(57)【要約】【課題】  発光体と受光体及びこれらの間を通過可能な遮光板との組み合わせを用いた位置検出装置であって、周囲温度変化に応じた温度補正機能を有し、しかも高速応答性に優れた位置検出装置を提供する。【解決手段】  本発明による位置検出装置は、発光素子と、この発光素子からの光を所定の形状を持つスリットを通して受光する受光素子と、発光素子とスリットの間を通過可能に組み合わされた遮光板とを含み、遮光板で遮蔽されるスリットの面積に応じて受光素子で受光される光量が変化するようにされている。特に、位置検出装置は、周囲温度を検出する温度センサ２と、発光素子の駆動回路３に駆動信号としてパルス状信号を出力すると共に、温度センサの検出値に応じてパルス状信号のデューティ比を調整することにより、発光素子の発光量を一定に維持するように制御する温度補正回路１とを備える。【選択図】      図１
2005268262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を備えた発光装置において、
前記発光素子近傍の周囲温度を検出する温度センサと、
前記発光素子の駆動回路に駆動信号としてパルス状信号を出力すると共に、前記温度センサの検出値に応じて前記パルス状信号のデューティ比を調整することにより、前記発光素子の発光量を制御する温度補正回路とを備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記温度補正回路はロジック回路で構成され、前記温度センサからの検出値をデジタル信号で受けて現在の温度データを生成するデータ検出部と、複数の周囲温度と前記デューティ比との関係をあらかじめ記憶しているデータテーブルと、前記データ検出部からの温度データに基いて前記データテーブルを参照して前記デューティ比を決定するデータ比較部と、決定されたデューティ比による前記パルス状信号を出力するデューティ比調整部とから成ることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記温度補正回路はロジック回路で構成され、前記温度センサからの検出値をデジタル信号で受けて現在の温度データを生成するデータ検出部と、前記データ検出部からの温度データを用いてあらかじめ定められた演算を行って前記デューティ比を決定するデータ比較部と、決定されたデューティ比による前記パルス状信号を出力するデューティ比調整部とから成ることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
発光素子を備えた発光装置において、
前記発光素子からの発光量を検出する発光量検出部と、
前記発光素子の駆動回路に駆動信号としてパルス状信号を出力すると共に、前記発光量検出部の検出値に応じて前記パルス状信号のデューティ比を調整することにより、前記発光素子の発光量を一定に維持するように制御する補正回路とを備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項５】
前記補正回路はロジック回路で構成され、前記発光量検出部からの検出値をデジタル信号で受けて現在の発光量データを生成するデータ検出部と、前記データ検出部からの発光量データをあらかじめ定められた基準値と比較し比較結果に応じて前記デューティ比を決定するデータ比較部と、決定されたデューティ比による前記パルス状信号を出力するデューティ比調整部とから成ることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
発光素子と、該発光素子からの光を所定の形状を持つスリットを通して受光する受光素子と、前記発光素子と前記スリットの間を通過可能に組み合わされた遮光板とを含み、前記遮光板で遮蔽される前記スリットの面積に応じて前記受光素子で受光される光量が変化するようにした位置検出装置において、
周囲温度を検出する温度センサと、
前記発光素子の駆動回路に駆動信号としてパルス状信号を出力すると共に、前記温度センサの検出値に応じて前記パルス状信号のデューティ比を調整することにより、前記発光素子の発光量を制御する温度補正回路とを備えたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項７】
