[发明专利]光学位移传感器

权利要求书

1.一种光学位移传感器，其包括：

反射面；

一个或多个衍射光栅，其与所述反射面间隔开，其中所述衍射光栅或每个衍射光栅与所述反射面一起定义相应的干涉布置，并且其中i)所述反射面或ii)所述衍射光栅或每个衍射光栅相对于另一者是可移动的；

光源，其布置成向所述干涉布置提供光，使得对于每个干涉布置，所述光的第一部分经由所述干涉布置沿着第一光程传播，并且所述光的第二部分经由所述干涉布置沿着不同的第二光程传播，从而引起所述第一光程与所述第二光程之间的光程差，所述光程差取决于所述干涉布置的所述反射面与所述衍射光栅之间的间隔；以及

对于每个干涉布置，相应的一组一个或多个光检测器，其布置成检测由取决于所述光程差的光的所述第一部分和所述第二部分产生的干涉图样的至少一部分；

准直光学布置，其布置成至少部分地准直所述光源与所述衍射光栅之间的所述光；

其中，对于所述干涉布置或每个干涉布置，当所述反射面或所述衍射光栅处于零位移位置时，所述衍射光栅与所述反射面间隔开一定距离，使得光的相应的第一部分在所述衍射光栅与所述反射面之间沿着光程长度L行进；

其中所述衍射光栅或每个衍射光栅包括具有光栅周期p的周期性衍射光栅，使得对于所述干涉布置或每个干涉布置，所述光栅周期p和所述光程长度L满足以下关系：

以在的20％以内，其中n是整数；

其中T_z是Talbot长度，定义为：

其中λ是所述光的波长。

2.根据权利要求1所述的光学位移传感器，其包括至少两个衍射光栅。

3.根据权利要求2所述的光学位移传感器，其中所述光程长度L对于每个衍射光栅是不同的。

4.根据任一前述权利要求所述的光学位移传感器，其中在所述零位移位置，所述反射面与所述衍射光栅中的所述衍射光栅或每个衍射光栅分离至少15μm的垂直距离。

5.根据任一前述权利要求所述的光学位移传感器，其中所述光学位移传感器包括两个或更多个衍射光栅；并且

a)每个衍射光栅包括在相应的光栅线方向上延伸的一组平行光栅线，并且其中一组所述衍射光栅中的每个衍射光栅的光栅线方向不同于所述组中的每个其他衍射光栅的光栅线方向；并且/或者

b)所述光学位移传感器包括分束光学布置，所述分束光学布置被布置成将所述光分离成两个或更多个束，其中将所述两个或更多个束中的每一个引导到所述衍射光栅中的相应的衍射光栅上。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的光学位移传感器，其中所述光学位移传感器包括两个或更多个衍射光栅；并且所述光源包括多个光源元件，使得所述光被提供为多个光束，其中每个光源元件提供所述束中的相应的束，并且其中将每个光束引导到所述衍射光栅中的相应的衍射光栅上。