JP2003524783A - 光電子式の変位または角度測定装置のためのコード円板 - Google Patents
光電子式の変位または角度測定装置のためのコード円板Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract
(57)【要約】
コード円板1、および、このコード円板に対して固定式に設けられた、コード化部3の長手方向の延在に対して横方向に、互いに並列して設けられた、多数の光電子式の変換素子Wを有する、光電感度性のセンサー装置2、および、センサー装置2の光電子式の表面上に、コード円板1のコード化部3を光学的に写像するための照明装置から成り、このコード円板1が、コード化部として、デジタルのコード3、並びに、多数の個別の、測定区間の方向に接し合うように延ばされたコードセグメント7、7′から成るアナログにコード化されたトラックを有している様式の、光電子式の変位または角度測定測定装置において、アナログにコード化されたトラックは、真中で対称的に構造された一貫した参照コードトラック4の部分であり、この参照コードトラックの接し合うように延ばされたコードセグメント7、7′が、途切れの無いアナログのコードトラックを定義し、且つ、これらコードセグメント7、7′が、コード長さを有し、このコード長さが、デジタルのコード化部3の少なくとも最も小さな分解能ステップAに相当し、その際、このようなコードセグメント7、7′の形態、およびセンサー装置2の分解能が、コード円板1の移動がコードセグメント7、7′の最小長さにわたって、少なくとも2つの所定のステップ内において分解可能であるように、相互に適合されていることを特徴とする装置。
Description
【0001】
本発明は、コード円板、および、このコード円板に対して固定式に設けられた
、コード化部の長手方向の延在に対して横方向に、互いに並列して設けられた、
多数の光電子式の変換素子を有する、光電感度性のセンサー装置、および、セン
サー装置の光電子式の表面上に、コード円板のコード化部を光学的に写像するた
めの照明装置から成り、このコード円板が、コード化部として、デジタルのコー
ド化部、並びに、多数の個別の、測定区間の方向に接し合うように延ばされたコ
ードセグメントから成るアナログにコード化されたトラックを有している様式の
、光電子式の変位または角度測定測定装置に関する。
、コード化部の長手方向の延在に対して横方向に、互いに並列して設けられた、
多数の光電子式の変換素子を有する、光電感度性のセンサー装置、および、セン
サー装置の光電子式の表面上に、コード円板のコード化部を光学的に写像するた
めの照明装置から成り、このコード円板が、コード化部として、デジタルのコー
ド化部、並びに、多数の個別の、測定区間の方向に接し合うように延ばされたコ
ードセグメントから成るアナログにコード化されたトラックを有している様式の
、光電子式の変位または角度測定測定装置に関する。
【0002】
変位または角度測定測定装置は、様々に自動的な位置決めおよび測定のために
、工作機械および座標測定機械において使用される。例えば、回転角度センサー
は、自動車分野において、ステアリングハンドルの絶対的な角度位置を測定する
ための役目を果たし、且つ従って、ステアリング舵角センサーとしても称される
。このステアリング舵角は、自動車において、この値によって、例えば走行動力
学制御システムを制御可能とするために必要とされる。このような走行動力学制
御システムは、上記のステアリング舵角値と並んで他の測定データ、例えば車輪
回転数または自動車の垂直軸を中心とする回転状態を収受する。一方では絶対的
なステアリング旋回角度形成、および他方ではステアリング速度が必要とされる
場合、従って、この値は、他の検出されたデータとの協働で、走行動力学制御シ
ステムによって評価され、且つ、アクチュエータ、例えばブレーキ及び/または
エンジン管理装置を制御するために変換される。
、工作機械および座標測定機械において使用される。例えば、回転角度センサー
は、自動車分野において、ステアリングハンドルの絶対的な角度位置を測定する
ための役目を果たし、且つ従って、ステアリング舵角センサーとしても称される
。このステアリング舵角は、自動車において、この値によって、例えば走行動力
学制御システムを制御可能とするために必要とされる。このような走行動力学制
御システムは、上記のステアリング舵角値と並んで他の測定データ、例えば車輪
回転数または自動車の垂直軸を中心とする回転状態を収受する。一方では絶対的
なステアリング旋回角度形成、および他方ではステアリング速度が必要とされる
場合、従って、この値は、他の検出されたデータとの協働で、走行動力学制御シ
ステムによって評価され、且つ、アクチュエータ、例えばブレーキ及び/または
エンジン管理装置を制御するために変換される。
【0003】
光電子式のステアリング舵角センサーは、例えばドイツ連邦共和国特許公開第
40 22 837号明細書から公知である。この明細書に記載されているステ
アリング舵角センサーは、2つの平行に且つ間隔を有して互いに設けられた部材
−光源およびラインセンサー−、並びにこの光源とラインセンサーとの間に設け
られた、ステアリング主軸と回転不能に結合されているコード円板から成ってい
る。CCDセンサーアレイが、ラインセンサーの役目を果たしている。コード化
部として、このコード円板の場合、360°にわたって延在する、光スリットと
して形成されたアルキメデスの螺旋が、設けられている。所定のステアリング旋
回角における、ラインセンサーの変換素子に相当する照射を介して、実際のステ
アリング舵角位置に関する情報が得られる。
40 22 837号明細書から公知である。この明細書に記載されているステ
アリング舵角センサーは、2つの平行に且つ間隔を有して互いに設けられた部材
