CN115406471A - 光学编码器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及终端技术领域，尤其涉及到一种光学编码器及电子设备。光学编码器包括探测器、码盘和至少一个光源，码盘上设有沿码盘的轴线方向分布的n个编码图案，n为大于等于2的正整数，每个编码图案包括沿码盘周向交替分布的第一图案和第二图案，每在检测光的照射下，所述第一图案反射的检测光的强度与所述第二图案反射的检测光的强度不同，且沿码盘的轴线方向，相邻的两个编码图案交错设置；有至少一个光源用于向码盘发射检测光，探测器根据第一图案反射的检测光与第二图案的反射的检测光产生编码信号。上述光学编码器可以利用沿圆周和沿轴向两个维度同时进行相位细分，以提高光学编码器的角度分辨率，提高用户交互的体验感。

Description

光学编码器及电子设备

技术领域

本申请涉及终端技术领域，尤其涉及到一种光学编码器及电子设备。

背景技术

光学编码器被广泛的应用于工业领域中，其主要是用于测量轴或车轴的角位置和/或角运动的设备。随着智能手表的不断发展，智能手表常常利用数码表冠来实现菜单滑动、图片缩放等交互功能，但是，现有技术中，由于智能数码表冠中的光学编码器的角度分辨率受限，在转动表冠的时候会使菜单快速滑动，以及图片缩放的过快，进而影响用户的体验。

发明内容

本申请提供了一种光学编码器，可提高光学编码器的角度分辨率，从而提高用户交互的体验感。

一方面，本申请提供了一种光学编码器，包括至少一个光源、探测器和码盘，码盘上设有沿码盘的轴线方向分布的n个编码图案，n为大于等于2的正整数，每个编码图案包括沿码盘周向交替分布的第一图案和第二图案，其中，在检测光的照射下，第一图案反射的检测光的强度与第二图案反射的检测光的强度不同，且沿码盘的轴线方向，相邻的两个编码图案交错设置；至少一个光源用于向码盘发射检测光，码盘上的第一图案和第二图案可以反射不同强度的检测光，探测器可以根据第一图案反射的检测光与第二图案的反射的检测光产生编码信号，编码信号用于指示码盘的圆周运动。当光学编码器沿轴向进行编码时，由于码盘上设有沿码盘轴线方向分布的n个编码图案，且n大于等于2，进而可以利用沿圆周和沿轴向两个维度同时进行相位细分，可提高光学编码器的角度分辨率，从而提高用户交互的体验感。

需要说明的是，探测器还可以采集码盘的转速以及正反转信号。第一图案的材料为反光材料，第二图案的材料为吸光材料，即当检测光照射到第一图案上时，第一图案将检测光反射，当检测光照射到第二图案上时，第二图案将检测光吸收。另外，n个编码图案可以为相同的编码图案。

在一种实施例中，相邻的两个编码图案中，其中一个编码图中的各个第一图案与另一个编码图案中的各个第一图案一一对应，相对应的两个第一图案相互接触且沿周向方向交错设置，错开的尺寸为第一图案沿码盘周向尺寸的1/n，两个对应的第一图案错开的尺寸与沿码盘轴线方向设置的编码图案的数量相关，以使探测器能够更好的接收第一图案反射的检测光。

在一种实施例中，探测器可以包括至少一列光电二极管。具体而言，沿列的方向，相邻两个光电二极管的中心距可以为第一图案或第二图案沿码盘周向尺寸2倍(码盘的外轮廓为正多边形)或4倍(码盘的外轮廓为圆形)的1/2、1/3或1/4……1/m。

在一种实施例中，当n等于2，即码盘上设有沿码盘的轴线方向分布的两个编码图案时，探测器可以包括一列光电二极管，一列光电二极管与两个编码图案的连接部相对应，且至少一个光源为两个，两个光源位于一列光电二极管的两侧；在检测时，两个光源交替向其对应的编码图案发射检测光，以使一列光电二极管在同一时间段中只能够接收到一个编码图案反射的检测光，这样，在提高光学编码器沿码盘周向方向旋转角度分辨率时，还可以防止两个编码图案反射的检测光串扰。

再者，当n等于2，即码盘上设有沿码盘的轴线方向分布的两个编码图案时，探测器还可以包括两列并排设置的光电二极管，两列光电二极管与两个编码图案对应，至少一个光源也可以为一个，一个光源可以设置在两列光电二极管列方向的延长线上，此时，两个编码图案均能够接收到光源发射的检测光，并将检测光反射至各自对应的光电二极管，以完成旋转角度的测量。

