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GEBIET DER TECHNIK
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur interferentiellen Abstandsmessung.
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STAND DER TECHNIK
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Neben der Erfassung von Positionsänderungen zweier zueinander beweglicher Objekte in einer oder zwei lateralen Richtungen gibt es Messaufgaben, bei denen ausschließlich oder ggf. zusätzlich noch die Bestimmung des Abstands dieser Objekte in einer hierzu senkrechten, vertikalen Messrichtung erforderlich ist. Für eine hochgenaue Abstandsmessung entlang einer derartigen Messrichtung kann eine Vorrichtung verwendet werden, wie sie etwa in
8 der
DE 10 2013 206 693 A1 offenbart ist. Diese liefert im Fall einer Abstandsänderung mehrere phasenverschobene, abstandsabhängige Inkrementalsignale. In vielen Messanwendungen ist neben der Erzeugung von Inkrementalsignalen zur Erfassung der Objekt-Relativbewegung auch die Erzeugung von ein oder mehreren Referenzsignalen an vorgegebenen Absolutpositionen erforderlich, um darüber einen definierten Absolutbezug der Positionsmessung herzustellen. In Bezug auf die Erzeugung derartiger Referenzsignale enthält die
DE 10 2013 206 693 A1 keine weiteren Hinweise.
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Möglichkeiten zur Erzeugung von Referenzsignalen in Vorrichtungen zur interferentiellen Abstandsmessung sind grundsätzlich bereits aus den Druckschriften
DE 10 2013 221 898 A1 oder
EP 2 587 212 A2 bekannt. Diese Varianten können jedoch nicht ohne weitere Anpassungsmaßnahmen in einer Konfiguration gemäß
8 der
DE 10 2013 206 693 A1 eingesetzt werden. Insbesondere würde im Fall der Übernahme der Referenzsignalerzeugung gemäß der
DE 10 2013 221 898 A1 eine starke Wellenlängenabhängigkeit resultieren. Bereits im Fall von kleinen Wellenlängenänderungen auf Seiten der eingesetzten Lichtquelle würde sich die Phasenlage des Referenzsignals derart stark ändern, dass die Zuordnung des Referenzsignals zu einer bestimmten Periode des Inkrementalsignals verloren ginge. Damit wäre der Absolutbezug zu einer definierten Absolutposition in Messrichtung nicht mehr vorhanden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur interferentiellen Abstandsmessung anzugeben, die die Erzeugung von ein oder mehreren Referenzsignalen ermöglicht, deren Phasenlage weitgehend unabhängig von der Wellenlänge der verwendeten Lichtquelle ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Maßnahmen, die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt sind.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur interferentiellen Abstandsmessung zwischen zwei Objekten umfasst einen planen Messreflektor, der mit einem der beiden Objekte verbunden ist sowie eine Abtasteinheit, die mit dem anderen Objekt verbunden und entlang einer Verschieberichtung relativ beweglich zum Messreflektor angeordnet ist. Die Verschieberichtung ist hierbei senkrecht zum Messreflektor orientiert. Die Abtasteinheit umfasst mindestens eine Lichtquelle, eine Detektoranordnung sowie mehrere diffraktive Elemente, so dass ein von der Lichtquelle emittiertes Strahlenbündel nach dem Beaufschlagen der diffraktiven Elemente und des Messreflektors auf die Detektoranordnung trifft und im Fall einer Relativbewegung von Messreflektor und Abtasteinheit entlang der Verschieberichtung mindestens ein Referenzsignal an einer definierten Referenzposition resultiert. Das zuletzt vor der Detektoranordnung durchlaufene diffraktive Element fungiert als abbildendes Ablenkelement und ist derart ausgebildet, dass darüber eine Änderung der Strahlrichtung des darauf einfallenden Strahlenbündels um einen definierten Winkelbetrag resultiert, der mindestens in erster Ordnung unabhängig von der Wellenlänge des Strahlenbündels ist.
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Vorzugsweise ist der Winkelbetrag der Strahlrichtungsänderung durch das Ablenkelement derart gewählt, dass die bis zu diesem Element im Strahlverlauf resultierenden wellenlängenbedingten Strahlrichtungsänderungen kompensiert sind.
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Es ist möglich, dass das Ablenkelement ferner eine linienförmige Fokussierung in die Detektionsebene der Detektoranordnung bewirkt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Ablenkelement als Transmissions-Beugungsgitter ausgebildet.
