專利名稱：光學(xué)編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用光電二極管作為受光器件，檢測出移動體的位置、移動速度、移動方向等的光學(xué)編碼器，作為一例，特別是一種適用于復(fù)印機(jī)及打印機(jī)等印刷機(jī)器以及FA(工廠自動化)機(jī)器等的光學(xué)編碼器。
背景技術(shù)：
以特開2001-99684號公報(bào)中所記載的光學(xué)編碼器，作為以前的光學(xué)編碼器的一個例子進(jìn)行說明。
如圖10所示，該光學(xué)編碼器，在移動體301的兩邊，具有發(fā)光部(圖中未顯示)與受光部302。該移動體301設(shè)置有以給定的間距所形成的多個裂縫305，能夠在箭頭Z所示的移動方向Z移動。上述受光部302接收上述發(fā)光部所發(fā)出的通過了移動體301的裂縫305的光。另外，受光部302具有多個由4個光電二極管3061～3064所構(gòu)成的光電二極管群，該多個光電二極管群排列在上述移動方向Z上。該4個光電二極管3061～3064與移動體301的3個裂縫305相對向。
當(dāng)移動體301相對上述發(fā)光部與受光部302沿著移動方向Z移動時，受光部302接收由發(fā)光部所發(fā)出的通過了裂縫305的光，上述受光部302，從4個光電二極管3061、3062、3063、3064輸出獨(dú)立的4個光調(diào)制信號，也即移動信息信號A+，B+，A-，B-。
因此，在通過光學(xué)編碼器讀取上述移動體301的移動信息的情況下，如圖7的特性A所示，具有從發(fā)光部的光源向受光面的均等的光量分布是最理想的。這種情況下，能夠只讀取作為準(zhǔn)確的光調(diào)制信號的移動體301的信息。
然而，實(shí)際上入射到受光部的受光面上的光的光量分布如圖7中的特性B所示。原因在于存在發(fā)光源自身的光量分布的偏差、發(fā)光源的聚光透鏡所引起的光量分布的偏差、移動體等的衍射以及折射光、移動體與受光面的平行性等的裝配偏差所引起的位置關(guān)系的偏差、移動體的裂縫大小的偏差、發(fā)光源與移動體以及受光面的污染所引起的偏差、對移動體的移動速度的變化的受光靈敏度的偏差等。
因此，從受光部所得到的多個移動信息信號，具有信號間的DC電壓偏移、信號間振幅偏差、信號波形的變形以及信號間相位偏差等導(dǎo)致所得到的移動信息不正確這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠抑制從受光部所得到的移動信息信號的錯位、變形、偏差等，從而能夠得到準(zhǔn)確的移動信息的光學(xué)編碼器。
為解決上述問題，本發(fā)明的光學(xué)編碼器，具有在移動方向上交互形成有透光區(qū)域與非透光區(qū)域的移動體、朝上述移動體出射光的發(fā)光部以及接收上述發(fā)光部所出射的且透過了上述移動體的透光區(qū)域的光并輸出表示上述移動體的移動信息的移動信息信號的受光部，特征在于，上述受光部具有與多個上述透光區(qū)域相對向而配置，輸出獨(dú)立的多個移動信息信號，同時個數(shù)是上述相對向的透光區(qū)域的個數(shù)與上述獨(dú)立移動信息信號的個數(shù)的公倍數(shù)的光電二極管；為了使上述多個移動信息信號，分別通過相加上述公倍數(shù)個的光電二極管中的多個光電二極管的輸出信號而得到，將上述多個光電二極管的輸出端連接起來。
本發(fā)明的光學(xué)編碼器，上述受光部正好具有上述相對向的透光區(qū)域的個數(shù)與上述獨(dú)立移動信息信號的個數(shù)的公倍數(shù)個的光電二極管。另外，為了使上述多個移動信息信號，分別通過相加上述公倍數(shù)個的光電二極管中的多個光電二極管的輸出信號而得到，將上述多個光電二極管的輸出端連接起來。
因此，通過使上述公倍數(shù)個的光電二極管相對上述相對向的透光區(qū)域平衡配置，同時與受光部具有與移動信息信號的個數(shù)相同個數(shù)的光電二極管的情況相比，細(xì)分各個光電二極管，使得各個光電二極管的受光面積也被縮小。這樣，能夠抑制從受光部所得到的移動信息信號的錯位、變形、偏差等，提高分辨率，得到準(zhǔn)確的移動信息。
另外，一個實(shí)施方式中的光學(xué)編碼器中，使垂直于上述移動方向的寬度方向上的上述移動體的透光區(qū)域的大小，與上述寬度方向的上述光電二極管的大小相同。
該實(shí)施方式，能夠?qū)⒏鱾€光電二極管從各個透光區(qū)域受光的光量提升為最大限度，同時提高受光靈敏度。
另外，一個實(shí)施方式中的光學(xué)編碼器中，上述公倍數(shù)個的光電二極管在上述移動方向的大小相同；相加上述公倍數(shù)除以上述獨(dú)立的移動信息信號的個數(shù)所得到的數(shù)目的上述光電二極管的輸出信號，作為各個移動信息信號而輸出。
該實(shí)施方式，由于對應(yīng)于各個移動信息信號的光電二極管的個數(shù)以及受光面積相等，能夠取得各個移動信息信號之間的平衡，得到準(zhǔn)確的移動信息。
另外，一個實(shí)施方式中的光學(xué)編碼器中，具有上述公倍數(shù)個的光電二極管的受光部為多個。該實(shí)施方式，由于從多個受光部分別輸出多個移動信息信號，能夠得到更加準(zhǔn)確的移動信息。
另外，一個實(shí)施方式中的光學(xué)編碼器中，上述受光部所具有的光電二極管被排列在上述移動方向上，上述多個受光部排列在上述寬度方向上。該實(shí)施方式，通過在移動方向與寬度方向這2個方向排列光電二極管，能夠得到更加準(zhǔn)確的移動信息。
另外，一個實(shí)施方式中的光學(xué)編碼器中，上述多個受光部中至少2個受光部的用來得到各個移動信息信號的多個光電二極管的排列位置互相不同。
該實(shí)施方式，能夠抑制向用來得到各個移動信息信號的光電二極管入射的光量分布的傾斜，從而抑制各個移動信息信號之間的偏差。
另外，一個實(shí)施方式中的光學(xué)編碼器，與各受光部相對向的上述透光區(qū)域的個數(shù)為3，上述獨(dú)立移動信息信號的個數(shù)為4，上述各個受光部具有12個光電二極管；在設(shè)上述移動體的移動方向?yàn)殚L度方向，上述透光區(qū)域的排列的間距為1間距的情況下，上述12個光電二極管被排列在上述長度方向上，分別具有1/6間距的長度；
上述各個受光部具有3個由4個上述光電二極管所構(gòu)成的光電二極管群，各個光電二極管群中的光電二極管之間的間隔為1/12間距，在相鄰的2個光電二極管群中，一方光電二極管群中的與另一方光電二極管群最接近的光電二極管，與另一方光電二極管群中的與一方光電二極管群最接近的光電二極管以5/12間距相鄰接；上述各個光電二極管群中的4個光電二極管分別輸出對應(yīng)于4個不同的獨(dú)立移動信息信號的輸出信號，同時相加上述3個光電二極管群所輸出的對應(yīng)于4個移動信息信號中的1個移動信息信號的3個光電二極管的輸出信號，作為1個移動信息信號輸出。
本實(shí)施方式，各個受光部具有對應(yīng)于3個透光區(qū)域的12個光電二極管，通過相加各自的3個二極管的輸出信號得到4個移動信息信號。因此，上述12個光電二極管相對上述相對向的透光區(qū)域平衡配置，同時細(xì)分各個光電二極管，能夠抑制從受光部所得到的移動信息信號的錯位、變形、偏差等，提高分辨率，得到準(zhǔn)確的移動信息。
另外，一個實(shí)施方式中的光學(xué)編碼器，上述各個受光部所具有的上述3個光電二極管群分別所具有的4個光電二極管，是由輸出對應(yīng)于第1移動信息信號的輸出信號的第1光電二極管、輸出對應(yīng)于第2移動信息信號的輸出信號的第2光電二極管、輸出對應(yīng)于第3移動信息信號的輸出信號的第3光電二極管以及輸出對應(yīng)于第4移動信息信號的輸出信號的第4光電二極管所構(gòu)成；相鄰的2個受光部中的一方受光部的3個光電二極管群中，分別在上述移動方向上按順序排列有上述第1光電二極管、第2光電二極管、第3光電二極管、第4光電二極管，另一方受光部的3個光電二極管群中，分別在上述移動方向上按順序排列有上述第3光電二極管、第4光電二極管、第1光電二極管、第2光電二極管。
