JP2009515177A

JP2009515177A - 位置測定システム

Info

Publication number: JP2009515177A
Application number: JP2008539306A
Authority: JP
Inventors: マイスナー・マルクス; ドレシャー・イェルク
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2026-11-02
Also published as: EP1785698B1; EP1785698A3; JP4999856B2; EP1785698A2; EP1949039B1; JP5128108B2; WO2007054234A1; JP2007132932A; DE102006041357A1; EP1949039A1

Abstract

本発明は、静止物体に関し、複数の自由度で移動可能な物体の位置を記録するための位置測定システムに関するものである。位置測定システムは、複数の走査ユニットだけでなく、前記物体の一つに接続される少なくとも一つの物理量を有している。前記複数の走査ユニットは、他の物体に接続され、前記物理量の光学的走査から位置粗信号を生成する。更に、マルチプレッサユニットが備えられており、走査ユニットによって生成される前記位置粗信号は、マルチプレッサユニットに供給される。そして、前記様々な走査ユニットからの前記位置粗信号は、時分割マルチプレッサを使用して、前記位置粗信号を位置値に事前変換する必要がなく後続のシーケンス電子部にマルチプレッサユニットから伝送される。

Description

この発明は、請求項１に記載の静止物体に対置する、複数の自由度で移動可能な物体の位置を記録するための位置測定システムに関するものである。

半導体製造装置では、例えば、正確に測定する可動の物体、例えば、工程（移動）テーブルのように、測定する空間位置が必要である。この点について、出力の位置情報を処理するために静止されている通常の位置測定システムが使用される。調査する位置情報を経由するのに、この装置において調査制御される走査制御装置が可能である。ウェハステッパにおいては、全てが６自由度（６DF）でのマスク・ウェハ層は、大変正確に測定される。今まで、この位置測定システムは、特に多数のレーザー干渉計を介して行われている。これにより、多数のレーザー干渉計を介しての公知技術・方法では、相対位置は、いわゆる、度量衡学的範囲の可動の関連部材を測定する。それで、将来的に目標にされるのは、位置測定についての正確性条件は、異なる部分の同時に上昇する方法によって大きく増加される。他方、今までの正確性条件は、数ｎｍで速度が約１ｍ／sec進行され、ドイツの高速でのサブナノメータ正確性条件が出力される必要がある。このような高度の正確性条件による位置測定システムとしてレーザー干渉計が、多数使用されるのではなく、空気における屈折指標揺動が、位置測定における受け入れがたい測定値揺動についての最適な空気条件によって、数ｎｍで行われる。

このような理由から、既にこのような装置に対して代替の位置測定システムが提案されている。ヨーロッパ特許第１０１９６６９号明細書（B１）が公知で、光学的な位置測定システムを含んでいる。二次元（格子）測定体しての十字格子、すなわち、格子ベースの位置測定システムが設定される。この種のシステムは、場合によっては空気の屈折指標揺動で制御され、従って、十分再生可能な位置測定が許可される。

すなわち、可動の物体の位置のために、全ての自由度で測定するための工程テーブルのようなものは、測定のために同時に多数（少なくても自由度につき１測定値）のお互いに独立の測定量がある。この点について、概ね、夫々の工程テーブル上では、位置測定システムの多数の走査ユニットは、異なる位置に取り付けられる。

これにより、個々の走査ユニットは、他方の走査ユニットで独立軸又は多数軸の組み合わせ毎に測定され得る。これら構成では、位置測定システムの測定体では、機械（度量衡学的範囲）の不動部が固定され、揺動される工程テーブル上の走査ユニットが適切で、静止のシーケンス（連続）電子部にケーブル垂下部を介して走査ユニットの測定データが伝送される。同時に機械の動力学のために必要で、揺動される物体及びケーブル垂下部による工程テーブルの揺動で取り込まれた動的力は、小さくて停止の可能性がある。このため、特に、高動力学的及び同時の高精密な使用では、非常に高い要求は、可能な限り小さな物体及び可能な限り小さい構造体積に結果として生じている。位置の高精密な測定の要求のため、この適用においては、工程テーブルからしばしば広い（１０ｍまで）遠方のシーケンス電子部への歪み無しで妨害無しの位置処理測定データの伝送に対する非常に大きな適用が、同時に結果として生じる。シーケンス電子部を介して個々の走査データは、全ての自由度において工程テーブルの位置について予測し、処理のための走査及び揺動が制御される。
ヨーロッパ特許第１０１９６６９号明細書（B１）

