專利名稱：光學編碼器的制作方法
技術領域：
本發明涉及光學編碼器。
背景技術：
位置和/或運動編碼器提供了一種裝置，用于確定可運動物體的位置和/或運動。盡管已開發出了大量的位置編碼器系統，并且正在使用，但是大多位置編碼器系統可以被劃分為兩種類型線性和旋轉。正如它們各自的名稱所示，線性編碼器系統可以用來提供對線性或直線運動的指示，而旋轉編碼器可以用來提供對旋轉運動的指示。
上述類型的編碼系統還可以進一步被特征化為模擬編碼器系統或數字編碼器系統。模擬編碼器系統提供模擬輸出信號，例如與編碼器所檢測出的運動相關的電壓或電流。模擬編碼器系統一般利用與可動元件操作關聯的可變電阻器或阻抗元件。可變電阻器將可動組件的運動轉換為模擬信號。
數字編碼器系統提供與編碼器所檢測出的運動相關的數字輸出信號。大多數字編碼器系統本質上是光學數字編碼器，盡管也有非光學數字編碼器。光學數字編碼器一般利用光源、探測器、以及碼盤或碼帶。在碼盤或碼帶上具有記號或標記。探測器檢測在碼盤或碼帶上提供的標記，從而產生與碼帶相對于探測器的位置或運動相關的數字輸出信號。
數字編碼器可以提供碼盤或碼帶的相對位置的相對或絕對指示。一般來說，相對編碼器在碼帶上提供單組記號或標記。因為單組記號對于碼帶的具體位置不唯一，所以相對編碼器系統在啟動時必須利用自動引導程序(homing routine)，以導出可動組件的實際位置。絕對位置編碼器一般依賴于碼帶上的多組標記。這些標記例如是與碼帶的每個位置相關聯的唯一信號。因此，這種絕對位置編碼器可以提供對可動元件的絕對位置的指示，而無需首先執行自動引導程序。
發明內容
根據一個實施例的光學編碼器可以包括具有第一側、第二側的碼帶、在其上包括標記的第一軌道、以及在其上包括標記的第二軌道。碼帶可沿位移路徑相對于光學編碼器運動。位于碼帶的第一側的光源直接光照該碼帶。第一探測器元件位于碼帶的第二側，并且一般來說對準該碼帶的第一軌道。第二探測器元件位于碼帶的第二側，并且一般來說對準該碼帶的第二軌道。第二探測器元件也被如此安置，以使得第二探測器元件定位于沿位移路徑與第一探測器元件相距間隔距離。
在附圖中示出了說明性的當前優選的示例性實施例，其中圖1是光學編碼器的一個實施例的立體圖；圖2是圖1的光學編碼器的分解立體圖；圖3是圖1的光學編碼器的立面的側視圖；圖4是圖1的光學編碼器的光源組件的平面圖；圖5是圖4的光源組件的分解立體圖；圖6是圖1的光學編碼器的探測器組件的平面圖；圖7a是圖1的光學編碼器的部分外殼的立面側視圖；圖7b是部分外殼的放大側視圖，其更清楚地示出了圖7的支撐面之一；和圖8是圖7的外殼的平面圖，其示出了支撐面的位置。
具體實施例方式
在圖1和圖2中示出了光學編碼器10的一個示例，其包括具有第一側14和第二側16的碼帶12。碼帶12包括多個軌道17，在其上具有標記19，例如，標記20的第一軌道18和標記24的第二軌道22。在下面將更詳細地描述，取決于多種因素，包括但不限于所期望的分辨率和要被編碼的運動的范圍，在碼帶12上可以具有任何數目的標記19的軌道17。碼帶12可沿位移路徑26相對于光學編碼器10移動。在這里示出并描述的實施例中，光學編碼器10的讀取頭28相對于碼帶12移動，而碼帶保持靜止。可替換地，碼帶12可以是可移動的，而讀取頭28保持靜止。
主要參考圖2，光學編碼器10還可以具有光源組件30和探測器組件32。光源組件30和探測器組件32可以安裝到外殼組件34。這樣，讀取頭28包括光源組件30、探測器組件32和外殼組件34。這種布置是這樣的，光源組件30安置在碼帶12的第一側14，而探測器組件32安置在碼帶12的第二側16。探測器組件32一般與光源組件30對準，以使得光源組件30產生并穿過碼帶12的光線可以被探測器組件32探測到。
