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光学编码器

阅读：453发布：2020-05-11

IPRDB可以提供光学编码器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种光学编码器，其主要的特征则在于使该第二透光区具有两个别的圆形区域，并使各该圆形区域对应于该感测光通过该码盘的同一周期位置，藉此，除可获得更接近于弦波的类比讯号外，更具有制程容易的便利性。，下面是光学编码器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光学编码器，包含有：

一光发射单元，具有一光源元件，发射一感测光；

一码盘，位于该光发射单元的一侧，具有一盘身，可挡止该感测光的行进，且可受外力而沿一转轴为自转的运动；以及至少一第一透光区，设于该盘身上，容许该感测光的通过，据此，当该盘身转动时，使该感测光经由该第一透光区周期性地通过该码盘；以及一光感测单元，以该码盘为界而与该光发射单元遥相对应，具有一受光元件，感测周期性通过该码盘而来的该感测光；以及一遮罩，介于该受光元件与该码盘之间，并形成有容许该感测光通过的至少一第二透光区；

其特征在于：

该第二透光区具有两个别的圆形区域，对应于该感测光通过该码盘的同一周期位置；

藉此，该感测光受该盘身的遮蔽，周期性地通过该第一透光区再经由该第二透光区而为该受光元件所感测。

2.如权利要求1所述的光学编码器，其特征在于，所述第二透光区更包含有两个三角形区域，介于各该圆形区域之间，彼此并以顶点相接且各自以两股与邻接的圆形区域相切。

3.如权利要求1所述的光学编码器，其特征在于，所述第二透光区所具有的圆形区域的数量为三。

4.如权利要求3所述的光学编码器，其特征在于，所述第二透光区更包含有两个连接区域，分别介于该些圆形区域之间，并由各该圆形区域相邻彼此间的切线形成该些连接区域的边界。

5.如权利要求1、3或4所述的光学编码器，其特征在于，各该圆形区域的半径彼此互异。

说明书全文

光学编码器

技术领域

[0001] 本发明与位置感测技术有关，特别是关于一种光学编码器。

背景技术

[0002] 通过感测光的变动所获得的讯号以达到测量机械几何位移量的光学编码器，为使所获得的类比讯号更接近于弦波讯号，已知技术揭露有将光接收面积的形状改变呈矩形、梯形、菱形、波浪或V字等形状，以获得接近于弦波的类比讯号。

[0003] 已知技术固然已揭示了通过改变光接收面积的形状，可以将感测的类比讯号调整至更接近于弦波值，惟由于其形状过于复杂，在加工上尚非称便利，而有制程不易的缺失存在。

发明内容

[0004] 因此，本发明的主要目的即在于提供一种光学编码器，其光接收面积的形状以至少两个圆形所形成，除可获得更接近于弦波的类比讯号外，其光接受面积的形状相较于已知技术而言，更具有制程容易的便利性。

[0005] 缘是，为达成上述目的，本发明所提供的光学编码器包含了有一用以发射感测光的光发射单元、一用以感测该感测光的光感测单元，以及一周期性地阻挡该感测光到达该光感测单元的码盘，其中，该光感测单元具有一受光元件，感测周期性通过该码盘而来的该感测光，一遮罩，介于该受光元件与该码盘之间，并形成有容许该感测光通过的至少一第二透光区，而其主要的特征则在于使该第二透光区具有两个别的圆形区域，并使各该圆形区域对应于该感测光通过该码盘的同一周期位置。

[0006] 更进一步来说，该第二透光区更包含有两个三角形区域，介于各该圆形区域之间，彼此并以顶点相接且各自以两股与邻接的圆形区域相切。

[0007] 其中，该第二透光区所具有的圆形区域的数量为三。

[0008] 其中，该第二透光区更包含有两个连接区域，分别介于该些圆形区域之间，并由各该圆形区域相邻彼此间的切线形成该些连接区域的边界。

[0009] 其中，各该圆形区域的半径彼此互异。

[0010] 本发明的有益效果在于：

[0011] 本发明提供一种光学编码器，其光接收面积的形状以至少两个圆形所形成，除可获得更接近于弦波的类比讯号外，其光接受面积的形状相较于已知技术而言，更具有制程容易的便利性。

附图说明

[0012] 图1为本发明第一实施例所揭光学编码器的俯视方向立体图。

[0013] 图2为本发明第一实施例所揭光学编码器的仰视方向立体图。

[0014] 图3为本发明第一实施例所揭光学编码器的平面示意图。

[0015] 图4为本发明第一实施例所揭光学编码器的遮罩平面示意图。

[0016] 图5为本发明第一实施例所揭光学编码器中单一第二透光区的平面图。

[0017] 图6为本发明第二实施例所揭光学编码器中单一第二透光区的平面图。

[0018] 图7为本发明第三实施例所揭光学编码器中单一第二透光区的平面图。

[0019] 图8为本发明第四实施例所揭光学编码器中单一第二透光区的平面图。

[0020] 图9为本发明第五实施例所揭光学编码器的遮罩平面示意图。

[0021] 图10为本发明第五实施例所揭光学编码器中单一第二透光区的平面图。

[0022] 图11为本发明第五实施例所揭光学编码器以MATLAB模拟的讯号图形。

[0023] 图12为本发明第五实施例所揭光学编码器以ASAP模拟的讯号图形。

具体实施方式

[0024] 首先，请参阅图1至图5所示，在本发明第一实施例中所提供的光学编码器10，其主要包含了有码盘单元20、光发射单元30以及光感测单元40。

[0025] 码盘单元20具有转轴21与码盘22。码盘22以几何形状中心同轴地固设于转轴21的一端上，而在受有外力下以转轴21为自转轴转动；

[0026] 更进一步来说，码盘22具有盘身221，呈圆片状并可阻挡光的通过，多数的第一透光区(图上未示)被设置于盘身221上，而可容许光线的通过，其中，各第一透光区个别的设置位置与尺寸等相关技术内容，属已知技术所已公开，而为本发明所属技术领域技术人员均已知悉的技术内容，在此即无庸再为冗言。

