受光晶片及包含其的光電式編碼器的製造方法
2023-09-12 01:47:15
受光晶片及包含其的光電式編碼器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種受光晶片及包含其的光電式編碼器。該受光晶片包括：至少一組受光元件及兩組功能引腳；其中，每組受光元件包括受光狀態不同的兩個受光元件；所述兩個受光元件的受光面關於所述受光晶片的中心點中心對稱；每組功能引腳包括至少一個功能引腳；所述兩組功能引腳的功能一一對應相同，其中功能相同的兩個功能引腳關於所述受光晶片的中心點中心對稱。
【專利說明】受光晶片及包含其的光電式編碼器
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及光電式編碼器技術，尤其涉及光電式編碼器中的受光晶片及包含其的光電式編碼器。
【背景技術】
[0002]光電式編碼器是一種通過光電轉換將旋轉體的旋轉角、旋轉數、旋轉速度等機械幾何位移，作為數字量檢測的一種傳感器。其主要由軸承、旋轉碼盤、固定碼盤及光電信號轉換電路構成。其工作原理為通過對軸承的旋轉，配合旋轉碼盤與固定碼盤的透光與遮光，控制光的強弱，再由光電信號轉換電路將接受到的不同強度的光，轉換成不同的電子信號。
[0003]於不同的應用場合，由於需求的不同，光電式編碼器可以輸出兩種不同的邏輯，如正邏輯和負邏輯。
[0004]現有技術中，光電式編碼器所採用的受光器件主要有兩種:光電二極體陣列(Photo D1de，PD)和光電集成電路(Photo 1C)。其中光電二極體陣列由多個光電二極體組成；而光電集成電路一般是將多個光電二極體與光電轉換電路進行集成。根據這兩種受光器件的特性，對於兩種不同的輸出邏輯，有兩種解決方法:
[0005]圖1為現有技術中光電二極體與光電信號轉換電路中的比較器的連接電路圖。當採用光電二極體陣列時，由於光電二極體與光電信號轉換電路之間的連接關係不是固定的，如圖1所示，可通過改變受光狀態(透光或遮光)不同的光電二極體A和A-與比較器之間的連接關係來輸出不同邏輯的數字量。其中光電二極體A表不處於透光狀態的光電二極體，光電二極體A-表不處於遮光狀態的光電二極體。
[0006]而當採用光電集成電路時，由於受光的光電二極體與光電信號轉換電路中的比較器的輸入端連接是固定的，因此無法採用不同連接方式來實現不同的邏輯輸出。圖2為現有技術中正、負邏輯旋轉碼盤的光柵排序示意圖。其中圖2(a)表示正邏輯碼盤的光柵排序，圖2(b)表示負邏輯碼盤的光柵排序，白色方框表示透光，黑色方框表示遮光。如圖2所示，可以將光電編碼器的旋轉碼盤的透光與遮光光柵位置互換，改變受光光電二極體的受光、遮光狀態，從而實現不同的邏輯信號的輸出。
[0007]但上述兩種方法均存在不足之處。採用不同連接方式的方法，需要製作兩套不同走線的基板，增加了部品管理難度及製造成本，而且針對不同的連接，電路布局方式不同，需要分別進行EMC (Electro Magnetic Compatibility,電磁兼容性)相關測試,加大了投入成本、技術風險及測試周期。
[0008]而採用不同旋轉碼盤的方式，需要製作兩套不同透光與遮光光柵位置不同的碼盤，同樣增加了部品管理難度及製造成本，同時兩套碼盤在使用時容易因混淆而誤裝，造成產品不良率上升。
實用新型內容
[0009]鑑於上述問題，本實用新型的目的在於提供一種可實現兩種輸出邏輯的受光晶片及包含其的光電式編碼器。
[0010]本實用新型的額外方面和優點將部分地在下面的描述中闡述，並且部分地將從描述中變得顯然，或者可以通過本實用新型的實踐而習得。
[0011]本實用新型一方面公開了一種受光晶片，該受光晶片包括:至少一組受光元件及兩組功能引腳；其中，每組受光元件包括受光狀態不同的兩個受光元件；所述兩個受光元件的受光面關於所述受光晶片的中心點中心對稱；每組功能引腳包括至少一個功能引腳；所述兩組功能引腳的功能一一對應相同，其中功能相同的兩個功能引腳關於所述受光晶片的中心點中心對稱。
[0012]於一個實施例中，所述受光元件為光電式二極體。
[0013]於另一個實施例中，所述受光面為長方形。
