DE102016015233A1

DE102016015233A1 - Codiereinrichtung

Info

Publication number: DE102016015233A1
Application number: DE102016015233.8A
Authority: DE
Inventors: Akihide Kimura
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2017-06-22
Anticipated expiration: 2036-12-22
Also published as: US10190892B2; US20170176218A1; JP6664211B2; JP2017116306A; DE102016015233B4

Abstract

Eine Skala mit einer Bezugsmarkierung und einem inkrementellen Muster wird zur Verfügung gestellt. Ein Detektionskopf ist relativ in einer Bewegungsrichtung zu der Skala bewegbar und detektiert eine Lichtintensitätsverteilung von gebeugten Strahlen, wenn Strahlen, welche auf die Skala gestrahlt werden, durch die Bezugsmarkierung gebeugt werden, und gibt das Detektionsresultat aus. Eine Signalverarbeitungseinheit detektiert eine Bezugsposition basierend auf einer Position in der Lichtintensitätsverteilung, wo eine Lichtintensität geringer als ein vorbestimmter Wert ist. Die Bezugsposition weist eine Mehrzahl von Musterflächen auf, welche eine Mehrzahl von Mustern aufweisen, welche mit einem vorbestimmten Abstand in der Messrichtung angeordnet sind. Wenigstens eine Musterfläche der Mehrzahl von Musterflächen ist mit einem Versatz von einer benachbarten Musterfläche in der Messrichtung angeordnet.

