DE1217637B

DE1217637B - Device for measuring displacements

Info

Publication number: DE1217637B
Application number: DEN21014A
Authority: DE
Inventors: Hendrik De Lang
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1961-01-04
Filing date: 1962-01-02
Publication date: 1966-05-26

Description

Vorrichtung zum Messen von Verschiebungen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen der Lageänderungen eines Objektes gegenüber einem zweiten Objekt mittels eines mit dem einen Objekt verbundenen optischen Rasters mit nahezu senkrecht zur Bewegungsrichtung verlaufenden Linien und mit einer mit dem zweiten Objekt verbundenen, aus einer Lichtquelle, einem optischen System und einem oder mehreren foto elektrischen Elementen bestehenden Abtastvorrichtung, bei welcher eine Zone des Rasters auf eine andere Zone desselben als eine sich bei der Bewegung des Rasters gegensinnig zu der zweiten Zone bewegende Abbildung abgebildet und das Lichtbündel nach nochmaligem Zusammenwirken mit der zweiten Zone des Rasters auf eine oder mehrere foto elektrische Vorrichtungen geworfen wird zur Erzeugung von als periodische Funktion des Verschiebungsmaßes auswertbaren foto elektrischen Signalen, derart, daß durch entsprechende Mittel aus der Periodizität dieses elektrischen Signals die Größe und die Richtung oder nur die Größe des Verschiebungsweges abnehmbar ist. Eine solche Vorrichtung kann Anwendung finden bei Geräten, bei denen geradlinige oder kreisförmige Bewegungen ausgeführt werden, z. B. bei Werkzeugmaschinen, wie Bohrmaschinen, Fräsmaschinen u. dgl. Es kommt dabei vor, daß von Hand oder selbsttätig herbeigeführte Verschiebungen eines beweglichen Teiles gegenüber einem stillstehenden Teil, z. B. eines Schlittens gegenüber einem Gestell, mit großer Genauigkeit selbsttätig gemessen werden müssen. Eine ähnliche Vorrichtung ist z. B. aus der britischen Patentschrift 782 831 bekannt.Apparatus for measuring displacements The invention relates to a Device for determining the changes in position of an object in relation to a second Object by means of an optical grid connected to the one object with almost lines perpendicular to the direction of movement and with one with the second Object connected, consisting of a light source, an optical system and an or multiple photoelectric elements existing scanning device, in which a zone of the grid on a different zone of the same than one in motion of the grid in the opposite direction to the second zone moving image and the Light bundle after repeated interaction with the second zone of the grid one or more photo-electric devices is thrown to generate photo-electrical signals that can be evaluated as a periodic function of the degree of displacement, in such a way that by appropriate means from the periodicity of this electrical Signal the size and the direction or only the size of the displacement path can be removed is. Such a device can be used in devices in which rectilinear or circular movements are performed, e.g. B. machine tools, such as Drills, milling machines and the like. It happens that by hand or automatically induced displacements of a moving part compared to a stationary one Part, e.g. B. a slide against a frame, automatically with great accuracy need to be measured. A similar device is e.g. B. from the British patent 782 831 known.

Bei dieser bekannten Vorrichtung wird Licht durch das Raster hindurch in ein optisches Abbildungssystem geworfen. Das Licht wird von letzterem wieder auf das Raster zurückgeworfen und erzeugt dort ein Bild in etwa natürlicher Größe, das sich gegensinnig zum Raster selbst bewegt. Die Bewegung kann eine lineare Verschiebung oder eine Drehung sein. In dem aus dem Raster rückwärts heraustretenden Licht treten dann Schwankungen auf, die der doppelten Periodenzahl entsprechen, über die das Raster verschoben worden ist und die fotoelektrisch gezählt werden. In this known device, light is passed through the grid thrown into an optical imaging system. The light comes from the latter again thrown back onto the grid and creates an image there in approximately natural size, that moves in the opposite direction to the grid itself. The movement can be a linear displacement or be a twist. Step into the light emerging backwards from the grid then fluctuations that correspond to twice the number of periods over which the Grid has been shifted and the photoelectrically counted.

