本實用新型涉及光電編碼器領(lǐng)域，具體而言，涉及一種光電編碼器及其光電轉(zhuǎn)化芯片與定光柵的貼合結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

光電編碼器是一種光學(xué)、機(jī)械與電子緊密結(jié)合的數(shù)字化傳感器,其利用光電原理將直線運(yùn)動或轉(zhuǎn)角運(yùn)動的運(yùn)動特征參數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，從而完成對運(yùn)動位移、位置、速度的精密測量。

光電編碼器包括以一定結(jié)構(gòu)形式設(shè)計的碼盤、定光柵和通用的光電轉(zhuǎn)化芯片之間，且必須確保這三者之間的相對位置精度。其中，定光柵和光電轉(zhuǎn)化芯片之間的光柵貼合精度是關(guān)鍵點，它影響著光電編碼器最原始的光電信號的質(zhì)量。

在通用的光電轉(zhuǎn)化芯片上排列著一定數(shù)量的矩形“光窗”，當(dāng)光照射到光窗上時，對應(yīng)的光敏二極管陣列(PD)便產(chǎn)生電信號，這些光窗分散排列在光電轉(zhuǎn)化芯片的接收端面上。相應(yīng)地，在定光柵上則分布著等量的一定結(jié)構(gòu)形式的透光“狹縫”。光柵貼合就是要將光電轉(zhuǎn)化芯片的接收端面和定光柵貼合在一起，同時保證其上的“光窗”和“狹縫”的位置配合精度。

由于光電轉(zhuǎn)化芯片和定光柵的物理尺寸較小，并且在通用的光電轉(zhuǎn)化芯片上沒有任何的位置標(biāo)記，因此“光窗”和透光“狹縫”的相對位置的貼合精度很難保證，增加了生產(chǎn)難度；同時，如果這兩者之間的位置配合無法保證，將影響著編碼器的工作性能和測量精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例中提供一種光電編碼器及其光電轉(zhuǎn)化芯片與定光柵的貼合結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中光柵貼合精度不高，從而影響光電編碼器的測量精度和工作可靠性的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例提供一種光電轉(zhuǎn)化芯片與定光柵的貼合結(jié)構(gòu)，包括第一定位標(biāo)記和用于在貼合時與所述第一定位標(biāo)記對位的第二定位標(biāo)記，所述第一定位標(biāo)記形成在所述光電轉(zhuǎn)化芯片上，所述第二定位標(biāo)記形成在所述定光柵上，第一定位標(biāo)記由光電轉(zhuǎn)化芯片的多個增量碼道之間的光窗分界線構(gòu)成。

作為優(yōu)選，所述第一定位標(biāo)記與所述第二定位標(biāo)記幾何相似。

作為優(yōu)選，所述第一定位標(biāo)記的尺寸大于所述第二定位標(biāo)記的尺寸。

作為優(yōu)選，所述第一定位標(biāo)記包括縱向標(biāo)記線A和與所述縱向標(biāo)記線A交叉設(shè)置的橫向標(biāo)記線A。

作為優(yōu)選，所述第二定位標(biāo)記包括縱向標(biāo)記線B和與所述縱向標(biāo)記線B交叉設(shè)置的橫向標(biāo)記線B。

作為優(yōu)選，所述縱向標(biāo)記線A和所述縱向標(biāo)記線B為直線，所述橫向標(biāo)記線A和所述橫向標(biāo)記線B為弧線。

作為優(yōu)選，所述縱向標(biāo)記線A的長度大于所述縱向標(biāo)記線B的長度、和/或所述橫向標(biāo)記線A的長度大于所述橫向標(biāo)記線B的長度。

