JPH10104018A

JPH10104018A - ロータリエンコーダのチャタリング防止装置およびチャタリング防止方法

Info

Publication number: JPH10104018A
Application number: JP25854996A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sakurai; 浩桜井
Original assignee: TOCHIGI NIPPON DENKI KK
Current assignee: TOCHIGI NIPPON DENKI KK
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ハードウェアの改造を行わずにチャタリング
を取り除くことにより、操作性を向上させることにあ
る。【解決手段】回転方向取得処理部２１により、カウン
ト数の回転方向のみを抽出することにより、ロータリー
エンコーダ１１の回転速度に比べ大き過ぎるカウント数
を取り除き、回転方向取得処理部２１で得られた回転方
向の情報に基づいて、現回転方向を前回転方向と比較
し、２回以上同じ回転方向でない場合には、チャタリン
グによりロータリーエンコーダ１１の回転している方向
とは逆になっている回転方向であると判断しこれを取り
除く。これにより、不完全なチャタリング除去回路を使
用している場合の、出力パルスカウンタでチャタリング
の残った出力パルス信号をカウントしたときのカウント
数の異常値を、チャタリング除去処理によって取り除く
ため、ハードウェアの変更を行う必要がなくなり操作性
を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリエンコー
ダのチャタリング防止装置およびチャタリング防止方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からロータリエンコーダを用いてチ
ャタリングの発生を防止する装置がある。このような装
置において、ロータリエンコーダが回転するときには、
パルス信号を出力し、回転していない時には、パルス信
号が出力しないように構成されている。ロータリーエン
コーダの回転時には、パルス信号は２つ出力され、それ
ぞれの凸部の一端が９０゜だけ位相のずれを生じる。一
方のパルス信号を基準としたときの、他方のパルス信号
の位相のずれが９０゜の場合のロータリーエンコーダの
回転が右回転とすると、左回転のときの位相のずれは−
９０゜になる。

【０００３】ロータリーエンコーダの出力パルス信号の
検出回路（出力パルス信号カウンタは、ロータリーエン
コーダの回転の方向の違いに伴う、２つの出力パルス信
号の位相のずれの違いを考慮に入れた上で、右回転の場
合は正の数値で出力パルス信号をカウントし、左回転の
場合は負の数値で出力パルス信号をカウントするよう回
路設計されている。

【０００４】ところで、一般的なロータリーエンコーダ
では出力パルス信号を発生をさせるためにスイッチを使
用しており、出力パルス信号の「立上がり」と「立下が
り」はそれぞれ、「スイッチのオフからオンへの移行」
と、「スイッチのオンからオフへの移行」であるため、
ロータリーエンコーダの実際の出力パルス信号は、チャ
タリングを含んだものとなる。チャタリングを含んだま
まの出力パルス信号を出力パルス信号カウンタがカウン
トした場合、無効な信号をカウントしてしまうために異
常に大きなカウント数になったり、２つの出力パルス信
号の位相のずれがはっきりしないために回転方向を間違
えたカウント数になるなどの誤動作を生じる。

【０００５】このため、従来のチャタリング防止装置で
は、２つの出力パルス信号が出力パルス信号カウンタに
入る前に、ローパスフィルタなどの時定数回路やＲＳフ
リップフロツプ回路など（チャタリン除去回路）を用い
て、出力パルス信号のチャタリングを取り除くことによ
り、出力パルス信号カウンタの誤動作を防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
のチャタリング防止装置では、ローパスフィルタなどの
時定数回路を用いた場合、回路動作が外部のタイミング
に依存するために、ロータリーエンコーダを早く回した
い場合の応答性が悪くなるという問題がある。

【０００７】またＲＳフリップフロップ回路などの回路
を用いた装置では、応答性が良いが、回路設計によって
はチャタリングを完全に除去できない場合がある。また
ＲＳフリップフロップ回路などの回路では、ＩＣ化され
たものがあり、チャタリングの除去が完全でない場合
に、それを補うために新たに別の回路を追加したり、あ
るいはＩＣ内部の回路そのものを見直さなければならな
かったり、回路や基板などのハードウェアの変更を余儀
なくされる場合がある。

【０００８】本発明の目的は、ロータリエンコーダの入
力パルスにチャタリングが発生した場合に、誤ったカウ
ント数を除去することにより、ロータリエンコーダの操
作性を向上するロータリエンコーダのチャタリング防止
装置およびチャタリング防止方法を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、チャタリング
を含むパルス信号を出力するロータリーエンコーダと、
このロータリーエンコーダの出力パルス信号のチャタリ
ングを完全に取り除くことが不可能な第１のチャタリン
グ除去手段と、チャタリングの残ったままのパルス信号
をカウントする出力パルス信号カウンタから成るロータ
リーエンコーダ入力装置の、カウンタ数が所定のしきい
値より大きな値を取り除くために、カウント数を回転方
向のみの情報に変換する回転方向取得手段と、回転方向
を格納する格納手段と、この格納手段から取得した回転
方向の内ロータリーエンコーダの回転とは逆になってし
まった回転方向データを取り除くための第２のチャタリ
ング除去手段とから成る。

【００１０】ところで、ロータリーエンコーダを回転さ
せると、「カチカチ」という音がするが、トータリーエ
ンコーダはパルスを発生するために内部に歯車のような
構造を有するからである。ロータリーエンコーダを回転
していないときの状態は、歯車の「谷」の位置で止まっ
ていて、ロータリーエンコーダを１回だけ「カチ」とい
う回転（以下、クリックという）するという動作は、
「谷」の位置で止まったいた状態から「山」の位置を通
過してとなりの「谷」の位置へ移動することを意味す
る。出力パルス信号は、歯車の「山」と「谷」で発生す
るので、１クリックさせた場合には、出力パルス信号が
２回発生することになる。

