CN104075741A - 光学位移编码器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学编码器，包括：标尺，具有杆状的刻度标记；检测头，具有在标尺处发射相干光的光源光纤和接收从标尺反射的光的光接收器光纤；电子器件，经由光源光纤和光接收器光纤连接到检测头；和保护器，在距离刻度标记的预定距离处覆盖刻度标记。保护器是用透光材料构造而成的构件，并且包括相对于标尺的主表面倾斜的顶表面。

Description

光学位移编码器

技术领域

本发明涉及一种光学编码器。

背景技术

编码器用于以一定标尺发射光，然后产生基于标尺反射光的感光信号。

例如，公开号为H02-256085的日本专利公开案提供了一种保护构件，该构件以覆盖一定标尺的方式用透光材料进行构造。保护构件防止灰尘粘到所述标尺上，防止所述标尺被划损等。

一种使用了光纤的光学编码器已经在使用中。在使用了光纤的光学解码器中，通过经由光纤连接检测头和电子器件将电子器件和检测头分开。因此，在小型化检测头的同时可以保持高分辨率。当在公开号为H02-256085的日本专利公开案公开的范围内使用这种光学编码器时，检测头的光接收器接收保护构件的反射光，所述反射光可以降低感光信号的精度。

在考虑了上述情况下设计了本发明公开的内容，并且提供了一种能够保持感光信号精度的光学编码器。

发明内容

一种根据本公开的光学编码器，包括：标尺，具有杆状(杆形)刻度标记；检测头，具有在标尺处发射(即发光)相干光的光源光纤和接收从标尺反射的光的光接收器光纤；电子器件，经由光源光纤和光接收器光纤连接到检测头；保护器，在距离刻度标记的预定距离处覆盖刻度标记。保护器是用透光材料构造而成的构件，并且包括相对于标尺的主表面倾斜的顶表面。

根据这样的构造，能够保持感光信号的精度。

另外，也可以构造本公开内容，使得检测头在中心处具有光源光纤并且光接收器光纤捆扎在光源光纤周围；检测头相对于标尺垂直地定位，并且来自光源光纤的光以垂直的方式入射至标尺；光接收器光纤接收从标尺以垂直的方式反射的光；保护器的顶表面相对于标尺倾斜，以将从保护器的顶表面反射的光偏转为远离检测头的光接收器光纤。另外，本公开内容可以进一步包括夹持标尺和保护器的标尺夹具，从而保护器的顶表面相对于标尺的主表面倾斜。此外，可以构造本公开内容，使得标尺进一步包括形成在标尺的主表面上的垫片以包围刻度标记；垫片夹持保护器，使得保护器的顶表面相对于标尺的主表面倾斜。

在考虑了上述情况下设计了本公开，并且提供一种能够保持感光信号精度的光学编码器。

附图说明

在下述详细说明中进一步阐明了本发明，参考以本发明示例性实施方式的非限制性示例的方式注解的多个附图，其中在附图的几个视图中相同的标号自始至终代表类似的部分，并且其中：

