[发明专利]粘贴有光学基准标记的光学编码器所用的度盘组件

说明书

技术领域

本发明涉及光学位置编码器领域，具体地，涉及粘贴有光学基准标记的光学编码器所用的度盘组件。

背景技术

在光学位置编码器领域(例如增量式光学位置编码器)，将标记贴附在用于推导出细粒度位置信息的光学度盘(optical scale)上或将其与此类光学度盘一起使用的做法，已广为人知。例如，该标记可包括索引标记，该索引标记建立编码器“初始”或索引位置，作为所有位置测量或指示的基准。尤其在线性为止编码器中已经使用了所谓的“极限”标记，以当所述编码器已经到达传播极限时提供指示。其它类型的标记也已被采用。

还存在将标记和光学度盘结合使用的替代性技术。在典型方法中，标记仅是光学度盘自身的一项特殊特征，并以相同工艺使其与常规的度盘功能(如规则间距线)同时形成。该标记可能是除度盘标记之外的一组分立元件，或者它们可以是专门制造的度盘标记，如一组相对较长或较短的标记或对基本标记结构所作的一些其它修改。在这些情况下，标记都是度盘本身不可缺少的一部分，所以，如此制造的度盘都有预定的结构或刻度。这就使此类度盘具有某种程度的“定制性”——它们是专为使用某种特定标记排列的特定应用而设计的。如果度盘供应商要向有多种应用目的的大量客户出售产品，该供应商就要制造并保存相应数目的度盘类型，这会增加工程、制造和客户支持的成本。

可选地，为制造商所熟知的另一种方法是，制造度盘的同时与预定位置形成多个标记，然后，由客户/用户选择符合他/她所需应用的标记，并有选择性地去除不需要的标记。未被使用的标记被覆盖或去除。应该注意的是，由于客户对标记位置的选择受限于度盘制造商所选的预定位置，因而这种方法并非完全定制化。

另一种为人们熟知的方法是，通过将分立的标记与制造时未作标记的度盘(即：除规则间距的刻度外再无任何标记的度盘)结合使用而组建度盘组件。例如，在一种结构中，将磁性元件直接放置为与线性光学编码器的线性度盘边缘相邻。与光学检测器共处一地的磁性检测器可以检测出该磁性元件，所述光学检测器读出常规的光学度盘刻度。使用与光学度盘完全分离的标记的方法也已为人们所了解。

发明内容

将标记作为定制项添加至光学度盘而非仅将它们结合到度盘自身的设计和制造中是十分有益的。因为度盘的非定制性本性使其用于多种应用中，可以实现更大批量的制造。而定制过程仅是一种依据应用指示来添加标记的分离步骤。其优势可以包括降低的成本以及在光学编码器技术的实际应用中更大的灵活性。然而，已知的添加标记的分立技术可能存在严重缺陷。例如，上述利用分立磁性元件的技术要求更复杂的编码器设计，因为必须结合不同的感测技术(光学和磁学)。另外，磁性位置感测准确度一般比光学位置感应准确度更低，所以，使用磁性标记可能会影响位置编码器的总体性能。

根据本发明，公开了一种可作为定制项添加至光学编码器度盘的光学标记，以及制造所述光学标记和定制度盘组件的技术。所述标记可以包括柔性基板材料(例如塑料)，以实现相对较低的成本和相对简易的应用。所述标记可以用于具有柔性度盘基板(例如拉长的金属带)的多种应用。

本发明所公开的用于光学编码器的度盘组件的制作方法包括以下步骤：获得预制的光学度盘基板，所述基板具有光学度盘刻度图案，所述光学度盘标记图案可与编码器内的光源结合操作以产生可由光学编码器内的检测电路感测到的光强分布。例如，度盘刻度的图案可以是一组交叉分布在度盘基板的等间距线性刻度，尽管也可以使用其它类型的图案。另外，获得预制的光学标记，所述标记具有其上形成标记图案的基板，所述标记图案可与编码器光源结合工作以产生可由检测电路感测到的光强分布。标记基板可以是柔性材料，例如聚酯或聚碳酸酯。在替代实施例中，也可以将刚性材料(如玻璃或反射性金属)用作标记基板。柔性光学标记因其可适应非平面表面的能力而比刚性标记更胜一筹，其优点包括更低的成本、更简易的使用和更广泛的应用潜力。

将预制的光学标记应用于由编码器的应用所决定的预定位置处的预制光学度盘。如此放置所述标记，使得编码器的检测电路检测出所得到的光强分布作为度盘和检测器之间预定的相对位置的指示器。这些标记和位置的范例包括可置于线性度盘左右移动极限的极限标记，以及置于预定位置处的索引标记，将所述预定位置定义与自编码器的所有位移指示的基准点(如在线性度盘的中心)。

附图说明