JP3058744U

JP3058744U - エンコーダの検出装置

Info

Publication number: JP3058744U
Application number: JP1998008490U
Authority: JP
Inventors: 永富呉
Original assignee: 台灣光寶電子股▲ふん▼有限公司
Priority date: 1998-10-28
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 1999-06-22
Anticipated expiration: 2004-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】光電素子（ＬＥＤ及びホトディテクタ）に必
要なクラス分け組み合わせの問題を免除しＬＥＤ減衰の
もたらす信号レベル漂移をなくし、ホトディテクタの敏
感度の差とＬＥＤの光強度の差による信号過強或いは過
低の問題を解消できるエンコーダの検出装置の提供。【解決手段】ホトディテクタと検出回路を具え、ホト
ディテクタの受光面に三つの光電作用区が設けられ、こ
れら光電作用区が三つの光電作用区出力信号を二つずつ
比較する検出回路に組み合わされ、該検出回路が良好な
位相及び周期比のディジタル波形を獲得して後続のディ
ジタル回路のデコードにより正確なベクトルデータを獲
得できるようにしてある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は一種のエンコーダの検出装置に関し、特にコンピュータのマウス及びポインティングデバイスに用いられうる半光学式エンコーダの検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

現在あるマウスの半光学式エンコーダの検出回路は、図１のように、ホトディテクタ１１と検出回路１２が連接されて組成され、該ホトディテクタ１１はホトトランジスタとされ、その受光面に二つの光電作用区Ｐ１、Ｐ２が設けられており（図２参照）、キャプスタンのスリットを透過した光源信号を受け取り、該光源信号を検出回路１２に伝送する。検出回路１２には二つの比較回路ＯＰ１、ＰＯ２が設けられ、第１の比較回路ＯＰ１の入力プラス端（＋）は第１の光電作用区Ｐ１の出力端に連接し、且つ抵抗Ｒ１に連接し、入力マイナス端（−）は抵抗Ｒ２、Ｒ３に連接し、抵抗Ｒ２の別端は抵抗Ｒ１の別端に連接し、抵抗Ｒ３の別端の電源ＶＤＤに連接している。

【０００３】第２の比較回路ＯＰ２の入力プラス端（＋）は第２の光電作用区Ｐ２の出力端に連接し、且つ一つの抵抗Ｒ４に連接し、入力マイナス端（−）は抵抗Ｒ５とＲ６に連接し、抵抗Ｒ５の別端は抵抗Ｒ４の別端に連接し、抵抗Ｒ６の別端は電源ＶＤＤに連接する。

【０００４】以上の連接関係により、各比較回路ＯＰ１、ＯＰ２の入力マイナス端（−）はそれぞれ固定参考電位Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２を獲得する。そのうち、Ｖｒｅｆ１＝ＶＤＤ×Ｒ２／（Ｒ２＋Ｒ３）Ｖｒｅｆ２＝ＶＤＤ×Ｒ５／（Ｒ５＋Ｒ６）である。各キャプスタンのスリットを透過した光源信号を受け取る光電作用区Ｐ１、Ｐ２はホトディテクタ１１の敏感度と発射源ＬＥＤの光強度の違いの影響を受けるため、その出力エンコード信号に影響が生じる（図３参照）。そのため、このエンコード信号強度値と固定参考電位Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２に対して比較回路ＯＰ１、ＯＰ２で電圧比較することで、図４に示されるような位相周囲の異なるディジタル波形（Ａ、Ｂ）を獲得する。

【０００５】以上の回路設計は応用上、以下のような欠点を有していた。１．ディジタル波形に整形するためのトリガレベルとして固定参考電位（Ｖｒｅｆ）を必要とし、ホトディテクタ間の敏感度の違いや発射源ＬＥＤの光強度の違いにより、エンコード信号の過強或いは過低を形成しやすく、ゆえにホトディテクタとＬＥＤをクラスごとに組み合わせて使用する必要があった。検出回路は固定された参考電位を以て比較を行うため、出力信号（Ａ、Ｂ）の周期比及び位相差変化をコントロールしにくく、正確にデータを提供できず、マウスでは、この現象はロスカウントと不動作に象徴された。２．光電素子（ホトディテクタ及びＬＥＤ）の製造者にとって、正確にホトディテクタとＬＥＤをクラス分けして組み合わせなければマウス製造業者の必要に応じることができないため、生産加工及び在庫管理が難しかった。３．マウス製造業者にとっては、光電素子のマウスへの組み付け誤差、減衰及びＩＣ比較電圧の違いによりマウスの歩留りが低くなり、品質コントロールが行いにくかった。