本實(shí)施方式，由于在相鄰的2個受光部中，變換了對應(yīng)于移動信息信號的光電二極管的排列順序，能夠抑制向用來得到各個移動信息信號的光電二極管入射的光量分布的傾斜，從而抑制各個移動信息信號之間的偏差。
另外，一個實(shí)施方式中的光學(xué)編碼器，與各受光部相對向的上述透光區(qū)域的個數(shù)為3，上述獨(dú)立移動信息信號的個數(shù)為4，上述各個受光部具有24個光電二極管；在設(shè)上述移動體的移動方向?yàn)殚L度方向，上述透光區(qū)域的排列的間距為1間距的情況下，上述24個光電二極管被排列在上述長度方向上，分別具有1/12間距的長度；上述受光部具有8個由3個上述光電二極管所構(gòu)成的光電二極管群，各個光電二極管群中的3個光電二極管以1/12間距排列；上述8個光電二極管群由在上述移動方向按順序排列的第1～第8光電二極管群構(gòu)成；第1光電二極管群與第2光電二極管群之間的間隔，以及第3光電二極管群與第4光電二極管群之間的間隔，以及第5光電二極管群與第6光電二極管群之間的間隔，以及第7光電二極管群與第8光電二極管群之間的間隔為1/12間距；第2光電二極管群與第3光電二極管群之間的間隔，以及第4光電二極管群與第5光電二極管群之間的間隔，以及第6光電二極管群與第7光電二極管群之間的間隔為1/6間距；各個光電二極管群中的3個光電二極管分別輸出對應(yīng)于不同的移動信息信號的輸出信號，同時相加上述8個光電二極管群所輸出的對應(yīng)于4個移動信息信號中的1個移動信息信號的6個光電二極管的輸出信號，作為1個移動信息信號輸出。
本實(shí)施方式，上述受光部具有對應(yīng)于3個透光區(qū)域的24個光電二極管，通過分別相加6個二極管的輸出信號得到4個移動信息信號。因此，上述24個光電二極管相對上述相對向的透光區(qū)域平衡配置，同時細(xì)分各個光電二極管，能夠抑制從受光部所得到的移動信息信號的錯位、變形、偏差等，提高分辨率，得到準(zhǔn)確的移動信息。
另外，一個實(shí)施方式中的光學(xué)編碼器，與各受光部相對向的上述透光區(qū)域的個數(shù)為2，上述獨(dú)立的移動信息信號的個數(shù)為4，上述各個受光部具有8個光電二極管；在設(shè)上述移動體的移動方向?yàn)殚L度方向，上述透光區(qū)域的排列的間距為1間距的情況下，上述8個光電二極管被排列在上述長度方向上，分別具有1/4間距的長度；上述各個受光部具有2個由4個上述光電二極管所構(gòu)成的光電二極管群，各個光電二極管群中的4個光電二極管以1/4間距排列；相鄰的2個光電二極管群中，一方光電二極管群中的與另一方光電二極管群最接近的光電二極管，與另一方光電二極管群中的與一方光電二極管群最接近的光電二極管以1/2間距相鄰接；各個光電二極管群中的4個光電二極管分別輸出對應(yīng)于4個不同的獨(dú)立移動信息信號的輸出信號，同時相加上述2個光電二極管群所輸出的對應(yīng)于4個移動信息信號中的1個移動信息信號的2個光電二極管的輸出信號，作為1個移動信息信號輸出。
本實(shí)施方式，上述受光部具有對應(yīng)于2個透光區(qū)域的8個光電二極管，通過分別相加2個二極管的輸出信號得到4個移動信息信號。因此，上述8個光電二極管相對上述相對向的透光區(qū)域平衡配置，同時細(xì)分各個光電二極管，能夠抑制從受光部所得到的移動信息信號的錯位、變形、偏差等，提高分辨率，得到準(zhǔn)確的移動信息。
另外，一個實(shí)施方式中的光學(xué)編碼器，具有多個上述受光部；上述各個受光部所具有的上述2個光電二極管群分別所具有的4個光電二極管，是由輸出對應(yīng)于第1移動信息信號的輸出信號的第1光電二極管、輸出對應(yīng)于第2移動信息信號的輸出信號的第2光電二極管、輸出對應(yīng)于第3移動信息信號的輸出信號的第3光電二極管以及輸出對應(yīng)于第4移動信息信號的輸出信號的第4光電二極管所構(gòu)成；相鄰的2個受光部中的一方受光部的2個光電二極管群中，分別在上述移動方向上按順序排列有上述第1光電二極管、第2光電二極管、第3光電二極管、第4光電二極管，另一方受光部的2個光電二極管群中，分別在上述移動方向上按順序排列有上述第3光電二極管、第4光電二極管、第1光電二極管、第2光電二極管。
本實(shí)施方式，由于在相鄰的2個受光部中，變換了對應(yīng)于移動信息信號的光電二極管的排列順序，能夠抑制向用來得到各個移動信息信號的光電二極管入射的光量分布的傾斜，從而抑制各個移動信息信號之間的偏差。
另外，一個實(shí)施方式中的光學(xué)編碼器，上述移動體為扇形透光區(qū)域與扇形非透光區(qū)域在周長方向上交互所形成的圓板中，移動方向?yàn)橹荛L方向；上述受光部所具有的光電二極管為與上述透光區(qū)域的扇形相符合的扇形。
本實(shí)施方式，通過對應(yīng)于在周長方向移動的圓板狀的移動體的扇形透光區(qū)域，設(shè)有具有扇形光電二極管的受光部，能夠高效的得到表示移動體的移動信息的移動信息信號。
另外，一個實(shí)施方式中的光學(xué)編碼器，上述受光部所具有的上述光電二極管之間，配置有用來檢測上述移動體的移動信息之外的信息的追加光電二極管。
本實(shí)施方式，通過上述追加的光電二極管所輸出的信號，能夠得到上述移動信息之外的信息。
另外，一個實(shí)施方式中的光學(xué)編碼器，上述受光部所具有的上述光電二極管之間，配置有追加的光電二極管，相加該追加的光電二極管的輸出信號與上述受光部所具有的上述光電二極管所輸出的信號得到移動信息信號。
本實(shí)施方式，由于具有上述追加的光電二極管，能夠通過該追加的光電二極管所輸出的輸出信號對上述移動信息信號進(jìn)行校正。
另外，一個實(shí)施方式中的光學(xué)編碼器，上述受光部所具有的多個光電二極管形成在半導(dǎo)體芯片上，電連接上述多個光電二極管的布線下設(shè)有與該布線交叉的交叉電阻，該交叉電阻通過對上述半導(dǎo)體芯片的雜質(zhì)擴(kuò)散而制作出來。
本實(shí)施方式，由于設(shè)有通過雜質(zhì)擴(kuò)散所制作出的交叉電阻，能夠避免上述布線與應(yīng)當(dāng)電連接的光電二極管以外的光電二極管導(dǎo)通，通過上述布線電連接所期望的光電二極管。
另外，一個實(shí)施方式中的機(jī)器，通過具有上述光學(xué)編碼器，能夠得到準(zhǔn)確的表示移動體的移動信息的移動信息信號。
本發(fā)明的光學(xué)編碼器，上述受光部正好具有上述相對向的透光區(qū)域的個數(shù)與移動信息信號的個數(shù)的公倍數(shù)個的光電二極管。另外，為了分別通過相加上述公倍數(shù)個光電二極管中的多個光電二極管的輸出信號而得到上述多個移動信息信號，將上述多個光電二極管的輸出端連接起來。因此，上述公倍數(shù)個光電二極管相對上述相對向的透光區(qū)域平衡配置，同時與受光部具有與移動信息信號的個數(shù)相同個數(shù)的光電二極管的情況相比，細(xì)分各個光電二極管，使得各個光電二極管的受光面積也被縮小。這樣，能夠抑制從受光部所得到的移動信息信號的錯位、變形、偏差等，提高分辨率，得到準(zhǔn)確的移動信息。
也即，如本發(fā)明所述，如果進(jìn)行作為受光器件的光電二極管的細(xì)分化，能夠?qū)?yīng)于多個移動信息信號的多個光電二極管配置在各種各樣的位置上，使得各個移動信息信號的平衡變好。這樣，平衡變好由于能夠使每個光學(xué)編碼器制品的偏差變小，是很理想的。另外，如本發(fā)明所述，如果進(jìn)行作為受光器件的光電二極管的細(xì)分化，由于能夠提高分辨率，也是非常有利的。


圖1為說明本發(fā)明的光學(xué)編碼器的實(shí)施方式1的模式圖。
圖2為說明本發(fā)明的光學(xué)編碼器的實(shí)施方式2的模式圖。
圖3為說明本發(fā)明的光學(xué)編碼器的實(shí)施方式3的模式圖。
圖4為說明本發(fā)明的光學(xué)編碼器的實(shí)施方式4的模式圖。
圖5為說明上述實(shí)施方式2的變形例的模式圖。
圖6為說明上述實(shí)施方式2的另一個變形例的模式圖。
圖7為說明光學(xué)編碼器的移動體與該移動體的通過時入射向受光部的光量分布的理想特性A與實(shí)際特性B的模式圖。
圖8A為說明實(shí)施方式2的移動體121的示意圖，圖8B為說明實(shí)施方式2的比較例中的移動信息信號A+、A-的信號波形的示意圖，圖8C為說明上述比較例中的移動信息信號B+、B-的信號波形的示意圖。
