JPH0731128Y2 - 光学式エンコーダ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案はインデックススケール及びメインスケールを
挟んで対向する発光素子と受光素子からなる一対の素子
群を備え，電気的に180度位相のずれた信号を出力する
光学式エンコーダに関するものである。

［従来の技術］ 第３図〜第10図は従来の光学式エンコーダに関するもの
であり，第３図は概要構造断面図，第４図は第３図の矢
印Ａ方向から見た側面図，第５図は第３図の矢印Ｂ方向
から見た側面図，第６図は第３図の断面CC図，第７図は
第５図と第６図の位置関係図，第８図はＤ面における断
面EEの光量分布図，第９図はＤ面における断面FF図の光
量分布図である。

図において，（１）は回転軸，（２）はメインスケール
で外周に沿ってスリット窓（2a）が等ピッチに設けられ
ている。（３）はインデックススケールで，上記メイン
スケール（２）と同一のピッチのスリット窓群（3a）と
（3b）が設けられている。スリット窓群（3a）とスリッ
ト窓群（3b）は電気的な位相が180°ずれるように1/2ピ
ッチずらして配列されている。（４），（５）は受光素
子でスリット窓群（3a）と（3b）に対応して各々１個づ
つ配置されている。受光素子（４），（５）は後述の発
光素子（６），（７）からの発光をメインスケール
（２）及びインデックススケール（３）のスリット窓を
介して受光し，メインスケール（２）の回転により電気
的に180°位相のずれたA₁相，A₂相信号を出力する。
（６），（７）は受光素子（一般的にはLEDを使用す
る）でスリット窓群（3a）と（3b）に対応して同一品が
各１個づつ配置されている。（6a），（7a）は発光部と
してのチップで発光面である。（6b），（6c），（7
b），（7c）は電極，（6d），（7d）はボンディングワ
イヤ，（6e），（7e）はキヤン，（6f），（7f）は突起
であり，該突起（6f），（7f）と上記ボンディングワイ
ヤ（6d），（7d）は各々，位置関係が一定となってい
る。また，突起（6f），（7f）の位置はプリント基板
（８）のパターン作図の容易さを優先するため，その都
度変化し，一定にされていない。従ってボンディングワ
イヤ（6d），（7d）の位置はスリット窓群（3a），（3
b）に対して定められずに組立てられている。

次に動作について説明する。第10図は受光素子（４），
（５）の出力を示すグラフで，回転軸（１）が回転する
と，メインスケール（２）も回転する。この時，発光素
子（６），（７）が発光するとスリット窓（2a）とスリ
ット窓群（3a）が重なった時，A₁相用の受光素子（４）
に最大光量が照射され，該受光素子（４）の出力も最大
となる。またスリット窓（2a）とスリット窓群（3a）が
重なった時はA₂相用の受光素子（５）に最大光量が照射
され，該受光素子（５）の出力も最大となる。従って受
光素子（４），（５）の出力はスリット窓（2a）ピッチ
を１周期とした疑似正弦波で変化し，電気角で180°位
相がずれる。この出力をオペアンプ（図示せず）で差動
増幅し，コンパレータ（図示せず）で矩形波に整形して
光学式エンコーダの出力としている。さて，上記発光素
子（６），（７）にはボンディングワイヤ（6d），（7
d）があるため，チップ（6a），（7a）の発光面に影が
できる。即ち，発光素子（６），（７）から受光素子
（４），（５）へ発光する光量の一部をボンディングワ
イヤ（6d），（7d）でさえぎる。従って，断面EEの光量
分布は第８図のようであるが，断面FFの光量分布は第９
図のようになってしまう。第８図は左右対称であるが，
第９図はボンディングワイヤ（6d），（7d）の影響によ
り左右対称とならない。

［考案が解決しようとする課題］ 従来の光学式エンコーダは以上のように構成されている
ため，A₁相用のスリット窓群（3a）を透過する光量とA₂
相用のスリット窓群（3b）を透過する光量に差ができ，
第10図において，受光素子（４）と（５）の出力の差Ｇ
ができる。従って出力のクロスする時間幅t₁とt₂が一定
にならない等の問題があった。

この考案は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので，A₁相用とA₂相用の受光素子の出力の均一化を
図ることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ この考案に係わる光学式エンコーダは円周上に等ピッチ
に形成された複数のスリット窓を有する回転可能なメイ
ンスケールと、該メインスケールと同一円周上に同一ピ
ッチに形成された複数のスリット窓からなる複数のスリ
ット窓群を有し、該メインスケールに対向固定されたイ
ンデックススケールと、上記インデックススケールの複
数のスリット窓群に対応してそれぞれ設けられ、それぞ
れ対応するスリット窓群を介して発光する複数の発光素
子と、これら複数の発光素子で発光された光をスリット
窓群を介して入力する複数の受光素子とを備え、上記イ
ンデックススケールの一方のスリット窓群のスリット窓
は他方のスリット窓群のスリット窓に対して半ピッチず
れるように形成され、上記複数の発光素子の各々は略中
央部及び該外側部に設けられた発光部としての２つの電
極間を接続するボンディングワイヤをそれぞれ有し、該
複数のボンディングワイヤが上記インデックススケール
に形成された複数のスリット窓群間の中心線に対して対
称に位置するように配設されたものである。

