平顶的基于反射的光学编码器制造技术

本发明专利技术公开一种基于反射的光学编码设备，其用于检测机械装置的位置和／或运动，该设备包括：至少具有第一反射部分的编码介质，和编码器壳体，其具有嵌在其中的发光源和光检测传感器，编码器壳体置于编码介质附近，使得能够建立从发光源经由编码介质的第一反射部分到光检测传感器的功能性光学路径。编码器壳体包括位于发光源和编码介质之间的第一平面，第一平面相对于共同几何平面具有第一角度，使得从发光源向编码介质行进的光沿着第一倾斜路径、以所折射的光到达编码介质的期望位置的方式折射。

【技术实现步骤摘要】
平顶的基于反射的光学编码器
本专利技术涉及用于感测位置和/或运动的光学编码器件。
技术介绍
光学编码器用在各种情况下来判断物体相对于某一基准的位置和/或运动。光学编码器通常用在机械系统中作为测量和跟踪运动部件之间运动的廉价的和可靠的方式。例如，当在诸如纸张的图像介质上打印图像或者从介质扫描图像时，诸如打印机、扫描仪、影印机、传真机、绘图仪和其它成像系统的机器通常使用光学编码器来跟踪图像介质的运动。一般而言，光学编码器包括与“码轮”或者“码带”协同工作的某形式的光学发射器/检测器对。码轮一般是圆形并且能够用来检测旋转运动，例如打印机或者复印机中送纸鼓的运动。相反，码带一般呈线性形式，并且能够用来检测线性运动，例如打印机的打印头位置和速度。取决于光学编码器的形式，这样的码轮和码带一般含有狭槽和条带的规则图案。尽管光学编码器已经证明是可靠的技术，但是还存在很大的简化制造操作、减少制造工序数目、减少部件数目和减小操作空间的产业压力。因而，需要与光学编码器有关的新技术。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术提供了一种基于反射的光学编码设备，其用于检测机械装置的位置和/或运动，该设备包括：至少具有第一反射部分的编码介质，和编码器壳体，所述编码器壳体具有嵌在其中的发光源和光检测传感器，编码器壳体置于编码介质附近，使得能够建立从发光源经由编码介质的第一反射部分到光检测传感器的功能性光学路径。编码器壳体包括位于发光源和编码介质之间的第一平面，第一平面相对于共同几何平面具有-->第一角度，使得从发光源向编码介质行进的光沿着第一倾斜路径以所折射的光到达编码介质的期望位置的方式折射。在第二方面，本专利技术提供了一种基于反射的光学编码设备，其用于检测机械装置的位置和/或运动，该设备包括：至少具有第一反射部分的编码介质，和编码器壳体，所述编码器壳体具有嵌在其中的发光源和光检测传感器，编码器壳体置于编码介质附近，使得能够建立从发光源经由编码介质的第一反射部分到光检测传感器的功能性光学路径。编码器壳体包括位于光检测传感器和编码介质之间的第一平面，第一平面具有角度，使得从编码介质的期望位置行进的光沿着倾斜路径朝着光检测传感器折射。在第三方面，本专利技术提供了一种基于反射的光学编码设备，其用于检测机械装置的位置和/或运动，该设备包括：至少具有第一反射部分的编码介质、编码器壳体和第一折射装置，所述编码器壳体具有嵌在其中的发光源和光检测传感器，编码器壳体置于编码介质附近，使得能够建立从发光源经由编码介质的第一反射部分到光检测传感器的功能性光学路径，所述第一折射装置位于编码器本体和编码介质之间，并且有利地以建立功能性光学路径的方式将光沿着倾斜路径折射。附图说明当结合附图阅读以下详细的描述时，从其中能够最佳理解本示例性实施例。强调的是各种特征不一定是按比例绘制的。事实上，出于论述清楚的目的，尺寸可能有任意增大或者减小。类似的参考标号在任何可行之处都表示类似的元件。图1示出基于透射的光学编码器；图2示出基于反射的光学编码器；图3示出新的平顶基于反射的光学编码器；图4示出图3的新的基于反射的光学编码器的第一改变形式；图5示出图3的新的基于反射的光学编码器的第二改变形式；和图6示出图5的新的基于反射的光学编码器的改变形式。-->具体实施方式在下面详细的说明中，出于说明和非限制性的目的，为了提供对根据本专利技术的实施例的完整理解，阐述了公开具体细节的示例性实施例。然而，受益于本公开的本领域的技术人员可以理解，根据本专利技术但脱离了此处公开的具体细节的其它实施例仍然在所附权利要求的范围内。而且，可能省略了对公知的设备和方法的描述，以免使示例性实施例的描述不清楚。这样的方法和设备显然在本技术教导的范围内。光学编码器一般分成两类：基于透射的光学编码器和基于反射的光学编码器。图1示出了基于透射的光学编码器100。如在图1中所示，编码器100包括嵌在壳体104中的光学发射器101和光学检测器102。光学透镜106可以结合到光学发射器101下方的壳体104中以将由光学发射器101发射的光校准成平行光105。开放区域107设置在光学编码器101和光学检测器102之间，并且码轮/码带103在开放区域107内自由旋转或者移动。在操作中，由光学发射器101发射的光能够由光学透镜106准直，然后经过开放区域107和码轮/码带103传播。如果码轮/码带103的状态使得沿着光传播的路径存在着狭槽/开口，则这样的光能够继续前进到达能够检测到该光的光学检测器102。如果码轮/码带103的状态使得沿着光传播的路径不存在狭槽/开口，则光的传播被阻挡，并且光学检测器102能够检测到不存在光。与图1的基于透射的器件不同，在图2中示出了基于反射的光学编码器200。基于反射的编码器200包括安装在引线框架207上并且封装在光学壳体204中的光学发射器201和光学检测器202，其中光学壳体204通常由某种形式的树脂或者玻璃制成。示例性光学元件204具有两个穹顶形表面，其中第一穹顶形表面205直接在光学发射器201的上方，第二穹顶形表面206直接在光学检测器202的上方。在操作中，由光学发射器201发射的光能够由第一穹顶形表面205(能够用作透镜)聚焦或者准直，然后透射到码轮/码带203。如果码轮/码-->带203的状态使得沿着光传播的路径存在着反射狭槽/条带，则传播的光将反射到第二穹顶形表面206(也能够用作透镜)并且聚焦到能够检测到该光的光学检测器202。如果码轮/码带203的状态使得沿着光传播的路径不存在反射狭槽/条带，则传播的光将被有效地阻挡，并且光学检测器202能够检测到不存在光。图3示出了新的平顶基于反射的光学编码器300。如图3所示，光学编码器300包括均安装在衬底307上并且封装在光学壳体304中的光学发射器301和光学检测器302。壳体304具有位于发射器301和检测器302两者上方的一个平面305，且平面305相对于衬底307平行。码轮/码带303定位在平面305的上方适合距离处。在操作中，在由光学发射器301发射的光沿着图3所示的各种光学路径308能够进一步透射到码轮/码带303的情况下，当该光通过平面305时，该光能够被折射。如果码轮/码带303的状态使得沿着光学路径308存在着反射带/狭槽/条带，则透射光能够在位置313处被拦截，并且向编码器壳体304反射回去，当该光通过平面305的边界时发生第二次折射，然后向能够感测/检测到该光的光学检测器302引导。如果码轮/码带303的状态使得沿着光学路径308和位置313不存在反射带/狭槽/条带，则传播的光能够有效地被阻挡，并且光学检测器302能够检测到不存在光。进一步，如果码轮/码带303构造成沿着光学路径308和位置313同时存在反射和非反射条带的组合，则码轮/码带303能够反射与反射和非反射条带的图案相匹配的光，使得图案有效地投射到光学检测器301上。如以上提及，当光通过光学壳体304和空气之间时，光将在空气/壳体的边界(即平面305)处折射。该折射可以是壳体304的材料折射率IF1、空气折射率IFA和光与平面305相交的角度的函数。因而，应该理解到，壳体304的材料以及发射器3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于反射的光学编码设备，其用于检测机械装置的位置和／或运动，所述设备包括：编码介质，其至少具有第一反射部分；编码器壳体，其具有嵌在其中的发光源和光检测传感器，所述编码器壳体置于所述编码介质附近，使得能够建立从所述发光源经由所述编码介质的所述第一反射部分到所述光检测传感器的功能性光学路径；并且其中，所述编码器壳体包括位于所述发光源和所述编码介质之间的第一平面，所述第一平面相对于共同几何平面具有第一角度，使得从所述发光源向所述编码介质行进的光沿着第一倾斜路径朝着所述编码介质的期望位置折射。

