JPH07113659A - Current-voltage conversion circuit and photoelectric encoder using current-voltage conversion circuit - Google Patents

Current-voltage conversion circuit and photoelectric encoder using current-voltage conversion circuit

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JPH07113659A
JPH07113659A JP28021093A JP28021093A JPH07113659A JP H07113659 A JPH07113659 A JP H07113659A JP 28021093 A JP28021093 A JP 28021093A JP 28021093 A JP28021093 A JP 28021093A JP H07113659 A JPH07113659 A JP H07113659A
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JP
Japan
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current
input terminal
voltage conversion
inverting input
operational amplifier
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Japanese (ja)
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Osamu Kawatoko
修 川床
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a current-voltage conversion circuit having a gain adjusting function, which can be formed into an IC without using a high-performance resistor or a special process. CONSTITUTION:A first analog switch S1 driven by a clock CK having specified frequency is mounted between the non-inverting input-terminal of an operational amplifier OP, in which a non-inverting input terminal is grounded, and a signal input terminal, first and second capacitors C1, C2 are connected in series between the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP and an output terminal, and a third capacitor C3, in which capacitance can be varied by a control signal, is installed between the connecting node of these first second capacitors C1, C2 and a grounding terminal. A second analog switch S2 driven by a clock having antiphase to the first analog switch S1 is set up in parallel with the series circuit of the first and second capacitors C1, C2, thus constituting a current-voltage conversion circuit capable of adjusting gains.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電流−電圧変換回路と
これを用いた光電式エンコーダに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current-voltage conversion circuit and a photoelectric encoder using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】光電式エンコーダは、それぞれ光学格子
からなる目盛りが形成されて相対移動可能に対向配置さ
れたメインスケールとインデックススケール、これらの
スケールに平行光を照射する手段、及びメインスケール
とインデックススケールの重なりの繰り返しにより生じ
る明暗を検出する検出手段を有する。検出手段は、変位
に対して正弦波的に変化する互いに位相の異なる2相の
信号を検出するための2個の受光素子と、各受光素子の
出力電流をそれぞれ電圧に変換する2個の電流−電圧変
換回路及びこれらの出力の差をとる差動増幅回路等によ
り構成される。通常インデックススケールと平行光照射
手段及び受光素子とがまとめられて、メインスケールに
対して相対移動する検出ヘッドが構成される。
2. Description of the Related Art A photoelectric encoder includes a main scale and an index scale, each of which is provided with a graduation made of an optical grating and is arranged so as to be relatively movable, a means for irradiating these scales with parallel light, and a main scale and an index. It has a detection means for detecting light and darkness caused by repetition of overlapping scales. The detection means includes two light receiving elements for detecting two-phase signals having different phases that change sinusoidally with respect to the displacement, and two currents for converting the output current of each light receiving element into a voltage. -A voltage conversion circuit and a differential amplifier circuit that takes the difference between these outputs. Usually, the index scale, the parallel light irradiating means, and the light receiving element are combined to form a detection head that moves relative to the main scale.

【0003】このような光電式エンコーダにおいて、受
光素子としては従来よりフォトトランジスタが用いられ
ていた。フォトトランジスタは増幅作用を有するため、
比較的外部ノイズに強く、従って検出ヘッドとその出力
信号を処理する電流−電圧変換回路を含む信号処理回路
との間の距離を大きくとることができる。しかし、フォ
トトランジスタの応答周波数はこれに照射される光の光
量に依存し、発光源の制約で通常100kHz程度しか
得られない。
In such a photoelectric encoder, a phototransistor has been conventionally used as a light receiving element. Since the phototransistor has an amplification effect,
Since it is relatively resistant to external noise, a large distance can be provided between the detection head and a signal processing circuit including a current-voltage conversion circuit that processes the output signal of the detection head. However, the response frequency of the phototransistor depends on the amount of light applied to the phototransistor, and normally only about 100 kHz can be obtained due to the limitation of the light emitting source.

