DE102007025238A1 - Optischer Absolute-Position-Mehrbit-Codierer mit einer verringerten Anzahl von Spuren - Google Patents

Optischer Absolute-Position-Mehrbit-Codierer mit einer verringerten Anzahl von Spuren Download PDF

Info

Publication number
DE102007025238A1
DE102007025238A1 DE102007025238A DE102007025238A DE102007025238A1 DE 102007025238 A1 DE102007025238 A1 DE 102007025238A1 DE 102007025238 A DE102007025238 A DE 102007025238A DE 102007025238 A DE102007025238 A DE 102007025238A DE 102007025238 A1 DE102007025238 A1 DE 102007025238A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
track
transition
photodetector
threshold
output signal
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.)
Withdrawn
Application number
DE102007025238A
Other languages
English (en)
Inventor
Kheng Hin Toh
Lee Ling Teh
Chung Min Thor
Boon Keat Tan
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.)
Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Original Assignee
Avago Technologies ECBU IP Singapore Pte Ltd
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 Avago Technologies ECBU IP Singapore Pte Ltd filed Critical Avago Technologies ECBU IP Singapore Pte Ltd
Publication of DE102007025238A1 publication Critical patent/DE102007025238A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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
    • 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
    • H03M1/26Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with weighted coding, i.e. the weight given to a digit depends on the position of the digit within the block or code word, e.g. there is a given radix and the weights are powers of this radix

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

Ein optischer Codierer umfasst ein Codierungselement, das eine Spur mit einem Spurmuster aufweist, das mehrere optisch unterscheidbare Abschnitte umfasst. Der optische Codierer vergleicht Photodetektorausgaben mit übergangsspezifischen Schwellen, die Übergängen zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten der Spur entsprechen. Die Vergleiche werden dazu verwendet, zu bestimmen, wann der Übergang zwischen zwei optisch unterscheidbaren Abschnitten der Spur den Photodetektor passiert hat. Eine Kenntnis des Übergangs zwischen zwei optisch unterscheidbaren Abschnitten wird anschließend in digitale Positionsinformationen übersetzt.

