專利名稱：光學(xué)式位置檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在移動(dòng)體做直線移動(dòng)時(shí)，檢測(cè)其直線移動(dòng)位置的檢測(cè)裝置，本發(fā)明特別涉及下述光學(xué)式位置檢測(cè)裝置，該光學(xué)式位置檢測(cè)裝置可以較高的精度，將相位不同的A相和B相的感光信號(hào)轉(zhuǎn)換為2值信號(hào)。
圖4A為表示已有的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的第1電路結(jié)構(gòu)圖，圖4B為第2電路結(jié)構(gòu)圖；圖5A和圖5B表示已有的檢測(cè)裝置的理想的信號(hào)轉(zhuǎn)換的狀態(tài)圖，其中圖5A為輸入信號(hào)，圖5B為輸出信號(hào)；圖6A和圖6B表示已有的檢測(cè)裝置中輸入具有偏移的輸入信號(hào)的信號(hào)轉(zhuǎn)換的狀態(tài)圖，其中圖6A為輸入信號(hào)，圖6B為輸出信號(hào)。
圖4A和圖4B所示的檢測(cè)裝置用于通過下述方式檢測(cè)輸入距離和輸入方向，該方式為檢測(cè)球狀旋轉(zhuǎn)體(球)的旋轉(zhuǎn)，該球狀旋轉(zhuǎn)體設(shè)置于進(jìn)行比如計(jì)算機(jī)等輸入用的鼠標(biāo)裝置等(圖中未示出)上。
在上述鼠標(biāo)裝置內(nèi)部，以可旋轉(zhuǎn)的方式支承的一對(duì)旋轉(zhuǎn)輥(圖中未示出)在于同一平面上相互垂直的狀態(tài)，可旋轉(zhuǎn)地支承，使上述球狀旋轉(zhuǎn)體與這些旋轉(zhuǎn)輥緊密接觸。在上述旋轉(zhuǎn)輥的一端，設(shè)置有圓盤(圖中未示出)，在該圓盤的邊緣，沿圓周方向按照一定間距交替地形成有呈放射狀的槽，在夾持該邊緣部的兩側(cè)相對(duì)設(shè)置有發(fā)光元件和感光元件。
如果對(duì)上述鼠標(biāo)裝置進(jìn)行操作，使球狀旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，則使上述旋轉(zhuǎn)輥轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，由發(fā)光元件2發(fā)出的光的一部分從圓盤的一側(cè)，穿過旋轉(zhuǎn)中的上述槽，將其送向設(shè)置于上述圓盤的另一側(cè)的上述感光元件3(分別由標(biāo)號(hào)3a，3b表示)。
圖4A所示的檢測(cè)裝置由上述發(fā)光元件2，感光元件3和波形整形電路5，6構(gòu)成。該發(fā)光元件2由發(fā)光二極管等形成，上述感光元件3由感光晶體管形成。另外，上述感光元件3為一組的感光元件3a，3b并設(shè)的結(jié)構(gòu)。
在上述感光元件3a，3b的相應(yīng)發(fā)射極端子3e，3e與基準(zhǔn)電位G之間，分別連接有同一電阻值的電阻器4，4。此外，上述電阻器4，4的后級(jí)，設(shè)置有波形整形機(jī)構(gòu)5，6。
上述波形整形機(jī)構(gòu)5，6主要由兩個(gè)2值化電路5A，6A構(gòu)成，該電路由比較器形成，該機(jī)構(gòu)分別與上述感光元件3a，3b的相應(yīng)發(fā)射極端子3e，3e與2值化電路5A，6A的正相輸入端子5a，6a連接。另外，上述感光元件3a，3b的相應(yīng)發(fā)射極端子3e，3e通過同一電阻值的電阻器7，7連接，在連接點(diǎn)7a與基準(zhǔn)電位G之間，連接有電容器8。此外，連接點(diǎn)7a與上述2值化電路5A，6A的倒相輸入端子5b，6b連接。此外，2值化電路5A，6A的正相輸入端子5a，6a通過規(guī)定的電阻器，分別對(duì)各輸出端子5c，6c，提供正反饋。
