专利名称：位置侦测装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种位置侦测装置，尤指一种光学式的位置侦测装置，可用以降低光侦测装置因为间隔空间的存在所引发误判或灵敏度不高的缺憾。
而，业界也针对位置侦测装置的特性及产品需求，研发出各种位置侦测装置，例如本发明案申请人已核准的台湾专利公告第523082号“侦测位置及角度变化的侦测装置”。
请参阅
图1、图2A及图2B，分别为本发明前案“侦测位置及角度变化的侦测装置”所描述的立体示意图、结构方块示意图及光侦测单元示意图，位置侦测装置包括有一遮罩12、发光源18及光侦测装置20，其中发光源18及光侦测装置20分别位于遮罩12的两侧边，遮罩12的适当位置设有一可让外界施予作用力的轴杆16，而在其侧缘处则凿设有复数个可让发光源18的投射光源185通过的栅孔14，部分投射光源185可穿透栅孔14以成为一讯号光源187，而照射于光侦测装置20。
光侦测装置20具有复数个光侦测单元221-224，而每一光侦测单元221-224包括有一可接受电源供应的电源接点38、第一连接端点24、第二连接端点26及一可吸收讯号光源187的光侦测元件(光感应元件)，例如第一光侦测单元221的光侦测元件281)。光侦测元件281可吸收讯号光源187后以产生一电流讯号，并将此电流讯号由一电流镜电路30而传输至一讯号选择电路32中，讯号选择电路32的最大电流选择电路322将可透第一连接端点24而与相互电性连接的其它光侦测单元222-224比较，以判断哪一个光侦测元件281-284所吸收的讯号光源187数量最多。再将此结果经由电流转换电路326和设定及重置开关36的作用以转换为一数字编码讯号，而使用者即可依据上述的数字编码讯号以精确换算出位置侦测装置所移动的距离大小及角度变化。
叉，在讯号选择电路32中尚可包括有一电流加总及回馈电路324，其可将电流镜电路30所输入的电流值由第二连接端点26而得知是否比所有光侦测元件281-284的电流值加值的一半还要大。之后，同样可将此结果经由电流转换电路326和设定及重置开关36的作用以转换为一数字编码讯号，而使用者即可依据上述的数字编码讯号以精确换算出位置侦测装置所移动的距离大小及角度变化。
虽然，上述常用技术应用在产品中可获得令人满意的位置侦测结果，但其还是存在有下列缺点。请参阅图3及图1，每一光侦测元件281、284皆为一矩形态样，且皆平行设置于光侦测装置20上，两两光侦测元件281-284之间则会自然形成有一间隔空间288。由于元件机构特性使然，栅孔14会存在有一定宽度，致使讯号光源187照射于光侦测装置20位置上的光照射区可能大于两个光侦测元件的宽度总合，例如第二光照射区182所示。
随著遮罩12的转动或作用，讯号光源187照射于光侦测装置20上的光照射区位置也在移动中，例如依序从第一光照射区181移至第二光照射区182及第三光照射区183。在第一光照射区181时，其讯号选择电路32可顺利的判断出第一光侦测元件281的受光面积最大。但在第二光照射区182时，由于第一光侦测元件281与第二光侦测元件282都同时全部位于受光作用区域内，两者的受光面积皆为相同，因此，容易发生判断上的错误或降低其灵敏性。接续，移至第三光照射区183时，讯号选择电路32又可顺利的判断出第二光侦测元件283的受光面积最大。
虽然，移动位置的侦测为一系列的判断组合，但却也可以发现，由于间隔空间288的存在，所以光照射区在其范围内移动期间都有可能造成无法判断以降低其灵敏性或无法反应的状况发生，这对于某些准确性及灵敏性品质要求较高的使用场合而言，还是会造成一些使用上的困扰。
当然，为避免上述遗憾，亦可以将栅孔14的宽度予以缩小至一个光照射区182无法容纳两个光侦测元件281、282同时存在的大�。绱思葱柙谔寤跣〉恼谡�12上面予以精密凿刻出各个栅孔14，不仅技术层面较高，且将大幅增加制作成本。
因此，如何设计出一种新颖的位置侦测装置，可有效降低因为间隔空间存在而造成其灵敏性降低的结果，此即为本发明的发明重点。
