[发明专利]光学位置测量装置

权利要求书

1.一种光学位置测量装置，用于检测扫描单元(AE)及至少在一个测量方向(Mr)上相对于所述扫描单元可移动的刻度尺(Mf)的相对位置，其中，

-所述刻度尺(Mf)被构建成组合的结构单元，所述结构单元具有至少一个反射器元件(R1、R2；Pr；R)及测量刻度(Gf)，以及

-光源(LD)及一个或多个探测器元件(PE-1、PE0、PE+1)被分配给所述扫描单元(AE)，以及

-所述扫描单元具有分裂器(Mm；Mm1、Mm2)，所述分裂器在测量方向(Mr)上将由所述光源(LD)发射的光线束分裂成至少两束部分光线束，所述部分光线束在分裂后向着所述刻度尺(Mf)方向传播。

2.根据权利要求1所述的光学位置测量装置，其中，所述测量刻度(Gf)如此构建，使得所述至少两束部分光线束从相反对称方向上入射、经历相反的偏转作用、并在射中所述测量刻度(Gf)后沿相同的空间方向传播。

3.根据权利要求1所述的光学位置测量装置，其中，所述测量刻度(Gf)如此构建，使得所述至少两束部分光线束从不同方向入射、经历相反的偏转作用、并在射中所述测量刻度(Gf)后沿对称的空间方向传播。

4.根据权利要求2所述的光学位置测量装置，其中，所述测量刻度(Gf)如此构建，使得对所述入射的部分光线束

-在由所述测量方向(Mr)及所述刻度尺(Mf)上的法线张成的平面内产生第一偏转作用，且

-在横向于所述测量方向(Mr)取向的方向上产生第二偏转作用，其中，借助所述第二偏转聚焦到所述至少一个反射器元件(R1、R2；Pr；R)上。

5.根据权利要求4所述的光学位置测量装置，其中，所述测量刻度(Gf)被构建成交替线形柱状透镜结构。

6.根据前述权利要求中的至少一项所述的光学位置测量装置，其中，如此选择所述测量刻度(Gf)的周期性(df)，使得在两个偏转方向上只有+1.和-1.衍射级的部分光线束射出，而不期望的、更高的衍射级被抑制。

7.根据前述权利要求1-5中的至少一项所述的光学位置测量装置，其中，在所述被分裂的部分光线束再次向所述扫描单元(AE)方向传播之前，所述被分裂的部分光线束在所述刻度尺(Mf)中首先在所述测量刻度(Gf)处经历衍射，其后在所述至少一个反射器元件(R1、R2；Pr；R)处经历反射，以及最后在所述测量刻度(Gf)处重新被衍射。

8.根据前述权利要求1-5中的至少一项所述的光学位置测量装置，其中，所述测量刻度(Gf)被构建成透光刻度或构建成反射光刻度。

9.根据前述权利要求1-5中的至少一项所述的光学位置测量装置，其中，所述刻度尺(Mf)具有透明的载体，并在所述载体的一侧上布置所述测量刻度(Gf)，而在所述载体的相反的侧上布置所述至少一个反射器元件(R1、R2；Pr；R)。

10.根据权利要求9所述的光学位置测量装置，其中，在所述载体的面向所述扫描单元(AE)的所述侧上布置构建成透光刻度的测量刻度(Gf)。

11.根据权利要求9所述的光学位置测量装置，其中，将所述反射器元件(R1、R2；Pr；R)构建成至少一个平面反射镜或构建成全反射表面。

12.根据前述权利要求1-5中的至少一项所述的光学位置测量装置，其中，所述扫描单元(AE)中的所述分裂器(Mm；Mm1、Mm2)具有至少一个透光扫描光栅(Gm；Gm1、Gm2)。

13.根据权利要求1所述的光学位置测量装置，其中，在所述刻度尺(Mf)上布置多个刻度轨痕。

14.根据权利要求4或13所述的光学位置测量装置，其中，所有刻度轨痕的所述第二偏转作用具有共同的焦点。

15.根据前述权利要求1-5中的至少一项所述的光学位置测量装置，其中，所述刻度尺(Mf)的所述测量刻度(Gf)被构建成带有180°相位高度的相位刻度。

16.根据权利要求4所述的光学位置测量装置，其中，如此设置所述第二偏转作用的尺寸，使得在进入的光线束与射出的光线束之间的在所述刻度尺(Mf)处的光线偏移(2s)大于光线横截面。

17.根据前述权利要求1-5中的至少一项所述的光学位置测量装置，其中，如此选择所述测量刻度(Gf)的周期性(df)，使得在两个偏转方向上只有+1.和-1.衍射级的部分光线束射出，并且+3.和-3.衍射级被抑制。