專利名稱：光學式編碼器以及具有它的電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用光接收元件來檢測移動體的位置、移動速度、移動方向
等的光學式編碼器，特別涉及可適于復印機、打印機等的印刷設備、FA (Factory automation:工廠自動化)設備等的光學式編碼器。
背景技術：
以往，在(日本)特開平l-136019號公報中，公開了一種編碼器，其將 具有90度的相位差的脈沖信號輸入到"異或，，電路，從而能夠得到以往的兩 倍的分辨率。
此外，在(日本)特開平1-156621號公報中，公開了一種光學式編碼器， 其將四個相位相差45。的信號輸入到"異"邏輯電路，從而能夠得到相位相差 90。的兩個信號。
此外，在(日本)特開平3-37518號公報中，公開了一種編碼器，其輸 入從相位相差90。的信號的"異或"所得到的信號作為移位寄存器的時鐘，同 時使用將原來的相位相差90°的信號中的一個作為數(shù)據(jù)輸入所得到的信號，讀 取旋轉體的正轉、反轉。
此外，在(日本)實開平7-12924號公報中，公開了一種編碼器，其從 2n個光傳感器輸出而生成2"1個方波信號，從而將分辨率達到兩倍。
此外，在(日本)特開2007-40959號公報中，公開了一種編碼器，其對 從被細分的光接收元件所得到的相位不同的多個信號取"異或"，并對移動 體縫隙(slit)輸出高于移動體的通過截止頻率的頻率的信號。
一般，如所述特開平1-136019號公報以及特開平1-156621號公報中所 示，在編碼器中使用"異或，，電路，能夠從具有90。的相位差的脈沖信號得到 兩倍的分辨率。
但是，在取這樣的兩個脈沖信號的"異或"的情況下，在邏輯電路內(nèi)必 定產(chǎn)生一個門(gate)量^延遲。
在通常的邏輯電路中，該延遲是誤差范圍內(nèi)，但在包含用于處理微小信
號的光接收元件在內(nèi)的光接收電路中，存在以下問題因該一個門量的延遲而導致對信號在輸入輸出之間的阻抗中產(chǎn)生差，輸出信號的占空比產(chǎn)生偏差， 周期變動變大，從而得不到兩倍的分辨率的優(yōu)點。
此外，在(日本)特開平3-37518號公報中，由于對從"異或"信號得 到的信號和邏輯運算之前的原來的信號進行邏輯組合，進而伴隨門延遲，容 易產(chǎn)生誤動作。
此外，在(日本)實開平7-12924號公寺艮、(日本)特開2007-40959號 公報中，使用從光接收元件得到的反相的信號來生成信號脈沖，但對邏輯運 算輸入單元輸入具有90。相位差的兩個脈沖，從而產(chǎn)生上述門延遲。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題在于，提供一種能夠避免在信號之間產(chǎn)生起因于門 延遲的相位差，能夠通過占空比精度、周期精度良好的信號進行移動體的檢 測的光學式編碼器。
為了解決上述課題，本發(fā)明的光學式編碼器包括發(fā)光單元和光接收單元， 所述光接收單元具有在來自所述發(fā)光單元的光能夠到達的區(qū)域內(nèi)沿一個方向 排列配置的多個光接收元件，其用于檢測移動體的移動，所述移動體具有在 通過與所述光接收元件對應的規(guī)定位置時設為所述光入射到所述光接收元件 的狀態(tài)的光通過部分、和在通過與所述光接收元件對應的規(guī)定位置時設為所 述光不會入射到所述光接板元件的狀態(tài)的光截止部分，并且在其沿所述一個 方向移動時，所述光通過部分和光截止部分交替地通過所述規(guī)定的位置，其 特征在于，
所述光學式編碼器包括信號處理單元，從所述光接收單元輸入第1光 接收信號、相對于所述第1光接收信號相位偏離了 90°的第2光接收信號、相 對于所述第1光接收信號相位偏離了 180°的第3光4妻收信號、相對于所述第 1光接收信號相位偏離了 270。的第4光接收信號，并且使對于從所述第1光 接收信號到所述第4光接收信號的各個光接收信號的信號處理的門延遲平 衡。
根據(jù)本發(fā)明的光學式編碼器，在信號處理單元中輸入相對于第1光接收 信號相位相差180°的第3光接收信號、以及相對于第2光接收信號相位相差 180。的第4光接收信號。因此,所述信號處理單元無需用于使所述第1光接
