ES2298982T3 - Dispositivo optoelectronico de medida. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo optoelectrónico de medida que comprende una regla graduada (1) y una cabeza lectora (2) que puede desplazarse con respecto a dicha regla graduada (1), midiendo dicha cabeza lectora (2) su posición relativa con respecto a dicha regla graduada (1) por reflexión, comprendiendo la cabeza lectora (2) medios fotodetectores (3), al menos un primer electrodo (21), un segundo electrodo (22), y un sustrato (20) dispuesto entre dicho primer electrodo (21) y dicho segundo electrodo (22), de tal manera que dicho sustrato (20) actúa como emisor de luz, siendo el primer electrodo (21) es opaco impidiendo así el paso de dicha luz reflejada y actuando como retícula, caracterizado porque el segundo electrodo (22) es transparente, permitiendo el sustrato (20) el paso de la luz reflejada a los medios fotodetectores (3).
Description
Dispositivo optoelectrónico de medida.
La presente invención se refiere a dispositivos
ópticos de medida, y más concretamente a dispositivos ópticos de
medida por reflexión.
Son conocidos dispositivos optoelectrónicos de
medida por reflexión que comprenden una regla graduada y una cabeza
lectora, comprendiendo además un proceso de
auto-imagen descrito, por ejemplo, en el artículo
"Optical encoder based on the Lau effect", Optical engineering
39 (3), 817-824 (2000).
US4079252 divulga un dispositivo de este tipo,
donde la cabeza lectora comprende al menos un emisor de luz, una
retícula, y medios fotodetectores. La luz emitida por el emisor de
luz se refleja en la regla graduada y llega a los medios
fotodetectores, determinándose la posición relativa entre la cabeza
lectora y la regla graduada en función de dicha luz recibida por
dichos medios fotodetectores. Entre el emisor de luz y los medios
fotodetectores se dispone una retícula que es atravesada por la luz,
disponiéndose dicha retícula entre la regla graduada y los medios
fotodetectores.
EP543513A1 divulga un dispositivo donde el
emisor de luz y los medios fotodetectores están dispuestos en un
mismo sustrato, estando dicho sustrato dividido en una primera
región y en una segunda región. En la primera región está dispuesto
el emisor de luz, mientras que los medios fotodetectores están
dispuestos en la segunda región. La primera región comprende un
material semiconductor y una pluralidad de electrodos, pudiendo
dicho material semiconductor emitir luz, y actuando dichos
electrodos como retícula.
US-A-4 499 374
divulga un dispositivo optoelectrónico de medida que comprende una
primera regla y segunda regla con graduaciones ópticas diferentes
una con respecto a la otra. La graduación de una de la reglas está
constituida por capas de diferentes materiales laminados sobre una
base emisora de luz. Dichas capas forman una porción receptora de
luz, estando dispuestas una pluralidad de dichas porciones a
distancias regulares.
US-A-5 155 355
divulga un dispositivo optoelectrónico de medida que comprende una
regla graduada y una cabeza lectora que puede desplazarse con
respecto a la regla graduada, determinando la cabeza lectora su
posición relativa con respecto a la regla graduada por reflexión.
La cabeza lectora comprende medios fotodetectores, al menos un
primer electrodo, un segundo electrodo, y un sustrato dispuesto
entre el primero y el segundo electrodos, de tal manera que el
sustrato opera como un emisor de luz. El primer electrodo es opaco,
impidiendo el paso de la luz reflejada y actuando como
retícula.
El objeto de la invención es el de proporcionar
un dispositivo optoelectrónico de medida que mejore algunas
características de los dispositivos del estado de la técnica.
El dispositivo de la invención comprende una
regla graduada y una cabeza lectora, pudiéndose desplazar la cabeza
lectora con respecto a la regla graduada. Dicha cabeza lectora puede
medir su posición relativa con respecto a dicha regla graduada, por
reflexión.
La cabeza lectora comprende medios
fotodetectores, al menos un primer electrodo, un segundo electrodo y
un sustrato dispuesto entre dicho primer electrodo y dicho segundo
electrodo. Debido al primer electrodo y al segundo electrodo, el
sustrato puede actuar como emisor de luz. Por este motivo, no es
necesario el uso de lámparas o diodos emisores para emitir luz,
pudiéndose reducir el tamaño de la cabeza lectora.
El sustrato permite el paso de la luz, de tal
manera que la luz reflejada pasa a los medios fotodetectores, a
través de dicho sustrato. El primer electrodo, por el contrario, es
opaco e impide el paso de dicha luz. De esta manera, además de
utilizarse dicho primer electrodo para que dicho sustrato pueda
emitir luz, el primer electrodo actúa como retícula.
