DE3816247A1

DE3816247A1 - System zur entfernungsmessung

Info

Publication number: DE3816247A1
Application number: DE3816247A
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Nose; Minoru Yoshii; Yukichi Niwa; Ryo Kuroda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-05-11
Filing date: 1988-05-11
Publication date: 1988-12-08
Anticipated expiration: 2008-05-12
Also published as: US5000572A; GB2205397B; DE3816247C2; FR2615281B1; FR2615281A1; GB2205397A; GB8811133D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Entfernungs messung und insbesondere auf ein Entfernungsmeßsystem der Gitterinterferenz-Bauart (Gitterinterferometer).

Wie in den JP-Patent-OS Nr. 59-1 91 906 und Nr. 59- 1 91 907 offenbart ist, werden herkömmliche Gitterinterferenz- Entfernungsmeßvorrichtungen so angeordnet, daß ein kohärentes Licht von einer Lichtquelle durch einen Spiegel od. dgl. auf ein Beugungsgitter, das als ein Bezugsmaß wirkt, gerichtet wird, und das Beugungslicht der positiven Ordnung n sowie Beugungslicht der negativen Ordnung n, die von diesem Beugungsgitter ausgehen, werden unter Verwendung von Winkelspiegeln (Corner-Cubes) zurück parallel zu ihren ankommenden Wegen reflektiert, so daß die reflektierten Beugungslichtstrahlen wieder auf das Beugungsgitter einfallen, an dem die beiden Beugungslichtstrahlen der positiven und negativen Ordnung n in der gleichen Richtung gebeugt werden, um eine gegenseitige Interferenz hervorzurufen, wobei die Intensität dieses Interferenzlichts mittels eines lichtelektrischen Fühlers ermittelt wird.

Bei der beschriebenen Anordnung ist der Winkelspiegel ein optisches Glied, das nicht leicht zu fertigen ist, weshalb es teuer ist. Auch ist die Justierung von optischen Gliedern, wie Spiegeln, kompliziert. Deshalb ist es bei der herkömmlichen Anordnung schwierig, den Aufbau einfach sowie kompakt zu machen und die Herstellungskosten zu vermindern.

Mit einem solchen Interferometer kann der Meßbereich oder Meßhub relativ groß ausgelegt werden, nämlich in der Größen ordnung von nicht weniger als 100 mm. Andererseits wird grundsätzlich die Entfernungsmessung unter Verwendung einer bestimmten Teilung als eine Einheitslänge, die durch optische Bedingungen, wie die Wellenlänge des Meßlichts, die Ordnung des Beugungslichts und den Polarisationszustand, bestimmt werden, durchgeführt. Demzufolge ist die Auflösung niedrig, weshalb die Genauigkeit mäßig ist, wenn eine winzige Entfernung in einer Größenordnung, die beispielsweise nicht größer als Submikron ist, gemessen werden soll.

Es ist demzufolge die primäre Aufgabe der Erfindung, eine Entfernungsmeßvorrichtung der Gitterinterferenz-Bauart zu schaffen, die in ihrem Aufbau einfach ist und eine leichte Justierung des Bausatzes zuläßt.

Ein Ziel der Erfindung ist hierbei darin zu sehen, eine Entfernungsmeßvorrichtung der Gitterinterferenz-Bauart aufzuzeigen, die eine Verminderung in den Größenabmessungen der Vorrichtung, eine Unterdrückung des Rauschens und Verbesserungen in der Meßgenauigkeit ermöglicht.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung einer Entfernungsmeßvorrichtung der Gitterinterferenz-Bauart, die gegen eine Änderung in der Wellenlänge einer Lichtquelle ohne die Verwendung von irgendeinem Winkelspiegel (Corner- Cube) stabil ist.

Darüber hinaus ist es ein Ziel der Erfindung, eine Entfernungs meßvorrichtung der Gitterinterferenz-Bauart zu schaffen, die einen großen Meßbereich oder -hub und eine sehr hohe Meßgenauigkeit aufweist.

Die Aufgabe, die angegebenen und weitere Ziele wie auch die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer inter ferometrischen Beugungsgitter-Entfernungsmeßvorrichtung in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei kein Winkelspiegel verwendet wird;

Fig. 2 eine Wellenform, die die Ausgänge von bei der Vorrichtung von Fig. 1 verwendeten lichtelektrischen Fühlern darstellt;

Fig. 3 die Darstellung einer Wellenform von solchen Signalen, wie sie durch Verarbeiten der in Fig. 2 gezeigten Ausgänge zu erhalten sind;

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Zustandes von Beugungslicht, wenn sich die Ausgangs wellenlänge einer Lichtquelle ändert, im Fall der Entfernungsmeßvorrichtung in der Ausführungsform von Fig. 1;

Fig. 5 eine Wellenform-Darstellung, die Ausgänge von den lichtelektrischen Fühlern der Fig. 1 zeigt, wenn die Wellenlänge eines Lichts von der Lichtquelle verschoben wird;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Beugungsgitter- Entfernungsmeßvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei der Hauptteil der Vorrichtung als ein integrierter Kreis ausgebildet ist;

Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung eines wesentlichen Teils einer Entfernungsmeßvorrichtung in einer Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 6;

Fig. 8 eine Wellenform von Ausgängen von lichtelektrischen Fühlern, die bei der Vorrichtung von Fig. 7 zur Anwendung kommen;

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Entfernungsmeß vorrichtung in einer gegenüber Fig. 6 weiter abgewandelten Ausführungsform;

Fig. 10 eine schematische, perspektivische Darstellung einer Gitterinterferenz-Entfernungsmeßvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei ein Wollaston-Prisma zur Anwendung kommt;

Fig. 11 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktion des Wollaston-Prismas der Vorrichtung von Fig. 10;

Fig. 12 eine schematische Darstellung einer Gitterinterferenz- Entfernungsmeßvorrichtung in einer noch weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei Licht durch ein Entfernungsmeß-Bezugsgitter viermal tritt, um die Auflösung des Systems zu steigern.

