JP3084408B2 - Optical fiber reduction method - Google Patents
Optical fiber reduction methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ削減方法に
関し、特に、波長によって異なる反射率を有する材料か
らなる複数層により回転符号を構成し、回転符号に対す
る光の入出射に必要とする光ファイバの数を削減できる
ようにするための新規な改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for reducing an optical fiber, and more particularly, to a method for forming a rotation code by a plurality of layers made of a material having a reflectance different depending on a wavelength, and a light required for inputting and outputting light to and from the rotation code. It relates to a new improvement to be able to reduce the number of fibers.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、用いられていたこの種の光ファイ
バエンコーダとしては種々あるが、その中で代表的なも
のについて述べると、図７にて示される一般に採用され
ている構成を挙げることができる。2. Description of the Related Art There are various types of optical fiber encoders of this type which have been used in the past. A typical one among them is described below with reference to a generally employed configuration shown in FIG. it can.
【０００３】すなわち、図７において符号１で示される
ものは、ケーシング２内に軸受３を介して回転自在に設
けられた回転軸であり、この回転軸１の上部には、所定
のパターン形状からなる第１パターン４、第２パターン
８及び第３パターン６をその表面７ａに有する回転板２
９が一体状に取付けられている。前記ケーシング２に
は、光コネクタ８が設けられており、この光コネクタ８
には、第１光ファイバ９を介して光分配器１０が接続さ
れており、この光分配器１０には、各々長さが大幅に異
なる第２光ファイバ１１、第３光ファイバ１２及び第４
光ファイバ１３が設けられている。前記第２光ファイバ
１１の第１検出用光出口１１ａは前記第１パターン４上
に対応して位置し、前記第３光ファイバ１２の第２検出
用光出口１２ａは前記第２パターン５上に対応して位置
し、さらに、前記第４光ファイバ１３の第３検出用光出
口１３ａは前記第３パターン６上に対応して位置してい
る。In FIG. 7, reference numeral 1 denotes a rotating shaft rotatably provided in a casing 2 via a bearing 3 in a casing 2, and an upper portion of the rotating shaft 1 has a predetermined pattern shape. Rotating plate 2 having first pattern 4, second pattern 8 and third pattern 6 on its surface 7a
9 are integrally mounted. The casing 2 is provided with an optical connector 8.
Is connected to an optical distributor 10 via a first optical fiber 9, and the optical distributor 10 has a second optical fiber 11, a third optical fiber 12, and a fourth
An optical fiber 13 is provided. The first detection light outlet 11a of the second optical fiber 11 is positioned corresponding to the first pattern 4, and the second detection light outlet 12a of the third optical fiber 12 is positioned on the second pattern 5. The third detection light outlet 13 a of the fourth optical fiber 13 is located correspondingly on the third pattern 6.
【０００４】尚、前述の各光ファイバ１１，１２及び１
３の前記光分配器１０からの長さは、符号で示すと、１
１＜１２＜１３の関係に構成されている。前記光コネク
タ８には、単芯光ファイバである第５光ファイバ１４を
介して光結合器１５に結合されており、この光結合器１
５には、入力用光ファイバ１６が発光体１７に対向して
設けられている。前記光結合器１５に設けられた出力用
光ファイバ１８の出力用光出口１８ａには、受光体１９
が対向して配設されている。従来の光ファイバアブソリ
ュートエンコーダは、前述したように構成されており、
以下に、その動作について説明する。まず、発光体１７
からの光は、入力用光ファイバ１６、光結合器１５、第
５光ファイバ１４、光コネクタ８、第１光ファイバ９、
光分配器１０を介して、各光ファイバ１１，１２及び１
３の各検出用光出口１１ａ，１２ａ及び１３ａを介して
各パターン４，５及び６上に到達する。これらの各光フ
ァイバ１１，１２及び１３の長さは、各々異なり前述の
関係に設定されているため、第２光ファイバ１１からの
光が最も早く第１パターン４に到達して、第１パターン
４を読み取り、その読み取った光信号は、前述の経路を
逆に経て出力用光ファイバ１８の出力用光出口１８ａか
ら受光体１９によって受信される。また、他の第３光フ
ァイバ１２及び第４光ファイバ１３を経て、第２パター
ン５及び第３パターン６を読み取った光信号は、各々最
初の光信号よりも遅れた時間差をともなってシリアル信
号として受光体１９に受信される。[0004] Each of the optical fibers 11, 12 and 1
3, the length from the optical distributor 10 is 1
The relationship 1 <12 <13 is established. The optical connector 8 is coupled to an optical coupler 15 via a fifth optical fiber 14 which is a single-core optical fiber.
