DE4226683B4 - Optischer Bewegungsaufnehmer - Google Patents

Optischer Bewegungsaufnehmer Download PDF

Info

Publication number
DE4226683B4
DE4226683B4 DE4226683A DE4226683A DE4226683B4 DE 4226683 B4 DE4226683 B4 DE 4226683B4 DE 4226683 A DE4226683 A DE 4226683A DE 4226683 A DE4226683 A DE 4226683A DE 4226683 B4 DE4226683 B4 DE 4226683B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
plane
pattern
light
periodic
stripe image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Revoked
Application number
DE4226683A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4226683A1 (de
DE4226683B9 (de
Inventor
Masaaki Takagi
Takumi Fukuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Precision Corp
Original Assignee
Nidec Copal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nidec Copal Corp filed Critical Nidec Copal Corp
Publication of DE4226683A1 publication Critical patent/DE4226683A1/de
Publication of DE4226683B4 publication Critical patent/DE4226683B4/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4226683B9 publication Critical patent/DE4226683B9/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Revoked legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/36Forming the light into pulses
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34707Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
    • G01D5/34715Scale reading or illumination devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

Optischer Bewegungsaufnehmer mit
– einem verschiebbaren Glied, das ein periodisches Schlitzmuster aufweist und verschieblich innerhalb einer ersten Ebene gehalten ist,
– einer Lichtquelle, die zur Anstrahlung des Schlitzmusters angeordnet ist und ein primäres Streifenbild bildet, dessen Hell-/Dunkel-Bereiche entlang der ersten Ebene wechseln,
– einem Linsenglied zur Projizierung des primären Streifenbildes mit einer vorgegebenen Vergrößerung um ein sekundäres, vergrößertes Streifenbild zu bilden, dessen Hell-/Dunkel-Bereiche entlang einer zweiten Ebene wechseln und
– einer Lichtempfangseinheit,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtempfangseinheit (8) eine Einschichtstruktur aufweist, gebildet aus einem fotosensiblen Element (85) mit einem periodischen Maskenmuster, gebildet aus einem periodischen Muster aus fotosensitiven Regionen (RA1, RA2; RB1, RB2) auf dem Element (85) mit einer Periode gleich der des sekundären, vergrößerten Streifenbildes (5) und derart in der zweiten Ebene fixiert, so daß das fotosensible Element (85) ein elektrisches Signal erzeugt, welches der Auslenkung des verschiebbaren Glieds (2) entspricht, wobei die...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Bewegungsaufnehmer oder einen optischen Messgeber, der eine Geberplatte einsetzt, die so angeordnet ist, dass sie eine Dreh- oder Linearbewegung vollführt, um einfallendes Licht zu modulieren, so dass dessen Veränderung auf der Basis einer Änderung einer modellierten Lichtintensität festgestellt wird.
  • Der herkömmliche optische Messgeber setzt entweder ein geometrisches optisches System oder ein wellenoptisches System ein. Der bekannte optische Messgeber des wellenoptischen Typs benutzt eine Interferenz oder eine Diffraktion kohärenten Lichtes und umfasst eine kohärente Lichtquelle wie z. B. einen Halbleiterlaser und eine Geberplatte, die mit einem Diffraktionsgitter und einem Fotosensor gebildet ist. Das Diffraktionsgitter hat eine Gitterkonstante, die mit einer Wellenlänge des kohärenten Lichtes vergleichbar ist, wodurch der optische Messgeber der wellenoptischen Type durch eine hohe Auflösung und eine geringe Baugröße ausgezeichnet ist. Der Halbleiterlaser, der im allgemeinen als kohärente Lichtquelle eingesetzt wird, leidet jedoch an einer von der Temperatur abhängigen Schwingcharakteristik, die einen Messfehler nach sich ziehen kann. Zusätzlich hat der Halbleiterlaser nur eine relativ geringe Lebensdauer.
  • Auf der anderen Seite nutzt der bekannte optische Messgeber der geometrischen Optiktype eine Linearität oder Dirigierbarkeit des Lichtes aus und umfasst eine inkohärente Lichtquelle wie z. eine Leuchtdiode (LED), eine bewegliche, geschlitzte Platte und eine stehende geschlitzte Platte, die zusammen ein Plattenpaar bilden, sowie einen Fotosensor. Die Kombination der beweglichen und der stehenden geschlitzten Platte wird benutzt, um ein einfallendes Licht intermittierend zu schalten, um so eine Bewegung festzustellen, die auf einer Änderung der Lichtintensität basiert.
  • Der Messgeber des geometrischen optischen Systems benutzt in der Regel eine inkohärente Lichtquelle, die aus einer Leuchtdiode (LED) besteht, deren Lebensdauer größer ist als die eines Halbleiterlasers, der als kohärente Lichtquelle in dem wellenoptischen System eingesetzt wird. Darüber hinaus spielt die Temperaturabhängigkeit keine Rolle, da die LED als eine inkohärente Lichtquelle benutzt wird. Um jedoch die Auflösung in dem Messgeber des geometrischen optischen Systems zu verbessern, muss eine Teilung von Schlitzen, die auf der beweglichen Platte und der stehenden Platte gebildet sind, reduziert werden, wodurch eine Verschlechterung der Dirigierbarkeit des Lichtes infolge optischer Diffraktion hervorgerufen wird, das durch die Schlitze hindurchfällt. Zusätzlich ist die LED keine ideale Punktlichtquelle, sondern hat tatsächlich eine gewisse lichtaussendende Fläche, was zu einer Divergenz des Lichtes führt, das durch die Schlitze fällt. Die sich bewegende geschlitzte Platte und die stehende geschlitzte Platte müssen so dicht es geht aneinanderliegen, um die Verschlechterung der Dirigierbarkeit des Lichtes und eine Lichtdivergenz zu vermeiden. Die sich bewegende geschlitzte Platte stellt jedoch eine Geberplatte dar, die normalerweise einer unregelmäßigen Fluktuation des Oberflächenniveaus im Verlauf einer gleichmäßigen Bewegung unterliegt. Eine derartige Fluktuation des Oberflächenniveaus wird durch mechanische Schwingung oder durch Stoß vermehrt, die von außen aufgebracht werden. Deshalb muss der Abstand zwischen der sich bewegenden geschlitzten Platte und der stehenden geschlitzten Platte unter Berücksichtigung einer gewissen Toleranz für die Fluktuation des Oberflächenniveaus eingestellt werden. Es ist deshalb in praktischer Hinsicht schwierig, die Verschlechterung der Lichtdirigierbarkeit zu unterdrücken, wodurch eine feine Auflösung und eine Verkleinerung eines Messgebers der geometrischen Optiktype verhindert wird.
