使用非最大长度伪随机代码的旋转位置编码的制作方法

本发明涉及旋转位置编码器领域。

背景技术：

1、众所周知，使用由线性反馈移位寄存器(lfsr)生成的代码序列进行绝对位置编码。然而，由于lfsr的固有限制，使用最大长度随机序列(mlrs)的编码位置的数量为2m-1，其中m是检测单元的比特数。

2、利用类似的最小可分辨特征(线宽)，由于mlrs长度限制为2m-1，因此旋转标尺的尺寸被量化(2的幂)。为了创建尺寸在量化尺度之间的标尺，最小可分辨特征的尺寸需要随着标尺图案的圆周长度线性变化。因此，需要具有不同分辨能力的检测单元来读取不同的标尺。

技术实现思路

1、公开了一种旋转位置编码器，该旋转位置编码器包括检测单元和标尺，检测单元和标尺共同配置并协作以检测相对旋转位置并且相应地生成位置输出。该标尺具有根据线性反馈移位寄存器(lfsr)伪随机代码的标尺图案，该lfsr代码是非最大长度代码，该非最大长度代码具有满足放宽旋转约束的结束码字的种子值、抽头位置、以及修改后的最低有效比特位置，通过该放宽旋转约束，种子值按顺序跟随在结束码字之后。使用非最大长度代码可以实现中间尺寸的标尺的设计和部署，而不需要改变特征尺寸和相应地重新设计检测单元。换句话说，给定的检测单元可以与尺寸比不限于2的幂的多种标尺组合使用，从而根据系统需要提供具有各种尺寸标尺的位置编码器的灵活且成本更低的部署。

技术特征：

1.一种旋转位置编码器，包括：

2.根据权利要求1所述的旋转位置编码器，其中，所述非最大长度代码是最大长度代码中具有满足非放宽旋转约束的种子值、抽头位置、以及未修改的ml结束码字的部分，通过所述非放宽旋转约束，所述种子值按顺序跟随在ml结束码字之后，并且其中，修改后的最低有效比特位置的数量是使所述lfsr代码满足放宽旋转约束并且没有任何码字重复的最小数量。

3.根据权利要求1所述的旋转位置编码器，其中，所述检测单元是光学检测单元，并且所述标尺图案是具有被所述光学检测单元光学感测到的元件的光学标尺图案。

4.根据权利要求1所述的旋转位置编码器，其中，所述标尺图案具有主轨道，所述主轨道具有所述lfsr代码的两个或更多个重复实例，并且所述标尺包括被所述检测单元感测到的附加特征，以区分所述lfsr代码的重复实例，从而提供沿所述主轨道的绝对位置感测。

5.根据权利要求4所述的旋转位置编码器，其中，所述检测单元是光学检测单元，并且所述标尺图案是具有被所述光学检测单元光学感测到的元件的光学标尺图案，并且其中，所述附加特征是光学可检测特征。

6.根据权利要求5所述的旋转位置编码器，其中，所述光学可检测特征是所述lfsr代码的重复实例中的所述主轨道的元件的光学特性的相应修改。

7.根据权利要求6所述的旋转位置编码器，其中，所述光学特性是波长、反射率、吸收率、透射率、几何形状、相位和偏振之一。

8.根据权利要求5所述的旋转位置编码器，其中，所述光学可检测特征包括在所述标尺图案的第二轨道中。

9.根据权利要求8所述的旋转位置编码器，其中，所述光学可检测特征是与所述lfsr代码的重复实例相对应的区域中的所述第二轨道的元件的光学特性的相应修改。

10.根据权利要求9所述的旋转位置编码器，其中，所述光学特性是波长、反射率、吸收率、透射率、几何形状、相位和偏振之一。

11.根据权利要求8所述的旋转位置编码器，其中，所述第二轨道具有的图案相对于所述主轨道有变化相位差，并且所述光学可检测特征是与所述lfsr代码的重复实例相对应的区域中的相应相位差。

12.根据权利要求1所述的旋转位置编码器，其中，所述标尺图案具有主轨道和一个或多个增量轨道，所述主轨道具有所述lfsr代码的两个或更多个重复实例，所述一个或多个增量轨道提供连续更高分辨率的位置信息，所述增量轨道彼此链接并且与所述主轨道链接。

13.一种用于旋转位置编码器的标尺，所述旋转位置编码器具有检测单元，所述检测单元与所述标尺共同配置以检测其间的相对旋转位置并且生成指示所述相对旋转位置的位置输出，所述标尺上具有根据线性反馈移位寄存器lfsr伪随机代码的标尺图案，所述lfsr代码是非最大长度代码，即非ml代码，所述非最大长度代码具有满足旋转约束的码字的种子值、抽头位置、以及修改后的最低有效比特位置，通过所述旋转约束，每个码字按顺序跟随在相邻码字之后。

14.一种用于旋转位置编码器中的检测单元，所述旋转位置编码器具有相应的第一标尺和第二标尺，所述第一标尺和所述第二标尺中的每一个与所述检测单元共同配置以检测其间的相对旋转位置并且生成指示所述相对旋转位置的位置输出，所述标尺上具有相应的标尺图案，其中标尺元件具有共同的特征尺寸并且根据相应的第一线性反馈移位寄存器lfsr伪随机代码和第二线性反馈移位寄存器lfsr伪随机码进行布置，所述lfsr代码是非最大长度代码，即非ml代码，所述非最大长度代码具有满足旋转约束的码字的相应种子值、抽头位置、以及修改后的最低有效比特位置，通过所述旋转约束，每个码字按顺序跟随在相邻码字之后，所述检测单元能够基于以下来检测所述标尺的所述标尺元件并且识别标尺位置：(1)当与所述第一标尺一起使用时根据所述检测单元的第一配置来检测所述第一lfsr代码；以及(2)当与所述第二标尺一起使用时根据所述检测单元的第二配置来检测所述第二lfsr代码。

技术总结
旋转位置编码器包括检测单元和标尺，检测单元和标尺共同配置并协作以检测相对旋转位置并且相应地生成位置输出。该标尺具有根据线性反馈移位寄存器(LFSR)伪随机代码的标尺图案，该LFSR代码是非最大长度代码，该非最大长度代码具有满足旋转约束的码字的种子值、抽头位置、以及修改后的最低有效比特位置，通过该旋转约束，每个码字按顺序跟随在相邻码字之后。

技术研发人员：梁家斌
受保护的技术使用者：诺万达公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16