JPH0868666A - 光学式エンコーダ用信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成が簡単で、小型化及び低コスト化が可能
であり、かつ、遮光板の停止位置に関係なく安定した信
号を送出する光学式エンコーダ用信号処理回路を提供す
る。 【構成】 多数のスリット１２を有する遮光板１を介し
て発光ダイオード５Ａ，５Ｂに対向配置される一対のフ
ォトトランジスタ７Ａ，７Ｂより得られるアナログ波形
信号をそれぞれ矩形波形に整形する一対の波形整形手段
として、同一パッケージ内のヒステリシス特性を有する
インバータ２３Ａ，２３Ｂを用いた。そして、これらイ
ンバータ２３Ａ，２３Ｂの２つのスレシュホールドレベ
ル間に設定された発光ダイオード５Ｂと電流調整用抵抗
器２１との接続点ハの電位と一対のフォトトランジスタ
７Ａ，７Ｂの出力をそれぞれＡＣ結合した信号とを重畳
してそれぞれのインバータ２３Ａ，２３Ｂの入力端に供
給される構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マウスやトラックボー
ル等に使用される光学式エンコーダ用信号処理回路に係
わり、特に、受光素子から得られるアナログの検出信号
を矩形波形に整形する信号処理回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】マウスやトラックボール等のＸ−Ｙ座標
入力装置に使用されている光学式ロータリエンコーダ
は、通常、ケーシングに内蔵されているボールの回転を
検出することにより、前記Ｘ−Ｙ座標入力装置の操作移
動方向及び操作移動量を求めている。

【０００３】この場合、光学式ロータリエンコーダを有
するＸ−Ｙ座標入力装置（例えば、マウス）は、マウス
内に回転可能に内蔵保持されているボールと、円周方向
に所定ピッチで配列された多数のスリットを有する一対
の円板状遮光板（ロータリエンコーダ板）と、前記遮光
板の中心に設けられ、前記ボールと接触してボールの回
転に伴って回転する一対の回転軸と、前記遮光板のスリ
ット配置部分を介して対向配置されたそれぞれ２つづつ
の発光素子及び受光素子の組と、これらを収納するケー
シング等により概略構成されている。ここで、一方の発
光素子と受光素子の組はＸ軸方向の検出（マウスの移動
のＸ軸方向成分の検出）を行うものであり、他方の発光
素子と受光素子の組はＹ軸方向の検出（マウスの移動の
Ｙ軸方向成分の検出）を行うものである。前記一方及び
他方の発光素子と受光素子の組は、いずれも２つづつの
発光素子と受光素子で構成されており、１つの組の２つ
の受光素子はそれぞれＡ相信号及びＢ相信号を送出す
る。これらのＡ相信号及びＢ相信号は、理想的には９０
度位相の異なる略正弦波状のアナログ波形信号であり、
信号処理回路によりそれぞれ矩形波状のデジタル信号
（２値位相パルス信号）に変換され、次いで、マウス内
部あるいは外部のマイクロプロセッサ等に供給されて、
マウスの移動方向及び移動量が求められ、その結果すな
わちマウスの移動に応じた所要の制御がマウスが接続さ
れたホストコンピュータ等の制御装置により行われる。

【０００４】図８は前述したような光学式ロータリエン
コーダを有するＸ−Ｙ座標入力装置であるマウス内部の
概略構成を示す平面図、図９は図８のマウスに備えられ
る円板状遮光板を回転軸方向から見た平面図、図１０は
図８のマウスに備えられる従来の光学式ロータリエンコ
ーダ用信号処理回路の一例を示すブロック図、図１１は
図１０に示す処理回路から得られる信号波形の一例を示
す信号波形図である。

【０００５】図８において、１，２は円板状遮光板（ロ
ータリエンコーダ板）、３，４は回転軸、５Ａ，５Ｂ，
６Ａ，６Ｂは発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子、
７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂはフォトトランジスタ等の受光
素子、９はマウスの移動により回転可能なボール、１０
は付勢ローラ、１１はスプリングであり、符号数字１な
いし８の中で、奇数はＸ軸方向、偶数はＹ軸方向の構成
要素を表し、符号末尾のアルファベットＡ、Ｂはそれぞ
れＡ相側、Ｂ相側の構成要素を表している。

【０００６】両遮光板１，２は非透明な合成樹脂により
形成されており、図９に示すように、円周方向に所定ピ
ッチをもって多数のスリット１２が形成配列されてお
り、その中心部には、遮光板１，２の板面と軸方向が垂
直となるように回転軸３，４がそれぞれ一体形成されて
いる。遮光板１の前記スリット配置部分には、それぞれ
第１の組の２つづつの発光素子５Ａ，５Ｂ及び受光素子
７Ａ，７Ｂが前記スリット配置部分を挟むように対向配
置され、同様に、遮光板２のスリット配置部分にも、そ
れぞれ第２の組の２つづつの発光素子６Ａ，６Ｂ及び受
光素子８Ａ，８Ｂが対向配置されている。Ｘ軸方向の構
成要素である前記遮光板１、回転軸３、２つづつの発光
素子５Ａ，５Ｂ及び受光素子７Ａ，７Ｂはエンコーダケ
ース（図示なし）の内部にそれぞれ収納されており、前
記遮光板１と回転軸３は前記エンコーダケースの内部で
回転自在に支承されている。同様に、Ｙ軸方向の構成要
素である前記遮光板２、回転軸４、２つづつの発光素子
６Ａ，６Ｂ及び受光素子８Ａ，８Ｂもエンコーダケース
（図示なし）の内部にそれぞれ収納されており、前記遮
光板２と回転軸４も前記エンコーダケース内部で回転自
在に支承されている。双方の回転軸３，４の一部は、と
もに、前記エンコーダケースから露出され、その周面が
回転可能なボール９に摩擦接触されている。ボール９に
はスプリング１１の弾発力によって付勢ローラ１０が圧
接されており、ボール９を常時両回転軸３，４方向に付
勢させ、ボール９と両回転軸３，４とが良好な摩擦接触
を行うように構成されている。なお、両回転軸３，４は
互いに軸線がＹ軸方向及びＸ軸方向を向くように、すな
わち、直交するように配置されており、これらの軸線に
対してボール９は、前記スプリング１１と付勢ローラ１
０によって、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向の中間の方向、
すなわち、略４５度の方向から両回転軸３，４にバイア
ス付勢されている。

【０００７】このように構成された光学式ロータリエン
コーダを有するＸ−Ｙ座標入力装置（マウス）の動作
は、次の通りである。

【０００８】操作者がマウス本体（ケーシング）を把持
し、ベース板（図示なし）上を移動させると、前記ベー
ス板とボール９との摩擦によってボール９が回転する。
このボール９の回転に伴って、ボール９に摩擦接触して
いる２つの回転軸３，４が回転し、両回転軸３，４とそ
れぞれ一体に形成されている両遮光板１，２も同時に回
転する。前述したように、両遮光板１，２には円周方向
に多数のスリット１２が所定の等間隔ピッチで形成され
ており、両遮光板１，２が回転すると、第１の組の対を
なす発光素子５Ａ，５Ｂから受光素子７Ａ，７Ｂに至る
光、及び、第２の組の対をなす発光素子６Ａ，６Ｂから
受光素子８Ａ，８Ｂに至る光がそれぞれ前記多数のスリ
ット１２によって交互に遮断もしくは透過するようにな
り、第１の組の両受光素子７Ａ，７Ｂ、及び、第２の組
の両受光素子８Ａ，８Ｂからは、それぞれ前記光の遮断
もしくは透過に対応したＡ相信号及びＢ相信号が送出さ
れる。これらのＡ相信号及びＢ相信号は、マウスを一定
の速度で移動させた場合には、略正弦波状をしたアナロ
グ波形信号であり、Ａ相信号とＢ相信号との位相差が基
準で９０度、すなわち、１／４周期となるよう、前記ス
リット１２に対する各光学素子、特に、第１の組の両受
光素子７Ａ，７Ｂ及び第２の組の両受光素子８Ａ，８Ｂ
が前記エンコーダケースの内部で位置決め保持されてい
る。

【０００９】次いで、これらのＡ相信号及びＢ相信号
は、以下に述べる信号処理回路において２つの矩形波状
のデジタル信号（２値位相パルス信号）に変換され、さ
らに、この２つのデジタル信号に対してマイクロプロセ
ッサ等が演算等を行うことによって、ボール９の回転に
対応したマウス本体のＸ軸方向成分とＹ軸方向成分の移
動方向と移動量の検出が行われる。すなわち、マイクロ
プロセッサ等は、Ｘ軸方向におけるＡ相信号とＢ相信号
の位相の遅れ，進みでボール９の回転方向（マウス本体
の移動が右向きか左向きか）を判別するとともに、デジ
タル信号のパルス数によりその判別方向におけるマウス
本体の移動量を求め、同様に、Ｙ軸方向におけるＡ相信
号とＢ相信号の位相の遅れ，進みでボール９の回転方向
（マウス本体の移動が手前向きか後方向きか）を判別す
るとともに、デジタル信号のパルス数によりその判別方
向における移動量を求めている。

【００１０】図１０は従来の光学式ロータリエンコーダ
の信号処理回路の一例を示すブロック図であって、実開
平１−１６７６２２号公報に記載されている波形整形回
路を図８に示すマウスに適用した場合のブロック図であ
る。ここで、Ｘ軸方向とＹ軸方向の処理回路は同一であ
るため、Ｘ軸方向のＡ相信号及びＢ相信号を処理する回
路部分だけをブロック図で示している。

【００１１】図１０において、１３Ａ，１３Ｂは増幅回
路、１４Ａ，１４Ｂは＋側波高値検出回路、１５Ａ，１
５Ｂは−側波高値検出回路、１６Ａ，１６Ｂ，１７Ａ，
１７Ｂは同じ抵抗値を有する抵抗、１８Ａ，１８Ｂは回
転・停止判別回路、１９Ａ，１９Ｂはスレシュホールド
レベル切換回路、２０Ａ，２０Ｂは矩形波処理回路であ
り、その他、図８に示したと同じ構成要素には同じ符号
を付けている。また、符号の末尾のアルファベットＡ，
Ｂは、それぞれＡ相側、Ｂ相側の構成要素を表してい
る。