工程テーブルの上又は直接の近傍では、工程テーブルの駆動装置についてモータがある。長い電気線上で、特に、アナログ信号は,伝送される生じる膨大な電気磁気の分野では改竄され得る。逞しい妨害固定線は、個々の走査ユニット及び十分覆われて保護される信号線（導線）で夫々の走査ユニット及び工程テーブルからシーケンス電子部について物体及び構造体積が他方で制御されるのは、不利である。工程テーブルに取り付けられる走査ユニットは、ケーブル垂下部において工程テーブル間で且つ追加処理及び信号線の静止部品が必要で、ケーブル垂下部の不動物体及び剛性は、同様に、不利に制御される。

同様にして、操作ユニット及び信号伝送で工程テーブルに取り付けられる損失効率は、工程テーブルの加熱のため又は構成要素で最小化するために停止する可能性は小さい。その結果、直接的に測定誤りを生じる。

格子ベースの位置測定システムの使用のない場合、十分正確な位置測定について保証された解決されなくてはいけない一連の課題を生じる。

本発明の根底を成す課題は、走査ユニットからの多数及び少なくとも一つの格子ベースとする測定体を有し、これにより、走査ユニットの生成する走査信号又は位置信号の可能な限りの誤りのない後処理が、同時の僅かの経費で、保証される位置測定システムを提供することにある。

この課題は、請求項１に記載の位置測定システムにより、解決される。
この発明の位置測定システムによる他の有利な構成は特許請求の範囲の従属請求項に記載されている。

（１）本発明によれば、静止物体（１９０）を対置して多くの自由度で可動の物体（１５０；２５０；３５０；４５０）の位置を検知するための位置測定システムであって、少なくとも前記静止物体（１９０）に接続された測定体（１１５）と、他の物体（１５０；２５０；３５０；４５０）が接続され、前記測定体（１１５）の光学的走査から粗位置信号を生成する、少なくとも走査ユニット（１１０−１３０；２１０−２３０；３１０−３４０；４１０−４４０）と、マルチプレッサユニット（１６０；２６０；３６０；４６０）と、を備え、これにより、前記走査ユニット（１１０−１３０；２１０−２３０；３１０−３４０；４１０−４４０）から前記マルチプレッサユニット（１６０；２６０；３６０；４６０）に生成する粗位置信号の供給が結果として行われ、且つ、異なる前記走査ユニット（１１０−１３０；２１０−２３０；３１０−３４０；４１０−４４０）の粗位置信号の供給は、時間的マルチプレッサ動作で、後続のシーケンス電子部（５００）に、前記粗位置信号を位置値に事前には無変換で、行われることを特徴とする位置測定システムが得られる。

（２）特に、前記マルチプレッサユニット（１６０）は、デジタル化手段（１６０.1；1６０.２；１６０.３）を有し、電気伝送可能なデジタル粗信号における粗位置信号を供給するために変換され、時間的マルチプレッサ動作で、前記シーケンス電子部に伝送可能である。

（３）ここでは、前記マルチプレッサユニット（１６０）の走査ユニット（１１０−１３０）から供給する粗位置信号は、光信号であって、光ファイバ（１１１；１２１；１３１）を介して前記マルチプレッサユニット（１６０）に当該信号の伝送が、結果として行われ、前記マルチプレッサユニット（１６０）における変換手段（１６２．１、１６２．２、１６２．３）は、デジタル化手段（160．１；１60.2；160.3）が供給可能な電気信号における光学的信号のために、配置されていても良い。

（４）これに代替するには、前記走査ユニットから前記マルチプレッサユニットは、電気信号の位置粗信号を供給され、この信号の伝送は、電気信号線を介して前記マルチプレッサユニットに結果として行われ、電気信号は、デジタル化手段に供給可能であっても良い。