如果上述感光元件3a，3b檢測(cè)發(fā)光元件2的射出光，在此期間，感光元件3a，3b處于導(dǎo)通狀態(tài)，從集電極端子3c沿發(fā)射極端子3e，3e方向，分別流過電流。另外，由于在上述電阻器4，4中，產(chǎn)生電壓降，故分別轉(zhuǎn)換為由電壓值形成的A相的感光信號(hào)Sa和B相的感光信號(hào)Sb。如圖5A所示，此時(shí)轉(zhuǎn)換的A相，B相的感光信號(hào)Sa，Sb為與到達(dá)感光元件3a，3b的光信號(hào)保持同步，并且其振幅的大小為依賴于光信號(hào)的強(qiáng)弱的正弦波形的信號(hào)。在上述A相的感光信號(hào)Sa和B相的感光信號(hào)Sb之間，產(chǎn)生基于并設(shè)有感光元件3a，3b的結(jié)構(gòu)上的位置關(guān)系的相位差。還有，在比如，使上述球狀旋轉(zhuǎn)體沿某一方向旋轉(zhuǎn)的情況下，相對(duì)A相的感光信號(hào)Sa，B相的感光信號(hào)Sb為相位滯后90°的信號(hào)，在使球狀旋轉(zhuǎn)體沿與上述方向相反的方向旋轉(zhuǎn)的情況下，相對(duì)B相的感光信號(hào)Sb，A相的感光信號(hào)Sa為相位滯后90°的信號(hào)。
上述電阻器7，7與電容器8構(gòu)成積分平滑電路。在該積分平滑電路中，對(duì)A相的感光信號(hào)Sa和B相的感光信號(hào)Sb一起進(jìn)行積分平滑處理，該平滑處理后的電壓值分別作為閾值，輸入到上述2值化電路5A，6A的倒相輸入端子6a，6b中。另外，如圖5B所示，在2值化電路5A，6A中，以上述閾值Vt作為基準(zhǔn)，輸入到正相輸入端子5a，5b的A相，B相的感光信號(hào)Sa，Sb被轉(zhuǎn)換為2值信號(hào)。
比如，2值化電路5a按照下述方式動(dòng)作，該方式為如果相對(duì)閾值VTH，A相的感光信號(hào)Sa從負(fù)方向交差到正方向，則輸出高電平的信號(hào)，如果從正方向到負(fù)方向，與閾值VTH交差，則輸出低電平的信號(hào)。由此，正弦波形的A相，B相的感光信號(hào)Sa，Sb被轉(zhuǎn)換為由高電平和低電平形成的2值信號(hào)。
另外，在圖4B所示的已有的第2結(jié)構(gòu)中，與上述圖4A不同，在每個(gè)2值化電路5A，6A中，分別具有積分平滑電路9A，9B。通過上述積分平滑電路9A，9B，A相的感光信號(hào)Sa與B相的感光信號(hào)Sb被進(jìn)行積分平滑處理，分別生成各自的閾值VT1，VT2。在上述2值化電路5A，6A中，以相應(yīng)的閾值VT1，VT2為基準(zhǔn)，各A相，B相的感光信號(hào)Sa，Sb分別被轉(zhuǎn)換為2值信號(hào)Da，Db。
但是，上述已有的檢測(cè)裝置具有下述的問題。
即，對(duì)于每批制品，上述發(fā)光元件2，感光元件3的下述特性是不同的，該特性指隨溫度的變化，隨時(shí)間的變化，感光元件3的反應(yīng)時(shí)間，感光元件3a和3b之間的尺寸誤差或感光度誤差等。另外，在鼠標(biāo)裝置內(nèi)裝配基板等時(shí)，如果上述發(fā)光元件2，感光元件3的安裝精度較低，則它們的輸出信號(hào)(A相，B相的感光信號(hào)Sa，Sb)的特性容易發(fā)生變化。由此，針對(duì)發(fā)光元件2或感光元件3的每批制品，輸出信號(hào)容易產(chǎn)生誤差。
另外，如果在比如，感光元件3a與感光元件3b之間，產(chǎn)生較大的特性誤差，則發(fā)生下述情況，該情況如圖6A和圖6B所示，具有偏差，A相的感光信號(hào)Sa沿正向被施加偏壓，或B相的感光信號(hào)Sb沿負(fù)向被施加偏壓。
如上述圖6A所示的情況，A相的感光信號(hào)Sa的閾值VT1與B相的感光信號(hào)Sb的閾值VT2之間的中點(diǎn)電位變?yōu)閮蓚€(gè)信號(hào)的閾值VTH。在此情況下，B相的感光信號(hào)Sb不與閾值VTH交差，完全不生成2值信號(hào)Db。即如果A相的感光信號(hào)Sa的閾值VT1與B相的感光信號(hào)Sb的閾值VT1相差懸殊，則具有下述問題，即不能夠正確地對(duì)A相，B相的感光信號(hào)Sa，Sb進(jìn)行2值化處理。
如圖4B所示的情況，形成下述方案，其中將對(duì)本身的輸出信號(hào)Sa，Sb進(jìn)行了積分平滑處理的振幅的平均值作為參考閾值。由此，在未輸入A相，B相的感光信號(hào)Sa，Sb的情況下，即未對(duì)鼠標(biāo)裝置進(jìn)行操作，對(duì)于電源噪音、外部游動(dòng)噪音，都能夠分別設(shè)定各自的閾值VT1，VT2，以這些值為基準(zhǔn)，對(duì)電源噪音、外部游動(dòng)噪音進(jìn)行2值化處理。由此，具有下述不利情況，即使對(duì)于上述電源噪音、外部游動(dòng)噪音等稍小的干擾等，仍反應(yīng)敏感，甚至連不需要的信號(hào)都被轉(zhuǎn)換為2值信號(hào)。