【００１１】従って、カウント数取得のタイミングによ
っては、「山」の位置で発生した出力パルス信号または
「谷」の位置で発生した出力パルス信号のどちらか１回
を含んだ奇数のカウント数となる場合がある。

【００１２】しかしながら、ロータリーエンコーダで操
作を行う機器での、ロータリーエンコーダの最小の動作
単位は１クリックでなければならないため、カウント数
「山」の位置で発生した出力パルス信号と「谷」の位置
で発生した出力パルス信号が対になるようにカウント数
の調整をする処理（クリック判定処理）を施した後に、
回転方向の取得を行う必要がある。

【００１３】本発明は、回転方向取得手段により定時的
に起動を行う。第２のチャタリング除去手段は、回転方
向取得手段の動作が数回行われると、１回起動する。ま
た第２のチャタリング除去手段は、回転方向取得手段で
得た４回分の回転状態をトータルして、右、左それぞれ
の回転方向カウンタに格納する。先に説明したように、
ロータリエンコーダのパルスは、いわば、歯車の山から
谷に至るまでの間に発生する。そのため、カウント数が
「２」で１ステップになる。回転方向取得手段では、カ
ウント数が１ステップ以上になった時点で、カウント数
が正のときは右回転（＋１）、カウント数が負のとき左
回転（−１）、回転していないときは、非回転状態
（０）の回転状態データとして情報を取り出し、格納手
段に格納する。ここで、１ステップ以上は、全て回転状
態データのみとなるので、大きなカウント数が除去され
る。

【００１４】チャタリング除去手段における判断手段で
は、回転状態が「０」でないとき、前回の回転方向と今
回の回転方向とが一致しない場合は、回転状態のデータ
を廃棄し、すなわち、最低２ステップ同じ回転方向でな
いデータを廃棄する。さらにこの判断手段は、右および
左回転方向カウンタの小さい方の回転状態データを廃棄
する。誤った逆方向のカウント数は、正しい回転方向の
カウント数と比較手段において比較して、逆方向のカウ
ント数を除去することができる。以上により、カーソル
が急に移動したり、逆戻りしてしまう動作がなくなり、
操作性が大幅に向上する。

【００１５】以上に説明した本発明は、ロータリーエン
コーダ操作時の異常な動作がなくなりロータリーエン
コーダを使用している機器の操作性が向上し、また、不
完全な第１のチャタリング防止手段であるチヤタリング
除去回路を使用している場合の、チャタリングの残った
出力パルス信号をカウントしたとき、カウント数が所定
のしきい値以上のとき、すなわちチャタリングによる異
常値を、第２のチャタリング防止手段により取り除くこ
とができる。このチャタリング防止手段は、ソフトウェ
アで構成されているため、ハードウェアの変更を行う必
要がなく操作性を向上させることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明のロータリエンコー
ダのチャタリング防止装置およびチャタリング防止方法
の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明の実
施例のロータリエンコーダのチャタリング防止装置に構
成を説明するブロック図、図２はロータリエンコーダの
出力パルスを示す図、図３はチャタリングを含む波形を
示す図である。これらの図において、符号１はチャタリ
ングを含むロータリエンコーダ入力装置で、この入力装
置１にはロータリエンコーダ１１、チャタリング除去回
路および出力パルス信号カウンタが設けられている。

【００１７】チャタリング防止処理部２には、回転方向
取得処理部２１、リングバッファ２２およびチャタリン
グ除去処理部２３からなる。回転方向取得処理部２１と
チャタリング除去処理部２３は後述する図４および図５
の処理により、チャタリングを防止することができる。

【００１８】図２は、図１におけるロータリエンコーダ
１１の出力パルス１００，１０１を示すものである。こ
の出力パルス１００，１０１はチャタリング除去回路に
入力する。このチャタリング除去回路は公知のローパス
フイルタなどの時定数回路やＲｓフリップフロップ回路
などからなるものである。

【００１９】図３は、チャタリング除去回路１２の出力
で、まだチャタリングを含む波形信号を出力１０２する
ことを示すものである。この矩形波信号の立ち上がりお
よび立ち下がりにはサグからなるチャタリング波形成分
が含まれる。

【００２０】次に図４〜図８を参照して回転方向取得処
理部２１の実施例の動作を説明する。図４および図５に
おける本発明の実施例の動作を説明するフローチャー
ト、図６〜図８は図４の動作を説明するシーケンス図で
ある。

【００２１】以下の説明において、カウント数を２で割
った余り（すなわち１クリックの対にならない余剰分の
カウント数）をカウント余りと呼ぶことにする。先ず、
ステップ４１（以下、Ｓ４１という）において、回転方
向取得処理部２１は、最初に出力パルス信号カウンタ１
３からカウント数の取得を行う。回転方向取得処理部２
１の起動周期は、ロータリーエンコーダ１１の出力パル
ス信号にチャタリングが全くないと仮定し、人間がロー
タリーエンコーダ１１を可能な限り速く回転したとき
に、出力パルス信号カウンタ１３から取得するカウント
数の平均が約２カウント（１クリック）以下になるよう
に合わせてある。

【００２２】これは、人間が手でロータリーエンコーダ
１１を速く回転させる際の回転速度の限界は、装置の処
理速度に比べればさほど早くないという点と、例えばチ
ャタリングのない出力パルス信号のカウントを行う場
合、出力パルス信号カウンタ１３からソフトウェアがカ
ウント数を取得したとき出力パルス信号カウンタ１３の
内部カウンタは「０」にクリアされる。

