JP2001296147A

JP2001296147A - エンコーダ、その制御方法及び座標入力装置

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Publication number: JP2001296147A
Application number: JP2000115808A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Watanabe; 一博渡辺
Original assignee: Nagano Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Nagano Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2001-10-26
Anticipated expiration: 2020-04-11
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Abstract

(57)【要約】【課題】フォトＩＣを受光素子として用いた低消費電
力化されたエンコーダ、その制御方法及び座標入力装置
の実現。【解決手段】発光素子11と、発光素子11からの光を受
光するフォトＩＣ12とを備えるエンコーダ１は、フォト
ＩＣ12の一対の電源端子21、22のいずれか一方が接続さ
れる第１の駆動電力出力端子23であって、フォトＩＣ12
を所望の期間だけ間欠駆動するための駆動電力を出力す
る第１の駆動電力出力端子23を有する駆動手段14を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学式ロータリエ
ンコーダ及びその制御方法、並びに光学式ロータリエン
コーダを用いた座標入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年ＰＣの操作性を向上するためにＧＵ
Ｉ（Graphical User Interface）が採用されているが、
ディスプレイ画面上のアイコン等を指示するために、マ
ウスやトラックボール等の座標入力装置が用いられてい
る。このような座標入力装置においては、座標入力装置
に内蔵されたボールの回転量及び回転方向をＸＹ２方向
の直交成分に分離して測定するために光学式ロータリエ
ンコーダが用いられることが多い。

【０００３】一般に光学式ロータリエンコーダは、発光
素子と、発光素子からの光を受光する受光素子と、スリ
ットの入った円板とを備える。円板は発光素子と受光素
子との間に設置されている。円板が回転したとき、円板
のスリットは発光素子からの光を透過若しくは遮断す
る。受光手段はスリットを透過した光を受光する。受光
された光は、円板の回転速度及び回転方向に対応した電
気パルス信号として変換される。

【０００４】光学式ロータリエンコーダを用いた座標入
力装置では、座標入力装置の操作量及び操作方向は光学
式ロータリエンコーダの円板の回転量及び回転方向とし
て検出される。光学式ロータリエンコーダ内の発光素子
及び受光素子の組としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）
及びフォトトランジスタの組が用いられるのが一般的で
ある。フォトトランジスタは、内部にフォトダイオード
及びトランジスタを備えてなる素子であり、フォトダイ
オードで光電気変換した信号をトランジスタで増幅する
光増幅機能を有する。

【０００５】ＬＥＤ及びトランジスタは共にアナログ素
子であるのでその特性には個体差がある。すなわち、Ｌ
ＥＤにおいては例えば発光強度に関して個体差があり、
フォトトランジスタにおいては例えば受光感度に関して
個体差がある。このような個体差が大きいと、温度の微
妙な変化や時間の経過による素子の劣化のために光学式
ロータリエンコーダ内の円板の回転量及び回転方向に関
する情報の抽出が困難になり、特に座標入力装置に光学
式ロータリエンコーダを用いた場合においては正常なマ
ウスカーソルの移動が不可能となる。

【０００６】そのため、一般にＬＥＤ及びフォトトラン
ジスタを用いた光学式ロータリエンコーダを設計する場
合には、上述のような各素子の個体差を除去するため
に、各種処理回路の素子の定数を調整したり、ＬＥＤと
フォトトランジスタとの間の距離を調整してＬＥＤとフ
ォトトランジスタとの間に所望の光結合の強度を得るこ
とで、光学式ロータリエンコーダの安定出力を確保して
いる。

【０００７】また、一般にＬＥＤやフォトトランジスタ
は、上述した各個体差に基づいたいわゆる「ランク」毎
に分類される。例えばＬＥＤは同一電流を流したときの
発光量の相対レベル（発光ランク）毎に分類され、一方
フォトトランジスタは同一光量が照射されたときに流れ
る光電流の相対レベル（受光ランク）毎に分類される。
光学式ロータリエンコーダを設計する際は、このような
各素子に関するランクについて十分に考慮し、光学式ロ
ータリエンコーダの安定動作を保証するＬＥＤとフォト
トランジスタの最適な組み合わせを選択している。

【０００８】光学式ロータリエンコーダの設計の際の、
上述したような回路調整及びＬＥＤとフォトトランジス
タとの間の距離の調整は、コストがかかり信頼性にも欠
ける。また、発光ランク及び受光ランクを考慮した設計
では、利用可能な素子の選択範囲が狭まり、結果として
設計コストがかかることになる。また更に、例えば上述
の光学式ロータリエンコーダを座標入力装置に用いた場
合、フォトトランジスタの出力を座標入力装置内の座標
演算処理手段であるマイクロコンピュータへ直接に入力
することは可能ではあるが、使用されるマイクロコンピ
ュータの規格により入力ポートのスレッショルド電圧が
異なるため調整が必要である。

【０００９】近年、このような欠点を有するフォトトラ
ンジスタを改良発展させた受光素子として、フォトＩＣ
と呼ばれる素子が市場に供給されており、光学式ロータ
リエンコーダの受光素子としてフォトＩＣを用いたもの
も数多く出回っている。通常のフォトトランジスタは２
個のフォトダイオードを備えるが、これに対し、フォト
ＩＣは４個のフォトダイオードを備え、更に数百個のト
ランジスタを備える。フォトＩＣでは、受光した光の位
相が互いに反転した２つの信号を生成するようにフォト
ダイオード２個を一組として使用されており、この２つ
の信号の差動信号を得て、その差動信号を矩形状に波形
整形して電気パルス信号を出力する。

【００１０】従ってフォトＩＣは、光増幅の機能しか持
たない通常のフォトトランジスタに比べて、温度、湿度
及び発光量（経時変化による光量劣化）の変化に対して
耐性を有するという利点がある。また、フォトＩＣの出
力信号は矩形状の電気パルス信号、すなわちハイ若しく
はローの２値信号であるので、例えば座標入力装置の光
学式ロータリエンコーダにフォトＣＩを用いた場合は座
標入力装置内のマイクロコンピュータへの直接入力も可
能であるという利点も有する。

【００１１】フォトＩＣは集積回路であるので受光機能
以外にも種々の付加機能を更に持たせることができると
いう利点もある。例えば、発光素子であるＬＥＤを間欠
駆動しフォトＩＣで受光する場合等において、ＬＥＤが
消えてもフォトＩＣが受光時のデータを内部メモリに記
憶するデータホールド機能を持たせることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように光学式ロー
タリエンコーダにフォトＩＣを用いることはフォトトラ
ンジスタを用いることに比べて多くの利点を有するとい
えるが、いくつかの欠点がある。まず第１に、通常のフ
ォトトランジスタは受光しなければ基本的には電流は出
力されないが、フォトＩＣは集積回路であるので受光し
なくても常時電流を消費し続けてしまうという欠点であ
る。

