JPS6229220A - 光学的コ−ド読取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インクリメンタル式光学コード読取り装置、
よシ詳細には、インクリメンタル式光学的コードがコー
ドトラックを備えるディスクに担われ、その読取りがダ
イアスコピー、すなわちディスクの透明ゾーンと不透明
ゾーンとの読取り差によって有利に遂行される装置に関
する。

〔従来の技術〕

かかるインクリメンタル式読取シ装置は、細かい透明ゾ
ーンと不透明ゾーンを交互に連続して持つ、同心円状の
数本のトラックを含むディスクと組合わされて、該トラ
ックの全本数を照射するために適用された少なくとも１
個の光源と、正確な表現では「コード読取シ装置装立体
」と呼ぶべきもので、ある組立て品の相互に動き得る２
個の要素の一つに該ディスクが取付けられているその２
個の要素間の増分的に読んだ相対角度位置を表わす電気
・ｅルスを、該相対角度の原点を決めるためのいわゆる
ゼロブリップと共に発生する読取り装置組立体とを含ん
でいることが公知である。

インクリメンタル式の光学コード読取り装置は、益々広
く使用され、その応用面の一つ（本発明の特に適するも
の）は、ロヂソトの各可動エレメントに読取り装置を１
個ずつ備えて、該可動エレメント間でインクリメンタル
な読取シによる角度位置決定を行うことへの応用である
。

本発明は、特にダイアスコピー、すなわち透明度による
コードディスクの読取りに適するが、その他に反射によ
るコードディスクの読取シや、さらにはコード条帯の読
取シにも適する。この場合には角度の測定ではなく、一
方が他方に対して直線運動をしうる２つのエレメントで
、その１つにコード条帯が付されているエレメント間の
相対直線運動を測定する。

以下、本記述は数本の同心円状トラックを有するコード
ディスクのダイアスコピーによるインクリメンタル式の
読取シの場合に限ることにする。

従来、コードディスクのインクリメンタル式の読取シを
行うための装置は、一方では、可視光線と近赤外線（近
赤外線は光検知器、特にシリコン・フォトデテクタに最
高感度を与える帯域）を含む広範なスペクトルに亙る光
を発するフィラメント電球であって、適切な光学系を通
じて該ディスクのトラックの全体を照射するものに構成
されるか、又は一般に近赤外線（０，８ないし０．９ミ
クロン帯の）を発する発光ダイオ−ｒの集合体によって
構成される。少なくも１個の光源を含み、他方では、正
確に言えばコード読取り装置組立体であって、コードデ
ィスク及び該単数又は複数の光源と協働し、そしてトラ
ックの数に等しい数の一連の光検知器を含む、正確に言
うとコード読取シ装置組立体というべきものを含んでい
る。その場合、これらの光検知器は、個別部品の形で構
成されるか共通チップ中に配置されているフォトダイオ
ードかフォトトランジスタであシ、そのいずれの場合で
も、光源が発光ダイオードで構成される場合には、光検
知器の数は発光ダイオ−Ｐの数に等しい。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の技術による光検知器は非常に弱い信号しか発生し
ないので、その後には増幅器、よシ詳細に言えば、プリ
ント基板上に集積回路に個別部品を添えて配線して構成
した市販の演算増幅器を後続させているか、さもなくば
コードトランクと同数の増幅器とこれも同数の光検知器
を含むハイブリッド回路か又は独特の前拡散回路を付属
させているＣ以下、読取シチャンネル、すなわち、コー
ドディスクの各トラックのチャンネル忙就いて述べる）
。

各チャンネルには、該増幅器は通常、当該チャンネルに
該当するトラックの各透明ゾーンに対応して急峻な前線
をもつ・ξルスを出す、シュミットトリガ型のトリガに
よって一般に構成される整形回路を後続させている。そ
のシュミットトリガ組立体は、同一ケース中に配置され
ることが好都合であシ、さらに好都合なのは、増幅器組
立体とシュミットトリガ組立体の全体が、ハイブリッド
技術か前拡散回路技術を用いて同一ケース中に配置され
ることである。さらに、各シュミットトリガのためすな
わち各チャンネルのために、各光検知器の感度の相異に
関わシなく各チャンネルの正確な作動と、後続電子ユニ
ットの正確なスイッチングを確保するために、各トリガ
のトリガリンダ境界値を調整するための調整素子を備え
る必要がある。

実際、光検知器から増幅器、シュミット回路と続くつな
がりによって各チャネル毎に得られた情報を伝達する前
に論理処理を施すことが、コード読取シ装置の応用面を
広げるために不可欠である。

特に、各ブリップの初期時間の一定性を確保する手段が
ゼロブリップを較正するために一般に備えられ、これに
よってインクリメンタル式の読取り開始点の設定が確保
される。

該読取り装置からの情報の伝送は、インターフェース回
路として市販のチップによって構成されるライントラン
スミッタとレシーーζを用いれば済むものである。最後
に、電源電圧が読取シ装置と光源の内部で調整され平滑
化される。

さらに、大概の場合、広い温度範囲に亙っての該組立体
の正確な動作を確保するために、単数あるいは複数の光
源の動揺や漂動を補正する必要がある。

一方で電源及びその電圧調整並びに平滑化の手段によっ
て構成され、また他方では光源の動揺を補正するための
この組立体は、市販の部品で普通に構成される。

以上に記載したインクリメンタル式の読取り装置は、普
通の構成によれば、限られた信頼性しか得られないにも
拘わらず、多数の部品を要し、プリント基板に配線され
たものはかなりの容積を占めかつ比較的高価である。

これらの欠点を解消するためには、該電子部分（増幅器
、シュミットトリガ、論理手段）をハイブリッド化する
か、さもなくば該電子部分を幾つかの大きい機能ブロッ
クとして構成し、その際各ブロックを前拡散回路の形に
構成するか、あるいはハイブリッドと前拡散回路の混成
物に構成することが提案されている。

