TWI680648B - 編碼盤、檢光器、光學絕對式旋轉編碼器及編碼值輸出、偵錯與除錯的方法 - Google Patents

編碼盤、檢光器、光學絕對式旋轉編碼器及編碼值輸出、偵錯與除錯的方法 Download PDF

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Abstract

一種編碼盤，適用於光學絕對式旋轉編碼器。編碼盤沿環繞一中心位置的圓周方向劃分為沿複數個徑向方向延伸的複數行。所述的編碼盤包括：複數個扇區集合環繞於中心位置並依序沿圓周方向排列。這些扇區集合中的二扇區集合之編碼值符合格雷碼特性。每一扇區集合包括複數個編碼單位，每一編碼單位具有一編碼值，編碼值具有複數個位元採用曼徹斯特編碼，這些位元沿編碼盤之徑向設置。

Description

編碼盤、檢光器、光學絕對式旋轉編碼器及編碼值輸出、偵錯與除錯的方法
本發明係關於一種編碼器和編碼值輸出、偵錯與除錯的方法，特別是一種光學絕對式旋轉編碼器和編碼值輸出、偵錯與除錯的方法。
全球工業自動化的需求無所不在，其中伺服馬達與精密定位設備需求與日俱增。編碼器，作為定位用途的感測模組，廣泛被應用於工具機、機器人、半導體設備。編碼器的精準度直接影響到機械設備的定位表現。
然而，愈高的的定位精準度反映在編碼盤上則是愈小的定位寬度。在實際應用時，編碼器內嵌於馬達中，因此容易受到油汙影響而產生識別失效的問題。當編碼盤被汙染時，編碼器須具備偵錯與除錯之功能，才能確保所提供的定位訊號準確，不會因為汙染而誤報，產生加工上的危險。
有鑑於此，本發明提出一種編碼盤、檢光器、光學絕對式旋轉編碼器以及編碼值輸出、偵錯與除錯的方法，可提升編碼器的抗污能力。
依據本發明一實施例所敘述的一種光學絕對式旋轉編碼器，包括：光源模組、編碼盤、檢光器以及感測電路。光源模組用於產生一光束。編碼盤，用於被此光束照射並讓此光束的一部分穿透編碼盤；編碼盤係沿環繞一中心位置的一圓周方向劃分為沿複數個徑向方向延伸的複數行。編碼盤包括：複數個扇區集合，環繞於中心位置並依序沿圓周方向排列，這些扇區集合中的二扇區集合之編碼值符合格雷碼特性，這些扇區集合中的每一扇區集合包括複數個編碼單位，其中這些編碼單位中的每一編碼單位具有一編碼值，該編碼值具有複數個位元採用曼徹斯特編碼，這些位元沿邊碼盤之徑向設置。檢光器用於接收穿透編碼盤的光束的一部分，且編碼盤位於檢光器及光源模組之間。檢光器包括：第一檢光部及第二檢光部。第一檢光部包括複數個第一感光區塊排列為二感光陣列，此二感光陣列沿第一方向排列，第一方向係一參考位置的徑向。第二檢光部包括複數個第二感光區塊，這些第二感光區塊中的每個感光區塊係多邊形。感測電路用以依據待測碼、對照碼之間之格雷碼特性進行相互除錯後，選擇性地輸出定位結果或報錯訊號，其中待測碼及對照碼係二感光陣列從穿透編碼盤的光束的一部分所獲取二扇區集合中二編碼單位各自之編碼值。
依據本發明一實施例所敘述的一種編碼盤，適用於光學絕對式旋轉編碼器，其中此編碼盤係沿環繞中心位置的圓周方向劃分為沿複數個徑向方向延伸的複數行，所述的編碼盤包括：複數個扇區集合，環繞於中心位置並依序沿圓周方向排列，這些扇區集合中的二扇區集合之編碼值符合格雷碼特性，這些扇區集合中的每一扇區集合包括複數個編碼單位，且這些編碼單位中的每一編碼單位具有一編碼值，編碼值具有複數個位元採用曼徹斯特編碼，這些位元沿編碼盤的徑向設置。
依據本發明一實施例所敘述的一種檢光器，適用於一編碼盤，包括：第一檢光部及第二檢光部。第一檢光部包括複數個第一感光區塊排列為二感光陣列，這些第一感光區塊沿第一方向排列，第一方向係參考位置的徑向。第二檢光部包括複數個第二感光區塊，這些第二感光區塊中的每個第二感光區塊係多邊形。
依據本發明一實施例的編碼值輸出及偵錯、除錯的方法，適用於受一光源照射之光學絕對式旋轉編碼器；其中光學絕對式旋轉編碼器具有編碼盤、感測電路及二感光陣列，所述的方法包括：二感光陣列分別取得光源照射該編碼盤之二編碼單位所得到之待測碼及對照碼，待測碼及對照碼各自包括複數個編碼值，且該二編碼單位符合格雷碼特性；以及感測電路選擇性地根據待測碼及對照碼之間之格雷碼特性進行相互除錯後，輸出定位結果或報錯訊號。
藉由上述架構，本發明所揭露的光學絕對式旋轉編碼器，結合曼徹斯特碼的偵錯機制，並且基於格雷碼特性（每兩組編碼值之間只有一個編碼值不同）設計除錯邏輯以達成在油污汙染編碼盤上的部分編碼值時仍能讀出正確的絕對位置，因此達到抗污的效果。此外，本發明的編碼盤採用了跳行編碼，錯位排列等特殊編碼機制，並且配合感光元件的形狀設計與佈置位置，進一步提高可承受油汙的面積與數量，也提高了感光元件的收光面積，以及提高訊雜比並且降低絕對位置誤報的風險，從而達成具備強健性且高抗污的光學絕對式旋轉編碼器。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請參考圖1。本揭露一實施例的光學絕對式旋轉編碼器包括光源模組1、編碼盤2、檢光器3及感測電路（未繪示），以下將針對各個元件以及感測電路上運行的編碼值輸出、偵錯與除錯的方法分段詳細介紹。
請參考圖1。光源模組1用於產生一光束。光源模組1包括光源12及透鏡14。實務上，光源12例如係發光二極體（Light-Emitting Diode，LED）、微發光二極體（Micro LED）或雷射等。透鏡14例如係平行光透鏡。透鏡14用以將光源12發出的光轉換為近似平行光的光場，並且投射至編碼盤2上，如圖1所示。
請參考圖2，其係繪示本揭露一實施例的編碼盤2。編碼盤2被光源模組1發出的光束照射並讓此光束的一部分穿透編碼盤2上的透光部分。如圖2所示，編碼盤2呈圓盤狀，具有一中心位置C。
編碼盤2具有複數個扇區集合S 1~S n，這些扇區集合S 1~S n環繞編碼盤2的中心位置C並依序沿圓周方向排列。每一扇區集合包括複數個編碼單位及一檢錯單位。以扇區集合S 1為例，扇區集合S 1包括10個編碼單位從（A 1，A 1’）到（A 10，A 10’）以及檢錯單位（C A，C A’）。每一個編碼單位具有一個編碼值，此編碼值具有複數個位元，這些位元沿編碼盤的徑向R設置。以扇區集合S 1其中一個編碼單位（A 10，A 10’）為例，A 10及A 10’各自為1位元，因此編碼單位（A 10，A 10’）具有2個位元。在本揭露一實施例中，這2個位元採用曼徹斯特編碼（Manchester Coding）。即以2個位元的搭配轉換來表示編碼單位（A 10，A 10’）的一個編碼值。例如當A 10為1且A 10’為0時，所代表的編碼單位（A 10，A 10’）的編碼值為0；反過來說，當A 10為0且A 10’為1時，所代表的編碼單位（A 10，A 10’）的編碼值為1。主要透過預設之判斷方向來決定編碼值，此例為從外圍往圓心之徑向R而言，若1轉0，則此編碼值判斷為0。
