用于位置確定的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于沿著垂直的測量方向進(jìn)行位 置確定的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 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(wù)， 其中僅僅或可能此外還需要確定該些物體在與其垂直的垂直測量方向上的距離。為了沿著 該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 203 211. 0中申請人所提及。由該公布已知的裝置提供輸出側(cè)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。
[0003] 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H實(shí)施例中 提出產(chǎn)生用于增量測量的絕對參考的可能性。為此，由光源發(fā)射的射線束首先通過準(zhǔn)直光 學(xué)元件、分束器、相位板和聚焦光學(xué)元件抵達(dá)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(zhuǎn)向到光柵方向上。設(shè)計為反射光柵的光柵將射線束最終對準(zhǔn)在檢測器 布置上，該檢測器布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，檢測器布置檢測出信號，該信號取決于測量反射器的 位置，并可從其中產(chǎn)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 信號可與該樣確定的參考位置相關(guān)聯(lián)，使得可實(shí)現(xiàn)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。
[0004] 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(biāo)稱位置的 傾斜的情況下，在位置確定時可產(chǎn)生誤差。該是因?yàn)樵谘卮怪钡臏y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(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明W所述問題為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)一種用于沿垂直的測量方向進(jìn)行高度精確位置確 定的裝置，其對于測量反射器關(guān)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(yīng)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。
[0006] 該個任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過具有權(quán)利要求1的特征的裝置來解決。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的裝置的有利實(shí)施方案將由從屬權(quán)利要求中的手段而獲悉。
[0008] 根據(jù)本發(fā)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布置，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(fā)射的射線束碰上檢測器布置，W使得在測量反射器沿 測量方向的移動的情況下產(chǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)向單元，該轉(zhuǎn)向單元如此設(shè)計：在第一反射后由測量反射器傾斜導(dǎo)致的射線 束的福射方向偏差在第二反射后補(bǔ)償。
[0009] 在此有利地轉(zhuǎn)向單元包括一個或多個光學(xué)元件并且設(shè)計成，相對于不傾斜的測量 反射器上的法線在角度0下第一次射入的射線束在測量反射器關(guān)于傾斜軸W角度a傾斜 的情況下在通過轉(zhuǎn)向單元之后相對于不傾斜的測量反射器上的法線（腳在角度0 -2a下 第二次射入測量反射器。
[0010] 可W規(guī)定，轉(zhuǎn)向單元包括一個或多個光學(xué)元件，其 -對射入測量反射器的發(fā)散的射線束給予會聚的光學(xué)效果或 -對射入測量反射器的會聚的射線束給予發(fā)散的光學(xué)效果。
[0011] 對此可能的是，至少一個光學(xué)元件設(shè)計為折射或衍射光學(xué)部件。
[0012] 此外作為衍射光學(xué)部件的轉(zhuǎn)向單元可包括第一和第二轉(zhuǎn)向光柵。
[0013] 可能的是，轉(zhuǎn)向單元包括一個或多個光學(xué)元件并設(shè)計成，在射入面中實(shí)現(xiàn)第一次 射入測量反射器的射線束到在第二反射之后從測量反射器離開傳播的射線束的鏡像對稱 的投影。
[0014] 有利地，沿著光源和轉(zhuǎn)向單元之間的射線束的光路布置第一透射光柵并且在轉(zhuǎn)向 單元和檢測器布置之間布置第二透射光柵。
[0015] 對此可W規(guī)定，兩個透射光柵，轉(zhuǎn)向單元和所述測量反射器如此相對彼此布置，使 得射線束在第一和第二透射光柵的通過之間在兩個碰撞位置上施加到測量反射器，碰撞位 置沿著第一方向（X)彼此間隔，第一方向平行于射線束的射入方向定向到第一透射光柵 (14 ;114 ;214)。
[0016] 此外可能的是，光源，透射光柵，轉(zhuǎn)向單元和檢測器布置布置在探測單元中，探測 單元布置成可相對于測量反射器沿著測量方向移動。
[0017] 此外探測單元中透射光柵可布置在正交于測量反射器定向的載體部件上，其中 -第一透射光柵布置在第一載體部件上， -第二透射光柵布置在第二載體部件上W及 -兩個轉(zhuǎn)向光柵布置在透明的第H載體部件的相反側(cè)上，第H載體部件設(shè)計成板狀的 并且布置在第一和第二載體部件之間。
[001引還有可能的是： -從光源發(fā)射的射線束通過第一透射光柵第一次轉(zhuǎn)向到測量反射器的方向， -在測量反射器上實(shí)現(xiàn)射線束到轉(zhuǎn)向單元的方向的反射， -通過轉(zhuǎn)向單元所述射線束第二次轉(zhuǎn)向到測量反射器的方向， -在測量反射器上實(shí)現(xiàn)射線束到第二透射光柵的方向的反射W及 -通過第二透射光柵實(shí)現(xiàn)射線束到檢測器布置的方向的轉(zhuǎn)向。
