光学编码器制造技术

本发明专利技术公开了一种光学编码器。该光学编码器包括码带，其具有第一侧、第二侧、其上包括标记的第一轨道和其上包括标记的第二轨道。所述码带可相对于光学编码器沿位移路径运动。安置在码带的第一侧的光源直接照射码带。第一探测器元件安置在码带的第二侧的，并且一般对准码带的第一轨道。第二探测器元件安置在码带的第二侧，并且一般对准码带的第二轨道。第二探测器元件也被如此安置，以使第二探测器元件位于沿位移路径距第一探测器元件间隔距离的位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学编码器。
技术介绍
位置和/或运动编码器提供了一种装置，用于确定可运动物体的位置和/或运动。尽管已开发出了大量的位置编码器系统，并且正在使用，但是大多位置编码器系统可以被划分为两种类型线性和旋转。正如它们各自的名称所示，线性编码器系统可以用来提供对线性或直线运动的指示，而旋转编码器可以用来提供对旋转运动的指示。上述类型的编码系统还可以进一步被特征化为模拟编码器系统或数字编码器系统。模拟编码器系统提供模拟输出信号，例如与编码器所检测出的运动相关的电压或电流。模拟编码器系统一般利用与可动元件操作关联的可变电阻器或阻抗元件。可变电阻器将可动组件的运动转换为模拟信号。数字编码器系统提供与编码器所检测出的运动相关的数字输出信号。大多数字编码器系统本质上是光学数字编码器，尽管也有非光学数字编码器。光学数字编码器一般利用光源、探测器、以及码盘或码带。在码盘或码带上具有记号或标记。探测器检测在码盘或码带上提供的标记，从而产生与码带相对于探测器的位置或运动相关的数字输出信号。数字编码器可以提供码盘或码带的相对位置的相对或绝对指示。一般来说，相对编码器在码带上提供单组记号或标记。因为单组记号对于码带的具体位置不唯一，所以相对编码器系统在启动时必须利用自动引导程序(homing routine)，以导出可动组件的实际位置。绝对位置编码器一般依赖于码带上的多组标记。这些标记例如是与码带的每个位置相关联的唯一信号。因此，这种绝对位置编码器可以提供对可动元件的绝对位置的指示，而无需首先执行自动引导程序。
技术实现思路
根据一个实施例的光学编码器可以包括具有第一侧、第二侧的码带、在其上包括标记的第一轨道、以及在其上包括标记的第二轨道。码带可沿位移路径相对于光学编码器运动。位于码带的第一侧的光源直接光照该码带。第一探测器元件位于码带的第二侧，并且一般来说对准该码带的第一轨道。第二探测器元件位于码带的第二侧，并且一般来说对准该码带的第二轨道。第二探测器元件也被如此安置，以使得第二探测器元件定位于沿位移路径与第一探测器元件相距间隔距离。附图说明在附图中示出了说明性的当前优选的示例性实施例，其中图1是光学编码器的一个实施例的立体图；图2是图1的光学编码器的分解立体图；图3是图1的光学编码器的立面的侧视图；图4是图1的光学编码器的光源组件的平面图；图5是图4的光源组件的分解立体图；图6是图1的光学编码器的探测器组件的平面图；图7a是图1的光学编码器的部分外壳的立面侧视图；图7b是部分外壳的放大侧视图，其更清楚地示出了图7的支撑面之一；和图8是图7的外壳的平面图，其示出了支撑面的位置。具体实施例方式在图1和图2中示出了光学编码器10的一个示例，其包括具有第一侧14和第二侧16的码带12。码带12包括多个轨道17，在其上具有标记19，例如，标记20的第一轨道18和标记24的第二轨道22。在下面将更详细地描述，取决于多种因素，包括但不限于所期望的分辨率和要被编码的运动的范围，在码带12上可以具有任何数目的标记19的轨道17。码带12可沿位移路径26相对于光学编码器10移动。在这里示出并描述的实施例中，光学编码器10的读取头28相对于码带12移动，而码带保持静止。可替换地，码带12可以是可移动的，而读取头28保持静止。主要参考图2，光学编码器10还可以具有光源组件30和探测器组件32。光源组件30和探测器组件32可以安装到外壳组件34。这样，读取头28包括光源组件30、探测器组件32和外壳组件34。这种布置是这样的，光源组件30安置在码带12的第一侧14，而探测器组件32安置在码带12的第二侧16。探测器组件32一般与光源组件30对准，以使得光源组件30产生并穿过码带12的光线可以被探测器组件32探测到。图4和图5示出了光源组件30，其可以包括多个发光元件37，例如，在沿位移路径26的第一位置的第一发光元件38和在沿位移路径26的第二位置的第二发光元件40。