專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)編碼器以及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用光接收元件來(lái)^^測(cè)移動(dòng)體的位置、移動(dòng)速度、移動(dòng)方向 等的光學(xué)編碼器，作為一例，特別涉及適用于復(fù)印機(jī)、打印機(jī)等印刷設(shè)備、FA ( Factory Automation )設(shè)備等的光學(xué)編碼器。
技術(shù)背景以往，作為光學(xué)編碼器，在實(shí)開(kāi)平6-7013號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了具有將索引磁 道(track)置于中心，將增量磁道配置在外圍的編碼板的光學(xué)編碼器。在該 光學(xué)編碼器中，穩(wěn)定從索引磁道得到的索引信道信號(hào)(index channel signal), 并通過(guò)穩(wěn)定后的索引信道信號(hào)來(lái)檢測(cè)編碼板的基準(zhǔn)位置，同時(shí)通過(guò)從增量磁 道得到的增量信道信號(hào)(incremental channel signal)來(lái)4企測(cè)編碼板的移動(dòng)。此外，在特開(kāi)昭58-37515號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)了以不均勻的間隔來(lái)配置兩個(gè) 編碼板的間隙(slit),從而得到峰值較高的索引信道信號(hào)的技術(shù)。在該特開(kāi) 昭58-37515號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的技術(shù)中，具備光接通部分和光關(guān)斷部分的一連串 的刻度(scale)除了增量圖案(incremental pattern)之外還一并包含索引圖 案(index pattern )。在該特開(kāi)昭58-37515號(hào)公報(bào)的技術(shù)中，可以縮小光學(xué)編 碼器的發(fā)光區(qū)域、光接收區(qū)域。此外，在特開(kāi)2007-64981號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了如下的光學(xué)編碼器移動(dòng)體在 一連串的刻度中包含增量圖案和索引圖案，同時(shí)對(duì)輸出作為移動(dòng)體的移動(dòng)信 號(hào)的增量信道信號(hào)的光電二極管陣列的至少3個(gè)光電二極管的輸出進(jìn)行邏輯 組合，從而生成索引信道信號(hào)。另外，在上述的實(shí)開(kāi)平6-7013號(hào)公報(bào)中記載的光學(xué)編碼器中，為了高精 度地檢測(cè)出用于進(jìn)行原點(diǎn)檢測(cè)(基準(zhǔn)位置檢測(cè))的索引信道信號(hào)，將索引磁 道配置在光接收中心。如此，在與增量磁道分離而配置索引磁道，并得到索 引信道信號(hào)的方法中，不僅是使用的光學(xué)區(qū)域擴(kuò)大，需要制作與較寬的光學(xué) 區(qū)域?qū)?yīng)的量的平行光，還需要確保光接收區(qū)域，因此會(huì)導(dǎo)致成本增加。另一方面，在上述的特開(kāi)昭58-37515號(hào)公報(bào)的光學(xué)編碼器中，根據(jù)峰值與增量信道信號(hào)不同的索引信道信號(hào)，在增量信道信號(hào)的相位中會(huì)產(chǎn)生失真 或偏移，移動(dòng)的檢測(cè)特性惡化。此外，在上述的特開(kāi)2007-64981號(hào)公報(bào)的光學(xué)編碼器中，在將輸出增量 信道信號(hào)的光電二極管陣列直接用于獲取索引信道信號(hào)時(shí)，由于增量圖案和 索引圖案的圖案差異，導(dǎo)致在光入射到索引圖案時(shí)，增量信道信號(hào)的相位偏 移變大，移動(dòng)的檢測(cè)特性惡化。另外，在特開(kāi)2003-294494號(hào)公報(bào)中表示了如下的光學(xué)編碼器包括具 有用于原點(diǎn)檢測(cè)的光電二極管ZPD1~4的光接收面積不同的多個(gè)光接收元件，器，由差動(dòng)放大器檢測(cè)差分信號(hào)，進(jìn)行原點(diǎn)的位置檢測(cè)。但是，在特開(kāi) 2003-294494號(hào)公報(bào)中，原點(diǎn)檢測(cè)用的光電二極管ZPD1 4的光接收面積和非 原點(diǎn)檢測(cè)用的光電二極管ZBPD1 4的光接收面積不同，因此即使進(jìn)行了校正 也不是始終能夠獲得與光接收量的偏差的關(guān)聯(lián)，不 一定能高精度地進(jìn)行原點(diǎn) 的位置一全測(cè)。此外，在特開(kāi)2005-61896號(hào)公報(bào)的光學(xué)編碼器中，在從移動(dòng)體的變化量 的信號(hào)中取出n個(gè)信號(hào)時(shí)，相對(duì)于m個(gè)縫隙(slit)被排列在移動(dòng)方向上的移 動(dòng)體，將n個(gè)和m個(gè)的公倍數(shù)的k個(gè)光電二極管列向排列，通過(guò)將k個(gè)光電 二極管中的多個(gè)光電二極管的輸出信號(hào)進(jìn)行相加，從而得到表示移動(dòng)體的變 化量的n個(gè)移動(dòng)信息信號(hào)。并且，在特開(kāi)2006-84458號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)了具有配置個(gè)數(shù)相當(dāng)于由獨(dú)立 的移動(dòng)信息信號(hào)的個(gè)數(shù)和對(duì)置于光接收部分的透光區(qū)域的個(gè)數(shù)的乘方的積所 表示的個(gè)數(shù)的光電二極管的光學(xué)編碼器。在上述特開(kāi)2005-61896號(hào)公纟艮和特開(kāi)2006-84458號(hào)公報(bào)中，縮小各個(gè)光 電二極管的光接收面積并細(xì)分光電二極管，從而得到精密的移動(dòng)信息信號(hào)， 但并不是得到檢測(cè)移動(dòng)體的基準(zhǔn)位置的索引信道信號(hào)。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的課題在于提供一種能夠以低成本高精度地得到移動(dòng)信息 和基準(zhǔn)位置信息的光學(xué)編碼器。為了解決上述課題，本發(fā)明的光學(xué)編碼器包括發(fā)光部分和具有多個(gè)光接 收元件的光接收部分，該光接收元件在來(lái)自上述發(fā)光部分的光可到達(dá)的區(qū)域中一個(gè)方向排列配置，上述光學(xué)編碼器用于檢測(cè)移動(dòng)體的移動(dòng)，該移動(dòng)體具 有在通過(guò)與上述光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置時(shí)處于上述光入射到上述光接收于上述光不入射到上述光接收元件的狀態(tài)的光關(guān)斷部分，同時(shí)該移動(dòng)體沿著上述一個(gè)方向移動(dòng)時(shí)上述光接通部分和光關(guān)斷部分輪番通過(guò)上述規(guī)定位置，上述光學(xué)編碼器的特征在于，上述移動(dòng)體包含配置在規(guī)定的基準(zhǔn)位置的索引圖案部分，而且，具有被輸入第1光接收信號(hào)和第2光接收信號(hào)的輸出部分，上述 第1光接收信號(hào)是上述移動(dòng)體的光接通部分和光關(guān)斷部分通過(guò)與上述光接收 元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置從而由上述光接收元件輸出，上述第2光接收信號(hào)是上 述移動(dòng)體的索引圖案部分通過(guò)與上述光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置從而由上述光接收元件輸出，上述輸出部分在上述第1光接收信號(hào)、第2光接收信號(hào)中至少基于上述第1光接收信號(hào)來(lái)輸出表示上述移動(dòng)體的移動(dòng)信息的增量信道信號(hào)，同時(shí)在上述第1光接收信號(hào)、第2光接收信號(hào)中至少基于上述第2光接收信號(hào)來(lái)輸 出表示上述移動(dòng)體的上述基準(zhǔn)位置的索引信道信號(hào)，并且上述增量信道信號(hào) 和索引信道信號(hào)之間相位偏移。根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)編碼器，表示移動(dòng)體的基準(zhǔn)位置的索引信道信號(hào)和表 示移動(dòng)體的移動(dòng)信息的增量信道信號(hào)之間相位偏移，因此可以抑制索引信道 信號(hào)和增量信道信號(hào)的相互干擾。因此，可以抑制增量信道信號(hào)的相位偏移 或失真，能夠以低成本高精度地得到移動(dòng)信息和基準(zhǔn)位置信息。此外，在一實(shí)施方式的光學(xué)編碼器中，上述輸出部分將多個(gè)光接收元件 輸出的相位不同的光接收信號(hào)電相加，從而輸出上述增量信道信號(hào)。根據(jù)該實(shí)施方式的光學(xué)編碼器，上述增量信道信號(hào)是將多個(gè)光接收元件 輸出的相位不同的光接收信號(hào)電相加后的信號(hào)，因此，基于索引信道信號(hào)的 干擾所引起的相位偏移被平均化，相位偏移減少。此外，在光接收元件的輸 出反轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的失真的影響也減少。此外，在一實(shí)施方式的光學(xué)編碼器中，上述輸出部分具有邏輯運(yùn)算部分， 其被輸入上述多個(gè)光接收元件中的第1光接收信號(hào)、第2光接收元件輸出的 光接收信號(hào)，.同時(shí)將兩個(gè)光接收信號(hào)進(jìn)行了邏輯運(yùn)算后的結(jié)果作為索引信道 信號(hào)輸出，上迷索引圖案部分通過(guò)與上述第1光接收元件和上述第2光接收元件中中的至少一個(gè)光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置時(shí)的上述第1光接收元件、第2光接收元件的光入射狀態(tài)和光非入射狀態(tài)的組合、與上述光接通部分或光關(guān)斷部分通過(guò)與上述第1光接收元件、第2光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置時(shí)的上述 第1光接收元件、第2光接收元件的光入射狀態(tài)和光非入射狀態(tài)的組合不同。 根據(jù)該實(shí)施方式的光學(xué)編碼器，通過(guò)對(duì)第1光接收元件、第2光接收元 件輸出的光接收信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，從而得到表示移動(dòng)體的基準(zhǔn)位置的索引 信道信號(hào)。此外，在一實(shí)施方式的光學(xué)編碼器中，上述光接收部分輸出基于上述光 接收元件的光接收信號(hào)的相互獨(dú)立的多個(gè)移動(dòng)信息信號(hào)(A+、 A-、 B+、 B-)， 同時(shí)與規(guī)定數(shù)量的光接通部分對(duì)應(yīng)配置，并且具有個(gè)數(shù)相當(dāng)于由上述相互獨(dú) 立的移動(dòng)信息信號(hào)的個(gè)數(shù)和上述對(duì)應(yīng)的光接通部分的個(gè)數(shù)的乘方的積所表示 的個(gè)數(shù)的上述光接收元件。根據(jù)該實(shí)施方式的光學(xué)編碼器，由于具有個(gè)數(shù)相當(dāng)于由上述相互獨(dú)立的數(shù)的上述光接收元件，所以通過(guò)光接收元件的細(xì)分，可以減少基于上述移動(dòng) 信息信號(hào)的增量信號(hào)之間的相位偏差。此外，在一實(shí)施方式的光學(xué)編碼器中，上述移動(dòng)體的索引圖案部分的移 動(dòng)方向的尺寸比上述光接通部分的移動(dòng)方向的尺寸以及上述光關(guān)斷部分的移 動(dòng)方向的尺寸4豆。根據(jù)該實(shí)施方式的光學(xué)編碼器，可以減少光從索引圖案部分繞射到 (infiltrate )構(gòu)成增量圖案部分的光接通部分、光關(guān)斷部分的對(duì)應(yīng)區(qū)域。由此， 可以減少索引圖案部分的讀取錯(cuò)誤，同時(shí)可以減少增量信道信號(hào)的相位偏差。 