5 is provided with an input optical fiber 16 facing the light emitter 17. An output light outlet 18a of an output optical fiber 18 provided in the optical coupler 15 has a photoreceptor 19
Are arranged facing each other. The conventional optical fiber absolute encoder is configured as described above,
The operation will be described below. First, the luminous body 17
From the input optical fiber 16, the optical coupler 15, the fifth optical fiber 14, the optical connector 8, the first optical fiber 9,
Each of the optical fibers 11, 12 and 1 is transmitted through the optical distributor 10.
The light reaches the patterns 4, 5 and 6 via the respective detection light outlets 11a, 12a and 13a. Since the lengths of these optical fibers 11, 12, and 13 are different from each other and are set in the above-described relationship, the light from the second optical fiber 11 reaches the first pattern 4 earliest, and the first pattern 4 is read, and the read optical signal is received by the photoreceptor 19 from the output light outlet 18a of the output optical fiber 18 through the above-described path in reverse. Further, the optical signals obtained by reading the second pattern 5 and the third pattern 6 via the other third optical fiber 12 and the fourth optical fiber 13 are converted into serial signals with a time difference delayed from the first optical signal. The light is received by the photoreceptor 19.
【０００５】従って、この受光体１９からは、前記各パ
ターン４，５及び６のパターンを読み取ったシリアル信
号が、互いに、時間差を有して受光体１９に読み取ら
れ、回転軸１の回転数及び回転角度等のアブソリュート
回転情報が得られる。Accordingly, the serial signals obtained by reading the patterns 4, 5 and 6 are read out from the photoreceptor 19 with a time difference from each other to the photoreceptor 19, and the number of rotations of the rotating shaft 1 and the number of rotations are determined. Absolute rotation information such as a rotation angle can be obtained.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来の光ファイバアブ
ソリュートエンコーダは、以上のように構成されていた
ため、次のような課題を有していた。すなわち、回転符
号板に形成された各回転符号は、全て同じ反射率を有す
る材料で構成されていたため、１個の回転符号に対して
は１種の波長の光しか供給することができず、多ビット
の場合には、回転符号を回転符号板の半径方向に並設し
なければならず、そのため、回転符号板の直径を小径化
することが不可能で、かつ、その各光を入出射させるた
めの光ファイバの数も各回転符号の半径方向の数に対応
させて形成せざるを得ないのが実状であった。The conventional optical fiber absolute encoder has the following problems because it is configured as described above. That is, since each rotation code formed on the rotation code plate is made of a material having the same reflectance, only one wavelength of light can be supplied to one rotation code. In the case of multi-bit, the rotation codes must be arranged side by side in the radial direction of the rotation code plate, so that it is impossible to reduce the diameter of the rotation code plate, and each light is input and output. In actuality, the number of optical fibers to be formed has to be formed corresponding to the number in the radial direction of each rotation code.
【０００７】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、波長によって異なる反射率
を有する材料からなる複数層により回転符号を構成し、
回転符号に対する光の入出射に必要とする光ファイバの
数を削減できるようにした光ファイバ削減方法を提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. In particular, a rotation code is constituted by a plurality of layers made of a material having a different reflectance depending on the wavelength.