【００１３】フォトＩＣは、常時電流を消費し続けるも
ののその値は数百μＡ〜数ｍＡであるため、ＰＳ／２等
のインタフェースを有する座標入力装置に使用する場合
等には特に障害とはならなかった。しかし、近年急速に
普及しつつあるＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バ
ス）インタフェースにおいては、座標入力装置のサスペ
ンドモード時の消費電流が規格で一般に定められてい
る。サスペンドモードはスタンバイモードとも呼ばれ、
例えば通常使用可能な機能を一時的に休止したり使用不
可能にし、通常動作時よりも消費電力を低減することで
省電力化を図るモードである。なお、スリープモードも
同様の意味で用いられるがサスペンドモードの方がスリ
ープモードよりも一層低消費電力であると当業分野では
解釈されている。ＵＳＢインタフェースを用いた座標入
力装置等の周辺機器のサスペンドモード時における消費
電流は５００μＡ未満でなければならないことが規格で
定められいる。しかしながら、フォトＩＣ１個あたりの
消費電流は最大２００μＡであり、通信線だけでも約２
５０μＡの電流を消費するので、フォトＩＣが２個用い
られる座標入力装置における全消費電流は６５０μＡと
なり、この規格を超えてしまうことになる。

【００１４】このようにフォトＩＣを座標入力装置の光
学式ロータリエンコーダの受光素子として用いること
は、従来のフォトトランジスタを用いた場合に比べて有
利な点を数多く有するが、その一方で特にサスペンドモ
ード時等における消費電流の低減化についてはまだ課題
が残されているといえる。従って、本発明の第１の目的
は、上記課題に鑑み、フォトＩＣを受光素子として用い
た低消費電力化された光学式ロータリエンコーダを提供
することにある。

【００１５】本発明の第２の目的は、上記課題に鑑み、
フォトＩＣを受光素子として用いた低消費電力化された
光学式ロータリエンコーダを備えてなる座標入力装置を
提供することにある。本発明の第３の目的は、上記課題
に鑑み、フォトＩＣを受光素子として用いた低消費電力
化された光学式ロータリエンコーダの制御方法を提供す
ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を実現す
るために、第１の発明によれば、発光素子と、発光素子
からの光を受光するフォトＩＣとを備えるエンコーダ
は、フォトＩＣの一対の電源端子のいずれか一方が接続
される第１の駆動電力出力端子であって、フォトＩＣを
所望の期間だけ間欠駆動するための駆動電力を出力する
第１の駆動電力出力端子を有する駆動手段を備える。

【００１７】上記第２の目的を実現するために、第２の
発明によれば、複数のスリットが円周に沿って等間隔に
形成されたスリット円板を更に備える第１の発明による
エンコーダを備える座標入力装置は、スリット円板の回
転情報に基づいてコンピュータに対する座標入力データ
を生成する。上記第３の目的を実現するために、第３の
発明によれば、発光素子と、発光素子からの光を受光す
るフォトＩＣとを備えるエンコーダの制御方法は、フォ
トＩＣの一対の電源端子のいずれか一方が接続される第
１の駆動電力出力端子からフォトＩＣを所望の期間だけ
間欠駆動するための駆動電力を出力する。

【００１８】第１の発明によれば、受光素子としてフォ
トＩＣを用いた光学式ロータリエンコーダにおいて、フ
ォトＩＣの駆動電源として間欠電力を供給することによ
って、エンコーダの消費電力を低減することができる。
更にエンコーダの発光素子も間欠駆動させれば、消費電
力をより一層低減することができる。第２の発明によれ
ば、受光素子としてフォトＩＣを用いた光学式ロータリ
エンコーダの制御方法として、フォトＩＣの駆動電源と
して間欠電力を供給することができるので、エンコーダ
の消費電力を低減することができる。更にエンコーダの
発光素子も間欠駆動させることもできるので、消費電力
をより一層低減することができる。

【００１９】第３の発明によれば、駆動電源として間欠
電力を供給され得るエンコーダを座標入力装置の移動量
及び移動方向の検出に用いるので、座標入力装置の消費
電力を低減することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明によるエンコーダは、発光
素子と、発光素子からの光を受光するフォトＩＣと、フ
ォトＩＣの一対の電源端子のいずれか一方が接続される
第１の駆動電力出力端子であって、フォトＩＣを所望の
期間だけ間欠駆動するための駆動電圧を出力する第１の
駆動電力出力端子を有する駆動手段を備える。フォトＩ
Ｃを間欠駆動することによってエンコーダの消費電力を
低減する。

【００２１】図１は、本発明の第１の実施例によるエン
コーダの原理構成図である。本実施例によるエンコーダ
１は、発光素子１１と、フォトＩＣ１２と、スリット
（図示せず）の入ったスリット円板１３と、駆動手段１
４とを備えてなる。発光素子１１は、本実施例ではＬＥ
Ｄであるが、その他の発光素子であってもよい。

【００２２】フォトＩＣ１２は、一対の電源端子として
駆動電力入力端子２１及び接地端子２２を有しており、
駆動電力入力端子２１は後述する駆動手段１４の第１の
駆動電力出力端子２３に接続され、接地端子２２は接地
されている。フォトＩＣ１２はその内部に４個のフォト
ダイオード（図示せず）と数百個のトランジスタ（図示
せず）とを備えてなり、駆動電力入力端子２１に５Ｖ、
接地端子２２に０Ｖの電圧を印加したときに駆動され
る。

【００２３】スリット円板１３は、発光素子１１とフォ
トＩＣ１２との間に設置されている。発光素子１１が発
光しているときにスリット円板１３が回転すると、スリ
ット円板１３のスリットは発光素子１１からの光を透過
若しくは遮断する。フォトＩＣ１２はこの透過した光を
受光する。駆動手段１４は、フォトＩＣ１２を駆動する
ための駆動電力を供給する。駆動手段１４は第１の駆動
電力出力端子２３を有しており、第１の駆動電力出力端
子２３はフォトＩＣ１２を駆動するための電圧を出力す
る。第１の駆動電力出力端子２３はフォトＩＣ１２の駆
動電力入力端子２１に接続されている。出力される電圧
がパルス状であれば、フォトＩＣ１２は間欠駆動するこ
とになる。本実施例によれば、第１の駆動電力出力端子
２３からパルス電圧として５Ｖ又は０Ｖを交互に出力す
ることができる。

【００２４】本実施例によるフォトＩＣ１２は接地端子
２２が接地されているので、駆動入力端子２１に５Ｖが
印加されたときに動作する。つまり、駆動手段１４の第
１の駆動電力出力端子２３から出力される電圧が５Ｖの
ときにフォトＩＣ１２は動作し０Ｖのときに動作が停止
することになる。従って、駆動手段１４によってパルス
電圧を出力することでフォトＩＣが間欠駆動されること
ができる。

