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TWI683991B - 旋轉式編碼器系統 - Google Patents

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TWI683991B
TWI683991B TW104137733A TW104137733A TWI683991B TW I683991 B TWI683991 B TW I683991B TW 104137733 A TW104137733 A TW 104137733A TW 104137733 A TW104137733 A TW 104137733A TW I683991 B TWI683991 B TW I683991B
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pixel matrix
rotary encoder
encoder system
pixels
image
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TW104137733A
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Inventor
彼特 德蕭
Original Assignee
瑞士商艾斯波思光電公司
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Publication date
Application filed by 瑞士商艾斯波思光電公司 filed Critical 瑞士商艾斯波思光電公司
Publication of TW201636580A publication Critical patent/TW201636580A/zh
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Abstract

旋轉式編碼器系統，用於登記旋轉軸桿之旋轉角度位置及/或角速率，該旋轉軸桿沿著轉軸延伸；在該旋轉軸桿包含至少二光學記號；包含設有像素矩陣的光學感測器，該像素矩陣具有像素點；包含成像裝置，用於在實質上軸向之方向中將每一記號成像在該像素矩陣上當作記號影像；及包含評估裝置，用於讀取及評估該像素矩陣，以便決定關於該旋轉角度位置及/或角速率的資料；其中該等記號、該成像裝置、及像素點以使得該像素矩陣上之記號影像至少具有像素點的面積之方式被具體化，其中該評估裝置被具體化，以在該像素矩陣上建立該等記號影像的質心之位置。尤其是，該像素矩陣上的記號影像之質心可被以子矩陣分類法所建立。

Description

旋轉式編碼器系統
本發明有關用於登記繞著轉軸轉動之旋轉軸桿的旋轉角度位置之旋轉式編碼器系統。
該先前技術領域已揭示旋轉式編碼器系統，其藉由光學機構追蹤該旋轉軸桿上的記號。
本發明之一目的係提供改良之旋轉式編碼器系統。
由在開始時所提出的型式之旋轉式編碼器系統著手，此目的係藉由根據申請專利範圍第1項的旋轉式編碼器系統及根據申請專利範圍第14項之旋轉式編碼器所達成。有利的實施例被指定在進一步的申請專利範圍附屬項中。
根據本發明之旋轉式編碼器系統係用於登記旋轉軸桿的旋轉角度位置及/或角速率之旋轉式編碼器系統，該旋轉軸桿沿著轉軸延伸；在該旋轉軸桿包含至少二光學記號；包含設有像素矩陣的光學感測器，該像素矩陣具有像 素點；包含成像裝置，用於在實質上軸向之方向中將每一記號成像在該像素矩陣上當作記號影像；及包含評估裝置，用於讀取及評估該像素矩陣，以便決定關於該旋轉角度位置及/或角速率的資料；其中該等記號、該成像裝置、及像素點以使得該像素矩陣上之記號影像至少具有像素點的面積之方式被具體化，其中該評估裝置被具體化，以在該像素矩陣上建立該等記號影像的質心之位置。尤其是，該像素矩陣上的記號影像之質心可被以子矩陣分類法所建立。
該等像素點的尺寸、該等記號之面積、及該成像裝置係以使得該上述最小面積通過該等記號影像形成在該像素矩陣上之方式彼此匹配。
實質上軸向成像意指該成像實質上係沿著該旋轉軸桿的延伸來進行，使關於該轉軸之觀察角度係尤其少於45度、尤其少於10度、尤其少於2度、尤其是0度。
像素矩陣意指應被評估的像素矩陣之最大領域。在原理上不被使用於讀出及/或評估的行或列不計數為本發明之像素矩陣的一部份。
用於記號影像，面積意指用於其全部面積之大小的值。用於一個像素點，面積意指用於藉由4個直接鄰接像素點之面積質心所橫跨的長方形之面積的大小之值。
