DE10325082A1

DE10325082A1 - Fotoelektrischer Drehwertgeber

Info

Publication number: DE10325082A1
Application number: DE10325082A
Authority: DE
Inventors: Yoichi Ohmura; Toru Oka; Toshiro Nakashima; Hajime Nakajima; Hirokazu Sakuma; Takashi Okamuro; Masahiko Sakamoto; Koichi Sugimoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: CN1480712A; US6972402B2; CN1303402C; DE10325082B4; US20040004181A1

Abstract

Ein fotoelektrischer Drehwertgeber enthält eine Lichtquelle (11), die einen Strahl aussendet, eine Umlenkeinheit (5), die den emittierten Lichtstrahl in eine zur Emissionsrichtung des Strahles entgegengesetzte Richtung umlenkt, und einen Fotodetektor (12), der auf einem Träger (13) angeordnet ist, auf welchem sich die Lichtquelle (11) befindet und der den umgelenkten Strahl über eine mit einem Detektionsrasterabschnitt versehene Scheibe (6) empfängt. Der fotoelektrische Drehwertgeber detektiert eine Rotationsverschiebung der Scheibe (6) auf der Basis des empfangenen Signals. In diesem fotoelektrischen Drehwertgeber ist ein optisches Element (14), das einen Streustrahlanteil des Lichtstrahles von der Lichtquelle (11) zur Außenseite über die Seitenbegrenzung des optischen Elements (14) ableitet, vor dem Träger (13) angeordnet, auf dem sich die Lichtquelle (11) und der Fotodetektor (12) befinden. Das optische Element (14) bedeckt den Träger (13) und vereinigt das optische Element (14) und den Träger (13).

Description

Die Erfindung betrifft einen fotoelektrischen Drehwertgeber, mit dem ein Rotationswinkel, eine Rotationsgeschwindigkeit und eine vergleichbare Größe einer rotierenden Einrichtung detektiert werden kann. Insbesondere betrifft die Erfindung einen fotoelektrischen Drehwertgeber, der eine kleine Größe aufweist und mit einer hohen Genauigkeit zusammengefügt werden kann.
Ein fotoelektrischer Drehwertgeber ist ein Sensor, der zum Feststellen eines Rotationswinkels, einer Drehzahl, einer Rotationsgeschwindigkeit und dergleichen Größen einer rotierenden Einheit in Form von digitalen Signalen verwendet wird. Derartige fotoelektrische Drehwertgeber finden bekanntlich als Sensoren im Rahmen unterschiedlicher Anwendungsgebiete industrieller Maschinenanlagen eine breite Anwendung, die beispielsweise bei Robotern oder als Maschinenhilfsmittel eine Stellung und eine Rotationsgeschwindigkeit eines Motors ermitteln und Informationen an eine Steuerung übertragen.
Ein fotoelektrischer Drehwertgeber vom konventionellen Typ weist eine Lichtquelle und einen Lichtdetektor auf, die auf einer Seite des Wertgebers angeordnet sind und eine Umlenkeinheit, die auf der gegenüberliegenden Seite hinter einer Scheibe angeordnet ist. Der Wertgeber hat einen reflektierenden Abschnitt, der das von einer Lichtquelle emittierte Licht zu einem Lichtdetektor auf der anderen Seite des Wertgebers umleitet. Der Wertgeber weist weiterhin eine lichtabschirmende Fläche auf, die Streulicht beseitigt, das aus der Lichtquelle ohne ein Passieren der Umlenkeinheit ausgetreten ist. Ein solcher Typ eines Drehwertgebers ist in dem US-Patent US 4,152,589 beispielhaft als eine konventionelle Technik beschrieben.
Der konventionelle Drehwertgeber vom Umlenktyp hat eine Lichtquelle und einen Lichtdetektor, die nahe beieinander liegend auf einer Seite des Wertgebers angeordnet sind. Deshalb ist es nicht möglich, den Lichtstrahl der Lichtquelle aufzuweiten, da die Erzeugung von Streulicht zu vermeiden ist, das direkt von der Lichtquelle zum Lichtdetektor austritt. Daraus ergibt sich, dass es eine Obergrenze für eine Reduzierung des Abstandes zwischen der Lichtquelle und der Umlenkeinheit gibt und somit eine Verkleinerung des Wertgebers beschränkt ist. Es ist ebenfalls notwendig, Komponenten wie etwa die lichtabschirmende Platte (entsprechend eines Stators in der konventionellen Technik) und dergleichen vorzusehen. Daher werden für den Wertgeber sehr viele Einzelteile erforderlich. Weil in Verbindung damit die Lichtquelle und der Lichtdetektor unterschiedliche Baugruppen bilden, ist es schwierig, die Lichtquelle, den Lichtdetektor und den reflektierenden Teil zueinander mit hoher Genauigkeit anzuordnen.
Die Aufgabe der hier beschriebenen Erfindung ist es, mindestens die im Rahmen der konventionellen Technologie bestehenden Probleme zu lösen.
Entsprechend eines Aspektes der hier gezeigten Erfindung enthält der fotoelektrische Drehwertgeber eine Scheibe mit einem Detektionsraster; einen auf einer Seite des fotoelektrischen Drehwertgebers angeordneten Träger; eine auf dem Träger angeordnete und einen Lichtstrahl aussendende Lichtquelle; ein auf der anderen Seite der Scheibe gegenüberliegend zur ersten Seite angeordnetes optisches Element, das den Lichtstrahl zu dem Träger leitet, sodass der Lichtstrahl durch das Detektionsraster hindurchläuft; einen auf dem Träger angeordneten und den geführten Lichtstrahl empfangenden Fotodetektor zum Detektieren einer Rotationsverschiebung der Scheibe und ein in den Träger in die Seite, auf welcher die Lichtquelle und der Fotodetektor angeordnet sind, integriertes zweites optisches Element, das Streulichtanteile zu einer Seitenfläche des zweiten optischen Elements ableitet.
