JPH07286861A - Device and method for optical conversion - Google Patents

Device and method for optical conversion

Info

Publication number
JPH07286861A
JPH07286861A JP7037147A JP3714795A JPH07286861A JP H07286861 A JPH07286861 A JP H07286861A JP 7037147 A JP7037147 A JP 7037147A JP 3714795 A JP3714795 A JP 3714795A JP H07286861 A JPH07286861 A JP H07286861A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photosensitive
pattern
light
optical
projected
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.)
Pending
Application number
JP7037147A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Peter Seitz
ザイツ ペーター
Kai Engelhardt
エンゲルハルト カイ
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.)
Baumer Electric AG
Original Assignee
Baumer Electric AG
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
Application filed by Baumer Electric AG filed Critical Baumer Electric AG
Publication of JPH07286861A publication Critical patent/JPH07286861A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/12Mechanical 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 using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2454Encoders incorporating incremental and absolute signals
    • G01D5/2455Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on the same encoder
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical 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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical 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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347Mechanical 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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34707Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
    • G01D5/34715Scale reading or illumination devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical 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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical 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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/36Forming the light into pulses
    • G01D5/366Particular pulse shapes

Abstract

PURPOSE: To provide a compact optical converter with which the maximum resolution can be obtained by using the interpolation of high accuracy, by projection a pattern of light and shade having a correlation with the geometric structure, onto at least one photosensitive array surface of the shape of an integrated circuit. CONSTITUTION: An integrated circuit 1 comprises a photosensitive increment- measuring range 1A and a photosensitive absolute measuring range 1B. An absolute measuring system of low resolution and that of high resolution have a common luminescent means. They receive radiation of light from a common light source 3 and have a common optical image of both of a code track B to the absolute position of a scale 5, and a code track A to the increment shift, on a common photosensitive detector. When the light and shade pattern having the geometric correlation to the geometric structure of the surface is projected onto at least one photosensitive array surface of the shape of the integrated circuit 1, the interpolation can be performed with the accuracy of the integrated circuit 1 or an outline of the photosensitive surface of the same, as the result of the photosensitivity thereof.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は変換器、長さ変換器およ
び角度エンコーダの分野において、特に光学的絶対測定
変換器(absolute measuring transducer) に関するもの
である。
FIELD OF THE INVENTION The invention relates to the field of transducers, length transducers and angle encoders, and in particular to optical absolute measuring transducers.

【0002】[0002]

【従来の技術】絶対測定変換器、特に長さ変換器には特
有の問題がある。その1つに、かなりの長さの全長に対
して高い位置解像度を得なければならないということが
ある。かなりの長さの全長とは1メートル以上を意味す
る。また、高い位置解像度は100ナノメートル未満を
意味する。
BACKGROUND OF THE INVENTION Absolute measurement transducers, especially length transducers, have particular problems. One is that high positional resolution must be obtained for a considerable length. Significant length means more than 1 meter. Also, high position resolution means less than 100 nanometers.

【0003】長い全長と高い位置解像度とを有する増分
変換器(incremental transducer)は、要件が同一の絶対
変換器と比較すると、こちらのほうが安価である。絶対
測定には、一般的に高い付加コストがかかる。例えば、
各々が固有の照明および検出部品を有し、しかも繰り返
し調節が非常に複雑な2つの別個のシステムを組み合わ
せる可能性がある。かかる変換器はRSFの「LCI」
装置である。他の変換器には、2つの別個のシステムを
必要とするので、非常に高価であり、50センチメート
ル当たり15000ドイツマルクのコストに達するもの
がある。かかる変換器は、DE3909856に記載さ
れているE.M.S.の「スペーサ」装置である。
Incremental transducers with long overall length and high position resolution are cheaper than absolute transducers with the same requirements. Absolute measurements generally have a high added cost. For example,
It is possible to combine two separate systems, each with its own illumination and detection components, and with very complex repeat adjustments. Such a converter is RSF's "LCI"
It is a device. Other transducers are very expensive as they require two separate systems, some of which can reach a cost of 15,000 Deutschmarks per 50 centimeters. Such a converter is known from the E.I. M. S. "Spacer" device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】結果として、絶対変換
器はあるサイズから主に経済的な理由による制限を受け
るので、よく計画を立てて用いなければならない。しか
しながら、安価なものも含めて全てのタイプの精密機械
に高性能な絶対変換器を装備できるようにすることを目
的とすれば、以前は大企業に独占されていた分野でも、
中小企業にも競争の機会がある。
As a result, absolute transducers must be well planned and used because they are limited in size, primarily for economic reasons. However, for the purpose of being able to equip all types of precision machines, including inexpensive ones, with high-performance absolute converters, even in fields that were previously dominated by large companies,
SMEs also have the opportunity to compete.

【0005】この目的は、特許請求の範囲に規定されて
いる本発明によって達成され、大型で高解像度を有し、
しかも安価な絶対変換器の製造が可能となる。
This object has been achieved by the invention as defined in the claims, having a large size and high resolution,
Moreover, it is possible to manufacture an inexpensive absolute converter.

【0006】特に、1つの基本的な事実は、一方では調
節の問題を除去し、他方では補間を極限まで用いること
ができるように、よく計画して集積回路の精度(precisi
on)を用いるということである。この目的のために、本
発明のセンサ構造は、感光検出素子、好ましくは光−A
SICを有し、これを基板上に配置して、電気的に相互
接続するように、増分感応(incremental sensitive) 測
定トラックおよび絶対感応測定トラック(または検出ト
ラック)を設け、その上の例えば透過光内の従来の標準
またはスケールの光学的(コード)パターン、または入
射光即ち、反射に対する特殊なコード・パターンを評価
する。そして、好ましくは、前記パターンと検出トラッ
クとの間に撮像用光学系が接続される。検出トラックの
特別な設計により、精度の高い補間を用いて最大の解像
度を得ることができる。本発明による設計の結果とし
て、特に、非常に明白な小型化を達成することができる
ので、これ自体利点をもたらすものである。
In particular, one basic fact is that well-planned integrated circuit precision (precisi) so that on the one hand the adjustment problem is eliminated and on the other hand interpolation can be used to the utmost limit.
on) is used. To this end, the sensor structure of the present invention comprises a photosensitive detection element, preferably a light-A.
An SIC, which is arranged on the substrate, is provided with an incremental sensitive measurement track and an absolute sensitive measurement track (or detection track) so as to be electrically interconnected, on which for example transmitted light Evaluate conventional standard or scale optical (code) patterns in, or special code patterns for incident light or reflection. Then, preferably, an imaging optical system is connected between the pattern and the detection track. Due to the special design of the detection track, maximum resolution can be obtained with high precision interpolation. As a result of the design according to the invention, in particular, a very obvious miniaturization can be achieved, which is itself advantageous.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明による変換器は絶
対測定システムであり、長さ変換器の場合、数メートル
までの測定長において100nmより高い測定解像度が
得られる。スケールは、例えば、従来の透過光ガラス・
スケールとすることができ、これに絶対コード・トラッ
クに平行に設定した周期的格子を有する従来の増分トラ
ックを載せる。絶対コードは、例えば、直列コード、好
ましくはm−系列によって構成される。位置変化の場
合、絶対コードの1ビットを増分トラックの1周期と等
しくする。前記スケールは、撮像系(光学系)によっ
て、光検出器上の大きなスケール上に撮像される。かか
る長さ発生器は3つの特定構造(specific features) を
有する。
The transducer according to the invention is an absolute measuring system, and in the case of length transducers, measuring resolutions higher than 100 nm are obtained for measuring lengths of up to several meters. The scale is, for example, a conventional transmitted light glass
It can be a scale, on which is mounted a conventional incremental track with a periodic grating set parallel to the absolute code track. The absolute code is constituted by, for example, a serial code, preferably an m-sequence. In the case of position change, one bit of the absolute code is made equal to one cycle of the incremental track. The scale is imaged on a large scale on the photodetector by an imaging system (optical system). Such a length generator has three specific features.

