光电式角度测量装置.pdf

本发明涉及一种光电式角度测量装置，其包括具有可被光学检测的位置编码(C1)的编码载体；还包括光敏的带状或面状形式的扫描装置，该扫描装置用于检测所述位置编码(C1)并生成与位置相关的扫描信号。特别是被构造为扫描膜(F1)的所述扫描装置沿周边基本完全包围所述编码载体，或者所述编码载体沿着周边基本完全包围所述扫描装置。由于大部分位置编码(C1)，尤其是全部位置编码(C1)能够被检测，因此提供了一种极为精确的角度测量装置。

1.  一种光电式角度测量装置，该光电式角度测量装置用于确定围绕至少一个轴(A，A1，A2，A3)的至少一个角度，该光电式角度测量装置包括：
在轴(A，A1，A2，A3)周围的编码载体，该编码载体承载了可被光学地检测的位置编码(C1，C2，C3)；以及
光敏的带状或者面状形式的至少一个扫描装置，借助所述扫描装置可以检测所述位置编码(C1，C2，C3)，并且可以生成与位置相关的扫描信号，所述扫描信号与所述编码载体和所述扫描装置之间的角度相关联；
其特征在于，
所述扫描装置沿着所述编码载体的至少一个周边基本完整地包围所述编码载体，或者所述编码载体沿着所述扫描装置的至少一个周边基本完整地包围所述扫描装置，并且
所述扫描装置特别被构造为整体件。

2.  根据权利要求1所述的光电式角度测量装置，其特征在于，所述扫描装置具有多个例如光电二极管或者光电管的有机光电检测器。

3.  根据权利要求2所述的光电式角度测量装置，其特征在于，所述扫描装置具有有机光电二极管区和相重叠的有机晶体管区。

4.  根据权利要求1或2或3所述的光电式角度测量装置，其特征在于，所述扫描装置被构造为柔性的扫描膜(F1，F2)。

5.  根据权利要求1至4之一所述的光电式角度测量装置，其特征在于，设置有多个、特别是横向于周向相互间隔布置的扫描装置。

6.  根据权利要求1至5之一所述的光电式角度测量装置，其特征在于，所述位置编码(C1，C2，C3)被施加到所述编码载体的侧表面(M，M1)上。

7.  根据权利要求1至6之一所述的光电式角度测量装置，其特征在于，所述位置编码被实施为增量编码或绝对编码。

8.  根据权利要求1至7之一所述的光电式角度测量装置，其特征在于，所述位置编码被实施为螺旋形的编码(C3)，所述螺旋形的编码(C3)环绕所述轴并且沿着所述轴延伸。

