[发明专利]光学测位装置

权利要求书

1.一种光学测位装置，用于测量两个能沿测量方向（X）相对彼此移动的对象的相对位置，所述光学测位装置具有测量刻度（10、100）和能相对于测量刻度（10、100）沿测量方向（X）移动的扫描装置（2），其中所述扫描装置（2）被构造用于使具有沿测量方向（X）交替的亮区域和暗区域的光图案（M）以光图案周期（P_M）扭曲到所述测量刻度（10、100）上，其中所述测量刻度（10、100）具有测量刻度周期（P_T），所述测量刻度周期与所述光图案周期（P_M）稍微有偏差，使得通过所述光图案（M）与所述测量刻度（10、100）的共同作用来产生游标图案（V），所述游标图案具有亮区域和暗区域，其中所述游标图案（V）的亮区域和暗区域由探测装置（21）来扫描，

其特征在于，

所述测量刻度（10、100）是相位光栅，所述相位光栅的隔片间隙比与1:1有偏差，而且所述相位光栅的在隔片（S）与间隙（L）之间的相位偏移被构造为使得第零级衍射级被抑制，其中所述隔片间隙比指的是宽度，而且其中所述测位装置被构造为使得在射入的光图案（M）的亮区域的第零级衍射级被抑制的位置（P0）上，至少一个更高的衍射级被偏转并且在所述探测装置（21）上射到所述游标图案（V）的亮区域中的一个上，

其中测量刻度周期（PT）的隔片（S）分别比间隙（L）更宽，而且所述隔片（S）比所述光图案（M）的亮区域更宽，或者

其中测量刻度周期（PT）的间隙（L）分别比隔片（S）更宽，而且所述间隙（L）比所述光图案（M）的亮区域更宽。

2.根据权利要求1所述的光学测位装置，其中

测量刻度周期（P_T）的隔片（S）分别比所述测量刻度周期（P_T）的间隙（L）更宽，而所述测量刻度周期（P_T）的间隙（L）的宽度（B_L）为所述光图案周期（P_M）的50%，或者其中

所述间隙（L）分别比所述相位光栅的隔片（S）更宽，而所述隔片（S）的宽度（B_S）为所述光图案周期（P_M）的50%。

3.根据权利要求1或2所述的光学测位装置，其中所述相位光栅的隔片间隙比或者间隙隔片比为1:3。

4.根据权利要求1或2所述的光学测位装置，其中所述相位光栅的相位偏移是λ/2，其中λ是所述光图案（M）的波长。

5.根据权利要求1或2所述的光学测位装置，其中所述扫描装置（2）具有发射装置（23、24）和第二光栅（22），其中所述发射装置（23、24）被构造用于产生经准直的光束，所述经准直的光束对准所述第二光栅（22）而且所述经准直的光束通过与所述第二光栅（22）的共同作用来产生所述光图案（M）。

6.根据权利要求5所述的光学测位装置，其中为了产生所述光图案（M），所述第二光栅（22）的隔片间隙比为1:1。

7.根据权利要求5所述的光学测位装置，其中为了产生所述光图案（M），所述第二光栅（22）是振幅光栅或者是相位光栅。

8.根据权利要求1或2所述的光学测位装置，其中所述探测装置（21）包括多个探测器（211、212、213、214、215），用于扫描所述游标图案（V）并且用于产生K个相对彼此相位移动了360°/K的扫描信号，其中针对相邻的探测器（211、212、213、214、215）的中心距X_K适用：

X_K = P_V/K，其中

1/P_V = |1/P_T - 1/P_M|

P_V = 游标周期

P_T = 测量刻度周期

P_M = 光图案周期。

9.根据权利要求8所述的光学测位装置，其中所述探测装置（21）的如下多个探测器（211、215）分别彼此连接，用来形成合成的总扫描信号，所述多个探测器在扫描所述游标图案（V）时分别提供相位相同的扫描信号。