CN107843277A - 光学编码器及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学编码器及其制作方法，所述光学编码器包括基板；置于基板之上且与基板电连接的感光芯片，感光芯片的上表面形成有间隔分布的多个感光区域；位于感光芯片上方的移动光栅，移动光栅可在水平方向上移动；以及位于移动光栅上方的光源，通过光源产生向下照射的光线，光线穿过移动光栅并照射于感光区域上，使得感光芯片输出对应的电信号至基板，且通过移动移动光栅使光线照射于不同的感光区域，从而使得感光芯片输出不同的电信号至基板，进而完成编码。本发明的光学编码器省略了固定光栅的结构，从而简化了制作步骤且缩小了移动光栅和感光芯片之间的距离，进而减小发散性对编码器性能的影响。
Description
技术领域
本发明涉及编码器技术领域，特指一种光学编码器及其制作方法。
背景技术
说明书附图图1为现有的光学编码器的结构，其包括基板10、置于基板之上的感光芯片20’、置于感光芯片上方的固定光栅30’、置于固定光栅上方的移动光栅40以及置于移动光栅上方的光源50。其中，感光芯片20’通过绑定线21’固定于基板10之上、进一步通过封装胶22’将绑定线21’和感光芯片20’完全封闭。这样的结构使得编码器制作繁琐，且移动光栅40与感光芯片21’之间的距离较大，使得光源50的发散性对编码器性能的影响较大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种光学编码器及其制作方法，可以解决现有的光学编码器制作繁琐且移动光栅与感光芯片之间的距离较大的问题。
实现上述目的的技术方案是：
本发明提供了一种光学编码器，包括：
基板；
置于所述基板之上且与所述基板电连接的感光芯片，所述感光芯片的上表面形成有间隔分布的多个感光区域；
位于所述感光芯片上方的移动光栅，所述移动光栅可在水平方向上移动；以及
位于所述移动光栅上方的光源，通过所述光源产生向下照射的光线，所述光线穿过所述移动光栅并照射于所述感光区域上，使得所述感光芯片输出对应的电信号至所述基板，且通过移动所述移动光栅使所述光线照射于不同的所述感光区域，从而使得所述感光芯片输出不同的电信号至所述基板，进而完成编码。
本发明的有益效果是，通过在感光芯片的表面形成间隔分布的感光区域，从而将现有结构中的固定光栅的功能集成到感光芯片上，省略了固定光栅的结构从而简化了制作步骤且缩小了移动光栅与感光芯片之间的距离。
本发明光学编码器的进一步改进在于，所述感光芯片的上表面形成有正面电极，所述正面电极与所述感光区域电连接；
所述感光芯片的下表面对应所述正面电极处形成有背面电极，所述背面电极与所述基板相贴且电连接；
所述感光芯片上对应所述正面电极和背面电极开设有通孔，所述通孔的孔壁镀有金属层，所述正面电极和背面电极通过所述金属层电连接。
本发明光学编码器的进一步改进在于，所述正面电极的数量为两个且位于所述感光芯片上相对的两个角部。
本发明光学编码器的进一步改进在于，每个所述感光区域的端部均与导线的一端连接，所述导线的另一端汇聚至所述正面电极且与所述正面电极连接。
本发明光学编码器的进一步改进在于，所述感光芯片根据所述光线照射于不同的所述感光区域从而输出对应的电信号至正面电极，并通过所述金属层和所述背面电极将电信号输出至所述基板。
本发明还提供了一种光学编码器的制作方法，包括：
提供基板和感光芯片，于所述感光芯片的上表面制备间隔分布的多个感光区域，将所述感光芯片置于所述基板之上且与所述基板电连接；
提供移动光栅，将所述移动光栅置于所述感光芯片的上方，并使所述移动光栅可在水平方向上移动；以及
提供光源，将所述光源置于所述移动光栅的上方。
本发明光学编码器的制作方法的进一步改进在于，所述制作方法还包括：
于所述感光芯片的上表面布设正面电极，将所述正面电极与所述感光区域电连接；
于所述感光芯片的下表面对应所述正面电极布设背面电极；
将所述感光芯片置于所述基板之上且与所述基板电连接时，将所述背面电极与所述基板相贴并电连接；
于所述感光芯片上开设通孔，于所述通孔的孔壁上镀金属层，通过所述金属层将所述正面电极和所述背面电极电连接。
