JPH0827197B2 - 回転検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は機械の回転位置等を検出するために用いる光
学式の回転検出器に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種光学式回転検出器（ロータリーエンコー
ダ）は、第２図に示す如く、周辺部に等間隔でスリット
２を有する回転スリット板１を入力軸３の回転で回転で
きるようにし、且つ上記回転スリット板１の周辺部位置
に、複数本のスリット５を有する固定スリット板４を設
置し、発光素子（発光ダイオード）６からの光が、回転
する回転スリット板１のスリット２と固定スリット板４
のスリット５を通過して受光素子（フォトダイオード）
７に受光される光量の変化により回転位置等が検出され
るようにしてある。又、従来の上記回転検出器の回路構
成は、第３図に示す如く、発光素子６の消費電流を一定
に制御できる電流制御回路８を備え、受光側には負荷抵
抗R_Lを組み込み、負荷抵抗R_Lに応じて発光素子６の消費
電力を決めることにより受光光量の光量差を大きくする
ようにし、受光光量の変化を波形整形して回転量を求め
る波形整形回路９を設け、該波形整形回路９から出力さ
せるようにしてある。

上記従来の回転検出器で回転量を検出する場合、回転
スリット板１のスリット２と固定スリット板４のスリッ
ト５が重なった全開時が最も受光光量が大きく、スリッ
ト２と５の相対変位で受光光量は徐々に小さくなり、ス
リット２と５とが重ならない全閉時は受光光量が最小と
なるので、受光側では、第４図（Ａ）の如く、回転スリ
ット板１の回転に伴い受光光量が変化し、スリット２と
５が重なり始めてから全開状態で最も明るく、次いで、
スリット２と５の重なり幅が徐々に小さくなって行き、
全閉になったときに最も暗い状態になる。かかる受光光
量の変化が繰り返されることにより形成される波形を、
波形整形回路９で第４図（Ｂ）に示す如く波形整形し、
波形の１ピッチＰの数により回転位置を検出するように
してある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、従来の回転検出器では、電源が機械の電源
とされているため、機械を停止するために電源を切る
と、回転検出器も切れて、これまでディジタルで計数し
た値が駄目になり、電源を入れるときに回転検出器をも
う一度原点に戻してやり直す必要があった。

そこで、本発明者は、機械の電源を切っても回転検出
器が切れないようにするためにバッテリーを別途用意し
ておき、機械を停止するために電源を切るとき、回転検
出器の電源としてバッテリーを使用するようにして、機
械停止中も回転検出を継続させるようにする場合に、 回転検出器で最も消費電力が大きいのは発光素子で
あり、現状ではバッテリーに接続した場合に、バッテリ
ーの電力が短時間になくなってしまうこと、 そのために、発光素子の電流を小さくして低消費電
力とすると、バッテリーの寿命は延長できるが、第４図
（Ａ）に示す受光側での光量差Vs、すなわち、出力が小
さくなって検出が困難となり、検出し易くするために受
光側の負荷抵抗R_Lを大きくすると、上記光量差Vsは大き
くなって検出はできるが、周波数応答が悪くなること、 等の問題があることに着目し、これらの問題を除去する
ために、機械停止時は高速応答が必要でないので発光素
子の電流を小さくし、これによる出力の低下を補償する
ために負荷抵抗を追加して大きくすればよいことを見い
出し本発明をなした。

したがって、本発明は、機械の電源を切っても検出器
の電源は常に入っているようにする場合に発光素子の消
費電力を小さくしてバッテリーの寿命を延長させると同
時に所定の検出ができるようにすることを目的とするも
のである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、受光側に受光
素子の負荷抵抗として、少なくとも２つの負荷抵抗を直
列に接続して設けると共に、該少なくとも２つの負荷抵
抗のうち１つの負荷抵抗のみの使用に切り換えたり上記
各負荷抵抗を直列にして負荷抵抗に切り換えるためのス
イッチング素子を設け、且つ発光側に発光素子の電流を
大小に制御する電流制御回路を設け、更に、外部電源電
圧に応じて外部電源とバッテリーに自動的に切り換える
電源電圧検出回路と、上記スイッチング素子と電流制御
回路に接続してあって、受光側の出力を見ながら受光素
子の負荷抵抗の大きさと発光素子の消費電力の比率を変
える順序を制御するタイミング回路とを備え、該タイミ
ング回路に上記電源電圧検出回路を接続してなる構成と
する。

