光学编码器和其操作方法技术

光学编码器和其操作方法。本发明专利技术提供一种译码光盘，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面。所述译码光盘包含第一孔口和第二孔口。所述第一孔口从所述译码光盘的所述第一表面穿透所述译码光盘到所述译码光盘的所述第二表面。所述第一孔口具有第一宽度。所述第二孔口从所述译码光盘的所述第一表面穿透所述译码光盘到所述译码光盘的所述第二表面。所述第二孔口具有第二宽度。所述第二孔口的所述第二宽度不同于所述第一孔口的所述第一宽度。

Optical encoder and its operation method

【技术实现步骤摘要】
光学编码器和其操作方法
本专利技术大体上涉及一种用于使用传感器装置检测其位置和运动的设备和方法，且更具体地说，涉及一种用于使用光学编码器传感器检测其位置和运动的设备和方法。
技术介绍
光学编码器适用于许多应用中。举例来说，光学编码器可用于通过将物理位置转换为与此类位置相对应的电信号来确定对象的位置、运动或角度。在比较旋转机构(例如机器人臂)中，在旋转机构的接合部处要求两个光学编码器以检测或测量旋转机构的位置或旋转角度，且确定旋转机构的位置或旋转角度是否已达到受限位置或角度。然而，更多光学编码器的使用将增加成本，其将转而降低在市场中的竞争力。
技术实现思路
在一或多个实施例中，提供具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的译码光盘。译码光盘包含第一孔口和第二孔口。第一孔口从译码光盘的第一表面穿透译码光盘到译码光盘的第二表面。第一孔口具有第一宽度。第二孔口从译码光盘的第一表面穿透译码光盘到译码光盘的第二表面。第二孔口具有第二宽度。第二孔口的第二宽度不同于第一孔口的第一宽度。在一或多个实施例中，编码器包含光发射器、光学传感器和不透明板。光发射器具有发光区域。光学传感器具有面向发光区域的光学感测区域。不透明板安置于发光区域与光学感测区域之间。不透明板包含第一孔口和第二孔口。第一孔口穿透不透明板。第一孔口/狭槽具有第一宽度。第二孔口穿透不透明板。第二孔口具有第二宽度。第二孔口的第二宽度不同于第一孔口的第一宽度。在一或多个实施例中，确定对象的位置的方法包含确定参考时间周期；将第一信号的第一时间周期与参考时间周期相比较；和根据第一时间周期与参考时间周期之间的比较来确定对象的位置。附图说明当结合附图阅读时，从以下实施方式最佳地理解本专利技术的方面。应注意，各种特征可能未按比例绘制，且各种特征的尺寸可出于论述的清晰起见而任意增大或减小。图1说明根据本专利技术的一些实施例的可旋转机构的透视图；图2说明根据本专利技术的一些实施例的图1中的可旋转机构的部分的放大视图；图3A说明根据本专利技术的一些实施例的光学编码器的透视图；图3B说明根据本专利技术的一些实施例的图3A中的光学编码器的光盘的俯视图；图4A说明通过根据本专利技术的一些实施例的光检测器输出的波形；图4B说明通过根据本专利技术的一些实施例的光检测器输出的波形；且图5说明根据本专利技术的一些实施例的操作图1中的可旋转机构的方法的流程图。贯穿附图和实施方式使用共同参考编号以指示相同或类似元件。本专利技术将结合随附图式从以下实施方式更显而易见。具体实施方式下文详细论述本专利技术的实施例的结构、制造和用途。然而，应了解，所述实施例阐明可实施于广泛多种特定上下文中的许多可应用概念。应理解，以下公开内容提供实施各种实施例的不同特征的许多不同实施例或实例。下文出于论述的目的而描述组件和设备的特定实例。当然，这些组件和设备仅为实例且不希望为限制性的。下文使用特定语言公开附图中所说明的实施例(或实例)。然而，将理解，实施例或实例并不希望为限制性的。如相关领域中的一般技术者通常将想到，本专利技术实施例的任何更改和修饰，以及公开于本文中的原理的任何其它应用处于本专利技术的范围内。另外，本专利技术可在各种实例中重复参考数字和/或字母。此重复是出于简单和清晰的目的，且本身并不指示所论述的各种实施例与/或配置之间的关系。图1说明根据本专利技术的一些实施例的可旋转机构100的透视图。