Description

HINTERGRUND
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Codiereinrichtung und insbesondere auf eine optische Codiereinrichtung.
VERWANDTE TECHNIK
Es gibt nun optische lineare Codiereinrichtungen als ein Typ von Vorrichtungen für ein Messen eines Ausmaßes einer Bewegung. Eine optische lineare Codiereinrichtung weist eine Skala und einen Detektionskopf auf, welcher konfiguriert ist, um sich entlang der Skala zu bewegen. Die Skala weist ein absolutes Muster für ein Detektieren einer Referenz- bzw. Bezugsposition und ein inkrementelles bzw. zunehmendes Muster für ein Detektieren eines Ausmaßes einer relativen Bewegung zwischen der Skala und dem Detektionskopf auf. Die optische lineare Codiereinrichtung bestimmt eine Bezugsposition basierend auf einem Bezugspositionssignal, welches ein Resultat einer Detektion auf dem absoluten Muster repräsentiert, welches auf der Skala ausgebildet ist. Dann kann die optische lineare Codiereinrichtung die Positionsbeziehung zwischen der Skala und dem Detektionskopf im Hinblick auf ein Ausmaß bzw. eine Größe einer Bewegung von der Bezugsposition detektieren.
Beispielsweise wurde als ein Beispiel einer derartigen optischen Codiereinrichtung eine Bezugspositions-Detektionsvorrichtung vorgeschlagen, welche konfiguriert ist, um einen dunklen Bereich bzw. eine dunkle Fläche durch eine Phasendifferenz in Licht an einer Bezugsposition herzustellen und die dunkle Fläche zu detektieren, wodurch eine Bezugsposition detektiert wird (Patentdokument 1). In dieser Bezugspositions-Detektionsvorrichtung erlaubt eine Hauptskala, dass parallele Strahlen in einem willkürlichen lichten und dunklen Muster hindurchtreten. Zu dieser Zeit bewirken Stufen, welche auf der Hauptskala vorgesehen sind, eine Differenz in einer Lichtweglänge zwischen einer Fläche bzw. einem Bereich, wo die Stufen sind, und einem Bereich bzw. einer Fläche, wo keine Stufen sind. Daher tritt zwischen Strahlen, welche durch die Fläche hindurchgetreten sind, wo die Stufen sind, und Strahlen, welche durch die Fläche hindurchgetreten sind, wo keine Stufen sind, eine Phasendifferenz auf. Aus diesem Grund interferieren an der Grenze zwischen der Fläche, wo die Stufen sind, und der Fläche, wo keine Stufen sind, Strahlen, welche durch die zwei Flächen hindurchtreten, miteinander, wobei dies in einer Reduktion in einer Lichtintensität resultiert, wodurch eine dunkle Fläche auftritt. Eine Licht empfangende bzw. Lichtempfangsvorrichtung misst die Menge bzw. das Ausmaß von Strahlen, welche durch einen Bezugspositionsschlitz hindurchgetreten sind. Während sich die Hauptskala bewegt, wird das Ausmaß an Strahlen, welche die Lichtempfangsvorrichtung detektiert, am kleinsten, wenn die dunkle Fläche den Bezugspositionsschlitz passiert. Daher ist es möglich, diese Position als die Bezugsposition zu detektieren.
Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Offenlegung Nr. 10-2717
Die oben beschriebene Bezugspositions-Detektionsvorrichtung weist ein Problem dahingehend auf, dass die Genauigkeit einer Bezugspositions-Detektion aufgrund einer Änderung einer Temperatur abnimmt. Wenn die Temperatur der oben beschriebenen Hauptskala ansteigt, ändert sich die Stufenhöhe, und es ändert sich auch die Lichtweg- bzw. -pfadlänge gemäß den Stufen. Aus diesem Grund variiert auch die Phasendifferenz zwischen Strahlen, welche durch die Fläche hindurchgetreten sind, wo die Stufen sind bzw. vorliegen, und Strahlen, welche durch die Fläche hindurchgetreten sind, wo keine Stufen sind, und es nimmt der Kontrast der dunklen Fläche ab. Als ein Resultat wird eine Änderung in der Genauigkeit einer Detektion der Bezugsposition bewirkt.
ZUSAMMENFASSUNG
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung stellen eine Codiereinrichtung zur Verfügung, welche fähig ist, eine Detektion der Referenz- bzw. Bezugsposition durchzuführen, ohne durch eine Änderung einer Temperatur beeinflusst zu sein.
Eine Codiereinrichtung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst:
eine Skala, welche eine Referenz- bzw. Bezugsmarkierung und ein inkrementelles bzw. zunehmendes Muster aufweist;
einen Detektionskopf, welcher konfiguriert ist, um relativ in einer Messrichtung zu der Skala bewegbar zu sein und um eine Lichtintensitätsverteilung von gebeugten Strahlen zu detektieren, wenn Strahlen, welche auf die Skala gestrahlt werden, durch die Bezugsmarkierung gebeugt werden, und um ein Detektionsresultat auszugeben; und
eine Signalverarbeitungseinheit, welche konfiguriert ist, um eine Bezugsposition basierend auf einer Position in der Lichtintensitätsverteilung zu detektieren, wo eine Lichtintensität niedriger als ein vorbestimmter Wert ist,
wobei die Bezugsmarkierung eine Mehrzahl von Musterflächen bzw. -bereichen aufweist, welche eine Mehrzahl von Mustern aufweisen, welche mit einem vorbestimmten Abstand bzw. einer vorbestimmten Unterteilung in der Messrichtung angeordnet sind, und
wenigstens eine Musterfläche der Mehrzahl von Musterflächen mit einem Versatz bzw. Offset von einer benachbarten Musterfläche in der Messrichtung angeordnet ist.
Eine Codiereinrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist vorzugsweise die Codiereinrichtung, wobei der Versatz eine Hälfte des Abstands von Mustern ist, welche wiederholt in der Messrichtung angeordnet sind.
Eine Codiereinrichtung gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist vorzugsweise die Codiereinrichtung, wobei der Detektionskopf die Lichtintensitätsverteilung von gebeugten Strahlen einer positiven ersten Ordnung und/oder von gebeugten Strahlen einer negativen ersten Ordnung detektiert, welche durch die Bezugsmarkierung gebeugt sind bzw. werden.
Eine Codiereinrichtung gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist vorzugsweise die Codiereinrichtung, wobei die Mehrzahl von Musterflächen derart angeordnet ist, dass eine Mehrzahl von Verbindungslinien aufgrund eines Versatzes von einer oder beiden von zwei benachbarten Musterflächen auftritt.
Eine Codiereinrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist vorzugsweise die Codiereinrichtung, wobei die Verbindungslinien in einer zufälligen Weise oder pseudo-zufälligen Weise angeordnet sind.
Eine Codiereinrichtung gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung ist vorzugsweise die Codiereinrichtung, wobei die Verbindungslinien basierend auf einem M-Sequenz Code angeordnet sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Codiereinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche fähig ist, eine Detektion der Bezugsposition durchzuführen, ohne durch eine Änderung einer Temperatur beeinflusst zu sein bzw. zu werden.
Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden vollständiger aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigeschlossenen Zeichnungen verständlich werden. Die beigeschlossenen Zeichnungen dienen nur für eine Illustration und beschränken nicht die vorliegende Erfindung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, welche schematisch die Konfiguration einer optischen Codiereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform illustriert.
2 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Konfiguration der optischen Codiereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
3 ist eine Draufsicht, welche schematisch die Konfiguration einer Skala gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
4 ist eine Ansicht, welche eine Interferenz von gebeugten Strahlen und die Lichtintensitätsverteilung von Interferenzstreifen in der optischen Codiereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
5 ist eine perspektivische Ansicht, welche schematisch die Konfiguration einer optischen Codiereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform illustriert.