It is an object of the present invention to provide an optical fiber reduction method capable of reducing the number of optical fibers required for inputting and outputting light with respect to a rotation code.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明による光ファイバ
削減方法は、回転符号板に設けられた回転符号に光ファ
イバを介してパルス光を照射し、反射した反射パルス光
を前記光ファイバを介して検出することにより、前記回
転符号板の回転検出を行うようにした光ファイバエンコ
ーダにおいて、前記パルス光は、異なる波長よりなり、
前記回転符号は波長によって異なる反射率を有する材料
からなる複数層よりなると共に、前記各光ファイバ内に
は、互いに波長が異なる前記パルス光を通過させること
により、前記光ファイバの数は前記回転符号板の半径方
向における回転符号の総数よりも少なくする方法であ
る。According to the present invention, there is provided a method for reducing an optical fiber, comprising irradiating a rotation code provided on a rotation code plate with pulse light through an optical fiber, and reflecting the reflected pulse light through the optical fiber. In the optical fiber encoder configured to perform rotation detection of the rotation code plate, the pulse light has a different wavelength,
The rotation code is composed of a plurality of layers made of a material having different reflectivity depending on the wavelength, and in each of the optical fibers, the pulse lights having different wavelengths from each other are passed, so that the number of the optical fibers is the rotation code. This is a method of reducing the total number of rotation codes in the radial direction of the plate.
【０００９】さらに詳細には、前記パルス光は、発光ダ
イオードよりなる方法である。More specifically, the pulse light is a method comprising a light emitting diode.
【００１０】[0010]
【作用】本発明による光ファイバ削減方法においては、
各発光ダイオードから発せられた別々の波長のパルス光
は、同じ光ファイバに入射され、各パルス光は異なる反
射率を有する複数層状の回転符号に入射する。この場
合、上層回転符号と下層回転符号では反射率が異なるた
め、複数層状に描かれた各回転符号は波長ごとに読み取
られ、反射した反射パルス光はフォトダイオードによっ
て電気信号に変換されることにより、図６に示される信
号を得ることができる。従って、１本の光ファイバに複
数種のパルス光を送ることができるため、従来構成に比
べると、光ファイバの数を半分とすることができる。In the optical fiber reduction method according to the present invention,
Pulsed lights of different wavelengths emitted from each light emitting diode are incident on the same optical fiber, and each pulsed light is incident on a multi-layered rotation code having a different reflectance. In this case, since the reflectance is different between the upper-layer rotation code and the lower-layer rotation code, each rotation code drawn in a plurality of layers is read for each wavelength, and the reflected pulse light reflected is converted into an electric signal by a photodiode. , The signal shown in FIG. Therefore, since a plurality of types of pulsed light can be sent to one optical fiber, the number of optical fibers can be halved as compared with the conventional configuration.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、図面と共に本発明による光ファイバ削
減方法の好適な実施例について詳細に説明する。なお、
従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明
する。図１から図６までは、本発明による光ファイバ削
減方法を示すもので、図１はブロック構成図、図２は回
転符号板上の回転符号を示す断面図、図３は各回転符号
の反射率を示す特性図、図４は上層回転符号を示す平面
図、図５は下層回転符号を示す平面図、図６はパルス光
及び反射パルス光を示す特性図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the method for reducing an optical fiber according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition,
The same or equivalent parts as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals and described. 1 to 6 show an optical fiber reduction method according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a rotation code on a rotation code plate, and FIG. 3 is a reflection of each rotation code. FIG. 4 is a plan view showing an upper layer rotation code, FIG. 5 is a plan view showing a lower layer rotation code, and FIG. 6 is a characteristic view showing pulsed light and reflected pulsed light.
