DE3923767C2 - Drehmeßgeber - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehmeßgeber nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist ein derartiger Drehmeßgeber aus der DE 36 33 574 A1 bekannt,
bei dem eine Drehskala mit
einem Beugungsgitter verwendet wird, das an dem Umfang einer
mit einem Drehteil verbundenen Scheibe angeordnet ist, und
bei dem auf das Beugungsgitter ein Laserstrahl gerichtet
wird, um durch das Beugungsgitter gebeugte Strahlen zu einem
Interferenzstrahl zu überlagern, wobei durch Erfassen einer
Änderung der Intensität des Interferenzstrahls ein Drehwin
kel und eine Drehgeschwindigkeit der Drehskala bzw. des
Drehkörpers erfaßt wird.
Fig. 1A und 1B zeigen den Aufbau eines in der DE 36 33 574 A1
beschriebenen herkömmlichen Drehmeßgebers. Die Figuren
zeigen einen Laser 1, eine Scheibe 2 als Drehskala mit einem
daran gebildeten radialen Beugungsgitter, ein Reflexions
prisma 3, ein Polarisationsprisma 4, Fotosensoren 51 und 52
und eine Drehachse 6 der Scheibe 2. Nach Fig. 1A wird ein
von dem Laser 1 abgegebener Laserstrahl auf eine Stelle M1
auf dem Beugungsgitter der Scheibe 2 im wesentlichen senk
recht aufgestrahlt. An der Stelle M1 erzeugte, in ±1ter
Ordnung gebeugte Strahlen werden an einer ersten Orthogonal
reflexionsfläche 3a des Reflexionsprismas 3 im rechten Win
kel reflektiert, an Seitenflachen 3c und 3d des Reflexions
prismas 3 zweimal total-reflektiert, von einer zweiten Or
thogonalreflexionsfläche 3b des Reflexionsprismas 3 wiederum
im rechten Winkel reflektiert und auf eine Stelle M2 an dem
Beugungsgitter der Scheibe 2 gerichtet. Die Fig. 1B zeigt
die Strahlenwege der in der ±1ten Ordnung gebeugten Strahlen
in dem Reflexionsprisma 3. Die Fig. 1B ist eine Ansicht des
in Fig. 1A gezeigten Reflexionsprismas 3 von unten gesehen.
Gemäß Fig. 1B werden die an der Stelle M1 entstehenden
Strahlen ±1ter Ordnung unter Beugungswinkeln α+ bzw. α- in
voneinander verschiedenen Richtungen geleitet und an den
Seitenflächen 3c und 3d des Reflexionsprismas 3 totalreflek
tiert. Die Strahlen überkreuzen sich nahe der Mitte des
Reflexionsprismas 3, werden dann wieder an den Seitenflächen
3c und 3d totalreflektiert und aus verschiedenen Richtungen
unter Winkeln, die gleich den Beugungswinkeln α+ und α-
sind, auf die Stelle M2 an dem Beugungsgitter der Scheibe 2
gerichtet. Auf diese Weise treten an der Stelle M2 die
nochmals in ±1ter Ordnung gebeugten Strahlen aus dem
Beugungsgitter einander überlagert und parallel zu dem von
dem Laser 1 auf die Stelle M1 fallenden Licht aus. Die
nochmals in ±1ter Ordnung gebeugten überlagerten Strahlen
werden über das Polarisationsprisma 4 von den Fotosensoren
51 und 52 aufgenommen. Sobald sich das Beugungsgitter der
Scheibe 2 um eine Gitterteilung dreht, ändern sich die
Phasen der in der ±1ten Ordnung gebeugten Strahlen um ±2π.
