[发明专利]用于位置确定的装置

说明书

本发明涉及用于位置确定的装置，具有光源，至少沿着测量方向可移动的平的测量反射器（其中测量方向关于测量反射器垂直定向）以及检测器布置。至少一个从光源发射的射线束在施加测量反射器之后碰撞到检测器布置上，使得测量反射器沿着测量方向运动的情况下产生至少一个信号，该信号依赖于测量反射器的位置并且从该信号可以产生定义的参考位置上的参考信号。射线束对测量反射器施加两次并且测量反射器的施加之间通过转向单元，该转向单元设计成，使得由测量反射器倾斜在第一反射之后产生的辐射方向偏差在第二反射之后补偿。

技术领域

本发明涉及一种用于沿着垂直的测量方向进行位置确定的装置。

背景技术

除了检测两个相对移动的物体在横向方向上的位置变化之外，还存在测量任务，其中仅仅或可能此外还需要确定这些物体在与其垂直的垂直测量方向上的距离。为了沿着这样的测量方向的高度精确测量而提供用于干涉距离测量的装置，例如在DE 10 2013 203211.0中申请人所提及。由该公布已知的装置提供输出侧的高分辨率相移的增量信号，通过该增量信号可检测出所述的距离变化。

此外由EP 2 587 212 A2已知相似的装置。此处也在参照图7-9的第三实施例中提出产生用于增量测量的绝对参考的可能性。为此，由光源发射的射线束首先通过准直光学元件、分束器、相位板和聚焦光学元件抵达到沿测量方向移动的测量反射器上。由该测量反射器使该射线束转向到光栅方向上。设计为反射光栅的光栅将射线束最终对准在检测器装置上，该检测器装置由两个相邻布置并有差别地相互连接的检测器元件组成。在测量反射器沿测量方向上的移动的情况下，检测器装置检测出信号，该信号取决于测量反射器的位置，并可从其中产生沿测量方向的在定义的参考位置上的参考信号。随后高分辨率增量信号可与这样确定的参考位置相关联，使得可实现沿垂直的测量方向上的测量反射器的位置的精确绝对确定。

然而，由EP 2 587 212 A2已知的装置不利的是：在测量反射器从其标称位置的倾斜的情况下，在位置确定时可产生误差。这是因为在沿垂直的测量方向上的距离变化的情况下变化的信号相位也随倾斜角度而线性变化。

发明内容

本发明以所述问题为基础，实现一种用于沿垂直的测量方向进行高度精确位置确定的装置，其对于测量反射器关于至少一个倾斜轴的倾斜是尽可能不敏感的。尤其是，沿测量方向待确定的参考位置应尽可能仅取决于垂直距离，而不取决于测量反射器可能的倾斜。

这个任务根据本发明通过如下所述的装置来解决。

根据本发明的装置的有利实施方案将由下文而获悉。

根据本发明的用于位置确定的装置包含光源、平的测量反射器和检测器装置，所述测量反射器至少可沿测量方向移动，其中将测量方向定向成相对于测量反射器垂直。在施加测量反射器后至少一个由光源发射的射线束碰上检测器装置，以使得在测量反射器沿测量方向的移动的情况下产生至少一个信号，该信号依赖于测量反射器的位置，并从中可产生在定义的参考位置上的参考信号。射线束施加到测量反射器两次并在测量反射器的施加之间通过转向单元，该转向单元如此设计：在第一反射后由测量反射器倾斜导致的射线束的辐射方向偏差在第二反射后补偿。

在此有利地转向单元包括一个或多个光学元件并且设计成，相对于不倾斜的测量反射器上的法线在角度θ下第一次射入的射线束在测量反射器关于倾斜轴以角度α倾斜的情况下在通过转向单元之后相对于不倾斜的测量反射器上的法线(N)在角度θ–2α下第二次射入测量反射器。

可以规定，转向单元包括一个或多个光学元件，其

-对射入测量反射器的发散的射线束给予会聚的光学效果或

-对射入测量反射器的会聚的射线束给予发散的光学效果。

对此可能的是，至少一个光学元件设计为折射或衍射光学部件。

此外作为衍射光学部件的转向单元可包括第一和第二转向光栅。