【0004】そこで応答周波数を向上させるためには、
素子単体では応答が光量にそれほど依存しないフォトダ
イオードが受光素子として用いられる。しかしこの場合
も、実際の応答周波数は後続の電流−電圧変換回路との
関係で決まることが多く、フォトダイオードと電流−電
圧変換回路の結線で容量負荷が大きくなるのは好ましく
ない。またフォトダイオードはフォトトランジスタに比
べると出力電流が小さいから外部ノイズにも弱い。これ
らの理由から、フォトダイオードと電流−電圧変換回路
とをできるだけ近接して配置すること、できれば検出ヘ
ッド部に電流−電圧変換回路を搭載することが望まし
い。更に、検出ヘッドと計数表示器との結線数を減らす
ためには、二つの電流−電圧変換回路の出力の差をとる
差動増幅器まで検出ヘッドに搭載することが望ましい。
Therefore, in order to improve the response frequency,
A photodiode, whose response does not depend so much on the amount of light as a single element, is used as a light receiving element. However, also in this case, the actual response frequency is often determined by the relationship with the subsequent current-voltage conversion circuit, and it is not preferable that the capacitive load increases due to the connection between the photodiode and the current-voltage conversion circuit. Further, since the photodiode has a smaller output current than the phototransistor, it is also vulnerable to external noise. For these reasons, it is desirable to arrange the photodiode and the current-voltage conversion circuit as close to each other as possible, and preferably to mount the current-voltage conversion circuit on the detection head unit. Furthermore, in order to reduce the number of connections between the detection head and the counting display, it is desirable to mount a differential amplifier that takes the difference between the outputs of the two current-voltage conversion circuits on the detection head.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、検出ヘッドに
信号処理回路を搭載すると、従来ボリュームにより行っ
ていた直流レベル調整が困難になる。即ちゲージのよう
な小型化が望まれる検出ヘッドにボリュームをいれるこ
とは難しく、入れることができたとして調整作業が困難
になる。
However, if the signal processing circuit is mounted on the detection head, it becomes difficult to adjust the DC level, which has been performed by the conventional volume control. That is, it is difficult to put a volume in a detection head, such as a gauge, which is desired to be miniaturized.

【0006】そこでボリュームによる直流レベル調整に
代わって、抵抗のレーザトリミングを利用する方法、あ
るいは複数の抵抗とスイッチの組み合わせをIC技術で
作り込んで外部信号でスイッチを制御する方法等が考え
られる。しかしこれらもそれぞれ問題がある。前者の方
法は、検出器を組み立てた後に、信号を監視しながら微
妙なトリミングを行うことになるので、技術的に非常に
困難である。後者の方法では、通常のICプロセスによ
って電圧特性や温度特性に優れた高抵抗を得ることがで
きないし、スイッチの抵抗も問題になる。高性能薄膜抵
抗を組み合わせると、特殊プロセスが入るため高価なI
Cになってしまう。
Therefore, a method of utilizing laser trimming of a resistor instead of the DC level adjustment by a volume, or a method of controlling a switch by an external signal by incorporating a combination of a plurality of resistors and a switch by IC technology can be considered. However, each of these has its own problems. The former method is technically very difficult since it involves fine trimming while monitoring the signal after the detector is assembled. In the latter method, a high resistance excellent in voltage characteristics and temperature characteristics cannot be obtained by a normal IC process, and the resistance of the switch becomes a problem. A combination of high-performance thin-film resistors requires a special process and is expensive.
It becomes C.

【0007】本発明は、高性能抵抗や特殊プロセスを用
いることなくIC化することができる、ゲイン調整機能
を組み込んだ電流−電圧変換回路を提供することを目的
とする。本発明はまた、小型の検出ヘッド内に高性能抵
抗や特殊プロセスを用いることなく、ゲイン調整機能を
持つ電流−電圧変換回路を一体化した光電式エンコーダ
を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a current-voltage conversion circuit incorporating a gain adjusting function which can be integrated into an IC without using a high performance resistor or a special process. Another object of the present invention is to provide a photoelectric encoder in which a current-voltage conversion circuit having a gain adjusting function is integrated without using a high-performance resistor or a special process in a small detection head.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る電流−電圧
変換回路は、非反転入力端子が基準電位に設定された演
算増幅器と、この演算増幅器の反転入力端子と信号入力
端子の間に設けられて所定周波数のクロックで駆動され
る第1のアナログスイッチと、前記演算増幅器の反転入
力端子と出力端子の間に直列接続された第1及び第2の
キャパシタと、これら第1及び第2のキャパシタの接続
ノードと基準電位端の間に設けられて制御信号により容
量を可変できる第3のキャパシタと、前記演算増幅器の
反転入力端子と出力端子の間に接続された、前記第1の
アナログスイッチとは逆相のクロックにより駆動される
第2のアナログスイッチとを有することを特徴としてい
る。
A current-voltage conversion circuit according to the present invention is provided between an operational amplifier whose non-inverting input terminal is set to a reference potential and between the inverting input terminal and the signal input terminal of this operational amplifier. A first analog switch driven by a clock having a predetermined frequency, first and second capacitors connected in series between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier, and the first and second capacitors. A third capacitor, which is provided between a connection node of the capacitor and a reference potential terminal and whose capacitance can be varied by a control signal, and the first analog switch, which is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier. And a second analog switch driven by a clock of opposite phase.