【００１２】図１において符号１７，１７ａで示される
ものは、図示しないパルス駆動回路で駆動され、ＬＥＤ
よりなる第１光ダイオード及び第２光ダイオードであ
り、各光ダイオード１７，１７ａは、各々波長が異なる
光パルスλ1，λ2を発生し、これらの各光パルスλ1，
λ2は、合波器２３で合波され光ファイバ２４ａをを経
て分波器４０で各々分波されて１本の光ファイバ２４に
より回転符号板２９の回転符号２９ａに送られる。1 are driven by a pulse drive circuit (not shown),
Is more becomes the first photodiode and the second photodiode, the photodiode 17,17a, each optical pulse lambda 1 having different wavelengths, to generate lambda 2, each of these light pulses lambda 1,
λ 2 is multiplexed by the multiplexer 23, passes through the optical fiber 24 a, is demultiplexed by the demultiplexer 40, and is sent to the rotation code 29 a of the rotation code plate 29 by one optical fiber 24.
【００１３】前記回転符号板２９は、図２及び図４，５
で示すように構成されており、各々反射率の異なる材料
で構成された上層回転符号２９ａＡ及び下層回転符号２
９ａＢが複数層状に形成され、この回転符号板２９の半
径方向Ａに所定の間隔で並設されている。The rotation code plate 29 is shown in FIGS.
, The upper rotation code 29aA and the lower rotation code 2 each made of materials having different reflectivities.
9aB are formed in a plurality of layers, and are arranged side by side at predetermined intervals in the radial direction A of the rotation code plate 29.
【００１４】従って、図２の構成においては、半径方向
Ａ上において、４個の回転符号２９ａが形成され、各々
反射率が異なるように構成されているため、実際には、
合計８個の回転符号２９ａを有していることになる。Accordingly, in the configuration shown in FIG. 2, four rotation codes 29a are formed in the radial direction A, and each of them has a different reflectivity.
This means that a total of eight rotation codes 29a are provided.
【００１５】すなわち、前記上層回転符号２９ａＡと下
層回転符号２９ａＢは、図３で示すような異なる反射率
のピークを有しており、１本の光ファイバ２４を通過し
た波長の異なる複数種のパルス光λ1，λ2に対し、各々
異なる波長の反射をするため、各反射パルス光λ1a，λ
2aは、第１分波器４１を経て帰路光ファイバ３０で案内
される。That is, the upper-layer rotation code 29aA and the lower-layer rotation code 29aB have different reflectance peaks as shown in FIG. 3, and a plurality of types of pulses having different wavelengths transmitted through one optical fiber 24. Since the light λ 1 and λ 2 are respectively reflected at different wavelengths, the respective reflected pulse lights λ 1a and λ
2a is guided by the return optical fiber 30 via the first splitter 41.
【００１６】この帰路光ファイバ３０を経た各反射パル
ス光λ1a，λ2aは、第２分波器４２で分岐され、第１フ
ォトダイオード５０及び第２フォトダイオード５１を介
して電気信号に変換された後、信号処理部５２を経て回
転検出信号である出力信号５３を出力するように構成さ
れている。Each of the reflected pulse lights λ 1a and λ 2a passing through the return optical fiber 30 is split by the second splitter 42 and converted into an electric signal via the first photodiode 50 and the second photodiode 51. After that, an output signal 53 that is a rotation detection signal is output through a signal processing unit 52.
【００１７】次に、前述の構成において、各発光ダイオ
ード１７，１７ａから同時に発射された別々の波長のパ
ルス光λ1，λ2は、分波器４０を介して光ファイバ２４
内に送られ、各々回転符号板２９の回転符号２９ａに入
射すると、各々異なる反射パルス光λ1a，λ2aとして帰
路光ファイバ３０及び各分波器４１，４２を介して各フ
ォトダイオード５０，５１に入力される。Next, in the above-described configuration, the pulse lights λ 1 and λ 2 of different wavelengths simultaneously emitted from the respective light emitting diodes 17 and 17a are transmitted through the splitter 40 to the optical fiber 24.
