DE3909767A1 - Vorrichtung zum erzeugen von positionsinformationen sowie kodierer hierfuer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Positionsinformationen mit einer Spur, auf der M-serielle Kodemuster zur Ablesung durch Sensoren angeordnet sind, um abso­ lute Positionsinformationen zu erzeugen, sowie einen für die Ver­ wendung mit dieser Vorrichtung geeigneten Kodierer.

Vorrichtungen zur Erzeugung absoluter Positionsinformationen wie Absolutkodierer sind vorteilhafterweise in der Lage, Positions­ informationen in einer beliebigen Lage ohne Aufzählen von einer Bezugspositions aus, wie in einem Schrittdekoder erforderlich, zu erzeugen.

Bei geforderter hoher Auflösung der erzeugtenPositionsinformatio­ nen muß ein Absolutkodierer jedoch mit einer höheren Anzahl von Kodespuren ausgeführt werden. Dadurch wächst nachteiligerweise bspw. auch der Durchmesser der Vorrichtung.

Ein Aboslutwertdekoder der genannten Art weist gewöhnlich eine Mehrspur-Kodiereinrichtung auf und ist weiterhin dahingehend nachteilig, daß der erlaubte Versatz der Kodemarkierungen sehr klein ist, da hier das Produkt des Versatzes aller Spuren wirkt. Diese Toleranz muß für eine höhere Auslösung sehr gering sein. Der Absolutwertkodierer muß also präzisionsgefertigt werden, was seine Gesamtkosten unvermeidlich hoch macht.

Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, hat man eine gedrängt aufge­ baute, aber mit hoher Auflösung arbeitende Vorrichtung zum Erzeu­ gen von Positionsinformationen vorgeschlagen, die nach einem Kettenkodesystem wie bspw. einem M-seriellen Kode arbeitet, d.h. ein System mit maximallangen Folgen darstellt. Der Kettenkode wird dabei mit einer Umlaufsequenz aus bspw. 2 ^m-1 "1"-en und "0"-en gebildet, die zu 2 ^m unterschiedlichen Kodegruppen in Ein­ heiten von m angeordnet sind.

Eine solche Vorrichtung zur Erzeugung von Positionsinformationen unter Verwendung eines Kettenkodesystems ist bspw. aus der JA- Patentveröffentlichung 31-8 188 (Kokoku) bekannt. In dieser Vor­ richtung werden die die umlaufende Folge bildenden 2 ^m Kodes als Muster optischer oder magnetischer Änderungen oder Änderungen der Leitfähigkeit oder der elektrostatischen Kapazität ausgedrückt, die sich mit optischen oder magnetischen Sensoren bzw. solchen Sensoren lesen lassen, die Änderungen der Leitfähigkeit bzw. der elektrostatischen Kapazität erfassen können. Die Kodes sind auf einer Kodespur angeordnet und bilden einen Kodierer und sind den durch sie darzustellenden Positionen zugeordnet. Die nebeneinan­ derliegenden m Kodeelemente werden von den Sensoren sequentiell von dem Kodierer abgelesen, die die entsprechenden m-einheitigen Kodes erfassen und so die absolute Positionsinformation gewinnen. Eine solche Spur läßt sich bspw. auf einer drehenden Scheibe so anordnen, daß die Sensoren die Kodeelemente erfassen können. Man erhält so einen Positionskodierer.

Diese Anordnung ist aber dahingehend nachteilig, daß das zu er­ fassende Kodewort nicht eindeutig ist, wenn der Sensor sich auf der Grenzlinie zwischen aufeinanderfolgenden Kodeelementen der Spur befindet. In diesem Fall läßt sich eine einwandfreie Po­ sitionserfassung nicht erreichen. Diese Vorrichtung ist daher nicht praktikabel.

Um diesen Nachteil der bekannten Anordnung zu umgehen, hat man eine Vorrichtung vorgeschlagen (Nationale Veröffentlichung der JA-Patentanmeldung 61-5 02 512 (gem. PCT)), bei der der Kodierer eine Primärspur aus M-Sequenz-Kodes, eine Synchronisierspur sowie weiterhin Sensoren für die Primär- und die Synchronisierspur auf­ weist.

Bei diese Anordnung bewegen die Primärspur und die Sensoren sich relativ zueinander und eine Serie von Kodeelementen, die Kode­ wörter aus jeweils m Kodeelementen zur Darstellung der Positi­ onsinformation bilden, wird mittels der für die Primärspur vor­ gesehenen Sensoren ausgelesen. Bei dieser Vorrichtung wird die Positionsinformation gelesen, wenn m Kodelemente eines die Posi­ tionsinformation darstellenden Kodewortes erfaßt worden sind. Die Positionsinformation ist also nicht lesbar, bevor nicht minde­ stens die ein vollständiges Kodewort bildenden m Kodelemente er­ faßt worden sind - bspw. direkt zu Beginn eines Leseintervalls.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Lösung der oben beschriebenen Probleme bei der Schaffung einer Vorrichtung zum Erzeugen von Positionsinformationen, die eine hohe Auflösung bietet, kompakt aufgebaut ist und leicht erstellbare Kodelemente aufweist. Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Erzeugen von Positionsinformationen anzugeben, die auch unmittelbar nach dem Beginn des Lesevorgangs und posi­ tionsunabhängig zuverlässige Positionsinformationen liefert.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Kodie­ rer anzugeben, der für eine Vorrichtung zum Erzeugen von Positi­ onsinformationen geeignet ist, die mit hoher Auflösung arbeitet, kompakt ausgeführt ist und leicht herstellbare Kodeelemente auf­ weist.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Positionsinformationen mit einem Kodierer mit einer Primär­ spur, auf der M-Sequenz-Kodes eine Kette unterschiedlicher Kode­ wörter bilden, und mit einer Sensoranordnung, wobei eine Rela­ tivbewegung in Richtung der Primärspur zwischen dieser und ihrer Sensoranordnung möglich ist und zur Erzeugung der Positionsin­ formationen das Kodewort mittels der Sensoren von der Primärspur abgelesen wird. Diese Vorrichtung weist eine Sensorgruppe für die Primärspur, in der mehr Sensoren, als ein Kodewort Kodeelemente hat, über die Ausdehnung eines Kodewortes verteilt so angeordnet sind, daß auf jedes Kodeelement eines zu lesenden Kodewortes min­ destens ein Sensor gerichtet ist und dieses daher sicher erfaßt werden kann, eine Einrichtung zum Erfassen der Lage der Primär­ spur relativ zu deren Sensorgruppe sowie eine Sensorwahlschaltung auf, die aus der Sensorgruppe für die Primärspur für jedes Kode­ element einen Sensor auswählt, der es zu erfassen in der Lage ist, wobei die Wahl aufgrund des Erfassungssignals aus der die Relativstellung erfassenden Einrichtung erfolgt, und das Aus­ gangssignal des gewählten Sensors zur Auswertung durchschaltet.

