专利名称：位置测量设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的位置测量设备。
背景技术：
这样的位置测量设备例如在US 2005/023450 Al中公开。该位置测量设备除了 (例如构造为线性反射实物量具的)实物量具之外还包括相对地在至少一个测量方向上对此可移位的扫描单元。在扫描单元那侧上设置有主光源以及周期的检测器阵列形式的至少一个检测器装置。在检测平面中，在使用在空间上伸展的主光源的情况下通过如下方式可产生周期布置(periodische Anordnung)的点光源在该平面中布置所谓的发送栅格 (Sendegitter)0发送栅格由在测量方向上周期布置的透光的和不透光的区域构成。在扫描单元与实物量具相对移动的情况下，在检测平面中引起与移位相关地调制过的条纹图案，该条纹图案借助检测器装置被检测并且被转换成可进一步处理的扫描信号。通过构造周期的检测器阵列形式的检测器装置，在这种情况下以常用的方式和方法产生多个被移相的扫描信号。在这样的系统中，通常力求的是，所使用的主光源和所插入的检测器装置尽可能被布置在相同的平面中。此外保证的是，在主光源与实物量具之间的距离和在实物量具与检测器装置之间的距离相同。为此，根据US 2005/023450 Al，主光源在发送栅格之下被布置在支承衬底(Traegersubstrat)中的中央腔中。该腔被检测器阵列的检测器元件包围。 然而，这样的结构与显著的制造开销相联系。这样，支承衬底必须被构造有适当的腔；此外， 在腔中接触主光源被证明为相对困难的。在本申请人的DE 10 2006 021 017 Al中，因而建议将主光源布置在扫描单元中的其他位置上。在扫描光路中，设置有适当的反射器元件，通过该反射器元件将主光源成像(Abbildimg)到在检测平面中的虚拟光源中。以这种方式和方法，可以避免构造腔，并且得到用于将主光源放置在扫描单元中的更多种多样的可能性。在DE 10 2006 021 017 Al中所建议的措施适于在点光源、比方说所谓的VCSEL 光源被用作主光源时来解决与腔有关联的问题。如果没有这样的点光源可用并且必须采用在空间上伸展的主光源、例如LED，则在DE 10 2006 021 017 Al中所公开的措施尚不足以
确保可靠地产生与位置相关的扫描信号。
发明内容
本发明所基于的问题是提出一种上面提及的类型的位置测量设备，其中可以使用伸展的主光源并且同时保证扫描单元的制造简单。尤其是，在这种情况下应尽可能避免将主光源布置在腔中。该任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的位置测量设备来解决。根据本发明的位置测量设备的有利的实施方案由从属权利要求中的措施得到。现在，根据本发明规定，将主光源布置在检测平面之上。以这种方式和方法得到不同的可能性，如在检测平面中也在使用伸展的主光源的情况下可产生周期布置的点光源。基于根据本发明的措施尤其是可以避免在支承衬底中构造腔。这由于扫描单元的明显被简化的制造而提供在制造费用方面的优点。这样，扫描单元可以自动化地例如以所谓的晶片级封装方法来制造，这归因于根据本发明的、主光源在检测平面之上的布置。此外，在没有所需的腔的情况下也引起了检测器装置的原则上更高的可靠性。在有利的实施形式中，朝着由主光源发射的射束的传播方向将发送栅格设置在主光源之前。此外，在发送栅格与至少一个检测器装置之间还布置有至少一个光学元件，通过所述至少一个光学元件将发送栅格成像到在检测平面中的周期布置的点光源中。在扫描单元中，在检测器装置之上可以布置有光学模块，所述光学模块包括透明的支承衬底，发送栅格以及至少一个光学元件被集成地构造在该透明的支承衬底中。在这种情况下，发送栅格以及至少一个光学元件被布置在支承衬底的上侧和/或下侧上。在本发明的可能的变形方案中，发送栅格被布置在支承衬底的上侧上。在发送栅格上方布置有主光源，该主光源朝着发送栅格发射，而至少一个光学元件被布置在支承衬底的下侧上。