KR20090045357A - 회전식 광학적 위치 인코더, 서보 모터 어셈블리, 서보-제어 검류계 및 레이저 시스템 - Google Patents

회전식 광학적 위치 인코더, 서보 모터 어셈블리, 서보-제어 검류계 및 레이저 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20090045357A
KR20090045357A KR1020097005706A KR20097005706A KR20090045357A KR 20090045357 A KR20090045357 A KR 20090045357A KR 1020097005706 A KR1020097005706 A KR 1020097005706A KR 20097005706 A KR20097005706 A KR 20097005706A KR 20090045357 A KR20090045357 A KR 20090045357A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
encoder
optical
sub
reticle
pattern
Prior art date
Application number
KR1020097005706A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101107904B1 (ko
Inventor
커트 사이도
케이스 엠 힌리치스
Original Assignee
지에스아이 그룹 코포레이션
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 지에스아이 그룹 코포레이션 filed Critical 지에스아이 그룹 코포레이션
Publication of KR20090045357A publication Critical patent/KR20090045357A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101107904B1 publication Critical patent/KR101107904B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01D5/26—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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—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 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
    • G01D5/347—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 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
    • G01D5/3473—Circular or rotary encoders
    • 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
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • 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
    • G01D5/26—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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—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 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
    • G01D5/36—Forming the light into pulses
    • G01D5/38—Forming the light into pulses by diffraction gratings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

각위치를 검출하는 회전식 광학적 위치 인코더는 광원(16), 광학적 스케일 패턴을 포함하는 모놀리틱 스케일 디스크(14), 광원과 스케일 디스크 사이의 레티클 개구 패턴의 셋을 포함하는 모놀리틱 레티클 기판(18), 검출 및 변환 회로 및 디지털 프로세싱 회로를 포함한다. 광원, 스케일 디스크, 레티클 기판 및 검출 및 변환 회로는 회전축에 대한 각위치에서 복수의 광학적 서브-인코더(10a, 10b)를 형성하고, 각 서브-인코더는 레티클 개구 패턴의 각각의 셋과 광학적 스케일 패턴을 통해 광원으로부터 검출 및 변환 회로로 연장하는 광학적 경로를 구비한다. 디지털 프로세싱 회로는 서브-인코더의 디지털 위치 출력 값들을 결합하여 인코더 위치 출력 값을 생성하도록 동작한다. 광학적 서브-인코더는 공유 레티클 기판의 사용으로 인해 향상된 열적 안정성을 갖는 고-레졸루션 위치 표시를 제공하는 증가 위치 인코더를 포함할 수 있다. 추가적인 광학적 서브-인코더는 코어스 절대 위치뿐 아니라 제로-기준 또는 "인덱스" 표시를 제공한다.