圖4和圖5示出了光源組件30，其可以包括多個發光元件37，例如，在沿位移路徑26的第一位置的第一發光元件38和在沿位移路徑26的第二位置的第二發光元件40。在這里示出并描述的實施例中，光源組件30還具有其他發光元件，將在下面作更詳細地描述。多個發光元件37中的每個都具有對應的準直透鏡41，例如，第一準直透鏡42和第二準直透鏡44。多個發光元件37安置在多個位置中，以形成圖4示出的交錯間隔布置。更具體地說，在一個實施例中，第一發光元件38沿第一發光元件軸46安置，而第二發光元件40沿第二發光元件軸48安置。第一和第二發光元件軸46和48被沿位移路徑26方向分離開間隔距離50。將在下面更詳細地描述，與各個發光元件37(例如，第一發光元件38和第二發光元件40)共軸對準的情形相比，這種第一和第二發光元件38和40交錯間隔允許減小了光源組件30的總長度48。
圖6以最好觀察的方式示出了探測器組件32，其可以包括多個探測器元件51，例如，安置在沿位移路徑26的第一位置的第一探測器元件52和安置在沿位移路徑26的第二位置的第二探測器元件54。在這里示出并描述的實施例中，探測器組件32還可以具有其他探測器元件51，將在下面更詳細地描述。第一探測器元件52沿第一探測器元件軸56安置，而第二探測器元件54沿第二探測器元件軸58安置。第一和第二探測器元件軸56和58被沿位移路徑26方向分離開間隔距離60。在一個實施例中，分隔第一和第二探測器元件軸56和58的間隔距離60基本等于第一和第二發光元件軸46和48之間的間隔距離50(圖4)。
另外，第一探測器元件52一般對準碼帶12的第一軌道18，以使第一探測器元件52探測出包括碼帶12的第一軌道18的標記20。第二探測器元件54一般對準碼帶12的第二軌道22，以使第二探測器元件54探測出包括碼帶12的第二軌道22的標記24。
各個探測器元件(例如，52和54)的交錯間隔形成探測器組件32，(就是說，第二探測器元件54位于沿位移路徑26距第一探測器元件52間隔距離60的位置這一事實)意味著包括碼帶12的第二軌道22的標記24應當移位或偏移基本相同的距離，即，間隔距離60。
光學編碼器10還可以具有孔徑平板62。孔徑平板62以圖3示出的方式安置在探測器組件32和碼帶12之間，其中圖3以最好觀察的方式示出了該安置方式。孔徑平板62限定至少第一孔徑64和第二孔徑66，第一孔徑64一般對準第一探測器元件52，第二孔徑66一般對準第二探測器元件54。孔徑平板62還可以具有其他孔徑，將在下面更詳細描述。另外，還將更詳細地描述，在某些情形中，孔徑平板62可以增加光學編碼器10的分辨率。
光學編碼器10的一個有用的特征在于其可以容易地擴展，這允許光學編碼器10容易地適用于廣泛的應用。即，可以通過增加或減少各發光元件37和探測器元件51的數目來容易地修改相同的基本設計，從而容納更寬或更窄的碼帶。光學編碼器10的其他有用特征在于，發光元件37的交錯布置允許光源組件30的總長度49相對于未使用交錯間隔的情形被減少。另外，針對每個發光元件37使用分離或交錯的準直透鏡41允許讀取頭28的總厚度相對于單個準直透鏡被用于所有的發光元件37被減少。孔徑平板62通過限制允許到達各探測器元件51的雜散光的數量，從而增加了靈敏度。孔徑平板62還可以增加光學編碼器的分辨率。
已經簡述了光學編碼器10的一個實施例，下面將詳細描述本實施例和其他實施例。但是，在進行之前，應當注意，取決于光學編碼器10的應用，其可以具有任何廣泛的分離光學準直透鏡41和探測器元件51。另外，在碼帶12上提供的軌道17的數目、以及可以在每個軌道上提供的標記19的數目和間隔也可以隨具體應用的需求以及所期望的分辨率而變。類似地，光學編碼器不限于在線性應用中使用，并且可以容易地適用于在旋轉應用中使用，對于本領域的普通技術人員，在熟悉了這里提供的教導之后，這些將變清楚。
