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JP2012194150A - Optical encoder and electronic device - Google Patents

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JP2012194150A
JP2012194150A JP2011060297A JP2011060297A JP2012194150A JP 2012194150 A JP2012194150 A JP 2012194150A JP 2011060297 A JP2011060297 A JP 2011060297A JP 2011060297 A JP2011060297 A JP 2011060297A JP 2012194150 A JP2012194150 A JP 2012194150A
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JP
Japan
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light receiving
light
signal
receiving element
movement information
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2011060297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norikazu Okada
教和 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2011060297A priority Critical patent/JP2012194150A/en
Publication of JP2012194150A publication Critical patent/JP2012194150A/en
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Abstract

【課題】1系統の信号線で移動情報信号を出力可能にでき、かつ高精度な相対位置情報と移動方向を検出できてモジュールの小型化に最適な光学式エンコーダを提供する。
【解決手段】この光学式エンコーダは、移動体1が移動方向の寸法が基準寸法Wの光オン部6と基準寸法Wの2倍の光オフ部7とが交互に形成されている。受光部2の第1受光素子51,61,71の第1受光信号S1と第2受光素子52,62,72の第2受光信号S2から第1論理積回路111により第1移動情報信号Aが生成される。第3受光素子53,63,73の第3受光信号S3と第4受光素子54,64,74の第4受光信号S4から第2論理積回路112により第2移動情報信号Bが生成される。第5受光素子55,65,75の第5受光信号S5と第6受光素子56,66,76の第6受光信号S6から第3論理積回路113により第3移動情報信号Cが生成される。
【選択図】図1A
An optical encoder that can output a movement information signal with one signal line and can detect relative position information and movement direction with high accuracy and is optimal for miniaturization of a module.
In this optical encoder, a light-on part 6 whose moving direction is a reference dimension W and a light-off part 7 twice the reference dimension W are alternately formed. The first movement information signal A is generated by the first AND circuit 111 from the first light receiving signal S1 of the first light receiving elements 51, 61, 71 of the light receiving unit 2 and the second light receiving signal S2 of the second light receiving elements 52, 62, 72. Generated. The second movement information signal B is generated by the second AND circuit 112 from the third light receiving signal S3 of the third light receiving elements 53, 63, 73 and the fourth light receiving signal S4 of the fourth light receiving elements 54, 64, 74. The third movement information signal C is generated by the third AND circuit 113 from the fifth light receiving signal S5 of the fifth light receiving elements 55, 65, 75 and the sixth light receiving signal S6 of the sixth light receiving elements 56, 66, 76.
[Selection] Figure 1A

Description

この発明は、光学式エンコーダおよび電子機器に関し、受光素子を用いて移動体の位置,移動速度,移動方向等を検出する光学式エンコーダに関し、特に複写機,プリンターなどの印刷機器,FA(ファクトリ・オートメーション)機器等に用いると好適である光学式エンコーダに関する。   The present invention relates to an optical encoder and an electronic apparatus, and more particularly to an optical encoder that detects a position, a moving speed, a moving direction, and the like of a moving body using a light receiving element. The present invention relates to an optical encoder suitable for use in automation equipment.

従来、特許文献1(特開2010-8367号公報)では、幅広磁極と幅狭磁極を交互に配置した磁性体で構成した回転部材を備えたことで、回転部材の回転方向によって長,短のパルス幅の順番が異なる出力信号を得て、回転部材の回転方向の検知が可能な磁気式エンコーダが開示されている。   Conventionally, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-8367), a rotating member composed of a magnetic body in which wide magnetic poles and narrow magnetic poles are alternately arranged is provided. A magnetic encoder capable of obtaining output signals having different pulse width orders and detecting the rotation direction of a rotating member is disclosed.

また、特許文献2(実開昭61-80407号公報)では、長さの異なる複数のスリットを形成した移動体である回転板を備えたことにより、隣り合う信号同士で相異なる電圧値を有するパルス信号を得ることで、回転板の回転方向の検知が可能なパルスエンコーダが開示されている。   Further, in Patent Document 2 (Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-80407), by providing a rotating plate that is a moving body in which a plurality of slits having different lengths are provided, adjacent signals have different voltage values. A pulse encoder capable of detecting the rotation direction of a rotating plate by obtaining a pulse signal is disclosed.

ところで、特許文献1に開示の磁気式エンコーダでは、パルス幅の異なる出力信号が交互に得られるので、1系統の出力信号で方向検知が可能となる。この磁気式エンコーダでは、パルス幅が異なる信号が得られるが、パルス幅が長い側で分解能が下がる。また、特許文献1の磁気式エンコーダでは、回転部材による信号周期が変動するため、回転部材の速度が急速に変動した場合、パルス幅の長短の比較が正確にできない可能性がある。   By the way, in the magnetic encoder disclosed in Patent Document 1, since output signals having different pulse widths are obtained alternately, it is possible to detect the direction with one system of output signals. In this magnetic encoder, signals with different pulse widths can be obtained, but the resolution decreases on the longer pulse width side. Moreover, in the magnetic encoder of Patent Document 1, since the signal period of the rotating member varies, there is a possibility that the comparison of the pulse widths cannot be accurately performed when the speed of the rotating member varies rapidly.

一方、特許文献2のパルスエンコーダでは、光源の光量変動,ばらつきに依存してパルス信号の電圧値が大きく変動するため、スリットの長さの変化によるパルス信号の電圧変動を精密に検出できない可能性がある。   On the other hand, in the pulse encoder of Patent Document 2, since the voltage value of the pulse signal varies greatly depending on the light amount variation and variation of the light source, the voltage variation of the pulse signal due to the change in the slit length may not be accurately detected. There is.

上述の理由から、1系統の信号線で移動情報信号を出力可能であり、かつ高精度な相対位置情報と移動方向を検出できてモジュールの小型化に最適なエンコーダが求められている。   For the above reasons, there is a need for an encoder that can output a movement information signal with a single signal line and can detect relative position information and movement direction with high accuracy and is optimal for miniaturization of a module.

特開2010−8367号公報JP 2010-8367 A 実開昭61−80407号公報Japanese Utility Model Publication No. 61-80407

そこで、この発明の課題は、1系統の信号線で移動情報信号を出力可能にでき、かつ高精度な相対位置情報と移動方向を検出できてモジュールの小型化に最適な光学式エンコーダを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical encoder that can output a movement information signal with a single signal line and that can detect relative position information and movement direction with high accuracy and is optimal for downsizing of a module. There is.

上記課題を解決するため、この発明の光学式エンコーダは、発光部と、
上記発光部からの光が到達し得る領域に一方向に並べて配置されている複数の受光素子を有する受光部と、
上記受光素子に対応する位置を通過するときに上記光が上記受光素子に入射する状態にする光オン部および上記受光素子に対応する位置を通過するときに上記光が上記受光素子に入射しない状態にする光オフ部を夫々複数有すると共に上記一方向に移動するときに上記光オン部と光オフ部が上記受光素子に対応する位置を通過する移動体と
を備え、
上記移動体は、
移動方向の寸法が予め定められた基準寸法である光オン部と、
上記光オン部に隣接していると共に上記移動方向の寸法が上記基準寸法の2倍である光オフ部とを有し、
上記光オン部と光オフ部とが上記移動方向に交互に配置されており、
上記受光部は、
上記移動方向に順に隣接して配置された第1,第2,第3,第4,第5,第6の6個の受光素子で構成された受光素子群をすくなくとも1つ有し、
上記受光素子群の各受光素子は上記移動方向の寸法が上記基準寸法の2分の1であり、
さらに、上記受光素子群の各受光素子の出力信号が入力されると共に順に位相がずれた3つの移動情報信号を生成する信号処理部を備え、
上記信号処理部は、
上記第1の受光素子の出力信号と上記第2の受光素子の出力信号とを相互論理演算して上記第1の移動情報信号を生成し、上記第3の受光素子の出力信号と上記第4の受光素子の出力信号とを相互論理演算して上記第2の移動情報信号を生成し、上記第5の受光素子の出力信号と上記第6の受光素子の出力信号とを相互論理演算して上記第3の移動情報信号を生成する論理演算部を有することを特徴としている。
In order to solve the above problems, an optical encoder of the present invention includes a light emitting unit,
A light receiving section having a plurality of light receiving elements arranged in one direction in a region where light from the light emitting section can reach;
A light-on portion that makes the light incident on the light receiving element when passing through the position corresponding to the light receiving element and a state in which the light does not enter the light receiving element when passing through the position corresponding to the light receiving element A plurality of light-off portions, and a moving body through which the light-on portion and the light-off portion pass through a position corresponding to the light receiving element when moving in the one direction,
The moving body is
A light-on part whose dimension in the moving direction is a predetermined reference dimension;
A light-off part adjacent to the light-on part and having a dimension in the moving direction that is twice the reference dimension,
The light on part and the light off part are alternately arranged in the moving direction,
The light receiving part is
Having at least one light receiving element group composed of six light receiving elements of the first, second, third, fourth, fifth, and sixth arranged adjacent to each other in the moving direction,
Each light receiving element of the light receiving element group has a dimension in the moving direction that is a half of the reference dimension.
In addition, a signal processing unit that generates three movement information signals that are inputted with the output signals of the respective light receiving elements of the light receiving element group and that are sequentially out of phase,
The signal processor is
The output signal of the first light receiving element and the output signal of the second light receiving element are subjected to a mutual logic operation to generate the first movement information signal, and the output signal of the third light receiving element and the fourth signal The second movement information signal is generated by performing a mutual logic operation on the output signal of the fifth light receiving element, and a logical operation is performed on the output signal of the fifth light receiving element and the output signal of the sixth light receiving element. It has a logic operation part which generates the 3rd movement information signal.