作為優(yōu)選，所述第二定位標(biāo)記沿所述定光柵的多組增量碼道之間的光窗分界線設(shè)置。

作為優(yōu)選，所述定光柵的各絕對碼道在所述定光柵的縱向方向上交錯地設(shè)置。

本實用新型還提供了一種光電編碼器，包括上述的光電轉(zhuǎn)化芯片與定光柵的貼合結(jié)構(gòu)。

當(dāng)光電轉(zhuǎn)化芯片與定光柵之間進(jìn)行貼合時，只需要將第一定位標(biāo)記與第二定位標(biāo)記幾何重合，即便實現(xiàn)兩者之間的精確貼合,進(jìn)而保證了光電編碼器的測量精度和工作可靠性，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低的特點。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的光電轉(zhuǎn)化芯片的接收端面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例的定光柵的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1、第一定位標(biāo)記；2、第二定位標(biāo)記；3、增量碼道；4、增量碼道；5、絕對碼道；6、絕對碼道。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對本實用新型的限定。

現(xiàn)有技術(shù)中，通用的光電轉(zhuǎn)化芯片上沒有專門的位置標(biāo)記，當(dāng)定光柵要與這樣的光電轉(zhuǎn)化芯片進(jìn)行貼合時，沒有任何的位置參照，加工時完全不知道兩者的位置是否配合上了或配合到何種程度了，因此，現(xiàn)有技術(shù)無法對光電轉(zhuǎn)化芯片與定光柵進(jìn)行準(zhǔn)確的貼合。

本實用新型提供了一種光電轉(zhuǎn)化芯片與定光柵的貼合結(jié)構(gòu)，以解決無位置標(biāo)記的通用光電轉(zhuǎn)化芯片與定光柵的位置精確貼合問題，從而降低光電轉(zhuǎn)換芯片與定光柵的貼合難度、提高光電編碼器的測量精度、保證光電編碼器在應(yīng)用過程中的可靠性。

如圖1和圖2所示，為了實現(xiàn)準(zhǔn)確地貼合，本實用新型中的該貼合結(jié)構(gòu)采用了兩個定位標(biāo)記，即第一定位標(biāo)記1和第二定位標(biāo)記2，其中，第一定位標(biāo)記1形成在光電轉(zhuǎn)化芯片上，第二定位標(biāo)記2形成在定光柵上。其中，所述第一定位標(biāo)記1由所述光電轉(zhuǎn)化芯片的多個增量碼道3之間的光窗分界線構(gòu)成，這樣本實用新型中的第一定位標(biāo)記1是由半導(dǎo)體廠商在制作光窗后由其光窗邊界自然形成的，無需要另外在光電轉(zhuǎn)化芯片上設(shè)置特別的定位標(biāo)記。貼合時，第一定位標(biāo)記1與第二定位標(biāo)記2相互配合使用，只要使這兩個定位標(biāo)記以預(yù)定的方式對準(zhǔn)，即可實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化芯片與定光柵的準(zhǔn)確貼合。

可見，采用上述技術(shù)方案，當(dāng)光電轉(zhuǎn)化芯片與定光柵之間進(jìn)行貼合時，只需要將第一定位標(biāo)記1與第二定位標(biāo)記2幾何重合，其中，重合的范圍和程度越大，則對應(yīng)光柵貼合的位置就越準(zhǔn)確。當(dāng)兩者重合面積達(dá)到最大時，在某種程度上便可認(rèn)為兩者之間的相對位置完成了精確貼合,進(jìn)而保證了光電編碼器的測量精度和工作可靠性，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低的特點。

第二定位標(biāo)記2可以是形成在定光柵上的凹槽或凸起，也可以是印刷在定光柵上的印刷層。

由于第一定位標(biāo)記1是由半導(dǎo)體廠商在制作光窗后由其光窗邊界自然形成的，因此通過第一定位標(biāo)記1與第二定位標(biāo)記2的配合，使得可在通用的光電轉(zhuǎn)化芯片上即使沒有任何的位置標(biāo)記，也能保證了光電轉(zhuǎn)化芯片與定光柵的精確位置配合。