9.  根据权利要求1至8之一所述的光电式角度测量装置，其特征在于，一种用于直接和/或间接地照亮所述编码载体的光学照明装置。

10.  根据权利要求9所述的光电式角度测量装置，其特征在于，所述照明装置具有一个或者多个例如发光二极管(D)的光源。

11.  根据权利要求9或10所述的光电式角度测量装置，其特征在于，所述照明装置如此布置：所述编码载体可以从内侧或者从外侧被照亮。

12.  根据权利要求1至8之一所述的光电式角度测量装置，其特征在于，所述位置编码被实施为自照明的编码。

13.  根据权利要求12所述的光电式角度测量装置，其特征在于，所述位置编码具有多个有机发光二极管。

14.  根据权利要求1至13之一所述的光电式角度测量装置在大地测量装置中的应用。

15.  一种扫描膜在光电式角度测量装置中作为扫描装置的应用，所述扫描膜被构造为塑料膜，并且该扫描膜具有有机光电检测器区和相重叠的有机晶体管区。

光电式角度测量装置
技术领域
本发明涉及一种光电式角度测量装置，其用于确定围绕至少一个轴的至少一个角度。
背景技术
在例如测地和工业测量的许多应用领域中要求确定方向和角度。在现有技术中角度测量技术的发展经历了从机械式的读取过程到全自动的角度测量。借助自动化技术，能够达到很高的测量精度，能够缩减观察时间并且可以直接存储测量值并以数字形式对其进行进一步处理。
已知的角度测量装置一般包括所谓的刻度盘和扫描装置。刻度盘被设计为编码载体，其具有用于在度盘上确定位置的刻度或者编码。构造成具有刻度或编码并用于确定角度的装置在下文将被称为编码载体或者刻度盘。编码被施加在编码载体的度盘一个表面(圆面或者侧表面)上。
为了自动地检测角度值，将借助不同的技术对编码载体进行扫描，所述编码载体相对于扫描装置而言可绕轴转动。已知的扫描方法是电磁方法、电方法和光电子方法。稍后描述的实施方式涉及光电扫描方法和扫描装置。
为了确定从0°到360°的角度位置，通常在整圆刻度盘中设置编码。整圆刻度盘的角度分辨率根据编码的方式并且根据为了读取该编码而设置的扫描装置来确定。因此，例如通过施加由很多轨线组成的编码或者通过精细的刻度可提高角度分辨率，其中可实现的分辨率受限于制造原因和技术成本原因。为了读取所述编码，例如在刻度盘上布置一个或多个扫描元件是已知的。例如这种扫描元件可以表现为CCD线阵或者CCD面阵列。
由于此类扫描装置始终只能检测小的编码范围，因此为了达到所需测量精度(例如对于测地应用而言，该精度的范围小于3mgon)而开发出了不同的方法和装置。因此特别普遍的是，结合粗略测量和精细测量，或者通过内插法和计算机分析以达到所需分辨率，同时降低测量误差。与此相关的角度测量装置包括例如附加的编码、扫描栅格或者用于多重扫描的多个扫描器。然而这种已知的解决方案在技术上复杂且成本很高，或者表现出在测量精度与测量速度之间的折衷。
发明内容
本发明的任务在于提供一种角度测量装置，该角度测量装置在保证符合此类产品的所必须的测量精度的同时实现了技术复杂性的简化。
根据本发明，该任务通过权利要求1或其从属权利要求所述的装置来实现或者被进一步改进。
根据本发明的角度测量装置具有编码载体，该编码载体承载了可被光学地检测的位置编码；还具有扫描装置，该扫描装置以光敏的线状或者面状形式构成，其中借助该扫描装置能够同时检测所述编码载体的较大的编码区域，特别是全部的编码区域。这样，一方面能够借助复杂程度较低的编码执行位置确定，另一方面，通过检测比用于明确地确定位置所必须的区域还要大的区域，可以获得冗余信息。通过附加的测量信息保证了可靠的测量。此外，通过检测一个较大的编码区域(可能是360°)而提高了测量精度，例如通过结合大量的测量值进行检测。
