[发明专利]光编码器

摘要

本发明提供了一种光编码器，包括照明源、沿测量轴线方向延伸的标尺光栅、光学部分、莫尔光栅和检测器部分。光学部分包括用于来自标尺光栅的标尺光的空间滤波的孔径部分。莫尔光栅构造成接收空间滤波标尺光，并朝向检测器部分输出空间调制条纹图案。光学部分输出空间调制标尺光以形成具有初级条纹间距P_PF的初级干涉条纹图案。检测器部分包括至少N个相应检测器元件，它们定位成检测周期空间调制条纹图案的N个相应空间相位，其中N是至少为三的整数，每个相应检测器元件具有宽度尺寸DW，其沿条纹位移方向与初级条纹间距P_PF至少一样大。

主权项

1.一种用于测量两个构件之间的相对位移的光编码器，所述光编码器包括：标尺光栅，沿测量轴线方向延伸，所述标尺光栅具有光栅间距P_SF；以及读头构造，以相对位移相对于标尺光栅移动，所述读头构造包括：照明构造，包括照明源，所述照明构造配置成朝向所述标尺光栅输出具有波长λ的准直源光；光学部分，沿光轴布置，所述光学部分包括：第一透镜，具有焦距f1，并定位在与所述标尺光栅相距约f1的距离处；孔径部分，定位在与所述第一透镜相距约f1的距离处；以及第二透镜，具有焦距f2，并定位在与所述孔径部分相距约f2的距离处；莫尔光栅；以及检测器部分，其中，所述标尺光栅构造成接收准直源光，并向第一透镜输出衍射标尺光；所述第一透镜构造成接收标尺光，并朝向所述孔径部分聚焦标尺光；所述孔径部分构造成接收标尺光，阻挡零级标尺光的大部分，并朝向第二透镜传输主要包括+1和‑1级标尺光的空间滤波标尺光；所述第二透镜构造成接收空间滤波标尺光，并朝向所述莫尔光栅输出空间滤波标尺光，以形成具有条纹的初级干涉条纹图案，所述条纹沿光轴方向并大致平行于所述莫尔光栅的条延伸，所述条纹具有初级条纹间距P_PF，并以对应于所述相对位移的条纹位移移动；所述莫尔光栅构造成接收所述初级干涉条纹图案，并向检测器部分传输周期空间调制条纹图案，所述空间调制条纹图案在检测器部分的检测器平面处沿对应于测量轴线方向的方向具有调制周期P_MFP；以及所述检测器部分包括至少N个相应检测器元件，所述检测器元件定位成检测周期空间调制条纹图案的相应空间相位，其中N是至少为三的整数，每个相应检测器元件具有宽度尺寸DW，其沿条纹位移方向与初级条纹间距P_PF至少一样大。