专利名称：光学编码器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光学编码器。
背景技术：
目前常见的编码器绝大部份是呈旋转接触式的机械构造，也就是说，借助一旋转圆盘上所设接触凸点与另一旁设接收装置所设接触凸点的碰触作用，以达到产生数字信号，进而提供某特定装置的编码及解码功能。
固然这种机械式的编码器的确广为业者所使用，而且也的确可产生令业界期待的功效。但因为这种靠接触凸点碰触以产生数字信号的编码器会因该接触凸点间的碰触摩擦而产生甚大的杂讯，甚至该接触凸点间的长期摩擦碰触会大大降低该编码器的使用寿命，所以其乃常为业界所诟病。再说，此种机械式编码器所设旋转圆盘转动一圈所能产生的脉冲数目非常有限，而且其所输出两脉冲的相位差亦非常不稳定，所以相对地会造成该编码器分辨率不佳的现象，故而相对地形成这种常用编码器无法被广泛使用的缺憾。
虽然，目前市面上亦有其它业者所开发生产的光学式编码器，但因该光学式编码器的构造非常复杂，所以其除了存有制造困难的弊病外，相对地亦会造成生产成本居高不下的状况。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种构造简单、分辨率极佳而且使用寿命极长的光学编码器为了达到上述目的，本实用新型提供了一种光学编码器，主要是由一特设电路板、一右侧罩壳、一旋转轴、一旋转光栅及一左侧罩壳所组成，该特设电路板设有一横向沟槽，该横向沟槽一端的外侧分别设有一对相互对应的红外线发射组件及光量检测组件，该特设电路板左侧端缘设有多个水平向外延伸的端子，其右侧端缘处凸设有一固设插部；该右侧罩壳设有一开口朝左的容置槽，该容置槽所设右侧壁的下方设有一可供该固设插部插置固定的插孔部，该特设电路板的右半侧固设在该容置槽的下方，另该右侧壁的中央处设有一向外贯穿的轴孔，该轴孔的外侧周缘进一步向外侧垂直延伸形成一圆筒形托架；该旋转轴设有凸环而在其上形成位于右侧的套插轴段及位于左侧的光栅固定段，该套插轴段套设弹性套环及垫圈，并由该右侧罩壳内部贯穿该轴孔而轴设在圆筒形托架中；该左侧的光栅固定段处在其外周面上切削有一个或一个以上的纵向卡定平面；该旋转轴设有贯穿其中心轴的中央孔道，该中央孔道的两端进一步分别设有阶梯状孔槽，一推顶杆由该旋转轴的外端弹性套插活设在该中央孔道中；该旋转光栅设有一可套置在该旋转轴所设光栅固定段处的中空圆筒，该中空圆筒设有一环设有适当数目光栅的圆盘，该圆盘环设的光栅位于红外线发射组件及光量检测组件的对应处中间，该圆盘的下方套插于该特设电路板的横向沟槽中；该左侧罩壳设有对应于右侧罩壳且开口朝右、供置纳该特设电路板左半侧的容置槽，该左侧罩壳所设左侧壁设有多个对应于特设电路板端子的贯穿孔洞，该端子由贯穿孔洞处伸出该左侧罩壳外侧；该左侧罩壳的容置槽中设有接触端子向外伸出的开关装置，该开关装置设有供该旋转轴及旋转光栅左端活设的阶梯孔洞，该阶梯孔洞的内侧端处设有一可由该推顶杆顶压的开关启动器，故经由上述构件的组立即可形成一光学编码器，以对功能选择，数字讯号的控制，直线位移、角度位移或速度的测量等提供更佳的依据。
本实用新型的优点是本实用新型借助特设有六十四道光栅的旋转光栅，使其与特设红外线发射组件及光量检测组件的组合后，得以产生相位差较为稳定的数字信号，进而获致较佳分辨率的编码功效。并借助特设旋转光栅与红外线发射组件及光量检测组件间不会产生碰触摩擦的组装结构，以达到降低编码器杂讯，进而提供该编码器使用寿命。由于本实用新型所揭露的光学编码器构造简单，所以其组装作业非常简单；再说，因其旋转光栅在转动一圈时可产生64组具稳定相位差的脉冲，所以其所能获致的分辨率乃非常优良，另外，还因为其旋转光栅并不会与其它组件产生摩擦碰触的现象，所以其乃可大大延长使用寿命。
以下结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明
图1是本实用新型的光学编码器改良构造的立体构造分解图；图2是本实用新型的光学编码器不含左、右侧罩壳时的立体构造组合图；图3是本实用新型的光学编码器的立体构造组合外观图；图4是本实用新型的光学编码器的组合构造示意图；图5是本实用新型光学编码器所输出的脉冲示意图；图6是本实用新型光学编码器的另一实施例图。
具体实施方式
