JPS5990060A

JPS5990060A - 光学式回転検出装置

Info

Publication number: JPS5990060A
Application number: JP20069182A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Nakase; 中瀬　弘巳; Kunikazu Ozawa; 小沢　邦一; Yasuhiro Goto; 泰宏後藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-11-15
Filing date: 1982-11-15
Publication date: 1984-05-24
Also published as: JPH0444700B2

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】産業上の利用分野本発明はモータ等の回転体の回転に応じた回転検出信号
を高精度に行なう光学式回転検出装置に関する。

従来例の構成とその問題点従来モータ等の回転体の回転速度及び回転方向検出機構
として、光学式１点検出型の回転検出装置が提案されて
きた。その−例を第１図に示せ。

第１図において、１はｎ個のスリット１ａを環状に有す
るロータリーエンコーダで回転軸２に取り付けられてい
る。３は固定されたスリット板で、異なる４種類のスリ
ットパターンＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ。

Ｓｄを有する。ロータリーエンコーダ１及び固定スリッ
ト板３を挾んで発光素子４ａ　、４ｂ　、４ｃ４ｄ及び
受光素子５ａ　、５ｂ　、５ｃ　、５ｂがそれぞれ対に
なって固定されている。

第２図にロータリーエンコーダ１及び固定スリット板３
の一部拡大図を示す。ロータリーエンコーダ１の隣り合
うスリット１ａのスリ・ノトピ・ソチをＰ　とする。ス
リントノくターンＳａ、Ｓｂ、ＳＣ。

○ Ｓｄはそれぞれ複数個のスリブ１−３ａ、３ｂ、３ａ、
３ｄがスリットピッチＰ。で並んで構成されてイル。ス
リット３ａとス１ｊット３ｂはピッチＰ１で分離してお
り、スリット３ｂとスリ・ソト３ＣはピッチＰ２で分離
しており、スリ・ソト３Ｃとスリット３ｄはピッチＰ３
で分離している。ピッチＰ１は２．６Ｐ　ｏ　、ピッチ
Ｐ２は１．２６Ｐ　　、ピッチＰ３は○ ２．６Ｐ０である。よってロータリーエンコータ１が回
転している時、受光素子５ａには発光素子４ａから発せ
られスリット１ａ及びスリ・７　ｔ・３　ａ　ｆ、１通
過した光が照射され、受光素子６ｂには発光素子４ｂか
ら発せられスリット１ａ及びスリ・ソト３ｂを通過した
光が照射され、受光素子５Ｃには発光素子４Ｃから発せ
られスリ・ノド１ａ及びス１ノ・ソト３Ｃを通過した光
が照射され、受光素子５ｄには発光素子４ｄから発せら
れスリット１ａ及びスリット３ｄを通過した光が照射さ
れる。第２図に示したようｔｇ−スリット３ａ、３ｂ、
３ｃ、３ｄを配すると、受光素子５ａで得られる回転検
出信号と受光素子６ｂで得られる回転検出信号は互いに
逆相となり、受光素子６ｃで得られる回転検出イト、′
号と受光素子５ｄで得られる回転検出信号は互いに逆相
となる。また受光素子５ｂで得られる回転検出信号と受
光素子５Ｃで得られる回転検出信号はそれぞれ９００位
相が異なる・よって第３図に示したように、受光素子５
ａで得られる回転検出信号と受光素子６ｂで得られる回
転検出信号を差動増幅回路６ａに入力し、より精度の高
い回転検出信号Ｖａを得る。また受光素子６ｃで得られ
る回転検出信号と受光素子６ｄで得られる回転検出信号
を差動増幅回路６ｂに入力し、よシ精度の高い回転検出
信号ｖｂを得る。こうして得られた回転検出信号Ｖａ、
Ｖｂは９００位相が異なるため、これらの信号によって
ロータリーエンコーダ１の回転方向を検知する事ができ
る。しかし第１図に示した回転検出装置は、一点検出型
であるため、ロータリーエンコーダ１の偏心９面振れ、
傾きが直接回転検出誤差となる。また発光素子、ロータ
リーエンコーダ、スリット板、受光素子の位置合わせが
困難であるという欠点を有する。

発明の目的本発明は上記従来の問題点を解消するもので、小型で高
出力・高Ｓ／Ｎ　の回転検出信号が得られる安価で高精
度な全周積分型の光学式回転検出装置の提供を目的とし
ている。

