JPH09304112A - 光学式エンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で高精度の原点検出を可能とした
原点検出方式を採用した光学式エンコーダを提供する。 【解決手段】 スケール１、これに所定ギャップをもっ
て対向配置されたインデックスを兼ねた受光手段２、ス
ケール１に平行光を照射する光照射手段２、受光手段２
の出力信号を処理して変位量を求める信号処理回路４を
備え、スケール１の原点検出用パターンは、マスク部１
４をその幅より広い非マスク部で挟んで配置して形成さ
れ、原点検出用のフォトダイオードアレイ３２は、マス
ク部１４の幅の範囲内に等間隔で配列された第１，第２
及び第３のフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２及びＰＤ３
により構成され、原点検出回路５は、ＰＤ２の出力とＰ
Ｄ１及びＰＤ３の加算出力の差をとってエッジ検出を行
い、ＰＤ１及びＰＤ３の出力の排他的論理和によるゲー
ト信号で原点検出パルスを抽出するように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、リニアエンコー
ダやロータリーエンコーダに利用される光学式エンコー
ダに係り、特にその原点検出方式の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学式エンコーダは、所定ピッチの光学
格子が形成されたスケールと、これに所定ギャップをも
って対向配置されて所定ピッチの光学格子が形成された
インデックスと、スケールに平行光を照射する光源と、
スケール移動に伴うスケールとインデックスの光学格子
の重なりによる明暗像の変化を検出する受光手段とから
構成される。光学式エンコーダの基本方式として、スケ
ールの透過パターンを検出する透過型と、スケールの反
射パターンを検出する反射型とがある。また、受光手段
として、インデックスを兼ねた受光素子アレイを用いる
方式もある。

【０００３】この種の光学式エンコーダにおいて、従来
より、原点信号を得るために種々の方式が用いられてい
る。代表的には、スケール上にランダムな原点検出用パ
ターンを形成し、インデックス上にも同じ原点検出用パ
ターンを形成して、両者のパターンマッチングを利用し
たピーク検出を行う方式が用いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のパターンマッチ
ングを利用した原点検出方式は、次のような問題があっ
た。 （１）原点検出用パターンがランダムパターンであるた
め、インデックスとスケール間のギャップが大きくなる
と光の回折の影響により、像面がぼやけてくる。このた
め、原点位置で得られるピーク電圧が下がり、原点検出
のＳ／Ｎが悪くなる。 （２）ピーク電圧をあるしきい値でコンパレートして原
点検出パルスを出力するが、この原点検出パルスはエッ
ジ検出を行って変位検出カウンタをリセットするために
用いられるから、パルス幅が広いと、スケールがいずれ
の方向に移動しているかに応じて、原点検出にパルス幅
分の誤差が生じることになる。 （３）受光素子や発光素子の温度変動の影響でピーク電
圧が変動し、従って原点検出パルスのエッジ位置が変動
するめ、原点検出位置が安定しない。 （４）原点検出の再現性を高めるためには、狭い幅のピ
ーク電圧が得られるように、微細な原点検出用パターン
を形成することが必要になり、これはコスト高の原因と
なり、また調整を難しくする。

【０００５】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、簡単な構成で高精度の原点検出を可能とした原
点検出方式を採用した光学式エンコーダを提供すること
を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、所定ピッチ
の光学格子が形成されたスケールと、このスケールに所
定ギャップをもって対向配置されて所定ピッチの光学格
子が形成されたインデックスと、前記スケールに平行光
を照射する光照射手段と、前記スケールとインデックス
の相対移動に伴う明暗パターンの変化を検出する変位検
出用受光手段と、この変位検出用受光手段の出力信号を
処理して変位量を求める信号処理手段とを備え、更に前
記スケールに形成された原点検出用パターンと、前記変
位検出用受光手段に隣接して形成されて前記原点検出用
パターンを検出する原点検出用受光手段と、この原点検
出用受光手段の出力信号を処理して原点検出信号を出力
する原点検出手段とを備えた光学式エンコーダにおい
て、前記原点検出用パターンは、前記スケールの移動方
向に沿って光の透過又は反射を阻止する少なくとも一つ
のマスク部と非マスク部とから形成され、前記原点検出
用受光手段は、前記マスク部の幅の範囲内にスケール移
動方向に等間隔で配列された第１，第２及び第３の矩形
の受光素子により構成され、かつ前記原点検出手段は、
前記第２の受光素子の出力と前記第１及び第３の受光素
子の加算出力の差動をとって前記マスク部のエッジを検
出して原点検出信号を出力するエッジ検出手段と、前記
第１及び第３の受光素子の出力の排他的論理和をとって
前記原点検出信号を抽出するゲート信号を生成するゲー
ト手段とから構成されていることを特徴とする。

