CN106415210B - 光学式编码器 - Google Patents

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Abstract

光学式编码器包括：相邻地依次配置的第一、第二和第三受光元件(A、B、C)；和检测信号生成部(50)，其在光的入射比上述第一受光元件(A)延迟的上述第二受光元件(B)的输出电平超过上述第一受光元件(A)的输出电平时，输出检测触发(Ts)，而在光的入射比上述第二受光元件(B)延迟的上述第三受光元件(C)的输出电平超过上述第二受光元件(B)的输出电平时，输出非检测触发(Te)。

Description

光学式编码器
技术领域
本发明涉及使用受光元件对移动体的位置、移动速度、移动方向等进行检测的光学式编码器，尤其涉及适合于在复印机和打印机等印刷设备、FA(工厂自动化)设备、摄像机等的聚焦调整装置、以及对曲轴的旋转角、速度等进行检测的车用速度检测装置等中使用的光学式编码器。
背景技术
以往，作为光学式编码器，存在如专利文献1(日本特开昭59-40258号公报)中记载的那样，使用在移动体的投光部和遮光部配置的光电二极管间的差分输出(差动输出)，对移动体的位置、移动速度等进行检测的光学式编码器。
另外，专利文献2(日本特开2013-195180号公报)中记载有一种使检测物的凹凸部的凹部比凸部的1/2大的光学式编码器。
另外，专利文献3(日本特开2014-2078号公报)中记载有一种具有光电二极管分辨率切换功能，根据切换而改变基准电压的光学式编码器。
专利文献4(日本特开2007-17390号公报)中记载有一种将相邻的光电二极管的输出分别以数字方式输出，根据数字信号的检出顺序来输出移动体的旋转、移动方向的光学式编码器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭59-40258号公报
专利文献2：日本特开2013-195180号公报
专利文献3：日本特开2014-2078号公报
专利文献4：日本特开2007-17390号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，上述以往的光学式编码器存在以下问题。
在像专利文献1那样检测移动体的移动速度、移动方向的光学式编码器中，因为配置的是与移动体的隙缝宽度成比例的光电二极管，所以，在移动体的隙缝宽度不同的情况下无法检测移动速度、移动方向。即，存在检测精度依赖于移动体隙缝宽度的精度的问题。
另外，在LED(发光二极管)不能获得平行光的情况下，光非检测部也有光绕入，占空比根据发光-受光间距离而恶化。即，专利文献1的光学式编码器存在检测精度依赖于光学***的问题。
在专利文献2的光学式编码器中，在具有凹凸的检测物中也需要根据凹凸来配置光电二极管，会产生与上述同样的问题。
在专利文献3的光学式编码器中，虽然具有分辨率切换功能，但是切换受到限定，会产生与上述同样的问题。
作为不依赖于移动体的隙缝宽度的方法，存在如专利文献4所示利用红外线辐射进行检测的方法。该方法虽然不依赖于隙缝宽度，但是分辨率根据设定的阈值水平而变化，因此，会由于光学条件的偏差而产生大的特性偏差。其它的现有技术进行2个光电二极管间的差分运算(差动运算)，而该方法使用单个光电二极管进行处理，因此，在移动方向的检测中也存在发生误动作的可能性。
因此，本发明的技术问题在于，提供一种能够不依赖于移动体的隙缝和反射区域的分辨率并且不依赖于光学***的偏差地保持高的SN比(信噪比)，能够高精度地检测移动体的位置、移动速度等的光学式编码器。
用于解决技术问题的手段
为了解决上述技术问题，本发明的光学式编码器包括：
相邻地依次配置的第一受光元件、第二受光元件和第三受光元件；和
