(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転量または移動体の移動量を検出する光学式エンコーダの発光素子の発光量補正方法であって、電流を流すことによって発光する発光素子と、その発光素子の光を受光する受光素子と、前記電流の指令値を記憶する記憶装置と、前記受光素子から出力される信号を増幅し前記電流のフィードバック信号を出力する増幅器と、前記指令値と前記フィードバック信号とを比較して発光量補正値を演算するマイクロコンピュータとを備えた光学式エンコーダの発光素子の発光量補正方法において、
前記記憶装置に予め記憶されている発光量データに前記発光量補正値を加算または減算することによって前記発光量データを補正し、この補正した発光量データで前記記憶装置に記憶されている発光量データを更新し、この更新した発光量データで前記発光素子に電流を流すことを特徴とする光学式エンコーダの発光素子の発光量補正方法。
【請求項２】
前記フィードバック信号を複数回サンプリングして平均化し、この平均化したフィードバック信号と前記指令値とを比較して前記発光量補正値を演算することを特徴とする請求項１記載の光学式エンコーダの発光素子の発光量補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体の回転量または移動体の移動量を検出する光学式エンコーダの発光素子の発光量補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光学式エンコーダの発光素子の発光回路は、図３のように構成される。図において、Ｖｃｃ１、Ｖｃｃ２は一定の直流電圧を印加する入力端子である。
Ｖｃｃ１は、抵抗Ｒ１とトランジスタＴＲ１のコレクタ−エミッタ端子と、発光素子ＬＥＤ１のアノード−カソード間とで直列に接続され、基準電位に接続される。
Ｖｃｃ２は、抵抗Ｒ２と半固定抵抗ＶＲ１とで直列に接続され、基準電位に接続される。
演算増幅器ＯＰ１の出力は、トランジスタＴＲ１のベース端子と接続される。
演算増幅器ＯＰ１の正極側入力は、抵抗Ｒ２と半固定抵抗ＶＲ１間と接続されており、半固定抵抗ＶＲ１の抵抗値によって一定の直流電圧Ｖｃｃ２から直流電圧が求められ、演算増幅器ＯＰ１の正極側入力レベルが決定される。このレベルを可変させて発光素子ＬＥＤ１の発光量を決定する。
演算増幅器ＯＰ１の負極側入力は、トランジスタＴＲ１のエミッタ端子と発光素子ＬＥＤ１のアノード端子間と接続される。これにより発光素子ＬＥＤ１の発光量が変化して発光素子ＬＥＤ１の順方向電流値が変化した場合、発光素子ＬＥＤ１の順方向電圧も変化する。これにより、演算増幅器ＯＰ１の仮想短絡現象によって、負極側入力端子レベルは、正極側入力端子レベルとほぼ等しくなり、演算増幅器ＯＰ１の出力、すなわちトランジスタＴＲ１のベース電流が変化する。この結果、トランジスタＴＲ１のコレクタ−エミッタ電流が変化し、発光素子ＬＥＤ１に供給される電流の変化分が補正される。
この現象を利用して、発光素子ＬＥＤ１に対して微少の電流補正を加えて電流を安定させ、安定した波形出力を得ていた。
又、発光素子の発光量を受光素子を用いて直流電圧に変換し、その直流電圧を用いてマイクロコンピュータで発光素子の発光量を補正し、発光量を一定に保つような回路手段もたとえば特開平７−２８８４５９において公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図３に示されるような従来回路では、発光量が微少に変化した場合においては補正が可能であるが、大きく変化した場合、すなわち半固定抵抗ＶＲ１の抵抗値を変化させて、演算増幅器ＯＰ１の正極側入力端子レベルを変化させなければ補正が不可能である場合においては、再度発光素子の発光量を半固定抵抗を動かす事により機械的に調整しなければならないと言う不具合が生じた。
又、前記特開平７−２８８４５９においては、受光素子からの出力が直流電圧の場合でのみしか補正ができず、万が一回路電圧が外部雑音等で高速に変化して不安定となるといった、受光素子からの出力が交流成分を持つ電圧となった場合においては、発光素子の発光量補正が不安定となり、安定した発光量及び受光素子出力を得ることが困難になる場合があった。