Gleichermaßen ändern sich bei der Drehung des Beugungsgit
ters um eine Gitterteilung die Phasen der nochmals in ±1ter
Ordnung gebeugten Strahlen um ±4π. Daher erzeugen bei der
Überlagerung und gegenseitigen Interferenz der nochmals in
±1ter Ordnung gebeugten Strahlen gemäß Fig. 1A und 1B die
Fotosensoren 51 und 52 bei der Drehung des Beugungsgitters
der Scheibe 2 um eine Gitterteilung vier Perioden von Sinus
wellensignalen. Auf diese Weise erzeugen die Fotosensoren 51
und 52 4N Perioden der Sinuswellensignale bei einer Umdre
hung der Scheibe 2, wobei N die Gesamtanzahl der Gitterele
mente des Beugungsgitters ist. Nach Fig. 1A und 1B sind die
Stellen M1 und M2 in bezug auf die Drehmitte der Drehachse 6
im wesentlichen symmetrisch, so daß selbst bei einer exzen
trischen Anbringung der Scheibe 2 an der Drehachse 6 ein
Meßfehler vermieden ist. Die Fotosensoren 51 und 52 erzeugen
ein erstes bzw. zweites Signal mit einer gegenseitigen Pha
sendifferenz von 90° durch Kombination der Richtung der
linearen Polarisation des von dem Laser 1 abgegebenen Laser
strahls, das Umsetzen zu elliptisch polarisiertem Licht der
±1ten Ordnung durch die Totalreflexion im Reflexionsprisma 3
und das Polarisationsprisma 4. Auf diese Weise kann durch
das Vergleichen dieser Signale die Drehrichtung der Scheibe
2 bestimmt werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Drehmeßgeber nach dem Stand
der Technik treten folgende Probleme auf:
- (1) Der Strahlenweg der Beugungsstrahlen ist kompliziert und der Zusammenbau sowie die Justierung sind schwierig.
- (2) Die Strahlenwege der interferierenden, in ±1ter Ordnung gebeugten Strahlen überkreuzen einander in dem Reflexions prisma 3. Infolgedessen kann leicht ein Meßfehler durch eine Umgebungsänderung wie eine Änderung der Umgebungstemperatur und der Temperaturverteilung entstehen. Je größer der Durch messer der Scheibe 2 ist, umso länger sind die Strahlenwege der in ±1ter Ordnung gebeugten Strahlen in dem Reflexions prisma 3, nämlich die nicht gemeinsamen Strahlenwege, so daß daher der Fehler umso wahrscheinlicher entsteht.
- (3) Da das Reflexionsprisma 3 auf der Fortsetzung der Dreh achse 6 angeordnet ist, ist eine hohle bzw. mittig offene Gestaltung schwierig, die für den Drehmeßgeber zweckdienlich wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Lösen der bei
dem Stand der Technik auftretenden Probleme einen Drehmeßge
ber zu schaffen, der kaum mit durch Umgebungsänderungen
verursachten Meßfehlern behaftet ist und der hochgenaue
Messungen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der
Lichtstrahl aus der Lichtquelle durch eine erste Strahlen
teilervorrichtung in einen ersten Strahl zum Bilden des
ersten Beugungsstrahls und einen zweiten Strahl zum Bilden
des zweiten Beugungsstrahls aufgeteilt; der erste und der
zweite Strahl werden unter vorbestimmten Einfallwinkeln
derart auf die erste Stelle gerichtet, daß die Austrittswin
kel im wesentlichen gleich sind und die Lichtwege des ersten
des zweiten Beugungsstrahls identisch werden; der erste und
der zweite Beugungsstrahl wird über den gemeinsamen Strah
lenweg in der gleichen Richtung auf die zweite Stelle ge
richtet, um den ersten und zweiten nochmals gebeugten Strahl
zu erzeugen; der erste und zweite nochmals gebeugte Strahl
werden durch eine zweite Strahlenteilervorrichtung einander
überlagert und auf die Fotosensorvorrichtung gerichtet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1A und 1B zeigen einen Drehmeßgeber nach
dem Stand der Technik.
Fig. 2A und 2B zeigen einen Drehmeßgeber gemäß
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 3 und 4 zeigen weitere Ausführungsbei
spiele des Drehmeßgebers.
Die Fig. 2A zeigt ein optisches System des Drehmeßgebers
gemäß einem Ausführungsbeispiel, während die Fig. 2B eine
Abwicklung von Strahlenwegen bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2A zeigt. Die Fig. 2A zeigt einen Multimode-
Halbleiterlaser, eine Drehskala 2 mit einem daran in Dreh
richtung ausgebildeten Amplituden-Beugungsgitter, Polarisa
tionsstrahlenteiler 41 und 42, Fotosensoren 51 und 52, Re
flexionsspiegel 71 bis 76, eine Viertelwellenlängen- bzw.
