专利名称：用于光学位置测量装置的检测元件阵列的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于光学位置测量装置的检测元件阵列。
背景技术：
已知的光学位置测量装置通常包括测量工具以及为此在测量方向上运动的扫描 单元。该扫描单元和测量工具通过两个物体连接，要确定它们相互间的相对位置和/或绝 对位置。在长度测量的情况下测量工具由直线测量尺构成，具有在测量方向上延伸的测量 分度，在旋转测量的情况下测量工具由分度盘构成，具有圆环形的测量分度。所述扫描单元 除了 一个或多个光源和光学元件如透镜、扫描光栅等以外，通常还包括检测装置。通过检测 装置在增量的位置测量装置的情况下在接触平面中扫描周期的条纹图，它根据测量工具与 扫描单元的相对运动调制。在检测装置的输出上提供与位移相关的调制的扫描信号在后面 电路中进行再处理。在此，在检测装置中越来越多地使用所谓的检测元件阵列。这种检测元件阵列由 许多窄的、大多矩形的发光二极管组成，它们在测量方向上相互相邻地设置并且适合地接 通。在此通常使那些发光二极管相互连接，它们在扫描测量工具时提供同相位的扫描信号。因此，通过设计这种检测元件阵列并使其匹配于不同的扫描配置带来相对较大的 费用。因此长期以来存在这种要求，使一种检测元件阵列用于不同的扫描配置，检测元件阵 列可以灵活地与其匹配。例如由申请者的EP 1 308 700 A2已知，借助于适合设计的检测元件阵列测量工 具以不同的刻度周期可以扫描各自的分辨率。在EP 1 630528 A2中还公开了，如何同样借 助于唯一的检测元件阵列可以扫描具有不同半径的圆刻度。在两种情况下检测元件阵列分 别配有长的发光二极管，它们通过适合的连接匹配于不同的扫描配置。但是各个检测元件 阵列对于不同扫描配置的匹配性只能在有限的范围内实现。由同类的DE 197 54 626 C2形成本申请的权利要求1的前序部分，由该文献还已 知一个可编程的、光学的感应电路，它能够更加灵活地敷设检测元件阵列，用于不同的扫描 配置。为此相应的电路或者说检测元件阵列包括矩阵式地布置各个检测元件或光学的感应 元件。在所示的实施例中对每个检测元件分别附设4个开关，通过它们使每个检测元件有 选择地与四个水平和垂直相邻的检测元件直接连接。每个开关还附设存储元件，在其中可 以存储信息，它们给出，通过各个开关各个检测元件在调整的扫描配置中与哪些检测元件 连接。在这个文献中建议的解决方案尽管能够使检测元件阵列更加灵活地匹配于不同的扫 描配置，但是由于大量的开关和存储元件需要相对较高的连接技术费用。因此例如两个倾 斜相邻的检测元件的连接只能通过许多必需的开关和可编程的连接装置实现。由于费事的 连接还减少了单位面积上供使用的检测元件数量，即，引起相对较低的象素密度。
发明内容
因此本发明的目的是，给出一个用于光学位置测量装置的检测元件阵列，它具有高的象素密度，灵活地匹配于不同的扫描配置并无需高的连接技术费用。这个目的按照本发明通过具有权利要求1特征的用于光学的位置测量装置的检 测元件阵列得以实现。由与权利要求1相关的权利要求中的措施给出按照本发明的用于光学的位置测量装置的检测元件阵列的有利实施例。现在按照本发明规定，仅仅通过不同检测元件在有限范围里的直接连接性，尤其 减少所需的开关数量并由此也明显减少每个检测元件必需的存储元件。因此这能够实现， 因为原理上已知，扫描的条纹图在不同的应用场合可以具有基本的几何形状。在长度测量 装置情况下通常是平行的条纹图，在旋转的测量装置情况下通常呈现具有以角度设置的条 纹的条纹图。因此按照本发明足以将检测元件通过开关的直接连接性限制在两个基本的扫 描配置上。尤其在扫描有角度的条纹图方面通过相应的开关使倾斜相邻的检测元件直接连 接。