前記温度補正回路はロジック回路で構成され、前記温度センサからの検出値をデジタル信号で受けて現在の温度データを生成するデータ検出部と、複数の周囲温度と前記デューティ比との関係をあらかじめ記憶しているデータテーブルと、前記データ検出部からの温度データに基いて前記データテーブルを参照して前記デューティ比を決定するデータ比較部と、決定されたデューティ比による前記パルス状信号を出力するデューティ比調整部とから成ることを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記温度補正回路はロジック回路で構成され、前記温度センサからの検出値をデジタル信号で受けて現在の温度データを生成するデータ検出部と、前記データ検出部からの温度データを用いてあらかじめ定められた演算を行って前記デューティ比を決定するデータ比較部と、決定されたデューティ比による前記パルス状信号を出力するデューティ比調整部とから成ることを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
【請求項９】
発光素子と、該発光素子からの光を所定の形状を持つスリットを通して受光する受光素子と、前記発光素子と前記スリットの間を通過可能に組み合わされた遮光板とを含み、前記遮光板で遮蔽される前記スリットの面積に応じて前記受光素子で受光される光量が変化するようにした位置検出装置において、
前記発光素子からの発光量を検出する発光量検出部と、
前記発光素子の駆動回路に駆動信号としてパルス状信号を出力すると共に、前記発光量検出部の検出値に応じて前記パルス状信号のデューティ比を調整することにより、前記発光素子の発光量を一定に維持するように制御する補正回路とを備えたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項１０】
前記補正回路はロジック回路で構成され、前記発光量検出部からの検出値をデジタル信号で受けて現在の発光量データを生成するデータ検出部と、前記データ検出部からの発光量データをあらかじめ定められた基準値と比較し比較結果に応じて前記デューティ比を決定するデータ比較部と、決定されたデューティ比による前記パルス状信号を出力するデューティ比調整部とから成ることを特徴とする請求項９に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置及び位置検出装置に関し、特に光量を一定に維持できる発光装置及びこれを用いた位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
位置検出装置の一例として、遮光板を組み合わせたフォトインタラプタを用いたものが知られている。
【０００３】
フォトインタラプタについて図５を参照して説明する。図５において、フォトインタラプタ１０は、隙間をおいて対向し合うように設けられた発光側１１ａと受光側１１ｂとを備える。発光側１１ａには発光体１２が、受光側１１ｂには受光体１３がそれぞれ設けられている。受光体１３は、受光側１１ｂに形成された所定形状のスリット１４を通して発光体１２からの光を受光する。発光体１２は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、受光体１３は、例えばフォトダイオードである。
【０００４】
このフォトインタラプタ１０を位置検出装置として用いる場合、遮光板（図示省略）が組み合わされる。つまり、遮光板は、発光側１１ａと受光側１１ｂとの間の隙間を矢印Ａで示す方向に往復動可能に組み合わされる。遮光板は位置が検出されるべき移動体に取付けられるが、移動体の一部であっても良い。
【０００５】
いずれにしても、遮光板がスリット１４の一端側にさしかかってからスリット１４を完全に遮蔽するまでの間は、受光体１３の受光量が変化する。例えばスリット１４の形状が四角形状であり、遮光板の移動量に応じて遮断面積が比例的に減少するものとすると、受光量も比例的に減少すると考えて良い。このことから、受光量の変化、つまり受光体１３の出力レベルを検出することで移動体の位置を検出することができる。
【０００６】
ところで、この種のフォトインタラプタは、周囲温度の影響を受けることが避けられない。これは、発光体１２、受光体１３のうち、特に発光体１２が周囲温度の影響を受け易く、周囲温度の上昇と共に発光量が低下するからである。つまり、受光体１３の出力レベルが、周囲温度の上昇につれて低下する。
【０００７】
