DE3220560A1 - Fotoelektrischer kodierer - Google Patents
Fotoelektrischer kodiererInfo
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Description
Fotoelektrischer Kodierer Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen fotoelektrischen Kodierer, und insbesondere eine Verbesserung in einem
solchen fotoelektrischen Kodierer, der physikalische Größen durch Helligkeitsänderungen ermittelt, die durch
Bewegung von zwei optischen Gittern relativ zueinander erhalten werden.
Herkömmliche fotoclektrische Kodierer haben einen solchen
Aufbau, daß von einer Lichtquelle abgegebene Lichtstrahlen durch eine-Linse auf eins der optischen Gitter falten; die
Strahlen, welche das optische Gitter passiert haben, verlaufen anschließend durch das andere optische Gitter und
erreichen schließlich über eine Linse, die auf der anderen Seite angeordnet ist, ein Lichtempfangselement.
Eine notwendige Bedingung ist also, daß die Strahlen von der Lichtquelle zwei optische Gitter passieren müssen, wodurch
sich eine Mischung von komplexen, gebrochenen bzw. gebeugten Strahlen ergibt; außerdem werden diese Strahlen
0 aufgrund von Reflexionen und Strahlenbrechung an der Oberfläche des Glases, welches als Basiselement für das optische
Gitter dient, sowie aufgrund von Absorption in dem Glas gedämpft. Die von dem Lichtempfangselement erhaltenen
Signale sind also zwangsläufig sehr schwach und enthalten einen starken Rauschanteil, so daß die weitere Verarbeitung
mühsam und umständlich ist. Außerdem tragen die Lichtquelle, die Linse und das Lichtempfangselement zwangsläufig
dazu bei, daß ein solcher Kodierer relativ groß ist.
Es sind auch mit Reflexion arbeitende fotoelektrische Kodierer
vorgeschlagen worden, bei denen die Lichtstrahlen schräg zwischen den beiden optischen Gittern einfallen.
Bei diesen Kodierern tritt jedoch ein starker Lichtverlust auf, und zwar durch Beugungserscheinungen, Streuung,
Reflexion und andere Effekte; außerdem führen die schräge Befestigung der Lichtquelle und des Lichtempfangselementes
zu einer sehr komplexen Konstruktion des Kodierers. die
ebenfalls viel Raum einnimmt.
Zur Vermeidung der oben beschriebenen Nachteile der herkömmlichen Kodierer hat die Anmelderin bereits einen fotoelektrischen
Kodierer vorgeschlagen, bei dem in einem der optischen Gitter ein Halbleiter-Basiselement in regelmäßigen
Abständen mit schmalen, streifenförmigen, leitenden (im Gegensatz zu dem halbleitenden Basiselement) Halbleiter-Schichten
vorgesehen ist; auf diese Schichten· fallen die Strahlen, die das andere optische Gitter passiert häben,
wodurch Ausgangssignale von dem Halbleiter-Basiselement und den Halbleiter-Schichten erhalten werden.
Zur Verbesserung des kompakten Aufbaus dieses Kodierers und seines Wirkungsgrades ist dabei vorgeschlagen worden,
auf die Linse auf der Seite ües Bildempfangselömentes zu
verzichten, so daß die Strahlen von der Lichtquelle nur eins der optischen Gitter passieren müssen; dadurch wird
der Zwischenraum zwischen dem zweiten optischen Gitter und dem Lichtempfangselement nicht mehr erforderlich.
Weiterhin ist ein fotoelektrischer Kodierer vorgeschlagen
worden, bei dem die gesamte Oberfläche der Lichtempfangselemente
mit einem transparenten, leitenden Material beschichtet ist, um die verschiedenen Ausgangssignale zusammenzustellen;
dadurch läßt sich der Widerstand der Schlitze verringern oder gar zu Null machen, wodurch sich
eine relevante Verbesserung der Hochfrequenz-Kennlinie der Ausgangssignale von den schlitzförmigen Lichtempfangselementen
ergibt, die aus dem Halbleiter-Basiselement und den Halbleiter-Schichten bestehen.
