TWI471532B - 編碼器裝置 - Google Patents

Description

編碼器裝置

本發明係關於被安裝在電動機等旋轉體或作直線移動的被測定物，以檢測被測定物之位移量、亦即旋轉數及/或旋轉角度、或移動位置等之編碼器裝置之供備份(backup)用電源。

一般而言，編碼器裝置、尤其是需要電池備份的編碼器裝置等，係具有在一定期間供給電源來替代主電源的備份電源部，俾以防止在主電源遮斷時表示電動機等的旋轉位置或移動位置的資料等編碼器動作上的重要資料消失。

例如，在第4圖所示之編碼器裝置中，係在編碼器2內部具有：主電源3、備份電源1a(外部電池)及、可充電的大容量電容器C1。接著，在主電源3遮斷時，藉由備份電源1a及大容量電容器C1來備份所需的電源。亦即，在平常動作時，由主電源3透過節點n1、n2及逆流防止元件D24而將電源Vcc供給至內部電路。此外，此時，亦被充電在與節點n1相連接的大容量電容器C1。接著，若主電源3遮斷時，由位於備份電源1a內部的電池BAT透過節點n3、n4而將電源Vbat供給至編碼器本體2，另外透過逆流防止元件D23而供電至內部電路23。此時，在主電源3側係具有逆流防止元件D24，因此並不會有備份電源逆流的情形。

但是，平常在備份電源1a內部具備有電池BAT。該外部電池BAT係具有因放電或特性劣化所致之作為使用期限的壽命，在該壽命到來時，即必須更換電池BAT。該電池BAT的更換作業係在將大容量電容器C1充分充電後，使主電源OFF，一面藉由大容量電容器C1作備份，一面在該電容器C1可備份的時間內更換外部電池電源。

但是，如上所示之編碼器不僅作為伺服電動機之位置回授用的用途多，而且在該領域中因近年來的技術革新所達成的小型化、及因小型化所造成之電動機發熱的問題，而謀求動作溫度範圍的高溫對應化。此外，以供備份用的大容量電容器而言，大部分使用電氣雙層電容器。但是，與一般的電子零件相比，電氣雙層電容器非常大型，無法避免對於編碼器小型化或安裝在印刷基板的安裝空間的不良影響。此外，若考慮到動作環境的高溫對應化時，會有因熱所造成的電容器經年劣化的影響而使備份容量降低、備份時間降低的問題。

若探討如上所示之備份電源，在例如日本特開2000-014047號公報(專利文獻1)中所揭示的編碼器的目的在提供一種編碼器及其備份方法，其將備份用電容器設置在遠離編碼器之不同溫度等環境的位置，防止電容器劣化而使備份動作的可靠性提升，並且去除編碼器本身的形狀或尺寸的限制來達成小型化。該文獻中的編碼器係在藉由與主電源相連接的電氣電路來處理來自檢測作旋轉或直線移動之編碼器檢測部之檢測訊號之後，將編碼器輸出訊號輸出，並且至少將前述編碼器檢測部及電氣電路設在編碼器外殼內的編碼器，其中，構成為將在前述主電源遮斷時供備份之用的備份電容器設在前述編碼器外殼的外部，此外，前述備份電容器係構成為：與由前述編碼器外殼所導出的引線相連接，而且設在與前述編碼器外殼遠離的位置，此外，前述引線係在與前述主電源相連接的二極體與電氣電路之間相連接的構成，此外，前述備份電容器係與前述主電源直接連接的構成。

但是，在該文獻中所探討的編碼器係直接使用電容器作為主電源的備份用，因此備份電源的容量不足，備份時間不足，並不實用。而且，由於未區分由主電源所供給的電源與由備份電源所供給的電源的系統，因此在備份時，亦會有編碼器的消耗電流大而更加助長上述問題，並且亦會導致備份電源本身的壽命降低的問題。

為解決如上所示之問題，申請人在日本特開2005-221476號公報(專利文獻2)中提出一種編碼器裝置，其構成為具有：測定被測定物之位移量的編碼器本體2；及在對該編碼器本體2供給電源的主電源3遮斷時供給備份用電源的備份電源1，在前述備份電源1的主電池BAT1更換時，在前述編碼器本體2外部具有供給備份用電源的輔助電源BAT2來取代主電池BAT1。此外，前述備份電源係形成為僅對需要編碼器本體之備份的電路供給備份電源的構成。