（５）可能な実施形態では、前記走査ユニット（１１０−１３０；２１０−２３０；３１０−３４０；４１０−４４０）側に、光学的走査によって獲得する位置粗信号が、前記マルチプレクサユニットに伝送可能であるデジタル粗信号に変換されるデジタル化手段が配置される。

（６）好ましい変形例では、前記マルチプレクサユニット（１６０；２６０；３６０；４６０）は、全ての走査ユニット（１１０−１３０；２１０−２３０；３１０−３４０；４１０−４４０）の前記位置粗信号を前記シーケンス電子部（２００）に伝送するために利用可能である単一のラインドライバ（１６５）を有しても良い。

（７）更に、前記マルチプレクサユニット（１６０）は、前記シーケンス電子部に、更なる二次的情報を持つ位置粗信号を伝送・補充するために訂正手段（１６６．１、１６６．２）を有しても良い。

（８）これにより、前記訂正手段（１６６．１、１６６．２）は、少なくとも、後続する伝送用二次的情報の種類の生成・選別のために、前記シーケンス電子部に適するのは、誤り情報、訂正情報、診断情報、状況情報である。

（９）それから、前記マルチプレクサユニット（１６０）は、多数の走査ユニット（１１０−１３０）から共通に利用可能である一つ又は多数の更なる中央機能ユニット（１６７、１６９）を備えても良い。

（１０）この際、前記マルチプレクサユニット（１６０）は、少なくとも一つの後続となる中央機能ユニット（１６７）、エネルギー供給機能ユニット、走査インパルス機能ユニット、サイクル受理機能ユニットを備えても良い。

（１１）それから、前記マルチプレクサユニット（１６０）は、コーディングが前記シーケンス電子部（５００）に誤り冗長データコードを持つ情報を変換するために許可されているデコードユニット（１６９）を、中央機能ユニットとして、備えても良い。

（１２）それに、前記マルチプレクサユニット（１６０）は、前記走査ユニット（１１０−１３０）の平行供給する位置粗信号が、同時のマルチプレクサ動作で後続のシーケンス電子部に前記異なる走査ユニット（１１０−１３０；２１０−２３０；４１０−４４０）の位置粗信号に変換するために選別されるマルチプレックス段（１６３）を備えても良い。

本発明の更なる効果及び単一性は、後述する記載で多くの実施例を図面参照して説明する。

図１は、本発明の位置測定システム１００、２００、３００、４００及び異なる機能部品５０５、５１０−５４０、５５０、５６０、５７０を含むシーケンス電子部５００から成る全体システムの実施例の構成の概略ブロック図である。シーケンス電子部５００は、後処理するために異なる位置測定システム１００、２００、３００、４００の信号が供給される。シーケンス電子部５００では、異なる位置測定システム１００、２００、３００、４００は、同期目的等のために幾つかの信号に供給される。

位置測定システム１００、２００、３００、４００側では、夫々の多数の走査ユニット１１０―１３０、２１０−２３０、３１０−３４０、４１０−４４０が備えられた位置測定システム１００、２００、３００、４００毎に実施例がある。位置測定システム１００、２００、３００、４００の走査ユニット１１０―１３０、２１０−２３０、３１０−３４０、４１０−４４０の多数は、可動の物体１５０、２５０、３５０、４５０毎に機械、例えば、工程テーブルに配置されている。位置測定システム１００、２００、３００、４００の異なる走査ユニット１１０―１３０、２１０−２３０、３１０−３４０、４１０−４４０は、空間位置を６自由度で高精密に測定するために可動の物体１５０、２５０、３５０、４５０毎に評価可能である位置信号の全体を引渡（供給）する。この目的について走査ユニット１１０―１３０、２１０−２３０、３１０−３４０、４１０−４４０で相違する数の要求に応じて夫々の位置測定システムが配置されている。図示された実施例では、機械の可動の物体１５０、２５０、３５０、４５０として多くの工程テーブルが全体で配置されている。これにより、付設する位置測定システム１００、２００、３００、４００は、３又は多数の走査ユニット１１０―１３０、２１０−２３０、３１０−３４０、４１０−４４０を有する。

