(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードの発光量を直接検出するための第１の受光手段と、
測定対象物からの反射光量を直接検出するための第２の受光手段と、
通常は前記第２の受光手段で検出される測定対象物からの反射光量に応じて前記レーザダイオードの発光量をフィードバック制御し、測定対象物がなくなった場合には、前記第１の受光手段で検出されるレーザダイオードの発光量に応じて前記レーザダイオードの発光量をフィードバック制御するための制御ループを備えたレーザダイオードの駆動回路であって、
前記制御ループの電圧をモニタするためのウィンドコンパレータと、
前記制御ループの電圧が所定範囲外となった時に、発光を停止するための発光停止手段と、
を備えたことを特徴とするセパレート型の反射型光電式エンコーダの光源レーザの異常発光防止装置。
【請求項２】
電源投入時に前記発光停止手段の動作を妨げるための遅延回路を備えたことを特徴とする請求項１に記載のセパレート型の反射型光電式エンコーダの光源レーザの異常発光防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セパレート型の反射型光電式エンコーダの光源レーザの異常発光防止装置に係り、特に、レーザダイオード（ＬＤ）を光源とするセパレート型の反射型光電式エンコーダに用いるのに好適な、セパレート型の反射型光電式エンコーダの光源レーザの異常発光防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スケール１０と検出器１２が分離されたセパレート型の光電式エンコーダとして、図１（Ａ）に示す如く、スケール１０を挟み込むように検出器１２が構成された透過型エンコーダと、図１（Ｂ）に示す如く、スケール１０と対峙するように検出器１２が構成された反射型エンコーダがある。図において、１６はフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子である。
【０００３】
検出器１２の光源１４として半導体レーザを使用する場合、前者の透過型では、外部にそのままレーザ光１５が放出されることはないが、後者の反射型の場合、スケール１０と対峙していない状態では、レーザ光１５が外部に放出される。
【０００４】
従って、放出されるレーザ光１５の強度を人体に影響の無い範囲に抑える必要がある。又、レーザダイオード（ＬＤ）の駆動回路上に部品故障や断線等による異常が発生した場合でも、人体に影響の無い範囲の放射出力に抑えなければならない。透過型の場合、レーザ光１５が直接外部に出ることはないので、駆動回路上に異常が発生しても通常は問題ないが、反射型では問題を生じる可能性がある。
【０００５】
特許文献１には、自動パワー制御（ＡＰＣ）区間内で変化している制御量から、ラッチに記憶された制御量を減算した値が、所定の基準値よりも大きくなった場合に、半導体レーザに何らかの異常が発生したと判断してＡＰＣエラー信号を生成すると共に、前記制御量のそれ以上の増加を停止することで、駆動電流源の駆動電流値の増加も停止することが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３２１３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら従来は、構成が複雑であり、コストがかかるという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、反射光もモニタして、レーザの異常発光を、低いコストで確実に防止することが可能な、セパレート型の反射型光電式エンコーダの光源レーザの異常発光防止装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、レーザダイオードの発光量を直接検出するための第１の受光手段と、測定対象物からの反射光量を直接検出するための第２の受光手段と、通常は前記第２の受光手段で検出される測定対象物からの反射光量に応じて前記レーザダイオードの発光量をフィードバック制御し、測定対象物がなくなった場合には、前記第１の受光手段で検出されるレーザダイオードの発光量に応じて前記レーザダイオードの発光量をフィードバック制御するための制御ループを備えたレーザダイオードの駆動回路であって、前記制御ループの電圧をモニタするためのウィンドコンパレータと、前記制御ループの電圧が所定範囲外となった時に、発光を停止するための発光停止手段と、を備えたことを特徴とするセパレート型の反射型光電式エンコーダの光源レーザ光の異常発光防止装置により、前記課題を解決したものである。
【００１０】
又、電源投入時に前記発光停止手段の動作を妨げるための遅延回路を備えることにより、電源投入時の立上りの誤作動を防止するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、レーザダイオードの発光量及び測定対象物からの反射光量の両方に応じてレーザダイオードの発光量をフィードバック制御するための制御ループ上の素子が何れか１つでも故障あるいは破損した場合には、直ちにレーザの発光が停止されるので、コスト上昇を最小に抑えて、セパレート型の反射型光電式エンコーダの光源レーザの異常発光を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