重新參考圖1和圖2，光學編碼器10的一個實施例可以用來確定碼帶12相對于光學編碼器10的讀取頭28的絕對位置。在這里示出并描述的實施例中，讀取頭28相對于碼帶12沿位移路徑26運動，而碼帶12保持靜止。可替換地，碼帶12可以是可動的，而讀取頭28保持靜止。類似地，碼帶12不需要包括一般的矩形形狀元件，而是可以包括盤狀或環狀元件，以用作旋轉應用中。
為了提供絕對位置傳感，在碼帶12上具有多個軌道17(例如，第一軌道18和第二軌道22)，軌道17上具有標記19(例如，第一組標記20和第二組標記24)。標記19可由探測器組件32檢測，以允許探測器組件32檢測出碼帶12的運動。常用標記19包括但不限于對光源組件30產生的光線基本透明和基本不透明的交替區域。相鄰軌道17具有區分標記，以允許確定出碼帶12相對于讀取頭28的絕對位置。例如，在一種實施例中，每個連續軌道17具有兩倍數目的標記(例如，基本透明和基本不透明的區域)，從而允許沿碼帶12的每個位置都具有與其相關聯的唯一“編碼”。
碼帶12的一個特征在于與對應于下述探測器元件51(例如，第二探測器元件54)的那些軌道17唯一相關，所述探測器元件51位于沿位移路徑26的偏移或移位位置，例如，沿第二探測器元件軸58布置的那些探測器元件51。如上所述，對應于偏移探測器的那些軌道(例如，第二軌道22)的標記19(例如，標記24)應當被偏移分離探測器元件51的間隔距離相同的距離。
現在參考圖4和圖5，光源30可以包括多個獨立的發光元件37，例如，第一發光元件38和第二發光元件40。這多個發光元件37中的每個都具有對應的準直透鏡41，例如，第一準直透鏡42和第二準直透鏡44。第一發光元件38沿第一發光元件軸46安置，而第二發光元件40沿第二發光元件軸48安置。在這里示出并描述的實施例中，光源組件30具有以圖5示出的方式沿第一和第二發光元件軸46和48安置的其他發光元件37，圖5以最好觀察的方式示出了該方式。然而，由于在熟悉了這里提供的教導之后，本領域的普通技術人員能夠容易地提供這些其他發光元件37，所以在這里不詳細描述可以利用的其他發光元件37。
如前面的簡述，第一和第二發光元件軸46和48被沿位移路徑26方向的間隔距離50分離開。第一和第二發光元件38和40的交錯間隔允許光源組件30的總長度49相對于發光元件37共軸對準的情形被減少。在獨立的準直透鏡41用于每個獨立發光元件37的情形中，總長度49被減少的量尤其顯著。
如前所述，應當注意，光學編碼器10不限于使用兩個發光元件37，例如第一發光元件38和第二發光元件40，而是可以包括任意數量的發光元件37。例如，在圖4和圖5示出的實施例中，光源組件30總共包括4個發光元件37，沿第一發光元件軸46布置的兩個發光元件37和沿第二發光元件軸48布置的兩個發光元件37。如上所述，多個發光元件37交錯布置，以使光源組件30的總長度49最小化。
發光元件37(例如，第一和第二發光元件38和40)可以包括任何廣泛的發光器件，無論其是本領域已知的、還是將來可以開發的適于或將適于預想應用的發光器件。因此，不應當認為發光元件37限于任何具體類型的發光元件37。然而，作為示例，多個發光元件37可以包括發光二極管。
各發光元件37可以被安裝到任何廣泛的下述結構，所述結構適于以這里所述的方式將各發光元件37保持在碼帶12的第一側14的適當位置處，例如印刷電路板。可替換地，其他安裝布置也可以，在熟悉這里提供的教導之后，對于本領域的普通技術人員，這將變清楚。作為示例，在一個實施例中，各發光元件37被安裝到本領域已知類型的印刷電路板68。
如上所述，每個發光元件37(例如，第一發光元件38和第二發光元件40)可以具有分離的準直透鏡41(例如，第一透鏡42和第二透鏡44)，用于對發光元件37產生的光線進行準直。準直透鏡41可以包括任何廣泛的透鏡形狀，并且可以用任何廣泛的材料制造，在熟悉這里提供的教導之后，對于本領域的普通技術人員，這將變清楚。因此，不應認為準直透鏡41限于用任何具體材料制造的任何具體類型的準直透鏡41。但是，作為示例，在一個實施例中，每個準直透鏡41包括用透明塑料材料(例如，丙烯酸塑料)制造的凸準直透鏡。準直透鏡41可以具有適當的安裝片(1ug)或凸起(tab)，并且可以通過任何方便的方式而被固定到印刷電路板68，例如，用適當的粘合劑。