異なる位置測定システム１００、２００、３００、４００から生じる粗位置信号は、補間電子部５１０、５２０、５３０、５４０の夫々がシーケンス電子部５００側に供給される。粗位置測定の概念で位置情報を含む後続信号は、仮に具体的な位置値においてこの場合によっては一致する動作でなんとか設定されるとしても、推測される。例えば、この種の粗位置信号位相値があり得るが、走査ユニット１１０―１３０、２１０−２３０、３１０−３４０、４１０−４４０の測定体手段の走査を直接的な結果として生じる。真の位置値は、他方の走査ユニット１１０―１３０、２１０−２３０、３１０−３４０、４１０−４４０の測定値の一部について獲得された信号振幅、信号位相角、更なる大きさのような異なる訂正値を持つ、そのときは、例えば、相殺による位相値を生じる。

夫々の位置測定システム１００、２００、３００、４００は、シーケンス電子部５００側の配置された補間電子部５１０、５２０、５３０、５４０を公知技術の個々の走査ユニット１１０―１３０、２１０−２３０、３１０−３４０、４１０−４４０の位置の粗位置信号に権限付与を行う。このため、公知、しかし集めて集中的な補間及び信号訂正アルゴリズムの原理が使用ためにある。このアルゴリズムのために必要な計算効率は、生成される粗位置信号の設定が、走査ユニット１１０―１３０、２１０−２３０、３１０−３４０、４１０−４４０での範囲すなわち位置測定システム１００、２００、３００、４００ではなくて、むしろシーケンス電子部５００についての時間的マルチプレクサ範囲における位置測定システム１００、２００、３００、４００毎に必要な粗位置信号を伝送するための理由である。他方で、異なる補間電子部５１０、５２０、５３０、５４０の出力信号は、適当なデータバス経由で最終的には更なる処置についての図示しない上方配置された機械の制御装置に供給される。制御装置は、最後の位置情報を基礎にして機械、すなわち、機械に可動物体１５０、２５０、３５０、４５０の必要な揺動停止を制御する。

位置測定システム１００、２００、３００、４００は、特に、共通に利用される光ファイバを備えている。当該光ファイバは、パルス領域で位置測定システム１００、２００、３００、４００の全ての走査ユニット１１０―１３０、２１０−２３０、３１０−３４０、４１０−４４０の時間的同期の位置測定の経由が可能である。当該光ファイバのパルス領域に関しては、出願人のヨーロッパ特許１３３４３３２明細書Ｂ１の内容に表現・記載されている。

シーケンス電子部５００側では、遠方に上位配置された同期手段５０５が設けられている。同期手段５０５は、光ファイバの同期経由で異なる位置測定システム１００、２００、３００、４００を生じる。必要な同期手段５０５については、サイクル生成ユニットに属する。サイクル生成ユニットは、異なる位置測定システムの光源に共通の光ファイバを介して光学的な同期周期パルスを介在して生成可能である。これの二者選択的には、適当な経過時間が安定な信号線を介した電気同期サイクルパルスで伝送されても良い。

更に、有利な実施例において原則的に作用する訂正手段がシーケンス電子部５００の側にある。シーケンス電子部５００に伝送される公知技術における粗位置信号すなわち信号誤りを訂正等される。これにより、例えば、訂正手段５５０のために微分時間測定について及び波長手段について訂正手段５６０を取り扱うことができる。

微分時間測定についての訂正手段５５０の訂正値としては、同期光源については２又は多数の間の微分時間は、単純の場合において、備えられる。これは公知の方法で、公知の移動振動装置を持つ夫々の補間電子部５１０、５２０、５３０、５４０においてはこの微分時間に訂正位置が調査される。

微分時間測定についての訂正手段５６０の訂正値としては、実際の波長の単純の場合において、測定点について又は公知の方法で依存性のある位置又は他の測定量が引き渡される。測定波長から公知の依存性のあるこの位置は、同様に単純な方法で、最後の波長装置で訂正される。

