DE102016013762A1

DE102016013762A1 - Fotoelektrische codiereinrichtung und messinstrument

Info

Publication number: DE102016013762A1
Application number: DE102016013762.2A
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Kobayashi
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2017-07-06
Anticipated expiration: 2036-11-18
Also published as: JP2017116302A; JP6732366B2; US20170176220A1; US10254137B2; DE102016013762B4

Abstract

Es wird eine fotoelektrische Codiereinrichtung zur Verfügung gestellt, welche eine Bearbeitungslast in einer fotoelektrischen ABS Codiereinrichtung entflechten und einen Leistungsverbrauch reduzieren kann. Eine fotoelektrische Codiereinrichtung beinhaltet Lichtempfangseinheiten 6, welche konfiguriert sind, um eine Mehrzahl von Fotostrom-Signalen auszugeben, welche durch ein Empfangen von Licht, welches von einer Lichtemissionseinheit 5 ausgesandt wird, über eine Skala SC erhalten werden, eine Signalumwandlungseinheit 10, welche konfiguriert ist, um ein Umwandlungssignal durch ein Umwandeln der Mehrzahl von Fotostrom-Signalen auszugeben, eine Positionsberechnungseinheit 20, welche konfiguriert ist, um eine absolute Position basierend auf dem Umwandlungssignal zu berechnen, und einen Mikrocomputer 3, welcher konfiguriert ist, um eine Antriebsregelung bzw. -steuerung der Lichtemissionseinheit 5, der Signalumwandlungseinheit 10 und der Positionsberechnungseinheit 20 durchzuführen. Der Mikrocomputer 3 treibt intermittierend wenigstens eine der Lichtemissionseinheit 5 und der Signalumwandlungseinheit 10 an und bewirkt, dass die Positionsberechnungseinheit 20 eine Berechnung gemäß einem Zeitpunkt bzw. einer Zeitsteuerung eines intermittierenden Antreibens ausführt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine fotoelektrische Codiereinrichtung und auf ein Messinstrument, und sie bezieht sich insbesondere auf eine fotoelektrische Codiereinrichtung vom Absolut-Typ, welche eine absolute Position eines zu messenden Objekts bzw. Gegenstands detektieren kann, und auf ein Messinstrument, welches diese fotoelektrische Codiereinrichtung enthält.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Es war konventionell eine fotoelektrische Codiereinrichtung bekannt, welche ein Messresultat für ein Detektieren einer Position, eines Winkels und dgl. eines zu messenden Objekts bzw. Gegenstands durch ein Emittieren von Licht auf eine Skala, ein Lesen des Ausmaßes bzw. der Menge einer Änderung im Licht, welches durch diese Skala hindurchtritt, ein Verwenden einer Licht empfangenden bzw. Lichtempfangseinheit und ein Berechnen einer Positionsinformation basierend auf einem elektrischen Signal berechnet, welches von der Lichtempfangseinheit ausgegeben wird.
Derartige Codiereinrichtungen beinhalten eine Inkrement-Typ-Codiereinrichtung (kann nachfolgend als eine INC Codiereinrichtung bezeichnet werden) und eine Absolut-Typ-Codiereinrichtung (kann nachfolgend als eine ABS Codiereinrichtung bezeichnet werden), welche sich voneinander in einem Positionsdetektionsverfahren unterscheiden.
Eine INC Codiereinrichtung setzt ein Detektionsverfahren einer relativen Position eines Detektierens einer Messposition von 1 Typ von periodischen Signalen oder einer Mehrzahl von Signalen ein, welche in einer Phase mit 1 Typ einer Periode verschoben sind. In diesem Detektionsverfahren einer relativen Position ist es notwendig, ein Detektieren von Signalen von einem Ursprung bzw. Nullpunkt bis zu einer Messposition aufeinanderfolgend bzw. durchgehend beizubehalten. Somit wird, wenn eine Leistung bzw. Stromversorgung oder dgl. ausgeschaltet wird, Positionsinformation verloren. Es ist daher notwendig, eine Null-Festlegung durchzuführen, wenn eine Leistung wieder zugeführt wird. In der Null-Festlegung wird eine Position eines Ursprungs eingestellt bzw. festgelegt.
Andererseits verwendet eine ABS Codiereinrichtung ein Detektionsverfahren einer absoluten Position eines Detektierens einer Messposition aus einem synthetisierten Signal, welche durch ein Synthetisieren einer Mehrzahl von in einer Periode unterschiedlichen Signalen erhalten wird. In dem Detektionsverfahren einer absoluten Position bzw. absoluten Positionsdetektionsverfahren wird Positionsinformation durch die Berechnung erhalten, welche auf dem synthetisierten Signal basiert. Es ist daher nicht notwendig, eine Null-Einstellung bzw. -Festlegung durchzuführen.
Als ein Detektionsverfahren einer absoluten Position in einer fotoelektrischen ABS Codiereinrichtung wird ein Verfahren zum Durchführen einer Berechnung einer absoluten Position durch ein Detektieren von pseudozufälligen Daten basierend auf Interferenz-Streifen (Skalenmuster) vorgeschlagen, welche durch ein Emittieren von Licht von einer Lichtemissionseinheit auf eine Skala erzeugt bzw. generiert werden, beinhaltend ein INC Muster und ein ABS Muster (siehe z. B. JP 2015-049167 A ), und dgl.
ZUSAMMENFASSUNG DER Erfindung
Nichtsdestotrotz gibt es in konventionellen fotoelektrischen ABS Codiereinrichtungen, da eine absolute Position konstant aus einem synthetisierten Signal berechnet wird, ein derartiges Problem, dass eine Berechnung komplizierter im Vergleich mit einer INC Codiereinrichtung ist und eine Berechnungslast bzw. -belastung groß ist. Zusätzlich gibt es ein derartiges Problem, dass ein Leistungs- bzw. Stromverbrauch groß ist, da Leistung bzw. Strom konstant zu der Lichtemissionseinheit, jeder Schaltung bzw. jedem Schaltkreis und dgl. während der Messung zugeführt bzw. geliefert wird.
Das Ziel bzw. der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine fotoelektrische Codiereinrichtung und ein Messinstrument zur Verfügung zu stellen, welche eine Berechnungslast in einer fotoelektrischen ABS Codiereinrichtung entflechten bzw. aufteilen und einen Leistungs- bzw. Stromverbrauch reduzieren können.
Eine fotoelektrische Codiereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine fotoelektrische Codiereinrichtung vom Absolut-Typ, beinhaltend eine Lichtempfangseinheit, welche konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Fotostrom-Signalen auszugeben, welche durch ein Empfangen von Licht, welches von einer Lichtemissionseinheit ausgesandt wird, über eine Skala erhalten werden, eine Signalumwandlungseinheit, welche konfiguriert ist, um ein Umwandlungssignal durch ein Umwandeln der Mehrzahl von Fotostrom-Signalen auszugeben, und eine Positionsberechnungseinheit, welche konfiguriert ist, um eine absolute Position basierend auf dem Umwandlungssignal zu berechnen, und die fotoelektrische Codiereinrichtung beinhaltet eine Regel- bzw. Steuereinheit, welche konfiguriert ist, um eine Antriebsregelung bzw. -steuerung der Lichtemissionseinheit, der Signalumwandlungseinheit und der Positionsberechnungseinheit durchzuführen, und die Regel- bzw. Steuereinheit treibt intermittierend wenigstens eine der Lichtemissionseinheit und der Signalumwandlungseinheit an und bewirkt, dass die Positionsberechnungseinheit eine Berechnung gemäß einem Zeitpunkt bzw. einer Zeitsteuerung eines intermittierenden Antreibens ausführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben ist, kann in einer fotoelektrischen ABS Codiereinrichtung, welche eine absolute Position basierend auf einem Umwandlungs- bzw. Konversionssignal berechnet, welches durch die Signalumwandlungseinheit aus einer Mehrzahl von Fotostrom-Signalen synthetisiert ist, durch ein intermittierendes Antreiben der Lichtemissionseinheit und/oder der Signalumwandlungseinheit ein Leistungs- bzw. Stromverbrauch reduziert werden.
Mit anderen Worten kann, da es nicht notwendig ist für die ABS Codiereinrichtung, eine Null-Festlegung bzw. -Einstellung durchzuführen, ein intermittierendes Abtasten eines Detektierens eines Signals, wie dies erforderlich ist, ohne ein aufeinanderfolgendes bzw. durchgehendes Durchführen eines Abtastens von Positionsinformation durchgeführt werden. Somit kann durch ein intermittierendes Antreiben der Lichtemissionseinheit und/oder der Signalumwandlungseinheit, um eine Stromversorgung anzuhalten, wenn ein Abtasten bzw. Sampling nicht durchgeführt wird, ein Leistungs- bzw. Stromverbrauch reduziert werden.
Zusätzlich gibt es, da konventionelle fotoelektrische Codiereinrichtungen konstant ein Abtasten durchführen und eine Positionsinformation berechnen, ein derartiges Problem, dass eine Berechnungslast bzw. -belastung groß ist. Nichtsdestotrotz kann gemäß der vorliegenden Erfindung, da die Positionsberechnungseinheit veranlasst wird, eine Berechnung von Positionsinformation gemäß einem Zeitpunkt bzw. einer Zeitsteuerung eines intermittierenden bzw. unterbrochenen Antreibens der Lichtemissionseinheit und/oder der Signalumwandlungseinheit auszuführen, eine Last bzw. Belastung, welche durch eine Berechnung angewandt bzw. aufgebracht wird, entflochten bzw. aufgeteilt werden.
In diesem Fall beinhaltet die Signalumwandlungseinheit vorzugsweise einen Abtast- und Halte-Schaltkreis.
Mit bzw. bei einer derartigen Konfiguration kann durch die Abtast- und Halte-Schaltung bzw. den Abtast- und Halte-Schaltkreis, welche(r) vorübergehend eine von den Fotostrom-Signalen umgewandelte Spannung hält, selbst wenn die Signalumwandlungseinheit intermittierend angetrieben wird und eine Stromversorgung angehalten bzw. gestoppt wird, ein Umwandlungssignal zu der Positionsberechnungseinheit ausgegeben werden, ohne eine Spannung während des Anhaltens bzw. der Unterbrechung zu verlieren, so dass eine Berechnung von Positionsinformation stabil durch die Positionsberechnungseinheit ausgeführt werden kann. Zusätzlich können durch ein Ausgeben des Umwandlungssignals basierend auf der Spannung, welche durch ein Verwenden des Abtast- und Halte-Schaltkreises gehalten wird, die Zeitpunkte eines intermittierenden Antreibens der gesamten fotoelektrischen Codiereinrichtung synchronisiert werden und es kann Positionsinformation sicher erhalten bzw. erfasst werden.
