TW201543006A - 光學編碼器系統 - Google Patents

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Nicola Spring
Robert Lenart
Bassam Hallal
Hakan Karpuz
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Heptagon Micro Optics Pte Ltd
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Abstract

本發明揭示一種光學編碼系統，其包含具有具備不同光反射性質之一或多個區域之廣義圓柱形碼尺。在一例示性程序中，可藉由用具有不同光反射性質之一或多個不同材料層塗佈一長形廣義圓柱體而產生一碼尺。可選擇性地移除此等層之部分，以曝露一特定上覆材料且產生具有不同光學特性(例如，吸收、鏡面反射、漫反射)之一特定圖案的特徵。

Description

光學編碼器系統
本發明係關於光學編碼器系統。
光學編碼器可用以偵測例如一旋轉碼尺(code scale)(例如，一圓柱形碼輪)之運動，該旋轉碼尺包含用於以一已知圖案反射光之一帶狀物圖案。可使用一光發射器及一光偵測器而光學偵測碼尺之運動。隨著碼尺旋轉，由碼尺反射之光之強度及方向改變。特定言之，光係由碼尺上之圖案反射使得光之一對應圖案可由偵測器偵測。經偵測圖案可例如由一信號處理器轉換為一數位信號，該數位信號指示碼尺之移動、位置、方向或速度。
一般而言，本發明係關於光學編碼系統。例如，在一態樣中，一種製造用於一光學編碼器系統之一碼尺之方法包含提供具有具備一第一光反射特性之一第一特徵之一廣義圓柱體，及在該廣義圓柱體上提供具有不同於該第一光反射特性之一第二光反射特性之一第二特徵。
此態樣之實施方案可包含以下特徵之一或多者。
例如，在一些實施方案中，該方法可進一步包含在該廣義圓柱體上提供具有不同於該第一及第二光反射特性之一第三光反射特性之一第三特徵。該方法可進一步包含在該廣義圓柱體上提供具有不同於 該第一、第二及第三反射特性之一第四光反射特性之一第四特徵。
在一些實施方案中，該第一及第二反射特性可各對應於不同鏡面反射特性。該第一及第二反射特性之至少一者可對應於一各向異性反射特性。該第一及第二反射特性之一者可對應於一漫反射特性。該第一、第二及第三反射特性之至少兩者之各者可對應於一不同各自鏡面反射特性。該第一、第二及第三反射特性之至少一者可對應於一各向異性反射特性。該第一、第二及第三反射特性之至少一者可對應於漫反射特性。該第一、第二及第三反射特性之至少一者可對應於一光吸收特性。
在一些實施方案中，提供該第二特徵可包含塗敷一第一材料之一第一層於該廣義圓柱體，及根據一預定圖案移除該第一層之部分。在一些實施方案中，移除該第一層之部分可顯露該廣義圓柱體之部分。
在一些實施方案中，提供該第二及第三特徵可包含：塗敷一第一材料之一第一層於該廣義圓柱體；塗敷一第二材料之一第二層於該第一層；及根據一預定圖案移除該第一層之部分及該第二層之部分。在一些實施方案中，移除該第二層之部分可顯露該第一層之部分。移除該第一層之部分及該第二層之部分可顯露該第一特徵之部分。
在一些實施方案中，提供該第一特徵或提供該第二特徵之至少一者可包含變更該廣義圓柱體之表面特性。變更該廣義圓柱體之表面特性可包含拋光該廣義圓柱體之表面。在一些實施方案中，該廣義圓柱體之表面在該拋光之後可為鏡面反射或漫反射。
在一些實施方案中，變更該廣義圓柱體之表面特性可包含在該廣義圓柱體之該表面上產生一或多個溝槽。該等溝槽可經調適以鏡面反射或漫反射一特定入射角或一入射角範圍之入射光。
在一些實施方案中，變更該廣義圓柱體之表面特性可包含在該 廣義圓柱體之一表面上上產生兩個或兩個以上溝槽，其中一第一溝槽不同於另一溝槽鏡面反射入射光。
在一些實施方案中，變更該廣義圓柱體之表面特性可包含化學處理該廣義圓柱體之一表面。
在一些實施方案中，該方法可進一步包含將該廣義圓柱體切割為兩個或兩個以上圓柱形塊。
在一些實施方案中，該第一層可經調適以漫反射或鏡面反射一特定入射角或一入射角範圍之入射光。在一些實施方案中，該第二層可經調適以漫反射或鏡面反射一特定入射角或一入射角範圍之入射光。
在一些實施方案中，可沿平行於或垂直於該碼尺之一縱軸之一方向塗敷該第一層於該廣義圓柱體之一表面。在一些情況下，可沿平行於或垂直於該碼尺之一縱軸之一方向塗敷該第二層於該廣義圓柱體之一表面。
在一些實施方案中，該第一特徵及該第二特徵可沿平行於或垂直於該碼尺之一縱軸之一方向安置在該廣義圓柱體之一表面上。在一些情況下，該第三特徵可沿平行於或垂直於該碼尺之一縱軸之一方向安置在該廣義圓柱體之一表面上。該第四特徵可沿平行於或垂直於該碼尺之一縱軸之一方向安置在該廣義圓柱體之一表面上。
在一些實施方案中，該方法可進一步包含在塗敷該第一層之前，處理該廣義圓柱體以促進該第一材料與該廣義圓柱體之間的黏附。處理該廣義圓柱體以促進黏附可包含脫脂、粗糙化或化學處理該廣義圓柱體。
在一些實施方案中，提供該第二特徵可包含藉由根據一預定圖案變更該廣義圓柱體之部分之表面特性來改變該廣義圓柱體之該等部分之光反射特性。變更該廣義圓柱體之表面特性可包含在該廣義圓柱 體之該表面上產生一或多個溝槽。
在一些實施方案中，該第一特徵及該第二特徵之至少一者可為部分漫反射或鏡面反射。
在一些實施方案中，拋光該廣義圓柱體之該表面可包含相對於一拋光軸直接拋光該廣義圓柱體之該表面。在一些情況下，拋光該廣義圓柱體之該表面可包含隨機地拋光該廣義圓柱體之該表面。
