一种旋转光学编码器，用以于一永磁马达中输出换相信号，提供永磁马达的转子的磁极位置，该永磁马达包含一转轴与固定于该转轴上的一转子，该旋转光学编码器包含：一编码盘，耦接于该转轴上且包含一编码轨道，该编码轨道包含多个区域，所述区域设有第一开孔、第二开孔、第三开孔、第四开孔、第五开孔、第六开孔，其中该第一开孔、该第二开孔与该第三开孔分别与第六开孔、第五开孔、该第四开孔成对称关系；一光发射器，用以对该编码盘投射光源；二光传感器，与该光发射器分别位于该编码盘的两侧，用以探测透过该编码盘的光强度；及一处理电路，与所述光传感器连接，用以将该光强度转换为换相信号，并输出换相信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种旋转光学编码器，特别涉及一种具有换相信号输出功能的旋转光学编码器。
技术介绍
旋转光学编码器(rotary optical encoder)主要用以探测转子的磁极位置，其主要结构包含光发射器、光接收器、介于其间的编码盘(code wheel)与编码片(code plate)以及处理电路，适当地设计编码盘与编码片上的编码轨道的图案(pattern)，即可得到所要的信号输出。一般伺服马达的设计，多使用旋转光学编码器来探测其转动位置、速度与旋转方向，若伺服马达为无电刷型式，则传统上多以霍尔组件(Halldevices)来提供所需的转子位置信号，以使定子绕阻电流正确换相。为节省空间与降低成本，编码器制造者便将无刷马达所需的换相功能整合于编码器中，以达成前述要求并提供更为精确的换相信号(U，V，W)。请参照图1，目前一般具换相信号输出的旋转光学编码器，多于编码盘上增设三个轨道(track)的编码，于是编码盘便包含了等间距分布的细密狭缝1，以及配合转子极数作等间距分割(透光、不透光)的交错式分布的编码轨道2、3、4，由此三个编码轨道的组合，可提供马达线圈绕阻电流换相信号。然而，由于在编码盘上设置三个编码轨道，需相应的增设三个光传感器，且发光源的照明面积需同步加大，以确保照明区域涵盖全部的光传感器，此将导致编码器空间的需求增加与成本上升。因此，寻求能够改善上述问题并提供所需的换相信号输出的编码器，实为必要。
技术实现思路
本专利技术所欲解决的技术问题，在于如何克服公知技术所提供的旋转光学编码器中，对于增加换相信号输出，却造成编码盘使用空间增加、受光组件增加、以及所需的照明光源体积增加等问题。鉴于以上公知技术的问题，本专利技术提供一种旋转光学编码器，用以于一永磁马达中输出换相信号，该永磁马达包含一转轴与固定于该转轴上的一转子，其中该旋转光学编码器包含有一编码盘，耦接于该转轴上，且包含有一编码轨道，该编码轨道包含多个区域，所述区域皆设有一第一开孔、一第二开孔、一第三开孔、一第四开孔、一第五开孔、与一第六开孔，其中，该第一开孔、该第二开孔、与该第三开孔分别和该第六开孔、该第五开孔、与该第四开孔成对称关系；一光发射器，用以对该编码盘投射光源；二光传感器，与该光发射器分别位于该编码盘的两侧，用以探测透过该编码盘的光强度；及一处理电路，与所述光传感器连接，用以将该光强度转换为换相信号，并输出换相信号。根据上述构想的旋转光学编码器，其中该第一开孔与该第六开孔为无开孔，该第二开孔与该第五开孔为一等份开孔，及该第三开孔与该第四开孔为二等份开孔。根据上述构想的旋转光学编码器，其中所述光传感器为光二极管。根据上述构想的旋转光学编码器，其中该处理电路包含二参考电平，其一用以区别有受光或无受光，另一用以区别受光量的强弱。根据上述构想的旋转光学编码器，其中该处理电路包含多个串接电阻，用以转换光强度为电压信号。根据上述构想的旋转光学编码器，其中该处理电路包含一转换电路，用以转换电压信号为换相信号。根据上述构想的旋转光学编码器，其中该转换电路由一译码器提供。根据上述构想的旋转光学编码器，其中该译码器使用PROM(可编程只读存储器)作为信号转换。也就是说，本专利技术提供一种旋转光学编码器，主要包含有一编码盘、一光发射器、二光传感器及其处理电路，其中，编码盘具有一个编码轨道，于编码轨道上包含数个区域，这些区域皆设有第一开孔、第二开孔、与第三开孔以及分别与前述开孔成对称关系的第六开孔、第五开孔、与第四开孔；当编码盘随着转子旋转，由光发射器对编码盘投射光源，光传感器则感测透过编码盘的光强度，并通过处理电路，将光强度转换为换相信号，并输出换相信号。本专利技术还提供一种编码盘，包含具有简单开孔变化的一编码轨道，此编码轨道包含数个区域，这些区域皆设有第一开孔、第二开孔、第三开孔、第四开孔、第五开孔、与第六开孔，其中，第一开孔、第二开孔、与第三开孔分别和第六开孔、第五开孔、与第四开孔成对称关系。