收信號反轉所需的"非"電路，同時無需用于使所述第2光接收信號反轉所 需的"非"電路。
因此，所述信號處理單元使對于從所述第1光接收信號到所述第4光接 收信號的各個光接收信號的信號處理的門延遲平衡，能夠避免起因于門延遲 的相位差的產(chǎn)生，能夠通過占空比精度、周期精度良好的信號進行移動體的檢測。
此外，在一個實施方式的光學式編碼器中，所述信號處理單元包括 第1 "與"電路或者第1 "或非"電路，從所述第1到第4光接收信號中，
輸入相位相互相差90°的一對光4妻收信號；
第2 "與，，電路或者第2 "或非"電路，從所述第1到第4光接收信號中，
輸入與所述一對光接收信號不同的、相位相互相差90。的一對光接收信號；以
及
"或"電路或者"或非'，電路，輸入所述第1 "與"電路或者第1 "或非" 電路的輸出信號和所述第2 "與"電路或者第2 "或非"電路的輸出信號。
根據(jù)該實施方式的光學式編碼器，所述第1、第2 "與"電路(或者所述 第1、第2 "或非，，電路)從輸入的相位相互相差90。的一對光接收信號，生 成在該光接收信號的一個周期內(nèi)具有1: 3的占空比的信號。該第1 "與"電 路(或者所述第1 "或非"電路)生成的具有1: 3的占空比的信號、和所述 第2 "與"電路(或者所述第2 "或非，，電路)生成的具有1: 3的占空比的 信號之間相位相差180°,并且匹配性好。
而且，所述"或"電路(或者"或非，，電路)取所述相位相差180。并且 匹配性好的兩個信號的"或"(或者"或非")。由此，能夠從該"或"電路(或 者"或非"電路)得到具有光接收信號的兩倍頻率且占空比精度、周期精度 好的輸出信號。
此外，在一個實施方式的光學式編碼器中，所述信號處理單元包括 第1 "或"電路或者第1 "與非"電路，從所述第1到第4光接收信號中，
輸入相位相互相差90。的一對光接收信號；
第2 "或，，電路或者第2 "與非，，電路，從所述第1到第4光接收信號中，
輸入與所述一對光接收信號不同的、相位相互相差90。的一對光接收信號；以
及
"與"電路或者"與非"電路，輸入所述第1 "或"電路或者第1 "與非"
電路的輸出信號和所述第2 "或"電路或者第2 "與非"電路的輸出信號。
根據(jù)該實施方式的光學式編碼器，所述第1、第2 "或"電路(或者所述 第1、第2 "與非"電路)從輸入的相位相互相差90。的一對光接收信號，生 成在該光接收信號的一個周期內(nèi)具有1: 3的占空比的信號。該第1 "或"電 路(或者所述第l "與非"電路)生成的具有l(wèi): 3的占空比的信號、和所述 第2 "或"電路(或者所述第2 "與非"電路)生成的具有1: 3的占空比的 信號之間相位相差180°，并且匹配性好。
而且，所述"與"電路(或者"與非"電路)取所述相位相差180。并且 匹配性好的兩個信號的"與"(或者"與非，，)。由此，能夠從該"與"電路(或 者"與非"電路)得到具有光接收信號的兩倍頻率且占空比精度、周期精度 好的輸出信號。
此外，在一個實施方式的光學式編碼器中，所述信號處理單元包括
第l模數(shù)變換器，從所述第1到第4光接收信號中，輸入相位相互相差 180。的一對光接收信號，同時輸出相位相互相差180。的一對輸出信號；以及
第2模數(shù)變換器，從所述第1到第4光接收信號中，輸入與所述一對光 接收信號不同的、相位相互相差180。的一對光接收信號，同時輸出相位相互 相差180°的一對輸出信號。
根據(jù)該實施方式，所述第1、第2模數(shù)變換器分別對輸入的相位相互相 差180。的一對光接收信號進行模數(shù)變換，從而輸出相位相互相差180°的一對 輸出信號。這樣，通過各個模數(shù)變換器，能夠一起取出相位相差180。的正相、 反相的兩相的輸出信號，在兩相的輸出信號之間不會產(chǎn)生延遲。而且，該第 1模數(shù)變換器輸出的正相的輸出信號和第2模數(shù)變換器輸出的正相的輸出信 號的相位偏離90。，同時所述第1模數(shù)變換器輸出的反相的輸出信號和第2 模數(shù)變換器輸出的反相的輸A信號的相位偏離90。。因此，能夠從所述第l、 第2模數(shù)變換器得到相位分別正確地偏離了 90。的四個輸出信號。
