具有污染物检测功能的光学编码器制造技术

本发明专利技术公开了一种光学单元，它包括光发射器、光传感器和光传感器电流检测器，所述光发射器接收光发射器电流，所述光传感器接收光传感器电流以及来自光发射器的光并响应于所述光而输出表示光学单元与光学码尺之间相对运动的至少一个信号，所述光传感器电流检测器将光传感器电流与参考值进行比较。响应于光传感器电流与参考值的不同，光传感器电流检测器输出光传感器电流检测器信号。光传感器电流检测器信号表示从光发射器到光传感器的光路中存在污染物，该信号还被用于对供给光发射器的电流进行调整以便抵消光路中污染物的负面影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有污染物检测功能的光学编码器。
技术介绍
光学编码器用于在各种各样的场合中确定物体相对于某个参考物的运动和/或位置。光学编码经常用于机械系统中作为对运动元件的运动进行测量和跟踪的便宜而可靠的方式。例如，打印机、扫描仪、复印机、传真机、绘图机以及其他成像系统经常采用光学编码，在将图像打印到介质上或从介质上扫描图像时，对图像介质(例如纸张)的运动进行跟踪。用于光学编码的一种常见技术是使用光学传感器和编码器码尺(或编码介质)。光学传感器聚焦在码尺的表面上。随着传感器相对于码尺(或编码介质)的运动，或者是随着码尺相对于传感器的运动，传感器对经过码尺透射或由其反射的光的图案进行读取以检测运动。通常的码尺是交替的特征序列。随着编码器与传感器彼此相对运动，图案中从一个特征到下一个特征的转变可以通过光学方式检测到。例如，码尺可以是不透明材料中孔或光学透明窗组成的交替图案。在这种情况下，光学传感器可以检测到经过孔或窗时从暗到亮的转变。图1图示了基本的光学编码器100，它包括光学单元103和光控制元件(光学码尺)105，光学单元103包括光发射器101和光传感器102，光控制元件105布置在光发射器101与光传感器102之间。光学单元103和光学码尺105可以在光学码尺105的纵向以线性方式彼此相对运动。图2图示了光学编码器100的另一视图。在一种常见的应用中，光学单元103安装在打印机的打印头上，光学码尺105固定到打印机壳体，在打印头运动时，光学单元103沿码尺105的长度方向运动。随着光学单元103沿光学码尺105的长度方向运动，来-->自光发射器101的、穿过光学码尺105的光由光传感器102感知以产生一个或多个信号，所述信号表示光学单元103和光学码尺105之间的相对运动。之后，打印机使用来自光传感器102的一个或多个信号，来帮助对打印过程中打印头和/或纸张的运动进行控制。但是，在将光学编码器安装到上述打印机中时，光传感器可能产生某些问题。例如，墨水悬浮颗粒就是一种问题，它可能缩短光学编码器100寿命。特别是，在打印过程中，墨水颗粒可能会通过空气传播然后沉积在光发射器101、光学码尺105和/或光传感器102上。在发生这样的情况时，从光发射器101到码尺105最终到达光传感器102的光路受到(多个)墨水颗粒的部分或全部阻挡，使得光学编码器100不能正常工作。在这样的情况下，就需要对光学编码器100进行全部或部分的维修或更换。对光学编码器100的维修或更换可能代价不菲并可能降低主机装置(例如打印机)的可用性，是不期望的。因此，需要一种光传感器以及包括该光传感器的光学编码器，所述光传感器能够对由于光学编码器上沉积一个或多个墨水颗粒所造成的故障进行补救。
技术实现思路
在一种示例实施例中，一种光学编码器包括：光学码尺以及光学单元。光学单元进一步包括：光发射器，接收光发射器电流并响应于所述光发射器电流而向所述码尺提供光；光传感器，接收光传感器电流和来自所述码尺的光并响应于所述光而输出至少一个信号，所述信号表示所述光传感器与所述码尺之间的相对运动；以及光传感器电流检测器，将所述光传感器电流与参考值进行比较，并响应于所述光传感器电流与所述参考值的不同而输出光传感器电流检测器信号以调整供给所述光发射器的光发射器电流。在另一种示例实施例中，一种对包括光发射器和光传感器的光学单元进行操作的方法，包括下列步骤：向所述光发射器供给光发射器电流；向所述光传感器供给光传感器电流；将所述光传感器电流与参考值进行比-->较；以及响应于所述光传感器电流与所述参考值的不同，对供给所述光发射器的光发射器电流进行调整。在另一种示例实施例中，一种光学单元包括：光发射器，接收光发射器电流；光传感器，接收光传感器电流和来自所述光发射器的光并响应于所述光而输出至少一个信号，所述信号表示所述光学单元与光学码尺之间的相对运动；以及光传感器电流检测器，将所述光传感器电流与参考值进行比较，并响应于所述光传感器电流与所述参考值的不同而输出光传感器电流检测器信号，所述信号表示从所述光发射器到所述光传感器的光路中存在污染物。附图说明在结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以对本示例实施例有最佳的理解。应当强调，各种特征不一定是按比例绘制的。事实上，为了讨论清楚，尺寸可能进行了任意的增大或减小。只要可应用和可实践，相同的标号表示相同的元件。图1示出了基本的光学编码器；图2是图1中基本光学编码器的另一视图；图3A-图3B示出了光学编码器的两种实施例，其中光学编码器包括监视性光传感器；图4图示了光学编码器中的电流路径；图5是光学编码器一种实施例的框图，该光学编码器能够检测到污染物的存在；图6是图示了操作光学编码器方法的一种实施例的流程图。