DE4331647A1 - Optical measuring system for absolute angle measurement or length measurement with the aid of rows of pixels - Google Patents

Optical measuring system for absolute angle measurement or length measurement with the aid of rows of pixels

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Abstract

The present invention describes a measuring system for absolute measurement with the aid of a pixel pickup (measuring sensor). A light source (4) sends a light beam through an optical opening (5) onto an integrated circuit (6). A translatory (11) or rotatory (12) movement varies the position of the wafer (1) and thereby likewise the location of impingement of the light beam onto the integrated circuit, which is equipped with a row of pixels. An electronic evaluation unit (7) regularly checks the state of the pixel transmitted by the integrated circuit and thus determines the position of the moving parts (11) or (12) with the aid of the address either of the first or of the last pixel irradiated, Figure 1. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Meß-System zur absoluten Winkel- oder Längenmessung mit Hilfe eines Pixel- Meßwertaufnehmers (Pixel = lichtempfindliches Bauelement zur Bildaufnahme).The present invention describes a measuring system for absolute angle or length measurement using a pixel Transducer (pixel = light-sensitive component for Image acquisition).

Es existieren verschiedene Systeme zur Positionsmessung: mechanische Meßvorrichtungen, elektrische Meßvorrichtungen (Resolver), elektronische Meßvorrichtungen (Numerische Absolut-Drehgeber) usw. Die Auswahl einer Meßvorrichtung hängt vom Aufwand und von der Zielsetzung der jeweiligen Meßaufgabe ab. Ein zur Zeit auf dem Markt erhältlicher, vergleichbarer Meßwertaufnehmer ist der optische Absolut-Drehgeber, der aus abwechselnd lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen, auf einer Scheibe angebrachten Code-Feldern besteht, die in Verbindung mit opto-elektrischen Aufnehmern einen Binär- oder auch Gray-Code liefern. Das dazu verwendete Licht stammt aus Ga- As-Quellen. Die Auflösung des Drehgebers ist durch die Anzahl von Code-Ringen (Bits) auf der Scheibe definiert. Um eine höhere Auflösung zu erreichen, muß die Anzahl von Code-Ringen und damit auch der Scheibendurchmesser und die Abtastfrequenz erhöht werden, so daß die Leistungsfähigkeit des Drehgebers begrenzt ist. Opto-elektrische Absolut- Drehgeber sind demnach entweder aufgrund der Auflösung oder aufgrund der Maximalgeschwindigkeit begrenzt. Ein weiteres Problem besteht in der mechanischen Kopplung mehrerer Drehgeber zur Erweiterung des Arbeitsbereiches.There are various systems for Position measurement: mechanical measuring devices, electrical Measuring devices (resolvers), electronic measuring devices (Numerical absolute encoders) etc. The selection of a Measuring device depends on the effort and the objective of the measurement task. One currently on the market available, comparable sensor is the Optical absolute rotary encoder that alternates from translucent and opaque, on one Disk attached code fields that exist in connection with opto-electrical sensors a binary or Deliver Gray code. The light used for this comes from Ga Ace sources. The resolution of the encoder is through Number of code rings (bits) defined on the disc. Around To achieve a higher resolution, the number of Code rings and thus also the disk diameter and the Sampling frequency can be increased so that the performance of the encoder is limited. Opto-electrical absolute Encoders are either based on the resolution or limited due to the maximum speed. Another one The problem is the mechanical coupling of several Encoder to expand the work area.

Der zur Zeit beste Absolut-Drehgeber hat einen maximalen Arbeitsbereich von 4096×4096 Punkten.The one at the moment best absolute encoder has a maximum working range of 4096 × 4096 points.

Das Konzept des Pixel-Meßwertaufnehmers basiert auf der Emission einer Lichtquelle 4, die paralleles Licht auf eine Scheibe wirft, die mit einer optischen Öffnung 5 versehen ist, Bild 1.The concept of the pixel sensor is based on the emission of a light source 4 , which throws parallel light onto a pane which is provided with an optical opening 5 , Figure 1.

