CN1538144A - 一种反射尺读头装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关一种反射尺读头装置，其主要包括主壳体、光源透镜座、光检测器座、第一光栅及第二光栅，主壳体用以容置光源透镜座、光检测器座及第一光栅，第二光栅则置放于主壳体下方并与第一光栅相对应，其中，光源透镜座仅具有一四十五度角加工面，且光检测器座垂直组设光源透镜座，以形成一反射尺读头机构主壳体。
Description
技术领域
本发明是关于一种光学尺，尤指一种反射尺读头装置。
背景技术
光学尺是可用来量测机台位移，其工作原理如图1所示，光学尺主要利用一光源照射主光栅11与副光栅12，并透过主光栅11与副光栅12的相对移动，以便供藉由一光检测器13检测穿透主光栅11及副光栅12的光源，以获得一周期性信号，继而再利用周期性信号计算出机台移动距离，其中，移动距离等于副光栅的周期长度乘与计数次数。
图2与图3分别显示反射式光学尺的光路示意图与机构配置示意图，图2中主要包含光源21、光源平行化透镜22、副光栅23、主光栅24及光检测器25等构件，图3显示利用一主壳体3与多个45度角加工面31，32，33，34来达到光路安排的目的，即容纳图2中的该等构件。光源21透过45度角加工面31置放，光源平行化透镜22透过45度角加工面32置放，反射光的行进路线是与45度角加工面33平行，光检测器25透过45度角加工面34置放。
然而，上述45度角加工面31，32，33，34对加工来说并不容易，使得主壳体3无法利用射出成型的方式大量生产。因此上述45度角加工面31，32，33，34不只是误差的来源，更使得主壳体3在制造上必须花费较多的成本。
发明内容
本发明的主要目的是在提供一种反射尺读头装置，以便能减少加工面、降低加工成本及减少误差。
本发明的另一目的是在提供一种反射尺读头装置，以便能大量生产，降低生产成本。
依据本发明的一特色，所提供的反射尺读头装置，主要包括：一第一光栅；一具有一中空容室与一槽孔的主壳体，其中该槽孔是设置于该主壳体的该中空容室的底部，且该槽孔上置放有该第一光栅；一具有一安置座与一容纳单元的光源透镜座，其中该容纳单元上并设有一组立孔与一加工面，以便供该光源透镜座藉由该安置座组设于该中空容室，该组立孔用以置放一光源单元，且该加工面与该安置座之间具有一预设角度；一光检测器座，是用以组设一光检测器，该光检测器座并组设于该容纳单元，以便供置放于该中空容室；以及一第二光栅，是置放于该主壳体下方，并对应该中空容室的第一光栅，以便供该光源单元透过该预设角度入射一入射光穿透该第一光栅后抵达该第二光栅，继而由该第二光栅反射，以成为一反射光，该反射光并再次穿透该第一光栅，以抵达该光检测器。
依据本发明的另一特色，所提供的反射尺读头装置，主要包括：一第一光栅；一光源座，是组设于该中空容室，且该光源座具有一组立孔与一加工面，以便供藉由该组立孔置放一光源单元，且该加工面与该光源座的底面之间具有一预设角度；一透镜座，是用以组设一平行光透镜，该透镜座并组设于该光源座，以便供置放于该中空容室；一光检测器座，是用以组设一光检测器，该光检测器座并组设于该透镜座，以便供置放于该中空容室；以及一第二光栅，是置放于该主壳体下方，并对应该中空容室的第一光栅，以便供该光源单元透过该预设角度入射一入射光穿透该第一光栅后抵达该第二光栅，继而由该第二光栅反射，以成为一反射光，该反射光并再穿透该第一光栅，以抵达该光检测器。
附图说明
图1是光学尺工作原理的示意图；
图2是现有反射式光学尺的光路示意图；
图3是现有反射式光学尺的机构配置示意图；
图4是本发明一较佳实施例的立体分解图；
图5是本发明一较佳实施例的侧视图；
图6是本发明一较佳实施例的光源透镜座的另一实施示意图。
具体实施方式
有关本发明的较佳实施例，敬请参照图4显示的立体分解图，其主要由主壳体41、光源透镜座42、光检测器座43、副光栅44、主光栅45及上盖46等构件所组成。其中，主壳体41包含一中空容室411，且该中空容室411的底部上设有一穿透中空容室411的底部的槽孔412。
光源透镜座42则包含容纳单元421与安置座422二个部分，且容纳单元421上更包含组立孔4211与一加工面4212，组立孔4211用以容置光源单元47，光源单元47更包含入射光源471与透镜472。于本实施例中，加工面4212较佳为相对于安置座422的底面4221成一四十五度加工面，透镜472较佳为光源平行化透镜。
上述的上盖46用以组设于主壳体41，以保护并遮蔽该等构件，光源透镜座42是透过安置座422组设于主壳体41的中空容室411的底部。光检测器座43用以组设一光检测器48，且光检测器座43更组设于该容纳单元421的顶部端面4213上，以安置于中空容室411中。副光栅44组设于中空容室411底部，其并横跨槽孔412。主光栅45则置放于主壳体41下方，且主光栅45并对应横跨于槽孔412的副光栅44。有关光源透镜座42及光检测器座43的位置关系以及光路的详细解说，将于下述加以说明。
图5显示本发明的侧视图，其是显示加工面4212与安置座422的底面4221较佳成四十五度角。光检测器座43透过组立孔431组设于容纳单元421的顶部端面4213上，且光检测器座43的连接面432是与光源透镜座42的加工面4212成八十度至一百度夹角，较佳为九十度夹角，即光检测器座43垂直组设于容纳单元421。
入射光源471产生入射光(请一并参照图4)，并透过透镜472而使得光源单元47输出的入射光平行输出，其中，该输出的入射光是与加工面4212成八十度至一百度夹角，较佳为九十度夹角(即入射光与入射光源471的输出切面4711垂直)。光源单元47输出的入射光透射副光栅44后抵达主光栅45，继而由主光栅45反射而成为一反射光，该反射光将再穿透副光栅44，且反射光与入射主光栅44的入射光是成八十度至一百度夹角，较佳为九十度夹角。
反射光在穿透副光栅44后，将垂直入射光检测器座43上的光检测器48，以便供透过光检测器48接收反射信号，以运算出机台移动距离。反射光垂直入射光检测器48是因先检测器座43垂直组设容纳单元421、入射光垂直入射光源471的输出切面4711以及入射光与反射光垂直的缘故。
图6显示光源透镜座42的另一实施状态，其是可由一光源座61与一透镜座62所构成，入射光源471组立于光源座61，且光源座61的加工面611与其底面612较佳成四十五度角，光源座61用于组立入射光源471的组立孔613是与加工面611成八十度至一百度夹角，较佳为垂直。透镜座62则透过连接面621与光源座61的连接面614相连接，以组设于光源座61上，且透过与光源座61的连接而置放于中空容室411(请一并参照图4)，其中该光源座61的连接面614是与其加工面611平行，透镜座62用以组立光源平行化透镜472的组立孔622与连接面621成八十度至一百度夹角，较佳为垂直，以便供由入射光源471所产生的入射光的光路以及光检测器48所检测的反射光的光路与上述说明相同。
