專利名稱：絕對角度運(yùn)算裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如使用裝入在旋轉(zhuǎn)激光裝置內(nèi)的旋轉(zhuǎn)式編碼器運(yùn) 算相對于基準(zhǔn)角度位置的絕對角度位置的絕對角度運(yùn)算裝置。
背景技術(shù)：
以往，如圖1所示，眾所周知如下結(jié)構(gòu)的裝置用旋轉(zhuǎn)激光裝置1 等測量器使旋轉(zhuǎn)棱鏡(省略圖示)例如以3轉(zhuǎn)/秒(180轉(zhuǎn)/分)的速度旋 轉(zhuǎn)，使扇形光束BP射向目標(biāo)2，然后接受來自目標(biāo)2的反射光BP'，檢 測出目標(biāo)2相對于旋轉(zhuǎn)激光裝置1的基準(zhǔn)角度位置Q的絕對角度位置(9。
例如，在該檢測到的絕對角度位置0處，用該旋轉(zhuǎn)激光裝置1向目 標(biāo)2照射激光，然后接收來自目標(biāo)2的反射光BP',來測出從旋轉(zhuǎn)激光 裝置1到目標(biāo)2的距離。
在這種旋轉(zhuǎn)激光裝置1的內(nèi)部組裝有如圖2 ( a )、 ( b )所示的旋轉(zhuǎn)式 編碼器3。該旋轉(zhuǎn)式編碼器3大致由旋轉(zhuǎn)板4、發(fā)光部5和受光部6構(gòu)成。 在旋轉(zhuǎn)板4的外周部，沿周向形成有多個(gè)透光縫隙7。例如如圖2(c) 所示，這多個(gè)透光縫隙7由經(jīng)過空間調(diào)制的第1圖案P1、第2圖案P2、 第3圖案P3構(gòu)成。
按一定的節(jié)距寬度P來形成各圖案P1 P3，圖案P1的圖案寬度被設(shè) 定為固定寬度，圖案寬度P2、 P3是按照規(guī)定的規(guī)則來調(diào)制(例如參照 日本專利3168451號)。
該發(fā)光部5和受光部6面對旋轉(zhuǎn)板4的縫隙形成區(qū)域，且夾著旋轉(zhuǎn) 板4相互面對。發(fā)光部5例如由發(fā)光元件5a和準(zhǔn)直透鏡5b構(gòu)成。受光 部6例如由線性傳感器構(gòu)成。該受光部6經(jīng)由縫隙7接受來自發(fā)光部5 的光。之后，該受光部6將接收到的光變換成光電變換信號串，該光電變換信號串被輸入到省略了圖示的運(yùn)算電路。
運(yùn)算電路根據(jù)受光部6的光電變換信號串所包含的空間調(diào)制成分運(yùn) 算起自基準(zhǔn)角度位置Q的絕對角度位置0。
但是，這種運(yùn)算電路通常需要100毫秒(ms)左右的時(shí)間來運(yùn)算絕 對角度位置0。針對于此，這種旋轉(zhuǎn)式編碼器3在這100毫秒期間內(nèi)例 如就旋轉(zhuǎn)108度左右，因此若間隔100毫秒進(jìn)行測定，則存在如下問題 即不能夠求得目標(biāo)2對于基準(zhǔn)角度位置Q的精確的絕對角度位置<9。
另夕卜，在要同時(shí)進(jìn)行2個(gè)以上的目標(biāo)2的測定的情況下，在小于108 度的角度位置處存在2個(gè)以上的目標(biāo)時(shí)，其中至少一個(gè)無法測定絕對角 度位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既能縮短角度運(yùn)算時(shí)間還能夠測定精確 的絕對角度位置的絕對角度運(yùn)算裝置。
本發(fā)明所記載的絕對角度運(yùn)算裝置設(shè)置有具有空間調(diào)制過的圖案的 旋轉(zhuǎn)板、面對所述圖案的旋轉(zhuǎn)區(qū)域的發(fā)光部、接受經(jīng)由所述圖案而獲取 的來自所述發(fā)光部的光并將其變換成光電變換信號串的受光部以及根據(jù) 從該受光部輸出的光電變換信號串包含的空間調(diào)制成分來運(yùn)算起自基準(zhǔn) 角度位置的絕對角度位置的運(yùn)算電路，其特征在于所述運(yùn)算電路具有為 了插補(bǔ)所述絕對角度位置而在比運(yùn)算所需要的時(shí)間還短的設(shè)定時(shí)間期間 保存從所述受光部輸出的前次光電變換信號串和此次光電變換信號串的 光電變換信號串保存部、檢測保存在該光電變換信號串保存部內(nèi)的前次 光電變換信號串和此次光電變換信號串的相關(guān)并檢測出其偏移量的相關(guān) 檢測電路以及根據(jù)此次獲得的偏移量來內(nèi)插所述圖案之間的絕對角度位 置相當(dāng)值的內(nèi)插運(yùn)算電路，所述運(yùn)算電路根據(jù)該偏移量和所述絕對角度 位置相當(dāng)值算出內(nèi)插角度，并將此次得出的內(nèi)插角度與前次得出的絕對 角度位置相加而求出當(dāng)前的絕對角度位置。
