專利名稱：位移檢測裝置、標(biāo)尺校準(zhǔn)方法和標(biāo)尺校準(zhǔn)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于直線編碼器、旋轉(zhuǎn)編碼器等的位移檢測裝置、標(biāo)尺校準(zhǔn)方法和標(biāo)尺校準(zhǔn)程序。
背景技術(shù)：
通常在出廠之前對諸如編碼器等位移測量裝置的測量誤差進行評估。諸如激光干涉儀等高精度位移傳感器用作誤差評估的基準(zhǔn)。由此獲得的誤差數(shù)據(jù)以出廠前檢查表的形式與編碼器一起出廠，以用作用于保證編碼器性能的重要數(shù)據(jù)。然而，當(dāng)編碼器的標(biāo)尺附著于機床、測量裝置等應(yīng)用時，根據(jù)標(biāo)尺的材料和長度以及固定方法，編碼器的標(biāo)尺可能會產(chǎn)生變形。在一些情況下，標(biāo)尺所產(chǎn)生的變形可能會引起相對于所要求的規(guī)格而言無法忽視程度的測量誤差，由此將會破壞預(yù)先評估出的誤差數(shù)據(jù)的可靠性。作為解決該問題的方法，考慮在用戶的應(yīng)用中設(shè)置基準(zhǔn)位移傳感器以對編碼器的測量誤差進行機上校準(zhǔn)。盡管如此，不期望由于位移傳感器的設(shè)置所需的人力以及高精度位移傳感器的價格給用戶造成負(fù)擔(dān)。另一方面，例如，已知一種在這類位移檢測裝置中的針對標(biāo)尺的刻度上的測量誤差的自校準(zhǔn)的方法(JP2008224578A 以及〃Satoshi Kiyono, "Intelligent PrecisionMeasurement"，The JapanSociety for Precision Engineering, 2009, Vol. 75, No.1, pp. 89-90")。使用這些自校準(zhǔn)的方法使得可以對編碼器的測量誤差進行校準(zhǔn)，而無需在應(yīng)用中設(shè)置高精度位移傳感器。然而，當(dāng)如JP2008224578A 以及"Satoshi Kiyono, "Intelligent PrecisionMeasurement", The Japan Society forPrecision Engineering, 2009, Vol. 75, No.1, pp. 89-90〃所公開的那樣，以預(yù)定距離的間隔來設(shè)置多個傳感器時，測量誤差的采樣間隔變得與傳感器排列的間距相同。由此，無法正確地對周期的長度不大于排列間距的兩倍的測量誤差進行校正，因此，允許進行校準(zhǔn)的測量誤差的頻率受到限制。盡管可以考慮減小傳感器排列間距來解決這個問題，但是需要將使得傳感器在物理上互不干擾的這樣一種最小距離作為排列間距。由此，傳感器排列間距的減小受到限制。此外，使用諸如激光干涉儀等高精度位移傳感器或者預(yù)備基準(zhǔn)傳感器等并不合適，因為這樣的配置變得無意義的昂貴。在由于安裝時標(biāo)尺的變形等導(dǎo)致無法忽視程度的測量誤差的情況下，可能需要重新設(shè)置基準(zhǔn)位移傳感器，并且仍然需要大量的費用和人力。

發(fā)明內(nèi)容
完成本發(fā)明來解決這一問題，并且本發(fā)明的目的在于提供一種位移檢測裝置、標(biāo)尺校準(zhǔn)方法和標(biāo)尺校準(zhǔn)程序，其可以簡單且低成本地實現(xiàn)而無需任何激光干涉儀或基準(zhǔn)標(biāo)尺等，從而可以精確地校準(zhǔn)刻度上的測量誤差。