[发明专利]直线长距离绝对值位置光学编码器

权利要求书

1.一种直线长距离绝对值位置光学编码器，其特征在于：包括固定的码尺、移动的读码头、信号处理电路，码尺上有地址编码格栅和时钟周期格栅；读码头上有对地址编码格栅进行扫描的扫描元件、以及对时钟周期格栅进行扫描的扫描元件，读码头上的扫描元件与信号处理电路相连；地址编码格栅上的任意一组编码对应码尺长度方向上的任意一段长度；其中：

信号处理电路对扫描元件扫描到码尺上的地址编码格栅信息和时钟周期格栅信息进行分析判断之后、确定并输出读码头相对码尺所处的实际位置。

2.根据权利要求1所述的直线长距离绝对值位置光学编码器，其特征在于：

地址编码格栅为m序列编码a₀a₁a₂···a_ia_i+1a_i+2···a_i+n···a_m-1，其中：a_i∈(0、1)，i＝0、、、m-1，m＝2ⁿ-1，a_i＝0单元和a_i＝1单元的宽度均是L距离；

时钟周期格栅为连续交替设置的0单元和1单元，时钟周期格栅上0单元和1单元的宽度均是L/2X距离，X取值大于等于1；

读码头上有两个对地址编码格栅进行扫描的扫描元件Q₁、Q₂，以及两个对时钟周期格栅进行扫描的扫描元件P₁、P₂；扫描元件Q₁、Q₂之间的距离是(n-1)×L，扫描元件P₁、P₂之间的距离是L/4X；扫描元件P₁、P₂和扫描元件Q₁、Q₂均与信号处理电路相连。

3.根据权利要求2所述的直线长距离绝对值位置光学编码器，其特征在于：X取值为1。

4.根据权利要求1述的直线长距离绝对值位置光学编码器，其特征在于：扫描元件Q₁、Q₂和扫描元件P₁、P₂均是激光收发扫描装置。

5.根据权利要求1、2、3或4任一所述的直线长距离绝对值位置光学编码器，其特征在于：地址编码格栅和时钟周期格栅均是开口型格栅，地址编码格栅上的a_i＝0单元和a_i＝1单元分别为开口和非开口，时钟周期格栅上的0单元和1单元分别为开口和非开口。

6.一种直线长距离绝对值位置光学编码器的编码方法，其特征在于：

信号处理电路实时接收扫描元件Q₁、Q₂扫描到的地址编码信号和扫描元件P₁、P₂扫描到的时钟周期信号，并依据扫描到的时钟周期信号实时地判断读码头沿着码尺的行走方向、依据扫描到的地址编码信号实时地确定读码头相对码尺所处的实际位置。

7.根据权利要求6所述的编码方法，其特征在于：

时钟周期格栅上0单元和1单元的宽度均是L/2X距离，扫描元件P₁、P₂之间的距离是L/4X距离，X取值为1以上，扫描元件P₁、P₂连续扫描到X组00、01、11、10信号，信号处理电路确认读码头沿着码尺正向行走L距离；扫描元件Q₁、Q₂扫描到地址编码格栅上的n位地址编码a_i+1a_i+2···a_i+n的a_i+1和a_i+n后、继续扫描到地址编码格栅上的n位地址编码a_i+2a_i+3···a_i+n+1的a_i+2和a_i+n+1，信号处理电路根据扫描到的两组地址编码确定读码头相对码尺所处的实际位置。

8.根据权利要求6所述的编码方法，其特征在于：

时钟周期格栅上0单元和1单元的宽度均是L/2X距离，扫描元件P₁、P₂之间的距离是L/4X距离，X取值为1以上，扫描元件P₁、P₂连续扫描到X组00、10、11、01信号，信号处理电路确认读码头沿着码尺反向行走L距离；扫描元件Q₁、Q₂扫描到地址编码格栅上的n位地址编码a_i+1a_i+2···a_i+n的a_i+1和a_i+n后、继续扫描到地址编码格栅上的n位地址编码a_ia_i+1···a_i+n-1的a_i和a_i+n-1，信号处理电路根据扫描到的两组地址编码确定读码头相对码尺所处的实际位置。