JPH07318371A - 光電式エンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光量調整や原点検出回路の調整を無用として
確実な原点検出を可能とした光電式エンコーダを提供す
る。 【構成】 平行光が照射されるメインスケールに対し
て、インデックススケールを兼ねたフォトダイオードア
レイ１５が平行配置される。メインスケールには複数の
スリットからなる第１の原点検出用パターンが形成さ
れ、フォトダイオードアレイ１５には第２の原点検出用
パターンを構成するフォトダイオードＺＰＤ１〜ＺＰＤ
４と、これらの各間隙及び両外側に非原点検出用パター
ンを構成するフォトダイオードＺＢＰＤ１〜ＺＢＰＤ４
が配列形成される。原点検出回路として、フォトダイオ
ードＺＰＤ１〜ＺＰＤ４の全出力とフォトダイオードＺ
ＢＰＤ１〜ＺＢＰＤ４の全出力との差をとる差動回路が
構成される。この差動回路から、原点位置で原点信号が
発生される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リニアエンコーダやロ
ータリーエンコーダとして用いられる光電式エンコーダ
に係り、特に受光素子とインデックススケールを兼ねた
フォトダイオードアレイを持つ光電式エンコーダに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図１０に示す光電式エンコー
ダが知られている。ＬＥＤ８１からの光は、凹面鏡８２
により平行光８３に変換されてメインスケール８４に照
射される。メインスケール８４には所定ピッチの光学格
子からなる目盛りが形成されている。メインスケール８
４に平行に、メインスケール８４と同様の光学格子が形
成されたインデックススケール８５が配置されて、その
後方に受光素子８６が配置されている。メインスケール
８４をインデックススケール８５に対して図に矢印で示
すように相対移動させた時、受光素子８６ではメインス
ケール８４とインデックススケール８５の光学格子の重
なりにより生じる明暗パターンを検出することができ、
従って受光素子８６の出力電流を処理することにより、
変位を測定することができる。

【０００３】この種の光電式エンコーダにおいて、原点
信号を得るために通常、図１１に示すようにメインスケ
ール８４及びインデックススケール８５上の所定箇所に
複数本のスリットを不等間隔で配列した原点検出用パタ
ーンＰ１，Ｐ２が形成される。これらの原点検出用パタ
ーンＰ１，Ｐ２の重なりを検出するために、図１０の受
光素子とは別に原点検出用受光素子８６ｂが設けられ
る。二つの原点検出用パターンＰ１，Ｐ２が完全に重な
ったときに原点検出用受光素子８６ｂではピーク電流が
検出されるから、そのピーク電流位置を原点位置（測長
基準点）と定める。

【０００４】原点検出回路は、図１２のように構成され
る。原点検出用受光素子８６ｂの出力電流は、演算増幅
器ＯＰ３１を用いた電流電圧変換器１０１により電圧値
に変換され、その電圧値が演算増幅器ＯＰ３２を用いた
比較回路１０２により所定の基準電圧ＶREFと比較され
て、原点信号Ｚが出力される。

【０００５】図１３は、図１２の検出回路の電流電圧変
換器１０１の出力ＦＺ−ＯＵＴと原点信号Ｚの波形を示
している。横軸は、変位ｘである。図１３のピーク電圧
Ｐが前述したようにメインスケール８４とインデックス
スケール８５の原点検出用パターンＰ１とＰ２が一致し
た位置で得られるもので、これを所定の比較電圧ＶCと
比較する事により、原点信号Ｚを得ることができる。