【００２５】駆動手段１４は、例えばマイクロコンピュ
ータで実現でき、パルス周期やデューティ比を予めプロ
グラムしておいてもよい。また、マイクロコンピュータ
の代わりに通常のパルス発振器を用いてもよい。また、
後述するように本実施例によるエンコーダ１を座標入力
装置のボール回転検出に用いる場合は、座標入力装置に
内蔵される座標演算処理用のマイクロコンピュータに本
実施例の駆動手段１４の機能を更に持たせることが好ま
しく、このときマイクロコンピュータの空いている出力
ポートのうちの１つを第１の駆動電力出力端子２３とし
て割り当ててもよい。

【００２６】図２は、本発明の第２の実施例によるエン
コーダの原理構成図である。本実施例によるエンコーダ
１は、第１の実施例と同様の構成要素を備えてなるが、
フォトＩＣ１２の駆動電力入力端子２１には５Ｖが常時
印加され、かつ接地端子２２は駆動手段１４の第１の駆
動電力出力端子２３に接続されている点を特徴とする。
その他の点については第１の実施例と同様である。

【００２７】フォトＩＣ１２は、既に説明したように、
駆動電力入力端子２１に５Ｖ、接地端子２２に０Ｖの電
圧が印加されたときに動作するが、本実施例では駆動電
力入力端子２１には５Ｖが常時印加されているので、接
地端子２２を０ＶにさえすればフォトＩＣ１２は動作す
ることになる。駆動手段１４は、フォトＩＣ１２を駆動
するための駆動電力を供給する。駆動手段１４は、第１
の駆動電力出力端子２３を有しており、第１の駆動電力
出力端子２３はフォトＩＣ１２を駆動するための電圧を
出力するが、本実施例では第１の駆動電力出力端子２３
はフォトＩＣ１２の接地端子２２に接続されている。出
力される電圧がパルス状であれば、フォトＩＣ１２は間
欠駆動することになる。本実施例によれば、第１の駆動
電力出力端子２３からパルス電圧として５Ｖ又は０Ｖを
交互に出力することができる。

【００２８】本実施例によるフォトＩＣ１２は駆動電力
入力端子２１に５Ｖの電圧が常時印加されているので、
接地端子２２に０Ｖが印加されたときに動作する。つま
り、接地端子２２に接続された第１の駆動電力出力端子
２３から出力される電圧が０ＶのときにフォトＩＣ１２
は動作し５Ｖのときに動作が停止することになる。従っ
て、駆動手段１４によってパルス電圧を出力することで
フォトＩＣ１２を間欠駆動することができる。

【００２９】図３は、本発明の第１又は第２の実施例に
よるエンコーダの動作を示すフローチャートである。本
発明の第１及び第２の実施例では、駆動手段１４はパル
ス電圧をフォトＩＣ１２の駆動電源として供給すること
ができ、これによってフォトＩＣ１２を間欠駆動するこ
とが可能となる。しかし、第１の実施例において第１の
駆動電力出力手段２３から５Ｖ（第２の実施例において
は０Ｖ）の電圧が出力されてフォトＩＣ１２の電源がＯ
Ｎした直後はフォトＩＣ１２内部の状態が不安定であ
り、このとき出力された信号はノイズが乗っており正常
なものとはいえない。そこで本発明においては、フォト
ＩＣ１２の電源がＯＮしてからその内部状態が安定する
まで信号出力を一定時間待機する。

【００３０】第１の実施例において駆動手段１４の第１
の駆動電力出力端子２３から５Ｖ（第２の実施例におい
ては０Ｖ）の電圧が出力されると、図３のステップ１０
１に示すように、フォトＩＣ１４の電源がＯＮする。次
いで、ステップ１０２において、フォトＩＣ１２は、信
号出力を一定時間待機する。その待機時間は少なくとも
フォトＩＣ１２の内部状態が安定するまでの時間であ
り、例えば２０μｓである。

【００３１】そしてステップ１０３において、フォトＩ
Ｃ１２は受光結果をサンプリングして、後段のマイクロ
コンピュータなどの座標演算処理手段（図示せず）で読
み取りホストへ出力する。そして、ステップ１０４にお
いて、第１の駆動電力出力端子２３は第１の実施例にお
いては０Ｖ（第２の実施例においては５Ｖ）の電圧を出
力し、フォトＩＣ１４の電源をＯＦＦする。

【００３２】上述のステップ１０１からステップ１０４
までが実行される期間は、駆動手段１４の第１の駆動電
力出力端子２３から第１の実施例においては５Ｖ（第２
の実施例においては０Ｖ）の電圧が出力されている期間
であり、間欠駆動してもフォトＩＣ１４の正常動作を確
保できる例えば０．５秒である。例えばパルス電圧のデ
ューティ比が５０％である場合は、ステップ１０１から
ステップ１０４までが実行される期間はパルス電圧の周
期の半分である。

【００３３】以上説明したように、本発明の第１及び第
２の実施例によれば、フォトＩＣ１２を間欠駆動するこ
とによって、エンコーダ１の消費電流を低減することが
できる。図４は本発明の第３の実施例によるエンコーダ
の原理構成図である。本実施例は、第１の実施例同様フ
ォトＩＣ１２を間欠駆動するとともに、発光素子１１に
ついてもそれに同期して間欠駆動するものであり、フォ
トＩＣ１２及び発光素子１１に対して同じ駆動電力を第
１の駆動電力出力端子２３から供給する点を特徴とす
る。

【００３４】本実施例によるエンコーダ１は、第１の実
施例と同様の構成要素を備えてなるが、駆動手段１４の
第１の駆動電力出力端子２３は、フォトＩＣ１２の駆動
電力入力端子２１に接続されると共に発光素子１１の陽
極側にも接続されている。フォトＩＣ１２の接地端子２
２は接地されている。その他の点については第１の実施
例と同様である。

【００３５】駆動手段１４は、フォトＩＣ１２及び発光
素子１１を駆動するための駆動電力を供給する。駆動手
段１４は第１の駆動電力出力端子２３を有しており、第
１の駆動電力出力端子２３はフォトＩＣ１２の駆動電力
入力端子２１及び発光素子１１の陽極側に接続されてい
る。第１の駆動電力出力端子２３は、フォトＩＣ１２及
び発光素子１１を駆動するための電圧を出力する。発光
素子１１及びフォトＩＣ１２は、第１の駆動電力出力端
子２３から出力されるパルス電圧が５Ｖのときに動作
し、０Ｖのときに動作が停止する。本実施例によれば、
駆動手段１４の第１の駆動電力出力端子２３からパルス
電圧として５Ｖ又は０Ｖを交互に出力することができ、
それによりフォトＩＣ１２及び発光素子１１を同期させ
ながら間欠駆動させることができる。

【００３６】なお、既に説明した各実施例同様、本実施
例によるエンコーダ１を座標入力装置のボール回転検出
に用いる場合は、座標入力装置に内蔵される座標演算処
理用のマイクロコンピュータに本実施例の駆動手段１４
の機能を更に持たせればよく、このときマイクロコンピ
ュータの空いている出力ポートのうちの１つを第１の駆
動電力出力端子２３として割り当てればよい。