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Insbesondere kann das Transmissions-Beugungsgitter als 4-stufiges Phasengitter mit einem gechirpten Gitterperioden-Verlauf ausgebildet sein.
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Dabei ist es möglich, dass das Transmissions-Beugungsgitter eine parallel zur Längsrichtung der Gitterbereiche orientierte Achse aufweist und ausgehend von der Achse die Gitterperiode einen abnehmenden Verlauf besitzt.
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Vorzugsweise ist zur Einstellung einer definierten Strahlrichtungsänderung die Gitterperiode des Transmissions-Beugungsgitters geeignet gewählt.
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Desweiteren ist möglich, dass die Abtasteinheit derart ausgebildet ist, dass
- - ein von der Lichtquelle emittiertes Strahlenbündel über ein Kollimationselement zunächst eine Kollimation erfährt,
- - das Strahlenbündel anschließend ein erstes und ein zweites diffraktives Element in der Abtasteinheit durchläuft und dann in Richtung Messreflektor propagiert, wobei das erste und zweite diffraktive Element jeweils transmittiv ausgebildet sind,
- - das Strahlenbündel dann am Messreflektor eine erste Rückreflexion in Richtung der Abtasteinheit erfährt und in Richtung eines dritten diffraktiven Elements propagiert, welches reflektiv ausgebildet ist,
- - das Strahlenbündel am dritten diffraktiven Element eine Umlenkung in Richtung eines vierten diffraktiven Elements erfährt, welches reflektiv ausgebildet ist,
- - das Strahlenbündel am vierten diffraktiven Element eine Umlenkung in Richtung des Messreflektors erfährt,
- - das Strahlenbündel dann am Messreflektor eine zweite Rückreflexion in Richtung der Abtasteinheit erfährt und in Richtung des Ablenkelements propagiert,
- - das Strahlenbündel am Ablenkelement die Strahlrichtungsänderung erfährt und in Richtung der Detektoranordnung propagiert.
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Mit Vorteil ist dabei vorgesehen, dass die Abtasteinheit einen Trägerkörper mit pyramidenstumpfförmigem Querschnitt aufweist, wobei
- - an dessen dem Messreflektor abgewandten Fläche das erste diffraktive Element angeordnet ist und
- - an dessen dem Messreflektor zugewandten Fläche das zweite diffraktive Element sowie das Ablenkelement angeordnet sind und
- - an dessen Seitenflächen das dritte und vierte diffraktive Element angeordnet sind.
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Hierbei kann der Trägerkörper aus Invar ausgebildet sein.
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Als besonders vorteilhaft erweist sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine deutlich erhöhte Unempfindlichkeit gegenüber Änderungen der Wellenlänge der verwendeten Lichtquelle. Dazu kann es etwa kommen, wenn die Lichtquelle nicht wellenlängenstabilisiert betrieben wird und sich z.B. der der Betriebsstrom der Lichtquelle und/oder die Umgebungstemperatur ändert. Ferner wäre zu erwähnen, dass Im Fall der zweimaligen Beaufschlagung des Messreflektors durch das Strahlenbündel die Stabilität der Phasenlage des Referenzsignals auch bei eventuellen Verkippungen des Messreflektors weitestgehend gewährleistet ist.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung seien anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit den Figuren erläutert.