【０００７】この発明において好ましくは、前記第１及
び第３の受光素子のスケール移動方向の幅がそれぞれ前
記第２の受光素子のスケール移動方向の幅の１／２に設
定されているものとする。この発明においてはまた、前
記エッジ検出手段は、前記第２の受光素子の出力と前記
第１及び第３の受光素子の加算出力との差をとる差動増
幅器と、この差動増幅器の出力から前記マスク部のエッ
ジに対応する零クロス点を検出する零クロス検出回路と
から構成されていることを特徴とする。この発明におい
ては更に、前記零クロス検出回路が、前記差動増幅器の
出力の零レベルのそれぞれ上下にヒステリシスを持たせ
た二つのコンパレータと、これらのコンパレータの出力
の排他的論理和をとる排他的論理和ゲートとから構成さ
れ、前記ゲート手段が、前記第１及び第３の受光素子の
出力をそれぞれ所定しきい値でパルス化する二つのコン
パレータと、これらのコンパレータの出力の排他的論理
和をとる排他的論理和ゲートとから構成されていること
を特徴とする。

【０００８】この発明によると、受光側に３個の原点検
出用受光素子を配置し、スケール側にはその３個の原点
検出用受光素子の範囲をカバーする幅のマスク部を少な
くとも一つ（必要なら所定の繰り返しパターンで複数
個）配置するという簡単な構成で原点検出が行われる。
その原点検出には、第１〜第３の受光素子の出力の論理
演算により原点検出用のマスク部のエッジ検出を行うこ
とにより、所定のしきい値レベルでピーク値検出を行う
従来方式と比べて、高精度の原点検出が可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図１は、この発明の一実施例に係
る透過型の光学式エンコーダの構成を示す。この光学式
エンコーダは、透過型のスケール１と、このスケール１
の透過パターンを検出するためのインデックスを兼ねた
受光手段３と、スケール１に平行光を照射する光照射手
段２とから構成されている。

【００１０】スケール１は、ガラス等の透明基板１０に
より構成され、その長手方向（即ち矢印で示すスケール
移動方向）に所定ピッチで不透過部１１と透過部１２を
配列した光学格子１３が形成されている。不透過部１１
は例えばＣｒ膜により形成される。光学格子１３に隣接
して、スケール長手方向に沿って、Ｃｒ膜等により形成
された矩形パターンの原点検出用マスク部１４が所定の
繰り返しパターンで形成されている。マスク部１４は、
図２に示すようにスケール移動方向の幅がＷ０，長さが
Ｌ０であり、スケール移動方向の両側はこの実施例の場
合、マスク部１４の幅Ｗ０より広い非マスク部となって
いる。但し、非マスク部の幅がＷ０以上であることは必
須ではない。

【００１１】受光手段３は、所定の基板３０に形成され
て、スケール１の光学格子１３と対向して所定ピッチの
光学格子を構成する変位検出用のフォトダイオードアレ
イ３１を有する。具体的にこのフォトダイオードアレイ
３１は、互いに９０°位相の異なるＡ相信号とＢ相信号
を得る二つのフォトダイオードＰＤ01，ＰＤ02と、これ
らとは互いに逆相のＢＢ相及びＡＢ相信号を得る二つの
フォトダイオードＰＤ03，ＰＤ04を１セットとして、少
なくとも１セット、好ましくは複数セットのフォトダイ
オードにより構成される。