此外，在一實(shí)施方式的光學(xué)編碼器中，上述移動(dòng)體具有索引圖案?jìng)?cè)部分， 該索引圖案?jìng)?cè)部分與上述索引圖案部分的移動(dòng)方向的兩側(cè)相鄰，同時(shí)在通過(guò) 與上述光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置時(shí)處于上述光不入射到上述光接收元件的 狀態(tài)，與上述索引圖案部分的移動(dòng)方向的兩側(cè)相鄰的兩個(gè)索引圖案?jìng)?cè)部分關(guān)于 上述索引圖案部分對(duì)稱(chēng)，上述索引圖案部分在通過(guò)與上述光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置時(shí)處于上述 光入射到上述光接收元件的狀態(tài)根據(jù)該實(shí)施方式的光學(xué)編碼器，來(lái)自上述索引圖案部分的光的繞射在該 索引圖案部分的兩旁的索引圖案?jìng)?cè)部分均等，因此光繞射的減少左右對(duì)稱(chēng)沒(méi) 有偏離，能夠最有效地減少光繞射。此外，在一實(shí)施方式的光學(xué)編碼器中，將與處于規(guī)定位置的一個(gè)上述光 接通部分對(duì)應(yīng)的上述光接收元件的個(gè)數(shù)乘以自然數(shù)倍后的數(shù)的倒數(shù)、和上述 光接通部分的排列間距的積作為上述索引圖案部分的移動(dòng)方向的尺寸。根據(jù)該實(shí)施方式的光學(xué)編碼器，若將對(duì)應(yīng)于一個(gè)光接通部分的光接收元件的個(gè)數(shù)例如設(shè)為3、 4、 5、 6......，則上述索引圖案部分具有上述光接通部分的排列間距P的l/3n、 l/4n、 l/5n、 1/6n倍(n為自然數(shù))的移動(dòng)方向尺寸 (幅度尺寸)。從而，獲得光接收元件的個(gè)數(shù)、幅度尺寸和索引圖案部分的幅 度尺寸的匹配，所以通過(guò)基于從光接收元件得到的信號(hào)的邏輯運(yùn)算，可以比 較容易生成索引信道信號(hào)。此外，在一實(shí)施方式的光學(xué)編碼器中，上述光接收部分具有第1光接收 元件組和第2光接收元件組，上述第1光接收元件組由相當(dāng)于與上述移動(dòng)體 的一個(gè)光關(guān)斷部分對(duì)應(yīng)的個(gè)數(shù)的相鄰光接收元件組成，上述第2光接收元件 組由與上述第1光接收元件組相同個(gè)數(shù)的相鄰光接收元件組成，同時(shí)在上述 移動(dòng)體的索引圖案部分、索引圖案?jìng)?cè)部分處于與上述第1光接收元件組對(duì)應(yīng) 的位置時(shí)，上述第2光接收元件組處于與上述移動(dòng)體的光關(guān)斷部分對(duì)應(yīng)的位 置，而且，在上述移動(dòng)體的光關(guān)斷部分處于與上述第1光接收元件組對(duì)應(yīng)的 位置時(shí)，上述移動(dòng)體的其他的光關(guān)斷部分或者上述索引圖案部分處于與上述 第2光接收元'件組對(duì)應(yīng)的位置，上述輸出部分具有差動(dòng)放大器，該差動(dòng)放大器中被輸入將上述第1光接 收元件組輸出的多個(gè)光接收信號(hào)相加后的第1加法信號(hào)、和將上述第2光接 收元件組輸出的多個(gè)光接收信號(hào)相加后的第2加法信號(hào)，同時(shí)對(duì)上述第l加 法信號(hào)和第2加法信號(hào)進(jìn)行比較并運(yùn)算。根據(jù)該實(shí)施方式的光學(xué)編碼器，在上述移動(dòng)體的索引圖案部分、索引圖 案?jìng)?cè)部分處于與上述第1光接收元件組對(duì)應(yīng)的位置時(shí)，上述移動(dòng)體的光關(guān)斷 部分處于與上述第2光接收元件組對(duì)應(yīng)的位置。從而，差動(dòng)放大器對(duì)第l加 法信號(hào)和第2加法信號(hào)進(jìn)行比較和運(yùn)算，并作為該比較和運(yùn)算的結(jié)果，輸出 索引信道信號(hào)，所述第1加法信號(hào)是對(duì)與索引圖案部分、索引圖案?jìng)?cè)部分對(duì)應(yīng)的多個(gè)光接收元件輸出的多個(gè)光接收信號(hào)相加后的信號(hào)，所述第2加法信 號(hào)是對(duì)與光關(guān)斷部分對(duì)應(yīng)的多個(gè)光接收元件輸出的多個(gè)光接收信號(hào)相加后的 信號(hào)。通過(guò)該差動(dòng)放大器消除同相噪聲，從而誤動(dòng)作被抑制。此外，第1、 第2加法信號(hào)是對(duì)多個(gè)光接收元件的光接收信號(hào)相加后的信號(hào)，因此光接收區(qū)域變寬，能夠提高信號(hào)的SN。另外，在上述第1光接收元件組和第2光接收元件組兩者都處于與光關(guān) 斷部分或者光接通部分對(duì)應(yīng)的位置時(shí)，第1加法信號(hào)和第2加法信號(hào)成為同 一信號(hào)，上述差動(dòng)放大器不輸出索引信道信號(hào)。此外，在一實(shí)施方式的光學(xué)編碼器中，包括第1 "與"電路，被輸入 相位不同的多個(gè)增量信道信號(hào)；以及第2 "與"電路，被輸入上述第l"與"電路輸出的"與"信號(hào)和上述差 動(dòng)放大器的輸出信號(hào)。根據(jù)該實(shí)施方式，從上述第2 "與"電路能夠得到與基于上述移動(dòng)信息信號(hào)的增量信道信號(hào)取得同步的索引信道信號(hào)。從而，能夠保持增量信道信 號(hào)和索引信道信號(hào)的兩相的相位關(guān)系，處理編碼器輸出的后級(jí)電路的設(shè)計(jì)變得容易。此外，在一實(shí)施方式的光學(xué)編碼器中，上述索引圖案部分相對(duì)于由上述 光接通部分和光關(guān)斷部分構(gòu)成的增量圖案部分，在與上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向 正交的方向上相鄰。根據(jù)該實(shí)施方式的光學(xué)編碼器，在索引圖案部分相對(duì)于增量圖案部分配 置在與移動(dòng)方向正交的方向上的情況下，增量信道信號(hào)和索引信道信號(hào)的相位偏移。因此，能夠抑制索引信道信號(hào)和增量信道信號(hào)的相互干擾，從而抑制增量信道信.號(hào)的相位偏移或失真。即，索引圖案部分即使被配置在與增量圖案部分不同的區(qū)域中的情況下， 若增量信道信號(hào)和索引信道信號(hào)的相位一致，則會(huì)受到驅(qū)動(dòng)部分的電機(jī)或信 號(hào)處理電路的噪聲的影響，從而容易引起誤動(dòng)作。另外，在該實(shí)施方式中，優(yōu)選上述輸出部分進(jìn)行上述第2光接收信號(hào)和 上述第1光接收信號(hào)的差動(dòng)運(yùn)算，從而輸出上述索引信道信號(hào)。這樣進(jìn)行差 動(dòng)運(yùn)算，在獲得索引信道信號(hào)和增量信道信號(hào)的匹配上較為理想。根據(jù)該實(shí)施方式，能夠抑制在增量圖案部分中的光量變動(dòng)或相位變動(dòng)導(dǎo) 致索引信道信號(hào)的波形遺漏，能夠抑制誤動(dòng)作。此外，由于索引圖案部分在移動(dòng)體的一周通常是一個(gè)，因此除了索引圖 案部分通過(guò)與上述光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置的時(shí)刻之外，能夠以與增量圖 案部分對(duì)應(yīng)的光接收元件接收一定量的光量。由此，可以在與索引圖案部分 對(duì)應(yīng)的光接收元件的光接收量和與增量圖案部分對(duì)應(yīng)的光接收元件的光接收 量之間進(jìn)行偏移。從而，通過(guò)取來(lái)自雙方的光接收元件的光接收信號(hào)的差動(dòng)， 能夠抑制干擾光等導(dǎo)致的信號(hào)反轉(zhuǎn)等誤動(dòng)作。此外，在一實(shí)施方式的光學(xué)編碼器中，基于相鄰的一對(duì)上述光接通部分 和光關(guān)斷部分的1圖案的移動(dòng)方向尺寸和上述索引圖案部分的移動(dòng)方向尺寸 相同，上述光接收部分具有來(lái)自上述索引圖案部分的光入射并且移動(dòng)方向尺寸 與上述索引圖案部分的移動(dòng)方向尺寸相同的光接收元件。根據(jù)該實(shí)施方式，上述移動(dòng)方向尺寸為1個(gè)間距的光接收元件能夠從上 述索引圖案部分獲得上述增量圖案部分的相當(dāng)于兩個(gè)圖案(相當(dāng)于兩個(gè)周期) 的光量。并且，上述輸出部分通過(guò)進(jìn)行上述第1光接收信號(hào)和第2光接收信 號(hào)的差動(dòng)運(yùn)算，能夠取得1周期的索引信道信號(hào)。此外，通過(guò)進(jìn)行該索引信 道信號(hào)和上述增量信道信號(hào)的邏輯運(yùn)算，能夠生成一個(gè)脈沖的索引信道信號(hào)。另外，在上述光接收部分具有移動(dòng)方向尺寸為上述1間距且接收來(lái)自上 述增量圖案部分的光的光接收元件的情況下，該具有1間距的移動(dòng)方向尺寸 的該光接收元件從上述增量圖案部分始終接收一定的光量。從而，通過(guò)將用 于接收來(lái)自上述增量圖案部分的光的1間距的光接收元件的光接收信號(hào)和用 于接收來(lái)自上述索引圖案部分的光的1間距的光接收元件的光接收信號(hào)的差 動(dòng)輸出作為索引信道信號(hào)，可以抑制索引信道信號(hào)的周期變動(dòng)。此外，通過(guò) 將用于獲得索引信道信號(hào)的兩個(gè)光接收元件的幅度(移動(dòng)方向尺寸)設(shè)為相 同的1間距，從而可以使兩個(gè)光接收元件所引起的寄生電容均勻，并能夠抑 制電源噪聲等導(dǎo)致的誤動(dòng)作。此外，在一實(shí)施方式的光學(xué)編碼器中，上述光接收部分具有 入射來(lái)自上述索引圖案部分的光的第1索引光接收元件；以及 相對(duì)于上述第1索引光接收元件在上述移動(dòng)方向上相鄰，從而具有與上述第1索引光接收元件的上述移動(dòng)方向的尺寸相同的移動(dòng)方向尺寸，上述輸出部分只有在上述第1索引光接收元件輸出的第1光接收信號(hào)大于作為基準(zhǔn)的增量信道信號(hào)，并且上述第2索引光接收元件輸出的第2光接收信號(hào)小于作為上述基準(zhǔn)的增量信道信號(hào)時(shí)，輸出上述索引信道信號(hào)。根據(jù)該實(shí)施方式，上述輸出部分只有在上述第1索引光接收元件輸出的 第1光接收信號(hào)大于作為基準(zhǔn)的增量信道信號(hào)，并且上述第2索引光接收元 件輸出的第2光接收信號(hào)小于作為上述基準(zhǔn)的增量信道信號(hào)時(shí)，輸出上述索 引信道信號(hào)。由此，可以防止來(lái)自上述索引圖案部分的光量變動(dòng)等所造成的 索引圖案部分的誤檢測(cè)。此外，在一實(shí)施方式的光學(xué)編碼器中，上述輸出部分輸出合成信號(hào)，該 合成信號(hào)中合成了上述增量信道信號(hào)和索引信道信號(hào)，同時(shí)上述增量信道信號(hào)存在于高于基準(zhǔn)電壓的第1電壓范圍和低于上述基準(zhǔn)電壓的第2電壓范圍中的一個(gè)電壓范圍，而上述索引信道信號(hào)存在于上述兩個(gè)電壓范圍中的另一 個(gè)電壓范圍。根據(jù)該實(shí)施方式，通過(guò)輸出上述增量信道信號(hào)和索引信道信號(hào)合成后的 合成信號(hào)，能夠減少輸出信號(hào)數(shù)，能夠抑制安裝面積。此外，在一實(shí)施方式的電子設(shè)備中，包括上述實(shí)施方式的光學(xué)編碼器，而且具有第1差動(dòng)運(yùn)算部分，對(duì)于來(lái)自上述輸出部分的上述合成信號(hào)通過(guò) 從上述基準(zhǔn)電壓移位到上述一個(gè)電壓范圍的第1電壓進(jìn)行差動(dòng)運(yùn)算，從而輸 出增量信道信號(hào)；以及第2差動(dòng)運(yùn)算部分，對(duì)于來(lái)自上述輸出部分的上述合成信號(hào)通過(guò)從上述 基準(zhǔn)電壓移位到上述另一個(gè)電壓范圍的第2電壓進(jìn)行差動(dòng)運(yùn)算，從而輸出索引信道信號(hào)。根據(jù)該實(shí)施方式的電子設(shè)備，通過(guò)具有上述第1、第2差動(dòng)運(yùn)算部分，能夠?qū)?lái)自上述光學(xué)編碼器的輸出部分的上述合成信號(hào)分離為增量信道信號(hào) 和索引信道信號(hào)來(lái)利用，從而電機(jī)控制這樣的后級(jí)處理變得容易。此外，上述第1、第2差動(dòng)運(yùn)算部分是通過(guò)從上述基準(zhǔn)電壓移位的第1、第2電壓進(jìn)行 差動(dòng)運(yùn)算，因此能夠回避偏置的影響。此外，在一實(shí)施方式的電子設(shè)備中，通過(guò)包括上述光學(xué)編碼器，能夠以 低成本高精度地獲得移動(dòng)信息(增量信道信號(hào))和基準(zhǔn)位置信息(索引信道 信號(hào))。根據(jù)該發(fā)明的光學(xué)編碼器，表示移動(dòng)體的基準(zhǔn)位置的索引信道信號(hào)和表 示移動(dòng)體的移動(dòng)信息的增量信道信號(hào)之間相位偏移，因此可以抑制索引信道信號(hào)和增量信道信號(hào)的相互干擾。從而，可以抑制增量信道信號(hào)的相位偏移13或失真，能夠以低成本高精度地得到移動(dòng)信息和基準(zhǔn)位置信息。