図６は、周囲温度と受光体１３の出力電流との関係を示す。図６の例では、駆動電流が一定の場合、周囲温度約２５℃までは出力電流はほぼ一定であるが、以後、温度上昇につれて出力電流は低下し、約８５℃で出力電流はほぼ０になる。
【０００８】
図７は、遮光板の移動量と受光体１３の出力レベルとの関係を示す特性図である。図７は、遮光板の移動量と受光体１３の出力レベルとの間には比例関係があり、直線で表されることを示している。図７はまた、遮光板の移動量と受光体１３の出力レベルとの間の関係を示す直線の傾きが周囲温度が高くなるにつれて小さくなることを示している。ここでは、直線イは周囲温度が２５℃の場合、直線ロは周囲温度が５０℃の場合、直線ハは周囲温度が８５℃の場合をそれぞれ示している。
【０００９】
上記のように、受光体１３の出力レベルは周囲温度の上昇につれて低下するので、周囲温度が変化（図６の場合、約２５℃以上）すると位置検出には誤差が生じることになる。
【００１０】
このような問題点を解消するために、温度補正機能を持つ位置検出装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
この位置検出装置は、遮光板を用いたものでは無いが、発光ダイオードとこの発光ダイオードからの光を受光し得る位置に配置された半導体位置検出素子とを有する位置検出装置である。この位置検出装置は、周囲温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の温度検出信号に対応した補正信号を出力する補正信号発生回路と、前記補正信号により半導体検出素子の出力側の信号を補正する補正回路とを備えて成る。
【００１２】
しかしながら、これまでの位置検出装置においては、周囲温度の変化を検出して、その都度、補正のための演算を行うことで温度補正動作を実行するようにしている。しかしながら、このような温度補正動作には時間を要し、高速性が要求される用途での使用は難しい。
【００１３】
【特許文献１】特開平２−１０７９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の主たる課題は、発光体と受光体及びこれらの間を通過可能な遮光板との組み合わせを用いた位置検出装置であって、周囲温度変化に応じた温度補正機能を有し、しかも高速応答性に優れた位置検出装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の課題は、周囲温度変化に応じた温度補正機能を有し、しかも高速応答性に優れた発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１の態様による位置検出装置は、発光素子と、該発光素子からの光を所定の形状を持つスリットを通して受光する受光素子と、前記発光素子と前記スリットの間を通過可能に組み合わされた遮光板とを含み、前記遮光板で遮蔽される前記スリットの面積に応じて前記受光素子で受光される光量が変化するようにした位置検出装置において、周囲温度を検出する温度センサ（２）と、前記発光素子の駆動回路（３）に駆動信号としてパルス状信号を出力すると共に、前記温度センサの検出値に応じて前記パルス状信号のデューティ比を調整することにより、前記発光素子の発光量を制御する温度補正回路（１）とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
第１の態様による位置検出装置においては、前記温度補正回路（１）はロジック回路で構成され、前記温度センサからの検出値をデジタル信号で受けて現在の温度データを生成するデータ検出部（１−１）と、複数の周囲温度と前記デューティ比との関係をあらかじめ記憶しているデータテーブル（１−２）と、前記データ検出部からの温度データに基いて前記データテーブルを参照して前記デューティ比を決定するデータ比較部（１−３）と、決定されたデューティ比による前記パルス状信号を出力するデューティ比調整部（１−４）とから成ることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第２の態様による位置検出装置においては、温度補正回路がロジック回路で構成されると共に、前記温度センサからの検出値をデジタル信号で受けて現在の温度データを生成するデータ検出部（１−１）と、前記データ検出部からの温度データを用いてあらかじめ定められた演算を行って前記デューティ比を決定するデータ比較部（１−３）と、決定されたデューティ比による前記パルス状信号を出力するデューティ比調整部（１−４）とで構成される。
