JP4503803B2

JP4503803B2 - 位置を測定しかつ案内誤差を算出する装置

Info

Publication number: JP4503803B2
Application number: JP2000276659A
Authority: JP
Inventors: エルウイン・シユパンナー
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2020-09-12
Also published as: EP1085291B1; US6907372B1; DE50015787D1; ATE448466T1; EP1085291A2; DE10043635A1; JP2001141521A; EP1085291A3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置を測定しかつ案内誤差（Ｆｕｅｈｒｕｎｇｓｆｅｈｌｅｒ）を算出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の精密工作機械又は座標測定機器（Ｋｏｏｒｄｉｎａｔｅｎｍｅｓｓｇｅｒａｅｔｅｎ）に対しては、機械の軸線に沿って位置を精確に測定することに加えてその都度の軸線の場合によっては存在する案内誤差を算出することも要求される。いろいろな案内誤差のうちの１つの案内誤差の測定技術的な算出は、直進度測定（Ｇｅｒａｄｈｅｉｔｓｍｅｓｓｕｎｇ）とも呼ばれる。このとき、稼動中のその都度の位置の測定値が、適切な評価装置中でそれらの測定された案内誤差から計算的に補正され得る。
【０００３】
この問題は、ヨーロッパ特許第００８２２４４号公開公報中で詳しく検討されている。さらに、この公開公報の図３，４は、高解像度の増算測定部によって１本の軸線に沿ったその都度の位置を測定すること、及び上述した案内誤差又は直進度測定をも算出することの双方を可能にする適切な装置を示す。この目的のために、１本のスケールが設けられている。このスケールは、測定方向に沿った従来の増算部の形をした１つの位置測定部に加えてその位置測定部に対して垂直に配置された１つの案内誤差測定部をも有する。この案内誤差測定部は、複数の線分から構成される。これらの線分は、測定方向に対して平行に方向付けされていて、正方形の断面を有する１本の担持体のかどの領域まで延在している。各種の測定部を走査するため、光電的な測定システムが言及されている。しかしながら、この光電的な測定システムに関しては再度説明しない。
【０００４】
位置と案内誤差を同時に測定するその他の装置が、ヨーロッパ特許第０６６００８５号公開公報から公知である。この場合、測定器（Ｍａｓｓｖｅｒｋｏｅｒｐｅｒｕｎｇ）が、ＣＣＤアレイによって走査される。このとき、この測定器は、複数のトラック（Ｓｐｕｒｅｎ）を有する。複数の線を有する２本のトラックが、中央の非周期的な１本のバーコード構造体に対して対称に隣接して配置されている。これらの２本のトラックは、測定方向に対して平行に方向付けされている。同様に、最後に述べたこれらの実際の測定方向に対して垂直に指向されている両トラックは、場合によっては起こりうる案内誤差の算出つまり直進度測定を可能にする。しかしながら、ここでの絶対的な位置は、比較的粗い解像度で測定される；それ故、この装置は、高精度な用途には適さない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、従来の高解像度な位置測定装置から出発して可能な限りの僅かな改造だけで、設けられている少なくとも１本の軸線に沿って案内誤差をも高精度に算出する、位置を測定しかつ案内誤差を算出する装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、位置測定方向ｘに沿って配置された１本の位置測定部１１を有する１本のスケール１０を備え、この位置測定部１１にその両側で隣接して配置された複数の案内誤差測定部１２ａ，１２ｂを備え、これらの案内誤差測定部１２ａ，１２ｂの部分領域が、前記位置測定部１１の部分領域１１．