  • Die Druckschrift DE 37 03 237 A1 beschreibt einen Meßgeber mit einem bewegbaren optischen Maßstab. Der Maßstab weist ein Strichgitter auf. Eine Abbildung des Strichgitters wird mittels einer entsprechenden Optik auf ein Fotodiodenarray projiziert, so daß ein Interferenzmuster entsteht. Eine entsprechende elektronische Schaltung wertet die Phasenlage des Interferenzmusters mittels der Signale der Fotodioden aus, um die relative Position des Strichgitters zum Fotodiodenarray zu ermitteln.
  • Die DE 3150349 A1 offenbart eine Winkelmessvorrichtung. Eine Skalentafel mit einer Skala ist drehbar derart angeordnet, daß die Skala über eine Anordnung aus einer Lichtquelle und einer Linse auf einen Linearsensor abgebildet wird. Eine elektronische Schaltung wertet das Signal des Linearsensors mittels eines Mikroprozessors aus und bestimmt so die Winkellage der Skalentafel.
  • Eine Vorrichtung zur Messung von linearen und winkeligen Verschiebungen beschreibt die DE 25 57 136 . Die Vorrichtung weist eine Meßskala auf, die sehr feinteilig, bevorzugt holographisch, gebildet und verschiebbar gelagert ist. Eine Linsenanordnung bringt eine vergrößerte Abbildung dieser Skala auf eine Streifenblende. Ein gegenüberliegend angeordneter Detektor registriert die durch eine Verschiebung entstehenden Lichtimpulse und zeigt die Verschiebung auf einem angeschlossenen Anzeiger an.
  • Im Hinblick auf die vorangehend genannten Nachteile eines Messgebers der herkömmlichen geometrischen Optiktype ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen deutlich vereinfachten Messgeber einer verbesserten geometrischen Optiktype vorzusehen, die sich durch eine hohe Auflösung auszeichnet, während ein genügend großer Spalt zwischen einem verschiebbaren Glied mit Schlitzmuster und einer Lichtempfangseinheit vorhanden ist. Gemäß der Erfindung umfasst der optische Bewegungsaufnehmer ein Bewegungsglied mit einem periodischen Schlitzmuster, das bewegbar in einer ersten Ebene angeordnet ist. Eine Lichtquelle ist zur Beleuchtung des Schlitzmusters so angeordnet, dass es ein primäres Streifenbild bildet, dessen Hell-/Dunkel-Bereiche entlang der ersten Ebene wechseln. Zum Projizieren des primären Streifenbildes ist ein Linsenglied mit einer vorgegebenen Vergrößerung vorgesehen, um ein sekundäres, vergrößertes Streifenbild zu bilden, dessen Hell-/Dunkel-Bereiche entlang einer zweiten Ebene wechseln.
  • Eine Lichtempfangseinheit weist eine Einschichtstruktur auf, gebildet aus einem fotosensiblen Element mit einem periodischen Maskenmuster, gebildet aus einem periodischen Muster aus fotosensitiven Regionen auf dem Element mit einer Periode gleich der des sekundären, vergrößerten Streifenbildes und derart in der zweiten Ebene fixiert, so daß das fotosensible Element ein elektrisches Signal erzeugt, welches der Auslenkung des verschiebbaren Glieds entspricht, wobei die fotosensitiven Regionen auf dem Element kammförmig ausgebildet sind und derart miteinander verknüpft sind, daß sie ein Paar von komplementären elektrischen Signalen erzeugen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind, werden nachfolgend im einzelnen erläutert; in der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht einer Grundstruktur eines optischen Bewegungsaufnehmers,
  • 2 eine schematische, auseinandergezogene, perspektivische Ansicht zur Verdeutlichung eines optischen Bewegungsaufnehmers in Form eines rotierenden Messgebers,
  • 3 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht des rotierenden Messgebers gemäß der 2,
  • 4 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Verhältnisses zwischen einer Fluktuation des Oberflächenniveaus einer Geberplatte und eines Geberausgangs,
  • 5 eine Draufsicht zur Verdeutlichung eines Musters einer Lichtempfangsfläche, die in einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen rotierenden Messgebers benutzt wird,
  • 6 ein Schaltungsdiagramm zur Verdeutlichung eines Prozessschaltkreises für die Auswertung eines Detektorsignals, das von der Lichtempfangseinheit der 5 geliefert wird, um ein inkrementales Signal zu erhalten,
  • 7 ein Wellenformdiagramm zur Verdeutlichung des Betriebes eines Prozessschaltkreises für ein inkrementales Signal gemäß der 6,
  • 8 ein Schaltungsdiagramm zur Verdeutlichung eines weiteren Prozessschaltkreises für die Verarbeitung eines Detektorsignals von der Lichtempfangseinheit der 5, um ein Indexsignal auszugeben,
  • 9 ein Wellenformdiagramm zur Verdeutlichung des Betriebes des Prozessschaltkreises für das Indexsignal und
  • 10 eine schematische, auseinandergezogene perspektivische Ansicht zur Verdeutli chung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • Anhand der 10 wird das grundsätzliche Prinzip eines optischen Bewegungsaufnehmers veranschaulicht. Der dargestellte optische Bewegungsaufnehmer besteht aus einem Bewegungsglied 2, einer Lichtquelle 4, einem Linsenglied 6 und einer Lichtempfangseinheit 8. Das Bewegungsglied 2 ist mit einem periodischen Schlitzmuster 1 versehen und so angeordnet, dass es einer Bewegung entlang einer ersten Ebene unterworfen ist. Die Lichtquelle 4 beleuchtet das Schlitzmuster 1, um ein primäres Streifenbild 3 zu bilden, das hinsichtlich der Hell-/Dunkel-Bereiche entlang der ersten Ebene abwechselt. Das Linsenglied 6 projiziert das primäre Streifenbild mit einer vorgegebenen Vergrößerung, um ein vergrößertes Sekundärstreifenbild 5 zu bilden, dessen Hell-/Dunkel-Bereiche sich entlang einer zweiten Ebene abwechseln. Die Lichtempfangseinheit 8 ist in der zweiten Ebene festgelegt, so dass sie das sich bewegende Sekundärstreifenbild 5 durch ein Maskenmuster empfängt und ein elektrisches Signal ausgibt, das ein Maß für die Bewegung des Gebergliedes 2 ist.