于是，如上面所述的鼠標(biāo)裝置，如果不對(duì)每個(gè)制品進(jìn)行調(diào)整，則不能夠確保性能，故必須進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)整，直至完成制品，以便不產(chǎn)生各部件的特性的不同或裝配時(shí)的元件的安裝位置的偏差。
本發(fā)明是為了解決上述已有的問題而提出的，本發(fā)明的目的在于提供一種檢測(cè)裝置，其無需對(duì)每個(gè)制品進(jìn)行調(diào)整，以較高的精度，將相位不同的多個(gè)信號(hào)，轉(zhuǎn)換為2值信號(hào)。
本發(fā)明的檢測(cè)裝置包括實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的移動(dòng)體，在該移動(dòng)體中，遮擋部和非遮擋部按照一定間距交替地形成；成對(duì)的光電轉(zhuǎn)換元件，該對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件檢測(cè)透過上述移動(dòng)體的非遮擋部的光，獲得相位相互不同的A相和B相的感光信號(hào)；波形整形電路，該波形整形電路根據(jù)上述感光信號(hào)，生成2值信號(hào)，該檢測(cè)裝置可通過上述A相和B相的2值信號(hào)，識(shí)別移動(dòng)方向性，其特征在于輸入有上述A相的感光信號(hào)的波形整形電路和輸入有B相的感光信號(hào)的波形整形電路均將對(duì)上述感光信號(hào)進(jìn)行了平滑處理的值作為閾值，對(duì)上述感光信號(hào)進(jìn)行2值化處理。
按照本發(fā)明，在將A相信號(hào)和B相的感光信號(hào)轉(zhuǎn)換為2值信號(hào)時(shí)，其通過下述值進(jìn)行，該值是這樣形成的，通過形成閾值的參考電壓，對(duì)每個(gè)A相和B相的感光信號(hào)進(jìn)行積分平滑處理，對(duì)通過該處理的值，與將A相的感光信號(hào)和B相的感光信號(hào)合成后，對(duì)其進(jìn)行積分平滑處理的值進(jìn)行加法運(yùn)算。于是，即使在比如，A相和B相的感光信號(hào)發(fā)生較大變化的情況下，仍可獲得適合的2值信號(hào)。由此，即使在發(fā)光元件或光電轉(zhuǎn)換元件(感光元件)等的相應(yīng)的制品具有特性誤差的情況下，或裝配精度較低的情況下，仍可減輕進(jìn)行這些結(jié)構(gòu)的調(diào)整的必要性。另外，即使在一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件中，在A相和B相之間具有特性誤差的情況下，仍可對(duì)這些誤差進(jìn)行平均化處理，將它們抵消，由此，可以較高的精度，將A相、B相的感光信號(hào)轉(zhuǎn)換為2值信號(hào)。
在上面的方案中，最好在上述各波形整形電路中，附加有補(bǔ)償設(shè)定部，該補(bǔ)償設(shè)定部為對(duì)上述感光信號(hào)進(jìn)行了平滑處理的值，提供補(bǔ)償量，以經(jīng)過補(bǔ)償處理的值作為閾值，對(duì)上述感光信號(hào)進(jìn)行2值化處理。
在此情況下，可通過下述方式形成，該方式為在上述補(bǔ)償設(shè)定部中，生成補(bǔ)償值，該補(bǔ)償值是通過進(jìn)一步降低上述A相的感光信號(hào)和B相的感光信號(hào)之間的中間值的電壓，并且對(duì)其進(jìn)行平滑處理而形成的，將上述補(bǔ)償值與對(duì)上述感光信號(hào)進(jìn)行了平滑處理的值，進(jìn)行加法運(yùn)算或減法運(yùn)算。
按照上述的方案，由于能夠設(shè)定把閾值電壓大于電源噪音等的干擾，故不產(chǎn)生基于電源噪音等干擾的2值信號(hào)。特別是，不輸出A相、B相的感光信號(hào)時(shí)，本身不應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生2值信號(hào)的情況下，可防止產(chǎn)生2值信號(hào)的誤動(dòng)作。
作為上述檢測(cè)裝置的具體形式，上述移動(dòng)體為檢測(cè)圓盤，在該檢測(cè)圓盤上，沿圓周方向交替地形成有遮擋部和非遮擋部，發(fā)光元件與該檢測(cè)圓盤的一側(cè)相對(duì)，獲得A相和B相的感光信號(hào)的成對(duì)的光電轉(zhuǎn)換元件與上述檢測(cè)圓盤的另一側(cè)相對(duì)。