When the light is incident on the rotation code 29a of the rotation code plate 29, the photodiodes 50 and 51 are respectively reflected as different reflected pulse lights λ 1a and λ 2a via the return optical fiber 30 and the respective demultiplexers 41 and 42. Is input to
【００１８】前記各フォトダイオード５０，５１で受光
された前記各反射パルス光λ1a，λ2aは電気信号に変換
され、信号処理部５２によって出力信号５３が出力され
る。また、前述の各反射パルス光λ1a，λ2aは、図６に
示すように８ビットの信号として出力する場合には、例
えば、図２に示すように、上位ビットと下位ビットに分
け、各回転符号２９ａに図２のような組合せでパルス光
λ1，λ2を入射することにより、１本の光ファイバ２４
で二種の信号を入出射することができ、従来の構成に比
べると、半分の光ファイバ２４で済むことになる。The reflected pulse lights λ 1a and λ 2a received by the photodiodes 50 and 51 are converted into electric signals, and an output signal 53 is output by a signal processing unit 52. When each of the above-described reflected pulse lights λ 1a and λ 2a is output as an 8-bit signal as shown in FIG. 6, for example, as shown in FIG. The pulsed light λ 1 and λ 2 are incident on the rotation code 29a in a combination as shown in FIG.
, Two types of signals can be input and output, and only half of the optical fiber 24 is required as compared with the conventional configuration.
【００１９】従って、図２から明らかなように、回転符
号板２９の半径方向Ａには、二層状の回転符号２９ａが
４個形成され、各々上層と下層では反射率が異なるよう
に構成されているため、実際には、合計８個の回転符号
２９ａが形成されたことになり、従来構成によれば、８
本の光ファイバを用いるところであるが、２個の回転符
号２９ａＡ，２９ａＢに対して１本の光ファイバ２４の
組合せとなるため、光ファイバ２４の数は前記半径方向
Ａにおける回転符号２９ａ，２９ａＡ，２９ａＢの総数
の半分となり、光ファイバ２４の数を半分に削減するこ
とができる。Therefore, as is apparent from FIG. 2, four double-layered rotation codes 29a are formed in the radial direction A of the rotation code plate 29, and each of the upper and lower layers has a different reflectance. Therefore, actually, a total of eight rotation codes 29a are formed, and according to the conventional configuration, eight rotation codes 29a are formed.
Although two optical fibers are used, one optical fiber 24 is combined with two rotational codes 29aA and 29aB. Therefore, the number of optical fibers 24 is equal to the rotational codes 29a, 29aA, This is half of the total number of 29aB, and the number of optical fibers 24 can be reduced to half.
【００２０】[0020]
【発明の効果】本発明による光ファイバ削減方法は、以
上のように構成されているため、次のような効果を得る
ことができる。すなわち、反射率が異なる材料からなる
回転符号を複数層状に配設しているため、１本の光ファ
イバに案内された異なる波長のパルス光を入出光させる
ことができ、光ファイバの数を実質上半分とすることが
でき、光ファイバエンコーダの回転符号板の小径化によ
って、光ファイバの小型化に大きく寄与することができ
る。Since the optical fiber reducing method according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. That is, since a plurality of rotation codes made of materials having different reflectivities are arranged in a plurality of layers, pulsed light having different wavelengths guided by one optical fiber can be input and output, and the number of optical fibers can be substantially reduced. The diameter of the rotation code plate of the optical fiber encoder can be greatly reduced by reducing the diameter of the rotary code plate of the optical fiber encoder.
【図１】本発明による光ファイバ削減方法を示すブロッ
ク構成図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an optical fiber reduction method according to the present invention.
【図２】回転符号板上の回転符号を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a rotation code on a rotation code plate.
【図３】各回転符号の反射率を示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a reflectance of each rotation code.