另外，当n等于2，即码盘上设有沿码盘的轴线方向分布的两个编码图案时，探测器可以包括两列光电二极管，两列光电二极管沿码盘轴线方向间隔设置，且两列光电二极管之间还设置有挡光板，挡光板沿列的方向延伸，此时，至少一个光源可以为两个，两个光源设置在两列光电二极管的两侧，每列光电二极管对应一个编码图案。在具体检测时，两个光源分别向各自对应的编码图案发射检测光，以使两列光电二极管分别接收各自对应的编码图案反射的检测光，进而完成码盘旋转角度的测量。

在一种实施例中，n还可以等于3，即码盘上设有沿码盘的轴线方向分布的3个编码图案时，探测器可以包括三列光电二极管，三列光电二极管平行设置，且每相邻的两列光电二极管之间设置有挡光板，至少一个光源为一个，且一个光源为长条形光源，一个光源位于光电二极管列方向的延长线上，此时，三个编码图案均能够接收到光源发射的检测光，并能够将检测光反射至各自对应的光电二极管，进而完成码盘旋转角度的测量。

在上述实施例中，第一图案和第二图案可以为矩形或平行四边形，且第一图案和第二图案还可以为其他的形状，此处不进行列举。其中，第一图案和第二图案沿码盘轴线方向延伸的边线可以与码盘的轴线平行或与码盘的轴线呈夹角设置。

在一种实施例中，在码盘上具体形成n个编码图案时，相邻的两个编码图案中的第一图案沿码盘轴线方向延伸的距离可以相同，也可以不相同，此处不进行限定。

另一方面，本申请还提供了一种电子设备，包括上述任一技术方案中的光学编码器。还包括处理器与处理器连接的储存器、显示屏、传感器和通信模块；其中，存储器保存程序指令和程序执行过程中所需的数据；显示屏用来提供人机交互界面，向用户呈现各种信息，并通过触摸屏实现触摸输入；传感器包括加速度、陀螺仪、环境光等类型的传感器，用来感知系统所在的环境和自身的运动状态；通信模块包括WiFi、蓝牙等无线通信功能，用来与其他设备交换数据；光学编码器用来检测电子设备旋转角度，将光电转换后的电信号提供给处理器进行识别和处理；处理器执行程序指令，获取光学编码器的测量信号，并对测量信号进行处理，以得出电子设备的旋转角度，然后控制用户界面的改变或者修改参数。其中，控制用户界面的改变可以是改变菜单项；修改参数可以是调节音量。

附图说明

图1为现有技术中的光学编码器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的光学编码器的一种结构示意图；

图3为本申请实施例提供的光学编码器的又一种结构示意图；

图4为本申请实施例提供的光学编码器的又一种结构示意图；

图5为本申请实施例提供的光学编码器的又一种结构示意图；

图6为本申请实施例提供的光学编码器的又一种结构示意图；

图7为本申请实施例提供的光学编码器的又一种结构示意图；

图8为本申请实施例提供的光学编码器的又一种结构示意图；

图9为本申请实施例提供的光学编码器的又一种结构示意图；

图10为本申请实施例提供的电子设备的结构框图。

附图标记：

10-码盘；11-白条纹；12-黑条纹；100-编码图案；101-第一图案；102-第二图案；20-光电二极管；30-光源；40-挡光板。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

如图1所示，现有的光学编码器中，黑白编码图案沿码盘10的圆周方向排布，光学编码器的角度分辨率取决于黑条纹12数目、白条纹11数目和PD(photodiode，光电二极管20)细分个数。该光学编码器最小角度分辨率的计算方法如下：假设黑条纹12和白条纹11的总数为100，黑白条纹周期数为50，则单周期角度θ＝360/50＝7.2°，假设PD(photodiode，光电二极管20)细分个数为3(即相邻的两个光电二极管20的中心距为白条纹长度的1/3)，此时角度分辨率＝θ/3/2＝1.2°。根据上述的计算方式，最小角度分辨率受限于黑条纹12数目、白条纹11数目以及PD细分个数的影响，而在数码表冠的应用场景中，反射式码盘的圆周尺寸较小，从而导致黑条纹12数目和白条纹11数目加工工艺限制，黑白条纹沿码盘圆周方向的尺寸不能够无限制变小，即黑白条纹的周期数不能够无限制的增加；另外，若是不断的增加PD细分个数的数量，就会使相邻的两个PD之间的中心距不断的减小，进而使PD的尺寸减小，从而影响信噪比。