与现有技术相比，按照本发明的解决方案的优点带来具有明显更低连接技术费用 的检测元件阵列，不仅必需的开关和连接导线的数量，而且所需的存储元件都可以明显减 少。此外由于降低的连接费用可以比按照现有技术的布置达到更高的象素密度，即，最终在 扫描时达到明显更大的光学分辨率。由于供使用的检测元件面积的更有利的特性和检测元 件面积与存储元件和开关必需的面积更有利的比例还导致单位检测元件面积的更高光电 流增益。因此在扫描时相同的检测元件阵列总面积得到更好的信号质量。此外要提及，按照本发明的检测元件阵列当然不只与增量的位置测量装置和周期 的处理刻度相结合使用，而且也与绝对的位置测量装置相结合使用，其中例如为了确定位 置扫描伪随机码。通过按照本发明的用于光学的位置测量装置的检测元件阵列可以将在检测平面 中引起的条纹图转换成电的扫描信号，该检测元件阵列由许多矩阵式地设置在行和列中的 光敏检测元件组成。对至少一部分检测元件附设不多于两个开关，通过它们使每个检测元 件有选择地与一个或多个相邻的检测元件连接。对至少一部分具有附属开关的检测元件附 设至少一个存储元件，在其中可以寄存信息，它们给出，通过不多于两个的开关使哪个检测 元件在调整的扫描配置中与哪些相邻的检测元件连接。通过两个开关有选择地建立与在相 同列中的相邻检测元件的直接连接和/或与在相邻行的相邻列中的倾斜相邻的检测元件 的直接连接。有利地在侧面与检测元件阵列相邻地设置多个连接导线，通过它们分别连接通过 开关连接的检测元件组。在此能够使一组的检测元件由条纹图的扫描分别产生同相的扫描信号。在可能的实施例中在连接导线与检测元件阵列之间设置信道多路复用器，通过它 使具有同相扫描信号的一组的连接的检测元件分别可以接入到相同的连接导线上。在此可以使所述检测元件这样接通，在四个连接导线上施加四个以90度错相的 扫描信号或者在三个连接导线上施加三个以120度错相的扫描信号。可以使每个存储元件与两个开关分别通过控制导线连接。在此可以使每个存储元件具有颠倒的和非颠倒的输出并且每个输出与控制导线 连接。
有利地可以在检测元件的列与行之间设置程序导线并且为了控制存储元件与它 们连接，用于由此有选择地操纵开关。为了扫描由平行条纹组成的周期的条纹图分别只使在一列中的检测元件相互连接。为了扫描由有角度设置的条纹组成的周期的条纹图，所述检测元件阵列具有两个 与对称轴线镜像对称构成的半体，并且在对称轴线的方向上观察-在左半体中通过两个开关有选择地建立-与在同列中相邻的检测元件连接和/或-与在相邻行以上的左侧相邻列中的相邻检测元件连接和-在右半体中通过两个开关有选择地建立
-与在同列中相邻的检测元件连接和/或-与在相邻行以上的右侧相邻列中相邻的检测元件连接。所述存储元件由一个下面的元件构成R0M，EPROM, EEPROM, FRAM, MRAM, SRAM, DRAM。所述检测元件都具有一致的底面积。可以使相邻行的检测元件相互间对中地设置。此外可以备选地使相邻行的检测元件相互间以在行延伸方向上确定的错位间距设置。所述开关和存储元件至少部分地设置在检测元件面积以内。此外可以备选地对每个开关为了准确控制附设存储元件。一个位置测量装置最好配有按照本发明的检测元件阵列。
借助于下面对实施例的描述并结合附图解释本发明的其它细节和优点。附图中图1简示出光学的位置测量装置，具有按照本发明的检测元件阵列，图2以示意图结合其中的放大细节图示出按照本发明的检测元件阵列实施例的 局部，图3以放大图示出按照本发明的检测元件阵列的备选实施例，图4以总图示出按照本发明的检测元件阵列的另一实施例，图5a示出图4中的检测元件阵列的连接状态，它适合于扫描在检测平面中的直线 条纹图，图5b示出图4中的检测元件阵列的连接状态，它适合于扫描在检测平面中的角度 条纹图，图6示出按照本发明的检测元件阵列的另一实施例的总图。
