KR20130108767A - 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치 - Google Patents

랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130108767A
KR20130108767A KR1020120030461A KR20120030461A KR20130108767A KR 20130108767 A KR20130108767 A KR 20130108767A KR 1020120030461 A KR1020120030461 A KR 1020120030461A KR 20120030461 A KR20120030461 A KR 20120030461A KR 20130108767 A KR20130108767 A KR 20130108767A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
random code
light
grating
zero point
random
Prior art date
Application number
KR1020120030461A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101323165B1 (ko
Inventor
조규중
Original Assignee
주식회사 져스텍
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 주식회사 져스텍 filed Critical 주식회사 져스텍
Priority to KR1020120030461A priority Critical patent/KR101323165B1/ko
Publication of KR20130108767A publication Critical patent/KR20130108767A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101323165B1 publication Critical patent/KR101323165B1/ko

Links

Images

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
    • G01D18/00Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • 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
    • 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
    • G01D5/38Forming the light into pulses by diffraction gratings

Landscapes

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

Abstract

본 발명에 따르는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치는, 광을 출사하는 광원, 광원이 출사한 광을 입사받아 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 전달하는 제1랜덤 코드 격자, 입사된 광을 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 전달하는 제2랜덤 코드 격자, 상기 제2랜덤 코드 격자에 의해 전달되는 광을 검출하여 광 검출신호를 생성하는 광 검출 소자로 구성되는 영점 검출부; 및 상기 영점 검출부와 상대 이동하며, 상기 제1랜덤 코드 격자에 의해 전달되는 광을 상기 랜덤 코드에 따라 부분적으로 상기 제2랜덤 코드 격자로 전달하는 제3랜덤 코드 격자;로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치{Apparatus of detecting zero point for optical encoder using random code}
본 발명은 광학 인코더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 랜덤 코드에 대응되게 형성된 랜덤 코드 격자들을 이용하여 상기 랜덤 코드 격자들의 랜덤 코드가 광 전달경로선상에 일치하게 위치하는 경우에만 인코히어런트 광의 검출량이 급격하게 증대되도록 랜덤 코드를 결정하고 랜덤 코드 격자들을 배열하여 광학 인코더에 구비되는 영점 검출 장치의 광원으로 인코히어런트 광원을 채용하는 경우에도 영점 검출의 정확도를 높일 수 있는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치에 관한 것이다.
물체의 변위정보를 고정밀도로 측정하기 위하여, 다양한 형태의 광학 인코더가 산업용 계측기계 등의 분야에서 널리 사용되고 있다.
상기한 광학 인코더는 형태로는 로터리 인코더(rotary encoder)나 리니어 인코더(linear encoder) 등으로 분류할 수 있고, 신호처리 방식으로는 증분형 인코더(incremental encoder)와 절대치 인코더(absolute encoder)로 분류할 수 있다.
상기한 광학 인코더 중 3-그레이팅 광학 인코더의 구성 및 동작에 대해 설명한다.
상기 3-그레이팅 광학 인코더는 베이스에 고정되어 설치된 퍼필 격자(Pupil grating)인 스케일(scale)과, 이동자에 고정되며 상기 스케일에 대해 상대 이동하는 헤드(head)부로 구성된다.
상기 헤드부는 발광부와 신호처리부와 격자(grating)부와 광센서부로 구성되며, 특히 상기 격자부는 오브젝트 격자(object grating)와 이미지 격자(image grating)로 구성되며, 상기 격자들은 주기적인 패턴 구조를 가진다.
상기 발광부로부터의 광은 상기 오브젝트 격자를 투과하여 상기 퍼필 격자로 전달되고, 상기 퍼필 격자는 전달된 광을 투과 또는 반사하여 상기 이미지 격자로 전달하며, 상기 이미지 격자는 상기 퍼필 격자가 전달하는 광을 투과하여 상기 광센서부로 전달한다.
상기 광센서로 입사되는 광은 퍼필 격자와 오브젝트 격자 사이의 일치도 변화에 따라 광량이 변화한다. 이러한 광량의 변화는 특정 거리 조건에서 정현파 신호의 특성을 가진다.
이에따라 상기 광학식 엔코더는 상기 특성을 이용하여 상기 베이스에 고정된 스케일과 상기 이동자에 고정되어 상대 이동하는 헤드부 사이의 상대적인 변위정보를 획득한다.
특히 상기 오브젝트 격자를 투과한 광은 특정 위치에서 높은 콘트라스트의 모아레 상을 형성하므로, 상기 광학식 엔코더는 콘트라스트가 가장 높은 조건에서 광 신호를 얻을 수 있도록 격자들 사이의 간격 및 광센서의 위치를 결정하였다.
또한 상기한 광학 인코더는 상대적인 변위정보에 대한 기준정보를 생성하기 위해 원점 검출 장치도 구비된다.
상기 원점 검출 장치는 베이스 및 헤더에 각각 설치된 원점 검출용 패턴은 서로 일치하는 경우에만 최대 광량이 전달될 수 있는 형태로 형성된다. 상기 패턴은 복수개의 단순 사각형 패턴이거나 임의의 랜덤 격자 패턴일 수 있다.
상기한 바와 같은 광학 인코더의 광원으로 레이저(LASER(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)) 소자를 채용하는 경우에는 상기 광의 콘트라스트가 강해지는 위치가 Z=Np2/λ(Z는 상대 운동하는 대상체와의 거리, N은 정수, p는 회절격자의 주기, λ는 광의 파장)로 정해지나, 상기 광학 인코더의 광원으로 LED(Light Emitting Diode)를 채용하는 경우에는 상기 광의 콘트라스트가 강해지는 위치가 Z=(1/5)p2/λ(p는 회절격자의 주기, λ는 광의 파장)로 정해진다.
이와 같은 LED를 광원으로 채용하는 경우에는, 조밀한 출력신호를 얻기 위해서 P(회절격자의 주기)를 작게 할수록 높은 광 콘트라스트를 얻을 수 있는 거리 조건이 P가 제곱에 비례하게 작아지므로, 좁은 갭(gap)에 발광부와 수광부를 포함한 시스템을 구성하는 것은 물론이고 그 좁은 갭을 유지하고 정렬해야 하는 문제가 있었다.
이에따라 광학식 인코더의 광원으로 LED를 채용하는 경우에도 높은 콘트라스트의 광 변조 신호 기반 변위정보 및 원점정보의 정확도 및 신뢰도를 높일 수 있는 기술 개발이 요구되었다.
본 발명은 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되게 형성된 랜덤 코드 격자들을 이용하여 상기 랜덤 코드 격자들의 랜덤 코드 패턴이 광 전달경로선상에 일치하게 위치하는 경우에만 인코히어런트 광의 검출량이 급격하게 증대되도록 랜덤 코드를 결정하고 랜덤 코드 격자들을 배열하여 광학 인코더에 구비되는 영점 검출 장치의 광원으로 인코히어런트 광원을 채용하는 경우에도 영점 검출의 정확도를 높일 수 있는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 랜덤 코드 패턴에 대응되게 입사되는 광을 상기 랜덤 코드 패턴에 대응되게 배열된 광 검출 소자들을 배열한 광 검출 소자들의 출력신호들을 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 조합한 후에 감산 처리하여, 정밀한 영점 검출 신호를 생성할 수 있게 하는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치는, 광을 출사하는 광원, 광원이 출사한 광을 입사받아 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 전달하는 제1랜덤 코드 격자, 입사된 광을 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 전달하는 제2랜덤 코드 격자, 상기 제2랜덤 코드 격자에 의해 전달되는 광을 검출하여 광 검출신호를 생성하는 광 검출 소자로 구성되는 영점 검출부; 및 상기 영점 검출부와 상대 이동하며, 상기 제1랜덤 코드 격자에 의해 전달되는 광을 상기 랜덤 코드에 따라 부분적으로 상기 제2랜덤 코드 격자로 전달하는 제3랜덤 코드 격자;로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명은 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되게 형성된 랜덤 코드 격자들을 이용하여 상기 랜덤 코드 격자들의 랜덤 코드 패턴이 광 전달경로선상에 일치하게 위치하는 경우에만 인코히어런트 광의 검출량이 급격하게 증대되도록 랜덤 코드를 결정하고 랜덤 코드 격자들을 배열하여 광학 인코더에 구비되는 영점 검출 장치의 광원으로 인코히어런트 광원을 채용하는 경우에도 영점 검출의 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 상기 랜덤 코드 패턴에 대응되게 입사되는 광을 상기 랜덤 코드 패턴에 대응되게 배열된 광 검출 소자들을 배열한 광 검출 소자들의 출력신호들을 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 조합한 후에 감산 처리하여, 정밀한 영점 검출 신호를 생성할 수 있게 하는 효과를 야기한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 반사형 영점 검출 장치의 블럭구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 반사형 영점 검출 장치의 광 전달경로를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 광 검출 신호를 예시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 반사형 영점 검출 장치의 랜덤 코드 격자들의 동작을 예시한 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 투과형 영점 검출 장치의 블럭구성도.
