JPH05223598A

JPH05223598A - 光学式エンコーダ

Info

Publication number: JPH05223598A
Application number: JP4319339A
Authority: JP
Inventors: Thomas J Lugaresi; トーマス・ジェイ・ルガレシ
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1991-11-04
Filing date: 1992-11-04
Publication date: 1993-08-31
Also published as: US5241172A

Abstract

(57)【要約】【目的】光源から放射される光をコードホイールで変調
し、主光検出器とそれを挟む一対の二次検出器との出力
の組み合わせによって、運動検出信号を発生させる光学
式エンコーダにおいて、検出器密度よりもコードトラッ
クの密度が小さいために主検出器及び二次検出器の双方
が照明又遮光されたときであっても、確実に出力信号を
発生させること。【構成】二次光検出器２１２、２１４の大きさを主検出
器２１０よりも小さくしたり、あるいは、バイアスをか
けることにより、二次光検出器の出力にオフセットを与
え、双方の検出器が照明又は遮光されても、出力信号値
に差が出るようにした。これによりコンパレータ２３６
の出力が曖昧になることが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に位置センサ又は
軸の角位置を示すディスクリート電気信号を生成する光
学式軸角度エンコーダのようなエンコーダに関する。本
発明は特に軸エンコーダ又はスロット遮断器用の位置パ
ルスの生成を改良するものである。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】特定の経路に沿った対象の
位置と運動を検出するために、光学式インクリメンタル
運動エンコーダが使用される。このようなエンコーダ
は、一般に光線を発する光源と、経路に沿った対象の運
動に応じて光線を変調するための光線変調装置と、変調
された光線を受光し、且つ検出器による光の検出を表す
ディスクリート電気信号を生成するための検出装置とを
備えている。対象の運動に対応して光線が変調される
と、検出器アセンブリからの電気信号の流れは通常は方
形波と類似した連続波形を生成する。経路に沿った対象
の位置は、波形内の各信号の位置を決定する。波形の位
相は、対象の位置に応じて異なっている。従って、経路
に沿った対象の位置の変化を示すために検出器からの信
号を利用することができる。別個の検出器からの２つ又
はそれ以上の位相が異なる信号を位置の変化と、運動方
向の変化の双方を検出するために利用できる。

【０００３】インクリメンタル運動エンコーダが経路に
沿った対象の絶対位置又は場所を表示するには、経路に
沿って少なくとも一度は指標パルスが生成される。指標
パルスからの増分運動をカウントするために増分信号を
利用することができる。指標パルスが生成される時点で
対象の位置が判明すれば、経路沿いの任意の場所での対
象の絶対位置を判定することができる。

【０００４】従って、絶対位置と、場所と運動方向の変
化を表示するため、増分エンコーダは一般に３チャネル
の情報を必要としている。２つのチャネルは対象の経路
に亘って生成される２つ又はそれ以上の位相が異なるエ
ンコーダ信号から導出され、第３のチャネルは経路沿い
に少なくとも一度、対象の判明している位置で生成され
る指標信号である。

【０００５】代表的な応用例では、このような位置エン
コーダ又は運動検出器は軸の角位置を測定するために利
用される。このような軸角度エンコーダの用途に応じ
て、高度の分解能と精度が必要である場合がある。例え
ば、自動車のクランク軸角度測定の用途、又は加速装置
の速度制御では、軸の一回転当たり２０００増分の分解
能が必要であろう。エンコーダからの信号と、軸の実際
の機械的位置との相関の精度も重要である。コードホイ
ール、伝動部品及び非伝動部品の寸法が極めて小さいの
で、機械的位置合わせ誤差は電気的ノイズと同様に精度
に悪影響を及ぼすことがある。

【０００６】指標パルスを精密に検出するために、プッ
シュ・プル電子回路を使用して指標パルスの位置を判定
することができる。このような機構では、２個の光検出
器が光源と位置合わせされて、互いに隣接して横に配置
される。軸に固定された円形のコードホイールが光源と
検出器を分離する。検出器の一つが照射されると、
“１”のような一方向の論理信号が生成される。コード
ホイール上のスポークが照射光線を遮光すると、論理
“０”信号のような逆の論理信号が生成される。次に指
標ウインドゥが検出器を通過すると、一つの検出器が継
続時間が長い論理１を生成し、次に一瞬の後に第２検出
器からの論理１が続く。コードホイールの進行方向はど
の検出器が最初に継続時間が長い論理１を生成するかを
検出することによって判定することができる。

