JPH0444700B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はモータ等の回転体の回転に応じた回転
検出信号を高密度に行なう光学式回転検出装置に
関する。

従来例の構成とその問題点 従来モータ等の回転体の回転速度及び回転方向
検出機構として、光学式１点検出型の回転検出装
置が提案されてきた。その一例を第１図に示す。
第１図において、１はｎ個のスリツト１ａを環状
に有するロータリーエンコーダで回転軸２に取り
付けられている。３は固定されたスリツト板で、
異なる４種類のスリツトパターンSa，Sb，Sc，
Sdを有する。ロータリーエンコーダ１及び固定
スリツト板３を挾んで発光素子４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄ及び受光素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが
それぞれ対になつて固定されている。

第２図にロータリーエンコーダ１及び固定スリ
ツト板３の一部拡大図を示す。ロータリーエンコ
ーダ１の隣り合うスリツト１ａのスリツトピツチ
をP₀とする。スリツトパターンSa，Sb，Sc，Sd
はそれぞれ複数個のスリツト３ａ，３ｂ，３ｃ，
３ｄがスリツトピツチP₀で並んで構成されてい
る。スリツト３ａとスリツト３ｂはピツチP₁で
分離しており、スリツト３ｂとスリツト３ｃはピ
ツチP₂で分離しており、スリツト３ｃとスリツ
ト３ｄはピツチP₃で分離している。ピツチP₁は
2.5P₀，ピツチP₂は1.25P₀，ピツチP₃は2.5P₀であ
る。よつてロータリーエンコーダ１が回転してい
る時、受光素子５ａには発光素子４ａから発せら
れスリツト１ａ及びスリツト３ａを通過した光が
照射され、受光素子５ｂには発光素子４ｂから発
せられスリツト１ａ及びスリツト３ｂを通過した
光が照射され、受光素子５ｃには発光素子４ｃか
ら発せられスリツト１ａ及びスリツト３ｃを通過
した光が照射され、受光素子５ｄには発光素子４
ｄから発せられスリツト１ａ及びスリツト３ｄを
通過した光が照射される。第２図に示したように
スリツト３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを配すると、受
光素子５ａで得られる回転検出信号と受光素子５
ｂで得られる回転検出信号は互いに逆相となり、
受光素子５ｃで得られる回転検出信号と受光素子
５ｄで得られる回転検出信号は互いに逆相とな
る。また受光素子５ｂで得られる回転検出信号と
受光素子５ｃで得られる回転検出信号はそれぞれ
90°位相が異なる。よつて第３図に示したよに、
受光素子５ａで得られる回転検出信号と受光素子
５ｂで得られる回転検出信号を差動増幅回路６ａ
に入力し、より密度の高い回転検出信号Vaを得
る。また受光素子５ｃで得られる回転検出信号と
受光素子５ｄで得られる回転検出信号を差動増幅
回路６ｂに入力し、より精度の高い回転検出信号
Vbを得る。こうして得られた回転検出信号Va，
vbは90°位相が異なるため、これらの信号によつ
てロータリーエンコーダ１の回転方向を検出する
事ができる。しかし第１図に示した回転検出装置
は、一点検出型であるため、ロータリーエンコー
ダ１の偏心，面振れ，傾きが直接回転検出誤差と
なる。また発光素子，ロータリーエンコーダ，ス
リツト板，受光素子の位置合わせが困難であると
いう欠点を有する。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、
小型で高出力・高Ｓ／Ｎの回転検出信号が得られ
る安価で高密度な全周積分型の光学式回転検出装
置の提供を目的としている。

