(57)【要約】  本発明による光エレクトロニクス角度測定装置は、位置コード（C1）を検出し、位置の走査信号を生成するための線状あるいは面状の走査装置により検出される位置コード（C1）を有するコード架体を備える。スキャンフィルム（F1）で形成された走査装置はコード架体を囲むように設けられるか、あるいは、コード架体が周囲に沿って走査装置を完全に囲むように設けられる。これにより、位置コード（C1）の大部分、特に全体の位置コード（ C1 ）が検出できるために、非常に正確な角度測定装置が提供することができる。
2009515176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸（Ａ、Ａ１、Ａ２、Ａ３）を囲むように設けられ、光学的に検出する位置コード（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を有するコード架体と、上記位置コード（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を検出し、上記コード架体との間の角度に関する位置の走査信号を生成する、光に対して感応性を有する線状または面状の少なくとも１つの走査装置と、を備えた、少なくとも１つの上記軸（Ａ、Ａ１、Ａ２、Ａ３）周りの少なくとも１つの角度を測定するための光エレクトロニクス角度測定装置であって、
上記走査装置が一体に構成され、そして、
上記走査装置が、少なくとも１つの自分自身の周囲に沿って、上記コード架体を完全に囲むように設けられているか、または、上記コード架体が、少なくとも１つの自分自身の周囲に沿って、上記走査装置を完全に囲むように設けられている
ことを特徴とする光エレクトロニクス角度測定装置。
【請求項２】
上記走査装置が、ホトダイオードまたはホトセルのような、複数の有機光検出器を備えていることを特徴とする請求項１記載の光エレクトロニクス角度測定装置。
【請求項３】
上記走査装置が、有機ホトダイオードの領域と、該領域と対応する有機トランジスタの領域とを有していることを特徴とする請求項２記載の光エレクトロニクス角度測定装置。
【請求項４】
上記走査装置が、柔軟性の走査フィルム（Ｆ１、Ｆ２）で構成されていることを特徴とする請求項１、２あるいは３記載の光エレクトロニクス角度測定装置。
【請求項５】
周囲方向に直角な方向に距離を置いて配置された複数の上記走査装置が設けられていることを特徴とする請求項１−４のいずれか一項に記載の光エレクトロニクス角度測定装置。
【請求項６】
上記位置コード（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）が、上記コード架体の側面（Ｍ、Ｍ１）に設けられていることを特徴とする請求項１−５のいずれか一項に記載の光エレクトロニクス角度測定装置。
【請求項７】
上記位置コードが、インクリメントコードの形式または絶対コードの形式で構成されていることを特徴とする請求項１−６のいずれか一項に記載の光エレクトロニクス角度測定装置。
【請求項８】
上記位置コードが、上記軸を包み込み、上記軸に沿って延在するような、らせん状コード（Ｃ３）の形式であることを特徴とする請求項１−７のいずれか一項に記載の光エレクトロニクス角度測定装置。
【請求項９】
上記コード架体を間接に、および／あるいは、直接に、照明をする光学照明装置を備えていることを特徴とする請求項１−８のいずれか一項に記載の光エレクトロニクス角度測定装置。
【請求項１０】
上記照明装置が、１つまたは複数の、発光ダイオード（Ｄ）のような光源を有していることを特徴とする請求項９記載の光エレクトロニクス角度測定装置。
【請求項１１】
上記照明装置が、上記コード架体を内側から、または、外側から、照明するように、配置されていることを特徴とする請求項９あるいは１０記載の光エレクトロニクス角度測定装置。
【請求項１２】
上記位置コードが、自己照明するコードの形式であることを特徴とする請求項１−８のいずれか一項に記載の光エレクトロニクス角度測定装置。
【請求項１３】
上記位置コードが、複数の有機発光ダイオードを備えていることを特徴とする請求項１２記載の光エレクトロニクス角度測定装置。
【請求項１４】
請求項１−１３のいずれか一項に記載の光エレクトロニクス角度測定装置を有していることを特徴とする測地計測装置。
【請求項１５】