【０００７】コードホイールの回転方向に関わらず同じ
論理値を有する指標パルスを生成する光学式エンコーダ
は、光源と位置合わせされて互いに隣接して横に配置さ
れた３個の光検出器を有している。主光検出器は単位幅
を有し、２個の二次光検出器は各々１／２単位幅を有し
ている。二次光検出器は主光検出器が光源によって照射
された場合にコードホイールのスポーク又は隣接する複
数のスポークによって遮光されるように配置されること
が好ましい。主光検出器は第２と第３の光検出器の間に
実装されることが好ましい。或いは、２個の二次光検出
器を主光検出器の片側に実装することもできる。各光検
出器は光の検出又は光の不検出に応答して論理レベルを
生成することができる。

【０００８】この例では、符号部材は複数個の交互のウ
インドゥから成る周辺トラックを有するコードホイール
と、コードホイールが移動すると光線を交互に透過し、
又は遮断するスポークとを有している。各ウインドゥと
各スポークは単位幅を有している。エンコーダは光検出
器の出力信号を処理するための回路を備えていることが
好ましい。この回路は２個の二次光検出器の出力に接続
された第１入力と、主光検出器の出力に接続された第２
入力を有する出力信号を処理するための緩衝回路から成
っている。

【０００９】光学式エンコーダの望ましい機構は、特定
の光検出器を有する異なる密度のコードホイールを利用
できることである。コードホイールの密度は、ウインド
ゥ又はコードホイールのサイズに対する主光検出器のサ
イズによって規定される。例えば、光検出器の密度と同
じ密度のコードホイールは、各々が主光検出器の幅と等
しい幅のウインドゥとスポークとを有している。同様
に、半分の密度のコードホイールは、主光検出器の幅の
２倍の幅を各々が有するウインドゥとスポークとを有し
ている。

【００１０】半分の密度のコードホイールは、更にスロ
ット遮断器としての機能も果たす。何故ならば、ウイン
ドゥによって光源は主光検出器と二次光検出器の双方を
全体的に照明することができ、スポークは主光検出器と
二次光検出器の双方を完全に遮光するからである。しか
し、前述の例では、光検出器は、主光検出器と二次光検
出器の双方が完全に照明されるか、完全に遮光される
と、曖昧な(ambiguous)出力信号を生成することがあ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従って、光検出器の密
度と等しいか、それ以下の密度を有する、コードホイー
ル用の曖昧ではない出力信号を生成する光学式エンコー
ダ装置を提供することが望ましい。これは、外部ハード
ウェアを変更するのではなく、光検出器を修正すること
によって達成することが好ましい。

【００１２】

【課題を解決するための手段】下記の好ましい実施例の
詳細な説明から明らかにされる上記の、及びその他の特
徴と利点は、回転軸の空間的な位置をディジタル式に表
すエンコーダを提供することによって達成される。この
エンコーダは、例えば、光線を放射する照明装置と、主
光検出器と、主光検出器のそれぞれの反対側のエッジに
沿った一対の二次光検出器との組合せから構成すること
ができる。光検出器を選択的に照射し、又は照射しない
ように照明装置と光検出器との間に光線遮断装置が備え
られる。光検出器に接続された回路は、光検出器の全て
が照射された場合に信号の一つの状態を生成し、二次コ
ードホイールだけが照射され、又は光検出器が全く照射
されない場合は、反対の信号状態を生成するために偏奇
される。主光検出器は単位幅を有し、各々の二次光検出
器の幅は第１光検出器の幅の半分である。主光検出器は
二次光検出器の合計した面積よりも大きい面積を有して
いる。

【００１３】一つの実施例では、光線遮断装置は照射源
と光検出器との間に実装され、移動すると交互に照射源
を透過し、又は遮断する移動可能な符号部材から成って
いる。符号部材は符号部材を指標付けするための指標ウ
インドゥを備えていることが好ましい。各光検出器は光
線の検出、又は光線の不在に応答して出力信号を生成す
ることができる。照明装置は発光ダイオードである。

