ES2307478T3 - Dispositivo optico de medicion de la posicion. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo óptico de medición de la posición con un medio de medición (1.2; 61.2; 71.2) y una unidad de exploración (2; 62; 72) móvil con respecto al mismo al menos en un sentido de medición (x), donde el dispositivo de medición de la posición comprende una fuente de luz (2.1; 62.1; 72.1), una graduación de emisión opcional, una graduación de proyección (24; 44; 54), una graduación de detección, una graduación de Vernier opcional así como varios elementos de detector optoelectrónicos y la luz de la fuente de luz (2.1; 62.1; 72.1) proyecta interactuando con la graduación de proyección (24; 44; 54) un patrón de franjas sobre la graduación de detección, de tal forma que se pueden detectar señales de salida dependientes del desplazamiento mediante los elementos de detector, donde la graduación de proyección (24; 44; 54) está configurada de tal forma que además de los órdenes de difracción pares y el orden de difracción 0 por lo demás se pueden suprimir los órdenes de difracción ñ 3 y, en un caso dado, órdenes de difracción impares superiores, por lo que esencialmente solamente contribuyen los órdenes de difracción ñ 1 a la generación de las señales de salida y la graduación de proyección (24; 44; 54) se compone de estructuras de amplitudes periódicas dispuestas de forma alterna en el sentido de la medición (x) que desvían o suprimen la luz que atraviesa o que se refleja y estructuras de fases que tienen un efecto de desplazamiento de fase sobre la luz que atraviesa o que se refleja.
Description
Dispositivo óptico de medición de la
posición.
La presente invención se refiere a un
dispositivo óptico de medición de la posición que es adecuado para
la determinación precisa de la distancia relativa de dos objetos
móviles entre sí.
Los dispositivos de medición de la posición
conocidos comprenden una estructura de graduación explorada como
medio de medición y una unidad de exploración móvil con respecto al
mismo en el sentido de la medición con una fuente de luz, una o
varias estructuras de graduación adicionales y una disposición de
detector. La generación de las señales de exploración dependientes
de la posición se basa, en los dispositivos de medición de la
posición que interesan en la presente memoria, en los principios
básicos que se explican a continuación. De tal forma, en tales
dispositivos de medición de la posición, con ayuda de una o varias
primeras estructuras de graduación, se genera un patrón de franjas
fino que se explora con ayuda de una o varias segundas estructuras
de graduación para la generación de las señales de exploración. En
el caso más sencillo, un dispositivo de medición de la posición de
este tipo es un denominado codificador de dos rejillas, en el que
una primera estructura de graduación se ilumina por una fuente de
luz colimada en la mayoría de los casos. Se produce un patrón de luz
sobre la segunda estructura de graduación posterior, donde el
periodo de graduación de la segunda estructura de graduación
coincide con el periodo de graduación del patrón de luz. En el caso
del movimiento relativo de las dos estructuras de graduación entre
sí se produce una modulación periódica de los rayos de luz que
atraviesan la segunda estructura de graduación; mediante elementos
detectores optoelectrónicos, que se disponen detrás de la segunda
estructura de graduación, se detectan estos haces de rayos
modulados. Debido a los efectos funcionales de la primera y la
segunda estructura de graduación, como se han explicado en el
anterior ejemplo, la primera estructura de graduación se denomina
en lo sucesivo graduación de proyección; por el contrario, la
segunda estructura de graduación se denomina graduación de
detección.
Para la generación de varias señales de
exploración con desplazamiento de fase se prevé a menudo en tales
dispositivos de medición de la posición seleccionar los periodos de
graduación de la graduación de detección y de la graduación de
proyección ligeramente diferentes entre sí. De la graduación de
detección sale en este caso un patrón de franjas, cuyas franjas se
orientan paralelas con respecto a las rayas de graduación de la
graduación de detección. El periodo de graduación del patrón de
franjas saliente, por lo demás, presenta un periodo de graduación
claramente mayor que el patrón de franjas sobre la graduación de
detección. En el contexto con un patrón de franjas que sale
generado de este modo se habla en lo sucesivo de un denominado
patrón de franjas de Vernier.
Alternativamente a esto también es posible girar
entre sí ligeramente las graduaciones de proyección y de detección.
Entonces, las rayas de graduación no están orientadas como en los
casos anteriores paralelas entre sí, sino que presentan entre sí un
pequeño ángulo definido. Entonces también se produce un patrón de
franjas saliente con un periodo de graduación claramente mayor,
cuyas franjas, sin embargo, están orientadas verticalmente con
respecto a las franjas de la graduación de detección. Se habla en
este caso de denominados patrones de franja de Moiré.
En ambos casos, es decir, tanto en la generación
de patrones de franjas de Vernier como en la generación de Moiré,
se produce la propia exploración del respectivo patrón de franjas
resultante con ayuda de una estructura de graduación adicional. A
continuación, esta estructura de graduación se denomina por
simplicidad graduación de Vernier, donde esta denominación
evidentemente no debe excluir el caso de la generación de un patrón
de franjas de Moiré. La graduación de Vernier tiene que presentar
básicamente el mismo periodo de graduación y orientación de
graduación que el patrón de franjas de Vernier o Moiré generado.
Solamente la luz transmitida por la graduación de Vernier incide
finalmente sobre uno o varios elementos detectores.
En el contexto de la graduación de Vernier se
señala que por lo demás también se conoce configurar la graduación
de Vernier junto con varios elementos detectores como un componente
integral, que sirve finalmente para la exploración del patrón de
franjas de Vernier o Moiré generado y para la generación de las
señales de exploración con desplazamiento de fase.
Mientras que los dispositivos de medición de la
posición que se han discutido hasta ahora comprendían
respectivamente una óptica de colimador también se han conocido
sistemas que trabajan sin una óptica de colimador de este tipo.
Para esto se hace referencia, por ejemplo, a la publicación de R.
Pettigrew con el título "Analysis of Grating Imaging and its
Application to Displacement Metrology" en SPIE Vol. 36, 1^{st}
European Congress on Optics applied to Metrology (1977), págs.