圖9A為說明實(shí)施方式2的移動體121的示意圖，圖9B為說明實(shí)施方式2的比較例中的移動信息信號A+、A-的信號波形的示意圖，圖9C為說明上述比較例中的移動信息信號B+、B-的信號波形的示意圖。
圖10為說明以前的光學(xué)編碼器的模式圖。
圖11A為說明差動比較并放大圖1的區(qū)域A中所示的受光部104所輸出的移動信息信號A+、A-的信號波形Ach以及差動比較并放大移動信息信號B+、B-的信號波形Bch的波形圖。圖11B為說明差動比較并放大圖1的區(qū)域C中所示的受光部110所輸出的移動信息信號A+、A-的信號波形Ach以及差動比較并放大移動信息信號B+、B-的信號波形Bch的波形圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過圖中所示的實(shí)施方式對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
(實(shí)施方式1)首先，對照圖1，對本發(fā)明的光學(xué)編碼器的實(shí)施方式1進(jìn)行說明。
本實(shí)施方式1中，包括移動體101、發(fā)光部100以及圖1的區(qū)域B中所繪制的受光部102。該發(fā)光部100與受光部102夾持上述移動體101而相對向配置。作為上述發(fā)光部100的一例可以由發(fā)光二極管等構(gòu)成。
上述移動體101，具有作為以給定的間距P形成的多個透光區(qū)域的裂縫105。該移動體101相對發(fā)光部100以及受光部102，在排列有上述多個裂縫105的方向移動。上述發(fā)光部所發(fā)出的光，透過上述移動體101的裂縫105照向受光部102，但被該裂縫105之間的非透光區(qū)域部分103擋住。上述移動體101在圖1所示的移動方向Z移動。
本實(shí)施方式1中，采用圖1的區(qū)域B中所繪制的受光部102，代替作為圖1的區(qū)域A中所繪制的比較例的受光部104。
首先對上述比較例進(jìn)行說明。作為上述比較例的受光部104，受光面的長度為上述間距P的1/2的光電二極管106，以上述間距P的1/4的間隔在上述移動方向Z上排列有n(n為正整數(shù))個。另外，上述長度是指在上述移動方向Z上的大小。該受光部104例如由1個半導(dǎo)體芯片構(gòu)成。該受光部104中，根據(jù)通過移動體101從上述發(fā)光部所接收到的光的光量，從各個光電二極管106獨(dú)立取出輸出信號。也即，該受光部104能夠從與m(m為正整數(shù))個裂縫105相對向的n個光電二極管106得到獨(dú)立的n個輸出信號，也即移動信息信號。
另外，本實(shí)施方式的受光部102，如圖1的區(qū)域B所示，沿著上述移動方向排列有上述n與m的公倍數(shù)的k個光電二極管108。該受光部102例如由1個半導(dǎo)體芯片構(gòu)成。另外，受光部102與上述m個裂縫105相對向。也即，該受光部102具有比較例的受光部104的(k/n)倍的數(shù)目的光電二極管108，為了從該受光部102得到獨(dú)立的n個輸出信號也即移動信息信號，將k個光電二極管108的輸出端連接起來。
下面對上述輸出端之間的連接進(jìn)行說明，例如，上述n＝4，m＝3，k＝12時，受光部102相當(dāng)于圖1中由點(diǎn)劃線所圍成的受光部102A，該受光部102A由12個光電二極管108構(gòu)成。該12個光電二極管108中的4個光電二極管10811、10812、10813、10814的輸出端被連接在一起，2個光電二極管10821、10822的輸出端被連接在一起。另外，4個光電二極管10831、10832、10833、10834的輸出端被連接在一起，2個光電二極管10841、10842的輸出端被連接在一起。
因此，通過受光部102A能夠得到相加上述4個光電二極管10811～10814的輸出端的輸出信號所得的第1移動信息信號，并能夠得到相加上述2個光電二極管10821、10822的輸出端的輸出信號所得的第2移動信息信號。另外，還能夠得到相加上述4個光電二極管10831～10834的輸出端的輸出信號所得的第3移動信息信號，以及相加上述2個光電二極管10841、10842的輸出端的輸出信號所得的第4移動信息信號。另外，如圖1的區(qū)域B所示，上述光電二極管10811～10814具有長度為上述間距P的1/8的受光面，光電二極管10821、10822具有長度為上述間距P的1/4的受光面。另外，上述光電二極管10831～10834具有長度為上述間距P的1/8的受光面，光電二極管10841、10842具有長度為上述間距P的1/4的受光面。另外，上述長度是在上述移動體101的移動方向Z上的大小。
根據(jù)本實(shí)施方式1，在移動體1在移動方向Z移動的情況下，當(dāng)從與移動體1的m個裂縫105相對向的受光部102得到n個獨(dú)立的移動信息信號時，由個數(shù)m與個數(shù)n的公倍數(shù)k個獨(dú)立的光電二極管108構(gòu)成受光部102。這樣，受光部102為了輸出n個獨(dú)立的移動信息信號，將k個光電二極管108的輸出端連接起來。
也即，本實(shí)施方式1，將圖1的區(qū)域A中所示的比較例的受光部104的n個光電二極管106分割為k個光電二極管108，從該k個光電二極管所輸出的k個輸出信號中，能夠得到相當(dāng)于n個獨(dú)立移動信息信號的信號。這樣，通過將對應(yīng)相同的m個裂縫而配置的光電二極管的個數(shù)由n個增加到k個，能夠?qū)氖芄獠?02所得到的n個獨(dú)立移動信息信號的信號間的偏差降低到比從受光部104所得到的n個獨(dú)立移動信息信號的信號間的偏差小。
另外，通過將對應(yīng)相同的m個裂縫而配置的光電二極管的個數(shù)由n個增加到k個，必然會使得各個光電二極管108之間的間隔變小，同時一個一個的光電二極管108的受光面積也被縮小，能夠靈敏地檢測出光量變化。
另外，上述實(shí)施方式1中，是由裂縫個數(shù)m與獨(dú)立得到的移動信息信號的個數(shù)n的公倍數(shù)k個光電二極管108構(gòu)成受光部102的，但也可以由比獨(dú)立得到的移動信息信號的個數(shù)n大而不是上述公倍數(shù)k的個數(shù)的光電二極管構(gòu)成受光部。
在由裂縫個數(shù)m與獨(dú)立得到的移動信息信號的個數(shù)n的公倍數(shù)k個光電二極管108構(gòu)成受光部102的情況下，如上述作為一個例子的由點(diǎn)劃線所圍成的區(qū)域的受光部102A所示，能夠使各光電二極管10811～10814以及各光電二極管10831～10834為同樣的形狀，使各光電二極管10821、10822以及各光電二極管10841、10842為同樣的形狀。因此，能夠使4個光電二極管10811～10814的受光面積和與2個光電二極管10821、10822的受光面積和、4個光電二極管10831～10834的受光面積和以及2個光電二極管10841、10842的受光面積和分別相同。由于能夠保持上述第1～第4獨(dú)立輸出信號的信號間的平衡，是非常有益的。
也即，上述實(shí)施方式中，使各個光電二極管108的受光面的寬度(與長度方向垂直的方向上的大小)大小相同。這樣，如果上述受光面的法線方向平行于來自上述發(fā)光部的光軸方向，上述受光面平行于上述裂縫105的開口面，且從上述發(fā)光部入射向?qū)?yīng)于各個光電二極管108的各個裂縫105的光量分布大致均一，就能夠取得從受光部102所得到的n個移動信息信號的信號間平衡。
另外，還可以采用圖1的區(qū)域C中所示的受光部110來代替圖1的區(qū)域B中所示的受光部102。該受光部110，具有k個將區(qū)域A中所示的受光部104所設(shè)有的各個光電二極管106等分割為將上述個數(shù)m與上述個數(shù)n的公倍數(shù)k除以個數(shù)n的商(k/n)x個所得到的光電二極管111。因此，各光電二極管111的受光面的長度為光電二極管106的受光面的長度的x分之1。具有該k個光電二極管111的發(fā)光部110，為了輸出n個獨(dú)立的移動信息信號，將各個光電二極管111的輸出端連接起來。