【００１４】一つの実施例では、符号部材はコードホイ
ールが移動すると照明装置を交互に透過又は遮断するた
めの複数個の交互のウインドゥとスポークとから成る周
辺トラックを有するコードホイールから成っている。各
ウインドゥと各スポークは単位幅と少なくとも等しい幅
を有している。エンコーダは光検出器の出力信号を処理
するための回路を備えている。この回路は、光検出器が
照射されず、又は二次光検出器だけが照射された場合に
同じ論理信号が生成されるように偏奇されている。

【００１５】本発明を利用することによって最終ユーザ
ー製品にコードホイールの方向を検出し、且つコードホ
イールの回転方向に応じて指標パルスの論理レベルを反
転させる付加的な回路を組み入れる必要がなくなる。更
に、本発明によって光検出器の密度よりも低い密度のコ
ードホイールを使用することが可能になる。それによっ
て全ての光検出器が完全に照射され、又は完全に遮蔽さ
れることに起因する曖昧性がなくなる。その結果、低コ
ストで製造できる簡略な製品が得られる。この技術の用
途には自動車の装備の位置検出、複写機及びその他の光
学式工業製品が含まれる。

【００１６】

【実施例】本発明を理解するのに有用な光学式エンコー
ダは米国特許第４，２５９，５７０号（特開昭５５−７
６９０７号）、米国特許第４，２６６，１２５号（特開
昭５５−８５２１８号）、米国特許第４，４５１，７３
１号（特開昭５８−３７５１５号）、米国特許第４，６
９１，１０１号（特開昭６１−２９２０１６号）に記載
されている。

【００１７】本発明の実施例装置は、従来例の構成部分
と共通する部分があるため、従来例の説明に続いて、本
発明の実施例を説明する。図１ないし６に図示した従来
の実施例では、エンコーダ・モジュール１は、視準（コ
リメート）された光線を供給し、コードホイール３によ
る変調の後に光線を受光する光検出器７を有している。
発光ダイオード（ＬＥＤ）９は、約７００ナノメーター
の好ましい波長を有する光線を放射するが、エンコーダ
の関連する寸法よりも大幅に短い波長を有する任意の周
波数の電磁放射を用いることができる。例えば、赤外線
は一般に利用される。光線をＬＥＤ９から伝達するため
にエミッタ・レンズ１１が配設されている。

【００１８】図２のコードホイールは、軸と共に回転
し、光学トラック１７で光線を変調するように軸５上に
同心的に実装されている。トラック１７は、交互に光線
を透過する部分、すなわちウインドゥ１３と、ウインド
ゥの幅と等しい単位幅を有する光不透過性の部分、すな
わちスポーク１５を有している。一つの透過部分と一つ
の不透過部分とがコードホイールの一ピッチを形成す
る。ホイールが回転すると、交互の部分１３，１５がＬ
ＥＤからの光線を遮断又は透過し、ひいては光検出器へ
と通過する光線を照射又は遮断する。

【００１９】一実施例では、コードホイールは５００個
の透過部分と、同数の光不透過部分を有している。これ
らの部分は環状のトラック上に互いに密接して配置され
ているので台形状である。各透過部分の公称幅は例えば
６２ミクロンであり、各部分の放射方向長さは７５０ミ
クロンである。コードホイールは、ステンレス鋼のよう
な耐久性があり、光学的に不透明な材料から成っている
ことが好ましく、約２２ミリメートルの直径を有してい
る。透過部分は、ディスクを貫いてマスキング及びエッ
チングされた穴をもって形成することができる。

【００２０】図４に示した一実施例では、４個の光検出
器１１０ａ，１１０ｂ，１１２，１１４の幾つかの群が
備えられている。４個の光検出器の群は、コードホイー
ル上に一つの透過部分と、一つの不透過部分があるよう
な凡そのサイズと形状を有している。個々の検出器１１
０ａ，１１０ｂ，１１２，１１４は例えば４８ミクロン
の最大幅と、約４５ミクロンの最小幅を有し、個々の光
検出器の間に約８ミクロンの間隙を有している。光検出
器は、標準型のバイポーラ形半導体技術を使用した半導
体チップ上に製造されたフォトダイオードから成ること
が好ましい。図４に示すように、光検出器群はバイポー
ラ半導体技術が許容するだけ互いに密接した一次元アレ
イ内に配列されている。機能する光検出器１１０ａ，１
１０ｂ，１１２，１１４上での散乱光線の作用を最小限
にするために、アレイのそれぞれの側に疑似光検出器１
０及び１２が配置されている。軸角度エンコーダの場合
は、光検出器はコードホイール上の符号トラックと同じ
半径の円弧内に配置されている。

