CN102138060B - 光学位置测量设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学位置测量设备，用于检测两个可以在至少一个测量方向上相对于彼此移动的对象的位置。该位置测量设备具有计量用具，该计量用具与两个对象之一连接，该计量用具具有在测量方向上延伸的增量分度以及至少一个在参考位置处的参考标记。该参考标记包括两个被布置为关于参考标记对称轴镜像对称的参考标记部分域，所述参考标记部分域分别由在测量方向上延伸的具有可以局部改变的分度周期的结构构成。另外，该位置测量设备具有扫描单元，该扫描单元与两个对象中的另一个连接并且分配有扫描装置，这些扫描装置用于生成至少一个在参考位置处的参考信号。所述扫描装置包括至少一个在计量用具的方向上发散地辐射的光源以及具有如下元件的探测器装置：这些元件沿着测量方向被布置为使得在测量方向上从中央的探测器装置对称轴出发，相邻元件之间的中心距与从参考标记对称轴出发所述参考标记部分域中的结构的分度周期在相同的方向上改变。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学位置测量设备。
背景技术
从申请人的EP 513 427 A1中公知一种光学位置测量设备，该光学位置测量设备适于检测两个可以在至少一个测量方向上相对于彼此移动的对象的位置。为此，该公知的位置测量设备包括与两个对象之一连接的计量用具（Maßverkörperung）。该计量用具具有在测量方向上延伸的增量分度（Inkrementalteilung）以及至少一个在参考位置处的参考标记。该参考标记由具有可局部改变的分度周期的结构构成，也就是说，该参考标记由包括许多不同分度周期的结构构成。这样的结构也称为所谓的啁啾（gechirpt）分度结构或者啁啾光栅。另外，该位置测量设备包括扫描单元，该扫描单元与两个对象中的另一个连接并且具有扫描装置，该扫描装置用于通过沿着测量段对增量分度和参考标记进行光学扫描来生成至少一个与位移有关的增量信号以及至少一个参考位置处的参考信号。在此，当通过计量用具和扫描光栅的不同啁啾分度周期而产生的所有信号频率分量都相位正确地叠加时，产生参考脉冲信号。
在EP 513 427 A1的图8中公开了这样构造的啁啾参考标记的特殊变型方案，该参考标记包括两个被布置为关于对称轴镜像对称的参考标记部分域。这两个参考标记部分域分别由在测量方向上延伸的具有可局部改变的分度周期的结构构成。
从EP 513 427 A1中公知的位置测量设备基于所谓的干涉扫描原理，其中在扫描光路上的第一光栅被准直，即被用平行定向的光束照射。增量信号和参考信号形式的与位移有关的扫描信号通过多个部分光束的建设性和破坏性叠加而被获得，所述多个部分光束在计量用具和扫描单元相对运动的情况下经历与位移有关的相移。通过这种方式，可以获得关于两个对象的相对位置的高分辨率的位置信息。
例如从R.Pettigrew的名称为“Analysis of Grating
Imaging and its Application to Displacement Metrology”（SPIE 卷36,1st European Congress
on Optics applied to Metrology（1977），第325-332页）的出版物中公知有一种用于光学位置测量设备的替换于此的扫描原理。在该扫描原理中重要的是对扫描光路中的第一光栅的发散的、即非准直的照射。
申请人的DE 197 48 802 A1同样涉及光学位置测量设备中的啁啾参考标记。此外，从该文献中公知的还有，这样的参考标记也可以与前述扫描原理结合使用，也就是与设置有对扫描光路中的第一光栅进行发散照射的系统结合使用。但是DE 197 48 802 A1和前面提到的EP 513 427 A1都未给出如下提示：在应当使用啁啾参考标记时，应如何具体构造具有发散照射的光学位置测量设备。
发明内容
