[發明專利]一種單軌絕對光柵尺及其圖像編碼方法

有效

• 申請號: 201210165294.4
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102706373A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 陳新;王晗;陳新度;劉強;李克天;馬平;李鍛能;陳學松
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種單軌絕對光柵尺，其特征在于包括有光源（1）、反射鏡（2）、里程碑標志位（3）、增量標尺柵線（4）、玻璃基板（5）、上側CMOS傳感器（6）、下側CMOS傳感器（7）、移動光闌（8）、光電接收器（9）、指示光柵（10），其中光源（1）與反射鏡（2）組合構成照明光路，提供一定光強的平行光，玻璃基板（5）上刻畫有等寬、等距的增量標尺柵線（4），玻璃基板（5）在增量標尺柵線（4）的下方刻畫有平行等距的里程碑標志位（3），移動光闌（8）的左上方開口，該開口內嵌指示光柵（10），移動光闌（8）的右邊上下對稱開口，該對稱開口分別嵌入用于采集圖像信息的上側CMOS傳感器（6）和下側CMOS傳感器（7），且指示光柵（10）緊貼玻璃基板（5）安裝，上側CMOS傳感器（6）的安裝位置對準增量標尺柵線（4），下側CMOS傳感器（7）的安裝位置對準里程碑標志位（3），光源（1）、移動光闌（8）以及光電接收器（9）相對位置固定裝設在動尺（21）上，動尺（21）相對玻璃基板（5）能前后移動，光源（1）、移動光闌（8）以及光電接收器（9）能同時平行運動，增量標尺柵線（4）和指示光柵（10）的光線形成莫爾條紋投射在光電接收器（9）。

2.根據權利要求1所述的單軌絕對光柵尺，其特征在于上述光源（1）是藍光光源。

3.根據權利要求1所述的單軌絕對光柵尺，其特征在于上述里程碑標志位（3）所在行由若干等間距的柵線組成，其下從零點位置起，每隔一定距離設置一個絕對位置標記就是里程碑標志位（3），里程碑標志位（3）分為用于標志里程碑的出現與結束的里程碑編碼邊界標志柵線（12），用于進行編碼，擴大其位數，即能擴大編碼的范圍的里程碑條紋組內有效編碼位（11）；用于確定是否刻畫柵線的具體位置的有效編碼柵線位（13），刻畫柵線處表示為0，不刻畫柵線而留白，此處表示為1，相鄰里程碑標志位（3）的間距為d。

4.根據權利要求3所述的單軌絕對光柵尺，其特征在于上述有效編碼柵線位（13）共16條，兩端的端線作為邊界位始終刻畫柵線，下側CMOS傳感器（7）一旦發現兩端都經過就知道能讀完整的里程碑柵線陰影圖形了。

5.一種應用權利要求1所述的單軌絕對光柵尺的圖像編碼方法，其特征在于上述里程碑標志位（3）由若干條等寬度柵線位組成，其呈現二進制編碼，成為第一編碼條碼，光源（1）與反射鏡（2）組合構成的照明光路提供的平行光通過增量標尺柵線（4）產生的柵線陰影條紋組成第二編碼區，超過里程碑標志位（3）編碼視窗內最后一個里程碑標志位（3）后的柵線條紋組成的圖像，通過CMOS傳感器，進行數字化采集，得到二進制數字編碼，構成第二編碼條碼，最后兩柵線線條內未及一個步長的余量則由CMOS像元插入進行編碼，此為第三編碼段，三段編碼進行組合，可以得到一個有效位置碼，此位置碼對應標尺上的一個絕對位置，換而言之，光柵尺上的任何一個絕對位置，都有一個三段碼組成的絕對編碼相對應，只要得到可靠的指示光闌起始位置的絕對編碼，就可以通過求差，得到行程的絕對距離。