(57)【要約】【課題】複数の受光素子が電源コモン端子に未接続な状態を検出可能とすること。【解決手段】受光素子の受光出力から１８０度ごとに信号レベルが反転するＡ相の信号、Ａ相より電気角で９０度位相がずれて１８０度ごとに信号レベルが反転するＢ相の信号、１８０度ごとに信号レベルが反転すると共にＡ相信号とＢ相信号それぞれの信号レベルが共にゼロのときのタイミングで立ち上がり側に反転する参照相の信号を生成する第１ステップと、上記第１ステップで生成した少なくともＡ相、Ｂ相、参照相三者の信号レベルに基づいて電源コモン端子が未接続であるか否かを判定する第２ステップと、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光素子と、電源コモン端子に共通接続された複数の受光素子と、上記投光素子と各受光素子との間の光路上に配置されて被検出軸と同期回転する回転スリットと、を備え、上記回転スリットを被検出軸の回転に関連させて上記光路上を横断移動させつつ上記投光素子からの投光を通過させて電気角が所定角度ずつずれた複数の光信号を生成すると共にこれら光信号を上記複数の受光素子で受光し、この受光出力から上記被検出軸の回転状態を検出するロータリエンコーダにおいて上記電源コモン端子の未接続状態を検出する方法において、
上記受光出力から１８０度ごとに信号レベルが反転するＡ相の信号と、Ａ相より電気角で９０度位相がずれて１８０度ごとに信号レベルが反転するＢ相の信号と、１８０度ごとに信号レベルが反転すると共にＡ相信号とＢ相信号それぞれの信号レベルが共にゼロのときのタイミングで立ち上がり側に反転する参照相（ｒｅｆ）信号と、を生成する第１ステップと、
少なくとも上記第１ステップで生成したＡ相、Ｂ相、参照相（ｒｅｆ）三者の信号レベルに基づいて上記電源コモン端子が上記複数の受光素子に未接続であるか否かを判定する第２ステップと、
を含むことを特徴とする電源コモン端子の未接続検出方法。
【請求項２】
上記第２ステップを、マイクロコンピュータ構成の判定手段により、行うことを特徴とする請求項１に記載の電源コモン端子の未接続検出方法。
【請求項３】
上記第２ステップを、ロジック回路構成の判定手段により、行うことを特徴とする請求項１に記載の電源コモン端子の未接続検出方法。
【請求項４】
上記第２ステップが、上記三者の信号レベルそれぞれの合計レベルがゼロのときに記電源コモン端子が上記複数の受光素子に未接続であると判定する、ことを特徴とする請求項１に記載の電源コモン端子の未接続検出方法。
【請求項５】
上記第２ステップが、上記三者の信号レベルそれぞれが同時にゼロになるタイミングが存在するとき上記電源コモン端子が上記複数の受光素子に未接続であると判定する、ことを特徴とする請求項１に記載の電源コモン端子の未接続検出方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法における、上記第１ステップを実行する信号生成手段と、上記第２ステップを実行するマイクロコンピュータ構成の判定手段と、を備え、上記判定手段は、少なくとも上記三者の信号レベルそれぞれの合計レベルがゼロであるか否か、または少なくとも上記三者の信号レベルそれぞれが同時にゼロになるタイミングが存在するか否かにより、上記電源コモン端子が上記複数の受光素子に未接続であるか否かを判定する、ことを特徴とするロータリエンコーダ。
【請求項７】
請求項１に記載の方法における、上記第１ステップを実行する信号生成手段と、上記第２ステップを実行するロジック回路構成の判定手段と、を備え、上記判定手段は、少なくとも上記三者の信号のＯＲ条件から、上記電源コモン端子が上記複数の受光素子に未接続であるか否かを判定する、ことを特徴とするロータリエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アブソリュート型やインクリメンタル型のロータリエンコーダにおける電源コモン端子の未接続検出方法およびロータリエンコーダに関するものである。本発明のロータリエンコーダは、円周方向複数の回転スリットを設けた回転スリット板に対して固定スリットを介して投光素子から光を当てて上記両スリットを通過した光信号を受光素子で受光し、この受光に応答して受光素子から出力される信号から回転情報を得るエンコーダである。