【０００６】この従来方式では、図１３に示したよう
に、電流電圧変換出力ＦＺ−ＯＵＴには、原点位置の前
後にピーク電圧Ｐと同極性で非ピーク電圧ＮＰ２が出
る。これは、メインスケール８４の原点検出用パターン
Ｐ１とインデックススケール８５の原点検出用パターン
Ｐ２が完全一致からずれた位置でも、両スリットが一部
重なるためである。この非ピーク電圧ＮＰはピーク電圧
Ｐを抽出する際のノイズとなるから、比較回路１０２で
はこの非ピーク電圧ＮＰを誤って原点信号Ｚとして出力
しないように、検出回路の基準電圧ＶREF とは異なる比
較電圧ＶC を、図１３に示すＶ２の範囲内に設定するこ
とが必要になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来方式では、
原点信号を確実に出力するためには原点検出回路構成が
複雑になるという問題がある。光源の光量や受光素子の
感度等がばらつくと、図１３に示すピーク電圧Ｐと非ピ
ーク電圧ＮＰ２の絶対値は定まらない。このため非ピー
ク電圧を原点信号として検出しないようにするために
は、検出回路のレベル調整や光量調整が必要になるから
である。具体的に図１２では、電流電圧変換器１０１の
可変抵抗ＶＲ１により、非ピーク電圧ＮＰ２のレベルを
調整し、比較回路１０２の可変抵抗ＶＲ２により比較電
圧ＶC を調整するようにしている。

【０００８】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、光量調整や原点検出回路の調整を無用として確実な
原点検出を可能とした光電式エンコーダを提供すること
を目的としている。本発明はまた、原点近傍でピーク電
圧と同極性の非ピーク電圧が発生する事がなく、確実な
原点検出を可能とした光電式エンコーダを提供すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による光電式エン
コーダは、平行光を照射する光照射手段と、この光照射
手段に対向して配置されてその平行光を受光する多数の
フォトダイオードがインデックススケールを兼ねて所定
ピッチで配列形成されたフォトダイオードアレイと、前
記フォトダイオードアレイと前記光照射手段の間にフォ
トダイオードの配列方向に相対移動可能に配置された所
定ピッチの光学格子が形成されたメインスケールと、前
記フォトダイオードアレイの出力信号を処理して変位量
を求める信号処理手段とを有し、前記メインスケール
は、複数の透過部が不均一に配列された第１の原点検出
用パターンを有し、前記フォトダイオードアレイは、前
記第１の原点検出用パターンと実質同じパターンをもっ
て配列されて第２の原点検出用パターンを構成する第１
グループの複数のフォトダイオードを有し、前記フォト
ダイオードアレイは更に、前記第１グループの複数のフ
ォトダイオードの隣接スペースに配置された第２グルー
プの複数のフォトダイオードを有し、前記信号処理手段
は、前記第１グループの複数のフォトダイオードの出力
と前記第２グループの複数のフォトダイオードの出力と
の差をとって、前記第１の原点検出用パターンと前記第
２の原点検出用パターンとが一致したスケール位置で原
点信号を発生する原点信号検出手段を有することを特徴
としている。

【００１０】

【作用】本発明によれば、メインスケール側の第１の原
点検出用パターンとインデックススケールを兼ねたフォ
トダイオードアレイの第２の原点検出用パターンとが完
全に重なる位置で原点信号が得られる。本発明において
はまた、フォトダイオードアレイは、第２の原点検出用
パターンを構成する第１グループの複数のフォトダイオ
ードの隣接スペースに非原点検出用の第２グループの複
数のフォトダイオードが配置される。特に第２グループ
のフォトダイオードを、第１グループのフォトダイオー
ド配列の各間隙に配置すると共に、両外側に第１グルー
プのフォトダイオードの幅より大きな幅をもって配置す
れば、メインスケール側の第１の原点検出用パターンと
インデックススケール側の第２の原点検出用パターンが
完全に重なるスケール位置（原点）で得られるピーク電
圧（電流）に対して、ここからずれた位置で得られる非
ピーク電圧（電流）は全て逆極性とすることができる。
即ち原点位置では、第１グループのフォトダイオードの
出力のみとなり、原点からずれた位置では、第２グルー
プのフォトダイオードのトータル出力が常に第１グルー
プのフォトダイオードのトータル出力より大きくなる。
従って第１，第２グループのフォトダイオードの出力の
差を取れば、原点信号となるピーク電圧が負極性で得ら
れるときに、原点がずれた位置での非ピーク電圧は必ず
正となる。

【００１１】また本発明よれば、原点信号を得るための
比較回路の比較電圧を、光源の光量や受光素子の感度の
ばらつきに応じて調整する必要がなく、固定することが
できる。また、光量調整やレベル調整のためのボリュー
ムも削減できる。更に第１，第２グループのフォトダイ
オードは、インデックススケールを兼ねたフォトダイオ
ードアレイを構成する半導体チップ上に集積形成するこ
とができるから、エンコーダ全体の小型化も図られる。

