JP4966044B2 - エンコーダ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の絶対位置を測定するエンコーダ及び請求項９の上位概念に記載のアブソリュート式エンコーダを作動する方法に関する。

エンコーダは、工作機械産業及びその他の製造システム，操作システム及び検査システムにおける角度測定装置及び長さ測定装置の形態で既に使用されている。間違った動作が、著しい破損を引き起こしうるので、全ての使用状況に対して高い機能信頼性が重要性を増している。

アブソリュート式エンコーダが、位置測定に益々使用されている。このアブソリュート式エンコーダは、各相対位置で供給エネルギーの遮断後にも正確な位置情報を迅速に出力できる。この場合、絶対位置が、単一のコードによって実現される。このコードは、特にスペースを節約するように測定方向に相前後して配置されたコード要素から構成される。この場合、これらのコード要素は、擬似乱数の分布で互いに配置されている。その結果、相前後して続く特定の数のコード要素がそれぞれ、コードパターン又はビットパターンを作る。このコードパターン又はビットパターンは、絶対位置をコード語として一義的に定義する。走査装置が、１つのコード要素だけシフトした場合、新しいコードパターンが既に形成され、連続する異なるコード語が、検出すべき全ての絶対測定範囲にわたって使用できる。このようなシーケンシャルコードは、チェーンコード又は擬似乱数コードと呼ばれる。

コード要素の確実な読み取りを保証するため、いろいろな手段が、従来の技術から公知である。コード要素が、一義的な範囲内で走査される、すなわち隣接すべきコード要素を超えた範囲外では走査されないことを保証することが、これらの手段に共通している。これに対して、選択情報が、補助トラックから又はコードトラック自体から得られる。コード語を確実に走査し生成する走査要素が、この選択情報に基づいて選択される。選択された走査要素の二進情報が、瞬間の絶対位置を生成するデコード装置に供給される。記憶された割り当て表又は発生器が、デコード装置として一般に用いられている。

このようなエンコーダ及び方法は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第４２０９６２９号明細書，ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９４２６２５号明細書，ドイツ連邦共和国特許第４３０９８６３号明細書，ドイツ連邦共和国特許第３８２５０９７号明細書及び国際特許出願公開第０３／０６０４３１号明細書中に記載されている。

動作の信頼性を向上させるため、アブソリュート式エンコーダの間違った動作を排除するため、通常の冗長な走査装置を使用することができる。このようなエンコーダは、ヨーロッパ特許第０７８９２２６号明細書中に記されている。互いに離れた多数のコード語が、走査されて互いに比較される。ハードウェア経費及びこれに関連するコストも、この多重の冗長によって上昇する。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２０９６２９号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９４２６２５号明細書 ドイツ連邦共和国特許第４３０９８６３号明細書 ドイツ連邦共和国特許第３８２５０９７号明細書 国際特許出願公開第０３／０６０４３１号明細書 ヨーロッパ特許第０７８９２２６号明細書 国際特許出願公開第０３／０６０４３１明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２４４２３４号明細書 国際特許出願公開第０２／０１１６０号明細書

本発明の課題は、可能な限り少ないハードウェア経費でエンコーダの間違った動作を確実に排除することにある。

この課題は、請求項１に記載の特徴を有するエンコーダ及び請求項９に記載の特徴を有するアブソリュート式エンコーダを作動させる方法によって解決される。
本発明の利点は、走査されたコード語又は生成された位置測定値の正常度が簡単に検査され得、誤差の発生時には作動装置が安定した状態に移行され得ることに特にある。この状態の絶対位置が、エンコーダによって測定される。
確実に走査するために既存のハードウェアが、走査要素の関数である選択の多様性によって適した方法で利用され得る。

本発明の好適な構成は、従属請求項中に記載されている。

本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。

図１中には、本発明にしたがって構成されたアブソリュート式エンコーダが概略的に示されている。このエンコーダは、長さ測定装置である。しかし本発明は、角度測定装置でも使用可能である。

