TWM542763U - 編碼器 - Google Patents

Description

編碼器

本揭示內容係關於一種編碼器，且特別是關於一種可調式編碼器。

在現有的編碼器架構中，一種編碼器位置解析度規格對應到一種特定的編碼器硬體結構。舉例來說，解析度不同的光學式編碥器通常是配合不同的光柵實現。因此，編碼器組裝生產完成之後，也僅能符合特定的解析度規格應用，無法在不重工的前提之下更改其解析度規格。

如此一來，終端使用者的應用範圍便會受限，無法透過單一機種的編碼器同時使用於各種應用中。因此，如何改善現有的編碼器，實為本領域重要的研究課題。

本揭示內容的一態樣為一種編碼器。編碼器包含一刻度元件、一訊號感測器、一訊號處理器以及一開關。訊號感測器用以根據訊號感測器與刻度元件之間的相對運動，感測刻度元件之週期性的物理特性變化，以輸出一電訊號。訊號處理器電性連接於訊號感測器用以根據電訊號計算並輸出一位置訊號。開關電性連接於訊號處理器，用以於複數個開關位置之間切換。訊號處理器讀取開關位置，以根據開關位置輸出相應的位置訊號。

本揭示內容的另一態樣為一種編碼器。編碼器包含一刻度元件、一訊號感測電路包含訊號感測器以及第一訊號處理器、第二訊號處理器以及一開關。訊號感測器用以根據訊號感測器與刻度元件之間的相對運動，感測該刻度元件之週期性的物理特性變化，以輸出一電訊號。第一訊號處理器電性連接於訊號感測器。開關用以於複數個位置之間切換。第二訊號處理器電性連接於開關與第一訊號處理器，用以讀取開關位置以輸出一通訊訊號至第一訊號處理器，使得第一訊號處理器根據電訊號與通訊訊號計算並輸出相應於開關位置的一位置訊號。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，以更好地理解本案的態樣，但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭露所涵蓋的範圍。此外，根據業界的標準及慣常做法，圖式僅以輔助說明為目的，並未依照原尺寸作圖，實際上各種特徵的尺寸可任意地增加或減少以便於說明。下述說明中相同元件將以相同之符號標示來進行說明以便於理解。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞（terms），除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

此外，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指『包含但不限於』。此外，本文中所使用之『及／或』，包含相關列舉項目中一或多個項目的任意一個以及其所有組合。

於本文中，當一元件被稱為『連接』或『耦接』時，可指『電性連接』或『電性耦接』。『連接』或『耦接』亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用『第一』、『第二』、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位，亦非用以限定本揭示內容。

請參考第1圖。第1圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的編碼器100的示意圖。舉例來說，編碼器100可為旋轉編碼器（Rotary Encoder）或線性編碼器，用以將旋轉位置或旋轉量或是直線上的位置或位移距離轉換成類比或數位訊號輸出，應用在馬達、工具機當中提供精確位置資訊以便進行控制。

如第1圖所示，在部分實施例中，編碼器100包含刻度元件110、訊號感測器120、訊號處理器130以及開關140。在結構上，訊號感測器120與感測刻度元件110產生相對運動的物理變化量。訊號處理器130電性連接於訊號感測器120。開關140電性連接於訊號處理器130。

舉例來說，在部分實施例中，刻度元件110可包含磁氣式刻度元件、光學式刻度元件或影像式刻度元件。訊號感測器120可包含相應於刻度元件110類型的磁阻感測器、光偵測器（Photo Detector，PD）或影像感測器（Image Sensor），例如常見的感光耦合元件（Charge Coupled Device，CCD）。舉例來說，磁阻感測器的選擇可為霍爾效應（Hall effect）感測器、磁電阻效應（Magneto Resistance，MR）感測器、巨磁電阻效應（Giant Magneto Resistance，GMR）感測器、隧道磁電阻效應（Tunneling Magneto Resistance，TMR）感測器等。