Ein weiterer fotoelektrischer Kodierer weist eine kontinuierlich flache Halbleiter-Schicht auf, die mit Schlitzen
aus einem lichtundurchlässigen Film versehen ist, wodurch die Hochfrequenz-Kennlinie verbessert und die Herstellung
vereinfacht werden.
Weiterhin ist ein fotoelektrischer Kodierer vorgeschlagen worden, bei dem das Halbleiter-Basiselement und die Halbleiter-Schicht
aus einem MOS-Halbleiter hergestellt sind; die Schlitze mit dem lichtundurchlässigen Film werden durch
einen Metallbereich in dem MOS-Halbleiter gebildet.
Trotz dieser Verbesserung haben die Skalen dieser fotoelektrischen
Kodierer nicht den gewünschten kompakten Aufbau; beispielsweise wird bei einer Skala, die aus einem
MOS-Halbleiter hergestellt wird, ein Silizium-Kristall verwendet, das relativ kostspielig ist; dieses Material kann
nicht in einer langgestreckten Form ausgebildet iverden, so daß sich schwierige Probleme unter wirtschaftlichen und
technischen Gesichtspunkten ergeben. Dies gilt insbesondere dann, wenn der gleiche Gedanke bei der Hauptskala angewandt
wird.
Im allgemeinen haben mit Reflexion arbeitende fotoelektrische Kodierer eine kompaktere Konstruktion als mit Transmission
arbeitende fotoelektrische Kodierer. Bei einem Kodierer mit Reflexion müssen die Lichtstrahlen schräg
einfallen, damit sie auf eine Reflexion-Skala fallen können. Dadurch ergeben sich verschiedene Nachteile: Der Lichtverlust
ist aufgrund von Beugung, Streuung, Reflexion und ähnlichen Effekten groß; weiterhin sind der lichtemittierende
Bereich und der Lichtempfangsbereich schräg angebracht, wodurch sich eine komplizierte Konstruktion ergibt.
Es ist deshalb das wesentliche Ziel der vorliegenden Erfindung, einen fotoelektrischen Kodierer zu schaffen, der
einen sehr kompakten Aufbau und eine verringerte Zahl von Einzelteilen hat.
Weiterhin soll ein fotoelektrischer Kodierer vorgeschlagen werden, der sogar in langgestreckter Form leicht und mit
geringen Kosten hergestellt werden kann.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen fotoelektrischen Kodierer zu schaffen, der einen kompakten
Aufbau und eine verbesserte Hochfrequenz-Kennlinie hat.
Ein solcher fotoelektrischer Kodierer sollte sehr dünn und extrem unempfindlich gegenüber Störungen und Fehlern sein,
die durch Schwingungen bzw. Vibrationen verursacht werden könnten.
Und es ist schließlich noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen mit Reflexion arbeitenden fotoelektrischen
Kodierer vorzuschlagen, der nur geringe Lichtverluste hat und keine schräg angebrachte Lichtquelle benötigt.
Zur Erreichung einer der oben beschriebenen Zielsetzungen
schlägt die vorliegen.de Erfindung einen fotoelektrischen
Kodierer zur Ermittlung von physikalischen Größen aus Helligkeitsänderungen durch Verschiebung einer ersten und
einer zweiten Skala, die jeweils mit einem optischen Gitter versehen sind, relativ zueinander vor, bei dem das Gitter
in einer der Skalen so aufgebaut ist, daß eine erste Materialschicht
für die Ableitung von Signalen, die aus einem lichtabschirmenden, leitenden Material hergestellt ist,
eine PN-Halbleiterschicht für die Umwandlung des Lichtes
in einen elektrischen Strom bzw. in eine elektrische Spannung und eine zweite Miller ialsch icht für die A!) leitung von
Signalen, die aus einem lichtdurchlässigen, leitenden Material hergestellt sind, in der beschriebenen Reihenfolge
auf ein lichtdurchlässiges Basiselement laminiert sind, wodurch ein schmaler, streifenförmiger Lichtempfangsbereich
entsteht; mehrerer solcher so ausgebildeter, schmaler, :'. streifenförmiger Lichtempfangsbereiche sind in regelmäßigen
Abständen angeordnet; die Lichtempfangsbereiche dienen als Lichtabschirmschlitze gegen das Licht von dem lichtdurchlässigen
Basiselement; die Zwischenräume zwischen den Lichtempfangsbereichen sind als Lichtübertragungsschlitze ausgebildet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist bei einem fotoelektrischen
Kodierer mit dem oben beschriebenen Aufbau die Hohe des Lichtempfangsbereiches von der Oberfläche des
lichtdurchlässigen.Basiselementes gleich maximal einer Hälfte
der Breite des Lichtübertragungsschlitzes.
