编码器制造技术

一种编码器，用于测量运动部的位移，所述编码器包括：光发射单元；运动部，相对于光发射单元运动；第一图案轨道，包括顺序形成于运动部上的多个第一单元图案，所述多个第一单元图案彼此分离且具有不同的宽度；第一光接收单元，被布置为对应于光发射单元，并检测与通过第一单元图案的第一图案从光发射单元接收的光有关的第一信息；至少一个第二光接收单元，被布置为对应于光发射单元，并检测与通过第一单元图案的至少一个第二图案从光发射单元接收的光有关的第二信息；位移计算单元，基于第一信息和第二信息计算运动部相对于参考位置的相对位移。

【技术实现步骤摘要】

与示例性实施例一致的设备涉及一种用于测量运动物体的位移的编码器，更具体地，涉及一种包括光发射单元和光接收单元的光学编码器。
技术介绍
编码器是一种将运动部的位移转换为模拟或数字信号的电子-机械装置。编码器主要安装在转轴上并用于测量转轴的旋转角度或速度。编码器主要分为增量式编码器和绝对编码器。增量式编码器包括光发射单元、圆盘和光接收单元，所述圆盘包括具有以规则间隔排列的狭缝(slit)的轨道，所述光接收单元用于检测通过狭缝发射的光。增量式编码器通过对光接收单元获得的脉冲信号计数来测量圆盘的旋转角度或速度。然而，如果增量式编码器的供电被切断，则即使将电源重新引入增量式编码器也不能立即检查圆盘的旋转角度。在这种情况下，为了检查圆盘的旋转角度，应旋转圆盘直到光接收单元检测到形成于圆盘中的参考狭缝。绝对编码器包括光发射单元、圆盘和光接收单元，所述圆盘包括多条轨道，每条轨道具有排列为形成圆圈的狭缝，所述光接收单元用于检测通过狭缝发射的光。构成一条轨道的狭缝具有相同的宽度，构成不同轨道的狭缝具有不同的宽度。设置了多个光接收单元， 从而多个光接收单元中的每一个可分别对应于每条轨道并可检测由光发射单元发射的光是否通过了每条轨道的狭缝。绝对编码器从多个光接收单元所获得的信息计算圆盘的旋转角度。即使绝对编码器的供电被切断，一旦电源被重新引入到绝对编码器就可以立即检查圆盘的旋转角度。然而，由于绝对编码器的圆盘应包括以同心圆的形式布置的多个轨道， 因此，难以减小圆盘的尺寸。因此，难以制造小尺寸的绝对编码器。另外，由于应在每个轨道中布置多个光接收单元，因此，绝对编码器的制造成本增加。
技术实现思路
一个或多个示例性实施例提供一种编码器，该编码器即使当编码器的供电被切断并随后电源被重新引入时也可确定运动部的位置，并且可以用小尺寸和低成本容易地制造该编码器。根据示例性实施例的一方面，提供了一种编码器，包括光发射单元，发射光；运动部，相对于光发射单元运动；第一图案轨道，包括顺序形成于运动部上、彼此分离且具有不同宽度的多个第一单元图案；第一光接收单元，被布置为对应于光发射单元并检测与通过第一单元图案的第一图案从光发射单元接收的光有关的第一信息；至少一个第二光接收单元，被布置为对应于光发射单元并检测与通过第一单元图案的至少一个第二图案从光发射单元接收的光有关的第二信息；位移计算单元，基于第一信息和第二信息计算运动部相对于参考位置的相对位移。附图说明通过参照附图详细描述示例性实施例，上述和其他方面将会变得更清楚，其中图1是根据示例性实施例的编码器的示意透视图；图2示意性地示出根据示例性实施例的图1的编码器的运动部；图3示出根据示例性实施例的通过使用图1的编码器确定运动部的位移的操作；图4是根据另一示例性实施例的编码器的示意透视图；图5示意性地示出根据示例性实施例的图4的编码器的运动部；图6示出根据示例性实施例的通过使用图4的编码器确定运动部的位移的操作；图7是根据另一示例性实施例的编码器的示意透视图。图8示意性地示出根据示例性实施例的图7的编码器的运动部；图9示出根据示例性实施例的通过使用图7的编码器确定运动部的位移的操作；图10是根据另一示例性实施例的编码器的示意透视图；图11是根据另一示例性实施例的编码器的示意透视图。具体实施例方式以下，将参照附图详细描述示例性实施例。图1是根据示例性实施例的编码器1的示意透视图，图2示意性地示出图1的编码器1的运动部，图3示出通过使用图1的编码器1测量确定运动部的位移的操作。参照图1至图3，根据当前示例性实施例的编码器1包括光发射单元100、运动部 202、第一图案轨道302、第一光接收单元400、第二光接收单元500、存储器单元600、位移计算单元700、步进电机800和脉冲产生单元810。