本发明的任务是，提供一种光学位置测量设备，其中使用具有发散照射的扫描原理，并且其中可以将啁啾参考标记用于生成具有高分辨率的参考信号。
根据本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的光学位置测量设备来解决。
根据本发明的光学位置测量设备的有利实施方式从从属权利要求中的措施得出。
根据本发明的光学位置测量设备用于检测两个可以在至少一个测量方向上相对于彼此移动的对象的位置。该位置测量设备具有计量用具，该计量用具与两个对象之一连接，该计量用具具有在测量方向上延伸的增量分度以及至少一个在参考位置处的参考标记。该参考标记包括两个被布置为关于参考标记对称轴镜像对称的参考标记部分域，所述参考标记部分域分别由在测量方向上延伸的具有可以局部改变的分度周期的结构构成。另外，该位置测量设备具有扫描单元，该扫描单元与两个对象中的另一个连接并且分配有扫描装置，这些扫描装置用于生成至少一个在参考位置处的参考信号。所述扫描装置包括至少一个在计量用具的方向上发散地辐射的光源以及具有如下元件的探测器装置：所述元件沿着测量方向被布置为使得在测量方向上从中央的探测器装置对称轴出发，相邻元件之间的中心距与从参考标记对称轴出发所述参考标记部分域中的结构的分度周期在相同的方向上改变。
通过这种方式，在利用发散照射的扫描原理的情况下也可以保证借助于啁啾光栅结构生成具有高分辨率的参考脉冲信号。除此之外，在此被证明为特别有利的是，根据本发明的参考脉冲生成对于计量用于与扫描单元之间的扫描间隔变化敏感度更低。另外，根据本发明的位置测量设备中的参考脉冲信号的生成对于污染物相对不敏感，这可以归因于所使用的单场扫描（Einfeldabtastung）。这意味着，不同的信号分量总是源自所扫描的参考标记的分度周期。此外在生成参考脉冲信号时，使用参考标记的整个照射场。这是非常有效的，并且导致大的信号振幅、对于干扰的高度不敏感性以及小的信号噪声。
在根据本发明的光学位置测量设备方面存在多种多样的实施可能。
因此，根据本发明的光学位置测量设备的参考标记部分域优选地被构造为使得与参考标记对称轴相邻的结构分别具有最小的分度周期，并且在测量方向上向外分别设置有变得越来越大的分度周期。
在一个有利的实施方式中，如下地选择两个参考标记部分域中的可以局部改变的分度周期的计量用具侧分度频率：
，对于
以及
，对于
其中对于L有：
其中：
fMS（x）:=与测量方向x上的位置有关的计量用具侧分度频率
f0:=计量用具侧的平均分度频率
L:=相应参考标记部分域中的结构在测量方向x上的长度。
在根据本发明的光学位置测量设备的一个可能的变型方案中，布置有探测器装置的具有下列探测器侧分度频率的元件：
以及
其中：
fDet（x）:=与测量方向x上的位置有关的探测器侧分度频率
f0:=计量用具侧的平均分度频率
L:=相应探测器侧元件装置在测量方向x上的长度
k:=1,2。
另外可能的是，沿着测量方向将探测器装置的元件布置为使得这些元件对应于来自参考标记部分域的结构的按比例扩大的投影。
优选地如下选择光源在测量方向上的伸展：
其中：
bLQ:=光源在测量方向上的伸展
f0:=计量用具侧平均分度频率。
可能的是，在光源与计量用具之间布置有具有发送缝隙的光阑。
在此，可以如下选择发送缝隙在测量方向上的伸展：
其中：
bsp:=发送缝隙在测量方向上的伸展
f0:=计量用具侧的平均分度频率。
优选地，参考标记和增量分度被构造为具有180°的相位差和1:1的分度比的相位光栅。
但是可替代地也可能的是，将参考标记和增量分度构造为振幅光栅或者构造为具有90°的相位差和1:1的分度比的相位光栅。
探测器装置的元件可以构造为探测器阵列的阵列探测器元件。
在此，探测器装置可以包括第一组阵列探测器元件以及第二组阵列探测器元件，其中一组的阵列探测器元件分别在输出侧连接在一起。
但是探测器装置的元件也可以被构造为扫描光栅的分度区域，其中在这些分度区域之后布置有至少一个大面积的探测器元件。
在此，探测器装置可以包括两个大面积的探测器元件，在这些探测器元件之前布置有被构造为互补的扫描光栅。