有機光検出器の領域と、該領域と対応する有機トランジスタの領域とを有するプラスチック製フィルムで形成された走査フィルムにより構成される走査装置を備えていることを特徴とする光エレクトロニクス角度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの軸の周りの少なくとも１つの角度を測定するための光エレクトロニクス角度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
方向や角度を測定することは、例えば、測地用および工業用の測量のような多くの分野で必要とされている。機械的な読みによる角度測定技術の発展は、今日の従来技術において、完全な自動角度測定に向かうものである。オートメーションにより、高精度の測定は達成可能であり、観測時間は短縮可能であり、測定値が直接に記録でき、デジタル形式でさらに処理することができる。
【０００３】
公知の角度測定装置は、一般に、いわゆる目盛円周と走査装置とを備えている。目盛円周は、コード架体の形に形成されており、この円周上での位置を決定するために目盛あるいはコーディングを有している。目盛あるいはコーディングで角度を測定するために形成された装置は、コード架体あるいは目盛円周として以下のようになっている。コーディングは、コード架体の、円周あるいは側面の１つの面に設けられている。
【０００４】
角度の自動測定のために、軸の周りの走査装置に対して回転可能なコード架体は、異なる技術により走査される。公知の走査方法は、電気―磁気、電気、そして光エレクトロニクス的な方法である。以下の実施例は、光エレクトロニクス走査方法と走査装置に関している。
【０００５】
０度から３６０度の角度を測定するために、コーディングは、通常、全周に配置される。この全周の角度の分解能は、コーディングのタイプとそのコーディングを読み出すために使用される走査装置によって決定される。例えば、複数のトラックでコードを設けたり、あるいは、より精細な目盛により、角度の分解能を、製造とコストからの限界に達するまで増大させることができる。コードを読み出すために、目盛円周の上に１つ以上の走査素子を設けることが知られている。走査素子として、ＣＣＤ線状アレーまたはＣＣＤ面状アレーが代表的な例である。
【０００６】
このような走査装置は、小さなコード範囲だけを走査できるので、必要な精度の測定、例えば、測地用途で、３ｍ未満の範囲での測定を達成するために開発されている。このように、粗い測定に精密な測定を組み合わせること、あるいは、補間法と計算評価による必要な解法に到達し、測定誤差を低減することが一般的である。ここにおいて、角度測定装置は、多重走査のための、追加のコーディング、走査格子または複数のスキャナを備える。しかし、このような既知の解決は、技術的に複雑で、高価であるか、または、測定の精度と速度との間の妥協が存在する。
【０００７】
図１は、従来例による角位置を設定するための装置である。この装置は、インクリメント線目盛と４つのゼロマークＮとを有する目盛円周ＴＫおよび４つの走査ユニットを備える。走査ユニットとして、互いに直径方向に反対の２つの対のホト素子と、互いに反対の２つの対のゼロマークＮとが、特に循環周期誤差を避けるために、正確な角度を設定するため、設けられている。
【０００８】
従来例による、別の光電子角度測定装置を、図１Ｂに示す。この角度測定装置は、粗い絶対的な角度測定のために形成されている。この目的のために、目盛円周TK'が、５つの同心円のコードトラックで、設計されている。トラックを走査するために、５つの発光ダイオードLDと５つのホトダイオードPDが、遮光体として、円周の反対側に円周方向に垂直に配置されている。光透過率あるいは、それぞれのコードトラックの不透過率に応じて、信号（明暗）が生成され、それから、バイナリ文字（1/0）が生成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、一般的に必要とされる測定精度を維持しながら、技術的な複雑さを低減することを可能とする角度測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、この目的は、請求項１あるいはその従属の請求項に規定された主要件により達成され、または、その解決はさらに発展される。
【００１１】
本発明によると、角度測定装置は、光学的に検出可能な位置コードを備えるコード架体、および光感応な線状あるいは面状の形で設けられた走査装置を備え、このコード架体の比較的大きなコード領域は、全コード領域であり、走査装置により同時に検出することができる。したがって、第一に、位置の測定が、あまり複雑でないコードにより可能であり、第二に、明確な位置測定に必要とされる以上の大きな領域を検出することにより、冗長性のある情報を得ることができる。追加の測定情報により、信頼性のある測定が確保される。さらに、測定の精度は、より大きなコード領域の検出と共に増大し、非常に多くの測定値を統合することで、３６０度の領域が可能となる。
