DE69921549T2 - Ablesevorrichtung für hochauflösenden optischen Kodierer - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische Lesevorrichtung für einen hochauflösenden optischen Kodierer, der insbesondere zum Bestimmen der Winkelposition eines Objekts mit Bezug auf ein anderes verwendet wird.
  • In dem Stand der Technik sind optische Kodierer bekannt, die es ermöglichen, die Winkelposition von zwei Objekten zu messen, die gegeneinander in Bewegung sein können, durch Verwendung des Prinzips der Interferometrie. In den europäischen Patentanmeldungen EP 262 349 und EP 419 701 ist eine solche Vorrichtung gebildet aus einer Scheibe, die auf einem Umfangsring Winkeleinteilungen aufweist, die es ermöglichen, einen aus einer Abstrahlquelle hervorgehenden Lichtstrahl ein erstes Mal zu beugen. Nachdem er gebeugt wurde, dringt der Lichtstrahl in ein Prisma ein, das den Lichtstrahl zu einer Leseeinheit hin umlenkt, die der Lichtquelle diametral gegenüberliegt. Vor dem Erreichen der Leseeinheit durchläuft der Lichtstrahl die Scheibe erneut und wird durch die Winkeleinteilung ein zweites Mal gebeugt. Der Strahl wird ebenfalls auf den Seitenflächen des Prismas total reflektiert, was somit Interferenzen erzeugt.
  • Durch das französische Patent FR 2 666 145 ist auch ein optischer Sensor bekannt, der insbesondere als Geschwindigkeitssensor oder als Positionssensor eines in Rotation oder Translation versetzten Elements verwendet wird. Diese Vorrichtung enthält ein Kodierorgan, das mit Reflexionsflächen mit einer besonderen Geometrie versehen ist, und einen Transducer, der einen optischen Sender und Empfänger enthält. Das Erfassen der Geschwindigkeit des Organs geschieht durch Reflexion des Lichtbündels auf den besonderen Oberflächen des Kodierorgans. Diese Oberflächen sind zumindest abschnittsweise durch eine Konische begrenzt, d.h. eine Parabel, eine Ellipse oder eine Hyperbel. Diese Vorrichtung benötigt zur Herstellung des Kodierorgans eine sehr große Bearbeitungsgenauigkeit, was erhebliche Kosten und eine höhere Zerbrechlichkeit ergibt.
  • In dem Stand der Technik ist durch das Dokument DE 36 09 211 auch ein optischer Detektor der Winkelposition einer Kodierscheibe bekannt, der mit einem Prisma mit einer komplexen Form versehen ist, um den Lichtstrahl zu den Fotodioden zu bringen. Die durch Reflexionen auf den Prisma erzeugten Interferenzen sind in dieser Art von Detektor nicht korrigiert.
  • Die Druckschriften GB 1 198 517 , WO 80 01416, US 3 983 391 und JP 60 031 016 beschreiben ebenfalls optische Lesevorrichtungen, die es ermöglichen, mit einer annehmbaren Genauigkeit die Position einer Kodierscheibe zu erfassen. Es besteht jedoch ein Bedarf an einer Vorrichtung, die einfach zu verwirklichen bleibt, während sie eine hohe Auflösung erzielt.
  • Die vorliegende Erfindung hat daher zur Aufgabe, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden durch Vorschlagen einer optischen Lesevorrichtung für einen hoch auflösenden optischen Kodierer mit einfacher Konzeption und Wartung, der es ermöglicht, die Genauigkeit der Erfassung der Position eines Objekts zu verbessern, ohne die Interferometrie zu bemühen.
  • Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass die optische Lesevorrichtung für einen hoch auflösenden optischen Kodierer mit einem Mittel zum Abstrahlen eines Lichtbündels, einem Mittel zum Empfangen dieses Bündels, einer Scheibe, deren Winkelstellung bestimmt werden soll, einem Reflexionsmittel zum Umlenken des von dem Abstrahlmittel abgestrahlten Bündels zu dem Empfangsmittel und einem auf der Kodierscheibe angeordneten Mittel zum Beugen des Bündels, wobei das Abstrahlmittel und das Empfangsmittel des Bündels in derselben Ebene parallel zu der Kodierscheibe gelegen sind und die Scheibe zwischen der das Abstrahlmittel und das Empfangsmittel enthaltenden Ebene einer seits und dem Reflexionsmittel andererseits angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet ist, dass das Mittel zum Beugen des Bündels von der Art ist, die zumindest eine Öffnung enthält und auf der Fläche der Scheibe angeordnet ist, die der das Abstrahlmittel und das Empfangsmittel enthaltenden Ebene gegenüber liegt, das Reflexionsmittel zumindest zwei reflektierende Oberflächen enthält, wobei jede Oberfläche einen vorbestimmten Winkel mit der das Abstrahlmittel und das Empfangsmittel enthaltenden Ebene bildet, und das Abstrahlmittel und das Empfangsmittel auf einem Radius der Scheibe ausgerichtet sind.
  • Nach einer weiteren Besonderheit beträgt der Winkel zwischen den reflektierenden Oberflächen und der das Abstrahlmittel und das Empfangsmittel enthaltenden Ebene 45°.
  • Nach einer weiteren Besonderheit sind das Abstrahlmittel und das Empfangsmittel so angeordnet, dass der optische Weg des Lichtbündels zumindest einmal die Kodierscheibe und zumindest einmal das Beugungsmittel durchläuft.
  • Nach einer weiteren Besonderheit sind die reflektierenden Oberflächen aus Spiegeln und/oder Prismen und/oder polierten Materialoberflächen gebildet.
  • Nach einer weiteren Besonderheit weist zumindest eine reflektierende Oberfläche eine vorbestimmte nicht ebene Form auf, die vorzugsweise aus konkaven Formen ausgewählt ist.
  • Nach einer weiteren Besonderheit weisen die zwei reflektierenden Oberflächen nicht ebene Formen auf, die so festgelegt sind, dass das von der zweiten reflektierenden Oberfläche in Richtung auf den Empfänger hin reflektierte Bündel aus parallelen Lichtstrahlen gebildet ist.
  • Nach einer weiteren Besonderheit enthält das Mittel zum Abstrahlen des Lichtbündels zumindest einen optischen Sender, wobei jeder optische Sender einem optischen Empfänger zugeordnet ist, der das Mittel zum Empfangen des Lichtbündels bildet.
  • Nach einer weiteren Besonderheit sind das Abstrahlmittel und das Empfangsmittel des Lichtbündels so angeordnet, dass sie auf einer Halbgeraden ausgerichtet sind, die von der Symmetrieachse der Scheibe getrennt ist.
  • Nach einer weiteren Besonderheit ist das von dem Abstrahlmittel abgestrahlte Lichtbündel in einer Ebene senkrecht zu der Ebene enthalten, die das Abstrahlmittel, das Empfangsmittel und die Symmetrieachse der Kodierscheibe enthält.
  • Nach einer weiteren Besonderheit enthält das Beugungsmittel eine Strichplatte, die mit Bezug auf die Scheibe fest ist und eine Blende, die dem Abstrahlmittel gegenüberliegt, sowie eine oder mehrere Öffnungen gegenüber dem Empfänger aufweist.
  • Weitere Besonderheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindungen werden klarer beim Lesen der folgenden Beschreibung, die mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen durchgeführt wird, in denen:
  • 1A und 1B jeweils eine Seitenansicht verschiedener Ausführungsvarianten der optische Lesevorrichtung für einen hoch auflösenden optischen Kodierer gemäß der Erfindung zeigen, wobei die unterschiedlichen Anordnungen der Scheibe und des Beugungsmittels im Hinblick auf das Abstrahlmittel und das Empfangsmittel erscheinen;
  • 2A und 2B jeweils eine Seitenansicht verschiedener Ausführungsvarianten der Form der Reflexionsflächen zeigen;
  • 3A bis 3D jeweils eine Seitenansicht verschiedener Ausführungsvarianten der Reflexionsmittel zeigen;
  • 4 eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante der Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
  • 5 eine Ansicht von unten auf eine optische Kodierscheibe mit dem Beugungsmittel gemäß der Erfindung zeigt.
