JPH0552595A - 差動入力方式の光学式センサ - Google Patents

差動入力方式の光学式センサ

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JPH0552595A
JPH0552595A JP21512791A JP21512791A JPH0552595A JP H0552595 A JPH0552595 A JP H0552595A JP 21512791 A JP21512791 A JP 21512791A JP 21512791 A JP21512791 A JP 21512791A JP H0552595 A JPH0552595 A JP H0552595A
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JP
Japan
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light receiving
phase signal
light
phase
signal
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Pending
Application number
JP21512791A
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English (en)
Inventor
Ikuo Takeda
郁夫 武田
Hiroyuki Okuno
博行 奥野
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 差動入力方式の光学式センサに於いて、二つ
の受光素子にての入光量に違いがあっても誤差を生じる
ことなく高精度の検出を行い、出力精度が光源の取付精
度の影響を受けないようすること。 【構成】 光源による発光スポット内にて所定の位相差
をもって離れた二つの受光位置に配置された受光素子2
1、23により受光量を各々検出し、この二つの受光素
子の受光量信号を差動増幅器により差動増幅して出力信
号を得る差動入力方式の光学式センサに於て、前記受光
位置の各々に対し発光スポットの標準中心Cを対称点と
した点対称の位置に受光素子33、35を配置し、互い
に点対称の位置にある受光素子の出力信号を合成してこ
れを差動増幅器の入力とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学式エンコーダの如
き光学式センサに関し、特に差動入力方式の光学式セン
サに関するものである。
【0002】
【従来の技術】光学式エンコーダの如き光学式センサに
於いては、光源として発光ダイオード(LED)が、受
光素子としてホトダイオードが用いられる場合が多い。
発光ダイオードは、その発光特性に関して温度依存性が
高いから、これの光出力変化を補償するために、光源、
即ち発光ダイオードによる発光スポット内にて、所定の
位相差、例えば光学式ロータリエンコーダに於いては電
気的に180度の位相差をもって離れた二つの受光位置
に受光素子を各々配置し、この受光素子の各々により受
光量を検出し、この二つの受光素子の受光量信号を差動
増幅器により差動増幅して出力信号を得ることが行われ
ている。これは差動入力方式の光学式センサであり、こ
れに於いては、発光ダイオードの光出力の温度補償と同
時に、これの電源電圧補償、経時補償が行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の如き差動入力方
式の光学式センサに於いては、発光ダイオードの如き光
源よりの入光量が各受光素子にて互いに等しいことが要
求され、さもないと各受光素子よりの差動増幅器に対す
る差動入力にアンバランスが生じる。
【0004】例えば、光学式ロータリエンコーダに於い
ては、二つの受光素子より電気的に180度の位相差を
もった三角波状の受光量信号が差動増幅器に入力される
ことにより、矩形波状の出力信号が得られるわけである
が、前記二つの受光素子にて入光量が相互に相違してい
ると、矩形波状の出力信号のオンオフ比に狂いが生じ、
出力精度が低下する。
【0005】上述の如き二つの受光素子にての入光量の
違いは発光ダイオードの如き光源の実装位置に於ける取
付誤差により、これの中心光軸、換言すれば発光スポッ
トの中心が標準中心よりずれることにより生じる。この
ため光源の取付精度は非常に高いものを要求されるが、
しかしこれには限度があり、また要求される光源の取付
精度が高いほど、その生産性が低下する。
【0006】本発明は、従来の差動入力方式の光学式セ
ンサに於ける上述の如き問題点に着目してなされたもの
であり、二つの受光素子にての入光量に違いがあっても
誤差を生じることなく高精度の検出を行い、出力精度が
光源の取付精度の影響を受けないよう改良された差動入