【００１２】受光手段３には、変位検出用のフォトダイ
オードアレイ３１に隣接して、スケール１上の原点検出
用マスク部１４のスケール移動方向のエッジを検出する
ために、マスク部１４の幅Ｗ０の範囲内に収まるよう
に、第１，第２及び第３のフォトダイオードＰＤ１，Ｐ
Ｄ２及びＰＤ３を配列した原点検出用のフォトダイオー
ドアレイ３２が形成されている。これらのフォトダイオ
ードＰＤ１〜ＰＤ３は、図２に示すように、等間隔ｄを
もって配列され、中心の第２のフォトダイオードＰＤ２
は幅Ｗ１に設定され、これを挟む第１及び第３のフォト
ダイオードＰＤ１及びＰＤ３の幅は、Ｗ２＝Ｗ１／２に
設定された矩形パターンとなっている。長さＬ１はすべ
て等しく、スケール１上のマスク部１４の長さＬ０を越
えないように設定される。

【００１３】図３は、受光手段３の具体的に構造例を、
原点検出用フォトダイオードアレイ３２の部分について
示す。基板３０は例えばガラス基板であって、この上に
電源線となるＩＴＯ等の透明電極３３が形成され、この
上にアモルファスシリコン膜によりるｐ⁺ｉｎ⁺（または
ｐ⁺ｎ^-ｎ⁺等）等の受光接合をもつフォトダイオードＰ
Ｄ１〜ＰＤ３が形成されている。図３の基板３０の素子
が形成されていない側の面を受光面としてスケール１に
対向させられる。即ち図１においては、フォトダイオー
ドアレイ３１及び３２は、基板３０の裏面（スケール１
に対向する面とは反対側の面）に形成されることにな
る。

【００１４】光照射手段２は、図１の場合ＬＥＤ２１
と、その出力光をコリメートするレンズ２２により構成
され、得られた平行光２３がスケール１に照射されるよ
うになっている。コリメート手段としては、レンズの
他、凹面鏡を用いる方法、あるいは回折格子を用いる方
法も採用可能である。

【００１５】フォトダイオードアレイ３１からの４相出
力は、信号処理回路４に送られて、通常の方法で変位測
定が行われる。また、原点検出用の第１，第３のフォト
ダイオードＰＤ１，ＰＤ３の出力（以下、ＺＢ１，ＺＢ
２出力という）、及び第２のフォトダイオードの出力
（以下、Ｚ出力という）は、信号処理回路４内に含まれ
る原点検出回路５に送られて信号処理されて、原点検出
信号が生成される。

【００１６】図４は、原点検出回路５の具体的な構成例
を示している。第１〜第３のフォトダイオードＰＤ１〜
ＰＤ３の出力電流は、それぞれ演算増幅器ＯＰ１〜ＯＰ
３を用いて構成された電流電圧変換回路４１ａ〜４１ｃ
により先ず電圧値に変換される。図１から明らかなよう
に、スケール移動に伴って、スケール１側のマスク部１
４が原点検出用フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ３を順次
カバーする（その順序はスケール移動方向によって変わ
る）から、電流電圧変換回路４１ａ〜４１ｃからはスケ
ール移動に伴って順次に出力電圧ｖ１，ｖ２，ｖ３が得
られる。これらの出力電圧からマスク部１４のエッジを
検出するために、エッジ検出回路が設けられている。

