SMD-01B

光エンコーダ IC

1. 概要
SMD-01B は、回折イメージ投影方式を利用した高精度光エンコーダ IC です。SMD-01B は、OEIC( Opto-Electric Integrated Circuit )と LED を 1 パッケージに実装しています。LED から出射された光をスケールに投影し、その反射光の回折イメージをフォトダイオードで受光することにより SMD-01B とスケール間の相対移動量を検出します。また、受光部のフォトダイオードをアレイ化することで、取り付け精度による位相特性の劣化を少なくしています。一般的に高精度光エンコーダ IC では出力信号を確認しながら取り付けをしていますが、SMD-01B は出力信号の確認をすることなく取り付けが出来ます。

2. 特長
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パッケージ：小型クリアーモールドパッケージ ( 5.3mm×4.3mm×1.68 mm )分解能：5µm ( 20 µm ピッチパターンを有するスケールと A 相、B 相より作成可能 )OEIC と光学設計の最適化により、取り付け位置調整が容易
LED と OEIC を 1 パッケージに実装
外部端子設定により LED 輝度調整可能
アナログ ( sin 波 ) 出力
電源電圧：3.13 ～ 5.25 V
消費電流：12.2 mA

3. 製品用途◼
◼
◼

精密ステージスライダー
ロボット

4. ブロック図

スケール

非反射部
反射部

LED
VCC

SWL1
SWL2SWV

フォトダイオード

GND

信号処理回路

VA
VAB
VB
VBB
Vref

LED
ドライバー

フォトダイオード搭載集積回路
SMD-01B

SMD-01B データシート
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SMD-01B

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5. 端子配置図

SWL1

114VSS

SWL2

213

NC

VDD

312VA

NC

411VAB

NC

510VB

NC

69VBB

SWV

78

VREF

6. 端子説明
端子番号

端子名

I/O1SWL1I

LED 輝度設定端子 1 ( pull up 端子 )

2

SWL2I

LED 輝度設定端子 2 ( pull up 端子 )

3VDD

-電源端子

4NC

-

No Connection (オープンにして下さい)

5NC-

No Connection (オープンにして下さい)

6NC-

No Connection (オープンにして下さい)

7SWV

I

基準電圧設定端子( pull up 端子 )

8VREF

O

基準電圧出力端子

9VBB

O

B 相反転アナログ信号(BB 相) 出力端子

10VB

O

B 相アナログ信号(B 相) 出力端子

11VAB

O

A 相反転アナログ信号(AB 相) 出力端子

12VA

O

A 相アナログ信号(A 相) 出力端子

13NC

-

No Connection (オープンにして下さい)

14VSS

-

グラウンド端子SMD-01B データシート
DE220185-J002

説明2024.04
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SMD-01B光エンコーダ IC

7. 絶対最大定格
VSS=0V
項目

記号

条件

定格単位

備考

電源電圧

VDD

VDD 端子-0.3 ～ +6.0

V

*1

入力電圧

VIN

SWL1 , SWL2 , SWV 端子-0.3 ～ VDD+0.3

V*1, *2

出力電圧

VOUT

VA , VAB , VB , VBB ,VREF 端子-0.3 ～ VDD+0.3

V*1, *2

保存温度

TSTG-40 ～ +80°C*3-*1：一瞬たりとも超えてはならない値です。万一超えた場合は、電気的特性、信頼性などに影響を与える場合があります。
*2：絶対最大定格の"VDD" は、8. 推奨動作条件に記載する動作電源電圧(VDD)の規格値を示します。
*3：N2 または真空雰囲気での単体保存の場合です。

8. 推奨動作条件
VSS=0V
項目

記号

電源電圧

VDD条件MIN

TYP

MAX

単位

VDD－VSS 端子間
SWV = H

3.13

3.35.25

V

VDD－VSS 端子間
SWV = L or H

4.75

55.25

V

動作温度

Ta--20-60°C

応答速度

Rt-0-2m/s※推奨動作条件範囲外で使用すると信頼性に影響を与える場合がありますので、この範囲内で使用してください。

SMD-01B データシート
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9. 電気的特性
9.1. DC 特性
特に指定のない限り、VDD = 5V ,項目記号