具体实施例方式在图1中以极其简化的视图示出旋转的光学位置测量装置，它通过按照本发明的 检测元件阵列23构成。该位置测量装置用于产生位置信息以及围绕轴线31旋转的物体的 相对运动，该物体在附图中未示出。这种位置测量装置例如可以在机床或电驱动装置中使用并且在那里为上级的控制单元提供旋转物体的位置信息。这种位置测量装置一方面包括刻度盘10，在其上设置增量的测量刻度11。该测量 刻度11由圆环形地围绕轴线31设置的轨迹组成，它具有可选择的透明或不透明的刻度范 围，这些范围分别矩形地构成，不透明的刻度范围例如可以配有铬层。该刻度盘10定心地 设置在围绕旋转轴线31旋转的轴30上并且由玻璃或塑料组成。所述轴30与旋转的物体、 例如与电驱动装置的轴连接。另一方面所述位置测量装置包括扫描单元20，它在本示例中相对于旋转的刻度盘 10静止地设置。一个光源21与给定的准直光路22以及按照本发明的检测元件阵列23都 属于扫描单元20，它们例如定位在适合的外壳里面。在所示的具有所谓的透光扫描的实施例中所述刻度盘10或测量刻度11设置在光 源21与检测元件阵列23之间。在透射测量刻度11以后在检测平面中在这个实施例中在 投射阴影中引起周期的条纹图，条纹图在刻度盘10围绕轴线31旋转时移动相关地调制，通 过设置在检测平面中的检测元件阵列23检测并且转换成适合的扫描信号。引起的与位置 有关的扫描信号、例如两个以90度错相的增量信号在未示出的控制单元中以公知的方式 和方法继续处理。在此要特别地指出，按照本发明的检测元件阵列23当然也可以安装在与所示的 旋转变化不同的位置测量装置里面。因此按照本发明的措施尤其能够在线性位置测量装置 中实现硬件一致的检测元件阵列23的应用。在此直线延伸的测量刻度由具有相同的检测 元件阵列23的扫描单元扫描，该检测元件阵列具有调整到直线情况的扫描配置。按照本发明的检测元件-阵列的使用当然不局限于所示的透射扫描，而是也可以 与反射扫描相结合使用。此外要指出，在检测平面中产生条纹图不必一定如同解释的图1示例那样在阴影 投射中实现，而是准直条纹图也可以通过其它的在由光源提供的射线束与一个或多个光栅 之间的交互作用机构在扫描射程中产生。在图2中示出图1的检测元件阵列23的局部视图以及其局部的放大图。下面借 助于这个视图解释按照本发明的检测元件阵列23的原理结构。按照本发明的检测元件阵列23由多个、矩阵式地设置在行Z和列S里面的光敏检 测元件24组成，它们例如由发光二极管构成。在此相邻行Z的检测元件24在所示的变化 中都相互对中地设置。在按照本发明的检测元件阵列23的所示实施例中所述检测元件24分别具有一致 的、正方形底面，原理上对于底面当然也可以考虑其它的几何形状，例如矩形的、梯形的或 椭圆形等。对于所述检测元件阵列23的至少一部分检测元件24在一般情况下附设不多于两 个、在本示例中正好两个开关25. 1,25. 2，通过它们使那个检测元件24有选择地直接与两 个相邻的检测元件24连接。如同由下面还要描述的图4示例中看到的那样，例如在检测元 件阵列23的相邻行Z和列S中设置各个检测元件24，对它们不必一定附设两个这种开关 25. 1,25. 2。按照本发明通过两个开关25. 1,25. 2能够有选择地与在相同列S里面的相邻 检测元件24建立直接的连接和/或与在相邻行Z的相邻列S里面的倾斜相邻的检测元件 24建立直接连接。后者尤其对于在旋转系统中扫描角度的条纹图是有利的。
