CN112013768B - 用于位移测量的信号携带体装置、系统及设备 - Google Patents

用于位移测量的信号携带体装置、系统及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于位移测量的信号携带体装置、系统及设备，其中，信号携带体装置包括：信息存储介质及形成在所述信息存储介质上的位移测量码道，所述位移测量码道包括相对位移测量码道，所述相对位移测量码道包括连续交变均匀排列的凸起和凹坑。

Description

用于位移测量的信号携带体装置、系统及设备
技术领域
本发明涉及位移测量技术领域，更具体地，涉及一种用于位移测量的信号携带体装置、一种位移测量系统、一种机器设备。
背景技术
位移传感器根据应用的技术原理可分为光栅、磁栅、容栅，球栅，感应同步器和时栅等几大类。其中，在位移测量中，光栅的使用最为广泛，尤其是中高端光栅传感器。这是由于光栅类传感器的采样频率、分辨力、精度以及不受磁场干扰的性能是其他类位移传感器不能比拟的。
中高端光栅传感器所包括的光源、掩膜光栅、运动光栅尺和光电感应器这四个器件的安装精度要求很高，以使中高端光栅传感器能够达到高精度测量。但是，中高端光栅传感器的光栅高精度制造难度高和成品率低，系统装配精度要求高，会产生生产成本增加的问题，导致中高端光栅传感器价格昂贵。
因此，有必要提供一种新的技术方案，实现位移的精准测量。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于位移测量的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于位移测量的信号携带体装置，其特征在于，包括：
信息存储介质及形成在所述信息存储介质上的位移测量码道，
所述位移测量码道包括相对位移测量码道，所述相对位移测量码道包括连续交变均匀排列的凸起和凹坑。
可选地，所述位移测量码道还包括定位码道，
所述定位码道包括至少一个代表一个唯一位置的参照点，其中，
组成各参照点的首个信号结构均为凹坑，且各参照点的首个信号结构的凹坑之间的间隔相同，以及形成各参照点的凹坑的数量依次增加或减少。
可选地，所述位移测量码道还包括：绝对位移测量码道，其中，
所述绝对位移测量码道包括按照二进制编码规律排布形成的凸起和凹坑。
可选地，所述二进制编码为格雷码编码。
可选地：所述凹坑的宽度w：0.1μm≤w≤100μm，所述凹坑的深度h：50nm≤h≤200nm，所述凹坑的长度l：0.1μm≤l≤1000μm。
可选地，所述位移测量码道上的凹坑在所述信息存储介质上沿着直线排布。
可选地，所述位移测量码道上的凹坑在所述信息存储介质上沿着圆周排布。
可选地，所述凹坑的形状为圆形或者线型中任一种。
根据本发明的第二方面，提供了一种位移测量系统，包括：如第一方面任一所述的信号携带体装置、信号感应装置、信号采集装置、信号处理装置、信号输出装置和驱动装置，其中，
所述信号感应装置用于感应所述信号携带体装置的信息存储介质码道上的凸起和凹坑，并产生对应的电信号；
所述信号采集装置用于从所述感应装置中采集所述电信号，并输送至信号处理装置；
所述信号处理装置用于根据所述获取的电信号计算位移量，并输送所述位移量至信号输出装置；
所述信号输出装置用于将所述位移量输出至与所述位移测量系统的外接装置。
所述驱动装置用于确保激光束聚焦在各码道上的凸起和凹坑上。
根据本发明的第三方面，提供了一种位移测量系统，其特征在于，其控制装置包括：如第一方面任一所述的信号携带体装置、信号感应装置、信号采集装置、信号处理装置和驱动装置，其中，
所述信号感应装置用于感应信号携带体装置的信息存储介质码道上的凸起和凹坑，并产生对应的电信号；
所述信号采集装置用于从所述信号感应装置中采集所述电信号，并输送至信号处理装置；
所述信号处理装置用于根据所述获取的电信号确定控制信号，并输送所述控制信号至所述驱动装置；
所述驱动装置用于根据所述控制信号进行放大处理，并输送所述放大后的控制信号至所述信号感应装置内的力矩器，以使所述信号感应装置内的力矩器驱动所述信号感应装置内的聚焦镜完成自动聚焦功能和绝对位移测量扫描功能。
根据本发明的第四方面，提供了一种机器设备，其特征在于，包括：运动部件、静止部件和根据第二方面所述的位移测量系统，其中，
所述位移测量系统的信号携带体装置安装在所述运动部件上，
所述位移测量系统的信号感应装置、信号采集装置、信号处理装置、信号输出装置和驱动装置安装在所述静止部件上。
根据本公开的一个实施例，在信息存储介质上形成位移测量码道，位移测量码道包括可以被读取的、由凹坑和凸起组成的交变信号，通过读取位移测量码道的交变信号，实现位移测量，另外，由于该交变信号中相邻的凹坑之间或者相邻的凸起之间的间距为几个到几千个纳米级别，远远小于绝大部分现有光栅位移传感器的光栅间距，因此能够实现更高精度的位移测量。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明一个实施例的用于直线位移测量的信号携带体装置的示意图。
图2是根据本发明一个实施例的用于角度位移测量的信号携带体装置的示意图。
图3是根据本发明另一个实施例的用于直线位移测量的信号携带体装置的示意图。
图4是根据本发明另一个实施例的用于角度位移测量的信号携带体装置的示意图。
图5是根据本发明另一个实施例的用于直线位移测量的信号携带体装置的示意图。
图6是根据本发明另一个实施例的用于角度位移测量的信号携带体装置的示意图。
