[發明專利]一種雙組讀數的矩陣式光電編碼盤

無效

• 申請號: 200810051060.0
• 申請日: 2008-08-08
• 公開（公告）號: CN101339053A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 萬秋華;王樹潔;盧新然
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所
• 代理人: 劉樹清

技術領域

本發明屬于光電測量技術領域中涉及的一種光電編碼盤。

背景技術

光電軸角編碼器是測量角位移的具有代表性的光電位移傳感器，被廣泛應用在國防、工業和科技領域中，而光電軸角編碼器的核心部件就是光電編碼盤，它包括碼盤和狹縫盤。

光電軸角編碼器是安裝在主體儀器上的測角元件。一般情況下，主體儀器每個軸系上只安裝一個光電軸角編碼器，通常采用的光電軸角編碼器的光電編碼盤都是單組讀數的編碼盤。但在某些環境、場所、某些設備上采用單組讀數的編碼器，使得主體儀器工作的可靠性得不到保證，例如：在空間技術的環境中，星載的光電跟蹤、觀測、瞄準設備，對主體儀器工作的可靠性要求非常高，對所用的光電軸角編碼器的光電轉換電路要求冷備份。而實現冷備份通常需要在主體儀器的每個軸系上安裝兩臺單組讀數的光電軸角編碼器，這樣就會占據主體儀器的很大空間。對空間技術而言，主體儀器的體積和重量受到嚴格的限制。因此，必須想辦法解決這一問題。如果能在一個編碼器上實現發光管、接收管等光電轉換電路的冷備份，即可減少主體儀器的光機結構、有效地減輕主體儀器的重量、又能保證主體儀器的工作可靠性。

與本發明最為接近的已有技術是中國科學院長春光學精密機械與理研究所研制開發的單組讀數的矩陣式光電軸角編碼盤，如圖1和圖2所示：包括碼盤1、狹縫盤2。碼盤1具有N+2圈碼道，狹縫盤2是與碼盤1相匹配的具有N+2圈的狹縫盤，N是大于、等于3的自然數。

圖1顯示的是碼盤1的圖案，從最小的里圈至最大的外圈，透光區和不透光區的分布規律是：

第一圈：0°～180°不透光，180°～360°透光；

第二圈：315°～22.5°不透光，22.5°～67.5°透光，67.5°～112.5°不透光，112.5°～157.5°透光，157.5°～225°不透光，225°～315°透光；

第三圈：270°～360°有二個透光區，有一個等寬的不透光區，靠近270°和360°各有一個二分之一寬的不透光區；180°～270°有四個透光區，有三個等寬的不透光區，靠近180°和270°各有一個二分之一寬的不透光區；90°～180°有八個透光區，有七個等寬的不透光區，靠近90°和180°各有一個二分之一寬的不透光區；90°～0°有十六個透光區，有十五個等寬的不透光區，靠近0°和90°各有一個二分之一寬的不透光區；

第N圈：270°～360°有2^(2N-4)×2-3個透光區，有2^(2N-4)×2-3-1個等寬的不透光區，靠近270°和360°各有一個二分之一寬的不透光區；180°～270°有2^(2N-4)×2-2個透光區，有2^(2N-4)×2-2-1個等寬的不透光區，靠近180°和270°各有一個二分之一寬的不透光區；90°～180°有2^(2N-4)×2-1個透光區，有2^(2N-4)×2-1-1個等寬的不透光區，靠近90°和180°各有一個二分之一寬的不透光區；90°～0°有2^(2N-4)×2個透光區，有2^(2N-4)×2-1個等寬的不透光區，靠近0°和90°各有一個二分之一寬的不透光區；

第N+1圈：有2^(2N-4)×2+1個透光區和2^(2N-4)×2+1個不透光區，透光區和不透光區寬度相等；

第N+2圈：有2^(2N-4)×2+2個透光區和2^(2N-4)×2+2個不透光區，透光區和不透光區寬度相等。

圖2顯示的是狹縫盤2的圖案，狹縫盤2從最小的里圈至最大的外圈，每圈直徑與碼盤1相對應的各圈直徑相等，狹縫透光區和不透光區的分布規律是：

第一圈：0°、90°處各有一個狹縫透光區，寬度為50μm；

第二圈：0°、180°處各有一個狹縫透光區，寬度為50μm；

第三圈：0°、90°、180°、270°處各有一個狹縫透光區，寬度為50μm；

第N圈：0°、90°、180°、270°處各有一個狹縫透光區，寬度為50μm；

第N+1圈：180°處有一個狹縫透光區，寬度為50μm；

第N+2圈：90°、270°處各有二個狹縫透光區，寬度與碼盤第N+2圈相等；