例如，當(dāng)個數(shù)m＝3，個數(shù)n＝4，k＝12時，受光部110相當(dāng)于受光部110A，由于等分?jǐn)?shù)x＝3，受光部110A只具有12個將各個光電二極管106等分為3個所得到的光電二極管111。因此各個光電二極管111的受光面的長度為光電二極管106的受光面的長度的1/3。所以，在圖1中，3個光電二極管11111、11112、11113的輸出端被連接在一起，3個光電二極管11141、11142、11143的輸出端被連接在一起。另外，3個光電二極管11131、11132、11133的輸出端被連接在一起，3個光電二極管11121、11122、11123的輸出端被連接在一起。通過這樣的連接，受光部110輸出4個獨(dú)立的移動信息信號。
通過該受光部110，能夠使各個光電二極管111從輸出端所輸出的信號全部平衡。
另外，圖11A中顯示了差動比較并放大相當(dāng)于圖1的區(qū)域A中所示的比較例的受光部104所輸出的第1～第4這4個獨(dú)立的移動信息信號中的第1、第3移動信息信號的A+、A-的信號波形Ach，以及差動比較并放大相當(dāng)于第2、第4移動信息信號的移動信息信號B+、B-的信號波形Bch。圖11A中所示的信號波形Ach與Bch的相位差為105.2°，比理想的相位差90°偏差了約15°，信道間的偏移也較大。
與此相對，圖11B中顯示了差動比較并放大相當(dāng)于上述受光部110所輸出的第1～第4這4個獨(dú)立的移動信息信號中的第1、第3移動信息信號的A+、A-的信號波形Ach，以及差動比較并放大相當(dāng)于第2、第4移動信息信號的移動信息信號B+、B-的信號波形Bch。圖11B中所示的信號波形Ach與Bch的相位差為93.2°，接近理想的相位差90°，且信道間的偏移與上述比較例相比也變得較小。另外，圖1中表示光電二極管的四邊形框內(nèi)所標(biāo)注的數(shù)字1、2、3、4分別表示對應(yīng)于第1、第2、第3、第4移動信息信號的光電二極管。
另外，上述實(shí)施方式1中，還可以在列方向(移動體101的移動方向)或行方向(與上述移動方向垂直的方向)配置多個受光部102或110，提高光檢測靈敏度。下面通過實(shí)施方式2來對這種情況下的一列進(jìn)行說明。
(實(shí)施方式2)
對照圖2，對本發(fā)明的光學(xué)編碼器的實(shí)施方式2進(jìn)行說明。
本實(shí)施方式2中，包括在移動方向Z移動的移動體121、發(fā)光部120以及圖2的區(qū)域B中所繪制的受光部122。該發(fā)光部120與受光部122夾持上述移動體121而相對向配置。上述發(fā)光部120作為一例可以由發(fā)光二極管等構(gòu)成。
上述移動體121具有以給定的間距P形成的多個裂縫125，該裂縫125為透光區(qū)域。該移動體121相對發(fā)光部120以及受光部122，在排列有上述多個裂縫125的方向Z上移動。上述發(fā)光部所發(fā)出的光，透過上述移動體121的裂縫125照向受光部122，但被該裂縫125之間的非透光區(qū)域部分123擋住。該部分123為非透光區(qū)域。
本實(shí)施方式2中，可以采用圖2的區(qū)域B中所繪制的受光部122代替作為圖2的區(qū)域A中所繪制的比較例的受光部124。該受光部122包括第1受光部127與第2受光部128。
首先對上述比較例進(jìn)行說明。作為上述比較例的受光部124，具有8個光電二極管12611、12621、12631、12641、12612、12622、12632、12642。該8個光電二極管126以上述間距P的3/4的間距3/4P排列在上述移動方向Z上。各光電二極管126受光面的長度為上述間距P的1/2。這里，長度是指在上述移動方向Z上的大小。該受光部124例如由1個半導(dǎo)體芯片構(gòu)成。該受光部124中，光電二極管12611與12612的輸出端被連接在一起，輸出相加該光電二極管12611與12612的輸出信號所得到的第1移動信息信號A+。另外，光電二極管12621與12622的輸出端被連接在一起，輸出相加該光電二極管12621與12622的輸出信號所得到的第2移動信息信號B+。另外，光電二極管12631與12632的輸出端被連接在一起，輸出相加該光電二極管12631與12632的輸出信號所得到的第3移動信息信號A-。另外，光電二極管12641與12642的輸出端被連接在一起，輸出相加該光電二極管12641與12642的輸出信號所得到的第2移動信息信號B-。
另外，該實(shí)施方式2所具有的受光部122，如圖2的區(qū)域B所示，具有第1受光部127與第2受光部128。
第1受光部127具有能夠獨(dú)立取出的移動信息信號的個數(shù)4的3倍的12個光電二極管130。各光電二極管130的長度為上述間距P的1/6。也即，各個光電二極管的長度為上述光電二極管126的長度的1/3。另外，該第1受光部127具有3個光電二極管群127a、127b、127c。
上述光電二極管群127a具有4個光電二極管13011、13021、13031、13041。該4個光電二極管13011～13041以上述間距P的1/4的間距排列在上述移動方向。另外，上述光電二極管群127b具有4個光電二極管13012、13022、13032、13042。該4個光電二極管13012～13042以上述間距P的1/4的間距排列在上述移動方向。另外，上述光電二極管群127c具有4個光電二極管13013、13023、13033、13043。該4個光電二極管13013～13043以上述間距P的1/4的間距排列在上述移動方向。另外，上述光電二極管13041與13012以上述間距P的5/12的間距排列，上述光電二極管13042與13013以上述間距P的5/12的間距排列。
另外，上述光電二極管群127a的光電二極管13011的輸出端與光電二極管群127b的光電二極管13012的輸出端以及光電二極管群127c的光電二極管13013的輸出端相連接。另外，上述光電二極管13021、13022、13023的輸出端相連接。另外，上述光電二極管13031、13032、13033的輸出端相連接。另外，上述光電二極管13041、13042、13043的輸出端相連接。
因此，該第1受光部127中，能夠得到相加3個光電二極管13011～13013的輸出信號所得到第1移動信息信號與相加3個光電二極管13021～13023的輸出信號所得到第2移動信息信號，并能夠得到相加3個光電二極管13031～13033的輸出信號所得到第3移動信息信號與相加3個光電二極管13041～13043的輸出信號所得到第4移動信息信號。
另外，第2受光部128具有能夠獨(dú)立取出的移動信息信號的個數(shù)4的3倍的12個光電二極管131。各光電二極管131的長度為上述間距P的1/6。也即，各個光電二極管的長度為上述光電二極管126的長度的1/3。另外，該第1受光部128具有3個光電二極管群128a、128b、128c。
上述光電二極管群128a具有4個光電二極管13131、13141、13111、13121。該4個光電二極管13131～13121以上述間距P的1/4的間距排列在上述移動方向。另外，上述光電二極管群128b具有4個光電二極管13132、13142、13112、13122。該4個光電二極管13132～13122以上述間距P的1/4的間距排列在上述移動方向。另外，上述光電二極管群128c具有4個光電二極管13133、13143、13113、13123。該4個光電二極管13133～13123以上述間距P的1/4的間距排列在上述移動方向。另外，上述光電二極管13121與13132以上述間距P的5/12的間距排列，上述光電二極管13122與13133以上述間距P的5/12的間距排列。
另外，上述光電二極管群128a的光電二極管13111的輸出端與光電二極管群128b的光電二極管13112的輸出端以及光電二極管群128c的光電二極管13113的輸出端相連接。另外，上述光電二極管13121、13122、13123的輸出端相連接。另外，上述光電二極管13131、13132、13133的輸出端相連接。另外，上述光電二極管13141、13142、13143的輸出端相連接。
因此，該第1受光部128中，能夠得到相加3個光電二極管13111～13113的輸出信號所得到第1移動信息信號A+與相加3個光電二極管13121～13123的輸出信號所得到第2移動信息信號B-，并能夠得到相加3個光電二極管13131～13133的輸出信號所得到第3移動信息信號A-與相加3個光電二極管13141～13143的輸出信號所得到第4移動信息信號B+。