発明の構成本発明はｎ個（ｎは正の整数）のスリットを環状に有し
、スリットピッチがＰｏであるロータリーエンコーダを
回転軸に取り付け、そのロータリーエンコーダの一方の
面に対向して前記全スリットに光が照射するよう光源を
配すると共に、前記ロータリーエンコーダの他方の面上
に対向して平面光電変換素子を配し、その平面光電変換
素子は同一基板上の前記ロータリーエンコーダのスリッ
ト位置に対応する円環を第１の円環部及び第２の円環部
に分割し、前記第１の円環部上に、Ｐｏのピッチで形成
した第１の光電変換素子小片を電気で分離されて、Ｐｏ
のピッチで形成した第２の光電変換素子小片を電気的に
結合して成る第２の光電変換素子群を有し、かつ前記第
２の円環部上に、Ｐｏのピッチで形成した第３の光電変
換素子小片を電気的に結合して成る第３の光電変換素子
群及び前記第３の光電変換素子小片と中心間のピッチが
　ｏ／４　　あるいは３ＰＯ／４　　で分離されて、Ｐ
のピッチで形成した第４の光電変換素子小片を電気的に
結合して成る第４の光電変換素子群を有し、前記ロータ
リーエンコーダが回転する事により前記光源から発せら
れた光が前記ｎ個のスリットを通じて、第１０光電変換
素子群、第２０光電変換素子群、第３の光電変換素子群
、第４０光電変換素子群に照射され、第１の光電変換素
子群及び第２の光電変換素子群からは互いに逆相の回転
検出信号が得られ、該２信号から高精度な回転速度検出
信号が得られ、かつ第３０光電変換素子群及び第４の光
電変換素子群からは互いに９０°位相の異なる信号が得
られ、該２信号からは前記ロータリーエンコーダの回転
方向を検出することができるものである。

実施例の説明第４図に本発明の第１の実施例の光学式回転検出装置の
概略構成図を示す。第４図において、７は平面光源、８
は回転軸、９はｎ個のスリブ）９ａを環状に有し、スリ
ットピンチがＰ。のロータリーエンコーダで回転軸８に
取シ付けられている。

１０は平面光電変換素子である。平面光電変換素子１ｏ
上で同一円環を第１の円環部１０　ａ及び第２の円環部
１０ｂに分離し、その第１の円環部１０ａ上に第１０光
電変換素子小片を電気的に結合して成る第１の光電変換
素子群１１ａ及び前記第１の光電変換素子小片と分離し
て形成された第２０光電変換素子小片を電気的に結合し
て成る第２０光電変換素子群１１ｂを有し、前記第２０
円環部１ｏｂ上に第３の光電変換素子小片を電気的に結
合して成る第３０光電変換素子群１２ａ及□前記第３の
光電変換素子小片と分離して形成さゎた第４の光電変換
素子小片を電気的に結合しで足る第４の光電変換素子群
１２ｂ全有している。

第５図ａ、ｂは前記第１の光電変換素子群１１ａ。

第２の光電変換素子１１ｂ、第３の光電変換素子群１２
ａ、第４の光電変換素子群１２ｂの構成を示す拡大図で
ある。第６図ａにおいて、隣り合うスＩＪッｈ　９　ａ
　１％、’ｌのピンチをスリットピッチＰ。トスる。第
１の光電変換素子群１１ａは第１の円環部１０ａ上にＰ
。のピッチで形成された幅が略Ｐ○／２の第１の光電変
換素子／ＪＳ片を電気的に結合しでがる。第２の光電変
換素子群１１１）は第１の円環部１０ａ上に前記第１の
光電変換素子小片と分離されかつ第１の光電変換素子小
片の中心からｐＯ／２のピッチの位置にＰ。のピッチで
形成された幅が略”Ｏ／２の第２の光電変換素子小片を
電気的に結合して成る。第３の光電変換素子群１２ａは
第２の円環部１０ｂ上に、Ｐ　のピッチで形成された劇
が略Ｐ○／４の第３の光電変換素子小片を電気的に結合
して成る。第４の光電変換素子群１２ｂは第２の円環部
１０ｂ上に、前記第３の光電変換素子小片と分離されか
つ第３０光電変換素子小片の中心から＾Ｐｏのピッチの
位置にＰ。のピッチで形成された幅が略ＰＯ，／７Ｉの
第４０光電変換素子小片を電気的に結合して成る。

