一种反射式编码器标志板的制作方法

1.本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及到一种反射式编码器标志板。


背景技术：

2.在电子技术领域中，旋转和线性编码器对于控制各种机器的旋转、移动和速度是不可或缺的，如自动化技术和机器人。以编码器工作原理可分为:光电式、磁电式和触点电刷式，而光电式编码器分两种：透射光型和反射光型。透射光式的基底材料，对于高精度的要求是玻璃，而对于其他要求，如抗震性，则是不锈钢或镍或其复合材料。也可以提供其他材料，如薄膜和树脂。反射式码盘是一种通过光电转换将输出轴上的机械集合位移量转换成脉冲或数字量的传感器。目前光学反射式存在精度不够、表面平整度差和易受温度影响等问题。
3.综上所述，提供一种精度更高，且表面更加平整，可有效地防止信号干扰的反射式编码器标志板，是本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

4.本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种反射式编码器标志板，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种反射式编码器标志板，包括：金属基板和防反射涂层，所述防反射涂层直接涂覆在所述金属基板上，并形成各种图案。
6.进一步地，所述防反射涂层的材料是氧化铬。
7.更进一步地，所述防反射涂层厚度基本厚度为光源波长λ的 1/4。
8.进一步地，所述金属基板是不锈钢或铝或其他合金金属或覆盖有反射性金属薄膜的玻璃板或覆盖有反射性金属薄膜的树脂板。
9.进一步地，所述金属基板的形状为圆形或条形或其他形状，例如扇形。
10.进一步地，所述涂覆方式为蒸镀。
11.从上述的技术方案可以看出，本实用新型的有益效果是：本实用新型精度更高，且表面更加平整，可有效地防止信号干扰，制作成本较低。
12.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，下文中将结合附图对实施本实用新型的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本实用新型的特征和优点。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下文将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。
14.图1为本实用新型一种反射式编码器标志板的结构示意图。
15.图2为本实施例中防反射涂层和金属基板的光反射示意图。
16.图3为本实施例中防反射涂层和金属基板的反射光波形示意图。
17.图4为本实施例中图案制作过程示意图。
18.图5为本实施例中反射式编码器标志板成形处理过程示意图。
19.图6为本实施例中传统的金属反射式编码器标志板的典型制造过程示意图。
20.附图标记：金属基板1、防反射涂层2、防反射涂层表面反射光3、基板表面反射光4。
具体实施方式
21.为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.本实用新型提供了一种精度更高，且表面更加平整，可有效地防止信号干扰的反射式编码器标志板。它是在不锈钢、铝和合金的表面上直接用抗反射涂层形成各种图案的编码，来用于旋转型和直线型的反射型编码器(增量型/绝对型)的金属标志板。如图1所示，该装置包括：金属基板1和防反射涂层2，所述防反射涂层2 直接涂覆在所述金属基板1上，并形成各种图案，其中，所述涂覆方式为蒸镀。所述防反射涂层2的材料是氧化铬，在薄膜的情况下，氧化铬是一种浅黄色、近乎透明的金属。
23.所述防反射涂层2厚度基本厚度为光源波长λ的1/4。
24.如图2所示，光具有在表面反射特性，来自光源的光在反射式编码器标志板上经过反射形成防反射涂层2表面的反射光和金属基板1表面的反射光这两个反射光。透过防反射涂层2的光线到达金属基板1表面，此时与防反射涂层2表面的反射光有1/4λ的延迟。从金属基板1表面反射的光穿过防反射涂层2，并进一步延迟了1/4 λ。1/4λ+1/4λ＝1/2λ，即来自基材表面的反射光和来自防反射涂层2表面的反射光有1/2λ的相位差。如图3所示，1/2λ波长的相位相互干扰和抵消。因此，防反射涂层2是通过真空镀膜氧化铬 (cro3)形成的，膜厚以照射光源波长的1/4λ为基准，根据所使用的照射光源的波长和角度，通过调整防反射涂层2的厚度，可以进行优化。