检测信号生成部，其在光的入射比光先入射的上述第一受光元件延迟的上述第二受光元件的输出电平超过上述第一受光元件的输出电平时，输出检测触发，而在光的入射比上述第二受光元件延迟的上述第三受光元件的输出电平超过上述第二受光元件的输出电平时，输出非检测触发。
一个实施方式的光学式编码器包括：
具有与上述第二受光元件的光轴大致重叠的光轴的发光元件；和
使上述第一受光元件和第三受光元件的受光开口部缩小的窗部。
在一个实施方式的光学式编码器中，
上述第一受光元件、第二受光元件和第三受光元件的受光部的面积大致相同。
在一个实施方式的光学式编码器中，
上述第一受光元件、第二受光元件和第三受光元件的组并列设置有2组。
一个实施方式的光学式编码器包括：
可经由开关与上述第一受光元件、第二受光元件和第三受光元件各自并联连接的电容；和
对上述开关进行控制的开关控制电路。
该实施方式的电子设备包括上述的光学式编码器。
发明效果
根据本发明的光学式编码器，能够不依赖于移动体的隙缝和反射区域的分辨率并且不依赖于光学***的偏差地保持高的SN比(信噪比)，能够高精度地检测移动体的位置、移动速度等。
附图说明
图1中，图1-1、1-2是表示本发明的第一实施方式的光学式编码器中的光电二极管的配置与受光量变化的关系的图，图1-1表示移动体与窗部之间的距离大的情况，图1-2表示移动体与窗部之间的距离比图1-1的情况小的情况。
图2中，图2-1和图2-2是表示第一～第三光电二极管与移动体之间的距离为4mm时的第一～第三光电二极管的受光量的光学模拟结果的图。
图3中，图3-1和图3-2是表示第一～第三光电二极管与移动体之间的距离为8mm时的第一～第三光电二极管的受光量的光学模拟结果的图。
图4是本发明的第一实施方式的光学式编码器的电路框图。
图5中，图5-1、5-2、……、5-5表示本发明的第一实施方式的光学式编码器的各部分的波形，图5-1表示来自第一～第三光电二极管的输入(输入光电流)，图5-2表示置位信号，图5-3表示复位信号，图5-4表示RS触发器的输出波形，图5-5表示来自逻辑电路的输出电压。
图6是本发明的第一实施方式的光学式编码器的逻辑电路的详细框图。
图7中，图7-1和图7-2是说明即使入射光量变化，输出的交叉点也不变化的图。
图8是本发明的第二实施方式的光学式编码器的主要部分的框图。
图9是本发明的第三实施方式的光学式编码器的主要部分的框图。
图10是用于对本发明的第四实施方式的光学式编码器的动作进行说明的波形图。
图11是用于对本发明的第四实施方式的光学式编码器的动作进行说明的波形图。
图12是本发明的第五实施方式的光学式编码器的主要部分的框图。
图13是本发明的第六实施方式的光学式编码器的主要部分的框图。
具体实施方式
以下，根据图示的实施方式对本发明进行详细说明。
(第一实施方式)
如图1-1所示，将作为第一受光元件、第二受光元件和第三受光元件的一个例子的第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C，以与移动体10平行的方式在移动体10的移动方向上依次等间隔地配置。上述第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C以同一间距Z排列。上述第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C的受光部的面积大致相同。
另外，将作为发光元件的一个例子的发光二极管(LED)5配置在关于第二光电二极管B与移动体10相反的一侧，并且使得发光二极管5的光轴与第二光电二极管B的光轴大致重叠。此外，假设具有遮光板(未图示)，使得来自LED5的直接光不入射第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C，而能够检测移动体10的反射光。
另外，在上述移动体10与第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C之间设置有窗部7。该窗部7在光轴方向上与第一光电二极管和第三光电二极管A、C的受光开口部的一部分重叠，使第一光电二极管和第三光电二极管A、C的受光开口部缩小。
