WO2011113666A2 - Scanning unit for an optical position measuring device - Google Patents

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WO2011113666A2
WO2011113666A2 PCT/EP2011/052604 EP2011052604W WO2011113666A2 WO 2011113666 A2 WO2011113666 A2 WO 2011113666A2 EP 2011052604 W EP2011052604 W EP 2011052604W WO 2011113666 A2 WO2011113666 A2 WO 2011113666A2
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detector
scanning unit
detector elements
incremental
unit according
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Reiner Burgschat
Mario Himmel
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Dr. Johannes Heidenhain Gmbh
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34707Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
    • G01D5/34715Scale reading or illumination devices

Definitions

  • the present invention relates to a scanning unit for an optical position measuring device.
  • Known incremental optical position-measuring devices often comprise not only incremental graduations on the side of the sampled material measure, but also one or more reference markings or reference mark structures, via which reference signals can be generated.
  • the reference signals are used to produce the absolute reference to one or more defined relative positions of the two mutually movable elements whose relative movement is to be detected by means of the optical position measuring device.
  • the scanning unit must be designed accordingly on the scanning side.
  • the object of the present invention is to provide a scanning unit for an optical position-measuring device that is adaptable and easy to manufacture with very little effort on a wide variety of scanning configurations. Furthermore, it is desirable to have sufficient insensitivity to contamination on the material measure scanned thereby. This object is achieved by a scanning unit for an optical position-measuring device with the features of claim 1.
  • the scanning unit according to the invention for an optical position-measuring device comprises at least one light source and a detector arrangement with at least one incremental signal detector area and one reference ence signal detector area.
  • the incremental signal detector area is designed as a structured detector arrangement, which comprises a plurality of groups of individual detector elements.
  • the in-phase detector elements of several groups are electrically interconnected to generate incremental partial signals.
  • the reference signal detector area comprises a plurality of identically formed detector elements. Individual ones of the detector elements are electrically interconnected to generate reference signals.
  • a transparent insulating layer which has at least one contact opening above a plurality of predetermined detector elements, via which the corresponding detector elements can be electrically connected to each other.
  • the detector arrangement comprises two incremental signals Detector areas between which the reference signal detector area is arranged.
  • these are within the reference signal detector range
  • further detector elements which are not assigned to the first or second groups are electrically connected to one another and the number of further detector elements corresponds to the sum of the number of detector elements in the first and second groups.
  • the detector arrangement and the at least one light source can be arranged on top of a transparent carrier substrate, the photosensitive side of the detector arrangement and the light-emitting side of the light source being oriented in the direction of the top side of the carrier substrate.
  • an opaque and anti-reflective coating with window areas in front of the light source and the detector array is arranged.
  • a diaphragm with a light-permeable gap can be arranged on the carrier substrate in front of the light-emitting side of the light source.
  • the protective cap may comprise a cover element designed as a printed circuit board, on which one or more signal processing modules are arranged.
  • An optical position measuring device comprises, in addition to the scanning unit according to the invention, a material measure with an incremental graduation and one or more reference markings.
  • the configuration of the contact openings in the insulating layer above the detector elements of the reference signal detector area and / or the incremental signal detector area provides a simple configuration possibility for flexibly adapting the respective detector areas to different sampled structures on the sides of the material measure adapt. Only by changes to a single mask, namely that for the insulating layer, can a wide variety of configurations of the reference signal detector area and / or of the incremental signal detector area be realized.
  • the scanning unit according to the invention can in this case be used both in linear and in rotary optical position-measuring devices; as well as incident and transmitted light systems are thus feasible.
  • FIG 1 is a plan view of a part of the scanning unit according to the invention
  • FIGS. 2a-2c each show a variant of an optical position-measuring device with different embodiments of the scanning unit according to the invention
  • Figure 3 is a schematic representation of an optical
  • Position measuring device with a further embodiment of the scanning unit according to the invention
  • 4a and 4b are plan views of a portion of the sampled material measure and the reference signal detector area used for this purpose of a further embodiment of the scanning unit according to the invention.
  • FIG. 1 shows a plan view of a part of the detection plane of an exemplary embodiment of a scanning unit designed according to the invention for an optical position-measuring device. Shown in the figure is a detector arrangement 1 for generating incremental and reference signals. level signals comprising two incremental signal detector areas 10, 20 and a reference signal detector area 30 arranged therebetween. On the various detector areas 10, 20, 30, the coming of a - not shown - dimensional standard coming forth beam after they have acted there an incremental graduation and one or more reference marks.
  • the two incremental signal detector regions 10, 20 are each designed identically as a structured detector arrangement. These include a plurality of groups of identical optoelectronic detector elements which are in the form of elongated rectangles. The longitudinal axis of the detector elements extends in the indicated y-direction. In one possible embodiment, four such detector elements with a width of the rectangular narrow side in the x direction of 5 ⁇ and intervening gaps of 5 ⁇ are arranged approximately within a range of 40 ⁇ along the x-direction.
  • In-phase detector elements of a plurality of groups are electrically interconnected in the incremental signal detector regions 10, 20 to produce four incremental sub-signals with particular phase shifts; Typically, four incremental sub-signals are generated with the phase relationships 0 °, 90 °, 180 ° and 270 °.
  • the electrical contacting of the interconnected detector elements takes place in a metallization plane of the scanning unit. From the usual way interconnection of the four incremental sub-signals, the two periodic incremental signals are obtained with a phase shift of 90 °.
  • a so-called single-field scanning can be realized with the scanning beam path light source - transmission grating - incremental graduation - structured detector arrangement via incremental signal detector regions 10, 20 formed in this way.
  • This is characterized by the fact that the four incremental sub-signals can all be obtained from a single graduation period of the sampled incremental graduation. This results in particular in a uniform influencing of all four incremental partial signals in the case of local contamination of the incremental graduation. Eventual errors in signal processing can thus be minimized.
  • the reference signal detector area centrally arranged in the present example in the detector arrangement 1 of the scanning unit according to the invention 20 of the detector assembly 1 also comprises a plurality of identically constructed detector elements in the form of elongated rectangles, the longitudinal axis of each extends in the y-direction, ie perpendicular to the measuring direction x.
  • the detector elements in the reference signal detector area 20 are also arranged along the measuring direction x with a certain periodicity. In a possible embodiment, approximately detector elements are provided with a width of the rectangular narrow side of 32 ⁇ , which are arranged in a periodic grid of 40 ⁇ along the measuring direction x.
  • an insulating layer transparent to the radiation used is arranged in the detector arrangement.
  • the insulating layer has contacting openings above those detector elements which are to be electrically connected to each other via the metallization level. Due to the contacting openings in the insulating layer, it is possible in a particularly simple manner to flexibly interconnect the various detector elements of the reference signal detector area 20. Only by changing a single lithography mask can a wide variety of variants of reference signal detector regions 20 be formed.
  • the reference signal detector region 20 can be configured in this way, in particular in such a way that differently formed reference markings on the material measure can be scanned.
  • reference marks which consist only of individual graduation marks or graduation ranges or else so-called coded reference marks, which comprise a large number of graduation marks in a specific geometrical arrangement, etc.
  • the electrical contacting of the detector elements in the incremental signal detector areas can also be undertaken.
  • the detector configuration can be different graduation periods of the scanned incremental graduation.
  • FIGS. 2a-2c three different such sample configurations are shown schematically.
  • the corresponding position-measuring devices each comprise a material measure as well as the scanning unit movable along the measuring direction x.
  • the material measure is in each case designed as a linear measuring standard which extends along the measuring direction x and is scanned in the incident light via the scanning unit according to the invention.
  • the measuring direction x is oriented perpendicular to the plane of the drawing.
  • the measuring scale and the scanning unit are e.g. connected to each other along the measuring direction x movable machine parts whose relative position is to be determined.
  • the position-dependent incremental and reference signals generated via the position-measuring device are further processed by a downstream sequential electronic unit which controls the positioning of the movable machine parts via it.
  • a material measure 40 is provided which comprises two adjacently arranged tracks with an incremental graduation 42.1 and one or more reference markings 42.2; the two tracks extend along the measuring direction x.
  • the arranged on a scale carrier 41 incremental 42.1 is formed in the present example as a reflection division. This consists of periodically arranged in the measuring direction x division regions of different reflectivity.
  • one or more reference marks 42.2 are formed in the parallel next to it lane, for example, each consisting of a single low-reflective division region, while the area surrounding this partition region of this track is designed to be highly reflective.
  • the inventively embodied scanning unit 50 of this optical position-measuring device comprises a transparent carrier substrate 53, on the upper side of which two light sources 51 .1, 51 .2 as well as a so-called opto-chip 52 are arranged.
  • One of the two light sources 51 .1 is used here for illuminating or scanning the incremental graduation 42. 1 on the measuring graduation 40; the other light source 51. 2 for scanning the reference marking 42. 2.
  • Opto-chip 52 includes i.a. on the carrier substrate 53 side facing a detector assembly 1, as described with reference to Figure 1.
  • the opto-chip 52 comprises electronic components (not shown) for further processing of the position-dependent signals generated via the detector arrangement 1.
