(57)【要約】  回転を測定するための光学エンコーダ１８が提供される。光学エンコーダ１８は、回折格子トラックおよび指標トラック２４を有する光学ディスク２０を含む。指標トラック２４は、回折格子トラックから径方向内方に配置されている。回折格子トラックは、交互する明／暗のパターンを作り出す、複数の等間隔の線２６を有する。指標トラック２４は、少なくとも２つのシーケンス３６を有するパターンを含み、少なくとも２つのシーケンス３６は、指標トラック２４の直径に対して均等に離間されており、シーケンス３６のそれぞれは、少なくとも１つのマークを有し、また、シーケンス３６のそれぞれは、他のシーケンス３６とは異なる数のマークを有する。
2018513385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学エンコーダであって、
回折格子トラックおよび指標トラックを有し、前記指標トラックが前記回折格子トラックから径方向内方に配置されている光学ディスク
を備え、
前記回折格子トラックが、交互する明／暗のパターンを作り出す複数の等間隔の線を有し、
前記指標トラックが、少なくとも２つのシーケンスを含むパターンを有し、前記少なくとも２つのシーケンスが、前記指標トラックの直径に対して均等に離間されており、前記少なくとも２つのシーケンスのそれぞれが、少なくとも１つのマークを有し、前記少なくとも２つのシーケンスのそれぞれが、他のシーケンスのそれぞれとは異なる数のマークを有することを特徴とする光学エンコーダ。
【請求項２】
請求項１に記載の光学エンコーダであって、各シーケンスが図心を含み、前記図心が、前記光学ディスクに対して互いに角度的に均等に離間されていることを特徴とする光学エンコーダ。
【請求項３】
請求項２に記載の光学エンコーダであって、前記少なくとも２つのシーケンスが、８つのシーケンスを含み、各シーケンスの前記図心が、隣接するシーケンスから４５度離れて配置されることを特徴とする光学エンコーダ。
【請求項４】
請求項３に記載の光学エンコーダであって、前記８つのシーケンスが、
１つのマークを有する第１のシーケンス、
２つのマークを有する第２のシーケンス、
３つのマークを有する第３のシーケンス、
４つのマークを有する第４のシーケンス、
５つのマークを有する第５のシーケンス、
６つのマークを有する第６のシーケンス、
７つのマークを有する第７のシーケンス、および
８つのマークを有する第８のシーケンス
を含むことを特徴とする光学エンコーダ。
【請求項５】
請求項４に記載の光学エンコーダであって、前記パターンが、複数のシーケンスを時計回りの方向に第１のシーケンス、第７のシーケンス、第３のシーケンス、第５のシーケンス、第４のシーケンス、第６のシーケンス、第２のシーケンス、および第８のシーケンスの順序で配置した状態で配置されることを特徴とする光学エンコーダ。
【請求項６】
請求項２に記載の光学エンコーダであって、前記少なくとも２つのシーケンスが、１２個のシーケンスを含み、各シーケンスの前記図心が、隣接するシーケンスから３０度離れて配置されることを特徴とする光学エンコーダ。
【請求項７】
請求項２に記載の光学エンコーダであって、前記シーケンスが、隣接するシーケンスの縁部間の距離を最大化するように配置されることを特徴とする光学エンコーダ。
【請求項８】
請求項２に記載の光学エンコーダであって、
前記回折格子トラックに隣接して配置された光源と、
前記回折格子トラックから縞を検出するように配置されたセンサと、
前記指標トラックに反射した前記光源からの光を受信するように配置された光検出器とをさらに備え、
前記光検出器が検出器長さを有する
ことを特徴とする光学エンコーダ。
【請求項９】
請求項８に記載の光学エンコーダであって、シーケンスの長さが、マークの幅＋（前記シーケンス内のマークの数−１）＊隣接するマークの図心間の距離、に等しいことを特徴とする光学エンコーダ。
【請求項１０】
請求項９に記載の光学エンコーダであって、隣接するマークの図心間の前記距離が、縞の総数／指標シーケンスの数に等しいことを特徴とする光学エンコーダ。 
【請求項１１】