【００１９】
本発明の第３の態様による位置検出装置は、発光素子と、該発光素子からの光を所定の形状を持つスリットを通して受光する受光素子と、前記発光素子と前記スリットの間を通過可能に組み合わされた遮光板とを含み、前記遮光板で遮蔽される前記スリットの面積に応じて前記受光素子で受光される光量が変化するようにした位置検出装置において、前記発光素子からの発光量を検出する発光量検出回路（４）と、前記発光素子の駆動回路（３）に駆動信号としてパルス状信号を出力すると共に、前記発光量検出回路の検出値に応じて前記パルス状信号のデューティ比を調整することにより、前記発光素子の発光量を一定に維持するように制御する補正回路（５）とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第３の態様による位置検出装置においては、前記補正回路がロジック回路で構成され、前記発光量検出回路からの検出値をデジタル信号で受けて現在の発光量データを生成するデータ検出部（５−１）と、前記データ検出部からの発光量データをあらかじめ定められた基準値と比較し比較結果に応じて前記デューティ比を決定するデータ比較部（５−２）と、決定されたデューティ比による前記パルス状信号を出力するデューティ比調整部（５−３）とから成る。
【００２１】
本発明の第４の態様によれば、発光素子近傍の周囲温度を検出する温度センサ（２）と、前記発光素子の駆動回路（３）に駆動信号としてパルス状信号を出力すると共に、前記温度センサの検出値に応じて前記パルス状信号のデューティ比を調整することにより、前記発光素子の発光量を制御する温度補正回路（１）とを備えたことを特徴とする発光装置が提供される。
【００２２】
本発明の第４の態様による発光装置においては、前記温度補正回路はロジック回路で構成され、前記温度センサからの検出値をデジタル信号で受けて現在の温度データを生成するデータ検出部（１−１）と、複数の周囲温度と前記デューティ比との関係をあらかじめ記憶しているデータテーブル（１−２）と、前記データ検出部からの温度データに基いて前記データテーブルを参照して前記デューティ比を決定するデータ比較部（１−３）と、決定されたデューティ比による前記パルス状信号を出力するデューティ比調整部（１−４）とから成る。
【００２３】
本発明の第５の態様による発光装置においては、前記温度補正回路はロジック回路で構成され、前記温度センサからの検出値をデジタル信号で受けて現在の温度データを生成するデータ検出部（１−１）と、前記データ検出部からの温度データを用いてあらかじめ定められた演算を行って前記デューティ比を決定するデータ比較部（１−３）と、決定されたデューティ比による前記パルス状信号を出力するデューティ比調整部（１−４）とから成る。
【００２４】
本発明の第６の態様によれば、発光素子からの発光量を検出する発光量検出回路（４）と、前記発光素子の駆動回路（３）に駆動信号としてパルス状信号を出力すると共に、前記発光量検出回路の検出値に応じて前記パルス状信号のデューティ比を調整することにより、前記発光素子の発光量を一定に維持するように制御する補正回路（５）とを備えたことを特徴とする発光装置が提供される。
【００２５】
本発明の第６の態様による発光装置においては、前記補正回路（５）はロジック回路で構成され、前記発光量検出回路からの検出値をデジタル信号で受けて現在の発光量データを生成するデータ検出部（１−１）と、前記データ検出部からの発光量データをあらかじめ定められた基準値と比較し比較結果に応じて前記デューティ比を決定するデータ比較部（１−３）と、決定されたデューティ比による前記パルス状信号を出力するデューティ比調整部（１−４）とから成る。
【００２６】
なお、上記括弧内の符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されないのは勿論である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の第１の態様による位置検出装置は、発光素子をパルス状信号で駆動するようにし、周囲温度に応じてそのデューティ比を調整するようにしたことにより、周囲温度変化の影響を受けることなく、常に、同じ移動量−受光量の特性に基いて位置検出を行うことができる。また、様々な用途に幅広く用いられているフォトインタラプタを使用することができるので、他の構成による位置検出装置に比べてより安価で提供することができる。特に、周囲温度変化に対する補正はほぼリアルタイムで行われるので、高速応答が可能である。