  • only a single track with an incremental graduation 142 is arranged on a scale carrier 141 on the side of the scanned measuring graduation 140.
  • the reference mark is integrated in the incremental graduation 142. This can e.g. by omitting a plurality of adjacent division regions of the incremental division 142 e rfo l g e n, u m d ergesta l t ei ne detectable Aperiodizmaschine in the incremental graduation 142 form.
  • a plurality of reference marks can be formed in the incremental pitch 142 in this way.
  • the scanning unit 150 On the side of the scanning unit 150 according to the invention, in contrast to the previously explained embodiment of FIG. 2a, only a single light source 151 is arranged on the upper side of the carrier substrate 153, which serves to scan or illuminate the incremental graduation 142 with the reference marking integrated therein.
  • an opto-chip 152 is further arranged on the upper side of the carrier substrate 153, which in turn comprises a detector arrangement 1 according to FIG. 1 as well as further electronic components for signal processing.
  • the incremental graduation 142 differs in particular from the design of the reference signal detector range from the first example. It is now necessary to electrically interconnect other detector elements of the reference signal detector area. However, this can be done as explained above without much effort through corresponding openings in the insulating layer.
  • FIG. 2c shows a further variant of an optical position-measuring device with the complete construction of a further embodiment of the scanning unit 250 according to the invention.
  • the scanning concept provided in this example basically corresponds to that of FIG. 2a. That is, on the side of the measuring scale 240, two parallel tracks with an incremental pitch 242.1 and one or more reference markings 242.2 are provided.
  • two light sources 251 .1, 252,2 are placed on the carrier substrate 253, which illuminate the respective tracks on the scale 240.
  • the opto-chip 252 with the detector arrangement 1 is arranged on the upper side of the carrier substrate 253.
  • the carrier substrate 253 On the upper side of the carrier substrate 253 are further - not shown - conductor track structures arranged, via which the opto-chip 252 and the light sources 251 .1, 251 .2 are electrically contacted. Furthermore, so-called transmission grating structures are arranged in front of the two light sources 251 .1, 251 .2 for reference signal and incremental signal generation on the upper side of the carrier substrate 253. In this case, the transmission grating may be formed, for example, as a diaphragm with a translucent gap, the width of the gap being matched to the structure of the material measure 340 scanned therewith. On the underside of the carrier substrate 253, an antireflecting and opaque coating is further arranged, which has light-permeable window areas in front of the light sources 251 .1, 251 .2 and the various detector areas.
  • a protective cap which consists of the lateral carrier elements 254.1, 254.2 and the cover element 255, is additionally arranged on the carrier substrate 253.
  • the various elements of the protective cap surround or encapsulate the opto-chip 252 on the carrier substrate 253 and serve i.a. for additional protection of the Opto-Chip 252 against mechanical damage.
  • the cover member 255 is preferably formed as a printed circuit board with corresponding conductor tracks.
  • a further signal processing module 256 is also arranged, via which the further processing of the signals of the opto chip 252 takes place; Of course, several more signal processing blocks can be provided on the circuit board here. With regard to this structure, reference is also made to EP 1 1 14 662 B1 of the Applicant.
  • the scanning is integrated into the reference mark integrated in the incremental graduation with the aid of the scanning unit according to the invention.
  • the material measure 340 with the reference mark 343 integrated in the incremental graduation 342 only that part of the scanning unit 350 that is needed to generate the reference signal is shown in this figure.
  • a single light source 351 is provided for generating the various position-dependent signals, which is formed for example as an LED.
  • the light-emitting side of the light source is oriented in the direction of the carrier substrate 353, wherein a width matched to the periodicity of the incremental graduation 342 is formed on the carrier substrate 353 in front of the light source 351.
  • the reference mark 343 integrated into the incremental graduation 342 is formed at the location of the respective reference position along the measuring path in the present example by omitting certain non-reflecting partial regions from the periodic incremental graduation 342. According to FIG. 3, approximately three non-reflective subregions shown in dark are omitted.
  • the resulting aperiodic structure acts as a detectable reference mark 343.
  • this aperiodic structure or reference mark 343 it is necessary to electrically connect certain detector elements of this detector region 330 to one another on the scanning unit 350 or in the reference signal detector region 330 arranged there.
  • these are the detector elements 330.1, 330.2, 330.3, which detect a Gaussian signal maximum with respect to the radiation reflected by the material measure 340 when the reference mark 343 is moved over, which is illuminated by the light source 351.
  • the width of the Gaussian reference signal generated in this way can be adjusted by selecting the width of the transmission gap in front of the light source 351.
  • this can of course also be other detector elements in the reference signal detector region 330.
  • FIG. 4 a shows a plan view of a part of an incremental graduation 442 which is formed integrally in the one reference mark.
  • the dark portions of the incremental graduation 442 are non-reflective, while the bright portions are reflective.
  • the reference mark 443 integrated in the incremental graduation 442 is formed in the present example by omitting in each case a non-reflective subregion from the periodic arrangement of reflective and non-reflecting subregions at six locations.
  • FIG. 4b shows a partial view of the reference signal detector region 430, which is suitable for scanning the reference marking from FIG. 4a.
  • a first group of interconnected triplets of detector elements 430.1a-430.6a are electrically connected to produce a first fractional reference signal thereabove when the scanning unit passes over the reference mark 443.
  • a second group of triplets of interconnected detector elements 430.1 b - 430.6b is electrically conductively connected to each other in order to generate a second sub-reference signal, which has a certain phase shift relative to the first sub-reference signal.
  • the selection of the position of the second group of detector elements in the reference signal detector area 430 also takes place as a function of the aperiodic structure of the reference mark 443.
  • the embodiment of the aperiodic structure of the reference marking 443 is preferably carried out in such a way that when passing the same by means of the scanning unit only one of the interconnected triplets of detector elements of a group detects a signal. Only at a single position do all six groups of three of a group detect a signal and thus generate the reference signal. In this way, insensitivity of the scan is guaranteed against any contamination of the material measure.
  • the remaining detector elements in the reference signal detector region 430 are also all electrically connected to one another and thus provide a compensation signal that can be used for the DC compensation of the sub-incremental signals.
  • the signal evaluation it has proven advantageous if the sum of the number of detector elements from the first and second groups is selected to be identical to the number of remaining interconnected detector elements from which the compensation signal is derived.
  • the sub-reference signals of the first and second groups are connected in sum and difference to each other, converted into rectangular signals and generated via a logical UN D link, a further processable reference signal.
  • a further processable reference signal With regard to such a generation of a reference signal, reference is made to EP 1 050 742 B1 of the Applicant.
  • an aperiodic structure with an identically formed reference mark could also be arranged in a parallel track adjacent to the incremental graduation, as in FIG. 2a. This could then also be scanned with a reference signal detector range, as shown in Figure 4b.

Abstract

The invention relates to a scanning unit for an optical position measuring device. Said unit comprises at least one light source and a detector assembly having at least one incremental signal detector region and a reference signal detector region. The incremental signal detector region is designed as a structured detector assembly which comprises a plurality of groups of individual detector elements. The in-phase detector elements of multiple groups are electrically interconnected in order to generate incremental partial signals. The reference signal detector region comprises a plurality of identically designed detector elements. Individual detector elements are electrically interconnected in order to generate reference signals. A transparent insulating layer is arranged above the detector elements of the incremental signal detector region and/or of the reference signal detector region. Said layer has at least one contacting opening above each of a plurality of predetermined detector elements, via which opening the corresponding detector elements can be electrically connected to each other.

Description

Abtasteinheit für eine optische Positionsmesseinrichtung  Scanning unit for an optical position-measuring device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abtasteinheit für eine optische Positionsmesseinrichtung. The present invention relates to a scanning unit for an optical position measuring device.
Bekannte inkrementelle optische Positionsmesseinrichtungen umfassen neben Inkrementalteilungen auf Seiten der abgetasteten Maßverkörperung oftmals auch ein oder mehrere Referenzmarkierungen bzw. Referenzmarkenstrukturen, über die Referenzsignale erzeugbar sind. Die Referenzsignale dienen zur Herstellung des Absolutbezuges an ein oder mehreren definierten Relativpositionen der zwei zueinander beweglichen Elemente, deren Relativbewegung mit Hilfe der optischen Positionsmesseinrichtung erfasst werden soll. Abhängig von der Ausgestaltung der jeweiligen Referenzmarkierung muss auf der Abtastseite die Abtasteinheit entsprechend ausgebildet werden. Known incremental optical position-measuring devices often comprise not only incremental graduations on the side of the sampled material measure, but also one or more reference markings or reference mark structures, via which reference signals can be generated. The reference signals are used to produce the absolute reference to one or more defined relative positions of the two mutually movable elements whose relative movement is to be detected by means of the optical position measuring device. Depending on the configuration of the respective reference marking, the scanning unit must be designed accordingly on the scanning side.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abtasteinheit für eine opti- sehe Positionsmesseinrichtung anzugeben, die mit geringem Aufwand an verschiedenste Abtastkonfigurationen anpassbar und einfach zu fertigen ist. Wünschenswert ist ferner eine hinreichende Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzungen auf der damit abgetasteten Maßverkörperung. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Abtasteinheit für eine optische Positionsmesseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1. The object of the present invention is to provide a scanning unit for an optical position-measuring device that is adaptable and easy to manufacture with very little effort on a wide variety of scanning configurations. Furthermore, it is desirable to have sufficient insensitivity to contamination on the material measure scanned thereby. This object is achieved by a scanning unit for an optical position-measuring device with the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abtasteinheit für eine optische Positionsmesseinrichtung ergeben sich aus den Maßnahmen, die in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen aufgeführt sind. Advantageous embodiments of the scanning unit according to the invention for an optical position-measuring device result from the measures listed in the claims dependent on claim 1.
