CN1208171A - 线性光栅系统 - Google Patents

Abstract

一种线性光栅系统,用于检测线性位移并产生相应的位置信号或位移信号。该系统包括:壳体;长条型薄板,其上设有多个呈线型排列的透光孔和多条平行导线;滑框,其包括框体,滑框的滑孔以可水平滑动的方式套装于薄板上;检测装置,用于检测薄板上的透光孔并产生检测信号以监测滑框在薄板上的位移,它以可滑动的方式与薄板的多条平行导线电连接;和控制电路,用于将检测装置产生的检测信号转换成位置信号或位移信号。

Description

线性光栅系统

本发明涉及一种光栅系统，尤其是指一种用于检测线性位移并产生相应的位置信号或位移信号的线性光栅系统。

线性可变电阻常被用在电子装置上做为输入装置，其采用可滑动的按钮来改变电阻值以控制电子装置的音量大小或速度快慢等。但是长期性的滑动磨擦会造成可变电阻的耗损，而且这种耗损同时也可能改变电阻值，从而使测量的结果不精确。

因此，本发明的主要目的在于提供一种线性光栅系统，其可用于测量可滑动的按钮的位置或位移以替代现有技术的线性可变电阻以解决上述缺点。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种线性光栅系统，它包括：一壳体，它包括一内室，在所述内室上方设有一长条型的开口槽；一长条型薄板，该薄板水平设置于该内室并位于该开口槽的下方，该薄板上设有多个呈线型排列的透光孔以及多条平行导线；一滑框，它包括一框体，在该框体的中间部位设有一滑孔，而在该框体的上端设有一按钮，该滑框的滑孔以可水平滑动的方式套装于该薄板的上方，而其上端的按钮则凸出于该壳体上方的开口槽，以使用户可利用该按钮将该滑框沿该薄板水平滑动；一检测装置，它设置于该框体之中，用于检测该薄板上的透光孔并产生相应的检测信号以监测该滑框在该薄板上的位移，该检测装置以可滑动的方式与该薄板的多条平行导线电连接；和一控制电路，它与该薄板的多条平行导线电连接，用于将该检测装置产生的检测信号转换成相应的位置信号或位移信号。

图1为本发明的线性光栅系统的外视图。

图2为图1所示的线性光栅系统沿切线2-2的剖面图。

图3为图1所示的线性光栅系统内部组件的示意图。

图4为检测装置的电路图。

参见图1、图2及图3。图1为本发明的线性光栅系统10的外视图，图2为系统10沿切线2-2的剖面图，而图3为系统10内部组件的示意图。系统10包括壳体12、长条型薄板14、滑框16、检测装置18、位置监测器19、以及控制电路20。壳体12中设有内室22，内室22上方设有长条型开口槽24。长条型薄板14水平设置于内室22并位于开口槽24的下方。薄板14上设有多个呈线型排列的透光孔26以及多条平行导线28，每个透光孔26均呈方形而且孔径相同，各透光孔26之间的距离也一样。滑框16包括框体30，其中间部位设有滑孔32，而其上端则设有按钮34。滑框16的滑孔32以可水平滑动的方式套装于薄板14上，而其上端的按钮34则凸出于壳体12上方的开口槽24以使用户可利用按钮34将滑框16沿薄板14水平滑动。

检测装置18设于框体30中，用于检测薄板14上的透光孔26并产生相应的检测信号，以监测滑框16在薄板14上的位移。检测装置18以可滑动的方式与薄板的多条平行导线28电连接。检测装置18与传统鼠标器中用于测量圆形光栅转动的光学检测装置是一样的，其包括位于透光孔26一侧的光发射器36，以及位于透光孔26另一侧的光接收器38，用于接收光发射器36所产生的光线并产生相应的检测信号。控制电路20与薄板14的多条平行导线28电连接，用于向检测装置18提供电源并将检测装置18所产生的检测信号转换成相应的位移信号。控制电路20所产生的位移信号由输出端21输出。

控制电路20包括：存储器42，用于存储程序与数据，其中存储了位置监测程序44；以及处理器46，用于执行位置监测程序44。位置监测程序44可将检测装置18所产生的检测信号转换成相应的位移信号并经输出端21输出。

控制电路20可以通过将检测信号转换成位移信号来显示滑框16在薄板14上的位移，也可以用于通过产生位置信号来实时显示滑框16在薄板14上的位置。如果要产生位置信号，控制电路20则必须测知滑框16在薄板14上的位置，位置监测器19即是为此而设置的。位置监测器19设于壳体12中，用于监测滑框16是否位于薄板14左端。在开始使用线性光栅系统10时，用户需要将滑框16移动到位置监测器19所在的位置以使控制电路20能建立滑框16的起始位置。当滑框16被移至薄板14的左端并被位置监测器19监测到时，控制电路20中的位置监测程序44会产生一个起始位置的位置坐标来表示滑框16位于薄板14左端的位置，并将其存储于存储器42中。然后，当滑框16被移动时，位置监测程序44依据由检测装置18产生的检测信号来计算滑框16在薄板14上的位移方向及位移量，并依此来更改存储于存储器42中的位置坐标，而控制电路20所输出的位置坐标则是被修正后的位置坐标，以显示滑框16的目前位置。在使用滑框16时，如果滑框16被再次移动到薄板14的左端并被位置监测器19监测到时，控制电路20依此将滑框16的位置坐标重新标定为起始位置。

