JPH0695798A - 光学式ロータリーエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マウスに内蔵され移動距離に対応するボール
の回転角をパルス信号に変換する光学式ロータリーエン
コーダに関し、発光ダイオードにおいて消費される電力
を低減可能な光学式ロータリーエンコーダの提供を目的
とする。 【構成】 パルス信号供給手段４から出力されるパルス
信号に基づいて発光ダイオード２を点滅させるスイッチ
ング素子５、およびパルス信号に基づいてホトトランジ
スタ３のエミッタ電位を制御するエミッタ電位制御回路
６を有し、スリット11の一つが発光ダイオード２とホト
トランジスタ３の間を横切る間に発光ダイオード２が複
数回点滅するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は情報処理装置を構成する
表示装置と組合せ表示装置上のカーソルを任意の方向に
移動させるマウスに係り、特にマウスに内蔵され移動距
離に対応するボールの回転角をパルス信号に変換する光
学式ロータリーエンコーダに関する。

【０００２】近年、情報入力手段としてキーボードの他
にマウスを併用する携帯型のパソコンやワープロが実用
化されているが、携帯型のパソコンやワープロは電池で
駆動されることが多くかかる装置に用いられるマウスは
低消費電力化が要求される。

【０００３】例えば、光学式ロータリーエンコーダを内
蔵したマウスにおいて電力を消費するのは主として発光
ダイオードである。そこで発光ダイオードにおいて消費
される電力を低減可能な光学式ロータリーエンコーダの
開発が要望されている。

【０００４】

【従来の技術】図４は従来の光学式ロータリーエンコー
ダを示す斜視図である。図において従来の光学式ロータ
リーエンコーダは複数のスリット11が円周に沿って等間
隔に形成された回転円盤１と、回転円盤１を挟むように
配設されスリット11を介して対向させた発光ダイオード
２とホトトランジスタ３を具えている。

【０００５】発光ダイオード２から出た光は回転円盤１
の回転に伴いスリット11が光路を横切る間はホトトラン
ジスタ３に入射し、スリット11が通り過ぎ次のスリット
11が光路を横切るまでの間は遮断されてホトトランジス
タ３に入射することはない。

【０００６】例えば、ボール等を介して回転円盤１を回
転させるとホトトランジスタ３から回転円盤１の回転角
に比例したパルス信号、即ち、発光ダイオード２とホト
トランジスタ３の間を通過したスリット11の数に対応す
るパルス信号が出力される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】発光ダイオードをパル
ス駆動し常時点滅させることにより光学式ロータリーエ
ンコーダの低消費電力化は可能である。しかし、受光素
子として用いられるホトトランジスタは一般に大きい寄
生容量を有し立ち上がり特性を緩慢にしている。

【０００８】かかるホトトランジスタを用いた従来のロ
ータリーエンコーダにおいて発光ダイオードをパルス駆
動し点滅させても、ホトトランジスタの立ち上がりがそ
の速度に追従できないため充分な出力電圧が得られない
という問題があった。

【０００９】また、発光ダイオードとホトトランジスタ
の間をスリットが横切る際に限って発光ダイオードを点
灯する方法もあるが、発光ダイオードの点滅時期を回転
円盤の回転速度と同期化する必要があり実現が極めて難
しいという問題があった。

【００１０】本発明の目的は発光ダイオードにおいて消
費される電力を低減可能な光学式ロータリーエンコーダ
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明になるロー
タリーエンコーダを示すブロック図である。なお全図を
通し同じ対象物は同一記号で表している。

【００１２】上記課題は複数のスリットが円周に沿って
等間隔に形成された回転円盤と発光ダイオードとホトト
ランジスタを有し、スリットを通過する発光ダイオード
の光をホトトランジスタが検知するロータリーエンコー
ダにおいて、パルス信号供給手段４から出力されるパル
ス信号に基づいて発光ダイオード２を点滅させるスイッ
チング素子５、およびパルス信号に基づいてホトトラン
ジスタ３のエミッタ電位を制御するエミッタ電位制御回
路６を有し、回転円盤１に形成されたスリット11の一つ
が発光ダイオード２とホトトランジスタ３の間を横切る
間に、発光ダイオード２が複数回点滅を繰り返すように
構成されてなる本発明の光学式ロータリーエンコーダに
よって達成される。

【００１３】

【作用】図１においてパルス信号供給手段から出力され
るパルス信号に基づいて発光ダイオードを点滅させるス
イッチング素子、およびパルス信号に基づいてホトトラ
ンジスタのエミッタ電位を制御するエミッタ電位制御回
路を設けることによって、ホトトランジスタの立ち上が
り特性が急峻化され発光ダイオードを点滅せしめて消費
電力を低減することができる。しかも、回転円盤に形成
されたスリットの一つが発光ダイオードとホトトランジ
スタの間を横切る間に、発光ダイオードが複数回点滅を
繰り返すよう構成することによって回転円盤の回転速度
とパルスの同期化が不要になる。即ち、発光ダイオード
において消費される電力を低減可能な光学式ロータリー
エンコーダを実現することができる。

【００１４】

【実施例】以下添付図により本発明の実施例について説
明する。なお、図２は本発明の一実施例を示す回路図、
図３は本発明の他の実施例を示す回路図である。

【００１５】図１において本発明になる光学式ロータリ
ーエンコーダはスリット11が円周に沿って等間隔に形成
された回転円盤１と、回転円盤１を挟むように配設され
スリット11を介して対向する発光ダイオード２とホトト
ランジスタ３を具えている。