【0008】システムの観点から、前記測定システムは
一体化された微少構造に組み込まれる。測定システム、
低解像度の絶対測定システムおよび高解像度の増分測定
システムの全要素は、共通の発光システムを有する。即
ち、これらは同じ光源の光を共有し、双方のコード・ト
ラックの共通光学画像、および共通の感応検出器、好ま
しくは光−ASICを有するので、個々の測定システム
の双方は自動的に繰り返し調節される。正しい信号への
調節、撮像の合焦、およびスケールに対する検出器の回
転および斜動(tilting) は、同時に双方の測定トラック
上で行われる。したがって、2つの測定システム間には
角度誤差はない。
From a system point of view, the measuring system is integrated in an integrated microstructure. Measuring system,
All elements of the low resolution absolute measurement system and the high resolution incremental measurement system have a common lighting system. That is, they share the light of the same light source and have a common optical image of both code tracks and a common sensitive detector, preferably a light-ASIC, so that both individual measurement systems are automatically and repeatedly adjusted. To be done. Adjustments to the correct signal, focusing of the imaging, and rotation and tilting of the detector with respect to the scale take place simultaneously on both measuring tracks. Therefore, there is no angular error between the two measuring systems.

【0009】前記測定システムは、標準スケールに関し
て測定ヘッドの取り付けに関する妥当な許容量とヘッド
の案内(guidance)とを有する、単純な撮像システムを用
いている。これは、物体側のテレセントリ(telecentry)
と小さな開口数(numerical aperture)とによって達成さ
れる。この開口数は増分格子や解像される絶対コードに
は十分な大きさのものである。したがって、焦点が外れ
たり、焦点深度が最大の場合でも、一定の画像倍率で画
像が得られる。前記撮像システムは、例えばPMMAま
たはポリカーボネートのプラスチック射出成形によっ
て、例えば安価なカラー印刷によってテレセントリック
・ストップ(telecentric stop)を中心から後部に設け、
光学系を取り付ける特殊部品と共に、一眼システム(sin
gle-lens system)として製造できるという利点がある。
撮像要素は、平面状の回折レンズ(例えばフレネル・レ
ンズ)によって構成することができる。
The measuring system uses a simple imaging system with a reasonable allowance for mounting the measuring head and the guidance of the head with respect to a standard scale. This is the object side telecentry
And a small numerical aperture. This numerical aperture is large enough for incremental grids and resolved absolute codes. Therefore, even when the image is out of focus or the depth of focus is maximum, an image can be obtained at a constant image magnification. The imaging system is provided with a telecentric stop from the center to the rear, for example by plastic injection molding of PMMA or polycarbonate, for example by cheap color printing.
Along with special parts for mounting the optical system, the single-lens system (sin
It has the advantage that it can be manufactured as a gle-lens system).
The imaging element can be configured by a planar diffractive lens (for example, Fresnel lens).

【0010】前記測定システムでは、検出の目的のため
に特殊な光−ASICを用いる。このASICは、絶対
コードをスキャンするためのライン・センサと、局部的
に正弦波状に変化する表面を有する4つのフォトダイオ
ードの特殊なアレイとを有し、格子上に投影されるよう
に設定した場合、増分システムの直角信号を供給する。
前記4つのフォトダイオードのサイン関数は、90゜の
繰り返し位相位置を有する。バー・パターンを前記正弦
波状ダイオードに投影し、4つのダイオード上を移動さ
せると、ダイオードの感光電流の差によって、ほぼ理想
的な個々の正弦波信号から直角信号が得られる。バー・
パターンの周期がダイオード面の正弦波の周期と同一で
あれば、フーリエ変換の基本的数学的特性を利用するこ
とができるので、この信号形状はバー・パターンの強度
プロファイルや光学的焦点外れとは独立している。
The measurement system uses a special photo-ASIC for detection purposes. The ASIC has a line sensor for scanning an absolute code and a special array of four photodiodes with locally sinusoidally changing surfaces set to project onto a grating. In that case, the quadrature signal of the incremental system is provided.
The sine function of the four photodiodes has a repeating phase position of 90 °. When a bar pattern is projected onto the sinusoidal diode and moved over the four diodes, the quadrature signal is obtained from the nearly ideal individual sinusoidal signal due to the difference in the photocurrents of the diodes. bar·
If the period of the pattern is the same as the period of the sine wave of the diode plane, then the fundamental mathematical properties of the Fourier transform can be exploited, so this signal shape is not the intensity profile or optical defocus of the bar pattern. being independent.

