[發(fā)明專利]光學(xué)位置測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210149285.6
• 申請(qǐng)日: 2012-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN102788553A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米夏埃爾·赫爾曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 約翰尼斯海登海恩博士股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00;G01D5/347;G01D5/38;G01D5/36
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳孟秋;李慧

1.一種用于檢測(cè)兩個(gè)能彼此相對(duì)地在至少一個(gè)測(cè)量方向（x）上運(yùn)動(dòng)的對(duì)象的位置的光學(xué)位置測(cè)量裝置，所述光學(xué)位置測(cè)量裝置具有：

-量具（10），所述量具與所述兩個(gè)對(duì)象中的一個(gè)對(duì)象連接，并且所述量具包括在測(cè)量方向（x）上延伸的增量刻度（12）以及在基準(zhǔn)位置（X_REF）上的至少一個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記（11），其中，所述基準(zhǔn)標(biāo)記（11）具有兩個(gè)相對(duì)于基準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)稱軸（RS）鏡面對(duì)稱地布置的基準(zhǔn)標(biāo)記分區(qū)（11_A，11_B），所述基準(zhǔn)標(biāo)記分區(qū)分別由具有部分可變的刻度周期的、在測(cè)量方向（x）上延伸的光柵結(jié)構(gòu)組成，

-掃描單元（20），所述掃描單元與所述兩個(gè)對(duì)象中的另一個(gè)對(duì)象連接，并且所述掃描單元包括發(fā)散照射的光源（21）、一個(gè)或者多個(gè)光柵（23）、以及基準(zhǔn)信號(hào)探測(cè)器布置（22；22’；122），其中

-所述基準(zhǔn)信號(hào)探測(cè)器布置（22；22’；122）具有至少四個(gè)分別具有多個(gè)探測(cè)器元件（22a-22d；22a’-22d’；122a-122d）的探測(cè)器陣列（22.1-22.4；22.1’-22.4’；122.1-122.4），并且這樣設(shè)計(jì)并布置所述探測(cè)器陣列（22.1-22.4；22.1’-22.4’；122.1-122.4），即，

-通過由所述基準(zhǔn)信號(hào)探測(cè)器布置（22；22’；122）對(duì)所述基準(zhǔn)標(biāo)記（11）進(jìn)行掃描得到分別具有反相的信號(hào)變化過程的第一對(duì)和第二對(duì)分基準(zhǔn)信號(hào)（S1_T，S1_GT，S2_T，S2_GT），并

且所述第一對(duì)分基準(zhǔn)信號(hào)（S1_T，S1_GT）沿著測(cè)量方向（x）相對(duì)于所述第二對(duì)分基準(zhǔn)信號(hào)（S2_T，S2_GT）偏移一個(gè)偏移量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)位置測(cè)量裝置，其中

-這樣布置所述第一和第二探測(cè)器陣列（22.1，22.4；22.1’，22.4’；122.1，122.4）的所述探測(cè)器元件（22a，22b；22a’，22b’；122a，122b），即，從第一探測(cè)器對(duì)稱軸（DS1）出發(fā)，在測(cè)量方向（x）上、在相鄰的所述探測(cè)器元件（22a，22b；22a’，22b’；122a，122b）之間的中心間距發(fā)生變化的方向與從所述基準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)稱軸（RS）出發(fā)，在所述基準(zhǔn)標(biāo)記分區(qū)（11_A，11_B）中的所述光柵結(jié)構(gòu)的所述刻度周期發(fā)生變化的方向一樣，并且

-這樣布置所述第三和第四探測(cè)器陣列（22.2，22.3；22.2’，22.3’；122.2，122.3）的所述探測(cè)器元件（22c，22d；22c’，22d’；122c，122d），即，從第二探測(cè)器對(duì)稱軸（DS2）出發(fā)，在測(cè)量方向（x）上、在相鄰的所述探測(cè)器元件（22c，22d；22c’，22d’；122c，122d）之間的中心間距發(fā)生變化的方向與從所述基準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)稱軸（RS）出發(fā)，在所述基準(zhǔn)標(biāo)記分區(qū)（11_A，11_B）中的所述光柵結(jié)構(gòu)的所述刻度周期發(fā)生變化的方向一樣。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)位置測(cè)量裝置，其中，所述第二探測(cè)器對(duì)稱軸（DS2）布置成相對(duì)于所述第一探測(cè)器對(duì)稱軸（DS1）偏移一個(gè)量（△DS），所述量等于在所述第一對(duì)和第二對(duì)分基準(zhǔn)信號(hào)（S1_T，S1_GT，S2_T，S2_GT）之間的偏移量的兩倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)位置測(cè)量裝置，具有用于產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)?（S_A）的裝置，通過對(duì)所述量具（10）上的所述基準(zhǔn)標(biāo)記（11）進(jìn)行光學(xué)掃描得到所述補(bǔ)償信號(hào)，其中，所述補(bǔ)償信號(hào)（S_A）用于在將所述分基準(zhǔn)信號(hào)（S1_T，S1_GT，S2_T，S2_GT）進(jìn)一步處理成為基準(zhǔn)信號(hào)（Rl）時(shí)調(diào)節(jié)一個(gè)或者多個(gè)觸發(fā)信號(hào)（TS1，TS2，TS3）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)位置測(cè)量裝置，其中，在所述探測(cè)器陣列（22.1-22.4；22.1’-22.4’）的所述探測(cè)器元件（22a-22d；22a’-22d’）之間布置直流光探測(cè)器元件（22e；22e’），作為用于產(chǎn)生所述補(bǔ)償信號(hào)（S_A）的裝置。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)位置測(cè)量裝置，其中，用于將所述探測(cè)器陣列（122.1-122.4）的所有分基準(zhǔn)信號(hào)（S1_T，S1_GT，S2_T，S2_GT）相加的加法元件（136）用作為產(chǎn)生所述補(bǔ)償信號(hào)（S_A）的裝置。