JP4970649B2 - リニア運動又は回転運動を定量的に検出するためのオプティカルエンコーダ - Google Patents

リニア運動又は回転運動を定量的に検出するためのオプティカルエンコーダ Download PDF

Info

Publication number
JP4970649B2
JP4970649B2 JP2000393186A JP2000393186A JP4970649B2 JP 4970649 B2 JP4970649 B2 JP 4970649B2 JP 2000393186 A JP2000393186 A JP 2000393186A JP 2000393186 A JP2000393186 A JP 2000393186A JP 4970649 B2 JP4970649 B2 JP 4970649B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
raster
signal
comparator
light
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000393186A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001208567A (ja
Inventor
シュテーグミュラー ウルリヒ
グロイス シュテファン
メルマー フランク
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.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
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 Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of JP2001208567A publication Critical patent/JP2001208567A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4970649B2 publication Critical patent/JP4970649B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/22Analogue/digital converters pattern-reading type
    • H03M1/24Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
    • H03M1/28Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
    • H03M1/30Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同じ長さの光透過領域及び光不透過領域の周期的な配置を含むラスタ装置を有し、このラスタ装置の方向に光束を放射するための光放射装置を有し、光束がラスタ装置を通過し、このラスタ装置によってこのラスタ装置の運動の結果変調された後で光束を検出するための検出装置を有し、運動の速度及び方向を決定するための、検出装置に結合された評価回路を有する、リニア運動又は回転運動を定量的に検出するためのオプティカルエンコーダに関する。とりわけ本発明は検出装置が3つの光受信器のリニアな配置によって形成されるオプティカルエンコーダに関する。
【0002】
【従来の技術】
オプティカルエンコーダは、運動体の回転運動乃至はリニア運動の回転角度乃至は長さ及び方向を検出するために使用される。このような装置の基本的な構成部材は放射器システム、ラスタプレート、通常はラスタディスク又はラスタ定規及び検出装置である。放射器システムは通常は発光ダイオード又はレーザダイオードからなり、このダイオードの光射出側にはレンズが結合されている。発光ダイオードから放射される光束はラスタプレートによって変調される。これは運動体に接続されており、周期的な開口部パターンを有する。検出装置はこのラスタプレートにより変調された発光ダイオードの送信信号を検出し、出力側から運動の速度及び方向に関する情報を供給する。
【0003】
