[发明专利]基于CMOS图像传感器的绝对式光栅尺及其测量方法

摘要

本发明公开了基于CMOS图像传感器的绝对式光栅尺及其测量方法，该绝对式光栅尺包括光栅尺主体、光学放大系统、CMOS图像传感器、信号处理模块和主控模块，光栅尺主体上设有测量码道和细分码道，光学放大系统用于收集经测量码道和细分码道反射或透射的光线并会聚入射到CMOS图像传感器上，CMOS图像传感器用于采集到达的光信号后获得当前测量位置的模拟图像并发送到信号处理模块，信号处理模块用于将模拟图像转化为数字图像后发送到主控模块，主控模块用于对数字图像进行处理后分别获得粗测位置值及细分位置值进而组合获得绝对位置测量值。本发明测量精度高、大大提高了测量分辨率，可广泛应用于光栅测量行业中。

主权项

1.基于CMOS图像传感器的绝对式光栅尺，其特征在于，包括光栅尺主体、光学放大系统、CMOS图像传感器、信号处理模块和主控模块，所述光栅尺主体上设有测量码道和细分码道，所述光学放大系统用于收集经测量码道和细分码道反射或透射的光线并会聚入射到CMOS图像传感器上，所述CMOS图像传感器用于采集到达的光信号后获得当前测量位置的模拟图像并发送到信号处理模块，所述信号处理模块用于将模拟图像转化为数字图像后发送到主控模块，所述主控模块用于对数字图像进行处理后分别获得粗测位置值及细分位置值进而组合获得绝对位置测量值；所述测量码道包括多个在水平方向上紧密排列的长度相同且高度依次递增的光栅条纹，所述细分码道设有多个二进制码道且每个二进制码道与一光栅条纹相对应，二进制码道的长度与光栅条纹的长度相同；所述主控模块具体用于：将数字图像分割获得测量码道图像块和细分码道图像块后，进行二值化处理，进而分别将二值化后的测量码道图像块和细分码道图像块与预设的编码数据库比对后，对应获得粗测位置值和细分位置值，进而将两者组合获得绝对式光栅尺的绝对位置测量值。