受光芯片及包含其的光电式编码器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种受光芯片及包含其的光电式编码器。该受光芯片包括：至少一组受光元件及两组功能引脚；其中，每组受光元件包括受光状态不同的两个受光元件；所述两个受光元件的受光面关于所述受光芯片的中心点中心对称；每组功能引脚包括至少一个功能引脚；所述两组功能引脚的功能一一对应相同，其中功能相同的两个功能引脚关于所述受光芯片的中心点中心对称。
【专利说明】受光芯片及包含其的光电式编码器
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及光电式编码器技术，尤其涉及光电式编码器中的受光芯片及包含其的光电式编码器。
【背景技术】
[0002]光电式编码器是一种通过光电转换将旋转体的旋转角、旋转数、旋转速度等机械几何位移，作为数字量检测的一种传感器。其主要由轴承、旋转码盘、固定码盘及光电信号转换电路构成。其工作原理为通过对轴承的旋转，配合旋转码盘与固定码盘的透光与遮光，控制光的强弱，再由光电信号转换电路将接受到的不同强度的光，转换成不同的电子信号。
[0003]于不同的应用场合，由于需求的不同，光电式编码器可以输出两种不同的逻辑，如正逻辑和负逻辑。
[0004]现有技术中，光电式编码器所采用的受光器件主要有两种:光电二极管阵列(Photo D1de，PD)和光电集成电路(Photo 1C)。其中光电二极管阵列由多个光电二极管组成；而光电集成电路一般是将多个光电二极管与光电转换电路进行集成。根据这两种受光器件的特性，对于两种不同的输出逻辑，有两种解决方法:
[0005]图1为现有技术中光电二极管与光电信号转换电路中的比较器的连接电路图。当采用光电二极管阵列时，由于光电二极管与光电信号转换电路之间的连接关系不是固定的，如图1所示，可通过改变受光状态(透光或遮光)不同的光电二极管A和A-与比较器之间的连接关系来输出不同逻辑的数字量。其中光电二极管A表不处于透光状态的光电二极管，光电二极管A-表不处于遮光状态的光电二极管。
[0006]而当采用光电集成电路时，由于受光的光电二极管与光电信号转换电路中的比较器的输入端连接是固定的，因此无法采用不同连接方式来实现不同的逻辑输出。图2为现有技术中正、负逻辑旋转码盘的光栅排序示意图。其中图2(a)表示正逻辑码盘的光栅排序，图2(b)表示负逻辑码盘的光栅排序，白色方框表示透光，黑色方框表示遮光。如图2所示，可以将光电编码器的旋转码盘的透光与遮光光栅位置互换，改变受光光电二极管的受光、遮光状态，从而实现不同的逻辑信号的输出。
[0007]但上述两种方法均存在不足之处。采用不同连接方式的方法，需要制作两套不同走线的基板，增加了部品管理难度及制造成本，而且针对不同的连接，电路布局方式不同，需要分别进行EMC (Electro Magnetic Compatibility,电磁兼容性)相关测试,加大了投入成本、技术风险及测试周期。
[0008]而采用不同旋转码盘的方式，需要制作两套不同透光与遮光光栅位置不同的码盘，同样增加了部品管理难度及制造成本，同时两套码盘在使用时容易因混淆而误装，造成产品不良率上升。
实用新型内容
[0009]鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种可实现两种输出逻辑的受光芯片及包含其的光电式编码器。
[0010]本实用新型的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本实用新型的实践而习得。
[0011]本实用新型一方面公开了一种受光芯片，该受光芯片包括:至少一组受光元件及两组功能引脚；其中，每组受光元件包括受光状态不同的两个受光元件；所述两个受光元件的受光面关于所述受光芯片的中心点中心对称；每组功能引脚包括至少一个功能引脚；所述两组功能引脚的功能一一对应相同，其中功能相同的两个功能引脚关于所述受光芯片的中心点中心对称。
