DE19936181A1

DE19936181A1 - Optical position measuring device

Info

Publication number: DE19936181A1
Application number: DE19936181A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Holzapfel; Volker Hoefer; Walter Huber
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 1999-07-31
Publication date: 2000-05-25
Also published as: ATE431539T1; DE59915025D1

Abstract

Es wird eine optische Positionsmeßeinrichtung zur Bestimmung der Relativposition zweier in Meßrichtung zueinander beweglicher Objekte angegeben. Die Positionsmeßeinrichtung umfaßt zur Erzeugung eines Referenzimpulssignals einen Maßstab mit einer Maßstab-Referenzmarkenstruktur, die aus n in Meßrichtung angeordneten Blöcken besteht, die wiederum Teilbereiche mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften aufweisen. Ferner ist eine Abtasteinheit vorgesehen, die eine Abtast-Referenzimpulsstruktur sowie mehrere Detektorelemente umfaßt. Die Abtast-Referenzmarkenstruktur besteht ebenfalls aus n Blöcken, die in der Ebene der Maßstab-Referenzmarkenstruktur eine bestimmte Intensitätsverteilung liefern. Die Blöcke der Maßstab- oder Abtast-Referenzmarkenstruktur sind so ausgebildet, daß in der jeweils anderen Ebene von einer ersten Gruppe von Blöcken eine Intensitätsverteilung erzeugt wird, die identisch zur Struktur zugehöriger Blöcke der Abtast- oder Maßstab-Referenzmarkenstruktur ist. Mindestens eine zweite Gruppe der Blöcke liefert in der jeweils anderen Ebene eine Intensitätsverteilung, die komplementär zur Struktur zugehöriger Blöcke der Abtast- oder Maßstab-Referenzmarkenstruktur ist. Jedem Block aus der Abtast-Referenzmarkenstruktur ist ferner ein Detektorelement zugeordnet, wobei die Detektorelemente derart verschaltet sind, daß jeweils die Ausgangssignale einer Block-Gruppe miteinander verbunden sind. Aus den Ausgangssignalen jeder Block-Gruppe resultiert jeweils ein ...An optical position measuring device for determining the relative position of two objects movable in the measuring direction is specified. To generate a reference pulse signal, the position measuring device comprises a scale with a scale reference mark structure, which consists of n blocks arranged in the measuring direction, which in turn have partial areas with different optical properties. Furthermore, a scanning unit is provided which comprises a scanning reference pulse structure and a plurality of detector elements. The scanning reference mark structure also consists of n blocks which deliver a specific intensity distribution in the plane of the scale reference mark structure. The blocks of the scale or scan reference mark structure are designed such that an intensity distribution is generated in the respective other level by a first group of blocks, which is identical to the structure of associated blocks of the scan or scale reference mark structure. At least a second group of the blocks provides an intensity distribution in the respective other level that is complementary to the structure of associated blocks of the scanning or scale reference mark structure. A detector element is also assigned to each block from the scan reference mark structure, the detector elements being connected such that the output signals of a block group are connected to one another. The output signals of each block group result in a ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Positionsmeßeinrichtung, die zur Bestimmung der Relativposition zweier beweglicher Objekte geeignet ist und bei mindestens einer definierten Relativposition der beiden Objekte ein Referenzimpulssignal liefert.The present invention relates to an optical position measuring device, the is suitable for determining the relative position of two moving objects and at at least one defined relative position of the two objects Provides reference pulse signal.

Bekannte optische, inkrementelle Positionsmeßeinrichtungen umfassen zur Bestimmung der Relativlage zweier zueinander beweglicher Objekte in der Regel eine Inkrementalteilungs-Spur auf Seiten eines Maßstabes. Diese Spur wird mit Hilfe einer Abtasteinheit zur Erzeugung von Inkrementalsigna len abgetastet. Ferner ist auch oft die Möglichkeit vorgesehen, sog. Refe renzimpulssignale an ein oder mehreren eindeutig definierten Relativpositio nen der beiden Objekte zu erzeugen. Zu diesem Zweck ist auf Seiten des Maßstabes benachbart zur Inkrementalteilungs-Spur eine weitere Referenz- Spur angeordnet, die ein oder mehrere Maßstab-Referenzmarkenstrukturen an definierten Positionen umfaßt. Diese Strukturen werden zur Erzeugung der Referenzimpulssignale ebenfalls mit Hilfe einer Abtasteinheit abgetastet. Known optical, incremental position measuring devices include Determination of the relative position of two mutually movable objects in the Rule an incremental division track on one side of a scale. This The track is generated with the aid of a scanning unit for generating incremental signals len scanned. Furthermore, the possibility is often provided, so-called refe limit pulse signals to one or more clearly defined relative positions to generate the two objects. For this purpose, on the part of Another reference scale next to the incremental Track arranged one or more scale reference mark structures at defined positions. These structures become the generation the reference pulse signals are also scanned with the aid of a scanning unit.

Die Abtasteinheit umfaßt zu diesem Zweck u. a. eine Abtast-Referenzmar kenstruktur sowie ein oder mehrere optoelektronische Detektorelemente.For this purpose, the scanning unit includes u. a. a scan reference mar kenstruktur and one or more optoelectronic detector elements.

Die Erzeugung eines Referenzimpulssignales erfolgt hierbei in der Regel dergestalt, daß die Referenzmarkenstrukturen auf Maßstab- und Abtastseite so ausgebildet werden, daß bei der jeweiligen Referenzposition ein Signal erzeugt wird, welches an dieser Position ein Maximum oder Minimum auf weist. Um eine sichere Erfassung des Referenzimpulssignales zu gewährlei sten, wird das derart erzeugte Signal mit einem Referenzsignal in Differenz geschaltet und hierzu mit dem Referenzsignal an die beiden Eingänge eines Differenzbildungselementes gelegt. Am Ausgang des Differenzbildungsele mentes liegt dann ein Signal zur Weiterverarbeitung vor, das die jeweilige Referenzposition identifiziert.A reference pulse signal is generally generated here in such a way that the reference mark structures on the scale and scanning side be designed so that a signal at the respective reference position is generated, which has a maximum or minimum at this position points. To ensure reliable detection of the reference pulse signal most, the signal generated in this way is compared with a reference signal switched and for this purpose with the reference signal to the two inputs of a Difference formation element placed. At the exit of the difference-forming element Then there is a signal for further processing that the respective Reference position identified.

Als Referenz- bzw. Triggersignal für das Differenzbildungselement wird in optischen Positionsmeßsystemen hierbei in der Regel ein sog. Gleichlicht signal mit konstanter Amplitude verwendet, das aus der optischen Abtastung einer Gleichlichtspur resultiert.As a reference or trigger signal for the difference-forming element, optical position measuring systems usually a so-called constant light Constant amplitude signal used from optical scanning a constant light track results.

Daneben ist aus der US 4,691,101 auch bekannt, das Referenzsignal als sog. Gegentakt-Referenzimpulssignal zu erzeugen, das einen um 180° pha senversetzten Verlauf zum eigentlichen Takt- Referenzimpulssignal aufweist. Gemäß den Fig. 12A und 12B in der genannten Druckschrift wird dies erreicht, indem in Abhängigkeit einer aperiodischen Abfolge durchlässiger und undurchlässiger Teilbereiche auf dem Maßstab eine entsprechend ape riodische Anordnung einzelner, unmittelbar benachbarter Detektorelemente auf der Abtastseite gewählt wird. Desweiteren erfolgt eine direkte Zuordnung einzelner abtastseitiger Detektorelemente zu durchlässigen oder undurch lässigen Teilbereichen auf Seiten des Maßstabes. Zur Erzeugung des Takt Referenzimpulssignales werden diejenigen Detektorelemente miteinander verbunden, die den durchlässigen Teilbereichen zugeordnet sind; zur Er zeugung des Gegentakt-Referenzimpulssignales werden hingegen diejeni gen Detektorelemente miteinander verbunden, die den undurchlässigen Teilbereichen der Referenzimpuls-Maßstabstruktur zugeordnet sind. Die beiden Signale werden anschließend einem Differenzbildungselement zu geführt, an dessen Ausgang das gewünschte Referenzimpulssignal C zur Weiterverarbeitung anliegt.In addition, it is known from US 4,691,101 to generate the reference signal as a so-called push-pull reference pulse signal, which has a 180 ° phase-shifted course to the actual clock reference pulse signal. According to the Fig. 12A and 12B, in the mentioned publication, this is achieved by permeable and impermeable partial areas is selected on the scale corresponding to an ape, periodic arrangement of individual, directly adjacent detector elements on the scanning in response to an aperiodic sequence. Furthermore, there is a direct assignment of individual scanning-side detector elements to permeable or impermeable sub-areas on the scale side. To generate the clock reference pulse signal, those detector elements that are assigned to the permeable subregions are connected to one another; to generate the push-pull reference pulse signal, however, those detector elements are connected to one another, which are assigned to the impermeable subregions of the reference pulse scale structure. The two signals are then fed to a difference-forming element, at the output of which the desired reference pulse signal C is applied for further processing.

Nachteilig an einer derartigen Erzeugung des ausgangsseitigen Referenz impulssignale ist nunmehr insbesondere, daß die vorgeschlagene Positi onsmeßeinichtung mit Maßstab und abtastseitiger Detektoranordnung einen relativ kleinen Abstand zwischen dem Maßstab und der Abtasteinheit erfor dert. Dies ist in manchen Anwendungen nicht sicherzustellen. Desweiteren kann aufgrund ungleichmäßigen Streulichteinfalles auf die Detektorelemente eine falsche bzw. variierende Triggerung der erzeugten Referenzimpuls signale erfolgen.A disadvantage of such a generation of the reference on the output side Impulse signals is now particularly that the proposed positi onsmeßeinichtung with scale and scanning-side detector arrangement one relatively small distance between the scale and the scanning unit different. This cannot be ensured in some applications. Furthermore can occur due to uneven stray light on the detector elements incorrect or varying triggering of the generated reference pulse signals occur.