上述移动体10等间隔地交替地具有反射区域11和透射区域12。上述反射区域11和透射区域12在移动方向上具有相同的长度X。该第一实施方式的光学式编码器是反射型的编码器，而在透射型的编码器的情况下，虽然没有图示，但是将发光二极管设置在关于移动体与第一实施方式相反的一侧即可。
在图1-1中，L1是移动体10的下表面与窗部7的上端面之间的距离，Y是通过第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C的上端面的平面与通过窗部7的上端面的平面之间的距离，Q1表示从来自反射区域11的反射光开始入射到第一光电二极管A起，随着移动体10的移动，至来自该反射区域11的反射光入射到第二光电二极管B为止的反射区域11的移动距离(即移动体10的移动距离)。
在图1-2中，移动体10与窗部7的距离L2比图1-1的移动体10与窗部7的距离L1小。Q2表示从来自反射区域11的反射光开始入射到第一光电二极管A起，随着移动体10的移动，至来自该反射区域11的反射光入射到第二光电二极管B为止的反射区域11的移动距离(即移动体10的移动距离)。除此以外，图1-2所示的构成要素与图1-1所示的构成要素相同，因此，对于同一构成要素标注同一参照符号，省略详细说明。
在图1-1中，Pi表示与发光二极管5的出射光量对应的规定的光量，P1表示第一光电二极管A接收的光量，P2表示第二光电二极管B接收的光量，P3表示第三光电二极管C接收的光量。另外，在(图1-2)中，P1'表示第一光电二极管A接收的光量，P2'表示第二光电二极管B接收的光量，P3'表示第三光电二极管C接收的光量。
此外，在图1-1和图1-2中，Ts表示输出检测触发的时刻，Te表示输出非检测触发的时刻。
在图1-1、图1-2中，受光量P1、P1'为
P1＝Pi/L1^4
P1'＝Pi/L2^4。
在此，受光量与距离L1、L2的4次幂成反比例地减少，是因为：通过窗部7后的光至在移动体10的反射区域11被反射为止，与2次幂成反比例地减少，从在反射区域11被反射起至到达窗部7为止，进一步与2次幂成反比例地减少，结果能够假定为与距离L1、L2的4次幂成反比例地减少。这样，能够得到与实际值相当的适当的光量。
另外，在图1-1、图1-2中，根据三角形的相似关系，上述移动距离Q1、Q2为
L1:Y＝Q1:Z→Q1＝L1*Z/Y
L2:Y＝Q2:Z→Q2＝L2*Z/Y。
在上述结构的光学式编码器中，当假定当前在图1-1中移动体10正在图中的箭头所示的方向上移动时，来自移动体10的右端的反射区域11的反射光，如细线所示，从反射区域11的前端通过窗部7的右侧的角部之上，入射到第一光电二极管A。然后，当移动体10前进距离Q1时，如粗线所示，光开始入射到第二光电二极管B，当移动体10进一步前进时，第二光电二极管B的受光量P2超过即变得大于第一光电二极管A的受光量P1。在该时刻Ts输出检测触发。
如上所述，第一光电二极管和第二光电二极管A、B从光入射时起至最大反射光入射时为止的受光变化斜率，依赖于第一光电二极管和第二光电二极管A、B的端部与窗部7的右侧角部的倾斜度而决定，且决定第一光电二极管和第二光电二极管A、B间的交叉点。
然后，当移动体10的反射区域11移动至窗部7的开口的端部附近时，第三光电二极管C的受光量P3超过第二光电二极管B的受光量P2，即，在曲线P2与P3交叉的时刻Te输出非检测触发Te。
如上所述，第二光电二极管和第三光电二极管B、C从光入射时起至最大反射光入射时为止的受光变化斜率，依赖于第二光电二极管和第三光电二极管B、C的端部与窗部7的左侧角部的倾斜度而决定，且决定第二光电二极管和第三光电二极管B、C间的交叉点。
当通过这样得到检测触发Ts和非检测触发Te时，能够不依赖于移动体10的隙缝宽度X、即不依赖于反射区域11的宽度X的分辨率地取得能够保持高的SN比的脉冲信号。