如最好觀察的圖4所示，發光元件37(例如，第一和第二發光元件38和40)的交錯布置、以及各自的準直透鏡41(例如，第一和第二準直透鏡42和44)的對應的交錯布置，有效地利用了印刷電路板68上的空間，并且相對于發光元件37和準直透鏡41未交錯布置的情形使得光源組件30的總長度49最小化。
圖6以最好觀察的方式示出了探測器組件32，其可以包括多個探測器元件51，例如，第一探測器元件52和第二探測器元件54。第一探測器元件52沿第一探測器元件軸56安置，而第二探測器元件54沿第二探測器元件軸58安置。第一和第二探測器元件軸56和58被沿位移路徑26方向分離開間隔距離60。在這里示出并描述的實施例中，分隔第一和第二探測器元件軸56和58的間隔距離60基本等于第一和第二發光元件軸46和48之間的間隔距離50(圖4)。另外，第一探測器元件52一般對準碼帶12的第一軌道18，以使第一探測器元件52檢測出包括碼帶12的第一軌道18的標記20。第二探測器元件54一般對準碼帶12的第二軌道22，以使第二探測器元件52檢測出包括碼帶12的第二軌道22的標記24。
應當注意，光學編碼器10不限于使用兩個探測器元件51，例如，第一探測器元件52和第二探測器元件54，而是可以包括任意數目的探測器元件51。例如，在圖6示出的實施例中，探測器組件32總共包括11個探測器元件51，沿第一探測器元件軸56布置的6個探測器元件和沿第二探測器元件軸58布置的5個探測器元件。使用11個獨立的探測器元件51允許使用十軌道碼帶12，每個軌道17一個探測器元件51。剩余的一個(第11個)探測器元件51用來測量光源組件30的光輸出的強度。如果光源組件30的強度太高或太低，可以使用補償系統(未示出)來調節提供給光源組件30的電功率，從而將光輸出維持在可接受的限度內。十軌道碼帶12將提供210或1024個離散位置的分辨率。當然，取決于具體應用的需求，可以使用更多或更少數目的探測器元件51和碼帶軌道17。指示使用具有更多或更少數目的軌道17的碼帶的需求的示例包括但不限于期望的分辨率、以及期望被編碼的運動的范圍。
各個探測器元件51(例如，52和54)的交錯間隔形成探測器組件32(即，第二探測器元件軸58位于沿位移路徑26距第一探測器元件軸56間隔距離60的位置這一事實)意味著包括碼帶12的第二軌道22的標記24應當移位或偏移基本相同的距離，即，間隔距離60。
探測器元件51(例如，第一探測器元件52和第二探測器元件54)可以包括任何廣泛的光學探測器件，無論其是本領域已知的、還是將來可以開發的適于或將適于預想應用的光學探測器件。因此，不應當認為探測器元件51限于任何具體類型的探測器元件51。然而，作為示例，多個探測器元件51可以包括光敏晶體管。
各探測器元件51可以被安裝到任何廣泛的下述結構，所述結構適于以這里所述的方式將各探測器元件51保持在碼帶12的第二側16的適當位置處，例如印刷電路板。可替換地，其他安裝布置也可以，在熟悉這里提供的教導之后，對于本領域的普通技術人員，這將變清楚。作為示例，在一個實施例中，各探測器元件51被安裝到印刷電路板70。
光學編碼器10還可以具有孔徑平板62。孔徑平板62對在探測器組件32上使用的每個探測器元件軸(例如，第一探測器元件軸56和第二探測器元件軸58)至少限定一個孔徑。在這里示出并描述的實施例中，孔徑平板62限定至少第一孔徑64和第二孔徑66，第一孔徑64基本對準第一探測器元件軸56上的第一探測器元件52，第二孔徑66基本對準第二探測器元件軸58上的第二探測器元件54。還可以對可在探測器組件32上提供的每組探測器元件51提供另外的孔徑。一般來說，最好形成長狹縫狀的第一和第二孔徑64和66，以使雜散光到達探測器元件51的機會最小化。