Die PN-Halbleiterschicht wird zweckmäßigerweise aus einem
amorphen Halbleiter hergestellt.
Bei einem fotoelektrischen Kodierer mit einem solchen Aufbau
kann die Halbleiterschicht durch eine P-i-N-Struktur gebildet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform eines fotoelektrischen
Kodierers der angegebenen Gattung ist die erste Skala so. ausgebildet, daß schmale, streifenförmige reflektierende
Bereiche und nicht-reflektierende Bereiche abwechselnd auf einem Basiselement angeordnet sind; die zweite Skala ist
so aufgebaut, daß auf einem lichtdurchlässigen Basiselement eine erste Materialschicht für die Ableitung von Signalen,
die aus einem lichtabschirmenden leitenden Material hergestellt ist, eine PN-Halbleiterschicht für die Umwandlung
des Lichtes in einen elektrischen Strom und eine zweite Materialschicht für die Ableitung von Signalen, die aus
einem lichtdurchlässigen, leitenden Material hergestellt ist, in der beschriebenen Reihenfolge laminiert sind, um
einen schmalen, streifenförmigen Lichtempfangsbereicli zu
bilden; mehrerer solcher schmaler, streifenförmiger Lichtempfangsbereiche
sind in regelmäßigen Abständen angeordnet; die Lichtempfangsbereiche dienen als Lichtabschirmschlitze
gegen das Licht' von dem lichtdurchlässigen Basiselement; die Zwischenräume zwischen den Lichtempfangsbereichen sind
als Lichtübertragungsschlitze ausgebildet; die erste und die zweite Skala sind so angeordnet, daß der lichtreflektierende Bereich und der Lichtempfangsbereich einander zugewandt
sind; das Licht von der Lichtquelle kann durch die Lichtübertragungsschlitze der zweiten Skala durchgelassen
und auf die reflektierenden Bereiche der ersten Skala gerichtet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist bei einem foto^
elektrischen Kodierer mit diesem Aufbau die zweite Skala relativ zu der ersten Skala beweglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist bei einem fotoelektrischen
Kodierer der angegebenen Gaccung die erste
Skala so aufgebaut, daß' schmale, streifenförmige reflek·^
tierende Bereiche und nicht-reflektierende Bereiche abwechselnd auf einem Basiselement angeordnet sind; die zweite Skala ist so aufgebaut, daß auf einem lichtdurchlässigen
Basiselement eine e^cte Materialschicht für die Ableitung
von Signalen, die aus einem lichtabschirmenden, leitenden 5 Material hergestellt ist, eine PN-Halbleiterschicht für die
Umwandlung des Lichtes in einen elektrischen Strom bzw. eine elektrische Spannung und eine zweite Materialschieht
für die Ableitung von Signalen, die aus einem lichtdurchlässigen, leitenden Material hergestellt ist, in der beschriebenen
Reihenfolge laminiert sind, um einen schmalen, streifenförmigen Lichtempfangsbereich zu bilden; mehrerer
solcher schmaler, streif enförmiger Lichtempfangsbereiche
sind in regelmäßigen Abständen angeordnet; die Lichtempfangsbereiche
dienen als Lichtabschirmschlitze gegen das Licht
3 2 2 O b b U
- r- k%
von dem oben erwähnten lichtdurchlässigen Basiselement;
die Lichtempfangsbereiche dienen als Lichtabschirmschlitze; die· Zwischenräume zwischen den Lichtempfangsbereichen sind
als Lichtübertragungsschlitze ausgebildet; eine Lichtquelle ist durch das lichtübertragende Material auf der den Lichtempfangsbereichen
gegenüberliegenden Seite angeordnet; ein Reflektor dient dazu, das Licht- von dieser Lichtquelle zu
reflektieren und es durch das lichtdurchlässige Basiselement auf die der Lichtquelle gegenüberliegende Seite zu
richten; die erste und die zweite Skala sind so angeordnet, daß der lichtreflektierende Bereich und der Lichtempfangsbereich
einander zugewandt sind; das Licht von der Lichtquelle kann durch die Lichtübertragungsschlitze der zweiten
Skala durchgelassen und auf die reflektierenden Bereiche
der ersten Skala gerichtet werden.
