[发明专利]旋转编码器

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转编码器，尤其涉及旋转编码器中的码盘。

背景技术

旋转编码器，是将旋转的机械位移量转换为电气信号，对该信号进行处理后检测位置速度等的传感器。主要用于工业自动化中的高精度位移、角度等测量，使用领域广泛。对于旋转编码器的特性和精度要求也越来越高。

图1是旋转编码器沿码盘的径向的剖视图，在该旋转编码器10中，依次包括光源11、旋转码盘12、固定码盘13和受光面14，光源11例如为LED灯，包括发光芯片111和透镜112。其中，旋转码盘12具有沿着径向（即，图1中所示的左右方向）交替布置的3个第一透光部分121和4个第一遮光部分122，固定码盘13具有沿着径向交替布置的3个第二透光部分131和4个第二遮光部分132，在垂直于旋转码盘12和固定码盘13的盘面的方向上（即，图1中所示的上下方向上），每个第一透光部分121和每个第二透光部分131依次分别对应，每个第一遮光部分122和每个第二遮光部分132依次分别对应。在光源11下方的受光区域中，任一个第一遮光部分122的径向宽度和对应的第二遮光部分132的径向宽度相等，且在上下方向上看，任一个第一遮光部分122在左右方向上的左右两端与对应的第二遮光部分132在左右方向上的左右两端对齐。

在理想的情况下，如图1所示，从发光芯片111发出的光经过透镜112后折射成为多条平行的光线，光线依次穿过任一个第一透光部分121和对应的第二透光部分131后照射到受光面14上对应的三个受光区X、Y或Z，如图中的箭头指示的范围。例如光线L11依次穿过第一透光部分121和对应的第二透光部分131后照射到受光面14上的受光区X。同时，例如光线L12的一些光线被第一遮光部分122遮挡，不会到达受光区X、Y或Z，从而不会对受光面14的三个受光区X、Y或Z产生干扰和影响。

然而，在实际的情况下，LED灯发出的光线并不可能呈现完美的平行光特性，这是由于LED灯中的发光芯片111不能被视为点光源，因此经过球面或非球面的透镜112之后出射的光线不能形成理想的平行光线，而是会形成以发光芯片111为中心向外扩散的光线，如图2所示。这些扩散的光线中，例如光线L1同样经过第一透光部分121、对应的第二透光部分131后照射到受光面14上的对应的受光区，例如受光区X。但是，由于这些光线是倾斜的，所以有些光线，例如光线L2就会因为反射、折射或者直接到达受光面14的其他受光区上，而不是对应的受光区上。例如，如图2中所示，左侧的光线L2直接到达受光面14的受光区X上，或者经过折射、反射后成为光线L2’到达受光面14的受光区X上，而不是光线L2应该到达的受光区Y上。这样，就会对受光面14的这个受光区X产生干扰，而这条光线L2就被称为干扰光线。在旋转编码器的工作过程中，干扰光线的存在可能导致信号的精度和周期产生波动，影响用户的使用和控制精度，甚至可能产生误动作，从而造成系统的失效。

为了尽可能使得从光源发出的光成为平行光线，现有技术中，在光源和旋转码盘之间另外增设一个透镜（图未视），用于将光源发出的光校正成为平行的光。然而，通过这个透镜后出射的光线仍然不能成为理想的平行光线，因此，仍然存在干扰光线的影响。而且，由于增设这样一个透镜，使得整个旋转编码器的结构复杂，成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转编码器，该旋转编码器能够有效地防止干扰光线的影响，同时不会使整个旋转编码器的结构复杂，并且不会增加成本。

本发明提供一种旋转编码器，包括：光源；第一码盘，具有沿着所述第一码盘的径向交替布置的多个第一透光部分和多个第一遮光部分，所述多个第一透光部分和所述多个第一遮光部分分别位于以所述第一码盘的轴线为圆心的半径不同的圆周上；第二码盘，具有沿着所述第二码盘的径向交替布置的多个第二透光部分和多个第二遮光部分，所述多个第二透光部分和所述多个第二遮光部分分别位于以所述第二码盘的轴线为圆心的半径不同的圆周上，所述第一码盘的轴线和所述第二码盘的轴线为同一轴线；所述第一码盘位于所述光源和所述第二码盘之间，在垂直于所述第一码盘和所述第二码盘的盘面的方向上，所述多个第一透光部分和所述多个第二透光部分依次分别对应，所述多个第一遮光部分和所述多个第二遮光部分依次分别对应，其中，任一个第一遮光部分的径向宽度比对应的第二遮光部分的径向宽度大。

所述第一码盘是相对于其轴线可旋转的旋转码盘且所述第二码盘是相对于其轴线不可旋转的固定码盘，或者所述第一码盘是所述固定码盘且所述第二码盘是所述旋转码盘。