位置を測定するため、スケール１のコードＣが、走査装置２に対して相対移動可能に配置可能である。長さを測定するため、スケール１は、ロッド状又はテープ状に形成されている。角度を測定するため、スケールは、ドラム状又は板状に形成されている。
コードＣは、１本のトラック内に配置されていてかつ測定方向Ｘに沿って相前後して連続するコード要素Ｃ１〜Ｃ５から構成される。これらのコード要素Ｃ１〜Ｃ５は、チェーンコードを構成する。すなわちこれらのチェーンコードは、測定方向Ｘに沿って擬似乱数で分布し、連続する異なるコード語を形成する。図１，２中には、コード要素Ｃ１〜Ｃ５が、０又は１で示されている。この符号は、個々のコード要素Ｃ１〜Ｃ５の異なる物理特性を符号で示す。光電式に走査可能なコードＣの場合、０で示したコード要素Ｃ１，Ｃ４は、非透過性である。１で示したコード要素Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５は、透過性である。又は、０で示したコード要素Ｃ１，Ｃ４は、非反射性である。１で示したコード要素Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５は、反射性である。国際特許出願公開第０３／０６０４３１明細書中に開示されかつ例に基づいて後でさらに詳しく説明するように、異なる特徴０及び１は、コード要素Ｃ１〜Ｃ５内部の連続する部分領域によっても生成され得る。

走査装置２は、コードＣを走査する走査要素Ｄ１〜Ｄ６の配列を有する。多数の走査要素Ｄ１〜Ｄ６がそれぞれ、各コード要素Ｃ１〜Ｃ５に割り当てられている。このことは、走査要素Ｄ１〜Ｄ６の中央距離がコード要素Ｃ１〜Ｃ６の長さの一部であることを意味する。走査要素Ｄ１〜Ｄ６の走査信号Ｓ１〜Ｓ６が、第１選択装置３に供給される。さらに処理してコード語ＣＷ１を生成するため、この第１選択装置３は、第１選択情報に基づいて走査信号Ｓ１〜Ｓ６のうちの１つの走査信号を選択する。このコード語ＣＷ１は、第１絶対位置ＰＯＳ１を生成するデコード装置５に供給される。
走査要素Ｄ１〜Ｄ６の走査信号Ｓ１〜Ｓ６は、第２選択装置４にも要求される。さらに処理してコード語ＣＷ２を生成するため、この第２選択装置４は、第１選択情報に基づいて走査信号Ｓ１〜Ｓ６のうちの１つの走査信号を選択する。このコード語ＣＷ２は、第２絶対位置ＰＯＳ２を生成するデコード装置５又は固有のデコード装置（図示せず）に供給される。

デコードは、記憶された割り当て表に基づいて又は発生器を用いて実施される。この場合、対応する位置測定値ＰＯＳ１，ＰＯＳ２が、各コード値ＣＷに割り当てられている。発生器は、コード値の列を協働するカウンタによって生成し、生成されたコード値と走査されたコード値ＣＷが一致した時にカウンタの状態を位置に関する目安として出力する。後者の実施の形態は、シフトレジスタによって実現され得る。選択情報Ａ１，Ａ２は、異なる基準にしたがって確定され得る。したがって、この選択は多様である。選択の多様性によって、誤差を含んだ走査が、ハードウェアの完全な走査の冗長性なしに排除されることが保証される。この誤差を排除するため、最も簡単な場合は、両位置ＰＯＳ１及びＰＯＳ２が一致に関して検査され、不一致の場合は誤差信号が生成される。

走査信号Ｓ１〜Ｓ６のこの選択は、一義的な走査信号Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６だけが使用されて、スケール１と走査装置２との間の相対位置ごとのコード語ＣＷ１，ＣＷ２を生成することを保証する。一義的な走査信号Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６は、この例では図１にしたがって走査要素Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６だけによって生成される。これらの走査要素Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６はそれぞれ、コード要素Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４だけを、すなわちコード要素Ｃ１〜Ｃ５の中央領域を一義的に走査する。不確実な走査信号Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５が、さらなる処理、すなわち位置測定に使用されないことが、この選択によって保証される。走査要素Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５によって生成される走査信号Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５は、不確実である。２つずつ相前後して続くコード要素Ｃ１〜Ｃ５間の移行領域が、走査される、すなわち２つのコード要素Ｃ１〜Ｃ５の物理的な状態によって同時に影響される。