Die erfindungsgemäße Abtasteinheit für eine optische Positionsmesseinrichtung umfasst mindestens eine Lichtquelle und eine Detektoranordnung mit mindestens einem Inkrementalsignal-Detektorbereich und einem Refe- renzsignal-Detektorbereich. Der Inkrementalsignal-Detektorbereich ist als strukturierte Detektoranordnung ausgebildet, welcher eine Mehrzahl von Gruppen einzelner Detektorelemente umfasst. Die gleichphasigen Detektorelemente mehrerer Gruppen sind zur Erzeugung von Inkremental-Teilsigna- len elektrisch zusammengeschaltet. Der Referenzsignal-Detektorbereich umfasst eine Mehrzahl identisch ausgebildeter Detektorelemente. Einzelne der Detektorelemente sind zur Erzeugung von Referenzsignalen elektrisch zusammengeschaltet. Oberhalb der Detektorelemente des Inkrementalsignal-Detektorbereichs und/oder des Referenzsignal-Detektor- bereichs ist eine transparente Isolierschicht angeordnet, die oberhalb mehrerer vorbestimmter Detektorelemente jeweils mindestens eine Kontaktie- rungsöffnung aufweist, über die die entsprechenden Detektorelemente elektrisch miteinander verbindbar sind Vorzugsweise umfasst die Detektoranordnung zwei Inkrementalsignal-De- tektorbereiche, zwischen denen der Referenzsignal-Detektorbereich angeordnet ist. The scanning unit according to the invention for an optical position-measuring device comprises at least one light source and a detector arrangement with at least one incremental signal detector area and one reference ence signal detector area. The incremental signal detector area is designed as a structured detector arrangement, which comprises a plurality of groups of individual detector elements. The in-phase detector elements of several groups are electrically interconnected to generate incremental partial signals. The reference signal detector area comprises a plurality of identically formed detector elements. Individual ones of the detector elements are electrically interconnected to generate reference signals. Arranged above the detector elements of the incremental signal detector region and / or the reference signal detector region is a transparent insulating layer which has at least one contact opening above a plurality of predetermined detector elements, via which the corresponding detector elements can be electrically connected to each other. Preferably, the detector arrangement comprises two incremental signals Detector areas between which the reference signal detector area is arranged.
Hierbei sind in einer möglichen Ausführungsform innerhalb des Referenz- signal-Detektorbereichs In one possible embodiment, these are within the reference signal detector range
- mehrere erste Gruppen benachbarter Detektorelemente elektrisch miteinander verbunden und  - Several first groups of adjacent detector elements electrically connected to each other and
- mehrere zweite Gruppen benachbarter Detektorelemente elektrisch miteinander verbunden, die unterschiedlich von der ersten Gruppe sind und - die Zahl der Detektorelemente in jeder ersten Gruppe und jeder zweiten Gruppe ist identisch.  - several second groups of adjacent detector elements electrically connected to each other, which are different from the first group and - the number of detector elements in each first group and each second group is identical.
Mit Vorteil sind hierbei weitere Detektorelemente, die nicht den ersten oder zweiten Gruppen zugeordnet sind, elektrisch miteinander verbunden und die Zahl der weiteren Detektorelemente entspricht der Summe der Zahl der Detektorelemente in der ersten und zweiten Gruppe. Advantageously, further detector elements which are not assigned to the first or second groups are electrically connected to one another and the number of further detector elements corresponds to the sum of the number of detector elements in the first and second groups.
Es ist möglich, dass mindestens zwei Lichtquellen seitlich benachbart an unterschiedlichen Seiten der Detektoranordnung angeordnet sind. Ferner kann die Detektoranordnung und die mindestens eine Lichtquelle auf der Oberseite eines transparenten Trägersubstrats angeordnet werden, wobei die lichtempfindliche Seite der Detektoranordnung als auch die lichtemittierende Seite der Lichtquelle in Richtung der Oberseite des Trägersubstrats orientiert sind. Auf der Unterseite des Trägersubstrats ist eine lichtundurchlässige und antireflektierende Beschichtung mit Fensterbereichen vor der Lichtquelle und der Detektoranordnung angeordnet. It is possible for at least two light sources to be arranged laterally adjacent to different sides of the detector arrangement. Furthermore, the detector arrangement and the at least one light source can be arranged on top of a transparent carrier substrate, the photosensitive side of the detector arrangement and the light-emitting side of the light source being oriented in the direction of the top side of the carrier substrate. On the underside of the carrier substrate, an opaque and anti-reflective coating with window areas in front of the light source and the detector array is arranged.
Bei einer solchen Variante kann vor der lichtemittierenden Seite der Licht- quelle eine Blende mit einem lichtdurchlässigen Spalt auf dem Trägersubstrat angeordnet werden. In such a variant, a diaphragm with a light-permeable gap can be arranged on the carrier substrate in front of the light-emitting side of the light source.
Ferner ist es möglich, auf dem Trägersubstrat oberhalb der Detektoranordnung und der mindestens einen Lichtquelle eine Schutzkappe auszubilden. Furthermore, it is possible to form a protective cap on the carrier substrate above the detector arrangement and the at least one light source.
Hierbei kann die Schutzkappe ein als Leiterplatte ausgebildetes Abdeckelement umfassen, auf dem ein oder mehrere Signalverarbeitungsbausteine angeordnet sind. Eine optische Positionsmesseinrichtung umfasst neben der erfindungsgemäßen Abtasteinheit eine Maßverkörperung mit einer Inkrementalteilung und ein oder mehreren Referenzmarkierungen. In this case, the protective cap may comprise a cover element designed as a printed circuit board, on which one or more signal processing modules are arranged. An optical position measuring device comprises, in addition to the scanning unit according to the invention, a material measure with an incremental graduation and one or more reference markings.
Als Vorteil der erfindungsgemäßen Abtasteinheit ist anzuführen, dass über die Ausbildung der Kontaktöffnungen in der Isolierschicht oberhalb der Detektorelemente des Referenzsignal-Detektorbereichs und/oder des Inkrementalsignal-Detektorbereichs eine einfache Konfigurationsmöglichkeit geschaffen wird, um die jeweiligen Detektorbereiche flexibel an unterschiedliche abgetastete Strukturen auf Seiten der Maßverkörperung anzupassen. Lediglich durch Änderungen an einer einzigen Maske, nämlich derjenigen für die Isolierschicht, können somit unterschiedlichste Ausbildungen des Referenzsignal-Detektorbereichs und/oder des Inkrementalsignal-Detektorbe- reichs realisiert werden. Die erfindungsgemäße Abtasteinheit kann hierbei sowohl in linearen als auch in rotatorischen optischen Positionsmesseinrichtungen eingesetzt werden; ebenso sind sowohl Auflicht- als auch Durchlicht-Systeme damit realisierbar. As an advantage of the scanning unit according to the invention, it should be mentioned that the configuration of the contact openings in the insulating layer above the detector elements of the reference signal detector area and / or the incremental signal detector area provides a simple configuration possibility for flexibly adapting the respective detector areas to different sampled structures on the sides of the material measure adapt. Only by changes to a single mask, namely that for the insulating layer, can a wide variety of configurations of the reference signal detector area and / or of the incremental signal detector area be realized. The scanning unit according to the invention can in this case be used both in linear and in rotary optical position-measuring devices; as well as incident and transmitted light systems are thus feasible.
Weitere Vorteile sowie Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Figuren. Dabei zeigt Further advantages and details of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. It shows
Figur 1 eine Draufsicht auf einen Teil der erfindungsgemäßen Abtasteinheit; Figur 2a - 2c jeweils eine Variante einer optischen Positionsmesseinrichtung mit unterschiedlichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abtasteinheit; Figur 3 eine schematische Darstellung einer optischen Figure 1 is a plan view of a part of the scanning unit according to the invention; FIGS. 2a-2c each show a variant of an optical position-measuring device with different embodiments of the scanning unit according to the invention; Figure 3 is a schematic representation of an optical
Positionsmesseinrichtung mit einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit; Figur 4a und 4b jeweils Draufsichten auf einen Teil der abgetasteten Maßverkörperung und des hierzu verwendeten Referenzsignal-Detektorbereichs einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit.  Position measuring device with a further embodiment of the scanning unit according to the invention; 4a and 4b are plan views of a portion of the sampled material measure and the reference signal detector area used for this purpose of a further embodiment of the scanning unit according to the invention.