【0011】半導体回路の生産や特に寸法が最少にまで
縮小されるCMOSプロセスのように、幾何学的形式お
よび形状の再現性の精度が高いことにより、前記ダイオ
ード面は事実上完全に、局部的にサイン関数と同一に作
ることができる。これらのフォトダイオードがいくつか
のサイン周期を含むように構成すれば、位置測定中にス
ケールの延長部分も同時に評価され、測定システムは、
例えば、スケールの汚れ(dirtying)による妨害を受けに
くくなる。ほぼ完全な正弦波変調による直角信号によっ
て、非常に高い精度の補間が可能となり、位置解像度を
大幅に向上させることができる。この増分トラックの特
殊設計は、解像度を最大に高めた純粋な増分変換器にも
用いられることは明白である。
Due to the high precision of geometrical form and shape reproducibility, such as in the production of semiconductor circuits and in particular in CMOS processes where the dimensions are reduced to a minimum, the diode plane is virtually completely localized. Can be made identical to the sine function. If these photodiodes are configured to include several sine periods, the extension of the scale is also evaluated simultaneously during position measurement and the measurement system
For example, it is less susceptible to interference due to dirtying of the scale. A quadrature signal with almost perfect sinusoidal modulation allows very high precision interpolation and greatly improves position resolution. Obviously, this special design of the incremental track can also be used for pure incremental converters with maximum resolution.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の好適実施例について図面に関
連付けながら詳細に説明する。本発明による測定システ
ムの必須要素を図1に示す。システムの観点からは、一
体化された微少システムとして形成することが好まし
い。集積回路1は、その基板上に、感光増分測定範囲1
Aと、感光絶対測定範囲1Bとを含み、これらを処理お
よび増幅回路ICによって結合して測定システムを形成
する。好適実施例として、測定システムの2つの構成要
素、即ち、低解像度の絶対測定システム、および高解像
度の増分測定システムは、共通の発光手段を有する。即
ち、それらは同一光源3から光の放射を受け、スケール
5の絶対位置に対するコード・トラックBと増分シフト
に対するコード・トラックA双方の共通光画像を、共通
の感光検出器1上に有する。感光検出器は光−ASIC
であることが好ましい。この場合レンズ2の形状の光学
系によって、光画像を適当に修正、例えば拡大すること
ができる。上述のように、共通光源による照明、共通光
学系による画像、および共通検出器による検出によっ
て、個々の測定システムは自動的に繰り返し調節され
る。正しい信号に対する調節または設定、即ち画像の合
焦は、双方の測定トラック上で同時に行われる。また、
図1には、測定信号が信号の調整のためにセンサの出力
からインターフェース変圧器(interface transformer)
7に渡されて、そこで機械(machine tool)8を制御する
ための標準5Vに変圧される状態も示されている。撮像
光学系を用いる時は、左/右および上/下は互いに入れ
替わっていることを念頭に置いておかなければならな
い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The essential elements of the measuring system according to the invention are shown in FIG. From a system point of view, it is preferable to form it as an integrated micro system. The integrated circuit 1 has a photosensitive incremental measurement range 1 on its substrate.
A and a photosensitive absolute measurement range 1B, which are combined by a processing and amplification circuit IC to form a measurement system. In the preferred embodiment, the two components of the measurement system, the low resolution absolute measurement system and the high resolution incremental measurement system, have a common light emitting means. That is, they receive light from the same light source 3 and have a common light image on both the code track B for the absolute position of the scale 5 and the code track A for the incremental shift, on a common photosensitive detector 1. Photosensitive detector is optical-ASIC
Is preferred. In this case, the optical system in the shape of the lens 2 allows the optical image to be appropriately modified, for example enlarged. As mentioned above, the illumination of the common light source, the image of the common optics, and the detection of the common detector automatically and repeatedly adjust the individual measurement systems. Adjustments or settings for the correct signal, i.e. focusing of the image, take place simultaneously on both measuring tracks. Also,
In FIG. 1, the measured signal is fed from the output of the sensor to the interface transformer for conditioning the signal.
It is also shown passed to 7 and transformed there to a standard 5V for controlling the machine tool 8. It should be borne in mind when using imaging optics that left / right and top / bottom are interchanged.

【0013】照明されるシステムの射影(shadow castin
g)のみを用いる場合、レンズ即ち撮像系がないと、検出
器上にはスケールの光学画像が得られない。したがっ
て、例えば、同じ20μmの格子周期の場合でも、従来
の長さ変換システムにおけるように、同じ空間検出許容
量を考慮する必要がある。
Shadow castin of illuminated system
If only g) is used, no optical image of the scale can be obtained on the detector without a lens or imaging system. Thus, for example, for the same 20 μm grating period, the same spatial detection allowance needs to be taken into account, as in conventional length conversion systems.

【0014】付加面1Bおよび測定部または計測手段1
B、即ち絶対測定部を除去すれば、非常に高い補間精度
を有する増分測定システムが得られる。更に、切り替え
によって、転移(dislocation) の増分情報のみを評価す
ることができるので、増分変換器と絶対変換器の双方が
設けられることになる。
Additional surface 1B and measuring unit or measuring means 1
By removing B, the absolute measuring part, an incremental measuring system with very high interpolation accuracy is obtained. Moreover, the switching allows only the incremental information of the dislocation to be evaluated, so that both an incremental converter and an absolute converter are provided.

【0015】前記測定システムに別の光学系を付け加え
て用いる場合、単純な撮像システム2を選択する方がよ
い。撮像システム2は標準スケールに対して光源、レン
ズおよび光−ASICを備えた測定ヘッドの取付けとヘ
ッドの案内(guidance)に関し一定の許容量を有する。こ
れは、物体側のテレセントリ(telecentering) と、小さ
な開口数とによって達成される。開口数は、増分格子お
よび絶対コードの解像度には十分な大きさに選択され
る。したがって、焦点外れや焦点深度が最大の場合で
も、画像倍率が一定の画像が得られる。撮像システム2
は例えばPMMAまたはポリカーボネートのプラスチッ
ク射出成形によって、例えば安価なカラー印刷によって
テレセントリック・ストップ(telecentric stop)を中心
側後部に設け、光学系を取り付ける特殊部品と共に、一
眼システム(single-lens system)として製造できるとい
う利点がある。撮像部品は、平面状の回折レンズ(diffr
activelens)によって構成することができる。
When using another optical system in addition to the measurement system, it is better to select the simple imaging system 2. The imaging system 2 has a certain tolerance with respect to the standard scale with respect to the mounting of the measuring head with the light source, the lens and the optical-ASIC and the guidance of the head. This is achieved by means of object-side telecentering and a small numerical aperture. The numerical aperture is chosen large enough for the resolution of the incremental grid and absolute code. Therefore, an image with a constant image magnification can be obtained even when the focus is out of focus or the depth of focus is maximum. Imaging system 2
Can be manufactured as a single-lens system with special parts for mounting the optical system by providing a telecentric stop at the rear center side, for example by means of plastic injection molding of PMMA or polycarbonate, for example by inexpensive color printing There is an advantage. The imaging component is a flat diffractive lens (diffr
activelens).

