專利名稱：讀取光學(xué)編碼信號的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種讀取光學(xué)編碼信號的方法及其裝置。
現(xiàn)有讀取光學(xué)編碼信號的電路裝置及方法，如

圖1、2所示，其主要在光學(xué)編碼器80中以轉(zhuǎn)輪82(包含透明的轉(zhuǎn)輪或柵形轉(zhuǎn)輪)將發(fā)光體81產(chǎn)生的光束投射至光電晶體83晶片831、831′的受光面上，使光電晶體83可將光束的信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡姷男盘?，并將該電位信號提升，的后，再將電位信號?jīng)準(zhǔn)位電路84輸送至判別電路90，以利判別電路90讀取光學(xué)編碼順80輸出的信號。
光束投射至光電晶體晶片受光電的變化，請參見圖3、4所示，其在光束寬度≥晶片寬度量測的狀態(tài)圖及其波形圖，其中C、D為光束寬度；A、B為晶片寬度；T1T4為光束移動時間，光束投射至晶片受光面的變化如下a、當(dāng)光束寬度D移動至T1時間，該光束會投射在1/2晶片寬度A的位置上，該光束能量的準(zhǔn)位點(diǎn)由0伏特a1上升至判斷位準(zhǔn)a2的位置上。
b、當(dāng)光束寬度D移動至T2時間，該光束會投射在晶片全部寬度A的位置上，該光束能量的準(zhǔn)位點(diǎn)判斷位準(zhǔn)a2上升或至判斷位準(zhǔn)a3的位置上。
c、當(dāng)光束寬度D移動至T3時間，該光束會投射在晶片1/2晶片寬度A的位置上，該光束能量的準(zhǔn)位點(diǎn)由判斷位準(zhǔn)a3下降至判斷位準(zhǔn)a4的位置上。
d、當(dāng)光束寬度D移動至T4時間，該光束不會投射在晶片寬度A的位置上，該光束能量的準(zhǔn)位點(diǎn)由判斷位準(zhǔn)(a4)下降至判斷位準(zhǔn)a5的位置上。
此時，將各點(diǎn)(a1a5)連線，則可得到如圖4所示的波形及光電晶體輸出的波形，倘若上述狀況不變，光線寬度D＝晶片寬度A，且光束寬度C≥晶片寬度B時，則a1a5各點(diǎn)的準(zhǔn)位點(diǎn)不變。
反的，若光束寬度C＜晶片寬度B時，則a2、a3、a4各點(diǎn)時間軸的準(zhǔn)點(diǎn)發(fā)生變化，則在a1、a5時間軸的準(zhǔn)位點(diǎn)則不變，如圖5所示，此時，將各點(diǎn)a1a5連線，則可得到如圖6所示的波形。
據(jù)上述可知，若要使光束投射至光電晶體83的兩晶片831、831′得到完全相同這波形，晶片大小尺寸必須完全相同，方可得到相位完全相同輸出的波形，如圖7所示，其將從兩晶片檢測到波形的相位錯開，而得到的理想波形。
而光電晶體83在使用是，常因其晶片尺寸大小差異，造成該光電晶體83輸出信號周期及振幅不均(因光電晶體輸出信號的振幅大小，與其內(nèi)部晶片受光面的受光面積成正比)，進(jìn)而使光學(xué)編碼器輸出信號的周期改變，造成判別電路90發(fā)生誤判。
因此，該光學(xué)編碼器80在制造生產(chǎn)的過程中，需經(jīng)過許多繁瑣的測試調(diào)整程序，方能改善其造成的缺失，無形中，耗費(fèi)相當(dāng)多成本，且占用空間。
本發(fā)明的一目的是提供一種讀取光學(xué)編碼信號的方法與及其裝置，其在發(fā)光體與光電晶體晶片的受光面間裝設(shè)一組透鏡，使經(jīng)由光電晶體產(chǎn)生的光束投射于光電晶體晶片的受光面時，可迅速提升該光束投射于光電晶體受光面能量的準(zhǔn)位點(diǎn)，并使光束能量的準(zhǔn)位點(diǎn)得以自動截波，光束的能量若超過光電晶體工作電壓準(zhǔn)位點(diǎn)波形，即舍去；該光束的能量若在判斷位準(zhǔn)以下波形，即不予判讀。如此，使光學(xué)編碼器的輸出信號可獲取一近似數(shù)位信號的波形，節(jié)省光學(xué)編碼器于制造生產(chǎn)時的調(diào)整測試程序，以大幅度降低成本。