在一些实施例中，可旋转机构100为机器人臂或机器人臂的部分。可旋转机构100包含第一末端部分100A和与所述第一末端部分100A相对的第二端部分100B。可旋转机构100进一步包含马达110、齿轮减速器120、驱动板130、螺杆140和接合点150。齿轮减速器120连接到可旋转机构100的第一末端部分100A且安装到马达110以变换马达110的转速。这些马达110和齿轮减速器120提供用于可旋转机构100的多个不同驱动器。驱动板130可旋转地安装到可旋转机构100的第一末端部分100A。螺杆140连接到可旋转机构100的第一末端部分100A，其中可旋转机构100的第二末端部分100B使用由马达110产生的动力来驱动接合点150旋转或移动。图2说明根据本专利技术的一些实施例的通过红色正方形圈出的图1中的马达110的部分的放大视图。如图2中所示，光学编码器115连接到马达110中的一个。光学编码器115包含具有机械中断以测量旋转或线性位置的成对光检测器与光发射器。举例来说，光学编码器115具有环115r，所述环具有多个孔口(或透明部分)115h且设置于光检测器与光发射器(图中未示)之间。如果通过光发射器发射的光通过光检测器经由孔口115h或环115r的透明部分检测到，那么通过例如光检测器产生具有第一电压电平的信号。如果由光发射器发射的光被环115r阻挡，那么通过例如光检测器产生具有第二电压电平的信号。在一些实施例中，第一电压电平不同于第二电压电平。举例来说，第一电压电平为逻辑值“1”而第二电压电平为逻辑值“0”。因为马达110周期性地旋转，所以光发射器与光检测器之间的周期性中断随马达110旋转而发生，其将产生如图4A或图4B的下部部分所展示的波形的脉冲流式传输。图3A说明本专利技术的一些实施例中的光学编码器300的透视图；在一些实施例中，光学编码器300可安置于图1中的可旋转机构100的第二末端部分100B处。举例来说，光学编码器300可连接到或邻近于图1中的可旋转机构100的接合点150。光学编码器300包含光盘(也可被称作“编码光盘”)310、光发射器320和光检测器(也可被称作“光电检测器”、“光传感器”或“光学传感器”)330。光发射器320具有发光区域且经配置以产生光。在一些实施例中，光发射器320可为激光二极管(LD)、发光二极管(LED)、竖直腔面发光激光器(VCSEL)二极管、边缘发光激光二极管或其它照明组件。光检测器330具有面朝光发射器320的发光区域的光学感测区域。光检测器330经配置以接收或检测从光发射器320产生的光且响应于所接收或检测到的光而产生信号。在一些实施例中，如果由光发射器320发射的光通过光检测器330检测或接收到，那么光检测器330经配置以产生具有第一电压电平的信号。在一些实施例中，如果由光发射器320发射的光并未由光检测器330接收或检测到，那么光检测器330经配置以产生具有第二电压电平的信号。在一些实施例中，第一电压电平高于第二电压电平。替代地，第一电压电平可根据设计要求而低于第二电压电平。在一些实施例中，光检测器330可包含PIN二极管(包含p型半导体区域、纯质半导体区域和n型半导体区域)或光电二极管或光电晶体管。光盘310安置于光发射器320与光检测器330之间。在一些实施例中，光盘310由不透明材料形成。参考图3B，其说明在本专利技术的一些实施例中的光学编码器300的光盘310的俯视图，所述光盘具有第一组孔口(或狭槽)310a、310b、310c、310d、310e和310f和第二孔口(或狭槽)311。在一些实施例中，第一组孔口和第二孔口可由允许光穿过的透明材料替换。第一组孔口310a、310b、310c、310d、310e和310f从光盘310的表面穿透光盘310到光盘310的相对表面。第一组孔口310a、310b、310c、3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种译码光盘(300)，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述译码光盘包括：(图3B)第一孔口/狭槽(310b)，其从所述译码光盘的所述第一表面穿透所述译码光盘到所述译码光盘的所述第二表面，所述第一孔口/狭槽具有第一宽度；第二孔口/狭槽(311)，其从所述译码光盘的所述第一表面穿透所述译码光盘到所述译码光盘的所述第二表面，所述第二孔口/狭槽具有第二宽度，其中所述第二孔口/狭槽的所述第二宽度不同于所述第一孔口/狭槽的所述第一宽度。