325-332. En tales dispositivos de medición de la
posición se dispone adicionalmente entre la fuente de luz y la
graduación de proyección una estructura de graduación adicional que
se denomina en lo sucesivo graduación de emisión. Desde cualquier
hendidura o subzona translúcida de la graduación de emisión sale un
haz de luz que, con ayuda de la graduación de proyección, genera un
patrón de franjas periódico sobre la graduación de detección. El
periodo de graduación de la graduación de emisión se selecciona de
tal forma que los patrones de franjas que salen de las diferentes
hendiduras se superponen de forma reforzada sobre la graduación de
detección. De tal forma también se pueden usar fuentes de luz
extendidas en el espacio, por ejemplo, LED, en estos dispositivos
de medición de la posición.
Observados en conjunto, los dispositivos de
medición de la posición que se han discutido anteriormente, por lo
tanto, comprenden al menos una graduación de proyección y una de
detección. Por lo demás, opcionalmente también se puede
proporcionar una graduación de emisión y/o una graduación de Vernier
que asuma respectivamente las funciones que se han discutido
anteriormente. Como escala o como medio de medición puede servir en
estos dispositivos de medición de la posición básicamente la
graduación de emisión, en la graduación de proyección o incluso la
graduación de detección. La graduación de emisión así como la
graduación de Vernier están configuradas por norma como estructuras
de graduación de amplitudes; sin embargo, las graduaciones de
proyección y/o de detección también se pueden configurar como
estructuras de graduación de fases.
Una magnitud importante en dispositivos de
medición de la posición construidos de tal forma es básicamente el
comportamiento durante una modificación de la distancia de
exploración. La misma está definida por norma por la distancia
entre las graduaciones móviles entre sí. Las deficiencias mecánicas
en un caso dado presentes pueden conducir a oscilaciones más o
menos grandes de la distancia de exploración durante el
funcionamiento de medición. Sin embargo, es deseable la menor
influencia posible de las señales de salida dependientes de la
posición de tales oscilaciones de la distancia de exploración.
En los dispositivos de medición de la posición
que se han mencionado anteriormente se presenta ahora a
priori una dependencia relativamente grande de la calidad de la
señal detectada en el lado del detector de la respectiva distancia
de exploración. En la Figura 9, para ilustrar esta problemática, se
representa el contraste de imagen de rejilla resultante de un
codificador de dos rejillas en el plano del detector con respecto a
la distancia de exploración. Para esto se usa una graduación de
proyección que está configurada como estructura de graduación de
fase con una desviación de fase \varphi = \pi y una proporción
de barra-hueco de 1:1. A partir de la Figura 9 se
puede observar claramente que entre los máximos de contraste existen
fuertes desplazamientos de contraste en las que solamente se pueden
detectar señales de exploración de poco contraste. Esto a su vez
significa que en el caso de una distancia de exploración que en un
caso dado oscila de forma no deseada se producen detrimentos
evidentes en la modulación de la señal. Debido a esta fuerte
dependencia de la calidad de la señal de la respectiva distancia de
exploración se producen como consecuencia grandes requerimientos a
los componentes mecánicos del respectivo sistema total, a modo de
ejemplo, con respecto a exactitudes de guía, etc.
A partir del documento US 5.646.730 se conoce
ahora un dispositivo de medición de la posición, en el que la
sensibilidad de distancia de exploración que se ha mencionado se
minimiza parcialmente.
El dispositivo de medición de la posición
propuesto comprende una graduación de medición de transmisión
iluminada, que está configurada como estructura de fase pura y que
funciona de acuerdo con la terminología que se ha explicado
anteriormente como graduación de proyección. Además del orden de
difracción 0 también se suprimen los órdenes pares de difracción
por la graduación de proyección. En una zona por detrás de la
graduación de proyección, en la que interfieren esencialmente
solamente los órdenes de difracción \pm1, se coloca una
disposición de detector para la detección del patrón de
interferencia modulado de manera dependiente del desplazamiento. La
disposición de detector se compone de varios elementos detectores
individuales dispuestos de forma periódica. En la terminología que
se ha explicado anteriormente se trata en este caso de la graduación
de detección, que está configurada en este caso de forma integral
con el dispositivo detector o varios elementos detectores. En una
realización adicional se prevé en este documento adicionalmente
configurar la graduación de proyección como estructura de fases
compleja, que suprime adicionalmente incluso órdenes de difracción
impares superiores, por lo que se puede provocar una insensibilidad
ligeramente mayor de las señales de exploración de la distancia de
exploración. La insensibilidad de distancia pretendida, sin embargo,
en esta solución propuesta solamente se produce de forma limitada.
De este modo, una estructura de fases pura proporciona a pesar de la
supresión de todos los órdenes de difracción inferiores todavía
pares de órdenes de difracción mayores fuertes que pueden
interferir entre sí y provocar de este modo la dependencia de
distancia indeseada. A modo de ejemplo se demuestra que
directamente detrás de rejillas de proyección configuradas de este
modo no se observa ninguna modulación de la intensidad
resultante.
Por lo demás se necesita una estructuración fina
de la graduación de fases correspondiente y, como consecuencia,
solamente se puede utilizar en sistemas con periodos de graduación
generales; a su vez, en tales sistemas, la dependencia de
distancia, sin embargo, básicamente es menos crítica.
Como desventajoso en este dispositivo de
medición de la posición se tiene que considerar adicionalmente que
el medio de medición está configurado como estructura de fase
compleja. Esto tiene como consecuencia una complejidad de la
técnica de fabricación relativamente elevada, particularmente
cuando, por ejemplo, una estructura de fase, como se describe, por
ejemplo, en la Figura 34 del documento US 5.646.730, se tiene que
fabricar en el caso de un sistema de medición lineal a lo largo de
una longitud de medición mayor. Por lo demás, solamente una zona
iluminada relativamente pequeña de la graduación de proyección sirve
para la generación de las señales de exploración dependientes de la
posición, de lo que a su vez se produce una sensibilidad a
contaminación elevada del sistema.
Por lo tanto, es objetivo de la presente
invención indicar un dispositivo óptico de medición de la posición,
en el que haya una tolerancia claramente mayor en la generación de
las señales de exploración dependientes de la posición con respecto
a oscilaciones de la distancia de exploración. Incluso con una
distancia de exploración en un caso dado variable se requiere una
modulación de la señal suficientemente constante en el caso del
movimiento relativo de las graduaciones móviles entre sí.
Particularmente se tienen que poder utilizar estructuras de
graduación que se puedan fabricar de la manera más sencilla
posible.
Este objetivo se resuelve mediante un
dispositivo óptico de medición de la posición con las
características de la reivindicación 1.