【背景技術】
【０００２】
図５を参照してインクリメンタル型のロータリエンコーダＲＥは、一般的に、投光素子ＬＥＤと２つの受光素子ＰＤ１，ＰＤ２との間に、円周方向等間隔に投光素子ＬＥＤからの光を透過することができる複数のスリット（以下回転スリットと言う）を有する回転スリット板ＲＳと、この回転スリット板ＲＳの一方側に上記スリットと同様に投光素子ＬＥＤからの光を透過することができるスリット（以下固定スリットと言う）を有する固定スリット板ＦＳとを対向配置している（特許文献１）。
【０００３】
この固定スリット板ＦＳの固定スリットは、投光素子ＬＥＤからの光を電気角で順次９０度ずつずれさせて回転スリット板ＲＳの回転スリットを通過させて光信号を形成するようになっている。受光素子ＰＤ１，ＰＤ２では上記光信号を受光し、受光素子ＰＤ１，ＰＤ２の受光出力から図６（ａ）（ｂ）で示すようなＡ相信号と、Ｂ相信号とを生成し、これらＡ相とＢ相信号から被検出軸の回転状態すなわちその回転方向や回転速度を検出することができるようになっている。
【０００４】
この回転方向の検出では、図６（ｃ）で示すようにＡ相とＢ相信号のバイナリーコードでＡ相信号「０」、Ｂ相信号「０」の組み合わせでは「０」、Ａ相信号「１」、Ｂ相信号「０」の組み合わせでは「２」、Ａ相信号「１」、Ｂ相信号「１」の組み合わせでは「３」、Ａ相信号「０」、Ｂ相信号「１」の組み合わせでは「１」としそのバイナリーコードの変化順序から回転方向を判定することができる。バイナリーコードは「０」「２」「３」「１」「０」「２」…と変化し、信号レベル合計は「０」「１」「２」「１」「０」「１」…と変化する。
【０００５】
そして、上記Ａ相信号とＢ相信号のバイナリーコードの組み合わせでは「０」「０」の組み合わせが存在している。この場合、上記ロータリエンコーダでは図７で示すように受光素子ＰＤ１，ＰＤ２が電源コモン端子ＣＴに共通に接続されているために、電源コモン端子ＣＴが受光素子ＰＤ１，ＰＤ２に未接続であるときも上記Ａ相信号とＢ相信号のバイナリーコードの組み合わせでは「０」「０」の組み合わせが成立することになる。受光素子ＰＤ１，ＰＤ２の受光出力はそれぞれ比較回路ＣＰ１，ＣＰ２で比較され、Ａ相信号、Ｂ相信号が生成され、それらＡ相信号、Ｂ相信号は回転状態検出回路ＲＤ１に入力されるようになっている。
【０００６】
そのため従来のロータリエンコーダＲＥでは、受光素子ＰＤ１，ＰＤ２が電源コモン端子に未接続の場合では、被検出軸の回転状態を誤検出することになり、ロータリエンコーダを搭載した装置やシステムの信頼性を低下させてしまう要因となるという課題がある。
【特許文献１】特開平０７−１３４０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明により解決すべき課題は、複数の受光素子が電源コモン端子に共通に接続されているロータリエンコーダにおいて、複数の受光素子が電源コモン端子に未接続な状態を検出可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明第１によるロータリエンコーダにおける電源コモン端子の未接続検出方法は、上記受光出力から１８０度ごとに信号レベルが反転するＡ相の信号、Ａ相より電気角で９０度位相がずれて１８０度ごとに信号レベルが反転するＢ相の信号、１８０度ごとに信号レベルが反転すると共にＡ相信号とＢ相信号それぞれの信号レベルが共にゼロのときのタイミングで立ち上がり側に反転する参照相（ｒｅｆ）信号を生成する第１ステップと、少なくとも上記第１ステップで生成したＡ相、Ｂ相、参照相（ｒｅｆ）三者の信号レベルに基づいて上記電源コモン端子が未接続であるか否かを判定する第２ステップと、を含むことを特徴とするものである。
【０００９】
上記判定のための手段は特に限定しない。例えばこの判定をマイクロコンピュータで行ってもよいし、ロジック回路で行ってもよい。
【００１０】