【００１２】Ａ相側の信号処理回路において、前記受光
素子７Ａの出力は前記増幅回路１３Ａに接続されてお
り、この増幅回路１３Ａの出力は前記＋側波高値検出回
路１４Ａ、−側波高値検出回路１５Ａに接続されるとと
もに、前記矩形波処理回路２０Ａの一方の入力端にも接
続されている。＋側波高値検出回路１４Ａと−側波高値
検出回路１５Ａの出力は前記回転・停止判別回路１８Ａ
の２つの入力端にそれぞれ接続されており、この回転・
停止判別回路１８Ａの出力は前記スレシュホールドレベ
ル切換回路１９Ａの制御入力端に接続されている。ま
た、＋側波高値検出回路１４Ａの出力は前記抵抗１６Ａ
の一端に、−側波高値検出回路１５Ａの出力は前記抵抗
１７Ａの一端にもそれぞれ接続されている。さらに、両
抵抗１６Ａ，１７Ａの他端同士は接続されているととも
に、この接続点はスレシュホールドレベル切換回路１９
Ａの一方の入力端に接続され、このスレシュホールドレ
ベル切換回路１９Ａの他方の入力端は接地されている。
そして、スレシュホールドレベル切換回路１９Ａの出力
は前記矩形波処理回路２０Ａの他方の入力端に接続さ
れ、この矩形波処理回路２０Ａの出力は図示せぬマイク
ロプロセッサの入力ポートに接続されている。

【００１３】このように構成された信号処理回路の動作
は次の通りである。

【００１４】まず、受光素子７Ａにより電気信号に変換
された信号は増幅回路１３Ａにより増幅された後、矩形
波処理回路２０Ａの前記一方の入力端に入力される。こ
こで、増幅回路１３Ａより出力される増幅信号は、その
入力信号と同様、マウス本体が一定の速度で移動されて
いる場合には、前述したように略正弦波状のアナログ信
号である。前記増幅信号は、同時に、＋側波高値検出回
路１４Ａ，−側波高値検出回路１５Ａにも入力され、両
波高値検出回路１４Ａ，１５Ａにより、それぞれ増幅信
号の＋側波高値（最大値）Ｖ１，−側波高値（最小値）
Ｖ２が検出されて出力される。これらの＋側波高値Ｖ
１，−側波高値Ｖ２は、それぞれ抵抗１６Ａ，１７Ａの
一端に供給され、両抵抗の１６Ａ，１７Ａの接続点に
は、Ｖ１とＶ２の中点電位Ｖｃ、すなわち、（Ｖ１＋Ｖ
２）／２の式で表される電位が得られ、この電位Ｖｃは
スレシュホールドレベル切換回路１９Ａの一方の入力端
に供給される。また、前記＋側波高値Ｖ１及び−側波高
値Ｖ２は回転・停止判別回路１８Ａにも供給され、この
回転・停止判別回路１８Ａは、両波高値Ｖ１，Ｖ２が等
しいか否かに基づいて遮光板１が停止しているか回転し
ているかを判別し、この判別信号がスレシュホールドレ
ベル切換回路１９Ａの制御入力端に出力される。スレシ
ュホールドレベル切換回路１９Ａは、前記判別信号に応
じて、その出力信号を遮光板１の回転時には前記中点電
位Ｖｃに、停止時には０レベル（接地レベル）に切り換
え、この出力信号が矩形波処理回路２０Ａのスレシュホ
ールドレベルとして矩形波処理回路２０Ａの他方の入力
端に供給される。このように定められたスレシュホール
ドレベルにより、前記矩形波処理回路２０Ａの一方の入
力端に入力されるアナログの前記増幅信号はデューティ
比ほぼ５０％の矩形波状のデジタル信号に変換され、こ
のデジタル信号は前述したように、図示せぬマイクロプ
ロセッサの入力ポートに入力される。

【００１５】以上の説明は、Ｘ軸方向のＡ相側の信号処
理回路におけるものであるが、Ｘ軸方向のＢ相側及びＹ
軸方向においても全く同一の回路構成及び動作であり、
重複した説明を避けるために、これらの説明については
省略する。なお、前述したように、Ａ相信号とＢ相信号
とは基準で９０度の位相差が得られるように設定されて
おり、前記マイクロプロセッサは両信号の位相差やデジ
タル信号のパルス数を検出して、マウス本体の移動方向
及び移動量を演算している。

【００１６】次に、図１０に示した信号処理回路により
得られる信号波形について説明する。図１１において、
（ａ）は増幅回路１３Ａ，１３Ｂよりそれぞれ出力され
るアナログのＡ相信号及びＢ相信号の波形、（ｂ）はＡ
相側の矩形波処理回路２０Ａにより矩形波に波形整形さ
れたＡ相側デジタル信号波形（パルス信号波形）、
（ｃ）はＢ相側の矩形波処理回路２０Ｂにより矩形波に
波形整形されたＢ相側デジタル信号波形（パルス信号波
形）であり、いずれの波形図においても横軸に時間を取
っている。

【００１７】ここで、説明を簡単にするために、マウス
本体は一定の速度で移動されており、Ａ相側，Ｂ相側と
も、＋側波高値Ｖ１と−側波高値Ｖ２とはその絶対値が
等しいものとする。前記アナログのＡ相信号及びＢ相信
号は、図１１（ａ）に示すように、一定の振幅（Ｖ１−
Ｖ２）と周期（波長）Ｔを有する正弦波状をなしてお
り、Ａ相信号がＢ相信号に対し９０度すなわちＴ／４の
時間だけ位相が遅れている。これらのアナログ信号は、
図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、中点電位Ｖｃ、こ
の場合には、０レベルをスレシュホールドレベルとし
て、矩形波処理回路２０Ａ，２０ＢによりそれぞれＨレ
ベル（例えば、５Ｖ）とＬレベル（例えば、０Ｖ）の２
値からなる矩形波状のデジタル信号に波形整形される。
図１０に示した信号処理回路においては、前記両波高値
Ｖ１とＶ２との中点電位Ｖｃがスレシュホールドレベル
となるように構成されているため、前記デジタル信号波
形のデューティ比（周期Ｔに対するＨレベルもしくはＬ
レベル状態の時間の割合）は、５０％となり、Ａ相側の
デジタル信号がＢ相側のデジタル信号波形に対し位相が
９０度遅れた状態は維持される。これらのデジタル信号
は、前述したように、マイクロプロセッサに取り込ま
れ、処理した結果がホストコンピュータ等の制御装置に
伝えられ、例えば、ディスプレイ上のカーソルがマウス
本体の移動に対応して移動するように制御される。な
お、マウス本体を図１１に示した場合の方向と反対方向
に移動させると、逆に、Ａ相信号がＢ相信号に対し９０
度進んだ位相関係の信号波形が得られる。

【００１８】図１０及び図１１を使って説明した従来の
光学式ロータリエンコーダの信号処理回路においては、
受光素子７Ａ，７Ｂの出力に基づいたアナログの増幅信
号を矩形波状のデジタル信号に波形整形するにあたっ
て、＋側波高値Ｖ１と−側波高値Ｖ２との中点電位Ｖｃ
をスレシュホールドレベルとしているため、受光素子７
Ａ，７Ｂの受光量が変化し増幅出力がレベル変動して
も、安定したデューティ比５０％が得られ、Ａ相信号と
Ｂ相信号の位相差も確実に得られる等のメリットがあ
る。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の光学式エンコーダの信号処理回路にあっ
ては、＋側及び−側波高値検出回路１４Ａ，１５Ａや回
転・停止判別回路１８Ａ、さらには、スレシュホールド
レベル切換回路１９Ａを必要とし、回路構成が非常に複
雑となっていた。また、波高値検出回路１４Ａ，１４Ｂ
を実現する実際の回路としては、オペアンプ、コンデン
サ等で構成されるピークホールド回路が一般的であり、
その他、所定の時間間隔でこのピークホールド回路をリ
セットするためのタイミング発生回路も必要となる。さ
らに、マウスのようなＸ−Ｙ座標入力装置にこの信号処
理回路を適用する場合には、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向にそれ
ぞれＡ相，Ｂ相があるため、＋側波高値検出回路１４Ａ
等の各回路ブロックは、それぞれ４セットづつ必要とな
り、いっそう回路構成が複雑となり、Ｘ−Ｙ座標入力装
置あるいは光学式エンコーダの信号処理回路を小型化及
び低コスト化する上で障害となっていた。

【００２０】また、増幅回路１３Ａ，１３Ｂより出力さ
れる増幅信号が０レベル付近となるような位置で、遮光
板１，２が停止する可能性もあり、その場合には、矩形
波処理回路２０Ａ，２０Ｂのスレシュホールドレベルと
ほぼ等しくなってしまうため、矩形波処理回路２０Ａ，
２０Ｂの出力信号（デジタル信号）のレベルがＨレベル
となったりＬレベルとなったりしてふらつき、この不安
定な信号を矩形波処理回路２０Ａ，２０Ｂが接続される
例えば、マイクロプロセッサが誤って認識してしまい、
この信号処理回路をマウス等のＸ−Ｙ座標入力装置に採
用した場合には、ホストコンピュータ等のディスプレイ
装置に表示されるカーソルがマウス等の操作者の意に反
して動いてしまうという不具合もあった。

【００２１】本発明の目的は、前述した従来技術の実情
に鑑み、構成が簡単で、小型化及び低コスト化が可能で
あり、かつ、遮光板の停止位置に関係なく安定した信号
を送出する光学式エンコーダ用信号処理回路を提供する
ことにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的を
達成するために、本発明は、多数のスリットを有する遮
光板を介して発光素子に対向配置される一対の受光素子
と、これら一対の受光素子より得られる格別のアナログ
波形信号をそれぞれ矩形波形に整形する一対の矩形波処
理手段とを備えた光学式エンコーダ用信号処理回路にお
いて、前記一対の矩形波処理手段はヒステリシス特性を
有する一対のインバータ等からなる論理回路で構成さ
れ、これら論理回路の入力に前記論理回路の２つのスレ
シュホールドレベル間に設定された直流バイアス電圧が
印加されるとともに、前記一対の受光素子の出力をそれ
ぞれＡＣ結合して前記一対の論理回路の入力にそれぞれ
接続させる構成とした。

【００２３】また、前記発光素子は発光ダイオードから
なり、この発光ダイオードと直列に電流調整用の抵抗器
が接続されており、この抵抗器あるいは発光ダイオード
の電位が前記直流バイアス電圧として前記一対の論理回
路の入力にそれぞれ印加される構成とした。