Ein Lichtstrahl fällt durch die optische Öffnung und trifft auf einen integrierten Schaltkreis 6, der mit einem Pixel-Ring, d. h. mit einer geschlossenen Pixel-Reihe ausgestattet ist. Eine Längs- 11 oder Winkelbewegung 12 außerhalb des Meßwertaufnehmers führt zu einer Bewegung der Scheibe 1 und damit auch zu einer Positionsänderung des Lichtstrahls auf dem Pixel-Ring. Durch die Aktivierung der Pixel (Typ CCD) während einiger 50 Nanosekunden werden lediglich die vom Lichtstrahl angestrahlten Pixel geladen. Die elektronische Auswerteeinheit 7 erkennt und speichert die Adresse des ersten (oder letzten) angestrahlten Pixels. Diese Adresse entspricht einer Position des bewegten Objektes.A light beam falls through the optical opening and strikes an integrated circuit 6 which is equipped with a pixel ring, ie with a closed row of pixels. A longitudinal 11 or angular movement 12 outside the transducer leads to a movement of the disk 1 and thus also to a change in position of the light beam on the pixel ring. By activating the pixels (type CCD) for a few 50 nanoseconds, only the pixels illuminated by the light beam are loaded. The electronic evaluation unit 7 recognizes and stores the address of the first (or last) illuminated pixel. This address corresponds to a position of the moving object.

Bezogen auf den Durchmesser der Scheibe ist die Anzahl von Pixeln sehr hoch. Auf einem Pixel-Ring von 30 mm Durchmesser können heute bereits 8192 CCD-Pixel untergebracht werden, auf einem Durchmesser von 60 mm entsprechend 16384 Pixel. Die maximale Rotationsgeschwindigkeit der Scheibe hängt unmittelbar von der Aktivierungsdauer der Pixel ab. Wenn die Pixel des integrierten Schaltkreises z. B. über einer Dauer von 100 Nanosekunden aktiviert werden und die Scheibe mit einer Drehzahl von 12 000 U/min bzw. 200 U/sek rotiert, dann beträgt der Winkelverzug während der Aktivierungsdauer lediglich 2E-5 Umdrehungen, so daß sich die Scheibe bei einem Pixel-Ring mit 16 384 Pixeln um 0.3 Pixelbreiten verschiebt.Based on the diameter of the disc, the number is Pixels very high. On a pixel ring with a diameter of 30 mm 8192 CCD pixels can already be accommodated today, on a diameter of 60 mm corresponding to 16384 pixels. The maximum rotation speed of the disc depends depends directly on the activation time of the pixels. If the Pixel of the integrated circuit z. B. over a period of 100 nanoseconds are activated and the disk with rotated at a speed of 12,000 rpm or 200 rpm, then is the angular distortion during the activation period only 2E-5 rotations, so that the disc at a pixel ring with 16 384 pixels by 0.3 pixel widths shifts.

Wenn der Pixel-Meßwertaufnehmer zur Auswertung einer kleinen mechanischen Bewegung eingesetzt wird, können die Auflösung und die Genauigkeit des kombinierten Meß-Systems wesentlich verbessert werden. So ermöglicht beispielsweise ein Mikrokator mechanische Übersetzungen von bis zu 1 : 1000, so daß bei einer Ablesegenauigkeit von 1 mm im Mikrometerbereich gemessen werden kann.If the pixel sensor is used to evaluate a small mechanical movement is used, the resolution and the accuracy of the combined measuring system is essential be improved. For example, a Mikrokator mechanical translations of up to 1: 1000, see above that with a reading accuracy of 1 mm in Micrometer range can be measured.