6 ist eine Ansicht, welche eine Interferenz von gebeugten Strahlen und die Lichtintensitätsverteilung von Interferenzstreifen in der optischen Codiereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform illustriert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben werden. In den Zeichnungen sind idente Komponenten durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und eine wiederholte Beschreibung davon wird erforderlichenfalls weggelassen. Die folgenden Codiereinrichtungen gemäß den Ausführungsformen sind als optische Codiereinrichtungen für ein Detektieren von Licht von einem Gittermuster und ein Berechnen einer Position konfiguriert bzw. ausgebildet.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
Eine optische Codiereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben werden. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche schematisch die Konfiguration einer optischen Codiereinrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform illustriert. Wie dies in 1 gezeigt ist, weist die optische Codiereinrichtung 100 eine Skala 1, einen Detektionskopf 2 und eine Signalverarbeitungseinheit 3 auf. Die Skala 1 und der Detektionskopf 2 sind konfiguriert, um relativ entlang einer Messrichtung (einer X-Achsen-Richtung von 1) bewegbar zu sein, welche die longitudinale bzw. Längsrichtung der Skala 1 ist. Die Skala 1 weist ein Muster für eine Positionsdetektion auf, und wenn Strahlen auf das Muster gestrahlt bzw. bestrahlt werden, treten interferierende Strahlen auf. Der Detektionskopf 2 detektiert eine Änderung der interferierenden Strahlen in der Messrichtung und gibt ein elektrisches Signal, welches das Detektionsresultat repräsentiert, an die Signalverarbeitungseinheit 3 aus. Die Signalverarbeitungseinheit 3 führt ein Signalbearbeiten an dem empfangenen bzw. erhaltenen elektrischen Signal (einem Detektionssignal DET von 1) durch, wodurch sie fähig ist, die Positionsbeziehung zwischen der Skala 1 und dem Detektionskopf 2 zu detektieren bzw. festzustellen.
Nachfolgend wird auch eine Richtung normal auf die Messrichtung (die Richtung einer X-Achse von 1) und welche die Breite der Skala 1 darstellt, als eine Y-Achse bezeichnet werden. Mit anderen Worten ist eine Hauptebene der Skala 1 eine X-Y-Ebene. Auch wird eine Richtung normal auf die Hauptebene der Skala 1 (die X-Y-Ebene), d. h. eine Richtung normal auf die X-Achse und die Y-Achse als eine Z-Achse bezeichnet werden. Auch wird in jeder perspektivischen Ansicht, auf welche unten Bezug zu nehmen ist, eine Richtung von der unteren linken Seite (eine Richtung in Richtung zu einem Betrachter) in Richtung zu der oberen rechten Seite (eine Richtung weg von dem Betrachter) auf dem Zeichnungsblatt als die positive Richtung der X-Achse bezeichnet werden. Eine Richtung von der unteren rechten Seite (eine Richtung in Richtung zu dem Betrachter) in Richtung zu der oberen linken Seite (eine Richtung weg von dem Betrachter) auf dem Zeichnungsblatt wird als die positive Richtung der Y-Achse bezeichnet werden. Eine Richtung von der unteren Seite in Richtung zu der oberen Seite auf dem Zeichnungsblatt wird als die positive Richtung der Z-Achse bezeichnet werden.
Die optische Codiereinrichtung 100 wird in größerem Detail beschrieben werden. 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Konfiguration der optischen Codiereinrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform illustriert bzw. darstellt. Wie dies in 3 gezeigt ist, weist der Detektionskopf 2 eine Lichtquelle 4 und eine detektierende bzw. Detektionseinheit 5 auf. Wie dies oben beschrieben ist, sind die Skala 1 und der Detektionskopf 2 konfiguriert, um relativ in der Bewegungsrichtung (der X-Achsen-Richtung von 2) bewegbar zu sein.
3 ist eine Draufsicht, welche schematisch die Konfiguration der Skala 1 gemäß der ersten Ausführungsform illustriert. Die Skala 1 ist ein plattenartiges Glied bzw. Element, welches eine Ebene (die X-Y-Ebene) normal auf die Z-Achse von 3 als ihre Hauptebene aufweist und deren longitudinale bzw. Längsrichtung in der X-Achsenrichtung ausgerichtet ist. Die Skala 1 ist an einer Position angeordnet, wo parallele Strahlen von der Lichtquelle 4 in einer Richtung normal auf die Hauptebene (die X-Y-Ebene) eintreten. In 2 ist die Skala 1 auf der negativen Richtung der Z-Achse von der Lichtquelle 4 angeordnet.
In dem plattenartigen Glied, welches die Skala 1 darstellt bzw. ausbildet, sind ein inkrementelles bzw. zunehmendes Muster 30 und eine Referenz- bzw. Bezugsmarkierung 10 ausgebildet.
In dem inkrementellen bzw. schrittweisen Muster 30 ist eine Mehrzahl von durchlässigen bzw. durchscheinenden Teilen nebeneinander in der X-Achsen-Richtung in einem derartigen Gittermuster angeordnet, dass ihre longitudinalen bzw. Längsrichtungen in der Y-Achse von 2 und 3 ausgerichtet sind bzw. fluchten. Mit anderen Worten sind in dem inkrementellen Muster 30 durchlässige Teile 30A und nicht-durchlässige Teile 30B abwechselnd in der X-Achsen-Richtung mit einer Teilung bzw. einem Abstand ”g” wiederholt.
Die Bezugsmarkierung 10 weist eine erste Musterfläche bzw. einen ersten Musterbereich 11 und eine zweite Musterfläche bzw. einen zweiten Musterbereich 12 auf, welche in der X-Achsen-Richtung angeordnet sind. In jeder der ersten Musterfläche 11 und der zweiten Musterfläche 12 ist eine Mehrzahl von durchlässigen Teilen nebeneinander in der X-Achsen-Richtung in einem derartigen Gittermuster angeordnet, dass ihre Längsrichtungen in der Y-Achse von 2 und 3 ausgerichtet sind. Mit anderen Worten sind bzw. werden in der ersten Musterfläche 11 durchlässige Teile 11A und nicht-durchlässige Teile 11B abwechselnd in der X-Achsen-Richtung mit dem Abstand ”g” wiederholt. In der zweiten Musterfläche 12 sind bzw. werden durchlässige Teile 12A und nicht-durchlässige Teile 12B abwechselnd in der X-Achsen-Richtung mit dem Abstand ”g” wiederholt.
Mit anderen Worten sind in dem inkrementellen Muster 30 die erste Musterfläche 11 und die zweite Musterfläche 12, die durchlässigen Teile und die nicht-durchlässigen Teile mit dem gemeinsamen Abstand ”g” angeordnet. Auch weisen in der vorliegenden Ausführungsform die durchlässigen Teile 30A, 11A und 12A dieselbe Breite auf und es weisen die nicht-durchlässigen Teile 30B, 11B und 12B dieselbe Breite auf. Daher sind bzw. werden auf dem inkrementellen Muster 30, der ersten Musterfläche 11 und der zweiten Musterfläche 12 ähnliche Beugungsmuster ausgebildet.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die erste Musterfläche 11 und die zweite Musterfläche 12 mit einem Versatz bzw. Offset ΔX in der X-Achsen-Richtung angeordnet. Der Versatz ΔX ist innerhalb eines Bereichs größer als 0° (0 [rad]) und kleiner als 360° (2π [rad]) eingestellt bzw. festgelegt. Für eine Erleichterung einer Erklärung ist in 2 und 3 ein Fall gezeigt, wo der Versatz ΔX 180° (π [rad]) ist.
Auch beinhaltet der Ausdruck ”Versatz bzw. Offset” implizit einen Fall, wo die zweite Musterfläche 12 unter Bezugnahme auf die erste Musterfläche 11 bzw. relativ zu dieser um ΔX versetzt ist, einen Fall, wo die erste Musterfläche 11 unter Bezugnahme auf die zweite Musterfläche 12 um ΔX versetzt ist, und einen Fall, wo sowohl die erste Musterfläche 11 als auch die zweite Musterfläche 12 unter Bezugnahme auf die Skala 1 (beispielsweise das inkrementelle Muster 30) versetzt sind und die Summe der Offsets von diesen ΔX ist. Dies ist nicht auf die erste Musterfläche 11 und die zweite Musterfläche 12 beschränkt bzw. begrenzt und wird selbst auf zwei Musterflächen angewandt, welche benachbart zueinander in der Messrichtung (der X-Achsen-Richtung) in einem Fall sind, wo es eine Mehrzahl von (drei oder mehr) Musterflächen bzw. -bereichen gibt. Mit anderen Worten muss die Mehrzahl von (drei oder mehr) Musterflächen nur wenigstens eine Musterfläche beinhalten, welche in der Messrichtung (der X-Achsen-Richtung) versetzt ist.
