DE19835972C1 - Optoelektronische Positionserfassungseinrichtung zur absoluten Weg- oder Winkelbestimmung sowie Verwendung einer solchen Einrichtung - Google Patents
Optoelektronische Positionserfassungseinrichtung zur absoluten Weg- oder Winkelbestimmung sowie Verwendung einer solchen EinrichtungInfo
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Abstract
Eine optoelektronische Positionserfassungseinrichtung zur absoluten Weg- oder Winkelbestimmung zweier relativ zueinander bewegter Körper, umfassend eine Lichtquelle 3, ein von der Lichtquelle 3 partiell bestrahltes, eine Codierung aufweisendes Geberelement 2, welches Geberelement 2 an die Bewegung des beweglichen Körpers gekoppelt ist, wobei als Codierung eine durch die Lichtbestrahlung erzeugte Abtastspur 6 und eine Referenzspur 7 vorgesehen sind, und umfassend ein zu dem Geberelement 2 ortsfest angeordneter photosensitiver Zeilensensor 4 zum Abtasten der Codespuren 6, 7 des Geberelements 2, welche Ausgangssignale des Zeilensensors 4 eine elektronische Auswerteeinheit zum Bestimmen des absoluten Weges oder Winkels beaufschlagen, ist dadurch bestimmt, daß das Geberelement 2 als lichtleitender Körper ausgebildet ist, in dessen randliche Mantelfläche die von der Lichtquelle 3 emittierten Lichtstrahlen eingekoppelt werden, welches Geberelement 2 zur Ausbildung der Codespuren Reflektionsflächen R¶1¶, R¶2¶ aufweist, an denen die eingekoppelten Lichtstrahlen der Codierung entsprechend aus dem Geberelement 2 heraus und zur photosensitiven Oberfläche des Zeilensensors 4 hin reflektiert werden. DOLLAR A Besonders zweckmäßig ist eine solche optoelektronische Positionserfassungseinrichtung als Lenkwinkelsensor zum Bestimmen der Winkelstellung des Lenkrades eines Kraftfahrzeuges einsetzbar.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Erfassens einer Position
zweier relativ zueinander bewegter Körper mit einer optoelektronischen
Positionserfassungseinrichtung.
Optoelektronische Positionserfassungseinrichtungen werden beispiels
weise im Maschinenbau zur Erfassung der absoluten Position sowie der
Bewegung bestimmter Maschinenteile zueinander, etwa zur Erfassung
von Roboterbewegungen eingesetzt. Ferner finden optoelektronische Po
sitionserfassungssysteme im Kraftfahrzeugbereich Verwendung, bei
spielsweise zur Erfassung des Lenkwinkels. Der Lenkwinkel bzw. der
Lenkwinkeleinschlag bei Kraftfahrzeugen wird benötigt, um mit diesem
Wert etwa ein Fahrdynamikregelsystem beaufschlagen zu können. Ein
solches Fahrdynamikregelsystem erhält neben dem genannten Lenkwin
kelwerten weitere Meßdaten, etwa die Raddrehzahl oder die Drehung des
Kraftfahrzeuges um seine Hochachse. Benötigt werden zum einen der
absolute Lenkwinkeleinschlag und zum anderen die Lenkgeschwindigkeit,
damit diese Werte zusammen mit den anderen erfaßten Daten durch das
Fahrdynamikregelsystem ausgewertet und zum Steuern von Aktoren, bei
spielsweise der Bremsen und/oder des Motormanagements umgesetzt
werden können.
Ein optoelektronischer Lenkwinkelsensor ist beispielsweise aus der
DE 40 22 837 A1 bekannt. Der in diesem Dokument offenbarte Lenkwinkelsen
sor besteht aus zwei parallel und mit Abstand zueinander angeordneten
Elementen - einer Lichtquelle und einem Zeilensensor. Die Lichtquelle
und der Zeilensensor sind mit Abstand voneinander einen Spalt ausbil
dend angeordnet. In diesen Spalt greift eine runde Codescheibe ein, die
drehfest mit der Lenkspindel verbunden ist. Der Codegeber ist als Licht
schlitzscheibe ausgebildet und umfaßt als Codespur eine sich von innen
nach außen vergrößernde Spirale. Als Zeilensensor ist eine CCD-Sensor
zeile vorgesehen. Über die Belichtung der Bildpunkte des Zeilensensors
bei einem bestimmten Lenkeinschlag kann ein Aufschluß über den tat
sächlichen Lenkwinkeleinschlag gewonnen werden.
