專利名稱：編碼器的監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，尤指一種可用于電腦鼠標(biāo)及相關(guān)指標(biāo)裝置(Pointing Device)的半光學(xué)式編碼器(OptomechanicalEncoder)。
現(xiàn)有鼠標(biāo)用半光學(xué)編碼器的監(jiān)測(cè)電路，如

圖1所示，其是由一光監(jiān)測(cè)器11及一監(jiān)測(cè)電路12連接組成，其中光監(jiān)測(cè)器11是一光敏晶體管，其在受光面上具有兩相鄰的光電作用區(qū)P1、P2(如圖2所示)，以接收經(jīng)由各光圈輪工作光束的光源信號(hào)，并將該光源信號(hào)輸出至監(jiān)測(cè)電路12，該監(jiān)測(cè)電路12中設(shè)有兩比較電路OP1、OP2，其中第一比較電路OP1的正輸入端(+)連接于一第一光電作用區(qū)P1輸出，且連接于一電阻R1，負(fù)輸出端(-)共接于一電阻R2、R3，電阻R2另一端連接于電阻R1另端，電阻R3另一端連接于一電源VDD。而第二比較電路OP2的正輸入端(+)連接于一第二光電作用區(qū)P2輸出，且連接于一電阻R4；負(fù)輸入端(-)共接于一電阻R5、R6，電阻R5另一端連接于電阻R4另端，電阻R6另一端連接于電源VDD。藉其連結(jié)，在各比較電路OP1、OP2的負(fù)輸入端(-)可分別得到一固定參考電位Vref1、Vref2，其中，Vref1＝VDD×R2/(R2+R3)Vref2＝VDD×R5/(R5+R6)而用以接收經(jīng)由各光圈輪工作光束的光源信號(hào)的光電作用區(qū)P1、P2，因其易受光監(jiān)測(cè)器11的靈敏度差異及發(fā)射源LED光強(qiáng)度高低不同，使輸出編碼信號(hào)受影響，如圖3所示，將該編碼信號(hào)強(qiáng)度值與固定參考電位Vref1、Vref2分別經(jīng)由比較電路OP1、OP2作電壓比較后，則可獲取一相位周期不一的數(shù)字波形(A、B)，如圖4所示。
上述電路設(shè)計(jì)在應(yīng)用上，具有下述缺陷(1)由于光監(jiān)測(cè)器需固定在參考電位(Vref)來(lái)作為數(shù)字整形的觸發(fā)電位，易受不同光監(jiān)測(cè)器間的靈敏度差異及發(fā)射源LED光強(qiáng)度不同，造成編碼信號(hào)過(guò)強(qiáng)或過(guò)低，故需對(duì)其及LED作分級(jí)配對(duì)使用。而監(jiān)測(cè)電路則因以固定的參考電位作比較，使輸出信號(hào)(A、B)二周期比及相位差變的難以控制，而無(wú)法正確地提供向量信息，在鼠標(biāo)中，此現(xiàn)象的征狀是失步(Loss Counts)及不動(dòng)作。(2)其次，對(duì)光電元件(光監(jiān)測(cè)器及LED)的制造商而言，則需正確地對(duì)光監(jiān)測(cè)器及LED作好分級(jí)及配對(duì)，方能滿足鼠標(biāo)廠商的使用需求，從而造成生產(chǎn)組裝及庫(kù)存管理困擾。(3)再者，對(duì)鼠標(biāo)制造廠而言，則常因光電元件在鼠標(biāo)的組裝誤差、衰減及IC比較電壓的差異，使得鼠標(biāo)優(yōu)良率低，品質(zhì)不易控制。
本實(shí)用新型的目的是提供一種半光學(xué)式編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其在光監(jiān)測(cè)器中具有三個(gè)光電作用區(qū)，這些光電作用區(qū)搭配以三個(gè)光電作用區(qū)輸出信號(hào)作兩兩相對(duì)比較的監(jiān)測(cè)電路，該監(jiān)測(cè)電路可得到良好相位及周期比的數(shù)字波形，供后續(xù)數(shù)字電路(如鼠標(biāo)的向量解碼及控制電路5，見(jiàn)圖13)解碼成正確的向量信號(hào)。
本實(shí)用新型的次一目的是提供一種可解決光電元件供應(yīng)商需對(duì)LED及光監(jiān)測(cè)器作分級(jí)配對(duì)困擾的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置。
本實(shí)用新型的另一目的是提供一種可克服LED衰減的問(wèn)題及加大其設(shè)計(jì)余裕度(Design Margin)，進(jìn)而改善生產(chǎn)優(yōu)良率及提高鼠標(biāo)品質(zhì)的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置。