【００２３】このときには、カウント数の取得周期を速
くすれば、出力パルス信号カウンタ１３の内部カウンタ
の「０」クリアが頻繁になり、出力パルス信号カウンタ
１３は、カウントする時間間隔が短くなるため、取得周
期を速くする前と、後でロータリーエンコーダ１１の回
転速度が同じであるとするなら、取得周期の速い方のカ
ウント数は必然的に小さくなるはずである。

【００２４】またチャタリングを含む出力パルス信号の
カウントを行う場合は、図４の１０３のような波形は立
上がりから立下がりまでの時間がカウント数の取得周期
と比べても非常に短いため、チャタリングによる異常に
大きなカウント数は、カウント数の取得周期を早くして
もそれほど小さくならず、大きな値のままであるという
点の２点に着目している。

【００２５】次にカウント数の取得後、Ｓ４２において
は、カウント数が０のときに非回転状態と判断し、Ｓ４
３−５において、回転方向を非回転状態「０」にしてリ
ングバッファ２に格納する。カウント数が０でない場合
は、クリック判定処理を行い、カウント数が１クリック
以上の場合は、Ｓ４７において、回転方向の判定を行
い、１クリックに満たない場合は、Ｓ４３−５におい
て、回転方向を非回転状態「０」にする。クリック判定
処理は、１クリック以上の回転でない場合の回転方向を
非回転状態であると判定するのに、１クリックである
「山」と「谷」の出力パルス信号の対を対応させなけれ
ばならず、カウント余りを次回クリック判定処理６が実
行されるときまで保持しておく方法をとっている。

【００２６】ここで説明を円滑に進めるために、Ｓ４
４、Ｓ４３−１時点でのカウント余りをＭｌ（前回保持
したカウント余りの値）、ステップＳ４６、Ｓ４３−
３、Ｓ４３−４時点でのカウント余りの値をＭ２（次回
のために保持しておくカウント余り）、Ｓ４３時点での
カウント数の値をＮｌ（出力パルス信号カウンタ１３か
ら取得したカウント数）、Ｓ４７時点でのカウント数の
値をＮ２（Ｓ４のカウント余りＭ２算出後のカウント数
または、Ｓ４２−２時点のカウント数）とする。

【００２７】カウント数が１クリック以上になる条件
は、カウント数Ｎｌの絶対値が２以上のとき（Ｓ４３〜
Ｓ４６を通過する以下条件１という）とカウント数Ｎｌ
とカウント余りＭｌを加算したカウント数の絶対値が２
（１クリック）になるとき、すなわちカウント数Ｎｌの
絶対値が１でカウント余りＭｌが０でなく、カウント数
Ｎｌとカウント余りＭｌの回転方向（符号）が同じとき
（ステップＳ４３、Ｓ４３−１を通過する。以下条件２
という）ときである。

【００２８】１クリックの対を判定した後は、次回クリ
ック判定処理６を実行するときのためにカウント余りの
更新を行う。条件１の場合には、Ｓ４４において、カウ
ント数Ｎｌとカウント余りＭｌが同じ回転方向かどうか
を調べ、ここでカウント余りＭｌが０であった場合はＳ
４５において、正の数と同じならカウント数Ｎ２はカウ
ント数Ｎｌとカウント余りＭｌの加算したものであり、
カウント余りＭ２はＳ４６において、カウント数Ｎ２を
２で割ったときの余りである。

【００２９】カウント数Ｎｌとカウント余りＭｌが同じ
回転方向でないときは、カウント余りＭｌは、対になる
出力パルス信号がないことになり、異常なデータもしく
はチャタリングの影響によるものと考えられるので、カ
ウント余りＭｌは破棄し、カウント数Ｎｌとカウント余
りＭｌの加算は行わない。よってカウント数Ｎ２はカウ
ント数Ｎｌそのものであるから、カウント余りＭ２は、
Ｓ４６においてカウント数Ｎｌを２で割ったときの余り
である。以上の処理の結果であるカウント余りＭ２は、
Ｓ４６において、最終的にカウント余りに格納される。

【００３０】条件２の場合には、条件１同様の計算をす
ると、カウント数Ｎｌとカウント余りＭｌを加算した結
果、カウント数Ｎ２の絶対値が２になることが明白であ
るため、Ｓ４３−３において、カウント余りＭ２が０で
あることが決定し、カウント余りを格納すれば良いこと
になる。条件１及びと条件２にあてはまらない１クリッ
ク未満の回転とは、カウント数Ｎｌの絶対値が１でカウ
ント余りＭｌが０のとき（Ｓ４３、Ｓ４３−１、Ｓ４３
−４を通過する。以下条件３という）か、カウント数Ｎ
ｌの絶対値が１でカウント数Ｎｌとカウント余りＭｌの
回転方向が違うときすなわちカウント余りＭｌが異常な
データもしくはチャタリングの影響と考えられ破棄され
るべきデータであるとき（Ｓ４３、Ｓ４３−１、Ｓ４３
−２、Ｓ４３−４を通過する。以下条件４という）の２
通りである。

【００３１】条件３、条件４のいずれの場合も、カウン
ト余りＭｌは０もしくは破棄されるデータであり、カウ
ント数Ｎｌの絶対値１はカウント余りそのものであるか
ら、Ｓ４３−４において、カウント数Ｎｌをカウント余
りＭ２として、カウント余りに代入すれば良い。また、
１クリック未満のときは非回転状態であるとするのだか
ら、Ｓ４３−５において、回転方向には非回転状態０を
入れる。ところで条件１及び条件２の場合、本来ならカ
ウント数をクリック数に換算すべきところであるが、回
転方向（符号）の判定を行い回転方向に置き換えてしま
うため、結果的にはクリック数への換算処理は省くこと
ができるので、カウント数Ｎ２をそのまま回転方向判定
の対象として扱うことができる。

