[发明专利]光学编码器

说明书

【技术领域】

本发明是有关于一种光学编码器(optical encoder)，且特别是关于一种具有光学结构的光学盘的光学编码器。

【背景技术】

目前，为了精确地掌握马达的转动情况，现有技术会在马达内部加装光学编码器。光学编码器是由一个刻有特定讯息的光学盘、光源以及光感测器所构成。一般而言，光学盘上具有多个能够让光线通过的周期性排列开孔，当光学盘转动时，光感测器会接收到具有特定周期性的光信号，此时，光学编码器便能够根据此光信号判断马达的转速以及转动量。

在现有的光学编码器中，光学盘通常是金属或是玻璃材质，且金属光学盘是通过电铸方式所形成，而光学盘上的开孔通常是通过蚀刻方式形成。虽然金属及玻璃材质的光学盘具有良好的耐温特性以及很长的使用寿命，但利用电铸与蚀刻制程所形成光学盘在制造上需要较高的成本。此外，相较于金属及玻璃材质的光学盘，光学编码器中的光源(例如是发光二极管)具有较短的使用寿命以及较差的耐温极限，因此，所使用的光源种类常常会局限光学编码器的应用范围。

承上述，如何降低光学编码器的制造成本并且延长光源的使用寿命，实为目前研发人员亟欲解决的问题之一。

【发明内容】

本发明提供一种光学编码器，其利用光学盘上的光学结构加强输出光强度，进而提升光使用效率并降低发光二极管所需功率，达到延长光源寿命的效果。

本发明提供一种光学编码器包括一光学盘、多个分布于该第一表面的第一光学结构、一轴、一光源以及一感测器。光学盘具有一第一表面、一与第一表面相对的第二表面、一连接于第一表面与第二表面之间的侧表面。轴设置于光学盘的中心，用以作为光学盘的旋转轴心。光源位于侧表面的一侧，其中光源用以提供一朝向侧表面传递的光线。感测器配置于光学盘的一侧，用以接收从第一表面射出的光线，其中第一表面位于第二表面与感测器之间。

在本发明的一实施例中，前述的第一光学结构沿着至少一个圆形路径排列，且各圆形路径的圆心与光学盘的中心重合。

在本发明的一实施例中，前述的光学盘具有多个配置于侧表面的第二光学结构，第二光学结构为一聚光结构，用以汇聚光线，且第二光学结构对应于第一光学结构配置。

在本发明的一实施例中，前述的光学盘具有多个位于第二表面上的第三光学结构。

在本发明的一实施例中，前述的第三光学结构为一导光结构，用以导引从侧表面入射光学盘的光线，使从侧表面入射光学盘的光线转向第一表面传递。

在本发明的一实施例中，前述的第一光学结构具有一遮光区域与一透光区域，用以使光学盘以轴为旋转轴心旋转时，感测器量测到第一光学结构所引起的周期性光强度变化。

本发明另提供一种光学编码器包括一光学盘、一轴、一光源、多个第一光学结构、多个第二光学结构以及一感测器。光学盘具有一第一表面、一与第一表面相对的第二表面以及一连接于第一表面与第二表面之间的侧表面。轴设置于光学盘的中心，用以作为该光学盘的旋转轴心。光源设置于光学盘的一侧，以提供一朝向光学盘传递的光线。多个第一光学结构配置于光学盘上，用以接收朝向光学盘传递的光线，并增加光学盘的出光效率。多个第二光学结构配置于光学盘上，用以使光学盘射出的光线产生周期性的变化。感测器位于光学盘的一侧，用以接收光学盘射出的光线。

在本发明的一实施例中，前述的第一光学结构为一柱体、一多角椎或一半球体的部分。

在本发明的一实施例中，前述的感测器与光源位于光学盘的同一侧或相对两侧。

在本发明的一实施例中，前述的光源位于侧表面的一侧，其中光源用以提供一朝向侧表面传递的光线。

在本发明的一实施例中，前述的光学编码器更包括一反射件，其中反射件设置于光学盘相对于感测器的另一侧。

在本发明的一实施例中，前述的光学盘为高分子材料。

基于上述，本发明的光学编码器可利用光学盘上的光学结构增加光的偏折与反射率，提升导入感测器的光线，藉此提升光使用率，并降低光源出光所需亮度。也就是说，通过提升光使用率，减少光源输出电流，以降低温度造成光源的损坏，并进一步提升光源的寿命。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

【附图说明】

图1A为本发明的第一实施例的光学编码器的侧视示意图。

图1B为图1A中光学盘的上视示意图。

图1C为图1A中感测器所量测到的周期性光强度变化示意图。

图2为本发明另一实施例的光学编码器的侧视示意图。