【0016】本発明によるセンサ、この場合ASIC
は、絶対コードをスキャンするためのライン・センサ型
の第1感光領域と、図2に示すような、局部的に正弦波
状に変化する表面を有する4つのインターレース・フォ
トダイオード(interlace photodiode)P1,P2,P3
およびP4から成る特殊アレイという形状の第2感光領
域とを有する。格子上に投影した場合、この正弦波状ア
レイは増分システムの直角信号を供給する。4つのフォ
トダイオードのサイン関数は、ダイオード1−0゜、ダ
イオード2−180゜、ダイオード3−90゜、ダイオ
ード4−270゜という繰り返し位相位置を有する。バ
ー・パターン(bar pattern) を正弦波状ダイオード上に
投影して、4つのダイオード上を移動させて、0゜と1
80゜のダイオードの光電流差I1−I2、および90
゜と270゜のダイオードの光電流差I3−I4を形成
した場合、これによって、ほぼ理想的な正弦波状の個別
信号、即ち、各場合にサイン信号とコサイン信号とによ
って直角信号が与えられる。前記バー・パターンの周期
が正弦波状のダイオード面の周期と同一であるならば、
この信号形状はバー・パターンの強度プロファイルとは
独立するものであり、フーリエ変換の基本的な数学的特
徴を巧みに利用することができる。
A sensor according to the invention, in this case an ASIC
Is a line sensor type first photosensitive area for scanning an absolute code, and four interlace photodiodes P1 having a locally sinusoidally changing surface as shown in FIG. P2, P3
And a second photosensitive area in the form of a special array of P4. When projected onto a grating, this sinusoidal array provides the quadrature signal of the incremental system. The sine functions of the four photodiodes have repeating phase positions of diode 1-0 °, diode 2-180 °, diode 3-90 °, and diode 4-270 °. Project the bar pattern onto the sine-wave diodes and move them over the four diodes to 0 ° and 1
80 ° diode photocurrent difference I1-I2, and 90
If a photocurrent difference I3-I4 of the diodes of .degree. And 270.degree. Is produced, this gives a quadrature signal with a nearly ideal sinusoidal individual signal, i.e. a sine and cosine signal in each case. If the period of the bar pattern is the same as the period of the sinusoidal diode surface, then
This signal shape is independent of the intensity profile of the bar pattern and can take advantage of the basic mathematical features of the Fourier transform.

【0017】集積回路の製造は実証された技術であり、
外形の再現性に関しては、最大の精度が得られる。特
に、寸法が最小にまで縮小されるCMOS技術を用いれ
ば、前記ダイオード面は、局部的にサイン関数と同一と
なるように、完全に基板上に形成することができる。こ
れらのフォトダイオードがいくつかのサイン周期(図2
に示すような)を含むような構造とすれば、位置測定中
にスケールの延長部分も同時に評価され、測定システム
は、例えば、スケールの汚れ(dirtying)による妨害を受
けにくくなる。しかしながら、最も重要な利点は、後者
からのほぼ完全な正弦波状に変調された直角信号によっ
て、高度で非常に精度が高い補間を行い位置解像度の向
上が図れることである。補間の場合結果が常に得られる
が、常にそれを信頼することは不可能なので、補間はし
ばしば問題を起こす。
Fabrication of integrated circuits is a proven technology
Maximum accuracy is obtained for reproducibility of the outer shape. In particular, using CMOS technology whose dimensions are reduced to a minimum, the diode plane can be formed completely on the substrate such that it is locally identical to the sine function. These photodiodes have several sine periods (Fig. 2
With a structure such as that shown in Figure 1), the extension of the scale is also evaluated simultaneously during the position measurement, and the measuring system is less susceptible to disturbances, for example due to dirtying of the scale. However, the most important advantage is that the nearly perfect sinusoidally modulated quadrature signal from the latter provides a high degree of very accurate interpolation and improved position resolution. Interpolation is often problematic because it always gives a result, but it is not always possible to trust it.

【0018】個体測定部上の絶対トラックB、スケール
5には、例えば18ビット・ワードのm−コードを用い
ることができる。増分トラックには、等距離格子(equid
istant grating) が利用される。これは、スケールの背
面に突出するセンサの4つのダイオード面の規則正しい
正弦波パターンと同じ周期性を有する。最後に、絶対信
号を増分信号と組み合わせ、絶対位置の信号値とする。
For the absolute track B and scale 5 on the solid measuring section, for example, an 18-bit word m-code can be used. Incremental tracks have an equidistant grid (equid
istant grating) is used. It has the same periodicity as the regular sinusoidal pattern of the four diode faces of the sensor projecting to the back of the scale. Finally, the absolute signal is combined with the incremental signal to give the absolute position signal value.

【0019】図3−3.1,3.2、増分トラックおよ
び絶対トラックの信号の相関関係即ち連携の例を示す。
FIG. 3-3.1, 3.2 shows an example of the correlation or cooperation of the signals of the incremental track and the absolute track.

【0020】3.1の増分トラックは、トラック幾何学
的に正弦波状のセンサ・トラック1Aで構成され、その
うち2本が90゜位相シフトされたトラック、即ち、コ
サイン・トラックCOSとサイン・トラックSINとし
て示されている。また、スケール用格子がその上に投影
され、同一周期を有する。最初のギャップまで達する三
角法トラック(trigonometric track) が示されている
が、実際には、このパターンは正弦波格子電極が延在す
る長さと同数のギャップにまで達する。ここでは位相シ
フトは90゜である。
The 3.1 incremental track comprises sensor tracks 1A which are sinusoidal in track geometry, two of which are 90 ° phase-shifted, namely the cosine track COS and the sine track SIN. As shown. Also, a scale grating is projected on it and has the same period. Although a trigonometric track is shown reaching the first gap, in practice this pattern extends to as many gaps as the length of the sinusoidal grating electrode extends. Here, the phase shift is 90 °.

【0021】3.2の絶対トラックにおいて、センサ格
子1B上にm−コードの投影が見られる。PD1 はフォ
トダイオード1から得られた二進値、PD2 はフォトダ
イオード2から得られた二進値である。この目的のため
に、二進化レベルは、最大信号の半分となるように設定
されている。本例では、このように、PD1 はPD2
は異なる二進値を有する。
At absolute track 3.2, a projection of the m-code can be seen on the sensor grating 1B. PD 1 is a binary value obtained from the photodiode 1, and PD 2 is a binary value obtained from the photodiode 2. For this purpose, the binary level is set to be half the maximum signal. In this example, PD 1 thus has a different binary value than PD 2 .

【0022】3.3〜3.7に、個々の信号列および所
望の絶対信号への結合について示す。
3.3 to 3.7 show the individual signal trains and their coupling to the desired absolute signal.