この発明の光学式エンコーダによれば、上記移動体の移動方向に対応して順に位相がずれた第1,第2,第3の移動情報信号が得られるので、この第1〜第3の移動情報信号により、高精度な相対位置情報が得られると共に上記移動体の移動方向を検出できる。また、上記第1,第2,第3の移動情報信号は、論理和を取って1系統の信号線に出力でき、各移動情報信号は位相が順にずれているので、各移動情報信号の順序をメモリー等に記憶させておくことで、移動体の移動方向を常に検出可能になる。   According to the optical encoder of the present invention, the first, second, and third movement information signals having phases shifted in order corresponding to the moving direction of the moving body can be obtained. With the information signal, highly accurate relative position information can be obtained and the moving direction of the moving body can be detected. The first, second and third movement information signals can be logically summed and output to one signal line, and the movement information signals are out of phase with each other. Is stored in a memory or the like, so that the moving direction of the moving body can always be detected.

また、一実施形態の光学式エンコーダでは、上記信号処理部は、
上記受光素子群の各受光素子からの出力信号による受光電流の総和を基準電流とし、この基準電流を用いて、上記出力信号をAD変換して、上記論理演算部に入力するAD変換部を有する。
In the optical encoder of one embodiment, the signal processing unit is
A sum of received light currents based on output signals from the respective light receiving elements of the light receiving element group is used as a reference current, and the output signal is AD converted using the reference current and input to the logic operation unit. .

この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記各受光素子からの出力信号をAD変換することで、上記受光素子からの出力信号を波形ばらつきの少ないパルス信号として上記論理演算部に入力できる、よって、上記論理演算部が出力する第1〜第3の移動情報信号として波形ばらつきの少ないパルス信号が得られる。なお、一般に、上記受光素子から得られる電流(出力信号)は光量変動やばらつきにより、パルスではなく、正弦波に近い形に成り得る。   According to the optical encoder of this embodiment, the output signal from each of the light receiving elements can be converted to the logic operation unit by converting the output signal from the light receiving element as a pulse signal with little waveform variation. A pulse signal with little waveform variation is obtained as the first to third movement information signals output from the logic operation unit. In general, the current (output signal) obtained from the light receiving element can be in a form close to a sine wave, not a pulse, due to fluctuations or variations in the amount of light.

また、一実施形態の光学式エンコーダでは、上記論理演算部は、
上記第1の受光素子の出力信号と上記第2の受光素子の出力信号との論理積を取って上記第1の移動情報信号を生成する第1の論理積回路と、
上記第3の受光素子の出力信号と上記第4の受光素子の出力信号との論理積を取って上記第2の移動情報信号を生成する第2の論理積回路と、
上記第5の受光素子の出力信号と上記第6の受光素子の出力信号との論理積を取って上記第3の移動情報信号を生成する第3の論理積回路と、
上記第1の移動情報信号と上記第2の移動情報信号と上記第3の移動情報信号との論理和を取る論理和回路とを有する。
In the optical encoder of one embodiment, the logical operation unit is
A first logical product circuit that generates a first movement information signal by taking a logical product of an output signal of the first light receiving element and an output signal of the second light receiving element;
A second AND circuit that takes the logical product of the output signal of the third light receiving element and the output signal of the fourth light receiving element to generate the second movement information signal;
A third AND circuit that takes the logical product of the output signal of the fifth light receiving element and the output signal of the sixth light receiving element to generate the third movement information signal;
A logical sum circuit that takes a logical sum of the first movement information signal, the second movement information signal, and the third movement information signal;

この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記第1〜第3の移動情報信号は、それぞれ、上記移動体の光オン部,光オフ部による1周期に相当する周期と上記1周期の6分の1に相当するパルス幅を有し、かつ、3分の1周期づつ順に位相がずれている。そして、上記論理和回路から、上記1周期の6分の1に相当するパルス幅と上記3分の1周期の周期とを有する出力信号が得られる。   According to the optical encoder of this embodiment, the first to third movement information signals are respectively divided into a period corresponding to one period by the light-on part and the light-off part of the moving body and six minutes of the one period. And the phase is shifted in order by 1/3 period. An output signal having a pulse width corresponding to one-sixth of the one cycle and a cycle of the one-third cycle is obtained from the OR circuit.

したがって、上記論理和回路の出力信号によれば、高精度な相対位置情報が得られると共に1系統の信号線に出力でき、上記第1〜第3の移動情報信号は位相が順にずれているので、上記第1〜第3の移動情報信号の順序をメモリー等に記憶させておくことで、移動体の移動方向を常に検出可能になる。   Therefore, according to the output signal of the OR circuit, high-accuracy relative position information can be obtained and output to one signal line, and the first to third movement information signals are sequentially out of phase. By storing the order of the first to third movement information signals in a memory or the like, the movement direction of the moving body can always be detected.

また、一実施形態の光学式エンコーダでは、上記信号処理部は、
上記第1,第2,第3の各移動情報信号のパルス電圧値を互いに異ならせる回路部を有する。
In the optical encoder of one embodiment, the signal processing unit is
A circuit unit for making the pulse voltage values of the first, second, and third movement information signals different from each other;

この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記第1,第2,第3の各移動情報信号の判別が容易であり、各移動情報信号の論理和を取った一系統の信号とした後段においても、この一系統の信号から上記移動体の移動方向を容易に検知できる。   According to the optical encoder of this embodiment, the first, second, and third movement information signals can be easily discriminated, and in the subsequent stage, a single signal is obtained by ORing the movement information signals. In addition, the moving direction of the moving body can be easily detected from the signal of this one system.

また、一実施形態の光学式エンコーダでは、上記回路部は、
上記第1,第2,第3の移動情報信号が入力されると共に上記第1,第2,第3の移動情報信号に応じて抵抗分割により生成された互いに異なる定電圧値による第1,第2,第3のパルス電圧を出力する抵抗分割回路である。
In the optical encoder according to an embodiment, the circuit unit is
The first, second, and third movement information signals are input and the first, second, and third movement information signals are generated by different constant voltage values generated by resistance division according to the first, second, and third movement information signals. 2 is a resistance dividing circuit that outputs a third pulse voltage.

この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記抵抗分割回路によって、上記第1〜第3の移動情報信号に対応した互いに異なる定電圧値による第1〜第3のパルス電圧を出力するので、後段回路につなぐことによる負荷の影響でパルス電圧が変動することを抑制できる。   According to the optical encoder of this embodiment, the first to third pulse voltages with different constant voltage values corresponding to the first to third movement information signals are output by the resistance dividing circuit. It is possible to suppress the fluctuation of the pulse voltage due to the influence of the load caused by connecting to the circuit.

また、一実施形態の電子機器では、光学式エンコーダを備えたことで、位置検出と移動検出を高精度かつ高分解能で行なうことが可能となり、かつ、1系統の信号線に出力でき、エンコーダが小型化されることでより小型の電子機器を実現可能となる。   In addition, the electronic apparatus according to an embodiment includes an optical encoder, so that position detection and movement detection can be performed with high accuracy and high resolution, and can be output to one signal line. A smaller electronic device can be realized by downsizing.

この発明の光学式エンコーダによれば、移動体の移動方向に順に位相がずれた第1,第2,第3の移動情報信号が得られるので、この第1〜第3の移動情報信号により、高精度な相対位置情報が得られると共に上記移動体の移動方向を検出できる。また、上記第1,第2,第3の移動情報信号は、論理和を取って1系統の信号線に出力でき、各移動情報信号は位相が順にずれているので、各移動情報信号の順序をメモリー等に記憶させておくことで、移動体の移動方向を常に検出可能になる。   According to the optical encoder of the present invention, the first, second, and third movement information signals whose phases are sequentially shifted in the movement direction of the moving body are obtained. Highly accurate relative position information can be obtained, and the moving direction of the moving body can be detected. The first, second and third movement information signals can be logically summed and output to one signal line, and the movement information signals are out of phase with each other. Is stored in a memory or the like, so that the moving direction of the moving body can always be detected.