根据上述构想的编码盘，其中该第一开孔与该第六开孔为无开孔，该第二开孔与该第五开孔为一等份开孔，及该第三开孔与该第四开孔为二等份开孔。本专利技术还提供一种旋转光学编码器的编码方法，用以于一永磁马达中输出换相信号，该旋转光学编码器包含一编码盘，该编码盘包含一编码轨道，该编码轨道包含多个区域，所述区域皆设有一第一开孔、一第二开孔、一第三开孔、一第四开孔、一第五开孔、与一第六开孔，其中，该第一开孔、该第二开孔、与该第三开孔分别和该第六开孔、该第五开孔、与该第四开孔成对称关系，其中该编码方法包含步骤以一光发射器对该编码盘投射光源；以二光传感器探测透过该编码盘的光强度；接收所述光传感器感测光强度后产生的感应电流；转换感应电流为电压信号；转换电压信号为换相信号；及输出换相信号。根据上述构想的旋转光学编码器的编码方法，其中该第一开孔与该第六开孔为无开孔，该第二开孔与该第五开孔为一等份开孔，及该第三开孔与该第四开孔为二等份开孔。根据上述构想的旋转光学编码器的编码方法，其中所述光传感器为光二极管。根据上述构想的旋转光学编码器的编码方法，其中该转换感应电流为电压信号的步骤，还包含一提供二参考电平的步骤，其一用以区别有受光或无受光，另一用以区别受光量的强弱。根据上述构想的旋转光学编码器的编码方法，其中该转换感应电流为电压信号的步骤，还包含一比较来源电压信号与参考电压的步骤，以得到电压信号的电平范围。根据上述构想的旋转光学编码器的编码方法，其中该转换电压信号为换相信号的步骤，还包含一译码器将电压信号作为其储值地址，并储存对应的换相信号的输出值的步骤。也就是说，配合上述的旋转光学编码器及其编码盘，本专利技术包含一种旋转光学编码器的编码方法，其步骤包含以光发射器对编码盘投射光源；再以二光传感器探测透过编码盘的光强度；接收光传感器感测光强度后产生的感应电流；转换感应电流为电压信号；转换电压信号为换相信号；最后，将换相信号输出。本专利技术所达成的功效，在于仅需于编码盘上增设一编码轨道，与二光传感器及其对应的处理电路，即可达到换相信号的输出，并同时兼顾编码器空间与实现低成本等要求。附图说明图1为现有技术的具换相信号输出的旋转光学编码器的编码盘的示意图；图2为本专利技术的使用于永磁马达的旋转光学编码器的示意图；图3为本专利技术的旋转光学编码器的组成示意图；图4为说明本专利技术的针对十个磁极的转子，其编码盘的划分与达成此划分的换相信号(U，V，W)的分布；图5为说明本专利技术所提供的编码盘的部分编码轨道图案示意图；图6为本专利技术的旋转光学编码器的编码方法的流程图；图7为本专利技术的旋转光学编码器的处理电路的示意图；及图8说明本专利技术的旋转光学编码器的换相信号输出数据。1狭缝2、3、4编码轨道5第一开孔6第二开孔7第三开孔8第四开孔9第五开孔10第六开孔13旋转方向100旋转光学编码器 110编码盘111狭缝112编码轨道120光发射器130、140光传感器150处理电路151译码器500永磁马达510转子520转轴PD1、PD2光二极管R1、R2串接电阻V1、V2来源电压信号Vref、V0参考电压Cp0、Cp1、Cp2、Cp3比较器S0、S1、S2、S3内部信号U、V、W换相信号Y0～Y7输出信号W0～W15储值地址步骤600以光发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种旋转光学编码器，用以于一永磁马达中输出换相信号，该永磁马达包含一转轴与固定于该转轴上的一转子，其中该旋转光学编码器包含有：一编码盘，耦接于该转轴上，且包含有一编码轨道，该编码轨道包含多个区域，所述区域皆设有一第一开孔、一第二开孔 、一第三开孔、一第四开孔、一第五开孔、与一第六开孔，其中，该第一开孔、该第二开孔、与该第三开孔分别和该第六开孔、该第五开孔、与该第四开孔成对称关系；一光发射器，用以对该编码盘投射光源；二光传感器，与该光发射器分别位于该编码盘 的两侧，用以探测透过该编码盘的光强度；及一处理电路，与所述光传感器连接，用以将该光强度转换为换相信号，并输出换相信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许宏成，梁德生，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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