第１絶対位置ＰＯＳ１及び第２絶対位置ＰＯＳ２の特に好適なさらなる処理を図１にしたがって説明する。特にシリアルインターフェース９及びエンコーダとシーケンス装置１０との間の伝送の正確さに関して検査するため、両絶対位置測定値ＰＯＳ１及びＰＯＳ２が、シーケンス装置１０、例えば数値制御部又は作動装置に伝送される。そこで初めて、誤差検査に対する比較が実施される。

インターフェース９を通じて伝送される両値が異なるように、絶対位置測定値ＰＯＳ１及びＰＯＳ２のうちの少なくとも１つの絶対位置測定値が、伝送前に変更されることが好ましい。最も簡単な場合、既知のオフセットＯＦが、変更装置８内で絶対位置測定値のうちの１つの絶対位置測定値ＰＯＳ１に結合される。次いでこのオフセットＯＦは、シーケンス装置１０内での比較時に再び考慮され得る。

高精度の位置測定に対しては、多くの場合、コードＣによる絶対位置測定の分解能だけでは十分でない。それ故に、絶対位置ＰＯＳ１を高い分解能の位置測定値ＰＯＳ３によって補うためのいろいろな可能性が存在する。走査要素Ｄ１〜Ｄ６に対するコード要素Ｃ１〜Ｃ５の縁部の位置が付加的に評価され、これから、既知の方法で補間される周期的なインクリメンタル信号が得られることによって、この高い分解能の位置測定値ＰＯＳ３は、いろいろな方法で得られる、例えばコードＣ自体から直接得られる。高い分解能の位置測定値ＰＯＳ３を得る別の可能性は、付加情報Ｚが、例えば１つ又は多数のインクリメンタルトラックの形態でコードＣに対して平行に配置されている点である（図２）。

この高い分解能の位置測定値ＰＯＳ３は、絶対位置測定値ＰＯＳ１，ＰＯＳ２のうちの少なくとも１つの絶対位置測定値に結合される。その結果得られた絶対位置測定値ＰＯＳ４が、オフセットＯＦを加えられて値（ＰＯＳ１＋ＰＯＳ３＋ＯＦ）としてシーケンス装置１０に伝送される。生じた絶対位置測定値ＰＯＳ４は、ビット列から構成される。これらのビット列のうちの高い分解能の位置測定によって得られる低位のビットが、絶対位置測定値ＰＯＳ１をさらに分解する。高い分解能の位置測定値ＰＯＳ３が、絶対位置測定値のうちの１つの絶対位置測定値ＰＯＳ１だけに結合される場合、共通の高位のビットだけが、シーケンス装置１０内で互いに比較されて誤差を検査する。

以下に、選択情報Ａ１及びＡ２を生成する可能性を説明する。

選択情報Ａ１，Ａ２を生成する第１の実施の形態を図２に基づいて詳しく説明する。この例の場合、スケール１は、コードＣの外側に付加情報Ｚをさらに有する。スケール１上のこの付加情報Ｚは、コードＣに対して平行に配置されている。コード要素Ｃ１〜Ｃ５を多数の部分に分割する位置ＰＯＳ３が、この付加情報Ｚを走査することによって得られる。すなわち、コード要素Ｃ１〜Ｃ５内部の絶対位置ＰＯＳ３が一義的に規定される。この付加情報Ｚは、例えば１つのコード要素Ｃ１〜Ｃ５の幅に相当する目盛周期を有するインクリメンタル目盛である。互いに位相シフトしている走査信号Ｋ１，Ｋ２が、インクリメンタル目盛を走査することによって生成される。１つの目盛周期内の絶対位置ＰＯＳ３が、補間装置６内でこれらの走査信号Ｋ１，Ｋ２から計算される。インクリメンタル目盛の位置が、コード要素Ｃ１〜Ｃ５に不変に割り当てられているので、スケール１に対する走査装置２の正確な位置、すなわちコード要素Ｃ１〜Ｃ５に対する走査要素Ｄ１〜Ｄ６の正確な位置が算定され得る。つまり正確な位置がそれぞれ、１つのコード要素Ｃ１〜Ｃ５内で絶対値で一義的に算定され得る。この絶対位置ＰＯＳ３は、結果として得られる絶対位置測定値ＰＯＳ４が既知の結合論理部７内で生成されるように一方では位置値ＰＯＳ１を補い、他方では選択情報Ａ１を生成する。このような選択方法は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９４２６２５号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願公開第４２０９６２９号明細書中にも記されている。