此外，为了得到与隙缝宽度X相应的脉冲信号，需要将X的宽度配置得大于光电二极管间隔Z。
另外，在图1-1、图1-2中，来自移动体10的中央部的反射光量也会入射而对受光变化造成影响，因此，优选X大于窗部宽度。
在该方法中，即使在如图1-2所示，移动体10与第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C的距离L2比图1-1所示的距离L1小的情况下，也能够与图1-1同样地取得与反射区域11的宽度X相应的脉冲信号。这是因为，受光量与距离的4次幂成反比，在图1-2中，第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C的受光量增大，但是第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C从光入射时起至最大反射光入射时为止的受光变化斜率依赖于第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C的端部与窗部7的角部的倾斜度而决定，因此，受光信号的交叉点Ts、Te自身没有变化。
在图1-2中，P1'、P2'、P3'相当于图1-1中的P1、P2、P3。
将光学模拟结果示于图2-1和2-2以及图3-1和3-2。图2表示移动体10与第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C的距离为4mm的情况，图3-1和3-2表示移动体10与第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C的距离为8mm的情况。移动体10的尺寸为100mm宽。
在图2-1和2-2以及图3-1和3-2中，虚线表示第一光电二极管A的入射光量，实线表示第二光电二极管B的入射光量，点划线表示第三光电二极管C的入射光量。
根据该图2和图3可知，即使移动体10与第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C的距离从4mm变化为8mm，交叉点Te、Te即输出检测触发和非检测触发的点Te、Te也不变化而是稳定的。
因此，根据本发明的原理，能够不依赖于光学***的偏差地保持高的SN比，能够高精度地检测移动体的位置、移动速度等，而不需将移动体的隙缝宽度固定。
图4是表示该第一实施方式的光学式编码器的电路结构的图。该光学式编码器，除了图1-1、1-2所示的结构以外，如图4所示包括2个比较器21、22和逻辑电路30。该2个比较器21、22和逻辑电路30构成检测信号生成部50，如后文所述输出图5-5所示的输出电压。该图5-5的输出电压的上升沿相当于检测触发Ts，输出电压的下降沿相当于非检测触发Te。
上述比较器21在+端子接收第一光电二极管A的输出A，在-端子接收第二光电二极管B的输出B，在A＞B时输出置位信号(SET)。另外，上述比较器22在+端子接收第三光电二极管C的输出C，在-端子接收第二光电二极管B的输出B，在C＞B时输出复位信号(RSET)。
此外，在图1-1、1-2等中，将第一光电二极管A、第二光电二极管B和第三光电二极管C的输出分别用输出P1、P2、P3表示，而在此表示为输出A、B、C。这是因为，容易明确第一光电二极管A与输出A的关联，不会有混淆的可能。当然，表示输出P1＝输出A，输出P2＝输出B，输出P3＝输出C。以下也是同样。
上述第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C的输出A、B、C由图5-1的曲线A、B、C表示。
从上述比较器21输出的置位信号由图5-2的曲线表示，而从上述比较器22输出的复位信号由图5-3的曲线表示。
