JPH05127108A - ビデオクロツク信号発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】適切なしきい値電圧を得る。また、簡単な構成
にしてコストを低減するとともに、光量の損失をなく
す。 【構成】リニアスケール１４に、しきい値電圧設定基準
用の２つのパターン１２，１３を設け、両パターン１
２，１３および刻線１１にレーザ光を反射または透過さ
せて、第１の基準電圧、第２の基準電圧および電圧振幅
をそれぞれ得るように構成し、第１の基準電圧と第２の
基準電圧との差の電圧と、電圧振幅と第２の基準電圧と
の差の電圧との比率は、レーザ光のスポット径、刻線の
幅と前記両パターンの幅とのそれぞれの比、走査スピー
ド等から算出されて、一定であるため、第１の基準電圧
と第２の基準電圧とに基づいてしきい値電圧を発生する
ようにすれば、レーザ光源の光出力の変化等により前記
電圧振幅が変化した場合でも、前記比率に応じてしきい
値電圧を決定することにより、適切なしきい値電圧を得
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を振動させて
リニアスケールに入射し、該リニアスケールに形成され
た刻線にレーザ光を反射または透過させ、前記リニアス
ケールの刻線の数に応じたパルス信号を出力するように
したビデオクロック信号発生装置に関し、特に、ビデオ
クロック信号を作る際のしきい値の決定に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のビデオクロック信号発生装置とし
ては、例えば、図６および図７にそれぞれ示すようなも
のがある。

【０００３】すなわち、図６に示すものは、レーザ光の
光出力や信号検出用のディテクタ１の光電変換効率等か
ら予めしきい値を決めるもので、ディテクタ１からの検
知信号を増幅回路２で電流電圧変換および増幅し、定電
圧発生回路２７から予め決められたしきい値電圧が発生
し、しきい値電圧と前記増幅した電圧とを比較回路２８
で比較処理し、ビデオクロック信号を発生するようにし
たものである。

【０００４】また、図７に示すものは、レーザ光を分割
して、ディテクタ１ばかりでなく、光量モニタ用のディ
テクタ２９にも入射させ、ディテクタ２９からの出力
が、増幅回路２を介して演算回路２０に入力され、演算
回路２０によりしきい値電圧が決められるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のビデオクロック信号発生装置では、前者にお
いては、レーザ光源の光出力が変動したり、温度変化等
によりディテクタ１の光電変換効率やオフセットが変動
したりする場合があり、予め決められたしきい値電圧で
は、それらの変動に応じることができないで、本来の機
能を発揮せず、所望のビデオクロック信号が得られない
場合があるという問題点があった。

【０００６】後者では、信号検出用のディテクタ１と光
量モニタ用のディテクタ２９とが必要となり、また、２
つのディテクタ１，２９にレーザ光をそれぞれ振り分け
るための光学系が必要となる。さらに、レーザ光を振り
分けるために光量のロスがある。さらに、例えば、２つ
のディテクタ１，２９のうち一方の光電変換効率が変動
したり、各ディテクタ１，２９の光電変換効率の変動に
差があったりした場合には、結果的に、演算回路２０か
ら発生するしきい値電圧が不適当なものになるという問
題点があった。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、１つの信号検出用のディテクタだ
けを用いた簡単な構成にし、コストを低減するととも
に、光量の損失がなく、また、レーザ光源の光出力の変
動やディテクタのオフセット変動等に応じた適切なしき
い値電圧を得ることができるビデオクロック信号発生装
置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、リニアスケール（１
４）の刻線（１１）上でスポット光を振動させて、刻線
（１１）の数に応じたパルス信号を出力するようにした
ビデオクロック信号発生装置において、前記刻線（１
１）のピッチ方向の両端部の少なくとも一方に、前記ス
ポット光の径より広い幅を有すると共に前記スポット光
に対して互いに異なる光学特性を有するしきい値電圧設
定基準用の第１および第２パターン（１３，１２）を設
け、前記第１パターン（１３）と第２パターン（１２）
とに前記スポット光が照射させた際に個々に得られる第
１および第２の電圧に基づいて、前記刻線（１１）上に
前記スポット光が照射された際に得られる電圧と比較す
べきしきい値電圧を発生するしきい値電圧発生回路
（５）を備えたことを特徴とするビデオクロック信号発
生装置に存する。