刻度元件110可產生相對於訊號感測器120的相對運動，相對運動例如為旋轉或直線型運動。如此一來，訊號感測器120便可感測刻度元件110基於相對運動之週期性的物理特性變化，並將此物理特性變化轉換為電訊號VS1輸出至訊號處理器130。

舉例來說，在部分實施例中，刻度元件110包含旋轉型碼盤。訊號感測器120與刻度元件110之間的相對運動為旋轉運動。隨著旋轉型碼盤的旋轉，刻度元件110輸出的光訊號、磁訊號或者影像訊號便具有週期性變化。藉此，訊號感測器120便可將感測到的週期性變化轉換為相應的電訊號VS1。

此外，在其他部分實施例中，刻度元件110包含直線型線性尺。訊號感測器120與刻度元件110之間的相對運動為直線運動。隨著直線型線性尺的平移移動，刻度元件110輸出的磁訊號、光訊號或者影像訊號等等便具有週期性變化。藉此，訊號感測器120便可將感測到的週期性變化轉換為相應的電訊號VS1。刻度元件110的各種具體實施例將於後續段落中搭配相應圖式進行詳細說明。

訊號處理器130可接收訊號感測器120輸出的電訊號VS1，並根據電訊號VS1計算並輸出位置訊號OS。藉此，編碼器100便可輸出位置訊號OS，以供後續電路判斷馬達旋轉的位置資訊，或是進一步判斷馬達旋轉的位置及轉速等等。

開關140用以於複數個開關位置之間切換。在部分實施例中，開關140可包含轉動式開關。舉例來說，開關140可為16段的旋轉式開關。藉由開關旋鈕轉動到不同的開關位置，開關140可透過電性導通（ON）與電性關斷（OFF）兩種不同電性狀態作為編碼，以四碼的二進位編碼0000、0001、0010、…、1111表示16段相應的開關位置。在其他部分實施例中，開關140亦可包含刻度式開關或滑動式開關，其具體操作與轉動式開關相似，故不在於此贅述。

藉此，訊號處理器130便可透過上述這16種組合的電性狀態解碼讀取開關140的開關位置，以根據開關位置輸出相應的位置訊號OS。

此外，當開關140的開關位置處於預先設定之零點設定位置時，訊號處理器130可用以設定零點位置。具體來說，設定零點的步驟如下。

首先，將編碼器100安裝於機台設備上，將機台設備調整到對應的機構零點位置並且固定。接著，將編碼器100中的開關140調整到零點設定位置（如：開關位置0）。接著，重新開啟編碼器100的電源。此時訊號處理器130讀取到開關140的開關位置為零點設定位置後，便可讀取訊號處理器130的角度位置資訊，並將角度位置值寫入訊號處理器130中的零點位置記憶體當中。藉此，編碼器100便可將機構零點位置紀錄至編碼器100的零點。

請一併參考第2A圖與第2B圖。第2A圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的電訊號VS1的波型圖。第2B圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的位置訊號OS的波型圖。第2A圖與第2B圖中所繪示的波型圖中，橫軸為機械角，縱軸為電壓。為方便及清楚說明起見，第2A圖與第2B圖中所繪示的波型是配合第1圖所示實施例進行說明，但不以此為限。

如第2A圖所示，在部分實施例中，訊號感測器120可根據所感應到的光學、磁性等物理變化輸出相互正交的正弦波（如第2A圖中所繪實線）與餘弦波（如第2A圖中所繪虛線）作為電訊號VS1。

如第2B圖所示，在部分實施例中，訊號處理器130可對所接收的電訊號VS1進行計算處理以得到角度的位置資訊，並進行細部的分割處理，輸出編碼器100的AB相訊號。舉例來說，AB相訊號中的A相輸出（如第2A圖中所繪虛線）與B相輸出（如第2B圖中所繪實線）彼此為正交輸出，相位差為90度。

具體來說，訊號處理器130可讀取開關140的開關位置編碼，以根據相應的開關位置調整其輸出的位置訊號OS中AB相訊號的解析度。在部分實施例中，解析度可以編碼器100的單圈脈衝數（Pulses Per Revolution，PPR）展現，即其旋轉一圈（即：360度）時會輸出的方波數。例如當旋轉一圈時A相和B相都輸出600個方波時，則AB相訊號的解析度即為600。