本發(fā)明所記載的絕對角度運(yùn)算裝置的特征在于所述運(yùn)算電路〗吏用閾 值將所述信號串進(jìn)行二值化并檢測出偏移量。本發(fā)明所記載的絕對角度運(yùn)算裝置的特征在于所述圖案是透光縫 隙，所述發(fā)光部和所述受光部夾著所述透光縫隙的旋轉(zhuǎn)區(qū)域而面對。
本發(fā)明所記載的絕對角度運(yùn)算裝置的特征在于在所述受光部和所述 光電變換信號串保存部之間設(shè)有放大所述光電變換信號串的放大電路。
本發(fā)明所記載的絕對角度運(yùn)算裝置的特征在于所述光電變換信號串 保存部由兩個(gè)保存電路構(gòu)成，這兩個(gè)保存電^各的 一個(gè)將當(dāng)前時(shí)刻的前一 刻的設(shè)定時(shí)間定義為前次，并保存前次所得到的光電信號串，這兩個(gè)保 存電路的另 一個(gè)將當(dāng)前時(shí)刻定義為此次，并保存此次所得到的光電信號 串。
本發(fā)明所記載的絕對角度運(yùn)算裝置的特征在于在所述放大電路和所 述光電變換信號串保存部之間，設(shè)置有按每個(gè)規(guī)定時(shí)間交互切換所述放 大電路對所述兩個(gè)保存電路之間的連接的第一開關(guān)元件。
本發(fā)明所記載的絕對角度運(yùn)算裝置的特征在于所述運(yùn)算電路具有微 型計(jì)算機(jī)，在所述微型計(jì)算機(jī)和所述光電變換信號串保存部之間設(shè)置有 第二開關(guān)元件，在所述放大電路和所述兩個(gè)保存電路的一個(gè)由所述第一 開關(guān)元件相連接時(shí)，所述第二開關(guān)元件使所述兩個(gè)保存電路的另一個(gè)和 所述微型計(jì)算機(jī)相連接，而且，所述放大電路和所述兩個(gè)保存電路的另 一個(gè)由所述第一開關(guān)元件相連接時(shí)，所述兩個(gè)保存電路的一方和所述微 型計(jì)算機(jī)相連接。
本發(fā)明所記載的絕對角度運(yùn)算裝置的特征在于所述發(fā)光部由發(fā)光元
件和準(zhǔn)直透鏡構(gòu)成，所述受光部由線性傳感器或CCD構(gòu)成。
本發(fā)明所記載的絕對角度運(yùn)算裝置的特征在于所述相關(guān)檢測電路以 構(gòu)成所述線性傳感器或CCD的所有元件中的中央的元件為中心，使用存 在于中央部分的多個(gè)元件，通過相關(guān)檢測來測出所述偏移量。
本發(fā)明所記載的絕對角度運(yùn)算裝置的特征在于所述圖案由多個(gè)圖案 構(gòu)成，各圖案間的節(jié)距距離為固定寬度，所述圖案的寬度按照規(guī)定的規(guī) 則來調(diào)制，所述內(nèi)插運(yùn)算電路根據(jù)所述各圖案間的節(jié)距寬度和所述偏移 量運(yùn)算所述絕對角度位置相當(dāng)值。
根據(jù)本發(fā)明所記載的絕對角度運(yùn)算裝置，可以縮短角度運(yùn)算時(shí)間，
6而且可以測定精確的絕對角度位置。
根據(jù)本發(fā)明所記載的絕對角度運(yùn)算裝置，由于能夠以構(gòu)成受光部的 所有元件之中的中央的元件為中心并使用存在于中央部分的多個(gè)元件由 相關(guān)檢測來測出偏移量，所以可以縮短處理時(shí)間。


圖1是表示旋轉(zhuǎn)激光裝置的使用方法的一例的說明圖。
圖2是表示被裝入在圖1所示的旋轉(zhuǎn)激光裝置中的旋轉(zhuǎn)式編碼器的
一例的說明圖，(a )是表示其概略構(gòu)成的平面圖，(b )是表示其概略構(gòu)
成的側(cè)面圖，(c)是表示其透光縫隙的圖案的一例的展開圖。 圖3是表示本發(fā)明的絕對角度運(yùn)算裝置的一例的電路框圖。 圖4是本發(fā)明的絕對角度運(yùn)算裝置的角度運(yùn)算時(shí)間的說明圖。 圖5是表示圖4所示的光電變換信號串保存部所保存的光電變換信
