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Europäisches Patentamt

OPTICAL POSITION MEASURING DEVICE | DISPOSITIF DE MESURE DE POSITION OPTIQUE | OPTISCHE POSITIONSMESSEINRICHTUNG

Patentnummer:EP2356405B1
IPC Hauptklasse:G01D000538
Anmelder:Dr. Johannes Heidenhain GmbH (0)
83301, Traunreut, DE
Erfinder:Holzapfel, Wolfgang (0)
Obing, DE
Reichhuber, Siegfried (0)
83371, Stein, DE
Stepputat, Michael (0)
Traunstein, DE
Anmeldung:13.10.09
Offenlegung:07.11.08
Patenterteilung:11.10.17

Abstract / Hauptanspruch
Es wird eine optische Positionsmesseinrichtung zur Erfassung der Relativposition von zwei zueinander beweglichen Objekten angegeben, bestehend aus einer Abtasteinheit und einer Reflexions-Maßverkörperung, die jeweils mit den Objekten verbunden sind. Relative Positionsinformationen resultieren aus der interferierenden Überlagerung mindestens zweier Mess-Teilstrahlenbündel mit mindestens einem Referenz-Teilstrahlenbündel. Hierzu umfasst die Abtasteinheit verschiedene optische Komponenten. Diese sind derart angeordnet, dass ein einfallendes Strahlenbündel in der Abtasteinheit eine Aufspaltung in mindestens ein Mess-Strahlenbündel oder in mindestens zwei Mess-Teilstrahlenbündel sowie in mindestens ein Referenz-Teilstrahlenbündel erfährt. Das mindestens eine Mess-Strahlenbündel oder die mindestens zwei Mess-Teilstrahlenbündel beaufschlagen die Reflexions-Maßverkörperung und erfahren dort eine Aufspaltung, so dass mindestens zwei Mess-Teilstrahlenbündel in Richtung Abtasteinheit zurückreflektiert und jeweils mit einem Referenz-Teilstrahlenbündel zur interferierenden Überlagerung gebracht werden. Das mindestens eine Referenz-Teilstrahlenbündel beaufschlagt nicht die Reflexions-Maßverkörperung. Die überlagerten Mess-Teilstrahlenbündel und Referenz-Teilstrahlenbündel werden einer Detektoranordnung zugeführt, über die verschiebungsabhängige Abtastsignale erfassbar sind, aus denen Positionsinformationen bezüglich mindestens einer lateralen und einer vertikalen Verschiebungsrichtung der Objekte ableitbar sind. Zur Aufspaltung in mindestens ein Mess-Strahlenbündel oder in mindestens zwei Mess-Teilstrahlenbündel sowie in mindestens ein Referenz-Teilstrahlenbündel ist in der Abtasteinheit mindestens ein Aufspalt-Gitter angeordnet.

L'invention concerne un dispositif de mesure de position optique pour détecter la position relative de deux objets mobiles l'un par rapport à l'autre, composé d'une unité de balayage et d'un étalon de réflexion, respectivement reliés aux objets. Des informations de position relatives résultent de la superposition avec interférence d'au moins deux faisceaux partiels de mesure avec au moins un faisceau partiel de référence. A cet effet, l'unité de balayage comporte divers composants optiques disposés de telle manière qu'un faisceau incident dans l'unité de balayage est divisé en au moins un faisceau de mesure ou en au moins deux faisceaux partiels de mesure et en au moins un faisceau partiel de référence. Le ou les faisceaux de mesure ou les faisceaux partiels de mesure frappent l'étalon de réflexion et sont alors divisés de telle manière qu'au moins deux faisceaux partiels de mesure sont réfléchis vers l'unité de balayage et sont amenés en superposition avec interférence avec un faisceau partiel de référence respectif. Le faisceau partiel de référence ne frappe pas l'étalon de réflexion. Les faisceaux partiels de mesure et les faisceaux partiels de référence superposés sont acheminés vers un dispositif de détection permettant de détecter des signaux de balayage dépendants du décalage, fournissant des informations de position concernant au moins une direction de décalage latérale et une direction de décalage verticale des objets. L'unité de balayage contient au moins une grille de division pour la division en au moins un faisceau de mesure ou en au moins deux faisceaux partiels de mesure et en au moins un faisceau partiel de référence.

The invention relates to an optical position measuring device for detecting the relative position of two objects that can move relative to each other, comprising a scanning unit and a reflection measurement body, each connected to the objects. Relative position information results from the interfering superposition of at least two partial beam measurement bundles and at least one reference partial beam bundle. To this end, the scanning unit comprises various optical components. Said components are disposed such that an impinging beam bundle is split into at least one measurement beam bundle or into at least two partial measurement beam bundles and into at least one partial reference beam bundle in the scanning unit. The at least one measurement beam bundle or the at least two partial measurement beam bundles act on the reflection measurement body and are split there so that at least two partial measurement beam bundles are reflected back in the direction of the scanning unit and each are brought into interfering superposition with a partial reference beam bundle. The at least one partial reference beam bundle does not act on the reflection measurement body. The superimposed partial measurement beam bundles and partial reference beam bundle are fed into a detector arrangement, by means of which the displacement-dependent scanned signals can be detected, from which position information can be derived regarding at least one lateral and one vertical displacement direction of the object. At least one splitting grating is disposed in the scanning unit for splitting into at least one measurement beam bundle or into at least two partial measurement beam bundles and into at least one partial reference beam bundle.

EP2356405B1


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