【図４】上層回転符号を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an upper layer rotation code.
【図５】下層回転符号を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a lower rotation code.
【図６】パルス光及び反射パルス光を示す特性図であ
る。FIG. 6 is a characteristic diagram showing pulsed light and reflected pulsed light.
【図７】従来の光ファイバエンコーダを示す構成図であ
る。FIG. 7 is a configuration diagram showing a conventional optical fiber encoder.
λ1 パルス光 λ2 パルス光 λ1a 反射パルス光 λ2a 反射パルス光 ２４ 光ファイバ ２９ 回転符号板 ２９ａ 回転符号 ２９ａＡ 上層回転符号 ２９ａＢ 下層回転符号 ５０ 発光ダイオード ５１ 発光ダイオードλ 1 pulse light λ 2 pulse light λ 1a reflected pulse light λ 2a reflected pulse light 24 Optical fiber 29 Rotation code plate 29a Rotation code 29aA Upper rotation code 29aB Lower rotation code 50 Light emitting diode 51 Light emitting diode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 小野村 恒明 (56)参考文献 特開 平５−10784（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−233320（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−85318（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−132921（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−118876（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/36 H03M 1/24 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page Examiner Tsuneaki Onomura (56) References JP-A-5-10784 (JP, A) JP-A-3-233320 (JP, A) JP-A-60-85318 (JP, A) JP-A-55-132921 (JP, A) JP-A-5-118876 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01D 5/36 H03M 1/24
Claims (2)
9a,29aA,29aB)に光ファイバ(24)を介してパルス光(λ1,
λ2)を照射し、反射した反射パルス光(λ1a,λ2a)を前
記光ファイバ(24)を介して検出することにより、前記回
転符号板(29)の回転検出を行うようにした光ファイバエ
ンコーダにおいて、前記パルス光(λ1,λ2)は、異なる
波長よりなり、前記回転符号(29a,29aA,29aB)は波長に
よって異なる反射率を有する材料からなる複数層よりな
ると共に、前記各光ファイバ(24)には、互いに波長が異
なる前記パルス光(λ1,λ2)を通過させることにより、
前記光ファイバ(24)の数は前記回転符号板(29)の半径方
向(A)における回転符号(29a,29aA,29aB)の総数よりも少
なくすることを特徴とする光ファイバ削減方法。A rotation code (2) provided on a rotation code plate (29).
9a, 29aA, 29aB) through the optical fiber (24) to pulse light (λ 1 ,
λ 2 ), and the reflected pulse light (λ 1a , λ 2a ) is detected via the optical fiber (24) to thereby detect the rotation of the rotation code plate (29). In the fiber encoder, the pulse light (λ 1 , λ 2 ) has different wavelengths, and the rotation code (29a, 29aA, 29aB) includes a plurality of layers made of a material having a different reflectance depending on the wavelength, and By passing the pulse light (λ 1 , λ 2 ) having different wavelengths through the optical fiber (24),
An optical fiber reduction method, wherein the number of the optical fibers (24) is smaller than the total number of rotation codes (29a, 29aA, 29aB) in a radial direction (A) of the rotation code plate (29).
ード(50,51)から得られるようにしたことを特徴とする
請求項１記載の光ファイバ削減方法。2. The optical fiber reduction method according to claim 1 , wherein said pulse light (λ 1 , λ 2 ) is obtained from a light emitting diode (50, 51).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP03163070A JP3084408B2 (en) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | Optical fiber reduction method |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP03163070A JP3084408B2 (en) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | Optical fiber reduction method |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH0510785A JPH0510785A (en) | 1993-01-19 |
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Country Status (1)
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|---|---|
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE10054062A1 (en) | 2000-10-31 | 2002-05-16 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Position determination method and position measuring device for carrying out the method |
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1991
- 1991-07-03 JP JP03163070A patent/JP3084408B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| JPH0510785A (en) | 1993-01-19 |
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