本發(fā)明的另一目的是提供一種讀取光學(xué)編碼信號的方法與及其裝置，其避免光電晶體因晶片尺寸差異，造成光學(xué)編碼器輸出信號不良。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種讀取光學(xué)編碼信號的方法1)發(fā)光體產(chǎn)生光束；2)光束經(jīng)由透鏡聚光，并投射在光電晶體晶片的受光面上；3)超過光電晶體的工作電壓自動截波，及在判斷位準(zhǔn)以下的電位不予判讀；4)得到近似方波的信號。
轉(zhuǎn)輪設(shè)在發(fā)光體的對應(yīng)后部位置上；透鏡設(shè)在轉(zhuǎn)輪的對應(yīng)后部位置上；光電晶體設(shè)在透鏡的對應(yīng)后部位置上。
透鏡可為雙凸鏡、單凸透鏡。
本發(fā)明使光束能量的準(zhǔn)位點(diǎn)得以自動截波，其編碼器的輸出信號獲取一近似數(shù)字信號的波形，避免了光電晶體晶片尺寸差異所造成光學(xué)編碼器輸出信號不良，同時，可減少光學(xué)編碼器于制造生產(chǎn)時的調(diào)整測度程序，以大幅降低成本。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方案對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
圖1現(xiàn)有的讀取光學(xué)編碼器的電路裝置。
圖2現(xiàn)有的光電晶體晶片的示意圖。
圖3現(xiàn)有的光束投射至光電晶體晶片受光面的一狀態(tài)圖。
圖4現(xiàn)有的光束投射至光電晶體受光面及其輸出的一波形圖。
圖5現(xiàn)有的光束投射至光電晶體晶片受光面的另一狀態(tài)圖。
圖6現(xiàn)有的光束投射至光電晶體受光面及其輸出的另一波形圖。
圖7現(xiàn)有的光學(xué)編碼器輸出信號的波形圖。
圖8本發(fā)明光學(xué)編碼器的電路裝置。
圖9本發(fā)明的光束投射至光電晶體的晶片的一示意10本發(fā)明光束投射至光電晶體受光面的另一示意圖。
圖11本發(fā)明光束投射至光電晶受光面的一狀態(tài)12本發(fā)明光束投射至光電晶體受光面的一波形圖。
圖13本發(fā)明未加透鏡以及已加透鏡時，光束投射在光電晶體晶片受光面的一波形。
圖14本發(fā)明光束投射至光電晶體受光面的另一示意圖。
圖15本發(fā)明光束投射至光電晶體受光面的另一狀態(tài)圖。
圖16本發(fā)明光束投射至光電晶體受光面的另一波形圖。
圖17本發(fā)明未加透鏡及已加透鏡時，光束投射在光電晶體晶片受光面的另一波形18本發(fā)明光束投射至光電晶體輸出信號的一波形圖。
圖19本發(fā)明光束投射至光晶體輸出信號的另一波形圖。
請參閱圖8所示，本發(fā)明為一種讀取光學(xué)編碼信號的方法與裝置，包括有一發(fā)光體1、轉(zhuǎn)輪2、一組透鏡3、3′及光電晶體4等構(gòu)件；其中在轉(zhuǎn)輪2(其可包含透明的轉(zhuǎn)輪或柵形轉(zhuǎn)輪)與光電晶體4間的相對位置上，設(shè)有至少一個以上的透鏡3、3′(其可為一單凸透鏡或一雙凸透鏡)，在本發(fā)明的實(shí)施例中乃以遮光材料將光電晶體4及透鏡3、3′封裝成一體。
