一种光学距离测量装置，由光源和干涉仪单元组成，单元具有测量-逆向反射器、位置固定地设置的基准-逆向反射器、分光器元件、光束聚合单元和检测单元。由光源发出的光束能围绕基准-逆向反射器的中心偏转。通过分光器元件将由光源入射的光束分离成至少一个测量光束和基准光束。测量光束在测量-逆向反射器的方向上传播且基准光束相对于测量光束共线地在基准-逆向反射器的方向上传播。测量-逆向反射器对测量光束和基准-逆向反射器对基准光束在光束聚合单元的方向上回反射，测量光束在测量-逆向反射器上反射之前和之后相对于基准-逆向反射器对称延伸。聚合单元使测量光束和基准光束干涉。通过检测单元能检测取决于距离的干涉信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光学距离测量装置。
技术介绍
这样的距离测量装置用于通常通过干涉仪的距离测量器精确地确定在空间中位置固定的和运动的点之间的距离。在空间中运动的点在此通常对应一个测量-逆向反射器，为该测量-逆向反射器追踪来自光学距离测量装置的光束。通过这样获得的距离信息例如可以联系其它的空间角度信息和/或距离信息确定运动点的空间位置或测量-逆向反射器的空间位置。由EP 0 919 830B1公开了一种光学距离测量装置。除了光源以外，光学距离测量装置包括干涉仪单元，其具有测量-逆向反射器、基准-逆向反射器、分光器元件和检测单元。经过分光器元件实现将由光源入射到此的光束分离成至少一个测量光束和基准光束。 测量光束首先在基准-逆向反射器的方向上传播，从那里在测量-逆向反射器的方向上反射并且由测量-逆向反射器再次在分光器元件的方向上反射回来。由分光器元件出发，测量光束在检测单元的方向上相对于基准光束共线地(kollinear)传播，通过该检测单元能检测取决于距离的干涉信号。测量光束和基准光束围绕基准-逆向反射器可偏转地布置在该装置中。这通过适合设计的偏转单元来确保，此外偏转单元包括光源和若干不同的干涉仪部件。通过位置固定的反射球体联系和基准光束共同偏转的聚焦透镜来实现用于围绕球体偏转的、平行校准的基准光束的基准-逆向反射器。通过透镜将平行校准的基准光束聚焦在反射球体的表面上或中心。借助于距离测量装置能够以干涉仪的形式确定在固定的基准-逆向反射器和在空间中可运动的测量-逆向反射器之间的距离。通过追踪单元为测量-逆向反射器追踪测量光束，从而也就是说即使当测量-逆向反射器在空间中运动时，也可以以这种方式和方法连续地进行位置测量。根据EP 0 919 830B1已知的方法不利地导致了位置测量装置相对易受污染。这特别针对这样的变体，即其中由光源发出的光束聚焦在金属的、球形的基准-逆向反射器的表面上，并且从那里进行反射。在基准-逆向反射器上的可能的污染在此强烈地损害了产生的干涉信号。此外，如果偏转单元相对于理想位置相切或径向偏移地布置，则产生在信号调制程度方面的测量误差和损失。因此如果应避免这样的问题，则对于偏转单元的导向机械结构的精度提出很高的要求。由JP 7-120213A公开了另一种光学距离测量装置。在此，一个干涉仪的距离测量器也设置在球形的测量-逆向反射器和固定的球形基准-逆向反射器之间。测量光束和基准光束同样围绕基准-逆向反射器可偏转地布置。在此设置的偏转单元包括不同的光学元件、如折射棱镜和分光器，用于引导不同光束。光源定位在偏转单元外部。这种光学位置测量装置的不利之处在于，在偏转单元中需要不同光学元件的高精度和因此成本过高的定位。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种光学位置测量装置，通过该光学位置测量装置也能在单个光学元件的非理想定位的情况下避免测量误差。此外值得期望的是光学位置测量装置、特别是用于使测量光束围绕基准-逆向反射器偏转的导向机械结构的尽可能简单的结构。该目的根据本专利技术通过一种具有权利要求1所述特征的光学位置测量装置来实现。根据本专利技术的光学位置测量装置的有利的实施方式由从属权利要求中的措施给出ο根据本专利技术的光学位置测量装置包括光源和干涉仪单元，该干涉仪单元具有测量-逆向反射器、位置固定地设置的基准-逆向反射器、分光器元件、光束聚合单元和检测单元。由光源发出的光束能围绕基准-逆向反射器的中心偏转。通过分光器元件实现将由光源入射到此的光束分离成至少一个测量光束和基准光束。至少一个测量光束在测量-逆向反射器的方向上传播并且基准光束相对于至少一个测量光束共线地在基准-逆向反射器的方向上传播。测量-逆向反射器对测量光束以及基准-逆向反射器对基准光束在光束聚合单元的方向上进行回反射。在此，至少一个测量光束在测量-逆向反射器上反射之前和之后相对于基准-逆向反射器对称地延伸。光束聚合单元使至少一个测量光束和基准光束干涉。通过检测单元能检测取决于距离的干涉信号。在一个有利的实施方式中，光束聚合单元可以包括一个或多个光学元件，用于补偿至少一个投射在其上的测量光束和投射在其上的基准光束之间的偏移并且这些光学元件这样共线地叠加，即由检测单元能产生多个共线地叠加的、具有彼此相位偏移的干涉信号的测量-和基准光束对。可以提出，至少一个测量光束在测量-逆向反射器上逆向反射之前和之后相对于逆向反射的对称轴轴对称地延伸，该对称轴平行于由光源投射到此的光束的投射方向，并且延伸经过基准-逆向反射器的中心。