CN217210913U - 一种玻璃反射式码盘、编码器及光栅尺 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种玻璃反射式码盘、编码器及光栅尺，其中玻璃反射式码盘的同一侧设有光源和光源读取芯片，所述码盘包括：玻璃基材，所述玻璃基材两侧表面具有镀制面；设于所述基材两侧所述镀制面的第一结构和第二结构，所述第一结构和所述第二结构内设有不同类型的光学材料，所述光学材料的类型包括吸光材料和反光材料；所述反光材料对于所述光源读取芯片所需波段的光具有高反射率；所述吸光材料对于所述光源读取芯片所需波段的光具有低反射率；所述第一结构或所述第二结构上设有刻蚀图形。高反射率的反光材料提高了码盘精度，而低反射率的吸光材料避免了杂光干扰；另外，玻璃基材具有较高平面度，防止了码盘变形带来的精度误差。

Description

一种玻璃反射式码盘、编码器及光栅尺

技术领域

本申请涉及编码器码盘技术领域，具体涉及一种玻璃反射式码盘、编码器及光栅尺。

背景技术

编码器作为角度与转速测量传感器，通过芯片对旋转的码盘进行角度读取，用以测量主轴所在角度。通常为透过式读取，即光源与读取芯片位于码盘两侧。但随着芯片技术的发展与编码器体积的压缩。产生了光源与芯片同侧的需求，码盘也从简单的透过式码盘(遮光区与透光区图形组成)，转变成反射式码盘(反光区与吸光区图形组成)。

现有的反射式码盘通过金属油墨、菲林等材料制成，而油墨的分辨率低，图形精度不高，基材平面度不好容易变形，导致码盘图形变形，产生的线条精度误差与杂光反射干扰编码器信号，无法满足客户高精度反射式码盘的需求。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种玻璃反射式码盘、编码器及光栅尺。

第一方面，本申请提出一种玻璃反射式码盘，其同一侧设有光源和光源读取芯片，包括：

玻璃基材，所述玻璃基材两侧表面具有镀制面；

设于所述基材两侧所述镀制面的第一结构和第二结构，所述第一结构和所述第二结构内设有不同类型的光学材料，所述光学材料的类型包括吸光材料和反光材料；

所述反光材料对于所述光源读取芯片所需波段的光具有高反射率；所述吸光材料对于所述光源读取芯片所需波段的光具有低反射率；

所述第一结构或所述第二结构上设有刻蚀图形。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一结构包括镀制于所述镀制面的反光膜，所述反光膜内设有所述反光材料；所述第二结构包括镀制于所述镀制面的吸光膜，所述吸光膜内设有所述吸光材料。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述反光膜对所述光源读取芯片所需波段光的反射率＞90％，所述吸光膜为黑色。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述吸光膜和所述反光膜的镀膜技术为真空镀膜技术。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过掩膜版显影曝光工艺获取所述刻蚀图形。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述玻璃基材的高度差＜0.001mm。

第二方面，本申请提出一种编码器，包括以上所述的玻璃反射式码盘。

第三方面，本申请提出一种光栅尺，包括以上所述的玻璃反射式码盘。

综上所述，本申请提出一种玻璃反射式码盘，通过在玻璃基材两侧的镀制面设置具有不同类型光学材料的第一结构和第二结构，并在第一结构或第二结构上设置刻蚀图形，光学材料包括对光源读取芯片所需波段光具有高反射率的反光材料，和对此波段的光具有低反射率的吸光材料，当光源照射于码盘时，故当光源照射于码盘时，反光材料将读取芯片所需波段的光反射于读取芯片，读取芯片输出为高电平；吸光材料将读取芯片所需波段的光吸收，读取芯片输出为低电平，进而读取芯片输出为脉冲。高反射率的反光材料提高了码盘精度，而低反射率的吸光材料吸收读取芯片不需要的光，避免了杂光干扰，进一步地提高了码盘的精度。另一方面，玻璃基材具有较高的硬度和平面度，防止了码盘变形带来的精度误差。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种玻璃反射式码盘的结构示意图；

图中所述文字标注表示为：

1、玻璃基材；2、第一结构；3、第二结构；4、刻蚀图形。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

