[发明专利]用于光电编码器的定光栅和光电编码器

说明书

本申请涉及光电检测技术领域，尤其涉及一种用于光电编码器的定光栅及包含其的光电编码器。用于光电编码器的定光栅包括同圆心设置的绝对码道和正弦码道，其中，所述绝对码道的数量为X，X＞1且X为整数；所述正弦码道由n个在圆周方向上依次连接的扇环构成，n＞1且n为整数，每个扇环均与所述绝对码道共圆心，所述正弦码道的对应圆心角为θ，满足有θ＝π/2^X，每个所述扇环的圆心角均为θ/n，n个所述扇环的面积在圆周方向上呈正弦函数变化。定光栅可以产生接近理想正弦信号的波形，保证了用于电子细分的源信号的正弦性，提高了电子细分的精度，解决了绝对式光电编码器要同时满足高分辨率及尺寸小的难题。

技术领域

本申请涉及光电检测技术领域，尤其涉及一种用于光电编码器的定光栅及包含其的光电编码器。

背景技术

光电编码器是一种集光学、机械、电气于一体的测角设备,通过机械结构和信号处理电路将光学信号转换成电信号,从而实现对角位移、速度和位置等多种物理量的直接或间接测量。在绝对式光电编码器中，通过动光栅的绝对编码可实现一圈内每一个角度的编码都是唯一的。为了同时满足高分辨率及尺寸小的要求，须通过电子细分的方式对信号进行处理。而电子细分中需要用到的源信号是电子细分的基石。源信号的产生取决于定光栅的图案设计。目前大多数定光栅的设计所产生的源信号为三角波形式，不利于高精度的细分。为解决上述问题，有必要提出一种产生正弦信号的定光栅设计，以提高细分的精度。

发明内容

为了解决上述技术问题，以获得一种可以产生正弦信号的定光栅设计，以提供光电编码器的细分精度，本申请提供了如下技术方案。

第一方面，本申请实施例提供了一种用于光电编码器的定光栅。

根据本申请实施例提供的用于光电编码器的定光栅，其包括同圆心设置的绝对码道和正弦码道，其中，

所述绝对码道的数量为X，X＞1且X为整数；

所述正弦码道由n个在圆周方向上依次连接的扇环构成，n＞1且n为整数，每个扇环均与所述绝对码道共圆心，所述正弦码道的对应圆心角为θ，满足有θ＝π/2^X，每个所述扇环的圆心角均为θ/n，n个所述扇环的面积在圆周方向上呈正弦函数变化。

进一步的，所述正弦码道在圆周方向上第m个扇环的母线长度为Hm，满足有H_m＝H*sin(πm/n)，H为所述正弦码道的圆心角θ的角平分线所对应的扇环母线长度，1≤m≤n且m为整数，每一个扇环的母线的中点均位于同一条与所述绝对码道共圆心的圆弧上。

进一步的，所述绝对码道的数量为8个，所述正弦码道的对应圆心角θ＝π/2⁸。

进一步的，正弦码道中扇环的数量为30个，各所述扇环的面积比满足有195:578:1133:1840:2672:3596:4577:5577:6557:7481:8313:9020:9575:9958:10153:10153:9958:9575:9020:8313:7481:6557:5577:4577:3596:2672:1840:1133:578:195。

进一步的，所述正弦码道设置有多个。

进一步的，所述定光栅的材质为光学玻璃。

第二方面，本申请实施例提供了一种光电编码器。

根据本申请实施例提供的光电编码器，其包括本申请提供的上述用于光电编码器的定光栅。

进一步的，所述的光电编码器还包括光源、动光栅、感光单元和信号处理电路。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：定光栅可以产生接近理想正弦信号的波形，保证了用于电子细分的源信号的正弦性，提高了电子细分的精度，解决了绝对式光电编码器要同时满足高分辨率及尺寸小的难题。