In Figur 1 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Detektionsebene eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß ausgebildeten Abtasteinheit für eine optische Positionsmesseinrichtung dargestellt. Gezeigt ist in der Figur eine Detektoranordnung 1 zur Erzeugung von Inkremental- und Refe- renzsignalen, die zwei Inkrementalsignal-Detektorbereiche 10, 20 sowie einen dazwischen angeordneten Referenzsignal-Detektorbereich 30 umfasst. Auf die verschiedenen Detektorbereiche 10, 20, 30 treffen die von einer - nicht dargestellten - Maßverkörperung her kommenden Strahlenbündel auf, nachdem diese dort eine Inkrementalteilung sowie ein oder mehrere Referenzmarkierungen beaufschlagt haben. FIG. 1 shows a plan view of a part of the detection plane of an exemplary embodiment of a scanning unit designed according to the invention for an optical position-measuring device. Shown in the figure is a detector arrangement 1 for generating incremental and reference signals. level signals comprising two incremental signal detector areas 10, 20 and a reference signal detector area 30 arranged therebetween. On the various detector areas 10, 20, 30, the coming of a - not shown - dimensional standard coming forth beam after they have acted there an incremental graduation and one or more reference marks.
Im Fall der Relativbewegung von Abtasteinheit und Maßverkörperung entlang einer Messrichtung x resultieren aus den Inkrementalsignal-Detektor- bereichen 10, 20 zwei um 90° phasenverschobene periodische Inkrementalsignale, die von einer nachgeordneten Folgeelektronik in bekannter Art und Weise weiterverarbeitet werden können. Über die Abtastung einer oder mehrerer Referenzmarkierungen auf Seiten der Maßverkörperung kann mit Hilfe des Referenzsignal-Detektorbereichs an den entspre- chenden bekannten Positionen ein Referenzsignal erzeugt werden, auf das die nachfolgend generierten Inkrementalsignale bezogen sind. In the case of the relative movement of scanning unit and material measure along a measuring direction x, incremental incremental signals which are phase-shifted by 90 ° result from the incremental-signal detector regions 10, 20, which can be further processed by downstream electronics in a known manner. By scanning one or more reference markings on the side of the material measure, a reference signal can be generated with the aid of the reference signal detector region at the corresponding known positions, to which the subsequently generated incremental signals are related.
Die beiden Inkrementalsignal-Detektorbereiche 10, 20 sind im vorliegenden Beispiel jeweils in identischer Art und Weise als strukturierte Detektoranord- nung ausgebildet. Diese umfassen eine Mehrzahl von Gruppen identischer optoelektronischer Detektorelemente, die die Form von länglichen Rechtecken aufweisen. Die Längsachse der Detektorelemente erstreckt sich in der angegebenen y-Richtung. In einer möglichen Ausführungsform sind etwa innerhalb eines Bereichs von 40μηι entlang der x-Richtung vier derartige Detektorelemente mit einer Breite der Rechteck-Schmalseite in x-Richtung von 5μηι und dazwischen befindlichen Lücken von 5μηι angeordnet. In the present example, the two incremental signal detector regions 10, 20 are each designed identically as a structured detector arrangement. These include a plurality of groups of identical optoelectronic detector elements which are in the form of elongated rectangles. The longitudinal axis of the detector elements extends in the indicated y-direction. In one possible embodiment, four such detector elements with a width of the rectangular narrow side in the x direction of 5μηι and intervening gaps of 5μηι are arranged approximately within a range of 40μηι along the x-direction.
Gleichphasige Detektorelemente mehrerer Gruppen werden in den Inkrementalsignal-Detektorbereichen 10, 20 zur Erzeugung von vier Inkremental-Teilsignalen mit bestimmten Phasenverschiebungen elektrisch zusammengeschaltet; üblicherweise werden vier Inkremental-Teilsignale mit den Phasenbeziehungen 0°, 90°, 180° und 270° erzeugt. Die elektrische Kontaktierung der zusammengeschalteten Detektorelemente erfolgt in einer Metallisierungsebene der Abtasteinheit. Aus der in üblicher Art und Weise erfolgenden Verschaltung der vier Inkremental-Teilsignale werden die beiden periodischen Inkrementalsignale mit einem Phasenversatz von 90° gewonnen. Im Fall einer abgetasteten Maßverkörperung mit einer Inkrementalteilungsperiodizität von 20μηι lässt sich bei einem 3-Gitter-Ab- tastprinzip mit dem Abtaststrahlengang Lichtquelle - Sendegitter - Inkrementalteilung - strukturierte Detektoranordnung über derart ausgebildete Inkrementalsignal-Detektorbereiche 10, 20 eine sogenannte Einfeld- Abtastung realisieren. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die vier Inkremental-Teilsignale alle aus einer einzigen Teilungsperiode der abgetasteten Inkrementalteilung gewonnen werden können . Hieraus resultiert insbesondere eine gleichmäßige Beeinflussung aller vier Inkremental-Teilsignale im Fall einer lokalen Verschmutzung der Inkrementalteilung. Eventu- eile Fehler bei der Signal-Weiterverarbeitung können derart minimiert werden. In-phase detector elements of a plurality of groups are electrically interconnected in the incremental signal detector regions 10, 20 to produce four incremental sub-signals with particular phase shifts; Typically, four incremental sub-signals are generated with the phase relationships 0 °, 90 °, 180 ° and 270 °. The electrical contacting of the interconnected detector elements takes place in a metallization plane of the scanning unit. From the usual way interconnection of the four incremental sub-signals, the two periodic incremental signals are obtained with a phase shift of 90 °. In the case of a scanned measuring graduation with an incremental graduation periodicity of 20 μm, a so-called single-field scanning can be realized with the scanning beam path light source - transmission grating - incremental graduation - structured detector arrangement via incremental signal detector regions 10, 20 formed in this way. This is characterized by the fact that the four incremental sub-signals can all be obtained from a single graduation period of the sampled incremental graduation. This results in particular in a uniform influencing of all four incremental partial signals in the case of local contamination of the incremental graduation. Eventual errors in signal processing can thus be minimized.
Als besonderer Vorteil der Verwendung von zwei Inkrementalsignal-Detek- torbereichen 10, 20 im vorliegenden Ausführungsbeispiel der erfindungsge- mäßen Abtasteinheit ist anzuführen, dass dadurch auch bei größeren Verschmutzungen eine zuverlässige Erzeugung von Inkrementalsignalen sichergestellt werden kann. Wenngleich etwa bei einem Korn plett-Ausf all von einem der beiden Inkrementalsignal-Detektorbereiche 10, 20 die resultierenden Inkrementalsignale deutlich in ihrer Amplitude verringert werden, so ist es möglich, über bekannte Korrekturverfahren diesen Amplitudeneinbruch zu kompensieren und ausgangsseitig Inkrementalsignale mit konstanter Amplitude bereitzustellen. As a particular advantage of the use of two incremental signal detector areas 10, 20 in the present exemplary embodiment of the scanning unit according to the invention, it must be stated that reliable generation of incremental signals can thereby be ensured even with larger soiling. Although the amplitude of the resultant incremental signals is significantly reduced in the case of a complete embodiment of one of the two incremental signal detector regions 10, 20, it is possible to compensate this amplitude drop by means of known correction methods and to provide incremental signals with a constant amplitude on the output side.
Alternativ zu dieser Variante kann aber auch vorgesehen werden, lediglich einen Inkrementalsignal-Detektorbereich und einen Referenzsignal-Detektorbereich in der erfindungsgemäßen Abtasteinheit auszubilden. As an alternative to this variant, however, provision can also be made for designing only an incremental signal detector region and a reference signal detector region in the scanning unit according to the invention.
Der im vorliegenden Beispiel in der Detektoranordnung 1 der erfindungsgemäßen Abtasteinheit zentral angeordnete Referenzsignal-Detektorbereich 20 der Detektoranordnung 1 umfasst ebenfalls eine Mehrzahl von identisch ausgebildeten Detektorelementen in Form von länglichen Rechtecken, deren Längsachse sich jeweils i n d er y-Richtung erstreckt, d.h. senkrecht zur Messrichtung x. Auch die Detektorelemente im Referenzsignal-Detektorbe- reich 20 sind entlang der Messrichtung x mit einer bestimmten Periodizität angeordnet. In einer möglichen Ausführungsform sind etwa Detektorelemente mit einer Breite der Rechteck-Schmalseite von 32μηι vorgesehen, die in einem periodischen Raster von 40μηι entlang der Messrichtung x angeordnet sind. The reference signal detector area centrally arranged in the present example in the detector arrangement 1 of the scanning unit according to the invention 20 of the detector assembly 1 also comprises a plurality of identically constructed detector elements in the form of elongated rectangles, the longitudinal axis of each extends in the y-direction, ie perpendicular to the measuring direction x. The detector elements in the reference signal detector area 20 are also arranged along the measuring direction x with a certain periodicity. In a possible embodiment, approximately detector elements are provided with a width of the rectangular narrow side of 32μηι, which are arranged in a periodic grid of 40μηι along the measuring direction x.