−光源およびラインセンサー−、並びにこの光源とラインセンサーとの間に設け
られた、ステアリング主軸と回転不能に結合されているコード円板から成ってい
る。CCDセンサーアレイが、ラインセンサーの役目を果たしている。コード化
部として、このコード円板の場合、360°にわたって延在する、光スリットと
して形成されたアルキメデスの螺旋が、設けられている。所定のステアリング旋
回角における、ラインセンサーの変換素子に相当する照射を介して、実際のステ
アリング舵角位置に関する情報が得られる。
【0004】
他の光電子式のステアリング舵角センサーが公知であり、このステアリング舵
角センサーは、記載されたアナログのコード化部の代わりに、デジタルのコード
化部、例えば所謂、グレーコードを有している。このようなデジタルのコード化
部の分解能は、最も小さな構造の長さに依存する。自動車分野において使用する
ために、是認できる経費でもって製造されたコード円板が使用され、このコード
円板のデジタルのコード化部によって、約0.7°の分解能が、実現可能である
。一連の使用されるステアリング舵角センサーシステムに対する、比較的に高い
要件において、このステアリング舵角センサーシステムを、より高い分解能でも
って供給するという必要性が存在する。この分解能の向上は、デジタルのコード
をより細かくすることによって可能であるが、しかしながらこのことは、必要な
構造の微細なことに基づいて、費用のかさむことである。
角センサーは、記載されたアナログのコード化部の代わりに、デジタルのコード
化部、例えば所謂、グレーコードを有している。このようなデジタルのコード化
部の分解能は、最も小さな構造の長さに依存する。自動車分野において使用する
ために、是認できる経費でもって製造されたコード円板が使用され、このコード
円板のデジタルのコード化部によって、約0.7°の分解能が、実現可能である
。一連の使用されるステアリング舵角センサーシステムに対する、比較的に高い
要件において、このステアリング舵角センサーシステムを、より高い分解能でも
って供給するという必要性が存在する。この分解能の向上は、デジタルのコード
をより細かくすることによって可能であるが、しかしながらこのことは、必要な
構造の微細なことに基づいて、費用のかさむことである。
【0005】
ドイツ連邦共和国特許公開第196 04 502号明細書において、デジタ
ルのコード化部の読取りのための光電子式の読取りヘッドが記載されており、そ
の際、光源および光学的なセンサーは、コード円板の同一の側面に設けられてい
る。グレーコード、並びに、くさび形の信号面を有するアナログのトラックが、
コードの役目を果たしている。この装置の分解能を向上するために使用されるア
ナログのトラックは、鋸の歯状に形成されており、且つ飛躍位置を形成しており
、この飛躍位置において、一義的な信号配分は、可能ではない。これら飛躍位置
は、傾斜された信号面によって結合されており、その際、これら傾斜された信号
面の中間の区間のみが、評価に利用される。
ルのコード化部の読取りのための光電子式の読取りヘッドが記載されており、そ
の際、光源および光学的なセンサーは、コード円板の同一の側面に設けられてい
る。グレーコード、並びに、くさび形の信号面を有するアナログのトラックが、
コードの役目を果たしている。この装置の分解能を向上するために使用されるア
ナログのトラックは、鋸の歯状に形成されており、且つ飛躍位置を形成しており
、この飛躍位置において、一義的な信号配分は、可能ではない。これら飛躍位置
は、傾斜された信号面によって結合されており、その際、これら傾斜された信号
面の中間の区間のみが、評価に利用される。
【0006】
最初の飛躍位置から次の飛躍位置へのアナログのトラックの延長によって延在
する、このアナログのトラックのコードセグメントのコード長さは、デジタルの
グレーコードのステップ長さに相応している。しかしながら、このようなアナロ
グのコードセグメントの中間の区間が、飛躍位置の評価の回避のために、ただ単
に利用されるだけなので、実質的なコードセグメント長さは、グレーコードの半
分のステップ長さのアナログのトラックに相応する。それにも拘らず、アナログ
の信号面の連続的な走査を、ドイツ連邦共和国特許公開第196 04 502
号明細書の対象において得るために、これらアナログの信号面は、2つの光の帯
によって交互に走査される。このことは、しかしながら、使用されるハードウェ
アに対する、ミラーまたはそのようなもののような、少なからぬ要件を課し、且
つ、一方の光の帯から他方の光の帯への切替えの際に、結果として評価における
不精確さを招く。従って、アナログの信号面の一貫した評価は、ドイツ連邦共和
国特許公開第196 04 502号明細書から公知のコード化部の場合、可能
でなく、少なくとも誤差なく可能ではない。
する、このアナログのトラックのコードセグメントのコード長さは、デジタルの
グレーコードのステップ長さに相応している。しかしながら、このようなアナロ
グのコードセグメントの中間の区間が、飛躍位置の評価の回避のために、ただ単
に利用されるだけなので、実質的なコードセグメント長さは、グレーコードの半
分のステップ長さのアナログのトラックに相応する。それにも拘らず、アナログ
の信号面の連続的な走査を、ドイツ連邦共和国特許公開第196 04 502
号明細書の対象において得るために、これらアナログの信号面は、2つの光の帯
によって交互に走査される。このことは、しかしながら、使用されるハードウェ
アに対する、ミラーまたはそのようなもののような、少なからぬ要件を課し、且
つ、一方の光の帯から他方の光の帯への切替えの際に、結果として評価における
不精確さを招く。従って、アナログの信号面の一貫した評価は、ドイツ連邦共和
国特許公開第196 04 502号明細書から公知のコード化部の場合、可能
