Opticla Angle Sensor Using Pseudorandom-code And Geometry-code

Absolute optical angle sensor is described that is an essentially digital opto-electronic device. Its purpose is to resolve the relative and absolute angle position of coded disk using Pseudorandom-code and Geometry-code. In this technique, the angular position of disk is determined in coarse sense first by Pseudorandom-code. A further fine angular position data based on Pixel count is obtained by Geometry-code which result 0.006$^{\circ}$ resolution of the system provided that 7 ${\mu}{\textrm}{m}$ line image sensor are used. The proposed technique is novel in a number of aspects, such that it has the non-contact reflective nature, high resolution of the system, relatively simple code pattern, and inherent digital nature of the sensor. And what is more the system can be easily modified to torque sensor by applying two coded disks in a manner that observe the difference in absolute angular displacement. The digital opto-electronic nature of the proposed sensor, along with its reporting of both torque and angle, makes the system ideal for use in intelligent vehicle systems. In this communication, we propose a technique that utilizes Pseudorandom-code and Geometry-code to determine accurate angular position of coded disk. We present the experimental results to demonstrate the validity of the idea.

슈도 랜덤 코드와 기하학 코드를 이용한 광학적 Angle Sensor

Absolute optical angle 센서는 디지털 광학 장치의 핵심적인 부분이라고 말할 수 있으며, 이 장치의 목적은 Pseudorandom-code와 Geometry-code를 이 용하여 코드화된 원판(coded disk)의 상대적/절대적 변위 (Relative/Absolute angle position)를 해결하기 위함이다. 이 기술에서 디스크의 각 위치(Angular position)는 먼저 Pseudorandom-code에 의해 "Coarse" angle이 검출되어 결정되어지며, 그런 다음 Geometry-code의 Pixel 계산에 의해서 얻어지는 "Fine" angular position 데이터는, 7㎛의 Line image 센서를 사용 시, 시스템의 0.006°분해능 결과를 구할 수 있다. 제안된 기술은 비접촉 반사 특성, 시스템의 높은 분해능, 상대적으로 간단한 코트 패턴 그리고 센서의 고유한 디지털 성질을 갖는 등 많은 면에서 새로운 방식이다 더 나아가서 시스템은 두 개의 코드화된 원판에 적용하여 얻어진 절대 자의 변형(Absolute angular displacement)을 관찰하는 방식으로 쉽게 토크 센서로 변경할 수 있다. 제안된 센서의 디지털 광전 특성은 토크와 각을 동시에 측정함으로써 자동 차량 시스템에 사용 시 이상적인 시스템을 만든다. 본문에서는 코드화된 원판의 정확한 각 위치(Angular position)를 결정하기 위하여 Pseudo random-code와 Geometry-code를 활용한 기술을 제안하며, 아이디어의 실행 가능성을 구현하는 실험 결과를 제시하였다.