【００３２】同じならカウント数Ｎ２は、Ｓ４５におい
て、カウント数Ｎｌとカウント余りＭｌの加算したもの
であり、Ｓ４６において、カウント余りＭ２はカウント
数Ｎ２を２で割ったときの余りである。カウント数Ｎｌ
とカウント余りＭｌが同じ回転方向でないときは、カウ
ント余りＭｌは対になる出力パルス信号がないことにな
り、異常なデータもしくはチャタリングの影響によるも
のと考えられるので、カウント余りＭｌは破棄し、カウ
ント数Ｎｌとカウント余りＭｌの加算は行わない。よっ
てカウント数Ｎ２はカウント数Ｎｌそのものであるか
ら、カウント余りＭ２は、Ｓ４６において、カウント数
Ｎｌを２で割ったときの余りである。以上の処理の結果
であるカウント余りＭ２は、Ｓ４６において、最終的に
カウント余りに格納される。

【００３３】条件２の場合には、条件１同様の計算をす
ると、カウント数Ｎｌとカウント余りＭｌを加算した結
果、カウント数Ｎ２の絶対値が２になることが明白であ
るため、Ｓ４３ー３において、カウント余りＭ２が０で
あることが決定し、カウント余りには０を格納すれば良
いことになる。条件１および条件２にあてはまらない１
クリック未満の回転とは、カウント数Ｎｌの絶対値が１
でカウント余りＭｌが０のとき（ステップＳ４３、Ｓ４
３−１、Ｓ４３−４を通過する。以下条件３という）
か、カウント数Ｎｌの絶対値が１でカウント数Ｎｌとカ
ウント余りＭｌの回転方向が違うとき、すなわちカウン
ト余りＭｌが異常なデータかもしくはチャタリングの影
響と考えられ破棄されるべきデータであるとき（ステッ
プＳ４３、Ｓ４３−１、Ｓ４３ー２、Ｓ４３−４を通過
する。以下条件４という）の２つ通りである。

【００３４】条件３、条件４のいずれの場合も、カウン
ト余りＭｌは０もしくは破棄されるデータであり、カウ
ント数Ｎｌの絶対値１はカウント余りそのものであるか
ら、Ｓ４３−４において、カウント数Ｎｌをカウント余
りＭ２として、カウント余りに代入すれば良い。また、
１クリック未満のときは、Ｓ４３−５において、非回転
状態であるとするのだから、回転方向には非回転状態０
を入れる。ところで条件１及び条件２の場合、本来なら
カウント数をクリック数に換算すべきところであるが、
回転方向（符号）の判定を行い回転方向に置き換えてし
まう訳だから、結果的にはクリック数への換算処理は省
くことができるので、カウント数Ｎ２をそのまま回転方
向判定の対象として扱っている。

【００３５】条件１及び条件２では、ロータリーエンコ
ーダ１１の回転が１クリック以上の場合であるから、Ｓ
４７において、カウント数Ｎ２の回転方向の判定を行
い、Ｓ４８において、カウント数Ｎ２が正のときには回
転方向を右回転状態１にし、Ｓ４７−１負のときには右
回転状態−１にする。最後に、Ｓ４９において、回転方
向をリングバッファ２２に格納して終了する。

【００３６】以下、図５に示すチャタリング除去処理部
の説明する。チャタリング除去処理は、実際には回転方
向取得処理の中で数回（４回位が適当）に一回起動する
形を取っている（図４は回転方向取得処理部２１のチャ
タリング除去方法の説明をするための図であるためチャ
タリング除去処理の起動処理部の記述は省略する）。

【００３７】まず、図において、チャタリング除去処理
は、Ｓ５０において、回転方向取得処理部２１で取得し
た回転方向を格納しているリングバッファ２２が空でな
いことを確認する。リングバッファ２２が空であったと
きは、チャタリング除去処理２３を終了し、リングバッ
ファ２２が空でない場合は空になるまで処理を繰り返
す。

【００３８】次に、Ｓ５１において、リングバッファ２
２が空でないときは、リングバッファ２２から回転方向
（現回転方向）を取得し、Ｓ５２において、現回転方向
が非回転状態０でないかどうかを判定し、現回転方向が
非回転状態０であった場合は、Ｓ５０に戻る。

【００３９】ところで、回転方向カウンタ３（右回転カ
ウンタ３１と左回転カウンタ３２）は、ロータリーエン
コーダの入力を必要とするソフトウェア（以下アプリケ
ーションソフトという）が利用するための変数であり、
アプリケーションソフトがこの値を取得した後に、回転
方向カウンタ３は０にクリアされるものとする。アプリ
ケーションソフトは、回転方向カウンタ３の値を元に、
回転方向と回転スピードを認識し各種処理を行うとがで
きる。

【００４０】現回転方向が非回転状態０でない場合は、
Ｓ５３において、現回転方向と前回転方向を比較して回
転方向が同じかどうかを判定する。現回転方向と前回転
方向が同じ場合は、Ｓ５４において、現回転方向の回転
方向を判定し、Ｓ５５において、右回転状態１の場合は
右回転カウンタ３１に１を加算し、左回転状態の場合は
左回転カウンタ３２に１を加算する（ステップ２２）。
次に、Ｓ５６においては、現回転方向と前回転方向が同
じでない場合は、チャタリングによるロータリーエンコ
ーダ１１の回転とは逆方向の回転方向である疑いがある
ため、Ｓ５４〜Ｓ５６における処理は行わない。最後
に、前回転方向を現回転方向に更新して、ステップＳ５
０に戻る。