此外，在一個實施方式的光學式編碼器中，所述第l模數(shù)變換器包括用 于輸出所述一對輸出信號的第1輸出晶體管單元和用于驅動該第1輸出晶體 管單元的第1驅動單元，
所述第2模數(shù)變換器包括用于輸出所述一對輸出信號的第2輸出晶體管 單元和用于驅動該第2輸出晶體管單元的第2驅動單元，
所述第l驅動單元被所述第1輸出晶體管單元的一對輸出信號共用，所
述第2驅動單元被所述第2輸出晶體管單元的一對光接收信號共用。
根據(jù)該實施方式，由于在所述第1、第2模數(shù)變換器中所述第1、第2 驅動單元分別被第1、第2輸出晶體管單元的一對輸出信號共用，所以通過 這樣對正相、反相的兩個輸出信號共用驅動單元，從而能夠不會使正相、反 相的兩個輸出信號之間產(chǎn)生門延遲。
此外，在一個實施方式的光學式編碼器中，所述信號處理單元包括邏輯 運算單元，其對于所述第1到第4的各個光接收信號的邏輯運算次數(shù)相等。
根據(jù)該實施方式，由于所述信號處理單元所具有的邏輯運算單元對于各 個光接收信號的邏輯運算次數(shù)相等，所以能夠消除各個光接收信號的門延遲 差。
此外，在一個實施方式的電子設備中，包括了所述光學式編碼器。 根據(jù)該實施方式，能夠提供包括了光學式編碼器的可靠性高的電子設備， 所述光學式編碼器能夠避免在信號之間產(chǎn)生起因于門延遲的相位差，能夠高 精度地檢測移動體的移動。
根據(jù)本發(fā)明的光學式編碼器，在信號處理單元中輸入相對于第1光接收 信號相位相差180°的第3光接收信號、以及相對于第2光接收信號相位相差 180°的第4光接收信號。因此，所述信號處理單元無需用于使所述第1光接 收信號反轉所需的"非"電路，同時無需用于使所述第2光接收信號反轉所 需的"非"電路。
因此，所述信號處理單元使對于從所述第1光接收信號到所述第4光接 收信號的各個光接收信號的信號處理造成的門延遲平衡，能夠避免起因于門 延遲的相位差的產(chǎn)生，能夠通過占空比精度、周期精度良好的信號進行移動 體的檢測。


通過以下的詳細說明和附圖，能夠更充分地理解本發(fā)明。

只是
為了說明，并不是限定本發(fā)明。在附圖中
圖l是表示本發(fā)明的光學式編碼器的第1實施方式的^L略結構的方框圖。 圖2A是表示所述第1實施方式所具有的信號處理電^各15的結構的圖。 圖2B是表示本發(fā)明的光學式編碼器的第2實施方式所具有的信號處理
電路的結構的圖。
圖3A是表示作為所述第1、第2實施方式的比較例子的第1比較例子的
信號處理電路的結構的圖。
圖3B是表示作為所述第1、第2實施方式的比較例子的第2比較例子的
信號處理電路的結構的圖。
圖4A是表示所述第1實施方式的各個信號波形的波形圖。
圖4B是表示所述第2實施方式的各個信號波形的波形圖。
圖4C是表示所述第2比較例子的各個信號波形的波形圖。
圖4D是表示所述第1比較例子的各個信號波形的波形圖。
圖5是表示所述信號處理電路的運算處理電路的前級的電路結構的圖。
圖6是表示所述信號處理電路所具有的模數(shù)變換器的電路結構的一個例
子的圖。
圖7是表示本發(fā)明的光學式編碼器的第3實施方式的信號處理電路的圖。
具體實施例方式
以下，通過圖示的實施方式，詳細說明本發(fā)明。 (第1實施方式)
圖1表示本發(fā)明的光學式編碼器的第1實施方式的概略結構。在該第1 實施方式中，包括移動體1和光4妄收單元2和發(fā)光單元3。所述發(fā)光單元3 由LED (發(fā)光二極管)等的發(fā)光元件構成。
所述光接收單元2具有四個光接收元件11~14。另外，為了得到更高分 辨率，還可以設為配置了8個、16個等多個光接收元件的光接收單元2。此 外，移動體1可以沿箭頭X1或者X2所示的方向移動，在移動方向上交替地 排列了光通過部分6和光截止部分7。若將該光通過部分6的排列間距設為P, 則光通過部分6和光截止部分7的移動方向的尺寸(寬度尺寸)為(1/2)P。 所述光通過部分6使來自發(fā)光單元3的光通過至光4妄收單元2側，另 一方面， 光截止部分7使來自發(fā)光單元3的光不通過至光接收單元2側。另外，光接 收元件11 14由光電二極管構成。在該實施方式中，4艮設各個光4妄收元件 11 14的寬度尺寸設為(1/4)P。此外，各個光接收元件11 14沿移動方向相 鄰而沒有隔著間隔。