图7是根据本发明另一个实施例的用于直线位移测量的信号携带体装置的示意图。
图8a示出了格雷码编码对应的图案的示意图。
图8b示出了格雷码对应的另一种图案的示意图。
图9示出了根据本发明另一实施例的用于直线位移测量的信号携带体装置的示意图。
图10示出了根据本发明另一实施例的用于角度位移测量的信号携带体装置的示意图。
图11是根据本发明又一实施例的信号携带体装置的示意图。
图12是根据本发明一个实施例的用于位移传感器的信号感应装置和信号携带体装置的相对位置的示意图的结构示意图。
图13是根据本发明一个实施例的用于位移传感器的信号感应装置和信号携带体装置的相对位置的示意图的结构示意图。
图14是根据本发明另一个实施例的用于位移传感器的信号感应装置和信号携带体装置的相对位置的示意图的结构示意图。
图15是根据本发明另一个实施例的用于位移传感器的信号感应装置和信号携带体装置的相对位置的示意图的结构示意图。
图16是根据本发明另一个实施例的用于位移传感器的信号感应装置和信号携带体装置的相对位置的示意图的结构示意图。
图17是根据本发明另一个实施例的用于位移传感器的信号感应装置和信号携带体装置的相对位置的示意图的结构示意图。
图18是根据本发明一个实施例的光头组件的结构示意图。
图19是根据本发明一个实施例的光头组件的结构示意图。
图20是根据本发明一个实施例的位移测量系统的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
<信号携带体装置>
本发明的一个实施例提供了一种用于位移测量的信号携带体装置。该信号携带体装置包括：信息存储介质及形成在信息存储介质上的位移测量码道。位移测量码道至少包括相对位移测量码道。相对位移测量码道包括连续交变均匀排列的凸起和凹坑。信息存储介质可以为光致存储介质。例如，光致存储介质可以包括CD(Compact Disc)、VCD(VideoCompact Disc)、MO(Magnet Optical)、DVD(Digital Versatile Disc)、EVD(EnhancedVersatile Disc)、HD-DVD(High Definition DVD)、BD(Blu-ray Disc)中任一种。
光致存储介质的材料为高分子材料(例如，聚碳酸酯(PC))或者，玻璃材料。
光致存储介质上的凸起可以通过真空金属镀膜的方式形成，具体地，在形成凸起的地方经过沉淀堆积气化方式形成凸起。光致存储介质上的凹坑可以通过压痕的方式形成。
光致存储介质上的凸起和凹坑表面经过表面金属化而具有反光性能。凹坑的宽度w：0.1μm≤w≤100μm，以及凹坑的深度h：50nm≤h≤200nm，凹坑的长度l：0.1μm≤l≤1000μm。
本发明实施例提供的信号携带体装置可以用于直线位移的测量，也可以用于角度位移的测量。
当信号携带体装置用于直线位移测量时，相对位移测量码道和定位码道上的凸起和凹坑在信息存储介质上沿着直线排布。当信号携带体装置用于角度位移测量时，相对位移测量码道和定位码道上的凸起和凹坑在信息存储介质上沿着圆周排布。
图1是根据本发明一个实施例的用于直线位移测量的信号携带体装置的示意图。
参见图1，该信号携带体装置包括信息存储介质110及形成在信息存储介质110上的位移测量码道120。位移测量码道120包括相对位移测量码道121。相对位移测量码道121包括连续交变均匀排列的凸起和凹坑。其中，图1中的白色区域代表凸起，黑色区域代表凹坑。
图1示出的y方向为信号携带体装置的运动方向。相对位移测量码道121上的凸起和凹坑沿着y方向排布。
参见图1，基于用于直线位移测量的信号携带体装置，沿着相对位移测量码道121的凸起和凹坑的排布方向，相邻两个凹坑的距离值a等于一个凹坑的宽度值b。
图2是根据本发明一个实施例的用于角度位移测量的信号携带体装置的示意图。参见图2，该信号携带体装置包括信息存储介质210及形成在信息存储介质210上的位移测量码道220。位移测量码道220包括相对位移测量码道221。相对位移测量码道221包括连续交变均匀排列的凸起和凹坑。其中，图2中的白色区域代表凸起，黑色区域代表凹坑。
图2示出的θ方向为信号携带体装置的转动方向。相对位移测量码道221上的凸起和凹坑沿着θ方向排布。
参见图2，基于用于角度位移测量的信号携带体装置，相邻两个凹坑与相对位移测量码道排布的圆周的中心形成的夹角α和一个凹坑与相对位移测量码道排布的圆周的中心形成的夹角β相等。
在本发明的一个实施例中，位移测量码道除了包括相对位移测量码道之外，还包括定位码道。
定位码道包括至少一个代表一个唯一位置的参照点。其中，组成各参照点的首个信号结构均为凹坑，且各参照点的首个信号结构的凹坑之间的间隔相同，以及形成各参照点的凹坑的数量依次增加或减少。
当信号携带体装置用于直线位移测量时，各参照点的首个信号结构的凹坑之间的间隔是指沿着相对位移测量码道上的凸起和凹坑的排布方向，相邻两个参照点的首个信号结构的凹坑之间的距离值。
当信号携带体装置用于角度位移测量时，各参照点的首个信号结构的凹坑之间的间隔是指相邻两个参照点的首个信号结构的凹坑的中心与相对位移测量码道排布的圆周的中心形成的夹角。
在一个实施例中，定位码道上组成各参照点的首个信号结构的凹坑与相对位移测量码道上的一个凹坑可以对齐，也可以不对齐。
当定位码道上组成各参照点的首个信号结构的凹坑均与相对位移测量码道上的一个凹坑对齐，并且信号携带体装置用于直线位移测量时，该对齐是指沿着垂直于位移测量码道的凸起和凹坑的排布方向进行对齐。当信号携带体装置用于角度位移测量时，该对齐是指沿着位移测量码道排布的圆周的径向方向进行对齐。
