JPH11190638A - ロータリーエンコーダによる機器制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はロータリーエンコーダによる機器制
御回路に関し、ロータリーエンコーダの回転方向を正し
く検出することができるロータリーエンコーダによる機
器制御回路を提供することを目的としている。 【解決手段】 ロータリーエンコーダから出力される２
相のパルスを受けて回転方向を検出するロータリーエン
コーダによる機器制御回路において、電源投入時による
極性検出器の出力と、前記２相のパルス信号の出力を受
けて反転する回路を設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロータリーエンコー
ダによる機器制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロータリーエンコーダの回転信号量によ
って、機器の可変量を制御することは、一般によく使用
されている。図５はロータリーエンコーダを用いた機器
の制御の説明図である。ツマミ１によりロータリーエン
コーダ２を制御して、該ロータリーエンコーダ２の出力
により制御対象機器を制御している。

【０００３】ロータリーエンコーダには、一定の回転角
毎にクリックストップ点（停止点）があり、このクリッ
クストップ点を通過する数に比例したパルス信号（一般
には２相）が発生し、パルス数により回転量、２相のパ
ルス出力で回転方向（左右）が分かる。

【０００４】図６は一般的なディジタル方式ロータリー
エンコーダの出力波形を示す図である。（ａ）は右に回
した場合、（ｂ）は左に回した場合を示す。図におい
て、φ１、φ２はロータリーエンコーダから出力される
２相のパルス信号である。右に回した場合には、φ２が
“Ｌ”の状態におけるφ１の立ち下がり点で右回転検出
信号ＳRが得られる。一方、左に回した場合には、φ１
が“Ｌ”の状態におけるφ２の立ち下がりで左回転検出
信号ＳLが得られる。このような正常の場合には、クリ
ックストップ点はｎからｎ＋１に移動する。

【０００５】図７は一般的なロータリーエンコーダの回
転方向検出回路を示す図である。ロータリーエンコーダ
２からは、２相の信号φ１とφ２が出力される。立ち下
がりエッジ検出器４は、φ１の立ち下がりを検出し、立
ち下がりエッジ検出器５はφ２の立ち下がりを検出す
る。

【０００６】軸を右に回すと論理積演算器６は、φ２の
反転信号と立ち下がりエッジ検出器４の論理積をとり、
右回転検出信号ＳRを出力する。軸を左に回すと論理積
演算器７は、φ１の反転信号と立ち下がりエッジ検出器
５の論理積をとり、左回転検出信号ＳLを出力する。こ
の回路の各部の波形は、図６に示す通りである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ロータリーエンコーダ
のクリックストップ点の機械的位置に製造上、又は経年
変化によりばらつきがあると、本来図６に示す位相関係
にあるべき２相パルスが、図８に示すように正常波形か
ら論理が反転してしまう。（ａ）は右に回した場合、
（ｂ）は左に回した場合である。

【０００８】また、図９に示すように、軸を回転させた
場合、あるクリック点で瞬時に止まるわけではなく、次
のクリック点の途中まで回転してから前のクリック点に
戻って安定する場合がある。図９において、（ａ）は右
に回して次のクリック点にいく前のに元のクリック点に
戻った場合を、（ｂ）は左に回して次のクリック点にい
く前に元のクリック点に戻った場合を、（ｃ）はクリッ
クストップ点のずれたロータリーエンコーダで（ａ）と
同じ動きをした場合を、（ｄ）はクリックストップ点の
ずれたロータリーエンコーダで（ｂ）と同じ動きをした
場合を示す。

【０００９】図９の（ａ）、（ｂ）の場合には、ＳRと
ＳLが両方出力されるので、クリック点ｎからｎ＋１の
直後ｎ−１が行なわれ、クリック点ｎで停止しているの
で正しく認識される。

【００１０】しかしながら、（ｃ）と（ｄ）の場合は、
クリック点ｎで安定したのに、ＳL又はＳRが片方のみ出
力され、それにより、制御対象は、クリックｎ−１又は
ｎ＋１で停止したものと誤認してしまう。

【００１１】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、ロータリーエンコーダの回転方向を正し
く検出することができるロータリーエンコーダによる機
器制御回路を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】（１）前記した課題を解
決する第１の発明は、ロータリーエンコーダから出力さ
れる２相のパルスを受けて回転方向を検出するロータリ
ーエンコーダによる機器制御回路において、電源投入時
による極性検出器の出力と、前記２相のパルス信号の出
力を受けて反転する回路を設けたことを特徴としてい
る。