如开始描述的，借助如此构造的扫描装置来完成对被编码区域的检测，即所述扫描装置沿着编码载体的内周或者外周(所述内周或外周承载了所述编码)设置，由此所述扫描装置基本完全包围了所述编码载体或者所述编码载体基本完全包围了所述扫描装置。所述扫描装置沿着至少一个周边完全环绕所述编码载体或者所述编码载体沿着至少一个周边完全环绕扫描装置是有利的。在本发明范围内，编码区域还可以被理解为单独的点状或者线状的元件(如刻度线)。
编码载体和扫描装置如此布置，即，能够在它们之间实现相对旋转运动。所述旋转运动围绕编码载体和/或扫描装置的至少一个轴。通常，编码载体和扫描装置围绕相同的轴。编码载体被设置成例如围绕一个轴(转动轴)可转动，并且跟随一个其角度位置将被检测的元件转动，而此时扫描装置是固定安装的，或者扫描装置是跟随转动的而编码载体是固定的。
编码载体或刻度盘具有特别是圆形横截面的几何形状，例如圆柱形或者圆筒形。当然编码载体也能够构造成扇形。该编码载体可以由玻璃、塑料或者其他光学上透明的材料，以及不透明的但具有切口和/或孔的材料制成。当借助在编码载体上反射的光信号来完成光学测量时，也可以通过不透光的材料来构成编码载体。在本发明的一个优选实施方式中，可光学检测的位置编码被施加到编码载体的平行于轴的周面/侧表面。位置编码的概念是光学可检测的装置的总称，其中通过所述装置的光学检测能够生成与位置相关的信号。位置相关性在这里能够通过编码或者通过检测位置推导出来。基于所述信号在后续步骤中能够直接或者间接地确定相对位置值或者绝对位置值。
位置编码可以由在周向和/或轴向上保持间隔的多个标记组成，或者仅由一个单独标记组成。作为位置编码而施加在侧表面的刻度或者进入表面内的刻度，在增量刻度的情况下，提供用于检测相对值的编码载体。这样一种编码载体经常设置有粗刻度和细刻度。用于给出绝对测量值的编码载体具有绝对编码。该编码能够以一组或者多组同心轨线施加到编码载体的侧表面，或者特别是借助光蚀刻法施加到其上。同样，所述侧表面可以具有沿其周向和轴向延伸的编码，例如螺旋形围绕轴的编码。
借助本发明的角度测量装置的扫描装置和编码载体，增加了编码载体的编码的各种设计的可能性，所述扫描装置和所述编码载体彼此相对地沿着周边(特别是全部的周边)安置。这样，就能够根据复杂性、经济性、测量准确性和/或误差检测的观点来选择编码的方式。
例如，具有扫描装置的角度测量装置能够具有明显简化的编码载体或者编码，所述扫描装置沿着编码载体的承载了编码的外周或者内周这样布置，即，能够检测承载了编码的周边的较大的角度范围，特别是360°或者接近360°或者该布置方式所允许的角度范围(参见图6)。在360°扫描装置的情况下，所述编码甚至可以简化为一个点或者一个刻度线。在校准扫描装置之后，位置信息能够由位于扫描装置上的位置编码的检测位置推导出来，其中位置编码也能够实施为单独的编码元件(如刻度线)或者编码载体自身能够实施为刻度线元件。
通过对较大的、特别是承载编码的整个编码载体区域进行检测，能够以较高的精度执行角度测量。此外，在增量编码情况下，总是可确定相应的标志性的开始位置和终点位置。例如圆周刻度误差的误差源能够通过完整的或者尽可能完整的刻度盘编码的映像确定出来，并且相应地被校正。此外，在完整映像的情况下，任何时刻都保证了唯一的编码分配，由此正如上文所述的那样可以省却编码元件。因此在根据本发明的角度测量装置中，编码载体可以使用复杂程度简化的编码，这样就有利于制造并且降低技术开销。
编码载体的位置编码通过光辐射(例如由照明装置提供)而投射在光敏的扫描装置上。构造成光敏带状形式的扫描装置具有沿着周向布置的带状光敏区域。利用布置成沿着编码载体的周向和轴向的带状、特别是点阵形式的区域，形成光敏面。