この発明の光学式エンコーダの第1実施形態の移動体と受光部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the moving body and light-receiving part of 1st Embodiment of the optical encoder of this invention. 上記第1実施形態の信号処理部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the signal processing part of the said 1st Embodiment. 上記第1実施形態の信号処理部で生成するパルス化した6つの受光信号の波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the waveform of six pulsed light reception signals which the signal processing part of the said 1st Embodiment produces | generates. 上記第1実施形態の論理演算部の論理積回路で生成する第1〜第3の移動情報信号の波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the waveform of the 1st-3rd movement information signal produced | generated by the logical product circuit of the logical operation part of the said 1st Embodiment. 上記第1実施形態の論理演算部の論理和回路で生成する第1〜第3の移動情報信号の論理和波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the logical sum waveform of the 1st-3rd movement information signal produced | generated with the OR circuit of the logical operation part of the said 1st Embodiment. この発明の光学式エンコーダの第2実施形態の信号処理部の要部を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the principal part of the signal processing part of 2nd Embodiment of the optical encoder of this invention. この発明の光学式エンコーダの第3実施形態の信号処理部の要部を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the principal part of the signal processing part of 3rd Embodiment of the optical encoder of this invention. 上記第2実施形態の信号処理部で生成される第1〜第3の移動情報信号の波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the waveform of the 1st-3rd movement information signal produced | generated by the signal processing part of the said 2nd Embodiment. 上記第2実施形態の信号処理部で生成される第1〜第3の移動情報信号の論理和波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the logical sum waveform of the 1st-3rd movement information signal produced | generated by the signal processing part of the said 2nd Embodiment.

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

(第1の実施の形態)
図1Aに、この発明の光学式エンコーダの第1実施形態の構成を模式的に示す。
(First embodiment)
FIG. 1A schematically shows the configuration of the first embodiment of the optical encoder of the present invention.

この第1実施形態は、移動体1と受光部2と発光部3を備える。発光部3は、LED(発光ダイオード)等の発光素子で構成されている。   The first embodiment includes a moving body 1, a light receiving unit 2, and a light emitting unit 3. The light emitting unit 3 is composed of a light emitting element such as an LED (light emitting diode).

上記移動体1は、矢印G1またはG2で示される方向に移動可能になっていて、光オン部6と光オフ部7とが移動方向に隣接して交互に配列されている。上記光オン部6は、移動体1の移動方向の寸法が予め定められた基準寸法Wである。また、上記光オフ部7は、移動体1の移動方向の寸法が予め定められた基準寸法Wの2倍である。上記光オン部6は、受光部2が有する受光素子に対応する位置を通過するときに上記発光部3からの光が上記受光素子に入射する状態にする。また、上記光オフ部7は、上記受光素子に対応する位置を通過するときに上記光が上記受光素子に入射しない状態にする。   The moving body 1 is movable in the direction indicated by the arrow G1 or G2, and the light-on parts 6 and the light-off parts 7 are alternately arranged adjacent to each other in the movement direction. The light-on part 6 has a reference dimension W in which the dimension of the moving body 1 in the moving direction is predetermined. The light-off unit 7 has a moving dimension of the moving body 1 that is twice the predetermined reference dimension W. The light-on unit 6 makes light from the light emitting unit 3 enter the light receiving element when passing through a position corresponding to the light receiving element of the light receiving unit 2. Further, the light-off unit 7 prevents the light from entering the light receiving element when passing through a position corresponding to the light receiving element.

上記受光部2は、上記移動方向に順に隣接して配置された第1の受光素子群31と第2の受光素子群32と第3の受光素子群33を有する。上記第1の受光素子群31は、上記移動方向に順に隣接して配置された第1,第2,第3,第4,第5,第6の6個の受光素子51,52,53,54,55,56を有する。この6個の受光素子51〜56はそれぞれ上記移動方向の寸法が上記基準寸法Wの2分の1である。したがって、各受光素子51〜56が出力する受光信号は、移動体1の1ピッチP(=3W)を360°とすると位相が60°ずつずれている。   The light receiving unit 2 includes a first light receiving element group 31, a second light receiving element group 32, and a third light receiving element group 33 that are arranged adjacent to each other in the moving direction. The first light receiving element group 31 includes six first, second, third, fourth, fifth, and sixth light receiving elements 51, 52, 53, which are arranged adjacent to each other in the moving direction. 54,55,56. Each of the six light receiving elements 51 to 56 has a dimension in the moving direction that is a half of the reference dimension W. Therefore, the phase of the light receiving signals output from the light receiving elements 51 to 56 is shifted by 60 ° when one pitch P (= 3 W) of the moving body 1 is 360 °.

また、上記第2の受光素子群32は、上記移動方向に順に隣接して配置された第1,第2,第3,第4,第5,第6の6個の受光素子61,62,63,64,65,66を有する。この6個の受光素子61〜66はそれぞれ上記移動方向の寸法が上記基準寸法Wの2分の1である。したがって、各受光素子61〜66が出力する受光信号は、移動体1の1ピッチP(=3W)を360°とすると位相が60°ずつずれている。   The second light receiving element group 32 includes six first, second, third, fourth, fifth, and sixth light receiving elements 61, 62, which are arranged adjacent to each other in the moving direction. 63, 64, 65, 66. Each of the six light receiving elements 61 to 66 has a dimension in the moving direction that is a half of the reference dimension W. Therefore, the light reception signals output from the respective light receiving elements 61 to 66 are shifted in phase by 60 ° when one pitch P (= 3 W) of the moving body 1 is 360 °.

また、上記第3の受光素子群33は、上記移動方向に順に隣接して配置された第1,第2,第3,第4,第5,第6の6個の受光素子71,72,73,74,75,76を有する。この6個の受光素子71〜76はそれぞれ上記移動方向の寸法が上記基準寸法Wの2分の1である。したがって、各受光素子71〜76が出力する受光信号は、移動体1の1ピッチP(=3W)を360°とすると位相が60°ずつずれている。上記各受光素子51〜56,61〜66,71〜76は、フォトダイオード等からなる。   The third light receiving element group 33 includes first, second, third, fourth, fifth and sixth light receiving elements 71, 72, which are arranged adjacent to each other in the moving direction. 73, 74, 75, 76. Each of the six light receiving elements 71 to 76 has a dimension in the moving direction that is a half of the reference dimension W. Therefore, the phase of the light receiving signals output from the light receiving elements 71 to 76 is shifted by 60 ° when one pitch P (= 3 W) of the moving body 1 is 360 °. Each of the light receiving elements 51 to 56, 61 to 66, and 71 to 76 includes a photodiode or the like.

また、この実施形態では、上記第1の受光素子群31の第1〜第6の受光素子51〜56に接続された電流分配器11〜16と、上記第2の受光素子群32の第1〜第6の受光素子61〜66に接続された電流分配器17〜22と、上記第3の受光素子群33の第1〜第6の受光素子71〜76に接続された電流分配器23〜28を備える。また、この実施形態は、図1Bに示すように、電流電圧変換部81〜87と、減衰器90と、比較器101〜106と、第1,第2,第3の論理積回路111,112,113と、論理和回路121とを有する信号処理部を備える。上記比較器101〜106がAD変換部を構成し、上記第1〜第3の論理積回路111〜113と論理和回路121とが論理演算部を構成している。   Further, in this embodiment, the current distributors 11 to 16 connected to the first to sixth light receiving elements 51 to 56 of the first light receiving element group 31 and the first of the second light receiving element group 32. Current distributors 17 to 22 connected to the sixth light receiving elements 61 to 66, and current distributors 23 to 22 connected to the first to sixth light receiving elements 71 to 76 of the third light receiving element group 33 28. Further, in this embodiment, as shown in FIG. 1B, current-voltage converters 81 to 87, attenuators 90, comparators 101 to 106, and first, second, and third AND circuits 111 and 112. , 113 and a logical sum circuit 121. The comparators 101 to 106 constitute an AD conversion unit, and the first to third logical product circuits 111 to 113 and the logical sum circuit 121 constitute a logical operation unit.

図1A,図1Bに示すように、上記電流分配器11,17,23は、電流電圧変換部81に接続されている。また、上記電流分配器12,18,24は、電流電圧変換部82に接続されている。また、上記電流分配器13,19,25は、電流電圧変換部83に接続されている。また、上記電流分配器14,20,26は、電流電圧変換部84に接続されている。また、上記電流分配器15,21,27は、電流電圧変換部85に接続されている。また、上記電流分配器16,22,28は、電流電圧変換部86に接続されている。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the current distributors 11, 17, and 23 are connected to a current-voltage converter 81. The current distributors 12, 18, 24 are connected to a current / voltage converter 82. Further, the current distributors 13, 19, 25 are connected to a current / voltage conversion unit 83. The current distributors 14, 20, and 26 are connected to the current / voltage conversion unit 84. The current distributors 15, 21, 27 are connected to a current / voltage converter 85. The current distributors 16, 22, and 28 are connected to a current / voltage converter 86.