Lenkwinkelsensorsysteme werden im Bereich der Lenkspindel des Kraft
fahrzeuges eingebaut. Der in diesem Bereich zum Einbau eines solchen
Lenkwinkelsensorsystems vorhandene Einbauraum ist insbesondere in
Achsrichtung der Lenkspindel beschränkt. Diesen Anforderungen an die
minimale Bauhöhe genügt der aus dem oben bezeichneten Dokument
bekannte Lenkwinkelsensor nicht. Bei diesem Lenkwinkelsensor befindet
sich als Lichtquelle auf der einen Seite der Codescheibe auf einer Platine
eine Line-Source-LED und auf der anderen Seite der Codescheibe die
Sensorzeile auf einer weiteren Platine. Die Bauhöhe wird somit durch den
Aufbau der elektronischen Bauelemente auf den beiden Platinen und die
Weite des zwischen diesen beiden elektronischen Elementen vorhande
nen Spaltes, der ausreichend groß bemessen sein muß, damit die Code
scheibe mit ausreichendem achsialen Spiel darin drehbar ist, bestimmt.
Aus der DE 36 41 288 C1 ist eine weitere optoelektronische
Positionserfassungseinrichtung bekannt, deren benötigte Bauhöhe
gegenüber der aus der DE 40 22 837 A1 bekannten reduziert ist. Beim
Gegenstand dieses Dokumentes befinden sich die Lichtquelle und die
Sensoren auf derselben Seite der Codescheibe. Zu diesem Zweck ist die
Codescheibe an ihrer zur Lichtquelle und zu den Sensorelementen
hinweisenden Seite grundsätzlich lichtundurchlässig ausgebildet.
Lediglich im Bereich des Drehzentrums der Codescheibe ist eine
ringförmige Lichteinkopplungsfenster freigelassen; entsprechend sind
ebenfalls Fenster in die lichtundurchlässige Schicht eingebracht, an denen
das Licht aus der Codescheibe ausgekoppelt werden soll. Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der aus diesem Dokument bekannten
Positionserfassungseinrichtung kann auch ein Einkoppeln von Licht von
der Seite über die Mantelfläche der Codescheibe her vorgesehen sein.
Problematisch ist bei einer solchen Anordnung jedoch, daß die
Codescheibe lediglich eine einzige Spur aufweisen kann.
Aus der DE 86 21 057 U1 ist eine weitere optoelektronische
Winkelmeßeinrichtung bekannt, die eine geringe Bauhöhe aufweist. Die
gewünschte geringe Bauhöhe wird bei der aus diesem Dokument
bekannten Positionserfassungseinrichtung dadurch erreicht, daß die
Codescheibe eine ringförmige Vertiefung aufweist, in die eine
feststehende Lichtquelle hineinragt. Das von der Lichtquelle emittierte
Licht wird über die ringförmige Vertiefung in die Codescheibe
eingekoppelt und an einer gekrümmten, verspiegelten Mantelfläche zur
ebenen Grundfläche der Codescheibe hin reflektiert, so daß die auf dieser
Seite der Codescheibe vorgesehene Codierung lichtbestrahlt ist.
