DE102004025210B4

DE102004025210B4 - Optischer Analog-Wegsensor

Info

Publication number: DE102004025210B4
Application number: DE200410025210
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Halang; Gerhard Dipl Ing Sartorius
Original assignee: Halang Wolfgang Prof Dr Dr 58119
Current assignee: Halang Wolfgang Prof Dr Dr 58119
Priority date: 2004-05-22
Filing date: 2004-05-22
Publication date: 2011-07-21
Anticipated expiration: 2024-05-23
Also published as: DE102004025210A1

Abstract

Optischer Analog-Wegsensor mit einem optischen System bestehend aus – einem Sender (5) zur Erzeugung eines Strahlenbündels (3), – einer Linse (4), durch die das Sender-Strahlenbündel zur Hauptachse (7) hin gebrochen wird, – einem Reflektor (1) am Messobjekt (2), auf den das gebrochene Sender-Strahlenbündel auftrifft und gerichtet diffus reflektiert wird, – einem optischen Empfänger (8), der Anteile des gerichtet diffus reflektierten Strahlenbündels empfängt und die empfangene Strahlung in ein elektrisches Signal umsetzt, nachdem das gerichtet diffus reflektierte Strahlenbündel dieselbe Linse wie das Sender-Strahlenbündel durchlaufen hat und wieder zur Hauptachse hin gebrochen worden war, und einer Auswerteeinheit, die die stetige Abhängigkeit der Lichtintensität im gerichtet diffus reflektierten Strahlenbündel als Positionssignal des Messobjekts detektiert und umsetzt.

