專利名稱：光電數(shù)字化測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量裝置，特別是涉及一種通過(guò)光電轉(zhuǎn)換進(jìn)行電子計(jì) 數(shù)測(cè)量的裝置。
背景技術(shù)：
公開(kāi)號(hào)為CN1758028A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)于2006年4月12日公開(kāi)了一種 "機(jī)器視覺(jué)數(shù)字化標(biāo)尺系統(tǒng)"，其技術(shù)方案為機(jī)器視覺(jué)數(shù)字化標(biāo)尺系統(tǒng)，其特 征在于包括下列部分照明光源，用于向標(biāo)尺系統(tǒng)提供均勻穩(wěn)定的照明，采用 透射照明的方式或反射照明的方式照明絕對(duì)碼數(shù)字化標(biāo)尺；絕對(duì)碼數(shù)字化標(biāo)尺， 用于提供長(zhǎng)度基準(zhǔn)，標(biāo)尺上只有刻線沒(méi)有數(shù)字，由刻線本身提供標(biāo)尺數(shù)字刻度 值；CCD，光電轉(zhuǎn)換器件，用于將照在絕對(duì)碼數(shù)字化標(biāo)尺上的光照信號(hào)轉(zhuǎn)換為電 信號(hào)，并經(jīng)濾波、去噪和放大處理后變成視頻信號(hào)；處理電路，用于將CCD采 集到的視頻信號(hào)傳送到計(jì)算機(jī)中，并對(duì)其進(jìn)行濾波去噪和A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理； 計(jì)算機(jī)，用于對(duì)處理電路輸出的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得當(dāng)前的標(biāo)尺數(shù)值，并 將顯示出來(lái)。"以上技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)是，所述照明光源對(duì)所述絕對(duì)碼數(shù)字化標(biāo)尺 進(jìn)行照明，CCD抓取所述標(biāo)尺上的刻線圖像，并通過(guò)所述處理電路和計(jì)算機(jī)對(duì)刻 線圖像標(biāo)識(shí)的二進(jìn)制化的刻度值進(jìn)行讀取和最終顯示，從而實(shí)現(xiàn)標(biāo)尺測(cè)量。很 顯然，以上技術(shù)方案存在以下缺陷1、因?yàn)闃?biāo)尺上的刻度線圖像用于標(biāo)識(shí)二進(jìn) 制化的刻度值，因此標(biāo)尺需要專門制作，限制了該技術(shù)方案在其他標(biāo)尺上的使 用；2、標(biāo)尺上只有刻線沒(méi)有數(shù)字，不能進(jìn)行人工識(shí)讀，在出現(xiàn)機(jī)器或者電源故 障的情況下，該系統(tǒng)無(wú)法用于工作；3、該系統(tǒng)工作的前提是進(jìn)行刻線圖像的抓取與識(shí)讀，因此必須采用光電轉(zhuǎn)換式圖像傳感器CCD，增大了該專利產(chǎn)品的實(shí)施成本；4、為使得所述系統(tǒng)識(shí)讀精確、減少誤差，所述系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例中必須 增加成像物鏡、聚光鏡等部件，從而進(jìn)一步增大了專利產(chǎn)品的制造成本，并使 得所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)趨向復(fù)雜。以上四點(diǎn)技術(shù)缺陷導(dǎo)致所述系統(tǒng)無(wú)法廣泛應(yīng)用于 人們的日常生活，從而限制了該技術(shù)方案的推廣應(yīng)用。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、測(cè)量 準(zhǔn)確、應(yīng)用廣泛的光電數(shù)字化測(cè)量裝置。為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種光電數(shù)字化測(cè)量裝 置，包括標(biāo)尺、用于照亮所述標(biāo)尺的照明光源、用于接收來(lái)自所述標(biāo)尺上反射 光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換單元、與所述光電轉(zhuǎn)換單元順次連接的智能處理 模塊和測(cè)量結(jié)果輸出模塊，所述的照明光源、光電轉(zhuǎn)換單元、標(biāo)尺以及智能處 理模塊通過(guò)裝置殼體承載，關(guān)鍵是所述標(biāo)尺上設(shè)有普通的刻度柵格，用于將 光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電脈沖信號(hào)的所述光電轉(zhuǎn)換單元與具有脈沖計(jì)數(shù)功能的所述智能 處理模塊電連接。