本发明的次要目的，在于提供一种位置侦测装置，可彻底解决间隔空间所引起的无法判断困扰，进而可有效提高产品的准确性及灵敏性。
本发明的又一目的，在于提供一种位置侦测装置，在不增加制作成本要求下，即可有效改善产品的高灵敏性及加速反应时间。
为实现上述目的，本发明提供的位置侦测装置，包括有一发光源，可用以产生一投射光源；一光学机构，可接收来自于该发光源的投射光源，并经过处理而产生为一讯号光源；一光侦测装置，固设于该光学机构的一侧边，于该光侦测装置上设有复数个光侦测单元，每一光侦测单元皆包括有至少一可接收该讯号光源的光侦测元件，而该光侦测元件为一非炬形态样。
所述的位置侦测装置，其中两两光侦测元件之间存在有一间隔空间，而该间隔空间的垂直延伸位置皆存在有其中一光侦测元件的部分作用面积。
所述的位置侦测装置，其中该光侦测元件为一平行四边型态样，而两两平形四边型光侦测元件可相互平行设置。
所述的位置侦测装置，其中该光侦测元件为一梯型态样，而每一梯型光侦测元件与一邻近的梯型光侦测元件成相互倒置而设置。
所述的位置侦测装置，其中该梯型光侦测元件的长底侧边的垂直延伸位置可存在相邻梯型光侦测元件的长底侧边。
所述的位置侦测装置，其中该光侦测元件包括有一垂直件、一在该垂直件一侧端往一水平方向延伸的第一水平件，及一在该垂直件的另一侧端而往另一水平方向延伸的第二水平件。
所述的位置侦测装置，其中该光侦测元件的第一水平件的侧边垂直延伸位置存在有另一光侦测元件的第二水平件。
所述的位置侦测装置，其中该第一水平件的长度等同于第二水平件的长度。
所述的位置侦测装置，其中该第一水平件的长度大于第二水平件的长度。
所述的位置侦测装置，其中该光侦测元件为一似“T”型态样，而每一T型光侦测元件与一邻近的T型光侦测元件成相互倒置而设置。
所述的位置侦测装置，其中该光侦测单元包括有一讯号选择电路，当其中一光侦测元件所获得的讯号光源数量最大时，其位置所在的光侦测单元将可输出一第一逻辑信号，而其它的光侦测单元将则输出一第二逻辑信号。
所述的位置侦测装置，其中该光侦测元件所获得讯号光源数量的判断是由一最大选择电路而一次完成。
所述的位置侦测装置，其中该光侦测元件所获得讯号光源数量的判断是由至少一比较放大电路而经由至少一次完成。
所述的位置侦测装置，还包括有一设定及重置开关，可用以将第一逻辑讯号、第二逻辑讯号及其组合式的其中之一转换为一数字讯号。
所述的位置侦测装置，其中该光学机构为一遮罩，而在该遮罩上凿设有复数个栅孔。
所述的位置侦测装置，其中该位置侦测装置可选择应用于一游标指示器、鼠标、旋钮及其组合式的其中之一。
本发明提供的位置侦测装置，还可以是，构造包括有一发光源，可用以产生一投射光源；一光学机构，可接收来自于该发光源的投射光源，并经过处理而产生为一讯号光源；一光侦测装置，固设于该光学机构的一侧边，于该光侦测装置上设有复数个光侦测单元，每一光侦测单元皆包括有至少一可接收该讯号光源的光侦测元件，而该光侦测元件与该讯号光源所投射的一光照射区之间存在有一倾斜角度。
所述的位置侦测装置，其中该光侦测元件为一非矩形态样。
所述的位置侦测装置，其中两两光侦测元件之间存在有一间隔空间，而该间隔空间的垂直延伸位置皆存在有其中一光侦测元件的部分作用面积。
本发明提供的位置侦测装置，还可以是，构造包括有一发光源，可用以产生一讯号光源；一遮罩，其设有复数个可让该投射光源穿过的斜栅孔，而该斜栅孔与遮罩中央位置存在有一倾斜角度；一光侦测装置，固设于该光学机构的一侧边，于该光侦测装置上设有复数个光侦测单元，每一光侦测单元皆包括有至少一可接收该讯号光源的光侦测元件。
所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该投射光源在穿过斜栅孔后，将在光侦测装置上形成一非炬型态样的光照射区。
所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该光侦测单元为一矩形态样。
图10为本发明又一实施例的结构方块示意图。