[0027] 光发射单元30与光感测单元40被分别定位设置在码盘22两侧的相对位置上，由光感测单元40感测来自光发射单元30且通过码盘22的光，惟关于其具体的定位设置技术，并非本发明的技术特征所在，且属已知技术所已揭露的范踌，遂不予赘陈，但对与本发明有关者则另为说明如次。

[0028] 光发射单元30具有光源元件31，朝光感测单元40所在位置的方向发射感测光，惟所发射的感测光因受盘身221的阻蔽，仅能第一透光区经过之际才得以通过码盘22而到达到光感测单元40所在，藉此，光发射单元30持续发射的感测光，即通过盘身221的阻挡与第一透光区的容许通过，而周期性地穿透码盘22并为光感测单元40所感测。

[0029] 光感测单元40具有受光元件41及遮罩42。受光元件41以码盘22为界而与光发射单元30的光源元件遥相相对，用以感测周期性通过码盘22而来的感测光。遮罩42介于受光元件41与码盘22之间，形成有容许该感测光通过的多数第二透光区421，以通过第二透光区421构成受光元件41的光接收面积形状，使感测的类比讯号更接近于弦波值；

[0030] 具体而言，第二透光区421分别具有彼此半径相等的两个圆形区域4211、4212，彼此以圆心对称地且相隔开来地位于感测光通过该码盘22的同一周期位置，以构成受光元件41的光接受面积形状，以接受同一周期的感测光，并获得对应的类比讯号。

[0031] 通过上揭第一实施例中以圆形几何形状为基础所构成的第二透光区，其除可获得接近于弦波值的类比讯号外，更重要的是本发明简化了遮罩上透光部位的形状以易于制造的圆形为基础构成，相较于已知技术而言，本发明大幅地降低了制造的难度，更有助于良率与准确度的提升。

[0032] 进一步来说，本发明以圆形形状为基础所组构而成的遮罩透光部位形状，除如前揭第一实施例中所揭的两个具相同半径的对称圆形外，亦得以在半径尺寸、圆形数量多寡或与其他几何或不规则性状的组合等进行改变，其所得达成的功效仍与前述第一实施例所揭相仿，兹即具体说明如下：

[0033] 请参阅图6所示本发明第二实施例所揭令用以构成各第二透光区421a的两个圆形区域4211a、4212a彼此的半径为互异，是为就圆形半径尺寸的改变。

[0034] 请参阅图7所示本发明第三实施例所揭，其使各第二透光区421b除具有两个不等半径的圆形区域4211b、4212b外，更包含有两个彼此以顶点相接的三角形区域4213b、4214b，并使各三角形区域的两股分别与各圆形区域4211b、4212b相切接。

[0035] 请参阅图8所示本发明第四实施例所揭，其使各第二透光区421c所具有圆形区域的数量分别为三，并且使三个圆形区域4211c、4212c、4215c彼此的半径互异并相隔开来，且对应于感测光通过码盘的同一周期位置。

[0036] 请参阅图9与图10所示本发明第五实施例所揭，其使遮罩42d所具有的多数第二透光区421d，除分别具有三半径互异且彼此相隔开来的圆形区域4211d、4212d、4215d外，更包含有介于相邻圆形区域4211d、4212d、4215d间的两个连接区域4216d、4217d，并由各圆形区域4211d、4212d、4215d相邻彼此间的切线形成各该连接区域4216d、4217d的边界。

[0037] 在第二实施例至第五实施例中所揭，均仅为本发明以圆形为遮罩部位透光形状组构基础的例示说明，并非仅以之为限。

[0038] 而在功效上，则举以第五实施例进行说明，在图11中，第五实施例通过MATLAB模拟所得的类比讯号图形，与理想弦波比的均根误差为0.0063，而在图12中，第五实施例通过ASAP模拟所得的类比讯号图形，其与理想弦波比的均根误差为0.0944，以之与长方形及v形形状构成遮罩透光部位的先前技术进行比较如下表：

[0039] MATLAB ASAP
长方形 0.1507 0.7964
V字形 0.0380 0.1376
第五实施例 0.0063 0.0944

[0040] 显见第五实施例有更为接近理想弦波值的功效，辅以其制程更为简便的功效，本发明有着较先前技术更为显著的功效增进。

标题	发布/更新时间	阅读量
光学编码器-专利编号CN102207396B	2020-05-12	221
光学编码器-专利编号CN104748774B	2020-05-11	216
光学编码器-专利编号CN104596555A	2020-05-12	586
光学编码器-专利编号CN108007482A	2020-05-11	453
光学编码器-专利编号CN102589589B	2020-05-12	424
光学编码器-专利编号CN102589589A	2020-05-13	591
光学编码器-专利编号CN102288202A	2020-05-13	589
光学编码器-专利编号CN106248124A	2020-05-11	616
光学编码器-专利编号CN105987714A	2020-05-11	797
光学编码器-专利编号CN102209882A	2020-05-13	160

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