Der fotoelektrische Drehwertgeber entsprechend eines weiteren Aspekts der Erfindung enthält eine Scheibe mit einem Detektionsraster; einen auf einer Seite des fotoelektrischen Drehwertgebers angeordneten Träger; eine auf dem Träger angeordnete und einen Lichtstrahl aussendende Lichtquelle; ein auf der anderen Seite der Scheibe gegenüberliegend der ersten Seite angeordnetes optisches Element mit einem Phasengitter, das den Lichtstrahl in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl teilt und den ersten und den zweiten Strahl zu dem Träger leitet, sodass der Strahl durch das Detektionsraster fällt; einen auf dem Träger angeordneten und den ersten geleiteten Strahl empfangenden Fotodetektor zum Detektieren einer Rotationsverschiebung der Scheibe; einen auf dem Träger angeordneten und den zweiten geführten Strahl emp fangenden zweiten Fotodetektor zum Detektieren einer Rotationsverschiebung und ein zweites optisches Element, das in dem Träger auf einer Seite, auf der die Lichtquelle und der erste und zweite Fotodetektor angeordnet sind, integriert ist und Streustrahlenanteile des Strahls zu einer Seite des zweiten optischen Elements leitet.
Der fotoelektrische Drehwertgeber entsprechend eines weiteren Aspektes der Erfindung enthält eine Scheibe mit einem Detektionsraster; einen auf einer Seite des fotoelektrischen Drehwertgebers angeordneten Träger und eine erste und eine zweite Höhlung; eine Lichtquelle, die auf einer unteren Flanke der ersten Höhlung angeordnet ist und einen Lichtstrahl aussendet; ein auf der anderen Seite der Scheibe gegenüber der ersten Seite angeordnetes optisches Element zum Führen des Lichtstrahles zu dem Träger, sodass der Strahl durch das Detektionsraster fällt; und einen auf der Unterseite der zweiten Höhlung angeordneten und den geführten Lichtstrahl empfangenden Fotodetektor zum Detektieren einer Rotationsverschiebung der Scheibe.
Die weiteren Einzelteile, Ausgestaltungen und Vorteile der hier dargestellten Erfindung sind im Einzelnen dargestellt oder gehen aus den folgenden genauen Beschreibungen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren hervor.
Es zeigen:
1: einen Bauplan, der schematisch einen Hauptschnitt eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2: ein Diagramm zur Darstellung eines Zustandes, bei dem ein Streustrahlanteil durch wiederholte Reflexion zur Außenseite einer Lichtquelle und eines Detektionsmoduls austritt, bei der in 1 gezeigten Lichtquelle und dem Detektionsmodul;
3: einen schematischen Bauplan einer Lichtquelle und eines Detektionsmoduls eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
4A und 4B: schematische Baupläne einer Lichtquelle und eines Detektionsmoduls eines fotoelektrischer Drehwertgebers entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
5: einen schematischen Bauplan einer Lichtquelle und eines Detektionsmoduls eines fotoelektrischer Drehwertgebers entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
6: einen schematischen Bauplan eines Hauptteiles eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
7: einen schematischen Bauplan eines Hauptteiles eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
8A und 8B: Seitenansichten eines in 7 gezeigten Umlenkabschnittes;
9: einen schematischen Bauplan eines Hauptabschnittes eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer siebenten Ausführungsform der Erfindung;
10: eine verchromte Schablone von einer Lichtquelle aus betrachtet;
11: einen schematischen Bauplan eines Hauptabschnittes eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer achten Ausführungsform der Erfindung;
12: einen schematischen Bauplan einer Lichtquelle und eines Detektionsmoduls eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer neunten Ausführungsform der Erfindung;
13: einen schematischen Bauplan einer Lichtquelle und eines Detektionsmoduls eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer zehnten Ausführungsform der Erfindung; und
14: einen schematischen Bauplan eines Hauptabschnittes eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer elften Ausführungsform der Erfindung; Beispielhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen fotoelektrischen Drehwertgebers werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die entsprechenden Figuren genauer beschrieben.
1 ist ein Bauplan, der schematisch einen Hauptabschnitt eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Wie in 1 dargestellt, enthält der fotoelektrische Drehwertgeber eine Lichtquelle und ein Detektionsmodul 1, eine Umlenkeinheit 5 und eine Scheibe 6.
Die Lichtquelle und das Detektionsmodul 1 enthalten eine Lichtquelle 11, einen Fotodetektor 12, einen Träger 13, ein optisches Element 14 und eine erste Linse 21. Die Lichtquelle 11 und der Fotodetektor 12 sind auf dem Träger 13 befestigt. Das optische Element 14 ist auf den Träger 13 aufgepaßt und bedeckt die Lichtquelle 11 und den Fotodetektor 12. Die erste Linse 21 ist auf der Oberfläche des optischen Elementes 14 angeordnet. Die Lichtquelle und das Detektionsmodul 1 weisen eine zylindrische Höhlung 25 auf, die einen kleineren äußeren Durchmesser als die erste Linse 21 hat. Die zylindrische Höhlung 25 hat eine Blende 26 und eine Seitenbegrenzung 27 zum Ausbilden der Blende 26.
Die Umlenkeinheit 5 weist eine Reflexionsoberfläche 22 und eine Reflexionsoberfläche 23 auf. Die Reflexionsoberfläche 22 reflektiert einen von der Lichtquelle 11 emittierten und dann von der ersten Linse 21 gebündelten Lichtstrahl 101. Die Reflexionsoberfläche 23 reflektiert einen von der Reflexionsoberfläche 22 reflektierten Lichtstrahl 102 in Richtung der Lichtquelle und des Detektionsmoduls 1. Die Reflexionsoberfläche 23 ist so angeordnet, dass ein Einfallswinkel des Lichtstrahles 101 bezüglich zur Reflexionsoberfläche 22 45° beträgt. Dadurch reflektiert die Reflexionsoberfläche 22 den Lichtstrahl 101 zur Reflexionsoberfläche 23 total. Weiterhin ist die Reflexionsoberfläche 23 so angeordnet, dass der Einfallswinkel des Strahl 102 zur Reflexionsoberfläche 23 45° beträgt. Somit reflektiert auch die Reflexionsoberfläche 23 den Lichtstrahl 102 total. Daher wird ein Lichtstrahl 103 von der Reflexionsoberfläche 23 zur Lichtquelle und dem Detektionsmodul 1 zurück reflektiert. Wenn der Lichtstrahl 101, der durch die erste Linse 21 gebündelt wurde, paralleles Licht ist, ist der von der Reflexionsoberfläche 23 reflektierte Lichtstrahl 103 ebenfalls ein paralleler Lichtstrahl.