【0023】3.3に示すサインまたはコサイン関数S
およびC、または3.4に示すそれらのパルス列z’=
記号Cおよびz=記号Sは、位相関数φと共に、増分測
定の情報を形成する。3.6において、上述のように得
られた二進値PD1 およびPD2 は、絶対測定の情報を
形成する。そして、サイン関数についてはZ・PD1
二進乗算によって、コサイン関数についてはZ’・PD
2 の二進乗算によって、絶対位置を算出する3.7によ
る絶対コードの対応するビットbを計算する。ここで、
3.1と3.2の位置がどのように得られたかによっ
て、一方または他方のビットが指示され、両方というこ
とはない。
The sine or cosine function S shown in 3.3.
And C, or their pulse train z ′ = shown in 3.4.
The symbols C and z = symbol S together with the phase function φ form the information of the incremental measurement. At 3.6, the binary values PD 1 and PD 2 obtained as described above form the information of the absolute measurement. Then, for the sine function, the binary multiplication of Z · PD 1 and for the cosine function Z ′ · PD
The second binary multiplication to calculate the corresponding bit b of the absolute code by 3.7 to calculate the absolute position. here,
Depending on how the 3.1 and 3.2 positions were obtained, one or the other bit is indicated, not both.

【0024】図4は入射光において動作する実施例を示
す。透過光で動作するセンサの形状は、透視法スケール
(transilluminated scale)の形状によって大きく左右さ
れ、その逆も成り立つ。しかしながら、このことは、入
射光による本実施例には関係なく、非常に興味深い面を
知ることができる。それらの1つは、測定精度を高める
ために、純正部品の機械を標準または測定(measure) と
して用いる。言い換えれば、通常別々のスケール上のパ
ターンは、所望の移動を行う機械の該当部分に直接刻印
され(impress) 、1つまたは複数の入射光センサは、そ
れに対して固定的に配置される。このような構造では、
例えば、スケールや機械は温度変動による作用を受けな
いので、精度の低下を防ぐことができる。
FIG. 4 shows an embodiment operating on incident light. The shape of the sensor that operates with transmitted light is a perspective scale.
The shape of the (transilluminated scale) greatly affects the shape, and vice versa. However, this can be seen as a very interesting aspect regardless of the present example of the incident light. One of them uses a genuine part machine as a standard or measure to increase the measurement accuracy. In other words, the patterns on typically separate scales are directly impressed on the relevant parts of the machine that make the desired movements, and the one or more incident photosensors are fixedly arranged relative thereto. In such a structure,
For example, since the scale and the machine are not affected by the temperature change, it is possible to prevent the accuracy from decreasing.

【0025】正弦波状感光面によって生成された信号
は、正確に正弦波周期となっており、図3の3.3に示
すサインおよびコサイン・アナログ信号がそれから得ら
れる。最も単純な場合、測定装置の基本解像度が適当で
あれば、比較器によってアナログ信号を方形波信号に変
換することができる。このようにして、1回の周期から
4つの計数段階が得られる。アナログ信号の補間を行う
場合、基本周期を更に小さい単位に再分割する。補間の
精度は、基本周期の精度によって決まり、後者はアナロ
グ正弦波信号の形状によって決まる。後者が不正確な場
合または歪んでいる場合、対応して不正確な「補間スケ
ール」となる。幾何学的に高い精度の基本関数画像(bas
ic function imaging)、集積回路の製造精度、正確な正
弦波状感光面の結果として、この精度は対応して「補間
スケール」にも適用される。
The signal produced by the sinusoidal photosensitive surface is exactly sinusoidal in period, from which the sine and cosine analog signals shown at 3.3 in FIG. 3 are derived. In the simplest case, the analog signal can be converted into a square wave signal by a comparator if the basic resolution of the measuring device is appropriate. In this way, four counting stages are obtained from one cycle. When interpolating an analog signal, the fundamental cycle is subdivided into smaller units. The accuracy of the interpolation depends on the accuracy of the fundamental period, the latter on the shape of the analog sine wave signal. If the latter is inaccurate or distorted, there will be a correspondingly incorrect "interpolation scale". A geometrically accurate basic function image (bas
As a result of ic function imaging, integrated circuit manufacturing accuracy, and accurate sinusoidal photosensitive surface, this accuracy is correspondingly applied to the "interpolation scale".

【0026】本発明は、変換器の光学部品の大幅な微小
化を可能にする。特に、図4による実施例では、固体測
定部が入射光でスキャンされると共に、変換器は機械の
一部となり、その機械上で動作するので、変換器の中心
部を当該機械に組み込むことによって、実際に用いる際
には前記機械の一体化部分となり、機械自体と同様に環
境条件に反応することになる。
The present invention allows for significant miniaturization of the optical components of the transducer. In particular, in the embodiment according to FIG. 4, by incorporating the central part of the transducer into the machine, the solid measuring part is scanned with the incident light and the transducer becomes part of and operates on the machine. When actually used, it becomes an integral part of the machine and reacts to environmental conditions like the machine itself.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】スケールを透過する光で動作する装置の一例
を、個々の素子の概略的な配列によって示す測定原理
図。
FIG. 1 is a measurement principle diagram showing, by a schematic arrangement of individual elements, an example of a device that operates with light that passes through a scale.

【図2】高い補間の可能性を有する検出トラックを示す
図。
FIG. 2 shows a detection track with a high possibility of interpolation.

【図3】図2の場合の絶対信号および増分信号の相関を
評価する方法の一例を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a method for evaluating the correlation between an absolute signal and an incremental signal in the case of FIG.

【図4】入射光で動作し、スケールからの反射光の評価
を評価する図1の測定原理を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the measurement principle of FIG. 1, which operates with incident light and evaluates evaluation of reflected light from the scale.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 集積回路 1A,1B 感光増分測定範囲 2 レンズ 3 光源 5 スケール 6 テレセントリック・ストップ 7 インターフェース変圧器 1 Integrated Circuit 1A, 1B Photosensitive Incremental Measurement Range 2 Lens 3 Light Source 5 Scale 6 Telecentric Stop 7 Interface Transformer