另一方面，上述逻辑电路30例如具有图6所示的结构，包括RS触发器31、反相器32、放大器33和“与”门35。
上述反相器32的输出是将图5-2的置位信号反转而得到的信号。上述“与”门35求取从放大器33输出的图5-4所示的RS触发器31的输出和从上述反相器32输出的将图5-2的置位信号反转而得到的信号的逻辑积(“与”)，输出图5-5所示的输出电压。
这样，上述检测信号生成部50能够输出图5-5的输出电压，从而输出作为该输出电压的上升沿的检测触发Ts和作为该输出电压的下降沿的非检测触发Te。
即，上述检测信号生成部50，在光的入射比光先入射的第一光电二极管A延迟的第二光电二极管B的输出电平超过第一光电二极管A的输出电平A时，输出检测触发Ts，在光的入射比第二光电二极管B延迟的第三光电二极管C的输出电平C超过该第二光电二极管B的输出电平B时，输出非检测触发Te。
因此，该光学式编码器能够不依赖于移动体10的隙缝宽度等的分辨率并且不依赖于光学***的偏差地保持高的SN比，能够高精度地检测移动体10的位置、移动速度等。
另外，在该第一实施方式中，如图1-1、1-2所示，具备具有与第二光电二极管B的光轴大致重叠的光轴的发光二极管5，并且具备不使位于中央的第二光电二极管B的受光开口部缩小、而使位于两端的第一光电二极管和第三光电二极管A、C的受光开口部缩小的窗部7，因此，能够稳定而可靠地得到第二光电二极管B的受光电流B超过第一光电二极管和第三光电二极管A、C的受光电流A、C的交叉点Ts、Te，从而能够可靠地得到检测触发Ts和非检测触发Te，能够不依赖于移动体10的隙缝宽度等的分辨率并且不依赖于光学***的偏差地保持高的SN比，能够高精度地检测移动体10的位置、移动速度等。
另外，在该第一实施方式中，第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C的受光部的面积大致相同，并且如图4所示，利用比较器21、22进行差分运算，因此，能够减轻同相噪声，是有益的。
另外，在该第一实施方式中，如图5-1所示，将第一光电二极管A的输出A与第二光电二极管B的输出B的交叉点Ts作为检测触发Ts，并将第二光电二极管B的输出B与第三光电二极管C的输出C的交叉点Te作为非检测触发Te，因此，即使由于外部干扰光而导致入射光量发生变化，例如从图7-1所示的A＜B的状态变化为图7-2所示的A＞B的状态，交叉点Ts、Te也不会受到影响。因此，能够抑制误动作，能够准确地检测移动体10的位置、移动速度等。
更详细而言，假如将图6所示的RS触发器31的图5-4所示的输出直接用作检测触发，则会受到外部干扰光的影响而产生图5-1中的第三光电二极管C的受光量衰减变得迟缓的状态、或没有反射物的状态下的第二光电二极管和第三光电二极管B、C间的受光量反转的状态等，无法准确地检测移动体10的位置、速度等。
而在该第一实施方式中，在逻辑电路30中，利用“与”门35求得接收置位信号(SET)和复位信号(RSET)的RS触发器31的输出与由反相器32得到的置位信号(SET)的反转信号的逻辑积(“与”)，来检测交叉点Ts、Te，因此，如根据图7-1、图7-2可知的那样，能够不受外部干扰光的影响地、准确地检测移动体10的位置、移动速度等。
这是因为，如果采用图1-1、图1-2的第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管A、B、C的配置，则当反射区域(反射检测物体)11与第二光电二极管B相对时，能够得到输出B超过输出A、C的电流。
(第二实施方式)
该第二实施方式的光学式编码器，仅图8所示的逻辑电路130的结构与第一实施方式不同。因此，在第二实施方式中，对于上述逻辑电路130以外的结构、作用，援用图1-1、1-2、……、7-1、7-2的第一实施方式的说明，省略其说明。
该图8所示的第二实施方式的逻辑电路130与图6所示的第一实施方式的逻辑电路30的不同点仅在于，在接收置位信号(SET)的反相器32的后级串联连接2个反相器321、322，利用该反相器321、322使信号的传递延迟。