In der französischen Patentschrift 1221019 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der ein Bild des Rasters an sich mittels eines optischen Systems erzeugt wird, welches aus einem flachen oder spärischen Spiegel, einem Dachspiegel oder einem Prisma und einem zwischen diesem Element und dem Raster angeordneten optischen System besteht, welches zweimal durchlaufen wird, nämlich in der Vorwärts- und der Rückwärtsrichtung. Auf diese Weise kann ein Bild einer bestimmten Zone des Rasters auf derselben Zone erzeugt werden. In the French patent specification 1221019 a device is described, in which an image of the grid itself is generated by means of an optical system, which from a flat or spherical mirror, a roof mirror or a Prism and an optical system arranged between this element and the grid consists, which is traversed twice, namely in the forward and the backward direction. In this way, a picture can be a specific zone of the grid on the same zone be generated.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, solche Vorrichtungen zur Verwendung mit einem Reflexionsraster statt mit einem Durchlaßraster geeignet zu machen, derart, daß der Lichtverlust innerhalb zulässiger Grenzen gehalten wird. Das Reflexionsraster kann ein Phasenraster oder ein Absorptionsraster sein. Es ist dabei im allgemeinen nicht erwünscht, mehrere halbdurchlässige Spiegel zu verwenden, da diese einen großen Lichtverlust herbeiführen. The present invention aims to provide such devices for use to be made suitable with a reflection grid instead of a transmission grid, in such a way that that the loss of light is kept within acceptable limits. The reflection grid can be a phase grid or an absorption grid. It is there in general It is not desirable to use multiple semi-transparent mirrors as they make one large one Loss of light.

Hierzu sei bemerkt, daß es an sich bekannt ist, z. B. aus der britischen Patentschrift 787 641, bei solchen Anordnungen an Stelle von Durchlaßgittern Reflexionsgitter zu verwenden. Ebenso ist bekannt, bei der Abbildung eines Rasters auf ein anderes Raster oder auf sich selbst zur Vermeidung von optischen Störwirkungen streng parallele Strahlenbündel anzuwenden. So z. B. aus der Patentschrift 13 145 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, bei fotoelektrischen Meßvorrichtungen, bei denen Objekte an sich selbst abgebildet werden, an Stelle der optischen eine geometrische Strahlenteilung vorzunehmen (vgl. dazu z. B. die deutsche Auslegeschrift 1089 561). It should be noted that it is known per se, e.g. B. from the British Patent Specification 787 641, in such arrangements, instead of transmission gratings, reflection gratings to use. It is also known to map one grid onto another Grid or strictly parallel on itself to avoid optical interference Apply a bundle of rays. So z. B. from patent specification 13 145 of the Office for Invention and patent systems in the Soviet zone of occupation in Germany. It was already proposed in photoelectric measuring devices in which objects per se itself, instead of the optical one, a geometric beam splitting (see e.g. the German Auslegeschrift 1089 561).

Die Erfindung besteht darin, daß das Raster in an sich bekannter Weise als Refiexionsraster ausgebildet ist und das von der Lichtquelle ausgehende Lichtbündel nach Reflexion an diejenige Stelle einer in dem optischen System angeordneten Fläche geleitet wird, welche von der abzubildenden Zone des ersten Rasters aus über den zwischen dieser Fläche rund dem Raster liegenden Teil des optischen Systems im Unendlichen beobachtbar ist, und dann weiter zunächst an diejenige Stelle einer weiteren Fläche geleitet wird, welche von der zweiten Zone aus über den zwischen der zweiten Zone und dieser letztgenannten Fläche liegenden Teil des .optischen Systems im Unendlichen beobachtbar ist, und dann den fotoelektrischen Elementen zugeleitet wird, in einer solchen Anordnung, daß dabei die Lichtquelle oder ein Bild derselben in der zuerst genannten Fläche liegt in einem Punkt, welcher senkrecht zur Streurichtung gegenüber dem Deckpunkt des in der ersten Fläche durch den ersten Teil des optischen Systems von der ersten Zone des Rasters erzeugten Bildes verschoben ist, und daß gleichzeitig durch den zweiten Teil des optischen Systems in der zweiten Fläche ein Bild der zweiten Rasterzone erzeugt wird, welches senkrecht zur Streu richtung gegenüber dem in dieser Fläche entsprechenden Deckpunkt verschoben ist, und daß dabei letzteres Bild unmittelbar oder über weitere optische Mittel auf das fotoelektrische Element einwirkt. The invention consists in that the grid is known per se Way is designed as a reflection grid and that emanating from the light source Light bundle after reflection at that point in that optical System arranged area is guided, which of the area to be imaged of the first grid from over the part lying between this area around the grid of the optical system can be observed at infinity, and then continue at first that point of a further area is directed which is from the second zone from above that lying between the second zone and this last-mentioned area Part of the .optical system is observable in infinity, and then the photoelectric Elements is fed in such an arrangement that thereby the light source or an image of the same in the first-mentioned area lies in a point, which perpendicular to the scattering direction opposite the cover point of the in the first area through generated the first part of the optical system from the first zone of the grid Image is shifted, and that at the same time through the second part of the optical System an image of the second raster zone is generated in the second area, which perpendicular to the scattering direction opposite the corresponding cover point in this area is shifted, and that the latter image directly or via further optical Agent acts on the photoelectric element.