除了上述的位置监测器19之外，另外还有一种由校正过程来标定滑框16起始位置的校正方法，这种方法所使用的校正过程与一般计算机操拟杆所用的校正过程非常相似。在执行此校正过程时，用户需配合位置监测程序44将滑框16移至薄板14的两端以监测滑框16的最大滑动范围。当薄板14上的两个端点被确定之后，滑框16目前所在的位置坐标就可以被标定并存储于存储器42中。然后，当滑框16被移动时，位置监测程序44依据检测信号来持续修正滑框16的位置坐标，并依据此位置坐标来产生位置信号以实时显示滑框16在薄板14上的位置。

参见图4，图4表示检测装置18的电路图。检测装置18包括光发射器36以及光接收器38。检测装置18的光发射器36及光接收器38由导线28与控制电路20电连接。光发射器36为发光二极管，而光接收器38则包括两个光检测器40，用于检测光发射器36经透光孔26传送的光线以监测滑框16在薄板14上的位移方向及位移量，并产生相应的检测信号。图3所示的控制电路20采用由两个光检测器40所产生的检测信号来计算滑框16的位移方向及位移量，并将其转换成相应的位移信号。

与现有的线性可变电阻比较，本发明的线性光栅系统10利用检测装置18的光发射器36及光接收器38来检测滑框16的位移方向及位移量，因此不会出现因可变电阻长期使用而被磨损的问题。只要光发射器36及光接收器38的电子功能保持正常，控制电路20就能持续地精确测量滑框16的位移方向及位移量并产生相应的位移信号或位置信号。

Claims (7)

1.一种线性光栅系统，包括：

一壳体，它包括一内室，在所述内室上方设有一长条型的开口槽；

一长条型薄板，所述薄板水平设置于所述内室并位于所述开口槽的下方，所述薄板上设有多个呈线型排列的透光孔以及多条平行导线；

一滑框，它包括一框体，在所述框体的中间部位设有一滑孔，而在所述框体的上端设有一按钮，所述滑框的滑孔以可水平滑动的方式套装于所述薄板的上方，而其上端的按钮则凸出于所述壳体上方的开口槽，以使用户可利用所述按钮将所述滑框沿所述薄板水平滑动；

一检测装置，它设置于所述框体之中，用于检测所述薄板上的透光孔并产生相应的检测信号，以监测所述滑框在所述薄板上的位移，所述检测装置以可滑动的方式与所述薄板的多条平行导线电连接；和

一控制电路，它与所述薄板的多条平行导线电连接，用于将所述检测装置产生的检测信号转换成相应的位置信号或位移信号。

2.如权利要求1所述的线性光栅系统，所述多个透光孔为具有相同孔径的方孔并且呈等距排列。

3.如权利要求1所述的线性光栅系统，所述检测装置包括一位于所述多个透光孔的一侧的光发射器，以及一位于所述多个透光孔的另一侧的光接收器，用于接收所述光发射器产生的光线并产生所述检测信号。

4.如权利要求3所述的线性光栅系统，所述光接收器包括两个光检测器，用于采用多个透光孔来监测所述滑框在所述薄板上的位移方向及位移量并产生相应的检测信号，所述控制电路则采用由所述两个光检测器所产生的检测信号来计算所述滑框的位移方向及位移量并将其转换成相应的位移信号。

5.如权利要求1所述的线性光栅系统，所述控制电路包括：

一存储器，用于存储程序与数据；

一位置监测程序，存储于所述存储器内；和

一处理器，用于执行校正过程；其中所述位置监测程序可通过由用户所执行的校正过程来监测所述滑框的最大可滑动范围，以监测所述滑框在所述薄板上的位置并产生相应的位置坐标，然后，当所述滑框被移动时，所述位置监测程序依据所述位置坐标以及所述检测信号来产生所述位置信号，以实时显示所述滑框在所述薄板上的位置。

6.如权利要求1所述的线性光栅系统，它还包括一位置监测器，设于所述壳体中，用于监测所述滑框是否位于所述薄板上的某一预定位置，当所述滑框被监测到时，所述控制电路产生一预定的位置坐标，然后当所述滑框被移动时，所述控制电路依据所述位置坐标以及所述检测信号来产生所述位置信号，以实时显示所述滑框在所述薄板上的位置。

7.如权利要求6所述的线性光栅系统，所述控制电路包括：

一存储器，用于存储程序与数据；

一位置监测程序，存储于所述存储器内；和

一处理器，用于执行所述位置监测程序；其中当所述滑框被监测到时，所述位置监测程序会产生一预定的位置坐标并将其存储于所述存储器中，然后当所述滑框被移动时，所述位置监测程序依据所述检测信号来计算所述滑框在所述薄板上的位移方向及位移量并依此来更改所述位置坐标，以及依据所述位置坐标来产生所述位置信号，以实时显示所述滑框在所述薄板上的位置。