由以上的说明可知，本发明将光源透镜座设计为仅有一四十五度角加工面，并将光检测器座垂直组设光源透镜座，以便供入射光垂直光源透镜座，并以四十五度角入射并穿透副光栅后抵达主光栅，继而由主光栅反射，该反射光再穿透主光栅，然后垂直入射光检测器，而达成光检测器接收反射信号，以计算出机台位置，此种构件的设计与光路的安排，将可简化构件的加工流程(即减少加工面)，使得可以透过射出成型技术来制造该等构件(例如：主壳体、光源透镜座及光检测器座)，以降低制造成本及减少误差。
上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
Claims (21)
1.一种反射尺读头装置，其特征在于，主要包括：
一第一光栅；
一具有一中空容室与一槽孔的主壳体，其中该槽孔是设置于该主壳体的该中空容室的底部，且该槽孔上置放有该第一光栅；
一具有一安置座与一容纳单元的光源透镜座，其中该容纳单元上并设有一组立孔与一加工面，以便供该光源透镜座藉由该安置座组设于该中空容室，该组立孔用以置放一光源单元，且该加工面与该安置座之间具有一预设角度；
一光检测器座，是用以组设一光检测器，该光检测器座并组设于该容纳单元，以便供置放于该中空容室；以及
一第二光栅，是置放于该主壳体下方，并对应该中空容室的第一光栅，以便供该光源单元透过该预设角度入射一入射光穿透该第一光栅后抵达该第二光栅，继而由该第二光栅反射，以成为一反射光，该反射光并再次穿透该第一光栅，以抵达该光检测器。
2.如权利要求1所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该光源单元更包括一入射光源与一平行化透镜，该平行化透镜是使得该入射光源发出平行的入射光入射该第一光栅与该第二光栅。
3.如权利要求1所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该入射光是与该反射光成八十度至一百度夹角。
4.如权利要求3所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该夹角是为九十度。
5.如权利要求1所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该反射光是垂直入射该光检测器。
6.如权利要求1所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该预设角度是为四十五度角。
7.如权利要求1所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该入射光是与该容纳单元的加工面成八十度至一百度夹角。
8.如权利要求7所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该夹角是为九十度。
9.如权利要求1所述乏反射尺读头装置，其特征在于，所述该光检测器座的连接面是与该容纳单元的加工面成八十度至一百度夹角。
10.如权利要求9所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该夹角是为九十度。
11.如权利要求1所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该第一光栅是为副光栅。
12.如权利要求1所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该第二光栅是为主光栅。
13.一种反射尺读头装置，其特征在于，主要包括：
一第一光栅；
一具有一中空容室与一槽孔的主壳体，其中该槽孔是设置于该主壳体的该中空容室的底部，且该槽孔上置放有该第一光栅；
一光源座，是组设于该中空容室，且该光源座具有一组立孔与一加工面，以便供藉由该组立孔置放一光源单元，且该加工面与该光源座的底面之间具有一预设角度；
一透镜座，是用以组设一平行光透镜，该透镜座并组设于该光源座，以便供置放于该中空容室；
一光检测器座，是用以组设一光检测器，该光检测器座并组设于该透镜座，以便供置放于该中空容室；以及
一第二光栅，是置放于该主壳体下方，并对应该中空容室的第一光栅，以便供该光源单元透过该预设角度入射一入射光穿透该第一光栅后抵达该第二光栅，继而由该第二光栅反射，以成为一反射光，该反射光并再穿透该第一光栅，以抵达该光检测器。
14.如权利要求13所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该预设角度是为四十五度角。
15.如权利要求13所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该透镜座具有一连接面，该连接面是与该加工面平行。
16.如权利要求13所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该入射光是与该反射光成八十度至一百度夹角。
17.如权利要求16所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该夹角是为九十度。
18.如权利要求13所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该反射光是垂直入射该光检测器。
19.如权利要求13所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该预设角度是为四十五度角。
20.如权利要求13所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该第一光栅是为副光栅。
21.如权利要求13所述的反射尺读头装置，其特征在于，所述该第二光栅是为主光栅。
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|---|---|---|---|---|
| CN105547162A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-05-04 | 梁磊 | 一种集成式称重卷尺测量工具及其测量方法 |
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