图1是根据第一实施方式的光学编码器的透视图；

图2A是根据第一实施方式的光学编码器的标尺单元的透视图；

图2B是根据第一实施方式的光学编码器的标尺单元的横截面图；

图3是根据第一实施方式的光学编码器的标尺单元的主要部分的透视图；

图4是根据第一实施方式的光学编码器的标尺单元的主要部分的透视图；

图5A是根据第一实施方式的光学编码器的检测头的主要部分的透视图；

图5B是根据第一实施方式的光学编码器的检测头的主要部分的前视图；

图6是根据第一实施方式的光学编码器的主要部分的侧视图；

图7是根据第一实施方式的光学编码器的光源连接器的横截面图；

图8是根据第一实施方式的光学编码器的主要部分的透视图；

图9是根据第一实施方式的光学编码器的光源连接器的主要部分的横截面图；

图10是根据第一实施方式的光学编码器的光源连接器的主要部分的后视图；

图11是根据第一实施方式的光学编码器的主要部分的横截面透视图；

图12是示出根据第一实施方式的光学编码器的光源连接器连接方法的流程图；

图13A到13C是示出根据第一实施方式的光学编码器的光源连接器连接方法的示意图；

图14是示出根据第一实施方式的光学编码器的光源连接器分离方法的流程图；

图15A到15C是示出根据第一实施方式的光学编码器的光源连接器分离方法的示意图；

图16A是根据第二实施方式的光学编码器的标尺单元的透视图；以及

图16B是根据第二实施方式的光学编码器的标尺单元的横截面图。

具体实施方式

本文中的细节通过举例方式示出，其目的仅仅是用于本发明实施方式的说明性讨论，示出的细节为了提供被认为是本发明的原理和概念方面最有用的和易于理解的描述。就这一点而言，无意示出比本发明基本理解所必须的细节更详细的本发明结构细节，具有附图的说明书使得对于本领域技术人员在实践中如何实施本发明的形式是显而易见的。

(第一实施方式)

参照图1到11描述根据第一实施方式的光学编码器。图1是根据第一实施方式的光学编码器的透视图。图2A是根据第一实施方式的光学编码器的标尺单元的透视图。图2B是根据第一实施方式的光学编码器的标尺单元的横截面图。图3是根据第一实施方式的光学编码器的标尺单元的主要部分的透视图。图4是根据第一实施方式的光学编码器的标尺单元的主要部分的透视图。图5A是根据第一实施方式的光学编码器的检测头的尖端的透视图。图5B是根据第一实施方式的光学编码器的检测头的主要部分的前视图。图6是根据第一实施方式的光学编码器的主要部分的侧视图。图7是根据第一实施方式的光学编码器的光源连接器的横截面图。图8是根据第一实施方式的光学编码器的主要部分的透视图。图9是根据第一实施方式的光学编码器的光源连接器的主要部分的横截面图。图10是根据第一实施方式的光学编码器的光源连接器的主要部分的后视图。图11是根据第一实施方式的光学编码器的主要部分的横截面透视图。

如图1所示，编码器100包括标尺单元1、检测头2、光纤束3、光源光纤21、光接收器光纤22、光源连接器4、光接收器连接器5以及接口6(电子器件)。编码器100是能够检测检测头2相对于标尺11(如下描述)的位置信息的光学编码器，位置信息通过光纤束3、光源光纤21、光接收器光纤22和接口6进行检测。

如图2A和2B所示，标尺单元1包括标尺11、标尺夹具12、玻璃罩13和侧板14。标尺单元1附接至预定的位置，用于找到检测头2的相对位置信息。

如图3所示，标尺11用透光材料例如玻璃构造。另外，标尺11是在测量方向X上延伸的板形构件。标尺11包括类似杆状或杆形的刻度标记111，刻度标记111以预定间隔排列在标尺11的顶表面112的测量方向X上。例如，刻度标记111可以通过刻蚀工艺形成。当相干光从标尺11的上述主(或主要)表面上方发射时，产生正一阶和负一阶的衍射光。在衍射光中发生的干涉形成干涉图样。在干涉图样上能够执行相位检测，以获得检测头2相对于标尺11的位置信息。为了抑制0阶反射光，刻度标记111可优选地具有足够的厚度(光源波长的1/4)，用于顶表面反射的光与底面反射的光相互抵消。

如图2B和4所示，标尺夹具12包括用于夹持标尺11的标尺夹持表面121和122以及用于夹持玻璃罩13的玻璃罩夹持表面123和124。标尺夹具12是板形构件，其包括两个平行的主表面126和在顶部主表面126上的凹槽，该凹槽的横截面上大致呈四边形形状。标尺夹持表面121和122是在凹槽底部的表面。此外，能够保持粘合剂的槽型凹处例如设置在标尺夹持表面121和122之间。标尺夹持表面121和122两者具有相同的高度。玻璃罩夹持表面123和124在标尺夹具12的主表面126上沿测量方向X延伸而形成，通过这样的方式，在其中具有标尺夹持表面121和122。形成的玻璃罩夹持表面123和124使得两个表面所处的位置高于标尺夹持表面121和122所处的位置。形成的玻璃罩夹持表面123所处的位置高于玻璃罩夹持表面124所处的位置。