Description

회전식 광학적 위치 인코더, 서보 모터 어셈블리, 서보-제어 검류계 및 레이저 시스템{ROTARY OPTICAL ENCODER EMPLOYING MULTIPLE SUB-ENCODERS WITH COMMON RETICLE SUBSTRATE}
본 발명은 서보 모터와 같은 회전가능한 물체의 회전 위치를 감지하는 데에 사용되는 회전식 광학적 인코터 분야에 관한 것이다.
위치 피드백은 왕복운동 모터를 포함하는 모터의 회전 위치의 폐쇄 루프 제어에 필요하다. 이를 위해 회전 위치의 함수로서의 일부 방식으로 광을 변조하여 검출된 변조를 상응하는 각위치 값으로 변환함으로써 광학적 위치 검출기를 포함하는 다양한 위치 센서 기술이 사용되어왔다. 모터 애플리케이션에서, 광학적 위치 검출기는 흔히 모터의 회전가능한 샤프트의 하나의 축 단부에 위치된다. 패터닝된 반사성 디스크와 같은 구성요소는 회전가능한 샤프트의 단부에 연결될 수 있으며, 인접하는 인코더 소자는 광신호를 생성하고 디스크로부터 반사된 광을 검출하도록 동작한다. 변조는 예로서 디스크 상의 반사성 및 비반사성 패턴을 사용함으로써 달성되며, 반사된 광의 패턴은 디스크의 회전 위치를 표시하고 그에 따라 모터 샤프 트의 회전 위치를 표시하도록 한다.
전술된 구성에 따른 광학적 위치 검출기에서 겪게 되는 하나의 문제점은 편심 궤도 운동 또는 모터 샤프트의 회전에 따른 그것의 "흔들거림(wobbling)"(반경 방향의 오차(radial run-out)로도 지칭됨)으로부터 발생하는, 또는 반사성 디스크 및 샤프트의 부적절한 반경 방향 정렬로부터 발생하는 부정확성과 같은 문제이다. 디스크의 편심 궤도 운동은 편심 궤도 구성요소를 반사된 광 패턴으로 전달한다. 이러한 편심 궤도 운동 구성요소의 일부는 샤프트 회전과 같은 광학적 위치 검출기에 의해 부정확하게 감지되며, 따라서 광학적 위치 검출기의 출력은 공간적 구간 오류 구성요소를 포함한다.
인코더 디스크의 직경 방향에서 반대 위치에 있는 (즉, 180도만큼 분리된) 한 쌍의 광학적 위치 검출기를 사용함으로써 편심 궤도 운동에 의한 오류 문제를 해결하는 것이 알려져 왔다. 광학적 위치 검출기의 아날로그 출력은 합산되어 임의의 범위 내의 이심률의 효과가 완전히 상쇄되도록 한다. 이러한 구성은 편심 궤도 오류를 효과적으로 제거할 수 있지만, 여전히 두 가지 단점을 갖게 된다. 먼저, 광학적 위치 검출기들 사이의 지름 선에 대한 직교하는 방향에서의 광학적 위치 검출기들 사이의 차동 운동은 회전 운동으로 인지된다. 이러한 상대적 운동은 장착 구조 또는 위치 검출기의 구성요소가 온도 변화에 응답하여 움직일 때 발생할 수 있다. 두 번째 단점은 위치 검출기 정렬이 어렵다는 것이다. 두 개의 별개의 위치 검출기들은 상응하는 아날로그 출력 신호가 서로 동상(in phase)에 있도록 정렬되어야만 하며, 그렇지 않으면 합산된 신호의 변조가 감소된다. 낮은 변조 신호는 신호 대 노이즈 비율을 감소시키고 위치 검출기의 삽입된 레졸루션을 제한한다.
전술된 바와 같은 종래 기술의 결함을 극복하기 위해, 공유 모놀리틱 레티클 기판을 사용하는 복수의 광학적 서브-인코더를 사용하는 회전식 광학적 인코더가 개시되었다. 레티클 기판 상에 형성된 각각의 레티클 개구 패턴은 회전하는 스케일 디스크 상에 입사한 각각의 위치에서 광 패턴을 형성한다. 서브-인코더에 대한 레티클 개구 패턴이 동일한 레티클 기판 상에 존재하기 때문에, 온도로 인한 차동 효과는 감소되며, 따라서 전반적인 인코더 정확성을 증가시킨다.
개시된 회전식 광학적 위치 인코더는 광원, 광학적 스케일 패턴을 포함하는 모놀리틱 스케일 디스크, 광원과 스케일 디스크 사이의 레티클 개구 패턴의 셋을 포함하는 모놀리틱 레티클 기판, 검출기, 변환 회로 및 디지털 프로세싱 회로를 포함한다. 광원, 스케일 디스크, 레티클 기판 및 검출 및 변환 회로는 회전축에 대한 각위치에서 복수의 광학적 서브-인코더를 형성하고, 각 서브-인코더는 레티클 개구 패턴의 각각의 셋과 광학적 스케일 패턴을 통해 광원으로부터 검출 및 변환 회로로 연장하는 광학적 경로를 구비한다. 디지털 프로세싱 회로는 서브-인코더의 디지털 위치 출력 값들을 결합하여 인코더 위치 출력 값을 생성하도록 동작한다. 광학적 서브-인코더는 공유 레티클 기판의 사용으로 인해 향상된 열적 안정성을 갖는 고-레졸루션 위치 표시를 제공하는 증가 위치 인코더를 포함할 수 있다. 추가적인 광학적 서브-인코더는 모터 샤프트의 초기 움직임에 대한 코어스 절대 위치 표시뿐 아니라 제로-기준 또는 "인덱스" 표시를 제공하는 데에 사용될 수 있다.
실시예들의 일 클래스에서, 인코더는 예로서 레이저 시스템에서 레이저 빔을 조정하는 데에 사용되는 소위 "갈보(galvo)(검류계)"의 일부로서 사용되는 것과 같이, 전체 회전의 1/2보다 작은 회전 범위를 갖는 왕복운동 샤프트의 회전 위치를 감지하는 데에 사용될 수 있다. 광학적 서브-인코더는 증가 위치 서브-인코더이다. 광학적 패턴은 스케일 디스크의 직경 방향에서 반대의 측면 상의 두 스케일 부분을 포함하며, 스케일 디스크는 두 스케일 부분 사이의 광학적 위치 기준 패턴을 더 포함한다. 광학적 위치 인코더는 증가 광학적 서브-인코더 사이의 기준 광학적 서브-인코더를 더 포함한다. 기준 광학적 서브-인코더는 광원 어셈블리와 스케일 디스크의 광학적 위치 기준 패턴 사이의 기준 광학적 서브-인코더의 광학적 경로를 따라 레티클 기판 상에 형성된 기준 레티클 개구 패턴을 포함한다. 광학적 위치 기준 패턴은 회전가능한 샤프트의 제로-기준 또는 "인덱스" 위치에 상응하는 위치에서 제로-기준 패턴을 포함할 수 있고, 레티클 기판의 상응하는 제로-기준 레티클 개구 패턴과 함께 사용된다. 광학적 위치 기준 패턴은 이와 달리 회전가능한 샤프트의 절대 위치의 코어스 표시를 제공하도록 구성된 코어스 절대 위치 패턴을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제로-기준 광학적 서브-인코더 및 코어스 절대 위치 서브-인코더 모두가 사용될 수 있고, 이러한 경우 이들이 증가 위치 서브-인코더로부터 1/4-회전 오프셋된, 직경 방향에서 반대 위치에 위치하는 것이 바람직할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 회전식 광학적 위치 인코더의 개략적인 단면도,
도 2는 도 1의 회전식 광학적 위치 인코더의 개략적인 단부도(end view),
도 3은 도 1의 회전식 광학적 위치 인코더의 구현의 개략적인 단면도,
도 4는 두 개의 증가 위치 서브-인코더, 코어스 절대 위치 서브-인코더 및 제로-기준 서브-인코더를 도시하는 도 3의 회전식 광학적 위치 인코더의 개략적인 단부도,
도 5는 도 4의 회전식 광학적 위치 인코더 내의 광학적 스케일 디스크의 개략도,
도 6(도 6a, 6b 및 6c로 구성됨)은 증가 스케일 패턴, 제로-기준 패턴 및 코어스 절대 스케일 패턴을 포함하는, 도 5의 광학적 스케일 디스크 상에 형성된 광학적 패턴의 도면,
도 7은 도 4의 증가 위치 서브-인코더의 각 부분을 형성하는 레티클 개구 패턴의 셋을 도시한 도면,
도 8은 도 7의 레티클 개구 패턴의 셋의 레티클 개구의 상대적인 위상을 설명하는 도면,
도 9는 도 4의 증가 위치 서브-인코더의 셋의 레티클 개구의 상대적인 위상을 설명하는 도면,
도 10은 도 4의 코어스 절대 위치 서브-인코더의 일부를 형성하는 레티클 개구 패턴의 셋을 도시한 도면,
도 11은 도 4의 코어스 절대 위치 서브-인코더의 일부를 형성하는 검출기 소자의 셋을 도시한 도면,
도 12(도 12a 및 12b로 구성됨)는 도 4의 증가 및 코어스 절대 서브-인코더에 대한 광학적 경로를 나타내는 개략적인 단면도,
도 13은 도 4의 제로-기준 광학적 서브-인코더의 일부를 형성하는 제로-기준 레티클 개구 패턴의 도면,
도 14는 도 4의 제로-기준 광학적 서브-인코더에 대한 광학적 검출기 소자를 도시한 도면,
도 15(도 15a 및 15b로 구성됨)는 도 4의 제로-기준 광학적 서브-인코더의 광학적 경로를 도시하는 개략적인 측면도,
도 16은 도 3의 회전식 광학적 위치 인코더 내의 각 회로 보드 상의 아날로그 및 디지털 회로의 블록도,
도 16a는 도 16의 회로의 일부에 대한 다른 구성을 나타낸 블록도,
도 17은 도 3의 회전식 광학적 위치 인코더를 포함하는 서보-제어 검류계를 사용하는 레이저 기반 시스템의 블록도,
도 18은 도 1의 인코더에서 사용될 수 있는 다른 스케일 디스크를 도시한 도면.
본 발명의 전술된 목적, 특성 및 장점들과 그외의 목적, 특성 및 장점들이, 서로 다른 도면들에 걸쳐 동일한 부분에는 동일한 참조 번호가 사용된 첨부된 도면들에 도시된 바와 같은 본 발명의 특정 실시예에 대한 아래의 설명으로부터 명확해질 것이다. 도면들은 실제 축적대로 도시되지 않았으며, 본 발명의 원리를 설명하기 위해 강조가 사용되었다.
본 발명의 실시예는 위치 감지에서의 높은 정확성이 요구되는 서보 모터의 정밀 제어와 같은 애플리케이션에서 사용되는 회전식 광학적 위치 인코더에 관한 것이다. 개시된 회전식 광학적 위치 인코더는 모터 샤프트(shaft) 또는 자신의 회전 위치가 트랙킹되는 다른 회전 물체에 대한 서로 다른 각위치에 배치된 복수의 광학적 서브-인코더를 사용함으로써 정확도를 향상시키는 특징을 포함한다. 광학적 서브-인코더는 공유 모놀리틱 레티클 기판 상의 각각의 레티클 개구 패턴을 사용하며, 이것은 인코더 구성요소의 온도로 인한 차동적 움직임과 관련된 오류를 감소시킨다.