通过这样，第二实施方式的逻辑电路130抑制了从RS触发器31经过放大器33到达“与”门35的输入与经过反相器32、321、322的置位信号到达“与”门35的输入之间的延迟差增大。
(第三实施方式)
图9是表示第三实施方式的主要部分的框图。
在图1-1、1-2、……、7-1、7-2所示的第一实施方式的光学式编码器中，在移动体10与发光二极管5之间配置第一光电二极管A、第二光电二极管B和第三光电二极管C，而在该图9所示的第三实施方式的光学式编码器中，不同点仅在于，在第一光电二极管A、第二光电二极管B和第三光电二极管C与移动体10之间配置发光二极管5。
因此，在该第三实施方式与第一实施方式中，只是从发光二极管5到达第一光电二极管A、第二光电二极管B和第三光电二极管C的光的路径不同，本质上没有任何区别。
另外，其它的结构、作用与第一实施方式完全相同，因此，省略说明。
(第四实施方式)
图10和图11是用于对第四实施方式的光学式编码器的动作进行说明的图。
该第四实施方式的光学式编码器，虽然没有图示，但是将图1-1所示的第一光电二极管A、第二光电二极管B和第三光电二极管C的组在光电二极管配置方向上并列设置2组受光位置，对各组设置有图4所示的检测信号生成部50。但是，虽然没有图示，但是各组的输出也可以由1个检测信号生成部以分时的方式进行信号处理。
若移动体10当前在图1-1所示的方向上移动，检测移动体10的反射区域11(进行反射物检测)，则如图10所示，各组的输出、即输出1和输出2成为H(高)电平。输出从L变成H是按输出1、输出2的顺序。另外，设输出1与输出2的相位差为90°。
另外，若移动体10在与图1-1所示的方向相反的方向上移动，检测移动体10的反射区域11(进行反射物检测)，则如图11所示，各组的输出、即输出1和输出2成为L(高)电平。输出从L变成H是按输出2、输出1的顺序。
因此，根据该第四实施方式，能够通过检测输出1、输出2的从L变成H的顺序，简易地检测移动体10的移动方向。
(第五实施方式)
图12是第五实施方式的光学式编码器的框图。
该第五实施方式的光学式编码器与图9所示的第三实施方式的光学式编码器的不同点仅在于，对第一光电二极管A、第二光电二极管B和第三光电二极管C分别经开关71、72、73并联连接电容61、62、63，并具备接收来自逻辑电路30的信号来控制该开关71、72、73的开关控制电路80。在图12中，对于与图9所示的第三实施方式的构成要素相同的构成要素，标注同一参照符号，省略其说明。
上述开关控制电路80，在比较器21输出置位信号(SET)后，即在第一光电二极管A的输出电平A低于第二光电二极管B的输出电平B时，接收来自逻辑电路30的信号，控制开关72使得将第二光电二极管B与电容62分离，并且控制开关73使得将第三光电二极管C与电容63连接。
另外，上述开关控制电路80，在比较器22输出复位信号(RSET)后，即在第三光电二极管C的输出电平C低于第二光电二极管B的输出电平B时，接收来自逻辑电路30的信号，控制开关73使得将第三光电二极管C与电容63分离。
通过这样利用上述开关控制电路80控制开关71、72、73，对第一光电二极管A、第二光电二极管B和第三光电二极管C各自并联连接电容61、62、63，使输出A～C发生信号延迟，能够使第一～第三光电二极管A～C的输出A～C的交叉点可靠地产生。
另外，使第一～第三光电二极管A～C的输出A～C发生延迟的方法并不限于上述的电容的连接方式，只要在合适的时机连接电容即可，可为任意方法。
(第六实施方式)
图13是第六实施方式的光学式编码器的框图。
该图13所示的第六实施方式的光学式编码器与图9所示的第三实施方式的光学式编码器的不同点仅在于，代替第三实施方式的比较器21、22使用了主比较器211、221和副比较器212、222。在图13中，对于与图9所示的第三实施方式的构成要素相同的构成要素，标注同一参照符号，省略其说明。