號串的一例的說明圖，(a)表示前次光電變換信號串，(b)表示此次光
電變換信號串。
圖6是本發(fā)明的內(nèi)插運(yùn)算的說明圖。
圖7是表示本發(fā)明的絕對角度運(yùn)算裝置的處理步驟流程圖的一例。 圖8是表示進(jìn)行過二值化的光電變換信號串的一例的說明圖，(a) 表示前次光電變換信號串，(b)表示此次光電變換信號串。
具體實(shí)施例方式
以下參照

本發(fā)明的絕對角度運(yùn)算裝置的實(shí)施方式。 (實(shí)施例)
圖3是表示本發(fā)明的絕對角度運(yùn)算裝置的主要部分構(gòu)成的電路框圖。 其中，因?yàn)樾D(zhuǎn)式編碼器3的構(gòu)成與圖l相同，所以省略其詳細(xì)說明。
在該圖3中，符號IO是作為受光部6的例如由多個(gè)受光元件構(gòu)成的 線性傳感器或CCD,符號11是運(yùn)算電路。
運(yùn)算電路11大致由微型計(jì)算機(jī)12、時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器13、光電變換信號 串保存部14、相關(guān)檢測電路15A和內(nèi)插運(yùn)算電路15B構(gòu)成。微型計(jì)算機(jī)12具有為了插補(bǔ)運(yùn)算獲得的絕對角度位置e而設(shè)定比圖 4所示的運(yùn)算所要的絕對角度運(yùn)算時(shí)間T短的時(shí)間t的功能。例如，在此， 絕對角度運(yùn)算時(shí)間T為100毫秒(ms),換算成角度為108度。此外，設(shè) 定時(shí)間t例如在此為500微秒(p s )，換算成角度為0. 54度。
微型計(jì)算機(jī)12向時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器13輸出控制信號，時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器13向線 性傳感器IO輸出驅(qū)動(dòng)信號。
線性傳感器IO根據(jù)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器13的驅(qū)動(dòng)信號，經(jīng)由放大電路16向 光電變換信號串保存部14輸出光電變換信號串。該線性傳感器10的元 件個(gè)數(shù)例如為512個(gè)。在此， 一個(gè)元件的節(jié)距寬度按照角度換算大約為 73秒，因此，線性傳感器10的角度為73x 512 (秒)，也就是相當(dāng)于大 約10. 4度。
光電變換信號串保存部14由保存電路14A和保存電路14B構(gòu)成，并 具有在微型計(jì)算機(jī)12所設(shè)定的設(shè)定時(shí)間t期間暫時(shí)保存由線性傳感器10 的各元件所輸出的光電變換信號串的功能。
保存電路14A、 14B的一個(gè)將當(dāng)前時(shí)刻的前一刻的設(shè)定時(shí)間t定義為 前次，且將當(dāng)前時(shí)刻定義為此次，用作保存前次得到的光電變換信號串 的前次保存電路；保存電路14A、 14B的另一個(gè)用作保存此次得到的光電 變換信號串的此次保存電路。
微型計(jì)算機(jī)12具有控制開關(guān)元件17、 18的功能。控制開關(guān)元件17 每500 ia s將連接切換為放大電路16與保存電路14A相連接的狀態(tài)和放 大電路16與保存電路14B相連接的狀態(tài)。
開關(guān)元件18每500 )i s在保存電路14A與樣i型計(jì)算機(jī)12相連接的狀 態(tài)和保存電路14B與微型計(jì)算機(jī)12相連接的狀態(tài)之間被切換。在開關(guān)元 件18使保存電路14A和樣t型計(jì)算機(jī)12連接起來的狀態(tài)時(shí)，將開關(guān)元件 17切換為使放大電路16和保存電路14B相連接的狀態(tài)；在開關(guān)元件18 使保存電路14B和微型計(jì)算機(jī)12連接起來的狀態(tài)時(shí)，將開關(guān)元件17切 換到放大電路16和保存電路14A相連接的狀態(tài)。