Description

Es wird ein optischer Analog-Wegsensor beschrieben, der die Lage oder die Bewegung eines mechanischen Teils in Verbindung mit einer elektronischen Auswerteeinheit weitgehend unabhängig von äußeren Einflüssen und mit hoher Langzeitkonstanz hochgenau erfasst. Die Anordnung umfasst ein Sende- und Empfangssystem für ein Lichtbündel, das von einem Reflektor am mechanischen Teil reflektiert wird. Dabei wird zum Senden und Empfangen des Lichtbündels dasselbe optische System verwendet. Dieses ist rotationssymmetrisch aufbaubar und stellt eine Minimalanordnung dar, die auf kleinstem Raum unterzubringen sowie auf Chip-Ebene realisierbar ist. Durch die Kombination von zwei Sende-Empfangssystemen, die beide mit demselben optischen System arbeiten, wird zusätzlich der Verkippungswinkel des mechanischen Teils erfassbar.
Beschreibung
Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Wegmesseinrichtung, bestehend aus optoelektronischen, optischen und elektronischen Bauelementen nach Anspruch 1, zum Messen von Abständen im Mikro- bis hin in den Millimeterbereich. Nach festgelegten, periodisch auftretenden Zeitabständen wird die Position eines mit einem mechanischen Teil verbundenen Reflektors oder einer als Reflektor ausgebildeten Fläche eines mechanischen Teils relativ zu dessen bekannter Referenzposition (Nullpunkt) gemessen.
Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, einen optischen Analog-Wegsensor zur Erfassung der Lage oder Position eines mechanischen Teils mit hoher Genauigkeit und Langzeitkonstanz bereitzustellen. Die Genauigkeit der Messung darf nicht von starken magnetischen und elektrischen Feldern beeinflusst werden. Durch Bauteiltoleranzen, den mechanischen Zusammenbau, Temperaturänderungen, Alterung der Bauteile, Trübung der Übertragungsstrecke und andere Einflüsse ergeben sich Messwertabweichungen, die durch geeignete Maßnahmen auf ein Minimum zu reduzieren sind.
Ein weiteres Problem besteht darin, eine optimale Anordnung der genannten Art zu schaffen, die wirtschaftlich herstellbar, auf kleinstem Raum unterzubringen, auf Chip-Ebene realisierbar, mit wenig Aufwand montierbar ist und die so gebaut werden kann, dass sie hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien und Umwelteinflüssen aufweist.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Sender und Empfänger mit derselben Optik arbeiten, die optoelektronischen Bauelemente sich in einer Ebene befinden und auf diese Weise das optische System mit wenigen Komponenten rotationssymmetrisch aufbaubar und leicht miniaturisierbar wird.
Die Anordnung des optischen Systems (1) kann erhalten werden, indem die durchzuführenden Berechnungen auf die optische Achse der Linse bezogen werden. Der Randbereich der Linse kann ausgenutzt und der Sensor in rotationssymmetrischen Halterungen montiert werden. Aufgrund der stärkeren Brechung der Randstrahlen kann die Messcharakteristik durch geeignete Positionierung der Leuchtdiode (950 nm) und der Fototransistoren (Bereich von 440 nm ... 1070 nm) sowie durch Auslegung der Reflektoroberfläche (Edelstahl geläppt, Korngröße 0,5 μm) und der Vergussmasse (hochtransparent, n1 = 1,51) in weiten Grenzen an verschiedenste Anwendungszwecke angepasst werden.
Realisierungen im makroskopischen Bereich mit diskreten Bauelementen als auch im mikroskopischen Bereich auf Chip-Ebene sind aufgrund der einfach zu realisierenden Strukturen möglich.
Die Fotodiode und die Fototransistoren können auf der Chip-Ebene mit den zugehörigen Auswerteschaltungen untergebracht und die erforderliche Mikrolinse kann direkt darüber positioniert, aufgeklebt oder durch andere geeignete Verfahren aufgebracht werden.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung (2) ist dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Zeitpunkt der zur Messung erforderliche Lichtstrom mit einem Regelverstärker (V1) auf ein bestimmtes Maß ausgeregelt wird und die dazu erforderliche Stellgröße (St1) ein der Position des Reflektors stetig folgendes Signal darstellt, das mit dem Signalverstärker (V2) an den Eingangsbereich der Signalverarbeitungseinheit (M1) angepasst wird. Der Reflektor befindet sich in festgelegten, periodisch wiederkehrenden Zeitpunkten in der Referenzposition (Nullpunkt).
Der in dieser Position ermittelte Fehlerwert wird durch geeignete Schaltungsmaßnahmen zwischengespeichert und kann bei den darauffolgenden Messungen in der Signalverarbeitungseinheit so verrechnet werden, dass der ermittelte Messwert die Position des Reflektors repräsentiert.
Mit einem Integrator/Halteglied (I1) kann der bei der Kalibrierung ermittelte Fehlerwert gespeichert, zur Kompensation der Nullpunktabweichung am Summenpunkt 2 eingespeist, der sich ergebende Nullpunktwert in der Signalverarbeitungseinheit gespeichert und mit den Messwerten nach der Kalibrierung so verrechnet werden, dass der danach ermittelte Wert die Lage oder Position des Reflektors relativ zum Kalibrierpunkt repräsentiert. Durch eine geeignete Auswertungsmethode kann mit der Schaltungsanordnung in Verbindung mit der Signalverarbeitungseinheit (M1) die Lage und im Besonderen die Hubbewegung eines mechanischen Teils (M1) erfasst und ausgewertet werden.
Arbeitsweise

Phase 1: Bei geschlossenen Schaltern S1 und S2 wird in einem speziellen Nullpunkt- oder Referenzwertspeicher (I1) der bei der Kalibrierung ermittelte Wert gespeichert.
Phase 2: Bei offenem Schalter S1 und geschlossenem Schalter S2 wird der die Referenzposition repräsentierende Messwert gemessen.
Phase 3: Bei offenem Schalter S1 und geschlossenem Schalter S2 wird die aktuelle Messspannung mit dem Kalibrierwert verrechnet und ständig die die Position des Reflektors repräsentierende Messpannung gebildet, die dann zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung steht.