通過(guò)以下的詳細(xì)說(shuō)明和附圖應(yīng)該能夠充分了解本發(fā)明。附圖只是用于說(shuō) 明，而并非用于限制本發(fā)明。在附圖中圖1是本發(fā)明的光學(xué)編碼器的第1實(shí)施方式的示意圖。圖2是本發(fā)明的光學(xué)編碼器的第2實(shí)施方式的示意圖。 圖3是說(shuō)明在上述第2實(shí)施方式中增量圖案通過(guò)時(shí)的光接收信號(hào)A+的加 法處理的波形圖。圖4是說(shuō)明在上述第2實(shí)施方式中索引圖案通過(guò)時(shí)的光接收信號(hào)A+的加 法處理的波形圖。圖5是表示在上述第2實(shí)施方式的比較例2中，增量圖案通過(guò)時(shí)光接收 信號(hào)A+的加法處理后的波形W14、 W214和索引圖案通過(guò)時(shí)光接收信號(hào)A+ 的加法處理后的波形W24、 W224的波形圖。圖6A是本發(fā)明的光學(xué)編碼器的第3實(shí)施方式的示意圖。 圖6B是表示上述第3實(shí)施方式的輸出部分具有的第1、第2差動(dòng)放大器 54、 55的圖。圖6C是表示上述第3實(shí)施方式的輸出部分具有的反相器56、 57和"與" 電路58的圖。圖7是表示作為本發(fā)明的光學(xué)編碼器的第4實(shí)施方式具備的輸出部分的 差動(dòng)放大器的圖。圖8是表示本發(fā)明的光學(xué)編碼器的第5實(shí)施方式具備的輸出部分的結(jié)構(gòu) 的圖。圖9是上述第1實(shí)施方式的比較例1的示意圖。 圖IO是上述第2實(shí)施方式的比較例2的示意圖。圖11是說(shuō)明在上述比較例2中增量圖案通過(guò)時(shí)的光接收信號(hào)A+的加法 處理的波形圖。圖12是說(shuō)明在上述比較例2中索引圖案通過(guò)時(shí)的光接收信號(hào)A+的加法 處理的波形圖。圖13A是本發(fā)明第6實(shí)施方式的光學(xué)編碼器的示意圖。圖13B是表示上述第6實(shí)施方式具備的輸出部分的結(jié)構(gòu)的圖。圖13C是表示本發(fā)明第8實(shí)施方式的輸出部分具有的NOR電路的圖。 圖13D是表示本發(fā)明第8實(shí)施方式的光學(xué)編碼器的輸出部分的結(jié)構(gòu)的圖。圖14是表示上述第6實(shí)施方式的輸出信號(hào)波形的波形圖。圖15是本發(fā)明第7實(shí)施方式的光學(xué)編碼器的示意圖。圖16是表示上述第7實(shí)施方式的輸出信號(hào)波形的波形圖。圖17A是本發(fā)明第8實(shí)施方式的光學(xué)編碼器的示意圖。圖17B是表示上述第8實(shí)施方式中的各個(gè)信號(hào)波形的波形圖。圖18是表示本發(fā)明第9實(shí)施方式的光學(xué)編碼器的輸出信號(hào)波形的波形圖。圖19是表示上述第9實(shí)施方式的輸出部分具有的電路的圖。 圖20是表示具備上述第9實(shí)施方式的光學(xué)編碼器的電子設(shè)備所具有的電 路的圖。
具體實(shí)施方式
下面，根據(jù)圖示的實(shí)施方式來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。' (第1實(shí)施方式)圖1表示本發(fā)明的光學(xué)編碼器的第1實(shí)施方式。該第1實(shí)施方式包括移 動(dòng)體1、光接收部分2和發(fā)光部分3。發(fā)光部分3由LED (發(fā)光二極管)等發(fā) 光元件構(gòu)成。光接收部分2具有5個(gè)光接收元件11~15。此外，移動(dòng)體1可 以沿著箭頭XI或者X2所示的方向移動(dòng)，在移動(dòng)方向上交替排列有光接通部 分6和光關(guān)斷部分7。此外，移動(dòng)體1具有由光關(guān)斷部分7和光關(guān)斷部分8 從移動(dòng)方向的兩側(cè)所包圍的索引圖案部分10。光關(guān)斷部分8的移動(dòng)方向尺寸 (幅度尺寸)比光關(guān)斷部分7的移動(dòng)方向尺寸短。上述光接通部分6以及索 引圖案部分10使來(lái)自發(fā)光部分3的光通過(guò)到光接收部分2側(cè)。另一方面，光 關(guān)斷部分8不使來(lái)自發(fā)光部分3的光通過(guò)到光接收部分2側(cè)。另外，光接收 元件11~15由光電二極管構(gòu)成。在該實(shí)施方式中，設(shè)移動(dòng)體1的光接通部分6的排列間距為P,各個(gè)光 接收元件11~15的幅度尺寸為(1/6)P。此外，距離(1/12) P的間隔在移動(dòng) 方向上配置4個(gè)光接收元件11~14，光接收元件14和15則距離(1/4 ) P的 間隔在移動(dòng)方.向上配置。另外，設(shè)光接通部分6和光關(guān)斷部分7的幅度尺寸為(1/2) P。
上述光接收元件11和13輸出的光接收信號(hào)A+和A-經(jīng)由電流電壓變換 部分(未圖示)而被輸入到差動(dòng)放大器16,光接收元件12和14輸出的光接 收信號(hào)B-和B+經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到差動(dòng)放大器17。 另一方面，光接收元件15輸出的光接收信號(hào)I經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖 示)而被輸入到力丈大器18。差動(dòng)》文大器16、 17和;故大器18以及電流電壓變 換部分構(gòu)成輸出部分。
差動(dòng)放大器16放大光接收信號(hào)A+和A-的差，從而輸出增量信道信號(hào)A， 差動(dòng)放大器17放大光接收信號(hào)B+和B-的差，從而輸出增量信道信號(hào)B。另 一方面，放大器18放大光接收信號(hào)I，從而輸出索引信道信號(hào)ID。
圖1示意性地表示了光接通部分6通過(guò)與光接收元件ll對(duì)應(yīng)的位置時(shí)光 接收元件11輸出的光接收信號(hào)A+的波形Wl和、光接通部分6通過(guò)與光接 收元件15對(duì)應(yīng)的位置時(shí)光接收元件15輸出的光接收信號(hào)I的波形W2。該波 形Wl和波形W2的相位偏移60°。此外，圖1示意性地表示了索引圖案部分 10通過(guò)與光接收元件11對(duì)應(yīng)的位置時(shí)光接收元件11輸出的光接收信號(hào)A+ 的波形W3和、索引圖案部分10通過(guò)與光接收元件15對(duì)應(yīng)的位置時(shí)光接收 元件15輸出的光^t妻收信號(hào)I的波形W4。該波形W3和波形W4的相位偏移 60。。
因此，根據(jù)該實(shí)施方式，表示移動(dòng)體1的移動(dòng)信息的增量信道信號(hào)A和 表示移動(dòng)體1的基準(zhǔn)位置信息的索引信道信號(hào)ID之間相位偏移。此外，雖然 未表示波形圖，但增量信道信號(hào)B和索引信道信號(hào)ID之間也同樣是相位偏 移。
從而，根據(jù)該實(shí)施方式，即使在使用同一芯片構(gòu)成輸出部分的信號(hào)處理 電路的情況下，也能夠抑制索引信道信號(hào)ID和增量信道信號(hào)A、 B之間的相 互干擾。因此，能夠抑制增量信道信號(hào)的相位偏移或失真，例如可以回避自 激振動(dòng)(chattering)現(xiàn)象或邏輯反轉(zhuǎn)等誤動(dòng)作，從而以低成本高精度地獲得 移動(dòng)信息和基準(zhǔn)位置信息。 (比較例1 )
接著，參照?qǐng)D9說(shuō)明上述第1實(shí)施方式的比較例1。在該比較例1中， 與上述第1實(shí)施方式的區(qū)別在于，代替上述第1實(shí)施方式的發(fā)光部分2,具 備發(fā)光部分102。該比較例1的光接收部分102將各個(gè)光接收元件111 115的幅度尺寸設(shè)為(1/4)P。此外，各個(gè)光接收元件之間的間隔為零。因此，在該比較例1中，光接通部分6通過(guò)與光接收元件lll對(duì)應(yīng)的位置時(shí)光接收 元件111輸出的光接收信號(hào)A+的波形W101和、光接通部分6通過(guò)與光接收 元件115對(duì)應(yīng)的位置時(shí)光接收元件115輸出的光接收信號(hào)I的波形W102的相 位一致。此外，索引圖案部分IO通過(guò)與光接收元件111對(duì)應(yīng)的位置時(shí)光接收 元件111輸出的光接收信號(hào)A+的波形W103和、索引圖案部分10通過(guò)與光 接收元件115對(duì)應(yīng)的位置時(shí)光接收元件115輸出的光接收信號(hào)I的波形W104 的相位一致。因此，在該比較例l中，容易產(chǎn)生索引信道信號(hào)ID和增量信道信號(hào)A、 B之間的相互干擾。因此，容易發(fā)生增量信道信號(hào)的相位偏移或失真，例如 容易發(fā)生自激振動(dòng)現(xiàn)象或邏輯反轉(zhuǎn)等誤動(dòng)作。(第2實(shí)施方式)下面，圖2表示本發(fā)明的光學(xué)編碼器的第2實(shí)施方式。該第2實(shí)施方式 包括移動(dòng)體21、光接收部分22和發(fā)光部分23。移動(dòng)體21可以沿著箭頭XI 或者X2所示的方向移動(dòng)，在移動(dòng)方向上交替排列有光接通部分26和光關(guān)斷 部分27。此外，移動(dòng)體21具有由光關(guān)斷部分27和光關(guān)斷部分28從移動(dòng)方 向的兩側(cè)所包圍的索引圖案部分30。光關(guān)斷部分28的移動(dòng)方向尺寸(幅度 尺寸)比光關(guān)斷部分27的移動(dòng)方向尺寸短。上述光接通部分26以及索引圖 案部分30使來(lái)自發(fā)光部分23的光通過(guò)到光接收部分22側(cè)。另一方面，光關(guān) 斷部分28不使來(lái)自發(fā)光部分23的光通過(guò)到光接收部分22側(cè)。光接收部分22具有第1、第2、第3光接收元件組31、 32、 33。第l光 接收元件組31由4個(gè)光接收元件31-1、 31-2、 31-3、 31-4構(gòu)成。若設(shè)移動(dòng)體 21的光接通部分26的排列間距為P,則各個(gè)光接收元件31-1 31-4分別具有 (1/6)P的幅度尺寸。此外，光接收元件31-1~31-4距離(1/12)P的間隔而 配置在移動(dòng)方向上。即，光接收元件31-1-31-4以(1/4) P的排列間隔所排 列。此外，第2光接收元件組32由4個(gè)光接收元件32-l、 32-2、 32-3、 32-4 構(gòu)成。各個(gè)光接收元件32-1 32-4分別具有(1/6) P的幅度尺寸。此外，光 接收元件32-1 32-4距離(1/12) P的間隔而配置在移動(dòng)方向上。第1光接收元件組31的光接收元件31-4和第2光接收元件組32的光接 收元件32-1距離(1/4 ) P的間隔。此外，第3光接收元件組33由4個(gè)光接收元件33-1、 33-2、 33-3、 33-4構(gòu)成。各個(gè)光接收元件33-1 33-4分別具有(1/6) P的幅度尺寸。此外，光 接收元件33-1 33-4距離(1/12) P的間隔而配置在移動(dòng)方向上。第2光接收 元件組32的光接收元件32-4和第3光接收元件組33的光接收元件33-1距離 (1/4) P的間隔。該第2實(shí)施方式具有由第1差動(dòng)放大器34、第2差動(dòng)放大器35和"與" 電路36構(gòu)成的輸出部分。光接收元件31-1、 32-1、 33-1輸出的相位不同的3 個(gè)光接收信號(hào)A+經(jīng)由電流分配器81、 85、 89而被電相加，并經(jīng)由電流電壓 變換部分(未圖示)從而被輸入到第l差動(dòng)放大器34的正相輸入端子。此外， 光接收元件31-3、 32-3、 33-3輸出的相位不同的3個(gè)光接收信號(hào)A-經(jīng)由電流 分配器83、 87、 91而^f皮電相加，并經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)從而被 輸入到第1差動(dòng)放大器34的反相輸入端子。此外，光接收元件31-4、 32-4、 33-4輸出的相位不同的3個(gè)光接收信號(hào) B+經(jīng)由電流分配器84、 88、 92而^皮電相加，并經(jīng)由電流電壓變換部分(未 圖示)從而被輸入到第2差動(dòng)放大器35的正相輸入端子。此外，光接收元件 31-2、 32-2、 33-2輸出的相位不同的3個(gè)光接收信號(hào)B-經(jīng)由電流分配器82、 86、卯而被電相加，并經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)從而被輸入到第2 差動(dòng)放大器35的反相輸入端子。另外，上述電流分配器81-92例如由電流鏡 電^各構(gòu)成。此外，光接收元件3 i-1輸出的光接收信號(hào)A+和光接收元件31 -3輸出的 光接收信號(hào)A-經(jīng)由電流分配器81、 83,并經(jīng)由AD變換部分(未圖示)，從 而被輸入到"與"電路36.。該"與"電路36將對(duì)上述光接收偉號(hào)A+和光接 收信號(hào)A-經(jīng)由AD變換后的信號(hào)進(jìn)行"與"運(yùn)算的結(jié)果作為索引信道信號(hào)ID 輸出。如此，根據(jù)在多個(gè)光接收元件的輸出之間進(jìn)行邏輯運(yùn)算后的邏輯值來(lái)生 成索引信道信號(hào)ID,所述多個(gè)光接收元件中，在索引圖案部分30通過(guò)光接 收部分22時(shí)和作為增量圖案的光接通部分26、光關(guān)斷部分27通過(guò)光接收部 分22時(shí)，光接通狀態(tài)和光關(guān)斷狀態(tài)的相關(guān)關(guān)系變化。此外，上述第1差動(dòng)放大器34對(duì)將相位不同的3個(gè)光接收信號(hào)A+電相 加后的信號(hào)和將相位不同的3個(gè)光接收信號(hào)A-電相加后的信號(hào)的差進(jìn)行放 大，從而輸出增量信道信號(hào)A。此外，第2差動(dòng)放大器35對(duì)將相位不同的3 個(gè)光接收信號(hào)B+電相加后的信號(hào)和將相位不同的3個(gè)光接收信號(hào)B-電相加后的信號(hào)的差進(jìn)行放大，從而輸出增量信道信號(hào)B。
