[发明专利]用于制造位移刻度尺的系统和方法

说明书

优先权

本申请要求提交于2007年6月19日的美国临时申请No. 60/944,890的优先权，该专利的公开内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于确定位移的刻度尺，该刻度尺采用多个全内反射 (TIR)光学棱镜作为用于测量位移的刻度特征物。

背景技术

光学编码器用于测量基底或所关注的其它制品的位移。通常，光 学编码器包括光源、附接到基底或所关注的其它制品的刻度尺和光感 测元件。刻度尺通过反射、透射、和/或阻挡光的一些来调制从光源导 向的光。光感测元件被被定位成感测已调制光并且生成与已调制光相 对应的输出信号。通过分析光传感器的输出信号确定所关注制品的位 移。

发明内容

本发明的实施例涉及用于在基底上形成包括TIR棱镜的位移刻度 尺的方法和系统。根据一个实施例，用于形成位移刻度尺的系统包括 一个或多个具有负突起形式的全内反射(TIR)棱镜特征物的辊。驱动 机构被构造用于旋转辊使得包括TIR特征物的刻度尺在基底表面上形 成。辊可以还包括负突起形式的图案特征。在该构造中，辊的旋转在 基底上同时形成位移刻度尺和图案特征。

在一些实施例中，分配器将材料分配在基底表面上，并且辊的旋 转在基底表面上的材料中形成包括TIR棱镜特征物的位移刻度尺。例 如，材料可包括可固化材料、UV固化型树脂、浇注型聚合物、热固化 型材料、或其他固化型或浇注型材料。在这些实施例中，系统可包括 固化工位，例如被构造用于固化刻度尺的TIR棱镜特征物的热源或UV 光源。

在一些实施例中，系统可包括一个或多个包括负突起形式的幅材 图案特征的另外的辊。另外的驱动机构旋转一个或多个另外的辊使得 图案特征在基底上形成。幅材图案特征可在形成刻度尺的同时形成。

在一个构造中，除了位移刻度尺特征物之外，辊还具有负突起形 式的第一组图案特征。辊的旋转在基底上同时形成TIR刻度尺和第一 组图案特征。刻度尺被构造为便于转印另外的图案特征到基底以对准 第一组图案特征。

根据多种方面，基底可包含柔性幅材，例如聚合物幅材，或基底 可包含刚性材料，例如玻璃。

可取向TIR特征物从而提供横向位移测量，或纵向位移测量，或 两者都包括。TIR特征物可被构造用于测量角旋转或测量多种幅材参 数。

另一个实施例涉及在基底上形成包括TIR棱镜特征物的刻度尺的 方法。基底与具有负突起形式的全内反射(TIR)棱镜特征物的一个或 多个辊接触或贴近。相对于基底旋转辊，使得包括TIR棱镜特征物的 位移刻度尺在基底的表面上形成。

在一些构造中，将用于形成TIR棱镜的材料分配到基底上。旋转 辊使得TIR棱镜在基底上的材料中形成。

第一层图案特征可在形成刻度尺的同时形成。随后刻度尺可用于 接下来的工序步骤中以使另外的图案特征与第一组图案特征对齐。

本发明的另一个实施例涉及被构造用于在基底上形成位移刻度尺 的工具。工具包括具有被布置以形成位移刻度尺的负突起形式的全内 反射(TIR)棱镜特征物和负突起形式的图案特征的辊。辊被构造用于 当旋转辊使得其与基底接触或贴近时，在基底上同时形成位移刻度尺 和图案特征。

以上本发明的发明内容并非意图描述本发明的每一个实施例或每 种实施方式。通过参见下面结合附图的具体实施方式和权利要求书， 本发明的优点和成就与对本发明更完整的理解一起将变得显而易见并 被理解。

附图说明

图1A示出了根据本发明的实施例用于指示幅材位置的全内反射 的使用；

图1B示出了根据本发明的实施例的包括直角正棱镜的刻度尺元 件，其被构造用于提供指示幅材位置的全内反射；

图2A示出了根据本发明的实施例的以反射模式操作的用于指示 幅材位置的系统；

图2B示出了根据本发明的实施例的以透射模式操作的用于指示 幅材位置的系统；

图2C示出了根据本发明的实施例的以反射模式操作的用于控制 幅材移动的系统；

图2D示出了根据本发明的实施例的以透射模式操作的用于控制 幅材移动的系统；

图2E和图2F示出了根据本发明的实施例的在幅材上纵向布置的 刻度特征物；