旋转编码器制造技术

本实用新型专利技术提供一种旋转编码器，具有光源、第一码盘、第二码盘，第一码盘和第二码盘中的一码盘的遮光部的径向上的一端部到光轴中心线的距离，小于另一码盘的对应的遮光部的径向上的一端部到光轴中心线的距离，一码盘的遮光部的径向上的另一端部到光轴中心线的距离，小于另一码盘的对应的遮光部的径向上的另一端部到光轴中心线的距离。通过这样的结构，能够实现以简单的结构提高分辨率以及精度的旋转编码器。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
旋转编码器
本技术涉及一种旋转编码器。
技术介绍
旋转编码器是用于测量转速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出。主要用于工业自动化中的高精度位移、角度等测量，使用领域非常广泛。近年来，对于旋转编码器的特性和精度的要求越来越高。在旋转编码器中，从作为光源的LED发出的光不可能是完美的平行光，这是由于从LED发光晶圆发出的光不能被视作点光源，因此经过球面或非球面镜头汇聚之后不能形成理想的平行光，因此呈现出一个以发光晶圆为中心向四周扩散的光源。扩散了的光线经过码盘的透光部到达受光元件，由于光线是倾斜的，所以光不仅到达应到达的各相应受光区域，同时也会因为反射、折射或者直接到达其他相的受光区域，从而对其他受光区域产生了干扰，我们称这种不应受到的干扰光线为“杂光”。杂光的存在可能造成编码器在工作过程中，信号的精度和周期产生波动，影响客户的使用和控制精度，甚至可能产生误动作，造成系统的失效。为了避免产生杂光，在专利文献1(CN201210506210.9)中公开了一种旋转编码器。图5是是现有的旋转编码器100的光线示意图。如图5所示，旋转编码器100包括光源、光栅区域位于光源的下方的旋转码盘102以及固定码盘103、受光元件(光电二极管)104。旋转码盘102和固定码盘103的光栅区域分别包括沿着径向交替配置的多个透光部和遮光部，并且旋转码盘102上的多个遮光部分别与固定码盘103上的多个遮光部彼此相对应。在俯视观察时，旋转码盘102的遮光部的径向上的靠光轴中心线的一侧比固定码盘103的对应的遮光部的径向上的靠光轴中心线的一侧靠近光轴中心线，旋转码盘102上的遮光部的径向上的远离光轴中心线的一侧与固定码盘103上的对应的遮光部的径向上的远离光轴中心线的一侧对齐。这种结构的旋转编码器，通过在靠近光轴中心线的一侧设置光的隔离带，即使遮光部的长度长，在远离光轴中心线的一侧扩大透光部的面积以减轻杂光的干扰对产品特性的影响。但是由于透光部也是由明暗相间的条纹形成的，有少部分反射的光线会在两个码盘之间的遮光部多次反射或散射而到达其他受光区域，会影响受光的纯度。在分辨率较低时(10-2000P/R)，这种杂光的影响度相对较小，但是随着分辨率的增大(2000P/R以上)，由于受光信号的衰减，同等的杂光带来的影响度显著增加。换言之，旋转编码器分辨率、精度越高，受光信号越细分，对杂光的敏感度越大。
技术实现思路
本技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够以简单的结构提高分辨率以及精度的旋转编码器。为了达到上述目的，本技术提供一种旋转编码器，具有:光源，第一码盘，形成为圆盘状，位于所述光源的下方，且上表面垂直于所述光源的光轴中心线，在整周上形成有第一光栅形成区域，并且所述第一光栅形成区域位于所述光源的透光区域的下方，所述第一光栅区域包括沿所述第一码盘的径向交替配置的多个第一透光部和多个第一遮光部，第二码盘，与所述第一码盘平行，在与所述第一光栅形成区域相对应的位置形成有第二光栅形成区域，所述第二光栅形成区域包括沿所述径向交替配置的多个第二透光部和多个第二遮光部，多个所述第一透光部和多个所述第二透光部分别彼此相对应，且多个所述第一遮光部和多个所述第二遮光部分别彼此相对应，所述旋转编码器的特征在于，所述第一遮光部和所述第二遮光部中的一种遮光部的径向上的一端部到所述光轴中心线的距离，小于对应的另一种遮光部的径向上的一端部到所述光轴中心线的距离，所述一种遮光部的径向上的另一端部到所述光轴中心线的距离，小于对应的所述另一种遮光部的径向上的另一端部到所述光轴中心线的距离。