オプティカルエンコーダのこれまでのバージョンは付加的な光学系、ラスタプレート及び評価ロジックを有する検出器アレイを有する発光ダイオードから成る。放射器側では光束が発生され、この光束は検出器アレイをできるだけ均一に照明する。この検出器アレイは4つのフォトダイオードのリニアな配置から成り、これらの4つのフォトダイオードはリニアな運動の方向に又は回転運動に関して接線上に配置されている。これらのフォトダイオードの間隔はラスタディスク周期の1/4であり、隣り合う2つのフォトダイオードの信号は互いに90°だけ位相シフトされている。これらのフォトダイオードの出力信号は評価回路において適切に処理され、この結果、運動の速度、すなわちリニア速度又は回転速度及び方向を供給する。
【0004】
US−A−4654525には例えば回転運動のためのオプティカルエンコーダとして使用するためのこのような装置が記述されている。この装置では回転軸を中心として円形のラスタプレートが中心に配置され、このラスタプレートの周期的な開口部ラスタは光源と4つのフォトダイオードから成るリニアアレイとの間に測定すべき回転運動中に通過し、これによってこれらのフォトダイオードに入射する光が変調される。ラスタプレートの開口部ラスタは、このラスタプレートの光透過領域の幅も光不透過領域の幅も2つの隣り合って配置されたフォトダイオードの幅に相応するように形成されている。これによって4つの同一の、しかし連続的に90°だけ互いにシフトされたフォトダイオードの出力信号(クアドラチュア信号(quadrature signal))が生成される。これらの出力信号から加算器とコンパレータとの適切な相互接続によって90°だけ互いにシフトされた2つのクアドラチュア信号が発生され、これらのクアドラチュア信号のサンプリングレート及び位相関係がこの回転方向及び回転速度に関する情報を与える。このような相互接続によって、光強度における変化を補償することができることが保証される。
【0005】
これに匹敵する装置がUS−A−4691101でも提案されている。付加的にここではフォトダイオード出力信号の増大のために光検出器のリニアな4重アレイの複数の群を互いに相前後して配置し、互いに位相の同じフォトダイオードの出力側を電気的に互いに結合することが提案されている。さらに、代わりの実施形態が提案されており、この代わりの実施形態ではそれぞれ別の個数の光検出器がグループにまとめられる。
【0006】
この従来技術に共通するのは、それぞれ面積においてはラスタプレートのスリット開口部の半分の大きさを有しかつ電気的に別個にバイアスをかけなくてはならない少なくとも4つの光検出器、通常は半導体材料から成るフォトダイオードを含むトータルな光検出器面が設けられなければならないことである。これは比較的大きな製造コスト及び半導体チップ面積の消費に結びつく。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、低減されたコストで製造でき、さらに検出器側で半導体チップ面積の僅少な消費を有し、同時に周知の装置の利点、すなわちとりわけ光強度変動に対する非敏感性を維持したままであるリニア運動又は回転運動を定量的に検出するためのオプティカルエンコーダを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、検出装置は3つの光受信器を有し、3つの光受信器の光受信領域は互いに隣接してラスタ装置のラスタの方向に対してパラレルに配置されており、さらに検出装置の長さはこの方向においてラスタ装置の半周期から完全な1周期までの領域の長さを有することによって解決される。
【0009】
従って、本発明は、リニア運動又は回転運動を定量的に検出するためのオプティカルエンコーダであって、同じ長さの光透過領域及び光不透過領域の周期的な配置を含むラスタ装置を有し、このラスタ装置の方向に光束を放射するための光放射装置を有し、この光束がラスタ装置を通過し、ラスタ装置によってこのラスタ装置の運動の結果変調された後で光束を検出するための検出装置を有し、運動の速度及び方向を決定するための、検出装置に結合された評価回路を有する、リニア運動又は回転運動を定量的に検出するためのオプティカルエンコーダにおいて、検出装置は3つの光受信器を有し、これらの3つの光受信器の光受信領域は互いに隣接してラスタ装置のラスタの方向に対して平行に配置されており、さらに検出装置の長さはこの方向においてラスタ装置の半周期から完全な1周期までの領域の長さを有する、リニア運動又は回転運動を定量的に検出するためのオプティカルエンコーダを記述する。