λ/4-Platte 8, einen Strahlenteiler 9 und Polarisierplatten
101 und 102 mit Polarisationsrichtungen für das einfallende
Licht, die gegeneinander um 45° versetzt sind. Die Richtung
der linearen Polarisation des Laserstrahls aus dem Laser 1
bildet einen Winkel von 45° zu der Polarisationsrichtung des
Polarisationsstrahlenteilers 41. Infolgedessen wird der von
dem Laser 1 abgegebene Lichtstrahl von dem Polarisations
strahlenteiler 41 zu einem Durchlaßlichtstrahl (mit P-Pola
risation) und einem Reflexionslichtstrahl (mit S-Polarisa
tion) mit gleicher Intensität aufgeteilt. Die beiden Teil
strahlen werden auf eine Stelle M1 an dem Beugungsgitter der
Drehskala 2 unter einem Winkel bzw. Beugungswinkel θ ge
richtet, der durch die Gleichung
θ = sin-1 λ/P (1)
bestimmt ist, wobei λ die mittlere Wellenlänge des Laser
strahls aus dem Laser 1 ist und P der Gitterteilungsabstand
an der Stelle M1 des Beugungsgitters der Drehskala 2 ist.
Die Einfallebene der beiden auf die Stelle M1 gerichteten
Strahlen ist zu der Richtung der Gitteranordnung des Beu
gungsgitters der Drehskala an der Stelle M1, nämlich zur
Tangentialrichtung parallel.
Durch das Beugungsgitter werden an der Stelle M1 die beiden
Strahlen gebeugt. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden nur
der durch das Beugen des einen Strahls in +1ter Ordnung
gebeugte Strahl und der durch das Beugen des anderen Strahls
in -1ter Ordnung gebeugte Strahl benutzt.
Die an der Stelle M1 in ±1ter Ordnung gebeugten Strahlen
treten aus der Drehskala 2 in zur Gitterebene des Beugungs
gitters senkrechter Richtung aus. Die in ±1ter Ordnung ge
beugten Strahlen werden von dem Spiegel 73 unter rechtem
Winkel (parallel zur Gitterebene) reflektiert und auf den
Spiegel 74 gerichtet, der an einer Stelle angeordnet ist,
die in bezug auf eine Drehmittenachse O der Drehskala 2 zu
dem Spiegel 73 im wesentlichen symmetrisch ist. Der Spiegel
74 richtet die in ±1ter Ordnung gebeugten Strahlen auf eine
Stelle M2 des Beugungsgitters der Drehskala 2, und zwar in
gleicher Richtung senkrecht zur Gitterebene des Beugungsgit
ters. An der Stelle M2 werden die in ±1ter Ordnung gebeugten
Strahlen wiederum in ±1ter Ordnung gebeugt und zu nochmals
gebeugten Strahlen, die unter dem Winkel θ gemäß der Glei
chung (1) austreten. Die nochmals in ±1ter Ordnung gebeugten
Strahlen werden von den Spiegeln 75 bzw. 76 reflektiert, auf
den Polarisationsstrahlenteiler 42 gerichtet und in diesem
überlagert, durch die λ/4-Platte 8 hindurch geleitet und von
dem Strahlenteiler 9 in zwei Strahlen aufgeteilt, die als
Interferenzstrahlen durch die Polarisierplatten 101 und
102 hindurch auf die Fotosensoren 51 und 52 gerichtet wer
den. Auf diese Weise erzeugen die Fotosensoren 51 und 52
durch fotoelektrische Umwandlung als Ergebnis der Interfe
renz der nochmals in ±1ter Ordnung gebeugten Strahlen Sinus
wellensignale.