【００１６】また、パルス信号供給手段４が出力するパ
ルス信号に基づいて発光ダイオード２を点滅させるスイ
ッチング素子５と、パルス信号に基づいてホトトランジ
スタ３のエミッタ電位を強制的に制御するエミッタ電位
制御回路６を具えている。

【００１７】例えば、ＮＰＮトランジスタ等からなるス
イッチング素子５はパルス信号が低レベルになったとき
にはオン状態になり、逆にパルス信号が高レベルになっ
たときにはオフ状態になって直列に接続されてなる発光
ダイオード２を点滅させる。

【００１８】一方、エミッタ電位制御回路６はパルス信
号が低レベルになったときにホトトランジスタ３のエミ
ッタ電位を下げ、寄生容量に蓄積されていた電荷を強制
的に放電させることによって受光量に応じた光電流を瞬
時に流すことを可能にする。

【００１９】また、パルス信号が高レベルになったとき
はホトトランジスタ３のエミッタ電位を上げて寄生容量
に急速に充電し、通常、入射光の遮断後も寄生容量に充
電するまで流れている電流を無くしホトトランジスタ３
の応答性改善を可能にする。

【００２０】このようにパルス信号供給手段から出力さ
れるパルス信号に基づいて発光ダイオードを点滅させる
スイッチング素子、およびパルス信号に基づいてホトト
ランジスタのエミッタ電位を制御するエミッタ電位制御
回路を設けることによって、ホトトランジスタの立ち上
がり特性が急峻化され発光ダイオードを点滅せしめて消
費電力を低減することができる。しかも、回転円盤に形
成されたスリットの一つが発光ダイオードとホトトラン
ジスタの間を横切る間に、発光ダイオードが複数回点滅
を繰り返すよう構成することによって回転円盤の回転速
度とパルスの同期化が不要になる。即ち、発光ダイオー
ドにおいて消費される電力を低減可能な光学式ロータリ
ーエンコーダを実現することができる。

【００２１】本発明になる光学式ロータリーエンコーダ
の一実施例は図２に示す如くエミッタ電位制御回路６が
コンデンサ61を有し、コンデンサ61の出力電位レベルは
出力側に接続されたプルダウン抵抗とプルアップ抵抗の
２個の抵抗62により決まる。

【００２２】パルス信号の駆動周期がコンデンサ61のト
ランジェント周波数を超えないようにコンデンサ61の容
量を選択すると、パルス信号供給手段４から出力された
パルス信号はコンデンサ61を通過しホトトランジスタ３
のエミッタ電位を制御する。

【００２３】なお、コンデンサ61を通過したパルス信号
はコンデンサ61の出力電位レベルを中心に高レベル或い
は低レベルに変化し、２個の抵抗62の抵抗値を適宜選択
することにより例えばホトトランジスタ３のエミッタ電
位を負にすることもできる。

【００２４】また、本発明の他の実施例は図３に示す如
くエミッタ電位制御回路６が１個のダイオード63によっ
て構成されており、パルス信号が低レベルの場合は寄生
容量に蓄積されていた電荷がダイオード63を通して放電
されるよう構成されている。

【００２５】エミッタ電位制御回路６にコンデンサを用
いた場合はパルス信号の駆動周期を考慮して回路を構成
する必要があるが、エミッタ電位制御回路６をダイオー
ド63で構成することによって駆動周期に関係なく回路を
構成するすることができる。

【００２６】しかも、パルス信号が高レベルにあるとき
は入射光が遮断されると共にダイオード63がカットオフ
状態になるため、ホトトランジスタ３のエミッタ電位が
上昇しても寄生容量の蓄積電荷が小さく寄生容量の影響
を無視することができる。

【００２７】なお、マウスが動いてないときロータリー
エンコーダは待機中であり回転円盤１の回転角を計測す
る必要はない。即ち、その間のパルス間隔を長くし発光
ダイオードの点灯時間を短縮することにより消費電力を
更に低減することができる。

【００２８】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば発光ダイオー
ドにおいて消費される電力を低減可能な光学式ロータリ
ーエンコーダを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明になるロータリーエンコーダを示すブ
ロック図である。

【図２】 本発明の一実施例を示す回路図である。

【図３】 本発明の他の実施例を示す回路図である。

【図４】 従来の光学式ロータリーエンコーダを示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ 回転円盤 ２ 発光ダイオード ３ ホトトランジスタ ４ パルス信号供給手段 ５ スイッチング素子 ６ エミッタ電位制御回路 11 スリット 61 コンデンサ 62 抵抗 63 ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 孝夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のスリットが円周に沿って等間隔に
   形成された回転円盤と発光ダイオードとホトトランジス
   タを有し、該スリットを通過する該発光ダイオードの光
   を該ホトトランジスタが検知するロータリーエンコーダ
   において、 パルス信号供給手段(4) から出力されるパルス信号に基
   づいて発光ダイオード(2) を点滅させるスイッチング素
   子(5) 、および該パルス信号に基づいてホトトランジス
   タ(3) のエミッタ電位を制御するエミッタ電位制御回路
   (6) を有し、 回転円盤(1) に形成されたスリット(11)の一つが該発光
   ダイオード(2) と該ホトトランジスタ(3) の間を横切る
   間に、該発光ダイオード(2) が複数回点滅を繰り返すよ
   うに構成されてなることを特徴とする光学式ロータリー
   エンコーダ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエミッタ電位制御回路
   (6) がコンデンサ(61)と抵抗(62)とで構成されてなるこ
   とを特徴とする光学式ロータリーエンコーダ。
3. 【請求項３】 請求項１記載のエミッタ電位制御回路
   (6) がダイオード(63)からなることを特徴とする光学式
   ロータリーエンコーダ。