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A7 B7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 五、發明説明 ( I ) 1 1 I 〔 發 明 背 景 ) 1 1 I 1 發 明 領 域 1 I 本 發 明 -- 般 而 ._九_ 是 關 係 到 旋 轉 位 置 感 懕 器 與 更 特 別 請 1 閲 I 是 關 係 於 編 碼 器 其 提 供 角 位 置 的 數 位 代 表 值 0 讀 背 | 面 I 2 前 技 說 明 之 注 I 意 1 I 於 很 多 應 用 中 它 是 必 要 Μ 識 別 旋 轉 組 件 的 位 置 9 事 項 1 1 譬 如 — 如 此 應 用 是 旋 轉 致 動 器 諸 如 一 閥 致 動 器 > 再 填 其 操 作 中 必 須 能 夠 正 確 地 感 覺 到 輸 出 軸 的 位 置 0 傳 統 地 * 寫 本 頁 装 1 一 旋 轉 組 件 之 位 置 感 應 是 經 由 使 用 凸輪 作 動 開 關 及 / 或 電 1 1 位 計 而 加 完 成 〇 絕 對 編 碼 器 同 時 也 是 被 知 道 的 其 提 供 1 1 —- 相 當 於 旋 轉 位 置 之 數 位 代 表 值 〇 絕 對 編 碼 器 利 用 — 感 應 1 訂 備 構 其 估 計 相 對 於 . 量 測 刻 度 之 旋 轉 位 移 〇 為 了 感 覺 到 1 I 旋 轉 的 位 移 該 刻 度 是 於 — 或 多 數 磲 片 之 型 式 其 轉 動 多 1 1 數 同 心 軌 道 Μ 供 應 一 多 位 元 數 位 碼 的 相 關 位 元 〇 該 碼 軌 道 1 1 是 典 型 地 由 光 反 應 區 塊 所 形 成 諸 區 塊 是 被 光 蝕 刻 圖 上 J 去 的 鑽 孔 或 者 是 更 改 在 轉 動 碟 片 上 〇 有 利 地 絕 對 編 Γ 碼 器 具 有 特 性 其 操 作 電 源 可 Μ 被 移 去 而 不 會 相 關 於 旋 轉 1 1 位 置 之 資 料 的 損 失 因 為 這 資 料 是 被 由 編 碼 器 本 身 所 承 載 1 1 〇 妖 *\\\ 而 於 提 供 這 些 功 能 絕 對 編 碼 器 需 要 很 多 平 行 的 刻 1 I 度 正 確 的 數 g 是 取 決 於 所 需 之 範 圈 與 準 確 性 〇 這 些 於 编 1 1 碼 器 上 所 需 之 大 量 之 刻 度 造 成 它 們 應 用 時 更 细 緻 及 較 低 1 1 之 可 靠 性 〇 m 而 9 於 很 多 應 用 中 可 靠 性 和 槪 略 性 是 非 常 1 1 地 重 要 的 特 色 〇 再 者 典 型 的 3- 絕 對 編 碼 器 的 成 本 為 了 這 itb 1 1 1 1 本紙張尺度逍用中困國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 83. 3. 10,000 B7 五、發明説明（1 ) 相同的理由而是相當貴的。因此，這本發明是被基由於這 前面的理由而加Μ開發K克服先前技藝的缺乏。 〔發明摘要〕 本發明係提供一改良準確性之絕對編碼器與在先前技 藝中所未發現之低成本。本發明的絕對編碼器包含多數可 旋轉裝設好的編碼器輪。每個編碼器輪包含至少一碼序列 同心地環繞編碼器輪。本發明的絕對編碼器同時也包含機 構提供於每對編碼器輪之間，其係操作以轉動該對輪子之 第二編碼器輪一預定數量*在該對輪子之第一編碼輪旋轉 一預定數量之後。感應機構同時也被包含*其係具有光發 射機構與偵測器機構。該光發射機構係被通用以點亮該碼 序列之預定區域。該偵測器機梅是被適用以識別由發光機 構相對於該碼序列之指定區域所點亮之光。 本發明的一目摞提供一感應器，其可以正確地能夠決 定一可旋轉軸的位置。 本發明的另一目標是提供一新穎編碼器，其係可Μ改 善準確性和可靠性，和其可以被Μ低成本加以提供。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 本發明的另一目標是提供一改菩的絕對編碼器，其能 夠正確地感覺到一旋轉軸的位移和其於製造和組合時係不 貴的。 本發明之這些與其他的的目標將變成更容易明顯，當 考慮Κ下的敘述與附上之圖式。 〔圖式之簡要說明〕 83. 3.10,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） ^〇1〇83__b7 五、發明説明（y) 圖式1是本發明的一絕對編碼器的實施例之一立體分 解圖； 圖式2 a是一例示於圖式1中之絕對编碼器之部份前 視圖；其係沿著線A — A所取出與展示一編碼器輪組件； 圖式2 b是一例示於圖式1中之絕對編碼器之部份立 體視圖以及其係沿著線B — B與展示出一塔組件與縮碼器 輪子組件的部份； 圖式2 c是一圖式2 b所示之絕對編碼器之部份切去 平面圖，其係沿著線C _ C取出與展示該編碼輪組件之一 第四編碼器輪及該塔組件之上塔； 圖式3及4是圖式1中之輸入齒輪之頂平面及底平面 圖； 圖式5是圖式3的輸入齒輪的一上平面圖； 圖式6是圖式5之輸入齒輪沿著線A—A所取之部分 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 平 下 及 面 平 上 的 輪 器 碼 編1 第 之 TX 式 圖 是 8 及 7 ; 式 圖圖 照 立 經濟部中央標準局龙工消费合作社印製 圖 面 平 上1 的 輪 器 碼 編 - 第 的 7 式 圖 是 ·» 9 圖式 體圖 立 面 •’ 所 圓 A 面 I 平 A 部線 底著 一 沿 的輪 輪器 器碼 碼編 編一 1 第 第之 之 ο 81—_ 式式 圖圖 是是 ο 1 rH 式式 圖圖 面 平 部 頂 之 輪 器 碼 編 二 第 之 IX 式 圖 是 3 圖及 .， IS2 圖 立 1 面 份式平 部圖部 之 底 取 及 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 83. 3.10,000 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（d ) 圖式1 4是圖式1 2的第二編碼器輪的一頂部平面圖 ♦ 圖式15是圖式13的第二編碼器輪的一底部平面圖 圖式1 6是圖式1 5之第二編碼器輪沿著線A — A所 取之部份立體圖； 圖式1 7及1 8是圖式1之第三編碼器輪的頂部平面 及底部平面圖； 圖式1 9是圖式1 7的第三编碼器輪的一頂部平面圖 t 圖式2 0是圖式1 8之第三编碼器輪的一底部平面圖 t 圖式2 1是圖式2 0的第三编碼器輪沿著線A — A所 取之部份立體圖； 匾式2 2及2 3是圖式1之一第四編碼器輪的頂部平 面及底部平面圖； 圖式24是圖式2 2的第四編碼器輪的一頂部平面圖 圖式2 5是圖式2 3的第四编碼器輪的一個底部平面 圖； 圖式2 6是圖式2 5的第四编碼器輪沿著線A — A所 取之部份立體圖； 圖式2 7及2 8是圖式1之小齒輪之頂部平面及底部 -6- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CMS〉Α4規格（210X297公釐） 83. 3. 