Die Fig. 1 zeigt ein Beispiel für eine Beugungsgitter-Inter ferenz-Entfernungsmeßvorrichtung, die ohne die Verwendung eines Corner-Cube-Gliedes als die Impulssignal-Erzeugungs einrichtung aufgebaut ist. Gemäß Fig. 1 ist ein relativ bewegbares Beugungsgitter GS fest an einem von zwei Objekten, die relativ zueinander bewegbar sind, angeordnet, während ein Entfernungsmeßkopfteil MH fest am anderen der beiden Objekte angebracht ist.

Ein von einer Lichtquelle LD, z. B. einem Halbleiterlaser, des Entfernungsmeß-Hauptteils MH ausgesandter Lichtstrahl wird in eine ebene Welle durch ein Kollimatorobjektiv CL umgewandelt und dann in zwei Strahlen durch einen Halbspiegel HM 20 geteilt. Die beiden zerlegten Lichtstrahlen LO 1 und LO 2 werden jeweils durch Spiegel MR 1 und MR 2 reflektiert und zum Einfallen auf g/4-Plättchen QW 1 undQW 2 gebracht. Hierauf werden sie durch stationäre Gitter GF 1 und GF 2 jeweils gebeugt. Beugungslichtstrahlen LN 1 und LN 2 der positiven und negativen Ordnung n werden auf das relativ bewegbare Gitter GS projiziert, an dem sie wiederum reflektierend gebeugt werden, so daß sie in derselben Richtung verlaufen und miteinander vereinigt werden. Das auf diese Weise erhaltene Licht wird durch Halbspiegel HM 21-HM 23 getrennt, und nach einer Umwandlung in elektrische Signale mit Hilfe der Kombination von Polarisationsplatten PP 1-PP 4 und Fühlern (Photodetektoren) PD 1-PD 4 werden sie abgeleitet. Die λ/4-Plättchen QW 1 und QW 2, die in den Wegen der Lichtstrahlen LO 1 und LO 2 angeordnet sind, werden vorher so festgelegt, daß ihre starken Achsen jeweils unter Winkeln von +45° und -45° mit Bezug zu einer linear polarisierten Lichtkomponente des Laserstrahls geneigt sind. Ferner werden die Winkelstellungen der Polarisationsplatten PP 1-PP 4 so festgesetzt, daß ihre Polarisationsaus richtungen gleich 0°, 45°, 90° und 135° jeweils werden.

Bei dieser Anordnung wird die Menge eines jeden Lichts, das auf einen entsprechenden Fühler PD 1-PD 4 auftrifft, mit der Bewegung des relativ bewegbaren Gitters GS geändert, wie in Fig. 2 gezeigt ist, und diese Änderungen werden als Lichtmengen-Erfassungsausgänge ermittelt, d. h., von den Fühlern PD 1-PD 4 gehen Ausgangssignale aus, deren Phasen in Aufeinanderfolge um einen Phasenunterschied von 90° verschoben sind.

Dann wird für jeweils zwei Signale, deren Phasen relativ um 180° verschoben sind, ein Differenzsignal gebildet, d. h., es werden zwei Differenzsignale gebildet. Diese beiden Differenzsignale haben einen Phasenunterschied von 90° und sind als R sowie S in den oberen beiden Teilen (a) und (b) von Fig. 3 gezeigt.

Unter Verwendung von (nicht gezeigten) elektrischen Schaltungen und auf der Grundlage eines vorbestimmten Pegels werden diese beiden Signale R und S binär verarbeitet (binär kodiert), wie es in den Teilen (c) und (d) von Fig. 3 dargestellt ist. Vier Impulse für eine Periode werden zu den Zeitpunkten eines Anstiegs und Abfalls der binär verarbeiteten Signale erzeugt, wie im Teil (e) von Fig. 3 gezeigt ist. Durch Zählen der Anzahl der Impulse ist es möglich, die Größe der Relativbewegung zwischen dem Meßkopf MH und dem Beugungsgitter GS zu messen. In diesem Fall ändert sich für die Relativbewegung mit einem Wert, der einer Teilung (einem regelmäßigen Abstand) des Beugungsgitters GS entspricht, die Interferenz-Lichtintensität über vier Zyklen, so daß 16 Impulse erzeugt werden. Zur Zeit der Zählung der Impulse wird auch die Richtung der Relativbewegung ermittelt, und in Übereinstimmung mit dem Ergebnis der Ermittlung wird bestimmt, ob die gezählte Anzahl addiert oder subtrahiert werden soll oder nicht. Die Bewegungsrichtung kann von dem Pegel eines jeden Signals, die in den Teilen (c) und (d) der Fig. 3 gezeigt sind, der zum Zeitpunkt der Erzeugung eines jeden im Teil (e) von Fig. 3 gezeigten Impulses hervorgerufen wird, diskriminiert werden. Wenn beispielsweise der Pegel des im Teil (d) gezeigten Signals, das zum Zeitpunkt des Abfall des Signals, das im Teil (c) gezeigt ist, erzeugt wird, "hoch" ist in einem Fall, da die Bewegung in der positiven Richtung verläuft, wird dieser Pegel "niedrig" in einem Falll, da die Bewegung in der negativen oder umgekehrten Richtung verläuft.

Die Signale R und S, die in den Teilen (a) und (b) der Fig. 3 gezeigt sind, können addiert und subtrahiert werden, um Signale "R+S" und "R-S" zu erzeugen, die Phasenunterschiede von 45° mit Bezug zu den Signalen R und S jeweils haben. Diese Signale können binär in einer gleichartigen Weise verarbeitet werden, so daß zu den Zeitpunkten eines Anstiegs und Abfalls Impulse erzeugt werden. Durch dieses Vorgehen ist es möglich, 32 Impulse für die Bewegung mit einem Wert, der einer Teilung des Beugungsgitters GS entspricht, zu erhalten.

Die Fig. 4 zeigt den Zustand der Beugungslichtstrahlen, wenn in dem Entfernungsmeßsystem der Ausführungsform von Fig. 1 die Ausgangswellenlänge der Lichtquelle LD einer Verschiebung unterliegt.