此外，本發(fā)明的檢測(cè)裝置設(shè)置有球狀旋轉(zhuǎn)體；上述檢測(cè)圓盤，該檢測(cè)圓盤伴隨上述球狀旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)，以X軸為中心實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)；另一檢測(cè)圓盤，其以與上述X軸相垂直的方向的Y軸為中心而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)；上述成對(duì)的光電轉(zhuǎn)換元件相對(duì)相應(yīng)的檢測(cè)圓盤，分別設(shè)置，該對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件獲得A相和B相的感光信號(hào)，根據(jù)下述信號(hào)，檢測(cè)上述球狀旋轉(zhuǎn)體中的在與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相對(duì)應(yīng)的X—Y坐標(biāo)上的移動(dòng)，該信號(hào)指與其中一個(gè)檢測(cè)圓盤相對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生的A相和B相的感光信號(hào)，以及與另一個(gè)檢測(cè)圓盤相對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生的A相和B相的感光信號(hào)。
本發(fā)明的檢測(cè)裝置，在不受發(fā)光元件或感光元件(光電轉(zhuǎn)換元件)的輸出信號(hào)的變化等的影響下，可生成精度較高的2值信號(hào)。
另外，可減小鼠標(biāo)裝置內(nèi)的發(fā)光元件或感光部件的裝配精度，另外可無需對(duì)每個(gè)制品進(jìn)行較高精度的調(diào)整。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。


圖1為設(shè)置于鼠標(biāo)裝置等上的檢測(cè)部的平面圖；圖2為表示本發(fā)明的檢測(cè)裝置的實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3為表示圖2的檢測(cè)裝置的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的波形圖；圖4A和圖4B為表示已有的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)，其中圖4A為第1電路結(jié)構(gòu)圖，圖4B為第2電路結(jié)構(gòu)圖；圖5A和圖5B為表示已有的檢測(cè)裝置理想的信號(hào)轉(zhuǎn)換狀態(tài)圖，其中圖5A為輸入信號(hào)，圖5B為輸出信號(hào)；圖6A和圖6B為表示在已有的檢測(cè)裝置中輸入具有偏移的輸入信號(hào)的信號(hào)轉(zhuǎn)換狀態(tài)圖，圖6A為輸入信號(hào)，圖6B為輸出信號(hào)。
如圖1所示，鼠標(biāo)裝置10的檢測(cè)部由作為球狀旋轉(zhuǎn)體的球11、輥15A，15B、旋轉(zhuǎn)編碼器16，16構(gòu)成。
上述輥15A和輥15B按照可垂直地交差的位置關(guān)系支承，它們分別以可旋轉(zhuǎn)的方式相對(duì)縱軸(Y方向)和橫軸(X方向)支承。
上述球11按照可與輥15A，15B相接觸的狀態(tài)，并且在此情況下按照可旋轉(zhuǎn)的方式支承。另外，如果使球11旋轉(zhuǎn)，則使上述輥15A和/或15B轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，通過該輥15A，15B的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，進(jìn)行上述鼠標(biāo)裝置10中的沿X方向和Y方向的移動(dòng)距離和移動(dòng)方向的檢測(cè)。在上述輥15，15的前端，設(shè)置有旋轉(zhuǎn)編碼器16，16。