DE4132941C2 - Interferentielle Meßeinrichtung für wenigstens eine Meßrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine interferentielle Meß­ einrichtung für wenigstens eine Meßrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige interferentielle Meßeinrichtung wird insbesondere bei einer Bearbeitungsmaschine zur Messung der Relativlage eines Werkzeugs bezüglich eines zu bearbeitenden Werkstückes eingesetzt.

Interferentielle Meßeinrichtungen für wenigstens eine Meßrichtung sind bereits aus der EP 0 163 362 A1, DE 39 01 869 A1, GB 2 095 399 A sowie aus der Dissertation "Photoelektrische Messung der Änderung von Längen- oder Winkelpositionen mit Hilfe von Beugungsgittern" von Fromund Hock, Stuttgart 1978, Seiten 192 bis 195 bekannt.

Bei den Meßeinrichtungen nach der DE 39 01 869 A1 und der GB 2 095 399 A schließt ein von einer Beleuchtungs­ einheit ausgehendes kollimiertes Lichtstrahlenbün­ del mit der optischen Achse einen Winkel α≠0° ein.

Das Hauptpatent 40 41 584 beschreibt eine inter­ ferentielle Meßeinrichtung für wenigstens eine Meß­ richtung zur Messung der Relativlage von Objekten, bei der eine Abtasteinheit mittels Lichtstrahlen­ beugung eine Meßverkörperung mit einem Kreuzgitter abtastet. Die Abtasteinheit enthält eine Lichtquel­ le mit einem Kollimator, eine Abtastplatte mit ei­ nem Abtastgitter sowie wenigstens eine Gruppe von Detektoren. Ein von der Lichtquelle ausgehendes und vom Kollimator kolli­ miertes Lichtstrahlenbündel wird beim Durchtritt durch das Abtastgitter, dessen Gitterstriche senk­ recht zu einer Meßrichtung verlaufen, in einen Beu­ gungsstrahl (+1. Ordnung), in einen Beugungsstrahl (0. Ordnung) und in einen Beugungsstrahl (-1. Ord­ nung) aufgeteilt. Diese drei Beugungsstrahlen durchsetzen sodann das Kreuzgitter der Maßverkörpe­ rung, dessen gekreuzte Gitterstriche diagonal zu dieser Meßrichtung verlaufen. Das Kreuzgitter spal­ tet jeden Beugungsstrahl in zwei Beugungsstrahlen (+1. Ordnung) und in zwei Beugungsstrahlen (-1. Ordnung) auf, die sowohl in der Meßrichtung als auch in der dazu senkrechten Richtung durch die diagonale Anordnung des Kreuzgitters abgelenkt wer­ den. Diese Beugungsstrahlen durchsetzen anschlie­ ßend wiederum das Abtastgitter und gelangen unter erneuter Beugung paarweise zur Interferenz. Die Paare von interferierenden Beugungsstrahlen gelan­ gen durch den Kollimator auf die Gruppe von Detek­ toren, die periodische Abtastsignale erzeugen, aus denen Positionsmeßwerte für die Meßrichtung gewon­ nen werden. Die Meßeinrichtung besitzt eine opti­ sche Achse, die durch die Normalenrichtung des Ab­ tastgitters und des dazu parallel angeordneten Kreuzgitters gegeben ist. Da diese optische Achse parallel zur optischen Achse des Kollimators ver­ läuft und die Lichtquelle in der optischen Achse des Kollimators liegt, sendet diese Beleuchtungs­ einheit - bestehend aus Lichtquelle und Kollimator - ein kollimiertes Lichtstrahlenbündel aus, das senkrecht auf das Abtastgitter fällt. Infolgedessen besteht zwischen den interferierenden Beugungs­ strahlen, die auf die Detektoren treffen, eine op­ tische Weglängendifferenz, die durch die vom Kreuzgitter bedingte transversale (senkrecht zur Meßrichtung) Ablenkung der Beugungsstrahlen hervor­ gerufen wird. Die optischen Weglängendifferenzen führen zu Phasenverschiebungen der periodischen Ab­ tastsignale, die vom Abstand zwischen dem Abtast­ gitter und dem Kreuzgitter abhängen und mit der in­ versen vierten Potenz der Gitterkonstanten zuneh­ men. Dies kann - insbesondere bei kleinen Gitter­ konstanten - zu Meßungenauigkeiten führen, wenn während des Meßvorganges der Abstand zwischen der Abtasteinheit und dem Kreuzgitter nicht konstant gehalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Meßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derartige Meßungenauigkeiten infolge dieser abstandsabhängi­ gen Phasenverschiebungen der periodischen Abtast­ signale weitgehend auszuschließen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Verwendung einer Beleuchtungseinheit, die ein kollimiertes Licht­ strahlenbündel unter einem definierten um Null verschiedenen Winkel zur optischen Achse aussendet, die oben genannten ab­ standsabhängigen Phasenverschiebungen der Abtast­ signale minimiert oder ausgeschlossen werden und damit die Meßungenauigkeiten weitgehend reduziert werden.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen entfalteten Strahlengang bei einer interferentiellen Meßeinrichtung,