Description

  • Optische Codierer werden dazu verwendet, die Bewegung beispielsweise einer Welle wie z.B. einer Kurbelwelle zu überwachen. Optische Codierer können die Bewegung einer Welle bezüglich der Position und/oder der Anzahl von Umdrehungen der Welle überwachen. Optische Codierer verwenden üblicherweise ein an der Welle befestigtes Coderad, um Licht zu modulieren, während sich die Welle und das Coderad drehen. Das Licht wird moduliert, während es durch eine Spur auf dem Coderad gelangt, die ein Muster von transparenten und opaken Abschnitten umfasst. Während das Licht ansprechend auf die Drehung des Coderads moduliert wird, wird ein Strom elektrischer Signale von einem Photodetektorarray, das das modulierte Licht empfängt, erzeugt. Die elektrischen Signale werden dazu verwendet, die Position und/oder Anzahl von Umdrehungen der Welle zu bestimmen.
  • Optische Codierer, die dazu verwendet werden, eine absolute Position zu bestimmen, weisen üblicherweise eine separate Spur für jedes gewünschte Auflösungsbit auf. Beispielsweise erfordert ein Codierer mit einer 4Bit-Auflösung vier verschiedene Spuren, wobei jede Spur ihren eigenen Photodetektor erfordert. Die Spuren müssen ausreichend voneinander beabstandet sein, so dass sich Licht von den verschiedenen Spuren nicht an den Photodetektoren mischt. Optische Codierer werden bei Systemen verwendet, bei denen eine hohe Auflösung bei strengen Größeneinschränkungen gewünscht wird. Da die Auflösung herkömmlicher optischer Codierer eine Funktion der Anzahl der Spuren ist, wird ein optischer Codierer benötigt, der eine Mehrbitauflösung mit einer verringerten Anzahl von Spuren erzeugen kann.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, optische Codierer sowie ein Verfahren mit verbesserten Charakteristika zu liefern.
  • Diese Aufgabe wird durch optische Codierer gemäß Anspruch 1 oder 8 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 17 gelöst.
  • Ein optischer Codierer umfasst ein Codierungselement, das eine Spur mit einem Spurmuster aufweist, das mehrere optisch unterscheidbare Abschnitte umfasst. Der optische Codierer vergleicht Photodetektorausgaben mit übergangsspezifischen Schwellen, die Übergängen zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten der Spur entsprechen. Die Vergleiche werden dazu verwendet, zu bestimmen, wann der Übergang zwischen zwei optisch unterscheidbaren Abschnitten der Spur den Photodetektor passiert hat. Eine Kenntnis des Übergangs zwischen zwei optisch unterscheidbaren Abschnitten wird dann in digitale Positionsinformationen übersetzt.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines optischen Codierers umfasst ein Codierungselement, das eine Spur mit einem Spurmuster aufweist, wobei das Spurmuster mehrere optisch unterscheidbare Abschnitte aufweist, eine Lichtquelle, die dahin gehend konfiguriert ist, Licht auf die Spur auszugeben, einen Photodetektor, der dahin gehend positioniert ist, Licht von der Lichtquelle, die der Spur zugeordnet ist, zu erfassen, wobei der Photodetektor ansprechend auf erfasstes Licht ein Ausgangssignal erzeugt, eine Schwellenlogik, die dahin gehend konfiguriert ist, den Betrag des Ausgangssignals relativ zu zumindest einer übergangsspezifischen Schwelle anzugeben, wobei die zumindest eine übergangsspezifische Schwelle einem Übergang zwischen optisch unterscheidbaren Abschnitten der Spur entspricht, und eine Positionslogik, die dahin gehend konfiguriert ist, ansprechend auf die Angabe von der Schwellenlogik digitale Positionsinformationen zu erzeugen.
  • Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu betrachten ist, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein optisches Codierersystem zum Bestimmen der absoluten Position einer Welle;
  • 2A ein Ausführungsbeispiel einer Spur und eines Photodetektors, die dahin gehend konfiguriert sind, Absolute-Position-Informationen mit einer 2Bit-Auflösung unter Verwendung lediglich einer Spur gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu liefern;
  • 2B ein Wellendiagramm, das erzeugt wird, während sich das Spurmuster der 2A relativ zu dem Photodetektor bewegt;
  • 3 eine Matrix, die eine exemplarische Umwandlung der Zustandssignale W0, W1 und W2 aus 2B in digitale Positionsinformationen veranschaulicht;
  • 4 den Photodetektor aus 2A und ein Ausführungsbeispiel des Signalprozessors aus 1, die verwendet werden können, um die oben in Bezug auf 2A, 2B und 3 beschriebene Technik zu implementieren;
  • 5A ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Systems, das dahin gehend konfiguriert ist, Absolute-Position-Informationen mit einer 4Bit-Auflösung unter Verwendung lediglich zweier Spu ren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu liefern;
  • 5B ein Wellendiagramm, das erzeugt wird, während sich die Spurmuster der Spuren A und B aus 5A relativ zu den Photodetektoren bewegen;
  • 6 eine Matrix, die eine exemplarische Umwandlung der Zustandssignale W0 bis W5 aus 5B in digitale Positionsinformationen veranschaulicht;
  • 7 die Photodetektoren aus 5A und ein Ausführungsbeispiel des Signalprozessors aus 1, die dazu verwendet werden können, die oben unter Bezugnahme auf 5A, 5B und 6 beschriebene Technik zu implementieren;
  • 8A ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Zwei-Spuren-Systems, das dahin gehend konfiguriert ist, die UVW-Kanäle unter Verwendung zweier Spuren anstatt dreier Spuren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu liefern;
  • 8B ein Wellendiagramm, das erzeugt wird, während sich die Spurmuster der Spuren A und B aus 8A relativ zu den Photodetektoren bewegen;
  • 9 eine Matrix, die eine exemplarische Umwandlung der Zustandssignale W0, W1 und W2 aus 8B in digitale UVW-Positionsinformationen veranschaulicht;
  • 10 die Photodetektoren aus 8A und ein Ausführungsbeispiel des Signalprozessors aus 1, die dazu verwendet werden können, die oben unter Bezugnahme auf 8A, 8B und 9 beschriebene Technik zu implementieren;
  • 11A ein Prozessflussdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen von Absolute-Position-Informationen unter Verwendung eines optischen Codierers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
  • 11B eine Fortsetzung des Prozessflussdiagramms der 11A.
  • In der gesamten Beschreibung werden eventuell ähnliche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren.
  • 1 zeigt ein optisches Codierersystem 100 zum Bestimmen der absoluten Position einer Welle. Das optische Codierersystem umfasst einen Motor 102, eine Welle 104, ein Coderad 106 und ein Codierermodul 108. Das Coderad umfasst zumindest eine (nicht gezeigte) Spur zur Verwendung beim Bestimmen der absoluten Position, und das Codierermodul umfasst eine Lichtquelle 110, ein Photodetektormodul 112 und einen Signalprozessor 114.
  • Die Lichtquelle 110 liefert Licht an die Spur oder Spuren des Coderads 106. Die Lichtquelle kann beispielsweise eine einzige Licht emittierende Diode (LED) oder mehrere LEDs sein. Das Photodetektormodul 112 umfasst einen Photodetektor oder Photodetektoren, die einer Spur oder Spuren des Coderads zugeordnet sind. Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 sind die Lichtquelle und das Photodetektormodul mit der Spur oder den Spuren ausgerichtet, so dass Licht von der Lichtquelle durch das Photodetektormodul erfasst wird, nachdem das Licht durch die entsprechende Spur(en) gelangt oder von derselben bzw. denselben abreflektiert wird. Jeder Spur mag lediglich ein Photodetektor zugeordnet sein, oder jeder Spur können mehrere Photodetektoren zugeordnet sein. Die Photodetektoren des Photodetektormoduls können sich auf derselben integrierten Schaltung (IC) oder auf unterschiedlichen ICs befinden. Exemplarische Konfigurationen von Photodetektoren sind nachfolgend ausführlicher beschrieben.
  • Die Spur oder Spuren des Coderades 106 können transparente Abschnitte oder reflektierende Abschnitte umfassen. In dem Fall, in dem eine Spur transparente Abschnitte umfasst, befinden sich die Lichtquelle 110 und das Photodetektormodul 112 auf gegenüberliegenden Seiten des Coderades, so dass Licht, das durch die transparenten Abschnitte des Coderades gelangt, durch den bzw. die entsprechenden Photodetektor(en) erfasst wird. In dem Fall, in dem eine Spur reflektierende Abschnitte umfasst, befinden sich die Lichtquelle und das Photodetektormodul auf derselben Seite des Coderades, so dass von dem Coderad abreflektierendes Licht durch den bzw. die entsprechenden Photodetektor(en) erfasst wird.
  • Der Signalprozessor 114 verarbeitet die elektrischen Signale, die durch den bzw. die Photodetektor(en) des Photodetektormoduls 112 ausgegeben werden. Exemplarische Ausführungsbeispiele des Signalprozessors werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst ein optischer Codierer ein Codierungselement, das eine Spur mit einem Spurmuster aufweist, das mehrere optisch unterscheidbare Abschnitte umfasst. Der optische Codierer vergleicht Photodetektorausgaben mit übergangsspezifischen Schwellen, die Übergängen zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten der Spur entsprechen. Die Vergleiche werden dazu verwendet, zu bestimmen, wann der Übergang zwischen zwei optisch unterscheidbaren Abschnitten der Spur den Photodetektor passiert hat. Eine Kenntnis des Übergangs zwischen zwei optisch unterscheidbaren Abschnitten wird dann in digitale Positionsinformationen übersetzt.
  • 2A zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Spur 120 und eines Photodetektors 122, die dahin gehend konfiguriert sind, Absolute-Position-Informationen mit einer 2Bit-Auflösung unter Verwendung lediglich einer Spur zu liefern. Unter Bezugnahme auf 2A weist die Spur ein Spurmuster 124 auf, das ein sich wiederholendes Muster aus vier optisch unterscheidbaren Abschnitten umfasst, die in 2A als Abschnitte S1, S2, S3 und S4 identifiziert sind. Die vier optisch unterscheidbaren Abschnitte in jedem Intervall sind als vier benachbarte Rechtecke einer fortlaufend geringeren Größe konfiguriert. Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die vier benachbarten Rechtecke dieselben Breitenabmessungen, jedoch fortlaufend geringere Höhenabmessungen auf. Die fortlaufend geringeren Höhenabmessungen führen zu benachbarten Abschnitten, die fortlaufend kleinere Flächen aufweisen. Insbesondere ist die Fläche des Abschnitts S1 kleiner als die Fläche des Abschnitts S2, die Fläche des Abschnitts S2 ist kleiner als die Fläche des Abschnitts S3 usw. Wie in 2A gezeigt ist, liegt zwischen jedem optisch unterscheidbaren Abschnitt ein Übergang vor, der aus der Differenz zwischen der Höhe zweier benachbarter Abschnitte resultiert. Insbesondere liegt ein Übergang der Gesamtfläche benachbarter Abschnitte zwischen Abschnitten S1 und S2, ein Übergang der Gesamtfläche benachbarter Abschnitte zwischen Abschnitten S2 und S3 und ein Übergang der Gesamtfläche benachbarter Abschnitte zwischen den Abschnitten S3 und S4 vor. Ferner liegt ein Übergang der Gesamtfläche benachbarter Abschnitte zwischen benachbarten Intervallen des sich wiederholenden Musters vor. Insbesondere liegt ein Übergang der Gesamtfläche zwischen dem Abschnitt S4 des ersten Intervalls und dem Abschnitt S1 des zweiten Intervalls vor. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, können infolge dieser Übergänge Veränderungen des Ausgangssignals des Photodetektors erfolgen.