10,000 I 一 裝------訂------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（C ) 平面立體圖； 圖式2 9是圖式2 7的小齒輪的一頂部平面圖； 圖式3 0是圖式2 9的小齒輪的一立體圈； 圖式3 1及3 2是圖式1之一底塔之頂部平面及底部 份平面之立體圖； 圖式3 3是圖式3 1的底部塔沿著線A — A所取之部 份頂部平面圖； 圖式34是圖式32的底部塔的側面部分視圖； 圖式3 5及3 6是圈式1之塔組件之一中塔之頂部平 面及底部平面立體圖； 圖式3 7是圖式3 5的中塔沿著線A — A所取之部份 頂部平面圖； 圖式3 8是画式3 5的中塔沿著線B — B所取之側面 部份視圖； 麵式3 9及4 0是匾式1之塔組件之一上塔之頂部平 面及底部平面立饅圖； 圖式4 1是圔式3 9的上塔沿著線所取之部份 頂部平面圖； 圖式4 2是圔式4 0的上塔沿著線B — B所取之側面 部份視圖； 圖式4 3是一部份方塊圖例示出圔式1之感應器的處 理電路圖。 〔較佳實施例的詳细說明〕 ----^--.---/^------訂 (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張又度適用中國困家橾牟（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） 83. 3.10,000 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（έ ) 現在詳细參考圈式，其中相同之參考數字指示於所有 視圖式中之相像元件，其中在圔式1中所顯示的是一爆炸 圈，示出一依據本發明之實施例之一絕對编碼器1 〇。該 絕對钃碼器1 0的主要元件是一感懕櫬構，其被數字1 2 所識別與一編碼器輪組件1 3，每個這些元件是提供在一 外殼1 6之内。 依據本發明之編碼器輪組件13包含多數個编碼器輪 ，其中於本實施例中係具有缌數四個编碼器輪被提供，與 這些是在圖式1中為這些數字1 4 a — d所指示。第一與 第三編碼器輪1 4a與c分別地被裝置在一第一軸1 8與 第二與第四編碼器輪1 4 b與d分別被裝置在一第二軸2 0。該第一軸1 8順序延伸經過一開口 22經過外殻1 6 ，其係被連接到一輸入齒輪24。 較佳地，於這實施例中，該第一和第二袖1 8及20 是被包含不锈鋼。該輸入齒輪24，如在圖式3至6所示 者是一大體圓形尖銳碟型组件較佳是塑膠的，諸如： Hoechst Celanese樹脂，Celron M 2 2 0 與包含多數個 間隔齒部在其週表面。輸入齒輪24同時也包含一孔徑 25，其是大致呈w D”的外形，Μ收納第一軸1 8的一 俚相對的D型部份作為連接。雖然未顬示，_入齒輪24 係被提供連接一傅動軸，其包含近似的它的上端多數齒部 在它的周邊表面用以唯合输入齒輪2 4的齒部。該驅動軸 是然後被埋接到或作成一旋轉组件（未示出）的一部份， 本紙張尺度逋用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 83. 3.10,000 n n^i UK I I n I ^^1 1^1 m ^^^1 In、一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 _____B7_ 五、發明説明（]) 其係將被絕對編碼器1 0所監視者。如先前所指年，本發 明係適用在很多應用的類型中，其中，一旋轉姐件係被需 要以監視相關之角位置，譬如，一旋轉致動器的一輸出軸 ，例如：一閥致動器。至於編碼器輪14a - 14d的结 構，每個是大致呈圓形碟型組件*其係較佳是熱塑型或熱 固型材料之射出成型，諸材料是例如：Hoechst Celanese 樹脂，CelconM2 7 0，然而*其他的製造技術與其他的 材料亦可以使用於相同的目的。按照本發明，每一编碼器 輪1 4 a — 1 4 d是至少被提供有一碼序列同心地延伸環 繞該编碼器輪。於這實施例中，如在這些圖式中，每個編 碼器輪1 4 a — 1 4 d包含一系列四碼序列環绕纗碼器輪 。為了說明目的，該四碼序列相闢於該四编碼器輪14a —d是被字元a_d所識別，於圔式10，15，.2 0與 2 5。該碼序列的功能與操作將更詳细地被敘述如下。 經濟部中央梂準局員工消费合作社印製 如在圖式7 — 1 1所最佳示出，該第一編碼器輪1 4 a在其圆周上具有一上凸緣2 8及下凸緣3 0，下凸緣3 0大致徑向地對外延伸及該上凸緣2 8大致垂直於向上於 該下凸緣3 0。再者，該上凸緣2 8包含徑向外延伸之四 對分開之齒部32。在本實施例中，四對齒部32的每對 是被分開90度相對於輪14a圓周。更進一步，該四對 齒部中之兩齒32是彼此相鄰接，最好如在圃式9所顯示 。此外，該第一编碼器輪1 4 a包含有一空腔在它的上表 面之内與一大致環狀環组件3 6被提供，其由上表面處向 83.3.10,000 (請先Η讀背面之注$項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家標率（CNS ) Α4规格（210X297公釐） 301083 經濟部中央標準局Μζ工消費合作社印製 五、發明説明 ( ) 1 1 外 延 伸 接 近 編 碼 器 輪 1 4 a 之 中 心 9 同 樣 地 9 — 第 二 大 致 1 1 I 環 狀 的 環 組 件 3 8 從 底 部 表 面 延 伸 t 但 是 其 距 離 是 少 於 有 1 1 1 關 於 環 狀 環 組 件 3 6 者 0 此 外 一 大 致 圔 柱 空 腔 定 義 一 時 請 先 1 I 閲 I 間 記 號 3 3 者 是 同 時 也 被 包 含 在 上 凸 緣 2 8 之 内 9 接 近 與 讀 背 1 I * 1 I 於 四 對 齒 部 3 2 之 — 之 間 〇 如 先 前 所 指 示 該 第 一 編 碼 器 之 1 注 1 輪 1 4 a 是 被 裝 置 到 第 — 軸 1 8 與 用 於 一 孔 徑 4 0 是 被 形 意 事 1 項 1 成 延 伸 經 過 第 — 编 碼 器 鳊 Tfio 1 4 a 穿 過 每 一 環 狀 環 組 件 3 6 再 填 人 及 3 8 之 巨 的 0 依 據 本 發 明 第 一 m 碼 器 輪 1 4 a 係 對 於 % 本 頁 衣 1 第 一 軸 1 8 是 可 旋 轉 與 為 了 這 S 的 於 本 實 施 例 中 孔 徑 4 1 1 0 延 伸 經 過 第 — 編 碼 器 輪 1 4 a 是 大 致 於 — // D ，， 的 外 形 1 I » 其 收 納 於 第 一 軸 1 8 之 相 對 ” D ” 型 部 份 0 Μ 這 方 式 ， 1 1 訂 該 第 —* 編 碼 器 輪 1 4 a 將 被 固 定 對 第 —* 袖 1 8 作 旋 轉 0 1 第 二 编 碼 器 輪 1 4 b 係 如 在 圔 式 1 2 一 1 6 所 顯 示 類 1 1 Μ 於 第 一 钃 碼 器 輪 1 4 a 同 時 也 包 含 兩 凸 緣 延 伸 瑁 鏡 該 輪 1 I 的 外 面 其 被 經 由 這 些 數 字 4 4 與 4 6 加 識 別 〇 該 上 緣 1 4 4 是 同 時 也 包 含 — 對 齒 部 徑 向 地 從 它 外 表 面 延 伸 其 係 1 1 被 顯 示 在 4 5 0 於 瑄 霣 施 例 中 兩 對 齒 部 4 5 是 被 顯 示 f 1 1 其 係 被 間 隔 1 8 0 度 0 然 而 9 相 反 於 第 一 编 碼 器 輪 1 4 a 1 1 > 該 下 凸 掾 4 6 包 含 多 數 齒 部 4 7 在 它 的 外 表 面 其 延 伸 1 1 環 繞 編 碼 器 輪 1 4 b 的 圓 周 〇 一 般 而 9 於 下 凸 緣 4 6 上 1 I 之 每 一 個 別 齒 部 4 7 之 間 隔 是 相 同 於 包 含 對 4 5 之 兩 凿 部 1 1 I 間 之 間 隔 〇 再 者 f — 大 致 圓 柱 孔 徑 4 9 定 義 一 時 間 記 號 者 1 1 是 被 提 供 於 第 二 碼 器 輪 1 4 b 之 上 凸 緣 4 4 及 兩 對 齒 4 1 1 - 10 - 1 1 本紙張尺度適用中國國家橾率（CNS ) A4规格（210X297公釐） 83.3.10,000 B7_ 五、發明説明（3 ) 5之一之間。