【００２８】
また、本発明の第２の態様による位置検出装置は、周囲温度変化の影響を受けることなく、常に、同じ移動量−受光量の特性に基いて位置検出を行うことができる。加えて、デューティ比決定のための演算をほぼリアルタイムで行うことができるので、高速応答に優れているだけでなく、第１の態様におけるデータテーブルが不要となる。
【００２９】
一方、本発明の第３の態様による位置検出装置は、発光素子における周囲温度変化に起因する発光量低下を補正する機能のみならず、寿命に起因する発光量低下を補正する機能をも持たせることができる。特に、補正回路の動作は、第１、第２の態様におけるオープンループによる補正とは異なり、フィードバックによるクローズドループでの補正であるので、より正確な補正動作を実行することができる。
【００３０】
本発明の第４の態様による発光装置においても、発光素子をパルス状信号で駆動するようにし、周囲温度に応じてそのデューティ比を調整するようにしたことにより、周囲温度変化の影響を受けることなく、常に、同じ発光量を維持することができる。また、周囲温度変化に対する補正はほぼリアルタイムで行われるので、高速応答が可能である。
【００３１】
また、本発明の第５の態様による発光装置は、周囲温度変化の影響を受けることなく、常に、同じ発光量を維持することができる。加えて、デューティ比決定のための演算をほぼリアルタイムで行うことができるので、高速応答に優れているだけでなく、第４の態様におけるデータテーブルが不要となる。
【００３２】
一方、本発明の第６の態様による発光装置は、発光素子における周囲温度変化に起因する発光量低下を補正する機能のみならず、寿命に起因する発光量低下を補正する機能をも持たせることができる。特に、補正回路の動作は、第５、第６の態様におけるオープンループによる補正とは異なり、フィードバックによるクローズドループでの補正であるので、より正確な補正動作を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１を参照して、本発明による位置検出装置のうち、補正回路の第１の実施の形態について説明する。図示しないが、本発明による補正回路は、以下のような位置検出装置に適用可能である。例えば、発光素子と、この発光素子からの光を所定の形状を持つスリットを通して受光する受光素子と、発光素子とスリットの間を往復動可能に組み合わされた遮光板とを含み、遮光板で遮蔽されるスリットの面積に応じて受光素子で受光される光量が変化するようにした位置検出装置である。特に、遮光板で遮蔽されるスリットの面積が遮光板の移動量に比例するようにして、遮光板の移動量と受光素子の出力レベルが比例関係にあるように構成されている。これは、本発明による補正回路が図５で説明したようなフォトインタラプタ１０にも適用可能であることを意味する。
【００３４】
本形態による補正回路は、発光素子、受光素子のうち、特に発光素子の近傍に設置された周囲温度検出用の温度センサ２と、発光素子の駆動回路に与える駆動信号としてパルス状信号を出力すると共に、温度センサ２の検出値に応じてパルス状信号のデューティ比を調整することにより、発光素子の発光量を一定に維持するように制御する温度補正回路１とを備える。
【００３５】
特に、温度補正回路１はロジック回路（ゲートアレイ）で構成され、温度センサ２からの検出値をデジタル信号で受けて現在の温度データを生成するデータ検出部１−１と、複数の周囲温度とデューティ比との関係をあらかじめ記憶しているデータテーブル１−２と、データ検出部１−１からの温度データに基いてデータテーブル１−２を参照してデューティ比を決定するデータ比較部１−３と、決定されたデューティ比によるパルス状信号を発光素子の駆動回路３に出力するデューティ比調整部１−４とから成る。なお、温度センサ２からの検出値をデジタル信号にするには、Ａ／Ｄ変換器を経由させれば良い。
【００３６】