圖3示意性地表示了光接通部分26通過(guò)與光接收元件31-1、 32-1、 33-1 對(duì)應(yīng)的位置時(shí)光接收元件31-1、 32-1、 33-1輸出的相位不同的3個(gè)光接收信 號(hào)A+的波形W11、 W12、 W13。此外，圖3所示的信號(hào)波形W14是將相位 不同的3個(gè)波形W11、 W12、 W13的光接收信號(hào)A+電相加后的信號(hào)波形。 該信號(hào)波形W14對(duì)應(yīng)于光接通部分26和光關(guān)斷部分27通過(guò)光接收部分22 并且索引圖案部分30不通過(guò)光接收部分22的情況下的增量信道信號(hào)A的信 號(hào)波形。
此外，圖4示意性地表示了索引圖案部分30通過(guò)與光接收元件31-1對(duì) 應(yīng)的位置時(shí)光接收元件31-1輸出的光接收信號(hào)A+的波形W21、和光接通部 分26通過(guò)與光4妻收元件32-1、 33-1對(duì)應(yīng)的位置時(shí)光4^收元件32-1、 33-1輸 出的光接收信號(hào)A+的波形W22、 W23。此外，圖4所示的信號(hào)波形W24是 將相位不同的3個(gè)波形W21、 W22、 W23的光4妄收信號(hào)A+電相加后的信號(hào) 波形。該信號(hào)波形W24對(duì)應(yīng)于光接通部分26和光關(guān)斷部分27以及索引圖案 部分30通過(guò)光接收部分22的情況下的增量信道信號(hào)A的信號(hào)波形。
此外，圖5表示上述索引圖案部分30、光接通部分26和光關(guān)斷部分27 通過(guò)光接收部分22的情況下所相加的光接收信號(hào)A+的信號(hào)波形W24、和上 述光接通部分26和光關(guān)斷部分27通過(guò)光接收部分22而索引圖案部分30不 通過(guò)光接收部分22的情況下所相加的光接收信號(hào)A+的信號(hào)波形W14。 (比專(zhuān)交例2 )
下面，參照?qǐng)DIO說(shuō)明上述第2實(shí)施方式的比較例2。在該比較例2中， 與上述第2實(shí)施方式的區(qū)別在于，取代上述第2實(shí)施方式的光接收部分22而 具備光接收部分202。該比較例2的光接收部分202具有第1、第2、第3的 三個(gè)光接收元件組231、 232、 233。第1光接收元件組231由幅度尺寸為(1/4 ) P的4個(gè)光4妄收元件231-1 231-4組成，第2光接收元件組232由幅度尺寸為 (1/4 ) P的4個(gè)光接收元件232-1 232-4組成，第3光接收元件組233由幅 度尺寸為(1/4) P的4個(gè)光接收元件233-1 233-4組成。此外，各個(gè)光接收 元件在移動(dòng)方向上配成一列，并且各個(gè)光接收元件之間的間隔為零。
在該比較例2中，光接收元件231-1、 232-1、 233-1輸出的相位不同的3 個(gè)光接收信號(hào)A+^皮電相加，并經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)從而被輸入 到第1差動(dòng)放大器34的正相輸入端子。此外，光接收元件231-3、 232-3、 233-3輸出的相位不同的3個(gè)光接收信號(hào)A-被電相加，并經(jīng)由.電流電壓變換部分(未
圖示)從而被輸入到第1差動(dòng)放大器34的反相輸入端子。
此外，光接收元件231-4、 232-4、 233-4輸出的相位不同的3個(gè)光接收信 號(hào)B-被電相加，并經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)從而被輸入到第2差動(dòng) 放大器35的反相輸入端子。此外，光接收元件231-2、 232-2、 233-2輸出的 相位不同的3個(gè)光接收信號(hào)B+被電相力口，并經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示) 從而被輸入到第2差動(dòng)放大器35的正相輸入端子。
此外，光接收元件231-1輸出的光接收信號(hào)A+和光接收元件231-3輸出 的光接收信號(hào)A-經(jīng)由AD變換部分(未圖示)，從而被輸入到"與"電路36。 該"與，'電路36將對(duì)上述光接收信號(hào)A+和A-經(jīng)由AD變換后的信號(hào)進(jìn)行"與" 運(yùn)算的結(jié)果作為索引信道信號(hào)ID輸出。
圖11示意性地表示了在該比較例2中，光接通部分26通過(guò)與光接收元 件231-1、 232-1、 233-1對(duì)應(yīng)的位置時(shí)光接收元件231-1、 232-1、 233-1輸出 的相位相同的3個(gè)光接收信號(hào)A+的波形W211、 W212、 W213。此外，圖11 所示的信號(hào)波形W214是將相位相同的3個(gè)波形W211、 W212、 W213的光 接收信號(hào)A+電相加后的信號(hào)波形。
此外，圖12示意性地表示了索引圖案部分30通過(guò)與光接收元件231-1 對(duì)應(yīng)的位置時(shí)光接收元件231-1輸出的光接收信號(hào)A+的波形W221、和光接 通部分26通過(guò)與光接收元件232-1、 233-1對(duì)應(yīng)的位置時(shí)光接收元件232-1、 233-1輸出的光接收信號(hào)A+的波形W222、 W223。此外，圖12所示的信號(hào) 波形W224是將3個(gè)波形W221、 W222、 W223的光接收信號(hào)A+電相加后的 信號(hào)波形。
此外，圖5表示上述索引圖案部分30、光接通部分26和光關(guān)斷部分27 通過(guò)光接收部分202的情況下所相加的光接收信號(hào)A+的信號(hào)波形W224 、和 上述光接通部分26和光關(guān)斷部分27通過(guò)光接收部分202而索引圖案部分30 不通過(guò)光接收部分202的情況下所相加的光接收信號(hào)A+的信號(hào)波形W214。
在該比較例2中，將相位相同的光接收信號(hào)A+相加作為用于生成增量信 道信號(hào)A的信號(hào)。從而，如圖5所示，索引圖案部分30通過(guò)時(shí)所相加的信 號(hào)的信號(hào)波形W224,其波形的下方區(qū)域從索引圖案部分30非通過(guò)時(shí)所相加 的信號(hào)的信號(hào)波形W214擴(kuò)大了相應(yīng)于索引圖案單元30的寬度。
相對(duì)于此，在第2實(shí)施方式中，將相位不同的光接收信號(hào)A+相加作為用于生成增量信道信號(hào)A的信號(hào)，所以如圖5所示，索引圖案部分30通過(guò)時(shí) 所相加的信號(hào)的信號(hào)波形W24,其波形的下方區(qū)域沒(méi)有從索引圖案部分30 非通過(guò)時(shí)所相加的信號(hào)的信號(hào)波形W14擴(kuò)大，來(lái)自信號(hào)波形W14的波形的 失真被抑制。
因此，根據(jù)該第2實(shí)施方式，即使存在索引圖案部分，也能夠得到相位 偏移或失真較少的增量信道信號(hào)。 (第3實(shí)施方式)
下面，參照?qǐng)D6A 圖6C,說(shuō)明本發(fā)明的光學(xué)編碼器的第3實(shí)施方式。
該第3實(shí)施方式包括移動(dòng)體41、光接收部分42和發(fā)光部分(未圖示)。 該發(fā)光部分由LED等構(gòu)成。移動(dòng)體41可以沿著箭頭XI或者X2所示的方向 移動(dòng)，在移動(dòng)方向上交替排列有光4妄通部分46和光關(guān)斷部分47。此外，移 動(dòng)體41具有索引圖案部分50，該索引圖案部分50由索引圖案?jìng)?cè)部分44和 49從移動(dòng)方向的兩側(cè)包圍。該索引圖案?jìng)?cè)部分44、 49不使來(lái)自上述發(fā)光部 分的光通過(guò)到光接收部分42側(cè)，另一方面，索引圖案部分50使來(lái)自發(fā)光部 分的光通過(guò)到光接收部分42側(cè)。此外，上述光接通部分46使來(lái)自發(fā)光部分 的光通過(guò)到光接收部分42側(cè)，另一方面，光關(guān)斷部分47不使來(lái)自發(fā)光部分 的光通過(guò)到光接收部分42側(cè)。
此外，索引圖案部分50、索引圖案?jìng)?cè)部分44、 49分別具有光關(guān)斷部分 47的移動(dòng)方向尺寸(幅度尺寸)的三分之一的幅度尺寸即(1/6) P。
光接收部分42具有第1 第3的3個(gè)光接收元件組51 53。第1光接收元 件組51由12個(gè)光接收元件51-1 51-12組成。若設(shè)移動(dòng)體41的光接通部分 46的排列間距為P,則各個(gè)光接收元件51-1~51-12分別具有(1/18) P的幅 度尺寸。此外，光接收元件51-1~51-12距離(1/36) P的間隔而排列在移動(dòng) 方向上。另外，光接通部分46和光關(guān)斷部分47的幅度尺寸為(1/2) P。
此外，第2光接收元件組52由具有(1/18 ) P的幅度尺寸的12個(gè)光接收 元件52-1~52-12組成。該光接收元件52-1~52-12距離(1/36 ) P的間隔而排 列在移動(dòng)方向上。此外，第3光接收元件組53由具有(1/18) P的幅度尺寸 的12個(gè)光接收元件53-1~53-12組成。該光接收元件53-1 53-12距離(1/36) P的間隔而排列在移動(dòng)方向上。
第1光接收元件組51的光接收元件51-12和第2光接收元件組52的光 接收元件52-1距離(1/12 ) P的間隔。此外，第2光接收元件組52的光接收元件52-12和第3光接收元件組53的光接收元件53-1距離(1/12 )P的間隔。 該第3實(shí)施方式具有由圖6B所示的第1差動(dòng)放大器54、第2差動(dòng)放大 器55、圖6C所示的反相器56、 57和"與"電路58構(gòu)成的輸出部分。光4妄收元件51-1、 51-3、 51-5、光才妾收元件52-l、 52-3、 52-5、光接收元 件53-l、 53-3、 53-5輸出的相位不同的9個(gè)光接收信號(hào)A+被電相加，經(jīng)由電 流電壓變換部分(未圖示)從而被輸入到圖6B所示的第1差動(dòng)放大器54的 正相輸入端子。此夕卜,光接收元件51-7、 51-9、 51-11、光接收元件52-7、 52-9、52- 11、光接收元件53-7、 53-9、 53-11輸出的相位不同的9個(gè)光接收信號(hào)A-被電相加，經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)從而被輸入到第1差動(dòng)放大器 54的反相輸入端子。并且，該第1差動(dòng)放大器54的輸出信號(hào)成為增量信道 信號(hào)A。此外，圖6B所示的第2差動(dòng)放大器55的正相輸入端子中，光接收元件 51-2、 51-10、 51-12、光接收元件52-2、 52-10、 52-12、光接收元件53-2、 53-10、53- 12輸出的相位不同的9個(gè)光接收信號(hào)B+被電相加，經(jīng)由電流電壓變換部 分(未圖示)從而被輸入到第2差動(dòng)放大器55的正相輸入端子。此外，光接 收元件51-4、 51-6、 51-8、光才妻收元件52-4、 52-6、 52-8、光4妻收元件53-4、 53-6、 53-8輸出的相位不同的9個(gè)光接收信號(hào)B-被電相加，經(jīng)由電流電壓變 換部分(未圖示)從而被輸入到第2差動(dòng)放大器55的反相輸入端子。并且， 該第2差動(dòng)放大器55的輸出信號(hào)成為增量信道信號(hào)B。由此，根據(jù)幅度尺寸被細(xì)分后的光接收元件51-1~53-12輸出的多個(gè)相位 不同的光接收信號(hào)來(lái)生成各個(gè)增量信道信號(hào)A、 B，因此可以抑制由于在移動(dòng) 體41的光接通部分46和光關(guān)斷部分47之間包含索引圖案部分50所引起的 增量信道信號(hào)的相位偏移。此外，光接收元件51-7輸出的光接收信號(hào)A-經(jīng)由AD變換部分(未圖 示)和圖6C所示的反相器56,被輸入到"與"電路58。此外，光接收元件 51-11輸出的光接收信號(hào)A-經(jīng)由AD變換部分(未圖示)和圖6C所示的反相 器57，被輸入到"與"電路58。此外，光接收元件51-9輸出的光接收信號(hào) A-經(jīng)由AD變換部分(未圖示)而被輸入到"與"電路58。該"與"電路58在相位偏移了 60。的3個(gè)光接收信號(hào)A-中不經(jīng)由反相器 而被輸入到"與"電路58的光接收信號(hào)A-為邏輯真(true value),并且被輸 入到反相器56、 57的光接收信號(hào)A-為邏輯假(falsevalue)的情況下，被輸入到"與"電路58的3個(gè)信號(hào)都成為邏輯真。從而，這時(shí)，"與，，電路58的 輸出成為邏輯真，"與"電路58輸出用于表示索引圖案部分50通過(guò)了與3個(gè) 光接收元件51-7、 51-9、 51-11對(duì)應(yīng)的位置的索引信道信號(hào)ID。另一方面， 在3個(gè)光接收元件51-7、 51-9、 51-11都處于與光接通部分46或者光關(guān)斷部 分47對(duì)應(yīng)的位置時(shí)，"與"電路58的輸出成為邏輯假，不輸出索引信道信號(hào) ID。