Es ist bevorzugt, dass die Skala 1 aus Glas hergestellt ist. In diesem Fall sind bzw. werden beispielsweise die nicht-durchlässigen Teile durch ein Verdampfen einer Metallschicht bzw. -lage auf das Glas ausgebildet. In diesem Fall werden Flächen bzw. Bereiche, wo keine Metallschicht vorliegt, die durchlässigen Teile. Jedoch ist es möglich, jegliches andere Material zu verwenden, um die Skala 1 herzustellen, solange es möglich ist, die durchlässigen Teile, welche zu einem Transmittieren von Licht fähig sind, und die nicht-durchlässigen Teile, welche zu einem Transmittieren von Licht nicht fähig sind, in einem Gittermuster herzustellen.
Unter Bezugnahme auf 2 wird die Konfiguration des Detektionskopfs 2 beschrieben werden. Zuerst wird die Lichtquelle 4 beschrieben werden. Die Lichtquelle 4 ist eine Lichtquelle für ein Ausgeben von parallelen Strahlen CL. Die Lichtquelle 4 weist beispielsweise eine Lichtquellenvorrichtung und einen Kollimator auf. Die Lichtquellenvorrichtung gibt Licht aus, welches dann in parallele Strahlen CL durch den Kollimator kollimiert wird. Als die Lichtquellenvorrichtung kann beispielsweise eine Licht emittierende Diode (LED), ein Halbleiter-Laser, eine selbstscannende Licht emittierende Vorrichtung (SLED) oder eine organische Licht emittierende Vorrichtung (OLED) verwendet werden. Auch als der Kollimator können verschiedene kollimierende Mittel, wie beispielsweise ein optisches Linsensystem verwendet werden.
Die Detektionseinheit 5 wird beschrieben werden. Die Detektionseinheit 5 ist konfiguriert, um fähig zu sein, Licht zu detektieren, welches durch die Skala 1 hindurchgetreten ist. Die detektierende bzw. Detektionseinheit 5 weist einen Licht empfangenden Abschnitt bzw. Querschnitt 51 und einen Licht empfangenden Abschnitt 52 auf. Der Licht empfangende Abschnitt bzw. Lichtempfangsabschnitt 51 und der Licht empfangende Abschnitt bzw. Lichtempfangsabschnitt 52 sind nebeneinander in der Y-Achsen-Richtung angeordnet.
Der Licht empfangende Abschnitt 51 ist konfiguriert, um fähig zu sein, Licht zu detektieren, welches durch das inkrementelle Muster 30 hindurchgetreten ist, und das Detektionsresultat an die Signalbe- bzw. -verarbeitungseinheit 3 auszugeben. Beispielsweise führt der Licht empfangende Abschnitt 51 eine fotoelektrische Konversion an Licht durch, welches durch das inkrementelle Muster 30 hindurchgetreten ist, wodurch ein elektrisches Signal erhalten wird, und gibt das elektrische Signal an die ein Signal verarbeitende Einheit bzw. Signalverarbeitungseinheit 3 aus. Der Licht empfangende Abschnitt 51 ist beispielsweise als ein Lichtempfangsvorrichtungs-Array einer Mehrzahl von Lichtempfangsvorrichtungen (beispielsweise Fotodioden) konfiguriert, welche mit einem Abstand kleiner als derjenige des inkrementellen Musters 30 (beispielsweise eine Hälfte oder ein Viertel des Abstands des inkrementellen Musters) angeordnet sind. Auch kann der Licht empfangende Abschnitt 51 konfiguriert sein, indem ein Gitter mit demselben Abstand wie derjenige des inkrementellen Musters 30 auf einer Fotodiode ausgebildet wird, welche eine große Lichtempfangsfläche aufweist.
Der Licht empfangende Abschnitt 52 ist konfiguriert, um fähig zu sein, gebeugte Strahlen verschieden von einem gebeugten Lichtstrahl nullter Ordnung zu detektieren, welcher durch die Bezugsmarkierung 10 hindurchgetreten ist, und das Detektionsresultat an die Signalverarbeitungseinheit 3 auszugeben. Beispielsweise führt der Licht empfangende Abschnitt 52 eine fotoelektrische Konversion bzw. Umwandlung an gebeugten Strahlen verschieden von einem gebeugten Lichtstrahl nullter Ordnung durch, welcher durch die Bezugsmarkierung 10 hindurchgetreten ist, wodurch ein elektrisches Signal erhalten wird, und gibt das elektrische Signal an die Signalverarbeitungseinheit 3 aus. In diesem Fall sind Licht empfangende Vorrichtungen (beispielsweise Fotodioden) für ein Detektieren von gebeugten Strahlen verschieden von einem gebeugten Strahl nullter Ordnung an Positionen angeordnet, welche Beugungswinkel basierend auf Beugungsordnungen erfüllen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel, in welchem der Licht empfangende Abschnitt 52 einen gebeugten Strahl positiver erster Ordnung und einen gebeugten Strahl negativer erster Ordnung detektiert, beschrieben werden. Der Licht empfangende Abschnitt 52 weist Licht empfangende Vorrichtungen 52A und 52B auf. Die Licht empfangende Vorrichtung 52A ist an einer Position basierend auf dem Beugungswinkel des gebeugten Strahls positiver erster Ordnung angeordnet, wie dies von der Bezugsmarkierung 10 gesehen wird. Die Licht empfangende Vorrichtung 52B ist an einer Position basierend auf dem Beugungswinkel des gebeugten Strahls negativer erster Ordnung angeordnet, wie dies von der Bezugsmarkierung 10 gesehen wird. Mit anderen Worten sind die Licht empfangenden Vorrichtung 52A, 52B auf den gegenüberliegenden Seiten des Zentrums des Detektionskopfs 2 in der X-Achsen-Richtung angeordnet.
Nun wird die Eigenschaft von Licht, welches durch die Bezugsmarkierung 10 hindurchgetreten ist, beschrieben werden. 4 ist eine Ansicht, welche eine Interferenz von gebeugten Strahlen und die Lichtintensitätsverteilung von Interferenzstreifen in der optischen Codiereinrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform illustriert. Parallele Strahlen CL treten in die Bezugsmarkierung 10 ein und werden durch die Bezugsmarkierung 10 gebeugt, wodurch gebeugte Strahlen auftreten. Nachfolgend wird für eine Erleichterung einer Erklärung eine Beschreibung mit einem Schwerpunkt auf gebeugte Strahlen positiver erster Ordnung und gebeugte Strahlen negativer erster Ordnung gemacht bzw. gegeben.
Hier wird das Zentrum bzw. der Mittelpunkt der Bezugsmarkierung 10, d. h. ein Punkt auf der Verbindungslinie der ersten Musterfläche 11 und der zweiten Musterfläche 12 als der Mittelpunkt CP bezeichnet. Ein durchlässiges Teil 11A der ersten Musterfläche 11 am nächsten zu dem Mittelpunkt CP wird als das durchlässige bzw. durchscheinende Teil 11C bezeichnet. Ein durchlässiges Teil 12A der zweiten Musterfläche 12 am nächsten zu dem Mittelpunkt CP wird als das durchlässige bzw. durchscheinende Teil 12C bezeichnet.
Wenn die Skala 1 eine Referenz- bzw. Bezugsposition erreicht, erreichen ein gebeugter Strahl P1 positiver erster Ordnung von dem durchlässigen Teil 11C der ersten Musterfläche 11 und ein gebeugter Strahl P2 positiver erster Ordnung von dem durchlässigen Teil 12C der zweiten Musterfläche 12 die detektierende bzw. Detektionseinheit 5 über dieselbe Lichtpfad- bzw. -weglänge. Auch erreichen ein gebeugter Strahl M1 negativer erster Ordnung von dem durchlässigen Teil 11C der ersten Musterfläche 11 und ein gebeugter Strahl M2 negativer erster Ordnung von dem durchlässigen Teil 12C der zweiten Musterfläche 12 die Detektionseinheit 5 über dieselbe Lichtweglänge.
Wie dies oben beschrieben ist, sind die erste Musterfläche 11 und die zweite Musterfläche 12 mit dem Versatz bzw. Offset ΔX in der X-Achsen-Richtung angeordnet. Daher tritt an der Licht empfangenden Oberfläche der Detektionseinheit 5 zwischen dem gebeugten Strahl P1 positiver erster Ordnung, welcher durch die erste Musterfläche 11 gebeugt wird, und dem gebeugten Strahl P2 positiver erster Ordnung, welcher durch die zweite Musterfläche 12 gebeugt wird, eine relative Phasendifferenz auf, welche dem Offset zuzuschreiben ist. Diese Phasendifferenz Δθ kann als der folgende Ausdruck 1 ausgedrückt werden. In dem Ausdruck bzw. der Gleichung 1 ist ”s” der absolute Wert der Ordnung der gebeugten Strahlen.
[Ausdruck 1]