発明の構成 上記目的を達成するため本発明では、ｎ個（ｎ
は正の整数）の第１のスリツトを第１の円環部に
有し、かつスリツトピツチP₁の第２のスリツト
を前記第１の円環部と半径方向に異なる第２の円
環部に有するロータリーエンコーダを回転軸に取
り付け、そのロータリーエンコーダの一方の面に
対向して前記全スリツトに光が照射するような光
源を配するとともに、前記ロータリーエンコーダ
の他方の面に対向して平面光電変換素子を配し、
その平面光電変換素子は同一基板上の前記ロータ
リーエンコーダの第１の円環部に対応する円環を
円周方向に第３の円環部および第４の円環部に分
割し、前記第３の円環部上に、P₀のピツチで形
成した第１の光電変換素子小片を電気的に結合し
て成る第１の光電変換素子群及び前記第１の光電
変換素子小片と中心間のピツチがP₀／２で分離
されて、P₀のピツチで形成した第２の光電変換
素子小片を電気的に結合して成る第２の光電変換
素子群を有し、かつ前記第４の円間部上に、P₀
のピツチで形成した第３の光電変換素子小片を電
気的に結合して成る第３の光電変換素子群及び前
記第３の光電変換素子小片と中心間のピツチが
P₀／４あるいは3P₀／４で分離されて、P₀のピツ
チで形成した第４の光電変換素子小片を電気的に
結合して成る第４の光電変換素子群を有し、か
つ、前記ロータリーエンコーダの第２の円環部に
対応する円環部に前記スリツトピツチP₁の整数
倍のピツチで形成された第５の光電変換素子小片
を電気的に結合して成る第５の光電変換素子群及
び前記スリツトピツチP₁の整数倍のピツチで形
成された第６の光電変換素子小片を電気的に結合
して成る第６の光電変換素子群を有し、前記ロー
タリーエンコーダが回転することにより、前記光
源から発せられた光が前記第１のスリツトを通じ
て前記第１から第４の光電変換素子群に照射さ
れ、前記第１および第２の光電変換素子群から
は、互いに逆相の、前記ロータリーエンコーダの
回転数に比例した周波数を有する交流信号を発生
し、前記第３および第４の光電変換素子群から
は、互いに90°位相が異なり、前記ロータリーエ
ンコーダの回転数に比例した周波数を有する交流
信号を発生するとともに、同様に、前記ロータリ
ーエンコーダが回転することにより、前記光源か
ら発せられた光が前記第２のスリツトを通じて前
記第５の光電変換素子群および第６の光電変換素
子群に照射され、前記第５および第６の光電変換
素子群からは、それぞれ位相の異なるブラシレス
モータのコイル通電切り換え制御用の回転位置検
出信号が出力されるように構成されている。

実施例の説明 第４図に本発明の第１の実施例の光学式回転検
出装置の概略構成図を示す。第４図において、７
は平面光源、８は回転軸、９はｎ個のスリツト９
ａを環状に有し、スリツトピツチがP₀のロータ
リーエンコーダで回転軸８に取り付けられてい
る。１０は平面光電変換素子である。平面光電変
換素子１０上で同一円環を第１の円環部１０ａ及
び第２の円環部１０ｂに分離し、その第１の円環
部１０ａ上に第１の光電変換素子小片を電気的に
結合して成る第１の光電変換素子群１１ａ及び前
記第１の光電変換素子小片と分離して形成された
第２の光電変換素子小片を電気的に結合して成る
第２の光電変換素子群１１ｂを有し、前記第２の
円環部１０ｂ上に第３の光電変換素子小片を電気
的に結合して成る第３の光電変換素子群１２ａ及
び前記第３の光電変換素子小片と分離して形成さ
れた第４の光電変換素子小片を電気的に結合して
成る第４の光電変換素子群１２ｂを有している。

第５図ａ，ｂは前記第１の光電変換素子群１１
ａ，第２の光電変換素子１１ｂ，第３の光電変換
素子群１２ａ，第４の光電変換素子群１２ｂの構
成を示す拡大図である。第５図ａにおいて、隣り
合うスリツト９ａ間のピツチをスリツトピツチ
P₀とする。第１の光電変換素子群１１ａは第１
の円環部１０ａ上にP₀のピツチで形成された幅
が略P₀／２の第１の光電変換素子小片を電気的
に結合して成る。第２の光電変換素子群１１ｂは
第１の円環部１０ａ上に前記第１の光電変換素子
小片と分離されかつ第１の光電変換素子小片の中
心からP₀／２のピツチの位置にP₀のピツチで形
成された幅が略P₀／２の第２の光電変換素子小
片を電気的に結合して成る。第３の光電変換素子
群１２ａは第２の円環部１０ｂ上に、P₀のピツ
チで形成された幅が略P₀／４の第３の光電変換
素子小片を電気的に結合して成る。第４の光電変
換素子群１２ｂは第２の円環部１０ｂ上に、前記
第３の光電変換素子小片と分離されかつ第３の光
電変換素子小片の中心から3/4P₀のピツチの位置
にP₀のピツチで形成された幅が略P₀／４の第４
の光電変換素子小片を電気的に結合して成る。