上述旋轉(zhuǎn)編碼器16，16由檢測(cè)圓盤(移動(dòng)體)14，14，發(fā)光元件(發(fā)光二極管LED)12和感光部件13(由標(biāo)號(hào)13A，13B分別表示)構(gòu)成，在該檢測(cè)圓盤(移動(dòng)體)14，14上按照一定的間距，交替地形成有其周緣呈放射狀的遮擋部和非遮擋部，該檢測(cè)圓盤具有槽。上述檢測(cè)圓盤14，14可隨上述輥15A，15B而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作?？赏ㄟ^上述槽的非遮擋部，對(duì)應(yīng)于上述球1的旋轉(zhuǎn)，使上述發(fā)光元件12的光信號(hào)的一部分通過上述檢測(cè)圓盤14，14，或隔斷上述上述光信號(hào)的一部分。另外，感光部件13A，13B的輸出端與圖2所示的檢測(cè)裝置連接。
如圖2所示，在上述感光部件13A，13B內(nèi)部，分別設(shè)置有一對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件(光敏晶體管PD)13a，13b。光電轉(zhuǎn)換元件13a，13b并排設(shè)置于一個(gè)包裝件內(nèi)部，它們相對(duì)上述發(fā)光元件12的相對(duì)位置是不同的。構(gòu)成各光電轉(zhuǎn)換元件13a，13b的光電晶體管的相應(yīng)連接端子與電源Vcc連接，發(fā)射極端子通過電阻器R1，R1’，在基準(zhǔn)電位G處實(shí)現(xiàn)接地。此外，發(fā)射極端子的相應(yīng)輸出端分別與波形整形電路20的輸入部20a，20b連接。
該波形整形電路20由2值化電路形成，該電路由多個(gè)電阻器、電容器和兩個(gè)比較器21，22形成。上述波形整形電路20的輸入部20a，20b分別與比較器21，22的相應(yīng)，正相輸入端子21a，22a連接。此外，第1積分平滑電路23和第2積分平滑電路24與比較器21，22的相應(yīng)倒相輸入端子21b，22b連接。上述第1和第2積分平滑電路23，24由電阻器R3和電容器C1，以及電阻器R3’和電容器C2構(gòu)成，第1和第2積分平滑電路23，24的輸入部(電阻器一側(cè))與上述輸入部20a，20b連接，輸出部(電容器一側(cè))與比較器21，22的倒相輸入端子21b，22b連接。
還有，比較器21，22的倒相輸入端子21b，22b與輸出端子21c，22c之間通過電阻器R7，R7’連接，由此，對(duì)比較器21，22進(jìn)行正反饋處理。此外，比較器21，22的輸出端子21c，22c與上述波形整形電路20的輸出部20c，20d連接。
上述波形整形電路20的輸入部20a與輸入部20b之間通過電阻器R2和R2’連接，在其連接點(diǎn)a與基準(zhǔn)電位G之間，設(shè)置有串聯(lián)的電阻器R4，R5。此外，電阻器R4和電阻器R5的連接點(diǎn)b與上述電容器C1，C2之間通過電阻器R6，R6’連接。即第3積分平滑電路25由電阻器R6和電容器C1構(gòu)成，第4積分平滑電路26由電阻器R6’和電容器C2構(gòu)成。
下面對(duì)檢測(cè)裝置的動(dòng)作進(jìn)行描述。
在上面描述中，如果對(duì)鼠標(biāo)裝置10進(jìn)行操作，使球11旋轉(zhuǎn)，使相應(yīng)的輥15A，15B旋轉(zhuǎn)，則使具有槽的檢測(cè)圓盤14，14轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，通過將通過槽閃爍的光信號(hào)，供給上述光電轉(zhuǎn)換元件13a，13b的感光部，使光電轉(zhuǎn)換元件13a，13b開始或停止動(dòng)作。于是，由于與此時(shí)的光信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電流流過上述電阻器R1和R1’，故轉(zhuǎn)換為由與此相對(duì)應(yīng)的電壓量形成的信號(hào)。還有，在光電轉(zhuǎn)換元件13a一側(cè)生成的信號(hào)為A相的感光信號(hào)Sa，由感光元件13b生成的信號(hào)為B相的感光信號(hào)Sb。上述A相的感光信號(hào)Sa和B相的感光信號(hào)Sb與前述的光信號(hào)同步，并且其振幅的值也為隨光信號(hào)的閃爍的強(qiáng)弱而變化的信號(hào)。