Zusätzlich ist es bevorzugt, dass die fotoelektrische Codiereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weiters eine Lichtmengen-Detektionseinheit, welche konfiguriert ist, um ein Lichtmengensignal basierend auf den Fotostrom-Signalen von der Lichtempfangseinheit auszugeben, eine Lichtmengen-Berechnungseinheit, welche konfiguriert ist, eine Lichtmenge der Lichtemissionseinheit basierend auf dem Lichtmengensignal zu berechnen, und eine Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit beinhaltet, welche konfiguriert ist, um einen Strom zu regeln bzw. zu steuern, welcher zu der Lichtemissionseinheit zuzuführen ist, und es führt die Regel- bzw. Steuereinheit eine Antriebsregelung bzw. -steuerung der Lichtmengen-Detektionseinheit, der Lichtmengen-Berechnungseinheit und der Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit durch, und es bewirkt die Regel- bzw. Steuereinheit, dass die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit eine Stromregelung bzw. -steuerung zu der Lichtemissionseinheit gemäß einer Lichtmenge der Lichtemissionseinheit ausführt, welche durch die Lichtmengen-Berechnungseinheit berechnet wurde.
Zu dieser Zeit gibt es, wenn eine Lichtmenge der Lichtemissionseinheit nicht ausreichend während einer Messung ist, Bedenken, dass die fotoelektrische Codiereinrichtung nicht genau ein Fotostrom-Signal lesen kann und ein Messfehler bewirkt wird. Nichtsdestotrotz kann bei einer derartigen Konfiguration, selbst wenn eine Lichtmenge der Lichtemissionseinheit variiert, durch die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit, welche einen Strom regelt bzw. steuert, welcher zu der Lichtemissionseinheit zuzuführen ist, basierend auf einem Berechnungsresultat der Lichtmengen-Berechnungseinheit eine Lichtmenge der Lichtemissionseinheit konstant gehalten werden, und es kann eine stabile Lichtmenge erhalten werden, so dass ein Messfehler unterdrückt werden kann.
Zu dieser Zeit ist es bevorzugt, dass die Regel- bzw. Steuereinheit intermittierend die Lichtmengen-Detektionseinheit antreibt und bewirkt, dass die Lichtmengen-Berechnungseinheit eine Berechnung gemäß einem Zeitpunkt eines intermittierenden Antreibens ausführt.
Bei einer derartigen Konfiguration kann durch ein intermittierendes Antreiben der Lichtmengen-Detektionseinheit eine Stromversorgung angehalten werden, wenn die Lichtmengen-Detektionseinheit nicht ein Lichtmengen-Abtasten durchführt. Ein Stromverbrauch kann dadurch reduziert werden.
Zu dieser Zeit ist es bevorzugt, dass die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit einen Strom regelt bzw. steuert, welcher zu der Lichtemissionseinheit zuzuführen ist, indem ein Stromwert basierend auf einer Regel- bzw. Steuerinformation festgelegt wird, in welcher der Stromwert und ein Regel- bzw. Steuerwert durch eine lineare Funktion definiert sind bzw. werden, welche durch einen Ursprung bzw. Nullpunkt von Koordinaten (den Schnitt bzw. Kreuzungspunkt von Koordinatenachsen) hindurchtritt, und indem ein Bereich von einer vorbestimmten unteren Grenze größer als ein Nullpunkt in dem Regel- bzw. Steuerwert bis zu einer oberen Grenze verwendet wird.
Mit bzw. bei einer derartigen Konfiguration variiert die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit den Stromwert innerhalb eines bestimmten Bereichs von der vorbestimmten unteren Grenze größer als der Ursprung bzw. Nullpunkt in dem Regel- bzw. Steuerwert bis zu der oberen Grenze. Somit wird eine Variations- bzw. Abwandlungsrate des Regel- bzw. Steuerwerts von 1 Zählung kleiner, und eine Änderungsrate des Stromwerts wird auch kleiner. Beispielsweise wird in dem Fall eines Verwendens eines Regel- bzw. Steuerwerts, welcher durch 0 bis 255 definiert ist, wobei dies digitale 8-Bit Werte sind, wenn ein Stromwert innerhalb eines beschränkten bzw. begrenzten Bereichs von beispielsweise einem zwischenliegenden Wert (128), welcher als eine vorbestimmte untere Grenze bzw. ein vorbestimmtes unteres Limit dient, bis zu einer oberen Grenze (255) variiert wird, eine Änderungsrate des Regel- bzw. Steuerwerts von 1 Zählung kleiner im Vergleich zu dem Fall eines Variierens des Stromwerts unter Verwendung des gesamten Bereichs von dem Ursprung bzw. Nullpunkt (0) bis zu der oberen Grenze (255). Somit kann, wenn ein zuzuführender bzw. zu liefernder Strom gemäß einer Variation bzw. Änderung in einer Lichtmenge der Lichtemissionseinheit eingestellt wird, eine stabile Stromregelung bzw. -steuerung bzw. eine Regelung bzw. Steuerung eines stabilen Stroms der Lichtemissionseinheit mit einer weniger raschen Änderung in einem Stromwert ausgeführt werden.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Regel- bzw. Steuerinformation eine obere Regel- bzw. Steuerinformation, in welcher der Stromwert in einem Bereich des großen Stromwerts eingestellt bzw. festgelegt ist, und eine untere Regel- bzw. Steuerinformation beinhaltet, in welcher der Stromwert in einem Bereich des Stromwerts kleiner als derjenige in der oberen Regel- bzw. Steuerinformation eingestellt ist, und es ist die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit konfiguriert, um den Stromwert durch ein Verschieben zwischen der oberen Regel- bzw. Steuerinformation und der unteren Regel- bzw. Steuerinformation festzulegen, und in dem Fall eines Erhöhens des Stromwerts verschiebt die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit einen Wert von einer oberen Grenze des Regel- bzw. Steuerwerts in der unteren Regel- bzw. Steuerinformation zu einem Regel- bzw. Steuerwert größer als eine untere Grenze des Regel- bzw. Steuerwerts in der oberen Regel- bzw. Steuerinformation, und in dem Fall eines Verringerns bzw. Abnehmens des Stromwerts verschiebt die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit einen Wert von einer unteren Grenze des Regel- bzw. Steuerwerts in der oberen Regel- bzw. Steuerinformation zu einem Regel- bzw. Steuerwert kleiner als eine obere Grenze des Regel- bzw. Steuerwerts in der unteren Regel- bzw. Steuerinformation.
Bei einer derartigen Konfiguration sind, wenn der Stromwert durch ein Verschieben zwischen der unteren Regel- bzw. Steuerinformation und der oberen Regel- bzw. Steuerinformation eingestellt bzw. festgelegt wird, eine Route bzw. ein Weg für ein Verschieben von der unteren Regel- bzw. Steuerinformation zu der oberen Regel- bzw. Steuerinformation und eine Route bzw. ein Weg für ein Verschieben von der oberen Regel- bzw. Steuerinformation zu der unteren Regel- bzw. Steuerinformation nicht überlappend, und es wird eine schleifenförmige Verschiebungsroute (Hysterese) erhalten, so dass dementsprechend eine Verschiebefrequenz der Regel- bzw. Steuerinformation unterdrückt werden kann. Somit kann in dem Fall eines Verschiebens zwischen den Stücken bzw. Elementen von Regel- bzw. Steuerinformation, d. h. beispielsweise in einem Fall, in welchem Regel- bzw. Steuerinformation konfiguriert ist, um durch einen digitalen variablen Widerstand umgeschaltet zu werden, ein Leistungs- bzw. Stromverbrauch, welcher für ein Umschalten erforderlich ist, unterdrückt werden, und es kann dementsprechend eine Leistungseinsparung weiter gefördert bzw. unterstützt werden.
Zusätzlich ist die Regel- bzw. Steuereinheit vorzugsweise konfiguriert, um fähig zu sein, einen Zeitpunkt bzw. eine Zeitsteuerung eines intermittierenden Antreibens der Lichtemissionseinheit und der Signalumwandlungseinheit zu ändern.
Bei einer derartigen Konfiguration können eine Periode eines intermittierenden Antreibens und eine Abtast-Zeitsteuerung in Übereinstimmung mit einem Verwendungsstatus bzw. -zustand der fotoelektrischen Codiereinrichtung geändert werden. Somit kann die fotoelektrische Codiereinrichtung, welche verschiedene Verwendungszustände handhaben kann, zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise kann in dem Fall eines Verwendens der fotoelektrischen Codiereinrichtung als ein Handwerkzeug eine Leistungseinsparung durch ein Einstellen bzw. Festlegen einer Periode eines intermittierenden Antreibens auf eine relativ lange Zeit erzielt werden. Andererseits kann in dem Fall eines intermittierenden Antreibens, welches eine Echtzeit-Eigenschaft erfordert, eine Periode eines intermittierenden Antreibens auch eingestellt bzw. festgelegt werden, um kurz zu sein.
Zusätzlich beinhaltet die Lichtemissionseinheit vorzugsweise eine LED als eine Lichtquelle.
Bei einer derartigen Konfiguration können durch ein Verwenden einer lichtemittierenden Diode (LED) als einer Lichtquelle der Lichtemissionseinheit eine Verkleinerung und Leistungseinsparung erzielt werden, und die fotoelektrische Codiereinrichtung kann an bzw. bei einem Handwerkzeug, wie beispielsweise einem Greif- bzw. Tastzirkel und einem Mikrometer angewandt werden.
Zusätzlich weist die LED eine Eigenschaft eines Verschlechterns gemäß den insgesamt verwendeten Stunden auf. Somit kann durch ein intermittierendes Antreiben der LED die gesamte Lichtemissionszeit reduziert werden. Somit kann eine längere Betriebslebensdauer der LED realisiert werden und es kann darüber hinaus ein Erwärmen bzw. Erhitzen der LED durch ein intermittierendes Antreiben unterdrückt werden.