【技术特征摘要】
US 2006-4-14 11/404,1101.一种基于反射的光学编码设备，其用于检测机械装置的位置和/或运动，所述设备包括：编码介质，其至少具有第一反射部分；编码器壳体，其具有嵌在其中的发光源和光检测传感器，所述编码器壳体置于所述编码介质附近，使得能够建立从所述发光源经由所述编码介质的所述第一反射部分到所述光检测传感器的功能性光学路径；并且其中，所述编码器壳体包括位于所述发光源和所述编码介质之间的第一平面，所述第一平面相对于共同几何平面具有第一角度，使得从所述发光源向所述编码介质行进的光沿着第一倾斜路径朝着所述编码介质的期望位置折射。2.根据权利要求1所述的光学编码设备，其中，所述编码器壳体还包括第二平面，所述第二平面位于所述光检测传感器和所述编码介质之间，所述第二平面相对于所述共同几何平面具有第二角度使得从所述编码介质的所述期望位置行进的光沿着第二倾斜路径朝着所述光检测传感器折射。3.根据权利要求2所述的光学编码设备，其中，所述编码器壳体具有位于所述发光源和所述光检测传感器之间的光学隔离结构。4.根据权利要求3所述的光学编码设备，其中，所述编码器壳体具有一体式结构。5.根据权利要求4所述的光学编码设备，其中，所述发光源和所述光检测传感器安装在共同的衬底上。6.根据权利要求2所述的光学编码设备，其中，所述第一平面相对于所述共同几何平面的所述第一角度和所述第二平面相对于所述共同几何平面的所述第二角度大致相同。7.根据权利要求6所述的光学编码设备，其中，所述第一平面和所述第二平面都基本上平行于所述共同几何平面。8.根据权利要求6所述的光学编码设备，其中，所述第一平面和所述第二平面大致不平行于所述共同几何平面。9.根据权利要求2所述的光学编码设备，其中，所述第一平面相对于所述共同几何平面的所述第一角度和所述第二平面相对于所述共同几何平面的所述第二角度大致不同。10.根据权利要求9所述的光学...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭腾维，普瑞克玛S拉玛常德冉，陈日隆，谭城万，王文飞，
申请(专利权)人：安华高科技杰纳勒尔IP新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]