JPH0694482A - 光学式ロータリエンコーダ用の位相パルス検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は発光ダイオード及びホトトランジスタ
を用いて位相パルス検出を行なう光学式ロータリエンコ
ーダ用の位相パルス検出方式に関し、回路構成の簡単化
を図ることを目的とする。 【構成】ロータリエンコーダ１４の回動に伴い、先ず第
１のホトトランジスタ２１に一の発光素子１５から一の
スリット１４ａを通過した光が照射されることにより第
１の位相パルス信号が生成され、続いて上記ロータリエ
ンコーダ１４の回動に伴い、第２のホトトランジスタ２
２に一の発光素子１５から一のスリット１４ａを通過し
た光が照射されることにより第２の位相パルス信号が生
成され、上記所定距離に対応した位相差を有する第１の
位相パルス信号と第２の位相パルス信号とにより被検出
体の回動を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学式のロータリエンコ
ーダ用の位相パルス検出方式に係り、特に発光ダイオー
ド及びホトトランジスタを用いて位相パルス検出を行な
う光学式ロータリエンコーダ用の位相パルス検出方式に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にグラフィック・ディスプレイ装置
等において、表示装置（以下ＣＲＴという）の画面上の
図形、カーソルを移動させるために用いる座標入力装置
が知られている。座標入力装置としては種々の構造の物
が提案されており、そのひとつとして近年、いわゆる
「マウス」と称される座標入力装置が多く用いられるよ
うになってきている。

【０００３】この座標入力装置は、大略、ホルダの下部
に回転自在に取付けられたボール体と、このボール体に
直交する二方向より当接されボール体の回転方向に対応
して夫々独自に回転する一対の回転部材と、この一対の
回転部材の回転を夫々検出する回転検出手段と、上記ボ
ール体を一対の回転部材に向け押圧付勢する押圧付勢手
段等により構成されている。

【０００４】そしてこの座標入力装置「マウス」を手で
移動させることによりボール体を回転させ、これに対応
してＣＲＴ画面上のカーソル等を移動させることによっ
てポインティング等の操作を行う構成となっている。
（尚、上記座標入力装置の具体的構造は、本出願人が先
に提案した実願昭６１−６７１７５号「座標入力装置」
参照のこと）。

【０００５】上記回転検出手段としては、一般に光学式
ロータリエンコーダを用いた位相パルス検出装置が用い
られている。図７及び図８に従来の位相パルス検出装置
１を示す。各図において、２はロータリエンコーダ（ス
リット２ａを有す）、３，４は発光ダイオード、５，６
はホトトランジスタを夫々示している。

【０００６】従来では、発光ダイオード３とホトトラン
ジスタ５を一組とし、また発光ダイオード４とホトトラ
ンジスタ６を一組として、各組を図８に示すように角度
θだけ離間させて配設していた。そして、各発光ダイオ
ード３，４が発する光の内、ロータリエンコーダのスリ
ット２ａを通過した光をホトトランジスタ５，６が検知
し、信号を生成する構成とされていた。そして、各ホト
トランジスタ５，６が生成するパルス信号の位相差及び
周波数によりロータリエンコーダ２（即ち、被検出体）
の回転速度及び回転方向を求める方式とされていた。

【０００７】尚、図９に位相パルス検出装置１を座標入
力装置７に組込んだ状態を示す。同図に示すように座標
入力装置７には、Ｘ座標及びＹ座標に対応して２組の位
相パルス検出装置１が組込まれている。また、同図にお
いて８はボール体、９，１０は回転部材を示している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の位
相パルス検出方式では、ふたつの発光ダイオード３，４
及びホトトランジスタ５，６を有し、発光ダイオード３
とホトトランジスタ５を一組とし、また発光ダイオード
４とホトトランジスタ６を一組として、夫々パスル信号
を生成する構成とされていた。

【０００９】しかるに、ふたつの発光ダイオード３，４
は夫々別個に取り付けられるものであるため、取付け誤
差により接続リードに容量差が発生し各発光ダイオード
３，４に供給される電流が変化することが考えられる。
この場合、各発光ダイオード３，４の発光量に差が生じ
てしまう。また、発光ダイオード３，４自体の製造誤差
により発光量に差が生じることが考えられる。

【００１０】このため、従来の位相パルス検出方式で
は、各ホトトランジスタ５，６生成される信号に出力差
（即ち、信号の強さの差）が生じ、これを補正するため
の補正回路が必要となり回路構成が複雑化してしまうと
いう問題点があった。