  • Die 1A und 1B stellen eine Seitenansicht von zwei Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen optischen Kodierers dar, wobei die unterschiedlichen Anordnungen der Scheibe und des Beugungsmittels erscheinen. Die optische Vorrichtung des erfindungsgemäßen optischen Kodierers wird verwendet, um die Winkelposition einer Kodierscheibe 40 mit Bezug auf ein anderes festes Objekt 12 zu bestimmen. Dazu enthält die optische Vorrichtung an sich bekannte Elemente wie ein Mittel 10 zum Abstrahlen eines Lichtbündels 22, ein Mittel 11 zum Empfangen dieses Bündels 22, Reflexionsmittel 20, 21 und ein Beugungsmittel 30, das auf der Kodierscheibe 40 angeordnet ist.
  • In 1A und 1B ist das Abstrahlmittel 10 beispielsweise aus einem optischen Sender E gebildet, der beispielsweise elektrolumineszent ist, und das Empfangsmittel 11 ist aus einer Anzahl optischer Empfänger R gebildet, beispielsweise einem Fotorezeptor, der der Anzahl der Spuren der Scheibe 40 entspricht. Gemäß der Erfindung sind der optische Sender E und der optische Empfänger R in derselben Ebene 12 senkrecht zu der Achse 41 der Scheibe 40 angeordnet und auf einem Radius der Kodierscheibe 40 ausgerichtet. Vorteilhafterweise sind der Sender E und der Empfänger R auf einer Halbgerade ausgerichtet, die keinen Schnittpunkt mit der Rotationsachse 41 der Scheibe aufweist. Der Abstand zwischen dem Sender E und der Rotationsachse 41 der Scheibe 40 kann sowohl größer (1B) als auch kleiner (1A) sein als der Abstand zwischen dem Empfänger R und der Rotationsachse 41 der Scheibe 40. In diesen Anordnungen ist die Schiebe 40 parallel zu der Ebene 12, die den Sender E und den Empfänger R enthält.
  • Das Beugungsmittel 30 ist beispielsweise aus einer Strichplatte 30 gebildet, die mit Bezug auf die Kodierscheibe 40 fest auf der Fläche der Scheibe 40 angeordnet ist, die der den Sender E und den Empfänger R enthaltenden Ebene 12 gegenüberliegt. Der optische Kodierer enthält gemäß der Erfindung auch Reflexionsmittel 20, 21, die es ermöglichen, das Lichtbündel 22 umzulenken.
  • 5 lässt die Anordnung der verschiedenen Elemente des erfindungsgemäßen Kodierers besser verstehen. Die Scheibe 40 enthält eine Mehrzahl von Spuren 42, 43, beispielsweise 2, die aus einer Abfolge von Einteilungen gebildet sind, die von einer Spur zur anderen unterschiedliche Größen aufweisen oder im Winkel versetzt sind. Jede Spur 42, 43 wird gebildet aus dem Abwechseln einer durchsichtigen Zone mit einer undurchsichtigen Zone. Die Strichplatte 30 aus undurchsichtigem Material ist fest mit Bezug auf die Scheibe 40, und sie ist beispielsweise von einer rechteckigen Form und parallel zu dem Radius angeordnet, auf dem der Sender E und der Empfänger R des Kodierers ausgerichtet sind. Dem Sender E gegenüberliegend enthält die Strichplatte 30 eine Blende 31. Diese Blende 31 begrenzt die parasitären Reflexionen am Rand des Bündels. Die Blende 31 trägt somit zum Verbessern der Qualität des Bündels bei und demzufolge zum Erhöhen der Auflösung des erfindungsgemäßen Kodierers. Gegenüber dem Empfänger R enthält die Strichplatte 30 eine Reihe von Öffnungen 320, 330, die denselben Abstand aufweisen wie die Einteilungen 42, 43 jeder Spur des Kodierers, der gegenüber sich die Öffnungen 320, 33 der Strichplatte befinden werden. Die Strichplatte 30 kann ebenso viele Reihen von Öffnungen 320, 330 aufweisen wie Spuren 42, 43 auf der Kodierscheibe 40 vorhanden sind.