另外，一空腔是被包含在第二掮碼器輪1 4 b的上表面之内，K及，兩瑁狀環組件48及5 0同時也 分別被提供向外上與下表面延伸’類似於相關於第一編碼 器輪14a所示者。然而，相反於第一编碼器輪14a， 該第二编碼器輪1 4 b是被包含W—孔徑5 2延伸於其間 ，其係大致是圓柱结構與其收納第二軸2 0 —大致圓柱部 份20。這於圃柱的孔徑52與第二軸20間之闢係是使 得第二编碼器輪1 4 b的旋轉是無闢於第二軸2 0。 經濟部中央梂準局貝工消费合作社印裝 第三纗碼器輪14c如在圔式17—21所舉例說明 類似於前兩個编碼器輪同時也包含上與下凸緣環鐃圓周， 分別由56及58所識別。類似第二钃碼器輪14b *該 上凸緣56包含二對齒部60分開1 80度。此外，一大 致圓柱孔徑61定義一時間記號61是被提供近似與於兩 對齒部6 0之一之間，在第三編碼器輪1 4 c之上凸緣5 6之内。更進一步，該下凸緣5 8是被提供以多數齒部6 3環境其外圍。同時，兩大致環狀環組件6 2及64是被 顯示分別延伸第三編碼器輪1 4 c的上表面及下表面之中 心。然而*可以注意該環狀環組件64對外從第三編碼器 輪下表面延伸一距離，其是大於環狀環組件5 2之距離。 更進一步*類似於第二编碼器輪14b ，一大致圓柱孔徑 6 6係被提供穿過每個環狀環組件6 2與64經過第三编 碼器輪1 4 c。同時，該大《圓柱孔徑66係被收納於第 一軸1 8的一圓柱部份與該结構提供該第三纗碼器輪1 4 -11- 83. 3.10,000 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（.。_) C的旋轉是無闞於第一袖1 8之旋轉類似於在第二軸20 上之第二編碼器輪之關係。然而，相反於第一和第二编碼 器輪之所示之關係，钃碼器輪1 4 c的下表面是被提供有 一空腔於其中K及該上表面實質平面的。 如在圖式2 2至2 6所顯示之第四編碼器輪被經由數 字1 4 d所識別與是不同於前三個编碼器輪，因為並未供 兩個分開之凸緣。反相地，如在圖式22及23所最佳顯 示，該第四编碼器輪1 4 d的半徑實際是常數環繞其圓周 。同時，類似於第三編碼器輪1 4c ，上表面是實際為平 面的和一空腔是被提供在底部表面之內。再者，類似於第 三编碼器輪14c *該第四編碼器輪14d分別包含上與 下實際環狀的環組件68與70，以及，該下環組件70 向外延伸一距離大於上環狀的環組件6 8的距離。同時， 一大致圓柱孔徑7 2延伸經過每一環狀環组件6 8及7 0 經過該輪，K及，這是被第二軸2 0所咱合於一類似於第 二與第三編碼器輪之方式。於第四編碼器輪1 4 d之另一 差異是向外由外圍延伸的是多數分隔齒部7 4 ,其完全地 延伸環繞圓周。一般而言，於每個齒部74間之間距是類 似於第三及第二編碼輪之下凸緣64與4 6之齒部，雖然 第四編碼輪1 4 d之齒部74寬度是大於其他兩輪組件。 類似第三編碼器輪1 4c ，一大致圓柱空腔7 1定義一時 間記號者是被提供在上表面之内近似與於兩齒部7 4之間 大體而言延伸環繞圓周。 --------f -裝------訂------f — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家#準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 83. 3.10,000 A7 B7 經濟部中央梂準局貝工消费合作社印袈 五、發明説明（ i 丨） 1 1 如 先 刖 所 指 示 > 該 四 編 碼 器 輪 ΤΠΠ 是 包 含 在 外 殻 1 6 之 内 1 1 | 0 如 圈 式 1 所 示 之 外 殼 1 6 可 >X 傳 統 的 技 術 所 製 成 例 如 1 1 : 傳 統 材 料 諸 如 通 用 電 樹 脂 X e 6 6 2 0 之 射 出 成 請 先 1 1 型 〇 如 在 圖 式 1 所 舉 例說 明 兩 環 狀 座 組 件 7 6 及 7 8 是 聞 讀 背 1 | 被 由 外 骰 1 6 的 底 部 之 内 表 面 所 延 伸 形 成 其 是 分 別 適 用 面 之 1 注 1 收 納 第 二 编 碼 器 輪 1 4 b 與 第 一 編 碼 器 輪 1 4 a 〇 — 般 意 事 1 項 而 言 該 第 一 環 狀 座 組 件 7 6 從 外 殻 1 6 之 内 表 面 向 外 延 再 填 | 伸 一 大 於 環 狀 座 組 件 7 8 的 距 離 C 於 這 方 式 當 該 第 二 編 寫 本 頁 裝 1 碼 器 輪 是 座 落 在 外 骰 中 第 二 編 碼 器 輪 1 4 b 之 位 置 是 偏 1 I 移 於 第 一 編 碼 器 輪 1 4 a 的 位 置 其 係 被 座 落 在 環 狀 座 組 1 | 件 7 8 0 環 狀 座 組 件 7 6 同 時 也 被 提 供 有 一 圓 柱 空 腔 8 0 1 1 訂 在 它 的 上 表 面 之 内 Μ 收 納 該 第 二 軸 2 0 之 内 其 支 援 第 1 二 編 碼 器 輪 1 4 b 的 位 置 與 第 四 編 碼 器 輪 1 4 d 於 外 毅 〇 1 1 如 早 先 所 指 示 該 第 一 軸 1 8 延 伸 經 過 於 外 骰 1 6 之 孔 徑 1 I 2 2 與 這 m 合 輸 入 齒 輪 2 4 其 支 援 於 外 殺 1 6 中 之 第 一 1 瓜 編 碼 器 輪 1 4 a 與 第 三 編 碼 器 輪 1 4 C 之 位 置 〇 類 似 於 第 1 二 編 碼 器 輪 1 4 b 與 第 — m 碼 器 輪 1 4 a 之 偏 移 該 第 四 1 1 的 編 碼 器 輪 1 4 d 同 時 也 相 對 m 於 第 三 编 碼 器 輪 1 4 C 作 1 I 偏 移 〇 特 別 地 如 在 圈 式 2 a 中 所 顯 示 之 組 件 上 第 二 編 1 I 碼 器 輪 1 4 C 之 環 型 環 組 件 6 4 是 坐 於 第 一 m 碼 輪 1 4 a 1 1 之 環 狀 環 組 件 3 6 之 旁 0 同 樣 地 第 四 編 碼 器 輪 1 4 d 之 1 1 環 狀 的 環 組 件 7 0 是 坐 於 第 二 编 碼 器 輪 1 4 b 之 環 狀 環 組 1 | 件 4 8 之 旁 〇 1 I - 13 - 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 83. 3.10,000 經濟部中央橾率局貝工消费合作社印裝 A7 ___ B7_ 五、發明説明（) 按照這實施例，编碼器輪14b , 14c及14d是 可相對於輸入齒輪24之旋轉移動而作旋轉，經由其連接 至傳動軸，這造成第一编碼器輪1 4 a的相對可旋轉移動 。為了這目的’其中具有機構提供於编碼器輪之間，K提 供每一輪的旋轉。於這摸範實施例中，如在圖式1及2中 所舉例說明，其中具有三個小齒輪82，84及86是被 提供，其係互相連接每個鄰接對的編碼器輪。特別地，小 齒輪8 2是於第一編碼器輪1 4 a與第二編碼器輪1 4 b 之間，第二小齒輪84是於第二編碼器輪1 4b與第三編 碼器輪1 4 c之間，與第三小齒輪8 6是於第三編碼器輪 14c與第四編碼器輪14d之間。該三小齒輪82，8 4，86的特別的位置是被一小齒輪軸88所支撐，其是 位於外殻1 6之内。至於三小齒輪的成份，每個較佳被熱 塑性或熱固性材料，譬如，Hoechst Celanese 樹脂， Celcon M2 7 0之射出成型，然而其他的技術或材料是 可Μ被使用。同時，該小齒輪軸8 8較佳是包含不銹鋼。 類似於環狀座組件7 6，一環狀座組件9 0同時也被提供 在外殻1 6底部的内表面之内，其作動以坐於第一小齒輪 8 2Μ —偏移位置。