【００３７】図５は、本発明の第３の実施例によるエン
コーダの動作を示すフローチャートである。上述のよう
に本発明の第３の実施例では、発光素子１１及びフォト
ＩＣ１２の駆動電力を共に駆動手段１４から供給する
が、第１の駆動電力出力端子２３からパルス電圧が出力
されたとき、発光素子１１及びフォトＩＣ１２は同期し
ながら間欠駆動をする。

【００３８】駆動手段１４の第１の駆動電力出力端子２
３から５Ｖの電圧が出力されると、図５のステップ２０
１に示すように、発光素子１１及びフォトＩＣ１４の電
源がＯＮする。次いで、ステップ２０２において、フォ
トＩＣ１２は、信号出力を一定時間待機する。その待機
時間は少なくともフォトＩＣ１２の内部状態が安定する
までの時間であり、例えば２０μｓである。

【００３９】そしてステップ２０３において、フォトＩ
Ｃ１２は受光結果をサンプリングして、後段のマイクロ
コンピュータなどの座標演算処理手段（図示せず）で読
み取りホストへ出力する。そして、ステップ２０４にお
いて、第１の駆動電力出力端子２３は０Ｖを出力し、発
光素子１１及びフォトＩＣ１４の電源をＯＦＦする。

【００４０】上述のステップ２０１からステップ２０４
までが実行される期間は、駆動手段１４の第１の駆動電
力出力端子２３から５Ｖの電圧が出力されている期間で
あり、間欠駆動してもフォトＩＣ１４の正常動作を確保
できる例えば０．５秒である。以上説明したように、本
発明の第３の実施例によれば、フォトＩＣ１２と共に発
光素子１１も間欠駆動されることによって、エンコーダ
１の消費電流を第１及び第２の実施例よりも更に低減す
ることができる。

【００４１】図６は本発明の第４の実施例によるエンコ
ーダの原理構成図である。本実施例は、第３の実施例同
様、発光素子１１及びフォトＩＣ１２をパルス電圧を用
いて間欠駆動することができるが、特に、駆動手段１４
の駆動電圧を出力するための端子を発光素子１１とフォ
トＩＣ１２とで別々に接続して、発光素子１１及びフォ
トＩＣ１２を個別に駆動可能にした点を特徴とする。

【００４２】本実施例によるエンコーダ１は、上述の各
実施例と同様の構成要素を備えて成る。駆動手段１４
は、第１の駆動電力出力端子２３と第２の駆動電力出力
端子２４とを有している。第１の駆動電力出力端子２３
はフォトＩＣ１２の駆動電力入力端子２１に接続され、
第２の駆動電力出力端子２４は発光素子１１の陽極側に
接続されている。フォトＩＣ１２の接地端子は接地され
ている。

【００４３】第１の駆動電力出力端子２３及び第２の駆
動電力出力端子２４はそれぞれ、フォトＩＣ１２及び発
光素子１１を駆動するための電圧を個別に出力すること
ができ、パルス電圧を出力すれば、フォトＩＣ１２及び
／又は発光素子１１を間欠駆動することができる。な
お、既に説明した各実施例同様、本実施例によるエンコ
ーダ１を座標入力装置のボール回転検出に用いる場合
は、座標入力装置に内蔵される座標演算処理用のマイク
ロコンピュータに本実施例の駆動手段１４の機能を更に
持たせればよく、このときマイクロコンピュータの空い
ている出力ポートのうちの２つを第１の駆動電力出力端
子２３及び第２の駆動電力出力端子２４に割り当てれば
よい。

【００４４】図７は、本発明の第４の実施例によるエン
コーダの動作を示すフローチャートである。上述のよう
に、駆動手段１４の駆動電圧を出力するための端子は発
光素子１１とフォトＩＣとで別々に接続されるので、発
光素子１１及びフォトＩＣ１２を個別に駆動することが
可能である。

【００４５】本実施例では、発光素子１１及びフォトＩ
Ｃ１２を共にパルス電圧を用いて間欠駆動できるが、例
えば、フォトＩＣ１２を発光素子１１よりも先に電源を
ＯＮさせ、発光素子１１をフォトＩＣ１２よりも後にＯ
ＦＦさせるようにする。従って、第１の駆動電力出力端
子２３及び第２の駆動電力出力端子２４から出力される
パルス電圧は、パルス周期自体は同じであるがデューテ
ィ比が異なるものになる。

【００４６】図８は本発明の第４の実施例における間欠
駆動用のパルス電圧を例示する図である。図８に例示さ
れたように、第１の駆動電力出力端子２３から出力され
るパルス電圧の方が第２の駆動電力出力端子２４よりも
デューティ比が大きい。第１の駆動電力出力端子２３及
び第２の駆動電力出力端子２４から出力されるパルス電
圧のパルス周期は同じであるが、第１の駆動電力出力端
子２３から出力されるパルス電圧の立ち上りは第２の駆
動電力出力端子２４から出力されるパルス電圧の立ち上
りよりも時間的に早く、第１の駆動電力出力端子２３か
ら出力されるパルス電圧の立ち下がりは第２の駆動電力
出力端子２４から出力されるパルス電圧の立ち下がりよ
りも時間的に遅い。このようなパルス電圧をそれぞれフ
ォトＩＣ１２の駆動電力入力端子２１及び発光素子１１
の陽極側に印加することによって、フォトＩＣ１２を発
光素子１１よりも先に電源をＯＮさせ、発光素子１１を
フォトＩＣ１２よりも後にＯＦＦさせることができる。

【００４７】駆動手段１４の第１の駆動電力出力端子２
３から５Ｖの電圧が出力されると、図７のステップ３０
１に示すように、フォトＩＣ１４の電源がＯＮする。第
１の駆動電力出力端子２３に時間的に遅れて第２の駆動
電力出力端子２４から５Ｖの電圧が出力されると、図７
のステップ３０２に示すように、発光素子１１の電源が
ＯＮする。

【００４８】次いで、ステップ３０３において、フォト
ＩＣ１２は、信号出力を一定時間待機する。その待機時
間は少なくともフォトＩＣ１２の内部状態が安定するま
での時間であり、例えば２０μｓである。そしてステッ
プ３０４において、フォトＩＣ１２は受光結果をサンプ
リングして、後段のマイクロコンピュータなどの座標演
算処理手段（図示せず）で読み取りホストへ出力する。

【００４９】次いで、ステップ３０５において、第２の
駆動電力出力端子２４は０Ｖを出力し、発光素子１１の
電源をＯＦＦする。そして、ステップ３０６において、
第１の駆動電力出力端子２３は０Ｖを出力し、フォトＩ
Ｃ１４の電源をＯＦＦする。なお、図８に例示されるパ
ルス電圧はあくまでも例である。本実施例では、デュー
ティ比の異なる２種類のパルス電圧を用いて発光素子１
１及びフォトＩＣ１２を個別に間欠駆動し、例えばフォ
トＩＣ１２を発光素子１１よりも先に電源をＯＮさせ、
発光素子１１をフォトＩＣ１２よりも後にＯＦＦさせる
ようにしているが、全く同じデューティ比及びパルス周
期を有するパルス電圧を、第１の駆動電圧出力端子２３
及び第２の駆動電圧出力端子２４から同期させて出力す
ることによって、第３の実施例のように発光素子１１及
びフォトＩＣ１２の間欠駆動を同期させてもよい。