１，１１．２に対して垂直に配置されていて、１つの位置測定走査ユニット２０を備え、この位置測定走査ユニット２０とこの前記スケール１０とが、互いに相対的に可動であり、この位置測定走査ユニット２０が、前記位置測定部１１を走査して位置測定信号を生成し、そして、少なくとも１つの案内誤差走査ユニット３０を備え、この案内誤差走査ユニット３０が、前記位置測定走査ユニット２０と一緒に前記スケール１０に対して相対的に可動であり、前記少なくとも１つの案内誤差走査ユニット３０が、前記案内誤差測定部１１を走査して案内誤差測定信号を生成すること、
前記位置測定走査ユニット２０及び／又は前記案内誤差走査ユニット３０は、１つの光源３２、１つの走査部２１，３１、１つの逆反射構成ユニット３３及び複数の検出要素３４ａ，３４ｂ，３４ｃを有すること、及び、光束が前記検出要素３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に衝突する前に、まず、前記光源３２から放出されたその光束が、前記走査部３１を透過し、次いで前記案内誤差測定部１２ａ，１２ｂ上に衝突し、そしてこの案内誤差測定部１２ａ，１２ｂから前記逆反射構成ユニット３３方向に反射され、この逆反射構成ユニット３３が、この入射した光束を前記案内誤差測定部１２ａ，１２ｂ方向に反射させ、この案内誤差測定部１２ａ，１２ｂから前記走査部３１方向に再び反射するように、前記案内誤差走査ユニット２０が、構成されていて且つ前記両案内誤差測定部１２ａ，１２ｂに対して配置されていることによって解決される。
さらにこの課題は、位置測定方向ｘに沿って配置された１本の位置測定部１１１を有する１本のスケール１００を備え、この位置測定部１１１にその両側で隣接して配置された複数の案内誤差測定部１１２ａ，１１２ｂを備え、これらの案内誤差測定部１１２ａ，１１２ｂの部分領域が、前記位置測定部１１１の部分領域に対して垂直に配置されていて、１つの位置測定走査ユニットを備え、この位置測定走査ユニットとこの前記スケール１００とが、互いに相対的に可動であり、この位置測定走査ユニットが、前記位置測定部１１１を走査して位置測定信号を生成し、そして、少なくとも１つの案内誤差走査ユニット３００を備え、この案内誤差走査ユニット３００が、前記位置測定走査ユニットと一緒に前記スケール１００に対して相対的に可動であり、前記少なくとも１つの案内誤差走査ユニット３００が、前記案内誤差測定部１１１を走査して案内誤差測定信号を生成すること、前記位置測定走査ユニット及び／又は前記案内誤差走査ユニット３００は、１つの光源１３２、１つの走査部１３１、１つの逆反射構成ユニット１３３及び複数の検出要素３４ａ，３４ｂ，３４ｃを有すること、及び、光束が前記検出要素１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃ上に衝突する前に、まず、前記光源１３２から放出されたその光束が、前記走査部１３１を透過し、複数の部分光束に分割され、引き続き前記案内誤差測定部１１２ａ，１１２ｂ上に衝突し、そして前記逆反射構成ユニット１３３方向に前記スケール１００を透過し、この逆反射構成ユニット１３３が、入射した前記部分光束を前記案内誤差測定部１１２ａ，１１２ｂ方向に反射させ、これらの部分光束が、前記走査部１３１方向に前記スケール１００を透過するように、前記案内誤差走査ユニットが、構成されていて且つ前記両案内誤差測定部１１２ａ，１１２ｂに対して配置されていることによって解決される。
【０００７】
本発明の好適な実施形は、従属請求項に記載の解決手段から実現される。
【０００８】