Hier gibt es, da die LED eine Variation in einer Lichtmenge aufweist, und die Lichtmenge dazu tendiert, bei einer Verschlechterung abzunehmen, Bedenken, dass die Abnahme in einer Lichtmenge die Detektionsgenauigkeit der fotoelektrischen Codiereinrichtung verschlechtert. In dem Fall eines Verwendens einer derartigen LED als einer Lichtquelle kann, selbst wenn ein zu der Lichtemissionseinheit zuzuführender Strom konfiguriert ist, durch ein Bereitstellen der Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit geregelt bzw. gesteuert zu werden, selbst wenn eine Variation in einer Lichtmenge der LED vorliegt bzw. auftritt und die Lichtmenge abnimmt, eine stabile Lichtmenge erhalten werden, so dass die Detektionsgenauigkeit in günstiger Weise beibehalten werden kann.
Ein Messinstrument gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es die fotoelektrische Codiereinrichtung beinhaltet.
Gemäß dem Messinstrument der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben ist, kann, da die oben beschriebene fotoelektrische Codiereinrichtung enthalten ist, eine Leistungseinsparung erzielt werden.
Zu dieser Zeit ist es bevorzugt, eine Anzeigeeinheit zu beinhalten, welche konfiguriert ist, um Positionsinformation anzuzeigen, welche durch die Positionsberechnungseinheit berechnet wird.
Bei einer derartigen Konfiguration kann ein Resultat, wie beispielsweise eine Position, welche durch die fotoelektrische Codiereinrichtung gemessen wird, prompt bzw. rasch überprüft werden. Somit ist die vorliegende Erfindung für ein Messinstrument eines Handwerkzeugs oder dgl. geeignet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm einer Konfiguration eines Messinstruments gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Diagramm, welches ein Teil einer fotoelektrischen Codiereinrichtung in dem Messinstrument illustriert;
3 ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine Detektionsschaltung der fotoelektrischen Codiereinrichtung illustriert;
4 ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine Strom-Regel- bzw. -Steuerschaltung der fotoelektrischen Codiereinrichtung illustriert;
5 ist ein Zeitdiagramm, welches einen Betrieb bzw. eine Betätigung der fotoelektrischen Codiereinrichtung illustriert;
6 ist ein Flussdiagramm, welches ein Antriebsverfahren der fotoelektrischen Codiereinrichtung illustriert;
7 ist ein Diagramm, welches einen Graph illustriert, welcher für eine Stromeinstellung in der fotoelektrischen Codiereinrichtung verwendet wird;
8A und 8B sind Diagramme, welche eine Stromänderung in einer Stromeinstellung in der fotoelektrischen Codiereinrichtung illustrieren; und
9 ist ein Flussdiagramm eines Stromeinstellverfahrens der fotoelektrischen Codiereinrichtung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten basierend auf den Zeichnungen beschrieben werden.
1 ist ein schematisches Diagramm einer Konfiguration bzw. ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Messinstruments gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie dies in 1 illustriert ist, beinhaltet ein Messinstrument 1 eine Detektionseinheit 2, welche ein relatives Bewegungsausmaß eines zu messenden Objekts bzw. Gegenstands detektiert, einen Mikrocomputer 3, welcher als eine Regel- bzw. Steuereinheit dient, welche die Detektionseinheit 2 regelt bzw. steuert, und eine Anzeigeeinheit 4, welche verschiedene Arten von Information, wie beispielsweise ein relatives Bewegungsausmaß bzw. Ausmaß einer relativen Bewegung anzeigt bzw. darstellt.
Die Anzeigeeinheit 4 ist beispielsweise eine kleine Tafel oder dgl. einer Flüssigkristallanzeige (LCD) mit 7 Segmenten.
Die Detektionseinheit 2 beinhaltet eine Skala SC, eine Lichtemissionseinheit 5, welche Licht auf die Skala SC emittiert, und zwei Licht empfangende bzw. Lichtempfangseinheiten 6, welche Licht erhalten bzw. empfangen, welches von der Lichtemissionseinheit 5 emittiert wird und durch die Skala SC durchgelassen wird, um ein Fotostrom-Signal auszugeben.
Darüber hinaus beinhaltet die Detektionseinheit 2 eine Signalumwandlungseinheit 10, welche ein Konversions- bzw. Umwandlungssignal basierend auf dem Fotostrom-Signal ausgibt, welches von einer der Lichtempfangseinheiten 6 ausgegeben wird, eine Lichtmengen-Detektionseinheit 30, welche ein Lichtmengen-Signal basierend auf dem Fotostrom-Signal ausgibt, welches von einer der Lichtempfangseinheiten 6 ausgegeben wird, und eine Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit 50, welche einen Strom regelt bzw. steuert, welcher zu der Lichtemissionseinheit 5 zuzuführen bzw. zu liefern ist.
Der Mikrocomputer 3 beinhaltet Analog/Digital-Wandler (ADCs) 20a und 20b, welche das Umwandlungssignal A/D (analog zu digital) umwandeln, welches von der Signalumwandlungseinheit 10 ausgegeben wird, und das Signal an eine Positionsberechnungseinheit 20 ausgeben, die Positions-Berechnungseinheit 20, welche eine Positionsinformation basierend auf dem A/D umgewandelten Umwandlungssignal berechnet, einen ADC 40a, welcher ein Lichtmengen-Signal A/D umwandelt, welches von der Lichtmengen-Detektionseinheit 30 ausgegeben wird, und das Signal an eine Lichtmengen-Berechnungseinheit 40 ausgibt, die Lichtmengen-Berechnungseinheit 40, welche eine Lichtmengen-Information basierend auf dem A/D umgewandelten Lichtmengensignal berechnet, und eine Perioden-Bestimmungseinheit 60, welche einen Änderungsbefehl eines Zeitpunkts bzw. einer Zeitsteuerung eines intermittierenden Antreibens der Detektionseinheit 2 ausgibt und bewirkt, dass die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit 50 eine Periode eines intermittierenden Antreibens der Detektionseinheit 2 ändert.
Beispielsweise kann basierend auf einer Eingabe von einer Eingabeeinheit, wie beispielsweise einem Knopf bzw. einer Taste (nicht illustriert) und einer Wählscheibe (nicht illustriert), welche in dem Messinstrument 1 vorgesehen ist, die Perioden-Bestimmungseinheit 60 einen Zeitpunkt eines intermittierenden Antreibens der Detektionseinheit 2 gemäß einem Verwendungsstatus bzw. -zustand ändern.
Die Detektionseinheit 2 und der Mikrocomputer 3, wie sie oben beschrieben sind, stellen die fotoelektrische Codiereinrichtung der vorliegenden Erfindung dar bzw. bilden diese aus.
2 ist ein Diagramm, welches ein Teil einer fotoelektrischen Codiereinrichtung in dem Messinstrument illustriert. Spezifisch ist 2 ein Diagramm, welches die Skala SC, die Lichtemissionseinheit 5 und die Lichtempfangseinheiten 6 illustriert, welche ein Teil der Detektionseinheit 2 darstellen bzw. aufbauen.
Die Lichtemissionseinheit 5 beinhaltet eine LED als eine Lichtquelle. Die Skala SC transmittiert Licht, welches von der Lichtemissionseinheit 5 ausgesandt bzw. emittiert wird, um es in ein Mess- bzw. Teilungs- bzw. Skalenmuster umzuwandeln bzw. konvertieren.
Wie dies in 2 illustriert ist, sind die Lichtemissionseinheit 5 und die Lichtempfangseinheiten 6 in einer derartigen Weise angeordnet, um die Skala SC sandwichartig einzuschließen, und Fotostrom-Signale, welche durch die Lichtempfangseinheiten 6 erhalten werden, werden an die Signalumwandlungseinheit 10 und die Lichtmengen-Detektionseinheit 30 ausgegeben.
Die Lichtemissionseinheit 5 ist an einer Position angeordnet, wo das Licht, welches durch die Skala SC transmittiert bzw. durchgelassen wird, auf die Lichtempfangseinheit 6 emittiert bzw. ausgesandt wird. Die Lichtemissionseinheit 5 und die Lichtempfangseinheiten 6 sind derart vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt, um relativ zu der Skala SC in der Längsrichtung der Skala SC bewegbar zu sein.
Die Skala SC transmittiert Licht von der Lichtemissionseinheit 5 über Abstufungen bzw. Einteilungen P1 und P2, welche voneinander verschiedene Muster aufweisen, und konvertiert das Licht in durchgelassenes bzw. transmittiertes Licht, welches Skalenmuster enthält. Spezifisch ist die Abstufung P1 ein ABS Muster und es ist die Abstufung P2 ein INC Muster. Durch ein Erhalten bzw. Empfangen des transmittierten Lichts, welches durch die Graduierungen bzw. Abstufungen bzw. Skalenteilungen P1 und P2 generiert bzw. erzeugt wird, und ein Ausführen von verschiedenen Berechnungen kann eine Detektion einer absoluten Position durchgeführt werden.
Die Lichtempfangseinheiten 6 erhalten transmittiertes Licht von der Skala SC, welches Skalenmuster enthält, wandeln das empfangene Licht in Fotostrom-Signale um und geben die Fotostrom-Signale an die Signalumwandlungseinheit 10 und die Lichtmengen-Detektionseinheit 30 aus.
Hier beinhalten die Lichtempfangseinheiten 6 4 Lichtempfangselemente 6a, 6b, 6c und 6d (siehe 3) entsprechend den Graduierungen bzw. Teilungen P1 und P2, und lesen eine Mehrzahl von Fotostrom-Signalen, welche basierend auf den Graduierungen P1 und P2 generiert bzw. erzeugt werden.
3 ist ein Schaltkreis- bzw. Schaltungsdiagramm, welches eine Detektionsschaltung illustriert, welche als eine Signalumwandlungseinheit und eine Lichtmengen-Detektionseinheit dient, welche ein Teil der fotoelektrischen Codiereinrichtung darstellen bzw. ausbilden.
Wie dies in 3 illustriert ist, werden Fotostrom-Signale, welche von den Lichtempfangseinheiten 6 ausgegeben werden, zu der Signalumwandlungseinheit 10 und der Lichtmengen-Detektionseinheit 30 gesandt. Spezifisch geben die Lichtempfangselemente 6a und 6b entsprechend der Graduierung P1 jeweils Fotostrom-Signale, welche in einer Phase um 0 Grad und 180 Grad verschieden sind, an die Signalumwandlungseinheit 10 aus, und die Lichtempfangselemente 6c und 6d entsprechend der Graduierung P2 geben jeweils Fotostrom-Signale, welche in einer Phase um 0 Grad und 180 Grad verschieden sind, an die Signalumwandlungseinheit 10 und die Lichtmengen-Detektionseinheit 30 aus.