【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、本発明の一実施例に係る光電式エンコ
ーダの光学系の構成を示す。光照射手段は、ＬＥＤ１１
とその出力光を平行光１３にコリメートする凹面鏡１２
により構成されている。得られた平行光１３は、所定ピ
ッチのスリットによる光学格子からなる目盛りが形成さ
れたメインスケール１４に照射される。メインスケール
１４を透過した光は、フォトダイオードアレイ１５によ
り受光される。フォトダイオードアレイ１５は、シリコ
ン基板に複数のフォトダイオードがメインスケール１４
のスリット配列と対応する配列で集積形成されて、これ
がインデックススケールを兼ねている。フォトダイオー
ドアレイ１５の出力は、信号処理回路１６に送られる。
信号処理回路１６ではスケール移動に伴う出力電流の変
化から、変位量を算出する。

【００１３】図２（ａ）（ｂ）は、メインスケール１４
の所定箇所に形成された第１の原点検出用パターンを側
面図と平面図で示している。この実施例では図示のよう
に、透過部として、４５μm 幅の４個のスリットＳ１〜
Ｓ４が不等間隔を以て配列形成されている。

【００１４】図３（ａ）（ｂ）は、図２に示すメインス
ケール側の第１の原点検出用パターンに対応して、フォ
トダイオードアレイ１５に形成された第２の原点検出用
パターン（以下、Ｚ相パターン）と非原点検出用パター
ン（以下、ＺＢ相パターン）を示す側面図と平面図であ
る。第１グループのフォトダイオードＺＰＤ１，ＺＰＤ
２，ＺＰＤ３，ＺＰＤ４がＺ相パターンを構成するもの
で、その配列はメインスケール側原点検出用パターンを
構成するスリットＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に対応する。

【００１５】これら第１グループのフォトダイオードＺ
ＰＤ１〜ＺＰＤ４のそれぞれに隣接する広いスペースに
は、これを埋めるように、ＺＢ相パターンを構成する第
２グループのフォトダイオードＺＢＰＤ１，ＺＢＰＤ
２，ＺＢＰＤ３，ＺＢＰＤ４が形成されている。フォト
ダイオードＺＰＤ１〜ＺＰＤ４の各間隙のみならず、両
外側にフォトダイオードＺＢＰＤ１，ＺＢＰＤ４が配置
されていることが重要である。第１グループのフォトダ
イオードＺＰＤ１〜ＺＰＤ４の出力電流は加算されて、
Ｚ相出力電流となる。第２グループのフォトダイオード
ＺＢＰＤ１〜ＺＢＰＤ４の出力電流は加算されて、ＺＢ
相出力電流となる。

【００１６】具体的にこの実施例では、図にμm 単位で
寸法を書き込んだように、Ｚ相パターンを構成するフォ
トダイオードＺＰＤ１〜ＺＰＤ４は、メインスケール側
原点検出用パターンのスリット幅と同じ４５μm 幅の細
長い受光面を有する。これらのフォトダイオードＺＰＤ
１〜ＺＰＤ４の各間隙及び周辺の４５μm より広いスペ
ースに、４５μm 以上のスペースを残さないように受光
面幅が設定されたフォトダイオードＺＢＰＤ１〜ＺＢＰ
Ｄ４が形成されている。

【００１７】ＺＢ相パターンを構成するフォトダイオー
ドＺＢＰＤ１〜ＺＢＰＤ４のうち少なくとも両端のフォ
トダイオードＺＢＰＤ１，ＺＢＰＤ４は、Ｚ相パターン
を構成するフォトダイオードＺＰＤ１〜ＺＰＤ４の幅よ
りも大きい幅を有する。より具体的に言えば、図３
（ｂ）に示すように、第２グループの左端のフォトダイ
オードＺＢＰＤ１のピッチａ１は、第１グループの右端
のフォトダイオードＺＰＤ４のピッチａ２より大きく設
定され、第２グループの右端のフォトダイオードＺＢＰ
Ｄ４のピッチｂ１は、第１グループの左端のフォトダイ
オードＺＰＤ１のピッチｂ２より大きく設定されてい
る。これにより、後述するように、原点位置からずれた
位置で発生する非ピーク電圧が原点位置で得られるピー
ク電圧と同極性になることが防止される。