【００１１】本発明は上記の点に鑑みて創作されたもの
であり、回路構成の簡単化を図り得る光学式ロータリエ
ンコーダ用の位相パルス検出方式を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題は、被検出体の
回動に伴い回動すると共に、等間隔に形成された複数の
スリットを形成してなるロータリエンコーダと、このロ
ータリエンコーダに対向して配設された一の発光素子
と、第１及び第２のホトトランジスタを所定距離近接離
間させて並設してなる構造を有しており、上記ロータリ
エンコーダを介して該一の発光素子と対向配設された受
光素子とにより構成されており、上記一の発光素子から
の光を上記第１及び第２のホトトランジスタが独立して
検出して夫々位相パルス信号を生成する光学式ロータリ
エンコーダ用の位相パルス検出方式において、上記ロー
タリエンコーダの回動に伴い、先ず第１のホトトランジ
スタに該一の発光素子から一のスリットを通過した光が
照射されることにより第１の位相パルス信号が生成さ
れ、続いて上記ロータリエンコーダの回動に伴い、第２
のホトトランジスタに一の発光素子から当該一のスリッ
トを通過した光が照射されることにより第２の位相パル
ス信号が生成され、上記所定距離に対応した位相差を有
する第１の位相パルス信号と第２の位相パルス信号とに
より被検出体の回動を検出することを特徴とする光学式
ロータリエンコーダ用の位相パルス検出方式により解決
することができる。

【００１３】

【作用】上記構成とすることにより、第１及び第２のホ
トトランジスタには一の発光素子からの同一の光が照射
されるため、各ホトトランジスタの出力値（信号の強
さ）は等しくなる。よって、各ホトトランジスタの出力
値が異なる場合に必要となる補正回路が不要となり回路
構成を簡単化することができる。

【００１４】

【実施例】次に本発明の実施例について図面と共に説明
する。図１及び図２は本発明の一実施例を適用した光学
式ロータリエンコーダ用位相パルス検出装置１２（以
下、単に検出装置という）の要部構成図である。また、
図３は検出装置１２を座標入力装置１３に組込んだ状態
を示す図である。

【００１５】各図に示されるように、検出装置１２は、
ロータリエンコーダ１４，発光素子１５及び受光素子１
６等により構成されている。

【００１６】ロータリエンコーダ１４は、図３に示すよ
うに、被検出体たるボール体１７の回動に従って回動す
るシャフト１８に取付けられており、これと一体的に回
動する。このロータリエンコーダ１４には所定ピッチで
スリット１４ａが形成されている。

【００１７】発光素子１５は、例えば周知の構造を有す
る発光ダイオードであり、ロータリエンコーダ１４のス
リット１４ａと対向する位置に配設される。この発光素
子１５は、後述するように、検出装置１２に１個のみ設
けられる。

【００１８】受光素子１６は、図４に示すように樹脂体
１９内に２個のホトトランジスタ２１，２２を所定ピッ
チＰで近接させ並設した構造を有する。この各ホトトラ
ンジスタ２１，２２は薄膜技術を用いて同一ウェハー上
に形成されるものであり、近接形成に際し困難を伴うも
のではなく、また各ホトトランジスタ２１，２２間のピ
ッチＰも高精度に決めることができる。また回路構成と
しては、図５に示すように、エミッタ共通とされてお
り、よって３本の端子２３ａ〜２３ｃが延出しており、
この各端子２３ａ〜２３ｃは回路基板２４に接続されて
いる。

【００１９】上記構成の受光素子１６は、ロータリエン
コーダ１４を介して発光素子１５と対向する位置に配設
される。この時、発光素子１５の発する光が受光素子１
６の各ホトトランジスタ２１，２２に共に照射されるよ
う構成されている。これにより、１個の発光素子は２個
のホトトランジスタ２１，２２の共通した光源となる。
よって、従来であったならば、ホトトランジスタの数に
対応して２個必要であった発光素子を１個に減らすこと
ができ、部品点数を削減することができる。

【００２０】上記のように２個のホトトランジスタ２
１，２２に対し発光素子１５を共用する構成としても、
各ホトトランジスタ２１，２２からはロータリエンコー
ダ１４の回動状態を検知し得る位相パルス信号が確実に
生成される。即ち、図２においてロータリエンコーダ１
４が図中矢印方向に回動する場合を考えると、この回動
に伴うスリット１４ａの移動により、まず、ホトトラン
ジスタ２１が発光素子１５と対向して光が照射され、続
いてホトトランジスタ２２に照射される。スリット１４
ａのピッチ及び各ホトトランジスタ２１，２２のピッチ
Ｐは、適宜に選定されており、各ホトトランジスタ２
１，２２に対し同時に光が照射されたり、また光が遮断
されないよう構成されている。従って、各ホトトランジ
スタ２１，２２から出力される位相パルス信号には、ピ
ッチＰに対応した位相差が生ずる。