Eine ähnliche Variante zur Erzeugung eines Referenzimpulssignales ist desweiteren auch aus der DE 195 12 258 bekannt. Auch dort wird eine un mittelbare Zuordnung von flächigen Detektorelementen zu bestimmten Be reichen einer maßstabseitigen Referenzmarkenstruktur vorgesehen. Die Nachteile dieser Anordnung sind identisch zu denjenigen aus der bereits oben diskutierten Druckschrift.A similar variant for generating a reference pulse signal is also known from DE 195 12 258. There is also an un indirect assignment of flat detector elements to certain Be range provided a reference mark structure on the scale. The Disadvantages of this arrangement are identical to those from the already Document discussed above.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine optische Positions meßeinrichtung zu schaffen, die im Vergleich zum Stand der Technik eine zuverlässigere Erzeugung eines Referenzimpulssignales ermöglicht. Dies soll insbesondere auch im Fall größerer Abtastabstände sowie beim Einfall von Streulicht gewährleistet sein.The object of the present invention is therefore an optical position To create measuring device, which in comparison to the prior art enables more reliable generation of a reference pulse signal. This should also be used in particular in the case of larger scanning distances and when incident be guaranteed by stray light.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine optische Positionsmeßeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.This object is achieved with an optical position measuring device the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen optischen Positi onsmeßeinrichtung ergeben sich aus den Maßnahmen in den abhängigen Patentansprüchen. Advantageous embodiments of the optical positions according to the invention onsmeßeinrichtung result from the measures in the dependent Claims.

Erfindungsgemäß wird nunmehr zur Abtastung von ein oder mehreren Maß stab-Referenzmarkenstrukturen eine bestimmte Abtast-Referenzmarken struktur in Verbindung mit definiert angeordneten Detektorelementen einge setzt. Auf diese Art und Weise läßt sich ein größerer möglicher Abtastab stand realisieren.According to the invention, one or more measurements are now made for scanning stab reference mark structures a certain scan reference marks structure in connection with defined arranged detector elements puts. In this way, a larger possible scan can be made realize stand.

Aufgrund des größeren Abtastabstandes ist es nunmehr auch problemlos möglich, die eingesetzten Detektorelemente von deren lichtempfindlichen Seite her mit Hilfe von Bonddrähten elektrisch zu kontaktieren, ohne daß diese aufgrund des geringen Abtastabstandes durch den Maßstab beschä digt werden können.Because of the larger scanning distance, it is now also problem-free possible, the detector elements used by their photosensitive To make electrical contact with the help of bond wires without this due to the small scanning distance by the scale can be damaged.

Zudem ist aufzuführen, daß aufgrund der erfindungsgemäß identisch ge wählten Flächen der beiden Gruppen von Blöcken mit den Maßstab- und Abtast-Referenzmarkenstrukturen eine Unempfindlichkeit gegenüber Streu lichteinflüssen gewährleiste ist. So beeinflußt Streulicht nunmehr alle Signalanteile gleichmäßig, d. h. die um 180° phasenversetzten Signale, die aus den beiden Gruppen von Blöcken abgeleitet werden, werden identisch beeinflußt.In addition, it should be mentioned that due to the ge according to the invention identical chose surfaces of the two groups of blocks with the scale and Scanning reference mark structures are insensitive to stray light is guaranteed. Scattered light now affects everyone Signal components evenly, d. H. the signals 180 ° out of phase, the derived from the two groups of blocks become identical influenced.

Ferner lassen sich nunmehr im Gegensatz zum diskutierten Stand der Tech nik einerseits relativ grobe Detektorelemente einsetzen, die keinen großen Fertigungsaufwand erfordern; andererseits ist aber trotzdem eine hochauflö sende Erzeugung eines Referenzimpulssignales möglich.Furthermore, in contrast to the discussed state of the art On the one hand, use relatively coarse detector elements that are not large Require manufacturing effort; on the other hand, it is still a high resolution send generation of a reference pulse signal possible.

Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße optische Positionsmeßein richtung sowohl im Auflicht als auch im Durchlicht realisiert werden. Ebenso kann die entsprechende Positionsmeßeinrichtung zur Erfassung von linea ren Relativbewegungen sowie zur Erfassung von rotatorischen Relativbewe gungen eingesetzt werden. Of course, the optical position measurement according to the invention can be direction can be realized both in incident light and in transmitted light. As well can the corresponding position measuring device for detecting linea ren relative movements as well as for the detection of rotary relative movements conditions are used.

Weitere Vorteile sowie Einzelheiten der erfindungsgemäßen optischen Posi tionsmeßeinrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and details of the optical posi according to the invention tion measuring device result from the following description of Exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.

Dabei zeigtIt shows

Fig. 1a-1c jeweils in schematischer Form eine seitliche Ansicht eines Ausführungsbeispieles der erfin dungsgemäßen Positionsmeßeinrichtung, ins besondere verschiedene Auflicht- bzw. Durch licht-Varianten; Fig. 1a-1c each in schematic form a side view of an embodiment of the position measuring device according to the inven tion, in particular different incident light or by light variants;

Fig. 2 eine Darstellung verschiedener Komponenten eines ersten Ausführungsbeispieles der Positi onsmeßeinrichtung auf Seiten des Maßstabes sowie der Abtasteinheit; Fig. 2 is an illustration of various components of a first embodiment of the positi onsmeßeinrichtung on the side of the scale and the scanning unit;

Fig. 3 eine Darstellung verschiedener Signale aus dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2; FIG. 3 shows various signals from the exemplary embodiment in FIG. 2; FIG.

Fig. 4 eine Darstellung verschiedener Komponenten eines zweiten Ausführungsbeispieles der Posi tionsmeßeinrichtung auf Seiten des Maßstabes sowie der Abtasteinheit Fig. 4 is an illustration of various components of a second embodiment of the Posi tion measuring device on the part of the scale and the scanning unit

Fig. 5 eine Ansicht eines Teiles der Abtastplatte eines dritten Ausführungsbeispieles sowie die damit resultierende Intensitätsverteilung und einen Teil der zugehörigen Maßstab-Referenzmar kenstruktur. Fig. 5 is a view of a part of the scanning plate of a third embodiment and the resulting intensity distribution and part of the associated scale reference mark structure.

Verschiedene mögliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen opti schen Positionsmeßeinrichtung sind in den Fig. 1a-1c gezeigt. Die ein zelnen Varianten unterscheiden sich hierbei insbesondere in der jeweiligen Ausgestaltung als Auflicht-Meßsystem gemäß Fig. 1a bzw. als Durchlicht- Meßsystem gemäß den Fig. 1b und 1c.Various possible embodiments of the optical position measuring device according to the invention are shown in FIGS . 1a-1c. The individual variants differ in particular in the respective configuration as incident light measuring system according to FIG. 1a or as transmitted light measuring system according to FIGS. 1b and 1c.

Die dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Positions meßeinrichtung umfassen jeweils eine Abtasteinheit AE sowie einen davon abgetasteten Maßstab M. Abtasteinheit AE und Maßstab M sind mit - nicht dargestellten - Objekten verbunden, die relativ zueinander beweglich sind und deren Relativposition mit Hilfe der Positionsmeßeinrichtung exakt be stimmt werden soll. Die Meßrichtung x, d. h. die Richtung in der die Abtast einheit AE und der Maßstab M jeweils zueinander beweglich sind, ist in allen drei Fällen senkrecht zur Zeichenebene orientiert. Bei den zueinander be weglichen Objekten kann es sich etwa um Werkzeug und Werkstück in einer numerisch gesteuerten Werkezeugmaschine handeln.The illustrated embodiments of the positions according to the invention Measuring device each comprise a scanning unit AE and one of them scanned scale M. Scanning unit AE and scale M are with - not shown - connected objects that are movable relative to each other and their relative position with the help of the position measuring device be exactly should be voted. The measuring direction x, d. H. the direction in which the scan Unit AE and the scale M are each movable, is in all three cases oriented perpendicular to the plane of the drawing. With each other Movable objects can be tools and workpieces in one act numerically controlled machine tool.

Die Abtasteinheit AE der gezeigten Ausführungsbeispiele umfaßt jeweils ein Lichtquelle LQ, eine Optik O, eine Abtastplatte A sowie eine Detektoreinheit D. Desweiteren kann vorgesehen sein, auf Seiten der Abtasteinheit AE be reits verschiedene Signalverarbeitungselemente anzuordnen, die eine Wei terverarbeitung der erzeugten Abtastsignale übernehmen, bevor diese an eine nachgeordnete Auswerteeinheit, beispielsweise eine numerische Werk zeugmaschinensteuerung, übertragen werden.The scanning unit AE of the exemplary embodiments shown each includes a Light source LQ, an optics O, a scanning plate A and a detector unit D. Furthermore, it can be provided on the part of the scanning unit AE already arrange various signal processing elements that a Wei terverarbeitung the generated scan signals take over before this a subordinate evaluation unit, for example a numerical work machine tool control.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen dient die Optik O zur Kollimation der von der Lichtquelle LQ emittierten Strahlenbündel. Ebenso könnte die Optik O aber auch eine fokussierende bzw. teil-fokussierende Wirkung ha ben. Daneben können die erfindungsgemäßen Überlegungen selbstver ständlich auch in Positionsmeßeinrichtungen realisiert werden, die überhaupt keine Optik zwischen der Lichtquelle LQ und der Abtastplatte A bzw. dem Maßstab M aufweisen, d. h. in Systemen mit einer sog. divergenten Be leuchtung. In the exemplary embodiments shown, the optics O are used for collimation the light beam emitted by the light source LQ. Likewise, the Optics O but also a focusing or partially focusing effect ha ben. In addition, the considerations according to the invention can be self-determined can also be realized in position measuring devices, at all no optics between the light source LQ and the scanning plate A or the Scale M, d. H. in systems with a so-called divergent Be lighting.