本发明光学编码器的制作方法的进一步改进在于，所述正面电极的数量为两个，于所述感光芯片的上表面布设正面电极包括：
于所述感光芯片上相对的两个角部处布设所述正面电极。
本发明光学编码器的制作方法的进一步改进在于，将所述正面电极与所述感光区域电连接包括：
将每个所述感光区域的端部均与导线的一端连接，并将所述导线的另一端汇聚至所述正面电极且与所述正面电极连接。
附图说明
图1为现有光学编码器的结构示意图。
图2为本发明光学编码器的结构示意图。
图3为本发明光学编码器中感光芯片的俯视图。
图4为本发明光学编码器中感光芯片的侧剖视图。
附图标记说明：
10-基板；20-感光芯片；21-感光区域；22-非感光区域；23-正面电极；24-背面电极；25-通孔；40-移动光栅；50-光源。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参阅图2，本发明提供了一种光学编码器，在现有的结构上进行改进，将原有的固定光栅结构的功能集成至感光芯片上，进一步地通过通孔和金属层将正面电极和背面电极电连接从而使感光芯片置于基板之上即可与基板电连接，从而简化了生产制作的步骤且缩小了移动光栅与感光芯片之间的距离，减小光源的发散性对编码器性能的影响。
下面结合附图对本发明光学编码器进行说明。
如图2所示，本发明光学编码器包括基板10、置于基板10之上且与其电连接的感光芯片20、位于感光芯片20上方且可移动的移动光栅40以及位于移动光栅40上方的光源50。
其中，结合图2和图3所示，感光芯片20的上表面形成有均匀间隔分布的多个感光区域21和非感光区域22。光源50产生向下照射的光线，该光线通过移动光栅40并照射于感光芯片20上表面的感光区域21和非感光区域22上，由于感光区域21感光而非感光区域22不感光，使得感光芯片20只能感知照射于感光区域21的光线，从而根据光线照射的感光区域21输出对应的电信号至基板10。进一步地，移动光栅40可在水平方向上移动，通过移动调整移动光栅40的位置从而使光线照射于不同的感光区域21，进而使感光芯片20输出不同的电信号至基板，完成编码。优选地，光源50为发光管。
在一优选的实施方式中，结合图2至图4所示，感光芯片20的上表面形成有正面电极23，正面电极23与感光区域21通过导线电连接，且感光芯片20的下表面对应正面电极23处形成有背面电极24，背面电极24与基板10相贴且电连接。感光芯片20上对应正面电极23和背面电极24开设有通孔25，通孔25的孔壁上镀有金属层，通过该金属层将正面电极23和背面电极24电连接，从而无需绑定线即可通过金属层和背面电极24将正面电极23与基板10电连接，同时省去了封装胶的结构。感光芯片20根据光线照射于不同的感光区域21从而输出对应的电信号至正面电极23，并通过金属层和背面电极24将正面电极23收到的电信号输出至基板10。
优选地，正面电极23的数量为两个且位于感光芯片20上相对的两个角部。每个感光区域21的端部均与导线的一端连接，这些导线的另一端汇聚至一个正面电极且与该正面电极连接。每个非感光区域22的端部均与导线的一端连接，这些导线的另一端汇聚至另一个正面电极且与该正面电极连接。
下面结合附图对本发明光学编码器的制作方法进行说明。
结合图2至图4所示，本发明光学编码器的制作方法包括：
提供基板10和感光芯片20，于感光芯片20的上表面制备间隔分布的多个感光区域21和非感光区域22，将感光芯片20置于基板10之上且与基板10电连接；
提供移动光栅40，将移动光栅40置于感光芯片20的上方，并使移动光栅40可在水平方向上移动；以及
提供光源50，将光源50置于移动光栅40的上方。
其中，将感光芯片20置于基板10之上且与基板10电连接包括：
于感光芯片20的上表面布设正面电极23，将正面电极23与感光区域21通过导线电连接；
于感光芯片20的下表面对应正面电极23布设背面电极24；
将感光芯片20置于基板10之上且与基板10电连接时，将背面电极24与基板10相贴并电连接；
于感光芯片20上开设通孔25，并通过化学沉积的方法在通孔25的孔壁上镀金属层，通过该金属层将正面电极23和背面电极电24连接。
