DE3225756A1

DE3225756A1 - Vorrichtung zum modulieren von licht

Info

Publication number: DE3225756A1
Application number: DE19823225756
Authority: DE
Inventors: Mark 94022 Los Altos Calif. Leonard
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1981-08-10
Filing date: 1982-07-09
Publication date: 1983-02-24
Anticipated expiration: 2002-07-10
Also published as: DE3225756C2; US4451731A; JPS6453914U; GB2104648A; JPS5837515A; GB2104648B; JPH044973Y2

Description

Int. Az.; Case 1535 S 25. Juni 1982

Hewlett-Packard Company

VORRICHTUNG ZUM MODULIEREN VON LICHT

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Modulieren von Licht, insbesondere zum Anzeigen eines Indeximpulses für einen Drehmelder.

Die Erfindung betrifft einen Drehmelder von der Art, wie er in US-PS 4 266 125 beschrieben ist. Bei einem solchen Drehmelder sind Indeximpulse erforderlich, um die Codierscheibe mit dem Drehmelder zu synchronisieren. Beispielsweise dient in dem genannten US-Patent die Anordnung gemäß Figur 1 zur Erzeugung eines solchen Indeximpulses. Gemäß Figur 2A, 2B moduliert ein Gegentaktsystem mit zwei Spuren 140, 150 auf einer Codierscheibe zusammen mit zwei im wesentlichen gleichen Schlitzen 200, 201 auf einer Phasenplatte zwei Lichtstrahlen seriell zur Abgabe von Signalen I und I. Diese Signale I und I werden gemäß Figur 3B durch einen optischen Komparator verglichen, und es wird gemäß Figur 3A ein Indeximpuls erzeugt entsprechend den Signalen I und I, welche gleiche Amplituden erreichen. Bei diesem Beispiel enthält eine Spur 140 auf der Codierscheibe einen lichtundurchlässigen Abschnitt, der von zwei lichtdurchlässigen Abschnitten umgeben ist, welche Bogenabmessungen haben, die gleich oder größer sind als die Bogenabmessung des lichtundurchlässigen Abschnittes, der im wesentlichen gleich demjenigen der Schlitze 200, 201 auf der Phasenplatte ist.

In dem vorstehenden, für den Stand der Technik typischen Beispiel wird ein einziger radialer Schlitz verwendet, um das Signal I oder I zu erzeugen und einen Indeximpuls abzuleiten. Bei einem einzelnen Schlitz ist die Breite des Ausgangsimpulses gleich der radialen Breite dieses Schlitzes. Für ein hohes Auflösungsvermögen sollte der Schlitz so schmal wie möglich sein. Indessen hat ein schmaler Schlitz den Nachteil, daß.er nur eine kleine Fläche enthält, die es jedoch schwierig macht, durch den Schlitz genügend Licht für Detektorzwecke hindurch zu bekommen.

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Dieser Nachteil kann überwunden werden, indem mehrfache Abschnitte (bzw. Schlitze gemäß dem Stand der Technik) verwendet werden, um einen großen Bereich für die Lichtübertragung zu erhalten. Dabei wird zwar eine hinreichende Lichtmenge hindurchgelassen, aber es ergibt sich ein anderes Problem, nämlich ein ungewisses Triggerverhalten. Bei dem einfachsten Indexsystem wird ein Indeximpuls erzeugt, indem ein Abschnitt auf einer Phasenplatte zur Modulation des Lichtes verwendet wird, welches durch einen Abschnitt auf einer Codierscheibe hindurchgelassen wird, wenn diese aneinander vorbei gelangen. Die erzeugte Kurvenform für ein derartiges System ist in Figur 4C dargestellt. Diese Kurvenform wird von einem optischen Komparator erfaßt, der bei einem Schwell wert einen Impuls gemäß Figur 4D abgibt. Wenn man lediglich mehrfache Abschnitte gemäß Figur 5A verwendet, ergibt sich die Kurvenform gemäß Figur 5B.