本発明によれば、例えばヨーロッパ特許発明０３８７５２０号明細書から公知であるような高解像度の位置測定装置が、同時に案内誤差を算出することも可能であるように改造される。本発明の装置のスケールの側面上には、１本の位置測定部に対して垂直にそれぞれ方向付けされている少なくとも２本の案内誤差測定部が、増算部の形をした１本の従来の位置測定部に隣接して配置されている。これらの異なる測定部を走査するため、特に同一に構成された２つの走査ユニットが設けられている。これらの走査ユニットは、単に互いに９０°だけ回転させて配置されている。これらの両走査ユニットの一方の走査ユニットが、位置測定走査ユニットとして使用される。この位置測定走査ユニットは、公知の方法でこの位置測定部を測定方向に沿って走査して位置測定信号を生成する。案内誤差走査ユニットの働きをする２番目の走査ユニットは、これらの案内誤差測定部を走査して案内誤差測定信号を生成する。この案内誤差走査ユニットは、この位置測定走査ユニットと共にスケールと対向して測定方向に沿って可動である。
【０００９】
したがって、このヨーロッパ特許発明０３８７５２０号明細書から公知の位置測定装置と比較すると、１台の装置で位置測定と案内誤差の算出の双方を遂行するためには、単にスケール上への両案内誤差測定部の追加配置、及び第２の−同一の−１つの走査ユニットが必要なだけである。
【００１０】
位置測定信号の生成も案内誤差測定信号の測定も、干渉走査原理に基づいている。すなわち、相当に高い解像度つまり精密さが両測定に対して保証される。
【００１１】
さらに、スケール上の位置測定部及び両案内誤差測定部の配置が、最も場所をとらないことが実証されている。すなわち、このスケールの両側面上も大きなスペースを必要としない。
【００１２】
さらに、本発明の装置は、例えば、さらなる案内誤差を算出するため走査ユニットをさらに追加することによって、又は代わりの走査原理等を利用することによって等して多用な形態に改造又は拡張することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のその他の有利な効果と特徴を添付した図面に基づく複数の実施の形態に関して説明する。
【００１４】
図１中には、本発明の装置の第１の実施の形態が平面図で概略的に示されている。この場合、特にそれぞれの走査ユニット２０，３０の両側面にあっては、より良好に見えるようにとの理由で、全ての要素は示されていない。
【００１５】
図１中で分かるように、位置を測定しかつ案内誤差を算出する本発明の装置は、１本のスケール１０及びこのスケール１０と対向して測定方向ｘに可動な２つの走査ユニット２０，３０を有する。この場合、この動作では、スケール１０が両走査ユニット２０，３０に対して可動に配置されている；しかし、スケール１０と走査ユニット２０，３０の可能な相対運動だけが重要である。以下、これらの両走査ユニット２０，３０を位置測定走査ユニット２０又は案内誤差走査ユニット３０と記す。両走査ユニット２０，３０は、共に連動してスケール１０に対して可動であるか−又は逆にスケール１０が両走査ユニット２０，３０に対して可動である−。そのため、これらの両走査ユニット２０，３０は、例えば−図示しなかった−ハウジング内に配置されている。基本的には、これらの両走査ユニット２０，３０のスケール１０に対する連動動作は、言うまでもなく、例えば適切な機械的な連結要素等によっていろいろに実現され得る。図１中には、これらの両走査ユニット２０，３０の必ず連動する部分が、連結要素４０ａ，４０ｂによって概略的に示されている。
【００１６】
スケール１０及び両走査ユニット２０，３０は、例えば複数の機械要素に連結されている。これらの機械要素は、相対的に対向して測定方向ｘに運動する。高精度な相対位置のほかに、それぞれの測定長ＭＬに沿った機械側の案内誤差も、本発明の装置によって測定されなければならない。スケール２０に対する相対運動時にこれらの両走査ユニット２０，３０によって生成された位置測定信号と案内誤差測定信号が、−図示しなかった−評価ユニットに入力されてさらに処理される。これらの生成された信号の具体的な評価又はさらなる処理はここではこれ以上説明しないで、例えば既に上述したヨーロッパ特許第００８２４４１号公開公報を参照するだけでよい。
【００１７】