该光敏区域表现为例如光敏的有机光电二极管。通过具有多个有机光电二极管的透明聚合物点阵的设计，可以提供柔性的、透明或者部分透明的扫描膜。如果所述膜相对于编码载体相应布置，则照射到编码载体的光辐射(根据不同的编码载体和编码的实施方式)以反射或透射的辐射被所述光敏区域检测。例如被反射或透射的辐射被作为光敏区域的多个有机光电二极管接收并被作为电压输出。该电压值随后被数字化，并被作为数字值继续处理。因为这种扫描膜可以批量生成，因此能够获得极为廉价且高精准的扫描装置。
一种适合用作扫描装置的扫描膜例如在2005年2月的科学杂志《OLE》(Opto & Laser Europe)的第22、23页上的文章“Pocket Scanner hascurved surfaces wrapped up”中有所描述，其内容在这里被引入本申请。该扫描膜也被称作“sheet image-scanner”或“image-scanner film”，其为轻薄的塑料膜。该膜可以是例如双层的，第一层膜具有有机光电二极管的光敏区，第二层膜具有有机晶体管区，这些膜借助银膏被连接。光电二极管点阵和晶体管点阵分别具有大量的(如几千个)光电二极管和晶体管。这些点阵是这样相互重叠的：传感器单元分别具有一个光电二极管和一个晶体管。有机半导体的应用使得简化的、大面积的生产成为可能，例如借助印刷技术或者喷镀技术，从而获得了耐用的且柔性的最终产品。在2004年12月，T.Someya等人发表于IEEE International Electron DevicesMeeting Digest of Technical Papers(IEDM)的文章“A Large-Area，Flexible，and Lightweight Sheet Image Scanner Integrated with Organic Field-EffectTransistors and Organic Photodiodes”的第365-368页中，也描述了这种扫描膜，其内容在这里被引入本申请。
正如在开始部分述及的，扫描装置相对编码载体的编码区域如此布置，即，扫描装置基本完整地包围编码区域或者编码区域基本完整地包围扫描装置。包围的概念，在扫描装置包围的情况下，应该被理解为一种布置方式，其中扫描装置的周面如此包围编码载体的周面，即，编码载体的被围绕的周面凸入到由扫描装置的周面限定的空间中，并且这两个周面彼此无接触地分隔开地对置，从而形成空隙。两个360°周面的完整的包围在横截面上能够通过两个同心的圆圈表现出来。
扫描装置和编码载体的布置的可能性包括，例如沿着编码载体的整个周长包围该编码载体的扫描装置。同样，编码载体也可以沿着扫描装置的周边包围该扫描装置。在本发明的一个实施方式中，扫描装置被构造为整体件，并且围绕编码载体的周边完整地包围该编码载体。特别是该扫描装置至少沿着对于测量角度而言非常重要的周边区域来包围编码载体。完整的包围或者基本完整的包围也可以通过多件扫描装置来实现，这些多件扫描装置相互靠紧排列或者保持很小距离地排列，这种形式也能够起到整体的扫描装置的作用。此外还可以规定多个扫描装置，它们垂直于周向地布置，以检测例如粗略编码以及精细编码的轨线和/或偏离旋转运动的相对运动。在它们面状的、平行于转轴的延展中，编码载体和扫描装置相互匹配或者有所不同。借助其延展超过编码载体的延展的扫描装置，可以确定转轴方向上的运动。
