ITTO971140A1

ITTO971140A1 - Dispositivo di misura di spostamento ottico e sistema di misura di spo stamento ottico.

Info

Publication number: ITTO971140A1
Application number: IT97TO001140A
Authority: IT
Inventors: Yuji Takada; Hiroshi Matsuda; Takayuki Nishikawa
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1998-06-24
Also published as: JP3799708B2; JPH10239046A; DE19757716B4; IT1297357B1; KR19980064594A; US5905576A; KR100234914B1; DE19757716A1

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo di misura di spostamento ottico e sistema di misura di spostamento ottico",

TESTO DELLA DESCRIZIONE

SFONDO DELL'INVENZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione è relativa ad un dispositivo di misura di spostamento ottico ed un sistema di misura di spostamento ottico per irradiare un oggetto con un raggio di luce e rilevare la luce riflessa dall'oggetto, rilevando in tal modo la distanza dall'oggetto e lo spostamento dalla posizione di riferimento dall'oggetto tramite triangolazione.

Tecnica relativa

Finora, è noto un dispositivo di misura di spostamento ottico che irradia un oggetto 3 con un raggio di luce previsto facendo passare la luce a infrarossi emessa da un diodo laser 11 attraverso una lente di trasmissione di luce e ricevendo la luce riflessa diffusa dall’oggetto 3 in un elemento di rilevamento della posizione 21 tramite una lente di ricezione della luce 22 di un sistema ottico di ricezione della luce, trovando in tal modo la distanza dall'oggetto 3 (oppure lo spostamento dalla posizione di riferimento dell'oggetto 3) applicando il principio di triangolazione, come illustrato in Figura 29. Cioè, l'immagine di un punto di trasmissione della luce formato sulla superficie dell'oggetto 3 irradiando l'oggetto 3 con il raggio di luce è formata sulla faccia di ricezione della luce dell'elemento di rilevamento della posizione 21 attraverso la lente della ricezione della luce 22 per formare un punto di ricezione della luce e quando la distanza dall'oggetto 3 cambia, cambia la posizione di formazione del punto di ricezione della luce, il qual fatto è utilizzato per trovare la distanza dall'oggetto 3.

Il diodo laser 11 è pilotato da un segnale di pilotaggio avente un'uscita in frequenza fA da un oscillatore 13 e viene fatto passare attraverso un circuito di comando LD e invia in uscita luce laser modulata in modo che l'uscita della luce cambia come un'onda sinusoidale.

L'elemento di rilevamento della posizione 21 utilizza un PSD (dispositivo sensibile alla posizione) posto in modo da far corrispondente la direzione della lunghezza con la direzione di movimento del punti di ricezione della luce o due diodi posti nella direzione di movimento del punto di ricezione della luce. Il PSD, che è un dispositivo a semiconduttore avente una struttura a perno, comprende una coppia di elettrodi previsti a entrambe le estremità della direzione della lunghezza della faccia di ricezione della luce ed un elettrodo comune. Quando si forma un punto luminoso sulla faccia di ricezione della luce, la resistenza tra gli elettrodi ad entrambe le estremità si divide nella posizione del punto luminoso in risposta alla posizione del punto luminoso. Cioè, una corrente costante viene fornita dall'elettrodo comune, per cui i segnali di posizione HA e 12A aventi un valore di corrente al rapporto sensibile alla posizione del punto luminoso vengono inviati in uscita dagli elettrodi a entrambe le estremità. Dato che la posizione del punto luminoso è relativa al rapporto tra i segnali di posizione HA e 12A, la posizione del punto luminoso formato sulla faccia di ricezione del PSD diventa una funzione di (11A-12A)/(11A+12A) o il suo valore corretto.

I segnali di posizione 11A e 12A dei segnali elettrici inviati in uscita dall'elemento di rilevamento della posizione 21 sono convertiti in segnali di tensione dai circuiti di conversione I/V 23a e 23b e i segnali di tensione sono amplificati dagli amplificatori 24a e 24b, quindi rilevati in modo sincrono dai circuiti di rilevamento 25a e 25b, per cui si estraggono soltanto i componenti di segnale VdlA e Vd2A. I circuiti di rilevamento 25a e 25b sono controllati nella temporizzazione di rilevamento da un segnale di temporizzazione generato da un circuito di temporizzazione 28 basandosi sull'uscita dell'oscillatore 13. Dato che i componenti di segnale VdlA e Vd2A così estratti sono come forme d'onda di pulsazione (quando si modula la luce laser), si trova che i segnali di informazioni di posizione VIA e V2A forniti mediando i valori di uscita dei circuiti di rilevamento 25a e 25b tramite i filtri passa-basso 26a e 26b estraggono i livelli di segnale.

Dato che i segnali di informazione di posizione VIA e V2A sono segnali elettrici aventi valori di segnale proporzionali ai valori di segnale dei segnali di posizione HA e 12A, se una sezione di operazioni 27 trova (VIA - V2A)/(V1A V2A), si possono fornire informazioni equivalenti alla distanza dall'oggetto 3. Cioè, la sezione di operazioni 27 comprende una sezione di calcolo della differenza 27a per trovare (V1A-V2A), una sezione di calcolo della somma 27b per trovare (V1A+V2A), ed una sezione di divisione 27c per dividere il valore di uscita della sezione di calcolo della differenza 27a per il valore di uscita della sezione di calcolo della somma 27b. Dato che (V1A+V2A) trovato dalla sezione di calcolo della somma 27b è un valore equivalente a tutte le correnti dell'elemento di rilevamento di posizione 21 (11A+12A) e corrisponde alla quantità di ricezione della luce, il valore di uscita analogico viene normalizzato cosicché la variazione della quantità di ricezione della luce causata dalla differenza dei fattori di riflessione sulla superficie dell'oggetto 3 oppure la differenza delle resistenze della luce laser prodotta dal diodo laser 11 non è influenzata dal valore inviato in uscita dalla sezione di operazioni 27. Ciò significa che si può trovare in modo ideale la distanza dall'oggetto 3 anche se la quantità di ricezione della luce cambia.

Tra l'altro, è proposta una tecnica per posizionare due dispositivi di misura di spostamento ottici, che saranno da qui in avanti abbreviati in sensori di spostamento, 1A e 1B posti in modo da essere di fronte uno all’altro per misurare la distanza da entrambe le facce di un oggetto 3 per misurarne lo spessore. Cioè, i due sensori di spostamento 1A e 1B sono posti in modo che si formino raggi di luce in direzioni opposte una all'altra in linea, e i valori di misura sui sensori di spostamento vengono sottratti dalla distanza tra di loro per trovare lo spessore dell'oggetto 3. Di fatto, al valore di addizione dei risultati di misura con i sensori di spostamento 1A e 1B intorno ad una quota di riferimento avente spessore noto, si aggiunge lo spessore della misura di riferimento per generare una costante di correzione a, che è equivalente alla distanza sostanziale tra i due sensori di spostamento 1A e 1B. La somma delle distanze LA e LB misurato con i sensori di spostamento 1A e 1B per l'oggetto 3 da misurare viene sottratta dalla costante di correzione a (a-(LA+LB)), per cui si può trovare lo spessore dell'oggetto 3.

Tra l'altro, quando si utilizzano i due sensori di spostamento 1A e 1B per misurare lo spessore dell'oggetto 3 come descritto in precedenza, l'oggetto 3 non è traslucido, i due sensori di spostamento 1A e 1B misurano lo spessore separatamente e non hanno luogo problemi. Se l'oggetto 3 è traslucido, entrambi i sensori di spostamento 1A e 1B interferiscono uno con l'altro e non possono misurare lo spessore con una buona precisione. Per esempio, quando l'oggetto 3 è carta, ceramica, ecc., il raggio di luce raggiunge l'interno dell'oggetto 3. Così, quando lo spessore è piccolo, parte del raggio di luce si perde verso la faccia posteriore ed è ricevuto sul sensore di spostamento opposto 1A, 1B. Qui, i raggi sono modulati come descritto in precedenza e normalmente esiste tra di loro una differenza di fase. Inoltre, è difficile far si che le caratteristiche dei due sensori di spostamento 1A e 1B corrispondano completamente. Cosi, di norma esiste anche una differenza tra le frequenze fA e fB che modulano i raggi. Pertanto, la lunghezza della luce ricevuta sul sensore di spostamento 1A, 1B cambia con il tempo alla frequenza di battito equivalente alla differenza tra le frequenze fA ed fB come illustrato in Figura 30. L'ampiezza di variazione del tempo cambia con il rapporto tra la luce riflessa e la luce trasmessa. La differenza tra le frequenze fA e fB è generata per varie ragioni; essa è causata anche da variazioni di costante del circuito/ variazioni di caratteristiche di temperatura, ecc. L'ampiezza e la frequenza della luce ricevuta non possono essere determinate in modo unico.

Pertanto, è difficile togliere tale componente di battimento se la componente di battimento è contenuta in ingresso nella sezione di operazioni 27. Cioè, i segnali di informazione di posizione VIA e V2A inviati in ingresso alla sezione di operazione 27 (V1B e V2B alla sezione di operazioni 27 del sensore di spostamento 1B) variano in ampiezza alla frequenza di battimento, e così varia il denominatore quando si trova la distanza ((VIA-V2A), (V1B-V2B)); in modo risultante, la precisione o risoluzione della misura cambia sempre con il tempo.

In modo ideale, le distanze corrispondono anche se la quantità di ricezione della luce varia.

Infatti 1'elaborazione della sezione di rilevamento della posizione 21 sulla sezione di operazioni 27 contiene una porzione non lineare. Così, se l'ampiezza della variazione temporale della quantità di ricezione della luce è grande, la distanza trovata varia. Alcuni dei circuiti membri possono saturarsi; la misura della distanza è resa impossibile oppure ha luogo un errore notevole.

Si è discusso l'esempio in cui i raggi dei due sensori di spostamento 1A e 1B interferiscono uno con l'altro per misurare lo spessore dell'oggetto 3. Se è prevista una pluralità di sensori di spostamento 1A e 1B in rapporto di posizione in modo tale che essi siano posti con i raggi di luce che interferiscono uno con l'altro, per esempio, in modo tale che i sensori di spostamento 1A e 1B siano posti lato contro lato e si formi un punto di trasmissione della luce entro il campo di visione dell'elemento di rilevamento della posizione 21, si ha inoltre la possibilità che possa aver luogo un'interferenza.

L'INVENZIONE

Pertanto uno scopo dell'invenzione è quello di prevedere dispositivi di misura di spostamento ottici per misurare una distanza senza interferire uno con l'altro ed un sistema di misura di spostamento ottico che utilizza i dispositivi di misura di spostamento ottici.

Secondo la presente invenzione, è previsto un dispositivo di misura di spostamento ottico per irradiare un oggetto con un raggio di luce modulato in un ciclo appropriato da un elemento emettitore della luce, formando un punto di trasmissione della luce sulla superficie dell'oggetto, formando un'immagine del punto di trasmissione della luce su una faccia di ricezione della luce di un elemento di rilevamento della posizione, prevedendo in tal modo un punto di ricezione della luce, e trovando una distanza dall'oggetto basandosi sulla posizione del punto di ricezione della luce tramite una sezione di elaborazione, il dispositivo di misura di spostamento ottico comprendendo un circuito di controllo di modulazione per irradiare l'oggetto con un raggio di luce tante volte quante appropriato nel ciclo per eseguire l'operazione di misura della distanza, interrompendo quindi l'operazione di misura della distanza e generando un'uscita di controllo di modulazione indicativa della fermata dell'operazione, alla ricezione dell'ingresso di controllo di modulazione che indica l'inizio dell'operazione dall’esterno, dando di nuovo inizio all'operazione di misura della distanza.

Nella presente invenzione, il dispositivo di misura di spostamento ottico comincia ad emettere il raggio di luce alla ricezione dell'ingresso di controllo di modulazione dall'esterno come istruzione per dare inizio all'operazione di misura della distanza e utilizza l'uscita dèli'elemento di rilevamento di posizione per trovarè la distanza dall'oggetto dopo che è scaduto un predeterminato intervallo di tempo richiesto affinché l'operazione iniziata diventi stabile.

Nella presente invenzione, il numero di volte in cui è emesso il raggio di luce tra la ricezione dell’istruzione di inizio dell'operazione di misura della distanza e la fermata dell'operazione è posto al numero di volte per un grado in cui un valore di errore medio della misura della distanza in un periodo durante il quale l'operazione è instabile immediatamente dopo che ha inizio l’operazione può essere ignorato.

Nella presente invenzione, il dispositivo di misura di spostamento ottico comprende inoltre un elemento di commutazione che è inserito tra l'elemento di rilevamento della posizione e la sezione di elaborazione per inibire l'ingresso dell'uscita dell'elemento di rilevamento della posizione sulla sezione di elaborazione mentre si interrompe l'operazione di misura della distanza alla ricezione dell'ingresso di controllo di modulazione dall'esterno.

Nella presente invenzione, il circuito di controllo di modulazione invia in uscita una delle due tensioni come uscita di controllo di modulazione, in cui un primo valore di soglia all'esterno del campo delle due tensioni ed un secondo valore di soglia all'interno del campo delle due tensioni sono stabiliti per il confronto con l'ingresso di controllo di modulazione. Quando l'ingresso di controllo di modulazione si trova entro il campo delle due tensioni rispetto al primo valore di soglia, il circuito di controllo di modulazione determina la fermata o il riavviamento dell'operazione di misura della distanza in risposta al rapporto maggiore di o minore di tra il secondo valore di soglia e l'ingresso di controllo di modulazione, e se l'ingresso di controllo di modulazione dall'esterno non esiste, il circuito di controllo di modulazione stabilisce una tensione opposta alle due tensioni rispetto al primo valore di soglia come ingresso di controllo di modulazione per continuare l’operazione di misura della distanza senza interruzioni.

Nella presente invenzione, la sezione di modulazione comprende un circuito di controllo in retroazione per eseguire il controllo in retroazione della uscita di luce dell'elemento emettitore di luce in modo da tenere la quantità di ricezione della luce quasi costante nell'elemento di rilevamento della posizione.

Nella presente invenzione, l'elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto del valore dei segnali determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce e la sezione di elaborazione comprende un amplificatore variabile avente un fattore di amplificazione variabile per amplificare i segnali di posizione inviati in uscita dall'elemento di rilevamento della posizione ed un circuito di controllo in retroazione per eseguire il controllo in retroazione del fattore di amplificazione di un amplificatore variabile in modo che il valore di addizione dei valori di uscita dopo che i segnali di posizione appaiati vengono amplificati dall'amplificatore variabile diventa quasi costante .

Nella presente invenzione, l'elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valore di segnali determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce e la sezione di elaborazione comprende un amplificatore variabile avente un fattore di amplificazione variabile per amplificare i segnali di posizione inviati in uscita dall'elemento di rilevamento della posizione ed un circuito di controllo in retroazione per eseguire il controllo in retroazione dell'uscita di luce dell'elemento emettitore della luce in modo da tenere la quantità di ricezione della luce quasi costante sull'elemento di rilevamento della posizione e il controllo in retroazione del fattore di amplificazione dell'amplificatore variabile in modo che il valore di addizione dei valori di uscita dopo che i segnali di posizione appaiati sono amplificati da un amplificatore variabile diventa quasi costante.

Secondo la presente invenzione, è previsto un sistema di misura di spostamento ottico che utilizza una pluralità di dispositivi di misura di spostamento ottici classificando dispositivi di misura di spostamento ottici in due gruppi che interferiscono uno con l'altro, e connettendo ingressi di controllo di modulazione ed uscite di controllo di modulazione dei dispositivi di misura di spostamento ottici realizzando ogni gruppo in comune per dirigere l'uscita di controllo della modulazione di un gruppo verso l'ingresso di controllo della modulazione di un altro gruppo. Secondo la presente invenzione, è previsto un sistema di misura di spostamento ottico che utilizza una pluralità di dispostivi di misura di spostamento ottici, in cui il circuito di controllo di modulazione dà inizio all'operazione di misura della distanza basandosi sui fronti di salita e di discesa di un segnale di ingresso per l'ingresso di controllo della modulazione dall'esterno e in cui i dispositivi di misura di spostamento ottici sono connessi in un ordine simile ad un anello in modo da dirigere ogni uscita di controllo di modulazione verso ogni ingresso di controllo di modulazione.

Nella presente invenzione, l'elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valore di segnali determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce e la sezione di elaborazione comprende un primo circuito di commutazione per variare i segnali di posizione ad ogni ciclo di un multiplo intero del ciclo di modulazione del raggio di luce per inviare in uscita in modo selettivo uno dei segnali, mezzi di rilevamento sincroni per rilevare il segnale di uscita del primo circuito di commutazione in sincronismo con il ciclo di modulazione del raggio di luce, un secondo circuito di commutazione per separare un segnale di uscita dei mezzi di rilevamento sincroni in una coppia di segnali in sincronismo con il primo circuito di commutazione, ed una sezione di operazioni per calcolare uno spostamento da una posizione di riferimento dell’oggetto basandosi sull'uscita del secondo circuito di commutazione.

Nella presente invenzione, l'elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valori di segnali determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce e la sezione di elaborazione comprende una prima sezione di operazioni per eseguire le operazioni di sottrazione e addizione sui segnali di posizione e inviare in uscita i segnali risultanti, un primo circuito di commutazione per variare i segnali di uscita della prima sezione di operazioni ad ogni ciclo di un multiplo intero del ciclo di modulazione del raggio di luce per inviare in uscita in modo selettivo uno dei segnali, mezzi di rilevamento sincroni per rilevare il segnale di uscita del primo circuito di commutazione in sincronismo con il ciclo di modulazione del raggio di luce, un secondo circuito di commutazione per separare un segnale di uscita dei mezzi di rilevamento sincroni in una coppia di segnali in sincronismo con il primo circuito di commutazione, ed una seconda sezione di operazioni per calcolare uno spostamento da una posizione di riferimento dell'oggetto basandosi sull'uscita del secondo circuito di commutazione.

Nella presente invenzione, l'elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valori di segnali determinate in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce e la sezione di elaborazione comprende una prima sezione di operazioni per eseguire operazioni di sottrazione e addizione sui segnali di posizione e inviare in uscita i segnali risultanti, un circuito di commutazione per variare i segnali di uscita della prima sezione di operazioni ogni ciclo di un multiplo intero del ciclo di modulazione del raggio di luce per inviare in uscita in modo selettivo uno dei segnali, mezzi di rilevamento sincroni per rilevare il segnale di uscita del circuito di commutazione in sincronismo con il ciclo di modulazione del raggio di luce, ed una seconda sezione di operazioni per correggere una caratteristica ottica non lineare basandosi su un segnale di uscita dei mezzi di rilevamento sincroni e calcolare uno spostamento da una posizione di riferimento del11oggetto.

Nella presente invenzione, l'elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valori di segnali determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce e la sezione di elaborazione comprende una prima sezione di operazioni per sottrarre l'altro segnale di posizione dal primo segnale di posizione inviato in uscita dall'elemento di rilevamento della posizione e inviare in uscita un segnale di risultato della sottrazione e l'altro segnale di posizione, un circuito di commutazione per variare i segnali di uscita della prima sezione di operazioni a ogni ciclo di un multiplo intero del ciclo di modulazione del raggio di luce per inviare in uscita in modo selettivo uno dei segnali, mezzi di rilevamento sincroni per rilevare il segnale di uscita del circuito di commutazione in sincronismo con il circuito di modulazione del raggio di luce, ed una sezione di operazioni per correggere una caratteristica ottica non lineare basandosi su un segnale di uscita dei mezzi di rilevamento sincroni e calcolare uno spostamento da una posizione di riferimento dell'oggetto.

Nella presente invenzione, l'elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valori di segnali determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce e la sezione di elaborazione comprende una prima sezione di operazioni per sottrarre l'altro segnale di posizione dal primo segnale di posizione inviato in uscita dall'elemento di rilevamento della posizione e inviare in uscita un segnale di risultato della sottrazione e il primo segnale di posizione, un circuito di commutazione per variare il segnale di uscita della prima sezione di operazioni ad ogni ciclo di un multiplo intero del ciclo di modulazione del raggio di luce per inviare in uscita in modo selettivo uno dei segnali, mezzi di rilevamento sincroni per rilevare il segnale di uscita del circuito di commutazione in sincronismo con il circuito di modulazione del raggio di luce, ed una seconda sezione di operazioni per correggere una caratteristica ottica non lineare basandosi su un segnale di uscita dei mezzi di rilevamento sincroni e calcolare uno spostamento da una posizione di riferimento dell'oggetto.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Nelle figure allegate:

la Figura 1 è un diagramma a blocchi per illustrare una prima forma di attuazione dell'invenzione;

le Figure da 2(a) a 2(k) sono illustrazioni per spiegare il funzionamento della prima forma di attuazione dell'invenzione;

la Figura 3 è un diagramma a blocchi che illustra una seconda forma di attuazione dell'invenzione;

le Figure da 4(a) a 4(1) sono illustrazioni per spiegare il funzionamento della seconda forma di attuazione dell'invenzione;

le Figure da 5(a) a 5(k) sono illustrazioni per spiegare il funzionamento di una terza forma di attuazione dell'invenzione;

la Figura 6 è un diagramma a blocchi che illustra una quarta forma di attuazione dell 'invenzione;

le Figure da 7(a) a 700 sono illustrazioni per spiegare il funzionamento nella quarta forma di attuazione dell'invenzione;

la Figura 8 è un diagramma a blocchi che illustra una quinta forma di attuazione dell *invenzione; ;le Figure da 9(a) a 9(k) sono illustrazioni per spiegare il funzionamento della quinta forma di attuazione dell'invenzione; ;la Figura 10 è un diagramma a blocchi che illustra una sesta forma di attuazione dell'invenzione; ;le Figure da 11(a) a 11(1) sono illustrazioni che spiegano il funzionamento della sesta forma di attuazione dell'invenzione; ;le Figure da 12(a) a 12(k) sono illustrazioni che spiegano il funzionamento di una settima forma di attuazione dell'invenzione; ;la Figura 13 è un diagramma a blocchi che illustra un'ottava forma di attuazione dell 'invenzione; ;le Figure da 14(a) a 14(k) sono illustrazioni per spiegare il funzionamento dell'ottava forma di attuazione dell'invenzione; ;la Figura 15(a) è un diagramma di circuito della parte principale che illustra una nona forma di attuazione dell'invenzione; ;le Figure da 15(b) a 15(d) sono altre forme di attuazione della nona forma di attuazione della presente invenzione; ;le Figure da 16(a) a 16(e) sono illustrazioni che spiegano il funzionamento della nona forma di attuazione dell'invenzione; ;la Figura 17 è un'illustrazione che illustra un esempio di posizionamento di lina decima forma di attuazione dell'invenzione; ;la Figura 18 è un diagramma di circuito di parte principale che illustra la decima forma di attuazione dell'invenzione; ;le Figure da 19(a) a 19(f) sono illustrazioni che spiegano il funzionamento della decima forma di attuazione dell'invenzione; ;la Figura 20 è un'illustrazione che illustra un esempio di posizionamento di un'undicesima forma di attuazione dell'invenzione; ;le Figure da 21(a) a 21(h) sono illustrazioni per spiegare il funzionamento dell'undicesima forma di attuazione dell'invenzione; ;la Figura 22 è un diagramma a blocchi che illustra una dodicesima forma di attuazione dell'invenzione ; ;la Figura 23 è un diagramma a blocchi che illustra una tredicesima forma di attuazione dell 'invenzione; ;la Figura 24 è un diagramma a blocchi che illustra una quattordicesima forma di attuazione dell'invenzione; ;la Figura 25 è un diagramma a blocchi che illustra una quindicesima forma di attuazione dell'invenzione; ;la Figura 26 è un diagramma a blocchi che illustra una sedicesima forma di attuazione dell'invenzione; ;la Figura 27 è un diagramma a blocchi che illustra una diciassettesima forma di attuazione dell'invenzione; ;la Figura 28 è un diagramma a blocchi che illustra una diciottesima forma di attuazione dell 'invenzione; ;la Figura 29 è un diagramma a blocchi che illustra un esempio convenzionale; e ;la Figura 30 è un'illustrazione per spiegare il funzionamento dell'esempio convenzionale. ;DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLE FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE ;Prima forma di attuazione: ;La Figura 1 illustra la configurazione di una prima forma di attuazione dell'invenzione. Nella forma di attuazione, due sensori di spostamento 1A e 1B sono posti in modo che si formino raggi in linea e in direzioni opposte una all'altra per misurare lo spessore di un oggetto 3. I sensori di spostamento 1A e 1B hanno la stessa configurazione. In primo luogo, si discuterà la configurazione del sensore di spostamento 1A, 1B. ;Il raggio di luce applicato ad un oggetto 3 è fornito facendo passare la luce a infrarossi emessa da un diodo laser 11 attraverso una lente di trasmissione della luce 12 come nella configurazione convenzionale. Il diodo laser 11 è pilotato da un segnale di pilotaggio avente frequenza fA fornito facendo passare l'uscita di un oscillatore 13 attraverso un circuito di pilotaggio LD 14. Ciò significa che la luce laser modulata in modo che l'uscita della luce vari come un'onda sinusoidale viene inviata in uscita come nella configurazione convenzionale. ;D'altra parte, l'immagine di un punto di trasmissione della luce formato sulla superficie dell'oggetto 3 irradiando l’oggetto con il raggio di luce è formata sulla faccia di ricezione della luce di un elemento di rilevamento della posizione 21 fatto da un PSD attraverso una lente di ricezione della luce 22, e due segnali di posizione HA e 12A sono inviati in uscita dall'elemento di rilevamento della posizione 21 in risposta alla posizione di un punto di ricezione della luce formato sulla faccia di ricezione della luce dell'elemento di rilevamento della posizione 21. Dato che il rapporto tra i valori di uscita di entrambi i segnali di posizione HA e 12A è determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce, si può trovare uno spostamento dalla posizione di riferimento dell'oggetto 3 basandosi sui valori di segnale del segnale di posizione 11A e 12A. Qui, la posizione di riferimento è la posizione di un oggetto 3 su un prolungamento del raggio di luce quando si forma il punto di ricezione della luce al centro della lunghezza efficace della faccia di ricezione della luce dell’elemento di rilevamento della posizione 21 e si trova la variazione della distanza dell'oggetto 3 dalla posizione di riferimento come spostamento. Tuttavia, la posizione centrale della lente di trasmissione della luce 12 è prestabilita come posizione di riferimento e si può trovare la distanza dall'oggetto 3. ;Nella forma di attuazione, sono previsti circuiti di commutazione 31 e 32 che precedono e seguono un circuito (che richiedeva all'origine due canali) per elaborare segnali su due canali in maniera a divisione di tempo, per cui i segnali possono essere elaborati da una circuiteria ad un canale. Cioè, i segnali di posizione HA e 12A inviati in uscita dall'elemento di rilevamento della posizione 21 sono inviati in ingresso ad un circuito di conversione I/V 23 alternativamente tramite il circuito di commutazione 31. Infatti, il segnale di posizione 11A, 12A è un segnale ad onda sinusoidale contenente una componente in CC prodotta da luce di disturbo, ecc. (cioè un segnale di onda sinusoidale spostato al centro a causa della componente in CC). Tuttavia, nella descrizione che segue, la componente in CC viene ignorata. La posizione del punto di ricezione della luce corrisponde al rapporto di ampiezza tra i segnali ad onda sinusoidale. Si determina quale dei segnali di posizione HA e 11B viene inviato in ingresso al circuito di conversione I/V 23 sotto il controllo di un segnale di commutazione Tl inviato in uscita da un circuito di temporizzazione 28. Come si vede dal confronto tra la Figura 2{f) e la 2(i), la durata di on del segnale di commutazione tl è posta doppia rispetto a quella di un segnale di temporizzazione t2 descritto più avanti. ;L'uscita del circuito di conversione I/V 23 è inviata in ingresso ad un amplificatore 24, che quindi la amplifica ad un fattore di amplificazione appropriato. Un segnale di uscita dell'amplificatore 24, ValA, Va2A, è equivalente ad un segnale che connette il segnale di posizione 11A, 12A alla temporizzazione di commutazione del circuito di commutazione 31. Il segnale di uscita ValA, Va2A è rilevato in modo sincrono da un circuito di rilevamento 25 invertendo il segnale di ingresso ad ogni mezzo ciclo di modulazione del raggio di luce emesso dal diodo laser 11, per cui estrae una componente di segnale VblA, Vb2A. ;Il circuito di rilevamento 25 rileva il segnale in ingresso in sincronismo con un segnale di temporizzazione t2 dal circuito di temporizzazione 28 (vedere Figura 2(f)). Quando il segnale di temporizzazione t2 è alto, il circuito di rilevamento 25 estrae il segnale di uscita ValA, Va2A dell'amplificatore 24 intatto. Quando il segnale di temporizzazione t2 è basso, il circuito di rilevamento 25 inverte la polarità del segnale di uscita ValA, Va2A dell'amplificatore 24 ed estrae il segnale risultante. La componente di segnale VblA, Vb2A si separa in una coppia di componenti di segnale VdlA e Vd2A come forme d'onda di pulsazione corrispondenti ai segnali di posizione 11A e 12A tramite il circuito di commutazione 32 controllato dal segnale di commutazione tl in modo da sincronizzarsi con il circuito di commutazione 31. ;Le componenti di segnale VdlA e Vd2A fornite dal circuito di commutazione 32 sono inviate in ingresso ai filtri passa-basso 26a e 26b e si estraggono le componenti in CC. I segnali di informazione di posizione VIA e V2A inviati in uscita attraverso i filtri passa-basso 26a e 26b sono inviati in ingresso ad una sezione di calcolo della differenza 27a, che fornisce quindi un segnale equivalente alla differenza tra i valori di segnale dei segnali di posizione HA e 12A. I segnali di informazioni di posizione VIA e V2A sono inoltre inviati in ingresso ad una sezione di calcolo della somma 27b, che fornisce quindi un segnale equivalente alla somma dei valori di segnale dei segnali di posizione 11A e 12A. I segnali di informazione di posizione inviati in uscita dalla sezione di calcolo della differenza 27a e dalla sezione di calcolo della somma 27b sono inviati in ingresso ad una sezione di divisione 27c, che quindi divide il valore di uscita della sezione di calcolo della differenza 27a per il valore di uscita della sezione di calcolo della somma 27b e invia in uscita il risultato ad un sistema esterno come segnale equivalente alla distanza dall'oggetto 3. ;Nella configurazione, i segnali di posizione inviati in uscita dall'elemento di rilevamento della posizione 21 sono elaborati alternativamente in maniera a divisione di tempo in sincronismo con il ciclo di modulazione del raggio di luce e il circuito di conversione I/V 23, l'amplificatore 24 e il circuito di rilevamento 25 sono condivisi. Così, si verifica un errore causato da variazioni di costanti o variazioni di caratteristiche di temperatura dei componenti quando si utilizza la circuiteria a due canali e inoltre i due segnali di posizione HA e 12A sono rilevati in modo sincrono dal singolo circuito di rilevamento 25, cosicché non ha luogo un errore di scostamento. Inoltre, un errore di scostamento che si verifica nello stadio precedente il circuito di rilevamento 25 viene fatto passare attraverso il circuito di rilevamento 25, per cui si può cancellare. Un leggero errore di scostamento che si verifica nel circuito di rilevamento 25 può essere tolto da un circuito di correzione avente una configurazione comparativamente semplice a causa della circuiteria ad un canale. Inoltre, dato che i due segnali di posizione 11A e 12A sono elaborati dalla stessa circuiteria, non si produce una differenza di caratteristiche di frequenza fino a quando i segnali sono separati dal circuito di commutazione 32; anche se ha luogo una variazione nella frequenza di modulazione del segnale che pilota il diodo laser 11, non ha luogo un errore transitorio nel risultato di misura della distanza. ;Tra l'altro, l'invenzione è caratterizzata dal fatto che il sensore di spostamento 1A, 1B è dotato di un circuito di controllo di modulazione 34. Alla ricezione dell'ingresso di controllo di modulazione VmcINA (nella forma di attuazione quando VmcINA è alto), il circuito di controllo di modulazione 34 interrompe il funzionamento dell'oscillatore 13. Se l'ingresso di controllo di modulazione VmcINA non esiste, il circuito di controllo di modulazione 34 attiva l'oscillatore 13 e invia in uscita l'uscita di controllo di modulazione VmcOUTA (nella forma di realizzazione, pone VmcOUTA alto). Se si interrompe il funzionamento dell'oscillatore 13, anche il circuito di rilevamento 25 interrompe il funzionamento. ;La descrizione effettuata finora si applica al sensore di spostamento 1A; il sensore di spostamento 1B ha anch'esso la stessa configurazione e i circuiti di controllo di modulazione 34 dei sensori di spostamento 1A e 1B sono connessi uno all'altro cosicché l'uscita di controllo di modulazione VmcOUT di un sensore di spostamento diventa l'ingresso di controllo di modulazione VmcINB dell'altro sensore di spostamento. Pertanto, mentre un sensore di spostamento 1A (1B) è operativo, l'altro sensore di spostamento 1B (1A) non genera nè rileva il raggio di luce; entrambi i sensori di spostamento 1A e 1B funzionano in modo indipendente uno dall'altro in maniera a divisione del tempo. Ciò significa che i due sensori di spostamento 1A e 1B non interferiscono uno con l'altro. ;La temporizzazione di funzionamento della configurazione sarà discussa con riferimento alla Figura 2. La Figura 2(a) è l'uscita VmA dell'oscillatore 13 del sensore di spostamento 1A; la Figura 2(b) è l’uscita di controllo di modulazione VmcOUTA del sensore di spostamento 1A, cioè l'ingresso di controllo di modulazione VmcINB del sensore di spostamento 1B; la Figura 2(c) è l'uscita VmB dell'oscillatore 13 del sensore di spostamento 1B; e la Figura 2(d) è l'uscita di controllo di modulazione VmcOUTB del sensore di spostamento 1B, cioè l'ingresso di controllo di modulazione VmcINA del sensore di spostamento 1A. Come si vede dai rapporti, mentre l'oscillatore 13 di un sensore di spostamento 1A (1B) opera per far sì che il diodo laser 11 emetta la luce, l'emissione di luce viene interrotta nell'altro sensore di spostamento 1B (1A) (quando i segnali in Figura 2(b) e (d) sono alti, si esegue l'operazione), impedendo ai diodi di laser 11 di entrambi i sensori di spostamento 1A e 1B di emettere luce contemporaneamente per sopprimere l'interferenza dei raggi di luce. ;L'elemento di rilevamento della posizione 21 riceve luce da entrambi i sensori di spostamento 1A e 1B. Così, nel sensore di spostamento 1A, i segnali di uscita ValA e Va2A sono forniti dall'amplificatore 24 come in Figura 2(e) anche quando si interrompe il funzionamento dell'oscillatore 13. Tuttavia, mentre l’oscillatore 13 del sensore di spostamento 1A si ferma come in Figura 2(f) e (g), anche il funzionamento del circuito di rilevamento 25 si ferma (quando il segnale in Figura 2(g) è alto, l'operazione si interrompe), impedendo così di trovare la distanza tramite la luce dell'altro sensore di spostamento 1A (1B). cioè, l'uscita del circuito di rilevamento 25 del sensore di spostamento 1A diventa come illustrato in Figura 2(h) e diventa OV durante il funzionamento del sensore di spostamento 1B, così che si può eliminare l'effetto del funzionamento dell'altro sensore di spostamento 1B. La Figura 2(i) illustra il segnale di temporizzazione tl per commutare il circuito di commutazione 32. Le componenti di segnale VdlA e Vd2A sono separate come in Figura 2(j) e (k) dal circuito di commutazione 32. L'elaborazione dopo la separazione diventa simile a quella nell'esempio convenzionale. ;Come abbiamo discusso, i due sensori di spostamento 1A e 1B funzionano alternativamente, per cui possono misurare la distanza senza interferire uno con l'altro. Nella forma di attuazione, i sensori di spostamento 1A e 1B per eseguire la misura della distanza sono commutati ad ogni ciclo di emissione della luce del diodo laser 11, ma i cicli non sono limitati. ;Nella configurazione convenzionale, i due circuiti di conversione I/V 23a e 23b, i due amplificatori 24a e 24b e i due circuiti di rilevamento 25a e 25b sono previsti per i segnali di posizione HA e 12A inviati in uscita dall'elemento di rilevamento di posizione 21; nella forma di attuazione, il circuito di conversione I/V 23, l'amplificatore 24 e il circuito di rilevamento 25 sono previsti soltanto come un canale e i segnali sono commutati dai circuiti di commutazione 31 e 32. I sensori di spostamento 1A e 1B sono configurati come nella forma di attuazione, per cui i segnali di posizione HA e 12A sono anch'essi elaborati con la stessa caratteristica nel periodo transitorio in cui l'uscita dell'oscillatore 13 di ogni sensore di spostamento 1A, 1B è interrotta o avviata, cosicché non si produce un errore nella misura della distanza. Nello stato dell’arte, è difficile completare circuiti per elaborare entrambi i segnali di posizione 11A e 12A come risposta nella configurazione convenzionale. ;Anche se si effettuano regolazioni e correzioni perfette, i circuiti avranno una risposta diversa a causa della variazione di temperatura o della variazione nel tempo. Se si adotta la configurazione convenzionale, non si evita un errore di misura. Al contrario, se si adotta la configurazione della forma di attuazione, questo tipo di errore di misura non ha luogo in linea di principio, cosicché si aumenta la precisione di misura. ;Seconda forma di attuazione: ;In una seconda forma di attuazione dell'invenzione, i circuiti di commutazione 31 e 32 sono controllati utilizzando segnali di temporizzazione di commutazione tl e t5 diversi, come illustrato in Figura 3. Come si vede dal confronto tra le Figure 2 e 4, i segnali di temporizzazione t2 e t4 forniti ad un circuito di rilevamento 25 sono anch'essi resi diversi da quelli nella prima forma di attuazione. ;Cioè, nella configurazione della prima forma di attuazione, si avvia la misura immediatamente dopo che il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B è commutato dal circuito di controllo di modulazione 34. Così, si può ritardare l’elaborazione del segnale e può avvenire una distorsione di forma d’onda a seconda della risposta del sensore di spostamento 1A, 1B. In modo risultante, può aver luogo un errore nella precisione di misura della distanza. Quindi, nella forma di attuazione, non si esegue la misura della distanza fino a quando il raggio luminoso e il funzionamento della circuiteria di elaborazione non diventano stabili dopo che si commutano i sensori di spostamento 1A, 1B. ;La Figura 4 illustra un esempio in cui il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B diventa stabile in un ciclo di uscita VmA, VmB di un oscillatore 13. Cioè, immediatamente dopo che si commuta il sensore di spostamento 1A, 1B, la forma d'onda dovrebbe diventare una forma d'onda come indicato dalla linea tratteggiata, ma diventa una forma d'onda come indicato dalla linea continua, come illustrato in Figura 4(f). Quindi, si avvia 1 'emissione dei raggi di luce immediatamente dopo la commutazione come in Figura 4(a) e il segnale di temporizzazione t2 è fornito al circuito di rilevamento 25 come in Figura 4(h), ma l'uscita del circuito di rilevamento 25 è inibita come in Figura 4(h). In associazione al funzionamento, i segnali di commutazione tl e t5 utilizzati per la commutazione dei circuiti di commutazione 31 e 32 diventano come illustrato rispettivamente in Figura 4(e) e (j), l’uscita del circuito di rilevamento 25 diventa come illustrato in Figura 4(i), e l'uscita del circuito di commutazione 32 diventa come illustrato in Figura 4(k) e (1). In breve, la seconda forma di attuazione è diversa dalla prima forma di attuazione soltanto per il fatto che l'uscita del circuito di rilevamento 25 non viene estratta fino a quando il funzionamento non diventa stabile dopo che si commuta il sensore di spostamento 1A, 1B e che anche le temporizzazioni di commutazione dei circuiti di commutazione 31 e 32 vengono modificate di conseguenza. ;La configurazione consente la misura della distanza dopo che il funzionamento diventa stabile; la precisione della misura viene ulteriormente migliorata. ;Terza forma di attuazione; ;In una terza forma di attuazione dell'invenzione, si modificano i segnali di temporizzazione t2 e t4 nella configurazione di circuito della prima forma di attuazione, come illustrato in Figura 5. Cioè, nella prima forma di attuazione, il diodo laser 11 è fatto in modo da emettere luce due volte ogni volta che si modifica il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B; nella terza forma di attuazione, un diodo laser 11 è fatto in modo da emettere la luce sei volte ogni volta che si modifica il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B. Il numero di volte di emissione della luce non è limitato a sei. Il numero di volte è scelto ad un grado in cui si può ignorare un errore di valore di misura immediatamente dopo che si modifica il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B per un valore medio dei valori di misura trovati emettendo la luce più di una volta. Se le distanze trovate emettendo la luce più di una volta vengono integrate, ecc., per trovare un valore equivalente al valore medio, si può diminuire la percentuale di errore . ;Come la prima forma di attuazione, la terza forma di attuazione fornisce contromisure contro il verificarsi di un errore nel valore di misura immediatamente dopo che si verifica il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B. Tuttavia, la necessità di scartare i valori di misura che si trovano quando il funzionamento è instabile come nella seconda forma di attuazione viene eliminata nella terza forma di attuazione, cosicché le temporizzazioni nella terza forma di attuazione sono più semplici di quelle nella seconda forma di attuazione. Nella prima forma di attuazione, la luce viene emessa due volte ogni volta che si modifica il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B; nella terza forma di attuazione, la luce viene emessa 2N volte (dove N è 2 o più) ogni volta che si modifica il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B. Altri componenti e operazioni della terza forma di attuazione sono simili a quelli della prima forma di attuazione. ;Quarta forma di attuazione: ;Una quarta forma di attuazione dell'invenzione è diversa dalla prima forma di attuazione per il fatto che il circuito di commutazione 31 nella prima forma di attuazione invia sempre in ingresso uno dei segnali di posizione HA e 12A inviati in uscita dall'elemento di rilevamento della posizione 21 al circuito di conversione I/V 23; laddove la quarta forma di attuazione utilizza un circuito di commutazione 31' avente un modo di ingresso di nessuno dei segnali di posizione 11A e 12A ad un circuito di conversione I/V 23, come illustrato in Figura 6. In breve, nella prima forma di attuazione, l'uscita del circuito di rilevamento 25 si interrompe durante il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B associato; nella quarta forma di attuazione, l’ingresso da un elemento di rilevamento della posizione 21 al circuito di conversione I/V 23 è inibito durante il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B associato. Ciò significa che il circuito di commutazione 31' che occupa tre posizioni è controllato utilizzando un segnale di temporizzazione t4 cosi come un segnale di commutazione tl, come illustrato in Figura 7. ;Secondo la configurazione della quarta forma di attuazione, anche se l'elemento di rilevamento della posizione 21 riceve una luce di disturbo avente una quantità di luce drasticamente maggiore della quantità di luce normalmente ricevuta, si può impedire che la luce sia incidente sul circuito di conversione I/V 23. Se l'uscita dell'elemento di rilevamento della posizione 21 è grande in modo anomalo, il circuito di conversione I/V 23 e un amplificatore 24 si saturano oppure non possono essere utilizzati in una regione lineare. In modo risultante, ha luogo una distorsione di forma d’onda nell'uscita di un circuito di rilevamento 25. Nella quarta forma di attuazione, tuttavia, i segnali di posizione HA e 11B generati basandosi sulla luce di disturbo non vengono inviati in ingresso al circuito di conversione I/V 23 durante il funzionamento dell'altro sensore di spostamento 1A, 1B, e così aumenta la possibilità che si possa evitare la situazione descritta in precedenza. In modo risultante, aumenta l’affidabilità del risultato della misura. La configurazione della quarta forma di attuazione è efficace in particolare quando l'uscita di luce dell'altro sensore di spostamento 1A, 1B è grande. Altri componenti e operazioni della quarta forma di attuazione sono simili a quelli della prima forma di attuazione. ;Quinta forma di attuazione.: ;La Figura 8 illustra la configurazione di una quinta forma di attuazione dell'invenzione. I sensori di spostamento 1A e 1G funzionano come quelli illustrati nella Figura 1 della Domanda di Brevetto Giapponese n. HEI 8-157680 depositata in precedenza dall'inventore. In primo luogo, si discuterà il funzionamento del sensore di spostamento 1A. I segnali di posizione dei segnali elettrici inviati in uscita da un elemento di rilevamento di posizione 21, 11A e 12A sono convertiti in segnali elettrici ValA e Va2A dai circuiti di conversione I/V 23a e 23b e i segnali elettrici ValA e Va2A sono inviati in ingresso ad un circuito di operazioni 29, che esegue quindi le operazioni di ValA-Va2A e ValA+Va2A e invia in uscita i risultati ad un circuito di commutazione 31. ValA-va2A e ValA+Va2A sono inviati in ingresso attraverso il circuito di commutazione 31 in alternativa ad un amplificatore 24, che quindi amplifica l'ingresso ad un fattore di amplificazione appropriato. Si determina quale tra ValA-Va2A e ValA+Va2A viene inviato in ingresso all'amplificatore 24 sotto il controllo di un segnale di commutazione tl inviato in uscita da un circuito di temporizzazione 28. Come si vede dal confronto tra la Figura 9(f) e la 9(i), la durata on del segnale di commutazione tl è posta al doppio di quella di un segnale di temporizzazione t2 descritto più avanti. ;Il segnale di uscita dell'amplificatore 24 è rilevato in modo sincrono da un circuito di rilevamento 25 e si estrae una componente di segnale (VdlA~Vd2A), (VdlA+Vd2A). ;Il circuito di rilevamento 25 rileva il segnale in ingresso in sincronismo con un segnale di temporizzazione t2 dal circuito di temporizzazione 28 (vedere Figura 9(f)). Quando il segnale di temporizzazione t2 è alto, il circuito di rilevamento 25 estrae il segnale di uscita dell'amplificatore 24 intatto. Quando il segnale di temporizzazione t2 è basso, il circuito di rilevamento 25 inverte la polarità del segnale di uscita dell'amplificatore 24 ed estrae il segnale risultante. La componente di segnale (VdlA-Vd2A), (VdlA+Vd2A) si separa in una coppia di componenti di segnale VdlA-Vd2A e VdlA+Vd2A come forme d'onda di pulsazione corrispondenti a ValA-Va2A e ValA+Va2A tramite un circuito di commutazione 32 controllato dal segnale di commutazione tl in modo da sincronizzarlo con il circuito di commutazione 31. ;Le componenti di segnale VdlA-Vd2A e VdlA+Vd2A fornite dal circuito di commutazione 32 sono inviate in ingresso ai filtri passa-basso 26a e 26b e si estraggono le componenti in cc. I segnali V1A-V2A e V1A+V2A sono inviati in uscita attraverso i filtri passa-basso 26a e 26b. Il V1A-V2A è un segnale equivalente alla differenza tra i valori di segnale dei segnali di posizione HA e 12A e il V1A+V2A è un segnale equivalente alla somma dei valori di segnale dei segnali di posizione HA e 12A. I segnali V1A-V2A e V1A+V2A inviati in uscita attraverso i filtri passa-basso 26a e 26b sono inviati in ingresso ad una sezione di divisione 27c che esegue quindi l'operazione di (V1A-V2A)/<V1A+V2A) ed invia in uscita il risultato ad un sistema esterno come segnale equivalente alla distanza da un oggetto 3. ;Il sensore di spostamento 1A esegue la sottrazione dei segnali elettrici ValA e Va2A corrispondenti ai segnali di posizione 11A e 12A inviati in uscita dall'elemento di rilevamento di posizione 21 da parte del circuito di operazioni 29 previsti nello stadio precedente il circuito di commutazione 31. Cosi, se il segnale di posizione HA, 12A inviato in uscita dall'elemento di rilevamento di posizione 21 contiene disturbi in fase, i disturbi in fase possono essere eliminati dal circuito di operazione 29; l'errore della misura della distanza può essere diminuito a confronto con quello del sistema convenzionale e si può impedire il degrado della risoluzione causato dall'effetto dei disturbi in fase. ;Tra l'altro, anche nella quinta forma di attuazione, alla ricezione dell'ingresso di controllo di modulazione VmcINA (nella forma di attuazione, quando VmcINA è alto), un circuito di controllo di modulazione 34 interrompe il funzionamento di un oscillatore 13. Se l'ingresso di controllo di modulazione VmcINA non esiste, il circuito di controllo di modulazione 34 attiva l'oscillatore 13 e invia in uscita l'uscita di controllo di modulazione VmcOUTA (nella forma di attuazione, pone VmcOUTA alto). Se il funzionamento dell'oscillatore 13 si interrompe, anche il circuito di rilevamento 25 interrompe il funzionamento. ;La descrizione effettuata finora si applica al sensore di spostamento 1A; anche il sensore di spostamento 1B ha la stessa configurazione e i circuiti di controllo di modulazione 34 dei sensori di spostamento 1A e 1B sono connessi uno all'altro, in modo che l’uscita di controllo di modulazione VmcOUTA di un sensore di spostamento diventa l'ingresso di controllo di modulazione VmcINB dell'altro sensore di spostamento. Pertanto, mentre un sensore di spostamento 1A (1B) è operativo, l'altro sensore di spostamento 1B (1A) non genera nè rileva un raggio di luce; entrambi i sensori di spostamento 1A e 1B funzionano in modo indipendente uno dall'altro in maniera a divisione di tempo. Ciò significa che i due sensori di spostamento 1A e 1B non interferiscono uno con l'altro. ;La temporizzazione di funzionamento della configurazione sarà descritta con riferimento alla Figura 9. La Figura 9(a) è l'uscita VmA dell'oscillatore 13 del sensore di spostamento 1A; la Figura 9(b) è l’uscita di controllo di modulazione VmcOUTA del sensore di spostamento 1A, cioè l'ingresso di controllo di modulazione VmcINB del sensore di spostamento 1B; la Figura 9(c) è l'uscita VmB dell'oscillatore 13 del sensore di spostamento 1B; e la Figura 9{d) è l'uscita di controllo di modulazione VmcOUTB del sensore di spostamento 1B; cioè l'ingresso di controllo di modulazione VmcINA del sensore di spostamento 1A. Come si vede dai rapporti, mentre l'oscillatore 13 di un sensore di spostamento 1A (1B) opera per far si che il diodo laser 11 emetta luce, l'emissione della luce è interrotta nell'altro sensore di spostamento 1B(1A) (quando i segnali in Figura 9(b) e (d) sono alti, si esegue l'operazione), impedendo ai diodi laser 11 di entrambi i sensori di spostamento 1A e 1B di emettere luce contemporaneamente per sopprimere l'interferenza dei raggi di luce. ;L'elemento di rilevamento della posizione 21 riceve luce da entrambi i sensori di spostamento 1A e 1B. Cosi nel sensore di spostamento 1A, i segnali di uscita (ValA-Va2A) e (ValA+Va2A) sono forniti dal circuito di commutazione 31 come in Figura 9(e) anche mentre il funzionamento dell'oscillatore 13 si interrompe. Tuttavia, mentre l'oscillatore 13 del sensore di spostamento 1A si interrompe come in Figura 9(f) e (g), anche il funzionamento del circuito di rilevamento 25 si interrompe (quando il segnale in Figura 9(g) è alto, il funzionamento si interrompe), impedendo in tal modo di trovare la distanza tramite la luce dell'altro sensore di spostamento 1A (1B). Cioè, l'uscita del circuito di rilevamento 25 del sensore di spostamento 1A diventa come illustrato in Figura 9(h) e diventa di OV durante il funzionamento del sensore di spostamento 1B, cosicché si può eliminare l'effetto del funzionamento dell’altro sensore di spostamento 1B. La Figura 9(i) illustra il segnale di temporizzazione tl per commutare il circuito di commutazione 32. I componenti di segnale VdlA-Vd2A e VdlA+Vd2A si separano come in Figura 9(j) e (k) tramite il circuito di commutazione 32. ;Come abbiamo discusso, i due sensori di spostamento 1A e 1B operano alternativamente, per cui possono misurare la distanza senza interferire uno con l'altro. Nella forma di attuazione i sensori di spostamento 1A e 1B per eseguire misure di distanza sono commutati ogni due cicli di emissione della luce del diodo laser 11, ma i cicli non sono limitati. ;Nella configurazione convenzionale, i due circuiti di conversione I/V 23a e 23b i due amplificatori 24a e 24b e i due circuiti di rilevamento 25a e 25b sono previsti per i segnali di posizione HA e 12B inviati in uscita dall'elemento di rilevamento della posizione 21; nella forma di attuazione, l'amplificatore 24 e il circuito di rilevamento 25 sono previsti come un solo canale e i segnali sono commutati dai circuiti di commutazione 31 e 32. I sensori di spostamento 1A e 1B sono configurati come nella forma di attuazione, per cui i segnali di posizione 11A e 12A sono elaborati anche con la stessa caratteristica nel periodo transitorio in cui l'uscita dell'oscillatore 13 di ogni sensore di spostamento 1A, 1B è interrotta o avviata, cosicché non si produce un errore nella misura della distanza. Nello stato dell'arte, è difficile completare circuiti per elaborare entrambi i segnali di posizione 11A e 12A come risposta nella configurazione convenzionale. Anche se si effettuano regolazioni e correzioni perfette, i circuiti saranno diversi come risposta a causa della variazione di temperatura o della variazione nel tempo. Se si adotta la configurazione convenzionale, non si evita un errore di misura, al contrario, se si adotta la configurazione della forma di attuazione, questo tipo di errore di misura non ha luogo in linea di principio, cosicché la precisione di misura aumenta. ;Sesta forma di attuazione: ;In una sesta forma di attuazione dell'invenzione, i circuiti di commutazione 31 e 32 sono controllati utilizzando segnali di temporizzazione di commutazione tl e t5 diversi, come illustrato in Figura 10. Come si vede dal confronto tra le Figure 9 e 11, i segnali di temporizzazione t2 e t4 forniti ad un circuito di rilevamento 25 sono anch'essi resi diversi da quelli nella quinta forma di attuazione. ;Cioè, nella configurazione della quinta forma di attuazione come la prima forma di attuazione, si dà inizio alla misura immediatamente dopo che il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B è commutato dal circuito di controllo di modulazione 34. Così, si può ritardare l'elaborazione dei segnali e può avere luogo la distorsione delle forme d'onda a seconda della risposta del sensore di spostamento 1A, 1B. in modo risultante, può aver luogo un errore nella precisione di misura della distanza. Quindi, nella sesta forma di attuazione, non si esegue la misura della distanza fino a quando il raggio di luce e il funzionamento della circuiteria di elaborazione non diventano stabili dopo che si commuta il sensore di spostamento 1A, 1B, come nella quinta forma di attuazione. ;La Figura 11 illustra un esempio in cui il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B diventa stabile in un ciclo di uscita VmA, VmB di un oscillatore 13. Cioè, immediatamente dopo che si commuta il sensore di spostamento 1A, 1B, la forma d'onda dovrebbe diventare una forma d'onda come indicata dalla linea tratteggiata, ma diventa una forma d'onda come indicata dalla linea continua, come illustrato in Figura 11(f). Quindi, si dà inizio all'emissione dei raggi di luce immediatamente dopo la commutazione come in Figura 11(a) e si fornisce li segnale di temporizzazione t2 al circuito di rilevamento 25 come in Figura 11(h), ma l'uscita del circuito di rilevamento 25 è inibita come in Figura 11(h). In associazione al funzionamento, i segnali di commutazione tl e t5 utilizzati per la commutazione dei circuiti di commutazione 31 e 32 diventano come illustrato rispettivamente in Figura 11(e) e (j), l'uscita del circuito di rilevamento 25 diventa illustrato in Figura 11(i) e l'uscita del circuito di commutazione 32 diventa come illustrato in Figura ll(k) e (1). In breve, la sesta forma di attuazione è diversa dalla quinta forma di attuazione soltanto per il fatto che l'uscita del circuito di rilevamento 25 non viene estratta fino a quando il funzionamento non diventa stabile dopo che si commuta il sensóre di spostamento 1A, 1B e che anche le temporizzazioni di commutazione dei circuiti di commutazione 31 e 32 vengono modificate di conseguenza. ;La configurazione consente la misura della distanza dopo che il funzionamento diventa stabile; la precisione di misura risulta ulteriormente migliorata. ;Settima-forma di attuazione: ;In una settima forma di attuazione dell'invenzione, i segnali di temporizzazione t2 e t4 nella configurazione di circuito della quinta forma di attuazione sono modificati, come illustrato in Figura 12. Cioè, nella quinta forma di attuazione, il diodo laser 11 è fatto in modo da emettere luce due volte ogni volta che si modifica il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B; nella settima forma di attuazione, un diodo laser 11 è fatto in modo da emettere luce sei volte ogni volta che si modifica il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B. Il numero di volte di emissione della luce non è limitato a sei. Il numero di volte è scelto nel grado in cui un errore di valore di misura immediatamente dopo che si modifica il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B può essere ignorato per un valore medio di valori di misura che si trovano emettendo la luce più di una volta. Se le distanze che si trovano emettendo la luce più di una volta vengono integrate, ecc., per trovare un valore equivalente al valore medio, si può diminuire la percentuale degli errori. ;Come la sesta forma di attuazione, la settima forma di attuazione fornisce contromisure contro il verificarsi di un errore nel valore di misura immediatamente dopo che si modifica il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B. Tuttavia, la necessità di scartare i valori di misura trovati mentre il funzionamento è instabile come nella sesta forma di attuazione, è eliminata nella settima forma di attuazione, cosicché le temporizzazioni nella settima forma di attuazione sono più semplici di quelle nella sesta forma di attuazione. Nella quinta forma di attuazione, la luce è emessa due volte ogni volta che si modifica il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B; nella settima forma di attuazione, la luce è emessa due volte (dove N è 2 o più) ogni volta che si modifica il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B. Altri componenti ed operazioni della settima forma di attuazione sono simili a quelli della quinta forma di attuazione. ;Ottava forma di attuazione: ;Un'ottava forma di attuazione dell'invenzione è diversa dalla quinta forma di attuazione per il fatto che il circuito di commutazione 31 nella quinta forma di attuazione invia sempre in ingresso uno dei segnali ValA-Va2A e ValA+Va2A inviati in uscita dal circuito di operazioni 29 all’amplificatore 24. Laddove l'ottava forma di attuazione utilizza un circuito di commutazione 31' avente un modo di invio in ingresso di nessuno dei segnali ValA-Va2A e ValA+Va2A ad un amplificatore 14, come illustrato in Figura 13. In breve, nella quinta forma di attuazione, l'uscita del circuito di rilevamento 25 è interrotta durante il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B associato; nell'ottava forma di attuazione, l'ingresso da un circuito di operazioni 29 all'amplificatore 24 è inibito durante il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B associato. Ciò significa che il circuito di commutazione 31' che prende tre posizioni è controllato utilizzando un segnale di temporizzazione t4 cosi come un segnale di commutazione tl, come illustrato in Figura 14. ;Secondo la configurazione dell'ottava forma di attuazione, anche se un elemento di rilevamento della posizione 21 riceve una luce di disturbo avente una quantità di luce drasticamente maggiore della quantità di luce normalmente ricevuta, si può impedire che l'uscita dell'elemento di rilevamento della posizione venga inviata in ingresso all'amplificatore 24. Se l'uscita dell'elemento di rilevamento della posizione 21 è grande in modo anomalo, l'amplificatore 24 è saturo o non può essere utilizzato in una regione lineare. In modo risultante, ha luogo una distorsione di forma d'onda nell'uscita di un circuito di rilevamento 25. Nell’ottava forma di attuazione, tuttavia, l'uscita del circuito di operazioni 29 basata sui segnali di posizione HA e 11B generati basandosi sulla luce di disturbo non viene inviata in ingresso all'amplificatore 24 durante il funzionamento dell'altro sensore di spostamento 1A, 1B, e così aumenta la possibilità che si possa evitare- la situazione descritta in precedenza. In modo risultante, aumenta l'affidabilità del risultato della misura. La configurazione dell'ottava forma di realizzazione è efficace in particolare quando l'uscita della luce dell’altro sensore di spostamento 1A, 1B è grande. Altri componenti e operazioni dell'ottava forma di attuazione sono simili a quelli della quinta forma di attuazione. ;Nona forma di attuazione: ;I sensori di spostamento 1A e 1B sopra descritti sono atti ad impedire 1'interferenza uno con l'altro quando si utilizzano una pluralità di sensori; essi non sono considerati per un uso singolo e possono essere utilizzati soltanto se un altro sensore di spostamento 1A, 1B è connesso ad un sensore di spostamento 1A, 1B. Pertanto, essi devono essere fabbricati a parte rispetto ai sensori di spostamento utilizzati da soli. Se si fabbricano i sensori di spostamento utilizzati da soli e i sensori di spostamento 1A, 1B atti ad impedire l'interferenza uno con l’altro, la linea di fabbricazione diventa complicata e la gestione degli inventari diventa problematica. Può diventare necessario modificare il modo operativo per utilizzare un sensore di spostamento 1A, 1B singolarmente oppure per impedire la reciproca interferenza in risposta allo scopo del sensore. Per modificare il modo operativo, si può utilizzare anche un interruttore manuale; tuttavia, la miniaturizzazione e la riduzione dei costi sono difficili da realizzare ed è problematico trattare 1 'interruttore manualmente. In aggiunta , è sostanzialmente impossibile utilizzare il modo di operazione del sensore di spostamento 1A, 1B in maniera a gestione di tempo. ;Quindi, una nona forma di attuazione dell’invenzione prevede sensori di spostamento 1A, 1B che non solo possono impedire la reciproca interferenza, ma possono essere utilizzati anche singolarmente senza l'impiego di un interruttore manuale per variare il modo operativo. Cioè, si aggiunge un circuito di formazione di forme d'onda di determinazione di modo 34a ad un circuito di controllo di modulazione 34 per determinare il modo operativo, come illustrato in Figura 15. Da qui in avanti, il modo operativo per impedire l'interferenza reciproca sarà chiamato "modo di prevenzione dell'interferenza" e il modo operativo per il singolo utilizzo sarà chiamato "modo singolo''. ;Come illustrato in Figura 16, il circuito di formazione di forme d'onda di determinazione di modo 34a ha due valori di soglia Thl e Th2 ed effettua un confronto tra l'ingresso di controllo di modulazione VmcINA, VmcINB e il valore di soglia Thl, Th2 rispetto alla relazione maggiore di, uguale a o minore di. Si utilizza il valore di soglia Th2 per modificare il modo operativo. Quando l'ingresso di controllo di modulazione VmcINA, VmcINB è maggiore del valore di soglia Th2, si seleziona il modo di prevenzione dell'interferenza; quando l’ingresso di controllo di modulazione VmcINA, VmcINB è minore del valore di soglia Th2, si seleziona il modo singolo. Ciò significa che il circuito di formazione di forme d'onda di determinazione di modo 34a fornisce un segnale di modo Mode ad un oscillatore 13, modificando in tal modo il funzionamento quando esiste un altro sensore di spostamento 1A, 1B e quando non esiste un altro sensore di spostamento 1A, 1B. Si utilizza il valore di soglia Thl per determinare se un altro sensore di spostamento 1A, 1B sta operando o meno nel modo di prevenzione dell'interferenza. ;Per effettuare tale variazione, ogni sensore di spostamento 1Α, 1Β è dotato di una sorgente di corrente costante 34b, una sorgente di tensione costante Va, Vb, e resistor! Ri, R2. Dato che l'ingresso nel circuito di formazione d'onda di determinazione di modo 34a è portato basso dal resistore Ri, se l'ingresso di controllo di modulazione VmcINA, VmcINB non esiste, cioè un altro sensore di spostamento 1A, 1B non è connesso, l'ingresso nel circuito di formazione di forme d'onda di determinazione di modo 34a è di 0 V, e così è minore del valore di soglia Th2 e si seleziona il modo singolo. ;D'altra parte, l'uscita di controllo di modulazione VmcOUTA, VmcOTUB del sensore di spostamento 1A, 1B è connessa tramite il resistore R2 alla sorgente di tensione costante Va, Vb avente tensione maggiore del valore di soglia Th2. Così, quando un altro sensore di spostamento 1A, 1B è connesso, il circuito di formazione di forme d'onda di determinazione di modo 34a stabilisce il segnale di modo Mode nel modo di prevenzione dell'interferenza. Si utilizza la sorgente di corrente costante 34b per interrompere il funzionamento del sensore di spostamento 1A, 1B durante il funzionamento di un altro sensore di spostamento 1A, 1B. Il sensore di spostamento 1A, 1B che sta funzionando fa sì che una corrente scorra nel resistore R2 dalla sorgente di corrente costante 34b per innalzare l'uscita del controllo di modulazione VmcOUTA, VmcOUTB ad un valore di tensione maggiore del valore di soglia Thl. La freccia illustrata vicino alla sorgente di corrente costante 34b in Figura 15 indica che si fornisce un segnale per controllare la sorgente di corrente costante 34b on/off. Un sensore di spostamento 1A, 1B interrompe il funzionamento mentre l'altro sta funzionando, come illustrato in Figura 16(a)-(d). Nel modo di prevenzione dell'interferenza, si determina se il sensore di spostamento 1A, 1B funziona o meno tramite la combinazione dei valori di soglia Thl e Th2. Così, il circuito di formazione di forme d’onda di determinazione di modo 34a genera un segnale VmclNA', VmcINB' equivalente all'ingresso di controllo di modulazione nella prima e nella quinta forma di attuazione come illustrato in Figura 16(e) secondo la combinazione e i controlli dell'oscillatore 13 tramite il segnale VmclNA, VmcINB. ;Nella nona forma di attuazione, il valore di soglia Th2 per modificare il modo di funzionamento è posto minore del valore di soglia Th2 utilizzato per determinare se un altro sensore di spostamento 1A, 1B è operativo o meno. Tuttavia, il rapporto maggiore di o minore di tra i valori di soglia Thl e Th2 può essere stabilito anche nella relazione opposta. In questo caso, è necessario tirare in su l'ingresso di controllo di modulazione VmcINA, VmcINB e modificare il rapporto tra la sorgente di corrente costante 34b, la sorgente di tensione costante Va, Vb, il resistore R2, ecc. ;Ovviamente, il cambiamento del modo operativo non è limitato dalla forma di attuazione sopra descritta. Per esempio, come illustrato in Figura 15(b)-(d), il cambiamento del modo operativo è ottenuto da una struttura comprendente una sorgente di corrente costante che genera un impulso di clock e due sorgenti di corrente costante per una determinazione di modo, una struttura comprendente una sorgente di potenza costante che genera un impulso di clock e due sorgenti di potenza costante per una determinazione di modo, ed una formazione di impulso di clock ed una determinazione di modo da parte di un software. La prima e la seconda struttura impiegano le stesse forme d'onda illustrate in Figura 16 in modo che siano interposte le componenti in CC. Nel terzo metodo, la determinazione di modo è realizzata dal software cosicché la forma d'onda corrisponde ad una forma d'onda logica in modo tale che Gnd corrisponda a "basso" e Vcc corrisponda a "Alto". ;Come illustrato in Figura 15(b), si utilizza la sorgente di corrente costante per una determinazione di modo. Due sorgenti di corrente costante sono connesse in parallelo in maniera tale che una sorgente di corrente costante impieghi una sorgente di corrente continua e 1'altra sorgente di corrente costante impieghi una sorgente di corrente alternata per una generazione di clock. ;Come illustrato in Figura 15(c), si utilizza la sorgente di potenza costante per una generazione di forma d'onda di clock. Due sorgenti di potenza costante sono connesse in serie in maniera tale che una sorgente di potenza costante impieghi una sorgente di corrente continua e l'altra sorgente di potenza costante impieghi una sorgente di corrente alternata per una generazione di clock. ;Come illustrato in Figura 15(c), l'elaborazione software è eseguita da un microprocessore o simili. Il morsetto di uscita invia in uscita una forma d'onda di clock normale e il morsetto di ingresso impiega una funzione di interruzione nel software cosicché si effettua la determinazione di modo se esiste un segnale o meno. Qecima,forma,di attuazione: ;Una decima forma di attuazione dell'invenzione utilizza tre sensori di spostamento 1A, 1B e le, come illustrato in Figura 17. Nella forma di attuazione, un esempio in cui i sensori di spostamento 1A, 1B e 1C sono posti lato contro lato è illustrato come esempio di posizionamento in cui essi possono interferire uno con l'altro. Nell'esempio di posizionamento, si ipotizza che esista la possibilità che il sensore di spostamento laterale 1B, 1C possa interferire con il sensore di spostamento centrale 1A, ma che i sensori di spostamento laterali 1B e 1C non interferiscano uno con l'altro. ;Pertanto, non è necessario far funzionare i sensori di spostamento 1B e 1C alternativamente, ma è necessario far funzionare alternativamente il sensore di spostamento 1B, 1C e il sensore di spostamento 1A. Quindi, come illustrato in Figura 18, entrambi gli ingressi di controllo di modulazione VmcINB e VmcINC dei sensori di spostamento 1B e 1C sono l'uscita di controllo di modulazione VmcOUTA del sensore di spostamento 1A. Analogamente, la somma logica delle uscite di controllo di modulazione VmcOUTB e VmcOUTC dei sensori di spostamento 1B e 1C è l’ingresso di controllo di modulazione VmcINA del sensore di spostamento 1A. Qui, sono illustrati tre sensori di spostamento 1A, 1B e 1C, ma lo stesso si applica anche all’installazione di un numero maggiore di sensori di spostamento; l'ingresso di controllo di modulazione e l'uscita di controllo di modulazione possono essere resi comuni tra i sensori di spostamento che non interferiscono uno con l'altro e i sensori di spostamento che interferiscono uno con l'altro possono fornire l’ingresso di controllo di modulazione e l’uscita di controllo di modulazione uno all'altro. ;Tra l'altro, nella forma di attuazione, l'uscita di un circuito di controllo di modulazione 34 di ogni sensore di spostamento 1A, 1B, 1C (uscita di controllo di modulazione VmcOUTA, VmcOUTB, VmcOUTC) è* l’uscita di corrente e l'ingresso del circuito di controllo di modulazione 34 (ingresso di controllo di modulazione VmcINA, VmcINB, VmcINC) è dotato di un resistore di pulìdown RI.

Pertanto, come illustrato in Figura 19, mentre il sensore di spostamento 1A sta funzionando, l'operazione della misura della distanza del sensore di spostamento 1B, 1C si interrompe; mentre il sensore di spostamento 1B, 1C sta funzionando, l’operazione di misura della distanza del sensore di spostamento 1A si interrompe. Sembra che i sensori di spostamento 1B e 1C funzionino in modo sincrono nella figura, ma la temporizzazione non è presa tra di essi. I sensori di spostamento 1B e 1C non interrompono necessariamente l'operazione di misura della distanza nello stesso momento. Tuttavia, dato che la misura della distanza del sensore di spostamento 1A comincia dopo il termine dell'operazione di misura della distanza del sensore di spostamento 1B o 1C, quale dei due sia l'ultimo, non si verifica l'interferenza reciproca tra i sensori di spostamento 1A e 1B, 1C.

La forma di attuazione fornisce la configurazione in cui una pluralità di sensori di spostamento sono classificati in due gruppi e sono connessi in modo da non interferire uno con l'altro. Nella forma di attuazione, sono illustrati i tre sensori di spostamento, ma il numero di sensore di spostamento non è limitato tranne che per la capacità di corrente di ogni sensore di spostamento, ecc. Altri componenti e operazioni della decima forma di attuazione sono simili a quelli della prima e della quinta forma di attuazione.

Undicesima forma di attuazione:

In un'undicesima forma di attuazione dell'invenzione, quattro sensori di spostamento 1A, 1B, 1C e 1D sono posti con due lato contro lato e due lato contro lato e i due gruppi opposti uno all'altro come illustrato in Figura 20. In tale esempio di posizionamento, si ha la possibilità che i quattro sensori di spostamento 1A, 1B, 1C e 1D possano interferire uno con l'altro. Per impedire ad un certo numero di sensori di spostamento 1A, 1B, 1C e 1D di interferire uno con l'altro, nella forma di attuazione, ogni sensore di spostamento 1A, 1B, 1C, 1D dà inizio all'operazione di misura della distanza sul fronte di salita di un segnale di ingresso all'ingresso di controllo di modulazione VmcINA, VmcINB, VmcINC, VmcIND e come illustrato in Figura 20, le uscite di controllo di modulazione VmcOUTA, VmcOUTB, VmcOUTC e VmcOUTD dei sensori di spostamento 1A, 1B, 1C e 1D sono connesse agli ingressi di controllo di modulazione VmcINA, VmcINB, VmcINC e VmcIND di sensori di spostamento 1A, 1B, 1C e 1D diversi in sequenza. Più specificamente, l'uscita di controllo di modulazione VmcOUTA del sensore di spostamento 1A è connessa all'ingresso di controllo di modulazione VmcINB del sensore di spostamento 1B, vmcOUTB a VmcINC, VmcOUTC a VmcIND, e VmcOUTD a VmcINA, per cui i sensori di spostamento 1A, 1B, 1C e 1D sono connessi in serie o come un anello.

Nella configurazione, dopo aver interrotto l'operazione della misura della distanza, un sensore di spostamento 1A, 1B, 1C, 1D interrompe l'operazione di misura della distanza fino a quando l'ingresso di controllo di modulazione VmcINA, VmcINB, VmcINC, VmcIND fornito da un altro sensore di spostamento 1A, 1B, 1C, 1D aumenta. Pertanto, nell'operazione stazionaria, come illustrato in Figura 21, mentre il sensore di spostamento 1A sta eseguendo la misura della distanza, si interrompe il funzionamento del sensore di spostamento 1B, e gli altri sensori di spostamento 1C e 1D interrompono l'operazione di misura della distanza fino a quando gli ingressi di controllo di modulazione VmcINC e VmcIND aumentano rispettivamente. Al completamento dell’operazione di misura della distanza del sensore di spostamento 1A, l’ingresso di controllo di modulazione VmcINB sul sensore di spostamento 1B aumenta, e così il sensore di spostamento 1B dà inizio al funzionamento. Quindi, i sensori di spostamento 1C e 1D danno inizio al funzionamento in alternativa in sequenza e al completamento del funzionamento del sensore di spostamento 1D, l'ingresso di controllo di modulazione VmcINA sul sensore di spostamento 1A cresce e il sensore di spostamento 1A dà inizio di nuovo al funzionamento.

Come si è discusso, i sensori di spostamento 1A, 1B, 1C e 1D eseguono l'operazione di misura della distanza in sequenza, cosicché si possono connettere in serie quanti sensori di spostamento è richiesto. Inoltre, si connettono due insiemi per volta tra i sensori di spostamento e la connessione è facile.

Le configurazioni della decima e dell'undicesima forma di attuazione possono essere rese comuni; la prevenzione dell'interferenza tra i sensori di spostamento classificati in due gruppi o la prevenzione dell'interferenza dei sensori di spostamento uno con l'altro possono essere stabilite facilmente soltanto variando la maniera di connessione dei sensori di spostamento.

Dodicesima forma di attuazione:

I sensori di spostamento 1A e 1B di una dodicesima forma di attuazione dell'invenzione trovano una distanza senza sezione di divisione 27c, come illustrato in Figura 22. Si ipotizza che una tensione di uscita di una sezione di calcolo della somma 27b sia equivalente a tutta la quantità di luce incidente su un elemento di rilevamento della posizione 21 ed un circuito di confronto 17 confronta la tensione di uscita con la tensione di riferimento Vref e invia in uscita un segnale equivalente alla differenza tra la tensione di uscita della sezione di calcolo della somma 27b e la tensione di riferimento Vref ad un circuito di controllo in retroazione 16. Il circuito di controllo in retroazione 16 esegue la modulazione in ampiezza con un segnale di temporizzazione t2 da un circuito di temporizzazione 28 come portante attraverso un modulatore 15 e pilota un diodo laser 11 tramite un circuito di pilotaggio LD 14. In breve, l'uscita di luce del diodo laser 11 è sottoposta ad un controllo in retroazione in risposta alla quantità di luce ricevuta nell'elemento di rilevamento della posizione 11.

Se si adotta la configurazione, l'uscita della sezione di calcolo della somma 27b è tenuta alla tensione di riferimento Vref come valore costante e il denominatore quando si esegue un'operazione di reperimento della distanza diventa un valore costante, e cosi l'uscita di una sezione di calcolo della differenza 27c diventa equivalente alla distanza da un oggetto 3. Questo elimina la necessità della sezione di divisione 27c. Inoltre, l'uscita della luce del diodo laser 11 può essere regolata in risposta alla quantità di luce ricevuta nell'elemento di rilevamento della posizione 21, cosicché si può regolare la quantità di luce in risposta al fattore di riflessione oppure alla distanza dell'oggetto 3 e si può misurare la distanza in modo preciso nel campo dinamico del circuito di elaborazione. Altri componenti e operazioni della dodicesima forma di attuazione sono simili a quelli della prima forma di attuazione.

Tredicesima forma di attuazione

Come la dodicesima forma di attuazione, una tredicesima forma di attuazione dell'invenzione esegue il controllo in retroazione in modo da tenere costante la tensione di uscita di una sezione di calcolo della somma 27b, come illustrato in Figura 23. Essa utilizza un amplificatore variabile 24' avente un fattore di amplificazione variabile al posto di un amplificatore 24 e si utilizza un circuito di controllo in retroazione 16 per variare il fattore di amplificazione dell'amplificatore variabile 24' piuttosto che l'uscita di luce di un diodo laser 11. L'uscita della sezione di calcolo della somma 27b può essere tenuta ad un valore costante dal controllo in retroazione, cosicché l'uscita di una sezione di calcolo della differenza 27a può essere utilizzata come valore di misura della distanza. Altri componenti e operazioni della tredicesima forma di attuazione sono simili a quelli della prima forma di attuazione.

Quattordicesima forma di attuazione:

Una quattordicesima forma di attuazione dell'invenzione è equivalente ad una combinazione delle configurazioni della dodicesima e della tredicesima forma di attuazione, come illustrato in Figura 24. Cioè, si esegue il controllo in retroazione dell'uscita di luce di un diodo laser 1 e il fattore di amplificazione di un amplificatore variabile 24' per tenere costante la tensione di uscita di una sezione di calcolo della somma 27b. A questo punto, si esegue il controllo in retroazione come segue. La quantità di luce ricevuta costante serve come riferimento (per esempio, questa quantità determina il modo in cui la ceramica bianca si trova su una distanza di riferimento). Quando la quantità di luce ricevuta è maggiore del valore di riferimento, la retroazione effettua la riduzione della potenza luminosa, e quando la quantità di luce ricevuta è minore del valore di riferimento, la retroazione effettua l'aumento del fattore di amplificazione.

Cioè, quando la quantità di luce è maggiore del valore di riferimento, il fattore di amplificazione si stabilisce al valore minimo, in altre parole in una condizione costante, cosicché è possibile eseguire l'elaborazione con la risoluzione nella condizione migliore, e sopprimere il problema della potenza luminosa con l’incremento della quantità di luce ricevuta. Quando la quantità di luce ricevuta è minore del valore di riferimento, la potenza luminosa si stabilisce al valore massimo, in altre parole in condizione costante, cosicché è possibile ottenere la quantità di luce ricevuta massima, e aumentare il fattore di amplificazione con la diminuzione della quantità di luce ricevuta.

Come descritto in precedenza, due aree di operazioni di retroazione non si sovrappongono una con l'altra cosicché il campo dinamico della quantità di luce ricevuta diventa estremamente ampio.

In altre parole, il campo in cui si può misurare il fattore di riflessione di un oggetto 3 può essere preso più largo di quello nella dodicesima o tredicesima forma di attuazione. Altri componenti e operazioni della quattordicesima forma di attuazione sono simili a quelli della prima forma di attuazione.

Quindicesima forma di attuazione:

Una quindicesima forma di attuazione dell'invenzione fornisce una configurazione come illustrata in Figura 25. La quindicesima forma di attuazione è diversa dalla quinta forma di attuazione per il fatto che ValA-Va2A e Va2A sono inviati in uscita da un circuito di operazioni 29, che non è richiesto il circuito di commutazione 32 della quinta forma di attuazione, che è previsto un circuito di operazioni 30 per eseguire una predeterminata operazione basandosi sull'uscita di un circuito di rilevamento 25, e che una sezione di divisione 27c esegue l'operazione (V1A-V2A)/ (VlA+kXV2A) dove il circuito di operazioni 30 invia in uscita vdlA-vd2 e Vd2 e i filtri passabasso 26a e 26b inviano in uscita rispettivamente V1A-V2A e V2A. Un sommatore 27b' invia in uscita VlA+kXV2A dove X è una costante per correggere una caratteristica ottica non lineare. Pertanto, nella quindicesima forma di attuazione, l'uscita della sezione di divisione 27c diventa un segnale corrispondente alla distanza da un oggetto normalizzando il segnale di posizione HA, 12A inviato in uscita dall'elemento di rilevamento della posizione 21 indipendentemente dalla somma totale del fattore di riflessione e della quantità di ricezione della luce sulla superficie dell'oggetto 3. La forma di attuazione, che non richiede il circuito di commutazione 32, può diminuire al verificarsi degli errori causato da un ritardo di tempo dell'operazione di commutazione oppure causato da disturbi di commutazione e aumentare la precisione della misura della distanza a confronto con le forme di attuazione dotate del circuito di commutazione 32.

Altri componenti e operazioni della quindicesima forma di attuazione sono simili a quelli della quinta forma di attuazione.

Sedicesima forma di attuazione:

Una sedicesima forma di attuazione dell'invenzione prevede una configurazione come illustrata in Figura 26. La sedicesima forma di attuazione è diversa dalla quinta forma di attuazione per il fatto che si fornice un segnale di temporizzazione t3 diverso ad un circuito di rilevamento 25, che non è richiesto il circuito di commutazione 32 della quinta forma di attuazione, e che una sezione di divisione 27c esegue l'operazione (VlA-V2A)/(VlA+kCV2A) dove i filtri passa-basso 26a e 26b inviano in uscita rispettivamente V1A-V2A. Il segnale di temporizzazione t3 è diverso da un segnale di commutazione tl in fase di circa 90". Altri componenti e operazioni della sedicesima forma di attuazione sono simili a quelli della quinta forma di attuazione.

Diciassettesima forma di attuazione:

Una diciassettesima forma di attuazione dell’invenzione prevede una configurazione come illustrata in Figura >27. La diciassettesima forma di attuazione è diversa dalla quinta forma di attuazione per il fatto che si fornisce un segnale di temporizzazione t3 diverso ad un circuito di rilevamento 25, che non è richiesto il circuito di commutazione 32 della quinta forma di attuazione, e che una sezione di divisione 27c esegue l'operazione (VlA-V2A)/(VlA+kXV2A). Altri componenti e operazioni della diciassettesima forma di attuazione sono simili a quelli della quinta forma di attuazione.

Diciottesima forma di attuazione:

Tra l'altro, i sensori di spostamento 1A e 1B della quinta forma di attuazione comprendono ciascuno una sezione di divisione 27c. I sensori di spostamento 1A e 1B di una diciottesima forma di attuazione dell'invenzione trovano una distanza senza alcuna sezione di divisione 27c, come illustrato in Figura 28. La configurazione della diciottesima forma di attuazione funziona sostanzialmente come quella illustrata nella Figura 9, nella Domanda di Brevetto Giapponese n. Hei 8-157680 depositata in precedenza dall'inventore. Si ipotizza che una tensione di uscita di un sommatore 27b' (equivalente al sommatore 13 nella Domanda di Brevetto Giapponese n. Hèi 8-157680), Vl+kXV2 sia equivalente a tutta la quantità di luce incidente su un elemento di rilevamento della posizione 21 ed un circuito di confronto 17 confronta la tensione di uscita con la tensione di riferimento Vref e invia in uscita un segnale equivalente alla differenza tra la tensione di uscita del'sommatore 27bl e la tensione si riferimento Vref ad un circuito di controllo in retroazione 16. Il circuito di controllo in retroazione 16 esegue la modulazione di ampiezza con un segnale di temporizzazione t2 da un circuito di temporizzazione 28 come portante attraverso un modulatore 15 e pilota un diodo laser 11 tramite un circuito di pilotaggio LD 14. In breve, l'uscita di luce del diodo laser 11 è sottoposta ad un controllo in retroazione in risposta alla quantità di luce ricevuta nell'elemento di rilevamento della posizione 11. Inoltre, un amplificatore variabile 24' avente un fattore di amplificazione variabile è utilizzato al posto dell'amplificatore 24 nella quinta forma di attuazione e il fattore di amplificazione dell'amplificatore variabile 24' è modificato dal circuito di controllo in retroazione 16. Cioè nella diciottesima forma di attuazione come la quattordicesima forma di attuazione, si esegue il controllo in retroazione dell'uscita di luce del diodo laser 11 e del fattore di amplificazione dell'amplificatore variabile 24’. Si ha come risultato un valore trovato come tensione di uscita del sommatore 27d', Vl+kXV2.

Se si adotta la configurazione, l'uscita del sommatore 27b' è tenuta sulla tensione di riferimento Vref come valore costante e il denominatore quando si esegue un'operazione di reperimento della distanza diventa un valore costante, e cosi l'uscita di un filtro passa-basso 26a, V1A-V2A, diventa equivalente alla distanza da un oggetto 3. Questo elimina la necessità della sezione di divisione 27c. Inoltre, l'uscita di luce del diodo laser 11 può essere regolata in risposta alla quantità di luce ricevuta nell'elemento di rilevamento della posizione 21, cosicché si può regolare la quantità di luce in risposta al fattore di riflessione o alla distanza dell’oggetto 3 e si può misurare la distanza con precisione nel campo dinamico del circuito di elaborazione. Altri componenti e operazioni della diciottesima forma di attuazione sono simili a quelli della quinta forma di attuazione.

Secondo la presente invenzione, è previsto un dispositivo di misura di spostamento ottico per irradiare un oggetto con un fascio di luce modulato in un ciclo appropriato da un elemento emettitore di luce, formando un punto di trasmissione di luce sulla superficie dell'oggetto, formando un immagine del punto di trasmissione di luce su una faccia di ricezione della luce di un elemento di rilevamento della posizione, prevedendo in tal modo un punto di ricezione della luce, e trovando una distanza dall'oggetto basandosi su una posizione del punto di ricezione della luce tramite una sezione di elaborazione, il dispositivo di misura di spostamento ottico comprendendo un circuito di controllo di modulazione per irradiare l'oggetto con il raggio di luce tante volte quanto appropriato nel ciclo per eseguire l'operazione di misura della distanza, interrompendo quindi l'operazione di misura della distanza e generando un'uscita di controllo di modulazione che indica la fermata dell'operazione, e alla ricezione dell'ingresso di controllo di modulazione indicando l'avvio dell'operazione dall'esterno, dando di nuovo inizio all'operazione di misura della distanza. Per esempio, se si collocano due dispositivi di misura dello spostamento ottici in un rapporto posizionale in cui si teme che i dispositivi di misura di spostamento ottici possano interferire uno con l'altro, l'uscita di controllo di modulazione di uno dei dispositivi di misura di spostamento ottici è fornita come ingresso di controllo di modulazione dell'altro, consentendo in tal modo di attivare alternativamente entrambi i dispositivi di misura di spostamento ottici.

In modo risultante, si offre il vantaggio di essere in grado di impedire la reciproca interferenza. Ciò significa che due sensori possono essere resi adiacenti uno all'altro oppure senza la diminuzione della risoluzione o della linearità causata dall'interferenza.

Come nella presente invenzione, il dispositivo di misura di spostamento ottico comincia ad emettere il raggio di luce alla ricezione dell'ingresso di controllo di modulazione dall'esterno come istruzione per dare inizio all'operazione di misura della distanza e utilizza l'uscita dell'elemento di rilevamento della posizione per trovare la distanza dall'oggetto dopo la scadenza di un predeterminato intervallo di tempo richiesto affinché l'operazione iniziata diventi stabile, oppure come nella presente invenzione, il numero di volte in cui si emette il raggio di luce tra la ricezione dell'istruzione di inizio dell'operazione di misura della distanza e l'interruzione dell'operazione è stabilito al numero di volte ad un grado in cui il valore di errore medio della misura della distanza in un periodo durante il quale l'operazione è instabile immediatamente dopo che si avvia l'operazione può essere ignorato. Cosi, si può eseguire la misura della distanza in modo che un errore di misura abbia luogo raramente anche se l'intervallo di tempo tra la ricezione dell'istruzione di inizio dell'operazione di misura della distanza come ingresso di controllo di modulazione e l'operazione di misura della distanza che diventa stabile è lungo, cioè la risposta è scarsa. Come nella presente invenzione, il dispositivo di misura di spostamento ottico comprende inoltre un elemento di commutazione che è inserito tra l'elemento di rilevamento della posizione e la sezione di elaborazione per Inibire l'ingresso dell’uscita dell'elemento di rilevamento della posizione nella sezione di elaborazione mentre l'operazione di misura della distanza viene interrotta alla ricezione dell'ingresso di controllo di modulazione dall'esterno. Così, se una forte luce di disturbo è incidente sul dispositivo mentre si interrompe l'operazione di misura della distanza, essa non viene inviata in ingresso alla sezione di elaborazione e cosi si può evitare la saturazione oppure un'operazione non lineare della sezione di elaborazione e si aumenta la precisione della misura della distanza.

Come nella presente invenzione, il circuito di controllo di modulazione invia in uscita una delle due tensioni come uscita di controllo di modulazione, in cui un primo valore di soglia all'esterno del campo delle due tensioni ed un secondo valore di soglia all'interno del campo delle due tensioni sono stabili per il confronto con l'ingresso di controllo di modulazione. Quando l'ingresso di controllo di modulazione si trova all'interno del campo delle due tensioni rispetto al primo valore di soglia, il circuito di controllo di modulazione determina l'interruzione o il riavviamento dell'operazione di misura della distanza in risposta ad un rapporto di maggiore di o minore di tra il secondo valore di soglia e l'ingresso di controllo di modulazione, e se l'ingresso di controllo di modulazione dell'esterno non esiste, il circuito di controllo di modulazione stabilisce una tensione opposta alle due tensioni rispetto al primo valore di soglia come ingresso di controllo di modulazione per continuare l'operazione di misura della distanza senza interruzioni. Così, si possono selezionare il modo a singolo uso oppure il modo di uso per impedire l'interferenza reciproca semplicemente in risposta alla forma di connessione con il circuito di controllo di modulazione e inoltre tale funzione può essere prevista come piccola dimensione a bassi costi e si può migliorare la facilità d’uso.

Come nella presente invenzione, la sezione di elaborazione comprende un circuito di controllo in retroazione per eseguire il controllo in retroazione dell'uscita di luce dell'elemento emettitore di luce in modo da tenere una quantità di ricezione della luce quasi costante sull'elemento di rilevamento della posizione, la sezione di elaborazione comprende un amplificatore variabile avente un fattore di amplificazione variabile per amplificare i segnali di posizione inviati in uscita dall'elemento di rilevamento della posizione ed un circuito di controllo in retroazione per eseguire il controllo in retroazione del fattore di amplificazione dell'amplificatore variabile cosicché il valore di addizione dei valori di uscita dopo che i segnali di posizione appaiati sono amplificati dall'amplificatore variabile diventa quasi costante, la sezione di elaborazione comprende un amplificatore variabile avente un fattore di amplificazione variabile per amplificare i segnali di posizione inviati in uscita dall'elemento di rilevamento della posizione ed un circuito di controllo in retroazione per eseguire il controllo in retroazione dell'uscita di luce dell'elemento emettitore di luce in modo da tenere la quantità di ricezione della luce quasi costante sull'elemento di rilevamento della posizione e il controllo in retroazione del fattore di amplificazione dell'amplificatore variabile cosicché il valore di addizione dei valori di uscita dopo che i segnali di posizione appaiati sono amplificati dall 'amplificatore variabile diventa quasi costante. Così, il campo in cui gli oggetti che hanno fattore di riflessione diverso possono essere misurati si allarga e si possono coprire vari oggetti.

Come nella presente invenzione, è previsto un sistema di misura di spostamento ottico che utilizza una pluralità di dispositivi di misura di spostamento ottici della presente invenzione, classifica i dispositivi di misura di spostamento ottici in due gruppi che interferiscono uno con l'altro, e connette ingressi di controllo di modulazione e uscite di controllo di modulazione nei dispositivi di misura di spostamento ottici realizzando ogni gruppo in comune per dirigere l'uscita di controllo di modulazione di un gruppo all'ingresso di controllo di modulazione di un altro gruppo. Cosi, una pluralità dei dispositivi di misura di spostamento ottici sono classificati in due gruppi e si può impedire l’interferenza tra i gruppi.

Come nella presente invenzione, nel dispositivo di misura di spostamento ottico, il circuito di controllo di modulazione dà inizio all'operazione di misura della distanza basandosi sui fronti di salita e di caduta di un segnale in ingresso sull'ingresso di controllo di modulazione dall'esterno e i dispositivi di misura di spostamento ottici sono connèssi in un ordine simile ad un anello in modo da dirigere ogni uscita di controllo di modulazione ad ogni ingresso di controllo di modulazione. Cosi, si rende possibile utilizzare tanti dispositivi di misura di spostamento ottici quanto necessario senza che interferiscano uno con l'altro.

Come nella presente invenzione, l'elemento di rilevamento di posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valori di segnali determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce e là sezione di elaborazione comprende un primo circuito di commutazione per variare i segnali di posizione ogni ciclo di un multiplo intero del ciclo di modulazione del raggio di luce per inviare in uscita in modo selettivo uno dei segnali, mezzi di rilevamento sincroni per rilevare il segnale di uscita del primo circuito di commutazione in sincronismo con il ciclo di modulazione del raggio di luce, un secondo circuito di commutazione per separare un segnale di uscita dei mezzi di rilevamento sincroni in una coppia di segnali in sincronismo con il primo circuito di commutazione, ed una sezione di operazioni per calcolare uno spostamento da una posizione di riferimento dell'oggetto basandosi sull'uscita del secondo circuito di commutazione. Così, un errore generato da variazioni di costanti o variazioni di caratteristiche di temperatura dei componenti come nella sezione di elaborazione convenzionale che utilizza due canali di circuiteria per i segnali di posizione non ha luogo e inoltre gli stessi mezzi di rilevamento sincroni rilevano in modo sincrono i due segnali di posizione, cosicché non ha luogo neanche un errore di scostamento. Inoltre, dato che il singolo circuito elabora i due segnali di posizione, non si produce una differenza di caratteristica di frequenza fino a quando il segnale non è separato dal secondo circuito di commutazione, e se la frequenza di modulazione del segnale per pilotare l'elemento emettitore di luce varia, non ha luogo un errore transitorio nei risultato di misura della distanza.

Come nella presente invenzione, l'elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valore di segnali determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce e la sezione di elaborazione comprende una prima sezione di operazioni per eseguire operazioni di sottrazione e addizione sui segnali di posizione e inviare in uscita i segnali risultanti, un primo circuito di commutazione per variare i segnali di uscita della prima sezione di operazioni ogni ciclo di un multiplo intero del ciclo di modulazione del raggio di luce per inviare in uscita in modo selettivo uno dei segnali, mezzi di rilevamento sincroni per rilevare il segnale di uscita del primo circuito di commutazione in sincronismo con il ciclo di modulazione del raggio di luce, un secondo circuito di commutazione per separare un segnale di uscita dei mezzi di rilevamento sincroni in una coppia di segnali in sincronismo con il primo circuito di commutazione, ed una seconda sezione di operazioni per calcolare uno spostamento da una posizione di riferimento dell'oggetto basandosi sull’uscita del secondo circuito di commutazione. Dato che la prima sezione dì operazioni esegue l’operazione di sottrazione sui segnali di posizione, se i segnali dì posizione contengono disturbi in fase, la prima sezione di operazioni può togliere i disturbi in fase per sopprimere il verificarsi di un errore di misura della distanza o il degrado della risoluzione causati altrimenti dall'effetto dei disturbi in fase dei segnali di posizione.

Come nella presente invenzione, l'elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valori di segnali determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce e la sezione di lavorazione comprende una prima sezione di operazioni per eseguire le operazioni di sottrazione e addizione sui segnali di posizione e inviare in uscita i segnali risultanti, un circuito di commutazione per variare i segnali di uscita della prima sezione di operazioni ogni ciclo di un multiplo intero del ciclo di modulazione del raggio di luce per inviare in uscita in mòdo selettivo uno dei segnali, mezzi di rilevamento sincroni per rilevare il segnale di uscita del circuito di commutazione in sincronismo con il circuito di modulazione del raggio di luce, ed una seconda sezione di operazioni per correggere una caratteristica ottica non lineare basandosi su un segnale di uscita dei mezzi di rilevamento sincroni e calcolare uno spostamento da una posizione di riferimento dell'oggetto. Dato che la prima sezione di operazioni esegue 1'operazione di sottrazione sui segnali di posizione, se i segnali di posizione contengono disturbi in fase, la sezione di operazioni può eliminare i disturbi in fase per sopprimere il verificarsi di un errore di misura della distanza o il degrado della risoluzione altrimenti causati dall'effetto dei disturbi in fase del segnale di posizione. Dato che il numero di circuiti di commutazione è minore di quello nella presente invenzione, si può diminuire il verificarsi di un errore di ritardo di tempo del funzionamento di commutazione e il verificarsi di un errore per disturbi di commutazione e si può innalzare la precisione di misura della distanza.

Come nella presente invenzione, l'elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valori di segnale determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce e la sezione di elaborazione comprende una prima sezione di operazioni per sottrarre l’altro segnale di pozione dal primo segnale di posizione inviato in uscita dall'elemento di rilevamento della posizione e inviare in uscita un segnale di risultato della sottrazione e l'altro segnale di posizione, un circuito dì commutazione per variare i segnali di uscita della prima sezione di operazioni ogni ciclo di un multiplo intero del ciclo di modulazione del raggio di luce per inviare in uscita in modo selettivo uno dei segnali, mezzi di rilevamento sincroni per rilevare il segnale di uscita del circuito di commutazione in sincronismo con il ciclo di modulazione del raggio di luce, ed una seconda sezione di operazioni per correggere una caratteristica ottica non lineare basandosi su un segnale di uscita dei mezzi di rilevamento sincroni e calcolare uno spostamento da una posizione di riferimento dell'oggetto. Dato che la prima sezione di operazioni esegue l'operazione di sottrazione sui segnali di posizione, se i segnali di posizione contengono disturbi in fase, la sezione di operazioni può eliminare i disturbi in fase per sopprimere il verificarsi di un errore di misura della distanza o il degrado della risoluzione altrimenti causati dall'effetto dei disturbi in fase dei segnali di posizione. Dato che il numero dei circuiti di commutazione è minore di quello nella presente invenzione, si può diminuire il verificarsi di un errore di ritardo di tempo dell'operazione di commutazione e il verificarsi di un errore di disturbi di commutazione e si può innalzare la precisione della misura della distanza.

Come nella presente invenzione, l'elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valori di segnali determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce e la sezione di elaborazione comprende una prima sezione di operazioni per sottrarre l'altro segnale di posizione dal primo segnale di posizione inviato in uscita dall'elemento di rilevamento della posizione e inviare in uscita un segnale di risultato della sottrazione e il primo segnale di posizione, un circuito di commutazione per variare i segnali di uscita della prima sezione di operazioni ogni ciclo di un multiplo intero del ciclo di modulazione del raggio di luce per inviare in uscita in modo selettivo uno dei segnali, mezzi di rilevamento sincroni per rilevare il segnale di uscita del circuito di commutazione in sincronismo con il circuito di modulazione del raggio di luce, ed una seconda sezione di operazioni per correggere una caratteristica ottica non lineare basandosi su un segnale in uscita dei mezzi di rilevamento sincroni e calcolando uno spostamento da una posizione di riferimento dell'oggetto. Dato che la prima sezione di operazioni esegue l'operazione di sottrazione sui segnali di posizione, se i segnali di posizione contengono disturbi in fase. la sezione di operazioni può eliminare i disturbi in fase per sopprimere il verificarsi di un errore di misura della distanza o il degrado della risoluzione altrimenti causati dall'effetto dei disturbi in fase dei segnali di posizione. Dato che il numero di circuiti di commutazione è minore di quello nella presente invenzione, si può diminuire il verificarsi di un errore di ritardo di tempo dell'operazione di commutazione e il verificarsi di un errore per disturbi di commutazione e si può innalzare la precisione della misura della distanza.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. - Dispositivo di misura di spostamento ottico per irradiare un oggetto con un raggio di luce modulato in un ciclo appropriato da un elemento emettitore di luce, formare un punto di trasmissione della luce su una superficie dell’oggetto, formare un'immagine del punto di trasmissione della luce su una faccia di ricezione della luce di un elemento di rilevamento della posizione, prevedendo in tal modo un punto di ricezione della luce, e trovare una distanza dall'oggetto basandosi su una posizione del punto di ricezione della luce tramite una sezione di elaborazione, detto dispositivo di misura di spostamento ottico comprendendo un circuito di controllo di modulazione per irradiare l'oggetto con un raggio di luce tante volte quanto appropriato nel ciclo per eseguire l'operazione di misura della distanza, e quindi interrompere l’operazione di misura della distanza e generare un'uscita di controllo di modulazione indicativa della fermata dell'operazione, alla ricezione di un ingresso di controllo di modulazione indicativo dell’inizio dell'operazione dall'esterno, avviando di nuovo l’operazione di misura della distanza. 2. - Dispositivo di misura di spostamento secondo la rivendicazione 1 comprendente inoltre: l'inizio dell'emissione del raggio di luce alla ricezione dell'ingresso di controllo di modulazione comprendente un'istruzione per dare inizio all’operazione di misura della distanza; e l'utilizzo dell'uscita dell'elemento di rilevamento della posizione per trovare la distanza dall'oggetto dopo la scadenza di un predeterminato intervallo di tempo. 3. - Dispositivo di misura di spostamento secondo la rivendicazione 1, in cui il numero di volte in cui si emette il raggio di luce tra la ricezione dell'istruzione di inizio dell'operazione di misura della distanza e l'interruzione dell'operazione è posto al numero di volte tale per cui un valore di errore medio della misura della distanza in un periodo durante il quale l'operazione è instabile immediatamente dopo che l'operazione ha inizio può essere ignorato. 4. - Dispositivo di misura di spostamento secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre: un elemento di commutazione inserito tra l'elemento di rilevamento della posizione e la sezione di elaborazione per inibire l’ingresso dell'uscita dell'elemento di rilevamento nella posizione nella sezione di elaborazione mentre si interrompe l'operazione di misura della distanza alla ricezione dell'ingresso di controllo di modulazione. 5. - Dispositivo di misura di spostamento secondo la rivendicazione 1, in cui l'uscita di controllo di modulazione è selezionata da una di due tensioni, un primo valore di soglia all'esterno del campo delle due tensioni ed un secondo valore di soglia all'interno del campo delle due tensioni sono stabiliti per il confronto con l'ingresso di controllo di modulazione, e in cui l'ingresso di controllo di modulazione si trova all'interno di un lato nel campo dei due livelli di tensione rispetto al primo valore di soglia, si interrompe l'operazione di misura della distanza oppure la si riavvia in risposta al rapporto tra il secondo valore di soglia e l’ingresso di controllo di modulazione, e in cui se l'ingresso di controllo di modulazione non esiste, una tensione all'interno di un lato opposto delle due tensioni rispetto al primo valore di soglia si stabilisce come ingresso di controllo di modulazione per continuare l'operazione di misura della distanza senza interruzioni . 6. - Dispositivo di misura di spostamento secondo la rivendicazione 1, in cui detta sezione di elaborazione comprende un circuito di controllo in retroazione per eseguire il controllo in retroazione dell'uscita di luce dell'elemento emettitore di luce in modo da tenere una quantità di ricezione della luce quasi costante sull'elemento di rilevamento della posizione. 7. - Dispositivo di misura di spostamento secondo la rivendicazione 1, in cui detto elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valori di segnali determinato in risposta alla posizione nel punto di ricezione della luce, e in cui detta sezione di elaborazione comprende un amplificatore variabile avente un fattore di amplificazione variabile per amplificare i segnali di posizione inviati in uscita da detto elemento di rilevamento della posizione ed un circuito di controllo in retroazione per eseguire il controllo in retroazione del fattore di amplificazione di detto amplificatore variabile in modo che un valore di addizione dei valori di uscita dopo che i segnali di posizione appaiati sono amplificati da detto amplificatore variàbile diventa quasi costante. 8. - Dispositivo di misura di spostamento secondo la rivendicazione 1, in cui detto elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valori di segnali determinato in risposta alla posizione di punto di ricezione della luce, e in cui detta sezione di elaborazione comprende un amplificatore variabile avente un fattore di amplificazione variabile per amplificare i segnali di posizione inviati in uscita da detto elemento di rilevamento della posizione ed un circuito di controllo in retroazione per eseguire il controllo in retroazione dell'uscita di luce dell'elemento emettitore di luce in modo da tenere una quantità di ricezione della luce quasi costante in detto elemento di rilevamento della posizione e il controllo in retroazione del fattore di amplificazione di detto amplificatore variabile cosicché un valore di addizione dei valori di uscita dopo i segnali di posizione appaiati che sono amplificati da detto amplificatore variabile diventa quasi costante. 9. - Dispositivo di misura di spostamento ottico comprendente: un elemento emettitore di luce per irradiare un oggetto con un raggio di luce modulato in un ciclo appropriato per formare un punto di trasmissione della luce su una superficie dell'oggetto in modo da ottenere una posizione del punto di ricezione della luce su una superficie dell'elemento emettitore di luce; un elemento di rilevamento della posizione che invia in uscita una coppia dei segnali di posizione aventi un rapporto di valori di segnali determinato in risposta ad una posizione del punto di ricezione della luce; un dispositivo di elaborazione comprendente: un primo circuito di commutazione per variare i segnali di posizione ad ogni ciclo di un multiplo intero del ciclo di modulazione del raggio di luce e per inviare in uscita in modo selettivo uno dei segnali, mezzi di rilevamento sincroni per rilevare il segnale di uscita di detto primo circuito di commutazione in sincronismo con il ciclo di modulazione del raggio di luce, un secondo circuito di commutazione per separare un segnale di uscita di detti mezzi di rilevamento sincroni in una coppia di segnali in sincronismo con detto primo circuito di commutazione, e una sezione di operazioni per calcolare uno spostamento da una posizione di riferimento dell'oggetto basandosi sull'uscita di detto secondo circuito di commutazione; e un circuito di controllo di modulazione per irradiare 11oggetto con un raggio di luce tante volte quanto appropriato nel ciclo per eseguire l'operazione di misura della distanza in modo da interrompere l'operazione di misura della distanza e generare un'uscita di controllo di modulazione indicativa dell'interruzione dell'operazione e per dare inizio all'operazione della misura della distanza, di nuovo alla ricezione dell'ingresso di controllo di modulazione indicativo dell'inizio dell’operazione dall'esterno. 10. - Dispositivo di misura di spostamento secondo la rivendicazione 9, in cui detta sezione di elaborazione comprende un circuito di controllo in retroazione per eseguire il controllo in retroazione dell'uscita di luce dell'elemento emettitore di luce in modo da tenere una quantità di ricezione della luce quasi costante sull'elemento di rilevamento della posizione. 11. - Dispositivo di misura di spostamento secondo la rivendicazione 9 in cui detto elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valori di segnali determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce, e in cui detta sezione di elaborazione comprende un amplificatore variabile avente un fattore di amplificazione variabile per amplificare i segnali di posizione inviati in uscita da detto elemento di rilevamento della posizione ed un circuito di controllo in retroazione per eseguire il controllo in retroazione del fattore di amplificazione di detto amplificatore variabile cosicché un valore di addizione dei valori di uscita dopo i segnali di posizione appaiati che sono amplificati da detto amplificatore variabile diventa quasi costante. 12. - Dispositivo di misura di spostamento secondo la rivendicazione 9, in cui detto elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valori di segnali determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce, e in cui detta sezione di elaborazione comprende un amplificatore variabile avente un fattore di amplificazione variabile per amplificare i segnali di posizione inviati in uscita da detto elemento di rilevamento della posizione ed un circuito di controllo in retroazione per eseguire il controllo in retroazione dell'uscita di luce dell'elemento emettitore di luce in modo da tenere una quantità di ricezione della luce quasi costante in detto elemento di rilevamento della posizione e un controllo in retroazione del fattore di amplificazione di detto amplificatore variabile cosicché un valore di addizione dei valori di uscita dopo ì segnali di posizione appaiati che sono amplificati da detto amplificatore variabile diventa quasi costante. 13. - Dispositivo di misura di spostamento ottico comprendente: un elemento emettitore di luce per irradiare un oggetto con un raggio di luce modulato in un ciclo appropriato per formare un punto di trasmissione di luce sulla superficie dell'oggetto in modo da ottenere una posizione del punto di ricezione della luce su una superficie dell'elemento emettitore di luce; l’elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valori di segnali determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce; un dispositivo di elaborazione comprendente: una prima sezione di operazioni per eseguire operazioni di sottrazione e addizione sui segnali di posizione e inviare in uscita i segnali risultanti; un primo circuito di commutazione per variare i segnali di uscita di detta prima sezione di operazioni ogni ciclo di un multiplo intero del ciclo di modulazione del raggio di luce, e per inviare in uscita in modo selettivo uno dei segnali; mezzi di rilevamento sincroni per rilevare il segnale di uscita di detto primo circuito di commutazione in sincronismo con il ciclo di modulazione del raggio di luce; un secondo ciclo di commutazione per separare un segnale di uscita di detti mezzi di rilevamento sincroni in una coppia di segnali in sincronismo con detto primo circuito di commutazione; una seconda sezione di operazioni per calcolare uno spostamento da una posizione di riferimento dell'oggetto basandosi sull'uscita di detto secondo circuito di commutazione; e un circuito di controllo di modulazione per irradiare l’oggetto con un raggio di luce tante volte quanto appropriato nel circuito nel ciclo per eseguire l'operazione di misura della distanza per interrompere l'operazione di misura della distanza e generare un'uscita di controllo di modulazione indicativa dell'interruzione dell'operazione, e per dare inizio all'operazione di misura della distanza, di nuovo alla ricezione dell'ingresso di controllo di modulazione indicativo dell'inizio dell'operazione dall'esterno. 14.- Dispositivo di misura di spostamento ottico comprendente: un elemento emettitore di luce per irradiare un oggetto con un raggio di luce modulato in un ciclo appropriato per formare un punto di trasmissione di luce su una superficie dell'oggetto in modo da ottenere una posizione del punto di ricezione della luce su una superficie dell'elemento emettitore di luce; l'elemento di rilevamento della posizione invia in uscita una coppia di segnali di posizione aventi un rapporto di valori di segnali determinato in risposta alla posizione del punto di ricezione della luce; un dispositivo di elaborazione comprendente: una prima sezione di operazioni per eseguire operazioni di sottrazione e addizione sui segnali di posizione e inviare in uscita i segnali risultanti; un circuito di commutazione per variare i segnali di uscita di detta prima sezione di operazioni ogni ciclo di un multiplo intero del ciclo di modulazione del raggio di luce, e per inviare in uscita in modo selettivo uno dei segnali; mezzi di rilevamento sincroni per rilevare il segnale di uscita di detto circuito di commutazione in sincronismo con il ciclo di modulazione del raggio di luce; una seconda sezione di operazioni per correggere una caratteristica ottica non lineare basandosi su un segnale in uscita di detti mezzi di rilevamento sincroni e calcolare uno spostamento da una posizione di riferimento dell'oggetto; e un circuito di controllo di modulazione per irradiare 1'oggetto con un raggio di luce tante volte quanto appropriato nel ciclo per eseguire l'operazione di misura della distanza per interrompere l'operazione di misura della distanza e per generare un'uscita di controllo di modulazione indicativa dell'interruzione dell'operazione, e per dare inizio all'operazione di misura della distanza, di nuovo alla ricezione di un ingresso di controllo di modulazione indicativo dell'inizio dell'operazione dall 'esterno. 15. - Dispositivo di misura di spostamento ottico secondo la rivendicazione 14, in cui detta prima sezione di operazioni sottrae l'altro segnale di posizione dal primo segnale di posizione inviato in uscita da detto elemento di rilevamento della posizione e invia in uscita un segnale di risultato della sottrazione e l’altro segnale di posizione. 16. - Dispositivo di misura di spostamento ottico secondo la rivendicazione 14, in cui detta prima sezione di operazioni sottrae l'altro segnale di posizione dal primo segnale di posizione inviato in uscita da detto elemento di rilevamento della posizione e invia in uscita un segnale di risultato della sottrazione e il primo segnale di posizione. 17. - Sistema di misura di spostamento ottico comprendente : una pluralità di dispositivi di misura di spostamento ottici secondo la rivendicazione 1, in cui detti dispositivi di misura di spostamento ottici sono classificati in due gruppi che interferiscono uno con 1'altro e che connettono ingressi di controllo di modulazione e uscite di controllo di modulazione di detti dispositivi di misura di spostamento ottici realizzando ogni gruppo in comune per dirigere l'uscita di controllo di modulazione di un gruppo all'ingresso di controllo di modulazione di un altro gruppo. 18. - Sistema di misura di spostamento ottico comprendente : una pluralità di dispositivi di misura di spostamento ottici secondo la rivendicazione 1, in cui detto circuito di controllo di modulazione dà inizio all'operazione di misura della distanza basandosi sui fronti di salita e di discesa di un segnale in ingresso nell'ingresso di controllo di modulazione dall’esterno e in cui detta pluralità di dispositivi di misura di spostamento ottici sono connessi in un ordine simile ad un anello in modo da dirigere ogni uscita di controllo di modulazione ad ogni ingresso di controllo di modulazione. 19. - Procedimento per misurare uno spostamento comprendente le fasi di: irradiare un oggetto con un raggio di luce modulato in un ciclo appropriato da un elemento emettitore di luce; formare un punto di trasmissione della luce su una superficie di detto oggetto; formare un'immagine di detto punto di trasmissione della luce su una faccia di ricezione della luce di un elemento di rilevamento della posizione; prevedere un punto di ricezione della luce; trovare una distanza dall'oggetto basandosi su una posizione di detto punto di ricezione della luce tramite una sezione di elaborazione; irradiare l'oggetto con il raggio di luce tante volte quanto appropriato nel ciclo per eseguire l'operazione di misura della distanza; interrompere l'operazione della misura della distanza; generare un'uscita di controllo di modulazione indicativa dell’interruzione dell'operazione; dare inizio all'operazione di misura della distanza alla ricezione di un ingresso di controllo di modulazione indicativo dell ' inizio dell 'operazione .