EP0509979A2

Photo-electronic position-measuring device.

Abstract

In a photoelectric position measuring device, the relative adjustment of a scanning grating (5) designed as a phase grating compared to a scale (6) designed as a reflecting phase grating is detected, light emitted by at least one light source (1, 2) on the scanning grating (5), during the reflection on the scale (6) and finally again on the scanning grating (5) and only groups with a specific diffraction order are detected from the resulting interference image by means of photo receivers (9 to 12) and in themselves during the relative adjustment of the scanning grating (5) and scale ( 6) periodically changing, phase-shifted measurement signals are converted. The scale (6) has two graduation tracks (7, 8) running next to each other, offset by 1/8 of the grating constant, the scanning grating (5) is common to both graduation tracks and there are two photo receivers (7 and 8) for each graduation track ( 9, 10 or 11, 12) for receiving the interference of the beams diffracted in this direction in order to generate signals which are in particular phase-shifted by 180 °, which pairs (9, 11 or 10, 12) have a phase shift of 90 ° because of the offset of the graduation tracks of the scale (6).

EP0509979A2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 9

Term

Term ended

Projected expiry passed 3 April 2012, 14.5 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Projected expiry
  5. Today

8 claims: 1 independent, 7 dependent

  1. 1
    Photoelektrische Positionsmeßeinrichtung, bei der die Relativverstellung eines als Phasengitter ausgebildeten Abtastgitters (5) gegenüber einem als reflektierendes Phasengitter ausgebildeten Maßstabs (6) erfaßt wird, wobei von wenigstens einer Lichtquelle (1, 2) ausgesandtes licht am Abtastgitter (5), bei der Reflexion am Maßstab (6) und schließlich wieder am Abtastgitter (5) gebeugt wird und aus dem entstehenden Interferenzbild nur Gruppen mit bestimmter Beugungsordnung über Photoempfänger (9 bis 12) erfaßt und in sich bei der Relativverstellung von Abtastgitter (5) und Maßstab (6) periodisch ändernde, gegeneinander phasenverschobene Meßsignale umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Maßstab (6, 6a) zwei nebeneinander verlaufende, um 1/8 der Gitterkonstante versetzte Teilungsspuren (7, 8) aufweist, das Abtastgitter (5) für beide Teilungsspuren gemeinsam ist und für jede Teilungsspur (7 bzw. 8) zwei Photoempfänger (9, 10 bzw. 11, 12) zum Empfang der Interferenz der in dieser Richtung gebeugten Strahlenbündel zur Erzeugung von insbesondere um 180° phasenverschobenen Signalen vorgesehen sind, die paarweise (9, 11 bzw. 10, 12) mit den aus der anderen Teilungsspur gewonnenen Signalen wegen des Versatzes der Teilungsspuren des Maßstabes (6, 6a) einen Phasenversatz von 90° aufweisen.
  2. 2
    Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die beiden Teilungsspuren (7, 8) gesonderte Lichtquellen (1, 2) vorgesehen sind.
  3. 3
    Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Lichtquelle (1) und optische Leiteinrichtungen (17, 18, 19, 20, 21, 22) zur Aufteilung des von dieser Lichtquelle ausgesandten Lichtes auf die den beiden Teilungsspuren (7, 8) des Maßstabes (6) zugeordneten Abtastgitterbereiche und Photoempfänger (9 - 12) vorgesehen sind.
  4. 4
    Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Leiteinrichtung ein den Lichtstrahl einer Lichtquelle (1) quer zur Maßstablängsrichtung auffächerndes Beugungsgitter (17) aufweist.
  5. 5
    Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Abtastgitter (5) an der zur Lichtquelle (1) weisenden Seite das Licht der Lichtquelle auf die Teilungsspuren aufteilende Leitprismen (19, 20) vorgesehen sind.
  6. 6
    Positionsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine über den Strahlengang von der Lichtquelle (1) zu den Phasengittern (5, 7, 8) und auch die Strahlenbündel für die ausgewählte Ordnung des Interferenzbildes reichende Kondensorlinsenanordnung (18, 21, 22) vorgesehen ist.
  7. 7
    Positionsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die beiden Maßstabteilungsspuren (7, 8) gesonderte dem Abtastgitter (5) vorgeordnete Kondensorlinsen (21, 22) vorgesehen sind.
  8. 8
    Positionsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der reflektierende Maßstab (6) durch einen transparenten Maßstab (6a) und eine das durch Abtastgitter (5) und Durchtritt durch die Maßstabspuren (7, 8) gebeugte Licht unter weiterer Beugung durch Maßstab (6a) und Abtastgitter (5) zu den Empfängern (9 - 12) reflektierendes, optisches Umleitprisma (23) ersetzt ist