도 6은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 투과형 영점 검출 장치의 광 전달경로를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 반사형 영점 검출 장치의 블럭구성도.
도 8은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 반사형 영점 검출 장치의 광 전달경로를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 바람직한 제4실시예에 따른 투과형 영점 검출 장치의 블럭구성도.
도 10은 본 발명의 바람직한 제4실시예에 따른 투과형 영점 검출 장치의 광 전달경로를 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 바람직한 제5실시예에 따른 반사형 영점 검출 장치의 블럭구성도.
도 12는 본 발명의 바람직한 제6실시예에 따른 투과형 영점 검출 장치의 블럭구성도.
도 13은 본 발명의 바람직한 제7실시예에 따른 반사형 영점 검출 장치의 블럭구성도.
도 14는 본 발명의 바람직한 제8실시예에 따른 투과형 영점 검출 장치의 블럭구성도.
도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 영점 검출 신호를 예시한 도면.
본 발명은 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되게 형성된 랜덤 코드 격자들을 이용하여 상기 랜덤 코드 격자들의 랜덤 코드 패턴이 광 전달경로선상에 일치하게 위치하는 경우에만 인코히어런트 광의 검출량이 급격하게 증대되도록 랜덤 코드를 결정하고 랜덤 코드 격자들을 배열하여 광학 인코더에 구비되는 영점 검출 장치의 광원으로 인코히어런트 광원을 채용하는 경우에도 영점 검출의 정확도를 높인다.
또한 본 발명은 상기 랜덤 코드 패턴에 대응되게 입사되는 광을 상기 랜덤 코드 패턴에 대응되게 배열된 광 검출 소자들을 배열한 광 검출 소자들의 출력신호들을 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 조합한 후에 감산 처리하여, 정밀한 영점 검출 신호를 생성할 수 있게 한다.
이러한 본 발명의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
<제1실시예-반사형 영점 검출 장치>
먼저 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따르는 반사형 영점 검출 장치의 구성 및 동작을 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 제1실시예에 따르는 제1영점 검출 장치는 크게 제1영점검출부(100)와 제1-3그래이팅 플레이트(114)로 구성되며, 상기 제1영점검출부(100)와 상기 제1-3그래이팅 플레이트(114)는 서로 상대적으로 이동한다. 좀 더 설명하면, 상기 제1영점검출부(100)와 상기 제1-3그래이팅 플레이트(114) 중 어느 하나는 대상물에 장착되고 다른 하나는 상기 대상물에 대향되는 기구에 설치된 상태에서, 대상물 또는 기구 중 어느 하나만 원 이동 또는 직선 이동함으로써, 상기 제1영점검출부(100)와 상기 제1-3그래이팅 플레이트(114)가 상대적인 이동을 한다.
상기 제1영점검출부(100)는 제1제어장치(102)와 제1LED 모듈 구동부(104)와 제1LED 모듈(106)과 제1-1그래이팅 플레이트(108)와 제1-2그래이팅 플레이트(118)와 제1포토디텍터(122)와 제1신호처리부(124)로 구성된다.
상기 제1제어장치(102)는 상기 제1영점 검출 장치를 전반적으로 제어하며, 특히 제1LED 모듈 구동부(104)를 제어하여 제1LED 모듈(106)을 구동함과 아울러 제1신호처리부(124)를 통해 영점검출정보를 제공받아 대상물에 대한 변위정보를 생성한다.
상기 제1LED 모듈 구동부(104)는 상기 제1제어장치(102)의 제어에 따라 제1LED 모듈(106)을 구동한다.
상기 제1LED 모듈(106)은 상기 제1LED 모듈 구동부(104)의 제어에 따라 인코히어런트한 광을 출사한다.
상기 제1-1그래이팅 플레이트(108)는 상기 제1LED 모듈(106)로부터의 입사되는 광을 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자에 의해 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제1-1랜덤 코드 격자(110)와, 상기 제1-3그래이팅 플레이트(114)를 통해 반사되어 전달되는 광을 통과시켜 제1-2그래이팅 플레이트(118) 측으로 전달하는 제1윈도우(112)를 구비한다.
상기 제1-1랜덤 코드 격자(110)의 랜덤 코드는 LFSR(Linear feedback shift register)를 이용하여 생성된 랜덤 코드이며, 상기 랜덤 코드는 1 또는 0의 값을 가지는 디지트들이다. 상기 랜덤 코드의 각 디지트는 격자를 통한 광의 전달 또는 광의 차단을 지시한다. 즉 상기 디지트들의 값 중 1을 광의 전달을 지시하는 값으로 정함과 아울러 0을 광의 차단을 지시하는 값으로 정할 수 있으며, 그 반대의 경우로도 정할 수 있다.
상기 제1-2그래이팅 플레이트(118)는 상기 제1윈도우(112)를 통해 전달되는 광을 수광하여 상기 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제1-2랜덤 코드 격자(120)를 구비한다.
상기 제1-2랜덤 코드 격자(120)의 랜덤 코드 패턴은 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드에 따른 것으로, 상기 제1-1랜덤 코드 격자(110)의 랜덤 코드 패턴과 동일하다.
상기 제1-2랜덤 코드 격자(120)가 출사하는 광은 제1포토디텍터(122)에 입사된다.
상기 제1포토디텍터(122)는 상기 제1-2랜덤 코드 격자(120)가 출사하는 광을 수광하고 그에 따른 광 검출신호를 출력한다.
상기 광 검출신호는 제1신호처리부(124)로 제공된다. 상기 제1신호처리부(124)는 상기 광 검출신호를 입력받아 미리 정해둔 레벨 이상의 신호가 검출되는 지점을 검출하고, 미리 정해둔 레벨 이상의 신호가 검출되면 영점검출정보를 생성하여 상기 제1제어장치(102)로 제공한다.
그리고 상기 제1-3그래이팅 플레이트(114)는 제1-3랜덤 코드 격자(116)가 구비되며, 상기 제1-3랜덤 코드 격자(116)에는 랜덤 코드 패턴에 따르는 격자가 형성되어 입사되는 광을 상기 격자에 따라 부분적으로 반사시켜 그래이팅한다.
상기 제1-3그래이팅 플레이트(114)의 랜덤 코드 패턴은 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드에 따른 것으로, 상기 제1-1랜덤 코드 격자(110)의 랜덤 코드 패턴과 동일하다.
상기한 제1영점검출장치의 제1포토디텍터(112)의 출력신호인 광 검출신호를 도시한 것이 도 3이다. 상기 도 3을 참조하면, 상기 광 검출신호는 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자들인 제1-1,2,3랜덤 코드 격자(110,120,116)가 광 전달경로상에 정확하게 위치하는 경우에만 급격하게 상승하는 파형을 가진다.
이와 같이 본 발명의 제1영점검출장치는 격자들이 광 전달경로선상에 정확하게 위치하는 경우에만 급격하게 상승하는 파형을 가질 수 있는 랜덤 코드에 대응되는 격자들을 구비함으로써, 정밀한 영점 검출을 가능하게 한다.
상기 광 검출 신호의 파형 생성 원리를 도 4를 참조하여 좀 더 설명한다.
상기 도 4에서 (a)는 제1-1랜덤 코드 격자(110)를 예시한 것이고, (b-1)~(b-4)는 제1-3랜덤 코드 격자(116)를 예시한 것이고, (c)는 제1-2랜덤 코드 격자(120)를 예시한 것이다. 그리고 상기 제1-1랜덤 코드 격자(110)와 제1-2랜덤 코드 격자(120)는 고정된 상태에서 제1-3랜덤 코드 격자(116)가 이동하는 것으로 예시하였다.
상기 제1-3랜덤 코드 격자(116)가 제1위치에 존재하는 경우에는 제1-1랜덤 코드 격자(110)를 투과한 광이 제1-2랜덤 코드 격자(120)로 전달되는 경우가 2번 존재하고, 제2위치에 존재하는 경우에는 제1-1랜덤 코드 격자(110)를 투과한 광이 제1-2랜덤 코드 격자(120)로 전달되는 경우가 2번 존재하고, 제3위치에 존재하는 경우에는 제1-1랜덤 코드 격자(110)를 투과한 광이 제1-2랜덤 코드 격자(120)로 전달되는 경우가 8번 존재하고, 제4위치에 존재하는 경우에는 제1-1랜덤 코드 격자(110)를 투과한 광이 제1-2랜덤 코드 격자(120)로 전달되는 경우가 2번 존재한다.
이와 같이 본 발명의 바람직한 제1실시예는 인코히어런트 광을 출사하는 광원으로부터의 광을 LFSR 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자를 통해 부분적으로 투과시키고, 상기 투과된 광을 상기 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자를 통해 부분적으로 반사시키고, 상기 반사된 광을 다시 상기 랜덤 코드 패턴에 따른 격자를 통해 부분적으로 투과된 광을 토대로 영점을 검출함으로써, 영점의 정밀한 검출이 가능하게 한다.
<제2실시예-투과형 영점 검출 장치>
먼저 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따르는 투과형 영점 검출 장치의 구성 및 동작을 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 제2실시예에 따르는 제2영점 검출 장치는 크게 제2영점검출부(300)와 제2-3그래이팅 플레이트(314)로 구성되며, 상기 제2영점검출부(300)와 상기 제2-3그래이팅 플레이트(314)는 서로 상대적으로 이동한다. 좀 더 설명하면, 상기 제2영점검출부(300)와 상기 제2-3그래이팅 플레이트(314) 중 어느 하나는 대상물에 장착되고 다른 하나는 상기 대상물에 대향되는 기구에 설치된 상태에서, 대상물 또는 기구 중 어느 하나만 원 이동 또는 직선 이동함으로써, 상기 제2영점검출부(300)와 상기 제2-3그래이팅 플레이트(314)가 상대적인 이동을 한다.
상기 제2영점 검출부(300)는 제2제어장치(302)와 제2LED 모듈 구동부(304)와 제2LED 모듈(306)과 제2-1그래이팅 플레이트(308)와 제2-2그래이팅 플레이트(318)와 제2포토디텍터(322)와 제2신호처리부(324)로 구성된다.