本實(shí)用新型的再一目的是可將上述光監(jiān)測(cè)器與監(jiān)測(cè)電路分別制成兩獨(dú)立元件或合并制成一單一元件。
本實(shí)用新型的又一目的是可將上述監(jiān)測(cè)電路制于電腦指標(biāo)裝置(如電腦鼠標(biāo))的控制集成電路內(nèi)。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步目的是提供一種具有上述光監(jiān)測(cè)器的電腦鼠標(biāo)。
本實(shí)用新型更進(jìn)一步目的是提供一種具有上述光監(jiān)測(cè)器的電腦指標(biāo)裝置。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的其是一可用于相關(guān)指標(biāo)裝置的半光學(xué)式編碼器，其特征在于包括有一光監(jiān)測(cè)器，其受光面具有三個(gè)光電作用區(qū)，各光電作用區(qū)接收經(jīng)由光圈工作光束的光源信號(hào)，并將該光源信號(hào)輸出；以及，一監(jiān)測(cè)電路，包括兩比較電路單元，其中第一比較電路單元的第一輸入端連接于第一光電作用區(qū)輸出，第二輸入端連接于第二光電作用區(qū)輸出，且共接于第二比較電路單元的第一輸入端，第二比較電路單元的第二輸出端連接于第三光電作用區(qū)輸出，該監(jiān)測(cè)電路將三個(gè)光電作用區(qū)輸出的光源信號(hào)兩兩比較，以得到良好相位及周期比。
其中各比較電路單元可為一電壓比較器。
其中監(jiān)測(cè)電路可設(shè)于電腦指標(biāo)裝置的控制集成電路內(nèi)。
其中光監(jiān)測(cè)器可為光敏晶體管型式。
其中光監(jiān)測(cè)器可為光敏二極管型式。
其中該光電作用區(qū)的相隔距離約二分之一個(gè)光圈輪的透光孔距離，并與光圈輪孔距配合三個(gè)光電作用區(qū)相位角度相差大于0度且小于180度。
其中該電腦指標(biāo)裝置可為一鼠標(biāo)。
其中監(jiān)測(cè)電路可設(shè)于電腦指標(biāo)裝置的控制集成電路內(nèi)。
其中監(jiān)測(cè)電路可設(shè)于鼠標(biāo)的控制集成電路內(nèi)。
其中光監(jiān)測(cè)器可為光敏晶體管型式。
其中光監(jiān)測(cè)器與監(jiān)測(cè)電路可合并制成一個(gè)元件。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下(1)可避免通常的半光學(xué)編碼器以一固定電壓作比較時(shí)，因不同光監(jiān)測(cè)器間靈敏度的差異及發(fā)射源LED的光強(qiáng)度差異，造成信號(hào)過(guò)強(qiáng)或過(guò)低。(2)可消除因LED衰減所造成的信電位的漂移。(3)可免除光電元件需分級(jí)配對(duì)造成的困擾。(4)可加大鼠標(biāo)的余裕度，增加優(yōu)良品率，提高產(chǎn)品品質(zhì)。
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的特征及技術(shù)內(nèi)容。
圖1是現(xiàn)在的半光學(xué)編碼器的監(jiān)測(cè)電路圖。
圖2是現(xiàn)在的光監(jiān)測(cè)器具有兩光電作用區(qū)的示意圖。
圖3是現(xiàn)在的光監(jiān)測(cè)器光電作用區(qū)輸出信號(hào)的波形圖。
圖4是現(xiàn)在的監(jiān)測(cè)電路輸出的A、B波形圖。
圖5是本實(shí)用新型的半光學(xué)編碼器的監(jiān)測(cè)電路圖。
圖6是本實(shí)用新型的光監(jiān)測(cè)器另一型式的示意圖。
圖7是本實(shí)用新型的光監(jiān)測(cè)器具有三個(gè)光電作用區(qū)的示意圖。
圖8是本實(shí)用新型在應(yīng)用上的實(shí)施例圖。
圖9、圖10是本實(shí)用新型半光學(xué)編碼器的光監(jiān)測(cè)器及監(jiān)測(cè)電路的動(dòng)作原理圖。
圖11是本實(shí)用新型光監(jiān)測(cè)器及光監(jiān)測(cè)電路制成一合并元件的示意圖。
圖12是本實(shí)用新型光監(jiān)測(cè)器的光電作用區(qū)P1、P2、P3相隔距離與光圈輪的透光孔距離及相位的示意圖。
圖13是本實(shí)用新型光監(jiān)測(cè)器電路與鼠標(biāo)控制集成電路制成一合并元件的示意圖。