Die Signalumwandlungseinheit 10 beinhaltet Strom-Spannungs-Schaltungen bzw. -Schaltkreise 11, welche Fotostrom-Signale, welche von den Lichtempfangseinheiten 6 ausgegeben werden, in Spannungen umwandeln bzw. konvertieren, Abtast- und Halte-Schaltungen 12, welche jeweils einen Schalter und einen Kondensator beinhalten, Puffer 13, welche für den Fall vorgesehen sind, falls Verdrahtungen länger werden, Differential-Schaltkreise bzw. -Schaltungen 14, welche ein Rauschen in den Spannungen entfernen, welche durch die jeweiligen Strom-Spannungs-Schaltkreise 11 umgewandelt wurden, und Verbinderanschlüsse 15, welche die Differential-Schaltungen 14 und die Positions-Berechnungseinheiten 20 verbinden bzw. anschließen.
Hier sind die Lichtempfangselemente 6a und 6b und die Strom-Spannungs-Schaltungen 11, die Abtast- und Halte-Schaltungen 12 und die Puffer 13, welche den jeweiligen Lichtempfangselementen 6a und 6b entsprechen, derart vorgesehen, um der Graduierung bzw. Unterteilung P1 zu entsprechen, und es sind die Lichtempfangseinheiten 6c und 6d und die Strom-Spannungs-Schaltungen 11, die Abtast- und Halte-Schaltungen 12 und die Puffer 13, welche den jeweiligen Lichtempfangselementen 6c und 6d entsprechen, derart vorgesehen, um der Graduierung bzw. Unterteilung P2 zu entsprechen.
Die Signalumwandlungseinheit 10 synthetisiert bzw. ermittelt den Unterschied bzw. die Differenz der Fotostrom-Signale, welche in einer Phase von 0 Grad und 180 Grad verschieden sind, welche von den Lichtempfangselementen 6a und 6b ausgegeben wurden, unter Verwendung einer der Differential-Schaltungen 14, und synthetisiert den Unterschied der Fotostrom-Signale, welche in einer Phase von 0 Grad und 180 Grad verschieden sind, welche von den Lichtempfangselementen 6c und 6d ausgegeben wurden, unter Verwendung der anderen der Differential-Schaltungen 14, und gibt diese zwei Konversions- bzw. Umwandlungssignale, welche durch ein Synthetisieren bzw. Verarbeiten der Fotostrom-Signale erhalten wurden, an die Positions-Berechnungseinheit 20 aus.
Die Lichtmengen-Detektionseinheit 30 beinhaltet die Strom-Spannungs-Schaltungen 11, die Abtast- und Halte-Schaltungen 12 und die Puffer 13, welche ein Teil der Signalumwandlungseinheit 10 darstellen bzw. ausbilden, eine Addier-Schaltung 31, welche zwei Spannungen von den Strom-Spannungs-Schaltungen 11 addiert und synthetisiert, und einen Verbinderanschluss 32, welcher die Addier-Schaltung 31 und die Lichtmengen-Berechnungseinheit 40 verbindet.
Hier bezieht sich das Teil der Signalumwandlungseinheit 10 auf ein Teil der Signalumwandlungseinheit 10, welches der Graduierung P2 entspricht, und wird durch die Strom-Spannungs-Schaltungen 11, die Abtast- und Halte-Schaltungen 12 und die Puffer 13 aufgebaut, welche den jeweiligen Lichtempfangselementen 6c und 6d entsprechen. Durch ein Addieren und Synthetisieren, unter Verwendung der Addier-Schaltung 31, von Fotostrom-Signalen, welche in einer Phase um 0 Grad und 180 Grad verschieden sind, welche von den Lichtempfangselementen 6c und 6d ausgegeben wurden, erhält die Lichtmengen-Detektionseinheit 30 ein Lichtmengensignal und gibt dieses Lichtmengensignal an die Lichtmengen-Berechnungseinheit 40 aus.
Bei einem Erhalten eines Halte-Signals φ hält die Abtast- und Halte-Schaltung 12 vorübergehend eine Spannung, welche durch die Strom-Spannungs-Schaltung 11 umgewandelt wurde, in dem Kondensator. Die in dem Kondensator gehaltene Spannung wird an die Differential-Schaltung 14 und die Addier-Schaltung 31 ausgegeben.
Zusätzlich wird die Abtast- und Halte-Schaltung manchmal verwendet, wenn für eine stabile Berechnung erwünscht wird, dass sie sicher in einer ABS Codiereinrichtung oder dgl. durchgeführt wird, um vorübergehend eine abgetastete bzw. erfasste Spannung zu halten.
Wie dies in 1 illustriert ist, werden zwei Umwandlungssignale, welche von der Signalumwandlungseinheit 10 ausgegeben werden, durch die ADCs 20a und 20b des Mikrocomputers 3 in digitale Signale umgewandelt bzw. konvertiert, und dann werden diese digitalen Signale synthetisiert und zu der Positions-Berechnungseinheit 20 eingegeben. Spezifisch wandelt der ADC 20a das Umwandlungssignal, welches auf Fotostrom-Signalen von den Lichtempfangselementen 6a und 6b entsprechend der Graduierung P1 basiert, in ein digitales Signal um, und es wandelt der ADC 20b das Umwandlungssignal, welches auf Fotostrom-Signalen von den Lichtempfangselementen 6c und 6d entsprechend der Graduierung P2 basiert, in ein digitales Signal um. Die Positions-Berechnungseinheit 20 berechnet eine absolute Position, welche als eine Positionsinformation dient, indem eine Berechnung basierend auf den Umwandlungssignalen durchgeführt wird, und gibt die berechnete absolute Position an die Anzeigeeinheit 4 aus. Das Lichtmengensignal, welches von der Lichtmengen-Detektionseinheit 30 ausgegeben wird, wird durch den ADC 40a des Mikrocomputers 3 in ein digitales Signal umgewandelt, und dann wird das digitale Signal zu der Lichtmengen-Berechnungseinheit 40 eingegeben. Die Lichtmengen-Berechnungseinheit 40 führt eine Berechnung basierend auf dem Lichtmengensignal aus, um eine Lichtmengeninformation, welche eine gegenwärtige Lichtmenge ist, für ein Vergleichen mit einem voreingestellten Lichtmengen-Bezugswert zu berechnen, und gibt die berechnete Lichtmengeninformation an die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit 50 aus.
4 ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine Strom-Regel- bzw. -Steuerschaltung illustriert, welche als eine Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit dient, welche ein Teil der fotoelektrischen Codiereinrichtung darstellt bzw. aufbaut.
Die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit 50 beinhaltet Kommunikationsmittel 51, welche die Lichtmengeninformation von der Lichtmengen-Berechnungseinheit 40 erhalten (siehe 1) und verschiedene Regel- bzw. Steuerbefehle ausgeben oder eine Kommunikation durchführen, eine Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52, welche ein Halte-Signal φ und einen Regel- bzw. Steuerbefehl eines intermittierenden Antreibens ausgibt, einen Digital-Analog-Konverter (DAC) 53, welcher ein Lichtmengen-Feedback, welches später zu beschreiben ist, basierend auf einem Befehl von der Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 aus- bzw. durchführt, einen Betriebsverstärker 54, einen digitalen variablen Widerstand 55, einen MOS Treiber 56, welcher einen Schalter SW beinhaltet, welcher intermittierend Strom zu der Lichtemissionseinheit 5 EIN/AUS schaltet, und einen Verbinderanschluss 57, welcher die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit 50 und die Lichtemissionseinheit 5 verbindet.
Basierend auf einem Regel- bzw. Steuerbefehl von den Kommunikationsmitteln 51 gibt die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 ein Halte-Signal φ an die Abtast- und Halte-Schaltung 12 aus. Darüber hinaus gibt die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 auch einen Befehl für ein intermittierendes Antreiben der Lichtemissionseinheit 5 an den MOS Treiber 56 aus.
5 ist ein Zeit- bzw. Zeitsteuerungsdiagramm, welches einen Betrieb der fotoelektrischen Codiereinrichtung illustriert, und 6 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren eines intermittierenden Antreibens der fotoelektrischen Codiereinrichtung illustriert.
Wie dies in 5 illustriert ist, beinhaltet das Zeitsteuerungs- bzw. Zeitdiagramm eine Periode TS eines intermittierenden Antreibens, eine Abtastperiode TS1 und eine Berechnungsperiode TS2. Die Detektionseinheit 2 ist bzw. wird intermittierend unter der Kontrolle bzw. Regelung bzw. Steuerung des Mikrocomputers 3 angetrieben. Ein Verfahren eines intermittierenden Antreibens der Detektionseinheit 2 wird unten unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben.
Zuerst wird ein Strom des Messinstruments 1 EIN geschaltet, und Strom bzw. Leistung wird zu dem Mikrocomputer 3 zugeführt, um in einen Zustand zu gelangen bzw. einzutreten, in welchem eine Messung durchgeführt werden kann.
Zu einer Zeit T1 bestimmt der Mikrocomputer 3 einen Zeitpunkt bzw. eine Zeitsteuerung eines intermittierenden Antreibens. Spezifisch bestimmt der Mikrocomputer 3, ob es ein Zeitpunkt eines intermittierenden Antreibens ist, basierend auf der Periode TS eines intermittierenden Antreibens, welche durch die Perioden-Bestimmungseinheit 60 eingestellt bzw. festgelegt und in einem Speicher gespeichert ist bzw. wird, und einem Zeit-Messresultat, welches durch einen internen Zeitgeber erhalten wird (Schritt ST01). Wenn der Mikrocomputer 3 bestimmt, dass es nicht ein Zeitpunkt eines intermittierenden Antreibens ist (NEIN in Schritt ST01), wartet der Mikrocomputer 3 bis zu der Zeit, zu welcher der Mikrocomputer 3 das nächste Mal bestimmt, ob es ein Zeitpunkt eines intermittierenden Antreibens ist.