Die Scheibe 6 hat einen Detektionsrasterabschnitt 24, der beispielsweise zum Detektieren eines Rotationswinkels verwendet wird. Wenn die rotierende Scheibe 6 mit dem Lichtstrahl 103 durchstrahlt wird, moduliert der Detektionsrasterabschnitt 24 auf der Scheibe 6 den Lichtstrahl 103. Der Fotodetektor 12 empfängt den modulierten Lichtstrahl 103 über das optische Element 14. Aufgrund der Detektion durch den Fotodetektor 12 ist es möglich, eine erforderliche Information, beispielsweise einen Rotationswinkel, eine Rotationsgeschwindigkeit oder eine Drehzahl zu erhalten.
2 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Zustandes, bei dem ein Streulichtanteil zu der Außenseite der Lichtquelle und des Detektionsmoduls unter einer wiederholten Reflexion in der in 1 gezeigten Lichtquelle und dem Detektionsmodul austritt. In 2 ist das optische Element 14 aus einem Polycarbonat mit einem Brechungsindex von 1.58 ausgeführt, wobei dieser Wert bei der Wellenlänge der Natrium-D-Linie gemessen wurde. Die Blende 26 des optischen Elementes 14 ist so ausgebildet, dass diese innerhalb eines Innenringes angeordnet ist, wobei dessen Oberseite sich in Kontakt mit der Lichtquelle 11 befindet und deren Mittelachse mit der optischen Achse des von der Lichtquelle 11 ausgestrahlten Lichtstrahles zusammenfällt. Der Innenring weist insbesondere einen vertikalen Winkel von 90° auf.
Der Durchmesser der ersten Linse 21 ist etwas größer als die zylindrische Höhlung 25 ausgeführt. Aufgrund dessen fällt ein Anteil des von der Lichtquelle 11 emittierten Lichtes innerhalb eines Winkelbereiches von weniger als 45° zur optischen Achse von der Blende 26 der zylindrischen Höhlung 25 durch die erste Linse 21. Dieser Lichtanteil läuft durch die nicht dargestellte Umlenkeinheit. Andererseits wird ein Anteil des von der Lichtquelle 11 emittierten Lichtes innerhalb eines Winkelbereiches von mehr als 45° zur optischen Achse an der Seitenbegrenzung 27 der zylindrischen Höhlung 25 gebrochen. Diese Lichtanteil wiederholt eine Totalreflexion zwischen der oberen und der unteren Fläche des optischen Elements 14, die in einem rechten Winkel zur Sei tenbegrenzung 27 angeordnet sind. Diese Lichtanteil pflanzt sich zur Außenseite der Lichtquelle und des Detektionsmoduls 1 fort.
Ein Lichtstrahl 104 aus 2 ist ein beispielhafter Lichtanteil, der einen Winkel von nicht mehr als 45° zur optischen Achse aufweist. Dieser Lichtstrahl 104 fällt auf die erste Linse 21 und läuft zur Umlenkeinheit 5. Ein Lichtstrahl 105 aus 2 ist ein Lichtanteil, der einen Winkel von mehr als 45° zur optischen Achse aufweist. Dieser Lichtstrahl 105 pflanzt sich zur Außenseite des optischen Elementes 14 von der Seitenbegrenzung 27 der zylindrischen Höhlung 25 beginnend fort, ohne durch die erste Linse 21 hindurch zu treten. Dieser Lichtstrahl 105 tritt nicht durch die Umlenkeinheit 5.
Wie in 2 gezeigt ist, wird der Lichtstrahl 106 als ein Strahl angenommen, der einen Winkel von 50° zur optischen Achse aufweist und zu dem Fotodetektor 12 weiterläuft. Dieser Strahl 106 hat mit anderen Worten einen Einfallswinkel von 40° zur Seitenbegrenzung 27 und wird auf der Einfallsoberfläche in einem Brechungswinkel von etwa 24° gebrochen. Dieser Strahl 106 fällt mit einem Einfallswinkel von etwa 66°auf die untere Oberfläche des optischen Elements 14 ein. Wenn das optische Element 14 aus einem Polycarbonat mit einem Brechungsindex von 1.58 besteht, beträgt der kritische Winkel des Strahles für die untere Oberfläche des optischen Elements 14 39.3°. Daher wird der gesamte Strahl 106 totalreflektiert.
Entsprechend dazu wird der Strahl 106 an der oberen Oberfläche des Elements 14 total reflektiert und pflanzt sich schließlich zur Außenseite des optischen Elements 14 fort. Somit erreicht der Strahl 106 nicht den Fotodetektor 12. Der Streulichtanteil, der sonst von der Lichtquelle 11 zu dem Fotodetektor 12 läuft, wird auf diese Weise beseitigt.
Die erste Linse 21 ist auf dem optischen Element 14 angeordnet und das optische Element 14, die Lichtquelle 11 und der Fotodetektor 12 sind als ein Ganzes ausgebildet. Daher ist es möglich, die Größe des Wertgebers im Vergleich zu den Abmessungen konventioneller Wertgeber beträchtlich zu reduzieren. Weiterhin ist das optische Element 14 in den Träger 13 integriert. Die gegenseitige Lage ist mit anderen Worten zwischen dem optischen Element 14 und dem Träger 13, auf dem die Lichtquelle 11 und der Fotodetektor 12 befestigt sind, fest vorgegeben. Weil die Lichtquelle 11 und der Fotodetektor 12 miteinander integriert ausgeführt sind, ist es möglich, die optische Achse durch ein Bewegen beider Elemente als Ganzes zu justieren. Ebenso ist es möglich, das Zusammenfügen und die Justierung zu unterstützen und zu vereinfachen. Während die Reflexionsoberfläche 22 und die Reflexionsoberfläche 23 in der ersten Ausführungsform total reflektierende Oberflächen sind, ist ebenso ein Aufbau einer vergleichbaren Struktur möglich, bei der die reflektierenden Oberflächen von der Art eines Spiegels oder dergleichen Art sind, die anstelle der total reflektierenden Oberflächen verwendet werden.
Wie bereits anhand der ersten Ausführungsform verdeutlicht wurde, ist in einfacher Weise ein Aussenden eines Lichtstrahl in eine geforderte Richtung möglich, weil die erste Linse 21 auf dem optischen Element 14 angeordnet ist. Weiterhin ist die zylindrische Höhlung 25 so geformt, das diese einen kleineren äußeren Durchmesser als die erste Linse 21 aufweist und die Blende 25 und die Seitenbegrenzung 27 beinhaltet. Damit ist die Ausbildung eines fotoelektrischen Drehwertgebers möglich, bei dem der zu dem Fotodetektor 12 gerichtete Streulichtanteil zu einem Verlassen der Außenseite der Lichtquelle und des Detektionsmoduls ohne ein Passieren der Linse 21 durch ein Einschließen dieses Anteils innerhalb des optischen Elementes 14 durch eine Totalreflexion gebracht wird. Mit dieser Anordnung ist es möglich, einen Einfall des Streulichtanteils auf den Fotodetektor 12 zu verhindern.