Wenn nun anstelle des mechanischen Zeigers ein oben beschriebener Pixel-Meßwertaufnehmer verwendet wird, kann z. B. eine Auflösung von 10 Nanometern erreicht werden. Ähnlich dem opto-elektrischen Drehgeber können auch beim Pixel-Meßwertaufnehmer mehrere Scheiben 1 mechanisch gekoppelt, jedoch unmittelbar hintereinander und konzentrisch angebracht werden, so daß der absolute Arbeitsbereich, d. h. die Anzahl insgesamt möglicher Umdrehungen vergrößert werden kann. Ein solcher Mehrscheiben-Pixel-Meßwertaufnehmer eignet sich besonders für den Einsatz in elektrischen Antrieben z. B. an Robotern und Werkzeugmaschinen, jedoch auch für den Einsatz in hochgenauen Meßinstrumenten. If, instead of the mechanical pointer, a pixel transducer described above is used, z. B. a resolution of 10 nanometers can be achieved. Similar to the opto-electrical rotary encoder, several disks 1 can also be mechanically coupled in the pixel transducer, but can be attached immediately one after the other and concentrically, so that the absolute working range, ie the number of total possible revolutions, can be increased. Such a multi-disc pixel sensor is particularly suitable for use in electrical drives such. B. on robots and machine tools, but also for use in high-precision measuring instruments.

Der in Bild 2 vorgestellte Mehrscheiben-Pixel- Meßwertaufnehmer besitzt drei Scheiben 1, 2, 3 mit einem Übersetzungsverhältnis von z. B. jeweils 1 : 512 und entsprechend einen integrierten Schaltkreis 6 mit konzentrischen Pixel-Ringen auf unterschiedlichen Durchmessern, so daß neben einer extrem hohen Auflösung ebenfalls ein sehr großer Arbeitsbereich möglich ist. Der Aufnehmer gibt die aktuelle Absolut-Position des Meßobjektes über eine serielle Schnittstelle in SSI Norm aus. Der integrierte Schaltkreis zur Meßwertaufnahme ist direkt auf einer festen, gedruckten Schaltung angebracht. Die drei Scheiben laufen konzentrisch zu den Pixel-Ringen und haben ein jeweils unterschiedliches optisches Muster, Bild 3. Die mechanischen Übersetzungen 5a zwischen den einzelnen Scheiben können modular ausgeführt werden.The multi-slice pixel sensor shown in Figure 2 has three slices 1 , 2 , 3 with a transmission ratio of z. B. each 1: 512 and correspondingly an integrated circuit 6 with concentric pixel rings on different diameters, so that in addition to an extremely high resolution, a very large working area is also possible. The sensor outputs the current absolute position of the measurement object via a serial interface in SSI standard. The integrated circuit for recording measured values is attached directly to a fixed, printed circuit. The three disks run concentrically to the pixel rings and each have a different optical pattern, Figure 3. The mechanical ratios 5 a between the individual disks can be modular.

Die Anordnung der drei Scheiben 1, 2 et 3 wird in den Bildern 2 und 3 gezeigt. Die erste Scheibe ist direkt mit der zu messenden Achse verbunden. Die Wellen der Scheiben werden durch den Schaltkreis und durch die Scheiben selbst hindurchgeführt, so daß der integrierte Schaltkreis 6 über eine zentrische Durchlaßöffnung verfügen muß. Das optische Muster auf den Scheiben ist so ausgeführt, daß jede Scheibe eine optische Öffnung 5 besitzt, die den Lichtstrahl auf den integrierten Schaltkreis fallen läßt. Die dem integrierten Schaltkreis 6 zugewandten Scheiben haben zusätzlich einen ringförmig transparenten Bereich auf dem Durchmesser des/der jeweils vorgelagerten optischen Öffnungen, um diese in jeder Winkelstellung frei passieren zu lassen, Bild 3. So wird sichergestellt, daß jeder durch eine optische Öffnung fallende Lichtstrahl eine definierte Anzahl von Pixeln eines Pixel-Ringes beleuchtet.The arrangement of the three disks 1 , 2 and 3 is shown in Figures 2 and 3. The first disc is directly connected to the axis to be measured. The shafts of the disks are passed through the circuit and through the disks themselves, so that the integrated circuit 6 must have a central passage opening. The optical pattern on the disks is designed so that each disk has an optical opening 5 , which allows the light beam to fall onto the integrated circuit. The disks facing the integrated circuit 6 additionally have a ring-shaped transparent area on the diameter of the upstream optical openings in order to allow them to pass freely in any angular position, Figure 3. This ensures that each light beam falling through an optical opening has a defined number of pixels of a pixel ring illuminated.

