本发明专利技术涉及一种测量装置，其用于高精度的光学的距离或位置确定。该测量装置包括光源、构造为平面镜或标准具的至少一个光学的功能元件和探测器组件。进行产生至少两个子光束，其中的至少一个在子光束干涉地叠加地朝探测器组件的方向上传播之前至少三次加载功能元件，可通过该探测器组件由叠加的子光束产生至少一个相位编码的测量信号。子光束在加载光学的功能元件之间通过至少两个成像元件，其中，成像元件如此具有成像因子，即在光学的功能元件从其理论位置倾斜的情况下并未引起干涉的子光束的位置和方向切变。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种测量装置，其用于高精度的光学的距离或位置确定。该测量装置包括光源、构造为平面镜或标准具的至少一个光学的功能元件和探测器组件。进行产生至少两个子光束，其中的至少一个在子光束干涉地叠加地朝探测器组件的方向上传播之前至少三次加载功能元件，可通过该探测器组件由叠加的子光束产生至少一个相位编码的测量信号。子光束在加载光学的功能元件之间通过至少两个成像元件，其中，成像元件如此具有成像因子，即在光学的功能元件从其理论位置倾斜的情况下并未引起干涉的子光束的位置和方向切变。【专利说明】测量装置
本专利技术涉及测量装置，其适合于高精度的光学的距离或位置确定。
技术介绍
已知各种类型的测量装置用于高精度的光学的距离或位置确定。一方面，将无构 造成实体的标准具（Mafiverk5rperung)的干涉仪用来进行间距确定；另一方面，将带有构 造成实体的标准具的干涉式位置测量装置用来进行位置确定。 下面，在构造为干涉仪的测量装置的情况下，讨论尤其结合已知的平面镜干涉仪 出现的问题；例如由文献US4 693 605或US5 064 289已知此类平面镜干涉仪。在图la 中显示了根据现有技术的平面镜干涉仪的极其示意性的图示。 由未在图la中不出的光源发出的光束S例如经由呈偏振光的分束器的形式的分 开元件（AufspaltelemenOST分成两个子光束；两个子光束为测量光束M和参照光束R。测 量光束M然后由光学的功能元件（其在此构造为测量反射器或平面镜P)反射且经由分开 元件ST转向到测量后向反射器（Mess-Retroreflektor)MR上；其例如可构造为三棱镜或 三面镜（Tripel-Spiegel)。测量后向反射器MR引起测量光束M恰好相反地再次返回地 换向至平面镜P。在此，在测量光束M返回地朝分开元件ST的方向上传播之前引起重新的 反射，此处出现与参照光束R(其之前经由参考后向反射器RR来换向）的干涉的叠加。在 分开元件ST之后在输出侧布置有同样在图la中未显示的探测器组件。经由该探测器组件 可由叠加的子光束产生相位编码的测量信号，其表示用于平面镜P与干涉仪的剩余构件的 间距的大小。 即使平面镜P现在根据图lb相对于其理论位置轻微倾斜角度a，在平面镜P处第 二次反射之后的测量光束M与在平面镜P处第一次反射之前最初射入的光束S精确地逆平 行地伸延。可以这种方式使测量光束M随后在分束器ST中与参照光束R叠加，而没有出现 角度或方向切变（Richtungsscherung)。然而，测量光束M由于平面镜P的很小的倾斜沿侧 向移动，从而使得测量光束和参照光束在其重聚之后不再在整个光束截面上叠加，即，关于 涉及信号产生的光束引起位置切变（Ortsscherung)。因此干涉仅出现在变小的重叠区域 中，作为结果，由此降低如此生成的相位编码的测量信号的所产生的幅度或调制程度。 因此，针对平面镜P的预定的倾斜公差，必须设置光束S的最小光束截面 (Strahlquerschnitt)，以便限制如此引起的信号下降。针对由构造为激光器的光源发出的 高斯光束S，这种关系通过以下公式（la)或（lb)来说明： 【权利要求】1. 一种测量装置，其用于高精度的光学的距离或位置确定，带有光源、呈平面镜的形 式的至少一个光学的功能元件和探测器组件，其中，进行产生至少两个子光束，其中的至少 一个在子光束干涉地叠加地朝探测器组件的方向上传播之前至少三次加载所述功能元件， 可通过该探测器组件由叠加的子光束产生至少一个相位编码的测量信号， 其特征在于， 一子光束（M)在加载所述光学的功能元件（10; 110; 210; 310)之间通过至少两个 成像元件（AE; 11. 1 - 11.3; 11. η)，其中，所述成像元件（AE; 11. 1 - 11.3; 11. η)如此 具有成像因子0%)，即在所述光学的功能元件（10; 110; 210; 310)从其理论位置倾斜的 情况下并未引起干涉的子光束（M，R)的位置和方向切变，以及 一所述成像元件（ΑΕ; 11. 