【００２１】図５に示すように、エンコーダは、コード
ホイール１０３と、光検出器アセンブリ又は光検出装置
１０８内のＬＥＤアセンブリ、もしくは照射装置１００
を有している。

【００２２】コードホイール３は、ホイール１０３から
スポーク１１５を除去することにより形成された指標ウ
インドゥ１１６を備えており、その結果３単位の長さ１
１８を有するウインドゥ１１６が形成される。

【００２３】ＬＥＤアセンブリ１００は、２単位の長
さ、すなわち長さ１１８よりも小さい長さ１０１を有す
る単一のハウジング１００’内に実装されることが好ま
しい。ＬＥＤアセンブリは第１ＬＥＤ１０２と、第２Ｌ
ＥＤ１０４と、第３ＬＥＤ１０６とを有しているが、コ
リメーティング・レンズを有する単一のＬＥＤを使用し
てもよい。コリメーティングレンズは、光線が光検出器
アセンブリ１０８に確実に直線的に向けられるように使
用される。

【００２４】光検出器アセンブリ１０８は同様に２単位
の長さ１０１を有する単一のハウジング１０９内に内包
されることが好ましい。ハウジングは単一の集積回路か
ら成ることができる。光検出器アセンブリは第１光検出
器１１０と、第２光検出器１１２と、第３光検出器１１
４とを有している。第１光検出器１１０は一単位幅を有
し、１／２単位幅でそれぞれ製造された２個の別の光検
出器１１２と１１４の間に配置されている。従って３個
の光検出器を組み合わせた幅は２単位である。指標ウイ
ンドゥの長さ１１８はＬＥＤ及び光検出器アセンブリの
長さの１．５倍である。

【００２５】図６に示すように、光検出器アセンブリは
各々が１／２幅を有する４個の別個の光検出器１１０
ａ，１１０ｂ，１１２，１１４に区分された平坦な、ほ
ぼ長方形のボデー１２８を有する単一の集積回路の形式
で構成することができる。４個の光検出器が３個の光検
出器として動作できるように、中心の光検出器１１０ａ
と１１０ｂは互いに配線され、単一の出力線１３２を形
成している。従って、これらの２個の中心の光検出器１
１０ａと１１０ｂは一単位幅の中央光検出器のパネルを
形成している。光検出器１１２，１１４はそれぞれ１／
２単位幅である。外側の一対の光検出器も単一の出力線
１３４によって互いに接続されている。光検出器からの
出力線１３２，１３４は、線１３８上で公知の方法で信
号出力を生成する緩衝回路１３６に接続されている。

【００２６】次に図６の光検出器アセンブリ１０８の波
形出力を図示した図５を参照する。この波形１２０は、
パルスの単位幅の約３倍の幅だけ、隣接するパルスの後
縁１５４と前縁１５６から分離された、低レベルの指標
パルス１２２を含んでいる。緩衝回路１３６からの出力
１３８は、検出器１１２，１１４からの出力を合計し、
これを検出器１１０ａと１１０ｂの出力の合計と比較す
ることによって得られる。関連する論理式は、検出器１
１２，１１４からの出力の合計が、検出器１１０ａと１
１０ｂの出力の合計よりも大きい場合は、出力１３８が
論理１に等しいというものである。逆に、検出器１１０
ａと１１０ｂの出力の合計が検出器１１２，１１４から
の出力の合計よりも大きい場合は、出力１３８は論理０
である。

【００２７】しかし、この実施例は半分の密度のコード
ホイールを使用した場合は曖昧な状態が生ずる。例え
ば、４個の光検出器の全てが照射されると、各々の光検
出器は同じ出力を生成する。光検出器１１２と１１４の
出力の合計は光検出器１１０ａと１１０ｂの出力の合計
に等しい。従って論理式では出力１３８を決定すること
ができない。同様に、スポークが４個の光検出器の全て
を遮光すると、光検出器１１２と１１４の出力の合計は
光検出器１１０ａと１１０ｂの出力の合計に等しくな
る。この場合も出力１３８は中間状態にある。

