角度检测装置、测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供可抑制电路规模的增大，并利用多个受光机构在同一时刻检测角度的角度检测装置。本发明专利技术的角度检测装置具备多个发光机构、具有直线状的受光区域的多个受光机构和控制机构。控制机构具有：模拟前端，将从各个受光机构接收的模拟受光信号转换为数字受光信号；和运算处理部，利用数字受光信号检测刻度盘的旋转姿态，在控制机构中，对所有的受光机构依次进行以下步骤(步骤S3至步骤S6)：使各个发光机构同时发光来使各个受光机构受光之后，将从各个受光机构中的任一个向模拟前端输出遍及受光区域的整个区域的模拟受光信号而生成数字受光信号输入至运算处理部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用多个受光机构的角度检测装置以及搭载有上述角度检测装置的测量装置。
技术介绍
在用于测量的测量装置中，存在利用角度检测装置来检测水平角、铅垂角的装置。在上述角度检测装置中，为了分别检测水平角和铅垂角，考虑到使用两个绝对式编码器(例如，参照专利文献1)。在各个上述绝对式编码器中，采用以夹着刻度盘成对地设置发光机构和具有直线状的受光区域的受光机构，并米用上述一对发光机构和受光机构相对于刻度盘的旋转中心呈旋转对称的方式设置两组的对置检测结构。由此，在角度检测装置的各个绝对式编码器中，可消除由刻度盘的轴晃动引起的角度检测误差来检测水平角、铅垂角。在以往的角度检测装置中，在各绝对式编码器中设置有中央处理单元(CPU，运算处理部)，上述CPU处理从两组受光机构输出的模拟受光信号而消除由轴晃动引起的角度检测误差并计算水平角和铅垂角。另外，在角度检测装置中，在模拟前端(AFE)将来自各受光机构的模拟受光信号适当放大之后转换为数字受光信号，并将上述数字受光信号向CPU输出，上述CPU根据输入的数字受光信号来计算出水平角和铅垂角。(现有技术文献)(专利文献)专利文献1:日本特开2007-178320号公报
技术实现思路
但是，在上述以往的角度检测装置中，为了消除角度检测误差而采用对置检测结构，因而需要使所采用的对置检测结构的两组受光机构在同一时刻受光。进而，在测量装置中，由于被要求同一时刻的水平角和铅垂角的检测，因而在角度检测装置中，有必要使四个受光机构在同一时刻受光。为此，考虑到如下结构:在角度检测装置中，与四个受光机构单独对应地设置四个AFE，使四个发光机构同时发光以使各自对应的受光机构受光，从而向各受光机构所对应的AFE同时输出模拟受光信号。于是，在角度检测装置中，由于分别向四个AFE同时输入模拟受光信号，因而各AFE同时将模拟受光信号转换为数字受光信号，并向CPU输出。在这里，在各受光机构中，通过获取遍及受光区域的整个区域的图像来取得刻度盘的旋转姿态，并利用遍及受光区域的整个区域的模拟受光信号来形成模拟图像数据。为此，对作为总括了基于各受光机构所取得的模拟图像数据的遍及受光区域的整个区域的、数字受光信号的数字图像数据进行处理，据此可检测刻度盘的旋转姿态。然而，在CPU中，若从四个AFE同时输入与四个受光机构中的模拟受光信号相对应的数字受光信号，则难以作为四个单独的数字图像数据来进行处理。由此，考虑到下述结构，即在角度检测装置中设置四个AFE时，与各AFE分别对应地设置四个数字数据存储部，各AFE向与其相对应的数字数据存储部输出转换后的数字受光信号。于是，在各数字数据存储部中，由于将与遍及受光区域的整个区域的模拟受光信号相对应的数字受光信号统括地输入，因而可作为基于对应的受光机构中的受光的数字图像数据来进行处理。为此，在角度检测装置中，可从各数字数据存储部作为数字图像数据向CPU输出，并且CPU则当作四个数字图像数据来处理。由此，在角度检测装置中，可恰当地检测同一时刻的水平角和铅垂角。然而，在上述的结构中，有必要设置与受光机构的相同数量的AFE和数字数据存储部，因而会导致电路规模的增大。本专利技术鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种可抑制电路规模的增大并利用多个受光机构在同一时刻进行角度检测的角度检测装置。为了解决上述的问题，本专利技术的角度检测装置包括:多个发光机构；多个受光机构，其夹着刻度盘与各个上述发光机构成对，且具有直线状的受光区域；以及控制机构，其用于控制各个上述发光机构和各个上述受光机构，上述控制机构具有:模拟前端，其将从各个上述受光机构所接收的模拟受光信号转换为数字受光信号；以及运算处理部，其利用上述数字受光信号来检测上述刻度盘的旋转姿态，在上述控制机构中，对所有的上述受光机构依次进行以下步骤:使各个上述发光机构同时发光来使各个上述受光机构受光之后，将从各个上述受光机构中的任意一个向上述模拟前端输出遍及上述受光区域的整个区域的上述模拟受光信号而生成的上述数字受光信号输入至上述运算处理部。