专利名称：编码器的监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种编码器的监测装置，尤指一种可用于电脑鼠标及相关指标装置(Pointing Device)的半光学式编码器(OptomechanicalEncoder)。
现有鼠标用半光学编码器的监测电路，如
图1所示，其是由一光监测器11及一监测电路12连接组成，其中光监测器11是一光敏晶体管，其在受光面上具有两相邻的光电作用区P1、P2(如图2所示)，以接收经由各光圈轮工作光束的光源信号，并将该光源信号输出至监测电路12，该监测电路12中设有两比较电路OP1、OP2，其中第一比较电路OP1的正输入端(+)连接于一第一光电作用区P1输出，且连接于一电阻R1，负输出端(-)共接于一电阻R2、R3，电阻R2另一端连接于电阻R1另端，电阻R3另一端连接于一电源VDD。而第二比较电路OP2的正输入端(+)连接于一第二光电作用区P2输出，且连接于一电阻R4；负输入端(-)共接于一电阻R5、R6，电阻R5另一端连接于电阻R4另端，电阻R6另一端连接于电源VDD。藉其连结，在各比较电路OP1、OP2的负输入端(-)可分别得到一固定参考电位Vref1、Vref2，其中，Vref1＝VDD×R2/(R2+R3)Vref2＝VDD×R5/(R5+R6)而用以接收经由各光圈轮工作光束的光源信号的光电作用区P1、P2，因其易受光监测器11的灵敏度差异及发射源LED光强度高低不同，使输出编码信号受影响，如图3所示，将该编码信号强度值与固定参考电位Vref1、Vref2分别经由比较电路OP1、OP2作电压比较后，则可获取一相位周期不一的数字波形(A、B)，如图4所示。
上述电路设计在应用上，具有下述缺陷(1)由于光监测器需固定在参考电位(Vref)来作为数字整形的触发电位，易受不同光监测器间的灵敏度差异及发射源LED光强度不同，造成编码信号过强或过低，故需对其及LED作分级配对使用。而监测电路则因以固定的参考电位作比较，使输出信号(A、B)二周期比及相位差变的难以控制，而无法正确地提供向量信息，在鼠标中，此现象的征状是失步(Loss Counts)及不动作。(2)其次，对光电元件(光监测器及LED)的制造商而言，则需正确地对光监测器及LED作好分级及配对，方能满足鼠标厂商的使用需求，从而造成生产组装及库存管理困扰。(3)再者，对鼠标制造厂而言，则常因光电元件在鼠标的组装误差、衰减及IC比较电压的差异，使得鼠标优良率低，品质不易控制。
本实用新型的目的是提供一种半光学式编码器的监测装置，其在光监测器中具有三个光电作用区，这些光电作用区搭配以三个光电作用区输出信号作两两相对比较的监测电路，该监测电路可得到良好相位及周期比的数字波形，供后续数字电路(如鼠标的向量解码及控制电路5，见图13)解码成正确的向量信号。
本实用新型的次一目的是提供一种可解决光电元件供应商需对LED及光监测器作分级配对困扰的编码器的监测装置。
本实用新型的另一目的是提供一种可克服LED衰减的问题及加大其设计余裕度(Design Margin)，进而改善生产优良率及提高鼠标品质的编码器的监测装置。
本实用新型的再一目的是可将上述光监测器与监测电路分别制成两独立元件或合并制成一单一元件。
本实用新型的又一目的是可将上述监测电路制于电脑指标装置(如电脑鼠标)的控制集成电路内。
本实用新型的进一步目的是提供一种具有上述光监测器的电脑鼠标。
本实用新型更进一步目的是提供一种具有上述光监测器的电脑指标装置。
本实用新型是这样实现的其是一可用于相关指标装置的半光学式编码器，其特征在于包括有一光监测器，其受光面具有三个光电作用区，各光电作用区接收经由光圈工作光束的光源信号，并将该光源信号输出；以及，一监测电路，包括两比较电路单元，其中第一比较电路单元的第一输入端连接于第一光电作用区输出，第二输入端连接于第二光电作用区输出，且共接于第二比较电路单元的第一输入端，第二比较电路单元的第二输出端连接于第三光电作用区输出，该监测电路将三个光电作用区输出的光源信号两两比较，以得到良好相位及周期比。