Durch diese Maßnahme werden die Verwendung halb durchlässiger Spiegel und die dadurch bedingten Lichtverluste vermieden. This measure prevents the use of semi-transparent mirrors and the resulting loss of light is avoided.

Die erwähnten Zonen des Rasters können dabei, ebenso wie die Teile des optischen Systems, räumlich getrennt sein oder zusammenfallen. The mentioned zones of the grid, as well as the parts of the optical system, be spatially separated or coincide.

Die Erfindung wird an Hand einiger in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. The invention is illustrated with reference to some of the drawings Embodiments explained in more detail.

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem um eine Achse A drehbaren, radialen Reflexionsraster R, das als Absorptionsraster ausgebildet ist. F i g. 1 shows an embodiment with one about an axis A. rotatable, radial reflection grid R, which is designed as an absorption grid.

Das Licht der Lichtquelle B wird über eine Linse L4, einen Spiegel 83 und eine Linse dem Raster zugeleitet. Es trifft auf das Raster in der Zone D1, das zurückgeworfene Licht tritt nochmals durch die Linse L1 hindurch und wird dann über Spiegel 8 und 82 zur Linse L3 und von dort zur zweiten Zone D2 des Rasters geleitet. Zwischen den Spiegeln S und 82 befindet sich noch die Linsen2, welche als Feldlinse wirksam ist und die Brennflächen V1 und V2 der Linsen L1 und L8 aufeinander abbildet. The light from the light source B is passed through a lens L4, a mirror 83 and a lens fed to the grid. It hits the grid in zone D1, the reflected light passes through the lens L1 again and then becomes Via mirrors 8 and 82 to lens L3 and from there to the second zone D2 of the grid directed. Between the mirrors S and 82 there is also the lenses 2, which is effective as a field lens and the focal surfaces V1 and V2 of the lenses L1 and L8 one another maps.

Nachdem das Licht auch in der Zone D2 reflektiert worden ist. tritt es wieder durch die Linse L3 hindurch und wird über einen Spiegel 84 und eine Linse L5 auf das foto empfindliche Element F geworfen. After the light has also been reflected in zone D2. occurs it again passes through lens L3 and is via a mirror 84 and a lens L5 thrown onto the photo-sensitive element F.

Die Linsen L1 und L3 sind z. B. Mikroskopobjektive; durch L1 ist die Zone D1 der Fläche der Linse L2 und ebenso ist durch L3 die Zone D2 der Fläche von L2 zugeordnet. The lenses L1 and L3 are e.g. B. microscope objectives; through L1 the zone D1 of the surface of the lens L2 and likewise through L3 the zone D2 of the surface assigned by L2.

