[发明专利]一种新型光栅尺位移测量装置

权利要求书

1.一种新型光栅尺位移测量装置，其特征在于，所述装置包括：

操作台，所述操作台包括活动部件和固定部件；

光学光栅，所述光学光栅固定连接在所述活动部件或所述固定部件上；

数字相机，所述数字相机固定连接在所述固定部件或所述活动部件上；

光学镜头，所述光学镜头与所述数字相机连接，位于所述光学光栅与所述数字相机之间；

其中，所述光学光栅成像在所述数字相机的光学传感器上；

光源，所述光源为所述光学镜头提供照明。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学光栅为等周期振幅型光栅，长度与所述活动部件行程相当，占空比为1:2。

3.一种新型光栅尺位移测量方法，所述方法应用于权利要求1-2任意一项权利要求所述的装置中，其特征在于，所述方法包括：

通过所述数字相机和光学镜头接收光学光栅图像；

获得所述光学光栅图像的周期；

通过所述数字相机获得两个互补的虚拟光栅所述虚拟光栅，包括第一虚拟光栅和第二虚拟光栅；

获得所述虚拟光栅的周期；

获得对准点；

根据所述对准点、所述光学光栅图像的周期和所述虚拟光栅的周期，获得所述光学光栅图像的位移。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过所述数字相机获得两个互补的虚拟光栅，包括：

通过所述数字相机上由像素构成的光学传感器获得第一虚拟光栅；

通过所述数字相机上由像素构成的光学传感器获得第二虚拟光栅，其中，所述第二虚拟光栅与所述第一虚拟光栅互补；

将所述第一虚拟光栅、所述第二虚拟光栅分别与光学光栅在数字相机上的成像结合，获得所述两个互补的叠加光栅图像，包括第一叠加光栅图像和第二叠加光栅图像。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获得对准点，包括：

获得所述第一叠加光栅图像和第二叠加光栅图像的总光强分布；

根据所述总光强分布，获得等光强位置；

将所述等光强位置作为所述对准点。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述对准点、所述光学光栅图像周期和所述虚拟光栅周期，获得所述光学光栅图像的位移，包括：

根据所述光学光栅图像周期和所述虚拟光栅周期，获得所述光学光栅图像周期和所述虚拟光栅周期的周期差；

获得与所述周期差相对应的对准点移动的虚拟光栅周期数；

将所述周期差乘以所述与所述周期差相对应的对准点移动的虚拟光栅周期数，获得所述光学光栅图像的位移；

活动部件的位移为所述光学光栅图像位移除以光学镜头放大倍率。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述总光强分布，获得等光强位置，包括：

对所述第一叠加光栅图像和第二叠加光栅图像进行光强积分，获得第一光强曲线和第二光强曲线；

根据所述第一光强曲线和第二光强曲线，获得所述第一光强曲线和第二光强曲线的交点；

将所述交点作为所述等光强位置。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述积分光强分布，获得等光强位置，包括：

对所述第一叠加光栅图像和第二叠加光栅图像进行光强积分，获得第一光强曲线和第二光强曲线；

对所述第一光强曲线和第二光强曲线进行归一化差分处理，获得第三光强曲线；

对所述第三光强曲线进行拟合，获得等光强位置。