Anhand der in Fig. 2B gezeigten Strahlenwegabwicklung werden
die Strahlenwege der in ±1ter Ordnung gebeugten Strahlen
erläutert. Gemäß Fig. 2B wird der durch eine ausgezogene
Linie dargestellte Durchlaßlichtstrahl, der durch den Pola
risationsstrahlenteiler 41 hindurchgetreten ist, zu der
Stelle M1 des Beugungsgitters geleitet, an dem er gebeugt
wird, so daß er senkrecht aus der Gitterebene des Beugungs
gitters austritt. Dieser Strahl wird als Beugungsstrahl
+1ter Ordnung bezeichnet. Der durch eine gestrichelte Linie
dargestellte Reflexionslichtstrahl, der von dem Polarisa
tionsstrahlenteiler 41 reflektiert wird, wird auf die Stelle
M1 gerichtet, an der er derart gebeugt wird, daß er senk
recht zur Gitterebene des Beugungsgitters der Drehskala 2
austritt. Dieser Strahl wird als Beugungsstrahl -1ter Ord
nung bezeichnet. Die an der Stelle M1 erzeugten Beugungs
strahlen ±1ter Ordnung werden überlagert und verlaufen auf
dem gemeinsamen Strahlenweg in dem optischen Spiegelsystem,
das durch die Spiegel 74 und 75 gebildet ist, zwischen den
Stellen M1 und M2. An der Stelle M2 werden die einfallenden
Beugungsstrahlen ±1ter Ordnung wiederum in ±1ter Ordnung
gebeugt, jedoch werden durch die Funktion des Polarisations
strahlenteilers 42 nur die durch die ausgezogene Linie und
die gestrichelte Linie dargestellten Strahlen auf die Foto
sensoren 51 und 52 gerichtet. Wenn der in +1ter Ordnung
gebeugte P-polarisierte Strahl nämlich der durch die ausge
zogene Linie dargestellte Strahl , P von der Stelle M1 zu
der Stelle M2 geleitet wird, werden dort in ±1ter Ordnung
gebeugte Strahlen erzeugt. Von diesen wird der in +1ter
Ordnung gebeugte Strahl, nämlich der durch die ausgezogene
Linie dargestellte Strahl an dem Spiegel 75 reflek
tiert, durch den Polarisationsstrahlenteiler 42 geleitet und
auf den Fotosensor gerichtet. Der (nicht gezeigte) Beugungs
strahl -1ter Ordnung wird jedoch von dem Spiegel 76 reflek
tiert und durch den Polarisationsstrahlenteiler 42 derart
hindurchgeleitet, daß er nicht auf den Fotosensor (8, 9,
101, 102, 51, 52) gerichtet wird. Andererseits wird von den
in ±1ter Ordnung gebeugten Strahlen, die durch das Zuleiten
des in -1ter Ordnung gebeugten S-polarisierten Strahls,
nämlich des durch die gestrichelte Linie dargestellten
Strahls , S von der Stelle M1 zu der Stelle M2 erzeugt
werden, der in -1ter Ordnung gebeugte Strahl nämlich der
durch die gestrichelte Linie dargestellte Strahl von
dem Spiegel 76 reflektiert, von dem Polarisationsstrahlen
teiler 42 reflektiert und auf den Fotosensor gerichtet. Der
(nicht gezeigte) in +1ter Ordnung gebeugte Strahl wird je
doch von dem Spiegel 75 reflektiert und von dem Polarisa
tionsstrahlenteiler 42 derart reflektiert, daß er nicht zu
dem Fotosensor geleitet wird. Auf diese Weise werden der
durch die ausgezogene Linie dargestellte Strahl der an der
Drehskala 2 zweimalig in +1ter Ordnung gebeugt wurde, und
der durch die gestrichelte Linie dargestellte Strahl, der
zweimalig in -1ter Ordnung gebeugt wurde, in dem Polarisa
tionsstrahlenteiler 42 überlagert, wonach sie die λ/4-Platte
8, den Strahlenteiler 9 und die Polarisierplatten 101 und
102 durchlaufen, um Interferenzstrahlen zu bilden, die auf
die Fotosensoren 51 und 52 gerichtet werden. Die Fotosenso
ren 51 und 52 geben wie bei dem in Fig. 1A und 1B gezeigten
Meßgeber nach dem Stand der Technik je Umdrehung der Dreh
skala 2 4N Perioden von Sinuswellensignalen ab, wobei N die
Gesamtanzahl der Gitterelemente ist. Der aus dem Polarisa
tionsstrahlenteiler 42 austretende Strahl durchläuft die
λ/4-Platte 8 und bildet einen linear polarisierten Strahl
dessen Polarisationsrichtung sich mit der Drehung der Dreh
skala 2 dreht. Da die Polarisationsrichtungen der Polari
sierplatten 101 und 102 gegeneinander um 45° versetzt sind,
geben die Fotosensoren 51 und 52 ein erstes und ein zweites
Signal mit einer gegenseitigen Phasendifferenz von 90° ab.