また、電流分配器11〜28は、上記電流電圧変換部87に接続され、電流電圧変換部87は減衰器90に接続されている。したがって、上記第1〜第3の受光素子群31〜33の18個の受光素子51〜56,61〜66,71〜76が出力する受光信号は、18個の電流分配器11〜28を経由して、電流電圧変換部87に入力されて電圧による受光信号に変換され、さらに減衰器90に入力されて振幅が4分の1に減衰されてから、基準信号として比較器101〜106の反転入力端子に入力される。   Further, the current distributors 11 to 28 are connected to the current-voltage converter 87, and the current-voltage converter 87 is connected to the attenuator 90. Therefore, the light receiving signals output from the 18 light receiving elements 51 to 56, 61 to 66, and 71 to 76 of the first to third light receiving element groups 31 to 33 pass through the 18 current distributors 11 to 28. Then, it is input to the current-voltage converter 87 and converted to a light reception signal by voltage, and further input to the attenuator 90 and attenuated by a quarter, and then the inversion of the comparators 101 to 106 as a reference signal. Input to the input terminal.

一方、第1〜第3の受光素子群31〜33の第1の受光素子51,61,71が出力する受光信号は、電流分配器11,17,23を経由して電流電圧変換部81で電圧による受光信号に変換されて、比較器101の非反転入力端子に入力される。また、第1〜第3の受光素子群31〜33の第2の受光素子52,62,72が出力する受光信号は、電流分配器12,18,24を経由して電流電圧変換部82で電圧による受光信号に変換されて、比較器102の非反転入力端子に入力される。また、第1〜第3の受光素子群31〜33の第3の受光素子53,63,73が出力する受光信号は、電流分配器13,19,25を経由して電流電圧変換部83で電圧による受光信号に変換されて、比較器103の非反転入力端子に入力される。   On the other hand, the light receiving signals output from the first light receiving elements 51, 61, 71 of the first to third light receiving element groups 31 to 33 are passed through the current distributors 11, 17, 23 in the current / voltage converter 81. The received light signal is converted into a voltage and input to the non-inverting input terminal of the comparator 101. The light reception signals output from the second light receiving elements 52, 62, and 72 of the first to third light receiving element groups 31 to 33 are transmitted through the current distributors 12, 18, and 24 by the current / voltage conversion unit 82. The received light signal is converted into a voltage and input to the non-inverting input terminal of the comparator 102. The light reception signals output from the third light receiving elements 53, 63, and 73 of the first to third light receiving element groups 31 to 33 are transmitted through the current distributors 13, 19, and 25 to the current / voltage conversion unit 83. The received light signal is converted into a voltage and input to the non-inverting input terminal of the comparator 103.

同様に、第1〜第3の受光素子群31〜33の第4の受光素子54,64,74が出力する受光信号は、電流分配器14,20,26を経由して電流電圧変換部84で電圧による受光信号に変換されて、比較器104の非反転入力端子に入力される。同様に、第1〜第3の受光素子群31〜33の第5の受光素子55,65,75が出力する受光信号は、電流分配器15,21,27を経由して電流電圧変換部85で電圧による受光信号に変換されて、比較器105の非反転入力端子に入力される。同様に、第1〜第3の受光素子群31〜33の第6の受光素子56,66,76が出力する受光信号は、電流分配器16,26,28を経由して電流電圧変換部86で電圧による受光信号に変換されて、比較器106の非反転入力端子に入力される。   Similarly, the light reception signals output from the fourth light receiving elements 54, 64, and 74 of the first to third light receiving element groups 31 to 33 pass through the current distributors 14, 20, and 26, and the current / voltage conversion unit 84. Is converted into a received light signal by voltage and input to the non-inverting input terminal of the comparator 104. Similarly, the light reception signals output from the fifth light receiving elements 55, 65, and 75 of the first to third light receiving element groups 31 to 33 pass through the current distributors 15, 21, and 27, and the current / voltage conversion unit 85. Is converted into a received light signal by voltage and input to the non-inverting input terminal of the comparator 105. Similarly, the light reception signals output from the sixth light receiving elements 56, 66, and 76 of the first to third light receiving element groups 31 to 33 are sent through the current distributors 16, 26, and 28 to the current-voltage conversion unit 86. Is converted into a received light signal by voltage and input to the non-inverting input terminal of the comparator 106.

上記比較器101では、3つの第1の受光素子51,61,71からの受光信号と上記減衰器90からの基準信号とを比較して、図2に示すようなパルス波形の第1の受光信号S1を出力する。この第1の受光信号S1は、移動体1の1ピッチPに対応する周期Tと、移動体1の基準寸法Wに対応するパルス幅T/3を有する。   The comparator 101 compares the light reception signals from the three first light receiving elements 51, 61, 71 with the reference signal from the attenuator 90, and the first light reception of the pulse waveform as shown in FIG. The signal S1 is output. The first light receiving signal S1 has a period T corresponding to one pitch P of the moving body 1 and a pulse width T / 3 corresponding to the reference dimension W of the moving body 1.

また、上記比較器102では、3つの第2の受光素子52,62,72からの受光信号と上記減衰器90からの基準信号とを比較して、図2に示すようなパルス波形の第2の受光信号S2を出力する。この第2の受光信号S1は、移動体1の1ピッチPに対応する周期Tと、移動体1の基準寸法Wに対応するパルス幅T/3を有し、第1の受光信号S1に対して6分の1周期(T/6)分だけ位相がずれている。   Further, the comparator 102 compares the received light signals from the three second light receiving elements 52, 62, and 72 with the reference signal from the attenuator 90 to generate a second pulse waveform as shown in FIG. The light reception signal S2 is output. The second light receiving signal S1 has a period T corresponding to one pitch P of the moving body 1 and a pulse width T / 3 corresponding to the reference dimension W of the moving body 1, and is equal to the first light receiving signal S1. The phase is shifted by 1/6 period (T / 6).

また、上記比較器103では、3つの第3の受光素子53,63,73からの受光信号と上記減衰器90からの基準信号とを比較して、図2に示すようなパルス波形の第3の受光信号S3を出力する。この第3の受光信号S3は、移動体1の1ピッチPに対応する周期Tと、移動体1の基準寸法Wに対応するパルス幅T/3を有し、第2の受光信号S2に対して6分の1周期(T/6)分だけ位相がずれている。   Further, the comparator 103 compares the light reception signals from the three third light receiving elements 53, 63 and 73 with the reference signal from the attenuator 90 to generate a third pulse waveform as shown in FIG. The light reception signal S3 is output. The third light receiving signal S3 has a period T corresponding to one pitch P of the moving body 1 and a pulse width T / 3 corresponding to the reference dimension W of the moving body 1. The phase is shifted by 1/6 period (T / 6).

また、上記比較器104では、3つの第4の受光素子54,64,74からの受光信号と上記減衰器90からの基準信号とを比較して、図2に示すようなパルス波形の第4の受光信号S4を出力する。この第4の受光信号S4は、移動体1の1ピッチPに対応する周期Tと、移動体1の基準寸法Wに対応するパルス幅T/3を有し、第3の受光信号S3に対して6分の1周期(T/6)分だけ位相がずれている。   Further, the comparator 104 compares the received light signals from the three fourth light receiving elements 54, 64, 74 with the reference signal from the attenuator 90, and generates a fourth pulse waveform as shown in FIG. The light reception signal S4 is output. The fourth light receiving signal S4 has a period T corresponding to one pitch P of the moving body 1 and a pulse width T / 3 corresponding to the reference dimension W of the moving body 1, and the fourth light receiving signal S4 corresponds to the third light receiving signal S3. The phase is shifted by 1/6 period (T / 6).

また、上記比較器105では、3つの第5の受光素子55,65,75からの受光信号と上記減衰器90からの基準信号とを比較して、図2に示すようなパルス波形の第5の受光信号S5を出力する。この第5の受光信号S5は、移動体1の1ピッチPに対応する周期Tと、移動体1の基準寸法Wに対応するパルス幅T/3を有し、第4の受光信号S4に対して6分の1周期(T/6)分だけ位相がずれている。   Further, the comparator 105 compares the received light signals from the three fifth light receiving elements 55, 65, and 75 with the reference signal from the attenuator 90, and generates a fifth pulse waveform as shown in FIG. The light reception signal S5 is output. The fifth light receiving signal S5 has a period T corresponding to one pitch P of the moving body 1 and a pulse width T / 3 corresponding to the reference dimension W of the moving body 1, and the fifth light receiving signal S5 corresponds to the fourth light receiving signal S4. The phase is shifted by 1/6 period (T / 6).