Die verschiedenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Positionsmeßein richtung umfassen maßstabseitig jeweils eine - nicht dargestellte - In krementalteilungsspur, aus deren optischer Abtastung in bekannter Art und Weise zwei phasenversetzte Inkrementalsignale resultieren. Desweiteren ist vorgesehen, mit Hilfe der Abtasteinheit AE beim Abtasten des Maßstabes M an ein oder mehreren Stellen entlang der Meßstrecke Referenzimpulssignale zu erzeugen, um derart einen Absolutbezug bei der Positionsmessung her zustellen.The various embodiments of the position measurement according to the invention direction each include a scale - not shown - In incremental division track, from their optical scanning in a known manner and This results in two phase-shifted incremental signals. Furthermore is provided, with the aid of the scanning unit AE when scanning the scale M reference pulse signals at one or more points along the measuring section to generate an absolute reference in the position measurement to deliver.

Auf erfindungsgemäße Details insbesondere in Bezug auf die Erzeugung der Referenzimpulssignale und die hierzu erforderlichen Maßnahmen auf Seiten des Maßstabes M, Abtastplatte A sowie der Detektoreinheit D sei nachfol gend bei der Beschreibung der Fig. 2-4 noch detailliert eingegangen.Details according to the invention, in particular with regard to the generation of the reference pulse signals and the measures required for this on the M scale, scanning plate A and the detector unit D, will be discussed in detail below in the description of FIGS . 2-4.

In Fig. 1a ist eine als Auflichtsystem ausgebildete Ausführungsform der Positionsmeßeinrichtung gezeigt, bei der der Maßstab M bzw. die darauf angeordneten Strukturen zur Erzeugung der verschiedenen Abtastsignale aus alternierenden Teilbereichen bestehen, die reflektierend bzw. nicht-re flektierend ausgebildet sind. Die Abtastplatte A wiederum umfaßt Strukturen, die aus alternierend angeordneten durchlässigen und undurchlässigen Teil bereichen bestehen.In Fig. 1a, an embodiment of the position measuring device designed as a reflected light system is shown, in which the scale M or the structures arranged thereon for generating the various scanning signals consist of alternating partial areas which are designed to be reflective or non-reflective. The scanning plate A in turn comprises structures which consist of alternatingly arranged permeable and impermeable part areas.

Demgegenüber sind die dargestellten Varianten in den Fig. 1b und 1c als Durchlichtsysteme ausgebildet. Auf dem Maßstab M sind in diesen beiden Fällen Strukturen zur Erzeugung von Abtastsignalen angeordnet, die aus alternierend angeordneten durchlässigen und undurchlässigen Teilbereichen bestehen. Die auf den jeweils zugehörigen Abtastplatten A angeordneten Strukturen sind wiederum analog zum Beispiel in Fig. 1a ausgebildet, d. h. sie bestehen aus alternierend angeordneten, durchlässigen und undurchläs sigen Teilbereichen.In contrast, the variants shown in FIGS. 1b and 1c are designed as transmitted light systems. In these two cases, structures for generating scanning signals are arranged on the M scale, which consist of alternatingly arranged permeable and impermeable subregions. The structures arranged on the respective associated scanning plates A are in turn formed analogously to the example in FIG. 1a, ie they consist of alternatingly arranged, permeable and impermeable subregions.

Die beiden Durchlicht-Varianten in den Fig. 1b und 1c unterscheiden sich lediglich in der Reihenfolge der ausgehend von der Lichtquelle LQ angeord neten Komponenten. So ist gemäß dem Beispiel in Fig. 1b vorgesehen, die Abtastplatte A unmittelbar der Lichtquelle LQ und der Optik O nachzuordnen, so daß die Strahlenbündel von der Abtastplatte A anschließend auf den Maßstab M und dann auf die Detektoreinheit D gelangen.The two transmitted light variants in FIGS. 1b and 1c differ only in the order of the components arranged starting from the light source LQ. Thus, according to the example in FIG. 1 b, it is provided that the scanning plate A is arranged directly after the light source LQ and the optics O, so that the beams from the scanning plate A then reach the scale M and then the detector unit D.

Demgegenüber ist im Beispiel der Fig. 1c die Anordnung der verschiede nen Komponenten dergestalt, daß die Abtastplatte A unmittelbar vor der Detektoreinheit angeordnet ist und die Strahlenbündel zunächst auf den Maßstab M auftreffen und erst dann auf die Abtastplatte A gelangen, ehe sie über die Detektoreinheit D erfaßt werden.In contrast, in the example of FIG. 1c, the arrangement of the various components is such that the scanning plate A is arranged directly in front of the detector unit and the beams first strike the scale M and only then reach the scanning plate A before they pass through the detector unit D. be recorded.

Während in den drei Fig. 1a-1c jeweils lineare Positionsmeßeinrichtun gen gezeigt sind, ist es selbstverständlich möglich, die nachfolgend erläu terten, erfindungsgemäßen Überlegungen auch auf rotatorische optische Positionsmeßeinrichtungen zu übertragen.While linear position measuring devices are shown in each of the three FIGS. 1a-1c, it is of course possible to transfer the considerations according to the invention explained below also to rotary optical position measuring devices.

Anhand der Fig. 2 sei im folgenden eine erste Ausführungsform der erfin dungsgemäßen optischen Positionsmeßeinrichtung näher erläutert, insbe sondere die Art und Weise der Erzeugung eines Referenzimpulssignales.A first embodiment of the optical position measuring device according to the invention will be explained in more detail below with reference to FIG. 2, in particular the manner in which a reference pulse signal is generated.

So ist im mittleren Teil der Fig. 2 eine Maßstab-Referenzmarkenstruktur 10 gezeigt, die aus mehreren, in Meßrichtung benachbart angeordneten Blöcken BM1-BM3 mit jeweils aperiodischen Abfolgen von Teilbereichen 10d, 10u mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften bestehen. Im Fall einer Durchlicht-Konfiguration gemäß Fig. 1b sind die hellen Teilbereiche 10d durchlässig ausgebildet, während die dunklen Teilbereiche 10u undurchläs sig ausgebildet werden. Im Ausführungsbeispiel der Auflicht-Variante gemäß Fig. 1a wären die verschiedenen Teilbereiche 10u, 10d der Maßstab-Refe renzmarkenstruktur 10 entsprechend nicht-reflektierend und reflektierend auszubilden etc.Thus, in the middle part of FIG. 2, a scale reference mark structure 10 is shown, which consists of a plurality of blocks BM1-BM3 arranged adjacent in the measuring direction, each with aperiodic sequences of sub-areas 10 d, 10 u with different optical properties. In case of a transmission-type configuration of FIG. 1b, the bright portions 10 are formed d-permeable, while the dark portions 10 are formed undurchläs u sig. In the embodiment of the incident-variant according to Fig. 1a would be the different part areas 10 u, 10 of the scale Refe rence d brand structure 10 corresponding to the non-reflective and reflective form etc.

In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3 seien je weils Durchlicht-Varianten der erfindungsgemäßen optischen Positions meßeinrichtung beschrieben. Selbstverständlich lassen sich die erfindungs gemäßen Überlegungen dabei analog auch auf Auflicht-Systeme übertragen.In the following exemplary embodiments of FIGS . 2 and 3, transmitted light variants of the optical position measuring device according to the invention are described. Of course, the considerations according to the invention can also be applied analogously to incident light systems.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind insgesamt drei Blöcke BM1-BM3 vorgesehen; selbstverständlich können aber auch jederzeit noch mehr als drei Blöcke pro Maßstab-Referenzmarkenstruktur 10 angeordnet werden.In the exemplary embodiment in FIG. 2, a total of three blocks BM1-BM3 are provided; Of course, however, more than three blocks per scale reference mark structure 10 can also be arranged at any time.

Mindestens erfordert die erfindungsgemäße Positionsmeßeinrichtung jedoch n derartige Blöcke innerhalb der Maßstab-Referenzmarkenstruktur 10, mit n ≦ 2.At least the position measuring device according to the invention requires n such blocks within the scale reference mark structure 10 , with n ≦ 2.

Abtastseitig, d. h. auf Seiten der Abtastplatte A ist in der Abtasteinheit AE eine Abtast-Referenzmarkenstruktur 20 vorgesehen, die ebenfalls aus n in Meßrichtung x benachbart angeordneten Blöcken BA1-BA3 besteht, wobei n = 3 gilt. Es sind dort demzufolge ebensoviele n Blöcke BA1-BA3 ange ordnet wie auf Seiten des Maßstabes M innerhalb der Maßstab-Referenz markenstruktur 10. Die Blöcke der Abtast-Referenzmarkenstruktur 20 um fassen wiederum in Meßrichtung x benachbart angeordnete Teilbereiche 20u, 20d mit optisch unterschiedlichen Eigenschaften. Hierbei sind die in der Zeichnung hell dargestellten Teilbereiche 20d durchlässig ausgebildet, wäh rend die dunkel dargestellten Teilbereiche 20u undurchlässig für die auftref fenden Lichtbündel sind.On the scanning side, ie on the side of the scanning plate A, a scanning reference mark structure 20 is provided in the scanning unit AE, which also consists of n blocks BA1-BA3 arranged adjacent in the measuring direction x, where n = 3. Accordingly, there are as many n blocks BA1-BA3 arranged as on the scale M side within the scale reference mark structure 10 . The blocks of the scanning reference mark structure 20 in turn encompass partial regions 20 u, 20 d arranged adjacent to one another in the measuring direction x with optically different properties. Here, the partial areas 20 d shown in the drawing are designed to be transparent, while the darkly shown partial areas 20 u are opaque to the incident light bundles.