Das erste und das zweite Signal können zum Bestimmen der
Drehrichtung der Drehskala 2 ausgewertet werden. Ferner
können aus dem ersten und dem zweiten Signal auf elektrische
Weise mehrere Signale mit unterschiedlichen Phasenlagen
gebildet werden, so daß aus diesen Signalen feiner verteilte
bzw. genauere Winkeldaten für den Drehwinkel erzeugt werden
können, was die Unterteilung der 4N Perioden beinhaltet.
Gemäß Fig. 2A und 2B haben die an der Stelle M1 des Beu
gungsgitters der Drehskala 2 erzeugten und die Stelle M2
erreichenden Beugungsstrahlen ±1ter Ordnung den gemeinsamen
Strahlenweg. Infolgedessen entsteht durch eine Umgebungsän
derung wie eine Änderung der Umgebungstemperatur kaum ein
Meßfehler. Da im Gegensatz zu dem in Fig. 1A und 1B gezeig
ten Meßgeber nach dem Stand der Technik die in ±1ter Ordnung
gebeugten Strahlen einander nicht überkreuzen, sind die
Strahlenwege unkompliziert und der Zusammenbau und die Ju
stierung sind erleichtert.
Die Fig. 3 zeigt den Drehmeßgeber gemäß einem Ausführungs
beispiel, bei dem die von dem Beugungsgitter reflektierten
Beugungsstrahlen benutzt werden. Gleiche Bezugszeichen wie
in Fig. 2A und 2B bezeichnen gleiche Elemente. Da die in
±1ter Ordnung gebeugten Strahlen von der Stelle M1 bis zu
der Stelle M2 einen gemeinsamen Strahlenweg haben, kann auf
einfache Weise ein Reflexions-Drehmeßgeber aufgebaut und ein
flacher Drehmeßgeber hergestellt werden.
Die Fig. 4 zeigt eine Abwandlungsform des Ausführungsbei
spiels nach Fig. 2A und 2B. Das optische System oberhalb der
Drehskala 2 ist gleich dem in Fig. 2A gezeigten. Bei der
Abwandlungsform wird die erfindungsgemäße Gestaltung für
einen hohlen bzw. mittig offenen Drehmeßgeber angewandt. Da
bei diesem Ausführungsbeispiel die in ±1ter Ordnung gebeug
ten Strahlen von der Stelle M1 zu der Stelle M2 einen ge
meinsamen Strahlenweg haben, kann durch das Hinzufügen von
Spiegeln 77 und 78 auf einfache Weise ein Hohlbereich bzw.
eine mittige Öffnung 11 der Drehskala 2 umgangen werden.
Bei dem Drehmeßgeber gemäß dem in Fig. 4 gezeigten Ausfüh
rungsbeispiel kann die Drehachse weggelassen werden. Selbst
wenn der Durchmesser der Drehskala 2 groß ist, so daß der
Strahlenweg der in ±1ter Ordnung gebeugten Strahlen von der
Stelle M1 zur Stelle M2 lang ist, entsteht kaum ein durch
Umgebungsänderungen verursachter Meßfehler, da die Strahlen
wege des Paars von Beugungsstrahlen ein gemeinsamer Strah
lenweg sind.
Hinsichtlich des bei dem Drehmeßgeber benutzten Beugungsgit
ters der Drehskala besteht keine Einschränkung auf das sog.