そこで本発明は、受光素子の出力が交流成分であっても自動でかつ調整を必要とせずに発光量の補正が可能な光学式エンコーダの発光素子の発光量補正方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、回転体の回転量または移動体の移動量を検出する光学式エンコーダの発光素子の発光量補正方法であって、電流を流すことによって発光する発光素子と、その発光素子の光を受光する受光素子と、前記電流の指令値を記憶する記憶装置と、前記受光素子から出力される信号を増幅し前記電流のフィードバック信号を出力する増幅器と、前記指令値と前記フィードバック信号とを比較して発光量補正値を演算するマイクロコンピュータとを備えた光学式エンコーダの発光素子の発光量補正方法において、前記記憶装置に予め記憶されている発光量データに前記発光量補正値を加算または減算することによって前記発光量データを補正し、この補正した発光量データで前記記憶装置に記憶されている発光量データを更新し、この更新した発光量データで前記発光素子に電流を流すことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は本発明の回路構成を示す図である。
図１において、Ｖｃｃ１は一定の直流電圧を印加する入力端子である。
Ｖｃｃ１は、受光素子ＰＤ１のカソード−アノード路と、抵抗Ｒ１２と直列に接続され、基準電位に接続される。
受光素子ＰＤ１で検出された信号は、前記受光素子ＰＤ１のアノード端子と抵抗Ｒ１２の間から出力され、増幅部ＡＭＰ１に接続される。
入力された信号は、増幅部ＡＭＰ１にて信号増幅され、マイクロコンピュータＣＰＵ１の入力ポートに接続され、その信号を用いて発光素子の補正演算と、その演算結果に基づき、発光素子ＬＥＤ１に発光の指令を行う。
マイクロコンピュータＣＰＵ１の出力ポートには、発光素子ＬＥＤ１を発光させるために、抵抗Ｒ１１を介して発光素子ＬＥＤ１と直列に接続され、基準電位に接続される。
発光素子ＬＥＤ１と受光素子ＰＤ１は、発光した光を検出する必要があるため、一対に配置される。
又、マイクロコンピュータＣＰＵ１は、発光素子ＬＥＤ１の発光量のデータを記憶する記憶装置ＭＥＭ１が接続されている。
記憶装置ＭＥＭ１は、あらかじめ規定の発光量データが記憶されており、マイクロコンピュータＣＰＵ１の電源が投入されると、まず記憶装置ＭＥＭ１から規定の発光量データを読み出し、そのデータより発光素子ＬＥＤ１が発光するために必要な電圧値に変換して、その電圧をマイクロコンピュータＣＰＵ１の出力ポートから出力し、発光素子ＬＥＤ１を発光させる。又、動作中に発光量の補正が必要となった場合には、発光量の補正演算が完了した後に、記憶装置ＭＥＭ１に記憶されている既定値を書き換えることにより、常に最適な発光量を記憶する事が出来る。
以下に回路動作について図２を用いて説明する。
まず、回路電源が投入されると、マイクロコンピュータＣＰＵ１は、図２のステップ１で記憶装置ＭＥＭ１に記憶されている規定の発光素子ＬＥＤ１の発光量データを読み出して、次にステップ２でそのデータを元にマイクロコンピュータＣＰＵ１内で発光素子ＬＥＤ１が発光するために必要な電圧に変換する。変換された電圧は次のステップ３で、マイクロコンピュータＣＰＵ１の出力ポートにセットされ、発光素子ＬＥＤ１の駆動用電源として発光素子ＬＥＤ１に供給され、発光素子ＬＥＤ１が発光する。
発光素子ＬＥＤ１で発光された光は、発光素子ＬＥＤ１のもう一対に配置されている受光素子ＰＤ１にて検出され、発光素子ＬＥＤ１の発光量に応じた電流が出力される。この電流を、増幅部ＡＭＰ１にて電圧に変換、信号増幅をし、信号を適正なレベルまで増幅する。増幅された信号は、増幅部ＡＭＰ１の出力からマイクロコンピュータＣＰＵ１の入力ポートにフィードバックされる。
このフィードバックされた電圧値を、次のステップ４でマイクロコンピュータＣＰＵ１にてデータ値に変換して、発光素子ＬＥＤ１の発光量に対するフィードバック値として、サンプリングする。
ここで、このフィードバック値のみで発光素子ＬＥＤ１の補正を行った場合だと、フィードバックデータが一定である場合には補正演算を行う際に有効となるが、フィードバックデータが一定ではない場合、例えば外部雑音等によって回路電源が不安定となった場合や、エンコーダで用いた場合においてフィードバックされる電圧値が近似正弦波状であった場合には、このフィードバックデータを補正に用いても、正確な補正値とはならず、発光素子ＬＥＤ１に対する発光指令は不安定となり、発光素子ＬＥＤ１の発光量が不安定となり得る。
