JPH05322601A - 光学式ロータリエンコーダ用位相パルス検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は発光ダイオード及びホトトランジスタ
を用いて位相パルス検出を行なう光学式ロータリエンコ
ーダ用位相パルス検出装置に関し、部品点数の削減を図
ると共に安定した位相パルス検出を行なうことを目的と
する。 【構成】被検出体の回動に伴い回動するロータリエンコ
ーダ１４と、このロータリエンコーダ１４に対向して配
設された一の発光素子１５と、一対のホトトランジスタ
２１，２２を近接して並設してなる構造を有しており上
記ロータリエンコーダ１４を介して上記一の発光素子１
５と対向配設された受光素子１６とにより構成されてお
り、上記一の発光素子１５からの光を各ホトトランジス
タ２１，２２が独立して検出して夫々移相パルス信号を
生成する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学式のロータリエンコ
ーダ用位相パルス検出装置に係り、特に発光ダイオード
及びホトトランジスタを用いて位相パルス検出を行なう
光学式ロータリエンコーダ用位相パルス検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般にグラフィック・ディスプレイ装置
等において、表示装置（以下ＣＲＴという）の画面上の
図形、カーソルを移動させるために用いる座標入力装置
が知られている。座標入力装置としては種々の構造の物
が提案されており、そのひとつとして近年、いわゆる
「マウス」と称される座標入力装置が多く用いられるよ
うになってきている。

【０００３】この座標入力装置は、大略、ホルダの下部
に回転自在に取付けられたボール体と、このボール体に
直交する二方向より当接されボール体の回転方向に対応
して夫々独自に回転する一対の回転部材と、この一対の
回転部材の回転を夫々検出する回転検出手段と、上記ボ
ール体を一対の回転部材に向け押圧付勢する押圧付勢手
段等により構成されている。

【０００４】そしてこの座標入力装置「マウス」を手で
移動させることによりボール体を回転させ、これに対応
してＣＲＴ画面上のカーソル等を移動させることによっ
てポインティング等の操作を行う構成となっている。
（尚、上記座標入力装置の具体的構造は、本出願人が先
に提案した実願昭６１−６７１７５号「座標入力装置」
参照のこと）。

【０００５】上記回転検出手段としては、一般に光学式
ロータリエンコーダを用いた位相パルス検出装置が用い
られている。図７及び図８に従来の位相パルス検出装置
１を示す。各図において、２はロータリエンコーダ（ス
リット２ａを有す）、３，４は発光ダイオード、５，６
はホトトランジスタを夫々示している。従来では、発光
ダイオード３とホトトランジスタ５を一組とし、また発
光ダイオード４とホトトランジスタ６を一組として、各
組を図８に示すように角度θだけ離間させて配設してい
た。尚、図９に位相パルス検出装置１を座標入力装置７
に組込んだ状態を示す。同図に示すように座標入力装置
７には、Ｘ座標及びＹ座標に対応して２組の位相パルス
検出装置１が組込まれている。また、同図において８は
ボール体、９，１０は回転部材を示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来の
位相パルス検出装置１では、ふたつの発光ダイオード
３，４及びホトトランジスタ５，６を必要とするため部
品点数を多く必要としてしまうといった課題があった。

【０００７】また、各発光ダイオード３，４とホトトラ
ンジスタ５，６の組を角度θだけ離間させて配設してい
たため、ロータリエンコーダ２近傍における構造が複雑
となり、また組立て作業も面倒になるという課題があっ
た。更に、各ホトトランジスタ５，６はホルダ１１に取
付けられ位置決めされるが、この際各ホトトランジスタ
５，６を上記した所定の角度θに高精度に位置決めして
取付ける必要があり、この位置決め調整作業が困難で、
かつバラツキが生じ易いため出力波形の位相差が不安定
になるという課題があった。

【０００８】本発明は上記の点に鑑みて創作されたもの
であり、部品点数の削減を図ると共に安定した位相パル
ス検出を行ない得る光学式ロータリエンコーダ用位相パ
ルス検出装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、光学式ロータリエンコーダ用位相パルス
検出装置を、被検出体の回動に伴い回動するロータリエ
ンコーダと、このロータリエンコーダに対向して配設さ
れた一の発光素子と、一対のホトトランジスタを近接し
て並設してなる構造を有しておりロータリエンコーダを
介して上記一の発光素子と対向配設された受光素子とに
より構成した。