Nach der dritten Phase wiederholt sich der Ablauf wie oben beschrieben.
Vorteile der Erfindung
Besonders einfach ist das optische System zu berechnen, wenn die Vergussmasse den gleichen Brechungsindex wie die Linse aufweist. Dies ist bei Anordnungen der Fall, bei denen die Linse aus der Vergussmasse geformt wird. Für höchste Anforderungen an die Beständigkeit kann das Sensorgehäuse aus Edelstahl und die Linse aus Glas (BK 7, n1 = 1,51 bei 950 nm) mit dem gleichen Brechungsindex wie die Vergussmasse (n = 1,51) gefertigt werden. Solche Systeme wären versiegelt gegen Umwelteinflüsse und kompakt aufbaubar. Erfindungsgemäß steht damit ein kostengünstig herstellbares Bauelement zur Messung von Abständen im oben genannten Bereich zur Verfügung, mit dem verschiedenartige Sensoren wie Absolutwertdrehgeber, Drehzahlsensoren, Füllstandsdetektoren, Drucksensoren, Näherungssensoren, Tonabnehmer, Mikrofone, Beschleunigungssensoren, Neigungs- und andere Sensoren, mit denen kleine Wege gemessen werden, kleiner und billiger herstellbar sind. Die Grenzfrequenz der Wegmessung wird nur durch die Grenzfrequenz der verwendeten optoelektronischen Bauteile bestimmt. Einsatz von Fotodioden anstelle der Fototransistoren E1 und E2 in 2 befähigt die Anordnung, auch die Lage sehr schnell bewegter Oberflächen, wie sie beispielsweise bei Ultraschallanwendungen vorkommen, sehr präzise zu messen.
Erfindungsgemäß wird der hier vorgestellte optische Analog-Wegsensor mit einer Düsennadel oder Ventilstange als bewegtes mechanisches Teil zum Dosieren von Flüssigkeiten oder viskosen Stoffen (z. B. Klebstoffen) eingesetzt. Das Einsatzgebiet des Analog-Wegsensors kann sehr unterschiedlich sein und ist überall dort von großer Bedeutung, wo lückenlos nachgewiesen werden muss, ob eine zu dosierende Stoffmenge auch tatsächlich eingebracht wurde. Entscheidend dabei ist, dass die Menge in jedem Dosierzyklus erfasst wird. Durch den ausgedehnten Linearbereich des Messsystems ist es möglich, den Auslenkungsbereich des mechanischen Teils bei gegebenen Aufbautoleranzen so im Linearbereich anzuordnen, dass die Anordnung unkritisch montierbar wird. Die Position des Nullpunktes ist wie in Abschnitt „Arbeitsweise” beschrieben elektronisch erfassbar und auf diese Weise unempfindlich gegenüber dem mechanischen Zusammenbau, Bauteiltoleranzen, Temperaturänderungen, Alterung der Bauteile, Trübung der Übertragungsstrecke und anderen Einflüssen, die zu Messwertabweichungen führen könnten.
Bei Anordnungen, bei denen der Nullpunkt nur einmalig nach der Produktion oder nach festzulegenden längeren Zeitspannen kalibriert werden kann, wird wie in 4 dargestellt anstelle der beschriebenen Fototransistoren als Empfänger eine laterale Flächendiode (PSD) eingesetzt. Dies ermöglicht den Bau von Näherungssensoren, Drucksensoren, Tonabnehmern, Mikrofonen, (5b), Absolutwertdrehgebern (5e) und Drehzahlsensoren (5g).
