[實用新型]旋轉(zhuǎn)編碼器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420050817.5
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN203772286U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳偉;柳秋圓;張少杰
• 申請（專利權(quán)）人: 歐姆龍（上海）有限公司
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 董雅會;郭曉東

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種旋轉(zhuǎn)編碼器。

背景技術(shù)

旋轉(zhuǎn)編碼器是用于測量轉(zhuǎn)速的裝置，光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電轉(zhuǎn)換，可將輸出軸的角位移、角速度等機械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出。主要用于工業(yè)自動化中的高精度位移、角度等測量，使用領(lǐng)域非常廣泛。近年來，對于旋轉(zhuǎn)編碼器的特性和精度的要求越來越高。

在旋轉(zhuǎn)編碼器中，從作為光源的LED發(fā)出的光不可能是完美的平行光，這是由于從LED發(fā)光晶圓發(fā)出的光不能被視作點光源，因此經(jīng)過球面或非球面鏡頭匯聚之后不能形成理想的平行光，因此呈現(xiàn)出一個以發(fā)光晶圓為中心向四周擴散的光源。

擴散了的光線經(jīng)過碼盤的透光部到達受光元件，由于光線是傾斜的，所以光不僅到達應(yīng)到達的各相應(yīng)受光區(qū)域，同時也會因為反射、折射或者直接到達其他相的受光區(qū)域，從而對其他受光區(qū)域產(chǎn)生了干擾，我們稱這種不應(yīng)受到的干擾光線為“雜光”。

雜光的存在可能造成編碼器在工作過程中，信號的精度和周期產(chǎn)生波動，影響客戶的使用和控制精度，甚至可能產(chǎn)生誤動作，造成系統(tǒng)的失效。

為了避免產(chǎn)生雜光，在專利文獻1（CN201210506210.9）中公開了一種旋轉(zhuǎn)編碼器。

圖5是是現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)編碼器100的光線示意圖。

如圖5所示，旋轉(zhuǎn)編碼器100包括光源、光柵區(qū)域位于光源的下方的旋轉(zhuǎn)碼盤102以及固定碼盤103、受光元件（光電二極管）104。旋轉(zhuǎn)碼盤102和固定碼盤103的光柵區(qū)域分別包括沿著徑向交替配置的多個透光部和遮光部，并且旋轉(zhuǎn)碼盤102上的多個遮光部分別與固定碼盤103上的多個遮光部彼此相對應(yīng)。在俯視觀察時，旋轉(zhuǎn)碼盤102的遮光部的徑向上的靠光軸中心線的一側(cè)比固定碼盤103的對應(yīng)的遮光部的徑向上的靠光軸中心線的一側(cè)靠近光軸中心線，旋轉(zhuǎn)碼盤102上的遮光部的徑向上的遠離光軸中心線的一側(cè)與固定碼盤103上的對應(yīng)的遮光部的徑向上的遠離光軸中心線的一側(cè)對齊。

這種結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)編碼器，通過在靠近光軸中心線的一側(cè)設(shè)置光的隔離帶，即使遮光部的長度長，在遠離光軸中心線的一側(cè)擴大透光部的面積以減輕雜光的干擾對產(chǎn)品特性的影響。

但是由于透光部也是由明暗相間的條紋形成的，有少部分反射的光線會在兩個碼盤之間的遮光部多次反射或散射而到達其他受光區(qū)域，會影響受光的純度。在分辨率較低時(10-2000P/R)，這種雜光的影響度相對較小，但是隨著分辨率的增大(2000P/R以上)，由于受光信號的衰減，同等的雜光帶來的影響度顯著增加。換言之，旋轉(zhuǎn)編碼器分辨率、精度越高，受光信號越細分，對雜光的敏感度越大。

實用新型內(nèi)容

本實用新型是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種能夠以簡單的結(jié)構(gòu)提高分辨率以及精度的旋轉(zhuǎn)編碼器。

為了達到上述目的，本實用新型提供一種旋轉(zhuǎn)編碼器，具有：光源，第一碼盤，形成為圓盤狀，位于所述光源的下方，且上表面垂直于所述光源的光軸中心線，在整周上形成有第一光柵形成區(qū)域，并且所述第一光柵形成區(qū)域位于所述光源的透光區(qū)域的下方，所述第一光柵區(qū)域包括沿所述第一碼盤的徑向交替配置的多個第一透光部和多個第一遮光部，第二碼盤，與所述第一碼盤平行，在與所述第一光柵形成區(qū)域相對應(yīng)的位置形成有第二光柵形成區(qū)域，所述第二光柵形成區(qū)域包括沿所述徑向交替配置的多個第二透光部和多個第二遮光部，多個所述第一透光部和多個所述第二透光部分別彼此相對應(yīng)，且多個所述第一遮光部和多個所述第二遮光部分別彼此相對應(yīng)，所述旋轉(zhuǎn)編碼器的特征在于，所述第一遮光部和所述第二遮光部中的一種遮光部的徑向上的一端部到所述光軸中心線的距離，小于對應(yīng)的另一種遮光部的徑向上的一端部到所述光軸中心線的距離，所述一種遮光部的徑向上的另一端部到所述光軸中心線的距離，小于對應(yīng)的所述另一種遮光部的徑向上的另一端部到所述光軸中心線的距離。

在此所說的“與所述第一光柵形成區(qū)域相對應(yīng)的位置”指至少局部與所述第一光柵形成區(qū)域相重疊的位置，“多個所述第一透光部和多個所述第二透光部分別彼此相對應(yīng)”指，多個所述第一透光部和多個所述第二透光部至少分別局部重疊，“多個所述第一遮光部和多個所述第二遮光部分別彼此相對應(yīng)”指，多個所述第一遮光部和多個所述第二遮光部至少分別局部重疊。

優(yōu)選地，在上述旋轉(zhuǎn)編碼器中，多個所述第一透光部中，靠近所述光軸中心線的所述第一透光部在徑向上的長度小于遠離所述光軸中心線的所述第一透光部在徑向上的長度，多個所述第二透光部中，靠近所述光軸中心線的所述第二透光部在徑向上的長度小于遠離所述光軸中心線的所述第二透光部在徑向上的長度。