为此，本申请提供一种光学编码器，可以在保障信噪比的情况下，还能够实现更优的角度分辨率。

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

参照图2，图2中x方向为码盘的轴线方向，y方向为与轴线方向垂直的方向。本申请提供的光学编码器包括至少一个光源30、探测器和码盘10，码盘10可以绕其轴线进行转动，且在码盘10上设有沿其轴线方向分布的n个编码图案100，其中，n为大于等于2的正整数，每个编码图案100包括沿码盘10周向交替分布的第一图案101和第二图案102，其中，在检测光的照射下，第一图案反101射的检测光的强度与第二图案102反射的检测光的强度不同，且沿码盘10的轴线方向，相邻的两个编码图案100交错设置，一个或多个光源30用于向码盘10发射检测光，码盘10上第一图案101和第二图案102可以反射不同强度的检测光，探测器可以根据第一图案101反射的检测光与第二图案102的反射的检测光产生编码信号，编码信号用于指示码盘10的圆周运动。在具体检测码盘10的旋转角度时，由于每个编码图案100包括的第一图案101和第二图案102的反射率不同，且相邻的两个第一图案101之间交错设置(即相邻的两个第一图案101之间存在相位变化)，光源30发出的检测光可以照射n个编码图案100，每个编码图案100中第一图案101将检测光反射至探测器，进而可以利用沿圆周和沿轴向两个维度同时进行相位细分，以提高光学编码器的角度分辨率，从而提高用户交互的体验。

需要说明的是，探测器还可以采集转盘的转速以及正反转信号。第一图案101和第二图案102的反射率不同，其中，第一图案101的材料可以为反光材料，第二图案102的材料可以为吸光材料，即当检测光照射到第一图案101上时，第一图案101将检测光反射，当检测光照射到第二图案102上时，第二图案102将检测光吸收。另外，n个编码图案100可以为相同的编码图案100。光源可以是常见的LED(light emitting diode，发光二极管)非相干光源，也可以是LD(laser diode，激光二极管)或VCSEL(vertical-cavity surface-emittinglaser，垂直腔面发射激光器)等相干光源。

在一种实施例中，相邻的两个编码图案100中，其中一个编码图100中的各个第一图案101与另一个编码图案100中的各个第一图案101一一对应，相对应的两个第一图案101相互接触且沿周向方向交错设置，错开的尺寸为第一图案101沿码盘周向尺寸的1/n，即两个对应的第一图案101错开的尺寸与沿码盘10轴线方向设置的编码图案100的数量相关，以使探测器能够更好的接收第一图案101反射的检测光。

在具体实施的过程中，n的取值可以为2、3或4等，n的具体取值可以根据码盘沿其轴向的长度以及角度的检测分辨率进行界定。

下面以n的取值是2为例，n等于2，即码盘上设有沿码盘的轴线方向分布的两个编码图案，继续参照图2，沿码盘10的轴线方向，每个编码图案100中的第一图案101和第二图案102沿码盘10轴线方向延伸的边线均与码盘10的轴线平行设置，相邻的两个第一图案101错开的尺寸为第一图案101沿码盘10周向尺寸的1/2。为了与两个编码图案100相对应，探测器可以包括两列光电二极管20，至少一个光源30可以为一个，其中，两列光电二极管20可以并排设置，两列光电二极管20与两个编码图案100的连接部相对应，光源30可以设置在两列光电二极管20列方向的延长线上。在具体检测光学编码器沿其周向的旋转角度的检测分辨率时，由于沿码盘10的轴线方向分布的两个编码图案100，即沿码盘10轴线(x)方向的细分个数为2，相邻的两个编码图案100中的两个相对应的第一图案101相位差为90度，沿y方向每列光电二极管20的细分个数可以为3(与现有技术中光电二极管的排布方式相同)，每列光电二极管20中，相邻的两个光电二极管20的相位差为60度；在每个编码图案100中第一图案101和第二图案102的周期数不变的情况下，光源30发射的光线分别经过两个编码图案100中的两个相对应的第一图案101反射至各自对应的该列光电二极管。此时，两列光电二极管20的相位延迟示意图如表1所示，叠加后的细分个数为2*3＝6，这样，沿x方向的细分个数为2，沿y方向的细分个数为3，相对于沿y向3细分的方式中，此种方式的最小分辨率的数值为原有的1/2，进而使光学编码器的角度分辨率提高为原有的2倍。