上述副比较器212在+端子接收第一光电二极管A的输出A，在-端子接收第二光电二极管B的输出B，在A＞B时，输出H(高电平)信号，以启动主比较器211，而在A≤B时，输出L(低电平)信号，以停止主比较器211的动作。该副比较器212的H信号与L信号的切换以具有某些滞后的方式切换。
另外，上述主比较器211在+端子接收第二光电二极管B的输出B，在-端子接收第一光电二极管A的输出A，在A＜B时，输出H信号，在上述副比较器212的输出具有滞后地成为L信号的时刻，输出成为L信号的置位信号(SET)。
同样地，副比较器222在+端子接收第二光电二极管B的输出B，在-端子接收第三光电二极管C的输出C，在B＞C时，输出H信号，以启动主比较器221，而在B≤C时，输出L信号，以停止主比较器221的动作。该副比较器222的H信号与L信号的切换以具有某些滞后的方式切换。
另外，上述主比较器221在+端子接收第三光电二极管C的输出C，在-端子接收第二光电二极管B的输出B，在B＜C时，输出H信号，在上述副比较器222的输出具有滞后地成为L信号的时刻，输出成为低电平的复位信号(RSET)。
这样，利用来自副比较器212、222的H信号启动主比较器211、221，当从主比较器211、221得到输出时，在副比较器212、222的滞后期间的短时间内输出置位信号(SET)和复位信号(RSET)。
因此，使得检测不出图5所示的输入光的变化以外的情况，能够抑制误动作。
(第七实施方式)
第七实施方式的电子设备，虽然没有图示，但是，例如是复印机和打印机等印刷设备、FA(工厂自动化)设备、摄像机等的聚焦调整装置、以及对曲轴的旋转角、速度等进行检测的车用速度检测装置等，包括第一～第六实施方式的光学式编码器。
该电子设备具有上述光学式编码器，上述光学式编码器能够不依赖于移动体的隙缝和反射区域的分辨率并且不依赖于光学***的偏差地保持高的SN比(信噪比)，能够高精度地检测移动体的位置、移动速度等，因此，该电子设备的性能极为优异。
在上述实施方式中，作为受光元件的例子，列举了光电二极管，但只要是能够检测光的元件即可，可为任意的元件，例如光电晶体管等。另外，发光元件不限于LED，只要是能够出射光的元件即可，可为任意的元件，例如半导体激光器等。
此外，上述检测信号生成部50和逻辑电路30的结构不限于上述实施方式，可为各种结构。例如，逻辑电路能够将“与非”门、“或非”门等逻辑元件组合而构成。另外，也可以代替RS触发器而使用JK触发器。
将本发明和实施方式总结如下。
为了解决上述技术问题，本发明的光学式编码器包括：
相邻地依次配置的第一受光元件、第二受光元件和第三受光元件A、B、C；和
检测信号生成部50，其在光的入射比光先入射的上述第一受光元件A延迟的上述第二受光元件B的输出电平B超过上述第一受光元件A的输出电平A时，输出检测触发Ts，而在光的入射比上述第二受光元件B延迟的上述第三受光元件C的输出电平C超过上述第二受光元件B的输出电平B时，输出非检测触发Te。
根据上述结构的光学式编码器，上述检测信号生成部50在光的入射比光先入射的第一受光元件A延迟的第二受光元件B的输出电平B超过第一受光元件A的输出电平A时，输出检测触发Ts，而在光的入射比第二受光元件B延迟的第三受光元件C的输出电平C超过第二受光元件B的输出电平B时，输出非检测触发Te。
因此，该光学式编码器能够不依赖于移动体10的隙缝宽度等的分辨率并且不依赖于光学***的偏差地保持高的SN比，能够高精度地检测移动体10的位置、移动速度等。
另外，根据上述光学式编码器，将第一受光元件A的输出A与第二受光元件B的输出B的交叉点Ts作为检测触发Ts，并将第二受光元件B的输出B与第三受光元件C的输出C的交叉点Te作为非检测触发Te，因此，即使由于外部干扰光而导致入射光量发生变化，交叉点Ts、Te也不会受到影响。因此，能够抑制误动作，能够准确地检测移动体10的位置、移动速度等。