Wenn der Mikrocomputer 3 im Schritt ST01, dass es ein Zeitpunkt eines intermittierenden Antreibens ist (JA in Schritt ST01), zu einer Zeit T2 bestimmt, wird ein Strom, welcher zu der Detektionseinheit 2 zuzuführen bzw. zu liefern ist, EIN geschaltet (Schritt ST02). Als ein Resultat wird zuerst Strom zu einer LED der Lichtemissionseinheit 5 zugeführt, welche ausgeschaltet worden ist, und es wird die LED beleuchtet. Darüber hinaus wird Strom zu einem Teil der Detektionseinheit 2 verschieden von der Lichtemissionseinheit 5 zugeführt, und es wird das Teil EIN geschaltet, so dass die Lichtempfangseinheiten 6 Licht erhalten bzw. empfangen, welches Skalenmuster enthält, welche über die Skala SC generiert bzw. erzeugt wurden. Die Lichtempfangseinheiten 6 konvertieren die Skalenmuster in Fotostrom-Signale und geben die Fotostrom-Signale an die Strom-Spannungs-Schaltungen 11 aus.
Nachfolgend gibt zu einer Zeit T3 die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung bzw. der Register/Logik-Controller 52 ein Haltesignal φ an die Abtast- und Halte-Schaltung 12 aus und es wird die Abtast- und Halte-Schaltung 12 betrieben bzw. betätigt. Die Abtast- und Halte-Schaltung 12 folgt der Spannung, welche durch die Strom-Spannungs-Schaltung 11 von bzw. aus dem Fotostrom-Signal konvertiert bzw. umgewandelt wurde (Schritt ST03). Nachfolgend wird zu einer Zeit T4 der Strom, welcher zu der Detektionseinheit 2 zugeführt wird, AUS geschaltet. Zu dieser Zeit hält die Abtast- und Halte-Schaltung 12 die Spannung von der Strom-Spannungs-Schaltung 11, welche in dem Moment erhalten wurde, wenn der Strom zu der Zeit T4 AUS geschaltet wird, in dem Kondensator (Schritt ST04). Die Abtast- und Halte-Schaltung 12 gibt die gehaltene Spannung an die Differential-Schaltung 14 und die Addier-Schaltung 31 aus (Schritt ST05). Dann stoppt zu einer Zeit T5 die Abtast- und Halte-Schaltung 12 gleichzeitig mit dem Ausschalten des Haltesignals φ (Schritt ST06).
In der Abtastperiode TS1 von den oben beschriebenen Zeiten bzw. Zeitpunkten T1 bis T5 wird ein Detektionsprozess ausgeführt, welcher die Schritte ST01 bis ST06 beinhaltet.
Nachfolgend gibt der Mikrocomputer 3 Anweisungen an die jeweiligen Einheiten zu geeigneten Zeitpunkten aus, um verschiedene Berechnungen basierend auf dem Umwandlungssignal und dem Lichtmengensignal durchzuführen, welche durch die Differential-Schaltung 14 und die Addier-Schaltung 31 synthetisiert bzw. gebildet bzw. ermittelt wurden.
Zuerst gibt zu einer Zeit T6 der Mikrocomputer 3 einen Positions-Berechnungsbefehl an die Positions-Berechnungseinheit 20 aus. Die Positions-Berechnungseinheit 20 berechnet eine Positionsinformation basierend auf dem Umwandlungssignal, welches von der Signal-Umwandlungseinheit 10 ausgegeben wurde (Schritt ST07). Dann gibt die Positions-Berechnungseinheit 20 die Positionsinformation an die Anzeigeeinheit 4 aus, wodurch die Positionsinformation auf der Anzeigeeinheit 4 angezeigt bzw. dargestellt wird (Schritt ST08).
Als nächstes gibt zu einer Zeit T7 der Mikrocomputer 3 einen Lichtmengen-Berechnungsbefehl an die Lichtmengen-Berechnungseinheit 40 aus. Die Lichtmengen-Berechnungseinheit 40 berechnet eine Lichtmengeninformation (Schritt ST09) basierend auf dem Lichtmengensignal, welches von der Lichtmengen-Detektionseinheit 30 ausgebeben wird, und basierend auf der Lichtmengeninformation führt sie eine Lichtmenge zurück zu der Lichtemissionseinheit 5 (Schritt ST10).
In der Berechnungsperiode TS2 von den oben beschriebenen Zeiten bzw. Zeitpunkten T5 bis T7 wird ein Berechnungsprozess ausgeführt, welcher die Schritte ST07 bis ST10 enthält.
Ein Lichtmengen-Feedback- bzw. -Rückkopplungs-Prozess in Schritt ST09 wird später beschrieben werden.
Wenn der Berechnungsprozess in der Berechnungsperiode TS2 beendet ist bzw. wird, und eine Messung fortzusetzen ist (JA in Schritt ST11), kehrt der Mikrocomputer 3 zu Schritt ST01 zurück und bestimmt neuerlich einen Zeitpunkt eines intermittierenden Antreibens zu der Zeit T1. Wenn die Messung, welche durch das Messinstrument 1 durchgeführt wird, angehalten und beendet wird und ein intermittierendes Antreiben beendet wird (NEIN in Schritt ST11), wird das Be- bzw. Verarbeiten beendet.
Wie dies oben beschrieben ist, bewirkt der Mikrocomputer 3, dass die Detektionseinheit 2 ein intermittierendes Antreiben ausführt, indem die Periode TS eines intermittierenden Antreibens, beinhaltend die Abtastperiode TS1 und die Berechnungsperiode TS2, als 1 Zyklus verwendet wird.
7 ist ein Diagramm, welches einen Graph illustriert, welcher für eine Stromeinstellung in der fotoelektrischen Codiereinrichtung verwendet wird.
Spezifisch illustriert 7 einen Graph, welcher sich auf das Umschalten eines Widerstandswerts des digitalen variablen Widerstands 55 in der Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit 50 bezieht.
Der in 7 illustrierte Graph beinhaltet einen Regel- bzw. Steuerwert C, welcher eine vertikale Achse ist, einen Stromwert I, welcher eine horizontale Achse ist, und Regel- bzw. Steuerinformationsstücke bzw. -elemente S1 bis S4, in welchen Stromwerte I und Regel- bzw. Steuerwerte C durch lineare Funktionen definiert sind bzw. werden, welche durch einen Ursprung bzw. Nullpunkt O hindurchtreten.
Der Regel- bzw. Steuerwert C ist bzw. wird beispielsweise durch numerische Werte von 0 bis 255 definiert, welche digitale 8-Bit Werte sind. Der Regel- bzw. Steuerwert C definiert den Stromwert I, welcher zu der Lichtemissionseinheit 5 zuzuführen ist, indem er von der Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 zu dem DAC 53 ausgegeben wird, und zu dem Betriebsverstärker 54 gesandt wird, nachdem er durch den DAC 53 in einen analogen Wert umgewandelt wurde. Als die Regel- bzw. Steuerwerte C sind bzw. werden eine vorbestimmte untere Grenze Cmin (z. B. 128, welches ein zwischenliegender Wert ist), eine obere Grenze Cmax (z. B. 255), ein Wert C1 ein wenig größer als die vorbestimmte untere Grenze Cmin (z. B. ein Wert, welcher um 10% größer als 128 ist), und ein Wert C2 ein wenig kleiner als die obere Grenze Cmax (z. B. ein Wert, welcher um 10% kleiner als 255 ist) definiert.
Die Mehrzahl von Stücken bzw. Elementen von Regel- bzw. Steuerinformation S1 bis S4 wird definiert, um einem Widerstandwert des digitalen variablen Widerstands 55 zu entsprechen, welcher zunehmend bzw. schrittweise variiert, und die Regel- bzw. Steuerinformation verschiebt sich von der Regel- bzw. Steuerinformation S1 zu der Regel- bzw. Steuerinformation S2 beispielsweise durch das Umschalten des Widerstandswerts des digitalen variablen Widerstands 55.
Zusätzlich werden, wenn bzw. da die Elemente einer Regel- bzw. Steuerinformation S1 bis S4 größer werden, größere Stromwerte I erhalten. Mit anderen Worten kann in der Regel- bzw. Steuerinformation S1, selbst wenn der Regel- bzw. Steuerwert C die obere Grenze Cmax erreicht, nur ein Stromwert I1 erhalten werden. Nichtsdestotrotz kann, wenn sich die Regel- bzw. Steuerinformation von der Regel- bzw. Steuerinformation S1 zu der Regel- bzw. Steuerinformation S2 verschiebt, wenn der Regel- bzw. Steuerwert C die obere Grenze Cmax erreicht, ein Stromwert I2 erhalten werden. Darüber hinaus kann, wenn sich die Regel- bzw. Steuerinformation von der Regel- bzw. Steuerinformation S2 zu der Regel- bzw. Steuerinformation S3 und von der Regel- bzw. Steuerinformation S3 zu der Regel- bzw. Steuerinformation S4 in dem Graph verschiebt, welcher in 7 illustriert ist, ein Wert bis zu einem Stromwert I4 erhalten werden.
Ein spezifisches Verfahren für ein Umschalten eines Widerstandswerts des digitalen variablen Widerstands 55 in der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 8A, 8B und 9 beschrieben.
8A und 8B sind Diagramme, welche eine Stromänderung in einer Stromeinstellung in der fotoelektrischen Codiereinrichtung illustrieren. 9 ist ein Flussdiagramm, welches ein Strom-Einstellverfahren (Schritt ST10 in 6: Lichtmengen-Feedback) der fotoelektrischen Codiereinrichtung illustriert.
Zusätzlich ist 8A ein Diagramm, welches ein Umschaltverfahren eines Widerstandswerts des digitalen variablen Widerstands illustriert, welches durchgeführt wird, wenn ein Stromwert in Übereinstimmung mit einer Abnahme in einer Lichtmenge der Lichtemissionseinheit 5 erhöht wird. Zusätzlich ist 8B ein Diagramm, welches ein Umschaltverfahren eines Widerstandswerts des digitalen variablen Widerstands illustriert, welches durchgeführt wird, wenn ein Stromwert in Übereinstimmung mit einem Anstieg in einer Lichtmenge der Lichtemissionseinheit 5 verringert bzw. abgesenkt wird.
Wie dies in 9 illustriert ist, bestimmt zuerst die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52, ob es eine Änderung in einer Lichtmenge gibt, basierend auf der Lichtmengeninformation, welche durch die Lichtmengen-Berechnungseinheit 40 berechnet wird (Schritt ST20). Wenn es eine Änderung in einer Lichtmenge gibt (JA in Schritt ST20), wird nachfolgend bestimmt, ob die Lichtmenge abgenommen hat oder angestiegen ist (Schritt ST21). Wenn es keine Änderung in einer Lichtmenge gibt (NEIN in Schritt ST20), wird eine Stromeinstellung nicht durchgeführt.