附图说明
结合附图根据下面对根据本发明的光学位置测量设备的实施例的描述来阐述本发明的另外的细节和优点。
图1示出根据本发明的位置测量设备的第一实施例中用于生成参考脉冲信号的扫描光路的高度示意性图示；
图2示出根据图1的具有增量分度和参考标记的位置测量设备的计量用具的俯视图；
图3示出根据图1的位置测量设备的探测平面的示意性局部视图，该探测平面包括用于生成参考脉冲信号的布线可能；
图4a示出通过根据图3的布线所产生的在参考位置区域中的参考脉冲时钟信号（Referenzimpuls-Taktsignal）；
图4b示出通过根据图3的布线所产生的在参考位置区域中的参考脉冲推挽式信号（Referenzimpuls-Gegentaktsignal）；
图4c示出通过根据图3的布线所产生的在参考位置区域中的参考脉冲信号；
图5示出根据本发明的位置测量设备的第二实施例中用于生成参考脉冲信号的扫描光路的高度示意性图示；
图6示出图5的位置测量设备中的被设置在发送侧的光栅的俯视图；
图7示出根据本发明的位置测量设备的第三实施例中用于生成参考脉冲信号的扫描光路的高度示意性图示；
图8示出图7的位置测量设备中的被设置在发送侧的光栅的俯视图；
图9示出根据本发明的位置测量设备的第四实施例的探测平面的示意性局部视图。
具体实施方式
下面根据图1、2、3以及4a-4c详细描述根据本发明的光学位置测量设备的第一实施例。在此，图1以高度示意性形式示出用于生成参考脉冲信号的扫描光路，图2示出参考标记区域中的计量用具的俯视图，图3示出包括用于生成参考脉冲信号的布线的探测平面的局部视图，以及图4a-4c示出参考位置区域中的不同的信号变化曲线。
在所示实施例中，根据本发明的光学测量设备被构造为透射光长度测量设备，并且包括被布置为可以在测量方向x上相对于计量用具10移动的扫描单元20。计量用具10和扫描单元20例如与两个被布置为可以在测量方向x上彼此移动的对象连接。在此例如可以是两个可以彼此移动的机器零件。通过根据本发明的光学位置测量设备的所生成的与位置有关的输出信号（增量信号，参考脉冲信号），布置在后面的控制单元可以以公知的方式适当地控制这些机器零件的移动。
此外，图1中的图示是高度示意性的，尤其是扫描单元10的对于透射光系统所需的计量用具包封仅仅原理性地由扫描单元10的光源侧部分和探测侧部分的虚线连接来表明。
在该示例中，计量用具10包括在测量方向x上延伸的线性增量分度12，该增量分度12布置在分度载体13上。增量分度12由周期性地以分度周期TPINC=8μm布置在测量方向x上的部分区域构成，所述部分区域具有在分度平面内在y方向上延伸的不同的光学特性。在所示示例中，增量分度12被构造为具有180°相位差和1:1分度比的相位光栅。
与具有增量分度12的轨迹相邻地，在计量用具10的侧面上，在分度载体13上所定义的参考位置xREF处布置有参考标记11；原则上当然也可以在多个参考位置处布置相应的参考标记。参考标记11如增量分度12那样同样被构造为具有180°相位差的透射光相位光栅，并且由具有交替布置的部分区域11.1、11.2的结构构成，所述部分区域11.1、11.2对入射光束施加不同的相移作用。
从图1和图2可以看出，参考位置xREF处的参考标记11包括两个被布置为关于参考标记对称轴RS镜像对称的参考标记部分域11A、11B。两个参考标记部分域11A、11B中的每个由在测量方向x上延伸的具有分别可以局部改变的分度周期的结构或光栅分度结构构成。在此在所示示例中，与参考标记对称轴SR相邻的结构分别具有最小的分度周期，在测量方向x上向外分别设置有变得越来越大的分度周期。
在这种情形下尤其是可以参阅图2，其中绘出了在右边的参考标记部分域11B中参考标记11的两个相邻部分区域11.1、11.2之间的间隔dRi。如可以看出的那样，从参考标记对称轴RS出发向外有下式成立：
因此，参考标记11的两个参考标记部分域11A、11B中的结构被构造为所谓的啁啾分度结构，其中在两个参考标记部分域11A、11B中设置有关于参考标记对称轴RS镜像对称的啁啾变化过程。因此，参考标记11根据本发明具有对称啁啾结构。