子矩陣劃分法意指該質心的位置被建立在該像素領域內，具有比該像素領域之解析度較高的解析度，尤其是具有多數解析度，亦即，譬如，具有兩倍、四倍或八倍之解 析度。由於像素點的局部涵蓋率，這能藉由藉此所造成之亮度中的受限制變化所偵測之矩陣影像而被達成。尤其是，每一記號可為黑色、尤其是黑色，而該等記號的背景係明亮的、尤其是白色、淡灰色或銀色。尤其是，該評估裝置能被具體化，以藉由用記號影像評估鄰接像素點之局部涵蓋率、尤其是藉由決定該等至少局部覆蓋的像素點之灰階值、及藉由隨後權衡這些像素點，在該像素矩陣上建立該等個別記號影像之質心的位置。
於預定角度解析度之案例中，該等記號影像的質心之子矩陣評估能夠使用具有受限制尺寸的像素矩陣。此具有受限制尺寸之像素矩陣的使用可為有利的，其中該資料率能被減少，且該像素矩陣可被更迅速地讀取，並因此較高之測量重複率能被提供，其中該角準確度被減少。該資料率隨著該像素矩陣的行之平方而增長。在某些情況中，以有意義的方式，其被發現像素矩陣、或具有對應於超過128×128個像素點的數目之區域的充分快速評估係不再可能的。在某些情況之下，於讀取速率及角度解析度間之非常好的平衡能被以64×64像素列陣所獲得。在某些情況之下，於16×16像素列陣之案例中，具有很快速讀出的+/-0.5°之角度解析度首先仍然能被達成。
尤其是，該評估裝置能被具體化，以在恆定的時間間隔讀取及評估該像素矩陣。這些恆定之時間間隔能形成用於測量值的更新再生之旋轉式編碼器系統的重複率。來自不同時間之像素影像可為時間恆定的讀數之中介結果。
較佳地係，該旋轉式編碼器系統及該評估裝置能被具體化，以提供超過1000赫茲(每秒的測量值)或超過10000赫茲或超過100000赫茲之重複率。
該等記號之光學獲取可為有利的，其中該角度偵測能以無接觸之方式進行及/或其亦可經過玻璃分離以於空間中分開的方式發生及/或其能例如在至少10、100、1000、10000、或100000倍該記號間距的相當長距離之上發生、例如藉著長透鏡。
至少2記號之使用可為有利的，其中該偵測關於該軸桿之震動及/或關於非中心定位之成像係穩健的。
較佳地係，該等記號影像具有像素點之面積的最多100倍、尤其是最多64倍、尤其是最多36倍、尤其是最多16倍、尤其是最多4倍、尤其是最多一倍。
該像素矩陣上之記號影像的尺寸之此限制能允許該像素矩陣中的減少及/或該像素矩陣上之待讀出部份中的減少，而沒有該角度解析度被減少至相同範圍。角度解析度及重複率之間的關係可如此被最佳化。
較佳地係，該等記號影像具有像素點的面積之至少1倍、尤其是2倍、尤其是至少4倍、尤其是至少16倍。
這可為有利的，其中更多個像素點能被使用來計算該質心，且如此該評估變得更正確。
較佳地係，該像素矩陣具有最多128×128個像素點、尤其是最多64×64個、尤其是最多32×32個、尤其是最多16×16個、尤其是最多8×8個像素點。
這可為充分的，以提供充分高之角度解析度，且於進一步增加該讀取速率及因此本發明之測量重複率係有利的。
最多N×N個像素點之像素矩陣標示具有N×N個點的像素矩陣或較大之像素矩陣，而僅只N×N的區域被讀出。
較佳地係，該評估裝置被具體化，以最多讀取及/或評估對應於128×128個像素點、尤其是最多對應於64×64、尤其是最多對應於32×32、尤其是最多對應於16×16、尤其是最多對應於8×8、尤其是最多對應於4×4、尤其是最多對應於2×2之數目。
該像素矩陣的剩餘像素點不被讀取及/或評估，且因此不會無意義地造成該重複率中之惡化。這可為充分的，以提供一充分高之角度解析度，且係有利的，其中該讀取速率及因此本發明之測量重複率被進一步增加。
較佳地係，每一記號係相對該轉軸在一角度地被配置在想像或真實的表面上、尤其是垂直於該轉軸被配置在表面上、尤其是被配置在該轉軸的端部表面上。這可為有利的，其中該成像變得簡單。
較佳地係，每一記號係於可見光譜中及/或於IR光譜中及/或於UV光譜中關於該背景具有亮度或彩色差異之光學記號。尤其是，該等記號可為暗色、尤其是黑色，而該等記號的背景係明亮的、尤其是白色、淡灰色或銀色。較佳地係，該像素矩陣及該成像裝置於相同光學光譜中係據 此有效的。這可簡化該等記號之簡單成像及偵測。
較佳地係，每一記號具有一填充圓形的形式。這可藉由記號影像及/或該等質心之內插來簡化該等像素點的局部涵蓋率之評估。
記號的圓形線形設計形式、關於該轉軸在中心係亦可施行。
較佳地係，該等記號係藉由具有互補色之鄰接表面、尤其是藉由白色及黑色半圓形表面所形成，其組合來形成實質上與該轉軸同中心的圓形表面。
較佳地係，正好2記號係存在。這可為有利的，其中該角度運動能以極少評估花費及以高重複率被追蹤。
