[發明專利]編碼器以及編碼器的光源

有效

• 申請號: 201711257999.8
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108151775B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 小林博和;川床修
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26;H05B45/38;H05B45/50
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邸萬奎

編碼器包括光源。升壓電路升高電池輸出的電源電壓，并輸出升高后的電壓。將該電壓施加到發光二極管的一端。在發光二極管的另一端和地之間插入驅動電路，驅動電路控制流過發光二極管的電流。電壓檢測電路檢測發光二極管和驅動電路之間的電壓。當電壓低于電源電壓時，控制電路使升壓電路升高電源電壓；當電壓等于電源電壓時，控制電路停止升壓電路執行的升壓；并且控制電路控制驅動電路，使得在電壓達到預定值之后，電流流向發光二極管。

對相關申請的交叉引用

本申請基于《美國法典》第35編第119節，要求于2016年12月5日提交的日本申請No.2016-235960的優先權，其全部內容通過引用合并在此。

技術領域

本發明涉及編碼器以及編碼器的光源。

背景技術

編碼器被安裝在位移測量裝置(如千分表或指示器)中，以便測量位移量。這種編碼器的已知示例是使用光學干涉來測量位移量的光學編碼器。此外，編碼器大體上分為測量相對位移量的增量式編碼器和檢測絕對位置的絕對式編碼器。例如，美國專利No.7,608,813和美國專利No.8,309,906的說明書提出了絕對式光學編碼器的配置。

在手持工具式位移測量裝置中，使用小型的、輕量級的紐扣電池或扣式電池作為光學編碼器的電源。在這種位移測量裝置中，優選地盡可能長地延長電池的壽命。

然而，增量式編碼器只能測量相對位移量，因此必須連續地測量位移量。因此，光學編碼器的光源必須一直點亮，這不幸地導致大量的電能消耗。相反地，絕對式編碼器可以檢測絕對位置。因此，只有當檢測位置時才間歇性地點亮光源就足夠了，并且可以減少電能消耗。

例如，在光學編碼器中，可以使用諸如發光二極管之類的發光元件作為光源。發光二極管發光所需的正向電壓約為1.6至4V。相反地，通常情況下，額定電壓是由電池設定的，并且例如，在紐扣電池的情況下，額定電壓通常為3V。然而，當開始使用電池時電池的輸出電壓最高，并且輸出電壓隨著其消耗而降低。通常，當這種電池的輸出電壓下降到一定電壓水平后，電池其后呈現出急劇下降的放電特性。例如，當使用扣式鋰電池時，雖然額定電壓為3V，但是當輸出電壓下降到2.5至2.7V時，輸出電壓其后急劇下降。

當可以以良好的精度檢測電池輸出的電源電壓時，可以將電池用作電源，直到電源電壓下降到2.7V。然而，由于這需要高度精確的電壓檢測電路，因此當不可能提供這樣的電壓檢測電路時，必須保證編碼器的操作直到電源電壓下降到2.5V為止。然而，由于發光二極管的正向電壓，因此可能出現電源電壓未達到發光二極管的正向電壓并且不能驅動發光二極管的情況。

因此，通常的做法是升高電源電壓并將所得到的電壓施加到發光二極管。例如，可以想見的是使用DC-DC變換器執行升壓，但DC-DC變換器會消耗相當大量的電能，因此可能縮短電池的壽命。換言之，從抑制電能消耗的角度來看，使用DC-DC變換器不是優選的。

當使用升高后的電壓時，在包含光源的電路中可能出現電壓高于電源電壓的位置，并且升高后的電壓可能超過電池外圍電路的耐壓，或可能發生電流到電池的回流。當電池是一次電池時，電流到電池的回流可能會損壞電池。

發明內容

本發明是根據上述情況構思的，并且本發明即使在高于電源電壓的電壓被施加到編碼器光源中的發光二極管時，也能防止電流到電池的回流并且保護發光二極管的驅動電路。