Amplituden-Beugungsgitter, so daß auch ein Phasen-Beugungs
gitter verwendet werden kann. Das Phasen-Beugungsgitter kann
ein Hologramm-Beugungsgitter sein, das eine feine Gitterun
terteilung erlaubt, oder ein Relief-Gitter, das leicht her
zustellen ist.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wer
den für die Messung die in 1ter Ordnung gebeugten Strahlen
herangezogen, jedoch können in irgendeiner beliebigen Ord
nung gebeugte Strahlen benutzt werden. Beispielsweise können
in 2ter oder 3ter Ordnung gebeugte Strahlen benutzt werden.
In diesem Fall ist das Winkelauflösungsvermögen des Systems
bzw. Drehmeßgebers verbessert.
Bei dem Anwenden des erfindungsgemäßen technischen Konzepts
bei einer in der vorangehend genannten DE 36 33 574 A1
gezeigten zylindrischen Drehskala können die in ±1ter Ord
nung gebeugten Strahlen, die von einer ersten Stelle des auf
dem Zylinderumfang gebildeten Beugungsgitters austreten,
ohne irgendein optisches System auf die gegenüberliegende
zweite Stelle gerichtet und dort nochmals gebeugt werden.
Erfindungsgemäß bilden die Strahlenwege, entlang denen die
an der einen Stelle des Beugungsgitters erzeugten Beugungs
strahlen zu der in bezug auf die Drehmitte des Beugungsgit
ters symmetrischen, nämlich in bezug auf die Mitte gegen
überliegenden anderen Stelle geleitet werden, einen gemein
samen Strahlenweg. Infolgedessen ist das System auf einfache
Weise zusammenzubauen und herzustellen, wobei auf einfache
Weise ein Reflexions-Drehmeßgeber oder ein hohler bzw. Mit
telöffnungs-Drehmeßgeber aufgebaut werden kann. Selbst wenn
infolge einer Vergrößerung des Durchmessers der Drehskala
die Strahlenwege des Paars von Beugungsstrahlen lang sind,
entsteht durch Umgebungsänderungen kein Meßfehler.
Claims (15)
1. Drehmeßgeber zum Erfassen eines Drehungszustands
einer Drehskala (2), an der in Drehrichtung ein Beu
gungsgitter ausgebildet ist, wobei an einer ersten Stelle
(M1) der Drehskala (2) Strahlenbündel unterschiedlicher
Beugungsordnung erzeugt und auf eine zweite Stelle (M2)
der Drehskala (2) gelenkt werden, so daß nach erneuter
Beugung Strahlenbündel unterschiedlicher Beugungsordnung
interferentiell überlagert werden und aus dem Signal
eines Photosensors der Drehzustand ermittelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Strahlenbündel aus unterschiedlichen Richtungen
auf die erste Stelle (M1) auftreffen und die Richtungen
derart vorbestimmt sind, daß diejenigen gebeugten Strah
lenbündel der zwei einfallenden Strahlenbündel, die an
der zweiten Stelle (M2) erneut gebeugt werden, das Beu
gungsgitter an der ersten Stelle (M1) in gleicher Rich
tung verlassen und auf einem gemeinsamen Strahlweg zur
zweiten Stelle (M2) der Drehskala geführt werden.
2. Drehmeßgeber nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Strahlenbündel durch eine Leitvorrich
tung (1, 41, 71 bis 74) auf die erste Stelle (M1) und zur
zweiten Stelle (M2) geleitet werden, daß eine Über
lagerungsvorrichtung (42, 75f, 76) die Strahlenbündel
interferentiell überlagert, und daß der Photosensor Teil
einer Wandlervorrichtung (9, 51, 52, 101, 102) ist.
3. Drehmeßgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Leitvorrichtung (1, 41, 71 bis 74)
eine Strahlenvorrichtung (1) zur Abgabe eines Laser
strahls und ein optisches System (41, 71, 72) enthält,
das den Laserstrahl in mehrere Strahlenbündel teilt und
die geteilten Strahlenbündel aus verschiedenen Richtungen
zu der ersten Stelle (M1) leitet, an der die mehreren
Strahlenbündel durch das Beugungsgitter gebeugt und als
gebeugte Strahlenbündel infolge der Funktion des opti
schen Systems einander überlagert in im wesentlichen
gleicher Richtung abgegeben werden.