条件MIN

TYP

MAX

消費電流 1IDD1

SWL1 = H , SWL2 = H

412.2

23

消費電流 2IDD2SWL1 = H , SWL2 = L

716.930

VSS = 0V ,単位Ta = 27C対象端子mA

VDD

V

VREF

消費電流 3

IDD3

SWL1 = L , SWL2 = H

1121.035.5

消費電流 4IDD4SWL1 = L , SWL2 = L

2613.5基準電圧 1

Vref1

SWV=H

11.452基準電圧 2

Vref2

SWV=L
VDD = 5±0.25V

A 相信号
オフセット電圧VAO

AB 相信号
オフセット電圧

VABO

B 相信号
オフセット電圧VBO

VB

BB 相信号
オフセット電圧VBBO

VBB

出力電圧変動 1

ΔVO1sink 電流 50µA と無負荷 ( 0µA ) の差

0

出力電圧変動 2ΔVO2source 電流 50µA と無負荷 ( 0µA )の差-30-0HIGH レベル
ロジック入力電圧

VIH-0.8*VDD-VDDV

LOW レベルロジック入力電圧VIL-0-

0.2*VDDV

HIGH レベルロジック入力電流

IIH

VIN=VDD-1-1µA

LOW レベルロジック入力電流

IIL

VIN=VSS-20-1µA

SMD-01B データシート
DE220185-J002

1.42.25

3.2
VA

SWL1 = L , SWL2 = L
基準電圧との差

VAB-0.25--0.25

V

30mV

VREF
VA
VAB
VB
VBB

SWL1
SWL2
SWV

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9.2. アナログ特性
特に指定のない限り、VDD = 5V ,
項目記号

条件

A 相出力信号振幅

VAP-P

AB 相出力信号振幅

VABP-P

MIN

TYP

MAX

VSS = 0V ,単位Ta = 27C
対象端子
VA

B 相出力信号振幅

VBP-P

BB 相出力信号振幅

VBBP-PA 相－B 相位相差

DP

VAB

SWL1 = H , SWL2 = H
標準スケール条件
peak to peak 値

0.13

0.85

3V
VB
VBB

標準スケール条件

5090

130°

VA,VB

VB

VBO

VBP-P 中心VBP-P

Vref1 (or Vref2)
VAP-P
VAP-P 中心

VAO
20μm
VA

VAO、VBO は VA、VB のサイクル中心と Vref1 (or Vref2)の差を示します

9.3. 標準スケール条件
電気的特性は以下の条件で規定されています。
項目

スケール

取り付け

SMD-01B データシート
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条件

単位

反射部反射率57%

非反射部反射率5%パターン20μm ピッチ(10μmCr ライン/10μm スペース)-ギャップ(ΔGap)

0.3mm

ヨー回転(Δθy)
ロール回転(Δθr)
ピッチ回転(Δθp)

0°2024.04
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10. 機能説明
SMD-01B は中心波長 632nm の可視光 LED を、スリットを通して 20μm ピッチ(ライン 10μm/スペース10μm)パターンを有するスケールに投影し、その反射光の回折イメージをフォトダイオードで受光することにより、SMD-01B とスケール間の相対移動量を検出します。90 度位相差を有する A 相(VA)、B 相(VB)からなる 20μm 周期のアナログ信号(サイン波)を出力します。

10.1. LED 輝度切り替え機能
LED 輝度バラツキによる信号振幅のバラツキを調整することができます。LED 電流を変更することで輝度を変更し、信号振幅を下表のように変更することができます。
SWL1

HH

L

L

SWL2

HL

HLA,B 相アナログ信号振幅×1.0×1.8×2.6×0

10.2. 基準電圧切り換え機能
SMD-01B は SWV 端子の設定を変更することで基準電圧(Vref)を切り換える事が出来ます。後段回路の入力条件に応じて設定ください。