換言之，訊號處理器130可根據開關140的開關位置對應的解析度設定，調整在一週期內輸出的方波數。舉例來說，編碼器100可定義開關位置0為零點位置設定，開關位置1為解析度1024PPR設定，位置2為解析度512PPR設定…等等，以此類推。藉此，編碼器100便可透過開關140於複數個位置間的切換，便利地設定零點位置及調整15種不同解析度的設定。具體來說，設定解析度的步驟如下。

首先，將開關140的開關位置調整到欲設定的解析度對應的代碼位置。接著，重新開啟編碼器100的電源。此時訊號處理器130讀取到開關140的開關位置後，便可根據預先定義的開關位置所對應到的解析度，輸出相應解析度的位置訊號OS。

如此一來，便可完成編碼器100的解析度設定，使得編碼器100可在不同應用當中，透過外部的開關140調整輸出解析度，以涵蓋各種應用範圍且可快速切換，無需進行大幅度硬體修改。此外，由於同一顆編碼器100應用範圍擴大，則生產的機種數目與使用的材料及元件種類便可以大幅減少，降低生產製造、銷售與庫存管理的成本及複雜度。此外，零點位置可以於編碼器100安裝完成後再進行設定，且可隨時再次設定零點位置，使得編碼器100的安裝與使用上更為簡便、彈性。

此外，在部分實施例中，除了彼此正交輸出的A/B相訊號之外，訊號處理器130亦可根據開關140的開關位置選擇性地輸出Z相零點位置訊號，或U/V/W三相訊號作為位置訊號OS。

如此一來，編碼器100除了設定A/B相訊號的解析度之外，亦可設定Z相零點位置訊號的輸出型式、Z相零點位置訊號的寬度，或者實現U/V/W三相訊號的解析度設定以符合無刷直流（Brushless DC，BLDC）馬達等應用的磁極對數。舉例來說，根據不同的開關位置，編碼器100可設定三種不同的A/B相訊號的解析度（例如：1024PPR、512PPR、256PPR），以及五種不同的U/V/W三相訊號的週期數（例如：2PPR、3PPR、4PPR、5PPR、6PPR）。藉此，同一顆編碼器只需透過簡易的開關調整就可以提供15種的A/B相訊號及U/V/W三相訊號的解析度和週期數組合作為選擇（如：3種解析度乘上5種週期數），以配合具有相應磁極對數的無刷直流馬達。

綜上所述，在各個不同實施例中，訊號處理器130可根據開關位置調整A/B相訊號的解析度、Z相零點位置訊號的輸出型式、Z相零點位置訊號的寬度、Z相零點位置訊號與A/B相訊號的相位關係，或U/V/W三相訊號的週期數等等。

請參考第3圖和第4圖。第3圖、第4圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的編碼器100a、100b的示意圖。於第3圖、第4圖中，與第1圖之實施例有關的相似元件係以相同的參考標號表示以便於理解，且相似元件之具體原理已於先前段落中詳細說明，若非與第3圖、第4圖之元件間具有協同運作關係而必要介紹者，於此不再贅述。

在部分實施例中，編碼器100a的刻度元件110a為磁氣式刻度元件。如第3圖所示，刻度元件110a可包含單一磁極對的圓形扁平磁石來做為編碼器100a的碼盤。當旋轉軸旋轉一圈360度的機械角度時，碼盤與訊號感測器(如：磁感測器120a)間相對運動產生的磁性訊號源將產生一個週期的訊號變化，但本揭示內容並不以此為限。在其他實施例中，刻度元件110a亦可採用磁氣式多對磁極充磁的磁環碼盤（例如旋轉一圈有4、8、16等週期數）來獲得訊號源。相應地，在第3圖所示實施例中，磁感測器120a作為訊號感測器以輸出電訊號VS1。