具体实施方式在下面的具体实施方式中，为了说明性而非限制性的目的，对公开了具体细节的示例实施例进行阐述以便提供对根据本专利技术的实施例的完整理解。但是，对于受益于此处公开内容的本领域普通技术人员而言，根据脱离此处公开的具体细节而仍然处于权利要求范围内的那些本专利技术其他实施-->方式是显而易见的。此外，对公知装置和方法的描述可能略去以免使示例实施例的说明含糊。这些方法和装置显然在本专利技术的范围内。图3A示出了光学编码器300的一种示例实施例，包括：光学单元303和光控制元件(光学码尺)305，光学单元303包括光发射器(未示出)、光传感器302以及监视性光检测器304，光控制元件305布置在光发射器与光传感器302之间。通过对监视性光检测器304的输出信号进行监视，光学编码器300可以感知光学码尺305上污染物(例如墨水颗粒)的存在。但是，由于监视性光检测器304已相对于光传感器302移开，所以它不能实时检测到污染物，所以只能识别出来故障，但不能对该问题提供实时校正。此外，监视性光检测器304只能检测到光学码尺305上的污染物，而不能检测到可能存在于光发射器或光传感器302上的任何污染物(例如墨水颗粒)。图3B示出了另一种实施例，其中监视性光检测器304已相对于光传感器302移开。在图2的实施例中，监视性光检测器304可以在光传感器遇到光学码尺305上的某些污染物时实时地检测到这些污染物。但是，在其他情况下，污染物可能只存在于光学码尺305的区域1，污染物影响光传感器302，但是不能由监视性光检测器304检测到。此外，在其他情况下，污染物可能只存在于光学码尺305的区域2，在此情况下监视性光检测器304可能输出“假肯定”信号，该信号指出的问题实际上并未影响光学编码器300工作。与图3A的实施例一样，监视性光检测器304不能检测到光发射器或光传感器302上可能存在的任何污染物(例如墨水颗粒)。图4图示了光学编码器400中的电流路径，光学编码器400包括光学单元403和光控制元件(光学码尺)405，光学单元403包括光发射器401和光传感器402，光控制元件405布置在光发射器401与光传感器402之间。重要的是，专利技术人已经确定，当从光发射器401到光学码尺405再到光传感器402的光路受到污染物(例如光学码尺405上的一个或多个墨水-->颗粒)的妨碍或影响时，光传感器402抽取的电流下降。同样，重要的是，专利技术人已经发现，在此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学编码器，包括：　　　　光学码尺；以及　　　　光学单元，包括：　　　　光发射器，接收光发射器电流并响应于所述光发射器电流而向所述码尺提供光；　　　　光传感器，接收光传感器电流和来自所述码尺的光并响应于所述光而输出至少一个信号，所述信号表示所述光传感器与所述码尺之间的相对运动；以及　　　　光传感器电流检测器，将所述光传感器电流与参考值进行比较，并响应于所述光传感器电流与所述参考值的不同而输出光传感器电流检测器信号以调整供给所述光发射器的光发射器电流。

【技术特征摘要】
1.一种光学编码器，包括：光学码尺；以及光学单元，包括：光发射器，接收光发射器电流并响应于所述光发射器电流而向所述码尺提供光；光传感器，接收光传感器电流和来自所述码尺的光并响应于所述光而输出至少一个信号，所述信号表示所述光传感器与所述码尺之间的相对运动；以及光传感器电流检测器，将所述光传感器电流与参考值进行比较，并响应于所述光传感器电流与所述参考值的不同而输出光传感器电流检测器信号以调整供给所述光发射器的光发射器电流。2.根据权利要求1所述的光学编码器，还包括向所述光发射器供给所述光发射器电流的光发射器电流源。3.根据权利要求2所述的光学编码器，还包括光发射器电流控制器，接收来自所述光传感器电流检测器的光传感器电流检测器信号并响应于其而调整供给所述光发射器的光发射器电流。4.根据权利要求3所述的光学编码器，其中，当所述光发射器电流增加到光发射器电流告警值时，所述光发射器电流控制器与所述光传感器电流检测器二者之一输出告警信号。5.根据权利要求3所述的光学编码器，其中，所述光传感器、光传感器电流检测器和光发射器电流控制器都位于单个集成电路芯片中。6.根据权利要求3所述的光学编码器，其中，所述光传感器和所述光传感器电流检测器都位于第一集成电路芯片中，所述光发射器和所述光发射器电流控制器都位于第二集成电路芯片中。7.根据权利要求1所述的光学编码器，其中，所述光传感器和所述光传感器电流检测器都位于单个集成电路芯片中。8.一种对光学单元进行操作的方法，所述光学单元包括光发射器和光传感器，所述方法包括下列步骤：向所述光发射器供给光发射器电流；向所述光传感器供给光传感器电流；将所述光传感器电流与参考值进行比较；以及响应于所述光传感器电流与所述参考值的不同，对供给所述光发射器的光发射器电流进行调整。9.根据权利要求8所述的方法，还包括当所述光发射器电流增大到发射器电流告警值时输出告警信号。10.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述光传...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈日隆，成金常，
申请(专利权)人：安华高科技ECBUIP新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]