JP5666126B2 - 単一トラック式光学エンコーダ - Google Patents
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Description
本特許出願は、「Optical Encoder Systems, Devices and Methods」という名称のYee Loong Chin他への米国特許出願第____号と同じ日付に提出された。その特許の全体は、参照することによって本願に組み込まれる。
本願で説明される発明の種々の実施形態は、光学エンコーダとそれに関連した構成要素、装置、システム及び方法に関する。
Claims (24)
- 反射式光学エンコーダであって、
上面を有する基板と、
前記上面に取り付けられ又は装着されて、そこから発光するように構成された発光体と、
共通軸を有し、前記共通軸に沿って配置されたA及びBデータチャネル用光検出器とA’及びB’データチャネル用光検出器との対の複数の交互シーケンスを有すると共に、少なくとも一対のインデックス・チャネルI及びI’用光検出器を有する、前記上面に取り付けられ又は装着された単一トラック式光検出器と、
インデックス及びデータ・ストリップを有し、前記共通軸に沿って移動するように構成されたコード・スケールとを備え、
前記A及びA’並びに前記B及びB’の光検出器は互いに90度位相をずらして配列され、前記コード・スケールが前記単一トラック式光検出器に関して動作できるように配置及び構成されて、前記発光体から放射された光の少なくとも一部が前記コード・スケールから前記データチャネル及び前記インデックス・チャネル用光検出器に向かって反射され、
前記各データチャネル用光検出器が第1の幅および第1の高さを有し、前記インデックス・チャネルI用光検出器及び前記インデックス・チャネルI’用光検出器の少なくとも1つが、前記第1の幅の1.5倍より大きい、2倍より大きい、又は3倍より大きい第2の幅を有し、
前記インデックス・チャネルI用光検出器及びインデックス・チャネルI’用光検出器の少なくとも1つが前記第1の高さより大きい第2の高さを有する、反射式光学エンコーダ。 - 前記第2の高さが、前記第1の高さの1.5倍より大きい、請求項1に記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記第2の高さが、前記第1の高さの2倍より大きい、請求項1に記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記第2の高さが、前記第1の高さの3倍より大きい、請求項1に記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記インデックス・チャネルI用光検出器及び前記インデックス・チャネルI’用光検出器の1つが前記第1の高さ及び第2の高さ以下の第3の高さを有する、請求項1〜4の何れかに記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記第3の高さが、前記第1の高さの0.9倍である、請求項5に記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記コード・スケール上の反射形及び非反射形データ・ストリップの対が合わせて第1のコード対幅を有し、前記コード・スケール上の前記インデックス・ストリップが第2のインデックスコード幅を有し、前記第2のインデックスコード幅が前記第1のコード対幅の少なくとも1.5倍である、請求項1〜6の何れかに記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記コード・スケール上の反射形及び非反射形データ・ストリップの対が合わせて第1のコード対幅を有し、前記コード・スケール上の前記インデックス・ストリップが第2のインデックスコード幅を有し、前記第2のインデックスコード幅が前記第1のコード対幅の少なくとも2.5倍である、請求項1〜6の何れかに記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記コード・スケール上の反射形及び非反射形データ・ストリップの対が合わせて第1のコード対幅を有し、前記コード・スケール上の前記インデックス・ストリップが第2のインデックスコード幅を有し、前記第2のインデックスコード幅が前記第1のコード対幅の少なくとも3.5倍である、請求項1〜6の何れかに記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記インデックス・チャネルI用光検出器及びインデックス・チャネルI’用光検出器の少なくとも1つが、少なくとも2つの別個の光検出器を備える、請求項1〜9の何れかに記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記少なくとも2つの別個の光検出器が前記第1の幅の距離だけ分離されている、請求項10に記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記インデックス・チャネルI用光検出器及び前記インデックス・チャネルI’用光検出器の少なくとも1つが少なくとも