其中，所述的照明光源可以由一個(gè)或者一個(gè)以上的LED光源組成。作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述的光電轉(zhuǎn)換單元由兩個(gè)或兩個(gè)以上等間距排 列的光電接收管組成，所述光電接收管的排列方向同所述刻度柵格的刻度線方 向?yàn)榉瞧叫嘘P(guān)系。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的智能處理模塊為單片機(jī)信號(hào)處理模 塊，所述的測(cè)量結(jié)果輸出模塊為液晶顯示模塊。作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的單片機(jī)信號(hào)處理模塊可以是數(shù)字 信號(hào)處理器也可以是模擬信號(hào)處理器。所述的智能處理模塊設(shè)有用于在所測(cè)的長(zhǎng)度數(shù)值上累計(jì)附加一固定值的固 定長(zhǎng)度累加計(jì)算單元和同所述固定長(zhǎng)度累加計(jì)算單元連接的按鍵處理單元；也 可以額外附加電源開(kāi)關(guān)單元、測(cè)量復(fù)位單元、單位換算單元，所述按鍵處理單 元還分別同上述三個(gè)單元連接。通過(guò)實(shí)施本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案，降低了對(duì)標(biāo)尺的要求，標(biāo)尺上設(shè)有 普通刻度柵格即可滿足要求，從而大大擴(kuò)大了本實(shí)用新型所述技術(shù)方案的應(yīng)用 范圍，使得本實(shí)用新型幾乎可以應(yīng)用于所有的帶有刻度線的測(cè)量器具。所述照 明光源對(duì)LED光源的選用、所述光電轉(zhuǎn)換單元對(duì)光電接收管的選用大大降低了 本實(shí)用新型的實(shí)施成本，有利于本實(shí)用新型的大面積推廣應(yīng)用。所述光電接收 管的排列方向同所述刻度柵格的刻度線方向?yàn)榉瞧叫嘘P(guān)系，這種非平行關(guān)系保 障了兩個(gè)或者多個(gè)光電接收管不會(huì)接收到同一條刻度線上的反射光；所述光電 接收管接收刻度線和非刻度線區(qū)域的反射光，形成強(qiáng)弱不同的電信號(hào)即脈沖信 號(hào)，并輸出到所述智能處理模塊中進(jìn)行脈沖處理與計(jì)數(shù)，采用兩個(gè)或者多個(gè)光 電接收管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，可以使得所述智能處理模塊對(duì)不同光電接收管的脈沖 信號(hào)進(jìn)行綜合判斷，減少識(shí)讀誤差，提高識(shí)讀精確率。采用單片機(jī)作為本實(shí)用 新型的智能處理模塊不僅提高了本實(shí)用新型的智能化，而且大大降低了本實(shí)新 型的實(shí)施成本，不限制采用數(shù)字信號(hào)處理器或者模擬信號(hào)處理器使得本實(shí)用新 型的使用范圍更加廣闊，且工作適應(yīng)性更強(qiáng)。所述的智能處理模塊設(shè)有用于在 所測(cè)的長(zhǎng)度數(shù)值上累計(jì)附加一固定值的固定長(zhǎng)度累加計(jì)算單元和同所述固定長(zhǎng) 度累加計(jì)算單元連接的按鍵處理單元；也可以額外附加電源開(kāi)關(guān)單元、測(cè)量復(fù) 位單元、單位換算單元，所述按鍵處理單元還分別同上述三個(gè)單元連接，以上 整體技術(shù)方案使得本實(shí)用新型更方便、實(shí)用，更有利于技術(shù)的推廣應(yīng)用。


下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中 圖1為本實(shí)用新型工作示意圖；圖2為本實(shí)用新型光電轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)立體示意圖；圖3為本實(shí)用新型光電轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)俯視圖與正視圖。 -具體實(shí)施方式