【００１８】図４は、信号処理回路１６に含まれる原点
検出回路の構成である。この原点検出回路は、図３に示
すＺ相パターン及びＺＢ相パターンを構成するフォトダ
イオード群から得られるＺ相出力及びＺＢ相出力を処理
して原点検出を行う。この原点検出回路は、二つの電流
電圧変換器４１，３２と、これらの電流電圧変換器４
１，４２の出力の差を取る差動増幅器４３と、この差動
増幅器４３の出力を所定の比較電圧と比較して原点信号
Ｚを出力する比較回路４４とにより構成されている。

【００１９】Ｚ相パターンを構成するフォトダイオード
ＺＰＤ１〜ＺＰＤ４の受光電流はまとめてＺ相出力とし
て取り出され、これが演算増幅器ＯＰ２を用いた電流電
圧変換器４２により電圧値に変換される。ＺＢ相パター
ンを構成するフォトダイオードＺＢＰＤ１〜ＺＢＰＤ４
の受光電流も同様にまとめてＺＢ相出力として取り出さ
れ、これは演算増幅器ＯＰ１を用いた電流電圧変換器４
１により電圧値に変換される。

【００２０】二つの電流電圧変換器４１，４２の出力
は、演算増幅器ＯＰ３と抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６に
より構成される差動増幅器４３により差が取られて、差
出力ＦＺ−ＯＵＴが得られる。この差出力信号ＦＺ−Ｏ
ＵＴは、メインスケールの移動に伴って図５に示すよう
に、検出回路の基準電圧ＶREF に対して正から負にまた
がって変動するが、原点位置を示すピーク電圧Ｐのみが
負になる。その理由は後述する。

【００２１】差出力信号ＦＺ−ＯＵＴは、演算増幅器Ｏ
Ｐ４及び抵抗Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９を用いて構成された比較
回路４４により、抵抗Ｒ７とＲ８の比で決まる固定の比
較電圧ＶC と比較されて、図５に示すようにピーク電圧
Ｐのみが検出され、これが原点信号Ｚとして出力され
る。

【００２２】図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、この実施例の
エンコーダにおいて、メインスケール１４をフォトダイ
オードアレイ１５に対して相対移動させたときの、メイ
ンスケール側原点検出用パターンと、フォトダイオード
アレイ１５側のＺ相パターン及びＺＢ相パターンとの重
なりの様子を示している。図の斜線部は、メインスケー
ル側原点検出用パターンを構成するスリットＳ１〜Ｓ４
を透過した光によるフォトダイオードアレイ１５上の照
射パターンである。

【００２３】図６（ａ）は、スリットＳ１〜Ｓ４がフォ
トダイオードアレイ１５上のＺ相パターンを構成するフ
ォトダイオードＺＰＤ１〜ＺＰＤ４に一対一で対応して
重なる原点位置の場合である。このときフォトダイオー
ドＺＰＤ１〜ＺＰＤ４の全てに受光電流が流れ、これが
加算されて大きなＺ相出力が得られる。またこのとき、
ＺＢ相パターンを構成するフォトダイオードＺＢＰＤ１
〜ＺＢＰＤ４には光が照射されず、ＺＢ相出力はゼロで
ある。

【００２４】図６（ｂ）は、図６（ａ）に対してメイン
スケール１４が僅かに左方向にずれて、スリットＳ２が
Ｚ相用のフォトダイオードＺＰＤ１に重なった位置の例
である。このときフォトダイオードＺＰＤ１から受光電
流が得られるが、他のスリットＳ１，Ｓ３，Ｓ４がＺＢ
相用のフォトダイオードＺＢＰＤ１，ＺＢＰＤ２，ＺＢ
ＰＤ３にそれぞれ重なるから、Ｚ相出力より大きなＺＢ
相出力が得られる。