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 好ましくは光学変換器において、スキャ
ン用ヘッドの固体測定部(solid measue)または測定手段
に対する変位を測定しかつ利用する方法であって、集積
回路の形状の少なくとも1つの感光アレイ表面(例え
ば、正弦波状)上に、前記表面の幾何学的構造と幾何学
的に相関関係のある光と陰とのパターン(同一周期のバ
ー・パターン)を投影し、前記感光アレイの表面の幾何
学的形状によって、前記相関関係にある光と陰のパター
ンを前記表面に投影した時、それらの感光性の結果とし
て、前記集積回路またはその感光表面の外形の精度で補
間できるように、そして移動の範囲を表わす測定または
位置信号として使用可能となるように、電気信号列が生
成されることを特徴とする方法。
1. A method for measuring and utilizing the displacement of a scanning head relative to a solid measure or measuring means, preferably in an optical transducer, wherein at least one photosensitive array surface in the form of an integrated circuit. A pattern of light and shadow (a bar pattern of the same period) having a geometrical correlation with the geometrical structure of the surface is projected on (for example, sinusoidal), and the geometrical shape of the surface of the photosensitive array is projected. Geometrical shape, when projecting the correlated light and shadow patterns onto the surface, as a result of their photosensitivity, such that they can be interpolated with the accuracy of the contour of the integrated circuit or its photosensitive surface, and moved. A method in which an electrical signal train is generated so that it can be used as a measurement or position signal representative of a range of.
【請求項2】 請求項1において、感光面を付加形成
し、該付加感光表面は、前記付加感光表面の幾何学的構
造と幾何学的に相関付けられた光と陰の別のパターンを
前記付加感光表面に投影することによって、付加信号と
して絶対値に対応する電気信号列が得られ、測定または
位置信号として送出可能とするように幾何学的に設計さ
れていることを特徴とする方法。
2. The method of claim 1, further comprising forming a photosensitive surface, the additional photosensitive surface having another pattern of light and shadow geometrically correlated with a geometric structure of the additional photosensitive surface. By projecting onto an additional photosensitive surface, an electrical signal sequence corresponding to the absolute value is obtained as an additional signal, which is geometrically designed such that it can be sent out as a measurement or position signal.
【請求項3】 請求項1または2において、前記感光表
面の電気信号を結合し、共通位置信号を発生することを
特徴とする方法。
3. A method according to claim 1, wherein the electrical signals of the photosensitive surface are combined to generate a common position signal.
【請求項4】 請求項1または3において、前記感光表
面の幾何学的構造は、循環関数にしたがって形成され、
格子として投影するこの目的のために相関付けられたパ
ターンは、前記循環関数と同じ周期で形成され投影さ
れ、前記電気信号列は線形補間され、測定または位置信
号として送出されることを特徴とする方法。
4. The geometrical structure of the photosensitive surface according to claim 1, wherein the geometrical structure of the photosensitive surface is formed according to a circular function.
A pattern correlated for this purpose, which is projected as a grid, is formed and projected with the same period as the circular function, and the electrical signal sequence is linearly interpolated and sent out as a measurement or position signal. Method.
【請求項5】 請求項4において、前記感光表面の幾何
学的構造は、正弦波形状にしたがって形成され、かかる
正弦波状表面に対して互いに0、90、180および2
70゜の位相角度で配置され、この目的のために相関付
けられたパターンは、サイン関数と同じ周期で形成さ
れ、かつ格子として投影され、4つの感光表面において
得られる電気信号列は線形補間され、測定または位置信
号として中継されることを特徴とする方法。
5. The geometrical structure of the photosensitive surface according to claim 4, wherein the geometrical structure of the photosensitive surface is formed according to a sinusoidal shape, and 0, 90, 180 and 2 are mutually arranged with respect to such sinusoidal surface.
A pattern, arranged with a phase angle of 70 ° and correlated for this purpose, is formed with the same period as the sine function and projected as a grid, and the electrical signal sequence obtained on the four photosensitive surfaces is linearly interpolated. , Relayed as a measurement or position signal.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかにおいて、前記
感光表面に投影されるパターンは、撮像用光学系によっ
て、倍率−線形法(scale-linear manner) によって修正
されることを特徴とする方法。
6. The pattern according to claim 1, wherein the pattern projected on the photosensitive surface is modified by a scale-linear manner by an imaging optical system. Method.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかにおいて、前記
投影されるパターンは入射光において生成されることを
特徴とする方法。
7. A method according to claim 1, wherein the projected pattern is generated in incident light.
【請求項8】 請求項1〜6のいずれかにおいて、投影
されるパターンは入射光において、前記回折光学構造ま
たは光学的拡散構造(optically scatteringstructure)
上での反射または回折によって生成されることを特徴と
する方法。
8. The projected pattern according to claim 1, wherein the diffractive optical structure or the optically diffusing structure is incident light.
A method characterized by being produced by reflection or diffraction on.
【請求項9】 請求項8において、前記投影されるパタ
ーンは機械の一部に刻印されるか、あるいは機械の一部
に配置されることを特徴とする方法。
9. The method of claim 8, wherein the projected pattern is imprinted on or located on a portion of the machine.
【請求項10】 請求項1〜9のいずれかにおいて、共
通光学系によって、絶対コードおよび反射コード(増分
コード)が、共通センサ、好ましくはセンサ面を有する
集積回路に投影されることを特徴とする方法。
10. The method according to claim 1, wherein the common optical system projects the absolute code and the reflection code (incremental code) onto a common sensor, preferably an integrated circuit having a sensor surface. how to.
【請求項11】 請求項1〜10のいずれかにおいて、
物体側において、テレセントリック光学撮像システムを
用い、テレセントリック・ストップ(最大)を最適化す
ることによって、焦点外れには感応しないが、高い発光
を確保することを特徴とする方法。
11. The method according to claim 1, wherein
A method characterized by the use of a telecentric optical imaging system on the object side, optimizing the telecentric stop (maximum) to ensure a high light emission which is insensitive to defocus.
【請求項12】 光源(3)と集積回路形状の少なくと
も1つの感光構成表面(1A)とを有する光学変換器で
あって、前記表面の幾何学的構造と一致し、かつ幾何学
的に相関付けられた光と陰のパターン(A)を前記感光
表面(1A)上に投影することによって、電気信号列が
得られ、前記集積回路またはその表面の外形の製造精度
で補間され、測定または位置信号として中継されるよう
に、前記表面は幾何学的に設計されていることを特徴と
する光学変換器。
12. An optical converter having a light source (3) and at least one photosensitive component surface (1A) in the form of an integrated circuit, said optical converter being consistent with and geometrically correlated with the geometrical structure of said surface. By projecting the applied light and the shadow pattern (A) onto the photosensitive surface (1A), an electric signal sequence is obtained, which is interpolated with the manufacturing accuracy of the integrated circuit or the contour of the surface to measure or position. An optical transducer, wherein the surface is geometrically designed to be relayed as a signal.
【請求項13】 請求項12において、付加感光表面
(1B)を有し、該付加感光表面は、前記付加感光表面
(1B)の幾何学的構造と幾何学的に相関付けられた光
と陰の別のパターン(B)を前記付加感光表面に投影す
ることによって、付加信号として絶対値に対応する電気
信号列が得られ、測定または位置信号として送出可能と
するように幾何学的に設計されていることを特徴とする
光学変換器。
13. The method according to claim 12, further comprising an additional light sensitive surface (1B), said additional light sensitive surface being light and shadow geometrically correlated with the geometrical structure of said additional light sensitive surface (1B). By projecting another pattern (B) of the above onto the additional photosensitive surface, an electric signal train corresponding to an absolute value is obtained as an additional signal, which is geometrically designed so as to be able to be transmitted as a measurement or position signal. An optical converter characterized in that.
【請求項14】 請求項12および13において、前記
感光表面の電気信号を結合し、共通位置信号を形成する
手段(1C)を備えていることを特徴とする光学変換
器。
14. Optical converter according to claims 12 and 13, characterized in that it comprises means (1C) for combining the electrical signals of the photosensitive surface to form a common position signal.
【請求項15】 請求項12において、前記感光表面
(1A)の幾何学的構造は正弦波形状を有し、かかる正
弦波状表面は0、90、180および270゜の角度が
得られるように繰り返し形成され、それと相関つけられ
た前記固体測定部または測定手段(5)は、サイン関数
と同じ周期の格子(A)として、投影のために形成さ
れ、前記4つの感光表面に形成される電気信号列は線形
補間され、測定または位置信号として送出可能であるこ
とを特徴とする光学変換器。
15. The geometrical structure of the photosensitive surface (1A) according to claim 12, wherein said sinusoidal surface has a sinusoidal shape and said sinusoidal surface is repeated to obtain angles of 0, 90, 180 and 270 °. The solid-state measuring part or measuring means (5) formed and correlated with it is formed for projection as a grating (A) of the same period as the sine function and is formed on the four photosensitive surfaces. An optical transducer, characterized in that the columns are linearly interpolated and can be sent out as measurement or position signals.
【請求項16】 請求項12〜15のいずれかにおい
て、前記感光表面と投影される固体測定部(5)のパタ
ーンとの間に、撮像用光学系、好ましくは、テレセント
リック・ストップ(6)を有するテレセントリック光学
撮像システムが配置されることを特徴とする光学変換
器。
16. An imaging optics, preferably a telecentric stop (6), according to any one of claims 12 to 15, between said photosensitive surface and the pattern of the projected solid measuring part (5). An optical converter having a telecentric optical imaging system having.
【請求項17】 請求項12〜16のいずれかにおい
て、絶対コードおよび相対コード(増分コードを撮像す
るために、共通光学系(2)と共通センサ(1)とを供
え、前記センサは好ましくはセンサ面を有する集積回路
として構成されることを特徴とする光学変換器。
17. The method according to claim 12, comprising a common optical system (2) and a common sensor (1) for imaging an absolute code and a relative code (incremental code, said sensor preferably. An optical converter configured as an integrated circuit having a sensor surface.
【請求項18】 請求項12〜15のいずれかにおい
て、物体側に、テレセントリック光学撮像システム
(2、6)を用い、前記テレセントリック・ストップ
(6)を最適化することによって焦点外れには感応しな
いが、高い発光を確保することを特徴とする光学変換
器。
18. The decentration insensitive according to any of claims 12 to 15, by using a telecentric optical imaging system (2, 6) on the object side and optimizing the telecentric stop (6). However, an optical converter characterized by ensuring high light emission.
JP7037147A 1994-02-25 1995-02-24 Device and method for optical conversion Pending JPH07286861A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH56294A CH690971A5 (en) 1994-02-25 1994-02-25 Methods for measuring and exploitation of a shift of a scanning head with respect to a measuring scale and optical encoders for performing this method.
CH00562/94-0 1994-02-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07286861A true JPH07286861A (en) 1995-10-31