第１の光電変換素子群１１ａ及び第２０光電変換素子群
１１ｂの等価回路は第６図に示したようになり、平面光
源７がら発せられた光がｎ個のスリット９ａを通過して
第１の光電変換素子群１１ａ及び第２０光電変換素子群
１１ｂに照射され、第１の光電変換素子群１１ａ及び第
２０光電変換素子群１１ｂは光起電流Ｉａ１．Ｉａ２を
発生ずる。

第７図に前記光起電流Ｉａ、、Ｉａ２を回転検出信号■
。に変換する回路を示す。第７図において１３は演算増
＠器１４及び抵抗Ｒ１よシなる電流−電圧変換回路で、
光起電流工ａ１を電圧信号Ｖａ　に変換する。−また１
６は演算増幅器１６及び抵抗Ｒ２よりなる電流−電圧変
換回路で、光起電流１　ａ　２を電圧信号ｖｂに変換す
る。１７は演算増幅器１８及び抵抗Ｒ３，Ｒ：、、、Ｒ
４，Ｒ′４（Ｒ３：Ｒ４−Ｒ−：Ｒ′４＝１＝ＫＯ肋・
ら成る所動増幅回路で、ｖｂとＶａｏ差をとり高精度な
回転検出信号■。を得る。

第８図にロータリーエンコーダ９が回転している際、平
面光源７から発せられる光７ａが第１の光電変換素子群
１１ａ及び第２の光電変換素子群１１ｂに照射される様
子を示す。第８図ａは第１の光電変換素子群１１ａに照
射される光量が最小となり、第２の光電変換素子群１１
ｂに照射さハる光量が最大となる場合である。第８図す
は逆に第１の光電変換素子群１１ａに照射される光量が
最大となり、第２の光電変換素子群１１ｂに照射される
光量が最小となる場合である。ロータリーエンコーダ９
が回転すると第８図ａ、ｂの状態が交互に繰り返される
ため、第７図中の′電流−電圧変換回路１３．１４の出
力電圧Ｖａ、Ｖｂの波形は第９図ａ、ｂに示したように
なり、Ｖａとｖｂは互いに逆位相で直流値がＶａｏ及び
ｖｂ。、信号成分の電圧がＶａ　　及びｖｂ　　　とな
る。この出力電圧Ｖａ。

ｐ−ｐ　　　　　　　　ｐ−ｐｖｂ　を第７図中の差動増幅回路１７に入力し、回転速
度信号■。を得ると、第９図Ｃに示す電圧波形となる。

この回転速度信号■。は直流値■。。−Ｋｏ＜　Ｖｂｏ
Ｖａｏ　）となり、直流成分が減少し、−力信号成分の
電圧■０ｐ−Ｐ＝Ｋｏ（Ｖａｐ−、、＋Ｖｂｐ−ｐ）と
なり増大し、高精度な回転速度検出信号が得られる。

第３の光電変換素子群１２ａ及び第４の光電変換素子群
１２ｂの等価回路は第１０図に示したようになり、平面
光源７から発せられた光がｎ個のスリット９ａを通過し
て第３０光電変換素子群１２ａ及び第４の光電変換素子
群１２ｂに照射され、第３の光電変換素子群１２ａ及び
第４０光電変換素子群１２ｂは光起電流Ｉｂ１．より２
を発生する。

第１１図にｆ４ｆＴＮ己光起電流より１．より２を回転
方向検出信号１８に変換する回路を示す。第１１図にお
いて、１９は演算増幅器２０及び抵抗Ｒ５よりなる電流
−電圧変換回路で、２１は／＜　／Ｉ／ス波変換回路で
ある。寸た２２は演算増幅器２３及び抵抗Ｒ６よりなる
電流−電圧変換回路で、２４はノクルス波変換回路であ
る。光起電流より１は電流−電圧変換回路１９及びパル
ス波変換回路２１によって回転信号■ｏ　　に変換され
る。同様、光起電流より２は電流−電圧変換回路２２及
びパルス波変換回路２４によって回転信号Ｖｄに変換さ
れる。前記回転信号■ｃ及びＶｄ　をＤ−７リノプフロ
ノプ２５（以下り−ＦＦと略す）のＤ入力、Ｃ入力して
、Ｑ出力より回転方向検出信号１８を得る。