Wenn die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 bestimmt, dass die Lichtmenge abgenommen hat, führt die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 die Schritte ST30 bis ST34 durch. Wenn die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 bestimmt, dass die Lichtmenge zugenommen hat, führt die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 die Schritte ST40 bis ST44 durch. Die Schritte ST30 bis ST34 und die Schritte ST40 bis ST44 werden später unter Bezugnahme auf 8A und 8B beschrieben werden.
Nach einem Durchführen einer Berechnung in den Schritten ST30 bis ST34 oder in den Schritten ST40 bis ST44 stellt die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 einen Widerstandswert des digitalen variablen Widerstands 55 basierend auf dem Berechnungsresultat ein (Schritt ST22).
Nachfolgend gibt die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 den Regel- bzw. Steuerwert C an den DAC 53 aus (Schritt ST23) und ändert einen Strom, welcher zu der Lichtemissionseinheit 5 zuzuführen ist.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 8A der Fall, in welchem die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 bestimmt, dass die Lichtmenge abgenommen hat (Schritte ST30 bis ST34), beschrieben werden.
Wenn die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 bestimmt, dass die Lichtmenge abgenommen hat (”abgenommen” in Schritt ST21), berechnet basierend auf der Lichtmengeninformation von der Lichtmengen-Berechnungseinheit 40 die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 einen Stromwert I, welcher für ein Einstellen bzw. Festlegen einer Lichtmenge der Lichtemissionseinheit 5 auf eine vorbestimmte Lichtmenge erforderlich ist (Schritt ST30).
Hier berechnet, wenn sich ein Stromwert I, welcher vor der Berechnung eingestellt bzw. festgelegt wurde, auf der Regel- bzw. Steuerinformation S3 befindet, wenn der Stromwert I, welcher durch die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 berechnet wird, kleiner als ein Stromwert I3 entsprechend der oberen Grenze Cmax des Regel- bzw. Steuerwerts C auf der Regel- bzw. Steuerinformation S3 ist (NEIN in Schritt ST31), die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 einen Regel- bzw. Steuerwert C an bzw. auf der Regel- bzw. Steuerinformation S3, welcher dem berechneten Stromwert I entspricht (Schritt ST33), und es ändert die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 den Regel- bzw. Steuerwert C (Schritt ST34).
Andererseits verschiebt sich, wenn der Stromwert I, welcher durch die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 berechnet wird, gleich wie oder größer als der Stromwert I3 entsprechend der oberen Grenze Cmax auf der Regel- bzw. Steuerinformation S3 ist (JA in Schritt ST31), der Regel- bzw. Steuerwert C von der Regel- bzw. Steuerinformation S3, welche eine niedrigere bzw. untere Regel- bzw. Steuerinformation ist, zu der Regel- bzw. Steuerinformation S4, welche eine obere Regel- bzw. Steuerinformation ist (Schritt ST32). Zu dieser Zeit verschiebt sich der Regel- bzw. Steuerwert C, welcher sich zwischen den Regel- bzw. Steuerinformations-Elementen S3 und S4 verschiebt, zu der Regel- bzw. Steuerinformation S4 bei dem Regel- bzw. Steuerwert C1, welcher größer als die vorbestimmte untere Grenze ist (strichlierter, nach unten gerichteter Pfeil), ohne sich zu dem Ursprung O oder der vorbestimmten unteren Grenze Cmin zu variieren bzw. zu ändern. Nach einem Berechnen des Regel- bzw. Steuerwerts C (Schritt ST33) ändert die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 den Regel- bzw. Steuerwert C (Schritt ST34).
In Übereinstimmung mit der Verschiebung des Regel- bzw. Steuerwerts C auf die bzw. zu der Regel- bzw. Steuerinformation S4 in Schritt ST22 stellt der digitale variable Widerstand 55 einen Widerstandswert ein, um zu der oberen Regel- bzw. Steuerinformation umzuschalten.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 8B der Fall, in welchem die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 bestimmt, dass die Lichtmenge angestiegen ist (Schritte ST40 bis ST44), beschrieben werden.
Wenn die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 bestimmt, dass die Lichtmenge angestiegen ist (”angestiegen” in Schritt ST21), berechnet basierend auf der Lichtmengeninformation von der Lichtmengen-Berechnungseinheit 40 die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 einen Stromwert I, welcher für ein Einstellen bzw. Festlegen einer Lichtmenge der Lichtemissionseinheit 5 auf eine vorbestimmte Lichtmenge erforderlich ist (Schritt ST40).
Hier berechnet, wenn ein Stromwert I, welcher vor der Berechnung eingestellt bzw. festgelegt ist, auf der Regel- bzw. Steuerinformation S4 ist bzw. liegt, wenn der Stromwert I, welcher durch die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 berechnet wird, größer als der Stromwert I3a entsprechend der vorbestimmten unteren Grenze Cmin des Regel- bzw. Steuerwerts C auf der Regel- bzw. Steuerinformation S4 ist (NEIN in Schritt ST41), die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 einen Regel- bzw. Steuerwert C auf der Regel- bzw. Steuerinformation S4, welcher dem berechneten Stromwert I entspricht (Schritt ST43), und es ändert die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 den Regel- bzw. Steuerwert C (Schritt ST44).
Andererseits verschiebt sich, wenn der Stromwert I, welcher durch die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 berechnet wird, gleich wie oder kleiner als der Stromwert I3a entsprechend der vorbestimmten unteren Grenze Cmin auf der Regel- bzw. Steuerinformation S4 ist (JA in Schritt ST41), der Regel- bzw. Steuerwert C von der Regel- bzw. Steuerinformation S4, welche eine obere Regel- bzw. Steuerinformation ist, zu der Regel- bzw. Steuerinformation S3, welche eine untere Regel- bzw. Steuerinformation ist (Schritt ST42). Zu dieser Zeit verschiebt sich der Regel- bzw. Steuerwert C, welcher sich zwischen den Regel- bzw. Steuerinformations-Elementen verschiebt, zu der Regel- bzw. Steuerinformation S3 bei der vorbestimmten unteren Grenze Cmin (strichlierter, nach oben gerichteter Pfeil), ohne sich auf den Ursprung O oder unter die vorbestimmte untere Grenze Cmin zu ändern. Nach einem Berechnen des Regel- bzw. Steuerwerts C (Schritt ST43) ändert die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 den Regel- bzw. Steuerwert C (Schritt ST44).
In Übereinstimmung mit der Verschiebung des Regel- bzw. Steuerwerts C auf die Regel- bzw. Steuerinformation S3 in Schritt ST22 legt der digitale variable Widerstand 55 einen Widerstandswert fest, um zu der unteren Regel- bzw. Steuerinformation umzuschalten.
Auf diese Weise kann durch ein Einstellen bzw. Festlegen der oberen Grenze Cmax und der vorbestimmten unteren Grenze Cmin und ein Verschieben zwischen der unteren Regel- bzw. Steuerinformation (z. B. Regel- bzw. Steuerinformation S3) und der oberen Regel- bzw. Steuerinformation (z. B. Regel- bzw. Steuerinformation S4) eine schleifen- bzw. schlaufenförmige Verschiebungsroute (Hysterese) erhalten werden.
Mit anderen Worten sind, wenn der Stromwert I eingestellt bzw. festgelegt wird, eine Route bzw. ein Weg für ein Verschieben von der unteren Regel- bzw. Steuerinformation zu der oberen Regel- bzw. Steuerinformation durch den Regel- bzw. Steuerwert C1, welcher ein wenig größer als die vorbestimmte untere Grenze ist, und eine Route bzw. ein Weg für ein Verschieben von der oberen Regel- bzw. Steuerinformation zu der unteren Regel- bzw. Steuerinformation durch den Regel- bzw. Steuerwert C2, welcher ein wenig kleiner als die obere Grenze ist, nicht überlappend. Eine Hysterese kann erhalten werden, indem unterschiedliche Verschiebungsrouten bzw. -wege bei einem Umschalten bzw. Verschieben von der oberen Regel- bzw. Steuerinformation zu der unteren Regel- bzw. Steuerinformation und bei einem Verschieben von der unteren Regel- bzw. Steuerinformation zu der oberen Regel- bzw. Steuerinformation durchlaufen werden. Somit kann eine Verschiebefrequenz einer Regel- bzw. Steuerinformation, d. h. eine Umschaltfrequenz eines Widerstandswerts des digitalen variablen Widerstands 55 unterdrückt bzw. verringert werden. Der Leistungs- bzw. Stromverbrauch, welcher für ein Umschalten eines Widerstandswerts des digitalen variablen Widerstands 55 erforderlich ist, kann demgemäß unterdrückt bzw. verringert werden, so dass eine Leistungs- bzw. Stromeinsparung erzielt werden kann.
Strom, welcher zu der Lichtemissionseinheit 5 zuzuführen ist, wird durch den Widerstandswert des digitalen variablen Widerstands 55 und den Regel- bzw. Steuerwert C eingestellt, welche durch die obige Prozedur berechnet wurden. Auf diese Weise wird durch ein Einstellen eines Stroms, welcher zu der Lichtemissionseinheit 5 zuzuführen ist, basierend auf der Lichtmengeninformation, welche durch die Lichtmengen-Berechnungseinheit 40 berechnet wurde, ein Lichtmengen-Feedback bzw. eine Lichtmengen-Rückkopplung eines konstanten Beibehaltens der Lichtmenge der Lichtemissionseinheit 5 realisiert.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie sie oben beschrieben ist, können die folgenden Funktionen und Effekte bewirkt bzw. zustande gebracht werden.

(1) Durch ein intermittierendes Antreiben wenigstens einer der Lichtemissionseinheit 5 und der Signalumwandlungseinheit 10 kann der Mikrocomputer 3 einen Leistungs- bzw. Stromverbrauch reduzieren.
(2) Durch ein Bewirken, dass die Positions-Berechnungseinheit 20 eine Berechnung gemäß einem intermittierenden Antreiben ausführt, und ein Synchronisieren der Zeitpunkte eines Abtastens bzw. Probenehmens und einer Berechnung kann eine durch eine Berechnung aufgebrachte Last bzw. Belastung entflochten werden.