【０００６】ゆえに、光電素子のクラス分けと組み合わせの問題がなく、ＬＥＤ減衰によりもたらされる信号レベル漂移の問題及びその他の従来の技術の問題を解決できる検出装置が求められていた。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、一種の半光学式エンコーダの検出装置を提供することを課題とし、それは、ホトディテクタに三つの光電作用区が設けられ、これらの光電作用区が、三つの光電作用区出力信号を二つずつ比較する検出回路に組み合わされることで、該検出回路が良好な位相及び周期比のディジタル波形を獲得して、後続のディジタル回路（例えばマウスのベクトルデコード及びコントロール回路５，図１３参照）によるデコードに供して正確なベクトルデータを獲得できるようにする装置とする。

【０００８】本考案の次の課題は、光電素子製造業者のＬＥＤとホトディテクタのクラス分け組み合わせの問題を解決しうるエンコーダの検出装置を提供することにある。

【０００９】本考案の第３の課題は、ＬＥＤの減衰の問題を解決しその設計の余裕度（ＤｅｓｉｎｇＭａｒｇｉｎ）を増大して、製品の歩留りとマウス品質を向上できる、エンコーダの検出装置を提供することにある。

【００１０】本考案は前述のホトディテクタと検出回路をそれぞれ独立或いは併合した単一部品として製造することを第４の課題としている。

【００１１】本考案は前述の検出回路をコンピュータのポインティングデバイス、例えばコンピュータのマウスのコントロールＩＣ内に設けることを第５の課題としている。

【００１２】本考案はさらに、前述のホトディテクタを具えたコンピュータのマウスを提供することを第６の課題としている。

【００１３】本考案はさらに、前述のホトディテクタを具えたコンピュータのポインティングデバイスを提供することを第７の課題としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

請求項１の考案は、ポインティングデバイスに使用される半光学式エンコーダの検出装置において、ホトディテクタとされ、受光面に三つの光電作用区を具え、各光電作用区がキャプスタンを透過した光源信号を受け取りこれら光源信号を出力する上記ホトディテクタ、検出回路とされ、二つの比較回路ユニットを具え、そのうち第１の比較回路ユニットの第１入力端は第１の光電作用区の出力端に連接し、第２の入力端は第２の光電作用区の出力端に連接し且つ第２の比較回路ユニットの第１の入力端に連接し、第２の比較回路ユニットの第２の入力端が第３の光電作用区の出力端に連接し、該検出回路が三つの光電作用区の出力する光源信号を二つずつ比較して良好な位相及び周期比を得る上記検出回路、以上を包括して構成されたエンコーダの検出装置としている。

【００１５】請求項２の考案は、前記比較回路ユニットがそれぞれ電圧比較器とされたことを特徴とする、請求項１に記載のエンコーダの検出装置としている。

【００１６】請求項３の考案は、前記検出回路がコンピュータのポインティングデバイスのコントロールＩＣ内に設けられうることを特徴とする、請求項１に記載のエンコーダの検出装置としている。

【００１７】請求項４の考案は、前記ホトディテクタがホトトランジスタとされうることを特徴とする、請求項１に記載のエンコーダの検出装置としている。

【００１８】請求項５の考案は、前記ホトディテクタがホトダイオードとされうることを特徴とする、請求項１に記載のエンコーダの検出装置としている。

【００１９】請求項６の考案は、前記光電作用区の相互距離がキャプスタンの２分の１のスリット距離とされて、キャプスタンのスリットに組み合わされる三つの光電作用区の位相角の差は０より大きく１８０度より小さいことを特徴とする、請求項１に記載のエンコーダの検出装置としている。