请参阅图1-6所示，本实用新型的光学编码器，主要是由一特设电路板10、一右侧罩壳20，一旋转轴30、一旋转光栅50及一左侧罩壳60所组成，其中该特设电路板10，除了在适当位置处设有一横向沟槽11外，该横向沟槽11一端的外侧适当位置处分别设有一对相互对应的红外线发射组件12及由半导体感光组件所构成的光量检测组件13，另该特设电路板10除了左侧端缘分别设有多个水平向外延伸的端子14外，其右侧端缘则凸设有一固设插部15。
而该右侧罩壳20，除了设有一开口朝左的容置槽21外，该容置槽21所设右侧壁22的下方适当位置处设有一可供该特设电路板10所设固设插部15插置固定的插孔部23，以使该特设电路板10的右半侧可固设在该容置槽21的下方处，另该右侧壁22的中央处设有一向外贯穿的轴孔24，而且该轴孔24的外侧周缘进一步向外侧垂直延伸成一圆筒形托架25。
而该旋转轴30，除了以其适当位置处所设凸环31以形成右侧的套插轴段32及左侧的光栅固定段33外，该套插轴段32在套设适当的弹性套环34及垫圈35后，使其由该右侧罩壳20内部贯穿该轴孔24而被轴设在该圆筒形托架25中；而该光栅固定段33处则另在其外周面上切削有一个或一个以上的纵向卡定平面36；另该旋转轴30设有贯穿其中心轴的中央孔道37，而且该中央孔道37的两端进一步分别设有适当深度的阶梯状孔槽38、39，以供一推顶杆40由该旋转轴的外端弹性套插活设在该中央孔道37中。
该推顶杆40除了由一可贯穿该中央孔道37的主杆部41所构成外，该主杆部41的尾端设有一外径较大且可供套入该阶梯状孔槽39中的阻挡部42，故当先于该主杆部41处套设一推顶弹簧43，再将该主杆部41套穿过该旋转轴30所设的中央孔道37，并通过一E型扣44与该主杆部41前端适当位置处的扣设结构，同时，借助该E型扣44与该阶梯状孔槽38的限位卡制功能，如图4所示，即可使该推顶杆40被弹性套设在该旋转轴30所设的中央孔道37中。
该旋转光栅50，除了设有一可套置在该旋转轴30所设光栅固定段33处的中空圆筒51外，该中空圆筒51的适当位置处并设有一环设有适当数目光栅52的圆盘53，该圆盘53除了可令该环设光栅52正好都位于该红外线发射组件12及该光量检测组件13的对应处中间外，该圆盘53的下方呈套插于该特设电路板10所设的横向沟槽11中的构造，即如图2或图4所示。而以本实用新型的实施例而言，该旋转光栅50所设光栅52的数目则呈六十四道等间距辐射状排列的构造。
至于该左侧罩壳60，除了设有对应于该右侧罩壳20且开口朝右的容置槽61，以供置纳该特设电路板10的左半侧于该容置槽61的下方处外，该左侧罩壳60所设左侧壁62的适当位置处并设有多个对应于特设电路板10所设端子14的多对应贯穿孔洞63，以该端子14可由该贯穿孔洞63处伸出该左侧罩壳60外侧；另该左侧罩壳60的容置槽61中设有接触端子64向外伸出的开关装置65，该开关装置65除了于适当位置处设有一可供该旋转轴30及该旋转.光栅50左端活设的阶梯孔洞66外，该阶梯孔洞66的内侧端处并设有一可由该推顶杆40顶压的开关启动器67，即如图4所示，故经由上述构件的组立，并利用适当的铆钉70将该左侧罩壳60与该右侧罩壳20结合成一体时，如图3所示，即可形成一新型的改良光学编码器。
由于该旋转光栅50设有六十四道呈等间距辐射状排列的光栅52，所以一旦该光栅52因该旋转光栅50的正、逆转功能而转动于该红外线发射组件12及该光量检测组件13间时，该特设电路板10所设的特定端子14即可同时输出二具适当相位差的A信号及B信号(即如图5所示)，以提供特定装置(未图示)的特定解码功能。以本实用新型的实施例而言，由于该旋转光栅50所设的圆盘53设有六十四道呈等间距辐射状排列的光栅52，所以一旦该旋转光栅50被旋转一周时，本实用新型的编码器即可同时向外输出六十四组具相位差的脉冲信号，也正因为该脉冲信号的数目较一般常见编码器多出甚多，所以相对地，亦会使两两脉冲信号间的相位差维持较为稳定的状态，进而使本实用新型编码器具有较佳的解析功能。
另外，由于该光量检测组件13乃是由半导体感光组件所构成，所以其乃可大大缩减本实用新型光学编码器的反应时间，进而提高本实用新型的灵敏度。
另外，因为该旋转光栅50与该红外线发射组件12及该光量检测组件13间并不具有相互接触的摩擦状态，所以本实用新型的编码器在运行时乃不会产生较大的杂讯；甚至该不相摩擦的分离构造亦会今本实用新型编码器的使用寿命获致大大提升的功效；实际上测试结果，本实用新型编码器的使用寿命可达到1,000,000次回转的功能，所以其乃比常用编码器仅能达到30,000次回转者高出甚多。