对于在图2下半部中所示的示例这意味着，在中间列S以及在第二行Z中的检测 元件24可以从上面通过开关25. 1直接与设置其上面的在相邻(第一)行Z中相同列S中 的检测元件24连接，而通过开关25. 2使这个检测元件24直接与倾斜地设置在其上的在相 邻(右侧)列S中在相邻(第一)行Z中的检测元件24连接。因此，与现有技术不同，由 于相邻的检测元件24通过两个开关25. 1,25. 2直接连接省去复杂的布线逻辑，即，得到明 显更简化的结构。下面对于用于使不同行Z、但是相同列S的相邻检测元件24直接(垂直)连接的 开关都配以标记符号25. 1，用于相邻行Z和相邻列S的相邻检测元件24直接(倾斜)连接 的开关在这个示例中配以标记符号25. 2。因此在按照本发明的检测元件阵列23中每个检测元件24只设有两个开关25. 1， 25. 2，用于由此调整不同的扫描配置。在两个标准的扫描配置中至少一个是第一扫描配置， 用于在检测平面中的条纹图，它由在列方向上纯粹相互平行设置的条纹组成，以及一个第 二扫描配置，其中扫描的条纹图由相互有角度设置的条纹组成。当然能够使按照本发明的检测元件阵列23匹配于两个上述的扫描配置，具有对 应条纹图的不同几何形状参数。这意味着，平行的条纹图在具有不同的条纹图周期的检测 平面中可以通过相应匹配的检测元件阵列23扫描，同样可以使具有不同角度的角度对准 的条纹图通过适合匹配的按照本发明的检测元件阵列23扫描。因此，在不同的扫描配置中通过开关25. 1,25.2使检测元件24在不同的配线变化 中相互连接，视由此要被扫描的条纹图在检测平面中的几何形状而定。由此分别得到多个 相互连接的检测元件24组，它们在扫描根据移动调制的条纹图时产生相互相移的扫描信 号，在每个配线的组内部在检测元件24上施加同相的扫描信号。以典型的方式形成四个这 样的组，它们分别由检测元件24组成，它们通过相应的开关25. 1,25. 2相互连接并且分别 提供以90度相移的扫描信号。对此也可以备选地设有三组配线的检测元件，它们提供以 120度相移的扫描信号或者在测量工具的一侧上实现适合的布线，用于扫描伪随机码、格雷 编码或者基准标记。每组的检测元件24通过连接导线导电地连接，它们在图2中未示出。不同组的四 个或三个连接导线例如在侧面与检测元件阵列23相邻地设置。在检测元件阵列23与连接 导线之间还最好设置电信道多路复用器，通过它使具有同相扫描信号的一组的连接的检测 元件24分别接通在相同的连接导线上。因此在占用的检测元件阵列23面积内部在所示的 示例中无需其它连接导线，因为在检测元件阵列23内部连接的检测元件24起到用于产生 的光电流导通元件的作用。通过连接导线使不同组的扫描信号输送到后置的后续电路，用 于继续处理。在按照本发明的检测元件阵列23中还对每个检测元件24附设存储元件26，在其 中寄存信息，它们给出，通过第二开关25. 1,25.2在调整的扫描配置中确定的检测元件24 与哪个相邻的检测元件24直接连接。因此存储元件26不仅用于控制两个开关25. 1,25.2, 而且用于存储信息，它们正好激活对于两个开关25. 1，25. 2在各个扫描配置中的开关状 态。如同在图2的局部放大图所示，为此使每个存储元件26分别通过控制导线27. 1， 27. 2与两个附属的开关25. 1,25. 2连接。在所示的实施例中存储元件26具有颠倒的和非颠倒的输出，两个控制导线27. 1,27. 2分别与它们连接。为了通过上级的控制逻辑可以适合地控制或者说响应按照本发明的检测元件阵 列23中的存储元件26，所述检测元件阵列23还具有设置在检测元件24的列S与行Z之间 的程序导线28. 1,28. 2。在此以标记符号28. 1表示用于不同的检测元件阵列23行的水平 延伸的程序导线，以标记符号28. 2表示用于不同的检测元件阵列23列的垂直延伸的程序 导线。作为存储元件26在按照本发明的检测元件阵列23中可以考虑例如PR0M，EPR0M， EEPROM, FRAM, MRAM, SRAM, DRAM等。