前述編碼盤2的透光部分係指編碼盤2上編碼值為1的區域。承前例，A 10的位元值為1代表編碼盤2上A 10的位置可透光；相對地，A 10’的位元值為0代表編碼盤2上A 10’的位置不透光。
請參考圖2。每一扇區集合S 1所包括的複數個編碼單位（A 1，A 1’）~（A 10，A 10’）係沿編碼盤2的徑向R設置，且每一編碼單位中的2個位元亦沿徑向方向排列。
請一併參考圖2及圖3。檢錯單位（C A，C A’）的編碼值亦採用曼徹斯特編碼，並且檢錯單位的編碼值係依據一扇區集合S 1中所有編碼單位（A 1，A 1’）~（A 10，A 10’）的編碼值而決定。實務上，檢錯單位係奇偶校驗位元（parity bit），但本發明並不以此為限制。請參考圖3，在圖3中繪示多個扇區集合S 1~S 10，每個扇區集合中的複數個編碼單位分別占據編碼盤上的一列，每列相當於編碼盤2的一軌道（track）。從列T 10朝向列T 1觀之，扇區集合S 1具有10個編碼值「10000 00000」。由於這10個編碼值中編碼值1的個數為奇數個（1個），因此扇區集合S 1的檢錯單位（C，C’）的編碼值為1。依此類推，由於扇區集合S 2的編碼值中編碼值1的個數為偶數個（2個），因此扇區集合S 2的檢錯單位的編碼值（C，C’）為0。上述編碼方式之目的，主要為偵測每一編碼單元是否因汙染或腐蝕而產生錯誤編碼。正常狀況下編碼單元會傳回0與1之組合，而當錯誤狀況產生在某一編碼單元時，例如（A 1，A 1’）時，若編碼單元是被油氣汙染而遮蔽原本應透光之1之區域變為不透光之0時，則會回傳（0，0)；若編碼單元是被腐蝕而讓原本不透光區域之0變為透光之1時，則會回傳（1，1），此時就可確認此碼已發生錯誤，而獲得偵錯之效果。
請參考圖3。本揭露一實施例的編碼盤2的編碼值安排，對於相鄰的二扇區集合，兩者各自的編碼值只有相差一個編碼值。換言之，相鄰的二扇區集合的編碼值係具有係格雷碼（Gray code）的特性。舉例來說，扇區集合S 1的編碼值和扇區集合S 2的編碼值在列（T 9，T 9’）具有差異的編碼值，扇區集合S 5和扇區集合S 6的差異編碼值位於列（T 5，T 5’）。
請參考圖4A，其係繪示本揭露一實施例的編碼盤的一跳行編碼機制。必須預先說明的是：本揭露係以檢光器3讀入二扇區集合各自的編碼值以執行所述的編碼值輸出、偵錯與除錯的方法。編碼盤2每旋轉經過一個角度，檢光器3便能讀入二扇區集合，此二扇區集合在後文將簡稱為主行及從行。主行的編碼值及從行的編碼值後文分別簡稱為待測碼及對照碼。請一併參考圖2及圖4A。主行M C位於扇區集合S 1，從行S C位於扇區集合S 2。所述的跳行編碼機制，係指在編碼盤2上沿圓周方向依序排列的這些扇區集合之中，具有格雷碼特性的二扇區集合（即前述的主行M C及從行S C）在此圓周方向上具有一序差，此序差大於或等於2。在本揭露的實施例中，此序差例如為4，然而需說明的是，實際序差為0、1仍可實施。例如在圖4A左方繪示二相鄰排列的主行M C及從行S C。而實際設置於編碼盤2時，在主行M C仍設置於扇區集合S 1的前提下，從行S C係跳行設置於扇區集合S 6的位置。如圖4A右方的箭頭J 1所示，主行M C與從行S C之間的序差固定為4。依此類推，當編碼盤旋轉到檢光器讀取到的新主行M C為扇區集合S 2，則對應新主行M C的從行S C為扇區集合S 7，如圖4A右方的箭頭J 2所示。按照上述的跳行編碼機制，可減少主行M C及從行S C同時被具有一定面積的油汙G同時覆蓋掉主行M C及從行S C各自的編碼值的情況，從而降低了編碼器中的感測電路無法輸出正確的絕對位置的機率。
請一併參考圖4B及圖4C。圖4B係繪示相鄰的二扇區集合依據格雷碼特性設置編碼值的一小型編碼盤以作為圖4C的對照組。圖4C係繪示依據前述的跳行編碼機制將所有扇區集合的編碼值呈現在一小型編碼盤的範例。如圖4C所示，此編碼盤具有16個扇區集合，在此編碼盤外圈標示每一扇區集合的序號S 0~S 15。在本揭露一實施例的編碼盤中，每個主行M C及其對應的從行SC兩者的編碼值符合格雷碼特性。舉例來說，在圖4C中，假定此時扇區集合S 1為主行M C，對應的從行S C的位置係箭頭J 3所指到的扇區集合S 6。主行M C的編碼值1110與從行S C的編碼值1100兩者只相差1位元，符合格雷碼特性。
請參考圖5，其係繪示本揭露一實施例的編碼盤的錯位排列的範例。圖5左方繪示了兩個扇區集合，位於行C 1及行C 6。對於行C 1上的多個編碼單元而言，所述的錯位排列係將位於奇數列R 1、R 3、R 5及R 7的編碼單元平移至行C3的同列之中，而位於偶數列R 2、R 4、R 6及R 8的編碼單元則保持不動，所述的平移中間間隔一個行C 2。同理，對行C 6而言，只將位於奇數列R 1、R 3、R 5及R 7的編碼單元平移至行C 8的同列之中。在此須注意的是，本發明並不特別限制從同一行中的哪幾列進行平移，亦不限制平移的行數，也不限制平移起點及終點必須位於同一列。上述的錯位排列方式可將每一扇區集合中的編碼單元打散至複數行中，因此降低油汙覆蓋到同一行導致該行的編碼值無法被解讀或除錯的問題。另外，相較於將一扇區集合的所有編碼單元佈置於單行的設計，錯位排列的設計可應用到更大的感光元件的面積，並且有助於相鄰的感光元件走線。上述功效的具體細節將於後文述及。
請參考圖6A，其係繪示本揭露一實施例的檢光器3的示意圖。所述的檢光器3，適用於鄰近設置於前述的編碼盤2，藉此偵測透過編碼盤2的光束並將其轉換為電子訊號。如圖6A所示，檢光器3包括第一檢光部PD1及第二檢光部PD2。在結構上，可以理解為檢光器3具有一個參考位置Q，而第一檢光部PD1及第二檢光部PD2乃是個別以部分環繞此參考位置Q的外周的型態配置。較佳地，第一檢光部PD1及第二檢光部PD2乃是分布於以參考位置Q為中心的一扇形範圍內。以下依序說明此二檢光部PD1及PD2的相對位置關係以及組成方式。