また、上記比較器106では、3つの第6の受光素子56,66,76からの受光信号と上記減衰器90からの基準信号とを比較して、図2に示すようなパルス波形の第6の受光信号S6を出力する。この第6の受光信号S6は、移動体1の1ピッチPに対応する周期Tと、移動体1の基準寸法Wに対応するパルス幅T/3を有し、第5の受光信号S5に対して6分の1周期(T/6)分だけ位相がずれている。   Further, the comparator 106 compares the received light signals from the three sixth light receiving elements 56, 66, and 76 with the reference signal from the attenuator 90, and generates a sixth pulse waveform as shown in FIG. The light reception signal S6 is output. The sixth light receiving signal S6 has a period T corresponding to one pitch P of the moving body 1 and a pulse width T / 3 corresponding to the reference dimension W of the moving body 1. The sixth light receiving signal S6 corresponds to the fifth light receiving signal S5. The phase is shifted by 1/6 period (T / 6).

次に、上記比較器101が出力する第1の受光信号S1と比較器102が出力する第2の受光信号S2は、第1の論理積回路111に入力されて両者の論理積が取られる。これにより、この第1の論理積回路111は、図3に示すような周期T,パルス幅T/6のパルス波形の第1の移動情報信号Aを出力する。また、上記比較器103が出力する第3の受光信号S3と比較器104が出力する第4の受光信号S4は、第2の論理積回路112に入力されて両者の論理積が取られる。これにより、この第2の論理積回路112は、図3に示すような周期T,パルス幅T/6のパルス波形の第2の移動情報信号Bを出力する。この第2の移動情報信号Bは、第1の移動情報信号Aに対して3分の1周期(T/3)分だけ位相がずれている。また、上記比較器105が出力する第5の受光信号S5と比較器106が出力する第6の受光信号S6は、第3の論理積回路113に入力されて両者の論理積が取られる。これにより、この第3の論理積回路113は、図3に示すような周期T,パルス幅T/6のパルス波形の第3の移動情報信号Cを出力する。この第3の移動情報信号Cは、第2の移動情報信号Bに対して3分の1周期(T/3)分だけ位相がずれている。   Next, the first light reception signal S1 output from the comparator 101 and the second light reception signal S2 output from the comparator 102 are input to the first logical product circuit 111, and the logical product of both is obtained. As a result, the first AND circuit 111 outputs a first movement information signal A having a pulse waveform with a period T and a pulse width T / 6 as shown in FIG. The third light reception signal S3 output from the comparator 103 and the fourth light reception signal S4 output from the comparator 104 are input to the second logical product circuit 112, and the logical product of both is obtained. As a result, the second AND circuit 112 outputs a second movement information signal B having a pulse waveform with a period T and a pulse width T / 6 as shown in FIG. The second movement information signal B is out of phase with the first movement information signal A by one-third period (T / 3). The fifth light reception signal S5 output from the comparator 105 and the sixth light reception signal S6 output from the comparator 106 are input to the third logical product circuit 113, and the logical product of both is obtained. As a result, the third AND circuit 113 outputs a third movement information signal C having a pulse waveform with a period T and a pulse width T / 6 as shown in FIG. The third movement information signal C is out of phase with the second movement information signal B by a third period (T / 3).

次に、上記第1,第2,第3の移動情報信号A,B,Cは、論理和回路121に入力されて論理和が取られ、図4に示すようなパルス波形の論理和出力信号Uが論理和回路121から出力される。この論理和出力信号Uは、周期T/3,パルス幅T/6のパルス波形である。この論理和出力信号Uは、図4に示すように、第1の移動情報信号Aによるパルスと第2の移動情報信号Bによるパルスと第3の移動情報信号CによるパルスとがA,B,Cの順に現れている。図4に示す論理和出力信号Uの波形は、移動体1が矢印G1の方向に移動した場合の波形である。移動体1が矢印G2に移動した場合は、図4に示す出力信号Uとは、逆に、第3,第2,第1の移動情報信号C,B,Aの順にパルスが現れる論理和出力信号が論理和回路121から得られる。   Next, the first, second, and third movement information signals A, B, and C are input to the OR circuit 121 and ORed to obtain an OR output signal having a pulse waveform as shown in FIG. U is output from the OR circuit 121. This logical sum output signal U is a pulse waveform having a period T / 3 and a pulse width T / 6. As shown in FIG. 4, the logical output signal U includes a pulse generated by the first movement information signal A, a pulse generated by the second movement information signal B, and a pulse generated by the third movement information signal C. They appear in the order of C. The waveform of the logical sum output signal U shown in FIG. 4 is a waveform when the moving body 1 moves in the direction of the arrow G1. When the moving body 1 moves in the direction of the arrow G2, in contrast to the output signal U shown in FIG. 4, an OR output in which pulses appear in the order of the third, second, and first movement information signals C, B, and A. A signal is obtained from the OR circuit 121.

このように、この実施形態の光学式エンコーダによれば、上記移動体1の移動方向に対応して位相が順にずれた第1,第2,第3の移動情報信号A,B,Cが得られる。この実施形態では、移動体1の1ピッチPに対応する1周期Tに、第1,第2,第3のパルス幅(T/6)の3パルスの移動情報信号A,B,Cが得られる。これにより、高精度な相対位置情報が得られると共に移動体1の移動方向を検出できる。また、上記第1,第2,第3の移動情報信号A,B,Cは、論理和回路121で論理和を取って論理和出力信号Uとして1系統の信号線に出力できる。ここで、上記第1,第2,第3の論理積回路111,112,113から得られる第1,第2,第3の移動情報信号A,B,Cは順に位相がずれているので、各移動情報信号の順序をメモリー等に記憶させておくことで、移動体1の移動方向を常に検出可能になる。   As described above, according to the optical encoder of this embodiment, the first, second, and third movement information signals A, B, and C that are sequentially shifted in phase corresponding to the movement direction of the moving body 1 are obtained. It is done. In this embodiment, three pulses of movement information signals A, B, and C having the first, second, and third pulse widths (T / 6) are obtained in one period T corresponding to one pitch P of the moving body 1. It is done. Thereby, highly accurate relative position information is obtained, and the moving direction of the moving body 1 can be detected. The first, second, and third movement information signals A, B, and C can be logically summed by the logical sum circuit 121 and output as a logical sum output signal U to one system signal line. Here, the first, second, and third movement information signals A, B, and C obtained from the first, second, and third AND circuits 111, 112, and 113 are sequentially out of phase. By storing the order of each movement information signal in a memory or the like, the movement direction of the moving body 1 can always be detected.

また、この実施形態では、比較器101〜106の反転入力端子に入力される基準信号(基準電圧)として、第1,第2,第3の受光素子群31,32,33の18個の受光素子51〜56,61〜66,71〜76から電流分配器11〜28を経由した18の受光信号の総和による電流を、電流電圧変換部87で電圧に変換し、減衰器90で振幅が4分の1になされた基準信号を用いる。但し、光オフ部7側への光の回り込み量に応じて調整が必要である。したがって、上記6個の比較器101〜106は、上記基準信号を用いて、第1,第2,第3の受光素子群31,32,33の第1〜第6の受光素子51〜56,61〜66,71〜76からの受光信号をAD変換できる。上記電流電圧変換部87に入力される電流は、電流電圧変換部81〜86のうちの2つに入力される受光電流の2倍であるので、減衰器90で振幅が4分の1になされた基準信号を用いる。   In this embodiment, the eighteen light receiving elements of the first, second, and third light receiving element groups 31, 32, and 33 are used as reference signals (reference voltages) input to the inverting input terminals of the comparators 101 to 106. A current obtained by summing 18 received light signals from the elements 51 to 56, 61 to 66, and 71 to 76 via the current distributors 11 to 28 is converted into a voltage by the current-voltage conversion unit 87, and the amplitude is 4 by the attenuator 90. A reference signal made in one-half is used. However, adjustment is required according to the amount of light sneaking to the light-off portion 7 side. Therefore, the six comparators 101 to 106 use the reference signal, and the first to sixth light receiving elements 51 to 56 of the first, second, and third light receiving element groups 31, 32, and 33, respectively. The received light signals from 61 to 66 and 71 to 76 can be AD converted. Since the current input to the current-voltage converter 87 is twice the received light current input to two of the current-voltage converters 81 to 86, the attenuator 90 reduces the amplitude to a quarter. Use the reference signal.