In Fig. 4 sind die Strahlengänge, wenn die Justierung im wesentlichen perfekt ist, durch ausgezogene Linien dargestellt, während die Strahlengänge, wenn die Wellenlänge verschoben ist, durch gestrichelte Linien dargestellt sind. Somit geben die Lichtströme, die mit L 11 und L 12 in dieser Figur bezeichnet sind, die Beugungslichtstrahlen an, die erzeugt werden, wenn die Wellenlänge verschoben worden ist. Ausgänge der Fühler PD 1 - PD 4, wenn eine solche Wellenlängen verschiebung auftritt, sind diejenigen, die in Fig. 5 dargestellt sind. Unabhängig von der Größe der Bewegung des relativ bewegbaren Gitters GS wird in jeden der Ausgänge der Fühler eine sog. Vorspannungskomponente einbezogen. Der Grund hierfür liegt darin, daß ein Lichtstrombereich, in dem ein Interferenzstreifen nicht gebildet wird, anders als der Interferenzbereich, wie in Fig. 4 schraffiert dargestellt ist, ansteigt und daß die Ausdehnung des Lichtstrombereichs, in dem kein Inter ferenzstreifen gebildet wird, sich mit der Größe in der Verschiebung der Wellenlänge ändert. Demzufolge treten diejenigen Änderungen auf, die in den Signal-Wellenformen der Ausgänge der lichtelektrischen Fühler PD 1 - PD 4 in Fig. 5 gezeigt sind. In einem Fall, da die Verarbeitung auf der Grundlage von vier Ermittlungssignalen die aufeinander folgende Phasenunterschiede von 90° haben, vor sich geht, kann jedoch die Teilung mit Bezug auf die Periode der Signale mit einer guten Genauigkeit ausgeführt werden, selbst wenn die Wellenlänge einer Verschiebung unterliegt.

Um gleichartige Änderungskomponenten in diesen vier Signalen enthalten sind, ist es möglich, diese Änderungskomponenten zu löschen, indem der Unterschied zwischen den zwei Signalen, die einen Phasenunterschied von 180° haben, ermittelt wird. Als Ergebnis dessen werden die Gleichstrompegel V _R und V _S dieser Differenzsignale R und S nicht durch die Änderung in der Wellenlänge beeinflußt, weshalb sie konstant werden. Demzufolge wird eine hohe Genauigkeit gewährleistet, wenn diese Signale für die Verarbeitung verwendet werden.

Kommen lediglich zwei Fühler zur Anwendung und ist es erwünscht, Impulse derselben Teilung zu erhalten wie im Fall der Verwendung von vier Fühlern, indem zwei Arten von Signalen mit Phasen von 0° und 90° elektrisch verarbeitet werden, dann wird die Genauigkeit in der elektrischen Teilung der Signale als Ergebnis irgendeiner Verschiebung der Wellenlänge verschlechtert.

Wenn Licht auf ein Gitter bei einer Anordnung projiziert wird, wie sie in den JP-Patent-OS Nr. 58-1 91 906 und Nr. 58-1 91 907 beschrieben sind, dann ändert sich dessen Beugungsrichtung, d. h. der Winkel, mit einer Änderung in der Wellenlänge des Lichts. Um derartigen charakteristischen Eigenschaften zu entsprechen, werden Winkelspiegel (Corner- Cube) verwendet. Der Winkelspiegel ist ein derart ausgebildetes Prisma, daß ein Winkel von 90° zwischen mehrfachen Flächen bestimmt wird, so daß das reflektierte Licht in der gleichen Richtung wie das einfallende Licht zurückgeht. Für einen Winkelspiegel ist eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erforderlich, so daß er teuer ist. Ferner hat er eine große Abmessung.

Bei der Vorrichtung von Fig. 1 sind zusätzlich zum bewegbaren Gitter GS Beugungsgittereinrichtungen (stationäre Gitter GF 1 und GF 2) auch auf der Seite des Entfernungsmeß kopfteile MH vorgehesen, so daß die Beugungslichtstrahlen der positiven und negativen Ordnung n von den stationären Gittern wieder durch das bewegbare Gitter gebeugt werden, wobei die zuletzt gebeugten Lichtstrahlen längs desselben Weges zum Fühler gehen. Demzufolge kann ohne die Verwendung von irgendeinem oben beschriebenen Winkelspiegel Interferenzlicht, dessen Helligkeit sich mit der Bewegung des bewegbaren Gitters ändert, erhalten werden, wenn die Wellenlänge einer Änderung unterliegt. Das bedeutet, daß das beschriebene Gitterinterferenz-Entfernungsmeßgerät eine gute Stabilität gegenüber der Änderung in der Wellenlänge ohne die Verwendung von irgendeinem Winkelspiegel hat. Deshalb können die Kosten wie auch die Größenabmessungen der Vorrichtung vermindert werden. Ferner erleichtert die beschriebene Konstruktion die Zusammenfassung oder Integration der Bauteile zu einer kompakten Vorrichtung, worauf noch eingegangen werden wird.

Wenn eine Gitterinterferometer-Entfernungsmeßvorrichtung durch eine Lichtquelle, einen Halbspiegel, Winkelspiegel, Polarisationsplatten, Fühler usw., die dreidimensional zusammen gesetzt sind, gebildet wird, dann besteht einen Möglichkeit einer Verschlechterung der Genauigkeit in der Entfernungs messung auf Grund der Einbeziehung eines Fehlers in das Interferenzsignal als Folge einer mechanischen Änderung zwischen den optischen Bauteilen, einer Temperaturänderung oder einer unregelmäßigen Luftströmung. Die getrennte Anordnung der Lichtquelle, des Ermittlungssystems usw. führt auch zu einer Vergrößerung im Volumen, was Raum beansprucht. Es ist schwierig, die Konstruktion kompakt auszubilden. Darüber hinaus wird wegen der räumlichen Entfernung vom Ermittlungs system zur Verarbeitungsschaltung leicht ein Rauschen in das Signal gemischt, was eine Verschlechterung in der Meßgenauigkeit hervorruft.

