光学位置测量设备的制作方法
【专利摘要】光学位置测量设备。根据本发明的光学位置测量设备包括计量用具（1.1），其具有用于增量测量的光栅（G1）以及用于绝对测量的绝对标记（R1）。针对增量测量使用具有波长（λ1）的光，该波长小于用于绝对测量的光的波长（λ2）。
【专利说明】光学位置测量设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光学位置测量设备，其具有计量用具以及在测量方向上可以相对于该计量用具移动的扫描单元。该位置测量设备可以构造为测量线性运动或者旋转运动。
【背景技术】
[0002]增量位置测量设备被证明是可行的，其中计量用具具有周期性增量分度形式的第一光栅，并且扫描单元具有至少一个第二光栅，该第二光栅被布置为与计量用具的光栅相距可预先给定的扫描间距。为了位置测量，给两个光栅施加确定波长的光，并且借助于第一探测器装置从中获得依赖于位置的电扫描信号。
[0003]作为本发明的出发点的这样的位置测量设备例如在DE 33 34 398 Cl中予以了描述。在此，增量位置测量由绝对位置测量来补充。计量用具附加于第一光栅还包含绝对标记，从所述绝对标记中借助于第二探测器装置生成第二电扫描信号，该第二电扫描信号单义地定义测量范围内的绝对位置。
[0004]第一和第二光栅的扫描间距被选择为使得实现尽可能高的调制度以及因此实现高的信号幅度。用于增量位置测量的最优扫描间距处于所谓的塔尔波特(Talbot)平面中。在塔尔波特平面中进行第一光栅的重复的自成像，使得在所述塔尔波特平面中生成周期性的强度分布。在根据DE 33 34 398 Cl的所谓的双光栅发生器的情况下，在塔尔波特平面中产生借助于平面波前 被照射的第一光栅的图像，所述塔尔波特平面与第一光栅具有如下间距Ln:
【权利要求】
1.一种光学位置测量设备，其具有计量用具(1.1，1.2)以及在测量方向(X)上能相对于所述计量用具移动的扫描单元(2.1, 2.2)，其中 一计量用具(1.1，1.2)具有周期性增量分度形式的第一光栅(Gl)并且扫描单元(2.1,2.2)具有至少一个第二光栅(G2)，所述第二光栅(G2)被布置为与第一光栅(Gl)相距扫描间距(A)，其中为了位置确定，两个光栅(G1，G2)被施加第一波长(λ 1，λ3)的光，并且借助于第一探测器装置(5.1，5.2)从中获得第一扫描信号； 一计量用具(1.1，1.2)还具有绝对标记(Rl, R3),其中为了位置确定，绝对标记(Rl，R3)被施加第二波长(λ 2，λ 4)的光，并且借助于第二探测器装置(6.1, 6.2)从中获得第二扫描信号； 一第一波长(λ 1，λ 3)小于第二波长(λ 2，λ 4)。
2.根据权利要求1所述的光学位置测量设备，其中第一探测器装置(5.1, 5.2)和第二探测器装置(6.1,6.2)具有依据波长(λ )的相同的光谱敏感度变化曲线(Ε)，并且第一波长(λ 1，λ 3)和第二波长(λ 2，λ 4)被选择为使得对第二波长(λ 2，λ 4)的光谱敏感度大于对第一波长(λ 1，λ 3)的光谱敏感度。
3.根据权利要求1或2所述的光学位置测量设备，其中第二波长(λ2，λ 4)处于如下范围内: 第二探测器装置(6.1, 6.2)的光谱敏感度的最大值土 50 nm。
4.根据前述权利要求之一所述的光学位置测量设备，其中第一波长(λI)小于520nm。
5.根据权利要求1所述的光学位置测量设备，其中第一探测器装置(5.1)和第二探测器装置(6.1)是在使用非晶硅的情况下构造的。
6.根据权利要求5所述的光学位置测量设备，其中第一波长(λI)处于430 nm至500nm的范围中，并且第二波长(λ 2)处于570 nm 土 50 nm的范围中。
7.根据权利要求1至3之一所述的光学位置测量设备，其中第一探测器装置(5.2)和第二探测器装置(6.2)是在使用晶体硅的情况下构造的，并且第一波长(λ 3)小于700nm并且第二波长(λ 4)处于870 nm 土 50 nm的范围中。
8.根据权利要求1所述的光学位置测量设备，其中第一光栅(Gl)和第二光栅(G2)的照射和构造这样进行，使得在第一光栅(Gl)之后产生塔尔波特效应，其中第二光栅(G2)布置为与第一光栅(Gl)相距与第一塔尔波特间距相对应的扫描间距(A)。
9.根据权利要求1所述的光学位置测量设备，其中为了生成第一波长(λ1，λ 3)的光设置第一光源(3.1，3.2),并且为了生成第二波长(λ 2，λ 4)的光设置第二光源(4.1，4.2)，并且其中第一光源(3.1，3.2)、第二光源(4.1，4.2)、第一探测器装置(5.1，5.2)和第二探测器装置(6.1，6.2)—起布置在透明载体衬底(7.1，7.2)上。
10.根据权利要求9所述的光学位置测量设备，其中第一光源(3.1, 3.2)、第二光源(4.1，4.2)、第一探测器装置(5.1,5.2)和第二探测器装置(6.1,6.2)这样布置在透明载体衬底(7.1, 7.2)的上侧上，使得光源(3.1, 3.2，4.1, 4.2)的发光侧以及探测器装置(5.1,5.2,6.1,6.2)的光敏侧朝向计量用具(1.1, 1.2)的方向定向。
11.根据权利要求1所述的光学位置测量设备，其中给第一探测器装置(5.2)分配滤光器(9)，该滤光器(9)对第二波长(λ4)的光分量是不透明的，并且其中给第二探测器装置(6.2)分配滤光器(10)，该滤光器(10)对第一波长(λ 3)的光分量是不透明的。
【文档编号】G01D5/347GK103837177SQ201310604568
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2012年11月26日
【发明者】M.希梅尔, J.韦齐希, T.于内曼 申请人:约翰内斯·海德汉博士有限公司