【００１０】そして、上記一の発光素子からの光を各ホ
トトランジスタが独立して検出して夫々位相パルス信号
を生成する構成とした。

【００１１】

【作用】上記の如く光学式ロータリエンコーダ用位相パ
ルス検出装置を構成することにより、ひとつの発光素子
からの光でふたつのホトトランジスタを作動させて位相
パルス信号を生成することができるため、従来に比べて
発光素子を１個少なくすることができる。また、受光素
子は一対のホトトランジスタを近接して配設した構造で
あり、ひとつの部品として取扱うことができ、組立て作
業を簡単に行うことができる。また、一対のホトトラン
ジスタは一体的に組込まれて受光素子を構成するため、
ホトトランジスタ間のピッチ（離間寸法）は常に一定と
なり、出力波形の位相差を安定させることができる。

【００１２】

【実施例】次に本発明の実施例について図面と共に説明
する。図１及び図２は本発明の一実施例である光学式ロ
ータリエンコーダ用位相パルス検出装置１２（以下、単
に検出装置という）の要部構成図である。また、図３は
検出装置１２を座標入力装置１３に組込んだ状態を示す
図である。

【００１３】各図に示されるように、検出装置１２は、
ロータリエンコーダ１４，発光素子１５及び受光素子１
６等により構成されている。

【００１４】ロータリエンコーダ１４は、図３に示すよ
うに、被検出体たるボール体１７の回動に従って回動す
るシャフト１８に取付けられており、これと一体的に回
動する。このロータリエンコーダ１４には所定ピッチで
スリット１４ａが形成されている。

【００１５】発光素子１５は、例えば周知の構造を有す
る発光ダイオードであり、ロータリエンコーダ１４のス
リット１４ａと対向する位置に配設される。この発光素
子１５は、後述するように、検出装置１２に１個のみ設
けられる。

【００１６】受光素子１６は、本発明の特徴となるもの
であり、図４に示すように樹脂体１９内に２個のホトト
ランジスタ２１，２２を所定ピッチＰで近接させ並設し
た構造を有する。この各ホトトランジスタ２１，２２は
薄膜技術を用いて同一ウェハー上に形成されるものであ
り、近接形成に際し困難を伴うものではなく、また各ホ
トトランジスタ２１，２２間のピッチＰも高精度に決め
ることができる。また回路構成としては、図５に示すよ
うに、エミッタ共通とされており、よって３本の端子２
３ａ〜２３ｃが延出しており、この各端子２３ａ〜２３
ｃは回路基板２４に接続されている。

【００１７】上記構成の受光素子１６は、ロータリエン
コーダ１４を介して発光素子１５と対向する位置に配設
される。この時、発光素子１５の発する光が受光素子１
６の各ホトトランジスタ２１，２２に共に照射されるよ
う構成されている。これにより、１個の発光素子は２個
のホトトランジスタ２１，２２の共通した光源となる。
よって、従来であったならば、ホトトランジスタの数に
対応して２個必要であった発光素子を１個に減らすこと
ができ、部品点数を削減することができる。

【００１８】上記のように２個のホトトランジスタ２
１，２２に対し発光素子１５を共用する構成としても、
各ホトトランジスタ２１，２２からはロータリエンコー
ダ１４の回動状態を検知し得る位相パルス信号が確実に
生成される。即ち、図２においてロータリエンコーダ１
４が図中矢印方向に回動する場合を考えると、この回動
に伴うスリット１４ａの移動により、まず、ホトトラン
ジスタ２１が発光素子１５と対向して光が照射され、続
いてホトトランジスタ２２に照射される。スリット１４
ａのピッチ及び各ホトトランジスタ２１，２２のピッチ
Ｐは、適宜に選定されており、各ホトトランジスタ２
１，２２に対し同時に光が照射されたり、また光が遮断
されないよう構成されている。従って、各ホトトランジ
スタ２１，２２から出力される位相パルス信号には、ピ
ッチＰに対応した位相差が生ずる。