位置測定システム１００、２００、３００、４００の走査ユニット１１０―１３０、２１０−２３０、３１０−３４０、４１０−４４０は、測定体の光学的な走査で生成された粗位置信号が、夫々のマルチプレッサユニット１６０、２６０、３６０、４６０で必要に従って供給される。これにより、粗位置信号の伝送が、時間的マルチプレッサ動作で、後続のシーケンス電子部５００に、すなわち、シーケンス電子部５００側の夫々の関係付けられた補間電子部５１０、５２０、５３０、５４０に結果として行われる。マルチプレッサユニット１６０、２６０、３６０、４６０とシーケンス電子部５００との間の通信は、異なる実施例に従って行われ、特に、デジタルすなわちシリアル形式で、適当な信号伝送線を経由して、時間的マルチプレッサ範囲で電気伝送可能なデジタル信号がシーケンス電子部５００に伝送される。位置測定システムのデジタル化された粗位置信号の伝送のための可能なデジタルのインターフェースとして、公知の方法及びプロトコルは、ＬＶＤＳ（ＡＮＳＩ６４４−Ａ−２００１）又はＦＰＤＰ（ＡＮＳＩ１７．１−２００３）のようなものが考慮される。

従って、位置測定システム１００、２００、３００、４００の側では、特に、少なくとも一つの生成された粗位置信号のデジタル化が行われ、このためマルチプレッサユニット１６０、２６０、３６０、４６０を介して図示されるようにシーケンス電子部５００に一続きのインターフェースが伝送される。シーケンス電子部５００に前記粗位置信号の伝送の前に、位置値におけるこの信号の伝送は、それに従って、必要ではない。この技術及び方法で、完全で、デジタル化された生信号がシーケンス電子部５００により広く作用するように伝送されるように保護され得るが、位置測定システム１００、２００、３００、４００の側で、複雑で高価な計算動作等は、必要とされず、それに対応するスイッチ技術費用の原因となる。

前記マルチプレッサユニット１６０，２６０，３６０，４６０において最初に位置粗信号の予定デジタル化の場合、前記走査ユニット１１０−１３０、２１０−２３０、３１０−３４０、４１０−４４０から前記マルチプレッサユニット１６０，２６０，３６０，４６０への粗位置信号の伝送は、光ファイバ（光導波路）を介した光信号で図示された実施形態に降下がある伝送形式で生じる。そこへの更なる光ファイバを介した有効光パルスの光走査についての供給が生じるならば、前記走査ユニット１１０−１３０、２１０−２３０、３１０−３４０、４１０−４４０は、純粋に受動的に構成され得る。

これについての第１の代替的な実施形態では、電気信号における獲得された位置粗信号の変換が前記走査ユニットにおいて既に生じ得る結果、その後のマルチプレクサユニットの位置粗信号は、アナログ電気信号の形式で供給される。この信号の伝送は、適当な電気信号線を介してその時に生じる。

第２の代替的な実施形態では、適当なデジタル化手段を介して位置測定システム側で位置粗信号のデジタル化もまた、走査ユニットに既に生じている。この場合では、走査ユニットからマルチプレクサユニットへのシリアル信号伝送は、適当なインターフェースアーキテクチャを介して可能で、このインターフェースを介し、その時、走査ユニットの電源によって徐々に結果として行うことができる。

図１の全体システムに係る個々の位置測定システム１００は、現在含まれている後段のマルチプレッサユニット１６０が、図２に基づいて、詳細に記載されている。

これにより、３つの位置測定システム１００の走査ユニット１１０，１２０、１３０から生じる位置粗信号は、マルチプレッサユニット（１６０）の方に光ファイバ１１１；１２１；１３１を介して光信号として伝送される。その結果、変換手段１６２．１、１６２．２、１６２．３を介して電気位置粗信号における光位置粗信号の変換がまず第１に行われる。デジタル化手段16１．１；１6１.2；16１.3が供給され、電気的なアナログからのデジタル位置粗信号が生じる。異なる走査ユニット１１０，１２０，１３０のこの種の選別されたデジタル位置粗信号は、その後、マルチプレクサ段１６３に平行に供給される。異なる走査ユニット１１０，１２０、１３０の前記位置粗信号は、ラインドライバ１６５を介して後段、図２に図示されていない、シーケンス電子部に伝送するために、時間的マルチプレクサ動作で選別される。