在这种情况下，至少一个其他的光学元件可以在支承衬底的上侧上被布置在未被发送栅格占据的区域中。在本发明的另一变形方案中，支承衬底以限定的距离被布置在检测器装置之上。 主光源被放置在检测器装置与支承体衬底之间，并且朝着支承衬底发射，而发送栅格被布置在支承衬底的下侧上，并且至少一个光学元件被布置在支承衬底的上侧上。在这种情况下，至少一个其他的光学元件可以在支承元件的下侧上被布置在未被发送栅格占据的区域中。在本发明的所有实施形式和变形方案中，光学元件可以被构造为折射光学元件或者被构造为衍射光学元件。在本发明的变形方案中，可能的是，光学元件被构造为在支承衬底的上侧和/或下侧上的栅格结构。优选地，在检测平面的未放置检测器装置的中央区域中，将发送栅格成像到在检测平面中的周期布置的点光源中。在根据本发明的位置测量设备的另一可能的实施形式中，反射实物量具包括在测量方向上延伸的周期的增量刻度(Inkrementalteilimg)。发送栅格被构造为周期的栅格， 并且在检测平面中的周期布置的点光源具有对应于增量刻度的周期性的两倍的周期性。在根据本发明的位置测量设备的另一可能的实施形式中，反射实物量具包括在测量方向上延伸的周期的增量刻度。发送栅格被构造为具有根据Pse=2· Pm/β的周期性的周期栅格，其中，
Pse:=发送栅格的周期性， Pm:=增量刻度的周期性，
β =光学元件的成像比例(AbbiIdungsmassstab)。在根据本发明的位置测量设备的另一实施形式中，在扫描单元中，光学模块被布置在检测器装置之上，该光学模块包括透明的支承衬底。在支承衬底的上侧上布置有主光源，该主光源朝着检测器装置发射，而在检测平面中布置有周期的反射栅格，通过该反射栅格构造周期布置的点光源。主光源可以在根据本发明的位置测量设备的所有实施形式和变形方案中被构造为在空间上伸展的光源。
本发明的其他细节和优点借助以下对根据本发明的位置测量设备的实施例的描述结合附图来阐述。图Ia示出了根据本发明的位置测量设备的第一实施例的示意性侧视图； 图Ib示出了图Ia中的位置测量设备的扫描单元的俯视图加示出了图1中的用于阐述用于产生周期布置的点光源的成像光路的光学模块的放大视图2b、2c分别示出了图加中的光学模块的上侧和下侧的视图； 图3a示出了光学模块的可替换的变形方案的示意性视图，如在根据本发明的位置测量设备的第一实施例中所采用的那样；
图北示出了图3a中的光学模块的俯视图如示出了根据本发明的位置测量设备的第二实施例的示意性侧视图； 图4b示出了图如中的位置测量设备的扫描单元的俯视图5示出了图如中的用于阐述用于产生周期布置的点光源的光路的光学模块的放大视图6a示出了根据本发明的位置测量设备的第三实施例的示意性侧视图； 图6b示出了图6a中的位置测量设备的扫描单元的俯视图。
具体实施例方式借助图la、lb以及h_2c，在下文中将阐述根据本发明的位置测量设备的第一实施例。图Ia在这种情况下示出了反射实物量具10和扫描单元20的部分包括扫描光路在内的示意性侧视图，图Ib示出了图Ia中的扫描单元20的俯视图；图加示出了图1中的用于阐述用于产生在检测平面中的周期布置的点光源的光路的光学模块的放大视图，在图2b 和2c中示出了光学模块的上侧和下侧的视图。在所示的例子中，根据本发明的位置测量设备包括扫描单元20，该扫描单元20相对于反射实物量具10在测量方向X上可移动地被布置。反射实物量具10和扫描单元20 例如与两个在测量方向χ上彼此可移位地布置的对象相连，比方说与两个彼此可移动的机器部分相连。通过根据本发明的位置测量设备的与位置相关的输出信号，(未示出的)设置在后的控制单元可以以公知的方式和方法控制机器部分的移动。反射实物量具10在所示的例子中具有带有在测量方向χ上延伸的周期的增量刻度的轨迹(Spur)以及平行于此被布置的带有用于绝对位置检测的伪随机编码 (Pseudo-Random-Codierung)的轨迹。两个轨迹被布置在适当的刻度载体、例如钢衬底上。