JPS6156912A - 光電式ロ−タリ−エンコ−ダ - Google Patents
光電式ロ−タリ−エンコ−ダInfo
- Publication number
- JPS6156912A JPS6156912A JP18128384A JP18128384A JPS6156912A JP S6156912 A JPS6156912 A JP S6156912A JP 18128384 A JP18128384 A JP 18128384A JP 18128384 A JP18128384 A JP 18128384A JP S6156912 A JPS6156912 A JP S6156912A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- output
- detecting
- original point
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
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。
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・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。
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〉
従来モータ等の面転体の回転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光電
式ロータリーエンコーダが開発されている。
、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光電
式ロータリーエンコーダが開発されている。
第6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11.1□・・・を具備する回転体1゜
を挾んで、発光素子LED(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骨董素子
2で検出される。
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11.1□・・・を具備する回転体1゜
を挾んで、発光素子LED(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骨董素子
2で検出される。
発光素子は光源として通常一つの素子が用いられている
のに対して、受光素子2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
得るための第1フォトダイオードPD、 と第2フオ
トダイオードPD2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゛−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PD 、PD2 、PD
3は、受光面に配置された固定マスクで位置関係が規定
さ ・れる虎、図に示すようにそれらはスリしトの径方
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
なるだけなくそれに伴ってエンコーダ全体としても大型
になるという欠点があった。また90°位相の輩なる信
号を作り出すための位置関係は、固定マスクで規定され
た第1フォトダイオードPD、、第2フオトダイオード
PD2と回転体のスリブ)1.、I。・・との機械的な
絶対位置関係で決まるという特色があり、エンコーダの
位置調整が非常に困絞であった。即ち第1フオトダニ)
イオードPD と第2ダイオードPD
2間の距離をV4ピッチにするための調整、回転体スリ
ットと受光領域PD、、Pr)2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フォトダイオードPD、 と第2フ薯トダイ
オードPD2とは受光面積はV2ピッチ幅をなして一定
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PD1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」−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こしたとして
も必ずしも充分な精度を得ることは難しかった。
のに対して、受光素子2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
得るための第1フォトダイオードPD、 と第2フオ
トダイオードPD2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゛−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PD 、PD2 、PD
3は、受光面に配置された固定マスクで位置関係が規定
さ ・れる虎、図に示すようにそれらはスリしトの径方
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
なるだけなくそれに伴ってエンコーダ全体としても大型
になるという欠点があった。また90°位相の輩なる信
号を作り出すための位置関係は、固定マスクで規定され
た第1フォトダイオードPD、、第2フオトダイオード
PD2と回転体のスリブ)1.、I。・・との機械的な
絶対位置関係で決まるという特色があり、エンコーダの
位置調整が非常に困絞であった。即ち第1フオトダニ)
イオードPD と第2ダイオードPD
2間の距離をV4ピッチにするための調整、回転体スリ
ットと受光領域PD、、Pr)2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フォトダイオードPD、 と第2フ薯トダイ
オードPD2とは受光面積はV2ピッチ幅をなして一定
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PD1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」−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こしたとして
も必ずしも充分な精度を得ることは難しかった。
〈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。
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1図は本発明に係る一実施例の受光素子群とスリット
が穿設された回転体との位置関係を示す平面図である。
が穿設された回転体との位置関係を示す平面図である。
同図において、反時計方向に回転する回転体1゜の円周
に沿って穿設された一定ピッチPを隔てたスリット1.
12・・・に対して、回転信号検出用の4個のフォトダ
イオードPd。
に沿って穿設された一定ピッチPを隔てたスリット1.