  • Vorzugsweise besteht das Bewegungsglied 2 bzw. das Geberglied 2 aus einem transparenten Substrat 21 mit einem Schlitzmuster 1, das aus einer Anordnung von sich periodisch ändernden Transparentabschnitten 22 und lichtundurchlässigen Abschnitten 23 besteht. Die Lichtquelle 4 ist so angeordnet, dass sie das transparente Substrat 21 von der Rückseite her anstrahlt, um das primäre Streifenbild zu bilden. Die Lichtempfangseinheit 8 weist eine Doppelschichtstruktur auf, die aus einer feststehenden Maskenplatte 83 und einem fotosensiblen Element 85 besteht. Die feste Maskenplatte 83 hat eine periodische Anordnung von offenen Abschnitten 81 und Sperrabschnitten 82, die gemäß dem periodischen Maskenmuster ausgebildet sind. Das fotosensible Element 85 hat eine gleichmäßige Lichtempfangsfläche 84, die hinter der feststehenden Maskenplatte 83 angeordnet ist. Die Lichtempfangseinheit 8 ist jedoch nicht auf eine derartige Doppelschichtstruktur festgelegt. Erfindungsgemäß kann die Lichtempfangseinheit 8 eine Einschichtstruktur aufweisen, die aus einem fotosensiblen Element besteht, das eine periodisch wiederkehrende fotosensible Region aufweist, die gemäß dem periodischen Maskenmuster gebildet ist. In einem solchen Fall ist ein Paar von periodisch angeordneten fotosensiblen Regionen in Kammform miteinander verknüpft, um ein Paar von komplementären elektrischen Signalen hervorzubringen. Darüber hinaus kann das Linsenglied 6 aus einer asphärischen Linse bestehen, die eine Aberration aus dem sekundären Streifenbild 5 wirksam eliminiert.
  • Während des Betriebes beleuchtet die zum Beispiel aus einer Leuchtdiode bestehende Lichtquelle 4 das Schlitzmuster 1, um das primäre Streifenbild 3 hervorzubringen, dessen Hell-/Dunkel-Bereiche sich entlang der ersten Ebene abwechseln. Die erste Ebene befindet sich in einem Abstand L in Richtung einer optischen Achse von dem Linsenglied 6. Das primäre Streifenbild 3 hat eine Spitzenteilung, die der Periode des Schlitzmusters 1 entspricht. Das primäre Streifenbild 3 wird auseinandergezogen projiziert, so dass ein zweites sekundäres Streifenbild 5 auf der zweiten Ebene fokussiert wird. Die zweite Ebene befindet sich in einem Abstand M von dem Linsenglied 6 in Richtung der optischen Achse. Diese Abstände L und M werden gemäß der Linsenformel (1/M) + (1/L) = 1/F festgelegt, wobei F eine Fokallänge des Linsengliedes 6 bezeichnet. Wie dieser Linsenformel entnommen werden kann, ist die Vergrößerung festgelegt durch den Ausdruck M/L für das sekundäre Streifenbild 5 gegenüber dem primären Streifenbild 3.
  • Wie durch die Pfeile in der Figur angezeigt ist, bewegt sich das sekundäre Streifenbild 5 proportional der Bewegung des primären Streifenbildes 3, während die Bewegungsrichtungen gegenläufig zueinander ausgerichtet sind. Spitzen des sich bewegenden zweiten Streifenbildes 5 werden intermittierend durch die feststehende Maskenplatte 83 durch das fotosensible Element 85 empfangen, um ein elektrisches Wechselstromsignal 7 gemäß der periodischen Änderung der empfangenen Lichtintensität auszugeben. Das elektrische Wechselstromsignal 7 hat eine Frequenz, die ein Maß für eine Geschwindigkeit des Bewegungsgliedes 2 ist, und eine Anzahl von Amplitudenspitzen, die ein Maß für einen inkrementalen Bewegungsbetrag ist.
  • Gemäß einer solchen Konstruktion kann ein Messgeber erhalten werden, der sich durch eine hohe Auflösung auszeichnet unter Benutzung der Dirigierbarkeit oder Linearität des Lichtstrahles, während die Lichtempfangseinheit 8 in ausreichendem Abstand von dem Bewegungsglied 2 angeordnet sein kann. Das Schlitzmuster auf der ersten Ebene kann für eine höhere Auflösung fein ausgebildet werden, während es nicht notwendig ist, das Maskenmuster auf der Seite der zweiten Ebene fein zu machen. Die oben erläuterte Vergrößerung wird auf die Relation zwischen den Perioden des Schlitzmusters und des Maskenmusters angewendet.
  • 2 ist eine schematische, auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Bewegungsaufnehmers in der Form eines inkrementalen Drehmessgebers. Die vorliegende Erfindung kann nicht nur auf einen Drehmessgeber angewendet werden, sondern ebenfalls auf einen linearen Messgeber. Der dargestellte Drehmessgeber benutzt als beleuchtende Lichtquelle eine Leuchtdiode 4, die sich durch eine lange Lebensdauer und einen geringen Preis auszeichnet. Eine rotierende Geberplatte 2 ist drehbar vor der Leuchtdiode 4 angeordnet. Die Geberplatte 2 besteht aus einem transparenten Substrat wie zum Beispiel einer Glasplatte, die auf ihrer Unterseite mit einem Schlitzmuster 1 versehen ist. Das Schlitzmuster 1 ist in Umfangsrichtung der rotierenden Geberplatte 2 mit einer vorgegebenen Periode bzw. Teilung angeordnet. Ein Paar von Indexschlitzen 1Z ist radial einwärts von dem periodischen oder inkrementaler, Schlitzmuster 1 gebildet. Die Indexschlitze 1Z des Paares von Indexschlitzen sind mit einem Abstand zueinander angeordnet, der einer Teilung des inkrementalen Schlitzmusters 1 entspricht, so dass sie eine Referenzposition auf der Geberplatte 2 angeben. Das Schlitzmuster 1 und die Indexschlitze 1Z sind in sehr feiner Form durch Photolithographie und Ätzen aufgebracht.
  • Eine fokussierende Vergrößerungslinse ist vor der Geberplatte 2 angeordnet. Dieses Linsenglied besteht aus einer asphärischen Linse 6, die in der Lage ist, eine Aberration aus einem vergrößerten Bild des Schlitzmusters 1 zu eliminieren. Es wird nämlich ein asphärischer Faktor in geeigneter Weise festgelegt, um ein klares und scharfes vergrößertes Bild zu werfen. Eine stationäre Maskenplatte 83 ist in einer vorderen Fokalebene der Linse 6 fixiert. Die fixierte Maskenplatte 83 ist durch ein erstes Schlitzgitter 83A, ein zweites Schlitzgitter 83B und ein Fenster 83Z gebildet. Jedes Schlitzgitter hat eine Abstandperiode, die der Hell-/Dunkel-Bandteilung des vergrößerten Streifenbildes entspricht. Das erste Schlitzgitter 83A und das zweite Schlitzgitter 83B haben eine Phasendifferenz von 90 DEG zueinander, um eine Drehrichtung der Geberscheibenplatte 2 feststellen zu können. Darüber hinaus ist das einzige Fenster 83Z so angeordnet, dass es selektiv ein vergrößertes Bild des Indexschlitzes 1Z durchlässt. Ein fotosensibles Element 85 besteht aus einer Fotodiode mit einer gleichmäßigen fotosensiblen Fläche und ist hinter der feststehenden Maskenplatte 83 angeordnet.