Se obtienen realizaciones ventajosas del
dispositivo óptico de medición de la posición de acuerdo con la
invención a partir de las medidas indicadas en las reivindicaciones
dependientes.
De acuerdo con la invención se ha observado que
incluso estructuras de graduación que se pueden fabricar de manera
relativamente sencilla se pueden utilizar en los dispositivos de
medición de la posición que se han discutido anteriormente para la
solución de los objetivos mencionados, si determinadas estructuras
de graduación cumplen requerimientos definidos. De acuerdo con la
presente invención se configura la respectiva graduación de
proyección con estructuras de fases y amplitudes binarias dispuestas
de forma alterna en el sentido de la medición, que cumplen
determinadas condiciones.
Tales estructuras de graduación ya se conocen
básicamente a partir del documento US 4.618.214. A partir de este
documento, sin embargo, no se obtiene ninguna indicación de que
tales estructuras de graduación se pueden usar en los dispositivos
de medición de la posición especificados. Como consecuencia, de este
documento tampoco se pueden deducir medidas concretas de
dimensionado para estructuras de graduación configuradas de este
modo cuando las mismas funcionan como graduaciones de proyección en
determinadas disposiciones de exploración de dispositivos ópticos
de medición de la posición.
Dependiendo de la configuración de exploración,
la graduación de proyección que se ha mencionado anteriormente se
puede disponer en diferentes sitios en la trayectoria del rayo de
exploración, es decir, se produce una serie de posibles
configuraciones de exploración en el marco de la presente invención,
que presentan globalmente las ventajas que se han mencionado
anteriormente con respecto a la sensibilidad reducida de la
distancia de exploración. Evidentemente, las disposiciones de
exploración lineales se pueden configurar de acuerdo con la
invención igualmente como las variantes rotatorias.
En el dispositivo de acuerdo con la invención se
diseña la respectiva graduación de proyección de tal forma que
además de los órdenes de difracción pares se suprimen al menos los
órdenes de difracción \pm 3. Incluso por una medida de este tipo
se puede conseguir una disminución significativa de la sensibilidad
de la distancia de exploración sin que los órdenes de difracción
superiores influyan negativamente en la calidad de la señal.
Se obtienen ventajas y detalles adicionales de
la presente invención a partir de la siguiente descripción de
varios ejemplos de realización mediante los dibujos adjuntos.
Se muestra
En las Figuras 1a - 1d, respectivamente vistas o
vistas parciales de un primer ejemplo de realización del
dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la
invención;
En las Figuras 2a y 2b, respectivamente una
vista parcial de una primera graduación de proyección adecuada para
el dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la
invención;
En la Figura 3, un ejemplo de realización del
dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la invención
en una representación extendida para la explicación de determinadas
magnitudes geométricas;
En las Figuras 4a y 4b, respectivamente una
vista parcial de una segunda graduación de proyección adecuada para
el dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la
invención;
En las Figuras 5a y 5b, respectivamente una
vista parcial de una tercera graduación de proyección adecuada para
el dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la
invención;
En las Figuras 6a y 6b, respectivamente vistas o
vistas parciales de un segundo ejemplo de realización del
dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la
invención;
En la Figura 7, una vista de un tercer ejemplo
de realización del dispositivo de medición de la posición de
acuerdo con la invención;
En la Figura 8, una representación para la
dependencia del contraste de la imagen de rejilla de la distancia
de exploración en dispositivos de medición de la posición diseñados
de acuerdo con la invención;
En la Figura 9, una representación de la
dependencia del contraste de la imagen de rejilla de la distancia
de exploración en sistemas de acuerdo con el estado de la
técnica.
Una primera realización del dispositivo de
medición de la posición de acuerdo con la invención, configurado
como un sistema por luz incidente, se describe a continuación
mediante las Figuras 1a - 1d. La Figura 1a muestra de forma
esquemática la trayectoria del rayo de exploración, mientras que las
Figuras 1b - 1d representan vistas en alzado sobre la placa de
exploración, la escala y la disposición de detector del dispositivo
de medición de la posición.
La primera realización del dispositivo de
medición de la posición de acuerdo con la invención comprende una
escala 1 y una unidad de exploración 2, que se disponen móviles
respectivamente entre sí en el sentido de la medición x indicado,
donde el sentido de la medición x está orientado verticalmente con
respecto al plano del dibujo. La escala 1 y la unidad de
exploración 2 se disponen con una distancia de exploración d_{A}
entre sí. En esta variante, el dispositivo de medición de la
posición representado sirve para la detección de movimientos
relativos lineales entre la unidad de exploración 2 y la escala 1 a
lo largo del eje x; a modo de ejemplo, este dispositivo de medición
de la posición se puede utilizar en una máquina herramienta
controlada numéricamente para detectar con elevada precisión la
posición relativa de la herramienta y la pieza a trabajar.
En el lado de la escala 1 se dispone como medio
de medición 1.2 una pista de graduación incremental configurada de
forma conocida sobre un cuerpo de soporte 1.1. Además del medio de
medición 1.2 para la generación de las señales incrementales
dependientes del desplazamiento, en el ejemplo de realización
representado se proporciona por lo demás una marca de referencia
1.3 sobre el cuerpo de soporte 1.1 de la escala 1. Con ayuda de la
marca de referencia 1.3 o mediante la generación de una señal de
impulso de referencia correspondiente se produce durante el
funcionamiento de medición de forma conocida una referencia absoluta
durante la medición de la posición.
Tanto el medio de medición 1.2 como la marca de
referencia 1.3 se componen de una secuencia alterna en el sentido
de la medición x de subzonas con diferentes características ópticas
de reflexión, a modo de ejemplo, subzonas altamente reflectantes y
no reflectantes. El periodo de graduación del medio de medición
incremental 1.2 se indica con TP_{M}; TP_{M} se define por la
suma de las anchuras de una subzona altamente reflectante y una no
reflectante en el sentido de la medición x.
La marca de referencia 1.3 se compone de forma
conocida de una distribución no periódica de subzonas con diferentes
características de reflexión; evidentemente, a lo largo del
respectivo tramo de medición se pueden proporcionar además varias
marcas de referencia 1.3 de este tipo en posiciones definidas de
forma adyacente al medio de medición 1.2 como, por ejemplo, marcas
de referencia codificadas por distancia, etc.