【００２０】請求項７の考案は、前記ポインティングデバイスがマウスとされたことを特徴とする、請求項３に記載のエンコーダの検出装置としている。

【００２１】請求項８の考案は、前記検出回路がコンピュータのポインティングデバイスのコントロールＩＣ内に設けられうることを特徴とする、請求項２に記載のエンコーダの検出装置としている。

【００２２】請求項９の考案は、前記検出回路がマウスのコントロールＩＣ内に設けられうることを特徴とする、請求項２に記載のエンコーダの検出装置としている。

【００２３】請求項１０の考案は、前記ホトディテクタがホトトランジスタとされうることを特徴とする、請求項２に記載のエンコーダの検出装置としている。

【００２４】請求項１１の考案は、前記ホトディテクタがホトトランジスタとされうることを特徴とする、請求項３に記載のエンコーダの検出装置としている。

【００２５】請求項１２の考案は、前記ホトディテクタがホトトランジスタとされうることを特徴とする、請求項８に記載のエンコーダの検出装置としている。

【００２６】請求項１３の考案は、前記ホトディテクタがホトダイオードとされうることを特徴とする、請求項２に記載のエンコーダの検出装置としている。

【００２７】請求項１４の考案は、前記ホトディテクタがホトダイオードとされうることを特徴とする、請求項３に記載のエンコーダの検出装置としている。

【００２８】請求項１５の考案は、前記ホトディテクタがホトダイオードとされうることを特徴とする、請求項８に記載のエンコーダの検出装置としている。

【００２９】請求項１６の考案は、前記ホトディテクタと検出回路が一つの部品に併合されうることを特徴とする、請求項１に記載のエンコーダの検出装置としている。

【００３０】

【考案の実施の形態】

本考案のエンコーダの検出装置は、ホトディテクタと検出回路を具え、ホトディテクタの受光面に三つの光電作用区が設けられ、これら光電作用区が三つの光電作用区出力信号を二つずつ比較する検出回路に組み合わされ、該検出回路が良好な位相及び周期比のディジタル波形を獲得して後続のディジタル回路のデコードにより正確なベクトルデータを獲得できるようにしてあり、これにより光電素子（ＬＥＤ及びホトディテクタ）に必要なクラス分け組み合わせの問題を免除しＬＥＤ減衰のもたらす信号レベル漂移をなくし、ホトディテクタの敏感度の差とＬＥＤの光強度の差による信号過強或いは過低の問題を解消できるようにしてある。

【００３１】

【実施例】

図５を参照されたい。本考案のエンコーダの検出装置は、コンピュータ用のマウス及びカーソル関連装置に用いられる半光学式エンコーダとされ、ホトディテクタ１と検出回路２を組成ユニットとして具えている。

【００３２】上記ホトディテクタ１は本実施例ではホトトランジスタ形式とされるが、図６に示されるように、ホトダイオード形式も可能である。このホトディテクタ１はその受光面に三つの光電作用区Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を具え、図７に示されるように、これら光電作用区Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の相互間距離はキャプスタン（スリット付き円盤）の２分の１個のスリット距離とされ、図１２に示されるように、キャプスタンのスリットに組み合わされる三つの光電作用区Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の位相角の差は９０度とされる。

【００３３】各光電作用区Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は発光ダイオード４より発射されキャプスタンを透過した光源信号を受け取り、並びにこの光源信号を対応する検出回路２に送る。これは図８に示されるとおりである。

【００３４】検出回路２は二つの比較器２１、２２を具え、その中第１の比較器２１の入力プラス端（＋）は第１の光電作用区Ｐ１の出力端に連接し、且つ抵抗Ｒ１に連接する。第１の比較器２１の入力マイナス端（−）は第２の光電作用区Ｐ２の出力端に連接し、且つ第２の比較器２２の入力プラス端（＋）と一つの抵抗Ｒ２とに連接する。第２の比較器２２の入力マイナス端（−）は第３の光電作用区Ｐ３の出力端に連接し、且つ一つの抵抗Ｒ３に連接し、抵抗Ｒ３の別端は抵抗Ｒ１、Ｒ２の別端に連接する。