以上の３種の解決策によれば所要容積が削減され信頼性
も向上するが、しかしインクリメンタル式のコード読取
り装置組立体（正確に言えば光源とそれに組合わされる
読取シ装置）の値段は実際的には下がらない。

本発明は、この公知の読取り装置の前記の３要素（所要
容積、信頼性、価格）を所要容積を減少し、信頼性を増
し、価格を低減することによって同時に改善する一方、
さらに、システムの複雑さを増さずに該読取り装置組立
体をテストし得ること、及び／又は該インクリメンタル
式の光学コード読取り装置の分解能を、コードディスク
を変更せずに簡単なプログラム操作だけで選択すること
が出来るようにすることを目標としている。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この目的で、本発明によれば色々の部品すなわち光電子
部品（光検知器）、アナログ部品（増幅器など）、論理
部品（トリガ、ゲートなど）及びインターフェース部品
（スリーステート・ゲートなど）が１つのチップか又は
出来るだけ少数のシリコンチップに集積出来るように構
成されており、さらに、このチップ上には正確に言えば
、読取シ装置組立体と言うべきものなテストするための
手段、及び／又は読取り装置の分解能を選ぶ手段や、多
分その他の機能を与える手段も備えられる。従って、該
読取り装置の信頼性が向上し、変動も減る一方、その大
きさと価格もかなり低減する。

本発明は、インクリメンタル式光学的コード読取シ装置
を提供するものであるが、この読取シ装置は、これに対
し相対的に動く１個のエレメントで、かつ受けた光を２
種類の再伝送光にする連続した単位ゾーンを有する第１
の一連のｎ本のトラックと、各トラックが、第１の一連
の各トラックに対し補完的にコード化されている第２の
一連のｎ本のトラックを含むエレメントと協働するため
の装置であシ、そしてこれら２連のトラックを照明する
ための光源と、該照明光が該各トラックの単位ゾーンに
よって再送されるか否かを判定する為の照明判定手段で
あって、１個ないしｐ個（ｐは小さい整数）のチップに
担われており、一方ではコード化されたエレメントの各
トラックに対して、１対のフォトダイオードと、２個の
入力端が該２個のフォトダイオ−Ｐが発する信号を受け
る差動増幅器と、該差動増幅器の出力端から受ける信号
に急峻な前縁を付与するトリガとを含み、他方では、前
記トリガの出力を受け、そして、π／２の位相差を持つ
２チャンネルと較正済みのブリップに対する信号で、位
置表示信号である、少なくも３つの出力を送出する電子
的組立体を含んでいる。

好ましい実施態様に於いては、コードを担うエレメント
がディスクであり、該コー１の不透明ゾーンか透明ゾー
ンかの読取りが、ダイアスコピー、すなわちディスクの
透明ゾーンは透過し、不透明ゾーンは透過しない光によ
って行われる。

さらに、次の諸事項が好都合である。

該差動増幅器が、実際は、対をなす２個のフォトダイオ
ードの一つずつの出力を各々が受ける並列の２個の増幅
器と、前記２個の並列配置の増幅器の一つずつの出力を
それぞれ入力する２つの入力端を有する比較器とによっ
て構成されていること、 増幅のずれが、一方では該差動増幅器から出る信号の立
上がり部、他方では立下がり部によって生ずるトリガ作
用に与えられること、すなわち、この差動増幅器の好ま
しい実施態様に於いて、比較器がヒステリシスを有する
こと、該読取り装置が、該フォトダイオ−Ｐの出力端又
は該差動増幅器の入力端に「１」かｒＯＪのピッ）ｌ／
ベルを任意にシミュレートさせる目的の信号を該フォト
ダイオード又は該差動増幅器の入力端に供給するための
手段を含むこと、該電子的論理ゲート組立体も、第４の
出力端に、該読取シ装置に対して相対的に動くエレメン
トの運動の相対速度を表わす最大周波数信号を送出する
こと、 該読取り装置が、一方では、相対的に動くエレメントに
備えられているトラックの他に、論理の組合わせによっ
て仮想的なトラックを発生するための付加的ゲートを該
電子的論理ゲート組立体中に含み、他方では、エレメン
トの実在のトランクか又は前記の方法で発生し得る仮想
トラックから選んだ仮想トラックかのいずれかを動かせ
るために、これらの付加的ゲートを制御する手段を含む
こと、 以上である。

本発明は、さらに以下の補足説明と添付図面によってよ
り良く理解されるであろう。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例に就いて図面を参照して説明する
。

最初に、第１図と第２図を参照すれば、これには完全に
集積された、１４チャンネルの読取り装置の全体と一部
分とがそれぞれに図示されていて、この装置がＶｌから
Ｖｌ４までの１４個の読取りチャンネルを持つシステム
１を含んでいることが分かシ、これらのチャンネルの１
つが第２図に詳細に示されている。

各読取シチャンネル（第２図）は、まず、差動的に働く
、１対の、大きさが８０ないし１００ミクロン角のフォ
トダイオ−Ｐを含み、そして、ヘシ クは第１連のトラックの対応するゾーンに対する補完的
なゾーンを持っている。

ダイオード２ａ　、２ｂの各々の出力は増幅器３ａ、３
ｂでそれぞれ増幅され、該２個の増幅器のそれぞれの出
力は、比較器６の入力端４３゜４ｂに接続されている。

交番出力である比較器６の出力は、その出力が矩形波信
号になるシュミットトリガ型のトリガ７によって整形処
理を受ける。

比較器６は、平衡状態近くで起こる発振を防ぐためにヒ
ステリシスを含んでいるが、これに就いては後で、第３
図、第４図の説明で触れる。

しかし、第２図の説明を終わる前に、第２図には隣のチ
ャンネルの一部分、すなわちフォトダイオード２Ｃと増
幅器３Ｃが示されていること、及び１４組のフォトダイ
オードが僅かの面積しか占めないことを示すためにフォ
トダイオードに関してその概略の距離が示されているこ
とに触れる必要がある。特に、１つのチャンネルの幅が
３５０ミクロンに過ぎないということが分かる。