需要说明的是，在上述实施例中，沿x方向的细分个数为a，沿y方向的细分个数为b时，实际叠加后的细分个数即为a和b的最小公倍数。

表1：

另外，参照图3，当n等于2，即码盘10上设有沿码盘10的轴线方向分布的两个编码图案100，沿码盘10的轴线方向，每个编码图案100中的第一图案101和第二图案102中沿码盘10轴线方向延伸的边线均与码盘10的轴线平行设置，相邻的两个第一图案101错开的尺寸为第一图案101沿码盘10周向尺寸的1/2。探测器可以包括两列光电二极管20，两列光电二极管20间隔设置，每列光电二极管20对应一个编码图案100，至少一个光源30也可以为两个，两个光源30可以设置在两列光电二极管20的两侧(即两个光源30沿码盘10的轴线方向间隔设置)。在具体检测时，由于沿码盘10的轴线方向分布的两个编码图案100，即沿码盘10轴线(x)方向的细分个数为2，相邻的两个编码图案100中的两个相对应的第一图案101相位差为90度，在沿y向的光电二极管20的数量以及第一图案101和第二图案102的周期数不变的情况下，细分个数提高了2倍，两个光源30可以在同一时刻向各自对应的编码图案100发射检测光，两个编码图案100中的第一图案101将检测光反射至各自对应的光电二极管20，此时得到的光学编码器沿其圆周方向旋转的角度分辨率数值减小为原有的一半，进而使光学编码器的角度分辨率提高为原有的2倍，从而提高用户交互的体验。其中，为了防止两个编码图案100中第一图案101反射的检测光对另一列光电二极管20产生干扰，可以在相邻的两个光电二极管20之间设置有挡光板40，以防止两个相对应的第一图案101反射的检测光对另外一列光电二极管20产生影响。

参照图4，当n等于2，即码盘10上设有沿码盘10的轴线方向分布的两个编码图案100，沿码盘10的轴线方向，每个编码图案100中的第一图案101和第二图案102中沿码盘10轴线方向延伸的边线均与码盘的轴线平行设置，相邻的两个第一图案101错开的尺寸为第一图案101沿码盘10周向尺寸的1/2。探测器可以包括一列光电二极管20，一列光电二极管20与两个编码图案100的连接部相对应，且至少一个光源30为两个，两个光源30位于一列光电二极管20的两侧；在检测时，由于沿码盘10的轴线方向分布的两个编码图案100，即沿码盘10轴线(x)方向的细分个数为2，相邻的两个编码图案100中的两个相对应的第一图案101相位差为90度，在沿y向的光电二极管20的数量以及第一图案101和第二图案102的周期数不变的情况下，细分个数提高2倍，两个光源30交替向其对应的编码图案100发射检测光，以使一列光电二极管20在同一时间段中只能够接收到一个编码图案100中第一图案101反射的检测光，防止两个编码图案100中第一图案101反射的检测光串扰，影响检测的结果，此时得到的光学编码器沿其圆周方向旋转的角度分辨率数值减小为原有的一半，进而使光学编码器的角度分辨率提高为原有的2倍。此种方式，每个编码图案100中的检测区在反射检测光时，光电二极管20都是一个独立接收检测光的器件，以使一列光电二极管20就可检测两个编码图案100中的相对应设置的两个检测区，从而可以减少探测器设置的数量。

参照图5，在一种实施例中，当n等于2时，沿码盘10的轴线方向的细分个数为2，沿码盘10的轴线方向，每个编码图案100中的第一图案101和第二图案102平行设置，且第一图案101和第二图案102中沿码盘10轴线方向延伸的边线与码盘10的轴线呈夹角设置，其中，在相邻的两个编码图案100中，前一个编码图案100中的第一图案101的首端A点与后一个编码图案100中的第一图案的首端B点的错开的尺寸为第一图案101沿码盘周向尺寸的1/2。为了与两个编码图案100相对应，探测器可以包括两个光电二极管20，至少一个光源30可以设置为一个，两列光电二极管20可以并排设置，每列光电二极管20对应一个编码图案，且两列光电二极管20与两个编码图案100的连接部相对应，光源30可以设置在两列光电二极管20列方向的延长线上。检测时，由于沿码盘10的轴线方向，将码盘10分隔为两个编码图案100，即沿码盘10轴线(x)方向的细分个数为2，此时，两个编码图案100中的两个相对应的两个第一图案101在同一直线上，两个对应的编码图案100中的两个相对应的第一图案101的相位差为90度，在沿y向的光电二极管20的数量以及第一图案101和第二图案102的周期数不变的情况下，细分个数提高2倍，光源30向两个编码图案100发射检测光，两个编码图案100中两个相对应的第一图案101均能够接收到光源30发射的检测光，并将检测光反射至各自对应的光电二极管20，进而完成码盘10旋转角度的测量，此时得到的光学编码器沿其圆周方向旋转的角度分辨率数值减小为原有的一半，进而使光学编码器的角度分辨率提高为原有的2倍。