Die Anzahl von Pixeln auf den jeweiligen Pixel-Ringen und die Übersetzungsverhältnisse zwischen den einzelnen Scheiben können dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßt werden. Im beschriebenen Fall, Bild 3, trägt der erste Ring 16 384 Pixel. An beide weiteren Ringe werden lediglich 512 Pixel benötigt. The number of pixels on the respective pixel rings and the transmission ratios between the individual disks can be adapted to the respective application. In the case described, Figure 3, the first ring carries 16 384 pixels. Only 512 pixels are required on both further rings.

Während einer definierten, sehr kurzen Aktivierungsdauer aller drei Pixel-Ringe wird auf jedem Ring die Position der jeweils zugehörigen Scheibe mit Hilfe des durch die optische Öffnung fallenden Lichtstrahls bestimmt und gespeichert. Von den Pixel-Gruppen, die auf jedem Pixel-Ring angestrahlt wurden, werden die Adresse des jeweils ersten (oder letzten) Pixels über eine logische Schaltung isoliert. Die Summe der drei Adressen wird im beschriebenen Fall an ein 32-Bit- Register weitergegeben, Bild 7/7.During a defined, very short activation period of all three pixel rings, the position of the respective associated disk on each ring is determined and stored with the aid of the light beam falling through the optical opening. The address of the first (or last) pixel is isolated from the pixel groups that were illuminated on each pixel ring via a logic circuit. In the described case, the sum of the three addresses is passed on to a 32-bit register, Fig . 7/7.

Die ersten 14 Bits des 32-Bit-Registers zeigen die Adresse des ersten bestrahlten Pixels des ersten Ringes an. Die folgenden 18 Bits zeigen entsprechend die Adressen der beiden anderen Ringe an, Bild 7/7.The first 14 bits of the 32-bit register indicate the address of the first irradiated pixel of the first ring. The following 18 bits accordingly show the addresses of the other two rings, Fig . 7/7.

Ein auf der gedruckten Schaltung 7 integrierter, programmierbarer Rechner vergleicht jeden neu berechneten Meßwert mit dem vorhergehenden. Wenn die Differenz beider Werte kleiner all z. B. eine halbe Scheibenumdrehung ist (hier z. B. 8192 Pixel), dann ist die Meßung korrekt, da bei der vorgegebenen Maximalgeschwindigkeit von 200 U/sek und einer Abtastfrequenz von 1 ms lediglich ein Winkel von 0,2 Umdrehungen durchlaufen werden kann. Darüberhinaus erlaubt dieser Test auf sehr einfache Weise die Bestimmung von Drehsinn und Drehgeschwindigkeit in Abhängigkeit der durchlaufenen Punkte.A programmable computer integrated on the printed circuit 7 compares each newly calculated measured value with the previous one. If the difference between the two values is less than z. B. is half a disk revolution (here, for example, 8192 pixels), then the measurement is correct, since at the given maximum speed of 200 rev / sec and a sampling frequency of 1 ms, only an angle of 0.2 revolutions can be run through. In addition, this test allows the direction of rotation and the speed of rotation to be determined in a very simple manner as a function of the points passed.