其中各比较电路单元可为一电压比较器。
其中监测电路可设于电脑指标装置的控制集成电路内。
其中光监测器可为光敏晶体管型式。
其中光监测器可为光敏二极管型式。
其中该光电作用区的相隔距离约二分之一个光圈轮的透光孔距离，并与光圈轮孔距配合三个光电作用区相位角度相差大于0度且小于180度。
其中该电脑指标装置可为一鼠标。
其中监测电路可设于电脑指标装置的控制集成电路内。
其中监测电路可设于鼠标的控制集成电路内。
其中光监测器可为光敏晶体管型式。
其中光监测器与监测电路可合并制成一个元件。
本实用新型的优点如下(1)可避免通常的半光学编码器以一固定电压作比较时，因不同光监测器间灵敏度的差异及发射源LED的光强度差异，造成信号过强或过低。(2)可消除因LED衰减所造成的信电位的漂移。(3)可免除光电元件需分级配对造成的困扰。(4)可加大鼠标的余裕度，增加优良品率，提高产品品质。
以下结合附图，详细说明本实用新型的特征及技术内容。
图1是现在的半光学编码器的监测电路图。
图2是现在的光监测器具有两光电作用区的示意图。
图3是现在的光监测器光电作用区输出信号的波形图。
图4是现在的监测电路输出的A、B波形图。
图5是本实用新型的半光学编码器的监测电路图。
图6是本实用新型的光监测器另一型式的示意图。
图7是本实用新型的光监测器具有三个光电作用区的示意图。
图8是本实用新型在应用上的实施例图。
图9、图10是本实用新型半光学编码器的光监测器及监测电路的动作原理图。
图11是本实用新型光监测器及光监测电路制成一合并元件的示意图。
图12是本实用新型光监测器的光电作用区P1、P2、P3相隔距离与光圈轮的透光孔距离及相位的示意图。
图13是本实用新型光监测器电路与鼠标控制集成电路制成一合并元件的示意图。
参见图5所示，本实用新型是一可用于电脑鼠标及相关指标装置的半光学式编码器，包括一光监测器1及一监测电路2等组成单元，其中光监测器1在本实用新型实施例中是一光敏晶体管型式(其亦可为光敏二极管型式，如图6所示)，该光监测器1在其受光面上具有3个光电作用区P1、P2、P3，如图7所示，这些光电作用区P1、P2、P3的相隔距离约为二分之一个光圈轮的透光孔距离，见图12所示，并与光圈轮孔距配合三个光电作用区P1、P2、P3相位角度相差约90度。
各光电作用区P1、P2、P3接收自发光二极管4发出，而经由光圈轮3工作光束的光源信号，并将这些光源信号输出至与其相对应的监测电路2，如图8所示；监测电路2包括两比较器21、22，其中第一比较器21的正输入端(+)连接于第一光电作用区P1输出，且连接于一电阻R1；负输入端(-)连接于第二光电作用区P2输出，且共接于第二比较器22的正输入端(+)及一电阻R2，第二比较器22的负输入端(-)连接于第三光电作用区P3输出，且连接于一电阻R3，电阻R3另一端共接于电阻R1、R2另端。
该监测电路2将三个光电作用区P1、P2、P3输出的光源信号两两比较，以得到良好相位及周期比，其中第一光电作用区P1输出信号与第二光电作用区P2输出信号作比较；第二光电作用区P2输出信号与第三光电作用区P3输出信号作比较。
参阅图9、图10所示的本实用新型半光学编码器的光监测器及监测电路动作原理图，在时间T1时，第一光电作用区P1输出信号的电位高于第二光电作用区P2输出信号的电位，在该第一比较器21输出端A则得到一“1”的信号；第三光电作用区P3输出信号的电位高于第二光电作用区P2输出信号的电位，在该第二比较器22输出端B则得到一“0”的信号；在时间T2时，第一光电作用区P1输出信号的电位高于第二光电作用区P2输出信号的电位，在该第一比较器21输出端A则得到一“1”的信号；第三光电作用区P3输出信号的电位低于第二光电作用区P2输出信号的电位，在该第二比较器22输出端B则得到一“1”