この実施形では、本発明の装置のスケール１０が反射式のスケールとして形成されている。すなわち、そのスケール１０上に配置された異なる測定部１１，１２ａ，１２ｂがそれぞれ、反射分相方式の公知の反射式測定部として形成されている。これらの反射式測定部は、測定方向ｘに沿ってそれぞれ交互に配置された異なるステップ高さ（Ｓｔｕｆｅｎｈｏｅｈｅｎ）を有する複数の部分領域１１．１，１１．２，１２ａ．１，１２ａ．２，１２ｂ．１，１２ｂ．２から構成される。この反射式の分相部分においては、例えば周期的に配置された金から成る線状の反射部分領域１１．１，１２ａ．１，１２ｂ．１つまり線材が重要である。これらの部分領域は、例えば同様に金から成る反射面上に配置されている。以下、これらの線材の間に配置された部分領域１１．２，１２ａ．２，１２ｂ．２を細隙と言う。
【００１８】
図示された実施の形態中の本発明の装置のスケール１０上には、測定方向ｘに沿って周期的に配置された高反射性の複数の線材１１．１と複数の細隙１１．２とから構成された１本の位置測定部１１が、１本の担持要素１３の表面中央に設けられている。この場合、これらの線材１１．１又は細隙１１．２の長手方向は、測定方向ｘに対して垂直に方向付けされている。この方向をｙ軸として定義する。これらの線材１１．１の長さは、位置測定部１１のトラックの幅ｂ_ＰＭＴに一致する。位置測定部１１の部分周期をＴＰ_ＰＭＴで示す。
【００１９】
本発明の装置の図示したこの実施形では、２本の案内誤差測定部１２ａ，１２ｂが、位置測定部１１にその両側で隣接するようにスケール１０の担持要素１３上に設けられている。この場合、これらの案内誤差測定部１２ａ，１２ｂは、位置測定部１１に対して垂直に配置されている。このことは、これらの両案内誤差測定部１２ａ，１２ｂの線材１２ａ．１，１２ａ．２つまりウェブ（Ｓｔｅｇｅ）及び細隙（Ｌｕｅｃｋｅｎ）１２ａ．２，１２ｂ．２が、測定長ＭＬの全体にわたって測定方向ｘに対して平行に延在していることを意味する。案内誤差測定部１２ａ，１２ｂの両トラックの幅は等しく選択されている。以下、この幅をｂ_ＧＭＴで示す；位置測定部１１の中央のトラックに対する案内誤差測定部１２ａ，１２ｂの両トラックの間隔をそれぞれｄで示す。両案内誤差測定部１２ａ，１２ｂは、等しい部分周期ＴＰ_ＧＭＴを有する。基本的には、これらの両案内誤差測定部１２ａ，１２ｂは、中央の位置測定部１１に対して直接連続して配置されてもよい。すなわち、ｄ＝０に選択してもよい。
【００２０】
好適な実施形では、これらの異なる測定部１１，１２ａ，１２ｂのＴＰ_ＭＴ，ＴＰ_ＧＭＴが全て等しく形成されている。
【００２１】
両走査ユニット２０，３０による走査信号の生成は、例えば出願人のヨーロッパ特許発明０３８７５２０号明細書中にそれぞれ詳しく説明されているような干渉作用の原理に基づいている。対応する測定システムが、ＬＩＰ３８２の製品名で出願人によって販売される。それ故、信号の生成に関しては、ここでは上述した明細書を参照するだけでよい。
【００２２】
図１中には、より良好に見えるようにとの理由で、走査ユニット２０，３０の各種の要素のうちの各走査部２１，２２だけが示されている。スケール１０上の異なる測定部１１、１２ａ，１２ｂに対するこれらの走査部２１，３１の示された向きから、左側の走査ユニット２０が位置測定部１１の走査に使用されることが分かる。この目的のために、この位置測定走査ユニット２０のこの走査部２１は、スケール１０上の位置測定部１１に対して同一方向に方向付けされている。その結果、この位置測定走査ユニット２０によって周期的に変調された信号周期ＴＰ_ＰＭＴ／４の増算信号が、測定方向ｘに沿った相対運動時に生成される。これらの増算信号は、公知の方法でさらに処理され得る。したがって、こうして生成された位置測定信号は、スケール１０に対する走査ユニット２０の相対位置を測定方向ｘに沿って精確に測定するために使用される。すなわち、ヨーロッパ特許発明０３８７５２０号明細書の公知の装置と同じである。
【００２３】