所述光接收元件11輸出的光接收信號A+、光接收元件12輸出的光接收 信號B-、光接收元件13輸出的光接收信號A-、光4妄收元件14輸出的光接
收信號B+被輸入到信號處理電路15。所述光接收信號A+、 B+、 A-、 B-分 別成為第1、第2、第3、第4光接收信號。
如圖2A所示，所述信號處理電路15包括"或"電路21，輸入光接收 信號A+、 B+作為第1、第2光接收信號；"或"電路22，輸入光接收信號 A-、 B-作為第3、第4光接收信號；以及"與"電路23，輸入"或"電路 21的輸出信號C和"或"電路22的輸出信號D。
圖4A表示所述光接收信號A+、 B+、 A-、 B-的信號波形。如圖4A所 示，光接收信號B+相對于光接收信號A+相位延遲90。，光接收信號A-相對 于光接收信號A+相位延遲180°。此外，光接收信號B-相對于光接收信號A+ 相位延遲270°。
而且，所述"或"電路21對光接收信號A+、 B+的"或"進行運算，從 而輸出如圖4A所示的信號波形的輸出信號C。此外，所述"或"電路22對 光接收信號A-、 B-的"或"進行運算，從而輸出如圖4A所示的信號波形的 輸出信號D。而且，所述"與"電路23對所述輸出信號C和輸出信號D的 "與"進行運算，從而輸出如圖4A所示的信號波形的輸出信號E。
根據(jù)該實施方式，相對于光接收信號A+相位偏離了 180。的光接收信號 A-以及相對于光接收信號B+相位偏離了 180。的光接收信號B-被輸入到信號 處理電路15的"或"電路22。因此，所述信號處理電路15無需用于使光接 收信號A+反轉所需的"非"電路，同時無需用于使光接收信號B+反轉所需 的"非"電路。
因此，在所述信號處理電路15中，能夠使對于各個光接收信號A+、 B+、 A-、 B-的信號處理的門延遲平衡，能夠避免起因于門延遲的相位差的產(chǎn)生， 能夠通過具有光接收信號的兩倍頻率且占空比精度、周期精度良好的輸出信 號E進行移動體的一企測。
此外，在所述第1實施方式中，也可以代替第1 "或，，電路21、第2 "或" 電路22、"與"電路23，而包括第1 "與非，，電路、第2 "與非，，電路、"與 非"電^各。
(第2實施方式)
接著，圖2B表示本發(fā)明的光學式編碼器的第2實施方式所具有的信號 處理電路的結構。該第2實施方式與所述的第1實施方式的不同點在于，代 替所述的第1實施方式的圖2A所示的信號處理電^各，而包括圖2B所示的信
號處理電路。因此，在第2實施方式中，主要說明與所述的第1實施方式不
同的方面。
如圖2B所示，該第2實施方式所具有的信號處理電路包括第1 "與"電 路26和第2 "與"電路27以及"或，，電路28。在所述第1 "與"電路26中， 輸入相位相互相差90。的光接收信號A+和光接收信號B+。此外，在所述第2 "與'，電路27中，輸入相位相互相差90。的光接收信號A-和光接收信號B-。
因此，第1 "與"電路26對所述光接收信號A+和光接收信號B+的"與" 進行運算，從而輸出圖4B的波形圖所示的信號波形的輸出信號C，第2 "與" 電路27對所述光接收信號A-和光接收信號B-的"與"進行運算，從而輸出 圖413的波形圖所示的信號波形的輸出信號D。而且，"或，，電路28對來自第 1 "與"電路26的輸出信號C和來自第2 "與"電路27的輸出信號D的"或" 進行運算，從而輸出圖4B的波形圖所示的信號波形的輸出信號E。
根據(jù)該第2實施方式，相對于光接收信號A+相4立偏移了 180。的光接收 信號A-、以及相對于光接收信號B+相位偏移了 180。的光接收信號B-被輸入 到"與"電路27。因此，所述信號處理電路無需用于使光接收信號A+反轉 所需的"非"電路，同時無需用于使光接收信號B+反轉所需的"非"電路。 因此，在所述信號處理電路中，能夠使對于各個光接收信號A+、 B+、 A-、 B-的信號處理的門延遲平衡，能夠避免起因于門延遲的相位差的產(chǎn)生，能夠 通過具有光接收信號的兩倍頻率且占空比精度、周期精度良好的輸出信號E
進行移動體的;f企測。
此外，在所述第2實施方式中，也可以代替第1 "與，，電路26、第2 "與" 電路27、"或"電路28,而包括第1 "或非"電路、第2 "或非"電路、"或 非"電路。
(第1比較例子)
