一种绝对式光电码盘及光电编码器技术领域
本发明属于光电数字化检测领域，具体涉及一种绝对式光电码盘及光电编码器。
背景技术
光电码盘是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，可以高精度测量被测物体的转
角或直线位移量。它将输入给转轴的角度量(几何位移量)，利用光电转换原理转换成相
应的电脉冲或数字量，以供计算机计算出角度信息(位移信息)。但传统的绝对式光电码
盘其代码刻度盘大都采用了对整个圆周的全编码，每一码道为同一分辨率编码，使得码盘
体积大、分辨率低，不适于高精度测量、小空间安装的使用需求。为了适应现代日益发展
的高精度、小型化测量技术要求，需对传统的光电码盘刻度盘进行技术创新，在同样半径
尺寸的编码刻度盘上实现多数位、高分辨率编码，以达到提高光电码盘测量精度和分辨
率的目的。
发明内容
本发明提供了一种绝对式光电码盘及光电编码器，以解决现有传统的绝对式光电码盘
体积大、分辨率低，不适于高精度测量、小空间安装使用需求的问题。
为解决上述技术问题，本发明的绝对式光电码盘上设有若干个同心码道，所述码盘按
角度平均分为M个区，M>＝2，至少一个码道于各个区中被按照设定编码规则设置为不同
精度的编码格栅。
各个区中具有不同精度的编码格栅的码道位于码盘外围。
越靠近码盘圆心，码道所代表编码的位数越高。
所述设定编码规则为格雷码。
所述码盘上设有6个同心码道，M＝4。
本发明的绝对式光电编码器包括绝对式光电码盘和光电检测装置，所述光电检测装置
包括发光器件和感光器件，其特征在于，所述码盘上设有若干个同心码道，所述码盘按角
度平均分为M个区，M>＝2，至少一个码道于各个区中被按照设定编码规则设置为不同精
度的编码格栅，所述每个区对应设置有一个光电检测装置。
各个区中具有不同精度的编码格栅的码道位于码盘外围。
越靠近码盘圆心，码道所代表编码的位数越高。
所述设定编码规则为格雷码。
所述码盘上设有6个同心码道，M＝4。
本发明的有益效果是：本发明的绝对式光电码盘及光电编码器利用分区编码技术，实
现码盘在各个区内具备不同分辨率的刻度编码，以提高绝对式光电码盘测量精度，在不增
加光电码盘体积的情况下，使得光电码盘数字信息数位多、分辨率高、测量精度高，并且
本发明绝对式光电码盘及光电编码器的设计简单、易于工程实现。
附图说明
图1为传统的6码道码盘编码窗口分布图；
图2为光电码盘的4个分区分布图；
图3为本实施例中对光电码盘进行分区编码设计的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的方法进行详细说明。
绝对式光电码盘实施例
1、在绝对式光电码盘上均匀划分出半径不同的6个同心码道，利用使其透光与不透光
的方法实现对该码道的编码，编码规则按格雷码变换规律实现。传统的6位光电码盘码道
分布关系如图1所示，注意图中的各窗口分布按整个圆周均匀分布，每一码道代表一位信
息；
2、将码盘平均分为四个区，采用码道压缩技术在不同区上对同一码道进行不同分辨
率的数位编码，见图2所示；
3、从圆心算起对第1、2、3、4码道按格雷码进行整个圆周完全编码，覆盖完整的四
个象限，编码规律按格雷码变换规律实现，与图1中传统码盘编码方法完全一致，图中所
示窗口为透光窗口，其它为不透光部分；
4、从圆心算起对第5码道分区按格雷码进行编码，在第1区的编码对应12位格雷码
中第5位，在第2区的编码对应12位格雷码中第7位，在第3区的编码对应12位格雷码
中第9位，在第4区的编码对应12位格雷码中第11位；
5、从圆心算起对第6码道分区按格雷码进行编码，在第1区的编码对应12位格雷码
中第6位，在第2区的编码对应12位格雷码中第8位，在第3区的编码对应12位格雷码
中第10位，在第4区的编码对应12位格雷码中第12位，该码道透光窗口及不透光间隔
占有的角度均为0.17578125°；
6、图2中第1、2、3、4码道的代码读数作为码盘的第1～4位编码，第5、6码道在第一
区内的编码作为码盘的第5～6位编码，在第二区内的编码作为码盘的第7～8位编码，在第三