(3) Durch die Abtast- und Halte-Schaltung 12, welche vorübergehend eine Spannung hält, welche durch die Strom-Spannungs-Schaltung 11 von bzw. aus den Fotostrom-Signalen umgewandelt bzw. konvertiert wurde, kann, selbst wenn die Signalumwandlungseinheit 10 intermittierend angetrieben wird und eine Stromversorgung unterbrochen bzw. angehalten wird, ein Umwandlungs- bzw. Konversionssignal zu der Positions-Berechnungseinheit 20 ohne ein Verlieren einer Spannung während des Anhaltens ausgegeben werden, und demgemäß kann eine Berechnung von Positionsinformation stabil durch die Positions-Berechnungseinheit 20 ausgeführt werden. Zusätzlich können durch ein Ausgeben des Umwandlungssignals basierend auf der Spannung, welche durch ein Verwenden der Abtast- und Halte-Schaltung 12 gehalten wird, die Zeitpunkte eines intermittierenden Antreibens der gesamten fotoelektrischen Codiereinrichtung synchronisiert werden und es kann eine Positionsinformation sicher erhalten werden.
(4) Selbst wenn eine Lichtmenge der Lichtemissionseinheit 5 variiert, kann durch die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit 50, welche einen Strom, welcher zu der Lichtemissionseinheit 5 zuzuführen bzw. zu liefern ist, basierend auf einem Berechnungsresultat der Lichtmengen-Berechnungseinheit 40 regelt bzw. steuert, eine Lichtmenge der Lichtemissionseinheit 5 konstant gehalten werden, und es kann eine stabile Lichtmenge erhalten werden, so dass ein Messfehler unterdrückt werden kann.
(5) Die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit 50 variiert den Stromwert I innerhalb eines gewissen Bereichs von der vorbestimmten unteren Grenze Cmin größer als der Nullpunkt O in dem Regel- bzw. Steuerwert C bis zu der oberen Grenze Cmax. Somit wird eine Änderungsrate des Regel- bzw. Stromwerts von 1 Zählung geringer bzw. kleiner und eine Änderungsrate des Stromwerts I wird auch kleiner. Als ein Resultat kann, wenn ein zuzuführender Strom gemäß einer Änderung in einer Lichtmenge der Lichtemissionseinheit 5 eingestellt wird, ein stabiles Lichtmengen-Feedback bzw. eine stabile Lichtmengen-Rückkopplung mit einer weniger raschen Änderung in dem Stromwert I ausgeführt werden.
(6) Wenn der Stromwert I durch ein Verschieben zwischen der unteren Regel- bzw. Steuerinformation (z. B. Regel- bzw. Steuerinformation S3) und der oberen Regel- bzw. Steuerinformation (z. B. Regel- bzw. Steuerinformation S4) eingestellt bzw. festgelegt wird, sind eine Route bzw. ein Weg für ein Verschieben von der unteren Regel- bzw. Steuerinformation zu der oberen Regel- bzw. Steuerinformation und eine Route bzw. ein Weg für ein Verschieben von der oberen Regel- bzw. Steuerinformation zu der unteren Regel- bzw. Steuerinformation nicht überlappend und es wird eine Hysterese erhalten, so dass eine Verschiebefrequenz der Regel- bzw. Steuerinformation unterdrückt bzw. verringert werden kann. Als ein Resultat kann ein Stromverbrauch, welcher für ein Umschalten eines Widerstandswerts des digitalen variablen Widerstands 55 erforderlich ist, welcher der Regel- bzw. Steuerinformation entspricht, unterdrückt bzw. verringert werden und es kann eine Leistungs- bzw. Stromeinsparung weiter unterstützt bzw. gefördert werden.
(7) Die Periode TS eines intermittierenden Antreibens und ein Abtast-Zeitpunkt bzw. eine Abtast-Zeitsteuerung können in Übereinstimmung mit einem Verwendungsstatus bzw. -zustand der fotoelektrischen Codiereinrichtung geändert werden. Somit kann die fotoelektrische Codiereinrichtung, welche verschiedene Verwendungszustände handhaben kann, zur Verfügung gestellt werden. In dem Fall eines Verwendens der fotoelektrischen Codiereinrichtung als ein Handwerkzeug kann durch ein Einstellen bzw. Festlegen der Periode TS eines intermittierenden Antreibens auf eine relativ lange Zeit eine Stromeinsparung erzielt werden. Andererseits kann in dem Fall eines intermittierenden Antreibens, welches eine Echtzeit-Eigenschaft erfordert, die Periode TS eines intermittierenden Antreibens auch eingestellt bzw. festgelegt werden, um kurz zu sein.
(8) Durch ein Aufnehmen der Perioden-Bestimmungseinheit 60 kann die Festlegung der Periode eines intermittierenden Antreibens prompt erforderlichenfalls bzw. entsprechend den Anforderungen geändert werden. Somit kann die Periode eines intermittierenden Antreibens auf eine relativ lange Zeit eingestellt bzw. festgelegt werden oder es kann die Periode eines intermittierenden Antreibens eingestellt werden, um bis zu einem derartigen Ausmaß kurz zu sein, dass eine Echtzeit-Eigenschaft erhalten werden kann. Es wird demgemäß nicht notwendig, eine fotoelektrische Codiereinrichtung gemäß einem Verwendungsstatus bzw. -zustand vorzubereiten. Dies führt zu einer Kosteneinsparung.
(9) Durch ein Verwenden einer LED als einer Lichtquelle der Lichtemissionseinheit 5 können eine Verringerung einer Größe und eine Leistungs- bzw. Stromeinsparung erzielt werden, und es kann die fotoelektrische Codiereinrichtung als ein Handwerkzeug, wie beispielsweise ein Greif- bzw. Tastzirkel und ein Mikrometer angewandt werden. Zusätzlich weist die LED eine Eigenschaft eines Verschlechterns gemäß den gesamten verwendeten Stunden auf. Somit können durch ein intermittierendes Antreiben der LED die gesamten verwendeten Stunden reduziert werden. Somit kann eine längere Betriebsdauer der LED realisiert werden und es kann darüber hinaus ein Erwärmen bzw. Erhitzen der LED durch ein intermittierendes Antreiben unterdrückt werden.
(10) Wenn Strom, welcher zu der Lichtemissionseinheit 5 zuzuführen ist, durch ein Bereitstellen der Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit 50 geregelt bzw. gesteuert wird, kann, selbst wenn es eine Änderung in einer Lichtmenge der LED gibt und die Lichtmenge abnimmt, eine stabile Lichtmenge erhalten werden. Somit kann die Detektionsgenauigkeit günstigerweise beibehalten werden.
(11) Durch ein Beinhalten bzw. Aufnehmen der Anzeigeeinheit 4 kann ein Resultat, wie beispielsweise eine Position, welche durch die fotoelektrische Codiereinrichtung gemessen wird, prompt bzw. rasch überprüft werden. Somit ist die vorliegende Erfindung für ein Messinstrument eines Handwerkzeugs oder dgl., wie beispielsweise für einen Greif- bzw. Tastzirkel und ein Mikrometer, geeignet.

[Modifikation der Ausführungsform]
Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt und Modifikationen, Verbesserungen und dgl. innerhalb eines Rahmens bzw. Geltungsbereichs, in welchem der Gegenstand der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann, sind in der vorliegenden Erfindung enthalten.
Beispielsweise sind bzw. werden in der Ausführungsform die Lichtemissionseinheit 5 und die Signalumwandlungseinheit 10 intermittierend angetrieben. Nichtsdestotrotz kann nur irgendeine von diesen intermittierend angetrieben werden. Zusätzlich ist bzw. wird die Lichtmengen-Detektionseinheit 30 in ähnlicher Weise intermittierend zu einem synchronisierten Zeitpunkt mit der Lichtemissionseinheit 5 und der Signalumwandlungseinheit 10 angetrieben. Nichtsdestotrotz muss die Lichtmengen-Detektionseinheit 30 nicht intermittierend angetrieben werden.
Zusätzlich werden in der Ausführungsform die Abtastperiode TS1, ein Positions-Berechnungsbefehl zu der Positions-Berechnungseinheit 20, ein Lichtmengen-Berechnungsbefehl zu der Lichtmengen-Berechnungseinheit 40 und ein Zeitpunkt jeder Berechnung verschoben. Nichtsdestotrotz können alle Berechnungen gleichzeitig ausgeführt werden. Zusätzlich muss jeder Berechnungsbefehl nicht für jede Periode der Periode TS des intermittierenden Antreibens ausgesandt bzw. ausgegeben werden, und eine Berechnung kann zu einem beliebigen Zeitpunkt ausgeführt werden. Beispielsweise kann eine Berechnung in abwechselnden Perioden durchgeführt werden.
In der Ausführungsform wird die Abtast- und Halte-Schaltung 12 für ein sicheres Berechnen von Positionsinformation verwendet. Nichtsdestotrotz ist es ausreichend, dass die Positions-Berechnungseinheit 20 ein Umwandlungssignal in dem Mikrocomputer 3 berechnen kann. Somit muss die Abtast- und Halte-Schaltung 12 nicht verwendet werden. Zusätzlich wird ein Haltesignal φ für ein Regeln bzw. Steuern der Abtast- und Halte-Schaltung 12 basierend auf einem Regel- bzw. Steuerbefehl von den Kommunikationsmitteln 51 durch die Register/Logik-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 ausgegeben. Alternativ kann das Haltesignal φ durch den Mikrocomputer 3 ausgegeben werden.
In der Ausführungsform wird die Lichtmengen-Detektionseinheit 30 durch die Strom-Spannungs-Schaltungen bzw. -Schaltkreise 11, die Abtast- und Halte-Schaltungen 12 und die Puffer 13 aufgebaut, welche ein Teil der Signalumwandlungseinheit 10 darstellen bzw. aufbauen und der Graduierung bzw. Unterteilung P2 entsprechen. Nichtsdestotrotz kann die Lichtmengen-Detektionseinheit 30 durch die Strom-Spannungs-Schaltungen 11, die Abtast- und Halte-Schaltungen 12 und die Puffer 13 aufgebaut bzw. dargestellt werden, welche der Graduierung bzw. Unterteilung P1 entsprechen.
Das Lichtmengen-Feedback wird durch die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit 50 ausgeführt. Nichtsdestotrotz kann das Lichtmengen-Feedback durch den Mikrocomputer 3 als ein Programm ausgeführt werden.