【0010】
本発明の有利な実施形態では、検出装置の長さはラスタ装置の周期の3/4の長さを有する。
【0011】
従って、本発明のオプティカルエンコーダは、たった3つのリニアに配置された光受信器から形成される。これによって、製造コストは周知の装置に比べて低減される。周知の装置の利点、すなわち、とりわけ光強度変動に対する非敏感性を失うことなしにこれは実現される。これは基本的に次のことに基づく。すなわち、検出装置の本発明の装置において、適切な回路によって基準信号が発生され、光強度変動を補償するために使用されることに基づく。とりわけ、この目的のために、評価回路は有利には加算器を含み、この加算器には第1の光受信器の出力信号及び第3の光受信器の出力信号が供給され、さらにこの評価回路は加算器に後置接続されたレベル低減構成素子を含み、このレベル低減構成素子は加算器から送出される信号のレベルを低減し、このようにしてその出力側において基準信号を供給し、評価回路はさらに第1のコンパレータ及び第2のコンパレータを有し、第1のコンパレータには第1の光受信器の出力信号及び基準信号が供給され、これに基づいて第1のコンパレータはその出力側において第1のクアドラチュア信号を供給し、第2のコンパレータには第2の光受信器の出力信号及び基準信号が供給され、これに基づいて第2のコンパレータはその出力側において第2のクアドラチュア信号を供給する。このように得られた2つのクアドラチュア信号は互いに90°だけ位相シフトされており、これらのパルスシーケンス及びこれらの相対的な位相は運動の速度及び方向に関する情報を与える。
【0012】
レベル低減構成素子は有利には除算器(Teiler)、加算器から送出される一定の信号のレベルをファクタ2だけ低減する除算器である。
【0013】
従って、光強度の変動において全ての3つの光受信器の出力信号だけではなく同じ程度に基準信号も変化する。コンパレータではこれらの変動が相殺され、この結果、コンパレータから送出されるクアドラチュア信号は光強度変動からの影響をうけないでいられる。
【0014】
検出装置の長さがラスタ装置の周期の3/4を有する既述の有利な実施形態の場合には、光検出器及び後続配置された構成素子の出力信号の曲線形状に基づいて直接的に目指す成果が得られることが見て取れる。検出装置の長さに対して設けられるその他の領域の場合でも、シミュレーション計算によれば、本発明の装置は満足すべき結果から良好な結果までを与える。基準信号はなるほどその場合には一定ではなく周期的に変化するが、それにもかかわらず結果的に得られるクアドラチュア信号によって運動の速度及び方向への一意的な推論が可能である。
【0015】
有利には光受信器は半導体フォトダイオードとして構成され、共通の半導体基板に形成されている。さらに有利には、評価回路もこれらの光受信器とともに集積的に共通の半導体基板に形成されている。
【0016】
【実施例】
次に本発明を既述の有利な実施例に基づいて図1から図4と関係づけて詳しく説明する。
【0017】
図1の概略的な図示によれば、ここには図示されていない光放射装置、有利には半導体LEDのできるだけ平行かつ均質なビーム束10は平坦なラスタ装置1、すなわちラスタディスク又はラスタ定規に向けられる。この半導体LEDの放射光はレンズによって平行化された。このラスタ装置1は、光透過領域11及び光不透過領域12から成る周期的なリニアなラスタを含む。この光透過領域11及び光不透過領域12はこのラスタの方向に沿って同一の長さを有し、有利には横方向において同一の大きさである。このラスタ装置1はリニアに運動する対象物か又は回転する対象物かに結合されており、この対象物の運動は本発明のオプティカルエンコーダによってシステマティックに検出されるはずである。
【0018】