采用使上述第1受光部127的第1移動信息信號A+與第2受光部128的第1移動信息信號A+相加的布線連接，相加上述2個第1移動信息信號A+，作為受光部122的第1移動信息信號A+輸出。同樣，相加第1受光部127的第2移動信息信號B-與第2受光部128的第2移動信息信號B-，作為受光部122的第2移動信息信號B-輸出。另外，相加第1受光部127的第3移動信息信號A-與第2受光部128的第3移動信息信號A-，作為受光部122的第3移動信息信號A-輸出。另外，相加第1受光部127的第4移動信息信號B+與第2受光部128的第4移動信息信號B+，作為受光部122的第4移動信息信號B+輸出。
下面，參照圖8，對上述移動體121在移動方向Z上移動時，上述比較例的受光部124所輸出的4個移動信息信號A+、A-、B+、B-的信號波形進(jìn)行說明。圖8A中顯示了上述移動體121，圖8B中顯示了移動信息信號A+與A-的信號波形，圖8C中顯示了移動信息信號B+與B-的信號波形。移動信息信號A+與移動信息信號A-準(zhǔn)確的是相位應(yīng)當(dāng)只反轉(zhuǎn)180°，然而如圖8B所示，移動信息信號A+與移動信息信號A-的相位并沒有正好反轉(zhuǎn)180°，產(chǎn)生了相位錯位。另外移動信息信號B+、B-應(yīng)當(dāng)分別相對移動信息信號A+正好反轉(zhuǎn)90°、270°，然而如圖8C所示，從準(zhǔn)確的相位上產(chǎn)生了錯位。這些相位錯位是因?yàn)楦鱾€光電二極管126所輸出的信號間的偏差較大而產(chǎn)生的。另外，由于上述信號間的偏差，各個移動信息信號的信號間的振幅也有偏差，產(chǎn)生了各個移動信息信號的偏移。另外，由于各個光電二極管126對移動信息的分辨率較低，各個移動信息信號的信號波形變?nèi)酢?br> 與此相對，本實(shí)施方式2的受光部122具有將上述比較例的受光部124的光電二極管126細(xì)分化所得到的光電二極管130、131。通過該受光部122，如圖9B所示，移動信息信號A+的信號波形與移動信息信號A-的信號波形變?yōu)闇?zhǔn)確的180°的相位差。另外，如圖9C所示，移動信息信號B+變?yōu)闇?zhǔn)確的90°的相對移動信息信號A+的相位差，移動信息信號B-變?yōu)闇?zhǔn)確的270°的相對移動信息信號A+的相位差。另外，通過受光部122，各個移動信息信號間的信號振幅的偏差以及偏移也幾乎都被消除了。另外，得到了作為各個移動信息信號的信號波形的三角波，能夠進(jìn)行非常準(zhǔn)確的信號處理。因此，能夠得到非常準(zhǔn)確的移動信息。
另外，上述實(shí)施方式2中，如圖2的區(qū)域B所示，在第1受光部127與第2受光部128中，變更了對應(yīng)于各個移動信息信號(A+，B-，A-，B+)的光電二極管的排列順序。也即，在上述第1受光部127的各個光電二極管群127a～127c中，按順序配置有對應(yīng)于第1移動信息信號A+的光電二極管、對應(yīng)于第2移動信息信號B-的光電二極管、對應(yīng)于第3移動信息信號A-的光電二極管、對應(yīng)于第4移動信息信號B+的光電二極管。另外，在上述第2受光部128的各個光電二極管群128a～128c中，按順序配置有對應(yīng)于第3移動信息信號A-的光電二極管、對應(yīng)于第4移動信息信號B+的光電二極管、對應(yīng)于第1移動信息信號A+的光電二極管、對應(yīng)于第2移動信息信號B-的光電二極管。這樣，通過在第1受光部127與第2受光部128中，變更對應(yīng)于各個移動信息信號(A+，B-，A-，B+)的光電二極管的排列順序，能夠抑制對各個光電二極管的光量分布的傾斜，抑制光量平衡等的偏差。
另外，圖2中，第2受光部128的右側(cè)還可以配置與第1受光部127同樣構(gòu)成的第3受光部，進(jìn)一步，該第3受光部的右側(cè)還可以配置與第2受光部128同樣構(gòu)成的第4受光部。之后也一樣，可以交互配置給定的個數(shù)的與第1受光部、第2受光部同樣構(gòu)成的受光部。
(實(shí)施方式3)下面對照圖3，對本發(fā)明的光學(xué)編碼器的實(shí)施方式3進(jìn)行說明。本實(shí)施方式3中，包括發(fā)光部150、圖3的區(qū)域B中所繪制的受光部152以及相對發(fā)光部150與受光部152在移動方向Z移動的移動體151。該發(fā)光部150與受光部152夾持上述移動體151而相對向配置。作為上述發(fā)光部150的一例可以由發(fā)光二極管等構(gòu)成。
上述移動體151具有以給定的間距P形成的多個裂縫155，該裂縫155為透光區(qū)域。該移動體151在排列有上述多個裂縫155的方向Z上移動。上述發(fā)光部所發(fā)出的光，透過上述移動體151的裂縫155照向受光部152，但被該裂縫155之間的非透光區(qū)域部分153擋住。該部分153為非透光區(qū)域。另外，該移動體151與圖1中所示的移動體101的構(gòu)成相同。
本實(shí)施方式3中，可以采用圖3的區(qū)域B中所繪制的受光部152代替作為圖3的區(qū)域A中所繪制的比較例的受光部154。另外，作為上述比較例的受光部154，具有從圖1的區(qū)域A中所示的受光部104的內(nèi)部左側(cè)開始的第1到第4個光電二極管106。
如圖3的區(qū)域B所示，本實(shí)施方式所具有的受光部152，對應(yīng)于3個裂縫155，輸出第1移動信息信號A+、第2移動信息信號B+、第3移動信息信號A-、第4移動信息信號B-這4個獨(dú)立的移動信息信號。這樣，該受光部152具有上述裂縫個數(shù)m＝3與上述移動信息信號個數(shù)n＝4的公倍數(shù)的k＝24個光電二極管160。
也即，該受光部152所具有的光電二極管160在移動方向Z的長度，為上述光電二極管106的長度的1/6，寬度與上述光電二極管106的寬度一樣。該受光部152由排列在長度方向(移動方向Z)上的8個光電二極管群152a～152h構(gòu)成，各個光電二極管群152a～152h分別由排列在長度方向上的3個光電二極管106構(gòu)成。
也即，圖3中，從左邊開始第1個光電二極管群152a由光電二極管16031、16021、16011構(gòu)成，這3個光電二極管16031、16021、16011以1/12P的間距無縫隙相鄰接。另外，第2個光電二極管群152b由光電二極管16022、16012、16041構(gòu)成，這3個光電二極管以1/12P的間距無縫隙相鄰接。另外，第3個光電二極管群152c由光電二極管16042、16032、16023構(gòu)成，這3個光電二極管以1/12P的間距無縫隙相鄰接。
另外，第4個光電二極管群152d由3個光電二極管16033、16043、16013構(gòu)成，這3個光電二極管以1/12P的間距無縫隙相鄰接。另外，第5個光電二極管群152e由3個光電二極管16034、16024、16014構(gòu)成，這3個光電二極管以1/12P的間距無縫隙相鄰接。
另外，第6個光電二極管群152f由3個光電二極管16044、16035、16025構(gòu)成，這3個光電二極管以1/12P的間距無縫隙相鄰接。另外，第7個光電二極管群152g由3個光電二極管16026、16015、16045構(gòu)成，這3個光電二極管以1/12P的間距無縫隙相鄰接。另外，第8個光電二極管群152h由3個光電二極管16016、16046、16036構(gòu)成，這3個光電二極管以1/12P的間距無縫隙相鄰接。
另外，上述受光部152中，第1個光電二極管群152a的光電二極管16011與第2個光電二極管群152b的光電二極管16022之間的間距為間距P的1/6。另外，第2個光電二極管群152b的光電二極管16041與第3個光電二極管群152c的光電二極管16042之間的間距為間距P的1/4。
同樣，第3個光電二極管群152c的光電二極管16023與第4個光電二極管群152d的光電二極管16033之間的間距為間距P的1/6。另外，第4個光電二極管群152d的光電二極管16013與第5個光電二極管群152e的光電二極管16034之間的間距為間距P的1/4。
