[發(fā)明專利]用于光學編碼器的發(fā)射光源裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 02106502.0
• 申請日: 2002-02-04
• 公開（公告）號: CN1369687A
• 公開（公告）日: 2002-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 小見利洋
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所
• 代理人: 錢慰民

本發(fā)明的領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于反射光學編碼器的發(fā)射光源裝置。

相關(guān)技術(shù)的說明

兩種類型的光學編碼器是已知的；第一種是透射類型的編碼器；第二種是反射類型的編碼器。透射類型的編碼器包括一刻度盤，一光發(fā)射元件和一光接收元件。該刻度盤具有沿測量的軸線制成的光柵。光發(fā)射元件和光接收元件提供在刻度盤側(cè)面的相對部位。在透射類型的編碼器中，來自于光發(fā)射元件的光作用于刻度盤，并且光透射刻度盤由光接收元件接收。在反射類型的的編碼器中，光發(fā)射元件和光接收元件提供在刻度盤的同一側(cè)面，來自于光發(fā)射元件的光作用于刻度盤，并且光從刻度盤反射由光接收元件接收。

由于光發(fā)射元件和光接收元件能夠提供在刻度盤的同一側(cè)面，因此，反射類型的的編碼器能夠制成較透射類型的編碼器小的尺寸。然而，當前市場上流行的可買得到的反射類型的光學編碼器具有需要光反射元件和光接收元件精確定位的結(jié)構(gòu)。另外，還需要一個形成用于這些元件的信號搭載線的電路板。由于在結(jié)構(gòu)方面的這些復雜性，反射類型的光學編碼器的尺寸不能減小到合適的水平。

為克服這些問題，申請人預先提出了采用樹脂決作為一種緊湊的傳感器頭部的思想(USP?5995229)。然而，進一步減小尺寸和厚度的需求增加了。另外，還需要改進發(fā)射光源，以便于能夠更精確地測量。

發(fā)明的概述

本發(fā)明的目的是提供一種用于光學編碼器的發(fā)射光源裝置，該裝置能夠制成較小的尺寸和厚度，并仍然允許其更精確地測量。

為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供了一種反射類型的用于光學編碼器的發(fā)射光源裝置，其中光線作用于反射刻度盤，該反射刻度盤具有沿測量軸線制成的光柵，該裝置由光接收元件從刻度盤接收反射光，輸出位移信號。該裝置包括：一相對于刻度盤布置的框架；一安裝在框架上的光發(fā)射晶片，該光發(fā)射晶片具有一與刻度盤的光柵表面和光柵的方向(沿測量的軸線)基本垂直的光發(fā)射表面；一模制的密封光發(fā)射元件晶片和框架的透明樹脂。透明樹脂包括第一光學元件和第二光學元件，第一光學元件提供在模制的透明樹脂的端面，該端面面對光發(fā)射元件晶片的光發(fā)射表面。第一光學元件反射來自于光發(fā)射元件晶片的光，該反射的光基本平行于光柵表面，并處于與光柵的方向垂直的方向。第二光學元件提供在模制的透明樹脂的另一端面，該端面遠離光發(fā)射元件晶片的光發(fā)射表面。第二光學元件向光柵反射來自于第一光學元件的光，由于反射的平行光向光柵匯集，光在光柵的方向上照射在光柵的特定區(qū)域上。

在本發(fā)明的用于光學編碼器的發(fā)射光源裝置中，光在基本上垂直于光柵表面和基本上垂直于光柵的方向上從光發(fā)射晶片發(fā)射。而后，光由基本上平行于光柵表面的第一光學元件反射并處于與光柵的方向垂直的方向。而后，由第一光學元件反射的光由第二光學元件向光柵反射，由于光向光柵匯集，光在光柵的方向上作用于光柵的特定區(qū)域。

為形成一使從光發(fā)射元件的頂部表面發(fā)射的光返回刻度盤的凹面鏡，該凹形表面必須制成在模制的透明樹脂的距光發(fā)射晶片一定距離的頂部。在本發(fā)明中，光在基本上與光柵表面垂直的方向和與光柵垂直的方向上從光發(fā)射晶片發(fā)射，也就是說，如果刻度盤位于光源裝置下面，將發(fā)生側(cè)向散射；這種設(shè)計有助于減小光源裝置的厚度。

另外，來自于光發(fā)射晶片的反射的光基本上與光柵表面平行并處于與光柵的方向垂直的方向上。因此，如果光發(fā)射晶片采用點光源，不均勻的光能夠變得均勻，另一方面，尺寸能夠確實地減小而不受光源的限制。

進一步，通過采用第二光學元件，由于來自于第一光學元件的平行光向光柵匯集，使得該光照射在光柵的一個特定區(qū)域上。另一方面，通過第二光學元件，能夠使光通量增加，該第二光學元件允許來自于第一光學元件的的平行光向光柵匯集，并且該結(jié)構(gòu)減小了光發(fā)射晶片的尺寸。

在該發(fā)射光源裝置中，最好第二光學元件向光柵反射來自于第一光學元件的的平行光，并且當反射的平行光向光柵匯集時，照射在光柵上的寬于光接收元件的長度的區(qū)域。

由于這種設(shè)計，來自于第二光學元件的、在光柵方向上的從光柵反射的、由光接收元件接收的平行光照射在光柵上的寬于光接收元件的長度的區(qū)域。另一方面，接收的光包含了照射在光柵上的寬于光接收元件的長度的區(qū)域的光的信息。同時，這些修正導致了在刻度盤上的波動、色斑以及柵距偏差能夠有效地減小，能夠保證更精確地測量。