【０００９】前記しきい値電圧発生回路（５）は、前記
リニアスケール（１４）を経由した前記スポットを受光
するディテクタ（１）を備え、前記しきい値電圧設定基
準用の第１および第２パターン（１３，１２）の一方
は、前記スポット光の該ディテクタ（１）への到達を許
容し、他方は前記スポット光の該ディテクタ（１）への
到達を妨げる光学特性をそれぞれ有する。

【００１０】

【作用】レーザ光源からのレーザ光（５１）が振動して
リニアスケール（１４）に入射し、レーザ光（５１）が
リニアスケール（１４）の刻線（１１）、しきい値電圧
設定基準用の第１パターン（１３）およびしきい値電圧
設定基準用の第２パターン（１２）に反射または透過す
る。

【００１１】しきい値電圧設定基準用の第１パターン
（１３）に反射または透過したレーザ光（５１）の光量
に応じて第１の基準電圧（Ｐ１）が得られるとともに、
しきい値電圧設定基準用の第２パターン（１２）に反射
または透過したレーザ光（５１）の光量に応じて第２の
基準電圧（Ｐ２）が得られる。

【００１２】しきい値電圧設定基準用の第１および第２
パターン（１３，１２）は、スポット光の径より広い幅
を有するので、第１および第２の基準電圧（Ｐ１，Ｐ
２）は、レーザ光（５１）の走査スピードに無関係に一
定になる。また、レーザ光源の出力変動、ディテクタ
（１）の光電変換効率の変動、およびオフセットの変動
とは無関係に、しきい値電圧設定基準用の第１および第
２パターン（１３，１２）に反射または透過したレーザ
光（５１）の光量と、刻線（１１）に反射または透過し
たレーザ光（５１）の光量との比率は一定になる。

【００１３】それにより、刻線（１１）にレーザ光（５
１）が反射または透過した際に得られる電圧値は、同じ
く一定の比率になり、レーザ光源の出力の変動、ディテ
クタ（１）の光電変換効率の変動、オフセットの変動、
および、走査スピードの変動に関わらず、常に、第１基
準電圧（Ｐ１）と第２基準電圧（Ｐ２）との差の電圧を
按分した値になる。

【００１４】すなわち、第１基準電圧（Ｐ１）と第２基
準電圧（Ｐ２）との差の電圧を監視し、その電圧に応じ
たしきい値電圧を発生させれば、その発生したしきい値
電圧は常に適当なものとなる。

【００１５】次に、前記しきい値電圧と、刻線（１１）
にレーザ光（５１）を反射または透過させた際に得られ
る電圧と比較すれば、所望のビデオクロック信号を得る
ことができる。

【００１６】また、前記第１基準電圧（Ｐ１）および第
２基準電圧（Ｐ２）は、ビデオクロック信号がどこから
発生するかを判断するための基準にすることができる。

【００１７】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の各種実施例を説
明する。

【００１８】図１〜図４は本発明の第１実施例を示して
いる。

【００１９】図２に示すように、レーザ光源からのレー
ザ光５１を振動させて、レンズ５３を介してリニアスケ
ール１４に入射させるスキャナミラー５２が設けられて
いる。リニアスケール１４を透過したレーザ光はレンズ
５５によってディテクタ１上に集光される。ディテクタ
１にはＳＰＤ（ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｐｈｏｔｏ ｄｉｏ
ｄｅ）が一般的に用いられる。

【００２０】図４はリニアスケール１４を概念的に示し
ている。リニアスケール１４の略矩形状の基板には、長
手方向の中央部に刻線１１，１１…が一定のピッチで連
設されている。刻線１１はレーザ光を透過するように形
成され、刻線１１の長手方向（走査方向）の幅は、レー
ザ光のスポット光１５の径よりやや狭くなっている。隣
接する刻線１１の間のスペースはレーザ光を反射または
吸収し、同じくスポット光１５の径よりやや幅狭になっ
ている。

【００２１】リニアスケール１４の両端部には、しきい
値電圧設定基準用の第１パターン１３が形成され、刻線
１１と第１パターン１３との間のスペースがしきい値電
圧設定基準用の第２パターン１２に成っている。

【００２２】第１パターン１３は、刻線１１と同じくレ
ーザ光を透過する光学特性を有し、スポット光１５全体
がパターン１３内に含まれ得るように、スポット光１５
の径より十分に幅広に形成されている。反対に、第２パ
ターン１２はレーザ光を反射または吸収する光学特性を
有し、スポット光１５全体がパターン１２に含まれ得る
ように、スポット光１５の径より十分に幅広に形成され
ている。