En el dispositivo de la invención, por lo tanto,
no es necesario añadir una retícula, pudiéndose conseguir una cabeza
lectora más compacta.
Por otra parte, debido a que el sustrato puede
emitir luz y permite el paso de la luz, en el dispositivo de la
invención no son necesarias una primera región para emitir luz y una
segunda región para detectar la luz reflejada, pudiéndose combinar
ambas funciones en una única región. El hecho de necesitar una única
región para ambas funciones contribuye también a que la cabeza
lectora sea compacta.
Estas y otras ventajas y características de la
invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la
descripción detallada de la invención.
La Fig. 1 muestra una primera realización del
dispositivo de la invención.
La Fig. 2 es una vista según el corte
II-II de la Fig. 1.
La Fig. 3 es una vista frontal de la regla
graduada del dispositivo de la invención.
La Fig. 4 muestra una segunda realización del
dispositivo de la invención.
La Fig. 5 es una vista según el corte
V-V de la Fig. 4.
En las figuras 1 y 2 se muestra una primera
realización de la invención, mostrándose un dispositivo
optoelectrónico de medida que comprende una regla graduada 1 y una
cabeza lectora 2. La cabeza lectora 2 puede desplazarse con respecto
a dicha regla graduada 1, y mide su posición relativa con respecto a
dicha regla graduada 1 por reflexión.
La cabeza lectora 2 comprende medios
fotodetectores 3, un primer electrodo 21, un segundo electrodo 22, y
un sustrato 20. El sustrato 20 está dispuesto entre el primer
electrodo 21 y el segundo electrodo 22, estando dicho segundo
electrodo 22 enfrentado a la regla graduada 1.
Al inyectarse una corriente entre dicho primer
electrodo 21 y dicho segundo electrodo 22, se genera un flujo de
electrones entre ambos electrodos 21 y 22, de tal manera que el
sustrato 20 emite luz que es reflejada por el primer electrodo 21
hacia la regla graduada 1, actuando dicho sustrato 20 como emisor de
luz. La luz se emite preferentemente en las zonas de contacto entre
dicho primer electrodo 21 y dicho sustrato 20, existiendo
correspondencia directa entre la estructura del emisor de luz y la
geometría de dicho primer electrodo 21.
El segundo electrodo 22 es transparente,
pudiendo ser por ejemplo de ITO (óxido de indio y estaño). Al ser
transparente, dicho segundo electrodo 22 permite el paso de la luz
emitida por el sustrato 20, de tal manera que dicha luz llega hasta
la regla graduada 1. Dicha regla graduada 1 comprende una pluralidad
de líneas opacas 1' distribuidas en una dirección X, pudiendo ser
las líneas opacas 1', por ejemplo, de cromo. Parte de la luz se
refleja en dichas líneas opacas 1', pasando la luz reflejada en
dichas líneas opacas 1' a través de dicho segundo electrodo 22.
El sustrato 20 está compuesto de material
orgánico que puede emitir luz (OLED, "organic light emitting
diode"). Dicho material es transparente, por lo que dicho
sustrato 20, además de emitir luz, permite el paso de la luz. De
esta manera, una vez que ha pasado por el segundo electrodo 22, la
luz reflejada en las líneas opacas 1' de la regla graduada 1 pasa a
los medios fotodetectores 3 a través de dicho sustrato 20.
El primer electrodo 21 es metálico y opaco,
pudiendo ser por ejemplo de cromo. Al ser opaco, dicho primer
electrodo 21 impide el paso de la luz obstaculizando el paso de
parte de la luz reflejada en las líneas opacas 1' de la regla
graduada 1, llegando a los medios fotodetectores 3 únicamente la
parte de dicha luz reflejada que no es obstaculizada por dicho
primer electrodo 21.
El primer electrodo 21 comprende una pluralidad
de ranuras 21' distribuidas en la dirección X con un periodo P2, tal
y como se muestra en la figura 2. El sustrato 20, al emitir luz por
las zonas en contacto con dicho primer electrodo 21, no emite luz
por las ranuras 21', actuando como un emisor estructurado de luz. De
la misma manera, al no ser opacas, se permite el paso de la luz por
dichas ranuras 21', actuando dicho primer electrodo 21 como
retícula.
Las líneas opacas 1' de la regla graduada 1
están distribuidas en la dirección X con un periodo P1, tal y como
se muestra en la figura 3. El periodo P1 y P2 pueden ser iguales o
diferentes. Sin dichos periodos P1 y P2 son iguales, sobre los
medios fotodetectores 3 incide un campo uniforme de luz cuya
intensidad se modula con el desplazamiento relativo entre la regla
graduada 1 y la cabeza lectora 2. Si dichos periodos P1 y P2 son
diferentes, el campo de luz en los medios fotodetectores 3
consistiría en franjas de luz formadas por un proceso de
auto-imagen generalizada.
