[发明专利]旋转编码器

说明书

技术领域

本发明涉及旋转编码器，更详细地，涉及用于能够自校正测量值的测量仪的增量编码器和绝对编码器。

背景技术

为了测量水平角和垂直角，在测量仪上具备旋转编码器。旋转编码器为利用与望远镜一起旋转的旋转圆盘和读取沿该旋转圆盘的圆周方向设置的刻度的检测器来测量水平角和垂直角的装置。

旋转编码器有增量编码器和绝对编码器。增量编码器具备以等间隔设有等宽度的刻度(缝隙)的旋转圆盘。该增量编码器将从光源射出的光照射到旋转圆盘上，利用受光器检测与刻度数相对应的明暗来测量旋转圆盘的旋转角。

绝对编码器例如图1所示，具有旋转圆盘1，该旋转圆盘1包括表示0的细线(缝隙)和表示1的粗线(缝隙)，并且沿周边设有形成表示角度的例如角度码11的缝隙。该绝对编码器将由CPU6控制发光的光源(LED)2射出的光照射到旋转圆盘1上，用CCD线性传感器3检测角度码11。CCD线性传感器3的输出经由A/D变换器5输入到CPU6。CPU6通过解读角度码11并进行适当的内插处理，来计算出旋转圆盘1的绝对角度，并显示在显示部7上(参照下述专利文献1)。

此外，在现有技术的用于测量仪的旋转编码器中，由于难以将旋转圆盘1无偏心地安装到旋转轴上，或者难以完全等间隔地设置刻度或角度码，因此测量值产生误差。为了消除这样的误差，根据ISO·JSIMA标准的正反测量进行自校正。该自校正是，在测量仪的周围配置准直仪，边使测量仪旋转适当角度边对准准直仪，测量刻度或角度码的误差。

专利文献1：日本特开2002-13949号

但是，在上述通过正反测量进行的自校正中，不仅需要人工对准而且需要1小时左右的时间，因此存在作业员的负担大的问题。并且，对于不熟练的作业员来说，既存在对准误差大的问题，又存在自校正精度不足的问题。而且，还存在为需要多个准直仪的设备花费费用的问题。此外，对于垂直编码器来说，还存在难以进行自校正的问题。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题而完成的，其技术问题在于提供一种旋转编码器，该旋转编码器不需要特别的设备并且作业员的负担少，水平编码器和铅垂编码器都能够简单且低成本高精度地进行自校正。

为了解决上述问题，第一技术方案涉及的发明是旋转编码器，具备设置有角度码的旋转圆盘、照射上述角度码的光源、读取上述角度码的检测器、以及根据由该检测器读取的角度码取得读取值f(θ)的运算部，其特征在于，在每次使上述旋转圆盘旋转规定角度时，在将上述旋转圆盘的旋转角设为θ、将从该旋转角θ开始在检测器上的读取范围内的任意角度设为φ时，上述运算部取得上述检测器上的读取范围内的读取值f(θ+φ)和f(θ)，根据使上述旋转圆盘旋转1周后的上述读取值f(θ+φ)与f(θ)之差g(θ，φ)的变化，对上述读取值f(θ)进行自校正。

第二技术方案涉及的发明是在第一技术方案涉及的发明中，使取得上述读取值f(θ+φ)和f(θ)的旋转圆盘的旋转位置为将360°大致等分且相邻的旋转位置中上述检测器的读取范围重叠的位置；取得在旋转一周内上述读取值f(θ+φ)与f(θ)之差g(θ，φ)的平均值g_m(φ)以及各个旋转位置上的上述差g(θ，φ)与上述平均值g_m(φ)之间的偏差h(θ，φ)，通过在相邻的旋转角度位置上读取范围重叠的部分上使上述偏差h(θ，φ)重叠并连续，进行从0°到360°的读取值f(θ)的自校正。

第三技术方案涉及的发明是在第一技术方案涉及的发明中，使取得上述读取值f(θ+φ)和f(θ)的旋转圆盘的旋转位置为将360°大致等分的位置，根据上述读取值f(θ+φ)与f(θ)之差g(θ，φ)的变化，求出上述差g(θ，φ)作为傅立叶级数，根据该结果进行从0°到360°的读取值f(θ)的自校正。

第四技术方案涉及的发明是在第三技术方案涉及的发明中，上述傅立叶级数求出1个以上的任意高次谐波。

第五技术方案涉及的发明是在第一、二、三或四技术方案涉及的发明中，上述任意角度φ使用1个以上的任意位置。

第六技术方案涉及的发明是在第一、二、三、四或五技术方案涉及的发明中，通过将多次的读取值平均，来获得上述读取值f(θ+φ)、f(θ)。

发明效果：