  • Das Reflexionsmittel 20, 21 enthält zumindest zwei Oberflächen 20, 21, die so angeordnet sind, dass die Scheibe 40 zwischen der Ebene 12 und diesen zwei reflektierenden Oberflächen 20, 21 liegt. Eine erste Oberfläche liegt dem Sender E gegenüber und bildet einen vorbestimmten Winkel mit der Ebene 12. Die zweite Oberfläche 21 liegt dem Empfänger R und den Kodierspuren 42, 43 gegenüber und ist symmetrisch mit Bezug auf eine Achse senkrecht zu der Ebene 12, die den Sender E und den Empfänger R enthält. Somit wird das Bündel 22 ein erstes Mal von der ersten Oberfläche 20 zu der zweiten Oberfläche 21 hin umgelenkt, die das Bündel 22 ein zweites Mal zu dem Empfänger R umlenkt. Der Winkel zwischen der ersten Oberfläche 20 und der Ebene 12 ist beispielsweise gleich 45°. Die zwei Reflexionsflächen 20, 21 können auf einer Ebene parallel zu der Ebene 12 angeordnet sein, die den Sender E und den Empfänger R enthält.
  • Die Besonderheit des von dem Abstrahlmittel 10 abgestrahlten Bündels 22 liegt darin, dass es in einer Ebene enthalten ist, die einerseits senkrecht zu der das Abstrahlmittel 10 und das Empfangsmittel 11 enthaltenden Ebene 12 ist und andererseits die Rotationsachse 41 der Scheibe 40 enthält. Vorteilhafterweise durchläuft der optische Weg dieses Bündels 22 zumindest einmal die Kodierscheibe 40 und einmal die Strichplatte 30.
  • 1B stellt eine Ausführungsvariante dar, bei der der optische Weg einmal die Scheibe 40 und zweimal das Beugungsmittel 30 durchläuft. Dazu ist die Strichplatte 30 über die von der Scheibe gebildete Oberfläche hinaus verlängert, bis sie den Abschnitt des optischen Wegs schneidet, der zwischen dem Sender E und der ersten Reflexionsfläche 20 liegt, wobei der Sender selbst in einem Abstand von der Rotationsachse der Kodierscheibe 40 angebracht ist, der größer ist als ihr Radius. Somit durchläuft der optische Weg des Bündels 20 ein erstes Mal die Strichplatte 30 durch die Blende 31, bevor er durch die erste Oberfläche 20 umgelenkt wird, und dann durchläuft er ein zweites Mal die Öffnungen 320, 330 der Strichplatte 30 und dann die Spuren 42, 43 der Scheibe 40 nach der Umlenkung des Bündels 22 durch die zweite Oberfläche 21 zu dem Empfänger R hin.
  • 1A stellt eine Ausführungsvariante dar, bei der der optische Weg zweimal die Scheibe 40 und zweimal das Beugungsmittel 30 durchläuft. Dazu sind die Abmessungen der Scheibe 40 so, dass die ganze Oberfläche der Scheibe zwischen der den Sender E und den Empfänger R enthaltenden Ebene 12 und den Reflexionsflächen 20, 21 liegt. Die Abmessungen der das Beugungsmittel 30 bildenden Strichplatte 30 sind so, dass die Strichplatte 30 zumindest eine Fläche bedeckt, die einerseits durch die Rotationsachse 41 der Scheibe 40 und andererseits durch den Umfang der Scheibe 40 begrenzt ist. Der optische Weg des Bündels durchläuft somit ein erstes Mal die Scheibe 40 durch eine transparente weiße Spur und die Blende 31 der Strichplatte 30, bevor er von der ersten Oberfläche 20 umgelenkt wird, dann durchläuft er ein zweites Mal die Strichplatte 30 durch deren Öffnungen 320, 330 und dann die Spuren 42, 43 der Scheibe 40 nach dem Umlenken des Bündels 22 durch die zweite Oberfläche 21 zu dem Empfänger R hin.
  • Somit wird in diesen zwei Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen optischen Kodierers das Bündel ein erstes Mal durch die erste Oberfläche 20 umgelenkt, wobei diese Umlenkung zum Ziel hat, das Bündel auf die zweite Oberfläche 21 zu richten. Das Bündel 22 wird dann ein zweites Mal durch die zweite Oberfläche 21 umgelenkt, um das Bündel zu dem Empfänger zu lenken. Wie oben beschrieben durchläuft das Bündel zumindest einmal die Scheibe 40 und zweimal die Strichplatte 30. Beim Durchgehen durch die Strichplatte 30 wird das Bündel 22 gebeugt. Diese Beugung wird dann von dem Empfänger am Ende des optischen Weges erfasst und gemessen, was es ermöglicht, beispielsweise die Winkelposition der Scheibe 40 mit Bezug auf die den Sender E und den Empfänger R enthaltende Ebene 12 zu bestimmen.
