[发明专利]光学位置测量装置

权利要求书

1.一种用于检测两个可相对彼此旋转运动的物体之间的旋转角的光学位置测量装置，具有：

围绕旋转轴旋转的光栅量具（11；111），所述光栅量具（11；111）被构造为反射光栅，并且从对所述光栅量具的扫描中能够既产生关于所述光栅量具（11；111）围绕所述旋转轴的方位旋转运动的位置信息又产生关于所述光栅量具（11；111）的径向位移的位置信息，

至少一个探测单元，用于扫描旋转的光栅量具（11；111），以确定所述光栅量具（11；111）的方位旋转角（(Θ)）和所述光栅量具（11；111）的径向位移（Δr_mess(Θ)），

其中所述光栅量具（11；111）的用于确定旋转角和位移的扫描的中立旋转点位于同一平面中，其中所述平面平行于所述光栅量具（11；111），并且所述中立旋转点表示以下位置，所述光栅量具（11；111）或所述探测单元能够围绕该位置倾斜而没有位置偏移。

2.根据权利要求1所述的光学位置测量装置，其中，所述光栅量具（11）包括径向刻度（11.1）和与所述径向刻度相邻布置的圆环刻度（11.2）。

3.根据权利要求2所述的光学位置测量装置，具有用于扫描所述径向刻度（11.1）的第一探测单元（22）和用于扫描所述圆环刻度（11.2）的第二探测单元（23）。

4.根据权利要求1所述的光学位置测量装置，其中，所述光栅量具（111）由圆环形的并且以第一量具周期（MV_P1）周期性布置的条形元件（111.1、111.2、111.3...）组成，所述条形元件的纵向延伸方向是径向定向的，并且其中所述条形元件（111.1、111.2、111.3...）为了绝对位置编码而沿其纵向延伸方向具有周期性结构，所述周期性结构具有第二量具周期（MV_P2）。

5.根据权利要求4所述的光学位置测量装置，其中，所述探测单元包括单个光源（121）以及单个探测器装置（122）。

6.根据权利要求5所述的光学位置测量装置，其中，所述探测器装置（122）被构造为具有多个探测器元件的二维探测器装置并且具有多个探测器列，每个探测器列具有多个探测器元件，其中所述探测器列沿着圆环形的布置方向以第一探测周期周期性地布置，并且所述探测器元件在所述探测器列中以第二探测周期周期性地布置。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的光学位置测量设备，其中，对所述光栅量具（111）的光学扫描被构造为具有成像比例尺β＝2的中央投影扫描，并且包括发散光源（121）以及沿着至少一个方向周期性构造的探测器装置（122）。

8. 根据前述权利要求中至少一项所述的光学位置测量装置，具有信号处理单元（30；130），所述信号处理单元（30；130）被设计和构造为，

将在所述光栅量具（11；111）的至少一次完整旋转期间的校准运行中获得的针对所述光栅量具的径向位移（Δr_mess(Θ)）的取决于旋转角的测量值进行进一步处理，并且作为取决于旋转角的校正值（）存放在所述信号处理单元（30；130）的存储器中，并且

在测量运行中，所述信号处理单元（30；130）使用存放在所述存储器中的取决于旋转角的校正值（）来关于当前偏心误差和摆动误差校正所测量的方位旋转角（(Θ)）。

9.根据权利要求8所述的光学位置测量装置，其中，所述信号处理单元（30；130）被设计和构造为，由所述信号处理单元（30；130）将在所述校准运行中获得的针对所述光栅量具（11；111）的径向位移（Δr_mess(Θ)）的取决于旋转角的测量值在所述测量运行中用于关于当前偏心误差和摆动误差校正偏移了90°的旋转角。

10.根据权利要求8所述的光学位置测量装置，其中，所述信号处理单元（30；130）关于当前偏心误差和摆动误差来校正所述旋转角：

其中：

：=输出的经过校正的角位置

(Θ)：=所述方位扫描的旋转角值

(Θ)：=取决于旋转角的校正值。