更進一步，該環狀組件9 0同時也包 含有一大致圓柱空腔9 2在它的上表面之内，用以收納軸 88。至於小齒輪82，84及86的结構，每個是相同 的，與為了說明目的，逭些部份是被敘述相闞於圖式2 7 至30中之小齒輪82。小齒輪82如所示者一般而言是 -14- 本紙張尺度逋用中國國家標率（CNS ) Α4规格（210X297公釐> 83. 3.10,000 --------1 -裝------訂 ------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梯準局見工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（J) 一延長組件，其包含一糸列長齒部94與短齒部96延伸 環繞外表面。於這實施例中’該長齒部94與短齒部96 之位置是交錯地，以其中四個長齒部94分隔9 0度及四 個短齒部9 6同時也間隔9 0度’這造成於每一相翮之長 齒部94與短齒部96間之45度之間隔。再者’ 一大致 圓柱孔徑9 8是被提供延伸穿過小齒輪8 2 ’其連到小齒 輪軸8 8用K可旋轉移動。另外，類似於第―’第二與第 三編碼器輪14a ，14b與14c ，每一小齒輪82 ’ 84及8 6的旋轉在該軸上者是彼此獨立的。特別地’在 組件上，如在圖式1及2所最佳顯示’該第一小齒輪8 2 是被定位，使得該短齒部9 6是鄰接第一編碼器轉輪1 4 a之上凸緣2 8與將嚙合呈對的齒部3 2於第一編碼器輪 1 4 a的旋轉。該第一小齒輪8 2之長齒部94是被定位 K予合該第二編碼器輪1 4 b之下凸緣4 6之齒部。 同樣地，該第二小齒輪84是被定位’使得該短齒部是鄰 接第二編碼輪1 4b之上凸緣44用以嚙合’藉由於旋轉 時之對之齒部4 5 ，Μ及該長齒部是咽合第三編碼器輪1 4c之下凸緣58之齒部63。最後’該第三小齒輪86 是定位，以其短齒部嚙合該第三編碼器輪1 4 c之上凸緣 56，用K嚙合藉由旋轉這些齒部對60 ’ Μ及’長齒部 係咽合第四编碼器輪1 4 d之齒部74。由第四編碼器輪 及三個小齒輪所定義之操作將會随後作更詳细之說明。 如早一點所指示，四編碼器輪之每一個於實施例中包 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董） 83. 3. 10,000 { '装------1------ί < (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 A7 ___B7_ 五、發明説明（，d) 含一系列四碼序列同心地延伸圍繞每個輪。一般而言，這 些碼序列提供資訊，其係被估計以決定軸位置。特別地， 每個碼序列是被估計’其提供必要資訊關於軸的相闞位置 °按照本發明，感應機構1 2是被提供，其將如以下所述 地監視該相關每一碼序列之定義區域。在本實施例中，碼 序列是被各種長度的槽所形成與被提供以各種之間隔，其 延伸穿過編碼器輪。該感應機構1 2操作藉由監梘在該編 碼輪上之四碼序列之每一個之定義區域，其是缌數i 6個 不同定義區域。K這方式’本發明估計旋轉位置藉由監視. 所偵測於定義區域之資訊之任何變化。在本發明中，由感 應機構12所監視之資料相當於每個定義區域是被一位元 所代表，由該四編碼器輪來之位元總數包含一1 6位元整 數值。在本實施例中，碼序列是被安排使得該旋轉位置的 數位代表相符於格雷碼，使得1 6位元整數值的唯一位元 改變相當於旋轉位置之每一增量。格雷碼代表的優點，其 提供單一位元改變在任何已知時間是任何於旋轉位置決定 之錯誤可Μ容易地被偵測。再者，任何由於計數錯誤之問 題，例如相關於感應機構之延遲是大量地被減少或消除。 譬如，因為整數值的只有一位元變化，對於感應機構1 2 並不需要Μ—次監視資訊的多於一位元之變化，與因此處 理該資訊。更進一步，旋轉位置的偵測是無關於旋轉組件 的旋轉方向，Μ及*單一位元變化將相當於編碼器1 0之 順時針方向或者是逆時針方向的旋轉。 -16* 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） 83. 3.10,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '裝· -訂 經濟部中央標準局月工消費合作社印装 A7 ___B7 五、發明説明（！ζ) 為了以上所說明之目的，本發明之感懕機構1 2是特 別地適用於監視所有碼序列，其將決定目關於該旋轉位置 之相關1 6位元整數值。此後，於旋轉位置之每一增量變 化將相當於在16位元整數值改變與這將順序地被感應機 構12所監視。圖式10，15 ，20與25最佳例示說 明於該四個編碼器輪中之每一相關榷間之關係，其提供旋 轉位置的格雷碼代表。一般而言，該第一編碼器輪1 4a 包含一结構，於其中槽的相同圖案是被提供兩倍於該輪， 與以第二與第三編碼器輪14b與14c >這些彼此相關 之圖案之每個是相同的。随附上的圖案更詳细說明包含碼 序列之權结構。第一編碼器輪1 4 a是在圖式1 0被舉例 說明。 該第一碼序列是被一 a所識別Μ及係最接近中心。該 碼序列a包含兩播，其是每個長度大約9 0度以及分開約 大約9 0度之間距。該第二碼序列b包含四槽，其係大，的 4 5度於長度以及分隔大約4 5度之間距。該第三碼序列 c包含八榷，其是長度大約22·5度以及分開大約22 • 5度。該第四碼序列d包含六十四槽，其係每一個大約 1·875度長K及分開於3·75度間距。該第二編碼 器輪1 4 b係示於圖式1 5。該第一碼序列a如所示是包 含一槽，其儀大約1 80度長。第二碼序列b包含兩槽， 其每個大約9 0度長以及分隔大約9 0度間距。第三碼序 列c包含四槽，其每個係大約4 5度長以及分隔於4 5度 -1 7- 本紙張尺度適用中國國家標丰（CNS ) A4規格（210X297公釐） 83. 3. 10,000 --------ί i------、ϊτ------c > (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明说明（t) 之間距。該第四碼序列d包含八槽，其係每一大約2 2 · 5度長K及分隔約22 · 5度間距。第三編碼器輪14c 是示於圖式20。如同K上所述，第三镅碼器輪14c之 相關之碼序列是相同於該第二編碼器輪1 4 b者。第四编 碼器輪1 4 d是例示於圖式2 5。該第一碼序列a包含四 槽，其每個係大約9 0度長K及分隔大約9 0度間距。該 第二碼序列b同時包含兩槽，其係每一大約9 0度長Μ及 分隔於大約9 0度之間距。該第三碼序列c包含四«，其 大約長度4 5度以及分隔大約4 5度之間距。該四碼序列 d包含八槽，其係每個大約22 · 5度長以及分隔22 * 5度間距。 至於由感應機構12所監視之碼序列之方法將現在加 Μ說明。一般地，該感應機構1 2提供由一發光機構所照 明之光於輪子之一側，接近由一偵測器機構所偵測之區域 ，該機構是接近該輪子之相反側邊。以這方式，從發光機 構所來之光是藉由偵測器機構所識別，當编碼器輪被定位 時，使得一個槽是在定義區域之内。否則*沒有任何光將 到達偵測器機構。於這實施例中，較佳的光的偵測被一個 〃 1 ”所代表和當沒有光被偵測是經由一個〃 0 ”所代表 。同時，在本實施例中，較佳地發光機構與偵測器機檐每 個是包裝在一塔組件1 0 2之内，最好如於圖式1中所示 。該依據本發明之塔組件1 0 2包含六個相對型狀之塔組 件，其是被裝置到一電路板1 04。較佳地，該塔組件是 * 1 8 - 本紙張尺度逋用中國國家棣準（CMS ) A4規格（210X297公釐） 83.3. 