在一个例子中，定位码道仅包括一个参照点，记作为零位参照点。该参照点可代表一个唯一位置。
图3是根据本发明另一个实施例的用于直线位移测量的信号携带体装置的示意图。
参见图3，该信号携带体装置包括信息存储介质310及形成在信息存储介质310上的位移测量码道320。
位移测量码道320包括相对位移测量码道321和定位码道322。
定位码道322包括一个参照点，该参照点可代表一个唯一位置。
图3示出的y方向为信号携带体装置的运动方向。相对位移测量码道321和定位码道322上的凸起和凹坑沿着y方向排布。
图4是根据本发明另一个实施例的用于角度位移测量的信号携带体装置的示意图。
参见图4，该信号携带体装置包括信息存储介质410及形成在信息存储介质410上的位移测量码道420。
位移测量码道420包括相对位移测量码道421和定位码道422。
定位码道422包括一个参照点，该参照点可代表一个唯一位置。
图4示出的θ方向为信号携带体装置的转动方向。相对位移测量码道421和定位码道422上的凸起和凹坑沿着θ方向排布。
信号携带体装置的定位码道仅包括代表零位的参照点时，在信号携带体装置处于位移测量的过程中，首先需要确定零位参照点的位置。在确定零位参照点的位置的过程中，如果信号感应装置当前所读取的位置与零位参照点的位置距离较远时，此时，信号携带体装置需要移动较长的距离或者转动较大的角度，以使信号感应装置根据其读取相对位移测量码道和定位码道时产生的电信号确定零位参照点的位置，这样，不利于快速确定出当前的绝对位置。
为了能够根据相对位移测量码道和定位码道快速确定当前的绝对位置，定位码道包括多个代表一个唯一位置的参照点。组成各参照点的首个信号结构均为凹坑，且各参照点的首个信号结构的凹坑之间的间隔相同，以及形成各参照点的凹坑的数量依次增加或减少。
当定位码道包括多个代表不同定位的参照点时，以直线位移测量为例，基于形成各参照点的相邻两个凹坑之间的距离值等于一个凹坑的宽度值，或者，基于形成各参照点的相邻两个凹坑之间的距离值不等于一个凹坑的宽度值。
当定位码道包括多个代表不同定位的参照点时，以角度位移测量为例，基于形成各参照点的相邻两个凹坑与相对位移测量码道排布的圆周的中心形成的夹角等于一个凹坑与相对位移测量码道排布的圆周的中心形成的夹角，或者，基于形成各参照点的相邻两个凹坑与相对位移测量码道排布的圆周的中心形成的夹角不等于一个凹坑与相对位移测量码道排布的圆周的中心形成的夹角。
图5是根据本发明另一个实施例的用于直线位移测量的信号携带体装置的示意图。
参见图5，该信号携带体装置包括信息存储介质510及形成在信息存储介质510上的位移测量码道520。位移测量码道520包括相对位移测量码道521和定位码道522。
定位码道522包括多个代表一个唯一位置的参照点，且各参照点包括的相邻两个凹坑之间的距离值等于一个凹坑的宽度值。
图5示出的y方向为信号携带体装置的运动方向。相对位移测量码道521和定位码道522上的凸起和凹坑沿着y方向排布。
参见图5，组成第一个参照点的信号结构包括一个凹坑，且该凹坑与相对位移测量码道上的一个凹坑对齐。
组成第二个参照点的信号结构包括两个凹坑，该两个凹坑之间的距离值等于一个凹坑的宽度值。按照从左到右的顺序，第二个参照点包括的第一个凹坑与第一个参照点包括的凹坑之间的间隔为d。第二个参照点包括第一个凹坑与相对位移测量码道上的一个凹坑对齐。
组成第三个参照点的信号结构包括三个凹坑，相邻两个凹坑之间的距离值等于一个凹坑的宽度值。按照从左到右的顺序，第三个参照点包括的第一个凹坑与第二个参照点包括的第一个凹坑之间的间隔也为d。第三个参照点包括的第一个凹坑与相对位移测量码道上的一个凹坑对齐。
组成第四个参照点的信号结构包括四个凹坑，相邻两个凹坑之间的距离值等于一个凹坑的宽度值。按照从左到右的顺序，第四个参照点包括的第一个凹坑与第三个参照点包括的第一个凹坑之间的间隔也为d。第四个参照点包括的第一个凹坑与相对位移测量码道上的一个凹坑对齐。
当图5示出的信号携带体装置未开始直线运动时，读取相对位移测量码道的信号感应装置位于凹坑a的上方，读取定位码道的信号感应装置位于第一个参照点(零位参照点)和第二个参照点之间的某一个凸起的上方。待信号携带体装置开始运动后，当读取相对位移测量码道的信号感应装置和读取定位码道的信号感应装置均产生一个相同的电信号时，确定当前位置为一个参照点的位置，并且，读取定位码道的信号感应装置读取到该参照点对应的电信号数量为两个，进而可以确定该参照点代表自零位参照点起的第二个参照点。
图6是根据本发明另一个实施例的用于角度位移测量的信号携带体装置的示意图。
参见图6，该信号携带体装置包括信息存储介质610及形成在信息存储介质610上的位移测量码道620。位移测量码道620包括相对位移测量码道621和定位码道622。
定位码道1122包括多个代表一个唯一位置的参照点，且各参照点包括的相邻两个凹坑与相对位移测量码道排布的圆周的中心形成的夹角等于一个凹坑与相对位移测量码道排布的圆周的中心形成的夹角。
图6示出的θ方向为信号携带体装置的转动方向。相对位移测量码道621和定位码道622上的凸起和凹坑沿着θ方向排布。
参见图6，定位码道622包括6个参照点。
组成第一个参照点的信号结构包括一个凹坑，且该凹坑与相对位移测量码道上的一个凹坑对齐。