诚如背景技术中提到的，针对现有技术中的问题，本申请提出了一种玻璃反射式码盘，其同一侧设有光源和光源读取芯片，如图1所示，包括：

玻璃基材1，所述玻璃基材1两侧表面具有镀制面；

设于所述基材两侧所述镀制面的第一结构2和第二结构3，所述第一结构2和所述第二结构3内设有不同类型的光学材料，所述光学材料的类型包括吸光材料和反光材料；

所述反光材料对于所述光源读取芯片所需波段的光具有高反射率；所述吸光材料对于所述光源读取芯片所需波段的光具有低反射率；

所述第一结构2或所述第二结构3上设有刻蚀图形4。

具体地，本实施例中所述第一结构2内设有所述反光材料，所述第二结构3内设有所述吸光材料，所述第一结构2和所述第二结构3中其中一个表面设有刻蚀图形4，在特定情境下，在第一结构2的表面设有刻蚀图形4，当光源从所述第一结构2侧照射到所述码盘表面时，若照射点不上刻蚀点，则光源照射于所述反光材料上，所述反光材料将所述读取芯片所需波段的光反射于所述读取芯片，所述读取芯片输出为高电平；若光源的照射点在所述第一结构2的刻蚀点时，光源透过所述玻璃基材1照射于所述玻璃基材1另一侧的第二结构3上，所述第二结构3的所述吸光材料吸收所述光源读取芯片所需波段的光，使得在所述光源读取芯片接收不到反射的光，所述光源读取芯片输出为低电平，通过所述刻蚀图形4，当所述码盘转动或直线移动时，在所述光源读取芯片形成了高低电平的输出，形成了脉冲。而高反射率的所述反光材料可提高分辨率，提高所述光源读取芯片对所需波段光接收的精度，进一步提高了码盘的精度，另外，所述低反射率的所述吸光材料提高了光的吸收率，避免了杂光干扰，进一步地提高了码盘的精度。

另外，进一步地，所述玻璃基材1具有较高的平整度，其高度差＜0.001mm，故防止了所述码盘变形带来的精度误差，且玻璃具有良好的热稳定性，保证了码盘精度的稳定性。

进一步地，所述第一结构2包括镀制于所述镀制面的反光膜，所述反光膜内设有所述反光材料；所述第二结构3包括镀制于所述镀制面的吸光膜，所述吸光膜内设有所述吸光材料；所述反光膜对所述光源读取芯片所需波段光的反射率＞90％，所述吸光膜为黑色。所述反光膜的反射率＞90％，提高了所述光源读取芯片接收所需波段光的精确度，而黑色的吸光膜提高了所述吸光膜对所述光源读取芯片所需波段光的吸收率，故当光源照射于所述吸光膜上时，不会有所需波段的光反射于所述光源读取芯片，使得所述光源读取芯片输出为低电平。

进一步地，所述吸光膜和所述反光膜的镀膜技术为真空镀膜技术。所述真空镀膜技术是气相物理沉积的方法之一，也叫真空电镀，是在真空条件下，用蒸发器加热镀膜材料使之升华，蒸发粒子流直接射向基体，在基体表面沉积形成固体薄膜，从而完成镀膜。

进一步地，通过掩膜版显影曝光工艺获取所述刻蚀图形4。本实施例通过所述掩膜版显影曝光工艺把需要刻蚀的图形影印在所述第一结构2的表面，再经过显影溶液和腐蚀溶液将所述吸光膜的所述反光材料去除，形成吸收区，把所述反光膜的所述吸光材料去除，形成反射区，所述吸光区和所述反射区组成所述码盘所需的所述刻蚀图形4，由于所述反光膜对所述光源读取芯片所需光的反射率高达90％，故提高了所述刻蚀图形4的精度，可达到±0.5um。

实施例2

本申请提出一种编码器，包括以上所述的光学反射式码盘。优选地，所述编码器的所述光学式码盘的形状为圆形，当所述编码器旋转时带动所述码盘转动，通过所述光源读取芯片获取脉冲，从而获得所述编码器的旋转角位移，或者可转换为位移量。

实施例3

本申请提出一种光栅尺，包括以上所述的光学反射式码盘。优选地，所述光栅尺的所述光学式码盘的形状为长条形，当所述光栅尺和所述光源读取芯片做相对直线位移时，通过所述光源读取芯片获取脉冲，从而获得所述光栅尺和所述读取芯片的位移量，从而得出与光栅尺或与所述读取芯片固定的设备的位移量。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种玻璃反射式码盘，其同一侧设有光源和光源读取芯片，其特征在于，包括：

玻璃基材(1)，所述玻璃基材(1)两侧表面具有镀制面；

设于所述基材两侧所述镀制面的第一结构(2)和第二结构(3)，所述第一结构(2)和所述第二结构(3)内设有不同类型的光学材料，所述光学材料的类型包括吸光材料和反光材料；

所述反光材料对于所述光源读取芯片所需波段的光具有高反射率；所述吸光材料对于所述光源读取芯片所需波段的光具有低反射率；

所述第一结构(2)或所述第二结构(3)上设有刻蚀图形(4)。

2.根据权利要求1所述的玻璃反射式码盘，其特征在于：所述第一结构(2)包括镀制于所述镀制面的反光膜，所述反光膜内设有所述反光材料；所述第二结构(3)包括镀制于所述镀制面的吸光膜，所述吸光膜内设有所述吸光材料。

3.根据权利要求2所述的玻璃反射式码盘，其特征在于：所述反光膜对所述光源读取芯片所需波段光的反射率＞90％，所述吸光膜为黑色。

4.根据权利要求2所述的玻璃反射式码盘，其特征在于：所述吸光膜和所述反光膜的镀膜技术为真空镀膜技术。

5.根据权利要求1所述的玻璃反射式码盘，其特征在于：所述玻璃基材(1)的高度差＜0.001mm。

6.一种编码器，其特征在于：包括权利要求1-5中任一项所述的玻璃反射式码盘。

7.一种光栅尺，其特征在于：包括权利要求1-5中任一项是的玻璃反射式码盘。

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