상기 제2제어장치(302)는 상기 제2영점 검출 장치를 전반적으로 제어하며, 특히 제2LED 모듈 구동부(304)를 제어하여 제2LED 모듈(306)을 구동함과 아울러 제2신호처리부(324)를 통해 영점검출정보를 제공받아, 대상물에 대한 변위정보를 생성한다.
상기 제2LED 모듈 구동부(304)는 상기 제2제어장치(302)의 제어에 따라 제2LED 모듈(306)을 구동한다.
상기 제2LED 모듈(306)은 상기 제2LED 모듈 구동부(304)의 제어에 따라 인코히어런트한 광을 출사한다.
상기 제2-1그래이팅 플레이트(308)는 상기 제2LED 모듈(306)로부터의 입사되는 광을 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자에 의해 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제2-1랜덤 코드 격자(310)를 구비한다. 상기 제2-1랜덤 코드 격자(310)의 랜덤 코드는 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드이고, 상기 랜덤 코드는 1 또는 0의 값을 가지는 디지트들이다. 상기 랜덤 코드의 각 디지트는 격자를 통한 광의 전달 또는 광의 차단을 지시한다. 즉 상기 디지트들의 값 중 1을 광의 전달을 지시하는 값으로 정함과 아울러 0을 광의 차단을 지시하는 값으로 정할 수 있으며, 그 반대의 경우로도 정할 수 있다.
상기 제2-2그래이팅 플레이트(318)는 상기 제2-3그래이팅 플레이트(316)를 통해 전달되는 광을 수광하여 상기 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되게 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제2-2랜덤 코드 격자(320)를 구비한다. 상기 제2-2랜덤 코드 격자(320)의 랜덤 코드 패턴은 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드에 따르며, 제2-1랜덤 코드 격자(310)의 랜덤 코드 패턴과 동일하다.
상기 제2-2랜덤 코드 격자(320)가 출사하는 광은 제2포토디텍터(322)에 입사된다.
상기 제2포토디텍터(322)는 상기 제2-2랜덤 코드 격자(320)가 출사하는 광을 수광하고 그에 따른 광 검출신호를 출력한다.
상기 광 검출신호는 제2신호처리부(324)로 제공된다. 상기 제2신호처리부(324)는 상기 광 검출신호를 입력받아 미리 정해둔 레벨 이상의 신호가 검출되는 지점을 검출하고, 미리 정해둔 레벨 이상의 신호가 검출되면 영점검출정보를 생성하여 상기 제2제어장치(302)로 제공한다.
상기 제2-3그래이팅 플레이트(314)는 제2-3랜덤 코드 격자(316)가 구비되며, 상기 제2-3랜덤 코드 격자(316)에는 랜덤 코드에 따르는 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자가 형성되어 입사되는 광을 상기 격자에 따라 부분적으로 투과시켜 그래이팅한다. 상기 제2-3그래이팅 플레이트(314)의 랜덤 코드 패턴은 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드에 따르며, 제2-1랜덤 코드 격자(310)의 랜덤 코드 패턴과 동일하다.
이와 같이 본 발명의 바람직한 제2실시예는 인코히어런트 광을 출사하는 광원으로부터의 광을 LFSR 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자를 통해 부분적으로 투과시키고, 상기 투과된 광을 상기 랜덤 코드 패턴에 따른 격자를 통해 부분적으로 다시 투과시키고, 상기 투과된 광을 다시 상기 랜덤 코드 패턴에 따른 격자를 통해 부분적으로 투과되어 출사된 광을 토대로 영점을 검출함으로써, 영점의 정밀한 검출을 가능하게 한다.
<제3실시예-반사형 영점 검출 장치>
먼저 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따르는 반사형 영점 검출 장치의 구성 및 동작을 도 7 및 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 제3실시예에 따르는 제3영점 검출 장치는 크게 제3영점검출부(400)와 제3-3그래이팅 플레이트(414)로 구성되며, 상기 제3영점검출부(400)와 상기 제3-3그래이팅 플레이트(414)는 서로 상대적으로 이동한다.
상기 제3영점 검출부(400)는 제3제어장치(402)와 제3LED 모듈 구동부(404)와 제3LED 모듈(406)과 제3-1그래이팅 플레이트(408)와 제3-2그래이팅 플레이트(418)와 제3포토디텍터(422)와 제3신호처리부(426)와 제1콜리메이트 렌즈부(424)로 구성된다.
상기 제3제어장치(402)는 상기 제3영점 검출 장치를 전반적으로 제어하며, 특히 제3LED 모듈 구동부(404)를 제어하여 제3LED 모듈(406)을 구동함과 아울러 제3신호처리부(426)를 통해 영점검출정보를 제공받는다.
상기 제3LED 모듈 구동부(404)는 상기 제3제어장치(402)의 제어에 따라 제3LED 모듈(406)을 구동한다.
상기 제3LED 모듈(406)은 상기 제3LED 모듈 구동부(404)의 제어에 따라 인코히어런트한 광을 출사한다.
상기 제1콜리메이트 렌즈부(424)는 상기 제3LED 모듈(406)로부터의 광을 시준하여 출사한다.
상기 제3-1그래이팅 플레이트(408)는 상기 제1콜리메이트 렌즈부(424)를 통해 시준되어 입사되는 광을 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자에 의해 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제3-1랜덤 코드 격자(410)와, 상기 제3-3그래이팅 플레이트(414)를 통해 반사되어 전달되는 광을 통과시켜 제3-2그래이팅 플레이트(418) 측으로 전달하는 제2윈도우(412)를 구비한다. 상기 제3-1랜덤 코드 격자(410)의 랜덤 코드는 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드이고, 상기 랜덤 코드는 1 또는 0의 값을 가지는 디지트들이다. 상기 랜덤 코드의 각 디지트는 격자를 통한 광의 전달 또는 광의 차단을 지시한다. 즉 상기 디지트들의 값 중 1을 광의 전달을 지시하는 값으로 정함과 아울러 0을 광의 차단을 지시하는 값으로 정할 수 있으며, 그 반대의 경우로도 정할 수 있다.
상기 제3-2그래이팅 플레이트(418)는 상기 제2윈도우(412)를 통해 전달되는 광을 수광하여 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되게 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제3-2랜덤 코드 격자(420)를 구비한다. 상기 제3-2랜덤 코드 격자(420)의 랜덤 코드 패턴은 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드에 따르며, 제3-1랜덤 코드 격자(410)의 랜덤 코드 패턴과 동일하다.
상기 제3-2랜덤 코드 격자(420)가 출사하는 광은 제3포토디텍터(422)에 입사된다.
상기 제3포토디텍터(422)는 상기 제3-2랜덤 코드 격자(420)가 출사하는 광을 수광하고 그에 따른 광 검출신호를 출력한다.
상기 광 검출신호는 제3신호처리부(426)로 제공된다. 상기 제3신호처리부(426)는 상기 광 검출신호를 입력받아 미리 정해둔 레벨 이상의 신호가 검출되는 지점을 검출하고, 미리 정해둔 레벨 이상의 신호가 검출되면 영점검출정보를 생성하여 상기 제3제어장치(402)로 제공한다.
그리고 상기 제3-3그래이팅 플레이트(414)는 제3-3랜덤 코드 격자(416)가 구비되며, 상기 제3-3랜덤 코드 격자(416)에는 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자가 형성되어 입사되는 광을 상기 격자에 따라 부분적으로 반사시켜 그래이팅한다. 상기 제3-3그래이팅 플레이트(414)의 랜덤 코드 패턴은 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드에 따르며, 제3-1랜덤 코드 격자(410)의 랜덤 코드 패턴과 동일하다.
이와 같이 본 발명의 바람직한 제3실시예는 인코히어런트 광을 출사하는 광원으로부터의 광을 시준한 후에 LFSR 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자를 통해 부분적으로 투과시키고, 상기 투과된 광을 상기 랜덤 코드 패턴에 따른 격자를 통해 부분적으로 반사시키고, 상기 반사된 광을 다시 랜덤 코드 패턴에 따른 격자를 통해 부분적으로 투과된 광을 토대로 영점을 검출함으로써, 영점의 정밀한 검출이 가능하게 한다.
<제4실시예-투과형 영점 검출 장치>
<투과형 영점 검출 장치의 구성>
먼저 본 발명의 바람직한 제4실시예에 따르는 투과형 영점 검출 장치의 구성 및 동작을 도 9 및 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 제4실시예에 따르는 제4영점 검출 장치는 크게 제4영점검출부(500)와 제4-3그래이팅 플레이트(514)로 구성되며, 상기 제4영점검출부(500)와 상기 제4-3그래이팅 플레이트(514)는 서로 상대적으로 이동한다.
상기 제4영점 검출부(500)는 제4제어장치(502)와 제4LED 모듈 구동부(504)와 제4LED 모듈(506)과 제4-1그래이팅 플레이트(508)와 제4-2그래이팅 플레이트(518)와 제4포토디텍터(522)와 제4신호처리부(526)와 제2콜리메이트 렌즈부(524)로 구성된다.
상기 제4제어장치(502)는 상기 제4영점 검출 장치를 전반적으로 제어하며, 특히 제4LED 모듈 구동부(504)를 제어하여 제4LED 모듈(506)을 구동함과 아울러 제4신호처리부(524)를 통해 영점검출정보를 제공받아 대상물의 변위정보를 생성한다.
상기 제4LED 모듈 구동부(504)는 상기 제4제어장치(502)의 제어에 따라 제4LED 모듈(506)을 구동한다.
상기 제4LED 모듈(506)은 상기 제4LED 모듈 구동부(504)의 제어에 따라 인코히어런트한 광을 출사한다.
상기 제2콜리메이트 렌즈부(524)는 상기 제4LED 모듈(506)로부터의 광을 시준하여 출사한다.
상기 제4-1그래이팅 플레이트(508)는 상기 제2콜리메이트 렌즈부(524)를 통해 시준되어 입사되는 광을 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자에 의해 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제4-1랜덤 코드 격자(510)를 구비한다. 상기 제4-1랜덤 코드 격자(510)의 랜덤 코드는 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드이고, 상기 랜덤 코드는 1 또는 0의 값을 가지는 디지트들이다. 상기 랜덤 코드의 각 디지트는 격자를 통한 광의 전달 또는 광의 차단을 지시한다. 즉 상기 디지트들의 값 중 1을 광의 전달을 지시하는 값으로 정함과 아울러 0을 광의 차단을 지시하는 값으로 정할 수 있으며, 그 반대의 경우로도 정할 수 있다.