标尺11采用粘合剂进行粘合，例如，施加到位于标尺夹具12的标尺夹持表面121和122之间的凹槽状凹处。标尺夹具12能够夹持标尺11，从而标尺11的顶表面112和标尺夹具12的主表面126平行。另外，标尺夹具12能够夹持玻璃罩13，从而玻璃罩13的顶表面131相对于标尺夹具12的主表面126倾斜。此外，标尺夹具12包括用于附接标尺夹具12到预定位置的附接孔125。玻璃罩13是板形构件，其用防划、透光的材料例如玻璃构造而成。标尺11定位在玻璃罩13和标尺夹具12之间。玻璃罩13的顶表面131相对于标尺11的顶表面112以预定角度θ倾斜。在本文中，当标尺夹具12沿着水平表面附接至预定位置时，例如，当玻璃罩13的顶表面131相对于水平表面以预定角度θ倾斜时，标尺11的顶表面112顺着水平表面。

再次参考图2A，侧板14覆盖玻璃罩13和标尺夹具12的两个端部，侧板14与玻璃罩13和标尺夹具12一起封装标尺11。也就是说，玻璃罩13、标尺夹具12和侧板14均是保护标尺11的保护器。

如图5A和5B所示，检测头2包括光源光纤21、光接收器光纤22、套圈23以及透射振幅光栅掩膜(transmission amplitude grating mask)25。检测头2定位在标尺11的刻度标记111上(见图1)。

光源光纤21是包括芯部212的光纤，通过芯部212传播光，包层213围绕芯部212，包层213用比芯部212折射率更低的材料构造而成。而且，光源光纤21可以进一步包括覆盖包层213的涂层。光源光纤21从检测头2延伸，经过光纤束3(见图1)，到达光源连接器4(见图1)。光源光纤21定位在检测头2的中心。来自光源的光穿过光源光纤21，并在标尺11处被发射。例如，单模光纤22可以用作光源光纤21。

光接收器光纤22与光源光纤21相似，是包括芯部222的一种光纤，光穿过上述光纤，包层223围绕芯部222，包层223用比芯部222折射率更低的材料构造而成。而且，光接收器光纤22可以进一步包括覆盖包层223的涂层。光接收器光纤22从检测头2延伸，经过光纤束3(见图1)，到达光接收器连接器5(见图1)。定位了六个光接收器光纤22，以围绕光源光纤21。标尺11反射的光能够穿过光接收器光纤22到达光接收器连接器5。例如，多模光纤可以用作光接收器光纤22。

套圈23大致是能够将光纤容纳在其中的管状构件。套图23将光源光纤21和六个光接收器光纤22容纳在其中。光源光纤21和光接收器光纤22定位在套圈23的中心轴附近。例如，套圈23用金属、树脂或陶瓷构造而成。

透射振幅光栅掩模25被安装，以覆盖光源光纤21和六个光接收器光纤22的最前端。透射振幅光栅掩膜25对光透射，且允许光传播到光接收器光纤22的芯部222，然后在干涉图案信号中生成相差。

在这一点上，额外地再次参考图2B，玻璃罩13的顶表面131的角度θ响应于光接收光纤22和光源光纤21的位置和尺寸、响应于从光源光纤21输出的光的扩散度以及响应于确保标尺11必要功能所需要的空间来恰当地确定。当角度θ增加到空间所允许的程度时，从玻璃罩13反射的光可以更可靠地偏离光接收器光纤22。因此，从玻璃罩13反射的光的影响能够被抑制，并且能够保持感光信号的精度。另外，例如，在标尺11和玻璃罩13之间的多重干涉影响可以被抑制。而且，简单地通过将角度θ设定成预定的尺寸(该尺寸足够将一部分反射光偏转为远离光接收器光纤22)，玻璃罩13反射的光的影响能够被充分抑制。由此，能够充分保持感光信号的精度。

