[发明专利]光学长度测量设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量两个物体的相对位置的光学长度测量设备，所述物体被布置为能够至少沿着测量方向彼此相对移动。

背景技术

公知有基于所谓的中心投影扫描原理的光学位置测量设备。对此例如可参阅DE 10 2006 021 017 A1。如果这样的位置测量设备被构造成以入射光运行的长度测量设备，则这些长度测量设备包括计量用具，该计量用具与两个物体之一连接并且具有在测量方向上延伸的反射测量分度。另外，设置有与另一物体连接的扫描单元以用于对测量分度进行光学扫描。该扫描单元包括光学有效的点状光源以及至少一个布置在探测平面中的光学有效的探测器装置，使得从该光源发散式地发射的射束朝向测量分度的方向传播，在该测量分度处经历朝向扫描单元的方向的回射并且然后施加到探测器装置。在探测器装置上产生取决于位移的经调制图案，该图案可以通过该探测器装置被转换成一个或多个取决于位置的扫描信号。

在此，可以在这样的位置测量设备的扫描单元中设置真实光源或一次光源，其中在真实光源与测量分度之间布置有光学有效的元件，所述元件保证：一方面在产生的光学有效的虚光源与测量分度之间的光学有效距离和另一方面在探测器装置与测量分度之间的光学有效距离相等。类似地，还可以在测量分度与真实探测器装置之间的扫描光路中设置合适的光学有效的元件，以便保证期望的间距相等。对此可以明确地参阅从DE 10 2006 021 017A1中公知的措施。除了这样的光学有效的元件以外，在扫描光路中未布置另外的光学元件。

这种类型的光学长度测量设备由于其简单和紧凑的构造而具有特定的优点。但是该光学长度测量设备能够列举出以下缺点，即该长度测量设备相对于扫描单元的可能的俯仰倾斜为相对敏感的；在这种情况下，产生失真的扫描信号。在此，应将俯仰倾斜理解成扫描单元绕俯仰轴的倾斜，该俯仰轴在测量分度平面中或者在与该测量分度平面平行的垂直于测量方向的平面中取向。

发明内容

本发明所基于的任务是，提供一种光学长度测量设备，其基于中心投影扫描原理并且相对于扫描单元的俯仰倾斜为尽可能不敏感的。

根据本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的光学长度测量设备来解决。

根据本发明的光学长度测量设备的有利实施方式由在从属权利要求中提出的措施得出。

现在在根据本发明的光学长度测量设备的情况下规定：将扫面单元布置为在测量方向上被纵向引导并且通过耦合点与拨杆铰接地耦合，所述拨杆与另一物体连接。在此，耦合点的位置被选择为使得在扫描单元围绕耦合点俯仰倾斜的情况下不导致有误的扫描信号。

根据本发明的用于测量被布置为能够至少沿着测量方向彼此移动的两个物体的相对位置的光学长度测量设备由下列各项构成：

－计量用具，其与所述两个物体之一连接，并且包括在测量方向上延伸的测量分度；和

－与另一物体连接的用于对所述测量分度进行光学扫描的扫面单元，其中所述扫描单元包括光学有效的点状光源以及至少一个光学有效的探测器装置，使得从所述光学有效的光源发散地发射的射束在所述测量分度的方向上传播，在所述测量分度处经历朝向所述扫描单元的方向的回射，并且然后落到所述至少一个光学有效的探测器装置上，使得在所述探测器装置上产生取决于位移的经调制的图案，该图案能够通过所述光学有效的探测器装置被转换成一个或多个与位置相关的扫描信号。

所述扫描单元在测量方向上被纵向引导，并且通过耦合点与拨杆铰接地耦合，所述拨杆与另一物体连接。所述耦合点的位置被选择为使得在所述扫描单元围绕所述耦合点俯仰倾斜的情况下不导致有误的扫描信号。

所述耦合点有利地被选择为在垂直于所述测量分度的直线上以距离d位于具有所述光学有效的探测器装置的平面上方，其中距离d根据下式得出：

，其中

d:＝所述耦合点在所述光学有效的探测器装置的平面上方的距离，

I:＝所述光学有效的探测器装置的平面与所述测量分度相距的距离，

a:＝所述光学有效的光源同具有所述光学有效的探测器装置的平面相距的距离与具有所述光学有效的探测器装置的平面同所述测量分度相距的距离之间的比例。

在此，可以选择a＝0并且所述耦合点处于所述光学有效的探测器装置的平面中。

还可以选择a≠0，并且所述耦合点处于所述光学有效的探测器装置的平面上方。

可能的是，所述扫描单元布置在扫描车中，所述扫描车通过引导元件在计量用具处和/或在所述计量用具的壳体处在测量方向上被纵向引导。