Problematisch ist auch beim Gegenstand dieses Dokumentes, daß eine
ausreichende Lichtbestrahlung mehrerer Codespuren nicht möglich ist.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung
daher die Aufgabe zugrunde, nicht nur eine optoelektronische
Positionserfassungseinrichtung mit einer möglichst geringen Einbauhöhe
bereitzustellen, sondern auch eine solche bereitzustellen, bei der eine
gleichzeitige Lichtbestrahlung mehrerer Codespuren ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine optoelektronische
Positionserfassungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1
gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen optoelektronischen Positionserfassungsein
richtung ist die Lichtquelle nicht in einer gegenüberliegenden Anordnung
zu dem Zeilensensor vorgesehen, sondern die benötigte Einbauhöhe wird
ganz maßgeblich dadurch reduziert, daß die zum Ausbilden der Lichtspu
ren der Abtastspur und der Referenzspur benötigten Lichtstrahlen seitlich
in das Geberelement eingekoppelt und durch die die Codespuren dar
stellenden Reflektionsflächen aus dem Geberelement ausgekoppelt und
zu der photosensitiven Oberfläche des Zeilensensors hin reflektiert wer
den. Zu diesem Zweck ist das Geberelement als lichtleitender Körper
ausgebildet. Neben der geringen benötigten Einbauhöhe hat eine solche
optoelektronische Positionserfassungseinrichtung zudem den Vorteil, daß
eine Justierung zwischen der Lichtquelle und dem Zeilensensor nicht
notwendig ist. Auch kann die zur Bestrahlung der Geberscheibe vorgese
hene Lichtquelle auf derselben Leiterplatte angeordnet sein, von der auch
der Zeilensensor gehalten ist.
Die die Codespuren darstellenden Reflektionsflächen sind als in die
Oberfläche des Geberelementes hineinreichende Einschnitte vorgesehen.
Durch unterschiedlich tiefes Eingreifen der Einschnitte in die Oberfläche
des Geberelementes können auch nebeneinander liegende Codespuren
gleichermaßen auf der Oberfläche eines Zeilensensors dargestellt
werden. Bei einem Auskoppeln mehrerer Codespuren muß die
Codescheibe eine solche Stärke aufweisen, daß ein Einbringen der
gewünschten Einschnittanzahl mit ihren unterschiedlichen Tiefen möglich
ist. Die Einschnitte bzw. die durch die Einschnitte gebildeten
Reflektionsflächen sind in einem solchen Winkel zur Ebene des
Geberelementes angeordnet, daß die ausgekoppelten Lichtstrahlen die
Oberfläche des Zeilensensors belichten. Dabei kann vorgesehen sein,
daß der die eine Spur darstellende Einschnitt in die eine Oberseite des
Geberelements und der eine andere Spur darstellende Einschnitt in die
andere Oberseite eingebracht sind.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, den seitlichen
Rand des Geberelements, in den die Lichtstrahlen eingekoppelt werden
nach außen hin sphärisch gekrümmt, beispielsweise nach Art einer kon
vexen Linse auszubilden. Dies hat den Vorteil, daß die von einer punkt
förmigen Lichtquelle emittierten, divergierenden Lichtstrahlen beim Ein
koppeln in das Geberelement parallelisiert werden, so daß die an die Re
flektionsflächen zum Zeilensensor hin reflektierten Lichtstrahlen weitest
gehend als parallele Lichtstrahlen ausgekoppelt werden. Entsprechend
hoch ist die Abbildungsschärfe der beiden Codespuren auf der photosen
sitiven Oberfläche des Zeilensensors.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, eine als Lichtquelle ver
wendete LED auf derselben Leiterplatte anzuordnen, auf der auch der
Zeilensensor angeordnet und elektrisch kontaktiert ist. Das von der LED
emittierte Licht wird unter Verwendung eines nach Art eines Prismas
ausgebildeten Lichtleitkörpers in die Ebene der Geberscheibe
eingekoppelt. Bei einer solchen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß
die äußere Mantelfläche der Geberscheibe als zylindrische Mantelfläche
und somit gerade ausgebildet ist und daß diejenige Lichtleitkörperfläche,
in die die Lichtstrahlen der LED eingekoppelt werden, nach Art einer Linse
sphärisch gekrümmt ist. Es ist zweckmäßig, die Geberscheibe mit einem
Lichtstrahlenbündel zu beleuchten, dessen vertikale Erstreckung größer
ist als die Dicke der Geberscheibe. Mit dieser Ausgestaltung können
insbesondere Toleranzen der Geberscheibe in vertikaler Richtung
begegnet werden, ohne daß sich diese Toleranzen nachteilig auf eine
Abbildung der Lichtspuren auf der photosensitiven Oberfläche des
Zeilensensors bemerkbar machen.