請參考圖6A。第一檢光部PD1中包括二感光陣列，其係分別為感光陣列（PD11、PD12）及感光陣列（PD13、PD14），此二感光陣列沿參考位置Q的外周方向間隔排列，並具有一間距。所述的二感光陣列之間的間距係對應編碼盤2的扇區集合在其圓周方向上的序差。在圖6A所繪示的範例中，第一檢光部PD1分為一外軌區（PD11、PD13）及一內軌區（PD12、PD14），而第二檢光部PD2介於外軌區（PD11、PD13）及內軌區（PD12、PD14）之間。實務上，第二檢光部PD2與外軌區（PD11、PD13）及內軌區（PD12、PD14）在沿參考位置Q的徑向方向上的間距例如係265~275微米、295~305微米或325~335微米，然而實際上亦可為0微米，此一間距之設計主要是考量對位組裝的裕度而放寬。。然而圖6A所繪示的佈置範例並非用以限制本揭露中第一檢光部PD1及第二檢光部PD2之間的相對位置。另外，第一檢光部PD1亦可根據需要僅設置外軌區（PD11、PD13）而不設置內軌區（PD12、PD14），反之亦然。本發明對此亦不加以限制。
請一併參考圖6A及圖6B，圖6B係繪示本揭露一實施例的第一檢光部PD1及第二檢光部PD2細部的示意圖。第一檢光部PD1的二感光陣列（PD11、PD12）及（PD13、PD14）各自由複數個第一感光區塊PDU1組成。每一感光陣列中的第一感光區塊PDU1沿參考位置Q的徑向方向排列。所述的「沿參考位置Q的徑向方向」（後文簡稱為第一方向），即圖6B中繪示的徑向定位線PDR之方向。另外，前述的「沿參考位置Q的外周方向」，即圖6B中繪示的切向定位線PDT的方向（後文簡稱為第二方向，並且第二方向垂直於第一方向），實務上，為了配合編碼盤2，其採用圖4A的跳行編碼機制佈置的多個編碼單元，第一檢光部PD1基於一致的形式設置二感光陣列（PD11、PD12）及（PD13、PD14）分別用以感測主行M C及從行S C各自的編碼值。
請一併參考圖5右方的編碼單元的錯位排列形式以及圖6B的二感光陣列（PD11、PD12）及（PD13、PD14）。實務上，第一檢光部PD1的兩個感光陣列（PD11、PD12）及（PD13、PD14）更配合編碼盤的錯位排列而設置一致的錯位排列的形式。因此，在圖6B中，位於外軌區的PD11或PD13可感測12個編碼單位的編碼值，位於內軌區的PD12或PD14可感測10個編碼單位的編碼值。假設感光陣列（PD13，PD14）用以偵測主行M C的編碼值，感光陣列（PD11，PD12）用以偵測從行S C的編碼值，每一編碼單位的編碼值為1位元，則每一感光陣列的定位精度可達20位元。其中2位元屬於除錯用之奇偶檢查碼，不列入定位精度。
實務上，可將編碼盤的扇區集合分為第一編碼區及第二編碼區。第一檢光部PD1搭配第一編碼區，其為絕對式數位編碼區，負責起始之定位精度，第二檢光部PD2搭配第二編碼區而為類比式細分割區，負責接續解析絕對式數位編碼區之後，更高精度的定位。類比式細分割區之第二編碼區與第二檢光部之尺寸設計，主要是以絕對式數位編碼區之最小精度之週期為類比式細分割之週期，透過第二編碼區與第二檢光部PD2所產生的明暗訊號，而產生一固定週期之弦波訊號，再進一步透過系統細分割解析出後續更高精度定位訊號。
實務上，第一檢光部PD1中的複數個第一感光區塊PDU1可以採用下列兩種方式實現：
第一種實現方式係每個第一感光區塊PDU1採用一感光元件，例如光電二極體（Photodiode），但並不以此硬體為限。在第一方向上，外軌區及內軌區的每一光電二極體的長度係175~185微米（micrometer，μm），大小主要依據光源的覆蓋面積與編碼盤的直徑等因素而定)。在第二方向上，外軌區的每一光電二極體的寬度係143~155微米，內軌區的每一光電二極體的寬度係125~135微米。外軌區的光電二極體陣列（PD Array）具有12列，內軌區的光電二極體陣列（PD Array）具有10列。因此，對於第一檢光部PD1而言，共需使用44個光電二極體，如圖6B所示。
第二種實現方式係採用一大型感光元件作為檢光器，並在其中指定某些區域作為第一感光區塊PDU1。實務上，此大型感光元件可採用光電二極體。在第一方向上，此光電二極體在外軌區所需長度係2155~2165微米，在內軌區所需長度係1795~1805微米。
請參考圖6B。第三檢光部包括複數個感光區塊MPD1、MPD2及MPD3，這些感光區塊MPD1、MPD2及MPD3可用於偵測編碼盤2旋轉方向及旋轉圈數。在圖6B中，感光區塊MPD1~MPD3周圍的網點處代表編碼盤2的不透光區，空白處代表編碼盤2的透光區，因此如MPD2在圖6B係處於左半邊無法感光，右半邊可感光的狀態。
在一實施例中，藉由單一個 MPD1搭配在特定角度方可穿透光束的編碼盤2的透光區可偵測編碼盤轉動圈數。 例如：在MPD1全亮時，代表通過面向編碼盤2的十二點鐘方向，MPD1不亮時，代表尚未通過十二點鐘方向。
在另一實施例中，檢光器3上的第三檢光部可設置兩個感光區塊 MPD1及MPD2，透過MPD1 與 MPD2之亮度（收光能量）關係，可確認編碼盤2的旋轉方向，例如：在面向編碼盤2的十二點鐘方向時：MPD1 完全受光、MPD2部分受光；在面向編碼盤2的十二點鐘方向偏左時：MPD1 部分受光、MPD2完全受光；在面向編碼盤2的十二點鐘方向偏右時：MPD1 部分受光、MPD2完全不受光。
在又一實施例中，檢光器3上的第三檢光部可設置三個感光區塊 MPD1、MPD2及MPD3。以增進檢測的精確率與檢測速度。例如： 在面向編碼盤2的十二點鐘方向時：MPD1 完全受光、MPD2部分受光、MPD3部分受光；在面向編碼盤2的十二點鐘方向偏左時：MPD1 部分受光、MPD2完全受光、MPD3完全不受光；在面向編碼盤2的十二點鐘方向偏右時：MPD1 部分受光、MPD2完全不受光、MPD3完全受光。
藉由上述的第三檢光部中多個感光區塊MPD1~MPD3的設計，可在計算編碼盤2的旋轉圈數及判斷旋轉方向時提高計算準確率及判斷速度。
請一併參考圖6B及圖7。第二檢光部PD2包括複數個第二感光區塊PDU2，這些第二感光區塊PDU2沿第二方向間隔排列。每個第二感光區塊PDU2係上下底長度不同之多邊形，例如為梯形。請參考圖6C。實務上，光源模組1發出一近似平行光場，通過編碼盤2上矩形的明暗週期編碼條紋後入射至梯形的第二感光區塊PDU2。第二檢光部PD2係複數個第二感光區塊PDU2在電性連結上的併排佈置，藉此增加整體收光強度。