Bei einer weiteren Anwendung CCD-bestückter, integrierter Schaltkreise kann anstelle der punktuellen optischen Öffnung in der rotierenden Scheibe eine in drei verschieden lichtdurchlässige Bereiche unterteilte ringförmige Öffnung eingesetzt werden. Zur Steuerung eines 3phasigen Motors wird diese ringförmige Öffnung in 3 Bereiche unterteilt, d. h. 120° nicht lichtdurchlässig (schwarz), 120° lichtdurchlässig (transparent) und 120° schwach lichtdurchlässig (matt). Die während der Aktivierungsdauer belichteten Pixel ergeben entsprechend ein Videosignal 15, unterteilt in drei Stufen, schwarz, weiß und grau. Dieses Videosignal gibt zu jedem Meßzeitpunkt die genaue Position der rotierenden Scheibe anhand des Überganges von der Stufe "schwarz" zur Stufe "weiß" an, Bild 4. Die Position der Scheibe kann entweder anhand der Adresse des ersten "weiß"-Pixels bestimmt werden 18 oder auch mit Hilfe einer Zeitzählung der numerischen Steuerung zwischen Meß-Start und Übergang "schwarz" nach "weiß" 17, Bild 4.In a further application of integrated circuits equipped with CCD, an annular opening divided into three different transparent areas can be used instead of the selective optical opening in the rotating disk. To control a 3-phase motor, this ring-shaped opening is divided into 3 areas, ie 120 ° not translucent (black), 120 ° translucent (transparent) and 120 ° slightly translucent (matt). The pixels exposed during the activation period accordingly result in a video signal 15 , divided into three stages, black, white and gray. This video signal indicates the exact position of the rotating disk at each time of measurement based on the transition from the "black" level to the "white" level, Figure 4. The position of the disk can either be determined using the address of the first "white" pixel 18 or also with the help of a time count of the numerical control between start of measurement and transition from "black" to "white" 17, Figure 4.

Dieses Videosignal, das die Position einer Motorachse angibt, kann anstelle eines Resolver-Signals zur Steuerung des Motors durch den Leistungsverstärker verwendet werden. Besonders im Hinblick auf die Synchronistion mehrerer Achsen oder Motoren bieten sich vielversprechende Möglichkeiten.This video signal, which indicates the position of a motor axis, can be used instead of a resolver signal to control the motor be used by the power amplifier. Especially in With regard to the synchronization of several axes or motors there are promising opportunities.

Eine weitere Möglichkeit des Einsatzes CCD-bestückter Meßwertaufnehmer besteht in der logischen Codierung konzentrischer Pixel-Ringe nach dem Gray-Code, dem Binär-Code oder nach anderen logischen Codes. Aufgrund der geringen Abmessungen der Pixel können sehr viele Pixel-Ringe nebeneinander angebracht werden. Codierte Meßwertaufnehmer können auch nach dem zu Beginn beschriebenen Mehrscheiben- Verfahren bestrahlt werden, Bild 3. Dabei gelangt ein jeder der drei Lichtstrahlen durch die optische Öffnung der jeweiligen Scheibe nicht nur auf einen einzelnen Pixel-Ring, sondern auf einen Verbund mehrerer, dicht nebeneinander liegender, logisch codierter Ringe. Die logische Codierung der Pixel gelingt durch die Verwendung zweier unterschiedlicher CCD-Pixel-Arten, die sich bei Lichteinfall entweder positiv oder negativ aufladen, d. h. Pixel mit einer Reaktionsspannung von -1V stellen den logischen Zustand "0" dar und Pixel mit der Reaktionsspannung +1 V den logischen Zustand "1". Wiederum wird zur Auswertung eines jeden Pixel- Ringes als Bezugspunkt der erste bzw. letzte bestrahlte Pixel herangezogen.Another possibility of using CCD-equipped sensors is the logical coding of concentric pixel rings according to the Gray code, the binary code or according to other logical codes. Due to the small dimensions of the pixels, a large number of pixel rings can be attached side by side. Coded transducers can also be irradiated using the multi-slice method described at the beginning, Figure 3. Each of the three light beams passes through the optical opening of the respective slice not only to a single pixel ring, but to a combination of several, closely spaced , logically coded rings. The logical coding of the pixels is achieved by using two different types of CCD pixels, which charge either positively or negatively when the light falls, ie pixels with a reaction voltage of -1V represent the logic state "0" and pixels with the reaction voltage +1 V the logic state "1". Again, the first or last irradiated pixel is used as the reference point for evaluating each pixel ring.