Die M-Sequenz-Kodes der Primärspur bilden erfindungsgemäß bspw. eine sich wiederholende Folge von 2 ^m-1 "1"-en und "0"-en, die zu 2 ^m unterschiedlichen Kodes von m Einheiten angeordnet sind, wie oben beschrieben.

Wird bspw. ein Kodewort durch eine 3-stellige Binärzahl ausge­ drückt, wird eine Serie von M-Sequenzkodes gebildet durch eine Folge aus 2³ "1"-en (heller Teil) und "0"-en (schraffierter Teil), wie es die Fig. 1 zeigt. Haben die Kodelemente M P ₀ bis MP ₇ der Primärspur 11 (in dieser Reihenfolge) die Werte 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1 sind, erhält man eine Kette von acht verschiedenen Kodewörtern, d.h. (000), (001), (010), (101), (011), (111), (110) und (100).

Die die "1"-en und "0"-en darstellenden Kodeelemente sind in Zu­ ordnung zu den zum Erfassen derselben vorgesehenen Sensoren vor­ gesehen und angeordnet. Die Kodelemente können bspw. als physi­ kalische und/oder chemische Änderungen von Licht, Magnetismus, Leitfähigkeit, Druck usw. vorliegen. Handelt es sich um optische Elemente, können den "1"- und "0"-Werten helle bzw. dunkle Flä­ chenteile zugeordnet sein. Die die Kodemuster bildenden Kodeele­ mente sind unmittelbar auf einem die Positionsinformationen er­ zeugenden System angeordnet, bspw. auf einer drehbaren Scheibe oder eine nicht runden Spur durch Stanzen, Aufdrucken oder Be­ festigen; desgl. können sie indirekt als Blatt- oder Bandmaterial vorliegen, auf die sie aufgedruckt sind.

In der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der die Rela­ tivstellung erfassenden Einrichtung um eine Sekundärspur mit Unterscheidungselementen, die zyklisch entlang der Primärspur angeordnet sind, sowie eine Sensorgruppe, die unter Einhaltung einer gegebenen Lagezuordnung zur Sensorgruppe der Primärspur so angeordnet ist, daß sie die Unterscheidungselemente erfassen kann. Insbesondere ist diese Einrichtung so ausgebildet, daß je­ des Kodelement von der Sekundärspur und deren Sensorgruppe in Spurrichtung zu einer Vielzahl von Zonen unterteilt wird. Es wird also die relative Lage jedes Sensors der Primärspur-Sensorgruppe innerhalb des jeweiligen Kodeelements aus seiner Zuordnung zu den Teilzonen ermittelt.

Die Sekundärspur verläuft auf der Kodiereinrichtung entlang der Primärspur und weist zyklisch angeordnete Unterscheidungselemente auf, die den Kodeelementen der M-Sequenz-Kodes entlang der Pri­ märspur zugeordnet sind und jedes Kodeelement der M-Sequenz-Kodes der Primärspur in Spurrichtung zu einer Vielzahl von Zonen unter­ teilen.

Die Unterscheidungselemente der Sekundärspur sind vorzugsweise aus Kombinationen von "1"-en und "0"-en gebildet, um die Kode­ elemente der Primärspur gleichmäßig zu mehreren Zonen zu unterteilen. Die Form der Unterscheidungselemente wird entsprechend den für die Erfassung vorgesehenen Sensoren gewählt. Die Unterscheidungselemente können bspw. als physikalische oder chemische Änderungen bspw. des Lichts, des Magnetismus, der Leit­ fähigkeit oder des Drucks vorliegen. Vorzugsweise liegen sie in der gleichen Form wie die Kodeelemente der Primärspur vor.

Es gibt zahlreiche Kombinationen der Unterscheidungselemente ent­ sprechend der Anzahl der Unterteilungen. Ist die Anzahl der Un­ teilungen groß, kann die Sekundärspur zu einer Anordnung aus meh­ reren Sekundärspuren erweitert sein.

Sind die Kodeelemente M P ₀ bis MP ₇ der Primärspur einfach zu zwei Elementen mit der Bedeutung "1" und "0" unterteilt, handelt es sich bei der Sekundärspur um eine Spur, auf der die Unterschei­ dungselemente S P ₀ und SP ₁ aus "0"-en und "1"-en sich zyklisch wiederholen.

Bei einer großen Anzahl von Unterteilungen lassen sich bspw. n Spuren verwenden, um n-stellige Bitmuster darzustellen und sie den zu unterteilenden Elementen zuzuweisen. In diesem Fall sind die Bitmusterkombinationen vorzugsweise Gray-kodiert, damit nicht auf der Grenze zwischen zwei Mustern kein definierter Kode lesbar ist.

Die Anzahl der Unterteilungen durch die Sekundärspur bestimmt sich im Prinzip aus der Anzahl der für die Primärspur eingesetz­ ten Sensoren und insbesondere aus deren Abstand. Sind bspw. die Sensoren der Sensorgruppe für die Primärspur über eine Strecke gleich der Länge eines Kodewortes mit einer Teilung von (k-1) multipliziert mit der Teilung des Kodelements verteilt angeord­ net, unterteilt man die Sekundärspur k-fach, so daß jedes Kode­ element der Primärspur eindeutig erfaßt werden kann. In diesem Fall werden k Unterscheidungselemente verwendet.

Die Anzahl der Unterteilungen der Sekundärspur kann größer oder kleiner als die oben angegebene Zahl sein. Ist sie kleiner, kann man die Anzahl der Unterscheidungsmuster verringern; ist sie größer, erhält man eine bessere Auflösung.

In diesem Zusammenhang sei darauf verwiesen, daß, wenn die Anzahl der Unterteilungen durch die Sekundärspur allein geringer als die gewünschte Anzahl der Teilungen des Kodeelements ist, die Anzahl der Sensoren für die Sekundärspur erhöht werden und diese in un­ terschiedlichen Positionen entlang der Spur angeordnet werden können, um die Unterscheidungselemente der Sekundärspur zu er­ fassen. Auf diese Weise läßt sich die Anzahl der Unterteilungen erheblich erhöhen.

Im Prinzip können die auf der Primärspur erfaßten Kodeworte di­ rekt als Positionsinformation verwendet werden. Erfindungsgemäß kann man jedoch die unterscheidende Unterteilung der Kodeelemente durch die Sekundärspur und deren Sensoren dazu nutzen, Positions­ informationen aus der Verknüpfung der auf der Primärspur erfaßten Kodewörter mit den Ausgangssignalen der Sensorgruppe der Sekun­ därspur zu gewinnen. Letzteres ist zur Erhöhung der Auflösung be­ vorzugt.