Weiterhin sind das optische Element 14, die Lichtquelle 11 und der Fotodetektor 12 als eine Ganzheit ausgeführt und die Linse 21 auf dem optischen Element 14 ausgebildet. Somit ist die Ausführung eines fotoelektrischen Drehwertgebers möglich, der eine kompaktere Lichtquelle mit einem Detektionsmodul 1 aufweist, wobei der fotoelektrische Drehwertgeber eine Justierung zwischen der Lichtquelle 11 und dem Fotodetektor 12 vereinfacht.
In der ersten Ausführungsform ist die in das optische Element 14 eingearbeitete Höhlung 25 zylindrisch geformt, um den Einfluss des Streulichtanteils zu reduzieren. Diese Form ist jedoch nicht auf die Zylinderform beschränkt. Gleiche Effekte können auch dann erzielt werden, wenn die Höhlung eine andere Form aufweist, sofern der Streulichtanteil durch ein Einschließen dieses Anteils in die Innenseite des optischen Elements 14 durch Totalreflexion zur Außenseite der Lichtquelle und des Detektionsmoduls 1 hin abgeleitet wird.
3 ist ein schematischer Bauplan einer Lichtquelle und eines Detektionsmoduls eines fotoelektrischen Drehwertgebers nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau des fotoelektrischer Drehwertgebers unterscheidet sich von der in 1 dargestellten Ausführungsform darin, dass nur die Lichtquelle 11 mit einem optischen Element 17 bedeckt und der Fotodetektor 12 mit Silizium 28 versiegelt ist. Dieser fotoelektrische Drehwertgeber weist ebenfalls die bezüglich der in 1 dargestellten Umlenkeinheit 5 und Scheibe 6 die gleichen Bestandteile auf, die aus diesem Grund in 3 nicht dargestellt sind. Bei dem der zweiten Ausführungsform entsprechenden Aufbau ist es möglich, das optische Element kleiner auszubilden. Somit bietet dieser Aufbau den Vorteil der Möglichkeit einer verkleinert gestalteten Lichtquelle und eines kleineren Detektionsmoduls 1.
Wie bereits erwähnt, ist entsprechend der zweiten Ausführungsform die Lichtquelle 11 mit dem optischen Element 17 bedeckt und der Fotodetektor 12 mit Silizium 28 versiegelt. Damit ist die Ausbildung eines kompakteren fotoelektrischen Drehwertgebers möglich.
4A ist ein schematischer Bauplan einer Lichtquelle und eines Detektionsmoduls 1 eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau des fotoelektrischen Drehwertgebers unterscheidet sich von der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform darin, dass ein fester Spalt 51 an einem dem Fotodetektor 12 zugewandten Abschnitt des optischen Elements 14 angeordnet ist. 4B ist eine vergrößerte Schnittdarstellung des festen Spaltes 51. Wie in 4B gezeigt, weist der feste Spalt 51 V-förmige Rillen auf, die Strahlen von der Umlenkeinheit im Winkel von 45° empfangen und somit einen einfallenden Strahl selektiv abschirmen. Andere Abschnitte, wie beispielsweise die Umlenkeinheit 5 und die Scheibe 6 sind zu den in 1 gezeigten Einheiten ähnlich und werden somit in 4A nicht dargestellt.
Wenn das optische Element 14 beispielsweise aus einem Polycarbonat mit einem Brechungsindex von 1.58 ausgeführt ist, beträgt der kritische Winkel des Strahles 39.3°. Damit wird der gesamte parallele Strahl, der auf die V-förmigen Rillen des festen Spaltes 51 trifft, reflektiert und somit abgeschirmt. Somit ist es möglich den fotoelektrischen Drehwertgeber mit dem lichtabschirmenden Spalt zu versehen, indem lediglich V-förmige Rillen in das optische Element 14 eingearbeitet werden. Es ist ebenfalls möglich, mit den V-förmigen Rillen ein Amplitudengitter bei einer Verminderung der Größen und der räumlichen Anordnung der Periode der V-förmigen Rillen zu bilden. Darüber erlaubt eine beträchtliche Verkleinerung der räumlichen Periode der Vförmigen Rillen der Lichtquelle und dem Detektionsmodul 1 eine komplette Abschirmung des Strahles von der Umlenkeinheit 5.
Wie bereits dargestellt, ist der dritten Ausführungsform entsprechend der V-förmige Rillen aufweisende feste Spalt 51 an dem Abschnitt des optischen Elementes 14 angeordnet, der dem Fotodetektor 12 gegenüber. liegt. Damit ist die Ausbildung eines fotoelektrischen Drehwertgebers möglich, der auf der Grundlage einer einfachen Bearbeitung des optischen Elementes 14 mit dem lichtabschirmenden Spalt oder dem Amplitudengitter ausgebildet ist.
5 ist ein schematischer Bauplan einer Lichtquelle und eines Detektionsmoduls eines fotoelektrischen Drehwertgebers nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau des fotoelektrischen Drehwertgebers unterscheidet sich von der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform dadurch, dass eine rückwärtige Oberflächenlinse 29 auf der Rückseite der ersten Linse 21 angeordnet ist. Andere Elemente, beispielsweise die Umlenkeinheit 5 und die Scheibe 6 sind zu den in 1 gezeigten Teilen ähnlich und werden daher in 5 nicht darstellt.
Daraus ergibt sich, dass es im Vergleich zur Verwendung von nur einer Linse möglich ist, die Parallelität eines von dem optischen Element 14 emittierten Lichtstrahles zu verbessern. Weiterhin kann es bei einem derartigen fotoelektrischen Drehwertgeber ermöglicht werden, die Lichtquelle und das Detektionsmodul zusätzlich zu den Linsen auf einer Reihe von Oberflächen des optischen Elements 14 mit einem Beugungsgitter unter Verwendung von Konkavitäten, Konvexitäten und V-förmigen Rillen auszustatten. Durch dieses Beugungsgitter wird die optische Funktion und die Leistungsfähigkeit des fotoelektrischen Drehwertgebers weiter verbessert.