取決于具體應用，孔徑平板62還可以用來相對于未使用孔徑平板62的情形增加光學編碼系統的分辨率。例如，如果在碼帶12的軌道17上提供的各個標記19之間的間隔小于對應的探測器元件51的大小，則探測器元件51將不能分辯標記19之間的間隔。即，探測器51將不能分離安置在與探測器元件51直接成直線的一組標記。為了避免這種問題，孔徑平板62可以具有這樣的孔徑，其具有基本等于碼帶12上的標記19的寬度的大小(即，寬度)。然后，該孔徑將防止來自其他標記19的光線到達探測器元件51，從而允許探測器元件51只感知碼帶12的所期望的部分。換言之，探測器元件51將能夠探測碼帶12上的單個標記19，盡管存在探測器元件51的大小(即，寬度)超過了碼帶12上的標記19的大小(即，寬度)這一事實。
外殼34可配置為接納光源組件30、探測器組件32和孔徑平板62。參考圖2、7a、圖7b和圖8，外殼34可以包括探測器平板部分72和發射器平板部分74。探測器平板部分72配置為接納探測器組件32和孔徑平板62。發射器平板部分74配置為接納光源組件30。發射器平板部分74可緊固到探測器平板部分72，并且保持或定位光源組件30，以使其一般對準探測器組件32。外殼34還定位光源組件30和探測器組件32，以限定其間的適于容納碼帶12的間隔36。
外殼34提供的組件間隔并不非常關鍵，取決于具體應用，可以使用任何廣泛的間隔。因此，不應當認為外殼34限于在光學編碼器的各個組件之間提供任何具體間隔的外殼。但是，作為示例，在這里示出并描述的實施例中，限定在光源組件30和探測器組件32之間的間隔36約為6.25mm；碼帶12安置于距探測器組件32的印刷電路板70約1.9mm；并且孔徑平板62安置于距探測器組件32的印刷電路板70約1.23mm。參見圖3。
現在參考圖7a、圖7b和圖8，外殼34的探測器平板部分72可以包括多個在其上提供的支撐面76。支撐面76與碼帶12的對應的第一和第二邊沿部分78、80配合。支撐平面76幫助使碼帶12定位于距探測器組件32和孔徑平板62最優的距離，并且使碼帶12接觸光源組件30、探測器組件32或孔徑平板62的可能性最小化。
支撐面76可以包括任何廣泛的形狀和配置，在熟悉了這里提供的教導之后，對于本領域的普通技術人員，這將變清楚。因此，不應當認為支撐平面76限于具有任何具體形狀和配置的支撐平面76。但是，作為示例，在一個實施例中，每個支撐面76包括通常的半圓柱形表面。
包括外殼34的各個組件(例如，探測器平板部分72和發射器平板部分74)可以用適于預期應用的任何廣泛的材料制造。作為示例，在一個實施例中，探測器平板部分72和發射器平板部分74是用聚碳酸酯塑料材料鑄模成形的。可替換地，也可以使用其他材料。
權利要求
1.一種光學編碼器，包括碼帶，其具有第一側、第二側、在其上包括標記的第一軌道和在其上包括標記的第二軌道，所述碼帶可相對于所述光學編碼器沿位移路徑運動；光源，安置在所述碼帶的第一側，所述光源直接照射所述碼帶；第一探測器元件，安置在所述碼帶的第二側，以使所述第一探測器元件一般對準所述碼帶的第一軌道，所述第一探測器元件檢測包括所述碼帶第一軌道的標記；和第二探測器元件，安置在所述碼帶的第二側，以使所述第二探測器元件一般對準所述碼帶的第二軌道，所述第二探測器元件位于沿所述位移路徑距所述第一探測器元件間隔距離的位置，所述第二探測器元件檢測包括所述碼帶第二軌道的標記。
2.如權利要求1所述的光學編碼器，還包括安置在所述第一和第二探測器元件和所述碼帶之間的孔徑平板，所述孔徑平板限定其中的第一孔徑和其中的第二孔徑，所述第一孔徑基本對準所述第一探測器元件，所述第二孔徑基本對準所述第二探測器元件。
