[发明专利]光电式编码器以及使用它的电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及光电式编码器以及使用它的电子设备，该光电式编码器由光接收元件对通过移动体透过或反射的光进行光接收，从而检测上述移动体的位置、移动速度以及移动方向等。

背景技术

在打印机、绘图机、光盘装置等中，光学式编码器被用于检测打印头(head)或光头的位移量或位移方向的机构中。以往，作为这种光电式编码器，已知特开昭59-40258号公报中所公开的光电式旋转编码器。

图10是表示在特开昭59-40258号公报中所公开的光电式旋转编码器中的光学部分。在图10中，在被互相对置配置的发光单元(未图示)和光接收单元1之间，配置有沿箭头方向移动的移动体2。该移动体2中，在移动方向上以一定间距P互相交叉地形成透光区域(通常构成缝隙形状)PZ和遮光区域NZ。光接收单元1是由四个光接收元件1a、1b、1 c、1 d无间隙地排列形成，四个光接收元件具有在移动体2中的透光区域PZ和遮光区域NZ的宽度(1/2)P的一半(即，(1/4)P)的宽度。

而且，从上述光接收元件1a、1b、1c、1d输出的四个信号(依次设为A+、B-、A-、B+)中，信号A+和信号A-被输入到比较器(未图示)进行比较，另一方面，信号B+和信号B-被输入到其他的比较器(未图示)进行比较。而且，可以得到相位相互仅相差90°的两个输出信号。

可是，作为用于光电式旋转编码器的移动体2的原材料，通常使用金属或合成树脂，但是，因这些原材料的微细加工存在限度，所以自然地，其分辨率也存在限度。例如，将使用了直线标度类型的移动体2的以往的光电式编码器应用在打印机的情况下，要得到300dpi的分辨率，则透光区域PZ以及遮光区域NZ的宽度(1/2)P为40μm左右。而且，在加工时的允许误差成为±十几μm。因此，在以往，不可能将由金属或合成树脂构成的移动体2用于大型的打印机。

此外，在作为上述移动体2的原材料而使用了玻璃的情况下，有可能得到上述程度的分辨率。但是，因为玻璃较脆容易碎，所以需要保证机械强度，产生成本格外提高的问题。

因此，为了解决上述那样的有关分辨率的问题，提出了一种根据在日本实用新型注册第2604986号公报中所公开的光学式位置编码器，使用从以往所使用的移动体，可得到比该移动体所具有的分辨率高的分辨率的输出的光学式编码器。

图11是表示在日本实用新型注册第2604986号公报中所公开的光学式位置编码器中的移动体6的透光单元PZ以及遮光单元NZ的区域、构成光接收单元5的八个光接收元件5a～5h之间的配置关系、以及对各个光接收元件5a～5h的输出信号进行运算的信号处理单元7的结构。

在图11中，本光学式位置编码器包括：发光单元(未图示)；移动体6，在移动方向上以一定间距P相互交叉地形成透光区域PZ和遮光区域NZ；光接收单元5，由以(1/8)P间距的间隔向移动体6的移动方向无间隙地配置在一条直线上的八个光接收元件5a～5h构成；信号处理单元7，由八个加法器8a～8h、四个比较器9a～9d以及两个逻辑运算单元10a、10b构成。

图1 2是表示在上述信号处理单元7中的第一比较器9a～第四比较器9d以及第一、第二逻辑运算单元10a、10b的输出信号的波形。其中，横轴表示移动体6的位移量。以下，根据图12，说明信号处理单元7的动作。

图12A、图12B、图12D以及图12E表示上述第一比较器9a～第四比较器9d的输出信号SC1～SC4。相对于输出信号SC1，输出信号SC2具有-90°的相位差，输出信号SC3具有-45°的相位差，输出信号SC4具有-135°的相位差。

如图13A所示，上述第一逻辑运算单元10a以及第二逻辑运算单元10b由“与”元件11、“或非”元件12、以及“或”元件13构成，从如图13B所示的真值表可知，在输入信号的电平都是“高电平”或“低电平”的情况下，输出“高电平”的输出信号；若不是的情况下，输出  “低电平”的输出信号。图12C表示第一逻辑运算单元10a的输出信号OUT1。此外，图12F表示第二逻辑运算单元10b的输出信号OUT2。