最後に、第２図の３ａ　、３ｂのような増幅器の入力端
か、さもなければ、第２図の２ａ、２ｂのようなダイオ
ードの出力端に、ｒｌＪか「０」のミλ ピットをシーレートするために、テストユニット（図示
せず）をチャンネルＶｌからＶｌ４までの初めの部分に
働かせるように適用されてもよい。

第３図には、差動増幅器６の出力であって、読取シチャ
ンネルの一つ（例えばチャンネル１）の出力を表わす２
つの極端な振幅の信号、ＡｍａＸとＡｍ１ｎが示されて
いる。信号Ｂｍａｘは、信号Ａｍａｘ（又はＡｍ１ｎ）
とπ／２の位相差のある、最大振幅の出力を表している
。

トｊツガのヒステリシスは、トリガ７の両トリガ点のう
ち、立上がり時のトリガ点（水平線Ｃ１上）と立下がシ
時のそれ（水平線Ｃ２上）の間の振幅の差りによって示
される。この２本の水平線Ｃ１と０２は横座標Ｏｘの両
側に破線で示されておシ、その振幅は縦軸Ｏｙにそって
プロットされている。曲線ＡｍａＸ、Ａｍ！ｏ１Ｂｍａ
ｘと立上がり時には水平線Ｃ１、立下がシ時には水平線
Ｃ２との交点はこれらの点によって示されている。これ
らの点はトリガ７のトリガ点である。

第３図に示す信号は各チャンネルのシュミットトリガす
なわちフリップフロップ７の入力を形成し、一方、第４
図にはこれら出力信号で矩形波信号に整形されたものが
示されている。トリガ出力端に於いては、ＡｍａＸは”
ｍａｙに、Ａｍ１ｎは”ｍｉｎになっている。振幅最大
の信号Ａｍａｘと最小の信号Ａｍ１ｎは、それぞれ信号
”ｍａｘと”ｍｉｎにわずかな時間ずれしか伴わずに変
換サレ、Ａ’ｍａｘ　トＡｍ１ｎのサイクル比は入力信
号Ａｍ１ｎとＡｍａｘとの振幅差には無関係であるとい
うことが容易に分かる。

第４図にはトリガ７の入力信号Ｂｍａｘ　Ｋ対応する出
力信号Ｂ’ｍ　ａ　ｘが示されており、このＢ’ｍａ　
ｘはＡ’ｍ　ａ　ｘやにｍｉｎとπ／２だけの位相差が
ある。

この図には１周期の持続時間はｐで示されている。

また第１図の説明に戻って、図の組立体１は、その各々
が第２図の２　ａ−３ａ、　２　ｂ−３ｂ。

６．７のチャネルと全く同じ１４個のチャンネル、Ｖｌ
　、Ｖ２　、Ｖ３　、・・・Ｖｌ３．Ｖｌ４によって構
成されている。

電子的論理ゲート組立体２が正確に言った読取り装置組
立体のチャンネルｖ１ないしＶｌ４の出力端と４個の出
力端Ｓ　１　、　Ｓ　２　、　Ｓ　ｓ　、Ｔ。

との間に配置されている。これらの゛出力端は、出力端
Ｓ１とＳ２は、π／２の位相差のある２つの信号から、
位相の進んでいる方の信号を見付けることによって、コ
ードディスクの回転方向を検出することが出来るように
、π／２の位相ずれを持つ２つのチャンネルに出力信号
を送り出すために備えられている。

出力端Ｓｓは、チャンネルｖ１ないしＶｌ４よシ導き出
される特別のチャンネルに関するもの。この特別のチャ
ンネルは、後述のように、最大速度すなわち最大周波数
に於けるもので、コードディスクの相対回転速度に関す
る回転計的情報を与えるものである。

出力端Ｔｏは、更正済みのゼロブリップ信号を送り出す
ためにある。

出力８１．Ｓ２．Ｓｓ、及びＴｏはスリーステート型の
ものであり、そして、これらは端子ＣＢから制御される
。

該電子的組立体２は、垂線のベースがある半円で描かれ
るＡＮＤゲート、槍形のＯＲゲート、左側に二重線付き
の槍形の排他的ＯＲゲート及び前出の各種ゲートの入力
端か出力端に小さい円が付されているＮＯＮゲート（反
転作用を持つ）。

これらのゲートは、単一の出力端を持ち、この出力端は
、 ＡＮＤゲートは、総ての入力端が同時に信号供給された
時に、 ＯＲゲートは、少なくも１つの入力端が信号供給された
時に、 排他的ＯＲゲートは、１つとも５１つだけの入力端が信
号供給された時に、 ＮＯＮゲートは、単一の入力端が信号供給されない時に
、 信号が現れるということが想起されるだろう。

この電子的論理ゲート組立体２の第１の任務は、正確な
言い方の読取シ装置組立体ｌの出力端ｖ１ないしＶｌ４
から出力８１．Ｓ２．Ｓ３．Ｔ。

に信号供給することである。

次の任務は、蝕刻された実在のトラックからの出力を論
理的組合わせで仮想トラック（コートトラック上に蝕刻
されていない）を発生することであり、この仮想トラッ
クによって、合理的にコードディスクに蝕刻し得る限界
の分解能を倍加し得、かつ読取りチャンネル数を節減す
ることが出来る。