【0009】本発明に係る光電式エンコーダは、それぞ
れ光学格子からなる目盛りが形成されて相対移動可能に
対向配置され第1スケール及び第2スケール、これらの
スケール部に平行光を照射する手段、及び前記第1スケ
ールと第2スケールの重なりの繰り返しにより生じる明
暗を検出する検出手段を有し、前記検出手段は、前記第
1スケール又は第2スケールの一方と前記平行光を照射
する手段を含む検出ヘッド内にフォトダイオードと、こ
のフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する電流−
電圧変換回路とが一体化され、前記電流−電圧変換回路
は、非反転入力端子が基準電位に設定された演算増幅器
と、この演算増幅器の反転入力端子と信号入力端子の間
に設けられて所定周波数のクロックで駆動される第1の
アナログスイッチと、前記演算増幅器の反転入力端子と
出力端子の間に直列接続された第1及び第2のキャパシ
タと、これらのキャパシタの接続ノードと基準電位端の
間に設けられて制御信号により容量が可変できる第3の
キャパシタと、前記演算増幅器の反転入力端子と出力端
子の間に接続された、前記第1のアナログスイッチとは
逆相のクロックにより駆動される第2のアナログスイッ
チとから構成されていることを特徴としている。
In the photoelectric encoder according to the present invention, graduations made of optical gratings are respectively formed and are arranged to face each other so as to be movable relative to each other, a first scale and a second scale, means for irradiating these scale portions with parallel light, and The detection means has a detection means for detecting light and darkness caused by repetition of the overlapping of the first scale and the second scale, and the detection means includes a means for irradiating one of the first scale or the second scale and the parallel light. A photodiode in the head and a current that converts the output current of this photodiode into a voltage −
The current-voltage conversion circuit is integrated with a voltage conversion circuit, and the current-voltage conversion circuit is provided with an operational amplifier whose non-inverting input terminal is set to a reference potential, and is provided between the inverting input terminal and the signal input terminal of the operational amplifier. A first analog switch driven by a frequency clock; first and second capacitors connected in series between an inverting input terminal and an output terminal of the operational amplifier; a connection node of these capacitors and a reference potential terminal; Driven by a clock having a phase opposite to that of the first analog switch, which is connected between the third capacitor and is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier. And a second analog switch that is configured to operate.

【作用】[Action]

【0010】本発明による電流−電圧変換回路は、いわ
ゆるスイッチトキャパシタを用いて等価的なフィードバ
ック抵抗を構成している。このときフィードバック抵抗
値は、キャパシタの容量値とアナログスイッチを駆動す
るクロック周波数に依存し、容易に高い抵抗値を得るこ
とができる。また、スイッチトキャパシタの第3のキャ
パシタを可変容量としてこれを制御信号により制御する
ことによって電流−電圧変換率を変えることができ、ゲ
イン調整が可能(従って差動回路を組んで直流レベル調
整が可能)である。また本発明による電流−電圧変化回
路は、例えばCMOS・ICのプロセスを用いて容易に
モノリシックICとして実現することができる。
The current-voltage conversion circuit according to the present invention constitutes an equivalent feedback resistance by using a so-called switched capacitor. At this time, the feedback resistance value depends on the capacitance value of the capacitor and the clock frequency for driving the analog switch, and a high resistance value can be easily obtained. In addition, the third capacitor of the switched capacitor is a variable capacitor, and by controlling this with a control signal, the current-voltage conversion rate can be changed and the gain can be adjusted (therefore, a DC level can be adjusted by forming a differential circuit). ). The current-voltage change circuit according to the present invention can be easily realized as a monolithic IC by using, for example, the process of CMOS IC.