但是，主電池BAT1與輔助電源BAT2進行並聯動作，因此為了檢測主電池BAT1的消耗，當藉由電壓監視而產生警報時，會有輔助電源BAT2亦消耗某一程度的情形。因此，依輔助電源BAT2的特性，在主電池BAT1進行放電而使電壓降低之後，會有在輔助電源BAT2進行備份時的可動作時間變短、至主電池BAT1更換為止來不及備份而使資料消失的情形。此外，操作人員必須常時監視警報，在看漏些許期間時，亦同樣地會有備份電源消耗而使資料消失的問題。

其中，以監視編碼器之電池電壓的裝置而言，已知有例如日本特開2000-41345號公報所記載者。但是，該文獻的裝置係監視單獨電池的電壓者，關於為供該電池備份之用而併用其他電池，以監視各自之電壓的技術內容，並未有任何探討。

(專利文獻1)日本特開2000-014047號公報

(專利文獻2)日本特開2005-221476號公報

(專利文獻3)日本特開2000-041345號公報

本發明之目的在提供一種在編碼器內部未內置大容量電容器而保持需要備份的資料，將必須先成為可動作狀態的電路保持在動作狀態的情況下，使備份電源為可更換，在檢測電池壽命之後，使備份電源的動作期間長、且資料消失的危險性少的編碼器裝置。

此外更佳為提供一種將備份時的消耗電流抑制為較低、延長備份電源的壽命、可減輕維護負擔的編碼器裝置。

亦即，上述目的係藉由以下本發明之構成所達成。

(1)　一種編碼器裝置，具有：測定被測定物之位移量的編碼器本體、及用以供給對該編碼器本體供給電源之主電源的備份用電源的備份電源，該備份電源係具有：供給第1備份電壓作為備份電源部輸出端中之規定電壓的第1電池、及在該第1電池的輸出電壓降低時供給與第1備份電壓相等或比其低的第2備份電壓的第2電池。

(2)　如上述(1)之編碼器裝置，其中，前述第2電池係具有調整第2備份電壓的電壓調整電路或電壓調整元件。

(3)　如上述(1)或(2)之編碼器裝置，其中，前述第2電池係具有監視第1備份電壓且在第1備份電壓降低時供給第2備份電壓的電壓調整電路。

(4)　如上述(1)～(3)任一者之編碼器裝置，其中，前述第1電池與第2電池係相同特性的一次電池。

藉由本發明，可提供一種在編碼器內部未內置大容量電容器而保持需要備份的資料，將必須先成為可動作狀態的電路保持在動作狀態的情況下，使備份電源為可更換，即使在備份電源劣化、消耗時，亦使動作期間長，即使為電池壽命檢測失誤或忽略更換時期等事故，亦使資料消失的危險性少的編碼器裝置。

此外，可提供一種將備份時的消耗電流抑制為較低、延長備份電源的壽命、可減輕維護負擔的編碼器裝置。

本發明之編碼器裝置係具有：測定被測定物之位移量的編碼器本體、及用以供給對該編碼器本體供給電源之主電源的備份用電源的備份電源，前述備份電源係具有：供給第1備份電壓作為備份電源部輸出端中之規定電壓的第1電池、及在前述第1備份電壓的輸出電壓降低時供給與前述第1備份電壓相等或比其低的第2備份電壓的第2電池。

此外，較佳為前述第2電池係具有調整第2備份電壓的電壓調整電路或電壓調整元件。或者前述第2電池係具有監視第1備份電壓且在第1備份電壓降低時供給第2備份電壓的電壓調整電路。此外，較佳為前述第1電池與第2電池係相同特性的一次電池。