［作用］ 機械電源である外部電源に接続されているときは発光
素子は消費電力大の状態にし、受光側はスイッチング素
子をONにして１つの負荷抵抗のみとすることにより、高
速応答で回転位置を検出できる。外部電源を切ると、外
部電源電圧の変化で自動的にバッテリーに接続される。
このときバッテリーの消費を防ぐために、タイミング回
路にて発光素子の消費電力を小さくし、この小さくした
比率に応じて受光側の負荷抵抗を大きくする。この場合
は、スイッチング素子をOFFにして別の負荷抵抗を入れ
て負荷抵抗を大きくする。これにより低速応答で検出で
きることになる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の回転検出器の実施例を示すもので、
入力軸３とともに回転する回転スリット板１の周辺部の
スリット２と、固定スリット板４のスリット５を通過す
る光の量を受光光量の変化でとらえて波形整形して出力
させるため、発光側の発光素子（発光ダイオードLED）
６と受光側の受光素子（フォトダイオード）７とを相対
峙させ、発光素子６の電流を電流制御回路８で大小に制
御できるようにし、又、受光側で受光された受光光量の
変化の波形を整形して出力する波形整形回路９が設けて
ある構成において、受光側に抵抗の大きさに差がある負
荷抵抗R_L1とR_L2（R_L2＞R_L1）を直列に組み込むと共に、
両者の間に、機械電源に接続されて使用される通常の使
用状態ではONになって負荷抵抗R_L1のみが使用され、且
つ機械電源が切られてバッテリーに接続されて使用され
る状態ではOFFになって負荷抵抗R_L2も使用されるように
するスイッチング素子10を組み込む。更に、上記スイッ
チング素子10と電流制御回路８にタイミング回路11を接
続し、発光素子６の電流を小さくして受光側の負荷抵抗
をその比率だけ大きくするときにタイミング回路11で順
序を制御できるようにする。すなわち受光側の出力を見
て出力が１であったときは負荷抵抗を大きくしてから発
光素子６の消費電力を小さくし、出力が０であったとき
は発光素子の消費電力を小さくしてから負荷抵抗を大き
くするような制御がタイミング回路11により行われるよ
うにし、又、上記タイミング回路11には、外部電源電圧
の変化で外部電源12とバッテリー13を切り換える電源電
圧検出回路14を接続する。

機械の電源である外部電源12を使用する通常の使用状
態では、発光素子６の消費電力を大きくすることができ
るので、電力大の状態にし、受光側では、これに比例し
て負荷抵抗を小さくするために、スイッチング素子10を
ONにして負荷抵抗R_L1のみとすることにより負荷抵抗を
小さくする。

次に、機械を停止するために外部電源12を切ると、外
部電源電圧の変化で電源電圧検出回路14により自動的に
バッテリー13の使用に切り換えられ、同時にタイミング
回路11により発光素子６を低消費電力の状態にする。こ
の場合は、発光素子７の電流を前記通常の使用状態時の
1/2〜1/10に小さくし、これによる出力の低下を補償す
るためにスイッチング素子10をOFF（オープン）にして
受光素子７の負荷抵抗R_L1にR_L2を追加し、上記発光素子
６の電流を小さくした比率だけ負荷抵抗を大きく（２〜
10倍）するようにする。このとき、受光側の出力が１で
あったときは受光素子７の負荷抵抗を大きくしてから発
光素子６の電流を小さくするようにする。このようにす
れば切り換えのときに出力が変化することはない。これ
により発光素子６の電流を小さくしても検出できること
になり、バッテリー12の寿命を延長させることができる
ことになる。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明の回転検出器によれば、発光
素子の電流を電流制御回路で大小に制御できるように
し、受光側の負荷抵抗をスイッチング素子のON,OFFで小
さくしたり大きくしたりできるようにし、且つタイミン
グ回路、外部電源電圧の変化で外部電源とバッテリーと
の使用に切り換える電源電圧回路を設け、外部電源を使
う通常の使用状態とバッテリーを使うときの低消費電力
の状態が、上記外部電源電圧に応じて自動的に切り換わ
るようにしてあるので、機械を停止させるため外部電源
を切っても自動的にバッテリーに接続されて検出し続け
ることができ、このとき、最も電力を必要とする発光素
子の消費電力を小さくして、受光素子の負荷抵抗を大き
くすることによりバッテリーの寿命を延長させながら大
きな出力で検出を行わせることができる、という優れた
効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転検出器の実施例を示す回路構成
図、第２図は回転検出器の構成を示す斜視図、第３図は
従来の回転検出器の回路構成を示す図、第４図（Ａ）は
第３図の場合の受光光量の変化を示す図、第４図（Ｂ）
は第４図（Ａ）の波形を整形して出力される状態を示す
図である。 １……回転スリット板、４……固定スリット板、６……
発光素子、７……受光素子、10……スイッチング素子、
11……タイミング回路、12……外部電源、13……バッテ
リー、14……電源電圧検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受光側に受光素子の負荷抵抗として、少な
   くとも２つの負荷抵抗を直列に接続して設けると共に、
   該少なくとも２つの負荷抵抗のうち１つの負荷抵抗のみ
   の使用に切り換えたり上記各負荷抵抗を直列にして大き
   な負荷抵抗に切り換えるためのスイッチング素子を設
   け、且つ発光側に発光素子の電流を大小に制御する電流
   制御回路を設け、更に、外部電源電圧に応じて外部電源
   とバッテリーに自動的に切り換える電源電圧検出回路
   と、上記スイッチング素子と電流制御回路に接続してあ
   って、受光側の出力を見ながら受光素子の負荷抵抗の大
   きさと発光素子の消費電力の比率を変える順序を制御す
   るタイミング回路とを備え、該タイミング回路に上記電
   源電圧検出回路を接続してなることを特徴とする回転検
   出器。