従って、本発明によって、共通のマルチプレクサユニット１６０のインターフェースの全ての走査ユニット１１０，１２０、１３０のデジタル出力信号は供給され、これらが束ねられ時間的なマルチプレクサ動作でシーケンス電子部に転送する。この大量取得に基づいて、位置測定システム１００の個々の走査ユニット１１０、１２、１３０のための高経費の駆動電子部を避けさせる。

前記マルチプレクサユニット１６０は、インターフェースの全ての走査ユニット１１０，１２０、１３０から共通に利用され、可動物体（すなわち処理部）とシーケンス電子部との間の通常遠隔のためのラインドライバ１６５を所有する。従って、位置測定システム１００毎の個々のラインドライバ１６５は、関連する長さの伝送距離すなわち対応する信号線１７１，１７２に並べられる。

備え付けられたマルチプレクサ動作に基づいて処理部とシーケンス電子部との間の遠隔の接続線の数を減少させる。その結果、この種の可能な節約という理由により、線から処理部にケーブル引きに有利な少しの剛性となる。

図示された例では、マルチプレクサユニット１６０は、単に概略図示された訂正手段１６６．１、１６６．２を更に備える。これは、マルチプレクサ動作においてシーケンス電子部に位置粗信号を更なる二次的情報と共に伝送・補充することが可能である。

前記訂正手段１６６．１、１６６．２は、前記シーケンス電子部５００へ伝送される二次的情報として、信号誤り情報（例えば、オフセット電圧）、信号訂正情報（例えば、温度、電圧揺動、時点信号、データ、走査パルスの振幅）、信号診断情報（例えば、信号有効、信号誤り）、状況情報（例えば、動作状態、処理電圧、誤り状況）から生成及び出力について作用する。追加の伝送によってこの種の二次的情報は、補間電子部５１０に処理についての追加量を持つ。計算部（清算部）によって予測位置の傾斜が更に大きくされ得る。この種の二次的情報は、補間電子部５１０にもシーケンス電子部５００にも指示についての情報を用意するが、その指示は、位置測定システム１００の動作状況と共に詳細に解析され得るし、誤りの場合においては誤りの原因の限定と共に可能である。

提示された例では、前記マルチプレクサ段１６３とラインドライバ１６５との間には、信号ディコーデングユニット１６９が、中央機能ユニットとして配置されている。これは誤り冗長データコードを持つ情報を変換するためにコーディングを許可する。こうして、補間電子部５１０の側ではデータ経由伝送誤りが識別され（例えば、パリティビットの利用で）、及び／又は訂正される（ハミングコードの使用で）。他方、有利なのは、この種の信号ディコーデングユニット１６９が、前記走査ユニット１１０，１２０、１３０の多数に対して本発明のシステム構成の中央機能ユニットとして、たった一度だけ必要である。

図２では、関連する図と共に１６７が最終で、結局、中央機能ユニットの単なる概略が配置され、この位置測定システム１００の前記走査ユニット１１０，１２０、１３０の多数から共通に利用される。

更なる中央機能ユニット１６７としては、前記走査ユニット１１０，１２０、１３０が共通に利用可能で、マルチプレクサユニット１６０においては、前記走査ユニット１１０，１２０、１３０のエネルギー供給（処理）が、例えば、中央の処理電圧安定及びフィルタによって又は共通の走査照明等の生成によって引き継がれる。

更なる機能ユニット１６７として、走査パルス機能ユニット及び／又はマルチプレクサ１６０におけるサイクル受信機能ユニットが配置されている。走査パルス機能ユニットを経由して、例えば、光走査パルスが準備され、位置測定システム１００の全ての走査ユニット１１０，１２０、１３０に案内され、パルス位置測定が始まる。これにより、サイクル受信機能ユニットは、次のように作用し得る。シーケンス電子部におけるサイクル供給ユニットより中央の生成されるサイクルパルスを登録し、位置測定システム１００の毎に走査ユニット１１０，１２０、１３０用の中央の共通の走査パルスを生成する。これにより、特に、走査パルスの中央の生成の長所は、個々の走査パルスによる走査時点間の時間延期（移動）が避けられる。