Bei einem fotoelektrischen Kodierer mit diesem Aufbau wird
der Reflektor zweckmäßigerweise durch einen konkaven Spiegel gebildet, der an der Rückseite der Lichtquelle angeordnet
ist.
Zweckmäßigerweise enthält ein solcher fotoelektrischer Kodierer
eine Substanz zur Verbesserung des Brechungsindex zwischen dem lichtdurchlässigen Basiselement der zweiten
Skala, der Lichtquelle und dem Reflektor.
Die Lichtquelle kann mit einem lichtdurchlässigen Feststoff beschichtet sein; auf dem äußeren Umfang des lichtdurchlässigen
Feststoffs ist ein lichtreflektierender Film ausgebildet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematisehen
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
- se-
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Skala bzw. Maßeinteilung für eine Ausführungsform
eines fotoelektrischen Kodierers nach der vorliegenden Erfindung,
Fig- 2 im vergrößerten Maßstab einen Schnitt
längs der Linie II-II von Figur 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht durch das Prinzip
der Benutzung des fotoelektrischen Kodierers
nach dieser Ausführungsform, und
Fig. 4 eine Seitenansicht durch eine weitere Ausführungsform
des fotoelektrischen Kodierers nach der vorliegenden Erfindung.
Die Skala bzw. die Maßeinteilung bzw. die Gitterplatte S
nach dieser Ausführungsform ist so aufgebaut, daß beispielsweise
auf einem lichtdurchlässigen Basisteil 1 eine erste Materialschicht 2 für die Ableitung von Signalen,
die aus einem Licht abschirmenden, leitenden Material, wie beispielsweise einem Metall film, hergestellt ist, eine
PN-Halbleiterschicht 3 für die Umwandlung des Lichtes in
elektrische Signale, und eine zweite Materialschicht 4 für die Ableitung von Signalen, die aus einem transparenten,
aus lichtdurchlässigen, leitenden Materialien, wie beispielsweise 1^0.,, SnO^, Si oder einem Gemisch dieser Materialien,
hergestellten Film besteht, in der beschriebenen Reihenfolge laminiert sind, wodurch ein Lichtempfangsbereich
5 entsteht; mehrere dieser so ausgebildeten Lichtempfangsbereiche 5 sind in regelmäßigen räumlichen Abständen, also
mit vorgegebener Teilung, angeordnet.
Wie man in Figur 3 erkennen kann, ist die Skala 3, d.h.,
die zweite Skala bzw. das zweite Gitter, so angeordnet, daß ihre Lichtempfangsbereiche 5 den reflektierenden Be-
reichen 6 der ReflexLons-Hauptskala M zugewandt sind;
sie werden in der Weise eingesetzt, daß Licht von einer Lichtquelle 8 von der Rückseite der Skala S über eine Linse
7 auf die Reflexions-Hauptskala bzw. das Hauptgitter M
fällt.
Die Zwischenräume zwischen, den jeweiligen lichtreflektierenden
Bereichen 6 des Hauptgitters M sind als nicht-reflektierende
Bereiche ausgebildet, die aus den lichtdurchlässigen oder lichtabsorbierenden Bereichen bestehen.
Im einzelnen dienen die zxveiten Materialschichten 4 für
die Ableitung der Signale der Lichtempfangsbereiche 5 dazu, die Strahlen gegen die Lichtquelle 8 abzuschirmen,
wodurch die Lichtempfangsbereiche 5 also die Funktion von Lichtabschirm-Schlitzen haben; die Zwischenräume zwischen
den jeweiligen Lichtempfangsbereichen 5 dienen als Lichtübertragungsschlitze,
so daß die Strahlen von der Lichtquelle 8 über das lichtdurchlässige Basiselement 1 auf
das Refelxions-Hauptgitter M fallen können.