上述したＬＰＩ３８２のシステムを使用する場合、部分周期はＴＰ_ＭＴ＝０．５１２μｍであり、増算位置測定信号から生じる信号周期は０．１２８μｍである。
【００２４】
案内誤差走査ユニット３０は、測定方向ｘにほぼ沿わせて、かつ位置測定走査ユニット２０に対して垂直に配置されている。それに応じて、この走査ユニット３０の走査部３１も、位置測定走査ユニット２０の走査部２１に対して９０°だけ回転して、すなわちｙ方向に配置されている。すなわち、スケール１０上の両案内誤差測定部１２ａ，１２ｂの向きと同じである。したがって、場合によっては起こりうる案内誤差に起因したｙ方向の、すなわち測定方向ｘに対して垂直方向の相対運動も測定方向ｘに沿った運動時に発生すると、この相対運動は案内誤差走査ユニット３０によって精確に測定される。それらの案内誤差測定信号は、場合によっては起こりうるｙ方向の相対運動の発生中に周期的に変調された増算信号を表す。これらの増算信号は、両両案内誤差測定部１２ａ，１２ｂを走査するために信号周期ＴＰ_ＧＭＴ／４を有する。これらの信号も、公知の方法で上述した評価ユニットによってさらに処理される。上述したように、関与した全ての測定部１１，１２ａ，１２ｂの部分周期が等しく選択される場合は、ＬＩＰ３８２システムを使用し、ＴＰ_ＧＭＴ＝０．５１２μｍのときに、増算した案内誤差測定信号の信号周期が０．１２８μｍである。
【００２５】
したがって、スケール１０上の異なる部分トラック１１，１２ａ，１２ｂの幅ｂ_ＧＭＴ，ｂ_ＰＭＴ及び間隔ｄを適切に寸法決めすることによって、ヨーロッパ特許発明０３８７５２０号明細書から公知の原理に基づく同一に構成された２つの走査ユニット２０，３０を確実に使用することができる。これらの走査ユニット２０，３０は、９０°だけ回転させて対向して配置されるだけでよい。その他には、追加の両案内誤差測定部１２ａ，１２ｂだけがスケール１０上に必要である。その結果、大きな測定経費をかけることなしに、ヨーロッパ特許発明０３８７５２０号明細書の公知の測定システムを本発明の装置に使用することができる。
【００２６】
上述した事例による２つの分離した案内誤差走査ユニット２０，３０から成る配置とは別に、本発明の装置を変更することもできる。すなわち、例えば両走査ユニットの光学機能をただ１つの走査ユニットに統合することも可能である。このただ１つの走査ユニットはスケールに対して可動であるか、又は、逆にスケールがこの走査ユニットに対して可動である。この場合、特にさらにコンパクトなシステムを走査側上に実現することができる。
【００２７】
図２中には、本発明の装置のさらなる概略的な部分が斜視図で示されている。この場合、異なる要素の空間的な向き、又は案内誤差測定時の走査光路をより良好に図式化するため、図１の案内誤差走査ユニット３０の複数の要素のうちの幾つかの要素しか示されていない。図２中に示さなかった位置測定走査ユニットは、図２中に示されたこれらの要素に対して９０°だけ回転しているものの先に述べたように同一の要素を有する。
【００２８】
すなわち、それぞれの走査ユニットは、１つの光源３２，１つのコリメーター３５，１つの走査格子３１，１つの逆反射構成ユニット３３及び複数の検出要素３４ａ，３４ｂ，３４ｃを有する。まず、光源３２から放出された光束が変換部材として形成された走査格子３１に到達する前に、この光束はコリメーター３５によって平行光線にされる。この入射した光束は、この走査格子３１で異なる回折次数の複数の部分光束に回折される。次いで、少なくとも２つの回折次数、特に＋／−１の次数が、案内誤差測定部１２ａ，１２ｂへ当たり、そこで新たに回折され、そして逆反射構成ユニット３３方向に反射する。つまり、この実施の形態では、これらの両案内誤差測定部１２ａ，１２ｂの中心距離（Ｍｉｔｔｅｎａｂｓｔａｎｄ）がスケール上に衝突するこれらの回折次数の間隔に一致するように、この中心距離は選択されている。逆反射構成ユニット３３の設計は、これらの入射した部分光束が両案内誤差測定部１２ａ，１２ｂ方向に再び反射されることを保証する。