更进一步，给出关于角度θ更具体的描述。如图6所示，当光源光纤21和每个光接收器光纤22的外径被定义为D并且检测头2和玻璃罩13之间的距离被定义为L1时，例如，为了反射所述反射光从而光接收器光纤22完全偏离反射光的通路，角度θ必须被定义以使得反射光到光源光纤21中心的距离最少为1.5Dcos30°。例如，当外径D为0.25mm并且检测头2和玻璃罩13之间的距离L1为5mm时，1.5Dcos30°是0.32mm并且角度θ必须是至少3.7°或更多。当以外径D为0.25mm并且距离L1为5mm进行试验时，角度θ被定义为至少2.6°或更多。在这种情况下，能够充分检测标尺光。当角度θ被定义为至少2.6°(即定义为3.7°的至少大约70％或更多，这样的角度对于光接收器光纤22完全偏离反射光的通路是必要的)，从玻璃罩13反射的光的影响能够被充分抑制，并且标尺11与玻璃罩13之间的多重干涉影响被抑制。尤其是，当角度θ具有预定的尺寸从而反射光只是稍微地而不是完全地偏离光接收器光纤22时，从玻璃罩13反射的光的影响能够被充分抑制，并且多重干涉的影响能够被抑制。

再次参考图1，光纤束3使得光源光纤21和光接收器光纤22聚集在一起，并且将它们与检测头2连接。光纤束3提高了检测头2的处理能力。

下面，给出光源连接器4的描述。如图7、11和13A到13C所示，光源连接器4包括套圈41、夹具42、连接器46、壳体48、螺母47和制动销(detent pin)45。光源连接器4连接到接口6的光源单元7，并且将来自光源单元7的光提供到光源光纤21。

套圈41大致是能够将光源光纤21容纳在其中的管状构件。套圈41可以用例如金属、树脂或陶瓷构造而成。

夹具42大致是将套圈41和聚光镜头43夹持在其中的柱形构件。聚光镜头43面向光源光纤21的容纳在套圈41内的芯部212。在本文中，当光从与面向套圈41的表面相对的一侧发射到聚光镜头43上时，聚光镜头43能够聚焦光到光源光纤21的芯部212上。旋转制动器(rotation arrester)44将套圈41压住到夹具42的内圆周表面上，从而固定套圈41使之相对于夹具42不旋转。夹具42具有随着夹具42接近套圈41而从光源连接器4的尖端在横截面面积增加的形状，并且例如大致是具有截锥形的柱形构件。而且，夹具42将制动销45固定在其外圆周表面上，制动销45以大致垂直的方式直立。

连接器46大致是管状构件，其安装在夹具42端部的外部周围并且将光源光纤21夹持在其中。连接器46包括大直径部分461和小直径部分462，小直径部分462具有比大直径部分461小的直径。连接器46包括螺母支座421，该螺母支座大致以垂直的方式直立在小直径部分462的外圆周表面上。

螺母47大致是柱形构件，其包括嵌套部分471和嵌套接收部分472。嵌套部分471包括大直径部分461并包括内螺纹473。嵌套接收部分472在小直径部分462周围配合有游隙(play)。螺母47沿着连接器46的长度方向上可以移位距离L3，该距离L3是从螺母支座421到大直径部分461。另外，夹持螺母47从而可以作为轴绕着连接器46旋转。如下文所述，内螺纹473能够与连接器导轨76的外螺纹761一起螺纹紧固。

壳体48是管状体，其包括第一端481和第二端482。第一端481敞口以围绕夹具42、连接器46和螺母47。第二端围绕小直径部分462。壳体48用例如塑料树脂构造而成。壳体48能够沿着光源光纤21的长度方向移位。另外，如图8所示，第一端481包括轴环(collar)483。轴环483包括沿着光源光纤21的轴向突出的突起484。