【００２４】さらに、前記電流調整用の抵抗器は複数の
抵抗器からなり、これら複数の抵抗器のうち少なくとも
一つは抵抗値が調整可能な抵抗器とした。

【００２５】また、前記一対のインバータ等からなる論
理回路は同一の集積回路パッケージ内に収納された回路
となるよう構成した。

【００２６】

【作用】受光素子より得られるアナログ波形信号を矩形
波形に整形する矩形波処理手段をヒステリシス特性を有
するインバータ等からなる論理回路で構成し、この論理
回路の入力に論理回路の２つのスレシュホールドレベル
間に設定された直流バイアス電圧を印加するとともに、
前記受光素子の出力をＡＣ結合（交流結合）して前記論
理回路の入力に接続しているので、論理回路の入力に
は、直流バイアス電圧に受光素子の出力の交流成分が重
畳された電圧が供給され、遮光板が停止しているときに
は、前記バイアス電圧レベルが論理回路に入力される。
前記論理回路はヒステリシス特性、すなわち、出力がＨ
レベルからＬレベルになるときのスレシュホールドレベ
ルとＬレベルからＨレベルになるときのスレシュホール
ドレベルとが異なる特性を備えたものであるため、遮光
板の停止状態には関係なく、遮光板が停止する直前の安
定した出力レベルを論理回路から得ることができる。ま
た、回路構成は、直流バイアス電圧を得るための回路素
子、ＡＣ結合のための回路素子、及びインバータ等から
なる論理回路素子等の簡単な構成となるため、信号処理
回路やこの信号処理回路が組み込まれるＸ−Ｙ座標入力
装置等の装置全体の小型化及び低コスト化を図ることが
できる。

【００２７】また、発光素子を発光ダイオードで構成
し、この発光ダイオードと直列に電流調整用の抵抗器を
接続し、この抵抗器あるいは発光ダイオードの電位を前
記直流バイアス電圧として前記論理回路の入力に印加し
た場合には、発光ダイオードの順方向電圧（順電圧）を
利用してバイアス電圧を得るようにしているため、バイ
アス電圧設定用としての抵抗器等の回路素子は不要とな
り、より信号処理回路の回路構成を簡単なものとするこ
とができる。

【００２８】さらに、前記発光ダイオードと直列に接続
される電流調整用の抵抗器を調整可能な抵抗器を含む複
数の抵抗器で構成した場合には、インバータ等からなる
論理回路のスレシュホールドレベルにばらつきがあった
としても、調整可能な抵抗器の抵抗値を調整することに
より直流バイアス電圧を適切に設定することが可能とな
るため、一対の論理回路からは所望の位相差を有する矩
形波（２値位相パルス信号）を得ることができる。

【００２９】また、前記一対のインバータ等からなる論
理回路を同一の集積回路パッケージ内に収納されている
回路で構成した場合には、一対の論理回路のスレシュホ
ールドレベル等の特性にほとんどばらつきはないため、
論理回路に入力される直流バイアス電圧は１種類です
み、直流バイアス電圧を設定するための回路素子を共用
でき、その回路素子数も少なく抑えることができる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００３１】図１は本発明に係わる光学式ロータリエン
コーダ用信号処理回路の第１の実施例を示す回路構成
図、図２は図１の信号処理回路より得られる信号波形の
一例を示す信号波形図である。図１の信号処理回路も、
図８，図９に示したようなマウス等のＸ−Ｙ座標入力装
置に備えられているものであり、図１では図８に示すＸ
−Ｙ座標入力装置のＸ軸方向のＡ相信号及びＢ相信号を
処理する回路部分だけを詳細に示したものである。な
お、本実施例の信号処理回路が備えられるＸ−Ｙ座標入
力装置としてのマウス内部の構成は図８，図９に示した
ものと同一であるため、その機構的な詳細説明は省略す
るとともに、図１における図８，図９に示したと同じ構
成要素には同じ符号を付けている。

【００３２】図１において、５Ａ，５Ｂは発光素子であ
る赤外の発光ダイオード、２１は発光ダイオード５Ａ，
５Ｂに流れる電流を制限する電流調整用抵抗器（抵抗値
は数１００Ω）、７Ａ，７Ｂは図８に示す遮光板１のス
リット配置部分において遮光板１を介して発光ダイオー
ド５Ａ，５Ｂとそれぞれ対向配置されたフォトトランジ
スタ（受光素子）、２２Ａ，２２Ｂはフォトトランジス
タ７Ａ，７Ｂのエミッタに接続されるエミッタ抵抗器、
２３Ａ，２３Ｂは論理回路としてのヒステリシス特性を
有するシュミットトリガ入力のインバータ（例えば、東
芝製Ｃ−ＭＯＳロジックＩＣのＴＣ４５８４ＢＰ）、２
４Ａ，２４Ｂはフォトトランジスタ７Ａ，７Ｂの出力
（エミッタ）とインバータ２３Ａ，２３Ｂの入力とをＡ
Ｃ（交流）結合する結合コンデンサ、２５Ａ，２５Ｂは
電流調整用抵抗器２１の電位をインバータ２３Ａ，２３
Ｂの入力に印加する入力抵抗器（抵抗値はＭΩオーダ
ー）、２６はインバータ２３Ａ，２３Ｂの出力端に接続
されるマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）である。なお、符
号末尾のアルファベットＡ，ＢはそれぞれＡ相側、Ｂ相
側の構成要素を表している。

【００３３】そして、発光素子５Ａ，５Ｂと電流調整用
抵抗器２１は５Ｖの電源ライン（定電圧）と接地間に直
列に接続されており、受光素子７Ａとエミッタ抵抗器２
２Ａ及び受光素子７Ｂとエミッタ抵抗器２２Ｂも、とも
に前記電源ラインと接地間に直列に接続されている。受
光素子７Ａとエミッタ抵抗器２２Ａとの接続点イは結合
コンデンサ２４Ａを介してインバータ（論理回路）２３
Ａの入力端に、受光素子７Ｂとエミッタ抵抗器２２Ｂと
の接続点ロは結合コンデンサ２４Ｂを介してインバータ
２３Ｂの入力端にそれぞれ接続されている。発光素子５
Ｂと電流調整用抵抗器２１との接続点ハは、入力抵抗器
２５Ａを介して結合コンデンサ２４Ａとインバータ２３
Ａとの接続点、すなわち、インバータ２３Ａの入力端に
接続されるとともに、入力抵抗器２５Ｂを介して結合コ
ンデンサ２４Ｂとインバータ２３Ｂとの接続点であるイ
ンバータ２３Ｂの入力端にも接続されている。なお、接
続点ハの電位は、後述する第１のスレシュホールドレベ
ルＶｔｈ１と第２のスレシュホールドレベルＶｔｈ２と
の間の電位（好ましくは、両スレシュホールドレベルの
中間の電位）となるように設定されている。また、イン
バータ２３Ａと２３Ｂは同一パッケージ内に収納された
集積回路（ＩＣ）により構成されており、このＩＣの電
源端子にも前記５Ｖの定電圧が供給されている。なお、
発光素子５Ａ，５Ｂからの光が遮光板１の円周方向に所
定の等間隔ピッチをもって多数形成されたスリット配置
部分を介して対を構成している受光素子７Ａ，７Ｂの組
に投射されるように構成されており、従来の技術で説明
したと同様に、信号処理回路が内蔵されるマウスを一定
の速度で移動させた場合には、基準で９０度の位相差を
有する信号が受光素子７Ａ，７Ｂより得られるように受
光素子７Ａ，７Ｂがマウスのケーシング内で位置決め配
置されている。

【００３４】なお、以上の構成は、Ｘ軸方向のＡ相信号
及びＢ相信号を処理する回路部分を示すものであるが、
Ｙ軸方向のＡ相信号及びＢ相信号を処理する回路部分も
前記Ｘ軸方向の回路部分と全く同様に構成されているた
め、Ｙ軸方向の回路については図示省略する。

【００３５】ここで、図２はマウスを通常の一定操作速
度で操作した場合に、図１に示す信号処理回路の動作時
に、各部に得られる信号波形の一例を示す信号波形図で
あり、縦軸に電圧レベル、横軸に時間を取っている。図
２において、（ａ）は前記接続点イ，ロに得られるＡ相
信号，Ｂ相信号の各波形、（ｂ）は結合コンデンサ２４
Ａと入力抵抗器２５Ａとの接続点、すなわち、インバー
タ２３Ａの入力端、及び結合コンデンサ２４Ｂと入力抵
抗器２５Ｂとの接続点となるインバータ２３Ｂの入力端
に得られるＡ相信号とＢ相信号の各波形及びインバータ
２３Ａ，２３Ｂのスレシュホールドレベルを表し、
（ｃ）はＡ相側のインバータ２３Ａの出力端より得られ
るパルス信号波形、（ｄ）はＢ相側のインバータ２３Ｂ
の出力端より得られるパルス信号波形を表している。

【００３６】次に、この第１の実施例における信号処理
回路の動作を、図８のマウス内部の概略構成図や図２の
信号波形図を併用して説明する。

【００３７】始めに、操作者がマウスが載置されるベー
ス板（図示なし）上で、マウスを通常の一定速度によっ
て移動させると、その移動量及び移動速度に応じて、遮
光板１，２（図８参照）が回転し、Ｘ軸方向の遮光板１
の回転にともなって、発光素子５Ａ，５Ｂから照射され
たそれぞれの光は前記遮光板１のスリット１２の到来、
非到来に対応して透過または遮断され、断続的に対を成
している受光素子７Ａ，７Ｂに供給される。受光素子７
Ａ，７Ｂは発光素子５Ａ，５Ｂからそれぞれ供給される
光の断続に対応して導通度（フォトトランジスタに流れ
る光電流）が変化し、受光素子７Ａ側の接続点イに、図
２（ａ）のａに示されるようなＡ相信号、受光素子７Ｂ
側の接続点ロに、同じく図２（ａ）のｂに示されるよう
なＢ相信号がそれぞれ形成される。ここで、両発光素子
５Ａ，５Ｂ及び両受光素子７Ａ，７Ｂの特性がそろって
いないと、図２（ａ）に示すように、Ａ相信号とＢ相信
号の波形の振幅やＤＣ成分（直流成分）が幾分異なる。
ここで、マウスは一定の速度で移動されているため、Ａ
相信号とＢ相信号はいずれも正弦波状の波形となり、両
波形の位相差は９０度となっている。

【００３８】次に、接続点イにおけるＡ相信号は結合コ
ンデンサ２４Ａに供給され、同様に、接続点ロにおける
Ｂ相信号は結合コンデンサ２４Ｂに供給され、Ａ相及び
Ｂ相信号はそれぞれこれらの結合コンデンサ２４Ａ，２
４ＢによってＡＣ結合され、ＡＣ成分（交流成分）のみ
がインバータ２３Ａ，２３Ｂの入力端側に伝えられる。