上述控制机构可具有能够选择性地将各个上述受光机构中的任意一个与上述模拟前端连接的信号切换部，并通过向上述信号切换部发送切换信号来切换向上述模拟前端输出遍及上述受光区域的整个区域的上述模拟受光信号的上述受光机构。各个上述受光机构可以构成为能够防止基于受光的上述模拟受光信号的劣化并且保持上述模拟受光信号。各个上述受光机构可使用互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器构成。上述控制机构可以构成为向各个上述受光机构发送彼此相同的积累驱动信号，据此使各个上述受光机构同时受光。上述控制机构可以构成为为了消除各个上述发光机构的个体差异而向各个上述发光机构独立且同时发送调节发光强度的发光信号。成对的上述发光机构和上述受光机构可以构成为在相对于上述刻度盘的旋转中心呈旋转对称的位置处设置为多个组。上述控制机构具有设置在上述模拟前端与上述运算处理部之间的用于存储上述数字受光信号的数字数据存储部，在上述控制机构中，可对所有的上述受光机构依次执行将从各个上述受光机构的任意一个向上述模拟前端输出遍及上述受光区域的整个区域的上述模拟受光信号而生成的上述数字受光信号输入至上述数字数据存储部的步骤，之后，从上述数字数据存储部向上述运算处理部依次输入上述数字受光信号。本专利技术的测量装置搭载有本专利技术的角度检测装置，上述测量装置包括:测量单元，其能够测量到对象物为止的距离和方向；以及控制单元，其用于对上述测量单元进行驱动控制。上述测量单元具有用于视准上述对象物的望远镜部，上述角度检测装置可用于检测上述望远镜部的视准方向的水平角和铅垂角。根据本专利技术的角度检测装置，可抑制电路规模的增大并且可利用多个受光机构在同一时刻进行角度检测。上述控制机构具有可选择性地将各个上述受光机构中的任意一个与上述模拟前端连接的信号切换部，并通过向上述信号切换部发送切换信号来切换向上述模拟前端输出遍及上述受光区域的整个区域的上述模拟受光信号的上述受光机构，当具有上述结构时，可抑制电路规模的增大，并且可以以简单的结构从四个受光机构中的任意一个向模拟前端输出一行的量的模拟受光信号(模拟图像数据)。各个上述受光机构若采用可以防止基于受光的上述模拟受光信号的劣化并且可保持上述模拟受光信号的结构，则可以利用比受光机构的数量少的数量的模拟前端，并可以高精度地在同一时刻进行角度检测。当各个上述受光机构使用CMOS图像传感器构成时，可抑制电路规模的增大，并且可以利用比受光机构的数量少的数量的模拟前端且高精度地在同一时刻进行角度检测，并且容易实现。上述控制机构若采用通过向各个上述受光机构发送彼此相同的积累驱动信号来使各个上述受光机构同时受光的结构，则可通过简单的结构和简单的控制来使各个受光机构同时受光，并可以更恰当地在同一时刻进行角度检测。上述控制机构在采用为了能够消除各个上述发光机构的个体差异而向各个上述发光机构独立且同时发送调节发光强度的发光信号的结构时，可通过简单的结构和简单的控制来使光同时从各个发光机构发出，并更恰当地在同一时刻进行角度检测。若采用将成对的上述发光机构和上述受光机构在相对上述刻度盘的旋转中心呈旋转对称的位置设置为多个组的结构，则可以更恰当地进行角度检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角度检测装置，其特征在于，包括：多个发光机构；多个受光机构，其夹着刻度盘而与各个上述发光机构成对，且具有直线状的受光区域；以及控制机构，其用于控制各个上述发光机构和各个上述受光机构，上述控制机构具有：模拟前端，其将从各个上述受光机构所接收的模拟受光信号转换为数字受光信号；以及运算处理部，其利用上述数字受光信号来检测上述刻度盘的旋转姿态，在上述控制机构中，对所有的上述受光机构依次进行以下步骤：使各个上述发光机构同时发光而使各个上述受光机构受光之后，将从各个上述受光机构中的任意一个向上述模拟前端输出遍及上述受光区域的整个区域的上述模拟受光信号而生成的上述数字受光信号输入至上述运算处理部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：弥延聪，
申请(专利权)人：株式会社拓普康，
类型：发明
国别省市：日本;JP