每100ms,使用該開關(guān) 元件18將絕對角度運(yùn)算裝置所必要的光電變換信號串輸入到微型計(jì)算機(jī) 12。保存電路14A、 14B具有以500ja s時(shí)刻為基準(zhǔn)將從該前一刻512個(gè) 元件各自輸出的光電變換信號串暫時(shí)保存起來的功能。在此，微型計(jì)算 機(jī)12每100 ms和保存電路14A或者14B相連接，并根據(jù)保存電路14A 或者14B所保存的512個(gè)光電變換信號串，在每個(gè)絕對角度運(yùn)算時(shí)間T 內(nèi)，根據(jù)空間調(diào)制成分計(jì)算起自基準(zhǔn)角度位置Q的絕對角度位置e。之 后，微型計(jì)算機(jī)12向顯示部19輸出該運(yùn)算結(jié)果，顯示部19將起自基準(zhǔn) 角度位置Q的絕對角度位置(9顯示在畫面上。
此外，微型計(jì)算機(jī)12為了在每個(gè)設(shè)定時(shí)間t按照相關(guān)法檢測出前次 保存電路所保存的光電變換信號串和此次保存電路所保存的光電變換信 號串的偏移量，而依據(jù)控制定時(shí)信號ST將保存電路14A、保存電路14B 所保存的各光電變換信號串輸出到相關(guān)檢測電路15 A 。
相關(guān)4企測電路15A例如根據(jù)相關(guān)法來比較保存電路14A所保存的512 個(gè)光電變換信號串trl (參照圖5 U))和保存電路14B所保存的光電變 換信號串tr2 (參照圖5 (b))，檢測出偏移量A。在此圖5中，圖5 (a) 的符號x 1所表示的光電變換信號對應(yīng)于圖5 (b)的符號x 2所表示的光 電變換信號，表示僅偏移8個(gè)元件(像素)程度的狀態(tài)。所以，這里A =8。
該偏移量被輸入到微型計(jì)算機(jī)12,由內(nèi)插運(yùn)算電路15B得出的內(nèi)插 值也被輸入到微型計(jì)算機(jī)12。
內(nèi)插運(yùn)算電路15B從放大電路16輸出的光電變換信號串算出下面將 要說明的內(nèi)插值(相當(dāng)于絕對角度值)。
圖6是用來算出該內(nèi)插值的圖案的示意說明圖。該圖6中，所表示 的是從算出絕對角度運(yùn)算值的時(shí)刻到運(yùn)算下一個(gè)絕對角度運(yùn)算值的時(shí)刻 之間橫切受光元件10的旋轉(zhuǎn)方向中心的圖案。
在此，例如圖案間的節(jié)距間隔P相當(dāng)于14個(gè)像素，此節(jié)距間隔P換 算成角度為1029秒(約73秒xl4像素-約1022秒)。這里，內(nèi)插運(yùn)算電 路15B以0. 1秒或1秒為單位計(jì)算內(nèi)插值。例如，若偏移量A-8，則內(nèi) 插值A(chǔ)是相當(dāng)于(8/14) xl029秒的值。此外，在偏移量厶為14以上的 情況下，偏移量A的數(shù)值(像素?cái)?shù))用符號M表示，將該數(shù)值Mx73秒除以1029所得出的值(節(jié)距個(gè)數(shù))M'的余數(shù)用符號M〃表示。此符號M "為第M'個(gè)圖案和第(M' +1)個(gè)圖案之間的像素的個(gè)數(shù)，即表示從第 M'個(gè)圖案數(shù)起的數(shù)值。
因此，可以用A' =(M〃 /14) x 73式算出第M'個(gè)圖案和第(M' +1 ) 個(gè)圖案之間的內(nèi)插值A(chǔ)'。
因此，起自絕對角度取得時(shí)刻的內(nèi)插值A(chǔ)為A-(1029 xM' ) + A', 即可以用A=(1029 xM' ) + (M〃 /14) x73式來算出。
該內(nèi)插值A(chǔ)的數(shù)據(jù)被輸入到微型計(jì)算機(jī)12 。微型計(jì)算機(jī)12根據(jù)內(nèi)插 值A(chǔ)運(yùn)算內(nèi)插角度0。之后，微型計(jì)算機(jī)12將前次得到的絕對角度位置 e和此次得到的內(nèi)插角度^相加，求出當(dāng)前的絕對角度位置(6+0)。 在此例中，因?yàn)锳-8，所以內(nèi)插角度^為588. 8 (秒)。而且，在此例中， 以0. 1秒為單位計(jì)算內(nèi)插值A(chǔ)。