【００３９】また、発光素子５Ｂと電流調整用抵抗器２
１との接続点ハには、電源ラインの電圧５Ｖから発光素
子５Ａ，５Ｂの電圧降下分を差し引いた電位が得られ
る。すなわち、発光素子としての赤外発光ダイオード５
Ａ，５Ｂの順方向電圧は、一般に１．２Ｖが基準値であ
るため、接続点ハの電位Ｖ３として、２．６Ｖ（５−
１．２＊２）が得られる。この電位Ｖ３は直流バイアス
電圧（以下、バイアス電圧と記す）として、それぞれ入
力抵抗器２５Ａ，２５Ｂを介してインバータ２３Ａ，２
３Ｂの入力端に伝達される。そして、インバータ２３Ａ
の入力端の電位は、図２（ｂ）のａに示すように、前記
Ａ相信号のＡＣ成分と接続点ハの電位Ｖ３とが重畳され
たものとなり、同様に、インバータ２３Ｂの入力端の電
位は、図２（ｂ）のｂに示すように、前記Ｂ相信号のＡ
Ｃ成分と電位Ｖ３とが重畳されたものとなる。換言すれ
ば、インバータ２３Ａ，２３Ｂの入力端は電源電圧のほ
ぼ半分である電圧（電位Ｖ３）を中心としてＡ相信号及
びＢ相信号の振幅に応じてそれぞれの電圧レベルが上下
に振れる。なお、前記遮光板１が回転していない場合に
は、Ａ相信号及びＢ相信号のレベルは変化せず、ＡＣ成
分がないため、両インバータ２３Ａ，２３Ｂの入力端の
電位は前記電位Ｖ３に保たれる。

【００４０】次に、電位Ｖ３を中心とした正弦波状のア
ナログ信号であるＡ相信号及びＢ相信号がインバータ２
３Ａ，２３Ｂによってそれぞれ矩形波状のパルス信号
（デジタル信号）に波形整形される。ここで、前記イン
バータ２３Ａ，２３Ｂはヒステリシス特性を有するシュ
ミットトリガ入力の論理回路であるため、出力がＨレベ
ル（例えば、５Ｖ）からＬ（例えば、０Ｖ）レベルにな
るときの入力レベル（第１のスレシュホールドレベルＶ
ｔｈ１）とＬレベルからＨレベルになるときの入力レベ
ル（第２のスレシュホールドレベルＶｔｈ２）とは、図
２（ｂ）に示すように異なっている。前記東芝製ＴＣ４
５８４ＢＰにおいては、基準値で第１のスレシュホール
ドレベルＶｔｈ１が３．０Ｖ、第２のスレシュホールド
レベルＶｔｈ２が２．３Ｖであり、インバータ２３Ａ，
２３Ｂの入力端の電圧が３．０Ｖ以上となるとその出力
はＬレベル（例えば、０Ｖ）となり、入力端の電圧が
２．３Ｖ以下となると出力はＨレベル（例えば、５Ｖ）
となって、インバータ２３Ａ，２３Ｂの出力端からは、
図２（ｂ）に示すＡ相信号及びＢ相信号の振幅に応じて
図２（ｃ），（ｄ）に示すような矩形波状のパルス信号
波形（デジタル信号）が得られる。

【００４１】このようにして波形整形されたＡ相側とＢ
相側のデジタル信号は、従来の技術で説明したと同様
に、インバータ２３Ａ，２３Ｂの出力端に接続されるマ
イクロプロセッサ２６の入力ポートに供給される。そし
て、このマイクロプロセッサ２６は図２（ｃ），（ｄ）
に示すデジタルのＡ相信号とＢ相信号の位相の遅れ，進
みに基づいてマウスのＸ軸方向成分における移動の向き
（右向きか左向きか）を判別するとともに、デジタル信
号のパルス数あるいはＡ相信号とＢ相信号を合わせたエ
ッジ数によりその判別した向きにおける移動量を求めて
いる。なお、波形整形されたデジタルのＡ相信号とＢ相
信号はアナログ波形におけるＡ相信号とＢ相信号の振幅
の違いや、第１および第２のスレシュホールドレベルＶ
ｔｈ１，Ｖｔｈ２の影響によりその位相差は完全な９０
度とはならないが、位相の進み，遅れの関係は保たれる
ため、前記マイクロプロセッサ２６がマウスの移動方向
を誤って判断することはない。

【００４２】以上の説明は、Ｘ軸方向におけるアナログ
のＡ相信号及びＢ相信号を波形整形処理して、デジタル
の位相の異なる２つのパルス波形信号を得る場合のもの
であるが、Ｙ軸方向におけるアナログのＡ相信号とＢ相
信号から位相の異なる２つのパルス波形信号を得る場合
の信号処理回路及びその信号処理動作は、図１，図２を
使って説明したＸ軸方向の場合と全く同様であるため、
Ｙ軸方向についての説明は省略する。また、Ｙ軸方向の
デジタルのＡ相信号とＢ相信号も前記マイクロプロセッ
サ２６の入力ポートに供給され、Ｘ軸方向と同様、マウ
スのＹ軸方向成分における移動の向き（手前向きか後方
向きか）とその向きにおける移動量が求められる。そし
て、Ｘ軸方向とＹ軸方向におけるこれらのデータを合成
することにより、マウスとしての移動方向及び移動量が
定められ、その結果すなわちマウスの移動に応じたカー
ソルの移動等の所要の制御がマウスが接続されるホスト
コンピュータ等の制御装置により行われる。

【００４３】このように、本発明の第１の実施例におい
ては、受光素子７Ａ，７Ｂより得られるアナログ波形信
号を矩形波状のデジタル波形に整形する矩形波処理回路
をヒステリシス特性を有するインバータ２３Ａ，２３Ｂ
で構成し、このインバータ２３Ａ，２３Ｂの入力端にイ
ンバータ２３Ａ，２３Ｂの２つのスレシュホールドレベ
ルＶｔｈ１とＶｔｈ２との間の電位に設定されたバイア
ス電圧（電位Ｖ３）を印加するとともに、前記受光素子
７Ａ，７Ｂの出力をＡＣ結合して加えているので、前記
インバータ２３Ａ，２３Ｂの入力端には、前記バイアス
電圧に受光素子７Ａ，７Ｂの出力の交流成分が重畳され
た電圧が供給されることになる。そして、遮光板１が停
止しているときには、前述したように、接続点イ，ロに
現れるＡ相信号及びＢ相信号のレベルは変化せず、両イ
ンバータ２３Ａ，２３Ｂの入力端の電位はいずれも前記
スレシュホールドレベルＶｔｈ１，Ｖｔｈ２間に設定さ
れた前記バイアス電圧としての電位Ｖ３に保たれるの
で、遮光板１の停止位置には関係なく、ヒステリシス特
性を備えたインバータ２３Ａ，２３Ｂの出力端からは、
遮光板１が停止する直前のレベル（ＨレベルまたはＬレ
ベル）を安定して得ることができる。よって、インバー
タ２３Ａ，２３Ｂが接続される前記マイクロプロセッサ
２６の入力ポートのレベルも安定し、このマイクロプロ
セッサ２６が誤った認識をしてしまい、その結果、マウ
スが接続されるホストコンピュータ等のディスプレイ装
置に表示されるカーソルの移動等の制御がマウスの操作
者の意に反してなされてしまうことはない。

【００４４】また、前述した第１の実施例においては、
発光素子５Ａ，５Ｂや受光素子７Ａ，７Ｂに特性のばら
つきがあったり、特性が経時的に変化し、受光素子であ
るフォトトランジスタの出力電圧すなわち接続点イ，ロ
におけるＡ相信号とＢ相信号とでその振幅やＤＣ成分に
差が生じても、それらの信号をＡＣ結合してインバータ
２３Ａ，２３Ｂに伝えているため、振幅やＤＣ成分の差
の影響が矩形波まで及びにくく、インバータ２３Ａ，２
３Ｂの出力端からは位相差を有する２つのパルス信号が
確実に得られるので、遮光板１（ボール９）の回転方向
を誤検出するようなことはない。

【００４５】また、この第１の実施例における矩形波を
得るための波形整形回路は、インバータ２３Ａ，２３Ｂ
をベースとし、このインバータ２３Ａ，２３Ｂの入力端
に接続される結合コンデンサ２４Ａ，２４Ｂや入力抵抗
器２５Ａ，２５Ｂによる極めて少ない回路素子で構成さ
れているため、信号処理回路を大幅に簡素化することが
でき、よって、光学式ロータリエンコーダの信号処理回
路及びこの信号処理回路が組み込まれるマウス等のＸ−
Ｙ座標入力装置の小型化ならびに低価格化を図ることが
できる。

【００４６】さらに、この第１の実施例では、発光素子
を発光ダイオード５Ａ，５Ｂで構成し、この発光ダイオ
ード５Ａ，５Ｂと直列に接続されて発光ダイオード５
Ａ，５Ｂに流れる電流を制限する電流調整用抵抗器２１
の電位を、バイアス電圧として前記インバータ２３Ａ，
２３Ｂの入力端に印加することにより、発光ダイオード
５Ａ，５Ｂの順方向電圧を利用してバイアス電圧を得て
いるので、バイアス電圧設定用の抵抗器等の回路素子を
別途設ける必要はなく、信号処理回路の回路構成をより
簡単なものとすることができる。また、発光ダイオード
５Ａ，５Ｂの順方向電圧には、ばらつきが少ないことか
ら、安定したバイアス電圧をインバータ２３Ａ，２３Ｂ
に供給することができ、よって、インバータ２３Ａ，２
３Ｂからはデューティ比の安定したパルス波形が得られ
る。

【００４７】また、この第１の実施例においては、前記
インバータ２３Ａ，２３Ｂとして、６個（６回路）のイ
ンバータ回路を収納しているＣ−ＭＯＳロジックＩＣ
（ＴＣ４５８４ＢＰ）内の２回路を使用している。その
ため、両インバータ２３Ａと２３Ｂのスレシュホールド
レベル等の特性にはほとんどばらつきがなく、これらの
ばらつきが無視できない場合には、それぞれのインバー
タに合わせてバイアス電圧を設定する必要があるが、こ
の第１の実施例では、このような必要はなく、バイアス
電圧は１種類ですみ、そのバイアス電圧を設定するため
の回路素子（電流調整用抵抗器２１）を共用でき、その
回路素子数も少なく抑えて信号処理回路の回路構成をさ
らに簡素化することができる。なお、前記Ｃ−ＭＯＳロ
ジックＩＣは６回路入りであるため、Ｙ軸方向における
インバータもこのＩＣ内の他の２回路を使用することに
より、マウスに搭載する矩形波処理手段としての４回路
分のインバータを１個のＩＣで構成することができる。