Die Primär- und die Sekundärspur sind vorzugsweise auf dem glei­ chen Träger gleichartig ausgebildet. Die Ausgestaltung der Spuren hängt von dem Gegenstand ab, dessen Position zu erfassen ist. Bei einer drehenden Scheibe können die Primär- und die Sekundärspur konzentrisch angeordnet sein, wie in Fig. 1 gezeigt; im Fall von gradlinigen Spuren können sie parallel verlaufen.

Die Sensorgruppen für die Primär- und die Sekundärspur werden entsprechend den zu erfassenden Kodeelementen gewählt. Bspw. kann es sich - je nach den Kodeelementen - um optische, magnetische Druck- oder dergl. Sensoren handeln. Die Sensorgruppen können aus diskreten Sensoren oder in Hybrid- oder integrierter Form gebil­ det sein. Auch kann man beide Sensorgruppen zu einer Anordnung zusammenfassen.

Die Sensorgruppe für die Primärspur weist eine Anzahl von Sen­ soren auf, die um mindestens eins größer ist als die Anzahl der ein Kodewort bildenden Kodeelemente. Die Anzahl der Sensoren für die Sekundärspur ist unterschiedlich und hängt von der Anzahl der Unterteilungen und der Bitzahl der Unterscheidungselemente ab.

Der Abstand der Sensoren der Primärspur-Sensorgruppe ist kleiner als der der zugeordneten Kodeelemente. Im Einzelfall wird er von der vorgesehenen Anzahl von Sensoren und ihrer Anordnung be­ stimmt. Sind die Kodeelemente k-fach unterteilt, beträgt ihr Ab­ stand vorzugsweise das (k-1)-fache des unterteilten Abstands derselben.

Die Sekundärspur-Sensorgruppe enthält eine Vielzahl von Sensoren zum Erfassen der Unterscheidungselemente. Diese Sensoren sind vorzugsweise so angeordnet, daß das in mehrere Zonen zu untertei­ lende Kodeelement aus den Ausgangssignalen der Sensoren unter­ schieden werden kann.

Die Primär- und Sekundärspur-Sensorgruppen sind an eine bekannte Schaltung angeschlossen, die deren Ausgangssignale digitalisiert und verstärkt - bspw. einen Impulsformer. Das Ausgangssignal des Impulsformers steuert die Sensorwahlschaltung an.

Die Sensorwahlschaltung weist bspw. eine Schaltung auf, die mit einem Ein-Aus-Steuersignal und einer Torschaltung gesteuert außerhalb der Grenzbereiche zwischen den Kodeelementen der Pri­ märspur liegende Sensoren bzw. Sensoren auswählt, die in der Lage sind, gültige Kodeelemente zu erfassen, indem sie die Ausgangs­ signale der Sekundärspur-Sensorgruppe und der die Relativlage erfassenden Einrichtung als Steuersignale benutzt. Sie legt die Ausgangssignale der gewählten Sensoren an eine nachfolgende Kode­ wandlerschaltung.

Die Kodewandlerschaltung enthält eine voreingestellte Umwand­ lungstabelle und wandelt die von den Primärspur-Sensoren gelese­ nen Kodewörter (bzw. die Kombinationen der Kodewörter und der Erfassungssignale aus der Sekundärspur-Sensorgruppe) zu Positi­ onsinformationen um. Sollen die Kodewörter oder deren Kombina­ tionen mit den Erfassungssignalen aus der Sekundärspur-Sensor­ gruppe direkt als Positionsinformation verwendet werden, kann die Kodewandlerschaltung entfallen.

Die Arbeitsweise der Erfindung

Erfindungsgemäß wird eine Reihe von M-Sequenz-Kodeelementen, die auf einem Kodierer angeordnet eine Kette unterschiedlicher Kode­ wörter bilden, mit Sensoren erfaßt, die entlang einer Primärspur in deren Richtung bewegbar angeordnet sind. Die aus den Kodeele­ menten gebildeten Kodewörter werden direkt als Positionsinforma­ tion ausgewertet oder von der Kodewandlerschaltung zu Positions­ information umgewandelt. Auf diese Weise erhält man absolute Positionsinformationen.

Die an einer gegebenen Stelle ein Kodewort bildenden Kodeelemente werden von der Sensorgruppe erfaßt, die mehr Sensoren hat als ein Kodewort Kodeelemente. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Er­ zeugen von Positionsinformationen kann daher in beliebigen Stel­ lungen sofort absolute Positionsinformationen abgeben, und zwar unabhängig von der (ggf. festen) relativen Lage der Primärspur und deren Sensorgruppe oder vom Ablesezeitpunkt.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von Positions­ informationen sind die Sensoren der Primärspur-Sensorgruppe über eine Strecke entsprechend der Länge eines Kodeworts derart ver­ teilt, daß jedes Kodeelement eines Kodewortes von mindestens einem Sensor erfaßt werden kann. Bewegen sich dabei die Pri­ märspur und deren Sensorgruppe in eine gegebene Relativlage, kön­ nen nicht alle Sensoren gleichzeitig auf Grenzen zwischen den Kodeelementen liegen. M.a.W.: Befindet sich ein Sensor eventuell auf der Grenze zwischen zwei Kodeelementen, liegen sich alle an­ deren mit Sicherheit über gültigen Kodeelementen des Kodewortes, so daß dieses sicher erfaßt werden kann. Das zu erfassende Kode­ wort wird also unabhängig von der Lage der Primärspur relativ zu deren Sensorgruppe erfaßt; die Positionserfassung kann also nie mangels eines definierten Kodeworts versagen.

Weiterhin wird erfindungsgemäß die Lage der Primärspur relativ zu ihrer Sensorgruppe ermittelt. Insbesondere wird hierbei die Lage der Primärspur relativ zu Sensoren von deren Sensorgruppe und jedem der ein Kodewort bildenden Kodeelemente erfaßt, nachdem eine Relativbewegung zwischen Primärspur und deren Sensorgruppe stattgefunden hat. Mit den sich ergebenden Signale werden dieje­ nigen Sensoren der Primärspur-Sensorgruppe, die sich in einer Lage befinden, aus der sie sämtliche Kodeelemente erfassen kön­ nen, von der Sensorwahlschaltung ausgewählt. Auf diese Weise kann jedes der ein Kodewort bildenden Kodeelemente in beliebiger Lage entlang der Primärspur sicher erfaßt werden. Das Ausgangssignal eines auf der Grenze zwischen zwei Kodeelementen liegenden Sen­ sors wird zurückgewiesen, so daß Erfassungsfehler infolge von undefinierten Signalen ausgeschlossen sind.