【0011】本発明による光電式エンコーダは、高速応
答性に優れたフォトダイオードと共に、上述のような電
流−電圧変換回路を検出ヘッド内に一体化することによ
り、小型の検出ヘッドとしてしかもこれに直流レベル調
整機能を持たせることができる。
The photoelectric encoder according to the present invention is integrated with the photodiode having excellent high-speed response and the above-described current-voltage conversion circuit in the detection head to form a small detection head and a direct current It can have a level adjustment function.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図1は本発明の一実施例の電流−電圧変換回路
である。演算増幅器OPの非反転入力端子は接地され、
反転入力端子には第1のアナログスイッチS1を介して
変換すべき信号が入力される。演算増幅器OPの反転入
力端子と出力端子の間に設けられたフィードバック回路
は、キャパシタとアナログスイッチの組み合わせによる
等価抵抗により構成されている。即ち反転入力端子と出
力端子の間には第1のキャパシタC1と第2のキャパシ
タC2が直列接続され、それらの接続ノードと接地端子
との間に制御信号により制御されて容量が可変できる第
3のキャパシタC3が接続されている。第1のキャパシ
タとC1と第2のキャパシタC2の直列回路に対して並
列に第2のアナログスイッチS2が設けられている。第
1のアナログスイッチS1は所定周波数のクロックCK
によりオン,オフ制御され、第2のアナログスイッチS
2は、クロックCKをインバータIにより反転したクロ
ックでオン,オフ制御される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a current-voltage conversion circuit according to an embodiment of the present invention. The non-inverting input terminal of the operational amplifier OP is grounded,
A signal to be converted is input to the inverting input terminal via the first analog switch S1. The feedback circuit provided between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier OP is composed of an equivalent resistance that is a combination of a capacitor and an analog switch. That is, the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are connected in series between the inverting input terminal and the output terminal, and the capacitance is variable between the connection node and the ground terminal under the control of the control signal. Is connected to the capacitor C3. A second analog switch S2 is provided in parallel with the series circuit of the first capacitor C1 and the second capacitor C2. The first analog switch S1 is a clock CK having a predetermined frequency.
ON / OFF control by the second analog switch S
Reference numeral 2 is a clock obtained by inverting the clock CK by an inverter I, and is on / off controlled.

【0013】このように構成された電流−電圧変換回路
の等価フィードバック抵抗の抵抗値Rvは、クロックC
Kの周波数をFとして、次式で表される。
The resistance value Rv of the equivalent feedback resistor of the current-voltage conversion circuit thus constructed is the clock C
The frequency of K is F, which is expressed by the following equation.

【0014】[0014]

【数1】 Rv=(C1+C2+C3)/(C1・C2・F)[Formula 1] Rv = (C1 + C2 + C3) / (C1 · C2 · F)

【0015】従って、各キャパシタの値及びクロック周
波数を選択することにより、等価フィードバック抵抗の
抵抗値が設定される。この実施例の場合、3種類のキャ
パシタを用いてフィードバック信号を減衰させており、
例えば数pF程度の比較的大きな容量のキャパシタを用
いて、高抵抗のフィードバック抵抗が得られる。また可
変容量である第3のキャパシタC3を制御することによ
って、フィードバック抵抗値を可変制御することがで
き、これにより電流−電圧変換率を変えることができ
る。
Therefore, the resistance value of the equivalent feedback resistor is set by selecting the value of each capacitor and the clock frequency. In the case of this embodiment, three types of capacitors are used to attenuate the feedback signal,
For example, a feedback resistor having a high resistance can be obtained by using a capacitor having a relatively large capacitance of about several pF. Further, the feedback resistance value can be variably controlled by controlling the third capacitor C3, which is a variable capacitor, and thus the current-voltage conversion rate can be changed.

【0016】可変容量の第3のキャパシタC3は、例え
ば図2に示すように、容量値に重み付けした複数のキャ
パシタC31,C32,C33,C34と、これらを選
択するアナログスイッチS31,S32,S33,S3
4とから構成される。アナログスイッチS31,S3
2,S33,S34を制御信号b1,b2,b3,b4
により選択的にオンさせてキャパシタC31,C32,
C33,C34の組み合わせを選択することにより、第
3のキャパシタC3としての容量値が決まる。図2のよ
うに4個のキャパシタを用いた場合、2 4=16の段階
で容量値を選ぶことができ、これに応じた電流−電圧変
換率を得ることができる。
The variable third capacitor C3 is, for example,
For example, as shown in FIG.
Passita C31, C32, C33, C34 and select these
Select analog switch S31, S32, S33, S3
4 and. Analog switch S31, S3
2, S33, S34 to control signals b1, b2, b3, b4
To selectively turn on the capacitors C31, C32,
By selecting the combination of C33 and C34,
The capacitance value of the capacitor C3 of 3 is determined. In Figure 2
If four capacitors are used, 2 4 = 16 stages
The capacitance value can be selected with, and the current-voltage
The exchange rate can be obtained.