En una segunda realización, el dispositivo de la
invención comprende una pluralidad de electrodos 21, comprendiendo
cada electrodo 21 una pluralidad de ranuras 21'. En las figuras 4 y
5 se muestra una realización en donde dicho dispositivo comprende
tres electrodos 21, pero podrían ser únicamente dos o incluso más de
tres. Los tres electrodos 21 están separados entre sí mediante
distancias D1 y D2.
Los medios fotodetectores 3 pueden comprender,
por ejemplo, una pluralidad de fotodiodos no representados en las
figuras. Dichos fotodiodos transforman la luz reflejada recibida en
señales eléctricas, generando una señal eléctrica por cada uno de
los electrodos 21. Las distancias D1 y D2 están directamente
relacionadas con el desfase entre las distintas señales eléctricas
generadas, de tal manera que dichas distancias D1 y D2 se
determinan dependiendo del desfase que se quiera tener entre dichas
señales eléctricas generadas. Dichas distancias D1 y D2 pueden ser
iguales o diferentes.
La cabeza lectora 2 comprende, además, una pieza
soporte 23 sobre la cual está dispuesto el primer electrodo 21, tal
y como se muestra en las figuras 1 y 4. El sustrato 20 está
dispuesto entre la pieza soporte 23 y el segundo electrodo 22. La
pieza soporte 23 comprende una superficie 23' que está enfrentada a
dicho segundo electrodo 22, disponiéndose el primer electrodo 21
sobre dicha superficie 23'. Una vez dispuesto el primer electrodo
21 sobre dicha superficie 23', dicha superficie 23' es impregnada de
sustrato 20, quedando, a su vez, el segundo electrodo 21 impregnado
de dicho sustrato 20.
La pieza soporte 23 es de vidrio, por lo que
permite el paso de la luz a través de ella. Así, al estar los medios
fotodetectores 3 dispuestos sobre la pieza soporte 23, la luz
reflejada en las líneas opacas 1' de la regla graduada 1 que llega a
dichos medios fotodetectores 3 pasa a través de dicha pieza soporte
23, después de pasar a través del sustrato 20.
Claims (8)
1. Dispositivo optoelectrónico de medida que
comprende
una regla graduada (1) y una cabeza lectora (2)
que puede desplazarse con respecto a dicha regla graduada (1),
midiendo dicha cabeza lectora (2) su posición relativa con respecto
a dicha regla graduada (1) por reflexión,
comprendiendo la cabeza lectora (2) medios
fotodetectores (3), al menos un primer electrodo (21), un segundo
electrodo (22), y un sustrato (20) dispuesto entre dicho primer
electrodo (21) y dicho segundo electrodo (22), de tal manera que
dicho sustrato (20) actúa como emisor de luz, siendo el primer
electrodo (21) es opaco impidiendo así el paso de dicha luz
reflejada y actuando como retícula,
caracterizado porque el segundo electrodo
(22) es transparente, permitiendo el sustrato (20) el paso de la
luz reflejada a los medios fotodetectores (3).
2. Dispositivo optoelectrónico según la
reivindicación 1, en donde el sustrato (20) está compuesto por un
material orgánico.
3. Dispositivo optoelectrónico según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en donde la regla graduada (1)
comprende una pluralidad de líneas opacas (1') con período (P1), y
el primer electrodo (21) comprende una pluralidad de ranuras (21')
distribuidas a lo largo de dicho primer electrodo (21) con periodo
(P2), siendo el periodo (P1) igual al periodo (P2).
4. Dispositivo optoelectrónico según cualquiera
de las reivindicaciones 1 ó 2, en donde la regla graduada (1)
comprende una pluralidad de líneas opacas (1') con período (P1), y
el primer electrodo (21) comprende una pluralidad de ranuras (21')
distribuidas a lo largo de dicho primer electrodo (21) con periodo
(P2), siendo el periodo (P2) diferente al periodo (P1).
5. Dispositivo optoelectrónico según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de
electrodos (21).
6. Dispositivo optoelectrónico según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer electrodo
(21) es metálico.
7. Dispositivo optoelectrónico según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en donde la cabeza lectora (2)
comprende una pieza soporte (23), estando dispuesto el primer
electrodo (21) sobre dicha pieza soporte (23), y el segundo
electrodo (22) está enfrentado a la regla graduada (1), quedando el
sustrato (20) entre dicha pieza soporte (23) y dicho segundo
electrodo (22).
8. Dispositivo optoelectrónico según la
reivindicación anterior, en donde la pieza soporte (23) es de
vidrio.
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