  • Falls die Spur 120 ein transparentes Spurmuster 124 verwendet, dann weisen die optisch unterscheidbaren Abschnitte fortlaufend kleinere transparente Flächen auf, und falls die Spur ein reflektierendes Muster verwendet, dann weisen die optisch unterscheidbaren Abschnitte fortlaufend kleinere reflektierende Flächen auf. Obwohl lediglich ein Teil des Spurmusters in 2A gezeigt ist, kann das Spurmuster um das Coderad 106 herum kontinuierlich wiederholt werden oder intermittierend um das Coderad herum angeordnet sein.
  • Die Abschnitte des Spurmusters 124 sind voneinander optisch unterscheidbar, falls das Ausgangssignal aus dem Photodetektor 122 unterschieden werden kann, wenn der Photodetektor mit zwei benachbarten Abschnitten der Spur separat ausgerichtet ist. Falls beispielsweise das Photodetektorausgangssignal dann, wenn der Photodetektor mit dem Abschnitt S1 ausgerichtet ist, von dem Photodetektorausgangssignal unterscheidbar ist, wenn der Photodetektor mit dem Abschnitt S2 ausgerichtet ist, so sind die jeweiligen Abschnitte des Spurmusters optisch voneinander unterscheidbar. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Photodetektorausgangssignal dadurch unterschieden, dass das Photodetektorausgangssignal mit übergansspezifischen Schwellen verglichen wird, die den Übergängen zwischen Abschnitten entsprechen. Dieser Prozess wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
  • Die Konfigurationen des Spurmusters 124 und des Photodetektors 122 relativ zueinander sind wichtige Entwurfsparameter, die berücksichtigt werden müssen, um zu gewährleisten, dass die verschiedenen Abschnitte des Spurmusters tatsächlich optisch voneinander unterscheidbar sind. Bei dem Ausführungsbeispiel der 2A ist die Breite des Photodetektors geringer als die Breite jedes der optisch unterscheidbaren Abschnitte. Dieses Entwurfsmerkmal gewährleistet, dass der Photodetektor Licht erfasst, das lediglich für einen Abschnitt des Spurmusters spezifisch ist, wenn der Abschnitt des Spurmusters und der Photodetektor ausgerichtet sind. Ferner ist bei dem Ausführungsbeispiel der 2A die Höhe des Photodetektors größer als die Höhe des höchsten Abschnitts des Spurmusters. Dieses Entwurfsmerkmal ermöglicht eine gewisse Toleranz bezüglich der y-Achse-Ausrichtung zwischen dem Photodetektor und dem Spurmuster. Ferner sind bei dem Ausführungsbeispiel der 2A das Spurmuster, die Lichtquelle und der Photodetektor derart konfiguriert, dass durch den Photodetektor besonders dann ein ausreichend starkes Ausgangssignal erzeugt wird, wenn der Photodetektor mit dem optisch unterscheidbaren Abschnitt mit der kleinsten transparenten/reflektierenden Fläche ausgerichtet ist. Beispielsweise muss der Photodetektor ein ausreichend großes Ausgangssignal erzeugen, wenn der Photodetektor mit dem Abschnitt S4 des Spurmusters ausgerichtet ist.
  • 2B zeigt ein Wellendiagramm, das erzeugt wird, während sich das Spurmuster 124 relativ zu dem Photodetektor 122 bewegt. Die Signalverläufe in dem Wellendiagramm sind zeitlich mit dem Spurmuster ausgerichtet und umfassen das Photodetektorausgangssignal D1 und Zustandssignale W0, W1 und W2, wobei das Zustandssignal W0 eine Angabe des Photodetektorausgangssignals relativ zu der übergangsspezifischen Schwelle TH0 ist, das Zustandssignal W1 eine Angabe des Photodetektorausgangssignals relativ zu der übergangsspezifischen Schwelle TH1 ist und das Zustandssignal W2 eine Angabe des Photodetektorausgangssignals relativ zu der übergangsspezifischen Schwelle TH2 ist. Bei dem Ausführungsbeispiel der 2B entspricht die übergangsspezifische Schwelle TH2 dem Übergang zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten S1 und S2, die übergangsspezifische Schwelle TH1 entspricht dem Übergang zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten S2 und S3 und die übergangsspezifische Schwelle TH0 entspricht dem Übergang zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten S3 und S4. In jedem Fall wird die übergangsspezifische Schwelle auf einem Pegel festgelegt, der zwischen dem Pegel des Photodetektorausgangssignals D1, wenn der Photodetektor mit dem Abschnitt unmittelbar vor dem Übergang ausgerichtet ist, und dem Pegel des Photodetektorausgangssignals D1, wenn der Photodetektor mit dem Abschnitt unmittelbar nach dem Übergang ausgerichtet ist, liegt. Bei dieser Konfiguration muss das Photodetektorausgangssignal D1 die übergangsspezifische Schwelle übertreten, wenn sich die Ausrichtung des Photodetektors zwischen zwei benachbarten Abschnitten verändert.
  • Die übergangsspezifischen Schwellen können beispielsweise auf der Basis experimenteller Daten oder auf der Basis von Berechnungen der erwarteten Pegel des Photodetektorausgangssignals festgelegt werden.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 2B sind die Zustandssignale digitale Signale, die hoch (z.B. 1) sind, wenn das Photodetektorausgangssignal D1 über der jeweiligen übergangsspezifischen Schwelle liegt, und niedrig (z.B. 0) sind, wenn das Photodetektorausgangssignal D1 unter der jeweiligen übergangsspezifischen Schwelle liegt. Obwohl eine Konvention für die Zustandssignale beschrieben ist, sind andere Konventionen möglich.
  • Im Betrieb liegt das Photodetektorausgangssignal D1 anfänglich über allen übergangsspezifischen Schwellen, und somit sind alle Zustandssignale hoch (z.B. 1). Während der Photodetektor 122 von dem Abschnitt S1 zu dem Abschnitt S2 gelangt (auf Grund der Drehung des Coderades 106 relativ zu der Lichtquelle 110 und dem Photodetektormodul 112), fällt das Photodetektorausgangssignal D1 unter die übergangsspezifische Schwelle TH2 ab. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D1 unter die übergangsspezifische Schwelle TH2 abfällt, geht das Zustandssignal W2 von hoch zu niedrig (z.B. von 1 zu 0). Das Zustandssignal W2 bleibt niedrig, bis das Photodetektorausgangssignal D1 wieder über die übergangsspezifische Schwelle TH2 hinaus ansteigt.
  • Während der Photodetektor 122 vom Abschnitt S2 zum Abschnitt S3 gelangt (auf Grund der Drehung des Coderades 106 relativ zu der Lichtquelle 110 und dem Photodetektormodul 112), fällt das Photodetektorausgangssignal D1 unter die übergangsspezifische Schwelle TH1 ab. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D1 unter die übergangsspezifische Schwelle TH1 gefallen ist, geht das Zustandssignal W1 von hoch zu niedrig (z.B. von 1 zu 0). Das Zustandssignal W1 bleibt niedrig, bis das Photodetektorausgangssignal D1 wie der über die übergangsspezifische Schwelle TH1 hinaus ansteigt.
  • Während der Photodetektor 122 vom Abschnitt S3 zum Abschnitt S4 gelangt (auf Grund der Drehung des Coderades 106 relativ zu der Lichtquelle 110 und dem Photodetektormodul 112), fällt das Photodetektorausgangssignal D1 unter die übergangsspezifische Schwelle TH0 ab. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D1 unter die übergangsspezifische Schwelle TH0 gefallen ist, geht das Zustandssignal W0 von hoch zu niedrig (z.B. von 1 zu 0). Das Zustandssignal W0 bleibt niedrig, bis das Photodetektorausgangssignal D1 wieder über die übergangsspezifische Schwelle TH0 hinaus ansteigt.
  • Während der Photodetektor 122 vom Abschnitt S4 des ersten Intervalls zum Abschnitt S1 des zweiten Intervalls gelangt, steigt das Photodetektorausgangssignal D1 wieder über alle drei übergangsspezifischen Schwellen TH0, TH1 und TH2 hinaus an. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D1 über alle drei übergangsspezifischen Schwellen hinaus angestiegen ist, gehen alle drei Zustandssignale W0, W1 und W2 von niedrig zu hoch (z.B. von 0 zu 1), und der oben beschriebene Prozess wiederholt sich.
  • Die Zustandssignale W0, W1 und W2, die den Betrag des Photodetektorausgangssignals D1 relativ zu den übergangsspezifischen Schwellen darstellen, werden in digitale Positionsinformationen umgewandelt. 3 ist eine Matrix, die eine exemplarische Umwandlung der Zustandssignale W0, W1 und W2 in digitale Positionsinformationen veranschaulicht. Die Matrix umfasst fünf Spalten, drei Spalten, die die Zustandssignale W0, W1 und W2 identifizieren, eine Spalte, die den entsprechenden Abschnitt der Spur identifiziert, und eine Spalte, die entsprechende digitale Positionsinformationen identifiziert. Wie in der Matrix veranschaulicht ist, ist der Photodetektor dann, wenn alle Zustandssignale hoch sind (z.B. 1, 1, 1), mit dem optisch unterscheidbaren Abschnitt S1 ausgerichtet. Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 schlägt sich diese Kombination von Signalzuständen in einer Digitalpositionsausgabe von „00" wieder. Wenn die Zustandssignale W0 und W1 hoch sind und das Zustandssignal W2 niedrig ist (z.B. 0, 1, 1), ist der Photodetektor mit dem optisch unterscheidbaren Abschnitt S2 ausgerichtet, was sich in einer Digitalpositionsausgabe von „01" niederschlägt. Ähnliche Umwandlungen werden für die Abschnitte S3 und S4 durchgeführt, wie in 3 veranschaulicht ist. Obwohl in 3 ein bestimmtes Umwandlungsschema gezeigt ist, kann das Umwandlungsschema abweichend von dem Schema der 3 festgelegt werden.
  • 4 zeigt den Photodetektor 122 aus 2A und ein Ausführungsbeispiel des Signalprozessors 114 aus 1, die dazu verwendet werden können, die oben unter Bezugnahme auf 2A, 2B und 3 beschriebene Technik zu implementieren. Der in 4 gezeigte Signalprozessor umfasst eine Schwellenlogik 130 und eine Positionslogik 132. Die Schwellenlogik empfängt das Photodetektorausgangssignal D1 und gibt die Zustandssignale W0, W1 und W2 aus. Die Positionslogik empfängt die Zustandssignale W0, W1 und W2 und gibt digitale Positionsinformationen aus.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 4 umfasst die Schwellenlogik 130 eine Referenzschwellenquelle 134 und eine Schwellenkomparatoreinheit 136. Die Referenzschwellenquelle liefert die übergangsspezifischen Schwellen TH0, TH1 und TH2 an die Schwellenkomparatoreinheit. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die übergangsspezifischen Schwellen als Spannungs- oder Stromsignale auf den entsprechenden Pegeln an die Schwellenkomparatoreinheit geliefert. Die Schwellenkomparatoreinheit vergleicht die übergangsspezifischen Schwellen mit dem Photodetektorausgangssignal D1. Bei dem Ausführungsbeispiel der 4 umfasst die Schwellenkomparatoreinheit drei Komparatoren 140, einen für jede übergangsspezifische Schwelle. Jeder der drei Komparatoren umfasst einen Eingang zum Empfangen des Photodetektoraus gangssignals D1 und einen Eingang zum Empfangen der entsprechenden übergangsspezifische Schwelle.