第１２図にロータリーエンコーダ９が回転し、ている際
、平面光源７から発せられる光７ａが、第３の光電変換
素子群１２ａ及び第４の光電変換素子群１２ｂに照射さ
れる様子を示す。ロータリーエンコーダ９が第１２図（
１−＋Ｅ）−＋　ｃ−４ｄの方向に回転している時、Ｄ
−ＦＦ２５のＤ入力、Ｃ入力は第１３図ａに示したよう
に、パルス波の一周期を３６ｏ０　とした時にＤ入力信
号ｖｃはＣ入力信号Ｖｄ　　よりも９ｏ０位相の進んだ
信号となり、Ｃ入力信号Ｖｄのパルス波の立下りでＤ入
力（Ｆ＋”Ｊ’　Ｖ　Ｃの信号レベルを入力し、Ｑ出力
に出力すると、Ｑ出力の電圧レベルはローベルとなる。

逆にロータリーエンコーダ９が第１２図ｄ−＋ｃ　−ｂ
　−ａ　）方向に回転している時、Ｄ−ＦＦ２５のＤ入
力、Ｃ入力は第１３図すに示したようにＤ入力信号■。

はＣ入力信号Ｖｄ　よりも９００位相の遅れた信号とな
り、Ｃ入力信号Ｖｄのパルス波の立下りでＤ入力信号■
。の信号レベルを入力し、Ｑ出力に出力すると、Ｑ出力
の電圧レベルはハイレベルとなる。このようにして電圧
レベルによってロータリーエンコーダ９の回転方向が検
出できる回転方向検出信号１日が得られる。

以上説明したように、本発明の回転送度検出信号■。は
全周積分型の検出であるため、従来例と比べて高精度で
あり、本発明の回転検出装置は位置合わせの微調整を必
要としない。まだ従来必要であったスリット板３を必要
としないため、装置の薄形化・軽量化・低価格化を実覗
できる。

本発明の第２の実施例として、電子整流子モータ、特に
直流ブラシレスモータの回転検出装置に用いる事ができ
る。直流ブラシレスモータは回転子として多極着磁され
たロータマグネット用い、固定子としてステータコイル
を用いている。更に詳しく説明すると直流ブラシレスモ
ータの回転検出信号として必要なものは、回転速度や回
転位相等の回転情報を検出するための回転速度検出信号
。

回転方向を検出するための回転方向検出信号、及びモー
タが有効にトルクを発生ずるようロータマグネットの回
転位置に対応してステータコイルへの通電を制御する電
子的整流作用を成すためのロータ位置検出信号等である
。本発明の第２の実施例では、前記回転速度検出９回転
方向検出に加え、ロータマグネッＩ・の回転位置を光学
式に検出する機能を合わせを有する光学式回転検出装置
を提供する。第１４図に本発明の第２の実施例である光
学式回転検出装置の概略構成図を示す。第１４図におい
て２６は平面光源、２アはロータマグネッ）・（図示せ
ず）が取り付けられている回転軸、２８はロータリーエ
ンコーダで回転軸２７に取り付けられてい迄。２っけ平
面光電変換素子である０ロータリーエンコーダ２８は異
なる半径の円環上にスリブｌ−２８ａ及びスリブ）２ｓ
ｂＱ有するΦ平面光電変換素子２９はスリット２８＆に
対応する円環を第１の円環部及び第２の円環部に分割し
、第１の円環部には第１の光電変換素子群３０　ａ及び
第２の光電変換素子群ｓｏｂ分有し、第２の円環部には
第３の光電変換素子群３１ａ及び第４の光電変換素子群
３１ｂを有している。またスリ・ノド２８ｂに対応する
円環上には第５の光電変換素子３２ａ、第６の光電変換
素子３２ｂ、第７の光電変換素子３３ａ、第８の光電変
換素子３３ｂを有する。