In der Ausführungsform variiert die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit 50 den Regel- bzw. Steuerwert C auf bzw. an den gewissen bzw. bestimmten Regel- bzw. Steuer-Informationselementen S1 bis S4 von der vorbestimmten unteren Grenze Cmin bis zu der oberen Grenze Cmax. Nichtsdestotrotz kann die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit 50 den Regel- bzw. Steuerwert C nach einem Einstellen bzw. Festlegen nur einer derselben variieren bzw. ändern. Spezifischer kann nur die vorbestimmte untere Grenze Cmin eingestellt bzw. festgelegt werden oder es kann nur die obere Grenze Cmax eingestellt bzw. festgelegt werden. Die vorbestimmte untere Grenze Cmin und die obere Grenze Cmax müssen nicht festgelegt sein bzw. werden. Zusätzlich werden die vier Elemente bzw. Stücke einer Regel- bzw. Steuerinformation S1 bis S4 für ein Variieren oder Verschieben des Regel- bzw. Steuerwerts C eingestellt bzw. festgelegt. Nichtsdestotrotz kann die Anzahl von Elementen an Regel- bzw. Steuerinformation gemäß der Einstellung des digitalen variablen Widerstands 55 erhöht oder gesenkt bzw. verringert werden, oder Regel- bzw. Steuerinformation muss nicht verwendet werden.
In der Ausführungsform beinhaltet das Messinstrument 1 die Perioden-Bestimmungseinheit 60, welche eine Periode eines intermittierenden Antreibens und einen Abtast-Zeitpunkt bzw. eine Abtast-Zeitsteuerung gemäß einer Verwendungssituation davon ändert. Nichtsdestotrotz muss das Messinstrument 1 nicht mit einer Zeitpunkts- bzw. Zeitsteuerungs-Änderungsfunktion versehen sein bzw. werden und die Einstellung kann zu der Zeit einer Herstellung des Messinstruments 1 fixiert werden.
In der Ausführungsform beinhaltet der Mikrocomputer 3 die Perioden-Bestimmungseinheit 60. Nichtsdestotrotz kann die Perioden-Bestimmungseinheit 60 auf der Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit 50 als ein Programm vorinstalliert sein. Alternativ muss das Messinstrument 1 nicht die Perioden-Bestimmungseinheit 60 enthalten. Darüber hinaus kann die Periode eines intermittierenden Antreibens automatisch umgeschaltet werden oder bei jeder gewissen Periode umgeschaltet werden, zusätzlich zu einem Umschalten durch einen Knopf bzw. eine Taste oder dgl.
In der Ausführungsform wird eine LED als eine Lichtquelle der Lichtemissionseinheit 5 verwendet. Nichtsdestotrotz kann jegliche Lichtquelle anstelle der LED verwendet werden.
Positionsinformation, welche von dem Messinstrument 1 erhalten wird, muss nicht notwendigerweise auf der Anzeigeeinheit 4 angezeigt bzw. dargestellt werden, und kann auf einer anderen Anzeige oder dgl. in einer verdrahteten Weise oder drahtlos angezeigt werden. Alternativ kann die Positionsinformation auf einer anderen Anzeigevorrichtung angezeigt werden oder kann einfach als Daten aufgezeichnet bzw. gespeichert werden.
In der Ausführungsform wurde die Beschreibung in der Annahme einer linearen Codiereinrichtung gegeben. Nichtsdestotrotz kann die fotoelektrische Codiereinrichtung eine rotierende Codiereinrichtung sein. Der Typ der fotoelektrischen Codiereinrichtung der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell beschränkt bzw. begrenzt.
Die Lichtempfangseinheiten 6 erhalten bzw. empfangen Licht, welches durch die Skala SC transmittiert wird. Alternativ können die Lichtempfangseinheiten 6 Licht empfangen, welches auf der Skala SC reflektiert wird, und ein Lichtempfangsverfahren der Lichtempfangseinheiten 6 ist nicht speziell beschränkt bzw. begrenzt.
Die Graduierung bzw. Unterteilung P1 der Skala SC weist ein ABS Muster auf und die Graduierung bzw. Unterteilung P2 weist ein INC Muster auf. Alternativ kann die Unterteilung P1 ein INC Muster aufweisen und es kann die Unterteilung P2 ein ABS Muster aufweisen. Darüber hinaus können sowohl die Unterteilung P1 als auch P2 ein ABS Muster aufweisen und es kann eine dritte Graduierung bzw. Unterteilung zusätzlich zu den Unterteilungen P1 und P2 zur Verfügung gestellt werden. Die Konfiguration der Skala ist nicht besonders beschränkt bzw. begrenzt, solange die Skala diejenige ist, welche in einer fotoelektrischen ABS Codiereinrichtung verwendet wird.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie dies oben beschrieben ist, kann die vorliegende Erfindung vorzugsweise für eine fotoelektrische Codiereinrichtung und ein Messinstrument verwendet werden, welche eine Reduktion in einer Berechnungslast bzw. -belastung und einem Strom- bzw. Leistungsverbrauch erfordern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015-049167 A [0006]

Claims

Fotoelektrische Codiereinrichtung vom Absolut-Typ, beinhaltend eine Lichtempfangseinheit, welche konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Fotostrom-Signalen auszugeben, welche durch ein Empfangen von Licht, welches von einer Lichtemissionseinheit ausgesandt wird, über eine Skala erhalten werden, eine Signalumwandlungseinheit, welche konfiguriert ist, ein Umwandlungssignal durch ein Umwandeln der Mehrzahl von Fotostrom-Signalen auszugeben, und eine Positionsberechnungseinheit, welche konfiguriert ist, um eine absolute Position basierend auf dem Umwandlungssignal zu berechnen, wobei die fotoelektrische Codiereinrichtung umfasst: eine Regel- bzw. Steuereinheit, welche konfiguriert ist, um eine Antriebsregelung bzw. -steuerung der Lichtemissionseinheit, der Signalumwandlungseinheit und der Positionsberechnungseinheit durchzuführen, wobei die Regel- bzw. Steuereinheit intermittierend wenigstens eine der Lichtemissionseinheit und der Signalumwandlungseinheit antreibt und bewirkt, dass die Positionsberechnungseinheit eine Berechnung gemäß einem Zeitpunkt bzw. einer Zeitsteuerung eines intermittierenden Antreibens ausführt.
Fotoelektrische Codiereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Signalumwandlungseinheit einen Abtast- und Halte-Schaltkreis beinhaltet.
Fotoelektrische Codiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, darüber hinaus umfassend: eine Lichtmengen-Detektionseinheit, welche konfiguriert ist, um ein Lichtmengensignal basierend auf den Fotostrom-Signalen von der Lichtempfangseinheit auszugeben; eine Lichtmengen-Berechnungseinheit, welche konfiguriert ist, eine Lichtmenge der Lichtemissionseinheit basierend auf dem Lichtmengensignal zu berechnen; und eine Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit, welche konfiguriert ist, um einen Strom zu regeln bzw. zu steuern, welcher zu der Lichtemissionseinheit zuzuführen ist, wobei die Regel- bzw. Steuereinheit eine Antriebsregelung bzw. -steuerung der Lichtmengen-Detektionseinheit, der Lichtmengen-Berechnungseinheit und der Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit durchführt, und wobei die Regel- bzw. Steuereinheit bewirkt, dass die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit eine Stromregelung bzw. -steuerung zu der Lichtemissionseinheit gemäß einer Lichtmenge der Lichtemissionseinheit ausführt, welche durch die Lichtmengen-Berechnungseinheit berechnet wurde.
Fotoelektrische Codiereinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Regel- bzw. Steuereinheit intermittierend die Lichtmengen-Detektionseinheit antreibt und bewirkt, dass die Lichtmengen-Berechnungseinheit eine Berechnung gemäß einem Zeitpunkt eines intermittierenden Antreibens ausführt.
Fotoelektrische Codiereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit einen Strom regelt bzw. steuert, welcher zu der Lichtemissionseinheit zuzuführen ist, indem ein Stromwert basierend auf einer Regel- bzw. Steuerinformation festgelegt wird, in welcher der Stromwert und ein Regel- bzw. Steuerwert durch eine lineare Funktion definiert sind, welche durch einen Ursprung bzw. Nullpunkt hindurchtritt, und indem ein Bereich von einer vorbestimmten unteren Grenze größer als ein Nullpunkt in dem Regel- bzw. Steuerwert bis zu einer oberen Grenze verwendet wird.
Fotoelektrische Codiereinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Regel- bzw. Steuerinformation eine obere Regel- bzw. Steuerinformation, in welcher der Stromwert in einem Bereich des großen Stromwerts eingestellt bzw. festgelegt ist, und eine untere Regel- bzw. Steuerinformation beinhaltet, in welcher der Stromwert in einem Bereich des Stromwerts kleiner als derjenige in der oberen Regel- bzw. Steuerinformation eingestellt ist, wobei die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit konfiguriert ist, um den Stromwert durch ein Verschieben zwischen der oberen Regel- bzw. Steuerinformation und der unteren Regel- bzw. Steuerinformation festzulegen, wobei in dem Fall eines Erhöhens des Stromwerts die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit einen Wert von einer oberen Grenze des Regel- bzw. Steuerwerts in der unteren Regel- bzw. Steuerinformation zu einem Regel- bzw. Steuerwert größer als eine untere Grenze des Regel- bzw. Steuerwerts in der oberen Regel- bzw. Steuerinformation verschiebt, und wobei in dem Fall eines Verringerns bzw. Abnehmens des Stromwerts die Strom-Regel- bzw. -Steuereinheit einen Wert von einer unteren Grenze des Regel- bzw. Steuerwerts in der oberen Regel- bzw. Steuerinformation zu einem Regel- bzw. Steuerwert kleiner als eine obere Grenze des Regel- bzw. Steuerwerts in der unteren Regel- bzw. Steuerinformation verschiebt.
Fotoelektrische Codiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Regel- bzw. Steuereinheit konfiguriert ist, um fähig zu sein, einen Zeitpunkt bzw. eine Zeitsteuerung eines intermittierenden Antreibens der Lichtemissionseinheit und der Signalumwandlungseinheit zu ändern.
Fotoelektrische Codiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Lichtemissionseinheit eine LED als eine Lichtquelle beinhaltet.
Messinstrument, welches die fotoelektrische Codiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 enthält.
Messinstrument nach Anspruch 9, darüber hinaus umfassend eine Anzeigeeinheit, welche konfiguriert ist, um eine Positionsinformation anzuzeigen, welche durch die Positionsberechnungseinheit berechnet wird.