  • 3 ist eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht des Winkelgebers der 2. Die LED 4 der strahlenden Lichtquelle befindet sich auf einer unteren Schaltungsplatte 41. Auf der anderen Seite befindet sich das fotosensible Element 85 auf einer oberen Schaltungsplatte 86. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die stationäre Maskenplatte 83 auf der Oberfläche des fotosensiblen Elementes 85 angeordnet. Die aspärische Linse 6 befindet sich zwischen den im Abstand zueinander angeordneten Schaltungsplatten 41 und 86. Diese Linse 6 wird von einem Halter 61 mit Hilfe eines vertikalen Stabs 62 gehalten, dessen eines Ende an der oberen Schaltungsplatte 86 angebracht ist. Der Linsenhalter 61 ist in Auf- und Abwärtsrichtung entlang des vertikalen Stabes 62 verschiebbar gehalten, um eine Position der Linse in Richtung der optischen Achse einstellen zu können und so einen Montagefehler und einen Abmessungsfehler der Geberstruktur ausgleichen zu können, also ein klares und scharfes Sekundärbild zu erhalten. Die Winkelgeberplatte 2 ist drehbar zwischen der Linse 6 und der Leuchtdiode 4 angeordnet. Die Geberplatte 2 trägt auf ihrer Unterseite das Schlitzmuster 1. Die Drehgeberplatte 2 ist an dem einen Ende einer rotierenden Welle 24 befestigt. Das andere Ende der rotierenden Welle 24 ist an einem Objekt (nicht dargestellt) festgemacht, das gemessen oder überwacht werden soll.
  • Die 4 ist ein Diagramm, das die Ausgangscharakteristiken des Gebers wiedergibt, der in den 2 und 3 gezeigt ist. Wie im oberen Teil des Diagramms aufgezeigt ist, liefert das fotosensible Element ein elektrisches Wechselstromsignal 7 in Abhängigkeit zur Änderung der empfangenen Lichtintensität des sich bewegenden Sekundärstreifenbildes. Dieses elektrische Signal 7 enthält eine Gleichstrom-Versatzkomponente VB und eine Wechselstrom-Signalkomponente (VP-VB). In dem Diagramm in der 4 bezeichnet die horizontale Achse eine Fluktuation des Oberflächenniveaus der Geberscheibenplatte, und die vertikale Achse bezeichnet die normalisierte Größe der Wechselstrom-Signalkomponente. Die numerische Apertur NA der vergrößernden fokussierenden Linse 6 wird als Parameter angenommen, der auf 0,25, 0,3 und 0,35 veränderbar ist. Je größer die numerische Apertur, desto heller ist das vergrößerte Bild, wodurch der Effekt der optischen Diffraktion vermindert wird, so dass die Wechselstrom-Signalkomponente größer wird, wenn die Fluktuation des Oberflächenniveaus Null ist, während die Fokaltiefe flacher wird. Um die Messergebnisse des Diagramms der 4 zu erhalten, wird eine Teilung des Schlitzmusters 1 auf 5,5 um festgelegt, und die Verteilung der Hell- und Dunkelzonen beträgt 50%. Die asphärische Linse hat ferner eine Fokallänge von 3,2 mm und eine Vergrößerung von 15.
  • Wie aus dem Diagramm zu erkennen ist, kann keine erkennbare Verschlechterung der Wechselstrom-Signalkomponente ohne Berücksichtigung des NA-Wertes beobachtet werden, solange die Fluktuation des Oberflächenniveaus innerhalb des absoluten Bereiches von 5 um liegt, so dass der erfindungsgemäße Geber ein stabiles Ausgangs-Messsignal hervorrufen kann. Der Geber läßt nämlich eine große Fluktuation des Oberflächenniveaus der Geberscheibenplatte zu und ist deshalb sehr unempfindlich gegen eine Schwingung und einen Stoß von außen. Insbesondere bei der Verwendung einer Linse mit NA = 0,25 mit einer relativ großen Fokaltiefe wird die Schwankung in der Wechselstrom-Signalkomponente selbst in dem breiteren, absoluten Bereich von 10 um der Fluktuation des Geberscheibenniveaus unterdrückt. Die Größe der Wechselstrom-Signalkomponente wird mit dem Gebrauch der Projektionslinse mit einem relativ kleinen NA nicht so verschlechtert, obwohl die Helligkeit des projizierten Bildes verringert wird.
  • In Verbindung mit 5 wird nun ein Ausführungsbeispiel für einen optischen Bewegungsaufnehmer gemäß der Erfindung erläutert. Das in der 5 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Lichtempfangseinheit einer Einschicht-Struktur statt einer Zweischicht-Struktur, die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2 und 3 benutzt wird. Wie in der 5 gezeigt ist, besteht die Lichtempfangseinheit 8 einzig und allein aus einem fotosensiblen Element 85 mit einem Lichtempfangsbereich, dessen tatsächliche fotosensible Regionen gemäß vorgegebenen periodischen Mustern gebildet sind. Ein Paar von kammförmigen, wirksamen fotosensiblen Regionen RA1 und RA2 sind ineinandergeschachtelt und im rechten Abschnitt des Lichtempfangsbereiches angeordnet. Die eine kammförmige fotosensible Region RA1 hat eine Abstandsperiode, die der der Spitzen des vergrößerten Sekundärstreifenbildes 5 identisch ist, das schematisch auf der rechten Seite der fotosensiblen Region A1 wiedergegeben ist. Die andere kammförmige fotosensible Region RA2 hat dieselbe Abstandsperiode, ist jedoch gegenüber der Region RA1 um 180 DEG phasenverschoben. Durch eine derartige Anordnung empfängt zu einem bestimmten Zeitpunkt, zu dem die Region RA1 helle Bänder des vergrößerten Streifenbildes 5 empfängt, die andere Region RA2 dunkle Bänder des vergrößerten Streifenbildes 5. Zu einem anderen Zeitpunkt, wenn die Region RA1 die dunklen Bänder empfängt, liegen auf der anderen Region RA2 die hellen Bänder. In dieser Weise kann ein Paar von kammförmigen fotosensiblen Regionen RA1 und RA2 ein Paar von komplementären Detektorsignalen mit einer relativen Phasenverschiebung von 180 DEG zueinander abgeben.