これは実在又は仮想の分解能のゼロブリップを較正する
のにも役立つ。

第１図による読取りを機能するために、ゲート間の接続
が、あるものは実線で又あるものは破線で示されている
ことに気付く。（集積回路の場合はこれらの２種類の結
線は、例えば別の層に分けて行われる） 次に、第１図のゲートの性質と相互接続に就いて説明す
る。

各々が２個ずつの入力端を持つ、６個の排他的ＯＲゲー
ト、８ａ、８ｂ、−・Ｂｅ、８ｆは、組立体１から出る
チャンネルおよび次に述べるゲート８の出力によって駆
動される。すなわち、８ａはｖｌとｖ２．８ｂはｖ４と
ｖ５．８ｃはｖ８とＶ９．８ｄはＶＩＯと８ｂの出力、
８ｅは８ｄの出力と８ｆの出力、最後に８ｅｌｄＶ１１
ないし第３表の真理値表に、ｘ＋ｙで表されている、入
力Ｘ、Ｙに対する一致機能を示すため、８ａないし８ｆ
の６個の排他的ＯＲゲートの出力端には小さい丸が付い
ていることに気付く。

また「＋」の符号は排他的ＯＲ機能を表すものである。

各々が３個の入力端を有する８個のＡＮＤゲート９ａ、
９ｂ、−９ｇ、９ｈは、チャンネルｖ１ないしＶ１４か
シリーズ８の他のゲートの出力（反転後の）とシリーズ
９のゲートの出力によって駆動される。これを詳細に挙
げる。

グー）９ａｌｄＶ１　、Ｖ２　、Ｖ３を、ゲート９ｂは
、Ｖ３．Ｖ６とゲート８ａの反転後の出力を、グー）９
ｃは、Ｖ３．Ｖ４．Ｖ６を、ゲート９ｄは、グー）８ｃ
の反転後の出力とゲート９ａ　。

９ｃの出力を、ゲート９ｅはＶ８．Ｖ９とグー）９ａの
出力を、グー）９ｆはグー）８ｄとゲ−）８ｆのそれぞ
れ反転後の出力とグー）９Ｃの出力を、グー）９ｇはＶ
ｌｌ、Ｖ１２及びゲート９ａの出力を、最後にゲート９
ｈはｖ１３゜Ｖ１４及びグー）９ｂの出力をそれぞれ受
ける。

２個の入力端を持つグー）１０ｐ、ＩＯＱ以外はそれぞ
れが４個の入力端を持つ、１６個のＡＮＤゲーグーｏａ
、１０ｂ、−・−１０ｙ、１０ｚは、一方ではチャンネ
ルｖ１ないしＶ１４あるいは８シリーズゲートの反転後
の出力と９シリーズゲートの出力を受け、他方では分解
能をプログラムするための３個の端子、ＰＡ　、　ＰＢ
　、　ＰＣから３つの命令を、（又は、ゲート１０ｐ、
１０ｑのための出力Ｓｓに対する最高周波数をプログラ
ムする端子ＰＥからただ１つの命令を）受ける。

１０シリーズのＡＮＤゲートのあるものは、抑制信号（
小さい丸で示す）を含んでいることに気付くだろう。

これらの１０シリーズゲートの入力を示す下表には、抑
制ゲートへの入力には傍線が付されている。

ｔｕｃ　　　　　　　ｖｚとｌ’Ａ　、　ＦＢ　、　Ｆ
Ｕｌｏｄ　　　　　　　８ａの反転出力とＰＡ　、　Ｐ
Ｂ　、　ＰＣｌｏｅ　　　　　　　９　ｂｏ出カドｐ　
Ａ　、　Ｐ　Ｂ　、　Ｐ　Ｃｌ０ｆ　　　　　　　Ｖ　
４とＰＡ、ＦＢ、ＰＣＪｏｇ　　　　　　　９ｃの出力
とＰＡ、ＰＢ、ＰＢｌｏｈ　　　　　　　Ｖ５とＰＡ、
ＦＢ、ＰＣｌｏｉ　　　　　　　　Ｖ６とＰＡ　、ＰＢ
　、下で１０ｊ　　　　　　　　８　ｃの反転出力とＰ
Ａ、ＰＢ、ＰＣｌｏｋ　　　　　　　９ｄの出力とＰＡ
、ＰＢ、ＰＣｌｏｌ　　　　　　　Ｖ　７とＰＡ、ＰＢ
、ＰＣｌｏｍ　　　　　　　Ｖ８とＰＡ、ＰＢ、ＰＣＩ
ｏｎ　　　　　　　９ｅの出力とＰＡ、ＰＢ、ＰＣｌｏ
ｏ　　　　　　　Ｖ９．！：ＰＡ　、　ＰＢ　、　Ｐで
１０ｐ　　　　　　　８ｅの反転出力とＶ丁ｔｏｑ　　
　　　　　８ｆの反転出力とｐＦＪｌｏｒ　　　　　　
　８ｄの反転出力とＰＡ、ＰＢ、ＰＣｌｏｓ　　　　　
　　９　ｆの出力とＰＡ、ＰＢ、ＰＣｌｏｔ　　　　　
　　８　ｆの反転出力と”ＰＡ、ＰＢ、ＰＣｌｏｕ　　
　　　　　　ＶｌｌとＰＡ、下Ｂ、ＰＣ１０Ｖ　　　　
　　　９ｇ（７）出力とＦＡ、ＰＢ、ＰＣｌｏｗ　　　
　　　　　Ｖ１２とＰＡ、下Ｂ、ＰＣ１０ｘ　　　　　
　　Ｖ　１３とＰＡ　、　ＰＢ　、　ＰＣｌｏｙ　　　
　　　　９ｈの反転出力とＰＡ、ＰＢ、ＰＣｌｏｚ　　
　　　　　Ｖ　１４とＰＡ、ＰＢ、ＰＣ７個のＯＲゲー
トのうち、ｌｉｄだけは入力端が２個であるが、それ以
外はいずれも４個の入力端を備えている、ＯＲゲグーＩ
ｌａ、ｌｌｂ。