【００２３】スキャナミラー５２は、スポット光１５全
体が両端の第１パターン１３に入る位置まで振動するよ
うに、スポット光１５の振幅を制御する。

【００２４】図１に示すように、ディテクタ１には、検
知した信号を電流電圧変換および増幅する増幅回路２が
接続され、増幅回路２の出力端には、最大値検出回路３
および最小値検出回路４がそれぞれ接続されている。最
大値検出回路３は、スポット光１５全体が第１パターン
１３上にあるときにディテクタ１に入射するレーザ光の
光量に応じた第１基準電圧を検出するものである。

【００２５】同じく、最小値検出回路４は、スポット光
１５全体が第２パターン１２上にあるときにディテクタ
１に入射するレーザ光の光量に応じた第２基準電圧を検
出するものである。

【００２６】最大値検出回路３および最小値検出回路４
は、必要に応じて、同一のタイミングで適当な間隔毎に
リセットできるように構成してもよい。

【００２７】最大値検出回路３および最小値検出回路４
が、しきい値電圧発生回路である演算回路５にそれぞれ
接続されている。演算回路５は、検出された第１基準電
圧と第２基準電圧とから３つのしきい値電圧を算出する
ものである。

【００２８】しきい値電圧Ｖｔｈ１は第１パターン１３
による信号のみ検出できるレベルとし、しきい値電圧Ｖ
ｔｈ２は第２パターン１２による信号のみを検出できる
レベルとし、しきい値電圧Ｖｔｈ３は、刻線１１による
信号を検出できるレベルとする。

【００２９】増幅回路２の出力端には、比較回路６、比
較回路７および比較回路８がそれぞれ接続され、演算回
路５の出力端には、比較回路６、比較回路７および比較
回路比較回路８がそれぞれ接続されている。

【００３０】比較回路６は、リニアスケール１４にスポ
ット光１５を走査した際に得られる検出信号（図３にそ
の波形を示す）と、しきい値電圧Ｖｔｈ１とを比較する
回路である。比較回路７は、同じく、前記検出信号とし
きい値電圧Ｖｔｈ２とを比較する回路である。比較回路
８は、同じく、前記検出信号としきい値電圧Ｖｔｈ３と
を比較する回路である。

【００３１】比較回路６および比較回路７の各出力端が
ゲート回路９に接続されている。ゲート回路９は、比較
回路６からの信号ａと、比較回路７からの信号ｂとをデ
ィジタル処理する回路であり、ゲート回路９でディジタ
ル処理することにより信号ｃが得られる。

【００３２】ゲート回路９の出力端と比較回路８の出力
端とがＡＮＤゲート１０に接続されている。ＡＮＤゲー
ト１０は、前記信号ｃと、比較回路８からの信号ｄとを
ディジタル処理する回路であり、ＡＮＤゲート１０でデ
ィジタル処理することにより所望のビデオクロック信号
ｅが得られる。

【００３３】次に作用を説明する。リニアスケール１４
上をレーザ光が走査すると、レーザ光のスポット光１５
の透過光をディテクタ１が検出する。

【００３４】このとき、リニアスケール１４の両端位置
の第１パターン１３にスポット光１５全体が入るように
スキャナミラー５２が制御されている。

【００３５】ディテクタ１で検知した検出信号は、図３
に示すような波形になる。図３の波形は、第１パターン
１３に対応して発生する大きいピークＰ１と、第２パタ
ーン１２に対応して発生するボトムＰ２と、刻線１１に
対応して発生する小さいピークＰ３とを有する。検出信
号は、増幅回路２で電流電圧変換および増幅され、その
後、最大値検出回路３で検出信号のピークＰ１の出力レ
ベルに対応した第１の基準電圧が検出され、最小値検出
回路４で検出信号のボトムＰ２の出力レベルに対応した
第２の基準電圧が検出される。

【００３６】検出された第１の基準電圧と第２の基準電
圧とに基づき、演算回路５により３つのしきい値電圧を
得る。

【００３７】しきい値電圧Ｖｔｈ１は第１の基準電圧よ
りやや低めの電圧値で比較回路６に入力される。同じ
く、しきい値電圧Ｖｔｈ２は第２の基準電圧よりやや高
めの電圧値で比較回路７に入力される。それにより、比
較回路６から信号ａが出力され、比較回路７から信号ｂ
が出力される。

【００３８】さらに、信号ａおよび信号ｂをゲート回路
９でディジタル処理することにより信号ｃが出力され
る。信号ｃにおいては、しきい値電圧Ｖｔｈ１より高い
電圧の部分およびしきい値電圧Ｖｔｈ２より低い電圧の
部分が出力Ｌ−レベルで表されている。