[0014]於再一個實施例中，所述兩組功能引腳中的一組功能引腳分別形成於所述受光晶片的相鄰兩側上，所述兩組功能引腳中的另一組功能引腳分別形成於所述受光晶片的另外相鄰兩側上。
[0015]於再一個實施例中，所述受光狀態包括:透光狀態和遮光狀態。
[0016]於再一個實施例中，所述兩組功能引腳中的一組功能引腳與透光狀態的受光元件連接，所述兩組功能引腳中的另一組功能引腳與遮光狀態的受光元件連接。
[0017]本實用新型另一方面公開了一種光電式編碼器，該光電式編碼器包括上述任一種受光晶片和光電信號轉換電路；其中，所述受光晶片與所述光電信號轉換電路連接。
[0018]於一個實施例中，所述受光晶片與所述光電信號轉換電路集成在一起。
[0019]採用本實用新型實施例的受光晶片通過對受光元件及功能引腳的中心對稱設計，只需將受光晶片進行旋轉安裝，即可簡單、方便地實現兩種不同的邏輯信號輸出，實用性高；並且對其外圍的部品並無影響，即外圍部品可實現共用化，簡化了部品的管理，且降低了成本；同時，無需再頻繁更換組立部品，有效地節省了組立時間，提高了工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]通過參照附圖詳細描述其示例實施方式，本實用新型的上述和其它特徵及優點將變得更加明顯。
[0021]圖1為現有技術中光電二極體與光電信號轉換電路中的比較器的連接電路圖。
[0022]圖2為現有技術中正、負邏輯旋轉碼盤的光柵排序示意圖。
[0023]圖3示例了本實用新型實施例的受光晶片的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]現在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限於在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本實用新型將全面和完整，並將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。
[0025]所描述的特徵、結構可以以任何合適的方式結合在一個或更多實施方式中。在下面的描述中，提供許多具體細節從而給出對本實用新型的實施方式的充分理解。然而，本領域技術人員應意識到，沒有所述特定細節中的一個或更多，或者採用其它的組元、結構等，也可以實踐本實用新型的技術方案。在其它情況下，不詳細示出或描述公知結構以避免模糊本實用新型。
[0026]圖3示例了本實用新型實施例的受光晶片的示意圖。受光晶片10由至少一組受光元件組成。受光元件例如是光電二極體，但本實用新型不以此為限。
[0027]每組受光元件包括受光狀態不同的兩個受光元件，其中受光狀態包括透光狀態和遮光狀態。每組中兩個受光元件的受光面中心對稱，且各組中兩個受光元件的受光面的對稱中心為同一點。
[0028]如圖3所示，各組中兩個受光狀態不同的受光元件的受光面分別為受光面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表不其所屬的受光兀件處於透光狀態,受光面A-、B-、C-、D-、E-則表不其所屬的受光元件處於遮光狀態。
[0029]在受光晶片10中，受光狀態不同的兩個受光元件的受光面中心對稱，例如受光面A和A-、B和B-、C和C-等，且這些兩兩中心對稱的受光面的對稱中心為同一點，例如該對稱中心為受光晶片10的中心點，以受光晶片10為正方形或長方形為例，該中心點即受光晶片10對角線的交點。
[0030]在碼盤光柵的透光與遮光狀態不變的前提下，只需將受光晶片10旋轉180度安裝，就可非常方便地交換兩個受光狀態不同的受光元件的受光狀態，例如原來處於透光狀態的受光元件變為遮光狀態，而原來處於遮光狀態的受光元件處於透光狀態，這樣即可達到輸出兩種邏輯輸出的目的。
[0031]於一實施例中，為了使受光晶片10在旋轉180度後,其中的受光兀件的受光面與碼盤的光柵透光面完整對齊，將各受光元件的受光面的形狀設計為長方形，從而使受光晶片10在旋轉180度後，仍可與碼盤的透光光柵對齊，避免了可能造成的誤動作。