带有增量刻度的轨迹由周期地布置在测量方向χ上的具有不同的光学反射特性的部分区域构成。在这种情况下，两个相继的不同的部分区域在测量方向X上的宽度应称作增量刻度的周期性Pm ；在本例中比方说选择Ρμ=20 μ m。这些部分区域在刻度平面中垂直于测量方向χ、即在所说明的y方向上延伸。在可能的实施例中，这些部分区域对由此反射的射束具有不同的相位补偿的作用。反射实物量具10在该例子中因此被构造为所谓的反射相位栅格(Reflexions-Phasengitter)。原则上，在本发明的范围中自然也可设想其他用于反射实物量具的构造变形方案。带有伪随机编码的轨迹由在测量方向上无周期地布置的具有不同的光学反射特性的部分区域构成。在图Ia和Ib的强烈示意性的图示中，只可识别出扫描单元20的部分；通常，扫描单元20此外还包括适当的壳体，在该壳体中布置有扫描单元的不同部件。在这些图中出于清楚性原因仅仅示出了对于本发明的阐述必需的元件。在扫描单元20的那侧上，在支承电路板21上放置有带有两个检测器装置22. 1、 22. 2的检测器单元22。第一检测器装置22. 1用于扫描检测平面中的周期的条纹图案并且用于产生多个被相移的增量信号。此外，检测平面D在所示的例子中与检测器单元22的上侧叠合。所扫描的条纹图案得自以光学方式扫描在反射实物量具10上的增量刻度。第一检测器装置22. 1包括公知的检测器阵列，该检测器阵列具有各个检测器元件或光电二极管在测量方向χ上的周期的布置。第二检测器装置22. 2以公知的方式和方法用于扫描第二轨迹的被投影到检测平面中的伪随机编码。通过第二检测器装置22. 2可能产生至少一个绝对位置信号。这样产生的增量信号和绝对位置信号在下文中为了简单起见而仅仅被称作位置信号。这两个检测器装置22. 1,22. 2在根据本发明的位置测量设备的本第一变形方案中通过接合线22. 3电接触，即导电地与支承电路板21中的(未示出的)印制导线连接。在检测器装置22.1、22.2之上，在扫描单元20中，光学模块23被布置在检测器装置22. 1、22. 2的中央部分区域中，该光学模块23包括板状的透明支承衬底23. 1，在该支承衬底23. 1中集成地构造有不同的还要阐述的光学部件。光学模块23在本例子中仅占有(多个)检测器装置22. 1,22. 2的整面或检测器单元22的表面的部分，如这从图Ib中可看到的那样。在支承体衬底23. 1的朝向反射实物量具10的上侧上，在光学模块23中放置有主光源对。在本发明中，在空间上伸展的光源优选地用作主光源对。该主光源例如可以是被构造为半导体芯片的LED。主光源M通过另外的接合线Μ. 1电接触，所述另外的接合线 24. 1在支承衬底23. 1的上侧上与相对应的接触部连接。这些接触部通过接合线24. 1与检测器单元22中的(未示出的)印制导线连接。主光源M的发射辐射的面朝着支承衬底23的下侧被定向，即朝着支承衬底23. 1 的背离反射实物量具10的那侧被定向。主光源M因此朝着支承衬底23. 1的下侧远离反射实物量具10辐射。在支承衬底23. 1的上侧上布置有周期的发送栅格25，该周期的发送栅格25被构造为带有周期性Pse的透射光振幅光栅(Durchlicht-Amplitudengitter)；周期性Pse在可能的实施例中根据Pse=240 μ m来选择。发送栅格25在这种情况下进行布置，使得发送栅格 25被放置在由主光源M发射的射束的光路中。此外，在支承衬底23. 1的上侧和下侧上还布置有不同的在扫描光路中位于发送栅格25与检测器装置22. 1,22. 2之间的光学元件26. 1,26. 2，所述光学元件26. 1,26. 2承担限定的光学功能。这样，通过光学元件沈.1J6. 2在本实施例中由主光源M产生周期布置的点光源27，如这在图Ia和2中示意性绘出的那样。对此，发送栅格25通过光学元件 26. 1,26. 2虚拟地被成像到具有检测器装置22. 1,22. 2的检测平面D中；用于进行成像的其他细节在下文中还参照图2来阐述。在检测平面D中，通过发送栅格成像得到虚拟的发送栅格图像或具有周期性P 的周期布置的点光源27。基于所使用的扫描原理，对于周期性P 适用