従って、ラスタ装置1の運動によって光束10は空間的及び時間的に変調され、検出装置2に到達する。この検出装置2は光受信器、とりわけフォトダイオード21(PD A)、22(PD B)及び23(PD C)のリニアな配置から構成されている。これらのフォトダイオード21〜23は互いに独立に動作されるが、これらのフォトダイオードの光受信面はすぐ互いに隣り合ってラスタ装置1のラスタの方向に対して平行に配置されている。本発明の重要な構成は、検出装置2の長さがラスタ装置1の周期の3/4の長さを有することである。言い換えれば、2つの互いに隣接して配置されたフォトダイオードの長さはラスタ装置1の光透過領域11又は光不透過領域12の長さと同じ大きさである。従って、図1に図示されたスナップショットにおいてフォトダイオード21及びフォトダイオード22は完全に光不透過領域12の下にあり、他方で、フォトダイオード23は完全に光透過領域11の下にある。
【0019】
図3にはフォトダイオード21〜23の出力信号が上から順番に時間との関係において示されている。ゼロ点は図1のラスタ装置1と検出装置2との相対的な位置によって与えられ、このラスタ装置1はこの後で矢印Aによって示されている方向に移動する。よって、フォトダイオード23(PD C)はこのゼロ点においてまだその最大信号を示している。なぜなら、このフォトダイオード23はまだ光不透過領域12によって被覆されていないからである。最初の4分の1周期においてこのフォトダイオード23の出力信号はリニアにゼロに戻る。なぜなら、ラスタ装置1の光不透過領域12が連続的にフォトダイオード23の上方にシフトするからである。同様にフォトダイオード21の信号はリニアに最大値まで上昇する。なぜなら、この期間にこのフォトダイオード21の上方の光不透過領域12がこのフォトダイオード21から遠ざかるからである。フォトダイオード22の出力信号は最初はゼロにある。なぜなら、このフォトダイオード22はこの期間に光不透過領域12の下にあるからである。しかし、次の4分の1周期においてこのフォトダイオード22の信号はリニアに最大値まで上昇する。なぜなら、このフォトダイオード22の上方の光不透過領域12がこのフォトダイオード22から遠ざかるからである。フォトダイオード21の出力信号はこの期間にまだ最大レベルにある。なぜなら、このフォトダイオード21はまだ光透過領域11の下方にあるからである。これに対して、フォトダイオード23の信号はこの期間にはゼロにある。なぜなら、このフォトダイオード23はまだ光不透過領域12の下方にあるからである。第3の4分の1周期において、フォトダイオード21の出力信号は再びリニアにゼロに戻る。なぜなら、光不透過領域12がこのフォトダイオード21の上方にシフトするからである。フォトダイオード22はこの期間にまだ光透過領域の下方にあり、この結果、このフォトダイオード22の出力信号は最大レベルに留まる。この光透過領域は同様にこの期間にはフォトダイオード23の上方の領域に入り、この結果、このフォトダイオード23の出力信号はリニアに最大レベルにまで上昇する。最後の4分の1周期においてフォトダイオード21の出力信号はゼロに留まり、フォトダイオード23の出力信号は最大レベルに留まり、他方で、フォトダイオード22の出力信号はリニアにゼロに戻る。
【0020】
本発明は、2つのフォトダイオード、すなわちフォトダイオード21及び23の出力信号が互いに反転した経過を有することを利用する。これは、基準信号を生成するために利用される。この基準信号を評価回路の内部で使用することによって、光強度変動の補償が可能になる。
【0021】
本発明のオプティカルエンコーダにおける評価回路に対する実施例は図2に概略的に図示されている。図示された評価回路は加算器31を有し、この加算器31の2つの入力側には2つのフォトダイオード21及び23の出力信号A及びCが供給される。これら2つの信号の加算は、3つのフォトダイオードの各々の最大出力レベルの2倍の大きさを有するレベルを有する時間的に一定な信号を供給する。この時間的に一定な信号は除算器34に供給され、この除算器34はこの信号のレベルをファクタ2だけ低減する。これによって基準信号(A+C)/2が発生される。この基準信号はそれぞれコンパレータ32及び33の入力側に供給される。コンパレータ32及び33のそれぞれもう1つの入力側にはフォトダイオード21の出力信号A及びフォトダイオード22の出力信号Bが供給される。これらのコンパレータ32及び33の出力側からクアドラチュア信号QS1及びQS2が供給される。これらのクアドラチュア信号のカウンティングパルス(Zaehlimplus)ならびにこれらのクアドラチュア信号の相対的な位相が最終的に測定すべき運動の速度及び方向に関する情報を与える。
【0022】
