[发明专利]绝对角度运算装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种例如使用装入在旋转激光装置内的旋转式编码器运算相对于基准角度位置的绝对角度位置的绝对角度运算装置。 

背景技术

以往，如图1所示，众所周知如下结构的装置：用旋转激光装置1等测量器使旋转棱镜(省略图示)例如以3转/秒(180转/分)的速度旋转，使扇形光束BP射向目标2，然后接受来自目标2的反射光BP′，检测出目标2相对于旋转激光装置1的基准角度位置Q的绝对角度位置θ。 

例如，在该检测到的绝对角度位置θ处，用该旋转激光装置1向目标2照射激光，然后接收来自目标2的反射光BP′，来测出从旋转激光装置1到目标2的距离。 

在这种旋转激光装置1的内部组装有如图2(a)、(b)所示的旋转式编码器3。该旋转式编码器3大致由旋转板4、发光部5和受光部6构成。 

在旋转板4的外周部，沿周向形成有多个透光缝隙7。例如如图2(c)所示，这多个透光缝隙7由经过空间调制的第1图案P1、第2图案P2、第3图案P3构成。 

按一定的节距宽度P来形成各图案P1～P3，图案P1的图案宽度被设定为固定宽度，图案宽度P2、P3是按照规定的规则来调制(例如：参照日本专利3168451号)。 

该发光部5和受光部6面对旋转板4的缝隙形成区域，且夹着旋转板4相互面对。发光部5例如由发光元件5a和准直透镜5b构成。受光部6例如由线性传感器构成。该受光部6经由缝隙7接受来自发光部5的光。之后，该受光部6将接收到的光变换成光电变换信号串，该光电变换信号串被输入到省略了图示的运算电路。

运算电路根据受光部6的光电变换信号串所包含的空间调制成分运算起自基准角度位置Q的绝对角度位置θ。 

但是，这种运算电路通常需要100毫秒(ms)左右的时间来运算绝对角度位置θ。针对于此，这种旋转式编码器3在这100毫秒期间内例如就旋转108度左右，因此若间隔100毫秒进行测定，则存在如下问题：即不能够求得目标2对于基准角度位置Q的精确的绝对角度位置θ。 

另外，在要同时进行2个以上的目标2的测定的情况下，在小于108度的角度位置处存在2个以上的目标时，其中至少一个无法测定绝对角度位置。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能缩短角度运算时间还能够测定精确的绝对角度位置的绝对角度运算装置。 

本发明所记载的绝对角度运算装置设置有具有空间调制过的图案的旋转板、面对所述图案的旋转区域的发光部、接受经由所述图案而获取的来自所述发光部的光并将其变换成光电变换信号串的受光部以及根据从该受光部输出的光电变换信号串包含的空间调制成分来运算起自基准角度位置的绝对角度位置的运算电路，其特征在于所述运算电路具有为了插补所述绝对角度位置而在比运算所需要的时间还短的设定时间期间保存从所述受光部输出的前次光电变换信号串和此次光电变换信号串的光电变换信号串保存部、检测保存在该光电变换信号串保存部内的前次光电变换信号串和此次光电变换信号串的相关并检测出其偏移量的相关检测电路以及根据此次获得的偏移量来算出所述图案之间的绝对角度位置相当值的内插运算电路，所述运算电路根据该偏移量和所述绝对角度位置相当值算出内插角度，并将此次得出的内插角度与前次得出的绝对角度位置相加而求出当前的绝对角度位置。 

本发明所记载的绝对角度运算装置的特征在于所述运算电路使用阈值将所述信号串进行二值化并检测出偏移量。 

本发明所记载的绝对角度运算装置的特征在于所述图案是透光缝隙，所述发光部和所述受光部夹着所述透光缝隙的旋转区域而面对。 

本发明所记载的绝对角度运算装置的特征在于在所述受光部和所述光电变换信号串保存部之间设有放大所述光电变换信号串的放大电路。 

本发明所记载的绝对角度运算装置的特征在于所述光电变换信号串保存部由两个保存电路构成，这两个保存电路的一个将当前时刻的前一刻的设定时间定义为前次，并保存前次所得到的光电变换信号串，这两个保存电路的另一个将当前时刻定义为此次，并保存此次所得到的光电变换信号串。 

本发明所记载的绝对角度运算装置的特征在于在所述放大电路和所述光电变换信号串保存部之间，设置有按每个规定时间交互切换所述放大电路对所述两个保存电路之间的连接的第一开关元件。