【００１７】エッジ検出回路は、Ｚ相出力電圧ｖ１と、
ＺＢ１相出力電圧ｖ２とＺＢ２相出力電圧ｖ３の加算出
力との差をとる，演算増幅器ＯＰ４を用いた差動増幅器
４２と、この差動増幅器４２の出力からマスク部１４の
エッジに対応する零クロス点を検出するための零クロス
検出回路４４とから構成される。差動増幅器４２の基準
電位はＶREF である。この実施例の場合、基準電位ＶRE
F は、電源電位をＶDDとして、ＶDD／２に設定されてい
る。零ロス検出回路４４は、演算増幅器ＯＰ５，ＯＰ６
を用いて構成された二つのコンパレータ４３ａ，４３ｂ
と、これらのコンパレータ４３ａ，４３ｂの出力の排他
的論理和をとる排他的論理和ゲートＧ１とからなるウイ
ンドウ・コンパレータである。

【００１８】零クロス検出回路４４を構成する二つのコ
ンパレータ４３ａ，４３ｂはそれぞれ、差動増幅器４２
の出力の零レベル即ち基準電位ＶREF を挟んで上下にヒ
ステリシスを持った異なる比較電位ＶＣ２，ＶＣ１を有
する。即ち図６に示すように、一方のコンパレータ４３
ｂの比較電位ＶＣ１は、基準電位ＶREF と接地電位ＧＮ
Ｄ間を抵抗Ｒ１とＲ２により分圧した値に出力Ｄ０が抵
抗Ｒ１を介して帰還されて、立下がりＶＣ１H が基準電
位ＶREF であり、立上がりＶＣ１L がこれより低いヒス
テリシスを示す。他方のコンパレータ４３ａの比較電位
ＶＣ２は、電源電位ＶDDと基準電位ＶREF 間を同様に抵
抗Ｒ１とＲ２により分圧した値に出力Ｄ１が帰還され
て、立上がりＶＣ２L が基準電位ＶREF であり、立下が
りＶＣ２Hがこれより高いヒステリシスを示す。

【００１９】上述の零クロス検出回路４４の出力から、
マスク部１４のエッジで得られる零クロス信号を確実に
抽出するためのゲート信号を生成するゲート手段４６と
して、ＺＢ１相出力電圧ｖ１とＺＢ２相出力電圧ｖ３と
をそれぞれ所定の比較電位ＶＣ３，ＶＣ４でパルス化す
る，演算増幅器ＯＰ７，ＯＰ８を用いた二つのコンパレ
ータ４５ａ，４５ｂと、これらのコンパレータ４５ａ，
４５ｂの出力Ｄ２，Ｄ３の排他的論理和をとる排他的論
理和ゲートＧ２が設けられている。二つのコンパレータ
４５ａ，４５ｂの比較電位ＶＣ３，ＶＣ４は、それぞれ
電源ＶDDと接地ＧＮＤ間の電圧を抵抗Ｒ３，Ｒ５により
分圧した値にそれぞれ出力Ｄ２，Ｄ３が帰還されて、基
準電位ＶREF より低い範囲でヒステリシス特性を示す。
そして、零クロス検出回路４４から得られる出力Ｄ４
と、ゲート手段４６から得られるゲート信号Ｄ５との論
理積をとるＡＮＤゲートＧ３が設けられて、出力Ｄ４か
らマスク部１４のエッジに対応する原点検出信号Ｄ６が
抽出される。

【００２０】この様に構成された光学式エンコーダの原
点検出の動作を具体的に、図５を参照して説明する。図
５は、スケール１が図１の右方向（これを正方向とす
る）に移動したときの変位をｘとして、一つのマスク部
１４が原点検出用のフォトダイオードをＰＤ１，ＰＤ
２，ＰＤ３を全て覆った状態から、フォトダイオードＰ
Ｄ１，ＰＤ２，ＰＤ３の順に光が当たり、次のマスク部
でフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３が順に覆わ
れるようになるまでの図４の回路の各部出力波形を示し
ている。

【００２１】Ｚ相出力電圧ｖ２，ＺＢ１相出力電圧ｖ１
及びＺＢ２相出力電圧Ｖ３は、図５に示すように変化す
る。フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３は、等間
隔（＝ｄ）をもって配列されているから、電圧ｖ１，ｖ
２，ｖ３が遷移開始するタイミングの間隔はｄである。
中心のフォトダイオードＰＤ２の面積は両側のフォトダ
イオードＰＤ１，ＰＤ３の２倍であるから、電圧ｖ２と
電圧ｖ１，ｖ３との間に図示のような２倍のレベル差が
生じる。