  • Im Betrieb vergleichen die drei Komparatoren 140 der Schwellenkomparatoreinheit 136 das Photodetektorausgangssignal D1 mit der jeweiligen übergangsspezifische Schwelle TH0, TH1 und TH2. Ansprechend auf den Vergleich geben die Komparatoren die Zustandssignale W0, W1 und W2 an die Positionslogik 132 aus, und die Positionslogik wandelt die Zustandssignale in digitale Positionsinformationen um. Beispielsweise wandelt die Positionslogik die Zustandssignale in digitale Werte um, wie unter Bezugnahme auf 3 beschrieben ist. Unter Verwendung der oben unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beschriebenen Techniken wird ein optischer Absolute-Position-Codierer mit einer 2Bit-Auflösung unter Verwendung lediglich einer Spur bereitgestellt.
  • Obwohl das unter Bezugnahme auf 2A bis 4 beschriebene optische Codierersystem lediglich eine Spur umfasst, können ähnliche Konzepte auf ein optisches Mehrspur-Codierersystem angewendet werden, um Absolute-Position-Informationen mit einer Mehrbit-Auflösung unter Verwendung einer verringerten Anzahl von Spuren zu liefern. 5A zeigt ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Systems, das dahin gehend konfiguriert ist, Absolute-Position-Informationen mit einer 4Bit-Auflösung unter Verwendung lediglich zweier Spuren zu liefern. Unter Bezugnahme auf 5A weist eine erste Spur 120A, Spur A, ein Spurmuster 124 auf, das ein sich wiederholendes Muster aus vier optisch unterscheidbaren Abschnitten S1, S2, S3 und S4 umfasst, ähnlich dem unter Bezugnahme auf 2A beschriebenen Spurmuster. Eine zweite Spur 120B, Spur B, weist ein Spurmuster 124B auf, das ein sich wiederholendes Muster aus vier optisch unterscheidbaren Abschnitten S5, S6, S7 und S8 umfasst, wobei sich das Muster in vier Intervallen über die Spanne eines Intervalls des Musters der Spur A wiederholt.
  • Wie in 5A gezeigt ist, sind die optisch unterscheidbaren Abschnitte der Spuren A und B derart miteinander ausgerichtet, dass jeder Abschnitt der Spur A mit einem Intervall der Spur B ausgerichtet ist. Beispielsweise ist ein Intervall optisch unterscheidbarer Abschnitte S5, S6, S7 und S8 der Spur B mit dem optisch unterscheidbaren Abschnitt S1 der Spur A ausgerichtet, ein Intervall der optisch unterscheidbaren Abschnitte S5, S6, S7 und S8 der Spur B ist mit dem optisch unterscheidbaren Abschnitt S2 der Spur A ausgerichtet, ein Intervall der optisch unterscheidbaren Abschnitte S5, S6, S7 und S8 der Spur B ist mit dem optisch unterscheidbaren Abschnitt S3 der Spur A ausgerichtet, und ein Intervall der optisch unterscheidbaren Abschnitte S5, S6, S7 und S8 der Spur B ist mit dem optisch unterscheidbaren Abschnitt S4 der Spur A ausgerichtet.
  • Ein Photodetektor 122A entspricht der Spur A 120A, und ein Photodetektor 122B entspricht der Spur B 120B. Die Photodetektoren und Spurmuster sind ähnlich den unter Bezugnahme auf 2A beschriebenen konfiguriert, so dass die Übergänge zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten der Spurmuster identifiziert werden können, indem die entsprechenden Photodetektorausgangssignale mit den entsprechenden übergangsspezifischen Schwellen verglichen werden. Ferner weisen die Konfigurationen der Spurmuster und der Photodetektoren relativ zueinander ähnliche Entwurfsanforderungen auf wie die unter Bezugnahme auf 2A bis 4 beschriebenen.
  • 5B zeigt ein Wellendiagramm, das erzeugt wird, während sich die Spurmuster 124A und 124B der Spuren A und B relativ zu den Photodetektoren 122A und 122B bewegen. Die Signalverläufe in dem Wellendiagramm sind mit den Spurmustern zeitlich ausgerichtet und umfassen die Photodetektorausgangssignale D1 und D2 und Zustandssignale W0, W1, W2, W3, W4 und W5, wobei das Zustandssignal W0 eine Angabe des Photodetektorausgangssignals relativ zu der übergangsspezifischen Schwelle TH0 ist, das Zustandssignal W1 eine Angabe des Photodetektorausgangssignals relativ zu der übergangsspezifischen Schwelle TH1 ist, das Zustandssignal W2 eine Angabe des Photodetektorausgangssignals relativ zu der übergangsspezifischen Schwelle TH2 ist, das Zustandssignal W3 eine Angabe des Photodetektorausgangssignals relativ zu der übergangsspezifischen Schwelle TH3 ist, das Zustandssignal W4 eine Angabe des Photodetektorausgangssignals relativ zu der übergangsspezifischen Schwelle TH4 ist und das Zustandssignal W5 eine Angabe des Photodetektorausgangssignals relativ zu der übergangsspezifischen Schwelle TH5 ist.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 5B entspricht die übergangsspezifische Schwelle TH5 dem Übergang zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten S1 und S2 der Spur A, die übergangsspezifische Schwelle TH4 entspricht dem Übergang zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten S2 und S3 der Spur A und die übergangsspezifische Schwelle TH3 entspricht dem Übergang zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten S3 und S4 der Spur A. Die übergangsspezifische Schwelle TH2 entspricht dem Übergang zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten S5 und S6 der Spur B, die übergangsspezifische Schwelle TH1 entspricht dem Übergang zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten S6 und S7 der Spur B und die übergangsspezifische Schwelle TH0 entspricht dem Übergang zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten S7 und S8 der Spur B. Wie oben beschrieben wurde, werden die übergangsspezifischen Schwellen auf Pegeln festgelegt, die zwischen dem Pegel des Photodetektorausgangssignals, wenn der jeweilige Photodetektor mit dem Abschnitt unmittelbar vor dem Übergang ausgerichtet ist, und dem Pegel des Photodetektorausgangssignals, wenn der jeweilige Photodetektor mit dem Abschnitt unmittelbar nach dem Übergang ausgerichtet ist, liegen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 5B sind die Zustandssignale W0 bis W5 digitale Signale, die hoch (z.B. 1) sind, wenn sich die Photodetektorausgangssignale D1 und D2 über der jeweiligen übergangsspezifischen Schwelle befinden, und niedrig (z.B. 0) sind, wenn sich die Photodetektorausgangssignale D1 und D2 unterhalb der jeweiligen übergangsspezifischen Schwelle befinden. Obwohl eine Konvention für die Zustandssignale beschrieben wird, sind andere Konventionen möglich.
  • Im Betrieb liegt, zuerst unter Bezugnahme auf Spur A, das Photodetektorausgangssignal D1 anfänglich über den übergangsspezifischen Schwellen TH3, TH4 und TH5, und somit sind alle Zustandssignale hoch (z.B. 1). Während der Photodetektor 122A von dem Abschnitt S1 zu dem Abschnitt S2 gelangt (auf Grund der Drehung des Coderades relativ zu der Lichtquelle und dem Photodetektormodul), sinkt das Photodetektorausgangssignal D1 unter die übergangsspezifische Schwelle TH5 ab. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D1 unter die übergangsspezifische Schwelle TH5 abgesunken ist, geht das Zustandssignal W5 von hoch zu niedrig (z.B. von 1 zu 0). Das Zustandssignal W5 bleibt niedrig, bis das Photodetektorausgangssignal D1 wieder über die übergangsspezifische Schwelle TH5 hinaus ansteigt.
  • Während der Photodetektor 122A vom Abschnitt S2 zum Abschnitt S3 gelangt (auf Grund der Drehung des Coderades relativ zu der Lichtquelle und dem Photodetektormodul), fällt das Photodetektorausgangssignal D1 unter die übergangsspezifische Schwelle TH4 ab. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D1 unter die übergangsspezifische Schwelle TH4 gefallen ist, geht das Zustandssignal W4 von hoch zu niedrig (z.B. von 1 zu 0). Das Zustandssignal W4 bleibt niedrig, bis das Photodetektorausgangssignal D1 wieder über die übergangsspezifische Schwelle TH4 hinaus ansteigt.
  • Während der Photodetektor 122A vom Abschnitt S3 zum Abschnitt S4 gelangt (auf Grund der Drehung des Coderades relativ zu der Lichtquelle und dem Photodetektormodul), fällt das Photodetektorausgangssignal D1 unter die übergangsspezifische Schwelle TH3 ab. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D1 unter die übergangsspezifische Schwelle TH3 gefallen ist, geht das Zustandssignal W3 von hoch zu niedrig (z.B. von 1 zu 0). Das Zustandssignal W3 bleibt niedrig, bis das Photodetektorausgangssignal D1 wieder über die übergangsspezifische Schwelle TH3 hinaus ansteigt.
  • Während der Photodetektor 122A vom Abschnitt S4 des ersten Intervalls der Spur A zum Abschnitt S1 des nächsten Intervalls der Spur A gelangt, steigt das Photodetektorausgangssignal D1 wieder über alle drei übergangsspezifischen Schwellen TH3, TH4 und TH5 hinaus an. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D1 über alle drei übergangsspezifischen Schwellen hinaus angestiegen ist, gehen alle drei Zustandssignale W3, W4 und W5 von niedrig zu hoch (z.B. von 0 zu 1), und der oben beschriebene Prozess wiederholt sich.
  • Zweitens, unter Bezugnahme auf Spur B, liegt das Photodetektorausgangssignal D2 anfänglich über den übergangsspezifischen Schwellen TH0, TH1 und TH2, und somit sind alle Zustandssignale hoch (z.B. 1). Während der Photodetektor 122B von dem Abschnitt S5 zu dem Abschnitt S6 gelangt (auf Grund der Drehung des Coderades relativ zu der Lichtquelle und dem Photodetektormodul), sinkt das Photodetektorausgangssignal D2 unter die übergangsspezifische Schwelle TH2 ab. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D2 unter die übergangsspezifische Schwelle TH2 abgesunken ist, geht das Zustandssignal W2 von hoch zu niedrig (z.B. von 1 zu 0). Das Zustandssignal W2 bleibt niedrig, bis das Photodetektorausgangssignal D2 wieder über die übergangsspezifische Schwelle TH2 hinaus ansteigt.
  • Während der Photodetektor 122B vom Abschnitt S6 zum Abschnitt S7 gelangt (auf Grund der Drehung des Coderades relativ zu der Lichtquelle und dem Photodetektormodul), fällt das Photodetektorausgangssignal D2 unter die übergangsspezifische Schwelle TH1 ab. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D2 unter die übergangsspezifische Schwelle TH1 gefallen ist, geht das Zustandssignal W1 von hoch zu niedrig (z.B. von 1 zu 0). Das Zustandssignal W1 bleibt niedrig, bis das Photodetektorausgangssignal D2 wieder über die übergangsspezifische Schwelle TH1 hinaus ansteigt.