Da weiterhin, wie oben bereits erwähnt, die relative Lage zwi­ schen der Primärspur und deren Sensorgruppe erfaßt wird, werden die Kodeelemente der Primärspur durch deren Sensoren zweckmäßi­ gerweise aufgrund des diese Relativlage anzeigenden Signals aus­ gewertet. Daher sind die Toleranzanforderungen für die Kodeele­ mente der Primärspur nicht streng.

Die Primärspur-Kodeelemente sind erfindungsgemäß mittels der Se­ kundärspur unterscheidbar zu einer Vielzahl von Zonen unterteilt, um die Teilung des M-Sequenz-Kodes weiter zu verkleinern, dabei aber die Elemente unterscheidbar zu halten. Im Ergebnis läßt die Positionsinformation aus dem Kodewort des M-Sequenz-Kodes sich mit erhöhter Auflösung ausnutzen. Mit zunehmend feinerer Unter­ teilung nimmt auch die Auflösung der Positionsinformation zu.

Wird zusätzlich eine Kodewandlerschaltung eingesetzt, erfolgt über eine voreingestellte Umwandlungstabelle eine Umwandlung der gewählten Erfassungssignale für die Kodeelemente bzw. deren Kom­ bination mit den Ausgangssignalen der Sekundärspur-Sensoren in Signale, die absolute Positionsinformation darstellen - bspw. Winkel- oder Längenwerte oder Ordnungszahlen wie bspw. Adressen.

Wird für die Vorrichtung zum Erzeugen von Positionsinformationen eine Kodiereinrichtung mit nebeneinander angeordneter Primär- und Sekundärspur verwendet, lassen sich Lageabweichungen zwischen den Kodeelementen der Primärspur und der Sekundärspur durch die Un­ terteilung der letzteren vermeiden.

Wird weiterhin je eine Sensorgruppe für die Primär- und die Se­ kundärspur eingesetzt, läßt sich mit der Sekundärspur-Sensor­ gruppe die Lage der Primärspur relativ zu ihrer Sensorgruppe ge­ nau ermitteln. Die Anzahl der Unterteilungen durch die Sekundär­ spur - und damit die Auflösung - läßt sich also erhöhen.

Fig. 1 ist eine erläuternde Darstellung einer Form einer Kodier­ scheibe als für die vorliegende Erfindung geeignete Ko­ diereinrichtung;

Fig. 2 ist eine erläuternde Darstellung einer beispielhaften Sensoranordnung in ihrer Zuordnung zur Kodierscheibe;

Fig. 3 ist eine schaubildliche Darstellung der Ausgestaltung eines Drehkodierers, auf den eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erzeugen von Positionsinformationen angewandt ist;

Fig. 4 ist eine schaubildliche abgewickelte Darstellung der Lagezuordnung der Primär- und der Sekundärspur sowie der diesen zugeordneten Sensoren;

Fig. 5 ist eine schaubildliche Darstellung des Inhalts einer Kodewandlungstabelle;

Fig. 6 ist eine schaubildliche Darstellung der Lagezuordnung zwischen der Primärspur und deren Sensoren und der entsprechenden Kanalwahl;

Fig. 7 ist eine schaubildliche Darstellung einer weiteren Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt abge­ wickelt die Lagezuordnung der Primär- und der Sekundär­ spur und deren Sensoren;

Fig. 8 ist eine schaubildliche Darstellung gewählter Ausgangs­ signale der Sensoren der Primärspur in Fig. 7;

Fig. 9, 10 und 11 sind schaubildliche Darstellungen weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und zeigen die Lagezuordnung der Primär- und der Sekundärspur und deren Sensoren;

Fig. 12 ist ein Blockdiagramm einer Form einer Sensorwahlschal­ tung, die für die oben beschriebene Vorrichtung zum Er­ zeugen von Positionsinformationen geeignet ist;

Fig. 13 ist ein Logikdiagramm und zeigt eine Form einer Schalter­ ansteuerung für die Sensorwahlschaltung;

Fig. 14 ist eine schaubildliche Darstellung der Zuordnung zwi­ schen der Wahl bestimmter Sensoren durch die Sensorwahl­ schaltung und entsprechenden Relativstellungen; und

Fig. 15 ist ein Blockdiagramm und zeigt eine abgewandelte Sensor­ wahlschaltung.

Anhand der beigefügten Zeichnung sollen nun bevorzugte Ausfüh­ rungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert werden.

(Erste Ausführungsform)

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zur Erzeugung von Positionsinformationen zur Verwendung in einem Drehkodierer. Diese Ausführungsform verwendet ein M-serielles Kodesystem, das eine Kette von acht Kodewörtern bildet. Jedes Kodeelement eines Kodeworts ist vierfach unter­ teilt, so daß sich insgesamt 32 absolute Positionsinformationen ergeben. Die Gestaltung der ersten Ausführungsform ist schaubild­ lich in Fig. 3 gezeigt.

Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung zur Erzeugung von Positions­ informationen weist eine Kodescheibe als Kodiereinrichtung, die identisch mit der der Fig. 1 ausgebildet ist, eine Sensoranord­ nung 20 mit einer Sensorgruppe 21 für die Primärspur und eine Sensorgruppe 22 für eine Sekundärspur sowie eine Signalverarbei­ tungseinheit 30 auf, die die Ausgangssignale der Sensorgruppen 21, 22 zu Positionsinformationen verarbeitet.

Die Kodescheibe 10 und die Sensoranordnung 20 sind relativ zu­ einander bewegbar. In der dargestellten Ausführungsform ist die Kodescheibe 10 drehbar und die Sensoranordnung 20 stationär. Insbesondere sind sie angeordnet, wie in Fig. 2 gezeigt.

Die Kodescheibe 10 weist innen eine Primärspur 11 und außen eine Sekundärspur 12 auf, die konzentrisch zueinander liegen. Die Drehwelle der Kodescheibe 10 befindet sich im Mittelpunkt der konzentrischen Primär- und Sekundärspurkreise. Diese Drehwelle ist mit einem (nicht gezeigten) Rotor verbunden, dessen Dreh­ stellung (bspw. der Drehwinkel) ermittelt werden soll.

Die Primärspur 11 weist ein Kodemuster ähnlich dem der Fig. 1 auf, bei dem Kodeelemente M P ₀ bis MP ₇ binär organisierten Kode­ wörtern entsprechend angeordnet sind. In der vorliegenden Aus­ führungsform liegen die Kodeelemente M P ₀ bis MP ₇ den "0"-en und "1"-en entsprechend als opake (vergl. Schraffuren in Fig. 3) bzw. transparente Flächenteile vor; in dieser Form sind sie für die optische Erfassung geeignet.