도 1은 이러한 회전식 광학적 위치 인코더의 개략적인 단면도를 도시한다. 회전식 광학적 위치 인코더는 회전축(12)에 대한 각각의 각위치에 위치된 복수의 위치 서브-인코더(10)((10a 및 10b)으로 도시됨)를 포함한다. 서브-인코더(10)는 스케일 디스크(14), 광원(16), 모놀리틱 레티클 기판(18), 광학적 검출기(20), 아날로그 회로(22)alc 디지털 회로(24)를 포함하는 소자 구성에 의해 형성된다. 스케일 디스크(14), 레티클 기판(18) 및 디지털 회로(24)는 서브-인코더(10) 사이에서 공유되는 반면, 개별적인 검출기(20) 및 아날로그 회로(22)의 구성요소는 서브-인코더(10) 마다 특정된다. 광원(16)은 모든 서브 인코더(10)에 대해 광을 생성하는 단일 소스일 수 있거나, 또는 각각의 서브-인코더(10)에 대한 개별적인 서브-소스를 포함할 수 있다. 광원의 예는 발광 다이오드, 반도체 레이저, 양자 디바이스, 백열 소스 및 형광 소스를 포함한다.
스케일 디스크(12)는 광원(16)으로부터의 광을 상응하는 패턴으로 반사시키도록 스케일 디스크(12) 상에 형성된 스케일 광학적 패턴(26)을 구비한다. 이것은 예로서 스케일 디스크(14)의 비반사성 표면 부분 상에 형성된 반사성 패턴 소자를 사용하여 달성될 수 있다. 레티클 기판(18)은 아래에서 보다 상세하게 기술되는 바와 같이, 자신을 통한 패터닝된 광의 전송을 제공하는 레티클 개구 패턴(28)의 셋(set)을 포함한다. 광학적 검출기(20)는 레티클 개구 패턴(28)을 통해 스케일 디스크(12)로부터 반사된 광을 수신한다. 따라서 각각의 서브-인코더(10)는 레티클 기판(18)의 레티클 개구 패턴(28)의 각각의 셋과 스케일 디스크(14)의 스케일 광학적 패턴(26)을 통해 (공유 또는 개별적인) 광원(16)으로부터 각각의 광학적 검출기(20)로 연장하는 고유의 광학적 경로를 구비한다. 도 1이 오직 두 개의 서브-인코더(10a, 10b)만을 도시하지만, 일반적으로 축(12)에 대해 배치된 임의의 개수의 서브-인코더가 존재할 수 있다.
도 2는 도 1의 광학적 인코더의 개략적인 평면도 또는 단부도(end view)이다. 도시된 구성에서, 두 개의 서브-인코더(10a, 10b)는 서로 직경 방향에서 반대로 위치된다(즉, 축(12)에 대해 180°로 분리됨). 각각의 서브-인코더(10)는 각각의 광원(SRC)(16), 레티클 개구 패턴(RA)(28)의 셋, 스케일 광학적 패턴(26) 및 방사상으로 바깥쪽을 향해 연장하는 방향으로 배치된 광학적 검출기(DET)(20)를 포함 한다. 전술된 바와 같이, 광원(16a, 16b)은 실제로 단일의 공유 광원(16)을 구성할 수 있다. 또한, 스케일 광학적 패턴(26a, 26b)은 전체 스케일 디스크(14) 둘레에서 연장하는 아치형의 회절 격자와 같은 단일의 스케일 광학적 패턴을 구성할 수 있다. 두 개의 서브-인코더(10a, 10b)는 분리된 위치 표시를 생성하는 데에 사용되고, 이것은 후에 디지털적으로 결합되며, 이는 일반적으로 서브-인코더(10) 하나에 의해 제공되는 것보다 정확하게 아래에서 기술되었다. 서브-인코더(10)로부터의 출력은 회전하는 물체의 각위치를 제어하도록 별개의 시스템 소자에 의해 사용될 수 있다.
도 3은 서보 모터 어셈블리의 일부로서 애플리케이션에서 사용될 수 있는 것과 같이, 도 1의 인코더의 구현에 따른 회전식 광학적 위치 인코더의 개략적인 단면도를 도시한다. 회전식 광학적 위치 인코더는 서보-제어 모터의 회전가능한 샤프트(34)와 같이, 광학적 인코더 헤드 어셈블리(30) 및 회전하는 물체에 부착된 스케일 디스크(32)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 광학적 인코더 헤드 어셈블리(30)는 레티클 기판(38)에 장착된 광원 어셈블리(36), 광원 어셈블리(36)를 둘러싸는 아날로그 회로 보드(40) 및 스탠드오프(44) 및 전기 상호접속부(45)를 통해 아날로그 회로 보드(40)로부터 분리된 디지털 회로 보드(42)를 포함한다. 광원 어셈블리(36)는 도 1을 참조로 하여 전술된 바와 같은 하나 이상의 광원(SRC)(46)을 포함한다. 스케일 디스크(32)는 광원(46)으로부터의 광을 상응하는 패턴으로 반사시키도록 스케일 디스크(32) 상에 형성된 스케일 광학적 패턴(48)을 구비한다. 이것은 예로서 스케일 디스크(32)의 비반사성 표면 부분 상에 형성된 반사성 패턴 소자를 사용함으로써 달성될 수 있다. 레티클 기판(38)은 앞서 상세하게 기술된 바와 같이, 자신을 통과하는 패터닝된 광의 전송을 제공하는 개구 패턴(50)의 셋을 포함한다. 아날로그 회로 보드(40)는 무엇보다도 스케일 디스크(32)로부터 반사된 광을 수신하는 광학적 검출기(52)를 포함한다. 도 3에는 레티클 기판(38)의 레티클 개구 패턴(50)의 각각의 셋과 스케일 디스크(32)의 스케일 광학적 패턴을 통해 광원(46)으로부터 각각의 광학적 검출기(52)로 연장하는 고유의 광학적 경로를 각각 구비하는 두 개의 개별적인 광학적 서브-인코더가 도시되었다. 도시된 실시예에서, 도 3의 두 개의 광학적 서브-인코더는 아래에서 보다 자세하게 기술되는 바와 같이, 네 개의 광학적 서브-인코더 중 일부이다.
도 4는 도 3의 광학적 인코더의 개략적인 평면도 또는 단부도이다. 이것은 각각의 사분원 내에 배치된 네 개의 개별적인 광학적 서브-인코더를 포함한다. 특히, 두 개의 증가 위치(INC POS) 서브-인코더(54a, 54b)는 서로 직경 방향에서 반대에 위치되고, 코어스 절대 위치(COARSE ABS POS) 서브-인코더(54c) 및 제로-기준(ZERO REF) 서브-인코더(54d)가 증가 위치 서브-인코더(54a, 54b) 사이의 라인에 직교하는 라인을 따라 서로 직경 방향에서 반대로 위치되었다. 각각의 광학적 위치 서브-인코더(54)는 도 2에 도시된 것과 동일한 방식으로 방사상으로 연장한다. 도시된 실시예는 소위 "검류계" 또는 "갈보(galvo)" 미러 어셈블리와 같이 오직 한정된 회전만이 가능한 서보 모터 애플리케이션에서 사용하기에 특히 적합하다. 이러한 갈보는 예로서 레이저 재료 프로세싱 시스템 및 레이저 측정/게이징 시스템과 같은 다양한 유형의 레이저 기반의 시스템에서 사용된다.
도시된 실시예에서, 회전가능한 샤프트(34)의 회전은 제로-기준 위치에 대해 기계적인 ±45° 또는 그 미만으로 제한된다. 두 개의 증가 위치 서브-인코더(54a, 54b)는 이러한 회전 범위 내에서의 개별적인 증가 위치 표시를 생성하도록 사용되고, 이것은 후에 디지털적으로 결합되며, 이는 이러한 서브-인코더에 의해서만 일반적으로 제공되는 것보다 자세하게 아래에서 기술된다. 제로-기준 서브-인코더(54d)는 "제로-기준" 또는 "인덱스" 위치로서 지칭되는 (또한 "홈(home)" 위치로서도 지칭됨) 특정 사전결정된 각위치의 표시를 제공하는 데에 사용된다. 코어스 절대 위치 서브-인코더(54c)는 코어스 절대 위치 표시를 제공하고, 이것은 초기화 동안에 예로서 컨트롤러가 어떻게 제로-기준 위치를 향해 이동하는지를 식별할 수 있도록 하는 데에 사용될 수 있다. 모든 서브-인코더(54c)로부터의 출력은 전술된 레이저-조종(steering) 미러와 같은 회전가능한 샤프트(34)에 부착되는 시스템 소자의 각위치를 제어하도록 개별적 서보 드라이버 또는 컨트롤러에 의해 사용된다.
도 5는 스케일 디스크(32)의 구성을 도시한다. 이것의 외부 경계를 따라 네 개의 반사성 패턴(48a-48d)이 배치되었다. 패턴(48a, 48b)은 아래에서 보다 상세하게 기술되는 바와 같이, 미세 피치(fine-pitched) 회절 격자를 형성하는 이격된 라인들의 개별적인 셋을 포함하는 스케일 광학적 패턴이다. 각각의 스케일 광학적 패턴(48a, 48b)은 각각의 증가 위치 서브-인코더(54a, 54b)의 일부를 형성하고, 각각은 회전가능한 샤프트(34)의 제로-기준 위치로부터의 기계적 ±45°의 범위 내에서 미세-피치 증가 위치 표시를 제공하도록 스케일 디스크(32)의 원주의 실질적으로 1/4원의 둘레에서 연장한다. 제로-기준 패턴(48d)은 제로-기준 서브-인코더(54d)의 일부를 형성하고 제로-기준 또는 인덱스 위치를 확립한다. 코어스 절대 위치 패턴(48c)은 코어스 절대 위치 서브-인코더(54c)의 일부를 형성하고 코어스 절대 위치 표시를 확립한다.
도 6은 다양한 스케일 광학적 패턴(48)을 자세하게 도시한다. 도 6(a)는 회절 격자 스케일 패턴(48a, 48b)의 일부분을 도시한다. 전술된 바와 같이, 이것은 다수의 미세하게 이격된 격자 라인들을 포함한다. 일 실시예에서, 라인들은 20 마이크론 피치를 산출하도록 10 마이크론의 폭을 가질 수 있고 10 마이크론만큼 이격된다. 전반적으로, 각각의 스케일 패턴(48a, 48b)은 도 5에 도시된 바와 같은 아치형을 가지고, 이때 각 라인은 방사상의 방향으로 연장하며 전반적인 패턴은 스케일 디스크(32)의 원주의 1/4원을 가로질러 연장한다. 레티클 개구 패턴(50)(아래에서 기술됨)에 의해 규정되는 바와 같은 매우 작은 각 간격에 대해, 각각의 스케일 패턴(48a, 48b)의 라인들은 실질적으로 평행하다. 각각의 스케일 패턴(48a, 48b)은 아래에 기술되는 바와 같이 각각의 서브-인코더(54a, 54b)의 레티클 개구 패턴(50)의 셋과 관련하여 동작하여 각각의 광학적 검출기(52)에 도달하는 광의 세기에 있어서의 위치-의존적 변화 또는 변조를 생성한다. 검출기(52)는 아날로그 회로 보드(40) 및 디지털 회로 보드(42) 상의 회로에 의해 프로세싱되는 상응하는 아날로그 출력 신호를 생성하여 디지털 신호를 생성한다. 디지털 신호는 디지털적으로 결합되어 회전가능한 샤프트(34)의 각위치를 표시하는 위치 값을 산출한다.
