[發明專利]用于位置確定的裝置

有效

• 申請號: 201410590059.0
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104567687B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: W.胡貝爾;W.霍爾茨阿普費爾;R.耶格爾
• 申請（專利權）人: 約翰內斯·海德漢博士有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B9/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐予紅;劉春元

本發明涉及用于位置確定的裝置，具有光源，至少沿著測量方向可移動的平的測量反射器（其中測量方向關于測量反射器垂直定向）以及檢測器布置。至少一個從光源發射的射線束在施加測量反射器之后碰撞到檢測器布置上，使得測量反射器沿著測量方向運動的情況下產生至少一個信號，該信號依賴于測量反射器的位置并且從該信號可以產生定義的參考位置上的參考信號。射線束對測量反射器施加兩次并且測量反射器的施加之間通過轉向單元，該轉向單元設計成，使得由測量反射器傾斜在第一反射之后產生的輻射方向偏差在第二反射之后補償。

技術領域

本發明涉及一種用于沿著垂直的測量方向進行位置確定的裝置。

背景技術

除了檢測兩個相對移動的物體在橫向方向上的位置變化之外，還存在測量任務，其中僅僅或可能此外還需要確定這些物體在與其垂直的垂直測量方向上的距離。為了沿著這樣的測量方向的高度精確測量而提供用于干涉距離測量的裝置，例如在DE 10 2013 203211.0中申請人所提及。由該公布已知的裝置提供輸出側的高分辨率相移的增量信號，通過該增量信號可檢測出所述的距離變化。

此外由EP 2 587 212 A2已知相似的裝置。此處也在參照圖7-9的第三實施例中提出產生用于增量測量的絕對參考的可能性。為此，由光源發射的射線束首先通過準直光學元件、分束器、相位板和聚焦光學元件抵達到沿測量方向移動的測量反射器上。由該測量反射器使該射線束轉向到光柵方向上。設計為反射光柵的光柵將射線束最終對準在檢測器裝置上，該檢測器裝置由兩個相鄰布置并有差別地相互連接的檢測器元件組成。在測量反射器沿測量方向上的移動的情況下，檢測器裝置檢測出信號，該信號取決于測量反射器的位置，并可從其中產生沿測量方向的在定義的參考位置上的參考信號。隨后高分辨率增量信號可與這樣確定的參考位置相關聯，使得可實現沿垂直的測量方向上的測量反射器的位置的精確絕對確定。

然而，由EP 2 587 212 A2已知的裝置不利的是：在測量反射器從其標稱位置的傾斜的情況下，在位置確定時可產生誤差。這是因為在沿垂直的測量方向上的距離變化的情況下變化的信號相位也隨傾斜角度而線性變化。

發明內容

本發明以所述問題為基礎，實現一種用于沿垂直的測量方向進行高度精確位置確定的裝置，其對于測量反射器關于至少一個傾斜軸的傾斜是盡可能不敏感的。尤其是，沿測量方向待確定的參考位置應盡可能僅取決于垂直距離，而不取決于測量反射器可能的傾斜。

這個任務根據本發明通過如下所述的裝置來解決。

根據本發明的裝置的有利實施方案將由下文而獲悉。

根據本發明的用于位置確定的裝置包含光源、平的測量反射器和檢測器裝置，所述測量反射器至少可沿測量方向移動，其中將測量方向定向成相對于測量反射器垂直。在施加測量反射器后至少一個由光源發射的射線束碰上檢測器裝置，以使得在測量反射器沿測量方向的移動的情況下產生至少一個信號，該信號依賴于測量反射器的位置，并從中可產生在定義的參考位置上的參考信號。射線束施加到測量反射器兩次并在測量反射器的施加之間通過轉向單元，該轉向單元如此設計：在第一反射后由測量反射器傾斜導致的射線束的輻射方向偏差在第二反射后補償。

在此有利地轉向單元包括一個或多個光學元件并且設計成，相對于不傾斜的測量反射器上的法線在角度θ下第一次射入的射線束在測量反射器關于傾斜軸以角度α傾斜的情況下在通過轉向單元之后相對于不傾斜的測量反射器上的法線(N)在角度θ–2α下第二次射入測量反射器。

可以規定，轉向單元包括一個或多個光學元件，其

-對射入測量反射器的發散的射線束給予會聚的光學效果或

-對射入測量反射器的會聚的射線束給予發散的光學效果。

對此可能的是，至少一個光學元件設計為折射或衍射光學部件。

此外作為衍射光學部件的轉向單元可包括第一和第二轉向光柵。