상기 제4-2그래이팅 플레이트(518)는 상기 제4-3그래이팅 플레이트(516)를 통해 전달되는 광을 수광하여 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제4-2랜덤 코드 격자(520)를 구비한다. 상기 제4-2랜덤 코드 격자(520)의 랜덤 코드 패턴은 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드에 따르며, 상기 제4-1랜덤 코드 격자(510)의 랜덤 코드 패턴과 동일하다.
상기 제4-2랜덤 코드 격자(520)가 출사하는 광은 제4포토디텍터(522)에 입사된다.
상기 제4포토디텍터(522)는 상기 제4-2랜덤 코드 격자(520)가 출사하는 광을 수광하고 그에 따른 광 검출신호를 출력한다.
상기 광 검출신호는 제4신호처리부(526)로 제공된다. 상기 제4신호처리부(526)는 상기 광 검출신호를 입력받아 미리 정해둔 레벨 이상의 신호가 검출되는 지점을 검출하고, 미리 정해둔 레벨 이상의 신호가 검출되면 영점검출정보를 생성하여 상기 제4제어장치(502)로 제공한다.
상기 제4-3그래이팅 플레이트(514)에는 제4-3랜덤 코드 격자(516)가 구비되며, 상기 제4-3랜덤 코드 격자(516)에는 랜덤 코드에 따르는 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자가 형성되어 입사되는 광을 상기 격자에 따라 부분적으로 투과시켜 그래이팅한다. 상기 제4-3그래이팅 플레이트(514)의 랜덤 코드 패턴은 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드에 따르며, 상기 제4-1랜덤 코드 격자(510)의 랜덤 코드 패턴과 동일하다.
이와 같이 본 발명의 바람직한 제4실시예는 인코히어런트 광을 출사하는 광원으로부터의 광을 시준한 후에 LFSR 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자를 통해 부분적으로 투과시키고, 상기 투과된 광을 랜덤 코드 패턴에 따른 격자를 통해 부분적으로 다시 투과시키고, 상기 투과된 광을 다시 랜덤 코드 패턴에 따른 격자를 통해 부분적으로 투과되어 출사된 광을 토대로 영점을 검출함으로써, 영점의 정밀한 검출이 가능하게 한다.
상기한 본 발명에 따른 영점 검출 장치의 정밀성을 높임은 물론이며 랜덤코드격자의 요구량을 최소화하여 기구적 구조의 간소화를 야기하기 위해 포토디텍터들 랜덤 코드에 부합되게 배열한 포토디텍터부를 채용하는 본 발명의 바람직한 제5 내지 제8실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
<제5실시예-랜덤코드에 부합되는 포토디텍팅 모듈 어레이를 구비하는 반사형 영점 검출장치>
본 발명의 바람직한 제5실시예에 따른 랜덤코드에 부합되는 포토디텍팅 모듈 어레이를 구비하는 반사형 영점 검출장치의 구성 및 동작을 도 11을 참조하여 설명한다.
본 발명의 바람직한 제5실시예에 따르는 제5영점 검출 장치는 크게 제5영점검출부(600)와 제5-2그래이팅 플레이트(618)로 구성되며, 상기 제5영점검출부(600)와 상기 제5-2그래이팅 플레이트(618)는 서로 상대적으로 이동한다. 좀 더 설명하면, 상기 제5영점검출부(600)와 상기 제5-2그래이팅 플레이트(618) 중 어느 하나는 대상물에 장착되고 다른 하나는 상기 대상물에 대향되는 기구에 설치된 상태에서, 대상물 또는 기구 중 어느 하나만 원 이동 또는 직선 이동함으로써, 상기 제5영점검출부(600)와 상기 제5-2그래이팅 플레이트(618)가 상대적인 이동을 한다.
상기 제5영점검출부(600)는 제5제어장치(602)와 제5LED 모듈 구동부(604)와 제5LED 모듈(606)과 제5-1그래이팅 플레이트(608)와 제1포토디텍팅 모듈 어레이(614)와 제5신호처리부(616)로 구성된다.
상기 제5제어장치(602)는 상기 제5영점 검출 장치를 전반적으로 제어하며, 특히 제5LED 모듈 구동부(604)를 제어하여 제5LED 모듈(606)을 구동함과 아울러 제5신호처리부(616)를 통해 영점검출정보를 제공받아 대상물에 대한 변위정보를 생성한다.
상기 제5LED 모듈 구동부(604)는 상기 제5제어장치(602)의 제어에 따라 제5LED 모듈(606)을 구동한다.
상기 제5LED 모듈(606)은 상기 제5LED 모듈 구동부(604)의 제어에 따라 인코히어런트한 광을 출사한다.
상기 제5-1그래이팅 플레이트(608)는 상기 제5LED 모듈(606)로부터의 입사되는 광을 랜덤 코드에 따르는 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자에 의해 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제5-1랜덤 코드 격자(610)와, 상기 제5-2그래이팅 플레이트(618)를 통해 반사되어 전달되는 광을 통과시켜 제1포토디텍팅 모듈 어레이(614) 측으로 전달하는 제3윈도우(612)를 구비한다. 상기 제5-1랜덤 코드 격자(610)의 랜덤 코드 패턴은 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드에 따르며, 상기 랜덤 코드는 1 또는 0의 값을 가지는 디지트들이다. 상기 랜덤 코드의 각 디지트는 격자를 통한 광의 전달 또는 광의 차단을 지시한다. 즉 상기 디지트들의 값 중 1을 광의 전달을 지시하는 값으로 정함과 아울러 0을 광의 차단을 지시하는 값으로 정할 수 있으며, 그 반대의 경우로도 정할 수 있다.
상기 제1포토디텍팅 모듈 어레이(614)는 제5-2랜덤 코드 격자(620)에 의해 부분적으로 반사되어 전달되는 광을 수광하고 그에 따른 신호를 출력한다. 여기서, 상기 제1포토디텍팅 모듈 어레이(614)는 상기 랜덤 코드에 따르는 랜덤 코드 패턴에 대응되게 다수의 광 검출 소자가 배열됨과 아울러 상기 랜덤 코드를 구성한 디지트들 중 동일한 값을 가지는 디지트들에 해당되는 광 검출 소자들의 출력값들을 합하여 출력한다.
좀 더 설명하면, 상기 제1포토디텍팅 모듈 어레이(614)는 제5-2랜덤 코드 격자(620)가 전달하는 광을 수광하고 그에 따른 신호를 출력한다. 여기서, 상기 제1포토디텍팅 모듈 어레이(614)는 제5-2랜덤 코드 격자(620)가 전달하는 광이 형성하는 랜덤 코드 패턴에 1:1 대응되게 포토디텍팅 모듈들이 배열된 것이며, 상기 랜덤 코드 패턴 중 1 또는 0, 즉 광 전달을 지시하는 값에 대응되는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력라인은 결합되어 상기 1에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력이 합산되어 출력되고, 상기 랜덤 코드 패턴 중 0 또는 1, 즉 광 차단을 지시하는 값에 대응되는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력라인도 결합되어 상기 0에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력이 합산되어 출력된다.
상기 광 전달을 지시하는 값을 가지는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력을 합산한 것을 제1Z페이즈 신호라 하고, 상기 광 차단을 지시하는 값을 가지는 포토디텍팅 모듈들의 출력을 합산한 것을 제1Z/페이즈 신호라 하며, 상기 제1Z페이즈 신호와 상기 제1Z/페이즈 신호는 제5신호처리부(616)에 제공된다.
여기서, 상기 제1포토디텍팅 모듈 어레이(614)의 포토디텍팅 모듈들이 형성한 랜덤 코드 패턴과 상기 제5-2랜덤 코드 격자(620)가 전달하는 광이 형성하는 랜덤 코드 패턴이 서로 일치하는 경우에, 상기 광 전달을 지시하는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들로 입사되는 광이 최대가 되어 상기 제1Z페이즈 신호가 최대가 되고, 상기 광 차단을 지시하는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들로 입사되는 광이 최소가 되어 상기 제1Z/페이즈 신호가 최소가 된다.
여기서 상기 제5-1랜덤 코드 격자(610)와 제5-2랜덤 코드 격자(620)와 상기 제1포토디텍팅 모듈 어레이(614)의 랜덤 코드 패턴이 광 전달경로선상에서 일치되게 위치할 때에 상기 제1포토디텍팅 모듈 어레이(614)가 출력하는 제1Z페이즈 신호와 제1Z/페이즈 신호는 피크값을 가진다.
상기 제5신호처리부(616)는 상기 제1Z페이즈 신호에서 제1Z/페이즈 신호를 감산하며, 이에 따라 상기 제1Z페이즈 신호와 제1Z/페이즈 신호의 피크는 강조함과 아울러 나머지 부분에 대해서는 상쇄되며, 이를 영점검출신호라 칭한다.
상기 제5신호처리부(616)는 상기 영점검출신호의 피크 검출에 따라 영점을 검출하고, 그에 따른 영점검출정보를 생성하여 상기 제5제어장치(602)로 제공한다.
그리고 제5-2그래이팅 플레이트(618)는 상기 제5-1랜덤 코드 격자(610)를 통해 전달되는 광을 수광하여 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되게 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제5-2랜덤 코드 격자(620)를 구비한다. 상기 제5-2랜덤 코드 격자(620)의 랜덤 코드 패턴은 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드에 따르며, 상기 제5-1랜덤 코드 격자(610)의 랜덤 코드 패턴과 동일하다.
그리고 상기 제5-2랜덤 코드 격자(620)가 출사하는 광은 제5-1그래이팅 플레이트(608)의 제3윈도우(612)를 통해 제1포토디텍팅 모듈 어레이(614)에 입사된다.
이와 같이 본 발명의 제5영점검출장치는 격자들과 포토디텍팅 모듈 어레이의 랜덤코드패턴이 광 전달경로선상에서 일치하도록 위치하는 경우에만 급격하게 상승하는 파형을 가질 수 있는 랜덤 코드에 대응되는 격자들 및 포토디텍팅 모듈 어레이를 구비함으로써, 정밀한 영점 검출을 가능하게 한다.
<제6실시예-랜덤코드에 부합되는 포토디텍팅 모듈 어레이를 구비하는 투과형 영점 검출 장치>
먼저 본 발명의 바람직한 제6실시예에 따르는 투과형 영점 검출 장치의 구성 및 동작을 도 12를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 제6실시예에 따르는 제6영점 검출 장치는 크게 제6영점검출부(700)와 제6-2그래이팅 플레이트(718)로 구성되며, 상기 제6영점검출부(700)와 상기 제6-2그래이팅 플레이트(718)는 서로 상대적으로 이동한다. 좀 더 설명하면, 상기 제6영점검출부(700)와 상기 제6-2그래이팅 플레이트(718) 중 어느 하나는 대상물에 장착되고 다른 하나는 상기 대상물에 대향되는 기구에 설치된 상태에서, 대상물 또는 기구 중 어느 하나만 원 이동 또는 직선 이동함으로써, 상기 제6영점검출부(700)와 상기 제6-2그래이팅 플레이트(718)가 상대적인 이동을 한다.
