DE3632084A1 - Optical encoder - Google Patents

Optical encoder

Info

Publication number
DE3632084A1
DE3632084A1 DE19863632084 DE3632084A DE3632084A1 DE 3632084 A1 DE3632084 A1 DE 3632084A1 DE 19863632084 DE19863632084 DE 19863632084 DE 3632084 A DE3632084 A DE 3632084A DE 3632084 A1 DE3632084 A1 DE 3632084A1
Authority
DE
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
optical encoder
receiving elements
characterized
arrangement
encoder according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19863632084
Other languages
German (de)
Inventor
Elmar Dipl Phys Dr Wagner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefunken Electronic GmbH
Original Assignee
Telefunken Electronic GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/22Analogue/digital converters pattern-reading type
    • H03M1/24Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
    • H03M1/28Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
    • H03M1/30Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental
    • H03M1/301Constructional details of parts relevant to the encoding mechanism, e.g. pattern carriers, pattern sensors

Abstract

In an optical encoder for the optoelectronic detection of motion sequences of an arrangement with periodic, optically effective structures, the receiving elements are arranged perpendicularly or almost perpendicularly to the direction of motion of the arrangement having the periodic structures.

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Encoder zur optoelektronischen Erfassung von Bewegungsabläufen ei ner Anordnung mit periodischen, optisch wirksamen Strukturen, mit einer nichtparallele Strahlung aussen denden Strahlenquelle mit mindestens zwei Empfangsele menten. The invention relates to an optical encoder for optoelectronic sensing of motion sequences ei ner arrangement with periodic optically effective structures, the outside with a non-parallel radiation Denden radiation source with at least two Empfangsele elements.

Ein optischer Encoder, der zur Aufnahme von Bewegungs abläufen dient, weist gemäß der Fig. 1 eine Strahlen quelle B auf, mit der Empfangselemente E starr verbun den sind. An optical encoder which is designed to accommodate motion procedures, 1, according to the Fig., A radiation source B, verbun rigidly to the receiving elements E are the. Als Strahlenquelle wird beispielsweise eine LED verwendet. an LED for example, is used as radiation source. Weiterhin ist gemäß der Fig. 1 eine Anordnung A vorhanden, die eine periodische Struktur S mit Bereichen hoher und niedriger Absorption auf weist. Furthermore, an arrangement 1 A is shown in FIG. Yet which has a periodic structure S having regions of high and low absorption. Die Anordnung A bewegt sich im Bewegungsfall gegenüber dem aus der Strahlenquelle B und den Empfangs elementen E bestehenden System, so daß die einzelnen Bereiche der periodischen Struktur von A nacheinander von den von der Strahlenquelle B ausgehenden Strahlen erfaßt werden. The arrangement A moves in the moving case opposite to that of the beam source B and the receiving elements E existing system so that the different areas of the periodic structure of A are detected by the outbound B rays from the radiation source successively. Die Empfangselemente E detektieren im Bewegungsfall die durch die Strukturen von A erzeugte Intensitätsmodulation der von der Strahlenquelle B aus gehenden Strahlung. The receiving elements E detected in the motion case, the intensity modulation produced by the structures of the A continuous from the radiation source B of radiation. Die Anordnung A ist, wie beispiels weise in der Fig. 1 gezeigt, geradlinig (für Trans lationsmessung) oder gebogen (für Winkelmessung). The assembly A is, as example, in FIG. 1, a straight line (for Trans lationsmessung) or curved (for angle measurement). Die Empfangselemente E sind beim optischen Encoder der Fig. 1 parallel zur Bewegungsrichtung angeordnet. The receiving elements E are arranged in parallel to the moving direction the optical encoder in FIG. 1.

Zur Gewinnung einer Richtungsinformation ist es erfor derlich, mit mindestens zwei Empfangselementen E die Modulation zu detektieren, wobei die Phasenverschie bung der Signale - bezogen auf die Periode P von A - vorteilhafterweise 1/4 ist und unter diesen Umständen der Abstand der Empfangselemente ( N / 2 +1/4) · P beträgt (N = ganze Zahl). In order to obtain directional information, it is erfor sary to detect at least two receiving elements E modulation, wherein the phase shift bung of the signals - based on the period P A - is advantageously 1/4, and (in these circumstances, the distance between the receiving elements N / 2 +1/4) · P is (N = integer).