較佳地係，至少二記號具有其面積之不同尺寸及/或形式。這可為有利的，其中該目前角度之獨特決定係隨時可能的。
較佳地係，至少或正好3記號係存在。這可為有利的，其中該目前角度之獨特決定係隨時可能的。
較佳地係，當被使用時，該至少3記號並非全部環繞該轉軸被配置在彼此相同之角距離。這可為有利的，其中該目前角度的獨特決定係隨時可能的。
較佳地係，每一記號離該轉軸具有相同之距離。這可為有利的，其中該最大角度解析度被達成。
較佳地係，該等記號關於該轉軸被配置有徑向對稱性。這可為有利的，其中最大角度解析度被達成。
較佳地係，該評估裝置被具體化，以藉由用記號影像 評估像素點之局部涵蓋率、尤其是藉由評估描述一記號影像的像素點之灰階值、尤其是基於其個別的亮度值藉由權衡描述一記號影像之個別像素點的位置，在該像素矩陣上建立該等記號影像之質心的位置。
這可為有利的，其中該等質心之位置能以子矩陣劃分法被建立，由於此結果，用於相同的解析度需要較小數目之像素。
原則上，質心可藉由簡單地平均被記號影像所接觸的所有像素點之x位置及y位置所形成，在此該等像素點的亮度值超過某一閾值。
然而，該像素影像被方便地登記為灰階值影像或彩色影像。其結果是，藉由記號影像所接觸之像素點能被分派加權因數，由於該記號影像，該加權因數對應於其亮度值中的變化。遍及所有藉由如此加權之記號影像所接觸的像素點，該質心之甚至更正確的決定能藉由平均該x位置及y位置而顯現。
較佳地係，該評估裝置被具體化，以由該像素矩陣上之記號影像的質心，產生用於該旋轉軸桿之旋轉角度位置及/或旋轉角度改變及/或角速率及/或角加速度的測量值，尤其是藉由三角法及/或尤其是藉由與一或多個前導像素影像之測量值或質心比較。
較佳地係，該評估裝置被具體化，以由該質心的位置及/或關於一或多個時間偏置像素影像之影像記號的影像範圍之資料及/或關於該旋轉角度位置及/或角速率的特定 資料，決定該像素矩陣之一或多個部份，尤其是對應於記號之數目，用於隨後的像素影像之記號影像係在該記號的數目內至少局部地被期待，及只評估用於此隨後的像素影像之像素矩陣的一或多個部份。
此方法、亦被稱為感興趣之區域可為有利的，其中該資料率能被進一步減少，且在具有大約恆定之資料率的像素矩陣中，藉由較大數目之像素，該重複率能被增加及/或該解析度能被增加。
根據本發明的旋轉式編碼器係供使用於旋轉式編碼器系統之旋轉式編碼器，如上述，用於登記旋轉軸桿之旋轉角度位置及/或角速率，該旋轉軸桿沿著轉軸延伸；及用於在旋轉軸桿成像至少二光學記號；包含設有像素矩陣的光學感測器，該像素矩陣具有像素點；包含成像裝置，用於在實質上軸向之方向中將每一記號成像在該像素矩陣上當作記號影像；及包含評估裝置，用於讀取及評估該像素矩陣，以便決定關於該旋轉角度位置及/或角速率的資料；其中該成像裝置及像素點以使得該像素矩陣上之記號影像至少具有像素點的面積之方式被具體化，其中該像素矩陣及/或該評估裝置可如上述被具體化。
本發明的進一步特色被指定於該等圖面中。
用於特色組合，就它們未被論及之情況而言，該等個別論及的優點亦可被實現。
1‧‧‧旋轉軸桿
2‧‧‧轉軸
3‧‧‧端部表面
4‧‧‧旋轉式編碼器、旋轉式編碼器系統
5‧‧‧光學記號
6‧‧‧光學感測器
7‧‧‧像素矩陣
8‧‧‧像素點
9‧‧‧成像裝置
10‧‧‧透鏡元件
11‧‧‧軸向方向
12‧‧‧成像光束
13‧‧‧記號影像
14‧‧‧成像旋轉軸桿圓周
15‧‧‧評估裝置
16‧‧‧質心線
本發明之示範實施例被描述在該等圖面中及在下面更詳細地說明。在此，該等個別圖面中的相同參考符號標示互相對應之元件。詳細地：圖1顯示具有旋轉軸桿的旋轉式編碼器系統；及圖2顯示具有記號影像之像素矩陣。
圖1顯示具有該旋轉軸桿1的旋轉式編碼器系統4。該旋轉軸桿以可繞著其轉軸2旋轉之方式被安裝，且在其被配置成垂直於該轉軸的明亮端部表面3上具有二個圓形黑色記號5。該成像裝置9包括透鏡元件10，其在該軸向方向11中將該等記號成像至該感測器6之像素矩陣7上，如藉由該成像光束12所指示。該像素矩陣上的影像係藉由該評估裝置15所讀取及評估。
圖2顯示具有16×16像素點8之像素矩陣7。在該轉軸的旋轉之案例中，以使得該等記號的二被成像之記號影像13總是被成像在該像素矩陣上、及使得它們具有像素點的面積之大約2.5倍的方式，該等記號的尺寸、該成像裝置及該等像素點之尺寸係彼此匹配。該想像的成像旋轉軸桿圓周14係為說明之目的被描述。
藉由被連接至該像素矩陣之評估裝置15，像素點藉由該等記號影像的局部涵蓋率被評估為一灰階值，且每一記號影像之質心坐標16係由複數個鄰接像素點的灰階值所計算而當作一內插法。由該二記號影像之質心坐標，該 評估裝置計算用於該旋轉軸桿繞著其轉軸的旋轉角度位置之角度值phi，並根據習知三角法且按照：phi=arctan((y1-y2)/(x1-x2))
在此x1及y1係該一記號影像的質心坐標，且x2及y2係該另一記號影像之質心坐標。
該旋轉角度中的改變據此被計算為該角度值之差異，角速率被計算為每單位時間的角度值中之差異，且角加速度被計算為每單位時間的角速率中之差異。
1‧‧‧旋轉軸桿
2‧‧‧轉軸
3‧‧‧端部表面
4‧‧‧旋轉式編碼器、旋轉式編碼器系統
5‧‧‧光學記號
6‧‧‧光學感測器
7‧‧‧像素矩陣
9‧‧‧成像裝置
10‧‧‧透鏡元件
11‧‧‧軸向方向
12‧‧‧成像光束
15‧‧‧評估裝置

Claims (17)

  1. 一種旋轉式編碼器系統：用於登記旋轉軸桿之旋轉角度位置及/或角速率，該旋轉軸桿沿著轉軸延伸；在該旋轉軸桿包含至少二光學記號；包含設有像素矩陣的光學感測器，該像素矩陣具有像素點；包含成像裝置，用於在實質上軸向之方向中將每一記號成像在該像素矩陣上當作記號影像；及包含評估裝置，用於讀取及評估該像素矩陣，以便決定關於該旋轉角度位置及/或角速率的資料；其中該等記號、該成像裝置、及像素點以使得該像素矩陣上之記號影像至少具有像素點的面積之方式被具體化，其特徵為該評估裝置被具體化，以用子矩陣劃分法在該像素矩陣上建立該等記號影像的質心之位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之旋轉式編碼器系統，其中該等記號、該成像裝置、及像素點被具體化至此一結果，使得該等記號影像具有像素點的面積之最多100倍，及/或像素點的面積之至少1倍。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉式編碼器系統，其中 該像素矩陣具有最多128×128個像素點，及/或該評估裝置被具體化，以讀取及/或評估最多一數目，該數目對應於128×128個像素點。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉式編碼器系統，其中每一記號係相對該轉軸在一角度地被配置在表面上。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉式編碼器系統，其中每一記號、該像素矩陣、及該成像裝置於該可見光譜中及/或於該紅外線(IR)光譜中及/或於該紫外線(UV)光譜中係光學有效的。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉式編碼器系統，其中每一記號係圓形的。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉式編碼器系統，其中該等記號係藉由具有互補色的鄰接表面所形成。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉式編碼器系統，其中正好2個記號係存在。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉式編碼器系統，其中至少二個記號具有其面積的不同尺寸及/或形式，及/或其中至少3個記號係存在，及/或其中該至少3個記號環繞該轉軸並未全部配置在離彼此相同之角距離。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉式編碼器系統，其中該等記號被配置在相同的距離及/或關於該轉軸具有徑向對稱性。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉式編碼器系統，其中該評估裝置被具體化，以藉由評估像素點被記號 影像所涵蓋的局部涵蓋率，在該像素矩陣上建立該等記號影像的質心之位置。
  12. 如申請專利範圍第11項之旋轉式編碼器系統，其中該評估裝置被具體化，以藉由評估描述一記號影像之個別像素點的灰階值，在該像素矩陣上建立該等記號影像的質心之位置。
  13. 如申請專利範圍第11項之旋轉式編碼器系統，其中該評估裝置被具體化，以藉由基於其個別之亮度值權衡描述一記號影像的個別像素點之位置，在該像素矩陣上建立該等記號影像的質心之位置。
  14. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉式編碼器系統，其中該評估裝置被具體化，以由該像素矩陣上之記號影像的質心產生用於該旋轉軸桿的旋轉角度位置及/或旋轉角度改變及/或角速率及/或角加速度之測量值。