Wie vorhergehend beschrieben, ist entsprechend der vierten Ausführungsform die Rückseitenlinse 29 auf der Rückseite der ersten Linse 21 auf dem optischen Element 14 angeordnet. Damit ist es möglich, bei dem fotoelektrischen Drehwertgeber eine Parallelität des von dem optischen Element 14 emittierten Lichtstrahles zu gewährleisten, bei der die optische Funktion und Leistungsfähigkeit des Wertgebers nochmals verbessert werden.
6 ist ein schematischer Bauplan eines Hauptteils eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau des fotoelektrischen Drehwertgebers unterscheidet sich von der ersten in 1 gezeigten Ausführungsform darin, dass eine zweite Linse 30 auf der Umlenkeinheit 5 angeordnet ist. Die anderen Elemente sind zu denen in der ersten Ausführungsform gleich und identische Bestandteile sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Wie in der ersten Ausführungsform emittiert die Lichtquelle 11 einen Lichtstrahl. Die erste Linse 21 bündelt den Strahl zu einem Lichtstrahl 101 und die zweite Linse 30 bündelt den Lichtstrahl 101 zu einem Lichtstrahl 102. Die Reflexionsoberfläche 22 und die Reflexionsoberfläche 23 der Umlenkeinheit 5 führen die Totalreflexion des Lichtstrahles 102 aus. Der Detektionsrasterabschnitt 24 auf der rotierenden Scheibe 6 moduliert den Lichtstrahl 103. Der Fotodetektor 12 empfängt den modulierten Lichtstrahl über das optische Element 14.
Entsprechend der fünften Ausführungsform ist die zweite Linse 30 auf der Umlenkeinheit 5 ausgebildet. Daher erlaubt das Einstellen des Abstandes zwischen den Linsen 21 und 30 eine Verbesserung der optischen Leistungsfähigkeit des fotoelektrischen Drehwertgebers. So ist es beispielsweise möglich, den Strahldurchmesser zu vergrößern und die Parallelität des Strahls zu verbessern. Weiterhin ist es durch eine Kombination derartiger Linsen möglich, die Krümmungen jeder Linse zu reduzieren. Daher ist es möglich, eine gegenseitige Abstimmung der Genauigkeit der Anordnung der ersten Linse 21 und der Fügegenauigkeit der Umlenkeinheit 5 zu bewirken und eine einfache Gestaltung des Wertgebers zu erreichen.
7 ist ein schematischer Bauplan eines Hauptteils eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer sechsten Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau des fotoelektrischen Drehwertgebers unterscheidet sich von der ersten in 1 gezeigten Ausführungsform darin, dass der Wertgeber statt des Fotodetektors 12 einen ersten Fotodetektor 18 und einen zweiten Fotodetektor 19 aufweist. Der Aufbau des fotoelektrischen Drehwertgebers unterscheidet sich weiterhin darin, dass der Wertgeber ein erstes Phasengitter 31 auf der Lichteinfalloberfläche der Umlenkeinheit 5 und ein zweites Phasengitter 32 auf der Lichtaustrittsoberfläche der Umlenkeinheit 5 aufweist. Die Phasengitter 31, 32 sind als konkave und konvexe Oberflächen mit einer optischen Weglängendifferenz von λ/2 ausgebildet. 8A ist eine Seitenansicht der in 7 gezeigten Umlenkeinheit 5 aus Sicht des mit A bezeichneten Pfeiles und 8B ist eine Seitenansicht der in 7 gezeigten Umlenkeinheit 5 aus Sicht des mit B bezeichneten Pfeiles. In 7 und den 8A und 8B sind die mit denen in der ersten Ausführungsform identischen Teile mit den selben Bezugsziffern versehen.
Entsprechend der 8A und 8B fällt der von der ersten Linse 21 emittierte Lichtstrahl 101 auf das Phasengitter 31 der Umlenkeinheit 5. Durch die Beugung wird der Lichtstrahl 101 in einen Strahl plus erster Ordnung (+1) 111 und einen Strahl minus erster Ordnung (–1) 112 geteilt. Die Reflexionsoberfläche 22 ist so angeordnet, dass die Einfallswinkel der Strahlen 111 und 112 45° betragen. Die Reflexionsoberfläche 22 reflektiert beide Strahlen auf die Reflexionsoberfläche 23 total. Die Reflexionsoberfläche 23 ist ebenfalls so angeordnet, dass die Einfallswinkel der Strahlen 111 bzw. 112 jeweils 45° betragen. Die Reflexionsoberfläche 23 reflektiert den Strahl 111 und den Strahl 112 total zu Lichtquelle und Detektionsmodul 1. Das Phasengitter 32 auf der Umlenkeinheit 5 beugt einen Strahl 113 als einen Strahl minus erster Ordnung (–1) des Strahls 111 und einen Strahl 114 als einen Strahl plus erster Ordnung (+1) des Strahls 112 in Richtung der Scheibe 6. Der Strahl 113 und der Strahl 114 beleuchten den Detektionsrasterabschnitt 24, der zu einer Detektion des Rotationswinkels der Scheibe 6 dient. Der Detektionsrasterabschnitt 24 moduliert die Strahlen 113 und 114.
Der erste Fotodetektor 18 und der zweite Fotodetektor 19 empfangen die modulierten Strahlen der Lichtstrahlen 113 bzw. 114.
Solange der Strahl 101 das Phasengitter 31 bestrahlt, teilt daher das Phasengitter 31 den Strahl 101 gleichmäßig. Dadurch ist es unkompliziert, die Lichtquelle 11 und die Umlenkeinheit 5 zueinander optisch auszurichten und ebenso die Fügegenauigkeit zu verbessern. Es ist möglich, den optischen Abstand zwischen dem Phasengitter 31 und dem Phasengitter 32 aufgrund der Form der Umlenkeinheit 5 einzustellen. Damit wird eine Handhabung des Abstandes zwischen den beiden Gittern einfacher. Weiterhin ist es möglich, einen festen Spalt mit V-förmigen Rillen statt der Phasengitter anzuordnen und Abschirmfunktionen für einen ausgewählten Strahl und eine Beugung und Teilung eines Strahls unter Verwendung eines Amplitudengitters mit V-förmigen Rillen anzufügen.
Wie bereits anhand der sechsten Ausführungsform verdeutlicht, sind der erste Fotodetektor 18 und der zweite Fotodetektor 19 in der Lichtquelle und dem Detektionsmodul 1 vorgesehen, während das erste Phasengitter 31 und das zweite Phasengitter 32 auf der Umlenkeinheit 5 angeordnet sind. Damit erleichtert der fotoelektrische Drehwertgeber die optische Anordnung und verbessert die Fügegenauigkeit. Es ist ebenfalls möglich, einen multifunktionellen fotoelektrischen Drehwertgeber auszubilden, der einen gewählten Strahl abschirmt, einen Strahl beugt und einen Strahl in eine Mehrzahl von Strahlen teilt.