そこで、前記のフィードバックデータのサンプリングを、次のステップ５の様にある一定時間繰り返し行い、サンプリングされたデータを増やしてステップ６でその平均値をマイクロコンピュータＣＰＵ１にて演算し、その演算結果と、現在マイクロコンピュータＣＰＵ１から発光素子ＬＥＤ１に指令している指令値とをステップ７で比較して補正値を算出し、ステップ８でその比較結果を判定する。ここで、現在指令値とサンプリングの平均値とが一致していれば、ステップ４に戻って再度サンプリングを繰り返す。一致していなければ、次のステップ９で現在指令値とサンプリング平均値のどちらが大きいかを判定し、ステップ１０で現在指令値よりもフィードバックされたデータの方が小さければ、その小さい分（比較結果値）を補正値として現在の発光量データに加える。また、その逆に大きければ現在の発光量データから引く。そして、ステップ１１で補正後の発光素子ＬＥＤ１の発光量データを、マイクロコンピュータＣＰＵ１から記憶装置ＭＥＭ１に書き換えて記憶する。その後、ステップ１に戻って発光量データを読み出し、再度発光素子ＬＥＤ１に指令する。
これら一連の動作を、電源が入った状態で常に繰り返す事により、発光素子ＬＥＤ１の発光量は常に最適な値を取ることとなり、受光素子ＰＤ１の出力は常に安定する。
又、ここで、図２のフローチャートには示さないが、発光素子ＬＥＤ１又は受光素子ＰＤ１の故障によりフィードバック値が不定となった場合は、補正値の演算が正しく出来ず、発光素子への発光指令がでたらめとなり最悪の場合発光素子を破壊する恐れがあるが、マイクロコンピュータＣＰＵ１にて、外部に警報を出力し、発光素子への発光指令を中止する処理を追加することにより、機器の安全性を保つことができる。
これらの動作によって、発光素子ＬＥＤ１は、マイクロコンピュータＣＰＵ１の指令によって発光し、発光した光を受光素子ＰＤ１で検出してそれを再びマイクロコンピュータＣＰＵ１にフィードバックさせる動作を、ある一定期間行い、その一定期間内で得られたデータを用いてマイクロコンピュータＣＰＵ１で平均化し、その平均化されたデータを用いて再度発光素子ＬＥＤ１に発光量の指令を行う一連の動作を繰り返して行う事により、従来の問題点であった発光素子の発光量が大きく変化し、受光素子からの出力が大きく変化した場合においても、半固定抵抗を用いて機械的に再度調整を行うと言った作業が削除される。又、フィードバックされた発光素子ＬＥＤ１の光量に応じた電圧値を繰り返しサンプリングして平均値を求め、その平均値を用いて現在指令されている発光量を補正することにより、外部雑音等の影響によってフィードバックされる信号が交流成分を持ったり、近似正弦波状になった場合でも安定した発光量補正が行える。又、発光素子、受光素子の故障によってフィードバック値が不定となった場合においても、マイクロコンピュータＣＰＵ１にて外部に警報の出力及び発光素子の発光指令を中止させることにより、機器安全性を保つことが可能である。さらには、補正を行うたびに発光素子への発光量データを記憶装置に記憶し直すので、常に最適な発光量を得る事が出来、受光素子からの信号出力も安定したものが得られる。
【０００６】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、受光素子の出力が交流成分であっても自動でかつ調整を必要とせずに発光量の補正が可能なので、発光素子の発光量及び受光素子の出力が大きく変化した場合でも機械的に再調整を行う必要がなく常に補正を行え、かつ受光素子出力が交流成分であっても受光素子の出力を安定させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の回路構成を示す図
【図２】  本発明の処理を示すフローチャート
【図３】  従来の光学式エンコーダの発光素子の発光回路を示す図
【符号の説明】
Ｖｃｃ１，Ｖｃｃ２  直流電圧印加点
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１１，Ｒ１２  固定抵抗
ＶＲ１  半固定抵抗
ＡＭＰ１  増幅部
ＯＰ１  演算増幅器
ＬＥＤ１,ＬＥＤ２  発光素子
ＰＤ１  受光素子
ＴＲ１  トランジスタ
ＣＰＵ１  マイクロコンピュータ
ＭＥＭ１  記憶装置
【図１】
0004058659.tif 000002
【図２】
0004058659.tif 000003
【図３】
0004058659.tif 000004