In der Darstellung der Fig. 2 befindet sich die Abtasteinheit AE bzw. die Abtastplatte A exakt an der zu detektierenden Referenzposition x_REF.In the illustration of Fig. 2, the scanning unit AE and the scanning plate A is to be detected accurately at the reference position x _REF.

Die Ausgestaltung bzw. Anordnung der verschiedenen Blöcke BM1-BM3 bzw. BA1-BA3 innerhalb der Maßstab- und Abtast-Referenzmarkenstruktu ren ist nunmehr zum einen dergestalt gewählt, daß in mindestens einer er sten Gruppe von Blöcken BM2, BA2 die Anordnung der Teilbereiche 10u, 10d, 20u, 20d auf Seiten der Maßstab- und Abtast-Referenzmarkenstruktu ren 10, 20 identisch ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht diese Gruppe lediglich aus je einem einzigen Block BM2, BA2 auf Seiten des Maß stabes M und der Abtastplatte A.The design or arrangement of the various blocks BM1-BM3 or BA1-BA3 within the scale and scanning reference mark structures is now selected on the one hand in such a way that in at least one group of blocks BM2, BA2 he arranges the subareas 10 and , 10 d, 20 u, 20 d on the part of the scale and scanning reference mark structures 10 , 20 is identical. In the illustrated embodiment, this group consists of only a single block BM2, BA2 on the side of the scale M and the scanning plate A.

Zum anderen ist eine zweite Gruppe von Blöcken BM1, BM3, BA1, BA3 dermaßen ausgebildet, daß die Anordnung der Teilbereiche 10u, 10d, 20u, 20d innerhalb dieser Blöcke BM1, BM3, BA1, BA3 auf Seiten von Maßstab M und Abtastplatte A komplementär zueinander ist. Unter komplementär sei hierbei in der dargestellten Durchlichtvariante der Fig. 2 verstanden, daß im Fall eines durchlässigen Teilbereiches 10d auf Seiten des Maßstabes M ein undurchlässiger Teilbereich 10u an der entsprechenden Stelle auf Seiten der Abtastplatte A anzuordnen ist usw.On the other hand, a second group of blocks BM1, BM3, BA1, BA3 is designed in such a way that the arrangement of the partial areas 10 u, 10 d, 20 u, 20 d within these blocks BM1, BM3, BA1, BA3 on the M and Scanning plate A is complementary to each other. Complementary in the transmitted light variant shown in FIG. 2 is understood to mean that in the case of a transmissive partial region 10 d on the M scale, an impermeable partial region 10 u is to be arranged at the corresponding location on the scanning plate A side, etc.

Im Auflichtfall mit einem Reflexionsmaßstab gemäß Fig. 1a hingegen wer den in der ersten Gruppe den reflektierenden Teilbereichen auf dem Maß stab durchlässige Teilbereiche auf der Abtastplatte zugeordnet und den nicht-reflektierenden Teilbereichen auf dem Maßstab undurchlässige Teilbe reiche auf der Abtastplatte. Bei der komplementären Anordnung der Teilbe reiche innerhalb der zweiten Gruppe ist bei der Auflichtvariante hingegen vorgesehen, den nicht-reflektierenden Teilbereichen auf dem Maßstab je weils durchlässige Teilbereiche auf der Abtastplatte zuzuordnen und den reflektierenden Teilbereichen auf dem Maßstab nicht-durchlässige Teilberei che auf der Abtastplatte.In the incident light with a reflection scale according to FIG. 1a, on the other hand, who assigned to the reflecting sub-areas on the scale sub-areas on the scanning plate and the non-reflecting sub-areas on the scale sub-areas on the scanning plate in the first group. In the complementary arrangement of the partial areas within the second group, on the other hand, the incident light variant provides for the non-reflecting partial areas on the scale to be assigned permeable partial areas on the scanning plate and the reflecting partial areas on the scale non-permeable partial areas on the scanning plate.

Jedem der verschiedenen Blöcke BA1-BA3 innerhalb der Abtast-Refe renzmarkenstruktur ist desweiteren ein flächiges optoelektronisches Detek torelement D1-D3 in fester räumlicher Beziehung in der Abtasteinheit AE zugeordnet, über das die Lichtbündel erfaßt werden, die von der Lichtquelle LQ ausgehend über Abtastplatte A und Maßstab M darauf auftreffen. Jedes der Detektorelemente D1-D3 hat hierbei eine lichtempfindliche Fläche bzw. eine Ausdehnung in Meßrichtung x, die einem Vielfachen der Breite der ver schiedenen Teilbereiche 10u, 10d innerhalb der Referenzmarkenstrukturen auf dem Maßstab M bzw. auf der Abtastplatte A entspricht. Each of the various blocks BA1-BA3 within the scanning reference mark structure is furthermore assigned a flat optoelectronic detector element D1-D3 in a fixed spatial relationship in the scanning unit AE, via which the light beams are detected, which emanate from the light source LQ via scanning plate A and Scale M hit it. Each of the detector elements D1-D3 here has a light-sensitive surface or an extension in the measuring direction x, which corresponds to a multiple of the width of the different subregions 10 u, 10 d within the reference mark structures on the scale M or on the scanning plate A.

Desweiteren ist in dieser Variante vorgesehen, daß die Flächen der Blöcke BA1-BA3, BM1-BM3 der beiden Gruppen dergestalt gewählt werden, daß für beide Gruppen im wesentlichen gleich große Flächen resultieren. Im dar gestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bedeutet dies etwa, daß die Summe der beiden Flächen der Blöcke BA1 bzw. BM1 und BA3 bzw. BM3 identisch zur Fläche des Blockes BA2 bzw. BM2 gewählt wird.Furthermore, this variant provides that the areas of the blocks BA1-BA3, BM1-BM3 of the two groups are selected in such a way that areas of essentially the same size result for both groups. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, this means approximately that the sum of the two areas of the blocks BA1 or BM1 and BA3 or BM3 is chosen to be identical to the area of the block BA2 or BM2.

Ferner sind die Flächen der Detektorelemente D1-D3, die den beiden Gruppen zugeordnet sind, im wesentlichen gleich groß gewählt. Im Ausfüh rungsbeispiel der Fig. 2 sind die addierten, lichtempfindlichen Flächen der beiden Detektorelemente D1 und D3 im wesentlichen identisch mit der Flä che des Detektorelementes D2. Desweiteren werden die Flächen der einzel nen Detektorelemente D1-D3 jeweils so dimensioniert, daß diese etwas größer als die zugeordneten Flächen der Blöcke BA1-BA3 sind. Derart läßt sich sicherstellen, daß bei eventuellen, geringfügigen Verkippungen von Maßstab M und Abtasteinheit AE bzw. Abtastplatte A die Zuordnung der ver schiedenen Blöcke BA1-BA3 zu den jeweiligen Detektorelementen D1-D3 gewährleistet bleibt.Furthermore, the areas of the detector elements D1-D3 which are assigned to the two groups are selected to be essentially the same size. In exporting the Fig approximately, for example. 2, the added light-sensitive surfaces of the two detector elements D1 and D3 are substantially identical to the FLAE surface of the detector element D2. Furthermore, the areas of the individual NEN detector elements D1-D3 are each dimensioned such that they are somewhat larger than the assigned areas of the blocks BA1-BA3. In this way, it can be ensured that the assignment of the various blocks BA1-BA3 to the respective detector elements D1-D3 is guaranteed in the event of slight tilting of the scale M and scanning unit AE or scanning plate A.

Den einzelnen Detektorelementen D1-D3 der verschiedenen Gruppen sind im Gegensatz zum Stand der Technik aus der US 4,691,101 erfindungsge mäß nunmehr Blöcke auf Seiten des Maßstabes M bzw. der Abtastplatte A zugeordnet, die eine interne Strukturierung aufweisen. Pro Block BA1-BA3 bzw. BM1-BM3 sind hierzu eine Vielzahl von Teilbereichen 20d, 20u, 10d, 10u mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften vorgesehen. Durch diese Maßnahme läßt sich insbesondere die gewünschte Breite des letztlich er zeugten Referenzimpulssignales geeignet einstellen.In contrast to the prior art from US Pat. No. 4,691,101, the individual detector elements D1-D3 of the various groups are now assigned blocks according to the invention on the scale M or the scanning plate A, which have an internal structure. For this purpose, a plurality of sub-areas 20 d, 20 u, 10 d, 10 u with different optical properties are provided for each block BA1-BA3 or BM1-BM3. This measure allows, in particular, the desired width of the reference pulse signal which he ultimately generates to be suitably adjusted.

Die gewünschte Verschmutzungsunempfindlichkeit bei der erfindungsgemä ßen Erzeugung des Referenzimpulssignales resultiert aus der Block-Grob struktur auf Seiten des Maßstabes und der Abtasteinheit und der entspre chenden Zuordnung und Verschaltung der Detektorelemente. The desired immunity to soiling in the invention The generation of the reference pulse signal results from the block coarse structure on the part of the scale and the scanning unit and the corre appropriate assignment and interconnection of the detector elements.