根據(jù)本發(fā)明的位移檢測裝置，包括標(biāo)尺，其具有光學(xué)格子；檢測單元，其被配置為可以在掃描方向上相對于所述標(biāo)尺移動，所述檢測單元具有設(shè)置在所述掃描方向上以根據(jù)所述光學(xué)格子檢測位置信息并至少包括第一檢測部、第二檢測部和第三檢測部的η個檢測部(η是不小于3的整數(shù))；以及計算部，用于通過基于所述檢測單元所檢測到的位置信息確定所述檢測部的位置并計算測量誤差，來獲得針對所述標(biāo)尺的刻度的自校準(zhǔn)曲線；其中，所述檢測單元被設(shè)置為，所述第一檢測部和所述第二檢測部之間的距離與所述第二檢測部和所述第三檢測部之間的距離互不相同并且不形成整數(shù)倍的關(guān)系；以及所述計算部通過重復(fù)在所述掃描方向上移動所述檢測單元的操作，直到所述第一至第三檢測部中的一個檢測部所檢測到的位置信息被另一個檢測部檢測到，并且基于所檢測到的位置信息以及檢測到所述位置信息的檢測部之間的距離計算測量誤差，來獲得所述標(biāo)尺的刻度上的自校準(zhǔn)曲線。在這種結(jié)構(gòu)中，作為用于獲取輸出數(shù)據(jù)的間隔的采樣間隔可以設(shè)置為小于檢測單元的檢測部之間的距離，從而能夠獲得具有更精細(xì)的刻度的自校準(zhǔn)曲線。因此，可以利用一種低成本的配置來精確地校準(zhǔn)測量誤差。在本發(fā)明的一個實施方式中，所述第一檢測部和所述第二檢測部之間的距離與所述第二檢測部和所述第三檢測部之間的距離的差值小于所述η個檢測部在物理上能夠設(shè)置的最小距離d。在本發(fā)明另一實施方式中，所述計算部使所述檢測單元在所述掃描方向上往返移動，并獲取所述位置信息。在本發(fā)明另一實施方式中，還包括:存儲單元，用于存儲所述自校準(zhǔn)曲線；其中，所述計算部通過參考存儲在所述存儲單元中的所述自校準(zhǔn)曲線來校正所述刻度的測量誤差。根據(jù)本發(fā)明的標(biāo)尺校準(zhǔn)方法是一種位移檢測裝置的標(biāo)尺校準(zhǔn)方法，其中，所述位移檢測裝置包括:標(biāo)尺，其具有光學(xué)格子；檢測單元，其被配置為可以在掃描方向上相對于所述標(biāo)尺移動，所述檢測單元具有用于根據(jù)所述光學(xué)格子檢測位置信息并至少包括第一檢測部、第二檢測部和第三檢測部的η個檢測部(η為不小于3的整數(shù))，所述第一檢測部和所述第二檢測部之間的距離與所述第二檢測部和所述第三檢測部之間的距離互不相同并且不形成整數(shù)倍的關(guān)系；以及計算部，其用于通過基于所述檢測單元所檢測到的位置信息確定所述檢測部的位置并計算測量誤差，來獲得針對所述標(biāo)尺的刻度的自校準(zhǔn)曲線；所述標(biāo)尺校準(zhǔn)方法包括:重復(fù)在所述掃描方向上移動所述檢測單元的操作，直到所述第一至第三檢測部中的一個檢測部所檢測到的位置信息被另一個檢測部檢測到；通過基于所檢測到的位置信息以及檢測到所述位置信息的檢測部之間的距離計算測量誤差，來獲得針對所述標(biāo)尺的刻度的自校準(zhǔn)曲線；以及通過參考所獲得的自校準(zhǔn)曲線來校正所述光學(xué)格子的位置信肩、O根據(jù)本發(fā)明的標(biāo)尺校準(zhǔn)程序是一種用于使計算機執(zhí)行位移檢測裝置的標(biāo)尺校準(zhǔn)方法的標(biāo)尺校準(zhǔn)程序；所述位移檢測裝置包括:標(biāo)尺，其具有光學(xué)格子；檢測單元，其被配置為可以在掃描方向上相對于所述標(biāo)尺移動，所述檢測單元具有用于根據(jù)所述光學(xué)格子檢測位置信息并至少包括第一檢測部、第二檢測部和第三檢測部的η個檢測部(η為不小于3的整數(shù))，所述第一檢測部和所述第二檢測部之間的距離與所述第二檢測部和所述第三檢測部之間的距離互不相同并且不形成整數(shù)倍的關(guān)系；以及計算部，用于通過基于所述檢測單元所檢測到的位置信息確定所述檢測部的位置并計算測量誤差，以獲得針對所述標(biāo)尺的刻度的自校準(zhǔn)曲線；所述程序包括:重復(fù)在所述掃描方向上移動所述檢測單元的操作，直到所述第一至第三檢測部中的一個檢測部所檢測到的位置信息被另一個檢測部檢測到；通過基于所檢測到的位置信息以及檢測到該位置信息的檢測部之間的距離計算測量誤差，來獲得針對所述標(biāo)尺的刻度的自校準(zhǔn)曲線；以及通過參考所獲得的自校準(zhǔn)曲線來校正所述光學(xué)格子的位置信息。根據(jù)本發(fā)明，使得簡單且低成本地進行配置就能夠精確地校準(zhǔn)標(biāo)尺的刻度上的測量誤差成為可能。