【００１２】
前述のようなコードの領域の検出は、走査装置がコード架体を完全に囲む、または、コード架体が走査装置を完全に囲むように、コード架体のコードを配置する内周あるいは外周に沿って配置されるように、形成された走査装置により成される。走査装置はコード架体を完全に囲む、あるいは、コード架体が少なくとも１つの円周に沿って走査装置を囲むことは、有利である。本発明の内容において、コードの領域は、単一の点、あるいは、バーのような線状の素子を意味すると理解されるべきであろう。
【００１３】
コード架体と走査装置の配置は、それらの間の相対回転運動が可能なように成される。その回転運動は、コード架体のおよび／あるいは走査装置の少なくとも１つの軸の周りに位置する。一般的に、コード架体と走査装置とは同じ軸を囲む。コード架体は、たとえば、回転軸である軸に対し回転し、そして、走査装置が固定位置にあり、角度が検出される素子と一体に回転するか、あるいは、コード架体が固定され、走査装置が回転するように、配置される。
【００１４】
コード架体あるいは目盛円周は、例えば円筒または中空のシリンダーの形状の、円形断面を有する幾何学的形状を備える。コード架体は、円形の部品に形成される。コード架体は、ガラス、プラスチックまたはその他の光学的に透明な素材で形成され、スリットおよび／または穴を有する部分が不透明な素材で成形される。光学的測定がコード架体による反射による光学的信号によって影響を受けるならば、光学的に不透明な素材による形成は可能である。本発明の有利な実施例において、光学的に検出可能な位置コードは、コード架体の周の領域であり軸に平行な側面の領域に設けられる。用語、位置コードは、光学的に検出可能な手段と要約でき、光学的に検出可能な手段により、位置に拠る信号を生成することが可能である。位置との関連は、コーディングあるいは検出位置から引き出すことができる。絶対または相対位置は、信号を元に、間接的あるいは直接的に測定することができる。
【００１５】
位置コードは、円周方向および／あるいは軸方向に離れた複数のマークで構成され、または、信号マークだけで構成される。側面に設けられたあるいは位置コードとして表面に設けられた線状目盛が、インクリメントの線状目盛の場合に測定の相対値のためのコード架体を与える。多くの場合、このようなコード架体は、粗い目盛と精細な目盛とを与える。絶対測定値を与えるよう形成されたコード架体は、絶対コードで設計されている。このコードは、配置可能であり、または、特にフォトリソグラフィーによって、コード架体の側面の上に、１つまたは複数の同心円状のトラックに設けられる。同様に、側面は、例えば軸をらせん状に囲むコードのように、円周方向と軸方向に延在するコードを有する。
【００１６】
コード架体のコーディングの設計の可能な範囲は、本発明による角度測定装置の走査装置とコード架体により増大し、円周に、特に全周に沿って、互いに関連するよう配置される。コーディングのタイプは、複雑さ、コスト効率、測定精度および／あるいはエラー検出の視点に従って選ぶことができる。
【００１７】
コード保持円周の特に３６０度あるいはほぼ３６０度の範囲、または、図６のように、多くの角度の配置が可能な、大きな角度範囲が検出できるようにコード架体の内周または外周のコード保持円周に沿って配置される走査装置を備える角度測定装置は、単純化されたコード架体あるいはコードを有する。３６０度走査装置の場合、コードは、点または線状に縮小することができる。走査装置を校正した後、走査装置の位置コードの検出位置から位置情報を導くことが可能である。また、位置コードを、線状のような単一コード要素の形式で、または、コード架体を線状素子として設計することが可能である。
【００１８】
比較的大きな、特に、コード保持するコード架体領域全部を検出することにより、角度の測定を高精度に行うことができる。インクリメントコードの場合、対応するよう特徴付けられた開始位置と終了位置を決定することが常に可能である。例えば、円周の目盛の誤差のような誤差の起因が測定可能であり、全体あるいはほぼ全体の目盛円周コーディングのマッピングにより修正することができる。全マッピングの場合は、固有コード指定が、常に確認され、その結果、上述したようにコード素子を省くことができる。本発明による角度測定装置において、あまり複雑なコードを有するコード架体を使用することが可能となり、製造を容易にし、コストを低減する。