도 6(b)은 제로-기준 패턴(48d)을 도시한다. 이것은 인덱스 패턴(56) 및 코어스 스케일 패턴(58)을 포함한다. 인덱스 패턴(56)은 각각의 레티클 개구 패턴과 자동-상관적 방식(auto-correlative manner)으로 사용되어 인덱스 위치를 통과해 이동하는 인덱스 패턴(56)과 같이 좁은 펄스 폭과 비교적 높은 신호 대 노이즈 비율을 갖는 신호를 생성한다. 코어스 스케일 패턴(58)은 증가 각위치의 코어스 표시를 제공한다. 인덱스 패턴(56)의 검출에 의해 생성된 신호는 코어스 스케일 패턴(58)으로부터 생성된 신호에 의해 게이팅되어(gated) 회전가능한 샤프트(34)의 정확한 제로-기준 위치를 식별하기 위해 증가 위치 서브-인코더(54a, 54b)로부터의 위치 신호와 결합될 수 있는 전체 제로-기준 출력 신호를 생성한다. 도시된 실시예에서, 제로-기준 위치는 각 소스(16)로부터의 광이 각각의 스케일 광학적 패턴(48)의 각범위의 중심을 치는 위치이도록 선택된다.
도 6(c)은 코어스 절대 패턴(48c)을 도시한다. 이것은 원주 방향에서 연장되는 복수의 삼각형 패턴으로 이루어진다. 도시된 실시예에서, 세 개의 방사상 외부 패턴(60o)은 가장 좌측 에지에서 가장 넓고 가장 우측의 에지에서 꼭지점이 되며, 세 개의 방사상 내부 패턴(60i)은 반대의 방향을 갖는다. 각각의 패턴(60)의 셋으로부터 반사된 광의 세기가 회전가능한 샤프트(34)의 각위치의 함수로서 실질적으로 선형적으로 변화함을 이해할 것이다. 패턴(60)에 대한 각각의 광학적 검출기(52)로부터의 출력들은 코어스 절대 위치의 표시를 제공하도록 차동적인 방식으로 사용된다. 특히, 만약 패턴(60o, 60i)에 대한 두 개의 각 검출기의 출력이 A 및 B로 라벨링되면, 코어스 절대 위치 출력 신호는 (A-B)(A+B)로서 형성될 수 있다. 이러한 값은 패턴(60)의 가장 우측의 에지에서 양의 최대값, 패턴(60)의 가장 우측의 에지에서 음의 최대값 및 중간 지점에서 0일 것이다(A=B 일 때). 만약 중간점이 제로-기준 서브-인코더(54d)에 의해 표시된 바와 같은 제로-기준 위치를 따라 정확히 정렬되면, 값(A-B)(A+B)의 극값은 제로-기준 위치로부터의 방향을 나타내고 그 크기는 거리를 나타낸다. 실제로, 캘리브레이션 절차를 수행하는 것이 필요할 수 있고 그에 따라 패턴(60)의 중간값과 제고-기준 서브-인코더(54d)에 의해 표시된 제로-기준 위치 사이의 관계가 확립될 수 있으며, 상응하는 조정 또는 보정이 서브-인코더(54c) 또는 서브-인코더(54d) 중 하나 또는 다른 하나의 출력에 적용될 수 있다. 코어스 절대 위치 서브-인코더(54c)로부터의 코어스 절대 위치 표시는 예로서 임의의 초기 위치로부터의 제로-기준 위치에 도달하기 위해 회전가능한 샤프트(34)를 회전시키도록 초기화 로직에 의해 방향 및 거리를 결정하는 데에 사용될 수 있다.
도 7은 증가 위치 서브-인코더(54a, 54b)의 레티클 개구 패턴(50a, 50b)의 각각의 셋을 도시한다(즉, 도 7에 도시된 구조는 서브-인코더(54a, 54b)의 각각에 대해 반복된다). 레티클 개구 패턴(50a, 50b)의 각각의 셋은 내부 패턴(66i), 중간 패턴(66m) 및 외부 패턴(66o)으로 도시된 세 개의 레티클 개구 패턴(66)을 포함한다. 각각의 패턴 내에는 도시된 바와 같이 (64-1 내지 64-4)로 라벨링된 네 개의 레티클 개구(64)가 포함된다. 각각의 레티클 패턴(64)은 회절 격자를 형성하는 이격된 라인들의 셋이다. 일 실시예에서, 라인 간격은 예로서 17 마이크론일 수 있다. 격자는 위상 격자 또는 진폭 격자로서 형성될 수 있다.
레티클 개구(64)에 대한 추가적인 설명에 앞서, 증가 위치 서브-인코더(54a, 54b)의 전반적인 동작이 간략하게 기술된다. 각각의 서브-인코더는 다상 의(polyphase) 위치 검출기로서 구성된다. 스케일 디스크(32)로부터 반사된 광 패턴의 샘플은 스케일 패턴의 서로 다른 공간 위상에 상응하는 복수의 위치에서 획득되고, 이러한 샘플들은 삼각법 관계식에 따라 결합되어 단일의 증가 위치 예상치를 생성한다. 특히, 도시된 실시예에서 증가 위치 서브-인코더(54a, 54b)는 4-위상 인코더이다. 샘플들은 광학적 프린지(fringe) 구간의 공간 위상 0°, 90°, 180° 및 270°에 상응하게 획득된다. 이들 값들은 A, B, A- 및 B-로 라벨링될 수 있고 인트라-프린지(intra-fringe) 위치에 상응하는 위상 각도 θ의 sin, cos, -sin 및 -cos을 각각 나타내도록 취해진다. θ의 값은
Figure 112009016804899-PCT00001
로서 계산된다.
따라서 레티클 개구(64)의 각 패턴(66) 내에서, 네 개의 레티클 개구(64) 각각의 상대적인 공간 위상은 4-위상 광학적 인코더가 구현되는 전체 방안에 따라 선택된다. 다양한 방안들이 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 아래의 방안이 사용되었다(A는 0°에 상응하고 B는 90°에 상응함):
Figure 112009016804899-PCT00002
도 8은 전술된 특정 방안을 도시한다. 레티클 개구의 중간 패턴(66m)의 스케일 라인은 360°의 배수에 위치되도록 취해진다. 내부 패턴(66i)의 레티클 개구(64-1 내지 64-4)의 라인들은 각각 90°, 0°, 180° 및 270°만큼 시프트된다. 외부 패턴(66o)의 레티클 개구(64-1 내지 64-4)의 라인들은 각각 270°, 180°, 0 ° 및 90°만큼 시프트된다.
도 9는 증가 위치 서브-인코더(54a, 54b)의 검출기(52a, 52b)를 도시한다. 각 검출기(52)는 각각이 방사상의 내부 어레이(67i) 및 방사상의 외부 어레이(67o)인 네 개의 검출기를 구비하는 두 개의 분리된 검출기 어레이(67)를 구비한다. 도시된 실시예에서, 각각의 서브-인코더(54a, 54b)는 어레이(67i, 67o)의 각각에 대해 실질적으로 두 개의 광학적 서브-경로를 갖는다. 내부 광학적 서브-경로는 입사 방향으로 내부 레티클 개구 패턴(66i)과 반사 방향으로의 중간 레티클 개구 패턴(66m)을 통해 연장하여 내부 검출기 어레이(67i)에서 종결된다. 이러한 서브-경로는 아래에서 보다 자세하게 기술되었다. 아래에서 기술된 바와 같이, 어레이(67i, 67o)의 각각의 출력은 아날로그 방식으로 결합되어 광학적 인코더에 대한 소정의 성능 이득을 제공한다. 내부 광학적 경로에 있어서, 공간 위상 B, A, A- 및 B- 각각에서의 네 개의 샘플이 획득되고, 외부 광학적 경로에 있어서, 공간 위상 B-, A-, A 및 B에서의 네 개의 샘플이 획득됨을 이해할 것이다.
도 10은 코어스 절대 위치 서브-인코더(54c)에 대한 레티클 개구 패턴(50c)의 셋을 도시한다. 이것은 세 개의 삼각형의 레티클 개구(68i, 68m, 68o)를 포함한다. 도 11은 내부 검출기(69i) 및 외부 검출기(69o)를 포함하는 검출기(52c)를 도시한다. 증가 위치 인코더(54a, 54b)에서와 같이, 코어스 절대 위치 서브-인코더(54c)는 방사상의 내부 광학적 서브-경로 및 방사상의 외부 광학적 서브-경로 모두를 구비한다.
도 12a 및 12b는 서브-인코더(54a, 54b, 54c)의 각각에 대한 두 개의 광학적 서브-경로를 도시하는 개략적인 단면도이다. 도 12a는 증가 서브-인코더(54a, 54b)에 대한 경로들을 도시한다. 광원(46)으로부터의 광은 내부 및 중간 레티클 개구 패턴(66i, 66m)을 통해 입사 방향으로 이동하고 스케일 디스크(32)의 스케일 광학적 패턴(48a) 또는 스케일 광학적 패턴(48b) 각각에 의해 반사된다. 반사된 광은 반사된 방향으로 중간 및 외부 레티클 개구 패턴(66m 66o)을 통해 아날로그 회로 보드(40)(도 12에 도시되지 않음) 상의 각각의 검출기 어레이(67)로 이동한다. 도 12b는 증가 서브-인코더(54a, 54b)에 대한 경로와 유사한 코어스 절대 서브-인코더(54c)에 대한 경로를 도시한다. 불투명 쉴드(shield)(70)는 광원(46)으로부터의 스트레이(stray) 광이 의도되지 않은 광학적 경로에 의해 검출기(67, 69)에 도달하는 것을 방지하는 데에 사용된다. 도시된 실시예에서, 쉴드(70)는 광원 어셈블리(36)(도 3)를 에워싸는 일반적인 원통형 하우징의 일부일 수 있다.
도 13은 제로-기준 서브-인코더(54d)에 대한 레티클 개구 패턴(50d)의 셋을 도시한다. 이것은 네 개의 내부 레티클 개구(72i) 및 외부 레티클 개구 패턴(72o)으로 이루어진다. 내부 레티클 개구(72i)는 레티클 개구(64)(도 7)와 유사한 회절 격자로서 형성되지만, 코어스 스케일(58)의 구간에 상응하는 보다 큰 구간을 갖는다. 외부 레티클 개구 패턴(72o)은 인덱스 패턴(56)(도 6(b))에 상응하는 폭과 공간을 갖는 삼각형의 개구의 셋이다.