【００４１】図５に示すチャタリング除去処理は、ロー
タリーエンコーダ１１で操作を行う場合に、ある程度の
時間連続して同じ方向のみの回転を行って操作すること
が多いという点に着目する。不完全にしろある軽度チャ
タリングの除去を行った出力パルス信号を出力パルスカ
ウンタでカウントした場合は、ロータリーエンコーダ１
１の回転方向と逆になってしまったカウント数は正常な
カウント数と比べ小さくなる。したがって、２回以上連
続してカウントされることがほとんどない点にも着目し
ている。さらに、人間の手でロータリーエンコーダ１１
を連続して同じ方向のみに回転している場合は、そこに
突発的な逆方向の回転をすることは不可能になるという
点にも着目している。そこで、２回以上同じ回転方向が
入ってきたときのみ正常な回転方向と判定するようにし
ている。

【００４２】非回転状態でない前回転方向と現回転方向
を比較している理由は、上記の回転方向取得処理２１の
説明で述べた、カウント数の取得周期を人間がロータリ
ーエンコーダ１１を可能な限り速く回転したときの出力
パルス信号カウンタ１３から取得するカウント数の平均
が約２カウント（１クリック）以下になるように合わせ
ているので、ある程度の速い回転でもカウント数に０が
入ってくることが多いためである。以上の結果、回転方
向カウンタ３の値はチャタリングによる異常なカウント
数を取り除いたものとなる。

【００４３】図６は、ロータリーエンコーダ１１を右回
転している場合で、周期Ａ４のときに、チャタリングに
よる異常に大きなカウント数を含む７周期分の回転方向
取得処理２１の第１の実施例である。周期Ａｌでは、カ
ウント数Ｎｌ＝１、カウント余りＭｌ＝０であるから、
Ｓ４３、Ｓ４３−１、Ｓ４３−４およびＳ４３−５の処
理を通ることになる。Ｓ４３−４では、カウント数をカ
ウント余りに代入し、カウント余りを周期Ａ２まで保持
する訳けであるから、周期Ａｌのカウント数Ｎｌがその
まま周期Ａ２のカウント余りとなる。

【００４４】また周期Ａｌでは、カウント数Ｎ２（通常
はＳ４５を通らない限りは、カウント数Ｎｌ＝カウント
数Ｎ２である）が１クリック未満であるから、Ｓ４３−
５における回転方向は非回転状態０とする。周期Ａ２で
は、カウント数Ｎｌ＝２、カウント余りＭｌ＝１で共に
正であるから、Ｓ４３、Ｓ４４、Ｓ４５、Ｓ４６、Ｓ４
７およびＳ４８の処理を通る。Ｓ４５では、カウント数
とカウント余りの加算が行われ、カウント数Ｎ２＝３と
なり、ステップＳ４６では、カウント数Ｎ２を２で割っ
た余りをカウント余りに代入しているから、カウント余
りＭ２＝１となる。カウント数Ｎ２は、１クリック以上
で正であるから、Ｓ４８において、回転方向が右回転状
態１とする。

【００４５】周期Ａ３では、Ｓ４３−５において、カウ
ント数Ｎｌが０であるから回転方向を非回転状態０とす
る。またカウント余りはそのまま周期Ａ４まで保留され
る。周期Ａ４では、カウント数Ｎｌ＝９、カウント余り
Ｍｌ＝１で、処理は周期Ａ２と同様の処理になる。Ｓ４
５においては、カウント数Ｎ２＝カウント数Ｎｌ＋カウ
ント余りＭｌ＝１０となり、カウント余りＭ２はカウン
ト数Ｎ２を２で割った余りであるから１０を２で割った
余り０である。カウント数Ｎｌはチャタリングによる異
常に大きなカウント数であるが、回転方向のみを考える
ので、カウント数は１クリック以上で正であるから、回
転方向は右回転状態１となる。

【００４６】周期Ａ５は周期Ａ２、Ａ４と同様であるか
ら説明を省略する。周期Ａ６では、カウント数Ｎｌ＝
１、カウント余りＭｌ＝１であり、カウント数の絶対値
が１でカウント数Ｎｌ、カウント余りＭｌ共に正である
から、カウント数は１クリック以上ということになり、
Ｓ４３、Ｓ４７−１、Ｓ４３−２、Ｓ４３−３、Ｓ４７
およびＳ４８の処理を通る。ここでは、カウント数Ｎｌ
とカウント余りＭｌの和であるカウント数Ｎ２が２とな
り、Ｓ４３−３において、カウント数Ｎ２を２で割った
カウント余りＭ２が０であることは周知のことであるか
ら、カウント余りは０とする。周期Ａ７は、周期Ａ３と
同様であるので、説明を省略する。

【００４７】図７は、ロータリーエンコーダ１１を左回
転している場合で、周期Ｂ５のときに、チャタリングに
よる異常に大きなカウント数を含む８周期分の回転方向
取得処理２１の第１の変形実施例である。カウント数、
回転方向共に値が負になっているだけで、それ以外は図
６の場合と同様の処理であるから説明は省略する。