  • Ein weiteres Paar von kammförmigen fotosensiblen Regionen RB1 und RB2 sind ineinandergeschachtelt und in einem mittleren Abschnitt des Lichtempfangsbereichs angeordnet. Dieses Paar von kammförmigen fotosensiblen Regionen RB1 und RB2 ist um 90 DEG phasenverschoben gegenüber dem vorangehend erwähnten Paar von kammförmigen fotosensiblen Regionen RA1 und RA2. Deshalb ruft für den Fall, dass das vergrößerte Bild 5 aufwärts gemäß dem in der Figur wiedergegebenen Pfeil verschoben wird, das Paar von fotosensiblen Regionen RA1 und RA2 die Detektorsignale hervor, die den Detektorsignalen, die von dem anderen Paar von fotosensiblen Regionen RB1 und RB2 hervorgerufen werden, um eine Phase von 90 DEG vorauseilen. Andererseits kommt es zu einer relativen Phasenverzögerung von 90 DEG, wenn das sekundäre Streifenbild 5 abwärts verschoben wird.
  • Schließlich sind zwei in gleiche Teile aufgeteilte fotosensible Regionen RZ1 und RZ2 im linken Abschnitt des Lichtempfangsbereichs gebildet. Diese in gleiche Teile geteilten fotosensiblen Bereiche sind so angeordnet, dass sie wahlweise ein vergrößertes Bild 5Z des Paares von Indexschlitzen 1Z empfangen, die in der 2 gezeigt sind. Das vergrößerte Indexbild 5Z enthält ein Paar von ersten Spitzen 51Z und zweiten Spitzen 52Z gemäß dem Paar der Indexschlitze 1Z. Das Paar von Spitzen hat ein Zeitintervall dazwischen, das dem Spitzenabstandsintervall des vergrößerten Bildes 5Z entspricht. Wie in 5 gezeigt ist, empfängt im Fall einer Aufwärtsbewegung des vergrößerten Indexbildes 5Z zunächst die eine Teilregion RZ1 die eine Spitze 51Z und danach die andere Spitze 52Z. Danach empfängt die andere Teilregion RZ2 die erste Spitze 51Z und anschließend die zweite Spitze 52Z.
  • Als nächstes wird anhand der 6 ein Prozessschaltkreis für die Verarbeitung der Detektorsignale beschrieben, die von den kammförmigen fotosensiblen Regionen RA1, RA2, RB1 und RB2 abgegeben werden, um ein inkrementales Signal hervorzubringen. Ein von der kammähnlichen fotosensiblen Region RA1 erzeugter Photostrom wird durch einen entsprechenden Verstärker AMP verstärkt, um ein Detektorsignal A1 zu bilden. In gleicher Weise wird ein von der fotosensiblen Region RA2 erzeugter Photostrom verstärkt, um ein weiteres Detektorsignal A2 zu bilden. Ein Detektorsignal B1 wird außerdem von der fotosensiblen Region RB1 erhalten, und ein Detektorsignal B2 wird von der fotosensiblen Region RB2 erhalten. Das Paar von Detektorsignalen A1 und A2 wird mit Hilfe eines Komparators CMP miteinander verglichen, um ein A-phasiges inkrementales Signal A hervorzubringen. In gleicher Weise wird das andere Paar von Detektorsignalen B1 und B2 durch einen weiteren entsprechenden Komparator CMP untereinander verglichen, um ein B-phasiges inkrementales Signal B zu bilden.
  • 7 zeigt ein Wellenformdiagramm zur Verdeutlichung des Betriebes des Verarbeitungsschaltkreises für die inkrementalen Signale, der in der 6 gezeigt ist. Das Detektorsignal A1 hat eine Sinusschwingungsform gemäß der intermittierenden empfangenen Spitzen des sich verschiebenden, vergrößerten Streifenbildes. In gleicher Weise hat das Detektorsignal A2 eine Sinusschwingungsform, die um 180 DEG phasenverschoben relativ zu dem Detektorsignal A1 ist. Dieses Paar von Detektorsignalen A1 und A2 wird durch den Komparator verarbeitet, um ein A-phasiges inkrementales Signal A hervorzubringen, das aus einer Abfolge von Rechteckimpulsen mit einer Einschaltdauer von 50% besteht. Eine Anzahl von Impulsen ist ein Maß für einen inkrementalen Verschiebebetrag, und eine Rate von Impulsen zeigt eine Verschiebungsgeschwindigkeit an. In gleicher Weise hat das andere Paar von Detektorsignalen B1 und B2 jeweils Sinusschwingungsform mit einer relativen Phasendifferenz von 180 DEG. Diese Sinusschwingungsformen von B1 und B2 haben eine Vorlauf- bzw. Nachlaufphasendifferenz von 90 DEG in Bezug zu denen der Detektorsignale A1 und A2 entsprechend der Verschieberichtung. Diese Detektorsignale B1 und B2 werden durch den Komparator durch Vergleich miteinander verarbeitet, um ein B-phasiges Inkrementalsignal B zu bilden, das ebenfalls aus einer Abfolge von Impulsen besteht, die um + 90 DEG oder –90 DEG relativ zu dem A-phasigen Inkrementalsignal A phasenverschoben sind. Die Polarität des Phasenunterschiedes wird elektrisch festgestellt, um die Verschieberichtung der Geberplatte zu erfassen.
  • Die 8 zeigt einen Prozessschaltkreis zur Verarbeitung von Signalausgängen von den in gleiche Teile geteilten fotosensiblen Regionen RZ1 und RZ2, die in 5 gezeigt sind, um ein Z-phasiges Indexsignal Z hervorzurufen, das ein Maß für eine Referenzposition der Geberscheibenplatte ist. Wie in der 8 gezeigt ist, wird ein Photostrom, der von der einen der beiden geteilten fotosensiblen Regionen RZ1 ausgeht, durch einen Verstärker AMP verstärkt, um ein verstärktes Detektorsignal Z1 zu bilden. In gleicher Weise wird ein weiterer Photostrom, der von der anderen geteilten fotosensiblen Region RZ2 ausgeht, durch einen entsprechenden Verstärker AMP verstärkt, um ein weiteres verstärktes Detektorsignal Z2 hervorzubringen. Diese Detektorsignale Z1 und Z2 werden einer Additions- und Divisionsoperation durch einen Operator OP unterworfen, um ein Referenzsignal (Z1 + Z2)/4 hervorzubringen. Außerdem wird das eine Detektorsignal Z1 und das Referenzsignal miteinander Hilfe eines Komparators CMP verglichen, um ein fallendes Signal Z1C hervorzurufen. In gleicher Weise wird das andere Detektorsignal Z2 mit dem Referenzsignal durch einen entsprechenden Komparator CMP verglichen, um ein steigendes Signal Z2C hervorzubringen. Das Referenzsignal (Z1 + Z2)/4 wird mit einem vorgegebenen Spannungsschwellensignal Vr verglichen, um ein Fenstersignal Z0 zu bilden. Dieses Spannungsschwellensignal Vr auf ein vorgegebenes Niveau eingestellt, das identisch mit 3/4 des maximalen Niveaus des Referenzsignals ist. Schließlich werden das fallende Signal Z1C, das steigende Signal Z2C und das Fenstersignal Z0 durch ein UND-Glied Schaltkreis UND verarbeitet, um das Z-phasige Indexsignal Z zu bilden.