도 14는 제로-기준 서브-인코더(54d)의 검출기(52d)를 도시한다. 이는 네 개의 내부 검출기(73i) 및 두 개의 외부 검출기(73o)를 포함한다. 서브-인코더(54a, 54b, 54c)와 같이, 제로-기준 서브-인코더(54d)는 또한 방사상의 내부 및 외부 광 학적 서브-경로를 구비한다. 내부 서브-경로는 내부 레티클 개구(72i)를 통해 내부 검출기(73i)까지 연장하고 외부 서브-경로는 외부 레티클 개구(72o)를 통해 외부 검출기(73o)까지 연장한다. 이들 경로들은 이제 기술되는 바와 같이 도 12에 도시된 다른 서브-인코더(54a, 54b, 54c)의 경로와는 다소 다르다.
도 15는 제로-기준 서브-인코더(54d)에 대한 광학적 서브-경로를 개략적인 측면도로 도시한다. 도 15a는 외부 광학적 서브-경로를 도시한다. 광원(46)으로부터의 광은 입사 방향으로 외부 레티클 개구(72o)를 통해 이동하고 스케일 디스크(32)의 인덱스 패턴(56)에 의해 반사된다. 반사된 광은 반사된 방향으로 다시 외부 레티클 개구(72o)를 통해 아날로그 회로 보드(40)(도시되지 않음) 상의 각각의 외부 검출기(73o)로 이동한다. 도 15b는 내부 광학적 서브-경로를 도시한다. 광원(46)으로부터의 광은 입사 방향으로 내부 레티클 개구(72i)를 통해 이동하며 스케일 디스크(32)의 코어스 스케일 패턴(58)에 의해 반사된다. 반사된 광은 반사된 방향으로 다시 내부 레티클 개구(72i)를 통해 내부 검출기(73i)로 이동한다. 내부 검출기(73i)로부터의 신호는 외부 검출기(73o)에 의해 생성된 신호를 게이팅하는 데에 사용되어, 게이팅된 인덱스 신호가 서브-인코더(54a, 54b)에 의해 생성된 미세 트랙 신호에 대한 알려진 위상을 갖도록 한다. 이러한 게이팅은 아날로그 회로 보드(40) 상에서 발생한다.
도 16은 도 3의 광학적 인코더의 전기적 블록도이다. 서브-인코더(54)의 각각의 검출기(52)가 도시되었다. 각각의 서브-인코더(54)는 아날로그-디지털 변환기(A/D)(74)와 관련되며, 이들의 각각의 출력들은 디지털 보드(42)로 전달된다. 증 가 위치 서브-인코더(54a, 54b)의 각각에 대해, A1/A2 및 B1/B2로 도시된 4-위상 아날로그 출력의 두 개의 셋이 존재한다. 서브-인코더(54a, 54b)의 각각에 대해, 이러한 아날로그 출력의 각각은 아날로그 결합 회로 내에서 결합된다(서브-인코더(54a)에 대한 아날로그 결합 회로(75a) 및 서브-인코더(54b)에 대한 아날로그 결합 회로(75b)). 이러한 결합은 예로서 검출기 소자(67i, 67o) 중 상응하는 것의 출력을 함께 간단히 와이어링하거나, 또는 이와 달리 합산 구조에서 증폭기 회로를 사용하는 형태로 수행될 수 있다. 각각의 결합된 아날로그 신호는 상응하는 A/D 변환기(74)에 의해 디지털화되고, 디지털화된 샘플은 역탄젠트 계산 회로(ATAN)(76)로 제공된다.
코어스 절대 위치 서브-인코더(54c)에서, 검출기(69i, 69o)(도 11) 각각으로부터의 두 개의 아날로그 출력이 존재한다. 이들은 A/D(74c)에서 디지털 값으로 변환되고 디지털화된 신호는 코어스 절대 위치 값을 얻기 위해 전술된 (A-B)(A+B) 계산을 구현하는 비율 회로(RATIO)(78)에 의해 사용된다.
제로-기준 서브-인코더(54d)에 있어서, 검출기 어레이(73i, 73o)(도 14)의 각각에 대한 두 개의 아날로그 출력 셋이 존재한다. 이들은 A/D(74d)에 의해 디지털 값으로 변환되고, 디지털화된 신호는 제로-기준 위치를 식별하는 전술된 게이팅된 인덱스 신호를 생성하도록 게이트 회로(GATE)(80)에 의해 사용된다.
회전가능한 샤프트(34)의 회전 위치를 제어하는 외부 서보 드라이버로의 통신을 제공하는 디지털 인터페이스 회로(78)에 회로(76, 78, 80)의 출력이 제공된다. 도시된 실시예에서, 서보 드라이버는 예로서 평균값을 획득함으로써 증가 위치 서브-인코더(54a, 54b)로부터의 역탄젠트 값을 디지털적으로 결합한다. 다른 실시예에서, 디지털 결합은 도 16a에 도시된 바와 같이 ATAN 회로(76)와 디지털 인터페이스 회로(78) 사이에서 수행될 수 있다.
도 16의 회로는 하나의 회로 보드 또는 시스템 목적에 의해 지시되는 복수의 회로 보드 상에 위치될 수 있다. 도 3에서와 같은 실시예에서, 개별적인 회로 보드(40, 42) 사이에 아날로그 및 디지털 회로를 분리시키는 것이 요구될 수 있다. 아날로그 및 디지털 회로가 동일한 회로 보드 상에 위치되었을 때, 당업계에서 잘 알려진 바와 같이 디지털 회로에 의해 발생할 수 있는 전기적 노이즈로부터 민감한 아날로그 회로를 분리시키기 위해 개별적인 접지/전력 면을 사용해야 한다.
도 17은 도 3의 광학적 인코더가 사용될 수 있는 레이저 시스템의 블록도이다. 레이저 빔 소스(도시되지 않음)에 의해 생성된 레이저 빔(82)은 모터(88) 및 위치 검출기(90)로 이루어지는 서보 모터 어셈블리에 장착된 (미러와 같은) 광학적 소자(86)를 포함하는 검류계(84)에 의해 조정된다. 위치 검출기(90)는 도 3의 광학적 인코더를 사용하여 구현될 수 있으며, 이때 스케일 디스크(32)는 모터 샤프트(34)에 부착된다. 위치 검출기(90)의 출력은 모터(88)에 드라이브 신호를 제공하는 서보 드라이버(92)로 제공된다. 서보 드라이버(92)는 시스템 컨트롤러(SYS CTRLLR)(96)로부터의 위치 명령 신호(94)에 응답하여 동작한다. 위치 명령 신호(94)에 의해 명령된 위치에 기초하여, 당업계에서 잘 알려진 바와 같이, 서보 드라이버(92)는 회전가능한 샤프트(34)를 명령된 회전 위치로 가져가도록 (그리고 그에 따라 광학적 소자(86)를 명령된 회전 위치로 가져가도록) 모터(88)의 폐쇄 루프 제어를 사용한다.
기술된 광학적 인코더가 사용될 수 있는 레이저 시스템은 예로서 레이저 재료 프로세싱을 수행하는 시스템 및 레이저 기반의 측정 또는 게이징을 수행하는 시스템을 포함한다. 레이저 재료 프로세싱 애플리케이션의 특정 예시는 레이저 기반의 마킹, 드릴링, 커팅, 트리밍(trimming), 미세 기계가공(micromachining), 신터링(sintering) 및 용접을 포함한다.
도 18은 자신의 회전 위치가 광학적 위치 인코더에 의해 검출되는 물체의 전체 회전을 포함하는 다른 실시예에서 사용될 수 있는 스케일 디스크(32')를 도시한다(전술된 바와 같이 갈보의 제한된 회전과는 반대로). 스케일 디스크(32')는 원주 전체의 둘레에서 연장하는 스케일 패턴(48a')을 사용한다. 이러한 실시예에서, 임의의 주어진 회전 위치에서 서로 다른 위치이지만 서브-인코더(10a, 10b)와 같이 각 서브-인코더가 하나의 스케일 패턴(48a')과 상호작용하는 것이 이해될 것이다. 인덱스 및 코어스 위치 트랙(48d')은 도시된 바와 같이 스케일 패턴(48a')의 내부로 위치될 수 있다. 이와 달리, 인덱스 및 코어스 위치 트랙(48d')은 스케일 패턴(48a')의 외부로 위치될 수 있다. 이들 실시예 중 하나는 스케일 패턴(48a)과 인덱스 및 코어스 위치 트랙(48d)이 각 방향에서 분리된(예로서, 서로 다른 사분원), 전술된 바와 같은 실시예에 대한 대안이다.
본 발명이 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 특별히 도시 및 기술되었지만, 당업자는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않는 한 형태 및 세부사항에서의 다양한 변화들이 가능함을 이해할 것이다. 특히, 도시된 실시예에서 반사성 스케일 디스크(32)가 사용되었지만, 다른 실시예에서는 외부 레티클 개구 패턴(예로서 패턴(66m, 66o)에 상응하는) 및 검출기(52)의 위치에 대한 상응하는 변화를 갖는 전도성 스케일 디스크(32)를 사용하는 것이 요구될 수도 있다.
다른 대안적인 구성에서, 인덱스 패턴은 프레넬 존 렌즈(Fresnel zone lens), 단일 펄스 기하학적 구성(셔터 동작), 기하학적 펄스의 자동보정 또는 회절성 존 렌즈(원형 또는 원통형) 등일 수 있다. 다른 대안들은 전술된 증가 및 코어스 절대 위치 서브-인코더 대신 고-레졸루션 절대 위치 서브-인코더를 사용할 수 있다. 이러한 유형의 예시적인 인코더는 "Absolute Encoder Employing Concatenated, Multi-Bit, Interpolated Sub-Encoders"라는 제목의 미국 공개 특허출원 제 20050133705 호에 도시되었다. 또한 이 출원발명에 도시된 바와 같이, 램프(ramp) 함수(비율비교(ratiometric) 또는 푸시-풀(push-pull)), 그레이스케일 패턴(예로서, 도트 행렬, 회절 또는 테일러 마이크로-디퓨저), 포커싱된 광의 라인(프레넬 존 렌즈), 검출기 양단의 램핑(ramping) 등을 사용하는 것과 같이 다른 기술들이 사용될 수 있다. 또한, 다른 실시예들이 전술된 바와 같이 두 개의 방사상으로 분리된 어레이 및 서브-경로가 아닌 하나의 검출기 어레이 및 광학적 서브-경로만을 사용할 수 있다. 이러한 다른 실시예에서, 각 증가 서브-인코더의 레티클 개구 패턴의 셋은 위의 설명에서 기술된 것과 같은 3개의 레티클 개구 패턴이 아닌 오직 두 개의 레티클 개구 패턴만을 필요로 할 수 있다.