[0012]于一个实施例中，所述受光元件为光电式二极管。
[0013]于另一个实施例中，所述受光面为长方形。
[0014]于再一个实施例中，所述两组功能引脚中的一组功能引脚分别形成于所述受光芯片的相邻两侧上，所述两组功能引脚中的另一组功能引脚分别形成于所述受光芯片的另外相邻两侧上。
[0015]于再一个实施例中，所述受光状态包括:透光状态和遮光状态。
[0016]于再一个实施例中，所述两组功能引脚中的一组功能引脚与透光状态的受光元件连接，所述两组功能引脚中的另一组功能引脚与遮光状态的受光元件连接。
[0017]本实用新型另一方面公开了一种光电式编码器，该光电式编码器包括上述任一种受光芯片和光电信号转换电路；其中，所述受光芯片与所述光电信号转换电路连接。
[0018]于一个实施例中，所述受光芯片与所述光电信号转换电路集成在一起。
[0019]采用本实用新型实施例的受光芯片通过对受光元件及功能引脚的中心对称设计，只需将受光芯片进行旋转安装，即可简单、方便地实现两种不同的逻辑信号输出，实用性高；并且对其外围的部品并无影响，即外围部品可实现共用化，简化了部品的管理，且降低了成本；同时，无需再频繁更换组立部品，有效地节省了组立时间，提高了工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
[0021]图1为现有技术中光电二极管与光电信号转换电路中的比较器的连接电路图。
[0022]图2为现有技术中正、负逻辑旋转码盘的光栅排序示意图。
[0023]图3示例了本实用新型实施例的受光芯片的示意图。
【具体实施方式】
[0024]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
[0025]所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的组元、结构等，也可以实践本实用新型的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构以避免模糊本实用新型。
[0026]图3示例了本实用新型实施例的受光芯片的示意图。受光芯片10由至少一组受光元件组成。受光元件例如是光电二极管，但本实用新型不以此为限。
[0027]每组受光元件包括受光状态不同的两个受光元件，其中受光状态包括透光状态和遮光状态。每组中两个受光元件的受光面中心对称，且各组中两个受光元件的受光面的对称中心为同一点。
[0028]如图3所示，各组中两个受光状态不同的受光元件的受光面分别为受光面A和A-、受光面B和B-、受光面C和C-、受光面D和D-及受光面E和E-等等，例如受光面A、B、C、D、E表不其所属的受光兀件处于透光状态,受光面A-、B-、C-、D-、E-则表不其所属的受光元件处于遮光状态。
[0029]在受光芯片10中，受光状态不同的两个受光元件的受光面中心对称，例如受光面A和A-、B和B-、C和C-等，且这些两两中心对称的受光面的对称中心为同一点，例如该对称中心为受光芯片10的中心点，以受光芯片10为正方形或长方形为例，该中心点即受光芯片10对角线的交点。
[0030]在码盘光栅的透光与遮光状态不变的前提下，只需将受光芯片10旋转180度安装，就可非常方便地交换两个受光状态不同的受光元件的受光状态，例如原来处于透光状态的受光元件变为遮光状态，而原来处于遮光状态的受光元件处于透光状态，这样即可达到输出两种逻辑输出的目的。
[0031]于一实施例中，为了使受光芯片10在旋转180度后,其中的受光兀件的受光面与码盘的光栅透光面完整对齐，将各受光元件的受光面的形状设计为长方形，从而使受光芯片10在旋转180度后，仍可与码盘的透光光栅对齐，避免了可能造成的误动作。
[0032]此外，受光芯片10还包括两组功能引脚，每组功能引脚包括至少一个功能引脚，两组功能引脚中的功能引脚数量相同。
[0033]两组功能引脚分别连接于处于透光状态的受光元件和处于遮光状态的功能元件。