Mit Anordnungen, bei denen der Reflektor fest positioniert und Änderungen in der Übertragungsstrecke (Brechungsindex) gemessen werden, sind Füllstandssensoren, Benetzungssensoren und andere Sensoren realisierbar.
Durch den Einsatz einer zweiten Sende-Empfangskombination kann zusätzlich zum Abstand die Verkippung der Reflektorfläche (1, 1) gemessen werden. Somit ist der Winkel des Reflektors relativ zur Hauptachse des optischen Systems bekannt, was die Realisierung richtungsabhängiger Beschleunigungs- und Neigungssensoren (5c, 5d, 5f) ermöglicht. Entscheidend ist, dass bei allen in 5 aufgeführten Anordnungen Sender und Empfänger wie oben erläutert in vorteilhafter Weise mit derselben Optik arbeiten und bei der Realisierung im Gegensatz zu den im Abschnitt ”Stand der Technik” aufgeführten Anordnungen auf Blenden, Strahlteiler und Laserlicht verzichtet werden kann. Die in 5 gezeigten Anordnungen kommen dadurch mit der erfindungsgemäßen Minimalanordnung (1) aus, sind auf der Chip-Ebene integrierbar, für die Massenproduktion geeignet und somit kostengünstiger herstellbar als bisherige Systeme. Außerdem ergeben sich durch geeignete Aufbauten vieler solcher Minimalanordnungen neue Einsatzmöglichkeiten. Zu nennen sind großflächige Trübungssensoren, Füllstandsdetektoren oder andere Sensoren, mit denen partiell Unterschiede zur insgesamt ausgewerteten Fläche oder bestimmten Bereichen der Fläche detektierbar sind.
Stand der Technik
Sensoren der genannten Art werden insbesondere bei der Messung relativ kleiner Wege von auslenkbaren Körpern eingesetzt. Um auf eng begrenztem Raum kleine Auslenkungen erfassen zu können, werden bei bekannten Anordnungen magnetische, optische und auch kapazitive Sensoren eingesetzt.
Diese sind in der Regel konstruktiv aufwendiger und damit teurer als die hier vorgestellte Wegmesseinrichtung. Kapazitive Sensoren können nur mit erhöhtem Aufwand gegen starke elektrische Felder abgeschirmt werden. Magnetische Sensoren sind nicht resistent gegen magnetische Wechselfelder, wie sie bei elektrischen Antrieben auftreten.
Bekannte Systeme zur Abstandsmessung verwenden fast ausschließlich außer einer Anordnung nach DE 197 43 156 A1 zwei optische Systeme: eines für die Sende- und das zweite für die Empfangselektronik. Aus der Literatur bekannt und auf dem Markt in verschiedensten Bauformen erhältlich sind Ausführungen mit beweglichem Empfangsteil (Triangulationsverfahren) sowie Verfahren mit derart angeordneten CCD-Zeilen, dass eine Abstandsvariation die Beleuchtung einzelner Pixel des CCD-Sensors erlaubt bzw. einen wandernden Lichtpunkt auf einem PSD-Bauteil erzeugt.
Nachteilig bei diesen Messsystemen sind die größere zur Realisierung notwendige Anzahl von Bauteilen sowie Anordnungen, die nicht rotationssymmetrisch aufbaubar sind und nicht auf der Chip-Ebene hergestellt werden können, was zum Einen Mehrkosten verursacht und zum Anderen mit einem vergleichsweise größeren Platzbedarf einhergeht.
Die im Folgenden genannten Schaltungsanordnungen für Analog-Wegsensoren zum genannten Zweck sind bekannt und weisen die im Text aufgeführten Nachteile auf.