力方式の光学式センサを提供することを目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、光源による発光スポット内にて所定の位相
差をもって離れた二つの受光位置に配置された受光素子
により受光量を各々検出し、この二つの受光素子の受光
量信号を差動増幅器により差動増幅して出力信号を得る
差動入力方式の光学式センサに於て、前記受光位置の各
々に対し発光スポットの標準中心を対称点とした点対称
の位置に受光素子が配置され、互いに点対称の位置にあ
る受光素子の出力信号を合成してこれを差動増幅器の入
力とするよう構成されていることを特徴とする差動入力
方式の光学式センサによって達成される。
【0008】
【作用】上述の如き構成によれば、互いに点対称の位置
にある受光素子の出力信号が合成され、これが差動増幅
器の入力とされるから、光源の取付誤差等により発光ス
ポットの中心が標準中心よりずれていることにより、所
定の位相差をもって離れた二つの受光位置に配置された
受光素子にての入光量が相互に相違していても、差動増
幅器の入力にてはその相違が各々相殺された同一レベル
の信号となり、差動増幅器の差動入力にアンバランスが
生じることがない。
【0009】
【実施例】以下に添付の図を参照して本発明を実施例に
ついて詳細に説明する。図1は本発明による差動入力方
式の光学式センサが実施されて好適な光学式センサの一
例として光学式のロータリエンコーダを示している。ロ
ータリエンコーダは、ベース部材1とカバー部材3とに
よるケーシング5を有している。
【0010】ベース部材1にはボール軸受7により入力
回転軸9が回転可能に取り付けられており、ケーシング
5内に位置する入力回転軸9の一端部には光透過性のス
リットパターンを印刷された回転スリットディスク11
が固定されている。
【0011】ケーシング5内には、回転スリットディス
ク11の一方の盤面に対し所定の大きさ、例えば直径3
mm程度の円形の発光スポットをもって光を照射するLE
D等による発光素子13が固定配置されている。またケ
ーシング5内の回転スリットディスク11の他方の側に
は固定スリットディスク15とホトダイオード等による
受光素子アレイ17とが固定配置されている。
【0012】受光素子アレイ17の各受光部は発光素子
13が放つ光を回転スリットディスク11の光透過性ス
リット部および固定スリットディスク15の光透過性ス
リット部を経て選択的に受光するようになっている。
【0013】またケーシング5内には、発光素子13の
電源回路、受光素子アレイ17よりの信号を処理する信
号処理回路等を含む電気回路部19が固定配置されてい
る。
【0014】この実施例に於いては、光学式のロータリ
エンコーダは、互いに90度の位相差を持つA相信号と
B相信号、およびZ相信号を出力するように構成されて
おり、このため受光素子アレイ17は、図2に示されて
いる如く、反転側のA相信号用受光部21、及びこれに
対し180度の位相差を持つよう配置された非反転側の
A相信号用受光部23と、A相信号用受光部21に対し
90度の位相差を持つよう配置された反転側のB相信号
用受光部25、及びこれに対し180度の位相差を持つ
よう配置された非反転側のB相信号用受光部27と、反
転側のZ相信号用受光部29、及びこれに対し180度
の位相差を持つよう配置された非反転側のZ相信号用受
光部31とを有している。
【0015】更に、受光素子アレイ17には、反転側の
A相信号用受光部21、非反転側のA相信号用受光部2
3、反転側のB相信号用受光部25、非反転側のB相信
号用受光部27、反転側のZ相信号用受光部29、非反
転側のZ相信号用受光部31の各々に対し、発光素子1
3の発光スポットの標準中心Cを対称点とした点対称の
位置に、反転側のA相信号用補償受光部33、非反転側
のA相信号用補償受光部35、反転側のB相信号用補償
受光部37、非反転側のB相信号用補償受光部39、反
転側のZ相信号用補償受光部41、非反転側のZ相信号
用補償受光部43が設けられている。
【0016】上述の如く互いに点対称の位置にある受光
部、即ち反転側のA相信号用受光部21とA相信号用補
償受光部33、非反転側のA相信号用受光部23とA相
信号用補償受光部35、反転側のB相信号用受光部25
とB相信号用補償受光部37、非反転側のB相信号用受
光部27とB相信号用補償受光部39、反転側のZ相信
号用受光部29とZ相信号用補償受光部41、非反転側
のZ相信号用受光部31とZ相信号用補償受光部43の
出力信号は、図3に示されている如き検出部回路によ
り、各々和合成されるようになっている。
【0017】和合成された反転側のA相入力信号はA相
信号用の差動増幅器45の反転入力端子に、和合成され
た非反転側のA相入力信号はA相信号用の差動増幅器4
5の非反転入力端子に各々入力されるようになってい
る。