在这里示出并描述的实施例中，光源组件30还具有其他发光元件，将在下面作更详细地描述。多个发光元件37中的每个都具有对应的准直透镜41，例如，第一准直透镜42和第二准直透镜44。多个发光元件37安置在多个位置中，以形成图4示出的交错间隔布置。更具体地说，在一个实施例中，第一发光元件38沿第一发光元件轴46安置，而第二发光元件40沿第二发光元件轴48安置。第一和第二发光元件轴46和48被沿位移路径26方向分离开间隔距离50。将在下面更详细地描述，与各个发光元件37(例如，第一发光元件38和第二发光元件40)共轴对准的情形相比，这种第一和第二发光元件38和40交错间隔允许减小了光源组件30的总长度48。图6以最好观察的方式示出了探测器组件32，其可以包括多个探测器元件51，例如，安置在沿位移路径26的第一位置的第一探测器元件52和安置在沿位移路径26的第二位置的第二探测器元件54。在这里示出并描述的实施例中，探测器组件32还可以具有其他探测器元件51，将在下面更详细地描述。第一探测器元件52沿第一探测器元件轴56安置，而第二探测器元件54沿第二探测器元件轴58安置。第一和第二探测器元件轴56和58被沿位移路径26方向分离开间隔距离60。在一个实施例中，分隔第一和第二探测器元件轴56和58的间隔距离60基本等于第一和第二发光元件轴46和48之间的间隔距离50(图4)。另外，第一探测器元件52一般对准码带12的第一轨道18，以使第一探测器元件52探测出包括码带12的第一轨道18的标记20。第二探测器元件54一般对准码带12的第二轨道22，以使第二探测器元件54探测出包括码带12的第二轨道22的标记24。各个探测器元件(例如，52和54)的交错间隔形成探测器组件32，(就是说，第二探测器元件54位于沿位移路径26距第一探测器元件52间隔距离60的位置这一事实)意味着包括码带12的第二轨道22的标记24应当移位或偏移基本相同的距离，即，间隔距离60。光学编码器10还可以具有孔径平板62。孔径平板62以图3示出的方式安置在探测器组件32和码带12之间，其中图3以最好观察的方式示出了该安置方式。孔径平板62限定至少第一孔径64和第二孔径66，第一孔径64一般对准第一探测器元件52，第二孔径66一般对准第二探测器元件54。孔径平板62还可以具有其他孔径，将在下面更详细描述。另外，还将更详细地描述，在某些情形中，孔径平板62可以增加光学编码器10的分辨率。光学编码器10的一个有用的特征在于其可以容易地扩展，这允许光学编码器10容易地适用于广泛的应用。即，可以通过增加或减少各发光元件37和探测器元件51的数目来容易地修改相同的基本设计，从而容纳更宽或更窄的码带。光学编码器10的其他有用特征在于，发光元件37的交错布置允许光源组件30的总长度49相对于未使用交错间隔的情形被减少。另外，针对每个发光元件37使用分离或交错的准直透镜41允许读取头28的总厚度相对于单个准直透镜被用于所有的发光元件37被减少。孔径平板62通过限制允许到达各探测器元件51的杂散光的数量，从而增加了灵敏度。孔径平板62还可以增加光学编码器的分辨率。已经简述了光学编码器10的一个实施例，下面将详细描述本实施例和其他实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学编码器，包括：码带，其具有第一侧、第二侧、在其上包括标记的第一轨道和在其上包括标记的第二轨道，所述码带可相对于所述光学编码器沿位移路径运动；光源，安置在所述码带的第一侧，所述光源直接照射所述码带；第一探测器元 件，安置在所述码带的第二侧，以使所述第一探测器元件一般对准所述码带的第一轨道，所述第一探测器元件检测包括所述码带第一轨道的标记；和第二探测器元件，安置在所述码带的第二侧，以使所述第二探测器元件一般对准所述码带的第二轨道，所述第二探测 器元件位于沿所述位移路径距所述第一探测器元件间隔距离的位置，所述第二探测器元件检测包括所述码带第二轨道的标记。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宁可傅，李瑟宽，谭添安，王文飞，叶维金，陆彻富，胡国兴，俊也畑口，瑞恩迪普辛格AL阿玛吉特辛格，
申请(专利权)人：安华高科技ECBUIP新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]