优选地，正面电极23的数量为两个，于感光芯片20的上表面布设正面电极23包括：
于感光芯片20上相对的两个角部处布设正面电极23。
将正面电极23与感光区域21通过导线电连接包括：
将每个感光区域21的端部均与导线的一端连接，并将所述导线的另一端汇聚至正面电极23且与正面电极23连接。
本发明光学编码器及其制作方法的有益效果为：
本发明的光学编码器是在如图1所示的现有光学编码器结构上进行改进，通过在感光芯片的表面形成间隔分布的感光区域，从而将现有结构中的固定光栅的功能集成到感光芯片上，省略了现有结构中固定光栅的结构。进一步地通过开设通孔并镀金属层和在背面布设背面电极，使正面电极和背面电极电连接，并通过背面电极使感光芯片置于基板之上即可与基板电连接，省略了现有结构中绑定线和封装胶的结构，从而简化了生产制作的步骤且缩小了移动光栅和感光芯片之间的距离，进而降低发光管的发散性对编码器性能的影响，此外还缩小了结构体积，使光学编码器可以应用在更小的空间内，提升了使用的灵活性。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种光学编码器，其特征在于，包括：
基板；
置于所述基板之上且与所述基板电连接的感光芯片，所述感光芯片的上表面形成有间隔分布的多个感光区域；
位于所述感光芯片上方的移动光栅，所述移动光栅可在水平方向上移动；以及
位于所述移动光栅上方的光源，通过所述光源产生向下照射的光线，所述光线穿过所述移动光栅并照射于所述感光区域上，使得所述感光芯片输出对应的电信号至所述基板，且通过移动所述移动光栅使所述光线照射于不同的所述感光区域，从而使得所述感光芯片输出不同的电信号至所述基板，进而完成编码。
2.如权利要求1所述的光学编码器，其特征在于，所述感光芯片的上表面形成有正面电极，所述正面电极与所述感光区域电连接；
所述感光芯片的下表面对应所述正面电极处形成有背面电极，所述背面电极与所述基板相贴且电连接；
所述感光芯片上对应所述正面电极和背面电极开设有通孔，所述通孔的孔壁镀有金属层，所述正面电极和背面电极通过所述金属层电连接。
3.如权利要求2所述的光学编码器，其特征在于，所述正面电极的数量为两个且位于所述感光芯片上相对的两个角部。
4.如权利要求2所述的光学编码器，其特征在于，每个所述感光区域的端部均与导线的一端连接，所述导线的另一端汇聚至所述正面电极且与所述正面电极连接。
5.如权利要求2所述的光学编码器，其特征在于，所述感光芯片根据所述光线照射于不同的所述感光区域从而输出对应的电信号至正面电极，并通过所述金属层和背面电极将电信号输出至所述基板。
6.一种光学编码器的制作方法，其特征在于，包括：
提供基板和感光芯片，于所述感光芯片的上表面制备间隔分布的多个感光区域，将所述感光芯片置于所述基板之上且与所述基板电连接；
提供移动光栅，将所述移动光栅置于所述感光芯片的上方，并使所述移动光栅可在水平方向上移动；以及
提供光源，将所述光源置于所述移动光栅的上方。
7.如权利要求6所述的光学编码器的制作方法，其特征在于，将所述感光芯片置于所述基板之上且与所述基板电连接包括：
于所述感光芯片的上表面布设正面电极，将所述正面电极与所述感光区域电连接；
于所述感光芯片的下表面对应所述正面电极布设背面电极；
将所述感光芯片置于所述基板之上且与所述基板电连接时，将所述背面电极与所述基板相贴并电连接；
于所述感光芯片上开设通孔，于所述通孔的孔壁上镀金属层，通过所述金属层将所述正面电极和所述背面电极电连接。
8.如权利要求7所述的光学编码器的制作方法，其特征在于，所述正面电极的数量为两个，于所述感光芯片的上表面布设正面电极包括：
于所述感光芯片上相对的两个角部处布设所述正面电极。
9.如权利要求7所述的光学编码器的制作方法，其特征在于，将所述正面电极与所述感光区域电连接包括：
将每个所述感光区域的端部均与导线的一端连接，并将所述导线的另一端汇聚至所述正面电极且与所述正面电极连接。
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