JPS6058513A - 光電式エンコ−ダの出力安定化回路 - Google Patents

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】 く技術分野〉 本発明は、発光串受光素子を用いて回転体の回転速度１
回転方向等の回転情報を検出する光電式エンコーダに関
し、特にエンコーダ出力の安定化回路に関するものであ
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、円周方向に一定ピッチで穿設
されたスリット■１を具備する回転体１゜を挾んで、発
光素子２と受光素子３が配置され、発光素子２の光が回
転体１゜のスリット１１を通過して受光素子３で検出さ
れる。この種の装置の発光素子２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
°位相かずれた信号を得るために複数個の受光素子３□
、３＋　、３２．３２が設けられ、更に使用環境や経年
変化管側こよる動作の安定化を図るためにモニター用と
して専用の受光素子３３が設けられている。同図１とお
いて受光素子３４　は９回転体１゜の回転に伴って所定
位置を検出するためのもので、回転体１゜の円周に１個
穿設された所定位置確認スリット１２に対応して設けら
れ、回転数等の情報を形成する。受光素子３の前面には
各受光素子の入射領域を設定するため、上記位相差を満
す位置に窓４１〜４４が穿設された固定スイッチ４が重
ねられている。

第２図は上記光電式エンコーダの回１１Ｇ；情報を形成
すると共に、出力補償機能を備えた発光素子の駆動回路
である。同図において受光素子３□　と受光素子３□は
１８０°位相のずれた信号を出力する関係に配置され５
画素子の光出力は夫々増幅された後演算増幅器ＯＦ、の
一端子或いは十端子に入力され５回転情報を形成するた
めの一方の信号Ａを形成する。また上記受光素子３１　
と９０°位相のずれた信号を得る受光素子３２１よ、受
光素子３□ヒまた互いに１８０°位相のすれた位置関係
にあって、演算増幅器ＯＰ７を通して回転情報を形成す
るための他方の信号Ｂを形成する。また受光素子３４に
よって所定位置検出信号Ｃが形成される。

上記回転情報形成のための受光素子群に対してモニター
用受光素子３３　は回転体１゜の回転に拘わらず、常に
発光素子２の光が入射される位置”に設けられ、発光素
子２の発光出力に対応した光出力信号を常に形成する。

該光出力信号は、発光素子２の電源回路に設けられた補
償回路に入力され受光素子３３に流れる光電流が常に一
定になるように発光素子２の駆動電流を制御して光出力
信号の安定化を図っている。

上記のように従来の光電式エンコーダｌとおける出力安
定化回路は１発光素子の光が常に入射される位置に補償
のための専用受光素子を設け、この受光素子の光出力に
よって制御信号を形成するものである。そのため回転情
報を形成するための受光素子群の他にモニター用受光素
子を設けねばならず、装置の小型化、低廉化に障害とな
るだけではなく、モニター用受光素子を配する位置によ
り該素子に近い受光素子と遠い受光素子とでは安定化の
度合が異なり、精度的にも充分なものとはいえなかった
。。

〈発明の目的〉 本発明は上記従来装置の欠点を除去し、より少ない素子
数で安定化のはかられた出力により信頼性の高い回転体
情報を形成することかできる光電式エンコーダを提供す
るものである。

〈実施例〉 第３図は５回転体ｌ。と受光素子群との位置関係を示す
図である。即ち回転体１０には一定ピッチでスリン）１
１，１１・・・が円周方向に配列され、ｓ　＋　ｉｔ日
ＩＩ　Ｖ　Ｉ−ｔ　Ｉ−Ｎ−斤１鮮；！太　１−　ａ）
Ｈ市；”　Ｌｒ　Ｉ＊　−’７’スリット１□を通過し
た先によって９００或いは１８０°位相の異なった光出
力信号を形成するように、窓４１〜４４を穿設した固定
マスクが設けられている。尚、所定位置を検出する受光
素子３４（図示せず）は従来装置と同様に設けられてい
る。

本実施例においては、従来装置が必要とした光出力安定
化を専用機能とする受光素子を省いて受光素子群を構成
する。

第４図は上記受光素子群を用いた末完明による光電式エ
ンコーダの出力安定化回路で、各受光素子３１．３１．
３□、３□及び３４の光出力信号は夫々演算増幅器ＯＦ
Ｉ〜０Ｉ）５て一旦増幅されて出力電圧Ｖｌ＋　Ｖｚ　
＋　Ｖ２　＋　Ｖ２　及ヒＶ＜　’ｉ：形成シ、出力電
圧Ｖ４については所定位置検出信号Ｃとして出力される
。上記出力電圧Ｖ、、Ｖ□、■２．■２については、前
記従来装置と同様に１８０°位相の異なる電圧同士が演
算増幅器Ｏ２０或いはＯＩ・７に入力されて信号Ａ、倍
信号を形成して回転情報を形成する。

第５図（ａｌは１８０”の位相のずれをもつ受光素子３
、と受光素子３□の出力信号を示し、演算増幅器ＯＰ６
を通過することによりＶ、−Ｖｌの信号処理が施こされ
て、第５図（ｂｌに示す信号Ａが形成される。同様に受
光素子３□、３□の出力電圧（Ｖ２Ｖ２）により信号Ｂ
か形成される。−力出力電圧ｖ１　＋　”Ｉ　１．　Ｖ
２　＋　Ｖ２　ハ夫’？　抵抗’Ｒ１ｇ　。