Δθ = 2π·s·ΔX / g

In diesem Fall tritt zwischen dem gebeugten Strahl P1 positiver erster Ordnung und dem gebeugten Strahl P2 positiver erster Ordnung eine Phasendifferenz Δθ in einem Fall auf, wo ”s” von Ausdruck 1 1 ist, wie dies oben beschrieben ist. Daher werden der gebeugte Strahl P1 positiver erster Ordnung und der gebeugte Strahl P2 positiver erster Ordnung, welche von den zwei nächsten durchlässigen Teilen propagieren bzw. fortschreiten, welche symmetrisch in der X-Achsen-Richtung angeordnet sind, wobei der Mittelpunkt CP dazwischen angeordnet ist, wechselweise bzw. gegenseitig in der Nähe einer Grenze BP aufgehoben bzw. ausgelöscht, wodurch die Lichtintensität auf der Licht empfangenden Oberfläche der detektierenden Einheit 5 schwach in dem Beugungswinkelbereich der gebeugten Strahlen positiver erster Ordnung wird, wie dies von dem Mittelpunkt CP der Bezugsmarkierung 10 gesehen wird. Als ein Resultat tritt in der Verteilung von Lichtintensitäten P ein dunkles Teil DS1 auf, wie dies in 4 gezeigt ist.
Auch zwischen dem gebeugten Strahl M1 negativer erster Ordnung und dem gebeugten Strahl M2 negativer erster Ordnung tritt eine Phasendifferenz Δθ in einem Fall auf, wo ”s” in Ausdruck 1 1 ist, wie dies oben beschrieben ist. Daher werden der gebeugte Strahl M1 negativer erster Ordnung und der gebeugte Strahl M2 negativer erster Ordnung, welche von den zwei nächsten durchlässigen Teilen fortschreiten, welche symmetrisch in der X-Achsen-Richtung angeordnet sind, wobei der Mittelpunkt CP dazwischen angeordnet ist, wechselweise bzw. gegenseitig in der Nähe einer Grenze BM aufgehoben bzw. ausgelöscht, wodurch die Lichtintensität auf der Licht empfangenden Oberfläche der detektierenden Einheit 5 schwach in dem Beugungswinkelbereich der gebeugten Strahlen negativer erster Ordnung wird, wie dies von dem Mittelpunkt CP der Bezugsmarkierung 10 gesehen wird. Als ein Resultat tritt in der Verteilung der Lichtintensitäten P ein dunkles Teil DS2 auf, wie dies in 4 gezeigt ist.
Daher kann, wenn die Licht empfangenden Vorrichtungen 52A und 52B an Positionen entsprechend dem dunklen Teil DS1 bzw. dem dunklen Teil DS2 angeordnet sind, die detektierende Einheit 5 die dunklen Teile detektieren. Da Positionen, wo dunkle Teile auftreten, eindeutig basierend auf den Beugungsordnungen von gebeugten Strahlen bestimmt werden können, wie dies oben beschrieben ist, ist es möglich, wenn ein dunkles Teil detektiert wird, die Position der Skala 1 als eine Bezugs- bzw. Referenzposition zu detektieren bzw. festzustellen. Beispielsweise kann, wenn ein Schwellwert für elektrische Signale, welche die Licht empfangenden Vorrichtungen ausgeben, eingestellt bzw. festgelegt wird, die Signalverarbeitungseinheit 3 leicht ein Bezugspositions-Pulssignal erzeugen bzw. generieren, welches zu einem Zeitpunkt startet, wenn die Spannung eines elektrischen Signals niedriger als der Schwellwert wird, und zu einem Zeitpunkt endet, wenn die Spannung des elektrischen Signals höher als der Schwellwert wird.
Es ist auch ersichtlich bzw. augenscheinlich, dass, da bzw. wenn die Phasendifferenz Δθ zwischen gebeugten Strahlen, welche von den zwei nächsten durchlässigen Teilen propagieren bzw. sich ausbreiten, welche symmetrisch in der X-Achsen-Richtung angeordnet sind, wobei der Mittelpunkt CP dazwischen angeordnet ist, ansteigt, der Kontrast von dunklen Teilen ansteigt. Daher weisen in einem Fall, wo die Phasendifferenz 180° ist, die dunklen Teile den höchsten Kontrast auf. Daher wird, wenn Ausdruck 1 für den Offset ΔX gelöst wird, und π (180°) der Phasendifferenz Δθ zugeordnet wird, ein Offset ΔX_MAX, bei welchem ein dunkles Teil, welches sich auf gebeugte Strahlen s-ter-Ordnung bezieht, den höchsten Kontrast aufweist, ausgedrückt als der folgende Ausdruck bzw. die folgende Gleichung 2.
[Ausdruck 2]