Pplq=2 · Pm (等式 1)
其中，
Pplq =点光源的布置的周期性，
Pm:=增量刻度的周期性。周期布置的点光源27接着用作用于扫描反射实物量具10的真正的光源或多个光源。对此，由周期布置的点光源27发射的射束如在图Ia中所示地那样射到反射实物量具 10上，在那里朝着扫描单元10反射回并且在扫描单元20中最后到达放置在检测平面中的检测器装置22. 1,22. 2上。在扫描单元20与反射实物量具10相对移动的情况下，在那里得到与移位相关的位置信号。在增量信号的情况下，通过所阐述的扫描光路和在此得到的射束与反射实物量具10的相互作用，产生检测平面D中的周期的条纹图案。该周期的条纹图案在进行扫描单元20与反射实物量具10的相对移动时与移位相关地被调制，并且通过检测器装置22. 1以公知的方式和方法被转换成多个被移相的增量信号，用于进一步处理。决定性的是，在根据本发明的位置测量设备的第一实施形式中，如也在还要阐述的替换方案中那样，将所使用的在空间上伸展的主光源M布置在检测平面D之上。由此在该实施例中通过在光学模块23中的光学元件26. 1,26.2,将发送栅格25成像到在检测平面 D中的虚拟发送栅格图像中或成像到在检测平面D中的周期布置的点光源27中。图加以示意性形式示出了用于将光学模块23中的发送栅格25的两个可穿透的部分区域成像到检测平面D中的成像光路。首先，由主光源M发射的射束到达布置在支承衬底23. 1的上侧上的发送栅格25，该发送栅格25如上面所提及的那样被构造为具有周期性Pse=240 μ m的透射振幅光栅。紧接着，射束穿过支承衬底23. 1并且到达布置在支承衬底 23. 1的下侧上的光学元件26. 2。光学元件26. 2在这种情况下被构造为在支承衬底23. 1 中的栅格结构形式的衍射光学元件，即构建为反射栅格。图2b示出了光学模块23的下侧的视图，即带有放置在那里的旋转对称的反射性的衍射结构或带有光学元件26. 2的支承衬底23. 1的下侧的视图。射束由所述光学元件26. 2朝着支承衬底23. 1的上侧在如下部分区域中进行向回反射所述部分区域未被发送栅格25占据并且在所述部分区域中布置有其他的光学元件26. 1。在上侧上的光学元件26. 1同样被构造为衍射光学元件，即被构造为在支承衬底23. 1中的透射的栅格结构。在图2c中可识别栅格结构或光学元件26. 1， 所述栅格结构或光学元件26. 1同样又相对于主光源旋转对称地被布置。在支承衬底23. 1 的上侧的中央区域中，在图2c中可识别发送栅格25。与发送栅格25相邻地，在支承衬底 23. 1的上侧上设置有如下区域该区域被用于扫描反射实物量具的PRC轨迹。由在光学模块23的上侧上的栅格结构进行朝着支承衬底23. 1的下侧重新向回反射。在那里最后在检测平面D中得到发送栅格25的两个可穿透的部分区域的两个虚拟图像、即周期布置的点光源27，在图2中出于更好的清楚性的原因仅仅示出了所述周期布置的点光源27中的两个。 该布置27的周期性如所提及的那样用Ppm标明。在所使用的扫描原理的情况下，针对根据等式(1)的增量信号产生，虚拟的发送栅格图像的周期性或点光源的布置27的周期性Ppm对应于反射实物量具10的周期性Pm的两倍。为了满足该边界条件，当光学元件26. 1,26. 2的成像比例被给定时，对于发送栅格25 的成像得到以下针对发送栅格25的周期性Pse的条件(2)
Ρ『2·ΡΜ/β，(2)
其中
Pse:=发送栅格的周期性， Pm:=增量刻度的周期性， β :=光学元件的成像比例。类似于针对扫描周期的增量刻度的情况的观察，自然也得到了在扫描反射实物量具的PRC轨迹中的无周期结构时的确定的要求。为了将在空间上伸展的主光源成像到虚拟点光源中，具有宽度b的间隙在测量方向上被布置在主光源之前并且通过一个或多个光学元件被成像到检测平面中。因此，间隙此处用作发送栅格。如果在PRC轨迹中用Ppk标明最小部分区域在测量方向上的伸展，那么在使用上述考虑的情况下允许虚拟的点光源在检测平面中在测量方向χ上的伸展最大为Ppk的两倍。同样，类似于上面的观察，接着根据等式(3)得到了间隙的所需宽度b