In F i g. la ist der Strahlengang schematisch dargestellt. Das Licht wird von einer Zone G1 aus, die in einer Fläche V1 im optischen System liegt, welche Fläche vom Raster aus im Unendlichen gesehen wird, dem Raster zugeleitet. Nach erfolgter Abbildung des Rasters an sich wird das Licht von der Zone G2 einer gleichartigen Fläche V2, die mit der ersten zusammenfallen kann, aus dem Strahlengang heraus und zum fotoelektrischen Element geleitet. Dpl und Dp2 sind die Deckpunkte der Bilder der Flächen, gegenüber denen die Zonen etwas verschoben gewählt werden können, so daß :Raum zum Anordnen der Spiegel 83 und 84 vorhanden ist. Die Rasternuten sind hier parallel zur Zeichenebene. In Fig. la the beam path is shown schematically. The light is from a zone G1, which lies in an area V1 in the optical system, which Area seen from the grid in infinity is fed to the grid. After The image of the grid itself is the light from the zone G2 of a similar Area V2, which can coincide with the first, out of the beam path and directed to the photoelectric element. Dpl and Dp2 are the cover points of the images of the areas with respect to which the zones can be selected to be slightly shifted, see above that: there is space for arranging the mirrors 83 and 84. The grid grooves are here parallel to the plane of the drawing.

Hierbei kann bemerkt werden, daß das Bild der Lichtquelle aus den Beugungsmaxima des Rasters entsprechenden Abbildungen aufgebaut sein wird. Das der normalen Spiegelung an der Rasterobertläche entsprechende Bild ist das Bild der Oten Ordnung, das unter gewissen Voraussetzungen fehlen kann. It can be noted here that the image of the light source from the Diffraction maxima of the grid corresponding images will be built up. That the The image corresponding to normal reflection on the raster surface is the image Oten order, which can be missing under certain conditions.

Dadurch, daß die Zone G1 an der Stelle des Spiegels 83, von der aus das Licht zum Raster geleitet wird, derart gewählt wird, daß sie außerhalb der Abbildung G1, liegt, kann hier die Verwendung eines halbdurchlässigen Spiegels vermieden werden. In gleicher Weise wird die Zone G2 gewählt, von der aus das Licht zu den Fotozellen geleitet wird. Auch dort wird also die Verwendung eines halbdurchlässigen Spiegels vermieden. Die Zone G wird vorzugsweise derart gewählt, daß die Zone G und ihre Abbildung G' in einer Richtung zueinander verschoben sind, die den Rasternuten entspricht und sich also senkrecht zur Streurichtung erstreckt. By the fact that the zone G1 at the point of the mirror 83 from which the light is directed to the grid, is chosen such that it is outside the image G1, is, the use of a semitransparent mirror can be avoided here. Zone G2 is selected in the same way, from which the light to the photocells is selected is directed. So there is also the use of a semi-transparent mirror avoided. The zone G is preferably chosen such that the zone G and their Figure G 'are shifted to each other in a direction that corresponds to the grid grooves and thus extends perpendicular to the direction of spread.

Die Lichtquelle B wird von der LinseL4 in der Ebene V1 beim Spiegel 83 abgebildet. Es ist einleuchtend, daß die Lichtquelle in V2 beim Spiegel 84 abgebildet ist. Mittels der Linse L5 wird die Lichtquelle auf der Fotozelle F abgebildet, in der die sich aus der Drehung des Rasters R um seine Achse ergebenden Lichtschwankungen in Schwankungen eines elektrischen Stromes übergeführt werden. Bei jeder Drehung über eine Rasterperiode treten zwei Maxima im Lichtfluß auf. The light source B comes from the lens L4 in the plane V1 at the mirror 83 pictured. It is evident that the light source is imaged in V2 at mirror 84 is. The light source is imaged on the photocell F by means of the lens L5, in the light fluctuations resulting from the rotation of the grid R around its axis can be converted into fluctuations in an electrical current. With every turn Two maxima in the light flux occur over a grid period.

Die beschriebene Vorrichtung kann in ähnlicher Weise wie bei bekannten Vorrichtungen dadurch richtungsempfindlich gemacht werden, daß z. B. zwischen der Linse L1 und der Zone D1 oder zwischen der Linsen, und der Zone D2 ein Doppelbrechungsplatte mit schräger optischer Achse angeordnet und das Licht über ein polarisierendes Teilsystem, in zwei gegenseitig senkrecht polarisierte Bestandteile geteilt, zwei Fotozellen zugeführt wird. The device described can be carried out in a manner similar to that of known ones Devices are made directionally sensitive in that, for. B. between the Lens L1 and zone D1 or between the lens and zone D2 a birefringent plate arranged with an inclined optical axis and the light via a polarizing subsystem, divided into two mutually perpendicularly polarized components, two photocells is fed.