在一些實施方案中，每一溝槽可具有一實質上凸形、凹形、三角形或矩形截面。在一些情況下，該等溝槽可根據一預定圖案定位在該廣義圓柱體之該表面上。在一些實施方案中，該等溝槽可隨機地定位在該廣義圓柱體之該表面上。
在一些實施方案中，該第一及第二反射特性之至少一者可對應於一光吸收特性。
在另一態樣中，本發明描述一種用於一光學編碼器系統之碼尺，其包含一廣義圓柱體及具有一第一光反射特性之一第一特徵以及具有不同於該第一光反射特性之一第二光反射特性之一第二特徵。
此態樣之實施方案可包含以下特徵之一或多者。
例如，在一些實施方案中，該第一特徵可安置在該廣義圓柱體上，且該第二特徵可安置在該第一特徵上。
在一些實施方案中，該碼尺可進一步包含具有不同於該第一及第二光反射特性之一第三光反射特性之一第三特徵。該第一特徵可安置在該廣義圓柱體上，該第二特徵可安置在該第一特徵上，且該第三特徵可安置在該第二特徵上。
在一些實施方案中，該第一及第二反射特性可各對應於不同鏡面反射特性該第一及第二反射特性之一者可對應於一各向異性反射特性。該第一及第二反射特性之一者可對應於一漫反射特性。該第一、第二及第三反射特性之至少兩者之各者可對應於一不同各自鏡面反射 特性。該第一、第二及第三反射特性之該至少兩者可對應於一各向異性反射特性。該第一、第二及第三反射特性之至少一者可對應於一漫反射特性。該第一、第二及第三反射特性之至少一者可對應於一光吸收特性。該第一及第二反射特性之至少一者可對應於一光吸收特性。
根據以下描述、隨附圖式及申請專利範圍將明白其他態樣、特徵及優點。
10‧‧‧光學編碼器模組
12‧‧‧基板
14‧‧‧發光元件晶片
16‧‧‧積體電路晶片
18‧‧‧光偵測元件
20‧‧‧光/箭頭
22‧‧‧光/箭頭
40‧‧‧碼尺
40a‧‧‧碼尺
40b‧‧‧碼尺
40c‧‧‧碼尺
40d‧‧‧碼尺
40e‧‧‧碼尺
41‧‧‧圓形底座
42‧‧‧縱軸
43‧‧‧圓周表面
44A‧‧‧光吸收區域
44B‧‧‧鏡面反射區域
44C‧‧‧光吸收區域
44D‧‧‧漫反射區域
44E‧‧‧光吸收區域
44F‧‧‧漫反射區域
44G‧‧‧鏡面反射區域
44H‧‧‧漫反射光區域
44I‧‧‧第二漫反射光區域
44J‧‧‧鏡面反射光區域
44K‧‧‧第三漫反射光區域
44L‧‧‧各向異性光反射區域
44M‧‧‧第二鏡面光反射區域
44N‧‧‧光吸收區域
44P‧‧‧鏡面光反射區域
44Q‧‧‧鏡面光反射區域
44R‧‧‧光吸收區域
44S‧‧‧漫反射光區域
44T‧‧‧光吸收區域
44U‧‧‧鏡面反射光區域
44V‧‧‧光吸收區域
44W‧‧‧鏡面反射光區域
44X‧‧‧漫反射光區域
44Y‧‧‧光吸收區域
44Z‧‧‧鏡面反射光區域
44AA‧‧‧漫反射光區域
202‧‧‧光/箭頭
204‧‧‧光/箭頭
302‧‧‧光/箭頭
304a‧‧‧光/箭頭
304b‧‧‧光/箭頭
304c‧‧‧光/箭頭
404a‧‧‧光/箭頭
404b‧‧‧光/箭頭
404c‧‧‧光/箭頭
502‧‧‧廣義圓柱體
504‧‧‧溝槽
506‧‧‧縱軸
508‧‧‧漫反射材料
510‧‧‧光吸收材料/漫射吸收材料
512‧‧‧區域
514‧‧‧漫反射吸收材料之部分
516‧‧‧漫射材料之部分
518‧‧‧區域
520a‧‧‧平面
520b‧‧‧平面
520c‧‧‧平面
520d‧‧‧平面
600‧‧‧結構
702‧‧‧光/箭頭
704‧‧‧光/箭頭
802‧‧‧光/箭頭
804‧‧‧光/箭頭
806‧‧‧光/箭頭
902‧‧‧光/箭頭
904‧‧‧光/箭頭
906‧‧‧光/箭頭
1002‧‧‧光/箭頭
1004‧‧‧光/箭頭
1006‧‧‧光/箭頭
1008‧‧‧光/箭頭
1010‧‧‧光/箭頭
1102‧‧‧間隔元件
1104‧‧‧縱軸
θ1‧‧‧入射角
θ2‧‧‧反射角
圖1A展示一例示性光學編碼器系統。
圖1B展示一例示性碼尺。
圖2至圖4展示各種例示性碼尺。
圖5A至圖5I展示製造一碼尺之一例示性程序。
圖6展示使用圖5A至圖5I中所示之程序製造之一例示性碼尺。
圖7A至圖7D展示一例示性碼尺及其與入射光之相互作用。
圖8A至圖8D展示另一例示性碼尺及其與入射光之相互作用。
圖9A至圖9D展示另一例示性碼尺及其與入射光之相互作用。
圖10A至圖10E展示另一例示性碼尺及其與入射光之相互作用。
圖11A至圖11F展示製造一碼尺之另一例示性程序。
本發明描述一種包含一光學編碼器模組及一碼尺之光學編碼器系統以及一種用於製造碼尺之方法。
如圖1A中圖解說明，一光學編碼器模組10包含一基板12，基板12上安裝一發光元件晶片14(例如一發光二極體(LED)、一雷射二極體或一VCSEL)及具有一或多個(且在一些情況下，係兩個或兩個以上)光偵測元件18(例如光二極體或諸如CMOS或CCD影像感測器之影像感測器)之一積體電路晶片16。積體電路晶片16包含用於處理由光偵測元件18偵測之信號之電路。在一些實施方案中，此等組件之一或 多者(例如，積體電路晶片16)可為一單獨主機裝置之一部分，而非光學編碼器模組10之一部分。
在一例示性實施方案中，發光元件晶片14朝碼尺40發光(由箭頭20表示)，且光偵測元件18偵測反射自碼尺40之光(由箭頭22表示)。基於經偵測光，積體電路晶片16判定關於碼尺之一移動、位置、方向或速度之資訊。作為一實例，積體電路晶片16可判定碼尺40繞其縱軸42旋轉之方向及速度。
雖然圖1A中展示組件之一例示性配置，但是取決於實施方案，不同配置係可能的。作為一實例，碼尺40可經定向使得其縱軸42平行於、垂直於自發光元件晶片14延伸至積體電路晶片16之一線延伸或以相對於該線之某個其他定向延伸。作為另一實例，組件之各者之間之距離可取決於實施方案而改變。