12・・・に対して、回転信号検出用の4個のフォトダ
イオードPd。
〜Pd が設けられている。更に上記スリット1゜の
内側に穿設されたスリット3に対して原点信号検出用の
1個のフォトダイオードPd5が設けうれている。上記
4個のフォトダイオードPd、 〜Pd4はスリット
1.1 ・・・の配列方向にV4ピッチの間隔で配置さ
れ、同一半導体基板上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I。が回転するとき、スリブ)
I、、12を通過して各フォトダイオードPd、 〜
Pd4に光が照射される。この時のフォトダイオードP
d。
内側に穿設されたスリット3に対して原点信号検出用の
1個のフォトダイオードPd5が設けうれている。上記
4個のフォトダイオードPd、 〜Pd4はスリット
1.1 ・・・の配列方向にV4ピッチの間隔で配置さ
れ、同一半導体基板上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I。が回転するとき、スリブ)
I、、12を通過して各フォトダイオードPd、 〜
Pd4に光が照射される。この時のフォトダイオードP
d。
〜Pd4の受光面積の時間変化は第2図fal〜fdl
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。
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。
Pd、〜Pd4から受光面積に比例した光電流I51〜
Is4が形成される。
Is4が形成される。
即ち4個のフォトダイオードPd −Pd4は互いに
V4ピッ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ピッチずれた変化
を示し、フォトダイオードPd、 とフォトダイオー
ドPd4では90°、フォトダイオードPd2 とでは
180°の位相差が生じる。
V4ピッ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ピッチずれた変化
を示し、フォトダイオードPd、 とフォトダイオー
ドPd4では90°、フォトダイオードPd2 とでは
180°の位相差が生じる。
上記各フォトダイオードPD −PD4から出力され
た光電流Is −rs4は、第3図に示す信号処理回
路の演算増幅器op 〜OP4の各入力端子に与えら
れて増幅され、例えば演算増幅器OP1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,Xis、となり、第2図fflの曲線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
、Vi、Vg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。
た光電流Is −rs4は、第3図に示す信号処理回
路の演算増幅器op 〜OP4の各入力端子に与えら
れて増幅され、例えば演算増幅器OP1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,Xis、となり、第2図fflの曲線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
、Vi、Vg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OP、 〜OP4の出力VA。
VB、V−に、VB−は、位相が反転した関係にある出
力vAと■に、及びVBとVNが夫々対になって比較器
Compl、或いはComp jll!に与えられ、各
入力信号のレベルが比較される。比較器Comp 1で
は例えば出力V−zが基準信号として出力vAとの間が
比較され、出力■いが高い状態で高レベルの比較器出力
が導出され、出力V が出力V−により低くなった状態
で低レベルの比較器出力が導出され、結局vA 、Vi
、VB 、VHに対応シテ第 、−2図(hl、(i
lの矩形波で示す出力V。A及びV。Bが形成され、9
0°位相差のある2つの信号が得られる。
力vAと■に、及びVBとVNが夫々対になって比較器
Compl、或いはComp jll!に与えられ、各
入力信号のレベルが比較される。比較器Comp 1で
は例えば出力V−zが基準信号として出力vAとの間が
比較され、出力■いが高い状態で高レベルの比較器出力
が導出され、出力V が出力V−により低くなった状態
で低レベルの比較器出力が導出され、結局vA 、Vi
、VB 、VHに対応シテ第 、−2図(hl、(i
lの矩形波で示す出力V。A及びV。Bが形成され、9
0°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。A及びV。Bから回転体の回転情
報が得られる。
報が得られる。
次に上述したフォトダイオードPd5によって回転体の
1回転に対して1パルスを出力する原点信号を得る、そ
の取り出し方について説明する。
1回転に対して1パルスを出力する原点信号を得る、そ
の取り出し方について説明する。
第1図においてフォトダイオードPd5は回転信号検出
用のフォトダイオードPd −Pd4の内:、
(III till: W、if g tL・fl、
71/2 e y + (7)I ’e ! /−6・
1記回転体1゜のスリット3がフォトダイオードPd
上を通過した時のフォトダイオードPd5の受光面積
の時間的変化S1 を第2図(elに示す。
用のフォトダイオードPd −Pd4の内:、
(III till: W、if g tL・fl、
71/2 e y + (7)I ’e ! /−6・
1記回転体1゜のスリット3がフォトダイオードPd
上を通過した時のフォトダイオードPd5の受光面積
の時間的変化S1 を第2図(elに示す。
フォトダイオードPd の光電流■SCIはSl に
比例し、このl5CIをオペアンプで増11シた出力電
圧v1 はl8o1×R5である。比較器Comp3
の+側には上記出力電圧v1 が加わり、一方一側には
−1−記回転信号検出用の4個のフォトダイオードPd
1〜Pd4の出力電圧vA 、VW、鴇、7丁の総和■
い一1’A −1−B−1−百が加わる。ここで、この