Claims (25)

  1. 회전축에 대한 각위치(angular position)를 검출하는 회전식 광학적 위치 인코더(a rotary optical position encoder)로서,
    광원과,
    광학적 스케일 패턴을 포함하는 모놀리틱(monolithic) 스케일 디스크와,
    상기 광원과 상기 스케일 디스크 사이에 위치하고 레티클 개구 패턴의 셋(set)을 복수개 포함하는 모놀리틱 레티클 기판과,
    검출 및 변환 회로와,
    상기 검출 및 변환 회로에 연결된 디지털 프로세싱 회로를 포함하되,
    상기 광원, 상기 스케일 디스크, 상기 레티클 기판 및 상기 검출 및 변환 회로는 상기 회전축에 대한 각각의 각위치에서 복수의 광학적 서브-인코더를 형성하도록 구성되고,
    각각의 서브-인코더는 상기 레티클 기판의 레티클 개구 패턴의 각각의 셋과 상기 스케일 디스크의 상기 광학적 스케일 패턴을 통해 상기 광원으로부터 상기 검출 및 변환 회로까지 연장하는 각각의 광학적 경로를 구비하며, 각각의 디지털 위치 출력 값을 생성하고,
    상기 디지털 프로세싱 회로는 상기 서브-인코더의 상기 디지털 위치 출력 값들을 결합하여 인코더 위치 출력 값을 생성하도록 동작하는
    회전식 광학적 위치 인코더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학적 위치 인코더에 의해 검출된 각위치의 범위는 전체 회전(revolution)의 1/2보다 작고,
    상기 광학적 스케일 패턴은 상기 스케일 디스크의 각각의 분리된 각위치에서 두 개의 스케일 부분을 포함하며,
    상기 스케일 디스크는 상기 두 개의 스케일 부분 사이에 광학적 위치 기준 패턴을 포함하고,
    상기 스케일 디스크, 상기 레티클 기판, 상기 광원 및 상기 검출 및 변환 회로는 기준 광학적 서브-인코더를 형성하도록 추가로 구성되고,
    상기 기준 광학적 서브-인코더는 상기 광원, 상기 스케일 디스크의 상기 광학적 위치 기준 패턴 및 상기 검출기들 사이에서 상기 기준 광학적 서브-인코더의 광학적 경로를 따라 상기 레티클 기판 상에 형성된 기준 레티클 개구 패턴을 포함하는
    회전식 광학적 위치 인코더.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스케일 디스크의 상기 광학적 위치 기준 패턴은 제로-기준 위치에 상응하는 위치에서 제로-기준 패턴을 포함하고,
    상기 레티클 기판의 상기 기준 레티클 개구 패턴은 제로-기준 레티클 개구 패턴이며,
    상기 기준 광학적 서브-인코더는 상기 광학적 위치 인코더가 상기 제로-기준 위치에 있는지 여부를 검출하는 데에 상기 스케일 디스크의 상기 제로-기준 패턴 및 상기 레티클 기판의 상기 제로-기준 레티클 개구 패턴을 사용하도록 구성된 제로-기준 광학적 서브-인코더인
    회전식 광학적 위치 인코더.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 스케일 디스크의 상기 광학적 위치 기준 패턴은 상기 광학적 위치 인코더의 코어스(coarse) 절대 위치를 나타내도록 구성된 코어스 절대 위치 패턴을 포함하고,
    상기 레티클 기판의 상기 기준 레티클 개구 패턴은 코어스 절대 위치 레티클 개구 패턴이며,
    상기 기준 광학적 서브-인코더는 상기 광학적 위치 인코더의 상기 코어스 절대 위치를 검출하는 데에 상기 스케일 디스크의 상기 코어스 절대 위치 패턴 및 상기 레티클 기판의 상기 코어스 절대 위치 레티클 개구 패턴을 사용하도록 구성된 코어스 절대 위치 광학적 서브-인코더인
    회전식 광학적 위치 인코더.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스케일 디스크의 상기 코어스 절대 위치 패턴은 상기 제로-기준 위치로부터의 각변위(angular displacement)의 크기 및 방향을 나타내도록 추가로 구성되며,
    상기 코어스 절대 위치 광학적 서브-인코더는 상기 제로-기준 위치로부터의 상기 광학적 위치 인코더의 상기 각변위의 상기 크기를 검출하는 데에 상기 스케일 디스크의 패턴을 나타내는 상기 코어스 절대 위치 및 상기 레티클 기판의 상기 코어스 절대 위치 레티클 개구 패턴을 사용하도록 추가로 구성되는
    회전식 광학적 위치 인코더.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 스케일 디스크는 코어스 절대 위치 패턴과 대향하는 위치에서의 두 개의 스케일 부분 사이에 제로-기준 패턴을 포함하고,
    상기 광원, 상기 스케일 디스크, 상기 레티클 기판 및 상기 검출 및 변환 회로는 상기 코어스 절대 위치 광학적 서브-인코더에 직경 방향에서 반대 위치의 두 개의 광학적 서브-인코더들 사이에 제로-기준 광학적 서브-인코더를 형성하도록 추가로 구성되며,
    상기 제로-기준 광학적 서브-인코더는 상기 광원과 상기 스케일 디스크의 상 기 제로-기준 패턴 사이의 상기 제로-기준 서브-인코더의 광학적 경로에 따라 상기 레티클 기판 상에 형성된 제로-기준 레티클 개구 패턴을 포함하고,
    상기 제로-기준 광학적 서브-인코더는 상기 광학적 위치 인코더가 상기 제로-기준 위치에 있는지 여부를 검출하는 데에 상기 스케일 디스크의 상기 제로-기준 패턴 및 상기 레티클 기판의 상기 제로-기준 레티클 개구 패턴을 사용하도록 구성되는
    회전식 광학적 위치 인코더.
  7. 제 1 항에 있어서,
    각각의 상기 광학적 서브-인코더의 상기 광학적 경로가 반사된 부분을 포함하도록 상기 스케일 디스크의 상기 광학적 패턴은 반사성 광학적 스케일 패턴이고,
    상기 레티클 기판의 상기 레티클 개구 패턴의 각각의 셋은 제 1 레티클 개구 패턴 및 제 2 레티클 개구 패턴을 포함하되, 상기 제 1 레티클 개구 패턴은 상기 광학적 서브-인코더 각각의 제 1 광학적 서브-경로의 상기 반사된 부분을 따라 배치되고, 상기 제 2 레티클 개구 패턴은 상기 광학적 서브-인코더 각각의 제 2 광학적 서브-경로의 상기 반사된 부분을 따라 배치되며,
    상기 광학적 서브-인코더의 각각은 상기 각각의 레티클 개구 패턴을 통해 이동하는 광을 수신하도록 상기 광학적 서브-인코더의 각각의 광학적 서브-경로의 상기 반사된 부분을 따라 각각 배치된 각각의 제 1 및 제 2 광학적 검출기를 더 포함 하는
    회전식 광학적 위치 인코더.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 서브-인코더 각각의 상기 제 1 및 제 2 레티클 개구 패턴은 (1) 상기 광원으로부터 상기 스케일 디스크를 향한 입사 방향 및 (2) 상기 스케일 디스크로부터 상기 각각의 광학적 검출기를 향상 반사된 방향 모두로 이동하는 광이 통과하는 각각의 공유 레티클 개구 패턴을 포함하는
    회전식 광학적 위치 인코더.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광학적 서브-인코더 각각의 상기 제 1 및 제 2 레티클 개구 패턴은 내부 개구 패턴, 중간 개구 패턴 및 외부 개구 패턴을 포함하고, 상기 중간 개구 패턴은 상기 공유 레티클 개구 패턴이며, 각각의 개구 패턴은 복수의 레티클 개구를 포함하고,
    각각의 광학적 서브-인코더는, (1) 상기 내부 개구 패턴을 통해 상기 입사 방향으로 이동하는 광이 주로 상기 중간 개구 패턴을 통해 상기 반사된 방향으로 이동하도록 상기 스케일 디스크로부터 반사되고, (2) 상기 중간 개구 패턴을 통해 상기 입사 방향으로 이동하는 광이 주로 외부 패턴을 통해 상기 반사된 방향으로 이동하도록 상기 스케일 디스크로부터 반사되도록 구성되며,
    상기 내부 개구 패턴 및 상기 외부 개구 패턴의 상기 레티클 개구는 공통 공간 위상을 가지고 구성되고,
    상기 중간 개구 패턴의 상기 레티클 개구는 각각의 서로 다른 공간 위상을 가지고 구성되는
    회전식 광학적 위치 인코더.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 스케일 디스크는 회전가능한 자신과의 샤프트 동축(shaft coaxial)의 축단부(an axial end)에서 고정되고, 광학적 인코더 어셈블리는 상기 회전가능한 샤프트를 갖는 상기 스케일 디스크 동축과 대면하며,
