透射式和反射式碼盤：光從哪裡走

透射式碼盤讓光穿過去，光源和接收器分在碼盤兩側；反射式碼盤把光反射回來，光源和接收器在同一側。光路不同，對基材、讀數頭、裝配空間和表面品質的要求也不同。本文用一張對比表把兩者講清楚。

同樣是光電編碼器，有的讀數頭像一把叉子，把碼盤夾在中間；有的讀數頭只是一塊小板，貼在碼盤一側。區別在於光走的路線：一種讓光穿過碼盤，一種讓碼盤把光反射回來。

透射式：光穿過碼盤

透射式的光源和接收器分在碼盤兩側。LED 發出的光經準直透鏡變成近似平行光，照到碼盤上：刻線不透光，縫隙透光。穿過碼盤的光再經過指示光柵，落到光電接收器上，見圖1左。

這種結構對基材的第一個要求是透光。玻璃碼盤最常見，刻線是鍍在玻璃上的鉻；PC 碼盤也屬於這一類。刻線“夠不夠黑”用光學密度衡量，例如 OD 3 表示只透過 0.1% 的光。

因為光要穿過整片碼盤，基材兩個表面的劃傷、汙漬、氣泡都可能影響訊號，所以兩面都要乾淨。讀數頭要在碼盤兩側都佔空間，通常做成叉形，或者光源和接收器分別裝在碼盤上下。

反射式的光源和接收器在碼盤同一側，常常裝在同一塊電路板上。光斜著照到碼盤，打在反射區就鏡面反射回接收器，打在非反射區就被吸收或散射掉，見圖1右。

碼盤基材不需要透光，不鏽鋼等金屬很常見，也有在玻璃上做反射圖形的。決定訊號好壞的，是反射區和非反射區的反射率之差。

有一個有意思的幾何關係：按幾何光學近似，點光源和接收器在同一平面時，碼盤圖形反射到接收面上會放大約 2 倍。所以反射式讀數頭裡，接收面上的指示光柵節距約是碼盤節距的 2 倍，圖1右也是按這個關係畫的。

反射式對碼盤表面更挑剔。反射面傾斜一個角度，反射光就偏轉兩倍的角度，比如傾斜 0.1°，反射光偏 0.2°；表面的指紋、油膜會直接改變反射率。因此平面度、清潔度和讀數間隙都要控制好。

透射式玻璃碼盤精度高、線數可以做得多，常見於高解析度的伺服馬達編碼器和測角場合。

反射式金屬碼盤抗衝擊和振動，又能做得薄，適合軸向空間緊張、振動較大的裝置，以及碼盤和讀數頭分開供貨、由使用者自己裝配的模組式編碼器。

這只是常見搭配，不是絕對的分界。選哪種，還要看解析度、安裝空間、環境和成本，建議在設計初期就和碼盤廠、讀數頭方案一起確定。

透射式讓光穿過碼盤，光源和接收器分在兩側，基材必須透光；反射式讓光反射回來，光源和接收器在同一側，結構更薄，但對碼盤表面狀態更敏感。弄清光從哪裡走，就知道碼盤的哪些引數需要重點控制。

關於我們：晶正光電專注編碼器碼盤研發製造，玻璃、金屬、PC 碼盤均可按圖客製。

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