【００１３】この発明の構成によれば、電源投入時によ
る極性検出器の出力でロータリーエンコーダの２相出力
パルスの極性を反転させることにより、ロータリーエン
コーダの回転方向を正しく検出することができる。

【００１４】（２）前記した課題を解決する第２の発明
は、ロータリーエンコーダから出力される２相のパルス
を受けて回転方向を検出するロータリーエンコーダによ
る機器制御回路において、電源投入時による極性検出器
の出力と、前記２相のパルス信号を受けてその立ち上が
りと立ち下がりを検出し、立ち上がり検出器又は立ち下
がり検出器の出力を、電源投入時極性検出器の出力でセ
レクトするデータセレクタを設けたことを特徴としてい
る。

【００１５】この発明の構成によれば、２相のパルス信
号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジを検出し、そ
の出力を電源投入時の極性検出器の出力でセレクトする
ことにより、ロータリーエンコーダの回転方向を正しく
検出することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を詳細に説明する。図１は本発明によるロー
タリーエンコーダの回転方向検出回路の一実施の形態例
を示す図である。図７と同一のものは、同一の符号を付
して示す。図において、１０はロータリーエンコーダ２
からの２相出力を受けて、電源投入時の２相の極性を検
出する電源投入時極性検出器である。

【００１７】１１はその一方の入力に電源投入時極性検
出器１０の出力を、他方の入力にφ１を受ける極性反転
器、１２はその一方の入力に電源投入時極性検出器１０
の出力を、他方の入力にφ２を受ける極性反転器であ
る。極性反転器１１，１２の出力はそれぞれ立ち下がり
エッジ検出器４，５に入力されており、極性反転器１
１，１２の出力の以降の回路は、図７に示す従来回路と
同じである。このように構成された回路の動作を説明す
れば、以下の通りである。

【００１８】装置の電源投入時、電源投入時極性検出器
１０は、φ１とφ２を入力して、その位相状態をチェッ
クする。φ１とφ２が“Ｈ”レベルであった場合には、
“Ｈ”を出力し、極性反転器１１，１２に制御信号を送
り極性反転器１１，１２はφ１とφ２をそのまま出力す
る。φ１とφ２が“Ｌ”であった場合には、極性反転器
１１，１２に制御信号を送り極性反転器１１，１２はφ
１とφ２の論理レベルを反転して出力する。この極性反
転器１１，１２の出力以降は、図７に示す回路と同じで
あり、ロータリーエンコーダ２の回転方向に応じて、論
理積演算器６又は７からＳR又はＳLが“Ｈ”となる方向
検出信号を出力する。

【００１９】これによって、あるクリック点から次のク
リック点の途中で回転してから前のクリック点に戻って
安定する場合は、図９の（ａ）と（ｂ）の動作のみで、
（ｃ）と（ｄ）の動作はないので、制御対象が停止位置
を誤認することはなくなる。

【００２０】この実施の形態例によれば、電源投入時に
よる極性検出器の出力でロータリーエンコーダの２相出
力パルスの極性を反転させることにより、ロータリーエ
ンコーダの回転方向を正しく検出することができる。

【００２１】図２は本発明によるロータリーエンコーダ
の回転方向検出回路の他の実施の形態例を示す図であ
る。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。図
において、１０は電源投入時の２相パルスの極性を検出
する電源投入時極性検出器である。４はφ１の立ち下が
りを検出する立ち下がり検出器、５はφ２の立ち下がり
を検出する立ち下がり検出器、８はφ１の立ち上がりを
検出する立ち上がり検出器、９はφ２の立ち上がりを検
出する立ち上がり検出器である。

【００２２】１０はその一方の入力に立ち下がり検出器
４の出力を、他方の入力にφ２の反転信号を受けるアン
ドゲート、１１はその一方の入力に立ち下がりエッジ検
出器５の出力を、他方の入力にφ１の反転信号を受ける
アンドゲート、１２はその一方の入力に立ち上がりエッ
ジ検出器８の出力を、他方の入力にφ２を受けるアンド
ゲート、１３はその一方の入力に立ち上がりエッジ検出
器９の出力を、他方の入力にφ１を受けるアンドゲート
である。