逆反射構成ユニット３３は、適切に寸法決めされた三重プリズム（Ｔｒｉｐｅｌｐｒｉｓｍａ）として又は光学的に適した三面鏡（Ｔｒｉｐｅｌｓｐｉｅｇｅｌ−Ａｎｏｒｄｎｕｎｇ）として形成されている；これに関するさらなる詳細は、ヨーロッパ特許発明０３８７５２０号明細書を参照するとよい。両案内誤差測定部１２ａ，１２ｂへの新たな反射後、異なる部分光束が最終的に更新されて走査部３１上に当たる。最後に、この走査部３１は、それらの干渉する部分光束の対を全部で３つの検出要素３４ａ，３４ｂ，３４ｃへ向けて異なる空間方向に回折させる。案内誤差走査ユニット３０がスケール１０に対してｙ方向に相対運動すると、次いで周期的に変調された増算信号が、これらの３つの検出要素３４ａ，３４ｂ，３４ｃで最終的に出力される。この場合、これらの３つの検出要素３４ａ，３４ｂ，３４ｃの信号の間には、１２０°の位相のずれがある。
【００２９】
以下に、本発明の装置の第２の実施の形態を図３に基づいて説明する。最初に説明した実施の形態が入射光形のシステムとして構成されている一方で、この装置は明らかに透過光形のシステムとしても構成され得ることを図３に基づいて具体的に説明する。この場合、図３は、特に案内誤差の測定つまり直進度を測定するときの走査光路を説明するためのスケール１００と案内誤差走査ユニット３００のｙ−ｚ平面に沿った断面図である。スケール１００と走査ユニット３００は、測定方向ｘに連動するように配置されている。−図示しなかった−位置測定走査ユニットの配置に関しては、例えばヨーロッパ特許発明０３８７５２０号明細書中の図２を参照するとよい。この図２は、ｘ−ｚ平面内で位置を測定するための走査光路の状態を示す。
【００３０】
同様に、スケール１００の側面上には、中央に配置された１本の位置測定部１１１及び両側に隣接した複数の案内誤差測定部１１２ａ，１１２ｂが、今度は透過性の１本の担持要素１１３上に設けられている。この場合、この透過形のシステムでは、それぞれの測定部１１１，１１２ａ，１１２ｂが伝達部として、特に位相伝達部として形成されている。これらの両案内誤差測定部の断面から分かるように、これらの両案内誤差測定部はそれぞれ、の測定方向に沿って周期的に配置された複数のウェブと複数の細隙から構成される。この場合、ウェブと細隙は異なるステップ高さを有する。
【００３１】
案内誤差走査ユニット３００は、上述の実施の形態のように１つの光源１３２，１つのコリメーター１３５，１本の走査部１３１，三重プリズムとして形成された１つの逆反射構成ユニット１３３及び３つの光学的な検出要素１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃを有する。まず、光源１３２から出射し、コリメーター１３５によって並行に指向された光束が、さらに走査部１３１到達する。この走査部１３１では、これらの光束が複数の異なる部分光束に回折つまり分割される。次いで、これらの回折された部分光束が、スケール１００上のそれぞれの案内誤差測定部１１２ａ，１１２ｂ上に当たり、今度はこれらの案内誤差測定部１１２ａ，１１２ｂによって透過中にさらに回折される。逆反射構成ユニット１３３による逆反射後、部分光束の干渉性の対が走査部１３１の平面内に最終的に発生される前に、これらの部分光束がこれらの両案内誤差測定部１１２ａ，１１２ｂを再び透過する。最後に、それぞれの干渉した部分光束が、走査部１３１によって検出要素１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃ方向に回折される。スケール１００と案内誤差走査ユニット３００とがｙ方向に相対運動したときに、位相のずれた増算信号がこれらの検出要素１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃで発生する。
【００３２】