Die Sekundärspur 12 ist aus den Unterscheidungselementen S P ₀ und SP ₁ entsprechend "0" und "1" aufgebaut, die die Kodeelemente der Primärspur 11 gleichmäßig zu mehreren Zonen unterteilen. Die Un­ terscheidungselemente S P ₀ und SP ₁ sind als opake (schraffiert) und transparente Flächenteilen ("0" bzw. "1") wie auf der Pri­ märspur 11 angeordnet.

Die durch die Sekundärspur 12 bewirkte Unterteilung ist 2-fach, d. h. kleiner als die Anzahl (in der dargestellten Ausführungs­ form: 4) der eingesetzten Sensoren. Da die Sensorgruppe für die Sekundärspur in der vorliegenden Ausführungsform aus zwei Sen­ soren besteht, wird jedes Kodeelement M P ₀ bis MP ₇ im Effekt durch 4 geteilt, wie in Fig. 1 mit den gestrichelten radialen Linien angedeutet.

Die Sensorgruppe 21 für die Primärspur weist vier Sensoren M ₀ bis M ₃ auf, die Sensorgruppe 22 für die Sekundärspur zwei Sensoren S ₀ und S ₁. Wie dargestellt, kann es sich in dieser Ausführungsform bei den Sensoren M ₀ bis M ₃ sowie S ₀ und S ₁ um Photodetektoren wie Photodioden oder Phototransistoren handeln, denen als Lichtquel­ len Leuchtdioden (nicht gezeigt) zugeordnet sind.

Da, wie oben beschrieben, ein Kodewort der Primärspur aus drei Kodeelementen gebildet ist, weist die Sensorgruppe 21 für die Pri­ märspur vier Sensoren auf, d.h. mehr als die Anzahl der Kodeele­ mente jedes Kodeworts.

Die Teilung der Sensoren M ₀ bis M ₃ in der Sensorgruppe 21 für die Primärspur ist kleiner als die Teilung (= Breite) deren Kodeele­ mente MP. Wird in der dargestellten Ausführungsform die Teilung der Kodeelemente MP zu 4d angenommen (vergl. Fig. 4), ist die Teilung der Sensoren M ₀ bis M ₃ gleich 3d, d. h. das (4-1)-fache von einem Viertel der Teilung des Kodelementes MP, da jedes Kode­ element vierfach unterteilt wird.

Die Teilung der Sensoren S ₀ und S ₁ der Sensorgruppe 22 für die Sekundärspur unterteilt die Unterscheidungselemente SP, die die Kodelemente unterteilen, wie oben beschrieben, zweifach. Da bei der dargestellten Ausführungsform die Teilung der Unterschei­ dungselemente SP gleich 2d ist, wie in Fig. 4 gezeigt, ist die Teilung der Sensoren S ₀ und S ₁ gleich d.

Die Lagezuordnung der Sensorgruppe 21 für die Primärspur zur Sensorgruppe 22 für die Sekundärspur ist so gewählt, daß eine Bezugsposition des Sensors S ₀ um d/2 versetzt liegt (Fig. 4). Damit soll verhindert werden, daß einer der Sensoren M ₀ bis M ₃ ein Kodeelement in einer Entfernung von weniger als d/2 von der Grenze zwischen zwei nebeneinanderliegenden Kodeelementen MP liest wegen der Differenz zwischen der Teilung der Sensoren M ₀ bis M ₃ und der der Kodeelemente MP. Der Wert d/2 des Versatzes ist daher nicht sehr kritisch.

Die Signalverarbeitungseinheit 30 weist eine Signalformerstufe 31, die die Ausgangssignale der Sensoren M ₀ bis M ₃ sowie S ₀ und S ₁ verstärkt und digitalisiert, eine Sensorwahlschaltung 32 zur Auswahl derjenigen der Sensoren M ₀ bis M ₃, die nicht im Grenz­ bereich der Kodeelemente der Primärspur liegen bzw. sich in einer Lage befinden, in der sie die zugeordneten Kodeelemente lesen kön­ nen, unter Verwendung der Ausgangssignale der Sensoren S ₀ und S ₁ als Steuersignale, sowie eine Kodewandlerschaltung 33 auf, die unter Rückgriff auf eine vorweg aufgestellte Tabelle die Kombina­ tion der Kodeelemente, die die von der Sensorwahlschaltung ge­ wählten Sensoren gelesen haben, zu einem eine absolute Positions­ information beinhaltenden Signal umwandelt.

Die Sensorwahlschaltung 32 weist bspw. die Schalter SW 0, SW 1, SW 2 entsprechend der Anzahl der Ausgangskanäle ch 0, ch 1 und ch 2 und eine Schaltersteuerung 320 auf, die die in Fig. 13 gezeigte Lo­ gikschaltung beinhaltet. Die Sensorwahlschaltung 32 der Fig. 12 kann auf eine Vorrichtung angewandt werden, die zwei Sensoren für die Sekundär- und vier für die Primärspur enthält.

Der Schalter SW 0 schaltet das Signal des Sensors M ₀ oder das des Sensors M ₁ auf den Ausgangskanal ch 0, der Schalter SW 1 das Aus­ gangssignal des Sensors M ₁ oder das des Sensors M ₂ auf den Aus­ gangskanal ch 1 und der Schalter SW 2 das Ausgangssignal des Sen­ sors M ₂ oder das das Sensors M ₃ auf den Ausgangskanal ch 2. Die jeweilige Stellung der Schalter SW 0, SW 1, SW 2 wird von der Schal­ tersteuerung 320 bestimmt.

Die Schaltersteuerung 320 enthält ein ODER-Glied 321 zur logi­ schen Addition der Signale S ₀, S ₁ der Sensoren der Sekundärspur, einen Invertierer 322 für das Ausgangssignal des Sensors S ₁ für die Sekundärspur sowie ein UND-Glied 323 zur UND-Verknüpfung des Ausgangssignals des Invertierers 322 und des Ausgangssignals des Sensors S ₀ für die Sekundärspur, wie in Fig. 13 gezeigt. Das Aus­ gangssignal des ODER-Glieds 321 dient als Schaltsteuersignal für den Schalter SW 0, das Ausgangssignal des Sensors S ₀ als Schalt­ steuersignal für den Schalter SW 1 und das Ausgangssignal des UND- Glieds 324 als Schaltsteuersignal für den Schalter SW 2.

Die Entsprechung zwischen den Signalen der Sekundärspur und dem effektiven Sensor der Primärspur ist in der Tabelle in Fig. 14 zusammen­ gefaßt. In der dargestellten Ausführungsform sind die zu lesenden Kodeelemente der Kodewörter in Spurrichtung jeweils zu vier Zonen unterteilt. Daher zeigen die in Fig. 14 angegebenen relativen Positionen 0 bis 3 in dieser Reihenfolge die Unterteilungszonen des jeweiligen Kodeelements.