Die an den reflektierenden Bereichen 6 des Reflexions-Hauptgitters
M reflektierten Strahlen verlaufen durch die ersten Materialschichten 2 für die Ableitung der Signale
der Lichtempfangsbereiche 5 und erreichen die PN-HaIb-1eiterschichten
3, wo die Strahlen in diesen Halbleitern in elektrische Ausgangssignale umgewandelt werden. Die elek-5
irischen Ausgangssignale in den Halbleiterschichten 3 werden über die Ausgänge 9 und 10 abgeführt.
Mit anderen Worten dient also das Gitter bzw. die Skala S als Index-bzw. Markierungs-Fühler, in den eine Index-Skala
und Lichtempfangselemente integriert sind.
Im folgenden soll ein Verfahren zur Herstellung der oben erwähnten Skala S beschrieben werden.
-mr-
Für diese Skala wird als lichtdurchlässiges Basiselement
1 eine Glasplatte verwendet; diese Glasplatte, wird in einem
Vakuum-Metallisierungsgerät angebracht und bei einem
Unterdruck von 5x10 Torr auf eine Temperatur im Bereich
von 150° C bis 200° C erwärmt; von einer Wolfram-Pl?tte
bzw. -Schale wird Cr verdampft, wodurch ein Cr-FiIm mit
einer Dicke von 2000 bis 3000 Ä* als erste Materialschicht
2 für die Ableitung von Signalen durch Aufdampfen auf der Glasplatte abgelagert wird.
Anschließend wird diese Glasplatte, die mit dem Cr-FiIm
versehen ist, in einer Plasma-Kammer auf eine Temperatur von 300° C erwärmt; Ar-Gas, das 10 % SiH4 enthält, wird
durch EU-Gas auf das zehnfache verdünnt und in die Plasma-Kammer eingeführt, in der ein Film 11 aus amorphem, N-leitendera
Silizium (N-a-Si) und ein Film 12 aus P-leitendem
amorphem Silizium (P~a-Si) durch eine Hochfrequenz-Glimmentladung
bei einem Druck von 0,1 bis 2 Torr auf die oben erwähnte erste Materialschicht 2 für die Ableitung von
Signalen laminiert werden; dadurch wird eine PN-Halbleiterschicht
3 mit einer Dicke von näherungsweise 1 μπι ausgebildet.
Der Film 11 aus dem N-leitenden amorphen Silizium wird abgetrennt
,indem eine sehr kleine Menge PH, in der Anfangsstufe der Abscheidung in das reagierende Gas gemischt wird;
der Film 12 aus dem P-leitenden amorphen Silizium wird abgetrennt, indem*über eine Reaktion PH3 in B2H^ umgewandelt
wird. In- diesem Fall kann der PN-Halbleiter 3 durch
ein thermisches Zersetzungsverfahren, eine Ablagerung durch Zerstäuben oder eine ähnliche Technik ausgebildet werden.
Anschließend wird das Basiselement 4 mit der so ausgebildeten PN-Halbleiterschicht 3 in einem Vakuum-Ablagerungstank
abgeordnet, der auf eine Temperatur von 150° C er-■ wärmt ist; In^O, das sich in einem Aluminiumoxid-Tiegel
-yf-Ab
befindet, wird auf dem Basiselement 1 durch ein Elektronenstrahl-Ablagerungsverfahren
ausgebildet, so daß ein Ii^O,
l-'ilm mit einer Dicke von 1000 % entsteht; dadurch wird auf
der oben erwähnten PN-Halbleiterschicht 3 eine zweite Materialschicht
4 für die Ableitung von Signalen hergestellt.
Anschließend wird auf die zweite Materialschicht 4 für die Ableitung von Signalen ein Photoresist bzw. eine lichtunempfindliche Deckmasse mit einer Dicke von 2 μπι durch
ein Schleuder-Beschichtungsverfahren (spin coating) aufgebracht
und getrocknet. Ein Bereich 9, der einen Ausgang bildet, wird gegen das Licht durch eine Maske abgeschirmt;
dann erfolgt eine Belichtung mit UV-Strahlen und eine Entwicklung der. belichteten Bereiche. Anschließend wird die
lichtunempfindliche Deckmasse auf dem Bereich 9, der den
Ausgang bildet, entfernt.