【００３５】該検出回路２は三つの光電作用区Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の出力した光源信号を二つずつ比較して、良好な位相と周期比を獲得するもので、第１の光電作用区Ｐ１の出力信号と第２の光電作用区Ｐ２の出力信号を比較し、第２の光電作用区Ｐ２の出力信号と第３の光電作用区Ｐ３の出力信号を比較する。

【００３６】図９、１０を参照されたい。これらの図は、本考案の半光学エンコーダのホトディテクタと検出回路の動作原理を示す。時間Ｔ１の時、第１の光電作用区Ｐ１の出力信号のレベルは第２の光電作用区Ｐ２の出力信号のレベルより高く、第１の比較器２１の出力端Ａは‘１’の信号を獲得する。第３の光電作用区Ｐ３の出力信号のレベルは第２の光電作用区Ｐ２の出力信号のレベルより高いため、第２の比較器２２の出力端Ｂは‘０’の信号を獲得する。

【００３７】時間Ｔ２の時、第１の光電作用区Ｐ１の出力信号のレベルは第２の光電作用区Ｐ２の出力信号のレベルより高く、第１の比較器２１の出力端Ａは‘１’の信号を獲得し、第３の光電作用区Ｐ３の出力信号のレベルは第２の光電作用区Ｐ２の出力信号のレベルより低いため、第２の比較器２２の出力端Ｂは‘１’の信号を獲得する。

【００３８】時間Ｔ３の時、第１の光電作用区Ｐ１の出力信号のレベルは第２の光電作用区Ｐ２の出力信号のレベルより低く、第１の比較器２１の出力端Ａは‘０’の信号を獲得し、第３の光電作用区Ｐ３の出力信号のレベルは第２の光電作用区Ｐ２の出力信号のレベルより低いため、第２の比較器２２の出力端Ｂは‘１’の信号を獲得する。

【００３９】時間Ｔ４の時、第１の光電作用区Ｐ１の出力信号のレベルは第２の光電作用区Ｐ２の出力信号のレベルより低く、第１の比較器２１の出力端Ａは‘０’の信号を獲得し、第３の光電作用区Ｐ３の出力信号のレベルは第２の光電作用区Ｐ２の出力信号のレベルより高いため、第２の比較器２２の出力端Ｂは‘０’の信号を獲得する。

【００４０】以上より類推できるように、第１及び第２の比較器２１、２２の出力端Ａ、Ｂは良好な位相と周期比を獲得しうる。

【００４１】また、本考案のホトディテクタ１と検出回路２は図５に示されるように、二つのそれぞれ独立した部品として製造可能であるほか、図１１に示されるように一つの部品として併合されうる。或いは図１３に示されるように、検出回路２はコンピュータカーソル装置（例えばマウス）のコントロールＩＣ６内に製造される。

【００４２】

【考案の効果】

総合すると、本考案の検出回路の特殊な設計により、以下のような優れた効果が得られる。１．周知の半光学エンコーダが一つの固定電圧を以て比較を行う時に、ホトディテクタごとに異なる敏感度の違いと発射源であるＬＥＤの光強度の違いにより信号の過強或いは過低が形成された問題を回避できる。２．ＬＥＤ減衰のもたらす信号レベル漂移をなくすことができる。３．光電素子のレベル分けと組み合わせのもたらす困難を回避できる。４．マウスの余裕度を増して歩留りを上げ、製品品質を向上できる。以上から、本考案は優れた実用性及び新規性、産業上の利用価値を有する考案であるといえよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】周知の半光学式エンコーダの検出回路図であ
る。