25.所述金属基板1是不锈钢或铝或其他合金金属或覆盖有反射性金属薄膜的玻璃板或覆盖有反射性金属薄膜的树脂板，其他合金金属包括具有金属反射特性的合金金属。所述金属基板1的形状为圆形或条形或扇形等其他形状。
26.在本实施例中，该反射式编码器标志板是在不锈钢或铝或其他合金金属或覆盖有反射性金属薄膜的玻璃板或覆盖有反射性金属薄膜的树脂板的金属表面上直接用防反射涂层形成各种图案，来用于旋转型和直线型的反射式编码器(增量型/绝对型)的标志板。
27.在所述金属基板1上涂覆防反射涂层2，并形成各种图案时，有两种涂覆过程，分别为过程一：如图4中a所示，首先准备金属基板1；然后在所述金属基板1的一个表面涂覆一层防反射涂层2，所述防反射涂层2是通过蒸镀氧化铬形成的，且厚度约为光源波长λ的1/4；在必要区域再涂覆一层光刻胶；最后通过光蚀刻只去除不必要区域的部分，去除光刻胶形成最终图案。
28.过程二：如图4中b所示，准备金属基板1；然后在所述金属基板1的一个表面的不必要区域涂覆一层光刻胶，然后在该表面上涂覆一层防反射涂层2，所述防反射涂层2是通过蒸镀一层氧化铬形成的，且厚度约为光源波长λ的1/4；所述光刻胶厚度大于所述防反射涂层2的厚度；最后去除光刻胶形成最终图案。
29.上述过程中，所述必要区域为金属基板1上最终保留防反射涂层2的区域。不必要区域和必要区域构成最终图案。
30.在上述两种涂覆过程的基础上还公开了两种基板成型处理过程：过程一为：在准备金属基板1之前，需要将金属基板1通过激光或冲压加工成所需形状。
31.过程二为：在准备金属基板1之前，需要创建好指定尺寸和形状，在图案制作成功后，再通过激光或冲压将其加工成所需的形状。
32.如图6所示，传统的金属反射式编码器标志板的典型制造过程一为：参考图6中a,通过对不锈钢、镍或其合金(但也有薄膜和树脂)的薄板表面进行蚀刻形成凹陷，并将低反射率的涂料(氧化铜等)嵌入(填充)凹陷中，由于金属表面被蚀刻到油漆嵌入的深度，所以精度不高，而且由蚀刻产生的台阶反射可能会产生干扰信号。
33.过程二为：参考图6中b,以pvc等树脂材料为基底，在表面沉积铝等反射膜，在反射膜的上面主要通过印刷形成非反射膜，该非反射膜相当于防反射涂层。而这种材料的热膨胀系数很高，容易受高温影响，它虽有不易碎的优点，成本也比较低，但却有平整度差的缺点。
34.本技术的金属反射式编码器标志板的防反射涂层厚度是以光源波长的λ/4的厚度为基础的，所以它非常薄，不存在因厚度而产生的不规则的反射，即在厚度差异处没有漫反射引起的干扰。薄膜的厚度使其有可能制造传统方法难以制造的精细图案，图案线条之间缝隙宽度可以小到0.01毫米，使其有可能制造出高清晰度图案。由于图案是直接在金属表面创建的，所以结构和制造过程都很简单。而通过使用金属作为基材，使其具有良好的抗震性和耐温度变化的特性。通过在金属表面直接沉积抗反射膜，并通过光刻法形成图案，可以实现高精度和低成本。
35.反射式编码器标志板的要求是反光部分(金属基板上未涂有防反射涂层部分)和阴影部分(涂有防反射涂层的部分)之间的亮度比(对比度)更大，从暗处到亮处以及从亮处到暗处的过渡更加清晰，这样会使得检测精度更高。
36.而传统反射式编码器标志板的阴影部分的反射率一般低于 10％，在本技术中，通过使用防反射涂层，反射率一般低于2％，而金属基板材质如果是不锈钢(304)的镜面，反射率约为65％左右，则传统反射式编码器标志板与本技术中反射式编码器标志板的亮度比值分别为6.5：1和32.5：1；当金属基板材质是铝时，铝的反射率约为80-85％左右，则传统反射式编码器标志板与本技术中反射式编码器标志板的亮度比值分别约为8.5：1和42.5：1，以其他金属为例，也可以得到同样的具有优势的对比结果。且由于该涂层非常薄，而且直接沉积在基板表面，因此明暗之间的过渡比传统方法要清晰得多。
37.应当说明的是，本实用新型所述的实施方式仅仅是实现本实用新型的优选方式，对属于本实用新型整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本实用新型的保护范围之内。