In einer Weiterbildung dieses Ausführungsbeispieles kann die auskoppel
seitige Fläche des Lichtleitkörpers zur Bündelung der ausgekoppelten
Lichtstrahlen konvex ausgebildet sein. Dabei kann entweder eine
Reflektionsfläche oder die photosensitive Oberfläche des Zeilensensors
im Brennpunkt dieses ausgekoppelten Strahlenbündels liegen.
Durch die geringe, von der erfindungsgemäßen Positionserfassungsein
richtung benötigte Einbauhöhe und insbesondere auch aufgrund der un
problematischen Montage einer solchen Einrichtung ist diese in einer be
vorzugten Verwendung als Lenkwinkelsensor zum Bestimmen der Win
kelstellung des Lenkrades eines Kraftfahrzeuges eingesetzt. In diesem
Falle ist als Geberelement eine runde Codescheibe vorgesehen, die an
die Drehbewegung der Lenkspindel gekoppelt ist. Entsprechend ortsfest,
beispielsweise am Mantelrohrmodul befindet sich die Lichtquelle und der
Zeilensensor.
Zweckmäßig läßt sich die erfindungsgemäße optoelektronische Positi
onserfassungseinrichtung auch zur Erfassung von Schalterstellung eines
elektrischen Schalters einsetzen. In diesem Zusammenhang kann auch
eine berührungslose Schaltsignalerzeugung verwirklicht sein.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung sind Bestandteil der
übrigen Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispieles unter Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zei
gen:
Fig. 1: Eine schematisierte Teilseitenansicht einer als Lenkwinkel
sensor eingesetzten optoelektronischen Positionserfas
sungseinrichtung,
Fig. 2: eine dreidimensionale Ansicht der in Fig. 1 für den Lenk
winkelsensor verwendeten Codescheibe,
Fig. 3: einen Schnitt durch die Codescheibe der Fig. 2 entlang der
Linie A-B der Fig. 2,
Fig. 4: eine schematisiere Teilseitenansicht einer weiteren als
Lenkwinkelsensor eingesetzten optoelektronischen Posi
tionserfassungseinrichtung,
Fig. 5: eine schematisierte Draufsicht auf einen Lichtleitkörper zur
Verwendung in einem Lenkwinkelsensor gemäß Fig. 4 und
Fig. 6: eine schematisierte Draufsicht auf einen weiteren
Lichtleitkörper zur Verwendung in einem Lenkwinkelsensor
gemäß der Fig. 4.
Eine als Lenkwinkelsensor 1 eingesetzte optoelektronische Positionser
fassungseinrichtung besteht im wesentlichen aus einer als lichtleitender
Körper ausgebildeten Geberscheibe 2, einer radial zu der Geberscheibe 2
angeordneten Lichtquelle 3 und ein unterhalb der Geberscheibe 2 in einer
Ebene parallel zu dieser angeordnetes photosensitives, zeilenförmiges
PDA (Photo-Dioden-Array) 4, das von einer Leiterplatte 5 getragen wird.
Die Geberscheibe 2 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, eine ringförmige, kreis
runde Scheibe, von der in Fig. 1 lediglich ein äußerer Ringabschnitt ge
zeigt ist. In die Geberscheibe 2 sind zur Darstellung einer Codierung ein
äußerer, zum Abbilden einer Referenzspur vorgesehener Einschnitt 6 in
die Unterseite der Geberscheibe 2 und ein weiterer, die Abtastspur abbil
dender, in die Oberseite der Geberscheibe eingebrachte Einschnitt 7 vor
gesehen. Die beiden Einschnitte 6, 7 sind so konfiguriert, daß durch diese
jeweils eine Reflektionsfläche R1, R2 gebildet ist, deren Winkelstellung zur
Ebene der Geberscheibe geneigt ist, so daß die darauf auftreffenden
Lichtstrahlen einer Totalreflektion unterliegen und zur photosensitiven
Oberfläche des PDA 4 hin reflektiert werden. Die jeweilig andere Wand
der beiden Einschnitte 6, 7 steht in einem rechten Winkel zur Ebene der
Geberscheibe 2.