如上所示，除了第1電池，另外準備第2電池，即使第1電池發生消耗、劣化，亦可藉由第2電池而同樣地將備份動作進行與第1電池的壽命相等的期間。而且，較佳為藉由比第1備份電壓為低的第2備份電壓來進行備份動作，因此可輕易地掌握第1電池處於消耗狀態的情形。藉此，可防止看漏備份用電池的消耗、劣化而使資料消失的事故。而且，由於在編碼器外部備有備份電源，因此無須在編碼器內部搭載大容量電容器，而可將編碼器形成為小型，而且亦不會有因電容器在高溫環境下劣化所造成之備份時間降低的問題，而可對應高溫。

前述第1電池與第2電池可為相同或不同，但是若由維護或成本等方面來看，以使用同一種類、同一特性者為佳。此外，輸出電壓亦可為不同，但以相同為宜。以具體的種類而言，由處理容易性、放電持續時間、輸出電壓安定性等方面來看，以一般電池(電池)，亦即錳電池、鹼性電池、鋰電池、空氣鹼性電池等1次電池為佳。其中，使用1次電池時的電池壽命中，若為例如1500mA/h的電池，編碼器之電池備份電路的消耗電流為約100μA時，約為1.5年左右，在成本、保養性方面來看亦較為有利。此外，亦可視需要而使用鹼蓄電池、鉛蓄電池、氧化銀電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子二次電池等二次電池。至於要使用該等何者，若考慮到編碼器的規格或動作環境、成本等而使用較為適合者即可。電池更換時期一般係在發生電池電壓監視警報時，或在定期檢查時進行更換。

此外，依需要備份之電路的消耗電力等條件，亦可能使用超級電容器、亦即電氣雙層電容器、或鋁電解電容器等大容量電容器來替代電池。該等的分別使用，若考慮到裝置之消耗電流、或電池更換所需時間等來決定即可。

在本發明之第1態樣中，第2備份電壓係調整為比第1備份電壓為低的電壓。藉此，當第1電池發生消耗、劣化而使第1備份電壓降低、且比第2備份電壓為更低時，即由比第1備份電壓為高的電壓的第2電池被供給備份電源。亦即，藉由將第2備份電壓調整為在第1電池消耗、劣化時的電壓，而以簡單的構成來切換備份電源的電池。該第1及第2備份電壓係指備份電源部之輸出端的電壓，在初期或穩定動作時保證作為一定的電壓值，而為所被規定的電壓。因此，第1及第2備份電壓係各電池的輸出電壓經由後述之電壓調整元件、電壓調整電路而被輸出的電壓，當然隨著各電池的消耗、劣化而經時性發生變動，但是在未特別記載時，在上述初期或穩定動作時則保證作為一定的電壓值，而表示所被規定的電壓。

該第2備份電壓與第1備份電壓的差係考慮到所用電池的放電特性或容量、編碼器的規格態樣、維護狀態所用的電壓調整電路或電壓調整元件的特性等各種要素來決定。因此，雖然難以規定特定的範圍，但通常由電池的標稱電壓(例如具代表性為3.6V等)的0.1～20%，尤其在10～15%左右的範圍中作選擇。尤其當由電池的放電特性來選擇在使用壽命時輸出電壓急遽降低的電池時，平順地進行第1電池與第2電池的供電交替動作。

為了使第2備份電壓比第1備份電壓為低，亦可在第2電池選定輸出電壓比第1電池更低者來加以使用。但是，市面販售的電池輸出電壓的種類受到限制，使用範圍極為受限。此外，備妥種類不同的電池並加以使用會耗費成本或管理的勞力與時間。因此，若使用將第2電池的輸出電壓調整為任意第2備份電壓的電壓調整電路或電壓調整元件即可。通常電壓調整電路或電壓調整元件係使第2備份電池的輸出電壓降低至第2備份電壓。藉由使用如上所示之電路或元件，可調整為任意的第2備份電壓，設計的自由度會增大，電池的選擇範圍亦較大，亦可抑制成本增加。

