[发明专利]用于利用光纤光学接收器通道的干涉测量微型光栅编码器读取头的参考信号产生构造

摘要

提供一种用于利用光纤光学接收器通道的干涉测量微型光栅编码器读取头的参考信号产生构造。该读取头包括“主”光纤，该主光纤提供被处理以产生具有大约0.2微米精度的参考信号的参考标记主信号。该读取头可以包括“副”光纤，该“副”光纤用于产生被处理以产生具有大约20纳米精度的参考信号的参考标记副信号。被构造用于副光纤光学接收器通道的空间过滤掩膜提供源自于主光纤光学接收器通道的接收区域之外的干涉条纹的两个空间周期性副信号。副信号彼此异相，并且它们的空间频率高于主信号的空间频率。参考标记副信号的信号交叉点被识别为空间地邻近参考标记主参考信号的信号交叉点。

主权项

一种光纤光学读取头和标度配置，其包括光纤光学参考信号产生构造，该光纤光学参考信号产生构造可用于提供沿着测量轴方向彼此相对移动的两个构件之间的参考位置的指示，该光纤光学参考信号产生构造包括：第一光纤光学读取头的至少一部分，第一光纤光学读取头的该至少一部分包括输出第一发散光源光的光源及被构造成提供各自的参考标记信号的至少第一和第二光纤光学参考标记信号接收器通道，所述第一光纤光学参考标记信号接收器通道包括第一参考标记信号接收器通道光纤和第一参考标记信号接收器通道开口，所述第二光纤光学参考标记信号接收器通道包括第二参考标记信号接收器通道光纤和第二参考标记信号接收器通道开口；以及第一标度轨迹的至少一部分，第一标度轨迹的该至少一部分沿着测量轴方向在标度构件上延伸并且被配置成反射所述第一发散光源光以向所述第一光纤光学读取头提供标度光，第一标度轨迹的该至少一部分包括：第一类型轨迹部分，该第一类型轨迹部分被构造成当由所述发散光源光照射时在参考标记信号作用区域之外提供第一量的零阶反射光；至少一个参考标记部分，该至少一个参考标记部分位于所述第一类型轨迹部分内，该至少一个参考标记部分被构造成当由所述发散光源光照射时在所述参考标记信号作用区域中提供第二量的零阶反射光，其中，所述参考标记信号作用区域和所述至少一个参考标记部分沿着所述测量轴方向对齐，并且所述第一量的零阶反射光和所述第二量的零阶反射光不同，使得所述第一参考标记信号接收器通道开口和所述第二参考标记信号接收器通道开口根据它们与至少一个参考标记的接近度接收可检测的不同量的零阶反射光，其中：对于沿着所述测量轴方向彼此相对移动的所述两个构件之间的至少一个位置，所述标度光包括干涉条纹；所述第一和第二参考标记信号接收器通道开口均包括位于靠近它们的参考标记信号接收器通道光纤的端部的位置、覆盖该参考标记信号接收器通道光纤的光承载芯区的一部分的各自开口掩膜，并且所述各自开口掩膜包括至少第一横向开口边缘，该至少第一横向开口边缘包括不与所述测量轴方向垂直的部分并且跨越从相邻的开口边界沿着所述测量轴方向朝向相对的横向开口边缘延伸的开口边缘过渡尺寸PAET；所述第一和第二参考标记信号接收器通道开口被构造成，使得当所述第一光纤光学读取头相对于所述第一标度轨迹可操作地定位时，所述第一和第二参考标记信号接收器通道开口的沿着所述测量轴方向彼此最接近的开口边界沿着所述测量轴方向分离开尺寸AR12SEP，并且所述第一和第二参考标记信号接收器通道开口的沿着所述测量轴方向彼此最远离的开口边界沿着所述测量轴方向跨越总开口跨越尺寸AR12SPAN；所述至少一个参考标记部分被构造成，使得参考标记部分的两边界沿着所述测量轴方向分离开边缘到边缘尺寸LETOE；所述至少一个参考标记部分及所述第一和第二光纤光学参考标记信号接收器通道被构造成使得AR12SEP＜(2*LETOE)＜AR12SPAN；以及当所述第一光纤光学读取头相对于所述第一标度轨迹可操作地定位时，所述至少第一和第二光纤光学参考标记信号接收器通道通过它们的开口输入部分所述标度光，并且传送所述标度光的该输入部分以提供它们各自的参考标记信号，该各自的参考标记信号提供位于靠近所述至少一个参考标记部分的信号交叉区域内的参考位置的第一指示。