【００５０】また、第１の駆動電力出力端子２３から出
力されるパルス電圧の立ち上りは第２の駆動電力出力端
子２４から出力されるパルス電圧の立ち上りよりも時間
的に同時かあるいは早く、第１の駆動電力出力端子２３
から出力されるパルス電圧の立ち下がりは第２の駆動電
力出力端子２４から出力されるパルス電圧の立ち下がり
よりも時間的に同時かあるいは遅いようなパルス電圧で
あればよい。また、発光素子１１の陽極側にデューティ
比１００％のパルス電圧として常時５Ｖの電圧を印加し
て、フォトＩＣ１２のみパルス電圧を印加してもよく、
これにより図１及び図２を参照して説明した第１及び第
２の実施例と同じ作用を得ることもできる。

【００５１】以上説明したように、本発明の第４の実施
例によれば、フォトＩＣ１２と共に発光素子１１も間欠
駆動することによって、エンコーダ１の消費電流をより
一層低減することができる。また、本実施例では、駆動
手段１４の駆動電圧を出力するための端子を発光素子１
１とフォトＩＣとで別々に接続しているので、発光素子
１１及びフォトＩＣ１２を個別に駆動することが可能で
あり、このようなエンコーダ１を適用できる用途も広が
る。

【００５２】図９は本発明の第５の実施例によるエンコ
ーダの原理構成図である。本実施例は、第３の実施例の
代替例であり、フォトＩＣ１２及び発光素子１１に対し
て同じ駆動電力を第１の駆動電力出力端子２３から供給
する点は同じであるが、第１の駆動電力出力端子２３は
フォトＩＣ１２の接地端子２２及び発光素子の陰極側に
接続される点を特徴とする。

【００５３】本実施例によるエンコーダ１は、上述の各
実施例と同様の構成要素を備えて成る。フォトＩＣ１２
の駆動電力入力端子２１及び発光素子１１の陽極側には
５Ｖが常時印加されている。駆動手段１４の第１の駆動
電力出力端子２３にはフォトＩＣ１２の接地端子２２及
び発光素子１１の陰極側が接続されている。

【００５４】第２の実施例でも説明したように、フォト
ＩＣ１２の駆動電力入力端子２１に常に５Ｖが印加され
ているとき接地端子２２に０Ｖを印加するとフォトＩＣ
１２は動作する。これと同様に、陽極側に５Ｖが印加さ
れている発光素子１１については、陰極側に０Ｖを印加
すると動作する。つまり、フォトＩＣ１２及び発光素子
１１は双方とも、第１の駆動電力出力端子２３から出力
される電圧が０Ｖのときに動作し、５Ｖのときに動作が
停止する。従って駆動手段１４の第１の駆動電力出力端
子２３から間欠駆動用のパルス電圧を出力すると、フォ
トＩＣ１２及び発光素子１１は同期して動作することが
できる。

【００５５】なお、本実施例の動作のフローチャートは
図５と同様である。図１０は本発明の第６の実施例によ
るエンコーダの原理構成図である。本実施例は、第４の
実施例の代替例であり、駆動手段１４の駆動電圧を出力
するための端子を発光素子１１とフォトＩＣ１２とで別
々に接続し、発光素子１１及びフォトＩＣ１２を個別に
駆動可能にした点は同じであるが、第１の駆動電力出力
端子２３はフォトＩＣ１２の接地端子２２に接続され、
第２の駆動電力出力端子２４は発光素子１１の陰極側に
接続される点が異なる。

【００５６】本実施例によるエンコーダ１は、上述の各
実施例と同様の構成要素を備えてなる。フォトＩＣ１２
の駆動電力入力端子２１及び発光素子１１の陽極側には
５Ｖの電圧が常時印加されている。駆動手段１４は、第
１の駆動電力出力端子２３と第２の駆動電力出力端子２
４とを有しており、第１の駆動電力出力端子２３はフォ
トＩＣ１２の接地端子２２に接続され、第２の駆動電力
出力端子２４は発光素子１１の陰極側に接続されてい
る。

【００５７】第１の駆動電力出力端子２３及び第２の駆
動電力出力端子２４はそれぞれ、フォトＩＣ１２及び発
光素子１１を駆動するための電圧を個別に出力する。出
力される電圧がパルス状であれば、フォトＩＣ１２及び
発光素子１１は間欠駆動されることになる。第５の実施
例において説明したように、発光素子１１及びフォトＩ
Ｃ１２は、第１の駆動電力出力端子２３から出力される
電圧が０Ｖのときに動作し、５Ｖのときに動作が停止す
る。従って例えば、第５の実施例の図７のフローチャー
トで説明したようにフォトＩＣ１２を発光素子１１より
も先に電源をＯＮさせ、発光素子１１をフォトＩＣ１２
よりも後にＯＦＦさせるためには、駆動手段１４は第１
の駆動電力出力端子２３から出力されるパルス電圧の方
が第２の駆動電力出力端子２４よりもデューティ比が小
さいパルス電圧をそれぞれ出力すればよい。すなわち、
第１の駆動電力出力端子２３及び第２の駆動電力出力端
子２４から出力されるパルス電圧のパルス周期は同じで
あるが、第１の駆動電力出力端子２３から出力されるパ
ルス電圧の立ち下がりは第２の駆動電力出力端子２４か
ら出力されるパルス電圧の立ち下がりよりも時間的に早
く、第１の駆動電力出力端子２３から出力されるパルス
電圧の立ち上がりは第２の駆動電力出力端子２４から出
力されるパルス電圧の立ち上がりよりも時間的に遅くな
るようなパルス電圧を、それぞれフォトＩＣ１２の駆動
電力入力端子２１及び発光素子１１の陽極側に印加すれ
ばよい。

【００５８】なお、本実施例では、２種類のパルス電圧
を用いて発光素子１１及びフォトＩＣ１２を個別に間欠
駆動できるが、全く同じデューティ比及びパルス周期を
有するパルス電圧を、第１の駆動電圧出力端子２３及び
第２の駆動電圧出力端子２４から同期させて出力するこ
とによって、第５の実施例のように発光素子１１及びフ
ォトＩＣ１２の間欠駆動を同期させてもよい。

【００５９】上述の本発明の第５及び第６の実施例によ
ればそれぞれ第３及び第４の実施例と同様の効果を得る
ことができる。以上説明したように、受光素子にフォト
ＩＣを用いた光学式ロータリエンコーダにおいて、本発
明の第１〜６の実施例によれば、フォトＩＣを間欠駆動
することで、低消費電力化を図ることができる。また更
に、第３〜６の実施例では発光素子も間欠駆動され得る
のでより一層低消費電力化を図ることができる。