夹具42、连接器46、螺母47和制动销45用具有一定强度的预定刚性的材料构造而成。例如，不锈钢可用作这样的材料。另外，夹具42、连接器46、螺母47、螺母支座421和制动销45也可以一体形成。进一步，当使用相同种类的材料，尤其是使用在夹具42中时，通过匹配每个结构的位置到具有高精度的光源单元7使得每个结构可优选光学地连接，以抑制损失。

在这一点上，再次参考图1，接口6(电子器件)包括：可分离地与光源连接器4连接的光源单元7(见图7)；光接收器(在图中未示出)；和信号处理器(在图中未示出)。当接收来自标尺的返回光(标尺光)时，光接收器可分离地与光接收器连接器5连接并且产生感光信号。信号处理器处理感光信号并且计算检测头2的位置信息。必要时，接口6还可以包括输出所产生的信号到外部设备的信号输出器，或者包括例如显示检测头2位置信息的显示器。

再次参考图7，光源单元7包括光源71、光源夹具72、准直透镜73、准直透镜夹具74、光源基座75和连接器导轨76。

例如，激光二极管(LD)可以用作光源71。光源71连接到电子器件板(图中未示出)上并且当提供电流时发光，从而引起干涉光作为入射光穿透准直透镜73。而且，He-Ne激光器也可用作光源71。

光源夹具72是夹持光源71的板形构件，并且可替代地安装在光源基座75的安装表面751上。具体地，如图9和10所示，光源夹具72是板形构件，其包括位于四个角的螺孔721。螺钉722紧固到螺孔721中，以安装光源夹具72到安装表面75上。螺钉722具有比螺孔721更小的直径，从而螺钉722的外螺纹从螺孔721的内墙表面分离出来。当螺钉722松开时，光源夹具72可以在沿着光源基座75的安装表面751的二维方向上移位，并且光源71的位置可以微调。由此，光源71的位置可以匹配到准直透镜73。另外，光源夹具72通过轴环77、金属垫圈78和陶瓷垫圈79与螺钉722接触。金属垫圈78安装在螺钉722和陶瓷垫圈79之间。金属垫圈78防止螺钉722与陶瓷垫圈79之间接触。平滑地紧固螺钉722并且保护陶瓷垫圈79。另外，陶瓷垫圈79定位在光源夹具72和螺钉722之间，同时位于光源夹具72和光源基座75之间。陶瓷垫圈79用陶瓷构造而成，并且除了具有电绝缘特性外，当将螺钉722紧固到光源基座722上时还具有必要的刚性。另外，安装轴环77以便螺孔721与螺钉722分开，轴环77用树脂构造而成并具有电绝缘特性。甚至当光源夹具72沿着安装表面751在二维方向上移位时，轴环77也不直接接触螺钉722或光源夹具72，因此螺钉722和光源夹具72是电绝缘的。

准直透镜73将来自光源71的入射光转换成平行光。准直透镜夹具74大致是将准直透镜73夹持在其中的管状构件。准直透镜夹具74通过锁紧螺钉741压住并且固定到光源基座75的内圆周表面上。

光源基座75大致是将准直透镜夹具74和连接器导轨76夹持在其中的管状构件。当夹持准直透镜夹具74和连接器导轨76时，光源基座75附接至接口6内的预定位置。光源基座75包括检测器753(在图中未示出)，用于检测光源单元7和光源连接器4的连接/分离。例如，检测器753安装在突起保持孔752的底部(见图8)。当连接光源连接器4和光源单元7时，突起484到达突起保持孔752的底部。当突起484到达突起保持孔752的底部时，检测器753通过突起484压住，检测光源连接器4到光源单元7的连接。而且，检测器753能够传送关于连接到电路器件板(图中未示出)的检测信号。其后，当光源连接器4和光源单元7分离时，通过从检测器753移除负载可以检测分离。而且，检测器753能够传送关于与电路器件板(图中未示出)分离的检测信号。

