[發明專利]位置轉換器

有效

• 申請號: 201380051853.1
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN104718433A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 佐藤英明;尾形一成;太田直樹;森宅明日香;武田奉學
• 申請（專利權）人: 西鐵城千葉精密株式會社;西鐵城控股株式會社
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 金玲

技術領域

本發明涉及驅動用于掃描激光的反射鏡等光學部件的、配備于被旋轉限制的馬達中的位置轉換器。

背景技術

專利文獻1中公開了現有的反射型光學式位置轉換器系統的構成。圖13(a)～圖13(e)是用于說明該反射型光學式位置轉換器系統的圖。圖13(a)～圖13(e)分別示出：位置轉換器系統的例示性概略等角圖、表示位置轉換器系統中的反射器要素的例示性概略等角圖、表示位置轉換器系統的光源及檢測器電路的例示性概略平面圖、表示反射器要素的例示性概略底面圖、旋轉限制馬達系統的例示性概略側截面圖。

該現有的反射型光學式位置轉換器包括：單一的LED光源26、旋轉限制馬達的旋轉軸上安裝的、包含交互鏡面反射照明吸收區域的反射器12、接受來自于反射器的反射照明光的檢測器14。反射器12被安裝于外殼32中旋轉的旋轉子軸30的上端部。在與檢測器14相對向的反射器12的面上交互地形成有鏡面反射區域16和照明吸收區域18，并分別配置有3個區域16、18。檢測器14中，在中央配置有單一的LED光源26，在其周圍安裝有O形環等遮光器28，進而在其周圍設置有3對檢測器區域20a、20b和22a、22b和24a、24b。從單一的LED光源26射出的光在鏡面反射區域16處反射，檢測器區域20a、20b和22a、22b和24a、24b處被接受。該接受光輸出在處理電路中被處理。

專利文獻2中公開了光學式旋轉編碼器的光學系統的構造。編碼器包括：被設置于旋轉軸的旋轉中心線上附近的光源；回旋型比例尺，其具有光學圖案，該光學圖案由可在旋轉中心線周圍旋轉地被安裝于旋轉軸，并被交互地形成于圓周方向上的透光部及遮光部組成；反射體，其與回旋型比例尺隔開間隔地配置，反射來自光源的光以使其成為在包含旋轉中心線的截面內寬度大致未變的平行光束，由此平行光束照射回旋型比例尺的透光部，透過了透過部的光朝向光源的周圍；和受光元件，其接受透過了透光部的光。專利文獻2的光學式旋轉編碼器是以檢測器檢測出來自反射器的明暗光，在后級電路進行編碼來得到位置信息的轉換器。

與專利文獻2同樣地，專利文獻3涉及編碼器，公開了利用了反射性圓筒形表面的光學系統。該編碼器中，與滾筒相對向地配置有具備了光電探測器和光源的模塊。滾筒的圓周方向的表面上以等間隔設置條紋狀的非反射區域。光源的光被照射到滾筒，用光電探測器檢測該反射光。專利文獻3中，公開了對于滾筒的表面上條紋狀地配置的非反射區域和其之間的反射區域照射光，由被反射的光檢測非反射區域的旋轉位置的編碼器特有的光學系統及檢測方式。

專利文獻4中公開了檢測旋轉位置的旋轉馬達的構造。該旋轉馬達中，檢測該旋轉位置，在轉子軸上安裝有90度的角度擺幅的蝶形的擴散面。該擴散面在中央部附近具有圓板形的不透明面(參照專利文獻4圖1B)。與擴散面相對向地配置透鏡，在其后方設有擱置檢測器。作為光源，在透鏡的兩側配置有4個LED。從4個LED光源射出的光在旋轉的擴散面處反射，反射光通過透鏡聚光并在擱置檢測器被接受。專利文獻4的旋轉馬達中，LED和檢測器不為相同面而被配置于不同的空間，分別從4個LED光源向反射面照射光。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特表2009－542178號公報

專利文獻2：日本專利特開2004－340929號公報

專利文獻3：日本專利特開2005－164588號公報

專利文獻4：英國專利申請公開第2264781號說明書

發明內容

發明所要解決的技術問題

反射器的同一平面上有反射區域和非反射區域，如果從LED光源到反射器的光學距離與從反射器到檢測器的光學距離相同的話，檢測器中被投影的像的對比度差變得難于顯現，從檢測器輸出的信號的噪音特性變差。噪音特性是指，來自于反射區域的光的信號與來自于非反射區域的光的噪音信號的比(S/N比)，下面也將其稱為“對比度之比”。

如果對比度之比變低，則需要通過增大LED光源中流動的電流來增加光量，從檢測器輸出足夠的信號。這樣一來，LED光源的結點溫度上升，LED光源中溫度改變產生。又，如果反射區域和非反射區域被交互地設置于同一平面上，則由于吸收光，反射器的面比起外周環境變得更容易溫度上升。非反射區域根據照明波長而吸收率改變，并也根據溫度而吸收率改變。因此，由于發生LED光源的峰值波長的溫度改變和非反射區域的吸收率的溫度改變，作為位置轉換器的溫度特性變差。