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Figurenliste
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Es zeigt
- 1 eine schematisierte Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht;
- 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus 1;
- 3 eine weitere Seitenansicht der Vorrichtung aus 1;
- 4 und 5 jeweils eine Darstellung zum Zusammenhang zwischen Strahlrichtungsänderung und Wellenlänge mit und ohne Ablenkelement;
- 6 eine Draufsicht auf das Ablenkelement der Vorrichtung aus den 1 - 3;
- 7 eine vergrößerte Teilansicht des Ablenkelements aus 6;
- 8 eine Schnittansicht des Ablenkelements aus 6.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur interferentiellen Abstandsmessung ist in 1 in einer ersten schematischen Schnittansicht dargestellt, 2 zeigt eine Draufsicht, 3 eine zweite schematische Schnittansicht. Die 6 - 8 zeigen verschiedene Ansichten des in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzten Ablenkelements.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Bestimmung des Abstands zweier Objekte
O1,
O2 entlang der - vorliegend vertikalen - Verschieberichtung
z und insbesondere zur Erzeugung eines Referenzsignals an einer definierten Referenzposition. Bei den in
1 lediglich schematisch angedeuteten Objekten
01,
02 kann es sich z.B. um Maschinenkomponenten handeln, die mindestens entlang der Verschieberichtung
z beweglich zueinander angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Erzeugung eines Referenzsignals an einer definierten Referenzposition entlang des Verfahrwegs. Mit Hilfe dieses Referenzsignals lässt sich bei der Abstandsmessung dann ein Absolutbezug herstellen; auf die durch das Referenzsignal bezeichnete Absolutposition können im Anschluss die desweiteren erzeugten, hochauflösenden Inkrementalsignale bezogen werden. Nicht weiter eingegangen wird nachfolgend auf die Erzeugung der Inkrementalsignale, hierzu sei beispielsweise auf die
DE 10 2013 206 693 A1 verwiesen. Die Weiterverarbeitung des Referenzsignals in Form der Verrechnung mit den Inkrementalsignalen erfolgt z.B. in einer - nicht gezeigten - Folgeelektronik oder Steuereinheit. Neben der Abstandserfassung entlang der vertikalen Verschieberichtung z kann desweiteren auch eine Positionserfassung entlang der orthogonalen, horizontalen Verschieberichtungen
x,
y vorgesehen sein, entlang der die beiden Objekte
O1,
O2 ggf. ebenfalls beweglich angeordnet sind.
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Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Ausdrücke vertikal, horizontal, oben, unten etc. lediglich erläuternd für das beschriebene Ausführungsbeispiel verwendet werden. Sie sind in keiner Weise einschränkend in Bezug auf den Schutzbereich zu verstehen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur interferentiellen Abstandsmessung umfasst einerseits einen planen Messreflektor 10, der mit einem ersten Objekt O1 gekoppelt bzw. verbunden ist, sowie andererseits eine Abtasteinheit 20, die mit einem zweiten Objekt O2 gekoppelt bzw. verbunden ist.
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Der Messreflektor 10 ist in einem möglichen Ausführungsbeispiel rechteckförmig ausgebildet und wie aus den 1 - 3 ersichtlich in der xy-Ebene angeordnet, die senkrecht zur Verschieberichtung z orientiert ist. Entlang der x-Richtung weist der Messreflektor 10 eine Länge von 22mm auf; entlang der y-Richtung besitzt der Messreflektor eine Länge von 11mm. Der Messreflektor 10 besteht aus einem - nicht in den Figuren dargestellten - Trägersubstrat, auf dem ein Planspiegel oder eine reflektierende Beschichtung angeordnet ist. Die reflektierende Seite des Planspiegels ist im dargestellten Ausführungsbeispiel nach oben, d.h. in Richtung der Abtasteinheit 20 orientiert.
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Auf Seiten der Abtasteinheit 20 sind eine Lichtquelle 21, eine Detektoranordnung 29 sowie mehrere diffraktive Elemente 24, 25, 26, 27 sowie ein abbildendes Ablenkelement 28 vorgesehen. Die diffraktiven Elemente 24 - 27 sowie das Ablenkelement 28, deren Funktionalität nachfolgend noch im Detail erläutert wird, sind in der Abtasteinheit 20 an einem Trägerkörper 23 mit pyramidenstumpfförmigem Querschnitt angeordnet. Der Trägerkörper 23 ist vorzugsweise aus einem Material ausgebildet, das einen sehr kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, beispielsweise Invar. Entlang des vorgesehenen Abtaststrahlengangs besitzt der Trägerkörper 23 Aussparungen, in denen das zur Signalerzeugung genutzte Strahlenbündel propagiert.