本発明によれば、別の選択が異なって実施される。図２の例では、別の選択が、コードＣ自体によって実施される。このことを図４及び５に基づいて具体的に説明する。（スペースの理由から３つだけ示された）コード要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３はそれぞれ、測定方向Ｘに沿って直接相前後して連続して配置された２つの同じ長さの部分領域Ａ及びＢから構成される。１つのコード要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の部分領域Ａ及びＢは、互いに補完的に構成されている。すなわちこれらの部分領域Ａ及びＢは、逆の特性を呈し、すなわち図４の光学式走査原理の場合は透過する特性及び透過しない特性を呈し、又は照射走査の場合は反射する特性及び反射しない特性を呈する。各コード要素Ｃ１〜Ｃ３に対して１つのデジタル値又は１つのビットを生成するため、１つのコード要素Ｃ１〜Ｃ３の両部分領域Ａ，Ｂの走査信号Ｓ１〜Ｓ１２がそれぞれ互いに比較される。走査装置２が、コードＣに対して１つのコード要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の幅又は長さだけ移動した場合、１つの新しいコード語が生成され、多数の異なるコード語が、絶対値で測定すべき測定領域にわたって生成される。

図４は、走査装置２に対するコードＣの瞬間の位置を示す。走査要素Ｄ１〜Ｄ１２は、コードＣの１つの部分領域Ａ，Ｂの半分の幅を有する中央領域内に配列されている。これによって、少なくとも１つの走査要素Ｄ１〜Ｄ１２が、各位置で１つのコード要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の１つの部分領域Ａ，Ｂに一義的に割り当てられていて、２つの部分領域Ａ，Ｂ間の移行部分を走査しないことが保証されている。示された位置では、部分領域Ｃ１，Ａが走査要素Ｄ１によって走査され、部分領域Ｃ１，Ｂが走査要素Ｄ３によって走査される。走査要素Ｄ１，Ｄ３は、光分布を検出し、光強度に応じて光強度に比例するアナログ走査信号Ｓ１，Ｓ３を生成する。両部分領域Ｃ１，Ａ及びＣ１，Ｂは互いに補完的に構成されているので、走査信号Ｓ１及びＳ３の強度は互いに逆である。すなわち、これらの信号レベルが互いに大きく離れている。

コード要素Ｃ１の両走査信号Ｓ１，Ｓ３のどちらが大きいかが検査されることによって、この信号距離は、二進情報Ｂ１を生成するために利用される。この検査は、除算又は減算によって実施される。この例では、減算が使用される。これに対して図４では、トリガー要素Ｔ１が、比較装置として使用される。このトリガー要素Ｔ１は、Ｓ１がＳ３より小さい時にＢ１＝０を生成し、Ｓ１がＳ３より大きいときはＢ１＝１を生成する。同様に、二進情報Ｂ２〜Ｂ６が、コード要素Ｃ２，Ｃ３を走査し、トリガー要素Ｔ２〜Ｔ６を用いて走査信号Ｓ１〜Ｓ１２を比較することによって得られる。図４中では、全ての比較要素（トリガー要素）が、スペースの理由から示されていない。すなわち実際には、操作要素Ｄ３の走査信号Ｓ３も走査要素Ｄ７の走査信号Ｓ５と比較され、Ｓ４もＳ６と比較され、Ｓ７もＳ９と比較され、Ｓ８もＳ１０と比較される、等々。