Anschließend werden die z\\/eite Materialschicht 4 für die
Ableitung von Signalen und die PiN-Halbleiterschicht 3 von
dem Bereich 9, der den Ausgang bildet, durch ein geeignetes Verfahren, beispielsweise durch chemisches Ätzen, Plasmaätzen
oder eine ähnliche Technik, entfernt, wodurch die erste Materialschicht 2 für die Ableitung von Signalen
freigelegt wird.
In ähnlicher Weise werden Bereiche außer Kalk der lichtdurchlässigen
Schlitze 13 zwischen den Lichtempfangsbereichen
5 mit dem Photoresist bzw. der lichtunempfindlichen Deckmasse beschichtet; die erste und die zweite
Materialschicht 2, 4 für die Ableitung von Signalen sowie die PN-Halbleiterschicht 3, deren Lage den lichtdurchlässigen
Schlitzen 13 entspricht, werden durch Plasmaätzen oder ein ähnliches Verfahren entfernt, um dadurch das lichtdurchlässige
Basiselemcnt 1 freizulegen.
Wenn die Breite des lichtdurchlässigen Schlitzes 13 mehr
als doppelt so groß wie die Höhe des Lichtempfangsbereiches 5 von der Oberfläche des lichtdurchlässigen Basiselementes
1 gemacht wird, dann kann dies zweckmußLgerweisc
zur Feststellung der Helligkeit verwendet werden.
Anschließend werden Zuführdrähte für die Abnahme des elektrischen Stroms von der ersten und zweiten Materialschicht
2 und 4 an den oben erwähnten Ausgängen 9 und 10 mittels eines leitenden Klebstoffes befestigt; anschließend wird
ein Silikön-bzw. Silizium-Lack in einer dünnen Schicht
auf die gesamte PN-Halbleiterschicht aufgebracht und getrocknet;
dieser Lack dient zum Schutz der PN-Halbleiterschicht. Damit ist die Herstellung des Kodierers beendet.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform fallen die Strahlen
von der Lichtquelle 8 senkrecht durch die Linse 9 auf die Skala bzw. das Gitter S; die Lichtquelle kann jedoch
auch schräg angeordnet werden, solange die Strahlen durch die Skala S auf die Hauptskala M fallen.
Dadurch ergibt sich nämlich der Vorteil, daß sich die Größe der Skala in Richtung ihrer Breite weiter verringert.
Unter Bezugnahme auf Figur 4 soll nun eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Hierbei werden die gleichen Bezugszeichen wie bei der oben
erläuterten, ersten Ausführungsform verwendet, um gleiche
oder ähnliche Teile zu kennzeichnen, so daß diese Bezugszeichen nicht nochmals erläutert werden sollen.
Bei dieser Ausführungsform ist die Skala bzw. das Gitter S
mit einer Lichtquelle 14 auf der den Lichtempfangsbereichen
5 durch das lichtdurchlässige Basiselement 1 und einem Reflektor 15 gegenüberliegenden Seite versehen, wodurch das
Licht von der Lichtquelle 14 über das lichtdurchlässige
- IZ Basiso lenient 1 zur anderen Seiten gestrahlt wird.
Der Reflektor 15 wird auf folgende Weise hergestellt: Ein lichtreflektierender Film, der aus einem abgelagerten
Metallfilm oder einem ähnlichen Material besteht, ist auf dem äußeren Umfang eines im wesentlichen halbkugelförmigen,
transparenten Harzes 16 vorgesehen, der einstückig auf dem lichtdurchlässigen Basiselement 1 auf
der Seite der Lichtquelle 14 ausgebildet ist.
Der transparente Harz 16 besteht aus einem lichtdurchlässigen Material, dessen Brechungsindex gleich dem Brechungsindex
des oben erwähnten, lichtdurchlässigen Basiselementes 1 ist; dieses Harz wird um die Lichtquelle gestreckt,
wodurch der Brechungsindex des Lichtes von der Lichtquelle 14 auf dem Strahlengang von der Lichtquelle 14 zu dem
lichtdurchlässigen Basiselement 1 verbessert wird.