Fig. 2 eine Abtastplatte mit zwei ge­ kreuzten Abtastgittern in einer Draufsicht,

Fig. 3 eine Gruppe von Detektoren mit einer Auswerteeinheit,

Fig. 4 ein Signaldiagramm mit Abtast­ signalen,

Fig. 5 eine Maßverkörperung mit Refe­ renzmarken und

Fig. 6 die Maßverkörperung mit weite­ ren Referenzmarken.

Fig. 1 zeigt einen entfalteten Strahlengang bei einer interferentiellen Meßeinrichtung zur Abtastung nach dem Auflichtmeßprinzip, und zwar der Übersicht halber nur für eine Meßrichtung X; es sind vereinfachend nur bestimmte Beugungsstrahlen eingezeichnet. Diese Meßeinrichtung dient zur Messung der Relativlage von nicht dargestellten Objekten. Eine mit dem ei­ nen Objekt verbundene Abtasteinheit enthält eine Lichtquelle 3 mit einem Kollimator, eine Abtastplatte mit einem Abtastgitter 7 sowie eine Gruppe von drei Detektoren D2, D4, D6; das Abtastgitter 7 mit senk­ recht zur Meßrichtung X verlaufenden Gitterstrichen besitzt eine Gitterkonstante d.

Mit dem anderen Objekt ist eine Maßverkörperung in Form eines Kreuzgitters 11 verbunden, dessen ge­ kreuzte Gitterstriche diagonal zur Meßrichtung X und zur dazu orthogonalen Richtung Y verlaufen. Dieses Kreuzgitter 11 besitzt in den durch die bei­ den gekreuzten Gitterstriche gegebenen Richtungen jeweils die Gitterkonstante de/√ und damit in Meßrichtung X die effektive Gitterkonstante de, die mit der Gitterkonstanten d des Abtastgitters 7 identisch ist. Ein solches Kreuzgitter 11 ist als eine Struktur definiert, die Lichtstrahlen im we­ sentlichen in zwei orthogonale Richtungen beugt. Ein Kreuzgitter kann z. B. aus einer in zwei ortho­ gonalen Richtungen periodischen Anordnung einer Einzelstruktur bestehen. In diesem Fall läßt sich stets eine kleinste Einzelstruktur angeben, aus der sich das Kreuzgitter durch periodische Aneinander­ reihung in zwei orthogonale Richtungen erzeugen läßt. Diese beiden Richtungen werden hier als die Gitterstriche des Kreuzgitters bezeichnet.

Die Meßeinrichtung besitzt eine optische Achse A, die in Normalenrichtung des Abtastgitters 7 und des dazu parallel angeordneten Kreuzgitters 11 ver­ läuft.