【００２２】これらの出力電圧ｖ１，ｖ２，ｖ３につい
て差動増幅器４２により、ｖ２と、（ｖ１＋ｖ３）の差
がとられて、出力電圧ｖ４として、出力電圧ｖ２のＨレ
ベルからＬレベルへの遷移点で基準電位ＶREF を基準と
して負から正に遷移し、出力電圧ｖ２のＬレベルからＨ
レベルへの遷移点で逆に正から負に遷移する信号が得ら
れる。即ち出力電圧ｖ４は、マスク部１４のエッジＥ
１，Ｅ２がフォトダイオードＰＤ２の幅方向中央に一致
する変位位置でそれぞれ基準電位ＶREF を零クロスする
信号となる。

【００２３】この出力電圧ｖ４は、基準電位ＶREF より
高い比較電位ＶＣ２を持つコンパレータ４３ａと、基準
電位ＶREF より低い比較電位ＶＣ１を持つコンパレータ
４３ｂによりそれぞれピーク検出がなされて、図５に示
すように、エッジＥ１，Ｅ２に対応する零クロス点ＺＰ
１，ＺＰ２を挟んでＨ，Ｌとなるディジタル出力Ｄ０及
びＤ１が得られる。Ｌ，Ｈ側の比較電位ＶＣ１，ＶＣ２
にそれぞれ図６に示すようなヒステリシスを持たせてい
るため、零クロス点ＺＰ１側では、出力Ｄ１が零クロス
点ＺＰ１で立下がり、これに僅かに遅れて出力Ｄ０が立
ち下がる。零クロス点ＺＰ２側では、出力Ｄ０が零クロ
ス点ＺＰ２で立上がり、僅かに遅れて出力Ｄ１が立ち上
がる。

【００２４】そしてこれらの出力Ｄ０，Ｄ１が排他的論
理和ゲートＧ１を通って、零クロス検出信号Ｄ４、即ち
マスク部１４のエッジＥ１，Ｅ２がそれぞれフォトダイ
オードＰＤ２に一致する変位位置で立ち上がるパルス信
号Ａ，Ｂを出す。

【００２５】一方、ＺＢ１相出力電圧ｖ１とＺＢ２相出
力電圧ｖ３は、それぞれコンパレータ４５ａ，４５ｂに
より基準電位ＶREF より低い範囲でヒステリシスを持つ
比較電位ＶＣ３，ＶＣ４でパルス化され、これらが排他
的論理和ゲートＧ２に入力されるから、零クロス点ＺＰ
１，ＺＰ２を挟んで出力電圧ｖ１，ｖ３間の位相ズレ
（＜２ｄ）に相当する幅を持つＧＰ１，ＧＰ２からなる
ゲート信号Ｄ５が得られる。そして、このゲート信号Ｄ
５が入るＡＮＤゲートＧ３により、零クロス検出信号Ｄ
１から、原点検出信号Ｄ６としてパルス信号Ａ，Ｂのみ
が抽出される。図５の例の場合、二つのパルス信号Ａ，
Ｂの間隔は、隣接するマスク部に挟まれた非マスク部の
幅に相当する。

【００２６】パルス信号Ａ，Ｂの幅は、図５から明らか
なようにコンパレータ４３ａ，４３ｂの回路ヒステリシ
スにより決まるが、前述のように比較電位ＶＣ１のヒス
テリシスのＨレベル側、比較電位ＶＣ２のヒステリシス
のＬレベル側を基準電位ＶREF とすれば、エッジＥ１，
Ｅ２のいずれのパルス信号Ａ，Ｂについても、エッジＥ
１，Ｅ２がフォトダイオードＰＤ２の中心に一致する零
クロス点ＺＰ１，ＺＰ２で立ち上がる信号となる。従っ
てこれらのパルス信号Ａ，Ｂの立上がりを原点と定めて
変位カウンタを初期化するようにすれば、パルス幅は問
題にならない。なおパルス信号Ａ，Ｂのいずれを原点パ
ルスとして用いるかは任意に選択することができる。