請參考圖7，圖7的黑色區塊係編碼條紋的不透光區BS，白色部分係透光區WS。透光區WS與下方第二感光區塊PDU2的重疊處如圖7之區塊GB所標示，其係第二感光區塊PDU2實際受光的部分，反過來說，區塊RB則係第二透光感光區塊PDU2因被不透光區BS遮擋而未能受光的部分。
實務上，感光區塊PDU與編碼盤上透光區WS，兩者之外型可為多邊形與矩形之搭配。例如感光區塊PDU可為多邊形且透光區WS為矩形，或感光區塊PDU為矩形且透光區WS為多邊形。本發明對感光區塊及透光區WS各自之形狀並不特別限制。
理想上，每一第二感光區塊PDU2的受光能量為一弦波樣式，當併排設置多個第二感光區塊PDU2形成第二檢光部PD2時，其受光能量仍為弦波樣式。一般而言，可將第二檢光部PD2的設置空間分為兩區域，使其在訊號時脈上具有90度相位差。其中一區域的訊號稱為正弦（sin）訊號，另一區的訊號則稱為餘弦（cos）訊號，透過把這兩種弦波訊號組成利薩茹（Lissajous）圓的方式，即可將第二檢光部PD2的訊號解析從單一弦波改變為對一個圓作角度解析。其中各弦波訊號，例如正弦訊號，可再區分為彼此具有180度相位差的sin+訊號和sin-訊號，並透過差動電路來增加訊號的訊雜比。
請參考圖7。在編碼盤2旋轉時，第二感光區塊PDU2將從兩條紋的間距d所形成的空隙接收到發光模組1投射的光束，並產生對應的電子訊號。實務上，第二感光區塊PDU2係呈一梯形，其上底UL係125~135微米，下底LL係35~45微米，高H係595~605微米。每二不透光區BS之間的間距d，亦即透光區WS的寬度，係40~50微米，然而此寬度可依據週期之設定值而決定，本發明並不限定於上述數值範圍。
請參考圖8A~圖8C，其係繪示第二檢光部PD2的三種由第二感光區塊PDU2構成的範例。在圖8A的實施態樣中，第二感光區塊PDU2之梯形之上底至參考位置Q之距離係與相鄰的另一梯形PDU2’的下底至參考位置Q的距離相等，其中所述的參考位置R例如對應於編碼盤2的中心位置C。由圖8A觀之，相鄰的兩個梯形係以正反相間的方式佈置於同一列上。並且以7個第二感光區塊PDU2為1組，共設置4組作為第二檢光部PD2。各組之間的間距可不全相等，主要依據Sin與Cos所需之相位差推導出之間距而決定，其中Sin與Cos相差90度，Sin+與Sin-之間相差180度，Cos+與Cos-之間亦相差180度，以圖8A與圖8B為例，由左至右可為Sin+、Cos+、Cos-、Sin-之設定，對應三個間距例如為1.25倍、1.5倍及1.75倍的單位週期距離，此距離係絕對式精度的最細角度單位，以該位置的半徑長度換算圓弧後所得到的弧長數值，實務上約為134.285~143.285微米，其係 細分割區之中間位置沿著第二方向的週期，也對應細分割區之編碼條紋BS+WS的總寬度。
在圖8B及圖8C的實施態樣中，每二相鄰的第二感光區塊PDU2、PDU2’的上底距離參考位置Q等距離。換言之，相鄰的兩個梯形之間係以距離較長的上底UL對齊且併排設置於同一列上（如圖8B）或設置於兩列上（如圖8C）。當設置於同一列時，可採用4個第二感光區塊組的方式作為第二檢光部PD2，且各組之間的間距可不全相等，類似於圖8A的實施態樣。當設置於兩列時，則可採用2*2的陣列式結構作為第二檢光部PD2。
關於檢光器3的實施方式，另外需要補充的是：實務上，亦可將所有的第一感光區塊PDU1及第二感光區塊PDU2設置在同一光電二極體上的不同指定區域。此光電二極體沿第一方向上的長度係5050~5150微米，沿第二方向上的寬度係4500~4600微米。
請參考圖9，其係繪示依據本揭露一實施例的一種編碼值輸出、偵錯與除錯的方法，適用於受一光源照射之光學絕對式旋轉編碼器。所述的光學絕對式旋轉編碼器具有編碼盤2、檢光器3及感測電路，其中本方法使用到檢光器3的第一檢光區PD1中排列為二感光陣列（PD11、PD12）及（PD13、PD14）的複數個第一感光區塊PD1。下文將依據圖9繪示的流程圖遍歷並詳述本方法的每一個步驟。
請參考步驟S0：取得待測碼及對照碼。具體來說，感測電路透過二感光陣列（PD11、PD12）及（PD13、PD14）分別取得編碼盤2的二編碼單位（如圖4A的M C和S C）受光源照射後產生的待測碼及對照碼。待測碼及對照碼各自包括相同數量且一一對應的複數個編碼值及一檢查碼。編碼盤2之該二編碼單位具有格雷碼特性，即二編碼單位各自之複數個編碼值只相差1個編碼值。待測碼係前文述及的主行M C的編碼值，用以代表編碼盤2上的一絕對位置。對照碼係前文述及的從行S C的編碼值，同樣可用以代表編碼盤2上的一絕對位置，且上述二絕對位置在編碼盤2上相差一固定的序差。然而實務上亦可將主行M C的編碼值作為對照碼，從行S C的編碼值作為待測碼，或者將待測碼定義為錯誤相對較少的主行M C或從行S C，本發明對此不予限制。所述的一一對應係指待測碼及對照碼位於編碼盤2上的同一軌的兩個編碼值互相對應。待測碼及對照碼在未受汙染的情況下應具有格雷碼特性，即兩者只相差一個位元的編碼值，其餘的多個編碼值皆相同。另外，所述的檢查碼例如係奇偶校驗位元，但並不以此為限制。
請參考步驟D1，感測電路判斷待測碼之中是否具有錯誤碼。詳言之，感測電路依據曼徹斯特碼特性對每一編碼值的2個位元值進行檢查。正常情況下，此2個位元只有兩種合理組合，一種組合是代表編碼值為0的（1，0），另一種組合是代表編碼值為1的（0，1）。若感測電路讀取到（0，0），代表在編碼盤2的編碼單位中位元值1的位置受到油汙沾染，使得此位置從可透光（位元值為1）變為不透光（位元值為0）。若感測電路讀取到（1，1），代表在編碼盤2的編碼單位中位元值0的位置受到腐蝕液體之腐蝕，使得此位置從不透光（位元值為0）變為透光（位元值為1）。
請參考步驟R0，若待測碼中不具有任何錯誤碼，則從步驟D1移至本步驟R0。感測電路可直接根據待測碼的編碼值輸出定位結果。實務上，感測電路亦可選擇性地在同時確認對照碼也不具有任何錯誤碼或經修正後不具有任何錯誤碼的條件下，才輸出定位結果，本發明對此不以為限。
若步驟D1中，感測電路發現待測碼中具有錯誤碼，則移至步驟D2，感測電路改為偵測對照碼中是否具有錯誤碼。若對照碼中不具有任何錯誤碼，則感測電路可直接輸出對照碼的定位結果。
