[发明专利]光学位置编码器

权利要求书

1.光学位置编码器，包括：

计量用具，所述计量用具包括具有第一透光环状区域和第一不透光环状区域的第一环状结构(P1)，其中第一透光环状区域和第一不透光环状区域之间的界线在方位角方向上具有周期的形状、优选逐段单调的形状和/或正弦形状，该周期的形状具有第一周期数(n1)；

至少一个用光来照明计量用具的光源；以及

围绕中心以环状布置的第一传感器装置，该第一传感器装置具有至少两个相同的传感器组，所述传感器组在方位角方向上分别以整数周期相互错开，且偏差小于周期的10％，优选小于周期的5％，最优选小于周期的1％，其中每一个传感器组具有至少一个光学传感器元件(Sij)以用于接收第一环状结构的光。

2.根据权利要求1所述的光学位置编码器，其中计量用具包括具有第二透光环状区域和第二不透光环状区域的第二环状结构(P2)，其中第二透光环状区域和第二不透光环状区域之间的界线在方位角方向上具有周期的、优选逐段单调的和/或正弦形的形状，该形状具有第二周期数(n2)；并且其中所述光学位置编码器还包括围绕中心以环状布置的第二传感器装置，该第二传感器装置具有用于接收来自第二环状结构或者来自标记的光的光学传感器元件(Zi)。

3.根据权利要求1或2所述的光学位置编码器，其中第一传感器装置和/或第二传感器装置的每一个传感器组包括两个光学传感器元件以及一个用于电平测量的元件或者三个或四个光学传感器元件(S0j，S1j，S2j，S3j；Z0j，Z1j，Z2j，Z3j)，并且每一个传感器组内的分别相邻的光学传感器元件相互间间隔第一环状结构(P1)和/或第二环状结构(P2)的四分之一周期。

4.根据上述权利要求之一所述的光学位置编码器，其中第一传感器装置的数目N1个传感器组和/或第二传感器装置的数目N2个传感器组被布置为，使得第一和/或第二传感器装置的传感器组的重心与相应传感器装置的环中心之间的距离最小，优选相应传感器装置的传感器组分别以基本上360°/N的角度相互错开地布置，尤其是其中两个传感器组以基本上180°相互错开地布置，或者其中三个传感器组以基本上120°相互错开地布置，或者其中四个传感器组以基本上90°相互错开地布置。

5.根据权利要求3所述的光学位置编码器，其中为第一传感器装置设置数目K1个附加传感器组和/或为第二传感器装置设置数目K2个传感器组，这些传感器组分别以任意角度与第一传感器装置和/或第二传感器装置的传感器组相间隔，优选分别以基本上为360°/4的角度Delta的整数多倍除以第一周期数(n1)再除以K1+1，和/或除以第二周期数(n2)再除以K2+1。

6.根据上述权利要求之一所述的光学位置编码器，其中计量用具包括具有第三透光环状区域和第三不透光环状区域的环状结构(P3)，并且第三透光环状区域与第三不透光环状区域之间的界线在方位角方向上是恒定的，并且其中所述光学位置编码器还包括布置在环中心的第三传感器装置，该第三传感器装置具有用于接收来自第三环状结构的光的传感器元件(Rij)。

7.根据权利要求6所述的光学位置编码器，其中第三传感器装置的数目M个传感器元件被布置为，使得第三传感器装置的传感器元件的重心与第三传感器装置的环中心之间的距离最小，优选第三传感器装置的传感器元件分别以基本上为360°/M的角度相互错开地布置；尤其是其中两个传感器元件基本上以180°相互错开地布置，或者其中三个传感器元件基本上以120°相互错开地布置，或者其中四个传感器元件基本上以90°相互错开地布置，或者其中为第一或第二传感器装置的每一个传感器元件恰好分配第三传感器装置的一个传感器元件。

8.根据上述权利要求之一结合权利要求5所述的光学位置编码器，其中第一数目(n1)和第二数目(n2)互质，或者第二数目(n2)取值为一。

9.根据上述权利要求之一所述的光学位置编码器，还包括用于处理传感器元件的信号以计算增量角位置和/或以计算一转内的绝对角位置的装置，其中鉴于计量用具的偏心误差和/或倾斜误差来校正增量角位置和/或绝对角位置；并且其中第一传感器装置(Sij)和/或第二传感器装置(Zij)和/或第三传感器装置(Rij)和/或用于将第一和/或第二和/或第三传感器装置的信号处理成总信号的装置被集成在一个构件中，最优选集成在一个ASIC中。