b=PPEC/β , (3) 其中
b:=间隙在测量方向上的宽度，
Ppec :=PRC轨迹的最小部分区域在测量方向上的伸展，
β :=光学元件的成像比例。根据图3a和北，下面将描述光学模块的可替换的变形方案，该光学模块可以被用在根据本发明的位置测量设备的第一实施形式中。图3a在这种情况下示出了光学模块123 的示意性截面图；图北示出了光学模块123的俯视图。在下文中将仅描述相对于上面所阐述的光学模块的决定性差别。代替在主光源IM之前通过不同的光学元件以衍射栅格结构形式进行发送栅格 125的虚拟成像，在光学模块123的该变形方案中规定，将光学元件1 构造为在支承衬底 123. 1的下侧上的折射光学元件。对此，设置有集成到支承衬底123中的反射器元件，该反射器元件具体地被构造为具有限定的曲率的镜。光学元件126的朝向主光源124的那侧因此反射性地被构造。通过适当地确定镜的大小，经由得到的成像又可以在检测平面D中产生发送栅格的虚拟图像或周期布置的点光源127。在图北中的光学模块变形方案123的示意性俯视图中，虚线地绘出在空间上伸展的主光源1 在支承衬底123. 1的上侧上的位置。此外，在图北中还可识别被用于增量扫描的具有周期性的发送栅格125，该发送栅格125在主光源的发光面之前被布置在支承衬底123. 1的上侧上。在y方向上，与发送栅格125相邻地在支承衬底123. 1的上侧上布置有具有宽度b的间隙125 ‘。间隙125'如事先所阐述的那样用于在扫描反射实物量具的无周期的PRC轨迹的范围中，在将在空间上伸展的主光源IM成像到检测平面D中的虚拟点光源时进行大小限制。光学模块123的在图3a和北中所示的变形方案如在前面的实施例中那样被布置在根据本发明的位置测量设备的扫描单元中的检测器单元或检测器装置之上。根据本发明的位置测量设备的第二实施例在下文中借助图4a、4b和5予以阐述； 这些图示出了类似于第一实施例的实施形式的图示或视图。仅仅对相对于第一实施例的决定性差别重新进行阐述，在其他方面参阅图la、lb和2的描述。与第一实施例的决定性差别在于主光源2M的布置以及光学模块223的构型和布置。但是此外，如在第一实施例中那样规定，将主光源2M布置在检测平面D之上，该检测平面D也在该变形方案中与检测器单元22的上侧叠合。然而，光学模块223或光学模块的支承衬底223. 1现在以限定的距离被布置在检测器装置222. 1、222. 2之上并且因此以限定的距离被布置在检测平面D之上。对此，在扫描单元210中，距离元件223. 2被设置在检测器单元222的上侧的未使用的区域上，所述区域支承所述支承衬底223. 1。此外，主光源2M在光学模块223的支承衬底223. 1与检测器装置222. 1,222. 2之间被布置在检测器单元222的上侧上。主光源2 朝着光学模块223 的支承衬底223. 1发射。再度设置的周期的发送栅格225被布置在支承衬底223. 1的下侧上，该下侧朝着检测器装置222. 1、222.2或检测器单元222来定向。通过下面还要阐述的在光学模块223中的光学元件，如在第一实施例中那样将发送栅格225成像到检测平面D 中的虚拟发送栅格图像或周期布置的点光源227。用于产生虚拟发送栅格图像的相关的成像光路又在图5中示意性地示出。在这种情况下示出了发送栅格225的三个可穿透的部分区域的成像光路，这些部分区域通过光学元件226. 1,226. 2被成像到在检测平面D中的周期布置的点光源227。在发送栅格225与检测平面D之间的光学元件226. 1,226. 2在光学模块223的支承衬底223. 1中如在上面的例子中那样被构造为反射栅格或透射栅格形式的衍射光学元件。