【００３９】第１の基準電圧と第２の基準電圧との差の
電圧（振幅）と、しきい値電圧Ｖｔｈ３と第２の基準電
圧との差の電圧との比率が一定であることから、しきい
値電圧Ｖｔｈ３は、第１の基準電圧と第２の基準電圧に
基づいて決定することができる。

【００４０】このとき、必要に応じて最大値検出回路３
および最小値検出回路４を、同一のタイミングで適当な
間隔毎にリセットすれば、レーザ光源の光出力の変動な
どに適宜応じることができ、その結果、適切な第１の基
準電圧と第２の基準電圧とを常に得ることができる。

【００４１】次に、比較回路８でディジタル処理するこ
とにより信号ｄが出力される。

【００４２】さらに、信号ｃおよび信号ｄがＡＮＤゲー
ト１０に入力され、でディジタル処理することによりビ
デオクロック信号ｅが得られる。

【００４３】図５は本発明の第２実施例を示している。

【００４４】本実施例では、前記リニアスケール１４に
対して反射または透過が反対のパターンになってるリニ
アスケールディテクタ１９を示したものである。

【００４５】すなわち、刻線１６およびしきい値電圧設
定基準用の第１パターン１８が反射または吸収パターン
であり、しきい値電圧設定基準用の第２パターン１７が
透過パターンになっている。

【００４６】前記実施例においては、リニアスケール１
４，１９の両端部にしきい値電圧設定基準用の第１パタ
ーン１３，１８等をそれぞれ設けたものを示したが、両
端部の少なくとも一方に設ければ足りる。

【００４７】

【発明の効果】本発明にかかるビデオクロック信号発生
装置によれば、リニアスケールに、スポット光の径より
幅広でかつスポット光に対して互いに異なる光学特性を
有するしきい値電圧設定基準用の第１および第２パター
ンをそれぞれ設け、両パターンおよび刻線にレーザ光を
照射させた際に得られる第１および第２基準電圧と低基
準電圧とに基づいてしきい値電圧を発生するようにした
ので、レーザ光源の光出力の変化やオフセットの変動な
どに応じた適切なしきい値電圧を得ることができる。ま
た、１つの信号検出用のディテクタだけを用いた簡単な
構成になり、コストを低減することができるとともに、
光量の損失をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すビデオクロック信号
発生装置のブロック図である。

【図２】本発明の第１実施例を示すリニアスケールの配
置状態を示す説明図である。

【図３】本発明の第１実施例を示す検出信号の波形図で
ある。

【図４】本発明の第１実施例を示すリニアスケールの正
面図である。

【図５】本発明の第２実施例を示すリニアスケールの正
面図である。

【図６】従来例を示すビデオクロック信号発生装置のブ
ロック図である。

【図７】他の従来例を示すビデオクロック信号発生装置
のブロック図である。

【符号の説明】

１…ディテクタ ２…増幅回路 ３…最大値検出回路 ４…最小値検出回路 ５…演算回路 ６，７，８…比較回路 ９…ゲート回路 １０…ＡＮＤゲート １１…刻線 １２…しきい値電圧設定基準用の第２パターン １３…しきい値電圧設定基準用の第１パターン １４…リニアスケール １５…スポット光 ５２…スキャナミラー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リニアスケールの刻線上でスポット光を振
   動させて、刻線の数に応じたパルス信号を出力するよう
   にしたビデオクロック信号発生装置において、 前記刻線のピッチ方向の両端部の少なくとも一方に、前
   記スポット光の径より広い幅を有すると共に、前記スポ
   ット光に対して互いに異なる光学特性を有するしきい値
   電圧設定基準用の第１および第２パターンを設け、 前記第１パターンと第２パターンとに前記スポット光が
   照射された際に個々に得られる第１および第２の電圧に
   基づいて、前記刻線上に前記スポット光が照射された際
   に得られる電圧と比較すべきしきい値電圧を発生するし
   きい値電圧発生回路を備えたことを特徴とするビデオク
   ロック信号発生装置。
2. 【請求項２】前記しきい値電圧発生回路は、前記リニア
   スケールを経由した前記スポット光を受光するディテク
   タを備え、前記しきい値電圧設定基準用の第１および第
   ２パターンの一方は、前記スポット光の該ディテクタへ
   の到達を許容し、他方は前記スポット光の該ディテクタ
   への到達を妨げる光学特性をそれぞれ有することを特徴
   とする請求項１記載のビデオクロック信号発生装置。