專(zhuān)利名稱(chēng)：激光光盤(pán)式角位移傳感器的制作方法
激光光盤(pán)式角位移傳感器屬精密儀器技術(shù)領(lǐng)域。
目前，用以作為角位移傳感器進(jìn)行角度的測(cè)量及定位的主要有計(jì)量光柵、各類(lèi)編碼器(包括光由式、電磁式、接觸式、靜電容量式、感應(yīng)同步器，旋轉(zhuǎn)變壓器和磁柵等)以及激光干涉定位測(cè)量等。(《精密儀器設(shè)計(jì)》，清華大學(xué)出版社，1991年)。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種高精度、高可靠性、低成本、小體積和便于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的角位移傳感器。
激光光盤(pán)式角度位移傳感器是基于激光唱機(jī)(Compact Disc Player)的激光唱頭——光學(xué)拾訊頭(Optical Pickup)對(duì)激光唱片信號(hào)的讀取原理而設(shè)計(jì)的。
如

圖1所示，激光唱片攜帶的音樂(lè)信息是由刻蝕在唱片上的許多信號(hào)凹坑所組成，這些信號(hào)凹坑寬度為0.5μm，深度為0.11μm，長(zhǎng)度為0.9-3.3μm不等，呈細(xì)長(zhǎng)形。它們沿圓周方向呈同心螺旋線分布。
如圖2所示，激光唱頭發(fā)射出一束直徑1.0μm的激光光束射在激光唱片上，再反射回激光唱頭。若激光束射在信號(hào)凹坑上，由于發(fā)生散射，反射回去的光量少，激光唱頭中光檢測(cè)器(光敏二極管)無(wú)信號(hào)輸出；反之，光束射在沒(méi)有信號(hào)凹坑的地方(即平面上)，則入射光被全部反射回去，光檢測(cè)器有信號(hào)輸出，如圖3所示。由此可構(gòu)成電的數(shù)字信號(hào)(0或1)。這就是激光唱頭對(duì)激光唱片的讀取原理。
基于上述原理的激光光盤(pán)式角位移傳感器，從結(jié)構(gòu)上由兩部份組成。一部份為激光唱機(jī)的光學(xué)拾訊頭，另一部份為反射光盤(pán)。這里，反射光盤(pán)上信號(hào)凹坑的刻蝕格式則完全不同于用于播放音樂(lè)的激光唱片格式。反射光盤(pán)的信號(hào)凹坑呈輻射狀沿徑向分布(與圓光柵似)，如圖4所示。制造反射光盤(pán)的材料則與激光唱片相同，制造工藝過(guò)程如下1.取準(zhǔn)備就緒的、用作制造激光唱片母盤(pán)的玻璃圓盤(pán)。
2.利用圓光柵的刻蝕工藝，按照分辨率、精度要求，對(duì)玻璃圓盤(pán)進(jìn)行圓光柵方式刻蝕。
3.后續(xù)工藝過(guò)程與激光唱片制造工藝過(guò)程完全一致。
通過(guò)這樣一個(gè)圓光柵的刻蝕方與激光唱片制造相結(jié)合的過(guò)程，得到一個(gè)體積大小、物理特性與激光唱片一致，信號(hào)刻蝕式與圓光柵一致的反射光盤(pán)。當(dāng)反射光盤(pán)與光學(xué)拾訊頭有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光學(xué)拾訊頭則輸出強(qiáng)弱交替變換的信號(hào)，通過(guò)對(duì)此信號(hào)的處理，可以得到角位移信息。
激光光盤(pán)式角位移傳感器可達(dá)很高的精度，能夠方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，工作可靠，對(duì)環(huán)境要求不高；由于激光唱機(jī)，激光唱片的生產(chǎn)技術(shù)成熟、生產(chǎn)規(guī)模大，可以很大程度地降低生產(chǎn)成本，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方式是，購(gòu)買(mǎi)激光唱機(jī)生產(chǎn)廠家的光學(xué)拾訊頭及支持光學(xué)拾訊頭正常工作的集成電路芯片，向激光唱片母板制造廠家購(gòu)買(mǎi)玻璃圓盤(pán)，到圓光刻蝕單位刻蝕制作，再由激光唱片生產(chǎn)廠家由玻璃圓盤(pán)制造生產(chǎn)反射光盤(pán)；按照實(shí)際情況和要求安裝調(diào)整光學(xué)撿訊頭與反射光盤(pán)，設(shè)計(jì)細(xì)分電路和后續(xù)處理電路，即構(gòu)成激光光盤(pán)式角位移傳感器。
權(quán)利要求
激光光盤(pán)式角位移傳感器所依據(jù)的工作原理是激光唱機(jī)光學(xué)拾訊頭對(duì)激光唱片信號(hào)讀取原理。它是由激光唱機(jī)所用的光學(xué)拾訊頭(Optical Pick-up)和反射光盤(pán)組成；反射光盤(pán)的制造的工藝過(guò)程是圓光柵制作與激光唱片制作相結(jié)合的工藝過(guò)程，請(qǐng)求保護(hù)的范圍如下1.基于激光唱機(jī)光學(xué)拾訊頭對(duì)激光唱片信號(hào)讀取原理而設(shè)計(jì)的角位移傳感器。2.以激光唱機(jī)光學(xué)拾訊頭作為角位移傳感器的信號(hào)讀取部份。3.以用作制造激光唱片母板的玻璃圓盤(pán)，利用圓光柵刻蝕工藝刻蝕信號(hào)，利用激光唱片生產(chǎn)材料及生產(chǎn)工藝來(lái)制造角位移傳感器反射光盤(pán)。
全文摘要
激光光盤(pán)式角位移傳感器，屬于精密儀器技術(shù)領(lǐng)域。它是基于激光唱機(jī)(Compact Dist Playet)的激光唱頭——光學(xué)拾訊頭(Optical Pickup)對(duì)激光唱片的讀取原理，由反射光盤(pán)和激光唱機(jī)所用的光學(xué)拾訊頭兩部分組成。反射光盤(pán)的制造工藝過(guò)程是圓光柵刻蝕的工藝和激光唱片制造工藝相結(jié)合的工藝過(guò)程，即是利用制造激光唱片母盤(pán)的玻璃圓盤(pán)，采用刻蝕圓光柵的方法進(jìn)行刻蝕，然后以此作為母盤(pán)，用制造激光唱片的方法進(jìn)行制造。激光光盤(pán)式角位移傳感器可用于角度的測(cè)量及定位，用作數(shù)字化角位移傳感器，編碼器等。
文檔編號(hào)G01B11/26GK1134542SQ9511133
公開(kāi)日1996年10月30日 申請(qǐng)日期1995年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月27日
發(fā)明者胡柳嘉, 張家裕 申請(qǐng)人:胡柳嘉