【００６０】続いて、本発明の第７の実施例として、フ
ォトＩＣを受光素子として用いた低消費電力化された光
学式ロータリエンコーダを備えてなる座標入力装置につ
いて説明する。まず、本実施例による座標入力装置の構
成及び基本動作について説明する。図１１は本発明の第
７の実施例による座標入力装置の分解斜視図である。

【００６１】ユーザによるマウス５１の操作によってボ
ール６０が回転する。このボール６０に対して相互に直
交するＸ軸及びＹ軸に沿って、Ｘ軸用シャフト６１及び
Ｙ軸用シャフト６２がボール６０に接触するように配置
されている。ボール６０とＸ軸用シャフト６１及びＹ軸
用シャフトと６２の接触を維持するために、Ｘ軸及びＹ
軸に対して４５度の方向に押さえ付けるローラ６５が設
置されている。

【００６２】Ｘ軸用シャフト６１及びＹ軸用シャフト６
２の先端には、光学式ロータリエンコーダとして、Ｘ軸
用エンコーダ７０及びＹ軸用エンコーダ７１が取り付け
られており、ボール６０の回転方向及び回転量をＸ軸方
向とＹ軸方向とに分離して検出する。Ｘ軸用エンコーダ
７０はＸ軸用スリット円板６３、Ｘ軸用発光素子６６及
びＸ軸用フォトＩＣ６７を、Ｙ軸用エンコーダ７１はＹ
軸用スリット円板６４、Ｙ軸用発光素子６８及びＹ軸用
フォトＩＣ６９を、それぞれ備える。Ｘ軸用スリット円
板６３及びＹ軸用スリット円板６４にはそれぞれ一定角
度ごとにスリットが設けられており、Ｘ軸用発光素子６
６及びＹ軸用発光素子６８より発せられた光のうち、Ｘ
軸用スリット円板６３及びＹ軸用スリット円板６４のス
リットをそれぞれ通過した光は、Ｘ軸用フォトＩＣ６７
及びＹ軸用フォトＩＣ６９でそれぞれ受光される。

【００６３】Ｘ軸用フォトＩＣ６７及びＹ軸用フォトＩ
Ｃ６９は、後述するようにそれぞれ４個ずつのフォトダ
イオード（図１１には示さず）を有する。この４個のフ
ォトダイオードは２個１組とし、２組のフォトダイオー
ド対として使用される。１組のフォトダイオードが受光
する光は位相が互いに反転しており（位相が１８０度ず
れている）、この２つの信号の差動信号を得て、その差
動信号を矩形状に波形整形して電気パルス信号を出力す
る。後述するように、２組のフォトダイオード対は並ん
で設置されており、２組のフォトダイオード対から出力
される電気パルス信号の位相はスリット円板の回転方向
に依存してものとなる。この位相のずれの向きからスリ
ット円板の回転方向がわかり、更にカウント数からスリ
ット円板の回転量がわかる。

【００６４】図１２は本発明の第７の実施例による座標
入力装置の回路構成図である。Ｘ軸用エンコーダ７０及
びＹ軸用エンコーダ７１は、マウス５１に内蔵されるマ
イクロコンピュータで実現される制御ブロック７２に接
続されている。同様に、マウス５１の左右クリックスイ
ッチからの各信号線（図示せず）も制御ブロック７２に
接続されている。

【００６５】制御ブロック７２は、Ｘ軸用エンコーダ７
０及びＹ軸用エンコーダ７１の後述するフォトダイオー
ド対から出力されるパルス信号から、座標入力装置５１
の移動方向及び移動量を検知し、左右クリックスイッチ
（図示せず）からの情報と共に、所定のフォーマットで
ホストに伝送する。次に、本発明の第７の実施例におけ
る光学式ロータリエンコーダの構成及び動作原理につい
て説明する。なお、説明を簡略化するために、Ｘ軸用エ
ンコーダ７０の構成及び動作原理についてのみ例示する
が、Ｙ軸用エンコーダ７１についても同様である。

【００６６】図１３は本発明の第７の実施例における光
学式ロータリエンコーダの分解斜視図であり、図１４は
フォトＩＣとスリットとの位置関係を説明する模式図で
あり、図１５はフォトＩＣの出力を説明するタイムチャ
ートである。図１３に示すように、Ｘ軸用エンコーダ７
０は、Ｘ軸用スリット円板６３とＸ軸用発光素子６６と
Ｘ軸用フォトＩＣ６７とを備える。Ｘ軸用フォトＩＣ６
７は、４個のフォトダイオードＰＤＡ、ＰＤａ、ＰＤＢ
及びＰＤｂを有するが、各フォトダイオードは２個１組
で使用される。以下、フォトダイオードＰＤＡ及びＰＤ
ａの対をフォトダイオード対ＰＡ、フォトダイオードＰ
ＤＢ及びＰＤｂの対をフォトダイオード対ＰＢと呼ぶこ
とにする。図１５に示すように、フォトダイオードＰＤ
Ａ及びＰＤａの出力ＶＡ及びＶａ、並びにフォトダイオ
ードＰＤＢ及びＰＤｂの出力ＶＢ及びＶｂがそれぞれ互
いに反転する（位相が１８０度ずれる）ように、図１４
を参照して説明するようにＸ軸用スリット円板６３のス
リットに対して４個のフォトダイオードＰＤＡ、ＰＤ
ａ、ＰＤＢ及びＰＤｂが設置される。

【００６７】図１４は、Ｘ軸用スリット円板６３をＸ軸
用発光素子６６（図１４には示さず）の方向から見た図
になる。図１４において、Ｘ軸用スリット円板６３のス
リット間隔を１ピッチとして定義したとき、本実施例に
おけるスリットの幅は例えば１／２ピッチであるものと
する。本実施例では、Ｘ軸用スリット円板６３に対して
１／４ピッチ毎に４個のフォトダイオードがＰＤＡ、Ｐ
Ｄｂ、ＰＤａ、ＰＤＢの順に配置される。

【００６８】各フォトダイオードＰＤＡ及びＰＤａ、並
びにフォトダイオードＰＤＢ及びＰＤｂにおいては、そ
れぞれ一方がスリットの一つに重なっているときは、も
う一方が他のスリット位置からずれるように配置され
る。また、各フォトダイオード対ＰＡ及びＰＢとして
は、後述するようにスリット円板の回転方向を検出する
ため、図１４に示すようにずれて設置される。このよう
に配置することによって、例えば図１４においてＸ軸用
スリット円板６３が矢印の方向に回転しているときを考
えると、図１５に示すようなフォトダイオードＰＤＡ及
びＰＤａの出力ＶＡ及びＶａ、並びにフォトダイオード
ＰＤＢ及びＰＤｂの出力ＶＢ及びＶｂがそれぞれ反転し
た（位相が１８０度ずれた）状態で出力されることにな
る。

