[发明专利]一种反射式图像光电编码器

说明书

一种反射式图像光电编码器涉及编码器技术领域，解决了现有安装复杂和体积大的问题，编码器包括反射式码盘和测量探头，反射式码盘包括制作基底和依次间隔设置在制作基底上表面的增反膜和第一增透膜，第一增透膜连接与其相邻的增反膜；测量探头包括壳体、光源系统、探测器、电源电路、驱动电路、微处理器和通信电路，电源电路供电，驱动电路驱动探测器和微处理器，光源系统包括光源、光学透镜和光纤，光源发出的光经过光学透镜得到平行光，平行光经过光纤传输到编码环上，经编码环反射的光被探测器接收，探测器探测得到探测信号，微处理器采集并处理探测信号得到角度值，角度值通过通信电路传输到外部。本发明精度高、体积小和易于安装调试等优点。

技术领域

本发明涉及图像式光电编码器技术领域，具体涉及一种反射式图像光电编码器。

背景技术

光电编码器是一种集光、机、电于一体的数字测角装置，具有高精度、高分辨率和高可靠性等优点。其中，以海德汉的光电编码器最为典型，代表发展的最前沿，该公司研制的光电编码器分辨率可达32位，但因其基于莫尔条纹技术，所以实现高分辨率光电编码器，要求码盘尺寸和编码器的体积较大，同时莫尔条纹的调制复杂。图像式光电编码器利用数字图像处理技术，不需要调制莫尔条纹，同时可实现单圈绝对式编码，并在小面积码盘上实现高分辨率。中国科学院西安光学精密机械研究所的胡晓东等人提出一种通过透光区在CCD像元数的多少，确定明暗条纹的编码方式，研制成功单圈12位粗码的绝对式编码器，精度可达2；中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的于海等人提出一种图像式编码器的细分算法实现4096细分，码盘尺寸仅为38mm，厚度为75mm，同时他又提出基于全反射原理的反射式图像编码器；但目前透射式图像编码器的厚度大，体积因而增大，而全反射方式需要找准入射光的入射角以满足全反射的条件，故装调复杂。

发明内容

为了解决现有不具有兼顾装调简单和体积小的图像式光电编码器的问题，本发明提供一种反射式图像光电编码器。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种反射式图像光电编码器，包括反射式码盘和测量探头；所述反射式码盘包括制作基底和设置制作基底上表面的编码环，编码环包括依次间隔设置的增反膜和第一增透膜，所述第一增透膜连接与其相邻的增反膜；所述测量探头包括壳体、光源系统、探测器、电源电路、驱动电路、微处理器和通信电路，所述光源系统、探测器、电源电路、驱动电路、微处理器和通信电路均设置在壳体内，电源电路连接光源系统、探测器、驱动电路、通信电路和微处理器，驱动电路连接并驱动探测器和微处理器，微处理器连接探测器和通信电路，光源系统包括光源、光学透镜和光纤，光源发出的光经过光学透镜得到平行光，平行光经过光纤传输到编码环上，经编码环反射的光被探测器接收，探测器探测得到探测信号，微处理器采集并处理探测信号得到角度值，角度值通过通信电路传输到外部。

本发明的有益效果是：

本发明一种反射式图像光电编码器反射式的取代透射式和全反射式，这样将光源和探测器集成于一体即：测量探头，有效的减小体积，而且将光源和探测器置于反射式码盘的同一侧，本发明在安装调试时，不需要找准光源入射角的角度，大幅提高装调效率。为了获取平行光，在光源处增加光学透镜并利用光纤传输平行光，在光源处增加光学透镜和光纤设计，减少因光源发散带来的影响，提高光源能量的利用率。利用不同物质对光的反射率不同的原理，采集反射式码盘的明暗线条图像并进行处理，反射式码盘的增透膜增反膜设计，提高探测器成像黑白比和成像质量，进而提高精度。

附图说明

图1为本发明的一种反射式图像光电编码器的结构和实施状态示意图。

图2为本发明的一种反射式图像光电编码器的测量探头原理框图。

图3为本发明的一种反射式图像光电编码器的信号处理流程图。

图4为本发明的一种反射式图像光电编码器的光在反射式码盘表面的传播示意图。