これにより、上記6個の比較器101〜106から、図2に示すような波形ばらつきの少ないパルス信号としての第1〜第6の受光信号S1〜S6が得られる。したがって、上記論理演算部をなす第1〜第3の論理積回路111〜113から、第1〜第3の移動情報信号A〜Cとして波形ばらつきの少ないパルス信号が得られる。よって、移動体1の高精度な移動情報を得ることができる。   Thereby, the six comparators 101 to 106 obtain first to sixth light receiving signals S1 to S6 as pulse signals with little waveform variation as shown in FIG. Therefore, the first to third AND circuits 111 to 113 forming the logical operation unit can obtain pulse signals with little waveform variation as the first to third movement information signals A to C. Therefore, highly accurate movement information of the moving body 1 can be obtained.

(第2の実施の形態)
次に、この発明の光学式エンコーダの第2実施形態を説明する。この第2実施形態は、図1の論理和回路121に替えて、図5に示す回路部310を備えた点だけが、前述の第1実施形態と異なる。よって、この第2実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主に説明する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the optical encoder of the present invention will be described. The second embodiment differs from the first embodiment only in that a circuit unit 310 shown in FIG. 5 is provided instead of the OR circuit 121 shown in FIG. Therefore, in the second embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.

上記回路部310は、第1のトランジスタ301と第2のトランジスタ302と第3のトランジスタ303とを備え、上記第1,第2,第3のトランジスタ301,302,303のエミッタが電源電圧に接続され、上記第1,第2,第3のトランジスタ301,302,303のコレクタが出力端子305に接続されている。この出力端子305とグランドとの間に抵抗304が接続されている。   The circuit unit 310 includes a first transistor 301, a second transistor 302, and a third transistor 303, and the emitters of the first, second, and third transistors 301, 302, and 303 are connected to a power supply voltage. The collectors of the first, second, and third transistors 301, 302, and 303 are connected to the output terminal 305. A resistor 304 is connected between the output terminal 305 and the ground.

この実施形態では、上記第1のトランジスタ301の電流増幅率を上記第2のトランジスタ302の電流増幅率よりも大きくし、上記第2のトランジスタ302の電流増幅率を上記第3のトランジスタ303の電流増幅率よりも大きくした。   In this embodiment, the current amplification factor of the first transistor 301 is made larger than the current amplification factor of the second transistor 302, and the current amplification factor of the second transistor 302 is made the current amplification factor of the third transistor 303. It was larger than the amplification factor.

そして、上記第1の論理積回路111からの第1の移動情報信号Aが第1のトランジスタ301のベースに入力され、上記第2の論理積回路112からの第2の移動情報信号Bが第2のトランジスタ302のベースに入力され、上記第3の論理積回路113からの第3の移動情報信号Cが第3のトランジスタ303のベースに入力される。   Then, the first movement information signal A from the first AND circuit 111 is inputted to the base of the first transistor 301, and the second movement information signal B from the second AND circuit 112 is inputted to the first transistor 301. The third movement information signal C from the third AND circuit 113 is input to the base of the third transistor 303.

これにより、図7に示すように、上記第1のトランジスタ301のコレクタには、上記第1の移動情報信号Aに対応したパルス波形の電流Xが流れる。また、上記第2のトランジスタ302のコレクタには、上記第2の移動情報信号Bに対応したパルス波形の電流Yが流れる。また、上記第3のトランジスタ303のコレクタには、上記第3の移動情報信号Cに対応したパルス波形の電流Zが流れる。上記第1の移動情報信号Aに対応した電流Xの振幅は、上記第2の移動情報信号Bに対応した電流Yの振幅よりも大きく、上記電流Yの振幅は上記第3の移動情報信号Cに対応した電流Zの振幅よりも大きい。   As a result, as shown in FIG. 7, a current X having a pulse waveform corresponding to the first movement information signal A flows through the collector of the first transistor 301. A current Y having a pulse waveform corresponding to the second movement information signal B flows through the collector of the second transistor 302. A current Z having a pulse waveform corresponding to the third movement information signal C flows through the collector of the third transistor 303. The amplitude of the current X corresponding to the first movement information signal A is larger than the amplitude of the current Y corresponding to the second movement information signal B, and the amplitude of the current Y is the third movement information signal C. Is larger than the amplitude of the current Z corresponding to.

したがって、上記パルス波形の電流X,Y,Zが抵抗304に流れることで、出力端子305には、図8に示すように、電流Xによる電圧X1と電流Yによる電圧Y1と電流Zによる電圧Z1とが重ね合わされた出力信号Qが出力される。   Therefore, when the currents X, Y, and Z having the pulse waveform flow through the resistor 304, the voltage X1 due to the current X, the voltage Y1 due to the current Y, and the voltage Z1 due to the current Z are applied to the output terminal 305 as shown in FIG. Is output as an output signal Q.

この出力信号Qは、図8に示すように、第1の移動情報信号Aに対応したパルス波形の電圧X1と第2の移動情報信号Bに対応したパルス波形の電圧Y1と第3の移動情報信号Cに対応したパルス波形の電圧Z1とがX1,Y1,Z1の順に現れている。図8に示す出力信号Qの波形は、移動体1が矢印G1の方向に移動した場合の波形である。移動体1が矢印G2の方向に移動した場合は、図8に示す出力信号Qとは、逆に、第3,第2,第1の移動情報信号C,B,Aに対応した電圧Z1,Y1,X1の順にパルスが現れる出力信号が回路部310の出力端子305から得られる。   As shown in FIG. 8, the output signal Q includes a pulse waveform voltage X1 corresponding to the first movement information signal A, a pulse waveform voltage Y1 corresponding to the second movement information signal B, and third movement information. A voltage Z1 having a pulse waveform corresponding to the signal C appears in the order of X1, Y1, and Z1. The waveform of the output signal Q shown in FIG. 8 is a waveform when the moving body 1 moves in the direction of the arrow G1. When the moving body 1 moves in the direction of the arrow G2, the output signal Q shown in FIG. 8 is contrary to the voltage Z1, V1 corresponding to the third, second, and first movement information signals C, B, A. An output signal in which pulses appear in the order of Y 1 and X 1 is obtained from the output terminal 305 of the circuit unit 310.

このように、この第2実施形態によれば、上記移動体1の移動方向に対応して位相が順にずれた第1,第2,第3の移動情報信号A,B,Cに対応した電圧X1,Y1,Z1のパルスが重ね合わされた出力信号Qが得られる。この出力信号Qは、移動体1の1ピッチPに対応する1周期Tに、パルス幅(T/6)の第1,第2,第3の3パルスの移動情報信号となるパルス電圧X1,Y1,Z1が現れ、このパルス電圧X1,Y1,Z1は電圧値が互いに異なっている。したがって、この出力信号Qによれば、上記第1,第2,第3の各移動情報信号A,B,Cによるパルス電圧X1,Y1,Z1の判別が容易であり、回路部310の後段においても、一系統の出力信号Qから移動体1の移動方向を容易に検知できる。   As described above, according to the second embodiment, the voltages corresponding to the first, second, and third movement information signals A, B, and C whose phases are sequentially shifted in accordance with the moving direction of the moving body 1. An output signal Q obtained by superimposing pulses of X1, Y1, and Z1 is obtained. This output signal Q is a pulse voltage X1, which becomes a movement information signal of first, second, and third three pulses having a pulse width (T / 6) in one period T corresponding to one pitch P of the moving body 1. Y1 and Z1 appear, and the pulse voltages X1, Y1 and Z1 have different voltage values. Therefore, according to the output signal Q, it is easy to discriminate the pulse voltages X1, Y1, and Z1 from the first, second, and third movement information signals A, B, and C. In addition, the moving direction of the moving body 1 can be easily detected from the output signal Q of one system.

(第3の実施の形態)
次に、図6を参照して、この発明の光学式エンコーダの第3実施形態を説明する。この第3実施形態は、図1の3つの論理積回路111〜113からの第1〜第3の移動情報信号A〜Cと論理和回路121からの論理和出力信号Uとが入力される抵抗分割回路510を備えた点だけが、前述の第1実施形態と異なる。よって、この第3実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主に説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the optical encoder of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the first to third movement information signals A to C from the three AND circuits 111 to 113 and the OR output signal U from the OR circuit 121 are input. Only the point provided with the dividing circuit 510 is different from the first embodiment. Therefore, in the third embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.

図6に示すように、上記抵抗分割回路510は、上記第1の移動情報信号Aがベースに入力されるトランジスタ503と上記第2の移動情報信号Bがベースに入力されるトランジスタ502と上記第3の移動情報信号Cがベースに入力されるトランジスタ501とを有する。また、上記抵抗分割回路510は、定電流源504に直列に接続された抵抗505,506,507,508を有する。この抵抗505〜508の抵抗値は同じ値でもよく互いに異なっていてもよい。抵抗505と506との接続点にトランジスタ501のコレクタが接続され、抵抗506と507との接続点にトランジスタ502のコレクタが接続され、抵抗507と508との接続点にトランジスタ503のコレクタが接続されている。上記直列に接続された抵抗505〜508が抵抗分圧部をなす。   As shown in FIG. 6, the resistance dividing circuit 510 includes a transistor 503 to which the first movement information signal A is input to the base, a transistor 502 to which the second movement information signal B is input to the base, and the first 3 and the transistor 501 to which the movement information signal C is input to the base. The resistance dividing circuit 510 includes resistors 505, 506, 507, and 508 connected in series to the constant current source 504. The resistance values of the resistors 505 to 508 may be the same value or different from each other. The collector of the transistor 501 is connected to the connection point between the resistors 505 and 506, the collector of the transistor 502 is connected to the connection point between the resistors 506 and 507, and the collector of the transistor 503 is connected to the connection point between the resistors 507 and 508. ing. The resistors 505 to 508 connected in series form a resistance voltage dividing unit.