当讯号光源(18)经由栅孔(14)而照射于光侦测装置(20)的光侦测元件481-484时，其所形成的光照射区还是如前案一般具有第一光照射区381、第二光照射区382及第三光照射区383，在第一光照射区381及第三光照射区383时都可明显判断出分别为第一光侦测元件481或第二光侦测单元483所具有的受光面积最大。而当在有争议的第二光照射区382时，由于第一光侦测元件481及第二光侦测元件482所共同组合成的受光范围已经变大，因此，比较不会产生在同一光照射区382内同时具有两个光侦测元件481、482的发生。
但即使是将两个光侦测元件481、482做成可同时存在一光照射区382范围内时，由于间隔空间488的垂直延伸位置A上都可存在有一光侦测元件481-484的部分作用面积，因此，光照射区域范围依序从第一光照射区381、第二光照射区382至第三光照射区383，且经过间隔空间488时，都会有至少一光侦测元件481的受光面积减少，而相对有至少一光侦测元件482的受光面积将会增加，期间仅会存在有一个在第一光侦测元件481及第二光侦测元件482受光面积完全相同的时间点，此一时间点为一瞬间临界点，难以保持长久稳定，不像前案构造般具有一间隔空间(288)的作用面积，所以讯号选择电路(32)即可轻易判断及比较出哪一个光侦测元件481-484的受光面积及产生的反应电流较大，相对可快速且精密的换算出侦测装置所移动的距离大小或角度变化。
再者，请参阅图5，为本发明叉一实施例的光侦测动作示意图；如图所示，在此实施例中，其主要是将光侦测元件改为梯型光侦测元件581-584，而两两相临的梯型光侦测元件581、582(或582、583；583、584)是以相互倒置的态样而设置，如此，同样在间隔空间588的垂直延伸方向将存在有一梯型光侦测元件581-584的部分受光面积，甚且在此实施例中，第一光侦测元件581的长底侧边5811的垂直延伸方向还可存在有第二光侦测元件582的长底侧边5821。因此，在第一光照射区381依序移往第二光照射区382、第三光照射区383时，其仅会存在有一个在第一光侦测元件581及第二光侦测元件582受光面积完全相同的瞬间临界点，同样可达到有效提高作用灵敏性的优点。
另外，请参阅图6，为本发明又一实施例的光侦测动作示意图；如图所示，在此实施例中，其主要是将光侦测元件681-684设计为一包括有一垂直件6811，而垂直件6811的两侧端分别水平延伸有一不同方向的第一水平件6813及第二水平件6815，第一水平件6813的长度大于第二水平件6815的长度，每一光侦测元件681-684皆以平形态样放置，而间隔空间688的垂直延伸方向将会存在有一光侦测元件681-684的第一水平件6813或第二水平件6815。
又，请参阅图7，为本发明又一实施例的光侦测动作示意图；如图所示，在此实施例中，其主要将第三光侦测元件685予以倒置，而与第二光侦测元件682成一相互倒置态样，但在间隔空间688的垂直延伸方向还是同样需存在有第一水平件6863或第二水平件6865。又，第一水平件6863及第二水平件6865亦可为同样长度。
又，请参阅图8，为本发明又一实施例的光侦测动作示意图；如图所示，在此实施例中，其主要是将光侦测元件改为一似“T”型态样的光侦测元件781-784，两两相临近的T型光侦测元件781、784为相互倒置而设，但间隔空间788的的垂直延伸位置还是会存在有一光侦测元件781-784的部分作用面积。
又，请参阅图9A及图9B，分别为本发明又一实施例的立体示意图及光侦测动作示意图；如图所示，本发明位置侦测装置同样包括有一光学机构82，例如一在中央设有轴杆或轴孔86，而在周缘设有复数个栅孔84的遮罩，而于遮罩82的两侧同样各设有一发光源及一光侦测装置80，而在光侦测装置80上同样设有复数个光侦测单元821-824，每一光侦测单元821-824同样各设有一光侦测元件981-984。