상기 제6영점 검출부(700)는 제6제어장치(702)와 제6LED 모듈 구동부(704)와 제6LED 모듈(706)과 제6-1그래이팅 플레이트(708)와 제2포토디텍팅 모듈 어레이(712)와 제6신호처리부(716)로 구성된다.
상기 제6제어장치(702)는 상기 제6영점 검출 장치를 전반적으로 제어하며, 특히 제6LED 모듈 구동부(704)를 제어하여 제6LED 모듈(706)을 구동함과 아울러 제6신호처리부(716)를 통해 영점검출정보를 제공받아, 대상물에 대한 변위정보를 생성한다.
상기 제6LED 모듈 구동부(704)는 상기 제6제어장치(702)의 제어에 따라 제6LED 모듈(706)을 구동한다.
상기 제6LED 모듈(706)은 상기 제6LED 모듈 구동부(704)의 제어에 따라 인코히어런트한 광을 출사한다.
상기 제6-1그래이팅 플레이트(708)는 상기 제6LED 모듈(706)로부터의 입사되는 광을 랜덤 코드에 따르는 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자에 의해 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제6-1랜덤 코드 격자(710)를 구비한다. 상기 제6-1랜덤 코드 격자(710)의 랜덤 코드는 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드이고, 상기 랜덤 코드는 1 또는 0의 값을 가지는 디지트들이다. 상기 랜덤 코드의 각 디지트는 격자를 통한 광의 전달 또는 광의 차단을 지시한다. 즉 상기 디지트들의 값 중 1을 광의 전달을 지시하는 값으로 정함과 아울러 0을 광의 차단을 지시하는 값으로 정할 수 있으며, 그 반대의 경우로도 정할 수 있다.
상기 제6-2그래이팅 플레이트(718)는 제6-1랜덤 코드 격자(710)를 통해 전달되는 광을 수광하여 랜덤 코드에 따라 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제6-2랜덤 코드 격자(720)를 구비한다. 상기 제6-2랜덤 코드 격자(720)의 랜덤 코드 패턴은 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드에 따른 것이며, 상기 제6-1랜덤 코드 격자(710)의 랜덤 코드 패턴과 동일하다.
상기 제6-2랜덤 코드 격자(720)가 출사하는 광은 제2포토디텍팅 모듈 어레이(712)에 입사된다.
상기 제2포토디텍팅 모듈 어레이(712)는 제6-2랜덤 코드 격자(720)에 의해 부분적으로 반사되어 전달되는 광을 수광하고 그에 따른 신호를 출력한다. 여기서, 상기 제2포토디텍팅 모듈 어레이(712)는 상기 랜덤 코드에 따르는 랜덤 코드 패턴에 대응되게 다수의 광 검출 소자가 배열됨과 아울러 상기 랜덤 코드를 구성한 디지트들 중 동일한 값을 가지는 디지트들에 해당되는 광 검출 소자들의 출력값들을 합하여 출력한다.
좀 더 설명하면, 상기 제2포토디텍팅 모듈 어레이(712)는 6-2랜덤 코드 격자(720)가 전달하는 광을 수광하고 그에 따른 신호를 출력한다. 여기서, 상기 제2포토디텍팅 모듈 어레이(720)는 제6-2랜덤 코드 격자(720)가 전달하는 광이 형성하는 랜덤 코드 패턴에 1:1 대응되게 포토디텍팅 모듈들이 배열된 것이며, 상기 랜덤 코드 패턴 중 1 또는 0, 즉 광 전달을 지시하는 값에 대응되는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력라인은 결합되어 상기 1에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력이 합산되어 출력되고, 상기 랜덤 코드 패턴 중 0 또는 1, 즉 광 차단을 지시하는 값에 대응되는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력라인도 결합되어 상기 0에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력이 합산되어 출력된다.
상기 광 전달을 지시하는 값을 가지는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력을 합산한 것을 제2Z페이즈 신호라 하고, 상기 광 차단을 지시하는 값을 가지는 포토디텍팅 모듈들의 출력을 합산한 것을 제2Z/페이즈 신호라 하며, 상기 제2Z페이즈 신호와 상기 제2Z/페이즈 신호는 제6신호처리부(716)에 제공된다.
여기서, 상기 제2포토디텍팅 모듈 어레이(712)의 포토디텍팅 모듈들이 형성한 랜덤 코드 패턴과 상기 제6-2랜덤 코드 격자(720)가 전달하는 광이 형성하는 랜덤 코드 패턴이 서로 일치하는 경우에, 상기 광 전달을 지시하는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들로 입사되는 광이 최대가 되어 상기 제2Z페이즈 신호가 최대가 되고, 상기 광 차단을 지시하는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들로 입사되는 광이 최소가 되어 상기 제2Z/페이즈 신호가 최소가 된다.
즉, 상기 제6-1랜덤 코드 격자(710)와 제6-2랜덤 코드 격자(720)와 상기 제2포토디텍팅 모듈 어레이(714)의 랜덤 코드 패턴이 광 전달경로선상에서 일치되게 위치할 때에 상기 제2포토디텍팅 모듈 어레이(712)가 출력하는 제2Z페이즈 신호와 제2Z/페이즈 신호는 피크값을 가진다.
상기 제6신호처리부(716)는 상기 제2Z페이즈 신호에서 제2Z/페이즈 신호를 감산하여 출력하며, 이에 따라 상기 제2Z페이즈 신호와 제2Z/페이즈 신호의 피크는 강조함과 아울러 나머지 부분에 대해서는 상쇄되며, 이를 영점검출신호라 칭한다.
상기 제6신호처리부(716)는 상기 영점검출신호의 피크 검출에 따라 영점을 검출하고, 그에 따른 영점검출정보를 생성하여 상기 제6제어장치(702)로 제공한다.
이와 같이 본 발명의 제6영점검출장치는 격자들과 포토디텍팅 모듈 어레이의 랜덤코드 패턴이 광 전달경로선상에서 일치하도록 위치하는 경우에만 급격하게 상승하는 파형을 가질 수 있는 랜덤 코드에 대응되는 격자들 및 포토디텍팅 모듈 어레이를 구비함으로써, 정밀한 영점 검출을 가능하게 한다.
<제7실시예-랜덤코드에 부합되는 포토디텍팅 모듈 어레이를 구비하는 반사형 영점 검출장치>
본 발명의 바람직한 제7실시예에 따른 랜덤코드에 부합되는 포토디텍팅 모듈 어레이를 구비하는 반사형 영점 검출장치의 구성 및 동작을 도 13을 참조하여 설명한다.
본 발명의 바람직한 제7실시예에 따르는 제7영점 검출 장치는 크게 제7영점검출부(800)와 제7-2그래이팅 플레이트(818)로 구성되며, 상기 제7영점검출부(800)와 상기 제7-2그래이팅 플레이트(818)는 서로 상대적으로 이동한다.
상기 제7영점검출부(800)는 제7제어장치(802)와 제7LED 모듈 구동부(804)와 제7LED 모듈(806)과 제7-1그래이팅 플레이트(808)와 제7포토디텍팅 모듈 어레이(814)와 제7신호처리부(816)와 제3콜리메이트 렌즈부(822)로 구성된다.
상기 제7제어장치(802)는 상기 제7영점 검출 장치를 전반적으로 제어하며, 특히 제7LED 모듈 구동부(804)를 제어하여 제7LED 모듈(806)을 구동함과 아울러 제7신호처리부(816)를 통해 영점검출정보를 제공받아 대상물에 대한 변위정보를 생성한다.
상기 제7LED 모듈 구동부(804)는 상기 제7제어장치(802)의 제어에 따라 제7LED 모듈(806)을 구동한다.
상기 제7LED 모듈(806)은 상기 제7LED 모듈 구동부(804)의 제어에 따라 인코히어런트한 광을 출사한다.
상기 제3콜리메이트 렌즈부(822)는 제7LED 모듈(806)이 출사하는 광을 시준하여 상기 제7-1그래이팅 플레이트(808)측으로 전달한다.
상기 제7-1그래이팅 플레이트(808)는 상기 제3콜리메이트 렌즈(822)를 통해 시준된 광을 랜덤 코드에 따른 격자에 의해 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제7-1랜덤 코드 격자(810)와, 상기 제7-2그래이팅 플레이트(818)를 통해 반사되어 전달되는 광을 통과시켜 상기 제3포토디텍터(814) 측으로 전달하는 제4윈도우(812)를 구비한다. 상기 제7-1랜덤 코드 격자(810)의 랜덤 코드는 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드이고, 상기 랜덤 코드는 1 또는 0의 값을 가지는 디지트들이다. 상기 랜덤 코드의 각 디지트는 격자를 통한 광의 전달 또는 광의 차단을 지시한다. 즉 상기 디지트들의 값 중 1을 광의 전달을 지시하는 값으로 정함과 아울러 0을 광의 차단을 지시하는 값으로 정할 수 있으며, 그 반대의 경우로도 정할 수 있다.
상기 제3포토디텍팅 모듈 어레이(814)는 제7-2랜덤 코드 격자(820)에 의해 부분적으로 반사되어 전달되는 광을 수광하고 그에 따른 신호를 출력한다. 여기서, 상기 제3포토디텍팅 모듈 어레이(814)는 제7-2랜덤 코드 격자(820)가 전달하는 광이 형성하는 랜덤 코드 패턴에 1:1 대응되게 포토디텍팅 모듈들이 배열된 것이며, 상기 랜덤 코드 패턴 중 1 또는 0, 즉 광 전달을 지시하는 값에 대응되는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력라인은 결합되어 상기 1에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력이 합산되어 출력되고, 상기 랜덤 코드 패턴 중 0 또는 1, 즉 광 차단을 지시하는 값에 대응되는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력라인도 결합되어 상기 0에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력이 합산되어 출력된다.
상기 광 전달을 지시하는 값을 가지는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력을 합산한 것을 제3Z페이즈 신호라 하고, 상기 광 차단을 지시하는 값을 가지는 포토디텍팅 모듈들의 출력을 합산한 것을 제3Z/페이즈 신호라 하며, 상기 제3Z페이즈 신호와 상기 제3Z/페이즈 신호는 제7신호처리부(816)에 제공된다.
여기서, 상기 제3포토디텍팅 모듈 어레이(814)의 포토디텍팅 모듈들이 형성한 랜덤 코드 패턴과 상기 제7-2랜덤 코드 격자(820)가 전달하는 광이 형성하는 랜덤 코드 패턴이 서로 일치하는 경우에, 상기 광 전달을 지시하는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들로 입사되는 광이 최대가 되어 상기 제3Z페이즈 신호가 최대가 되고, 상기 광 차단을 지시하는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들로 입사되는 광이 최소가 되어 상기 제3Z/페이즈 신호가 최소가 된다.