第１の光電変換素子群１１ａ及び第２の光電変
換素子群１１ｂの等価回路は第６図に示したよう
になり、平面光源７から発せられた光がｎ個のス
リツト９ａを通過して第１の光電変換素子群１１
ａ及び第２の光電変換素子群１１ｂに照射され、
第１の光電変換素子群１１ａ及び第２の光電変換
素子群１１ｂは光起電流Ia₁，Ia₂を発生する。

第７図に前記光起電流Ia₁，Ia₂を回転検出信号
V₀に変換する回路を示す。第７図において１３
は演算増幅器１４及び抵抗R₁よりなる電流―電
圧変換回路で、光起電流Ia₁を電圧信号Vaに変換
する。また１５は演算増幅器１６及び抵抗R₂よ
りなる電流一電圧変換回路で、光起電流Ia₂を電
圧信号Vbに変換する。１７は演算増幅器１８及
び抵抗R₃，R′₃，R₄，R′₄（R₃：R₄＝R′₃：R′₄＝
１：K₀）から成る差動増幅回路で、VbとVaの差
をとり高密度な回転検出信号V₀を得る。

第８図にロータリーエンコーダ９が回転してい
る際、平面光源７から発せられる光７ａが第１の
光電変換素子群１１ａ及び第２の光電変換素子群
１１ｂに照射される様子を示す。第８図ａは第１
の光電変換素子群１１ａに照射される光量が最小
となり、第２の光電変換素子群１１ｂに照射され
る光量が最大となる場合である。第８図ｂは逆に
第１の光電変換素子群１１ａに照射される光量が
最大となり、第２の光電変換素子群１１ｂに照射
される光量が最小となる場合である。ロータリー
エンコーダ９が回転すると第８図ａ，ｂの状態が
交互に繰り返されるため、第７図中の電流―電圧
変換回路１３，１４の出力電圧Va，Vbの波形は
第９図ａ，ｂに示したようになり、VaとVbは互
いに逆位相で直流値がVa₀及びVb₀，信号成分の
電圧がVa_p-p及びVb_p-pとなる。この出力電圧
Va，Vbを第７図中の差動増幅回路１７に入力
し、回転速度信号V₀を得ると、第９図ｃに示す
電圧波形となる。この回転速度信号V₀は直流値
V_OO＝K₀（Vb₀−Va₀）となり、直流成分が減少
し、一方信号成分の電圧V_0p-p＝K₀（Va_p-p＋
Vb_p-p）となり増大し、高精度な回転速度検出信
号が得られる。

第３の光電変換素子群１２ａ及び第４の光電変
換素子群１２ｂの等価回路は第１０図に示したよ
うになり、平面光源７から発せられた光がｎ個の
スリツト９ａを通過して第３の光電変換素子群１
２ａ及び第４の光電変換素子群１２ｂに照射さ
れ、第３の光電変換素子群１２ａ及び第４の光電
変換素子群１２ｂは光起電流Ib₁，Ib₂を発生す
る。第１１図に前記光起電流Ib₁，Ib₂を回転方向
検出信号１８に変換する回路を示す。第１１図に
おいて、１９は演算増幅器２０及び抵抗R₅より
なる電流―電圧変換回路で、２１はパルス波変換
回路である。また２２は演算増幅器２３及び抵抗
R₆よりなる電流―電圧変換回路で、２４はパス
ル波波変換回路である。光起電流Ib₁は電流―電
圧変換回路１９及びパルス波変換回路２１によつ
て回転信号Vcに変換される。同様、光起電流Ib₂
は電流―電圧変換回路２２及びパルス波変換回路
２４によつて回転信号Vdに変換される。前記回
転信号Vc及びVdをＤ−フリツプフロツプ２５
（以下Ｄ−FFと略す）のＤ入力，Ｃ入力して、Ｑ
出力より回転方向検出信号１８を得る。