Wenn eine Spur an der anderen vorbei gelangt, koinzidieren die mehrfachen Abschnitte auf der einen Spur progressiv mit denjenigen auf der anderen und erzeugen Nebenkeulen. Diese Nebenkeulen sind ersichtlich aus Figur 5B. Wegen dieser Nebenkeulen besteht die Gefahr einer falschen Triggerung, wenn entweder die Amplitude sich ändert, beispielsweise wegen Änderungen der Lichtquelle, oder die Empfindlichkeit des optischen Detektors sich ändert. Dieses ist ersichtlich aus den Komparatorausgangssignalen A und B in Figur 5C Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Modulationsvorrichtung für Licht zu schaffen, welche hinreichend starke Lichtimpulse erzeugt und das Problem der Nebenkeulen und der Triggerunsicherheit wesentlich vermindert»

Diese Aufgabe wird gelöst gemäß den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den Unteran-Sprüchen.

Erfindungsgemäß werden modulierte, hinreichend starke Lichtsignale erzeugt, indem mehrfach lichtübertragende Abschnitte in den

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Spuren angeordnet werden» Diese Abschnitte sind jedoch nicht gleichförmig auf der Codierscheibe und der Phasenplatte angeordnet, so daß die lichtübertragenden Abschnitte nur in nicht progressiver Weise koinzidieren. Mit anderen Worten werden die Abschnitte derart ungleichförmig angeordnet, daß die Nebenkeulen bei einer Übertragung mit Mehrfachabschnitten sehr herabgesetzt werden und ein im wesentlichen isolierter Indeximpuls erzeugt wird.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert; es zeigen:

Figur 1 einen herkömmlichen Drehmelder mit einer Einrichtung zum Erzeugen von Indeximpulsen,
Figur 2A eine Codierscheibe,

Figur 2B Übertragungsabschnitte auf einer Phasenplatte zum Modulieren des Lichtes, welches von der Codierscheibe der Figur 2A übertragen wird zur Ableitung eines Indeximpulses, Figur 3A die Kurvenform eines Indeximpulses, Figur 3B die Signale I und T, die in dem Beispiel gemäß Figur 1

verwendet werden zum Erzeugen des Indeximpulses der Figur 3A, Figur 4C die Kurvenform, die durch die Übertragungsabschnitte auf der Spur A (Codierscheibe) entsprechend Figur 4A und auf der

Spur B (Phasenplatte) entsprechend der Figur 4B erzeugt werden, wenn die Spuren aneinander vorbeigelangen, Figur 4D schematisch einen Indeximpuls, der von der Kurvenform gemäß Figur 4C bei einem optischen Triggerschwellwert abgeleitet wird,

Figur 5B die Kurvenform, welche durch mehrfache Übertragungsabschnitte erzeugt wird, die sich in gleichförmigen Abständen auf den Spuren A und B einer Codierscheibe bzw. einer Phasenplatte befinden, die aneinander vorbeigelangen, Figur 5A die Spuren für die Kurvenformen gemäß Figur 5B,

Figur 5C Triggerimpulse, aus welchen die Triggerungewißheit hervorgeht, Figur 6A ein Muster zur Lichtmodulation entsprechend der Erfindung, Figur 6B die resultierende Kurvenform der optischen Signale, wenn das Modulationsmuster gemäß Figur 6A zur Modulation ver-

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wendet wird,

Figur 7A ein anderes Muster entsprechend der Erfindung, Figur 7B die sich ergebende Kurvenform.,

Figur 8 einen Indeximpuls, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung abgeleitet wird.

Gemäß Figur 6A sind mehrfache Übertragungsabschnitte 61 einer Codierscheibe derart ungleichförmig ausgerichtet, daß bei der Modulation des übertragenen Lichtes durch entsprechende mehrfache Übertragungsabschnitte 62 einer Phasenplatte ein nicht progressiver Impuls 63 abgeleitet wird. Die resultierende Kurvenform 64 ist in Figur 6B dargestellt. Aus Figur 7A folgt wiederum, eine andere Art einer nicht gleichförmigen Anordnung der Übertragungsabschnitte 61, und die resultierende Kurve 64 ist in Figur 7B dargestellt.