根据本发明的位置测量设备的第三实施例最后借助图6a和6b来阐述。图6a和 6b在与前面的变形方案类似的图示中以侧向截面图以及以俯视图仅仅示出了在扫描单元中插入的光学模块333。光学模块333如在第一实施形式中那样以其下侧直接布置在具有检测器装置的检测器单元上，即支承衬底的下侧被布置在检测平面D中。如在前面所阐述的例子中那样，在该变形方案中也规定的是，主光源334被布置在检测平面D之上。类似于在第一例子中，在这种情况下，在空间上伸展的主光源334被放置在光学模块的支承衬底333. 1的上侧上并且朝着扫描单元的检测平面D发射。在支承衬底333. 1的下侧中，该实施形式现在集成地构造周期的反射栅格335。由于支承衬底333. 1 的下侧在该情况下如所提及的那样与检测平面D叠合，所以具有周期性I^e的周期反射栅格 335因此实际被布置在检测平面D中。通过实际放置在那里的周期的反射栅格335，在该实施例中因此构造在检测平面D中的周期布置的点光源。通过如在前面的例子中的适当的光学元件将实际的发送栅格成像到虚拟发送栅格在该实施形式中因此不是必需的，以便在在空间上伸展的主光源的情况下保证所需的扫描前提条件。类似于图北中的图示，在图6b中示出了该实施形式的光学模块333的示意性俯视图。用附图标记335'又标明间隙，该间隙同样实际集成地被构造在光学模块333的下侧上，并且如上面所阐述的那样用于扫描反射实物量具的PRC轨迹。
如果由于给定的扫描边界条件而无需更大地扩宽对准反射实物量具的扫描射束， 那么光学模块333的该实施形式尤其是有利的。除了具体阐述的实施例之外，在本发明的范围中当然还存在其他扩展可能性。这样，所阐述的措施当然不仅可以在用于检测线形相对移动的位置测量设备中被采用，而且也可以在旋转的位置测量设备中被采用。此外自然也可能的是，根据本发明仅仅构造增量扫描并且省去上面提及的PRC扫描。
权利要求
1.一种用于检测扫描单元以及对此在至少一个测量方向上可移动的反射实物量具的相对位置的位置测量设备，其中扫描单元包括主光源以及在检测平面中的至少一个检测器装置，并且在检测平面中能够由主光源产生周期布置的点光源，其特征在于，主光源(24; 124 ；224 ；334)被布置在检测平面(D)之上。
2.根据权利要求1所述的位置测量设备，其特征在于，-朝着由主光源(24 ；124 ；224)发射的射束的传播方向，在主光源(24 ；124 ；224)之前设置有发送栅格(25 ；125 ；225)，以及-在发送栅格(25 ；125 ；225)与检测器装置(22. 1,22. 2 ；222. 1,222.2)之间布置有至少一个光学元件(26. 1,26. 2 ；126 ；226. 1，226. 2)，通过所述至少一个光学元件(26. 1， 26. 2 ； 126 ；226. 1，226. 2)将发送栅格(25 ；125 ；225)成像到在检测平面(D)中的周期布置的点光源(27 ；127 ；227)中。
3.根据权利要求2所述的位置测量设备，其特征在于，在扫描单元(20;220)中，在检测器装置(22. 1,22. 2 ；222. 1,222. 2)之上布置有光学模块(23 ；123 ；223)，所述光学模块 (23 ；123 ；223)包括透明的支承衬底(23. 1 ；123. 1 ；223. 1)，发送栅格(25 ；125 ；225)以及所述至少一个光学元件(26. 1,26. 2 ；126 ；226. 1,226. 2)集成地被构造在支承衬底(23. 1 ； 123. 1 ；223. 1)中。
4.根据权利要求3所述的位置测量设备，其特征在于，发送栅格(25；125 ；225)以及至少一个光学元件(26. 1,26. 2 ；126 ；226. 1,226. 2)被布置在支承衬底(23. 1 ；123. 1 ；223. 1) 的上侧和/或下侧上。
