[發明專利]光電式編碼器以及使用它的電子設備

有效

• 申請號: 200710147186.3
• 申請日: 2007-08-30
• 公開（公告）號: CN101135578A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 佐佐木正人;岡田教和
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: G01D5/36
• 分類號: G01D5/36;G01P3/486
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 邸萬奎

技術領域

本發明涉及光電式編碼器以及使用它的電子設備，該光電式編碼器由光接收元件對通過移動體透過或反射的光進行光接收，從而檢測上述移動體的位置、移動速度以及移動方向等。

背景技術

在打印機、繪圖機、光盤裝置等中，光學式編碼器被用于檢測打印頭(head)或光頭的位移量或位移方向的機構中。以往，作為這種光電式編碼器，已知特開昭59-40258號公報中所公開的光電式旋轉編碼器。

圖10是表示在特開昭59-40258號公報中所公開的光電式旋轉編碼器中的光學部分。在圖10中，在被互相對置配置的發光單元(未圖示)和光接收單元1之間，配置有沿箭頭方向移動的移動體2。該移動體2中，在移動方向上以一定間距P互相交叉地形成透光區域(通常構成縫隙形狀)PZ和遮光區域NZ。光接收單元1是由四個光接收元件1a、1b、1?c、1?d無間隙地排列形成，四個光接收元件具有在移動體2中的透光區域PZ和遮光區域NZ的寬度(1/2)P的一半(即，(1/4)P)的寬度。

而且，從上述光接收元件1a、1b、1c、1d輸出的四個信號(依次設為A+、B-、A-、B+)中，信號A+和信號A-被輸入到比較器(未圖示)進行比較，另一方面，信號B+和信號B-被輸入到其他的比較器(未圖示)進行比較。而且，可以得到相位相互僅相差90°的兩個輸出信號。

可是，作為用于光電式旋轉編碼器的移動體2的原材料，通常使用金屬或合成樹脂，但是，因這些原材料的微細加工存在限度，所以自然地，其分辨率也存在限度。例如，將使用了直線標度類型的移動體2的以往的光電式編碼器應用在打印機的情況下，要得到300dpi的分辨率，則透光區域PZ以及遮光區域NZ的寬度(1/2)P為40μm左右。而且，在加工時的允許誤差成為±十幾μm。因此，在以往，不可能將由金屬或合成樹脂構成的移動體2用于大型的打印機。

此外，在作為上述移動體2的原材料而使用了玻璃的情況下，有可能得到上述程度的分辨率。但是，因為玻璃較脆容易碎，所以需要保證機械強度，產生成本格外提高的問題。

因此，為了解決上述那樣的有關分辨率的問題，提出了一種根據在日本實用新型注冊第2604986號公報中所公開的光學式位置編碼器，使用從以往所使用的移動體，可得到比該移動體所具有的分辨率高的分辨率的輸出的光學式編碼器。

圖11是表示在日本實用新型注冊第2604986號公報中所公開的光學式位置編碼器中的移動體6的透光單元PZ以及遮光單元NZ的區域、構成光接收單元5的八個光接收元件5a～5h之間的配置關系、以及對各個光接收元件5a～5h的輸出信號進行運算的信號處理單元7的結構。

在圖11中，本光學式位置編碼器包括：發光單元(未圖示)；移動體6，在移動方向上以一定間距P相互交叉地形成透光區域PZ和遮光區域NZ；光接收單元5，由以(1/8)P間距的間隔向移動體6的移動方向無間隙地配置在一條直線上的八個光接收元件5a～5h構成；信號處理單元7，由八個加法器8a～8h、四個比較器9a～9d以及兩個邏輯運算單元10a、10b構成。

圖1?2是表示在上述信號處理單元7中的第一比較器9a～第四比較器9d以及第一、第二邏輯運算單元10a、10b的輸出信號的波形。其中，橫軸表示移動體6的位移量。以下，根據圖12，說明信號處理單元7的動作。

圖12A、圖12B、圖12D以及圖12E表示上述第一比較器9a～第四比較器9d的輸出信號SC1～SC4。相對于輸出信號SC1，輸出信號SC2具有-90°的相位差，輸出信號SC3具有-45°的相位差，輸出信號SC4具有-135°的相位差。

如圖13A所示，上述第一邏輯運算單元10a以及第二邏輯運算單元10b由“與”元件11、“或非”元件12、以及“或”元件13構成，從如圖13B所示的真值表可知，在輸入信號的電平都是“高電平”或“低電平”的情況下，輸出“高電平”的輸出信號；若不是的情況下，輸出??“低電平”的輸出信號。圖12C表示第一邏輯運算單元10a的輸出信號OUT1。此外，圖12F表示第二邏輯運算單元10b的輸出信號OUT2。