参照图6，在一种实施例中，当n等于2时，沿码盘10的轴线方向的细分个数为2，沿码盘10的轴线方向，每个编码图案100中的第一图案101和第二图案102平行设置，且第一图案101和第二图案102中沿码盘10轴线方向延伸的边线与码盘10的轴线呈夹角设置，其中，在相邻的两个编码图案100中，前一个编码图案100中的第一图案101的首端A点与后一个编码图案100中的第一图案的首端B点的错开的尺寸为第一图案101沿码盘周向尺寸的1/2。探测器可以包括两列光电二极管20，两列光电二极管20间隔设置，每列光电二极管20对应一个编码图案100，至少一个光源30也可以为两个，两个光源30设置在两列光电二极管20的两侧(即两个光源30沿码盘10的轴线方向间隔设置)。在具体检测时，由于沿码盘10的轴线方向，将码盘10分隔为两个编码图案10，即沿码盘10轴线(x)方向的细分个数为2，此时，两个编码图案100中的两个相对应的两个第一图案101在同一直线上，两个对应的编码图案100中的两个相对应第一图案101的相位差为90度，在沿y向的光电二极管20的数量以及第一图案101和第二图案102的周期数不变的情况下，细分个数提高2倍，两个光源30可以在同一时刻向各自对应的编码图案100发射检测光，两个编码图案100中第一图案101检测光反射至各自对应的光电二极管，以完成对光学编码器的角度测量，此时得到的光学编码器沿其圆周方向旋转的角度分辨率数值减小为原有的一半，进而使光学编码器的角度分辨率提高为原有的2倍。其中，在相邻的两个光电二极管20之间设置有挡光板40，以防止两个编码图案100中检测区反射的检测光对另一列光电二极管20产生干扰。

参照图7，在一种实施例中，当n等于2时，沿码盘10的轴线方向的细分个数为2，沿码盘10的轴线方向，每个编码图案100中的第一图案101和第二图案102平行设置，且第一图案101和第二图案102中沿码盘10轴线方向延伸的边线与码盘10的轴线呈夹角设置，其中，在相邻的两个编码图案100中，前一个编码图案100中的第一图案101的首端A点与后一个编码图案100中的第一图案的首端B点的错开的尺寸为第一图案101沿码盘周向尺寸的1/2。探测器可以包括一列光电二极管20，一列光电二极管20与两个编码图案100的连接部相对应，且光源30为两个，两个光源30位于一列光电二极管20的两侧；在检测时，由于沿码盘10的轴线方向，将码盘10分隔为两个编码图案10，即沿码盘10轴线(x)方向的细分个数为2，此时，两个编码图案100中的两个相对应的两个第一图案101在同一直线上，两个对应的编码图案100中的两个相对应的第一图案101的相位差为90度，在沿y向的光电二极管20的数量以及第一图案101和第二图案102的周期数不变的情况下，细分个数提高2倍，两个光源30交替向其对应的编码图案100发射检测光，以使一列光电二极管20在同一时间段中只能够接收到一个编码图案100中的检测区反射的检测光，以防止两个编码图案100中第一图案101反射的检测光串扰，影响检测的结果。此时，一列光电二极管20即可以完成对两个编码图案100的检测。且得到的光学编码器沿其圆周方向旋转的角度分辨率数值减小为原有的一半，进而使光学编码器的角度分辨率提高为原有的2倍。

在上述实施例中，若当n等于2，且光学编码器沿其圆周方向旋转的角度分辨不变时，等效于拓宽第一图案和第二图案沿码盘圆周方向的尺寸(周期数可减小，显著降低加工工艺难度)，此时，相邻的两个光电二极管沿列方向的间距也可相应增加，从而提高信噪比。