对于根据本发明的具有编码载体和扫描装置的光电式角度测量装置(其接收相应大量环境光)来说，借助环境光对位置编码进行光学检测是可行的。由于角度测量装置基本上主要集成在测量仪器内部，因此一般来说应该设置照明装置。所述照明装置可以同轴地布置在光学透明或者部分透明的编码载体中，所述编码载体因此从内部被照亮。布置在外侧围绕编码载体的周边的扫描装置检测透射过来的光，即，借助所谓的透射光方法来完成检测。在透射光方法中，编码载体(例如玻璃圆柱体)借助可透光的和不透光的区域编码。编码从一侧被照亮，作为接收装置的扫描装置被布置在另外一侧。编码载体处于照明装置和接收装置之间。与此相反，为了扫描也可以采用所谓的反射照明方法。对于反射照明方法来说，照明装置和接收装置布置在编码载体的同一侧上。所述编码载体部分可反光，或者具有不同的反光特性，由此可以记录不同的辐射强度。
如果扫描装置光学透明或者部分透明，例如在那些光敏区域之间具有可透光的区域，那么也可以使用反射照明方法，其中通过至少部分透明的扫描装置来照亮编码载体。照明也可以倾斜地施加到编码载体和扫描装置之间的空隙。照亮方式或者照明装置布置方式的几种可能性作为实施例在图中有所描述。
照明装置的选择(例如激光二极管、光导纤维、散射装置)可由本领域技术人员特别是按照制造和/或技术成本观点来完成。照明装置的选择通常取决于该照明装置相对于编码载体和扫描装置的目标布置方式。
根据本发明的角度测量装置的应用领域是具有方向确定功能和角度确定功能的大地测量装置。例如其可用于经纬仪，该经纬仪具有水平和垂直的刻度盘以及相应的读取装置，以便于能够高精度地测量水平和垂直角度。
附图说明
下面将结合附图示例性地示出的实施例来详细描述根据本发明的角度测量装置。图中：
图1A示出了根据现有技术的、具有四个扫描单元的第一角度测量装置；
图1B示出了根据现有技术的、具有五个发光电二极管和光电二极管的角度测量装置；
图2示出了用于根据本发明的角度测量装置的编码载体的实施方式；
图3A到图3J是根据本发明的、具有编码载体和扫描装置的另选布置和构造方式的角度测量装置的实施方式；
图4A到图4D以四个分图示出了根据本发明的角度测量装置的照明装置的可能的布置方式；
图5A到图5D以四个分图示出了编码载体和扫描装置的可能的布置方式；
图6A示出了根据本发明的、用于测量球形万向节的角位置的角度测量装置的第一实施例；
图6B示出了根据本发明的、用于测量球形万向节的角位置的角度测量装置的第二实施例。
具体实施方式
图1A示出了根据现有技术的用于设定角位置的构造。该构造具有增量刻度的刻度盘TK，其包括四个零标记N和四个扫描单元。作为扫描单元而彼此径向对置的两对光电元件FE以及彼此径向对置的两对零标记N用于设定更准确的角度位置，特别用于避免循环的、周期性的误差。
图1B示出了根据现有技术的另一光电角度测量结构。该角度测量结构被构造成用于粗略的绝对角度测量。为此，刻度盘TK′具有5个同心的编码轨线。为了扫描这些轨线，五个发光二极管LD和五个光电二极管PD布置成在作为光栅的刻度盘的相对两侧垂直于刻度盘的周向。根据各个编码轨线的相应的光通过或者光不通过将生成一个信号(亮/暗)，并且由此生成一个二进制符号(1/0)。
图2示出了能够应用于根据本发明的角度测量装置的编码载体的一个实施方式。该编码载体是可绕轴A旋转的刻度盘片KS，其中编码被施加到刻度盘片KS的周面上(侧表面)。这里以及下述文字中关于编码的描述是纯粹示例性的。
图3A到图3J示出了根据本发明的角度测量装置，其具有编码载体和扫描装置的不同的构造和布置方式，并且下面将相互关联地介绍。
