JP4475735B2 - エンコーダ、その制御方法及び座標入力装置 - Google Patents
エンコーダ、その制御方法及び座標入力装置 Download PDFInfo
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Description
【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ＧＵＩ（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。受光素子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、ＬＥＤ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ＩＣ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ている。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２５０μＡ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、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。
【００１９】
第３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。
【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ＩＣ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１４とを備えてなる。
発光素子１１は、本実施例ではＬＥＤ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ＯＮ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１０１に示すように、フォトＩＣ１２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。
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ＩＣ１２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ＩＣ１２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２２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２３から５Ｖの電圧が出力されると、図５のステップ２０１に示すように、発光素子１１及びフォトＩＣ１２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。
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ＩＣ１２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ＩＣ１２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ＩＣ１２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、フォトＩＣ１２を発光素子１１よりも後にＯＦＦ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、フォトＩＣ１２を発光素子１１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２３から５Ｖの電圧が出力されると、図７のステップ３０１に示すように、フォトＩＣ１２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ＩＣ１２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１１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、フォトＩＣ１２を発光素子１１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の駆動電力出力端子２３及び第２の駆動電力出力端子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１１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ＩＣ１２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２４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ＩＣ１２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、フォトＩＣ１２を発光素子１１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の駆動電力出力端子２３及び第２の駆動電力出力端子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６２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６６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ＩＣ６９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７０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７０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ＩＣ６７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ＰＤａの対をフォトダイオード対ＰＡ、フォトダイオードＰＤＢ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、ＰＤａ、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、ＰＤｂ、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ＩＣ６７に内蔵された４個のフォトダイオードＰＤＡ、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において増幅する。このときの各フォトダイオードＰＤＡ、ＰＤｂ、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１０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６０ｍＡ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８１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ＭＸＡ、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ＩＣ
１３…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ＩＣ
６８…Ｙ軸用発光素子
６９…Ｙ軸用フォトＩＣ
７０…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ＬＥＤ
８６…Ｘ軸用フォトＩＣ
８７…Ｙ軸用ＬＥＤ
８８…Ｙ軸用フォトＩＣ
ＸＡ、ＸＢ、ＹＡ、ＹＢ…フォトダイオード対
ＰＤＡ、ＰＤａ、ＰＤＢ、ＰＤｂ…フォトダイオード
【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ＧＵＩ（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。受光素子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、ＬＥＤ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ＩＣ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ている。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２５０μＡ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、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。
【００１９】
第３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。
【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ＩＣ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１４とを備えてなる。
発光素子１１は、本実施例ではＬＥＤ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ＯＮ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１０１に示すように、フォトＩＣ１２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。
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ＩＣ１２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ＩＣ１２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２２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２３から５Ｖの電圧が出力されると、図５のステップ２０１に示すように、発光素子１１及びフォトＩＣ１２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。
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ＩＣ１２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ＩＣ１２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ＩＣ１２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、フォトＩＣ１２を発光素子１１よりも後にＯＦＦ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、フォトＩＣ１２を発光素子１１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２３から５Ｖの電圧が出力されると、図７のステップ３０１に示すように、フォトＩＣ１２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ＩＣ１２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１１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、フォトＩＣ１２を発光素子１１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の駆動電力出力端子２３及び第２の駆動電力出力端子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１１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ＩＣ１２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２４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ＩＣ１２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、フォトＩＣ１２を発光素子１１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の駆動電力出力端子２３及び第２の駆動電力出力端子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６２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６６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ＩＣ６９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７０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７０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ＩＣ６７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ＰＤａの対をフォトダイオード対ＰＡ、フォトダイオードＰＤＢ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、ＰＤａ、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、ＰＤｂ、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ＩＣ６７に内蔵された４個のフォトダイオードＰＤＡ、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において増幅する。このときの各フォトダイオードＰＤＡ、ＰＤｂ、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】
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１０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６０ｍＡ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８１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ＭＸＡ、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ＩＣ
１３…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ＩＣ
６８…Ｙ軸用発光素子
６９…Ｙ軸用フォトＩＣ
７０…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ＬＥＤ
８６…Ｘ軸用フォトＩＣ
８７…Ｙ軸用ＬＥＤ
８８…Ｙ軸用フォトＩＣ
ＸＡ、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 (7)
- 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と、
前記フォトＩＣを間欠駆動することにより生じる出力電圧の不安定を防ぐための、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と、
を備えることを特徴とするエンコーダ。 - 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。
- 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。
- 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２又は３に記載のエンコーダ。
- 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。
- 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１〜５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。 - 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と、
前記フォトＩＣを間欠駆動することにより生じる出力電圧の不安定を防ぐために、前記一対の電源端子間にコンデンサを並列に挿入して前記フォトＩＣの出力電圧を安定化させることと、
を特徴とするエンコーダの制御方法。
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