・・　ｌｌｆ、ｌ１ｇは、第１０シリーズのＡＮＤゲー
トの出力を下記のように結合する。

ゲートｌｌａはゲート１０ａ、１０ｄ、１０ｆ。

１０ｊ　の出力を受ける。

ゲートｌｌｂはゲート１０ｂ、１０ｅ−１０ｇ。

１０ｋ　　の出力を受ける。

ゲート１１ｃはグー）　１０ｃ、１０ｈ、１０ｉ　。

１０１　　の出力を受ける。

ゲートｌｉｄはゲート１０ｐと１０ｑの出力を受ける。

ゲートｌｉｅはゲート１０ｍ、１０ｔ、１０ｕ。

１０ｘの出力を受ける。

ゲートＩｌｆはグー）　１０ｎ、１０ｓ、１０ｖ。

１０ｙの出力を受ける。

ゲートｌ１ｇはゲート１０ｏ、１０ｒ、１０ｗ。

１０ｚの出力を受ける。

シリーズ１０の１つのＡＮＤゲートは１つの入力端に信
号供給をし、しかもその相手はシリーズ１１のＯＲゲー
トの１つだけであるということに気付くだろう（シリー
ズ１０のＡＮＤゲートの数は２６個であり、他方、ＯＲ
ゲートの入力端の数も２６個ある。６個のＯＲゲートが
各４個、１個のＯＲゲートだけは２個の入力端を持つの
で、４Ｘ６＋２＝２６．勘定）。

シリーズ１１の７個のＯＲゲートのうち、１１ａ、ｌｌ
ｂ、Ｉｌｃ、ｌｉｅ、ｌｌｆ、Ｉｌｇの６個の出力は各
々が２個の入力端を有する３個のＯＲゲート、１２ａ、
１２ｂ、１２ｃによって結合がとられる。

ゲート１２ａはゲートＩｌａとｌｉｅの出力を受ける、
ゲート１２ｂはゲートｌｌｃとＩｌｇの出力を受け、ゲ
ート１２ｃはゲートｌｌｂと１１ｆの出力を受ける。

ゲート１２ａと１２ｂの出力端は、端子ＣＢから制御す
ることの出来るそれぞれの増幅器１３ａ、１３ｂによっ
て出力端８１．Ｓ２にそれぞれ接続がとられており、一
方ゲート１１ｄの方は、これも端子ＣＢから制御出来る
増幅器１３ｃの出力端Ｓｓに信号供給をする。

この電子的な論理ゲート組立体２は、最後に、それぞれ
２個の入力端を持つ２個のＡＮＤゲート、１４ａと１４
ｂを含んでいて、これらの出力端は２個の入力端を備え
る１個のＯＲゲート１５と結合されている。

ゲート１４ａはチャンネルｖ７を受ける一方でゼロブリ
ップのプログラム作業を確保する信号を端子ＰＤから受
ける。

ゲート１４ｂの方はグー）１２ｃの出力を受ける一方、
前記と同じ端子ＰＤからゼロブリップをプログラムする
信号を受ける。

このＯＲゲート１５の出力は、端子ＣＢから制御出力信
号を受は取るステー）１３ｄの・々ソファ３を通じて最
後にはゼロブリップの出力端Ｔｏ　まで送られる。

第１．２．３表は第１図の回路図に対する真理値表であ
って、π／２だけ位相のずれている２つのチャンネルと
、ゼロブリップ及び最も速いチャンネルすなわち速度計
チャンネルにそれぞれ対応するものである。

第１．２．３表には、それぞれ出力信号を与える真理値
表が示されておシ、第１表は８１゜Ｓ２の、第２表はＴ
ｏ（ゼロブリップ）の、第３表はＳｓのそれぞれ出力信
号に対するものである。

第　　１　　表 第　　２　　表 第　　３　　表 ■排他論理和 論理積 第１表で、Ｓｌと８２への信号の出力をトリガする制御
信号は端子ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ，ＰＤ、ＰＥから到来し、
これらの端子が起動されているかどうかによって端子Ｓ
１と８２への出力が異なる。起動状態は数字ｒＬＪで、
起動されていない状態は数字「０」で示され、起動の有
無が関係しない場合は文字ｒＸＪが示めされている。「
１」。

１−ｏＪ、「ｘＪの指示は端子ＰＡ　、　ＰＢ　、　Ｐ
Ｃ、ＰＤ　、　ＰＥの各相当欄に示されている。

出力Ｓ１と８２の欄には、排他的ＯＲとＡＮＤゲートの
ための普通の信号を用いるｖｌからｖｌ４までのチャン
ネルを表す１かも１４までの数字が見られる（排他的Ｏ
ＲとＡＮＤは第１表ないし３表の下の部分に指示されて
いる通りで、ＮＯＮゲートの反転機能に対しては傍線が
付されている）。

第２表、３表では出力端ＴｏとＳｓ対して第１表に於け
ると同様の符号が使用されている。

要するに、第１表ないし３表は実際的な理由から、図表
の形にしたが、これは本記載の肝心な部分を構成するも
のであって、端子ＰＡ　、　ＰＢ　。

ＰＣ，ＰＤ、ＰＥのどれが発動されるチ４によって、出
力端子Ｓｌ、Ｓ２．Ｔｏ、Ｓｓ　　に利用できるのは、
どのチャンネルか又はどのチャンネルの論理の組合わせ
かをこの表から読取ることが出来る。