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11. スケール取り付け条件
SMD-01B の光学的中心は物理的中心から垂直方向に 0.77mm(下図 ΔY)、水平方向に 0.0mm(下図 ΔX)ずれています。リニアスケール使用の場合はスケール幅方向ずれ(ΔY)のみ考慮して下さい。ロータリスケー
ルを使用する場合はスケール水平ずれ(ΔX)も考慮して下さい。
本製品の光学最適条件は光学素子の実装ばらつきにより変わることがあります。条件の設定にあたっては十分なご評価をお願いします。特に小径のロータリスケールを使用する場合は、リニアスケールに比べて取り付け状態による振幅および位相差への影響が大きくなります。より良い製品特性を得るためには個別の取り付け調整を推奨します。
ロール回転Δθrスケール

ヨー回転
Δθy

SMD-01B－スケール間
位置合わせ中心

SMD-01B(本製品)

ギャップ
Δθp

ΔGap

ピッチ回転SMD-01B－スケール間位置合わせ中心
SMD-01B 中心+SW

スケール幅方向の中心
スケール垂直ずれ ΔY-SW

SMD-01B 中心

スケール水平ずれ ΔX【参考データ】
スケール取り付け項目
スケール幅(±SW)
スケール垂直ずれ(ΔY)
スケール水平ずれ(ΔX)

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条件
±1 以上
0.77
0.0

単位mmmmmm

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12. 代表特性例※NPC 標準スケール、取り付け条件時

12.1. 取り付け特性
phase difference vs. gap

AB-phase signal amplitude vs. gap
100phase difference [°]Amplitude [%]8060402000.10

0.15

0.200.25 0.30 0.35
ΔGap [mm]

0.40

0.45

543210-1-2-3-4-50.10.50

振幅 対 ギャップ(ΔGap)

0.2

phase difference [°]Amplitude [%]806040200-1.0-0.50.0Δθy [°]0.51.01.5543210-1-2-3-4-5-32.0

振幅 対 ヨー回転(Δθy)-2AB-phase signal amplitude vs. rollphase difference [°]Amplitude [%]6040200-1.0-0.50.0
Δθr [°]

0.51.0

振幅 対 ロール回転(Δθr)

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0Δθy [°]

12323

phase difference vs. roll

80-1.5-1

位相 対 ヨー回転(Δθy)

100-2.00.5phase difference vs. yaw

AB-phase signal amplitude vs. yaw-1.50.4

位相 対 ギャップ(ΔGap)

100-2.00.3ΔGap [mm]1.52.05432
10-1-2-3-4-5-3-2-10Δθr [°]1

位相 対 ロール回転(Δθr)

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phase difference vs. pitch

AB-phase signal amplitude vs. pitch100

phase difference [°]Amplitude [%]

80
60
40
200-2.0-1.5-1.0-0.50.0Δθp [°]

0.5

1.0

1.5543210-1-2-3-4-5-32.0

振幅 対 ピッチ回転(Δθp)-2-10Δθp [°]12

位相 対 ピッチ回転(Δθp)

12.2. 温度特性

振幅

対温度特性(Ta)振幅対周波数特性12.3. 周波数特性

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13. 外形寸法図および構成図

Top view(Unit : mm)

0.4±0.1

5.3±0.1

LED（0.3）

Side view2

4.3±0.1

0.6×6=3.6

GratingGold(Au)electrodes
Head center

OEIC

1.68±0.15

Side view1
Epoxy resin
Glass-epoxy substrate

0.6×6=3.6

0.3±0.075

Bottom view

0.6

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14. 使用上の注意事項
本製品及び本製品から引出す配線(特にアナログ信号線)と、駆動アクチュエータに関わる配線との間隔を出来るだけ離して配置して下さい。接近するほどエンコーダ IC 信号へのノイズが大きくなります。ノイズが大きくなるとディジタル信号のチャタリング発生が多くなり位置検出精度が悪くなります。
ノイズ対策として、VDD－VSS 間に下記に示す容量を配して下さい。