電壓調整電路或電壓調整元件係可使用周知之具有電壓調整功能或電壓降下功能的電路或元件。具體而言，列舉有使用電晶體、FET等半導體之進行電壓調整的電路、例如調整器電路或定電壓電路或將其變形、應用的電路等。更具體而言，列舉有：(1)將第2電池的輸出電壓直接或作分壓，以該電壓為基準將第2備份電壓調整為比第1備份電壓為更低的電壓的電路、(2)將預定的基準電壓與第2備份電壓、或將其作分壓後的電壓作比較，將第2備份電壓調整為比第1備份電壓為更低的電壓的電路等。以元件單獨使用者而言，例如可利用2極或3極半導體元件，具體而言為二極體、電晶體、FET等的順向電壓降特性。至於要使用上述何者態樣，若考慮到所用電池的特性、所要求的規格、成本等來選擇最適者即可。

在本發明之第2態樣中，第2電池BAT2係具有監視第1備份電壓，當第1備份電壓降低時，即藉由開關元件等來供給第2備份電壓的電壓調整電路。亦即，當第1備份電壓比預定值為高時，利用開關元件等來遮斷第2電池BAT2的供電電路而未輸出有第2備份電壓。接著，當第1備份電壓降低至預定值以下時，藉由開關元件等來連接第2電池BAT2的供電電路而輸出有第2備份電壓。此時，第1備份電壓係比第2備份電壓為低，因此備份電源的供電係僅由第2電池BAT2來進行。在該態樣中，第2備份電壓係以設定為與第1備份電壓相同或比其為低的電壓為宜。

該第2態樣的電壓調整電路亦可與上述第1態樣之電壓調整電路同樣地使用周知之具有電壓調整或電壓降下功能的電路。具體而言，為使用電晶體、FET等半導體作為開關元件，且進行上述遮斷連接的電路。或者列舉有：與上述相同地使用半導體來進行電壓調整的電路、例如調整器或定電壓電路或將其作變形、應用的電路等。更具體而言，列舉有：(1)將第1備份電壓直接或作分壓，且以該電壓為基準來調整第2備份電壓並進行供給的電路、(2)將第1備份電壓、或將其作分壓後的電壓與基準電壓作比較，在第1備份電壓降低至一定值以下時藉由開關元件等來供給第2備份電壓的電路、(3)與第1備份電壓與第2備份電壓作比較，當第1備份電壓降低至比第2備份電壓為低的電壓時，可藉由開關元件等來供給第2備份電壓的電路等。至於要使用上述何者態樣，若考慮到所用電池的特性、所要求的規格、成本等來選擇最適者即可。

該第2態樣中所使用的開關元件若為可進行開關動作的元件，則可使用任意者。如上所述除了電晶體、FET等三極型半導體元件之外，亦可使用類比開關等半導體元件。此外，亦可使用繼電器等機械式接點。其中，若使用半導體開關元件時，藉由該元件特有之ON動作時的電壓降，亦可使輸出電壓降低，而獲得與上述第1態樣中之二極體的順向電壓降同等的效果。

第1電池與第2電池係藉由除了上述電路或元件以外，較佳為使用二極體、電晶體、FET等半導體的逆流防止元件，分別與編碼器的電路相連接，形成為彼此短路或不干涉，而且即使單獨連接亦不會發生問題。此外，當使用二次電池作為電池時，亦可形成為由主電源被供給有充電電流之類的電路。

編碼器本體之需要備份的電路係指例如保持需要備份的資料的元件、或需要形成為可動作狀態的電路，更具體而言係有：用以儲放表示編碼器、尤其是多旋轉絕對式編碼器的旋轉數、位移量的資料、或表示線性編碼器的移動位置的資料等的元件、或用以檢測旋轉數、旋轉方向、或移動量、移動方向的檢測電路與處理電路。在此，儲放旋轉數資料、移動量計數資料等的元件係RAM等揮發性半導體記憶元件，檢測電路與處理電路係最好儘可能構成低消耗電流的電路，或使用元件。具體而言，檢測電路若在光學式的情形下，列舉有：用以將LED作脈衝亮燈而對其進行檢測的發光部、受光部及對該等供予時序脈衝的脈衝發生部、或供之後之訊號處理之用的邏輯電路等。此外，在磁氣式的情形下，以使用高電阻的MR元件為佳。以處理電路而言，列舉有根據由編碼盤所得之相位差2訊號而獲得計數用訊號的邏輯電路、或對其進行計數的計數器等，且使用CMOS-IC等低消耗電力元件為宜。