根據(jù)下述的具體說明以及附圖將更全面地理解本發(fā)明，這些內(nèi)容僅作描述用，而不用于限制本發(fā)明，其中:圖1是示出構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的實施方式的位移檢測裝置的光電編碼器的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是用于解釋針對標(biāo)尺的刻度的自校準(zhǔn)的基本原理的圖。 圖3是用于解釋基本原理的圖。圖4是用于解釋光電編碼器中的檢測單元的結(jié)構(gòu)的圖。圖5是用于解釋檢測單元中的步進的圖。圖6是用于基于根據(jù)本發(fā)明的實施例和比較例的檢測單元的仿真模型來對操作進行解釋的圖。圖7是用于基于根據(jù)實施例的檢測單元的仿真模型來對操作進行解釋的圖。圖8是用于對構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的位移檢測裝置的光電編碼器中的檢測單元的結(jié)構(gòu)進行解釋的圖。
具體實施例方式以下參考附圖來具體說明根據(jù)本發(fā)明實施方式的位移檢測裝置、標(biāo)尺校準(zhǔn)方法和標(biāo)尺校準(zhǔn)程序。圖1是示出構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明實施方式的位移檢測裝置的光電編碼器的構(gòu)造的示意圖。如圖1所示，光電編碼器100包括標(biāo)尺10、檢測單元20以及計算部30。例如,在本實施方式中光電編碼器100形成為反射型。例如，標(biāo)尺10由帶狀標(biāo)尺構(gòu)成，并具有用于對構(gòu)成檢測單元20的檢測部21、22和23 (第一、第二和第三檢測部)的測量點的位置進行檢測的位置信息。對標(biāo)尺10進行設(shè)置以使得從檢測單元20的檢測部23照射的光線朝向檢測部23反射。順便提及，可以設(shè)置η個檢測部，其中η是不小于3的整數(shù)。如圖1所示，標(biāo)尺10包括膠片狀矩形板11、以及設(shè)置在板11上的軌跡12。板11的長度方向是在進行測量時標(biāo)尺10相對于檢測單元20的移動方向(掃描方向X)。軌跡12由圖案12a構(gòu)成。圖案12a是以預(yù)定間距(例如，微米量級)的間隔沿著掃描方向X排列的圖案，從而周期性地設(shè)置亮部和暗部。檢測單元20形成為使得檢測單元20能夠在掃描方向X上相對于標(biāo)尺10移動。檢測部23各自檢測來自標(biāo)尺10的位置信息。例如，對各個檢測部2廣23進行設(shè)置，以使得:第一檢測部21的測量點和第二檢測部22的測量點之間的距離為物理上可以設(shè)置的最小距離d，第二檢測部22的測量點和第三檢測部23的測量點之間的距離為大于最小距離d的距離a iCl(i=2，3…，η-1)。順便提及，a i是大于I的非整數(shù)常數(shù)。具體來說，各個檢測部2廣23將光線照射到標(biāo)尺10 (軌跡12)上，并接收來自標(biāo)尺10的反射光。檢測單元20基于各個檢測部2Γ23所接收到的光線來檢測各個檢測部2Γ23的測量點的位置信息。計算部30基于檢測到的位置信息來確定各個檢測部2廣23的測量點的位置。計算部30對各個檢測部23所檢測到的標(biāo)尺10的刻度上的測量誤差進行計算，并獲得精度曲線(自校準(zhǔn)曲線)。