データテーブル１−２における周囲温度とデューティ比との関係は以下の通りである。例えば、周囲温度が２５℃の場合、図７で説明した直線イで示される傾きになるようなデューティ比を基準値として設定しているものとする。従って、検出された周囲温度が２５℃の場合、位置検出装置における遮光板の移動量と受光素子の出力レベルの関係は、図７の直線イのようになる。一方、周囲温度が５０℃の場合、図７で説明した直線ロで示される傾きになるものとすると、データテーブル１−２にはこれを直線イと同じ傾きにするために必要なデューティ比が設定されている。その結果、周囲温度が５０℃に上昇したとしても、データ比較部１−３において上記のデューティ比が決定され、発光素子の駆動回路がこのデューティ比によるパルス状信号で発光素子を駆動する。言い換えれば、デューティ比調整部１−４は、周囲温度が５０℃に上昇したとしても、デューティ比を増加させることで周囲温度上昇による発光量の低下を補うように発光素子の発光量を増加させる。これは、周囲温度が８５℃の場合でも同様である。データテーブル１−２では、上記の周囲温度とデューティ比との関係を、例えば１℃きざみで記憶している。
【００３７】
これにより、位置検出装置における遮光板の移動量と受光素子の出力レベルの関係は、周囲温度が例えば５０℃に上昇しても、図７の直線イのようになる。つまり、位置検出装置は、周囲温度の上昇にかかわらず、遮光板の移動量と受光素子の出力レベルとの関係が常に同じ状態、図７で言えば直線イの特性に基いて位置検出を行うことができる。従って、本位置検出装置は、周囲温度変化の影響を受けない。
【００３８】
なお、デューティ比調整部１−４では、定周期のＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）周期クロックを受け、このクロックを用いて、決定されたデューティ比によるパルス状信号を出力するようにしており、このような出力はパルス幅変調信号と等価である。
【００３９】
次に、図２、図３を参照して、デューティ比の決定をデータテーブルを用いずに、演算処理により行う場合の第２の実施の形態について説明する。
【００４０】
図２は、周囲温度２０℃での検出レンジを１００％とした場合に、検出レンジが周囲温度上昇により低下する推移の一例を示している。本図では、周囲温度が８５℃まで上昇すると、検出レンジは約８５％まで低下している。
【００４１】
一方、図３は、デューティ比が２０％の時の検出レンジを１００％とした場合に、デューティ比の変化による検出レンジの推移の一例を示している。本図では、デューティ比が約３０％を越えると検出レンジが飽和してしまうので、デューティ比の実際の可変範囲は３０％未満とする必要があることを示している。
【００４２】
さて、図２、図３のように特性が決まっているものとし、図２において検出レンジが０となる周囲温度を１０５℃とすると、周囲温度Ｔによる検出レンジの減衰率Ｄは以下の式（１）で与えられる。
【００４３】
Ｄ＝（１００−８５）Ｔ／（８０−２０）＋１０５
＝０．２５＊Ｔ＋１０５（但し、０＜Ｄ＜１００）      （１）
次に、検出レンジを一定に維持するためのデューティ比ＰＤは、図３において検出レンジが０となるデューティ比を７．５とすると、以下の式（２）で与えられる。
【００４４】
ＰＤ＝（３０−１０）／（１８０−２０）＊（２００−Ｄ）＋７．５
＝０．１２５＊（２００−Ｄ）＋７．５（但し、０＜ＰＤ＜１００）
＝０．１２５＊Ｄ＋３２．５                        （２）
上記式（２）に式（１）を代入して、デューティ比ＰＤを周囲温度Ｔで表すと、以下の式（３）が得られる。
【００４５】
ＰＤ＝０．０３１２５＊Ｔ＋１９．３７５                （３）
データ比較部１−３は、データ検出部１−１からの現在の温度データを使用して上記式（３）の演算をあらかじめ定められた演算として行ってデューティ比を決定する。
【００４６】
以上の説明で理解できるように、第２の実施の形態は、図１におけるデータテーブル１−２が無く、データ比較部１−３が上記式（３）演算機能を有する点において第１の実施の形態と異なる。なお、実際の動作においては、デューティ比調整部１−４に入力されるＰＷＭ周期クロックの周波数を、温度センサ２の応答周波数よりも十分に小さくするか、デューティ比調節部１−４の後段に積分器を接続することが必要である。これは、ＰＷＭ周期クロックの周波数が、温度センサ２の応答周波数の範囲内であると、積分が行われないのでオン、オフの検出になってしまうからである。
【００４７】