在此实施例中，其主要是将遮罩82的各个栅孔84予以倾斜一角度而设置，以成为一斜栅孔84，每一种栅孔84都与遮罩82的中央位置或直线径有一倾斜角度85。如此，当发光源18所产生的投射光源885通过一斜栅孔84而成为一讯号光源887而照射于光侦测元件981-984时，其光照射区881、883面积将成为一具有倾斜角度。因此，即使光侦测981-984为一矩形态样，但由于第一光照射区881、第二光照射区882及第三光照射区883都为一倾斜作用面积，因此，在通过间隔空间988时，其还是会存在有至少一光侦测元件981的受光面积减少，而相对有至少一光侦测元件982的受光面积将会增加的情况发生，同样可达到容易辨别受光面积或产生电流量大小以提高元件灵敏性的优点。
最后，请参阅图10，为本发明又一实施例的结构方块示意图；如图所示，本发明所述的各实施例同样可适用于本发明已核准台湾专利公告第523082号“侦测位置及角度变化的侦测装置”所描述技术中，光侦测装置90同样包括有复数个光侦测单元921-924，每一光侦测单元921-924皆可由一第一连接端电94而相互连接，并由一讯号选择电路(如图2B所示的32)内的最大电流选择电路(952)而得以一次即可选择出受光面积及产生电流最大的光侦测单元921-924，并依照结果而选择输出一第一逻辑讯号或第二逻辑讯号，最后，再经由设定及重置开关97作用而转换成相对应的数字讯号。当然，本发明亦可适用于比较放大电路构造中，只需将设定及重置开关97设计成为一电流比较放大电路975，各个光侦测单元921-924经由各个比较放大电路975、93的层层比较以取得电流最大的光侦测单元921、924，经过多次比较，同样可精确换算出位置侦测装置所移动的距离大小及角度变化。
以上所述者，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，举凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的申请专利范围内。
权利要求
1.一种位置侦测装置，其特征在于，包括有一发光源，可用以产生一投射光源；一光学机构，可接收来自于该发光源的投射光源，并经过处理而产生为一讯号光源；一光侦测装置，固设于该光学机构的一侧边，于该光侦测装置上设有复数个光侦测单元，每一光侦测单元皆包括有至少一可接收该讯号光源的光侦测元件，而该光侦测元件为一非炬形态样。
2.如权利要求1所述的位置侦测装置，其特征在于，其中两两光侦测元件之间存在有一间隔空间，而该间隔空间的垂直延伸位置皆存在有其中一光侦测元件的部分作用面积。
3.如权利要求1所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该光侦测元件为一平行四边型态样，而两两平形四边型光侦测元件可相互平行设置。
4.如权利要求1所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该光侦测元件为一梯型态样，而每一梯型光侦测元件与一邻近的梯型光侦测元件成相互倒置而设置。
5.如权利要求4所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该梯型光侦测元件的长底侧边的垂直延伸位置可存在相邻梯型光侦测元件的长底侧边。
6.如权利要求1所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该光侦测元件包括有一垂直件、一在该垂直件一侧端往一水平方向延伸的第一水平件，及一在该垂直件的另一侧端而往另一水平方向延伸的第二水平件。
7.如权利要求1所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该光侦测元件的第一水平件的侧边垂直延伸位置存在有另一光侦测元件的第二水平件。
8.如权利要求6所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该第一水平件的长度等同于第二水平件的长度。
9.如权利要求6所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该第一水平件的长度大于第二水平件的长度。