组成第二个参照点的信号结构包括两个凹坑，该两个凹坑与相对位移测量码道排布的圆周的中心形成的夹角等于一个凹坑与相对位移测量码道排布的圆周的中心形成的夹角。按照逆时针方向，第二个参照点包括的第一个凹坑的中心、第一个参照点包括的凹坑的中心与定位码道排布的圆周的中心形成的夹角是α。第二个参照点包括的第一个凹坑与相对位移测量码道上的一个凹坑对齐。
组成第三个参照点的信号结构包括三个凹坑，相邻两个凹坑与相对位移测量码道排布的圆周的中心形成的夹角等于一个凹坑与相对位移测量码道排布的圆周的中心形成的夹角。按照逆时针方向，第三个参照点包括的第一个凹坑的中心、第二个参照点包括的第一个凹坑的中心与定位码道排布的圆周的中心形成的夹角也是α。第三个参照点包括的第一个凹坑与相对位移测量码道上的一个凹坑对齐。
组成第四个参照点的信号结构包括四个凹坑，相邻两个凹坑与相对位移测量码道排布的圆周的中心形成的夹角等于一个凹坑与相对位移测量码道排布的圆周的中心形成的夹角。按照逆时针方向，第四个参照点包括的第一个凹坑的中心、第三个参照点包括的第一个凹坑的中心与定位码道排布的圆周的中心形成的夹角也是α。第四个参照点包括的第一个凹坑与相对位移测量码道上的一个凹坑对齐。
第五个参照点、第六个参照点均具有上述四个参照点具有的特征，在此不做过多赘述。
当图6示出的信号携带体装置未开始转动时，读取相对位移测量码道的信号感应装置位于凹坑b的上方，读取定位码道的信号感应装置位于第一个参照点(零位参照点)和第二个参照点之间的某一个凸起的上方。待信号携带体装置开始转动时，当读取相对位移测量码道的信号感应装置和读取定位码道的信号感应装置均产生一个相同的电信号时，确定当前位置为一个参照点的位置，并且，读取定位码道的信号感应装置读取到该参照点对应的电信号的数量为两个，进而可以确定该参照点代表自零位参照点起的第二个参照点。
图7是根据本发明另一个实施例的用于直线位移测量的信号携带体装置的示意图。
参见图7，该信号携带体装置包括信息存储介质710及形成在信息存储介质710上的位移测量码道720。位移测量码道720包括相对位移测量码道721和定位码道722。
定位码道722包括多个代表一个唯一位置的参照点，且各参照点的凹坑是等间隔排列的。
图7示出的y方向为信号携带体装置的运动方向。相对位移测量码道721和定位码道722上的凸起和凹坑沿着y方向排布。
参见图7，组成第一个参照点的信号结构包括一个凹坑，且该凹坑与相对位移测量码道上的一个凹坑对齐。
组成第二个参照点的信号结构包括两个凹坑，该两个凹坑之间的距离值大于一个凹坑的宽度值。按照从左到右的顺序，第二个参照点包括的第一个凹坑与第一个参照点包括的凹坑之间的间隔为d。第二个参照点包括的第一个凹坑与相对位移测量码道上的一个凹坑对齐。
组成第三个参照点的信号结构包括三个凹坑，相邻两个凹坑之间的距离值大于一个凹坑的宽度值。按照从左到右的顺序，第三个参照点包括的第一个凹坑与第二个参照点包括的第一个凹坑之间的间隔也为d。第三个参照点包括的第一个凹坑与相对位移测量码道上的一个凹坑对齐。
组成第四个参照点的信号结构包括四个凹坑，相邻两个凹坑之间的距离值大于一个凹坑的宽度值。按照从左到右的顺序，第四个参照点包括的第一个凹坑与第三个参照点包括的第一个凹坑之间的间隔也为d。第四个参照点包括的第一个凹坑与相对位移测量码道上的一个凹坑对齐。
图5、图6和图7示出的定位码道包括的参照点的个数仅仅是作为一个示例，对本发明并不造成任何限定。
当信息存储介质上形成有相对位移测量码道和定位码道时，可以用于相对位移的测量。
以图5示出的信号携带体装置为例，该信号携带体装置开始向左运动时，读取相对位移测量码道的信号感应装置位于第十一个凹坑的上方，读取定位码道的信号感应装置位于代表第二个参照点的第一个凹坑的上方。此时，读取相对位移码道的信号感应装置和读取定位码道的信号感应装置均产生一个相同的电信号时，确定当前位置为一个参照点的位置，并且，读取定位码道的信号感应装置读取到该参照点对应的电信号的数量为两个，进而可以确定该参照点代表自零位参照点起的第二个参照点。这样，读取相对位移测量码道的信号感应装置产生的电信号可以确定相对位移量，读取定位码道的信号感应装置产生的电信号可以确定当前位置信息。根据相对位移量和当前位置信息可以确定运动过程中的实际位置信息。
在本发明的一个实施例中，位移测量码道除了包括相对位移测量码道之外，还包括绝对位移测量码道。
绝对位移测量码道包括按照二进制编码规律编码排布形成的凸起和凹坑。
二进制编码可以是格雷码编码。格雷码对应的图案呈金字塔对称。
图8a示出了格雷码编码用于线性位移测量的对应的图案的示意图。图8b示出了格雷码用于角度位移测量的对应的另一种图案的示意图。
参见图8a，最低位从1(2的0次方)开始向大变化，一个1，一个0，再一个1，一个0，其中，黑色区域代表1，白色区域代表0；第二低位从2(2的1次方)开始向大变化，连续两个1，再连续两个0，再连续两个1；第三低位从4(2的2次方)开始，连续四个1，再连续四个0，再连续四个1；第四低位从8(2的3次方)开始，连续八个1，再连续八个0，再连续八个1，依次类推。
当信息存储介质上形成有相对位移测量码道和绝对位移测量码道时，可以用于绝对位移的测量。
图9示出了根据本发明另一个实施例的用于直线位移测量的信号携带体装置的示意图。
参见图9，该信号携带体装置包括信息存储介质910及形成在信息存储介质910上的位移测量码道920。位移测量码道920包括相对位移测量码道921和绝对位移测量码道922。