9 ist ein schematischer Bauplan eines Hauptabschnittes eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer siebenten Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau des fotoelektrischen Drehwertgebers unterscheidet sich von der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform darin, dass eine kreisförmige verchromte Schablone 33 mit einem kleineren Durchmesser als derjenige der ersten Linse 21 auf der inneren Oberfläche des optischen Elementes 14 angeordnet ist. Andere Bestandteile sind mit denen der ersten Ausführungsform gleich und identische Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. 10 stellt die kreisförmige verchromte Schablone 33 aus Richtung der Seite der Lichtquelle 11 gesehen dar. Wie in 10 dargestellt, hat die kreisförmige verchromte Schablone 33 eine innere Begrenzung 34.
Weil die kreisförmige verchromte Schablone 33 auf dem optischen Element 14 angeordnet ist, wird der durch den Kreis der kreisförmigen verchromten Schablone 33 hindurch laufende Strahl infolge der inneren Begrenzung 34 zu einem kreisförmigen Strahl geformt. Andere verchromte Schablonen mit einem anderen als einem kreisförmigen Muster können an Stelle der kreisförmigen verchromten Schablone 33 zum Ausbilden einer erwünschten Strahlform verwendet werden. Es ist weiterhin ebenso möglich, diese Struktur zum Beseitigen eines Streustrahles in Verbindung mit dem Ausbilden eines Strahles anzuwenden. Weiterhin ist es ebenso möglich, selektiv einen Strahl mittels eines festen Spaltes auf der Oberfläche des optischen Elementes 14, der durch eine verchromte Schablone ausgebildet ist, über dem Fotodetektor 11 abzuschirmen.
Wie vorhergehend anhand der siebenten Ausführungsform beschrieben wurde, ist die kreisförmige verchromte Schablone 33, die einen kleineren Durchmesser als die erste Linse aufweist, auf der inneren Oberfläche des optischen Elementes 14 angeordnet. Damit ist es möglich, einen multifunktionalen fotoelektrischen Drehwertgeber auszubilden, der einen Strahl formen, einen ausgewählten Strahl abschirmen und einen Streustrahl beseitigen kann.
11 ist ein schematischer Bauplan eines Hauptabschnittes eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer achten Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau des fotoelektrischen Drehwertgebers unterscheidet sich von der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform darin, dass ein fester Spalt unter Verwendung einer verchromten Schablone 35 auf der der Scheibe 6 gegenüberliegenden Emissionsoberfläche der Umlenkeinheit 5 angeordnet ist. Andere Einheiten stimmen mit denen in der ersten Ausführungsform überein und identische Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Wie in 11 gezeigt, ist der feste Spalt als verchromte Schablone 35 in der Umlenkeinheit 5 vorgesehen. Die Form der verchromten Schablone 35 ist allerdings nicht auf die Form eines festen Spaltes beschränkt. Beispielsweise kann die verchromte Schablone 35 als ein Beugungsgitter zum Beugen oder Teilen eines Strahls ausgeführt sein. Wenn die verchromte Schablone 35 eine kreisförmige verchromte Schablone ist, ist es darüber hinaus möglich, die Form eines parallelen Strahles in einfacher Weise in eine kreisförmige Form zu verändern.
Wie bereits anhand der achten Ausführungsform verdeutlicht, ist der feste Spalt unter Verwendung der verchromten Schablone auf der Emissionsoberfläche der Umlenkeinheit 5 angeordnet. Somit ist es möglich, einen multifunktionalen fotoelektrischen Drehwertgeber auszubilden, der einen Strahl ausformen oder einen Strahl in eine Mehrzahl von Strahlen aufteilen kann.
12 ist ein schematischer Bauplan einer Lichtquelle und eines Detektionsmoduls 1 eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer neunten. Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau des fotoelektrischen Drehwertgebers unterscheidet sich von der in der 1 gezeigten ersten Ausführungsform darin, dass die Lichtquelle 11 und der Fotodetektor 12 auf einem Träger 41 angeordnet sind, dass ein optisches Element 15 mit einer ersten Linse 21 auf diesem Träger 41 angeordnet ist und dass der Träger 41 einen lichtabschirmenden Abschnitt zwischen der Lichtquelle 11 und dem Fotodetektor 12 aufweist. Der Aufbau des fotoelektrischen Drehwertgebers unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform insbesondere besonders stark darin, dass das optische Element 15 keine zylindrische Höhlung aufweist. Andere Teile entsprechen denen in der ersten Ausführungsform gezeigten Teilen und identische Abschnitte sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Der Aufbau der Umlenkeinheit 5 und der Scheibe 6 ist mit 1 gleich. Daher sind diese Teile in 12 nicht dargestellt.
Demnach wird ein Streustrahl, wie etwa ein Strahl 121, der von der Lichtquelle 11 zu dem fotoelektrischen Drehwertgeber 12 ohne ein Passieren der ersten Linse 21 gelangt, von dem lichtabschirmenden Abschnitt des Trägers 41 abgeblendet. Damit ist es nicht notwendig, eine zylindrische Höhlung innerhalb des optischen Elementes 15 wie bei dem Aufbau nach der ersten und der anderen Ausführungsformen vorzusehen.
Wie vorhergehend in Verbindung mit der neunten Ausführungsform dargestellt, hat der Träger, auf dem die Lichtquelle 11 und der Fotodetektor 12 angeordnet sind, einen lichtabschirmenden Abschnitt zwischen der Lichtquelle 11 und dem Fotodetektor 12. Somit ist die Ausbildung eines fotoelektrischen Drehwertgebers möglich, der die Streustrahlanteile ausblendet, die direkt von der Lichtquelle 11 zu dem Fotodetektor 12 gerichtet sind. Weil es nicht notwendig ist, eine zylindrische Höhlung innerhalb des optischen Elementes 15 vorzusehen, wird darüber hinaus die Gestaltung des fotoelektrischen Drehwertgebers vereinfacht.