Zumindest oberhalb der Detektorelemente des Referenzsignal-Detektorbereichs 20 ist in der Detektoranordnung eine für die verwendete Strahlung transparente Isolierschicht angeordnet. Die Isolierschicht weist oberhalb derjenigen Detektorelemente Kontaktierungsöffnungen auf, die über die Metallisierungsebene miteinander elektrisch zu verbinden sind. Aufgrund der Kontaktierungsöffnungen in der Isolierschicht ist es auf besonders einfache Art und Weise möglich, die verschiedenen Detektorelemente des Referenzsignal-Detektorbereichs 20 flexibel zu verschalten. Nur durch Änderung einer einzigen Lithographiemaske können somit unterschiedlichste Varianten von Referenzsignal-Detektorbereichen 20 ausgebildet werden. At least above the detector elements of the reference signal detector area 20, an insulating layer transparent to the radiation used is arranged in the detector arrangement. The insulating layer has contacting openings above those detector elements which are to be electrically connected to each other via the metallization level. Due to the contacting openings in the insulating layer, it is possible in a particularly simple manner to flexibly interconnect the various detector elements of the reference signal detector area 20. Only by changing a single lithography mask can a wide variety of variants of reference signal detector regions 20 be formed.
Der Referenzsignal-Detektorbereich 20 lässt sich auf diese Art und Weise insbesondere derart konfigurieren, dass darüber unterschiedlich ausgebildete Referenzmarkierungen auf der Maßverkörperung abgetastet werden können. So ist es möglich, damit Referenzmarkierungen abzutasten, die lediglich aus einzelnen Teilungsstrichen bzw. Teilungsbereichen bestehen oder aber auch sog. codierte Referenzmarkierungen, die eine Vielzahl von Teilungsstrichen in einer bestimmten geometrischen Anordnung umfassen usw.. The reference signal detector region 20 can be configured in this way, in particular in such a way that differently formed reference markings on the material measure can be scanned. Thus, it is possible to scan reference marks, which consist only of individual graduation marks or graduation ranges or else so-called coded reference marks, which comprise a large number of graduation marks in a specific geometrical arrangement, etc.
Analog hierzu kann auch die elektrische Kontaktierung der Detektorelemente in den Inkrementalsignal-Detektorbereichen vorgenommen werden. Auf diese Art und Weise kann dort etwa die Detektorkonfiguration an unter- schiedliche Teilungsperioden der abgetasteten Inkrementalteilung ange- passt werden. Analogously, the electrical contacting of the detector elements in the incremental signal detector areas can also be undertaken. In this way, for example, the detector configuration can be different graduation periods of the scanned incremental graduation.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Abtasteinheit ist es ferner möglich unter- schiedlichste Abtast- und/oder Aufbaukonfigurationen für optische Positionsmesseinrichtungen zu realisieren. In den Figuren 2a - 2c sind drei verschiedene derartige Abtast- bzw. Aufbaukonfigurationen schematisiert dargestellt. Die entsprechenden Positionsmesseinrichtungen umfassen jeweils eine Maßverkörperung sowie die hierzu entlang der Messrichtung x bewegliche Abtasteinheit. Die Maßverkörperung ist in den dargestellten Beispielen jeweils als Linear-Maßverkörperung ausgebildet, die sich entlang der Messrichtung x erstreckt und über die erfindungsgemäße Abtasteinheit im Auflicht abgetastet wird. In den Figuren 2a - 2c ist die Messrichtung x senkrecht zur Zeichenebene orientiert. With the aid of the scanning unit according to the invention, it is also possible to realize a wide variety of scanning and / or setup configurations for optical position-measuring devices. In FIGS. 2a-2c, three different such sample configurations are shown schematically. The corresponding position-measuring devices each comprise a material measure as well as the scanning unit movable along the measuring direction x. In the examples illustrated, the material measure is in each case designed as a linear measuring standard which extends along the measuring direction x and is scanned in the incident light via the scanning unit according to the invention. In FIGS. 2a-2c, the measuring direction x is oriented perpendicular to the plane of the drawing.
Maßverkörperung und Abtasteinheit sind z.B. mit zueinander entlang der Messrichtung x beweglichen Maschinenteilen verbunden, deren Relativposi- tion zu bestimmen ist. Die über die Positionsmesseinrichtung erzeugten positionsabhängigen Inkremental- und Referenzsignale werden von einer nachgeordneten Folgeelektronik weiterverarbeitet, die darüber die Positionierung der beweglichen Maschinenteile steuert. In der in Figur 2a dargestellten Ausführungsform der Positionsmesseinrichtung ist eine Maßverkörperung 40 vorgesehen, die zwei benachbart angeordnete Spuren mit einer Inkrementalteilung 42.1 und einer oder mehreren Referenzmarkierungen 42.2 umfasst; die beiden Spuren erstrecken sich entlang der Messrichtung x. The measuring scale and the scanning unit are e.g. connected to each other along the measuring direction x movable machine parts whose relative position is to be determined. The position-dependent incremental and reference signals generated via the position-measuring device are further processed by a downstream sequential electronic unit which controls the positioning of the movable machine parts via it. In the embodiment of the position-measuring device illustrated in FIG. 2a, a material measure 40 is provided which comprises two adjacently arranged tracks with an incremental graduation 42.1 and one or more reference markings 42.2; the two tracks extend along the measuring direction x.
Die auf einem Maßverkörperungsträger 41 angeordnete Inkrementalteilung 42.1 ist im vorliegenden Beispiel als Reflexions-Teilung ausgebildet. Diese besteht aus periodisch in Messrichtung x angeordneten Teilungsbereichen unterschiedlicher Reflektivität. In der parallel daneben angeordneten Spur sind ein oder mehrere Referenzmarkierungen 42.2 ausgebildet, die z.B. jeweils aus einem einzelnen gering-reflektierenden Teilungsbereich bestehen, während der diesen Teilungsbereich umgebende Bereich dieser Spur hochreflektierend ausgebildet ist. The arranged on a scale carrier 41 incremental 42.1 is formed in the present example as a reflection division. This consists of periodically arranged in the measuring direction x division regions of different reflectivity. In the parallel next to it lane are formed one or more reference marks 42.2, for example, each consisting of a single low-reflective division region, while the area surrounding this partition region of this track is designed to be highly reflective.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Abtasteinheit 50 dieser optischen Positionsmesseinrichtung umfasst ein transparentes Trägersubstrat 53, auf dessen Oberseite zwei Lichtquellen 51 .1 , 51 .2 sowie ein sog. Opto-Chip 52 angeordnet ist. Eine der beiden Lichtquellen 51 .1 wird hierbei für die Beleuch- tung bzw. Abtastung der Inkrementalteilung 42.1 auf der Maßverkörperung 40 verwendet, die andere Lichtquelle 51 .2 für die Abtastung der Referenzmarkierung 42.2. Der Opto-Chip 52 umfasst u.a. auf der dem Trägersubstrat 53 zugewandten Seite eine Detektoranordnung 1 , wie sie anhand von Figur 1 beschrieben wurde. Desweiteren umfasst der Opto-Chip 52 - nicht darge- stellte - elektronische Bauelemente zur Weiterverarbeitung der über die Detektoranordnung 1 erzeugten positionsabhängigen Signale. The inventively embodied scanning unit 50 of this optical position-measuring device comprises a transparent carrier substrate 53, on the upper side of which two light sources 51 .1, 51 .2 as well as a so-called opto-chip 52 are arranged. One of the two light sources 51 .1 is used here for illuminating or scanning the incremental graduation 42. 1 on the measuring graduation 40; the other light source 51. 2 for scanning the reference marking 42. 2. Opto-chip 52 includes i.a. on the carrier substrate 53 side facing a detector assembly 1, as described with reference to Figure 1. Furthermore, the opto-chip 52 comprises electronic components (not shown) for further processing of the position-dependent signals generated via the detector arrangement 1.
Bei der in Figur 2b dargestellten weiteren Ausführungsform einer optischen Positionsmesseinrichtung ist auf Seiten der abgetasteten Maßverkörperung 140 lediglich eine einzige Spur mit einer Inkrementalteilung 142 auf einem Maßverkörperungsträger 141 angeordnet. Die Referenzmarkierung ist in die Inkrementalteilung 142 integriert ausgebildet. Dies kann z.B. durch Weglassen mehrerer benachbarter Teilungsbereiche der Inkrementalteilung 142 e rfo l g e n , u m d erg esta l t ei ne detektierbare Aperiodizität in der Inkrementalteilung 142 auszubilden. Selbstverständlich können auch mehrere Referenzmarkierungen dergestalt in der Inkrementalteilung 142 ausgebildet werden. In the further embodiment of an optical position-measuring device shown in FIG. 2b, only a single track with an incremental graduation 142 is arranged on a scale carrier 141 on the side of the scanned measuring graduation 140. The reference mark is integrated in the incremental graduation 142. This can e.g. by omitting a plurality of adjacent division regions of the incremental division 142 e rfo l g e n, u m d ergesta l t ei ne detectable Aperiodizität in the incremental graduation 142 form. Of course, a plurality of reference marks can be formed in the incremental pitch 142 in this way.