該等半導體元件或電路亦可構成為各個獨立的電路，但是隨著近年來的技術革新與積體化技術的發達，可藉由FPGA、PLD、ASIC等積體化元件或各種微處理器等，而輕易地匯集在一個元件。尤其若該等積體化元件、處理器為低消耗電力者，則使用該等亦在小型化方面為較佳。在如上所示之情形下亦可將如上所述由主電源所被供給的電源系、及由備份電源所被供給的電源系供給至各自個別所需要的部位。其中，上述備份電源通常係配置在編碼器的外部，但是亦可例如將電壓調整電路、電壓調整元件配置在編碼器內部，而僅將備份電池配置在外部。

[實施例1]

接著，一面參照圖示，一面說明本發明之更具體的實施例。第1圖係本發明之第1實施例，顯示第1實施態樣的電路圖。在圖中，在編碼器本體2內部具有：在主電源ON時進行動作的電路21、及需要有備份的電路22，各電源係可由不同系統予以供給。亦即，在主電源ON時進行動作的電路21係透過節點n1、n2而與主電源3相連接，由主電源3被供給有電壓Vcc的電源。其中，在該實施例中，在主電源ON時進行動作的電路21係指若為多旋轉絕對式編碼器時，有一旋轉內之絕對位置檢測電路、處理電路、輸出電路等，需要備份的電路22係指旋轉數資料檢測電路、處理電路、資料儲放電路等。此外，在為線性編碼器等的情形下，亦成為以其為準的電路，但是需要備份的電路22係成為移動量計數資料檢測電路、處理電路、資料儲放電路等。

需要備份的電路22係透過逆流防止元件D32而藉由備份電源的輸出端節點n3、及節點n4而與備份電源1相連接，且由備份電源1供給有電壓Vbat的電源。其中，亦可省略逆流防止元件D32。此外，需要備份的電路22亦透過逆流防止元件D31而與節點n1相連接，在主電源ON時，可接受來自主電源之電壓Vcc的電源供給。

在備份電源1係具有第1電池BAT1、及第2電池BAT2，第1電池BAT1的其中一端(在圖示例中為陽極)係透過作為逆流防止元件的二極體D1而與節點n3相連接，並且其另一端(在圖示例中為陰極)係與節點n4相連接。此外，第2電池BAT2的其中一端(在圖示例中為陽極)係透過作為逆流防止元件的二極體D21與作為電壓調整元件的二極體D22的串聯電路而與節點n3相連接。第2電池BAT2的另一端(在圖示例中為陰極)係與節點n4相連接。

在此，假設第1電池BAT1與第2電池BAT2的輸出電壓為相同，逆流防止元件D1與逆流防止元件D21的順向電壓降Vf1為相同，由第2電池BAT2透過逆流防止元件D21與電壓調整元件D22所被供給的電壓係比由第1電池BAT1透過逆流防止元件D1所被供給的電壓低電壓調整元件D22的順向電壓降Vf2。

此外，第1電池BAT1與第2電池BAT2係如上所述藉由逆流防止元件D1與逆流防止元件D21而形成二極體OR電路。藉此可防止在第1電池BAT1與第2電池BAT2間相互干涉或短路，並且在僅連接有任一者的狀態下亦不會產生問題。其中，第2電池BAT2並不需要常時連接，亦可至少在第1電池BAT1的更換時期予以連接。

其中，在該實施例及以下實施例中，係例示具代表性的二極體作為逆流防止元件加以說明，惟本發明並非受限於此，當然亦可利用電晶體或FET等具有同等功能的其他半導體等來代用之。此外，將編碼器本體與外部進行中繼的各節點n1～n4等均可為端子，亦可為連接器等電性連接具。

接著說明該電路的動作。首先，以一般動作時而言若為Vcc＞Vbat時，主電源3成為ON，由節點n1對在主電源ON時進行動作的電路21供給有電壓Vcc的電源，並且透過逆流防止元件D31，亦對需要備份的電路22同樣地供給有Vcc電源。接著，若主電源3被遮斷時，透過備份電源的輸出端節點n3、n4，由備份電源1從第1電池BAT1被供給有第1備份電壓Vout1，透過逆流防止元件D32而供電至需要備份的電路22。此時，第2電池BAT2的第2備份電壓Vout2由於為比第1備份電壓Vout1為低的電壓，故並不被供給。