参考例は、図２に示す如く、レーザダイオードパッケージ２０中のレーザダイオード（ＬＤ）の発光量に応じて、該ＬＤの発光量をフィードバック制御するための、例えば前記レーザダイオードパッケージ２０に組み込まれたフォトダイオードＰＤ１、該ＰＤ１の出力電流を制御電圧Ｖ1に変換する電流−電圧変換部３２、該制御電圧Ｖ1と基準電圧Ｖrefの差を増幅する差動増幅器３４を含む制御ループ３０、及び、ＬＤの駆動電流を制御するためのＬＤ駆動トランジスタＴr1を備えたレーザにおいて、前記制御ループ３０の電圧をモニタするための、コンパレータＣmp1、Ｃmp2を含むウィンドコンパレータ３６と、該ウィンドコンパレータ３６の出力によりオン・オフされる、アナログの発光停止スイッチ３８と、電源投入時に該発光停止スイッチ３８がオフとならないようにするための、コンデンサＣ1及び抵抗Ｒ4を含む遅延回路４０と、ＡＮＤゲートＩＣ１を備えたものである。
【００１５】
本参考例において、まず正常動作時には、電源を投入すると、レーザダイオードパッケージ２０のＬＤが発光し、ＰＤ１には光パワーに比例した電流が発生する。そして、電流−電圧変換部３２で電流が制御電圧Ｖ1に変換され、差動増幅器３４の正入力端子の基準電圧ＶrefとＶ1が等しくなるように、トランジスタＴr1でＬＤの電流が制御される。なお、電流−電圧変換部３２の可変抵抗器ＶＲ1で、光パワーが使用上最適になるように調整する。
【００１６】
正常動作時では、このようにして、異常発光を防止できるが、制御ループ３０上の素子が故障したり破損した場合には、制御の基準電圧Ｖrefに制御電圧Ｖ1を保つことができなくなり、制御電圧Ｖ1が基準電圧Ｖrefより正か負の方向に異なってくる。
【００１７】
そこで、ウィンドコンパレータ３６により予め設定された基準値Ｖref±α内を制御電圧Ｖ1が外れると、コンパレータＣmp1又はＣmp2の出力が低レベルとなり、発光停止スイッチ３８がオフとなる。よって、ＬＤに電源を供給できなくなり、ＬＤの発光が強制的にオフとされる。
【００１８】
なお、電源投入時の立上りはＬＤが発光を始める時間が必要なので、遅延回路４０のコンデンサＣ1及び抵抗Ｒ4の時定数時間だけ、発光停止スイッチ３８を強制的にオンとし、その後上記動作で逐次制御電圧Ｖ1を監視する。
【００１９】
次に、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２０】
本実施形態は、参考例と同様の回路において、更に、図３に示す如く、制御ループ３０に、測定対象物からの反射光を受光するフォトダイオードＰＤ２と、該ＰＤ２の出力電流を電圧に変換する電流−電圧変換部４２と、ダイオードＤ１、Ｄ２を設け、電流−電圧変換部３２と４２の出力の高い方を制御電圧Ｖ1とするようにしたものである。
【００２１】
他の点については、前記参考例と同様であるので、説明は省略する。
【００２２】
本実施形態において、まず正常動作時は、電源を投入すると、レーザダイオードパッケージ２０のＬＤが発光し、該レーザダイオードパッケージ２０内に内蔵されているフォトダイオードＰＤ１及び測定対象物から反射された光を受光するフォトダイオードＰＤ２に、光パワーに比例した電流が発生する。このＰＤ１及びＰＤ２に発生した光電流は、電流−電圧変換部３２、４２でそれぞれ電圧に変換され、ダイオードＤ１、Ｄ２で高い方の電圧が選ばれて制御電圧Ｖ1となる。そして、該制御電圧Ｖ1が差動増幅器３４の正入力端子の基準電圧Ｖrefと等しくなるように、トランジスタＴr1でＬＤの駆動電流が制御される。
【００２３】
具体的には、通常は、測定対象物からの反射信号（ＰＤ２側）でフィードバックされるが、測定対象物が無くなった場合には、光パワーのリミッタとしてＰＤ１が働く。なお、電流−電圧変換部３２、４２の可変抵抗器ＶＲ1、ＶＲ2で、光パワーが使用上最適になるように調整する。
【００２４】
一方、測定対象物からの反射がなく、且つ、制御ループ３０上の素子が故障したり破損した場合には、制御の基準電圧Ｖrefに制御電圧Ｖ1を保つことができなくなり、制御電圧Ｖ1が基準電圧Ｖrefより正か負の方向に異なってくる。
【００２５】
そこで、ウィンドコンパレータ３６により予め設定された基準値Ｖref±α内を制御電圧Ｖ1が外れると、コンパレータＣmp1又はＣmp2の出力が低レベルとなり、発光停止スイッチ３８がオフとなる。よって、ＬＤに電源を供給できなくなり、ＬＤの発光が強制的にオフとされる。
【００２６】
本実施形態においては、反射光もモニタしているので動作が確実である。
【００２７】
前記実施形態においては、回路をアナログ回路としていたので、構成が単純である。なお、特許文献１のようにデジタルのロジック回路で構成することも可能である。発光停止手段も、アナログのスイッチに限定されない。
【００２８】
又、前記実施形態においては、本発明が、リニアエンコーダに適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、ロータリエンコーダにも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】光電式エンコーダの代表的な構成を示す図
【図２】参考例の構成を示す回路図
【図３】本発明の実施形態の構成を示す回路図
【符号の説明】
【００３１】
２０…レーザダイオードパッケージ
ＬＤ…レーザダイオード
ＰＤ１、ＰＤ２…フォトダイオード
３０…制御ループ
３２、４２…電流−電圧変換部
３４…差動増幅器
３６…ウィンドコンパレータ
３８…発光停止スイッチ
４０…遅延回路
Ｔr1…ＬＤ駆動トランジスタ
【図１】
0005124091.tif 000002
【図２】
0005124091.tif 000003
【図３】
0005124091.tif 000004