的信号；在时间T3时，第一光电作用区P1输出信号的电位低于第二光电作用区P2输出信号的电位，在该第一比较器21输出端A则得到一“0”的信号；第三光电作用区P3输出信号的电位低于第二光电作用区P2输出信号的电位，在该第二比较器22输出端B则得到一“1”的信号；在时间T4时，第一光电作用区P1输出信号的电位低于第二光电作用区P2输出信号的电位，在该第一比较器21输出端A则得到一“0”的信号；第三光电作用区P3输出信号的电位高于第二光电作用区P2输出信号的电位；在该第二比较器22输出端B则得到一“0”的信号；依此类推可知，在该第一、第二比较器21、22的输出端(A、B)可得到良好相位及周期比。
另外，本实用新型的光监测器1可与监测电路2分别制成两个独立元件，如图5所示，或是合并制成一个元件，如图11所示；或是将监测电路2制于电脑指标装置(如电脑鼠标)的控制集成电路6内，如图13所示。
权利要求1.一种编码器的监测装置，其是一可用于相关指标装置的半光学式编码器，其特征在于包括有一光监测器，其受光面具有三个光电作用区，各光电作用区接收经由光圈工作光束的光源信号，并将该光源信号输出；以及，一监测电路，包括两比较电路单元，其中第一比较电路单元的第一输入端连接于第一光电作用区输出，第二输入端连接于第二光电作用区输出，且共接于第二比较电路单元的第一输入端，第二比较电路单元的第二输出端连接于第三光电作用区输出，该监测电路将三个光电作用区输出的光源信号两两比较，以得到良好相位及周期比。
2.如权利要求1所述的编码器的监测装置，其特征在于其中各比较电路单元可为一电压比较器。
3.如权利要求1所述的编码器的监测装置，其特征在于其中监测电路可设于电脑指标装置的控制集成电路内。
4.如权利要求1所述的编码器的监测装置，其特征在于其中光监测器可为光敏晶体管型式。
5.如权利要求1所述的编码器的监测装置，其特征在于其中光监测器可为光敏二极管型式。
6.如权利要求1所述的编码器的监测装置，其特征在于其中该光电作用区的相隔距离约二分之一个光圈轮的透光孔距离，并与光圈轮孔距配合三个光电作用区相位角度相差大于0度且小于180度。
7.如权利要求3所述的编码器的监测装置，其特征在于其中该电脑指标装置可为一鼠标。
8.如权利要求2所述的编码器的监测装置，其特征在于其中监测电路可设于电脑指标装置的控制集成电路内。
9.如权利要求2所述的编码器的监测装置，其特征在于其中监测电路可设于鼠标的控制集成电路内。
10.如权利要求2所述的编码器的监测装置，其特征在于其中光监测器可为光敏晶体管型式。
11.如权利要求3所述的编码器的监测装置，其特征在于其中光监测器可为光敏晶体管型式。
12.如权利要求8所述的编码器的监测装置，其特征在于其中光监测器可为光敏晶体管型式。
13.如权利要求2所述的编码器的监测装置，其特征在于其中光监测器可为光敏二极管型式。
14.如权利要求3所述的编码器的监测装置，其特征在于其中光监测器可为光敏二极管型式。
15.如权利要求8所述的编码器的监测装置，其特征在于其中光监测器可为光敏二极管型式。
16.如权利要求1所述的编码器的监测装置，其特征在于其中光监测器与监测电路可合并制成一个元件。
专利摘要一种编码器的监测装置,包括一光监测器及一监测电路,其中,在光监测器的受光面具有三个光电作用区,这些光电作用区可搭配以3个光电作用区输出信号作为两两相对比较的监测电路,使监测电路可得到良好相位及周期比的数字波形,进而供后续数字电路解码成正确的向量信号。藉此,可免除光电元件(LED及光监测器)需分级配对的困扰,消除因LED衰减所造成的信号电位漂移,以及可避免不同光监测器间灵敏度的差异及发射源LED的光强度差异,造成信号过强或过低等问题。
文档编号G06F3/033GK2358498SQ9824118
公开日2000年1月12日 申请日期1998年10月9日 优先权日1998年10月9日
发明者吴永富 申请人:台湾光宝电子股份有限公司