様な、 接硫配線を施こした理由は次の通りである。即
ち、上記フォトダイオードPd’−Pd に対して光
を゛与える発光ダイオードLEDは温度上昇や経年変化
で出力が低下する。従って上記比較器Comp3の+側
に」二記出力電圧v1 を印加し、−側に一定電圧を印
加した場合、第2図01 、 (klにおいて破線で示
す如く、原点信号のパルス中が短くなる。この為正確な
原点信号を得ることができない。一方上記比較器Com
p3の+側に上記出力電圧V1 を印加し、−側にフォ
トダイオードPd、 〜Pd4の出力電圧の総和V
A +X+B +INを印加した場合、vl とvA
+A+B+Bの変化率が一致している為に原点信号のパ
ルス巾は発光ダイオードの出力低下が生じたとしても常
に補正され、第2図(klの実線で示す如(一定のパル
ス巾が保持でき、良好な原画・上記原点信号検出用07
″ト多゛イ第1ド :Pdiの素子中は第′4図に
示す如く種々考えられ ゛る。上記フォトダイオードP
d5の素子中が1/4 ”ピッチ(at’、’
1/2ピッチ(bl 、 a/4ピッチ’(cl 、
’1ピッチ(dlである時の夫々の原点(ミリ波形を第
6図(C)〜(flに示す。・以上の構1成によれば原
点信号の補正の ′為に特別のfb用受光素子等をり;
要とせず、抵抗4本を追加するかげて容易に出力補正を
行なうことができる。従って特に受光素子と信号処理回
路とを同−半導法基板上に設けてなるO’l?IC(光
を使用すること腎より、チ・少す イズが大きくならないので有効であや。
比例し、このl5CIをオペアンプで増11シた出力電
圧v1 はl8o1×R5である。比較器Comp3
の+側には上記出力電圧v1 が加わり、一方一側には
−1−記回転信号検出用の4個のフォトダイオードPd
1〜Pd4の出力電圧vA 、VW、鴇、7丁の総和■
い一1’A −1−B−1−百が加わる。ここで、この
様な、 接硫配線を施こした理由は次の通りである。即
ち、上記フォトダイオードPd’−Pd に対して光
を゛与える発光ダイオードLEDは温度上昇や経年変化
で出力が低下する。従って上記比較器Comp3の+側
に」二記出力電圧v1 を印加し、−側に一定電圧を印
加した場合、第2図01 、 (klにおいて破線で示
す如く、原点信号のパルス中が短くなる。この為正確な
原点信号を得ることができない。一方上記比較器Com
p3の+側に上記出力電圧V1 を印加し、−側にフォ
トダイオードPd、 〜Pd4の出力電圧の総和V
A +X+B +INを印加した場合、vl とvA
+A+B+Bの変化率が一致している為に原点信号のパ
ルス巾は発光ダイオードの出力低下が生じたとしても常
に補正され、第2図(klの実線で示す如(一定のパル
ス巾が保持でき、良好な原画・上記原点信号検出用07
″ト多゛イ第1ド :Pdiの素子中は第′4図に
示す如く種々考えられ ゛る。上記フォトダイオードP
d5の素子中が1/4 ”ピッチ(at’、’
1/2ピッチ(bl 、 a/4ピッチ’(cl 、
’1ピッチ(dlである時の夫々の原点(ミリ波形を第
6図(C)〜(flに示す。・以上の構1成によれば原
点信号の補正の ′為に特別のfb用受光素子等をり;
要とせず、抵抗4本を追加するかげて容易に出力補正を
行なうことができる。従って特に受光素子と信号処理回
路とを同−半導法基板上に設けてなるO’l?IC(光
を使用すること腎より、チ・少す イズが大きくならないので有効であや。
本発明によれば簡゛易な回路構成によって原点信号の補
正を行なうことができる。
正を行なうことができる。
第1図は本発明に係る光電式ロータリーエンコーダの一
実施例の一部平面図、第2図は信号波形図、第3図は回
路図、第4図は他の実施例の一部平面図、第5図は信号
波形図、第6図は従来の光電式ロータリーエンコーダの
一部平面図を示す。 図中、1 :回転体、1.1 ニスリット、2:受光素
子、3ニスリツト。 、 代η人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)^ へ
^ ^ ^ 6g −Q
(J ℃ Φ ト″″′″
−−−− :> :> ′:h >
工い −に ・N ・−1、
に−一 ゝ″′−一 −
)L j 第5 図 第6図 手続補正書 1.事件の表示 特願昭59−181288 2、発明の名称 光電式ロータリーエンコーダ 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 4、代 理 人 住 所 8545大阪市阿倍野区長池町22番22号
以 上 手続補正書 昭和60年 5月10日 特願昭5.9−181283号 2、発明の名刹; 光電式ロータリーエンコダ 3 補正をする者′ ′ 事件との関係 特許出願人自発
16
補正の対象 (1) 明細書の発明の詳細な説明 (2)図面 7、補正の内容 (1)明細書中、第2頁第18行目の[第2ダイオード
PD2」の記載を「第2フオトダイオードPD2 」と
補正します。 (2)第5図を別紙の通り補正し−ます。 ぐ 9、′以 上
実施例の一部平面図、第2図は信号波形図、第3図は回
路図、第4図は他の実施例の一部平面図、第5図は信号
波形図、第6図は従来の光電式ロータリーエンコーダの
一部平面図を示す。 図中、1 :回転体、1.1 ニスリット、2:受光素
子、3ニスリツト。 、 代η人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)^ へ
^ ^ ^ 6g −Q
(J ℃ Φ ト″″′″
−−−− :> :> ′:h >
工い −に ・N ・−1、
に−一 ゝ″′−一 −
)L j 第5 図 第6図 手続補正書 1.事件の表示 特願昭59−181288 2、発明の名称 光電式ロータリーエンコーダ 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 4、代 理 人 住 所 8545大阪市阿倍野区長池町22番22号
以 上 手続補正書 昭和60年 5月10日 特願昭5.9−181283号 2、発明の名刹; 光電式ロータリーエンコダ 3 補正をする者′ ′ 事件との関係 特許出願人自発
16
補正の対象 (1) 明細書の発明の詳細な説明 (2)図面 7、補正の内容 (1)明細書中、第2頁第18行目の[第2ダイオード