Die Fig. 6 zeigt ein Beispiel, wobei die wesentlichen Teile eines Beugungsgitter-Entfernungsmeßgeräts als ein "integrierter Kreis" ausgebildet sind. Bei diesem Beispiel sind ein Teil, der einem optischen System des Entfernungsmeßkopf teils MH des Entfernungsmeßgeräts von Fig. 1 entspricht, und ein elektrisches Signalverarbeitungssystem, das dazu dient, Impulse in Übereinstimmung mit der Helligkeit/Dunkelheit des Interferenzlichts zu erzeugen, an einer Basisplatte aus GaAs ausgebildet.

Wie die Fig. 6 zeigt, ist eine dielektrische Wellenleiter schicht WG an dem GaAs-Basisteil SB ausgestaltet, wobei die Lichtwelle sich längs eines vorgegebenen optischen Weges fortpflanzt.

Die Lichtquelle LD kann an der GaAs-Basisplatte SB beispielsweise unter Anwendung eines molekularen Strahl- Epitaxieverfahrens ausgebildet werden. Ein Objektiv- und Strahlenteilerteil LS, das in der Wellenleiterschicht WG ausgebildet ist, dient dazu, ein divergierendes Licht von der Lichtquelle LD in ein paralleles Licht umzusetzen und dann dieses längs zweier Richtungen zu teilen. Gitterkoppler GC 1 und GC 2 wirken jeweils dahingehend, die durch den Dünnschichtwellenleiter WG fortgepflanzte Lichtwelle unter einem bestimmten Winkel nach außen zum äußeren Raum hin auszusenden.

Das Bezugsbeugungsgitter GS entspricht dem bewegbaren Gitter GS des Entfernungsmeßgeräts der Ausführungsform von Fig. 1 und wirkt dahingehend, die Lichtwellen von den Gitterkopplern GC 1 und GC 2 zur selben Richtung hin zu beugen. Ein Photodetektor PD ist dazu vorgesehen, die Interferenzlicht intensität des Beugungslichts vom Bezugsbeugungsgitter GS zu ermitteln.

Im folgenden wird die Arbeitsweise beschrieben.

Die Lichtwelle von der Lichtquelle LD wird durch den Wellen leiter WG fortgepflanzt, und mit Hilfe des Objektiv- und Strahlenteilerteils LS wird es in zwei parallele Lichtstrahlen LO 1 und LO 2 umgesetzt, die durch den Wellenleiter WG in unterschiedlichen Richtungen ausgebreitet werden. Jeder der Lichtstrahlen LO 1 und LO 2 wird innerhalb des Wellenleiters WG durch einen zugeordneten Spiegel MR 1 und MR 2 umgelenkt, so daß er parallel zur Längsrichtung des Bezugsgitters WS weitergeht. Die von den Spiegeln MR 1 und MR 2 reflektierten Lichtstrahlen fallen auf die Gitterkoppler GC 1 und GC 2. Jeder dieser Gitterkoppler wirkt dahingehend, die Lichtwelle die durch den Wellenleiter WG fortgepflanzt worden ist, von der Oberfläche der Basisplatte zur Außenseite hin unter einem vorbestimmten Winkel und durch die Wellenleiter oberfläche auszusenden. Dieser Winkel ist auf die Teilung oder den regelmäßigen Abstand des Bezugsgitters GS und die Wellenlänge des Lichts bezogen. Wenn ein Bezugsgitter mit einer Teilung p = 1,6 µm verwendet wird und wenn die Wellenlänge λ = 0,83 µm ist, dann ist der Emissionswinkel 58,8°.

Die beiden Lichtwellen von den Gitterkopplern GC 1 und GC 2 werden durch das Bezugsbeugungsgitter GS rechtwinklig gebeugt und fallen auf den Photodetektor PD, der die Interferenz intensität der beiden gebeugten Lichtstrahlen photoelektrisch umwandelt.

Im folgenden wird das Prinzip der Arbeitsweise als ein Entfernungsmeßgerät erläutert.

Die zum Äußeren hin durch die Gitterkoppler GC 1 und GC 2 ausgesandten Lichtwellen werden, wie gesagt wurde, durch das Bezugsgitter GS gebeugt. Die Intensitätsverteilung des hierbei erzeugten Beugungslichts kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

I = I₀ + I₁ cos [2π · X/{p/(m - n}]

worin ist:

X:der Wert der relativen Änderung zwischen der Basis platte und dem Bezugsgitter,p:die Teilung oder der regelmäßige Abstand des Bezugs beugungsgitters,m:die Beugungsordnung des Lichts vom Gitterkoppler GC 1 durch das Beugungsgitter,n:die Beugungsordnung des Lichts vom Gitterkoppler GC 2 durch das Beugungsgitter,I₀:der Gleichstrompegel, I₁:die Signalamplitude.

Es sei angenommen, daß m = +1, n= -1 und p = 1,6 µm sind, dann kann die Intensitätsverteilung I bestimmt werden durch:

I = I₀ + I₁ [cos 2π(X/0,8)]

Hieraus ist zu erkennen, daß jedesmal, wenn das Bezugsgitter GS sich um eine Teilung von 0,1 µm bewegt, ein Sinus wellensignal mit einer Periode erzeugt wird. Der Detektor PD zählt die Perioden dieser Sinuswellensignale, so daß die Größe der Bewegung des Bezugsgitters GS gemessen werden kann.

Das Entfernungsmeßgerät der Gitterinterferenz-Bauart der vorliegenden Erfindung hat eine Lichtquelle, optische Glieder und einen Ermittlungssystem-Verarbeitungskreis, die integriert auf derselben Basisplatte zusammengefaßt sind. Demzufolge kann die Größe vermindert und das Rauschen unterdrückt werden, womit folglich eine höhere Genauigkeit zu erlangen ist.

Im folgenden wird die Einrichtung zur Ermittlung der Bewegungsrichtung des Bezugsgitters GS erläutert.

Um die Bewegungsrichtung zu ermitteln, ist es notwendig, zwei Signale zu erhalten, deren Phasen relativ um einen einem Viertel der Periode entsprechenden Wert verschoben sind.

Ein spezielles Beispiel ist in Fig. 7 dargestellt, wobei das Bezugsgitter GS durch zwei Gitterreihen GL 1 und GL 2 gebildet ist, deren Phasen relativ mit Bezug zur Bewegungs richtung des Bezugsgitters GS um einen Wert, der ¼ × (m-n) der Gitterteilung entspricht, verschoben sind. Zusätzlich sind an der Basisplatte SB zwei lichtelektrische Fühler PD 1 und PD 2 ausgebildet, die den beiden Gitter reihen zugeordnet sind.