【００１９】図６に各ホトトランジスタ２１，２２が生
成する位相パルス信号の波形を示す（尚、同図にはアナ
ログ−デジタル変換前の波形を示す）。同図（ａ）はホ
トトランジスタ２１の端子２３ｂから出力される信号波
形であり、（ｂ）はホトトランジスタ２２の端子２３ｃ
から出力される信号波形を示している。同図に示される
ように、各波形には各ホトトランジスタ２１，２２の配
設位置差（ピッチＰ）に起因した位相差が生じている。
この位相差により、ロータリエンコーダ１４の回動方向
を検知することができ、又、各波形の周波数よりロータ
リエンコーダ１４の（即ち、被検出体の）回動速度を検
知することができる。前記のように各ホトトランジスタ
２１，２２は一体的に形成されており、かつその間のピ
ッチＰは高精度に決められているため、生成される位相
パルス信号間に生ずる位相差にバラツキが生ずるような
ことはなく、信号検出精度を高めることができる。

【００２０】ここで、本発明になる検出装置１２を適用
してなる座標入力装置１３（図３に示す）と、従来の座
標入力装置７（図９に示す）を比べると、検出装置１２
は発光素子１５及び受光素子１６をロータリエンコーダ
１４の１個所で対向配設すれば良いため、座標入力装置
１３内の構造が非常に簡単となっている。このため、座
標入力装置１３の組立て作業を容易に行なうことができ
る。また、ホトトランジスタ２１，２２は受光素子１６
として樹脂体１９内に一体的に組込まれており、１個の
部品として取扱えるため、これによっても構造の簡単化
及び組立て作業性を向上させることができる。

【００２１】また、前記のように、検出装置１２では１
個の発光素子１５で２個のホトトランジスタ２１，２２
を共に作動させることができるため、従来に比べて発光
素子を１個減らすことができる。特にこれを座標入力装
置１３に用いた場合にはＸ，Ｙ座標用に夫々検出装置１
２を設けるため、２個の発光素子を減らすことができ、
これにより、座標入力装置１３の消費電力を低減するこ
とができる。このように、座標入力装置１３の消費電力
が低減することにより、特にこの装置１３を電池駆動の
パーソナルコンピュータ等に接続した際にパーソナルコ
ンピュータの電池寿命を伸ばすことができ、利益が大で
ある。

【００２２】

【発明の効果】上述の如く本発明になる検出装置によれ
ば、部品点数の削減及び組立ての簡素化を図ることがで
き、また発光素子の数が減ることにより消費電力を低減
でき、更に２個のホトトランジスタが近接して並設され
た受光素子を用いることにより、従来生じていた組立て
時に於けるバラツキが小となるため出力波形の位相差が
安定し、検出精度を向上させることができ、加えて消費
電力を小とすることができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である検出装置の要部構成図
である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視図である。

【図３】本発明になる検出装置を座標入力装置に適用し
た場合を示す図である。

【図４】受光素子を説明するための図である。

【図５】受光素子の回路図である。

【図６】検出装置作動時の受光素子の出力波形を示す図
である。

【図７】従来の検出装置の一例の要部構成図である。

【図８】従来の検出装置の一例の要部構成図である。

【図９】従来の検出装置を設けた座標入力装置を示す図
である。

【符号の説明】

１２ 検出装置 １３ 座標入力装置 １４ ロータリエンコーダ １５ 発光素子 １６ 受光素子 ２１，２２ ホトトランジスタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出体の回動に伴い回動するロータリ
   エンコーダと、 該ロータリエンコーダに対向して配設された一の発光素
   子と、 一対のホトトランジスタを近接して並設してなる構造を
   有しており、該ロータリエンコーダを介して該一の発光
   素子と対向配設された受光素子とにより構成されてお
   り、 該一の発光素子からの光を該各ホトトランジスタが独立
   して検出して夫々位相パルス信号を生成する構成とした
   光学式ロータリエンコーダ用位相パルス検出装置。