Eine letzte Möglichkeit besteht in der Verwendung mehrerer Scheiben, die jeweils nach dem Gray-Code, einem Binär-Code oder anderen logischen Code optisch codiert sind, d. h. jeweils einen Verbund mehrerer, dicht nebeneinander liegender, konzentrischer, logisch codierter Ringe besitzen, die wie jeweils aus zwei, das Licht unterschiedlich beeinflussenden Musterkomponenten aufgebaut sind. Die Scheiben sind durch mechanische Übersetzungen miteinander gekoppelt. Im Gegensatz zu gewöhnlichen opto-elektrischen Drehgebern wird anstelle der Photodioden eine radial angeordnete Pixel-Reihe als integriete Schaltkreis 6 verwendet, Bild 5. Diese Pixel-Reihe wird von einer Lichtquelle 4 linienförmig mit dem radialen Ausschnitt der Code-Scheiben, z. B. mittels einer Blende 9 bestrahlt, so daß mit der Abtastfrequenz die genaue, absolute Winkellage der Scheiben bestimmt werden kann. Durch die Verwendung einer Pixel-Reihe wird im Vergleich zu herkömmlichen Drehgebern nicht nur eine wesentlich höhere Abtastrate, sondern auch eine kleinere Baugröße der Code-Scheiben ermöglicht. Zwischen den Code-Streifen-Verbunden der jeweiligen Scheiben muß eine Grauzone vorliegen, damit die Code-Streifen- Verbunde der einzelnen Scheiben voneinander unterschieden werden können, Bild 6 (6). Diese Graustufen des Videosignals 21 können über einen Vergleichsoperator 20, Bild 6, eliminiert werden 22. Mit Hilfe eines von der Breite der Codespuren abhängigen Zeittaktes 24 kann der Binär-Code des Videosignals 22 übertragen werden 25.A last possibility consists in the use of several disks, each of which is optically coded according to the Gray code, a binary code or other logical code, that is to say each of which has a combination of a plurality of concentrically, logically coded rings lying close to one another, as in each case are made up of two sample components that influence light differently. The disks are coupled to one another by mechanical translations. In contrast to conventional opto-electrical rotary encoders, a radially arranged row of pixels is used as an integrated circuit 6 instead of the photodiodes, Figure 5. This row of pixels is linearly emitted by a light source 4 with the radial section of the code disks, e.g. B. irradiated by means of an aperture 9 , so that the exact, absolute angular position of the disks can be determined with the sampling frequency. By using a row of pixels, not only a significantly higher sampling rate, but also a smaller size of the code disks is made possible in comparison to conventional encoders. There must be a gray area between the code strip assemblies of the respective panes so that the code strip assemblies of the individual panes can be distinguished from one another, Figure 6 (6). These gray levels of the video signal 21 can be eliminated 22 by means of a comparison operator 20 , Figure 6. The binary code of the video signal 22 can be transmitted 25 with the aid of a time clock 24 which is dependent on the width of the code tracks.

Claims (12)