参照相（ｒｅｆ）信号は、Ａ相信号と１８０度位相が異なる信号であっても、Ｂ相信号と１８０度位相が異なる信号であってもよい。
【００１１】
また、上記判定に用いる信号数は上記三者に限定されず、それ以上の信号数で判定してもよい。
【００１２】
本発明第１の好ましい一態様は、上記第２ステップを、マイクロコンピュータ構成の判定手段により、行うことである。
【００１３】
本発明第１の好ましい一態様は、上記第２ステップを、ロジック回路構成の判定手段により、行うことである。
【００１４】
本発明第１の好ましい一態様は、上記第２ステップが、上記三者の信号レベルそれぞれの合計レベルがゼロのときに記電源コモン端子が上記複数の受光素子に未接続であると判定することである。
【００１５】
上記「上記三者の信号レベルそれぞれの合計レベルがゼロ」とは、三者の信号レベルがそれぞれ同じであっても相違していても合計した場合のレベルがゼロのことである。
【００１６】
本発明第１の好ましい一態様は、上記第２ステップが、上記三者の信号レベルそれぞれが同時にゼロになるタイミングが存在するとき上記電源コモン端子が上記複数の受光素子に未接続であると判定することである。
【００１７】
上記「上記三者の信号レベルそれぞれが同時にゼロになるタイミングが存在する」とは、上記三者の信号レベルのＯＲ条件をとっても、すなわち、同じタイミングでどの信号レベルを選択してもゼロになるタイミングのことである。
【００１８】
本発明第１では、Ａ相信号とＢ相信号のバイナリーコードの組み合わせで「０」「０」の組み合わせのタイミングが存在しても、そのタイミングでも、参照相信号の信号レベルが立ち上がり側に反転するので、電源コモン端子が各受光素子に接続されている限りは、Ａ相、Ｂ相、参照相三者の信号レベルの合計はゼロにはならないし、また、三者の信号レベルに同時タイミングではゼロになることはない。そのため、これら三者の信号レベルに基づいて、電源コモン端子が未接続であるか否かを判定することができることになる。
【００１９】
本発明第２によるロータリエンコーダは、上記本発明第１の方法における、上記第１ステップを実行する信号生成手段と、上記第２ステップを実行するマイクロコンピュータ構成の判定手段と、を備え、上記判定手段は、少なくとも上記三者の信号レベルそれぞれの合計レベルがゼロであるか否か、または少なくとも上記三者の信号レベルそれぞれが同時にゼロになるタイミングが存在するか否かにより、上記電源コモン端子が上記複数の受光素子に未接続であるか否かを判定することを特徴とするものである。
【００２０】
本発明第３によるロータリエンコーダは、上記本発明第１の方法における、上記第１ステップを実行する信号生成手段と、上記第２ステップを実行するロジック回路構成の判定手段と、を備え、上記判定手段は、少なくとも上記三者の信号のＯＲ条件から、上記電源コモン端子が上記複数の受光素子に未接続であるか否かを判定する、ことを特徴とするものである。
【００２１】
なお、本発明第１ないし第３は、アブソリュート型のロータリエンコーダでもインクリメンタル型のロータリエンコーダにも適用することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の方法では、受光素子のいずれかが電源コモン端子に未接続状態であることを確実に判定することができる。したがって、この方法を採用したロータリエンコーダを搭載した装置やシステムの信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る方法を詳細に説明する。実施の形態に係る方法が適用されるロータリエンコーダの基本構成は図５と同様であるが、実施の形態では、図１で示すように、投光素子ＬＥＤは電源と接地との間に電流制限抵抗Ｒ０、トランジスタＴＲ０と共に直列に挿入接続され図示略の駆動回路出力でオンオフするトランジスタＴＲ０を通じて投光動作する。投光素子ＬＥＤからの投光を回転スリット板ＲＳと、固定スリット板ＦＳとを介して受光素子ＰＤ（ａ＋），ＰＤ（ｂ＋），ＰＤ（ａ−），ＰＤ（ｂ−），ＰＤ（ｒｅｆ＋），ＰＤ（ｒｅｆ−）で受光する。