[实用新型]一种光电成像扫描装置

说明书

本申请公开了一种光电成像扫描装置，包括集成发光组件、标尺光栅、光电探测器、线路板和支架；其中，集成发光组件包括：用于发光的点光源、聚光镜和用于将点光源与聚光镜同轴安装的发光板；光电探测器贴装于线路板内侧面，且设有指示光栅图案面；线路板通过螺钉固定于支架的内表面。可见，本申请将指示光栅图案面设于光电探测器靠近于线路板的一侧，有效的减小指示光栅图案面与光电探测器接收面之间的间距；点光源与聚光镜通过发光板同轴装配，使入射光与标尺光栅垂直；光电探测器贴装在线路板上，线路板与支架由螺钉紧定，保证标尺光栅图案面与指示光栅图案面的间隙稳定，线路板有足够的空间布置后续处理电路；通过以上三点提高了光电成像的质量。

技术领域

本实用新型涉及精密测量领域，特别涉及一种光电成像扫描装置。

背景技术

在精密测量与自动控制领域，通常采用光栅做为基准，在国际上被公认为是获取高精度最实用、最经济、最可靠的技术解决方案。利用光栅尺的测量是实现这一途径的代表性产品，被广泛应用于各种数控机床、机电设备、自动化测量设备中。

目前光栅尺大多采用光电扫描原理，采用光电扫描方法能够检测到几微米宽的线条，生成信号周期很小的原始信号，进而实现精密测量。需要说明的是，光栅尺的栅距越小，要求指示光栅和标尺光栅间距离越小，从而使误差越小，测量精度越高。传统的光栅尺的光电成像扫描装置，如图1所示，包括发光组件1、标尺光栅2、指示光栅3及光电探测器4等元件；其中，发光组件1包括点光源11和聚光镜12。

图1中的光栅尺的光电成像扫描装置的工作原理是：LED光源11发出的光线经聚光镜12汇聚成平行光透过标尺光栅2的A面及B图案面，然后通过一定间距，再透过指示光栅3的C图案面及D面，在一定距离处形成明暗相间的条纹，标尺光栅2与指示光栅3具有相同或相近栅距，当两个光栅相对运动时，透过指示光栅3的光得到调制。光电探测器4将调制后的光线光强变化转化为电信号输出给信号处理单元。

上述光电成像扫描装置，经聚光镜2汇聚后的光并不是理想的平行光，并且由于制造和安装误差各组件间也存在同轴度、平行度误差，这都造成了透过指示光栅3的光具有一定的入射角度，影响最终信号质量。另外，指示光栅3具有一定厚度且与标尺光栅2、光电探测器4之间存在不可避免的间距，这些因素都在一定程度上放大了光线入射角度误差对调制出莫尔条纹质量的不良影响，进而影响了输出模拟信号的质量，最终影响了测量准确度。

因此，如何提高光栅尺的光电成像装置的成像质量是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种光电成像扫描装置，提高光栅尺的光电成像的质量。其具体方案如下：

一种光电成像扫描装置，包括集成发光组件、标尺光栅、光电探测器、线路板和支架；其中，

所述集成发光组件，固定于所述支架内表面，包括：用于发光的点光源、与所述点光源同轴安装并用于调制所述点光源发出的光线的聚光镜和用于将所述点光源与所述聚光镜同轴安装的发光板；

所述光电探测器贴装于所述线路板的内侧面，且靠近所述标尺光栅的一侧设有指示光栅图案面；

所述线路板通过螺钉固定于所述支架的内表面。

优选的，所述点光源包括LED点光源。

优选的，所述LED点光源包括目标点光源和自由点光源。

优选的，所述发光板包括LED板。

优选的，所述螺钉包括内六角螺钉。

优选的，所述光电探测器的个数为N个，其中，N为大于或等于1的整数。

优选的，所述支架还包括用于固定所述集成发光组件的顶丝。