【００２８】従来形の回路の論理式のこの中間状態は、
本発明が解決しようとする特別な問題である。密度が半
分のコードホイール・システムにおいて曖昧ではない光
検出器の出力を生成するために、コードホイール２０３
と、ＬＥＤアセンブリ又は照明装置２００と、光検出器
アセンブリ又は光検出装置とから成る図７の装置が使用
される。

【００２９】コードホイール２０３は、ホイール２０３
からスポーク２１５を除去することによって形成される
指標ウインドゥ２１６を備え、その結果３単位の長さ２
１８を有するウインドゥ２１６が形成される。

【００３０】ＬＥＤアセンブリ２００は、２単位の長
さ、すなわち長さ２１８よりも短い長さ２０１を有する
単一のハウジング２００内に実装されることが好まし
い。ＬＥＤアセンブリはＬＥＤ２０２と、コリメーティ
ングレンズ２０４とを含んでいる。コリメーティングレ
ンズは光線が光線が光検出器アセンブリ２０８に確実に
直線的に向けられるように使用される。或いは、一つが
各光検出器と反対側の３個のＬＥＤを使用してもよい。

【００３１】光検出器アセンブリ２０８は、従来形と同
様に単一のハウジング２０９内に内包されることが好ま
しい。ハウジングは、２単位の長さ２０１を有すること
が好ましい。更にハウジングは、単一の集積回路から構
成することができる。光検出器アセンブリは、第１光検
出器２１０と、２個の第２光検出器２１２及び２１４と
を有している。第１光検出器２１０は一単位幅を有し、
二次光検出器は１／２単位幅を有している。従って３個
の光検出器を組み合わせた幅は、２単位である。主光検
出器は、第１の長さを有し、２個の二次光検出器２１２
と２１４の間に配置されている。主光検出器は第１の長
さを有し、二次光検出器は第２の幅を有し、第２の幅は
第１の幅よりも短い。

【００３２】図８に示すように、光検出器アセンブリ
は、図６に示した従来形と同様の形式で構成することが
できる。この実施例では、光検出器アセンブリは、３個
の別個の光検出器２１０，２１２，２１４に区分された
平坦な、ほぼ長方形のボデー２２８を有する単一の集積
回路の形式で構成することができる。或いは、主光検出
器は、双方が同一で、１／２単位幅と第１の長さを有す
る２個の光検出器から構成することができる。２個の光
検出器を配線することによって、これらの光検出器は主
光検出器パネルを形成する。主光検出器２１０は一単位
幅である。二次光検出器２１２，２１４は各々１／２単
位幅である。外側の一対の光検出器も単一の出力線２３
４によって互いに接続されている。主光検出器は出力線
２３２を有している。光検出器からの出力線２３２，２
３４は、線２３８に公知の方法で信号出力を発生する緩
衝回路２３６に接続されている。

【００３３】光検出器からの出力は、光検出器の照射領
域の関数である。主光検出器は二次光検出器を合計した
面積よりも面積が大きいので、主光検出器からの出力信
号２３２は、全ての光検出器が照射されると、二次光検
出器からの出力信号２３４よりも大きくなる。主光検出
器の面積は一対の二次光検出器を合計した面積よりも４
ないし２０％大きいことが好ましい。１６％大きい面積
の場合は、主光検出器は代表的な光検出器の形状で一般
に１．２マイクロアンペアの出力電流を有している。同
様にして、二次光検出器は各々０．５マイクロアンペア
の出力信号を生成する。従って、全体が照射された条件
では、１．２マイクロアンペアの主出力信号２３２は、
１．０マイクロアンペアの二次出力信号２３４よりも大
きい。従って全体照射条件では主光検出器２１０の方に
かたより（favor)がある。