4. Drehmeßgeber nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Strahlenvorrichtung einen Halbleiter
laser (1) enthält.
5. Drehmeßgeber nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß das optische System einen Polarisa
tions-Strahlenteiler (41) zum Aufteilen des Laser
strahlenbündels, einen ersten Spiegel (71), der das von
dem Strahlenteiler reflektierte Strahlenbündel zu der
ersten Stelle (M1) leitet, und einen zweiten Spiegel (72)
enthält, der das durch den Strahlenteiler durchgelassene
Strahlenbündel zu der ersten Stelle leitet.
6. Drehmeßgeber nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtung (1, 41,
71 bis 74) ein optisches Spiegelsystem (73, 74) enthält,
das in dem Strahlenbündel zwischen der ersten Stelle (M1)
und der zweiten Stelle (M2) angeordnet ist.
7. Drehmeßgeber nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtung (1, 41,
71 bis 74) das Strahlenbündel und die gebeugten Strah
lenbündel derart leitet, daß die erste Stelle (M1), und
die zweite Stelle (M2) in Bezug auf die Drehmitte (O) der
Drehskala (2) symmetrisch sind.
8. Drehmeßgeber nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtung (1, 41,
71 bis 74) ein optisches Spiegelsystem (73, 74) enthält,
das die mehreren gebeugten Strahlenbündel von der ersten
Stelle (M1) reflektiert und die gebeugten Strahlenbündel
zu der zweiten Stelle (M2) führt.
9. Drehmeßgeber nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Überlagerungsvorrichtung
(42, 75, 76) zum Bilden des Interferenzstrahls einen
Polarisations-Strahlenteiler (42) zum Überlagern der an
der zweiten Stelle (M2) nochmals gebeugten Strah
lenbündel, einen dritten Spiegel (75), der eines der
nochmals gebeugten Strahlenbündel reflektiert und auf den
Strahlenteiler richtet, und einen vierten Spiegel (76)
enthält, der das andere der nochmals gebeugten Strah
lenbündel reflektiert und auf den Strahlenteiler richtet.
10. Drehmeßgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die gebeugten Strahlenbündel
und die nochmals gebeugten Strahlenbündel jeweils in
±1ter Ordnung gebeugte Strahlenbündel sind.
11. Drehmeßgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die gebeugten Strahlenbündel
und die nochmals gebeugten Strahlenbündel jeweils reflek
tierte gebeugte Strahlenbündel sind.
12. Drehmeßgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die gebeugten Strahlenbündel
und die nochmals gebeugten Strahlenbündel jeweils durch
gelassene gebeugte Strahlenbündel sind.
13. Drehmeßgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drehskala scheibenförmig
ist.
14. Drehmeßgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drehskala (2) zylinder
förmig ist.
15. Verfahren zum Erfassen eines Drehungszustands
einer Drehskala (2), an der in Drehrichtung ein Beugungs
gitter ausgebildet ist, wobei an einer ersten stelle (M1)
der Drehskala (2) Strahlenbündel unterschiedlicher Beu
gungsordnung erzeugt und auf eine zweite Stelle (M2) der
Drehskala (2) gelenkt werden, so daß nach erneuter Beu
gung Strahlenbündel unterschiedlicher Beugungsordnung
interferentiell überlagert werden und aus dem Signal
eines Photosensors der Drehzustand ermittelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Strahlenbündel aus unterschiedlichen Richtungen
auf die erste Stelle (M1) auftreffen und die Richtungen
derart vorbestimmt sind, daß diejenigen gebeugten Strah
lenbündel der zwei einfallenden Strahlenbündel, die an
der zweiten Stelle (M2) erneut gebeugt werden, das Beu
gungsgitter an der ersten Stelle (M1) in gleicher Rich
tung verlassen und auf einem gemeinsamen Strahlenweg zur
zweiten Stelle (M2) der Drehskala (2) geführt werden.
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