JPS5940258A - 光電式ロ−タリ−エンコ−ダ - Google Patents

光電式ロ−タリ−エンコ−ダ

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JPS5940258A
JPS5940258A JP57152014A JP15201482A JPS5940258A JP S5940258 A JPS5940258 A JP S5940258A JP 57152014 A JP57152014 A JP 57152014A JP 15201482 A JP15201482 A JP 15201482A JP S5940258 A JPS5940258 A JP S5940258A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、発光・受光素子を用いて回転体の回転速度９
回転方向等の回転情報を検出する光電式ロータリーエン
コーダに関するものである。
従来技術 従来からモータ等の回転体の速度を検出する装置として
、一定間隔でスリットが穿設された回転体を、発光・受
光素子間の光路を遮断するように回転させた構造のもの
が光電式ロータリーエンコーダとして開発されている。
第１図は従来から開発されている光電式ロータリーエン
コーダの要部を示す図で、円周方向に一部ピッチで穿設
されたスリッｌ□１＋、Ｉ２・・・を具備する回転体１
ｏを挾んで、発光素子（図示せず）と受光素子２が配置
され、発光素子の光がスリットを通過して受光素子で検
出される０発光素子は光源として通常一つの素子が用い
られるのに対して、受光素子側は回転方向及び回転速度
の検出が可能になるように、互いに９０°位相がずれた
信号を得るだめの第１フオトダイオードＰＤ１と第２フ
オトダイオードＰ　Ｄ　２が設けられ、更に使用環境や
経年変化等による動作の安定化を図るためにモニター用
として第３フオトダイオードＰＤ３が設けられている。
これら３種類のフォトダイオードＰＩｈ。
ＰＤ２　、　ＰＤ３は、受光面に配置された固定マスク
で位置関係が規定されるが、回転体に対して図に示すよ
うにスリットの径方向に配置されている。そのため受光
素子設置面積として比較的広い領域が必要になり、受光
素子基板が大きくなるだけではなくそれに伴ってエンコ
ーダー全体としても大型になるという欠点があった。ま
た９０°位相の異方る信号を作り出すだめの位置関係は
、固定マスクで規定された第１フオトダイオードＰＤＩ
　、第２フオトダイオードＰＤ２と回転体のスリット１
＋　、　１２・・との機械的な絶対位置関係で決まると
いう特性があり、エンコーダの位置調整が非常に困難で
あるという問題があった。即ち第１フオトダイオードＰ
Ｄ＋と第２フオトダイオードＰＤ２間の距離を一ピッチ
にするだめの調整、回転体スリットと受光領域ＰＤ＋、
ＰＤ２の径方向の配列調整を行わねばならない。更には
３種類のフォトダイオード、特に第１フオトダイオード
ＰＤ＋と第２フォトダイオ−１・ ドＰＤ２とは受光面積は／２ヒツチ幅をなして一定であ
るが、互いに半径方向に配列されているため、受光面積
は外側のフォトダイオードＰ’Ｄ　＋の方が内側のフォ
トダイオードＰＤ２より大きくなるという特性があり、
光信号量のアンバランスが必ず発生する。そのため検出
精度を高めるには上述のような問題に対して、構造的及
び回路的に工夫しなければならず、装置が複雑及び高価
になることは避けられずたとえ工夫を施としだとしても
必ずしも充分な精度を得ることは難しい。
目的 本発明は上記従来装置の欠点を除去し、簡単な機械的構
成及び回路構成で信頼性の高い回転体情報を形成するこ
とができる光電式ロータリーエンコーダを提供するもの
である。以下に図面を用いて本発明による一実施例を詳
細に説明する。
実施例 第２図は受光素子群とスリットが穿設された回転体との
関係を示す図である。同図において、回ζ輪訃’ｏ　の
円周に沿って穿設された一部ピッチＰを隔てたスリン）
　１１　、１２・・・に対して、４個のフォトダイオー
ドＰｂ＋−Ｐｄ４が設けられている。
上記４個のフォトダイオードＰｄ＋〜Ｐ　ｄ　４はスリ
ン）１１．１２・・・の配列方向に１７４ピツチの間隔
で配置され、同一半導体基板に各々電気的に絶縁された
状態で作製されている。回転体１ｏがいずれかの方向に
回転するとき、スリットを通過して各フォトダイオード
Ｐｄ＋〜Ｐｄ４に光が照射される受光面積の時間変化は
第３図のグラフ８１〜Ｓ４で表わすことができる。上記
のように受光面積が変化する各フォトダイオードＰｄ１
−Ｐｄ４から受光面積に比例した光電流工。□〜工ｓ４
が形成される。
即ち４個のフォトダイオードＰ　ｄ　ｌ−Ｐ　ｄ　４　
は互いに１／４ピツチづつずれた位置関係にあるため、
お互いの間の入射光に対する受光面積も１／４ヒツチず
れた変化を示し、フォトダイオードＰｄ１とフォトダイ