绝对位移测量码道922包括按照格雷码编码沿x方向排布形成的凸起和凹坑。图9示出的绝对位移测量码道922包括多条码道。按照格雷码编码排布的凸起和凹坑形成的相邻码道之间均存在一个隔离码道。该隔离码道均是由凸起组成的。该隔离码道的宽度可以任意设定，例如，隔离码道的宽度与按照格雷码编码排布的凸起和凹坑形成的码道的宽度相等。
参见图9，图9示出的y方向为信号携带体装置的运动方向，x方向为垂直于信号携带体装置的运动方向。相对位移测量码道921上的凸起和凹坑沿着y方向排布。绝对位移测量码道922上的凸起和凹坑沿着x方向排布。该排布方式参见图8a示出的格雷码排布的示意图。按照格雷码编码排布的凸起和凹坑形成的相邻码道之间也可以不存在隔离码道。
图10示出了根据本发明另一个实施例的用于角度位移测量的信号携带体装置的示意图。
参见图10，该信号携带体装置包括信息存储介质1010及形成在信息存储介质1010上的位移测量码道1020。位移测量码道1020包括相对位移测量码道1021和绝对位移测量码道1022。
绝对位移测量码道1022包括按照格雷码编码排布形成的凸起和凹坑。
图10示出的绝对位移测量码道1022包括多条码道。按照格雷码编码排布的凸起和凹坑形成的相邻码道之间均存在一个隔离码道。该隔离码道均是由凸起组成的。该隔离码道的宽度可以任意设定，例如，隔离码道的宽度与按照格雷码编码排布的凸起和凹坑形成的码道的宽度相等。
参见图10，图10示出的θ方向为信号携带体装置的转动方向，R方向为信号携带体装置的轴向方向。相对位移测量码道1021上的凸起和凹坑沿着θ方向排布。绝对位移测量码道1022上的凸起和凹坑沿着R方向排布。该排布方式参见图8b示出的格雷码排布的示意图。
按照格雷码编码排布的凸起和凹坑形成的相邻码道之间也可以不存在隔离码道。
上述任一实施例提供的信号携带体装置中，形成在信息存储介质上的位移测量码道包括的凹坑的形状并不仅限于呈线型，还可以呈圆形。
图11是根据本发明又一实施例的信号携带体装置的示意图。
参见图11，该信号携带体装置包括信息存储介质1110及形成在信息存储介质1110上的位移测量码道1120。位移测量码道1120包括相对位移码道1121。相对位移测量码道1121包括的凹坑呈圆形。
本发明实施例提供的信号携带体装置，在信息存储介质上形成相对位移测量码道，相对位移测量码道包括可以被读取的、由凸起和凹坑组成的交变信号，通过读取相对位移测量码道的交变信号，实现位移测量，另外，由于该交变信号中相邻的凹坑之间的间距为几个到几千个纳米级别，远远小于绝大部分现有光栅位移传感器的光栅间距，因此能够实现更高精度的位移测量。
<信号感应装置>
本发明的一个实施例提供的用于位移传感器的信号感应装置，至少包括两个光头组件，记作为第一光头组件和第二光头组件。
相对位移测量码道和定位码道均为形成在信息存储介质上的码道，相对位移测量码道包括连续交变均匀排列的凸起和凹坑。
定位码道包括至少一个代表不同定位的参照点，其中，组成各参照点的首个信号结构均为凹坑，且各参照点的首个信号结构的凹坑之间的间隔相同，以及形成各参照点的凹坑的数量依次增加或减少。
第一光头组件用于当相对位移测量码道沿着凸起和凹坑的排布方向发生移动时，读取相对位移测量码道上的信号结构产生的第一电信号。
第二光头组件用于当定位码道沿着参照点的排布方向发生移动时，读取定位码道上的信号结构产生的第二电信号。
根据第一电信号可以确定相对位移量信息。
根据第二电信号可以确定当前位置信息，以及，确定信息存储介质的运动方向信息。
根据第一电信号确定的相对位移量信息、第二电信号确定的当前位置信息和第二电信号确定的信息存储介质的运动方向信息，可以确定信息存储介质的当前的实际位置信息。
根据第二电信号还可以确定信息存储介质的运动方向。即当定位码道沿着参照点的排布方向发生移动时，信号感应装置还可以根据其依次读取的参照点所代表的定位，确定信息存储介质的移动方向。
图12是根据本发明一个实施例的用于位移传感器的信号感应装置和信号携带体装置的相对位置的示意图的结构示意图。
图12示出的信号携带体装置用于直线位移的测量。
根据图12所示，该信号感应装置至少包括两个光头组件，第一光头组件1210和第二光头组件1220。
信号携带体装置包括信息存储介质。相对位移测量码道1230和定位码道1240均为形成在信息存储介质上的码道。
第一光头组件1210用于当相对位移测量码道1230沿着凸起和凹坑的排布方向(即沿着图12示出的y方向)发生移动时，读取相对位移测量码道上的信号结构产生的第一电信号。
第二光头组件1220用于当定位码道沿着参照点的排布方向(即沿着图12示出的y方向)发生移动时，读取定位码道上的信号结构产生的第二电信号。
参见图12，信号携带体装置未开始直线运动时，读取相对位移测量码道的第一光头组件1210位于凹坑a的上方，读取定位码道的第二光头组件1220位于第一个参照点(零位参照点)和第二个参照点之间的某一个凸起的上方。
待信号携带体装置开始运动后，当读取相对位移测量码道的第一光头组件1210和读取定位码道的第二光头组件1220均产生一个相同的电信号时，确定当前位置为一个参照点的位置，并且，读取定位码道的第二光头组件1220读取到该参照点对应的电信号数量为两个，进而可以确定该参照点代表自零位参照点起的第二个参照点。
待信号携带体装置继续运动，读取定位码道的第二光头组件1220读取到下一个参照点对应的电信号数量为三个，进而可以确定信号携带体装置沿着y的正方向运动。
图13是根据本发明一个实施例的用于位移传感器的信号感应装置和信号携带体装置的相对位置的示意图的结构示意图。
图13示出的信号携带体装置用于角度位移的测量。