此外，在A相的感光信號(hào)Sa和B相的感光信號(hào)Sb之間，產(chǎn)生基于光電轉(zhuǎn)換元件13a，13b之間的位置關(guān)系的不同的相位差。比如，如果使鼠標(biāo)裝置沿X1方向移動(dòng)，則在感光部件13A一側(cè)，A相的感光信號(hào)Sa的相位超前于B相的感光信號(hào)Sb，與此相反，如果使鼠標(biāo)裝置沿X2方向移動(dòng)，則B相的感光信號(hào)Sb的相位超前于A相的感光信號(hào)Sa。還有，如果使鼠標(biāo)裝置沿Y1或Y2方向移動(dòng)，則在感光部件13B的A相的感光信號(hào)Sa與B相的感光信號(hào)Sb之間，產(chǎn)生與上述相同的關(guān)系。
于是，通過檢測(cè)這樣的A相的感光信號(hào)Sa與B相的感光信號(hào)Sb之間的相位的關(guān)系，則可檢測(cè)鼠標(biāo)裝置10的移動(dòng)方向。
比如，在上述基準(zhǔn)電位G為電源電壓Vcc的1/2的情況下(Vcc/2)，以該基準(zhǔn)電位G為中心，A相的感光信號(hào)Sa和B相的感光信號(hào)Sb變?yōu)檎也ㄐ蔚男盘?hào)。此外，在第1積分平滑電路23中，對(duì)前述的A相的感光信號(hào)Sa進(jìn)行積分平滑處理，在第2積分平滑電路24中，對(duì)B相的感光信號(hào)Sb進(jìn)行積分平滑處理。
在這里，電阻器R2和電阻器R2’為相同值的電阻器。另外，電壓轉(zhuǎn)換用的電阻器R1和R1’也為相同值的電阻器，處于R2(＝R2’)＞＞R1(＝R1’)的關(guān)系。由此，在上述的連接點(diǎn)a，將A相的感光信號(hào)Sa和B相的感光信號(hào)Sb相加，并且生成其相加后的振幅基本上為1/2的合成信號(hào)Sc。此外，在連接點(diǎn)b，還形成上述合成信號(hào)Sc的振幅通過電阻器R4和R5進(jìn)行電阻分壓而減到一半的低壓信號(hào)Sd。還有，在第3積分平滑電路25和第4積分平滑電路26中，分別對(duì)上述低壓信號(hào)Sd進(jìn)行平滑處理。
于是，在比較器21的倒相輸入端子21b，輸入下述第1閾值電壓VT1，該電壓VT1是將在通過第1積分平滑電路23對(duì)A相的感光信號(hào)Sa進(jìn)行積分平滑處理而得到的值，與將通過第3積分平滑電路25進(jìn)行積分平滑處理的低壓信號(hào)Sd作為補(bǔ)償量相加而得到的。在比較器22的倒相輸入端子22b，輸入下述第2閾值電壓VT2，該電壓VT2是將在通過第2積分平滑電路24對(duì)B相的感光信號(hào)Sb進(jìn)行積分平滑處理而得到的值，與將通過第4積分平滑電路26進(jìn)行積分平滑處理的低壓信號(hào)Sd作為補(bǔ)償量相加而得到的。即補(bǔ)償設(shè)定部由電阻器R2，R2’、電阻器R4，R5、第3和第4積分平滑電路25，26構(gòu)成。
如圖3所示，在比如，A相和B相的感光信號(hào)Sa和Sb的振幅相同，以中點(diǎn)電位Vcc/2為基準(zhǔn)振幅的情況下，A相的感光信號(hào)Sa和B相的感光信號(hào)Sb的積分平滑后的電位分別設(shè)定為中點(diǎn)電位Vcc/2。另外，上述第1和笫2閾值VT1，VT2是分別將低壓信號(hào)Sd作為補(bǔ)償量，與A相的感光信號(hào)Sa和B相的感光信號(hào)Sb的積分平滑后的電位(中點(diǎn)電位Vcc/2)相加而得到的，在此情況下，其結(jié)果是，呈現(xiàn)第1，第2閾值VT1，VT2與低壓信號(hào)Sd相同的情況。即由于上述第1，第2閾值VT1，VT2可隨A相，B相的感光信號(hào)Sa，Sb的振幅的變化而改變，故在這種情況下可設(shè)定適合閾值。
另外，即使在A相，B相的感光信號(hào)Sa，Sb的振幅的值和振幅的參考值不同的情況下，同樣能夠分別設(shè)定與它們相對(duì)應(yīng)的適合的第1，第2的閾值VT1，VT2。
此外，上述各補(bǔ)償量小于A相的感光信號(hào)Sa的積分平滑后的電壓量和B相的感光信號(hào)Sb的積分平滑后的電壓值。由此，與上述的所需電壓值相比較，第1和第2閾值VT1，VT2不發(fā)生大的變化，于是，可以適合的閾值(第1和第2閾值電壓VT1，VT2)為基準(zhǔn)，對(duì)A相的感光信號(hào)Sa和B相的感光信號(hào)Sb進(jìn)行2值化處理。