  • 2A und 2B stellen eine Seitenansicht von verschiedenen Ausführungsvarianten der Form der Reflexionsflächen dar. In 2A und 2B ist das Abstrahlmittel 10 beispielsweise durch einen Sender E gebildet, und das Empfangsmittel 11 ist aus einem Empfänger R gebildet. Um das Lesen der 2A und 2B zu vereinfachen, sind die Scheibe und das Beugungsmittel gemäß der Variante von 1A dargestellt, aber sie können beispielsweise auch nach der in 1B dargestellten Variante angeordnet sein mit der Kodierscheibe 40, die das aus der zweiten Reflexion hervorgehende und zu dem oder den Empfänger(n) R gehende Bündel 22 nicht schneidet.
  • Wie oben beschrieben enthält der erfindungsgemäße optische Kodierer Reflexionsmittel 20, 21, die aus reflektierenden Oberflächen 20, 21 gebildet sind. Die Beschaffenheit und die Geometrie dieser Oberflächen 20, 21 bestimmen die Messgenauigkeit für die Position der Scheibe 30 nach dem Empfangen des Bündels auf dem Empfangsmittel 11. Somit ist beispielsweise zumindest eine Oberfläche 20, 21 nicht eben.
  • Als Beispiel stellt 2B eine Ausführungsvariante dar, bei der die erste und die zweite Oberfläche 20, 21 konkav sind. Die Abmessungen der Konkavität der zwei Oberflächen erlauben es, in einem Abschnitt 23 des optischen Wegs des Bündels 22, der zwischen der zweiten Oberfläche 21 und dem Empfänger R liegt, ein Bündel paralleler Strahlen zu erzielen.
  • 2A zeigt eine Ausführungsvariante, bei der nur die zweite Oberfläche 21 konkav ist, so dass die Abmessungen der Konkavität es ermöglichen, wie oben ein Bündel paralleler Strahlen auf dem Empfänger R zu erzielen.
  • Das Erzielen eines Bündels paralleler Strahlen auf dem Empfänger R des erfindungsgemäßen Kodierers ermöglicht eine größere Messgenauigkeit für die Winkelposition der Scheibe 40 mit Bezug auf die das Abstrahlmittel 10 und das Empfangsmittel 11 enthaltende Ebene 12.
  • 3A bis 3D zeigen eine Seitenansicht verschiedener Ausführungsvarianten der Reflexionsmittel. Um das Lesen der 3A bis 3C zu vereinfachen, sind die Scheibe und das Beugungsmittel gemäß der Variante von 1A angeordnet, aber sie können beispielsweise auch gemäß der in 1B gezeigten Variante angeordnet sein mit der Kodierscheibe 40, die das aus der zweiten Reflexion hervorgehende und zu dem oder den Empfänger(n) R gehende Bündel 22 nicht schneidet.
  • Für die in 3A gezeigte erste Ausführungsvariante sind die Reflexionsflächen 20, 21 in einem Materialblock 24 verwirklicht, der eine Aushöhlung 241 aufweist. Vorteilhafterweise ist der Querschnitt dieser Aushöhlung 241 aus einem Trapez gebildet, dessen nicht zueinander parallelen gegenüberliegende Seiten die erste und zweite Reflexionsfläche 20, 21 bilden. Die Reflexionsflächen 20, 21 sind beispielsweise durch Polieren des Materials gewonnen.
  • Für die in 3B gezeigte zweite Variante sind die Reflexionsmittel 210, 200 durch zwei identische Prismen 210, 200 gebildet, deren Querschnitte rechtwinklige gleichschenklige Dreiecke sind. Das erste 200 bzw. das zweite 210 Prisma sind dem Sender E bzw. dem Empfänger R gegenüber angeordnet, so dass die Oberflächen des ersten 200 bzw. des zweiten 210 Prismas, die durch die Hypotenusen der die Querschnitte der Prismen 200, 210 bildenden Dreiecke erzeugt werden, jeweils die erste 20 bzw. zweite 22 Reflexionsfläche bilden. Der Brechungsindex des Materials, aus dem die Prismen 200, 210 gebildet sind, wird so festgelegt, dass die einfallenden Strahlen des Bündels 22 reflektiert werden, wenn sie auf die Reflexionsflächen 20, 21 auftreffen.