Die Beugungslichtstrahlen von den Gitterreihen GL 1 und GL 2 werden jeweils von einem der Fühler PD 1 und PD 2, die räumlich getrennt sind, empfangen. Dadurch sind Signale, deren Phasen relativ um ¼ der Periode verschoben sind, wie in Fig. 8 gezeigt ist, zu erhalten.

Die Fig. 9 zeigt ein Beispiel, wobei ein Entfernungsmeßgerät der Gitterinterferenz-Bauart als eine optische Überlagerungs-(Heterodyn-)Meßvorrichtung vorgesehen ist.

Bei diesem Beispiel ist eine Frequenzverschiebeeinrichtung FS, die beispielsweise eine akustische Oberflächenwellen vorrichtung umfaßt, in der Mitte des Strahlenganges angeordnet, so daß eine Lichtwelle, deren Frequenz mit Bezug zur Frequenz f₀ des Ausgangslichts von der Lichtquelle LD um einen Wert Δ f, der der Schwingfrequenz eines Oszillators OSC entspricht, verschoben. Lichtwellen der Frequenz f₀ und der Frequenz f₀ + Δ f werden auf Gitterkoppler GC 1 und GC 2 projiziert und über diese Koppler auf ein Bezugsgitter GS, das eine einzelne Gitterreihe hat, geworfen. Das durch das Bezugsgitter GS gebeugte Licht wird von einem Photodetektor PD empfangen.

Das Signal, das unmittelbar durch den Photodetektor PD erhalten werden kann, kann ausgedrückt werden, wie folgt:

I = I₀ + I₁ cos[2 f Δ ft - 2π X/{p/(m - n)}]

Hieraus ist zu sehen, daß durch Ermitteln einer Phasendifferenz mit Bezug zu einem Ausgangssignal vom Oszillator OSC unter Verwendung eines Phasenermittlungskreises PSD die Größe der Bewegung des Bezugsgitters GS und dessen Bewegungs richtung wie bei der vorherigen Ausführungsform ermittelt werden kann.

Eines der Merkmale der Vorrichtung gemäß der in Rede stehenden Ausführungsform liegt darin, daß keine Notwendigkeit zur Verwendung eines speziellen Gitters (s. beispiels weise Fig. 7) für die Unterscheidung der Bewegungs richtung besteht. Zusätzlich ist in einer kurzen Zeitspanne die Mittelwertbildung mit Bezug zur Zeit zu erlangen. Deshalb kann die Größe oder der Wert der Bewegung sehr genau ermittelt werden.

Bei den Entfernungsmeßvorrichtungen der Ausführungsformen von Fig. 6 und 9, die als integrierte Kreise ausgebildet sind, wird als Basisplatte SB ein GaAs-Bauteil verwendet, jedoch kann das Basisteil auch aus Si gefertigt werden. In diesem Fall kann die Lichtquelle LD außerhalb vorgesehen werden.

Wie beschrieben wurde, wird durch die integrierte Ausbildung eines optischen Systems (ausschließlich eines Bezugsgitters) und eines elektrischen Signalverarbeitungssystems auf einem einzigen Basisteil in einer Entfernungsmeßvorrichtung der Gitterinterferenz-Bauart die Notwendigkeit der Justierung der Baugruppe beseitigt und kann die Vorrichtung gegen eine Störung stabil ausgebildet werden. Ferner können die Größe und das Gewicht der Vorrichtung vermindert werden, während eine Messung mit hoher Präzision gewährleistet wird.

Üblicherweise enthält ein optisches System in einem Entfernungs meßgerät der Gitterinterferenz-Bauart Spiegel oder Winkelspiegel (Corner-Cubes). Insbesondere werden Spiegel od. dgl. in einem optischen System zur Projektion von Licht auf ein Gitter verwendet. Das führt jedoch zu einer Schwierigkeit in der Justierung der Anordnung oder Baugruppe und in einer kompakten Ausbildung der Vorrichtung.

Die Fig. 10 zeigt ein Beispiel, wobei ein Doppelbrechungs prisma, wie ein Wollaston-Prisma, verwendet wird, um Licht auf ein relativ sich bewegendes Gitter zu projizieren, so daß ein optisches System, um das Licht auf das Gitter zu richten, in seinem Aufbau vereinfacht wird.

Gemäß Fig. 10 wird ein von einer Lichtquelle LD, z. B. einem Halbleiterlaser od. dgl., ausgesandtes Licht in eine ebene Welle mit Hilfe eines Kollimatorobjektivs CL umgewandelt, worauf die auf diese Weise gebildete ebene Welle rechtwinklig auf ein Wollaston-Prisma WP einfällt. Das Wollaston- Prisma wird durch Verkitten von zwei Gliedern, z. B. Kalzit gliedern, aus einem doppeltbrechenden Material, die wie ein Prisma ausgestaltet sind, gebildet. Das auf das Wollaston- Prisma einfallende Licht wird in zwei polarisierte, zueinander rechtwinklige Lichtkomponenten zerlegt, die beide abgeleitet werden können, wie die Fig. 11 zeigt. Das auf das Wollaston-Prisma WP zu projizierende Licht kann ein linear polarisiertes Licht, das eine um 45° mit Bezug zu einem p-polarisierten Licht LOp und einem s-polarisierten Licht LOs geneigte Polarisationsrichtung hat, oder alternativ ein zirkular polarisiertes Licht, das durch Einfügen eines λ/4-Plättchens zwischen das Kollimatorobjektiv CL und das Wollaston-Prisma WP erzeugt wird, sein.