F i g. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zum Messen linearer Verschiebungen eines Rasters R senkrecht zu den Rasternuten. F i g. 2 schematically shows an exemplary embodiment for a device for measuring linear displacements of a grid R perpendicular to the grid grooves.

Vorausgesetzt ist, daß das Raster ein Phasenraster ist mit einem Durchschnitt senkrecht zu den Rasternuten, wie in F i g. 2 a dargestellt ist. Ä ist die mittlere Wellenlänge des verwendeten Lichtes. Bei dieser Ausführungsform fallen die Zonen D1 und D2 zusammen.It is assumed that the grid is a phase grid with an average perpendicular to the grid grooves, as in FIG. 2 a is shown. Ä is the middle one Wavelength of the light used. In this embodiment the zones fall D1 and D2 together.

Die Vorrichtung besitzt einen einzigen Teilspiegel St. The device has a single partial mirror St.

Das Licht der Lichtquelle B wird über diesen Teilspiegel auf die Linse L1 geworfen, welche in der Öffnung H des Hohlspiegels ein Bild der Lichtquelle erzeugt. Der Hohlspiegel 82 befindet sich etwa in der Brennfläche einer Linse L2. Durch die Öffnung H hindurch trifft das Licht weiterhin über die Linsen, auf der Zone D1 des Rasters R auf.The light from the light source B is directed to the lens via this partial mirror L1 thrown, which creates an image of the light source in the opening H of the concave mirror. The concave mirror 82 is located approximately in the focal surface of a lens L2. Through the Through opening H, the light continues to strike via the lenses, on zone D1 of the Raster R up.

Bei einem solchen Raster ist das Beugungsmaximum der Oten Ordnung sehr schwach, ebenso wie die Maxima sämtlicher geraden Ordnungen. Die. +lte und die -1te Ordnung sind stark und erzeugen am Spiegel 82 die Bilder B+1 und B-, der alten bzw. -Iten Ordnung. In such a grid, the diffraction maximum is of the 8th order very weak, just like the maxima of all even orders. The. + lte and the -1th order are strong and produce the images B + 1 and B-, der at the mirror 82 old or -Iten order.

Infolge der Streuung sind diese Bilder, wie in F i g. 2b dargestellt, senkrecht zu den Rasternuten spektral ausgedehnt. Nach Zurückwerfung durch den Hohlspiegel trifft das Licht wieder über die Linse L2 auf derselben Zone des Rasters R auf. Durch die Öffnung H hindurch werden dann die Bündel der Ordnung +1, 1 und -1 zurückgeworfen; dies sind die Bündel, die sich aus dem von B+1 herrührenden Licht der Ordnung +1 und aus dem von B-, herrührenden Licht der Ordnung - 1 ergeben. Diese kohärenten Bündel treten zusammen über die Öffnung im Spiegel 82 durch die Linse L1 und ergeben nach Zurückwerfung an 8i auf der Fotozelle F zwei kohärente Bilder von B.As a result of the scattering, these images are as shown in FIG. 2b shown, Spectrally expanded perpendicular to the grid grooves. After being thrown back through the concave mirror the light hits the same zone of the raster R again via the lens L2. The bundles of the order +1, 1 and -1 are then thrown back through the opening H; these are the bundles resulting from the +1 order light coming from B + 1 and from the light emanating from B-, the Order - 1 result. These coherent bundles come together via the opening in mirror 82 through the Lens L1 and after throwing back at 8i on photocell F result in two coherent ones Pictures by B.

Das Signal hat die Gestalt: const + sin 4P / In F i g. 2b ist die Ansicht des Spiegels S2 von L aus nochmals dargestellt.The signal has the form: const + sin 4P / In Fig. 2b the view of the mirror S2 from L is shown again.

Wenn das Licht der Oten Ordnung störend ist, kann die Anordnung abgeändert werden, wie es durch F i g. 2 c verdeutlicht ist. Die Öffnung H liegt dann in der Nutenrichtung exzentrisch zur optischen 0 des aus L2 und 82 bestehenden Abbildungssystems. Die Ote Ordnung liegt dann symmetrisch gegenüber0, wenn vorausgesetzt wird, daß die Rasterfläche senkrecht zur optischen Achse des Abbildungssystems L2, 82 ist, und kann stellenweise durch örtliche Schwärzung des Spiegels S2 unschädlich gemacht werden. If the light of the Oth order is disturbing, the arrangement can be changed as shown by F i g. 2 c is illustrated. The opening H is then in the Groove direction eccentric to the optical 0 of the imaging system consisting of L2 and 82. The oth order is symmetrical with respect to 0 if it is assumed that the grid surface is perpendicular to the optical axis of the imaging system L2, 82, and can be rendered harmless in places by local blackening of the mirror S2 will.