Family

ID=4189886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7037147A Pending JPH07286861A (en) 1994-02-25 1995-02-24 Device and method for optical conversion

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPH07286861A (en)
CH (1) CH690971A5 (en)
DE (1) DE19505176A1 (en)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999054678A1 (en) * 1998-04-17 1999-10-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Position sensor
JP2000146625A (en) * 1998-11-04 2000-05-26 Fuji Electric Co Ltd Absolute encoder
JP2001194188A (en) * 1999-12-23 2001-07-19 Dr Johannes Heidenhain Gmbh Position measuring device
JP2003279384A (en) * 2002-03-27 2003-10-02 Fuji Electric Co Ltd Optical absolute-value encoder and moving device
US6794636B1 (en) 1999-12-15 2004-09-21 Tesa Sa Opto-electronic system
JP2005062194A (en) * 2003-08-18 2005-03-10 Dr Johannes Heidenhain Gmbh Position measuring device
CN100385206C (en) * 2003-09-26 2008-04-30 约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司 Position-measuring device
EP1980824A1 (en) 2007-04-11 2008-10-15 Mitutoyo Corporation Absolute position length-measurement type encoder
JP2009002702A (en) * 2007-06-19 2009-01-08 Mitsutoyo Corp Absolute position length measuring type encoder
EP2093543A2 (en) 2008-02-21 2009-08-26 Mitutoyo Corporation Photoelectric Encoder and Scale
EP2386832A2 (en) 2010-05-10 2011-11-16 Mitutoyo Corporation Photoelectric encoder
JP2011237429A (en) * 2010-05-05 2011-11-24 Mitsutoyo Corp Optical encoder and position measurement method
JP2012519296A (en) * 2009-03-02 2012-08-23 アールエルエス メリルナ テニカ ディー.オー.オー. Position encoder device
EP2866001A1 (en) 2013-09-03 2015-04-29 Mitutoyo Corporation Photoelectric encoder
CN111546134A (en) * 2020-04-16 2020-08-18 哈尔滨工业大学 Grating scale error compensation method based on ultra-precise milling process