【００６９】次に、フォトＩＣの基本動作について説明
する。図１６は、フォトＩＣの基本動作のフローチャー
トである。ステップ４０１において、Ｘ軸用フォトＩＣ
６７に内蔵された４個の４個のフォトダイオードがＰＤ
Ａ、ＰＤｂ、ＰＤａ、ＰＤＢは、Ｘ軸用発光素子６６か
ら発せられた光のうち、Ｘ軸用スリット円板６３のスリ
ットを通過した光をそれぞれ受光し、ステップ４０２で
増幅する。このときの各フォトダイオードＰＤＡ、ＰＤ
ｂ、ＰＤａ及びＰＤＢから出力される信号は、図１５に
おいてＶＡ、Ｖａ、ＶＢ、Ｖｂとして例示されている。
既に説明したように出力信号ＶＡとＶａ、並びに出力信
号ＶＢとＶｂは互いに反転している。

【００７０】ステップ４０３において、各フォトダイオ
ード対ＰＡ及びＰＢ毎に、出力信号ＶＡとＶａ、並びに
出力信号ＶＢとＶｂに対してそれぞれ差が取られ、差動
信号が生成される。次いで、ステップ４０４において、
各差動信号が矩形状に波形整形され、各フォトダイオー
ド対ＰＡ及びＰＢの出力としてパルス信号ＶｏｕｔＡ及
びＶｏｕｔＢが生成される。各フォトダイオード対ＰＡ
及びＰＢは、図１４に示すように並んで設置されている
ものとしてみなされるので、パルス信号ＶｏｕｔＡ及び
ＶｏｕｔＢはスリット円板の回転方向に依存して位相が
ずれることになる。

【００７１】このようにフォトＩＣは通常のフォトトラ
ンジスタの２倍である４個ののフォトダイオードを用い
て差動信号を生成してから矩形状のパルス信号を生成す
るので、温度や発光素子の発光量が変化してもフォトト
ランジスタに比べて安定した出力を得ることができる。
また生成されたパルス信号は２値信号であるので座標入
力装置に直接入力することができる。

【００７２】図１７は、スリット円板の回転方向の検出
を説明する図である。既に説明したように、フォトＩＣ
内には各フォトダイオード対ＰＡ及びＰＢが並んで設置
されているので、各フォトダイオード対ＰＡ及びＰＢの
出力ＶｏｕｔＡ及びＶｏｕｔＢは、スリット円板の回転
方向によって図１７（ａ）、（ｂ）に示すように位相関
係が変わることになる。従って、図１６に示すように、
各エンコーダの各フォトダイオード対から出力されたパ
ルス信号の位相関係に基づいて制御ブロック７２でスリ
ット円板の回転方向を検出することができ、パルス数を
カウントすることによってスリット円板の回転量を検出
できる。

【００７３】以上説明したような方法で、座標入力装置
５１の移動方向及び移動量を検出することができる。続
いて本発明の座標入力装置におけるフォトＩＣの間欠駆
動について説明する。既に説明したように、近年急速に
普及しつつあるＵＳＢインタフェースにおいては座標入
力装置のサスペンドモード時の消費電流が規格で一般に
定められているが、エンコーダの受光素子としてフォト
ＩＣを用いた場合には、サスペンドモード時の規格に対
応すべく、フォトＩＣの消費電力を低減させる必要があ
る。本実施例では、座標入力装置の消費電力を低減する
ためにエンコーダ内のフォトＩＣ、更には発光素子を間
欠駆動させる。

【００７４】本実施例の座標入力装置は、通常モード及
びサスペンドモードを有するものとする。特に座標入力
装置のインタフェースとしてＵＳＢの適用の可能性を考
慮して、サスペンドモードは消費電力をより一層低減す
るものとする。表１は、本発明の第７の実施例の座標入
力装置に用いられるエンコーダにおいて、通常モードと
サスペンドモードとにおける発光素子及びフォトＩＣの
駆動状態の組合わせとそれを実現するエンコーダの原理
構成図とを示すものである。

【００７５】

【表１】

【００７６】表１に示されるエンコーダの各駆動状態の
組合わせは、既に説明した図１、２、４、６、９及び１
０の回路構成で実現される。そのそれぞれは既に説明し
た通りなので詳しい説明は省略する。既に説明したよう
に、消費電力を低減するためにフォトＩＣを常に間欠駆
動するのが理想的ではあるが、この場合フォトＩＣに与
える負荷も大きい。従ってフォトＩＣを連続ＯＮする
か、あるいは完全にＯＦＦすることがより好ましいとい
える。

【００７７】また、例えばＵＳＢインタフェースでは、
通常モード時の消費電流規格値は１００ｍＡ以下と定め
られているが、座標入力装置の消費電流最大値は最大６
０ｍＡであることから、通常モード時では連続駆動し、
サスペンドモード時のみ間欠駆動してもよい。この場
合、座標入力装置の移動を検知することによるレジュー
ム復帰（ウェイクアップ）が可能となる。

【００７８】更には、表１に示されるサスペンドモード
時はフォトＩＣの電源をＯＦＦする場合では、座標入力
装置の移動を検知することによるレジューム復帰（ウェ
イクアップ）は不可能であるので、この場合は例えば座
標入力装置に備えられるクリックスイッチを押したとき
に座標入力装置からレジューム復帰できるようにする。

【００７９】このように、表１に示される駆動状態の組
合わせは、各原理構成図を参照して説明したエンコーダ
で実現できるが、このうち、図１０に示されるエンコー
ダ回路を用いて座標入力装置を構成する場合を例にとっ
て詳しく説明する。図１８は、本発明の第７の実施例に
よる座標入力装置の回路構成図である。座標入力装置８
１は、Ｘ軸用エンコーダ８２とＹ軸用エンコーダ８３と
マイクロコンピュータ８４とを備える。Ｘ軸用エンコー
ダ８２は発光素子であるＸ軸用ＬＥＤ８５及びＸ軸用フ
ォトＩＣ８６を備え、Ｙ軸用エンコーダ８３は発光素子
であるＹ軸用ＬＥＤ８７及びＹ軸用フォトＩＣ８８を備
える。Ｘ軸用フォトＩＣ８６は既に説明したような２組
のフォトダイオード対ＸＡ及びＸＢを備え、Ｙ軸用フォ
トＩＣ８８は２組のフォトダイオード対ＹＡ及びＹＢを
備える。

【００８０】マイクロコンピュータ８４は座標入力装置
８１の座標演算処理手段である。その入力ポートＭＸ
Ａ、ＭＸＢ、ＭＹＡ及びＭＹＢには各フォトダイオード
対ＸＡ、ＸＢ、ＹＡ及びＹＢの出力が接続されており、
各フォトダイオード対から出力された２値信号が入力さ
れ、座標入力装置８１の移動量及び移動方向が演算さ
れ、ホストへ出力される。

