DE2262065A1 - Fotoelektrischer schrittgeber - Google Patents

Fotoelektrischer schrittgeber

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DE2262065A1 DE19722262065 DE2262065A DE2262065A1 DE 2262065 A1 DE2262065 A1 DE 2262065A1 DE 19722262065 DE19722262065 DE 19722262065 DE 2262065 A DE2262065 A DE 2262065A DE 2262065 A1 DE2262065 A1 DE 2262065A1
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    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
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Description

UnMrZeidwn: A 1902/B 2769 633 Wetalar,den, 15.Dezember 1972.
Pat Se/GG
Fotoelektrischer Schrittgeber
Die Erfindung betrifft einen fotoelektrischen. Schrittgeber zur zweikoordinatigen vorzeichenrichtigen Messung von Objektverschiebungen.
Es ist bereits ein Schrittgeber zur Bestimmung der Relativlage eines Objektes nach zwei Koordinatenrichtungen mit fotoelektrischen Empfängern bekannt, bei dem auf einem auf seiner Auflageebene beliebig verschiebbaren starren Objekttisch großflächige, nach den beiden gewünschten Meßkoordinatenrichtungen orientierte Meßraster befestigt.sind. Diesen Meßrastern stehen ortsfest montierte Referenzraster gegenüber, auf welche die erstgenannten Raster abgebildet werden. Den Referenzrastern sind fotoelektrische Empfänger zugeordnet, welche die das Referenzraster verlassenden Lichtflüsse in elektrische Signale umwandeln. Nachteilig bei diesem Schrittgeber ist, daß die räumlichen Abmessungen des Tisches durch die großflächigen, auf ihm befestigten Meßraster mitbestimmt werden und, bezogen auf diese Abmessungen, ein nur kleiner Meßbereich zur Verfügung steht. Darüber hinaus führen eventuelle Drehungen des Objektes um die Achse des Beobachtungsstrahlenganges bei der bekannten Einrichtung zu relativ großen Meßfehlern, weil sich die Meßgitter in der Objektebene befinden und in aller Regel unterschiedliche und variable Entfernungen von der Achse des Beobachtungsstrahlenganges haben.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Schrittgeber anzugeben, der die genannten Nachteile vermeidet und Signale verbesserter Qualität liefert.
-2-
409826/0524
2 A T9O2/B 2769
Gegenstand der Erfindung ist daher ein fotoelektrischer Schrittgeber der eingange genannten Art, welcher sich dadurch auszeichnet ι daß ein nach zwei Meßrichtungen geteiltes, mit dem Objekt verschiebbares Meßgitter und zwei getrennte, den Meßkoordinatenrichtungen zugeordnete Lineargitter vorgesehen sind, daß innerhalb einer sich zwischen den Gittern befindlichen Optik ein Ortsfrequenzfilter angeordnet ist, welches für jede Koordinatenrichtung das am Meßgitter durch Beugung entstandene Licht ausfiltert, daß das Ortsfrequenzfilter zur Trennung der jeder Koordinatenrichtung zugeordneten Strahlengänge lichtumlenkende optische Bauteile aufweist, daß im Bereich des Ortsfrequenzfilters oder zwischen dem Ortsfrequenzfilter und den Lineargittern optische Bauelemente vorgesehen sind, welche zwischen zwei orthogonalen Polarisationsrichtungen im ausgefilterten Licht eine optische Wegdifferenz von τ- erzeugen, und daß im jeder Koordinate zugeordneten Strahlengang ein polarisierender Teiler mit zugeordneten fotoelektrischen Empfängern vorhanden ist.
Ein Aueführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Einrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und nachfolgend beschrieben.
Eine Lichtquelle 2 beleuchtet über einen Teiler 62 und eine Optik k ein nach zwei Meßrichtungen geteiltes Meßgitter 1. Dieses Meßgitter ist zusammen mit dem Meßobjekt in zwei Koordinatenrichtungen x, y verschieblich gelagert. Über Optiken k, 7 wird es auf zwei getrennte Lineargitter 8, 8* abgebildet. Die Teilungsrichtung des Gitters 8 ist parallel zur x-Koordinate, die Teilungsrichtung des Gitters 8* parallel zur y-Koordinate orientiert. Zwischen den Optiken h und 7 liegt paralleler Strahlengang vor. Er wird durch ein Ortsfrequenzfilter 65 aufgespalten. Die lichtablenkenden optischen Bauelemente des Filters 65 sind im dargestellten Fall so ausgebildet, daß sie außer der Strahlaufspaltung noch eine
409826/052* ■■
3 A 1902/B 2769
15.12.1972.
Phasenverschiebung von 7- zwischen Strahlkomponenten bewirken, welche sich in der Polarisationsrichtung um 90 unterscheiden. Demgemäß sind über Sammel-Optiken 9 entsprechend orientierte polarisierende Strahlenteiler 20 nachgeschaltet, welche den modulierten Strahlengang auf der x- bzw. y-Koordinate zugeordnete fotoelektrische Empfänger 12, 12f leiten, die in Gruppen angeordnet sind. Die Signalphasen sind durch die trigonometrischen Funktionssymbole der Verschiebestrecken symbolisiert. Die Ausgangssignale der fotoelektrischen Empfängergruppen 12, 12f stellen Drehfeldsignale dar, aus denen in bekannter Weise Größe und Richtung der Objektgitterverschiebung in den beiden Meßkoordinatenrichtungen ermittelt werden.
Anstelle der dargestellten Lage der eine T" -Verschiebung bewirkenden Bauelemente in der Filterebene 6 können dieselben auch im Strahlengang zwischen diesem Filter und dem jeweiligen Lineargitter als Referenzgitter 8, 8f liegen.
Zwar ist die Erfindung im Ausführungsbeispiel als Auflichtanordnung dargestellt. Sie kann aber ohne Schwierigkeiten für Durchlicht abgewandelt werden.
Benutzt man als Meßgitter 1 ein Phasengitter, so ist die Möglichkeit gegeben, gleichzeitig mit den Meßsignalen zusätzlich Gegentaktsignale zu gewinnen, die dann in bekannter Veise zur Storanteilsbefreiung verwendet werden. Es sind dann also je drei Empfänger (davon einer gestrichelt dargestellt) der -1., O. und +1. ausgefilterten BeugungsOrdnung zugeordnet.
409826/052