In Fig. 11 sind die vom Wollaston-Prisma WP austretenden Lichtstrahlen solche, daß ihre p-polarisierten Lichtkomponenten und s-polarisierten Lichtkomponenten den gleichen Einfallswinkel mit Bezug zum Gitter GS haben, wobei jedoch die Einfallswinkel dieser polarisierten Lichtkomponenten entgegengesetzte Vorzeichen haben. Wenn diese Lichtstrahlen durch ein λ/4-Plättchen QW treten, werden das p- und das s-polarisierte Licht in zirkular polarisiertes Licht mit entgegengesetzten Drehrichtungen umgewandelt. Diese zirkular polarisierten Lichtstrahlen können räumlich miteinander interferieren. Das interferierende Licht wird durch einen Strahlenteiler BS in zwei Strahlen geteilt, die auf zwei Photodetektoren PD 1 bzw. PD 2, vor denen jeweils Polarisationsplatten PP 1 und PP 2 angeordnet sind, gerichtet werden. Durch diesen Vorgang werden Signalausgänge, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind, erhalten, und durch die Ausführung der elektrischen Verarbeitung, die mit Bezug auf die Vorrichtung von Fig. 1 beschrieben wurde, werden Signale des Entfernungsmeßgeräts der Gitterinterferenz-Bauart erlangt. Die Polarisationsachsen der Polarisationsplatten PP 1 und PP 2 sind um 45° mit Bezug zueinander verschoben.

Bei der Vorrichtung von Fig. 10 können als das Doppelbrechungs prisma ein Rochon-Prisma, ein Glan-Thompson-Prisma od. dgl. verwendet werden. Wenn diese Prismen zur Anwendung kommen, so weicht jedoch die Beziehung zwischen dem verwendeten Prisma und dem darauf einfallenden Licht von der Beziehung (rechtwinkliger Einfall), die bei Verwendung eines Wollaston-Prismas festgesetzt wird, ab.

Die Fig. 12 zeigt ein Beispiel einer Entfernungsmeßvorrichtung der Gitterinterferenz-Bauart, wobei Winkelspiegel (Corner-Cubes) verwendet werden, um die Strahlengänge abzulenken oder zu brechen, so daß jedes Beugungslicht zweimal hin- und hergeht, wodurch die Zahl der Lichtteilungen durch ein Entfernungsmeß-Bezugsgitter GS auf 8 erhöht wird mit dem Ergebnis einer gesteigerten Auflösung.

Bei einem Entfernungsmeßgerät der in den eingangs erwähnten JP-Patent-OS Nr. 58-1 91 906 und Nr. 58-1 91 907 beispielsweise offenbarten Bauart ändert sich die Lichtmenge an einem Lichtfühler mit Intervallen, die ¼ der Teilung eines verwendeten Gitters entsprechen, wie durch die Signale R und S, die in den Teilen (a) und (b) von Fig. 3 gezeigt sind, dargestellt ist. Bei dem in diesen JP-Patent anmeldungen offenbarten Entfernungsmeßgerät der Gitterinter ferenz-Bauart wird die Periode eines solchen Lichtmengen erfassungssignals (R oder S) elektrisch geteilt, um die Anzahl der Impulssignale pro einer Teilung des Gitters zu erhöhen und dadurch die Auflösung zu verbessern. Wenn die Teilung durch eine elektrische Verarbeitung erfolgt, so besteht jedoch die Möglichkeit, daß sich der Impulsabstand mit der Änderung in der Amplitude eines Signals oder im Gleichstrompegel ändert. Wenn das eintritt, wird die Genauigkeit verschlechtert.

Bei der in Rede stehenden Ausführungsform ist im Vergleich dazu das optische System des Meßgeräts so angeordnet, daß die Anzahl der Lichtbeugungen am Entfernungsmeß-Bezugs gitter GS erhöht wird, was zum Ergebnis hat, daß die Licht menge an einem Lichtfühler sich um viele Male (z. B. achtmal) während einer Zeitperiode ändert, in welcher das Bezugs gitter GS sich um einen einer Teilung von diesem entsprechenden Wert bewegt. Bei dieser Anordnung ändert sich die Lichtmenge am Lichtfühler in sehr kurzen Intervallen, wie beispielsweise einem Achtel der Teilung des Bezugsgitters. Dadurch wird durch die optische Anordnung selbst die Anzahl der Teilungen mit Bezug auf das Gitter (Gitterteilung) erhöht.

In Fig. 12 wird das von einer Lichtquelle LD, die beispielsweise einen Halbleiter umfaßt, des optischen Entfernungssystems der Gitterinterferenz-Bauart ausgehende Licht in ein ebenwelliges Licht LO durch ein Kollimator objektiv CL umgewandelt und fällt dann auf einen Punkt P 1 am Entfernungsmeß-Bezugsgitter GS, das in einer relativ bewegbaren Beziehung zum optischen Entfernungsmeßsystem steht. Das auf das Bezugsgitter GS einfallende Licht wird durch dieses gebeugt. Beugungslichtstrahlen L 11 und L 12 von positiver und negativer Ordnung n, die dadurch erzeugt werden, treten jeweils in die Winkelspiegel CC 1 und CC 2 ein, durch die sie reflektiert werden, und jedes reflektierte Licht pflanzt sich in einer zu seinem ankommenden Weg parallelen und umgekehrten Richtung fort. Die von den Winkel spiegeln CC 1 und CC 2 reflektierten Lichtstrahlen fallen wieder auf das Bezugsgitter GS an den jeweiligen Punkten P 2 sowie P 3 und werden erneut durch das Gitter GS gebeugt. Diese gebeugten Lichtstrahlen L 21 und L 22 treten durch Phasenplatten FP 1 und FP 2, so daß der Polarisationszustand eines jeden Lichts geändert wird. Nach der Reflexion durch die Winkelspiegel CC 3 und CC 4 gelangen die Lichtstrahlen L 21 und L 22 zurück zum Gitter GS an den Punkten P 4 sowie P 5 und werden erneut durch das Gitter GS gebeugt. Diese gebeugten Lichtstrahlen L 31 und L 32 werden wiederum durch die Winkelspiegel CC 1 bzw. CC 2 gebeugt, kehren zurück zum Gitter GS und fallen am selben Punkt P 6 ein, an dem sie wiederum gebeugt werden (vierte Beugung). Diese vierten Beugungslichtstrahlen L 41 und L 42 inter ferieren miteinander. Das interferierende Licht gelangt über einen Spiegel MR zu einem Strahlenteiler HM, wo eine Trennung in zwei Lichtstrahlen erfolgt, die durch Polarisationsplatten PP 1 bzw. PP 2 zu Fühlern PD 1 bzw. PD 2 gerichtet werden.

