
の動作を説明するための波形図、第８図は本考案
の第４の実施例の半導体受光装置及びスリツト板
をそれぞれ示す概略平面図、第９図は従来の光電
形エンコーダのＣチヤンネル光学系を示す概略平
面図、第１０図は第９図で示すエンコーダの動作
説明図、第１１図は信号処理回路を示す回路図で
ある。１１……半導体受光装置、１２……回転スリツ
ト板、１３……Ｎ形半導体基板、１９ａ，１９ｂ
……受光素子、１９ｅ……ダミー受光素子、２０
ａ〜２０ｅ……アルミ配線、２１，３８……バイ
アス用受光素子、２６……第３スリツト板、２７
……光透過部、２８……光遮断部、２９，３９…
…バイアス制限用マスク部、３４ａ，３４ｂ……
受光信号、３５……エンコーダＣ信号。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 光源からの光をスリツト板に形成されたスリ
ツトを通して半導体基板に複数の受光素子が形
成されてなる半導体受光装置の前記受光素子に
光を当てることにより前記スリツト板と前記半
導体受光装置との間の相対的な移動速度に応じ
た周期的な信号を発生する光電形エンコーダに
おいて、前記半導体受光装置は、前記半導体受光装置と前記スリツト板との間
の相対的な移動方向に所定の間隔を開けて複数
の受光素子を配置して構成される第１の受光素
子列と、前記第１の受光素子列を構成する各受光素子
に対して所定の間隔を開けて複数の受光素子を
前記移動方向に配置して構成される第２の受光
素子列と、前記第１及び第２の受光素子列に対して並設
されて前記受光素子列の前記受光素子の受光面
に光が照射されたときに該受光素子から出力さ
れる最大出力よりも大きな出力を発生するバイ
アス用受光素子とを備え、前記スリツト板には、前記第１及び第２の受光素子列から位相の異
なつた同一周期の第１及び第２の受光信号を発
生させるように形成された受光信号発生用スリ
ツト列と、前記バイアス用受光素子の少くとも一部を遮
蔽して該バイアス用受光素子への前記光源から
の光の照射を制限するバイアス制限用マスク部
とが設けられ、前記バイアス用受光素子はバイアス受光信号
を出力し、該バイアス受光信号で前記第１の受
光信号の信号レベルをバイアスするように前記
第１の受光素子列に対して電気的に接続され、前記バイス制限用マスク部及び前記バイアス
受光素子の形状寸法は、前記バイアス制限用マ
スク部が前記バイアス受光素子の遮蔽を行つて
いる間に前記第１の受光信号の前記信号レベル
と前記第２の受光信号の信号レベルとの関係が
反転する反転期間が発生するように定められて
いることを特徴とする光電形エンコーダ。 (2) 前記第１及び第２の受光素子列は、該各受光
素子列を構成する前記各受光素子が交互に前記
移動方向に並べられて一列の受光素子列として
構成されており、前記受光信号発生用スリツト列は、略等しい
間隔で並べられた光透過部と光遮断部とが交互
に配置されて構成され、前記光透過部の前記移
動方向の長さは、前記受光素子列の前記受光素
子の前記移動方向の長さと該各受光素子間の素
子間距離との合計値の略２倍の長さに設定さ
れ、前記バイアス用受光素子は、受光面が隣接す
る２つの前記受光素子に少なくとも一部が対向
する長さを有しており、前記バイアス制限用マスク部は、前記バイア
ス用受光素子の長さに前記透過部の前記長さを
合計した長さを有していることを特徴とする実
用新案登録請求の範囲第１項に記載の光電形エ
ンコーダ。 (3) 前記バイアス用受光素子は、複数の受光素子
に分割されており、また前記バイアス制限用マ
スク部が複数のマスク部に分割されていること
を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に
記載の光電形エンコーダ。 (4) 前記バイアス用受光素子は前記第１の受光素
子列を構成する一部の前記受光素子と一体に形
成されており、且つ前記受光素子及び前記バイ
アス用受光素子が他の信号を出力する他の受光
素子と共に同一の半導体基板上に作り込まれて
いることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
第１項に記載の光電形エンコーダ。 (5) 前記各受光素子の前記移動方向の両側には受
光素子として使用されないダミー受光素子が設
けられ、該ダミー受光素子も同一の半導体基板
上に作り込まれていることを特徴とする実用新
案登録請求の範囲第１項に記載の光電形エンコ
ーダ。 (6) 前記受光素子及び前記バイアス受光素子は、
前記移動方向に等間隔で並べられた基本受光素
子を導電パターンで並列接続して構成されるこ
とを特徴と実用新案登録請求の範囲第１項に記
載の光電形エンコーダ。