図4には最終的に基準信号(A+C)/2及びクアドラチュア信号QS1及びQS2が時間との関係において示されている。第1のクアドラチュア信号QS1は、フォトダイオード21の出力信号Aがこの基準信号の一定のレベルよりも小さい間はずっとレベルゼロにある。この出力信号Aがこのレベルよりも大きくなるやいなや、クアドラチュア信号QS1はコンパレータ32によってバイナリ値1を得る。このケースは最初の4分の1周期の中間の時点に発生する。第3の4分の1周期の中間の時点にはフォトダイオード21の出力信号Aは再び基準信号のレベルの下側の値に降下する。この結果、クアドラチュア信号QS1は再びレベルゼロとなる。同様に、クアドラチュア信号QS2のレベルは、フォトダイオード22の出力信号Bが基準信号(A+C)/2の一定のレベルより小さい間はずっとゼロにある。しかし、第2の4分の1周期の中間においてこの出力信号Bはこのレベルを上回る。この結果、クアドラチュア信号QS2はコンパレータ33によってバイナリ値1を得る。第4の4分の1周期の中間の時点においてようやくフォトダイオード22の出力信号Bは再び基準信号のレベルの下に降下する。この結果、クアドラチュア信号QS2のこのバイナリ値は再びゼロに降下する。
【0023】
クアドラチュア信号QS1及びQS2のカウンティングパルスはリニア運動又は回転運動の速度に関する情報を与え、他方でこれらのクアドラチュア信号QS1及びQS2の相対的な位相は運動の方向を示す。従って、このクアドラチュア信号QS1との関係においてクアドラチュア信号QS2の90°だけ遅れる位相は、図1の矢印Aによる本発明のこの実施例において選択された運動方向を指示するものである。この方向が反対である場合には、クアドラチュア信号QS1及びQS2の位相もシフトされ、この結果、クアドラチュア信号QS1はクアドラチュア信号QS2に対して90°だけ遅れる。
【0024】
光出力が例えばファクタ2だけ減少する場合、フォトダイオード21〜23の出力信号A〜Cの経過はファクタ2だけ強度において減少される。しかし、同様に基準信号もそのレベルにおいてファクタ2だけ小さくなる。これは次の事を意味する。すなわち、コンパレータに供給される信号の間のチェンジオーバー点(Umschlagpunkte)が変わらぬ時点に存在するようになり、この結果、クアドラチュア信号QS1及びQS2は変わらぬ時点にそれらのレベルを0から1へ又は1から0へ変化することを意味する。従って、これらのクアドラチュア信号QS1及びQS2はこのオプティカルエンコーダの光放射装置の光強度のどんな変動にも依存しない。
【0025】
加算器31の出力信号をファクタ2だけ低減する除算器の代わりに、他のレベル低減構成素子34を使用することもでき、この他のレベル低減構成素子34によってレベルが充分に低下され、この結果、このレベルをフォトダイオード21及び22の出力信号A及びBが充分に長い期間の間上回ることができる。
【0026】
光放射装置としては従来の半導体LEDをこのLEDに載置されるプラスティック材料から成るレンズと結合して使用することができる。しかし、垂直共振器型発光デバイス、とりわけいわゆるVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)の使用がとりわけ有利であると見なされる。なぜなら、このVCSELはとりわけ低いダイバージェンス及び高い輝度によって傑出しているからである。しかし、光放射装置としてはエッジエミッティング半導体レーザも使用できる。
【0027】
最も簡単なケースでは検出装置は3つの互いに隣接して配置された光受信器から成る。しかし、この検出装置は2つ又はこれより多数の順番に配置された3重光受信器を有することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】所定の相対的な位置においてラスタ装置と検出装置とを示した概略図である。
【図2】評価回路の有利な実施形態を示す概略的なブロック図である。
【図3】検出装置の3つの光受信器の出力信号を示す線図である。
【図4】基準信号及び評価回路によって得られるクアドラチュア信号を示す線図である。
【符号の説明】
1 ラスタ装置
2 検出装置
10 光束
11 光透過領域
12 光不透過領域
21 フォトダイオード
22 フォトダイオード
23 フォトダイオード
30 評価回路
31 加算器
32 コンパレータ
33 コンパレータ
34 除算器
QS1、QS2 クアドラチュア信号