【００４８】図８は、周期Ｃ３、周期Ｃ４に１クリック
の対にならないカウント余りを有する８周期分の回転方
向取得処理２１の第２の変形実施例である。周期Ｃ３で
は、カウント数Ｎｌ＝−３、カウント数Ｍｌ＝１である
から、Ｓ４３、Ｓ４４、Ｓ４６、Ｓ４７およびＳ４７−
１１を通る。ここでカウント数Ｎｌとカウント余りＭｌ
の符号すなわち回転方向が違うため、Ｓ４５におけるカ
ウント数とカウント余りの加算は行われない。ロータリ
ーエンコーダ１１を１クリックしたときには「山」と
「谷」で出力パルス信号が発生するのだから、連続して
同じ方向のカウント数が入ってこなければならない、
つまりカウント数はトータルすれば偶数になるはずであ
るが、周期Ｃ３ではクリック余りが対にならないため異
常なデータであり、チャタリングの影響によるものと考
えられる。そこで、Ｓ４５におけるカウント数Ｍｌの値
を破棄するためカウント数とカウント余りの加算は行わ
れない。結局カウント数Ｎ２＝Ｎｌであるから、Ｓ４６
におけるカウント数Ｎｌがそのままカウント余りＭ２の
計算と回転方向取得の対象となり、カウント余りＭ２
は、カウント数Ｎｌを２で割った余りとする。また、カ
ウント数Ｎｌは、絶対値が１クリック（２カウント）以
上で負であるから、Ｓ４７−１における回転方向は左回
転状態一１となる。

【００４９】周期Ｃ７では、カウント数Ｎｌ＝１、カウ
ント数Ｍｌ＝−１であるから、Ｓ４３、Ｓ４３ー１、Ｓ
４３ー２、Ｓ４３−４およびＳ４３−５を通る。カウン
ト数Ｎｌとカウント余りＭｌは、周期Ｃ３と同様に回転
方向が異なるが、カウント数Ｎｌの絶対値が１クリック
（２カウント）未満であるから、処理の経路が違う。カ
ウント余りは、周期Ｃ３同様クリックの対のない異常な
値であるから破棄され、カウント数Ｎｌは、Ｓ４３−４
において、１クリックに満たないカウント余りそのもの
であるから、Ｓ４３−５において、カウント余りＭ２は
カウント数Ｎｌとし、回転方向は１クリックに満たない
ので非回転状態０とする。周期Ｃ３、Ｃ７を除く周期Ｃ
ｌ〜Ｃ８は、図６，７と同様の処理であるから説明は省
略する。

【００５０】次に図５，９を参照してチャタリング除去
処理の変形実施例をさらに具体的に説明する。図９は、
課程Ｄ４およびＤ１４にロータリーエンコーダ１１の回
転とは逆方向になってしまった回転方向を含む１８過程
分のチャタリング除去処理の変形実施例である。ここで
右回転カウンタおよび左回転カウンタは、課程Ｄｌの直
前で０クリアされたものとする。課程Ｄ３、Ｄ６、Ｄ
９、Ｄ１２、Ｄ１５、Ｄ１７では、現回転方向が非回転
状態０であるため、Ｓ５２の判定でＳ５０から処理をや
り直すことになる。つまり、回転方向が非回転状態０で
あった場合は、Ｓ５７において、現回転方向を次回の前
回転方向として保持せず、Ｓ５４〜５６における右回転
カウンタおよび左回転カウンタの更新処理も行われな
い。現回転方向が非回転状態０でない場合には、Ｓ５４
〜５６における現回転方向を次回の前回転方向として保
持し、回転カウンタおよび左回転カウンタの更新処理を
行う。過程Ｄ２、Ｄ７、Ｄ８、Ｄｌｌ、Ｄ１３、Ｄ１８
では、Ｓ５２における現回転方向が０でなく、Ｓ５３に
おける前回転方向と現回転方向が同じであるため、Ｓ５
４における現回転方向の回転方向を判定する。次に、Ｓ
５５において、回転方向が正なら右回転カウンタに１を
加算し、Ｓ５６において、回転方向が負なら右回転カウ
ンタに１を加算し、Ｓ５７において、現回転方向を次回
の前回転方向として保存する。過程Ｄ４，１４はチャタ
リングによる異常値で、Ｓ５２における前回転方向と現
回転方向の回転方向が違うので、Ｓ５４〜５６における
チャタリングの影響による異常値の疑いがあるとして、
右回転カウンタおよび左回転カウンタの更新処理は行わ
ない。

【００５１】さて、過程Ｄｌ，１０は、回転方向が変わ
ったところであり、また過程Ｄ５，１４は、チャタリン
グの直後で双方とも正常値であるが、過程Ｄ４，１４と
同様に異常値として扱えわれてしまう。これはチャタリ
ングの異常な回転方向と区別がつかないためであるが、
この回転方向を正常値かどうか判定する完全な方法はな
く、行うとすれば以前の回転方向を更に数回分保持する
などの方法をとらざるを得ないが、例えば回転方向が１
と一１を交互に繰り返すような操作をした場合を考える
と、この方法でも判定は不可能である。またこの方法で
は、回転方向の判定処理が膨れ上がってしまい高速処理
を要求される本処理には利用できず、また以前の回転方
向の全てが集まらないと処理ができないためロータリー
エンコーダ１１の操作時の反応自体も更に鈍くなってし
まう。結局、回転方向変化時の初回１回めの回転方向や
チャタリングによる異常値の直後の回転方向が捨てられ
てしまうが、図５の方法がもっともシンプルで優れてい
ることとなる。また前述した通りロータリーエンコーダ
１１の操作はある程度、同じ方向に連続して回転させる
ことが多く、回転方向変化時の初回１回だけ回転方向が
捨てらたり、チャタリングによる異常値の直後の回転方
向が捨てられても大きな影響がない。