    상기 광원은 상기 레티클 기판에 고정된 불투명 하우징을 포함하는 광원 어셈블리 내에 내장되고,
    상기 광학적 인코더 어셈블리는 상기 광학적 검출기들이 위치하는 회로 보드를 포함하며, 상기 회로 보드는 상기 불투명 하우징을 둘러싸고 상기 회전가능한 샤프트에서 멀어지는 방향으로 상기 레티클 기판으로부터 이격된
    회전식 광학적 위치 인코더.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 복수의 개별적 광원을 포함하되,
    각 개별적 광원은 상기 광학적 서브-인코더의 각 하나에 대해서만 광을 제공하는
    회전식 광학적 위치 인코더.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 하나 이상의 개별적 광원을 포함하되,
    각 개별적 광원은 발광 다이오드, 반도체 레이저, 양자 디바이스, 백열 소스 및 형광 소스로 이루어진 그룹으로부터 선택되는
    회전식 광학적 위치 인코더.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학적 서브-인코더의 각각은 상기 검출 및 변환 회로 내에서 생성된 복수의 아날로그 위치 값을 포함하고,
    상기 검출 및 변환 회로는, (1) 상기 광학적 서브-인코더의 각각의 아날로그 위치 값들을 결합하여 서브-인코더 아날로그 위치 출력 값을 생성하도록 구성된 아 날로그 결합 회로 및 (2) 상기 아날로그 위치 출력 값으로부터 상기 서브-인코더의 각각의 상기 디지털 위치 출력 값을 생성하도록 구성된 아날로그-디지털 변환 회로를 포함하는
    회전식 광학적 위치 인코더.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 디지털 프로세싱 회로는 상기 서브-인코더의 상기 디지털 위치 출력 값들을 결합하여 인코더 위치 출력 값을 생성하도록 동작하는
    회전식 광학적 위치 인코더.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 광학적 서브-인코더는 두 개이며, 상기 두 개의 광학적 서브-인코더는 상기 회전축에 대해 직경 방향에서 반대 위치에 위치하는
    회전식 광학적 위치 인코더.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학적 위치 서브-인코더들은 상기 회전축으로부터 균일하게 이격되는
    회전식 광학적 위치 인코더.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 레티클 기판 및 상기 스케일 디스크는 동일한 재료로 이루어지는
    회전식 광학적 위치 인코더.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 재료는 글라스인
    회전식 광학적 위치 인코더.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케일 디스크는 상기 스케일 부분으로부터 방사상으로 이격된 광학적 위치 기준 패턴을 포함하고,
    상기 스케일 디스크, 상기 레티클 기판, 상기 광원 및 상기 검출 및 변환 회로는 기준 광학적 서브-인코더를 형성하도록 추가로 구성되며,
    상기 기준 광학적 서브-인코더는 상기 광원, 상기 스케일 디스크의 상기 광학적 위치 기준 패턴 및 상기 검출기들 사이에서 상기 기준 광학적 서브-인코더의 광학적 경로를 따라 상기 레티클 기판 상에 형성된 기준 레티클 개구 패턴을 포함하는
    회전식 광학적 위치 인코더.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 스케일 디스크의 상기 광학적 위치 기준 패턴은 제로-기준 패턴을 포함하고,
    상기 레티클 기판의 상기 기준 레티클 개구 패턴은 제로-기준 레티클 개구 패턴이며,
    상기 기준 광학적 서브-인코더는 상기 광학적 위치 인코더가 상기 제로-기준 위치에 있는지 여부를 검출하는 데에 상기 스케일 디스크의 상기 제로-기준 패턴 및 상기 레티클 기판의 상기 제로-기준 레티클 개구 패턴을 사용하도록 구성된 제로-기준 광학적 서브-인코더인
    회전식 광학적 위치 인코더.
  21. 서보 모터 어셈블리(a servo motor assembly)로서,
    회전축에 대해 회전가능한 모터 샤프트를 구비하는 서보 모터와,
    상기 회전가능한 서보 모터 샤프트의 일 단부에 위치되어 상기 회전가능한 서보 모터 샤프트의 회전 위치를 검출하도록 구성된, 청구항 제 1 항의 상기 회전식 광학적 위치 인코더를 포함하는
    서보 모터 어셈블리.
  22. 선택된 방향으로 입사 레이저 빔을 다이렉팅하는 데에 사용되는 서보-제어 검류계(a servo-controlled galvanometer)로서,
    청구항 제 21 항의 상기 서보 모터 어셈블리와,
    상기 회전가능한 서보 모터 샤프트의 다른 단부에 연결되어 상기 입사 레이저 빔의 경로를 따라 놓이도록 구성된 광학적 소자를 포함하는
    서보-제어 검류계.
  23. 레이저 시스템으로서,
    레이저 빔 소스와,
    청구항 제 22 항의 상기 서보-제어 검류계와,
    위치 명령 신호에 응답하여 상기 서보 모터 어셈블리의 상기 회전가능한 서보 모터 샤프트의 상기 각위치를 제어하도록 구성된 서보 드라이버와,
    상기 위치 명령 신호를 생성하여 상기 레이저 빔을 원하는 방식으로 다이렉팅하도록 동작하는 시스템 컨트롤러를 포함하는
    레이저 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    레이저 재료 프로세싱과 레이저 측정 중 적어도 하나에서 사용하도록 구성되는
    레이저 시스템.
  25. 회전축에 대해 회전가능한 물체의 각위치를 검출하는 회전식 광학적 위치 인코더로서,
    광학적 스케일 패턴을 포함하고 상기 회전가능한 물체에 장착되는 반사성 모놀리틱 스케일 디스크와,
    상기 스케일 디스크에 인접하며 레티클 개구 패턴의 셋을 복수개 포함하는 모놀리틱 레티클 기판과,
    상기 레티클 기판에 고정되고 광을 상기 레티클 기판의 상기 레티클 개구 패턴을 통해 상기 스케일 디스크의 상기 광학적 스케일 패턴으로 다이렉팅하도록 동작하는 하나 이상의 광원을 포함하는 광원 어셈블리와,
    검출 및 변환 회로와,
    상기 검출 및 변환 회로에 연결된 디지털 프로세싱 회로를 포함하되,
    상기 광원, 상기 스케일 디스크, 상기 레티클 기판 및 상기 검출 및 변환 회로는 상기 회전축에 대한 각각의 사분원(quadrant) 내에 복수의 광학적 서브-인코더를 형성하도록 구성되고,
    상기 서브-인코더는 (ⅰ) 직경 방향에서 반대 위치의 한 쌍의 증가(incremental) 위치 서브-인코더와, (ⅱ) 제로-기준 서브-인코더 및 (ⅲ) 코어스 절대 위치 인코더를 포함하며,
    각 서브-인코더는 상기 레티클 기판의 레티클 개구 패턴의 각각의 셋과 상기 스케일 디스크의 상기 광학적 스케일 패턴을 통해 상기 광원으로부터 상기 검출 및 변환 회로로 연장하는 각각의 광학적 경로를 구비하는 반사성 광학적 서브-인코더이고 각 서브-인코더는 각각의 디지털 위치 출력 값을 가지며,
    상기 디지털 프로세싱 회로는 상기 서브-인코더의 상기 디지털 위치 출력 값을 결합하여 인코더 위치 출력 값을 생성하도록 동작하는
    회전식 광학적 위치 인코더.
KR1020097005706A 2006-08-21 2007-08-02 회전식 광학적 위치 인코더, 서보 모터 어셈블리, 서보-제어 검류계 및 레이저 시스템 KR101107904B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US83910006P 2006-08-21 2006-08-21
US60/839,100 2006-08-21
PCT/US2007/075076 WO2008024606A2 (en) 2006-08-21 2007-08-02 Rotary optical encoder employing multiple sub-encoders with common reticle substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090045357A true KR20090045357A (ko) 2009-05-07
KR101107904B1 KR101107904B1 (ko) 2012-01-25