在部分實施例中，編碼器100b的刻度元件110b為光學式刻度元件。如第4圖所示，刻度元件110b可為光學式，例如可包含光學應用的旋轉式碼盤。編碼器100b更包含光源112b，光源112b穿透刻度元件110b透光與不透光區域相間的刻度或圖案，光偵測器120b可週期性地收到自刻度元件110b的透光區透出的光源112b作為感測訊號。相應地，在第4圖所示實施例中，光偵測器120b作為訊號感測器以輸出電訊號VS1。在部分實施例中，旋轉式碼盤亦可為反光與不反光區域相間的刻度或圖案，光源則配置於旋轉式碼盤與光偵測器之間，其餘作動原理與前述光穿透式配置類似，一併說明。

舉例來說，光源112b可為LED光源，當LED光源透射過固定於旋轉軸上的多週期（例如：256、512或1024周期數）的刻度元件110b時，便會產生週期性的光能量變化。光偵測器120b接收光能量的變化後，便將其轉換成電訊號VS1。舉例來說，光偵測器120b可透過串聯電阻，將光偵測器120b中相應於光能量產生的光電流轉成電壓訊號輸出。

在各個實施例中，刻度元件亦可採用各種光學式的多週期透射式或反射式碼盤、齒輪、齒條、格柵、網目或多週期金屬結構等來獲得訊號源。

請參考第5圖～第7圖。第5圖～第7圖為根據本揭示內容其他部分實施例所繪示的編碼器500a、500b、500c的示意圖。於第5圖～第7圖中，與第1圖、第3圖、第4圖之實施例有關的相似元件係以相同的參考標號表示以便於理解，且相似元件之具體原理已於先前段落中詳細說明，若非與第5圖～第7圖之元件間具有協同運作關係而必要介紹者，於此不再贅述。

如第5圖所示，在部分實施例中，編碼器500a可將作為訊號感測器的磁感測器522a和訊號處理器524a整合為訊號感測電路520a，並搭配磁氣式刻度元件510a的操作，使得磁感測器522a根據磁感測器522a與刻度元件510a之間的相對旋轉運動感測刻度元件510a之週期性的磁性變化以輸出電訊號VS1至訊號處理器524a。

和第3圖所示實施例相比，在本實施例中編碼器500a更包含訊號處理器530。在結構上，訊號處理器530電性連接於開關540與訊號處理器524a，用以讀取開關540的開關位置以輸出通訊訊號VS2至訊號處理器524a。藉此，訊號處理器524a便可根據電訊號VS1與通訊訊號VS2計算並輸出相應於開關540的開關位置的位置訊號OS。

具體來說，訊號處理器530可讀取開關540的開關位置，並將相對應的A/B相訊號解析度或零點位置設定值寫入訊號處理器524a，使訊號處理器524a輸出相對應的位置訊號OS。具體來說，第5圖所示實施例中設定解析度的步驟如下。

首先，將開關540的開關位置調整到欲設定的解析度代碼位置。接著，重新開啟編碼器500a的電源。此時訊號處理器530會先讀取開關540的開關位置並進行判別對應的編碼，並依照預先定義好的開關位置與解析度的關係，將相對應的解析度設定碼透過通訊訊號VS2寫入訊號處理器524a中。舉例來說，通訊訊號VS2可包含串行外設接口（Serial Peripheral Interface，SPI）、IC間總線（INTER IC BUS，I2C）或通用異步收發器（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，UART）等等各種不同類型的訊號。

此外，在部分實施例中，訊號處理器530讀取開關540的開關位置後，可以先判別開關位置是否改變。若開關位置改變，再執行後續的寫入動作。相對地，若開關位置未改變，則直接結束流程，藉此可減少重覆寫入訊號處理器524a的次數。如此一來，和先前段落所述相似，訊號處理器524a便可根據所對應到的解析度輸出相應的位置訊號OS，其具體內容已於先前段落詳細說明，於此不再贅述。