次に、図４を参照して、本発明による位置検出装置の第３の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態は、温度補正機能だけでなく発光素子側の寿命による発光量の低下を補正する機能をも持たせた例である。これは、受光素子における受光量の変化は、周囲温度の変化による発光素子からの発光量の変化により生ずるだけでなく、発光素子の寿命による発光量の低下によっても生ずるからである。
【００４８】
図４において、本形態では、発光素子からの発光量を検出する発光量検出回路４と、この検出信号のフィードバック系を備える。また、発光素子の駆動回路３に駆動信号としてパルス状信号を出力すると共に、発光量検出回路４の検出値に応じてパルス状信号のデューティ比を調整することにより、発光素子の発光量を一定に維持するように制御する補正回路５を備える。
【００４９】
補正回路５はロジック回路で構成され、発光量検出回路４からの検出値をデジタル信号で受けて現在の発光量データを生成するデータ検出部５−１と、データ検出部５−１からの発光量データをあらかじめ定められた基準値と比較し比較結果に応じてデューティ比を決定するデータ比較部５−２と、決定されたデューティ比によるパルス状信号を出力するデューティ比調整部５−３とから成る。ここで、基準値としては、例えば寿命劣化の無い発光素子が周囲温度２５℃において発光することのできる量が設定される。
【００５０】
これにより、本補正回路５は、周囲温度の変化、寿命による劣化にかかわらず、発光素子からの発光量を基準値に維持するように発光素子に与えるパルス状信号のデューティ比を調整する。例えば、周囲温度が上昇して発光量が減少した場合にはデューティ比が増加される。同様に、発光素子の寿命による劣化により発光量が減少した場合にもデューティ比が増加される。従って、本補正回路５は、周囲温度の上昇による発光量の低下と、寿命による発光量の低下の両方を補正する機能を有していることになる。
【００５１】
以上説明してきたように、本発明の第１の実施の形態による位置検出装置は、周囲温度の影響を受けることなく常に同じ移動量−受光素子出力レベルの特性が実現される。また、様々な用途に幅広く用いられているフォトインタラプタを使用しているので、他の構成による位置検出装置に比べてより安価で提供することができる。特に、周囲温度変化に対する補正はほぼリアルタイムで行われるので、高速応答が可能である。
【００５２】
また、本発明の第２の実施の形態による位置検出装置においても、周囲温度の影響を受けることなく常に同じ移動量−受光素子出力レベルの特性が実現される。加えて、デューティ比決定のための演算をほぼリアルタイムで行うことができるので、高速応答に優れているだけでなく、第１の実施の形態におけるデータテーブルが不要となる。
【００５３】
一方、本発明の第３の実施の形態による位置検出装置は、発光素子における周囲温度変化に起因する発光量低下を補正する機能のみならず、寿命に起因する発光量低下を補正する機能をも持たせることができる。特に、補正回路の動作は、第１、第２の実施の形態におけるオープンループによる補正とは異なり、フィードバックによるクローズドループでの補正であるので、より正確な補正動作を実行することができる。
【００５４】
なお、上記の第１〜第３の実施の形態は、発光素子と、この発光素子からの光を所定の形状を持つスリットを通して受光する受光素子と、発光素子とスリットの間を往復動可能に組み合わされた遮光板とを含む、例えばフォトインタラプタを使用して実現される位置検出装置である。そして、このような位置検出装置においては、遮光板の移動量と受光素子の出力レベルとの間に図７で説明したような直線的な対応関係が得られ、しかもこの直線的な対応関係（比例関係）が広い範囲にわたるようにされて、検出範囲が広くなるような改良がなされている。これは、例えば遮光板の形状やスリットの形状を様々に設計することで実現され得る。
【００５５】
さて、本発明は、上記のような位置検出装置に限らず、発光装置自体に適用されても良い。この場合の発光装置は、図５で言えば、受光側１１ｂにおける受光素子１３、スリット１４を持たないものに、上述した第１〜第３の実施の形態による補正回路を組み合わせたものと考えて良い。
【００５６】