4個の隣接する別個の光検出器を有し、前記それぞれの別個の光検出器が前記第1の幅を有する、請求項1〜11の何れかに記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記少なくとも4個の隣接する別個の光検出器が前記単一トラック式光検出器の中央に配置される、請求項12に記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記インデックス・チャネルI用光検出器が前記少なくとも4個の隣接する別個の光検出器を具備し、前記インデックス・チャネルI’用光検出器が2個の隣接する別個の光検出器の少なくとも第1及び第2の対を具備し、前記それぞれの別個の光検出器が前記第1の幅を有し、前記第1及び第2の対がそれぞれ前記単一トラック式光検出器の第1及び第2の端部に配置される、請求項13に記載の反射式光学エンコーダ。
- A及びA’データチャネル、B及びB’データチャネル、及びI及びI’インデックス・チャネルのそれぞれが、チャネルA、チャネルB、及びチャネルI用コンパレータにそれぞれ動作可能に接続されて、アナログ信号のA及びA’、B及びB’、及びI及びI’の対を、それぞれ前記チャネルA、チャネルB、及びチャネルI用コンパレータに提供する、請求項1〜14の何れかに記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記チャネルA、チャネルB、及びチャネルI用コンパレータのそれぞれが、前記コンパレータに配送されたA及びA’、B及びB’、及びI及びI’のアナログ信号の対の間の比較に基づいて、ディジタルのハイ及びローの出力信号をそこから提供するように構成される、請求項15に記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記発光体、前記単一トラック式光検出器、及び前記コード・スケールが、前記エンコーダが100ライン/インチ(LPI)、200ライン/インチ(LPI)、250ライン/インチ(LPI)、300LPI、又は400ライン/インチ(LPI)を超える分解能を提供することを可能にするように構成される、請求項1〜16の何れかに記載の反射式光学エンコーダ。
- 光学的に透明な材料から構成される1つのドーム・レンズをさらに備える、請求項1〜17の何れかに記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記発光体と前記単一トラック式光検出器との間に配置された光学的に不透明な光バリアをさらに備え、前記光バリアは、迷光が前記単一トラック式光検出器に入射するのを防止又は阻止するように構成さる、請求項1〜18の何れかに記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記データチャネル用光検出器及び前記インデックス・チャネル用光検出器が1つのダイ上に配置される、請求項1〜19の何れかに記載の反射式光学エンコーダ。
- 前記基板はプリント基板であり、リードフレームはプラスチックからなるか又はポリマーから形成される、請求項1〜20の何れかに記載の反射式光学エンコーダ。
- 反射式光学エンコーダを製作する方法であって、
上面を有する基板を提供し、
発光体を前記上面に取り付ける又は装着し、
自身に関連した共通軸を有し、前記共通軸に沿って配置されたA及びBデータチャネル用光検出器とA’及びB’データチャネル用光検出器との対の複数の交互シーケンスを有すると共に、インデックス・チャネルI及びI’用光検出器の少なくとも1対を有する単一トラック式光検出器を前記上面に取り付ける又は装着し、前記各データチャネル用光検出器が第1の幅および第1の高さを有し、前記インデックス・チャネルI用光検出器及び前記インデックス・チャネルI’用光検出器の少なくとも1つが、第2の高さを有し、前記第2の高さが前記第1の高さより大きく、前記インデックス・チャネルI用光検出器及び前記インデックス・チャネルI’用光検出器の少なくとも1つが、前記第1の幅の1.5倍より大きい、2倍より大きい、又は3倍より大きい第2の幅を有し、前記A及びA’、並びにB及びB’光検出器が互いに90度位相をずらして配列され、
前記単一トラック式光検出器に対してコード・スケールを位置決めしかつ動作可能に配置することを含み、
前記コード・スケールがインデックス及びデータ・ストリップを備え、前記コード・スケールが前記共通軸に沿って移動し、前記発光体から放射された光の少なくとも一部が前記コード・スケールから前記データチャネル及び前記インデックス・チャネル用光検出器に向かって反射される、方法。 - 前記第2の高さが、前記第1の高さよりも1.5倍大きく又は2倍より大きくされる、請求項22に記載の方法。
- 明暗の反射性及び非反射性のデータ・ストリップの交番する対を、前記コード・スケールに提供することをさらに含み、前記データ・ストリップの対が第1の幅を有し、前記少なくとも1つのコード・ストリップが第2の幅を有し、前記第2及び第1の幅の比率が、1.5、2.5及び3.5の1つである、請求項22又は23に記載の方法。
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