請求項９に記載の光学エンコーダであって、各マークが、側辺が前記光学ディスクの中心から径方向に延びている台形の形状を有することを特徴とする光学エンコーダ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光学エンコーダであって、前記光学ディスクの中心に最も近い前記マークの端部が８３．６０ｕｍの幅を有し、対向する端部が９４．６５ｕｍの幅を有することを特徴とする光学エンコーダ。
【請求項１３】
回転運動を判定する方法であって、
回折格子トラックおよび指標トラックを有するエンコーダディスクを用意するステップであって、前記回折格子トラックが、交互する明／暗のパターンを作り出す複数の等間隔の線を有し、前記指標トラックが、複数のシーケンスを含むパターンを有し、前記複数のシーケンスが、前記指標トラックの直径に対して均等に離間された図心を有し、前記複数のシーケンスのそれぞれが、少なくとも１つのマークを有し、前記複数のシーケンスのそれぞれが、他のシーケンスのそれぞれとは異なる数のマークを有する、ステップと、
前記エンコーダディスクを光で照らすステップと、
回折された前記光をセンサで検出するステップと、
前記センサにより縞信号を生成するステップと、
前記複数のシーケンスのうちの第１のシーケンスの第１の縁部を検出するステップと、
前記第１のシーケンスの第１の長さを判定するステップと、
前記第１の長さに少なくとも部分的に基づいて、前記エンコーダディスクの第１の角度位置を判定するステップと、
前記複数のシーケンスのうちの第２のシーケンスの第２の縁部を検出するステップと、
前記第２のシーケンスの第２の長さを判定するステップと、
前記第２の長さに少なくとも部分的に基づいて、前記エンコーダディスクの第２の角度位置を判定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、前記縞信号を生成するステップが、前記エンコーダディスクの回転に応答して複数の縞信号を生成するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の方法であって、前記第１の長さを判定するステップが、前記第１の縁部を検出するステップと前記第１のシーケンスが前記光を光検出器上に反射している間に生成された前記複数の縞信号の数とに少なくとも部分的に基づくことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、前記第１のシーケンスが、少なくとも１つの反射マークを含み、前記第２のシーケンスが、少なくとも２つの反射マークを含み、前記第１のシーケンスおよび第２のシーケンスが、異なる数の反射マークを有することを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、前記第２のシーケンスの前記少なくとも２つの反射マークが、前記光検出器の検出器長さ以下の距離だけ離間されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、前記第２のシーケンスの前記長さが、前記少なくとも２つの反射マークのマーク幅＋（前記シーケンス内の反射マークの数−１）＊前記少なくとも２つの反射マークの隣接するマークの図心間の距離に等しいことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、前記複数のシーケンスが、８つのシーケンスを含み、前記８つのシーケンスが、１つのマークを有する第１のシーケンス、２つのマークを有する第２のシーケンス、３つのマークを有する第３のシーケンス、４つのマークを有する第４のシーケンス、５つのマークを有する第５のシーケンス、６つのマークを有する第６のシーケンス、７つのマークを有する第７のシーケンス、および８つのマークを有する第８のシーケンスを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、前記パターンが、前記複数のシーケンスを時計回りの方向に第１のシーケンス、第７のシーケンス、第３のシーケンス、第５のシーケンス、第４のシーケンス、第６のシーケンス、第２のシーケンス、および第８のシーケンスの順序で配置した状態で配置されることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１７に記載の方法であって、隣接するシーケンス間の角距離を最大化するように前記指標トラックに対するシーケンスの順序を選択するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、光学エンコーダ、および複数の指標マークを含む光学エンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学エンコーダは、角変位を測定するために使用され得るデバイスである。典型的には、これらのデバイスは、回折光の縞パターンにおける偏移を検出する。これらのデバイスには高精度が求められることが多い。多くの従来型のデバイスは、それらの精度、信頼性、較正、および大量生産のし易さを限定するという問題を有する。それらのデバイスは一般に、微細な解像度が必要とされる場合には高価である。
【０００３】
一部の用途では、回転量だけでなく、ホーム位置またはゼロ位置に対するエンコーダの配向または角度位置も測定することが望まれる。配向を判定するために、いくつかの光学エンコーダは、光学センサによって検出され得る指標マークを使用してきた。指標マークは、縞パターンと相まって、光学エンコーダの回転量および配向／位置の両方の判定を可能にする。最初に配向を知ることはできないので、ユーザは、指標マークの検出および記録を可能にするためにエンコーダを回転させなければならない場合がある。指標マークの記録は１回転未満を要することが、理解されるべきである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、既存の光学エンコーダは、それらの意図された目的には適しているが、改良の必要性、特に光学エンコーダの配向の記録を向上させかつそのための時間を短縮する光学エンコーダを提供する必要性が、依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの態様によれば、光学エンコーダが提供される。光学エンコーダは、回折格子トラックおよび指標トラックを有する光学ディスクを含み、指標トラックは、回折格子トラックから径方向内方に配置されている。回折格子トラックは、交互する明／暗のパターンを作り出す複数の等間隔の線を有する。指標トラックは、少なくとも２つのシーケンスを含むパターンを有し、少なくとも２つのシーケンスは、指標トラックの直径に対して均等に離間されており、シーケンスのそれぞれは、少なくとも１つのマークを有し、また、シーケンスのそれぞれは、他のシーケンスとは異なる数のマークを有する。
【０００６】
本発明の別の態様によれば、回転運動を判定する方法が提供される。方法は、回折格子トラックおよび指標トラックを有するエンコーダディスクを用意するステップを含む。回折格子トラックは、交互する明／暗のパターンを作り出す複数の等間隔の線を有する。指標トラックは、複数のシーケンスを含むパターンを有し、複数のシーケンスは、指標トラックの直径に対して均等に離間された図心を有する。シーケンスのそれぞれは、少なくとも１つのマークを有し、また、シーケンスのそれぞれは、他のシーケンスとは異なる数のマークを有する。方法は、光学ディスクを光で照らすステップをさらに含む。回折された光は、センサによって検出される。センサにより、縞信号が生成される。複数のシーケンスのうちの第１のシーケンスの第１の縁部が検出される。第１のシーケンスの第１の長さが判定される。第１の長さに少なくとも部分的に基づいて、光学ディスクの第１の角度位置が判定される。複数のシーケンスのうちの第２のシーケンスの第２の縁部が検出される。第２のシーケンスの第２の長さが判定される。第２の長さに少なくとも部分的に基づいて、光学ディスクの第２の角度位置が判定される。
【０００７】
上記その他の利点および特徴は、図面と併せ以下に説明することからより明らかになるであろう。
【０００８】