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Das von der Lichtquelle
21 emittierte Strahlenbündel beaufschlagt im weiteren Strahlweg die verschiedenen Elemente
22 -
28, den Messreflektor
10 und trifft dann auf die Detektoranordnung
29. Als Lichtquelle
21 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Halbleiterlaser vorgesehen, die Detektoranordnung
29 umfasst zwei benachbarte optoelektronische Detektorelemente. Auf die Ausbildung der weiteren Elemente
22-
28 in der Abtasteinheit
20 wird im Verlauf der nachfolgenden Beschreibung noch näher eingegangen. Im Fall einer Relativbewegung von Messreflektor
10 und Abtasteinheit
20 resultiert mindestens ein Referenzsignal an einer definierten Referenzposition, das aus den über die Detektoranordnung
29 erfassten Signalen gewonnen werden kann. Im Hinblick auf eine geeignete Möglichkeit zur Signalverarbeitung und Gewinnung eines Referenzsignals aus zwei über die Detektorelemente der Detektoranordnung
29 erfasste Signale sei z.B. auf die
3 und
4a -
4d der
DE 10 2013 221 898 A1 verwiesen, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
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Im Folgenden wird der zur Referenzsignalerzeugung vorgesehene Abtaststrahlengang in der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der 1 - 3 erläutert. Nicht dargestellt ist aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit in den 1 - 3 der Abtaststrahlengang zur Inkrementalsignal-Erzeugung.
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Das von der Lichtquelle 21 emittierte, divergierende Strahlenbündel erfährt zunächst über das Kollimationselement 22 eine Kollimation, d.h. es wird in ein paralleles Strahlenbündel umgewandelt. Als Kollimationselement 22 fungiert im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kollimationslinse. Anschließend durchläuft das kollimierte Strahlenbündel ein erstes diffraktive Element 24 auf der Oberseite des Trägerkörpers 23, welches transmittiv in Form eines Transmissions-Beugungsgitters ausgebildet ist. Über das erste diffraktive Element 24 wird das Strahlenbündel wie aus 2 und 3 ersichtlich in y-Richtung abgelenkt. Es propagiert im Trägerkörper 23 weiter und gelangt dann auf ein zweites diffraktives Element 25 an der Unterseite des Trägerkörpers 23. Das zweite diffraktive Element 25 ist transmittiv in Form einer diffraktiven Zylinderlinse mit positiver Brennweite ausgebildet; es bewirkt zusätzlich eine Zurücklenkung des Strahlenbündels in die xz-Ebene, so dass anschließend in der xz-Ebene ein konvergentes Strahlenbündel in Richtung des Messreflektors 10 propagiert, wie dies aus 1 ersichtlich ist. Nach der Reflexion am Messreflektor 10 an einem ersten Auftreffpunkt A1 resultiert aufgrund der optischen Wirkung des zweiten diffraktiven Elements 25 zwischen dem Messreflektor 10 und dem Trägerkörper 23 ein erster Linienfokus LB1, der sich senkrecht zur xz-Ebene entlang der y-Richtung erstreckt. Anschließend propagiert das wieder divergierende Strahlenbündel in Richtung des Trägerkörpers 23, wo es auf ein drittes diffraktives Element 26 auftrifft, das an einer Seitenfläche des Trägerkörpers 23 angeordnet und reflektiv in Form eines Reflexions-Beugungsgitters ausgebildet ist. Das dritte diffraktive Element 26 kollimiert in der xz-Ebene das Strahlenbündel und lenkt es in Richtung eines vierten diffraktiven Elements 27 um, das auf der gegenüberliegenden Seite des Trägerkörpers 23 angeordnet ist. In der xy-Ebene resultiert aufgrund der optischen Wirkung des dritten diffraktiven Elements 26 wie aus 2 ersichtlich in der Mitte des Trägerkörpers 23 ferner ein in z-Richtung orientierter Linienfokus LB3. Am vierten diffraktiven Element 27, das ebenfalls reflektiv und als Reflexions-Beugungsgitter ausgebildet ist, erfolgt eine Umlenkung des Strahlenbündels in Richtung des Messreflektors 10. Ferner bewirkt das vierte diffraktive Element 27 eine Fokussierung des Strahlenbündels in einen weiteren Linienfokus LB2. Der Linienfokus LB2 erstreckt sich analog zum Linienfokus LB1 senkrecht zur xz-Ebene in der y-Richtung. Das vierte diffraktive Element 27 ist bezüglich seiner optischen Eigenschaften identisch zum dritten diffraktiven Element 26 ausgebildet. Nach dem Linienfokus LB2 propagiert ein divergierendes Strahlenbündel weiter, trifft an einem zweiten Auftreffpunkt A2 auf den Messreflektor 10 und wird von dort ein weiteres Mal in Richtung der Abtasteinheit 20 zurückreflektiert. In der Abtasteinheit 20 durchläuft das Strahlenbündel dann ein auf der Unterseite des Trägerkörpers 23 angeordnetes abbildendes Ablenkelement 28. Das Ablenkelement 28 ist transmittiv in Form eines diffraktiven Transmissionsgitters ausgebildet und bewirkt im Hinblick auf seine Abbildungseigenschaften, dass das Strahlenbündel in der Detektionsebene der Detektoranordnung 29 in einen weiteren Linienfokus überführt wird, wobei sich der Linienfokus in der Detektionsebene senkrecht zur xz-Ebene, also in y-Richtung erstreckt.