在图3A中，编码载体以盘状构成，其具有施加在周面/侧表面M1上的位置编码C1。光敏的、面状的扫描膜F1被用作扫描装置而沿着编码载体的整个周边包围该编码载体。图3B示出了一种编码载体，该编码载体沿着构造为光敏面的扫描膜F2的整个周边包围该扫描膜F2，即，该扫描膜F2沿着该编码载体的内周面布置，其中该扫描膜在这里被固定在转盘DS的周面/侧表面上。转盘DS可以包括其他电子设备，如存储器电子设备和/或评价电子设备。编码载体相应地沿着其内周面承载位置编码C2。图3A和图3B中的编码载体和扫描膜F1、F2分别如此同心布置，即：编码载体的周面位于由扫描膜F1的周面张紧的空间中(图3A)，或者扫描膜F2的周面位于由编码载体的周面张紧的空间中(图3B)，其中编码载体和扫描膜F1、F2之间通过一个空隙来保持距离。扫描膜F1、F2各自都是一体件，并且都具有多个(未示出的)有机的、点阵状布置的光电检测器，编码载体材料在这里是塑料。
在图3C到图3E中，具有光敏区域的塑料薄膜围绕编码载体而布置，其中塑料薄膜和编码载体分别绕轴A1、A2、A3布置。在图3C中，光敏的带状塑料薄膜S1被布置成围绕编码载体的完整周面，并且该塑料薄膜S1比编码载体沿轴向的延展要小。
图3D中示出的编码载体同样被实施为带状形式，并且该编码载体被扫描装置S1′沿其整个圆周环绕，所述扫描装置S1′被制成具有多个光敏的传感器单元，这些传感器单元具有有机光电二极管和有机晶体管。这种实施方式提供了一种轴向尺寸很小的布置方式。以增量编码形式的刻度在这里被施加到编码载体上。
图3E中的面形的膜S2沿着轴向的延展大于编码载体沿轴向的延展。通过这种实施方式能够特别好地检测出编码载体沿着轴A3方向的不希望出现的运动。
在所有图3C，3D和3E中扫描装置都环绕编码载体，由此编码载体位于扫描装置的周面限定的空间中。所述由周面限定的空间是由该周面包围的空间，该空间也包围编码载体的轴A1、A2、A3或者扫描装置。由此根据本发明的角度测量装置能够根据不同的所期望的/优选的性能(如测量精确性、结构紧凑性、生产成本以及复杂度)而设计并构造出来。
图3F到图3J示出了编码载体和扫描装置的另一个实施方式，其中扫描装置沿着至少一个圆周完整地包围编码载体。
图3F中编码载体构造为圆柱形旋转体Z1，该旋转体Z1在其圆柱周面ZM上具有螺旋形的编码C3作为位置编码。作为扫描装置的检测薄膜S3沿着旋转体Z1的整个高度和其整个周长环绕该旋转体Z1。
在图3G中，三个扫描装置围绕圆筒编码载体Z2布置。这些扫描装置被实施为膜S4、膜S5和膜S6，其中膜S4、膜S5和膜S6的任何一个都具有有机光电二极管区和相重叠的有机晶体管区。膜S4、膜S5和膜S6沿着圆筒编码载体Z2的周长完整地包围圆筒编码载体Z2，并且膜S4、膜S5和膜S6沿着横向于周向相互保持间隔地安置。此外，还描述了一种照明元件B。所述照明元件B具有表面粗糙且光学透明的底座，由此照明装置B的光源的光穿过用作散光器的底座散射入圆筒的内部。编码载体由此从内部被均匀地照亮，并且借助膜S4、膜S5和膜S6根据透射光方法而被扫描。与前述实施方式相比较而言，图3F和图3G的编码载体和扫描装置的实施方式具有较小的直径和轴向较大的延展。对于这样一种根据本发明的角度测量装置的构造方式而言，也可以采用细长的照明装置(例如光导纤维)。
图3H、图3I和图3J示出了球形的编码载体，同时扫描装置为光敏的带状形式。没有示出各个编码载体上的编码。各个编码载体的支承也未示出，这些编码载体例如作为球形万向节而被支撑。图3H中的扫描带L沿着周长完整地环绕编码载体。在图3I中第一扫描带L1设置成围绕编码载体的第一圆周，第二扫描带L2设置成围绕编码载体的第二圆周，并且第三扫描带L3设置成围绕编码载体的第三圆周。图3J同样示出了三个扫描带L4、L5和L6，这些扫描带分别沿着圆周围绕编码载体，并且这些扫描带在垂直于圆周方向上相互保持间隔地布置。