以下參照圖7說明此絕對角度運(yùn)算裝置的角度運(yùn)算流程的一例。
假設(shè)旋轉(zhuǎn)式編碼器3在旋轉(zhuǎn)中，微型計(jì)算機(jī)12例如每100ms (這一 時(shí)間可任意設(shè)定)進(jìn)行絕對值運(yùn)算(絕對角度位置運(yùn)算)(S. 1 )。隨后， 微型計(jì)算機(jī)12將計(jì)數(shù)值歸零(S. 2 ),并開始計(jì)數(shù)(S. 3 )。接著，微型計(jì) 算機(jī)12將計(jì)數(shù)值除以例如500 ^ s (這一時(shí)間可任意設(shè)定)(S. 4 ),并判 斷商N(yùn)是否為整數(shù)(S. 5)。
若商N(yùn)不是整數(shù)，則重復(fù)S. 3到S. 5的處理。在步驟S. 5中，若判 斷商N(yùn)為整數(shù)，則向開關(guān)元件17輸出切換信號。
絕對值運(yùn)算進(jìn)行之后，即N=l的情況下，將開關(guān)元件17從放大電路 16和保存電路14A連接的狀態(tài)切換到放大電路16和保存電路14B連接的 狀態(tài)(S. 6)。此外，開關(guān)元件18將連接開關(guān)元件17的保存電路切換到 未連接的保存電路。
絕對值運(yùn)算時(shí)所使用的512個(gè)光電變換信號串trl作為前次光電變 換信號串trl被保存在保存電路14A中。而此次光電變換信號串tr2被 保存在保存電路14B內(nèi)(S. 7)。
前次光電變換信號串trl的數(shù)據(jù)和此次光電變換信號串tr2的數(shù)據(jù) 被輸入到相關(guān)檢測電路15A,相關(guān)檢測電路15A根據(jù)光電變換信號串trl、tr2,利用相關(guān)運(yùn)算法檢測出偏移量A (S. 8)。
該偏移量A被輸入到微型計(jì)算機(jī)12,微型計(jì)算機(jī)12根據(jù)該偏移量A 和內(nèi)插值A(chǔ)算出內(nèi)插角度0,再將先求得的前次絕對角度位置(90加上此 次取得的內(nèi)插角度^，求出絕對角度位置ei ( 01=00+0) (S.9)。
隨后，微型計(jì)算機(jī)12判斷N是否為200 (S. 10)，若N不是200，則 轉(zhuǎn)到S. 3,繼續(xù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，再判斷商N(yùn)是否為整數(shù)(S. 5 )。例如，N=2的 情況下，微型計(jì)算機(jī)12進(jìn)行開關(guān)元件17的切換。
這樣，從放大電路16和保存電路14B連接的狀態(tài)被切換到放大電路 16和保存電路14A連接的狀態(tài)。在該N=2的情況下，保存電路14B具有 保存前次光電變換信號串trl的數(shù)據(jù)的作用，保存電^各14A則具有保存 此次光電變換信號串tr2的數(shù)據(jù)的作用。
該保存電路14B所保存的前次光電變換信號串trl的數(shù)據(jù)和保存電 路14A所保存的此次光電變換信號串tr2的數(shù)據(jù)同樣被輸入到相關(guān)檢測量A。
該偏移量A被輸入到微型計(jì)算機(jī)12，微型計(jì)算機(jī)12根據(jù)該偏移量A 和內(nèi)插值A(chǔ)算出角度0，將先求得的前次絕對角度位置(91加上此次取得 的角度^，求出絕對角度位置(92 ( 62=01+0) (S.9)。
微型計(jì)算機(jī)12重復(fù)該處理， 一直到N-200為止。這里，在商N(yùn)為偶 數(shù)的情況下，保存電路14A起著保存此次光電變換信號串的作用，而保 存電路14B則起到保存前次光電變換信號串的作用。此外，在商N(yùn)為奇 數(shù)的情況下，保存電路14A則起著保存前次光電變換信號串的作用，而 保存電路14B則起到保存此次光電變換信號串的作用。微型計(jì)算機(jī)12根 據(jù)保存電路14A或者14B所保存的光電變換信號串，每100ms重復(fù)根據(jù) 空間調(diào)制成分運(yùn)算起自基準(zhǔn)角度位置Q的絕對角度位置(9。