此外，由備份電源1對在主電源ON時進行動作的電路21的供電，由於被逆流防止元件D31阻擋而未進行。如上所示，在主電源3遮斷時，僅對需要備份的電路22，由備份電源1予以供電。

接著，若經過備份動作時間而使第1電池BAT1放電、或元件本身劣化而使第1電池BAT1的輸出電壓Vbat1降低，而第1備份電壓Vout1變得比第2備份電壓Vout2更低時，即由具有第2備份電壓Vout2的第2電池BAT2予以供電。此時，若監視第1電池BAT1的電壓、或備份電源的輸出端n3、n4的電壓Vbat，即可輕易得知更換時期。此外，第2電池BAT2係在開始放電沒多久，因此至特性劣化為止有充分的時間，在第1電池BAT1的更換時期稍遲或錯過的情形下，亦可毫無問題地進行備份動作。

其中，當更換備份電源的第1電池BAT1時，較佳為將主電源3遮斷，在連接有第2電池BAT2的情形下直接卸除第1電池BAT1。此時亦由第2電池BAT2來替代第1電池BAT1供給備份用電源。接著，在更換第1電池BAT1之後，視需要更換或卸除第2電池BAT2即可。接著，再次投入主電源3而使裝置進行動作即可。

如上所示，藉由使用第2電池BAT2，即使在編碼器本體2內未具備有電容器等輔助電源元件，亦可更換第1電池BAT1。此外，在該實施例中，將編碼器本體2與外部相連接的端子係僅以節點n1～4之4點即可，因此無須變更習知機器的端子數，即可實現本發明構成，非常經濟。其中，在上述例中，備份電源係配置在編碼器的外部，但是亦可僅有第1電池BAT1與第2電池BAT2配置在編碼器的外部，將其他電路、元件、例如逆流防止元件D1、D21與電壓調整元件D22配置在編碼器內部。

[實施例2]

第2圖係顯示本發明之第2實施例的電路圖，與上述第2態樣相對應。在該例中，在備份電源1內係在第2電池BAT2連接有第1電壓調整電路1a，當第1備份電壓Vout1降低時，被供給有第2備份電壓Vbat2。

在圖中，第1電池BAT1的其中一端(在圖示例中為陽極)係透過逆流防止元件D1而與備份電源的輸出端節點n3相連接，並且其另一端(在圖示例中為陰極)係與備份電源的輸出端節點n4相連接。此外，在第1電池BAT1的其中一端與另一端之間係連接有作為逆流防止元件的二極體D23與電阻元件R2的串聯電路。逆流防止元件D23係電阻側成為陰極，第1電池BAT側成為陽極。第2電池BAT2的其中一端(在圖示例中為陽極)係與作為開關元件之電晶體Tr1之被控制端的其中一端(射極)相連接，第2電池BAT2的另一端係與節點n4相連接。電晶體Tr1之被控制端的另一端(集極)係透過作為逆流防止元件的二極體D24而與節點n3相連接。逆流防止元件D24係電晶體側成為陽極、節點n3側成為陰極。作為控制元件的電晶體Tr1的控制端(基極)係透過電阻元件R1而被連接在前述二極體D23與電阻元件R2之間。在該例中，電晶體Tr1為雙極pnp型，但是若為可進行相同動作的元件，則不限其態樣。其他構成與第1圖相同，對於同一構成要素標註同一元件符號，且省略說明。

接著，針對該電路的動作進行說明。當第1電池BAT1的輸出電壓未降低時，係透過二極體D23而對電阻元件R2施加第1電池BAT1的輸出電壓。因此，透過電阻元件R1，電晶體Tr1的控制端(基極)係被偏壓為正，電晶體Tr1的開關動作係成為遮斷狀態。因此，備份電壓Vbat係由第1電池BAT1藉由第1備份電壓Vout1而被供給。此時藉由二極體D1的順向電壓降Vf，輸出比第1電池輸出Vbat1低Vf程度的電壓。