光学距离测量装置有利地具有能围绕位置固定的基准-逆向反射器的中心偏转的偏转单元，在该偏转单元中至少布置了光束聚合单元和检测单元，以及布置了光源或光波导体的输出耦合侧的端部，从而因此使由光源发出的光束能围绕基准-逆向反射器偏转。此外光学距离测量装置有利地包括追踪单元，该追踪单元为测量-逆向反射器追踪偏转单元并且为此包括追踪-检测装置，通过该追踪-检测装置能检测至少一个测量光束相对于测量-逆向反射器的当前的取向。同样可以设置评估单元，该评估单元由通过检测单元检测的干涉信号确定在基准-逆向反射器的中心和测量-逆向反射器的中心之间的距离。在另一个实施方式中，基准-逆向反射器设计为球形，从而由此实现将投射到基准-逆向反射器上的基准光束的至少一部分聚焦在反射设计的内球面上并且从那里在光束聚合单元的方向上实现基准光束的回反射。基准-逆向反射器在此可以或者由透明的球体制成并且该球体材料具有η = 2的折射系数，或者由多个具有不同折射系数和不同半径的球壳组成。此外可以提出，由光源发出的光束具有光束横截面，该光束横截面大于基准-逆向反射器的直径，并且通过在由光源发出的光束的光路中将基准-逆向反射器布置为几何的分光器，由此基准-逆向反射器设计为分光器元件，通过该分光器实现将投射的光束分离成测量光束和基准光束。在一个这样的变体中，由基准-逆向反射器在光束聚合单元的方向上回反射基准光束，并且测量光束相对于基准-逆向反射器圆周形对称地在测量-逆向反射器的方向上传播并且在光束聚合单元的方向上反向传播。此外可能的是，分光器元件包括至少一个光栅，由该光栅出发，一个在0衍射级中衍射的部分光束-设计为在测量-逆向反射器的方向上传播的测量光束，并且由该光栅在另一个衍射级中衍射的部分光束设计为在基准-逆向反射器的方向上传播的基准光束，或者-设计为在基准-逆向反射器的方向上传播的基准光束，并且由该光栅在另一个衍射级中衍射的部分光束设计为在测量-逆向反射器的方向上传播的测量光束。此外在另一个变体中，分光器元件可以包括至少一个极化光学的分光器元件，由该极化光学的分光器元件出发，发射的部分光束-设计为在测量-逆向反射器的方向上传播的测量光束，并且由分光器元件反射的、具有垂直于测量光束定向的极化方向的部分光束设计为在基准-逆向反射器方向上传播的基准光束，或者-设计为在基准-逆向反射器的方向上传播的基准光束，并且由分光器元件反射的、具有垂直于基准光束定向的极化方向的部分光束设计为在测量-逆向反射器的方向上传播的测量光束。在此可以提出，光束聚合单元包括至少一个第一光栅，通过第一光栅引起投射在其上的、平行偏移的测量光束和基准光束在一处叠加，并且通过至少一个第二光栅实现测量光束和本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种光学距离测量装置，包括：－光源（１０；１１０；４１０；５１０），－干涉仪单元，具有测量－逆向反射器（２１；１２１；４２１；５２１）、位置固定地设置的基准－逆向反射器（２２；１２２；４２２；５２２）、分光器元件（２３；２３０）、光束聚合单元（２４；１２４；２４０；２２４；３２４；４２４；５２４）和检测单元（２５；１２５；２２５；３２５；４２５；５２５），其中－由所述光源（１０；１１０；４１０；５１０）发出的光束（Ｓ）能围绕所述基准－逆向反射器（２２；１２２；４２２；５２２）的中心偏转并且－通过所述分光器元件（２３；２３０）实现将由所述光源（１０；１１０；４１０；５１０）入射到此的所述光束（Ｓ）分离成至少一个测量光束（ＭＳ；ＭＳ′；ＭＳ″；ＭＳ′″）和基准光束（ＲＳ）；－所述至少一个测量光束（ＭＳ；ＭＳ′；ＭＳ″；ＭＳ′″）在所述测量－逆向反射器（２１；１２１；４２１；５２１）的方向上传播并且所述基准光束（ＲＳ）相对于所述至少一个测量光束（ＭＳ；ＭＳ′；ＭＳ″；ＭＳ′″）共线地在所述基准－逆向反射器（２２；１２２；４２２；５２２）的方向上传播，和－所述测量－逆向反射器（２１；１２１；４２１；５２１）对所述测量光束（ＭＳ；ＭＳ′；ＭＳ″；ＭＳ′″）以及所述基准－逆向反射器（２２；１２２；４２２；５２２）对所述基准光束（ＲＳ）在所述光束聚合单元（２４；１２４；２４０；２２４；３２４；４２４；５２４）的方向上进行回反射；其中所述至少一个测量光束（ＭＳ；ＭＳ′；ＭＳ″；ＭＳ′″）在所述测量－逆向反射器（２１；１２１；４２１；５２１）上反射之前和之后相对于所述基准－逆向反射器（２２；１２２；４２２；５２２）对称地延伸，并且－所述光束聚合单元（２４；１２４；２４０；２２４；３２４；４２４；５２４）使所述至少一个测量光束（ＭＳ；ＭＳ′；ＭＳ″；ＭＳ′″）和所述基准光束（ＲＳ）干涉；－通过所述检测单元（２５；１２５；２２５；３２５；４２５；５２５）能检测取决于距离的干涉信号。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈·霍尔扎普费尔，迈克尔·斯特普塔特，格哈德·福格特，弗洛里安·加茨扎雷克，
申请(专利权)人：约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。