连接器导轨76具有随着连接器导轨76接近光源71使横截面面积逐渐减小的形状，并且例如大致是具有空心截锥形状的管状构件。夹具42插入在连接器导轨76内并与其组装在一起。如图11所示，连接器导轨76包括凹槽762，靠近一侧的开口与夹具42组装在一起。凹槽762是沿着连接器导轨76轴向的长条。制动销45与凹槽762组装在一起。当嵌套接收部分472与大直径部分461接触时，可优选地设置内螺纹473使之比制动销45更朝向连接器46侧。特别是，内螺纹473可优选地设置在范围R内，范围R从制动销45跨越到大直径部分461一端。因此，外螺纹761和内螺纹473不能螺纹紧固在一起，除非制动销45进入到凹槽762中。在制动销45进入到凹槽762中之后，外螺纹761和内螺纹473开始螺纹紧固在一起。光源连接器4和光源单元7能够在不破坏制动销45、夹具42和连接器导轨76的情况下连接起来。夹持夹具42以便其无法相对于连接器导轨76旋转。

再次参考图1，光接收器连接器5可分离地将光接收器光纤22连接到光接收器(在图中未示出)。特别地，连接光接收器光纤22的第一端，以便面向包括在光接收器中的光接收器元件(在图中未示出)。因此，接收到的光通过接收器光纤22穿透光接收器元件。光接收器元件产生感光信号，并且输出感光信号到接口6的信号处理器(未在图中示出)。信号处理器基于感光信号计算检测头2的位置信息。

现在给出光路的描述。当提供给光源71电流并且发光时，光穿透准直透镜73。通过准直透镜73使光平行，并且穿透聚光透镜43。聚光透镜43聚焦平行光线到光源光纤21的芯部212的光源侧端。然后，光源光纤21传送光到芯部212的检测头2侧端，并且发射光到标尺单元1上。大部分发射的光通过玻璃罩13并且穿透标尺11的刻度标记111。标尺11向光接收器光纤22反射光。同时，部分光不能通过玻璃罩13并且被其顶表面112反射。因为顶表面112是倾斜的，所以反射光以相对于竖直方向倾斜的方向散射或前进。也就是说，从顶表面112反射的光能够散射或前进从而偏离光接收器光纤22，并且玻璃罩13反射的以及光接收器光纤22接受到的大量光会减少。当由玻璃罩13反射的光不穿透光接收器光纤22时，由标尺11反射的光穿透光接收器光纤22。因此，能够准确地接受和检测标尺光。

(连接方法)

接下来，参考图12和13A到13C，描述连接光源单元7和光源连接器4的连接方法。图12是示出根据第一实施方式的光学编码器的光源连接器连接方法的流程图。图13A到13B是示出根据第一实施方式的光学编码器的光源连接器连接方法的示意图。

首先，如图13A所示，光源连接器4的夹具42插入到光源单元7的连接器导轨76中(插入步骤S11)。

然后，如图13B所示，夹具42的制动销45进入到连接器导轨76的凹槽762中，旋转螺母47，并且内螺纹473与连接器导轨76的外螺纹761螺纹紧固在一起(螺纹紧固步骤S12)。在这一点上，夹具42在螺母47和连接器导轨76之间，并且相对于光接收器光纤22轴向Y被固定。另外，夹具42使得制动销45进入到凹槽762中，并因此相对于轴向Y中心的旋转方向被固定。由此，可以建立光学连接，从而抑制了光损失。

最后，如图13C所示，将壳体48安装在光源基座75上(安装步骤S13)。具体地，如图8所示，将壳体48的突起484插入到突起保持孔752中，并且使轴环483接触光源基座75。由此，如图7所示，连接器46、夹具42等包含在壳体48中，因此得到保护。另外，突起484压住安装在突起保持孔752底部的检测器753(图中未示出)，并且检测器753发送关于连接的信号到电子器件板(在图中未示出)。而且，电子器件板可以输出引起光源71产生光的信号。