Als Lichtquelle 3 dient bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei
spiel eine einzige LED, welche LED 3 in der Ebene der Geberscheibe 2
angeordnet ist. Die von der LED 3 emittierten Lichtstrahlen treten, bevor
diese in die Geberscheibe 2 eingekoppelt werden, durch eine Blende 8
hindurch. Dadurch wird verhindert, daß durch die LED 3 eine direkte Be
strahlung des PDA 4 erfolgt. Die durch die Blende 8 durchtretenden Licht
strahlen werden randlich in die sphärisch gekrümmte Mantelfläche der
Geberscheibe 2 eingekoppelt, bei welcher Einkopplung die ursprünglich
divergierenden Lichtstrahlen parallelisiert werden.
Bei dem als Abtastspur vorgesehenen Einschnitt 7 handelt es sich, wie in
Fig. 2 dargestellt, um eine sich über 360° erstreckende Spiralwindung,
die sich von innen nach außen hin vergrößert. Der zentrale offene Ab
schnitt der Geberscheibe 2 ist als Lenkspindelaufnahme 9 ausgebildet, so
daß die Geberscheibe drehfest an der Lenkspindel angeordnet werden
kann. Bei dem für die Referenzspur vorgesehenen Einschnitt 6 handelt es
sich um einen, wie in dem in Fig. 3 gezeigten Querschnitt ersichtlich,
kreisringförmigen Einschnitt im äußeren Randbereich der Geberscheibe 2.
Bei einem Drehen der Lenkspindel und entsprechend auch der Geber
scheibe 2 belichten die durch die der Referenzspur zugeordnete Reflekti
onsfläche R1 ausgekoppelten Lichtstrahlen im wesentlichen dieselben
Bildpunkte des PDA 4. Durch die spiralförmige Ausbildung der Reflek
tionsfläche R2 der Abtastspur wandert dagegen die durch diese Reflek
tionsfläche R2 ausgekoppelte Lichtspur entsprechend der Stellung der
Geberscheibe in Längsrichtung des PDA 4, wie durch die in Fig. 1 ge
zeigten Pfeile angedeutet. Unterschiedliche Drehwinkelpositionen der Ge
berscheibe 2 führen somit zu einer Belichtung unterschiedlicher Bild
punkte durch die Reflektionsfläche R2. Zum Ausgleich von radial wirken
den Toleranzen erfolgt eine nachgeschaltete Lenkwinkelbestimmung
durch Bestimmen des Abstandes einer Abtastspurcharakteristik von der
entsprechenden Referenzspurcharakteristik.
Aus der Beschreibung des Ausführungsbeispieles wird deutlich, daß die
zum Einbau notwendige Höhe einer erfindungsgemäßen Positionserfas
sungseinrichtung sehr gering dimensioniert sein kann. Da bezüglich des
Geberelementes zum Abtasten der Codespuren nur auf seiner einen Seite
elektronische Komponenten positioniert sein müssen, ist es möglich, die
Geberscheibe unmittelbar an bereits vorhandene Module in einer Lenk
säulen-Lenkrad-Einheit eines Kraftfahrzeuges anzukoppeln oder be
stimmte, als Geberscheibe geeignete Bauteile entsprechend zu ändern. In
Frage käme hier beispielsweise die Rotorscheibe einer zur Herstellung
einer elektrischen Verbindung zwischen einem Mantelrohrmodul und dem
Lenkrad vorgesehenen Wickelfederkassette.