针对该示例，也可以作为两个参考标记部分域11A、11B中的可以局部改变的分度周期的计量用具侧的分度频率fMS（x）具体地给出相应的啁啾变化过程。因此，优选如下地选择fMS（x）的值：
以及
其中对于L有：
其中：
fMS（x）:=与测量方向x上的位置有关的计量用具侧分度频率
f0:=计量用具侧的平均分度频率
L:=相应参考标记部分域中的结构在测量方向x上的长度。
为了生成周期性增量信号形式的与位移有关的输出信号和在至少一个所定义位置xREF处的至少一个参考脉冲信号RI，在扫描单元20中布置有一系列部件，所述部件为简单起见被概括地表示为扫描装置。在本示例中，属于为了生成参考脉冲信号RI所需的扫描装置的有在计量用具10的方向上发散地辐射的光源21以及被专门构造并且与参考标记11协调的探测器装置22。在此，探测器装置22包括如下元件：这些元件沿着测量方向x被布置为使得在测量方向x上从中央的探测器装置对称轴DS出发，相邻元件之间的中心距与从参考标记对称轴RS出发两个参考标记部分域11A、11B中的结构的分度周期在相同的方向上改变。因此，探测器装置22同样如参考标记那样具有关于相应元件的布置的对称啁啾结构。
在所示第一实施例中，探测器装置22的以所定义的方式被布置为在探测平面中与参考标记协调的元件是探测器阵列的阵列探测器元件22.1、22.2，这从图3中可以看出。在此，阵列探测器元件22.1、22.2通常被构造为相应的光电二极管阵列中的光电二极管，具有矩形形状并且沿着测量方向x相邻地彼此邻接地布置。矩形长轴分别与测量方向x垂直地沿着在该图中所给出的y方向延伸。
但是替代于探测器装置22的这样的构造还可能的是，探测器装置22的元件是扫描光栅的分度区域，在这些分度区域之后布置有大面积的探测器元件。关于这种可能性可以参阅下面对第四实施例的描述。
从图3中可以看出，第一实施例的探测器装置22包括第一组阵列探测器元件22.1以及第二组阵列探测器元件22.2。第一组和第二组的阵列探测器元件22.1、22.2交替地布置在测量方向上。在此，相邻的阵列探测器元件22.1、22.2的中心距dD1，…dDn从中央的探测器装置对称轴DS出发向外与在参考标记11的侧面上两个参考标记部分域11A、11B中的结构的分度周期在相同的方向上改变。此外从图3中可以认识到，在与探测器装置对称轴DS直接相邻处设置有最小的中心距并且由此设置有在x方向上最窄的阵列探测器元件22.1、22.2，向外分别安放了变得越来越宽的阵列探测器元件22.1、22.2或者设置变得越来越大的中心距dDn。因此根据本发明，探测器装置22的元件——即在这种情况下为阵列探测器元件22.1、22.2——的在原理上对称啁啾的布置与参考标记12的结构的同样对称啁啾的布置相协调。
同样可以从图3中看出，一组的所有阵列探测器元件22.1、22.2分别在输出侧连接在一起。在经过参考标记11的情况下，由第一组的阵列探测器元件22.1产生所谓的参考脉冲时钟信号RIT，这在图4a中在参考位置xREF的区域中示出。第二组的阵列探测器元件22.2提供所谓的参考脉冲推挽式信号RIGT，该参考脉冲推挽式信号RIGT在图4b中在参考位置xREF的区域中示出。参考脉冲时钟信号RIT和参考脉冲推挽式信号RIGT通过减法元件23以差分方式连接。于是，在减法元件23的输出端处产生参考脉冲信号RI，该参考脉冲信号RI可以在位置测量时以公知方式被继续处理以产生绝对关系（Absolutbezug）；图4c中示出这样产生的参考脉冲信号在参考位置xREF的区域中的变化曲线。
也可以与借助于等式1.1-1.3对参考标记部分域11A、11B的表征类似地通过探测器侧的分度频率fDet（x）来描述探测器装置22的元件的布置，其中所述探测器侧的分度频率fDet（x）确定元件的中心距的可以局部改变的变化过程。因此，参量fDet（x）优选如下来选择：
以及
其中：
fDet（x）:=与测量方向x上的位置有关的探测器侧分度频率