  • Die in 3C gezeigte dritte Variante ist tatsächlich eine Kombination der in 3A und 3B gezeigten Varianten. In der Tat ist für diese Variante die erste Reflexionsfläche 20' beispielsweise aus einem Materialblock 24 in ähnlicher Weise wie die Verwirklichung der Reflexionsflächen 20, 21 (3A) der ersten Variante gebildet. Die zweite Reflexionsfläche 21' wird vermittels eines Prismas 210' gewonnen, das identisch zu den für die zweite Variante verwendeten Prismen ist und auf dieselbe Weise angeordnet ist.
  • Für die in 3D gezeigte vierte Variante sind die Reflexionsmittel aus Prismen 202, 212 gebildet, deren Geometrie identisch ist zu der Geometrie der in 3B gezeigten Prismen 200, 210 (3B) der zweiten Variante. Dagegen ist die Anordnung dieser Prismen 202, 212 unterschiedlich. Für diese vierte Variante ist die Anordnung der zwei Prismen so, dass die Innenflächen der Oberflächen des ersten 202 bzw. des zweiten 212 Prismas, die durch die Hypotenusen der die Querschnitte der Prismen 202, 212 bildenden Dreiecke erzeugt werden, jeweils die erste 20 bzw. die zweite 21 Reflexionsfläche bilden. Für diese vierte Variante dringt das von dem Sender E abgestrahlte Bündel 22 in das erste Prisma 202 ein, bevor es durch die erste Reflexionsfläche 20, die durch die Innenfläche der durch die Hypotenusen der den Querschnitt des ersten Prismas 202 bildenden Dreiecke erzeugt wird, zu dem zweiten Prisma 212 hin umgelenkt wird. Das Bündel 22 dringt dann in das zweite Prisma 212 ein, bevor es durch die zweite Reflexionsfläche 21, die durch die Innenfläche der durch die Hypotenusen der den Querschnitt des zweiten Prismas 212 bildenden Dreiecke erzeugten Oberfläche des zweiten Prismas 212 gebildet ist, zu dem Empfänger R hin umgelenkt wird.
  • 4 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen optischen Kodierers. Um das Lesen dieser Figur zu vereinfachen, sind die Scheibe und die Mittel gemäß der Variante von 1A angeordnet, aber sie können beispielsweise auch gemäß der in 1B dargestellten Variante angeordnet sein mit der Kodierscheibe 40, die das aus der zweiten Reflexion hervorgehende und zu dem oder den Empfänger(n) R gehende Bündel 22 nicht schneidet.
  • In dieser Ausführungsvariante ändert sich die Anordnung der die Erfindung bildenden Mittel einander gegenüber nicht, nur die Form dieser Mittel ist Gegenstand von Abwandlungen. In dieser Variante enthält das Abstrahlmittel eine Mehrzahl von Sendern E0, E1, beispielsweise zwei. Jeder Sender E0 bzw. E1 ist einem Empfänger R0, bzw. R1 zugeordnet, die radial ausgerichtet sind, so dass die von dem Sender E0 bzw. dem Sender E1 abgestrahlten Lichtbündel aufeinander folgend durch die erste 20 und zweite 21 Reflexionsfläche zu dem Empfänger R0 bzw. dem Empfänger R1 umgelenkt werden. Die Reflexionsflächen 20, 21 sind beispielsweise in einem Block 24 verwirklicht, in dem eine Aushöhlung 242 mit einer vorbestimmten Form ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist die Form des Querschnitts der Aushöhlung 242 ein gleichschenkliges rechtwinkliges Dreieck, dessen zwei Seiten, die den rechten Winkel bilden, die erste 20 bzw. zweite 21 Reflexionsfläche für jeden Sender E0 und E1 bzw. für jeden Empfänger R0 und R1 bilden.
  • Man sieht, dass der optische Kodierer gemäß der Erfindung eine Konzeption aufweist, die eine erleichterte Wartung ermöglicht aufgrund der Tatsache, dass das Abstrahlmittel und das Empfangsmittel in derselben Ebene angeordnet sind und daher kein Auseinanderbauen der Baugruppe des Kodierers erforderlich ist.