根据图13所示，该信号感应装置至少包括两个光头组件，第一光头组件1310和第二光头组件1320。
信号携带体装置包括信息存储介质。相对位移测量码道1330和定位码道1340均为形成在信息存储介质上的码道。
第一光头组件1310用于当相对位移测量码道1330沿着凸起和凹坑的排布方向(即沿着图13示出的θ方向)发生转动时，读取相对位移测量码道上的信号结构产生的第一电信号。
第二光头组件1320用于当定位码道沿着参照点的排布方向(即沿着图13示出的θ方向)发生转动时，读取定位码道上的信号结构产生的第二电信号。
参见图13，信号携带体装置未开始转动时，读取相对位移测量码道的第一光头组件1310位于凹坑b的上方，读取定位码道的第二光头组件1320位于第一个参照点(零位参照点)和第二个参照点之间的某一个凸起的上方。
待信号携带体装置开始转动时，当读取相对位移测量码道的第一光头组件1310和读取定位码道的第二光头组件1320均产生一个相同的电信号时，确定当前位置为一个参照点的位置，并且，读取定位码道的第二光头组件1320读取到该参照点对应的电信号的数量为两个，进而可以确定该参照点代表自零位参照点起的第二个参照点。
待信号携带体装置继续运动，读取定位码道的第二光头组件1320读取到下一个参照点对应的电信号数量为三个，进而可以确定信号携带体装置沿着逆时针运动。
本发明的一个实施例提供的信息存储介质还包括绝对位移测量。绝对位移测量码道包括按照格雷码编码排列的凸起和凹坑。
第一光头组件还用于当信息存储介质相对第一光头组件静止时，沿着垂直于相对位移测量码道上的凸起和凹坑的排布方向，读取绝对位移测量码道上的信号结构产生的第三电信号。这样根据第三电信号可以确定当前位置的绝对位移信息。
图14是根据本发明一个实施例的用于位移传感器的信号感应装置和信号携带体装置的相对位置的示意图的结构示意图。
图14示出的信号携带体装置用于直线位移的测量。
根据图14所示，信号携带体装置包括信息存储介质。相对位移测量码道1430和绝对位移测量码道1440均为形成在信息存储介质上的码道。
第一光头组件1410用于当相对位移测量码道1430沿着凸起和凹坑的排布方向(即沿着图14示出的y方向)发生移动时，读取相对位移测量码道上的信号结构产生的第一电信号。
第一光头组件1410还用于当信息存储介质相对第一光头组件1410静止时，沿着垂直于相对位移测量码道上的凸起和凹坑的排布方向(即沿着图14示出的x方向)，读取绝对位移测量码道上的信号结构产生的第三电信号。根据第三电信号可以确定当前位置的绝对位移信息。
图15是根据本发明一个实施例的用于位移传感器的信号感应装置和信号携带体装置的相对位置的示意图的结构示意图。
图15示出的信号携带体装置用于角度位移的测量。
根据图15所示，信号携带体装置包括信息存储介质。相对位移测量码道1530和绝对位移测量码道1540均为形成在信息存储介质上的码道。
第一光头组件1510用于当相对位移测量码道1530沿着凸起和凹坑的排布方向(即沿着图15示出的θ方向)发生转动时，读取相对位移测量码道上的信号结构产生的第一电信号。
第一光头组件1510还用于当信息存储介质相对第一光头组件1510静止时，沿着垂直于相对位移测量码道上的凸起和凹坑的排布方向(即沿着图15示出的R方向)，读取绝对位移测量码道上的信号结构产生的第三电信号。根据第三电信号可以确定当前位置的绝对位移信息。
在一个实施例中，信号感应装置还包括第三光头组件。第三光头组件用于当相对位移测量码道沿着凸起和凹坑的排布方向发生移动时，读取相对位移测量码道上的信号结构产生的第四电信号。第一光头组件和第三光头组件的安装位置满足：第一光头组件确定出的第一电信号和第三光头组件确定出的第四电信号的相位差为一个电位信号周期的二分之一的非整数倍。
根据图16所示，信号感应装置还包括第三光头组件1250。
第三光头组件1250用于当相对位移测量码道1230沿着凸起和凹坑的排布方向(即沿着图16示出的y方向)发生运动时，读取相对位移测量码道上的信号结构产生的第四电信号。
第一光头组件1210和第三光头组件1250的安装位置满足：第一光头组件确定出的第一电信号和第三光头组件确定出的第四电信号的相位差为一个电位信号周期的二分之一的非整数倍。这样可以确定出信号携带体装置的运动方向。
以第一光头组件确定出的第一电信号和第三光头组件确定出的第四电信号的相位差为一个电位信号周期的四分之一为例，一个电信号周期的长度设为p。当信号携带体装置沿着图16示出的y的正方向运动时，第四电信号的上升沿滞后第一电信号的上升沿1/4个p。当信号携带体装置沿着图16示出的y的负方向运动时，第四电信号的上升沿滞后第一电信号的上升沿3/4个p。这样，根据第一电信号和第四电信号的滞后周期长度，确定信号携带体装置的运动方向。另外，利用第一电信号和第四电信号可以实现相互检查和相互纠错，提高了测量的可靠性和精度。
在一个实施例中，根据图17所示，当信息存储介质用于角度位移测量时，信号感应装置还包括第三光头组件1350。
第三光头组件1350用于当相对位移测量码道1310沿着凸起和凹坑的排布方向(即沿着图17示出的θ方向)发生转动时，读取相对位移测量码道上的信号结构产生的第四电信号。
第一光头组件1310和第三光头组件1350的安装位置相差180度，可以使第一电信号和第四电信号形成差分性能，减小了测量误差，特别是安装偏心引起的误差。
图18是根据本发明一个实施例的光头组件的结构示意图。
每一个光头组件包括激光发射器1810、光路系统部件1820、激光感应器1830。