在此所说的“与所述第一光栅形成区域相对应的位置”指至少局部与所述第一光栅形成区域相重叠的位置，“多个所述第一透光部和多个所述第二透光部分别彼此相对应”指，多个所述第一透光部和多个所述第二透光部至少分别局部重叠，“多个所述第一遮光部和多个所述第二遮光部分别彼此相对应”指，多个所述第一遮光部和多个所述第二遮光部至少分别局部重叠。优选地，在上述旋转编码器中，多个所述第一透光部中，靠近所述光轴中心线的所述第一透光部在径向上的长度小于远离所述光轴中心线的所述第一透光部在径向上的长度，多个所述第二透光部中，靠近所述光轴中心线的所述第二透光部在径向上的长度小于远离所述光轴中心线的所述第二透光部在径向上的长度。优选地，在上述旋转编码器中，所述第二码盘位于所述第一码盘的下方，所述一种遮光部为所述第一遮光部，所述另一种遮光部为所述第二遮光部。优选地，在上述旋转编码器中，多个所述第一遮光部的径向上的长度分别小于等于对应的所述第二遮光部的径向上的长度。优选地，在上述旋转编码器中，多个所述第一遮光部的径向上的长度分别等于对应的所述第二遮光部的径向上的长度。优选地，在上述旋转编码器中，所述第一光栅形成区域形成有N个所述第一透光部和N+1个所述第一遮光部，所述第二光栅形成区域形成有N个所述第二透光部和N+1个所述第二遮光部，其中，N为大于I的整数，所述第一光栅形成区域以及所述第二光栅形成区域在所述径向上相对于所述光轴中心线对称。优选地，在上述旋转编码器中，设从所述光源发出的要穿过所述第一透光部以及与该第一透光部对应的第二透光部的光线与所述光轴中心线的夹角为α，与该第一透光部紧邻的第一遮光部的靠近所述光轴中心线的端部到所述光轴中心线的距离为D1，该第一遮光部的远离所述光轴中心线的端部到所述光轴中心线的距离为D’ i，与该第一遮光部对应的第二遮光部的靠近所述光轴中心线的端部到所述光轴中心线的距离为D2，该第二遮光部的远离所述光轴中心线的端部到所述光轴中心线的距离为D’ 2，所述第一码盘到所述第二码盘的距离为d，其中，D2 SDAdXtana，D’ 2<D’ 丨+dXtana，所述α大于等于0°且小于等于10°。优选地，在上述旋转编码器中，所述α等于5°。根据上述结构，光栅区域采用“向心遮光，离心透光”的配置方式，能够在靠近光轴中心线端隔离强度较大的大部份的杂光干扰，在远离光轴中心线再次进行分解隔离，这样就实现了对杂光干扰光线多次的隔离和净化，保证了对正常的光线进行选择和利用，不影响有效受光光线的强度。并且，由于光栅区域采用沿径向排列、沿光轴中心线收束的设计方式，使得尽管从光源发出的光线扩散，但是扩散的光线依然能够到达目的受光部，优化了受光部的受光利用效率。而且由于光栅沿径向向心排列，靠近光轴中心线光的强度大，而透光区域的长度以及面积比外侧小，因此能够使得受光平衡，使得受光信号在同一个水准线上，保证了受光信号的强度和纯度。【附图说明】图1是本技术的旋转编码器的局部立体示意图。图2是本技术的旋转编码器的局部剖视示意图。图3是理想状态下的旋转编码器的光线示意图。图4是本技术的旋转编码器的光线示意图。 图5是以往的旋转编码器的光线示意图。【具体实施方式】下面，参照附图对本技术的旋转编码器I进行说明。图1是旋转编码器10的局部立体示意图，图2是本技术的旋转编码器10的局部剖视示意图，图3是理想状态下的旋转编码器的光线示意图，图4是本技术的旋转编码器10的光线示意图。