【0017】この実施例による電流−電圧変換回路は、
CMOS・IC技術を用いて容易にIC化できる。アナ
ログスイッチS1,S2は、図3に示すように、並列接
続したnチャネルMOSトランジスタQN とpチャネル
MOSトランジスタQP 、及びインバータI0 により構
成されるから、演算増幅器OPと共に全ての回路要素を
CMOS・ICのプロセスでシリコンチップに形成する
ことができる。キャパシタの代わりに抵抗を用いても、
同様の調整機能を実現すること可能である。しかし抵抗
を用いると、演算増幅器にオフセットがある場合に、第
3のキャパシタC3に相当する接地端子につながる抵抗
に直流電流が流れ、入力電流がないときの出力電圧が抵
抗値に依存するという不都合が生じる。キャパシタを用
いるこの実施例ではこのような無駄な直流電流が流れる
ことがない。
The current-voltage conversion circuit according to this embodiment is
It can be easily integrated into an IC using the CMOS / IC technology. As shown in FIG. 3, the analog switches S1 and S2 are composed of an n-channel MOS transistor QN and a p-channel MOS transistor QP and an inverter I0 connected in parallel. Can be formed into a silicon chip by the process of. If you use a resistor instead of a capacitor,
It is possible to realize the same adjustment function. However, if a resistor is used, when the operational amplifier has an offset, a direct current flows through the resistor connected to the ground terminal corresponding to the third capacitor C3, and the output voltage when there is no input current depends on the resistance value. Occurs. In this embodiment using a capacitor, such a wasteful direct current does not flow.

【0018】次に、上述した電流−電圧変換回路をフォ
トダイオードと共に検出ヘッドに搭載した光電式エンコ
ーダの実施例を説明する。図4は、その光電式エンコー
ダの全体構成である。それぞれ光学格子が形成されたメ
インスケール1とインデックススケール2が、矢印で示
すように相対移動可能に相対向して配置される。これら
のスケール部の一方側に平行光を照射するための発光素
子3とコリメート用の凹面鏡4が配置され、他方の側に
フォトダイオード5とその出力信号を処理する信号処理
IC6が配置される。発光素子3,凹面鏡4,フォトダ
イオード5及び信号処理IC6は、一点鎖線で示すよう
に、インデックススケール2と共に一体化されて検出ヘ
ッド7が構成される。この検出ヘッド7とメインスケー
ル1の関係を外観図で示すと図6のようになる。
Next, an embodiment of a photoelectric encoder in which the above-mentioned current-voltage conversion circuit is mounted on a detection head together with a photodiode will be described. FIG. 4 shows the overall configuration of the photoelectric encoder. A main scale 1 and an index scale 2 each having an optical grating formed thereon are arranged to face each other so as to be relatively movable, as indicated by arrows. A light emitting element 3 for radiating parallel light and a concave mirror 4 for collimation are arranged on one side of these scale parts, and a photodiode 5 and a signal processing IC 6 for processing the output signal thereof are arranged on the other side. The light emitting element 3, the concave mirror 4, the photodiode 5 and the signal processing IC 6 are integrated with the index scale 2 to form a detection head 7, as indicated by the alternate long and short dash line. The external view of the relationship between the detection head 7 and the main scale 1 is as shown in FIG.