參見(jiàn)圖5所示，本實(shí)用新型是一可用于電腦鼠標(biāo)及相關(guān)指標(biāo)裝置的半光學(xué)式編碼器，包括一光監(jiān)測(cè)器1及一監(jiān)測(cè)電路2等組成單元，其中光監(jiān)測(cè)器1在本實(shí)用新型實(shí)施例中是一光敏晶體管型式(其亦可為光敏二極管型式，如圖6所示)，該光監(jiān)測(cè)器1在其受光面上具有3個(gè)光電作用區(qū)P1、P2、P3，如圖7所示，這些光電作用區(qū)P1、P2、P3的相隔距離約為二分之一個(gè)光圈輪的透光孔距離，見(jiàn)圖12所示，并與光圈輪孔距配合三個(gè)光電作用區(qū)P1、P2、P3相位角度相差約90度。
各光電作用區(qū)P1、P2、P3接收自發(fā)光二極管4發(fā)出，而經(jīng)由光圈輪3工作光束的光源信號(hào)，并將這些光源信號(hào)輸出至與其相對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)電路2，如圖8所示；監(jiān)測(cè)電路2包括兩比較器21、22，其中第一比較器21的正輸入端(+)連接于第一光電作用區(qū)P1輸出，且連接于一電阻R1；負(fù)輸入端(-)連接于第二光電作用區(qū)P2輸出，且共接于第二比較器22的正輸入端(+)及一電阻R2，第二比較器22的負(fù)輸入端(-)連接于第三光電作用區(qū)P3輸出，且連接于一電阻R3，電阻R3另一端共接于電阻R1、R2另端。
該監(jiān)測(cè)電路2將三個(gè)光電作用區(qū)P1、P2、P3輸出的光源信號(hào)兩兩比較，以得到良好相位及周期比，其中第一光電作用區(qū)P1輸出信號(hào)與第二光電作用區(qū)P2輸出信號(hào)作比較；第二光電作用區(qū)P2輸出信號(hào)與第三光電作用區(qū)P3輸出信號(hào)作比較。
參閱圖9、圖10所示的本實(shí)用新型半光學(xué)編碼器的光監(jiān)測(cè)器及監(jiān)測(cè)電路動(dòng)作原理圖，在時(shí)間T1時(shí)，第一光電作用區(qū)P1輸出信號(hào)的電位高于第二光電作用區(qū)P2輸出信號(hào)的電位，在該第一比較器21輸出端A則得到一“1”的信號(hào)；第三光電作用區(qū)P3輸出信號(hào)的電位高于第二光電作用區(qū)P2輸出信號(hào)的電位，在該第二比較器22輸出端B則得到一“0”的信號(hào)；在時(shí)間T2時(shí)，第一光電作用區(qū)P1輸出信號(hào)的電位高于第二光電作用區(qū)P2輸出信號(hào)的電位，在該第一比較器21輸出端A則得到一“1”的信號(hào)；第三光電作用區(qū)P3輸出信號(hào)的電位低于第二光電作用區(qū)P2輸出信號(hào)的電位，在該第二比較器22輸出端B則得到一“1”的信號(hào)；在時(shí)間T3時(shí)，第一光電作用區(qū)P1輸出信號(hào)的電位低于第二光電作用區(qū)P2輸出信號(hào)的電位，在該第一比較器21輸出端A則得到一“0”的信號(hào)；第三光電作用區(qū)P3輸出信號(hào)的電位低于第二光電作用區(qū)P2輸出信號(hào)的電位，在該第二比較器22輸出端B則得到一“1”的信號(hào)；在時(shí)間T4時(shí)，第一光電作用區(qū)P1輸出信號(hào)的電位低于第二光電作用區(qū)P2輸出信號(hào)的電位，在該第一比較器21輸出端A則得到一“0”的信號(hào)；第三光電作用區(qū)P3輸出信號(hào)的電位高于第二光電作用區(qū)P2輸出信號(hào)的電位；在該第二比較器22輸出端B則得到一“0”的信號(hào)；依此類推可知，在該第一、第二比較器21、22的輸出端(A、B)可得到良好相位及周期比。
另外，本實(shí)用新型的光監(jiān)測(cè)器1可與監(jiān)測(cè)電路2分別制成兩個(gè)獨(dú)立元件，如圖5所示，或是合并制成一個(gè)元件，如圖11所示；或是將監(jiān)測(cè)電路2制于電腦指標(biāo)裝置(如電腦鼠標(biāo))的控制集成電路6內(nèi)，如圖13所示。
權(quán)利要求1.一種編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其是一可用于相關(guān)指標(biāo)裝置的半光學(xué)式編碼器，其特征在于包括有一光監(jiān)測(cè)器，其受光面具有三個(gè)光電作用區(qū)，各光電作用區(qū)接收經(jīng)由光圈工作光束的光源信號(hào)，并將該光源信號(hào)輸出；以及，一監(jiān)測(cè)電路，包括兩比較電路單元，其中第一比較電路單元的第一輸入端連接于第一光電作用區(qū)輸出，第二輸入端連接于第二光電作用區(qū)輸出，且共接于第二比較電路單元的第一輸入端，第二比較電路單元的第二輸出端連接于第三光電作用區(qū)輸出，該監(jiān)測(cè)電路將三個(gè)光電作用區(qū)輸出的光源信號(hào)兩兩比較，以得到良好相位及周期比。