接著，說明相對于所述第1、第2實施方式的第1比較例子。該第1比 較例子與所述第1、第2實施方式的不同點在于，包4舌圖3A所示的結構的信 號處理電路的點和在該信號處理電路中輸入來自光接收元件11的光接收信 號A+和來自光接收元件14的光接收信號B+的點。
如圖3A所示，在該第1比較例子所具有的信號處理電路中，光接收信 號A+經(jīng)由反相器31而輸入到"與"電路33，光接4K言號B+直接輸入到"與" 電路33。因此，"與"電路33對光接收信號A+所反轉的信號和光接收信號
B+的"與"進行運算，從而輸出圖4D的波形圖所示的信號波形的輸出信號 C。另一方面，在"與"電路35中，光接收信號A+被直接輸入，同時光接收 信號B+經(jīng)由反相器32而被輸入。因此，"與"電路35對光接收信號A+和光 接收信號B+所反轉的信號的"與"進行運算，從而輸出圖4D的波形圖所示 的信號波形的輸出信號D。
然后，"與"電路33、 35的輸出信號C、 D輸入到"或"電路36,對兩 個輸出信號C、 D的"或"進行運算，從而從"或"電3各36輸出圖4D的波 形圖所示的信號波形的輸出信號E。該"或"電路36的輸出信號E是光接收 信號A+、 B+的兩倍頻率的信號，輸入到"與"電^各33、 35的兩個光接收信 號中的一個光接收信號經(jīng)由反相器而被輸入。因此，由于門延遲而在對"與" 電路33、 35的輸入信號中產(chǎn)生相位差，"與"電路33、 35輸出的輸出信號C、 D之間的平衡變差。其結果，在圖4D所示的(1)、 (2)、 (3)、 (4)的各個部 位，"或"電路36的輸出信號E容易產(chǎn)生周期變動，乂人而與所述的第1、第2 實施方式相比，輸出信號E的精度(占空比精度、周期精度)變差。 (第2比較例子)
接著，說明相對于所述第1、第2實施方式的第2比較例子。該第2比 較例子與所述第1、第2實施方式的不同點在于，包括圖3B所示的結構的信 號處理電路的點和在該信號處理電路中輸入來自光接收元件11的光接收信 號A+和來自光接收元件14的光接收信號B+的點。
如圖3B所示，在該第2比較例子所具有的信號處理電路中，光接收信 號A+以及光接收信號B+直接輸入到"或"電路41和"與"電路42而不經(jīng) 由反相器。因此，"或"電路41對光接收信號A+和光接收信號B+的"或" 進行運算，對"與"電路44輸出圖4C的波形圖所示的信號波形的輸出信號 C。另一方面，"與"電路42對光接收信號A+和光接收信號B+的"與"進行 運算并輸出的信號通過反相器43反轉后，對"與"電^各44輸入圖4C的波形 圖所示的信號波形的輸出信號D。
因此，"與"電路44對兩個輸出信號C、 D的"與"進行運算，從而輸 出圖4C的波形圖所示的信號波形的輸出信號E。該"與"電路44的輸出信 號E是光接收信號A+、 B+的兩倍頻率的信號，"與"電路42的輸出信號經(jīng) 由反相器43而輸入到"與"電^各44。因此，由于門延遲而在輸出信號C、 D 之間產(chǎn)生相位差，輸出信號C和D的信號平衡變差，在最終的輸出信號E中，
若將圖4C所示的信號波形E的部位(1 )設為起點，則在部位(2)難以產(chǎn) 生周期變動，但在部位(3)、 (4)中周期變動變大，/人而與所述的第1、第2 實施方式相比，作為編碼器信號的精度變差。 (信號處理電路的詳細說明) 接著，參照圖5,更詳細地說明所述的第1實施方式所具有的信號處理 電路15的結構的一個例子。圖5表示在所述光接收單元2所具有的四個光接 收元件U 14和圖2A所示的邏輯運算電路之間具有所述信號處理電路15的 電if各結構。
如圖5所示，該信號處理電路15包括連接到光接收元件ll、 13的第 1、第2電流電壓變換單元51、 52和連接到光接收元件12、 14的第3、第4 電流電壓變換單元53、 54。各個電流電壓變換單元51、 52、 53、 54由電阻
和比較器構成。
所述第1、第2電流電壓變換單元51、 52的輸出連接到比較器55，該比 較器55連接到第1模數(shù)變換器56。此外，所述第3、第4電流電壓變換單元 53、 54的輸出連接到比較器61,該比較器61連接到第2模數(shù)變換器62。