f0:=计量用具侧的平均分度频率
L:=相应探测器侧的元件装置在测量方向x上的长度
k:=1,2。
等式2.1和2.2中的参量k表征分别所选择的光学扫描的类型，尤其是由计量用具所生成的哪些衍射级有助于信号获取。
因此，k=1描述如下的系统：在该系统中，在计量用具10或增量分度12的侧面上基本上生成第+1/-1衍射级。在这种情况下，增量分度12以及参考标记11被构造为具有180°的相位差和1:1的分度比的相位光栅。
通过k=2表征如下系统：在该系统中，在计量用具的增量分度的侧面上除了第+1/-1衍射级以外还生成第0衍射级，并且有助于信号获取。于是在这种情况下，存在探测器侧特定的探测器平面，在所述探测器平面中存在通过计量用具的扫描所生成的带状图案的最大对比度。对此合适的增量分度以及相关的参考标记被构造为振幅光栅或者被构造为具有90°的相位差和1:1的分度比的相位光栅。
在此，可以结合啁啾参考标记将所提到的分度比分别看作为局部分度比。
此外已经表明有利的是，在根据本发明的光学位置测量设备中根据下面的关系来选择光源21在测量方向x上的伸展bLQ：
其中：
bLQ:=光源在测量方向上的伸展
f0:=计量用具侧的平均分度频率。
在根据本发明的光学位置测量设备的第一实施方式的一个具体实现方案中，设置有下列参数：
TPINC=8μm（信号周期=4μm）
f0=35/mm
L=1mm
k=1。
在此，作为光源21设置有点光源，例如所谓的VCSEL光源（Vertical Cavity Surface
Emitting Laser（垂直腔面发射激光器））。
现在根据其余的图来描述根据本发明的光学位置测量设备的另外的实施方式。在此，分别仅仅深入探讨与第一实施例的重要区别，关于其余部分可以参阅对第一示例的详细阐述，尤其是还可以参阅在这种情形下阐述的参数确定调节（Dimensionierungsregeln）。
在图5和6中部分示意性地示出根据本发明的光学位置测量设备的第二实施方式。与具体的第一实施变型方案不同，现在在扫描单元200中未使用VCSEL光源形式的点状光源121、而是使用空间伸展的光源121，但是该光源121同样又发散地在计量用具110的方向上辐射。为此例如可以使用具有300μm的边长的LED。由于使用空间伸展的光源121，现在附加地在光源121与计量用具110之间布置光阑150，因为所使用的扫描原理以点光源为前提，其中所述光阑150具有在测量方向x上的宽度为b的发送缝隙151。
关于发送缝隙151在测量方向x上的伸展b优选地考虑如下等式（4）：
（等式4）。
在图5中又仅仅示出扫描光路中的用于根据本发明生成参考脉冲信号RI的那些部件，但是没有示出为了生成增量信号所需的所有部件。
在图6中示出光阑150的俯视图。光阑150除了已经提到的用于生成参考脉冲信号RI的发送缝隙151以外还包括用于增量扫描的在y方向上相邻地布置的发送光栅161。
在该变型方案中，在生成参考脉冲信号RI方面也再次规定：在计量用具110上构造在两个参考标记部分域111A、111B中具有对称啁啾结构的参考标记111。扫描单元120的侧面上的扫描装置如在第一示例中已述的那样除了发散的光源121以外还包括具有元件——例如阵列探测器元件——的同样对称啁啾布置的探测器装置122。关于具体的布置规则又可以参阅上面的阐述。
在根据本发明的光学位置测量设备的第二实施方式的具体实现方案中，设置有下列参数：
TPINC=8μm（信号周期=4μm）
f0=7.5/mm
L=2.133mm
bSP=0.048mm
k=1。
在这些实施变型方案中产生比增量信号的信号周期明显更宽的参考脉冲信号。因此，需要适当地进一步处理参考脉冲信号，以便获得具有增量信号的信号周期宽度的参考脉冲信号。
在图7和8中示出根据本发明的光学位置测量设备的另一第三实施方式。
与迄今为止所阐述的其中分别选择k=1的示例不同，现在规定选择参量k=2。这意味着，使用另一计量用具221。因此，现在应当设置具有明显更宽的分度周期的增量分度；在获取信号时除了第+1/-1衍射级以外还使用第0衍射级。