如图1和图2所示，旋转编本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转编码器，具有：光源，第一码盘，形成为圆盘状，位于所述光源的下方，且上表面垂直于所述光源的光轴中心线，在整周上形成有第一光栅形成区域，并且所述第一光栅形成区域位于所述光源的透光区域的下方，所述第一光栅区域包括沿所述第一码盘的径向交替配置的多个第一透光部和多个第一遮光部，第二码盘，与所述第一码盘平行，在与所述第一光栅形成区域相对应的位置形成有第二光栅形成区域，所述第二光栅形成区域包括沿所述径向交替配置的多个第二透光部和多个第二遮光部，多个所述第一透光部和多个所述第二透光部分别彼此相对应，且多个所述第一遮光部和多个所述第二遮光部分别彼此相对应，所述旋转编码器的特征在于，所述第一遮光部和所述第二遮光部中的一种遮光部的径向上的一端部到所述光轴中心线的距离，小于对应的另一种遮光部的径向上的一端部到所述光轴中心线的距离，所述一种遮光部的径向上的另一端部到所述光轴中心线的距离，小于对应的所述另一种遮光部的径向上的另一端部到所述光轴中心线的距离。

【技术特征摘要】
1.一种旋转编码器， 具有: 光源， 第一码盘，形成为圆盘状，位于所述光源的下方，且上表面垂直于所述光源的光轴中心线，在整周上形成有第一光栅形成区域，并且所述第一光栅形成区域位于所述光源的透光区域的下方，所述第一光栅区域包括沿所述第一码盘的径向交替配置的多个第一透光部和多个第一遮光部， 第二码盘，与所述第一码盘平行，在与所述第一光栅形成区域相对应的位置形成有第二光栅形成区域，所述第二光栅形成区域包括沿所述径向交替配置的多个第二透光部和多个第二遮光部， 多个所述第一透光部和多个所述第二透光部分别彼此相对应，且多个所述第一遮光部和多个所述第二遮光部分别彼此相对应， 所述旋转编码器的特征在于， 所述第一遮光部和所述第二遮光部中的一种遮光部的径向上的一端部到所述光轴中心线的距离，小于对应的另一种遮光部的径向上的一端部到所述光轴中心线的距离， 所述一种遮光部的径向上的另一端部到所述光轴中心线的距离，小于对应的所述另一种遮光部的径向上的另一端部到所述光轴中心线的距离。2.如权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于， 多个所述第一透光部中，靠近所述光轴中心线的所述第一透光部在径向上的长度小于远离所述光轴中心线的所述第一透光部在径向上的长度， 多个所述第二透光部中，靠近所述光轴中心线的所述第二透光部在径向上的长度小于远离所述光轴中心线的所述第二透光部在径向上的长度。3.如权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于， 所述第二码盘位于所述第一码盘的下方，所述一种遮光部为所述第一遮光部，所述另一种遮光部为所述第二遮光部。4.如权利要求2所述的旋转编码器，其特征在于， 所述第二码盘位于所述第一码盘的下方，所述一种遮光部为所述第一遮光部，所述另一种遮光部为所述第二遮光部。5.如权利要求3所述的旋转编码器，其特征在于， 多个所述第一遮光部的径向上的长度分别小于等于对应的所述第二遮光部的径向上的长度。6.如权利要求4所述的旋转编码器，其特征在于， 多个所述第一遮光部的径向上的长度分别小于等于对应的所述第二遮光部的径向上的长度。7.如权利要求5所述的旋转编码器，其特征在于， 多个所述第一遮光部的径向上的长度分别等于对应的所述第二遮光部的径向上...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，柳秋圆，张少杰，
申请(专利权)人：欧姆龙上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31