1. Optisches Meß-System zur absoluten Winkel- oder Längenmessung, gekennzeichnet durch einen integrierten Schaltkreis mit zentrischer Durchlaßöffnung, versehen mit drei konzentrisch angebrachten Pixel-Ringen, desweiteren gekennzeichnet durch drei, unmittelbar hintereinanderliegende, mit den Pixel-Ringen des integrierten Schaltkreises konzentrisch gelagerte Scheiben, die jeweils mit einer optischen Öffnung sowie einem besonderen optischen Muster versehen sind. Das Meß-System ist darüber hinaus gekennzeichnet durch eine Lichtquelle, die die Scheiben mit Lichtstrahlen bestrahlt, sowie durch eine mechanische Kopplung der drei Scheiben als auch durch eine elektronische Auswerteeinheit, die die Pixel während einer definierten, sehr kurzen Aktivierungsdauer aktiviert, so daß der momentane Zustand aller Pixel bestimmt, die bestrahlten Pixel erfaßt und die Adressen des jeweils ersten (bzw. letzten) Pixels eines jeden Pixel-Ringes als Bezugspunkt isoliert, und entsprechend die Positionen der Scheiben erkannt und gespeichert werden.1. Optical measuring system for absolute angle or length measurement, characterized by an integrated circuit with a central passage opening, provided with three concentrically attached pixel rings, further characterized by three, one behind the other, with the pixel rings of the integrated circuit concentrically mounted discs , each with an optical opening and a special optical pattern. The measuring system is also characterized by a light source that irradiates the panes with light rays, a mechanical coupling of the three panes and an electronic evaluation unit that activates the pixels during a defined, very short activation period, so that the current one The state of all pixels is determined, the irradiated pixels are detected and the addresses of the first (or last) pixel of each pixel ring are isolated as a reference point, and the positions of the slices are recognized and stored accordingly. 2. Meß-System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der integrierte Schaltkreis eine zentrische Durchlaßöffnung sowie drei Pixel-Ringe besitzt, sowie dadurch, daß den drei Pixel-Ringen jeweils eine Scheibe zugeordnet ist, so daß jeder Ring die Position einer Scheibe genau erfaßt.2. Measuring system according to claim 1, characterized in that the integrated circuit is a centric Has passage opening and three pixel rings, as well in that the three pixel rings each have a disc is assigned so that each ring has the position of a disc precisely recorded. 3. Meß-System gemäß einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben mit optischer Öffnung eine definierte, optische Musterung aufweisen, daß die konzentrisch mit den Pixel-Ringen und unmittelbar hintereinanderliegend angebracht sind, sowie dadurch, daß die Scheiben lediglich über eine mechanische Kopplung miteinander verbunden sind.3. Measuring system according to one or both of claims 1 and 2, characterized in that the discs with optical Opening have a defined optical pattern that which are concentric with the pixel rings and immediate are attached one behind the other, and in that the discs only via a mechanical coupling are interconnected. 3. Meß-System gemäß einem oder beiden der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Musterung einer jeden Scheibe so gestaltet ist, daß jeder Pixel-Ring genau einen Lichtstrahl durch die optische Öffnung von genau einer Scheibe erhält und von jedem Pixel-Ring eine definierte Anzahl von Pixeln bestrahlt wird.3. Measuring system according to one or both of claims 1 and 3, characterized in that the optical pattern of a each slice is designed so that each pixel ring is accurate a beam of light through the optical aperture of exactly one  Disc receives and a defined one from each pixel ring Number of pixels is irradiated. 5. Meß-System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbare, elektronische Auswerteeinheit die Pixel während einer definierten Aktivierungszeit aktiviert, und daß sie aus den Adreßinformationen der ersten (oder letzten) beleuchteten Pixel der Pixel-Ringe des integrierten Schaltkreises die aktuelle Position der Scheiben ermittelt und auf ein Ausgaberegister überträgt.5. Measuring system according to claim 1, characterized in that the programmable, electronic evaluation unit Pixels activated during a defined activation time, and that from the address information of the first (or last) illuminated pixels of the pixel rings of the integrated Circuit determines the current position of the discs and transfers to an output register. 6. Meß-System gemäß einem oder beiden der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Variante jede optische Öffnung ringförmig aufgeweitet und in drei verschieden lichtdurchlässige Bereiche unterteilt wird, transparent, matt und nicht transparent, so daß die während der Aktivierungsdauer belichteten Pixel entsprechend ein Videosignal ergeben, aus dem zu jedem Meßzeitpunkt die genaue Position der rotierenden Scheibe anhand des "schwarz"-"weiß"-Überganges bestimmt werden kann. Das Meß-System ist desweiteren dadurch gekennzeichnet, daß auch mit Hilfe einer Zeitzählung der numerischen Steuerung zwischen Meß-Start und "schwarz"-"weiß"-Übergang die Position der Scheiben bestimmt werden kann.6. Measuring system according to one or both of claims 1 and 3, characterized in that as a variant any optical Opening widened in a ring and in three different translucent areas is divided, transparent, matte and not transparent, so that during the Activation duration exposed pixels accordingly Result from the video signal at each measurement time exact position of the rotating disc based on the "black" - "white" transition can be determined. The Measuring system is further characterized in that with the help of a time count of the numerical control between measurement start and "black" - "white" transition Position of the discs can be determined. 