3.如權利要求1所述的光學編碼器，其中所述光源包括第一發光元件和第二發光元件，所述第一發光元件基本對準所述第一探測器元件，所述第二發光元件基本對準所述第二探測器元件。
4.如權利要求3所述的光學編碼器，還包括鄰近所述第一發光元件安置的第一準直透鏡和鄰近所述第二發光元件安置的第二準直透鏡。
5.如權利要求1所述的光學編碼器，其中，包括所述第二軌道的所述標記相對于包括所述第一軌道的所述標記沿所述位移路徑被移位約等于間隔距離的距離，所述間隔距離沿所述位移路徑將所述第二探測器元件和所述第一探測器元件分離開。
6.如權利要求1所述的光學編碼器，其中，包括所述第一軌道的所述標記包括多個基本透明的部分和多個基本不透明的部分，并且包括所述第二軌道的所述標記包括多個基本透明的部分和多個基本不透明的部分。
7.如權利要求1所述的光學編碼器，還包括外殼，所述外殼適于接納處于一般平行、定間隔分離關系中的所述光源和所述第一和第二探測器元件，所述外殼限定支撐面，當所述碼帶被安置在所述光源和所述第一和第二探測器元件之間限定的空間中時，所述支撐面與所述碼帶滑動配合，在所述碼帶沿所述位移路徑運動時，所述支撐面維持在所述光源和所述第一和第二探測器元件之間限定的空間內的所述碼帶的間隔對準。
8.如權利要求7所述的光學編碼器，其中所述支撐面包括第一支撐面和第二支撐面，所述第一支撐面大約安置在所述外殼的第一端，以使所述第一支撐面與所述碼帶的第一邊沿部分滑動配合，所述第二支撐面大約安置在所述外殼的第二端，以使所述第二支撐面與所述碼帶的第二邊沿部分滑動配合。
9.如權利要求8所述的光學編碼器，其中所述第一和第二支撐面包括半圓柱形表面。
10.一種用于確定碼帶相對于光學編碼器的位置的光學編碼器，所述碼帶具有在其上提供的標記，所述光學編碼器包括光源；探測器，以與所述光源定間隔分離的關系安置，來限定所述光源和所述探測器之間的空間，所述空間適于容納碼帶，并且允許所述碼帶相對于所述光學編碼器沿位移路徑運動；和孔徑平板，鄰近所述探測器安置，以使得當所述碼帶被容納在所述光源和所述探測器之間限定的空間內時所述孔徑平板在所述探測器和所述碼帶之間，所述孔徑平板限定其中的孔徑，所述孔徑基本對準所述探測器，以使所述探測器檢測出所述碼帶上的標記。
11.如權利要求10所述的光學編碼器，其中，所述光源包括多個發光元件和鄰近所述多個發光元件中的每個安置的準直透鏡。
12.如權利要求10所述的光學編碼器，還包括外殼，所述外殼適于接納處于一般平行、定間隔分離關系中的所述探測器和所述光源，所述外殼限定支撐面，當所述碼帶被安置在所述探測器和所述光源之間限定的空間中時，所述支撐面與所述碼帶滑動配合，在所述碼帶沿所述位移路徑運動時，所述支撐面維持在所述探測器和所述光源之間限定的空間內的所述碼帶的間隔對準。
13.如權利要求10所述的光學編碼器，其中，所述支撐面包括第一支撐面和第二支撐面，所述第一支撐面大約安置在所述外殼的第一端，以使所述第一支撐面與所述碼帶的第一側部分滑動配合，所述第二支撐面大約安置在所述外殼的第二端，以使所述第二支撐面與所述碼帶的第二側部分滑動配合。
14.如權利要求13所述的光學編碼器，其中所述第一和第二支撐面包括半圓柱形表面。
15.一種光學編碼器，包括碼帶，所述碼帶具有第一側、第二側、其上至少一個基本透明區域、以及其上至少一個基本不透明區域；光源，安置在所述碼帶的所述第一側，所述光源直接照射所述碼帶；探測器，安置在所述碼帶的所述第二側，所述探測器基本對準所述光源；和孔徑平板，安置在所述探測器和所述碼帶的第二側之間，所述孔徑平板限定其中的狹縫孔徑，所述狹縫孔徑對準所述探測器，以使穿過所述碼帶的至少一個基本透明區域的光線到達所述探測器。
16.如權利要求15所述的光學編碼器，其中所述光源包括多個發光元件。
17.如權利要求16所述的光學編碼器，還包括鄰近所述多個發光元件中的每一個安置的準直透鏡。