0.1μF(可能な限り SMD-01B 直近に配置のこと)

1.SWL1

14.VSS

2.SWL2

13.NC

3.VDD

12.VA

4.NC

10μF
(レギュレータ部)
5.0±0.25V
または
3.3V±0.17V

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SMD-01B 11.VAB

5.NC

10.VB

6.NC

9.VBB

7.SWV

8.VREF2024.04
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15. 使用対象機器についてのご注意とお願い
本製品は、パーソナル機器・工作機器・計測機器などの一般的な信頼性を必要とする電子機器および電気機器に使用されることを目的として設計・製造されており、航空宇宙機器・原子力制御機器・医療機器・輸送機器・防災機器・防犯機器などの、極めて高い信頼性・安全性を必要とする機器に使用されることを想定していません。
極めて高い信頼性・安全性を必要とする機器に本製品を使用するご希望がありましたら、必ず事前に当社営業部までお問い合わせください。
なお本製品をこのような機器に使用する場合、万一本製品に不具合が生じても、生命・身体・財産・インフラなどに損害を生じさせないよう、冗長設計・誤動作防止設計などの安全設計を行い、安全性の確保に十分なご配慮をお願いいたします。

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光エンコーダ IC＊この資料に記載されている商品のご使用に際しては次の点にご注意くださいますようお願い申し上げます。

1. この資料に記載されている商品は、パーソナル機器・工作機器・計測機器などの一般的な信頼性を必要とする電子機器および電気機器に使用されることを目的として設計・製造されたものであり、航空宇宙機器・原子力制御機器・医療機器・輸送機器・防災機器・防犯機器などの極めて高い信頼性・安全性を必要とする機器に使用されることを想定したものではありません。また、その故障または誤動作が直接人命に関わる商品に使用されることを想定したものではありません。本資料の商品をこのような機器に使用するご希望がありましたら、必ず事前に当社営業部まで お問い合わせください。
なお、事前のご相談無しに本資料の商品をそのような機器に使用され、そのことによって発生した損害等については、当社では一切の責任を負いかねますのでご了承ください。
2. この資料に記載されている内容は、商品の特性や信頼性等の改善のため予告なしに変更されることがありますので予めご了承ください。
3. この資料に記載されている内容については、その商品の使用に際して第三者の知的財産権その他の権利を侵害していないことを保証するものではなく、また、その実施権の許諾が行われるものでもありません。
したがって、その使用に起因する第三者の権利に対する侵害について当社は責任を負いかねますのでご了承下さい。
4. この資料に記載されている回路等の定数は一例を示すものであり、量産に際しての設計を保証するものではありません。
5.この資料に記載されている商品の全部または一部が外国為替及び外国貿易法その他の関係法令に定める物資に該当する場合は、それらの 法令に基づく輸出の承認、許可が必要になりますので、お客様にてその申請手続きをお願いいたします。
6. 本製品を使用したお客様の製品を輸出する場合には、外国為替及び外国貿易法その他の輸出関連法令を遵守し、当該法令に従って必要な手続きを行ってください。本製品を輸出関連法令（日本の外国為替及び外国貿易法、米国の輸出管理規制等）により販売が禁止されている機器には使用しないでください。また、上記機器への使用が想定されるユーザーおよびそのサプライチェーンを構成する企業への販売はしないでください。
本製品を使用したモジュール部品や機器を使用するユーザーが人権侵害の疑いのある企業である場合には、そのユーザーに上記部品や機器を販売しないでください。

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エスプリ江坂TEL 06-6192-8160
FAX 06-6192-8161

https://www.npc.co.jp/SMD-01B データシート
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Ｃ

Email: sales@npc.co.jp

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