10,000 --------^ •裝------訂------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 301083 五、發明説明（，1) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉率局員工消费合作社印製 根據材料選擇和特別處理所加K開發，其可以將Μ下所說 明，但是，可Μ被了解其不是必定必要的。例如，每個塔 組件是大致一長方形組件較佳是熱塑或熱固性材料，諸如 :通用電子樹脂cycoloy MC 1 3 0 0之射出成型與較 佳是被塗上K一反射層，諸如：白鎳板，與包含大體平面 上與下表面和旁邊部份，其連接上與下表面。每個塔組件 同時也包含一前部份，其定義延伸至一基座之變化長度之 區塊。再者，至少一孔徑|較佳係圓柱的，是被提供穿過 該上及/或下表面接近前面部份。於本發明中，每個孔徑 的位置於一塔組件中相關於基座是不同。譬如，於本實施 例中*這是被完成因為該孔徑是被提供接近每一區塊之前 面部份，和每個區塊之前面部份離基座之距離是變化。在 本實施例中，發光機構包含發光二極體（LED)，其是 照明光經由一個特定塔孔徑與偵测器機構包含光偵測器感 應進入經過一特定塔孔徑之光。如在圔式1中所舉例說明 ，該塔組件是被架構成兩行之三塔與埋接到電路板1 04 。較佳地，於本實施例中，於每一行中之下塔只包含四孔 徑在它的上表面之内，如在圖式3 1至34所舉例說明在 1 20，該於毎行中之中間塔包含四孔徑於上及下表面， 如在圖式3 5至3 8所舉例說明在1 2 2，與頂塔只包含 四孔徑在它的下表面之内，如在圖式3 9至42之1 24 所舉例說明。孔徑的特別结構允許由L E D所發出之光通 過瑄些塔至碼序列所定義的區域，和當一個槽是定位在一 -1 9- 83. 3.10,000 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央揲準局貝工消费合作社印製 A7 B7_五、發明説明（j) 定義區域中，光是通過槽與經過鄰接的塔孔徑到光電晶體 。於這範例的實施例中，較佳地，諸底部塔1 20包含L ED或光電晶體接近於上表面上之這些孔徑，該中間塔1 2 2包含光電晶體或L E D接近於下表面與上表面中之孔 徑，與頂部塔1 24包含光電晶體或LED接近於下表面 中之這些孔徑。 圖式3 1 ，35和39舉例說明每一塔元件之基座部 份的視圖。如所顯示，提供在基座之内是四個大致圓柱空 腔，與這些是被架構以收納這些LED與光電晶體。同時 也顯示的是四個大致圓柱環狀柱，其提供連接Μ電路板1 04。圖式 33，34 ; 37，38 與 41 ，42 分別舉 例說明底部，中間與頂部塔1 20，1 22與1 24之部 份剖面視圖，與顯示這些结構的内部份。如所示，該大致 圓柱空腔延伸進入基座是被於每個孔徑方向中之斜面所中 斷。特別地，於頂端與底部塔1 24與1 20，其係被提 供作為單一斜面X，與於中間塔1 22，兩個斜面X及y 是被提供，其從一大致v型中心部份延伸。較佳地，每個 斜面部份係包含一反射類型之材料在它的表面上*以相較 於L E D及光電晶體反射光出通道與進入這些孔徑。較佳 地，於實施例中斜面部份是被塗覆以反射材料•臀如無電 鎳板。更進一步，如早先所指示，該環狀柱由基座延伸者 是被連接到電路板1 04。於本實施例中，兩相對立的柱 1 2 6 —般而言是較長與被適用Μ用於熱壓接於電路板1 -20- --------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標牟（CNS > Α4说格（210X297公釐） 83. 3. 10,000 A7 B7 五、發明説明（J ) 04上。至於電路板1 04，這包含電子霣路，包含感應 機構1 2的光電晶體及LED。光電晶體和LED的佈置 係被舉例說明由圖式1中之介面板1 04所示，其係被收 納在每一塔組件内之圓柱空腔之内，其係如圖式2中所示 0 按照本發明，每個编碼器輪是定位於兩塔組件之間Μ 及這些穿過每個塔組件之孔徑是被定位鄰接一分開的碼序 列c如在本實施例中之圖式2 b所舉例說明，第二編碼器 輪1 4b是分別定位於第二行之底部與中間塔1 20與1 2 2之間，與第四編碼器輪1 4是分別定位於第二行之中 間與上塔1 22與1 24之間。同樣地，雖然未顯示出， 第一編碼器輪1 4 a是定位於第一行之底部與中間塔1 2 〇，1 22之間，與第三編碼器輪1 4c是定位於第一行 之中間與上塔122， 124之間。K這方式，每一個由 碼序列所定義的區域是被提供於二鄰接塔之間，以及，同 時也是接近每一塔之孔徑用Μ監視。 經濟部中央橾準局負工消費合作社印装 ---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於圖式32，35，36與39中，該於每一塔中之 四孔徑的位置是被字元a - d所識別。如所例示的，於每 個塔中孔徑d是最接近基座，孔徑b更遠離基座，孔徑c 是較b更遠離基座，與孔徑a是最遠離基座。至於於每一 塔中之孔徑Μ及碼編碼器輪的序列間之關係，係如在圃式 2c所顯示，該塔孔徑a是被提供接近碼序列a ，塔孔徑 c是被提供接近碼序列c·塔孔徑b是被提供接近碼序列 -2 1- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CMS ) A4規格（210X297公釐） 83. 3.10,000 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裴 五 '發明説明（rO b與塔孔徑d是被提供接近碼序列d。 於組合本發明的編碼器時，如在圖式1及2中所顯示 ，塔組件1 0 2是被插入於相關的編碼器輪之間與電路板 1 0 4是被固定到外殼1 6的前面，較佳係使用螺絲，其 是放置在於電路板1 04之孔徑之内，其是被固定於外殻 1 6中之相關孔徑之内。以這佈置，電路板1 04及外殼 1 6的連接形成一空腔，其是被依尺寸分收納編碼器輪組 件1 3。該外殼1 6同時也包含一上面板1 9，其係適用 K連接到外殼1 6的頂端部份和電路板1 0 4用以收納於 其中之機構。在本實施例，該頂端面板1 9包含於其間之 孔徑，其係適用以咬合經由提供在外殻1 6之頂端之有强 性的垂片部份，雖然注意其他的機檐用以連接將可K被使 用。該頂面板1 9如所顯示者包含一圆柱空腔1 07於其 内部表面之內用Μ收納第四編碼器輪1 4 d之環狀環组件 68。該頂面板1 9的内部表面同時也包含一大致圼環狀 的環組件1 2 8由它的表面延伸，其係嚙合延伸自第三編 碼器輪1 4 c之環組件6 2。 編碼器輪組件1 3的操作將現在被敘述。一般而言， 四編碼器輪的安排提供一間欺式樣齒輪咱合安排。在本實 施例中，於輸人齒輪24與驅動軸間之連接提供該四編碼 器輪1 4a — 1 4d的旋轉。於這安排中，每個旋轉組件 之旋轉位置增量的變化是相當於輸入齒輪24的旋轉一齒 ’其係較佳符合經過其連接至傅動軸之一位元。如先前所 -22- ^—^1 1>1 t^i nn n^9 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) M規格（210X297公釐） 83. 3.10,000 經濟部中央標準局負工消费合作社印拏 A7 B7 _五、發明説明（y) 指示，每個於旋轉位置之增量變化相當於該1 6位元整數 值之單一位元之改變。以這方式，該輸入齒輪24的旋轉 提供第一编碼器輪1 4 a的旋轉一相當數量，藉由第一軸 1 8。在本實施例中|第一編碼器輪1 4a的每90度旋 轉相當於第二编碼器輪1 4 b的旋轉一位兀，經由第一编 碼器輪齒3 2及第二编碼器輪齒4 7之嚙合第一小齒輪8 2之齒部。同樣地，該第二編碼器輪1 4b之每一 1 80 度之旋轉相當於第三编碼器1 4 c之旋轉一位元，經由第 二编碼器輪齒4 5之哨合第三編碼器輪齒6 3及第二小齒 輪84。