如上所述，在該第3實(shí)施方式中，如圖6A所示，光接收部分42由幅度 尺寸被細(xì)分為(1/18) P的36個(gè)光接收元件51-1~53-12構(gòu)成，所以即使索引 圖案部分50的幅度(1/6) P較小，通過(guò)光接收部分42的細(xì)分后的光接收元 件，也能得到索引信道信號(hào)ID。此外，在該第3實(shí)施方式中，索引圖案部分 50的幅度尺寸比光接通部分46的幅度尺寸還小，是光接通部分46的幅度尺 寸的三分之一，所以來(lái)自索引圖案部分50的光的繞射較少，回避了光的繞射 所引起的邏輯運(yùn)算電路的邏輯值運(yùn)算的誤動(dòng)作，從而能夠正確地生成索引信 道信號(hào)ID。另外，索引圖案部分50的幅度尺寸可以設(shè)為不到(1/6) P的值， 相反，也可以設(shè)為超過(guò)(1/6) P的值。
此外，在該第3實(shí)施方式中，索引圖案部分50位于幅度都是(1/6) P的 索引圖案?jìng)?cè)部分44和49之間，所以從索引圖案部分50到與索引圖案?jìng)?cè)部分 44 、 49對(duì)置的光接收元件的光的繞射在索引圖案?jìng)?cè)部分44和49中被平均化。 從而，可以有效地抑制光的繞射。
此外，在該第3實(shí)施方式中，將作為與一個(gè)上述光接通部分46對(duì)應(yīng)的上 述光接收元件的個(gè)數(shù)的6個(gè)乘以自然數(shù)倍的1倍后的數(shù)6的倒數(shù)(1/6 )和上 述光接通部分46的排列間距P的積(1/6) P，設(shè)為上述索引圖案部分50的 移動(dòng)方向的尺寸。從而，相對(duì)于索引圖案部分50的幅度尺寸(1/6) P， l個(gè) 光接收元件的幅度尺寸為(1/18) P,通過(guò)基于由對(duì)置于索引圖案部分50的 光接收元件和對(duì)置于索引圖案?jìng)?cè)部分44、 49的光接收元件所得到的信號(hào)的邏 輯運(yùn)算，也能夠比較容易生成索引信道信號(hào)。
另外，在該第3實(shí)施方式中，光接收部分42輸出4個(gè)移動(dòng)信息信號(hào)A+、 A-、 B+、 B-,同時(shí)與3個(gè)光接通部分46對(duì)應(yīng)配置，并且具備了移動(dòng)信息信 號(hào)A+、 A-、 B+、 B-的個(gè)數(shù)4和光接通部分46的個(gè)數(shù)3的平方的積的36個(gè) 光接收元件，但也可以具備移動(dòng)信息信號(hào)A+、 A-、 B+、 B-的個(gè)數(shù)4和光接 通部分46的個(gè)數(shù)3的n次方(n為自然數(shù))的積的(4x3n)個(gè)的光接收元件。此外，在該第3實(shí)施方式中，將對(duì)應(yīng)于1個(gè)光接通部分46的光接收元件的個(gè)數(shù)設(shè)為6個(gè)，但這一個(gè)數(shù)可以是6以外的多個(gè)。此外，也可以將作為與上述 一個(gè)上述光接通部分46對(duì)應(yīng)的上述光接收元件的個(gè)數(shù)的6個(gè)乘以自然數(shù)倍n 倍后的數(shù)6n的倒數(shù)(1/6n)和上述光接通部分46的排列間距P的積(1/6n ) P，設(shè)為上述索引圖案部分50的移動(dòng)方向的尺寸。 (第4實(shí)施方式)下面，參照?qǐng)D7說(shuō)明本發(fā)明的光學(xué)編碼器的第4實(shí)施方式。該第4實(shí)施 方式與前述的第3實(shí)施方式的不同之處在于，取代由前述的第3實(shí)施方式的 圖6C所示的反相器56、 57和"與"電路58構(gòu)成的輸出部分，具備了由圖7 所示的差動(dòng)放大器61構(gòu)成的輸出部分。從而，在該第4實(shí)施方式中，對(duì)與前 述的第3實(shí)施方式相同的部分，附加與前述的第3實(shí)施方式相同的標(biāo)號(hào)，以 與前述的第3實(shí)施方式的不同點(diǎn)為主進(jìn)行說(shuō)明。在該第4實(shí)施方式中，將圖6A所示的光接收部分42具有的第1光接收 元件組51中的6個(gè)光接收元件51-7~51-12輸出的6個(gè)光接收信號(hào)A-、 B-、 A-、 B+、 A-、 B+電相加后的第l加法信號(hào)Sl,經(jīng)由電流電壓變^:部分(未 圖示)而被輸入到圖7所示的差動(dòng)放大器61的正相輸入端子。另一方面，將 光接收部分42具有的第3光接收元件組53中的6個(gè)光接收元件53-6 53-11 輸出的6個(gè)光接收信號(hào)B-、 A-、 B-、 A-、 B+、 A-電相加后的第2加法信 號(hào)S2，經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖7所示的差動(dòng)放大器 61的反相輸入端子。由此，在該第4實(shí)施方式中，在移動(dòng)體41的索引圖案部分50、索引圖 案?jìng)?cè)部分44、49處于與第l光接收元件組51中的6個(gè)光接收元件51-7 51-12 對(duì)應(yīng)的位置時(shí)，上述移動(dòng)體41的光關(guān)斷部分47處于與上述第3光接收元件 組53中的6個(gè)光接收元件53-6 53-11對(duì)應(yīng)的位置。從而，差動(dòng)放大器61對(duì)第1加法信號(hào)Sl和第2加法信號(hào)S2進(jìn)行比較和 運(yùn)算，并且作為該比較和運(yùn)算的結(jié)果，輸出索引信道信號(hào)ID,其中，第l加 法信號(hào)Sl是將與索引圖案部分50、索引圖案?jìng)?cè)部分44、 49對(duì)應(yīng)的6個(gè)光接 收元件51-7 51-12輸出的6個(gè)光接收信號(hào)A-、 B-、 A-、 B+、 A-、 B+相加 后的信號(hào)，第2加法信號(hào)S2是將與光關(guān)斷部分47對(duì)應(yīng)的6個(gè)光接收元件 53-6 53-11輸出的6個(gè)光接收信號(hào)B-、 A-、 B-、 A-、 B+、 A-相加后的信號(hào)。 通過(guò)該差動(dòng)放大器61,除去同相噪聲，從而可抑制誤動(dòng)作。此外，第1、第2加法信號(hào)S1、 S2分別是將6個(gè)光接收元件的光接收信號(hào)相加后的信號(hào)，所 以光接收區(qū)域較寬，可以提高信號(hào)S1、 S2的SN。此外，在該第4實(shí)施方式 中，與前述的第3實(shí)施方式同樣地，回避了來(lái)自索引圖案部分50的光的繞射 所引起的誤動(dòng)作，從而能夠正確地生成索引信道信號(hào)ID。
另夕卜，在上述第1光接收元件組51的6個(gè)光接收元件51-7 51-12和第3 光接收元件組53的6個(gè)光接收元件53-6~53-11都處于與光關(guān)斷部分47或者 光接通部分46對(duì)應(yīng)的位置時(shí)，第1加法信號(hào)Sl和第2加法信號(hào)S2成為相同 的信號(hào)，所以即使輸入到差動(dòng)放大器中也不會(huì)發(fā)生電位變動(dòng)，差動(dòng)放大器61 不輸出索引信道信號(hào)。另外，為了抑制誤動(dòng)作，優(yōu)選索引信道信號(hào)中具有磁 滯(hysteresis)特性。
(第5實(shí)施方式)
下面，參照?qǐng)D8說(shuō)明本發(fā)明的光學(xué)編碼器的第5實(shí)施方式。該第5實(shí)施 方式與前述的第4實(shí)施方式的區(qū)別在于，除了前述的第4實(shí)施方式的差動(dòng)放 大器61之外，輸出部分還具有第1、第2 "與"電路71、 72。從而，在該第 5實(shí)施方式中，對(duì)與前述的第4實(shí)施方式相同的部分，附加與前述的第4實(shí) 施方式相同的標(biāo)號(hào)，以與前述的第4實(shí)施方式的不同點(diǎn)為主進(jìn)行說(shuō)明。
在該第5實(shí)施方式中，上述的第3實(shí)施方式中的圖6B所示的第1差動(dòng)放 大器54輸出的增量信道信號(hào)A和第2差動(dòng)放大器55輸出的增量信道信號(hào)B 被輸入到第1 "與"電路71。并且，該第1 "與"電路71將取了增量信道信 號(hào)A和增量信道信號(hào)B的"與"的"與"信號(hào)輸入到第2 "與"電路72。另 一方面，差動(dòng)放大器61中，與前述的第4實(shí)施方式同樣地被輸入第1、第2 加法信號(hào)S1、 S2，該差動(dòng)放大器61將與前述的第4實(shí)施方式相同的索引信 道信號(hào)ID輸入到第2 "與"電路72。
并且，通過(guò)對(duì)于取了相位相差90。的增量信道信號(hào)A、 B之間的"與"的 結(jié)果和索引信道信號(hào)ID取"與"，從而該第2 "與"電路72輸出的信號(hào)成為 與增量信道信號(hào)獲得同步的新的索引信道信號(hào)。
另外，在具備上述第1~第5實(shí)施方式的任意一個(gè)光學(xué)編碼器的電子設(shè)備 中，能夠以低成本高精度地得到移動(dòng)信息(增量信道信號(hào))和基準(zhǔn)位置信息 (索引信道信號(hào))。
(第6實(shí)施方式)
下面，參照?qǐng)D13A、圖13B和圖14,說(shuō)明本發(fā)明的光學(xué)編碼器的第6實(shí)施方式。該第6實(shí)施方式包括移動(dòng)體121、光接收部分122和發(fā)光部分(未圖示)。 該發(fā)光部分由LED等構(gòu)成。移動(dòng)體121可以沿著箭頭XI或者X2所示的方 向移動(dòng)，具有在移動(dòng)方向上交替排列有光接通部分123和光關(guān)斷部分124的 增量圖案部分125。此外，該移動(dòng)體121具有索引圖案形成部分126,該索引 圖案形成部分126相對(duì)于上述增量圖案部分125，在與上述移動(dòng)體121的移 動(dòng)方向正交的方向上相鄰。該索引圖案形成部分126具有作為索引圖案部分 的一個(gè)索引間隙126A。該索引間隙126A使來(lái)自上述發(fā)光部分的光通過(guò)到光 接收部分122側(cè)。此外，上述光接通部分123使來(lái)自上述發(fā)光部分的光通過(guò) 到光接收部分122側(cè)，另一方面，光關(guān)斷部分124不使來(lái)自上述發(fā)光部分的 光通過(guò)到光接收部分122側(cè)。此外，索引圖案形成部分126的索引間隙126A具有光接通部分123、光 關(guān)斷部分124的移動(dòng)方向尺寸(幅度尺寸)(1/2) P的2分之3的幅度尺寸即 (3/4 ) P。光接收部分122具有第1 第8的8個(gè)光接收元件列131M38以及由光接 收元件列134和135包圍的1個(gè)光接收元件139。上述8個(gè)光接收元件列以及1個(gè)光接收元件139被配置以接收來(lái)自上述 移動(dòng)體121的增量圖案部分125的光。此外，光接收元件列131、 132具有幅 度為(1/4) P的4個(gè)光接收元件131-1~131-4、 132-1~132-4，光才妄收元件列 133、 134具有幅度為(1/4) P的4個(gè)光接收元件133-1~133-4、 134-1 134-4。 此外，光接收元件列135、 136具有幅度為(1/4) P的4個(gè)光接收元件 135-l 135-4、 136-1~136-4,光接收元件列137、 138具有幅度為(1/4) P的 4個(gè)光接收元件137-1~137-4、 138-1 138-4。此外，上述光接收元件139具有 (3/4) P的幅度尺寸。并且，光接收部分122具有光接收元件140。該光接收元件140相對(duì)于 上述光接收元件139和光接收元件135-1,在與光接收元件列131~138的排列 方向正交的方向上距離間隔而相鄰。上述光接收元件140和139是索引脈沖 檢測(cè)光電二極管。此外，上述各個(gè)光接收元件列131~138具有的光接收元件 由光電二極管組成，各個(gè)光電二極管排列在上述移動(dòng)方向上。另外，圖13A所示的移動(dòng)體121和光接收部分122被配置，使得透過(guò)了 移動(dòng)體121的增量圖案部分125的光入射到上述光接收部分122的光接收元件列131-138以及光接收元件139，透過(guò)了移動(dòng)體121的索引圖案形成部分 126的光入射到上述光接收元件140。