La unidad de exploración 2 del dispositivo de
medición de posición representado comprende una fuente de luz 2.1,
una óptica de colimador 2.2, una placa de exploración 2.3 y una
unidad de detección 2.8. En la placa de exploración 2.3 se
proporcionan dos zonas de ventana 2.4, 2.6 con estructuras de
graduación, mientras que dos zonas de ventana adicionales 2.5, 2.7
están configuradas transparentes, es decir, sin estructuras de
graduación. Un primer par de zonas de ventana 2.4, 2.5 sirve junto
con componentes adicionales del dispositivo de medición de la
posición para la generación de las señales incrementales
dependientes del desplazamiento, mientras que el segundo par con
las zonas de ventana 2.6, 2.7 sirve para la generación de una o
varias señales de impulso de referencia. En el lado de la unidad de
detección 2.8 se proporciona una primera disposición de detector
2.9 para la detección de las señales incrementales; al lado se sitúa
la segunda disposición de detector 2.10 para la detección de las
señales de impulso de referencia.
A continuación se explica la trayectoria del
rayo de exploración para la generación de las señales incrementales
en el dispositivo de medición de la posición representado. La
trayectoria del rayo para la generación de las señales de impulso
de referencia no se explicará en este punto con más detalle. Los
haces de rayos emitidos por la fuente de luz 2.1, por ejemplo, un
LED de infrarrojos de gran intensidad de radiación con una
superficie de emisión pequeña, se orientan de forma paralela por la
óptica del colimador 2.2 y atraviesan la estructura de graduación
en la zona de ventana 2.4 en la placa de exploración 2.3. La
estructura de graduación en la zona de ventana 2.4 de la placa de
exploración 2.3 es, en el presente caso, la graduación de proyección
del presente dispositivo de medición de la posición, que está
configurado como graduación de transmisión. La configuración de
acuerdo con la invención de la graduación de proyección se detallará
a lo largo de la siguiente descripción. A continuación, los haces
de rayos que atraviesan la graduación de proyección por la zona de
la ventana 2.4 inciden sobre el medio de medición 1.2 en el lado de
la escala 1, que en este ejemplo está configurada como medio de
medición de reflexión. El medio de medición 1.2 funciona en esta
realización del dispositivo de medición de la posición de acuerdo
con la invención como graduación de detección en el sentido que se
ha explicado anteriormente. La graduación de proyección y la
graduación de detección comprenden adicionalmente periodos de
graduación ligeramente diferentes, de tal forma que después de que
se haya producido la reflexión, en la graduación de detección o el
medio de medición se produce un patrón de franjas de Vernier
periódico, como se ha explicado anteriormente. Desde el medio de
medición 1.2 o la graduación de detección, los haces de rayos se
reflejan en la dirección de la zona de ventana transparente 2.5 de
la placa de exploración 2.3. Después de atravesar la zona de
ventana transparente 2.5, los haces de rayos alcanzan la disposición
del detector 2.9 en la unidad de detección 2.8. La disposición de
detector 2.9 sirve para la detección del patrón de franjas de
Vernier y para la generación de las señales incrementales
dependientes del desplazamiento. La graduación de Vernier requerida
para la generación de las señales incrementales y los elementos del
detector están configurados como un componente integral en forma de
una denominada disposición de detector estructurada 2.9, como se
representa en la Figura 1d. En esta realización del dispositivo de
medición de la posición de acuerdo con la invención, como
consecuencia, no se prevé ninguna graduación de Vernier separada de
los elementos del detector. La disposición de detector 2.9 se
compone, por el contrario, de una pluralidad de elementos del
detector individuales estrechos, rectangulares 2.9A, 2.9B, 2.9C,
2.9D, que se disponen adyacentes entre sí en el sentido de la
medición x. Respectivamente n = 4 elementos del detector 2.9A,
2.9B, 2.9C, 2.9D se disponen en esta realización en el intervalo de
un periodo TP_{PE} de la disposición de detector estructurada. El
periodo TP_{PE} se corresponde en esta realización como
consecuencia a un periodo de graduación de la graduación de Vernier.
Los elementos del detector 2.9A, 2.9B, 2.9C, 2.9D, que suministran
respectivamente señales de exploración incrementales equifásicas
INC_{A}, INC_{B}, INC_{C}, INC_{D} durante la exploración
del patrón de franjas de Vernier, están unidas entre sí como se
muestra de forma conductora, es decir, en el ejemplo de realización
representado, de este modo, todos los elementos del detector están
unidos entre sí con la referencia 2.9A; así mismo, los elementos
del detector con la referencia 2.9B, etc. Las cuatro señales de
exploración INC_{A}, INC_{B}, INC_{C}, INC_{D} generadas de
este modo presentan entonces un desplazamiento de fase de
respectivamente 90º entre sí. A partir de las señales de
exploración INC_{A}, INC_{B}, INC_{C}, INC_{D} se generan
entonces de forma conocida con ayuda de dos amplificadores de
diferencia dos señales incrementales sin componente de corriente
continua con un desplazamiento de fase de 90º y, por ejemplo, se
siguen procesando por un dispositivo de evaluación no
representado.
La disposición de detector 2.10 representada en
la Figura 1d para la generación de la señal de impulso de
referencia también se compone de una pluralidad de elementos del
detector individuales 2.10T, 2.10GT, que se disponen de forma
sucesiva en sentido de la medición x. Cada segundo elemento detector
2.10T, 2.10GT está conectado entre sí, de tal forma que se producen
las dos señales de salida Z_{T} y Z_{GT}, que suministran,
conectadas con diferencia entre sí, finalmente de forma conocida la
señal de impulso de referencia. Con respecto a detalles adicionales
con respecto a la generación de la señal de impulso de referencia se
hace referencia en este contexto a la Solicitud de Patente Alemana
Nº 199 36 181.9 de la solicitante.
A continuación se explica mediante las Figuras
2a y 2b una primera realización preferida de una graduación de
proyección adecuada 24, como se utiliza en el primer ejemplo de
realización del dispositivo de medición de la posición en las
Figuras 1a - 1d en la zona de la ventana 2.4 de la placa de
exploración 2.3. El uso de una graduación de proyección de este
tipo 24 garantiza que el dispositivo de medición de la posición de
acuerdo con la invención presente una tolerancia claramente mayor
con respecto a oscilaciones de la distancia de exploración d_{A}
entre la escala 1 y la unidad de exploración 2.
