[發(fā)明專利]解碼裝置以及移動控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010120520.8
• 申請日: 2010-02-22
• 公開（公告）號: CN101825478A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白坂康之;岡田教和
• 申請（專利權(quán)）人: 夏普株式會社
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26;G01B11/02;G01P3/36;G01P13/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 呂曉章

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及解碼裝置以及移動控制裝置。本發(fā)明例如涉及被輸入光學(xué)編 碼器的編碼后的階梯波形的信號，并將上述編碼后的階梯波形的信號變換為 相應(yīng)于相位不同的多個輸出信號的數(shù)字信號的解碼裝置，其中，光學(xué)編碼器 利用光接收元件檢測移動體的位置、移動速度、移動方向等，并以對該檢測 結(jié)果進行編碼后的階梯波形的信號方式輸出。此外，本發(fā)明特別涉及安裝在 復(fù)印機、打印機等的印刷設(shè)備、FA((factory?automation；工廠自動化)設(shè)備 等中的適合用于移動控制裝置的解碼裝置。

背景技術(shù)

以往，在利用光接收元件檢測移動體的位置、移動速度、移動方向等的 光學(xué)編碼器中，通過利用相位相差90°的A相信號和B相信號的兩個信號， 從而檢測上述移動體的位置、移動速度、移動方向等。

但是，近年來，要求光學(xué)編碼器小型化和節(jié)省布線，提出了通過將上述 兩個信號作為一個系統(tǒng)的階梯波形的A/B相脈沖信號來輸出，從而減少布線 數(shù)目并實現(xiàn)小型化的方案。

例如，在專利文獻1(日本特開昭60-88316號公報)中公開了以下技術(shù)： 對旋轉(zhuǎn)編碼器(rotary?encoder)的兩相輸出進行信號變換而取出與兩相對應(yīng) 的計數(shù)器脈沖，并且將一個計時器脈沖相位反轉(zhuǎn)后與另一個計數(shù)器脈沖相加， 從而可通過單一的輸出信號線來發(fā)送階梯狀波形的信號。

此外，在專利文獻2(日本特開平9-103086號公報)中，公開了通過分 壓切換將從旋轉(zhuǎn)檢測器所得到的A相、B相的正弦波信號變換為階梯波形， 從而實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)位置檢測的高精度化的技術(shù)。

但是，通過上述的各技術(shù)所得到的階梯狀波形的輸出信號，有時不能直 接在微計算機等中進行信號處理。這時，結(jié)果，需要原來的A相、B相這樣 的數(shù)字信號。這里，在上述各技術(shù)中都相應(yīng)存在以下這樣的問題。即，階梯 狀波形的輸出信號在信號的上升沿、下降沿的部分中存在轉(zhuǎn)換速率(slew rate)。因此，例如將上述階梯狀波形的輸出信號和對應(yīng)于某一閾值電平的基 準(zhǔn)電壓進行比較而成為數(shù)字值的兩個信號時，在該數(shù)字值的兩個信號中產(chǎn)生 延遲，相位差中產(chǎn)生偏移。此外，即使是通過同一相位單元變換為邏輯值的 情況下，也會產(chǎn)生延遲的結(jié)果噪聲分量，并成為誤檢測的原因。

關(guān)于生成這樣的相位延遲以及噪聲分量的原因，以下說明從階梯波形生 成相位相差90°的A相信號和B相信號的兩個信號的情況的具體例子。

考慮圖10A所示那樣的3個臺階的階梯波形的情況。圖10A所示的階梯 波形的1系統(tǒng)輸出波形、以及圖10B以及10C所示的A相、B相的數(shù)字輸出 波形是轉(zhuǎn)換速率無限大的理想的矩形波。這時，如圖9的方框圖所示那樣， 通過比較器502比較1系統(tǒng)的輸出波形(階梯波形)的輸入信號S0和與閾值 電平(2)(在圖9以及其他圖中，TH表示閾值電平)對應(yīng)的基準(zhǔn)電壓V2，從 而可得到A相的數(shù)字輸出信號Ach?OUT。此外，將信號(L)和反轉(zhuǎn)信號(N) 輸入到NOR(或非)電路505而進行邏輯運算，其中，信號(L)是由比較 器501比較上述1系統(tǒng)的階梯波形的輸入信號S0和與閾值電平(1)對應(yīng)的基 準(zhǔn)電壓而輸出的信號，反轉(zhuǎn)信號(N)是將由比較器503比較上述輸入信號 S0和與閾值電平(3)對應(yīng)的基準(zhǔn)電壓V3而輸出的信號(M)通過NOT(非) 電路504反轉(zhuǎn)所得的信號。由此，從NOR電路505可得到B相的數(shù)字輸出 信號Bch?OUT。這樣，在假定了1系統(tǒng)輸出波形的輸入信號的轉(zhuǎn)換速率無限 大并且沒有延遲的理想波形的情況下，作為A相輸出信號Ach?OUT、B相輸 出信號Bch?OUT，可得到?jīng)]有相位延遲并且相互的相位相差90°的理想的信 號。

但是，如圖11A所示，由于轉(zhuǎn)換速率的影響，上述階梯波形的輸入信號 S0的實際的輸出波形在上升沿、下降沿需要有限的時間tr、tf。這時，與前 述同樣地，若對上述階梯波形的每個臺階設(shè)置一個閾值電平(1)～(3)而進行信 號處理，則如圖11E以及11F所示那樣，產(chǎn)生A相的輸出信號Ach?OUT和B 相的輸出信號Bch?OUT之間的相對的相位偏移、A相和B相的各個輸出信號 內(nèi)的相位偏移P、以及噪聲脈沖N。這些各個輸出信號的相位偏移和噪聲脈 沖的產(chǎn)生會成為誤檢測的原因。另外，圖11B表示比較器501的輸出信號(L) 的波形，圖11C表示比較器503的輸出信號(M)的波形，圖11D表示NOT 電路504的輸出信號(N)的波形。