Claims (12)

  1. リニア運動又は回転運動を定量的に検出するためのオプティカルエンコーダであって、
    当該オプティカルエンコーダは、
    同じ長さの光透過領域(11)及び光不透過領域(12)の周期的な配置を含むラスタ装置(1)
    該ラスタ装置(1)の方向に光束を放射するための光放射装置
    前記光束が前記ラスタ装置(1)を通過し、該ラスタ装置(1)によって該ラスタ装置(1)の運動の結果変調された後で前記光束を検出するための検出装置(2)であって、ちょうど3つの光受信器(21〜23)を有する検出装置(2)
    前記運動の速度及び方向を決定するための、前記検出装置(2)に結合された評価回路(30)
    を有し、
    前記光受信器(21〜23)の光受信領域は相互に隣接して、前記ラスタ装置(1)のラスタの方向に対して平行に配置されており、前記3つの光受信器(21〜23)のうち、第2の光受信器(22)は第1の光受信器(21)と第3の光受信器(23)との間に設けられている、リニア運動又は回転運動を定量的に検出するためのオプティカルエンコーダにおいて、
    評価回路(30)は加算器(31)を含み、該加算器(31)には前記第1の光受信器(21)の出力信号(A)と、前記第3の光受信器(23)の、前記第1の光受信器(21)の出力信号(A)に対して反転した出力信号(C)が供給され、
    前記評価回路(30)はさらに前記加算器(31)に後置接続された除算器(34)を含み、該除算器(34)は前記加算器(31)から送出される信号のレベルを低減し、このようにしてその出力側において基準信号((A+C)/2)を供給し、
    前記評価回路(31)はさらに第1のコンパレータ(32)及び第2のコンパレータ(33)を有し、前記第1のコンパレータ(32)には前記第1の光受信器(21)の出力信号(A)及び前記基準信号が供給され、これに基づいて前記第1のコンパレータ(32)はその出力側において第1のクアドラチュア信号(QS1)を供給し、前記第2のコンパレータ(33)には前記第2の光受信器(22)の出力信号(B)及び前記基準信号が供給され、これに基づいて前記第2のコンパレータ(33)はその出力側において第2のクアドラチュア信号(QS2)を供給することを特徴とする、リニア運動又は回転運動を定量的に検出するためのオプティカルエンコーダ。
  2. 前記ラスタの方向に対して平行な方向の前記検出装置(2)の長さは、前記ラスタ装置(1)の半周期から完全な1周期までの領域の長さを有する、請求項1記載のオプティカルエンコーダ。
  3. 検出装置(1)の長さはラスタ装置(1)の周期の3/4の長さを有することを特徴とする、請求項2記載のオプティカルエンコーダ。
  4. 前記除算器は、ファクタ2の除算器である、請求項1から3までのいずれか1項記載のオプティカルエンコーダ。
  5. 光受信器(21〜23)は共通の半導体基板に形成されていることを特徴とする、請求項1からまでのいずれか1項記載のオプティカルエンコーダ。
  6. 前記評価回路(31)も、前記共通の半導体基板に形成されていることを特徴とする、請求項記載のオプティカルエンコーダ。
  7. 光放射装置(2)は半導体LEDであることを特徴とする、請求項1からまでのいずれか1項記載のオプティカルエンコーダ。
  8. 前記光放射装置(2)は垂直共振器型レーザダイオード(VCSEL)である、請求項記載のオプティカルエンコーダ。
  9. 前記3つの光受信器(21〜23)は直線状に配列され、該3つの光受信器(21〜23)の光受信面は直接隣接して配置されている、請求項1から8までのいずれか1項記載のオプティカルエンコーダ。