Die verschiedenen Detektorelemente D1-D3 werden erfindungsgemäß hierbei derart verschaltet, daß jeweils die Detektorelemente D1-D3, die einer Gruppe zugeordnet sind, miteinander additiv verschaltet werden. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 werden hierzu die Detektorelemente D1 und D3 in Summe verschaltet und das Summensignal auf den invertierenden Eingang eines Differenzbildungselementes DIF gelegt, das als Operations verstärker ausgebildet ist. Da zur zweiten Gruppe lediglich ein einziges De tektorelement D2 gehört, wird dieses mit keinem weiteren Detektorelement verschaltet, sondern auf den nicht-invertierenden Eingang des Differenzbil dungselementes DIF gelegt. Die derart erzeugten Signale RI_T bzw. RI_GT der beiden Gruppen weisen nunmehr bei der Referenzposition x_REF jeweils ein Maximum oder ein Minimum auf; entsprechend resultiert ein Referenzim pulssignal RI_Z am Ausgang des Differenzbildungselementes DIF, welches ein Maximum oder Minimum an der Referenzposition x_REF aufweist. So liegt bei einer Durchlicht-Variante gemäß Fig. 1b aufgrund der Ausgestaltung der Maßstab-Referenzmarkenstruktur 10 und der Abtast-Referenzmarken struktur 20 bei den Detektorelementen D1 und D3 der ersten Gruppe abge leiteten Signal RI_GT ein Minimum an der Referenzposition x_REF vor; das aus dem Detektorelement D2 der zweiten Gruppe erzeugte Signal RI_T wiederum besitzt an der Position x_REF ein Maximum.The various detector elements D1-D3 are interconnected according to the invention in such a way that the detector elements D1-D3 which are assigned to a group are interconnected additively. In the exemplary embodiment in FIG. 2, the detector elements D1 and D3 are interconnected in total and the sum signal is applied to the inverting input of a difference-forming element DIF, which is designed as an operational amplifier. Since only a single detector element D2 belongs to the second group, this is not connected to any other detector element, but rather is placed on the non-inverting input of the differential element DIF. The signals RI _T and RI _{GT of} the two groups generated in this way now each have a maximum or a minimum at the reference position x _REF ; A reference pulse signal RI _Z correspondingly results at the output of the difference-forming element DIF, which has a maximum or minimum at the reference position x _REF . So is a transmitted-light-variant according to FIG 1b due to the configuration of the scale reference mark structure 10 and the scanning reference mark structure 20 abge at the detector elements D1 and D3 of the first group initiated signal RI _GT a minimum at the reference position x _REF before. the signal generated from the detector element D2 of the second group RI _T in turn has at the position x _REF a maximum.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die Signalverläufe von RI_T und RI_GT selbstverständlich auch anders herum gewählt werden können, d. h. die Ausgestaltung der verschiedenen Strukturen auf Maßstab- und Abtastseite kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet abgewandelt werden usw.At this point it should be pointed out that the signal curves of RI _T and RI _{GT can of} course also be selected the other way around, ie the configuration of the various structures on the scale and scanning side can be suitably modified within the scope of the present invention, etc.

Das Ausführungsbeispiel in Fig. 2, bei dem relativ feine Referenzmarken strukturen 10, 20 auf Seiten von Maßstab M und Abtastplatte A in Verbin dung mit relativ grob-strukturierten Detektorelementen D1-D3 eingesetzt werden, eignet sich insbesondere für optische Positionsmeßeinrichtungen, bei denen eine große Divergenz der von der Lichtquelle LQ emittierten Strahlenbündel vorliegt. Beispielsweise wäre der Einsatz in Verbindung mit einer optischen Positionsmeßeinrichtung mit divergenter Beleuchtung mög lich, wie sie in der DE 197 26 935 der Anmelderin beschrieben ist. Die gro ben, räumlich gut getrennten Detektorelemente D1-D3 verhindern hierbei ein unerwünschtes optisches Übersprechen zwischen benachbarten Detek torelementen. Vorteilhaft ist ferner, daß keine extreme Feinstrukturierung auf der Seite der Detektoreinheit D nötig ist, was ansonsten hohen fertigungs technischen Aufwand erfordern würde.The embodiment in FIG. 2, in which relatively fine reference mark structures 10 , 20 are used on the scale M and scanning plate A side in conjunction with relatively coarsely structured detector elements D1-D3, is particularly suitable for optical position measuring devices in which a large There is divergence of the radiation beams emitted by the light source LQ. For example, use in conjunction with an optical position measuring device with divergent lighting would be possible, as described in DE 197 26 935 by the applicant. The coarse, spatially well separated detector elements D1-D3 prevent unwanted optical crosstalk between adjacent detector elements. It is also advantageous that no extreme fine structuring on the side of the detector unit D is necessary, which would otherwise require high manufacturing costs.

Die Verläufe der beiden im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 erzeugten Si gnale RI_T und RI_GT im Bereich der Referenzposition x_REF sind in Fig. 3 schematisch dargestellt.The curves of the two signals RI _T and RI _GT generated in the exemplary embodiment in FIG. 2 in the region of the reference position x _REF are shown schematically in FIG. 3.

Die beiden Signale R_IT und R_GT werden zur Erzeugung eines weiterverar beitbaren Referenzimpulssignales RI_Z schließlich auf die beiden Eingänge eines Differenzbildungselementes DIF geschaltet, in dem letztlich die beiden Eingangssignale RI_T und RT_GT voneinander subtrahiert werden bzw. die Diffe renzbildung aus diesen beiden Signalen erfolgt. Am Ausgang des Differenz bildungselementes DIF resultiert das gewünschte Referenzimpulssignal RI_Z, das zur Weiterverarbeitung an eine Auswerteeinheit übergeben werden kann. Das resultierende Referenzimpulssignal RI_Z ist ebenfalls in Fig. 3 angedeutet.The two signals R _IT and R _GT are finally switched to generate a further processable reference pulse signal RI _Z on the two inputs of a difference-forming element DIF, in which the two input signals RI _T and RT _GT are ultimately subtracted from one another or the difference formation from these two signals he follows. At the output of the difference-forming element DIF, the desired reference pulse signal RI _Z results, which can be transferred to an evaluation unit for further processing. The resulting reference pulse signal RI _Z is also indicated in FIG. 3.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel in Bezug auf die erfindungsgemäße Er zeugung des Referenzimpulssignales wird anschließend anhand der Fig. 4 erläutert. Diese zeigt einen Teil der verschiedenen Strukturen auf Seiten der Abtasteinheit bzw. Abtastplatte A, des Maßstabes M sowie einen Teil der Anordnung der Detektorelemente innerhalb der Detektoreinheit D. Wiederum ist auf Seiten der Abtastplatte A bzw. der Abtasteinheit AE eine Abtastrefe renzmarkenstruktur 200 vorgesehen, die aus zwei Gruppen von Blöcken BA100-BA400 besteht, die sich wiederum aus den Teilbereichen 200u, 200d mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften zusammensetzen, die in Meßrichtung x aufeinanderfolgend benachbart angeordnet sind. Another exemplary embodiment with reference to the generation of the reference pulse signal according to the invention is subsequently explained with reference to FIG. 4. This shows a part of the different structures on the side of the scanning unit or scanning plate A, the scale M and part of the arrangement of the detector elements within the detector unit D. Again, a scanning reference mark structure 200 is provided on the side of the scanning plate A or the scanning unit AE consists of two groups of blocks BA100-BA400, which in turn are composed of the sub-areas 200 u, 200 d with different optical properties, which are arranged adjacent to one another in the measuring direction x.

Auf der Seite des Maßstabes M ist eine Maßstab-Referenzmarkenstruktur 100 angeordnet, die aus zwei Gruppen von Blöcken BM100-BM400 beste hen und Teilbereiche 100u, 100d mit unterschiedlichen optischen Eigen schaften umfassen.On the side of the scale M, a scale reference mark structure 100 is arranged, which consist of two groups of blocks BM100-BM400 and comprise partial areas 100 u, 100 d with different optical properties.

In Bezug auf die verschiedenen Ausgestaltungsmöglichkeiten der jeweiligen Referenzmarkenstrukturen 100, 200 bei Durchlicht- und Auflicht-Systemen sei auf die obigen Ausführungen zu Fig. 2 verwiesen.With regard to the various design options of the respective reference mark structures 100 , 200 in transmitted light and incident light systems, reference is made to the above explanations relating to FIG. 2.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 umfaßt jede der beiden Gruppen von Blöcken auf Abtast- und Maßstabseite nunmehr eine Vielzahl von Blöcken von denen in Fig. 4 jedoch nur ein Teil dargestellt ist. So gehören auf der Abtastplatte A zur ersten Gruppe unter anderem die Blöcke BA100 und BA300, zur zweiten Gruppe gehören unter anderem die Blöcke BA200 und BA400. Der ersten Gruppe sind auf dem Maßstab unter anderem die beiden Blöcke BM100 und BM300 zugeordnet, zur zweiten Gruppe gehören unter anderem die Blöcke BM200 und BM400.In the embodiment of FIG. 4, each of the two groups of blocks on the scanning and scale side now comprises a large number of blocks, of which only a part is shown in FIG. 4. On the scanning plate A, the blocks BA100 and BA300 belong to the first group, the blocks BA200 and BA400 belong to the second group. The BM100 and BM300 blocks are assigned to the first group on the scale, while the BM200 and BM400 blocks belong to the second group.