でなく、少なくとも誤差なく可能ではない。
【0007】
ドイツ連邦共和国特許公開第40 14 479号明細書から、他の光電子式
の変位または角度測定測定装置が公知であり、この変位または角度測定測定装置
のコード円板は、デジタルのコードおよびアナログのトラックを有している。こ
のアナログのトラックは、レンズ形の個別の、互いに結合されていないコードト
ラックセグメントから形成されている。このドイツ連邦共和国特許公開第40
14 479号明細書において記載された装置は、光バリアーの様式によって作
動し、その際、それぞれのデジタルのコードトラックが、検出器を設けられてい
る。このアナログのコードトラックは、互いに並列して位置している2つの検出
器を有している。センサーアレイ、例えばラインセンサーは、この明細書の対象
において設けられていない。アナログのコードトラックのレンズ形のコードトラ
ックセグメントによって、所定の角度領域内で比較的に高い分解度が得られる場
合ですら、一定の高い分解度は、コード化部の全延在にわたって、備わっていな
い。アナログのトラックの一方または両方の検出器が照射され、または照射され
ていない場合に、この分解度は、移行部において増大されている。比較的に長い
区間において、例えばレンズ形のコードトラックセグメント内で、または2つの
コードトラックセグメントの間で、変化は確認可能でない。
の変位または角度測定測定装置が公知であり、この変位または角度測定測定装置
のコード円板は、デジタルのコードおよびアナログのトラックを有している。こ
のアナログのトラックは、レンズ形の個別の、互いに結合されていないコードト
ラックセグメントから形成されている。このドイツ連邦共和国特許公開第40
14 479号明細書において記載された装置は、光バリアーの様式によって作
動し、その際、それぞれのデジタルのコードトラックが、検出器を設けられてい
る。このアナログのコードトラックは、互いに並列して位置している2つの検出
器を有している。センサーアレイ、例えばラインセンサーは、この明細書の対象
において設けられていない。アナログのコードトラックのレンズ形のコードトラ
ックセグメントによって、所定の角度領域内で比較的に高い分解度が得られる場
合ですら、一定の高い分解度は、コード化部の全延在にわたって、備わっていな
い。アナログのトラックの一方または両方の検出器が照射され、または照射され
ていない場合に、この分解度は、移行部において増大されている。比較的に長い
区間において、例えばレンズ形のコードトラックセグメント内で、または2つの
コードトラックセグメントの間で、変化は確認可能でない。
【0008】
付加的に、他の参照トラックが、コード円板上に存在し、この参照トラックは
、一貫して光透過性であり、且つ、もっぱら検出器の照射の際の、コード円板の
運動に由来されるべきでない光度の差異を、評価の際に考慮に入れることおよび
除去することの目的に使用されるだけである。
、一貫して光透過性であり、且つ、もっぱら検出器の照射の際の、コード円板の
運動に由来されるべきでない光度の差異を、評価の際に考慮に入れることおよび
除去することの目的に使用されるだけである。
【0009】
このような光電子式の変位または角度測定測定装置の場合、一般的に、固定さ
れている検出器に対して可動のコード円板との間の機械的な遊隙が、問題点であ
り、この遊隙は、特に、ドイツ連邦共和国特許公開第196 04 502号明
細書の対象の場合に、少なからぬ重要さを、光の帯の必要な切替えの結果として
有する。このような機械的な許容差の補正は、どの引用された明細書においても
、考慮に入れられていない。ドイツ連邦共和国特許公開第40 14 479号
明細書の対象の場合、このことは、また、使用された検出器−フォトダイオード
−に基づいて、無条件に必要であるということではない。
れている検出器に対して可動のコード円板との間の機械的な遊隙が、問題点であ
り、この遊隙は、特に、ドイツ連邦共和国特許公開第196 04 502号明
細書の対象の場合に、少なからぬ重要さを、光の帯の必要な切替えの結果として
有する。このような機械的な許容差の補正は、どの引用された明細書においても
、考慮に入れられていない。ドイツ連邦共和国特許公開第40 14 479号
明細書の対象の場合、このことは、また、使用された検出器−フォトダイオード
−に基づいて、無条件に必要であるということではない。
【0010】
従って、ここで述べられてきた公知技術を出発点として、本発明の根底をなす
課題は、冒頭に記述した様式の装置を、多くの経費無しに分解能が向上され、且
つ特に、全測定区間にわたって一定に向上されるだけでなく、また同時に、機械
的な許容差の補正も可能であるように改良することである。
課題は、冒頭に記述した様式の装置を、多くの経費無しに分解能が向上され、且
つ特に、全測定区間にわたって一定に向上されるだけでなく、また同時に、機械
的な許容差の補正も可能であるように改良することである。
【0011】
この課題は本発明に従い、アナログにコード化されたトラックは、真中で対称
的に構成された一貫した参照コードトラックの部分であり、この参照コードトラ
ックの接し合うように延ばされたコードセグメントが、途切れの無いアナログの
コードトラックを定義し、且つ、これらコードセグメントが、コード長さを有し
、このコード長さが、デジタルのコード化部の少なくとも最も小さな分解能ステ
ップに相当し、その際、このようなコードセグメントの形態、およびセンサー装
置の分解能が、コード円板の移動がコードセグメントの最小長さにわたって、少
なくとも2つの所定のステップ内において分解可能であるように、相互に適合さ
れていることによって解決される。
的に構成された一貫した参照コードトラックの部分であり、この参照コードトラ
ックの接し合うように延ばされたコードセグメントが、途切れの無いアナログの