【0018】また和合成された反転側のB相入力信号は
B相信号用の差動増幅器47の反転入力端子に、和合成
された非反転側のB相入力信号はB相信号用の差動増幅
器47の非反転入力端子に各々入力されるようになって
いる。
【0019】また和合成された反転側のZ相入力信号は
Z相信号用の差動増幅器49の反転入力端子に、和合成
された非反転側のZ相入力信号はZ相信号用の差動増幅
器49の非反転入力端子に各々入力されるようになって
いる。
【0020】各差動増幅器45、47、49は、各々反
転入力端子と非反転入力端子に入力される入力信号に基
づいて差動増幅を行い、各々個別に、矩形波状のA相出
力信号とB相出力信号とC相出力信号を出力するように
なっている。
【0021】図4の(a)〜(f)は、上述の如き構成
によるロータリエンコーダに於いて発光素子13の発光
スポットの中心が標準中心Cに整合し、受光素子アレイ
17の各受光部の入光量に相互に相違がない場合につい
て、その代表としてA相の信号波形を示している。
(a)は反転側のA相信号用受光部21の出力信号を、
(b)は反転側のA相信号用補償受光部33の出力信号
を、(c)は非反転側のA相信号用受光部23の出力信
号を、(d)は非反転側のA相信号用補償受光部35の
出力信号を、(e)は反転側のA相信号用受光部21の
出力信号とA相信号用補償受光部33の出力信号との和
合成による反転側のA相入力信号と、非反転側のA相信
号用受光部23の出力信号とA相信号用補償受光部35
の出力信号との和合成による非反転側のA相入力信号と
の組合せを、(f)は差動増幅器45のA相出力信号を
各々示している。
【0022】図5の(a)〜(f)は、上述の如き構成
によるロータリエンコーダに於いて発光素子13の発光
スポットの中心が標準中心Cより図2にて左方へ偏倚
し、受光素子アレイ17の各受光部の入光量に相違が生
じる場合について、その代表としてA相の信号波形を示
している。尚、(a)〜(f)は図4に於ける(a)〜
(f)と同じである。この場合は、(a)に示されてい
る反転側のA相信号用受光部21の出力信号と、(d)
に示されている非反転側のA相信号用補償受光部35が
低減変動し、これに対し(b)に示されている反転側の
A相信号用補償受光部33の出力信号と、(c)に示さ
れている非反転側のA相信号用受光部23の出力信号が
増加変動する。しかし低減変動している反転側のA相信
号用受光部21の出力信号と増加変動している反転側の
A相信号用補償受光部33の出力信号とが和合成され、
また低減変動している非反転側のA相信号用補償受光部
35の出力信号と増加変動している非反転側のA相信号
用受光部23の出力信号とが和合成されるから、反転側
のA相信号用受光部21の出力信号とA相信号用補償受
光部33の出力信号との和合成による反転側のA相入力
信号と、非反転側のA相信号用受光部23の出力信号と
A相信号用補償受光部35の出力信号との和合成による
非反転側のA相入力信号は、発光素子13の発光スポッ
トの中心が標準中心Cよりずれていることに拘らず、
(e)に示されている如く、互いに等しいものになる。
【0023】これにより、差動増幅器45のA相出力信
号は、(f)に示されている如く、発光素子13の発光
スポットの中心が標準中心Cに整合し、受光素子アレイ
17の各受光部の入光量に相違がない場合と同じものに
なり、誤差を生じない。
【0024】図6は、参考として、従来の差動入力方式
の光学式ロータリエンコーダに於ける受光素子アレイの
受光部の配置を、上述の実施例に於ける受光アレイの受
光部の配置と比較するために、上述の実施例に於ける受
光素子アレイの受光部に対応する部分をこれと同一の符
号により示しており、また図7の(a)、(b)は、図
6に示された従来の差動入力方式の光学式ロータリエン
コーダに於いて、発光素子の発光スポットの中心が標準
中心よりずれていることにより、反転側のA相信号用受
光部21の出力信号が低減変動し、非反転側のA相信号
用受光部23の出力信号が増大変動している場合に於け
るA相入力信号の組合せと、その場合の差動増幅器のA
相出力信号を示している。尚、図7に於いて、一点鎖線
は、発光素子の発光スポットの中心が標準中心よりずれ
ていない場合に於ける信号波形を示している。
【0025】尚、上述の実施例に於いては、各受光部は
受光素子アレイにより一つの基板上に構成されている
が、これは各々個別の受光素子により構成されていても
よい。
【0026】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
による差動入力方式の光学式センサによれば、互いに点
対称の位置にある受光素子の出力信号が合成され、これ
が差動増幅器の入力とされるから、光源の取付誤差等に
より発光スポットの中心が標準中心よりずれていること
により、所定の位相差をもって離れた二つの受光位置に
配置された受光素子にての入光量が相互に相違していて