光偵測元件18之配置亦可取決於實施方案而改變。例如，兩個或兩個以上光偵測元件18可配置成一陣列。提供兩個或兩個以上光偵測元件18允許該模組偵測安置在模組10上之一旋轉碼尺40(例如，一碼尺)之運動且辨識隨時間變化的相對角位置。光偵測元件18之尺寸亦可取決於實施方案而改變。例如，在一些實施方案中，光偵測元件18可在一或多個尺寸上相對於一或多個其他尺寸為相對長形。光偵測元件18相對於碼尺40之定向亦可改變。例如，在一些實施方案中，光偵測元件18可經定向使得其長形方向平行於、垂直於碼尺40之縱軸42延伸或以相對於縱軸42之某個其他定向延伸。
在一些實施方案中，若發光元件14係一雷射二極體或VCSEL，則來自碼尺40之漫反射可產生由影像感測器記錄之一斑紋圖案。對於使用斑紋圖案偵測之一些實施方案，可僅需要一影像感測器來辨識碼尺之方向及速度。影像感測器可記錄例如圖案之影像隨時間移動之方向及速度。使用一斑紋圖案偵測技術之一優點係擴大景深(即，即使 碼尺之位置大幅移動，影像亦可相對「清晰」)。然而，一般而言，光偵測元件18並非僅偵測漫反射光。例如，在一些實施方案中，此外或作為偵測漫反射光的替代，光偵測元件18可偵測鏡面反射自碼尺40之光。
光偵測元件18經配置以偵測由發光元件14發射之光之一波長(或波長範圍)。在一些實施方案中，發光元件14發射紅外線光。然而，一般而言，由發光元件14發射之波長可在可見或不可見範圍中。
如圖1B中圖解說明，碼尺40可為具有兩個實質上平坦圓形底座41及一圓周表面43之圓柱形形狀。碼尺40可包含與入射在碼尺40上之光不同地相互作用之一或多個區域44。作為一實例，碼尺40可包含呈沿圓周表面43之一圖案之多個區域44A及44B。在此實例中，每一區域44A及44B沿碼尺之實質上整個長度(L)延伸。雖然圖1B展示具有兩個交替重複特徵(例如，兩個交替重複區域44A及44B)之一碼尺40，但是不同數目的不同特徵或一不同特徵圖案可適用於其他實施方案。例如，在一些實施方案中，一碼尺可具有不交替而是根據某個其他圖案定位之兩個特徵。進一步言之，每一特徵無需僅包含一單個區域。例如，在一些實施方案中，每一特定特徵可包含一或多個不同區域，且每一區域及特徵可根據任何特定圖案定位在碼尺40上。在一些實施方案中，每一特定特徵可包含取決於應用而具有相同光反射特性或不同光反射特性之多個區域。
區域44可取決於實施方案而改變。例如，如圖2中所示，區域44A及44B可配置在碼尺40上以提供一特定鏡面反射圖案。圖2展示具有重複區域44A及44B之一圖案之一例示性碼尺40及具有一發光元件14及一光偵測元件18之編碼器模組10之一簡化表示。在此實例中，區域44A係光吸收區域，且區域44B鏡面反射光。當由發光元件14發射之光(由箭頭202表示)以一入射角θ1入射在鏡面反射區域44B上時，其 以一反射角θ2朝光偵測元件18反射(由箭頭204表示)。在鏡面反射中，入射角等於反射角(即，θ1=θ2)。當由發光元件14發射之光入射在光吸收區域44A上時，光實質上被吸收。
圖3展示具有重複區域44C及44D之一圖案之另一例示性碼尺40及具有一發光元件14及一光偵測元件18之編碼器模組10之一簡化表示。在此實例中，區域44C係光吸收區域，且區域44D漫反射光。當由發光元件14發射之光(由箭頭302表示)入射在漫反射區域44D上時，其朝光偵測元件18漫反射(由箭頭304a至304c表示)。在此實例中，反射光之角度實質上並不取決於入射光之角度。當由發光元件14發射之光入射在光吸收區域44C上時，光實質上被吸收。在此實例中，光偵測元件18與碼尺40之間之距離小於發光元件14與碼尺40之間之距離。將光偵測元件18配置為更靠近碼尺40在某些實施方案中可能係有利的，因為漫反射光在更靠近碼尺40上之反射點之諸點處更加強烈。然而，在一些實施方案中，光偵測元件18與碼尺40之間之距離可等於或大於發光元件14與碼尺40之間之距離。
圖4展示具有重複區域44E、44F及44G之一圖案之另一例示性碼尺40及具有一發光元件14及一光偵測元件18之編碼器模組10之一簡化表示。在此實例中，區域44E係光吸收區域，區域44F漫反射光，且區域44G鏡面反射光。當由發光元件14發射之光(由箭頭202表示)入射在漫反射區域44F上時，其被漫反射(由箭頭404a至404b表示)且由光偵測元件18偵測。當發射光以一入射角θ1入射在鏡面反射區域44G上時，其以一反射角θ2朝光偵測元件18反射(由箭頭404c表示)。當由發光元件14發射之光入射在光吸收區域44E上時，光實質上被吸收。以此方式，碼尺40可取決於發射光入射在哪個區域上而提供多種不同類型的反射行為。雖然圖4中展示三種不同類型的區域，但是取決於實施方案可使用不同數目的區域類型。作為一實例，碼尺40可含有以一 特定圖案漫反射光之一第一組漫反射光區域及以一不同圖案漫反射光之一第二組漫反射光區域。在另一實例中，碼尺40可含有以一第一反射角鏡面反射光之一第一組鏡面反射光區域及以一第二反射角鏡面反射光之一第二組鏡面反射光區域。在一些實施方案中，碼尺40可具有提供各向異性反射之區域44。作為一實例，碼尺40可含有一第一組光吸收區域及一第二組各向異性反射區域。取決於實施方案，區域之其他組合及圖案可為適用。
