[其他]光学编码器及电子设备

说明书

一种光学编码器及电子设备，光学编码器包括：旋转部件；光发射器，用于向旋转部件发射入射光信号；旋转部件具有穿过其几何中心的旋转轴，以及环绕旋转部件朝外的表面设置的光检测区域，光检测区域的切面与旋转轴之间具有夹角且夹角为锐角；及光接收器，用于接收入射光信号经过光检测区域后的检测光信号并根据检测光信号产生电信号，以用于确定旋转部件的运动信息。本申请的旋转部件表面的光检测区域的切面与旋转轴具有夹角且为锐角，能够使得光发射器发出的光束中能量最高的部分经过光检测区域的反射从而最终被光接收器接收，避免了光信号的浪费，提高光学编码器的光利用率，节省光学编码器的功耗。

本申请要求于2021年9月9日提交中国专利局、申请号为202122186022.X、发明名称为“光学编码器及电子设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及光学领域，并且更具体地，涉及一种光学编码器及电子设备。

背景技术

光学编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或者数字量的传感器，能够进行长度、速度、加速度、振动等测量，被广泛应用于数控机床、回转台、机器人、雷达、便携式电子设备中。常见的光学编码器由光源、绕转轴旋转的光学元件以及光学传感器组成，能够通过透过光学元件或经光学元件反射的光信号进行角度测量和/或与转轴垂直方向上的位移测量，常用于获取机械电子设备的数据输出。但是，随着电子设备向小型化、多功能化的发展，传统光学编码器的光利用率较低、检测功能也较为单一，已不能满足小型电子设备的发展需求。

因此，如何提高电子设备的光学编码器的光利用率并扩展光学编码器的检测功能，是一项亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种光学编码器及电子设备，能够在提高光利用率、降低光学编码器的功耗的同时，扩展光学编码器的检测功能，实现角度检测和多维度位移检测。

第一方面，提供一种光学编码器，所述光学编码器包括：旋转部件；光发射器，用于向所述旋转部件发射入射光信号；所述旋转部件具有穿过其几何中心的旋转轴，以及环绕所述旋转部件朝外的表面设置的光检测区域，所述光检测区域的切面与所述旋转轴之间具有夹角且所述夹角为锐角；及光接收器，用于接收所述入射光信号经过所述光检测区域后的检测光信号并根据所述检测光信号产生电信号，以用于确定所述旋转部件的运动信息。

本申请实施例中，旋转轴为穿过旋转部件的几何中心使得旋转部件能够绕其旋转的直线，例如，垂直于圆柱体的底面并穿过该底面的圆心的垂线即为圆柱体的旋转轴；光检测区域的切面指光检测区域上任一点的切面；光发射器发出的光束呈高斯分布，光束中能量最强的部分经过旋转部件的反射后具有最大的光强，但由于旋转部件与光发射器以及光接收器在小型电子设备中的位置关系，通常不能被设置于光源附近的光接收器接收；本申请在不改变现有的小型电子设备中光学编码器各部件之间的位置关系的情况下，通过配置旋转部件的光检测区域使光检测区域的切面与旋转轴之间的夹角为锐角，该夹角的存在能够使得光发射器发出光束中能量最强的部分经过光检测区域的反射最终被光接收器接收，充分利用入射光信号中光强最强的部分，避免了光信号的浪费，从而提高了光学编码器的光利用率，帮助节省光学编码器的功耗。

在一种可能的实现方式中，所述光检测区域被配置为使得所述检测光信号在所述光接收器上随所述旋转部件的运动而产生变化的光学图案。

本申请实施例中，入射光信号经过光检测区域形成的检测光信号能够形成变化的光学图案，该光学图案与旋转部件的旋转角度之间具有对应关系，使得光学编码器能够根据的光学图案准确检测到旋转部件的旋转运动。

在一种可能的实现方式中，所述光检测区域被配置为使得所述检测光信号在所述光接收器上随所述旋转部件的运动而产生明条纹和暗条纹。