【００４８】ところで、この第１の実施例において、マ
ウスをゆっくりした操作速度で移動させた場合でも、接
続点イ，ロに現れるアナログのＡ相信号及びＢ相信号は
発光素子５Ａ，５Ｂからの光の遮光板１による遮断もし
くは透過に応じてアナログ的（正弦波的）に変化し、こ
れらの信号にＡＣ成分も存在する。そして、マウスの操
作速度、正確には遮光板１，２の回転速度が遅くなるに
つれて、前記Ａ相信号及びＢ相信号の振幅の変化も遅く
なり、この振幅の変化に結合コンデンサ２４Ａ，２４Ｂ
の充放電の速度が次第に追いつくようになって、ＡＣ結
合後すなわちインバータ２３Ａ，２３Ｂの入力端におけ
るＡ相信号及びＢ相信号の振幅は小さなものとなってい
く。これは、遮光板１の回転速度が遅くなるにしたがっ
て、受光素子７Ａ，７Ｂから得られるＡ相信号及びＢ相
信号のＡＣ成分が小さくなるためであり、遮光板１が回
転している限りは前記充放電の速度が前記Ａ相信号及び
Ｂ相信号の振幅の変化に完全に追いつくことはないが、
遮光板１の回転速度がある速度（最小速度ｖｔ）以下と
なると、インバータ２３Ａ，２３Ｂの入力端におけるＡ
相信号及びＢ相信号の振幅が小さくなり、インバータ２
３Ａ，２３Ｂの入力端の電圧が前記第１のスレシュホー
ルドレベルＶｔｈ１以上とならなくなったり、逆に、第
２のスレシュホールドレベルＶｔｈ２以下にならなくな
る。このように、インバータ２３Ａ，２３Ｂの入力端に
おけるＡ相信号及びＢ相信号のレベルがインバータ２３
Ａ，２３Ｂの両スレシュホールドレベルＶｔｈ１とＶｔ
ｈ２の間に入ると、インバータ２３Ａ，２３Ｂの出力レ
ベルは変化しなくなり、結果としてディスプレイ装置に
表示されるカーソル等は移動制御されない。しかしなが
ら、インバータ２３Ａ，２３Ｂの出力が変化しなくなる
前記最小速度ｖｔは、前記充放電の時定数を決定する前
記結合コンデンサ２４Ａ，２４Ｂや入力抵抗器２５Ａ，
２５Ｂの値を変えることにより調整可能であり、本実施
例では、実用上支障のない最小速度ｖｔとなるように時
定数を設定している。

【００４９】また、マウスをゆっくり動かした場合に、
インバータ２３Ａ，２３Ｂの出力レベルが変化しないこ
とにより、次のような効果がある。すなわち、例えば、
ディスプレイ装置上に直線等を引く場合に、カーソル等
をＸ軸方向（またはＹ軸方向）にのみ移動させようとし
て、マウスをその方向に移動操作しても、完全にＸ軸方
向（またはＹ軸方向）にのみマウスを操作することは、
定規を使ったとしても極めて困難であり、どうしてもＹ
軸方向（あるいはＸ軸方向）成分が存在してしまう。し
かしながら、カーソル等を移動させようとする方向（例
えば、Ｘ軸方向）と直交する方向（例えば、Ｙ軸方向）
の移動速度、すなわち遮光板２の回転速度は極めて遅い
ものとなり、本発明においては、前述した理由によりＹ
軸方向におけるインバータ（図示なし）の出力は変化し
なくなるため、Ｘ軸方向にのみカーソル等を移動させる
ことが容易に可能となる。このマウスをゆっくり動かし
た場合の効果は、後述する第２の実施例，第３の実施例
においても同様に奏するものであり、マウスの代わりに
トラックボールのボールを操作し、カーソル等をＸ軸あ
るいはＹ軸方向にのみ移動させる場合においても同様の
ことが言える。

【００５０】なお、赤外の発光ダイオード５Ａ，５Ｂの
順方向電圧を利用してインバータ２３Ａ，２３Ｂの入力
端に供給されるバイアス電圧を得るための構成は図１に
示したものに限られるものではなく、例えば、図３にそ
の変形例として示すような構成もとることができる。こ
れらの変形例により得られるバイアス電圧もインバータ
の２つのスレシュホールドレベルＶｔｈ１とＶｔｈ２と
の間に入るように、発光ダイオード５Ａ，５Ｂと直列に
接続される各電流調整用抵抗器の抵抗値は設定されてい
る。

【００５１】図３（ａ）は５Ｖの電源電圧（電源ライ
ン）からＧＮＤ（接地）に向かって順に、電流調整用抵
抗器２１ａ，発光ダイオード５Ａ，発光ダイオード５
Ｂ，電流調整用抵抗器２１ｂが直列に接続されて、電流
調整用抵抗器２１ａと発光ダイオード５Ａとの接続点か
ら２．６Ｖのバイアス電圧を得るものであり、前記第１
の実施例と同様、このバイアス電圧にＡＣ結合後のＡ相
信号及びＢ相信号が重畳された電圧がインバータ２３
Ａ，２３Ｂの入力端にそれぞれ供給されている。

【００５２】図３（ｂ）は５Ｖの電源電圧からＧＮＤに
向かって順に、電流調整用抵抗器２１ｃ，発光ダイオー
ド５Ａ，発光ダイオード５Ｂ，電流調整用抵抗器２１ｄ
が直列に接続されて、両発光ダイオード５Ａと５Ｂとの
接続点から２．６Ｖのバイアス電圧を得て、図３（ａ）
と同様に、このバイアス電圧がインバータ２３Ａ，２３
Ｂの入力端に供給されるものである。

【００５３】図３（ｃ）は５Ｖの電源電圧からＧＮＤに
向かって順に、電流調整用抵抗器２１ｅ，発光ダイオー
ド５Ａ，発光ダイオード５Ｂが直列に接続されて、両発
光ダイオード５Ａと５Ｂとの接続点からバイアス電圧を
得ており、その電圧は赤外の発光ダイオードの順方向電
圧である１．２Ｖとなっている。そして、この変形例で
は、インバータを図示しないがＴＴＬロジックＩＣ（７
４ＬＳ１４）で構成しており、電源電圧が５Ｖのときの
前記ＴＴＬロジックＩＣの第１及び第２のスレシュホー
ルドレベルＶｔｈ１，Ｖｔｈ２の基準値は、それぞれ
１．６Ｖ，０．８Ｖであるため、前記バイアス電圧の
１．２Ｖという値は両スレシュホールドレベルのちょう
ど中間値に位置する最も好ましい値となっている。

【００５４】図３（ｄ）は５Ｖの電源電圧からＧＮＤに
向かって順に、電流調整用抵抗器２１ｆ，発光ダイオー
ド５Ａ，電流調整用抵抗器２１ｇ，発光ダイオード５Ｂ
が直列に接続されて、発光ダイオード５Ａと電流調整用
抵抗器２１ｇとの接続点及び電流調整用抵抗器２１ｇと
発光ダイオード５Ｂとの接続点からそれぞれＡ相側及び
Ｂ相側のインバータに入力される第１及び第２のバイア
ス電圧を得ている。そして、このように、Ａ相側とＢ相
側のバイアス電圧を異ならしめることにより、Ａ相側と
Ｂ相側のインバータを構成しているＩＣが異なり、両イ
ンバータのスレシュホールドレベル等の特性に差がある
場合にも対応可能となる。

【００５５】以上、図３に基づいて変形例を説明したよ
うに、バイアス電圧はインバータの２つのスレシュホー
ルドレベルＶｔｈ１とＶｔｈ２との間、望ましくは、そ
の中間値となればよく、この条件のもとで、種々のバイ
アス電圧を得るための構成をとることができる。

【００５６】図４は本発明に係わる光学式ロータリエン
コーダ用信号処理回路の第２の実施例を示す回路構成図
であり、第１の実施例と同様に、図８，図９に示すマウ
ス等のＸ−Ｙ座標入力装置に備えられて、ボールの回転
を検出するものであり、図４ではＸ軸方向のＡ相信号及
びＢ相信号を処理する回路部分だけを示している。

【００５７】図４において、２７，２８はバイアス電圧
設定用抵抗器（以下、バイアス抵抗器と記す）であり、
その他、図１に示した構成要素と同じ構成要素には同じ
符号を付けている。

【００５８】この第２の実施例と前述した第１の実施例
との構成の違いは、前述の第１の実施例では、発光素子
５Ｂと電流調整用抵抗器２１との接続点ハを入力抵抗器
２５Ａ，２５Ｂを介してインバータ２３Ａ，２３Ｂの入
力端にそれぞれ接続してバイアス電圧を得ているのに対
し、本実施例では、バイアス電圧を得るために、５Ｖの
電源ラインと接地間に直列接続されたバイアス抵抗器２
７，２８を別途設け、両バイアス抵抗器２７，２８の接
続点ニを入力抵抗器２５Ａ，２５Ｂを介してインバータ
２３Ａ，２３Ｂの入力端にそれぞれ接続し、接続点ニの
電位をバイアス電圧としている点だけであり、その他の
本実施例の構成は前述の第１の実施例と同一であるの
で、同一部分の詳細な説明は重複を避けるために省略す
る。

【００５９】そして、Ａ相側及びＢ相側のインバータ２
３Ａ，２３Ｂの入力端には、前記接続点ニのバイアス電
圧に結合コンデンサ２４Ａ，２４ＢによりＤＣ成分が取
り除かれたＡ相信号及びＢ相信号（アナログ信号）がそ
れぞれ重畳された電圧が供給され、図２に示したものと
同様、ヒステリシス特性を有するインバータ２３Ａ，２
３Ｂによって矩形波状のパルス信号（デジタル信号）に
波形整形される。ここで、前記接続点ニの電位は前記イ
ンバータ２３Ａ，２３Ｂの２つのスレシュホールドレベ
ルＶｔｈ１とＶｔｈ２との中間の電位である２．６５Ｖ
となるように前記バイアス抵抗器２７，２８の抵抗値が
設定されている。前記インバータ２３Ａ，２３Ｂの出力
端より得られる位相差を有するパルス信号は、第１の実
施例と同様、次段のマイクロプロセッサ２６の入力ポー
トに供給され、このマイクロプロセッサ２６により、マ
ウスのＸ軸方向成分における移動の向きと移動量が求め
らる。