Auf Seite der erfindungsgemäßen Abtasteinheit 150 ist im Unterschied zur vorher erläuterten Ausführungsform der Figur 2a lediglich eine einzige Lichtquelle 151 auf der Oberseite des Trägersubstrats 153 angeordnet, die zur Abtastung bzw. Beleuchtung der Inkrementalteilung 142 mit der darin integrierten Referenzmarkierung dient. Wie im vorherigen Beispiel ist auf der Oberseite des Trägersubstrats 153 ferner ein Opto-Chip 152 angeordnet, der wiederum eine Detektoranordnung 1 gemäß Figur 1 sowie weitere elektronische Bauelemente zur Signalverarbeitung umfasst. Aufgrund der vorgesehenen integrierten Au sbi ld u n g d er Referenzma rki eru n g i n d er Inkrementalteilung 142 unterscheidet sich hierbei insbesondere die Ausge- staltung des Referenzsignal-Detektorbereichs vom ersten Beispiel. Es ist nunmehr erforderlich, andere Detektorelemente des Referenzsignal-Detektorbereichs elektrisch miteinander zu verschalten. Dies kann jedoch wie oben erläutert ohne größeren Aufwand über entsprechende Öffnungen in der Isolierschicht erfolgen. Zur Abtastung von in die Inkrementalteilung142 integrierten Referenzmarkierungen und der hierzu erforderlichen Ausbildung des Referenzsignal-Detektorbereichs sei auf die nachfolgenden Erläuterungen zur Figur 3 verwiesen. On the side of the scanning unit 150 according to the invention, in contrast to the previously explained embodiment of FIG. 2a, only a single light source 151 is arranged on the upper side of the carrier substrate 153, which serves to scan or illuminate the incremental graduation 142 with the reference marking integrated therein. As in the previous example, an opto-chip 152 is further arranged on the upper side of the carrier substrate 153, which in turn comprises a detector arrangement 1 according to FIG. 1 as well as further electronic components for signal processing. Because of the provided integrated image and the reference matrix, the incremental graduation 142 differs in particular from the design of the reference signal detector range from the first example. It is now necessary to electrically interconnect other detector elements of the reference signal detector area. However, this can be done as explained above without much effort through corresponding openings in the insulating layer. For the scanning of reference marks integrated in the incremental graduation 142 and the design of the reference signal detector region required for this purpose, reference is made to the following explanations regarding FIG.
Figur 2c zeigt schließlich eine weitere Variante einer optischen Positions- messeinrichtung mit dem Komplettaufbau einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit 250. Das in diesem Beispiel vorgesehene Abtastkonzept entspricht grundsätzlich demjenigen aus Figur 2a. Das heißt, auf Seiten der Maßverkörperung 240 sind zwei parallele Spuren mit einer Inkrementalteilung 242.1 und ein oder mehreren Referenzmarkierun- gen 242.2 vorgesehen. In der Abtasteinheit 250 sind auf dem Trägersubstrat 253 zwei Lichtquellen 251 .1 , 252,2 platziert, die die jeweiligen Spuren auf der Maßverkörperung 240 beleuchten. Analog zum obigen Beispiel ist ferner der Opto-Chip 252 mit der Detektoranordnung 1 auf der Oberseite des Trägersubstrats 253 angeordnet. Finally, FIG. 2c shows a further variant of an optical position-measuring device with the complete construction of a further embodiment of the scanning unit 250 according to the invention. The scanning concept provided in this example basically corresponds to that of FIG. 2a. That is, on the side of the measuring scale 240, two parallel tracks with an incremental pitch 242.1 and one or more reference markings 242.2 are provided. In the scanning unit 250, two light sources 251 .1, 252,2 are placed on the carrier substrate 253, which illuminate the respective tracks on the scale 240. Analogous to the above example, furthermore, the opto-chip 252 with the detector arrangement 1 is arranged on the upper side of the carrier substrate 253.
Auf der Oberseite des Trägersubstrats 253 sind desweiteren - nicht dargestellte - Leiterbahnstrukturen angeordnet, über die der Opto-Chip 252 als auch die Lichtquellen 251 .1 , 251 .2 elektrisch kontaktiert werden. Desweiteren sind auf der Oberseite des Trägersubstrats 253 sog. Sendegitterstruktu- ren vor den beiden Lichtquellen 251 .1 , 251 .2 zur Referenzsignal- und Inkrementalsignalerzeugung angeordnet. Das Sendegitter kann hierbei etwa als Blende mit einem lichtdurchlässigen Spalt ausgebildet sein, wobei die Breite des Spalts auf die damit abgetastete Struktur der Maßverkörperung 340 abgestimmt ist. Auf der Unterseite des Trägersubstrats 253 ist ferner eine antireflektierende und lichtundurchlässige Beschichtung angeordnet, die vor den Lichtquellen 251 .1 , 251 .2 und den verschiedenen Detektorbereichen lichtdurchlässige Fensterbereiche aufweist. On the upper side of the carrier substrate 253 are further - not shown - conductor track structures arranged, via which the opto-chip 252 and the light sources 251 .1, 251 .2 are electrically contacted. Furthermore, so-called transmission grating structures are arranged in front of the two light sources 251 .1, 251 .2 for reference signal and incremental signal generation on the upper side of the carrier substrate 253. In this case, the transmission grating may be formed, for example, as a diaphragm with a translucent gap, the width of the gap being matched to the structure of the material measure 340 scanned therewith. On the underside of the carrier substrate 253, an antireflecting and opaque coating is further arranged, which has light-permeable window areas in front of the light sources 251 .1, 251 .2 and the various detector areas.
Darüberhinaus ist auf dem Trägersubstrat 253 ferner noch eine Schutzkappe angeordnet, die aus den seitlichen Trägerelementen 254.1 , 254.2 und dem Abdeckelement 255 besteht. Die verschiedenen Elemente der Schutz- kappe umgeben bzw. umkapseln den Opto-Chip 252 auf dem Trägersubstrat 253 und dienen u.a. zum zusätzlichen Schutz des Opto-Chips 252 gegenüber mechanischen Beschädigungen. Das Abdeckelement 255 ist vorzugsweise als Leiterplatte mit entsprechenden Leiterbahnen ausgebildet. Auf deren dem Opto-Chip 252 zugewandten Seite ist ferner ein weiterer Signalverarbeitungsbaustein 256 angeordnet, über den die Weiterverarbeitung der Signale des Opto-Chips 252 erfolgt; selbstverständlich können hier auch mehrere weitere Signalverarbeitungsbausteine auf der Leiterplatte vorgesehen werden. In Bezug auf diesen Aufbau sei ferner auf die EP 1 1 14 662 B1 der Anmelderin verwiesen. In addition, a protective cap, which consists of the lateral carrier elements 254.1, 254.2 and the cover element 255, is additionally arranged on the carrier substrate 253. The various elements of the protective cap surround or encapsulate the opto-chip 252 on the carrier substrate 253 and serve i.a. for additional protection of the Opto-Chip 252 against mechanical damage. The cover member 255 is preferably formed as a printed circuit board with corresponding conductor tracks. On the side facing the opto chip 252, a further signal processing module 256 is also arranged, via which the further processing of the signals of the opto chip 252 takes place; Of course, several more signal processing blocks can be provided on the circuit board here. With regard to this structure, reference is also made to EP 1 1 14 662 B1 of the Applicant.
An h a n d vo n F ig u r 3 se i n achfol ge n d d i e Abta stu n g ei n er i n d i e Inkrementalteilung integrierten Referenzmarkierung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Abtasteinheit erläutert. Neben der Maßverkörperung 340 mit der in die Inkrementalteilung 342 integrierten Referenzmarkierung 343 ist in dieser Figur lediglich noch derjenige Teil der Abtasteinheit 350 dargestellt, der zur Erzeugung des Referenzsignals benötigt wird. On the basis of the figure 3, the scanning is integrated into the reference mark integrated in the incremental graduation with the aid of the scanning unit according to the invention. In addition to the material measure 340 with the reference mark 343 integrated in the incremental graduation 342, only that part of the scanning unit 350 that is needed to generate the reference signal is shown in this figure.
In der Abtasteinheit 350 ist zur Erzeugung der verschiedenen positionsabhängigen Signale eine einzige Lichtquelle 351 vorgesehen, die z.B. als LED ausgebildet ist. Die lichtemittierende Seite der Lichtquelle ist in Richtung des Trägersubstrats 353 orientiert, wobei auf dem Trägersubstrat 353 vor der Lichtq u el le 351 ei n Sen despa lt m it ei n er a uf d ie Period izität der Inkrementalteilung 342 abgestimmten Breite ausgebildet ist. Wie bereits oben angedeutet, wird die in die Inkrementalteilung 342 integrierte Referenzmarkierung 343 am Ort der jeweiligen Referenzposition entlang der Messstrecke im vorliegenden Beispiel dadurch ausgebildet, dass aus der periodischen Inkrementalteilung 342 bestimmte nicht-reflektierende Teilbereiche weggelassen werden. Gemäß Figur 3 werden etwa drei dunkel dargestellte nicht-reflektierende Teilbereiche weggelassen. Die dann resultierende aperiodische Struktur fungiert als detektierbare Referenzmarkierung 343. Selbstverständlich können zur Ausbildung der in die Inkrementalteilung 342 integrierten Referenzmarkierung 343 auch deutlich mehr Teilbereiche der Inkrementalteilung 342 weggelassen werden. Ebenso ist es natürlich m ög l i ch , a lte rn ativ z u d e n n i ch t-reflektierenden Teilbereichen der Inkrementalteilung 342 reflektierende Teilbereiche derselben wegzulassen und dergestalt eine aperiodische Struktur auszubilden, die dann als Referenzmarkierung genutzt werden kann. In the scanning unit 350, a single light source 351 is provided for generating the various position-dependent signals, which is formed for example as an LED. The light-emitting side of the light source is oriented in the direction of the carrier substrate 353, wherein a width matched to the periodicity of the incremental graduation 342 is formed on the carrier substrate 353 in front of the light source 351. As already indicated above, the reference mark 343 integrated into the incremental graduation 342 is formed at the location of the respective reference position along the measuring path in the present example by omitting certain non-reflecting partial regions from the periodic incremental graduation 342. According to FIG. 3, approximately three non-reflective subregions shown in dark are omitted. The resulting aperiodic structure acts as a detectable reference mark 343. Of course, significantly more subregions of the incremental graduation 342 can also be omitted to form the reference mark 343 integrated in the incremental graduation 342. Likewise, it is of course possible to omit reflective subregions of the same at least partially reflecting the subregions of the incremental graduation 342 and thus to form an aperiodic structure, which can then be used as a reference mark.