この受光素子ＰＤの（ａ＋）、（ｂ＋）…の意味は後述する。回転スリット板ＲＳ、固定スリット板ＦＳは図解の都合で略示している。これら受光素子ＰＤ（ａ＋），ＰＤ（ｂ＋），ＰＤ（ａ−），ＰＤ（ｂ−），ＰＤ（ｒｅｆ＋），ＰＤ（ｒｅｆ−）それぞれの出力は比較回路ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３で比較され、比較回路ＣＰ１からはＡ相信号、比較回路ＣＰ２からはＢ相信号、比較回路ＣＰ３からは参照相（ｒｅｆ）信号が出力される。これらＡ相信号、Ｂ相信号は回転状態検出回路ＲＤ１に入力され、Ａ相信号、Ｂ相信号および参照相（ｒｅｆ）信号は判定回路ＲＤ２に入力される。
【００２４】
回転状態検出回路ＲＤ１はＡ相信号とＢ相信号とから被検出軸の回転状態すなわち回転速度および回転方向を検出する。
【００２５】
判定回路ＲＤ２は、マイクロコンピュータ手段等で構成され、Ａ相信号、Ｂ相信号および参照相（ｒｅｆ）信号により電源コモン端子ＣＴが未接続であるか否かを判定することができるようになっている。
【００２６】
以上のロータリエンコーダでは、投光素子ＬＥＤ、回転スリット板ＲＳの回転スリット、固定スリット板ＦＳの固定スリット、受光素子ＰＤ（ａ＋），ＰＤ（ｂ＋），ＰＤ（ａ−），ＰＤ（ｂ−），ＰＤ（ｒｅｆ＋），ＰＤ（ｒｅｆ−）、比較回路ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３により、１８０度ごとに信号レベルが反転するＡ相信号を生成するＡ相信号生成手段と、Ａ相より電気角で９０度位相がずれて１８０度ごとに信号レベルが反転するＢ相信号を生成するＢ相信号生成手段と、１８０度ごとに信号レベルが反転するものでかつＡ相信号とＢ相信号それぞれの信号レベルが共にゼロのときのタイミングで立ち上がり側に反転する参照相（ｒｅｆ）信号を生成する参照相信号生成手段と、を構成する。
【００２７】
図２を参照して、ｒｓは回転スリット板ＲＳに円周方向等間隔に形成された回転スリットである。図中、回転スリット板ＲＳにおいて、回転スリットｒの部分は図解上は白抜きで、回転スリットｒｓ間は投光素子ＬＥＤの投光を遮光する部分であり、図解上はハッチングで示す。固定スリット板ＦＳはこの回転スリットｒｓに対向する固定スリットｆｓを有する。
【００２８】
固定スリットｆｓは説明の都合で、投光素子ＬＥＤの光を１８０度ごとに反転する光信号ａ＋を生成する固定スリットをｆｓ（ａ＋）、光信号ａ＋に対して電気角で１８０度ずれて１８０度ごとに反転する光信号ａ−を生成する固定スリットをｆｓ（ａ−）、投光素子ＬＥＤの光を光信号ａ＋に電気角で９０度ずれ１８０度ごとに反転する光信号ｂ＋を生成する固定スリットをｆｓ（ｂ＋）、光信号ｂ＋に対して電気角で１８０度ずれて１８０度ごとに反転する光信号ｂ−を生成する固定スリットをｆｓ（ｂ−）、光信号ａ＋と光信号ｂ＋の信号レベルが共にゼロのタイミングで立ち上がり１８０度ごとに信号レベルが反転する光信号ｒｅｆ＋を生成する固定スリットをｆｓ（ｒｅｆ＋）、光信号ａ−と光信号ｂ−の信号レベルが共にゼロのタイミングで立ち上がり１８０度ごとに信号レベルが反転する光信号ｒｅｆ−を生成する固定スリットをｆｓ（ｒｅｆ−）と称する。
【００２９】
受光素子ＰＤもそれぞれの固定スリットｆｓ（ａ＋），ｆｓ（ｂ＋），ｆｓ（ａ−），ｆｓ（ｂ−），ｆｓ（ｒｅｆ＋），ｆｓ（ｒｅｆ−）それぞれに合わせて、ＰＤ（ａ＋），ＰＤ（ｂ＋），ＰＤ（ａ−），ＰＤ（ｂ−），ＰＤ（ｒｅｆ＋），ＰＤ（ｒｅｆ−）と称しており、それぞれの受光素子ＰＤ（ａ＋），ＰＤ（ｂ＋），ＰＤ（ａ−），ＰＤ（ｂ−），ＰＤ（ｒｅｆ＋），ＰＤ（ｒｅｆ−）は、対応する固定スリットｆｓ（ａ＋）、ｆｓ（ａ−）、（ｂ＋）、ｆｓ（ｂ−）、ｆｓ（ｒｅｆ＋）、ｆｓ（ｒｅｆ−）を通過した光信号ａ＋，ｂ＋，ａ−，ｂ−，ｒｅｆ＋，ｒｅｆ−を受光する。光信号ａ＋、ａ−をそれぞれ受光した受光素子ＰＤ（ａ＋）とＰＤ（ａ−）それぞれの出力は上記したように比較回路ＣＰ１で比較されてＡ相信号が生成され、光信号ｂ＋、ｂ−をそれぞれ受光した受光素子ＰＤ（ｂ＋）とＰＤ（ｂ−）それぞれの出力は上記したように比較回路ＣＰ２で比較されてＢ相信号が生成され、光信号ｒｅｆ＋、ｒｅｆ−をそれぞれ受光した受光素子ＰＤ（ｒｅｆ＋）とＰＤ（ｒｅｆ−）それぞれの出力は上記したように比較回路ＣＰ３で比較されて参照相（ｒｅｆ）信号が生成される。