区内的编码作为码盘的第9～10位编码，在第四区内的编码作为刻度盘的第11～12位编码；
作为其他实施方式，光电码盘上可均匀划分出半径不同的7个同心码道，从圆心算起
对第1、2、3、4码道按格雷码进行整个圆周完全编码。
从圆心算起对第5码道分区按格雷码进行编码，在第1区的编码对应16位格雷码中
第5位，在第2区的编码对应16位格雷码中第8位，在第3区的编码对应16位格雷码中
第11位，在第4区的编码对应12位格雷码中第14位；
从圆心算起对第6码道分区按格雷码进行编码，在第1区的编码对应16位格雷码中第
6位，在第2区的编码对应16位格雷码中第9位，在第3区的编码对应16位格雷码中第
12位，在第4区的编码对应16位格雷码中第15位。
从圆心算起对第7码道分区按格雷码进行编码，在第1区的编码对应16位格雷码中第
7位，在第2区的编码对应16位格雷码中第10位，在第3区的编码对应16位格雷码中第
13位，在第4区的编码对应16位格雷码中第16位。
第1、2、3、4码道的代码读数作为码盘的第1～4位编码，第5、6、7码道在第一区
内的编码作为码盘的第5～7位编码，在第二区内的编码作为码盘的第8～10位编码，在第
三区内的编码作为码盘的第11～13位编码，在第四区内的编码作为码盘的第14～16位编码。
作为其他实施方式，在绝对式光电码盘上可均匀划分出半径不同的6个同心码道，从
圆心算起对第1、2、3码道按格雷码进行整个圆周完全编码；
从圆心算起对第4码道分区按格雷码进行编码，在第1区的编码对应15位格雷码中
第4位，在第2区的编码对应11位格雷码中第7位，在第3区的编码对应11位格雷码中
第10位，在第4区的编码对应11位格雷码中第13位；
从圆心算起对第5码道分区按格雷码进行编码，在第1区的编码对应15位格雷码中第
5位，在第2区的编码对应15位格雷码中第8位，在第3区的编码对应15位格雷码中第
11位，在第4区的编码对应15位格雷码中第14位。
从圆心算起对第6码道分区按格雷码进行编码，在第1区的编码对应15位格雷码中第
6位，在第1区的编码对应15位格雷码中第9位，在第3区的编码对应15位格雷码中第
12位，在第4区的编码对应15位格雷码中第15位。
第1、2、3码道的代码读数作为码盘的第1～3位编码，第4、5、6码道在第一区内的
编码作为刻度盘的第4～6位编码，在第二区内的编码作为码盘的第7～9位编码，在第三区
内的编码作为码盘的第10～12位编码，在第四区内的编码作为码盘的第13～15位编码。
作为其他实施方式，光电码盘上按照角度可划分为2、3、5个区等等。
本实施例中设计的光电码盘优选格雷码编码规则，格雷码编码规则使得码盘在转到相
邻区域时，编码中只有一位发生变化，消除了产生粗大误差的可能。作为其他实施方式，
代码刻度盘还可采用8421码、葛莱码等编码规则。
本实施例的光电码盘采用的分区编码技术原理简单、便于实现，在工业应用中有着广
泛的使用前景，尤其在对体积有严格限制的光电类产品设计中能够得到广泛地应用。
绝对式光电编码器实施例
本实施例中的光电编码器采用上述实施例中的绝对式光电码盘，这里不再详细阐述绝
对式光电码盘的具体结构，光电编码器还包括光电检测装置，光电检测装置包括发光器件
和感光器件。在光电码盘应用设计中，对分区编码的码道的编码读数时，只要将发光器件
和感光器件与光电码盘的各个分区对应对称分布，就可以保证同时将代表角度信息的编码
确定下来，即在读数时，将各个光电检测转置的读数按照编码所代表位数组合起来，即可
得到光电编码器的读书。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思
路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形
的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对
实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。