【0019】図5は、フォトダイオード5(PDa,P
Db)及び信号処理IC6の部分の具体的構成を示す等
価回路である。検出ヘッドには、スケールの変位に応じ
て正弦波的に反復変化する、互いに逆相の信号φA ,/
φA を検出するための2個のフォトダイオードPDa,
PDbと共に、信号処理回路が搭載されている。実際に
はこれらの信号φA ,/φA とは位相が90°異なる信
号φB ,/φB に付いて同様の信号検出回路が設けられ
る。各フォトダイオードPDa,PDbの出力電流を電
圧に変換する電流−電圧変換回路11a,11bは、先
に図1で説明したものと同じである。従って図1と対応
する部分には図1と同じ符号を用いて、2系統に付いて
添字a,bを付して示している。これら電流−電圧変換
回路11a,11bの出力端には、アナログスイッチ、
キャパシタ及び演算増幅器を用いて構成されたサンプル
ホールド回路12a,12bが設けられている。これら
のサンプルホールド回路12a,12bを通った信号の
差をとるため、演算増幅器と抵抗により構成された差動
増幅器13が設けられている。電流−電圧変換回路11
a,11bの第3のキャパシタC3a,C3bをディジ
タル的に可変制御するための調整用ロジック回路14も
信号処理IC6に搭載されている。
FIG. 5 shows a photodiode 5 (PDa, P
Db) and an equivalent circuit showing a specific configuration of the signal processing IC 6 portion. The detection head has signals φ A, / A having opposite phases which repeatedly change sinusoidally according to the displacement of the scale.
Two photodiodes PDa for detecting φA,
A signal processing circuit is mounted together with PDb. Actually, a similar signal detection circuit is provided for signals φB and / φB whose phases are different from those of signals φA and / φA by 90 °. The current-voltage conversion circuits 11a and 11b that convert the output currents of the photodiodes PDa and PDb into voltages are the same as those described above with reference to FIG. Therefore, the same reference numerals as those in FIG. 1 are used for the portions corresponding to those in FIG. 1, and the suffixes a and b are attached to the two systems. At the output terminals of the current-voltage conversion circuits 11a and 11b, analog switches,
Sample and hold circuits 12a and 12b configured using capacitors and operational amplifiers are provided. A differential amplifier 13 including an operational amplifier and a resistor is provided to take the difference between the signals passing through the sample hold circuits 12a and 12b. Current-voltage conversion circuit 11
The adjustment logic circuit 14 for digitally variably controlling the third capacitors C3a and C3b of a and 11b is also mounted on the signal processing IC 6.

【0020】以上のようにこの実施例によれば、高速応
答性に優れたフォトダイオードと共に、電流−電圧変換
回路を含む信号処理回路を集積した小型の検出ヘッドを
持つ光電式エンコーダが得られる。検出ヘッドの外に信
号処理回路が設けられる従来のものと異なり、この実施
例ではフォトダイオードと電流−電圧変換回路の間の結
線が短いから、外部ノイズに対する耐性に優れている。
また検出ヘッドには従来のボリュームに相当するレベル
調整機能も搭載されて、外部ディジタル信号により容易
にバランス調整ができる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to obtain a photoelectric encoder having a small detection head in which a photodiode having excellent high-speed response and a signal processing circuit including a current-voltage conversion circuit are integrated. Unlike the conventional one in which the signal processing circuit is provided outside the detection head, in this embodiment, the connection between the photodiode and the current-voltage conversion circuit is short, so that it has excellent resistance to external noise.
Further, the detection head is also equipped with a level adjusting function corresponding to a conventional volume, and the balance can be easily adjusted by an external digital signal.

【0021】なお実施例の光電式エンコーダにおいて、
調整用ロジック回路14として示した部分の具体的な回
路手法、即ち電流−電圧変換回路11a,11bの第3
のキャパシタC3a,C3bの内部スイッチの制御レベ
ルを固定するための具体的なバランス調整法としては、 検出ヘッドのICチップが載る基板の配線を選択的に
切断する、 EEPROMを付加してこれにデータを書き込む、 測定器使用前に自動レベル調整シーケンスを行う、 といった方法が考えられる。
In the photoelectric encoder of the embodiment,
A specific circuit method of the portion shown as the adjustment logic circuit 14, that is, the third of the current-voltage conversion circuits 11a and 11b.
As a specific balance adjusting method for fixing the control level of the internal switches of the capacitors C3a and C3b, the wiring of the substrate on which the IC chip of the detection head is mounted is selectively cut, and the data is added to this by adding an EEPROM. It is conceivable to write in, or perform an automatic level adjustment sequence before using the measuring instrument.