[0032]此外，受光晶片10還包括兩組功能引腳，每組功能引腳包括至少一個功能引腳，兩組功能引腳中的功能引腳數量相同。
[0033]兩組功能引腳分別連接於處於透光狀態的受光元件和處於遮光狀態的功能元件。
[0034]以受光晶片10為正方形或長方形為例，兩組功能引腳中的一組功能引腳分別形成於受光晶片10的相鄰兩側上，另一組功能引腳則分別形成於受光晶片10的另外相鄰兩側上。
[0035]兩組功能引腳的功能一一對應相同，功能相同的兩個引腳中心對稱，且這些兩兩中心對稱的功能引腳的對稱中心相同，例如該對稱中心為受光晶片10的中心點，以受光晶片10為正方形或長方形為例，該中心點即受光晶片10對角線的交點。
[0036]如圖3所示，功能引腳I, 2，...，N為一組，功能引腳N+l, N+2,...，N+N為另一組，兩組功能引腳分設於受光晶片10不同的相鄰兩側。其中，引腳I與引腳N+1的功能相同且中心對稱，引腳2與引腳N+2的功能相同且中心對稱等等，即引腳I到N與引腳N+1到N+14的功能對應相同且兩兩中心對稱，對稱中心均為受光晶片10的中心點。
[0037]將受光晶片10旋轉180度安裝後，引腳I與引腳N+1在基板上的位置互換，這樣即可避免對基板走線做相應變更，其他引腳以此類推。
[0038]在本實用新型的實施例提供的受光晶片中，受光元件的個數以及功能引腳的個數取決於具體應用時所需輸出的信號個數，本實用新型不以此為限。
[0039]根據受光晶片的外部構造可知，輸出不同邏輯信號與受光晶片內部迴路連線基本無關，因此在光電式編碼器中，受光晶片即可獨立地與光電信號轉換電路連接，如採用光電二極體陣列(PD)的形式，也可將受光晶片與光電信號轉換電路進行集成，如採用光電集成電路(Photo IC)的形式。當採用光電集成電路(Photo IC)的形式時，還可以減少表面安裝器件(SMD)貼片數量及基板上的部品數量。
[0040]採用本實用新型實施例的受光晶片，通過對受光元件及功能引腳的中心對稱設計，只需將受光晶片進行旋轉安裝，即可簡單、方便地實現兩種不同的邏輯信號輸出，實用性高；並且對其外圍的部品並無影響，即外圍部品可實現共用化，簡化了部品的管理，且降低了成本；同時，無需再頻繁更換組立部品，有效地節省了組立時間，提高了工作效率。
[0041]以上具體地示出和描述了本實用新型的示例性實施方式。應該理解，本實用新型不限於所公開的實施方式，相反，本實用新型意圖涵蓋包含在所附權利要求範圍內的各種修改和等效置換。
【權利要求】
1.一種受光晶片，其特徵在於，包括:至少一組受光元件及兩組功能引腳；其中， 每組受光元件包括受光狀態不同的兩個受光元件； 所述兩個受光元件的受光面關於所述受光晶片的中心點中心對稱； 每組功能引腳包括至少一個功能引腳； 所述兩組功能引腳的功能一一對應相同，其中功能相同的兩個功能引腳關於所述受光晶片的中心點中心對稱。
2.根據權利要求1所述的受光晶片，其特徵在於，所述受光元件為光電式二極體。
3.根據權利要求1所述的受光晶片，其特徵在於，所述受光面為長方形。
4.根據權利要求1所述的受光晶片，其特徵在於，所述兩組功能引腳中的一組功能引腳分別形成於所述受光晶片的相鄰兩側上，所述兩組功能引腳中的另一組功能引腳分別形成於所述受光晶片的另外相鄰兩側上。
5.根據權利要求1所述的受光晶片，其特徵在於，所述受光狀態包括:透光狀態和遮光狀態。
6.根據權利要求5所述的受光晶片，其特徵在於，所述兩組功能引腳中的一組功能引腳與透光狀態的受光元件連接，所述兩組功能引腳中的另一組功能引腳與遮光狀態的受光元件連接。
7.一種光電式編碼器，其特徵在於，包括權利要求1-6任一項的受光晶片,及光電信號轉換電路；其中，所述受光晶片與所述光電信號轉換電路連接。
8.根據權利要求7所述的光電式編碼器，其特徵在於，所述受光晶片與所述光電信號轉換電路集成在一起。
【文檔編號】G01D5/347GK203940872SQ201420190852
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年4月18日 優先權日:2014年4月18日
【發明者】陳偉, 柳秋圓 申請人:歐姆龍(上海)有限公司