【００３４】全暗条件では、二次光検出器にかたよりを
もたせるために、二次出力信号２３４が、０．１マイク
ロアンペアの電流オフセットを生成するバイアス回路２
３５によってバイアスされる。この電流バイアスは、二
次光検出器の照射状態に関わらず存在する。このよう
に、全体照射条件で主光検出器の回路を優先的に活用す
るために、二次光検出器の電流バイアスは、主光検出器
の形状的なオフセットよりも小さくなければならない。
好ましい実施例では、電流バイアスは０．１マイクロア
ンペアであり、形状的なオフセットにより生じる電流オ
フセットは０．２マイクロアンペアである。

【００３５】この実施例での論理式は、図６の従来例の
論理式と同様である。詳細には、二次光検出器からの出
力の合計が主光検出器からの出力の合計と比較される。
従来形の場合と同様に、主光検出器からの出力が二次光
検出器からの出力の合計よりも大きい場合は、出力２３
８は論理０である。逆に、二次光検出器からの出力の合
計が主光検出器からの出力よりも大きい場合は、出力２
３８は論理１である。しかし、従来形とは異なり、この
光検出器は全ての光検出器が照射され、又は遮光されて
も曖昧な状態を有することがない。

【００３６】例えば、全ての光検出器が照射されると、
主光検出器の面積が大きいことによる形状的なオフセッ
トにより、主光検出器は二次光検出器の合計よりも大き
い電流を生成する。好ましい実施例では、主光検出器は
１．２マイクロアンペアの電流を有する出力信号を生成
する。同様に、二次光検出器とバイアス回路は合計で
１．１マイクロアンペアの出力電流を有する。従って、
全ての照射条件で、主光検出器２１０からの出力が二次
光検出器２１２，２１４からの出力の合計よりも大きい
ので、出力２３８は論理ゼロである。

【００３７】逆に、光検出器アセンブリの全体が遮光さ
れた場合は、主光検出器からの出力電流は５０．５ナノ
アンペアである。二次光検出器とバイアス回路からの出
力は１５０ナノアンペアである。二次光検出器とバイア
ス回路からの出力は主光検出器からの出力よりも大きい
ので、出力２３８は論理１である。このように、本発明
では全明及び全暗照射状態でも曖昧な出力は生じない。

【００３８】光検出器はエッジ検出器として機能する。
スポークが光検出器を横切って移動すると、主出力と二
次出力は照射の変化量だけ変化する。主出力信号が二次
出力信号よりも小さい状態から二次出力信号よりも大き
い状態へと変化すると、又はその逆の場合は、出力２３
８の論理値は対応して変化する。ウインドゥ又はスポー
クのエッジが光検出器の照射量を変化させるので、エッ
ジが所定の位置にある場合は出力２３８の論理状態が切
り換わる。本発明によって、論理式の曖昧性が解決した
ので、論理状態の切換えは適切に行われる。

【００３９】図９は本発明の別の実施例を示している。
この実施例では、光検出器アセンブリ３０３は３個の別
個の光検出器３１０，３１２，３１４に区分された平坦
な、ほぼ長方形のボデー３２８を有する単一の集積回路
の形式で構成することができる。主光検出器３１０と二
次光検出器３１２，３１４は単位長さを有している。主
光検出器は幅３３０を有し、二次光検出器３１２は幅３
３４を有し、別の二次光検出器３１４は幅３３２を有し
ている。幅３３０は幅３３２と３４の合計よりも広い。
好ましい実施例では、幅３３２は幅３３４と等しい。

【００４０】図８に関連して上述した実施例では、主光
検出器の面積は二次光検出器の合計した面積よりも大き
い。この実施例では、主光検出器と二次光検出器の長さ
が等しいので、幅は図８の実施例で前述したように形状
的にオフセットされる。更に、この実施例での回路と光
検出器からの出力信号の組合せは図８に示した実施例の
場合と同一である。

【００４１】主光検出器の面積は二次光検出器の面積よ
りも大きく、従って主光検出器は光検出器が完全に照射
された場合、二次光検出器よりも大きい出力電流を生成
する。物理的な面積以外の手段によっても主光検出器の
有効面積を大きくすることができる。例えば、３個のＬ
ＥＤ照射システムの場合、主光検出器１１０と対向する
ＬＥＤを二次光検出器と対向するＬＥＤ２０４，２０６
の出力の合計よりも明るくすることができるので、完全
に照射された状態では主光検出器からの出力電流は二次
光検出器からの出力よりも大きい。あるいは、ＬＥＤか
らの光線の一部にフィルタをかけるために二次光検出器
上にマスクを配置することができる。