另外，因为本实用新型旋转光栅50与该红外线发射组件12及该光量检测组件13呈分离不相接触的构造，所以其乃具有每分钟300回转的超高操作速度；反观一般常用的编码器，其回转速度则仅能达到每小时600至1000回转的状态，所以本实用新型的功效乃甚优于一般常用的编码器。
另外，本实用新型所示光学编码器，其中该左侧罩壳60所设的开关装置65亦可由一对应的固定凸块80所替代，即如图6所示，也就是说该光学编码器亦可呈不设开关装置65的构造，当然该固定凸块80上亦设有一可供该旋转轴30及该旋转光栅50左端活设的阶梯孔洞81。
另外，因该光学编码器未设有开关装置65，所以该旋转轴30中心所设的推顶杆40亦可予以删去不用，也就是说，此时该旋转轴30乃呈不具中央孔道的实心构造。
综上所述，由于本实用新型所揭露的光学编码器构造简单，所以其组装作业非常简单；再说，因其旋转光栅在转动一圈时可产生64组具稳定相位差的脉冲，所以其所能获致的分辨率乃非常优良，另外，还因为其旋转光栅并不会与其它组件产生摩擦碰触的现象，所以其乃可大大延长使用寿命，故而本实用新型所揭露的光学编码器乃完全符合实用新型专利的要求，特提出专利请求。
权利要求1.一种光学编码器，主要是由一特设电路板、一右侧罩壳、一旋转轴、一旋转光栅及一左侧罩壳所组成，其特征在于该特设电路板设有一横向沟槽，该横向沟槽一端的外侧分别设有一对相互对应的红外线发射组件及光量检测组件，该特设电路板左侧端缘设有多个水平向外延伸的端子，其右侧端缘处凸设有一固设插部；该右侧罩壳设有一开口朝左的容置槽，该容置槽所设右侧壁的下方设有一可供该固设插部插置固定的插孔部，该特设电路板的右半侧固设在该容置槽的下方，另该右侧壁的中央处设有一向外贯穿的轴孔，该轴孔的外侧周缘进一步向外侧垂直延伸形成一圆筒形托架；该旋转轴设有凸环而在其上形成位于右侧的套插轴段及位于左侧的光栅固定段，该套插轴段套设弹性套环及垫圈，并由该右侧罩壳内部贯穿该轴孔而轴设在圆筒形托架中；该左侧的光栅固定段处在其外周面上切削有一个或一个以上的纵向卡定平面；该旋转轴设有贯穿其中心轴的中央孔道，该中央孔道的两端进一步分别设有阶梯状孔槽，一推顶杆由该旋转轴的外端弹性套插活设在该中央孔道中；该旋转光栅设有一可套置在该旋转轴所设光栅固定段处的中空圆筒，该中空圆筒设有一环设有适当数目光栅的圆盘，该圆盘环设的光栅位于红外线发射组件及光量检测组件的对应处中间，该圆盘的下方套插于该特设电路板的横向沟槽中；该左侧罩壳设有对应于右侧罩壳且开口朝右、供置纳该特设电路板左半侧的容置槽，该左侧罩壳所设左侧壁设有多个对应于特设电路板端子的贯穿孔洞，该端子由贯穿孔洞处伸出该左侧罩壳外侧；该左侧罩壳的容置槽中设有接触端子向外伸出的开关装置，该开关装置设有供该旋转轴及旋转光栅左端活设的阶梯孔洞，该阶梯孔洞的内侧端处设有一可由该推顶杆顶压的开关启动器。
2.根据权利要求1所述光学编码器，其特征在于该左侧罩壳所设的开关装置亦可由一对应的固定凸块所替代，而且该固定凸块上亦设有一可供该旋转轴及该旋转光栅左端活设的阶梯孔洞。
3.根据权利要求2所述光学编码器，其特征在于该推顶杆可予以删去不用，该旋转轴可呈不具中央孔道的实心构造。
4，根据权利要求1或2或3所述光学编码器，其特征在于该旋转光栅的光栅数目呈六十四道等间距辐射状排列的构造。
专利摘要一种光学编码器，是在特设电路板设有一对相互对应的红外线发射组件及光量检测组件；在其所设右侧罩壳及左侧罩壳间设置有由一旋转轴驱动的旋转光栅；旋转光栅设有可套置在红外线发射组件及光量检测组件间的圆盘，圆盘于红外线发射组件及光量检测组件的相对应位置处设有六十四道等间距辐射状排列的光栅，当旋转光栅在红外线发射组件及光量检测组件间转动时，光学编码器可经由外伸端子以输出数字信号，作为特定装置的编码及解码功用。本实用新型构造简单，组装作业非常简单；因其旋转光栅在转动一圈可产生64组具稳定相位差的脉冲，所以其所获致的分辨率非常优良，还因其旋转光栅并不会与其它组件产生摩擦碰触，所以可大大延长使用寿命。
文档编号G01B11/26GK2521583SQ0127591
公开日2002年11月20日 申请日期2001年12月5日 优先权日2001年12月5日
发明者黄依滕 申请人:台湾艾华电子工业股份有限公司