[发明专利]编码器及其位置检测方法

说明书

一种编码器，包括磁石、光学码盘、磁感测组件、光学感测组件及信号处理单元。光学码盘具有第一增量图纹轨道及第二增量图纹轨道，磁石及光学码盘为共轴设置并可旋转。磁感测组件感测磁石旋转以获得绝对位置信号，光学感测组件感测光学码盘旋转以获得第一增量位置信号及第二增量位置信号。信号处理单元整合信号以获得高精细绝对位置信息。

技术领域

本发明涉及一种编码器及其位置检测方法，尤其涉及一种透过磁感测组件与光学感测组件取得绝对位置信号与增量位置信号，进行整合以获得高精细绝对位置信息的编码器及其位置检测方法。

背景技术

随着科技的进步，编码器技术广泛应用于电机转速测量与位置检测等精密仪器控制领域，例如绝对型编码器可用在马达的旋转数、旋转方向及转动位置的检测等。

现有技术中，光学式编码器常采用格雷码(gray code)或M序列编码(Mcode)来获取绝对位置的信息，且其主要架构包括光发射器、光接收器、码盘及处理电路，其中反射式光学编码器的光发射器与光接收器相对码盘设置于同一侧，并透过适当地设计码盘上的图纹以获得所需的信号输出。

然而，由于传统的编码器架构与编码方式对于位置偏差十分敏感，编码器于组装对位上需要极为精准，且随着编码器精度需求提升，对应的光接收器感测区的面积也随之大幅度缩小，这使得油污、脏污、微粒子等外在环境的污染会对于感测绝对位置信号造成严重影响。

因此，如何发展一种有别于以往的编码器及其位置检测方法，以改善现有技术中的问题与缺点，可实现高精细的绝对位置感测、具有更高的耐环境污染承受能力、提升编码器的稳定度，且可达到易于组装及编码器薄型化的功效，实为目前技术领域中的重点课题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种编码器及其位置检测方法，以解决并改善前述先前技术的问题与缺点。

本发明的另一目的为提供一种编码器及其位置检测方法，其经由磁感测组件及光学感测组件获得绝对位置信号、第一增量位置信号及第二增量位置信号，并由信号处理单元进行整合，可实现高精细的绝对位置感测并获得高精细的绝对位置信息。

本发明的另一目的为提供一种编码器及其位置检测方法，其透过光学感测组件的发光元件与收光元件对应于该光学码盘的一侧设置的光学反射式架构，搭配磁感测组件与磁石的设置，可实现编码器的薄型化。

本发明的另一目的为提供一种编码器及其位置检测方法，其透过磁感测组件获得绝对位置信号，使得编码器具有更高的耐环境污染承受能力。并且，光学感测组件具有增量收光区以及采用相位阵列方式排列的感测图纹，可使编码器的稳定度提升。

本发明的另一目的为提供一种编码器及其位置检测方法，其中磁感测组件的中心可位于旋转轴上或者离轴设置，使得编码器可具备较大的生产组装裕度，较易于进行组装。

为达上述目的，本发明的一较佳实施方式为提供一种编码器，其包括：一承载盘；一磁石，设置于承载盘；一光学码盘，设置于承载盘，且环绕于磁石，光学码盘具有一第一增量图纹轨道及一第二增量图纹轨道，且第一增量图纹轨道及该第二增量图纹轨道分别沿光学码盘的一圆周方向排列，其中承载盘、磁石及光学码盘以一旋转轴为轴心共轴设置并可旋转；一壳体，与承载盘相对应设置，且承载盘、磁石及光学码盘可产生相对应壳体的运动；一电路板，设置于壳体；一磁感测组件，设置于电路板，且对应于磁石，以于磁石相对应壳体运动时进行磁性感测并获得一绝对位置信号；一光学感测组件，设置于电路板，且对应于光学码盘的第一增量图纹轨道及第二增量图纹轨道，以于光学码盘相对应壳体运动时进行光学感测并获得一第一增量位置信号及一第二增量位置信号；以及一信号处理单元，设置于电路板，接收并整合绝对位置信号、第一增量位置信号及第二增量位置信号，以获得一高精细绝对位置信息。