本発明と見なされる主題については、本明細書の最後にある特許請求の範囲に特に示しかつ明示的に主張する。本発明の上記その他の特徴および利点は、添付の図面と併せ以下により詳細に説明することから明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態による光学エンコーダディスクの上面概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による光学エンコーダの上面概略図である。
【図３】図１の光学エンコーダで使用され得る指標シーケンスのパターンの図である。
【図４】光学利得の関数としての光学検出器出力のグラフィカルプロットである。
【図５】光学エンコーダ上のシーケンスのパターンの概略図である。
【図６】光学エンコーダ上のシーケンスのパターンの別の概略図である。
【図７】光学エンコーダ上のシーケンスの一般化されたパターンの概略図である。
【図８】本発明の一実施形態による信号トラックおよび指標トラックの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
詳細な説明は、例として図面を参照しながら、利点および特徴と共に本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
本明細書で説明される本発明の実施形態は、回転運動を測定するための光学エンコーダを提供する利点を提供する。実施形態は、基準位置が決定され得るまでの移動量を減少させる利点を提供する。実施形態は、たとえエンコーダが汚れ、引っかき傷がつくか、または記録位置が変形したとしても記録を可能にする、複数の記録位置を提供することにより、光学エンコーダの信頼性および頑健性を向上させるというさらなる利点を提供する。
【００１２】
ここで図１、図２、および図８を参照すると、光学ディスク２０を有する光学エンコーダ１８が示されている。ディスク２０は、信号トラック２２および指標トラック２４を含む。ディスク２０は、信号トラック２２上に配置された一連の等間隔の線２６を含む円形のガラス片から形成され得る。線２６は、照らされたときに明線／暗線の交互パターンを作り出す、回折格子を画定する。ディスク計数（ｄｉｓｋ  ｃｏｕｎｔ）は、ディスク１回転当たりの明／暗の対の数を意味する。本明細書において、回折格子のピッチとは、信号トラック２２の各線間の距離を意味する。
【００１３】
ディスク２０が例えば光源２８などによって照らされると、回折格子２６は縞パターンを生成し、この縞パターンは、例えば光検出器などのセンサ３０によって検出される。１つの実施形態では、縞パターンを検出するセンサは、光源２８の（図２の位置から見たときに）両側に配置されたセンサ３０の対によって形成される。これらのオフセットしたセンサは、例えば１／４ピッチのオフセットで配置され得る。センサ３０による縞パターンの処理は、本願の譲受人が所有する米国特許第８，４７６，５７９号で説明されるように、一般に直交位相信号対と呼ばれる出力を作り出す。直交位相信号対により回転の方向および程度を計数器によって判定できるようになることが、認識されるべきである。１つの実施形態では、計数器は、センサ３０および光源２８に電気的に結合された、制御装置３２内のモジュールである。
【００１４】
１つの実施形態では、指標トラック２４は、信号トラック２２から径方向内方に配置される。指標トラック２４は、２つ以上のシーケンス３６を有するパターン３４（図３、５、および図６）を含む。本明細書でより詳細に論じられるように、１つの実施形態では、シーケンスのそれぞれは、複数のマークから形成される。シーケンスのそれぞれは、パターン３４内の他のシーケンスに対して唯一のものである。このことは、シーケンス３６を指標マークとして使用することを可能にする。シーケンス３６のそれぞれは他のシーケンス３６に対して特定できるものであるので、向きまたは角度位置は、より少ない回転運動でより迅速に記録され得る。シーケンス３６のうちの１つは、「ゼロ」基準位置として指定され得る。本明細書において、用語「パターン」は、シーケンス３６の配置または順序を意味する。用語「シーケンス」は、マークの集まりを意味する。
【００１５】