Statt durch eine Öffnung Him Spiegel 82 kann mittels eines vor 82 gesetzten Prismas oder Spiegels das Licht nach L2 abgelenkt werden. Zur Erzielung eines phasenmodulierten Signals zwecks Bestimmung der Verschiebung, kann der Spiegel 82 in bekannter Weise in Schwingung versetzt werden. Auch können mehrere phasenverschobene Signale mittels einer zwischen: und R angebrachten Doppelbrechungsplatte mit schräger optischer Achse und eines polarisierenden Teilprismas erzeugt werden. Instead of through an opening in the mirror 82, a front 82 set prism or mirror, the light can be deflected to L2. To achieve a phase-modulated signal for the purpose of determining the displacement, the mirror can 82 are made to vibrate in a known manner. Multiple phase-shifted Signals by means of an inclined birefringence plate placed between: and R optical axis and a polarizing partial prism are generated.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 trifft das Licht der Lichtquelle B längs des Spiegels S1 auf der Linse L1 auf. Die Lichtquelle B wird von L1 bei der Linse L2 und dem AblenkprismaP abgebildet, die nahe am Hohlspiegel 82 stehen. Der Hohlspiegel S2 befindet sich etwa in der Brennfläche der Linse L3. Das Licht trifft über der Linsen, auf der Zone des Rasters R auf, da die Linsen, die Kante E von 5 über das System, L2, P und L2 auf R abbildet. In the embodiment according to FIG. 3, the light from the light source strikes B along the mirror S1 on the lens L1. The light source B is from L1 at the lens L2 and the deflecting prism P, which are close to the concave mirror 82. The concave mirror S2 is located approximately in the focal surface of the lens L3. The light meets above the lenses, on the zone of the grid R, since the lenses, the edge E is mapped from 5 via the system, L2, P and L2 to R.

Die Linse L2 ist praktisch entbehrlich, wenn die Lichtquelle klein ist. Das von der Zone D1 zurückgeworfene Licht fällt durch die Linse L3 auf den Hohlspiegel 82 zurück und erzeugt dort Bilder der Ordnung 1 und 0, welche durch B1 und Bo (s. F i g. 3 a) bezeichnet sind.The lens L2 is practically unnecessary when the light source is small is. The light reflected from the zone D1 falls through the lens L3 on the Concave mirror 82 back and generates images of the order 1 and 0, which through B1 and Bo (see Fig. 3a) are designated.

Das Bild B1 ist spektral ausgedehnt. Das Licht wird von dem Hohlspiegel 82 zurückgeworfen und trifft über die Linse L3 auf die Zone D2 auf. Auf dem von der Zone D2 zurückgeworfenen Licht werden die Bündel der Ordnung 0,0 und 1,1 verwendet, die beide wieder auf dem Prisma P auftreten und dort die Bilder Bo,o und B1,1 der Lichtquelle erzeugen. Das Licht trifft dann auf dem Spiegel S1 auf und wird zur Fotozelle F zurückgeworfen. Das in der Fotozelle erzeugte Signal hat die Gestalt: 2zo; const + sin 1 . 2P Das Raster kann die in F i g. 3b dargestellte Gestalt haben. Das Profil ist hier sinusförmig mit einer 1,5 Wellentiefe von 122 i, um »Auffiammen« in der -1ten und alten und der Oten Ordnung zu erzielen.The image B1 is spectrally expanded. The light is reflected back by the concave mirror 82 and hits the zone D2 via the lens L3. The beams of the order 0.0 and 1.1 are used on the light reflected from the zone D2, both of which occur again on the prism P and there generate the images Bo, o and B1.1 of the light source. The light then hits the mirror S1 and is reflected back to the photocell F. The signal generated in the photocell has the form: 2zo; const + sin 1. 2P The grid can be the one shown in FIG. 3b have the shape shown. The profile here is sinusoidal with a 1.5 wave depth of 122 i in order to achieve "flaming" in the -1th and old and the 8th order.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist es auf gleiche Weise wie vorher möglich, zwei gegenseitig phasenverschobene Signale zu erzielen. In this embodiment too, it is the same as previously possible to achieve two mutually phase-shifted signals.