第１５図にロータリーエンコーダ２８の平面図を示す。

第１６図において、２８ａは回転速度検出及び回転方向
検出用のスリットで第４図〜第６図に示した本発明の第
１の実施例と同様、ｎ個の幅ＰＯ／２のスリット２８ａ
がロータリーエンコーダ２８の半径ｒ３からｒ４の円環
内にスリ・ソトピソチＰ０で配されている。また６極着
磁４コイルの２相ブラシレスモータを例にすると第１５
図中にＳ、Ｎで示した部分がそれぞれロータマグイ・ッ
トに着磁されたＳ極、Ｎ極に対応している。また１組の
Ｓ極Ｎ極に対応する区間を以後電気角３６００（機械角
１２０°）と称する。２８ｂはローターｖｙネット回転
位置検出用のスリットで、ロータリ−エンコーダ２８の
半径ｒ１から半径ｒ２の円環内でロータマグネットがＳ
極に着磁された範囲に対応する位置に配される。

第１６図に平面光電変換素子２９の平面図を示す。平面
光電変換素子２９土の半径ｒ３　から半径ｒ４の円環内
には第１の光電変換素子群３０ａ、第２の光電変換素子
群３ｏｂ、第３の光電変換素子群３１ａ、第４の光電変
換素子群３１ｂが配されている。また平面光電変換素子
上の半径ｒ１　がら半径ｒ２の円環内には電気角で２７
０゜（機械角９０°）のピッチで第５の光電変換素子３
２ａ、第７の光電変換素子３３ａ、第６の九電変摸索７
３２ｂ、第８の光電変換素子３３ｂが配されている。

第１４図、第１５図、第１６図において、平面光源２６
から発せられ、スリット２８ａｉ通過した光は第１０光
電変換素子群３０　ａ・第２の光電変換素子群３０ｂ−
第３の光電変換素子３１ａ・第４の光電変換素子群３１
ｂに照射され、回転速度検出信号及び回転方向検出信号
が得られる。該回転速度検出２回転方向検出については
本発明の第１の実施例で説明した通りなので省略する。

平面光源２６から発せられ、スリット２８ｂを通過した
光は第５の光電変換素子３２ａ−第６の光電変換素子３
２ｂ−第７の光電変換素子３３ａ・第８の光電変換素子
３３ｂに照射されるが、第１５図中の矢印で示した方向
にロータリーエンコーダ２８が回転している時、第６の
光電変換素子３２ｂに照射される光は第５の光電変換素
子３２ａに照射される光に対し、電気角で１８００遅れ
たものとなる。また第８の光電変換素子３３’ｂに照射
される光は第７の光電変換素子３３ａに照射される光に
対し、電気角で１８０°遅れたものとなる。また第７の
光電変換素子３３ａに照射される光／′ｉ第５の光電変
換素子３２ａに照射される光に対し、電気角で９０°遅
れたものとなる。第１７図にロータ位置検出信号ＶＲ１
，ＶＲ２を得るための回路を賑す０３８は演算増幅器３
４及び抵抗Ｒ７より成る電流−電圧変換回路で、第５の
光電変換素子３２ａが発生ずる光起電流を電圧信号■ｅ
　に変換する。３９は演算増幅器３５及び抵抗Ｒ′７よ
り成る電流−電圧変換回路で、第６の光電変換素子３２
ｂが発生する光起電流を電圧信号Ｖｆ　にＸＡＪ負する
。４Ｑは演算増幅器３６及び抵抗Ｒ８」、り成る電流−
電圧変換回路で、第７の光電変換素子３３ａが発生する
光起電流を電圧信号ｖｇに変換する。４１は演算増幅器
３７及び抵抗Ｒ′Ｂ　より成る電流−電圧変換回路で、
第８の光電変換素子鵠が発生する光起電流を電圧信号ｖ
ｈ　に変換する。

４４は演算増幅器４２及び抵抗Ｒ９，Ｒｂ、Ｒ１ｏ。

Ｒ′１０　　よシ成る差動増幅回路でロータ位置検出信
号■Ｒ１を出力する。４５は＠算増幅器４３及び抵抗Ｒ
１１、Ｒ’１１　、Ｒ１２，Ｒ’１２より成る差動増幅
回路でロータ位置検出信号■Ｒ２を出方する。第１６図
中の矢印の方向にロータリーエンコーダ２８が回転して
いる時、Ｖｅ　、　Ｖｇ　、ｖｈ　、　ＶＲｌ、ＶＨ２
の波形は第１８図に示したようになる。このようにして
得られたロータ位置検出信号を用いて、６極着磁４コイ
ルの２相プランレスモータの場合ステータコイルに流す
電流トルク発生に有効に寄与するように通電制御するこ
とが可能である。通電制御の説明は本発明とは直接関係
がないので省略する。