因此不仅可以使用易失的而且可以使用非易失的存储 元件26，在易失的存储元件26情况下只需保 证，使存储元件26的信息寄存在独立的存储单 元里面，使这些信息在电源中断以后可能需要重新启动系统的情况下再供确定的扫描配置 使用。对于每个检测元件具有一个存储元件和两个开关的所述实施例在本发明的范围 内也可以选择，对每个开关提供一个存储元件。然后将通过存储元件分别准确地控制开关。 在这种配置的情况下将省去存储元件内部的上述颠倒。下面借助于图3a和3b的局部示意图解释按照本发明的检测元件阵列的另两个备 选实施例。在此附图分别示出按照本发明的检测元件阵列这个实施例的各个检测元件340， 440以及从属的开关350. 1,350. 2,450. 1,450. 2、存储元件360，460和控制导线370，470。在上述的图2示例中附属于检测元件的部件都设置在通过检测元件占用的面积 以外，而现在规定，在图3a的示例中存储元件360设置在检测元件340面积的范围里面，两 个从属的开关350. 1，350. 2位于这个范围以外，与检测元件相邻地设置。此外在图4a的示例中除了存储元件460以外还在检测元件440面积的范围里面 设置开关450. 1，450. 2和控制导线470。因此在本发明的范围内能够使开关和存储元件在检测元件阵列里面至少部分地 设置在检测元件面积内部。通过这种方式和方法能够实现紧凑结构的检测元件阵列，它同 时保证单位面积的高象素密度。在此开关和存储元件对于检测元件的功能基本没有影响。图4示出全部的检测元件阵列23，如同在两个附图1和2中已经部分描述地那样。 这种检测元件阵列23包括总共192个检测元件24，它们如上所述矩阵式地设置在8行以及 24列里面。在这个视图中为了更清晰未示出程序导线，而现在在检测元件阵列23的下边缘 部位示出总共5个连接导线30. 1-30. 4，31。通过每个连接导线30. 1_30. 4分别使那些检测 元件24连接，它们在扫描条纹图时提供同相的扫描信号。在连接状态中连接导线30. 1例 如提供所谓的0度扫描信号，连接导线30. 2提供所谓的90度扫描信号，连接导线30. 3提 供所谓的180度扫描信号，连接导线30. 4提供所谓的270度扫描信号。如上所述，在连接 导线30. 1-30. 4与检测元件23之间设置电信道多路复用器29，通过它使具有同相扫描信号 的连接的检测元件24的不同组分别接通到相同的连接导线30. 1-30. 4上。第五连接导线31例如用于共同接通检测元件24，它们例如尤其在扫描有角度的 条纹图时不提供具有确定相位的所需扫描信号。如图4所示，这个检测元件阵列23的设置在对称线S左侧和右侧的检测元件24 分别具有不同设置的开关25. 2，它使每个检测元件24与在另一列和另一行中的倾斜相邻 的检测元件24连接。用于有选择地连接一列中的相邻检测元件的开关25. 1。在检测元件阵列局部范围中在对称线S的左侧和右侧是一致的。在左侧的检测元件阵列局部范围里面检测元件24的开关25. 2分别设置在检测元 件24的左上角上。这意味着，对此从对称线S看去，在相应的扫描配置中每个内部的检测 元件24都可以与相邻行和相邻列的(斜)左上的相邻检测元件24连接。对于开关25. 2 的这个布置备选地当然也可以，使这个开关设置在检测元件24的右下角，用于使检测元件 24与相邻行和相邻列中的检测元件24共同连接。而在右侧的检测元件阵列局部部位中检测元件24的开关25. 1分别设置在检测元 件24的右上角上。这意味着，对此从对称线S看去，在所期望的扫描配置中每个内部的检 测元件24都可以与相邻行和相邻列的(斜)右上的相邻检测元件24连接。在这里对于所 示的开关25. 2布置也可以备选地使这个开关25. 2设置在左下角的检测元件24上，用于使 检测元件24与相邻行和相邻列的检 测元件24共同连接。