Die Lichtquelle 3 sendet Licht aus, das als kollimiertes Lichtstrahlenbündel L um einen bestimmten, von Null verschiedenen Winkel α senkrecht zur Meßrichtung X (also in Richtung Y) gegen die optische Achse A geneigt ist. Dabei kann beispielsweise die optische Achse A des Kollimators parallel zur Normalenrichtung des Abtastgitters 7 und des Kreuz­ gitters 11 liegen und die Lichtquelle um einen be­ stimmten Betrag senkrecht zur Meßrichtung X von der Achse A des Kollimators versetzt angeordnet sein. Das kol­ limierte Lichtstrahlenbündel L durchsetzt unter dem Winkel α zur optischen Achse A das Abtast­ gitter 7 und wird in mehrere Beugungsstrahlen auf­ geteilt, von denen ein Beugungsstrahl B1 (+1. Ord­ nung), ein Beugungsstrahl B2 (0. Ordnung) und ein Beugungsstrahl B3 (-1. Ordnung) dargestellt sind.

Diese Beugungsstrahlen B1-B3 durchsetzen sodann das Kreuzgitter 11 der Maßverkörperung. Das Kreuz­ gitter 11 spaltet jeden Beugungsstrahl B1-B3 in zwei Beugungsstrahlen (+1. Ordnung) und in zwei Beugungsstrahlen (-1. Ordnung) auf, die sowohl in der Meßrichtung X als auch in der dazu senkrechten Richtung Y durch die diagonale Anordnung des Kreuz­ gitters 11 abgelenkt werden.

Es werden somit der Beugungsstrahl B1 in einen Beu­ gungsstrahl C2 (-1. Ordnung), der Beugungsstrahl B2 in einen Beugungsstrahl C4 (+1. Ordnung) und in ei­ nen Beugungsstrahl C6 (-1. Ordnung) sowie der Beu­ gungsstrahl B3 in einen Beugungsstrahl C8 (+1. Ord­ nung) aufgespalten; die übrigen nicht benötigten Beugungsstrahlen sind der Übersicht halber nicht dargestellt.

Die Beugungsstrahlen C2, C4, C6, C8 durchsetzen an­ schließend wiederum das Abtastgitter 7 und gelangen unter erneuter Beugung zur Interferenz. Es entste­ hen somit hinter dem Abtastgitter 7 aus den inter­ ferierenden Beugungsstrahlen C2, C4 der resultie­ rende Beugungsstrahl E2 (+1. Ordnung) in Meßrich­ tung X und der resultierende Beugungsstrahl E4a (0. Ordnung) in Meßrichtung X sowie aus den interfe­ rierenden Beugungsstrahlen C6, C8 der resultierende Beugungsstrahl E4b (0. Ordnung) in Meßrichtung X und der resultierende Beugungsstrahl E6 (-1. Ord­ nung) in Meßrichtung X. Diese resultierenden Beu­ gungsstrahlen E2, E4a, E4b, E6 fallen durch den Kollimator auf die Gruppe der drei Detektoren D2, D4, D6 für die Meßrichtung X (die resultierenden Beugungsstrahlen E4a, E4b fallen gemeinsam auf den Detektor D4). Die drei Detektoren D2, D4, D6 erzeu­ gen periodische Abtastsignale S1, S2, S3, aus denen in einer homodyn arbeitenden Auswerteeinheit AE die Positionsmeßwerte W für die Meßrichtung X gewonnen werden (Fig. 3).