請參考第6圖。如第6圖所示，和第5圖所示實施例相比，在其他部分實施例中，編碼器500b可採用光學式刻度元件510b實現，並將作為訊號感測器的光偵測器522b和訊號處理器524b整合為訊號感測電路520b，使得光偵測器522b根據光偵測器522b與刻度元件510b之間的相對旋轉運動感測刻度元件510b之週期性的光學特性變化以輸出電訊號VS1至訊號處理器524b。本實施例的光學式刻度元件510b與前述第4圖實施例所揭示的旋轉式碼盤110b結構或操作原理類似，搭配光源512b的結構或操作原理亦為類似，故於此不再贅述。

請參考第7圖。如第7圖所示，和第6圖所示實施例相比，在其他部分實施例中，編碼器500c中的光學式刻度元件510c亦可採用直線型線性尺，並搭配光源512c。在本實施例中，光偵測器522c和訊號處理器524c整合為訊號感測電路520c。光偵測器522c根據光偵測器522c與刻度元件510c之間的相對直線運動，感測刻度元件510c之週期性的光學特性變化以輸出電訊號VS1至訊號處理器524c。

舉例來說，採用直線型線性尺的刻度元件510c之光柵週期節距可為20μm。相應的解析度可根據開關位置設定為0.1μm、0.2μm、0.4μm、0.8μm等等，以分別得到200倍、100倍、50倍、25倍的分割倍率。在部分實施例中，光源512c亦可與訊號感測電路520c、訊號處理器530以及開關540整合為光學尺讀頭。

綜上所述，對於將訊號感測器和訊號處理器整合為訊號感測電路520a～520c的編碼器500a～500c，亦可透過在訊號感測電路520a～520c外設置額外的訊號處理器530接收開關540的開關位置，並透過通訊訊號VS2將適當的功能或解析度設定寫入訊號感測電路520a～520c中的訊號處理器524a～524c中，使得編碼器500a～500c可適用於不同應用當中，輸出具有相應功能及解析度的位置訊號OS。

為清楚說明上述磁氣式架構之編碼器100a、500a的裝置結構，請參考第8A圖與第8B圖。第8A圖與第8B圖分別為根據本揭示內容部分實施例所繪示的磁氣式編碼器800的外觀結構示意圖以及剖面結構示意圖。如第8A圖與第8B圖所示，磁氣式編碼器800包含磁石810、旋轉軸820、第一軸承830、第二軸承840、編碼器本體850、電路板860、磁感測器862、訊號處理器864、開關866、編碼器外殼870、填充膠體880、電線890。

在結構上，磁石810固定於旋轉軸820上。旋轉軸820藉由第一軸承830與第二軸承840與編碼器本體850相連結，並可與編碼器本體850產生相對的旋轉運動。磁感測器862固定於電路板860上，設置於相對應磁石810的另一側，用以感測磁石810轉動而產生的磁通密度變化並將之轉換為電訊號以輸入電路板860上的訊號處理器864。

開關866固定設置於電路板860上，其中開關866的調整旋鈕露出於編碼器外殼870之外，可用於快速地調整開關866位置，以改變先前段落中所述之輸出位置訊號OS的解析度與零點位置等的設定。在部分實施例中，開關866為防水防塵結構。舉例來說，開關866可為符合異物防護等級（Ingress Protection Rating，IP Rating）中IP64的開關元件。

電路板860及其上面的元件，包含磁感測器862、訊號處理器864等元件，藉由填充膠體880與編碼器外殼870黏合固定於編碼器外殼870的內部空間。此外，填充膠體880更用以包覆電路板860及其上面的元件，以及電線890中設置於內部之部份，使得編碼器外殼870、電路板860、磁感測器862、訊號處理器864、開關866與電線890組成後，形成具備防水防塵等級的部件。如此一來，在部分實施例中，編碼器800便可具有高耐油污、耐水氣與耐污染物粒子等等防護能力，可於各種環境條件下使用。

磁氣式編碼器800中磁感測器862、訊號處理器864、開關866等元件的具體操作已於先前第1圖～第3圖的實施例中詳細說明，故於此不再贅述。值得注意的是，在其他部分實施例中，磁感測器862亦可由先前實施例中所述的訊號感測電路520a所代替，以實現第5圖中所繪示的編碼器500a。