즉, 상기 제7-1랜덤 코드 격자(810)와 제7-2랜덤 코드 격자(820)와 상기 제3포토디텍팅 모듈 어레이(814)의 랜덤 코드 패턴이 광 전달경로선상에서 일치되게 위치할 때에 상기 제3포토디텍팅 모듈 어레이(812)가 출력하는 제3Z페이즈 신호와 제3Z/페이즈 신호는 피크값을 가진다.
상기 제7신호처리부(816)는 상기 제3Z페이즈 신호에서 제3Z/페이즈 신호를 감산하여 출력하며, 이에 따라 상기 제3Z페이즈 신호와 제3Z/페이즈 신호의 피크는 강조함과 아울러 나머지 부분에 대해서는 상쇄되며, 이를 영점검출신호라 칭한다.
상기 제7신호처리부(816)는 상기 영점검출신호의 피크 검출에 따라 영점을 검출하고, 그에 따른 영점검출정보를 생성하여 상기 제7제어장치(802)로 제공한다.
그리고 제7-2그래이팅 플레이트(818)는 상기 제7-1랜덤 코드 격자(810)를 통해 전달되는 광을 수광하여 랜덤 코드에 따라 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제7-2랜덤 코드 격자(820)를 구비한다. 상기 제7-2랜덤 코드 격자(820)의 랜덤 코드패턴은 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드에 따르며, 이는 제7-1랜덤 코드 격자(810)와 동일하다
상기 제7-2랜덤 코드 격자(820)가 출사하는 광은 제7-1그래이팅 플레이트(808)의 제4윈도우(812)를 통해 제3포토디텍팅 모듈 어레이(814)에 입사된다.
이와 같이 본 발명의 제7영점검출장치는 격자들과 포토디텍팅 모듈 어레이의 랜덤코드 패턴이 광 전달경로선상에서 일치하도록 위치하는 경우에만 급격하게 상승하는 파형을 가질 수 있는 랜덤 코드에 대응되는 격자들 및 포토디텍팅 모듈 어레이를 구비함으로써, 정밀한 영점 검출을 가능하게 한다.
<제8실시예-랜덤코드에 부합되는 포토디텍팅 모듈 어레이를 구비하는 투과형 영점 검출 장치>
먼저 본 발명의 바람직한 제8실시예에 따르는 투과형 영점 검출 장치의 구성 및 동작을 도 14를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 제8실시예에 따르는 제8영점 검출 장치는 크게 제8영점검출부(900)와 제8-2그래이팅 플레이트(918)로 구성되며, 상기 제8영점검출부(900)와 상기 제8-2그래이팅 플레이트(918)는 서로 상대적으로 이동한다.
상기 제8영점 검출부(900)는 제8제어장치(902)와 제8LED 모듈 구동부(904)와 제8LED 모듈(906)과 제8-1그래이팅 플레이트(908)와 제4포토디텍팅 모듈 어레이(912)와 제8신호처리부(916)와 제4콜리메이트 렌즈부(922)로 구성된다.
상기 제8제어장치(902)는 상기 제8영점 검출 장치를 전반적으로 제어하며, 특히 제8LED 모듈 구동부(904)를 제어하여 제8LED 모듈(906)을 구동함과 아울러 제8신호처리부(916)를 통해 영점검출정보를 제공받아, 대상물에 대한 변위정보를 생성한다.
상기 제8LED 모듈 구동부(904)는 상기 제8제어장치(902)의 제어에 따라 제8LED 모듈(906)을 구동한다.
상기 제8LED 모듈(906)은 상기 제8LED 모듈 구동부(904)의 제어에 따라 인코히어런트한 광을 출사한다.
상기 제4콜리메이트 렌즈부(922)는 상기 제8LED 모듈(906)로부터의 입사되는 광을 시준하여 상기 제8-1그래이팅 플레이트(908)로 전달한다.
상기 제8-1그래이팅 플레이트(908)는 시준된 광을 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되는 격자에 의해 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제8-1랜덤 코드 격자(910)를 구비한다. 상기 제8-1랜덤 코드 격자(910)의 랜덤 코드는 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드이고, 상기 랜덤 코드는 1 또는 0의 값을 가지는 디지트들이다. 상기 랜덤 코드의 각 디지트는 격자를 통한 광의 전달 또는 광의 차단을 지시한다. 즉 상기 디지트들의 값 중 1을 광의 전달을 지시하는 값으로 정함과 아울러 0을 광의 차단을 지시하는 값으로 정할 수 있으며, 그 반대의 경우로도 정할 수 있다.
상기 제8-2그래이팅 플레이트(918)는 제8-1랜덤 코드 격자(910)를 통해 전달되는 광을 수광하여 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 대응되게 부분적으로 투과시켜 그래이팅하는 제8-2랜덤 코드 격자(920)를 구비한다. 상기 제8-2랜덤 코드 격자(920)의 랜덤 코드 패턴은 LFSR를 이용하여 생성된 랜덤 코드에 따르며, 상기 제8-1랜덤 코드 격자(910)의 랜덤 코드 패턴과 동일하다. 상기 제8-2랜덤 코드 격자(920)가 출사하는 광은 제4포토디텍팅 모듈 어레이(912)에 입사된다.
상기 제4포토디텍팅 모듈 어레이(912)는 제8-2랜덤 코드 격자(920)에 의해 부분적으로 반사되어 전달되는 광을 수광하고 그에 따른 신호를 출력한다. 여기서, 상기 제4포토디텍팅 모듈 어레이(912)는 제8-2랜덤 코드 격자(920)가 전달하는 광이 형성하는 랜덤 코드 패턴에 1:1 대응되게 포토디텍팅 모듈들이 배열된 것이며, 상기 랜덤 코드 패턴 중 1 또는 0, 즉 광 전달을 지시하는 값에 대응되는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력라인은 결합되어 상기 1에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력이 합산되어 출력되고, 상기 랜덤 코드 패턴 중 0 또는 1, 즉 광 차단을 지시하는 값에 대응되는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력라인도 결합되어 상기 0에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력이 합산되어 출력된다.
상기 광 전달을 지시하는 값을 가지는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들의 출력을 합산한 것을 제4Z페이즈 신호라 하고, 상기 광 차단을 지시하는 값을 가지는 포토디텍팅 모듈들의 출력을 합산한 것을 제4Z/페이즈 신호라 하며, 상기 제4Z페이즈 신호와 상기 제4Z/페이즈 신호는 제8신호처리부(916)에 제공된다.
여기서, 상기 제4포토디텍팅 모듈 어레이(912)의 포토디텍팅 모듈들이 형성한 랜덤 코드 패턴과 상기 제8-2랜덤 코드 격자(920)가 전달하는 광이 형성하는 랜덤 코드 패턴이 서로 일치하는 경우에, 상기 광 전달을 지시하는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들로 입사되는 광이 최대가 되어 상기 제4Z페이즈 신호가 최대가 되고, 상기 광 차단을 지시하는 디지트들에 대응되는 포토디텍팅 모듈들로 입사되는 광이 최소가 되어 상기 제4Z/페이즈 신호가 최소가 된다.
즉, 상기 제8-1랜덤 코드 격자(910)와 제8-2랜덤 코드 격자(920)와 상기 제4포토디텍팅 모듈 어레이(914)의 랜덤 코드 패턴이 광 전달경로선상에서 일치되게 위치할 때에 상기 제4포토디텍팅 모듈 어레이(912)가 출력하는 제4Z페이즈 신호와 제4Z/페이즈 신호는 피크값을 가진다.
상기 제8신호처리부(916)는 상기 제4Z페이즈 신호에서 제4Z/페이즈 신호를 감산하여 출력하며, 이에따라 상기 제4Z페이즈 신호와 제4Z/페이즈 신호의 피크는 강조함과 아울러 나머지 부분에 대해서는 상쇄되며, 이를 영점검출신호라 칭한다.
상기 제8신호처리부(916)는 상기 영점검출신호의 피크 검출에 따라 영점을 검출하고, 그에 따른 영점검출정보를 생성하여 상기 제8제어장치(902)로 제공한다.
이와 같이 본 발명의 제8영점검출장치는 격자들과 포토디텍팅 모듈 어레이의 랜덤코드가 시준된 광 전달경로선상에서 일치하도록 위치하는 경우에만 급격하게 상승하는 파형을 가질 수 있는 랜덤 코드에 대응되는 격자들 및 포토디텍팅 모듈 어레이를 구비함으로써, 정밀한 영점 검출을 가능하게 한다.
상기한 바와 같이 랜덤코드에 부합되는 포토디텍팅 모듈 어레이로부터 출력되는 광검출신호의 파형을 도시한 것이 도 15 및 도 16이다.
LFSR 비트수를 5로 정한 경우에 랜덤 코드는 1000 0101 0111 0110 0011 1110 0110 100으로 결정할 수 있다. 이 경우의 광 검출신호를 도시한 것이 도 15의 (a)이다. 상기 도 15의 (a)에 도시한 바와 같이 Z 페이즈 신호에서 Z/ 페이즈 신호를 감산하여 획득한 광 검출신호는 피크는 강조되고 나머지는 상쇄된다. 이와 같이 피크만 강조됨에 따라 영점 검출의 정밀도가 향상된다.
그리고 LFSR 비트수를 5로 정한 경우의 랜덤 코드인 1000 0101 0111 0110 0011 1110 0110 100을 2배 증가한 경우의 랜덤 코드는 1100 0000 0011 0011 1111 0011 1100 0000 1111 1111 1100 0011 1100 1100 000으로 결정할 수 있다. 이 경우의 광 검출신호를 도시한 것이 도 15의 (b)이다. 상기 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이 Z 페이즈 신호에서 Z/ 페이즈 신호를 감산하여 획득한 광 검출신호는 피크는 강조되고 나머지는 상쇄된다. 이와 같이 피크만 강조됨에 따라 영점 검출의 정밀도가 향상된다.
그리고 LFSR 비트수를 5로 정한 경우에 랜덤 코드는 0011 0100 1000 0101 0111 0110 0011 111로도 결정할 수 있다. 이 경우의 광 검출신호를 도시한 것이 도 16의 (a)이다. 상기 도 16의 (a)에 도시한 바와 같이 Z 페이즈 신호에 Z/ 페이즈 신호를 감산하여 획득한 광 검출신호는 피크는 강조되고 나머지는 상쇄된다. 이와 같이 피크만 강조됨에 따라 영점 검출의 정밀도가 향상된다.
그리고 LFSR 비트수를 6으로 정한 경우에 랜덤 코드는 0101 0110 0110 1110 1101 0010 0111 0001 0111 1001 0100 0110 0001 0000 0111 111로 결정할 수 있다. 이 경우의 광 검출신호를 도시한 것이 도 16의 (b)이다. 상기 도 16의 (b)에 도시한 바와 같이 Z 페이즈 신호에 Z/ 페이즈 신호를 감산하여 획득한 광 검출신호는 피크는 강조되고 나머지는 상쇄된다. 이와 같이 피크만 강조됨에 따라 영점 검출의 정밀도가 향상된다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예에서는 인코히어런트 광을 조사하는 LED를 광원으로 채용하는 경우만 설명하였으나, 원점 검출 정확도를 높이기 위해 코히어런트 광을 조사하는 레이저 등과 같은 광원을 채용하는 경우에도 적용될 수 있음은 본 발명에 의해 자명하다.
100 : 제1영점검출부
102 : 제1제어장치
104 : 제1LED 모듈 구동부
106 : 제1LED 모듈
110 : 제1-1랜덤 코드 격자
112 : 제1윈도우
116 : 제1-2랜덤 코드 격자
120 : 제1-3랜덤 코드 격자
122 : 제1포토디텍터
124 : 제1신호처리부