本発明において光起電効果を有する薄形平面光電変換素
子を実現する手段として、フォトダイオードと呼ばれる
単結晶ンリコン光電変換素子、あるいはセレン光電変換
素子、アモルファスシリコン光電変換素子（以下ａ−８
ｌ光電変換素子と略す）等様々な光電変換素子が考えら
れるが、本発明に用いる光電変換素子に要求される性質
として、１　大面積の光電変換素子が安価に提供できる
事。

２　微細加工が可能で、同一基板上に複数の独立した素
子を形成でき、又これらの素子の結合および分離が容易
に行える事。

３　高感度である事。

４　応答性が速い事。

５　素子のバラツキがφさい事。

等が挙げられる。

まず、前記単結晶ンリコン光電変換素子であ、るが、こ
れは」二記２〜５の条件はほぼ満たし得るが、大面化し
た場合高価になる。

又、前記セレン光電変換素子やその他ＣｄＳ光電変換素
子等は、大面積でも低価格を実現し得るが、反面フォト
エツチング等による微細加工を行い難く、第５図に示し
た第１の光電変換素子群１０ａ及び第２の光電変換素子
群１０ｂは例えば幅１００μｍ程度で分離帯の幅の狭い
部分で１０−数１０μ７１１８度とすると、これらの光
電変倹素子では実力が離しい。又、セレン光電変換素子
等は、後述するａ　−Ｓ　ｉ光電変換素子に比べ、感度
も低く、応答性も％程度悪く、かつ素子間のバラツキも
非常に大きいので、本発明の光電変換素子として特殊な
場合を除き適切でない。

一方、ａ−３ｉ光電変換素子は、大面積の薄形平面光電
変換素子を安価に提供でき、後述する透明導電膜を７オ
トエノチング等によって除去することにより、独立しだ
光電変換素子を同一基板Ｉ：に多数形成する微細加工が
可能なため、本発明における平面光電変換素子を提供し
得る。又、感度も高く、光源が発光ダイオードで構成さ
れるような微弱光であっても充分な出力信号を得る事が
可能であり、応答性も数１０曲程度まで応答し得るため
、本発明の要求する応答性を充分満たし得るものである
。そして同一基板上に形成されるものはし）うまでもな
く、異なる基板上に形成されたものについても素子間の
バラツキは小さく、量産性においても優れている。以上
の説明から明らかなように、本発明の光学式回転検出装
置に適用する平面光電変換素子とし吃はａ　−Ｓ　ｉ光
電変換素子が最適である。。

ここでａ　−Ｓ　ｉ光電変換素子の構造及び動作を第５
図の平面光電変換素子１０及び第１９図を用いて説明す
る。第１９図は、第５図中に示した線分０−０７　　で
破断した平面光電変換素子１０の断面図を示す。４６は
ステンレス基板等で作られ、基板を兼ねた電極で、該基
板上にＰＩＮ接合を有するアモルファスシリコン薄膜４
７（以下ａ−８ｉ膜と略す）が形成され、このａ　　Ｓ
ｌ膜４７Ｊ、１ｉ／Ｅインジウム・チン・オキサイド（
以下Ｉ　Ｔ　ＯＪ呵。

す）と呼ばれる透明電極４．ｓａ、４ａｂを形成してい
る。

前記ａ　−Ｓ　ｉ膜４７は第１９図に示す様にステンレ
ス基板４６とＩ　ＴＯ４８ａ　、４８ｂ（７）間に２層
４７Ｃ−Ｉ層４ｒｂ−Ｎ層４７ａを形成するが、ＩＴＯ
４８ａ・４８ｂの何着した部分のみか光電変換特性を有
し光電変換素子として働く。付着していない部分は光電
変換素子としての作用をなさないばかりか、ａ　−Ｓ　
ｉ膜４７の有る抵抗率がノでありかつ膜の厚さが数１０
００人と薄く、ＩＴＯの何着していない部分の幅を数μ
７ｎ−数１０μη２以」−とした場合、膜の厚さよりも
充分長いため横方向は大きな抵抗値を有することになり
、電気的な絶縁体として働く。よって第１９図に示ずよ
うにＩ　ＴＯ４８ａと４８ｂを分離して何着することに
より、ステンレス基板４６を共通電極とする独立した光
電変換素子群１１ａ及び１１ｂを形成する事ができる。