DE 195 28 704 A1 und DE 295 21 769 U1 zeigen die Anordnung eines optischen Analog-Wegsensors, bestehend aus einem Sender (1) und einer Linse (2) zur Erzeugung zweier Parallellichtbündel (3, 4), die einen teilweise transparenten Messkörper (5) so durchstrahlen, dass das zweite Lichtbündel im Absorptionsbereich (9) des Messkörpers eine von der Lage des Messkörpers abhängige Absorption erfährt. Die Intensität der beiden Lichtbündel wird mit je einem Empfänger (8) gemessen und ausgewertet. Es kann jedoch nicht berührungslos gemessen werden. Der Messkörper muss zur Lagebestimmung eines mechanischen Teils an diesem befestigt werden, was zu einer Veränderung der Massenverhältnisse führt. Nachteilig ist außerdem, dass das mechanische Teil nicht parallel zur optischen Achse frontal zum Messsystem hin bewegt werden kann. Weiterhin ist die Anordnung nicht rotationsymmetrisch aufbaubar und weist eine höhere Anzahl von Bauteilen auf.
DE 197 43 156 A1 zeigt die Anordnung eines optischen Analog-Wegsensors, der ein von der Lage eines mechanischen Teils abhängiges Ausgangssignal abgibt. Sie besteht aus einer optischen Messsonde (4) mit Lichtstrahlen (5, 6), die auf das mechanische Teil (1) strahlen. Das Ausgangssignal ist aus den auf Grund einer Mikrorillenstruktur auf dem mechanischen Teil gebeugten und durch dessen Bewegung entsprechend phasenverschobenen Lichtstrahlen herleitbar. Zwar wird hier berührungslos gemessen und ist der Aufbau raumsparend und rotationssymmetrisch ausführbar, jedoch wird zur Realisierung kohärentes Licht benötigt, was zu einem komplexeren Aufbau der Anordnung und somit zu höheren Kosten führt. Weiterhin versagt die Messeinrichtung, wenn das mechanische Teil glatte Flächen aufweist.
DE 698 05 598 T2 zeigt einen Reflexionssensor zum Messen der Entfernung eines Objekts. Zwar wird hier berührungslos gemessen, jedoch benötigt die Anordnung zum Senden und Empfangen je eine separate Optik. Dadurch ist die Anordnung nicht rotationsymmetrisch aufbaubar, weist eine höhere Anzahl von Bauteilen auf und ist nicht auf der Chip-Ebene realisierbar, da die Sende- und Empfangskomponenten nicht auf eng begrenztem Raum in einer Ebene untergebracht werden können.
US 3 612 890 zeigt ebenfalls einen Reflexionssensor zum Messen der Entfernung eines Objekts mit den gleichen Nachteilen wie bei DE 698 05 598 T2 .
DE 31 51 800 A1 zeigt ebenfalls einen Reflexionssensor zum Ermitteln der Lage eines Werkstücks mit den gleichen Nachteilen wie bei DE 698 05 598 T2 .
WO 86/01589 A1 zeigt einen Reflexionssensor zum Messen der Entfernung eines Objekts. Zwar wird hier nur eine Linse verwendet und berührungslos gemessen, jedoch sind Sende- und Empfangseinheit nicht in einer Ebene angeordnet. Die Anordnung ist somit nicht auf der Chip-Ebene realisierbar, da die Sende- und Empfangskomponenten nicht auf eng begrenztem Raum in einer Ebene untergebracht werden können.