Es wird darauf hingewiesen, daß die in der vorliegenden Ausfüh­ rungsform angewandte Sensorwahlschaltung auch auf Vorrichtungen mit mehr oder weniger Sensoren für die Primärspur angewandt wer­ den kann - bspw. auf die in Fig. 15 gezeigte Schaltung, die Sig­ nale von acht Sensoren M ₀ bis M ₇ wahlweise auf sechs Kanäle ch 0 bis ch 5 schaltet.

Die Kodewandlerschaltung 33 weist einen Speicher (nicht gezeigt) zur Aufnahme einer Umwandlungstabelle sowie einen Schaltungsteil auf, in dem unter Rückgriff auf diese Umwandlungstabelle die Aus­ gangssignale der Sensoren M ₀ bis M ₃ nach Durchlaufen der Sensor­ wahlschaltung 32 sowie die Ausgangssignale der Sensoren S ₀ und S ₁ zu Positionsinformationen umgewandelt werden. Die Umwandlungsta­ belle der dargestellten Ausführungsform weist Kodes auf, die die Stellungen angeben, die den Kombinationen der M-seriellen Kodes (effektive Sensoren der Gruppe M ₀ bis M ₃ für die Primärspur) und den Ausgangssignalen der Sensoren S ₀ und S ₁ für die Sekundärspur entsprechen. Die in der Tabelle der Fig. 5 enthaltenen Ausgangs­ signale der Sensoren M ₀ bis M ₃ für die Primärspur sind nur zur Erläuterung gezeigt und können in einer tatsächlichen Umwand­ lungstabelle entfallen.

(Funktionsweise dieser Ausführungsform)

Es soll nun die Funktionsweise der oben beschriebenen Ausfüh­ rungsform beschrieben werden.

Um die Positionsinformation zu ermitteln, liest in der vorlie­ genden Ausführungsform die Sensoranordnung 20 die Kodemuster der Primär- und der Sekundärspur 11, 12 der Kodescheibe 10, die je nach dem Bewegungs- bzw. Ruhezustand des Rotors, dessen Position bestimmt werden soll, sich dreht oder nicht. Die Positionsinfor­ mationen werden von der Kodescheibe 10 durch Ablesen von drei aufeinanderfolgenden Kodeelementen MP der Primärspur 11 auf der Kodescheibe 10 mittels der Sensorgruppe 21 gewonnen. Dabei können die Primärspur und deren Sensorgruppe sich relativ zueinander bewegen.

Jeder der Sensoren M ₀ bis M ₃ der Sensorgruppe 21 für die Primär­ spur und der Sensoren S ₀ und S ₁ der Sensorgruppe 21 für die Se­ kundärspur erhält durch die Primär- oder die Sekundärspur 11 bzw. 12 hindurch innerhalb des Sichtbereichs der jeweiligen Sensoren Licht. Die Ausgangssignale der jeweiligen Sensoren M ₀ bis M ₃ und der Sensoren S ₀, S ₁ werden von der Schaltung verstärkt und zu Digitalsignalen mit der Bedeutung "0" und "1" geformt.

Die Kode- und Unterscheidungselemente MP, SP weisen "0"-en und "1"-en zur Bildung der Kodemuster auf. Insbesondere sind die Kode- und Unterscheidungselemente MP, SP in Form von opaken (schraffiert) oder transparenten Teilen vorgesehen, die die "0"-en bzw. "1"-en darstellen. In dieser Form werden die von den Sensoren M ₀ bis M ₃ sowie S ₀, S ₁ gelesenen Elemente wiederum in Form der H- und L-Pegel der Sensor-Ausgangssignale dargestellt. Die von den jeweiligen Sensoren M ₀ bis M ₃ und S ₀, S ₁ gelesenen Kodeelemente MP werden also in Form der "0"- und "1"-Signale am Ausgang der Photosensoren M ₀ bis M ₃ bestimmt. Zum Lesen der Kode­ wörter werden die Ergebnisse dieser Bestimmung logisch verknüpft.

Je nach der Lage der Primärspur relativ zu ihrer Sensorgruppe 21 kann zunächst jeder der Sensoren M ₀ bis M ₃ auf der Grenze zwi­ schen zwei nebeneinanderliegenden Kodeelementen MP der Primärspur liegen. Um dieses Problem zu lösen, werden mit der Sensorgruppe 22 für die Sekundärspur deren Unterscheidungselemente S P ₀, SP ₁ erfaßt. Aufgrund der Lage der Sensoren M ₀ bis M ₃ relativ zur Primärspur werden dann diejenigen Sensoren ausgewählt, die nicht auf der Grenze zwischen Kodeelementen liegen.

Diese Wahl erfolgt in der Sensorwahlschaltung 32. Insbesondere wählt die Sensorwahlschaltung 32 von den Ausgangssignalen der Sensoren M ₀ bis M ₃ bestimmte aus, die sie auf die drei Ein­ gangskanäle C h ₀ bis Ch ₂ der Kodewandlerschaltung 33 einer nach­ folgenden Stufe legt.

Wie in Fig. 6 gezeigt, gibt es vier Arten der Lagezuordnung zwi­ schen der Primärspur 11 und deren Sensorgruppe 21; dort ist die Teilung der Kodeelemente MP gleich 4d, die der Sensoren M ₀ bis M ₃ der Sensorgruppe 21 für die Primärspur ist 3d, die der Unter­ scheidungselemente SP ist 2d und die der Sensoren S ₀ und S ₁ ist d, während der Sensor S ₀ um die Strecke d/2 vom Sensor M ₀ ver­ setzt ist. Diese Lagezuordnungen A bis D folgen aufeinander, wenn die Primärspur 11 und deren Sensorgruppe 21 sich jeweils um die Strecke d relativ zueinander verschieben. Nach einer Verschiebung von 4d entsprechend der Teilung der Kodeelemente MP beginnt der nächste Zyklus und eine neue Folge der Lagezuordnungen.

In der dargestellten Ausführungsform liegen die Sensoren M ₀ bis M ₃ nacheinander auf den Grenzen der Kodeelemente MP wie in den Lagezuordnungen A bis D. Die Sensorwahlschaltung 32 erfaßt diese Lagezuordnungen A bis D aufgrund der relativen Lage der Unter­ scheidungselemente S P ₀, SP ₁ sowie der Sensoren S ₀, S ₁ der Sekun­ därspur und wählt nach dem Ergebnis der Erfassung bestimmte der Sensoren M ₀ bis M ₃ aus.