  • Während der Photodetektor 122B vom Abschnitt S7 zum Abschnitt S8 gelangt (auf Grund der Drehung des Coderades relativ zu der Lichtquelle und dem Photodetektormodul), fällt das Photodetektorausgangssignal D2 unter die übergangsspezifische Schwelle TH0 ab. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D2 unter die übergangsspezifische Schwelle TH0 gefallen ist, geht das Zustandssignal W0 von hoch zu niedrig (z.B. von 1 zu 0). Das Zustandssignal W0 bleibt niedrig, bis das Photodetektorausgangssignal D2 wieder über die übergangsspezifische Schwelle TH0 hinaus ansteigt.
  • Während der Photodetektor 122B vom Abschnitt S8 des ersten Intervalls der Spur B zum Abschnitt S5 des zweiten Intervalls der Spur B gelangt, steigt das Photodetektorausgangssignal D2 wieder über alle drei übergangsspezifischen Schwellen TH0, TH1 und TH2 hinaus an. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D2 über alle drei übergangsspezifischen Schwellen hinaus angestiegen ist, gehen alle drei Zustandssignale W0, W1 und W2 von niedrig zu hoch (z.B. von 0 zu 1), und der oben beschriebene Prozess wiederholt sich.
  • Die Zustandssignale W0 bis W5, die den Betrag der Photodetektorausgangssignale D1 und D2 relativ zu den jeweiligen übergangsspezifischen Schwellen TH0 bis TH5 darstellen, werden in digitale Positionsinformationen umgewandelt. 6 ist eine Matrix, die eine exemplarische Umwandlung der Zustandssignale W0 bis W5 in digitale Positionsinformationen veranschaulicht. Die Matrix umfasst acht Spalten; sechs Spalten, die die Zustandssignale W0, W1, W2, W3, W4 und W5 identifizieren, eine Spalte, die die entsprechenden Abschnitte der Spuren A und B identifiziert, und eine Spalte, die entsprechende digitale 4Bit-Positionsinformationen identifiziert. Wie in der Matrix veranschaulicht ist, ist der Photodetektor dann, wenn alle Zustandssignale hoch sind (z.B. 1, 1, 1, 1, 1, 1), mit dem optisch unterscheidbaren Abschnitt S1 der Spür A und mit S5 der Spur B ausgerichtet. Bei dem Ausführungsbeispiel der 6 schlägt sich diese Kombination von Signalzuständen in einer 4Bit-Digitalpositionsausgabe von „0000" nieder. Wenn die Zustandssignale W0, W1, W3, W4 und W5 hoch sind und das Zustandssignal W2 niedrig ist (z.B. 1, 1, 1, 0, 1, 1), ist der Photodetektor mit den optisch unterscheidbaren Abschnitten S1 der Spur A und S6 der Spur B ausgerichtet, was sich in einer 4Bit-Digitalpositionsausgabe von „0001" niederschlägt. Ähnliche Umwandlungen werden für die vierzehn anderen Kombinationen der Abschnitte in den Spuren A und B durchgeführt, wie in 6 veranschaulicht ist. Obwohl in 6 ein bestimmtes Umwandlungsschema gezeigt ist, kann das Umwandlungsschema abweichend von dem Schema der 6 festgelegt werden.
  • 7 zeigt die Photodetektoren 122A und 122B aus 5A und ein Ausführungsbeispiel des Signalprozessors 114 aus 1, die dazu verwendet werden können, die oben unter Bezugnahme auf 5A, 5B und 6 beschriebene Technik zu implementieren. Der in 7 gezeigte Signalprozessor umfasst die Schwellenlogik 130 und die Positionslogik 132. Die Schwellenlogik empfängt die Photodetektorausgangssignale D1 und D2 und gibt die Zustandssignale W0 bis WS aus. Die Positionslogik empfängt die Zustandssignale W0–W5 und gibt digitale Positionsinformationen aus.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 7 umfasst die Schwellenlogik 130 eine Referenzschwellenquelle 134 und eine Schwellenkomparatoreinheit 136. Die Referenzschwellenquelle liefert die übergangsspezifischen Schwellen TH0, TH1, TH2, TH3, TH4 und TH5 an die Schwellenkomparatoreinheit. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die übergangsspezifischen Schwellen als Spannungs- oder Stromsignale auf den entsprechenden Pegeln an die Schwellenkomparatoreinheit geliefert. Die Schwellenkomparatoreinheit vergleicht die übergangsspezifischen Schwellen mit den Photodetektorausgangssignalen D1 und D2. Bei dem Ausführungsbeispiel der 7 umfasst die Schwellenkomparatoreinheit sechs Komparatoren 140, einen für jede übergangsspezifische Schwelle. Jeder der sechs Komparatoren umfasst einen Eingang zum Empfangen entweder des Photodetektorausgangssignals D1 oder des Photodetektorausgangssignals D2 und einen Eingang zum Empfangen einer übergangsspezifischen Schwelle.
  • Im Betrieb vergleichen die sechs Komparatoren 140 der Schwellenkomparatoreinheit 136 die Photodetektorausgangssignale D1 und D2 mit der jeweiligen übergangsspezifischen Schwelle TH0, TH1, TH2, TH3, TH4 und TH5. Ansprechend auf den Vergleich geben die Komparatoren die Zustandssignale W0, W1, W2, W3, W4 und W5 an die Positionslogik aus, und die Positionslogik wandelt die Zustandssignale in digitale Positionsinformationen um. Beispielsweise wandelt die Positionslogik die Zustandssignale in digitale 4Bit-Werte um, wie sie unter Bezugnahme auf 6 beschrieben wurden.
  • Optische Codierer mit sechs Kanälen werden üblicherweise beispielsweise bei bürstenlosen Motoren eingesetzt. Ein optischer 6-Kanal-Codierer umfasst üblicherweise:
    • 1) A- und B-Kanäle zum Bestimmen einer Drehgeschwindigkeit, Position und Richtung;
    • 2) einen Index- oder „I"-Kanal zum Indexieren der Drehung; und
    • 3) U-, V- und W-Kanäle zum Bestimmen der absoluten Position des Codierungselements.
  • Bei einem herkömmlichen optischen 6-Kanal-Codierer erfordern die „UVW"-Kanäle drei getrennte U-, V- und W-Spuren. Obwohl Systeme mit drei separaten U-, V- und W-Spuren gut dahin gehend funktionieren, Absolute-Position-Informationen zu liefern, erfordert die Anzahl von Spuren und die Beabstandung zwischen Spuren beträchtlichen Raum, der einen optischen 6-Kanal-Codierer vergrößert.
  • Ähnliche Konzepte wie die oben unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschriebenen können dazu verwendet werden, die UVW-Kanäle in einem optischen 6-Kanal-Codierer mit weniger Spuren als herkömmliche Systeme bereitzustellen. Insbesondere zeigt 8A ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Zwei-Spuren-Systems, das dahin gehend konfiguriert ist, die UVW-Kanäle unter Verwendung zweier Spuren statt dreier Spuren zu liefern. Unter Bezugnahme auf 8A weist eine erste Spur 122A, Bahn A, ein Spurmuster 124A auf, das ein sich wiederholendes Muster zweier optisch unterscheidbarer Abschnitte, S1 und S2, umfasst, ähnlich dem unter Bezugnahme auf 2A beschriebenen Spurmuster, mit der Ausnahme, dass statt vier Spuren zwei vorliegen. Eine zweite Spur 122B, Spur B, weist ein Spurmuster 124B auf, das ein sich wiederholendes Muster dreier optisch unterscheidbarer Abschnitte, S3, S4 und S5, umfasst, wobei sich das Muster über die Spanne eines Intervalls des Musters der Spur A in zwei Intervallen wiederholt.
  • Wie in 8A gezeigt ist, sind die optisch unterscheidbaren Abschnitte der Spuren A und B so miteinander ausgerichtet, dass jeder Abschnitt der Spur A mit einem Intervall der Spur B ausgerichtet ist. Beispielsweise ist ein Intervall der optisch unterscheidbaren Abschnitte S3, S4 und S5 der Spur B mit dem optisch unterscheidbaren Abschnitt S1 der Spur A ausgerichtet, und ein Intervall der optisch unterscheidbaren Abschnitte S3, S4 und S5 der Spur B ist mit dem optisch unterscheidbaren Abschnitt S2 der Spur A ausgerichtet.
  • Ein Photodetektor 122A entspricht der Spur A, und ein Photodetektor 122B entspricht der Spur B. Die Photodetektoren und Spurmuster sind ähnlich den unter Bezugnahme auf 2A beschriebenen konfiguriert, so dass die Übergänge zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten der Spurmuster dadurch identifiziert werden können, dass die entsprechenden Photodetektorausgangssignale mit den entsprechenden übergangsspezifischen Schwellen verglichen werden. Ferner weisen die Konfigurationen der Spurmuster und der Photodetektoren relativ zueinander ähnliche Entwurfsanforderungen auf wie oben die unter Bezugnahme auf 2A bis 7 beschriebenen. Zusätzlich zu den Photodetektoren 122A und 122B umfasst die Spur A einen Photodetektor 146A, und die Spur B umfasst einen Photodetektor 146B. Diese Photodetektoren werden dazu verwendet, die übergangsspezifischen Schwellen zu erzeugen, wie nachfolgend beschrieben wird. Bei einem Ausführungsbeispiel sollte die Höhenabmessung der Photodetektoren 146A und 146B geringer sein als die Höhenabmessung des kleinsten Abschnitts der jeweiligen Spur, und die Breitenabmessung der Photodetektoren 146A und 146B sollte geringer sein als die Breitenabmessung jegliches Abschnitts in der jeweiligen Spur. Die Photodetektoren 146A und 146B befähigen das System, mit der Lichtverschlechterung umzugehen, die beispielsweise durch Tintennebel und/oder Schmutz, der die Lichtquelle und/oder das Coderad bedeckt, und durch eine Verschlechterung der Lichtquelle bewirkt wird. Insbesondere erfahren die Photodetektoren 146A und 146B im Wesentlichen denselben Grad an Lichtverschlechterung wie die Photodetektoren 122A und 122B.
  • 8B zeigt ein Wellendiagramm, das erzeugt wird, während sich die Spurmuster der Spuren A und B relativ zu den Photodetektoren bewegen. Die Signalverläufe in dem Wellendiagramm sind zeitlich mit den Spurmustern ausgerichtet und umfassen die Photodetektorausgangssignale D1 und D2 und die Zustandssignale W0, W1 und W2, wobei das Zustandssignal W0 eine Angabe des Photodetektorausgangssignals relativ zu der übergangsspezifischen Schwelle THALM2 ist, das Zustandssignal W1 eine Angabe des Photodetektorausgangssignals relativ zu der übergangsspezifischen Schwelle THAHM2 ist und das Zustandssignal W2 eine Angabe des Photodetektorausgangssignals relativ zu der übergangsspezifischen Schwelle THAM1 ist.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 8B entspricht die übergangsspezifische Schwelle THAM1 dem Übergang zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten S1 und S2 der Spur A, die übergangsspezifische Schwelle THAHM2 entspricht dem Übergang zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten S3 und S4 der Spur B, und die übergangsspezifische Schwelle THALM2 entspricht dem Übergang zwischen den optisch unterscheidbaren Abschnitten S4 und S5 der Spur B. Wie oben beschrieben wurde, werden die übergangsspezifischen Schwellen auf Pegeln festgelegt, die zwischen dem Pegel des Photodetektorausgangssignals, wenn der jeweilige Photodetektor mit dem Abschnitt unmittelbar vor dem Übergang ausgerichtet ist, und dem Pegel des Photodetektorausgangssignals, wenn der jeweilige Photodetektor mit dem Abschnitt unmittelbar nach dem Übergang ausgerichtet ist, liegen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 8B sind die Zustandssignale W0 bis W2 digitale Signale, die hoch sind (z.B. 1), wenn die Photodetektorausgangssignale D1 und D2 über der jeweiligen übergangsspezifischen Schwelle liegen, und niedrig (z.B. 0), wenn die Photodetektorausgangssignale D1 und D2 unterhalb der jeweiligen übergangsspezifischen Schwelle liegen. Obwohl eine Konvention für die Zustandssignale beschrieben ist, sind andere Konventionen möglich.