如在第二实施例中那样，又规定在扫描单元220中使用空间伸展的发散辐射的光源221，因此在光源221与计量用具210之间又布置有具有宽度为bSP的发送缝隙251的光阑250。
最后在该实施例中应当提到的另一特点是，由于所使用的扫描原理和第0衍射级的使用，探测器装置222的元件沿着测量方向x被布置为使得这些元件对应于参考标记211的参考标记部分域211A、221B中的结构的按比例扩大的投影。
关于参考标记部分域211A、221B中的结构的基本布置或探测器装置222中的元件的布置又可以参阅结合第一实施例的阐述。
针对根据本发明的光学位置测量设备的第三实施例的具体实现方案设置有下列参数：
光源（LED）的空间伸展：300μm
TPINC=20μm（信号周期=20μm）
f0=11/mm
L=2mm
bSP=0.045mm
k=2。
在该示例中，通过对这些参数的选择产生具有与增量信号周期相对应的宽度的参考脉冲信号。
最后根据图9阐述根据本发明的光学位置测量设备的第四实施例。该图以示例性形式示出具有探测器装置322的替代变型的扫描单元中的探测器平面中的视图。
在迄今为止所阐述的三个实施例中，探测器装置的被相应啁啾地布置的元件分别被构造为合适的探测器阵列的阵列探测器元件。现在在第四实施例中规定，探测器装置322的相应啁啾地布置的元件是扫描光栅的分度区域323.11…323.1n或323.11…323.1n，在其之后分别布置有大面积的探测器元件322.1、322.2。在所示实施例中，探测器装置322包括两个分别被构造为矩形的大面积的探测器元件322.1、322.2，其中矩形长轴在测量方向x上延伸。由于具有相应啁啾地布置的分度区域323.11…323.1n或323.21…323.2n的扫描光栅的互补构造，通过探测器元件322.1生成参考脉冲时钟信号RIT并且通过探测器元件322.2生成反相的参考脉冲推挽式信号RGT。在将这两个信号相减以后，通过减法元件323在其输出端处产生参考信号RI。
被设置为关于探测器装置对称轴DS对称的分度区域323.11…323.1n或323.11…323.1n的布置对于每个探测器元件322.1、322.1而言都对应于用于不同探测器装置的元件的上面所述的规则，所述元件在那里被分别构造为阵列探测器元件。
于是，例如在需要相对窄的阵列探测器元件并且这些阵列探测器元件出于技术原因不再能够被制造时，可以考虑用于构造探测器装置322的这样的变型方案。原则上对于这样的探测器阵列存在特定的由于技术限制不能低于的最小宽度或最小间隔。与此相对地可以问题更少地相应地将精细结构化的扫描光栅施加在大面积的探测器元件上，所述扫描光栅在光学扫描方面作用等价。
在本发明的范围内，除了迄今为止所阐述的实施例以外当然还存在根据本发明的光学位置测量设备的另外的扩展可能。
因此，根据本发明的位置测量设备既可以被构造为用于检测线性位移运动的长度测量设备，又可以被构造为用于检测绕旋转轴进行旋转运动的旋转位置测量设备。
当然同样可能的是，除了所阐述的透射光变型方案以外还可以根据本发明构造被相应构造的具有被扫描的反射计量用具的反射光变型方案。
Claims (13)
1.一种光学位置测量设备，用于检测两个能够在至少一个测量方向x上相对于彼此移动的对象的位置，具有：
—计量用具（10；110；210），其与两个对象之一连接并且具有在测量方向x上延伸的增量分度（12）以及至少一个在参考位置（xREF）处的参考标记（11；111；211），其中参考标记（11；111；211）包括两个被布置为关于参考标记对称轴（RS）镜像对称的参考标记部分域（11A，11B；111A，111B；211A，211B），所述参考标记部分域（11A，11B；111A，111B；211A，211B）分别由在测量方向x上延伸的具有能够局部改变的分度周期的结构构成；
—扫描单元（20；120；220），其与两个对象中的另一个连接并且分配有扫描装置，这些扫描装置用于生成至少一个在参考位置（xREF）处的参考信号（RI），其中所述扫描装置包括至少下列部件：