【技术特征摘要】
2017.12.28 US 15/857,4571.一种译码光盘(300)，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述译码光盘包括：(图3B)第一孔口/狭槽(310b)，其从所述译码光盘的所述第一表面穿透所述译码光盘到所述译码光盘的所述第二表面，所述第一孔口/狭槽具有第一宽度；第二孔口/狭槽(311)，其从所述译码光盘的所述第一表面穿透所述译码光盘到所述译码光盘的所述第二表面，所述第二孔口/狭槽具有第二宽度，其中所述第二孔口/狭槽的所述第二宽度不同于所述第一孔口/狭槽的所述第一宽度。2.根据权利要求1所述的译码光盘，其中所述第二孔口/狭槽的所述第二宽度大于所述第一孔口/狭槽的所述第一宽度。3.根据权利要求1所述的译码光盘，其进一步包括从所述译码光盘的所述第一表面穿透所述译码光盘到所述译码光盘的所述第二表面的多个第三孔口/狭槽，其中所述第一孔口/狭槽、所述第二孔口/狭槽和所述第三孔口/狭槽彼此分离。4.根据权利要求3所述的译码光盘，其中所述第三孔口/狭槽中的每一个的宽度与所述第一孔口/狭槽的所述第一宽度大体上相同。5.根据权利要求3所述的译码光盘，其中所述第三孔口/狭槽中的每一个的宽度小于所述第二孔口/狭槽的所述第二宽度。6.根据权利要求1所述的译码光盘，其进一步包括第三孔口/狭槽(310a)，其具有所述第一宽度且与所述第一孔口/狭槽间隔开，所述第三孔口/狭槽位于所述第一孔口/狭槽的第一侧面处；以及第四孔口/狭槽(310c)，其具有所述第一宽度且与所述第一孔口/狭槽间隔开，所述第三孔口/狭槽位于所述第一孔口/狭槽的第二侧面处，其中所述第一孔口/狭槽与所述第三孔口/狭槽之间的距离与所述第一孔口/狭槽与所述第四孔口/狭槽之间的距离大体上相同。7.根据权利要求1所述的译码光盘，其进一步包括第三孔口/狭槽(310a)，其具有所述第一宽度且与所述第二孔口/狭槽间隔开，所述第三孔口/狭槽位于所述第二孔口/狭槽的第一侧面处；以及第四孔口/狭槽(310e)，其具有所述第一宽度且与所述第二孔口/狭槽间隔开，所述第四孔口/狭槽位于所述第二孔口/狭槽的第二侧面处，其中所述第二孔口/狭槽与所述第四孔口/狭槽之间的距离大于如所述第二孔口/狭槽与所述第三孔口/狭槽之间的距离。8.根据权利要求1所述的译码光盘，其进一步包括：第一区域，包含所述第一孔口/狭槽和所述第二孔口/狭槽的多个孔口/狭槽位于所述第一区域中；以及第二区域，其不具有孔口/狭槽，其中所述第二区域的长度(弧形长度)大于所述第一区域中的任何两个相邻孔口/狭槽之间的距离。9.根据权利要求1所述的译码光盘，其中所述多个孔口/狭槽邻近于所述译码光盘的所述边缘而设置。10.一种编码器(300)，其包括：(图3A)光发射器(320)，其具有发光区域；光学传感器(330)，其具有面向所述发光区域的光学感测区域；以及不透明板(310)，其安置于所述发光区域与所述光学感测区域之间，所述不透明板包括：第一孔口/狭槽，其穿透所述不透明板，所述第一孔口/狭槽具有第一宽度；第二孔口/狭槽，其穿透所述不透明板，所述第二孔口/狭槽具有第二宽度，其中所述第二孔口/狭槽的所述第二宽度不同于所述第一孔口/狭槽的所述第一宽度。11.根据权利要求10所述的编码器，其中所述光学传感器经配置以：在穿过所述第一孔口/狭槽的光到达所述光学感测区域处时，产生第一信号(具有图4A中的周期...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈升嘉，阮圣钧，许宏彬，
申请(专利权)人：香港商睿智通有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81