前記の出力端に、現実のままか又は組合わされて現れる
入力信号１ないし１４（チャンネルＶ１ないしｖｌ４の
）は、コードディスクと読取シ装置の相対位置をディス
クの蝕刻に関して表わす。

第５図には読取りシステムから出る論理信号（信号Ａ、
Ｂ、Ｃ，Ｆ、Ｈ）とその他に論理組合わせによって得ら
れる論理信号（信号り、Ｅ、Ｇ、Ｊ、に、Ｌ、Ｍ　）が
示されている。

第５図のこれらの信号は、模範的には次のようにして形
成される。

（ａ）読取りシステムから出る信号 信号ｒＡＪは、１／２，６００回転に１個のブリップを
持つチャンネルｖ３から構成される。

信号ｒＢＪ及びｒｃＪは、１回転当す１２５０周期を持
ち、π／２の位相差のあるＶ４　、Ｖ５でそれぞれ形成
される。

信号ｒＦＪは１回転当Ｉ）２５００周期のチャンネルｖ
ｉｏから形成され、このＶＩＯとｖｌ２（信号「ｒ」）
とはπ／２の位相差がある。

信号ｒＴ（Ｊと［Ｊは１回転当り２５００周期を持ち、
互いにπ／２の位相差のあるチャンネルＶｌｌとｖｌ２
でそれぞれ形成される。

（ｂｌ論理の組合わせによって得られる論理信号信号ｒ
ＤＪは反転排他的ＯＲ回路（一致機能）中でチャ７ネル
ｖ４とＶ５（信号ｒＢＪと「Ｃ」）を組合わせて得られ
る、１回転当だｐ２５００周期の信号。

信号「Ｅ」は、ＡＮＤゲートでチャンネルＶ３゜Ｖ４．
Ｖ５（信号「Ａ」汀Ｂ」汀Ｃｌ　’）を組合わせて得ら
れる。１回転１２５０周期のためのゼロプリツノ。

信号ｒＧＪは、得られたｒＤＪ信号信号ャンネルＶＩＯ
（信号ｒＦＪを反転排他的ＯＲ中で得られる、１回転の
周期数が５０００の信号。

信号「Ｊ」は、チャンネルＶｌｌとｖｌ２（信号ｒＨＪ
と「■」）を反転排他的ＯＲ中で組合わせて得られる信
号であって、信号ｒＧＪとはπ／２の位相差を持ち１回
転当りの周期数が５０００の信号。

信号ｒＫＪは、チャンネルＶ３．Ｖ４．Ｖ５．Ｖｌｌ。

ｖｌ２（信号ｒＡＪＪＢＪ汗Ｃ」汀Ｈ」汀工Ｊ）、ある
いは、さらに正確に言うと、１回転１２５０周期数のブ
リップ信号である信号ｒＥＪとチャンネルｖ１１とｖｌ
２をＡＮＤＮ−ゲート中合わせて得られる。１回転当り
の周期数２５００のためのゼロプリツノ。

信号ｒＬＪは、１回転１２５０周期のブリップ信号「Ｅ
」を１回転５０００周期の２信号、ｒＧＪと「Ｊ」にＡ
ＮＤ　ゲート中で組合わせて得られる、１回転５０００
周期のためのブリップ。

信号ｒＭＪは、１回転５０００周期の信号ｒＪＪとｒＧ
Ｊとを反転排他的ＯＲ回路中で組合わせて得られる、１
回転１００００周期の信号である。

端子ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ，ＰＤ、ＰＥ、をプログラムする
ことによって、端子Ｓｔ、Ｓ２．Ｓｓ、Ｔｏ　　に次の
ものが得られることが分かる。

端子Ｓｌ、Ｓ２．Ｔｏに、π／２の位相差のある１２５
０周期／回転の２チャンネル（信号ｒＢＪと「Ｃ」）に
較正済みのゼロブリップを伴って得られること。

端子Ｓｌ、Ｓ２．Ｔｏに、π／２の位相差のある、２５
００周期／回転の２つのチャンネル（信号ｒＨＪと「工
」）が較正済みのゼロブリップｒＫＪを伴って得られる
こと。

端子Ｓ１　、　Ｓ　２　、　Ｔｏに、π／２の位相差の
ある、５０００周期／回転の２つのチャンネル（信号ｒ
ＧＪと「Ｊ」）に較正済みのゼロブリップｒＬＪを伴っ
て得られること。

端子Ｓｔ、Ｓ２に於ける周期数のいかんにかかわらず、
端子Ｓｓに周期数５０００又は１００００のチャンネル
が得られること（Ｓｓで利用できるこのチャンネルは、
特に速度的すなわち回転速度の情報を供給する目的のも
のである）。

以上の結果として、１枚のコーＦディスクの僅か６本の
読取りチャンネルでしかもそのチャンネルは２５００以
下の周期数の蝕刻のものを用いて、３枚のインクリメン
タル式のコードディスクの１２本のトラック（１枚当た
り３本ないし５本）で得られる情報に匹敵する情報を得
ることが出来る。

実際問題、該インクリメンタル式読取り装置が１４チャ
ンネル（Ｖｌないしｖ１４）を使用することは、与えら
れた大きさのコードディスクに対する分解能の限界と需
要家から最も多く要求の出る分解能の値との両面を考慮
して最適である。

第４．５．６表に、コードディスク３枚の場合の分解能
の例を挙げて置いた。第４．５．６表は本発明によるイ
ンクリメンタル式読取り装置と協働するＩ、ＩＩ、ＩＩ
Ｉ号の３枚のコードディスクの分解能を示す図である。

第　　４　　表 第５表 第　　６　　表 その読取り装置を用い、ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ，ＰＤ。