図３では、走査される測定体１１５に接続されている位置測定システム１００の走査ユニット１１０の概略拡大図である。

走査ユニット１１０及び測定体（測定材）１１５は、物体１５０乃至１９０、例えば、多数の自由度で位置を互いに備える２つの互いの移動可能な機械部分と接続されている。物体１５０によって、既に言及した処理、物体１９０によって機械の言及したメトロジ枠を扱える。両方の物体１５０，１９０は、少なくとも測定方向Xに互いに可動で、垂直の測定方向ｙについての測定平面において及び垂直の方向ｚのその上において測定方向Xの可動が更に相対可動可能である隣に配置されている。
普通は、両物体１５０、１６０が相対移動を互いに全ての６の自由度で可能である。

固定物体１９０で接続された測定体１１５は、公知技術及び方法で、
１又は２次元の入射光格子すなわち交差格子が配置され、ｘ及びｙ方向に循環多数点によって配置された部分範囲に異なる反射を構成する。

本実施例では、前記走査ユニット１１０は、可動の物体１５０と接続されている。単に図に概略が示され走査光部１１２が、配置され、異なる光構造部分、レンズ、プリズム等が備えることができる。同様に、位置粗信号の生成についての走査放射プロセスが概略配置だけである。従って、高度に分解された位置信号の生成については、特に、干渉部分の光走査原理部が設けられている。

走査ユニット１１０では、光ファイバ１６８を介してマルチプレクサユニット１６０から光源の光パルスが、概略図示の走査連結離脱光部１１３に到達するが、そこには一つ以上の走査ビーム狭部が走査光部１１２の方向に走査連結離脱されて介在する。走査ビーム狭部の連結が、連結光部１１４において検知可能に設けられており、マルチプレクサユニット１６０の方向に光ファイバ１１１を介して光の位置粗信号の伝送を回避する。図示の上方の範囲は、提示した走査ユニット１１０が全く能動的に形成され、走査用の光源も信号獲得についての必要な検知要素が走査ユニット１１０から外部に配置される。光源からの光パルスの供給が、検知要素についての放射束を獲得するための供給によって、光ファイバ１６８，１１１を介して生じる。

特に、マルチプレクサユニット１１０毎の２つの走査狭部が走査可能に設けられ、同一時間での位置獲得は、測定方向ｘにも方向ｚに垂直な方向においても可能である。本発明の出願人の独逸国特許出願DE１０２００５０４３５６９．６においては、対応する干渉光走査原理部が詳細に記載されている。

本発明の範囲において例を以上説明した他に、一連のより広い実施の可能性が当然である。例えば、位置粗信号度の生成について、処理についての異なる原理があり、この際、位置粗信号の部分のために代替的な非光走査原理によって使用等について考えても良い。

多数の位置測定システム及び後続のシーケンス電子部から成る全体システムの概略構成図、図１の位置測定システムの多数の走査ユニット及びマルチプレクサを持つ図１の概略部分図、走査する測定体に接続されている走査ユニットの概略拡大図

符号の説明

１１０−１３０；２１０−２３０；３１０−３４０；４１０−４４０
走査ユニット
１１１；１２１；１３１光ファイバ
１１５測定体（測定材）
１５０；２５０；３５０；４５０他の物体
１９０静止物体
１６０；２６０；３６０；４６０マルチプレッサユニット
１６６．１、１６６．２訂正手段
１６０.1；1６０.２；１６０.３デジタル化手段
１６２．１、１６２．２、１６２．３変換手段
１６３マルチプレックサ段
１６５ラインドライバ
１６７中央機能ユニット
１６８光ファイバ
１６９信号ディコーデングユニット
５００後続のシーケンス電子部
５１０、５２０、５３０、５４０補間電子部