在图4A到图4D中，以布置方式的多种变形例示出了用于根据本发明的角度测量装置的照明装置。这些照明装置被纯粹示例性地描绘为发光二极管，可以理解，这里能够使用多种不同的发光源，或者这些照明装置可以被构造成各种不同的形式，并且例如可以包括其他的光学元件，如镜片或者光散射器。
图4A的刻度盘T1是从内部照亮的。刻度盘T1的材料在这里是玻璃。为了保护编码，玻璃刻度盘可以覆盖保护层或者粘贴一种保护玻璃。通过同轴地布置在刻度盘内部的发光二极管D，刻度盘可以被均匀地照亮。光从内部穿过刻度盘朝着光敏扫描膜F3的方向照向外侧，该扫描膜F3接收那些已经被编码影响了的光信号。用于这种布置方式的另选的照明形式可通过一种自照明的编码来实现，其例如具有有机发光二极管。
在图4B中，刻度盘T2同心地包围内部的扫描膜F4。再次从这种布局的中心进行照明。扫描膜F4在不透光的光敏传感器元件之间具有可透光的区域，由此中心定位的发光二极管D的光穿过薄膜到达刻度盘T2的侧面并在那里被反射。薄膜的光敏感区域(传感器元件)接收被反射的光线将其作为与位置相关的扫描信号。
图4C示出了外置照明装置。两个发光二极管D沿着测量装置的周面定位，并且穿过薄膜F5而照亮编码，而所述薄膜F5形成为在光学上部分透光的，并且接收被编码结构反射的信号。
图4D的照明装置包括两个发光二极管D，所述两个发光二极管D为了照亮空心刻度盘的编码载体H和薄膜F6而倾斜地照亮在它们之间的空隙。这种照明方式也符合反射照明方法的技术，即倾斜入射的光线将在空心刻度盘的内周(已编码)反射到薄膜F6。
当然，在图4C和图4D的实施例中，正好有一个唯一的光源作为照明装置，但也可以使用多个光源。
在图5A到图5D中纯粹示意性地描述了四个实施例，用于描述根据本发明的角度测量装置的编码载体和扫描装置的可能的布置方式。当然还可以有更多的另选布置方式。
图5A示出了完全围绕编码载体圆盘CS的一体式扫描装置F7。在图5B中扫描装置由三部分组成，并且围绕编码圆盘CS′这样布置，即：三个部分1、2和3的每一个分别沿着其自身的部分圆周以相应的包围角度包围编码圆盘CS′，其中包围角度的总和接近360°，由此编码圆盘CS′沿其周长基本被完全包围。图5C示出一种扫描装置，其由两部分1′和2′组成，这两个部分分别在侧面围绕圆柱形的编码体CK的一半，由此扫描装置的所述编码体CK基本被完全包围。部分1′和2′的各自的包围角在这里接近180°。这些部分也可以恰好包围180°，由此尽管扫描装置是两部分，但是它们完整地沿着圆周包围编码载体从而起到了整体扫描装置的作用。图5D示出了另选的布置方式，它是圆筒形编码体CK′，该圆筒形编码体CK′完整地包围了内部的扫描装置F8。通过完整地集成编码，所述完整的包围提高了测量的分辨率。
图6A和图6B示出了根据本发明的角度测量装置的两个实施例，通过这些实施方式，能够确定在相应的承座中的球形万向节的角位置。在图6A中，球形万向节G被实施为编码载体，并且具有多个薄膜带FZ的承座LA被实施为扫描装置，这些薄膜带FZ相应地沿着圆周基本包围球形万向节。在图6B中，承座LA′为编码载体，而被薄膜带FZ′包围的球头G′为扫描装置。各个薄膜带当然也可以沿着另选的或者附加的圆周布置(例如横向于相应示出的方向)。
带有扫描薄膜元件的球形万向节的实施方式也可以通过具有槽状凹部的球形万向节来实现，其中薄膜元件被置入所述凹部中。同样，编码元件也能够被深度错开地布置。具有薄膜元件或者编码元件的承座的实施方式可以通过相似的方式和方法完成。通过这种实施方式，可以避免薄膜元件和编码元件的支承摩擦。