コードトラックを定義し、且つ、これらコードセグメントが、コード長さを有し
、このコード長さが、デジタルのコード化部の少なくとも最も小さな分解能ステ
ップに相当し、その際、このようなコードセグメントの形態、およびセンサー装
置の分解能が、コード円板の移動がコードセグメントの最小長さにわたって、少
なくとも2つの所定のステップ内において分解可能であるように、相互に適合さ
れていることによって解決される。
【0012】
真中で対称的に構成された一貫した参照コードトラックの部分としての、アナ
ログにコード化されたトラックの配置は、ただ一つのトラックによって、アナロ
グのコード化部が走査されるのではなく、むしろ、この参照コードトラックが、
同様に、パルス中央測定のために、および機械的な許容差の考慮のために、照射
された変換素子の評価の際に使用されるという利点を有する。このアナログにコ
ード化されたトラックは、途切れ無く、且つ一貫して形成されており、従って、
全長にわたってデジタルのコード化部に対して平行に延在するこの参照コードト
ラックの全長にわたって、コード円板のそれぞれの位置において、変換素子、例
えばセンサーアレイに対して、同じ高さの分解能が実現可能であることが保証さ
れている。このセンサー装置のためのコード円板のアナログの位置測定は、ただ
デジタルのコード化部の最も小さなステップ幅の範囲においてのみで可能である
ことを必要とし、且つ相応して頻繁にくり返し可能である。このアナログのコー
ドトラックは、コード円板の運動方向において、個別のコードセグメントを並列
させることによって形成されている。このようなアナログのコードセグメントの
領域における分解能は、使用されたセンサー装置、例えばPDAアレイ(PDA-Ze
ile)の分解能にも依存する。それに加えて、検出可能な全区間の非常に小さな
部分領域へと分解能を制限することは、有利に、このトラックの必要な幅に効果
を現し、このトラックは、この部分領域の結果として、常々使用されるコード円
板の幅を、ほとんど増大しない。
ログにコード化されたトラックの配置は、ただ一つのトラックによって、アナロ
グのコード化部が走査されるのではなく、むしろ、この参照コードトラックが、
同様に、パルス中央測定のために、および機械的な許容差の考慮のために、照射
された変換素子の評価の際に使用されるという利点を有する。このアナログにコ
ード化されたトラックは、途切れ無く、且つ一貫して形成されており、従って、
全長にわたってデジタルのコード化部に対して平行に延在するこの参照コードト
ラックの全長にわたって、コード円板のそれぞれの位置において、変換素子、例
えばセンサーアレイに対して、同じ高さの分解能が実現可能であることが保証さ
れている。このセンサー装置のためのコード円板のアナログの位置測定は、ただ
デジタルのコード化部の最も小さなステップ幅の範囲においてのみで可能である
ことを必要とし、且つ相応して頻繁にくり返し可能である。このアナログのコー
ドトラックは、コード円板の運動方向において、個別のコードセグメントを並列
させることによって形成されている。このようなアナログのコードセグメントの
領域における分解能は、使用されたセンサー装置、例えばPDAアレイ(PDA-Ze
ile)の分解能にも依存する。それに加えて、検出可能な全区間の非常に小さな
部分領域へと分解能を制限することは、有利に、このトラックの必要な幅に効果
を現し、このトラックは、この部分領域の結果として、常々使用されるコード円
板の幅を、ほとんど増大しない。
【0013】
アナログのトラックおよび参照トラックから構成された参照コードトラックは
、真中で対称的に構成されており、その際、アナログのコード化部は、ほぼ波形
に、またはぎざぎざの線として、一貫して形成されている。ぎざぎざの線として
形成する場合、参照コードトラックの頂点を、デジタルのコード化部の2つの最
も小さな構造の間隔の間の中央に、このデジタルのコード化部の分離精度を向上
するために設けることは合目的である。
、真中で対称的に構成されており、その際、アナログのコード化部は、ほぼ波形
に、またはぎざぎざの線として、一貫して形成されている。ぎざぎざの線として
形成する場合、参照コードトラックの頂点を、デジタルのコード化部の2つの最
も小さな構造の間隔の間の中央に、このデジタルのコード化部の分離精度を向上
するために設けることは合目的である。
【0014】
合目的な実施形態において、アナログのトラックのコードセグメントの長さは
、デジタルのコード化部の最も小さな構造の長さに相応する。しかしながら原理
的に、このアナログのコードセグメントの長さは、デジタルのコードの最も小さ
な分解能ステップのステップ幅から、この分解能ステップの全延長に至るまで変
化可能である。
、デジタルのコード化部の最も小さな構造の長さに相応する。しかしながら原理
的に、このアナログのコードセグメントの長さは、デジタルのコードの最も小さ
な分解能ステップのステップ幅から、この分解能ステップの全延長に至るまで変
化可能である。
【0015】
2つのこの様式の参照コードトラックが設けられているように行われることは
可能であり、これら参照コードトラックの間に、デジタルのコード化部は形成さ
れる。その場合に、これら両方の参照コードトラックは、合目的に、デジタルの
コードの分解能ステップの幅だけ、互いに位置ずれして設けられている。このよ
うにして、コード円板の運動方向測定は、何の問題もなく行うことが可能である
。
可能であり、これら参照コードトラックの間に、デジタルのコード化部は形成さ
れる。その場合に、これら両方の参照コードトラックは、合目的に、デジタルの
コードの分解能ステップの幅だけ、互いに位置ずれして設けられている。このよ
うにして、コード円板の運動方向測定は、何の問題もなく行うことが可能である
。
【0016】