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Desweiteren bewirkt das Ablenkelement 28 eine Änderung der Strahlrichtung des darauf einfallenden Strahlenbündels um einen definierten Winkelbetrag δ, der unabhängig von der Wellenlänge des Strahlenbündels ist. Der Winkelbetrag δ der Strahlrichtungsänderung durch das Ablenkelement 28 wird hierbei derart gewählt, dass die bis zu diesem Element 28 im Strahlverlauf resultierenden Strahlrichtungsänderungen des Strahlenbündels kompensiert werden. Derartige Strahlrichtungsänderungen resultieren beim Durchlaufen bzw. Beaufschlagen der verschiedenen diffraktiven Elemente 24 - 27 vor dem Ablenkelement 28, wenn sich die Wellenlänge im Strahlenbündel ändert. Derartige Wellenlängenänderungen können etwa im Fall von Temperaturschwankungen oder aber bei einem sich verändernden Betriebsstrom der Lichtquelle 21 auftreten. Im Fall solcher Wellenlängenänderungen ist daher die mittlerer Ausbreitungsrichtung des auf das Ablenkelement 28 einfallenden Strahlenbündels relativ zur mittleren Soll-Ausbreitungsrichtung bei der Soll-Wellenlänge des Strahlenbündels um einen kleinen Winkelbetrag κ verkippt. Das Ablenkelement 28 wird in Bezug auf seine Ablenkeigenschaften, d.h. in Bezug auf dessen Ablenkwinkel δ so ausgelegt bzw. dimensioniert, dass darüber die Verkippung κ des Strahlenbündels mindestens in erster Ordnung wieder kompensiert wird. Damit bleiben bei einer auftretenden Wellenlängenänderung im Strahlenbündel lediglich Strahlrichtungsabweichungen höherer Ordnung übrig, die praktisch jedoch weitgehend vernachlässigbar sind.
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Die Wirkung des Ablenkelements in der erfindungsgemäßen Vorrichtung sei mit Hilfe der 4 und 5 veranschaulicht. Darin ist die Abhängigkeit der Strahlrichtungsänderung von der Wellenlänge des Strahlenbündels einmal mit Ablenkelement 28 (4) und einmal ohne Ablenkelement (5) gezeigt. Würde man demzufolge auf den Einsatz des Ablenkelements verzichten, so resultieren gemäß 5 Strahlrichtungsänderungen und damit Phasenverschiebungen des erzeugten Referenzsignals, die um mehr als einen Faktor 40 größer wären als bei der Verwendung des Ablenkelements 28 in der erläuterten Art und Weise.
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Das hierzu vorgesehene Ablenkelement 28 ist vorzugsweise als diffraktives Element in Form eines Transmissions-Beugungsgitters ausgebildet. Dessen Dispersionseigenschaften werden geeignet gewählt, um die erforderliche Strahlrichtungsänderung für das Strahlenbündel zu bewirken. In 6 und 7 ist eine Draufsicht sowie eine Teilansicht eines geeigneten Ablenkelements 28 gezeigt; in 8 ist eine Schnittansicht dieses Ablenkelements 28 dargestellt.
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Das in diesen Figuren gezeigte Ausführungsbeispiel des Ablenkelements 28 in Form eines Transmissions-Beugungsgitters ist als 4-stufiges Phasengitter mit einem gechirpten Teilungsperioden-Verlauf ausgebildet. Dies bedeutet, dass pro Gitterperiode TP jeweils vier Gitterbereiche 28.1 - 28.4 vorhanden sind, die vier unterschiedliche Stufenbreiten in x-Richtung sowie vier unterschiedliche Stufenhöhen h1 - h4 besitzen. Je nach Stufenhöhe h1 - h4 resultieren in den Gitterbereichen 28.1 - 28.4 damit unterschiedliche phasenschiebende Wirkungen auf das durchlaufende Strahlenbündel. Die Gitterperiode TP variiert hierbei entlang der Richtung x; wie aus 6 ersichtlich, besitzt die Gitterperiode TP ausgehend von einer parallel zur Längsrichtung der Gitterbereiche 28.1 - 28.4 orientierten Achse jeweils einen abnehmenden Verlauf. Die Gitterperiode TP wird ausgehend von der Achse S +x-Richtung und in -x-Richtung somit jeweils kleiner.