5.根据权利要求4所述的位置测量设备，其特征在于，-发送栅格(25 ；125)被布置在支承衬底(23. 1 ；123. 1)的上侧上，-在发送栅格(25 ；125)上方布置有主光源(4 ；1M)，所述主光源(4 ；124)朝着发送栅格(25;125)发射，以及-至少一个光学元件(26. 2 ； 126)被布置在支承衬底(23. 1 ；123. 1)的下侧上。
6.根据权利要求5所述的位置测量设备，其特征在于，至少一个其他的光学元件 (26. 1)在支承衬底(23. 1)的上侧上被布置在未被发送栅格(25)占据的区域中。
7.根据权利要求4所述的位置测量设备，其特征在于，-支承衬底(223. 1)以限定的距离被布置在检测器装置(222. 1，222.2)之上，-主光源(224 )被布置在检测器装置(222.1,222.2)与支承衬底(223. 1)之间并且朝着支承衬底(223. 1)发射，-发送栅格(225)被布置在支承衬底(223. 1)的下侧上，以及-至少一个光学元件(2 . 2)被布置在支承衬底(223. 1)的上侧上。
8.根据权利要求7所述的位置测量设备，其特征在于，至少一个其他的光学元件 (226. 2)在支承元件(223. 1)的下侧上被布置在未被发送栅格占据(225)的区域中。
9.根据权利要求2所述的位置测量设备，其特征在于，光学元件(1 ；26. 1,26. 2 ； 226. 1,226. 2)被构造为折射光学元件或者被构造为衍射光学元件。
10.根据权利要求4和9所述的位置测量设备，其特征在于，光学元件(26.1,26.2； 226. 1,226. 2)被构造为支承衬底(23. 1 ；223. 1)的上侧和/或下侧上的栅格结构。
11.根据权利要求2所述的位置测量设备，其特征在于，在检测平面(D)的未放置检测器装置(22. 1,22.2 ；222. 1，222. 2)的中央区域中，将发送栅格(25 ；125 ；225)成像到在检测平面(D)中的周期布置的点光源(27 ；127 ；227)中。
12.根据权利要求1所述的位置测量设备，其特征在于，-反射实物量具(10 ；210)包括在测量方向(χ)上延伸的周期的增量刻度， -发送栅格(25 ；125 ；225)被构造为周期的栅格，以及-并且在检测平面(D)中的周期布置的点光源(27 ；127 ；227)具有对应于增量刻度的周期性(TPm)的两倍的周期性(TPpm)。
13.根据权利要求1所述的位置测量设备，其特征在于，-反射实物量具(10 ；210)包括在测量方向(X)上延伸的周期的增量刻度，-发送栅格(25 ；125 ；225)被构造为周期的栅格，以及-发送栅格(25 ；125 ；225)的周期性根据Ρ5ο=2·Ρ /β来选择，其中，Pse:=发送栅格的周期性，Pm:=增量刻度的周期性，β :=光学元件的成像比例。
14.根据权利要求1所述的位置测量设备，其特征在于，-在扫描单元中在检测器装置之上布置有光学模块(333)，该光学模块(333)包括透明的支承衬底(333. 1)，-在支承衬底(333. 1)的上侧上布置有主光源(334)，该主光源(334)朝着检测器装置发射，以及-在检测平面(D)中布置有周期的反射栅格(335)，通过所述周期的反射栅格(335)构造周期布置的点光源。
15.根据上述权利要求中的至少一项所述的位置测量设备，其特征在于，主光源(24； 124 ；224 ；334)被构造为在空间上伸展的光源。
全文摘要
本发明涉及一种位置测量设备，所述位置测量设备适于检测扫描单元以及对此在至少一个测量方向上可移动的反射实物量具的相对位置。扫描单元包括主光源以及在检测平面中的至少一个检测器装置。在检测平面中，可由主光源产生点光源的周期布置。主光源被布置在检测平面之上。
文档编号G01D5/347GK102341676SQ201080010169
公开日2012年2月1日 申请日期2010年2月3日 优先权日2009年3月2日
发明者本纳 U. 申请人:约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司