轉(zhuǎn)輪2將發(fā)光體1產(chǎn)生的光線進(jìn)行光學(xué)編碼，及輸出周期一致的光束信號，并使編碼后的光學(xué)信號可經(jīng)由透鏡3、3′的聚光作用傳送至光電晶體4晶片41、41′的受光面上，如第圖9、10所示。
請參見圖11、12所示，其光束能量投射至光電晶體晶片的受光面的狀態(tài)及其波形圖，其在時間T1時，光能量迅速由O伏特的位準(zhǔn)a1提升至判斷位準(zhǔn)a2，且在極短的時間內(nèi)迅速沖破至額定工作電壓；在時間T2時，光能量達(dá)到最高點(diǎn)a3。
在時間T3時，光能量在短時間內(nèi)迅速降低至判斷位準(zhǔn)a4。
在時間T4時，光能量為O a5。
如圖13所示，其未加透鏡H2及已加透鏡H1，光束投射在光電晶體晶片受光面的波形圖，當(dāng)光束寬度C小于晶片寬度B時，光能量這準(zhǔn)位雖可迅速提升，晶片所接收到的光能量不變，其H1的斜線面積等于H2的斜線面積。
如圖14、15、16所示，其將光束寬度C大于晶片寬度B，并透過集中光焦點(diǎn)大小控制在晶片寬度B的范圍，其光焦點(diǎn)投射至晶片的變化；a、光束尚未移動至T1時，由于光能量集中、故光能量即可迅速沖破光電晶體額定工作電壓a2。
b、在時間T2時，光能量達(dá)到最高點(diǎn)a3。
c、在時間T3時，光能量強(qiáng)度仍于額定工作電壓的上方a4。
d、在接近時間T4時，光能量才迅速降低至判斷位準(zhǔn)的下方，至?xí)r間T4時，光能量為O伏特a5。
如圖17所示，其未加透鏡及已加透鏡，該光束投射在光電晶體晶片受光面的波形圖，其中，H3的斜線面積為加上透鏡的信號輸出光能量總和；H4的斜線面積為不加上透鏡時，光能量總和，由圖示可知，準(zhǔn)位點(diǎn)不僅可迅速提升，且可提升光能量。
如圖18、19所示，其將超過工作電壓以上的光能量舍去，及將判斷位準(zhǔn)以下的波形不予判讀，如此，即可得到一近似方波的信號。
權(quán)利要求
1.一種讀取光學(xué)編碼信號的方法，其特征在于1)發(fā)光體產(chǎn)生光束；2)光束經(jīng)由透鏡聚光，并投射在光電晶體晶片的受光面上；3)超過光電晶體的工作電壓自動截波，及在判斷位準(zhǔn)以下的電位不予判讀；4)得到近似方波的信號。
2.一種讀取光學(xué)編碼信號的方法所用的裝置，它由發(fā)光體、轉(zhuǎn)輪以及光電晶體組成，其特征在于轉(zhuǎn)輪設(shè)在發(fā)光體的對應(yīng)后部位置上；透鏡設(shè)在轉(zhuǎn)輪的對應(yīng)后部位置上；光電晶體設(shè)在透鏡面的對應(yīng)后部位置上。
3.如權(quán)利要求2所述的讀取光學(xué)編碼信號的方法所用的裝置，其特征在于透鏡可為雙凸鏡或單凸透鏡。
全文摘要
讀取光學(xué)編碼信號的方法及其裝置,其發(fā)光體產(chǎn)生的光束經(jīng)由透鏡聚光,并投射在光電晶體晶片的受光面上;超過光電晶體的工作電壓自動截波,及在判斷位準(zhǔn)以下的電位不予判讀;從而得到近似方波的信號,轉(zhuǎn)輪設(shè)在發(fā)光體的對應(yīng)后部位置上;透鏡設(shè)在轉(zhuǎn)輪的對應(yīng)后部位置上;光電晶體設(shè)在透鏡的對應(yīng)后部位置上,本發(fā)明避免了光電晶體晶片尺寸差異所造成光學(xué)編碼器輸出信號不良,可減少光學(xué)編碼器于制造生產(chǎn)時的調(diào)整測度程序,大幅降低成本。
文檔編號G06F3/033GK1181535SQ9612035
公開日1998年5月13日 申請日期1996年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月28日
發(fā)明者曾信得 申請人:曾信得