另外，第5個光電二極管群152e的光電二極管16014與第6個光電二極管群152f的光電二極管16044之間的間距為間距P的1/6。另外，第6個光電二極管群152f的光電二極管16025與第7個光電二極管群152g的光電二極管16026之間的間距為間距P的1/4。另外，第7個光電二極管群152g的光電二極管16045與第8個光電二極管群152h的光電二極管16016之間的間距為間距P的1/6。
這樣，將上述光電二極管16011～16016的6個輸出端連接在一起，輸出第1移動信息信號A+。另外，將上述光電二極管16021～16026的6個輸出端連接在一起，輸出第2移動信息信號B+。另外，將上述光電二極管16031～16036的6個輸出端連接在一起，輸出第3移動信息信號A-。將上述光電二極管16041～16046的輸出端連接在一起，輸出第4移動信息信號B-。
這樣，本實(shí)施方式3的受光部152具有將區(qū)域A中所示的作為比較例的受光部154的4個光電二極管106分別分割為6個所得到的24個光電二極管160。通過設(shè)有這樣的被細(xì)分化的光電二極管160，將對應(yīng)同樣的裂縫個數(shù)m＝3而配置的光電二極管的個數(shù)由n＝4個增加到k＝24個，能夠?qū)氖芄獠?52所得到的4個獨(dú)立移動信息信號A+、B+、A-、B-的信號間的偏差降低到比從受光部154所得到的4個獨(dú)立移動信息信號A+、B+、A-、B-的信號間的偏差小。
另外，通過將對應(yīng)同樣的裂縫個數(shù)m＝3而配置的光電二極管160的個數(shù)由4個增加到24個，必然會使得各個光電二極管160之間的間隔變小，同時一個一個的光電二極管160的受光面積也被縮小，能夠靈敏地檢測出光量變化。
本實(shí)施方式3中，各個光電二極管群152a～152h中，由于3個光電二極管160無縫隙相鄰接，且沒有了分離部的空間，有可能會引起相鄰的光電二極管的光電流的流入，另一方面，與上述實(shí)施方式2相比，由于各個光電二極管之間的距離變窄，能夠?qū)?個移動信息信號的偏差進(jìn)一步降低，取得4個移動信息信號的振幅、相位等的平衡。
另外，為了設(shè)置各個光電二極管之間的分離部，如圖1的區(qū)域C所示，最好是具有被等分割為能夠獨(dú)立得到的移動信息信號的個數(shù)n與裂縫個數(shù)m的最小公倍數(shù)個的光電二極管。
(實(shí)施方式4)下面對照圖4，對本發(fā)明的光學(xué)編碼器的實(shí)施方式4進(jìn)行說明。
本實(shí)施方式4中，包括發(fā)光部170、圖4的區(qū)域B中所繪制的受光部172以及相對發(fā)光部170與受光部172在移動方向Z移動的移動體171。該發(fā)光部170與受光部172夾持上述移動體171而相對向配置。作為上述發(fā)光部170的一例可以由發(fā)光二極管等構(gòu)成。
上述移動體171具有以給定的間距P形成的多個裂縫175，該裂縫175為透光區(qū)域。該移動體171在排列有上述多個裂縫175的方向Z上移動。上述發(fā)光部所發(fā)出的光，透過上述移動體171的裂縫175照向受光部172，但被該裂縫175之間的非透光區(qū)域部分173擋住。該部分173為非透光區(qū)域。另外，該移動體171與圖1中所示的移動體101的構(gòu)成相同。
本實(shí)施方式4中，可以采用圖4的區(qū)域B中所繪制的受光部172代替作為圖4的區(qū)域A中所繪制的作為比較例的受光部174。另外，作為上述比較例的受光部174，具有從圖1的區(qū)域A中所示的受光部104的內(nèi)部左側(cè)開始第1到第4個光電二極管106。
如圖4的區(qū)域B所示，本實(shí)施方式所具有的受光部172具有排列在長度方向(移動方向Z)上的第1受光部173與第2受光部174。
第1受光部173與第2受光部174分別對應(yīng)于2個裂縫175，輸出第1移動信息信號A+、第2移動信息信號B+、第3移動信息信號A-、第4移動信息信號B-這4個獨(dú)立的移動信息信號。也即，第1受光部173具有裂縫個數(shù)m＝2與上述移動信息信號個數(shù)n＝4的公倍數(shù)的k＝8個光電二極管180。同樣，第2受光部174也具有8個光電二極管181。
各個光電二極管180、181的長度為1/4P，是光電二極管106的長度的1/2。另外，各個光電二極管180、181的寬度與光電二極管106的寬度一樣。也即，各個光電二極管180、181相當(dāng)于2等分光電二極管106所得到的光電二極管。
上述第1受光部173由排列在長度方向(移動方向Z)上的光電二極管群173a、173b構(gòu)成。另外，光電二極管群173a由排列在長度方向(移動方向Z)上的光電二極管18011、18041、18031、18021構(gòu)成。另外，光電二極管群173b由排列在長度方向(移動方向Z)上的光電二極管18012、18042、18032、18022構(gòu)成。
該光電二極管群173a中，4個光電二極管18011～18021以間距P的1/4的間距進(jìn)行排列。另外，上述光電二極管群173b中，4個光電二極管18012～18022以間距P的1/4的間距進(jìn)行排列。
另外，上述光電二極管群173a的光電二極管18021與光電二極管群173b的光電二極管18012以間距P的1/2的間距進(jìn)行排列。
在第1受光部173中，光電二極管18011與18012的輸出端被連接起來，輸出第1移動信息信號A+，光電二極管18021與18022的輸出端被連接起來，輸出第2移動信息信號B+。另外，光電二極管18031與18032的輸出端被連接起來，輸出第3移動信息信號A-，光電二極管18041與18042的輸出端被連接起來，輸出第4移動信息信號B-。
另外，上述第2受光部174由排列在長度方向(移動方向Z)上的光電二極管群174a、174b構(gòu)成。另外，光電二極管群174a由排列在長度方向(移動方向Z)上的光電二極管18131、18121、18111、18141構(gòu)成。另外，光電二極管群174b由排列在長度方向(移動方向Z)上的光電二極管18132、18122、18112、18142構(gòu)成。
該光電二極管群174a中，4個光電二極管18131～18141以間距P的1/4的間距進(jìn)行排列。另外，上述光電二極管群174b中，4個光電二極管18132～18142以間距P的1/4的間距進(jìn)行排列。
另外，上述光電二極管群174a的光電二極管18141與光電二極管群174b的光電二極管18132以間距P的1/2的間距進(jìn)行排列。
在第2受光部174中，光電二極管18111與18112的輸出端被連接起來，輸出第1移動信息信號A+，光電二極管18121與18122的輸出端被連接起來，輸出第2移動信息信號B+。另外，光電二極管18131與18132的輸出端被連接起來，輸出第3移動信息信號A-，光電二極管18141與18142的輸出端被連接起來，輸出第4移動信息信號B-。
本實(shí)施方式4，通過具有區(qū)域B中所示的受光部172，由于設(shè)有與區(qū)域A中所示的受光部174的各個光電二極管106相比被細(xì)分化的各個光電二極管180、181，能夠降低第1、第2受光部173、174所輸出的4個獨(dú)立移動信息信號A+、B+、A-、B-的信號間的偏差。另外，本實(shí)施方式中，與比較例相比，各個光電二極管之間的間隔變小，同時各個光電二極管的受光面積也被縮小，因此能夠靈敏地檢測出光量變化。
另外，本實(shí)施方式中，第1受光部173中將各個光電二極管180以對應(yīng)于各個移動信息信號(A+，B-，A-，B+)的順序排列，第2受光部174中將各個光電二極管181以對應(yīng)于各個移動信息信號(A-，B+，A+，B-)的順序排列。
這樣，第1受光部173與第2受光部174中，通過變更對應(yīng)于各個移動信息信號的光電二極管的排列順序，能夠抑制各個光電二極管的光量分布的傾斜，并抑制光量平衡等的偏差。
另外，圖4中，第2受光部174的右側(cè)還可以配置與第1受光部173同樣構(gòu)成的第3受光部，進(jìn)一步，該第3受光部的右側(cè)還可以配置與第2受光部174同樣構(gòu)成的第4受光部。之后也一樣，可以交互配置給定的個數(shù)的與第1受光部、第2受光部同樣構(gòu)成的受光部。