在此等實例中，特定區域被描述為光吸收、漫反射、鏡面反射或各向異性反射區域。然而，在一些實施方案中，每一區域可具有兩個或兩個以上不同反射特性之組合(例如，光吸收及漫反射、鏡面反射及各向異性反射特性之組合)。例如，一區域可為漫反射區域，但是具有一實質上鏡面反射組件，或可為具有一實質上漫反射組件之鏡面反射區域。進一步言之，在一些實施方案中，一漫反射區域可具有光吸收及漫反射、鏡面反射及各向異性反射特性之一組合，但是主要展現出漫反射特性。同樣地，在一些實施方案中，一鏡面反射區域可具有光吸收及漫反射、鏡面反射及各向異性反射特性之一組合，但是主要展現出鏡面反射特性。且以一類似方式，在一些實施方案中，一各向異性反射區域可具有光吸收及漫反射、鏡面反射及各向異性反射特性之一組合，但是主要展現出各向異性反射特性。且在一些實施方案中，一光吸收區域可具有光吸收及漫反射、鏡面反射及各向異性反射特性之一組合，但是主要展現出光吸收特性。
碼尺40可以多種方式具有不同區域44。在一例示性程序中，一長形廣義圓柱體可塗佈有具有不同光反射性質之一或多個不同材料層。此等層之部分可經選擇性地移除以曝露一特定下伏材料。一廣義圓柱體可為例如具有一主要圓形、多邊形或任意截面之任何圍封形狀。截面可正交於廣義圓柱體之縱軸或平行於廣義圓柱體之任何底 座。
圖5A至圖5H圖解說明可經提供以賦予一碼輪光學特性之一所要圖案之特徵及層之類型之各個實例。雖然圖5A至圖5H中展示若干例示性類型的特徵，但是此等特徵僅僅係實例。取決於實施方案，一碼尺之一實際實施方案可具有全部此等特徵、此等特徵之一子組及/或特定特徵之多個例項。進一步言之，雖然圖5A至圖5H中展示多個程序，但是取決於實施方案，可使用一特定步驟序列產生一碼尺，在該特定步驟序列中，可能重複、跳過或以一不同順序執行此等程序之一或多者。
如圖5A中所示，一廣義圓柱體502可用作一或多個碼尺之一底座。廣義圓柱體502之尺寸及形狀可取決於實施方案而改變。例如，廣義圓柱體502可經選擇使得其軸向長度橫跨至少與一或多個所要碼尺之總組合長度一樣長之一長度，且使得其具有一適當直徑(例如，自0.1mm至10mm)。在此實例中，廣義圓柱體502相對較粗糙，且實質上不反射光。然而，在一些實施方案中，廣義圓柱體502可較不粗糙且可漫反射光。在此實例中，廣義圓柱體502係由一金屬組成。然而，廣義圓柱體502取決於實施方案可由一或多種其他材料組成。例如，在一些實施方案中，廣義圓柱體502可為經選擇以承受不同環境或用途之黃銅、鋼鐵、鋁、銅或各種塑膠。在一些實施方案中，廣義圓柱體502係具有不鏽鋼、黃銅或鋁之性質之一金屬。廣義圓柱體502之尺寸可取決於實施方案而改變。例如，取決於實施方案，廣義圓柱體502之縱向長度可大於、等於或小於廣義圓柱體之直徑。作為一實例，在其中廣義圓柱體502之縱向長度大於廣義圓柱體之一直徑之實施方案中，廣義圓柱體502之縱向長度可介於10mm與4000mm之間，且直徑可介於0.1mm與10mm之間。
如圖5B中所示，廣義圓柱體502之外圓周表面43(例如，廣義圓 柱體502平行於其縱軸506之一表面)經處理以改變其反射性質。例如，廣義圓柱體502可經拋光使得其鏡面反射光(例如，拋光至小於0.3μm之一表面粗糙度算術平均值(Ra))。其可適用於取決於實施方案而不同地拋光廣義圓柱體502。例如，在一些情況下，廣義圓柱體502可被拋光至一較低程度，使得廣義圓柱體502漫反射光(例如，拋光至大於1.6μm之一表面粗糙度算術平均值(Ra))。在另一實例中，桿可被拋光至一中間程度，使得廣義圓柱體502部分漫反射光且部分鏡面反射光(例如，拋光至介於0.3μm與1.6μm之間之一表面粗糙度算術平均值(Ra))。作為另一實例，在一些實施方案中，廣義圓柱體502可經化學處理(例如使用一腐蝕劑或酸性劑)或物理處理(例如，一研磨劑)以粗糙化其表面。在一些實施方案中，廣義圓柱體502可經製備使得其更適用於塗佈。作為一實例，可藉由移除表面氧化物而製備廣義圓柱體502，以使廣義圓柱體502之表面的粗糙度較低。廣義圓柱體502可以方向相依方式或隨機地處理。例如，在一些實施方案中，廣義圓柱體502可相對於一或多個軸而拋光、粗糙化或以其他方式處理。在另一實例中，廣義圓柱體502可經隨機地處理，使得其並未相對於任何特定軸直接拋光、粗糙化或處理。
如圖5C中所示，廣義圓柱體502之外圓周表面可經加工以在廣義圓柱體502之表面上提供一特定圖案的特徵。在此實例中，一系列溝槽504可隨著廣義圓柱體502繞其縱軸506旋轉而加工至廣義圓柱體之表面上。溝槽504可具有不同尺寸及圖案以賦予廣義圓柱體502不同反射特性。例如，可在廣義圓柱體502之表面上加工一重複圖案的溝槽，使得每一溝槽法向於、垂直於碼尺之縱軸或相對於碼尺之縱軸成另一角度。在此實例中，入射在經加工溝槽上之光將不同於並未入射在溝槽上之光而反射。取決於實施方案，溝槽504之深度、寬度、形狀及圖案可改變以賦予廣義圓柱體502不同反射行為。作為一實例， 溝槽可平行於廣義圓柱體之縱軸切割，且每一溝槽之尺寸及每一溝槽之間的間隔可不同。作為另一實例，溝槽可平行於及法向於廣義圓柱體之縱軸或相對於該縱軸成任何角度切割。溝槽可界定一凸形、凹形、三角形、矩形或其他形狀的截面。在一些實施方案中，溝槽可界定兩個或兩個以上類似或不同形狀之一組合。溝槽可以某個定義頻率重複，或可隨機地發生例如以產生各向異性反射特性。
如圖5D中所示，廣義圓柱體502之外圓周表面可塗佈有漫反射光之一材料508。漫反射材料508可為例如一白色聚胺基甲酸酯塗料或一白色光敏材料。在一些實施方案中，漫反射材料508可透過電鍍塗敷至廣義圓柱體502之表面。雖然白色材料被提供作為一實例，但是在一些實施方案中，漫反射材料508可為其他色彩，只要其相對於一特定波長或一波長範圍之入射光為漫反射。漫反射材料508之厚度可取決於實施方案而改變。例如，在一些實施方案中，厚度可介於1μm與30μm之間。在一些實施方案中，在塗佈之前，廣義圓柱體502之表面可經處理以促進塗佈材料與廣義圓柱體之間的黏附。例如，在一些實施方案中，廣義圓柱體502之表面可經脫脂(例如，用一非極性溶劑)、機械粗糙化(例如，用一研磨劑)或化學處理(例如，用一腐蝕劑或酸性溶劑)使得其更好地適合塗佈。