如圖1所示，所述光電轉(zhuǎn)換單元2將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)后傳輸給所述智 能處理模塊，所述智能處理模塊將處理結(jié)果通過(guò)測(cè)量結(jié)果輸出模塊輸出。其中， 所述智能處理模塊可以包括固定長(zhǎng)度累加計(jì)算單元、電源開(kāi)關(guān)單元、測(cè)量復(fù) 位單元、單位換算單元，上述四者分別同按鍵處理單元連接，由按鍵處理單元 進(jìn)行控制。在具體實(shí)施過(guò)程中，所述固定長(zhǎng)度累加計(jì)算單元可以將預(yù)設(shè)的一個(gè) 固定值累加到所測(cè)的長(zhǎng)度上，該預(yù)設(shè)的固定值可以預(yù)先任意設(shè)置。在本實(shí)用新 型應(yīng)用于巻尺時(shí)，可以將該固定值設(shè)置為巻尺殼體本身的長(zhǎng)度。如圖2、 3所示，照明光源1可以選用一只LED光源對(duì)標(biāo)尺3上的刻度柵 格4進(jìn)行照明，所述光電轉(zhuǎn)換單元2可以選用三只光電接收管組成，三只光電 接收管的排列方向A與刻度柵格4的延伸方向B成一夾角(即不能平行也不能 重合)，從而可以保證三只不同的光電接收管接收到不同角度的光信號(hào)。三只不 同的光電接收管將接收到的光信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出給所述智能處理模 塊。所述三只不同的光電接收管等間距排布，因此每一刻度線進(jìn)出三只光電接 收管的感應(yīng)區(qū)域時(shí)其強(qiáng)弱不同的電脈沖信號(hào)必然呈統(tǒng)一的規(guī)律性變化，所述智 能處理模塊因此可以根據(jù)三只光電接收管傳來(lái)的強(qiáng)弱不同的電脈沖信號(hào)進(jìn)行判 斷和計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)累計(jì)測(cè)量。此外，還可以對(duì)移動(dòng)一次刻度線間隔而引起的 光電接收管電脈沖信號(hào)變化的所有狀態(tài)進(jìn)行定義，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相鄰兩條刻 度線間距的細(xì)分，最終實(shí)現(xiàn)精確讀數(shù)。此外，在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，本實(shí)用新型的技術(shù)方案對(duì)標(biāo)尺的形狀并不進(jìn)行 嚴(yán)格限定，標(biāo)尺可以為直尺，也可以為圓形尺等。很顯然，為保證所述光電接 收管能夠分別接收到不同角度的反射光，所述光電接收管的排列方向A同每一 特定刻度線的延伸方向B不能平行或者重合，即在直尺測(cè)量情形下，光電接收 管的排列方向A不能同刻度線的整體排列方向垂直；在圓形尺測(cè)量的情形下， 光電接收管的排列方向A不能同刻度線排列圓周的切線垂直。綜合以上所述，本發(fā)明創(chuàng)造光電數(shù)字化測(cè)量裝置，確能藉由上述構(gòu)造，達(dá) 到預(yù)期之功效，且申請(qǐng)前未見(jiàn)于刊物亦未公開(kāi)使用，符合實(shí)用新型專利之新穎、 進(jìn)步及符合產(chǎn)業(yè)利用性等要件。而以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造之實(shí)施例而已，凡 依本發(fā)明創(chuàng)造之精神所作之簡(jiǎn)易修飾及等效變化設(shè)計(jì)，應(yīng)涵蓋于本申請(qǐng)專利范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種光電數(shù)字化測(cè)量裝置，包括標(biāo)尺(3)、用于照亮所述標(biāo)尺(3)的照明光源(1)、用于接收來(lái)自所述標(biāo)尺(3)上反射光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換單元(2)、與所述光電轉(zhuǎn)換單元(2)順次連接的智能處理模塊和測(cè)量結(jié)果輸出模塊，所述的照明光源(1)、光電轉(zhuǎn)換單元(2)、標(biāo)尺(3)以及智能處理模塊通過(guò)裝置殼體承載，其特征是所述標(biāo)尺(3)上設(shè)有普通的刻度柵格(4)，用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電脈沖信號(hào)的所述光電轉(zhuǎn)換單元(2)與具有脈沖計(jì)數(shù)功能的所述智能處理模塊電連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光電數(shù)字化測(cè)量裝置，其特征是所述的光電轉(zhuǎn)換單 元(2)由兩個(gè)或兩個(gè)以上等間距排列的光電接收管組成，所述光電接收管的排 列方向同所述刻度柵格(4)的刻度線方向?yàn)榉瞧叫嘘P(guān)系。