Der wesentliche Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß nur zwei Skalen bzw. Gitter einen Kodierer bilden,
weil die Lichtquelle 14 auf der Tndexskala S selbst angebracht und die beiden Elemente einstückig durch den transparenten
Harz 16 gebildet bzw. gegossen werden; ein weiterer Nachteil liegt darin, daß Fehler und Störungen, die
sonst durch Schwingungen bzw. Vibrationen verursacht werden können, nicht auftreten, weil die Lichtquelle und
die Indexskala S einstückig ausgebildet sind.
Claims (11)
1. Fotoelektrischer kodierer zur Ermittlung von physikalischen
Größen aus Helligkeitsänderungen durch Verschiebung einer ersten und einer zweiten Skala, die jeweils mit einem
optischen Gitter versehen sind, relativ zueinander, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gitter in einer der Skalen CS, M) so aufgebaut ist, daß ein erste Materialschicht (2) zur Ableitung von Signalen,
die aus einem Licht abschirmenden leitenden Material hergestellt ist, eine PN-Halbleiterschicht (3)
zur Umwandlung des Lichtes in Elektrizität und eine, zweite Materialschicht (4) für die Ableitung von Signalen,
die aus einem lichtdurchlässigen, leitenden Material hergestellt ist, in der beschriebenen Reihenfolge auf ein
lichtdurchlässiges Basiselement (1) laminiert sind, wo-
TELEFON (Οβθ) 32 28Θ2
TELEX OS-SSSSO
TELEGRAMME MONAPAT
. TELEKOPIERER
: : ■ :i;. · . ; 322Ö560
r- 2 -
durch ein schmaler, streifenförmiger Lichtempfangsbereich
(5) entsteht, und daß mehrere solcher schmaler, streifenförmiger Lichtempfangsbereiche (5) in regelmäßigen Abständen
gegen das Licht von dem lichtdurchlässigen Basiselement (1) angeordnet sind, wobei die Lichtempfangsbereiche (5)
als Lichtabschirmschlitze dienen und die Zwischenräume zwischen den Lichtempfangsbereichen (5) als Lichtübertragungsschlitze
ausgebildet sind.
2. Fotoelektrischer Kodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe des Lichtempfangsbereiches (5) von der Oberfläche des lichtdurchlässigen Basiselementes
(1) gleich einer Hälfte oder weniger der Breite des Lichtübertragungsschlitzes gemacht wird.
3. Fotoelektrischer Kodierer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die PN-Halbleiterschicht
(3) aus einem amorphen Halbleiter hergestellt ist.
4. Fotoelektrischer Kodierer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht
(3) aus einem Halbleiter mit P-i-N-Struktur hergestellt
ist.
5. Fotoelektrischer Kodierer zur Ermittlung von physikalischen Größen aus Helligkeitsänderungen durch Verschiebung
einer ersten und einer zweiten Skala, die jeweils mit einem optischen Gitter versehen sind, relativ zueinander,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Skala in der Weise aufgebaut ist, daß schmale, streifenförmige,reflektierende
Bereiche (5) und nicht reflektierende Bereiche abwechselnd auf einem Basiselement (1) angeordnet sind,
daß die zweite Skala so aufgebaut ist, daß auf einem lichtdurchlässigen Basiselement (1) eine erste Material-
schicht (2) für die Ableitung von Signalen, die aus einem
Licht abschirmenden,· leitenden Material hergestellt ist, eine PN-Halbleiterschicht (3) für die Umwandlung des Lichtes
in Elektrizität bzw. elektrischen Strom und eine zweite Materialschicht (4) für die Ableitung von Signalen, die
aus einem lichtdurchlässigen, leitenden Material hergestellt ist, in der beschriebenen Reihenfolge laminiert sind, um
einen schmalen, streifenförmigen Lichtempfangsbereich (5)
zu bilden, daß mehrere, schmale, streifenförmige Lichtempfangsbereiche
(5), die so ausgebildet sind, ih regelmäßigen Abständen angeordnet sind, und daß die Lichtemp-*
fangsbereiche (5) als Lichtabschirmschlitze gegen das Licht von dem lichtdurchlässigen Basiselement (1) dienen,
während die Zwischenräume zwischen den Lichtempfangsbereichen (5) als Lichtübertragungsschlitze ausgebildet sind,
daß die erste und die zweite Skala in der Weise angeordnet ;sind, daß der lichtreflektierende Bereich und der
Lichtempfangsbereich (5) einander zugeivandt sind, und daß
das Licht von der Lichtquelle durch die Lichtübertragungs-0 schlitze der zweiten Skala durchgelassen und auf die reflektierenden
Bereiche der erstem Skala gerichtet werden kann.