したがって、第１デジタル値が、互いに補完的に構成された部分領域Ａ，Ｂの第１シーケンスに割り当てられ、第２デジタル値が、互いに補完的に構成された部分領域Ａ，Ｂの第２シーケンスに割り当てられる。例えば、値０が、シーケンスｏｐａｋ→ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔに割り当てられ、値１が、シーケンスｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ→ｏｐａｋに割り当てられる。
各コード要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の両部分領域Ａ及びＢは互いに補完的であるので、走査信号Ｓ１〜Ｓ１２のＳ／Ｎ比は非常に大きい。光源の光強度の変化は、両部分領域Ａ及びＢの走査信号Ｓ１〜Ｓ１２に同程度に影響する。

１つのコード要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の２つずつの部分領域Ａ，Ｂの補完的な構成に起因して、エンコーダの正確な動作時に、それぞれのアナログ走査信号Ｓ１〜Ｓ１２が、この部分領域Ａ，Ｂを走査することによって生成される必要がある。これらのアナログ走査信号Ｓ１〜Ｓ１２の差が、プリセットされている１つの値を超える。良好な誤差検査が、この差の値を観察することによって可能である。この誤差検査の根拠は、差の値がプリセットされている１つの値だけ下回った時は二進情報Ｂ１〜Ｂ６が不確実であって、それ故に誤差信号Ｆがこの二進情報Ｂ１〜Ｂ６に対して生成されることに基づく。

コード要素Ｃ１のアナログ信号Ｓ１及びＳ３の減算（Ｓ１〜Ｓ３）によって、差の値がプリセットされている１つの比較値を越えたか又は超えなかったかが検査される。差の値（Ｓ１〜Ｓ３）が、プリセットされている比較値Ｖを超えなかった場合、誤差信号Ｆが出力される。図５中には、これらの信号の状態が示されている。
測定方向Ｘに沿って直接相前後して連続して配置された各コード要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の両部分領域Ａ及びＢには、走査要素Ｄ１〜Ｄ１２が狭い間隔で測定方向Ｘに沿って相前後して配列され得、したがってエンコーダがコードＣに対する走査装置２の捩れに対して、すなわちモアレ変動に対して鈍感であるという利点がある。しかも、１つのコード要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の両部分領域Ａ及びＢが同程度に影響されるので、汚れに対する雑音感度が小さい。

走査要素Ｄ１及びＤ２の例では、示された瞬間位置では、偶数の走査要素Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６，Ｄ８，Ｄ１０，Ｄ１２がそれぞれ、２つの部分領域Ａ，Ｂ間の移行部分に存在し、したがってトリガー要素Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６が、コード要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に割り当てられた正確な二進情報Ｂ２，Ｂ４，Ｂ６を供給しないことが図４中で容易に分かる。
以下で、手段を説明する。正確な走査要素Ｄ１〜Ｄ１２、すなわち１つのコード要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の部分領域Ａ，Ｂをそれぞれ走査する走査要素Ｄ１〜Ｄ１２が、コード後を生成するために使用されることが、これらの手段によって保証される。

コード要素Ｃ１〜Ｃ３の１つずつの部分領域Ａ，Ｂを確実にかつ一義的に走査する走査要素Ｄ１〜Ｄ１２又はこれらの走査要素Ｄ１〜Ｄ１２から生成される走査信号Ｓ１〜Ｓ１２を選択するため、１つの部分領域Ａ，Ｂの長さの間隔で互いに離れている走査要素Ｄ１〜Ｄ１２互いに比較される。この比較は、図４にしたがって比較要素Ｔ１〜Ｔ６によって実施される。これらの比較要素Ｔ１〜Ｔ６は、入力信号の差に応じて誤差信号Ｆ及び／又は二進値Ｂ１〜Ｂ６＝０又は１を出力する。１つのコード要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の長さに応じてラスター状に配列されている走査要素Ｄ１〜Ｄ１２の比較結果が、１つのグループを作る。その結果が最小の誤差信号Ｆを有するグループの走査要素Ｄ１〜Ｄ１２が選択される。図４中では、偶数の走査要素が１つのグループを作り、奇数の走査要素がもう１つのグループを作る。示された相対位置では、奇数の走査信号、すなわち下の比較要素Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５の出力信号Ｂ１，Ｂ３，Ｂ５（コード語ＣＷ２）が選択される。この説明した選択ルーチンが、第２選択情報Ａ２を生成する。したがって、走査要素又は走査信号の１つのグループの走査信号が、第２選択情報Ａ２によってさらに処理するため及び位置測定値ＰＯＳ２を生成するために選択される。