Im Fall A der Lagezuordnung liegt der Sensor M ₀ der Primärspur auf einer Grenze zwischen Kodeelementen MP und befindet das Un­ terscheidungselement S P ₀ sich im Sichtfeld beider Sensoren S ₀, S ₁ der Sekundärspur; folglich haben die Ausgangssignale beider Sensoren S ₀, S ₁ den Wert "0". Entsprechend liegen in den Fällen B bis D die Sensoren M ₁, M ₂, M ₃ nacheinander auf Grenzen zwischen Kodeelementen MP und ergeben sich folgende Ausgangssignale der Sensoren S₀, S ₁:

Fall B . . . (S₀ = 0, S₁ = 1)
Fall C . . . (S₀ = 1, S₁ = 1)
Fall D . . . (S₀ = 1, S₁ = 0)

Die Sensorwahlschaltung 32 erfaßt also die Fälle A bis D der lagezuordnung und wählt unter den Sensoren M ₀ bis M ₃ der Primär­ spur die Kombinationen (M ₁, M ₂, M ₃), (M ₀, M ₂, M ₃), (M ₀, M ₁, M ₃) und (M ₀, M ₁, M ₂) aus, um die gewählten Sensoren an die entspre­ chenden Eingangskanäle ch 0 bis ch 2 zu legen. Die an diese Ein­ gangskanäle gelegten Eingangssignale bilden die M-Sequenz-Kodes, wie in Fig. 5 gezeigt.

Die Kodewandlerschaltung 33 wandelt die Ausgangssignalkombination der gewählten Sensoren M ₀ bis M ₃, d.h. den jeweiligen M-Sequenz- Kode, zu Positionsinformation um. Sind die M-Sequenz-Kodes der Positionsinformation direkt zugeordnet, lassen sich acht Positi­ onsinformationen erhalten. Nutzt man zusätzlich die Kombinationen der Ausgangssignale der Sensoren S ₀, S ₁ der Sekundärspur aus, er­ hält man für jeden der M-Sequenzkodes vier Positionsinformatio­ nen.

Man erreicht also erfindungsgemäß 0 bis 31 Positionsinformatio­ nen, so daß die Auflösung gegenüber den mit nur den M-Sequenz- Kodes erreichbaren acht Positionsinformationen erheblich ver­ bessert wird.

Verwendet man nur die M-Sequenz-Kodes oder nur deren Kombination mit den Ausgangssignalen der Sekundärspur-Sensoren S ₀, S ₁ als Positionsinformation, kann die Kodewandlerschaltung 33 entfallen. Dies betrifft u.a. den Fall, daß man die Positionsinformation direkt und ohne Umwandlung zu numerischen Daten (bspw. Winkel, Längen oder Adreßdaten wie Ordnungszahlen) als Unter­ scheidungssignal verwendet.

(Weitere Ausführungsform)

In der oben beschriebenen Ausführungsform sind M-Sequenz-Kodes aus einer Kette von 3-Bit-Wörtern mit drei Kodeelementen ver­ wendet, von denen jedes vierfach unterteilt wird. Die vorliegende Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt; vielmehr lassen die Anzahl der Bits pro Kodewort und die Teilungszahl beliebig wählen. Hierzu sollen einige Modifikationen der ersten Ausfüh­ rungsform angegeben werden.

Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform verwendet M-Sequenz-Kodes aus einer Kette von 8-Bit-Kodewörtern mit acht Kodeelementen, von denen jedes vierfach unterteilt ist.

In dieser Ausführungsform liegen elf Sensoren M ₀ bis M ₁₀ für die Primärspur innerhalb eines Bereiches entsprechend der Länge eines Kodeworts. Die Sekundärspur 12 ist von zwei Unterscheidungsele­ menten S P ₀, SP ₁ zweifach unterteilt, während zwei Sensoren S ₀, S ₁ für die Sekundärspur jedes der Kodeelemente vierfach unterteilen.

Die Erfassungssignale aus den elf Primärspur-Sensoren M ₀ bis M ₁₀ sind auf ähnliche Weise wie in der ersten Ausführungsform her­ ausgeführt. Insbesondere werden sie einer Auswahloperation ent­ sprechend den Kombinationen der Ausgangssignale der beiden Sen­ soren S ₀, S ₁ der Sekundärspur unterworfen. Auch in dieser Aus­ führungsform treten vier Fälle A bis D, wie geteilt durch 4, auf. Die Fig. 8 zeigt für die jeweiligen Fälle gewählte Ausgänge der Erfassungssignale der Sensoren M ₀ bis M ₁₀.

Bei dieser Ausführungsform ist die Anzahl der Sensoren für die Primärspur höher, um die Anzahl der Kodeelemente pro Kodewort zu verringern. Daher kann jedes Kodeelement bis zur Unterteilungs­ grenze der Unterscheidungselemente der Sekundärspur verkleinert werden.

In der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform besteht jedes Kodewort aus (k-1)-Kodeelementen. Zur Erfassung der Kodeelemente mit k Primärspur-Sensoren M ₀ bis M_k-1 werden n Sekundärspuren verwendet und mit diesen die Kodeelemente mit in n Bits Gray-kodierten Un­ terscheidungselementen zu (k = 2η) Zonen unterteilt. Insbesondere verwendet die in Fig. 9 gezeigte Ausführungsform einen M-Sequenz- Kode zur Bildung einer Kette von Kodewörtern aus 7-Bit-Kodeele­ menten, die jeweils achtfach unterteilt sind.

Nimmt man für die Vorrichtung zur Erzeugung von Positionsinfor­ mationen eine Mindestteilung von d an, ist die Teilung (Länge) jedes Kodeelements gleich kd und die der Sensoren für die Primär­ spur gleich (k-1)d.

In dieser Ausführungsform sind acht Sensoren M ₀ bis M ₇ für die Primärspur über die Länge eines Kodeworts verteilt angeordnet. Die Sekundärspur 12 weist drei Sekundär-Unterspuren 12 a, 12 b, 12 c auf. Bei diesem Sekundärspur-Schema sind die Unterspuren 12 a, 12 b phasenverschoben angeordnet und werden von Unterscheidungselemen­ ten S P ₀, SP ₁ unterteilt; die Unterspur 12 c ist von den Unter­ scheidungselementen S P ₀, SP ₁ vierfach unterteilt. Folglich wird jedes Kodeelement mit einer Kombination von Elementen der drei Unterspuren achtfach unterteilt. Den Sekundär-Unterspuren sind die Sensoren S ₀, S ₁, S ₂ in der gleichen Bezugsposition liegend zugeordnet.

Die Verarbeitung der Erfassungssignale der acht Sensoren M ₀ bis M ₇ der Primärspur erfolgt im wesentlichen wie bei der ersten Ausführungsform, wobei jedoch die Anzahl der Sekundärspur-Senso­ ren eine andere ist. Insbesondere werden die Erfassungssignale von der Sensorwahlschaltung anhand der logischen Verknüpfung der Ausgangssignale der Sekundärspur-Sensoren S ₀, S ₁, S ₂ gewählt.