有利には、このようなコード円板は、自動車のステアリング舵角センサー装置
の部材として使用されている。
の部材として使用されている。
【0017】
本発明の更なる利点および実施形態は、他の下位の請求項、並びに添付された
図に関連した、以下の実施例の説明の構成要素である。
図に関連した、以下の実施例の説明の構成要素である。
【0018】
自動車のステアリング舵角センサーのためのコード円板1は、環状の円板とし
て形成されており、且つ詳細に図示されていない構造およびやり方でステアリン
グ主軸の回転運動部に連結されている。このコード円板1は、このコード円板の
一方の側から照明されており、このコード円板1の相対して位置している側に、
ラインセンサー、即ちPDAアレイ2が設けられており、このPDAアレイの光
電感度性の表面が、コード円板1に備えられた構造体によって照射されている。
て形成されており、且つ詳細に図示されていない構造およびやり方でステアリン
グ主軸の回転運動部に連結されている。このコード円板1は、このコード円板の
一方の側から照明されており、このコード円板1の相対して位置している側に、
ラインセンサー、即ちPDAアレイ2が設けられており、このPDAアレイの光
電感度性の表面が、コード円板1に備えられた構造体によって照射されている。
【0019】
このコード円板1は、360°の測定領域を有する9つのトラックから成るグ
レーコード(Gray-Gode)3を担持している。このグレーコード3の分解能は、
約0.7°である。このグレーコード3と隣接して、外側の参照コードトラック
4および内側の参照コードトラック5が設けられている。これら参照コードトラ
ック4、5は、アナログにコード化されている。
レーコード(Gray-Gode)3を担持している。このグレーコード3の分解能は、
約0.7°である。このグレーコード3と隣接して、外側の参照コードトラック
4および内側の参照コードトラック5が設けられている。これら参照コードトラ
ック4、5は、アナログにコード化されている。
【0020】
見通しのために、コード円板1の実際に黒くされた領域は、図1において、そ
のものは図示されていない。実際の状態を明らかにするために、図2において、
図1のコード円板1の部分図が、実際の部分図の状態において、描写されている
。この図示から、PDAアレイ2の光電感度性の表面は、ただコード化部3、4
、5の個別のトラックだけによって、照射されていることが明確である。
のものは図示されていない。実際の状態を明らかにするために、図2において、
図1のコード円板1の部分図が、実際の部分図の状態において、描写されている
。この図示から、PDAアレイ2の光電感度性の表面は、ただコード化部3、4
、5の個別のトラックだけによって、照射されていることが明確である。
【0021】
図3aにおいて、グレーコード3の外側の3つのトラックS1、S2、S3、
並びに隣接した外側の参照コードトラック4が、本発明の解説のために、図示さ
れている。図式化されて、コード円板1の下方に、同様に、個別の光電子式の変
換素子Wを有するPDAアレイ2が、描写されている。
並びに隣接した外側の参照コードトラック4が、本発明の解説のために、図示さ
れている。図式化されて、コード円板1の下方に、同様に、個別の光電子式の変
換素子Wを有するPDAアレイ2が、描写されている。
【0022】
以下に、参照コードトラック4が説明されており、および相応して、参照コー
ドトラック5が、同様に構成されている。この図示されている実施例の参照コー
ドトラック4は、直線状の参照トラックおよびアナログのコードトラックの重ね
合わせから形成されている。この参照トラックは、デジタルのコードを、固定式
のPDAアレイ2に対するコード円板1の状態の変化に依存せずに補償するため
に必要とされる。このことは、トラック中心の検出によって行われ、このトラッ
ク中心を介して、コード円板1の状態がPDAアレイ2に対して検出され、且つ
引き続いて、グレーコード3の他のコードトラックの状態が、個別のトラックの
周知の間隔によって、互いに規定される。例えばこのことは、許容差の、および
場合によってはコード円板1の同心的でない運動の補償のために使用される。
ドトラック5が、同様に構成されている。この図示されている実施例の参照コー
ドトラック4は、直線状の参照トラックおよびアナログのコードトラックの重ね
合わせから形成されている。この参照トラックは、デジタルのコードを、固定式
のPDAアレイ2に対するコード円板1の状態の変化に依存せずに補償するため
に必要とされる。このことは、トラック中心の検出によって行われ、このトラッ
ク中心を介して、コード円板1の状態がPDAアレイ2に対して検出され、且つ
引き続いて、グレーコード3の他のコードトラックの状態が、個別のトラックの
周知の間隔によって、互いに規定される。例えばこのことは、許容差の、および
場合によってはコード円板1の同心的でない運動の補償のために使用される。
【0023】
このような、真直ぐな参照トラックを重ね合わせたアナログのコードトラック
は、デジタルのステップの更なる分解の役目を果たす。図示された実施例の場合
、グレーコードの分解能は、約0.7°である。このことは、最も小さなデジタ
ルの構造6の半分の幅に相当する。このような分解能ステップまたはこの分解能
ステップのステップ幅は、図3aにおいて、参照番号Aによって、且つ最も小さ
なデジタルの構造6の長さが、参照番号SLによって記号を付けられている。こ
のアナログのコード化部は、このコード化部の最も小さな部分において、コード
円板1の運動方向に対して傾斜して指向するコードセグメント7から成り、この
コードセグメントの長さは、最も小さなデジタルの構造の長さSLに相応する。
このコードセグメント7は、コード円板1の運動方向に対して傾斜して指向する