如圖5E中所示，漫反射材料508可塗佈有吸收光之一材料510。光吸收材料510可為例如一黑色聚胺基甲酸酯塗料或一黑色光敏材料。在一些實施方案中，漫反射材料508可透過電鍍塗敷至廣義圓柱體502之表面。雖然黑色材料被提供作為一實例，但是在一些實施方案中，光吸收材料510可為其他色彩，只要其相對於一特定波長或一波長範圍之入射光為吸收光。光吸收材料510之厚度亦可取決於實施方案而改變。例如，在一些實施方案中，厚度可介於1μm與30μm之間。
如圖5F中所示，可選擇性地移除光吸收材料510之部分。所移除材料的量可取決於實施方案而改變。例如，如圖5F中所示，可完全移除光吸收材料510之一部分，從而產生顯露下伏漫反射材料508之一區域512(例如，一狹縫或一較寬間隙)。在另一實例中，可部分移除光吸收材料510之一部分，從而保留厚度減小之漫射吸收材料510之一部分514。可以多種方式移除光吸收材料510。例如，若光吸收材料510係一聚胺基甲酸酯塗料，則可使用一雷射以燒蝕該塗料來移除光吸收材料510之部分。在一例示性實施方案中，一或多個雷射可定位在光吸收材料510之外周邊之外，且可隨著廣義圓柱體502旋轉而選擇性地啟動。在另一實例中，若光吸收材料510係一光敏材料，則可藉由將該等部分曝露於一適當光源(例如，透過使用一光遮罩)而移除光吸收材料510之部分。
在一些實施方案中，選擇性地移除光吸收材料510及下伏漫反射材料508兩者的部分。所移除材料的量可取決於實施方案而改變。例如，如圖5G中所示，選擇性地移除光吸收材料510之一部分及漫反射材料508之一下伏部分，從而保留厚度減小之漫反射材料508之一部分516。在另一實例中，如圖5H中所示，選擇性地移除光吸收材料510之一部分及漫反射材料508之一下伏部分，從而產生顯露下伏廣義圓柱體502及加工至其表面中之任何特徵之一區域(例如，一狹縫或較寬間隙)518。可以類似於光吸收材料510之一方式移除漫反射材料508。
在已移除一所要圖案之後，廣義圓柱體及其層經切割以形成碼尺。例如，如圖5I中所示，廣義圓柱體及其層可沿橫向於其縱軸506之多個平面520a至520d切割，從而產生5個個別碼尺40a至40e。雖然此實例中展示4次切割，但是取決於實施方案可使用更多或更少次數的切割。
可藉由執行上文圖5A至圖5H中描述之全部或僅一些程序而產生一碼尺。圖6之結構600圖解說明可包含於一實際碼尺上之各個特徵之實例。雖然結構600上展示若干例示性特徵，但是取決於實施方案，一實際碼尺可包含全部此等特徵或此等特徵之一子組。
結構600包含已使用上文圖5A至圖5H中描述之程序產生之若干不同區域44H至44N。區域44H係一漫反射光區域，且可透過選擇性地移除光吸收材料510之一部分而形成，從而顯露下伏漫反射材料508。
區域44I係一第二漫反射光區域，且可透過選擇性地移除光吸收材料510及下伏漫反射材料508之一部分而形成，從而保留厚度減小之漫反射材料508之一部分。歸因於漫反射材料508之厚度在區域44H及44I處之差，區域44H及44I各不同地漫射光。
區域44J係一鏡面反射光區域，且可透過選擇性地移除光吸收材料510及下伏漫反射材料508之一部分而形成，從而顯露下伏廣義圓柱體502。在區域44J中，廣義圓柱體502之顯露部分已經拋光，且鏡面反射光。
區域44K係一第三漫反射光區域，且可透過選擇性地移除光吸收材料510及下伏漫反射材料508之一部分而形成，從而顯露下伏廣義圓柱體502。在區域44K中，廣義圓柱體502之顯露部分已拋光至小於區域44J之部分之一程度，且以不同於區域44A至44B之一方式漫反射光。
區域44L係一各向異性光反射區域，且透過選擇性地移除光吸收材料510及下伏漫反射材料508之一部分而形成，從而顯露下伏廣義圓柱體502。在區域44L中，廣義圓柱體502之顯露部分已經加工，且各向異性反射光。歸因於廣義圓柱體502之顯露部分之加工，區域44L不同於區域44J反射光。
區域44M係一第二鏡面光反射區域，且可透過選擇性地移除光吸 收材料510及下伏漫反射材料508之一部分而形成，從而顯露下伏廣義圓柱體502。在區域44M中，廣義圓柱體502之顯露部分已不同於區域44L予以加工，且鏡面反射光而非各向異性反射光。
區域44N係一光吸收區域，且可藉由保留光吸收材料510而形成。
圖5及圖6展示用於產生具有若干不同光吸收、鏡面光反射及漫反射光區域之結構之例示性程序，且表明可如何在一單個結構上提供若干此等區域。然而，一碼尺40無需具有圖6中所示之特定組態，且取決於實施方案，可具有更多或更少不同類型的區域及/或不同配置的區域。因此，可跳過、重複或重新配置圖5A至圖5I中所示之程序之一或多者以產生具有所要組態之一碼尺。
例如，可產生具有不同光學特性之兩個鏡面光反射區域44P及44Q之一碼尺40。圖7A及圖7B中分別展示此例示性碼尺40之一側視圖及截面圖。在此實例中，(例如以類似於圖5B中所示之方式之一方式)拋光一廣義圓柱體502，且(例如以類似於圖5C中所示之方式之一方式，但是沿一不同溝槽方向)沿平行於廣義圓柱體之縱軸506之一方向將一系列溝槽504加工至廣義圓柱體502中。在加工之後。可再次拋光廣義圓柱體502。接著將廣義圓柱體502切割為不同塊，從而(例如以類似於圖5I中所示之方式之一方式)產生若干碼尺40。如圖7C中所示，當光(由箭頭702表示)入射在一區域44P上時，在一入射角範圍內鏡面反射光(由箭頭704表示)。如圖7D中所示，當光(由箭頭706表示)入射在一區域44Q上時，歸因於溝槽504之尺寸，自區域44Q僅鏡面反射入射角之一較窄範圍之光(由箭頭708表示)。因此，區域44Q亦提供鏡面反射，但是在以何種入射角反射方面，其比區域44P更有約束性。在此實例中，區域44P及44Q係各具有一不同鏡面反射行為之兩個不同組的鏡面光反射區域。在一些實施方案中，溝槽之尺寸(例 如，深度)可經修改，使得入射角之一較大或較小範圍之光可自區域44Q逸出。
