[发明专利]光学位置测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学测量装置，所述光学测量装置适合用于高度精确地确定两个可相对运动的物体的相对位置。

背景技术

这类光学位置测量装置从申请人的EP 1 762 828A2已知。所述光学位置测量装置包括：量具，所述量具与两个物体中一个连接；以及至少一个用于扫描量具的扫描系统，所述扫描系统与两个物体中的另一个连接。扫描系统在此设计为，通过所述扫描系统能够沿着物体的横向的移动方向和沿着竖直的移动方向同时进行位置确定。在扫描系统的侧上，为了在第一横向的和竖直的移动方向上进行位置确定而构成第一和第二扫描光路，在所述扫描光路上能够从两个非镜像对称的、干涉的子光束在输出侧上产生一组相移信号。

在实践中，光源的辐射通过第一光导体输送给扫描系统。由此可行的是，光源远离测量地点设置。此外提出，由扫描系统提供的干涉的子光束通过第二光导体输送给探测装置，以便以这种类型和方式使探测装置的干扰最小化。

发明内容

本发明基于的目的是，改进已知的这种光学位置测量装置，使得通过所述光学位置测量装置也能够沿着物体的横向的第二移动方向进行位置确定。

所述目的根据本发明通过一种光学位置测量装置来实现。

根据本发明的光学位置测量装置的有利的实施方式从在后续的内容中详述的措施获得。

用于检测两个可彼此相对运动的物体的根据本发明的光学位置测量装置包括：量具，所述量具与两个物体中的一个连接；以及用于扫描量具的扫描系统，所述扫描系统与两个物体中的另一个连接，其中，通过所述扫描系统能够沿着物体的横向的第一移动方向和沿着竖直的移动方向同时进行位置确定，并且为此在扫描系统的侧上构成两个扫描光路，在所述扫描光路上能够分别从干涉的子光束在输出侧上产生一组相移信号。通过所述扫描系统此外构成至少一个第三扫描光路，通过所述第三扫描光路能够沿着物体的横向的第二移动方向进行位置确定。光源的辐射通过第一光导体和对于全部的三个扫描光路共同的耦合输入光学件输送给扫描系统。在三个扫描光路中产生的干涉的子光束能够通过一个共同的耦合输出光学件耦合输入到第二光导体中，所述第二光导体将所述光束输送给探测装置。

有利地，扫描系统在输入侧上包括分束光栅，所述分束光栅将由耦合输入光学件入射的光束分为三个扫描光路，其中，分束光栅的+/-1.衍射级与第一和第二扫描光路相关联并且0.衍射级与第三扫描光路相关联。

能够提出，在第三扫描光路中子光束沿量具的方向传播，在那里经历分束成两个另外的子光束，所述两个另外的子光束沿朝向扫描系统的方向往回反射，在这里其分别经历逆反射并且沿着横向的第二移动方向(X)偏移地再次沿着朝向量具的方向传播，在这里其干涉地叠加并且沿朝向扫描系统的方向往回传播，在这里能够从中检测到关于沿着横向的第二移动方向(X)的相对运动的多个相移信号。

在一个可行的实施形式中，扫描系统包括光学元件，在所述光学元件的朝向量具的侧上设置有多个具有透射光栅的以限定的方式与不同的扫描光路相关联的光栅区以及耦合输入侧的分束光栅和耦合输出侧的分束光栅。

在此能够提出，在光栅区和耦合输出光栅之间的、沿着横向的第二移动方向的偏移距离选择为相同的。

此外可选的是，在光学元件和量具之间设置有玻璃罩(Deckglas)，玻璃罩关于其横向扩展在全部的扫描光路上延伸。

替选地也可提出，在光学元件和量具之间设置有热补偿的玻璃体，使得温度变化不改变在玻璃中经过子光束的光学路径长度。

此外可行的是，每扫描光路的第二光导体分别包括三个多模光纤，所述多模光纤设置在一个共同的接线套筒中的耦合输入侧的端部上。

在一个有利的实施形式中，横向的第一和第二移动方向彼此垂直地取向并且量具设计为交叉光栅。

有利地，全部的三个移动方向的扫描光路具有一个共同的扫描中心。

此外能够提出，在扫描光路中的至少一个子光束在第一次和第二次射在量具之间经历沿着相应的移动方向的偏移。

在另一实施形式中可行的是，为了子光束的逆反射，光学元件包括衍射构件，所述衍射构件将多个光学功能结合到其自身中。