  • Im Betrieb, zuerst unter Bezugnahme auf die Spur A 120A, liegt das Photodetektorausgangssignal D1 anfänglich oberhalb der übergangsspezifischen Schwelle THAM1, und somit ist das Zustandssignal W2 hoch (z.B. 1). Während der Photodetektor vom Abschnitt S1 zum Abschnitt S2 gelangt (auf Grund der Drehung des Coderads relativ zu der Lichtquelle und dem Photodetektormodul), fällt das Photodetektorausgangssignal D1 unter die übergangsspezifische Schwelle THAM1 ab. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D1 unter die übergangsspezifische Schwelle THAM1 abgefallen ist, geht das Zustandssignal W2 von hoch zu niedrig (z.B. von 1 zu 0). Das Zustandssignal W2 bleibt niedrig, bis das Photo detektorausgangssignal D1 wieder über die übergangsspezifische Schwelle THAM1 ansteigt.
  • Während der Photodetektor 122A vom Abschnitt S2 des ersten Intervalls der Spur A zum Abschnitt S1 des nächsten Intervalls der Spur A gelangt, steigt das Photodetektorausgangssignal D1 wieder über die übergangsspezifische Schwelle THAM1 an. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D1 über die übergangsspezifische Schwelle angestiegen ist, geht das Zustandssignal W2 von niedrig zu hoch (z.B. von 0 zu 1), und der oben beschriebene Prozess wiederholt sich.
  • Als zweites, unter Bezugnahme auf Spur B 120B, liegt das Photodetektorausgangssignal D2 anfänglich über den übergangsspezifischen Schwellen THALM2 und THAHM2, und somit sind die Zustandssignale W0 und W1 hoch (z.B. 1). Wenn der Photodetektor vom Abschnitt S3 zum Abschnitt S4 gelangt (auf Grund der Drehung des Coderads relativ zu der Lichtquelle und dem Photodetektormodul), fällt das Photodetektorausgangssignal D2 unter die übergangsspezifische Schwelle THAHM2 ab. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D2 unter die übergangsspezifische Schwelle THAHM2 abgefallen ist, geht das Zustandssignal W1 von hoch zu niedrig (z.B. von 1 zu 0). Das Zustandssignal W1 bleibt niedrig, bis das Photodetektorausgangssignal D2 wieder über die übergangsspezifische Schwelle THAHM2 ansteigt.
  • Wenn der Photodetektor 122B vom Abschnitt S4 zum Abschnitt S5 gelangt (auf Grund der Drehung des Coderades relativ zu der Lichtquelle und dem Photodetektormodul), fällt das Photodetektorausgangssignal D2 unter die übergangsspezifische Schwelle THALM2 ab. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D2 unter die übergangsspezifische Schwelle THALM2 abgesunken ist, geht das Zustandssignal W0 von hoch zu niedrig (z.B. von 1 zu 0). Das Zustandssignal W0 bleibt niedrig, bis das Photodetektorausgangssignal D2 wieder über die übergangsspezifische Schwelle THALM2 ansteigt.
  • Wenn der Photodetektor 122B vom Abschnitt S5 des ersten Intervalls der Spur B zum Abschnitt S3 des zweiten Intervalls der Spur B gelangt, steigt das Photodetektorausgangssignal D2 wieder über die übergangsspezifischen Schwellen THALM2 und THAHM2 an. Nachdem das Photodetektorausgangssignal D2 über die übergangsspezifischen Schwellen angestiegen ist, gehen die Zustandssignale W0 und W1 von niedrig zu hoch (z.B. von 0 zu 1), und der oben beschriebene Prozess wiederholt sich.
  • Die Zustandssignale W1 und W2, die den Betrag der Photodetektorausgangssignale D1 und D2 relativ zu den jeweiligen übergangsspezifischen Schwellen darstellen, werden in digitale Positionsinformationen umgewandelt. 9 ist eine Matrix, die eine beispielhafte Umwandlung der Zustandssignale W0, W1 und W2 in digitale UVW-Positionsinformationen veranschaulicht. Die Matrix umfasst sieben Spalten; drei Spalten, die die Zustandssignale W0, W1 und W2 identifizieren, eine Spalte, die die entsprechenden Abschnitte der Spuren A und B identifiziert, und drei Spalten, die entsprechende digitale UVW-Positionsinformationen identifizieren. Wie in der Matrix veranschaulicht ist, ist der Photodetektor dann, wenn alle Zustandssignale hoch sind (z.B. 1, 1, 1), mit dem optisch unterscheidbaren Abschnitt S1 der Spur A und S3 der Spur B ausgerichtet. Bei dem Ausführungsbeispiel der 6 schlägt sich diese Kombination von Signalzuständen in einer UVW-Digitalpositionsausgabe von „101" nieder. Wenn die Zustandssignale W0 und W2 hoch sind und das Zustandssignal W1 niedrig ist (z.B. 1, 0, 1), ist der Photodetektor mit den optisch unterscheidbaren Abschnitten S1 der Spur A und S4 der Spur B ausgerichtet, was sich in einer UVW-Digitalpositionsausgabe von „100" niederschlägt. Ähnliche Umwandlungen werden für die anderen vier Kombinationen der Abschnitte in den Spuren A und B durchgeführt, wie in 9 veranschaulicht ist. Obwohl in 9 ein bestimmtes Umwandlungsschema gezeigt ist, kann das Umwandlungsschema abweichend von dem Schema der 9 festgelegt werden.
  • 10 zeigt die Photodetektoren 122A, 122B, 146A und 146B aus 8A und ein Ausführungsbeispiel des Signalprozessors 114 der 1, die dazu verwendet werden können, die oben unter Bezugnahme auf 8A, 8B und 9 beschriebene Technik zu implementieren. Der in 10 gezeigte Signalprozessor umfasst eine Schwellenlogik 130 und eine Positionslogik 132. Die Schwellenlogik empfängt die Photodetektorausgangssignale D1, D2, M1 und M2 und gibt die Zustandssignale W0, W1 und W2 aus. Die Positionslogik empfängt die Zustandssignale W0, W1 und W2 und gibt digitale UVW-Positionsinformationen aus.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 10 umfasst die Schwellenlogik 130 eine Referenzschwellenquelle 134 und eine Schwellenkomparatoreinheit 136. Die Referenzschwellenquelle liefert die übergangsspezifischen Schwellen THAM1, THAHM2 und THALM2 an die Schwellenkomparatoreinheit. Bei einem Ausführungsbeispiel empfängt die Referenzschwellenquelle Ausgaben von den Photodetektoren 146A und 146B und verstärkt die Ausgaben an jeweiligen Verstärkern 150, um die übergangsspezifischen Schwellen THAM1, THAHM2 und THALM2 zu erzeugen. Bei dem Ausführungsbeispiel der 10 wird die übergangsspezifische Schwelle THAHM2 höher verstärkt als die übergangsspezifische Schwelle THALM2 (siehe 8B). Die übergangsspezifischen Schwellen werden der Schwellenkomparatoreinheit als Spannungs- oder Stromsignale auf den entsprechenden Pegeln geliefert. Die Schwellenkomparatoreinheit vergleicht die übergangsspezifischen Schwellen mit den Photodetektorausgangssignalen D1 und D2. Bei dem Ausführungsbeispiel der 10 umfasst die Schwellenkomparatoreinheit drei Komparatoren, einen für jede übergangsspezifische Schwelle. Jeder der drei Komparatoren umfasst einen Eingang zum Empfangen entweder des Photodetektorausgangssignals D1 oder des Photodetektorausgangssignals D2 und einen Eingang zum Empfangen einer übergangsspezifischen Schwelle.
  • Im Betrieb vergleichen die drei Komparatoren der Schwellenkomparatoreinheit die Photodetektorausgangssignale D1 und D2 mit den jeweiligen übergangsspezifischen Schwellen THAM1, THAHM2 und THALM2. Ansprechend auf den Vergleich geben die Komparatoren die Zustandssignale W0, W1 und W2 an die Positionslogik aus, und die Positionslogik wandelt die Zustandssignale in digitale UVW-Positionsinformationen um. Beispielsweise wandelt die Positionslogik die Zustandssignale in digitale UVW-Werte um, wie unter Bezugnahme auf 9 beschrieben ist. Bei dem unter Bezugnahme auf 8A bis 10 beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Spuren des Coderads dahin gehend entworfen, mechanischen Polen eines Elektromotors zu entsprechen.
  • Es ist zu beachten, dass das Coderad durch ein Codierungselement, das kein Rad ist, ersetzt werden könnte. Beispielsweise könnte ein lineares Codierungselement, z.B. ein Codestreifen, verwendet werden. Obwohl sieh 1 auf ein Bestimmen der absoluten Position einer Welle bezieht, können die Absolute-Position-Informationen ferner auf ein Element, das keine Welle ist, bezogen sein.
  • 11A ist ein Prozessflussdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen von Absolute-Position-Informationen unter Verwendung eines optischen Codierers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei Block 200 wird Licht an eine Spur eines Codierungselements angelegt, wobei die Spur ein Spurmuster aufweist, das mehrere optisch unterscheidbare Abschnitte umfasst. Bei Block 202 wird das an die Spur angelegte Licht erfasst, und ansprechend auf erfasstes Licht wird ein Ausgangssignal erzeugt. Bei Block 204 wird das Ausgangssignal mit zumindest einer übergangsspezifischen Schwelle verglichen, wobei die zumindest eine übergangsspezifische Schwelle einem Übergang zwischen optisch unterscheidbaren Abschnitten der Spur entspricht. Bei Block 206 werden ansprechend auf den Vergleich des Ausgangssignals mit der zumindest einen übergangsspezifischen Schwelle digitale Positionsinformationen erzeugt.
  • Unter Bezugnahme auf 11B wird bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens bei Block 208 Licht an eine zweite Spur des Codierungselements angelegt, wobei die zweite Spur ein Spurmuster aufweist, das mehrere optisch unterscheidbare Abschnitte umfasst. Bei Block 210 wird das Licht, das an die zweite Spur angelegt wird, erfasst, und ansprechend auf erfasstes Licht wird ein zweites Ausgangssignal erzeugt. Bei Block 212 wird das zweite Ausgangssignal mit einer anderen übergangsspezifischen Schwelle verglichen, wobei die andere übergangsspezifische Schwelle einem Übergang zwischen optisch unterscheidbaren Abschnitten der zweiten Spur entspricht. Bei Block 214 werden ansprechend auf den Vergleich des zweiten Ausgangssignals mit der anderen übergangsspezifischen Schwelle digitale Positionsinformationen erzeugt.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Photodetektor eine oder mehrere Photodioden. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Spur oder Spuren und jeweilige Photodetektoren radial ausgerichtet, so dass sich die Photodetektoren in der Mitte der jeweiligen Spur befinden. Ein radiales Ausrichten der Photodetektoren in der Mitte der entsprechenden Spur gleicht die Ausrichtungstoleranz auf beiden Seiten des Photodetektorarrays aus.
  • Obwohl spezifische Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und veranschaulicht wurden, soll die Erfindung nicht auf die spezifischen Formen oder Anordnungen von Teilen, wie sie hierin beschrieben und veranschaulicht sind, beschränkt sein. Die Erfindung wird lediglich durch die Patentansprüche eingeschränkt.