側面として形成されている。連続的なコードトラックとして、アナログのコード
トラックを形成するために、このコードトラックは、交互に傾斜して設けられた
コードセグメント7、7′から形成されており、従って、波形のまたはぎざぎざ
の線が、アナログのコードとして準備されており、このアナログのコードは、3
60°にわたって延在している。図示された実施例の場合、参照コードトラック
4は、360°を囲んで延在し、従って、個別のコードセグメント7、7′は、
これら図において簡略化されて図示されているように、直線を形成せず、むしろ
参照コードトラック4の半径に相応して、湾曲されている。
は、デジタルのステップの更なる分解の役目を果たす。図示された実施例の場合
、グレーコードの分解能は、約0.7°である。このことは、最も小さなデジタ
ルの構造6の半分の幅に相当する。このような分解能ステップまたはこの分解能
ステップのステップ幅は、図3aにおいて、参照番号Aによって、且つ最も小さ
なデジタルの構造6の長さが、参照番号SLによって記号を付けられている。こ
のアナログのコード化部は、このコード化部の最も小さな部分において、コード
円板1の運動方向に対して傾斜して指向するコードセグメント7から成り、この
コードセグメントの長さは、最も小さなデジタルの構造の長さSLに相応する。
このコードセグメント7は、コード円板1の運動方向に対して傾斜して指向する
側面として形成されている。連続的なコードトラックとして、アナログのコード
トラックを形成するために、このコードトラックは、交互に傾斜して設けられた
コードセグメント7、7′から形成されており、従って、波形のまたはぎざぎざ
の線が、アナログのコードとして準備されており、このアナログのコードは、3
60°にわたって延在している。図示された実施例の場合、参照コードトラック
4は、360°を囲んで延在し、従って、個別のコードセグメント7、7′は、
これら図において簡略化されて図示されているように、直線を形成せず、むしろ
参照コードトラック4の半径に相応して、湾曲されている。
【0024】
この参照コードトラック4によって、依然として、パルス中央測定がトラック
状態識別のために実施され得るために、先に説明された参照トラックの重ね合わ
せは、同様に説明されたアナログのコードトラックによって、参照コードトラッ
ク4が、真中で対称的に構成することによって準備されている。
状態識別のために実施され得るために、先に説明された参照トラックの重ね合わ
せは、同様に説明されたアナログのコードトラックによって、参照コードトラッ
ク4が、真中で対称的に構成することによって準備されている。
【0025】
この分解能のアナログの割合に関しての参照コードトラック4の分解能は、コ
ードセグメント7、7′の側面の勾配、並びにPDAアレイ2の分解能に依存す
る。例えば、PDAアレイ2に関して、図3aにおいて示されたコード円板1の
位置の場合、10個の変換素子Wが、参照コードトラック4を通って照射されて
いる。PDAアレイ2に対して時計方向とは反対のコード円板1の運動は、例え
ば、分解能ステップAのステップ幅だけコード円板1の運動の後に、参照コード
トラック4に関して、わずか5個から6個の変換素子Wだけ、この参照コードト
ラック4を通って照射されることを誘起する。相応して、この運動の量の範囲内
で、参照コードトラック4を通って照射された変換素子Wの評価によって、中間
ステップが、例えばこの中間ステップ−この中間ステップの場合、8個の変換素
子Wが照射されている−のように、定義可能である。この図において図示された
実施形態は、単に本発明の機能態様の解説に使用されるにすぎず、コードセグメ
ント7、7′の勾配、またはラインセンサー2の分解能における変化は、分解能
の更なる増大を結果として招く。
ードセグメント7、7′の側面の勾配、並びにPDAアレイ2の分解能に依存す
る。例えば、PDAアレイ2に関して、図3aにおいて示されたコード円板1の
位置の場合、10個の変換素子Wが、参照コードトラック4を通って照射されて
いる。PDAアレイ2に対して時計方向とは反対のコード円板1の運動は、例え
ば、分解能ステップAのステップ幅だけコード円板1の運動の後に、参照コード
トラック4に関して、わずか5個から6個の変換素子Wだけ、この参照コードト
ラック4を通って照射されることを誘起する。相応して、この運動の量の範囲内
で、参照コードトラック4を通って照射された変換素子Wの評価によって、中間
ステップが、例えばこの中間ステップ−この中間ステップの場合、8個の変換素
子Wが照射されている−のように、定義可能である。この図において図示された
実施形態は、単に本発明の機能態様の解説に使用されるにすぎず、コードセグメ
ント7、7′の勾配、またはラインセンサー2の分解能における変化は、分解能
の更なる増大を結果として招く。
【0026】
コード円板1の場合、参照コードトラック4のアナログのコード化部の頂点は
、グレーコード3の2つの最も小さな構造6の間で、中央に存在している。何故
ならば、この配設において、感度は、グレーコード3の選別の際に、比較的に高
いからである。
、グレーコード3の2つの最も小さな構造6の間で、中央に存在している。何故
ならば、この配設において、感度は、グレーコード3の選別の際に、比較的に高
いからである。
【0027】
参照コードトラック4に対して、分解能ステップAだけ位置ずれされて、内側
にある参照コードトラック5が設けられており、従ってこのようにして、情報の
重複が、分解能ステップAの更なる位置分解に関して達せられるだけでなく、回
転方向の測定も、僅かな演算の手間ひまによって実現可能である。
にある参照コードトラック5が設けられており、従ってこのようにして、情報の
重複が、分解能ステップAの更なる位置分解に関して達せられるだけでなく、回
転方向の測定も、僅かな演算の手間ひまによって実現可能である。