下面借助于图5a和5b表示，图4的检测元件阵列23如何布线在两个不同的扫描 配置里面。在两个附图5a和5b中以相同的方式和方法示出检测元件阵列23的相互连接 的检测元件24，它们在扫描各个条纹图时产生同相的扫描信号。图5a示出相应的检测元件阵列23，在用于在检测平面中引起的平行条纹图50的 扫描配置中配线，该条纹图具有周期P。如图所示，在这个扫描配置中所有开关25. 1闭合， 它们使一列的检测元件24相互连接，而所有其它开关25. 2打开。每三个相邻的检测元件 24列通过电信道多路复用器29连接在公共的连接导线30. 1-30. 4上。从左侧看出的第一 个三列检测元件24位于条纹图50的一半周期P里面，它们在连接导线30. 1上提供0度扫 描信号，第四至第六列的检测元件24在连接导线30. 2上提供90度扫描信号，第七至第九 列的检测元件24在连接导线30. 3上提供180度扫描信号，第十至十二列的检测元件在连 接导线30. 4上提供270度的扫描信号，下面三列的检测元件24再提供0度扫描信号并且 再连接在连接导线31. 1上等。当然对此也可以选择其它形式的列分组配线。如果在直线位置测量装置的扫描单元中使用阵列23并且在检测平面中检测平行 的条纹图，并要转换成与移动有关的、相移的扫描信号，则可以利用按照本发明的检测元件 阵列23的这种扫描配置。在硬件上一致的检测元件阵列23也可以在扫描配置中使用，如果在检测平面中 扫描有角度的条纹图的时候。图5b示出在连同具有有角度的条纹图60的扫描配置中的检 测元件阵列23，该条纹图具有角度周期θ。这种有角度的条纹图60例如可以在旋转的位 置测量准直情况下由于射线束与一个或多个光栅在扫描射程中的交互作用引起，如果例如 至少一个光栅旋转对称地构成的时候。如图5b所示，在对称线SYM的左侧和右侧的两个检测元件阵列半体中由于有角度 的条纹图60规定不同检测元件24的不同配线。在检测元件阵列23左半体中提供两个开 关25. 1,25. 2有选择地建立在同列中相邻检测元件24的连接和/或在相邻行以上的左侧 相邻列中的倾斜相邻的检测元件24的连接。而在检测元件阵列23的右半体中通过两个开 关25. 1,25. 2有选择地建立在同列中相邻检测元件24的连接和/或在相邻行以上的右侧 相邻列中的倾斜相邻的检测元件24的连接。位于条纹图60的半角度周期θ /2中的相互连接的检测元件通过电信道多路复用器29连接在整个的连接导线30. 1-30. 4上，由此在输出侧再提供0度扫描信号、90度扫描 信号、180度扫描信号以及270度扫描信号形式的四个相移的扫描信号供使用。此外，在用于有角度条纹图的扫描配置的情况下已经证实有利的是，在位于边缘 上的检测元件24在按照本发明的检测元件阵列23中不仅用于扫描条纹图，而且一起连接 到连接导线31上。否则可能引起失误或者说所期望的不同扫描信号的相位。除了详细解释的示例以外在本发明的范围内当然还存在其它用于按照 本发明的 检测元件阵列的扩展结构的可能性。在图6中示出按照本发明的检测元件阵列的另一变化的局部。这个变化与上述实 施例的不同在于检测元件240的布置。在上述实施例中相邻行的检测元件相互对中地设 置，而在本变化中规定，相邻行的检测元件相互间以在行延伸方向上的确定错位设置。对至 少一部分检测元件24再分别附设两个开关250. 1,250. 2，它们能够使各个检测元件240与 其斜下的或斜上设置的检测元件240根据所需的扫描配置连接。与上述一样借助于存储元 件260实现开关250. 1，250. 2的控制，该存储元件附属于至少一部分检测元件240。对于这 个变化中特别有利地要指出，由此可以实现更简单的解决方案和可能更高的象素密度。在按照本发明的检测元件阵列的其它备选扩展结构方面已经指出，检测元件的连 接或者说对于确定的扫描变化调整的扫描配置不必一定是静态的。