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH706182B1 (en) 1999-11-18 2013-09-13 Baumer Innotec Ag Angle or distance measuring device.
EP1103791B1 (en) 1999-11-18 2007-12-12 Baumer Holding AG Optical angular or longitudinal position measuring device
ES2166717B1 (en) * 2000-06-15 2003-04-16 Fagor S Coop OPTOELECTRONIC PROVISION OF PHOTODETECTORS FOR LENGTH MEASUREMENT.
US6922907B2 (en) 2001-04-05 2005-08-02 Anton Rodi Measuring system for recording absolute angular or position values
US6912797B2 (en) 2001-04-05 2005-07-05 Anton Rodi Measuring system for recording absolute angular or position values
DE10117193B4 (en) 2001-04-05 2013-04-04 Anton Rodi Measuring system for absolute value acquisition of angles or paths
DE10130938A1 (en) 2001-06-27 2003-01-23 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Position measuring device and method for operating a position measuring device
DE10316251B4 (en) * 2003-03-18 2015-09-10 Anton Rodi Absolute measuring system for the determination of angles or paths
DE10312045B4 (en) 2003-03-18 2014-07-31 Anton Rodi Measuring system for absolute value recording of angles and paths
US20070024865A1 (en) 2005-07-26 2007-02-01 Mitchell Donald K Optical encoder having slanted optical detector elements for harmonic suppression
JP4945674B2 (en) * 2010-11-08 2012-06-06 株式会社安川電機 Reflective encoder, servo motor and servo unit
DE102011076284A1 (en) 2011-05-23 2012-11-29 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Bearing unit e.g. top plate bearing unit for turntable, has mutually distinctive profiles arranged on shaft washer outer periphery, to form different waveforms of magnetic resistors in unique angular position of bearing ring
CN106500606B (en) * 2016-12-26 2022-02-25 清华大学深圳研究生院 Multi-code-channel grating ruler
CN112923957B (en) * 2019-12-06 2022-05-20 合肥欣奕华智能机器股份有限公司 Signal processing method and device for servo driver and encoder

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58157203A (en) * 1982-02-25 1983-09-19 フエランテイ・ピ−エルシ− Optical device for generating sinusoidal wave of low harmonic wave content
JPH0593609A (en) * 1991-10-01 1993-04-16 Mitsubishi Rayon Co Ltd Pitch measuring apparatus
JPH05133773A (en) * 1991-08-14 1993-05-28 Copal Co Ltd Optical tape reference position sensing device
JPH05223597A (en) * 1991-03-04 1993-08-31 Nikon Corp Absolute encoder
JPH05272988A (en) * 1992-03-30 1993-10-22 Nikon Corp Absolute encoder

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58157203A (en) * 1982-02-25 1983-09-19 フエランテイ・ピ−エルシ− Optical device for generating sinusoidal wave of low harmonic wave content
JPH05223597A (en) * 1991-03-04 1993-08-31 Nikon Corp Absolute encoder
JPH05133773A (en) * 1991-08-14 1993-05-28 Copal Co Ltd Optical tape reference position sensing device
JPH0593609A (en) * 1991-10-01 1993-04-16 Mitsubishi Rayon Co Ltd Pitch measuring apparatus
JPH05272988A (en) * 1992-03-30 1993-10-22 Nikon Corp Absolute encoder

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999054678A1 (en) * 1998-04-17 1999-10-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Position sensor
JP2000146625A (en) * 1998-11-04 2000-05-26 Fuji Electric Co Ltd Absolute encoder
US6794636B1 (en) 1999-12-15 2004-09-21 Tesa Sa Opto-electronic system
JP2001194188A (en) * 1999-12-23 2001-07-19 Dr Johannes Heidenhain Gmbh Position measuring device
JP2003279384A (en) * 2002-03-27 2003-10-02 Fuji Electric Co Ltd Optical absolute-value encoder and moving device
JP2005062194A (en) * 2003-08-18 2005-03-10 Dr Johannes Heidenhain Gmbh Position measuring device
CN100385206C (en) * 2003-09-26 2008-04-30 约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司 Position-measuring device
EP1980824A1 (en) 2007-04-11 2008-10-15 Mitutoyo Corporation Absolute position length-measurement type encoder
US7825368B2 (en) 2007-04-11 2010-11-02 Mitutoyo Corporation Absolute position length-measurement type encoder
US7663093B2 (en) 2007-06-19 2010-02-16 Mitutoyo Corporation Absolute position encoder having a second incremental track integrated with the absolute track
JP2009002702A (en) * 2007-06-19 2009-01-08 Mitsutoyo Corp Absolute position length measuring type encoder
EP2093543A2 (en) 2008-02-21 2009-08-26 Mitutoyo Corporation Photoelectric Encoder and Scale
JP2012519296A (en) * 2009-03-02 2012-08-23 アールエルエス メリルナ テニカ ディー.オー.オー. Position encoder device
US9030194B2 (en) 2009-03-02 2015-05-12 Rls Merilna Tehnika D.O.O. Position encoder apparatus
JP2011237429A (en) * 2010-05-05 2011-11-24 Mitsutoyo Corp Optical encoder and position measurement method
EP2386832A2 (en) 2010-05-10 2011-11-16 Mitutoyo Corporation Photoelectric encoder
US8395535B2 (en) 2010-05-10 2013-03-12 Mitutoyo Corporation Photoelectric encoder
EP2866001A1 (en) 2013-09-03 2015-04-29 Mitutoyo Corporation Photoelectric encoder
US9383231B2 (en) 2013-09-03 2016-07-05 Mitutoyo Corporation Photoelectric encoder having an interference pattern signal processing unit detects the pseudo-random data of the absolute pattern of an absolute scale
CN111546134A (en) * 2020-04-16 2020-08-18 哈尔滨工业大学 Grating scale error compensation method based on ultra-precise milling process
CN111546134B (en) * 2020-04-16 2021-08-03 哈尔滨工业大学 Grating scale error compensation method based on ultra-precise milling process

Also Published As

Publication number Publication date
DE19505176A1 (en) 1995-08-31
CH690971A5 (en) 2001-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07286861A (en) Device and method for optical conversion
KR100205208B1 (en) Displacement information detecting apparatus
US6660997B2 (en) Absolute position Moiré type encoder for use in a control system
US4421980A (en) Position encoder with closed-ring diode array
CN103759749B (en) Single-code-channel absolute position encoder
US9417101B2 (en) Optical encoder with a scale that has fine and coarse pitch patterns
US4677293A (en) Photoelectric measuring system
KR101347945B1 (en) Optical encoder
JP4266834B2 (en) Optical encoder
JPS6331722B2 (en)
JP3089055B2 (en) Optical displacement detector
Lee et al. Incremental optical encoder based on a sinusoidal transmissive pattern
CN111964699A (en) High-precision encoder based on image recognition and implementation method thereof
US6759647B2 (en) Projection encoder
US5497226A (en) Quadrature diffractive encoder
JP3198789B2 (en) Optical encoder
JP3738742B2 (en) Optical absolute value encoder and moving device
JP2003279383A (en) Optical encoder
US7196319B2 (en) Position-measuring device
JPH0399220A (en) Encoder
JPH0733134Y2 (en) Optical displacement detector
JPH04130221A (en) Rotary encoder and apparatus using rotary encoder
JPH0399222A (en) Encoder
JPH0760100B2 (en) Optical encoder
JPS6210641Y2 (en)