オードＰｄ＋では９０°、フォトダイオードＰｄ３とで
は１８０°の位相差が生じる。
上記各フォトダイオードＰＩ）ｌ〜ＰＤ２から出力され
た光電流Ｉｓ□〜Ｉｓ４は、第４図に示す信号処理回路
の演算増幅器ＯＰ１〜ＯＰ　４　の各入力端子に与えら
れて増幅され、例えば演算増幅器ＯＰｌの出力電圧ｖＡ
は、演算増幅器ＯＰ＋の帰還抵抗ｒ１とするとＶＡ　＝
ｒ　＋　ｘ　Ｉ　Ｂ　　となり、第３図の正弦波で示す
曲線ｖＡを描く。他のフォトダイオード出力についても
同図曲線ＶＢ　＋　Ｖτ、Ｖ百で示す如く互いに９０°
ずつ位相のずれた曲線で表わされる変化を示す。
上記各演算増幅器ＯＰｌ〜ＯＰ４の出力ｖＡ、ＶＢ。
Ｖ７　＋　ＶＢは、位相が反転した関係にある出力ｖＡ
とＶ７．、及びＶＢとＶ百が夫々対になって比較器Ｃｏ
ｍｐ１、或いはＣｏｍｐ２に与えられ、各入力信号のレ
ベルが比較される。比較器Ｃｏｍｐ１では例えば出力■
アが基準信号として出力ｖＡとの間が比較され、出力Ｖ
Ａが高い状態で高レベルの比較器出力が導出され、出力
ｖＡが出力Ｖτよシ低くなった状態で低レベルの比較器
出力が導出され、結局ＶＡ、Ｖτ、ＶＢ＋Ｖ百に対応し
て第３図の矩形波で示す出力Ｖ。ｕｔＡ及びＶ。ｕｔＢ
が形成され、９０゜位相差のある２つの信号が得られる
。これらの出力信号Ｖ。ｕｔＡ　ｖｏｕｔＢ　から回転
体の回転情報が得られる。
尚上記構造の光電式ロータリーエンコーダにおいて、平
常状態のフォトダイオード出力がｖＡ、ｖ−にであると
しだとき、発光ダイオードの効率低下。
ように変化する０このようなレベル変化が生じても比較
器Ｃｏｍｐ１で比較すると、基準となる信号側も同程度
にレベル変化を生じているため出力信号としては同一の
出力Ｖ　　　が得られる。即ちｕ　ｔＡ エンコーダとしての温度特性及び素子劣化の補償がなさ
れていることになシ、複雑な補償回路を設ける必要がな
い。
効果 以上本発明によれば、スリット通過光又は反射光を検出
するだめの受光素子群をスリットの配列方向に沿って配
置し、夫々をスリットのピッチに対して１／４ピツチず
つずれた位置関係として、それらの出力信号を比較する
ことによシ、従来装置のように受光素子を半径方向に配
置する必要がなくなり、受光素子等の電気回路構成部の
小型化を図ることができ、また回転体等との機械的位置
調整に対する負担が著しく軽減され、取り扱いが容易で
信頼性の高い光電式ロータリーエンコーダを得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来装置の要部平面図、第２図は本発明による
一実施例の要部平面図、第３図は同実施例の動作を説明
するための信号波形図、第４図は本発明による一実施例
の回路図、第５図は同実施例の他の動作状態を示す信号
波形図である。 １ｏ：回転体　ＩＩ　＋　１２”’　；スリット　Ｐ（
１＋＋Ｐ　ｄ　２・・・；フォトダイオード 代理人　弁理士　福　士　愛　彦 第３図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、相対向させて配置された発光側と受光側間にスリッ
    トが穿設された回転体を通過させて回転情報を検出する
    光電式ロータリーエンコーダにおいて、回転方向に穿設
    された一部ピッチのスリットを通して発光素子から放射
    された光を検出する少なくとも４個の電気的に独立した
    受光素子を備え、該受光素子は同一半導体基板に−に９
    ０°位相の異なる出力信号を形成すると共に、他の受光
    素子で上記出力信号を補正するだめの出力信号を形成す
    るととを特徴とする光電式ロータリーエンコーダ。
JP57152014A 1982-08-31 1982-08-31 光電式ロ−タリ−エンコ−ダ Granted JPS5940258A (ja)

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JP57152014A JPS5940258A (ja) 1982-08-31 1982-08-31 光電式ロ−タリ−エンコ−ダ
US06/521,933 US4654525A (en) 1982-08-31 1983-08-10 Optical rotary encoder
EP83304927A EP0102241B1 (en) 1982-08-31 1983-08-25 Optical rotary encoder
DE8383304927T DE3380038D1 (en) 1982-08-31 1983-08-25 Optical rotary encoder

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JPH0376428B2 JPH0376428B2 (ja) 1991-12-05

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