需要说明的是，在具体实施的过程中，当沿码盘轴线方向的细分个数增加时，沿垂直于码盘轴线方向上，每列光电二极管的数量以及细分个数也可以随着调整，以使光学编码器沿码盘圆周方向旋转的角度分辨率减小。

另外，当n等于2时，两个编码图案的面积可以相同，也可以不同(即两个编码图案沿码盘轴向的长度可以相同，也可以不同)，只要是两个编码图案中的检测区相对应，且两个相对应设置的检测区错开的尺寸为第一图案沿码盘周向尺寸的1/2即可，此处不进行具体的限定。

请参照图8，在一种实施例中，n还可以等于3，即码盘10上设有沿码盘10的轴线方向分布的3个编码图案100，沿码盘10的轴线方向，每个编码图案100中的第一图案101和第二图案102沿码盘10轴线方向延伸的边线均与码盘10的轴线平行设置，相邻的两个第一图案100中的两个对应的第一图案101错开的尺寸为第一图案101沿码盘10周向尺寸的1/3。此时，探测器可以包括三列光电二极管20，三列光电二极管20平行设置，光源30为一个，一个光源30可为长条状，且光源30位于光电二极管列20方向的延长线上，光源30可以与码盘10的轴线方向平行设置。检测光学编码器旋转的角度时，在同一时刻，光源30发射的检测光可以同时被3个编码图案100中的第一图案101反射至各自对应的光电二极管20，以完成对光学编码器旋转角度的测量。其中，为了防止三列光电二极管20在接收各自对应第一图案101反射的反射光时相互感干扰，在相邻的两列光电二极管20之间还可以设置有挡光板40，进而保证检测的精度。

参照图9，在一种实施例中，当n等于3时，沿码盘10的轴线方向的细分个数为3(即码盘上设有沿码盘10的轴线方向分布的三个编码图案100)，沿码盘10的轴线方向，每个编码图案100中的第一图案101和第二图案102平行设置，且第一图案101和第二图案102沿码盘10轴线方向延伸的边线与码盘10的轴线呈夹角设置，其中，第一个编码图案100中的第一图案101的首端A点与第二个编码图案100中的第一图案的首端B点的错开的尺寸为第一图案101沿码盘周向尺寸的1/3，第二个编码图案100中的第一图案的首端B与第三个编码图案100中的第一图案的首端C点的错开的尺寸为第一图案101沿码盘周向尺寸的1/3。此时，探测器可以包括三列光电二极管20，三列光电二极管20平行设置，每列光电二极管20对应一个编码图案100，至少一个光源30为一个，一个光源30可为长条状，且光源30位于光电二极管列20方向的延长线上，且光源30可以与码盘10的轴线方向平行设置。检测光学编码器旋转的角度时，在同一时刻，光源30发射的检测光可以同时被3个编码图案100中的第一图案101反射至各自对应的光电二极管20，以完成对光学编码器旋转角度的测量。另外，为了防止三列光电二极管20在接收各自对应第一图案101反射的反射光时被另外的第一图案101反射的反射光干扰，可以在相邻的两列光电二极管20之间设置有挡光板40，进而保证检测的精度。

需要说明的是，n等于3时，沿码盘轴线方向的细分个数为3(即码盘上设有沿码盘的轴线方向分布的三个编码图案)，沿垂直于轴线的方向上，光电二极管的数量以及第一图案和第二图案的周期数不变的情况下，细分个数可提高3倍，此时提高光学编码器的角度分辨率。若当n等于3，光学编码器的角度分辨不变时，等效于拓宽第一图案和第二图案沿码盘圆周方向的尺寸(周期数可减小，显著降低加工工艺难度)，此时，相邻的两个光电二极管沿列方向的间距也可相应增加，从而提高信噪比。

另外，当n等于3时，三个编码图案的面积可以相同，也可以不同，只要是三个编码图案中的第一图案101相对应，且两个相对应设置的第一图案101错开的尺寸为第一图案沿码盘周向尺寸的1/3即可，此处不进行具体的限定。