  10. 前記第1のクアドラチュア信号は前記第2のクアドラチュア信号に対して90°位相シフトされている、請求項1から9までのいずれか1項記載のオプティカルエンコーダ。
  11. 前記第1のクアドラチュア信号および前記第2のクアドラチュア信号の相対的な位相によって、前記リニア運動または回転運動の方向に関する情報が得られ、
    前記第1のクアドラチュア信号および前記第2のクアドラチュア信号のカウンティングパルスによって、前記リニア運動または回転運動の速度に関する情報が得られる、請求項10記載のオプティカルエンコーダ。
  12. オプティカルエンコーダを使用してリニア運動又は回転運動を定量的に検出するための方法であって、
    当該オプティカルエンコーダは、
    同じ長さの光透過領域(11)及び光不透過領域(12)の周期的な配置を含むラスタ装置(1)と、
    該ラスタ装置(1)の方向に光束を放射するための光放射装置と、
    前記光束が前記ラスタ装置(1)を通過し、該ラスタ装置(1)によって該ラスタ装置(1)の運動の結果変調された後で前記光束を検出するための検出装置(2)であって、ちょうど3つの光受信器(21〜23)を有する検出装置(2)と、
    前記運動の速度及び方向を決定するための、前記検出装置(2)に結合された評価回路(30)と
    を有し、
    前記光受信器(21〜23)の光受信領域は相互に隣接して、前記ラスタ装置(1)のラスタの方向に対して平行に配置されており、前記3つの光受信器(21〜23)のうち、第2の光受信器(22)は第1の光受信器(21)と第3の光受信器(23)との間に設けられており、
    前記評価回路(30)は、加算器(31)と、該加算器(31)に後置接続された除算器(34)と、第1のコンパレータ(32)と、第2のコンパレータ(33)とを有し、
    当該方法は、
    ・前記第1の光受信器(21)の出力信号(A)と、前記第3の光受信器(23)の、前記第1の光受信器(21)の出力信号(A)に対して反転した出力信号(C)とを前記加算器(31)に供給するステップと、
    ・前記除算器(34)が、前記加算器(31)から送出される信号のレベルを低減し、出力側において基準信号((A+C)/2)を出力するステップと、
    ・前記第1の光受信器(21)の出力信号(A)及び前記基準信号を前記第1のコンパレータ(32)に供給し、前記第1のコンパレータ(32)は出力側において第1のクアドラチュア信号(QS1)を出力するステップと、
    ・前記第2の光受信器(22)の出力信号(B)及び前記基準信号を前記第2のコンパレータ(33)に供給し、これに基づいて前記第2のコンパレータ(33)はその出力側において第2のクアドラチュア信号(QS2)を出力するステップと
    を有することを特徴とする方法。
JP2000393186A 1999-12-30 2000-12-25 リニア運動又は回転運動を定量的に検出するためのオプティカルエンコーダ Expired - Fee Related JP4970649B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19963809.8 1999-12-30
DE19963809A DE19963809C2 (de) 1999-12-30 1999-12-30 Optischer Encoder mit dreifacher Photodiode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001208567A JP2001208567A (ja) 2001-08-03
JP4970649B2 true JP4970649B2 (ja) 2012-07-11