第１２図にロータリーエンコーダ９が回転して
いる際、平面光源７から発せられる光７ａが、第
３の光電変換素子群１２ａ及び第４の光電変換素
子群１２ｂに照射される様子を示す。ロータリー
エンコーダ９が第１２図ａ→ｂ→ｃ→ｄの方向に
回転している時、Ｄ−FF２５のＤ入力，Ｃ入力
は第１３図ａに示したように、パルス波の一周期
を360°とした時にＤ入力信号V_CはＣ入力信号Vd
よりも90°位相の進んだ信号となり、Ｃ入力信号
Vdのパルス波の立下りでＤ入力信号Vcの信号レ
ベルを入力し、Ｑ出力に出力すると、Ｑ出力の電
圧レベルはローベルとなる。逆にロータリーエン
コーダ９が第１２ｄ→ｃ→ｂ→ａの方向に回転し
ている時、Ｄ−FF２５のＤ入力，Ｃ入力は第１
３図ｂに示したようにＤ入力信号VcはＣ入力信
号Vdよりも90°位相の遅れた信号となり、Ｃ入力
信号Vdのパルス波の立下りでＤ入力信号Vcの信
号レベルを入力し、Ｑ出力に出力すると、Ｑ出力
の電圧レベルはハイレベルとなる。このようにし
て電圧レベルによつてロータリーエンコーダ９の
回転方向が検出できる回転方向検出信号１８が得
られる。

以上説明したように、本発明の回転送度検出信
号V₀は全周積分型の検出であるため、従来例と
比べて高精度であり、本発明の回転検出装置は配
置合わせの微調整を必要としない。また従来必要
であつたスリツト板３を必要としないため、装置
の薄形化・軽量化・低価格化を実現できる。

本発明の第２の実施例として、電子整流子モー
タ、特に直流ブラシレスモータの回転検出装置に
用いる事ができる。直流ブラシレスモータは回転
子として多極着磁されたロータマグネツト用い、
固定子としてステータコイルを用いている。更に
詳しく説明すると直流ブラシレスモータの回転検
出信号として必要なものは、回転速度や回転位相
等の回転情報を検出するための回転速度検出信
号，回転方向を検出すめるための回転方向検出信
号、及びモータが有効にトルクを発生するようロ
ータマグネツトの回転位置に対応してステータコ
イルへの通電を制御する電子的整流作用を成すた
めのロータ位置検出信号等である。本発明の第２
の実施例では、前記回転速度検出，回転方向検出
に加え、ロータマグネツトの回転位置を光学式に
検出する機能を合わせを有する光学式回転検出装
置を提供する。第１４図に本発明の第２の実施例
である光学式回転検出装置の概略構成図を示す。
第１４図において２６は平面光源、２７はロータ
マグネツト（図示せず）が取り付けられている回
転軸、２８はロータリーエンコーダで回転軸２７
に取り付けられている。２９は平面光電変換素子
である。ロータリーエンコーダ２８は異なる半径
の円環上にスリツト２８ａ及びスリツト２８ｂを
有する。平面光電変換素子２９はスリツト２８ａ
に対応する円環を第１の円環部及び第２の円環部
に分割し、第１の円環部には第１の光電変換素子
群３０ａ及び第２の光電変換素子群３０ｂを有
し、第２の円環部には第３の光電変換素子群３１
ａ及び第４の光電変換素子群３１ｂを有してい
る。またスリツト２８ｂに対応する円環上には第
５の光電変換素子３２ａ、第６の光電変換素子３
２ｂ、第７の光電変換素子３３ａ，第８の光電変
換素子３３ｂを有する。

