[发明专利]光电编码器

权利要求书

1.一种光电编码器，包括：

光源，配置用于发射光；

标尺，具有均匀间隔光栅，并被配置为通过光栅调制光源发出的光；

光接收元件，配置用于检测光栅调制过的光；以及

光学成像系统，配置用于对光栅调制过的光成像；

其中该成像光学系统包括第一光圈，部分由光栅调制过的光被允许通过该第一光圈传输，该第一光圈具有当空间截止频率的值在傅立叶变换获得的光栅基本空间频率和基本空间频率的二次谐波之间时所需要的尺寸，所述空间截止频率是表示由于光源发出的光导致的光学系统的分辨率极限的空间频率。

2.根据权利要求1所述的光电编码器，进一步包括：

照明光学系统，配置为采用光源发出的光照亮标尺，

其中当光源数值孔径小于检测数值孔径时，空间截止频率具有由检测数值孔径除以光波长获得的值，所述光源数值孔径取决于光源到照明光学系统的距离和光源大小，并且所述检测数值孔径取决于光栅到光学成像系统的距离和第一光圈的大小。

3.根据权利要求1所述的光电编码器，进一步包括：

照明光学系统，配置为采用光源发出的光照亮标尺，

其中当由光源到照明光学系统的距离和光源大小决定的光源数值孔径大于由光栅到光学成像系统的距离和第一光圈的大小决定的检测数值孔径时，

空间截止频率具有由检测数值孔径的2倍除以光波长获得的值。

4.根据权利要求3所述的光电编码器，其中根据标尺相对于照明光学系统的光轴的放置误差所产生的误差角，光源到照明光学系统的距离缩小，或者光源的尺寸增大。

5.根据权利要求2-4的任何一项所述的光电编码器，其中照明光学系统包括第二光圈挡片，或者配置为偏转光的照明透镜，所述第二光圈挡片具有允许部分从光源发出的光可通过其中传输的第二光圈。

6.根据权利要求1-5的任何一项所述的光电编码器，其中光源与成像光学系统置于标尺的同侧，成像光学系统对标尺反射的光成像。

7.根据权利要求1-6的任何一项所述的光电编码器，其中成像光学系统包括第一光圈挡片，其上放置第一光圈。

8.根据权利要求1-7的任何一项所述的光电编码器，其中成像光学系统包括至少一个成像透镜，使光栅调制过的光偏转。

9.根据权利要求8所述光电编码器，其中成像光学系统形成为单边远心光学系统，其中的第一光圈挡片的第一光圈置于光轴上一个成像透镜焦点位置。

10.根据权利要求8所述光电编码器，其中光学成像系统形成为双边远心光学系统，其中的第一光圈挡片的第一光圈置于光轴上两个成像透镜之间的焦点位置。

11.根据权利要求1所述的光电编码器，进一步包括：

照明光学系统，配置采用光源发出的光照亮标尺，

其中取决于光源到照明光学系统的距离和光源大小的光源数值孔径为0时，空间截止频率具有通过检测数值孔径除以光波长获得的值。