【００２５】図６（ｃ）は、メインスケール１４が更に
左側にずれて、スリットＳ４がＺ相用フォトダイオード
ＺＰＤ３に重なった状態を示している。この場合も斜線
で示す重なりパターンを比較して明らかなように、やは
りＺ相出力よりＺＢ相出力が大きくなる。

【００２６】図６（ｂ）（ｃ）は上述のように原点位置
からずれた場合の２例であるが、ＺＢ相パターンを構成
するフォトダイオードＺＢＰＤ１〜ＺＢＰＤ４と、Ｚ相
パターンを構成するフォトダイオードＺＰＤ１〜ＺＰＤ
４とは、シミュレーションによる確認を行って、図６
（ａ）に示す原点位置以外ではＺＢ相出力が常にＺ相出
力より大きくなるようにレイアウトされる。

【００２７】以上により、図４のＺ相側の電流電圧変換
器４１とＺＢ相側の電流電圧変換器４２の出力を比較す
ると、原点位置を除いて常に、前者の方が大きい。これ
により差動増幅器４３の出力ＦＺ−ＯＵＴは、図５に示
したように、原点位置でのみ負の大きなピーク電圧Ｐと
なり、それ以外の位置で発生する非ピーク電圧ＮＰ１は
常に正となる。

【００２８】従来例の図１３の場合、比較電圧Ｖｃを選
択できる電圧範囲は、互いに同極性であるピーク電圧Ｐ
と非ピーク電圧ＮＰ２の間の電圧Ｖ２である。これに対
してこの実施例の場合、図５から明らかなように、比較
電圧ＶC を基準電圧ＶREF からピーク電圧Ｐのピーク値
までの広い電圧Ｖ１の範囲内で選択することができる。
従って比較電圧Ｖｃを固定して、確実に原点信号Ｚを得
ることができる。この結果光量調整の必要もなくなり、
レベル調整用のボリューム等も必要なくなる。

【００２９】特にこの実施例において、上述したように
非ピーク電圧ＮＰ１が常にピーク電圧Ｐと逆極性になる
のは、図３（ｂ）に示すように、Ｚ相出力を得るための
フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４の外側に、ＺＢ相出力
を得るためのフォトダイオードＺＢＰＤ１，ＺＢＰＤ４
が配置されているためである。このことを具体的に図７
及び図８を用いて説明する。

【００３０】先に説明した図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、
原点位置に近い位置でのメインスケール１４とフォトダ
イオードアレイ１５の関係であるのに対して、図７は、
原点位置からより離れた位置でのメインスケール１４と
フォトダイオードアレイ１５の関係を示している。即ち
図７は、メインスケール１４がフォトダイオードアレイ
１５に対して図の左側からｘ方向に移動して、メインス
ケール１４上の右端のスリットＳ４が、フォトダイオー
ドアレイ１５の原点検出用パターンの左端のフォトダイ
オードＺＰＤ１に重なった状態である。この状態になる
前に既に、メインスケール１４の右から２番目のスリッ
トＳ３が、フォトダイオードＺＰＤ１の左側にある非原
点検出用フォトダイオードＺＢＰＤ１に重なっている。
この結果、図８に示すように、二つの原点検出用パター
ンが重なり始める最初から、正の非ピーク電圧ＮＰ１が
得られる。

【００３１】もし、非原点検出用フォトダイオードＺＢ
ＰＤ１がないとすると、図７の状態ではＺ相出力のみが
得られる。更にスケールが移動すればスリットＳ４は２
番目のフォトダイオードＺＰＤ２に重なって次のＺ相出
力が発生する。従って図８に一点鎖線で示したように、
負極性の非ピーク電圧ＮＰ３が発生する結果になる。こ
れは従来例と同様に、負極性のピーク電圧Ｐの検出にと
ってノイズとなる。

【００３２】図７とは逆に、メインスケール１４がフォ
トダイオードアレイ１５に対して右側から移動して両者
の原点検出用パターンが重なる場合も同様である。この
場合には、フォトダイオードＺＰＤ４の右側に非原点検
出用フォトダイオードＺＢＰＤ４が配置されていること
により、負極性の非ピーク電圧の発生が防止される。ピ
ーク電圧と同極性の非ピーク電圧が発生するのを完全に
防止するための条件が、前述のように、Ｚ相パターンと
ＺＢ相パターンを含む全てのフォトダイオードの配列の
両端部の２個の配列ピッチａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２に関
して設定された、ａ１＞ａ２，ｂ１＞ｂ２なる関係であ
る。

