[发明专利]绝对位置码及其识读装置

说明书

技术领域

本发明涉及绝对位置测量技术和线阵影像传感器技术领域，特别是绝对位置码的构成和连接规则及其识读方法与线阵影像传感器扫描技术相结合的领域。

背景技术

目前位置测量装置主要有光电编码器、磁式编码器、同步感应编码器、光栅尺及渐变灰度编码器等等。传统位置测量装置的码盘或码尺主要靠物理加工精度来保证，随着精度的提高，成本急剧上升。

发明内容

为了解决现有技术中问题，本发明提供了一种绝对位置码，所述绝对位置码为矩形，包括位置线、基准线及位置码载体；所述绝对位置码两侧边沿线为s和r，所述基准线与所述绝对位置码的两侧边沿线s和r垂直相交于O点和P点，所述基准线OP线长就是所述绝对位置码单元长度；所述位置线一端与所述基准线相交于O点成θ角，另一端与所述绝对位置码另一侧边沿线r相交于Q点，形成直角三角形OPQ。

作为本发明的进一步改进，所述绝对位置码能够连续无缝连接，序号为n和n+1的两个绝对位置码连接规则：序号为n的绝对位置码一侧边沿线r与序号为n+1的绝对位置码一侧边沿线s重合，并且它们的基准线同在一条直线上，虚线x为两个相邻的绝对位置码边沿线重合线。

作为本发明的进一步改进，还包括条形码，所述条形码的码值是所述绝对位置码的序号，构成所述条形码的线条与所述基准线平行，与所述绝对位置码两侧边沿线s和r垂直相交。

作为本发明的进一步改进，所述条形码的码值连续递增或连续递减。

作为本发明的进一步改进，所述位置码载体与所述绝对位置码中的所有线条成最大的灰度差，所述位置码载体为白色，所述绝对位置码中的所有线条为黑色。

一种双列影像传感器，所述双列影像传感器是上述任意一项绝对位置码的识读装置，所述双列影像传感器包括驱动识读电路、传感器电路、透镜A、透镜B、光源、玻璃及结构体；所述驱动识读电路含有ADC模数转换电路和连接器，所述连接器与所述传感器电路连接；所述传感器电路里侧并列贴装有影像传感芯片A和影像传感芯片B，影像传感芯片由线阵CCD或CMOS芯片拼接而成；所述透镜A和所述透镜B安装在所述影像传感芯片A和所述影像传感芯片B受光面一侧，并且所述透镜A和所述透镜B的聚焦点正好落在对应的所述影像传感芯片A和所述影像传感芯片B的像素受光中心面上；所述透镜A和所述透镜B另一端的侧边装有所述光源，所述光源透过所述玻璃照射到所述绝对位置码上，并且所述透镜A和所述透镜B靠近所述玻璃一侧聚焦点正好落在绝对位置码上。

作为本发明的进一步改进，所述透镜A和所述透镜B是由多个柱状透镜紧密排列而成的条状透镜。

作为本发明的进一步改进，a和b分别是所述影像传感芯片A和所述影像传感芯片B对应的扫描线，扫描线a和b与所述基准线垂直，与所述位置线成一小角90°-θ；所述绝对位置码中所有线条的宽度要大于所述影像传感芯片A和所述影像传感芯片B的像素元间距；所述绝对位置码的长度即所述基准线的长度为OP，所述影像传感芯片A和影像传感芯片B像素元中心间距为d，为避免扫描线a和扫描线b同时扫描到连接线x处，d不能是OP的整数倍。

作为本发明的进一步改进，扫描线a与所述位置线、所述基准线分别相交于M、N，所述影像传感芯片A工作时将每个像素元的感光量转化成电平信号，经所述ADC模数转换电路转换成数字，这些数据经过非线性修正，成为像素元量化值m1、...m16...n1、n2；所述影像传感芯片A上投影的面积中间线G就是测量位置，每个像素元的投影面积用量化值的补数β(f-m)表示，f为ADC满量程，m是该像素元的量化值，β为常数，则投影在像素元上每移动一个像素元间距i，在G线两侧引起投影面积变化都是一个像素元面积，则i与量化值的补数关系为i＝β(f-0)＝βf，设N点位置为x，M点位置为y，绝对位置为z，QP线长为q，所述位置码序号为n，长度为OP＝u，设所述影像传感芯片A和所述影像传感芯片B分辨率为g，所述ADC模数转换电路满程量化值为f，设基准线投影在传感芯片上第一个非f量化值像素元序号为N1，最后非f量化值像素元序号为Nj,中间像素元序号为Nc,n1...nj为对应像素元量化值；设位置线投影在传感芯片上第一个非f量化值像素元序号为M1，最后非f量化值像素元序号为Mk，中间像素元序号为Mc，m1...mk为对应像素元量化值，则计算公式如下：

Nc＝[(N1+β(f-n1)/βf+N2+β(f-n2)/βf+...+Nj+β(f-nj)/βf)/j]

＝[(N1+N2+...+Nj+(f*j-n1-n2-...-nj)/f)/j]