——在计量用具（10；110；210）的方向上发散地辐射的光源（21；121；221），
——具有下列元件的探测器装置（22；122；222）：这些元件沿着测量方向x被布置为使得在测量方向x上从中央探测器装置对称轴（DS）出发，相邻元件之间的中心距（dD1，…dDn）与从参考标记对称轴（RS）出发参考标记部分域（11A，11B；111A，111B；211A，211B）中的结构的分度周期在相同的方向上改变，其中参考标记部分域（11A，11B；111A，111B；211A，211B）被构造为使得与参考标记对称轴（RS）相邻的结构分别具有最小的分度周期，并且在测量方向x上向外分别设置有变得越来越大的分度周期。
2.根据权利要求1所述的光学位置测量设备，其中以如下方式选择两个参考标记部分域（11A，11B；111A，111B；211A，211B）中能够局部改变的分度周期的计量用具侧分度频率（fMS（x））：
以及
其中对于L有：
其中：
fMS（x）=与测量方向x上的位置有关的计量用具侧分度频率
f0=计量用具侧的平均分度频率
L=相应参考标记部分域中的结构在测量方向x上的长度。
3.根据权利要求1所述的光学位置测量设备，其中布置有探测器装置（22；122；222）的具有下列探测器侧分度频率（fDet（x））的元件：
以及
其中：
fDet（x）=与测量方向x上的位置有关的探测器侧分度频率
f0=计量用具侧的平均分度频率
L=相应探测器侧元件装置在测量方向x上的长度
k=1,2。
4.根据权利要求1所述的光学位置测量设备，其中沿着测量方向x将探测器装置（222）的元件布置为使得这些元件对应于来自参考标记部分域（211A，211B）的结构的按比例扩大的投影。
5.根据权利要求1所述的光学位置测量设备，其中如下地选择光源（21；121；221）在测量方向x上的伸展：
其中：
bLQ=光源在测量方向上的伸展
f0=计量用具侧的平均分度频率。
6.根据前述权利要求之一所述的光学位置测量设备，其中在光源（121；221）与计量用具（110；210）之间布置有具有发送缝隙（151；251）的光阑（150；250）。
7.根据权利要求6所述的光学位置测量设备，其中如下地选择发送缝隙（151；251）在测量方向x上的伸展：
其中：
bsp=发送缝隙在测量方向上的伸展
f0=计量用具侧的平均分度频率。
8.根据权利要求1所述的光学位置测量设备，其中参考标记（11；111；211）和增量分度（12）被构造为具有180°的相位差和1:1的分度比的相位光栅。
9.根据权利要求1所述的光学位置测量设备，其中参考标记（11；111；211）和增量分度（12）被构造为振幅光栅或者被构造为具有90°的相位差和1:1的分度比的相位光栅。
10.根据权利要求1所述的光学位置测量设备，其中探测器装置（22；122；222）的元件被构造为探测器阵列的阵列探测器元件（22.1，22.2）。
11.根据权利要求10所述的光学位置测量设备，其中探测器装置（22；122；222）包括第一组阵列探测器元件（22.1）以及第二组阵列探测器元件（22.2），并且所述第一组和第二组（22.1、22.2）的阵列探测器元件（22.1、22.2）分别在输出侧连接在一起。
12.根据权利要求1所述的光学位置测量设备，其中探测器装置（322）的元件被构造为扫描光栅的分度区域（323.11…323.1n，323.11…323.1n），在所述分度区域（323.11…323.1n，323.11…323.1n）之后布置有至少一个大面积的探测器元件(322.1，322.2)。
13.根据权利要求1所述的光学位置测量设备，其中探测器装置（322）包括两个大面积的探测器元件（322.1,322.2），在所述探测器元件（322.1,322.2）之前布置有被构造为互补的扫描光栅。
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