Claims (14)

  1. 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치에 있어서,
    광을 출사하는 광원,
    광원이 출사한 광을 입사받아 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 전달하는 제1랜덤 코드 격자,
    입사된 광을 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 전달하는 제2랜덤 코드 격자,
    상기 제2랜덤 코드 격자에 의해 전달되는 광을 검출하여 광 검출신호를 생성하는 광 검출 소자로 구성되는 영점 검출부; 및
    상기 영점 검출부와 상대 이동하며, 상기 제1랜덤 코드 격자에 의해 전달되는 광을 상기 랜덤 코드에 따라 부분적으로 상기 제2랜덤 코드 격자로 전달하는 제3랜덤 코드 격자;
    로 구성됨을 특징으로 하는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1랜덤 코드 격자는 입사된 광을 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 투과시키고,
    상기 제2랜덤 코드 격자는 입사된 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 반사시키고,
    상기 제3랜덤 코드 격자는 입사된 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 투과시킴을 특징으로 하는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1랜덤 코드 격자는 입사된 광을 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 투과시키고,
    상기 제2랜덤 코드 격자는 입사된 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 투과시키고,
    상기 제3랜덤 코드 격자는 입사된 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 투과시킴을 특징으로 하는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광원이 출사하는 광은 인코히어런트 광임을 특징으로 하는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 LED 모듈임을 특징으로 하는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광원과 상기 제1랜덤 코드 격자 사이에 위치하여 상기 제1랜덤 코드 격자로 입사되는 광을 시준하는 콜리메이트 렌즈부;를 더 구비함을 특징으로 하는 랜덤 코드를 이용한 영점 검출 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 랜덤 코드는 LFSR(Linear feedback shift register)을 통해 생성된 랜덤 코드임을 특징으로 하는 랜덤 코드를 이용한 영점 검출 장치.
  8. 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치에 있어서,
    광을 출사하는 광원,
    광원이 출사한 광을 입사받아 랜덤 코드에 따른 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 전달하는 제1랜덤 코드 격자,
    상기 랜덤 코드 패턴에 대응되게 다수의 광 검출 소자가 배열됨과 아울러 상기 랜덤 코드를 구성한 디지트들 중 동일한 값을 가지는 디지트들에 해당되는 광 검출 소자들의 출력값들을 각각 합하여 출력하는 광 검출 소자 어레이;
    상기 광 검출 소자 어레이로부터 다수의 출력신호를 제공받아 그 다수의 출력신호의 피크를 강조한 광 검출신호를 생성하는 신호처리부로 구성되는 영점 검출부; 및
    상기 영점 검출부와 상대 이동하며, 상기 제1랜덤 코드 격자에 의해 전달되는 광을 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 상기 광 검출 소자 어레이로 전달하는 제2랜덤 코드 격자;로 구성됨을 특징으로 하는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1랜덤 코드 격자는 입사된 광을 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 투과시켜 상기 제2랜덤 코드 격자로 전달하고,
    상기 제2랜덤 코드 격자는 입사된 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 반사시켜 상기 광 검출 소자 어레이로 전달함을 특징으로 하는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1랜덤 코드 격자는 입사된 광을 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 투과시켜 상기 제2랜덤 코드 격자로 전달하고,
    상기 제2랜덤 코드 격자는 입사된 상기 랜덤 코드 패턴에 따라 부분적으로 투과시켜 상기 광 검출 소자 어레이로 전달함을 특징으로 하는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 광 검출 소자 어레이는,
    상기 랜덤 코드의 디지트들 중 광을 전달함을 지시하는 값을 가지는 랜덤 코드의 디지트에 대응되는 광 검출 소자들의 출력들을 합하여 제1출력신호로 출력하고,
    상기 랜덤 코드의 디지트들 중 광을 차단함을 지시하는 값을 가지는 랜덤 코드의 디지트에 대응되는 광 검출 소자들의 출력들을 합하여 제2출력신호로 출력하고,
    상기 신호처리부는 상기 제1출력신호에서 상기 제2출력신호를 감산하여 영점검출신호를 생성함을 특징으로 하는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점검출장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 광원은 LED 모듈임을 특징으로 하는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 광원과 상기 제1랜덤 코드 격자 사이에 위치하여 상기 제1랜덤 코드 격자로 입사되는 광을 시준하는 콜리메이트 렌즈부;
    를 더 구비함을 특징으로 하는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 랜덤 코드는 LFSR(Linear feedback shift register)을 통해 생성된 랜덤 코드임을 특징으로 하는 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치.
KR1020120030461A 2012-03-26 2012-03-26 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치 KR101323165B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120030461A KR101323165B1 (ko) 2012-03-26 2012-03-26 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120030461A KR101323165B1 (ko) 2012-03-26 2012-03-26 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130108767A true KR20130108767A (ko) 2013-10-07
KR101323165B1 KR101323165B1 (ko) 2013-10-30