Den Blöcken BA100-BA400 in der Abtasteinheit bzw. auf der Abtastplatte A sind wiederum die flächigen Detektorelemente D100-D400 der Detek toreinheit D in fester räumlicher Beziehung zugeordnet, d. h. dem Block BA100 ist das Detektorelement D100 zugeordnet, dem Block BA200 das Detektorelement D200, dem Block BA300 das Detektorelement D300 und dem Block BA400 das Detektorelement D400. Analoges gilt für die weiteren, nicht daregstellten Blöcke.The blocks BA100-BA400 in the scanning unit or on the scanning plate A are again the flat detector elements D100-D400 from Detek Gate unit D assigned in a fixed spatial relationship, d. H. the block BA100 is assigned the detector element D100, the block BA200 the Detector element D200, the block BA300, the detector element D300 and the block BA400 the detector element D400. The same applies to the other blocks not shown.

Die erste Gruppe von Blöcken BA100, BA300 auf Seiten der Abtastplatte A ist wiederum identisch zu den zugehörigen Blöcken BM100, BM300 ausge bildet; die zweite Gruppe von Blöcken BA200, BA400 auf Seiten der Ab tastplatte ist erneut komplementär zur zugehörigen Gruppe von Blöcken BM200, BM400 auf dem Maßstab ausgebildet usw. The first group of blocks BA100, BA300 on the side of scanning plate A is again identical to the associated blocks BM100, BM300 forms; the second group of blocks BA200, BA400 on the part of Ab Tastplatte is again complementary to the associated group of blocks BM200, BM400 trained on the scale, etc.

Ebenso wie im vorherigen Ausführungsbeispiel sind die Flächen der Detek torelemente D100, D300 identisch mit den Flächen der Detektorelemente D200, D400. Aufgrund dieser Maßnahme ergibt sich wie im vorherigen Aus führungsbeispiel der Vorteil, daß sich die den unterschiedlichen Eingängen der nachgeordneten Differenzbildungselemente zugeordneten Detektorele mente bezüglich ihres Frequenzganges identisch verhalten.As in the previous exemplary embodiment, the surfaces of the detec Gate elements D100, D300 identical to the surfaces of the detector elements D200, D400. As a result of this measure, as in the previous one example the advantage that the different inputs the detector elements assigned to the subordinate difference-forming elements behave identically with regard to their frequency response.

Analog zu den erfindungsgemäßen Überlegungen des ersten Ausführungs beispieles ist auch im zweiten Ausführungsbeispiel der Fig. 4 vorgesehen, jeweils die Detektorelemente einer Gruppe von Blöcken zu verschalten, d. h. die Detektorelemente D100 und D300 sowie die Detektorelemente D200 und D400. Aus den beiden Gruppen von Detektorelementen resultieren in der dargestellten Art und Weise das sog. Takt-Referenzimpulssignal RI_T sowie das Gegentakt-Referenzimpulssignal RI_GT. Das Signal RI_T weist an der Refe renzposition wiederum ein Maximum auf; das Signal RI_GT ein Minimum. Die Signale RI_T, RI_GT werden den beiden Eingängen eines Differenzbildungsele mentes DIF zugeführt, wo wiederum die Differenzbildung aus den beiden Signalen RI_T, RI_GT stattfindet. Am Ausgang des Differenzbildungselementes DIF resultiert das zur Weiterverarbeitung geeignete Referenzimpulssignal RI_Z. Die Differenzbildung stellt ferner ebenso wie im ersten Ausführungsbei spiel sicher, daß eventuelle Streulichteinflüsse eliminiert werden können.Analogously to the considerations according to the invention of the first exemplary embodiment, provision is also made in the second exemplary embodiment in FIG. 4 to interconnect the detector elements of a group of blocks, ie the detector elements D100 and D300 and the detector elements D200 and D400. The so-called clock reference pulse signal RI _T and the push-pull reference pulse signal RI _GT result from the two groups of detector elements in the manner shown. The signal RI _T again has a maximum at the reference position; the signal RI _GT a minimum. The signals RI _T , RI _GT are fed to the two inputs of a difference formation element DIF, where in turn the difference formation from the two signals RI _T , RI _GT takes place. The reference pulse signal RI _Z suitable for further processing results at the output of the difference-forming element DIF. The difference formation also ensures, as in the first embodiment, that any stray light influences can be eliminated.

Im Unterschied zur Anordnung in Fig. 2 sind auf der Abtastplatte A sowie auf dem Maßstab M die jeweiligen Referenzmarkenstrukturen 100, 200 in deutlich geringerem Abstand zueinander angeordnet, so daß letztlich auch mehr Blöcke über die gesamte Länge der kompletten Referenzmarken struktur angeordnet werden können. Im Gegensatz zur Variante in Fig. 2 eignet sich dieses Ausführungsbeispiel deshalb insbesondere für optische Positionsmeßsysteme mit kleiner beleuchtungsseitiger Divergenz, da die verschiedenen Gruppen von Blöcken bzw. Detektorelementen relativ eng benachbart zueinander angeordnet sind. Ein eventuelles Übersprechen zwi schen benachbarten Blöcken bzw. Detektorelementen ist hierbei aufgrund der geringen beleuchtungsseitigen Divergenz ausgeschlossen.In contrast to the arrangement in FIG. 2, the respective reference mark structures 100 , 200 are arranged on the scanning plate A and on the scale M at a significantly smaller distance from one another, so that ultimately more blocks can also be arranged over the entire length of the complete reference mark structure. In contrast to the variant in FIG. 2, this exemplary embodiment is therefore particularly suitable for optical position measuring systems with a small divergence on the illumination side, since the different groups of blocks or detector elements are arranged relatively closely adjacent to one another. A possible crosstalk between adjacent blocks or detector elements is excluded due to the low divergence on the lighting side.

Die erläuterten Ausführungsbeispiele der Fig. 2 und 4 umfaßten sowohl auf Maßstab- wie auch auf Abtastseite Referenzmarkenstrukturen, die als reine Amplitudenstrukturen ausgebildet sind. Die abwechselnd angeordneten Teilbereiche der verschiedenen Strukturen waren hierbei entweder durch lässig und undurchlässig bzw. reflektierend und nicht-reflektierend ausge legt. Mit derartigen Amplitudenstrukturen läßt sich bei hinreichend großen Teilungsperioden der jeweiligen Strukturen erfindungsgemäß ein Referenz impulssignal erzeugen. So ist bei Teilungsperioden TP ≈ 200 µ ein kontrastreiches Referenzimpulssignal auf erfindungsgemäße Art und Weise erzeugbar. Sobald jedoch feinere Strukturen mit kleineren Teilungsperioden zum Einsatz kommen, etwa eine Teilungsperiode TP ≈ 20 µm, ist bei den in der Praxis oft erforderlichen Abtastabständen von mehr als 0,5 mm eine hin reichend gute Abbildung der abtastseitigen Referenzmarkenstrukturen auf die maßstabseitigen Referenzmarkenstrukturen nicht mehr möglich. Es spielen vielmehr zunehmend Beugungseffekte eine Rolle, so daß in der Ebene der Maßstab- Referenzmarkenstrukturen aufgrund von Beugungsef fekten Intensitätsverteilungen vorliegen, die von der dort vorausgesetzten Intensitätsverteilung abweichen.The illustrated exemplary embodiments of FIGS . 2 and 4 included reference mark structures on the scale side as well as on the scanning side, which are designed as pure amplitude structures. The alternately arranged sub-areas of the different structures were either laid out by casual and impermeable or reflective and non-reflective. With such amplitude structures, a reference pulse signal can be generated according to the invention with sufficiently large division periods of the respective structures. In the case of division periods TP ≈ 200 μ, a high-contrast reference pulse signal can be generated in the manner according to the invention. However, as soon as finer structures with smaller graduation periods are used, e.g. a graduation period TP ≈ 20 µm, with the scanning distances of more than 0.5 mm that are often required in practice, it is no longer possible to map the reference mark structures on the scanning side with reference scale structures on the scale . Rather, diffraction effects play an increasing role, so that intensity distributions are present in the level of the scale reference mark structures due to diffraction effects, which differ from the intensity distribution assumed there.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es aber möglich, auch bei kleine ren Teilungsperioden der eingesetzten Referenzmarkenstrukturen und grö ßeren Abtastabständen eine Erzeugung eines Referenzimpulssignales auf Grundlage der vorab erläuterten Prinzipien zu realisieren. Dies sei anhand einer Auflicht-Variante der erfindungsgemäßen optischen Positionsmeßein richtung erläutert, deren grundsätzlicher optischer Aufbau etwa in Fig. 1a skizziert ist.Within the scope of the present invention, however, it is possible to generate a reference pulse signal on the basis of the principles explained above, even in the case of small division periods of the reference mark structures used and larger sampling distances. This will be explained with reference to a reflected light variant of the optical position measuring device according to the invention, the basic optical structure of which is outlined in FIG. 1a.