Claims (20)

  1. Optischer Codierer, der folgende Merkmale aufweist: ein Codierungselement (106), das eine Spur (120) mit einem Spurmuster (124) aufweist, wobei das Spurmuster mehrere optisch unterscheidbare Abschnitte aufweist; eine Lichtquelle (110), die dahin gehend konfiguriert ist, Licht auf die Spur auszugeben; einen Photodetektor (112; 122), der dahin gehend positioniert ist, Licht von der Lichtquelle, die der Spur zugeordnet ist, zu erfassen, wobei der Photodetektor ansprechend auf erfasstes Licht ein Ausgangssignal erzeugt; eine Schwellenlogik (130), die dahin gehend konfiguriert ist, den Betrag des Ausgangssignals relativ zu zumindest einer übergangsspezifischen Schwelle anzugeben, wobei die zumindest eine übergangsspezifische Schwelle einem Übergang zwischen optisch unterscheidbaren Abschnitten der Spur entspricht; und eine Positionslogik (132), die dahin gehend konfiguriert ist, ansprechend auf die Angabe von der Schwellenlogik digitale Positionsinformationen zu erzeugen.
  2. Optischer Codierer gemäß Anspruch 1, der ferner folgende Merkmale aufweist: eine zweite Spur (120) mit einem Spurmuster (124), wobei das Spurmuster mehrere optisch unterscheidbare Abschnitte umfasst; einen zweiten Photodetektor (122), der dahin gehend positioniert ist, Licht von der Lichtquelle, die der zweiten Spur zugeordnet ist, zu erfassen, wobei der zweite Photodetektor ansprechend auf das erfasste Licht ein Ausgangssignal erzeugt; wobei die Schwellenlogik (130) ferner dahin gehend konfiguriert ist, den Betrag des Ausgangssignals aus dem zweiten Photodetektor relativ zu zumindest einer übergangsspezifischen Schwelle anzugeben, wobei die zumindest eine übergangsspezifische Schwelle einem Übergang zwischen optisch unterscheidbaren Abschnitten der zweiten Spur entspricht; und wobei die Positionslogik ferner dahin gehend konfiguriert ist, ansprechend auf die Angaben, die auf die zweite Spur bezogen sind, die digitalen Positionsinformationen zu erzeugen.
  3. Der optische Codierer gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die optisch unterscheidbaren Abschnitte des Spurmusters (124) Breitenabmessungen aufweisen, die größer sind als die Breitenabmessung des Photodetektors.
  4. Optischer Codierer gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die optisch unterscheidbaren Abschnitte des Spurmusters (124) Höhenabmessungen aufweisen, die geringer sind als die Höhenabmessung des Photodetektors.
  5. Optischer Codierer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, der ferner eine Schwellenquelle (134) aufweist, die dahin gehend konfiguriert ist, die übergangsspezifische Schwelle zu liefern.
  6. Optischer Codierer gemäß Anspruch 5, bei dem die Schwellenquelle (134) einen Photodetektor (146A, 146B) aufweist, der dahin gehend positioniert ist, Licht von der Lichtquelle, die der Spur zugeordnet ist, zu erfassen.
  7. Optischer Codierer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Schwellenlogik (130) einen übergangsspezifischen Komparator (140) umfasst, um den Betrag des Ausgangssignals relativ zu der zumindest einen übergangsspezifischen Schwelle anzugeben.
  8. Optischer Codierer, der folgende Merkmale aufweist: ein Codierungselement, das eine erste und eine zweite Spur aufweist, wobei die erste und die zweite Spur jeweils ein Spurmuster aufweisen, das mehrere optisch unterscheidbare Abschnitte umfasst; eine Lichtquelle, die dahin gehend konfiguriert ist, Licht auf die erste und zweite Spur auszugeben; einen ersten Photodetektor, der dahin gehend positioniert ist, Licht von der Lichtquelle, die der ersten Spur zugeordnet ist, zu erfassen, wobei der erste Photodetektor ansprechend auf das erfasste Licht ein erstes Ausgangssignal erzeugt; einen zweiten Photodetektor, der dahin gehend positioniert ist, Licht von der Lichtquelle, die der zweiten Spur zugeordnet ist, zu erfassen, wobei der zweite Photodetektor ansprechend auf das erfasste Licht ein zweites Ausgangssignal erzeugt; eine Schwellenlogik, die dahin gehend konfiguriert ist, den Betrag der Ausgangssignale aus dem ersten und dem zweiten Photodetektor relativ zu übergangsspezifischen Schwellen anzugeben, wobei die übergangsspezifischen Schwellen Übergängen zwischen optisch unterscheidbaren Abschnitten der ersten und der zweiten Spur entsprechen; und eine Positionslogik, die dahin gehend konfiguriert ist, ansprechend auf die Angaben von der Schwellenlogik digitale Positionsinformationen zu erzeugen.
  9. Optischer Codierer gemäß Anspruch 8, bei dem die durch die Positionslogik (132) erzeugten digitalen Positionsinformationen UVW-Informationen sind.
  10. Optischer Codierer gemäß Anspruch 8 oder 9, bei dem die erste Spur ein sich wiederholendes Muster zweier optisch unterscheidbarer Abschnitte umfasst und die zweite Spur ein sich wiederholendes Muster dreier optisch unterscheidbarer Abschnitte umfasst.
  11. Optischer Codierer gemäß Anspruch 10, bei dem die Schwellenlogik (130) drei übergangsspezifische Komparatoren zum Vergleichen der Ausgangssignale mit den übergangsspezifischen Schwellen umfasst.
  12. Optischer Codierer gemäß Anspruch 11, bei dem: ein Erster der übergangsspezifischen Komparatoren das erste Ausgangssignal mit einer ersten übergangsspezifischen Schwelle vergleicht; ein Zweiter der übergangsspezifischen Komparatoren das zweite Ausgangssignal mit einer zweiten übergangsspezifischen Schwelle vergleicht; und ein Dritter der übergangsspezifischen Komparatoren das zweite Ausgangssignal mit einer dritten übergangsspezifischen Schwelle vergleicht.
  13. Optischer Codierer gemäß Anspruch 12, bei dem die durch die Positionslogik (132) erzeugten digitalen Positionsinformationen UVW-Informationen sind.
  14. Optischer Codierer gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, der ferner zumindest einen Schwellenphotodetektor umfasst, der dahin gehend konfiguriert ist, eine übergangsspezifische Schwelle zu liefern, wobei die Schwellenquelle einen Photodetektor umfasst, der dahin gehend positioniert ist, Licht von der Lichtquelle, die der Spur zugeordnet ist, zu erfassen.
  15. Optischer Codierer gemäß einem der Ansprüche 8 bis 14, bei dem die optisch unterscheidbaren Abschnitte des Spurmusters Breitenabmessungen aufweisen, die größer sind als die Breitenabmessung des Photodetektors.
  16. Optischer Codierer gemäß einem der Ansprüche 8 bis 14, bei dem die optisch unterscheidbaren Abschnitte des Spurmusters Höhenabmessungen aufweisen, die geringer sind als die Höhenabmessung des Photodetektors.
  17. Verfahren zum Erzeugen von Absolute-Position-Informationen unter Verwendung eines optischen Codierers, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Anlegen (200) von Licht an eine Spur eines Codierungselements (106), wobei die Spur ein Spurmuster (124) aufweist, das mehrere optisch unterscheidbare Abschnitte umfasst; Erfassen (202) des Lichts, das an die Spur angelegt wird, und Erzeugen eines Ausgangssignals ansprechend auf erfasstes Licht; Vergleichen (204) des Ausgangssignals mit zumindest einer übergangsspezifischen Schwelle, wobei die zumindest eine übergangsspezifische Schwelle einem Übergang zwischen optisch unterscheidbaren Abschnitten der Spur entspricht; und Erzeugen (206) von digitalen Positionsinformationen ansprechend auf den Vergleich des Ausgangssignals mit der zumindest einen übergangsspezifischen Schwelle.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 17, das ferner folgende Schritte umfasst: Anlegen (208) von Licht an eine zweite Spur des Codierungselements, wobei die zweite Spur ein Spurmuster aufweist, das mehrere optisch unterscheidbare Abschnitte umfasst; Erfassen (210) des Lichts, das an die zweite Spur angelegt wird, und Erzeugen eines zweiten Ausgangssignals ansprechend auf erfasstes Licht; Vergleichen (212) des zweiten Ausgangssignals mit einer anderen übergangsspezifischen Schwelle, wobei die andere übergangsspezifische Schwelle einem Übergang zwischen optisch unterscheidbaren Abschnitten der zweiten Spur entspricht; und Erzeugen (214) von digitalen Positionsinformationen ansprechend auf den Vergleich des zweiten Ausgangssignals mit der anderen übergangsspezifischen Schwelle.
  19. Verfahren gemäß Anspruch 18, das ferner ein Erzeugen von digitalen UVW-Positionsinformationen aus den Vergleichen (244, 212) umfasst.
  20. Verfahren gemäß Anspruch 18, das ferner ein Umwandeln der Ergebnisse des Vergleichs in digitale Positionsinformationen umfasst.
DE102007025238A 2006-06-02 2007-05-31 Optischer Absolute-Position-Mehrbit-Codierer mit einer verringerten Anzahl von Spuren Withdrawn DE102007025238A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/445,661 2006-06-02
US11/445,661 US7521669B2 (en) 2006-06-02 2006-06-02 Multi-bit absolute position optical encoder with reduced number of tracks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007025238A1 true DE102007025238A1 (de) 2007-12-06