第１５図にロータリーエンコーダ２８の平面図
を示す。第１５図において、２８ａは回転速度検
出及び回転方向検出用のスリツトで第４図〜第５
図に示した本発明の第１の実施例と同様、ｎ個の
幅P₀／２のスリツト２８ａがロータリーエンコ
ーダ２８の半径r₃からr₄の円環内にスリツトピツ
チP₀で配されている。また６極着磁４コイルの
２相ブラシレスモータを例にすると第１５図中に
Ｓ，Ｎで示した部分がそれぞれロータマグネツト
に着磁されたＳ極，Ｎ極に対応している。また１
組のＳ極Ｎ極に対応する区間を以後電気角360°
（機械角120°）と称する。２８ｂはロータマグネ
ツト回転位置検出用のスリツトで、ロータリーエ
ンコーダ２８の半径r₁から半径r₂の円環内でロー
タマグネツトがＳ極に着磁された範囲に対応する
位置に配される。

第１６図に平面光電変換素子２９の平面図を示
す。平面光電変換素子２９上の半径r₃から半径r₄
の円環内には第１の光電変換素子群３０ａ、第２
の光電変換素子群３０ｂ、第３の光電変換素子群
３１ａ、第４の光電変換素子群３１ｂが配されて
いる。また平面光電変換素子上の半径r₁から半径
r₂の円環内には電気角で270°（機械角90°）のピツ
チで第５の光電変換素子３２ａ、第７の光電変換
素子３３ａ、第６の光電変換素子３２ｂ、第８の
光電変換素子３３ｂが配されている。

第１４図，第１５図，第１６において、平面光
源２６から発せられ、スリツト２８ａを通過した
光は第１の光電変換素子群３０ａ・第２の光電変
換素子群３０ｂ・第３の光電変換素子３１ａ・第
４の光電変換素子群３１ｂに照射され、回転速度
検出信号及び回転方向検出信号が得られる。該回
転速度検出，回転方向検出については本発明の第
１の実施例で説明した通りなので省略する。

平面光源２６から発せられ、スリツト２８ｂを
通過はた光は第５の光電変換素子３２ａ・第６の
光電変換素子３２ｂ・第７の光電変換素子３３
ａ・第８の光電変換素子３３ｂに照射されるが、
第１５図中の矢印で示した方向にロータリーエン
コーダ２８が回転している時、第６の光電変換素
子３２ｂに照射される光は第５の光電変換素子３
２ａに照射される光に対し、電気角で180°遅れた
ものとなる。また第８の光電変換素子３３ｂに照
射される光は第７の光電変換素子３３ａに照射さ
れる光に対し、電気角で180°遅れたものとなる。
また第７の光電変換素子３３ａに照射される光は
第５の光電変換素子３２ａに照射される光に対
し、電気角で90°遅れたものとなる。第１７図に
ロータ位置検出信号V_R1，V_R2を得るための回路
を示す。３８は演算増幅器３４及び抵抗R₇より
成る電流―電圧変換回路で、第５の光電変換素子
３２ａが発生する光起電流を電圧信号Veに変換
する。３９は演算増幅器３５及び抵抗R′₇より成
る電流一電圧変換回路で、第６の光電変換素子３
２ｂが発生する光起電流を電圧信号Vfに変換す
る。４０は演算増幅器３６及び抵抗R₈より成る
電流―電圧変換回路で、第７の光電変換素子３３
ａが発生する光起電流を電圧信号Vgに変換する。
４１は演算増幅器３７及び抵抗R′₈より成る電流
―電圧変換回路で、第８の光電変換素子３３ｂが
発生する光起電流を電圧信号Vhに変換する。４
４は演算増幅器４２及び抵抗R₉，R′₉，R₁₀，R′₁₀
より成る差動増幅回路でロータ位置検出信号V_R1
を出力する。４５は演算増幅器４３及び抵抗
R₁₁，R′₁₁，R₁₂，R′₁₂より成る差動増幅回路でロ
ータ位置検出信号V_R2を出力する。第１５図中の
矢印の方向にロータリーエンコーダ２８が回転し
ている時、Ve，Vg，Vh，V_R1，V_R2の波形は第
１８図に示したようになる。このようにして得ら
れたロータ位置検出信号を用いて、６極着磁４コ
イルの２相ブラシレスモータの場合ステータコイ
ルに流す電流トルク発生に有効に寄与するように
通電制御することが可能である。通電制御の説明
は本発明とは直接関係がないので省略する。

本発明において光起電効果を有する薄形平面光
電変換素子を実現する手段として、フオトダイオ
ードと呼ばれる単結晶シリコン光電変換素子、あ
るいはセレン光電変換素子、アモルフアスシリコ
ン光電変換素子（以下ａ−Si光電変換素子と略
す）等様々な光電変換素子が考えられるが、本発
明に用いる光電変換素子に要求される性質とし
て、 １ 大面積の光電変換素子が安価に提供できる
事。

２ 微細加工が可能で、同一基板上に複数の独立
した素子を形成でき、又これらの素子の結合お
よび分離が容易に行える事。

３ 高感度である事。

４ 応答性が速い事。

５ 素子のバラツキが小さい事。

等が挙げられる。

まず、前記単結晶シリコン光電変換素子である
が、これは上記２〜５の条件はほぼ満たし得る
が、大面化した場合高価になる。

又、前記セレクト光電変換素子やその他CdS光
電変換素子等は、大面積でも低価格を実現し得る
が、反面フオトエツチング等による微細加工を行
い難く、第５図に示した第１の光電変換素子群１
０ａ及び第２の光電変換素子群１０ｂは例えば幅
100μｍ程度で分離帯の幅の狭い部分で10〜数10μ
ｍ程度とすると、これらの光電変換素子では実現
が難しい。又、セレン光電変換素子等は、後述す
るａ−Si光電変換素子に比べ、感度も低く、応答
性も1/10程度悪く、かつ素子間のバラツキも非常
に大きいので、本発明の光電変換素子として特殊
な場合を除き適切でない。

一方、ａ−Si光電変換素子は、大面積の薄形平
面光電変換素子を安価に提供でき、後述する透明
導電膜をフオトエツチング等によつて除去するこ
とにより、独立した光電変換素子を同一基板上に
多数形成する微細加工が可能なため、本発明にお
ける平面光電変換素子を提供し得る。又、感度も
高く、光源が発光ダイオードで構成されるような
微弱光であつても充分な出力信号を得る事が可能
であり、応答性も数10kHz程度まで応答し得るた
め、本発明の要求する応答性を充分満たし得るも
のである。そして同一基板上に形成されるものは
いうまでもなく、異なる基板上に形成されたもの
についても素子間のバラツキは小さく、量産性に
おいても優れている。以上の説明から明らかなよ
うに、本発明の光学式回転検出装置に適用する平
面光電変換素子としてはａ−Si光電変換素子が最
適である。

ここでａ−Si光電変換素子の構造及び動作を第
５図の平面光電変換素子１０及び第１９図を用い
て説明する。第１９図は、第５図中に示した線分
０−0′で破断した平面光電変換素子１０の断面図
を示す。４６はステンレス基板等で作られ、基板
を兼ねた電極で、該基板上にPIN接合を有するア
モルフアスシリコン薄膜４７（以下ａ−Si膜と略
す）が形成され、このａ−Si膜４７上にインジウ
ム・チン・オキサイド（以下ITOと略す）と呼ば
れる透明電極４８ａ，４８ｂを形成している。

前記ａ−Si膜４７は第１９図に示す様にステン
レス基板４６とITO４８ａ，４８ｂの間にＰ層４
７ｃ・Ｉ層４７ｂ・Ｎ層４７ａを形成するが、
ITO４８ａ・４８ｂの付着した部分のみが光電変
換特性を有し光電変換素子として働く。付着して
いない部分は光電変換素子としての作用をなさな
いばかりか、ａ−Si膜４７の有る抵抗率が大であ
りかつ膜の厚さが1000Åと薄く、ITOの付着して
いない部分の幅を数μm〜数10μm以上とした場
合、膜の厚さよりも充分長いため横方向は大きな
抵抗値を有することになり、電気的な絶縁体とし
て働く。よつて第１９図に示すようにITO４８ａ
と４８ｂを分離して付着することにより、ステン
レス基板４６を共通電極とする独立した光電変換
素子群１１ａ及び１１ｂを形成する事ができる。