[001引對此可W規(guī)定： -第一透射光柵還設(shè)計成，使得射入第一透射光柵對準(zhǔn)的射線束轉(zhuǎn)變成在通過第一方 向和測量方向展開的XZ平面中發(fā)散的射線束，W及 -第一轉(zhuǎn)向光柵還設(shè)計成，使得射入第一轉(zhuǎn)向光柵的射線束 -在XZ平面中對準(zhǔn)， -在通過第一方向和與第一方向垂直的第二方向展開的xy平面中經(jīng)歷偏轉(zhuǎn)并且 -在xy平面中聚焦在線形的焦點(diǎn)上，焦點(diǎn)中也地在轉(zhuǎn)向單元中位于第一和第二轉(zhuǎn)向光 柵之間并且平行于測量方向延展并且 -第二轉(zhuǎn)向光柵還設(shè)計成，射入第二轉(zhuǎn)向光柵的射線束 -在XZ平面中經(jīng)歷偏轉(zhuǎn)， -在XZ平面中轉(zhuǎn)變成會聚的射線束，W及 -在xy平面中對準(zhǔn)， -第二透射光柵還設(shè)計成，射入第二透射光柵的射線束的中間的福射方向平行于透射 光柵上的法線對齊。
[0020] 此外可能的是： -第一透射光柵還設(shè)計成，使得射入第一透射光柵對準(zhǔn)的射線束在通過第一方向和測 量方向展開的XZ平面中使光源投影到第一像點(diǎn)，第一像點(diǎn)位于第一透射光柵和測量反射 器之間，使得在XZ平面中發(fā)散的射線束射入第一轉(zhuǎn)向光柵， -第一轉(zhuǎn)向光柵還設(shè)計成，使得射入第一轉(zhuǎn)向光柵的射線束 -在XZ平面中對準(zhǔn)， -在通過第一方向和與第一方向垂直的第二方向展開的xy平面中經(jīng)歷偏轉(zhuǎn)W及 -在xy平面中聚焦在線形的焦點(diǎn)上，焦點(diǎn)中也地在轉(zhuǎn)向單元中位于第一和第二轉(zhuǎn)向光 柵之間和平行于測量方向延展并且 -第二轉(zhuǎn)向光柵還設(shè)計成，使得射入第二轉(zhuǎn)向光柵的射線束 -在XZ平面中經(jīng)歷偏轉(zhuǎn)， -在XZ平面中光源投影到測量反射器和第二透射光柵之間的第二像點(diǎn)，使得XZ平面中 發(fā)散的射線束射入第二透射光柵并且 -在xy平面中對準(zhǔn)， -第二透射光柵還設(shè)計成，使得通過其實(shí)現(xiàn)在檢測器布置的檢測面中第二像點(diǎn)的投影。
[0021] 可能的是，第一透射光柵設(shè)計成，使得通過其實(shí)現(xiàn)參考射線束的分離，使參考射線 束在第二透射光柵上與兩次對測量反射器施加的射線束進(jìn)行干涉的疊加。
[0022] 透射光柵和/或轉(zhuǎn)向光柵可W設(shè)計成閃耀（geblazte)光柵。
[0023] 作為根據(jù)本發(fā)明的解決方案的決定性的優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)生相對測量反射器關(guān)于至少一個 傾斜軸的傾斜的高不靈敏性。在位置確定時或者在產(chǎn)生參考信號時因此可W可靠地避免錯 誤。此外可W通過其他措施確保，也保證了關(guān)于圍繞其他傾斜軸的傾斜的位置確定的不靈 敏性。
[0024] 根據(jù)按照本發(fā)明的裝置的實(shí)施例的下面描述連同附圖解釋本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)和 優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】 [00幼 其示出 圖la示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一實(shí)施例的示意性第一截面圖； 圖化示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一實(shí)施例的示意性第二截面圖； 圖Ic示出用于解釋根據(jù)本發(fā)明的裝置的決定性的組件的示意性部分-光路-表示； 圖2a-2c分別示出具有其上布置的透射光柵的第一實(shí)施例的載體部件上的俯視圖； 圖3示出用于產(chǎn)生第一實(shí)施例的參考信號的檢測器部件包括下屬的電路布置； 圖4a-4e示出用于解釋具有圖3的電路布置的第一實(shí)施例中參考信號產(chǎn)生的不同信號 表不； 圖5a示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施例的示意性第一截面圖； 圖化示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施例的示意性第二截面圖； 圖6示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第H實(shí)施例的示意性截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 根據(jù)la-lc，2a-2c，3 W及4a-4c下面相同地詳細(xì)描述用于位置確定的根據(jù)本發(fā)明 的裝置的第一實(shí)施例W及各個基本方面。圖la和化分別W不同視圖示出該個實(shí)施例的光 路的示意性表示，圖Ic示出用于解釋確定幾何形狀的關(guān)聯(lián)的示意性部分光路表示并且圖 2a-2c分別示出具有在其上布置的透射光柵的該個裝置的載體部件上的俯視圖。在圖3中 用于產(chǎn)生參考信號Sc的電路布置與上面圖的裝置一起表示，在圖4a-4c中示出用于解釋參 考信號產(chǎn)生的不同信號表示。
[0027] 出于更清楚的原因而在圖中未分別示出用于干擾地產(chǎn)生增量的距離信號的光路， 如其在開始已提及的DE102013203211.0中申請人提出的一樣。因此在下面僅僅解釋根據(jù) 本發(fā)明產(chǎn)生參考信號Sc。然后該可現(xiàn)有技術(shù)和方式用高分辨率的增量距離信號結(jié)算， 其根據(jù) DE102013203211. 0 產(chǎn)生。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明覺的裝置包括平的測量反射器1 W及在示出的實(shí)施例中布置在示意 性表明的探測單元10中的一系列其他組件11-19. 3。平的測量反射器1在平面上沿著第 一方向X和第二，與其垂直的方向y延展。接著該個平面還稱為測量反射器的布置平面或 xy平面。xy平面在圖la中垂直于圖表平面（即垂直于XZ平面）定向；在圖化中測量反 射器1的布置平面平行于圖表平面巧P平行于xy平面）定向。
[0029] 在表示的實(shí)施例中光源11，準(zhǔn)直儀光學(xué)元件12,玻璃板13,檢測器布置18 W及其 上布置兩個透射光柵14,17 W及具有定義的