【００２３】１４はアンドゲート１０の出力を受けるデ
ータセレクタ１、１５はアンドゲート１１の出力を受け
るデータセレクタ２、１６はアンドゲート１２の出力を
受けるデータセレクタ３、１７はアンドゲート１３の出
力を受けるデータセレクタ４である。１８はデータセレ
クタ１とデータセレクタ３の出力を受けるオアゲート、
１９はデータセレクタ２とデータセレクタ４の出力を受
けるオアゲートである。そして、オアゲート１８から右
回転検出信号ＳRが、オアゲート１９から左回転検出信
号ＳLがそれぞれ出力される。このように構成された回
路の動作を説明すれば、以下の通りである。

【００２４】この回路は、図１に示す回路の極性反転器
１１，１２の代わりに、立ち上がりエッジ検出器８，９
とデータセレクタ１〜４を追加して、電源投入時極性検
出器１０の出力で回路を切り替えるようにしたものであ
る。

【００２５】装置の電源投入時、電源投入時極性検出器
１０は、φ１とφ２を入力して、その位相状態をチェッ
クする。φ１とφ２が“Ｈ”レベルであった場合には、
“Ｈ”を出力し、データセレクタ１〜４に制御信号を送
りデータセレクタ１と２をセレクトする。この時、軸が
右方向に回転すると、アンドゲート１０の出力が“Ｈ”
レベルになり、データセレクタ１４を介してオアゲート
１８から右回転検出信号ＳRが“Ｈ”レベルで出力され
る。軸が左方向に回転すると、アンドゲート１１の出力
が“Ｈ”レベルになり、データセレクタ１５を介してオ
アゲート１９から左回転検出信号ＳLを出力する。

【００２６】一方、電源投入時にφ１とφ２が“Ｌ”レ
ベルの場合には、電源投入時極性検出器１０は、データ
セレクタ３と４をセレクトする。この時、軸が右方向に
回転すると、アンドゲート１２の出力が“Ｈ”レベルに
なり、データセレクタ３を介してオアゲート１８から右
回転検出信号ＳRが“Ｈ”レベルで出力される。軸が左
方向に回転すると、アンドゲート１３の出力が“Ｈ”レ
ベルになり、データセレクタ１７を介してオアゲート１
９から左回転検出信号ＳLを出力する。

【００２７】この実施の形態例によれば、２相のパルス
信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジを検出し、
その出力を電源投入時の極性検出器の出力でセレクトす
ることにより、ロータリーエンコーダの回転方向を正し
く検出することができる。

【００２８】図３は立ち下がり検出器の具体的構成例を
示す図である。フリップフロップ１に入る信号はφ１か
φ２である。ここで、例えばφ１が立ち下がると、その
立ち下がりをクロックでラッチするので、フリップフロ
ップ１のＱ出力は“Ｌ”になる。この“Ｌ”を次のクロ
ックでラッチするので、フリップフロップ２の出力は
“Ｌ”になる。フリップフロップ１に立ち下がりがラッ
チされ、次のクロックが来るまでの間、フリップフロッ
プ２の出力は“Ｈ”であるので、クロック１周期分の
“Ｈ”レベルのパルスが出力される。

【００２９】この場合のクロック周期は、ロータリーエ
ンコーダにチャタリングがある場合には、チャタリング
の持続時間よりも長くすると、チャタリングが除去され
る。図４は電源投入時極性検出器の一実施の形態例を示
す図である。φ１、φ２はアンドゲート２０，２１を介
してそれぞれアンドゲート２２（ゲート１），２３（ゲ
ート２）に入り、これらアンドゲート２２，２３の出力
はそれぞれＳＲフリップフロップ１（２４），２（２
５）のセット入力Ｓに入っている。また、ＳＲフリップ
フロップ１，２には、クロックとパワーオンリセット信
号が入っている。ＳＲフリップフロップ１，２の出力は
オアゲート２６に入り、該オアゲート２６の出力が前記
アンドゲート２２，２３にフィードバックされている。
そして、ＳＲフリップフロップ１のＱ出力が“Ｈ”極性
検出信号になり、ＳＲフリップフロップ２の出力が
“Ｌ”極性検出信号になる。このように構成された回路
の動作を説明すれば、以下の通りである。