10.如权利要求1所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该光侦测元件为一似“T”型态样，而每一T型光侦测元件与一邻近的T型光侦测元件成相互倒置而设置。
11.如权利要求1所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该光侦测单元包括有一讯号选择电路，当其中一光侦测元件所获得的讯号光源数量最大时，其位置所在的光侦测单元将可输出一第一逻辑信号，而其它的光侦测单元将则输出一第二逻辑信号。
12.如权利要求11所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该光侦测元件所获得讯号光源数量的判断是由一最大选择电路而一次完成。
13.如权利要求11所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该光侦测元件所获得讯号光源数量的判断是由至少一比较放大电路而经由至少一次完成。
14.如权利要求1所述的位置侦测装置，其特征在于，还包括有一设定及重置开关，可用以将第一逻辑讯号、第二逻辑讯号及其组合式的其中之一转换为一数字讯号。
15.如权利要求1所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该光学机构为一遮罩，而在该遮罩上凿设有复数个栅孔。
16.如权利要求1所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该位置侦测装置可选择应用于一游标指示器、鼠标、旋钮及其组合式的其中之一。
17.一种位置侦测装置，其特征在于，构造包括有一发光源，可用以产生一投射光源；一光学机构，可接收来自于该发光源的投射光源，并经过处理而产生为一讯号光源；一光侦测装置，固设于该光学机构的一侧边，于该光侦测装置上设有复数个光侦测单元，每一光侦测单元皆包括有至少一可接收该讯号光源的光侦测元件，而该光侦测元件与该讯号光源所投射的一光照射区之间存在有一倾斜角度。
18.如权利要求17所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该光侦测元件为一非矩形态样。
19.如权利要求17所述的位置侦测装置，其特征在于，其中两两光侦测元件之间存在有一间隔空间，而该间隔空间的垂直延伸位置皆存在有其中一光侦测元件的部分作用面积。
20.一种位置侦测装置，其特征在于，构造包括有一发光源，可用以产生一讯号光源；一遮罩，其设有复数个可让该投射光源穿过的斜栅孔，而该斜栅孔与遮罩中央位置存在有一倾斜角度；一光侦测装置，固设于该光学机构的一侧边，于该光侦测装置上设有复数个光侦测单元，每一光侦测单元皆包括有至少一可接收该讯号光源的光侦测元件。
21.如权利要求20所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该投射光源在穿过斜栅孔后，将在光侦测装置上形成一非炬型态样的光照射区。
22.如权利要求20所述的位置侦测装置，其特征在于，其中该光侦测单元为一矩形态样。
全文摘要
本发明是有关于一种位置侦测装置，尤指一种光学式的位置侦测装置，其主要包括有一发光源、一遮罩及一光侦测装置，其中遮罩上设有复数个可让发光源所产生的投射光源穿过的栅孔，而穿过栅孔的投射光源可被设于光侦测装置上的复数个光侦测元件所吸收，光侦测元件为一非矩型态样，且两两光侦测元件之间存在有一间隔空间，在间隔空间的垂直延伸位置则自然存在有其中一光侦测元件的部分作用面积，由此以降低光侦测装置因为间隔空间的存在所引发误判或灵敏度不高的缺憾。
文档编号G01B11/02GK1475770SQ03133118
公开日2004年2月18日 申请日期2003年7月24日 优先权日2003年7月24日
发明者萧淳方, 林信翔, 沈志雄, 林三宝 申请人:光磊科技股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