1 - 11.3; 11. η)如此构造，即经由其引起射出的子光束 (Μ)相对于射入的光束（Μ)错位。2. -种测量装置，其用于高精度的光学的距离或位置确定，带有光源、呈标准具的形 式的至少一个光学的功能元件和探测器组件，其中，进行产生至少两个子光束，其中的至少 一个在子光束干涉地叠加地朝探测器组件的方向上传播之前至少三次加载所述功能元件， 可经由该探测器组件由叠加的子光束产生至少一个相位编码的测量信号， 其特征在于， 子光束（Α，Β)在加载所述光学的功能元件（20; 410; 510)之间通过至少两个成像元 件（12. 1Α - 12. Να，12. 1Β - 12. Νβ)，其中，所述成像元件（12. 1Α - 12. Να，12. 1Β - 12. Νβ) 如此具有成像因子（mn)，即在所述光学的功能元件（20; 410; 510)从其理论位置倾斜的情 况下并未引起干涉的子光束（A，B)的位置和方向切变。3. 根据权利要求1或2所述的测量装置，其特征在于，以下条件适用于N个成像元件 (AE; 11.1 - 11.3; 11·η; 12·1Α- 12·ΝΑ，12·1Β- 12·ΝΒ)的成像因子（mn): a) N=2 :11^= - 2, m2= - 1/2 b) N=3 :成像元件设置成带有正的成像因子mn，且成像元件设置成带有负的成像因子 mn， 其中： η :=1· · · N Ν :=2、3 ;成像元件的数量 mn :=第η个成像元件的成像因子。4. 根据权利要求1或2所述的测量装置，其特征在于，所述成像元件（ΑΕ; 11. 1 - 11. 3; 11. n; 12. 1Α - 12. NA，12. 1Β - 12. ΝΒ)构造为包括至少一个透镜和镜子的组合。5. 根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述至少一个透镜构造为衍射透 镜。6. 根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述成像元件（ΑΕ; 11. 1 - 11.3; 11. n; 12. 1A-12. Na，12. 1B-12. ΝΒ)包括两个透镜，其具有不同的焦距且如此布置，即射 入到第一透镜上的、准直的子光束（Μ)在通过第二透镜之后再次准直地继续传播。7. 根据上述权利要求中至少一项所述的测量装置，其特征在于，分开成两个子光束 (Μ，R; A, Β)通过分开元件（100; 200; 300; 500)或通过光源（220; 320)来实现。8. 根据上述权利要求中至少一项所述的测量装置，其特征在于，干涉地叠加的子光束 (M，R; A，B)传输至布置在后面的探测器组件通过一个或多个光导纤维来实现。9. 根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述平面镜布置在干涉仪的测量臂 中且经历通过测量光束（M)的至少三次的加载。10. 根据权利要求4和9所述的测量装置，其特征在于，所述干涉仪包括两个成像元件 (AE; 11.1 - 11.3; ll.n)，其具有成像因子!!^ -2且1112=- 1/2。11. 根据权利要求9所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量装置，其用于高精度的光学的距离或位置确定，带有光源、呈平面镜的形式的至少一个光学的功能元件和探测器组件，其中，进行产生至少两个子光束，其中的至少一个在子光束干涉地叠加地朝探测器组件的方向上传播之前至少三次加载所述功能元件，可通过该探测器组件由叠加的子光束产生至少一个相位编码的测量信号，其特征在于，－ 子光束(M)在加载所述光学的功能元件(10; 110; 210; 310)之间通过至少两个成像元件(AE; 11.1－11.3; 11.n)，其中，所述成像元件(AE; 11.1－11.3; 11.n)如此具有成像因子(mN)，即在所述光学的功能元件(10; 110; 210; 310)从其理论位置倾斜的情况下并未引起干涉的子光束(M, R)的位置和方向切变，以及－ 所述成像元件(AE; 11.1－11.3; 11.n)如此构造，即经由其引起射出的子光束(M)相对于射入的光束(M)错位。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：W霍尔萨普费尔，
申请(专利权)人：约翰内斯·海德汉博士有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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