例如，計算部30由計算機的內(nèi)置CPU構(gòu)成，該CPU將獲得的自校準(zhǔn)曲線存儲在存儲部31中、從存儲部31讀取標(biāo)尺校準(zhǔn)程序并執(zhí)行程序，從而執(zhí)行例如參考自校準(zhǔn)曲線來對標(biāo)尺10的刻度上的測量誤差進行校正的處理或者完成各種操作。圖2和圖3是用于解釋標(biāo)尺刻度的自校準(zhǔn)的基本原理的圖。如圖2所示，準(zhǔn)備檢測單元200，其包括沿標(biāo)尺209并排設(shè)置的檢測部201和檢測部202，其中標(biāo)尺209具有因變形所造成的間距位移。例如，將檢測部201和202的測量點之間的距離設(shè)為d，將檢測部201和202的輸出分別設(shè)Sm1(X)和m2 (x)。這里，假設(shè)f (x)是測量誤差，則將輸出Hi1 (x)給出為 IIi1 (X) =x+f (X),并且將輸出 m2(x)給出為 m2 (x) = (x+d) +f (x+d)。為了進行測量，檢測單元200以預(yù)定間距的間隔沿掃描方向X(逐步)移動，并且逐步地對檢測部201和202的輸出Hi1 (X)和m2 (X)進行采樣。在掃描標(biāo)尺209的整個長度所需步數(shù)為η、且檢測單元200所設(shè)置的各次步進的量為Dstep的情況下，檢測部201和202在第i步進Q=O, I,...，n)時的輸出Hi1 (D STEP.i)和m2 (D STEP.i)由以下表達(dá)式(I)和(2)分別給出。[數(shù)學(xué)式I] Iii1 (Dstep.i) =Dstep.i+f (Dstep.i)...(I)[數(shù)學(xué)式2]m2 (Dstep.i) =Dstep.i+d+f (Dstep.i+d)...(2)由此，可以發(fā)現(xiàn)，與輸出In1 (D STEP.i)相比,輸出m2 (Dstep.i)具有d的偏移。順便提及，需要通過某種方法預(yù)先獲得檢測部201和202的測量點之間的距離d。如圖3所示，當(dāng)檢測單元200在掃描方向X中的一個方向(例如，沿圖中向右的方向)上逐步移動時，對各次步進的量進行控制，以使得檢測部201的輸出Hi1 (Dstep)對準(zhǔn)檢測部202的輸出m2(0)，其中檢測部201設(shè)置在移動方向的后側(cè)，檢測部202設(shè)置在移動方向的前側(cè)并與檢測部201相距一個步長的距離。在這種情況下，檢測部201和202的測量點之間的距離d是已知的。因此，當(dāng)檢測部201的輸出變成與前次步進時檢測部202的輸出相等時，各次步進的量變得與測量點之間的距離d相等，使得下述表達(dá)式(3)成立。[數(shù)學(xué)式3]DSTEP=d …(3)順便提及，當(dāng)檢測單元200第一次逐步移動時(當(dāng)i=l時)，需要使檢測部201的輸出對準(zhǔn)初始位置時檢測部202的輸出。因此，期望標(biāo)尺209是絕對標(biāo)尺，但是根據(jù)位置信息檢測方法，標(biāo)尺209可以為增量標(biāo)尺。
第i步進(i=0，l，...，n)的測量誤差f(d*i)可以根據(jù)上述表達(dá)式(I)和(3)而表達(dá)為下述表達(dá)式(4)。[數(shù)學(xué)式4]f (d.i) =Hi1 (d.i)_d.1...(4)在上述表達(dá)式(4)中，在將采樣位置用作測量基準(zhǔn)的情況下，基于檢測部201的輸出來計算測量誤差。如果在各次步進完成之后得到檢測部201的輸出并基于該輸出來對上述表達(dá)式(4)進行計算，則能夠得到標(biāo)尺209的整個長度上的測量誤差f(d*i)，并且基于該測量誤差f(d.i)能夠得到自校準(zhǔn)曲線。盡管當(dāng)使用這種自校準(zhǔn)曲線來對標(biāo)尺209的刻度進行校正時可以提高編碼器的精確度，但上述基本原理的配置不能用來校準(zhǔn)更高頻率的高精度刻度的測量誤差，這是因為測量點之間的距離d的減小受到限制。