該第6實(shí)施方式具有由圖13B所示的第1、第2、第3差動(dòng)放大器101、 102、 103構(gòu)成的^T出部分。
上述光接收元件131-4、 132-4、 133-4、 134-4以及光接收元件135-1、 136-1、 137-1、 138-1輸出的8個(gè)光接收信號(hào)A+被電相力口，經(jīng)由電流電壓變換部分(未 圖示)而被輸入到圖13B所示的第1差動(dòng)放大器101的正相輸入端子。此外， 上述光4妄收元件131-2、 132-2、 133-2、 134-2以及光4妻收元件135-3、 136-3、 137-3、 138-3輸出的8個(gè)光接收信號(hào)A-被電相力口，經(jīng)由電流電壓變換部分(未 圖示)而被輸入到圖13B所示的第l差動(dòng)放大器101的反相輸入端子。并且， 該第1差動(dòng)放大器101的輸出信號(hào)成為增量信道信號(hào)A。
此外，上述光接收元件131-3、 132-3、 133-3、 134-3以及光接收元件135-4、 136-4、 137-4、 138-4車(chē)lr出的8個(gè)光4妄收信號(hào)B+4皮電相加，經(jīng)由電流電壓變 換部分(未圖示)而被輸入到圖13B所示的第2差動(dòng)放大器102的正相輸入 端子。此外，上述光接收元件131-1、 132-1、 133-1、 134-1以及光接收元件 135-2、 136-2、 137-2、 138-2輸出的8個(gè)光4妻收信號(hào)B-^皮電相加，經(jīng)由電流 電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13B所示的第2差動(dòng)放大器102的反 相輸入端子。并且，該第2差動(dòng)放大器102的輸出信號(hào)成為增量信道信號(hào)B。
此外，上述光接收元件139輸出的光接收信號(hào)I+經(jīng)由電流電壓變換部分 (未圖示)而被輸入到圖13B所示的第3差動(dòng)放大器103的正相輸入端子。 此外，上述光接收部分140輸出的光^J妻收信號(hào)I-經(jīng)由電流電壓變換部分(未 圖示)而被輸入到圖13B所示的第3差動(dòng)放大器103的反相輸入端子。并且， 該第3差動(dòng)放大器103的輸出信號(hào)成為索引信道信號(hào)ID。
根據(jù)該第6實(shí)施方式，通過(guò)上述第1、第2差動(dòng)放大器101、 102輸出的 增量信道信號(hào)A、增量信道信號(hào)B,可以得到移動(dòng)體121的移動(dòng)信息。此外， 通過(guò)上述第3差動(dòng)放大器103輸出的索引信道信號(hào)ID，能夠得到移動(dòng)體121 的基準(zhǔn)位置信息。
此外，根據(jù)該第6實(shí)施方式，如圖14所示，上述光接收信號(hào)A+和光接 收信號(hào)A-的交叉點(diǎn)Pl、上述光接收信號(hào)B+和光接收信號(hào)B-的交叉點(diǎn)P2、 上述光接收信號(hào)I+和光接收信號(hào)I-的交叉點(diǎn)P3的相位互不相同。因此，增 量信道信號(hào)A、增量信道信號(hào)B和索引信道信號(hào)ID的相位互不相同。因此，根據(jù)該實(shí)施方式,即使使用同一芯片構(gòu)成了輸出部分的信號(hào)處理電路的情況下，也能夠抑制索引信道信號(hào)ID和增量信道信號(hào)A、 B之間的相互干擾。因此，可以抑制增量信道信號(hào)的相位偏移或失真，例如可以避免自 激振動(dòng)現(xiàn)象或邏輯反轉(zhuǎn)等誤動(dòng)作，從而以低成本高精度地獲得移動(dòng)信息和基 準(zhǔn)位置信息。此外，根據(jù)該實(shí)施方式，第3差動(dòng)放大器103取上述光接收元件139輸 出的光接收信號(hào)I+和光接收元件140輸出的光接收信號(hào)I-的差，從而輸出索 引信道信號(hào)ID。這樣，通過(guò)取光接收信號(hào)I+和I-的差，可以抑制干擾光等引 起的信號(hào)反轉(zhuǎn)'等誤動(dòng)作。 (第7實(shí)施方式)下面，參照?qǐng)D15、圖16說(shuō)明本發(fā)明的光學(xué)編碼器的第7實(shí)施方式。 該第7實(shí)施方式包括移動(dòng)體301、光接收部分302和發(fā)光部分(未圖示)。 該發(fā)光部分由LED等構(gòu)成。移動(dòng)體301可以沿著箭頭XI或者X2所示的方 向移動(dòng)，具有在移動(dòng)方向上交替排列有光接通部分303和光關(guān)斷部分304的 增量圖案部分305。此外，該移動(dòng)體301具有索引圖案形成部分306,該索引圖案形成部分 306相對(duì)于上述增量圖案部分305，在與移動(dòng)體301的移動(dòng)方向正交的方向上 相鄰。該索引圖案形成部分306具有作為索引圖案部分的一個(gè)索引間隙306A。 該索引間隙306A使來(lái)自上述發(fā)光部分的光通過(guò)到光接收部分302側(cè)。此外， 上述光接通部分303使來(lái)自上述發(fā)光部分的光通過(guò)到光接收部分302側(cè)，另 一方面，光關(guān)斷部分304不使來(lái)自上述發(fā)光部分的光通過(guò)到光接收部分302 側(cè)。此外，索引圖案形成部分306的索引間隙306A具有光接通部分303、光 關(guān)斷部分304的移動(dòng)方向尺寸(幅度尺寸)(1/2)P的2倍的幅度尺寸即1個(gè) 間距。光接收部分302具有第1~第8的8個(gè)光接收元件列331~338以及由光接 收元件列334和335包圍的1個(gè)光接收元件339。上述光接收元件339的幅度為1個(gè)間距。此外，上述8個(gè)光接收元件列 331 338以及1個(gè)光接收元件339被配置，以接收來(lái)自上迷移動(dòng)體301的增 量圖案部分305的光。此外，光接收元件列331、 332具有幅度為(1/4 ) P的 4個(gè)光接收元件331-1 331-4、 332誦1 332-4,光接收元件列333、 334具有幅度為(1/4) P的4個(gè)光接收元件333-1 333-4、 334-1~334-4。此外，光接收 元件列335、 336、 337具有幅度為(1/4 ) P的4個(gè)光接收元件335-1 335-4、 336-1~336-4、 337-1 337-4。此外，光接收元件列338具有幅度為(1/4 ) P的 4個(gè)光接收元件338-1 338-4。
并且，光接收部分302具有幅度為1個(gè)間距的光"^妾收元件340。該光接 收元件340相對(duì)于上述光接收元件339，在與光接收元件列331 338的排列 方向正交的方向上距離規(guī)定間隔而相鄰。該光接收元件340和339的幅度為 1個(gè)間距，是索引脈沖檢測(cè)光電二極管。此外，上述光接收元件列331 338 具有的光接收元件由光電二極管組成，各個(gè)光電二極管排列在上述移動(dòng)方向上。
該第7實(shí)施方式與前述的第6實(shí)施方式同樣地，具有由圖13B所示的第 1、第2、第3差動(dòng)放大器101、 102、 103構(gòu)成的輸出部分。
在該第7實(shí)施方式中，上述光接收元件331-4、 332-4、 333-4、 334-4以 及光接收元件335-4、 336-4、 337-4、 338-4輸出的8個(gè)光接收信號(hào)A+^皮電相 加，經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13B所示的第1差動(dòng)放 大器101的正相輸入端子。此外，上述光接收元件331-2、 332-2、 333-2、 334-2 以及光接收元件335-2、 336-2、 337-2、 338-2輸出的8個(gè)光接收信號(hào)A-被電 相加，經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13B所示的第1差動(dòng) 放大器101的反相輸入端子。并且，該第1差動(dòng)放大器101的輸出信號(hào)成為 增量信道信號(hào)A。
此外，在該第7實(shí)施方式中，上述光接收元件331-3、 332-3、 333-3、 334-3 以及光接收元件335-3、 336-3、 337-3、 338-3輸出的8個(gè)光接收信號(hào)B+被電 相加，經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13B所示的第2差動(dòng) 放大器102的正相輸入端子。此外，上述光接收元件331-1、 332-1、 333-1 、 334-1以及光接收元件335-1、 336-1、 337-1、 338-1輸出的8個(gè)光接收信號(hào) B-被電相加，經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13B所示的第 2差動(dòng)放大器102的反相輸入端子。并且，該第2差動(dòng)放大器102的輸出信 號(hào)成為增量信道信號(hào)B。
此外，在該第7實(shí)施方式中，上述光接收元件339輸出的光接收信號(hào)1+ 經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13B所示的第3差動(dòng)放大器 103的正相輸入端子。此外，上述光接收元件340輸出的光接收信號(hào)I-經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13B所示的第3差動(dòng)放大器103 的反相輸入端子。并且，該第3差動(dòng)放大器103的輸出信號(hào)成為索引信道信 號(hào)ID。此外，根據(jù)該第7實(shí)施方式，通過(guò)上述第1、第2差動(dòng)放大器101、 102 輸出的增量信道信號(hào)A、 B,可以得到移動(dòng)體301的移動(dòng)信息。此外，通過(guò)上 述第3差動(dòng)放大器103輸出的索引信道信號(hào)ID,能夠得到移動(dòng)體301的基準(zhǔn) 位置信息。此外，根據(jù)該第7實(shí)施方式，如圖16所示，上述光接收信號(hào)A+和光接 收信號(hào)A-的交叉點(diǎn)Pll、上述光接收信號(hào)B+和光接收信號(hào)B-的交叉點(diǎn)P12、 上述光接收信號(hào)I+和光接收信號(hào)I-的交叉點(diǎn)P13的相位互不祁同。因此，增 量信道信號(hào)A、增量信道信號(hào)B和索引信道信號(hào)ID的相位互不相同。因此，根據(jù)該實(shí)施方式，即使使用同一芯片構(gòu)成了輸出部分的信號(hào)處理 電路的情況下，也能夠抑制索引信道信號(hào)ID和增量信道信號(hào)A、 B之間的相 互干擾。因此，可以抑制增量信道信號(hào)的相位偏移或失真，例如可以避免自 激振動(dòng)現(xiàn)象或邏輯反轉(zhuǎn)等誤動(dòng)作，從而以低成本高精度地獲得移動(dòng)信息和基 準(zhǔn)位置信息。此外，根據(jù)該第7實(shí)施方式，如圖16所示，作為索引脈沖檢測(cè)光電二極 管的光接收元件340的光接收信號(hào)I+成為直流波形。從而，可以抑制作為光 接收信號(hào)I+和光接收信號(hào)I-的差動(dòng)輸出的索引信道信號(hào)ID的周期變動(dòng)。此 外，通過(guò)將光接收元件340的幅度(移動(dòng)方向尺寸)和光接收元件339的幅 度(移動(dòng)方向尺寸)設(shè)為相同的1個(gè)間距，可以使分別構(gòu)成光接收元件340、 339的光電二極管的寄生電容均等，可以抑制電源噪聲等引起的誤動(dòng)作。此外，根據(jù)該第7實(shí)施方式，在8個(gè)各光接收元件列331-338中，分別 排列與光接收信號(hào)B-、 A-、 B+、 A+相同順序?qū)?yīng)的光接收元件即可。從而， 在各光接收元件列中，不需要變更與各光接收信號(hào)B-、 A-、 B+、 A+對(duì)應(yīng)的 光接收元件的排列順序，所以能夠獲得光接收元件的排列的匹配性。 (第8實(shí)施方式)下面，參照?qǐng)D17A、圖17B說(shuō)明本發(fā)明的光學(xué)編碼器的第8實(shí)施方式。 該第8實(shí)施方式相當(dāng)于前述的第7實(shí)施方式的變形例。該第8實(shí)施方式只有 在取代前述的第7實(shí)施方式的光接收部分302而具備光接收部分330這一點(diǎn) 和輸出部分的結(jié)構(gòu)上與前述的第7實(shí)施方式不同，所以主要說(shuō)明與前述的第7實(shí)施方式的不同點(diǎn)。
