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公開番号2021179355
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211118
出願番号2020084568
出願日20200513
発明の名称位置検出装置
出願人新日本無線株式会社
代理人特許業務法人栄光特許事務所
主分類G01D 5/347 20060101AFI20211022BHJP(測定;試験)
要約【課題】光検出器の出力信号を入力する回路におけるSN比をさらに向上できるようにする。
【解決手段】反射面と非反射面とが検出対象の移動体の移動方向に交互に配置された反射板20と、反射板20に対して光を放射する発光素子11と反射板20からの反射光を受光する受光素子12とを有する反射型フォトセンサ10と、反射型フォトセンサ10の出力信号を入力して位置検出量算出のための検出出力信号を生成する出力回路30と、を備え、受光素子12は、出力信号が互いに所定の位相差を有するように配置された複数の受光部12a〜12dを有し、出力回路30は、第1の受光部12aの出力の電流信号と、第1の受光部12aに対して180度の位相差を有する第2の受光部12cの出力の電流信号とを減算するカレントミラー回路31と、カレントミラー回路31による減算後の電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換回路41と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
反射面と非反射面とが検出対象の移動体の移動方向に交互に配置された反射部と、
前記反射部に対して光を放射する発光素子と、前記発光素子から放射された光の前記反射部からの反射光を受光する受光素子と、を有する反射型フォトセンサと、
前記反射型フォトセンサの出力信号を入力して位置検出量算出のための検出出力信号を生成する出力回路と、を備え、
前記受光素子は、出力信号が互いに所定の位相差を有するように配置された複数の受光部を有し、
前記出力回路は、前記複数の受光部のうち、第1の受光部の出力の電流信号と、前記第1の受光部に対して180度の位相差を有する第2の受光部の出力の電流信号とを減算するカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路による減算後の電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、を有する、
位置検出装置。
続きを表示(約 780 文字)【請求項2】
請求項1に記載の位置検出装置であって、
前記カレントミラー回路は、第1端子と、前記第1端子の入力信号を極性反転した信号を出力する第2端子とを有し、前記第2の受光部の出力端が前記第1端子に接続され、前記第2端子と前記第1の受光部の出力端とが接続されることにより、前記第1の受光部の出力信号と前記第2の受光部の出力信号との減算を行う、
位置検出装置。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の位置検出装置であって、
前記カレントミラー回路は、前記減算によって前記第1の受光部の出力信号と前記第2の受光部の出力信号との同相信号成分を除去し、前記電流電圧変換回路は、前記第1の受光部の出力信号と前記第2の受光部の出力信号との差動信号成分の電流を電圧に変換する、
位置検出装置。
【請求項4】
請求項1から3のいずれか一項に記載の位置検出装置であって、
前記受光素子は、少なくとも4つの受光部を有し、前記第1の受光部に対して、出力信号の位相差が90度ずつ発生するように第3の受光部、前記第2の受光部、及び第4の受光部が配置されている、
位置検出装置。
【請求項5】
請求項4に記載の位置検出装置であって、
前記出力回路は、前記第1の受光部の出力信号と前記第2の受光部の出力信号との電流信号を減算する第1のカレントミラー回路と、前記第1のカレントミラー回路による減算後の電流信号を電圧信号に変換する第1の電流電圧変換回路と、前記第3の受光部の出力信号と前記第4の受光部の出力信号との電流信号を減算する第2のカレントミラー回路と、前記第2のカレントミラー回路による減算後の電流信号を電圧信号に変換する第2の電流電圧変換回路と、を有する、
位置検出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、光学素子を用いて位置を検出する位置検出装置に関する。
続きを表示(約 1,600 文字)【背景技術】
【0002】
例えば、カメラ等において、各種のアクチュエータを使用してレンズを駆動しており、この可動レンズ等のポジションセンシングを行うために位置検出装置が用いられている。このような位置検出装置には、大別して磁気センサを用いるものと光学素子を用いるものが存在する。両者を比較すると、磁気センサでは消磁の問題や磁気かぶりの問題があり、これらの問題のない光学素子を用いる方が有利な場合がある。
【0003】
光学素子を用いた位置検出装置として、例えば、光検出器を用いて回転体の回転位置や回転量を検出する光学エンコーダがある(例えば、特許文献1参照)。このような光学エンコーダは、複数の開口が配置されたコード・ホイールと、複数のフォトディテクタと、複数のフォトディテクタの出力信号を入力する回路とを有する。複数のフォトディテクタは、出力信号が互いに90度位相がずれるように配列されており、回路において複数のフォトディテクタの出力信号の差分信号を抽出することによって、位置検出が可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2012−073263号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
光学素子を用いた位置検出装置では、複数の光検出器の出力信号の差分信号を求める回路において、電流電圧変換回路が設けられるが、検出性能向上のためにさらなるSN比の改善が求められている。
【0006】
本発明は、光検出器の出力信号を入力する回路におけるSN比をさらに向上させることが可能な位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、反射面と非反射面とが検出対象の移動体の移動方向に交互に配置された反射部と、前記反射部に対して光を放射する発光素子と、前記発光素子から放射された光の前記反射部からの反射光を受光する受光素子と、を有する反射型フォトセンサと、前記反射型フォトセンサの出力信号を入力して位置検出量算出のための検出出力信号を生成する出力回路と、を備え、前記受光素子は、出力信号が互いに所定の位相差を有するように配置された複数の受光部を有し、前記出力回路は、前記複数の受光部のうち、第1の受光部の出力の電流信号と、前記第1の受光部に対して180度の位相差を有する第2の受光部の出力の電流信号とを減算するカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路による減算後の電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、を有する、位置検出装置を提供する。
【0008】
また、本発明は、上記の位置検出装置であって、前記カレントミラー回路は、第1端子と、前記第1端子の入力信号を極性反転した信号を出力する第2端子とを有し、前記第2の受光部の出力端が前記第1端子に接続され、前記第2端子と前記第1の受光部の出力端とが接続されることにより、前記第1の受光部の出力信号と前記第2の受光部の出力信号との減算を行う、位置検出装置を提供する。
【0009】
また、本発明は、上記の位置検出装置であって、前記カレントミラー回路は、前記減算によって前記第1の受光部の出力信号と前記第2の受光部の出力信号との同相信号成分を除去し、前記電流電圧変換回路は、前記第1の受光部の出力信号と前記第2の受光部の出力信号との差動信号成分の電流を電圧に変換する、位置検出装置を提供する。
【0010】
また、本発明は、上記の位置検出装置であって、前記受光素子は、少なくとも4つの受光部を有し、前記第1の受光部に対して、出力信号の位相差が90度ずつ発生するように第3の受光部、前記第2の受光部、及び第4の受光部が配置されている、位置検出装置を提供する。
(【0011】以降は省略されています)

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