因此，根據(jù)本實施方式的位移檢測裝置使用具有至少三個檢測部的檢測單元20來進行如下自校準(zhǔn)。圖4是用于解釋光電編碼器中檢測單元的結(jié)構(gòu)的圖。圖5是用于對檢測單元中的步進進行解釋的圖。盡管圖1所示的檢測單元20形成為具有第一到第三檢測部2廣23，但檢測單元20可以形成為具有更多數(shù)量的檢測部。因此，這里將基于檢測單元20具有η (η是不小于3的整數(shù))個檢測部的假定來進行說明。如圖4中所示，檢測單元20具有η個檢測部，即，第I檢測部21到第η檢測部η。對于從第I檢測部21到第η檢測部η，各個檢測部的測量點之間的距離被設(shè)置為d、a 2d、a3d、an_lCl0 Cii是預(yù)先計算出的大于I的非整數(shù)常數(shù)。首先，獲取在初始位置時各個檢測部21-n的測量點處的輸出數(shù)據(jù)。然后，以如下方式獲取第一次步進中的測量點處的輸出數(shù)據(jù):在基于在初始位置時所獲得的輸出數(shù)據(jù)對各次步進的量進行控制的情況下，使檢測單元20在掃描方向X逐步移動，由此使得，例如，第一次步進時第一檢測部21的測量點處的輸出對準(zhǔn)初始位置時第二檢測部22的測量點處的輸出。然后，以如下方式獲取第二次步進中的測量點處的輸出數(shù)據(jù):同樣在基于第一步進時所獲得的輸出數(shù)據(jù)對各次步進的量進行控制的情況下，使檢測單元20逐步移動，由此使得，例如，第二次步進時第一檢測部21的測量點處的輸出對準(zhǔn)第一次步進時第二測量部22的測量點處的輸出。以如下方式進一步獲取第三次步進中測量點處的輸出數(shù)據(jù):類似地，在基于在初始位置時所獲得的輸出數(shù)據(jù)對各次步進的量進行控制的情況下，使檢測單元20逐步移動，由此使得，例如，第三次步進時第一檢測部21的測量點處的輸出對準(zhǔn)初始位置時第三測量部23的測量點處的輸出。如果在各次步進時基于第二檢測部22到第η檢測部η的測量點處獲得的輸出數(shù)據(jù)來對各次步進的量進行控制的情況下使檢測單元20逐步移動，以使得例如第一檢測部21的測量點處的輸出對準(zhǔn)第二檢測部22到第η檢測部η的測量點處的輸出，則將出現(xiàn)采樣間隔小于距離d(例如，間隔(Ci2-1) -cKd)的區(qū)域。此外，當(dāng)在標(biāo)尺的整個長度上重復(fù)上述步進時，可以隨機獲得小于距離d的采樣間隔。因此，盡管從檢測部21到檢測部η的各個檢測部的測量點之間的距離都被配置為不小于d，但能夠以不大于d的采樣間隔來計算測量誤差，并且能夠獲得自校準(zhǔn)曲線來校正標(biāo)尺的位置信息。盡管用于計算測量誤差的測量基準(zhǔn)為采樣位置，但是可以基于已知的測量點距離d到CilriCl來反算出所有的采樣位置。這樣，可以在不使用任何昂貴的配置的情況下形成根據(jù)本實施方式的位移檢測裝置，并能夠簡單、低成本并且精確地對刻度的測量誤差進行校準(zhǔn)。下面將利用實施例來具體說明上述結(jié)構(gòu)。圖6是用于基于根據(jù)本發(fā)明的實施例以及比較例的檢測單元的仿真模型來對操作進行解釋的圖。圖7是用于基于根據(jù)實施例的檢測單元的仿真模型來對操作進行解釋的圖。如圖6中所示，根據(jù)本實施例的檢測單元20具有三個檢測部，其中，第一檢測部21和第二檢測部22的測量點之間的距離d被設(shè)置為10mm，第二檢測部22和第三檢測部23的測量點之間的距離a#被設(shè)置為12.5mm。另一方面，根據(jù)比較例的檢測單元20A具有兩個檢測部，其中，第一檢測部21和第二檢測部22的測量點之間的距離d被設(shè)置為10mm。由此，檢測單元20形成為使得上述參數(shù)滿足n=3, d=l和α 2=1.25,相反,檢測單元20Α形成為使得上述參數(shù)滿足η=2和d=l。