在以上實例中，將廣義圓柱體502拋光兩次。此在一些實施方案中可有利於例如最初移除可能妨礙廣義圓柱體之適當對準且干擾加工程序之表面不規則體，接著移除加工程序期間已引入之表面不規則體。然而，在一些實施方案中，取決於實施方案，拋光廣義圓柱體502的次數可較少(例如，一次或根本不拋光)或較多(例如，三次、四次、五次或更多次)。
作為另一實例，可產生具有光吸收區域44R及漫反射光區域44S之一碼尺40。圖8A及圖8B中分別展示此例示性碼尺40之一側視圖及截面圖。在此實例中，(例如以類似於圖5B中所示之方式之一方式)拋光一廣義圓柱體502，且(例如以類似於圖5D中所示之方式之一方式)用一漫反射材料508塗佈廣義圓柱體502，且接著(例如以類似於圖5E中所示之方式之一方式)用一光吸收材料510塗佈廣義圓柱體502。接著，沿平行於廣義圓柱體之縱軸506之一方向選擇性地移除光吸收材料510之部分，從而(例如以類似於圖5F中所示之方式之一方式)顯露下伏漫反射材料508。接著將廣義圓柱體502及其經塗佈層切割為不同塊，從而(例如以類似於圖5I中所示之方式之一方式)產生若干碼尺40。如圖8C中所示，當光(由箭頭802表示)入射在區域44R上(對應於光吸收材料510上)時，光被吸收。如圖8D中所示，當光(由箭頭804表示)入射在區域44S上(對應於經顯露漫反射材料508上)時，光(由箭頭806表示)被漫反射。因此，在此實例中，區域44R係一光吸收區域，而區域44S則為一漫反射光區域。
在圖8A至圖8D中，展示具有使用一特定步驟序列產生之光吸收區域及漫反射光區域之一例示性碼尺40。然而，可使用其他步驟組合產生一類似碼尺40。例如，在一替代程序中，(例如以類似於圖5B中 所示之方式之一方式)粗糙化一廣義圓柱體502，使得其漫反射光。接著(例如以類似於圖5E中所示之方式之一方式)用一光吸收材料510塗佈廣義圓柱體502。接著，選擇性地移除光吸收材料510之部分，從而(例如以類似於圖5F中所示之方式之一方式)顯露下伏經粗糙化廣義圓柱體502。接著將廣義圓柱體502及其經塗佈層切割為不同塊，從而(例如以類似於圖5I中所示之方式之一方式)產生若干碼尺40。因此，當光入射在對應於光吸收材料510之一區域上時，光被吸收。且當光入射在對應於經顯露粗糙化廣義圓柱體502之一區域上時，光被漫反射。前述描述僅圖解說明可如何使用上述不同步驟組合及序列產生類似碼尺40之一實例。可使用其他步驟組合及序列來產生類似或不同碼尺40。
作為另一實例，可產生具有光吸收區域44T及鏡面反射光區域44U之一碼尺40。圖9A及圖9B中分別展示此例示性碼尺40之一側視圖及截面圖。在此實例中，(例如以類似於圖5B中所示之方式之一方式)拋光一廣義圓柱體502，且(例如以類似於圖5E中所示之方式之一方式)用一光吸收材料510塗佈廣義圓柱體502。接著，沿平行於廣義圓柱體之縱軸506之一方向選擇性地移除光吸收材料510之部分，從而(例如以類似於圖5F中所示之方式之一方式)顯露下伏拋光廣義圓柱體502。接著將廣義圓柱體502及其經塗佈層切割為不同塊，從而(例如以類似於圖5I中所示之方式之一方式)產生若干碼尺40。如圖9C中所示，當光(由箭頭902表示)入射在區域44T上(對應於光吸收材料510上)時，光被吸收。如圖9D中所示，當光(由箭頭904表示)入射在區域44U上(對應於經顯露拋光廣義圓柱體502上)時，光(由箭頭906表示)被鏡面反射。因此，在此實例中，區域44T係一光吸收區域，而區域44U則為一鏡面反射光區域。
作為另一實例，可產生具有光吸收區域44V、鏡面反射光區域 44W及漫反射光區域44X之一碼尺40。圖10A及圖10B中分別展示此一碼尺40之一側視圖及截面圖。在此實例中，(例如以類似於圖5B中所示之方式之一方式)拋光一廣義圓柱體502，且(例如以類似於圖5D中所示之方式之一方式)用一漫反射材料508塗佈廣義圓柱體502，且接著(例如以類似於圖5E中所示之方式之一方式)用一光吸收材料510塗佈廣義圓柱體502。接著，沿平行於廣義圓柱體之縱軸506之一方向選擇性地移除光吸收材料510之部分，從而(例如以類似於圖5F中所示之方式之一方式)顯露下伏拋光廣義圓柱體502，且沿平行於廣義圓柱體之縱軸506之一方向選擇性地移除光吸收材料510及漫反射材料508兩者之部分，從而(例如以類似於圖5H中所示之方式之一方式)顯露下伏拋光廣義圓柱體502。接著將廣義圓柱體502及其經塗佈層切割為不同塊，從而(例如以類似於圖5I中所示之方式之一方式)產生若干碼尺40。如圖10C中所示，當光(由箭頭1002表示)入射在區域44V上(對應於光吸收材料510上)時，光被吸收。如圖10D中所示，當光(由箭頭1004表示)入射在區域44W上(對應於經顯露拋光廣義圓柱體502上)時，光(由箭頭1006表示)被鏡面反射。如圖10E中所示，當光(由箭頭1008表示)入射在區域44X上(對應於經顯露漫反射材料508上)時，光(由箭頭1010表示)被漫反射。因此，在此實例中，區域44V係一光吸收區域，區域44W係一鏡面反射光區域，且區域44X係一漫反射光區域。