La Figura 2a muestra una vista en alzado sobre
una parte de la graduación de proyección 24, que está configurada
en esta variante como graduación de transmisión, mientras que en la
Figura 2b se representa una vista del corte de la graduación de
proyección 24 por la línea de corte dibujada en la Figura 2a. La
graduación de proyección 24 de este ejemplo de realización se
compone de una estructura de graduación, que se dispone sobre el
lado superior de un sustrato de soporte transparente 24.1, por
ejemplo, vidrio. La propia estructura de graduación, a su vez,
comprende estructuras de amplitudes y fases periódicas dispuestas de
forma alterna en el sentido de la medición x. La estructura de
amplitudes está formada por barras no translúcidas 24.2 dispuestas
de forma periódica, por ejemplo, de cromo. Por el contrario, la
estructura de fases periódica se compone de barras 24.3 también
dispuestas de forma periódica, que tienen un efecto de
desplazamiento de fase sobre la luz que atraviesa; como material
para las barras 24.3 que producen desplazamiento de fase son
adecuadas, por ejemplo, capas de TiO_{2}, SiO_{2} o, sin
embargo, capas transparentes de sol-gel. La
desviación de fase resultante \varphi de las barras 24.3 se
selecciona de acuerdo con \varphi = \pi.
Para la producción de graduaciones de proyección
24 configuradas de este modo es ventajoso seleccionar las barras
24.3 de la estructura de fases ligeramente más anchas de lo que se
representa en la Figura 2b, de tal forma que los cantos de las
barras se sitúen aproximadamente de forma centrada sobre o debajo de
las barras no translúcidas 24.2 de la estructura de amplitudes.
Es decisiva para el efecto ventajoso de la
graduación de proyección 24 en el dispositivo de medición de la
posición de acuerdo con la invención adicionalmente la selección de
los periodos de graduación o las periodicidades de las estructuras
de fases y amplitudes de la graduación de proyección 24. Con
TP_{AS} se indica a continuación el periodo de graduación de las
estructuras de amplitudes o la periodicidad de las barras no
translúcidas 24.2; TP_{PS}, por el contrario, indica el periodo
de graduación de las barras que producen desplazamiento de fase
24.3 de la estructura de fases periódica. De acuerdo con la
invención, los periodos de graduación TP_{AS}, TP_{PS} se
tienen que seleccionar de acuerdo con las siguientes relaciones (1)
y (2):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
El parámetro \eta en la Ec. (2) representa un
factor de ampliación debido a la divergencia, que se selecciona
solamente en el caso de una iluminación divergente sin óptica de
colimador desviándose de \eta = 1. En el ejemplo de realización
de las Figuras 1a - 1d, donde se describe un sistema con óptica de
colimador, por el contrario, se tiene que seleccionar \eta = 1.
Básicamente se sitúa \eta en el intervalo [1; +\infty].
Generalmente se obtiene el factor de ampliación \eta de acuerdo
con la siguiente ecuación (2'):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Las magnitudes D_{2} y D_{1} representan
distancias entre graduaciones determinadas en la trayectoria del
rayo de exploración como se definirán de forma detallada a
continuación en el contexto con la Figura 3.
La magnitud TP_{DA} usada por lo demás en la
Ec. (2) representa de forma ilustrativa el periodo del patrón de
franjas resultante directamente antes de la respectiva graduación de
detección. TP_{DA} se obtiene en el caso general de acuerdo con
las siguientes ecuaciones (3) y (3'):
donde
Para la explicación de las diferentes magnitudes
en las ecuaciones (2'), (3), (3') se hace referencia a la Figura 3,
que muestra la construcción extendida de un dispositivo de medición
de la posición con los parámetros geométricos relevantes. El mismo
se compone en el caso general que se ha discutido anteriormente de
una graduación de emisión ST (opcional), una graduación de
proyección PT, una graduación de detección DT y una graduación de
Vernier (opcional) y elementos del detector posteriores. En la
variante representada en la Figura 3, la graduación de Vernier y
los elementos del detector están configurados como un componente
integral con la forma de la disposición de detector PE estructurada
que se ha mencionado anteriormente en el plano de detección DE.
Los diferentes parámetros en las dos ecuaciones
(3), (3') se definen del siguiente modo:
- TP_{DET}:=
- Periodo de graduación de la graduación de detección usada
- D_{1}:=
- Distancia graduación de emisión - graduación de proyección, si hay un sistema divergente con graduación de emisión
- D_{2}:=
- Distancia graduación de proyección - graduación de detección
- D_{3}:=
- Distancia graduación de detección - plano de detección
- TP_{PE}:=
- Periodicidad del dispositivo detector en el plano de detección o periodo de graduación de la graduación de Vernier en el plano de detección
- n = 1, 2, ...:
- Número de los componentes de señale con desplazamiento de fase que se tienen que suministrar por la disposición de detector.
- m =
- 0, 1, 2, 3, ...
Las anteriores ecuaciones describen tanto el
caso de la iluminación colimada como el caso de que un dispositivo
de medición de la posición de acuerdo con la invención se configure
con iluminación divergente. En el caso de una iluminación colimada
no se requiere, como se ha explicado anteriormente, ninguna
graduación de emisión, es decir, se aplica D_{1} \rightarrow
\infty. Con una iluminación divergente sin graduación de Vernier,
por el contrario, en las relaciones indicadas (3) o (3'), se tiene
que seleccionar D_{3} = 0 y TP_{DET} \rightarrow \infty. La
función de la graduación de detección se asume en este caso entonces
directamente la disposición de detector estructurada.
Por lo demás, por la graduación de proyección 24
representada en las Figuras 2a y 2b se garantiza que además del
orden de difracción 0 y los órdenes de difracción pares, por lo
demás, también se suprimen los órdenes de difracción \pm 3. Esto
se garantiza por la selección de las anchuras adecuadas de las zonas
translúcidas y no translúcidas de la estructura de amplitudes y por
la acción óptica de las subzonas con desplazamiento de fase. En la
estructura de amplitudes se selecciona en el intervalo de un periodo
de graduación TP_{AS} la anchura b_{S} de una barra no
translúcida 24.2 de acuerdo con b_{S} = 1/3 TP_{AS}, es decir,
la anchura b_{L} de una zona de hueco translúcida de la
estructura de amplitudes comprende entonces de forma correspondiente
b_{L} = 2/3 TP_{AS}. En cada segunda zona de hueco translúcida
de la estructura de amplitudes se dispone una subzona con
desplazamiento de fase 24.3 con la desviación de
fase \varphi = \pi.
fase \varphi = \pi.
