一种光电编码器的制作方法
本发明涉及光电技术领域。更具体地，涉及一种光电编码器。
背景技术：
在现有的观点编码器中，光电转换系统是其重要组成部分，由发光管、准直物镜、狭缝、光电池组成。狭缝是定光栅、光栅码盘是动光栅，两者光栅常数相同，相互移动产生莫尔条纹由光电池接收，产生电信号。光电转换系统的性能决定整机的性能。光栅码盘和狭缝间距很小，由光的衍射决定，通常为微米级，要求精度高，很难保证。小容易造成光栅码盘和狭缝相擦，大了，信号质量急剧下降。光线通过光栅码盘和狭缝，形成两次光栅衍射，降低了对比度和信号质量。并且光电池面积大，影响响应频率提高和适应环境温度范围。球面准直物镜，不便校正球差。由于是散件，安装调试困难。
针对上述问题，急需将增量式光电编码器光电转换系统中狭缝取消，并采用新的器件和结构，从而优化照明系统，整体集成化，提高信号质量，改善性能，降低成本，安装调试方便等。
技术实现要素：
本发明目的是将增量式光电编码器光电转换系统中狭缝取消，采用新的器件和结构，优化照明系统，整体集成化，提高信号质量，改善性能，降低成本，安装调试方便等。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种光电编码器，该光电编码器包括：
机械转动系统，由光栅码盘、转动轴，壳体组成；
光电转换系统，由引出线、定位柱、点光源、透镜、阵列光电池、接线电路板、框架组成；
所述光栅码盘固定在转动轴上，转动轴固定在壳体内部；转动轴带动光栅码盘切割点光源的光线，该光线经过透镜后照在阵列光电池上，并产生一频率的电压信号，该电压信号经过接线电路板后通过引出线输出标准的电压信号；所述光电转换系统通过框架构成固定整体，并通过定位柱将光电转换系统固定于机械转动系统的壳体上。
优选地，所述点光源可采用未封装的管芯。
优选地，所述透镜可采用非球面准直物镜。
优选地，所述阵列光电池的感光面分布两组感光片，每组感光片数目相同，两组感光片沿着感光面上中间轴线两侧对称分布。
优选地，所述阵列光电池的感光面分布两组感光片，每组感光片数目相同，两组感光片隔行交叉分布在阵列光电池的感光面上。
优选地，所述一频率
优选地，所述阵列光电池的材料为砷化镓。
本发明的有益效果如下：
本发明所述的一种光电编码器采用点光源和非球面透镜，形成良好的平行光照明，光栅码盘的跳动，编码器主轴的轴向窜动不会影响信号质量，可降低相应机械零件加工精度，并且可制作无轴承光电编码器；取消狭缝，减少一次光的衍射，提高信号的幅值和对比度。简化了结构，不存在光栅码盘和狭缝间隙问题，可降低相关零件的加工要求。由于光电池面积小，有利于提高响应频率；陈列光电池信号窗口的混合排列，减少光照不均的影响；拓宽了工作温度；由于响应频率与材料、结构尺寸、使用条件等因素有关，本发明光敏面积小，结电容小，负载电阻小，材料光电转换效率高，因此响应频率高；由于光电转换系统模块化，安装调试方便，提高生产效率，有利于规模化生产。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明所述光电编码器中的光电转换系统。
图2示出本发明所述光电编码器的装配图。
图3示出本发明所述光电编码器中阵列光电池的第一种结构。
图4示出本发明所述光电编码器中阵列光电池的第二种结构。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图1所示，为本发明所述光电编码器中的光电转换系统，点光源3采用未封装的管芯，保证光源的发射角小，从而形成平行光。该平行光透过非球面准直物镜4后平行成都更好，最后照在阵列光电池5的感光片上，通过阵列感光电池5从而将光信号转化成为电信号，该电信号经过接线电路板6的电平转化后可形成标准的电压信号，通过引出线1将标准的电压信号输出至外围的相关设备。上述的点光源、球面准直物镜、阵列光电池、接线电路板固定在框架7上，在框架上装有定位柱2用来将整个光电转换系统固定在机械转动系统的壳体上。
如图2所示，为本发明所述光电编码器的装配图，其中1为编码器的壳体，光电转换系统4通过其内部的定位柱固定在编码器的壳体上。光栅码盘3同转动轴2之间同轴相连，待测的转动物体通过转动轴来带动光栅码盘完成对光电转换系统内部平行光的切割，从而通过阵列光电池形成频率
由于现有技术中光线通过码盘和狭缝，形成两次光栅衍射，降低了对比度和信号质量。并且光电池面积大，影响响应频率提高和适应环境温度范围。球面准直物镜，不便校正球差并且由于是散件，所以安装调试困难。本发明将现有技术中的狭缝取消，并对光电池加以改进。
如图3所示，为本发明所述光电编码器中阵列光电池的第一种结构，阵列光电池的感光面分布两组感光片，每组感光片数目相同，两组感光片左右对称分布在阵列光电池的感光面上。
如图4所示，为本发明所述光电编码器中阵列光电池的第二种结构，阵列光电池的感光面分布两组感光片，每组感光片数目相同，两组感光片隔行交叉分布在阵列光电池的感光面上。
为了提高阵列光电池的光电转换效应可采用砷化镓替代硅为电池材料。由于阵列光电池的上述结构，并且去掉了原有的狭缝，简化了结构，减少一次光的衍射，提高信号的幅值和对比度。阵列光电池不仅提高了信号质量和稳定性，而且不存在码盘和狭缝间隙问题，可降低相关零件的加工要求。由于光电池面积小，有利于提高响应频率。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
技术特征：
技术总结
本发明公开一种光电编码器，该光电编码器包括：机械转动系统，由光栅码盘、转动轴，壳体组成；光电转换系统，由引出线、定位柱、点光源、透镜、阵列光电池、接线电路板、框架组成；所述光栅码盘固定在转动轴上，转动轴固定在壳体内部；转动轴带动光栅码盘切割点光源的光线，该光线经过透镜后照在阵列光电池上，并产生一频率的电压信号，该电压信号经过接线电路板后通过引出线输出标准的电压信号；所述光电转换系统通过框架构成固定整体，并通过定位柱将光电转换系统固定于机械转动系统的壳体上。
技术研发人员：韩万富;李凤春;刘莉
受保护的技术使用者：长春市万利通光电技术有限公司
技术研发日：2017.06.27
技术公布日：2017.10.17
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