[0034]以受光芯片10为正方形或长方形为例，两组功能引脚中的一组功能引脚分别形成于受光芯片10的相邻两侧上，另一组功能引脚则分别形成于受光芯片10的另外相邻两侧上。
[0035]两组功能引脚的功能一一对应相同，功能相同的两个引脚中心对称，且这些两两中心对称的功能引脚的对称中心相同，例如该对称中心为受光芯片10的中心点，以受光芯片10为正方形或长方形为例，该中心点即受光芯片10对角线的交点。
[0036]如图3所示，功能引脚I, 2，...，N为一组，功能引脚N+l, N+2,...，N+N为另一组，两组功能引脚分设于受光芯片10不同的相邻两侧。其中，引脚I与引脚N+1的功能相同且中心对称，引脚2与引脚N+2的功能相同且中心对称等等，即引脚I到N与引脚N+1到N+14的功能对应相同且两两中心对称，对称中心均为受光芯片10的中心点。
[0037]将受光芯片10旋转180度安装后，引脚I与引脚N+1在基板上的位置互换，这样即可避免对基板走线做相应变更，其他引脚以此类推。
[0038]在本实用新型的实施例提供的受光芯片中，受光元件的个数以及功能引脚的个数取决于具体应用时所需输出的信号个数，本实用新型不以此为限。
[0039]根据受光芯片的外部构造可知，输出不同逻辑信号与受光芯片内部回路连线基本无关，因此在光电式编码器中，受光芯片即可独立地与光电信号转换电路连接，如采用光电二极管阵列(PD)的形式，也可将受光芯片与光电信号转换电路进行集成，如采用光电集成电路(Photo IC)的形式。当采用光电集成电路(Photo IC)的形式时，还可以减少表面安装器件(SMD)贴片数量及基板上的部品数量。
[0040]采用本实用新型实施例的受光芯片，通过对受光元件及功能引脚的中心对称设计，只需将受光芯片进行旋转安装，即可简单、方便地实现两种不同的逻辑信号输出，实用性高；并且对其外围的部品并无影响，即外围部品可实现共用化，简化了部品的管理，且降低了成本；同时，无需再频繁更换组立部品，有效地节省了组立时间，提高了工作效率。
[0041]以上具体地示出和描述了本实用新型的示例性实施方式。应该理解，本实用新型不限于所公开的实施方式，相反，本实用新型意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。
【权利要求】
1.一种受光芯片，其特征在于，包括:至少一组受光元件及两组功能引脚；其中， 每组受光元件包括受光状态不同的两个受光元件； 所述两个受光元件的受光面关于所述受光芯片的中心点中心对称； 每组功能引脚包括至少一个功能引脚； 所述两组功能引脚的功能一一对应相同，其中功能相同的两个功能引脚关于所述受光芯片的中心点中心对称。
2.根据权利要求1所述的受光芯片，其特征在于，所述受光元件为光电式二极管。
3.根据权利要求1所述的受光芯片，其特征在于，所述受光面为长方形。
4.根据权利要求1所述的受光芯片，其特征在于，所述两组功能引脚中的一组功能引脚分别形成于所述受光芯片的相邻两侧上，所述两组功能引脚中的另一组功能引脚分别形成于所述受光芯片的另外相邻两侧上。
5.根据权利要求1所述的受光芯片，其特征在于，所述受光状态包括:透光状态和遮光状态。
6.根据权利要求5所述的受光芯片，其特征在于，所述两组功能引脚中的一组功能引脚与透光状态的受光元件连接，所述两组功能引脚中的另一组功能引脚与遮光状态的受光元件连接。
7.一种光电式编码器，其特征在于，包括权利要求1-6任一项的受光芯片,及光电信号转换电路；其中，所述受光芯片与所述光电信号转换电路连接。
8.根据权利要求7所述的光电式编码器，其特征在于，所述受光芯片与所述光电信号转换电路集成在一起。
【文档编号】G01D5/347GK203940872SQ201420190852
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日
【发明者】陈伟, 柳秋圆 申请人:欧姆龙(上海)有限公司