【００５２】また微調整する場合は、１クリック程度で
交互に回転方向を切り換えることになるが、多少反応が
鈍くても、チャタリングの影響により意図した操作と異
なる動作が発生する方が操作上重大である。また多少反
応は鈍くなっても、ローパスフィルタなどの時定数回路
を使用した場合の、ロータリーエンコーダ１１の高速回
転時に全く応答しないといつたことはなく、ロータリー
エンコーダ１１の高速回転時でも動作に支障はない。

【００５３】

【発明の効果】以上に説明した本発明では、ロータリー
エンコーダの操作時の異常な動作がなくなり、ロータリ
ーエンコーダを使用している機器の操作性が向上し、ま
た、不完全なチヤタリング除去回路を使用している場合
の、出力パルスカウンタでチャタリングの残った出力パ
ルス信号をカウントしたときのカウント数の異常値を、
チャタリング除去処理によって取り除くため、ハードウ
ェアの変更を行う必要がなくなり操作性を向上させるこ
とができるなどの効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチャタリング防止処理を備えたロータ
リーエンコーダ入力装置のブロック図である。

【図２】ロータリーエンコーダの出力パルス信号を説明
するための図である。

【図３】チャタリングを含んだ波形を説明するための図
である。

【図４】図１の回転方向取得処理部の動作を説明するた
めのフローチャートである。

【図５】図１のチャタリング防止処理部の動作を説明す
るためのフローチャートである。

【図６】図４の回転方向取得処理部の実施例を示すシー
ケンス図である。

【図７】図４の回転方向取得処理部の実施例を示すシー
ケンス図である。

【図８】図４の回転方向取得処理部の実施例を示すシー
ケンス図である。

【図９】図５のチャタリング除去処理部の実施例を示す
シーケンス図である。

【符号の説明】

１ロータリーエンコーダ入力装置２チャタリング防止処理部３回転方向カウンタ１１ロータリーエンコーダ１２チャタリング除去回路１３出力パルス信号カウンタ（出力パルス信号の検出
回路）２１回転方向取得処理２２リングバッファ３１右回転カウンタ３２左回転カウンタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チャタリングを含むパルス信号を出力する
ロータリーエンコーダと、このロータリーエンコーダの
出力パルス信号のチャタリングを取り除く第１のチャタ
リング除去手段と、この第１のチャタリング除去手段か
らの出力信号であるチャタリングの残ったままパルス信
号をカウントする出力パルス信号カウンタとを有し、前
記パルス信号のチャタリングを防止するロータリエンコ
ーダのチャタリング防止装置において、前記出力パルス信号カウンタのカウンタ数が所定のしき
い値以上のとき、そのカウント値を取り除くために、前
記カウント数を回転方向のみの情報に変換して、回転方
向を取得する回転方向取得手段と、前記回転方向の情報を格納する格納手段と、前記格納手段から取得した回転方向情報が前記ロータリ
ーエンコーダの回転とは逆になる回転方向データを取り
除くため、さらにチャタリングを除去する処理をする第
２のチャタリング除去手段と、を備えたことを特徴とするロータリエンコーダのチャタ
リング防止装置。
【請求項２】前記回転方向取得手段により定時的に起動
を行うと、前記第２のチャタリング除去手段により前記
回転方向取得手段の動作が数回行われると１回起動し、
前記第２のチャタリング除去手段により、前記回転方向
取得手段で得た回転状態をトータルして、右、左それぞ
れの回転方向カウンタに格納することを特徴とする請求
項１に記載のロータリエンコーダのチャタリング防止装
置。
【請求項３】前記回転方向取得手段では、カウント数が
１ステップ以上になった時点で、カウント数が正のとき
は右回転、カウント数が負のとき左回転、回転していな
いときは、非回転状態の回転状態データとして情報を取
り出し、前記格納手段に格納することを特徴とする請求
項１または２に記載のロータリエンコーダのチャタリン
グ防止装置。
【請求項４】前記第２のチャタリング除去手段では、前
回の回転方向と今回の回転方向とが一致しない場合に、
判断手段により回転状態のデータを廃棄することを特徴
とする請求項１または２に記載のロータリエンコーダの
チャタリング防止装置。
【請求項５】前記第２のチャタリング除去手段では、前
記判断手段が右および左回転方向カウンタの小さい方の
回転状態データを廃棄することを特徴とする請求項１、
２および４のいずれかに記載のロータリエンコーダのチ
ャタリング防止装置。
【請求項６】前記第２のチャタリング除去手段の出力信
号に基づいて比較手段において誤った逆方向のカウント
数の情報と、正しい回転方向のカウント数の情報との比
較を行い、前記逆方向のカウント数の情報を除去するこ
とを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のロータ
リエンコーダのチャタリング防止装置。
【請求項７】ロータリエンコーダを用いてチャタリング
の発生を防止するロータリエンコーダのチャタリング防
止装置において、前記ロータリーエンコーダの回転スピードに対してチャ
タリングにより所定のしきい値以上のカウント数を取り
除くため、入力される前記カウント数を右に回転してい
る右回転状態と、左に回転している左回転状態と、回転
していない非回転状態の３つの回転方向を表す情報に変
換する変換手段と、この変換手段によって変換された前記回転方向情報を格
納する格納手段と、を備えたことを特徴とするロータリーエンコーダのチャ
タリング防止装置。
【請求項８】前記格納手段に前記回転方向情報を格納
し、その回転方向情報に基づいて一定周期で起動する起
動手段を備えたことを特徴とする請求項７に記載のロー
タリーエンコーダのチャタリング防止装置。