【0028】
本発明の説明で、本発明によるコード円板の場合、デジタルの分解能の増大が
、付加的なアナログのコード化部の配設によって、簡単な方法で可能であること
は明確である。図において組み合せられた参照コードトラックの使用は、特に空
間を節約する。何故ならば、参照コードトラックは、いずれにしても存在し、且
つこの付加的な、1つの参照コードトラックのための参照トラックの構成が、ほ
とんど空間を半径方向において必要としないからであり、従って、従来のコード
円板の半径方向の幅は、本発明によるコード円板に比べて、ただ非本質的に増大
されているだけである。従って、請求された本発明の主題において供せられるセ
ンサー表面をより良く利用可能とすることは可能である。特にこのことは、ステ
アリング舵角センサーにおける要件を顧慮して、これらステアリング舵角センサ
ーの場合、組み込み空間はステアリング支柱モジュールの領域において制限され
ており、特に重要である。
、付加的なアナログのコード化部の配設によって、簡単な方法で可能であること
は明確である。図において組み合せられた参照コードトラックの使用は、特に空
間を節約する。何故ならば、参照コードトラックは、いずれにしても存在し、且
つこの付加的な、1つの参照コードトラックのための参照トラックの構成が、ほ
とんど空間を半径方向において必要としないからであり、従って、従来のコード
円板の半径方向の幅は、本発明によるコード円板に比べて、ただ非本質的に増大
されているだけである。従って、請求された本発明の主題において供せられるセ
ンサー表面をより良く利用可能とすることは可能である。特にこのことは、ステ
アリング舵角センサーにおける要件を顧慮して、これらステアリング舵角センサ
ーの場合、組み込み空間はステアリング支柱モジュールの領域において制限され
ており、特に重要である。
【0029】
角度測定を得るために環状のコード円板としての使用と並んで、本発明による
コード円板は、同様に、長さ測定のために使用され得、その場合にコードは、こ
のような場合には環状ではなく、むしろ真直ぐに指向して構成されている。
コード円板は、同様に、長さ測定のために使用され得、その場合にコードは、こ
のような場合には環状ではなく、むしろ真直ぐに指向して構成されている。
【図1】
自動車のステアリング舵角センサーのための、コード円板の平面図である。
【図2】
実際の明暗比を図示した、図1のコード円板の拡大図である。
【図3】
(a)は、ラインセンサーに対する第1の位置における、図1または2のコー
ド円板の拡大された部分領域の図である。 (b)は、第2の位置における、図3の(a)のコード円板の拡大図の部分領
域の図である。
ド円板の拡大された部分領域の図である。 (b)は、第2の位置における、図3の(a)のコード円板の拡大図の部分領
域の図である。
1 コード円板
2 PDAアレイ
3 グレーコード
4 参照コードトラック
5 参照コードトラック
6 グレーコードの最も小さな構造
7、7′ アナログのコードセグメント
A グレーコードの分解能ステップ
SL 構造長さ
W 変換素子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF
,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,
ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G
M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ
,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,
MD,RU,TJ,TM),AE,AL,AM,AT,
AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,C
H,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,EE
,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR,
HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,K
P,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU
,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,
NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,S
I,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG
,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW
(72)発明者 ブレージング・フランク
ドイツ連邦共和国、ヴェーアル、クルツ
ェ・ストラーセ、15
(72)発明者 ベーベル・ラルフ
ドイツ連邦共和国、ドルトムント、オスト
キルヒストラーセ、99
Fターム(参考) 2F065 AA01 AA31 CC11 FF04 FF17
JJ25 QQ24
2F077 AA20 AA25 NN27 PP19 QQ15
RR03 RR15 RR22
2F103 BA37 BA41 BA43 CA02 DA06
DA07 DA09 DA13 EA03 EA12
EB16 EB33 FA08
3D033 CA29
【要約の続き】
なコードセグメント7、7′の形態、およびセンサー装
置2の分解能が、コード円板1の移動がコードセグメン
ト7、7′の最小長さにわたって、少なくとも2つの所
定のステップ内において分解可能であるように、相互に
