[发明专利]用于确定相对运动的设备和方法

权利要求书

1.一种干涉仪，包括：

主体；

光源，其位于所述主体内，并配置为沿着投射路径将相干光投射到所述主体外部的相对表面上；

光栅，其位于所述投射路径中，并配置为反射至少三个非共线光束；

多个光检测器，其位于所述主体内，并配置为将所述相干光的反射转换成光电流，其中，所述多个光检测器布置在所述光源外围的共面的布置中，并配置为相干地检测来自所述相对表面的反射和来自所述光栅的反射；和

至少一个处理器，其配置为：

检测所述光电流的变化，其中所述光电流的变化包括第一变化和第二变化，所述第一变化响应于所述主体与所述相对表面之间的相对运动而发生，代表运动信号，所述第二变化不响应于所述主体与所述相对表面之间的相对运动而发生，代表噪声信号，其中，所述第二变化由不需要的光反射、电噪声或光源照射强度的波动引起；和

当所述运动信号的功率与所述噪声信号的功率之间的比率低于10时，基于所述光电流的所述第一变化确定所述主体与所述相对表面之间的相对运动。

2.根据权利要求1所述的干涉仪，其特征在于，所述光电流的所述第二变化是由不需要的光反射引起的。

3.根据权利要求1所述的干涉仪，其特征在于，所述光电流的所述第二变化是由光源照射强度的波动引起的。

4.根据权利要求1所述的干涉仪，其特征在于，所述光源的功率低于0.9mW，并且所确定的相对运动的速度在0.5毫米/秒至1000毫米/秒的范围内。

5.根据权利要求1所述的干涉仪，其特征在于，所述至少一个处理器还配置为，当所述主体与所述相对表面相距一距离并且所述比率低于1时，以及当所述主体与所述相对表面接触并且所述比率低于5时，确定所述主体与所述相对表面之间的相对运动。

6.根据权利要求1所述的干涉仪，其特征在于，所述至少一个处理器还配置为，当所述主体与所述相对表面相距一距离并且所述比率低于0.1时，以及当所述主体与所述相对表面接触并且所述比率低于1时，确定所述主体与所述相对表面之间的相对运动。

7.根据权利要求1所述的干涉仪，其特征在于，当所述主体在距所述相对表面恒定距离处移动100mm的距离时，所述至少一个处理器还配置为以低于5％的测量误差确定所述相对运动。

8.根据权利要求1所述的干涉仪，其特征在于，当所述主体在距所述相对表面恒定距离处移动100mm的距离时，所述至少一个处理器还配置为以低于0.25%的测量误差确定所述相对运动。

9.根据权利要求1所述的干涉仪，其特征在于，当所述主体在距所述相对表面恒定距离处移动100mm的距离时，所述至少一个处理器还配置为以低于0.1%的测量误差确定所述相对运动。

10.根据权利要求1所述的干涉仪，其特征在于，所述至少一个处理器配置为，当所述主体移动至与所述相对表面脱离接触并且平行于所述相对表面时，检测变化。

11.根据权利要求10所述的干涉仪，其特征在于，平行于所述相对表面包括在与平行于所述相对表面的平面垂直的方向上的移动小于5mm。

12.根据权利要求1所述的干涉仪，其特征在于，所述至少一个处理器还配置为在三维空间中确定所述相对运动。

13.根据权利要求1所述的干涉仪，其特征在于，所述至少一个处理器还配置为实时地确定所述相对运动。

14.根据权利要求13所述的干涉仪，其特征在于，实时地确定所述相对运动包括从移动时间到确定时间小于0.1秒的延迟。