も、差動増幅器の入力にてはその相違が各々相殺された
同一レベルの信号となり、差動増幅器の差動入力にアン
バランスが生じることがないから、二つの受光素子にて
の入光量に違いがあっても誤差を生じることなく高精度
の検出が行われるようになり、出力精度が光源の取付精
度の影響を受けなくなる。このことから、光源の取付精
度がさほど高く要求されなくなり、この取付精度より差
動入力方式の光学式センサの生産性が低下することが回
避される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による差動入力方式の光学式センサが実
施されて好適な光学式センサの一例として光学式のロー
タリエンコーダを示す縦断面図。
【図2】本発明が実施された光学式ロータリエンコーダ
の受光アレイの受光部の配置を示す平面図。
【図3】本発明が実施された光学式ロータリエンコーダ
の検出部の電気回路の一例を示す回路図。
【図4】(a)〜(f)は、本発明が実施された光学式
ロータリエンコーダに於いて発光素子の発光スポットの
中心が標準中心に整合している場合のA相の各部の信号
波形を示す信号波形図。
【図5】(a)〜(f)は、本発明が実施された光学式
ロータリエンコーダに於いて発光素子の発光スポットの
中心が標準中心に整合していない場合のA相の各部の信
号波形を示す信号波形図。
【図6】従来の差動入力方式の光学式ロータリエンコー
ダに於ける受光アレイの受光部の配置例を示す平面図。
【図7】(a)、(b)は、図6に示された従来の差動
入力方式の光学式ロータリエンコーダに於いて、発光素
子の発光スポットの中心が標準中心よりずれている場合
のA相の各部の信号波形を示す信号波形図。
【符号の説明】
5 ケーシング 9 入力回転軸 11 回転スリットディスク 13 発光素子 15 固定スリットディスク 17 受光素子アレイ 21 反転側のA相信号用受光部 23 非反転側のA相信号用受光部 25 反転側のB相信号用受光部 27 非反転側のB相信号用受光部 29 反転側のZ相信号用受光部 31 非反転側のZ相信号用受光部 33 反転側のA相信号用補償受光部 35 非反転側のA相信号用補償受光部 37 反転側のB相信号用補償受光部 39 非反転側のB相信号用補償受光部 41 反転側のZ相信号用補償受光部 43 非反転側のZ相信号用補償受光部 45 A相信号用の差動増幅器 47 B相信号用の差動増幅器 49 Z相信号用の差動増幅器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源による発光スポット内にて所定の位
    相差をもって離れた二つの受光位置に配置された受光素
    子により受光量を各々検出し、この二つの受光素子の受
    光量信号を差動増幅器により差動増幅して出力信号を得
    る差動入力方式の光学式センサに於て、 前記受光位置の各々に対し発光スポットの標準中心を対
    称点とした点対称の位置に受光素子が配置され、互いに
    点対称の位置にある受光素子の出力信号を合成してこれ
    を差動増幅器の入力とするよう構成されていることを特
    徴とする差動入力方式の光学式センサ。
JP21512791A 1991-08-27 1991-08-27 差動入力方式の光学式センサ Pending JPH0552595A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020188668A1 (ja) * 2019-03-15 2020-09-24 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 光学式ロータリエンコーダ、サーボモータおよびアクチュエータ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020188668A1 (ja) * 2019-03-15 2020-09-24 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 光学式ロータリエンコーダ、サーボモータおよびアクチュエータ
JPWO2020188668A1 (ja) * 2019-03-15 2021-10-14 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 光学式ロータリエンコーダ、サーボモータおよびアクチュエータ
US11808612B2 (en) 2019-03-15 2023-11-07 Harmonic Drive Systems Inc. Optical rotary encoder, servo motor, and actuator

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Effective date: 20000922