Family

ID=39107510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097005706A KR101107904B1 (ko) 2006-08-21 2007-08-02 회전식 광학적 위치 인코더, 서보 모터 어셈블리, 서보-제어 검류계 및 레이저 시스템

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7482575B2 (ko)
EP (1) EP2059770A4 (ko)
JP (1) JP4918593B2 (ko)
KR (1) KR101107904B1 (ko)
CN (1) CN101529211B (ko)
TW (1) TWI354775B (ko)
WO (1) WO2008024606A2 (ko)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009019675A2 (en) * 2007-08-08 2009-02-12 Eliezer Zeichner Encoding device, system and method
US8288983B2 (en) * 2008-07-10 2012-10-16 Lockheed Martin Corporation Optical telemetry system and method for electro-mechanical switches
EP2264409B1 (en) * 2009-06-19 2015-10-07 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US8947076B2 (en) 2010-01-18 2015-02-03 Bourns, Inc. High resolution non-contacting multi-turn position sensor
JP4945674B2 (ja) * 2010-11-08 2012-06-06 株式会社安川電機 反射型エンコーダ、サーボモータ及びサーボユニット
JP5692584B2 (ja) * 2011-02-15 2015-04-01 株式会社安川電機 サーボモータ製造方法、サーボモータ製造装置、サーボモータ、エンコーダ
JP5993564B2 (ja) 2011-07-13 2016-09-14 新日本無線株式会社 反射型フォトセンサを用いた位置検出装置
CN103293861B (zh) * 2012-02-22 2015-07-22 上海微电子装备有限公司 工件台和掩模台的同步控制方法及其系统
CN104718434A (zh) * 2013-03-11 2015-06-17 株式会社安川电机 编码器、带编码器的电机及伺服系统
US9620400B2 (en) 2013-12-21 2017-04-11 Kla-Tencor Corporation Position sensitive substrate device
US10317254B2 (en) 2014-03-27 2019-06-11 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Optical encoder system
US20150323345A1 (en) * 2014-05-12 2015-11-12 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Encoder System With Error Detection And Signal Conditioning Circuits
TWI592637B (zh) 2014-11-21 2017-07-21 財團法人工業技術研究院 光學編碼器
JP2016109634A (ja) * 2014-12-09 2016-06-20 株式会社安川電機 エンコーダ及びエンコーダ付きモータ
JP6474289B2 (ja) * 2015-03-19 2019-02-27 株式会社キーエンス 光学式ロータリーエンコーダ
CN104914682B (zh) * 2015-06-24 2017-05-03 哈尔滨工业大学 光刻机换台过程中公转电机残留震荡抑制的控制方法
CN104914683B (zh) * 2015-06-24 2017-06-13 哈尔滨工业大学 一种三自由度光刻机双工件台框架气浮补偿方法
CN104965394B (zh) * 2015-08-04 2017-03-22 哈尔滨工业大学 一种双工件台系统换台过程控制方法
US10500676B2 (en) 2016-02-19 2019-12-10 Faro Technologies, Inc. Voice coil motor operated linear actuator
AT518531B1 (de) * 2016-07-07 2017-11-15 Tridonic Gmbh & Co Kg Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung des Drehwinkels
WO2019008127A1 (en) 2017-07-07 2019-01-10 Koninklijke Philips N.V. INTEGRATION OF ROBOTIC INSTRUMENT GUIDE WITH AN ACOUSTIC PROBE
DE102018200449A1 (de) * 2018-01-12 2019-07-18 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
US11893188B2 (en) 2018-05-18 2024-02-06 1004335 Ontario Inc. Optical touch sensor devices and systems
US11079259B2 (en) 2019-07-18 2021-08-03 e1ectr0n, Inc. Position encoder with limits
US11630536B2 (en) 2020-04-03 2023-04-18 1004335 Ontario Inc. Optical touch sensor systems and optical detectors with noise mitigation
CN113541406B (zh) * 2020-04-20 2023-08-18 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种高精度振镜电机反馈系统及其设计方法
WO2022043853A1 (en) * 2020-08-28 2022-03-03 Alcon Inc. Optical coherence tomography guided robotic ophthalmic procedures

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3096444A (en) 1958-04-29 1963-07-02 Harold H Seward Electromechanical transducing system
US3549897A (en) * 1968-04-04 1970-12-22 Dynamics Res Corp Absolute encoder having plurality of binarily related reticle tracks
US3628038A (en) * 1969-10-22 1971-12-14 Southwestern Ind Inc Photoelectric chopper for distance measurement
US3768911A (en) 1971-08-17 1973-10-30 Keuffel & Esser Co Electro-optical incremental motion and position indicator
US4123750A (en) 1973-11-29 1978-10-31 Dynamics Research Corporation Signal processor for position encoder
US4039826A (en) 1976-03-26 1977-08-02 Dynamics Research Corporation Magnetic head locating system for disk storage system
US4340814A (en) 1980-10-14 1982-07-20 Dynamics Research Corporation Electro-optical position transducer
JPS57169611A (en) * 1981-04-13 1982-10-19 Tokyo Optical Co Ltd Measuring device for angular displacement
US4429267A (en) * 1981-06-22 1984-01-31 Manhattan Engineering Company, Inc. Digital positioning systems having high accuracy
US4631520A (en) 1984-06-08 1986-12-23 Dynamics Research Corporation Position encoder compensation system
US4912468A (en) 1985-12-04 1990-03-27 Dynamics Research Corporation Non-linear error correction system
DE3706277C2 (de) * 1986-02-28 1995-04-27 Canon Kk Drehungsmeßgeber
DE3737278A1 (de) * 1986-11-04 1988-05-11 Canon Kk Verfahren und vorrichtung zum optischen erfassen der stellung eines objekts
US4947166A (en) 1988-02-22 1990-08-07 Dynamics Research Corporation Single track absolute encoder
US4906992A (en) 1988-02-22 1990-03-06 Dynamics Research Corporation Single track absolute encoder
JP2754422B2 (ja) * 1990-07-18 1998-05-20 株式会社ニコン アブソリュート・エンコーダ
US5079549A (en) 1990-08-24 1992-01-07 Dynamics Research Corporation Digital resolver with a synchronous multiple count generation
JP3195117B2 (ja) * 1993-04-19 2001-08-06 株式会社トプコン ロータリエンコーダ
US5430537A (en) 1993-09-03 1995-07-04 Dynamics Research Corporation Light beam distance encoder
JP2695623B2 (ja) * 1994-11-25 1998-01-14 株式会社ミツトヨ 光学式エンコーダ
US5671043A (en) 1995-10-03 1997-09-23 Cambridge Technology, Inc. Optical position detector for determining the angular position of a rotatable element
US5939879A (en) 1996-07-23 1999-08-17 Dynamics Research Corporation Magnetic encoder for sensing position and direction via a time and space modulated magnetic field
EP0896265B1 (de) 1997-08-08 2004-02-04 Bosch Rexroth AG Antriebseinrichtung
JPH11211505A (ja) * 1998-01-22 1999-08-06 Koyo Electronics Ind Co Ltd ロータリエンコーダ
US5844673A (en) 1998-04-17 1998-12-01 Cambridge Technology, Inc. Axial led position detector for determining the angular position of a rotatable element
US6170162B1 (en) * 1999-05-27 2001-01-09 Sarcos, L.C. Rotary displacement system using differential measuring
JP2001041776A (ja) * 1999-07-27 2001-02-16 Ono Sokki Co Ltd エンコーダ
US6297750B1 (en) 1999-09-16 2001-10-02 Dynamics Research Corporation Linear position detecting system
JP4724282B2 (ja) 1999-10-12 2011-07-13 キヤノン株式会社 回転角検出装置
JP4428781B2 (ja) * 1999-12-28 2010-03-10 キヤノン株式会社 光学式ロータリエンコーダ及びモータ制御装置
GB0103582D0 (en) 2001-02-14 2001-03-28 Renishaw Plc Position determination system
US6817528B2 (en) 2001-07-17 2004-11-16 Honeywell International Inc. Reflective apparatus and method for optically sensing relative torque employing Moirè fringes
US20050129725A1 (en) * 2002-02-07 2005-06-16 Kuraray Co., Ltd. Method of controlling pest and pest control agent
DE60318396T2 (de) 2002-02-14 2008-05-21 Faro Technologies, Inc., Lake Mary Tragbare koordinatenmessmaschine mit gelenkarm

Also Published As

Publication number Publication date
JP4918593B2 (ja) 2012-04-18
WO2008024606A3 (en) 2008-07-10
KR101107904B1 (ko) 2012-01-25
TW200817654A (en) 2008-04-16
JP2010501857A (ja) 2010-01-21
CN101529211B (zh) 2011-12-21
US7482575B2 (en) 2009-01-27
US20080042051A1 (en) 2008-02-21
WO2008024606A2 (en) 2008-02-28
TWI354775B (en) 2011-12-21
EP2059770A4 (en) 2012-07-18
EP2059770A2 (en) 2009-05-20
CN101529211A (zh) 2009-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101107904B1 (ko) 회전식 광학적 위치 인코더, 서보 모터 어셈블리, 서보-제어 검류계 및 레이저 시스템
JP5527637B2 (ja) エンコーダ、光学モジュール及びサーボシステム
JP4037903B2 (ja) 相対移動検出装置
JP5111243B2 (ja) アブソリュートエンコーダ
EP2434261B1 (en) Optical rotation encoder
JP3196459B2 (ja) ロータリーエンコーダ
KR20080095911A (ko) 광학식 엔코더
US10094684B2 (en) Method of manufacturing rotary scale, rotary scale, rotary encoder, driving apparatus, image pickup apparatus and robot apparatus
JP2013504068A (ja) 回転角センサで目盛トラック偏心を光学式に補正する装置および方法
AU2005205743A1 (en) Method and apparatuses for the exact determination of an angle of rotation
JPH0293324A (ja) ロータリーエンコーダの原点検出系
US6885457B1 (en) Rotary position measuring system
EP1662233A2 (en) Optical scale and optical encoder using same
CN112212809A (zh) 光学位置测量装置
US9035232B2 (en) Method for working out the eccentricity and the angular position of a rotating element and device for carrying out such a method
US20130169209A1 (en) Encoder, servomotor, and motor unit
JP6842680B2 (ja) エンコーダ、サーボモータ、サーボシステム
JP4900140B2 (ja) 光学式エンコーダ
JP4474188B2 (ja) 光学式エンコーダ
JP2000266567A (ja) ロータリエンコーダ
JP2001343256A (ja) 光学式エンコーダ
JP7475973B2 (ja) 光学式エンコーダ及び制御装置
JP2002139353A (ja) 光学式ロータリエンコーダ
WO2020083502A1 (en) Rotary position detector
JP2000227318A (ja) 角度検出センサ機構

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141226

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151224

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161230

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180119

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190703

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200219

Year of fee payment: 9