Wenn das kollimierte Lichtstrahlenbündel L um den Winkel α = arcsin (λ/2d) (λ = Wellenlänge des Licht­ strahlenbündels L) senkrecht zur Meßrichtung X (also in Richtung Y) gegen die optische Achse A geneigt ist, tritt keine optische Weglängendifferenz zwi­ schen den Paaren interferierender Beugungsstrahlen mehr auf, und die Summe der optischen Weglängen der beiden Beugungsstrahlen B1 + C2 ist gleich der Summe der optischen Weglängen der beiden Beugungs­ strahlen B2 + C4. Desgleichen ist die Summe der op­ tischen Weglängen der beiden Beugungsstrahlen B2 + C6 gleich der Summe der optischen Weglängen der beiden Beugungsstrahlen B3 + C8. Es treten somit auch bei kleinen Gitterkonstanten d und de des Abtastgitter 7 und des Kreuzgitters 11 keine ab­ standsabhängigen Phasenverschiebungen bei den peri­ odischen Abtastsignalen mehr auf, die zu Meßunge­ nauigkeiten führen können.

Bei einer Auflichtversion dieser Meßeinrichtung mit optimalem Beleuchtungswinkel α = arcsin (λ/2d) laufen die Beugungsstrahlen E4a und E4b (0. Ordnung) entgegengesetzt zum kollimierten Lichtstrahlenbündel L und fallen somit in die Lichtquelle 3 zurück. Deshalb muß bei einer Auflichtversion ein Beleuchtungswinkel α gewählt werden, der dem optimalen Wert arcsin (λ/2d) mög­ lichst nahe kommt, aber dennoch eine Trennung von kollimiertem Lichtstrahlenbündel L und resultieren­ den Beugungsstrahlen E4a und E4b erlaubt.

Statt einer Lichtquelle können auch mehrere Licht­ quellen vorgesehen sein.

Ein nicht dargestellter gleichartiger Strahlengang besteht auch für die Meßrichtung Y, so daß eine zweite Gruppe von Detektoren ebenfalls elektrische Abtastsignale erzeugt, aus denen gleichfalls Posi­ tionsmeßwerte W für die Meßrichtung Y mittels der homodyn arbeitenden Auswerteeinheit AE gewonnen werden.

In Fig. 2 ist eine Abtastplatte 6 in einer Drauf­ sicht dargestellt, die das erste Abtastgitter 7 für die Meßrichtung X sowie ein zweites Abtastgitter 8 für die Meßrichtung Y, beispielsweise in Form von Phasengittern, aufweist. Über dem ersten Abtastgit­ ter 7 ist ein erstes Ablenkprisma 9 und über dem zweiten Abtastgitter 8 ein zweites Ablenkprisma 10 angeordnet, deren Neigungsorientierungen aus der Fig. 2 ersichtlich sind.

Die beiden Trennelemente in Form der Ablenkprismen 9, 10 dienen zur Trennung der Beugungsstrahlen E2, E4, E6 für die beiden Meßrichtungen X, Y, wenn nur eine Lichtquelle vorgesehen ist. In nicht gezeigter Weise können als Trennelemente auch Gitter oder po­ larisationsoptische Elemente verwendet werden. Statt einer Lichtquelle können auch mehrere Licht­ quellen vorgesehen sein, wobei unter Umständen die Trennelemente entfallen können. Ebenso ist es mit mehreren Lichtquellen möglich, die Beugungsstrah­ lengruppen, die zu den beiden Meßrichtungen X und Y gehören, mit nur einer einzigen Detektorgruppe, z. B. zeitversetzt zu erfassen.

Werden bei dieser Meßeinrichtung Messungen sowohl in Meßrichtung X als auch in Meßrichtung Y durchge­ führt, so müssen die mindestens eine Lichtquelle 3 und die Trennelemente 9, 19 so beschaffen sein, daß für jede Meßrichtung X, Y das zugehörige, auf das Abtastgitter 7 fallende kollimierte Licht­ strahlenbündel L senkrecht zur jeweiligen Meßrich­ tung X, Y den Winkel α mit der optischen Achse A einschließt.