激光发射器1810用于发出激光束。
光路系统部件1820用于将激光发射器1810发出的激光束照射在形成在信息存储介质上的码道上，以及，将码道反射的激光进入激光感应器1830。
激光感应器1830用于根据码道反射的激光，确定产生的电信号。
根据图18所示，光路系统部件1820至少包括光线分离镜1821、反射镜1822、聚焦物镜。其中，聚焦物镜包括第一聚焦物镜1823和第二聚焦物镜1824。
光线分离镜1821用于对激光发射器1810发出的激光束进行分束处理，并将分束处理得到的一束激光照射在反射镜1822上。
反射镜1822用于对分束处理得到的一束激光进行反射处理，并将反射后的激光照射在第一聚焦物镜1823上。
第一聚焦物镜1823用于将接收到的激光聚集在码道上。码道上的凸起和凹坑可以将照射其上面的激光进行反射。
第二聚焦物镜1824用于将码道上的凸起和凹坑反射的激光聚集在反射镜1822上。
反射镜1822还用于将码道上的凸起和凹坑反射的激光进行反射处理，并将反射后的激光照射在光线分离镜1821上。
光线分离镜1821还用于对反射后的激光进行分束处理，并将分束处理得到的一束激光照射在激光感应器1830。
聚焦物镜的位置可以调整致使聚焦物镜的光学聚焦中心对准相对位移测量码道上。
聚焦物镜的位置可以调整致使聚焦物镜的光学聚焦中心沿着相对位移测量码道上的凸起和凹坑的排布方向移动。
聚焦物镜的位置可以调整致使聚焦物镜的光学聚焦中心沿着垂直相对位移测量码道上的凸起和凹坑的排布方向移动扫描。
激光感应器1830是四象限分布光电感应器，共产生四个电信号，记作为电信号a、电信号b、电信号c和电信号d，其中，四个电信号之和用于生成各码道对应的电信号，电信号a与电信号c相加得到的电信号结果与电信号b和电信号d相加得到的电信号结果之差用于校正激光聚集。
根据图18所示，所述信号感应装置还包括两个力矩器，记作第一力矩器1841和第二力矩器1842。
第一力矩器1841用于驱动光路部件中的聚焦物镜沿其光轴方向移动，以确保激光束自动聚焦在各码道的凸起凹坑的表面上。具体地，沿着图18示出的z轴方向确保激光束自动聚焦在各码道的凸起凹坑的表面上。
第二力矩器1842用于驱动聚焦物镜，以控制激光束沿着垂直于相对位移测量码道上的凸起和凹坑的排布方向，读取绝对位移测量码道上的信号结构产生的第三电信号。具体地，当信息存储介质用于直线位移测量时，控制激光束沿着图18示出的x轴方向读取绝对位移测量码道上的信号结构产生的第三电信号。当信息存储介质用于角度位移测量时，控制激光束沿着图18示出的R方向读取绝对位移测量码道上的信号结构产生的第三电信号。
在一个实施例中，光头组件中配有压电陶瓷部件。压电陶瓷部件用于在被施加电压时产生膨胀变形，以带动聚焦物镜沿着相对位移测量码道上的凸起和凹坑的排布方向产生位移，致使第一光头组件产生的第一电信号和第三光头组件产生的第四电信号的相位差为一个电信号周期的二分之一的非整数倍。
图19是根据本发明一个实施例的光头组件的爆炸示意图。
在该实施例中，光头组件中的光路部件包括光线分离镜、反射镜、聚焦物镜。
聚焦物镜均安装在第一基座1910开设的第一通孔1911中。聚焦物镜的光学中心对准相对位移测量码道。
第一基座1910固定在第二基座1920上。第二基座1920开设有第二通孔1921。第二通孔1921的轴向与第一通孔1911的轴向平行。
参见图19，第二通孔1921装配有压电陶瓷部件1930。
压电陶瓷部件1930用于在被施加电压时产生膨胀变形，以带动第二基座1920产生沿着y轴方向的位移，进而带动第一基座1910产生沿着y轴的位移，以使聚焦物镜的光学中心沿着y轴移动。这样可以使得聚焦物镜的光学中心沿着相对位移测量码道发生移动，以调整第一电信号和第四电信号的相位差，以使两者的相位差为一个电信号周期的二分之的非整数倍。
本发明的一个实施例提供了一种用于位移传感器的信息存储介质上的信号的读取方法。信息存储介质上形成有相对位移测量码道和定位码道。相对位移测量码道包括连续交变均匀排列的凸起和凹坑，定位码道包括至少一个代表一个唯一位置的参照点，其中，组成各参照点的首个信号结构均为凹坑，且各参照点的首个信号结构的凹坑之间的间隔相同，以及形成各参照点的凹坑的数量依次增加或减少。
该方法包括：在信息存储介质产生运动时，控制第一光头组件发出第一激光束，以及控制第二光头组件发出第二激光束；
根据第一光头组件接收到的相对位移测量码道上的凸起和凹坑反射的激光生成的第一电信号确定相对位移量信息，根据第二光头组件接收到的定位码道上的凸起和凹坑反射的激光生成的第二电信号确定当前位置信息；
根据第二电信号还确定信息存储介质的运动方向信息；
根据第一电信号确定的相对位移量信息，以及根据第二电信号确定的当前位置信息，以及根据第二电信号确定的信息存储介质的运动方向信息，确定信息存储介质的当前的实际位置信息。
在一个实施例中，信息存储介质上还形成有绝对位移测量码道，绝对位移测量码道包括按照格雷码编码排列的凸起和凹坑，该方法还包括：当信息存储介质相对第一光头组件静止时，控制第一光头组件发出第一激光束，沿着垂直于相对位移测量码道上的凸起和凹坑的排布方向，读取绝对位移测量码道上的信号结构产生的第三电信号；根据第三电信号确定绝对位移信息；当信息存储介质移动后，根据第一电信号确定的相对位移量信息和第三电信号确定的绝对位移信息，计算确定信息存储介质的当前的实际位置信息。