Diese Ausführungsform läßt sich so modifizieren, wie es die Fig. 10 zeigt, in der für die Sekundär-Unterspur 12 a die Sensoren S ₀ und S ₁ vorgesehen sind und die Unterspur 12 b entfällt.

Die Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform mit einer verringerten An­ zahl von Sekundärspuren und einer Anzahl von Sensoren für diese mit vorbestimmten Teilungen in Spurrichtung, um die Kodeelemente zu unterteilen. Insbesondere bildet ein M-Sequenz-Kode eine Kette von Kodewörtern aus jeweils 5 Kodeelementen MP, die jeweils sechsfach unterteilt sind.

Ausführlicher gesagt, sind sechs Sekundär-Unterspursensoren M ₀ bis M ₅ über einen Bereich entsprechend der Länge eines Kodeworts angeordnet und ist die Sekundärspur 12 von den beiden Unterschei­ dungselementen S P ₀, SP ₁ zweifach unterteilt, während drei Sekun­ därspur-Sensoren S ₀, S ₁, S ₂ mit einer Teilung d gleich der Min­ destteilung zur sechsfachen Unterteilung der Kodeelemente vorge­ sehen sind.

Die Verarbeitung der Ausgangssignale der Primärspur-Sensoren M ₀ bis M ₅ entspricht im wesentlichen der der ersten Ausführungsform, wobei jedoch die Anzahl der Sekundärspur-Sensoren eine andere ist. Insbesondere erfolgt die Verarbeitung durch die Sensorwahl­ schaltung aufgrund der logischen Verknüpfung der Ausgangssignale der Sekundärspur-Sensoren S ₀, S ₁, S ₂.

Obgleich in den vorgehenden Ausführungsformen die Vorrichtung zum Erzeugen von Positionsinformationen auf einen Drehkodierer ange­ wendet ist, ist die vorliegende Erfindung für weitere Anwendungen geeignet, insbesondere auch für Linearkodierer bspw. bei der Po­ sitionierung von XY-Tischen in Werkzeugmaschinen.

Wie oben beschrieben, entfällt mit der vorliegenden Erfindung das Problem, mangels eines definierbaren Kodewortes eine Position nicht angeben zu können. Weiterhin läßt sich mit der Erfindung eine Vorrichtung zum Erzeugen von Positionsinformationen erstel­ len, die bereits unmittelbar nach Beginn des Lesevorgangs einen Positionswert liefert. Daher kann man die Vorrichtung mit hoher Auflösung, gedrängtem Aufbau und leicht zu erstellenden Kodeele­ menten realisieren.

Weiterhin erhält man erfindungsgemäß eine Kodiereinrichtung, für eine Vorrichtung zum Erzeugen von Positionsinformationen der oben beschriebenen Art.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Erzeugen von Positionsinformationen mit einer Primärspur, entlang der M-Sequenz-Kodes eine Kette unter­ schiedlicher Kodewörter bilden, und einer Sensoranordnung, wobei zwischen der Primärspur und der Sensoranordnung eine Relativbewe­ gung möglich ist, bei der die Sensoranordnung die Kodewörter er­ faßt und aus ihnen Positionsinformationen abgeleitet werden,
gekennzeichnet durch
eine Sensorgruppe für die Primärspur, in der mehr Sensoren, als jedes Kodewort Kodeelemente hat, über eine Ausdehnung ent­ sprechende der Länge eines Kodewortes so verteilt sind, daß jedes zu lesende Kodeelement eines Kodewortes von mindestens einem Sensor erfaßt wird, um die Erfassung jedes Kodeelementes zu ge­ währleisten,
eine Einrichtung zur Ermittlung der relativen Lage zwischen der Primärspur und deren Sensorgruppe, und
eine Sensorwahlschaltung, die aufgrund der Ausgangssignale der Einrichtung zum Ermitteln der relativen Lage zwischen der Primärspur und deren Sensorgruppe für jedes Kodeelement aus der Sensorgruppe der Primärspur einen Sensor auswählt, der in der Lage ist, dieses Kodeelement zu erfassen, und das Ausgangssignal dieses Sensors durchschaltet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die die Relativlage ermittelnde Einrichtung eine Sekundärspur mit zyklisch entlang der Primärspur angeordneten Unterscheidungselementen sowie eine Sensorgruppe für diese aufweist, die bei gegebener Lagezuordnung zur Primärspur- Sensorgruppe so liegt, daß sie die Unterscheidungselemente erfas­ sen kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei der die Relativlage ermitteln­ den Einrichtung jedes Kodeelement von der Sekundärspur und deren Sensorgruppe in Spurrichtung zu einer Vielzahl von Zonen unter­ teilt wird und die Relativlage jedes Primärspur-Sensors innerhalb des jeweiligen Kodeelements in Zuordnung zu den Unteilungszonen ermittelt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, weiterhin gekennzeichnet durch eine Kodewandlerschaltung zum Umwandeln des auf der Primärspur erfaßten Kodewortes in Posi­ tionsinformationen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, weiterhin gekennzeichnet durch eine Kodewandlerschaltung, die das auf der Primärspur erfaßte Kodewort mit dem Ausgangssignal der Sensorgruppe für die Sekundärspur verknüpft, um es zu Posi­ tionsinformationen umzuwandeln.

6. Kodierer für eine Vorrichtung zum Erzeugen von Posi­ tionsinformationen, gekennzeichnet durch eine Pri­ märspur mit M-Sequenz-Kodes, die auf ihr eine Kette unterschied­ licher Kodewörter bilden, und eine Sekundärspur mit Unterschei­ dungselementen, die zyklisch entlang der Primärspur angeordnet sind.

7. Kodierer nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Unterscheidungselemente auf der Sekundärspur zyklisch entlang der Primärspur angeordnet sind und jedes Kodeelement der M-Sequenz-Kodes der Primärspur in Spur­ richtung zu einer Vielzahl von Zonen unterteilen.

8. Kodierer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Unterteilungszahl der Sekun­ därspur der Teilung der Sensorgruppe für die Primärspur zugeord­ net ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die die Relativ­ lage erfassende Einrichtung eine Sekundärspur zum unterscheidba­ ren k-fachen Unterteilen jedes der Kodeelemente der Primärspur und eine Sensorgruppe für die Sekundärspur aufweist und die Sen­ soren der Sensorgruppe für die Primärspur über eine Ausdehnung entsprechend der Länge eines Kodewortes mit einer Teilung von etwa dem (k-1)-fachen der unterteilten Teilung der Kodeelemente verteilt angeordnet sind.