付加情報Ｚは、必ずしも１つだけのインクリメンタル目盛である必要はない。この付加情報Ｚは、多数のインクリメンタル目盛から構成してもよい。付加情報Ｚは、好ましくは１トラック若しくは多数トラックのインクリメンタル目盛を有する絶対コードの組み合わせ又はドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２４４２３４号明細書中に記されているような組み込まれたマークを有するインクリメンタル目盛から構成されている。この場合、絶対コード又はマークが、１つのコード要素Ｃ１〜Ｃ５内の一義的な絶対位置ＰＯＳ３を測定するために使用されるので、インクリメンタル目盛は、付加情報Ｚとして好ましくは１つのコード要素Ｃ１〜Ｃ５の長さのようなより小さい目盛周期を有してもよい。

コードＣに対して平行に配置されている付加情報Ｚから第１選択情報Ａ１を得ること及びコードＣから第２選択情報Ａ２を得ることには、両選択情報Ａ１，Ａ２がスケール１の異なる場所から得られるという利点を有する。これに対しては、この付加情報Ｚは、同時に絶対位置測定値ＰＯＳ１を補う位置測定値ＰＯＳ３を得るために使用されるので、追加のハードウェアの冗長性が不要である。

図３中には、別の実施の形態が示されている。同じに作用する要素は、全ての図面において同じ符号を有する。本発明の上述した構成とは違って、ここではインクリメンタル目盛ＩＮは、コードＣからの位置測定値ＰＯＳ１を補うためだけに使用される。第２選択情報Ａ２は、上述したように及びここでは概略的に要素１１として示されたようにコード要素Ｃ１〜Ｃ３の部分領域Ａ，Ｂの走査信号Ｓ１〜Ｓ１２を減算したコードから直接得られる。第１選択情報Ａ１は、別の規準だけにしたがって、すなわちコード要素Ｃ１〜Ｃ３の相前後して続く部分領域Ａ，Ｂの縁部（移行部分）を評価することによって同様にコードＣから得られる。選択信号Ａ１を得る要素１２が、同様に概略的にだけで示されている。この場合、各コード要素Ｃ１〜Ｃ３が、互いに逆に構成された部分領域Ａ，Ｂの順番から構成され、したがって１つの物理特性からその逆の物理特性に移行する形態の縁部を有することが利用される。これらの縁部は、１つのコード要素Ｃ１〜Ｃ３の長さに応じた一定のラスター状に配置されている。その結果、周期信号が、これから得られる。この周期信号は、既知の方法で補間される。１つのコード要素Ｃ１〜Ｃ３の長さを絶対分割した位置測定値ＰＯＳ３０が、この補間によって得られる。これに対しては、例えば国際特許出願公開第０２／０１１６０号明細書を参照のこと。比較的粗く分解する位置測定値ＰＯＳ１，さらに分解する位置測定値ＰＯＳ３０及び細かく分解する位置測定値ＰＯＳ３が、結合論理部７内で互いに結合されて、絶対位置測定値ＰＯＳ４を結果として生成する。

本発明は、光電気式の走査及びその他の走査原理、例えば磁気的、容量的又は誘導的な原理で使用可能である。

アブソリュート式エンコーダの原理図である。 エンコーダの第１の実施形を詳細に示す。 エンコーダの第２の実施形を詳細に示す。 コードの走査部を詳細に示す。 信号図である。