回折格子およびシーケンスは、例えば、しかし限定するのではないが、クロムの層を使用してガラスを黒色化または暗色化することにより反射面およびマークを形成することなどの既知の技法を使用して形成され得ることが、理解されるべきである。１つの実施形態では、非反射部分３７（図８）は、艶無し黒色印刷によって形成され得る。本明細書において、非反射という用語は、表面が０％の反射性を有することを必要としないことが、理解されるであろう。例えば、いくつかの実施形態では、表面が、例えば５％以下の反射率などの低い反射率を有する場合もある。
【００１６】
光源２８からの光は、指標トラック２４に反射して、光学検出器３８によって受信される。光学検出器３８は、シーケンス３６内のマークが光学検出器３８の視界を通過するのに応答して例えば電圧などの信号を出力する、任意の適切な光学検出器であってよい。光学検出器３８は、ディスク２０の表面上に配置された指標マーク４０から反射した光を捕捉する、関連する検出器領域を有する。
【００１７】
光学検出器３８からの出力信号は、制御装置３２に送信される。制御装置３２は、データおよび命令を受け取り、命令を実行してデータを処理し、そして結果を提示することが可能な、適切な電子デバイスであってよい。制御装置３２は、例えば、マイクロプロセッサおよびメモリ（例えば、ＲＡＭまたはＲＯＭ）であってもよく、またはそれらを含んでもよい。制御装置３２は、例えば、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ、特定用途向け集積回路）、またはアナログ回路であってもよい。制御装置３２は、ディスク２０に隣接して同じ場所に配置されてもよく、遠隔的に配置されてもよく、または、本明細書で説明される機能性は、例えば関節腕座標測定機（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ  ａｒｍ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｍａｃｈｉｎｅ、ＡＡＣＭＭ）またはレーザトラッカなどの、光学エンコーダ１８が測定する機器のための制御装置に組み込まれてもよい。
【００１８】
制御装置３２は、光学検出器によって提供されたアナログ電圧または電流のレベルを、指標トラック２４から反射した光の量を示すデジタル信号に変換することができる。あるいは、光学検出器は、制御装置３２にデジタル信号を提供するように構成されてもよく、または、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器（図示せず）が、光学検出器３８と制御装置３２との間に結合されて、光学検出器３８によって提供されたアナログ信号を制御装置３２による処理のためのデジタル信号に変換してもよい。制御装置３２は、回転量を判定しかつディスク２０の回転配向を解明するための様々な処理に対する入力として働く、デジタル信号を使用する。
【００１９】
制御装置３２は、制御装置３２がデータ伝送媒体（図示せず）を介して信号を他の遠隔制御装置またはコンピュータに伝送することを可能にする通信回路（図示せず）を含み得ることが、理解されるべきである。１つの実施形態では、制御装置３２からの信号は、ＡＡＣＭＭの制御装置に伝送されて、腕部分の回転を判定するために使用され、また、対象物上の点の３次元座標の判定に使用される。
【００２０】
上述のように、シーケンス３６のそれぞれは、指標トラック２４上のパターン３４内の他のシーケンス３６に対して異なっている（例えば、唯一のものである）。１つの実施形態では、各シーケンス３６は、複数のマーク４０から形成される。図３に示されたシーケンス３６は、８つのシーケンスを含むパターンを示す。マーク４０の数が、シーケンス３６の全長を決定する。シーケンス３６の長さは、シーケンス３６の始まりと終わりとの間で信号トラックにおいて検出される縞の数で測定され得る。８つのシーケンスを有するパターンの場合、第８のシーケンスが８つのマークを有するまで、第１のシーケンスが１つのマークを有し、第２のシーケンスが２つのマークを有し、などと続く。１つの実施形態では、シーケンスは、シーケンスの図心に中心が置かれる。言い換えれば、８つのシーケンスのパターンの場合、各シーケンスの図心は、４５度離れて配置される。
【００２１】