In den üblicherweise zur Anwendung kommenden Encodern ist N < O, so daß sich z. In the coming usually applied encoders N <O is such that z. T. ein nicht unbeträchtlicher Abstand zwischen den Empfangselementen ergibt. T. a not inconsiderable distance between the receiving elements is obtained. Um exak te Phasenbeziehungen zwischen den Signalen der beiden Empfangselemente zu erhalten, wäre es erforderlich, die strukturierte Anordnung mit paralleler Strahlung zu beleuchten. To exak te phase relationships obtain between the signals of the two receiving elements, it would be necessary to illuminate the patterned array of parallel radiation. Eine Beleuchtung mit paralleler Strah lung ist jedoch mit üblicherweise als Beleuchtungsquel len verwendeten LEDs nur angenähert möglich, und außer dem führen Abweichungen infolge von Parallaxe in Ver bindung mit Streuungen von Abständen zwischen optischem Sender B und strukturierter Anordnung A einerseits und strukturierter Anordnung A und Empfängern E ande rerseits zu Problemen in der Reproduzierbarkeit der Bewegungsauflösung. An illumination with parallel radia tion is, however, usually having len as Beleuchtungsquel LEDs used only approximately possible, and besides the lead deviations as a result of parallax, in conjunction with variations of distances between the optical transmitter B and structured assembly A on the one hand and structured arrangement A and receivers E ande hand, problems in the reproducibility of motion resolution.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen opti schen Encoder anzugeben, der keine Strahlenquelle mit paralleler Strahlung erfordert und Fehler, die durch Parallaxe auftreten, weitgehend vermeidet. The object underlying the invention is to provide an optical rule encoder, which does not require a radiation source with parallel radiation and largely avoids errors that occur due to parallax. Diese Auf gabe wird bei einem optischen Encoder der eingangs er wähnten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Empfangselemente senkrecht oder nahezu senkrecht zur Bewegungsrichtung der Anordnung mit den periodischen Strukturen angeordnet sind. In this transfer is achieved in an optical encoder of the type initially mentioned it according to the invention characterized in that the receiving elements are arranged perpendicular or nearly perpendicular to the moving direction of the arrangement with the periodic structures.

Die Empfangselemente sind dabei in einer Linie ange ordnet, die senkrecht oder nahezu senkrecht zur Bewe gungsrichtung verläuft. The receiving elements are arranged in a line is perpendicular or nearly perpendicular to the supply direction BEWE.

Die Fig. 2 zeigt ein Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Empfangsele mente E genau senkrecht zur Bewegungsrichtung der An ordnung A angeordnet sind. FIG. 2 shows an exporting approximately example of the invention, wherein the Empfangsele elements E are arranged precisely perpendicular to the direction of movement of an arrangement, A. Bei genau senkrechter An ordnung der Empfangselemente E ist es gemäß der Fig. 2 erforderlich, daß die strukturierte Anordnung A zwei Strukturen S aufweist, die um 1/4 der Periode gegen einander versetzt sind. In exactly perpendicular to arrangement of the receiving elements E, it is necessary according to the Fig. 2, that the patterned array A includes two structures S, which are offset by 1/4 of the period up to today. Die Empfängeranordnung empfängt dann in Richtung der Bewegung im wesentlichen nur pa rallele Strahlung. The receiver array then receives in the direction of movement substantially only pa rallele radiation. Die Parallaxe wirkt sich dann nur noch über die Breite der Empfangselemente E aus, so daß der Einfluß auf die Bewegungsanalyse verschwindet. The parallax then affects only the width of the receiving elements E, so that the influence disappears on the motion analysis.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind gemäß der Fig. 3 die Empfangselemente E ebenfalls im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung, jedoch mit einer Phasenverschiebung von 1/4 der Periode P der Struktur angeordnet. In a second embodiment of the present invention 3, the receiving elements E are shown in FIG. However, also disposed substantially perpendicular to the direction of movement, with a phase shift of 1/4 of the period P of the structure. In diesem Fall erfordert die strukturierte Anordnung A nur eine (ausreichend breite) Struktur. In this case, the structured arrangement A requires only one (wide enough) structure. Beim zweiten Ausführungsbeispiel der Erfin dung gemäß der Fig. 3 ist der Einfluß der Parallaxe zwar nicht völlig zum Verschwinden gebracht, aber trotz dem gegenüber bekannten Encodern sehr wesentlich redu ziert. In the second embodiment of the dung OF INVENTION shown in FIG. 3, the influence of parallax is not brought completely to disappear, but very substantially redu sheet despite the over known encoders.

Die Fig. 4 zeigt noch ein Ausführungsbeispiel, bei dem als Empfangselemente E Photodioden vorgesehen sind, die auf einem Halbleiterbauteil monolithisch integriert sind. FIG. 4 shows another embodiment example in which photodiodes are provided as receiving elements E that are monolithically integrated on a semiconductor device. In allen Fällen muß natürlich die Empfangsseite der Empfangselemente in Richtung Strahlenquelle zeigen. In all cases, of course, the receiving side of the receiving elements must point in the direction of the radiation source.