Family

ID=7935016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000393186A Expired - Fee Related JP4970649B2 (ja) 1999-12-30 2000-12-25 リニア運動又は回転運動を定量的に検出するためのオプティカルエンコーダ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6797940B2 (ja)
JP (1) JP4970649B2 (ja)
DE (1) DE19963809C2 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4274751B2 (ja) * 2001-07-03 2009-06-10 オリンパス株式会社 エンコーダ
DE10314315B4 (de) * 2003-03-29 2006-03-30 Preh Gmbh Bedienelement
EP1663023A4 (en) * 2003-08-20 2010-01-27 Facet Technologies Llc AUTOPIQUEUR WITH A MULTI-LANCETTES LOADER
US7126108B2 (en) * 2004-04-22 2006-10-24 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Photodetector array arrangement for optical encoders
DE102004020827A1 (de) * 2004-04-28 2005-11-24 Preh Gmbh Drehsteller
JP4918757B2 (ja) * 2005-06-30 2012-04-18 ミツミ電機株式会社 受光装置
US20070138381A1 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Meschko John T Optical encoder system
JP2008083019A (ja) * 2006-08-30 2008-04-10 Sharp Corp 光電式エンコーダおよびそれを用いた電子機器
US7400269B2 (en) * 2006-11-09 2008-07-15 Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd Coding element with integrated limit switch
DE102007022942A1 (de) * 2007-05-16 2008-11-20 Pepperl + Fuchs Gmbh Inkrementalweggeber und Verfahren zum Bestimmen einer Verschiebung eines ersten Objekts relativ zu einem zweiten Objekt
JP6130628B2 (ja) * 2012-06-20 2017-05-17 新日本無線株式会社 反射型フォトセンサを用いたカメラのレンズ位置検出装置
JP7120535B2 (ja) * 2018-03-13 2022-08-17 日清紡マイクロデバイス株式会社 反射型フォトセンサを用いた位置検出装置および位置検出方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56166519U (ja) * 1980-05-14 1981-12-09
US4654525A (en) * 1982-08-31 1987-03-31 Sharp Kabushiki Kaisha Optical rotary encoder
JPS5940258A (ja) * 1982-08-31 1984-03-05 Sharp Corp 光電式ロ−タリ−エンコ−ダ
US4691101A (en) * 1985-06-19 1987-09-01 Hewlett-Packard Company Optical positional encoder comprising immediately adjacent detectors
JPS62157523A (ja) * 1985-12-28 1987-07-13 Aisin Warner Ltd 光式ロ−タリエンコ−ダ
JPH0358744U (ja) * 1989-10-06 1991-06-07
JPH05157582A (ja) * 1991-12-03 1993-06-22 Rohm Co Ltd 変位検知用受光素子
DE4318386C2 (de) * 1993-06-01 2002-09-19 Rohm Co Ltd Optische Encodervorrichtung zum Erfassen der Bewegung eines beweglichen Elements
US6630659B1 (en) * 1994-06-01 2003-10-07 Stridsberg Innovation Ab Position transducer
JP3256109B2 (ja) * 1995-09-25 2002-02-12 シャープ株式会社 光電式エンコーダ
JP3884112B2 (ja) * 1996-10-25 2007-02-21 オリンパス株式会社 光半導体装置及びその製造方法
US6465772B1 (en) * 1997-10-23 2002-10-15 Nsi Corporation Optical encoder having multiple thumbwheels with integral encoder patterns
US6563108B1 (en) * 1999-10-25 2003-05-13 Quantum Devices, Inc. System for tracking angular and linear motion

Also Published As

Publication number Publication date
DE19963809C2 (de) 2002-01-17
JP2001208567A (ja) 2001-08-03
US6797940B2 (en) 2004-09-28
DE19963809A1 (de) 2001-07-19
US20010030282A1 (en) 2001-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6552329B2 (en) Method for a quantitative detection of a linear and rotary movement
JP4970649B2 (ja) リニア運動又は回転運動を定量的に検出するためのオプティカルエンコーダ
KR910003830B1 (ko) 위치검출기의 기준신호 발생장치
US7132647B2 (en) Optical encoder
US10048376B2 (en) Distance measuring device and photodetector
JP2010122222A (ja) 光電センサ及び光通過時間原理により距離を測定する方法
US20020040971A1 (en) Distance information obtaining apparatus and distance information obtaining method
US9116163B2 (en) Displacement measuring apparatus
US4799798A (en) Method of and an apparatus for an optical measuring of a position
US7019282B2 (en) Optical encoder
US20090206244A1 (en) Single Track Optical Encoder
US20050088667A1 (en) Absolute position encoder requiring less than one encoding track per bit
US7026604B2 (en) Vernier-scaled high-resolution encoder
JP2007078690A (ja) 反射型光エンコーダ
WO2018163424A1 (ja) アブソリュートエンコーダ
JP2003161645A (ja) 光学式エンコーダ
US20210382177A1 (en) System for monitoring surroundings of vehicle
JP2004037461A (ja) 光学距離測定デバイス
JP2004029019A (ja) 光学位置感知装置
JPH11142110A (ja) 電荷結合素子型光検出器及びそれを用いた距離測定装置
JPH0777407A (ja) 位置センサ
JP2020042049A (ja) 距離測定装置及び光検出器
JPH03191826A (ja) 光学エンコーダ
JPH04213021A (ja) 光学式アブソリュ−ト・エンコ−ダ
JPH05141991A (ja) 光エンコーダ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070829

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091009

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100107

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20101228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110330

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20110628

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20110701

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110727

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120307

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120405

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150413

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4970649

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees