JPS6025530Y2 - 光電式ロ−タリ−エンコ−ダ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は光電変換素子を用いて回転体の回転速度、回転
方向等の回転情報を検出する装置の改良に係るもので、
特に光信号の安定化′（主に受光。

発光素子の劣化及び温度特性に対する）に使用されるモ
ニター信号を導出するための受光素子の改良に関する。

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板を利用した装
置が開発されている。

第１図は従来から用いられている光電式ロータリーエン
コーダの慨略図で、スリットｌａｗ ｔｂ、ｌｃが穿
設ぎれた回転板２を挟んで発光ダイオード３ａ、３ｂＪ
３Ｃ及び受光素子４ ’ａｔ ４ ｂｅ ４ ｃが夫々
スリヅト１ａ、１ｂ□、ｌｃに対応されて設置されてい
る。

５は受光素子の受光面側に配置されて、各受光素子４ａ
、４ｂ、４ｃへの入射光を規制する固定マ”スフである
。

上記構造の光電式ロータリーエンコーダにおいて、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、通
常特性の揃った発光ダイオード６及び受光素子７が別途
にモニター用検出素子として設置され、該モニター用検
出素子の出力信号をフィードバックして各発光ダイオー
ド−受光素子対の動作を制御している。

しかし、上記従来装置においては、特性の揃った素子が
選び出されてはいるが、あくまでも別々の素子であり、
製造工程や処理等によって特性の一致性にも限界があっ
て動作の精度向上には問題があった。

□゛また各スリット毎に夫々発光ダイオード・
受光素子対が設置されるため装置が高くなり、コスト高
を招いていた。

上記のような従来装置の欠点を改良するべく、第２図に
示す光電式ロータリーエンコーダが開発されている。

即ち図に示す如く、スリット８ａ。８ｂ、８ｃが所定の
位置関係に穿設された回転体８に対して、一方の側に発
光素子９が、他方の側に受光素子１０が設置されている
。

ここで上記受光素子１０は、同一半導体基板に、上記回
転体８に穿設されたスリットを通過した同一受光素子の
光を独立して受光し、該受光した光を電気信号に変換す
る受光領域１０ ａｔ １０ ｂ、１０ ｃが設けら
れている。

該受光領域１０ａ〜１０ｃで検出された信号は、いずれ
も回転体８の速度及び回転方向等を検出するため利用さ
れるが、受光素子１０には回転情報検出動作の安定を図
るためのモニター信号を形成する受光領域１０ｂが設け
られている。

該受光領域１０ｄは、回転体８のスリットを透過せず発
光素子９から放射された光を直ちに受光する位置に形威
されている。

図に於て１１は受光素子１０の受光面側に密着設置され
た固定マスクで、受光領域の形状を補正して回転体８の
スリットに対応させるための透孔が形威されている。

上記構造の光電式ロータリーエンコーダによれば、同一
半導体基板を利用して各スリット透過光を検出する受光
素子が形威されているため比較的安易に特性の揃った素
子を得ることができる。

しかし、動作の安定化を図るためのモニター信号を受光
素子の周辺領域に形威された受光領域１０ｄを利用して
形威している。

そのため発光素子。９の端の出力が入射されることにな
り、また回転体とマスクとの間の光の反射による影響も
受は易く、回転情報を形威している発光素子中心部の光
を充分にモニターできているとはいい難く、所期の目的
を果してるとはいえなかった。

本考案は上記従来装置の問題点に鑑みてなされたもので
、光電式ロータリーエンコーダにおけるモニター機能の
信頼性を一層高めた受光素子を提供する。

次に図面を用いて本考案を詳細に説明する。

第３図に於て、１２はモニター等の回転軸に連結された
回転体で、該回転体１２には、同心円状に一定間隔でス
リット１２ａ、１２ｂ、１２ｃが穿設されている。

スリット１２ａ及びスリット１２ｃは回転情報を形成す
るために利用され、両スリット間に挟まれたスリット１
２ｂはモニター信号を形成するために利用される。

回転体１２の更に周囲には、上記スリット１２ａ〜１２
ｃが同心円状に形威されているのに対して、基準位置を
検出するためのスリット１２ｄが、所定位置に１個或い
は複数個穿設されている。

１３は上記回転板１２に穿設された複数個のスリットを
同時に照射する発光ダイオードで、該発光ダイオード１
３のスリット透過光が到達する範囲を覆って受光素子１
４が設置されている。

該受光素子１４は、例えばシリコン半導体基板が用いら
れ、該半導体基板表面のほぼスリット透過光が到達する
位置に受光領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及、び１４ｄが
従来公知の半導体製造技術を用いて形成されている。

ここで各受光領域１４ａ〜１４ｄの位置関係を第４図に
示す。

即ち回転情報を形威するための受光類＄１４ａ及び１４
ｃは互いに１／４ｔ（ｔニスリットのピッチ）だけずら
せた位置に設けられ、モニター信号用の受光領域１４ｂ
は、回転体のスリット通過に拘わらず一定レベルの出力
を導出させ得るように１ビッヂ分の領域に亘って設けら
れている。

図中、１２ａ〜１２ｄは回転体１２に穿設された各スリ
ットを示す。

上述受光素子１４における各受光領域の位置規制は、受
光素子の受光面側に密着させて設けられた固定マスク１
５に設けられた透孔１５ａ〜１５ｄによってより確実に
補正される。

受光素子１４、の各受光領域１４ａ〜１４ｄは同一半導
体基板に一体的に形威されているが、夫々の受光領域は
電気的に分離され、独立に電気的信号が導入、される。

第５図は上記受光素子１４の各受光領域１４ａ〜１４ｄ
から導出された出力信号を示し、受光領域１４．ａ及Ｕ
１４ ｃから得られるピッチのずれた出力信号１４ａ
′及び１４Ｃ′によって回転方向及び回転速度等を形威
し、受光領域１４ｂから得られる常時一定レベルの出力
信号１４ｂ′によって受光・発光素子駆動回路を制御す
るモニター信号を形成することができる。

出力信号１４ｄ′は回転体１２の基準位置を形成する信
号となる。

以上本考案のように、受光情報を形成する受光領域、及
びモニター信号を形成する受光領域を一体的前こ同一半
導体基板８に設け、モニター信号形成用受光領域を回転
情報形成用受光領域の近傍で且つ回転体のスリットを通
過した光が入射する位置に形成するめ、回転体等の機械
的な変化もモニターしてモニター機能が一層高まり、光
信号の安定化を図ることができ、信頼度の高いロータリ
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図は従来装置の断面図、第２図は従来装置を改良し
た装置の断面図、第３図は本考案による実施例の概略構
成図、第４図は同実施例の要部拡大平面図、第５図は同
実施例の出力信号波形図である。 １２・・・・・・回転体、１２ａ〜１２ｄ・・・・・・
スリット、１３・・・・・・発光素子、１４・・・・・
・受光素子、１４ａ〜１４ｄ・・・・・・受光領域。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 相対向させて配置された発光側と発光側間に、複数個の
   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体に穿
   設された複数のスリットを通して同一発光素子から放射
   された光を検出する受光素子を備え、該受光素子の同一
   半導体基板に、スリット透過光を検出して回転方向及び
   回転速度を含む回転情報を形成するための、互いに上記
   スリットの４分の１ピツチだけずらせた位置に設けた回
   転情報形成用の受光領域と上記回転体の経内部で対向し
   、回転体の回転に関係な（二定出力を導出するための、
   上記スリットの少なくとも１ピツチ分に亘って設けられ
   た別のモニター用受光領域とを備えたことを特徴とする
   光電式ロータリーエンコーダ。