Claims (6)

  1. 1. Optischer Encoder zur optoelektronischen Erfassung von Bewegungsabläufen einer Anordnung mit periodischen, optisch wirksamen Strukturen, mit einer nichtparalle le Strahlung aussendenden Strahlenquelle sowie mit ei nem mit der Strahlenquelle starr verbundenen Strahlen empfänger mit mindestens zwei Empfangselementen, da durch gekennzeichnet, daß die Empfangselemente senk recht oder nahezu senkrecht zur Bewegungsrichtung der Anordnung mit den periodischen Strukturen angeordnet sind. 1. An optical encoder for the optoelectronic detection of movements of an arrangement with periodic optically effective structures, emitting a nichtparalle le radiation beam source and with egg nem rigidly connected to the radiation source beam receiver having at least two receiving elements, as by in that the receiving elements perpendicular quite or nearly perpendicular to the moving direction of the arrangement with the periodic structures.
  2. 2. Optischer Encoder nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Empfängerelemente entlang einer Linie angeordnet sind, die senkrecht oder nahezu senk recht zur Bewegungsrichtung verläuft. 2. An optical encoder according to claim 1, characterized in that the receiver elements are arranged along a line, the right-perpendicular or nearly perpendicular to the moving direction.
  3. 3. Optischer Encoder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangselemente genau senk recht zur Bewegungsrichtung angeordnet sind, daß die Anordnung mit den periodischen Strukturen zwei peri odische Strukturen aufweist und daß die periodischen Strukturen um 1/4 der Periode versetzt sind. 3. An optical encoder according to claim 1 or 2, characterized in that the receiving elements are quite exactly perpendicular arranged to the moving direction, that the arrangement with the periodic structures having two peri odic structures and that the periodic structures are offset by 1/4 of the period.
  4. 4. Optischer Encoder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangselemente nahezu senk recht zur Bewegungsrichtung angeordnet, jedoch um 1/4 der Periode gegeneinander verschoben sind, und daß die Anordnung mit der periodischen Struktur nur eine peri odische Struktur aufweist. 4. An optical encoder according to claim 1 or 2, characterized in that the receiving elements almost perpendicular right disposed to the movement direction, but are shifted by 1/4 of the period each other, and that the arrangement with the periodic structure has only a peri odic structure.
  5. 5. Optischer Encoder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenquelle eine Leuchtdiode ist. 5. An optical encoder according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the radiation source is a light emitting diode.
  6. 6. Optischer Encoder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangselemente Pho todioden sind. 6. An optical encoder according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the receiving elements are Pho todioden.
DE19863632084 1986-09-20 1986-09-20 Optical encoder Ceased DE3632084A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863632084 DE3632084A1 (en) 1986-09-20 1986-09-20 Optical encoder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863632084 DE3632084A1 (en) 1986-09-20 1986-09-20 Optical encoder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3632084A1 true true DE3632084A1 (en) 1988-04-07

Family

ID=6310030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19863632084 Ceased DE3632084A1 (en) 1986-09-20 1986-09-20 Optical encoder

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3632084A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9317838U1 (en) * 1993-11-22 1994-02-10 Primax Electronics Ltd An optical rotary encoder for a coordinate input device
DE4318386A1 (en) * 1993-06-01 1995-03-02 Rohm Co Ltd Displacement sensor for a moving element
DE19637855A1 (en) * 1996-09-17 1998-03-19 Teves Gmbh Alfred System for identifying movement direction, esp. direction of rotation of vehicle steering-wheel
DE10314315A1 (en) * 2003-03-29 2004-10-28 Preh Gmbh Operating part e.g. rotary knob, has light distributing part which functions as coded disc for triggering operating function when top part of knob is displaced
WO2005027352A1 (en) * 2003-09-11 2005-03-24 Preh Gmbh Integrated optical encoder

