[发明专利]位置测量装置

权利要求书

1.一种用于测量物体相对于工具(T)的相对位置的位置测量装 置，所述工具具有工具中心点(TCP)，所述位置测量装置包括至少一 个扫描光学装置，该扫描光学装置具有：两个交叉布置的并且在至少 一个移动平面(XY)中可以相对于彼此移动的刻度尺(Mm，Mf； Mmx， Mfx；Mmy，Mfy)；以及所配属的光学的扫描单元(AE；AEx，Aey； AE1，AE2，AE3)，所述扫描单元产生用于平行于移动平面的至少一 个测量方向(Mr)的位置信号，每个刻度尺(Mm，Mf；Mmx，Mfx；Mmy， Mfy)具有中性旋转点(NPm，NPf)，各个刻度尺(Mm，Mf；Mmx，Mfx； Mmy，Mfy)的围绕该中性旋转点的倾斜不会引起所测得的位置的改 变，其中，

-通过所述扫描光学装置确保了：所述两个刻度尺(Mm，Mf； Mmx， Mfx；Mmy，Mfy)的中性旋转点(NPm，NPf)的位置相一致，以及

-通过所述刻度尺(Mm，Mf；Mmx，Mfx；Mmy，Mfy)相对于工 具中心点(TCP)的布置确保了：所述两个刻度尺(Mm，Mf；Mmx，Mfx； Mmy，Mfy)的中性旋转点(NPm，NPf)与所述工具中心点(TCP)处于一 个平行于移动平面(XY)的平面中。

2.根据权利要求1所述的位置测量装置，其中所述扫描光学装置 的所述两个刻度尺包括：

-空间固定布置的、具有刻度(Gf)的刻度尺(Mf)，

-相对于所述空间固定布置的刻度尺(Mf)可移动地和交叉地布置 的、具有刻度(Gm)的刻度尺(Mm)，以及

-其中所述可移动刻度尺(Mm)布置在所述空间固定的刻度尺(Mf) 的下方，并且在所述可移动刻度尺(Mm)的下方布置有所述扫描单元 (AE；AEx，Aey；AE1，AE2，AE3)，从而使两个刻度尺(Mm，Mf； Mmx，Mfx；Mmy，Mfy)的中性旋转点(NPm，NPf)处于两个刻度尺(Mm， Mf；Mmx，Mfx；Mmy，Mfy)之间的区域(B)中或者处于所述可移动 刻度尺(Mm，Mmx，Mmy)上。

3.根据权利要求2所述的位置测量装置，其中，所述可移动刻度 尺(Mm)的刻度(Gm)装设在朝向所述空间固定的刻度尺(Mf)的刻度尺 侧上。

4.根据权利要求3所述的位置测量装置，其中所述可移动刻度尺 (Mm)的刻度(Gm)和工具中心点(TCP)布置在一个平面中，所述平面平 行于所述移动平面(XY)。

5.根据权利要求2所述的位置测量装置，其中，所述可移动刻度 尺(Mm)的刻度(Gm)构造为透射光刻度。

6.根据权利要求2所述的位置测量装置，其中，所述扫描单元 (AE；AEx，Aey；AE1，AE2，AE3)包括光源(LD)以及至少一个光电 元件(PE-1，PE0，PE+1)，其这样来布置，即，使得：

-由光源(LD)发出的光束在撞击位置(Pa)处射到所述可移动刻度 尺(Mm)的刻度(Gm)上，在那里实现分离为多个部分光线束，

-分离的部分光线束随后撞击到所述空间固定的刻度尺(Mf)的刻 度(Gf)上，在那里实现朝所述可移动刻度尺(Mm)的方向的向后反射， 在此向后反射的部分光线束在所述可移动刻度尺(Mm)的刻度(Gm) 上、在汇合位置(Pb)处重叠并进行干涉，

-光束在所述可移动刻度尺(Mm)的刻度(Gm)上从汇合位置(Pb)朝 至少一个空间方向射出，所述光束到达所述扫描单元(AE；AEx，Aey； AE1，AE2，AE3)中的至少一个光电元件(PE-1，PE0，PE+1)上，在 那里产生取决于移位而调制的光电流。

7.根据权利要求6所述的位置测量装置，其中，所述扫描单元 (AE；AEx，Aey；AE1，AE2，AE3)包括多个光电元件(PE-1，PE0， PE+1)并且多个光束在所述可移动刻度尺(Mm)的刻度(Gm)上在汇合 位置(Pb)处朝不同的空间方向射出，所述多个光束到达多个光电元件 (PE-1，PE0，PE+1)上，在那里产生多个取决于移位而调制的、相移 的光电流。