Los valores que se han mencionado anteriormente
para las diferentes anchuras se obtienen a partir de cálculos de
acuerdo con la teoría de difracción escalar.
Como ya se ha indicado anteriormente, debido a
la configuración de acuerdo con la invención, particularmente de la
graduación de proyección 24, a continuación se produce una
tolerancia claramente mayor con respecto a posibles oscilaciones de
la distancia de exploración d_{A}. Para la ilustración se hace
referencia en este contexto a la Figura 8, que muestra el contraste
de imagen de rejilla resultante con dependencia de la distancia de
exploración d_{A} en un dispositivo de medición de la posición
configurado de acuerdo con la invención. Se puede observar
claramente cómo en comparación con la Figura 9 a continuación se
produce por una zona relativamente grande de la distancia de
exploración d_{A} un contraste de imagen de rejilla esencialmente
constante y, por tanto, una calidad constante de las señales de
exploración.
A continuación se proporcionan indicaciones
numéricas para un ejemplo de realización concreto de la presente
invención en base al primer ejemplo de realización del dispositivo
de medición de la posición y de la graduación de proyección que se
ha explicado:
A continuación se explican otras realizaciones
posibles para graduaciones de proyección adecuadas mediante las
Figuras 4a, 4b, 5a y 5b. Estas variantes se basan en principio en el
primer ejemplo de realización explicado en las Figuras 2a, 2b.
En las dos variantes siguientes solamente es
diferente con respecto al primer ejemplo la configuración de las
subzonas 24.2 de la graduación de proyección, que en el mismo se
configuraron completamente opacas.
De este modo, en el segundo ejemplo de
realización de las Figuras 4a, 4b está previsto proporcionar a las
subzonas 44.2 que se disponen sobre el sustrato de soporte 44.1 una
subestructura de graduación difractiva, transversal, que tiene un
fuerte efecto de desviación verticalmente con respecto al sentido de
la medición x. Esta subestructura de graduación provoca finalmente
al igual que las subzonas no translúcidas del primer ejemplo que
desde estas subzonas no pasa luz en la dirección de los elementos
del detector. Para esto se tiene que proporcionar en dirección
transversal con respecto al sentido de la medición x una estructura
de difracción correspondiente en estas subzonas 44.2. Por lo demás,
para esta variante de la graduación de proyección 44 también se
aplican las reglas de dimensionado que se han indicado
anteriormente. Las subzonas dispuestas periódicamente 44.3 de la
estructura de fases están configuradas como se ha indicado
anteriormente.
Similar al segundo ejemplo es el tercer ejemplo
de realización de una graduación de proyección adecuada 54, que se
muestra en diferentes vistas en las Figuras 5a y 5b. A diferencia de
la anterior variante, ahora en las zonas 54.2 se proporciona una
subestructura de graduación que se dispone paralela con respecto a
la estructura de graduación básica de la graduación de proyección.
Esta subestructura de graduación también provoca una fuerte
desviación de luz desde estas subzonas 54.2, de tal forma que
finalmente se evita a su vez que llegue luz desde estas subzonas
54.2 sobre los elementos del detector. La configuración de las
subzonas 54.3 de la estructura de fases sobre el sustrato de
soporte 54.1 se corresponde al anterior ejemplo de realización.
En los dos ejemplos de realización que se han
explicado en último lugar de graduaciones de proyección adecuadas,
las subzonas no translúcidas de la estructura de amplitudes del
primer ejemplo de realización en las Figuras 2a, 2b se
proporcionaron de forma correspondiente con subestructuras de
graduación adecuadas. Las mismas provocan debido a los fuertes
efectos de desviación respectivamente, al igual que las subzonas no
translúcidas del primer ejemplo, que no llegue luz desde estas
subzonas en la dirección de los elementos del detector. De este
modo, esta subzonas se tienen que considerar funcionalmente
equivalentes a las estructuras de amplitudes del primer ejemplo de
realización.
Finalmente se explican dos variantes de
realización adicionales del dispositivo óptico de medición a la
posición de acuerdo con la invención mediante las Figuras 6a, 6b y
7, que representan configuraciones de exploración modificadas en
comparación con la primera realización de las Figuras 1a - 1d.
De este modo, en la Figura 6a se representa la
construcción básica de un segundo ejemplo de realización de un
dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la invención,
que también comprende una escala 61 y una unidad de exploración 62
móvil con respecto a la misma en el sentido de la medición x. A su
vez, en el lado de la escala 61 se dispone de forma conocida sobre
un cuerpo de sustrato 61.1 un medio de medición 61.2 periódico
adecuado. En el lado de la unidad de exploración 62 se proporciona
una fuente de luz 62.1, una placa de exploración 62.3 con una
graduación de proyección 64 dispuesta sobre la misma, una unidad de
detección 62.8 con una disposición de detector estructurada 62.4 y
un elemento de diafragma 62.10.
Los haces de rayos emitidos por la fuente de luz
62.1 alcanzan en primer lugar, sin colimación previa, a través de
la placa de exploración 62.3 ópticamente no activa en esta zona, el
medio de medición 61.2 reflectante de la escala 61. El medio de
medición 61.2 actúa a continuación en el sentido que se ha explicado
al principio como graduación de emisión en el sistema con
iluminación divergente, es decir, la graduación de emisión está
configurada como graduación de reflexión. Debido a la iluminación
divergente prevista se dispone en el lado de la unidad de
exploración 62 un elemento de diafragma 62.10 entre la fuente de luz
62.1 y la unidad de detección 62.8, que evita que la radiación
emitida llegue directamente desde la fuente de luz 62.1 sobre la
disposición de detector 62.4. Desde el medio de medición 61.2 se
produce una reflexión de retorno de los haces de luz que inciden
sobre el mismo en el sentido de la graduación de proyección 64, que
se dispone sobre la placa de exploración 62.3. A su vez, la
graduación de proyección 64 está configurada como, por ejemplo, el
ejemplo de realización explicado en las Figuras 2a, 2b, de tal
forma que está garantizada la independencia requerida del contraste
de imagen de rejilla resultante de la distancia de exploración. El
patrón de franjas periódico generado de este modo alcanza
finalmente la disposición de detector 62.4 en la disposición de
detección 62.8. Como ya se ha explicado también al principio, la
graduación de detección está configurada ahora junto con los
elementos del detector de tal forma, que la misma está formada por
una denominada disposición de detector estructurada 62.4, como se
muestra en la Figura 6b. Los elementos del detector y la graduación
de detección, como consecuencia, están configurados como un
componente integral. La disposición de detector estructurada 62.4
comprende por este motivo una pluralidad de elementos de detector
individuales 62.4A, 62.4B, 62.4C, 62.4D, que se disponen adyacentes
entre sí en el sentido de la medición x y de forma periódica. Los
elementos del detector que suministran durante la exploración del
patrón de franjas generado señales de salida equifásicas, a su vez
están unidos entre sí de tal forma que se producen finalmente cuatro
señales de salida INC_{A}, INC_{B}, INC_{C} e INC_{D} con
desplazamiento de fase de 90º, que se pueden seguir procesando a
continuación de forma conocida.