Durch das seitliche Bestrahlen des Geberelementes und entsprechendes
Einkoppeln der Lichtstrahlen in die lichtleitende Geberscheibe wird als
Lichtquelle lediglich eine punktförmige Lichtquelle, etwa eine einzelne
LED benötigt. Bei den vorbekannten Positionserfassungseinrichtungen
war es dagegen notwendig, die gesamte Breite der Codespuren mit einer
länglichen Lichtquelle, etwa einer Line-Source-LED zu bestrahlen.
In Fig. 4 ist ein weiterer Lenkwinkelsensor 10 dargestellt, dessen we
sentliche Merkmale denjenigen des in den Fig. 1 bis 3 beschriebenen
Lenkwinkelsensors 1 entsprechen. Im Unterschied zu dem zuvor
beschriebenen Lenkwinkelsensor ist die umfängliche Mantelfläche der
Geberscheibe 11 des Lenkwinkelsensors 10 zylindrisch ausgebildet. Als
Lichtquelle ist eine LED 12 vorgesehen, die auf derselben Leiterplatte 13
wie das PDA 14 angeordnet ist. Eine Blende 15 begrenzt den
Austrittswinkel der von der LED 12 emittierten Lichtstrahlen. Zum
Einkoppeln dieser Lichtstrahlen in die Geberscheibe 11 ist ein
Lichtleitkörper 16 vorgesehen, der in Fig. 4 nach Art eines Prismas
ausgebildet ist. Die untere einkoppelseitige Fläche 17 des Lichtleitkörpers
16 ist nach Art einer Linse sphärisch gewölbt ausgebildet. Durch die
sphärische Wölbung erfolgt eine Parallelisierung der divergent von der
LED 12 emittierten Lichtstrahlen. An einer in dem Lichtleitkörper 16
vorgesehenen Reflektionsfläche R3 erfolgt eine Reflektion der in den
Lichtleitkörper 16 eingekoppelten Lichtstrahlen in die Ebene der
Geberscheibe 11 hinein. Aus dem Lichtleitkörper 16 treten sodann die
parallelisierten Lichtstrahlen aus, und werden durch die glatte zylindrische
Mantelfläche der Geberscheibe 11 in diese eingekoppelt. Dabei ist
vorgesehen, daß die Größe der auskoppelnden Fläche 18 des Lichtleit
körpers 16 bzw. das ausgekoppelte Strahlenbündel dergestalt ausgebildet
ist, daß dessen in Fig. 4 gezeigte vertikale Erstreckung größer ist als die
tatsächliche Dicke der Geberscheibe 11. Auf diese Weise erfolgt ein
bestimmungsgemäßes Einkoppeln der parallelisierten Lichtstrahlen in die
Geberscheibe 11 auch dann, wenn diese in vertikaler Richtung bei ihrer
Drehung Toleranzen aufweist.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die auskoppelnde
Fläche 18 des Lichtleitkörpers 16 planar ausgebildet. In Fig. 5 ist ein
weiterer Lichtleitkörper 19 in einer Draufsicht dargestellt, dessen auskop
pelnde Fläche 20 konvex gewölbt ist, wobei die konvexe Wölbung so aus
gebildet ist, daß die Reflektionsfläche R1 der Referenzspur im Brennpunkt
liegt. In Fig. 6 ist ein weiterer Lichtleitkörper 21 dargestellt, dessen aus
koppelnde Fläche 22 ebenfalls konvex gewölbt ist, deren Wölbung zum
Bündeln der Lichtstrahlen auf der photosensitiven Oberfläche des PDA
vorgesehen ist.