Claims (2)

  1. A 1902/B 2769
    15.12.1972.2262065
    Ansprüche
    Fotoelektrischer Schrittgeber zur zweikoordinatigen vorzeichenrichtigen Messung von Objektverschiebungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach zwei Meßrichtungen geteiltes, mit dem Objekt verschiebbares Meßgitter (i) und zwei getrennte, den Meßkoordinatenrichtungen zugeordnete Lineargitter (8, 81) vorgesehen sind, daß innerhalb einer sich zwischen den Gittern befindlichen Optik (k, 7) ein Ortsfrequenzfilter (5) angeordnet ist, welches für jede Koordinatenrichtung das am Meßgitter (1) durch Beugung entstandene Licht ausfiltert, daß das Ortsfrequenzfilter (5) zur Trennung der jeder Koordinatenrichturxg zugeordneten Strahlengänge lichtumlenkende optische Bauteile aufweist, daß im Bereich des Ortsfrequenzfilters (5) oder zwischen dem Ortsfrequenzfilter und den Lineargittern (8f 81) optische Bauelemente vorgesehen sind, welche zwischen zwei orthogonalen Polarisationsrichtungen im ausgefilterten Licht eine optische Wegdifferenz von r- erzeugen, und daß im jeder Koordinate zugeordneten Strahlengang ein polarisierender Teiler (20) mit zugeordneten fotoelektrischen Empfängern vorhanden ist.
  2. 2. Fotoelektrischer Schrittgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgitter als Phasengitter ausgeführt ist und daß jedem polarisierenden Teiler (20) sechs fotoelektrische Empfänger zugeordnet sind.
    0 9 8 2 6 / Ü S 2
DE19722262065 1972-12-19 1972-12-19 Fotoelektrischer Schrittgeber Expired DE2262065C3 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19722262065 DE2262065C3 (de) 1972-12-19 Fotoelektrischer Schrittgeber
GB5357073A GB1443220A (en) 1972-12-19 1973-11-19 Photo-electric incremental transducer
FR7343804A FR2210762B3 (de) 1972-12-19 1973-12-07
JP48138552A JPS4991260A (de) 1972-12-19 1973-12-11
US425077A US3867035A (en) 1972-12-19 1973-12-17 Photoelectric step marker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19722262065 DE2262065C3 (de) 1972-12-19 Fotoelektrischer Schrittgeber

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2262065A1 true DE2262065A1 (de) 1974-06-27
DE2262065B2 DE2262065B2 (de) 1976-09-23
DE2262065C3 DE2262065C3 (de) 1977-08-11

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2550840A1 (de) * 1974-11-25 1976-05-26 Bendix Corp Lagengeber

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2550840A1 (de) * 1974-11-25 1976-05-26 Bendix Corp Lagengeber

Also Published As

Publication number Publication date
FR2210762A1 (de) 1974-07-12
FR2210762B3 (de) 1976-10-15
JPS4991260A (de) 1974-08-31
US3867035A (en) 1975-02-18
DE2262065B2 (de) 1976-09-23
GB1443220A (en) 1976-07-21

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C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
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