因此，光接收元件11輸出的光接收信號A+、光4妄收元件13輸出的光接 收信號A-通過所述第1、第2電流電壓變換單元51、 52變換為電壓之后通 過比較器55進行比較，該比較器55對第l模數(shù)變換器56輸出正轉信號以及 反轉信號。另一方面，光接收元件12輸出的光接收信號B-、光接收元件14 輸出的光接收信號B+通過所述第3、第4電流電壓變換單元53、 54變換為 電壓之后通過比較器61進行t匕較，該比較器61對第2模數(shù)變換器62輸出正 轉信號以及反轉信號。
然后，所述第1模數(shù)變換器56將從比較器55豐lr入的所述正轉信號以及 反轉信號變換為數(shù)字信號，輸出被數(shù)字化的光接收信號A+、 A-。該被數(shù)字 化的光接收信號A+、 A-輸入到圖2A的"或"電^各21、 22。另一方面，所 述第2模數(shù)變換器62將從比較器61輸入的所述正轉信號以及反轉信號變換 為數(shù)字信號，輸出被數(shù)字化的光接收信號B+、 B-。該被數(shù)字化的光接收信號 B+、 B—輸入到圖2A的"或"電路21、 22。
在該信號處理電路15中，對輸入的相位相互相差180。的兩對光接收信 號A+、 A-和B+、 B-進行電壓變換，通過第1、第2模數(shù)變換器56、 62對 由比較器55和61比較所得到的正轉信號、反轉信號進行模數(shù)變換，從而輸
出相位相互相差180。的兩對數(shù)字信號A+、 A-和B+、 B-。
這樣，通過各個模數(shù)變換器56、 62,能夠一起取出相位相差180。的正相、 反相的兩相的數(shù)字信號，在兩相的輸出信號之間完全不會產(chǎn)生延遲。而且， 該第1模數(shù)變換器56輸出的正相的數(shù)字信號A+和第2模數(shù)變換器62輸出的 正相的數(shù)字信號B+的相位偏離90。，同時所述第1才莫凄t變換器56輸出的反相 的輸出信號A-和第2模數(shù)變換器62輸出的反相的輸出信號B-的相位偏離 90。。因此，能夠從所述第l、第2模數(shù)變換器56、 62得到相位分別正確地偏 離了 90。的四個輸出信號A+、 B+、 A-、 B-。
此外，在上述的說明中，說明了第1實施方式的信號處理電路具有圖5 所示的電路結構的情況，當然，第2實施方式的信號處理電路也可以具有圖 5所示的電^^結構。
接著，圖6表示所述第l模數(shù)變換器56的電路結構的一個例子。該第1 模數(shù)變換器56包括輸入來自所述比較器55的正轉信號和反轉信號的模數(shù) 變換單元71 、輸出晶體管驅動單元72A、 72B以及輸出晶體管單元73A、 "B。 該輸出晶體管驅動單元72A、 72B構成第1驅動單元，所述輸出晶體管單元 73A、 73B構成第1輸出晶體管單元。
在該第1模數(shù)變換器56中，所述模數(shù)變換單元71輸出的反相信號經(jīng)由 輸出晶體管驅動單元72B輸入到輸出晶體管單元73A的晶體管(1 )和輸出 晶體管單元73B的晶體管(4)。此外，所述模數(shù)變換單元71輸出的正相信號 經(jīng)由輸出晶體管驅動單元72A輸入到輸出晶體管單元73A的晶體管(3 )和 輸出晶體管單元73B的晶體管(2)。
然后，在輸出晶體管單元73A中，由輸出晶體管單元73A的電流鏡電 路75A對晶體管(1)的驅動電流進行反射，并由晶體管(5)引出從流過晶 體管(1)的電流減去流過晶體管(3)的電流的電流差，從而得到正相輸出 信號A+。另一方面，在輸出晶體管單元73B中，由輸出晶體管單元73B的 電流鏡電路75B對晶體管(2)的驅動電流進行反射，并由晶體管(6)引出 從流過晶體管(2)的電流減去流過晶體管(4)的電流的電流差，從而得到 反相輸出信號A-。
這樣，根據(jù)圖6所示的電路結構的模數(shù)變換器56,對于輸出一對輸出信 號A+、 A-的輸出晶體管單元73A、 73B共用輸出晶體管驅動單元72A、 72B。 這樣，通過對正相、反相的兩個輸出信號A+、 A-共用驅動單元72A、 72B，
從而能夠在正相、反相的兩個輸出信號A+、 A-之間不會產(chǎn)生門延遲造成的
相位差。
另夕卜，在上述的說明中，說明了將所述第1模數(shù)變換器56設為圖6所示 的電路結構的情況，但也可以將所述第2模數(shù)變換器62設為圖6所示的電路結構。