１ スケール
２ 走査装置
３ 第１選択装置
４ 第２選択装置
５ デコード装置
６ 補間装置
７ 結合論理部
８ 変更装置
９ シリアルインターフェース
１０ シーケンス装置
１１ 要素
１２ 要素

Claims (17)

1. 絶対コード（Ｃ）を走査する走査要素（Ｄ１〜Ｄ１２）の配列と、
   これらの走査要素（Ｄ１〜Ｄ１２）の走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）を選択する選択装置（３，４）と、
   選択された走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）から絶対位置測定値（ＰＯＳ１）を生成するデコード装置（５）とを有するエンコーダにおいて、
   前記選択装置（３，４）は、第１方法にしたがう選択を実施しかつこの第１方法と異なる第２方法にしたがう選択を実施し、
   第１絶対位置測定値（ＰＯＳ１）が、前記第１方法にしたがって選択された走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）から算出され、第２絶対位置測定値（ＰＯＳ２）が、前記第２方法にしたがって選択された走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）から算出されることを特徴とするエンコーダ。
2. 付加情報（Ｚ）が、前記絶対コード（Ｃ）に対して平行に配置されていて、第１選択情報（Ａ１）が、走査によって前記付加情報（Ｚ）から得られ、前記第１選択情報（Ａ１）が、第１選択装置（３）に入力されること、及び、第２選択装置（４）が設けられていて、前記絶対コード（Ｃ）の走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）から導き出されている第２選択情報（Ａ２）が、前記第２選択装置（４）に入力されていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
3. 第１選択装置（３）が設けられていて、前記絶対コード（Ｃ）の前記走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）から導き出されている第１選択情報（Ａ１）が、前記第１選択装置（３）に入力されていること、及び、第２選択装置（４）が設けられていて、同様に前記絶対コード（Ｃ）の前記走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）から導き出されている第２選択情報（Ａ２）が、前記第２選択装置（４）に入力されていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
4. 第１位置測定値（ＰＯＳ１）及び第２位置測定値（ＰＯＳ２）が、外部のシーケンス装置（１０）に伝送するためのインターフェース（９）に入力されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンコーダ。
5. 前記外部のシーケンス装置（１０）に伝送するための前記インターフェース（９）に入力される前記第１位置測定値（ＰＯＳ１）と前記第２位置測定値（ＰＯＳ２）とが相違するように、前記第１位置測定値（ＰＯＳ１）又は前記第２位置測定値（ＰＯＳ２）の少なくとも１つの位置測定値を変更するため、変更装置（８）が設けられていて、前記第１位置測定値（ＰＯＳ１）又は前記第２位置測定値（ＰＯＳ２）の少なくとも１つの位置測定値が、前記変更装置（８）に入力されていることを特徴とする請求項４に記載のエンコーダ。
6. 前記絶対コード（Ｃ）は、測定方向Ｘに沿って前後して配置された連続するコード要素（Ｃ１〜Ｃ５）から構成され、各コード要素（Ｃ１〜Ｃ５）はそれぞれ、互いに補完的である２つの部分領域（Ａ，Ｂ）から構成され、
   前後して連続する走査要素（Ｄ１〜Ｄ１２）の中央距離が、１つの部分領域（Ａ，Ｂ）の長さより小さく、
   １つの部分領域（Ａ，Ｂ）の長さに相当する対向する中央距離を有する走査要素（Ｄ１〜Ｄ１２）のそれぞれの走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）が、比較装置（Ｔ１〜Ｔ６）ごとに入力されていて、この比較装置（Ｔ１〜Ｔ６）は、当該比較結果に応じて前記コード要素（Ｃ１〜Ｃ５）に関する二進情報（Ｂ１〜Ｂ６）を生成する請求項２〜５のいずれか１項に記載のエンコーダ。
7. 前記走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）の差を目標の差（Ｖ）と比較し、前記目標の差（Ｖ）を下回った時に誤差信号（Ｆ）を出力するために、前記比較装置（Ｔ１〜Ｔ６）が構成されていることを特徴とする請求項６に記載のエンコーダ。