一个实施方式的光学式编码器包括：
具有与上述第二受光元件B的光轴大致重叠的光轴的发光元件5；和
使上述第一受光元件和第三受光元件A、C的受光开口部缩小的窗部7。
根据上述实施方式，利用上述窗部7不使位于中央的第二受光元件B的受光开口部缩小，而使位于两端的第一受光元件和第三受光元件A、C的受光开口部缩小，因此，能够稳定而可靠地得到第二受光元件B的受光电流B超过第一受光元件和第三受光元件A、C的受光电流A、C的交叉点Ts、Te，因此，能够可靠地得到检测触发Ts和非检测触发Te，从而能够不依赖于移动体10的隙缝宽度等的分辨率并且不依赖于光学***的偏差地保持高的SN比，能够高精度地检测移动体10的位置、移动速度等。
在一个实施方式的光学式编码器中，
上述第一受光元件、第二受光元件和第三受光元件A、B、C的受光部的面积大致相同。
根据上述实施方式，第一受光元件、第二受光元件和第三受光元件A、B、C的受光部的面积大致相同，因此，能够通过进行差分运算，减轻同相噪声，是有益的。
在一个实施方式的光学式编码器中，
上述第一受光元件、第二受光元件和第三受光元件A、B、C的组并列设置有2组。
根据上述实施方式，能够通过检测2组的输出从L变成H(或从H变成L)的顺序，简易地检测移动体10的移动方向。
一个实施方式的光学式编码器包括：
可经由开关71、72、73与上述第一受光元件、第二受光元件和第三受光元件A、B、C各自并联连接的电容61、62、63；和
对上述开关71、72、73进行控制的开关控制电路80。
根据上述实施方式，利用上述开关控制电路80控制开关71、72、73，对第一受光元件A、第二受光元件B和第三受光元件C各自并联连接电容61、62、63，使输出A～C发生信号延迟，能够使第一～第三受光元件A～C的输出A～C的交叉点可靠地产生。
该实施方式的电子设备包括上述的光学式编码器。
该电子设备具有上述光学式编码器，该光学式编码器能够不依赖于移动体的隙缝和反射区域的分辨率并且不依赖于光学***的偏差地保持高的SN比，能够高精度地检测移动体的位置、移动速度等，因此，该电子设备的性能极为优异。
在第一～第七实施方式和变形例中说明的构成要素当然可以适当地组合，也可以适当地选择、替换或删除。
符号说明
5 发光元件
7 窗部
10 移动体
21、22、211、212、221、222 比较器
30、130 逻辑电路
50 检测信号生成部
61、62、63 电容
71、72、73 开关
80 开关控制电路
A 第一受光元件
B 第二受光元件
C 第三受光元件
Ts 检测触发
Te 非检测触发

Claims (5)

1.一种光学式编码器，其特征在于，包括：
相邻地依次配置的第一受光元件、第二受光元件和第三受光元件；和
检测信号生成部，其在光的入射比光先入射的所述第一受光元件延迟的所述第二受光元件的输出电平超过所述第一受光元件的输出电平时，输出检测触发，而在光的入射比所述第二受光元件延迟的所述第三受光元件的输出电平超过所述第二受光元件的输出电平时，输出非检测触发。
2.如权利要求1所述的光学式编码器，其特征在于，包括：
具有与所述第二受光元件的光轴大致重叠的光轴的发光元件；和
使所述第一受光元件和第三受光元件的受光开口部缩小的窗部。
3.如权利要求1或2所述的光学式编码器，其特征在于：
所述第一受光元件、第二受光元件和第三受光元件的受光部的面积大致相同。
4.如权利要求1或2所述的光学式编码器，其特征在于：
所述第一受光元件、第二受光元件和第三受光元件的组并列设置有2组。
5.如权利要求1或2所述的光学式编码器，其特征在于，包括：
可经由开关与所述第一受光元件、第二受光元件和第三受光元件各自并联连接的电容；和
对所述开关进行控制的开关控制电路。
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