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In einem möglichen Ausführungsbeispiel besitzt das Ablenkelement 28 entlang der x-Richtung eine Länge von 4.0mm und entlang der y-Richtung eine Breite von 2.5mm. Die Achse S weist einen Abstand von 0.77mm zur linken Kante des Ablenkelements 28 auf. Die Gitterperiode TP variiert von maximal 8.31µm bis minimal 1.93µm.
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Eine derartige Auslegung des Ablenkelements 28 bzw. Transmissions-Beugungsgitters gewährleistet eine hohe Beugungseffizienz in der nach dem Gitterdurchlauf genutzten +1. Beugungsordnung des Strahlenbündels; gleichzeitig kann damit unerwünschtes Streulicht in den nicht-genutzten Beugungsordnungen minimiert werden. Das Strahlenbündel propagiert nach dem Durchlaufen des Ablenkelements 28 damit trotz einer eventuellen Wellenlängenänderung relativ zum von der Lichtquelle 21 her einfallenden Strahlenbündel mit einer nahezu unveränderten mittleren Strahlrichtung zur Detektoranordnung 29. Die Position des in der Detektionsebene der Detektoranordnung 29 resultierenden Linienfokus ist damit weitgehend wellenlängenunabhängig, womit auch Phasenlage des Referenzsignals weitgehend unabhängig von eventuellen Wellenlängenschwankungen ist.
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Neben der Unempfindlichkeit gegenüber eventuellen Wellenlängenschwankungen erweist sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch robust gegenüber möglichen Verkippungen des Messreflektors
10 relativ zur Abtasteinheit
20. So bleibt etwa im Fall einer möglichen Verkippung des Messreflektors
10 um die
y-Achse der Linienfokus in der Detektionsebene lagestabil erhalten, dieser ändert seine Position i.w. nur im Fall einer Abstandsänderung des Messreflektors
10 relativ zur Abtasteinheit
20 und kann auf diese Art und Weise zur Erzeugung eines Referenzsignals an einer definierten Referenzposition herangezogen werden. Hierbei bewirkt eine Verschiebung des Messreflektors
10 in
z-Richtung eine Verschiebung des Linienfokus
LB1 in der
xz-Ebene und damit relativ zum dritten diffraktiven Element
26. Dadurch verläuft das durch das dritte diffraktive Element
26 in der
xz-Ebene rekollimierte Strahlenbündel nicht mehr parallel zur
x-Richtung, sondern ist gegen diese Richtung um einen kleinen Winkel geneigt. Dies führt in der Folge - nach Reflexion und Transformation des Strahlenbündels durch das vierte diffraktive Element
27 in den Linienfokus
LB2 - zu einem ebenfalls in der
xz-Ebene verschobenen Linienfokus
LB2. Die derart resultierende Verschiebung des Linienfokus
LB2 hat eine entsprechende Verschiebung des in der Detektionsebene der Detektoranordnung
29 erzeugten Linienfokus in
x-Richtung zur Folge. Damit verschiebt sich bei einer kontinuierlichen Bewegung des Messreflektors
10 entlang der
z-Richtung der in der Detektionsebene erzeugte Linienfokus kontinuierlich über diese Detektionsebene hinweg. Mit Hilfe der zwei entlang der
x-Richtung benachbart angeordneten Detektorelemente der Detektoranordnung
29 werden zwei elektrische Flankensignale erzeugt, aus welchen das Referenzsignal gebildet wird. Hierzu sei ergänzend auf die bereits oben erwähnte
DE 10 2013 221 898 A1 verwiesen.
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Neben dem konkret beschriebenen Ausführungsbeispiel existieren im Rahmen der vorliegenden Erfindung selbstverständlich noch weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013206693 A1 [0002, 0003, 0021]
- DE 102013221898 A1 [0003, 0026, 0035]
- EP 2587212 A2 [0003]