【００２１】また、上記のように２個のホトトランジス
タ２１，２２に対し発光素子１５を共用する構成である
ため、各ホトトランジスタ２１，２２の生成する各移相
パルス信号の出力値（信号の強さ）は等しくなる。この
ため、各ホトトランジスタ２１，２２から出力される移
相パルス信号が相違する場合に必要となる補正回路が不
要となり、回路構成を簡単化することができる。

【００２２】図６に各ホトトランジスタ２１，２２が生
成する位相パルス信号の波形を示す。同図（ａ）はホト
トランジスタ２１の端子２３ｂから出力される信号波形
であり、（ｂ）はホトトランジスタ２２の端子２３ｃか
ら出力される信号波形を示している。同図に示されるよ
うに、各波形には各ホトトランジスタ２１，２２の配設
位置差（ピッチＰ）に起因した位相差が生じている。こ
の位相差により、ロータリエンコーダ１４の回動方向を
検知することができ、又、各波形の周波数よりロータリ
エンコーダ１４の（即ち、被検出体の）回動速度を検知
することができる。前記のように各ホトトランジスタ２
１，２２は一体的に形成されており、かつその間のピッ
チＰは高精度に決められているため、生成される位相パ
ルス信号間に生ずる位相差にバラツキが生ずるようなこ
とはなく、信号検出精度を高めることができる。

【００２３】ここで、座標入力装置１３（図３に示す）
と、従来の座標入力装置７（図９に示す）を比べると、
検出装置１２は発光素子１５及び受光素子１６をロータ
リエンコーダ１４の１個所で対向配設すれば良いため、
座標入力装置１３内の構造が非常に簡単となっている。
このため、座標入力装置１３の組立て作業を容易に行な
うことができる。また、ホトトランジスタ２１，２２は
受光素子１６として樹脂体１９内に一体的に組込まれて
おり、１個の部品として取扱えるため、これによっても
構造の簡単化及び組立て作業性を向上させることができ
る。

【００２４】また、前記のように、検出装置１２では１
個の発光素子１５で２個のホトトランジスタ２１，２２
を共に作動させることができるため、従来に比べて発光
素子を１個減らすことができる。特にこれを座標入力装
置１３に用いた場合にはＸ，Ｙ座標用に夫々検出装置１
２を設けるため、２個の発光素子を減らすことができ、
これにより、座標入力装置１３の消費電力を低減するこ
とができる。このように、座標入力装置１３の消費電力
が低減することにより、特にこの装置１３を電池駆動の
パーソナルコンピュータ等に接続した際にパーソナルコ
ンピュータの電池寿命を伸ばすことができ、利益が大で
ある。

【００２５】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、第１及び第
２のホトトランジスタには一の発光素子からの同一の光
が照射されるため、各ホトトランジスタの出力値は等し
くなり、よって各ホトトランジスタの出力値が異なる場
合に必要となる補正回路が不要となり回路構成を簡単化
することができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を適用した検出装置の要部構
成図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視図である。

【図３】本発明を座標入力装置に適用した場合を示す図
である。

【図４】受光素子を説明するための図である。

【図５】受光素子の回路図である。

【図６】検出装置作動時の受光素子の出力波形を示す図
である。

【図７】従来の検出装置の一例の要部構成図である。

【図８】従来の検出装置の一例の要部構成図である。

【図９】従来の検出装置を設けた座標入力装置を示す図
である。

【符号の説明】

１２ 検出装置 １３ 座標入力装置 １４ ロータリエンコーダ １５ 発光素子 １６ 受光素子 ２１，２２ ホトトランジスタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出体の回動に伴い回動すると共に、
   等間隔に形成された複数のスリットを形成してなるロー
   タリエンコーダと、 該ロータリエンコーダに対向して配設された一の発光素
   子と、 第１及び第２のホトトランジスタを所定距離近接離間さ
   せて並設してなる構造を有しており、該ロータリエンコ
   ーダを介して該一の発光素子と対向配設された受光素子
   とにより構成されており、 該一の発光素子からの光を該第１及び第２のホトトラン
   ジスタが独立して検出して夫々位相パルス信号を生成す
   る光学式ロータリエンコーダ用の位相パルス検出方式で
   あって、 該ロータリエンコーダの回動に伴い、先ず第１のホトト
   ランジスタに該一の発光素子から一のスリットを通過し
   た光が照射されることにより第１の位相パルス信号が生
   成され、 続いて上記ロータリエンコーダの回動に伴い、第２のホ
   トトランジスタに該一の発光素子から当該一のスリット
   を通過した光が照射されることにより第２の位相パルス
   信号が生成され、 上記所定距離に対応した位相差を有する該第１の位相パ
   ルス信号と第２の位相パルス信号とにより該被検出体の
   回動を検出することを特徴とする光学式ロータリエンコ
   ーダ用の位相パルス検出方式。