ITOを分離してａ−Si膜４７に付着する方法と
して、例えばａ−Si膜４７の略全面にITOを塗布
した後、分離帯を形成したい部分の不必要なITO
をフオトエツチングにより除去することによつて
実現可能である。

また一定のピツチで配された光電変換素子小片
を電気的に結合する方法として第５図中の光電変
換素子群１１ａ，１１ｂのように、光電変換素子
小片を結合するようにITOをフオトエツチングせ
ずに残すことによつて、P₀のピツチで配された
光電変換素子小片を電気的に結合することが可能
である。また他の方法として、第２０図に示すよ
うに、光電変換素子小片４９ａの片端をアルミニ
ウムあるいはニツケル等の電極５０ａで結合し、
同様に光電変換素子小片４９ｂの片端をアルミニ
ウムあるいはニツケル等の電極５０ｂで結合する
事によつても実現できる。第５図に示したように
ITOによつて光電変換素子小片を結合した場合、
第２０図における電極５０ａ，５０ｂに対応する
本来回転検出信号発生に関係しないITO部分に光
が洩れ込むと。本来の回転検出信号に不必要な信
号が付加されコントラストが悪くなるが、第２０
図に示すようにアルミニウムあるいはニツケル等
の電極３０ａ，３０ｂを用いる事によつて、不要
な信号が付加されずコントラストの良い回転検出
信号を得る事ができる。

以上説明したａ−Si光電変換素子は通常5700Å
近傍にピーク感度波長を有するため、平面光源も
5700Å近傍の発光波長を有する光源を用いるのが
好ましい。5700Å近傍の発光波長を有する光源と
しては例えばオレンジ色の発光ダイオード（発光
波長；略6300Å）又は緑色の発光ダイオード（発
光波長；略5650Å）等の可視光の発光ダイオード
により実現できる。