【００６０】なお、本実施例におけるＹ軸方向のＡ相信
号及びＢ相信号を処理する回路構成及びその信号処理動
作は、図４により説明したＸ軸方向と同様であり、矩形
波状のパルス信号に波形整形されたＹ軸方向のＡ相信号
とＢ相信号も前記マイクロプロセッサ２６に供給されて
マウスのＹ軸方向成分における移動の向きと移動量が求
められる。

【００６１】このように構成された本発明の第２の実施
例においては、バイアス電圧を専用のバイアス抵抗器２
７，２８にて得ているため、発光ダイオード５Ａ，５Ｂ
に流れる電流にとらわれることなく、例えば、インバー
タ２３Ａ，２３Ｂの第１及び第２のスレシュホールドレ
ベルＶｔｈ１，Ｖｔｈ２の中間電圧等の任意の電圧にバ
イアス電圧を設定することが容易に可能となる。したが
って、インバータ２３Ａ，２３Ｂとして、例えば、電源
電圧が３．３ＶのロジックＩＣを採用し、このＩＣのス
レシュホールドレベルに合った例えば、０．８Ｖのバイ
アス電圧を得る際に、発光ダイオード５Ａ，５Ｂに流れ
る電流を気にすることなくバイアス抵抗器２７，２８の
抵抗値を設定することができる。

【００６２】図５は本発明の第３の実施例による光学式
ロータリエンコーダ用信号処理回路が備えられるマウス
内部の概略構成を示す平面図、図６は図５に示したマウ
スに配置される受光素子の外観及び内部回路を示す説明
図であり、図６（ａ）は受光素子の外観図、図６（ｂ）
は受光素子の回路図、図７は図５のマウスに備えられる
本発明に係わる光学式ロータリエンコーダ用信号処理回
路の第３の実施例を示す回路構成図であり、図７では図
５に示すマウスのＸ軸方向のＡ相信号及びＢ相信号を処
理する回路部分だけを詳細に示している。

【００６３】図５において、１，２は成形加工により形
成された非透明な合成樹脂からなる円板状遮光板（ロー
タリエンコーダ板）、３，４は前記遮光板１，２と一体
形成され、軸方向が互いに直交する回転軸、９はマウス
の移動により回転し、その回転を前記回転軸３，４に伝
えるボール、１０はこのボール９と接触し、回転可能な
付勢ローラ、１１はこの付勢ローラ１０を介してボール
９を前記両回転軸３，４の両軸方向にバイアス付勢する
スプリングであり、これらの構成要素は図８，図９に基
づいて前述したものと同一であるため、図８に示すもの
と同じ構成要素には同じ符号を付けるとともに、説明の
重複を避けるため、同一構成要素の詳細な説明は必要に
応じて適宜省略する。また、３５，３６は赤外の発光ダ
イオードからなる発光素子、３７，３８は受光素子（パ
ッケージ）であり、符号数字１ないし４、及び、３５な
いし３８の中で、奇数はＸ軸方向、偶数はＹ軸方向の構
成要素を表している。

【００６４】前記Ｘ軸方向の受光素子３７は図６（ａ）
に示すように、そのパッケージ内に対をなす２つのフォ
トトランジスタ３７Ａ，３７Ｂを近接して並設配置して
おり、両フォトトランジスタ３７Ａ，３７Ｂは同一の半
導体ウエハ上に形成されたチップであるため、光感度や
増幅率等の特性は揃ったものとなっている。Ｙ軸方向の
受光素子３８も、同様に、同一半導体ウエハ上に形成さ
れたチップからなる対をなす２つのフォトトランジスタ
３８Ａ，３８Ｂをパッケージ内に近接して並列配置して
おり、両フォトトランジスタ３８Ａ，３８Ｂの特性は揃
っている。なお、符号末尾のアルファベットＡ、Ｂはそ
れぞれＡ相側、Ｂ相側の構成要素を表しており、Ａ相側
とＢ相側のフォトトランジスタ３７Ａ，３７Ｂ（３８
Ａ，３８Ｂ）のコレクタは図６（ｂ）に示すように受光
素子内部で接続され共通化されているため、図６（ａ）
に示す受光素子の外観図には３本の端子しか現れていな
い。

【００６５】前記両遮光板１，２は、図８，図９に示し
たものと同様、円周方向に所定の等間隔ピッチをもって
多数のスリット１２が形成配列され、その中心部には、
遮光板１，２の板面と軸方向が垂直となるように回転軸
３，４がそれぞれ一体形成されている。遮光板１の前記
スリット配置部分には、発光素子３５と受光素子３７と
が遮光板１を介して対向配置され、それによって発光素
子（発光ダイオード）３５と対を構成しているフォトト
ランジスタ３７Ａ，３７Ｂの組が前記スリット配置部分
を挟むように対向配置される。同様に、遮光板２のスリ
ット配置部分にも、発光素子３６と受光素子３８とが遮
光板２を介して対向配置され、それによって発光素子
（発光ダイオード）３６と対を構成しているフォトトラ
ンジスタ３８Ａ，３８Ｂの組が前記スリット配置部分を
挟んで対向配置されている。図示しないマウスケース内
において、前記遮光板１と回転軸３及び遮光板２と回転
軸４はそれぞれ回転自在に支承されるとともに、双方の
回転軸３，４の一部は、その周面が回転可能なボール９
に摩擦接触され、ボール９にはスプリング１１の弾発力
によって付勢ローラ１０が圧接されている。このため、
ボール９は常時両回転軸３，４方向に付勢され、ボール
９と両回転軸３，４とが良好な摩擦接触をするように構
成されている。なお、両回転軸３，４は互いに軸線がＹ
軸方向及びＸ軸方向を向くように直交配置されており、
これらの軸線に対してボール９は、前記スプリング１１
と付勢ローラ１０によって、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向
の中間の方向、すなわち、略４５度の方向から両回転軸
３，４にバイアス付勢されている。

【００６６】以上の説明より明らかなように、本実施例
におけるマウスと図８に示したマウスとの機構的な構成
の違いは、図８のものがＡ相信号とＢ相信号を得るため
に、発光素子５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂ及びこれらとそれ
ぞれ対をなす受光素子７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂを相別に
それぞれ別個に設けているのに対し、図５に示した本実
施例のものでは、発光素子３５，３６をＡ相側とＢ相側
において共通の発光ダイオードにて構成するとともに、
受光素子３７，３８を同一半導体ウエハ上に形成された
Ａ相側用及びＢ相側用としての２つのフォトトランジス
タ３７Ａ，３７Ｂ及び３８Ａ，３８Ｂがそれぞれ同一パ
ッケージ内に収納されたもので構成した点にある。そし
て、フォトトランジスタ３７Ａ，３７Ｂあるいは３８
Ａ，３８Ｂより、位相が９０度ずれたＡ相信号，Ｂ相信
号が得られるように前記スリット１２のピッチに合わせ
て２つのフォトトランジスタの配設位置が定められてい
る。なお、Ｘ軸方向側の発光素子３５は２つのフォトト
ランジスタ３７Ａ，３７Ｂに等しく光が照射されるよう
に、両フォトトランジスタ３７Ａ，３７Ｂの中間点にそ
の中心が位置するよう遮光板１を挟んで対向配置されて
おり、同様に、Ｙ軸方向側の発光素子３６からフォトト
ランジスタ３８Ａ，３８Ｂに等しく光が照射されるよう
に発光素子３６及び受光素子３８が配置されている。

【００６７】本実施例によるマウスの動作は図８に示し
たマウスの動作とほぼ同様であり、ここでは、その動作
の要点について説明する。

【００６８】操作者がマウス本体（ケーシング）を把持
し、ベース板（図示なし）上を移動させると、前記ベー
ス板とボール９との摩擦によってボール９が回転する。
このボール９の回転に伴って、ボール９に摩擦接触して
いる２つの回転軸３，４が回転し、両回転軸３，４とそ
れぞれ一体に形成されている両遮光板１，２も同時に回
転する。両遮光板１，２が回転すると、発光素子３５か
ら対を構成しているフォトトランジスタ３７Ａ，３７Ｂ
の組に至る光、及び、発光素子３６から対を構成してい
るフォトトランジスタ３８Ａ，３８Ｂの組に至る光が、
それぞれ両遮光板１，２に所定の等間隔ピッチにて設け
られている多数のスリット１２によって交互に遮断もし
くは透過するようになり、対を構成している両フォトト
ランジスタ３７Ａ，３７Ｂの組、及び、対を構成してい
る両フォトトランジスタ３８Ａ，３８Ｂの組からは、そ
れぞれ前記光の遮断もしくは透過に対応したＡ相信号及
びＢ相信号が送出される。これらのＡ相信号及びＢ相信
号は、マウスを一定の速度で移動させた場合には、略正
弦波状をしたアナログ波形信号であり、Ａ相信号とＢ相
信号との位相差が基準で９０度、すなわち、１／４周期
となるよう、前記スリット１２に対する受光素子３７及
び３８中のフォトトランジスタ３７Ａ，３７Ｂ及び３８
Ａ，３８Ｂが配置されている。

【００６９】次いで、これらのＡ相信号及びＢ相信号
は、図７に基づいて以下に述べる本発明の第３の実施例
による信号処理回路において２つの矩形波状のデジタル
信号（２値位相パルス信号）に変換され、さらに、前述
した第１の実施例と同様、この２つのデジタル信号に対
してマイクロプロセッサが演算等を行うことによって、
ボール９の回転に対応したマウス本体のＸ軸方向成分と
Ｙ軸方向成分の移動方向と移動量の検出が行われる。

【００７０】図７において、３５は図５に示した発光素
子である赤外の発光ダイオード、３７Ａ，３７Ｂは図６
に示した受光素子としてのフォトトランジスタであり、
図７ではＸ軸方向のＡ相信号及びＢ相信号を処理する回
路部分だけを示している。同図において、３０は前記発
光ダイオード３５に流れる電流を制限する電流調整用抵
抗器、３１は抵抗値を調整可能なトリミング抵抗器であ
り、その他、図１に示した構成要素と同じ構成要素には
同じ符号を付けている。なお、図１による第１の実施例
と同様、符号末尾のアルファベットＡ，ＢはそれぞれＡ
相側、Ｂ相側の構成要素を表している。