Aufgrund der erwähnten Beugungseffekte kann nunmehr keine Abtast-Refe renzmarkenstruktur in Form einer reinen Amplitudenstruktur eingesetzt wer den, wie sie beispielsweise anhand von Fig. 2 erläutert wurde. Im Fall einer vorgegebenen Maßstab-Referenzmarkenstruktur 100, die grundsätzlich als Amplitudenstruktur wie die Variante in Fig. 2 aussehen kann, wird die Ab tast-Referenzmarkenstruktur deshalb in dieser Ausführungsform dahinge hend abgewandelt, daß keine reine Amplitudenstruktur wie in Fig. 2 mehr verwendet wird; viel mehr ist vorgesehen, die Abtast-Referenzmarkenstruktur als Phasenstruktur oder als kombinierte Amplituden-/Phasenstruktur auszu bilden, die an der Referenzposition x_REF in der Ebene der Maßstab-Refe renzmarkenstruktur 10 letztlich das gleiche Bild bzw. die gleiche Intensitäts verteilung liefert wie die in Fig. 2 beschriebene Amplitudenstruktur der Ab tast-Referenzmarkenstruktur 20. Es muß demzufolge gewährleistet sein, daß in den Bereichen des Blockes BM2 an der Referenzposition x_REF eine Inten sitätsverteilung resultiert, die der Maßstab-Referenzmarkenstruktur in die sem Block BM2 entspricht. In den Bereichen der Blöcke BM1 und BM3 hin gegen muß die auf der Abtastseite erforderliche Phasenstruktur dagegen gewährleisten, daß bei der Referenzposition x_REF eine Intensitätsverteilung in der Maßstabebene resultiert, die komplementär zur Maßstab-Referenzmar kenstruktur in diesen Bereichen ist. Auf der Detektorseite können die ver schiedenen Detektorelemente D1-D3 dann wieder wie gezeigt verschaltet werden.Due to the diffraction effects mentioned, no scanning reference mark structure in the form of a pure amplitude structure can now be used, as was explained, for example, with reference to FIG. 2. In the case of a predetermined scale reference mark structure 100 , which can basically look like an amplitude structure like the variant in FIG. 2, the scanning reference mark structure is therefore modified in this embodiment in such a way that a pure amplitude structure as in FIG. 2 is no longer used; Much more is provided to form the scanning reference mark structure as a phase structure or as a combined amplitude / phase structure, which at the reference position x _REF in the plane of the scale reference mark structure 10 ultimately provides the same image or the same intensity distribution as that in FIG amplitude structure of the Ab-described Fig. 2 tactile reference mark structure 20. It must therefore be ensured that an intensity distribution results in the areas of block BM2 at reference position x _REF , which corresponds to the scale reference mark structure in this block BM2. In contrast, in the areas of blocks BM1 and BM3, the phase structure required on the scanning side must ensure that an intensity distribution in the scale plane results at the reference position x _REF , which is complementary to the scale reference mark structure in these areas. On the detector side, the various detector elements D1-D3 can then be connected again as shown.

Für den einschlägigen Fachmann stellt die Ausgestaltung einer entspre chenden Phasenstruktur oder aber einer kombinierten Phasen-/Ampli tudenstruktur auf der Seite der Abtastplatte kein weiteres Problem dar; vergleichbare Aufgabenstellungen sind etwa auch im Zusammenhang mit der holographischen Erzeugung definierter Intensitätsmuster bekannt. Hierzu sei z. B. auf das Kapitel 7.3.3.3 des Lehrbuches "Optik" von M.V. Klein, T.E. Furtak, Springer Verlag 1986 (S. 381-389) verwiesen.For the relevant specialist, the design of a corresponding appropriate phase structure or a combined phase / ampli structure on the side of the scanning plate is no further problem; comparable tasks are also related to the holographic generation of defined intensity patterns is known. For this, z. B. to chapter 7.3.3.3 of the textbook "Optics" by M.V. Klein, T.E. Furtak, Springer Verlag 1986 (pp. 381-389).

Auf diese Art und Weise ist somit die Ausgestaltung einer Phasenstruktur oder aber einer kombinierten Phasen-/Amplitudenstruktur problemlos mög lich, wenn eine gewünschte Intensitätsverteilung in einer bestimmten Ebene vorgegeben wird. Dies sei nachfolgend an einem einfachen Beispiel be schrieben. This is how a phase structure is designed or a combined phase / amplitude structure is no problem Lich if a desired intensity distribution in a certain level is specified. This is the following using a simple example wrote.

So zeigt Fig. 5 im oberen Teil einen Schnitt durch die Abtastplatte A dieses Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen optischen Positionsmeßein richtung. Der dargestellte Ausschnitt ist ein Teil der Abtast-Referenzmarken struktur 300, die nunmehr als kombinierte Phasen-/Amplitudenstruktur aus gebildet ist, die in der Maßstabebene eine bestimmte vorgegebene Intensi tätsverteilung liefert. Die Abtast- Referenzmarkenstruktur 300 besteht in die sem Beispiel aus einer groben Amplitudenstruktur mit alternierend in Meß richtung x angeordneten, durchlässigen und undurchlässigen Teilbereichen 300d, 300u. In den durchlässigen Teilbereichen 300d sind jedoch desweite ren phasenschiebende Strukturen, z. B. Zylinderlinsen, in definierter Art und Weise angeordnet. Die phasenschiebenden Strukturen sind in den durchläs sigen Teilbereichen 300d als alternierend in Meßrichtung x aufeinanderfol gende Stege 3005 und Lücken 300D ausgebildet. Fig. 5 shows in the upper part a section through the scanning plate A of this embodiment of the optical Positionmeßein direction. The section shown is part of the scanning reference mark structure 300 , which is now formed as a combined phase / amplitude structure, which delivers a certain predetermined intensity distribution in the scale plane. The scanning reference mark structure 300 in this example consists of a coarse amplitude structure with alternating arranged in the measuring direction x, permeable and impermeable subregions 300 d, 300 u. In the permeable subregions 300 d, however, there are further phase-shifting structures, e.g. B. cylindrical lenses, arranged in a defined manner. The phase-shifting structures are formed in the permeable subregions 300 d as alternating webs 3005 and gaps 300 D alternating in the measuring direction x.

Der in Fig. 5 gezeigte Ausschnitt der nunmehr als Phasen-/Ampli tudenstruktur ausgebildeten Abtast- Referenzmarkenstruktur 300 ist an der Referenzposition x_REF einem bestimmten Teil der Maßstab-Referenzmar kenstruktur 400 auf Seiten des Maßstabes M zugeordnet. Dieser Bereich des Maßstabes M bzw. der entsprechenden Referenzmarkenstruktur 400 ist unterhalb der Abtast-Referenzmarkenstruktur 300 gezeigt. Diese stellt etwa einen Ausschnitt aus einem Block der Maßstab-Referenzmarkenstruktur 400 dar, in dem eine Intensitätsverteilung erzeugt werden soll, die der Maßstab- Referenzmarkenstruktur 400 entspricht. Die Maßstab- Referenzmarken struktur 400 besteht hierbei im Auflicht-Fall aus alternierend angeordneten reflektierenden Teilbereichen 400r und nicht-reflektierenden Teilbereichen 400n.In Fig. Extract the now tudenstruktur as phase / Ampli formed scanning reference mark structure shown 5300 is associated with the scale Referenzmar kenstruktur 400 on the side of the scale M at the reference position x _REF a particular part. This area of the scale M or the corresponding reference mark structure 400 is shown below the scanning reference mark structure 300 . This represents, for example, a section of a block of the scale reference mark structure 400 in which an intensity distribution is to be generated which corresponds to the scale reference mark structure 400 . In the case of incident light, the scale reference mark structure 400 in this case consists of alternatingly arranged reflecting partial areas 400 r and non-reflecting partial areas 400 n.

Analog zu den oben erläuterten Überlegungen muß demzufolge in diesem Block in den reflektierenden Teilbereichen 400r ein Intensitätsmaximum an der Referenzposition x_REF resultieren, während in den dazwischen liegenden nicht-reflektierenden Teilbereichen 400n ein Intensitätsminimum erforderlich ist. Analogously to the considerations explained above, an intensity maximum at the reference position x _REF must consequently result in the reflecting partial areas 400 r in this block, while an intensity minimum is required in the non-reflecting partial areas 400 n in between.

Die im oberen Teil der Fig. 5 gezeigte Phasen-/Amplitudenstruktur liefert nunmehr genau eine derartige Intensitätsverteilung, wie dies im unteren Teil von Fig. 5 gezeigt ist. Dort ist gegen die Meßrichtung x die resultierende Intensitätsverteilung des Ausschnittes der Abtast-Referenzmarkenstruktur 300 gezeigt, die die erforderlichen Intensitätsmaxima an den reflektierenden Teilbereichen 400r der Maßstab-Referenzmarkenstruktur 400 erzeugt.The phase / amplitude structure shown in the upper part of FIG. 5 now provides exactly such an intensity distribution, as is shown in the lower part of FIG. 5. The resulting intensity distribution of the section of the scanning reference mark structure 300 , which generates the required intensity maxima at the reflecting partial areas 400 r of the scale reference mark structure 400, is shown there against the measuring direction x.

Durch die geeignete Ausgestaltung der kompletten Abtast-Referenzmarken struktur als reine Phasenstruktur oder aber als kombinierte Phasen-/Ampli tudenstruktur läßt sich somit auch im Fall kleinerer Teilungsperioden und einem erforderlichen größeren Abtastabstand auf die erfindungsgemäße Art und Weise ein kontrastsreiches Referenzimpulssignal erzeugen.Through the appropriate design of the complete scanning reference marks structure as a pure phase structure or as a combined phase / ampli The structure of the study can thus also be used in the case of smaller division periods and a larger scanning distance required on the invention Generate a high-contrast reference pulse signal.

Die bislang erläuterten Ausführungsbeispiele der optischen Positions meßeinrichtung lassen sich selbstverständlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf verschiedenste Arten abwandeln.The exemplary embodiments of the optical positions explained so far measuring device can of course be within the scope of the present Modify invention in various ways.