【００２７】スケール１が負方向（−ｘ）に移動する場
合も、出力電圧ｖ１，ｖ３の変化が逆になるだけであっ
て、差動増幅器４２にはエッジＥ１，Ｅ２がフォトダイ
オードＰＤ２の中心に一致する変位点で零クロスする出
力が得られ、その零クロス点で立ち上がる原点検出パル
スを得ることができる。

【００２８】以上のようにこの実施例によれば、スケー
ル上の簡単なマスクパターンと３個の受光素子の組み合
わせを利用したエッジ検出により、高精度の原点検出が
行われる。従って、製造も容易である。また従来のよう
な微細なランダムパターンを用いたピーク検出方式と異
なり、エッジ検出の場合明部と暗部を識別できればよい
ので、ギャップ変動の影響が少ない。更に零クロス検出
を用いているため、受光素子や発光素子の経年変化や周
囲温度の影響も少ない。また実施例では、原点検出回路
を構成するウインドウ・コンパレータの二つのコンパレ
ータに基準電位ＶREF を挟んで上下に分かれたヒステリ
シスを持たせることにより、原点検出パルスは零クロス
点をパルス幅中心とするものではなく、立上がりエッジ
が零クロス点に一致するものとして抽出されるから、立
上がりエッジを利用することにより、パルス幅の影響を
受けることがなく正確な原点検出が可能となる。

【００２９】図７は、この発明を反射型の光学式エンコ
ーダに適用した実施例である。このエンコーダは、反射
型のスケール６と、これに対して同じ側に配置された受
光手段７と、ＬＥＤ９及び光源用インデックス８からな
る平行光源とから構成されている。スケール６には、光
反射部と非反射部が所定ピッチで配列された光学格子６
１が形成され、また非反射部からなる原点検出用のマス
ク部６２が形成されている。受光手段７には、インデッ
クスを兼ねたフォトダイオードアレイ７１と、原点検出
用の３個のフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３が
設けられている。 この実施例においても、先の実施例
と同様の原理で原点検出が行われる。

【００３０】この発明は、上記実施例に限られない。例
えば実施例では、フォトダイオードをアモルファスシリ
コン膜により形成したが、単結晶シリコン基板に形成し
た受光素子を用いることができる。また、受光手段と別
にインデックススケールを持つ方式のエンコーダにも同
様にこの発明を適用することができる。更に、図４に示
す原点検出回路において、各部のコンパレータの比較電
位を可変できるようにすることも有用である。また原点
検出用パターンを構成するマスク部と非マスク部はそれ
ぞれ一つ以上あればよく、例えば、スケールの中心から
左側を全てマスク部、右側を全て非マスク部とすること
もできる。この場合には、ただ一つの原点検出パルスが
得られることになる。また、マスク部−非マスク部−マ
スク部−非マスク部という繰り返しパターンとしてもよ
く、この場合マスク部及び非マスク部の幅は、少なくと
もフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ３の範囲を同時に覆う
に十分な幅、即ち先の実施例に即していえば、２ｄ＋Ｗ
２以上の幅とすることが必要である。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、受
光側に３個の原点検出用受光素子を配置し、スケール側
にはその３個の原点検出用受光素子の範囲をカバーする
マスク部を配置するという簡単な構成で原点検出が可能
であり、かつ３個の受光素子の出力の論理演算により原
点検出用のマスク部のエッジ検出を行うことで、ピーク
値検出を行う従来方式と比べて高精度の原点検出を可能
とした光学式エンコーダを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係る光学式エンコーダ
の構成を示す。