【００７１】図７による第３の実施例と前述した第１の
実施例との構成の違いは、前述の第１の実施例では、２
つの発光素子（発光ダイオード）５Ａ，５Ｂ及び電流調
整用抵抗器２１を５Ｖの電源ラインと接地間に直列接続
し、発光ダイオード５Ｂと電流調整用抵抗器２１との接
続点ハの電位をインバータ２３Ａ，２３Ｂの入力端に伝
達されるバイアス電圧としているのに対し、本実施例で
は、５Ｖの電源ラインと接地間に１つの発光ダイオード
３５、電流調整用抵抗器３０及びトリミング抵抗器３１
を直列接続し、電流調整用抵抗器３０とトリミング抵抗
器３１との接続点ホを入力抵抗器２５Ａ，２５Ｂを介し
てインバータ２３Ａ，２３Ｂの入力端にそれぞれ接続
し、接続点ホの電位をバイアス電圧としている点であ
り、その他の本実施例の構成は前述の第１の実施例と同
一であるので、同一部分の詳細な説明は重複した説明を
避けるために省略する。

【００７２】前記トリミング抵抗器３１は図示はしてい
ないが、セラミック基板上の電極間にカーボン抵抗体が
印刷形成されたチップ抵抗器により構成されており、前
記カーボン抵抗体の一部をレーザトリミングして削り取
ることにより、前記電極間の抵抗値を高くすることが可
能な抵抗器である。そして、このトリミング抵抗器３１
は、図７に示すように、発光ダイオード３５と電流調整
用抵抗器３０とともに直列に接続されているため、トリ
ミング抵抗器３１の抵抗値によっても発光ダイオード３
５に流れる電流Ｉが変化する。また、この電流Ｉがトリ
ミング抵抗器３１を流れることによる電圧降下により接
続点ホの電位が定められられる。このように、トリミン
グ抵抗器３１は発光ダイオード３５に流れる電流調整用
抵抗器としての機能とインバータ２３Ａ，２３Ｂに供給
されるバイアス電圧設定用抵抗器としての機能を合わせ
持っている。なお、接続点ホの電位は、正確には入力抵
抗器２５Ａ，２５Ｂに流れる電流によっても変化する
が、トリミング抵抗器３１の抵抗値（例えば、１２０Ω
程度）に対して入力抵抗器２５Ａ，２５Ｂの抵抗値（例
えば、１ＭΩ程度）を充分大きく設定しているため、実
用上、接続点ホの電位が前記電流Ｉとトリミング抵抗器
３１の抵抗値で定まると考えることができる。

【００７３】そして、Ａ相側及びＢ相側のインバータ２
３Ａ，２３Ｂの入力端には、前記接続点ホの電位（バイ
アス電圧）に結合コンデンサ２４Ａ，２４ＢによりＤＣ
成分が取り除かれたアナログのＡ相信号及びＢ相信号が
それぞれ重畳された電圧が供給され、図２に示したもの
と同様、ヒステリシス特性を有するシュミットトリガ入
力のインバータ２３Ａ，２３Ｂ（東芝製Ｃ−ＭＯＳロジ
ックＩＣのＴＣ４５８４ＢＰ）によって矩形波状のパル
ス信号（デジタル信号）に波形整形される。

【００７４】ここで、前記接続点ホの電位は前記インバ
ータ２３Ａ，２３Ｂの２つのスレシュホールドレベルＶ
ｔｈ１とＶｔｈ２との間の最適な電位に設定されている
が、その設定は前記トリミング抵抗器３１の抵抗値の調
整により、マウスの製造工程において次のように行われ
る。すなわち、トリミング抵抗器３１がレーザトリミン
グされる前の状態において、接続点ホの電位がスペック
上の両スレシュホールドレベルの中間電位である２．６
５Ｖよりも幾分低い２．５５Ｖ程度となるように前記電
流調整用抵抗器３０及びトリミング抵抗器３１の抵抗値
を設定しておく。そして、図示しない治具にて回転軸３
を一定速度で回転させ、インバータ２３Ａの出力端より
得られるパルス信号をオシロスコープ等の計測器で観測
しながら、前記トリミング抵抗器３１をレーザトリミン
グしていく。このレーザトリミングにに応じてトリミン
グ抵抗器３１の抵抗値が徐々に高くなっていき、その抵
抗値の上昇に従ってバイアス電圧も２．５５Ｖから徐々
に高くなり、同時に前記パルス信号のデューティ比も最
適値である５０％に近づいていく。そして、このデュー
ティ比がほぼ５０％（例えば、４５〜５５％）となった
ところで前記トリミング抵抗器３１のトリミングを終了
させる。このようにして、前記トリミング抵抗器３１の
抵抗値をマウスの製造工程で調整することにより、接続
点ホの電位を個々のインバータ２３Ａの特性に合った最
適値に設定することができる。なお、この第３の実施例
においても、インバータ２３Ａと２３Ｂとは同一パッケ
ージ内に収納された集積回路にて構成されているため、
両インバータ２３Ａ，２３Ｂのスレシュホールドレベル
等の特性にほとんどばらつきはなく、前述したように、
Ａ相側のインバータ２３Ａの出力波形によりトリミング
抵抗器３１の抵抗値を調整すれば、その値はＢ相側のイ
ンバータ２３Ｂにおいても適切な値となっている。この
ようにインバータ２３Ａ，２３Ｂより出力されるパルス
信号のデューティ比はほぼ最適に設定されるため、これ
らのパルス信号（Ａ相信号とＢ相信号）間の位相差も最
適値である９０度（１／４周期）前後が得られる。この
ようなパルス信号は、第１の実施例と同様、次段のマイ
クロプロセッサ２６の入力ポートに供給され、このマイ
クロプロセッサ２６により、マウスのＸ軸方向における
移動の向きと移動量が求められる。

【００７５】なお、本実施例におけるＹ軸方向のＡ相信
号及びＢ相信号を処理する回路構成及びその信号処理動
作は、図７により説明したＸ軸方向と同様であり、矩形
波状のパルス信号に波形整形されたＹ軸方向のＡ相信号
とＢ相信号も前記マイクロプロセッサ２６に供給されて
マウスのＹ軸方向における移動の向きと移動量が求めら
れ、Ｘ，Ｙ両方向の移動量等のデータを合成することに
よりマウスとしての移動方向及び移動量を算出すること
ができる。

【００７６】このように構成された本発明の第３の実施
例においては、発光ダイオード３５，電流調整用抵抗器
３０及びトリミング抵抗器３１とを直列に接続し、バイ
アス電圧となる接続点ホの電位をトリミング抵抗器３１
をレーザトリミングして抵抗値を調整することにより可
変としたので、インバータ２３Ａ，２３Ｂのスレシュホ
ールドレベル等の特性にばらつきがあったとしても、そ
の特性に合ったバイアス電圧を設定することができる。
よって、インバータ２３Ａ，２３Ｂからは位相がほぼ９
０度ずれたパルス信号が確実に得られ、次段のマイクロ
プロセッサ２６等の信号処理回路により位相が誤検出さ
れることはない。しかも、本実施例では、インバータ２
３Ａと２３Ｂとを同一パッケージ内に収納された集積回
路（ＩＣ）にて構成しているため、これらインバータ２
３Ａ，２３Ｂは同じ半導体ウエハ上に形成された論理回
路となり、スレシュホールドレベル等の特性もほぼ一致
する。したがって、抵抗値を調整可能なトリミング抵抗
器３１をＡ相側とＢ相側とで共用でき、この１つのトリ
ミング抵抗器３１の調整によりバイアス電圧を設定して
Ａ相側とＢ相側の両方のパルス信号のデューティ比を適
切に設定することができる。

【００７７】また、この第３の実施例においては発光ダ
イオード３５をＡ相側とＢ相側とで共通とし、受光素子
３７は同一パッケージ内に並列配置された対をなす２つ
のフォトトランジスタ３７Ａ，３７Ｂで構成している。
したがって、両フォトトランジスタ３７Ａ，３７Ｂの光
感度等の特性や経時変化特性は揃ったものとなり、しか
も、発光素子３５を共通のものとしているので、フォト
トランジスタ３７Ａ，３８Ｂからそれぞれ得られるアナ
ログの出力信号（Ａ相信号とＢ相信号）の振幅は時間が
経ってもほぼ等しいものとなり、これらの信号のＡＣ成
分がインバータ２３Ａ，２３Ｂにより波形整形されるこ
とになるため、波形整形された矩形波状のパルス信号の
デューティ比をＡ相側とＢ相側とで常にほぼ等しいもの
とすることができる。

【００７８】さらに、この第３の実施例では、発光素子
を１つの発光ダイオード３５で構成し、この発光ダイオ
ード３５に流れる電流を制限する電流調整用抵抗器３０
とトリミング抵抗器３１との接続点ホの電位をバイアス
電圧とし、トリミング抵抗器３１に前記電流が流れるこ
とによる電圧降下を利用してバイアス電圧を得ているの
で、インバータ２３Ａ，２３Ｂの入力端に供給されるバ
イアス電圧設定用の抵抗器等を別途設ける必要はなく、
光学式エンコーダの信号処理回路の回路構成を簡素化す
ることができ、よって、この信号処理回路が備えられる
マウスやトラックボール等のＸ−Ｙ座標入力装置内部の
回路基板や装置全体の小型化及び低価格化が可能とな
る。

【００７９】なお、前述した本発明の第３の実施例にお
いては、調整可能な抵抗器としてトリミング抵抗器３１
を用いたが、このトリミング抵抗器３１の代わりに半固
定抵抗器を採用することもできる。また、調整可能な抵
抗器は１つに限られるものではなく、例えば、図７に示
した電流調整用抵抗器３０もトリミング抵抗器や半固定
抵抗器に置き換えて、複数の調整可能な抵抗器を発光ダ
イオード３５に直列に接続してもよいことは言うまでも
ない。

【００８０】以上説明したような本発明の第２及び第３
の実施例においても、第１の実施例と同様、インバータ
２３Ａ，２３Ｂの入力端には、インバータ２３Ａ，２３
Ｂの２つのスレシュホールドレベルＶｔｈ１，Ｖｔｈ２
間に設定されたバイアス電圧に受光素子７Ａ，７Ｂ（３
７Ａ，３７Ｂ）の出力の交流成分が重畳された電圧が供
給される。そして、遮光板１が停止しているときには、
受光素子７Ａ，７Ｂ（３７Ａ，３７Ｂ）の出力レベルは
変化せず、両インバータ２３Ａ，２３Ｂの入力端の電位
は前記設定されたバイアス電圧に保たれるので、遮光板
１の停止位置には関係なく、ヒステリシス特性を備えた
インバータ２３Ａ，２３Ｂの出力端からは、遮光板１が
停止する直前のレベル（ＨレベルまたはＬレベル）を安
定して得ることができる。よって、インバータ２３Ａ，
２３Ｂが接続されるマイクロプロセッサ２６の入力ポー
トのレベルも安定し、このマイクロプロセッサ２６が誤
った認識をして、マウスが接続されるホストコンピュー
タ等のディスプレイ装置に表示されるカーソル等がマウ
スの操作者の意に反して動いてしまうようなこと防止す
ることができる。