承上所述，若待測碼或對照碼其中任一者不具有錯誤碼，感測電路便可直接輸出不具有錯誤碼的待測碼或對照碼的定位結果。所述的定位結果係關於編碼盤上的一絕對位置。由於待測碼及對照碼兩者各自所代表的絕對位置具有一固定序差的關係，因此，得知待測碼或對照碼其中一者相當於得知另外一者。換言之，待測碼與對照碼雖然編碼序列上只差一碼，彼此不完全相同，但在位置輸出時，只會同時對應同一個定位位址之結果，這部分可透過後端邏輯系統的預先設定來實現。實務上，感測電路中儲存一對照表，其中包含編碼盤上所有絕對位置、這些絕對位置對應的編碼值、以及當這些絕對位置中的每一個編碼值作為待測碼時，其對應的對照碼的編碼值。此處述及對照表的應用方式將於後續的步驟D5敘述之。
請回顧步驟D2，若待測碼及對照碼兩者皆具有至少一個編碼值的錯誤，則移至步驟F1，執行參照程序修正待測碼及對照碼。
詳言之，所述的參照程序包括：感測電路依據對照碼中對應於待測碼的錯誤碼的至少一編碼值取代待測碼的錯誤碼，或依據待測碼中對應於對照碼的錯誤碼的至少一編碼值取代對照碼的錯誤碼。簡言之，當以圖4A左方的形式檢視主行M C的待測碼及從行S C的對照碼時，參照程序係互相參照位於「同列」的編碼值並取代同列的錯誤碼，藉此修正待測碼或對照碼中一部分的錯誤碼。需補充的是，在另一實施例中，亦可參考位於「不同列」的編碼值進行錯誤碼之取代，只要編碼時不依正常順序在第一方向編碼即可，本發明對於是否參照「同列」的編碼值不予限制。原則上，可透過參照程序修正的部份係位於待測碼及對照碼兩者的相異列。若待測碼及對照碼中具有位於同列的重複碼，則參照程序並不對此狀況處理。而是留待後續步驟進行修正。
在步驟F1執行完參照程序之後，請參考步驟D3，判斷驗證程序是否通過。詳言之，感測電路首先檢查修正後之待測碼及修正後之對照碼是否具有重複碼。如果有，代表待測碼及對照碼中具有位於同列的相同編碼值，且其中之一編碼值錯誤，因而無法只依靠參照程序完全除錯。故感測電路輸出一驗證結果指示為未通過。另一方面，若修正後之待測碼及修正後之對照碼兩者皆已不含重複碼，則感測電路再依據上述兩者分別計算一複檢碼。所述的複檢碼採用的計算方式與待測碼及對照碼兩者的檢查碼採用的計算方式相同，例如採用奇偶校驗位元的計算方式。感測電路比對修正後之待測碼的複檢碼與原本待測碼的檢查碼是否相同，同時比對修正後之對照碼的複檢碼與原本對照碼的檢查碼是否相同。若上述兩個比對之結果皆不相同，則感測電路輸出一驗證結果指示為不通過。否則，若感測電路經比對發現修正後的待測碼及對照碼各自的複檢碼其中至少一者符合原本各自的檢查碼，則代表在步驟F1所進行的修正方式已將被汙染的錯誤碼還原為正確的編碼值。則感測電路再比對修正後的待測碼與修正後的對照碼是否符合格雷碼特性，若不符合，則感測電路輸出一驗證結果指示為不通過。反之若修正後的待測碼及對照碼兩者符合格雷碼特性，則感測電路輸出一驗證結果，指示此驗證程序已通過，並移至步驟R0，由感測電路繼續根據參照程序修正後之待測碼或對照碼輸出定位結果。
承步驟D3，若驗證程序產生的驗證結果指示為不通過，則請參考步驟D4，判斷待測碼是否等於對照碼。詳言之，在感測電路執行完參照程序後，可能出現兩種情況：第一種情況，修正後的待測碼與修正後的對照碼兩者之編碼值只具有一個編碼值不同，其餘編碼值皆相同；第二種情況，修正後的待測碼與修正後的對照碼兩者之編碼值完全相同。此處須注意的是，若經參照程序修正後的待測碼及對照碼中具有同列的重複碼，則在本步驟D4中，係將位於同列的兩個錯誤碼視為相同編碼值進行判斷。
承步驟D4，若修正後的待測碼與修正後的對照碼不相等，即前述的第一種情況，則感測電路執行第一修正程序。若修正後的待測碼與修正後的對照碼相等，即前述的第二種情況，則感測電路執行第二修正程序。以下分別敘述兩個修正程序的執行步驟。
第一修正程序包含步驟F2~D5。請參考步驟F2，依據檢查碼列舉待測碼中錯誤碼的所有組合。舉例來說，若原本的待測碼中具有三個編碼值為錯誤碼，在所述的編碼值為2進位的前提下，可列舉出8種（2 3）候選組合。將這些候選組合代入錯誤碼中產生複數個候選待測碼，依據檢查碼的計算方式計算這些候選待測碼的複檢碼，則可刪除複檢碼不等於檢查碼的部分候選組合。
請參考步驟F3，執行參照程序還原對照碼。詳言之，關於對照碼中的錯誤碼，可以參照位於同列的候選待測碼的編碼值進行取代。此步驟所述的候選待測碼係指在步驟F2完成後，所剩下的符合待測碼的檢查碼的多個候選待測碼中的每一個。因此，根據候選待測碼的數量，可還原出相同數量的候選對照碼。
請參考步驟D5，查表確認是否具有唯一解。詳言之，感測電路中根據前述的對照表中所有主行的編碼值以及對應的從行的編碼值，逐一比對在步驟F3或步驟F5所得到的多個候選對照碼或多個候選待測碼，並判斷比對結果是否只具有一組候選待測碼或候選對照碼符合對照表中記錄的主行編碼值及從行編碼值。若步驟D5的判斷結果為「是」，則代表採用第一修正程序後可還原被油汙汙染前的待測碼及對照碼，因此移至步驟R0輸出定位結果。反過來說，若比對結果具有兩組以上的候選待測碼及候選對照碼符合對照表中的記錄，則代表油汙汙染到的編碼值位於主行及從行的同列，並且具有兩個以上的同列位置被汙染。由於有兩組以上符合的編碼值與這兩組編碼值對應的絕對位置，因此移至步驟R1進行報錯，輸出報錯訊號，而不輸出定位結果。
請回到步驟D4，判斷待測碼是否等於對照碼。若修正後的待測碼與修正後的對照碼相等，則感測電路執行第二修正程序，其包含步驟F4~D5。請參考步驟F4，列舉錯誤碼的所有組合。詳言之，本步驟F4類似於步驟F2，其差別在於本步驟F4針對待測碼的錯誤碼及對照碼的錯誤碼各自列舉出所有可能的組合。
請參考步驟F5，排除部分組合。詳言之，依據步驟F4得到的多組候選待測碼及多組候選對照碼，感測電路透過待測碼及對照碼各自的檢查碼針對每一候選待測碼及每一候選對照碼的編碼值計算其複檢碼以排除不符合檢查碼的至少一候選待測碼及至少一候選對照碼。感測電路更將每一候選待測碼與每一候選對照碼進行配對，以排除不符合格雷碼特性的組合。在完成上述的排除程序後，移至步驟D5。因前文已述及步驟D5，此處不再贅述。
另需補充說明的是，在圖9上述的流程中，係假定檢查碼未被油汙汙染而必定為正確的編碼值。在另一實施例中，若待測碼之檢查碼本身發生錯誤時，可先透過比對對照碼的檢查碼進行修復。由於待測碼及對照碼彼此的檢查碼必為（0，1）或（1，0）之搭配。因此若待測碼及對照碼各自的檢查碼同時發生錯誤時，則跳過檢查碼除錯的步驟，直接移至步驟D5比對待測碼及對照碼在各種可能值的配對是否具有唯一解。若有則輸出此唯一解之定位結果，否則移至步驟R1，輸出報錯訊號。