此外，在安装步骤S13完成后，也可加入微调步骤，在该步骤中，光源夹具72沿着与安装表面751共面的二维平面移位，以对光源71做微调。由此，光源71相对于准直透镜73、聚光透镜43和光源光纤21的位置能够做出微调，光源71能够更准确地连接，因光学连接造成的损失能够被抑制。另外，通过这样的微调，甚至当置换出各种部件以修理编码器100时，通过安装步骤S13完成插入步骤S11能够再次容易地建立光学连接。

(分离方法)

然后，参考图14和15A到15C，描述分离光源单元7和光源连接器4的分离方法。图14是示出根据第一实施方式的光学编码器的光源连接器分离方法的流程图。图15A到15C是图示根据第一实施方式的光学编码器的光源连接器分离方法的示意图。

如图15A所示，壳体48与光源基座75分离(分离步骤S21)。具体地，轴环483从光源基座75分离，并且突起484从突起保持孔752退出。由此，突起484对检测器753(在图中未示出)的压力得到释放，并且检测器753发送关于分离的信号到电子器件板(图中未示出)。电子器件板输出信号到光源71，以停止产生光。因此，光源71停止产生光，并且不再向光源单元7的外部发射来自准直透镜73的光。

然后，如图15B所示，旋转螺母47，并且释放螺母47与连接器导轨76的螺纹紧固(螺纹紧固释放步骤S22)。

最后，如图15C所示，夹具42从连接器导轨76去除(去除步骤S23)。具体地，当螺母47与连接器轨道76的螺纹紧固被释放时，螺母47的嵌套接收部分472穿透螺母支座421，并且通过连接器46连接到螺母支座421的夹具42在与连接器导轨76分离的方向上退出。由此，甚至当夹具42固定到连接器导轨46时，可以简单地释放夹持，并且光源连接器4能与光源单元7分离。

如上所述，根据本实施方式，夹持准直透镜73和光源光纤21的夹具42以及夹持聚光透镜43的连接器导轨76一起装配在横截面面积连续变化的位置。另外，制动销45与凹槽762组装在一起，且夹具42相对于连接器导轨76不旋转。因此，甚至当光源连接器4和光源单元7彼此重复地附接和分离时，聚光透镜43能够在相对于准直透镜73和光源光纤21的预定位置处以高度的再现性匹配。甚至当温度发生变化时，聚光透镜43相对于准直透镜73和光源光纤21的位置能够维持，以保持位置变化在预定范围内。特别地，光学连接能够在抑制损失的情况下建立。

(第二实施方式)

接下来，参考图16A和16B来描述根据第二实施方式的光学编码器。图16A是根据第二实施方式的光学编码器的标尺单元的透视图。图16B是根据第二实施方式的光学编码器的标尺单元的横截面图。编码器2100与根据第一实施方式中的编码器100的不同仅在于标尺单元。其它部件在两个实施方式中是相同的，因此部件给出相同的标号并且省略其描述。另外，标尺单元1和标尺单元2001两者的标尺和玻璃罩是相同的，因此，给出相同的标号并且省略其描述。

如图16A和16B所示，标尺单元2001包括除了标尺2011和玻璃罩2013之外的垫片2015。标尺单元2001附接至预定的位置，能够找到相对于检测头2002(图中未示出)的位置信息。

垫片2015可以通过例如用树脂模塑板形构件而获得，通过用于半导体制造工艺等的刻蚀工艺形成垫片2015。垫片2015安装或形成在标尺2011的主表面2112上，以围绕刻度标记2111。垫片2015包括顶端2151和底端2152，形成为沿着测量方向X延伸并且使得刻度标记2111在它们之间。形成垫片2015从而垫片2015到主表面2112的高度从顶端2151向底端2152增加。当相对于主表面2112以预定角度θ倾斜玻璃罩2013时，垫片2015支撑玻璃罩2013。在本文中，当标尺单元2001沿着水平面附接至预定位置时，标尺2011的主表面2112与水平面共面，此时玻璃罩2013的顶表面2131以预定角度θ相对于水平面倾斜。另外，玻璃罩2013和垫片2015可以一起封装刻度标记2111。换句话说，玻璃罩2013和垫片2015一起组成保护刻度标记2111的保护器。