ΔX_MAX = g / 2s

Wenn die Aufmerksamkeit auf die gebeugten Strahlen positiver erster Ordnung oder die gebeugten Strahlen negativer erster Ordnung fokussiert bzw. gelegt wird, kann gesehen werden, dass ein Offset, bei welchem die dunklen Teile den höchsten Kontrast aufweisen, eine Hälfte (g/2) des Abstands ”g” der Muster ist.
Nun wird der Einfluss einer Änderung einer Temperatur auf die optische Codiereinrichtung 100 beschrieben werden. Wenn sich die Temperatur der Skala 1 beispielsweise aufgrund einer Änderung in einer Umgebungstemperatur oder einer Wärmeerzeugung ändert, expandiert oder kontrahiert die Skala 1 geringfügig im Vergleich zu der Größe der gesamten Skala 1. Daher variiert auch der Abstand bzw. die Unterteilung ”g” der Bezugsmarkierung 10 auf der Skala 1. Wenn der Koeffizient einer thermischen Expansion des Materials, welches die Skala 1 darstellt bzw. ausbildet, durch L bezeichnet wird, ist ein Abstand in einem Fall, wo eine thermische Expansion oder thermische Kontraktion aufgetreten ist, L × g.
Es ist auch offensichtlich, dass ähnlich zu dem Abstand der Offset ΔX in der X-Achsen-Richtung auch durch eine thermische Expansion oder thermische Kontraktion beeinflusst wird. Daher ist ein Offset in einem Fall, wo eine thermische Expansion oder thermische Kontraktion aufgetreten ist, L × ΔX. Wenn die Phasendifferenz in diesem Fall durch Δθ_T repräsentiert wird, kann Δθ_T durch ein Ersetzen des Abstands ”g” und des Offsets ΔX im Ausdruck 1 jeweils durch L × g und L × ΔX erhalten werden. Daher wird die Phasendifferenz Δθ_T in dem Fall, wo eine thermische Expansion oder thermische Kontraktion aufgetreten ist, ausgedrückt als der folgende Ausdruck bzw. die folgende Gleichung 3.
[Ausdruck 3]