另外，在不對(duì)鼠標(biāo)裝置進(jìn)行操作時(shí)，電源噪音等便造成問題，但是在此情況下，通過下述方式，在比較器21，22的倒相輸入端子21b，22b處，設(shè)定上述第1或第2閾值電壓VT1，VT2，該方式為將由上述電源噪音生成的低壓信號(hào)Sd’作為補(bǔ)償量，與對(duì)上述電源噪音進(jìn)行積分平滑處理后的合成信號(hào)Sc’進(jìn)行加法運(yùn)算。由此，可在大于電源噪音的脈動(dòng)的范圍內(nèi)，設(shè)定第1和第2閾值VT1，VT2。由此，不會(huì)發(fā)生對(duì)噪音等干擾，比較器21，22作出反應(yīng)的情況，故可防止生成不需要的2值信號(hào)。
在上述檢測(cè)裝置中，在A相的感光信號(hào)Sa、B相的感光信號(hào)Sb分別大于上述第1，第2閾值VT1，VT2的情況下，輸出高電平信號(hào)，在小于的情況下，輸出低電平信號(hào)。
按照上述方式進(jìn)行2值化處理的上述A相，B相的感光信號(hào)Sa，Sb分別從波形整形電路20的輸入部20a，20b，作為上述二值信號(hào)Da，Db輸出，通過圖中未示出的接口機(jī)構(gòu)，輸出給計(jì)算機(jī)主體。在計(jì)算機(jī)主體中，通過從鼠標(biāo)裝置10輸入的2值信號(hào)Da，Db，檢測(cè)鼠標(biāo)裝置10的移動(dòng)距離和移動(dòng)方向，與此相對(duì)應(yīng)，在監(jiān)視器上，實(shí)現(xiàn)光標(biāo)等的移動(dòng)。
按照上述方式，在上述實(shí)施例中，形成下述波形整形電路20，其可通過根據(jù)A相，B相的感光信號(hào)Sa，Sb，動(dòng)態(tài)地使上述閾值VTH發(fā)生變化，自由地對(duì)應(yīng)上述A相，B相的信號(hào)變化。
另外，在上述實(shí)施例中，給出的是下述實(shí)例，其中將補(bǔ)償量，與分別對(duì)A相的感光信號(hào)Sa和B相的感光信號(hào)Sb進(jìn)行了積分平滑處理的電壓值相加，但本發(fā)明不限于此，也可進(jìn)行減法運(yùn)算。此種情況可通過添加減法運(yùn)算電路來實(shí)現(xiàn)。
此外，上面給出的是下述實(shí)例，其中補(bǔ)償量通過對(duì)A相的感光信號(hào)Sa和B相的感光信號(hào)Sb的合成信號(hào)Sc進(jìn)行電阻分壓處理而生成，但也可采用其它方案。
還有，在上述檢測(cè)裝置中，通過裝配波形整形電路20，可形成下述檢測(cè)裝置，其即使在具有各元件的特性或裝配時(shí)的物理變化和元件位置的偏差等的情況下，仍不受到這些影響。
再有，如果采用下述檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置根據(jù)作為由發(fā)光元件和感光元件產(chǎn)生的、相位不同的感光信號(hào)的A相，B相的相位差，檢測(cè)移動(dòng)量，則該波形整形電路可應(yīng)用于任何的類型。
另外，在上述的實(shí)施例中，給出的是對(duì)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行2值化處理的方案，但是也可分別對(duì)其它的3個(gè)以上的信號(hào)進(jìn)行2值化處理，此情況也可按照相同的方式構(gòu)成。即可形成下述方案，其中通過電阻器，向連接點(diǎn)a分別輸入相應(yīng)的感光信號(hào)，生成合成信號(hào)，另外在連接點(diǎn)b，通過電阻分割處理，根據(jù)合成信號(hào)，生成低壓信號(hào)，該低壓信號(hào)連接到各比較器的倒相輸入端子。
權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)裝置，其包括實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的移動(dòng)體，在該移動(dòng)體中，遮擋部和非遮擋部按照一定間距交替地形成；成對(duì)的光電轉(zhuǎn)換元件，該對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件檢測(cè)透過上述移動(dòng)體的非遮擋部的光，獲得相位相互不同的A相和B相的感光信號(hào)；波形整形電路，該波形整形電路根據(jù)上述感光信號(hào)，生成2值信號(hào)，該檢測(cè)裝置可通過上述A相和B相的2值信號(hào)，識(shí)別移動(dòng)方向性，其特征在于輸入有上述A相的感光信號(hào)的波形整形電路和輸入有B相的感光信號(hào)的波形整形電路均將對(duì)上述感光信號(hào