[发明专利]使用光谱分析的干涉式编码器

权利要求书

1.一种用于确定与编码器标尺的刚体运动的自由度的信息有关的方法，所述方法包括：

沿着不同路径引导第一光束和第二光束，其中所述第一光束从编码器标尺衍射；

将所述第一光束的衍射分量与所述第二光束组合，以形成干涉输出光束；

改变第一光束和第二光束的波长；

监控作为第一和第二光束的波长的函数的输出光束中的干涉；以及

基于作为波长的函数的输出光束的变化来确定与所述编码器标尺的刚体运动的自由度有关的信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定与所述编码器标尺的自由度有关的信息包括确定参考表面和所述编码器标尺之间的绝对距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，监控所述输出光束包括确定一个或多个波长，在所述一个或多个波长处所述输出光束的对比度在光学频域中是局部最大的。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述编码器标尺包括光栅，并且其中，所述一个或多个波长包括Littrow波长λ_L。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述编码器标尺在固定位置处，而波长是变化的。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括

改变所述编码器标尺的位置；

确定所述输出光束的干涉相位的变化，输出光束的干涉相位的变化是在对应于所述光学频域中的局部最大对比度的一个或多个波长中的至少一个波长处的编码器标尺位置的变化的函数，其中，确定与所述编码器标尺的刚体运动的自由度有关的信息还包括基于干涉相位的变化确定与所述编码器标尺的位置的相对变化有关的信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，与所述编码器标尺的位置的相对变化有关的信息包括与所述编码器标尺沿着平行于所述编码器标尺的表面法线的方向的相对位移有关的信息和/或与所述编码器标尺沿着正交于所述编码器标尺的表面法线的第一方向的相对位移有关的信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一光束的衍射分量包括从所述编码器标尺一次衍射的分量。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，一次衍射分量对应于来自所述编码器标尺的第m衍射阶，其中|m|>1。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，第一光束的与所述第二光束组合的衍射分量包括由所述编码器标尺一次衍射的第一光束分量和由所述编码器标尺至少两次衍射的第二光束分量。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，对应于由所述第一光束分量穿过的空间的光学路径长度不同于对应于由所述第二光束分量穿过的空间的光学路径长度。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二光束分量已经从反射镜反射。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述反射镜是平面反射镜、屋顶棱镜或角回射镜。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衍射分量包括：

第一分量，其已经从第一反射镜反射并且由所述编码器标尺沿着第一平面两次衍射；

第二分量，其已经从第二反射镜反射并且由所述编码器标尺沿着第二平面两次衍射；

第三分量，其已经由所述编码器标尺一次衍射。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一平面和所述第二平面彼此正交。