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1905392B2 (en) * 1968-04-23 1971-01-07
DE1915478B2 (en) * 1968-03-27 1971-07-08 An arrangement for the displacement of a movable member measured relative to a fixed component s
DE1548290B2 (en) * 1965-09-02 1973-10-31 Oerlikon-Buehrle Holding Ag, Zuerich (Schweiz)
DE3146724A1 (en) * 1980-12-11 1982-06-16 Sfena "Incremental encoder, in particular for the implementation of angular movement in a digital information"
DE3436138A1 (en) * 1983-10-03 1985-05-02 Sharp Kk optical coder
DE3416864A1 (en) * 1984-05-08 1985-11-21 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Photoelectric measuring device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1548290B2 (en) * 1965-09-02 1973-10-31 Oerlikon-Buehrle Holding Ag, Zuerich (Schweiz)
DE1915478B2 (en) * 1968-03-27 1971-07-08 An arrangement for the displacement of a movable member measured relative to a fixed component s
DE1905392B2 (en) * 1968-04-23 1971-01-07
DE3146724A1 (en) * 1980-12-11 1982-06-16 Sfena "Incremental encoder, in particular for the implementation of angular movement in a digital information"
DE3436138A1 (en) * 1983-10-03 1985-05-02 Sharp Kk optical coder
DE3416864A1 (en) * 1984-05-08 1985-11-21 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Photoelectric measuring device

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Elektronik Information, 1982, Nr.4,S.70 *
IBM Technical Disclosure Bulletin, Nr.5, 1981, S.2269, 2270 *
The Marconi Review 1983, Nr.228, S.26-42 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4318386A1 (en) * 1993-06-01 1995-03-02 Rohm Co Ltd Displacement sensor for a moving element
DE4318386C2 (en) * 1993-06-01 2002-09-19 Rohm Co Ltd An optical encoder device for detecting the movement of a movable member
DE9317838U1 (en) * 1993-11-22 1994-02-10 Primax Electronics Ltd An optical rotary encoder for a coordinate input device
DE19637855A1 (en) * 1996-09-17 1998-03-19 Teves Gmbh Alfred System for identifying movement direction, esp. direction of rotation of vehicle steering-wheel
DE10314315A1 (en) * 2003-03-29 2004-10-28 Preh Gmbh Operating part e.g. rotary knob, has light distributing part which functions as coded disc for triggering operating function when top part of knob is displaced
DE10314315B4 (en) * 2003-03-29 2006-03-30 Preh Gmbh operating element
WO2005027352A1 (en) * 2003-09-11 2005-03-24 Preh Gmbh Integrated optical encoder
DE10342326B4 (en) * 2003-09-11 2007-10-04 Preh Gmbh An integrated optical encoder
US7345273B2 (en) 2003-09-11 2008-03-18 Preh Gmbh Integrated optical encoder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4436784A1 (en) Absolute position measuring system
DE19830120A1 (en) Optoelectronic sensor to detect precipitation on external surface of glass pane
DE19758104A1 (en) Determining absolute rotation angle of motor vehicle steering
DE10122321A1 (en) Alignment of two machine parts, especially axles, is determined using an opto-electronic measurement instrument provided with two separately controlled devices for emitting a laser beam and with one laser light receiver
DE19621512A1 (en) Polarisation establishment with respect to wavelength of source spectra
EP0387520A2 (en) Position-measuring installation
DE3924460A1 (en) Angular step transducer for digital representation of angular position - has multiple surface reflector on transducer ax.e, illumination source, CCD image converter and signal processor
DE19644278A1 (en) Optical barrier and built up from monitoring device
DE3616144A1 (en) Photoelectric measuring device
EP1221582A2 (en) Optoelectronic device
EP0268558A2 (en) Apparatus for measuring lengths or angles
DE4006789A1 (en) Optical scanning system for raster measurement graduations - has light sensor as doped regions in semiconducting substrate with grids applied during mfr.
EP2187178A1 (en) Method and device for measuring the rotational angle of a rotating object
DE3700906A1 (en) encryptor
DE19748802A1 (en) Optical position measuring unit determining relative position of two objects moving to each other
EP0735501A2 (en) Colour sensor arrangement for reading colour marks
DE19527287A1 (en) Photoelectric path- and angle for measuring the displacement of two objects to one another
DE4303162A1 (en) Photoelectric length and angle-measuring system
EP0978708A1 (en) Rotary encoder
DE3632806A1 (en) Angle-measuring device and apparatus for measuring axial geometry parameters
DE10101985A1 (en) Optoelectronic arrangement feeds at least some of light reflected back from outlet window to receiver element whose resulting signal forms deflection synchronizing signal
EP1087221A1 (en) Optoelectronic sensor device
EP0564683A1 (en) Optoelectronic length, angle, or rotation measuring device
DE3700777A1 (en) Device for determining a reference position and equipped with this device, encryptor
DE4215908A1 (en) Optical particle size measurement appts. e.g. for clean room - periodically modulates light incident on measuring vol. e.g by varying light source power or using grating, acoustic=optic modulator or hologram, and detects scattered light.

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8131 Rejection