13 ist ein schematischer Bauplan einer Lichtquelle und eines Detektionsmoduls 1 eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer zehnten Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau des fotoelektrischen Drehwertgebers unterscheidet sich von der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform darin, dass eine Stufe zwischen der Grundfläche, auf welcher die Lichtquelle 11 angeordnet ist und der anderen Grundfläche, auf der sich der Fotodetektor 12 befindet, ausgebildet ist, wobei jede Grundfläche einen Abschnitt des Trägers 42 bildet. Weiterhin ist der Fotodetektor 12 etwas näher zur Scheibe 6 als die Lichtquelle 11 verlegt. Andere Teile stimmen mit denen in der ersten Ausführungsform überein und identische Bestandteile sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Die Stufe weist eine Lage, eine Höhe und eine Form auf, die von der Form des Trägers 42 abhängt und kann einen von der Lichtquelle 11 zu dem Fotodetektor 12 gerichteten Streustrahlanteil, etwa einen Strahl 122, abschirmen. Weiterhin fällt ein Streustrahlanteil, wie der Strahl 123, der von der Lichtquelle 11 auf den Fotodetektor 12 gerichtet ist, auf die Seitenbegrenzung 27 der zylindrischen Höhlung 25 ein und wird zur Außenseite der Lichtquelle und des Detektionsmoduls 1 durch das optische Element 14 abgeleitet. Außerdem ist es möglich, einen Abstand zwischen dem Detektionsrasterabschnitt 24 auf der Scheibe 6 und dem Fotodetektor 12 auf der Grundlage der Form des Trägers 42 abzustimmen, was eine wichtige optische Eigenschaft darstellt.
Wie vorhergehend in Verbindung mit der zehnten Ausführungsform erklärt wurde, ist die Stufe zwischen den Grundflächen, auf denen die Lichtquelle 11 bzw. der Fotodetektor 12 angeordnet sind, ausgebildet und die Befestigungsposition des Fotodetektor 12 etwas näher in Richtung der Scheibe als die Position der Lichtquelle versetzt. Somit ist das Ausbilden eines fotoelektrischen Drehwertgebers möglich, der die von der Lichtquelle 11 zu dem Fotodetektor 12 ohne ein Passieren der Linse gerichteten Streustrahlanteile abschirmt, oder den Streustrahl zu der Außenseite der Lichtquelle und des Detektionsmoduls 1 hinaus zu leiten.
14 ist ein schematischer Bauplan eines Hauptabschnittes eines fotoelektrischen Drehwertgebers entsprechend einer elften Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau des fotoelektrischer Drehwertgebers unterscheidet sich von der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform darin, dass die erste Linse auf der Oberfläche des optischen Elementes weggelassen und die zweite Linse 30 auf der Umlenkeinheit 5 angeordnet ist. Andere Teile stimmen mit denen in der ersten Ausführungsform überein und identische Bestandteile sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Entsprechend der elften Ausführungsform weist die Oberfläche des optischen Elementes 14 eine flache Oberfläche auf und die zweite Linse 30 ist auf der Umlenkeinheit 5 angeordnet. Somit ist es möglich, einen fotoelektrischen Drehwertgeber auszubilden, der eine verbesserte optische Leistungsfähigkeit, z.B. einen vergrößerten Strahlquerschnitt und eine verbesserte Parallelität, aufweist und eine leichtere Gestaltung des Wertgebers bei der Ausführung der Abstimmung der Fertigungsgenauigkeit der Komponenten gewährleistet.
In der elften Ausführungsform ist, sofern die Oberfläche des optischen Elementes 14 flach und die zweite Linse 30 auf der Umlenkeinheit 5 angeordnet ist, der Ort der Anordnung dieser Linse nicht auf die Umlenkeinheit 5 beschränkt. So ist es zum Beispiel möglich, einen gleichen Effekt zu erzielen, wenn die Linse an der Blende 26 der zylindrischen Höhlung 25 des optischen Elementes 14 angeordnet ist.
Die elfte Ausführungsform benutzt einen Aufbau, bei dem die Oberfläche des optischen Elementes 14 flach und die zweite Linse 30 auf der Umlenkeinheit 5 angeordnet ist. Es ist ebenfalls möglich diesen Aufbau auch bei der dritten, siebenten und achten bis zehnten Ausführungsform der Erfindung zu verwenden. In diesem Fall ist es ebenfalls möglich, einen gleichen Effekt wie bei der elften Ausführungsform zu erreichen.
Wie bereits in Verbindung mit der hier dargestellten Erfindung beschrieben wurde, sind eine Lichtquelle und ein Fotodetektor auf einem Träger angeordnet und ein optisches Element vor dem Träger angeordnet und mit diesem integriert, um den Träger zu bedecken. Dieses Element kann einen Streustrahlanteil eines von der Lichtquelle einfallenden Strahles zu der Außenseite über die Seite des optischen Elementes ableiten. Somit ist es möglich, unerwünschte Strahlen zu beseitigen, ohne notwendigerweise eine lichtabschirmende Platte vorzusehen. Daraus ergibt sich die Möglichkeit zum Ausbilden eines fotoelektrischen Drehwertgebers mit einer reduzierten Anzahl von Einzelteilen. Weil die Lichtquelle und der Fotodetektor auf dem selben Träger angeordnet sind, ist es möglich, einen fotoelektrischen Drehwertgeber mit einer kompakten Lichtquelle und einem Detektionsmodul auszubilden, der einen einfachen Aufbau des Wertgebers auf der Grundlage einer einfachen Einstellung zwischen der Lichtquelle und dem Fotodetektor sicherstellt.
Weiterhin sind entsprechend der hier dargestellten Erfindung Höhlungen in den Träger eingeformt. Diese Höhlungen schirmen einen Streustrahlanteil eines Strahles ab, der von der Lichtquelle zu dem Fotodetektor gerichtet ist. Somit ist es möglich, unerwünschte Strahlen ohne Anwendung einer abschirmenden Platte zu entfernen. Infolgedessen besteht die Möglichkeit zum Ausbilden eines fotoelektrischen Drehwertgebers, der eine reduzierte Anzahl von Einzelteilen aufweist. Weil die Lichtquelle und der Fotodetektor auf dem selben Träger angeordnet sind, ist eine Ausführung eines fotoelektrischen Drehwertgebers mit einer kompaktem Lichtquelle und einem Detektionsmodul bei einem einfachen Aufbau des Wertgebers auf der Grundlage einer einfachen Abstimmung zwischen der Lichtquelle und dem Fotodetektor gewährleistet.
Obwohl die Erfindung für eine umfassende und klare Darstellung anhand einer spezifischen Ausführungsform beschrieben wurde, sind die angefügten Ansprüche nicht darauf beschränkt, sondern schließen alle durch einen Fachmann ausführbaren Modifikationen und alternativen Konstruktionen ein, die unter die hier grundlegend gegebenen Beschreibungen fallen.