各マーク４０の幅を減少させることが実測長さの変化を減少させるのに有利になり得ることが分かっており、また、いくつかの実施形態では、シーケンスの長さはより短くされ得る。さらに、光学利得を高めかつ個々のマークの幅を減少させることにより、シーケンスの前縁および後縁のより鮮明な描写が検出され得る。図４は、光学利得の関数としての光学検出器出力前縁のグラフィカルプロットを示す。指標トリップ点（例えば、２Ｖ）におけるずれは、以下の式を使用して評価され得る：
Ｖｏｕｔ＝Ｇ＊（４／Ｎ）＊Ｖ／ｆｒｉｎｇｅ＊Ｆ    （式１）
ＶｏｕｔＨ＝ＧＨ＊（４／Ｎ）＊Ｖ／ｆｒｉｎｇｅ＊Ｆ    （式２）
ＶｏｕｔＬ＝ＧＬ＊（４／Ｎ）＊Ｖ／ｆｒｉｎｇｅ＊Ｆ    （式３）
【００２２】
式中、Ｇは光学利得であり、Ｆは縞（ｆｒｉｎｇｅ）であり、Ｎは光学検出器３８の検出器長さであり、Ｖは電圧である。Ｖｏｕｔ＝ＶｏｕｔＨ＝ＶｏｕｔＬ＝２ボルトと設定することにより、式１〜３を解くことができる。
Ｆ１＝Ｎ／２    （式４）
Ｆ２＝Ｎ／２．５    （式５）
Ｆ３＝Ｎ／３    （式６）
したがって、
Δ１２＝Ｆ１−Ｆ２＝Ｎ／１０    （式７）
Δ１３＝Ｆ１−Ｆ３＝−Ｎ／６    （式８）
【００２３】
Ｎ＝３１．５縞の検出器長さに等しいマーク幅の場合、Δ１２＝３．１２縞であり、Δ１３＝０．８３３縞である。したがって、指標パルスのその公称値に関する全収縮／拡大は、２＊Δｘｙに等しい。
【００２４】
したがって、示された実施形態では、シーケンス３６は、幅の広い少数のマーク４０ではなく、比較的狭い幅を有する複数のマーク４０から形成される。１つの実施形態では、マーク４０は、内半径に沿った端部から外半径に沿った対向する端部に向かって広がる（例えば、幅が大きくなる）ように、台形の形状である。１つの実施形態では、マークの幅は、内半径では８３．６０ｕｍであり、外半径では９４．６５ｕｍであり、かつ、１．４４ｍｍの半径長さを有する。各マーク４０の側辺は、信号トラック２２の格子線と同一の直線上に配置される。
【００２５】
シーケンスを確実に識別するために各シーケンス間に十分な距離を維持しながらも可能な限り多くのシーケンスを指標トラック２４上に配置するのが望ましいことが、理解されるべきである。パターン内に存在するシーケンスが多くなるほど、シーケンスが検出および識別されて配向が判定されるまでに進められ得る回転距離（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）が短くなる。シーケンスの幅または長さは、マーク４０の幅、およびシーケンス内の隣り合ったマーク４０間の距離によって決定される。１つの実施形態では、隣り合ったマーク間の距離は、（光学利得の関数として）光学検出器３８の検出器長さ以下である。
【００２６】
次に図５および図６を参照すると、２つの異なるパターンのシーケンスの順序が示されており、シーケンスの順序は、距離を最大化する一方で隣り合ったシーケンス間の変化を減少させるように構成されている。本明細書において、シーケンス間の距離とは、１つのシーケンスの後縁から隣接したシーケンスの前縁までの角距離を意味する。図５は、図３で開示されたパターンのような、８つのシーケンスのパターン（４５度離れている）を示す。このパターンでは、シーケンスは（時計回りの方向に）第１のシーケンス、第７のシーケンス、第３のシーケンス、第５のシーケンス、第４のシーケンス、第６のシーケンス、第２のシーケンス、および第８のシーケンスと順序付けられる。同様に、図６は、１２個のシーケンスのパターン（３０度離れている）を示し、このパターンでは、シーケンスは（時計回りの方向に）第１のシーケンス、第１１のシーケンス、第３のシーケンス、第９のシーケンス、第５のシーケンス、第７のシーケンス、第６のシーケンス、第８のシーケンス、第４のシーケンス、第１０のシーケンス、第２のシーケンス、第１２のシーケンスと順序付けられる。
【００２７】
図５に示された図示の実施形態では、シーケンスは、１つ分に等しいシーケンス長さを持つ位置１（Ｊ１）、すなわちｋ（１）＝１から始まって反時計回り方向に計数される。次のシーケンスＪ２は、８つ分の長さを有し、すなわちｋ（２）＝８である。第３のシーケンスＪ３は、２つ分の長さを有し、すなわちｋ（３）＝２であり、以下同様に続く。次に図７を参照すると、使用され得るシーケンスの数を決定する方法が説明され、ここで、ＪＮはシーケンス数である。任意のシーケンスを可能とするために、ｋ（ｊ）＝ｋｊとする。すると、