【図２】 同実施例の原点検出用パターンを示す。

【図３】 同実施例の原点検出用受光部の構成を示す。

【図４】 同実施例の原点検出回路を示す。

【図５】 同原点検出回路の動作波形を示す。

【図６】 同原点検出回路のヒステリシス特性を示す。

【図７】 他の実施例に係る光学式エンコーダの構成を
示す。

【符号の説明】

１…スケール、１３…光学格子、１４…原点検出用マス
ク部、２…光照射手段、３…受光手段、３１…変位検出
用フォトダイオードアレイ、３２…原点検出用フォトダ
イオードアレイ、ＰＤ１…第１のフォトダイオード、Ｐ
Ｄ２…第２のフォトダイオード、ＰＤ３…第３のフォト
ダイオード、４…信号処理回路、５…原点検出回路、４
１ａ〜４１ｃ…電流電圧変換回路、４２…差動増幅器、
４４…零クロス検出回路（ウインドウ・コンパレー
タ）、４３ａ，４３ｂ…コンパレータ、４６…ゲート手
段、４５ａ，４５ｂ…コンパレータ、Ｇ１，Ｇ２…排他
的論理和ゲート、Ｇ３…ＡＮＤゲート。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定ピッチの光学格子が形成されたスケ
   ールと、このスケールに所定ギャップをもって対向配置
   されて所定ピッチの光学格子が形成されたインデックス
   と、前記スケールに平行光を照射する光照射手段と、前
   記スケールとインデックスの相対移動に伴う明暗パター
   ンの変化を検出する変位検出用受光手段と、この変位検
   出用受光手段の出力信号を処理して変位量を求める信号
   処理手段とを備え、更に前記スケールに形成された原点
   検出用パターンと、前記変位検出用受光手段に隣接して
   形成されて前記原点検出用パターンを検出する原点検出
   用受光手段と、この原点検出用受光手段の出力信号を処
   理して原点検出信号を出力する原点検出手段とを備えた
   光学式エンコーダにおいて、 前記原点検出用パターンは、前記スケールの移動方向に
   沿って光の透過又は反射を阻止する少なくとも一つのマ
   スク部と非マスク部とから形成され、 前記原点検出用受光手段は、前記マスク部の幅の範囲内
   にスケール移動方向に等間隔で配列された第１，第２及
   び第３の矩形の受光素子により構成され、かつ前記原点
   検出手段は、前記第２の受光素子の出力と前記第１及び
   第３の受光素子の加算出力の差動をとって前記マスク部
   のエッジを検出して原点検出信号を出力するエッジ検出
   手段と、前記第１及び第３の受光素子の出力の排他的論
   理和をとって前記原点検出信号を抽出するゲート信号を
   生成するゲート手段とから構成されていることを特徴と
   する光学式エンコーダ。
2. 【請求項２】 前記第１及び第３の受光素子のスケール
   移動方向の幅がそれぞれ前記第２の受光素子のスケール
   移動方向の幅の１／２に設定されていることを特徴とす
   る請求項１記載の光学式エンコーダ。
3. 【請求項３】 前記エッジ検出手段は、前記第２の受光
   素子の出力と前記第１及び第３の受光素子の加算出力と
   の差をとる差動増幅器と、この差動増幅器の出力から前
   記マスク部のエッジに対応する零クロス点を検出する零
   クロス検出回路とから構成されていることを特徴とする
   請求項１記載の光学式エンコーダ。
4. 【請求項４】 前記零クロス検出回路は、前記差動増幅
   器の出力の零レベルのそれぞれ上下にヒステリシスを持
   たせた二つのコンパレータと、これらのコンパレータの
   出力の排他的論理和をとる排他的論理和ゲートとから構
   成され、 前記ゲート手段は、前記第１及び第３の受光素子の出力
   をそれぞれ所定の比較電位でパルス化する二つのコンパ
   レータと、これらのコンパレータの出力の排他的論理和
   をとる排他的論理和ゲートとから構成されていることを
   特徴とする請求項３記載の光学式エンコーダ。