[发明专利]扫描单元和带有该扫描单元的光学位置测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学位置测量装置的扫描单元以及带有一个由该 扫描单元进行光学扫描的比例尺的位置测量装置。

背景技术

这类扫描单元和位置测量装置被设计成带有直线比例尺的直线测 量装置或带有圆盘形或鼓形比例尺的旋转式测量装置。这类测量装置特 别是在用机械手、坐标测量仪情况下用于测量加工机床的刀具相对于被 加工工件的相对运动并在半导体工业中的使用也日益增加。

在许多应用场合中，位置测量装置受到电场尤其是干扰交变电场的 作用，这对扫描单元的电导元件产生影响，并引起电干扰信号，从而导 致错误的位置测量。

DE 44 02 554 A1提出了一种通过透明的电导屏蔽体来屏蔽电磁干 扰场的探测装置，其中该屏蔽体与地电位连接。

实践证明，屏蔽体的制作及其与地电位的电连接对这种结构来说是 困难的。

发明内容

所以本发明的目的是提出一种紧凑的和可靠屏蔽的扫描单元或位 置测量装置。

在扫描单元方面，本发明提出一种用于对一个在测量方向内进行相 对运动的比例尺实施光学扫描的扫描单元，它包括一个探测装置、一个 带有第一表面和第二表面的载体，探测装置布置在第二表面上；它还包 括一块透明盖板，该盖板固定在透明载体的第一表面上并具有一层屏蔽 层作为探测装置对电磁场的屏蔽。

在光学位置测量装置方面，本发明提出一种光学位置测量装置，它 带有一个比例尺和一个按照本发明的可在测量方向内相对于比例尺运 动的扫描单元，其中透明载体的第一表面面向比例尺，而透明载体的第 二表面则面离比例尺。

本发明的优点在于可实现一种紧凑的和可靠屏蔽的扫描单元或位 置测量装置。

附图说明

下面借助一个实施例来详细说明本发明。

其中附图表示：

图1光学位置测量装置的纵剖面；

图2图1扫描单元的基体的部分透视图。

具体实施方式

图1和2表示光学位置测量装置的实施例，该测量装置是一种带有 一个直线比例尺1和一个可相对于比例尺1在测量方向X内运动的扫描 单元2的长度测量装置。比例尺1具有一个可用反射光扫描的即反射的 测量分度3，该测量分度由扫描单元2进行扫描。为此，扫描单元2具 一个光源4，其光线射到比例尺1上，在该处根据离测量分离3的位置 进行调节并反射到探测装置6上。

探测装置6布置在一个透明的、其表面9背离比例尺1的载体5上。 透明载体5用一种电绝缘的透明材料尤其是用一块带有两个相互平行延 伸的和相互对应表面9、10的平面平行的玻璃板制成。这两个表面之一 的表面10面向比例尺1并在下面称为第一表面10，而第二表面9则面 离比例尺1。探测装置6布置在第二表面9上。探测装置6的机械和电 连接按熟知的方式用玻璃衬底上的芯片技术进行，即在第二表面9上通 过涂层构成的导体电路模型11与探测装置6的接触面(焊点)通过倒 装芯片技术的所谓凸缘连接和倒装焊接实现连接。探测装置6和透明载 体5之间的空间可有选择地用填料充填，以增加结构的机械稳定性。

透明载体5具有一个按熟知的方式由交替布置的不透明区和透明区 组成的扫描光栅7。扫描光栅7用于形成许多射线分束，它们与比例尺 1的测量分度3相互作用并射到探测装置6上以产生与位置相关的、异 相的扫描信号。在所示例子中，扫描光栅7布置在透明载体5的表面10 上。这种空间布置有利于制造，因为扫描光栅7可作为单独的涂层制成， 而与作为另一涂层构成的导体电路模型11无关。扫描光栅7也可按图 中未示出的方式成为探测装置6的组成部分，此时，该扫描光栅按熟知 的方式涂敷到光敏表面上，或探测装置6本身的光敏区构成扫描光栅。

图中只是示意地示出了带有光源4和探测装置6的透明载体5，它 的一种可能的具体结构例如在杂志F&M 104卷1996年10期752至756 页的一篇文章中进行了描述。