該第8實(shí)施方式具備的光接收部分330具有與前述的第7實(shí)施方式的光 接收部分302同樣的第1 第8的8個(gè)光接收元件列331~338以及由光接收元 件列334和335包圍的1個(gè)光接收元件339。另 一方面，上述光接收部分330 具有與上述光接收部分302同樣的幅度為1個(gè)間距的光接收元件340的移動(dòng) 方向的兩側(cè)相鄰的一對(duì)光接收元件341、 342。該光接收元件341、 342與光 接收元件340同樣地具有幅度為1個(gè)間距的移動(dòng)方向尺寸。上述光接收元件 340構(gòu)成第1索引光接收元件，上述一對(duì)的光接收元件341、 342構(gòu)成第2索 引光接收元件。
此外，該第8實(shí)施方式具有由圖13D所示的第1~第5差動(dòng)放大器105、 106、 107、 108、 109以及NOR電路IIO構(gòu)成的輸出部分。
在該第8實(shí)施方式中，上述光接收元件331-4、 332-4、 333-4、 334-4以 及光接收元件335-4、 336-4、 337-4、 338-4輸出的8個(gè)光接收信號(hào)A+被電相 加，經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13D所示的第1差動(dòng)放 大器105的正相輸入端子。此夕卜,上述光接收元件331-2、 332-2、 333-2、 334-2 以及光接收元件335-2、 336-2、 337-2、 338-2輸出的8個(gè)光接收信號(hào)A-被電 相加，經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13D所示的第1差動(dòng) 放大器105的反相輸入端子。并且，該第1差動(dòng)放大器105的輸出信號(hào)成為 增量信道信號(hào)A。圖17B表示該增量信道信號(hào)A的信號(hào)波形。
此外，在該第8實(shí)施方式中，上述光接收元件331-3、 332-3、 333-3、 334-3 以及光接收元件335-3、 336-3、 337-3、 338-3輸出的8個(gè)光接收信號(hào)B+被電 相加，經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13D所示的第2差動(dòng) 放大器106的正相輸入端子。此外，上述光接收元件331-1、 332-1、 333-1、 334-1以及光接收元件335-1、 336-1、 337-1、 338-1輸出的8個(gè)光接收信號(hào) B-被電相加，經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13D所示的第 2差動(dòng)放大器106的反相輸入端子。并且，該第2差'動(dòng)放大器106的輸出信 號(hào)成為增量信道信號(hào)B。圖17B表示該增量信道信號(hào)B的信號(hào)波形。
此外，在該第8實(shí)施方式中，上述光接收元件339輸出的光接收信號(hào)1+ 經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13D所示的第3差動(dòng)放大器 107的正相輸入端子。該光接收信號(hào)I+成為作為基準(zhǔn)的增量信道信號(hào)。
此外，上述光接收元件340輸出的光接收信號(hào)I-經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13D所示的第3差動(dòng)放大器107的反相輸入端子。 并且，該第3差動(dòng)放大器107的輸出信號(hào)成為索引信道信號(hào)ID。圖17B表示 該索引信道信號(hào)ID的信號(hào)波形。
此外，在該第8實(shí)施方式中，上述光接收元件341輸出的光接收信號(hào)II-經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13D所示的第4差動(dòng)放大器 108的正相輸入端子。此外，光接收元件339輸出的光接收信號(hào)I+經(jīng)由電流 電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13D所示的第4差動(dòng)放大器108的反 相輸入端子。該第4差動(dòng)放大器108的輸出信號(hào)成為第1副索引信道信號(hào)I1D。 圖17B表示該第1副索引信道信號(hào)I1D的信號(hào)波形。
此外，在該第8實(shí)施方式中，上述光接收元件342輸出的光接收信號(hào)I2-經(jīng)由電流電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13D所示的第5差動(dòng)放大器 109的正相輸入端子。此外，光接收元件339輸出的光4妄收信號(hào)I+經(jīng)由電流 電壓變換部分(未圖示)而被輸入到圖13D所示的第5差動(dòng)放大器109的反 相輸入端子。該第5差動(dòng)放大器109的輸出信號(hào)成為第2副索引信道信號(hào)12D。 圖17B表示該第2副索引信道信號(hào)I2D的信號(hào)波形。
此外，在該第8實(shí)施方式中，上述第1 第5差動(dòng)放大器105~109輸出的 增量信道信號(hào)A、 B、索引信道信號(hào)ID、第1、第2副索引信道信號(hào)IID、 I2D 被輸入到上述NOR電路110。該NOR電路110對(duì)5個(gè)上述信號(hào)A、 B、 ID、 IID、 12D的"或非，，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，從而輸出邏輯運(yùn)算后的索引信道信號(hào)Ir。 如圖17B的信號(hào)波形圖所示，該邏輯運(yùn)算后的索引信道信號(hào)Ir只有在上述5 個(gè)信號(hào)A、 B、 ID、 IID、 12D都是低電平(L電平)時(shí)，成為高電平(H電 平)，另一方面，在上述5個(gè)信號(hào)A、 B、 ID、 IID、 12D中的至少一個(gè)為高電 平時(shí)，成為低電平。
在該第8實(shí)施方式的輸出部分中，將上述3個(gè)信號(hào)A、 B、 ID和第1、第 2副索引信道信號(hào)I1D、 I2D的NOR輸出作為索引信道信號(hào)Ir。由此，在光 接收元件339接收光時(shí)光的繞射較大的情況或者光量偏向索引間隙306A的 情況等，可以抑制如下的誤動(dòng)作圖17B所示的光接收信號(hào)I+的電平降低， 從而索引信道信號(hào)ID的脈沖寬度變寬，邏輯運(yùn)算后的索引信道信號(hào)Ir的索 引脈沖被輸出多個(gè)。
此外，根據(jù)該第8實(shí)施方式，如圖17B所示，上述光接收信號(hào)A+和光接 收信號(hào)A-的交叉點(diǎn)P21、上述光接收信號(hào)B+和光接收信號(hào)B-的交叉點(diǎn)P22、上述光接收信號(hào)I+和光接收信號(hào)I-的交叉點(diǎn)P23的相位互不相同。因此，增
量信道信號(hào)A、增量信道信號(hào)B和索引信道信號(hào)ID的相位互不相同。
因此，根據(jù)該實(shí)施方式，即使使用同一芯片構(gòu)成了輸出部分的信號(hào)處理 電路的情況下，也能夠抑制索引信道信號(hào)ID和增量信道信號(hào)A、 B之間的相 互干擾。因此，可以抑制增量信道信號(hào)的相位偏移或失真，例如可以避免自 激振動(dòng)現(xiàn)象或邏輯反轉(zhuǎn)等誤動(dòng)作，從而以低成本高精度地獲得移動(dòng)信息和基 準(zhǔn)位置信息。
此外，在該第8實(shí)施方式中，使第3差動(dòng)放大器107具備磁滯特性，如 圖17B的波形圖所示，索引信道信號(hào)ID的下降沿和第1副索引信道信號(hào)I1D 的下降沿的相位偏移，索引信道信號(hào)ID的上升沿和第2副索引信道信號(hào)I2D 的上升沿的相位偏移。由此，避免了在索引信道信號(hào)ID、第l副索引信道信 號(hào)IID、第2副索引信道信號(hào)I2D的輸出變動(dòng)變動(dòng)時(shí)發(fā)生自激振動(dòng)。 (第9實(shí)施方式)
下面，說(shuō)明本發(fā)明的光學(xué)編碼器的第9實(shí)施方式。.該第9實(shí)施方式相當(dāng) 于前述的第7實(shí)施方式的變形例。該第9實(shí)施方式只有在輸出部分的結(jié)構(gòu)上 與前述的第7實(shí)施方式不同，所以主要說(shuō)明與前述的第7實(shí)施方式的不同點(diǎn)。
該第9實(shí)施方式具備的輸出部分除了圖13B所示的3個(gè)差動(dòng)放大器101、 102、 103之外，還具有圖13C所示的NOR電路104和圖19所示的電路。如 圖13C所示，上述NOR電路104中被輸入圖13B的第1、第2差動(dòng)放大器 101、 102輸出的增量信道信號(hào)A、 B和第3差動(dòng)放大器103輸出的索引信道 信號(hào)ID。并且，該NOR電路104對(duì)于上述增量信道信號(hào)A、 B和索引信道 信號(hào)ID的"或非"進(jìn)行邏輯運(yùn)算，從而輸出邏輯運(yùn)算后的索引信道信號(hào)Ir。 如圖18的信號(hào)波形圖所示，該邏輯運(yùn)算后的索引信道信號(hào)Ir只有在上述增量 信道信號(hào)A、 B和索引信道信號(hào)ID是低電平時(shí)，成為高電平，另一方面，在 信號(hào)A、 B、 ID中的至少一個(gè)為高電平時(shí)，成為低電平。
然后，該NOR電路104輸出的索引信道信號(hào)Ir和上述增量信道信號(hào)A 被輸入到圖19所示的差動(dòng)放大器141。該差動(dòng)放大器141的輸出信號(hào)被輸入 到差動(dòng)放大器142。該差動(dòng)放大器142上連接有基準(zhǔn)電壓源143和反饋電阻 144。如圖18的波形圖所示，該差動(dòng)放大器142輸出在基于基準(zhǔn)電壓源143 的基準(zhǔn)電壓Vref的一側(cè)(超過(guò)基準(zhǔn)電壓Vref的第1電壓范圍)上呈現(xiàn)增量信 道信號(hào)A、在上述基準(zhǔn)電壓Vref的另一側(cè)(低于基準(zhǔn)電壓Vref的第2電壓范圍)上呈現(xiàn)上述邏輯運(yùn)算后的索引信道信號(hào)Ir的合成信號(hào)(A+Ir)。因此，根 據(jù)該第9實(shí)施方式，能夠削減輸出信號(hào)數(shù)而不會(huì)減少信息量。
從而，根據(jù)該第9實(shí)施方式，與輸出增量信道信號(hào)A、 B，但不輸出索引 信道信號(hào)的兩相輸出的情況相比，可抑制安裝面積的增加，可實(shí)現(xiàn)與兩相輸 出的情況的生產(chǎn)設(shè)備的共享。
但是，增量信道信號(hào)A、 B—般是相位相差90。的兩相信號(hào)，按照該兩相 的增量信道信號(hào)A、 B的順序檢測(cè)移動(dòng)方向。因此，存在以下缺點(diǎn)若使該 兩相的增量信道信號(hào)A、 B分別輸出到相對(duì)于基準(zhǔn)電壓的一側(cè)和另一側(cè)，則 無(wú)法檢測(cè)移動(dòng)方向，或者需要降低分辨率來(lái)檢測(cè)移動(dòng)方向。另一方面，在將 索引信道信號(hào)和增量信道信號(hào)進(jìn)行合成時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生如上所述的缺點(diǎn)。
另外，在該第9實(shí)施方式中，對(duì)索引信道信號(hào)Ir和增量信道信號(hào)A進(jìn)行 了合成，但也可以對(duì)索引信道信號(hào)Ir和增量信道信號(hào)B進(jìn)行合成。此外，在 圖19所示的差動(dòng)放大器141中，也可以輸入前述的第1~第4實(shí)施方式的任 意一個(gè)實(shí)實(shí)施方式中的增量信道信號(hào)A或者B、索引信道信號(hào)ID。
此外，在利用上述差動(dòng)放大器142輸出的合成信號(hào)(A+Ir)的電子設(shè)備 中，通過(guò)具備圖20所示的電路，能夠?qū)⑸鲜龊铣尚盘?hào)(A+Ir)分解為增量信 道信號(hào)A和索引信道信號(hào)Ir。如圖20所示，該電路具有差動(dòng)放大器151和 152，在該差動(dòng)放大器151的反相輸入端子上連接了電壓源153,在上述差動(dòng) 放大器152的同相輸入端子上連接了電壓源154。并且，在上述差動(dòng)放大器 151的同相輸入端子以及上述差動(dòng)放大器152的反相輸入端子中被輸入上述 合成信號(hào)(A+Ir)。這里，上述電壓源153輸出比基于上述基準(zhǔn)電壓源143的 基準(zhǔn)電壓Vref大若干的電壓(Vref+a)。該若干是指相當(dāng)于防止增量信號(hào)A 的偏移的影響的值。此外，上述電壓源154輸出比基于上述基準(zhǔn)電壓源143 的基準(zhǔn)電壓Vref小若干的電壓(Vref-a)。該若干是指相當(dāng)于防止索引信道 信號(hào)Ir的偏移的影響的值。通過(guò)圖20所示的電路，差動(dòng)放大器151將上述增 量信道信號(hào)A作為1、 O的邏輯信號(hào)輸出，差動(dòng)放大器152將上述索引信道 信號(hào)Ir作為l、 O的邏輯信號(hào)輸出。