以如下方式模擬出在IOOmm的范圍內(nèi)所得到的采樣點位置，即:檢測單元20或20A各自逐步移動，以使得第一檢測部21的測量點處的輸出對準(zhǔn)第二檢測部22和第三檢測部23的測量點處的輸出。結(jié)果，從60_之后的移動區(qū)域明顯看出，根據(jù)本實施例的檢測單元20的采樣間隔是2.5mm，相反，根據(jù)比較例的檢測單元20A的采樣間隔在整個區(qū)域上為IOmm0這表明，本實施例中的采樣間隔是比較例中的采樣間隔的1/4。即，這表明，即使測量點之間的距離大于等于10mm，也可以計算出采樣間隔小于等于IOmm時的測量誤差。因此，與比較例相比，可以精確地校準(zhǔn)刻度的測量誤差。順便提及，在圖6所示的示例中，本實施例中的采樣間隔在(T60mm的移動區(qū)域內(nèi)并不總是2.5_。因此，明顯看出，可以進一步得到更高的精確度。因此期望配置為如下:檢測單元20在標(biāo)尺10的檢測范圍中往返移動，以增加如圖7所示的采樣位置。具體來說，在前向路徑中以上述方式獲得采樣位置，并以如下方式在后向路徑中增加采樣位置:逐步移動檢測單元20，以使得例如第三檢測部23的測量點處的輸出對準(zhǔn)在前向路徑中所獲得的第一檢測部21和第二檢測部22的測量點處的輸出。這樣，能夠在標(biāo)尺的檢測范圍的整個長度上將采樣間隔設(shè)置為2.5mm。盡管如上描述了本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明不限于此，可以在不背離本發(fā)明的主旨的情況下進行各種改變、添加等。例如，光電編碼器可以是直線型或旋轉(zhuǎn)型。如圖8中所示，檢測單元20的至少三個檢測部21、22和23可由已分隔為至少三個光接收區(qū)域的一個光接收元件陣列來構(gòu)成，并使得例如測量點之間的距離cTcImcK圖8中d和ci2d)形成為如上所描述的那樣。此外，本發(fā)明并不僅應(yīng)用于具有周期性光學(xué)格子的增量標(biāo)尺，還適用于具有偽隨機編碼圖案的絕對標(biāo)尺以及具有以上兩種標(biāo)尺或其中一種標(biāo)尺的多軌標(biāo)尺。
權(quán)利要求
1.一種位移檢測裝置，包括: 標(biāo)尺，其具有光學(xué)格子； 檢測單元，其被配置為能夠在掃描方向上相對于所述標(biāo)尺移動，所述檢測單元具有至少包括第一檢測部、第二檢測部和第三檢測部的η個檢測部，所述η個檢測部沿所述掃描方向排列并且用于根據(jù)所述光學(xué)格子檢測位置信息，其中η是不小于3的整數(shù)；以及 計算部，用于通過基于所述檢測單元所檢測到的位置信息確定所述檢測部的位置并計算測量誤差，來獲得針對所述標(biāo)尺的刻度的自校準(zhǔn)曲線， 其中，所述檢測單元被設(shè)置為，所述第一檢測部和所述第二檢測部之間的距離與所述第二檢測部和所述第三檢測部之間的距離互不相同并且不形成整數(shù)倍的關(guān)系；以及 所述計算部通過重復(fù)在所述掃描方向上移動所述檢測單元的操作，直到所述第一檢測部、所述第二檢測部和所述第三檢測部中的一個檢測部所檢測到的位置信息被另一個檢測部檢測到，并且基于所檢測到的位置信息以及檢測到所述位置信息的檢測部之間的距離計算測量誤差，來獲得針對所述標(biāo)尺的刻度的自校準(zhǔn)曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位移檢測裝置，其中， 所述第一檢測部和 所述第二檢測部之間的距離與所述第二檢測部和所述第三檢測部之間的距離的差值小于所述η個檢測部在物理上能夠設(shè)置的最小距離d。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位移檢測裝置，其中， 所述計算部使所述檢測單元在所述掃描方向上往返移動，并獲取所述位置信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位移檢測裝置，還包括: 存儲單元，用于存儲所述自校準(zhǔn)曲線； 其中，所述計算部通過參考存儲在所述存儲單元中的所述自校準(zhǔn)曲線來校正所述刻度的測量誤差。