【0022】の方法は、セラミック基板を用いた薄膜
回路でよく使われるレーザトリミング技術を利用するも
ので、検出ヘッドの信号から調整値を割り出して、図2
で説明した制御信号b1,b2,b3,b4のH,Lレ
ベルを決定し、これに基づいて配線をトリミングする。
の方法は、制御信号b1,b2,b3,b4のH,L
レベルをEEPROMから与える方法である。EEPR
OMには、と同様にして割出した調整値をデータとし
て書込んでおく。この方法では、経時変化でレベルがず
れた場合に再調整ができる。の方法は、電流−電圧変
換回路と共に直流レベルを監視してこれを0に近づける
フィードバック回路を内蔵し、測定器使用前にこの回路
を活かして、制御信号b1,b2,b3,b4のH,L
レベルを決定する。との方法を併用すれば、電源が
切れても調整値が保持されるので、電源の入断を心配す
る必要がなくなる。
The method of (1) uses a laser trimming technique which is often used in a thin film circuit using a ceramic substrate.
The H and L levels of the control signals b1, b2, b3, b4 described in 1 above are determined, and the wiring is trimmed based on these.
Of the control signals b1, b2, b3, b4.
In this method, the level is given from the EEPROM. EEPR
In the OM, the adjustment value calculated in the same manner as is written as data. In this method, readjustment can be performed when the level shifts due to changes over time. Method incorporates a current-voltage conversion circuit and a feedback circuit that monitors the direct current level and brings it close to 0. By utilizing this circuit before using the measuring instrument, H of control signals b1, b2, b3, b4, L
Determine the level. If the above method is used together, the adjustment value is retained even when the power is turned off, so there is no need to worry about turning the power on or off.

【0023】なお図4の実施例では透過型の光電式エン
コーダを示したが、本発明はこれに限られる訳ではな
く、反射型の光電式エンコーダにも同様に本発明を適用
することができる。また照射光のコリメート手段も凹面
鏡に代わってレンズを用いることができる。
Although the transmissive photoelectric encoder is shown in the embodiment of FIG. 4, the present invention is not limited to this, and the present invention can be similarly applied to a reflective photoelectric encoder. . Further, as the collimating means for the irradiation light, a lens can be used instead of the concave mirror.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、スイ
ッチトキャパシタを用いて等価的なフィードバック抵抗
を実現して、制御信号により直流レベル調整を可能とし
た電流−電圧変換回路を得ることができる。また、高速
応答性に優れたフォトダイオードと共に、上述の電流−
電圧変換回路を検出ヘッド内に一体化することにより、
小型の検出ヘッドとしてしかもこれに直流レベル調整機
能を持たせた光電式エンコーダを得ることができる。
As described above, according to the present invention, an equivalent feedback resistance is realized by using a switched capacitor, and a current-voltage conversion circuit capable of adjusting a DC level by a control signal can be obtained. it can. In addition to the above-mentioned current-
By integrating the voltage conversion circuit in the detection head,
It is possible to obtain a photoelectric encoder as a small-sized detection head, which has a DC level adjusting function.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施例による電流−電圧変換回路
を示す。
FIG. 1 shows a current-voltage conversion circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】 同実施例の第3のキャパシタの構成例を示
す。
FIG. 2 shows a configuration example of a third capacitor of the same embodiment.

【図3】 同実施例のアナログスイッチの構成を示す。FIG. 3 shows a configuration of an analog switch of the same embodiment.

【図4】 この発明の実施例の光電式エンコーダの全体
構成を示す。
FIG. 4 shows an overall configuration of a photoelectric encoder according to an embodiment of the present invention.

【図5】 同実施例のフォトダイオード及び信号処理I
Cの構成を示す。
FIG. 5 is a photodiode and signal processing I of the same embodiment.
The structure of C is shown.

【図6】 同実施例の光電式エンコーダの外観を示す。FIG. 6 shows an appearance of the photoelectric encoder of the same embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