借助于按照本发明的检 测元件阵列例如也能够在由此构成的位置测量装置运行期间，它改变各个扫描配置，用于 由此例如实现对于变化的扫描条件的动态匹配。因此在旋转的位置测量装置中可以实现扫 描配置的匹配，其中具有测量工具的刻度盘不能与旋转轴线精确同心地设置并且扫描信号 没有这种匹配将具有偏心误差。类似地通过在测量期间利用检测元件阵列动态地匹配于变 化的扫描条件，也可以在直线位置测量装置的情况下修正误差，它由于测量工具在其纵向 上的弯曲出现。因此，在本发明的范围内除了具体描述的实施例以外也存在备选的扩展结构可能 性。
权利要求
一个用于光学的位置测量装置的检测元件阵列，通过它可以将在检测平面中引起的条纹图转换成电的扫描信号，该检测元件阵列由许多矩阵式地设置在行(Z)和列(S)中的光敏检测元件(24，240)组成，-其中对至少一部分检测元件(24，240，340，440)附设开关(25.1，25.2，250.1，250.2，350.1，350.2，450.1，450.2)，通过它们使每个检测元件(24，240，340，440)有选择地与一个或多个相邻的检测元件(24，240，340，440)连接和-其中对具有附属开关的检测元件(24，240，340，440)附设至少一个存储元件(26，260，360，460)，在其中可以寄存信息，它们给出，通过开关(25.1，25.2，250.1，250.2，350.1，350.2，450.1，450.2)一个确定的检测元件(24，240，340，440)在调整的扫描配置中与哪些相邻的检测元件(24，240，340，440)连接，其特征在于，对配有附属开关(25.1，25.2，250.1，250.2，350.1，350.2，450.1，450.2)的检测元件(24，240，340，440)分别附属不多于两个的开关(25.1，25.2，250.1，250.2，350.1，350.2，450.1，450.2)，通过它们有选择地建立-与在相同列(S)中的相邻检测元件(24，240，340，440)的直接连接和/或-与在相邻行(Z)的相邻列(S)中的倾斜相邻的检测元件(24，240，340，440)的直接连接。
2.如权利要求1所述的检测元件阵列，其特征在于，侧面与检测元件阵列(23，230) 相邻地设置多个连接导线(30. 1-30. 5)，通过它们分别连接通过开关(25. 1，25. 2，250. 1， 250. 2,350. 1,350. 2,450. 1,450. 2)连接的检测元件(24，240，340，440)的组。
3.如权利要求1所述的检测元件阵列，其特征在于，一组的检测元件(24，240，340， 440)由条纹图的扫描分别产生同相的扫描信号。
4.如权利要求2或3所述的检测元件阵列，其特征在于，在连接导线(30.1-30. 5)与检 测元件阵列(23，230)之间设置信道多路复用器(29)，通过它使具有同相扫描信号的组的 连接的检测元件(24，240，340，440)分别可以接入到相同的连接导线(30. 1-30. 5)上。
5.如权利要求4所述的检测元件阵列，其特征在于，所述检测元件(24，240，340，440) 这样接通，在四个连接导线(30. 1-30. 4)上施加四个以90度错相的扫描信号或者在三个连 接导线上施加三个以120度错相的扫描信号。
6.如权利要求1所述的检测元件阵列，其特征在于，每个存储元件(26，260，360，460) 与两个开关(25. 1,25. 2,250. 1,250. 2,350. 1,350. 2,450. 1,450. 2)分别通过控制导线 (27. 1,27. 2,370,470)连接。