明らかに、本発明の装置のこの第２の実施形のほかに、さらにその他の別の実施形もこの本発明の範囲内で実現可能である。すなわち、異なる走査信号を生成するために、例えばヨーロッパ特許発明第０３１１１４４号明細書から公知の走査原理をそれぞれの走査ユニットの側面に対して使用することも可能である。この場合も、従来の走査ユニットに対して９０°だけ回転させて配置され、スケール上の位置測定部に隣接した同様に追加した両案内誤差測定部を走査する１つの同一の第２の走査ユニットしか必要としない。
【００３３】
その他の公知の走査原理も、ほんの少しの変更だけで適切に適合させることができ、かつこの本発明の範囲内で使用することができる。
【００３４】
さらに、明らかに本発明の装置は、別の案内誤差も、例えば特定の軸線周りの回転に関する案内誤差が検出され得るように変更することもできる。このとき、この目的のために、例えば既に上述したヨーロッパ特許第００８２４４１号公開公報の図３，５等中で提唱されたような適切に追加した案内誤差測定ユニット又は案内誤差測定部を設ける必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の第１の実施形の概略的な平面図である。
【図２】図１の事例のスケールと案内誤差走査ユニットの一部の斜視図である。
【図３】本発明の装置の第２の実施形における案内誤差を測定するための光路を示す。
【符号の説明】
１０，１００スケール
１１，１１１位置測定部
１２ａ，１２ｂ案内誤差測定部
１１２ａ，１１２ｂ案内誤差測定部
１３；１１３担持要素
２０，３０位置測定走査ユニット
２１，３１；１３１走査部
３０，３００案内誤差走査ユニット
３１走査格子
３２，１３２光源
３３，１３３逆反射構成ユニット
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ検出要素
３５コリメーター
１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃ検出要素
ＭＬ全測定長

Claims

位置を測定しかつ案内誤差を算出する装置において、
位置測定方向（ｘ）に沿って配置された１本の位置測定部（１１）を有する１本のスケール（１０）を備え、この位置測定部（１１）にその両側で隣接して配置された複数の案内誤差測定部（１２ａ，１２ｂ）を備え、これらの案内誤差測定部（１２ａ，１２ｂ）の部分領域が、前記位置測定部（１１）の部分領域（１１．１，１１．２）に対して垂直に配置されていて、
１つの位置測定走査ユニット（２０）を備え、この位置測定走査ユニット（２０）とこの前記スケール（１０）とが、互いに相対的に可動であり、この位置測定走査ユニット（２０）が、前記位置測定部（１１）を走査して位置測定信号を生成し、そして、
少なくとも１つの案内誤差走査ユニット（３０）を備え、この案内誤差走査ユニット（３０）が、前記位置測定走査ユニット（２０）と一緒に前記スケール（１０）に対して相対的に可動であり、前記少なくとも１つの案内誤差走査ユニット（３０）が、前記案内誤差測定部（１１）を走査して案内誤差測定信号を生成すること、
前記位置測定走査ユニット（２０）及び／又は前記案内誤差走査ユニット（３０）は、１つの光源（３２）、１つの走査部（２１，３１）、１つの逆反射構成ユニット（３３）及び複数の検出要素（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ）を有すること、及び
光束が前記検出要素（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ）上に衝突する前に、まず、前記光源（３２）から放出されたその光束が、前記走査部（３１）を透過し、次いで前記案内誤差測定部（１２ａ，１２ｂ）上に衝突し、そしてこの案内誤差測定部（１２ａ，１２ｂ）から前記逆反射構成ユニット（３３）方向に反射され、この逆反射構成ユニット（３３）が、この入射した光束を前記案内誤差測定部（１２ａ，１２ｂ）方向に反射させ、この案内誤差測定部（１２ａ，１２ｂ）から前記走査部（３１）方向に再び反射するように、前記案内誤差走査ユニット（２０）が、構成されていて且つ前記両案内誤差測定部（１２ａ，１２ｂ）に対して配置されていることを特徴とする装置。