5.一種位移檢測裝置的標(biāo)尺校準(zhǔn)方法，其中 所述位移檢測裝置包括: 標(biāo)尺，其具有光學(xué)格子； 檢測單元，其被配置為能夠在掃描方向上相對于所述標(biāo)尺移動，所述檢測單元具有用于根據(jù)所述光學(xué)格子檢測位置信息并至少包括第一檢測部、第二檢測部和第三檢測部的η個檢測部，其中η為不小于3的整數(shù)，所述第一檢測部和所述第二檢測部之間的距離與所述第二檢測部和所述第三檢測部之間的距離互不相同并且不形成整數(shù)倍的關(guān)系；以及 計算部，其用于通過基于所述檢測單元所檢測到的位置信息確定所述檢測部的位置并計算測量誤差，來獲得針對所述標(biāo)尺的刻度的自校準(zhǔn)曲線； 所述標(biāo)尺校準(zhǔn)方法包括: 重復(fù)在所述掃描方向上移動所述檢測單元的操作，直到所述第一檢測部、所述第二檢測部、所述第三檢測部中的一個檢測部所檢測到的位置信息被另一個檢測部檢測到； 通過基于所檢測到的位置信息以及檢測到所述位置信息的檢測部之間的距離計算測量誤差，來獲得針對所述標(biāo)尺的刻度的自校準(zhǔn)曲線；以及 通過參考所獲得的自校準(zhǔn)曲線來校正所述光學(xué)格子的位置信息。
6.一種標(biāo)尺校準(zhǔn)程序，用于使計算機執(zhí)行位移檢測裝置的標(biāo)尺校準(zhǔn)方法，其中 所述位移檢測裝置包括:標(biāo)尺，其具有光學(xué)格子； 檢測單元，其被配置為能夠在掃描方向上相對于所述標(biāo)尺移動，所述檢測單元具有用于根據(jù)所述光學(xué)格子檢測位置信息并至少包括第一檢測部、第二檢測部和第三檢測部的η個檢測部，其中η為不小于3的整數(shù)，所述第一檢測部和所述第二檢測部之間的距離與所述第二檢測部和所述第三檢測部之間的距離互不相同并且不形成整數(shù)倍的關(guān)系；以及 計算部，用于通過基于所述檢測單元所檢測到的位置信息確定所述檢測部的位置并計算測量誤差，以獲得針對所述標(biāo)尺的刻度的自校準(zhǔn)曲線； 所述程序包括: 重復(fù)在所述掃描方向上移動所述檢測單元的操作，直到所述第一檢測部、所述第二檢測部和所述第三檢測部中的一個檢測部所檢測到的位置信息被另一個檢測部檢測到；通過基于所檢測到的位置信息以及檢測到該位置信息的檢測部之間的距離計算測量誤差，來獲得針對所述標(biāo)尺的刻度的自校準(zhǔn)曲線；以及 通過參考所獲得的 自校準(zhǔn)曲線來校正所述光學(xué)格子的位置信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種位移檢測裝置、標(biāo)尺校準(zhǔn)方法和標(biāo)尺校準(zhǔn)程序，所述位移檢測裝置包括標(biāo)尺，其具有光學(xué)格子；檢測單元，其被配置為能夠在掃描方向上相對于所述標(biāo)尺移動，所述檢測單元至少包括設(shè)置在所述掃描方向上以根據(jù)所述光學(xué)格子檢測位置信息的第一檢測部、第二檢測部和第三檢測部；以及計算部，用于通過基于所述檢測單元所檢測到的位置信息來確定所述檢測部的位置并計算測量誤差，來獲得針對所述標(biāo)尺的刻度的自校準(zhǔn)曲線；其中，所述檢測單元被設(shè)置為，所述第一檢測部和所述第二檢測部之間的距離與所述第二檢測部和所述第三檢測部之間的距離互不相同并且不形成整數(shù)倍的關(guān)系。
文檔編號G01B11/02GK103075965SQ20121041378
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者木村彰秀 申請人:株式會社三豐