Position sensor and circuit for optical encoder

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G - Physics

01

D

G01D 5/34 (2006.01) G01D 5/24 (2006.01) G01D 5/30 (2006.01) G06G 7/19 (2006.01) G06G 7/22 (2006.01) G06K 7/10 (2006.01)

Patent

CA 2355600

An electronic circuit for measuring the position of a spatially periodic intensity pattern of incident radiation includes an array of detectors (1); two or more correlator units (2,3) each having arrays of capacitors (12,13) connected to a buffer (14); and a phase angle computing unit (4). The pitch of the array of detectors (1) is smaller than the pitch of the incident intensity pattern so that the latter is oversampled, yielding high accuracy. The detector outputs (17) are weighted by respective fixed capacitance values (15, 16) which vary periodically along arrays of capacitors (12,13), and a weighted sum of outputs for each correlator unit (2,3) is output at its respective buffer (14). The capacitance values (15,16) of respective correlator units (2, 3) are mutually offset by a predetermined phase shift. The analog computation using capacitor arrays (12,13) is fast and energy efficient, and can be implemented as a VLSI circuit.

Circuit électronique permettant de mesurer la position du diagramme d'intensité à périodicité spatiale d'un rayonnement incident. Le circuit comprend une mosaïque de détecteurs (1); une ou plusieurs unités de corrélation (2, 3), dont chacune possède des groupes de condensateurs (12, 13) reliés à un tampon (14); et une unité de calcul d'angle de phase (4). Le pas de la mosaïque de détecteurs (1) étant inférieur à celui du diagramme d'intensité incident, celui-ci est suréchantillonné, ce qui assure une grande précision. Les signaux de sortie (17) des détecteurs sont pondérés par des valeurs de capacité fixes (15, 16) qui varient périodiquement le long des groupes de condensateurs (12, 13), et, pour chaque unité de corrélation (2, 3), une somme pondérée des signaux de sortie est émise en sortie au niveau du tampon correspondant (14). Les valeurs de capacité (15, 16) des unités de corrélation (2, 3) sont mutuellement décalées d'un déphasage prédéterminé. Le calcul analogique effectué par les groupes de condensateurs (12, 13) est rapide, consomme peu d'énergie et peut être mis en oeuvre sous forme de circuit VLSI.

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