在一个实施例中，该方法还包括：当信信息存储介质产生运动时，控制第三光头组件发出第三激光束；根据第三光头组件接收到的相对位移测量码道上的凸起和凹坑反射的激光生成第四电信号；根据第一电信号和第四电信号的相位差确定信息存储介质的运动方向。
<位移测量系统>
图20是根据本发明一个实施例的位移测量系统的结构示意图。该位移测量系统至少包括：本发明任一实施例提供的信号携带体装置2010、本发明任一实施例提供的信号感应装置2020、信号采集装置2030、信号处理装置2040、信号输出装置2050和驱动装置2060。
信号感应装置2020用于感应信号携带体装置2010的信息存储介质码道上的凸起和凹坑，并产生对应的电信号。
信号采集装置2030用于从信号感应装置2020中采集电信号，并输送至信号处理装置2040。
信号处理装置2040用于根据获取的电信号计算位移量，并输送位移量至信号输出装置2050。信号输出装置2050用于将位移量输入至于位移测量系统的外接装置。
驱动装置2060用于确保激光束聚焦在各码道上的凸起和凹坑上。
在本发明的一个实施例中，信号感应装置2020用于感应信号携带体装置2010的信息存储介质码道上的凸起和凹坑，并产生对应的电信号。信号采集装置2030用于从信号感应装置2020中采集电信号，并输送至信号处理装置2040。信号处理装置2040用于根据获取的电信号确定控制信号，并输送控制信号至驱动装置2060。驱动装置2060用于根据控制信号进行放大处理，并输送放大后的控制信号至信号感应装置2020内的力矩器，以使信号感应装置2020内的力矩器驱动信号感应装置2020内的聚焦镜完成自动聚焦功能和绝对位移测量扫描功能。
<机器设备>
本发明的一个实施例提供了一种机器设备。该机器设备至少包括：运动部件、静止部件和如上述实施例提供的位移测量系统。
信号携带体装置安装在运动部件上。位移测量系统的信号感应装置、信号采集装置、信号处理装置、信号输出装置和驱动装置安装在静止部件上。
机器设备包括但不限于机床设备、机器人。
以机床设备为例，位移测量系统可用于对刀具和工件的坐标进行检测，以观察和跟踪走刀误差。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用于位移测量的信号携带体装置，其特征在于，包括：
信息存储介质及形成在所述信息存储介质上的位移测量码道，
所述位移测量码道包括相对位移测量码道，所述相对位移测量码道包括连续交变均匀排列的凸起和凹坑，
其中，所述位移测量码道接收激光束的照射并反射所述激光束，所述激光束以及所述位移测量码道反射的激光束均垂直于所述位移测量码道所在平面，
其中，所述凹坑的宽度w：0.1μm≤w≤100μm，所述凹坑的深度h：50nm≤h≤200nm。
2.根据权利要求1所述的信号携带体装置，其特征在于，所述位移测量码道还包括定位码道，
所述定位码道包括至少一个代表一个唯一位置的参照点，其中，
组成各参照点的首个信号结构均为凹坑，且各参照点的首个信号结构的凹坑之间的间隔相同，以及形成各参照点的凹坑的数量依次增加或减少。
3.根据权利要求1所述的信号携带体装置，其特征在于，所述位移测量码道还包括：绝对位移测量码道，其中，
所述绝对位移测量码道包括按照二进制编码规律排布形成的凸起和凹坑。
4.根据权利要求3所述的信号携带体装置，其特征在于，所述二进制编码为格雷码编码。
5.根据权利要求1-4中任一所述的信号携带体装置，其特征在于，所述凹坑的长度l：0.1μm≤l≤1000μm。
6.根据权利要求1-4中任一所述的信号携带体装置，其特征在于，
所述位移测量码道上的凹坑在所述信息存储介质上沿着直线排布；或者，所述位移测量码道上的凹坑在所述信息存储介质上沿着圆周排布。
7.根据权利要求1所述的信号携带体装置，其特征在于，所述凹坑的形状为圆形或者线型中任一种。
8.一种位移测量系统，其特征在于，包括：如权利要求1-7任一所述的信号携带体装置、信号感应装置、信号采集装置、信号处理装置、信号输出装置和驱动装置，其中，
所述信号感应装置用于感应所述信号携带体装置的信息存储介质码道上的凸起和凹坑，并产生对应的电信号；
所述信号采集装置用于从所述感应装置中采集所述电信号，并输送至信号处理装置；
所述信号处理装置用于根据获取的所述电信号计算位移量，并输送所述位移量至信号输出装置；
所述信号输出装置用于将所述位移量输出至与所述位移测量系统的外接装置；
所述驱动装置用于确保激光束聚焦在各码道上的凸起和凹坑上。
9.一种位移测量系统，其特征在于，其控制装置包括：如权利要求1-7任一所述的信号携带体装置、信号感应装置、信号采集装置、信号处理装置和驱动装置，其中，
所述信号感应装置用于感应信号携带体装置的信息存储介质码道上的凸起和凹坑，并产生对应的电信号；
所述信号采集装置用于从所述信号感应装置中采集所述电信号，并输送至信号处理装置；
所述信号处理装置用于根据获取的所述电信号确定控制信号，并输送所述控制信号至所述驱动装置；
所述驱动装置用于根据所述控制信号进行放大处理，并输送所述放大后的控制信号至所述信号感应装置内的力矩器，以使所述信号感应装置内的力矩器驱动所述信号感应装置内的聚焦镜完成自动聚焦功能和绝对位移测量扫描功能。
10.一种机器设备，其特征在于，包括：运动部件、静止部件和如权利要求8所述的位移测量系统，其中，
所述位移测量系统的信号携带体装置安装在所述运动部件上，
所述位移测量系统的信号感应装置、信号采集装置、信号处理装置、信号输出装置和驱动装置安装在所述静止部件上。
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