此外，在具備上述的第1~第9實(shí)施方式的光學(xué)編碼器的電子設(shè)備中，能 夠以低成本高精度地獲得移動(dòng)信息(增量信道信號(hào))和基準(zhǔn)位置信息(索引 信道信號(hào))。
以上，說(shuō)明了本發(fā)明，但明顯可以進(jìn)行各種變更。這樣的變更不應(yīng)看作是脫離了本發(fā)明的精神的范圍，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言理所當(dāng)然的變更 其都包含在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種光學(xué)編碼器，其包括發(fā)光部分和具有多個(gè)光接收元件的光接收部分，該光接收元件在來(lái)自上述發(fā)光部分的光可到達(dá)的區(qū)域中一個(gè)方向排列配置，上述光學(xué)編碼器用于檢測(cè)移動(dòng)體的移動(dòng)，該移動(dòng)體具有在通過(guò)與上述光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置時(shí)處于上述光入射到上述光接收元件的狀態(tài)的光接通部分以及在通過(guò)與上述光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置時(shí)處于上述光不入射到上述光接收元件的狀態(tài)的光關(guān)斷部分，同時(shí)該移動(dòng)體沿著上述一個(gè)方向移動(dòng)時(shí)上述光接通部分和光關(guān)斷部分輪番通過(guò)上述規(guī)定位置，上述光學(xué)編碼器的特征在于，上述移動(dòng)體包含配置在規(guī)定的基準(zhǔn)位置的索引圖案部分，而且，具有被輸入第1光接收信號(hào)和第2光接收信號(hào)的輸出部分，上述第1光接收信號(hào)是上述移動(dòng)體的光接通部分和光關(guān)斷部分通過(guò)與上述光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置從而由上述光接收元件輸出，上述第2光接收信號(hào)是上述移動(dòng)體的索引圖案部分通過(guò)與上述光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置從而由上述光接收元件輸出，上述輸出部分在上述第1光接收信號(hào)、第2光接收信號(hào)中至少基于上述第1光接收信號(hào)來(lái)輸出表示上述移動(dòng)體的移動(dòng)信息的增量信道信號(hào)，同時(shí)在上述第1光接收信號(hào)、第2光接收信號(hào)中至少基于上述第2光接收信號(hào)來(lái)輸出表示上述移動(dòng)體的上述基準(zhǔn)位置的索引信道信號(hào)，并且上述增量信道信號(hào)和索引信道信號(hào)之間相位偏移。
2、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其特征在于，上述輸出部分將多個(gè)光接收元件輸出的相位不同的光接收信號(hào)電相加， 從而輸出上述增量信道信號(hào)。
3、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其特征在于，上述輸出部分具有邏輯運(yùn)算部分，其被輸入上述多個(gè)光接收元件中的第 1光接收信號(hào)、第2光接收元件輸出的光接收信號(hào)，同時(shí)將兩個(gè)光接收信號(hào) 進(jìn)行了邏輯運(yùn)算后的結(jié)果作為索引信道信號(hào)輸出，上述索引圖案部分通過(guò)與上述第1光接收元件和上述第2光接收元件中 中的至少一個(gè)光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置時(shí)的上述第1光接收元件、第2光 接收元件的光入射狀態(tài)和光非入射狀態(tài)的組合、與上述光接通部分或光關(guān)斷部分通過(guò)與上述第1光接收元件、第2光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置時(shí)的上述第1光接收元件、第2光接收元件的光入射狀態(tài)和光非入射狀態(tài)的組合不同。
4、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其特征在于，上述光接收部分輸出基于上述光接收元件的光接收信號(hào)的相互獨(dú)立的多 個(gè)移動(dòng)信息信號(hào)，同時(shí)與規(guī)定數(shù)量的光接通部分對(duì)應(yīng)配置，并且具有個(gè)數(shù)相 當(dāng)于由上述相互獨(dú)立的移動(dòng)信息信號(hào)的個(gè)數(shù)和上述對(duì)應(yīng)的光接通部分的個(gè)數(shù) 的乘方的積所表示的個(gè)數(shù)的上述光接收元件。
5、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其特征在于，上述移動(dòng)體的索引圖案部分的移動(dòng)方向的尺寸比上述光接通部分的移動(dòng)
6、 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)編碼器，其特征在于，上述移動(dòng)體具有索引圖案?jìng)?cè)部分，該索引圖案?jìng)?cè)部分與上述索引圖案部 分的移動(dòng)方向的兩側(cè)相鄰，同時(shí)在通過(guò)與上述光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置時(shí) 處于上述光不入射到上述光接收元件的狀態(tài)，與上述索引圖案部分的移動(dòng)方向的兩側(cè)相鄰的兩個(gè)索引圖案?jìng)?cè)部分關(guān)于 上述索引圖案部分對(duì)稱(chēng)，上述索引圖案部分在通過(guò)與上述光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置時(shí)處于上述 光入射到上述光接收元件的狀態(tài)。
7、 如權(quán)利要求6所述的光學(xué)編碼器，其特征在于，乘以自然數(shù)倍后的數(shù)的倒數(shù)、和上述光接通部分的排列間距的積作為上述索 引圖案部分的移動(dòng)方向的尺寸。
8、 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)編碼器，其特征在于，上述光接收部分具有第1光接收元件組和第2光接收元件組，上述第1 光接收元件組由相當(dāng)于與上述移動(dòng)體的一個(gè)光關(guān)斷部分對(duì)應(yīng)的個(gè)數(shù)的相鄰光 接收元件組成，上述第2光接收元件組由與上述第1光接收元件組相同個(gè)數(shù) 的相鄰光接收元件組成，同時(shí)在上述移動(dòng)體的索引圖案部分、索引圖案?jìng)?cè)部 分處于與上述第1光接收元件組對(duì)應(yīng)的位置時(shí)，上述第2光接收元件組處于 與上述移動(dòng)體的光關(guān)斷部分對(duì)應(yīng)的位置，而且，在上述移動(dòng)體的光關(guān)斷部分處于與上述第1光接收元件組對(duì)應(yīng)的第2光接收元件組對(duì)應(yīng)的位置，上述輸出部分具有差動(dòng)放大器，該差動(dòng)放大器中被輸入將上述第1光接收元件組輸出的多個(gè)光接收信號(hào)相加后的第1加法信號(hào)、和將上述第2光接 收元件組輸出的多個(gè)光接收信號(hào)相加后的第2加法信號(hào)，同時(shí)對(duì)上述第1加 法信號(hào)和第2加法信號(hào)進(jìn)行比較并運(yùn)算。
9、 如權(quán)利要求8所述的光學(xué)編碼器，其特征在于，包括 第l "與"電路，被輸入相位不同的多個(gè)增量信道信號(hào)；以及第2 "與"電路，被輸入上述第1 "與"電路輸出的"與"信號(hào)和上述差 動(dòng)放大器的輸出信號(hào)。
10、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其特征在于，上述索引圖案部分相對(duì)于由上述光接通部分和光關(guān)斷部分構(gòu)成的增量圖 案部分，在與上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向正交的方向上相鄰。
11、 如權(quán)利要求IO所述的光學(xué)編碼器，其特征在于， 基于相鄰的一對(duì)上述光接通部分和光關(guān)斷部分的一個(gè)圖案的移動(dòng)方向尺寸和上述索引圖案部分的移動(dòng)方向尺寸相同，上述光接收部分具有來(lái)自上述索引圖案部分的光入射并且移動(dòng)方向尺寸 與上述索引圖案部分的移動(dòng)方向尺寸相同的光接收元件。
12、 如權(quán)利要求IO所述的光學(xué)編碼器，其特征在于， 上述光接收部分具有入射來(lái)自上述索引圖案部分的光的第1索引光接收元件；以及 相對(duì)于上述第1索引光接收元件在上述移動(dòng)方向上相鄰，并且具有與上上述輸出部分只有在上述第1索引光接收元件輸出的第1光接收信號(hào)大 于作為基準(zhǔn)的增量信道信號(hào)，并且上述第2索引光接收元件輸出的第2光接 收信號(hào)小于作為上述基準(zhǔn)的增量信道信號(hào)時(shí)，輸出上述索引信道信號(hào)。
13、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其特征在于， 上述輸出部分輸出合成信號(hào)，該合成信號(hào)中合成了上述增量信道信號(hào)和索引信道信號(hào)，同時(shí)上述增量信道信號(hào)存在于高于基準(zhǔn)電壓的第1電壓范圍 和低于上述基準(zhǔn)電壓的第2電壓范圍中的一個(gè)電壓范圍，而上述索引信道信 號(hào)存在于上述兩個(gè)電壓范圍中的另一個(gè)電壓范圍。
14、 一種電子設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求13所述的光學(xué)編碼器， 而且具有第1差動(dòng)運(yùn)算部分，對(duì)于來(lái)自上述輸出部分的上述合成信號(hào)通過(guò)從上述 基準(zhǔn)電壓移位到上述一個(gè)電壓范圍的第1電壓進(jìn)行差動(dòng)運(yùn)算，從而輸出增量 信道信號(hào)；以及第2差動(dòng)運(yùn)算部分，對(duì)于來(lái)自上述輸出部分的上述合成信號(hào)通過(guò)從上述 基準(zhǔn)電壓移位到上述另一個(gè)電壓范圍的第2電壓進(jìn)行差動(dòng)運(yùn)算，從而輸出索 引信道信號(hào)。
15、 一種電子設(shè)備，其包括權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學(xué)編碼器以及電子設(shè)備，其中光學(xué)編碼器包括發(fā)光部分和多個(gè)光接收元件，該光接收元件在來(lái)自發(fā)光部分的光可到達(dá)的區(qū)域中一個(gè)方向排列配置。移動(dòng)體包含光接通部分、光關(guān)斷部分以及索引圖案部分。通過(guò)移動(dòng)體的光接通部分和光關(guān)斷部分通過(guò)與光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置，從而光接收元件輸出第1光接收信號(hào)。移動(dòng)體的索引圖案部分通過(guò)與光接收元件對(duì)應(yīng)的規(guī)定位置，從而光接收元件輸出第2光接收信號(hào)。輸出部分基于第1光接收信號(hào)輸出表示移動(dòng)體的移動(dòng)信息的增量信道信號(hào)，同時(shí)基于第2光接收信號(hào)輸出表示移動(dòng)體的基準(zhǔn)位置的索引信道信號(hào)。增量信道信號(hào)和索引信道信號(hào)之間相位偏移。
文檔編號(hào)G01D5/36GK101329185SQ200810128839
公開(kāi)日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月20日
發(fā)明者岡田教和 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社