(第3實施方式)
接著，圖7表示本發(fā)明的光學式編碼器的第3實施方式所具有的信號處 理電路的結構。該第3實施方式與前述的第1實施方式的不同點在于，代替 所述的第1實施方式的圖2A所示的信號處理電路，而包括圖7所示的信號 處理電路的點。因此，在該第3實施方式中，主要i兌明與前述的第1實施方 式的不同點。
如圖7所示，該第3實施方式所具有的信號處理電路包括第1 第4反 相器81 84、輸入第1、第2反相器81、 82的輸出的第5反相器85、以及輸 入第3、第4反相器83、 84的輸出的第6反相器86。此外，所述信號處理電 路包括輸入所述第5、第6反相器85、 86的輸出的第7反相器87、以及輸 入該第7反相器87的輸出的第8反相器88。
此外，該信號處理電路包括輸入所述第1反相器81的輸出的第9反相 器91、輸入該第9反相器91的輸出的第10反相器92、以及輸入該第IO反 相器92的輸出的第11反相器93。此外，該信號處理電路包括輸入所述第 3反相器83的輸出的第12反相器94、以及輸入該第12反相器94的輸出的 第13反相器95。該第13反相器95的輸出連接到所述第7反相器87和第8 反相器88之間的連接點PA。
在該信號處理電路中，相位相互相差90。的光接收信號A+、 B+輸入到所 述第1、第2反相器81、 82，相位相互相差90。的光接收信號B-、 A-輸入到 所述第3、第4反相器83、 84。這里，將所述光接收信號A+設為0。相位差信 號，則所述光接收信號B+、光接收信號B-、光接收信號A-分別成為90°相 位差信號、270。相位差信號、180。相位差信號。
而且，在該信號處理電路中，第1反相器81輸出使光接收信號A+反轉 的信號，第2反相器82輸出使光接收信號B+反轉的信號，該使光接收信號 A+反轉的信號和使光接收信號B+反轉的信號被相加后輸入到第5反相器85 。 這樣，該第5反相器85輸出相當于在圖4B所示的信號波形C的信號。另一
方面，第3反相器83輸出使光接收信號B-反轉的信號，第4反相器84輸出 使光接收信號A-反轉的信號,該使光接收信號B-反轉的信號和使光接收信 號A-反轉的信號被相加后輸入到第6反相器86。這樣，該第6反相器86輸 出相當于在圖4B所示的信號波形D的信號。
因此，所述第7反相器87對連接點PA輸出使來自所述第5反相器85 的相當于所述信號波形C的信號和來自所述第6反相器86的相當于所述信號 波形D的信號相加的信號(相當于圖4B的信號波形E的信號)反轉的信號。
另一方面，第3反相器83將使光接收信號B-反轉的信號輸入到第12 反相器94,該第12反相器94對第13反相器95輸出相當于光接收信號B-的信號。因此，在該連接點PA上的信號波形成為將使相當于圖4B的信號波 形E的信號反轉的信號和相當于光接收信號B+的信號相加的信號波形，從第 8反相器88輸出具有使該信號波形反轉的信號波形的信號J。從該第8反相 器88輸出的信號J具有25% _ 75%的占空比。
此外，第1反相器8i輸出的信號(使光接收信號A+反轉的信號)依次 經(jīng)由第9、第10、第11反相器91、 92、 93，第11反相器93輸出相當于光接 收信號A的信號波形的信號波形的信號K。該信號K具有50% - 50%的占空 比。
這樣，在該第3實施方式中，可得到周期相同且占空比不同的兩個輸出 信號J、 K。此外，這兩個輸出信號J、 K都是經(jīng)由四級反相器而得到的信號， 所以不會產(chǎn)生門延遲導致的相位差，能夠取得兩個信號之間的匹配性。
此外，根據(jù)包括了所述第1、第2、第3實施方式的任一光學式編碼器的 電子設備(復印機、打印機等的印刷設備、FA ( Factory automation )設備等)， 能夠實現(xiàn)可避免在信號之間產(chǎn)生起因于門延遲的相位差，從而能夠高精度地 檢測移動體的移動的可靠性高的電子設備。
以上，說明了本發(fā)明的實施方式，顯然，這些也可以進行各種變更。這 樣的變更不應看作是脫離了本發(fā)明的精神和范圍，對于本領域的技術人員來 說清楚的變更都包含在權利要求的范圍內(nèi)。
權利要求