発明の効果 本発明の光学式回転検出装置は、同一基板上の
同一円環内に第１の光電変換素子群，第２の光電
変換素子群，第３の光電変換素子群，第４の光電
変換素子群を精度よく配する事が可能で、かつ全
周積分型の回転速度検出を行なつているため、従
来の一点検出型の回転検出装置に比べ、位置調整
が簡単でかつ高精度な回転検出信号が得られ、そ
の実用的価値は大きい。またモータの回転検出装
置として使用する場合においては、モータ自身の
発生する磁束を誘導するなどの欠点も解消され
Ｓ／Ｎの良い回転速度検出信号が得られるととも
に、１つの回転検出素子基板からコイル通電切り
換え制御に用いるための回転位置検出信号も得る
ことができ、装置の小型化，モータ全体の小型
化，低コスト化という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一点検出型光学式回転検出装置
の概略構成図を示す斜視図、第２図は同装置の要
部斜視図、第３図は同検出装置の電気回路図、第
４図は本発明の第１の実施例である光学式回転検
出装置の概略構成を示す斜視図、第５図は同要部
斜視図、第６図は同装置の第１の光電変換素子群
と第２の光電変換素子群の等価回路図、第７図は
同検出装置の電気回路図、第８図は同装置の動作
説明のための要部側面図、第９図は同装置の動作
波形図、第１０は同装置における第３の光電変換
素子群と第４の光電変換素子群の等価回路図、第
１１図は同検出装置の電気ブロツク図、第１２図
は同装置の動作を説明するための要部側面図、第
１３図は同動作波形図、第１４図は本発明の第２
の実施例の検出装置の概略構成を示す斜視図、第
１５図および第１６図は同要部平面図、第１７図
は同検出装置の電気回路図、第１８図は同装置の
動作波形図、第１９図は同装置の要部側面図、第
２０図は同要部の斜視図である。 １，９，２８……ロータリーエンコーダ、２，
８，２７……回転軸、３……固定スリツト板、４
ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ……発光素子、５ａ，５
ｂ，５ｃ，５ｄ……受光素子、６ａ，６ｂ……差
動増幅回路、７，２６……平面光源、１０，２９
……平面光電変換素子、１１ａ，１１ｂ，１２
ａ，１２ｂ……光電変換素子群、１３，１５，１
９，２２，３８，４０，４１……電流―電圧変換
回路、１４，１６，１８，２０，２３，３４，３
５，３６，３７，４２，４３……演算増幅器、１
７，４４，４５……差動増幅回路、２５……Ｄ−
フリツプフロツプ、２８ａ，２８ｂ……スリツ
ト、３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ……光電変
換素子、４６……ステンレス基板、４７……アモ
ルフアスシリコン膜、４８ａ，４８ｂ……ITO、
４９ａ，４９ｂ……光電変換素子、５０ａ，５０
ｂ……電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スリツトピツチP₀でｎ個（ｎは正の整数）
   の第１のスリツトを第１の円環部に有し、かつス
   リツトピツチP₁の第２のスリツトを前記第１の
   円環部と半径方向に異なる第２の円環部に有する
   ロータリーエンコーダを回転軸に取り付け、該ロ
   ータリエンコーダの一方の面に対向して前記全ス
   リツトに光が照射するような光源を配するととも
   に、前記ロータリーエンコーダの他方の面に対向
   して平面光電変換素子を配し、該平面光電変換素
   子は基板上の前記ロータリーエンコーダの第１の
   円環部に対応する円環を円周方向に第３の円環部
   および第４の円環部に分割し、前記第３の円環部
   上に、P₀のピツチで形成した第１の光電変換素
   子小片を電気的に結合して成る第１の光電変換素
   子群及び前記第１の光電変換素子小片と中心間の
   ピツチがP₀／２で分離されて、P₀のピツチで形
   成した第２の光電変換素子小片を電気的に結合し
   て成る第２の光電変換素子群を有し、かつ前記第
   ４の円環部上に、P₀のピツチで形成した第３の
   光電変換素子小片を電気的に結合して成る第３の
   光電変換素子群及び前記第３の光電変換素子小片
   と中心間のピツチがP₀／４あるいは3P₀／４で分
   離されて、P₀のピツチで形成した第４の光電変
   換素子小片を電気的に結合して成る第４の光電変
   換素子群を有し、かつ、前記ロータリーエンコー
   ダの第２の円環部に対応する基板上の円環部に前
   記スリツトピツチP₁の整数倍のピツチで形成さ
   れた第５の光電変換素子小片を電気的に結合して
   成る第５の光電変換素子群及び前記スリツトピツ
   チP₁の整数倍のピツチで形成された第６の光電
   変換素子小片を電気的に結合して成る第６の光電
   変換素子群を有し、前記ロータリーエンコーダが
   回転することにより、前記光源から発せられた光
   が前記第１のスリツトを通じて前記第１から第４
   の光電変換素子群に照射され、前記第１および第
   ２の光電変換素子群からは、互いに逆相の、前記
   ロータリーエンコーダの回転数に比例した周波数
   を有する交流信号を発生し、前記第３および第４
   の光電変換素子群からは、互いに90°位相が異な
   り、前記ロータリーエンコーダの回転数に比例し
   た周波数を有する交流信号を発生するとともに、
   同様に、前記ロータリーエンコーダが回転するこ
   とにより、前記光源から発せられた光が前記第２
   のスリツトを通じて前記第５の光電変換素子群お
   よび第６の光電変換素子群に照射され、前記第５
   および第６の光電変換素子群からは、それぞれ位
   相の異なるブラシレスモータのコイル通電切り換
   え制御用の回転位置検出信号が出力されることを
   特徴とする光学式回転検出装置。 ２ 平面光電変換素子としてPiN接合を形成する
   アモルフアスシリコン光電変換素子を使用したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光
   学式回転検出装置。 ３ 光源に5700Å近傍の発光波長を有する光源を
   使用したことを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載の光学式回転検出装置。