若微型計(jì)算機(jī)12判斷N是200,則轉(zhuǎn)到步驟S. 11,并判斷旋轉(zhuǎn)式編 碼器3的開關(guān)是否斷開。在開關(guān)為接通的情況下，則轉(zhuǎn)到步驟S. 1,繼續(xù) 進(jìn)行S. 1至S. 11的處理。
若采取使用該絕對角度運(yùn)算裝置的旋轉(zhuǎn)激光裝置1,則可以精確地求出起自接受到來自目標(biāo)2的反射光BP'的時(shí)刻的基準(zhǔn)角度位置Q的絕對 角度位置e。因此，在進(jìn)行測距的情況下，求出在從基準(zhǔn)角度位置Q旋 轉(zhuǎn)幾度角的時(shí)刻射出測距激光為宜，即便在無人的情況下，旋轉(zhuǎn)激光裝 置1也可求出一直到目標(biāo)2為止的距離。
在此實(shí)施例中，使用由512個(gè)元件得到的512個(gè)光電變換信號，通 過插補(bǔ)求得絕對角度位置，但是，并不需要使用全部512個(gè)元件，例如， 以512個(gè)元件之中的中央的元件即第256個(gè)元件為中心，使用前后32個(gè) 即64個(gè)元件，也可以按相關(guān)檢測法對絕對角度位置進(jìn)行插補(bǔ)。
這樣，即使使用64個(gè)元件的情況下，1個(gè)元件的偏移角度也為73 秒，如果^f吏用64個(gè)元件則為6072秒。對此，在500 ju s期間內(nèi)，由于S走 轉(zhuǎn)板4的旋轉(zhuǎn)角度是0. 54度(2016秒)左右，所以即使旋轉(zhuǎn)板4的轉(zhuǎn)數(shù) 發(fā)生了變動(dòng)，也不會(huì)對插補(bǔ)運(yùn)算產(chǎn)生不良影響。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，盡管相關(guān)檢測電路15A使用原始的光電變換 信號串trl、 tr2進(jìn)行相關(guān)檢測，但是如圖8 (a )、 (b)所示，也可以按 照用閾值Qr對64個(gè)光電變換信號二值化得出的二值化后的光電變換信 號串trl' 、 tr2'來^r測出偏移量A。
權(quán)利要求
1.一種絕對角度運(yùn)算裝置，其特征在于，設(shè)置有具有空間調(diào)制過的圖案的旋轉(zhuǎn)板、面對所述圖案的旋轉(zhuǎn)區(qū)域的發(fā)光部、接受經(jīng)由所述圖案而獲取的來自所述發(fā)光部的光并將其變換成光電變換信號串的受光部、以及根據(jù)從該受光部輸出的光電變換信號串包含的空間調(diào)制成分來運(yùn)算起自基準(zhǔn)角度位置的絕對角度位置的運(yùn)算電路，所述運(yùn)算電路具有為了插補(bǔ)所述絕對角度位置而在比運(yùn)算所需要的絕對角度運(yùn)算時(shí)間還短的設(shè)定時(shí)間期間保存從所述受光部輸出的前次光電變換信號串和此次光電變換信號串的光電變換信號串保存部、檢測保存在該光電變換信號串保存部的前次光電變換信號串和此次光電變換信號串的相關(guān)并檢測出其偏移量的相關(guān)檢測電路、以及根據(jù)此次獲得的偏移量來內(nèi)插所述圖案之間的絕對角度位置相當(dāng)值的內(nèi)插運(yùn)算電路，所述運(yùn)算電路根據(jù)該偏移量和所述絕對角度位置相當(dāng)值算出內(nèi)插角度，并將此次得出的內(nèi)插角度與前次得出的絕對角度位置相加而求出當(dāng)前的絕對角度位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對角度運(yùn)算裝置，其特征在于所述運(yùn)算電路使用閾值將所述信號串進(jìn)行二值化并檢測出偏移量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的絕對角度運(yùn)算裝置，其特征在于所述 圖案是透光縫隙，所述發(fā)光部和所述受光部夾著所述透光縫隙的旋轉(zhuǎn)區(qū):威而面乂于。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對角度運(yùn)算裝置，其特征在于在所述受 光部和所述光電變換信號串保存部之間設(shè)有放大所述光電變換信號串的 放大電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的絕對角度運(yùn)算裝置，其特征在于 所述光電變換信號串保存部由兩個(gè)保存電^^構(gòu)成，這兩個(gè)保存電^^的一個(gè)將當(dāng)前時(shí)刻的前一刻的i殳定時(shí)間定義為前次，并保存前次所得到的光電信號串，這兩個(gè)保存電路的另 一個(gè)將當(dāng)前時(shí)刻定義為此次，并保存此次所得到的光電信號串。