最後，該第三编碼器輪1 4c之每一 1 80度之 旋轉相當於第四編碼器1 4 d之旋轉一位元，經由第三编 碼器輪齒6 0之_合第四編碼器輪齒74及第三小齒輪8 6。以上之順序將會相同於編碼器1 0之順時脈方向或逆 時脈方向旋轉時。 如先前所述，感應機構1 2操作，藉由監視编碼器輪 之位置，經由L E D及光電晶體。於本發明中該感應機構 1 2最好是包含一 CMOS運輯介面*其係同時控制LE D及光電晶體於該裝置操作時之監視之方式。特別是，藉 由L E D及光偵測器來調整位元感應之特定序向及時間亦 會於其中發生。致於感應之序向，如先前所述，該四編碼 器輪提供至十六位元整數值之資訊及較佳係為格雷碼。所 K，該重點是每一位元是被感應機構1 2之四编碼器輪上 所感應者必須保持一常數位置相對於該十六位元整數值。 -23- (請先閱读背面之注意事項再填寫本頁) *裝· Λ 本紙張尺度適用中國國家標隼《CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 83. 3.10,000 A7 B7_ 五、發明说明（―） 例如，該第二編碼器輪1 4 b之最外位置碼序列d相當於 該十六位元整數值的第五個位元。在本實施例中，該十六 位元整數值的順序較佳係由第一編碼器輪1 4 a開始，以 最外碼序列d相當於第一位元，以第四編碼器輪d之最内 碼序列a作结尾*其包含該第十六位元。然而，應該可以 被了解的，任何想要之位元序列感應可K被利用作為相同 的目的。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖式4 3是一部份概要方塊圖，其舉例說明依據本發 明之感應機構1 2的處理電子電路的一實施例。一般而言 ，於這實施例中，傳統的L E D與光霣晶體，較佳係紅外 線發射器和偵測器是被裝置在一傳統的印刷電路介面板上 ，其包含電路板1 04。較佳地，一移位暫存器1 06， 譬如是一個4位元通用移位暫存器（75HC 195)是 被包含，其被提供埋接至這些L E D與光電晶體分別經由 線1 30與1 32。於該例示之實施例中，較佳地八個L ED 1 40 a至h是被如所示提供埋接至移位暫存器1 〇 6，其作動K減少元件的數目。然而，應該要被了解的是 L E D的數目於其他的應用中可Μ加Μ變化亦是在本發明 的精神之内。同時，較佳係1 6個光罨晶體142a至ρ 是被提供Μ所示之方式連接至移位暫存器1 06。於這佈 置中|如在圈式1之實施例所舉例說明，較佳是四個L Ε D被提供在該塔組件102之每兩個中塔之間Κ及四個光 電晶體是被提供在塔組件1 0 2之每兩底部與頂塔之內。 -24- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS) Α4规格（210X297公釐） 83.3.10,000 經濟部中央棣準局男工消费合作社印製 A7 B7 五、發明说明（乃） 因此，基於佈置，操作中的編碼器1 〇 ’由這些led所 照明來自這些於中塔之上與底部表面之·孔徑之·光’其是被 光電晶體分別經過底部與頂部塔之扛及底表面中之孔徑而 偵測。

另外，在本實腌例中’吾人係想要有能力Μ控制，當 各種L E D是被驅動至其導通狀態’以限制系統的電力消 耗，放鬆介面需求，與同時也延長裝置的壽命。這控制是 藉由利用電晶通208 ’作為開翮Μ供電給LED對。較 佳地，於該特定對之每一 L E D是被用於一對輪。四對L E D是因此被控制。這结構保証每一輪具有一完全決定與 控制之L E D圖案。如在圖式4 3中所舉例說明這些L E D140a ，b ，c和d是被提供在第一中間塔之内和1 40e ，f ，g * h是被提供在第二中間塔之內，光電晶 體142b ，e ，g和d是被提供在第一底部塔之内與1 42a » c ，f與h是提供在第二底部塔之內和光電晶體 142n ，p ，k，i是被提供在第一頂塔之内與142 o，m，1和是被提供在第二頂塔之内。再者，較佳地 LED140a與e與光電晶體b ，a ，η與〇是被提供 接近塔孔徑a ;這些LED 140b與f和光電晶體e * c ，p與m是被提供接近塔孔徑b ;這些LEDc與g和 光電晶體g ，f · k與1是提供接近塔孔徑c ;與LED d與h和光電晶體d，h，i與j是被提供接近塔孔徑d 〇 -2 5- 本紙張尺度逋用中國國家棣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 83. 3.10,000 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部中央搮準局負工消费合作社印装 _B7__五、發明説明（A) 操作中，感應機構1 2較佳地決定，哪一 LED對是 被驅動同時也提供機構用K傳送光偵測器狀態至一於可用 狀態之微處理器2 1 0。該微處理器2 1 0是被定位於編 碼器之外，與經由一個電纜與编碼器作介面。 操作時，較佳是有二個可能模式。停止镆式，其是最 普遍的，是作用於當編碼器輪不移動時，或非常媛動地移 動，其相當於該馬達操作旋轉組件是不在轉動時。較佳地 ，該位置資訊是被提供在這個時候。於運轉模式時，其他 關於第一軸1 8的速率之資料同時也較佳地集合。該微處 理器2 1 0決定哪一模式在一已知點是最合適與因此提供 感應機構1 2的控制。 較佳地，於停止模式時* 一個邏輯1係週期地串聯載 入移位暫存器1 06。該理輯1是被微處理器2 1 0所控 制與在j與k (反相）線2 13上保持可用。微處理機2 1 0保持串列移位線2 1 9識別為P E高，在這個時候。 當微處理器210觸動在移位暫存器106上之時脈線2 1 5時，邏輯1是被傳送到低位元Q。和在時脈邊前之每 —位元Q。至Qz是被移動到下一最高位元。在這操作之 後，輪人到j與k (反相）是被送回至一缠輯〇 (低）與 随後時脈端將移動（改變）理輯1輸出至每個較高位元， 亦即在序列Q°，Qi ，Q2至0·3 。最後，當最高位元 Q3包含理輯1 ，一新的理輯1又被再次從微處理器2 1 0加載與流程可Μ重複。該輸出自每一位元由栓鎖閘1 5 -2 6- (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本育) 本紙張尺度逋用中國國家橾準{ CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 83. 3.10,000 301083 A7 B7 五、發明説明（7ς ) ◦之邏輯1將等通電晶體2 0用K供霉一發光器對。這结 果是每個發射器對是被連續地為移位暫存器1 0 6所導通 0 Μ上所說明之操作是被作成更複雜藉由需要K讀取偵 測器的狀態。為了這目的，較佳地在每發射器對被導通後 ，四個偵測器的狀態是對微處理器2 1 0是已知的，使得 諸輪的位置可Κ加Μ決定。這係藉由在邏輯1可Μ由移位 暫存器1 0 6之適當輪出所用之後，將該串聯移位線2 1 9為低而完成。當串聯移位線2 1 9是低時，一上升時脈 邊將允許一平行負載，不管何種狀態移位暫存器1 0 6之 輸入位元> Q 2 ，Q3是被偵測。亦即，在移 位暫存器1 0 6的輸入側上之狀態現在將出現在輪出位元 Pc’Pi ，P2 ，P3替代在移位暫存器106輪出之 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 單一理輯1 。這並不是一問題，因為該發射器及偵測器的 狀態在這點時是不再被監視。該微處理器2 1 0監視高輸 出位元的狀態與立即看一狀態在該時脈邊。串聯移位線2 1 9是被返回為高與偵測器狀態，藉由栓鎖閘22 1而被 移向高位元Μ上升時脈脈衝。邏輯0依II是來自微處理機 210之輸入在』與1^ (反相）線，使得一组低信號是跟 随著想要的資料。在三個時脈週期之後，所有的偵測器狀 態已經被讀取與j與k線接收到一個理輯1 ，以激勵下一 個發射器對。