上記トランジスタ501〜503のエミッタはグランドに接続されている。また、上記定電流源504と抵抗505との接続点はトランジスタ509のベースに接続され、このトランジスタ509のコレクタは電源電圧Vccに接続され、エミッタは抵抗511に接続されている。また、抵抗511とグランドとの間にトランジスタ513が接続され、このトランジスタ513のベースに上記論理和出力信号Uが入力される。上記トランジスタ513のコレクタと抵抗511との接続点に出力端子512が接続されている。   The emitters of the transistors 501 to 503 are connected to the ground. The node between the constant current source 504 and the resistor 505 is connected to the base of the transistor 509, the collector of the transistor 509 is connected to the power supply voltage Vcc, and the emitter is connected to the resistor 511. A transistor 513 is connected between the resistor 511 and the ground, and the logical output signal U is input to the base of the transistor 513. An output terminal 512 is connected to a connection point between the collector of the transistor 513 and the resistor 511.

上記第1の移動情報信号Aによるパルスがトランジスタ503のベースに入力されたときに、トランジスタ503がオンして抵抗508が短絡され、抵抗505と抵抗506と抵抗507に定電流源504からの定電流Ioが流れる。ここで、抵抗505,506,507の抵抗値をそれぞれR505,R506,R507とし、トランジスタ509のベース‐エミッタ間電圧をVbeとすると、トランジスタ509のエミッタと抵抗511との接続点Pの電圧Vc1は、次式(1)で表される。
(R505+R506+R507)×Io−Vbe=Vc1 … (1)
When the pulse based on the first movement information signal A is input to the base of the transistor 503, the transistor 503 is turned on and the resistor 508 is short-circuited, and the resistors 505, 506, and 507 are connected to the constant current source 504. Current Io flows. Here, assuming that the resistance values of the resistors 505, 506, and 507 are R505, R506, and R507, and the base-emitter voltage of the transistor 509 is Vbe, the voltage Vc1 at the connection point P between the emitter of the transistor 509 and the resistor 511 is Is expressed by the following equation (1).
(R505 + R506 + R507) × Io−Vbe = Vc1 (1)

また、上記第2の移動情報信号Bによるパルスがトランジスタ502のベースに入力されたときに、トランジスタ502がオンして抵抗507,抵抗508が短絡され、抵抗505,抵抗506に定電流源504からの定電流Ioが流れる。このとき、上記接続点Pの電圧Vc2は、次式(2)で表される。
(R505+R506)×Io−Vbe=Vc2 … (2)
Further, when a pulse based on the second movement information signal B is input to the base of the transistor 502, the transistor 502 is turned on, the resistors 507 and 508 are short-circuited, and the resistors 505 and 506 are connected to the constant current source 504. Constant current Io flows. At this time, the voltage Vc2 at the connection point P is expressed by the following equation (2).
(R505 + R506) × Io−Vbe = Vc2 (2)

また、上記第3の移動情報信号Cによるパルスがトランジスタ501のベースに入力されたときに、トランジスタ501がオンして抵抗506,抵抗507,抵抗508が短絡され、抵抗505に定電流源504からの定電流Ioが流れる。このとき、上記接続点Pの電圧Vc3は、次式(3)で表される。
(R505)×Io−Vbe=Vc3 … (3)
Further, when a pulse based on the third movement information signal C is input to the base of the transistor 501, the transistor 501 is turned on, the resistors 506, 507, and 508 are short-circuited, and the resistor 505 is connected to the constant current source 504. Constant current Io flows. At this time, the voltage Vc3 at the connection point P is expressed by the following equation (3).
(R505) × Io−Vbe = Vc3 (3)

したがって、Vc1>Vc2>Vc3となる。よって、トランジスタ513のベースに論理和出力信号Uの第1の移動情報信号Aによるパルスが入力されたのと同期して、接続点Pと信号出力端子512の間に電圧Vaのパルスが出力され、トランジスタ513のベースに第2の移動情報信号Bによるパルスが入力されたのと同期して、接続点Pと信号出力端子512の間に電圧Vaよりも小さい電圧Vbのパルスが出力される。また、トランジスタ513のベースに第3の移動情報信号Cによるパルスが入力されたのと同期して、接続点Pと信号出力端子512の間に電圧Vbよりも小さい電圧Vcのパルスが出力される。   Therefore, Vc1> Vc2> Vc3. Therefore, a pulse of the voltage Va is output between the connection point P and the signal output terminal 512 in synchronization with the input of the pulse of the first movement information signal A of the logical sum output signal U to the base of the transistor 513. In synchronization with the pulse of the second movement information signal B being input to the base of the transistor 513, a pulse of a voltage Vb smaller than the voltage Va is output between the connection point P and the signal output terminal 512. In addition, a pulse with a voltage Vc smaller than the voltage Vb is output between the connection point P and the signal output terminal 512 in synchronization with the input of the pulse based on the third movement information signal C to the base of the transistor 513. .

このように、この第3実施形態によれば、上記抵抗分割回路510から、電圧Va,Vb,Vcのパルスが重ね合わされた出力信号Jが得られ、この電圧Va,Vb,Vcのパルスは、上記移動体1の移動方向に対応して位相が順にずれた第1,第2,第3の移動情報信号A,B,Cに対応している。この出力信号Jは、移動体1の1ピッチPに対応する1周期Tに、パルス幅(T/6)の第1,第2,第3の3パルスの移動情報信号となるパルス電圧Va,Vb,Vcが現れ、このパルス電圧Va,Vb,Vcは電圧値が互いに異なっている。したがって、この出力信号Jによれば、上記第1,第2,第3の各移動情報信号A,B,Cによるパルス電圧Va,Vb,Vcの判別が容易であり、抵抗分圧出力回路510の後段においても、一系統の出力信号Jから移動体1の移動方向を容易に検知できる。   Thus, according to the third embodiment, an output signal J in which pulses of the voltages Va, Vb, and Vc are superimposed is obtained from the resistor dividing circuit 510, and the pulses of the voltages Va, Vb, and Vc are Corresponding to the first, second, and third movement information signals A, B, and C whose phases are sequentially shifted corresponding to the moving direction of the moving body 1. This output signal J has a pulse voltage Va, which becomes a movement information signal of the first, second and third three pulses having a pulse width (T / 6) in one cycle T corresponding to one pitch P of the moving body 1. Vb and Vc appear, and the pulse voltages Va, Vb and Vc have different voltage values. Therefore, according to the output signal J, it is easy to discriminate the pulse voltages Va, Vb, Vc from the first, second, and third movement information signals A, B, C, and the resistance voltage dividing output circuit 510 Even in the subsequent stage, the moving direction of the moving body 1 can be easily detected from the output signal J of one system.

また、この第3実施形態によれば、上記抵抗分割回路510によって、上記第1〜第3の移動情報信号A〜Cに対応した互いに異なる定電圧値による第1〜第3のパルス電圧Va〜Vcを出力するので、後段回路につなぐことによる負荷の影響でパルス電圧が変動することを抑制できる。   Further, according to the third embodiment, the resistance dividing circuit 510 causes the first to third pulse voltages Va to be generated with different constant voltage values corresponding to the first to third movement information signals A to C. Since Vc is output, it is possible to suppress the fluctuation of the pulse voltage due to the influence of the load caused by connecting to the subsequent circuit.

尚、上記第1〜第3実施形態では、第1〜第6の受光信号S1〜S6(S21〜S26)を生成するために、3つの受光素子群31,32,33を備えたが、1つまたは2つの受光素子群もしくは4つ以上の受光素子群の第1〜第6の受光素子の受光信号から第1〜第6の受光信号を生成してもよい。また、上記第1〜第3実施形態では、第1,第2,第3の受光素子群31,32,33の18個の受光素子の受光信号の総和による基準電流から比較器101〜106の基準電圧を生成したが、上記基準電圧を生成する基準電圧発生源を別途備えてもよい。   In the first to third embodiments, the three light receiving element groups 31, 32, and 33 are provided to generate the first to sixth light receiving signals S1 to S6 (S21 to S26). The first to sixth light receiving signals may be generated from the light receiving signals of the first to sixth light receiving elements of one or two light receiving element groups or four or more light receiving element groups. Further, in the first to third embodiments, the comparators 101 to 106 are calculated based on the reference current based on the sum of the received light signals of the 18 light receiving elements of the first, second, and third light receiving element groups 31, 32, and 33. Although the reference voltage is generated, a reference voltage generation source for generating the reference voltage may be separately provided.