【００３０】パワーオンリセット後、φ１とφ２が
“Ｈ”レベルなら、ＳＲフリップフロップ１が最初のク
ロックパルスでセットされ、極性検出信号Ｈを出力す
る。以後は、ＳＲフリップフロップ１の出力によって、
ゲート１、ゲート２が綴じられる結果、φ１、φ２が通
過できなくなり、ロータリーエンコーダを回転させても
ＳＲフリップフロップ１，２の状態は変わらない。

【００３１】また、パワーオンリセット後、φ１とφ２
が“Ｌ”レベルなら、ＳＲフリップフロップ２が“Ｈ”
にセットされ、極性検出信号Ｌを出力する。上記と同様
に、以後は状態は変わらない。

【００３２】上述の実施の形態例では、図１の実施の形
態例で立ち下がりエッジを用いた場合を例にとったが、
本発明はこれに限るものではなく、立ち上がりを利用す
るようにしてもよい。この場合、論理積演算器６，７は
両方とも正論理入力とする。

【００３３】また、上述の実施の形態例では、極性検出
器は電源投入時だけ行なった場合を示したがこれに限る
ものではなく、装置動作中も複数回行なうようにしても
よい。

【００３４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、（１）第
１の発明によれば、ロータリーエンコーダから出力され
る２相のパルスを受けて回転方向を検出するロータリー
エンコーダによる機器制御回路において、電源投入時に
よる極性検出器の出力と、前記２相のパルス信号の出力
を受けて反転する回路を設けることにより、電源投入時
による極性検出器の出力でロータリーエンコーダの２相
出力パルスの極性を反転させ、ロータリーエンコーダの
回転方向を正しく検出することができる。

【００３５】（２）第２の発明によれば、ロータリーエ
ンコーダから出力される２相のパルスを受けて回転方向
を検出するロータリーエンコーダによる機器制御回路に
おいて、電源投入時による極性検出器の出力と、前記２
相のパルス信号を受けてその立ち上がりと立ち下がりを
検出し、立ち上がり検出器又は立ち下がり検出器の出力
を、電源投入時極性検出器の出力の出力でセレクトする
データセレクタを設けたことにより、２相のパルス信号
の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジを検出し、その
出力を電源投入時の極性検出器の出力でセレクトし、ロ
ータリーエンコーダの回転方向を正しく検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロータリーエンコーダの回転方向
検出回路の一実施の形態例を示す図である。

【図２】本発明によるロータリーエンコーダの回転方向
検出回路の他の実施の形態例を示す図である。

【図３】立ち下がり検出器の具体的構成例を示す回路図
である。

【図４】電源投入時極性検出器の一実施の形態例を示す
図である。

【図５】ロータリーエンコーダを用いた機器の制御の説
明図である。

【図６】一般的なディジタル方式ロータリーエンコーダ
の出力波形を示す図である。

【図７】一般的なロータリーエンコーダの回転方向検出
回路を示す図である。

【図８】クリックストップ点のずれたロータリーエンコ
ーダの出力波形を示す図である。

【図９】次のクリック点に行く前にもとのクリック点に
もどった場合のロータリーエンコーダの出力波形を示す
図である。

【符号の説明】

２ ロータリーエンコーダ ４ 立ち下がりエッジ検出器 ５ 立ち下がりエッジ検出器 ６ 論理積演算器 ７ 論理積演算器 １０ 電源投入時極性検出器 １１ 極性反転器 １２ 極性反転器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータリーエンコーダから出力される２
   相のパルスを受けて回転方向を検出するロータリーエン
   コーダによる機器制御回路において、 電源投入時による極性検出器の出力と、前記２相のパル
   ス信号の出力を受けて反転する回路を設けたことを特徴
   とするロータリーエンコーダによる機器制御回路。
2. 【請求項２】 ロータリーエンコーダから出力される２
   相のパルスを受けて回転方向を検出するロータリーエン
   コーダによる機器制御回路において、 電源投入時による極性検出器の出力と、前記２相のパル
   ス信号を受けてその立ち上がりと立ち下がりを検出し、
   立ち上がり検出器又は立ち下がり検出器の出力を、電源
   投入時極性検出器の出力の出力でセレクトするデータセ
   レクタを設けたことを特徴とするロータリーエンコーダ
   による機器制御回路。