如以上各個圖式中所繪示的編碼器100、100a、100b、500a、500b、500c、800所示，在本揭示內容中的刻度元件可有多種不同的實現方式，根據不同物理原理的訊號源以及相應的訊號感測器實作。只要刻度元件具有週期性的物理特性變化，並與訊號感測器之間產生相對運動，訊號感測器便可輸出相應的電訊號。舉例來說，具有週期性的物理特性可為磁通密度、磁場強度及／或導磁係數等磁氣特性、光穿透係數、光反射係數、光學折射率及／或光能量分佈等光學特性，或是鍍層幾何圖紋、電極圖紋及／或金屬幾何圖紋等影像特性，但並不以此為限。舉例來說，訊號源以及相應的訊號感測器亦可透過感應式、電容式、電感式等等多種方式實現。

相應於以上所述的物理特性，刻度元件可由單一磁極對的磁石、多極對充磁的磁條或磁環、光學式多週期透射或反射的碼盤及／或直線尺、光學光柵碼盤、光學光柵尺、齒輪、齒條、具多週期蝕刻結構的金屬碼盤及／或直線尺、具多週期金屬層結構之印刷電路板與具多週期結構之金屬等不同元件實現。

此外，在上述實施例中，訊號處理器130、524a～524c、530可由微控制器（Microcontroller Unit，MCU）、數位訊號處理器（Digital Signal Processor, DSP）、複雜型可編程邏輯元件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）及／或現場可程式化閘陣列 （Field-programmable gate array，FPGA）等多種方式實作。

於上述之內容中，包含示例性的步驟。然而此些步驟並不必需依序執行。在本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行。

需要說明的是，在不衝突的情況下，在本揭示內容各個圖式、實施例及實施例中的特徵與電路可以相互組合。圖式中所繪示的電路僅為示例之用，係簡化以使說明簡潔並便於理解，並非用以限制本案。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、100a、100b、500a、500b、500c‧‧‧編碼器
110、110a、110b、510a、510b、510c‧‧‧刻度元件
112b、512b、512c‧‧‧光源
120‧‧‧訊號感測器
120a、522a‧‧‧磁感測器
120b、522b、522c‧‧‧光偵測器
130、524a、524b、524c、530‧‧‧訊號處理器
140、540‧‧‧開關
520a、520b、520c‧‧‧訊號感測電路
800‧‧‧編碼器
810‧‧‧磁石
820‧‧‧旋轉軸
830‧‧‧第一軸承
840‧‧‧第二軸承
850‧‧‧編碼器本體
860‧‧‧電路板
862‧‧‧磁感測器
864‧‧‧訊號處理器
866‧‧‧開關
870‧‧‧編碼器外殼
880‧‧‧填充膠體
890‧‧‧電線
VS1‧‧‧電訊號
VS2‧‧‧通訊訊號
OS‧‧‧位置訊號

第1圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的編碼器的示意圖。 第2A圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的電訊號的波型圖。 第2B圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的位置訊號的波型圖。 第3圖、第4圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的編碼器的示意圖。 第5圖～第7圖為根據本揭示內容其他部分實施例所繪示的編碼器的示意圖。 第8A圖與第8B圖分別為根據本揭示內容部分實施例所繪示的磁氣式編碼器的外觀結構示意圖以及剖面結構示意圖。

100‧‧‧編碼器

110‧‧‧刻度元件

120‧‧‧訊號感測器

130‧‧‧訊號處理器

140‧‧‧開關

VS1‧‧‧電訊號

OS‧‧‧位置訊號

Claims (20)