PD2」の記載を「第2フオトダイオードPD2 」と
補正します。 (2)第5図を別紙の通り補正し−ます。 ぐ 9、′以 上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、相対向して配置された発光素子と受光素子間に複数
の第1のスリットがその回転方向に一定ピッチで穿設さ
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、 上記スリットに対して1/4ピッチの関係で配置された
少なくとも4個の電気的に独立した回転信号検出用の受
光素子と、上記第1のスリットの近傍において穿設され
た第2のスリットに対して配置された原点信号検出用の
受光素子とを具備し、該原点信号検出用の受光素子の出
力信号と上記4個の回転信号検出用の受光素子の出力信
号の総和との差分をとることにより原点信号の補正を行
なう補正手段とを具備したことを特徴とする光電式ロー
タリーエンコーダ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18128384A JPS6156912A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 光電式ロ−タリ−エンコ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18128384A JPS6156912A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 光電式ロ−タリ−エンコ−ダ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6156912A true JPS6156912A (ja) | 1986-03-22 |
Family
ID=16097981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18128384A Pending JPS6156912A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 光電式ロ−タリ−エンコ−ダ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6156912A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0591832A1 (en) * | 1992-09-30 | 1994-04-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Signal processing method and displacement information measuring device |
US7077591B2 (en) | 2002-07-02 | 2006-07-18 | L'oreal | Packaging and applicator device including a coupling member enabling two receptacles to be united |
JP2019517004A (ja) * | 2016-05-25 | 2019-06-20 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニーRenishaw Public Limited Company | 適応性のある基準マーク検出プロセス |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS593214A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-09 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | ロ−タリ−エンコ−ダ |
-
1984
- 1984-08-28 JP JP18128384A patent/JPS6156912A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS593214A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-09 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | ロ−タリ−エンコ−ダ |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0591832A1 (en) * | 1992-09-30 | 1994-04-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Signal processing method and displacement information measuring device |
US5483059A (en) * | 1992-09-30 | 1996-01-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Signal processing method using comparator level adjustment in a displacement measuring device |
US7077591B2 (en) | 2002-07-02 | 2006-07-18 | L'oreal | Packaging and applicator device including a coupling member enabling two receptacles to be united |
JP2019517004A (ja) * | 2016-05-25 | 2019-06-20 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニーRenishaw Public Limited Company | 適応性のある基準マーク検出プロセス |
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