Von Joachim Quasdorf
Blaues Licht ermöglicht einen Quantensprung: Die kürzere Wellenlänge und Eindringtiefe der Photonen verbessert die Sinussignale durch eine bessere optische und sensorseitige Trennschärfe. Bei gleicher Spaltbreite auf der Maßverkörperung ist die Beugung gegenüber der bisher üblichen IR-Beleuchtung geringer. Und ein optimierter Sensor kann die besseren Signale liefern: mit großer Amplitude, hohem Kontrast, und einem fast vernachlässigbaren Klirrfaktor.
Nonius-Abtaster für blaues Licht
Moderne Silizium-Halbleiterprozesse ermöglichen feinere und flachere Strukturen, die der geringeren Eindringtiefe des blauen Lichts entgegenkommen und den Wirkungsgrad verbessern. Feine Strukturbreiten wiederum erlauben ein verschachteltes Layout von Fotodioden, mit denen in Encodern Sinus- und Cosinus-Signale mit geringem Offset erzeugt werden. Gleichzeitig wird in einer flächentreuen Transformation der Randkurven ein hoher Füllfaktor für die lichtempfindlichen Bereiche erzielt.
Als ersten Baustein für absolute Drehgeber hat iC-Haus den Nonius-Abtaster iC-PNH3348 speziell für blaues Licht optimiert und kennzeichnet derartige Encoder-Chips mit dem Namen EncoderBlue. Durch die optimierte Phased-Array-Struktur genügt eine Abtastfläche von 1,9 mm x 3,1 mm, um die gewünschten drei analogen Nonius-Signale zu erzeugen. Zum Einsatz kommt ein flaches, 5 x 5 mm2 großes optoQFN mit Planfenster.
Die Anforderungen an die Justagegenauigkeit sind aufgrund der elektronischen Signalfehlerkorrektur im Auswertebaustein iC-MN moderat. Durch die kleine Abtastfläche und die erhöhte Lichtausbeute reduziert sich der Energiebedarf für die erforderliche blaue LED. Als Betriebsstrom genügen typisch 5 mA aus einer 5V-Versorgung. Das blaue Licht verbessert den Kontrast, verringert das Rauschen, und sorgt dadurch für eine höhere Messgenauigkeit.
Lesen Sie weiter und laden Sie sich hier den vollständigen Artikel "Ins richtige – blaue – Licht gesetzt" als PDF-Datei herunter: