JP2014521099A - デジタル移動測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アナログの動力の限界を回避して、アナログデジタル変換の欠点をできるだけ限定する移動測定装置および方法を実現する。
【解決手段】少なくとも１つの方向で移動する移動エレメントの移動を測定する装置であって、光ビームを放射するよう適応した光源と、光ビームを捉えるよう適応し、移動エレメントの移動を追動するよう移動エレメントに連結された少なくとも１つの光学メンバと、光学メンバの光源に対する相対位置によって決定される転送されたビームを獲得するよう適応した少なくとも１つのピクセル型センサであって、該センサのピクセルは、該ピクセルの少なくとも一部が移動エレメントが移動する間に移動エレメントの位置と共に変動する照度を受け取るよう配置される、ピクセル型センサと、少なくとも１つのセンサのピクセルから取得された値を２つの別個の閾値と比較することによって、該取得された値のいくつかに論理値を割り当てる比較モジュールと、比較モジュールからのデータに基づいて移動エレメントの位置を決定するよう適応した計算モジュールと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動測定装置に関する。本明細書において、移動測定の概念は、参照位置に対する位置の測定を包含する。一般に、移動測定装置は、センサからのアナログ情報を記憶し、これをデジタルデータに変換し、これをコンピュータに転送することによって、移動測定値を処理する。

米国特許出願公開第2009/0248351号明細書には、光センサを利用する移動測定装置について記載されている。移動エレメントは、光ビームの放射方向と垂直な方向に移動し、電荷結合素子（Charge-Coupled Device：ＣＣＤ）タイプまたは相補型金属酸化膜半導体（Complementary Metal Oxide Semiconductor：ＣＭＯＳ）タイプのピクセル配列を有する線形光センサは、こうして取得される、転送され移動エレメントによって部分的にブロックされた光束に関するデータを記憶する。センサからのアナログ情報はデジタルデータに変換され、変換されたデータは計算モジュールに統合され（inte'gre'es）、この計算モジュールは、統合したデータに基づいて移動エレメントの位置を決定する。

この装置は、特に、センサからのアナログ情報の全てをデジタルデータに変換する場合に不利である。実際、アナログノイズが、誤差およびデジタル変換ノイズに追加される。この望ましくないノイズは、被測定信号の動力（dynamique）（信号対雑音比）を限定する。さらに、変換は、無視できない計算時間および計算能力を必要とする。

特に、装置がマイクロホンで使用される場合、バックグラウンドノイズおよびアナログデジタル変換は、考慮される動力を限定する主要因である。

したがって、アナログの動力の限界を回避して、アナログデジタル変換の欠点をできるだけ限定することは有利であると思われる。

この目的のため、本発明は、少なくとも１つの方向で移動する移動エレメントの移動を測定する装置を提案し、この装置は、
光ビームを放射するよう適応した光源と、
光ビームを捉えるよう適応し、移動エレメントの移動を追動するよう移動エレメントに連結された少なくとも１つの光学メンバと、
光学メンバの光源に対する相対位置によって決定される転送されたビームを獲得するよう適応した少なくとも１つのピクセル型センサであって、該センサのピクセルは、該ピクセルの少なくとも一部が移動エレメントが移動する間に移動エレメントの位置と共に変動する照度を受け取るよう配置される、ピクセル型センサと、
少なくとも１つのセンサのピクセルから取得された値を２つの別個の閾値と比較し、該取得された値に、
第１の閾値より下のすべての輝度値に、同一の第１の論理値が割り当てられ、
第２の閾値より上のすべての輝度値に、同一の第２の論理値が割り当てられ、
２つの閾値の間に位置するすべての輝度値に、計算手段によって処理されるよう適応した値を表す該値の変換がそれぞれ割り当てられるように、論理値を割り当てるよう適応した比較モジュールと、
比較モジュールからのデータに基づいて移動エレメントの位置を決定するよう適応した計算モジュールと、を有する。

比較モジュールを使用することによって、センサのいくつかのピクセルに、センサが受け取ったアナログ信号のデジタル信号への変換に必ずしも対応しない論理値を割り当てることができる。したがって、装置は、変換器または関連付けられた計算手段の性能のみに依存しない。

このため、移動エレメントの位置を決定するのに必要な計算時間は低減し、同様に関連付けられる計算能力も低減する。こうしてデータの転送を簡素し、その速度を増大することができる。

さらに、移動エレメントの位置の決定の精度が単に選ばれるピクセルの数に依存し、それを改善するのにこの個数を増大することで十分であることに留意されたい。

特に、第１の論理値は値０でもよく、第２の論理値は値１でもよい。

これらの閾値は、０と１との間の任意の値をとることができ、特に、例えば、０と０．５との間の第１の閾値、および、０．５と１との間の第２の閾値でもよい。例えば、第１の閾値は０．１に等しく、第２の閾値は０．９に等しくてもよい。

これにより、多少のアナログ値のみを変換することによって、正確に光学メンバの位置を決定することができるので、装置の全体の精度を改善するのと同時に変換器の使用を限定することができる。

一つの特別な実施形態において、光学メンバは、輪郭の少なくとも一部が移動エレメントの少なくとも１つの移動の方向とゼロでない角度を形成するマスクを有する。

例えば、マスクは、光源に対する輪郭の移動によってセンサのピクセルが受け取る照度が変動する一片のマスクである。

代替として、マスクは、内側の輪郭の移動によってセンサのピクセルが受け取る照度が変動する、開口部またはスロットを有するマスクである。

他の特別な実施形態において、光学メンバは、光ビームの一部を反射するよう適応する。

この場合、いわゆる反射光学メンバは、移動に関連して光ビームの可変部分を反射する。このとき、光ビームのそれぞれの反射した部分がセンサに投影される。

一つの実施可能な特徴によれば、装置は、第１の光学メンバの輪郭のイメージの大きさを決定し（dimensionner）、該イメージの焦点を合わせるよう適応した第２の光学メンバをさらに有する。

特にこのメンバが第１の光学メンバとセンサとの間の光路上に配置された場合、この補助メンバを使用することによって、センサが受け取ったイメージの質を向上することができる。この目的のため、第２の光学メンバは、第１の光学メンバのイメージをセンサ上に焦点を合わせるか、リダイレクトするかまたは大きさを決定する、レンズ、光ファイバまたはミラーなどの任意の手段から構成される。

一つの実施可能な特徴によれば、センサは、線形パターンで配置された少なくとも１つのピクセル列から形成された線形光センサである。

こうして、光学メンバの位置は、単に輪郭をマークするピクセル間の距離を計算することによって決定されてもよい。しかしながら、他のピクセルの配置を想定してもよい。

位置決めまたは計算の誤差に関係する任意の誤差を補正するため、測定された移動の方向以外の方向における光学メンバの移動の三角関数補正が実行される。

この場合、三角関数補正という表現は、センサに対する投影されたイメージの変形を観察し、これらの変形から移動部への連結点に対するセンサの回転角を推定することによってセンサの位置の誤差を決定（計算）することを示す。

三角関数という用語は、それ自体で周知の三角関数の数学的関係がこの目的のため投影されたイメージの輪郭上で使用されるという事実に由来する。

光学メンバが、例えば、一方の他方に対する距離が事前に知られている２つの平行な輪郭を有する場合、後者の距離は、光センサ上に形成されたイメージの輪郭間の距離を測定することによって計算し確認することができる。

移動部への連結点に対する角移動がないこと、すなわち、位置誤差がないことは、センサ上に投影された変形されていないイメージによって特徴付けられる。

逆に、観察されたイメージの幾何学的変形によって、三角関数の関係を用いて名目上の位置に対する回転角を計算することができる。

光学メンバのそれぞれの輪郭のセンサ上の形状もしくは傾斜の投影に関する光学的法則、または、適切な場合、複数の輪郭の相対距離によって、数式およびそれらの補正によって取得されたデータを検証することができる。一方、計算の冗長性、補助ピクセルの追加または使用されるエレメントのキャリブレーションに関わる他の補正方法が考慮されてもよい。

こうして、比較器からの情報が論理値であり、したがって直接デジタルであり、変換器に関係する誤差を限定することができるので、アナログデジタル変換は必要でない。

したがって、データ伝送を簡素化し、その速度を増大することができる。

特に、第１の論理値は値０でもよく、第２の論理値は値１でもよい。この特定の例では、閾値は０．５に等しい。

特に、これにより、いくつかのアナログ値のみを変換することによって光学メンバの位置を正確に決定することができるので、装置の全体の精度を改善すると同時に変換器の使用を限定する。

再度、従来技術システムと比較して、データの転送を簡素化し、その速度を増大することができる。

特に、第１の論理値は値０でもよく、第２の論理値は値１でもよい。これらの閾値は、０と１との間の任意の値をとることができ、特に、例えば、０と０．５との間の第１の閾値、および、０．５と１との間の第２の閾値でもよい。例えば、第１の閾値は０．１に等しく、第２の閾値は０．９に等しくてもよい。

センサのそれぞれのピクセルの物理位置を正確に取得するため、この装置は、少なくとも１つのセンサのピクセルをこれらに割り当てられた論理値に従ってアドレッシングするモジュールをさらに有する。

これにより、光学メンバの位置の計算を容易にすることができる。

任意の誤差を検出するため、取得された値が第１の閾値と第２の閾値との間に位置するピクセルのアドレッシング値は、それぞれのグループでカウントされたピクセルの数と比較される。

また、本発明は、本発明の移動測定装置を有するマイクロホンに関する。

また、本発明は、
光ビームを放射するステップと、
光ビームを捉えるよう適応し、移動エレメントの移動を追動するよう移動エレメントに連結された光学メンバを位置付けるステップと、
ピクセル型センサによって、光学メンバの光源に対する相対位置によって決定される転送されたビームを獲得するステップであって、該センサのピクセルは、該ピクセルの少なくとも一部が移動エレメントが移動する間に移動エレメントの位置と共に変動する照度を受け取るよう配置される、ステップと、
取得された値を２つの別個の閾値と比較することによって、該取得された値に、
第１の閾値より下のすべての輝度値に、同一の第１の論理値が割り当てられ、
第２の閾値より上のすべての輝度値に、同一の第２の論理値が割り当てられ、
２つの閾値の間に位置するすべての輝度値に、計算手段によって処理されるよう適応した値を表す該値の変換がそれぞれ割り当てられるように、論理値を割り当てるステップと、
比較モジュールからのデータに基づいて移動エレメントの位置を決定するステップと、を有する移動測定方法に関する。

本発明に係る移動測定装置の斜視図である。 光学メンバが第１の位置にある場合の、本発明に係る装置のセンサ上への光学メンバのイメージの投影およびこのセンサのピクセルの概略図である。 光学メンバが第２の位置にある場合の、本発明に係る装置のセンサ上への光学メンバのイメージの投影および該センサのピクセルの概略図である。 光学メンバが第３の位置にある場合の、本発明に係る装置のセンサ上への光学メンバのイメージの投影および該センサのピクセルの概略図である。 図２ａの代替として、光学メンバの形状が異なりセンサのピクセルが水平方向に整列した場合を示す図である。 図２ａの代替として、光学メンバの形状が異なりセンサのピクセルが水平方向に整列した場合を示す図である。 図２ａの代替として、光学メンバの形状が異なりセンサのピクセルが水平方向に整列した場合を示す図である。 本発明に係る装置のセンサ上への光学メンバのイメージの輪郭の投影と、このセンサの第１の実施形態に対応する構成におけるピクセルと、の概略図である。 本発明に係る装置のセンサ上への光学メンバのイメージの輪郭の投影と、このセンサの第２の実施形態に対応する構成におけるピクセルと、の概略図である。 本発明に係る装置のセンサ上への光学メンバのイメージの輪郭の投影と、このセンサの第３の実施形態に対応する構成におけるピクセルと、の概略図である。 本発明に係る装置のセンサ上への光学メンバのイメージの輪郭の投影と、このセンサの第４の実施形態に対応する構成におけるピクセルと、の概略図である。 本発明に係る装置のセンサ上への光学メンバのイメージの輪郭の投影と、このセンサの第５の実施形態に対応する構成におけるピクセルと、の概略図である。 本発明に係る装置のセンサ上への光学メンバのイメージの輪郭の投影と、このセンサの第６の実施形態に対応する構成におけるピクセルと、の概略図である。 図２ａの詳細の拡大図である。 図５ａの代替として、輪郭が水平方向に横断する光学メンバを示す図である。 本発明に係る種々のモジュール間の関係を示すブロック図である。

他の特徴および利点は、添付の図面を参照しながら非限定的な実施例によって与えられる以下の記載の過程で明らかになるであろう。

一実施例として図１に示す移動測定装置１は、少なくとも１つの光源２と、移動が測定されるエレメントの移動部５に接続された光学メンバ４と、センサ６と、分析手段８と、を有する（ここでは、最終的な実施形式ではなく概略的に表す）。

光源２は、光路を辿りセンサ６によって獲得される定常光線９を作成する。

光源２は、特に、センサの能力と同様の感度に適応した少なくとも１つの波長で放射することによって、動力レンジの大部分を活用することができる。

光源２が生成する光ビーム９は、空間において強度が均質でありセンサ６の測定値時間において強度が一定であることが好ましい。

代替として、光ビーム９は、いくつかの特定の領域において強度がより高くてもよい。

図１に示す実施例では、光源は線形生成レーザ（laser ge'ne'rateur de ligne）１０である。しかしながら、他の解決法を想定してもよい。

特に、それは、１つもしくは複数のレンズ、光ファイバセット、光ファイバテーパ、コリメータ並びに１つもしくは複数のミラーを有する、ＬＥＤ、レーザダイオードもしくはレーザダイオードストリップ（barre de diodes lasers）、紡錘型レーザ（laser te'le'centrique）、パルスレーザ、レーザ線生成器（ge'ne'rateur de ligne laser）またはこれらの解決法の任意の組み合わせでもよい。

オプションとして、光源２は、光ビーム９をより均質に形成したり、大きさを決定したり、変形したり、または、配向したりすることができる１つまたは複数の光学機器１２に関連付けられてもよい。図１に示す実施例では、光学機器１２はレンズである。

図示しない他の実施形態では、光源２を多重化することによって、複数のセンサまたは複数のピクセル列を有するセンサの方向に平行な光学面を生成する。この光源またはこれらの光源は、特に、複数の波長または異なる強度の光学面を放射するよう適応することによって、センサの信頼性を改善する。特に、１つまたは複数の光源によって放射されたそれぞれの波長を選ぶことによって、周囲光との干渉を限定する。

レンズ１２または上記で引用された他の光機器のいずれかを通過した後、光ビーム９は、光路上で光学メンバ４によって捉えられる。

光学メンバ４は、移動が測定される移動部５に固着されるか、または移動部５の一部を形成するエレメントである。この光学メンバは、多様な実施形態に従って、硬いか、不透明かまたは反射する材料（もしくは反射するコーティングを有するもの）、あるいは、光を偏向する材料（光ファイバ）から作られることが好ましい。その質量は、移動部の質量と比較して無視できるほど小さくすることによって、移動に与える影響を限定することが好ましい。

光学メンバ４は、測定空間の大きさ（dimension]）もしくは移動の大きさを含む面、または、後者の面に平行な面に位置付けられる。すべての場合において、光学メンバ４が位置する面は、光ビーム９と交差する。

図１に示す実施例では、移動部５は縦方向に移動する。この場合、光学メンバ４は、不透明であり、横断して投影された光ビーム９を、有利には移動に対して垂直な方向すなわち水平の方向で捉える。

こうして、光学メンバ４は、移動に従って、光ビームの可変部分をブロックし、以降、影領域として参照される可変領域の境界を決定する。このとき、ブロックされないそれぞれの部分は、センサ６のピクセル上に投影されセンサ６のピクセルによって獲得される。

図示しない第１の代替の実施形態において、光学メンバ４は、１つまたは複数のミラーなどの反射手段を有することによって、移動に従って光ビーム９の可変部分を反射する。このとき、光ビーム９のそれぞれの反射した部分は、センサ６のピクセル上に投影される。

すべての場合において、影領域の最大の長さおよび厚さ、または、センサ上に投影された光のイメージが、センサの全高感度面の大きさに適するよう光学メンバ４の大きさを選ぶ。

例えば、図１に示す実施例では、高さが１８μｍの光学メンバが、それぞれ辺の長さが１２μｍである正方形の２５６個のピクセルを有する線形センサ上の中央に配置される。

特に、光ビーム９は、それから放射されてセンサ６上に投影された光が、センサ６のピクセルの高感度面の大部分もしくは全体を覆うよう厚みを有することができる。

また、装置１は、光学メンバ４とセンサ６との間の光路上に固定プロジェクション光学メンバ１３を有してもよい。このメンバの機能は、特に、センサが受け取るイメージの質を向上させることである。

特に、このプロジェクション光学メンバ１０は、センサ上に光学イメージの焦点を合わせる手段と、センサ６の方向に光ビーム９をリダイレクトする手段と、センサ６上の光学メンバ４のイメージの大きさを決定する手段と、を個別にまたは組み合わせて有する。

図１に示す実施例では、プロジェクション光学メンバ１３は平凹レンズである。

しかしながら、収束レンズもしくは凸レンズ、ミラー、光ファイバまたは光ファイバテーパなどの他のエレメントを想定してもよい。

図１並びに図２ａ−ｃ、３ａ−ｃ、４ａ−ｆおよび５ａ−ｂに示す実施例では、センサ６は、線形パターンで整列または配置された少なくとも１列のピクセル、すなわち、連続した線形高感度面を形成するよう直線に沿って拡張するピクセルで形成された線形光センサである。

センサ６は、センサ上の光学メンバ４のイメージの移動が測定空間の大きさ以内で移動部５の移動に比例するよう位置付けられる。

センサ６のピクセル数は、単一ピクセルに対して必要な追加のデジタル精度に関連する。この追加の精度がｎビットの場合、センサのピクセル数は２ⁿである。したがって、例えば、８ビットの追加精度は、２５６ピクセルを必要とする。

センサ６は、特に、電荷結合素子（Charge-Coupled Device：ＣＣＤ）センサ、相補型金属酸化物半導体（Complementary Metal Oxide Semiconductor：ＣＭＯＳ）センサ、フォトダイオード配列型センサ、または、電子もしくは光学の密閉型センサである。

図２ａ−ｃは、図１の光学メンバ４によって投影された影領域１４の３つの位置を示す。これらの図において、影領域１４は、各辺がピクセルの辺と平行で、センサ６のピクセルの整列方向に沿って移動する長方形である。

図２ａにおいて、移動部が中央位置にあり、光学メンバ４が中央位置にあり、したがって、影領域１４の位置は、センサ６のピクセル配列上の中央である。

図２ｂにおいて、光学メンバ４が高い位置にあり、したがって、影領域１４は、センサ６上の上部のピクセルの方向に位置付けられる。

図２ｃにおいて、光学メンバ４が低い位置にあり、したがって、影領域１４は、センサ６上の下部のピクセルの方向に位置する。

代替として、例えば、図３ａ−３ｃに影領域１４’が表されている光学メンバなどのように、光学メンバ４は、移動エレメント５の移動方向に対してゼロでない角度で２つの非平行な輪郭を有する。これらの図において、移動エレメント５の移動方向は、センサ６のピクセル列の方向に対して垂直であることに気付くであろう。

ここで、影領域１４の形状は、内側縁部の輪郭がセンサ６のピクセルが受け取る光をブロックした、三角形を欠いた長方形である。

したがって、図３ａにおいて、光学メンバ４は中央の位置にあるので、影領域１４は、光センサ６の配列の周辺ピクセルと中央部のピクセルの一部とを覆う。

図３ｂにおいて、光学メンバ４は高い位置にあるので、影領域１４は、光センサ６の周辺ピクセルを覆う。

図３ｃにおいて、光学メンバ４は、低位置にあるので、影領域１４は、光センサ６の中央のピクセル以外のほとんどすべての周辺ピクセルを覆う。

次に、光センサ６のピクセル配列の異なる実施可能な配置について記載する。

図の４ｃ、４ｅ、および４ｆに示す特定の実施例において、ピクセルを（より多くの列が想定されてもよいが）２列に整列させることによって、装置の光学メンバもしくは他のエレメントの望ましくない横移動の機械的補正、オーバサンプリング、並びに／または、センサ６の動力の改良を提供する。

例えば、ピクセルの各列は、異なる波長を感知できる。

代替として、図４ｂ、４ｄおよび４ｆに示す実施例では、ピクセルは相互に対して傾斜する。

図２ａの拡大が図５ａに示されているこの実施例において、影領域の輪郭とピクセルの辺とは平行である。しかしながら、例えば、図５ｂに示す実施例のように、これらは斜めでもよい。

これらの図において、影領域１４は、光学メンバ４の移動を横断して移動部５と共に、ここでは垂直方向に沿って移動する。したがって、影領域１４は、それぞれの位置においてセンサ６の異なるピクセルを照射する。

より精密には、図５ａにおいて、高さが１と半分（この高さは光学メンバ４の大きさで変動する）のピクセルに対応する影領域１４は、ピクセル６．４全体を影にし、ピクセル６．５を部分的に影にする。他のピクセル６．１、６．２、６．３、６．６、６．７および６．８については、これらの部分が光源２からの光ビーム９によってすべて照射される。

ピクセル６．ｎのそれぞれには、それぞれのピクセルによって受け取られ配送された光に比例するアナログまたはデジタル値が割り当てられる。そして、この値は、分析手段８によって分析される。単一の測定の場合、移動部５の位置を計算することができる。周期的測定の場合、移動部の振動を表すデジタル信号の計算を可能にする。

図６は、分析手段８が有する種々のモジュールを横断した分析手段８の動作を示す。これらのモジュールは、独立する必要がなく、センサなどの一定のエレメントに直接統合されてもよいことに留意すべきである。例えば、アドレッシングモジュールは、センサに直接統合されてもよい。

センサ６のピクセルの電気値またはデジタル値は、使用されるセンサのタイプに関連して、例えば、アドレッシングされた並行出力によってまたはパルス列の形で、比較モジュール２０に転送される。

比較モジュール２０は、これらのアナログまたはデジタル値と１つまたは複数の閾値とを比較することによって、ピクセルをソートする。

第１の実施形態では、例えば、ピクセルの光飽和値の半分に対応する閾値Ｓのみがある。

この閾値Ｓより下の値を配送するピクセルは、排他的に影領域にあるとみなされる。これらの値は無視され、論理値ＧＢ（下位グループＢ）が、これらをカウントするカウントモジュール２２に送られる。

この閾値Ｓより上の値を配送するピクセルは、排他的に照射された領域にあるとみなされる。これらの値は無視され、論理値ＧＨ（上位グループＨ）が、これらをカウントするカウントモジュール２２に送られる。

第２の実施形態では、比較モジュール２０は、ピクセルと２つの閾値、低閾値ＳＢおよび高閾値ＳＨとを比較することによってピクセルをソートする。第１の閾値は、ピクセルの光飽和値の例えば、０．１倍などの０倍から０．５倍の値に対応することが好ましい。第２の閾値は、ピクセルの光飽和値の例えば、０．９倍などの０．５倍から１倍に対応することが好ましい。

閾値ＳＢより下の値を配送するピクセルは、排他的に影領域にあるとみなされる。これらの値は無視され、論理値ＧＢ（下位グループＢ）が、これらをカウントするカウントモジュール２２に送られる。

閾値ＳＨより上の値を配送するピクセルは、排他的に照射された領域にあるとみなされる。これらの値は無視され、論理値ＧＨ（上位グループＨ）が、これらをカウントするカウントモジュール２２に送られる。

２つの閾値の間の値は、変換モジュール２６に送られる。これらは、光学メンバ４の輪郭を規定する部分的に照射された縁部ピクセル（図５ａにおける６．４と６．５）に対応する。

変換モジュール２６は、アナログ光センサの場合のアナログ／デジタル変換器、または、デジタル光センサもしくは積分変換器を有するセンサの場合のデジタル／デジタル変換器のいずれかである。

こうして、変換モジュール２６は、分析されたピクセルから取得されたアナログまたはデジタル値を、カウントモジュール２２に送られる論理（デジタル）値に変換する。

いずれの実施例であっても、比較モジュール２０および変換モジュール２６の動作と並行して、アドレッシングモジュール２４は、それぞれのピクセルのアドレス、すなわち、センサ上の物理位置を収集する。

アドレスは、センサ６によって供給されたり、または、センサの並行出力の識別情報（より高い読取り周波数を可能にするピクセルまたはピクセルグループごとに独立した出力）によっておよび／もしくは到達したシリアルデータをカウントすることによって取得されたりする。収集された情報は、カウントモジュール２２に転送される。

カウントモジュール２２は、ピクセルをカウントし、これらのピクセルを比較モジュール２０によって転送された論理値に関連して各グループに割り当てる。また、カウントモジュール２２は、これらをアドレッシングモジュール２４から来た情報に関連付ける。こうして、それぞれのピクセルは、アドレスおよび論理値に関連付けられる。

２つの閾値を有する実施形態の場合において、縁部ピクセル（すなわち閾値ＳＢとＳＨとの間の値を配送するピクセル）を示す論理値によって、特にピクセルグループの限界設定が正しいことを確認することができる。

この分析サイクルの終わりに、それぞれのグループに含まれるピクセルの個数、タイプおよびアドレスとそれらの指定とが計算モジュール２８に送られる。

計算モジュール２８は、カウントモジュール２２からデータを収集し、受け取った情報を参照情報と比較しそのデジタルオフセットを計算することによって、任意の誤差を補正する。

第１のタイプの補正には、いわゆる縁部ピクセルのアドレッシング値とそれぞれのグループでカウントされたピクセルとを比較することを有する。不一致が検出された場合、計算モジュール２８によって補正される。

この代わりまたは追加として、計算モジュール２８は、計測データと比較する参照データを有する記憶モジュール３０からの情報を使用する。この情報は、移動部が参照位置にあるとき取得されたデータに対応する。これらのデータは、キャリブレーション処理中に、例えば、再初期化または記憶される。先行の位置に対する測定または移動の測定に関して、先行の測定に関するデータが使用される。

また、記憶モジュール３０は、光学メンバ４の大きさおよび誤差の補正を可能にする他のデータなどの装置１の特性を有してもよい。

特に、キャリブレーション中に、記憶モジュールは、参照キャリブレーションの点またはこれらの点のセットと中間値に関する補間モデルとを統合する。この補間は、線形モデルを利用するか、または、光学変形もしくは電子歪みモデルを有する。

この代わりまたは追加として、自動キャリブレーションプロトコルを、消耗、測定が実行される媒体の変化（圧力、温度など）、または、光学メンバ４もしくは装置の他の任意のエレメントの変形を考慮して、装置１で実施することができる。

このため、移動部５の停止位置および／または光学メンバ４の大きさなどの情報は、定期的に更新される。

最後に、光学メンバ４の輪郭の投影に関する光学的法則によって、データの検証および補正を行なうことができる。特に、移動が測定された空間的大きさ以外の他の空間的大きさにおける光学メンバ４の三角関数補正が実行されてもよい。

一旦、すべての誤差が補正されると、計算モジュール２８は、光学メンバ４の輪郭のイメージを受け取るピクセルを決定する。２つのピクセル間に輪郭のイメージがある場合、１つのグループからのピクセルと他のグループからのピクセルとの連続遷移（succession conse'cutive）は、この位置を示す。グループ推移（transition de group）の後の最初のピクセルは、輪郭の位置測定として選択される。

２つの閾値を有する本実施例の場合、これらのピクセルは、特に、２つの閾値の間の値に関連付けられたグループにおいて探索される。

こうして、光学メンバ４の輪郭の位置が決定され、その結果、移動部５の位置が決定される。

特に、計算モジュール２８の精度は、Ｎが変換モジュール２６のビットにおける精度であり、ｎが前述のセンサにおけるピクセル数である場合、Ｎ＋ｎである。したがって、装置の精度は、変換モジュール２６の精度に対して増大する。

上記の装置および方法の実施例は、本発明の実行可能な実施形態にすぎず、これらに限定されるものではない。

Claims (11)

1. 少なくとも１つの方向で移動する移動エレメントの移動を測定する装置であって、
   光ビームを放射するよう適応した光源と、
   前記光ビームを捉えるよう適応し、前記移動エレメントの移動を追動するよう前記移動エレメントに連結された少なくとも１つの光学メンバと、
   前記光学メンバの前記光源に対する相対位置によって決定される前記転送されたビームを獲得するよう適応した少なくとも１つのピクセル型センサであって、該センサのピクセルは、該ピクセルの少なくとも一部が前記移動エレメントが移動する間に前記移動エレメントの位置と共に変動する照度を受け取るよう配置される、ピクセル型センサと、
   前記少なくとも１つのセンサのピクセルから取得された値を２つの別個の閾値と比較し、該取得された値に、
   第１の閾値より下のすべての輝度値に、同一の第１の論理値が割り当てられ、
   第２の閾値より上のすべての輝度値に、同一の第２の論理値が割り当てられ、
   前記２つの閾値の間に位置するすべての輝度値に、計算手段によって処理されるよう適応した値を表す該値の変換がそれぞれ割り当てられるように、論理値を割り当てるよう適応した比較モジュールと、
   前記比較モジュールからのデータに基づいて前記移動エレメントの位置を決定するよう適応した計算モジュールと、を有することを特徴とする移動測定装置。
2. 前記光学メンバは、輪郭の少なくとも一部が前記移動エレメントの前記少なくとも１つの移動の方向とゼロでない角度を形成するマスクを有する、請求項１に記載の移動測定装置。
3. 前記光学メンバは、前記光ビームの一部を反射するよう適応する、請求項１に記載の移動測定装置。
4. 第１の光学メンバの輪郭のイメージの大きさを決定し、該イメージの焦点を合わせるよう適応した第２の光学メンバをさらに有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動測定装置。
5. 少なくとも１つのセンサは、線形パターンで配置された少なくとも１つのピクセル列から形成された線形光センサである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動測定装置。
6. 前記測定された移動の方向以外の方向で前記光学メンバの移動に三角関数補正を適用する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の移動測定装置。
7. 前記データの到着順に前記少なくとも１つのセンサのピクセルをアドレッシングするモジュールをさらに有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の移動測定装置。
8. 前記少なくとも１つのセンサのピクセルをカウントするモジュールであって、前記ピクセルのアドレスと前記ピクセルに割り当てられた論理値とに従ってグループを形成する、ピクセルのカウントモジュールをさらに有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の移動測定装置。
9. 前記取得された値が前記第１の閾値と前記第２の閾値との間に位置するピクセルのアドレッシング値は、それぞれのグループにおいてカウントされたピクセルの数と比較される、請求項７または８に記載の移動測定装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の移動測定装置を有する、マイクロホン。
11. 少なくとも１つの方向で移動する移動エレメントの移動を測定する方法であって、
    光ビームを放射するステップと、
    前記光ビームを捉えるよう適応し、前記移動エレメントの移動を追動するよう前記移動エレメントに連結された光学メンバを位置付けるステップと、
    ピクセル型センサによって、前記光学メンバの光源に対する相対位置によって決定される前記転送されたビームを獲得するステップであって、該センサのピクセルは、該ピクセルの少なくとも一部が前記移動エレメントが移動する間に前記移動エレメントの位置と共に変動する照度を受け取るよう配置される、ステップと、
    前記取得された値を２つの別個の閾値と比較することによって、該取得された値に、
    第１の閾値より下のすべての輝度値に、同一の第１の論理値が割り当てられ、
    第２の閾値より上のすべての輝度値に、同一の第２の論理値が割り当てられ、
    前記２つの閾値の間に位置するすべての輝度値に、計算手段によって処理されるよう適応した値を表す該値の変換がそれぞれ割り当てられるように、論理値を割り当てるステップと、
    前記比較モジュールからのデータに基づいて前記移動エレメントの位置を決定するステップと、を有することを特徴とする移動測定方法。

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