【００３０】
図３（ａ）〜（ｃ）を参照して判定回路ＲＤ２においてＡ相信号、Ｂ相信号および参照相（ｒｅｆ）信号からなる三者の信号から電源コモン端子ＣＴが各受光素子に未接続であるか否かを判定する動作を説明する。
【００３１】
なお、図３（ａ）のＡ相信号、図３（ｂ）のＢ相信号が回転状態検出回路ＲＤ１に入力されて、被検出軸の回転状態等が検出することができるは上述したので説明を略する。
【００３２】
図３（ａ）のＡ相信号、図３（ｂ）のＢ相信号、図３（ｃ）の参照相（ｒｅｆ）信号からなる三者の信号は、判定回路ＲＤ２に入力される。なお、図３（ｃ）の参照相（ｒｅｆ）信号は、Ｂ相信号の位相と１８０度位相が異なり１８０度ごとに反転する信号であるが、参照相（ｒｅｆ）信号は図３（ｃ）に示すタイミングの信号に限定されず、図示しないが、Ａ相信号の位相と１８０度異なり１８０度ごとに反転する信号でもよい。もちろん、電源コモン端子ＣＴが未接続であるか否かの判定に上記三者の信号に限定されず、判定のための信号数を四者以上としてもよい。なお、受光素子の符号は簡略化のため略する。
【００３３】
判定回路ＲＤ２は、これら三者の信号レベルの合計レベルがゼロであるとき、あるいは三者の信号レベルすべてが同時にゼロとなるタイミングが存在する場合には、電源コモン端子ＣＴが各受光素子に未接続であると判定する。
【００３４】
上記判定回路ＲＤ２は実施の形態ではマイクロコンピュータ構成の判定手段で構成している。判定回路ＲＤ２は、上記三者の信号それぞれの信号レベルを個別に監視し、三者の信号の信号レベルの合計レベルがゼロであるとき、あるいは三者の信号の信号レベルが同時にゼロとなるタイミングが存在する場合には、電源コモン端子ＣＴが未接続であると判定する。
【００３５】
一方、判定回路ＲＤ２はマイクロコンピュータ構成の判定手段で構成することに限定されず、図４で示すようなロジック回路であるＯＲ回路構成の判定回路ＲＤ２で構成することができる。ＯＲ回路で判定回路ＲＤ２を構成した場合は判定回路ＲＤ２をマイクロコンピュータで構成する場合よりも安価である。このＯＲ回路構成の判定回路ＲＤ２に上記三者の信号を入力し、この判定回路ＲＤ２出力が「０」となるタイミング状態が存在するとき、すなわち、三者の信号の信号レベルが同時にゼロとなるタイミングが存在する場合、電源コモン端子ＣＴが未接続であると判定できる。
【００３６】
以上のように実施の形態では、電源コモン端子ＣＴに未接続な受光素子が存在するか否かを判定することができ、結果、実施の形態のロータリエンコーダではそれを搭載した装置やシステムの信頼性が向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係るロータリエンコーダの電気的な概略構成を示す図である。
【図２】図２は回転スリットと、固定スリットとの対応関係の説明に供する図である。
【図３】図３はＡ相信号、Ｂ相信号、参照相（ｒｅｆ）信号の信号レベルの関係を示す図である。
【図４】図４は判定回路の他の変形例を示す図である。
【図５】図５は従来のロータリエンコーダの機構的な概略構成を示す図である。
【図６】図６は従来のロータリエンコーダによるＡ相とＢ相の関係を示す図である。
【図７】図７は従来のロータリエンコーダの電気的な概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
ＲＳ  回転スリット板
ＦＳ  固定スリット板
ＬＥＤ  投光ダイオード（投光素子）
ＰＤ  受光素子
ＲＤ１  回転状態検出回路
ＲＤ２  判定回路
ＣＴ  電源コモン端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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