Δθ_T = 2π·s·(L·ΔX) / L·g = 2π·s·ΔX / g = Δθ

Wie dies durch den Ausdruck 3 gezeigt ist, kann, da der Koeffizient L einer thermischen Expansion des Nenners und der Koeffizient L einer thermischen Expansion des Zählers gestrichen werden können, verstanden werden, dass, selbst wenn eine thermische Expansion oder thermische Kontraktion auftritt, die Phasendifferenz Δθ nicht variiert. Daher variiert, selbst wenn eine Änderung in einer Temperatur auftritt, der Kontrast der dunklen Teile der Lichtintensitätsverteilung, welche die detektierende Einheit 5 detektiert, nicht. Daher kann verstanden werden, dass es möglich ist, eine stabile Bezugspositions-Detektion unabhängig von einer Änderung einer Temperatur zu implementieren.
Auch beeinflusst, da die Phasendifferenz nicht von parallelen Strahlen abhängt, welche die Lichtquelle 4 ausgibt, eine Änderung der Lichtweglänge nicht die Genauigkeit einer Detektion der Bezugsposition. Dieser Gesichtspunkt macht auch eine Bezugspositions-Detektion hoher Genauigkeit möglich.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Eine optische Codiereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben werden. 5 ist eine perspektivische Ansicht, welche schematisch die Konfiguration einer optischen Codiereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform illustriert. Wie dies in 5 gezeigt ist, weist die optische Codiereinrichtung eine Konfiguration auf, welche durch ein Ersetzen der Skala 1 und des Detektionskopfs 2 der optischen Codiereinrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform durch eine Skala 6 bzw. einen Detektionskopf 7 erhalten wird.
6 ist eine Ansicht, welche eine Interferenz von gebeugten Strahlen und die Lichtintensitätsverteilung von Interferenzstreifen in der optischen Codiereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform illustriert. Die Skala 6 weist eine Konfiguration auf, welche durch ein Ersetzen der Referenz- bzw. Bezugsmarkierung 10 der Skala 1 durch eine Referenz- bzw. Bezugsmarkierung 20 erhalten wird. In der Bezugsmarkierung 10 der Skala 1 gibt es zwei Flächen bzw. Bereiche, wo die Muster angeordnet sind, und die zwei Musterflächen sind mit dem Offset bzw. Versatz in der X-Achsen-Richtung angeordnet. Jedoch sind in der Bezugsmarkierung 20 drei oder mehr Musterflächen in der X-Achsen-Richtung angeordnet und jeweils zwei benachbarte Musterflächen sind mit einem Versatz in der X-Achsen-Richtung angeordnet. Hier wird ein Beispiel, in welchem die Bezugsmarkierung 20 vier Musterflächen aufweist, beschrieben werden. In der Bezugsmarkierung 20 sind eine erste bis vierte Musterfläche 21 bis 24 in einer Reihenfolge in einer Richtung von der positiven Seite der X-Achse in Richtung zu der negativen Seite angeordnet.
In jeder der ersten bis vierten Musterfläche 21 bis 24 ist, ähnlich wie in der ersten Musterfläche 11 und der zweiten Musterfläche 12 gemäß der ersten Ausführungsform, eine Mehrzahl von durchlässigen bzw. durchscheinenden Teilen nebeneinander in der X-Achsen-Richtung in einem derartigen Gittermuster angeordnet, dass ihre longitudinalen bzw. Längsrichtungen in der Y-Achse von 5 und 6 ausgerichtet sind. Mit anderen Worten sind bzw. werden in der ersten bis vierten Musterfläche 21 bis 24 durchlässige Teile 21A bis 24A und nicht-durchlässige Teile 21B bis 24B abwechselnd in der X-Achsen-Richtung jeweils mit dem Abstand ”g” wiederholt. Die durchlässigen Teile 30A des inkrementellen Musters 30 und die durchlässigen Teile 21A bis 24A weisen jeweils dieselben Breiten wie die Breiten der nicht-durchlässigen Teile 30B des inkrementellen Musters 30 und der nicht-durchlässigen Teile 21B bis 24B auf. Daher sind bzw. werden in dem inkrementellen Muster 30 und der ersten bis vierten Musterfläche 21 bis 24 ähnliche Gittermuster ausgebildet.
Auch kann die Anzahl von durchlässigen Teilen und nicht-durchlässigen Teilen der ersten bis vierten Musterfläche 21 bis 24 dieselbe sein oder kann verschieden sein. Auch kann die Anzahl von durchlässigen Teilen und nicht-durchlässigen Teilen von einigen der Musterflächen dieselbe sein und die Anzahl von durchlässigen Teilen und nicht-durchlässigen Teilen der anderen Musterflächen kann verschieden sein.
In diesem Beispiel werden ein Offset bzw. Versatz zwischen der ersten Musterfläche 21 und der zweiten Musterfläche 22, ein Offset zwischen der zweiten Musterfläche 22 und der dritten Musterfläche 23 und ein Offset zwischen der dritten Musterfläche 23 und der vierten Musterfläche 24 jeweils durch ΔX1, ΔX2 und ΔX3 dargestellt. Die Offsets ΔX1 bis ΔX3 können dieselben sein oder können verschieden sein. Andernfalls können nur einige von diesen dieselben sein.
Der Detektionskopf 7 weist eine Konfiguration auf, welche durch ein Ersetzen der detektierenden bzw. Detektionseinheit 5 des Detektionskopfs 2 durch eine detektierende Einheit 8 erhalten wird. Die detektierende Einheit 8 weist einen Licht empfangenden Abschnitt bzw. Lichtempfangsabschnitt 81 und einen Licht empfangenden Abschnitt bzw. Lichtempfangsabschnitt 82 auf. Der Licht empfangende Abschnitt 81 und der Licht empfangende Abschnitt 82 sind nebeneinander in der Y-Achsen-Richtung angeordnet.
Der Licht empfangende Abschnitt 81 weist dieselbe Konfiguration wie diejenige des Licht empfangenden Abschnitts 51 auf und ist konfiguriert, um fähig zu sein, Licht zu detektieren, welches durch das inkrementelle Muster 30 hindurchgetreten ist, und das Detektionsresultat an die Signalverarbeitungseinheit 3 auszugeben. Licht empfangende Vorrichtungen 81A des Licht empfangenden Abschnitts 81 entsprechen den Licht empfangenden Vorrichtung 51A der detektierenden Einheit 5.
Der Licht empfangende Abschnitt 82 ist konfiguriert, um fähig zu sein, gebeugte Strahlen verschieden von einem gebeugten Lichtstrahl nullter Ordnung zu detektieren, welcher durch die Bezugsmarkierung 20 hindurchgetreten ist, und das Detektionsresultat an die Signalverarbeitungseinheit 3 auszugeben. In der vorliegenden Ausführungsform wird für eine Erleichterung einer Erläuterung ein Beispiel, in welchem der Licht empfangende Abschnitt 82 gebeugte Strahlen positiver erster Ordnung detektiert, beschrieben werden. In dem Licht empfangenden Abschnitt 82 sind Licht empfangende Vorrichtungen 82A bis 82C für ein Detektieren von gebeugten Strahlen positiver erster Ordnung an Positionen angeordnet, welche Beugungswinkel basierend auf den gebeugten Strahlen positiver erster Ordnung erfüllen.
Da die erste bis vierte Musterfläche 21 bis 24 mit den Offsets angeordnet sind, wie dies oben beschrieben ist, treten in der Lichtintensität der gebeugten Strahlen positiver erster Ordnung an bzw. auf der Licht empfangenden Oberfläche der detektierenden Einheit 5 auf demselben Prinzip, wie dies in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, dunkle Teile DS21 bis D23 an Positionen entsprechend den Mittelpunkten CP1 bis CP3 der Verbindungslinien der Musterflächen bzw. -bereiche auf. In einem Beispiel, welches in 6 gezeigt ist, interferieren ein gebeugter Strahl P12 positiver erster Ordnung und ein gebeugter Strahl P21 positiver erster Ordnung von beiden Seiten des Mittelpunkts CP1 miteinander, wodurch das dunkle Teil DS21 auftritt. Ein gebeugter Strahl P22 positiver erster Ordnung und ein gebeugter Strahl P31 positiver erster Ordnung von beiden Seiten des Mittelpunkts CP2 interferieren miteinander, wodurch das dunkle Teil DS22 auftritt. Ein gebeugter Strahl P32 positiver erster Ordnung und ein gebeugter Strahl P41 positiver erster Ordnung von beiden Seiten des Mittelpunkts CP3 interferieren miteinander, wodurch das dunkle Teil DS23 auftritt. Auch können, da Positionen, wo die dunklen Teile DS21 bis D23 auftreten bzw. erscheinen, basierend auf einem Design der Skala 6 der optischen Codiereinrichtung und dem Abstand zwischen der Skala 6 und der detektierenden Einheit 8 bestimmt werden können, die Licht empfangenden Vorrichtungen 82A bis 82C, welche in Intervallen von Abständen basierend auf den Positionen angeordnet sind, wo die dunklen Teile DS21 bis D23 erscheinen, die dunklen Teile DS21 bis D23 detektieren, welche sich mit einer Bewegung der Skala 6 in der X-Achsen-Richtung bewegen, und einen detektierten Wert als eine Referenz- bzw. Bezugsposition detektieren.
In der vorliegenden Ausführungsform können mehrere Licht empfangende Vorrichtungen in der detektierenden Einheit derart vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt werden, dass es möglich ist, eine genauere Bezugspositions-Detektion beispielsweise durch ein Mitteln von Bezugspositions-Detektionsresultaten der einzelnen Licht empfangenden Vorrichtungen durchzuführen. Auch kann die detektierende Einheit konfiguriert sein bzw. werden, indem Muster, welche durchlässige bzw. durchscheinende Teile (Schlitze) an Intervallen von Abständen basierend auf den Positionen aufweisen, wo die dunklen Teile DS21 bis D23 erscheinen, auf einer Licht empfangenden Vorrichtung angeordnet sind bzw. werden, welche eine große Fläche aufweist. In diesem Fall ist es möglich, die Menge bzw. das Ausmaß eines Empfangs von Licht der Licht empfangenden Vorrichtungen an Nicht-Bezugspositionen zu erhöhen. Auch steigt, da die Lichtintensität jedes durchlässigen Teils an einer Bezugsposition abnimmt, zwischen der Bezugsposition und den Nicht-Bezugspositionen ein Unterschied in der Lichtintensität an, welche die Licht empfangende Vorrichtung detektiert. Daher wird eine Detektion der Bezugsposition leichter bzw. einfacher.
Auch wurde in der vorliegenden Ausführungsform das Beispiel, in welchem die Bezugsmarkierung 20 vier Musterflächen aufweist (die Anzahl der Verbindungslinien der Musterflächen ist drei), beschrieben. Jedoch kann die Anzahl von Musterflächen drei sein (kann die Anzahl der Verbindungslinien von Musterflächen zwei sein) oder kann fünf oder mehr sein (kann die Anzahl der Verbindungslinien von Musterflächen vier oder mehr sein).
Auch können die Positionen der Verbindungslinien von Musterflächen in einer zufälligen Weise angeordnet sein bzw. werden, und können basierend auf einem Pseudo-Zufalls-Code, wie beispielsweise einem M-Sequenz Code angeordnet sein bzw. werden. Wenn ein M-Sequenz Code verwendet wird, ist es möglich, weiter den Unterschied in der Lichtintensität, welche die Licht empfangende Vorrichtung detektiert, zwischen der Bezugsposition und den Nicht-Bezugspositionen zu erhöhen. Es ist offensichtlich, dass, wenn ein längerer M-Sequenz Code verwendet wird, es möglich ist, den Unterschied in der Lichtintensität, welche die Licht empfangende Vorrichtung detektiert, zwischen der Bezugsposition und den Nicht-Bezugspositionen zu erhöhen.
Daher ist es gemäß dieser Konfiguration möglich, eine Codiereinrichtung zu implementieren, welche fähig ist, leichter eine Bezugsposition mit einer höheren Genauigkeit zu detektieren.
Demgemäß wird eine Skala geoffenbart, welche mit einer Referenz- bzw. Bezugsmarkierung und einem inkrementellen Muster versehen ist. Ein Detektionskopf ist relativ in einer Messrichtung unter Bezugnahme auf die Skala bewegbar und detektiert eine Lichtintensitätsverteilung von gebeugten Strahlen, wenn Strahlen, welche auf die Skala gestrahlt werden, durch die Bezugsmarkierung gebeugt werden, und gibt das Detektionsresultat aus. Eine Signalverarbeitungseinheit detektiert eine Referenz- bzw. Bezugsposition basierend auf einer Position in der Lichtintensitätsverteilung, wo eine Lichtintensität niedriger als ein vorbestimmter Wert ist. Die Bezugsposition weist eine Vielzahl von Musterflächen bzw. -bereichen auf, welche eine Vielzahl von Mustern aufweisen, welche mit einem vorbestimmten Abstand in der Messrichtung angeordnet sind. Wenigstens eine Musterfläche der Mehrzahl von Musterflächen ist mit einem Versatz bzw. Offset von einer benachbarten Musterfläche in der Messrichtung angeordnet.
ANDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Auch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt bzw. begrenzt, sondern kann geeignet modifiziert werden, ohne von dem Rahmen bzw. Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise wurde in den oben beschriebenen Ausführungsformen der Fall, wo zwei aufeinanderfolgende nicht-durchlässige Teile an der Verbindungslinie von zwei Musterflächen der Bezugsmarkierung vorliegen, beschrieben. Jedoch können in einem Fall, wo der Offset ΔX innerhalb eines Bereichs größer als π und kleiner als 2π ist bzw. liegt, die nicht-durchlässigen Teile an Intervallen bzw. Abständen angeordnet sein bzw. werden, wobei der Mittelpunkt CP dazwischen angeordnet ist, und durchlässige Teile können in einer Fläche bzw. einem Bereich existieren, welche(r) den Mittelpunkt CP beinhaltet. Selbst in diesem Fall treten, da eine Phasendifferenz zwischen gebeugten Strahlen von zwei nächsten durchlässigen Teilen auftritt, welche symmetrisch in der X-Achsen-Richtung angeordnet sind, wobei der Mittelpunkt CP dazwischen angeordnet ist, in ähnlicher Weise dunkle Teile auf.
Die oben beschriebenen Codiereinrichtungen gemäß den Ausführungsformen wurden als durchlässige optische Codiereinrichtungen beschrieben, wobei sie jedoch auch auf reflektierende optische Codiereinrichtungen angewandt werden können. In diesem Fall ist es erforderlich, die durchlässigen Teile und nicht-durchlässigen Teile der Gittermuster der Skala jeweils durch reflektierende Teile und nicht-reflektierende Teile zu ersetzen. Es ist auch erforderlich, eine Licht empfangende Einheit auf der Seite der Lichtquelle (4) von der Skala anzuordnen.
Selbstverständlich sind die oben beschriebenen Codiereinrichtungen gemäß den Ausführungsformen nicht auf lineare Codiereinrichtungen beschränkt und können als rotierende Codiereinrichtungen konfiguriert bzw. ausgebildet sein bzw. werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 10-2717 [0003]