So wurde in den Ausführungsbeispielen der Fig. 2-5 jeweils erläutert, daß je nach Ausgestaltung der Strukturen auf Seiten der Abtastplatte A eine bestimmte Intensitätsverteilung auf dem Maßstab M resultiert. Diese Anord nung ist jedoch keineswegs die einzig mögliche; vielmehr kann in einer Vari ante wie sie etwa in Fig. 1c skizziert ist auch eine Ausgestaltung der ver schiedenen Blöcke der Maßstab-Referenzstrukturen dergestalt erfolgen, daß nunmehr in der Ebene der Abtastplatte die entsprechende Intensitätsvertei lung resultiert. Hierbei können auf Seiten des Maßstabes wiederum reine Amplitudenstrukturen, reine Phasenstrukturen oder aber Mischformen hier von eingesetzt werden etc.It was explained in each of the exemplary embodiments in FIGS. 2-5 that, depending on the design of the structures on the side of the scanning plate A, a certain intensity distribution on the M scale results. However, this arrangement is by no means the only possible one; rather, in a variant such as that outlined in FIG. 1c, the various blocks of the scale reference structures are designed in such a way that the corresponding intensity distribution now results in the plane of the scanning plate. Here, on the scale side, pure amplitude structures, pure phase structures or mixed forms of here can be used, etc.

Desweiteren kann etwa jederzeit vorgesehen werden, daß die beiden Grup pen von Referenzmarkenstrukturen jeweils mehr als zwei Blöcke mit ent sprechend angeordneten Teilbereichen umfassen. Dies hat Vorteile hinsicht lich der Verschmutzungsunempfindlichkeit, da die Verschmutzung eines Blockes dann durch die Vielzahl weiterer Blöcke in der gleichen Gruppe kompensiert wird. Insgesamt resultiert derart eine stabilere Referenzimpuls auswertung.Furthermore, it can be provided at any time that the two groups pen of reference mark structures each more than two blocks with ent include arranged sub-areas. This has advantages Lich insensitivity to pollution, since the pollution of a Block through the large number of other blocks in the same group is compensated. Overall, this results in a more stable reference pulse evaluation.

Während in den beschriebenen Ausführungsbeispielen jeweils für die Refe renzimpulssignal-Erzeugung spezielle Detektoranordnungen mit relativ großflächigen Detektorelementen genutzt wurden, ist prinzipiell auch denk bar, an dieser Stelle sog. Detektorarrays in der Detektoreinheit einzusetzen, wie sie zur optischen Abtastung einer Inkrementalteilungsspur bekannt sind. Derartige Detektorarrays bestehen aus einer Vielzahl von unmittelbar be nachbart in Meßrichtung angeordneten strahlungsempfindlichen Detektor elementen mit deutlich kleineren Flächen; Detektorelemente, die pha sengleiche Abtastsignale liefern sind hierbei miteinander elektrisch ver schaltet. Solche Detektorarrays können prinzipiell auch im Rahmen der vor liegenden Erfindung genutzt werden. Hierbei würden die Detektorelemente in der Detektoreinheit dann jeweils aus einer zusammengeschalteten Anzahl benachbarter einzelner Detektorelemente des Detektorarrays bestehen. Als Vorteil an einer derartigen Variante wäre die Reduzierung der Bauteilvielfalt anzuführen.While in the described embodiments for the Refe renzimpulsssignal-Generation special detector arrangements with relative large-area detector elements were used, is in principle also think bar to use so-called detector arrays in the detector unit at this point, as are known for optically scanning an incremental graduation track. Such detector arrays consist of a large number of immediately neighboring radiation-sensitive detector arranged in the measuring direction elements with significantly smaller areas; Detector elements, the pha provide identical scanning signals are electrically ver with each other switches. In principle, such detector arrays can also be used as part of the lying invention can be used. Here, the detector elements then each in the detector unit from an interconnected number of adjacent individual detector elements of the detector array. As The advantage of such a variant would be the reduction in the variety of components to cite.

Desweiteren existieren selbstverständlich noch diverse weitere Möglichkei ten, wie die erfindungsgemäße Positionsmeßeinrichtung abgewandelt und an verschiedene Anforderungen angepaßt werden kann.Furthermore, there are of course various other options ten, how the position measuring device according to the invention is modified and can be adapted to different requirements.

Claims

1. Optical position measuring device for determining the relative position of two objects which are movable in the measuring direction (x) with respect to one another, a reference pulse signal (RI _Z ) being able to be generated at at least one defined relative position (x _REF ) and the position measuring device comprising the following components:

a) a scale (M) with a scale reference mark structure ( 10 ; 100 ; 400 ), the scale (M) being connected to one of the two objects and the scale reference mark structure ( 10 ; 100 ; 400 ) from n (n = 2, 3, 4...) Blocks (BM1, BM2, BM3; BM100, BM200, BM300, BM400) arranged in the measuring direction, which in the measuring direction (x) are successive arrangements of several sub-areas ( 10 d, 10 ; 100 d, 100 u; 400 r, 400 n) with different optical properties,
b) a scanning unit (AE) which is connected to the other object and a scanning plate (A) with a scanning reference mark structure ( 20 ; 200 ; 300 ) and a plurality of detector elements (D1, D2, D3; D100, D200, D300, D400 ) includes, wherein
- b1) the scanning reference mark structure ( 20 ; 200 ; 300 ) also consists of n blocks (BA1, BA2, BA3; BA100; BA200, BA300, BA400), which are arranged in succession in the measuring direction (x) and
- b2) wherein at least a first group of the blocks (BA1, BA3; BA100, BA300; BM1, BM3; BM100, BM300) of the scanning reference mark structure or the scale reference mark structure is designed such that it is at the reference position (x _REF ) provides an intensity distribution in the level of the other reference mark structure, which is identical to the structure of the associated first group of blocks (BA1, BA3; BA100, BA300; BM1, BM2, BM3; BM100, BM300) of the scanning or scale reference mark structure (10; 100 ; 400) and at least a second group of blocks (BA2; BA200, BA400; BM2, BM200; BM400) of the scanning or reference mark structure in the level of the respective different reference mark structure provides an intensity distribution that is complementary to the structure of the associated blocks (BA2 ; BA200, BA400; BM2, BM200; BM400) is the scanning or scale reference mark structure and
- b3) each block (BA1-BA3; BA100-BA400) from the scanning reference mark structure ( 20 ; 200 ; 400 ) is assigned a detector element (D1-D3; D100-D400) and
- b4) the detector elements (D1-D3; D100-D400) are interconnected in such a way that in each case the output signals (RI _T, RT _GT) are connected to a block group together so that from the output signals of each block group in each case a reference pulse output signal (RI _T , RI _GT ) results that has a maximum or a minimum at a defined relative position (x _REF ) of the two objects.

2. Optical position measuring device according to claim 1, wherein the scanning reference mark structure ( 20 ; 200 ) is formed as a pure amplitude structure, the arrangement in each block (BA1-BA3; BA100-BA400) of sub-areas ( 20 d, 20 u; 200 d, 200 u) with different optical properties, wherein in a first group of blocks (BA1, BA3; BA100, BA300) the arrangement of the partial areas ( 20 d, 20 u; 200 d, 200 u) is identical to the arrangement of the partial areas ( 10 d, 10 u; 100 d, 100 u) in the associated blocks (BM1, BM3; BM100, BM300) of the scale reference pulse structure ( 10 ; 100 ) and in at least a second group of blocks (BA2; BA200, BA400) the arrangement of the partial areas ( 20 d, 20 u; 200 d, 200 u) complementary to the arrangement of the partial areas ( 10 d, 10 u; 100 d, 100 u) in the associated blocks (BM2; BM200, BM400) the scale reference pulse structure ( 10 ; 100 ).

3. Optical position measuring device according to claim 1, wherein the scanning reference mark structure ( 300 ) is designed as a phase structure or as a combined phase / amplitude structure.

4. Optical position measuring device according to claim 3, wherein the combined phase / amplitude structure ( 300 ) formed scanning reference mark structure ( 300 ) consists of permeable and impermeable partial areas ( 300 d, 300 u) and in the permeable partial areas ( 300 u) phase-shifting structures are arranged.

5. Optical position measuring device according to claim 1, wherein the reference impulse output signals (RI _T , RI _GT ) of the two block groups are connected in difference.

6. Optical position measuring device according to claim 5, wherein the Refe rence pulse output signals (RI _T, RT _GT) Renz formation member at the inputs a Diffe (DIF) abut.

7. Optical position measuring device according to claim 1, wherein per block (BM1-BM3; BM100-BM400) of the scale reference mark structure ( 10 ; 100 ; 400 ) and / or per block (BA1-BA3; BA100-BA400) of the scanning reference mark structure ( 20 ; 200 ) several sub-areas are arranged, which are optically permeable and opaque.

8. Optical position measuring device according to claim 1, wherein per block the scale reference mark structure and / or per block of the scanning Reference mark structure several sub-areas are arranged, the op are table reflective and non-reflective.

9. Optical position measuring device according to claim 1, wherein the areas of the detector elements (D1-D3; D100-D400) slightly larger than the areas of the associated blocks (BM1-BM3; BM100-BM400; BA1-BA3, BM100-BM400) of the scale- and scan reference mark structures ( 10 ; 100 ; 20 ; 200 ) are formed.

10. Optical position measuring device according to claim 1, wherein a straight Number of blocks of the two groups of scale and sample re reference mark structures is provided and the areas of all blocks of Scale and scan reference mark structures are chosen identically.

11. Optical position measuring device according to claim 1, wherein an un even number of blocks of the two groups of scale and scanning Reference mark structures are provided and the sum of the areas of the first group is identical to the sum of the areas of the second Group of scale and scan reference mark structures selected are.