Die Phasenplatten FP 1 und FP 2 können beispielsweise λ/4- Plättchen umfassen und sind so festgesetzt, daß ihre starken Achsen mit Winkeln von +45° und -45° mit Bezug zu den linear polarisierten Komponenten der Laserstrahlen L 21 und L 22 geneigt sind. Auch können die Polarisationsplatten PP 1 und PP 2 so festgelegt werden, daß sie jeweils Winkel mit 0° und 45° haben. Mit der oben beschriebenen Anordnung sind solche Signale mit Intensitäten, welche sich mit einem Phasenunterschied von 90° unterscheiden, an den beiden Fühlern PD 1 und PD 2 zu erhalten. Ferner werden, wenn die Teilung des Entfernungsmeß- Bezugsgitters 2,4 µm beträgt und wenn die Beugungsordnung an jedem der verschiedenen Punkte und bei jeden Zeiten "± 1. Ordnung" ist, an den Fühlern PD 1 und PD 2 solche Signale erzeugt, die einen 0,3 µm-Abstand haben, der ⅛ der Teilung des Gitters beträgt. Durch Teilung des auf diese Weise bestimmten Impulsintervalls in Übereinstimmung mit dem elektrischen Teilungsverfahren, das beispielsweise unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschrieben wurde, sind Impulssignale in einer Anzahl, die zweimal größer ist als die oben beschriebene Impulszahl, zu erhalten, d. h., es können 32 Impulse pro einer Teilung mit einem Abstand von 0,075 µm erhalten werden.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Messung einer Relativ-Bewegungstrecke von zwei relativ sich bewegenden Objekten offenbart. Die Vorrichtung umfaßt ein erstes Beugungs gitter, das am einen der beiden Objekte vorgesehen und längs der relativen Bewegungsrichtung der zwei Objekte angeordnet ist, und ein am anderen Objekt vorgesehenes Meßteil, das ein zweites Beugungsgitter, eine Lichtquelle und ein Photodetektorsystem enthält. Die Lichtquelle liefert Lichtstrahlen, die auf zwei Punkte am zweiten Beugungsgitter projiziert werden, so daß sie von den zwei Punkten in Form von Beugungslicht mit unterschiedlichen Beugungsordnungen austreten. Die Beugungslichtstrahlen werden auf denselben Punkt am ersten Beugungsgitter gerichtet und durch dieses erste Beugungsgitter erneut gebeugt, so daß sie in der gleichen Richtung ausgesandt werden. Das Photodetektorsystem ist imstande, eine Änderung in der Lichtintensität, die durch die Interferenz der beiden vom ersten Beugungsgitter austretenden Lichtstrahlen erzeugt wird, zu ermitteln. Die Vorrichtung umfaßt des weiteren ein Ermittlungssystem, das die Relativ-Bewegungsstrecke der beiden Objekte auf der Basis der Ermittlung durch das Photodetektorsystem feststellt.

Obwohl die Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausführungs formen wörtlich und bildlich erläutert wurde, so ist sie auf die dargelegten Einzelheiten keineswegs beschränkt, da dem Fachmann bei Kenntnis der vermittelten Lehre Abwandlungen und Abänderungen der verschiedensten Art an die Hand gegeben worden sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

Claims

1. Vorrichtung zur Messung einer Relativ-Bewegungsstrecke von zwei sich relativ bewegenden Objekten, gekennzeichnet

- durch ein erstes Beugungsgitter (GS), das an einem der beiden Objekte vorgesehen und längs der Relativ-Bewegungs richtung der beiden Objekte angeordnet ist,
- durch ein am anderen Objekt vorgesehenes Meßteil (MH), das ein zweites Beugungsgitter (GF 1, GF 2), eine Licht quelle (LD) und Photodetektoreinrichtungen (PD 1-PD 4) umfaßt, wobei die Lichtquelle Lichtstrahlen erzeugt, die auf zwei Punkte am Beugungsgitter projiziert werden, so daß sie von den beiden Punkten in Form von Beugungslichtstrahlen, die unterschiedliche Beugungsordnungen haben, austreten, wobei die Beugungs lichtstrahlen auf denselben Punkt am ersten Beugungs gitter (GS) gerichtet und erneut durch das erste Beugungsgitter gebeugt werden, so daß sie in der gleichen Richtung ausgesandt werden, und wobei die Photo detektoreinrichtungen betätigbar sind, um eine Änderung in der Lichtintensität, die durch die Interferenz der beiden vom ersten Beugungsgitter austretenden Licht strahlen erzeugt wird, zu ermitteln, und
- durch eine Erfassungseinrichtung, die die Relativ- Bewegungsstrecke der beiden Objekte auf der Grundlage der Ermittlung durch die Photodetektoreinrichtungen erfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (LD) so angeordnet ist, um die Licht strahlen auf das zweite Beugungsgitter (GF 1, GF 2) derart zu richten, daß Beugungslichtstrahlen einer positiven und negativen Ordnung n, die von den zwei Punkten am zweiten Beugungsgitter austreten, auf den gleichen Punkt am ersten Beugungsgitter (GS) einfallen und reflektierend durch das erste Beugungsgitter in einer Richtung, die rechtwinklig zum ersten Beugungsgitter verläuft, gebeugt und schließlich durch die Photodetektoreinrichtungen (PD 1-PD 4) ermittelt werden.