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的絕對角度運(yùn)算裝置，其特征在于在所述放 大電路和所述光電變換信號串保存部之間，設(shè)置有按每個(gè)規(guī)定時(shí)間交互 切換所述放大電路對所述兩個(gè)保存電路之間的連接的第 一開關(guān)元件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的絕對角度運(yùn)算裝置，其特征在于 所述運(yùn)算電路具有微型計(jì)算機(jī)，在所述微型計(jì)算機(jī)和所述光電變換信號串保存部之間設(shè)置有第二開關(guān)元件，在所述放大電路和所述兩個(gè)保存電路的一個(gè)由所述第一開關(guān)元件相 連接時(shí)，所述第二開關(guān)元件使所述兩個(gè)保存電路的另一個(gè)和所述微型計(jì) 算機(jī)相連接，而且，所述放大電路和所述兩個(gè)保存電路的另一個(gè)由所述第一開關(guān)元件相 連接時(shí)，所述兩個(gè)保存電路的一個(gè)和所述^l型計(jì)算機(jī)相連"l妄。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的絕對角度運(yùn)算裝置，其特征在于所述發(fā)光 部由發(fā)光元件和準(zhǔn)直透鏡構(gòu)成，所述受光部由線性傳感器或CCD構(gòu)成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的絕對角度運(yùn)算裝置，其特征在于所述相關(guān) 檢測電路以構(gòu)成所述線性傳感器或CCD的所有元件中的中央的元件為中 心，使用存在于中央部分的多個(gè)元件，通過相關(guān)檢測來測出所述偏移量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的絕對角度運(yùn)算裝置，其特征在于所述圖案 由多個(gè)圖案構(gòu)成，各圖案間的節(jié)距寬度為固定寬度，所述圖案的寬度按 照規(guī)定的規(guī)則來調(diào)制，所述內(nèi)插運(yùn)算電路根據(jù)所述各圖案間的節(jié)距寬度和所述偏移量運(yùn)算 所述絕對角度位置相當(dāng)值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種既可以縮短角度運(yùn)算時(shí)間又能測定精確的絕對角度位置的絕對角度運(yùn)算裝置，其具有根據(jù)光電變換信號串所包含的空間調(diào)制成分計(jì)算絕對角度位置的運(yùn)算電路(11)。運(yùn)算電路(11)具有為了插補(bǔ)絕對角度位置而保存比運(yùn)算所需要的絕對角度運(yùn)算時(shí)間還短的設(shè)定時(shí)間期間所得到的前次光電變換信號串和此次光電變換信號串的光電變換信號串保存部(14)、檢測光電變換信號串保存部(14)所保存的前次光電變換信號串和此次光電變換信號串的相關(guān)并測出其偏移量的相關(guān)檢測電路(15A)以及根據(jù)此次獲得的偏移量內(nèi)插圖案間的絕對角度位置相當(dāng)值的內(nèi)插運(yùn)算電路(15B)。此運(yùn)算電路(11)根據(jù)偏移量和絕對角度位置相當(dāng)值算出內(nèi)插角度，并將前次得出的絕對角度位置加上此次得出的內(nèi)插角度而求出當(dāng)前的絕對角度位置。
文檔編號G01D5/26GK101315289SQ20081009775
公開日2008年12月3日 申請日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月28日
發(fā)明者熊谷薰, 齊藤政宏 申請人:株式會(huì)社拓普康