  • Die 9 gibt ein Wellenformdiagramm wieder, das den Betrieb des Indexsignalprozessschaltkreises der 8 veranschaulicht. Das eine Detektorsignal Z1 steigt eine Stufe nach dem Empfang der ersten Spitze 51Z des in der 5 gezeigten vergrößerten Indexbildes und steigt nachfolgend um eine weitere Stufe nach dem Empfang der zweiten Spitze 52Z. Danach fällt das Detektorsignal Z1 um eine Stufe, wenn die erste Spitze 51Z aus der einen geteilten fotosensiblen Region RZ1 herausläuft, und dann fällt es um eine weitere Stufe auf das Niveau Null, wenn die zweite Spitze 52Z die Region verläßt. In gleicher Weise hat das andere Detektorsignal Z2 einen zweistufigen ansteigenden Teil und einen zweistufigen abfallenden Teil. Der ansteigende Teil des zweiten Detektorsignals Z2 fällt zusammen mit dem abfallenden Teil des ersten Detektorsignales Z1. Das Referenzsignal (Z1 + Z2)/4 wird durch Addieren des ersten und zweiten Detektorsignales Z1 und Z2 hervorgerufen, und das Spannungsniveau des addierten Ergebnisses wird um 1/4 reduziert. Dieses Referenzsignal wird durch das Spannungsschwellensignal Vr verarbeitet, um das Fenstersignal Z0 hervorzubringen. Weiterhin wird das Detektorsignal Z1 mit dem Referenzsignal verglichen, um das fallende Signal Z1C zu bilden. Das Detektorsignal Z2 wird außerdem mit demselben Referenzsignal verglichen, um das steigende Signal Z2C zu bilden. Schließlich werden diese drei Signale Z0, Z1C und Z2C einem logischen Produktprozess unterzogen, um so das Z-phasige Indexsignal Z hervorzubringen, das ein Maß für die Referenzposition der Geberplatte ist. Dieses Z-phasige Indexsignal besteht aus einem einzigen Einschaltimpuls mit einer Länge, die exakt mit einer Periode des Inkrementalsignals zusammenfällt.
  • Die 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieser optische Winkelgeber gehört der absoluten Type an, während das Ausführungsbeispiel der 2 der inkrementalen Type angehört. Die inkrementale Type arbeitet so, dass sie optisch eine Anzahl von radialen Schlitzen mit Bezug auf einen vorgegebenen Indexpunkt zählt. Die absolute Type arbeitet hingegen so, dass sie optisch ein kodiertes Muster aufnimmt, das auf einer drehbaren Scheibe eingeformt ist, um direkt eine absolute Position zu lesen. Wie in 10 gezeigt ist, wird bei der absoluten Gebertype eine rotierende Scheibe 100 eingesetzt, auf der eine Vielzahl von Spuren 101 bis 108 konzentrisch zueinander angeordnet ist. Diese Spuren 101 bis 108 definieren ein Schlitzmuster, das bit-kodiert ist, um die absolute Winkelposition der Scheibe zu repräsentieren. Diese Spuren 101 bis 108 verändern sich sequenziell von jeweils höherer Bitordnung zu niedrigerer Bitordnung in einer Richtung, die radial nach außen weist. Eine Lichtquelle wie z. B. eine Leuchtdiode 109 ist auf der einen Seite der Scheibe 100 angeordnet, um die Spuren 101 bis 108 zu beleuchten. Eine Projektionslinse 110 ist auf der anderen Seite der Scheibe 110 in Gegenüberlage mit der LED 109 angeordnet, um das beleuchtete Schlitzmuster der Spuren 101 bis 108 mit einer vorgegebenen Vergrößerung zu projizieren. Eine Fotodetektorreihe 111 ist so angeordnet, dass sie das projizierte und vergrößerte Muster durch eine feststehende Maskenplatte 112 empfängt und so für jede Spur ein Detektorsignal erzeugt. Die Maskenplatte 112 hat nämlich eine Mehrzahl von Fenstern, die radial mit vorgegebenem, wiederkehrendem Abstand angeordnet sind, um das projizierte Licht für jede Spur zu trennen. Die hervorgebrachten Detektorsignale werden verarbeitet, um das Schlitzmuster zu entziffern und so die absolute Position oder Adresse der drehbar gelagerten Scheibe 100 festzustellen.
  • Aus Gründen der Anschauung sind acht Spuren 101 bis 108 auf der Scheibe angeordnet, so dass acht Spuren 8-bit Paralleldaten enthalten können, die 28 Winkelstellungen der Scheibe anzeigen können. Wie allgemein klar sein dürfte, ist die Auflösung der absoluten Winkelposition-Feststellung um so höher, je mehr Spuren vorhanden sind. Typischerweise wird die Scheibe mit 12 konzentrischen Spuren versehen. In einem solchen Fall wird die radiale Teilung der Spurenanordnung sehr klein gemacht, um eine Vergrößerung der Scheibe zu vermeiden. Außerdem hat die äußerste Spur, die der niedrigsten Bitordnung entspricht, eine extrem feine Umfangsteilung des Schlitzmusters, weil die Umfangsteilung 1/212 verglichen mit der der innersten Spur beträgt, die der höchsten Bitordnung entspricht. Bei einer solchen Type eines kompakten, absoluten Gebers mit hoher Auflösung ist die vorliegende Erfindung höchst vorteilhaft, weil das sehr feine Schlitzmuster durch die Anwendung der zwischengeschalteten Projektionslinse vergrößert wird, so dass die Fotodetektorreihe das projizierte Licht mit einer guten S/N-Rate erfassen kann bei einer praktikablen Abmessung der Lichtempfangsfläche. Anders ausgedrückt kann bei der Erfindung ein sehr feines Schlitzmuster auf der Scheibe gebildet werden, um die Auflösung zu verbessern und Scheibenfläche zu sparen, während die Fotodetektorreihe eine genügende Lichtempfangsfläche haben kann, um die praktische S/N-Rate sicherzustellen und eine Lichttrennung zwischen benachbarten Spuren sicherzustellen.