雖然上文描述若干碼尺，但是此等碼尺僅僅係實例。取決於實施方案，具有更多或更少不同類型的區域及/或不同配置的區域之其他碼尺可為適用。進一步言之，雖然圖式中圖解說明若干例示性碼尺，但是此等圖式不一定按比例繪製。可擴大、移動或以其他方式變更某些特徵以突出特定態樣。
同樣地，雖然上文描述用於產生碼尺之若干步驟序列，但是此 等步驟序列僅僅係實例。取決於實施方案，其他步驟序列或組合可為適用。
雖然若干例示性特徵被描述為在一碼尺之廣義圓柱體上，但是取決於實施方案，位於廣義圓柱體上之特徵可與廣義圓柱體直接接觸，或可存在其他特徵之一中間層。
雖然上文描述各種圓柱形形狀的碼尺，但是碼尺不限於此等例示性配置。例如，在一些實施方案中，碼尺在其圓形底座上而非在其圓周周邊上可具有一或多個光學編碼區域。在此等實施例中，碼尺可經定位使得由光學編碼器模組發射之光入射在其圓形底座上，而非其圓周周邊上。具有此配置之碼尺亦可以類似於上述方式之一方式製造。
例如，圖11A及圖11B分別展示具有圓盤狀尺寸之一例示性廣義圓柱體502(例如，一縱向長度小於其直徑之一廣義圓柱體)之一側視圖及截面圖。在此實例中，廣義圓柱體502亦包含沿廣義圓柱體502之縱軸1104定位之一小間隔元件1102。然而，取決於實施方案，無需包含間隔元件1102。在此實例中，如圖11C中所示，(例如以類似於圖5D中所示之方式之一方式)用一漫反射材料508塗佈廣義圓柱體502，且如圖11D中所示，(例如以類似於圖5E中所示之方式之一方式)用一光吸收材料510塗佈廣義圓柱體502。接著，如圖11E中所示，沿繞廣義圓柱體502之縱軸1104之一圓周方向選擇性地移除光吸收材料510之部分，從而(例如以類似於圖5F中所示之方式之一方式)顯露下伏漫反射材料508，且如圖11F中所示，沿繞廣義圓柱體的縱軸1104之一圓周方向移除光吸收材料510及漫反射材料508兩者之部分，從而(例如以類似於圖5H中所示之方式之一方式)顯露下伏拋光廣義圓柱體502。此產生具有光吸收區域44Y、鏡面反射光區域44Z及漫反射光區域44AA之一碼尺40。圖11A至圖11F僅圖解說明產生一碼尺之一例示性程 序，該碼尺在其圓形底座上而非其圓周周邊上具有一或多個光學編碼區域。取決於實施方案，其他步驟序列或組合可為適用。
在以上實例中，一「廣義圓柱體」係指通常由一封閉式廣義圓柱體界定之一物體。雖然以上實例中展示具有圓形截面之廣義圓柱體(例如，廣義圓柱體502)，但是在一些實施方案中，廣義圓柱體502可具有不同形狀的截面。例如，取決於實施方案，廣義圓柱體502可具有一長圓、橢圓、三角形、正方形、矩形、五角形或其他多邊形截面。在另一實例中，廣義圓柱體502可具有一任意截面(例如，一自由形式的截面)。進一步言之，雖然在以上實例中廣義圓柱體502係展示為在其底座之間具有一均勻截面，但是在一些實施方案中，廣義圓柱體502可為非均勻，且其截面可在其底座之間改變。例如，在一些實施方案中，廣義圓柱體502之中心可具有大於廣義圓柱體502之諸端之一截面。在另一實例中，廣義圓柱體502之中心可具有小於廣義圓柱體502之諸端之一截面。在另一實例中，廣義圓柱體502之中心可具有一第一截面形狀，且廣義圓柱體502之諸端可具有不同截面形狀。取決於實施方案，廣義圓柱體502可具有截面大小及形狀之其他組合。
進一步言之，雖然以上實例展示具有通常在廣義圓柱體之底座之間縱向延伸之特徵之碼尺，但是取決於實施方案，特徵之圖案可改變。例如，特徵可在兩個底座之間平行延伸，或根據相對於碼尺之縱軸之一特定角度延伸。在一些實施方案中，特徵的大小及形狀可改變。在一些實施方案中，可根據一局部圖案(例如，一碼尺之一特定部分中相對於另一部分具有一更高集中度的特徵)而分佈特徵。在一些實施方案中，可根據一週期圖案(例如具有間隔均勻之特徵)而分佈特徵。在一些實施方案中，特徵可根據一任意圖案分佈，且無需具有一特定重複圖案。在一些實施方案中，可根據一圖案組合(例如，具有界定特徵之一般位置及形狀之一全局圖案及界定碼尺之特定部分內 之特定特徵之一局部圖案)而分佈特徵。取決於實施方案，一碼尺可具有其他圖案或圖案組合。
雖然上文描述特定實例，但是可進行各種修改。因此，其他實施方案係在申請專利範圍之範疇內。
10‧‧‧光學編碼器模組
14‧‧‧發光元件晶片
18‧‧‧光偵測元件
40‧‧‧碼尺
44C‧‧‧光吸收區域
44D‧‧‧漫反射區域
302‧‧‧光/箭頭
304a‧‧‧光/箭頭
304b‧‧‧光/箭頭
304c‧‧‧光/箭頭

Claims (53)

  1. 一種製造用於一光學編碼器系統之一碼尺之方法，該方法包括：提供具有具備一第一光反射特性之一第一特徵之一廣義圓柱體，及在該廣義圓柱體上提供具有不同於該第一光反射特性之一第二光反射特性之一第二特徵。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包括：在該廣義圓柱體上提供具有不同於該第一及第二光反射特性之一第三光反射特性之一第三特徵。
  3. 如請求項2之方法，其進一步包括：在該廣義圓柱體上提供具有不同於該第一、第二及第三反射特性之一第四光反射特性之一第四特徵。
  4. 如請求項1之方法，其中該第一及第二反射特性各對應於不同鏡面反射特性。
  5. 如請求項1之方法，其中該第一及第二反射特性之至少一者對應於一各向異性反射特性。
  6. 如請求項1之方法，其中該第一及第二反射特性之一者對應於一漫反射特性。
  7. 如請求項2之方法，其中該第一、第二及第三反射特性之至少兩者之各者對應於一不同各自鏡面反射特性。
  8. 如請求項7之方法，其中該第一、第二及第三反射特性之至少一者對應於一各向異性反射特性。
  9. 如請求項2之方法，其中該第一、第二及第三反射特性之至少一者對應於一漫反射特性。