A diferencia del primer ejemplo de realización
aparece a continuación en el plano de detección un sistema de
franjas esencialmente más fino. El motivo de esto está en que ahora
no se proporciona ninguna graduación de detección separada que
genere, como se ha explicado anteriormente, a partir de un sistema
de franjas fino un patrón de franjas de Vernier esencialmente más
general. La detección de un patrón de franjas de ese tipo, más
fino, requiere por norma determinadas medidas en el lado de la
disposición de detector 62.4 estructurada, ya que debido al
solapamiento entre elementos del detector 62.4A, 62.4B, 62.4C,
62.4D, los elementos del detector individuales no se pueden
disponer con una proximidad aleatoria. Por este motivo, las
distancias de elementos de detector 62.4A, 62.4B, 62.4C, 62.4D en
el sentido de la medición x se seleccionan mayores de medio periodo
de franja. Esto significa que el parámetro m se tiene que
seleccionar como m > 0. Por lo demás, las anchuras de los
elementos del detector 62.4A, 62.4B, 62.4C, 62.4D se tienen que
seleccionar menores que el respectivo periodo de franja. Una capa
metálica no translúcida, que se aplica por vapor sobre la
disposición de detector estructurada 62.4 y que presenta aberturas
en la zona de los elementos de detector individuales 62.4A, 62.4B,
62.4C, 62.4D, evita una incidencia no deseada de luz entre los
elementos de detector 62.4A, 62.4B, 62.4C, 62.4D.
Finalmente se explica un tercer ejemplo de
realización mediante la Figura 7, donde esta variante se diferencia
a su vez con respecto a la trayectoria del rayo de exploración de
las variantes que se han explicado anteriormente. La escala 71 y la
unidad de exploración 72 se disponen en este ejemplo de forma
desplazable entre sí en el sentido de la medición x, que está
orientada a su vez verticalmente con respecto al plano del dibujo.
La escala 71 se compone de un cuerpo de soporte 71.1 sobre el que
se dispone un medio de medición 71.2 periódico en el sentido de la
medición x. En el lado de la unidad de exploración 72 se proporciona
sobre una platina 72.0 una fuente de luz 72.1 y una unidad de
detección 72.8 con una disposición de detección 72.4.
Adicionalmente, la unidad de exploración 72 comprende una placa de
exploración 72.3 con una graduación de emisión 72.9 dispuesta sobre
la misma, donde la placa de exploración 72.3 se dispone por delante
de la platina 72.0 en la unidad de exploración 72.
Los haces de rayos emitidos por la fuente de luz
72.1 atraviesan en primer lugar, de nuevo sin colimación previa, la
graduación de emisión 72.9 configurada como graduación de
transmisión sobre la placa de exploración 72.3 antes de que los
haces de rayos incidan sobre el medio de medición 71.2, que actúa en
este ejemplo ahora como graduación de proyección. La graduación de
proyección está configurada en esta realización por lo tanto como
graduación de reflexión, donde la graduación de proyección o el
medio de medición 71.2 está configurada básicamente a su vez como
se describe en el ejemplo de las Figuras 2a, 2b, de tal forma que se
produce la independencia requerida de la distancia de exploración.
En vez de las barras no translúcidas en el caso de la graduación de
medición, la estructura de amplitudes se compone ahora de barras con
reflexión baja y/o fuertes características de dispersión de luz o
de desviación de luz. El efecto de desplazamiento de fase de la
estructura de fases se genera de forma conocida por superficies de
reflexión con diferente altura. Alternativamente también se podrían
aplicar barras transparentes que producen desplazamiento de fases
sobre una capa de reflectora.
Los haces de rayos reflejados por el medio de
medición 71.2 o la graduación de proyección atraviesan a
continuación una zona transparente de la placa de exploración 72.3
antes de incidir sobre la disposición de detector 72.4, que está
configurada a su vez como disposición de detector estructurada. Es
decir que la graduación de detección requerida y los elementos del
detector están configurados en un componente integral como
disposición de detector estructurada 72.4 como, por ejemplo, en el
ejemplo de realización de la Figura 1d.
Al contrario de la segunda variante de
realización que se ha descrito anteriormente, ahora las distancias
D_{1} y D_{2} también permanecen iguales con una posible
modificación de la distancia de exploración y, por tanto, de
acuerdo con la Ec. (2'), el factor de ampliación \eta permanece
constante. Ya que adicionalmente la distancia D_{3} \approx 0,
los periodos de graduación individuales se pueden seleccionar de
forma fija e independientemente de la distancia de exploración. De
esto a su vez se obtienen de forma ventajosa tolerancias de montaje
relativamente elevadas.
Además de las variantes que se han explicado
anteriormente del dispositivo óptico de medición de la posición de
acuerdo con la invención existen en el marco de la presente
invención evidentemente formas de realización alternativas. A modo
de ejemplo, en vez de la combinación de fuente de luz extendida, que
emite de forma divergente y graduación de emisión también se puede
usar una fuente de luz en forma de punto, que emita de forma
divergente como, por ejemplo, un láser semiconductor sin graduación
de emisión. En este caso, la magnitud D_{1} indica la distancia
entre la fuente de luz con forma de punto y la graduación de
proyección. Evidentemente son posibles otras modificaciones
adecuadas de la presente invención.