接著，若第1電池BAT1的輸出電壓Vbat1降低且比第2電池BAT2的輸出電壓Vbat2為更低時，透過二極體D23而被施加至電阻元件R2的第1電池BAT1的輸出電壓會變得比電晶體Tr1的控制端(基極)的電位為低。由於在電晶體Tr1之被控制端的其中一端(射極)連接有第2電池的陽極，因此該陽極電壓、亦即比第2電池BAT2的輸出電壓變得更低的電晶體Tr1的控制端(基極)側的電壓在外觀上使電晶體Tr1的控制端(基極)偏壓為負。因此，電晶體Tr1的開關動作係變化成導通狀態，第2電池BAT2的輸出電壓Vbat2透過電晶體Tr1與二極體D24而被輸出。此時亦同地，二極體D1與二極體D24的順向電壓降Vf1為相同，但是藉由電晶體Tr1的集極-射極間飽和電壓：Vce(sat)，在第1及第2電池使用同一特性的電池時，亦為第2備份電壓比第1備份電壓降低電晶體Tr1的Vce。

在上述實施例1中，由於使用二極體的順向電壓降Vf2來設定第2備份電壓，因此會有電池切換的動作電壓範圍窄、設計自由度少的缺點。但是，在該態樣中，由於動作電壓可藉由二極體D23與電阻元件R2而自由設定，因此設計自由度增大、泛用性增加。但是，與第1態樣相比，零件個數增加，電路變得稍微複雜。此外，使用二極體之順向電壓降Vf的電壓設定雖較不耐於溫度變化，但在該態樣中，亦變得較耐於溫度變化。其中，在上述例中，備份電源係配置在編碼器的外部，但是亦可僅有第1電池BAT1與第2電池BAT2配置在編碼器的外部，將其他電路、元件、例如逆流防止元件D1與電壓調整電路1a配置在編碼器內部。其他動作與第1圖相同，對於同一構成要素標註同一元件符號，且省略說明。

[實施例3]

第3圖係顯示本發明之第3實施例的電路圖，與上述第2態樣相對應。在該例中，在備份電源1內係在第2電池BAT2連接有第2電壓調整電路1b，當第1備份電壓Vbat1降低時即被供給第2備份電壓Vbat2。該第2電壓調整電路1b係將實施例2中所使用的開關元件由電晶體變更為FET者。該作為開關元件的FET：Tr2係與上述pnp電晶體相對應而使用p通道MOSFET，但是若為可進行相同動作的元件，則不限其態樣。

在圖中，第1電池BAT1的其中一端(在圖示例中為陽極)係透過逆流防止元件D1而與節點n3相連接，並且其另一端(在圖示例中為陰極)係與節點n4相連接。此外，在第1電池BAT1的其中一端與另一端之間係連接有電阻元件R3與電阻元件R2的串聯電路。第2電池BAT2的其中一端(在圖示例中為陽極)係與作為開關元件之FET：Tr2之被控制端的其中一端(源極)相連接，第2電池BAT2的另一端係與節點n4相連接。FET：Tr2之被控制端的另一端(汲極)係透過作為逆流防止元件的二極體D24而與節點n3相連接。逆流防止元件D24係FET側成為陽極、節點n3側成為陰極。作為控制元件的FET：Tr2的控制端(閘極)係被連接在前述電阻元件R3與電阻元件R2之間。其他構成與第2圖相同，對於同一構成要素標註同一元件符號，且省略說明。

接著，針對該電路的動作加以說明。當第1電池BAT1的輸出電壓Vbat1未降低時，係對電阻元件R3與電阻元件R2的串聯電路施加第1電池BAT1的輸出電壓Vbat1，該經分壓後的電壓被施加至FET：Tr2的控制端(閘極)。因此，FET：Tr2的控制端(閘極)係被偏壓為正，FET：Tr2的開關動作係成為遮斷狀態。