Family

ID=38650755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007025238A Withdrawn DE102007025238A1 (de) 2006-06-02 2007-05-31 Optischer Absolute-Position-Mehrbit-Codierer mit einer verringerten Anzahl von Spuren

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7521669B2 (de)
DE (1) DE102007025238A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2511670A3 (de) * 2011-04-14 2014-08-20 Canon Kabushiki Kaisha Kodierer
EP2511666A3 (de) * 2011-04-14 2014-08-20 Canon Kabushiki Kaisha Codierer
EP2511669A3 (de) * 2011-04-13 2014-08-20 Canon Kabushiki Kaisha Kodierer
EP2511668A3 (de) * 2011-04-14 2014-08-20 Canon Kabushiki Kaisha Kodierer

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8264942B2 (en) * 2005-10-26 2012-09-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optical disc embossed features
JP6431135B1 (ja) * 2017-06-13 2018-11-28 ファナック株式会社 比較器の閾値を調整する機能を有するエンコーダ及びエンコーダの制御方法
JP6431136B1 (ja) * 2017-06-13 2018-11-28 ファナック株式会社 比較器の閾値を調整する機能を有するエンコーダ及びエンコーダの制御方法
US10612946B2 (en) 2018-05-30 2020-04-07 Rockwell Automation Technologies, Inc. Encoder system for position determination with inclined scale

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3613090A (en) * 1969-07-30 1971-10-12 Itt Cursor control system
JPS63250521A (ja) * 1987-04-07 1988-10-18 Fanuc Ltd パルスエンコ−ダ
US5069547A (en) * 1988-11-23 1991-12-03 The Boeing Company Multitrack multilevel sensing system with error detecting
US5274229A (en) * 1991-06-11 1993-12-28 Hewlett-Packard Company Absolute position encoder
US5699058A (en) 1994-03-17 1997-12-16 Copal Company Limited Absolute encoder generating phase-shifted triangular waveforms to produce multi-bit signals
US5748181A (en) * 1994-07-01 1998-05-05 Primax Electronics Ltd. Cursor controlling apparatus and its direction detection method
US5929789A (en) * 1997-04-09 1999-07-27 Hewlett-Packrd Company Single channel incremental position encorder with incorporated reference mark
US20050088667A1 (en) * 2003-10-23 2005-04-28 Yeo Chiau W. Absolute position encoder requiring less than one encoding track per bit
WO2005050137A2 (en) * 2003-11-17 2005-06-02 Gsi Lumonics Corporation Absolute encoder employing concatenated, multi-bit, interpolated sub-encoders
TWI232631B (en) * 2004-03-09 2005-05-11 Delta Electronics Inc Rotary optical encoder
US7112781B2 (en) * 2004-04-21 2006-09-26 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Absolute encoder
US7187305B2 (en) 2004-09-21 2007-03-06 Kollmorgen Corporation Encoder for a motor controller

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2511669A3 (de) * 2011-04-13 2014-08-20 Canon Kabushiki Kaisha Kodierer
US9024251B2 (en) 2011-04-13 2015-05-05 Canon Kabushiki Kaisha Encoder having a scale that includes block patterns
EP2511670A3 (de) * 2011-04-14 2014-08-20 Canon Kabushiki Kaisha Kodierer
EP2511666A3 (de) * 2011-04-14 2014-08-20 Canon Kabushiki Kaisha Codierer
EP2511668A3 (de) * 2011-04-14 2014-08-20 Canon Kabushiki Kaisha Kodierer
US9121731B2 (en) 2011-04-14 2015-09-01 Canon Kabushiki Kaisha Encoder having a scale with two areas in which an increasing direction of the amplitude of the energy distribution is opposite between the two areas for precisely obtaining a position of the scale
US9127967B2 (en) 2011-04-14 2015-09-08 Canon Kabushiki Kaisha Encoder having plural phase acquirers and a positional information acquirer for precisely obtaining a position of a scale
US9354089B2 (en) 2011-04-14 2016-05-31 Canon Kabushiki Kaisha Encoder

Also Published As

Publication number Publication date
US20070278392A1 (en) 2007-12-06
US7521669B2 (en) 2009-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007025238A1 (de) Optischer Absolute-Position-Mehrbit-Codierer mit einer verringerten Anzahl von Spuren
EP0118673B1 (de) Messeinrichtung
DE10296644B4 (de) Absolute Positionsmessung
EP0058302B1 (de) Lichtelektrische inkrementale Positioniereinrichtung
DE10028409A1 (de) Interpolationsverfahren und Interpolationsschaltungen
EP0352565A2 (de) Vorrichtung zur Positionsmessung bei Kran- und Elektrohängebahnen
DE102009055316A1 (de) Einzelspur-optischer Kodierer
DE69930341T2 (de) Kodierer zur Lieferung von inkrementalen und absoluten Positionswerten
EP2072965A2 (de) Positionsmesseinrichtung und Verfahren zur absoluten Positionsbestimmung
DE19939643B4 (de) Einrichtung und Verfahren zur Positionsbestimmung zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen
CH672185A5 (de)
EP0895063B1 (de) Positionsmesseinrichtung
EP1255965A1 (de) Codescheibe für eine optoelektronische weg- oder winkelmesseinrichtung
DE3221982A1 (de) Optisches inkrementalcodiersystem mit adressierbarem index
DE102006010161B4 (de) Codestruktur für eine Positionsmesseinrichtung und Positionsmesseinrichtung mit einer solchen Codestruktur
DE3322897A1 (de) Absolutwert-winkelcodierer
EP1314965B1 (de) Kontrollvorrichtung einer Positionsmesseinrichtung
EP1770375B1 (de) Positionsmesseinrichtung mit zwei Massverkörperungen deren Codespuren sich gegenseitig überlappen
DE10307258A1 (de) Projektionscodierer
EP1512947A2 (de) Messsystem zur Bestimmung der absoluten Position von entlang einer Schiene bewegenden Elementen
EP0635701A1 (de) Längen- oder Winkelmesseinrichtung
DE112018007244T5 (de) Lichterfassungsvorrichtung und lichterfassungsverfahren
EP0498904B1 (de) Photoelektrische Positionsmesseinrichtung
EP2564242A1 (de) Gabellichtschranke, vorrichtung und verfahren zur positionsbestimmung mittels einer gabellichtschranke
EP1167928A2 (de) Taktlineal oder Taktscheibe

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: DILG HAEUSLER SCHINDELMANN PATENTANWALTSGESELLSCHA

R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20121201