光发射单元100包括以一个方向发射光的发光二极管或激光器。在本示例性实施例中，设置了多个光发射单元100。运动部202被布置为相对于光发射单元100可移动。在本示例性实施例中，运动部202是圆圆盘形状且固定安装在转轴210上。因此，运动部202被布置为与转轴210 — 起可围绕其旋转中心轴线旋转。旋转中心轴线相对于光发射单元100被固定。第一图案轨道302沿转轴210被布置在运动部202上且包括第一单元图案310。 如图2所示，多个第一单元图案310包括多个狭缝310a、310b和310c，每个狭缝具有不同的宽度，来自光发射单元100的光可通过狭缝，并按照预定顺序以预定间隔排列多个狭缝 310a、、310b和310c以形成圆圈。在本示例性实施例中，第一单元图案310包括具有不同宽度的三种类型的狭缝310a、310b和310c,并且310a、310b和310c中的每一个以被排列为具有不同宽度的方向(即，与运动部202的旋转方向R平行以具有不同的宽度的方向)延伸。在旋转方向R上，狭缝310a、310b和310c的前端部分312被布置为彼此之间间隔距离 d。详细地说，虽然狭缝301a和310b之间的距离和狭缝310b和狭缝310c之间的距离可以彼此不同，但是在与狭缝310a、3IOb和310c被排列的方向平行的方向上狭缝310a、3IOb和310c的前端部分312之间的距离相同。以下，为了便于解释，将狭缝310a、310b和310c的宽度分别表示为a、b和C。如图2所示，狭缝310a、310b和310c被排列为以与运动部202的旋转方向相反的方向，从运动部202的给定位置(例如，最上端位置)的狭缝开始具有 a — a — b — b — c — c — a—c — b 顺序的宽度。第一光接收单元400接收光发射单元100发射的光并将光转换为第一信号Sl，即， 电信号。第一光接收单元400被布置为相对于光发射单元100固定以对应于光发射单元 100，其中，运动部202被布置于光发射单元100和第一光接收单元400之间。第一光接收单元400通过检测通过狭缝310a、310b和310c之一的光来检测第一图案轨道302中的单元图案310的宽度。由于光发射单元100发射的光迅速通过狭缝310a、310b和310c，因此，第一光接收单元400所获得的第一信号Sl包括多个脉冲。由于第一信号Sl的脉冲宽度与光发射单元100所发射的光通过的狭缝的宽度成正比，因此，可从第一信号Sl获得关于狭缝 310a、310b和310c的宽度的信息。例如，假设运动部202以预定速度旋转，为了便于解释，狭缝310a、310b和310c的宽度相对于第一信号Sl的脉冲宽度的比例系数为1，则第一光接收单元400所获得的第一信号Sl的脉冲被排列为具有a — a — b — b — c — c — a—c — b 顺序的相应宽度。第二光接收单元500接收由光发射单元100发射的光并将光转换为第二信号S2， 即，电信号。第二光接收单元500被布置为对应于光发射单元100。第二光接收单元500 相对于光发射单元100固定，其中，运动部202被布置在光发射单元100和第二光接收单元 500之间。在当前示例性实施例中，第一光接收单元400和第二光接收单元500被配置为接收从两个不同光发射单元100发射的光。然而，根据另一示例性实施例，第一光接收单元 400和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种编码器，包括：光发射单元，发射光；运动部，相对于光发射单元运动；第一图案轨道，包括顺序形成于运动部上的多个第一单元图案，所述多个第一单元图案彼此分离且具有不同的宽度；第一光接收单元，被布置为对应于光发射单元，并检测与通过第一单元图案的第一图案从光发射单元接收的光有关的第一信息；至少一个第二光接收单元，被布置为对应于光发射单元，并检测与通过第一单元图案的至少一个第二图案从光发射单元接收的光有关的第二信息；位移计算单元，基于第一信息和第二信息计算运动部相对于参考位置的相对位移。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安敏河，崔亨守，李泰暎，石东柱，
申请(专利权)人：三星泰科威株式会社，
类型：发明
国别省市：KR