Claims

静止物体（１９０）を対置して多くの自由度で可動の物体（１５０；２５０；３５０；４５０）の位置を検知するための位置測定システムであって、
少なくとも前記静止物体（１９０）に接続された測定体（１１５）と、他の物体（１５０；２５０；３５０；４５０）が接続され、前記測定体（１１５）の光学的走査から粗位置信号を生成する、少なくとも走査ユニット（１１０−１３０；２１０−２３０；３１０−３４０；４１０−４４０）と、
マルチプレッサユニット（１６０；２６０；３６０；４６０）と、を備え、
これにより、前記走査ユニット（１１０−１３０；２１０−２３０；３１０−３４０；４１０−４４０）から前記マルチプレッサユニット（１６０；２６０；３６０；４６０）に生成する粗位置信号の供給が結果として行われ、且つ、異なる前記走査ユニット（１１０−１３０；２１０−２３０；３１０−３４０；４１０−４４０）の粗位置信号の供給は、時間的マルチプレッサ動作で、後続のシーケンス電子部（５００）に、前記粗位置信号を位置値に事前には無変換で、行われることを特徴とする位置測定システム。
前記マルチプレッサユニット（１６０）は、デジタル化手段（１６０.1；1６０.２；１６０.３）を有し、
電気伝送可能なデジタル粗信号における粗位置信号を供給するために変換され、
時間的マルチプレッサ動作で、前記シーケンス電子部に伝送可能であることを特徴とする請求項１に記載の位置測定システム。
前記マルチプレッサユニット（１６０）の走査ユニット（１１０−１３０）から供給する粗位置信号は、光信号であって、光ファイバ（１１１；１２１；１３１）を介して前記マルチプレッサユニット（１６０）に当該信号の伝送が、結果として行われ、
前記マルチプレッサユニット（１６０）における変換手段（１６２．１、１６２．２、１６２．３）は、デジタル化手段（160．１；１60.2；160.3）が供給可能な電気信号における光学的信号のために、配置されていることを特徴とする請求項２に記載の位置測定システム。
前記走査ユニットから前記マルチプレッサユニットは、電気信号の位置粗信号を供給され、同じ信号の伝送は、電気信号線を介して前記マルチプレッサユニットに結果として行われ、電気信号は、デジタル化手段に供給可能であることを特徴とする請求項２に記載の位置測定システム。
前記走査ユニット（１１０−１３０；２１０−２３０；３１０−３４０；４１０−４４０）側に、光学的走査によって獲得する位置粗信号が、前記マルチプレクサユニットに伝送可能であるデジタル粗信号に変換されるデジタル化手段が配置されることを特徴とする請求項１に記載の位置測定システム。
前記マルチプレクサユニット（１６０；２６０；３６０；４６０）は、全ての走査ユニット（１１０−１３０；２１０−２３０；３１０−３４０；４１０−４４０）の前記位置粗信号を前記シーケンス電子部（２００）に伝送するために利用可能である単一のラインドライバ（１６５）を有することを特徴とする請求項１に記載の位置測定システム。
前記マルチプレクサユニット（１６０）は、前記シーケンス電子部に、補充のための更なる二次的情報を持つ位置粗信号を伝送するための訂正手段（１６６．１、１６６．２）を有することを特徴とする請求項１に記載の位置測定システム。
前記訂正手段（１６６．１、１６６．２）は、少なくとも、後続の伝送用二次的情報の種類の生成・選別のために、前記シーケンス電子部に適するのは、誤り情報、訂正情報、診断情報、状況情報であることを特徴とする請求項７に記載の位置測定システム。
前記マルチプレクサユニット（１６０）は、多数の走査ユニット（１１０−１３０）から共通に利用可能である一つ又は多数の更なる中央機能ユニット（１６７、１６９）を備えることを特徴とする請求項１に記載の位置測定システム。
前記マルチプレクサユニット（１６０）は、少なくとも一つの後続となる中央機能ユニット（１６７）、エネルギー供給機能ユニット、走査インパルス機能ユニット、サイクル受理機能ユニットを備えることを特徴とする請求項９に記載の位置測定システム。
前記マルチプレクサユニット（１６０）は、コーディングが前記シーケンス電子部（５００）に誤り冗長データコードを持つ情報を変換するために許可されているデコードユニット（１６９）を、中央機能ユニットとして、備えることを特徴とする請求項９に記載の位置測定システム。
前記マルチプレクサユニット（１６０）は、前記走査ユニット（１１０−１３０）の平行供給する位置粗信号が、同時のマルチプレクサ動作で後続のシーケンス電子部に前記異なる走査ユニット（１１０−１３０；２１０−２３０；４１０−４４０）の位置粗信号に変換するために選別されるマルチプレックス段（１６３）を備えることを特徴とする請求項１に記載の位置測定システム。