Zur Abtastung dieser aperiodischen Struktur bzw. Referenzmarkierung 343 ist es erforderlich, auf Seiten der Abtasteinheit 350 bzw. im dort angeordneten Referenzsignal-Detektorbereich 330 ganz bestimmte Detektorelemente dieses -Detektorbereichs 330 elektrisch miteinander zu verbinden. Im vor- liegenden Beispiel handelt es sich um die Detektorelemente 330.1 , 330.2, 330.3, die im Fall des Überfahrens der Referenzmarkierung 343 ein gauß- förmiges Signalmaximum bzgl. der von der Maßverkörperung 340 reflektierten Strahlung detektieren, die über die Lichtquelle 351 beleuchtet wird. Die Breite des derart erzeugten, gaußförmigen Referenzsignals kann im Übrigen durch die Wahl der Breite des Sendespalts vor der Lichtquelle 351 eingestellt werden. Je nach Ausgestaltung der Referenzmarkierung 343 auf der Maßverkörperung 340 kann es sich hierbei natürlich auch um andere Detektorelemente im Referenzsignal-Detektorbereich 330 handeln. In jedem Fall erfolgt die elektrische Kontaktierung der erforderlichen Detektorele- mente über eine Metallisierungsebene, die über Kontaktierungsöffnungen mit den betreffenden Detektorelementen verbunden wird. Vorzugsweise wird zu den Signalen aus den derart miteinander elektrisch kontaktierten Detektorelementen 330.1 , 330.2, 330.3 zur Gleichpegelkompensation ein Kompensationssignal in Differenz geschaltet. Eine weitere konkrete Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit sei abschließend anhand der Figuren 4a und 4b erläutert. Figur 4a zeigt hierbei eine Draufsicht auf einen Teil einer Inkrementalteilung 442, die in die eine Referenzmarkierung integriert ausgebildet ist. Die dunklen Teilbereiche der Inkrementalteilung 442 sind nicht-reflektierend ausgebildet, die hellen Teilbereiche hingegen reflektierend. Die in die Inkrementalteilung 442 integrierte Referenzmarkierung 443 wird im vorliegenden Beispiel dadurch ausgebildet, indem an sechs Stellen jeweils ein nicht-reflektierender Teilbereich aus der periodischen Anordnung von reflektierenden und nicht-reflektieren- den Teilbereichen weggelassen wird. To scan this aperiodic structure or reference mark 343, it is necessary to electrically connect certain detector elements of this detector region 330 to one another on the scanning unit 350 or in the reference signal detector region 330 arranged there. In the present example, these are the detector elements 330.1, 330.2, 330.3, which detect a Gaussian signal maximum with respect to the radiation reflected by the material measure 340 when the reference mark 343 is moved over, which is illuminated by the light source 351. Incidentally, the width of the Gaussian reference signal generated in this way can be adjusted by selecting the width of the transmission gap in front of the light source 351. Depending on the configuration of the reference marking 343 on the material measure 340, this can of course also be other detector elements in the reference signal detector region 330. In any case, the electrical contacting of the required detector elements takes place via a metallization plane, which is connected to the respective detector elements via contacting openings. Preferably, a compensation signal is connected in difference to the signals from the detector elements 330.1, 330.2, 330.3, which are thus electrically contacted with one another, for equal-level compensation. A further concrete embodiment of the scanning unit according to the invention is finally explained with reference to FIGS. 4a and 4b. FIG. 4 a shows a plan view of a part of an incremental graduation 442 which is formed integrally in the one reference mark. The dark portions of the incremental graduation 442 are non-reflective, while the bright portions are reflective. The reference mark 443 integrated in the incremental graduation 442 is formed in the present example by omitting in each case a non-reflective subregion from the periodic arrangement of reflective and non-reflecting subregions at six locations.
In Figur 4b ist eine Teil-Ansicht des Referenzsignal-Detektorbereichs 430 dargestellt, der zur Abtastung der Referenzmarkierung aus Figur 4a geeignet ist. Abgestimmt auf die Lage der sechs weggelassenen nicht-reflektierenden Teilbereiche wird eine erste Gruppe von verschalteten Dreiergruppen von Detektorelementen 430.1 a - 430.6a elektrisch leitend miteinander verbunden, um darüber ein erstes Teil-Referenzsignal zu erzeugen, wenn die Abtasteinheit die Referenzmarkierung 443 überfährt. Ferner wird eine zweite Gruppe von Dreiergruppen von verschalteten Detektorelementen 430.1 b - 430.6b elektrisch leitend miteinander verbunden, um darüber ein zweites Teil-Referenzsignal zu erzeugen, welches gegenüber dem ersten Teil-Referenzsignal eine bestimmte Phasenverschiebung aufweist. Analog zur ersten Gruppe von Detektorelementen 430.1 a - 430.6a erfolgt natürlich auch die Auswahl der Lage der zweiten Gruppe von Detektorelementen im Referenzsignal-Detektorbereich 430 in Abhängigkeit der aperiodischen Struktur der Referenzmarkierung 443. Die Ausgestaltung der aperiodischen Struktur der Referenzmarkierung 443 erfolgt hierbei vorzugsweise dergestalt, dass beim Überfahren derselbigen mittels der Abtasteinheit immer nur eine der verschalteten Dreiergruppen von Detektorelementen einer Gruppe ein Signal detektiert. Lediglich an einer einzigen Position erfassen alle sechs Dreiergruppen einer Gruppe ein Signal und erzeugen auf diese Art und Weise das Referenzsignal. Auf diese Art und Weise ist eine Unempfindlichkeit der Abtastung gegenüber einer eventuellen Verschmutzung der Maßverkörperung gewährleistet. Die restlichen Detektorelemente im Referenzsignal-Detektorbereich 430 werden ebenfalls allesamt miteinander elektrisch leitend verbunden und liefern derart ein Kompensationssignal, das zur Gleichpegelkompensation der Teil-Inkrementalsignale genutzt werden kann. Vorteilhaft erweist sich hinsichtlich der Signalauswertung, wenn die Summe der Zahl der Detektorele- mente aus den ersten und zweiten Gruppen identisch zur Zahl der restlichen verschalteten Detektorelemente gewählt wird, aus denen das Kompensationssignal abgeleitet wird. FIG. 4b shows a partial view of the reference signal detector region 430, which is suitable for scanning the reference marking from FIG. 4a. Tuned to the location of the six omitted non-reflective portions, a first group of interconnected triplets of detector elements 430.1a-430.6a are electrically connected to produce a first fractional reference signal thereabove when the scanning unit passes over the reference mark 443. Furthermore, a second group of triplets of interconnected detector elements 430.1 b - 430.6b is electrically conductively connected to each other in order to generate a second sub-reference signal, which has a certain phase shift relative to the first sub-reference signal. Analogously to the first group of detector elements 430.1a-430.6a, of course, the selection of the position of the second group of detector elements in the reference signal detector area 430 also takes place as a function of the aperiodic structure of the reference mark 443. The embodiment of the aperiodic structure of the reference marking 443 is preferably carried out in such a way that when passing the same by means of the scanning unit only one of the interconnected triplets of detector elements of a group detects a signal. Only at a single position do all six groups of three of a group detect a signal and thus generate the reference signal. In this way, insensitivity of the scan is guaranteed against any contamination of the material measure. The remaining detector elements in the reference signal detector region 430 are also all electrically connected to one another and thus provide a compensation signal that can be used for the DC compensation of the sub-incremental signals. With regard to the signal evaluation, it has proven advantageous if the sum of the number of detector elements from the first and second groups is selected to be identical to the number of remaining interconnected detector elements from which the compensation signal is derived.
Die Teil-Referenzsignale der ersten und zweiten Gruppen werden in Summe und Differenz zueinander geschaltet, in Rechtecksignale umgewandelt und über eine logische UN D-Verknüpfung ein weiterverarbeitbares Referenzsignal generiert. Im Hinblick auf eine derartige Erzeugung eines Referenzsignals sei auf die EP 1 050 742 B1 der Anmelderin verwiesen. The sub-reference signals of the first and second groups are connected in sum and difference to each other, converted into rectangular signals and generated via a logical UN D link, a further processable reference signal. With regard to such a generation of a reference signal, reference is made to EP 1 050 742 B1 of the Applicant.