整體而言，本揭露一實施例所敘述的編碼值輸出及偵錯的方法，其特點如下列：
在主行及從行都有錯誤碼時，若錯誤碼並非位於主行及從行唯一不同的編碼值（依據格雷碼特性，主行及從行兩者只有一編碼值不同，下文將此編碼值簡稱為差異碼），則可透過參照程序進行除錯。若主行的編碼值有N*2個位元，則此情況發生的機率為(N-1)/N。
若錯誤碼位於差異碼的位置，則可透過檢查碼進行除錯。此情況發生的機率為1/N。
若錯誤碼位於主行及從行的同一列，則可透過檢查碼進行除錯，換言之，檢查碼的設計，可救回一次同列錯誤。
若主行及從行同列的錯誤碼有兩個以上，基本上可透過前述的參照程序、第一修正程序或第二修正程序進行除錯。
以下試舉數個實際範例，用以更清楚地介紹一實施例所敘述的編碼值輸出、偵錯與除錯的方法。其中待測碼及對照碼具有10個編碼值，檢查碼採用奇偶校驗位元，標示為「？」者為因油汙而被感測電路偵測到錯誤的錯誤碼。
編碼位元 待測碼 對照碼 編碼位元 待測碼 對照碼
10 0 0 10 0 0
9 0 0 9 0 0
8 0 ？ 8 0 0
7 0 0 7 0 0
6 0 0 6 0 0
5 0 0 5 0 0
4 0 0 4 0 0
3 ？ 0 3 0 0
2 0 1 2 0 1
1 1 1 1 1 1
檢查碼 1 0 複檢碼 1 0
範例1，請參考上方左邊的表格，其係以表格方式呈現步驟S0執行後感測電路所取得的待測碼及對照碼。因待測碼第3位元具有錯誤碼，故移至步驟D2。因對照碼第8位元具有錯誤碼，因此移至步驟F1執行參照程序：將對照碼第3位元的編碼值「0」取代待測碼第3位元的錯誤碼「？」，並將待測碼第8位元的編碼值「0」取代對照碼第8位元的錯誤碼「？」。步驟F1執行後如上方右邊的表格所示。此時將移至步驟D3執行驗證程序。修正後之待測碼及對照碼皆不具錯誤碼。又，修正後之待測碼的10個位元中只具有1個編碼值1，故複檢碼為1。並且由於原本的待測碼僅具有1個錯誤，且修正後之待測碼與修正後之對照碼經確認亦符合格雷碼性質。因此移至步驟R0，依據修正後之待測碼輸出定位結果。
編碼位元 待測碼 對照碼 編碼位元 待測碼 對照碼
10 ？ 0 10 0 0
9 0 0 9 0 0
8 ？ 0 8 0 0
7 0 0 7 0 0
6 ？ 0 6 0 0
5 ？ 0 5 0 0
4 0 ？ 4 0 0
3 0 0 3 0 0
2 0 1 2 0 1
1 1 1 1 1 1
檢查碼 1 0 複檢碼 1 0
範例2，請參考上方左邊的表格。因待測碼及對照碼皆具有錯誤碼，故執行流程為S0àD1àD2àF1。在步驟F1執行參照程序後得到上方右邊的表格。因對照碼的錯誤碼的個數較少，因此在步驟D3中確認修正後之對照碼已無錯誤碼，修正後之對照碼之複檢碼與修正前之對照碼的檢查碼兩者相同，且修正後之對照碼與修正後的待測碼符合格雷碼特性。故執行流程為F1àD3àR0。
編碼位元 待測碼 對照碼 編碼位元 待測碼 對照碼
10 0 0 10 0 0
9 1 1 9 1 1
8 0 ？ 8 0 0
7 1 1 7 1 1
6 1 1 6 1 1
5 ？ ？ 5 ？ ？
4 1 1 4 1 1
3 0 0 3 0 0
2 ？ 1 2 1 1
1 1 ？ 1 1 1
檢查碼 1 0 複檢碼
範例3，請參考上方左邊的表格。執行流程為S0àD1àD2àF1。在步驟F1之後，編碼位元5的同列錯誤碼並無法被修正，因此步驟D3輸出的驗證結果指示為未通過。移至步驟D3。因為修正後之待測碼及對照碼除了錯誤碼以外的編碼值皆相等，因此執行流程為步驟D3àD4àF4。在步驟F4中，因待測碼原本具有2個錯誤碼，故感測電路可以列舉4種錯誤碼的候選組合（0，0）、（0，1）、（1，0）及（1，1）。同理，對照碼具有8種錯誤碼的候選組合。在列舉完待測碼及對照碼各自錯誤碼的所有組合之後，移至步驟F5。在步驟F5中，由於待測碼的檢查碼為1，而且待測碼可辨識的編碼值中具有奇數個1；因此，可排除待測碼的錯誤碼可能組合中具有奇數個1的組合。實務上，感測電路將待測碼的4種錯誤碼可能組合代入待測碼後形成4個候選待測碼，然後計算這4個候選待測碼的複檢碼，並根據計算結果排除造成複檢碼不等於檢查碼的兩個候選組合（0，1）和（1，0）。同理，可排除對照碼的4個錯誤碼的可能組合（0，0，0）、（0，1，1）、（1，0，1）及（1，1，0）。然後移至步驟D5。在步驟D5中，依據剩下的待測碼的候選組合（0、0）和（1、1）代入待測碼形成兩個候選待測碼。並將剩下的對照碼的候選組合（0，0，1）、（0，1，0）、（1，0，0）及（1，1，1）代入對照碼形成4個候選對照碼。感測電路依據上述2個候選待測碼到一對照表中進行查找，發現在待測碼的候選組合為（0，0）時，可在對照表中找到依據對照碼的候選組合（0，0，1）代入後形成的的候選對照碼。另外，在待測碼的候選組合為（1，1）時，在對照表中無法找到任何一個符合對照碼的候選組合代入後形成的候選對照碼以讓待測碼與對照碼之組合符合格雷碼之原則。換言之，待測碼的候選組合為（0，0）時只有一個候選組合存在於對照表中。因此可移至步驟R0輸出除錯後的定位結果。
綜合以上所述，本發明所揭露的光學絕對式旋轉編碼器，結合曼徹斯特碼的偵錯機制，並且基於格雷碼特性（每兩組編碼值之間只有一個編碼值不同）設計除錯邏輯以達成在油污汙染編碼盤上的部分編碼值時仍能讀出正確的絕對位置，因此達到抗污的效果。此外，本揭露的編碼盤採用了跳行編碼，錯位排列等特殊編碼機制，並且配合感光元件的形狀設計與佈置位置，進一步提高可承受油汙的面積與數量，也提高了感光元件的收光面積，以及提高訊雜比並且降低絕對位置誤報的風險，從而達成具備強健性且高抗污的光學絕對式旋轉編碼器。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1‧‧‧光源模組
12‧‧‧光源
14‧‧‧透鏡
2‧‧‧編碼盤
3‧‧‧檢光器
C‧‧‧中心位置
R ‧‧‧徑向
（A 1，A 1’）~（A 10，A 10’）‧‧‧編碼單位
（C A，C A’）‧‧‧檢錯單位
（T 1，T 1’）~（T 10，T 10’）‧‧‧列序
S 1~S n‧‧‧扇區集合
G‧‧‧油汙
M C‧‧‧主行
S C‧‧‧從行
J 1~J 3‧‧‧跳行示意線
V 0~V 15‧‧‧扇區集合序號
C 1~C 10‧‧‧行序
R 1~R 10‧‧‧列序
Q‧‧‧參考位置
PD1‧‧‧第一檢光區