Bei der Ausführungsform nach Fig.4 ist die Rastergestalt wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Die Lichtquelle B wird von der Linse bei dem Prisma P1 abgebildet. Hierbei werden die Maxima BOP1 und Blso verwendet, die auf dem Prisma P2 auftreffen. Die Linse L3 bildet schließlich die Lichtquelle auf der FotozelleF ab. Das Signal ist wieder von gleicher Gestalt. In the embodiment of Figure 4, the grid shape is as in previous embodiment. The light source B is from the lens at the Prism P1 shown. The maxima BOP1 and Blso are used here, which are based on hit the prism P2. The lens L3 finally forms the light source on the Photocell F. The signal is again of the same shape.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist kein Teilspiegel notwendig, während trotzdem die ganze Zone D1 an sich abgebildet wird. Die Abbildungen Bo,-l und B1,0 sind aber spektral ausgedehnt, so daß nur ein Teil des Spektrums in der Fotozelle einfällt. Um mehr Licht auf die Fotozelle zu erhalten, kann mittels eines geradsichtigen Dispersionsprismas im Weg vom Prisma P2 zur Fotozelle F die Streuung beseitigt oder wenigstens herabgesetzt werden. In this embodiment, no partial mirror is necessary while despite the fact that the entire zone D1 is mapped per se. The figures Bo, -l and B1,0 but are spectrally extended, so that only part of the spectrum in the photocell occurs. In order to get more light on the photocell, you can use a straight-sighted Dispersion prism in the path from prism P2 to photocell F eliminates or at least be reduced.

Ebenso wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel ist die Symmetrie in den Richtungen der verwendeten Maxima für nur eine Ordnung erfüllt. The symmetry is the same as in the previous exemplary embodiment fulfilled in the directions of the maxima used for only one order.

Claims

Claims: 1. Device for determining the changes in position of an object in relation to a second object by means of one with the one object connected optical grid with almost perpendicular to the direction of movement Lines and with a connected to the second object, from a light source, an optical system and one or more photoelectric elements Scanning device in which one zone of the raster is applied to another zone of the same as one that moves in the opposite direction to the second zone when the grid is moved Figure shown and the light beam after repeated interaction with the second zone of the grid thrown onto one or more photo-electrical devices is used to generate values that can be evaluated as a periodic function of the degree of displacement photoelectric signals, such that by appropriate means from the periodicity of this electrical signal the size and direction or just the size of the displacement path is removable, characterized in that the grid (R) is known per se Way is designed as a reflection grid and that emanating from the light source (B) Light bundle after reflection at that point in the optical system Area (Vl) is passed, which of the area to be imaged (G) of the first grid (R) from over the part of the lying between this area (Vl) and the grid (R) optical system is observable at infinity, and then first to the one Point of another area (V2), which from the second zone (G2) from over the area between the second zone (G2) and this last-mentioned area (V2) lying part of the optical system is observable at infinity, and then the photoelectric elements (F) is supplied in such an arrangement that the light source (B) or an image of the same in the first-mentioned area (Vl) lies in a point which is perpendicular to the scattering direction opposite the cover point (Dpl) des in the first area through the first part of the optical system of the first zone (Dl) of the grid (R) generated image is shifted, and that at the same time an image through the second part of the optical system in the second area (V2) the second grid zone (D2) is generated, which is perpendicular to the scattering direction opposite the cover point (Dp2) corresponding to this area (Ve) is shifted, and that the latter image directly or via further optical means on the photoelectric Element (F) acts.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the zones of the grid (R) coincide.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the grid (R) as an order its center rotatable radial grid is formed.

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the grid (R) is designed as a phase grid and that means are arranged to utilize at least two diffraction maxima resulting from optical imaging.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,089,561; Patent No. 13 145 of the Office for Invention and Patents in the Soviet occupation zone of Germany; British Patent No. 787,641.