1. 一種編碼器，包含： 一刻度元件； 一訊號感測器，用以根據該訊號感測器與該刻度元件之間的相對運動，感測該刻度元件之週期性的物理特性變化，以輸出一電訊號； 一訊號處理器，電性連接於該訊號感測器，用以根據該電訊號計算並輸出一位置訊號；以及 一開關，電性連接於該訊號處理器，用以於複數個開關位置之間切換，其中該訊號處理器讀取該開關位置，以根據該開關位置輸出相應的該位置訊號。
2. 如請求項1所述之編碼器，其中該刻度元件包含一磁氣式刻度元件、一光學式刻度元件或一影像式刻度元件。
3. 如請求項2所述之編碼器，其中該磁氣式刻度元件包含至少一磁極對。
4. 如請求項2所述之編碼器，其中該光學式刻度元件包含一旋轉型碼盤，該訊號感測器與該旋轉型碼盤之間的相對運動為旋轉運動。
5. 如請求項2所述之編碼器，其中該光學式刻度元件包含一直線型線性尺，該訊號感測器與該直線型線性尺之間的相對運動為直線運動。
6. 如請求項1所述之編碼器，其中該開關包含一轉動式開關、一刻度式開關或一滑動式開關。
7. 如請求項1所述之編碼器，其中該訊號處理器根據該開關位置選擇性地輸出A/B相訊號、Z相零點位置訊號，或U/V/W三相訊號作為該位置訊號。
8. 如請求項7所述之編碼器，其中該訊號處理器根據該開關位置調整其輸出的該位置訊號中該A/B相訊號的解析度、該Z相零點位置訊號的輸出型式、該Z相零點位置訊號的寬度、該Z相零點位置訊號與該A/B相訊號的相位關係，或該U/V/W三相訊號的週期數。
9. 如請求項7所述之編碼器，其中當該開關位置處於一零點設定位置時，該訊號處理器用以設定零點位置。
10. 如請求項1所述之編碼器，更包含： 一外殼，其中該開關的一調整鈕露出於該外殼； 一電路板，其中該訊號感測器、該訊號處理器與該開關設置於該電路板上；以及 一填充膠體，該填充膠體將該電路板包覆並將該電路板與該外殼黏合固定。
11. 一種編碼器，包含： 一刻度元件； 一訊號感測電路，包含： 一訊號感測器，用以根據該訊號感測器與該刻度元件之間的相對運動，感測該刻度元件之週期性的物理特性變化，以輸出一電訊號；以及 第一訊號處理器，電性連接於該訊號感測器； 一開關，用以於複數個開關位置之間切換；以及 第二訊號處理器，電性連接於該開關與該第一訊號處理器，用以讀取該開關位置以輸出一通訊訊號至該第一訊號處理器，使得該第一訊號處理器根據該電訊號與該通訊訊號計算並輸出相應於該開關位置的一位置訊號。
12. 如請求項11所述之編碼器，其中該刻度元件包含一磁氣式刻度元件、一光學式刻度元件或一影像式刻度元件。
13. 如請求項12所述之編碼器，其中該磁氣式刻度元件包含至少一磁極對。
14. 如請求項12所述之編碼器，其中該光學式刻度元件包含一旋轉型碼盤，該訊號感測器與該旋轉型碼盤之間的相對運動為旋轉運動。
15. 如請求項12所述之編碼器，其中該光學式刻度元件包含一直線型線性尺，該訊號感測器與該直線型線性尺之間的相對運動為直線運動。
16. 如請求項11所述之編碼器，其中該開關包含一轉動式開關、一刻度式開關或一滑動式開關。
17. 如請求項11所述之編碼器，其中該訊號處理器根據該開關位置選擇性地輸出A/B相訊號、Z相零點位置訊號，或U/V/W三相訊號作為該位置訊號。
18. 如請求項17所述之編碼器，其中該訊號處理器根據該開關位置調整其輸出的該位置訊號中該A/B相訊號的解析度、該Z相零點位置訊號的輸出型式、該Z相零點位置訊號的寬度、該Z相零點位置訊號與該A/B相訊號的相位關係，或該U/V/W三相訊號的週期數。
19. 如請求項18所述之編碼器，其中當該開關位置處於一零點設定位置時，該訊號處理器用以設定零點位置。
20. 如請求項11所述之編碼器，更包含： 一外殼，其中該開關的一調整鈕露出於該外殼； 一電路板，其中該訊號感測電路、該第二訊號處理器與該開關設置於該電路板上；以及 一填充膠體，該填充膠體將該電路板包覆並將該電路板與該外殼黏合固定。