PD2‧‧‧第二檢光區
PD11、PD12‧‧‧第一發光陣列
PD13、PD14‧‧‧第二發光陣列
PDU1‧‧‧第一感光區塊
PDU2、PDU2’‧‧‧第二感光區塊
MPD1、MPD2、MPD3‧‧‧第三檢光區之感光區塊
PDR‧‧‧徑向對位線
PDT‧‧‧切向對位線
UL‧‧‧上底
LL‧‧‧下底
H‧‧‧高
D‧‧‧間距
RB、GB‧‧‧區塊
BS‧‧‧不透光區
WS‧‧‧透光區
d‧‧‧間距
S0‧‧‧初始步驟
D1~D5‧‧‧判斷步驟
F1~F5‧‧‧修正步驟
R0~R1‧‧‧輸出步驟
圖1係繪示本揭露一實施例的光學絕對式選轉邊碼器的側視圖。 圖2係繪示本揭露一實施例的編碼盤及一扇區集合的示意圖。 圖3係繪示本揭露一實施例的編碼單位及其編碼值與檢錯單位及其編碼值的示意圖。 圖4A係繪示本揭露一實施例的主行及從行在跳行編碼前後的佈置示意圖。 圖4B係繪示未跳行編碼的編碼盤。 圖4C係繪示本揭露一實施例的採用跳行機制的小型編碼盤的範例。 圖5係繪示本揭露一實施例的主行及從行在錯位排列前後的佈置示意圖。 圖6A係繪示本揭露一實施例的第一檢光區及第二檢光區的相對位置示意圖。 圖6B係繪示本揭露一實施例的第一感光區塊及第二感光區塊的示意圖。 圖7係繪示本揭露一實施例的數個第二感光區塊被編碼盤遮擋的示意圖。 圖8A係繪示本揭露一實施例的第二感光區塊的一種佈置方式的示意圖。 圖8B係繪示本揭露一實施例的第二感光區塊的另一種佈置方式的示意圖。 圖8C係繪示本揭露一實施例的第二感光區塊的右一種佈置方式的示意圖。 圖9係繪示本揭露一實施例的編碼值輸出偵錯與除錯的方法的流程圖。

Claims (37)

  1. 一種編碼盤，適用於光學絕對式旋轉編碼器，其中該編碼盤係沿環繞一中心位置的一圓周方向劃分為沿複數個徑向方向延伸的複數行，所述的編碼盤包括：複數個扇區集合，環繞於該中心位置並依序沿該圓周方向排列，該些扇區集合中的二扇區集合之編碼值符合格雷碼特性，該些扇區集合中的每一扇區集合包括複數個編碼單位，且該些編碼單位中的每一編碼單位具有一編碼值，該編碼值具有複數個位元採用曼徹斯特編碼，該些位元沿該編碼盤之徑向設置。
  2. 如請求項1所述的編碼盤，其中該些扇區集合中的二扇區集合在該圓周方向上更具有一序差。
  3. 如請求項1所述的編碼盤，其中該些扇區集合中的每一扇區集合更包括一檢錯單位，該檢錯單位之編碼值關聯於該些編碼單位之複數個編碼值。
  4. 如請求項1所述的編碼盤，其中該些扇區集合中的每一扇區集合的該檢錯單位採用曼徹斯特編碼，而且該檢錯單位之編碼值係該檢錯單位所在之扇區集合之該些編碼值之奇偶校驗位元。
  5. 如請求項1所述的編碼盤，其中在該些扇區集合中的每一扇區集合的複數個編碼單位錯位地設置於該些行中的複數個行。
  6. 如請求項2所述的編碼盤，其中該序差大於或等於2。
  7. 一種檢光器，適用於一編碼盤，該編碼盤包括複數個扇區集合且該些扇區集合中的二扇區集合之編碼值符合格雷碼特性，所述的檢光器包括：一第一檢光部，包括複數個第一感光區塊排列為二感光陣列，該些第一感光區塊沿一第一方向排列；以及一第二檢光部，包括複數個第二感光區塊，該些第二感光區塊中的每個第二感光區塊係一多邊形；其中該第一方向係一參考位置的徑向。
  8. 如請求項7所述的檢光器，其中該第一檢光部的該二感光陣列在一第二方向上具有一間距，該第二方向係環繞該參考位置的一外周方向且該第二方向垂直於該第一方向。
  9. 如請求項7所述的檢光器，其中該二感光陣列沿一第二方向間隔排列，該第二方向係環繞該參考位置的一外周方向且該第二方向垂直於該第一方向。
  10. 如請求項7所述的檢光器，其中該第二檢光部的該些第二感光區塊沿一第二方向間隔排列，該第二方向係環繞該參考位置的一外周方向且該第二方向垂直於該第一方向。
  11. 如請求項7所述的檢光器，其中該些第一感光區塊及該些第二感光區塊皆屬於一光電二極體的一部分。
  12. 如請求項7所述的檢光器，其中該些第一感光區塊及該些第二感光區塊中的每一感光區塊係一光電二極體。
  13. 如請求項7所述的檢光器，其中該多邊形係梯形，且該些第二感光區塊中每二相鄰的該些梯形的下底距離該參考位置等距離。
  14. 如請求項7所述的檢光器，其中該些第二感光區塊中該梯形之下底與相鄰的另一該梯形的上底距離該參考位置等距離。
  15. 如請求項7所述的檢光器，更包括一第三檢光部，包括複數個第三感光區塊沿一第二方向間隔排列，該第二方向係環繞該參考位置的一外周方向且該第二方向垂直於該第一方向。
  16. 一種編碼值輸出、偵錯與除錯的方法，適用於受一光源照射之一光學絕對式旋轉編碼器，其中該光學絕對式旋轉編碼器具有一編碼盤、一感測電路及二感光陣列，該方法包括：以該二感光陣列分別取得該光源照射該編碼盤之二編碼單位所得到之一待測碼及一對照碼，該待測碼及該對照碼各自包括複數個編碼值，且該二編碼單位符合格雷碼特性；以及以該感測電路選擇性地根據該待測碼及該對照碼相互之格雷碼特性輸出一定位結果、一報錯訊號或一除錯後之定位結果。
  17. 如請求項16所述的編碼值輸出、偵錯與除錯的方法，其中在輸出該定位結果或該報錯訊號之前，更包括：以該感測電路偵測該待測碼及該對照碼各自的錯誤碼；其中當該待測碼或該對照碼不具有錯誤碼時，以該感測電路依據不具有錯誤碼之該待測碼或該對照碼輸出該定位結果；或當該待測碼或該對照碼皆具有錯誤碼時，以該感測電路執行一參照程序修正該待測碼及該對照碼。
  18. 如請求項17所述的編碼值輸出、偵錯與除錯的方法，其中該待測碼及該對照碼各自更包括一檢查碼；且在該感測電路執行該參照程序之後且在輸出該定位結果或該報錯訊號之前，更包括：以該感測電路依據修正後之該待測碼、修正後之該對照碼、該待測碼之該檢查碼及該對照碼之該檢查碼執行一驗證程序以產生一驗證結果；其中當該驗證結果指示為通過時，以該感測電路輸出該定位結果；或當該驗證結果指示為未通過時，以該感測電路檢測修正後之該待測碼與修正後之該對照碼是否相等；其中當修正後之該待測碼與修正後之該對照碼不相等時，以該感測電路執行一第一修正程序；或當修正後之該待測碼與修正後之該對照碼相等時，以該感測電路執行一第二修正程序。
  19. 如請求項16所述的編碼值輸出、偵錯與除錯的方法，其中以該感測電路偵測該待測碼及該對照碼各自的錯誤碼係包括：以該感測電路基於曼徹斯特碼特性檢測該待測碼及該對照碼各自的該些編碼值中的每一編碼值，其中該些編碼值中的每一編碼值包括2個位元值。