1. 一種光學式編碼器，包括發(fā)光單元和光接收單元，所述光接收單元具有在來自所述發(fā)光單元的光能夠到達的區(qū)域內(nèi)沿一個方向排列配置的多個光接收元件，其用于檢測移動體的移動，所述移動體具有在通過與所述光接收元件對應的規(guī)定位置時設為所述光入射到所述光接收元件的狀態(tài)的光通過部分、和在通過與所述光接收元件對應的規(guī)定位置時設為所述光不會入射到所述光接收元件的狀態(tài)的光截止部分，并且在其沿所述一個方向移動時，所述光通過部分和光截止部分交替地通過所述規(guī)定的位置，其特征在于，所述光學式編碼器包括:信號處理單元，從所述光接收單元輸入第1光接收信號、相對于所述第1光接收信號相位偏離了90°的第2光接收信號、相對于所述第1光接收信號相位偏離了180°的第3光接收信號、以及相對于所述第1光接收信號相位偏離了270°的第4光接收信號，并且使對于從所述第1光接收信號到所述第4光接收信號的各個光接收信號的信號處理造成的門延遲平衡。
2. 如權利要求1所述的光學式編碼器，其特征在于， 所述信號處理單元包括第1 "與，，電路或者第1 "或非，，電路，從所述第1到第4光接收信號中， 輸入相位相互相差90。的一對光接收信號；第2 "與，，電路或者第2 "或非，，電路，從所述第1到第4光接收信號中， 輸入與所述一對光接收信號不同的、相位相互相差90。的一對光接收信號；以 及"或"電路或者"或非"電路，輸入所述第1 "與"電路或者第1 "或非" 電路的輸出信號和所述第2 "與，，電路或者第2 "或非"電路的輸出信號。
3. 如權利要求1所述的光學式編碼器，其特征在于， 所述信號處理單元包括第1 "或，，電路或者第1 "與非"電路，從所述第1到第4光接收信號中， 輸入相位相互相差90。的一對光4妻收信號；第2 "或"電路或者第2 "與非"電路，從所述第1到第4光接收信號中， 輸入與所述一對光接收信號不同的、相位相互相差90。的一對光接收信號；以 及"與"電路或者"與非"電路，輸入所述第1 "或"電路或者第1 "與非"電路的輸出信號和所述第2 "或"電路或者第2 "與非"電路的輸出信號。
4. 如權利要求1所述的光學式編碼器，其特征在于， 所述信號處理單元包括第l模數(shù)變換器，從所述第1到第4光接收信號中，輸入相位相互相差 180。的一對光接收信號，同時輸出相位相互相差180。的一對輸出信號；以及第2模數(shù)變換器，從所述第1到第4光接收信號中，輸入與所述一對光 接收信號不同的、相位相互相差180。的一對光接收信號，同時輸出相位相互 相差180。的一對輸出信號。
5. 如權利要求4所述的光學式編碼器，其特征在于，所述第1模數(shù)變換器包括用于輸出所述一對輸出信號的第l輸出晶體管 單元和用于驅動該第1輸出晶體管單元的第1驅動單元，所述第2模數(shù)變換器包括用于輸出所述一對輸出信號的第2輸出晶體管 單元和用于驅動該第2輸出晶體管單元的第2驅動單元，所述第l驅動單元被所述第1輸出晶體管單元的一對輸出信號共用，所 述第2驅動單元被所述第2輸出晶體管單元的一對光接收信號共用。
6. 如權利要求1所述的光學式編碼器，其特征在于， 所述信號處理單元包括邏輯運算單元，其對于所述第1到第4的各個光接收信號的邏輯運算次數(shù)相等。
7. —種電子設備，包括了權利要求1所述的光學式編碼器。
全文摘要
提供一種光學式編碼器以及具有它的電子設備。光學式編碼器包括被輸入光接收信號(A+、B+)的“或”電路(21)、被輸入光接收信號(A-、B-)的“或”電路(22)、被輸入“或”電路(21)的輸出信號(C)和“或”電路(22)的輸出信號(D)的“與”電路(23)。在該光學式編碼器中，相對光接收信號(A+)相位偏離了180°的光接收信號(A-)及相對光接收信號(B+)相位偏離了180°的光接收信號(B-)被輸入到信號處理電路的“或”電路(22)。信號處理電路無需用于使光接收信號(A+)反轉所需的“非”電路，并無需用于使光接收信號(B+)反轉所需的“非”電路。從而能避免在信號之間產(chǎn)生起因于“門”延遲的相位差，能通過占空比精度、周期精度良好的信號檢測移動體。
文檔編號G01D5/26GK101382443SQ20081021281
公開日2009年3月11日 申請日期2008年9月5日 優(yōu)先權日2007年9月6日
發(fā)明者岡田教和 申請人:夏普株式會社