【００８１】また、第２及び第３の実施例にあっても、
各光学素子の特性のばらつきがあり、受光素子であるフ
ォトトランジスタの出力電圧（アナログ信号）の振幅や
ＤＣ成分にＡ相側とＢ相側とで差が生じたり（特に、第
２の実施例の場合）、経時変化により出力電圧の振幅や
ＤＣ成分のレベルが変化したとしても、それらのアナロ
グ信号をＡＣ結合してインバータ２３Ａ，２３Ｂに伝え
ているため、振幅やＤＣ成分の差やレベルの変化の影響
は矩形波まで及びにくく、インバータ２３Ａ，２３Ｂの
出力端からは位相差を有する２つのパルス信号が確実に
得られるので、遮光板１（ボール９）の回転方向を誤検
出するようなことはない。

【００８２】また、前述した第２及び第３の実施例にお
ける矩形波を得るための波形整形回路は、インバータ２
３Ａ，２３Ｂをベースとし、このインバータ２３Ａ，２
３Ｂの入力端に接続される結合コンデンサ２４Ａ，２４
Ｂや入力抵抗器２５Ａ，２５Ｂ等による極めて少ない回
路素子で構成されているため、信号処理回路を大幅に簡
素化することができ、よって、光学式ロータリエンコー
ダの信号処理回路及びこの信号処理回路が組み込まれる
マウス等のＸ−Ｙ座標入力装置の小型化ならびに低価格
化を図ることができる。

【００８３】さらに、この第２及び第３の実施例におい
ても、前述した第１の実施例と同様、インバータ２３
Ａ，２３Ｂとして、インバータ回路を６回路収納してい
るＣ−ＭＯＳロジックＩＣ（ＴＣ４５８４ＢＰ）内の２
回路を使用している。そのため、両インバータ２３Ａと
２３Ｂは同一半導体ウエハ上に形成されたロジック回路
から構成されることになり、両インバータ２３Ａ，２３
Ｂのスレシュホールドレベル等の特性はほぼ一致するの
で、バイアス電圧は１種類ですみ、そのバイアス電圧を
設定するための回路素子を共用でき、その回路素子数も
少なく抑えて信号処理回路の回路構成をさらに簡素化す
ることができる。なお、前記Ｃ−ＭＯＳロジックＩＣは
６回路入りであるため、Ｙ軸方向におけるインバータも
このＩＣ内の他の２回路を使用することにより、マウス
に搭載する矩形波処理手段としての４回路分のインバー
タを１個のＩＣで構成することができる。

【００８４】また、本発明の第２及び第３の実施例をマ
ウス等に採用して、カーソル等をＸ軸方向あるいはＹ軸
方向にのみ移動させたい場合、カーソル等を移動させよ
うとする方向（例えば、Ｘ軸方向）と直交する方向（例
えば、Ｙ軸方向）の移動速度、すなわち遮光板２の回転
速度は極めて遅いものとなり、第１の実施例で説明した
と同様の理由によりＹ軸方向におけるインバータ（図示
なし）の出力は変化しなくなるため、Ｘ軸方向にのみカ
ーソル等を移動させることが容易に可能となる。これ
は、トラックボールのボールを回転操作して、カーソル
等をＸ軸あるいはＹ軸方向にのみ移動させる場合にも同
様である。

【００８５】なお、前述した本発明の第１乃至第３の実
施例において、矩形波処理手段を構成する論理回路とし
て、入力レベルと出力レベルが反転するインバータ２３
Ａ，２３Ｂを用いた信号処理回路について説明したが、
本発明はこれに限られるものではなく、入力レベルと出
力レベルが反転しないバッファを用いてもよいし、前記
インバータ２３Ａ，２３Ｂの代わりにシュミットトリガ
入力の２入力ＮＡＮＤ回路の入力端を接続した論理回路
を採用してもよい。

【００８６】また、各実施例では、図８あるいは図５に
示したような構成のマウスに光学式ロータリエンコーダ
の信号処理回路を内蔵したものについて説明したが、機
構的にマウスとほぼ同様の構成をとるトラックボールに
この信号処理回路を適用可能であることは言うまでもな
い。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受光素子より得られるアナログ波形信号を矩形波形に整
形する矩形波処理手段をヒステリシス特性を有するイン
バータ等からなる論理回路で構成し、この論理回路の入
力に論理回路の２つのスレシュホールドレベル間に設定
された直流バイアス電圧を印加するとともに、前記受光
素子の出力をＡＣ結合（交流結合）して前記論理回路の
入力に接続しているので、遮光板が停止しているときに
は、前記バイアス電圧レベルが論理回路に入力されるた
め、遮光板の停止状態には関係なく、遮光板が停止する
直前の出力レベルを論理回路から安定して得ることがで
き、論理回路の出力レベルを次段の回路が誤検出するよ
うなことはない。また、信号処理回路の回路構成は、直
流バイアス電圧を得るための回路素子、ＡＣ結合のため
の回路素子、及びインバータ等からなる論理回路素子等
の簡単な構成としたため、信号処理回路やこの信号処理
回路が組み込まれるＸ−Ｙ座標入力装置等の装置全体の
小型化及び低コスト化を図ることができる。

【００８８】また、発光素子を発光ダイオードで構成
し、この発光ダイオードと直列に電流調整用の抵抗器を
接続し、この抵抗器あるいは発光ダイオードの電位を直
流バイアス電圧として論理回路の入力に印加した場合に
は、発光ダイオードの順方向電圧（順電圧）を利用して
バイアス電圧を得ることができるため、バイアス電圧設
定用としての専用の抵抗器等の回路素子は不要となり、
より信号処理回路の回路構成を簡単なものとすることが
できる。

【００８９】さらに、前記発光ダイオードと直列に接続
される電流調整用の抵抗器を調整可能な抵抗器を含む複
数の抵抗器で構成した場合には、インバータ等からなる
論理回路のスレシュホールドレベルにばらつきがあった
としても、調整可能な抵抗器の抵抗値を調整することに
より直流バイアス電圧を適切に設定することが可能とな
るため、一対の論理回路からは所望の位相差を有する矩
形波（２値位相パルス信号）を得ることができる。

【００９０】また、前記一対のインバータ等からなる論
理回路を同一の集積回路パッケージ内に収納されている
回路で構成した場合には、一対の論理回路のスレシュホ
ールドレベル等の特性にほとんどばらつきはないため、
論理回路に入力される直流バイアス電圧は１種類です
み、直流バイアス電圧を設定するための回路素子を共用
でき、その回路素子数も少なく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる光学式ロータリエンコーダ用信
号処理回路の第１の実施例を示す回路構成図である。

【図２】図１の信号処理回路より得られる信号波形の一
例を示す信号波形図である。

【図３】図１に示す本発明の第１の実施例の変形例を示
す部分回路構成図である。

【図４】本発明に係わる光学式ロータリエンコーダ用信
号処理回路の第２の実施例を示す回路構成図である。

【図５】本発明の第３の実施例による光学式ロータリエ
ンコーダ用信号処理回路が備えられるマウス内部の概略
構成を示す平面図である。

【図６】図５に示したマウスに配置される受光素子の外
観及び内部回路を示す説明図であり、図６（ａ）は受光
素子の外観図、図６（ｂ）は受光素子の回路図である。

【図７】図５のマウスに備えられる本発明に係わる光学
式ロータリエンコーダ用信号処理回路の第３の実施例を
示す回路構成図である。

【図８】光学式ロータリエンコーダを有するＸ−Ｙ座標
入力装置であるマウス内部の概略構成を示す平面図であ
る。

【図９】図８のマウスに備えられる円板状遮光板を回転
軸方向から見た平面図である。

【図１０】図８のマウスに備えられる従来の光学式ロー
タリエンコーダ用信号処理回路の一例を示すブロック図
である。

【図１１】図１０に示す処理回路から得られる信号波形
の一例を示す信号波形図である。

【符号の説明】

５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂ 発光素子（発光ダイオード） ７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂ 受光素子（フォトトランジス
タ） ２１ 電流調整用抵抗器 ２１ａ〜２１ｇ 電流調整用抵抗器 ２３Ａ，２３Ｂ インバータ（論理回路） ２４Ａ，２４Ｂ 結合コンデンサ ２５Ａ，２５Ｂ 入力抵抗器 ２７，２８ バイアス電圧設定用抵抗器 ３０ 電流調整用抵抗器 ３１ トリミング抵抗器 ３５，３６ 発光素子（発光ダイオード） ３７，３８ 受光素子（パッケージ） ３７Ａ，３７Ｂ，３８Ａ，３８Ｂ フォトトランジスタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数のスリットを有する遮光板を介して
   発光素子に対向配置される一対の受光素子と、これら一
   対の受光素子より得られる格別のアナログ波形信号をそ
   れぞれ矩形波形に整形する一対の矩形波処理手段とを備
   えた光学式エンコーダ用信号処理回路において、前記一
   対の矩形波処理手段はヒステリシス特性を有する一対の
   インバータ等からなる論理回路で構成され、これら論理
   回路の入力に前記論理回路の２つのスレシュホールドレ
   ベル間に設定された直流バイアス電圧が印加されるとと
   もに、前記一対の受光素子の出力をそれぞれＡＣ結合し
   て前記一対の論理回路の入力にそれぞれ接続させたこと
   を特徴とする光学式エンコーダ用信号処理回路。
2. 【請求項２】 前記発光素子は発光ダイオードで構成さ
   れ、この発光ダイオードと直列に電流調整用の抵抗器が
   接続されており、この抵抗器あるいは発光ダイオードの
   電位が前記直流バイアス電圧として前記一対の論理回路
   の入力にそれぞれ印加されることを特徴とする請求項１
   記載の光学式エンコーダ用信号処理回路。
3. 【請求項３】 前記電流調整用の抵抗器は複数の抵抗器
   からなり、これら複数の抵抗器のうち少なくとも一つは
   抵抗値が調整可能な抵抗器により構成されていることを
   特徴とする請求項２記載の光学式エンコーダ用信号処理
   回路。
4. 【請求項４】 前記一対のインバータ等からなる論理回
   路は同一の集積回路パッケージ内に収納された回路であ
   ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のエ
   ンコーダ用信号処理回路。