[发明专利]一种绝对式光栅尺及位移测量方法

权利要求书

1.一种绝对式光栅尺，其特征在于，包括读数头和光栅主尺；所述读数头包括光源、透镜组及信号处理器；所述光栅主尺为图像传感器阵列；

其中，所述透镜组用于将所述光源出射的测量光束进行准直和聚焦后，出射至所述图像传感器阵列，聚焦后的目标光斑直径小于图像传感器的光敏元中心距；

所述图像传感器阵列用于采集所述测量光束的光信息，并将所述光信息转化为电信息发送至所述信号处理器；

所述信号处理器用于对所述电信息进行模数转化，以得到所述图像传感器阵列中各光敏元的灰度值，并从各灰度值中选取最大灰度值，所述最大灰度值对应的目标光敏元位置为所述目标光斑位置；根据预存的图像传感器排列顺序及每个图像传感器中各光敏元的编排信息，获取所述目标光敏元位置值，根据所述目标光敏元位置值计算所述目标光斑的绝对位置测量值；

所述根据所述目标光敏元位置值计算所述目标光斑的绝对位置测量值包括：

获取所述图像传感器阵列的光敏元像素中心距；

根据下述公式计算所述目标光斑的绝对位置测量值：

s＝x_i*d；

式中，s为所述目标光斑的绝对位置测量值；d为光敏元像素中心距；x_i为所述目标光敏元位置值。

2.如权利要求1所述的绝对式光栅尺，其特征在于，所述光源为红外光源。

3.如权利要求1所述的绝对式光栅尺，其特征在于，所述图像传感器阵列为线阵图像传感器。

4.如权利要求1-3任意一项所述的绝对式光栅尺，其特征在于，所述图像传感器阵列为线阵CCD图像传感器或线阵CMOS图像传感器。

5.如权利要求4所述的绝对式光栅尺，其特征在于，所述透镜组包括准直镜和聚焦透镜。

6.如权利要求5所述的绝对式光栅尺，其特征在于，还包括：

滤波器，分别与所述图像传感器阵列和所述信号处理器相连，用于滤除所述电信息中的噪声。

7.如权利要求6所述的绝对式光栅尺，其特征在于，还包括：

显示器，用于向用户展示所述信号处理器计算得到的目标光斑的绝对位置测量值。

8.一种位移测量方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7任意一项所述绝对式光栅尺，包括：

获取图像传感器阵列采集的待测物体的移动测量信息；

对所述移动测量信息进行模数转化，以得到所述图像传感器阵列中各光敏元的灰度值；

从各灰度值中选取最大灰度值，所述最大灰度值对应的目标光敏元位置为目标光斑位置；

根据预存的图像传感器排列顺序及每个图像传感器中各光敏元的编排信息，获取所述目标光敏元位置值；

根据所述目标光敏元位置值计算所述目标光斑的绝对位置测量值；

其中，所述图像传感器阵列设置在待测物体上，所述移动测量信息为在所述待测物体移动过程中，光源出射的光束经透镜组准直聚焦后入射至所述图像传感器阵列，并由所述图像传感器阵列将采集的光信息转化的电信息；

所述根据所述目标光敏元位置值计算所述目标光斑的绝对位置测量值包括：

获取所述图像传感器的光敏元像素中心距；

根据下述公式计算所述目标光斑的绝对位置测量值：

s＝x_i*d；

式中，s为所述目标光斑的绝对位置测量值；d为光敏元像素中心距；x_i为所述目标光敏元位置值。