【００４２】完全に照射された状態を生成するために指
標ウインドゥを利用した従来形の光学式エンコーダの場
合、エンコーダは光検出器が完全に照射されると曖昧な
状態を生ずる。指標ウインドゥが密度がより低いコード
ホイールと同様に機能するので、本発明はこの曖昧性を
解消する。

【００４３】前述の説明で、明解にするためにある種の
特定の技術用語を使用してきた。しかし、本発明は使用
された特定の用語に限定されるものではない。例えば、
発明の詳細な説明を通じて、コードホイールは光源と光
検出器との“間に”配置するものと記載してきた。しか
し、“間に”という用語は光源と光検出器の双方がコー
ドホイールの同じ側に配置されている構成にも敷衍され
るものである。このような構成では、コードホイールは
不透明な非反射性の“スポーク”を挟み込んだ“ウイン
ドゥ”として機能する複数の反射領域を有する固体ディ
スクから成っているので、光源からの光線は反射性ウイ
ンドゥから反射して、光検出器へと入る。更に、ここに
記載した３単位のウインドゥは、機能上は、欠けている
スポークと同一である。

【００４４】

【効果】本発明は、以上のように構成され、作用する
ものであるから、上記した課題を達成しうる光学式エン
コーダを提供しうる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例に係るコードホイールアセンブリの斜視
図である。

【図２】図１のコードホイール表面の一部を示す図であ
る。

【図３】図１の装置の光源及び受光器の一部断面図であ
る。

【図４】図１の装置のコードホイールの一部拡大図であ
る。

【図５】従来例のコードホイールと検出器アセンブリの
側面及び対応する出力信号波形を示す図である。

【図６】図５の従来例の光検出器の平面図である。

【図７】本発明実施例に係るコードホイールと検出器ア
センブリの側面及び対応する出力信号波形を示す図であ
る。

【図８】図７の実施例に係る光検出器の平面図である。

【図９】図７の別実施例に係る光検出器の平面図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記(a) ないし(e) からなる光学式エンコ
ーダ。 (a) 光源。 (b) 主光検出器。該主光検出器の面積は、二次光検出器
の面積の合計よりも大きい。 (c) 一対の二次光検出器。該二次光検出器は、主光検出
器の両側に位置する。 (d) 光遮断手段。該光遮断手段は、光源から前記光検出器に入射する光
を、前記光検出器が照射、非照射状態となるよう選択的
に遮断する。 (e) 回路。該回路は、前記光検出器に接続され、前記光
検出器のすべてに光があたっているときに一の状態の信
号を発生し、前記光検出器に光があたっていないとき又
は前記二次光検出器にしか光があたっていないときは反
対の状態の信号を発生するよう、前記光検出器をバイア
スする。
【請求項２】下記(a) ないし(d) からなる光学式エンコ
ーダ。 (a) 光源。 (b) 主光検出器及び一対の二次光検出器。 (b-1) 該主光検出器は、単位幅と第一の長さを有し、二
次光検出器の間に配置される。 (b-2) 該二次光検出器は、二分の一単位幅と第二の長さ
を有し、第二の長さは第一の長さよりも小さい。 (b-3) 各光検出器は、それぞれ光源から照射される光に
応答して出力信号を発生する。 (b-4) 主光検出器は、光源からの入射光に応答する第一
の出力信号を発生し、二次光検出器は、光源からの入射
光に応答する第二の出力信号と、第二の光検出器に光が
あたっていないとき第三の出力信号とを発生する。 (b-5) 第二の出力信号の和は、第１の出力信号よりも小
さい。 (c) 運動可能なコードホイール。コードホイールは、光
源と光検出器との間に配置されるもの円盤状体であっ
て、環状のトラックを有する。該環状のトラックは、複
数の窓とスポークを交互に含む。各窓及び各スポーク
は、少なくとも前記単位幅と同じ幅を有する。 (d) 前記出力信号を結合する回路。該回路は、二次光検
出器の出力に接続された第一入力と、主検出器の出力に
接続された第二入力とを有する。