[发明专利]测量分度和具有该测量分度的光电位置测量仪

说明书

本发明题为“测量分度和具有该测量分度的光电位置测量仪”。本发明定义用于在第一方向(X)和垂直于第一方向伸展的第二方向(Y)测量位置的光电位置测量仪的测量分度(1)，其是可以特别容易地制造的，和通过所述测量分度能够精确地测量位置。测量分度(1)包括由在第一方向(X)和第二方向(Y)周期性地布设的光栅单元(2)构成的相栅。光栅单元(2)各自具有由线条形成的外部轮廓，所述线条包括两个相对的第一直边(K1)和两个垂直于所述第一直边伸展的相对的第二直边(K2)以及第一边(K1)与第二边(K2)之间的连接线(K3)，所述连接线分别合围成钝角(α)。

技术领域

本发明涉及用于在第一方向和垂直于第一方向伸展的第二方向测量位置的光电位置测量仪的测量分度，其包括具有在第一方向和第二方向周期布设的光栅单元的相栅。

所述测量分度在两维测量的光电位置测量仪中被用作标尺。为了位置测量将光束对准测量分度和通过在测量分度上的衍射生成第一分光束，所述分射束与另一个分光束进行干涉。

本发明此外还涉及具有所述测量分度的光电位置测量仪。所述光电位置测量仪用于测量两个可相对移动的被测目标的位置变化。

其中通过光束扫描测量分度和将测量分度上的依据位置调制的光束输送给扫描装置，所述扫描装置从中形成扫描装置的瞬时位置相对测量分度的尺寸。

背景技术

从EP1106972A1中已知所述类型的测量分度和光电位置测量仪。测量分度由光栅单元构成，其包括在第一方向和第二方向周期性地布设的正方形，其中所述正方形构成具有相邻的90°角的棋盘形状。

在DE 4132941 C2中对另一种类型的测量分度和光电位置测量仪进行了说明。测量分度由在第一方向和第二方向周期性地布设的正方形组成，其中正方形彼此相间隔地布设和不互相接触。

发明内容

本发明的任务在于对用于在第一方向和垂直于第一方向伸展的第二方向测量位置的光电位置测量仪的测量分度进行说明，所述测量分度是可容易地制造的，和通过所述测量分度能够在两个测量方向精确地测量位置。

该任务将通过具有权利要求1的特征的测量分度实现。

按照本发明的测量分度包括具有在第一方向和第二方向周期性地布设的光栅单元的相栅。周期性地布设的光栅单元各自具有由线条形成的外部轮廓，所述线条包括两个相对的第一直边和两个垂直于所述第一直边伸展的相对的第二直边以及第一直边与第二直边之间的连接线，所述连接线分别合围成钝角。

所述线条在由第一方向和第二方向撑起的平面内合围成相关联的几何图案。

钝角α是如下定义：90°＜α＜180°。

各个第一直边与第二直边之间的连接线合围钝角，其中所述连接线分别包含直线条和各个边与所述直线条分别合围钝角。

光栅单元的每个分别由凸出的反射面和相对后缩的反射面区域形成，其中所述后缩的反射面区域包围凸出的反射面。所述两个反射面的高度差被称作阶梯高度并且通过其它参数，例如波长和折射率，以熟知的方式定义射入的光束发生的相移。

按照本发明光栅单元的凸出的反射面或相对后缩的反射面分别具有按照本发明的外部轮廓。

其中相栅可以由两个垂直于第一方向和第二方向彼此相间隔地布设的反射层组成，所述反射层布设在透明的间隔层的两侧。其中所述两个层的其中之一形成凸出的反射面和所述两个层的另一个层形成后缩的反射面。当后缩的反射面是贯通的反射面的时候，相栅特别高效地发挥作用。

优选形成相栅是为了抑制第零衍射级。为此优选，这样地选择光栅单元的凸出的反射面的表面部分和后缩的反射面的表面部分，使得能够反射相同的光强度。

连接线形成为直线使测量分度的制造变得简单。其中还有利的是，合围成负的钝角是相同的，尤其为135°。