1 移動体
2 受光部
3 発光部
6 光オン部
7 光オフ部
11〜28 電流分配部
31 第1の受光素子群
32 第2の受光素子群
33 第2の受光素子群
51,61,71 第1の受光素子
52,62,72 第2の受光素子
53,63,73 第3の受光素子
54,64,74 第4の受光素子
55,65,75 第5の受光素子
56,66,76 第6の受光素子
81〜87 電流電圧変換部
90 減衰器
101〜106 比較器
111 第1の論理積回路
112 第2の論理積回路
113 第3の論理積回路
121 論理和回路
S1〜S6 第1〜第6の受光信号
A 第1の移動情報信号
B 第2の移動情報信号
C 第3の移動情報信号
U 論理和出力信号
301〜303 第1〜第3のトランジスタ
304 抵抗
305 出力端子
310 回路部
X,Y,Z パルス波形の電流
X1,Y1,Z1 パルス波形の電圧
Q,J 出力信号
501〜503,509,513 トランジスタ
504 定電流源
505〜508,511 抵抗
510 抵抗分割回路
512 出力端子
Va〜Vc 第1〜第3のパルス電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mobile body 2 Light-receiving part 3 Light-emitting part 6 Light-on part 7 Light-off part 11-28 Current distribution part 31 1st light-receiving element group 32 2nd light-receiving element group 33 2nd light-receiving element group 51,61,71 1st 1st light receiving element 52,62,72 2nd light receiving element 53,63,73 3rd light receiving element 54,64,74 4th light receiving element 55,65,75 5th light receiving element 56,66,76 1st 6 light receiving elements 81 to 87 current voltage converter 90 attenuator 101 to 106 comparator 111 first AND circuit 112 second AND circuit 113 third AND circuit 121 OR circuit S1 to S6 6th light reception signal A 1st movement information signal B 2nd movement information signal C 3rd movement information signal U OR output signals 301-303 1st-3rd transistor 304 resistance 305 output terminal 310 circuit part X , Y, Z Pulse waveform current X1, Y1, Z1 Pal Voltage Q, J output signal 501-503, 509, 513 transistor 504 constant current source 505-508, 511 resistor 510 resistor divider circuit 512 output terminals Va-Vc first to third pulse voltages

Claims (6)

発光部と、
上記発光部からの光が到達し得る領域に一方向に並べて配置されている複数の受光素子を有する受光部と、
上記受光素子に対応する位置を通過するときに上記光が上記受光素子に入射する状態にする光オン部および上記受光素子に対応する位置を通過するときに上記光が上記受光素子に入射しない状態にする光オフ部を夫々複数有すると共に上記一方向に移動するときに上記光オン部と光オフ部が上記受光素子に対応する位置を通過する移動体と
を備え、
上記移動体は、
移動方向の寸法が予め定められた基準寸法である光オン部と、
上記光オン部に隣接していると共に上記移動方向の寸法が上記基準寸法の2倍である光オフ部とを有し、
上記光オン部と光オフ部とが上記移動方向に交互に配置されており、
上記受光部は、
上記移動方向に順に隣接して配置された第1,第2,第3,第4,第5,第6の6個の受光素子で構成された受光素子群をすくなくとも1つ有し、
上記受光素子群の各受光素子は上記移動方向の寸法が上記基準寸法の2分の1であり、
さらに、上記受光素子群の各受光素子の出力信号が入力されると共に順に位相がずれた3つの移動情報信号を生成する信号処理部を備え、
上記信号処理部は、
上記第1の受光素子の出力信号と上記第2の受光素子の出力信号とを相互論理演算して上記第1の移動情報信号を生成し、上記第3の受光素子の出力信号と上記第4の受光素子の出力信号とを相互論理演算して上記第2の移動情報信号を生成し、上記第5の受光素子の出力信号と上記第6の受光素子の出力信号とを相互論理演算して上記第3の移動情報信号を生成する論理演算部を有することを特徴とする光学式エンコーダ。
A light emitting unit;
A light receiving section having a plurality of light receiving elements arranged in one direction in a region where light from the light emitting section can reach;
A light-on portion that makes the light incident on the light receiving element when passing through the position corresponding to the light receiving element and a state in which the light does not enter the light receiving element when passing through the position corresponding to the light receiving element A plurality of light-off portions, and a moving body through which the light-on portion and the light-off portion pass through a position corresponding to the light receiving element when moving in the one direction,
The moving body is
A light-on part whose dimension in the moving direction is a predetermined reference dimension;
A light-off part adjacent to the light-on part and having a dimension in the moving direction that is twice the reference dimension,
The light on part and the light off part are alternately arranged in the moving direction,
The light receiving part is
Having at least one light receiving element group composed of six light receiving elements of the first, second, third, fourth, fifth, and sixth arranged adjacent to each other in the moving direction,
Each light receiving element of the light receiving element group has a dimension in the moving direction that is a half of the reference dimension.
In addition, a signal processing unit that generates three movement information signals that are inputted with the output signals of the respective light receiving elements of the light receiving element group and that are sequentially out of phase,
The signal processor is
The output signal of the first light receiving element and the output signal of the second light receiving element are subjected to a mutual logic operation to generate the first movement information signal, and the output signal of the third light receiving element and the fourth signal The second movement information signal is generated by performing a mutual logic operation on the output signal of the fifth light receiving element, and a logical operation is performed on the output signal of the fifth light receiving element and the output signal of the sixth light receiving element. An optical encoder comprising a logical operation unit for generating the third movement information signal.
請求項1に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記信号処理部は、
上記受光素子群の各受光素子からの出力信号による受光電流の総和を基準電流とし、この基準電流を用いて、上記出力信号をAD変換して、上記論理演算部に入力するAD変換部を有することを特徴とする光学式エンコーダ。
The optical encoder according to claim 1,
The signal processor is
A sum of received light currents based on output signals from the respective light receiving elements of the light receiving element group is used as a reference current, and the output signal is AD converted using the reference current and input to the logic operation unit. An optical encoder characterized by that.
請求項1または2に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記論理演算部は、
上記第1の受光素子の出力信号と上記第2の受光素子の出力信号との論理積を取って上記第1の移動情報信号を生成する第1の論理積回路と、
上記第3の受光素子の出力信号と上記第4の受光素子の出力信号との論理積を取って上記第2の移動情報信号を生成する第2の論理積回路と、
上記第5の受光素子の出力信号と上記第6の受光素子の出力信号との論理積を取って上記第3の移動情報信号を生成する第3の論理積回路と、
上記第1の移動情報信号と上記第2の移動情報信号と上記第3の移動情報信号との論理和を取る論理和回路とを有することを特徴とする光学式エンコーダ。
The optical encoder according to claim 1 or 2,
The logical operation unit is
A first logical product circuit that generates a first movement information signal by taking a logical product of an output signal of the first light receiving element and an output signal of the second light receiving element;
A second AND circuit that takes the logical product of the output signal of the third light receiving element and the output signal of the fourth light receiving element to generate the second movement information signal;
A third AND circuit that takes the logical product of the output signal of the fifth light receiving element and the output signal of the sixth light receiving element to generate the third movement information signal;
An optical encoder comprising: a logical sum circuit that takes a logical sum of the first movement information signal, the second movement information signal, and the third movement information signal.
請求項1から3のいずれか1つに記載の光学式エンコーダにおいて、
上記信号処理部は、
上記第1,第2,第3の各移動情報信号のパルス電圧値を互いに異ならせる回路部を有することを特徴とする光学式エンコーダ。
The optical encoder according to any one of claims 1 to 3,
The signal processor is
An optical encoder comprising a circuit portion for making the pulse voltage values of the first, second, and third movement information signals different from each other.
請求項4に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記回路部は、
上記第1,第2,第3の移動情報信号が入力されると共に上記第1,第2,第3の移動情報信号に応じて抵抗分割により生成された定電圧値に応じて互いに異なる第1,第2,第3のパルス電圧を出力する抵抗分割回路であることを特徴とする光学式エンコーダ。
The optical encoder according to claim 4, wherein
The circuit part is
The first, second, and third movement information signals are input and the first, second, and third movement information signals are different from each other according to constant voltage values generated by resistance division according to the first, second, and third movement information signals. An optical encoder characterized in that it is a resistance divider circuit that outputs second and third pulse voltages.
請求項1から5のいずれか1つに記載の光学式エンコーダを備えた電子機器。   An electronic apparatus comprising the optical encoder according to claim 1.
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