[发明专利]光学编码器及其控制方法

说明书

本发明提供一种光学编码器及其控制方法，包括发光元件、码盘、遮罩以及感测元件。码盘设于发光元件的一侧，且包括多个记号区。遮罩设于码盘相对于发光元件的一侧，且包括多个透光图案。感测元件设于遮罩相对于该码盘的一侧，且包括一控制单元以及多个对应该多个透光图案的感测单元，其中感测元件包括多个感测阵列，其中各感测阵列由至少两个感测单元组成，且相邻感测阵列中等间距的多个感测单元连接至同一讯号传输线。基于上述结构可以通过设计遮罩上透光图案的形状来产生理想的弦波讯号，并利用平均不同感测阵列的感测讯号来提高感测准确率。

技术领域

本发明涉及一种光学编码器及其控制方法，特别涉及一种简化制程与提高感测准确率的光学编码器及其控制方法。

背景技术

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，常见的技术手段是将透光图案设计为矩形、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。

现有技术固然已揭示了通过改变通光图案的形状，可以将感测的类比讯号调整至更接近于弦波值，由于其形状过于复杂，加工上并不便利，而有制程不易的缺点存在。

此外，由于上述图案设计尺寸皆为微米等级，故若以单一透光图案所对应的光感测单元进行取样来判断位移资讯，恐因其所感测到的光强度过低，易受干扰导致资讯不良而造成误判。因此，如何藉由改变透光图案的形状以及感测方式来简化制程与提高感测准确率成为光学编码器的研究方向。

发明内容

本发明的主要目的即在提供一种光学编码器及其控制方法，藉由设计遮罩上透光图案的形状来产生理想的弦波讯号，并利用平均不同感测阵列的感测讯号来提高感测准确率。

为达成上述目的，本发明所提供的光学编码器包括发光元件、码盘、遮罩以及感测元件。码盘设于所述发光元件的一侧，且包括多个记号区。遮罩设于所述码盘相对于所述发光元件的一侧，且包括多个透光图案。感测元件设于所述遮罩相对于该码盘的一侧，且包括一控制单元以及多个对应所述多个透光图案的感测单元，其中所述感测元件包括多个感测阵列，其中各所述感测阵列由至少该两个感测单元组成，且相邻感测阵列中等间距的所述多个感测单元连接至同一讯号传输线。

在本发明的一实施例中，所述感测元件括四组感测阵列，各所述感测阵列由一第一感测单元、一第二感测单元、一第三感测单元以及一第四感测单元组成，且对应各该透光图案的所述多个第一感测单元的讯号传输线呈并联连接、对应各该透光图案的所述多个第二感测单元的讯号传输线呈并联连接、对应各所述透光图案的所述多个第三感测单元的讯号传输线呈并联连接及对应各所述透光图案的所述多个第四感测单元的讯号传输线呈并联连接。

在本发明的一实施例中，所述遮罩的所述多个透光图案呈并排配置。

在本发明的一实施例中，所述码盘的所述多个记号区呈周期性地环形配置。并使所述多个记号区具有可容许光的通过，或可对光进行反射的功能。

在本发明的一实施例中，各所述透光图案包括两个圆形区以及两个连接区，该两个连接区分别介于该两个圆形区之间，且彼此以顶点相接并与邻接的圆形区相切。

在本发明的一实施例中，各所述透光图案包括三个圆形区以及两个连接区，该两个连接区分别介于该三个圆形区之间，且由各该圆形区相邻彼此间的切线形成该多个连接区的边界。

在本发明的一实施例中，所述多个圆形区的半径彼此相异或相同。

在本发明的一实施例中，所述控制单元的控制方法包括接收所述多个感测阵列所述多个讯号传输线的讯号、将来自各该同一讯号传输线的讯号定义为一独立讯号、平均所述多个感测阵列的所述多个独立讯号以取得一感测讯号以及依据所述感测讯号解析出位移资讯。