Anstelle eine Referenzmarkierung 343 wie in Figur 4a gezeigt, in die Inkrementalteilung zu integrieren, könnte eine aperiodische Struktur mit einer identisch ausgebildeten Referenzmarkierung auch wie in Figur 2a in einer parallelen Spur benachbart zur Inkrementalteilung angeordnet werden. Diese könnte dann ebenfalls mit einem Referenzsignal-Detektorbereich abgetastet werden, wie er in Figur 4b gezeigt ist. Instead of integrating a reference mark 343 in the incremental graduation, as shown in FIG. 4a, an aperiodic structure with an identically formed reference mark could also be arranged in a parallel track adjacent to the incremental graduation, as in FIG. 2a. This could then also be scanned with a reference signal detector range, as shown in Figure 4b.
Neben den bislang erläuterten Varianten gibt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung selbstverständlich noch weitere Ausführungsmöglichkeiten. In addition to the variants discussed so far, there are, of course, in the context of the present invention still further possible embodiments.

Claims

Ansprüche claims
1 . Abtasteinheit für eine optische Positionsmesseinrichtung mit 1 . Scanning unit for an optical position measuring device with
- mindestens einer Lichtquelle (51 .1 , 51 .2; 151 ; 251.1 , 251 .2; 351 ), at least one light source (51, 1, 51, 2, 151, 251, 1, 251, 2, 351),
- einer Detektoranordnung (1 ) mit mindestens einem Inkrementalsignal-Detektorbereich (10, 20) und einem Referenzsignal- Detektorbereich (30; 430), wobei - A detector arrangement (1) with at least one incremental signal detector area (10, 20) and a reference signal detector area (30, 430), wherein
- der Inkrementalsignal-Detektorbereich (10, 20) als strukturierte Detektoranordnung ausgebildet ist, welcher eine Mehrzahl von Gruppen einzelner Detektorelemente umfasst und die gleichphasigen Detektorelemente mehrerer Gruppen zur Erzeu- gung von Inkremental-Teilsignalen elektrisch zusammengeschaltet sind und  - The incremental signal detector region (10, 20) is designed as a structured detector array, which comprises a plurality of groups of individual detector elements and the in-phase detector elements of several groups are electrically interconnected to produce incremental partial signals and
- der Referenzsignal-Detektorbereich (30; 430) eine Mehrzahl identisch ausgebildeter Detektorelemente umfasst und einzelne der Detektorelemente zur Erzeugung von Referenzsignalen elektrisch zusammengeschaltet sind und  - The reference signal detector area (30; 430) comprises a plurality of identically formed detector elements and individual ones of the detector elements for generating reference signals are electrically interconnected, and
- oberhalb der Detektorelemente des Inkrementalsignal- Detektorbereichs (10, 20) und/oder des Referenzsignal-Detektorbereichs (30; 430) eine transparente Isolierschicht angeordnet ist, die oberhalb mehrerer vorbestimmter Detektorelemente jeweils mindestens eine Kontaktierungsöffnung aufweist, über die die entsprechenden Detektorelemente elektrisch miteinander verbindbar sind.  a transparent insulating layer is arranged above the detector elements of the incremental signal detector region (10, 20) and / or the reference signal detector region (30; 430) and has at least one contact opening above a plurality of predetermined detector elements via which the corresponding detector elements can be electrically connected to one another are.
2. Abtasteinheit nach Anspruch 1 , wobei die Detektoranordnung (1 ) zwei Inkrementalsignal-Detektorbereiche (10, 20) umfasst, zwischen denen der Referenzsignal-Detektorbereich (30; 430) angeordnet ist. 2. Scanning unit according to claim 1, wherein the detector arrangement (1) comprises two incremental signal detector areas (10, 20), between which the reference signal detector area (30; 430) is arranged.
3. Abtasteinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei innerhalb des Referenzsignal-Detektorbereichs (30; 430) A scanning unit according to claim 1 or 2, wherein within the reference signal detecting area (30; 430)
- mehrere erste Gruppen benachbarter Detektorelemente elektrisch miteinander verbunden sind und - mehrere zweite Gruppen benachbarter Detektorelemente elektrisch miteinander verbunden sind, die unterschiedlich von der ersten Gruppe sind und - Several first groups of adjacent detector elements are electrically connected to each other and - Several second groups of adjacent detector elements are electrically connected to each other, which are different from the first group and
- die Zahl der Detektorelemente in jeder ersten Gruppe und jeder zweiten Gruppe identisch ist.  - the number of detector elements in each first group and each second group is identical.
Abtasteinheit nach Anspruch 3, wobei weitere Detektorelemente, die nicht den ersten oder zweiten Gruppen zugeordnet sind, elektrisch miteinander verbunden sind und die Zahl der weiteren Detektorelemente der Summe der Zahl der Detektorelemente in der ersten und zweiten Gruppe entspricht. Scanning unit according to claim 3, wherein further detector elements which are not assigned to the first or second groups are electrically connected to one another and the number of further detector elements corresponds to the sum of the number of detector elements in the first and second group.
Abtasteinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei Lichtquellen (51 .1 , 51 .2; 251 .1 , 251 .2) seitlich benachbart an unterschiedlichen Seiten der Detektoranordnung (1 ) angeordnet sind. Scanning unit according to at least one of the preceding claims, wherein at least two light sources (51 .1, 51 .2; 251 .1, 251 .2) are arranged laterally adjacent to different sides of the detector arrangement (1).
Abtasteinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Scanning unit according to at least one of the preceding claims, wherein
- die Detektoranordnung (1 ) und die mindestens eine Lichtquelle (51.1 , 51 .2; 151 ; 251 .1 , 251.2; 351 ) auf der Oberseite eines transparenten Trägersubstrats (53; 1 53; 253; 353) angeordnet sind und die lichtempfindliche Seite der Detektoranordnung als auch die lichtemittierende Seite der Lichtquelle (51 .1 , 51 .2; 151 ; 251 .1 , 251 .2; 351 ) in Richtung der Oberseite des Trägersubstrats (53; 153; 253; 353) orientiert sind und  - The detector assembly (1) and the at least one light source (51.1, 51 .2; 151; 251 .1, 251.2; 351) on the upper side of a transparent support substrate (53; 1 53; 253; 353) are arranged and the photosensitive side the detector arrangement and the light-emitting side of the light source (51 .1, 51 .2; 151; 251 .1, 251 .2; 351) are oriented in the direction of the upper side of the carrier substrate (53; 153; 253;
- auf der Unterseite des Trägersubstrats (53; 153; 253; 353) eine lichtundurchlässige und antireflektierende Beschichtung mit Fensterbereichen vor der Lichtquelle (51 .1 , 51 .2; 151 ; 251 .1 , 251 .2; 351 ) und der Detektoranordnung (1 ) angeordnet ist.  an opaque and antireflective coating on the underside of the carrier substrate (53; 153; 253; 353) with window areas in front of the light source (51 .1, 51 .2; 151; 251 .1,251,2; 351) and the detector arrangement (FIG. 1) is arranged.
Abtasteinheit nach Anspruch 6, wobei vor der lichtemittierenden Seite der Lichtquelle (51 .1 , 51 .2; 151 ; 251 .1 , 251 .2) eine Blende mit einem lichtdurchlässigen Spalt auf dem Trägersubstrat (53; 153; 253; 353) angeordnet ist. A scanning unit according to claim 6, wherein in front of the light-emitting side of the light source (51 .1, 51 .2; 151; 251 .1, 251 .2) a diaphragm with a transparent gap on the carrier substrate (53; 153; 253; 353) is arranged.
8. Abtasteinheit nach Anspruch 6, wobei auf dem Trägersubstrat (253) oberhalb der Detektoranordnung (1 ) und der mindestens einen Lichtquelle (251.1 , 251 .2) eine Schutzkappe ausgebildet ist. 8. Scanning unit according to claim 6, wherein on the carrier substrate (253) above the detector arrangement (1) and the at least one light source (251.1, 251 .2), a protective cap is formed.
9. Abtasteinheit nach Anspruch 8, wobei die Schutzkappe ein als Leiterplatte ausgebildetes Abdeckelement (255) umfasst, auf dem ein oder mehrere Signalverarbeitungsbausteine (256) angeordnet sind. 9. Scanning unit according to claim 8, wherein the protective cap comprises a cover element (255) designed as a printed circuit board, on which one or more signal processing modules (256) are arranged.
10. Optische Positionsmesseinrichtung mit einer Abtasteinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Maßverkörperung (40; 140; 240; 340) mit einer Inkrementalteilung (42.1 ; 142; 242.1 ; 342) und ein oder mehreren Referenzmarkierungen (42.2; 242.2; 343). 10. Optical position-measuring device with a scanning unit according to at least one of the preceding claims and a material measure (40; 140; 240; 340) with an incremental graduation (42.1; 142; 242.1; 342) and one or more reference markings (42.2; 242.2; 343).
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