Der Oberwellengehalt und damit die Qualität der Ab­ tastsignale der Meßeinrichtung hängt von der ver­ wendeten wenigstens einen Lichtquelle ab. Emittiert z. B. die wenigstens eine Lichtquelle Licht, dessen Frequenzkomponenten miteinander interferieren kön­ nen, so treten in den Abtastsignalen Signalanteile auf, die mit der Differenzfrequenz der Frequenzkom­ ponenten oszillieren. Solche Schwebungssignale sind aus der Heterodyn-Interferometrie bekannt. Bei der vorliegenden Meßeinrichtung aber, die im Ge­ gensatz zu Heterodyn-Interferometern als homodyn arbeitende Meßeinrichtung bezeichnet werden kann, stören diese Schwebungssignale. Deshalb muß die we­ nigstens eine Lichtquelle Licht aussenden, dessen Frequenzkomponenten miteinander nicht interferieren können. Als wenigstens eine Lichtquelle lassen sich z. B. ein oder mehrere Laser verwenden, die Licht mit jeweils nur einer Frequenzkomponente aussenden. Auch ein oder mehrere Laser, die Licht mit mehreren verschiedenen Frequenzkomponenten emittieren, kön­ nen vorgesehen sein, wenn die Frequenzabstände der einzelnen Frequenzkomponenten so groß sind, daß die Detektoren D2, D4, D6 die mit den Schwebungsfre­ quenzen oszillierenden Signalanteile nicht mehr de­ tektieren können, was bedeutet, daß die verschiede­ nen Frequenzkomponenten nicht miteinander inter­ ferenzfähig sind. Des weiteren kann wenigstens eine Lichtquelle mit breitbandigem Emissionsspektrum, wie z. B. wenigstens eine lichtemittierende Diode, vorgesehen werden. Lichtquellen mit spektral breit­ bandigem Emissionsspektrum werden vorzugsweise ver­ wendet, da in diesem Fall der Oberwellengehalt der Abtastsignale klein ist. Auch eine räumliche Aus­ dehnung der wenigstens einen Lichtquelle vermindert den Oberwellenanteil der Abtastsignale. Es ist da­ her besonders vorteilhaft, wenigstens eine spektral breitbandige und räumlich ausgedehnte Lichtquelle, wie z. B. eine lichtemittierende Diode, zu verwen­ den.

In Fig. 3 ist die Gruppe von Detektoren D2, D4, D6 mit der nachgeschalteten homodyn arbeitenden Aus­ werteeinheit AE gezeigt. Die Detektoren D2, D4, D6 liefern die sinusförmigen Abtastsignale S1, S2, S3 mit einer von der Ausgestaltung des Abtastgitters 7 abhängigen gegenseitigen Phasenverschiebung, vorzugs­ weise von 120°.

In Fig. 4 ist ein Signaldiagramm der drei Abtast­ signale S1, S2, S3 mit einem gegenseitigen Phasen­ versatz von 120° für die Meßrichtung X in Abhängig­ keit von Meßweg X dargestellt.

Diese drei Abtastsignale S1, S2, S3 werden der Aus­ werteeinheit AE gemäß Fig. 3 zugeführt, die aus den Momentanwerten (Amplitudenwerte oder Signalhö­ hen) der Abtastsignale S1, S2, S3 den Positionsmeß­ wert W für eine beliebige Relativlage x_o der beiden Objekte ableitet. Da diese Auswerteeinheit AE zur Bestimmung dieser Relativlage x_o nicht die Phasen­ lage eines zeitlich oszillierenden Schwebungssi­ gnals verwendet, wie es aus der Heterodyn-Interfe­ rometrie bekannt ist, sondern die Momentanwerte der drei Abtastsignale S1, S2, S3, läßt sich diese als homodyn arbeitende Auswerteeinheit AE bezeichnen. Sie kann in bekannter Weise Zähler zum Zählen der einzelnen Signalperioden der Abtastsignale S1, S2, S3 und/oder wenigstens eine Interpolationseinheit zur Erhöhung der Genauigkeit der Positionsmeßwerte W enthalten. Im einfachsten Fall kann die homodyn arbeitende Auswerteeinheit AE aber auch innerhalb eines begrenzten Bereichs der Relativlage der bei­ den Objekte den Momentanwert eines Abtastsignals als direktes Maß für die Relativlage ausgeben.