【００１９】
コード架体の位置コードが、照明装置によって光感応型の走査装置上に提供されるように、光放射により投射される。光感応の線状に形成された走査装置は、円周方向に線状に配置された光感応の領域を有する。光感応な領域は、コード架体の円周と軸方向に線状に形成され、特に、マトリックス形状に配置された領域により形成される。
【００２０】
光感応の領域は、たとえば、光感応性の有機ホトダイオードである。多数の有機ホトダイオードを有する透明性ポリマーのマトリックスで形成することにより、柔軟性のある透明な、あるいは、部分的に透明性な走査フィルムを設けることができる。コード架体に対応するようにフィルムを配置すると、そのコード架体に入射する光放射が検出され、その放射は、コード架体およびコードの設計に依存し、光感応型の領域により反射あるいは送信される放射である。たとえば、反射あるいは送信された光が、光感応型の領域として多数の有機ホトダイオードにより受信され、電圧として出力する。その電圧値は、デジタル化され、デジタル値としてさらに処理される。このような走査フィルムが大量生産できるので、その結果、非常に経済的で高精度の走査装置をもたらす。
【００２１】
走査装置として適している走査フィルムが、たとえば、この応用に関連する内容を含む科学専門誌OLE （光＆レーザーヨーロッパ）２００５年２月版の２２、２３ページにある記事「包み込まれた曲面を有するポケットスキャナ」に記述されている。「シート状イメージスキャナ」または「イメージスキャナフィルム」として参照されるこの走査フィルムは、薄いプラスチックフィルムの形状である。この走査フィルムは、たとえば、光感応型の有機ホトダイオードの領域を有する第１のフィルムと、有機トランジスタの領域を有する第２のフィルムとを備え、このフィルムが銀ペーストにより接続されている。ホトダイオードマトリックスとトランジスタマトリックスは、複数の、例えば数１０００のホトダイオードおよびトランジスタとをそれぞれ有している。これらのマトリックスは、それぞれホトダイオードおよびトランジスタを有するセンサセルが形成されるように互いに重ねて配置される。この有機半導体を使用することにより、例えば印刷あるいは気相成長法を用いて、単純で、大きな面積の生産と、堅牢で柔軟な最終製品の可能性を与えられる。走査フィルムは、この応用に関連する内容のある２００４年１２月IEEE国際電子デバイス会議ダイジェストの技術論文（IEDM）のページ３６５−３６８に公開された、T.Someya他による「有機電界効果トランジスタと有機ホトダイオードと統合された大面積、可撓性軽量のシート状スキャナ」の記事に記述されている。
【００２２】
上述したように、走査装置は、その走査装置がコード領域を完全に囲むように、あるいは、コード領域がその走査装置を完全に囲むように、コード架体のコード面に対して配置される。囲む走査装置の場合、用語「囲む」は、コード架体の囲まれた周囲領域が、走査装置の周囲領域により規定される空間内に投影され、２つの周囲領域が接することなく距離を置いて互いに向き合い、中間の空間を形成するように、走査装置の周囲領域がコード架体の周囲領域を囲む配置を意味すると理解すべきである。３６０度の完全な囲みの２つの周囲領域は、２つの同心円の断面で表すことができる。
【００２３】
走査装置とコード架体の配置の可能性は、たとえば、その全周囲に沿ってコード架体を囲む走査装置から構成される。同様に、コード架体は、周囲に沿って走査装置を囲むことができる。本発明の実施例の１つにおいて、走査装置は、一体に形成され、周囲に沿ってコード架体を完全に囲む。特に、走査装置は、角度測定に関連し、少なくとも周囲領域に沿ってコード架体を囲む。複数の部品が一列にあるいは少し距離を開けて配置され、一体に走査装置として動作するならば、完全にあるいはほぼ完全に囲むことが、複数部品の走査装置として実現されるであろう。また、粗くおよび精密にコードトラックを、そして／または、回転運動からずれた相対運動を検出するために、周方向を横切るように配置された複数の走査装置を設けることができる。回転軸に平行なその領域において、コード架体と走査装置は、互いに対向し、あるいは、異なる。回転軸の方向の動作は、走査装置を用いて検出可能であり、その次元は、コード架体の次元を上回っている。
【００２４】