OP…演算増幅器、C1…第1のキャパシタ、C2…第
2のキャパシタ、C3…第3のキャパシタ、S1,S2
…アナログスイッチ、I…インバータ、1…メインスケ
ール、2…インデックススケール、3…発光素子、4…
凹面鏡、5…フォトダイオード、6…信号処理IC、7
…検出ヘッド、11a,11b…電流−電圧変換回路、
12a,12b…サンプルホールド回路、13…差動増
幅器、14…調整用ロジック回路。
OP ... Operational amplifier, C1 ... 1st capacitor, C2 ... 2nd capacitor, C3 ... 3rd capacitor, S1, S2
... Analog switch, I ... Inverter, 1 ... Main scale, 2 ... Index scale, 3 ... Light emitting element, 4 ...
Concave mirror, 5 ... photodiode, 6 ... signal processing IC, 7
... Detection heads, 11a, 11b ... Current-voltage conversion circuit,
12a, 12b ... Sample and hold circuits, 13 ... Differential amplifiers, 14 ... Adjustment logic circuits.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非反転入力端子が基準電位に設定された
演算増幅器と、 この演算増幅器の反転入力端子と信号入力端子の間に設
けられて所定周波数のクロックで駆動される第1のアナ
ログスイッチと、 前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子の間に直列接
続された第1及び第2のキャパシタと、 これら第1及び第2のキャパシタの接続ノードと基準電
位端の間に設けられて制御信号により容量を可変できる
第3のキャパシタと、 前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子の間に接続さ
れた、前記第1のアナログスイッチとは逆相のクロック
により駆動される第2のアナログスイッチと、を有する
ことを特徴とする電流−電圧変換回路。
1. An operational amplifier having a non-inverting input terminal set to a reference potential, and a first analog switch provided between the inverting input terminal and the signal input terminal of the operational amplifier and driven by a clock of a predetermined frequency. And first and second capacitors connected in series between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier, and provided between the connection node of the first and second capacitors and the reference potential terminal for control. A third capacitor whose capacitance can be varied by a signal; and a second analog switch connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier and driven by a clock having a phase opposite to that of the first analog switch. And a current-voltage conversion circuit.
【請求項2】 それぞれ光学格子からなる目盛りが形成
されて相対移動可能に対向配置された第1スケール及び
第2スケール、これらのスケール部に平行光を照射する
手段、及び前記第1スケールと第2スケールの重なりの
繰り返しにより生じる明暗を検出する検出手段を有する
光電式エンコーダにおいて、 前記検出手段は、前記第1スケール又は第2スケールの
一方と前記平行光を照射する手段を含む検出ヘッド内に
フォトダイオードと、このフォトダイオードの出力電流
を電圧に変換する電流−電圧変換回路とが一体化され、 前記電流−電圧変換回路は、非反転入力端子が基準電位
に設定された演算増幅器と、この演算増幅器の反転入力
端子と信号入力端子の間に設けられて所定周波数のクロ
ックで駆動される第1のアナログスイッチと、前記演算
増幅器の反転入力端子と出力端子の間に直列接続された
第1及び第2のキャパシタと、これらのキャパシタの接
続ノードと基準電位端の間に設けられて制御信号により
容量が可変できる第3のキャパシタと、前記演算増幅器
の反転入力端子と出力端子の間に接続された、前記第1
のアナログスイッチとは逆相のクロックにより駆動され
る第2のアナログスイッチとから構成されていることを
特徴とする光電式エンコーダ。
2. A first scale and a second scale, each of which has a graduation made of an optical grating and is arranged so as to be movable relative to each other, a means for irradiating these scale portions with parallel light, and the first scale and the second scale. In a photoelectric encoder having a detection means for detecting light and darkness caused by repetition of overlapping of two scales, the detection means is provided in a detection head including one of the first scale or the second scale and a means for irradiating the parallel light. A photodiode and a current-voltage conversion circuit that converts an output current of the photodiode into a voltage are integrated, and the current-voltage conversion circuit includes an operational amplifier whose non-inverting input terminal is set to a reference potential, and A first analog switch provided between the inverting input terminal and the signal input terminal of the operational amplifier and driven by a clock of a predetermined frequency; A first and a second capacitor connected in series between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier, and a first capacitor provided between a connection node of these capacitors and a reference potential end, the capacitance of which can be varied by a control signal. The first capacitor connected between the capacitor 3 and the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier.
And a second analog switch driven by a clock having an opposite phase to the analog switch of FIG.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8502618B2 (en) 2008-12-12 2013-08-06 International Business Machines Corporation Measurement and control of electromagnetic interference
CN118310399A (en) * 2024-04-01 2024-07-09 武汉市聚芯微电子有限责任公司 Optical lens anti-shake movement detection device, method, computer readable storage medium, focusing motor, camera module and electronic equipment

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8502618B2 (en) 2008-12-12 2013-08-06 International Business Machines Corporation Measurement and control of electromagnetic interference
CN118310399A (en) * 2024-04-01 2024-07-09 武汉市聚芯微电子有限责任公司 Optical lens anti-shake movement detection device, method, computer readable storage medium, focusing motor, camera module and electronic equipment

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