18.如權利要求15所述的光學編碼器，其中，所述碼帶包括第一軌道和第二軌道，所述碼帶相對于所述探測器沿位移路徑運動，所述探測器包括對準所述第一軌道的第一探測器元件和對準所述第二軌道的第二探測器元件，所述第二探測器元件位于沿所述位移路徑距所述第一探測器元件間隔距離的位置。
19.如權利要求18所述的光學編碼器，其中所述光源包括第一發光元件和第二發光元件，所述第一發光元件安置在所述碼帶的第一側，基本對準所述第一探測器元件，所述第二發光元件安置在所述碼帶的第一側，基本對準所述第二探測器元件。
20.如權利要求19所述的光學編碼器，還包括鄰近所述第一發光元件安置的第一準直透鏡和鄰近所述第二發光元件安置的第二準直透鏡。
21.如權利要求20所述的光學編碼器，其中所述探測器包括印刷電路板，并且所述第一探測器在第一探測器元件軸上被安裝到所述印刷電路板，所述第一探測器元件軸基本橫過所述位移路徑，并且所述第二探測器元件在第二探測器元件軸上被安裝到所述印刷電路板，所述第二探測器元件軸沿所述位移路徑從所述第一軸被分離開所述間隔距離。
22.如權利要求20所述的光學編碼器，其中所述光源包括印刷電路板，并且所述第一發光元件在第一發光元件軸上被安裝到所述印刷電路板，所述第一發光元件軸基本橫過所述位移路徑，并且所述第二發光元件在第二發光元件軸上被安裝到所述印刷電路板，所述第二發光元件基本橫過所述位移路徑，所述第二發光元件軸沿所述位移路徑從所述第一發光元件軸被分離開所述間隔距離。
23.如權利要求15所述的光學編碼器，還包括外殼，所述外殼適于接納處于一般平行、定間隔分離關系中的所述探測器和所述光源，所述外殼限定支撐面，當所述碼帶被安置在所述探測器和所述光源之間限定的空間中時，所述支撐面與所述碼帶滑動配合，在所述碼帶沿所述位移路徑運動時，所述支撐面維持在所述探測器和所述光源之間限定的空間內的所述碼帶的間隔對準。
24.如權利要求23所述的光學編碼器，其中，所述支撐面包括第一支撐面和第二支撐面，所述第一支撐面大約安置在所述外殼的第一端，以使所述第一支撐面與所述碼帶的第一邊沿部分滑動配合，所述第二支撐面大約安置在所述外殼的第二端，以使所述第二支撐面與所述碼帶的第二邊沿部分滑動配合。
25.如權利要求24所述的光學編碼器，其中所述第一和第二支撐面包括半圓柱形表面。
26.一種用于確定碼帶相對于光學編碼器的位置的光學編碼器，所述碼帶具有基本透明和基本不透明的交替區域，所述光學編碼器包括光源；探測器，以與所述光源定間隔分離的關系安置，來限定所述光源和所述探測器之間的空間，所述空間的大小被設置為容納所述碼帶，并且允許所述碼帶相對于所述光學編碼器沿位移路徑運動，所述探測器具有這樣的檢測區域，所述檢測區域具有比所述碼帶上的基本透明區域的寬度寬的寬度；和孔徑平板，限定其上的孔徑，所述孔徑具有與所述碼帶上的基本透明區域的寬度基本相當的寬度，所述孔徑平板被安置得鄰近所述探測器，以使得當所述碼帶被容納在所述光源和所述探測器之間限定的所述空間中時所述孔徑平板在所述探測器和所述碼帶之間。
全文摘要
本發明公開了一種光學編碼器。該光學編碼器包括碼帶，其具有第一側、第二側、其上包括標記的第一軌道和其上包括標記的第二軌道。所述碼帶可相對于光學編碼器沿位移路徑運動。安置在碼帶的第一側的光源直接照射碼帶。第一探測器元件安置在碼帶的第二側的，并且一般對準碼帶的第一軌道。第二探測器元件安置在碼帶的第二側，并且一般對準碼帶的第二軌道。第二探測器元件也被如此安置，以使第二探測器元件位于沿位移路徑距第一探測器元件間隔距離的位置。
文檔編號G01D5/347GK1800788SQ20051010516
公開日2006年7月12日 申請日期2005年9月28日 優先權日2005年1月7日
發明者寧可傅, 李瑟寬, 譚添安, 王文飛, 葉維金, 陸徹富, 胡國興, 俊也畑口, 瑞恩迪普·辛格·A/L·阿瑪吉特·辛格 申請人:安捷倫科技有限公司