つまり、上記の第１の実施の形態と同じ温度補正機能を有する第４の実施の形態による発光装置の場合、図１で説明したように、発光素子近傍の周囲温度を検出する温度センサ２と、発光素子の駆動回路３に駆動信号としてパルス状信号を出力すると共に、温度センサの検出値に応じてパルス状信号のデューティ比を調整することにより、発光素子の発光量を制御する温度補正回路１とが備えられる。そして、温度補正回路１はロジック回路で構成され、温度センサからの検出値をデジタル信号で受けて現在の温度データを生成するデータ検出部１−１と、複数の周囲温度とデューティ比との関係をあらかじめ記憶しているデータテーブル１−２と、データ検出部１−１からの温度データに基いてデータテーブル１−２を参照してデューティ比を決定するデータ比較部１−３と、決定されたデューティ比によるパルス状信号を出力するデューティ比調整部１−４とから成る。
【００５７】
次に、上記の第２の実施の形態と同じ温度補正機能を有する第５の実施の形態による発光装置の場合、温度補正回路はロジック回路で構成され、温度センサからの検出値をデジタル信号で受けて現在の温度データを生成するデータ検出部１−１と、データ検出部１−１からの温度データを用いて前述した式（３）によるあらかじめ定められた演算を行ってデューティ比を決定するデータ比較部１−３と、決定されたデューティ比によるパルス状信号を出力するデューティ比調整部１−４とから成る。
【００５８】
一方、上記の第３の実施の形態と同じ温度補正機能を有する第６の実施の形態による発光装置の場合、図４で説明したように、発光素子からの発光量を検出する発光量検出回路４と、発光素子の駆動回路３に駆動信号としてパルス状信号を出力すると共に、発光量検出回路４の検出値に応じて前記パルス状信号のデューティ比を調整することにより、発光素子の発光量を一定に維持するように制御する補正回路５とを備える。そして、補正回路５はロジック回路で構成され、発光量検出回路４からの検出値をデジタル信号で受けて現在の発光量データを生成するデータ検出部５−１と、データ検出部５−１からの発光量データをあらかじめ定められた基準値と比較し比較結果に応じてデューティ比を決定するデータ比較部５−２と、決定されたデューティ比によるパルス状信号を出力するデューティ比調整部５−３とから成るようにされる。
【００５９】
本発明の第４の実施の形態による発光装置は、周囲温度変化に対する補正はほぼリアルタイムで行われるので、高速応答が可能である。
【００６０】
また、本発明の第５の実施の形態による発光装置は、デューティ比決定のための演算をほぼリアルタイムで行うことができるので、高速応答に優れているだけでなく、第４の実施の形態におけるデータテーブルが不要となる。
【００６１】
一方、本発明の第６の実施の形態による発光装置は、発光素子における周囲温度変化に起因する発光量低下を補正する機能のみならず、寿命に起因する発光量低下を補正する機能をも持たせることができる。特に、補正回路５の動作は、フィードバックによるクローズドループでの補正であるので、より正確な補正動作を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明による位置検出装置の要部である、補正回路の第１の実施の形態を示したブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態における演算処理動作を説明するために、位置検出装置における検出レンジと周囲温度変化の推移の一例を示した図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における演算処理動作を説明するために、位置検出装置における検出レンジとデューティ比との関係を示した図である。
【図４】本発明による位置検出装置の要部である、補正回路の第３の実施の形態を示したブロック図である。
【図５】本発明が適用されるフォトインタラプタの一例を説明するための斜視図である。
【図６】図５のフォトインタラプタに使用されている周囲温度−受光素子の出力電流の特性例を示した図である。
【図７】図５のフォトインタラプタを用いた位置検出装置における移動距離−受光素子の出力レベルの特性例を示した図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    温度補正回路
２    温度センサ
３    発光素子の駆動回路
４    発光量検出回路
５    補正回路
【図１】
2005268262.tif 000003
【図２】
2005268262.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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