  10. 如請求項2之方法，其中該第一、第二及第三反射特性之至少一者對應於一光吸收特性。
  11. 如請求項1之方法，其中提供該第二特徵包括：塗敷一第一材料之一第一層於該廣義圓柱體；及根據一預定圖案移除該第一層之部分。
  12. 如請求項11之方法，其中移除該第一層之部分顯露該廣義圓柱體之部分。
  13. 如請求項2之方法，其中提供該第二及第三特徵包括：塗敷一第一材料之一第一層於該廣義圓柱體；塗敷一第二材料之一第二層於該第一層；及根據一預定圖案移除該第一層之部分及該第二層之部分。
  14. 如請求項13之方法，其中移除該第二層之部分顯露該第一層之部分。
  15. 如請求項13之方法，其中移除該第一層之部分及該第二層之部分顯露該第一特徵之部分。
  16. 如請求項1之方法，其中提供該第一特徵或提供該第二特徵之至少一者包括：變更該廣義圓柱體之表面特性。
  17. 如請求項16之方法，其中變更該廣義圓柱體之表面特性包括：拋光該廣義圓柱體之該表面。
  18. 如請求項17之方法，其中該廣義圓柱體之該表面在該拋光之後係鏡面反射或漫反射。
  19. 如請求項16之方法，其中變更該廣義圓柱體之表面特性包括：在該廣義圓柱體之該表面上產生一或多個溝槽。
  20. 如請求項19之方法，其中該等溝槽經調適以鏡面反射或漫反射一特定入射角或一入射角範圍之入射光。
  21. 如請求項16之方法，其中變更該廣義圓柱體之表面特性包括： 在該廣義圓柱體之一表面上產生兩個或兩個以上溝槽，其中一第一溝槽不同於另一溝槽鏡面反射入射光。
  22. 如請求項16之方法，其中變更該廣義圓柱體之表面特性包括：化學處理該廣義圓柱體之一表面。
  23. 如請求項1之方法，其進一步包括：將該廣義圓柱體切割為兩個或兩個以上圓柱形塊。
  24. 如請求項11之方法，其中該第一層經調適以漫反射或鏡面反射一指定入射角或一入射角範圍之入射光。
  25. 如請求項13之方法，其中該第二層經調適以漫反射或鏡面反射一指定入射角或一入射角範圍之入射光。
  26. 如請求項11之方法，其中沿平行於或垂直於該碼尺之一縱軸之一方向塗敷該第一層於該廣義圓柱體之一表面。
  27. 如請求項13之方法，其中沿平行於或垂直於該碼尺之一縱軸之一方向塗敷該第二層於該廣義圓柱體之一表面。
  28. 如請求項1之方法，其中該第一特徵及該第二特徵係沿平行於或垂直於該碼尺之一縱軸之一方向安置在該廣義圓柱體之一表面上。
  29. 如請求項2之方法，其中該第三特徵係沿平行於或垂直於該碼尺之一縱軸之一方向安置在該廣義圓柱體之一表面上。
  30. 如請求項3之方法，其中該第四特徵係沿平行於或垂直於該碼尺之一縱軸之一方向安置在該廣義圓柱體之一表面上。
  31. 如請求項11之方法，其包括在塗敷該第一層之前處理該廣義圓柱體以促進該第一材料與該廣義圓柱體之間的黏附。
  32. 如請求項31之方法，其中處理該廣義圓柱體以促進黏附包括：脫脂、粗糙化或化學處理該廣義圓柱體。
  33. 如請求項1之方法，其中提供該第二特徵包括： 藉由根據一預定圖案變更該廣義圓柱體之部分之表面特性來改變該廣義圓柱體之該等部分之光反射特性。
  34. 如請求項33之方法，其中變更該廣義圓柱體之表面特性包括：在該廣義圓柱體之該表面上產生一或多個溝槽。
  35. 如請求項1之方法，其中該第一特徵及該第二特徵之至少一者係部分漫反射或鏡面反射。
  36. 如請求項17之方法，其中拋光該廣義圓柱體之該表面包括：相對於一拋光軸直接拋光該廣義圓柱體之該表面。
  37. 如請求項17之方法，其中拋光該廣義圓柱體之該表面包括：隨機地拋光該廣義圓柱體之該表面。
  38. 如請求項19之方法，其中每一溝槽具有一實質上凸形、凹形、三角形或矩形截面。
  39. 如請求項21之方法，該等溝槽係根據一預定圖案定位在該廣義圓柱體之該表面上。
  40. 如請求項19之方法，該等溝槽係隨機地定位在該廣義圓柱體之該表面上。
  41. 如請求項5之方法，其中該第一反射特性及該第二反射特性之至少一者對應於一光吸收特性。
  42. 一種用於一光學編碼器系統之碼尺，其包括：一廣義圓柱體；一第一特徵，其具有一第一光反射特性；及一第二特徵，其具有不同於該第一光反射特性之一第二光反射特性。
  43. 如請求項42之碼尺，其中該第一特徵安置在該廣義圓柱體上，且該第二特徵安置在該第一特徵上。
  44. 如請求項42之碼尺，其進一步包括具有不同於該第一及第二光 反射特性之一第三光反射特性之一第三特徵。
  45. 如請求項44之碼尺，其中該第一特徵安置在該廣義圓柱體上，該第二特徵安置在該第一特徵上，且該第三特徵安置在該第二特徵上。
  46. 如請求項42之碼尺，其中該第一及第二反射特性各對應於不同鏡面反射特性。
  47. 如請求項42之碼尺，其中該第一及第二反射特性之一者對應於一各向異性反射特性。
  48. 如請求項42之碼尺，其中該第一及第二反射特性之一者對應於一漫反射特性。
  49. 如請求項45之碼尺，其中該第一、第二及第三反射特性之至少兩者之各者對應於一不同各自鏡面反射特性。
  50. 如請求項45之碼尺，其中該第一、第二及第三反射特性之該至少兩者對應於一各向異性反射特性。
  51. 如請求項45之碼尺，其中該第一、第二及第三反射特性之至少一者對應於一漫反射特性。
  52. 如請求項45之碼尺，其中該第一、第二及第三反射特性之至少一者對應於一光吸收特性。
  53. 如請求項47之碼尺，其中該第一及第二反射特性之至少一者對應於一光吸收特性。
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