  15. 如申請專利範圍第14項之旋轉式編碼器系統，其中該評估裝置被具體化，以藉由三角法由該像素矩陣上之記號影像的質心產生用於該旋轉軸桿的旋轉角度位置及/或旋轉角度改變及/或角速率及/或角加速度之測量值。
  16. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉式編碼器系統，其中該評估裝置被具體化以由該質心之位置及/或關於一或多個時間偏置像素影像的記號影像之影像範圍的資料及/或關於該旋轉角度位置及/或角速率之特定資料決定，該像素矩陣的一或多個部份，隨後的像素影像之記號 影像係在該部份內至少局部地被期待，及只評估用於此隨後的像素影像之像素矩陣的一或多個部份。
  17. 一種旋轉式編碼器，供使用於如申請專利範圍第1至16項的任一項之旋轉式編碼器系統中；用於登記旋轉軸桿之旋轉角度位置及/或角速率，該旋轉軸桿沿著轉軸延伸；及用於在旋轉軸桿成像至少二光學記號；包含設有像素矩陣的光學感測器，該像素矩陣具有像素點；包含成像裝置，用於在實質軸向之方向中將每一記號成像在該像素矩陣上當作記號影像；及包含評估裝置，用於讀取及評估該像素矩陣，以便決定關於該旋轉角度位置及/或角速率的資料；其中該成像裝置及像素點以使得該像素矩陣上之記號影像至少具有像素點的面積之方式被具體化，其特徵為該評估裝置被具體化，以用子矩陣劃分法在該像素矩陣上建立該等記號影像的質心之位置。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6838278B2 (ja) * 2016-03-28 2021-03-03 セイコーエプソン株式会社 ロボット
DE102017127479B4 (de) * 2017-11-21 2021-04-08 Sick Ag Optoelektronische Vorrichtung zum Erfassen eines Drehwinkels einer rotierenden Welle
DE102019211929A1 (de) * 2019-08-08 2021-02-11 Prüftechnik Dieter Busch GmbH Verfahren und System zur Drehzahlbestimmung mittels Videokamera
JP7704534B2 (ja) * 2021-01-18 2025-07-08 ファスフォードテクノロジ株式会社 ダイボンディング装置および半導体装置の製造方法
CN114264835B (zh) * 2021-12-22 2023-11-17 上海集成电路研发中心有限公司 一种测量风扇转速的方法、装置和芯片
CN114814274B (zh) * 2022-04-21 2023-05-02 重庆大学 基于图像识别的高分辨率扭振测量方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1497328A (zh) * 2002-10-11 2004-05-19 伊斯曼柯达公司 带旋转光学编码器的照相机
WO2004094957A1 (en) * 2003-04-22 2004-11-04 Trimble Ab Method and apparatus for absolute optical encoders with reduced sensitivity to scale or disk mounting errors
TW201303266A (zh) * 2011-03-31 2013-01-16 Oriental Motor Co Ltd 絕對編碼器裝置及馬達

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85100173B (zh) * 1985-04-01 1987-03-11 电子工业部第十二研究所 测量运动目标转速和线速的方法与装置
KR940007618B1 (ko) * 1991-03-26 1994-08-22 가부시키가이샤 도시바 주사광학 장치
JP3335850B2 (ja) * 1996-09-04 2002-10-21 松下電器産業株式会社 モータ回転角度測定方法およびモータ回転角度測定装置
JP4000685B2 (ja) * 1998-10-30 2007-10-31 ソニー株式会社 回転角度測定装置
JP4207327B2 (ja) * 1999-09-10 2009-01-14 株式会社デンソー 回転位置検出装置