7. Meß-Systyem gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignal zur Steuerung oder Synchronisierung eines 3-Phasen-Motors anstelle eines Resolvers verwendet wird.7. measuring system according to claim 6, characterized in that that the video signal for control or synchronization a 3-phase motor instead of a resolver becomes. 8. Meß-System gemäß einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Variante auf dem integrierten Schaltkreis nicht drei einzelne Pixel-Ringe, sondern drei Verbunde, jeweils bestehend aus mehreren, dicht nebeneinander liegenden, konzentrischen, logisch codierten, d. h. über zwei, bei Lichteinfall unterschiedlich reagierende Pixel verfügende Pixel-Ringe angebracht sind, mit anderen Worten dadurch gekennzeichnet, daß jeder, durch eine optische Öffnung fallende Lichtstrahl nicht auf einen einzelnen Pixel-Ring, sondern auf einen solchen Verbund trifft. 8. Measuring system according to one or both of claims 1 and 2, characterized in that as a variant on the integrated circuit not three individual pixel rings, but three groups, each consisting of several, dense juxtaposed, concentric, logically coded, d. H. over two, reacting differently to the incidence of light Pixel-ruling pixel rings are attached with others Words characterized in that everyone, by a optical aperture falling light beam not on one single pixel ring, but on such a composite meets.   9. Meß-System als Variante mit der verwendeten Scheiben, die jeweils einen Verbund mehrerer, dicht nebeneinander liegender, konzentrischer, logisch codierter Ringe besitzen, die wiederum jeweils aus zwei, das Licht unterschiedlich beeinflussenden Musterkomponenten aufgebaut sind , gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Variante der integrierte Schaltkreis keine ringförmigen Pixel-Reihen und nicht unbedingt eine zentrische Durchlaßöffnung besitzt, sondern mit einer radial angebrachten Pixel-Reihe ausgestattet ist, sowie dadurch gekennzeichnet, daß als Variante die Pixel-Reihe von einer Lichtquelle linienförmig mit dem radialen Ausschnitt der Code-Scheiben bestrahlt wird.9. Measuring system as a variant with the disks used each a group of several, close together have lying, concentric, logically coded rings, which in turn each consist of two, the light is different influencing sample components are constructed according to a or more of claims 1, 2, 3 and 4, characterized characterized in that as a variant of the integrated circuit no ring-shaped rows of pixels and not necessarily one has a central passage opening, but with a radial attached pixel row is equipped, as well as thereby characterized that as a variant, the pixel row of one Light source linear with the radial section of the Code discs is irradiated. 10. Meß-System gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswertung der Pixel-Reihe ein Vergleichsoperator verwendet wird, der mittels einer zwischen den Code-Ring- Verbunden der Scheiben vorliegenden Graustufe die logischen Informationen der einzelnen Verbunde voneinander trennt, sowie dadurch, daß mit Hilfe eines von der Code-Ring-Breite abhängigen Zeittaktes die logische Information der Pixel- Reihe an einen Register weitergegeben wird.10. Measuring system according to claim 9, characterized characterized in that a comparison operator for evaluating the pixel row is used by means of a between the code ring Connected the panes present gray level the logical Separates information from the individual groups, and in that with the help of one of the code ring width dependent timing the logical information of the pixel Row is passed on to a register. 11. Meß-System gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1, 6, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzelne Scheibe zur Positionsbestimmung verwendet wird, so daß auf dem integrierten Schaltkreis lediglich ein einzelner Pixel- Ring bzw. Verbund von Pixel-Ringen benötigt wird.11. Measuring system according to one or more of the claims 1, 6, 8 and 9, characterized in that a single Positioning disc is used so that on the integrated circuit just a single pixel Ring or composite of pixel rings is required. 12. Meß-System gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung kleiner Bewegungen mit dem Ziel der Verbesserung der Auflösung mechanischer Meß-Instrumente vorgenommen wird.12. Measuring system according to one or more of the claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10 and 11, characterized in that the Evaluation of small movements with the aim of improvement the dissolution of mechanical measuring instruments becomes.
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