【図２】周知のホトディテクタの二つの光電作用区表示
図である。

【図３】周知のホトディテクタの光電作用区出力信号の
波形図である。

【図４】周知の検出回路の出力Ａ、Ｂの波形図である。

【図５】本考案の半光学式エンコーダの検出回路図であ
る。

【図６】本考案のホトディテクタのもう一つの形式の表
示図である。

【図７】本考案のホトディテクタの三つの光電作用区表
示図である。

【図８】本考案の応用上の実施例図である。

【図９】本考案のホトディテクタと検出回路の動作原理
図である。

【図１０】本考案のホトディテクタと検出回路の動作原
理図である。

【図１１】本考案のホトディテクタと検出回路を併合し
た素子表示図である。

【図１２】本考案のホトディテクタの光電作用区Ｐ１、
Ｐ２、Ｐ３相互の距離とキャプスタンのスリット距離及
び位相表示図である。

【図１３】本考案のホトディテクタとマウスコントロー
ルＩＣを併合した素子表示図である。

【符号の説明】

１ホトディテクタＰ１第１の光電作用区Ｐ２第２の光電作用区Ｐ３第３の光電作用区２検出回路２１第１の比較器２２第２の比較器Ｒ１抵抗Ｒ２抵抗Ｒ３抵抗３キャプスタン４発光ダイオード５マウスベクトルデコード及びコントロール回路６マウスコントロールＩＣ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ポインティングデバイスに使用される半
光学式エンコーダの検出装置において、ホトディテクタとされ、受光面に三つの光電作用区を具
え、各光電作用区がキャプスタンを透過した光源信号を
受け取りこれら光源信号を出力する上記ホトディテク
タ、検出回路とされ、二つの比較回路ユニットを具え、その
うち第１の比較回路ユニットの第１入力端は第１の光電
作用区の出力端に連接し、第２の入力端は第２の光電作
用区の出力端に連接し且つ第２の比較回路ユニットの第
１の入力端に連接し、第２の比較回路ユニットの第２の
入力端が第３の光電作用区の出力端に連接し、該検出回
路が三つの光電作用区の出力する光源信号を二つずつ比
較して良好な位相及び周期比を得る上記検出回路、以上を包括して構成されたエンコーダの検出装置。
【請求項２】前記比較回路ユニットがそれぞれ電圧比
較器とされたことを特徴とする、請求項１に記載のエン
コーダの検出装置。
【請求項３】前記検出回路がコンピュータのポインテ
ィングデバイスのコントロールＩＣ内に設けられうるこ
とを特徴とする、請求項１に記載のエンコーダの検出装
置。
【請求項４】前記ホトディテクタがホトトランジスタ
とされうることを特徴とする、請求項１に記載のエンコ
ーダの検出装置。
【請求項５】前記ホトディテクタがホトダイオードと
されうることを特徴とする、請求項１に記載のエンコー
ダの検出装置。
【請求項６】前記光電作用区の相互距離がキャプスタ
ンの２分の１のスリット距離とされて、キャプスタンの
スリットに組み合わされる三つの光電作用区の位相角の
差は０より大きく１８０度より小さいことを特徴とす
る、請求項１に記載のエンコーダの検出装置。
【請求項７】前記ポインティングデバイスがマウスと
されたことを特徴とする、請求項３に記載のエンコーダ
の検出装置。
【請求項８】前記検出回路がコンピュータのポインテ
ィングデバイスのコントロールＩＣ内に設けられうるこ
とを特徴とする、請求項２に記載のエンコーダの検出装
置。
【請求項９】前記検出回路がマウスのコントロールＩ
Ｃ内に設けられうることを特徴とする、請求項２に記載
のエンコーダの検出装置。
【請求項１０】前記ホトディテクタがホトトランジス
タとされうることを特徴とする、請求項２に記載のエン
コーダの検出装置。
【請求項１１】前記ホトディテクタがホトトランジス
タとされうることを特徴とする、請求項３に記載のエン
コーダの検出装置。
【請求項１２】前記ホトディテクタがホトトランジス
タとされうることを特徴とする、請求項８に記載のエン
コーダの検出装置。
【請求項１３】前記ホトディテクタがホトダイオード
とされうることを特徴とする、請求項２に記載のエンコ
ーダの検出装置。
【請求項１４】前記ホトディテクタがホトダイオード
とされうることを特徴とする、請求項３に記載のエンコ
ーダの検出装置。
【請求項１５】前記ホトディテクタがホトダイオード
とされうることを特徴とする、請求項８に記載のエンコ
ーダの検出装置。
【請求項１６】前記ホトディテクタと検出回路が一つ
の部品に併合されうることを特徴とする、請求項１に記
載のエンコーダの検出装置。