8. 前記第２選択装置（４）は、１つの部分領域（Ａ，Ｂ）の長さに対応する対向する中央距離内に配置されている走査要素（Ｄ１〜Ｄ１２）の１つのグループの走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）を選択し、グループの走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）が最小の誤差信号（Ｆ）を出力するグループが選択されることを特徴とする請求項７に記載のエンコーダ。
9. 以下の方法ステップを有するアブソリュート式エンコーダを作動させる方法：
   走査要素（Ｄ１〜Ｄ１２）の配列によって絶対コード（Ｃ）を走査し、
   これらの走査要素（Ｄ１〜Ｄ１２）の走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）を選択し；
   選択された走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）から絶対位置測定値（ＰＯＳ１）を生成する当該方法において、
   第１方法にしたがって走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）を選択し、この第１方法と異なる第２方法にしたがって走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）を選択し；
   前記第１方法にしたがって選択された前記走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）から第１位置測定値（ＰＯＳ１）生成し、
   前記第２方法にしたがって選択された前記走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）から第２位置測定値（ＰＯＳ２）生成し、
   誤差検査を実施するため、前記第１位置測定値（ＰＯＳ１）及び前記第２位置測定値（ＰＯＳ２）を提供することを特徴とする方法。
10. 前記第１方法にしたがう選択は、前記絶対コード（Ｃ）に対して平行に配置された付加情報（Ｚ）を走査することによって得られる第１選択情報（Ａ１）に応じて実施されること、及び、前記第２方法にしたがう選択は、前記絶対コード（Ｃ）を走査することによって得られる選択情報（Ａ２）に基づいて得られることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記第１方法にしたがう選択は、前記絶対コード（Ｃ）を走査することによって得られる第１選択情報（Ａ１）に応じて実施されること、及び、前記第２方法にしたがう選択は、同様に前記絶対コード（Ｃ）を走査することによって得られる選択情報（Ａ２）に基づいて実施されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. 前記第１位置測定値（ＰＯＳ１）と前記第２位置測定値（ＰＯＳ２）とが、前記誤差検査のために互いに比較されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記第１位置測定値（ＰＯＳ１）及び前記第２位置測定値（ＰＯＳ２）は、シーケンス装置（１０）に伝送されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１位置測定値（ＰＯＳ１）と前記第２位置測定値（ＰＯＳ２）とが相違するように、前記第１位置測定値（ＰＯＳ１）又は前記第２位置測定値（ＰＯＳ２）の少なくとも１つの位置測定値が、伝送前に変更されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 測定方向Ｘに沿って前後して配置された連続するコード要素（Ｃ１〜Ｃ５）から構成された絶対コード（Ｃ）を走査し、これらのコード要素（Ｃ１〜Ｃ５）はそれぞれ、互いに補完的な部分領域（Ａ，Ｂ）から構成され、
    １つの部分領域（Ａ，Ｂ）の長さより小さい対向する中央距離によって配列されている走査要素（Ｄ１〜Ｄ１２）から走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）を生成し、
    １つの部分領域（Ａ，Ｂ）の長さに対応して配列されている走査要素（Ｄ１〜Ｄ１２）から走査信号（Ｓ１〜Ｓ１２）を２つずつ１つの比較装置（Ｔ１〜Ｔ６）に供給し、この比較装置（Ｔ１〜Ｔ６）は、比較結果に応じて前記コード要素（Ｃ１〜Ｃ５）に関する二進情報（Ｂ１〜Ｂ６）を生成する、方法ステップを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 当該比較結果は、目標値（Ｖ）と比較され、誤差信号（Ｆ）が、この目標値（Ｖ）から外れた時に生成されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記第２方法の場合、１つのコード要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の長さに相当するラスター状の走査要素の対の二進情報（Ｂ１〜Ｂ６）が選択されて、前記第２絶対位置測定値（ＰＯＳ２）を生成し、その結果が、最小の誤差（Ｆ）を生成することを特徴とする請求項１６に記載の方法。

Images