)進(jìn)行了平滑處理的值作為閾值，對(duì)上述感光信號(hào)進(jìn)行2值化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于在上述各波形整形電路中，附加有補(bǔ)償設(shè)定部，該補(bǔ)償設(shè)定部為對(duì)上述感光信號(hào)進(jìn)行了平滑處理的值，提供補(bǔ)償量，以經(jīng)過補(bǔ)償處理的值作為閾值，對(duì)上述感光信號(hào)進(jìn)行2值化處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于在上述補(bǔ)償設(shè)定部中，生成補(bǔ)償值，該補(bǔ)償值是通過進(jìn)一步降低上述A相的感光信號(hào)和B相的感光信號(hào)之間的中間值的電壓，并且對(duì)其進(jìn)行平滑處理而形成的，將上述補(bǔ)償值與對(duì)上述感光信號(hào)進(jìn)行了平滑處理的值，進(jìn)行加法運(yùn)算或減法運(yùn)算。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于上述移動(dòng)體為檢測(cè)圓盤，在該檢測(cè)圓盤上，沿圓周方向交替地形成有遮擋部和非遮擋部，發(fā)光元件與該檢測(cè)圓盤的一側(cè)相對(duì)，獲得A相和B相的感光信號(hào)的成對(duì)的光電轉(zhuǎn)換元件與上述檢測(cè)圓盤的另一側(cè)相對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測(cè)裝置，其特征在于其設(shè)置有球狀旋轉(zhuǎn)體；上述檢測(cè)圓盤，該檢測(cè)圓盤伴隨上述1球狀旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)，以X軸為中心實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)；另一檢測(cè)圓盤，其以與上述X軸相垂直的方向的Y軸為中心而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)；上述獲得A相和B相感光信號(hào)的成對(duì)的光電轉(zhuǎn)換元件相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)圓盤分別設(shè)置，根據(jù)下述信號(hào)，檢測(cè)上述球狀旋轉(zhuǎn)體中的在與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相對(duì)應(yīng)的X—Y坐標(biāo)上的移動(dòng)，該信號(hào)指與其中一個(gè)檢測(cè)圓盤相對(duì)應(yīng)的由光電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生的A相和B相的感光信號(hào)，以及與另一個(gè)檢測(cè)圓盤相對(duì)應(yīng)的由光電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生的A相和B相的感光信號(hào)。
全文摘要
一種光學(xué)式位置檢測(cè)裝置,在波形整形電路20中,分別將A相,B相的感光信號(hào)Sa,Sb與相應(yīng)的值合成,該值指分別對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件13a,13b輸出的感光信號(hào)Sa和Sb進(jìn)行積分平滑處理而形成的值,將下述值作為比較器21,22的閾值VT1,VT2,該下述值是對(duì)上述合成信號(hào)Sc進(jìn)行電阻分割形成的低壓信號(hào)Sd進(jìn)行積分平滑處理而獲得的值做加法運(yùn)算。閾值VT1,VT2隨感光信號(hào)Sa,Sb而變化,可以較高的精度轉(zhuǎn)換為2值信號(hào)。
文檔編號(hào)G06F3/033GK1326129SQ0111830
公開日2001年12月12日 申請(qǐng)日期2001年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月31日
發(fā)明者鈴木英樹, 荻野晃一 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社