感光器件的阵列结构和光电编码器的制作方法

本发明涉及光电编码器技术领域，具体涉及一种感光器件的阵列结构和光电编码器。

背景技术：

光电编码器是一种集光学、机械、电气于一体的测角设备,通过机械结构和信号处理电路将光学信号转换成电信号，从而实现对角位移、速度和位置等多种物理量的直接或间接测量。

目前，为了提高光电编码器的分辨率，往往通过增加感光器件的阵列结构中的感光器件的数目，这就会造成感光器件的阵列结构的尺寸较大，进而造成光电编码器的尺寸较大。

因此，如何同时满足光电编码器在较小尺寸下具有较高的高分辨率是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种感光器件的阵列结构和光电编码器，以实现光电编码器在较小尺寸下具有较高的高分辨率。

为实现以上目的，本发明提供一种感光器件的阵列结构，包括感光器件阵列和壳体；

所述壳体上设置有与所述感光器件阵列相对设置的两个编码窗口单元和设置在两个所述编码窗口单元之间的信号窗口单元；

每个所述编码窗口单元包括至少两列编码窗口，相邻两列的编码窗口交错排列。

进一步地，上述所述的感光器件的阵列结构中，所述信号窗口单元包括至少两列信号窗口；

相邻两列的信号窗口交错排列。

进一步地，上述所述的感光器件的阵列结构中，相邻两列的信号窗口对称排列。

进一步地，上述所述的感光器件的阵列结构中，相邻两列的编码窗口的间距为0.03㎜。

进一步地，上述所述的感光器件的阵列结构中，每列编码窗口中相邻两个编码窗口的间距为0.16mm。

进一步地，上述所述的感光器件的阵列结构中，所述编码窗口的面积小于所述信号窗口。

进一步地，上述所述的感光器件的阵列结构中，所述感光器件阵列为光敏二极管阵列。

本发明还提供一种光电编码器，包括光源器件、旋转轴、码盘、定光栅、信号处理电路和如上所述的感光器件的阵列结构；

所述旋转轴穿过码盘带动所述码盘旋转，使所述光源器件的光信号穿过所述码盘和所述定光栅由所述感光器件的阵列结构接收；

所述感光器件的阵列结构将所述光信号转化为电信号发送给所述信号处理电路。

进一步地，上述所述的光电编码器中，所述码盘的尺寸与所述感光器件的阵列结构的尺寸相对应。

进一步地，上述所述的光电编码器中，所述光源器件形成的光斑尺寸与所述感光器件的阵列结构的尺寸相对应。

本发明的感光器件的阵列结构和光电编码器，将编码窗口分布为至少两列，相邻两列的编码窗口交错排列，从而使得相同数目的编码窗口下，感光器件的阵列结构尺寸更小，进而减小光电编码器的尺寸，并能够使光电编码器达到线性排列的方式下的分辨率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中感光器件的阵列结构实施例的结构示意图。

图2为本发明的感光器件的阵列结构实施例一的结构示意图。

图3为本发明的感光器件的阵列结构实施例二的结构示意图。

图4为本发明的光电编码器实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

图1为现有技术中感光器件的阵列结构实施例的结构示意图，如图1所示，现有技术中的感光器件的阵列结构通常将编码窗口a设置为线性结构，并分布在信号窗口b的两侧。

图2为本发明的感光器件的阵列结构实施例一的结构示意图，如图2所示，本实施例的感光器件的阵列结构包括感光器件阵列(图中不再示出)和壳体10；

本实施例中，壳体10上设置有与感光器件阵列相对设置的两个编码窗口单元和设置在两个编码窗口单元之间的信号窗口单元；其中，每个编码窗口单元包括至少两列编码窗口a，相邻两列的编码窗口a交错排列，以防止相邻窗口间的信号干扰，例如，如某一时刻应该是没有光进来的，但因为距离不够会导致有光干扰进来，这样会导致产品失效。如图2所示，本实施例以两列的编码窗口a为例对本发明的技术方案进行描述。

本实施例中，相邻两列的编码窗口a的间距可以优选为0.03㎜，每列编码窗口a中相邻两个编码窗口a的间距可以按照图1中线性排列的方式中，两个编码窗口a的间距设置，以保证信号的完整性，并达到相同的分辨率，同时减少感光器件的阵列结构，本实施例优选为0.16mm。

本实施例的感光器件的阵列结构，将编码窗口a分布为至少两列，相邻两列的编码窗口a交错排列，从而使得相同数目的编码窗口a下，感光器件的阵列结构尺寸更小，进而减小光电编码器的尺寸，并能够使光电编码器达到线性排列的方式下的分辨率。

如图2所示，本实施例信号窗口单元包括至少两列信号窗口b；相邻两列的信号窗口b交错排列。其中，编码窗口a的面积小于信号窗口b。

图3为本发明的感光器件的阵列结构实施例二的结构示意图，如图2所示，本实施例的感光器件的阵列结构与图2所示实施例的感光器件的阵列结构区别在于，相邻两列的信号窗口b对称排列。

进一步地，本实施例中的编码窗口a可以为长方形、正方形等形状，信号窗口b可以为长方形、梯形等形状。

进一步地，本实施例中的感光器件阵列优选为光敏二极管阵列。

例如，本实施例以包含12个编码窗口a和4个信号窗口b为例，若编码窗口a采用图1的线性排列方式进行布置，感光器件阵列结构的尺寸为φ5.305，若采用图2所示交错排列方式进行布置，感光器件阵列结构的尺寸为φ4.081，减小面积比例达到40.73％，若采用图3所示交错排列方式进行布置，感光器件阵列结构的尺寸为φ4.142。

图4为本发明的光电编码器实施例的结构示意图，如图4所示，本实施例的光电编码器包括光源器件2、旋转轴3、码盘4、定光栅5、信号处理电路6和上述实施例的感光器件的阵列结构1；其中，旋转轴3穿过码盘4带动码盘4旋转，使光源器件2的光信号穿过码盘4和定光栅5由感光器件的阵列结构1接收；感光器件的阵列结构1将光信号转化为电信号发送给信号处理电路6，由信号处理电路6对得到的点信号进行处理。

在实际应用中，码盘4的尺寸与感光器件的阵列结构1的尺寸相对应。例如，由于光器件的阵列结构的尺寸减小，码盘4相关的尺寸也需要相应的减小。另外，光器件的阵列结构的尺寸决定所光源器件2的光斑尺寸大小，而市面上的光源器件2所产生的光斑尺寸大多为φ4.3以下，从而可以使得本实施例的光源器件2的可选范围更大，使光电编码器能够使用不同的光源，提高光电编码器的实用性。

在一个具体实现过程中，为了能够使得光电编码器的分辨率更高，本实施例中，信号处理电路6可以采用细分算法进一步提高光电编码器的分辨率，例如，可以在一个周期信号里面内插进多位的细分，比如将一个周期的正弦波，划分为2位，也就是4个不同的数据，这样就可以在原来的分辨率的基础上提高4位的分辨率。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。