ＰＥの各欄は同参照符号の端子に対応し、そして「１」
は端子の起動状態、「０」は無起動状態を表す。Ｒの欄
は分解能である。

第４表には、２３番サイズ（直径５８朋のもの）の１号
コードディスクであって、端子Ｓ１と８２に、これ忙よ
って１回転当り１０００．１２５０．２０００，２０４
８，２５００，３６００．５０００の周期数の分解能が
得られる。π／２の位相差を持った２つのチャンネルを
与え、端子Ｔｏには較正済みの特別のブリップ（３０°
）を与え、端子Ｓｓには１回転当たり５０００か１００
００の周期数を与えるゴー１デイスクが示されている。

これは２３番ディスクでは最高の品位のものである。

第５表には、同じ２３番サイズ（直径５８朋）のディス
クであって品位が劣る別の■号コードディスクが示され
ている。これは、端子Ｓ１と８２に、これによって１回
転当たシ２００　、２５０　。

４００．５１２，５００，７２０，１０００．１０２４
の周期数の分解能が得られる、π／２の位相差をもった
２つのチャンネルと、Ｔｏにブリップ、Ｓｓに回転当た
り１０００か２０００の周期数を与えるディスクである
。

第６表には、直径が小さい１１番サイズ（直径２７．、
）の■号コードディスクで、ｉ＋ｓｔと８２に、１回転
当たり１００，２５０，３６０゜５００．５１２　　の
周期数の分解能が得られる、π／２の位相差を持つ２つ
のチャンネルを与え、端子Ｔｏには較正済みのブリップ
を、Ｓｓには５００又は１０００の周期数を与えるディ
スクが示されている。

第７．８．９表には、第４．５．６表の各■。

ｆｆ、Ｉ［Ｉ号ディスクの分解能と別のチャンネル、Ｖ
ｄｌ、Ｖｄ２．−−−Ｖｄ１３．Ｖｄ１４　　との関係
が示されている。

第　　７　　表　　　　　　　　　第　　８　　表第　
　９　　表 第１図の、正確に言えば読取り装置組立体と言うべきも
のは、単一の発光器、例えば近赤外線領域の発光をし、
電源Ｖ。０に接続された簡単な抵抗器から給電されるＡ
ｓＧａダイオ−１と連係して動作する。このダイオード
からの光は、適当な光学系とコードディスクの透明ゾー
ンを通して第１図の集積回路を照明する。第１図の集積
回路は、赤外線に対して透明なコーティングを施すか、
又はガラス窓つきのチップ中に収容することによって保
護される。

第１図による集積回路は、ＣＭＯ８技術によって１５−
以下の小面積のシリコン上に有効に構成された実績を持
っている。かかる集積回路は、毎秒１００００周期の読
取シ能力がある。その伝送は通常の手段で出力段Ｓｌ、
８２．Ｓｓ、Ｔｏ　　を通じて行われる。

本発明によれば、１個又は少数個数のチップ上に完全に
集積化された、インクリメンタル式の光学的読取り装置
を、占有面積も価格も消滅され、しかも非常に高い信頼
性、安全性を備えた構成にすることが可能になる。さら
に、該回路は回路試験機能や、回転の方向や速度を測定
するというような付加的機能をも備えさせることが可能
である。

該２チャンネルと該ブリップが必要とするスペースは非
常に小さいので、単一形のコードディスクと単一の読取
り装置を備える同一の装置の中で異なる数種の分解能（
例えば僅か１４本の読取りチャンネルで７種や８種）を
得るために、１回路上に集積し得るチャンネルの数を増
やすことが可能になる。

用いたい分解能は単にプログラム操作だけで得られ、こ
の分解能は、周期の４分の１だけの位相差のある２つの
チャンネルとブリップとの伝送段に於いて提供されるの
で、出力の接続が単純になる。

その結果として、単一の読取り装置と単一型のコードデ
ィスクとを用いて、７．８種類の異なる分解能（例えば
、２チャンネルと較正済みのブリップから回転当たシ周
期数が５０００　。

３６００．２５００，２０４８，２０００．１０００の
分解能）が得られ、これにより製造上の特別の標準化や
在庫管理、配給、設計、保守の簡素化も得られることに
なる。

あるコードディスクの分解能を簡単なプログラム操作だ
けで選択出来るということは、例えば分解能を予備テス
トの一関数とし変更してみたいような場合に、コードデ
ィスクそのものを取替えないでもそれが容易に行えると
いう利点を生ずる。

なおその上に、今まで説明し終えた装置の読取υチャン
ネルの外形寸法は、本出願人により１９８５年６月１４
日出願の、１個又は少数のチップに「完全に集積される
光学的コード読取り装置」に対する、出願番号第８５０
９０７６号の特許に記載されている方式の、光学的コー
ドの絶対知的読取り装置に用いられているものと全く同
じ大きさの外形寸法が与えられる。本発明による装置と
前記特許出願装置とでは、寸法も、参照番号も、ケース
の形式も、用いられる駆動システムも全て同じである。

プログラム可能な単一の装置として集積化することによ
って、分解能の大幅な選択が出来るようにし得るだけで
なく、この事を他の技術では不可能な非常に小型（例え
ば１１番手の大きさ）の装置として実現させることが出
来る。

これの製造者側にとっての利点は３項目にわたる。すな
わち、 ディスク、レティクル、読取り装置のいずれも一個ずつ
で済むこと、このことは完成品と部品の在庫を減らし得
ること、 与えられたコードディスクに対して、本発明によるイン
クリメンタル式の読取り装置と前記特許出願中の案によ
る絶対値方式の読取り装置との間の相異は、コードディ
スクの蝕刻と読取り装置のチップだけでありその他の部
品は共通であり、従って、素材料と仕掛り材料の在庫品
の規格化と消滅が得られることと、 営業管理が簡素化され、納期遅延も防げること、以上の
３重の利点である。