2.如權(quán)利要求1所述的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中各比較電路單元可為一電壓比較器。
3.如權(quán)利要求1所述的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中監(jiān)測(cè)電路可設(shè)于電腦指標(biāo)裝置的控制集成電路內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中光監(jiān)測(cè)器可為光敏晶體管型式。
5.如權(quán)利要求1所述的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中光監(jiān)測(cè)器可為光敏二極管型式。
6.如權(quán)利要求1所述的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中該光電作用區(qū)的相隔距離約二分之一個(gè)光圈輪的透光孔距離，并與光圈輪孔距配合三個(gè)光電作用區(qū)相位角度相差大于0度且小于180度。
7.如權(quán)利要求3所述的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中該電腦指標(biāo)裝置可為一鼠標(biāo)。
8.如權(quán)利要求2所述的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中監(jiān)測(cè)電路可設(shè)于電腦指標(biāo)裝置的控制集成電路內(nèi)。
9.如權(quán)利要求2所述的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中監(jiān)測(cè)電路可設(shè)于鼠標(biāo)的控制集成電路內(nèi)。
10.如權(quán)利要求2所述的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中光監(jiān)測(cè)器可為光敏晶體管型式。
11.如權(quán)利要求3所述的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中光監(jiān)測(cè)器可為光敏晶體管型式。
12.如權(quán)利要求8所述的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中光監(jiān)測(cè)器可為光敏晶體管型式。
13.如權(quán)利要求2所述的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中光監(jiān)測(cè)器可為光敏二極管型式。
14.如權(quán)利要求3所述的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中光監(jiān)測(cè)器可為光敏二極管型式。
15.如權(quán)利要求8所述的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中光監(jiān)測(cè)器可為光敏二極管型式。
16.如權(quán)利要求1所述的編碼器的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中光監(jiān)測(cè)器與監(jiān)測(cè)電路可合并制成一個(gè)元件。
專利摘要一種編碼器的監(jiān)測(cè)裝置,包括一光監(jiān)測(cè)器及一監(jiān)測(cè)電路,其中,在光監(jiān)測(cè)器的受光面具有三個(gè)光電作用區(qū),這些光電作用區(qū)可搭配以3個(gè)光電作用區(qū)輸出信號(hào)作為兩兩相對(duì)比較的監(jiān)測(cè)電路,使監(jiān)測(cè)電路可得到良好相位及周期比的數(shù)字波形,進(jìn)而供后續(xù)數(shù)字電路解碼成正確的向量信號(hào)。藉此,可免除光電元件(LED及光監(jiān)測(cè)器)需分級(jí)配對(duì)的困擾,消除因LED衰減所造成的信號(hào)電位漂移,以及可避免不同光監(jiān)測(cè)器間靈敏度的差異及發(fā)射源LED的光強(qiáng)度差異,造成信號(hào)過(guò)強(qiáng)或過(guò)低等問(wèn)題。
文檔編號(hào)G06F3/033GK2358498SQ9824118
公開(kāi)日2000年1月12日 申請(qǐng)日期1998年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月9日
發(fā)明者吳永富 申請(qǐng)人:臺(tái)灣光寶電子股份有限公司