US6909516B1 (en) * 2000-10-20 2005-06-21 Xerox Corporation Two dimensional surface motion sensing system using registration marks and linear array sensor
US7710553B2 (en) * 2005-03-30 2010-05-04 Samuel Hollander Imaging optical encoder
JP2007196505A (ja) * 2006-01-26 2007-08-09 Seiko Epson Corp プリンタおよびプリンタの制御方法
JP4956217B2 (ja) * 2007-02-15 2012-06-20 キヤノン株式会社 回転角度検出装置
CN101074965A (zh) * 2007-06-26 2007-11-21 南京航空航天大学 基于图像识别定位的转速测量方法及其装置
CN201489014U (zh) * 2009-10-09 2010-05-26 湖南师范大学 非接触式转速测量系统
CN201867419U (zh) * 2010-11-04 2011-06-15 高川 基于三点切向速度法的转速测量装置
EP2472268B1 (en) * 2010-12-30 2013-02-13 ALLTEC Angewandte Laserlicht Technologie Gesellschaft mit beschränkter Haftung Marking or scanning apparatus with a measuring device for measuring the speed of an object and a method of measuring the speed of an object with such a marking or scanning apparatus
CN102288134B (zh) * 2011-05-16 2013-04-03 南京航空航天大学 一种基于透视投影的空间圆形目标旋转运动参数测量方法
US9423281B2 (en) * 2012-02-07 2016-08-23 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Self-calibrating single track absolute rotary encoder
ITBO20120289A1 (it) * 2012-05-25 2013-11-26 Marposs Spa Metodo per stimare la velocita' di rotazione di un utensile montato su un mandrino rotante di una macchina utensile
EP2700911B1 (de) * 2012-08-23 2016-11-16 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Ermittlung des Drehwinkels, der Drehgeschwindigkeit und/oder der Drehrichtung eines um eine Drehachse verdrehbaren Teils

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1497328A (zh) * 2002-10-11 2004-05-19 伊斯曼柯达公司 带旋转光学编码器的照相机
WO2004094957A1 (en) * 2003-04-22 2004-11-04 Trimble Ab Method and apparatus for absolute optical encoders with reduced sensitivity to scale or disk mounting errors
TW201303266A (zh) * 2011-03-31 2013-01-16 Oriental Motor Co Ltd 絕對編碼器裝置及馬達

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Publication number Publication date
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