【００８１】図１０を参照して説明した駆動手段として
は、本実施例ではマイクロコンピュータ８４が用いられ
る。マイクロコンピュータ８４の空きポートであるＶＴ
にはＹ軸用ＬＥＤ８７の陰極が接続され、同じく空きポ
ートであるＶＲにはＸ軸用フォトＩＣ８６及びＹ軸用フ
ォトＩＣ８８の接地端子が接続される。フォトＩＣは駆
動電圧としてパルス電圧を印加してフォトＩＣを間欠駆
動したときその出力は不安定になるという傾向があるの
で、これを防ぐために一対の電源端子間にはバイパスコ
ンデンサが並列に挿入される。これによりパルス電圧を
用いてフォトＩＣを急速にＯＮ／ＯＦＦしても安定した
出力を得ることができる。なお、このバイパスコンデン
サを、既に説明した図１、２、４、６，９及び１０のフ
ォトＩＣの一対の電源端子間に並列すればより安定した
出力を得ることができる。

【００８２】このような回路構成において、マイクロコ
ンピュータ８４の各ポートＶＴ及びＶＲから出力される
駆動電圧を、通常モード時又はサスペンドモード時毎に
使い分ければ表１の各操作のような状態に駆動できる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受光素子としてフォトＩＣを用いた光学式ロータリエン
コーダにおいて、フォトＩＣの駆動電源として間欠電力
を供給することによって、エンコーダの消費電力を低減
することができる。フォトＩＣが間欠駆動されることよ
り発生する出力の不安定は、フォトＩＣの一対の電源端
子間に並列にバイパスコンデンサを挿入することによっ
て解消できる。

【００８４】更にエンコーダの発光素子も間欠駆動させ
れば、消費電力をより一層低減することができる。ま
た、このようなエンコーダを座標入力装置の移動量及び
移動方向の検出に用いれば、座標入力装置の省電力化に
つながるので、例えば消費電力規格値が厳密に確定され
ているＵＳＢインタフェースを備える座標入力装置には
特に有効である。

【００８５】フォトＩＣは、通常のフォトトランジスタ
の２倍である４個ののフォトダイオードを用いて差動信
号を生成してから矩形状のパルス信号を生成するので、
温度や発光素子の発光量が変化してもフォトトランジス
タに比べて安定した出力を得ることができる。また生成
されたパルス信号は２値信号であるので座標入力装置内
のマイクロコンピュータへの直接入力も可能である。ま
た、フォトＩＣは集積回路であるので、データホールド
機能等、種々の付加機能を更に持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるエンコーダの原理
構成図である。

【図２】本発明の第２の実施例によるエンコーダの原理
構成図である。

【図３】本発明の第１又は第２の実施例によるエンコー
ダの動作を示すフローチャートである。

【図４】本発明の第３の実施例によるエンコーダの原理
構成図である。

【図５】本発明の第３の実施例によるエンコーダの動作
を示すフローチャートである。

【図６】本発明の第４の実施例によるエンコーダの原理
構成図である。

【図７】本発明の第４の実施例によるエンコーダの動作
を示すフローチャートである。

【図８】本発明の第４の実施例における間欠駆動用のパ
ルス電圧を例示する図である。

【図９】本発明の第５の実施例によるエンコーダの原理
構成図である。

【図１０】本発明の第６の実施例によるエンコーダの原
理構成図である。

【図１１】本発明の第７の実施例による座標入力装置の
分解斜視図である。

【図１２】本発明の第７の実施例による座標入力装置の
回路構成図である。

【図１３】本発明の第７の実施例における光学式ロータ
リエンコーダの分解斜視図である。

【図１４】フォトＩＣとスリットとの位置関係を説明す
る模式図である。

【図１５】フォトＩＣの出力を説明するタイムチャート
である。

【図１６】フォトＩＣの基本動作のフローチャートであ
る。

【図１７】スリット円板の回転方向の検出を説明する図
である。

【図１８】本発明の第７の実施例による座標入力装置の
回路構成図である。

【符号の説明】

１…エンコーダ１１…発光素子１２…フォトＩＣ１３…スリット円板１４…駆動手段２１…駆動電力入力端子２２…接地端子２３…第１の駆動電力出力端子２４…第２の駆動電力出力端子６０…ボール６１…Ｘ軸用シャフト６２…Ｙ軸用シャフト６３…Ｘ軸用スリット円板６４…Ｙ軸用スリット円板６６…Ｘ軸用発光素子６７…Ｘ軸用フォトＩＣ６８…Ｙ軸用発光素子６９…Ｙ軸用フォトＩＣ７０…Ｘ軸用エンコーダ７１…Ｙ軸用エンコーダ７２…制御ブロック８１…座標入力装置８２…Ｘ軸用エンコーダ８３…Ｙ軸用エンコーダ８４…マイクロコンピュータ８５…Ｘ軸用ＬＥＤ８６…Ｘ軸用フォトＩＣ８７…Ｙ軸用ＬＥＤ８８…Ｙ軸用フォトＩＣＸＡ、ＸＢ、ＹＡ、ＹＢ…フォトダイオード対ＰＤＡ、ＰＤａ、ＰＤＢ、ＰＤｂ…フォトダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子と、該発光素子からの光を受光
するフォトＩＣとを備えるエンコーダであって、前記フォトＩＣの一対の電源端子のいずれか一方が接続
される第１の駆動電力出力端子であって、該フォトＩＣ
を所望の期間だけ間欠駆動するための駆動電力を出力す
る第１の駆動電力出力端子を有する駆動手段を備えるこ
とを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】前記フォトＩＣの前記一対の電源端子間
に接続されるコンデンサを更に備える請求項１に記載の
エンコーダ。
【請求項３】前記発光素子は、前記第１の駆動電力出
力端子に接続される請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項４】前記発光素子は、前記第１の駆動電力出
力端子と同様の駆動電力を出力する第２の駆動電力出力
端子に接続される請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項５】前記駆動手段は、前記フォトＩＣの間欠
駆動と同期して更に前記発光素子を間欠駆動する請求項
３又は４に記載のエンコーダ。
【請求項６】前記所望の期間は、前記フォトＩＣの消
費電力を低減する低電力消費モード時である請求項１に
記載のエンコーダ。
【請求項７】複数のスリットが円周に沿って等間隔に
形成されたスリット円板を更に備える請求項１〜６のい
ずれか一項に記載のエンコーダを備える座標入力装置で
あって、前記スリット円板の回転情報に基づいてコンピュータに
対する座標入力データを生成することを特徴とする座標
入力装置。
【請求項８】発光素子と、該発光素子からの光を受光
するフォトＩＣとを備えるエンコーダの制御方法であっ
て、前記フォトＩＣの一対の電源端子のいずれか一方が接続
される第１の駆動電力出力端子から前記フォトＩＣを所
望の期間だけ間欠駆動するための駆動電力を出力するこ
とを特徴とするエンコーダの制御方法。
【請求項９】前記一対の電源端子間にコンデンサを並
列に挿入して電圧を安定化させる請求項８に記載のエン
コーダの制御方法。