Um die Nebenkeulen 65 weiter zu vermindern, die sich bei der Übertragung durch mehrfache Übertragungsabschnitte ergeben, kann eine weitere Übertragungsstrecke verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform gemäß Figur 8 ist eine zweite mehrfache Übertragungsstrecke 81, 82 parallel zur ersten sowohl auf der Codierscheibe als auch auf der Phasenplatte angeordnet. Die Übertragungsabschnitte für diese zusatzliehen Spuren 81, 82 sind jedoch derart angeordnet, daß die Codierscheibe und die Phasenplatte im wesentlichen auf diesen zusätzlichen Spuren kein Licht übertragen, wenn die Übertragungsabschnitte 61, 62 der primären Spuren im wesentlichen koinzidieren. Auf diese Weise kann das Ausgangssignal 83 von den zusätzlichen Spuren verglichen werden mit dem Ausgangssignal 84 von den primären Spuren, um einen Indeximpuls 86 zu erhalten und die Nebenkeulen 86 zu senken. Dieser Vergleich kann durch einen Gegentaktdetektor oder einen Differenzdetektor erfolgen. Durch nicht gleichförmige Anordnung der nicht progressiven koinzidierenden Übertragungsabschnitte wird ein genau definierter Indeximpuls 85 erhalten.

Leerseite

Claims

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Int. Az.: Case 1535 25. Juni 1982

PATENTANSPRÜCHE

' 1.vorrichtung zum Modulieren von Licht, gekennzeichnet durch

eine erste Spur (61) mit einer Vielzahl von nicht gleichförmig angeordneten, abwechselnd lichtdurchlässigen und nicht lichtdurchlässigen Abschnitten eines ersten Musters zum Modulieren von Licht,

eine zweite Spur (62) mit einer Vielzahl von nicht gleichförmig angeordneten, abwechselnd lichtdurchlässigen und nicht lichtdurchlässigen Abschnitten eines zweiten Musters zum Modulieren des von der ersten Spur durchgelassenen Lichts, wobei das zweite Muster in nicht progressiver Weise im wesentlichen koinzidiert mit einem Teil des ersten Musters, wenn die Spuren aneinander vorbeibewegt werden und
eine Einrichtung, welche die Spuren aneinander vorbeibewegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässigen Abschnitte eine Vielzahl von Schlitzen in nicht gleichförmigen Abständen enthalten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässigen Abschnitte eine Vielzahl von Schlitzen enthalten, die nicht gleichförmig ausgerichtet sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spur (61) eine kreisförmige Spur auf einer Codierscheibe ausbildet und die zweite Spur (62) eine kreisförmige Spur auf einer Phasenplatte für einen Drehmelder bildet.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch

eine dritte Spur (81) mit einer Vielzahl von abwechselnd lichtdurchlässigen und nicht lichtdurchlässigen Abschnitten eines

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Int. Az.: Case 1535 - 2 -

dritten Musters, welches parallel verläuft zu der ersten Spur zur Modulation von Licht und

eine vierte Spur (82) mit einer Vielzahl von abwechselnd lichtdurchlässigen und nicht lichtdurchlässigen Abschnitten eines vierten Musters, welches parallel zur zweiten Spur fixiert ist zur Modulation des von der dritten Spur (81) modulierten Lichtes, wobei die dritten und vierten Muster im wesentlichen nicht koinzidieren , wenn die ersten und zweiten Muster im wesentlichen koinzidieren.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Spur (81) kreisförmig auf der Codierscheibe und die vierte Spur (82) kreisförmig auf einer Phasenplatte für einen Drehmelder angeordnet ist und eine Einrichtung vorgesehen ist zum Vergleichen des modulierten Ausgangssignales von der vierten Vielzahl von abwechselnd lichtdurchlässigen und nicht lichtdurchlässigen Abschnitten mit dem Ausgangssignal der zweiten Vielzahl derartiger Abschnitte zur Abgabe eines Signales mit niedrigen Nebenkeulen.