7.如权利要求6所述的检测元件阵列，其特征在于，每个存储元件(26，260)具有颠倒 的和非颠倒的输出并且每个输出与控制导线(27. 1,27. 2)连接。
8.如权利要求1所述的检测元件阵列，其特征在于，在检测元件(24，240)的列⑶与 行(Z)之间设置程序导线(28. 1,28. 2)并且为了控制存储元件(26，260，360，460)与它们 连接，用于由此有选择地操纵开关(25. 1,25. 2,250. 1,250. 2,350. 1,350. 2,450. 1,450. 2)。
9.如权利要求1所述的检测元件阵列，其特征在于，为了扫描由平行条纹组成的周期 的条纹图分别只使在一列(S)中的检测元件(24，240)相互连接。
10.如权利要求1所述的检测元件阵列，其特征在于，为了扫描由有角度设置的条纹组 成的周期的条纹图所述检测元件阵列(23，230)具有两个与对称轴线(SYM)镜像对称构成的半体，并且在对称轴线(SYM)的方向上观察-在左半体中通过两个开关(25. 1,25. 2,250. 1,250. 2,350. 1,350. 2,450. 1,450. 2)有 选择地建立-与在同列(S)中相邻的检测元件(24. 240，340，440)连接和/或-与在相邻行(Z)以上的左相邻列(S)中的相邻检测元件(24)连接和在右半体中通过两个开关(25. 1,25. 2,250. 1,250. 2,350. 1,350. 2,450. 1,450. 2)有 选择地建立-与在同列(S)中相邻的检测元件(24,340,440)连接和/或-与在相邻行(Z)以上的右相邻列(S)中相邻的检测元件(24，240，340)连接。
11.如上述权利要求中任一项所述的检测元件阵列，其特征在于，所述存储元件(26， 260，360，460)由一个下面的元件构成PR0M，EPROM, EEPROM, FRAM, MRAM, SRAM, DRAM。
12.如上述权利要求中任一项所述的检测元件阵列，其特征在于，所述检测元件(24， 240，360，460)都具有相同的底面积。
13.如权利要求1所述的检测元件阵列，其特征在于，相邻行(Z)的检测元件(24)相互 间对中地设置。
14.如权利要求1所述的检测元件阵列，其特征在于，相邻行(Z)的检测元件(240)相 互间以在行延伸方向上确定的错位间距设置。
15.如上述权利要求中任一项所述的检测元件阵列，其特征在于，所述开关(350.1， 350. 2,450. 1,450. 2)和存储元件(360，460)至少部分地设置在检测元件(340，440)面积以 内。
16.如权利要求1所述的检测元件阵列，其特征在于，对每个开关为了准确控制附设存 储元件。
17.—个位置测量装置，其特征在于如上述权利要求中任一项所述的检测元件阵列 (23，230)。
全文摘要
本发明涉及用于光学位置测量装置的检测元件阵列，通过它可以将在检测平面中引起的条纹图转换成电的扫描信号。该检测元件阵列由许多矩阵式地设置在行和列中的光敏检测元件组成。对至少一部分检测元件附设不多于两个的开关，通过它们使每个检测元件有选择地与一个或多个相邻的检测元件连接。对至少一部分检测元件附设存储元件，在其中可以寄存信息，它们给出，通过开关一个确定的检测元件在调整的扫描配置中与哪些相邻的检测元件连接。通过两个开关有选择地建立与在相同列中的相邻检测元件的直接连接和/或与在相邻行的相邻列中的倾斜相邻的检测元件的直接连接。
文档编号G01D5/347GK101828096SQ200880112163
公开日2010年9月8日 申请日期2008年9月27日 优先权日2007年10月20日
发明者J·奥伯豪泽 申请人:约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司