Δｋ（ｊ）＝Ｚ＋（ｋｊ−１）＊Ｄ    （式９）
である。
【００２８】
式中、Ｄは、シーケンス内のマーク間の距離であり、Ｚは、シーケンスの幅に対応する格子線の数である。これは、１からＪｍａｘまでのシーケンスＫｊにおける線の総数を提供する。シーケンスの図心間の角度オフセットは、シーケンス内に存在するマークの数が偶数であるか奇数であるかに依存する。偶数のマークの場合、
Ｏｆｆｓｅｔ（ｋｊ）＝（Δｋｊ／２）−０．５＊ｌｉｎｅ    （式１０）
であり、奇数のマークの場合、
Ｏｆｆｓｅｔ（ｋｊ）＝（Δｋｊ／２）＋０．５＊ｌｉｎｅ    （式１１）
である。
【００２９】
したがって、（縞における）中間点ならびに始点および終点は、以下のように決定され得る：
Ｍｉｄ（ｊ）＝（ｊ−１）＊（Ｎ／Ｊｍａｘ）＋Ｍｉｄ（１）    （式１２）
Ｓｔａｒｔ（ｋｊ）＝Ｍｉｄ（ｊ）−Ｏｆｆｓｅｔ（ｋｊ）    （式１３）
Ｅｎｄ（Ｋｊ）＝Ｓｔａｒｔ（ｋｊ）＋２＊Ｏｆｆｓｅｔ（ｋｊ）    （式１４）
【００３０】
１つの実施形態では、縞間の（検出器長さに基づく）間隔が１４縞分であることが仮定される。マーク４０間がこの間隔である場合、シーケンスの最大数は、２１個である（１７．１４度離れる）。信号トラック内に４０９６個の縞が存在する場合、これは、４０９６／２１＝１９５縞分のオフセットを提供する。３３縞分の保護帯を含む、シーケンス＃２１の全長は、３１９縞分（その中間点から＋／−１５９．２縞分）である。本明細書において、「保護帯」とは、１つのシーケンスの後縁と次のシーケンスの前縁との間の（縞での）距離を意味する。各シーケンスを異なるものとして識別するのに十分な幅を保護帯に提供することが望ましい。１つの実施形態では、保護帯は、３３縞分の幅を有する。シーケンス＃２１に対して隣接する最大のシーケンスは、シーケンス＃２であり、このシーケンス＃２は、５３縞分の幅（保護帯を含む）、または中間点に対して＋／−２６．５縞分の幅を有する。したがって、１５９．５＋２６．５＝１８６縞分である。これは、上述の１９５縞分のオフセットに満たないので、２１個のシーケンスが光学エンコーダ上に収まることになる。２１シーケンスのパターンのためのシーケンスの順序は、距離を最大化する一方で変動性を減少させるために、（時計回りの方向で）以下の順序とされる：１、２０、３、１８、５、１６、７、１４、９、１２、１１、１０、１３、８、１５、６、１７、４、１９、２、２１。
【００３１】
本明細書における実施形態は等間隔のマークを有するシーケンスを説明しかつそれを参照するが、請求項に記載された発明はそのように限定されるべきではないことが、理解されるべきである。他の実施形態では、マークは、一定しない間隔を有し得る。さらに、本明細書の実施形態は単一の指標トラックに言及するが、特許請求の範囲に記載された発明は、そのように限定されるべきではない。他の実施形態では、光学エンコーダは、信号トラックの両側に配置された指標トラックなどの、２つ以上の指標トラックを含み得る。
【００３２】
本発明は限られた数の実施形態のみに関連して詳細に説明されたが、本発明はそのような開示された実施形態に限定されないことが、容易に理解されるべきである。むしろ、本発明は、これまで説明されていないが本発明の精神および範囲に見合う任意の数の変化、変更、置換、または等価な構成を援用するように変形され得る。さらに、本発明の様々な実施形態が説明されたが、本発明の態様は、説明された実施形態のうちのいくつかのみを含む場合もあることが、理解されるべきである。したがって、本発明は、上述の説明によって限定されると見なされるべきではなく、添付の特許請求の範囲に記載の範囲によってのみ限定されるものである。
【図１】
2018513385.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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