周囲の光による位置コードを光学的に検出することは、対応して大きな量の周囲の光を受け、コード架体と走査装置とを備える本発明による光学的角度測定装置を可能にする。しかし、角度測定装置は一般的に測定装置に統合されてしまうので、照明装置が、通常、設けられる。これは、光学的に透明な、あるいは、部分的に透明なコード架体の中心に配置され、その内側から照明することができる。コード架体の周囲の周りの外側に配置された走査装置は、送信された光を検出し、それで、いわゆる伝送光法により、走査が有効となる。伝送光法において、コード架体、たとえば、ガラスの円筒は、光の透明な領域と不透明な領域でコード化されている。コーディングは一方の側から照明され、走査装置は、受信装置として他方に配置される。したがって、コード架体は、照明装置と受信装置との間に存在することになる。しかし、対照的に、走査のために、いわゆる反射光法を使用することができる。反射光法のために、照明、受信装置は、コード架体と同じ側に配置される。部分的に反射するように形成され、あるいは、異なる反射特性を有しているので、異なるビーム輝度が表示される。
【００２５】
走査装置が、たとえば、光感応の領域の間に光学的に透明な領域で、光学的に透明あるいは部分的に透明である場合、コード架体が少なくとも部分的に透明な走査装置を通して照明されるように、反射光技術を使用することができる。この照明は、コード架体と走査装置との間のスペース内に、斜めにすることができる。照明の可能性あるいは照明の配置の可能性は、動作例として図に示す。
【００２６】
レーザダイオード、光ファイバ、拡散放射のような、照明装置の選択は、生産および／あるいはコストの視点により、当業者によってなされる。この選択は、一般的には、コード架体と走査装置に対する照明装置の望ましい配置に依存する。
【００２７】
本発明による角度測定装置に使用する分野は、方位と角度の測定の機能を有する測地計測装置を含む。したがって、たとえば、セオドライトは、水平と垂直の角度を非常に高い精度で測定することができるように、水平と垂直の目盛円周と対応する読み取り装置を装備することができる。
【実施例１】
【００２８】
図２は、本発明による角度測定装置に使用することができるコード架体の実施例を示す。このコード架体は、軸Aのまわりを回転可能な円形ディスクKSの形状であり、コードが、この円形ディスクKSの周囲領域、側面領域Mに沿って設けられている。このコードは、例として単純化して示されている。
【００２９】
図３Ａ−３Ｊは、本発明による角度測定装置の、コード架体と走査装置の異なる形、配置を示しており、互いに関連して記述される。
【００３０】
図３Ａにおいて、コード架体は、周囲の領域で側面の領域M1に設けられた位置コードC1を有するディスクの形状である。走査装置として、光感応な、平面のスキャンフィルムが、周囲全体に沿ってコード架体を囲んでいる。図３Ｂは、全周囲に沿って光感応な領域の形で、スキャンフィルムF2を囲むコード架体を示している。このスキャンフィルムF2は、コード架体の内側の周囲に沿って配置され、回転ディスクDSの周囲の領域、側面の領域に固定されている。回転ディスクDSは、記憶電子装置および／あるいは評価装置のような電子装置をさらに備える。したがって、コード架体は、内側の周囲に沿って位置コードC2を保持している。図３Ａと３Ｂにおいて、コード架体とスキャンフィルムF1とF2が互いに同心円状に配置され、それで、コード架体の周囲領域が、スキャンフィルムF1の周囲領域により規定されたスペース内にあり（図３Ａ）、あるいは、スキャンフィルムF２の周囲領域が、コード架体の周囲領域により規定されたスペース内にあり（図３Ｂ）、コード架体とスキャンフィルムF1、F2が、スペースにより分離されている。スキャンフィルムF1とF2は、それぞれ、マトリックス形状の複数の有機ホト検出器（図示せず）を有し、一体であり、コード架体の材料は、プラスチックである。
【００３１】
図３Ｃから図３Ｅにおいて、光感応な領域を有するプラスチックフィルムが、コード架体の周りに配置され、プラスチックフィルムとコード架体がそれぞれ軸A1またはA2またはA3の周囲に配置される。 図３Ｃの光感応な線状に形成されたプラスチックフィルムS1は、コード架体の全周囲に配置され、軸方向について、コード架体よりも小さい寸法を有する。
【００３２】
図３Ｄに示されたコード架体は、線状に形成され、有機ホトダイオードと有機トランジスタを有する複数の光感応型センサセルで形成された線状の操作装置S1'により全周囲を囲まれている。このような実施例は、非常に小さな軸方向の寸法を有する装置を提供する。ここでは、線状の目盛が、コード架体にインクリメントコードとして適用されている。