另外，本實(shí)施方式4中，各個光電二極管群173a、173b、174a、174b中，由于4個光電二極管180、181無縫隙相鄰接且沒有了分離部的空間，有可能會引起相鄰的光電二極管的光電流的流入，另一方面，與上述實(shí)施方式2相比，由于各個光電二極管之間的距離變窄，能夠降低4個移動信息信號的偏差，取得4個移動信息信號的振幅、相位等的平衡。
另外，在像上述的實(shí)施方式1～4那樣的具有與比較例相比被細(xì)分化的光電二極管的光學(xué)編碼器中，移動體的裂縫個數(shù)m，最好選擇發(fā)光部的發(fā)光源的光量等的平衡較好的數(shù)，結(jié)合能夠獨(dú)立得到的移動信息信號的個數(shù)n進(jìn)行細(xì)分化，選擇為與光學(xué)特性以及光電二極管的特性相符合的最佳配置。
另外，為了得到移動體的移動信息，最好使光電二極管的形狀與移動體的裂縫形狀相一致，因此當(dāng)移動體為圓形裂縫為扇形時，最好配置扇形的光電二極管。
另外，如圖5的區(qū)域B所示，圖2的區(qū)域B中所示的受光部127中，可以使形成有各個光電二極管130的半導(dǎo)體芯片中，各個光電二極管130之間的殘留部分D1～D11為偽光電二極管(非活性二極管)。這種情況下，各個光電二極管130的光電變換所產(chǎn)生的電子被偽光電二極管D1～D11所吸收，能夠防止各個光電二極管130的信號進(jìn)入其他信號而引起干擾。另外，如果將上述偽光電二極管接地，能夠進(jìn)一步防止信號之間的干擾。另外，這樣的偽光電二極管，還可以適用于圖1的區(qū)域C中所示的受光部110以及圖3的區(qū)域B中所示的受光部152中。
另外，如果使圖5中所示的殘留部分D1～D11上所形成的光電二極管并不僅僅是偽光電二極管，還能夠用于移動體的裂縫位置的檢測以及光量分布的檢測、平行光的檢測、裂縫與光電二極管的距離的檢測等移動體的移動信息之外的信息檢測的話，則更加理想。
另外，上述實(shí)施方式1～4的光學(xué)編碼器的受光部中，例如在形成了光電二極管之后進(jìn)行光電二極管的細(xì)分化在工序上難以實(shí)現(xiàn)的情況下，通過使上述光電二極管的一部分為偽光電二極管，有利于實(shí)現(xiàn)光電二極管的細(xì)分化。另外，作為光電二極管的分離方法，可以采用金屬遮光法、P型雜質(zhì)擴(kuò)散分離法等，另外，通過采用上述兩個方法，能夠防止光的回流。另外，如果采用使用多晶硅的溝道分離、氧化膜分離等作為上述分離方法，是很有利的。
另外，作為上述光電二極管的形成方法，可以采用使用外延膜與雜質(zhì)擴(kuò)散的光電二極管形成方法，以及使用半導(dǎo)體基板與外延膜形成光電二極管的方法。
另外，在使用上述半導(dǎo)體基板與外延膜所形成的光電二極管中，如果進(jìn)行使用雜質(zhì)擴(kuò)散的封裝，能夠得到更好的光電流。進(jìn)一步，通過在光電二極管上形成反射防止膜，能夠抑制光的反射，得到更好的光電流。
另外，如圖6所示，在具有如圖5的區(qū)域B所示的被細(xì)分化的光電二極管130的受光部127中，還可以對形成有各個光電二極管130的半導(dǎo)體芯片形成交叉電阻R1～R12。該交叉電阻R1～R12，在各個光電二極管13011～13043的寬度方向的延長區(qū)域E1～E12中，通過在斜線部分進(jìn)行雜質(zhì)擴(kuò)散而形成。
延長區(qū)域E1的非擴(kuò)散部與延長區(qū)域E5的非擴(kuò)散部以及連接部L1電連接，延長區(qū)域E5的非擴(kuò)散部與延長區(qū)域E9的非擴(kuò)散部以及連接部L5電連接。這樣，能夠從各延長區(qū)域E1、E5、E9的非擴(kuò)散部輸出相加光電二極管13011、13012、13013的3個輸出信號所得到的第1移動信息信號A+。
另外，延長區(qū)域E2的非擴(kuò)散部與延長區(qū)域E6的非擴(kuò)散部以及連接部L2電連接，延長區(qū)域E6的非擴(kuò)散部與延長區(qū)域E10的非擴(kuò)散部以及連接部L6電連接。這樣，能夠從各延長區(qū)域E2、E6、E10的非擴(kuò)散部輸出相加光電二極管13021、13022、13023的3個輸出信號所得到的第2移動信息信號B-。
另外，延長區(qū)域E3的非擴(kuò)散部與延長區(qū)域E7的非擴(kuò)散部以及連接部L3電連接，延長區(qū)域E7的非擴(kuò)散部與延長區(qū)域E11的非擴(kuò)散部以及連接部L7電連接。這樣，能夠從各延長區(qū)域E3、E7、E11的非擴(kuò)散部輸出相加光電二極管13031、13032、13033的3個輸出信號所得到的第3移動信息信號A-。
另外，延長區(qū)域E4的非擴(kuò)散部與延長區(qū)域E8的非擴(kuò)散部以及連接部L4電連接，延長區(qū)域E8的非擴(kuò)散部與延長區(qū)域E12的非擴(kuò)散部以及連接部L8電連接。這樣，能夠從各延長區(qū)域E4、E8、E12的非擴(kuò)散部輸出相加光電二極管13041、13042、13043的3個輸出信號所得到的第4移動信息信號B+。
這樣，通過圖6中所示的構(gòu)成，能夠從多個不同的場所取出相加3個輸出信號所得到的第1～第4移動信息信號，使得受光部127與后繼的電路之間的連接變得容易，是很有利的。
另外，上述各個實(shí)施方式中，通過相對發(fā)光部所具有的發(fā)光源對稱排列受光部所具有的多個光電二極管，能夠得到向可獨(dú)立獲得的移動信息信號傾斜的光量的平衡，是很理想的。另外，通過使上述發(fā)光部所具有的發(fā)光源包括準(zhǔn)直透鏡，能夠聚光并輸出平行光，對獲得準(zhǔn)確的移動信息非常有利。另外，上述各實(shí)施方式的光學(xué)編碼器非常適合用作印刷機(jī)器、FA機(jī)器中的光傳感器。
本發(fā)明的光學(xué)編碼器，適用于使用光電二極管檢測出移動體的位置、移動速度、移動方向等用途，作為一個例子，使用于復(fù)印機(jī)、打印機(jī)等印刷機(jī)器以及FA(工廠自動化)機(jī)器等中是非常有利的。
以上對本發(fā)明進(jìn)行了說明，當(dāng)然還可以對其進(jìn)行各種變更。附圖僅僅用于說明，本發(fā)明并不僅限于附圖。所進(jìn)行的不脫離本發(fā)明的精神及范圍且能夠被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的變更，都包括在本發(fā)明的權(quán)利要求之中。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)編碼器，具有在移動方向上交互形成有透光區(qū)域與非透光區(qū)域的移動體；朝上述移動體出射光的發(fā)光部；以及接收上述發(fā)光部所出射的且透過了上述移動體的透光區(qū)域的光、并輸出表示上述移動體的移動信息的移動信息信號的受光部，其特征在于上述受光部，具有與多個上述透光區(qū)域相對向而配置，輸出獨(dú)立的多個移動信息信號，同時個數(shù)是上述相對向的透光區(qū)域的個數(shù)與上述獨(dú)立移動信息信號的個數(shù)的公倍數(shù)的光電二極管；將上述多個光電二極管的輸出端連接起來，以便分別通過相加上述公倍數(shù)個的光電二極管中的多個光電二極管的輸出信號而得到上述多個移動信息信號。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其特征在于使垂直于上述移動方向的寬度方向上的上述移動體的透光區(qū)域的大小，與上述寬度方向的上述光電二極管的大小相同。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其特征在于上述公倍數(shù)個的光電二極管在上述移動方向的大小相同，相加上述公倍數(shù)除以上述獨(dú)立的移動信息信號的個數(shù)所得到的數(shù)目的上述光電二極管的輸出信號，作為各個移動信息信號而輸出。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其特征在于具有上述公倍數(shù)個的光電二極管的受光部為多個。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)編碼器，其特征在于上述受光部所具有的光電二極管被排列在上述移動方向上，上述多個受光部排列在上述寬度方向上。