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的光電數(shù)字化測(cè)量裝置，其特征是所述的智能 處理模塊為單片機(jī)信號(hào)處理模塊，所述的測(cè)量結(jié)果輸出模塊為液晶顯示模塊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電數(shù)字化測(cè)量裝置，其特征是所述的單片機(jī)信號(hào) 處理模塊可以是數(shù)字信號(hào)處理器也可以是模擬信號(hào)處理器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電數(shù)字化測(cè)量裝置，其特征是所述的智能處理模塊設(shè)有用于在所測(cè)的長(zhǎng)度數(shù)值上累計(jì)附加一固定值的固定長(zhǎng)度累加計(jì)算單元和 同所述固定長(zhǎng)度累加計(jì)算單元連接的按鍵處理單元。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電數(shù)字化測(cè)量裝置，其特征是所述的智能處理模塊還設(shè)有電源開(kāi)關(guān)單元、測(cè)量復(fù)位單元、單位換算單元，所述按鍵處理單元還 分別同上述三個(gè)單元連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光電數(shù)字化測(cè)量裝置，其特征是所述的照明光源(l)由一個(gè)或者一個(gè)以上的LED光源組成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的光電數(shù)字化測(cè)量裝置，其特征是所述的智能處理模塊設(shè)有用于在所測(cè)的長(zhǎng)度數(shù)值上累計(jì)附加一固定值的固定長(zhǎng)度累加計(jì)算 單元和同所述固定長(zhǎng)度累加計(jì)算單元連接的按鍵處理單元。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電數(shù)字化測(cè)量裝置，其特征是所述的智能處理模 塊還設(shè)有電源開(kāi)關(guān)單元、測(cè)量復(fù)位單元、單位換算單元，所述按鍵處理單元還 分別同上述三個(gè)單元連接。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的光電數(shù)字化測(cè)量裝置，其特征是所述的照明光源(1)由一個(gè)或者一個(gè)以上的LED光源組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光電數(shù)字化測(cè)量裝置，其技術(shù)方案是包括標(biāo)尺、照明光源、光電轉(zhuǎn)換單元、與所述光電轉(zhuǎn)換單元順次連接的智能處理模塊和測(cè)量結(jié)果輸出模塊，上述各要素通過(guò)裝置殼體承載，所述標(biāo)尺上設(shè)刻度柵格，用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電脈沖信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換單元與具有脈沖計(jì)數(shù)功能的智能處理模塊電連接；所述光電轉(zhuǎn)換單元由兩個(gè)或兩個(gè)以上等間距排列的光電接收管組成，各光電接收管的排列方向同各刻度柵格的刻度線方向?yàn)榉瞧叫嘘P(guān)系。本實(shí)用新型利用普通標(biāo)尺等間距排列的刻度線進(jìn)行測(cè)量，因此幾乎適用于所有帶有刻度線的測(cè)量器具；所述光電接收管形成強(qiáng)弱不同的電脈沖信號(hào)，所述智能處理模塊對(duì)不同光電接收管的脈沖信號(hào)進(jìn)行綜合判斷，實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。
文檔編號(hào)G01D5/26GK201126363SQ20072017104
公開(kāi)日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2007年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月23日
發(fā)明者翔 劉, 博 成, 顧成武 申請(qǐng)人:顧成武;劉 翔;成 博