Die vorgenannten Maßnahmen gelten auch für die der Meßrichtung Y zugeordneten zweiten Gruppe von De­ tektoren.

Nach Fig. 5 ist in besonders vorteilhafter Weise die Beugungsstruktur 11 der Maßverkörperung 2 als Phasengitter ausgebildet und besteht aus einer pe­ riodischen Anordnung von Quadraten, deren Kanten jeweils parallel zu den Gitterstrichen des Kreuz­ gitters liegen und deren Abstand gleich ihrer Kan­ tenlänge ist. Diese Maßverkörperung 2 weist den Vorteil eines besonders geringen Oberwellengehaltes bei den gewonnenen Abtastsignalen S1, S2, S3 auf.

Nach Fig. 5 ist der Maßverkörperung 2 wenigstens eine Referenzmarke R1, R2 zur Gewinnung wenigstens eines Referenzsignals zugeordnet. In Fig. 5 sind der Meßrichtung X eine erste Referenzmarke R1 und der Meßrichtung Y eine zweite Referenzmarke R2 zugeordnet. Diese Referenzmarken R1, R2 sind über die gesamte Meßlänge der zu ihrer zugehörigen Meß­ richtung X, Y senkrechten Meßrichtung Y, X längser­ streckt, so daß sie bei jeder beliebigen Position der Abtasteinheit 1 bezüglich der Maßverkörperung 2 nur durch Verschiebung der Abtasteinheit 1 in der zugehörigen Meßrichtung X, Y im Bedarfsfall abgeta­ stet werden können. Gemäß Fig. 6 kann auch nur die eine Referenzmarke R1 für die Meßrichtung X längs­ erstreckt sein, während die andere Referenzmarke R2 keine Längserstreckung aufweist.

Claims (23)

1. Interferentielle Meßeinrichtung für wenigstens eine Meßrichtung zur Messung der Relativlage von Objekten, bei der mittels Lichtstrahlenbeugung eine Maßverkörperung von einer Abtasteinheit, die wenigstens eine Lichtquelle aufweist, abgeta­ stet wird, mit einer derartigen Beugungsstruktur der Maßverkörperung, daß daran Beugungsstrahlen mit einer Ablenkung sowohl in der wenigstens einen Meßrichtung als auch in der dazu senkrechten Rich­ tung erzeugt werden, mit wenig­ stens einem Abtastgitter innerhalb der Abtasteinheit, dessen Gitterstriche senkrecht zur wenig­ stens einen Meßrichtung verlaufen, und mit wenigstens ei­ ne Gruppe von innerhalb der Abtasteinheit derart angeordneten Detektoren zur Erzeugung von Abtastsignalen, daß von ihnen nur Beugungsstrahlen detektiert werden, die an der Beugungsstruktur der Maßverkörperung eine Ablenkung so­ wohl in der wenigstens einen Meßrichtung als auch in der dazu senkrechten Richtung erfahren haben, nach Patent 40 41 584, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Lichtquelle (3) ausgehendes und kollimiertes Lichtstrahlenbündel (L) mit der optischen Achse (A) einen von Null verschiedenen Winkel α einschließt.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das kollimierte Lichtstrahlenbün­ del (L) den Winkel α = arcsin (λ/2d) mit der optischen Achse (A) senkrecht zur wenigstens einen Meßrichtung einschließt (λ = Wellenlänge des Lichts der Lichtquelle 3; d = Gitterkonstante des Abtast­ gitters 7).

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Abtastung nach dem Auflichtprinzip das kolli­ mierte Lichtstrahlenbündel (L) einen Winkel α mit der optischen Achse (A) senkrecht zur wenigstens einen Meß­ richtung einschließt, der nahe am idealen Winkel α = arcsin (λ/2d) liegt.

4. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lichtquelle (3) Licht emittiert, dessen Frequenz­ komponenten miteinander nicht interferenzfähig sind.

5. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wenigstens eine Lichtquelle (3) spektral breitban­ diges Licht emittiert.

6. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wenigstens eine Lichtquelle (3) räumlich ausgedehnt ist.

7. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wenigstens eine Lichtquelle (3) aus einer licht­ emittierenden Diode besteht.

8. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abtastsignale (S1, S2, S3) der wenigstens einen Gruppe von Detektoren (D2, D4, D6) einer homodyn arbeitenden Auswerteein­ heit (AE) zur Bildung von Positionsmeßwerten (W) zugeführt werden.

9. Meßeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die homodyn arbeitende Auswerte­ einheit (AE) wenigstens eine Interpolationsein­ heit aufweist.

10. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beugungsstruktur (11) der Maßverkörperung (2) aus einem Kreuzgitter be­ steht, dessen Gitterstriche diagonal zur wenig­ stens einen Meßrichtung verlaufen.

11. Meßeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Maßverkörperung (2) aus einer periodischen Anordnung von Quadraten besteht, deren Kanten jeweils parallel zu den Gitter­ strichen liegen und deren gegenseitiger Abstand gleich ihrer Kantenlänge ist.

12. Meßeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Maßverkörperung (2) aus einem Phasengitter besteht.

13. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gitterkonstante d des wenigstens einen Abtastgitters (7, 8) gleich der effektiven Gitterkonstanten de des Kreuzgitters (11) in der wenigstens einen Meß­ richtung (X, Y) ist.

14. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei zwei orthogonalen Meßrichtun­ gen eine Abtastplatte (6) mit zwei ge­ kreuzten Abtastgittern (7, 8) vorgesehen ist, deren Gitterstriche senkrecht zueinander ver­ laufen.

15. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei zwei orthogonalen Meßrichtun­ gen zwei separate Gruppen von Detektoren (D2, D4, D6) vorgesehen sind.

16. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Trennung der Beugungsstrahlen (E2, E4, E6) der beiden orthogonalen Meßrichtungen Trennelemente (9, 10) vorgesehen sind.

17. Meßeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trennelemente (9, 10) aus wenigstens einem Ablenkprisma, einem Beugungs­ gitter oder einem polarisationsoptischen Ele­ ment bestehen.

18. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Erzeugung von Abtastsignalen (S1, S2, S3) für eine Meßrichtung (X, Y) eine Gruppe von drei Detektoren (D2, D4, D6) vorge­ sehen ist.

19. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das wenigstens eine Abtastgitter (7, 8) eine definierte gegen­ seitige Phasenlage der Abtastsignale (S1, S2, S3) bewirkt.

20. Meßeinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß nur Beugungsstrahlen (E2, E4, E6) detektiert wer­ den, die in der jeweiligen Meßrichtung in die +1., 0. und -1. Ordnung abgelenkt wer­ den, und daß die von der wenigstens einen Grup­ pe von Detektoren (D2, D4, D6) gelieferten Ab­ tastsignale (S1, S2, S3) aufgrund des wenigstens einen Abtastgitters (7, 8) eine ge­ genseitige Phasenlage von 120° aufweisen.

21. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Beugungsstruktur (11) der Maßverkörperung (2) wenigstens eine Referenz­ marke (R1, R2) zur Gewinnung wenigstens eines Referenzsignals zugeordnet ist.

22. Meßeinrichtung nach Anspruch 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die wenigstens eine Referenzmarke (R1, R2) senkrecht zu ihrer zugeordneten Meß­ richtung längserstreckt ist.

23. Meßeinrichtung nach Anspruch 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die wenigstens eine Referenz­ marke (R1, R2) über die gesamte Meßlänge der zu ihrer zugehörigen Meßrichtung senkrech­ ten Meßrichtung längserstreckt ist.