Family

ID=49631328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120030461A KR101323165B1 (ko) 2012-03-26 2012-03-26 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101323165B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113218425A (zh) * 2021-04-29 2021-08-06 苏州博瑞塔光电科技有限公司 基于Excel程序的编码器零位信号编码设计及验证方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH102717A (ja) * 1996-06-14 1998-01-06 Mitsutoyo Corp 原点検出装置および原点検出方法
JP4416544B2 (ja) * 2004-03-12 2010-02-17 株式会社ミツトヨ 光学式変位測定装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113218425A (zh) * 2021-04-29 2021-08-06 苏州博瑞塔光电科技有限公司 基于Excel程序的编码器零位信号编码设计及验证方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101323165B1 (ko) 2013-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9752901B2 (en) Scale and optical encoder
US10281301B2 (en) Reference mark detector arrangement
JP6641650B2 (ja) 絶対式の格子スケール
CN105806372A (zh) 编码器
US10823587B2 (en) Measurement encoder
JP2005522682A (ja) 光学エンコーダ
US10190892B2 (en) Encoder
CN105606033A (zh) 绝对式光栅尺、其主光栅及其测量方法
EP3052896A1 (en) Position measurement encoder
US10190893B2 (en) Encoder
KR101323165B1 (ko) 랜덤 코드를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치
US9689715B2 (en) Light source array used in an illumination portion of an optical encoder
KR101377687B1 (ko) 증가형 방식과 절대치 방식이 혼합된 광학 인코더
US10088341B2 (en) Photoelectric encoder
US20140353477A1 (en) Optical encoder
JP6427093B2 (ja) 光学式位置測定装置
KR101389046B1 (ko) 다수의 광 검출 소자가 배열된 광 검출부를 구비하는 광학 인코더
KR101289805B1 (ko) 랜덤 코드 및 프레넬 존 플레이트를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치
KR101323164B1 (ko) 핀홀 플레이트와 프레넬 존 플레이트를 이용한 광학 인코더의 영점 검출 장치
KR101377686B1 (ko) 이미지 거리와 오브젝트 거리가 상이한 광학 인코더를 위한 otf에 기초한 광학계 설계방법 및 그에 따른 광학 인코더
ES2357016T3 (es) Cabeza lectora para un dispositivo de lectura.
KR101308396B1 (ko) 이미지 거리와 오브젝트 거리가 동일한 광학 인코더를 위한 otf에 기초한 광학계 설계방법 및 그에 따른 광학 인코더

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: 20160907

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170719

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180801

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190717

Year of fee payment: 7