位置を測定しかつ案内誤差を算出する装置において、
位置測定方向（ｘ）に沿って配置された１本の位置測定部（１１１）を有する１本のスケール（１００）を備え、この位置測定部（１１１）にその両側で隣接して配置された複数の案内誤差測定部（１１２ａ，１１２ｂ）を備え、これらの案内誤差測定部（１１２ａ，１１２ｂ）の部分領域が、前記位置測定部（１１１）の部分領域に対して垂直に配置されていて、
１つの位置測定走査ユニットを備え、この位置測定走査ユニットとこの前記スケール（１００）とが、互いに相対的に可動であり、この位置測定走査ユニットが、前記位置測定部（１１１）を走査して位置測定信号を生成し、そして、
少なくとも１つの案内誤差走査ユニット（３００）を備え、この案内誤差走査ユニット（３００）が、前記位置測定走査ユニットと一緒に前記スケール（１００）に対して相対的に可動であり、前記少なくとも１つの案内誤差走査ユニット（３００）が、前記案内誤差測定部（１１１）を走査して案内誤差測定信号を生成すること、
前記位置測定走査ユニット及び／又は前記案内誤差走査ユニット（３００）は、１つの光源（１３２）、１つの走査部（１３１）、１つの逆反射構成ユニット（１３３）及び複数の検出要素（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ）を有すること、及び
光束が前記検出要素（１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃ）上に衝突する前に、まず、前記光源（１３２）から放出されたその光束が、前記走査部（１３１）を透過し、複数の部分光束に分割され、引き続き前記案内誤差測定部（１１２ａ，１１２ｂ）上に衝突し、そして前記逆反射構成ユニット（１３３）方向に前記スケール（１００）を透過し、この逆反射構成ユニット（１３３）が、入射した前記部分光束を前記案内誤差測定部（１１２ａ，１１２ｂ）方向に反射させ、これらの部分光束が、前記走査部（１３１）方向に前記スケール（１００）を透過するように、前記案内誤差走査ユニットが、構成されていて且つ前記両案内誤差測定部（１１２ａ，１１２ｂ）に対して配置されていることを特徴とする装置。
前記両案内誤差測定部（１２ａ，１２ｂ；１１２ａ，１１２ｂ）はそれぞれ、前記位置測定部（１１；１１１）と同一の部分周期を有し、全測定長（ＭＬ）にわたって延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
前記位置測定部（１１；１１１）及び前記案内誤差測定部（１２ａ，１２ｂ；１１２ａ，１１２ｂ）は、１つの共通の担持要素（１３；１１３）の表面上に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
前記位置測定部（１１）及び前記案内誤差測定部（１２ａ，１２ｂ）はそれぞれ、反射式の測定部として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記位置測定走査ユニット及び前記案内誤差走査ユニット（３０；３００）は、同一に形成されていて、かつ互いに垂直に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
同一に形成された前記位置測定走査ユニット（２０）及び前記案内誤差走査ユニット（３０）が使用可能であるように、前記両案内誤差測定部（１２ａ，１２ｂ）及び前記位置測定部（１１）のそれぞれの幅が前記位置測定方向（ｘ）に対して垂直に寸法決めされていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記位置測定走査ユニット及び前記案内誤差走査ユニットは、１つの共通のハウジング内に配置されていて、このハウジングは、前記スケールに対して可動に前記位置測定方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。