接著，若第1電池BAT1的輸出電壓Vbat1降低，則藉由電阻元件R3與電阻元件R2所被分壓的電壓亦會降低。接著，若第1電池BAT1的輸出電壓Vbat1比第2電池BAT2的輸出電壓Vbat2變得更低時，即將FET：Tr2的控制端(閘極)偏壓為負。亦即，由於在FET：Tr2之被控制端的一端(源極)連接有第2電池的陽極，因此該陽極電壓、亦即比第2電池BAT2的輸出電壓變得更低的FET：Tr2的控制端(閘極)側的電壓在外觀上將FET：Tr2的控制端(閘極)偏壓為負。因此，FET：Tr2的切換動作改變成導通狀態，第2電池BAT2的輸出電壓透過FET：Tr2與二極體D24而被輸出。此時亦藉由汲極-源極間ON電阻：Rds的電壓降，在第1及第2電池使用同一特性的電池時亦為第2備份電壓比第1備份電壓降低Rds的電壓降。其他動作與第1、2圖相同，對於同一構成要素標註同一元件符號，且省略說明。

其中，在上述各實施例中，係針對使用二極體、電晶體、FET的電路加以說明，但是如上所述，本發明並非限定於該等電路或元件，亦可藉由可進行上述動作的其他電路、元件來實現。

[產業上利用可能性]

本發明係可應用在機器人、自動機等產業用機器或汽車、飛機等移動體等所有可動部之位置檢測所被使用的編碼器。尤其，在多旋轉型絕對式型編碼器中為有用的技術，除此之外亦可應用在當主電源遮斷時因備份而必須有待機(standby)動作的編碼器裝置、例如線性編碼器等。

1．．．備份電源

1a．．．第1電壓調整電路

1b．．．第2電壓調整電路

2．．．編碼器本體

3．．．主電源

21．．．主電源ON時進行動作的電路

22．．．需要備份的電路

23．．．內部電路

BAT．．．電池

BAT1．．．第1電池

BAT2．．．第2電池

C1．．．大容量電容器

D1、D21、D23、D24、D31、D32．．．逆流防止元件

D22．．．二極體(電壓調整元件)

n1、n2、n3、n4．．．節點

Vbat．．．電壓

Vbat1．．．輸出電壓

Vbat2．．．輸出電壓

Vcc．．．電壓

Vf1．．．順向電壓降

Vf2．．．順向電壓降

Vout1．．．第1備份電壓

Vout2．．．第2備份電壓

第1圖係顯示本發明裝置之第1實施例的電路圖。

第2圖係顯示本發明裝置之第2實施例的電路圖。

第3圖係顯示本發明裝置之第3實施例的電路圖。

第4圖係顯示習知編碼器裝置之備份電源之構成的電路圖。

1．．．備份電源

2．．．編碼器本體

3．．．主電源

21．．．主電源ON時進行動作的電路

22．．．需要備份的電路

BAT1．．．第1電池

BAT2．．．第2電池

D1、D21、D31、D32．．．逆流防止元件

D22．．．二極體(電壓調整元件)

n1、n2、n3、n4．．．節點

Vbat．．．電壓

Vbat1．．．輸出電壓

Vbat2．．．輸出電壓

Vcc．．．電壓

Vf1．．．順向電壓降

Vf2．．．順向電壓降

Vout1．．．第1備份電壓

Vout2．．．第2備份電壓

Claims (4)

1. 一種編碼器裝置，其特徵為具有：測定被測定物之位移量的編碼器本體、及用以供給對該編碼器本體供給電源之主電源的備份用電源的備份電源，該備份電源係具有：供給第1備份電壓作為備份電源部輸出端中之規定電壓的第1電池、及在該第1電池的輸出電壓降低時供給與第1備份電壓相等或比其低的第2備份電壓的第2電池，其中，當該第1備份電壓降低至低於該第2備份電壓時，該備份電源開始由供給該低於第1備份電壓之第2備份電壓的該第2電池所供給。
2. 如申請專利範圍第1項之編碼器裝置，其中，前述第2電池係具有調整第2備份電壓的電壓調整電路或電壓調整元件。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項之編碼器裝置，其中，前述第2電池係具有監視第1備份電壓且在第1備份電壓降低時供給第2備份電壓的電壓調整電路。
4. 如申請專利範圍第1項之編碼器裝置，其中，前述第1電池與第2電池係相同特性的一次電池。