適合されていることを特徴とする装置。
Claims (9)
- 【請求項1】 コード円板(1)、および、このコード円板に対して固定式
に設けられた、コード化部(3)の長手方向の延在に対して横方向に、互いに並
列して設けられた、多数の光電子式の変換素子(W)を有する、光電感度性のセ
ンサー装置(2)、および、センサー装置(2)の光電子式の表面上に、コード
円板(1)のコード化部(3)を光学的に写像するための照明装置から成り、こ
のコード円板(1)が、コード化部として、デジタルのコード(3)、並びに、
多数の個別の、測定区間の方向に接し合うように延ばされたコードセグメント(
7、7′)から成るアナログにコード化されたトラックを有している様式の、光
電子式の変位または角度測定測定装置において、 アナログにコード化されたトラックは、真中で対称的に構造された一貫した参照
コードトラック(4)の部分であり、この参照コードトラックの接し合うように
延ばされたコードセグメント(7、7′)が、途切れの無いアナログのコードト
ラックを定義し、且つ、これらコードセグメント(7、7′)が、コード長さを
有し、このコード長さが、デジタルのコード化部(3)の少なくとも最も小さな
分解能ステップ(A)に相当し、 その際、このようなコードセグメント(7、7′)の形態、およびセンサー装置
(2)の分解能が、コード円板(1)の移動がコードセグメント(7、7′)の
最小長さにわたって、少なくとも2つの所定のステップ内において分解可能であ
るように、相互に適合されていることを特徴とする装置。 - 【請求項2】 コード円板(1)の参照コードトラック(4)のコードセグ
メント(7、7′)の長さは、デジタルのコード化部(3)の最も小さな構造(
6)の長さにわたって、延在することを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 コード円板(1)の参照コードトラック(4)のコードセグ
メント(7、7′)は、コード円板(1)の運動方向に対して角度をもって設け
られた側面であることを特徴とする請求項1または2に記載の装置。 - 【請求項4】 コードセグメント(7、7′)の側面は、ぎざぎざの線を形
成していることを特徴とする請求項3に記載の装置。 - 【請求項5】 ぎざぎざに形成された参照コードトラック(4)の頂点は、
デジタルのコード化部(3)の2つの最も小さな構造(6)の間隔の間の中央に
設けられていることを特徴とする請求項4に記載の装置。 - 【請求項6】 コード円板(1)は、第2の参照コードトラック(5)を設
けられており、且つデジタルのコードトラック(3、S1、S2、S3)を、両
方の参照コードトラック(4、5)の間に設けられており、その際、一方の参照
コードトラック(5)が、デジタルのコード(3)の分解能ステップ(A)の幅
だけ、他方の参照コードトラック(4)に対して位置ずれして設けられているこ
とを特徴とする請求項5に記載の装置。 - 【請求項7】 コード円板(1)は、環状であり、且つ参照コードトラック
(4)が、360°にわたって、相応して延在していることを特徴とする請求項
1から6のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項8】 コード円板(1)の参照コードトラック(4)のコードセグ
メント(7、7′)は、コード円板(1)の運動方向に対して角度をもって設け
られ、且つ参照コードトラック(4)の湾曲部に相応して湾曲された側面である
ことを特徴とする請求項7記載の装置。 - 【請求項9】 光電子式の変位または角度測定測定装置は、ステアリングハ
ンドルの角度位置を測定するための自動車のステアリング舵角センサーであるこ
とを特徴とする請求項1から8のいずれか一つに記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10006675A DE10006675C2 (de) | 2000-02-15 | 2000-02-15 | Codescheibe für eine optoelektronische Weg- oder Winkelmeßeinrichtung |
DE10006675.5 | 2000-02-15 | ||
PCT/EP2001/001642 WO2001061280A1 (de) | 2000-02-15 | 2001-02-14 | Codescheibe für eine optoelektronische weg- oder winkelmesseinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003524783A true JP2003524783A (ja) | 2003-08-19 |
Family
ID=7630966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001560626A Withdrawn JP2003524783A (ja) | 2000-02-15 | 2001-02-14 | 光電子式の変位または角度測定装置のためのコード円板 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6888126B2 (ja) |
EP (1) | EP1255965B1 (ja) |
JP (1) | JP2003524783A (ja) |
AU (1) | AU3738401A (ja) |
DE (2) | DE10006675C2 (ja) |
ES (1) | ES2213689T3 (ja) |
WO (1) | WO2001061280A1 (ja) |
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