Ｒ１９＋　、Ｒ２０、Ｒ２１に印加され、各抵抗に流れ
る電流”Ｉ　＋　１１　＋　Ｉ２＋　１２を加算した全
電流Ｉ。

（第５図（Ｃ））を補償用信号とし、発光素子２の駆動
回路に設けられた演算増幅器ＯＰ官　の一端子に入力す
る。演算増幅器ＯＰｇ　の一端子には抵抗ＲＩ６を介し
て定電圧Ｖ５が印加されると共に、容量Ｃ６の一端が接
続され、十端子には一端か接地された抵抗Ｒ１４が接続
されている。上記容量Ｃ６の他端は演算増幅器ｏｐ８の
出力に接続されている。

上記演算増幅器ＯＰ８の出力は発光素子２の電源回路に
設けられたトランジスタＴｒのベースに与えられ、発光
素子２の発光出力を制御する。

今発光素子２が経年変化等により出力が低下したとする
と、受光素子３＋　、　３１．　：３２．３２の出力’
ｆｌｉ流ｉ　Ｈ、ｉ　１　、　ｉ　２　、　ｉ　２　ハ
’ｃｈソ’ｈｉＶＡ少ｔ　７．）。

例えば演算増幅器ＯＰ１の出力電圧Ｖ１はＶ、＝ｉ１　
ＸＲ１の関係にあるため、Ｖｌ　もまた減少する。出力
電圧Ｖ１．Ｖ２　、Ｖ２についても同（王に減少し、抵
抗Ｒ１８〜Ｒ２＋　に流れる電流も減少して結局全電流
ＩＯが減少する。その結果演算増幅器ＯＰ８の入力電圧
Ｖ。は ＶＯ＝　Ｉ　ｏＸＲ＋６＋Ｖｓ　（Ｖ５は一定電圧）の
関係から減少し、反転増幅器ＯＰ８の出力は増加する。

反転増幅器ＯＰ８の出力はトランジスタＴｒのベースに
入力されているため、直列に書元された発光素子２に流
れる電流を増加させ、上記出力の減少を補償するように
動作する。

く効　果〉 以上本発明によれば、専用の受光素子を設けることなく
、回転情報を形成するための受光素子ＪｉＹの光出力信
号の電気的処理によって経年変化や温度変化に伴う発光
素子出力の補償を行うことができ、受光素子数の減少に
より′！ＡＭの小型化を図ることができる。また、回転
情報形成のための受光素子自身の光出力によって出力補
正のための信号を形成しているため、従来装置のように
位置関係による誤差もなく、信頼性の高い光電式エンコ
ーダを得ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光電式エンコーダの要部構成図、第２図は従来
の光電式エンコーダの回路図、第３図は本発明による一
実施例の受光素子と回転体スリットとの関係を示す図、
第４図は同実施例の電気回路図、第５図（ａ）〜ｔｃ＋
は同実施例の動作を説明するための信号波形図である。 １：回転体、１□　ニスリット、２：発光素子、”１，
３＋＋３□、３□二受光素子、ＯＦ２　：反転増幅器。 代理人　弁理士　福　士　愛　彦（他２名）Ｏ 絡　ｌ　図 手続補正吉 昭和５９年Ｚ月ユ？日 特許庁長官殿 ２、発明の名称 光電式エンコーダの出力安定化回路 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 仕　所　・５４５大阪市阿倍野区長池町２２番２２号４
、代　理　人 仕　所　◎５４５大阪ｊ１ｉ阿倍野区長池町２２番２２
シシ自　発 ７　補正の内容 ■）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 ２）明細書第３頁第１２行目乃至第１３行目に、「固定
スイッチ」とあるのを「固定スリット」と訂正する。 ３）明細書第４頁第３行目に「３２　と」とあるのをＵ
丁２　とＪと訂正する。 ４）明細書第８頁第１３行日と第１４行目間に次の文を
挿入する。 「上述のように回転情報を形成するだめの受光素子の出
力を利用して発光素子の出力制御を行うことができ、演
算増幅器Ｃ）Ｉ’８０入力として、要は互いに１８０°
位相の異なった信号を形成する受光素子３１．′￥１又
は３２　、３２の出力信号を与えることによって発光素
子出力を補償するだめの信号を形成することができる。 」５）図面第２図、第４図及び第５図を別紙の通り補正
する。 以　上 特許請求の範囲 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
光電式エンコーダにおいて、回転方向に穿設された一定
ピンチのスリットを通して発光素子から放射された光を
検出する電気的に独立した複数個の受光素子を備え、該
善愛光素子は同一半導体基板に一体的に形成され、且つ
スリットに対して互いに位相が異なる関係で配置されて
なり、互いに１８０°位相の異なる受光素子の出力信号
の和によっ１・形成された補償用信号が電源回路に入力
された発光素子駆動回路とを備え、回転情報検出用受光
素子によって発光素子出力信号を補正するだめの信−シ
Ｊ・を形成することを特徴とする光電式エンコーダの出
力安定化回路。 互　前記受光素子は回転体のスリットに対して互いに９
０°位相の異なる出力信号を形成する関係を特徴とする
請求の範囲第１項記載の光電式エンコーダの出力安定化
回路。

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
   る光電式エンコーダにおいて、回転方向に穿設された一
   定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、該善愛光素子は同一半導体基板に一体的に形成
   され、且つスリットに対して互いに位相が異なる関係で
   配置されてなり、各受光素子の出力信号の和によって形
   成された補償用信号が電源回路に入力された発光素子駆
   動回路とを備え、回転情報検出用受光素子によって発光
   素子出力信号を補正するための信号を形成することを特
   徴とする光電式エンコーダの出力安定化回路。