1
Lenkwinkelsensor
2
Geberscheibe
3
Lichtquelle, LED
4
PDA
5
Leiterplatte
6
Einschnitt
7
Einschnitt
8
Blende
9
Lenkspindelaufnahme
10
Lenkwinkelsensor
11
Geberscheibe
12
LED
13
Leiterplatte
14
PDA
15
Blende
16
Lichtleitkörper
17
einkoppelseitige Fläche
18
auskoppelnde Fläche
19
Lichtleitkörper
20
auskoppelnde Fläche
21
Lichtleitkörper
22
auskoppelnde Fläche
R1
R1
Reflektionsfläche, Referenzspur
R2
R2
Reflektionsfläche, Abtastspur
R3
R3
Reflektionsfläche, Lichtleitkörper
Claims (10)
1. Optoelektronische Positionserfassungseinrichtung zur absoluten
Weg- oder Winkelbestimmung zweier relativ zueinander bewegter
Körper umfassend eine Lichtquelle (3), ein von der Lichtquelle (3)
partiell bestrahltes, eine Codierung aufweisendes Geberelement
(2), welches Geberelement (2) an die Bewegung des beweglichen
Körpers gekoppelt ist, wobei als Codierung eine durch die Lichtbe
strahlung erzeugte Abtastspur (6) und eine Referenzspur (7) vor
gesehen sind, und umfassend ein zu dem Geberelement (2) orts
fest angeordneter photosensitiver Zeilensensor (4) zum Abtasten
der Codespuren (6, 7) des Geberelements (2), welche Ausgangs
signale des Zeilensensors (4) eine elektronische Auswerteeinheit
zum Bestimmen des absoluten Weges oder Winkels beaufschla
gen, wobei das Geberelement (2) als lichtleitender Körper ausge
bildet ist, in dessen randliche Mantelfläche die von der Lichtquelle
(3) emittierten Lichtstrahlen eingekoppelt werden, welches Gebe
relement (2) zur Ausbildung der Codespuren als Einschnitte (6, 7) in die Seiten
flächen des Geberelements ausgebildete Reflektionsflächen (R1, R2) aufweist, an denen die
eingekoppelten Lichtstrahlen der Codierung entsprechend aus den Seitenflächen
des Geberelements (2) heraus und zur photosensitiven Oberfläche des
Zeilensensors (4) hin reflektiert werden.
2. Positionserfassungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die zum Einkoppeln der Lichtstrahlen vorgese
hene Mantelfläche des Geberelements zu den Seitenflächen (2) hin sphä
risch gekrümmt ist.
3. Positionserfassungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die zum Einkoppeln der Lichtstrahlen vorgese
hene Mantelfläche des Geberelements (11) eine Zylinderfläche ist.
4. Positionserfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (12) auf derselben
Leiterplatte (13) befestigt und elektrisch kontaktiert ist, auf der auch
der Zeilensensor (14) angeordnet ist, und daß die von dieser Licht
quelle (12) emittierten Lichtstrahlen über einen Lichtleitkörper (16)
in die Ebene des Geberelements (11) umgelenkt werden.
5. Positionserfassungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die einkoppelseitige Fläche (17) des Lichtleit
körpers (16) nach Art einer Linse gekrümmt ausgebildet ist, so daß
die in den Lichtleitkörper (16) einkoppelten Lichtstrahlen paralleli
siert sind.
6. Positionserfassungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die auskoppelnde Fläche (18, 22) des Licht
leitkörpers (16) zur Bündelung der auskoppelnden Lichtstrahlen
konvex gekrümmt ist.
7. Positionserfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß als Geberelement eine Code
scheibe (2) oder ein Codezylinder vorgesehen ist.
8. Positionserfassungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Darstellung der Codierung zwei kontinu
ierlich ausgebildete Codespuren (6, 7) vorgesehen sind, von denen
eine als Einschnitt (6) in die Oberfläche der einen Seite und die an
dere als Einschnitt (7) in die Oberfläche der anderen Seite des Ge
berelements (2) eingebracht sind.
9. Verwendung einer optoelektronischen Positionserfassungseinrich
tung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 als Lenk
winkelsensor (1) zum Bestimmen der Winkelstellung des Lenkra
des eines Kraftfahrzeugs, bei welcher Positionserfassungseinrich
tung als Geberelement eine an die Drehbewegung der Lenkspindel
gekoppelte runde Codescheibe (2) eingesetzt ist.
10. Verwendung einer optoelektronischen Positionserfassungseinrich
tung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast
spur eine sich über 360° erstreckende Spirale und die Referenz
spur ein im Bereich des äußeren Randes der Codescheibe ange
ordneter Kreis ist.
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