在本文中，当来自光源2071的光发射到标尺单元2001上时，大部分的发射光通过玻璃罩2013并且穿透标尺2011的刻度标记2111，这与根据第一实施方式的编码器100相似。标尺2011向光接收器光纤2022反射光(在图中未示出)，反射光包括位置信息。同时，一部分发射光没有通过玻璃罩2013，并由其顶表面2131反射。因为顶表面2131是倾斜的，那么反射光在相对于竖直方向倾斜的方向上散射或前进。换句话说，从顶表面2131反射的光能够散射或前进，从而能够偏离光接收器光纤2022，并且光接收器光纤2022接收的反射光的量减少。因此，能够抑制在标尺2011和玻璃罩2013之间多重干涉的发生，并且能够保持信号精度。

因此，省去了标尺夹具和侧板，从而节约了空间，并且能够充分抑制玻璃罩2013反射的光的影响。由此，能够保持感光信号的精度，并且能够检测检测头2的位置信息。

而且，在第一实施方式中，使用了标尺夹具，其中第一玻璃罩夹持表面123高于第二玻璃罩夹持表面124。然而，也可以使用标尺夹具，该标尺夹具具有两个相同高度的玻璃罩夹持表面，并且可以向玻璃罩夹持表面之一施加混有玻璃珠的粘合剂。另外，可以使用具有上主表面相对下主表面倾斜的玻璃罩。由此，可以得到具有顶表面相对于标尺主表面倾斜的玻璃罩。

需要指出的是，上述示例仅仅用于解释的目的而不能解释为对本发明的限定。虽然已经参考示例性实施方式描述了本发明，但可以理解，用在本文中的词语是描述性和阐述性的词语，而不是限定性的词语。在不脱离本发明各个方面的范围和精神的情况下，在目前阐明的和修改的附加权利要求的范围内可以做出变化。尽管本发明在本文中是参考具体的结构、材料和实施方式进行描述的，但是本发明并不意在限于本文中公开的细节；而是，本发明扩及所有功能相同的结构、方法和使用，例如在附加的权利要求范围内。

本发明不限于上面所描述的实施方式，在不脱离本发明范围的情况下各种变形和修改都是可能的。

Claims (6)

1.一种光学编码器，包括：

标尺，具有杆形的刻度标记；

检测头，包括构造为在标尺处发射相干光的光源光纤，并且进一步包括构造为接收从标尺反射的光的光接收器光纤；

接口，经由光源光纤和光接收器光纤连接到检测头；以及

保护器，在距离刻度标记的预定距离处覆盖刻度标记，其中保护器包括透光材料并且包括相对于标尺的主表面倾斜的顶表面。

2.根据权利要求1所述的光学编码器，其中：

检测头在中心处具有光源光纤并且光接收器光纤捆扎在光源光纤周围；

检测头相对于标尺垂直地定位，并且来自光源光纤的光垂直地入射至标尺；

光接收器光纤被构造为接收从标尺垂直地反射的光；并且

保护器的顶表面相对于标尺倾斜，以将从保护器的顶表面反射的光偏转为远离检测头的光接收器光纤。

3.根据权利要求1所述的光学编码器，进一步包括夹持标尺和保护器的标尺夹具，从而保护器的顶表面相对于标尺的主表面倾斜。

4.根据权利要求2所述的光学编码器，进一步包括夹持标尺和保护器的标尺夹具，从而保护器的顶表面相对于标尺的主表面倾斜。

5.根据权利要求1所述的光学编码器，其中：

标尺进一步包括位于标尺的主表面上的垫片以包围刻度标记；并且

垫片夹持保护器，使得保护器的顶表面相对于标尺的主表面倾斜。

6.根据权利要求2所述的光学编码器，其中：

标尺进一步包括位于标尺的主表面上的垫片以包围刻度标记；并且

垫片夹持保护器，使得保护器的顶表面相对于标尺的主表面倾斜。