為了方便對位，本實用新型優(yōu)選使第一定位標(biāo)記1與第二定位標(biāo)記2的形狀幾何相似，例如，如果是十字形，那么第一和第二定位標(biāo)記均為十字形，只是在大小方面不同。當(dāng)然，也可以采用非幾何相似的形狀，例如采用凹陷和凸起相配合的結(jié)構(gòu)。顯然，第一定位標(biāo)記1和第二定位標(biāo)記2也可以采用不同的形狀，例如，第一定位標(biāo)記1采用類十字形，而第二定位標(biāo)記2則采用圓形等，均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。

更為優(yōu)選地，第一定位標(biāo)記1的尺寸大于第二定位標(biāo)記2的尺寸。這樣，在對位貼合時，可以將通過將尺寸較小的第二定位標(biāo)記2完全重疊于尺寸較大的第一定位標(biāo)記1的范圍之內(nèi)時，則可取得最大的重合面積。如果第二定位標(biāo)記2的尺寸稍大于第一定位標(biāo)記1的尺寸，那么該類十字狹縫就會延伸到光窗里面，從而使一些不希望的光入射到光窗內(nèi)，造成光信號誤差。

在一個實施例中，本實用新型的第一定位標(biāo)記1和第二定位標(biāo)記2采用十字形或類十字形的結(jié)構(gòu)。第一定位標(biāo)記1包括縱向標(biāo)記線A和與縱向標(biāo)記線A交叉設(shè)置的橫向標(biāo)記線A。優(yōu)選地，第二定位標(biāo)記2包括縱向標(biāo)記線B和與縱向標(biāo)記線B交叉設(shè)置的橫向標(biāo)記線B。

在類十字形結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選地，縱向標(biāo)記線A和縱向標(biāo)記線B為直線，橫向標(biāo)記線A和橫向標(biāo)記線B為弧線，當(dāng)然，縱向標(biāo)記線A和縱向標(biāo)記線B、橫向標(biāo)記線A和橫向標(biāo)記線B也可均為弧線。在十字形結(jié)構(gòu)中，縱向標(biāo)記線A和縱向標(biāo)記線B、橫向標(biāo)記線A和橫向標(biāo)記線B均為直線，且橫向標(biāo)記線A與縱向標(biāo)記線A垂直、橫向標(biāo)記線B與縱向標(biāo)記線B垂直。

為了使第一定位標(biāo)記1的尺寸大于第二定位標(biāo)記2的尺寸，在上述實施例中，可使縱向標(biāo)記線A的長度大于縱向標(biāo)記線B的長度、和/或橫向標(biāo)記線A的長度大于橫向標(biāo)記線B的長度，從而構(gòu)成兩個幾何相似的圖案。

如圖1所示，光電轉(zhuǎn)化芯片包括四個增量碼道3的“狹縫”，在增量碼道3的上下方分別設(shè)置有多個絕對碼道6的“狹縫”，其中，這四個增量碼道3布置成2X2的矩陣，從而其光窗邊界線形成一個類十字形，此時本實用新型中的第一定位標(biāo)記1可以為該光窗分界線形成的類十字形。

如圖2所示，定光柵包括四組增量碼道4、以及位于這四組增量碼道4的上方及下方的絕對碼道5。其中，四組增量碼道4形成縱向和橫向的光窗分界區(qū)域，而第二定位標(biāo)記2沿定光柵的多組增量碼道4之間的光窗分界線設(shè)置。

如圖2所示，優(yōu)選地，定光柵的各絕對碼道5在定光柵的縱向方向上交錯地設(shè)置。這樣，可避免各個絕對碼道之間的相互影響，使各絕對碼道分散排列在定光柵幾何中心的兩側(cè)，而不是集中排列在一條線上。

本實用新型還提供了一種光電編碼器，包括上述的光電轉(zhuǎn)化芯片與定光柵的貼合結(jié)構(gòu)。

當(dāng)然，以上是本實用新型的優(yōu)選實施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型基本原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本實用新型的保護(hù)范圍。