  20. 如請求項16所述的編碼值輸出、偵錯與除錯的方法，其中該定位結果關聯於該編碼盤上之一絕對位置。
  21. 如請求項17所述的編碼值輸出、偵錯與除錯的方法，其中該參照程序包括：以該感測電路依據該對照碼中對應於該待測碼的錯誤碼的至少一編碼值取代該待測碼的錯誤碼，或以該感測電路依據該待測碼中對應於該對照碼的錯誤碼的至少一編碼值取代該待測碼的錯誤碼。
  22. 如請求項18所述的編碼值輸出、偵錯與除錯的方法，其中該待測碼之該檢查碼係該待測碼之該些編碼值之奇偶校驗位元，且該對照碼之該檢查碼係該對照碼之該些編碼值之奇偶校驗位元。
  23. 如請求項18所述的編碼值輸出、偵錯與除錯的方法，其中該驗證程序包括：以該感測電路檢查修正後之該待測碼及修正後之該對照碼是否具有重複碼；其中當修正後之該待測碼及修正後之該對照碼皆具有重複碼時，以該感測電路輸出該驗證結果指示為未通過；或者當修正後之該待測碼及修正後之該對照碼不具有重複碼時，以該感測電路依據修正後之該待測碼之該些編碼值或修正後之該對照碼之該些編碼值計算一複檢碼；以該感測電路比對該二複檢碼與對應之該二檢查碼是否皆相等；其中當修正後之該待測碼之該複檢碼與該待測碼之該檢查碼不相等時，或當修正後之該對照碼之該複檢碼與該對照碼之該檢查碼不相等時，以該感測電路輸出該驗證結果指示為未通過；當該二複檢碼與對應之該二檢查碼皆相等時，以該感測電路判斷修正後之該待測碼及修正後之該對照碼是否符合格雷碼特性；其中當修正後之該待測碼及修正後之該對照碼不符合格雷碼特性時，以該感測電路輸出該驗證結果指示為未通過；或當修正後之該待測碼及修正後之該對照碼符合格雷碼特性時，以該感測電路輸出該驗證結果指示為通過。
  24. 如請求項18所述的編碼值輸出、偵錯與除錯的方法，其中該第一修正程序包括：以該感測電路依據該待測碼之該檢查碼列舉該待測碼中的錯誤碼的一候選編碼值組合，並產生複數個候選待測碼；以該感測電路依據該候選編碼值組合執行該參照程序以產生對應於該些候選待測碼的複數個候選對照碼；以該感測電路依據該些候選待測碼、該些候選對照碼及一對照表執行一查表程序，以確認該些候選待測碼及該些候選對照碼形成的複數個候選組合中是否只有一個候選組合存在於該對照表中；以及以該感測電路選擇性地依據該候選組合輸出該定位結果或一報錯訊號。
  25. 如請求項18所述的編碼值輸出、偵錯與除錯的方法，其中該第二修正程序包括：以該感測電路列舉該待測碼及該對照碼各自的錯誤碼的一候選編碼值組合，並產生複數個候選待測碼及複數個候選對照碼；以該感測電路排除至少一候選待測碼及至少一候選對照碼，其中該至少一候選待測碼不符合該待測碼之該檢查碼，該至少一候選對照碼不符合該對照碼之該檢查碼；以該感測電路排除該些候選待測碼及該些候選對照碼中不符合格雷碼特性的一候選組合，其中該候選組合包含該些候選待測碼中的一候選待測碼及該些候選對照碼中的一候選對照碼；以及以該感測電路依據排除後之該些候選待測碼、排除後之該些候選對照碼及一對照表執行一查表程序，以確認該些候選待測碼及該些候選對照碼形成的該些候選組合是否只有一個候選組合存在於該對照表中；以該感測電路選擇性地依據該候選組合輸出該定位結果或一報錯訊號。
  26. 一種光學絕對式旋轉編碼器，包括：一光源模組，用於產生一光束；一編碼盤，用於被該光束照射並讓該光束的一部分穿透該編碼盤；該編碼盤係沿環繞一中心位置的一圓周方向劃分為沿複數個徑向方向延伸的複數行，該編碼盤包括：複數個扇區集合，環繞於該中心位置並依序沿該圓周方向排列，該些扇區集合中的二扇區集合之編碼值符合格雷碼特性，該些扇區集合中的每一扇區集合包括複數個編碼單位，且該些編碼單位中的每一編碼單位具有一編碼值，該編碼值具有複數個位元採用曼徹斯特編碼，該些位元沿該編碼盤之徑向設置；一檢光器，用於接收穿透該編碼盤的該光束的該部分，且該編碼盤位於該檢光器及該光源模組之間，該檢光器包括：一第一檢光部，包括複數個第一感光區塊排列為二感光陣列，該些第一感光區塊沿一第一方向排列，該第一方向係一參考位置的徑向；以及一第二檢光部，包括複數個第二感光區塊，該些第二感光區塊中的每個第二感光區塊係一多邊形；以及一感測電路，用以根據一待測碼、一對照碼之間之格雷碼特性進行相互除錯以選擇性地輸出一定位結果或一報錯訊號，其中該待測碼及該對照碼係該二感光陣列從穿透該編碼盤的該光束的該部分所獲取的該二扇區集合中該二編碼單位各自之編碼值。
  27. 如請求項26所述的光學絕對式旋轉編碼器，其中該光源模組更包括：一光源及一透鏡，其中該光源係發光二極體、微發光二極體或雷射，該透鏡用以將該光源發出的光轉換為一近似平行光場。
  28. 如請求項26所述的光學絕對式旋轉編碼器，其中該些扇區集合中的二扇區集合在該圓周方向上更具有一序差。
  29. 如請求項26所述的光學絕對式旋轉編碼器，其中該些扇區集合中的每一扇區集合更包括一檢錯單位，該檢錯單位之編碼值關聯於該些編碼單位之複數個編碼值。
  30. 如請求項26所述的光學絕對式旋轉編碼器，其中該些扇區集合的每一扇區集合的該檢錯單位採用曼徹斯特編碼，而且該檢錯單位之編碼值係該檢錯單位所在之扇區集合之該些編碼值之奇偶校驗位元。
  31. 如請求項26所述的光學絕對式旋轉編碼器，其中在該些扇區集合中的每一扇區集合的複數個編碼單位錯位地設置於該些行中的複數個行。
  32. 如請求項28所述的光學絕對式旋轉編碼器，其中該序差大於或等於2。
  33. 如請求項26所述的光學絕對式旋轉編碼器，其中該些第一感光區塊及該些第二感光區塊皆屬於一光電二極體的一部分。
  34. 如請求項26所述的光學絕對式旋轉編碼器，其中該些第一感光區塊及該些第二感光區塊中的每一感光區塊係一光電二極體。
  35. 如請求項26所述的光學絕對式旋轉編碼器，其中該多邊形係梯形，且該些第二感光區塊中每二相鄰的該些梯形的下底距離該參考位置等距離。
  36. 如請求項26所述的光學絕對式旋轉編碼器，其中該些第二感光區塊中該梯形之下底與相鄰的另一該梯形的上底距離該參考位置等距離。
  37. 如請求項26所述的光學絕對式旋轉編碼器，該檢光器更包括一第三檢光部，包括複數個第三感光區塊沿一第二方向間隔排列，該第二方向係環繞該參考位置的一外周方向且該第二方向垂直於該第一方向。
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