【請求項９】前記ロータリーエンコーダが回転している
方向とは逆方向の前記カウント数を取り除くため、前記
格納手段から取得した現在の回転方向を示す情報と、こ
の現在の回転方向情報より前に前記格納手段から取得し
た前記非回転状態でないことを示す回転方向情報とを比
較する比較手段と、前記回転方向が同じ場合には、正常な回転方向と判断
し、回転方向が違う場合はチャタリングによる異常な回
転方向になるおそれがあると判断する判断手段と、を備え、前記回転方向の取得状態に応じて前記起動手段
を起動させることを特徴とする請求項７または８に記載
のロータリーエンコーダのチャタリング防止装置。
【請求項１０】前記格納手段は、リングバッファである
ことを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のロー
タリーエンコーダのチャタリング防止装置。
【請求項１１】チャタリングを含むパルス信号を出力す
るロータリーエンコーダと、このロータリーエンコーダ
の出力パルス信号のチャタリングを取り除く第１のチャ
タリング除去手段と、この第１のチャタリング除去手段
からの出力信号であるチャタリングの残ったままパルス
信号をカウントする出力パルス信号カウンタとを有し、
前記パルス信号のチャタリングを防止するロータリエン
コーダのチャタリング防止方法において、前記出力パルス信号カウンタのカウンタ数が所定のしき
い値以上のとき、そのカウント値を取り除くために、前
記カウント数を回転方向のみの情報に変換して、回転方
向を取得するステップと、前記回転方向の情報を格納するステップと、前記格納手段から取得した回転方向情報が前記ロータリ
ーエンコーダの回転とは逆になる回転方向データを取り
除くため、さらに第２のチャタリングを除去する処理を
するステップと、を含むことを特徴とするロータリエンコーダのチャタリ
ング防止方法。
【請求項１２】前記回転方向の取得のために、定時的に
起動を行うステップと、前記第２のチャタリング除去動作が数回行われると１回
起動するステップと、前記第２のチャタリング除去動作
により、４回分の回転状態をトータルして、右、左それ
ぞれの格納領域に格納するステップと、前記カウント数が１ステップ以上になった時点で、前記
カウント数が正のときは右回転、前記カウント数が負の
とき左回転、回転していないときは、非回転状態の回転
状態データとして情報を取り出し、前記格納領域に格納
するステップと、を含むことを特徴とする請求項１１に記載のロータリエ
ンコーダのチャタリング防止方法。
【請求項１３】前記第２のチャタリング除去動作では、
前回の回転方向と今回の回転方向とが一致しない場合
に、回転状態のデータを廃棄するステップと、右および左回転方向カウンタの小さい方の回転状態デー
タを廃棄するステップと、を含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載の
ロータリエンコーダのチャタリング防止方法。
【請求項１４】前記第２のチャタリング除去動作では、
出力信号に基づいて誤った逆方向のカウント数の情報
と、正しい回転方向のカウント数の情報との比較を行
い、前記逆方向のカウント数の情報を除去することを特
徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載のロータリ
エンコーダのチャタリング防止方法。
【請求項１５】ロータリエンコーダを用いてチャタリン
グの発生を防止するロータリエンコーダのチャタリング
防止方法において、前記ロータリーエンコーダの回転スピードに対してチャ
タリングにより所定のしきい値以上のカウント数を取り
除くため、入力される前記カウント数を右に回転してい
る右回転状態と、左に回転している左回転状態と、回転
していない非回転状態の３つの回転方向を表す情報に変
換するステップと、この変換された前記回転方向情報を格納するステップ
と、その回転方向情報に基づいて一定周期で起動するステッ
プと、を含むことを特徴とするロータリーエンコーダのチャタ
リング防止方法。
【請求項１６】前記ロータリーエンコーダが回転してい
る方向とは逆方向の前記カウント数を取り除くため、現
在の回転方向を示す情報と、この現在の回転方向情報よ
り前に前記非回転状態でないことを示す回転方向情報と
を比較するステップと、前記回転方向が同じ場合には、正常な回転方向と判断
し、回転方向が違う場合はチャタリングによる異常な回
転方向になるおそれがあると判断するステップと、前記回転方向の取得状態に応じて前記起動させるステッ
プと、を含むことを特徴とする請求項１５に記載のロータリー
エンコーダのチャタリング防止方法。
【請求項１７】ロータリエンコーダを用いてチャタリン
グの発生を防止するロータリエンコーダのチャタリング
防止方法において、前記ロータリーエンコーダの回転スピードに対してチャ
タリングの影響による異常なカウント数を取り除くた
め、入力される前記カウント数を右に回転している右回
転状態と、左に回転している左回転状態と、回転してい
ない非回転状態の３つの回転方向を表す情報に変換する
ステップと、この変換された前記回転方向情報を格納するステップ
と、その回転方向情報に基づいて一定周期で起動するステッ
プと、を含むことを特徴とするロータリーエンコーダのチャタ
リング防止方法。
【請求項１８】前記ロータリーエンコーダが回転してい
る方向とは逆方向の前記カウント数を取り除くため、現
在の回転方向を示す情報と、この現在の回転方向情報よ
り前に取得した前記非回転状態でないことを示す回転方
向情報とを比較するステップと、前記回転方向が同じ場合には、正常な回転方向と判断
し、回転方向が違う場合はチャタリングによる異常な回
転方向になるおそれがあると判断するステップと、前記回転方向の取得状態に応じて起動させるステップ
と、を含むことを特徴とする請求項１７に記載のロータリー
エンコーダのチャタリング防止方法。