  • Es ist klar, dass andere Abwandlungen in der Reichweite des Fachmanns in den Rahmen der Erfindung fallen.

Claims (10)

  1. Optische Lesevorrichtung für einen hochauflösenden optischen Kodierer mit einem Mittel (10) zum Abstrahlen eines Lichtbündels (22), einem Mittel (11) zum Empfangen dieses Bündels, einer Scheibe (40), deren Winkelstellung bestimmt werden soll, einem Reflexionsmittel (21, 20) zum Umlenken des von dem Abstrahlmittel (10) abgestrahlten Bündels (22) zu dem Empfangsmittel (11) und einem Mittel (30) zum Beugen des Bündels (22), das auf der Kodierscheibe (40) angeordnet ist, wobei das Abstrahlmittel (10) und das Empfangsmittel (11) des Bündels in derselben Ebene (12) parallel zu der Kodierscheibe (40) gelegen sind und die Scheibe (40) zwischen der das Abstrahlmittel (10) und das Empfangsmittel (11) enthaltenden Ebene (12) einerseits und dem Reflexionsmittel (20, 21j andererseits angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (30) zum Beugen des Bündels (22) von der Art ist, die zumindest eine Öffnung enthält, und auf der Fläche der Scheibe (40) angeordnet ist, die der das Abstrahlmittel (10) und das Empfangsmittel (11) enthaltenden Ebene (12) gegenüberliegt, das Reflexionsmittel (20, 21) zumindest zwei reflektierende Oberflächen (20, 21) enthält, wobei jede Oberfläche einen vorbestimmten Winkel mit der das Abstrahlmittel (10) und das Empfangsmittel (11) enthaltenden Ebene (12) bildet, und das Abstrahlmittel (10) und das Empfangsmittel (11) auf einem Radius der Scheibe (40) ausgerichtet sind.
  2. Optische Lesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen den reflektierenden Oberflächen (20, 21) und der das Abstrahlmittel (10) und das Empfangsmittel (11) enthaltenden Ebene (12) 45° beträgt.
  3. Optische Lesevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstrahlmittel (10) und das Empfangsmittel (11) so angeordnet sind, dass der optische Weg des Lichtbündels (22) zumindest einmal die Kodierscheibe (40) und zumindest einmal das Beugungsmittel (30) durchläuft.
  4. Optische Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierenden Oberflächen (20, 21) aus Spiegeln und/oder Prismen und/oder polierten Materialoberflächen gebildet sind.
  5. Optische Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine reflektierende Oberfläche eine vorbestimmte nicht ebene Form aufweist, die vorzugsweise aus konkaven Formen ausgewählt ist.
  6. Optische Lesevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei reflektierenden Oberflächen nicht ebene Formen aufweisen, die so festgelegt sind, dass das von der zweiten reflektierenden Oberfläche in Richtung auf den Empfänger hin reflektierte Bündel aus parallelen Lichtstrahlen gebildet ist.
  7. Optische Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (10) zum Abstrahlen des Lichtbündels (22) zumindest einen optischen Sender (E) enthält, wobei jeder optische Sender (E) einem optischen Empfänger (R) zugeordnet ist, der das Mittel (11) zum Empfangen des Lichtbündels (22) bildet.
  8. Optische Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstrahlmittel (10) und das Empfangsmittel (11) des Lichtbündels (22) so angeordnet sind, dass sie auf einer Halbgerade ausgerichtet sind, die von der Symmetrieachse (41) der Scheibe (40) getrennt ist.
  9. Optische Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem Abstrahlmittel (10) abgestrahlte Lichtbündel (22) in einer Ebene senkrecht zu der Ebene (12) enthalten ist, die das Abstrahlmittel (10), das Empfangsmittel (11) und die Symmetrieachse (41) der Kodierscheibe (40) enthält.
  10. Optische Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Beugungsmittel (30) eine Strichplatte enthält, die mit Bezug auf die Scheibe (40) fest ist und eine Blende (31), die dem Abstrahlmittel (10) gegenüberliegt, sowie eine oder mehrere Öffnungen gegenüber den Empfängern (R) aufweist.
DE69921549T 1998-06-10 1999-05-28 Ablesevorrichtung für hochauflösenden optischen Kodierer Expired - Lifetime DE69921549T2 (de)

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DE69921549D1 DE69921549D1 (de) 2004-12-09
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