ＩＴＯを分離してａ　−Ｓ　ｉ膜４−γに付着する方法
として、例えばａ　−Ｓ　ｉ膜４７の略全面にＩＴＯを
塗布した後、分離帯を形成したい部分の不必要７ＩＴＯ
をフォトエツチングにより除去することによって実現可
能である。

寸だ一定のピッチで配された光電変換素子小片を電気的
に結合する方法として第６図中の光電変換素子群１１ａ
、１１ｂのように、光電変換素子小片を結合するように
ＩＴＯをフォトエツチングせずに残すことによって、Ｐ
ｏのピッチで配されだ光電変換素子小片を電気的に結合
することが可能である。また他の方法として、第２０図
に示すように、光電変換素子小片４９ａの片端をアルミ
ニウムあるいはニッケル等の電極５０ａで結合し、同様
に光電変換素子小片４９ｂの片端をアルミニウムあるい
はニッケル等の電極５（＋ｂで結合する事によっても実
現できる。第５図に示したようにＩＴＯによって光電変
換素子小片を結合した場合、第２０図における電極５ｏ
ａ　、　５ｏｂに対応する本来回転検出信号発生に関係
しないＩＴＯ部分に光が洩れ込むと。本来の回転検出信
号に不必要な信号が付加されコントラストが悪くなるが
、第２０図に示すようにアルミニウムあるいはニッケル
等の電極３ｏａ、３ｏｂを用いる事によって、不要な信
号が付加されずコントラストの良い回転検出信号を得る
事ができる。

以上説明したａ　−Ｓ　ｉ光電変換素子は通常５７００
人近傍にピーク感度波長を有するため、１面光源も６７
０ｏ八近傍の発光波長を有する光源を用いるのが好まし
い。５７ｏ〇八近傍の発光波長を有する光源としては例
えばオレンジ色の発光ダイオード（発光波長；略６３０
０人）又は緑色の発光ダイオード（発光波長；略５６５
０人）等の可視光の発光ダイオードにより実現できる。