【００３３】
図３Ｅの平面フィルムS2の軸方向における寸法は、コード架体の寸法よりも大きい。この実施例を用いて、軸A3の方向におけるコード架体の不要な動きが特に容易に検出可能となる。
【００３４】
図３Ｃ、３Ｄ、３Ｅのすべてにおいて、走査装置はコード架体を囲んでおり、コード架体は、走査装置の周囲の領域により規定されるスペースに存在する。この周囲の領域により規定されたスペースは周囲の領域により囲まれたスペースであり、また、このスペースは、コード架体あるいは走査装置の軸A1またはA2またはA3を囲む。このように、本発明による角度測定装置は、例えば、測定の精度、装置のコンパクトさ、コストと製造の複雑さのような、望まれる／好ましい特性に従って形成され、配置される。
【００３５】
図３Ｆ-３Ｊは、コード架体と走査装置の更なる実施例を示し、走査装置は、少なくとも１つの周囲に沿ってコード架体を完全に囲む。
【００３６】
図３Ｆにおいて、コード架体は、円筒形の回転体Z1の形に形成され、この回転体Z1は、円筒部の側面の領域ZMの上に位置コードとしてスパイラルコードC3を保持している。走査措置として検出フィルムS3が、全高さと全周囲に沿って、回転体Z1を囲んでいる。
【００３７】
図３Ｇにおいて、走査装置は、中空の円筒状のコード架体Z2の周りに配置されている。走査装置は、フィルムS4、S5、S6の形に形成され、それぞれのフィルムS4、S5、S6は、有機ホトダイオードの領域とそれに対応する有機トランジスタの領域とを有する。フィルムS4、S5、S6は、周囲に沿って中空の円筒形のコード架体２２を完全に囲み、その周囲方向を横切り距離を開けて配置されている。さらに、照明素子Bが示されている。照明素子Bは、粗い、光学的に透明なベースプレートを有しており、照明装置Bの光源からの光が、拡散器として作用するベースプレートを介し中空の円筒の内部に拡散し、散乱する。したがって、コード架体は、内側から一様に照明され、フィルムS4、S5、S6を使用する伝送光法により走査される。前の実施例と比較すると、図３Ｆと３Ｇのコード架体と走査装置との実施例は、より小さな直径と、軸方向により大きな延長を有する。長い照明装置、たとえば光ファイバは、本発明による角度測定装置の形成に、任意に使用される。
【００３８】
図３Ｈ、３Ｉ、３Ｊは、光感応な線状の走査装置を有する球面コード架体を示す。それぞれのコード架体に設けられたコードは、表示されていない。それぞれのコード架体の取り付けは、図示されていない。コード架体は、例えばボールジョイントとして取り付けられる。図３Ｈの走査線Lは、周囲に沿ってコード架体を完全に囲っている。図３Ｉにおいて、第１走査線L1はコード架体の第１の周囲の周りに配置され、第２の走査線L2は第２の周囲の周りに、第３の走査線L3は第３の周囲の周りに配置される。同様に、図３Ｊは、それぞれが周囲に沿ってコード架体を囲み、周囲方向を横切り距離を開けて配置される３つの走査線L4、L5、L6を示す。
【００３９】
図４Ａから４Ｄは、配置がさまざまな、本発明による角度測定装置のための照明装置を示す。この照明装置は、発光ダイオードとしての例により単純に示されており、もちろん、これは非常に広い放射源の範囲を使用することが可能であり、照明装置は大きく異なるように形成することも可能であり、 例えば、レンズや拡散器のような光学素子をさらに備えることもできる。
【００４０】
図４Ａの目盛円周T1は、内側から照明される。目盛円周T1の材料は、ここではガラスである。コードの保護のために、ガラスの円周を保護層で覆うことができるし、あるいは、保護ガラスをその上に接着接合することができる。円周は、円周内の中心に配置された発光ダイオードDにより均一に照明される。コードにより影響された光の信号を受信する光感応スキャンフィルムF3の方向に、目盛円周を通り、内側から外側に、光が通過する。このような装置の代替の照明は、例えば、有機発光ダイオードを有する自己照明型のコードを用いて実現することができる。
【００４１】
図４Ｂにおいて、目盛円周T2は、内側のスキャンフィルムF4を同心円状に囲む。照明は、装置の中心部から成される。スキャンフィルムF4は、光に不透明な生命感応型センサ素子の間に光に透明な領域を有し、そのため、中心に位置付けられた発光ダイオードDの光が、フィルムを通過し目盛円周T2の側面の表面に通り、そこで反射する。フィルムにおける光に感応な領域、センサ素子は、位置に拠る走査信号として、反射された放射を受信する。