  • Wie vorangehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Geberplatte, die mit einem Schlitzmuster versehen ist, durch eine Lichtquelle angestrahlt, um ein primäres Streifenbild zu erzeugen. Dieses primäre Bild wird durch eine Linse vergrößert projiziert, um ein vergrößertes Sekundärstreifenbild zu bilden. Das vergrößerte Streifenbild wird durch ein Maskenmuster optisch abgetastet, um eine Verschiebung der Geberplatte festzustellen. Durch eine derartige Konstruktion kann das Schlitzmuster fein gemacht werden im Vergleich zum Stand der Technik, um so in vorteilhafter Weise die Auflösung des Geberausgangs zu verbessern. Weiterhin ist es nicht notwendig, das Maskenmuster nahe an das Schlitzmuster im Gegensatz zum Stand der Technik heranzurücken, um so vorteilhafterweise die Schwankungsbreite der Fluktuationen des Geberplattenniveaus zu vergrößern und die mechanische Robustheit und Stabilität der Geberstruktur gegen Schlag und Schwingungen zu verbessern, die von außen aufgebracht werden.

Claims (6)

  1. Optischer Bewegungsaufnehmer mit – einem verschiebbaren Glied, das ein periodisches Schlitzmuster aufweist und verschieblich innerhalb einer ersten Ebene gehalten ist, – einer Lichtquelle, die zur Anstrahlung des Schlitzmusters angeordnet ist und ein primäres Streifenbild bildet, dessen Hell-/Dunkel-Bereiche entlang der ersten Ebene wechseln, – einem Linsenglied zur Projizierung des primären Streifenbildes mit einer vorgegebenen Vergrößerung um ein sekundäres, vergrößertes Streifenbild zu bilden, dessen Hell-/Dunkel-Bereiche entlang einer zweiten Ebene wechseln und – einer Lichtempfangseinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtempfangseinheit (8) eine Einschichtstruktur aufweist, gebildet aus einem fotosensiblen Element (85) mit einem periodischen Maskenmuster, gebildet aus einem periodischen Muster aus fotosensitiven Regionen (RA1, RA2; RB1, RB2) auf dem Element (85) mit einer Periode gleich der des sekundären, vergrößerten Streifenbildes (5) und derart in der zweiten Ebene fixiert, so daß das fotosensible Element (85) ein elektrisches Signal erzeugt, welches der Auslenkung des verschiebbaren Glieds (2) entspricht, wobei die fotosensitiven Regionen (RA1, RA2; RB1, RB2) auf dem Element (85) kammförmig ausgebildet sind und derart miteinander verknüpft sind, daß sie ein Paar von komplementären elektrischen Signalen erzeugen.
  2. Ein optischer Bewegungsaufnehmer nach Anspruch 1, bei dem das Bewegungsglied (2) aus einem transparenten Substrat (21) besteht, auf dem in periodischer Anordnung ein transparentes Segment (22) und ein lichtundurchlässiges Segment (23) als Schlitzmuster (1) angeordnet ist und die Lichtquelle (4) die Rückseite des transparenten Substrates (21) zur Bildung des primären Streifenbildes (3) beleuchtet.
  3. Ein optischer Bewegungsaufnehmer nach Anspruch 1, bei dem das Linsenglied (5) eine asphärische Linse umfasst, die im wesentlichen jegliche Aberration aus dem sekundären, vergrößerten Streifenbild (5) eliminiert.
  4. Ein optischer Messgeber nach Anspruch 1, bei dem das bewegbare Glied (2) ein bitkodiertes Schlitzmuster (1) hat, das eine absolute Position des bewegbaren Gliedes (2) anzeigt.
  5. Ein optischer Messgeber nach Anspruch 1, bei dem das bewegbare Glied (2) ein periodisches Schlitzmuster (1) hat, das eine inkrementale Position des bewegbaren Gliedes (2) anzeigt.
  6. Optischer Meßgeber mit – einer rotierbaren Scheibe, auf der eine Mehrzahl periodischer, konzentrischer Schlitzmuster, die in Radialrichtung der Scheibe mit einer vorgegebenen Radialperiode angeordnet sind, zur Anzeige der absoluten Winkelposition der Scheibe und innerhalb einer ersten Ebene gelagert, – einer Lichtquelle zur Beleuchtung der Schlitzmuster zur Bildung eines primären Bildes, dessen Hell-/Dunkel-Bereiche entlang der ersten Ebene wechseln, – einem Linsenglied zur Projezierung des Primärbildes mit einer vorgegebenen Vergrößerung zur Bildung eines sekundären Bildes, dessen Hell-/Dunkel-Bereiche entlang einer zweiten Ebene wechseln, – einer Lichtempfangseinheit, die in der zweiten Ebene zum Empfang des wechselnden Sekundärbildes fixiert ist, um ein elektrisches Signal hervorzubringen, das ein Maß für eine Winkelposition der rotierbaren Scheibe ist, – wobei zwischen dem Linsenglied (6) und der Lichtempfangseinheit (8) eine periodische Maskenplatte (83) angeordnet ist, und – die Periode der Maskenplatte (83) der Radialperiode der Schlitzmuster, multipliziert mit der Vergrößerung des Linsengliedes (6), entspricht.