［作用］ この考案における複数の発光素子の各々は、発光部とし
てのこの発光素子の略中央部及び該発光素子の外側部に
設けられた発光部としての２つの電極間を接続するボン
ディングワイヤがインデックススケールに形成された複
数のスリット窓群間の中心線に対して対称に位置するよ
うに配設され、上記複数の発光素子は上記メインスケー
ルの複数のスリット窓と、上記メインスケールに対向し
て固定されたインデックススケールに形成された複数の
スリット窓群の複数のスリット窓とを介して各々対向す
る受光素子に対して均一の光量を発光する。

［考案の実施例］ この考案の一実施例を第１図〜第２図により説明する。
図中，従来例と同じ符号で示されたものは従来例のそれ
と同一もしくは同等なものを示す。

第１図はこの実施例の光学式エンコーダにおけるインデ
ックススケール（３）のスリット窓群（3a），（3b）と
発光素子（６），（７）のボンディングワイヤ（6d），
（7d）の位置関係を示し，ボンディングワイヤ（6d）と
（7d）はスリット窓群（3a）と（3b）の中心線Ｈに対し
て左右対称に配置されている。

次に動作について説明する。発光素子（６），（７）が
発光した時，ボンディングワイヤ（6d）と（7d）とがス
リット窓群（3a）と（3b）の中心線Ｈに対して左右対称
に位置しているため，ボンディングワイヤ（6d）及び
（7d）の影の影響は同一である。即ち、A₁相用のスリッ
ト窓群（3a）を透過する光量とA₂相用のスリット窓群
（3b）を透過する光量が同一となり，受光素子（４）と
（５）の出力がバランスする。

この様子を第２図に示す。受光素子（４）の出力（A₁相
出力）と受光素子（５）の出力（A₂相出力）とは180°
の電気的位相差を有するが，第10図に示した従来例の場
合のごとく，出力差Ｇが存在せず，従って出力がクロス
する時間幅t₁とt₂が等しく一定となる。

即ち，受光素子（４），（５）はメインスケールの半ピ
ッチの回転毎に出力信号の大小が変化するバランスのと
れたものとなる。

以上のように２個の発光素子のボンディングワイヤの長
手方向の中心線をインデックススケールのスリット窓群
の中心線に対して左右対称に配置したので，A₁相用とA₂
相用の受光素子の出力が均一になり，出力がクロスする
時間幅が同一になる効果がある。

なお，上記実施例では，A₁相とA₂相の場合を示したがA₁
相，A₂相と90°位相のずれたB₁相とB₂相を設けA₁相とB₁
相を１個の発光素子で両方を照射し，A₂相とB₂相を１個
の発光素子で両方を照射する場合でもよい。

［考案の効果］ 以上のように、この考案によれば、複数の発光素子の各
々は、発光素子の略中央部及び該発光素子の外側部に設
けられた発光部としての２つの電極間を接続するボンデ
ィングワイヤがインデックススケールに形成された複数
のスリット窓群間の中心線に対して対称に位置するよう
に配設したので、複数の発光素子で発光された光に対す
るそれぞれのボンディングワイヤの影響が複数の受光素
子間において均一となることにより、受光素子の安定し
た出力信号を得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図はこの考案の一実施例を示し，第１図は
インデックススケールのスリット窓群と発光素子のボン
ディングワイヤの位置関係図，第２図は受光素子の出力
を示すグラフで示す図，第３図〜第10図は従来の光学式
エンコーダを示し，第３図は概要構造断面図，第４図は
第３図の矢印Ａ方向から見た側面図，第５図は第３図の
矢印Ｂ方向から見た側面図，第６図は第３図の断面CC
図，第７図は第５図のインデックススケールのスリット
窓群と発光素子のボンディングワイヤの位置関係図，第
８図はＤ面における断面EEの光量分布図，第９図はＤ面
における断面FFの光量分布図，第10図は受光素子の出力
を示すグラフで示す図である。 図において（１）は回転軸，（２）はメインスケール，
（３）はインデックススケール，（3a），（3b）はスリ
ット窓群，（４），（５）受光素子，（６），（７）は
発光素子，（6a），（7a）はチップ，（6d），（7d）は
ボンディングワイヤである。 なお各図中，同一符号は同一，又は相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】円周上に等ピッチに形成された複数のスリ
   ット窓を有する回転可能なメインスケールと、該メイン
   スケールと同一円周上に同一ピッチに形成された複数の
   スリット窓からなる複数のスリット窓群を有し、該メイ
   ンスケールに対向固定されたインデックススケールと、
   上記インデックススケールの複数のスリット窓群に対応
   してそれぞれ設けられ、それぞれ対応するスリット窓群
   を介して発光する複数の発光素子と、これら複数の発光
   素子で発光された光をスリット窓群を介して入力する受
   光素子とを備え、上記インデックススケールの一方のス
   リット窓群のスリット窓は他方のスリット窓群のスリッ
   ト窓に対して半ピッチずれるように形成され、上記複数
   の発光素子の各々は略中央部及び該外側部に設けられた
   発光部としての２つの電極間を接続するボンディングワ
   イヤをそれぞれ有し、該複数のボンディングワイヤが上
   記インデックススケールに形成された複数のスリット窓
   群間の中心線に対して対称に位置するように配設された
   ことを特徴とする光学式エンコーダ。