6.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)編碼器，其特征在于上述多個受光部中至少2個受光部的用來得到各個移動信息信號的多個光電二極管的排列位置互相不同。
7.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)編碼器，其特征在于與各受光部相對向的上述透光區(qū)域的個數(shù)為3，上述獨(dú)立移動信息信號的個數(shù)為4，上述各個受光部具有12個光電二極管；在設(shè)上述移動體的移動方向?yàn)殚L度方向，上述透光區(qū)域的排列的間距為1間距的情況下，上述12個光電二極管被排列在上述長度方向上，分別具有1/6間距的長度；上述各個受光部具有3個由4個上述光電二極管所構(gòu)成的光電二極管群，各個光電二極管群中的光電二極管之間的間隔為1/12間距，在相鄰的2個光電二極管群中，一方光電二極管群中的與另一方光電二極管群最接近的光電二極管，與另一方光電二極管群中的與一方光電二極管群最接近的光電二極管以5/12間距相鄰接；上述各個光電二極管群中的4個光電二極管分別輸出對應(yīng)于4個不同的獨(dú)立移動信息信號的輸出信號，同時相加上述3個光電二極管群所輸出的對應(yīng)于4個移動信息信號中的1個移動信息信號的3個光電二極管的輸出信號，作為1個移動信息信號輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)編碼器，其特征在于上述各個受光部所具有的上述3個光電二極管群分別所具有的4個光電二極管，是由輸出對應(yīng)于第1移動信息信號的輸出信號的第1光電二極管、輸出對應(yīng)于第2移動信息信號的輸出信號的第2光電二極管、輸出對應(yīng)于第3移動信息信號的輸出信號的第3光電二極管、以及輸出對應(yīng)于第4移動信息信號的輸出信號的第4光電二極管所構(gòu)成；相鄰的2個受光部中的一方受光部的3個光電二極管群中，分別在上述移動方向上按順序排列有上述第1光電二極管、第2光電二極管、第3光電二極管、第4光電二極管，另一方受光部的3個光電二極管群中，分別在上述移動方向上按順序排列有上述第3光電二極管、第4光電二極管、第1光電二極管、第2光電二極管。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其特征在于與受光部相對向的上述透光區(qū)域的個數(shù)為3，上述獨(dú)立移動信息信號的個數(shù)為4，上述受光部具有24個光電二極管；在設(shè)上述移動體的移動方向?yàn)殚L度方向，上述透光區(qū)域的排列的間距為1間距的情況下，上述24個光電二極管被排列在上述長度方向上，分別具有1/12間距的長度；上述受光部具有8個由3個上述光電二極管所構(gòu)成的光電二極管群，各個光電二極管群中的3個光電二極管以1/12間距排列；上述8個光電二極管群由在上述移動方向按順序排列的第1～第8光電二極管群構(gòu)成；第1光電二極管群與第2光電二極管群之間的間隔，以及第3光電二極管群與第4光電二極管群之間的間隔，以及第5光電二極管群與第6光電二極管群之間的間隔，以及第7光電二極管群與第8光電二極管群之間的間隔為1/12間距；第2光電二極管群與第3光電二極管群之間的間隔，以及第4光電二極管群與第5光電二極管群之間的間隔，以及第6光電二極管群與第7光電二極管群之間的間隔為1/6間距；各個光電二極管群中的3個光電二極管，分別輸出對應(yīng)于不同的移動信息信號的輸出信號，同時相加上述8個光電二極管群所輸出的對應(yīng)于4個移動信息信號中的1個移動信息信號的6個光電二極管的輸出信號，作為1個移動信息信號輸出。
10.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其特征在于與受光部相對向的上述透光區(qū)域的個數(shù)為2，上述獨(dú)立的移動信息信號的個數(shù)為4，上述受光部具有8個光電二極管；在設(shè)上述移動體的移動方向?yàn)殚L度方向，上述透光區(qū)域的排列的間距為1間距的情況下，上述8個光電二極管被排列在上述長度方向上，分別具有1/4間距的長度；上述各個受光部具有2個由4個上述光電二極管所構(gòu)成的光電二極管群，各個光電二極管群中的4個光電二極管以1/4間距排列；相鄰的2個光電二極管群中，一方光電二極管群中的與另一方光電二極管群最接近的光電二極管，與另一方光電二極管群中的與一方光電二極管群最接近的光電二極管以1/2間距相鄰接；各個光電二極管群中的4個光電二極管，分別輸出對應(yīng)于4個不同的獨(dú)立移動信息信號的輸出信號，同時相加上述2個光電二極管群所輸出的對應(yīng)于4個移動信息信號中的1個移動信息信號的2個光電二極管的輸出信號，作為1個移動信息信號輸出。
11.如權(quán)利要求10所述的光學(xué)編碼器，其特征在于具有多個上述受光部；各個上述受光部所具有的上述2個光電二極管群分別所具有的4個光電二極管，是由輸出對應(yīng)于第1移動信息信號的輸出信號的第1光電二極管、輸出對應(yīng)于第2移動信息信號的輸出信號的第2光電二極管、輸出對應(yīng)于第3移動信息信號的輸出信號的第3光電二極管，以及輸出對應(yīng)于第4移動信息信號的輸出信號的第4光電二極管所構(gòu)成；相鄰的2個受光部中的一方受光部的2個光電二極管群中，分別在上述移動方向上按順序排列有上述第1光電二極管、第2光電二極管、第3光電二極管、第4光電二極管，另一方受光部的2個光電二極管群中，分別在上述移動方向上按順序排列有上述第3光電二極管、第4光電二極管、第1光電二極管、第2光電二極管。
12.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體是在圓周方向上交互形成有扇形透光區(qū)域和扇形非透光區(qū)域的圓板狀，其移動方向?yàn)閳A周方向；上述受光部所具有的光電二極管為與上述透光區(qū)域的扇形相吻合的扇形。
13.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其特征在于在上述受光部所具有的上述光電二極管之間，配置有用來檢測上述移動體的移動信息之外的信息的追加的光電二極管。
14.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其特征在于在上述受光部所具有的上述光電二極管之間，配置有追加的光電二極管，相加該追加的光電二極管的輸出信號與上述受光部所具有的上述光電二極管所輸出的信號得到移動信息信號。
15.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其特征在于上述受光部所具有的多個光電二極管形成在半導(dǎo)體芯片上，在電連接上述多個光電二極管的布線下，設(shè)有與該布線交叉的交叉電阻，該交叉電阻通過對上述半導(dǎo)體芯片的雜質(zhì)擴(kuò)散而制作出來。
16.一種機(jī)器，其特征在于具有如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)編碼器，受光部(102A)正好具有與其相對向的裂縫(105)的個數(shù)3與移動信息信號的個數(shù)4的公倍數(shù)的12個光電二極管(108)。另外，為了分別通過相加上述12個光電二極管(108)中的多個光電二極管的輸出信號而得到上述4個移動信息信號，將上述多個光電二極管的輸出端連接起來。這樣，將12個光電二極管(108)相對3個裂縫(105)平衡配置，同時細(xì)分各個光電二極管(108)，使得各個光電二極管的受光面積也被縮小。通過該光學(xué)編碼器，能夠抑制從受光部所得到的移動信息信號的錯位、變形、偏差等，得到準(zhǔn)確的移動信息。
文檔編號G01D5/36GK1580709SQ20041005646
公開日2005年2月16日 申請日期2004年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月8日
發(fā)明者岡田教和, 和里田浩久, 中村弘規(guī), 沖和史 申請人:夏普株式會社