分解能がプログラムで得られるので、使用するディスク
が１枚で済み、その結果、分解能を妥協しないでも在庫
の標準化と削減が得られること、そして結果的には、安
い保守費で、よいサービスが得られることになり、需要
家にとって大変好都合である。

本発明による装置は、特に本出願人によるフランス特許
出願で、１９８４年１１月２１日出願の出願番号第８４
１９７４１と第８４１９７１３号と共に、１９８４年７
月５日出願の第８４１０６８９号の発明に記載の回路に
も応用することが出来る。これらの発明はいずれも以上
に記載のように構成することが出来る光電子学的読取り
装置を含んでいる。

自明のように、本発明はその応用態様や、特別に検討し
た前記実施例には制約されるものではなく、そのあらゆ
る変更をも包含するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による改良を含む、１４チャンネルを完
全に集積化した光学的コード読取シ装置（但し、光源は
含まない）のブロック図、第２図は正確な表現での読取
りチャンネルの一つで比較器とその後にトリガを備える
ものの図、第３図は第２図の比較器に入る組合う信号の
図、第４図は第２図のトリガすなわちフリップフロップ
から出る信号の図、第５図は第１図の回路図の種々のポ
イントに於ける論理ゲートで処理される前後の信号を示
す図である。 ■・・・・・・システム組立体 ２ａ　、２ｂ　、２ｃ・・・・・・フォトダイオード３
ａ　、３ｂ　、３ｃ・・・・・・増幅器４ａ　、４ｂ・
・・・・・比較器の入力端６・・・・・・比較器 ７・・・・・・トリガ ８ａ　、８ｂ・・・８ｆ・・・・・・排他的ＯＲゲート
９ａ　、９ｂ・・・９ｈ・・・・・・ＡＮＤゲート１０
ａ、１０ｂ＝１０ｚ　−・−−−−ＡＮＤ　ゲート１１
ａ、Ｉｌｂ・・・ｌ１ｇ・・・・・・ＯＲゲート１２ａ
、１２ｂ、１２ｃ　　・・・・・・ＯＲゲート１３ａ　
、　１３ｂ　、　１３ｃ　　−＝増幅器１４ａ、１４ｂ
　　−−ＡＮＤ　ゲート１５・・・・・・ＯＲゲート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、この読取り装置と相対運動をするエレメントと協働
   するように意図された、インクリメンタル式光学的コー
   ド読取り装置であつて、該エレメントは、受けた光を２
   種類の再伝送光にする連続した単位ゾーンを有する第１
   の一連のｎ本にコード化されたトラックと、各トラック
   が第１の一連の各トラックに対し補完的にコード化され
   ている、第２の一連のｎ本のトラックとを含んでおり、
   そして該読取り装置は、これら２連のトラックを照明す
   るための光源と、さらに該照明光が該各トラックの単位
   ゾーンによつて再送されたか否かを判定する為の照明判
   定手段であつて、１個ないしｐ個（ｐは小さい整数）の
   チップに担われており、一方ではコード化されたエレメ
   ントの各トラックに対して、一対のフォトダイオードと
   、２個の入力端が該２個のフォトダイオードが発する信
   号を受ける差動増幅器と、該差動増幅器の出力端から受
   ける信号に急峻な前縁を付与するトリガとを含み、他方
   では、前記トリガの出力を受け、そしてπ／２の位相差
   を持つ２チャンネルと較正済みのブリップに対する信号
   で位置表示信号である、少なくとも３つの出力を送出す
   る電子的組立体（Ｚ）を含む照明判定手段を有する、光
   学的コード読取り装置。 ２、コードを担うエレメントがディスクであり、該コー
   ドの不透明ゾーンか透明ゾーンの読取りがダイアスコピ
   ーによつて成し遂げられる、すなわちディスクの透明ゾ
   ーンを透過し、不透明ゾーンを透過しない光によつて行
   われる、特許請求の範囲第１項記載の光学的コード読取
   り装置。 ３、該差動増幅器が、対をなす２個のフォトダイオード
   の一つずつの出力を各々が受ける並列な２個の増幅器と
   、前記２個の並列配置の増幅器の一つずつの出力をそれ
   ぞれに入力する２つの入力端を有する比較器とによつて
   構成されている、特許請求の範囲第１項記載の光学的コ
   ード読取り装置。 ４、振幅のずれ（ｈ）が、一方では該差動増幅器から出
   る信号の立ち上がり部、他方では立ち下がり部によつて
   生ずるトリガ作用に与えられる、特許請求の範囲第１項
   記載の光学的コード読取り装置。 ５、前記差動増幅器の前記比較器がヒステリシスを有す
   る、特許請求の範囲第４項記載の光学的コード読取り装
   置。 ６、該ダイオードの出力端、又は該増幅器の入力端に、
   「１」または「０」のビットレベルを任意にシミユレー
   トさせる目的の信号を、該フォトダイオード又は該差動
   増幅器の入力端に供給する為の手段を含む、特許請求の
   範囲第１項記載の光学的コード読取り装置。 ７、該電子的論理ゲート組立体は、さらに第４の出力端
   （Ｓｓ）に、該読取り装置に対して相対的に動くエレメ
   ントの運動の相対速度を表わす最大周波数信号を送出す
   る、特許請求の範囲第１項記載の光学的コード読取り装
   置。 ８、該読取り装置が、一方では、相対的に動くエレメン
   トに備えられているトラックの他に、論理の組合わせに
   よつて仮想的なトラックを発生するための付加的ゲート
   を該電子的論理ゲート組立体中に含み、他方では、エレ
   メントの実在のトラックか又は前記の方法で発生し得る
   仮想トラックから選んだ仮想トラックかのいずれかを働
   かせる為にこれらの付加的ゲートを制御する手段を含む
   、特許請求の範囲第１項記載の光学的コード読取り装置
   。