【００３３】図９は、本発明の別の実施例の原点検出回
路構成を示している。光学系の構成は上の実施例と同様
とする。上の実施例では、Ｚ相出力電流とＺＢ相出力電
流ををそれぞれ別個に電圧値に変換して、電圧レベルで
差を取っている。これに対してこの実施例では、電流レ
ベルで差を取る。即ちＺ相用フォトダイオードＺＰＤ１
〜ＺＰＤ４の並列回路と、ＺＢ相用のフォトダイオード
ＺＢＰＤ１〜ＺＢＰＤ４の並列回路とは直列接続されて
いる。

【００３４】この様にＺ相用フォトダイオードＺＰＤ１
〜ＺＰＤ４とＺＢ相用のフォトダイオードＺＢＰＤ１〜
ＺＢＰＤ４を接続すると、その接続ノードからはＺ相出
力電流とＺＢ相出力電流の差が得られる。この差電流は
演算増幅器ＯＰ５を用いた電流電圧変換器４５により電
圧値に変換される。その出力ＦＺ−ＯＵＴは上の実施例
の出力ＦＺ−ＯＵＴと対応する。従って上の実施例と同
様の比較回路４４により原点信号Ｚを得ることができ
る。

【００３５】本発明は上記実施例に限られない。例えば
実施例では、コリメート手段として凹面鏡を用いたが、
凸レンズを用いてコリメートする方式の光電式エンコー
ダにも同様に本発明を適用することが可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、フォ
トダイオードアレイのＺ相パターンを構成する複数のフ
ォトダイオードの隣接スペースにＺＢ相パターンを構成
する複数のフォトダイオードを配列形成し、Ｚ相出力と
ＺＢ相出力の差を取って原点検出を行うことより、原点
位置になるまでは、原点検出回路の基準電圧を越えて原
点検出信号が発生しないようにすることができる。従っ
て、原点信号を得るための比較回路の比較電圧を固定し
て、光量調整やレベル調整のためのボリュームを削減す
ることができる。またＺ相用のフォトダイオードとＺＢ
相用フォトダイオードを、インデックススケールを兼ね
たフォトダイオードアレイを構成する半導体チップ上に
集積形成して、エンコーダ全体の小型化を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る光電式エンコーダの
光学系の構成を示す。