【００４２】
図４Ｃは、外側の照明を用いた構成図を示しています。２つの発光ダイオードDが、測定装置の円周に沿って配置され、順々に光学的に部分的に透明になるよう形成され、コード構造により反射された信号を受信するフィルムF5をとおり、コードを照明する。
【００４３】
図４Ｂの照明装置は、中空の円形のコード架体HとフィルムF6を照明するために、中間の空間に斜めに放射する2つの発光ダイオードDを備える。このタイプの照明は、反射光法に対応している。斜めに入射する放射線は、中空の円周のコードのある内側の周囲で、フィルムF6に向かって反射される。
【００４４】
もちろん、図４Ｃと４Ｄの動作例での照明装置として、１つあるいは複数の光源を使用することができる。
【００４５】
図５Ａから５Ｄは、本発明による角度測定装置のコード架体と走査装置の可能な配置のための４つの動作例を概略図で示している。もちろん、複数のさらに代替可能な配置が可能である。
【００４６】
図５Ａは、コード架体ディスクCSを完全に囲む、統合された走査装置F7を示す。図５Ｂにおいて、走査装置は、３つの部分構成を有し、コードディスクCS'の周りに配置されている。この３つの部分１、２と３は、それぞれ、全部の囲む角度がほぼ３６０度となる囲み角度にて、部分的な周囲に沿って、コードディスクCS'を囲み、それにより、コードディスクCS'が周囲に沿ってほぼ完全に囲まれる。図５Ｃは、２つの部分１´と２´を備える走査装置を示している。この２つの部分は、それぞれ、円筒形のコード本体CKの半分を側面において囲み、このコード本体CKは、走査装置によりほぼ完全に囲まれる。この部分１´と２´のそれぞれの囲み角度はほぼ１８０度である。それぞれ、部品がちょうど１８０度を囲み、走査装置は、この２つの部分を備え、周囲に沿ってコード架体を完全に囲む一体の走査装置として、機能する。図５Ｄは、内側の走査装置F8を完全に囲む中空の円筒形のコード本体CK'の代替の配置を示す。完全に囲むことは、全コードの統合を可能とすることにより、測定の分解能が増大する。
【００４７】
図６Ａと６Ｂは,本発明による角度測定装置の二つの動作例を示す。それにより、対向する軸受内のボールジョイントの角度位置が測定できる。図６Ａにおいて、ボールジョイントGは、コード架体に形成され、それぞれが、周囲に沿ってボールジョイントを囲むフィルム線FZを有する軸受LAが、走査装置として形成される。図６Ｂにおいて、軸受LA'はコード架体であり、フィルム線FZ'により囲まれたジョイントG'は走査装置である。もちろん、それぞれのフィルム線は、代替のあるいは更なる周囲、例えば、それぞれに示された方向を横断する周囲に沿って配置することができる。
【００４８】
走査フィルム素子を有するボールジョイントのデザインは、フィルム要素を凹部に設けることにより、溝状のへこみを有するボールジョイントを用いて成される。また、互い違いの深さでコード素子を配置することもできる。フィルムあるいはコード素子を有する軸受の設計は、類似の方法で可能となる。このような実施例を用いて、フィルムとコード素子の軸受摩擦は、避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】Ａは、従来例による、４つの走査装置を有する第１の角度測定装置を示す。Ｂは、従来例による、５つの照明ダイオードとホトダイオードを有する第２の角度測定装置を示す。
【図２】本発明による角度測定装置のためのコード架体の実施例を示す。
【図３】Ａ−Ｊは、コード架体と走査装置の代替の配置と形状を有する、本発明による角度測定装置の実施例を示す。
【図４】Ａ−Ｄは、本発明による角度測定装置の照明装置の有り得る配置を、４つの部分図で示す。
【図５】Ａ−Ｄは、コード架体と走査装置の有り得る配置を、４つの部分図で、概略的に示す。
【図６】Ａは、ボールジョイントの角度位置を測定するための、本発明による角度測定装置の第１の動作例を示す。Ｂは、ボールジョイントの角度位置を測定するための、本発明による角度測定装置の第２の動作例を示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図３Ｉ】
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【図３Ｊ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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