発明の効果本発明の光学式回転検出装置は、同一基板上の同一円環
内に第１の光電変換素子群、第２の光７１・１変換素子
群、第３の光電変換素子群、第４の光丼゛５変換素子群
を精度よく配する事が可能で、かつ全周積分型の回転速
度検出を行なっているだめ、従来の一点検出型の回転検
出装置に比べ、位置調整が簡単でかつ高精度な回転検出
信号が得られ、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一点検出型光学式回転検出装置の概略構
成図を示す斜視図、第２図は同装置の要部斜視図、第３
図は同検出装置の電気回路図、第４図は本発明の第１の
実施例である光学式回転検出装置の概略構成を示す斜視
図、第５図は同要部斜視図、第６図は同装置の第１の光
電変換素子群と第２の光電変換素子群の等価回路図、第
７図は同検出装置の電気回路図、第８図は同装置の動作
説明のだめの要部側面図、第９図は同装置の動作波形図
、第１０図は同装置における第３の光電変換素子群と第
４の光電変換素子群の等価回路図、第１１図は同検出装
置の電気ブロック図、第１２図は同装置の動作を説明す
るだめの要部側面図、第１３図は同動作波形図、第１４
図は本発明の第２の実施例の検出装置の概略構成を示す
斜視図、第１６図および第１６図は同要部平面図、第１
７図図は同検出装置の電気回路図、第１８図は同装置の
動作波形図、第１９図は同装置の要部側面図、１．９．
２８・・・・・・ロータリーエンコーダ、２゜８．２７
・・・・・回転軸、３・・・・・・固定スリット板、４
ａ、　４ｂ　、４ｃ　、４ｄ・・・−発光素子、５ａ　
、　５ｂ　。５ｃ、５ｄ・・・・・・受光素子、ｅａ、６ｂ・・・・
・・差動増幅回路、７，２６・・・・・・平面光源、１
０．２９・・・・・平面光電変換素子、１１ａ　、　１
１ｂ　、　１２　ａ　、１２ｂ・・・・・・光電変換素
子群、１３，１５，１９，２２゜３８．４０，４１・・
・・・・電流−電圧変換回路、１４゜１６．１８，２０
，２３，３４，３５，３６，３７．４２．４３・・・・
・・演算増幅器、１７，４４．４５・・・・・差動増幅
回路、２６・・・・・・Ｄ−フリップフロップ、２　ａ
　ａ　、　２８　ｂ−・−・スリット、３２ａ、３２ｂ
、３３ａ　、３３ｂ・・・・・・光電変換素子、４６・
・・・・・ステンレスｉ板、４７・・・・・・アモルフ
ァスシリコン膜、４８ａ　、４８ｂ−−・・・−ＩＴｏ
、４９　ａ　、４９ｂ・・・−・光電変換素子、６ｏａ
　、　５ｏｂ・・・・・・電極。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名＠１
図第　６　図第７図第８図ｎｆｂ＠９図（１）］（Ｌ：ｒ−）１第１０図第１１図Ｑ出力 θＶ−−−−−−−−−−−−−・−−一−−−−−−
−−−第１４図第１５図第１６図第１７図第１８図手続補正書くカへ゛つ昭和５８年３　月Ｚ日 ’４１’ｉ許庁長官殿１事件の表示昭和６γ年特許願第２００６９１　−；３２発明の名称光学式回転検出装置３袖正をする者事イ′Ｉとの関１系　　　　　　特　　許　　　出　　
　願　　大佐　所　　大阪府門真市大字門真１００６番
地名　ＩＩ・　（５８２）松下電器産業株式会社代表者
　　　　山　　下　　俊　　彦４代理人　〒５７１住　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器
産業株式会社内明細書の図面の簡単な説明の欄７、補正の内容（１）明細書簡２７頁２行目の「第１９図は同装置の要
部側面図、」を「第１９図は同装置の要部側面図、第２
０図は同要部の斜視図である。」と訂正します。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）等間隔にｎ個（ｎは正の整数）のスｌルｙ）を環
状に有し、そのスリ・ノドピッチがＰｏであるロータリ
ーエンコーダを回転軸に取シ付け、そのロータリーエン
コーダの一方の面に対向して前記全スリットに光が照射
するような光源を配すると共に、前記ロータリーエンコ
ーダの他方の面に対向して平面光電変換素子を配し、そ
の平面光電変換素子は同一基板上の前記ロータリーエン
コーダのスリシト位置に対応する円環を第１の円環部及
び第２の円環部に分割し、前記第１の円環部上に、Ｐｏ
のピッチで形成した第１の光電変換素子小片を電気的に
結合して成る第１の光電変換素子群及び前記第１の光電
変換素子小片と中心間のピッチが　ＰＯ／２で分離され
て、Ｐｏのビ・ノチで形成した第２０光電変換素子小片
を電気的に結合して成る第２の光電変換素子群を有し、
かつ前記第２の円環部上に上、Ｐｏのピッチで形成した
第３の光電変換素子小片を電気的に結合して成る第３の
光電変換素子群及び前記第３の光電変換素子小片とＰ中心間のピッチがＰ。／４あるいは　　４　で分離され
て、Ｐｏのピッチで形成した第４の光電変換素子小片を
電気的に結合して成る第４の光電変換素子群を有し、前
記ロータリーエンコーダが回転することにより、前記光
源から発せられた光が前記ｎ個のスリットを通じて前記
第１の光電変換素子群、第２０光電変換素子群、第３０
光電変換素子群及び第４の光電変換素子群に照射され、
前記第１及び第２０光電変換素子群からは、互層に逆オ
目の、前記ロータリーエンコーダの回転数に応じた周波
数を有する交流信号を発生し、前記第３及び第４０光電
変換素子群からは互いに９００位相が異な９、前記ロー
タリーエンコーダの回転数に応じた周波数を有する交流
信号を発生する事を特徴とする光学式回転検出装置。
（２）平面光電変換素子としてＰｉＮ　接合を形成する
アモルファスシリコン光電変換素子を使用したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光学式回転検出
装置。
（３）　　光源に５７００人近傍の発光波長を有する光
源を使用したことを特徴とする特許請求の範囲第２項に
記載の光学式回転検出装置。