【図２】 同実施例のメインスケール側原点検出用パタ
ーンを示す。

【図３】 同実施例のインデックス側原点検出用パター
ンを示す。

【図４】 同実施例の原点検出回路構成を示す。

【図５】 同原点検出回路の出力電圧波形を示す。

【図６】 同実施例のメインスケール側原点検出用パタ
ーンとインデックス側原点検出用パターンの重なりの様
子を示す。

【図７】 同実施例のメインスケール側原点検出用パタ
ーンとインデックス側原点検出用パターンの重なりの様
子を示す。

【図８】 非原点検出用パターンによる非ピーク電圧波
形の相違を示す。

【図９】 本発明の他の実施例による原点検出回路構成
を示す。

【図１０】 従来例の光電式エンコーダの光学系の構成
を示す。

【図１１】 従来例の原点検出用パターンを示す。

【図１２】 従来例の原点検出回路構成を示す。

【図１３】 同原点検出回路の動作波形を示す。

【符号の説明】

１１…ＬＥＤ、１２…凹面鏡、１３…平行光、１４…メ
インスケール、１５…フォトダイオードアレイ、Ｓ１〜
Ｓ４…スリット（第１の原点検出用パターン）、ＺＰＤ
１〜ＺＰＤ４…第１グループのフォトダイオード（第２
の原点検出用パターン）、ＺＢＰＤ１〜ＺＢＰＤ４…第
２グループのフォトダイオード（非原点検出用）、４
１，４２…電流電圧変換器、４３…差動増幅器、４４…
比較回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｄ 5/245 １０２ Ｕ Ｈ０１Ｌ 27/14 33/00 Ｌ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平行光を照射する光照射手段と、この光
   照射手段に対向して配置されてその平行光を受光する多
   数のフォトダイオードがインデックススケールを兼ねて
   所定ピッチで配列形成されたフォトダイオードアレイ
   と、このフォトダイオードアレイと前記光照射手段の間
   にフォトダイオードの配列方向に相対移動可能に配置さ
   れた所定ピッチの光学格子からなる目盛りが形成された
   メインスケールと、前記フォトダイオードアレイの出力
   信号を処理して変位量を求める信号処理手段とを有し、 前記メインスケールは、複数の透過部が不均一に配列さ
   れた第１の原点検出用パターンを有し、 前記フォトダイオードアレイは、前記第１の原点検出用
   パターンと実質同じパターンをもって配列されて第２の
   原点検出用パターンを構成する第１グループの複数のフ
   ォトダイオードを有し、 前記フォトダイオードアレイは更に、前記第１グループ
   の複数のフォトダイオードの隣接スペースに配置された
   第２グループの複数のフォトダイオードを有し、且つ前
   記信号処理手段は、前記第１グループのフォトダイオー
   ドの全出力と前記第２グループのフォトダイオードの全
   出力との差をとって、前記第１の原点検出用パターンと
   前記第２の原点検出用パターンとが一致したスケール位
   置で原点信号を発生する原点検出手段を有することを特
   徴とする光電式エンコーダ。
2. 【請求項２】 前記第２グループの複数のフォトダイオ
   ードは、前記第１グループの複数のフォトダイオードの
   各間隙及び両外側に配置されていることを特徴とする請
   求項１記載の光電式エンコーダ。
3. 【請求項３】 前記第１の原点検出用パターンを構成す
   る複数の透過部は幅が一定であり、 前記第２の原点検出用パターンを構成する第１グループ
   の複数のフォトダイオードは、実質前記透過部と同じ幅
   を持ち、 前記第２グループの複数のフォトダイオードは前記第１
   グループの複数のフォトダイオードの各間隙及び両外側
   に配置され、これら第２グループのフォトダイオードの
   うち少なくとも前記第１グループのフォトダイオードの
   両外側にある二つのフォトダイオードの幅は、前記第１
   グループのフォトダイオードの幅より大きいことを特徴
   とする請求項１記載の光電式エンコーダ。
4. 【請求項４】 前記第２グループの複数のフォトダイオ
   ードは前記第１グループの複数のフォトダイオードの各
   間隙及び両外側に配置され、 前記第２グループの左端のフォトダイオードのピッチａ
   １が、前記第１グループの右端のフォトダイオードのピ
   ッチａ２より大きく設定され、前記第２グループの右端
   のフォトダイオードのピッチｂ１が、前記第１グループ
   の左端のフォトダイオードのピッチｂ２より大きく設定
   されていることを特徴とする請求項１記載の光電式エン
   コーダ。
5. 【請求項５】 前記原点検出手段は、 前記第１グループの複数のフォトダイオードの出力電流
   をまとめて入力して電圧値に変換する第１の電流電圧変
   換手段と、 前記第２グループの複数のフォトダイオードの出力電流
   をまとめて入力して電圧値に変換する第２の電流電圧変
   換手段と、 これらの電流電圧変換手段の出力の差をとる差動回路手
   段と、 この差動回路手段の出力を所定の比較電圧と比較して、
   前記原点信号を出力する比較回路手段とを有することを
   特徴とする請求項１記載の光電式エンコーダ。
6. 【請求項６】 前記原点検出手段は、 前記第１グループの複数のフォトダイオードを並列接続
   した第１の並列回路と、 前記第２グループの複数のフ
   ォトダイオードを並列接続して構成され、前記第１の並
   列回路と直列接続された第２の並列回路と、 これら第１の並列回路と第２の並列回路との接続ノード
   に接続されて各並列回路の出力電流の差分を電圧値に変
   換する電流電圧変換手段と、 この電流電圧変換手段の出力を所定の比較電圧と比較し
   て、前記原点信号を出力する比較回路手段とを有するこ
   とを特徴とする請求項１記載の光電式エンコーダ。