Claims

Fotoelektrischer Drehwertgeber, welcher aufweist: eine Scheibe (6) mit einem Detektionsraster (24); einen auf einer Seite des fotoelektrischen Drehwertgebers angeordneten Träger (13); eine auf dem Träger (13) angeordnete, einen Lichtstrahl aussendende Lichtquelle; ein auf der gegenüberliegenden Seite der Scheibe angeordnetes, den Lichtstrahl an den Träger (13) weiterleitendes erstes optisches Element (5), wobei der Lichtstrahl das Detektionsraster (24) durchläuft; einen auf dem Träger (13) angeordneten, den geführten Lichtstrahl zum Detektieren einer Rotationsverschiebung der Scheibe (6) empfangenden Fotodetektor (12) und; ein zweites optisches Element (14), das in den Träger (13) auf der Seite, auf der die Lichtquelle (11) und der Fotodetektor (12) angeordnet sind, integriert ist und Streustrahlanteile des Strahles zu einer Seite des zweiten optischen Elementes (14) ableitet.
Fotoelektrischer Drehwertgeber nach Anspruch 1, wobei das zweite optische Element (14) eine Höhlung (25) auf einer inneren, der Lichtquelle (11) zugewandten Oberfläche aufweist.
Fotoelektrischer Drehwertgeber nach Anspruch 2, weiterhin aufweisend eine einen größeren Durchmesser als die Höhlung (25) aufweisende und auf der äußeren Oberfläche des zweiten optischen Elementes (14) zu einem Bündeln des durch die Höhlung (25) hindurch laufenden Lichtstrahles ausgebildete erste Linse (21).
Fotoelektrischer Drehwertgeber nach Anspruch 3, weiterhin aufweisend eine auf der unteren Fläche der Höhlung (25) zu einem Bündeln des Lichtstrahles angeordnete zweite Linse (29).
Fotoelektrischer Drehwertgeber nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Höhlung (25) eine auf der unteren Fläche angeordnete lichtabschirmende Schablone (33) zur einer Veränderung der Form des Lichtstrahles aufweist.
Fotoelektrischer Drehwertgeber nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei das zweite optische Element (14) auf einer inneren dem Fotodetektor (12) zugewandten Oberfläche ausgebildete Spalte (51) hat, wobei die Spalte (51) jeweils zwischen aufeinander folgenden Spalten ausgebildete V-förmige Rillen einschließen.
Fotoelektrischer Drehwertgeber nach Anspruch 3, weiterhin aufweisend eine auf der Oberfläche des ersten optischen Elementes (5), auf der der Lichtstrahl einfällt, angeordnete dritte Linse (30) zu einem Bündeln des Lichtstrahles.
Fotoelektrischer Drehwertgeber nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei das erste optische Element (5) eine auf deren den Lichtstrahl aussendenden Oberfläche ausgebildete lichtabschirmende Schablone (26) für ein Verändern der Form des Lichtstrahles hat.
Fotoelektrischer Drehwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Träger (42) eine Höhlung aufweist und die Lichtquelle (11) auf der unteren Fläche der Höhlung angeordnet ist.
Fotoelektrischer Drehwertgeber nach Anspruch 9, wobei die Höhlung eine den Fotodetektor (12) von Streulichtanteilen abschirmende Tiefe aufweist.
Fotoelektrischer Drehwertgeber, welcher aufweist: eine Scheibe (6) mit einem Detektionsraster (24); einen auf einer Seite des fotoelektrischen Drehwertgebers angeordneten Träger (13); ein auf der gegenüberliegenden Seite der Scheibe (6) angeordnetes erstes optisches Element (5) mit einem den Lichtstrahl in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl teilenden und den ersten und zweiten Lichtstrahl zu dem Träger (13) leitenden Phasengitter, so dass der Lichtstrahl durch das Detektionsraster (24) hindurchtritt; einen auf dem Träger (13) angeordneten und den ersten geleiteten Lichtstrahl zum Registrieren einer Rotationsverschiebung der Scheibe (6) empfangenden ersten Fotodetektor (18); einen auf dem Träger (13) angeordneten, den zweiten geführten Lichtstrahl zum Detektieren einer Rotationsverschiebung empfangenden zweiten Fotodetektor (19); und ein in den Träger (13) auf der mit der Lichtquelle (11) und dem ersten und zweiten Fotodetektor (18,19) versehenen Seite integriertes zweites optisches Element (14), das Streustrahlanteile des Lichtstrahles zu der Seite des zweiten optischen Elementes (14) leitet.
Fotoelektrischer Drehwertgeber nach Anspruch 11, wobei das zweite optische Element (14) eine Höhlung (25) auf einer der Lichtquelle (11) zugekehrten gegenüberliegenden inneren Oberfläche hat.
Fotoelektrischer Drehwertgeber nach Anspruch 12, weiterhin aufweisend eine einen größeren Durchmesser als die Höhlung (25) aufweisende und auf der äußeren Oberfläche des zweiten optischen Elementes (14) zu einem Bündeln des durch die Höhlung (25) hindurch laufenden Lichtstrahles angeordnete erste Linse (21).
Fotoelektrischer Drehwertgeber, welcher aufweist: eine Scheibe (6) mit einem Detektionsraster (24); einen auf einer Seite des fotoelektrischen Drehwertgebers angeordneten Träger (41) mit einer ersten und einer zweiten Höhlung; eine Lichtquelle (11), die auf einer unteren Fläche der ersten Höhlung ausgebildet ist und einen Lichtstrahl aussendet; ein optisches Element (5), das auf der gegenüberliegenden Seite der Scheibe angeordnet ist und den Lichtstrahl zu dem Träger leitet, so dass der Lichtstrahl durch das Detektionsraster fällt; und einen Fotodetektor (12), der auf der unteren Fläche der zweiten Höhlung angeordnet ist und den geleiteten Lichtstrahl zu einer Detektion einer Rotationsverschiebung der Scheibe (6) empfängt.
Fotoelektrischer Drehwertgeber nach Anspruch 14, wobei die erste Höhlung eine den Fotodetektor (12) von Streustrahlanteilen des Lichtstrahles abschirmende Tiefe aufweist.
Fotoelektrischer Drehwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das zweite optische Element (14) aus einem Polycarbonat mit einem Brechungsindex von 1.58 ausgeführt ist.