另一方面，参照图10，本申请还提供了一种电子设备，包括上述任一技术方案中的光学编码器。还包括处理器与处理器连接的储存器、显示屏、传感器和通信模块；其中，存储器保存程序指令和程序执行过程中所需的数据；显示屏用来提供人机交互界面，向用户呈现各种信息，并通过触摸屏实现触摸输入；传感器包括加速度、陀螺仪、环境光等类型的传感器，用来感知系统所在的环境和自身的运动状态；通信模块包括WiFi、蓝牙等无线通信功能，用来与其他设备交换数据；光学编码器用来检测电子设备旋转角度，将光电转换后的电信号提供给处理器进行识别和处理；处理器执行程序指令，获取光学编码器的测量信号，并对测量信号进行处理，以得出电子设备的旋转角度，然后控制用户界面的改变或者修改参数。其中，控制用户界面的改变可以是改变菜单项；修改参数可以是调节音量。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种光学编码器，其特征在于，包括：

码盘，所述码盘可绕所述码盘的轴线转动，所述码盘上设置有沿所述码盘的轴线方向分布的n个编码图案，其中，所述n为大于等于2的正整数，每个所述编码图案包括沿所述码盘周向交替分布的第一图案和第二图案，在检测光的照射下，所述第一图案反射的检测光的强度与所述第二图案反射的检测光的强度不同，且沿所述码盘的轴线方向，相邻的两个编码图案交错设置；

至少一个光源，所述至少一个光源用于向所述码盘发射检测光；

探测器，所述探测器用于根据所述第一图案反射的检测光与所述第二图案的反射的检测光产生编码信号。

2.根据权利要求1所述的光学编码器，其特征在于，所述n个编码图案为相同的编码图案。

3.根据权利要求2所述的光学编码器，其特征在于，相邻的两个编码图案中，其中一个编码图案中的各个所述第一图案与另一个编码图案中的各个所述第一图案一一对应，相对应的两个所述第一图案相互接触且沿周向方向交错设置，错开的尺寸为所述第一图案沿所述码盘周向尺寸的1/n。

4.根据权利要求1-3任一项所述的光学编码器，其特征在于，所述探测器包括至少一列光电二极管。

5.根据权利要求4所述的光学编码器，其特征在于，所述n等于2，所述探测器包括一列光电二极管，所述至少一个光源为两个，所述一列光电二极管与两个所述编码图案的连接部相对应，两个所述光源位于所述一列光电二极管的两侧；

其中，两个所述光源交替向各自对应的所述编码图案发射检测光，以使所述一列光电二极管在同一时段中接收一个所述编码图案反射的检测光。

6.根据权利要求4所述的光学编码器，其特征在于，所述n等于2，所述探测器包括两列并排设置的光电二极管，两列所述光电二极管与两个所述编码图案对应，所述至少一个光源为一个，一个所述光源位于两列所述光电二极管列的方向的延长线上，所述光源向两个所述编码图案发射检测光，以使两列光电二极管分别接受各自对应的所述编码图案反射的检测光。

7.根据权利要求4所述的光学编码器，其特征在于，所述n等于时，所述探测器包括两列光电二极管，所述至少一个光源为两个，两个所述光源设置于所述两列光电二极管的两侧；其中，两列所述光电二极管之间设置挡光板，每列所述光电二极管对应一个所述编码图案，两个所述光源向两个所述编码图案发射检测光，以使两列光电二极管分别接受各自对应的所述编码图案反射的检测光。

8.根据权利要求4所述的光学编码器，其特征在于，所述n等于3，所述探测器包括三列光电二极管，所述至少一个光源为一个；其中，每相邻的两列所述光电二极管之间设置有挡光板，所述光源位于所述光电二极管列的方向的延长线上，所述光源向三个所述编码图案发射检测光，以使三列光电二极管分别接受各自对应的所述编码图案反射的检测光。

9.根据权利要求1-8任一项所述的光学编码器，其特征在于，所述第一图案和所述第二图案均为矩形或平行四边，且所述第一图案和所述第二图案沿所述码盘的轴线方向延伸的边线与所述码盘的轴线平行。

10.根据权利要求1-8任一项所述的光学编码器，其特征在于，所述第一图案和所述第二图案均为矩形或平行四边，且所述第一图案和所述第二图案沿所述码盘的轴线方向延伸的边线与所述码盘的轴线呈夹角设置。

11.根据权利要求1-10任一项所述的光学编码器，其特征在于，相邻的两个所述编码图案中的第一图案沿所述码盘轴线方向延伸的距离相同。

12.根据权利要求1-10任一项所述的光学编码器，其特征在于，所述第一图案的材料为反光材料，所述第二图案的材料为吸光材料。

13.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的光学编码器。

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