DE4226683A 1991-08-14 1992-08-12 Optischer Bewegungsaufnehmer Revoked DE4226683B9 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP228816/91 1991-08-14
JP03228816A JP3089055B2 (ja) 1991-08-14 1991-08-14 光学式変位検出装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE4226683A1 DE4226683A1 (de) 1993-02-18
DE4226683B4 true DE4226683B4 (de) 2007-04-12
DE4226683B9 DE4226683B9 (de) 2007-08-02

Family

ID=16882311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4226683A Revoked DE4226683B9 (de) 1991-08-14 1992-08-12 Optischer Bewegungsaufnehmer

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5539519A (de)
JP (1) JP3089055B2 (de)
DE (1) DE4226683B9 (de)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19530904B4 (de) * 1995-08-23 2005-08-04 Siemens Ag Vorrichtung zur Erfassung einer Position eines sich relativ zu einer Basis rotatorisch oder translatorisch bewegenden Objektes
DE19539709C2 (de) * 1995-10-25 2000-12-21 Schatz Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Betrages der Bewegung eines Körpers
US6229140B1 (en) * 1995-10-27 2001-05-08 Canon Kabushiki Kaisha Displacement information detection apparatus
US5670781B1 (en) * 1996-02-08 2000-10-10 Renco Encoders Inc Photoelectrical encoder
US6728008B1 (en) 1998-09-04 2004-04-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for diagnosing optical devices installed in image reading apparatus and image forming apparatus
WO2000043734A1 (fr) * 1999-01-22 2000-07-27 Citizen Watch Co., Ltd. Instrument optique servant a mesurer un deplacement
US6635863B1 (en) 1999-08-06 2003-10-21 Mitutoyo Corporation Optical encoder
JP2001066155A (ja) * 1999-08-31 2001-03-16 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd レンズを用いた結像方式エンコーダ
US6563108B1 (en) * 1999-10-25 2003-05-13 Quantum Devices, Inc. System for tracking angular and linear motion
US6512222B2 (en) * 2000-02-03 2003-01-28 Mitutoyo Corporation Displacement measuring apparatus
GB0004120D0 (en) * 2000-02-23 2000-04-12 Renishaw Plc Opto-electronic scale reading apparatus
CN100476365C (zh) * 2003-02-12 2009-04-08 三丰株式会社 位移检测光电式编码器
US7186969B2 (en) * 2003-02-12 2007-03-06 Mitutoyo Corporation Optical configuration for imaging-type optical encoders
US20050109924A1 (en) * 2003-11-26 2005-05-26 David Christenson Apparatus for encoding and indexing
GB0413710D0 (en) * 2004-06-21 2004-07-21 Renishaw Plc Scale reading apparatus
ATE452330T1 (de) * 2004-08-26 2010-01-15 Koninkl Philips Electronics Nv Kalibrierung für spektroskopische analysen
JP4636858B2 (ja) * 2004-11-24 2011-02-23 キヤノン株式会社 光学式エンコーダ
DE102005013222B4 (de) * 2005-03-17 2015-12-31 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
US7227124B2 (en) * 2005-06-20 2007-06-05 Mitutoyo Corporation Illumination configuration for imaging-type optical encoders
US20080203283A1 (en) * 2007-02-23 2008-08-28 Yee Loong Chin Optical encoder with detector lens
JP4511608B2 (ja) * 2008-03-21 2010-07-28 シャープ株式会社 原稿読取装置
JP5379761B2 (ja) * 2010-08-06 2013-12-25 キヤノン株式会社 アブソリュートエンコーダ
DE102011109269B3 (de) * 2011-08-03 2012-11-29 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Stellungsmeldeanordnung
GB201916662D0 (en) 2019-11-15 2020-01-01 Renishaw Plc Encoder apparatus
CN114846301B (zh) * 2020-12-01 2024-02-27 深圳市速腾聚创科技有限公司 光栅盘、z相信号的识别方法、光电编码器和激光雷达

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2557136C3 (de) * 1974-12-30 1979-03-15 Instytut Geodezji I Kartografii, Warschau Vorrichtung zur unmittelbaren Messung von linearen und winkeligen Verschiebungen mit Ziffernablesung
DE3150349A1 (de) * 1980-12-20 1982-08-05 Asahi Kogaku Kogyo K.K., Tokyo Winkelmessvorrichtung mit einem liniensensor
DE3703327A1 (de) * 1986-02-18 1987-08-20 Mettler Instrumente Ag Verfahren und einrichtung zur optischen positionsmessung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4112295A (en) * 1974-12-30 1978-09-05 Instytut Geodezji I Kartograffi Apparatus for direct measurement of displacements with a holographic scale
IN168444B (de) * 1986-08-15 1991-04-06 Mitutoyo Mfg Co Ltd
GB2210525B (en) * 1987-09-30 1991-11-20 Okuma Machinery Works Ltd Optical encoder
DE3817559C1 (de) * 1988-05-24 1989-12-07 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De
US4998013A (en) * 1988-12-27 1991-03-05 Hewlett-Packard Company Optical encoder with inactive photodetectors
US5155355A (en) * 1991-04-25 1992-10-13 Mitutoyo Corporation Photoelectric encoder having a grating substrate with integral light emitting elements

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2557136C3 (de) * 1974-12-30 1979-03-15 Instytut Geodezji I Kartografii, Warschau Vorrichtung zur unmittelbaren Messung von linearen und winkeligen Verschiebungen mit Ziffernablesung
DE3150349A1 (de) * 1980-12-20 1982-08-05 Asahi Kogaku Kogyo K.K., Tokyo Winkelmessvorrichtung mit einem liniensensor
DE3703327A1 (de) * 1986-02-18 1987-08-20 Mettler Instrumente Ag Verfahren und einrichtung zur optischen positionsmessung

Also Published As

Publication number Publication date
JP3089055B2 (ja) 2000-09-18
US5539519A (en) 1996-07-23
DE4226683A1 (de) 1993-02-18
DE4226683B9 (de) 2007-08-02
JPH05133772A (ja) 1993-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4226683B4 (de) Optischer Bewegungsaufnehmer
DE69632564T2 (de) Verschiebungsinformationserfassungsvorrichtung
DE102015006745B4 (de) Skala und optischer Codierer
DE69633213T2 (de) Drehwinkelgeber
EP0509979B1 (de) Photoelektronische Positionsmesseinrichtung
DE4030049C2 (de) Gerät zur fotoelektrischen Ermittlung der Verschiebung eines Verschiebungsglieds
EP0513427B1 (de) Interferentielle Positionsmessvorrichtung
DE3737278C2 (de)
DE69628774T2 (de) Vorrichtung zur Verschiebungsdetektion sowie Skala und Antriebsapparat dafür
DE3809804C2 (de)
DE69418819T3 (de) Drehkodierer
DE69316464T2 (de) Optische Kodiereinrichtung
DE102004048237A1 (de) Codierer, der eine reflektierende zylindrische Oberfläche verwendet
DE19505176A1 (de) Optischer Meßgeber
DE19701925A1 (de) Vorrichtung zum Messen einer Verschiebung
DE69622297T2 (de) Vorrichtung zur Bestimmung einer Verschiebung und deren Verwendung in einer Einrichtung zur Antriebsregelung
EP0804716B1 (de) Fotoelektrisches weg- und winkelmesssystem zum messen der verschiebung zweier objekte zueinander
DE112011104918T5 (de) Optischer Geber
DE102016218680A1 (de) Optischer Geber
WO2007006642A1 (de) Optischer längen- und geschwindigkeitssensor
DE102018200449A1 (de) Positionsmesseinrichtung
DE102007024593A1 (de) Maßstab für eine Positionsmesseinrichtung und Positionsmesseinrichtung
EP0363620A1 (de) Photoelektrische Positionsmesseinrichtung
DE102009014481A1 (de) Kontaktverschiebungsmesser
EP2878930B1 (de) Positionsmesseinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: NIDEC COPAL CORP., TOKIO/TOKYO, JP

8397 Reprint of erroneous patent document
8363 Opposition against the patent
8331 Complete revocation