6. Fotoelektrischer Kodierer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß dio zweite Skala relativ zu der ersten Skala beweglich ist.
7.' Fotoelektrischer Kodierer zur Ermittlung einer physikalischen
Größe aus Helligkeitsänderungen durch Bewegung einer ersten und zweiten Skala, die jeweils mit einem
optischen Gitter versehen sind, relativ zueinander, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Skala so aufgebaut
ist, daß schmale, streifenförmige, reflektierende Bereiche
und nicht-reflektierende Bereiche abwechselnd auf einem
ßasiselement (1) angeordnet sind, daß die zweite Skala
so aufgebaut ist, daß auf einem lichtdurchlässigen Basiselement (1) eine erste Materialschicht (20 für die Ableitung
von Signalen, die aus einem Licht abschirmenden, leitenden Material hergestellt ist, eine PN-Halbleiterschicht
für die Umwandlung des Lichtes in elektrischen Strom und eine zweite Materialschicht (4) für die Ableitung von Signalen,
die aus einem lichtdurchlässigen, leitenden Material hergestellt ist, in der beschriebenen Reihenfolge laminiert
sind, um einen schmalen, streifenförmigen Lichtempfangsbereich
(5) zu bilden, daß mehrere solcher schmaler, streifenförmiger Lichtempfangsbereiche (5) in regelmäßigen Abständen
angeordnet sind, daß die Lichtempfangsbereiche als Lichtabschirmschlitze gegen das Licht von dem lichtdurchlässigen
Basiselemerit (1) dienen, während die Zwischenräume zwischen den Lichtempfangsbereichen (5) als Lichtübertragungsschlitze
ausgebildet sind, daß eine Lichtquelle durch das lichtdurchlässige Material auf der den Lichtempfangsbereichen
(5) gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, daß ein Reflektor (15) vorgesehen ist, der das Licht
von der Lichtquelle reflektiert und das Licht über das lichtdurchlässige Basiselement (1) zu der der Lichtquelle
gegenüberliegenden Seite richtet, daß die erste und die zweite Skala so angeordnet sind, daß der lichtreflektierende
Bereich und der Lichtempfangsbereich (5) einander zugewandt sind, und daß das Licht von der Lichtquelle
durch die Lichtübertragungsschlitze der zweiten Skala durchgelassen und auf die reflektierenden Bereiche der
ersten Skala gerichtet werden kann.
8.Fotoelektrischer Kodierer nach Anspruch 7, dadurch ge-,i·
kennzeichnet, daß als Reflektor (15) ein konkaver Spiegel verwendet wird, der auf der Rückseite der Lichtquelle
angeordnet ist.
9. Fotoelektrischer Kodierer nach einem der Ansprüche
7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Substanz zur Verbesserung des Brechungsindex zwischen dem lichtdurchlässigen
Basiselement CD der zweiten Skala, der Lichtquelle und dem Reflektor (15) angeordnet ist.
10.Fotoelektrischer Kodierer nach"Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Substanz zur Verbesserung des Brechungsindex zwischen dem lichtdurchlässigen Basiselemente
(1) der zweiten Skala, der Lichtquelle und dem Reflektor
(15) angeordnet ist.
11. Fotoelektrischer Kodierer nach einem der Ansprüche bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle mit
einem lichtdurchlässigen Feststoff beschichtet ist, und daß auf dem äußeren Umfang des lichtdurchlässigen Fest-.-stoffes
ein Licht reflektierender Film ausgebildet ist.
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| JP56084083A JPS6032125B2 (ja) | 1981-06-01 | 1981-06-01 | 光電型エンコ−ダ |
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