Claims (11)
1. Un dispositivo óptico de medición de la
posición con un medio de medición (1.2; 61.2; 71.2) y una unidad de
exploración (2; 62; 72) móvil con respecto al mismo al menos en un
sentido de medición (x), donde el dispositivo de medición de la
posición comprende una fuente de luz (2.1; 62.1; 72.1), una
graduación de emisión opcional, una graduación de proyección (24;
44; 54), una graduación de detección, una graduación de Vernier
opcional así como varios elementos de detector optoelectrónicos y
la luz de la fuente de luz (2.1; 62.1; 72.1) proyecta interactuando
con la graduación de proyección (24; 44; 54) un patrón de franjas
sobre la graduación de detección, de tal forma que se pueden
detectar señales de salida dependientes del desplazamiento mediante
los elementos de detector, donde la graduación de proyección (24;
44; 54) está configurada de tal forma que además de los órdenes de
difracción pares y el orden de difracción 0 por lo demás se pueden
suprimir los órdenes de difracción \pm 3 y, en un caso dado,
órdenes de difracción impares superiores, por lo que esencialmente
solamente contribuyen los órdenes de difracción \pm 1 a la
generación de las señales de salida y la graduación de proyección
(24; 44; 54) se compone de estructuras de amplitudes periódicas
dispuestas de forma alterna en el sentido de la medición (x) que
desvían o suprimen la luz que atraviesa o que se refleja y
estructuras de fases que tienen un efecto de desplazamiento de fase
sobre la luz que atraviesa o que se refleja.
2. El dispositivo de medición de la posición de
acuerdo con la reivindicación 1, en el que las estructuras de
amplitudes y fases presentan respectivamente las periodicidades
TP_{AS}, TP_{PS}, para las que se aplica
y
donde
\eta indica un factor de ampliación debido a
la divergencia, que se obtiene de acuerdo con
TP_{DA} representa el periodo del patrón de
franjas resultante directamente antes de la respectiva graduación
de detección, que se obtiene de acuerdo con
donde
con
- TP_{DET}:=
- Periodo de graduación de la graduación de detección usada
- D_{1}:=
- Distancia graduación de emisión - graduación de proyección, si hay un sistema divergente con graduación de emisión
- D_{2}:=
- Distancia graduación de proyección - graduación de detección
- D_{3}:=
- Distancia graduación de detección - plano de detección
- TP_{PE}:=
- Periodicidad del dispositivo detector en el plano de detección o periodo de graduación de la graduación de Vernier en el plano de detección
- n = 1, 2, ...:
- Número de los componentes de señale con desplazamiento de fase que se tienen que suministrar por la disposición de detector.
- m =
- 0, 1, 2, 3, ...
3. El dispositivo óptico de medición de la
posición de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la graduación
de proyección (24; 44) está configurada como graduación de
transmisión.
4. El dispositivo óptico de medición de la
posición de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la graduación
de proyección (54) está configurada como graduación de
reflexión.
5. El dispositivo óptico de medición de la
posición de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la graduación
de detección está configurada junto con los elementos del detector
como un componente integral en forma de una disposición de detector
estructurada.
6. El dispositivo óptico de medición de la
posición de acuerdo con la reivindicación 2, en el que
- a)
- la estructura de fases de la graduación de proyección (24) se compone de subzonas de estructura de fases dispuestas de forma periódica con el periodo de graduación TP_{PS} con la anchura ^{1}/_{2} * TP_{PS} con efecto de desplazamiento de fase y una desviación de fase \varphi = \pi y
- b)
- la estructura de amplitudes de la graduación de proyección (24) se compone de subzonas de estructura de amplitudes dispuestas de forma periódica con el periodo de graduación TP_{AS} = TP_{PS}/2, donde las subzonas de la estructura de amplitudes están configuradas no translúcidas para luz incidente sobre las mismas y presentan en sentido de la medición aproximadamente una anchura de TP_{AS}/3.
7. El dispositivo óptico de medición de la
posición de acuerdo con la reivindicación 6, donde en las subzonas
de estructura de amplitudes no translúcidas de la graduación de
proyección (44; 54) se dispone una subestructura de graduación, por
la que se produce un efecto de fuerte desviación sobre los haces de
rayos que inciden sobre la misma, de tal forma que desde estas
subzonas no llega luz hasta los elementos del detector.
8. El dispositivo óptico de medición de la
posición de acuerdo con la reivindicación 1, donde los elementos se
disponen de tal forma en la unidad de exploración (2), que los haces
de rayos emitidos por la fuente de luz (2.1) alcanzan por una
óptica de colimador (2.2) sobre la graduación de proyección (24)
configurada como graduación de transmisión, inciden a continuación
sobre la graduación de detección (1.2) configurada como graduación
de reflexión y alcanzan después de la reflexión de retorno desde la
graduación de detección (1.2) hasta una disposición de detector
(2.9), en la que se configuran la graduación de Vernier opcional y
los elementos del detector como un componente integral.
9. El dispositivo óptico de medición de la
posición de acuerdo con la reivindicación 8, donde la graduación de
proyección (24) se dispone en la unidad de exploración (2) sobre una
placa de exploración (2.3), que presenta de forma adyacente a la
graduación de proyección (24) por lo demás una zona de ventana
transparente (2.5), por la que los haces de rayos reflejados por la
graduación de detección (1.29) pasan en la dirección de la
disposición de detector (2.9).
10. El dispositivo óptico de medición de la
posición de acuerdo con la reivindicación 5, en el que los elementos
en la unidad de exploración (62) se disponen de tal forma que los
haces de rayos emitidos por la fuente de luz (62.1) alcanzan una
graduación de emisión (61.2) configurada como graduación de
reflexión, desde ahí se produce una reflexión en el sentido de la
graduación de proyección (64) y finalmente, los haces de rayos,
después de atravesar la graduación de proyección (64), alcanzan una
disposición de detector estructurada (62.4).
11. El dispositivo óptico de medición de la
posición de acuerdo con la reivindicación 5, en el que los elementos
se disponen de tal forma en la unidad de exploración (72), que los
haces de rayos emitidos por la fuente de luz (72.1) atraviesan una
graduación de emisión (72.9) configurada como graduación de
transmisión, alcanzan a continuación una graduación de proyección
(71.2) configurada como graduación de reflexión y, después de la
reflexión de retorno, llegan desde la graduación de proyección
(71.2) hasta una disposición de detector estructurada (72.4).
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