[发明专利]绝对位移测量装置

权利要求书

1.绝对位移测量装置，该装置包括光源（1）、光学系统（2）、标准光栅（3）、扫描掩膜（4）、光电探测器（5）和信号处理电路（6），所述标准光栅（3）包括绝对码道（3-1）、增量码道（3-2）和n条参考码道（3-3）；且绝对码道（3-1）、增量码道（3-2）和n条参考码道（3-3）相互平行排列，所述绝对码道（3-1）上包含绝对位置信息的图案，增量码道（3-2）包括按照第一增量周期沿测量方向排列的第一明暗条纹，每条参考码道（3-3）包括按照一种增量周期沿测量方向排列的明暗条纹，所述参考码道（3-3）的周期比增量码道（3-2）的周期长；n为正整数，且n大于等于2；其特征是，

所述光源（1）发出光线经光学系统（2）转换为准直入射光线，所述准直入射光线通过标准光栅（3）反射或透射至扫描掩膜（4）后被光电探测器（5）接收，所述光电探测器（5）接收经标准光栅（3）上的绝对码道（3-1）、n条参考码道（3-3）和增量码道（3-2）后分别形成绝对位置信号、n条参考位置信号和细分信号并输出至信号处理电路（6）进行处理，所述信号处理电路（6）输出精确的绝对位置信号。

2.根据权利要求1所述的绝对位移测装置，其特征在于，所述光源（1）发出的光线经光学系统（2）转换为准直入射光线，所述准直入射光线经扫描掩膜（4）照射到标准光栅（3）上，经标准光栅（3）反射或透射后的光线被光电探测器（5）接收。

3.根据权利要求1所述的绝对位移测装置，其特征在于，所述光源（1）发出的光线经光学系统（2）转换为准直入射光线，所述准直入射光线通过标准光栅（3）反射或透射至扫描掩膜（4）后被光电探测器（5）接收。

4.根据权利要求1所述的绝对位移测装置，其特征在于，所述信号处理电路（6）包括绝对位置信号处理单元（6-1）、参考位置信号处理单元（6-2）、细分位置信号处理单元（6-3）和高精度绝对位置合成单元（6-4）；所述参考位置信号处理单元（6-2）对光电探测器（5）输出的n路参考位置信号进行处理，得到筛选信号和初步细分信号，初步细分信号进入高精度绝对位置合成单元（6-4）；所述细分位置信号处理单元（6-3）对光电探测器（5）输出的细分位置信号进行处理，得到细分位置值至高精度绝对位置合成单元（6-4）；所述绝对位置信号处理单元（6-1）对光电探测器（5）输出的绝对位置信号和筛选信号进行处理，得到绝对位置的粗读信号至高精度绝对位置合成单元（6-4）；所述高精度绝对位置合成单元（6-4）对初步细分信号、细分位置值和绝对位置的粗读信号进行位移合成，得到高精度位置值。

5.根据权利要求1所述的绝对位移测装置，其特征在于，所述多条参考码道（3-3）中至少两条码道包含的周期不相同，周期较小的参考码道（3-3）的周期小于绝对码道（3-1）的最小刻线宽度。

6.根据权利要求1所述的绝对位移测装置，其特征在于，所述标准光栅（3）上的绝对码道（3-1）、多条参考码道（3-3）和增量码道（3-2）的刻划精度从低到高依次排列为，绝对码道（3-1）、周期较大的参考码道（3-3）、周期较小的参考码道（3-3）和增量码道（3-2）。

7.根据权利要求7所述的绝对位移测装置，其特征在于，所述较大周期的参考码道（3-3）的周期是较小周期的参考码道（3-3）的周期的整数倍。