這多工流程允許減少發射器之計數。 當馬達運轉時，流程改變。於這模式中，較佳地速度 -27- 83. 3.10,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐〉 經濟部中央揉丰局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（，〇 是更小心地監視於馬達操作之同時，與最低位元是更常地 被讀取相較於由先前所說明之計劃者。在本實施例中，於 每個輪中之碼序列d最低位元，然而，應該可以了解的是 ’這可Μ加Μ變化。於運轉模式中，關係於最低位元之發 射器對是被不斷地供電與該位元之輸出是随時地被以—對 反及閘200所加以監視，反及閘200是被架構為反相 器。這些閘的輸出是被帶至微處理機2 1 0於線2 1 7上 用Κ連續監梘。週期地，這位置被Κ所有装置之一讀取， 如於停止狀態中。這滿足了於馬達運轉模式時，用於更近 觀察。 該兩模式合作Κ提供所有由微處理器210所需之資 訊。同時，因為輪位置獨一地敘述位置，較佳係如在停止 模式中之所有裝置之全部讀取。當讀取完成時，組件的位 置是被知道。示於圖式4 3所舉例說明的剩餘元件對於那 些熟習於本技藝者是為已知的與因此不再歴述為了簡潔起 見。 以以上所述，可以了解的是本發明有一些優點。一 特別的優點是該四編碼器輪和三小齒輪之安排提供一增量 齒輪類型操作，其提供改菩準確性，特別是，於本结構中 之動作是不能停止於多於一位元之邊上。因此，由於轉換 之誤差是被限制到最低位元振幅之1/2。另外，準確性 是被更進一步改良，因為本發明生產一十六位元整數值， 同時限制編碼器輪數目到四。該準確性同時也被改菩經由 -28- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4洗格（210X297公釐） 83. 3.10,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 A7 _____B7_ 五、發明説明（>1) 一塔組件的使用，其於組合時是被装置鄰接在該四編碼器 輪之每一碼序列。另外的優勢是由該四編碼器輪型式所提 供之碼序列作圖案為一格雷碼结構，這提供改菩之準確性 ，因為任何一時間只有一位元之資訊變化*在振幅上之改 變係相等於最低位元。再者，該特定操作是相同的，不論 軸的旋轉將是順時針方向或逆時針方向。 本發明的另一優點是其製造與組件可K特別地容易地 與在低成本完成。更明白地，本發明利用很多傳統的，不 貴的元件，諸如：板裝LED與光電晶體，以及，其他的 傳統電子元件。再者，編碼器輪*小齒輪，塔組件和外殼 將可以被傅統的技術和材料所製成，諸如：塑膠的射出成 形。另外，本發明提供一碼序列，其係包含一串列之槽形 成穿過該輪子。另外，另外優點是本發明提供一絕對編碼 器，其允許位置資料的保有，當電源被移去之時；例如* 沒有電池是被需要Μ維護位置資訊。更進一步，位置資料 随時被由解碼器輪的碼序列的位置而加以感應。 由先前所說，可Μ為那些熟練於本技藝者所認知，以 上所說明之本發明之實施例可以改變而不會離開本發明的 發明的概念。例如，每個所說明之碼序列較佳是被一串列 之槽經過四编碼器輪所識別，然而，該碼序列也可Κ由其 他的機構所代表，例如：反射與非反射區域材料提供在或 者在編碼器輪之内。另外，如Μ上所說明之本發明較佳包 含碼序列的一特別安排，其提供一格雷碼结構，然而其他 -29- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 本紙張尺度適用中國國家楳準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 83. 3.10,000 Α7 Β7 五、發明説明（) 的结構也可Μ被已利用作為相同的目的，諸如：二進制碼 ，等等。此外，本發明係被顯示包含四個編碼器輪與在每 —輪上包含四碼序列，可Μ被了解的是任何數量之编碼器 輪及任何數量之在個別輪上之碼序列將可以被提供而未離 開本發明的精神。同樣地，所說明之塔組件可Κ包含任何 用以監視編碼器輪之塔組件數量。此外，至於每個塔的安 排，可Κ被了解的是其他類型之形狀或結構也是可能的與 同時二極體與光偵測器的安排可Μ被改變，例如闞於二極 體，一二極體的光可以被自每一塔之上或者底部表面，與 相同的情形將可應用到光偵測器。因此，可以被了解的是 本發明係不被限制到所揭示之特別的實施例，但其係被意 圖打算涵蓋全部修正，其是在本發明的範圃與精神之内， 如随附之申請專利範圍所定義者。 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· %, 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) Α4洗格（210Χ297公釐〉 83.3.10,000

Claims (1)

1. 、申請專利範圍 1 · 一種絕對編碼器包含： 多數可旋轉安裝的编碼器輪，每一編碼器輪包含至少 一碼序列定義一串列槽，經由該輪在分隔之同心延伸環繞 該編碼器輪之分離部份； 提供於每對編碼器輪間用K轉動該對之第二编碼器輪 —預定量之機構，其係在該對之第一編碼器輪之旋轉數量 後； 感應機構包含發光櫬構用以照明每一編碼器輪的碼序 列的一定義區域和偵測器槺構用K識別由該發光楗構通過 每個該编碼器輪，當一槽包含該碼序列之定義區域時。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之絕對编碼器*其 ，該提供於每對編碼器輪間之機構包含一小齒輪，Μ該小 齒輪定義一實際加長組件具有一外表面包含多數齒部在預 定分離延伸環繞外表面，與每個編碼器輪包含多數齒部在 預定在分離部份，用Μ喃合該小齒輪之齒部。 3 ·如申請專利範圍第2項所述之絕對編碼器，其中 ，該感應機構更包含多數個實際對齊塔用Μ作為該光發射 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 機構和該偵測器機構之外殼，每個塔定義實際對齊之上與 底部表面，Μ上與底部表面由一基座延伸到一中斷端，其 中，每個塔的上及/或底部表面包含至少一孔徑貫穿於其 間，該孔徑係提供距該基座向中斷端一距離* Κ該光發射 機構或該偵測器機構被提供在接近該孔徑之塔之内，其中 ，每一编碼器輪是定位於一對塔之間，以該塔孔徑是定位 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 鄰接該碼序列之定義區域。 4 ·如申請專利範園第3項所述之絕對编碼器，其中 ，該编碼器輪包含四個碼序列同心地延伸環繞該編碼器輪 在分開之空間與四個定義區域相當於該四碼序列，具有光 發射機構與偵測器櫬構是相翮於該碼序列之每一定義區域 ，其中，每個塔在其上及/或底部表面之内包含四孔徑。 5 ·如申請專利範圃第4項所述之絕對编碼器，其中 •該光發射機構包含多數光發射二極體用Μ照明光經過該 塔孔徑與該偵測器機構包含多數光電晶體用Κ感應經由該 塔孔徑之光。 6 ·如申請專利範圍第5項所述之絕對编碼器，其中 ，該塔係被根據材料和特別的製程之選擇而加以開發，其 中一紅外線反射塗覆是被施加至該塔*與，包含傅送和限 制來自該多數光發射二極體之光*經由該孔徑至多數光電 晶體以不包含不清楚之方式。 7 ·如申講專利範園第5項所述之絕對编碼器*其中 該感應機構包含處理機構用以以定義之間距致動該發光二 極體* Κ及，藉由光電晶體儲存已識別之資料。 8 ·如申請專利範圍第7項所述之絕對編碼器，其中 ，該處理機構包含一移位暫存器埋接至該發光二極體及該 光電晶體。 9 ·如申請專利範園第7項所述之絕對編碼器，其中 ，該塔是安裝在一電路板上，其包含處理機構，發光二極 本紙張尺度適用中國國家棣準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） --------<.