[发明专利]光学角度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学角度测量装置。

背景技术

基于干涉扫描原理的高分辨率光学角度测量装置大多对于带有布置其上的测量分度（Messteilung）的分度盘仅具有小的附装公差（Anbautoleranz）。在申请人的DE 10 2010 029 211.7中公开了一种解决该问题的测量装置。通过预先规定地使用后向反射器和波前校正器能够最小化所得的波前失真（Wellenfrontverzerrung），所述波前失真由径向分度的扫描引起并且也构成仅小的附装公差的原因。然而对此所需要的波前校正器原则上可以针对所扫描的测量分度的确定的分度半径或者整个确定的测量应用被优化。因此作为问题得出，光学角度测量装置的相应扫描光学系统因此不能够普遍用于不同的待扫描的分度半径或不能够普遍用于不同的测量应用。

发明内容

本发明的任务是，说明一种具有高分辨率和大附装公差的光学测量装置，其可普遍结合被扫描的测量分度的不同分度半径使用或在不同的测量应用中使用，而对此无需显著地匹配扫描光学系统。

该任务按照本发明通过具有权利要求1所述特征的光学角度测量装置得到解决。

按照本发明的光学角度测量装置的有利实施方案从从属权利要求中的措施得出。

按照本发明的光学角度测量装置用于检测至少一个扫描光栅和带有至少一个测量分度的分度盘之间的相对运动。在此，该扫描光栅构成为线性扫描光栅。该分度盘作为测量分度包括第一和第二组合的径向圆光栅并且具有镜。在扫描光栅处的入射光束首先这样经历分裂成两个分光束。然后，分光束在第一组合的径向圆光栅方向上传播并且在那里受到衍射。衍射的分光束接着在镜方向上传播并且在那里在第二组合的径向圆光栅方向上受到反射。然后，分光束在第二组合的径向圆光栅方向上传播并且在那里受到衍射。最后，衍射的分光束在扫描光栅方向上传播，在此处引起分光束的重叠。

组合的第一和第二径向圆光栅优选使至少一个方位角光学偏转作用与径向的、环形弯曲的圆柱形透镜的光学作用相调和。

在此，第一组合的径向圆光栅能够这样构成，使得除了对分光束的纵向和横向偏转作用外另外引起分光束到镜上的聚焦。

该第二组合的径向圆光栅这样有利地构成，使得除了对分光束的纵向和横向偏转作用外另外引起在扫描光栅方向上传播的分光束的重新准直。

在可能的实施形式中，组合的第一和第二径向圆光栅环形地在分度盘的圆周上布置并且在环圆周上分别具有恒定的方位角光栅周期并且在径向方向上具有变化的径向光栅周期。

该镜优选环形地在分度盘的圆周上布置。

该分度盘由透明的材料组成并且组合的第一和第二径向圆光栅布置在第一侧并且镜布置在相反的第二侧是可能的，所述镜的反射面在第一侧的方向上取向。

在可能的实施形式中，该扫描光栅构成为反射扫描光栅。

光源以及多个光电子探测器元件优选布置在扫描单元中，其中从光源发射的光束可输送给扫描光栅并且重叠的分光束可输送给光电子探测器元件。

在另一实施形式中，该扫描光栅此外布置在扫描单元中并且该分度盘相对于扫描单元可移动地来布置。

对此可替代地能够规定，相对于扫描光栅，至少一个扫描单元布置成可推移的（verschiebbar）并且分度盘布置成可转动的。

在另一变型方案中，至少一个扫描单元与扫描光栅一起可以相对于分度盘沿着轴相对可移动地布置，所述轴穿过分度盘的中心。

此外可能的是，设置多个扫描单元和的多个分配给扫描单元的扫描光栅，其中所述扫描单元和扫描光栅相对于分度盘布置在不同的方位角位置处。

此外，该分度盘能够由多个分度段组成。

最后也能够规定，来自扫描单元的光束经由偏转单元在分度盘方向上是可转向的并且来自分度盘的光束经由偏转单元在扫描单元方向上是可转向的。

按照本发明的光学角度测量装置适合于带有不同分度半径的弯曲的测量分度的高分辨率的、普遍的扫描，而不必为此分别匹配扫描光学系统。原则上按照本发明的角度测量装置的扫描光学系统甚至能够用于线性测量分度的扫描。