Claims

Codiereinrichtung, umfassend: eine Skala, welche eine Bezugsmarkierung und ein inkrementelles Muster aufweist; einen Detektionskopf, welcher konfiguriert ist, um relativ in einer Messrichtung zu der Skala bewegbar zu sein und um eine Lichtintensitätsverteilung von gebeugten Strahlen zu detektieren, wenn Strahlen, welche auf die Skala gestrahlt werden, durch die Bezugsmarkierung gebeugt werden, und um ein Detektionsresultat auszugeben; und eine Signalverarbeitungseinheit, welche konfiguriert ist, um eine Bezugsposition basierend auf einer Position in der Lichtintensitätsverteilung zu detektieren, wo eine Lichtintensität niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, wobei die Bezugsmarkierung eine Mehrzahl von Musterflächen bzw. -bereichen aufweist, welche eine Mehrzahl von Mustern aufweisen, welche mit einem vorbestimmten Abstand bzw. einer vorbestimmten Unterteilung in der Messrichtung angeordnet sind, und wenigstens eine Musterfläche der Mehrzahl von Musterflächen mit einem Versatz von einer benachbarten Musterfläche in der Messrichtung angeordnet ist.
Codiereinrichtung nach Anspruch 1, wobei: der Versatz eine Hälfte des Abstands von Mustern ist, welche wiederholt in der Messrichtung angeordnet sind.
Codiereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei: der Detektionskopf die Lichtintensitätsverteilung von gebeugten Strahlen einer positiven ersten Ordnung und/oder von gebeugten Strahlen einer negativen ersten Ordnung detektiert, welche durch die Bezugsmarkierung gebeugt sind.
Codiereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei: die Mehrzahl von Musterflächen derart angeordnet ist, dass eine Mehrzahl von Verbindungslinien aufgrund eines Versatzes von einer oder beiden von zwei benachbarten Musterflächen auftritt.
Codiereinrichtung nach Anspruch 4, wobei: die Verbindungslinien in einer zufälligen Weise oder pseudo-zufälligen Weise angeordnet sind.
Codiereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei: die Verbindungslinien basierend auf einem M-Sequenz Code angeordnet sind.