3. Vorrichtung zur Messung einer Relativ-Bewegungsstrecke von zwei relativ sich bewegenden Objekten, gekennzeichnet

- durch eine am einen der beiden Objekte vorgesehene Lichtquelle (LD),
- durch einen optischen integrierten Kreis, der an dem einen Objekt an einer dem anderen Objekt gegenüberliegenden Stelle angeordnet ist, und eine Basisplatte (SB), eine an der Basisplatte ausgebildete Wellenleiter schicht (WG), eine in der Wellenleiterschicht vorgesehene Teilungseinrichtung (LS), die ein Licht von der Lichtquelle in zwei Lichtstrahlen (LO 1, LO 2) teilt, und Emissionseinrichtungen (MR 1, MR 2, GC 1, GC 2), die ein Aussenden eines jeden der beiden durch die Teilungs einrichtung bestimmten Lichtstrahlen nach außerhalb von der Wellenleiterschicht und in einer vorbestimmten Richtung herbeiführt, umfaßt,
- durch ein am anderen Objekt an einer dem optischen integrierten Kreis gegenüberliegenden Stelle angeordnetes Beugungsgitter (GS), das jeden der von den Emissions einrichtungen ausgesandten Lichtstrahlen beugt,
- durch eine Photodetektoreinrichtung (PD), die eine Änderung in der Lichtintensität, die durch die Interferenz der beiden vom Beugungsgitter austretenden Lichtstrahlen erzeugt wird, ermittelt, und
- durch eine Erfassungseinrichtung, die die Relativ- Bewegungsstrecke der beiden Objekte auf der Grundlage der Ermittlung durch die Photodetektoreinrichtung erfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (LD) an der Basisplatte (SB) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Beugungsgitter (GS) zwei Gitterelementreihen (GL 1, GL 2) umfaßt, die so angeordnet sind, daß die relativ in der Richtung der Relativbewegung der zwei Objekte um einen Größenwert verschoben sind, der einem Viertel der Periode der Änderung in der Lichtintensität, die auf die Interferenz der Beugungslichtstrahlen zurückzuführen ist, entspricht, wobei die Photodetektoreinrichtung (PD) betätigbar ist, um die Änderungen in der Lichtintensität der Beugungslichtstrahlen von den Gitterelementreihen unabhängig voneinander zu ermitteln.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Frequenzverschiebeeinrichtung (FS), die die Frequenz von einem der beiden durch die Teilungseinrichtung (LS) bestimmten Lichtstrahlen verschiebt, und durch eine Einrichtung zur Ermittlung der Richtung der Relativbewegung der beiden Objekte durch Erfassen eines Phasenunterschiedes eines Ausgangs der Photodetektoreinrichtung (PD) mit Bezug zu der durch die Frequenzverschiebeeinrichtung verschobenen Frequenz.

7. Vorrichtung zur Messung einer Relativ-Bewegungsstrecke von zwei sich relativ bewegenden Objekten, gekennzeichnet

- durch eine am einen der beiden Objekte vorgesehene Lichtquelle (LD),
- durch ein an diesem einen Objekt vorgesehenes Doppel brechungsprisma (WP), das für den Empfang eines Lichts von der Lichtquelle und zum Aussenden von zwei Licht strahlen (LOp, LOs) mit unterschiedlichen Emissionswinkeln ausgebildet ist,
- durch ein am anderen Objekt vorgesehenes Beugungsgitter (GS), das jeden der vom Doppelbrechungsprisma aus gesandten Lichtstrahlen beugt.
- durch Photodetektoreinrichtungen (PD 1, PD 2), die eine Änderung in der Lichtintensität, die durch die Interferenz der beiden gebeugten, vom Beugungsgitter ausgesandten Lichtstrahlen erzeugt wird, ermitteln, und
- durch eine Erfassungseinrichtung, die die Relativ- Bewegungsstrecke der beiden Objekte auf der Grundlage der Ermittlung durch die Photodetektoreinrichtungen erfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelbrechungsprisma (WP) ein Wollaston-Prisma ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein zwischen das Beugungsgitter (GS) und die Photodetektor einrichtungen (PD 1, PD 2) eingesetztes λ/4-Plättchen (QW).

10. Vorrichtung zur Messung einer Relativ-Bewegungsstrecke von zwei sich relativ bewegenden Objekten, gekennzeichnet,

- durch eine am einen der beiden Objekte vorgesehene Lichtquelle (LD),
- durch ein am anderen der Objekte vorgesehenes Beugungs gitter (GS), das ein von der Lichtquelle ausgesandtes Licht empfängt und beugt,
- durch Reflexionseinrichtungen (CC 1-CC 4), die zwei Beugungslichtstrahlen, welche unterschiedliche Beugungs ordnungen haben und vom Beugungsgitter in unter schiedlichen Richtungen ausgesandt wurden, reflektieren, so daß jeder der beiden Beugungslichtstrahlen weiter um n-Male auf das Beugungsgitter (GS) projiziert und von diesem gebeugt wird, wobei n eine ungerade Zahl ist, die nicht geringer als 3 ist, und wobei nach der n-maligen Beugung die beiden Beugungslichtstrahlen vom Beugungsgitter in der gleichen Richtung austreten,
- durch Photodetektoreinrichtungen (PD 1, PD 2), die eine Änderung in der Lichtintensität, die durch die Interferenz der beiden vom Beugungsgitter in der gleichen Richtung ausgesandten Beugungslichtstrahlen erzeugt wird, ermitteln, und
- durch eine Erfassungseinrichtung, die die Relativ- Bewegungsstrecke der beiden Objekte auf der Grundlage der Ermittlung durch die Photodetektoreinrichtungen erfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionseinrichtungen ein Winkelspiegelprisma (Corner-Cube) umfassen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionseinrichtungen ein erstes und zweites Winkelspiegelprisma (CC 1, CC 2), die jeweils die beiden Lichtstrahlen (L 11, L 12) von der Lichtquelle (LD) und durch das Beugungsgitter (GS) gebeugten Lichtstrahlen reflektieren, und ein drittes sowie ein viertes Winkel spiegelprisma (CC 3, CC 4) umfassen, welche jeweils die von den zugeordneten Winkelspiegelprismen reflektierten und vom Beugungsgitter gebeugten Lichtstrahlen reflektieren, wobei die jeweils vom dritten und vierten Winkel spiegelprisma reflektierten Lichtstrahlen durch das Beugungsgitter gebeugt und dann jeweils durch das erste sowie zweite Winkelspiegelprisma reflektiert werden, so daß sie an derselben Stelle (P 6) am Beugungsgitter (GS) einfallen und von diesem gebeugt werden derart, daß sie vom Beugungsgitter in der gleichen Richtung austreten.