^.-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 六、申請專利範圍 更碼碼在輪，-Κ 該該 Μ 間 , 編編裝器間間，，，，之 器三四 安碼之之塔間間間塔 碼第第係編輪輪個之之之三 編及及輪二器器三塔塔塔第 對一 二 齒第碼碼之二 二三及 絕第第小及編編行第第第 二 之有該個一 三 四二及及及第 述具及 三第第第呈一 1 二之 所，以該該及及排第第第行 項輪，，於二 三安之之之二 4 齒中軸位第第塔行行行第 第小軸二定於於個 一 二 一該 圍個一 第被位位六第第第於 範三第在輪定定含該該該位 利及在装齒是是包於於於定 専 Κ 裝安小輪輪更位位位是 請輪安離一 齒齒構定定定輪 。 申器離距第小小機是是是器 體如碼距開有二 三應輪輪輪碼 晶.編開分具第第感器器器編 電 0 個分 Κ 軸該該該碼碼碼四 光 1 四 Κ 係三，，，編編編第 及含係輪第間及中一 二三該 體包器器一之 Μ 其第第第及。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局as：工消費合作社印製 1 1 ·如申請專利範圍第1 0項所述之絕對編碼器， 其中，該第一及第四編碼器輪具有一單列之齒部於預定分 開間距，以及，該第二及第三編碼器輪具有兩列齒部定義 上及下列，於每兩列中之齒部是提供於預定分開間距，其 中，該小齒輪之齒部定義交替之長及短齒部，具有該長齒 部實際延伸該小齒輪之整個延長表面以及該短齒部延伸該 長表面一距雛係小於該長鉅雛*其中，該小齒輪之短齒部 是唯合該第一編碼器輪之齒部之第一列以及該第二及第二 編碼器輪之齒部之上列，以及，其中，該小齒輪之長齒部 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 申請專利範圍 是哨合該第四編碼器輪之齒部之單一列以及該第二及第二 編碼器輪之齒部之下列。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項所述之絕對编碼器， 其中，該第一編碼器輪是安裝於第一軸用K旋轉，K及* 該第三，第二及第四編碼器輪是安裝分別相對於該第一及 第二軸作旋轉。 1 3 ·如申請專利範圍第1 1項所述之絕對編碼器， 其中，該每一碼序列之定義區域包含一位元，Μ該十六碼 序列之定義區域包含1 6位元，其中，該定義該1 6碼序 列之四编碼器輪之槽串聯是架構Κ提供一由該十六位元所 定義之格雷碼代表。 14·如申請専利範圍第12項所述之絕對編碼器， 其中，該編碼器輪係提供於外骹中，該外骰包含一内表面 具有一凸柱，該第二編碼器輪係坐於其上•其中•該第二 及第四編碼器輪是相對於該第一及第三編碼器之水平軸之 偏移。 1 5 * —種旋轉軸位置指示器包含： 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 四個可旋轉安裝的編碼器輪，每一編碼器輪包含至少 一碼序列同心延伸環繞該編碼器輪； 三個小齒輪，每一小齒輪是提供於兩編碼器輪之間， 用以旋轉該第二編碼器輪一預定量在該第一編碼器輪之旋 轉一預定量之後； 感應機構包含發光機構用Μ照明該碼序列的一定義區 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央梂準局爲工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 域和偵測器機構用κ識別由該發光機構所照明之光，該感 應慊構更包含多數個實際對準之塔用K作為該發光機構及 該偵测機構之外骰，每一塔定義實際對準實際對準上及底 表面，Μ該延伸自一基部至一終端端之上及底表面，其中 ，該每一塔之上及/或底表面包含至少一孔徑，由其穿過 ，其係提供一通道給該發光機構及該偵測器機構，其中， 每一編碼器輪是定位於一對塔之間，Μ該塔孔徑是定位接 近該碼序列之定義區域。 16·如申請專利範圍第15項所逑之旋轉軸位置指 示器，其中該小齒輪定義一實際加長組件具有一外表面包 含多數於預定分隔之齒部，其係延伸於圓周之外表面上， 以及每一編碼器輪包含多數齒部於預定分離，用以咱合該 小齒輪之齒部。 1 7 ·如申請專利範_第1 5項所逑之旋轉輪位置指 示器，其中該第一及第四編碼器輪具有一單一列之齒部於 預定分隔區域Μ及該第二及第三編碼器輪具有兩列齒定義 上及下列，Κ於該兩列中之任何一個之中之齒部是被提供 於預定分隔區域•其中，該小齒輪之齒部定義相替之長及 短齒部，以該長齒部實際延伸於該小齒輪之整個延長表面 ，Κ及該短齒部延伸該加長表面一距離小於該表齒部，其 中，該小齒輪之之齒部是哦合該第一編碼器輪之單一列齒 部Μ及該第二及第三編碼器輪之齒部之上列，以及該小齒 輪之長齒部是唯合該第四編碼器輪之單一列齒部Κ及該第 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 -L 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ABCD 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 々、申請專利範圍 二及第三編碼器輪之齒部之下列。 18·如申誚專利範圍第15項所述之旋轉軸位置指 示器，其中，該第一及第三編碼器輪係安装於一第一軸於 分開之距離，K及該第二及第四編碼器輪是安裝在一第二 袖於分開之距離，該三小齒輪是安排在第三軸K該第一小 齒輪定位於該第一及第二編碼器輪之間，該第二小齒輪是 定位於該第二及第三编碼器輪之間，Μ及，該第三小齒輪 是定位於該第三及第四編碼器輪之間，其中，該感應櫬構 定義六個塔安排於兩行之三塔，Μ該第一钃碼器輪是定位 於該第一行之第一及第二塔之間，該第二編碼器輪是定位 於該第二行之第一及第二塔之間，以及，該第三钃碼器輪 是定位於該第一行之第二及第三塔之間，Μ該第四纗碼器 輪是定位於該第二行之第二及第三塔之間，其中每一钃碼 器輪包含四碼序列Μ分開間距同心延伸於钃碼器輪，Μ及 四個定義區域相當於該四碼序列，Μ每一碼序列定義一串 聯槽經由該編碼器輪，其中，該發光櫬構及偵測器機構是 相關於該碼序列之每一定義區域，Κ及，每一塔包含四孔 徑於其上及/或底表面。 19·如申請専利範圍第18項所述之旋轉袖位置指 示器，其中，該每一碼序列之定義匾域包含一位元，Κ該 十六碼序列之定義區域包含1 6位元，其中，該定義該1 6碼序列之四纗磚器輪之榷串聯是架構以提供一由該十六 位元所定義之旋轉軸位置之格雷碼代表。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 Α8 Β8 C8 D8 π、申請專利範圍 20 ·如申講専利範面第1 8項所述之旋轉軸位置指 $器’其中，該第一編碼器輪是安装用以第一軸旋轉，以 及·該第三，第二及第四煸碼器輪是安裝以用以分別相對於 $第一及第二軸作可旋轉，以及，其中，該编碼器輪係提 供於外殼中，該外般包含一内表面具有一凸柱，該第二煽 碼器輪係坐於其上，其中，該第二及第四編碼器輪是相對 於該第一及第三編碼器之水平軸之偏移。 21·如申請專利範圍第15項所述之旋轉軸位置指 示器•其中，該發光機構包含發光二極體Μ及該偵测器機 _包含光電晶體•該感懕櫬構更包含處理機構用以致動該 發光二極髖於已定義之間距Κ及儲存由該光霜晶體所織別 之資料，其中，該處理檐構包含一移位暫存器連接該發光 二極«及光霣晶體，Κ及，該塔是安装於一包含該處理櫬 構，發光二極體及光«晶體之轚路板上。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度逍用中國國家棵準（CNS)Α4规格（210x297公釐）