Claims

Optischer Analog-Wegsensor mit einem optischen System bestehend aus – einem Sender (5) zur Erzeugung eines Strahlenbündels (3), – einer Linse (4), durch die das Sender-Strahlenbündel zur Hauptachse (7) hin gebrochen wird, – einem Reflektor (1) am Messobjekt (2), auf den das gebrochene Sender-Strahlenbündel auftrifft und gerichtet diffus reflektiert wird, – einem optischen Empfänger (8), der Anteile des gerichtet diffus reflektierten Strahlenbündels empfängt und die empfangene Strahlung in ein elektrisches Signal umsetzt, nachdem das gerichtet diffus reflektierte Strahlenbündel dieselbe Linse wie das Sender-Strahlenbündel durchlaufen hat und wieder zur Hauptachse hin gebrochen worden war, und einer Auswerteeinheit, die die stetige Abhängigkeit der Lichtintensität im gerichtet diffus reflektierten Strahlenbündel als Positionssignal des Messobjekts detektiert und umsetzt.
Optischer Analog-Wegsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als optischer Empfänger (8) Fototransistoren oder Fotodioden, laterale Flächendioden (PSD) oder Cadmium-Sulfid-Widerstände (CDS) und als Sender (5) Leuchtdioden oder Laserdioden eingesetzt sind.
Optischer Analog-Wegsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Sender (5) ausgehende Lichtbündel inkohärentes Licht aufweist.
Optischer Analog-Wegsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er einen zweiten optischen Empfänger (6) in gleicher Bauart wie der erste optische Empfänger (8) aufweist.
Optischer Analog-Wegsensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite optische Empfänger (6) zur Kompensation von parasitärem Fremdlicht und des temperaturabhängigen Dunkelstroms der optoelektronischen Empfänger dient.
Optischer Analog-Wegsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (4) eine sphärische Oberfläche aufweist.
Optischer Analog-Wegsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine transparente Vergussmasse zwischen der Linse (4) und den optoelektronischen Bauelementen (5, 6, 8), die den gleichen optischen Brechungsindex in einem Bereich von 98 ... 100% wie die Linse aufweist.
Optischer Analog-Wegsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine transparente Vergussmasse zwischen der Linse (4) und den optoelektronischen Bauelementen (5, 6, 8), die einen definierten, die Brechkraft n2 der Linse unterstützenden optischen Brechungsindex n1 aufweist, wobei die Bedingung n1 > n2 erfüllt sein muss.
Optischer Analog-Wegsensor nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (1) eine vergoldete, verchromte, aluminiumbeschichtete oder eine aus Edelstahl bestehende, geläppte Oberfläche aufweist, um die zweckmäßig günstigsten Reflexionseigenschaften des Reflektors bei der verwendeten Lichtart zu erhalten, welche durch die Oberflächenstruktur so festgelegt sind, dass eine gerichtet diffuse Reflexion mit einem diffusen Anteil von 10 ... 50% des reflektierten Lichtes erreicht wird.
Optischer Analog-Wegsensor nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (1) eine ebene Oberfläche orthogonal zur Hauptachse (7) aufweist.
Optischer Analog-Wegsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine erste Sende-Empfangskombination (Se1, E1, E2) und zusätzlich eine zweite Sende-Empfangskombination (Se1', E1', E2') zum Auswerten des Abstandes und der Verkippung des Reflektors (1), bei dem durch eine an beide Sende-Empfangseinheiten angeschlossene Signalverarbeitungseinheit (M1) auch der Winkel des Reflektors relativ zur Hauptachse (7) des optischen Systems ausgewertet werden kann.
Optischer Analog-Wegsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (1), dessen Lage oder Position zu bestimmen ist, nach festgelegten, periodischen Zeitabständen in eine Referenzposition zum Kalibrieren gelangt, ein in dieser Position ermittelter Fehlerwert durch geeignete Schaltungsmaßnahmen (Ns1) zwischengespeichert und bei den Messungen nach der Kalibrierung mit einer Signalverarbeitungseinheit (M1) so verrechnet wird, dass der resultierende Wert die Position des Reflektors repräsentiert.
Optischer Analog-Wegsensor nach dem Anspruch 12, gekennzeichnet durch Schaltungsmaßnahmen mit einem Nullpunktsteller (N1) oder mit einem Digital-Analogausgang der Signalverarbeitungseinheit, mit dem der Fehlerwert als Nullpunktstellwert an einem Summenpunkt 2 eingespeist wird.
Verwendung eines optischen Analog-Wegsensors nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur hochgenauen Erfassung der Lage oder Bewegung einer mit dem Reflektor versehenen Düsennadel oder Ventilstange eines Dosiersystems oder eines Radialdiffusors, um in Verbindung mit der Erfassung der Schallgeschwindigkeit des Fluids die eingebrachte Stoffmenge in jedem Förderzyklus hochgenau zu bestimmen.
Optischer Analog-Wegsensor mit einem optischen System bestehend aus – einem Sender (5) zur Erzeugung eines Strahlenbündels (3), – einer Linse (4), durch die das Sender-Strahlenbündel zur Hauptachse (7) hin gebrochen wird, – einem Reflektor (1) am Messobjekt (2), auf den das gebrochene Sender-Strahlenbündel auftrifft und reflektiert wird, – einem lateral positionsempfindlichen optischen Empfänger (8), der das reflektierte Strahlenbündel empfängt und somit der Ort des Empfangs als elektrisches Signal vorliegt und dieses mit einer Auswerteeinheit in ein Positionssignal des Messobjekts umgesetzt wird, nachdem das reflektierte Strahlenbündel dieselbe Linse wie das Sender-Strahlenbündel durchlaufen hat und wieder zur Hauptachse hin gebrochen worden war, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender und der Empfänger in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse der Linse angeordnet sind.
Optischer Analog-Wegsensor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als optische Empfänger (8) einzelne Empfangskomponenten (E1, E2) oder mindestens eine laterale Flächendiode (PSD) oder ein zweidimensionales PSD verwendet werden.
Optischer Sensor nach den Ansprüchen 15 und 16 ausgestattet mit einer runden lateralen Flächendiode und einem speziellen Reflektor, so dass dieser Reflektor einen zentralen Lichtpunkt auf die runde laterale Flächendiode reflektiert, der Drehwinkel des Reflektors die Winkelposition des Lichtpunktes auf dem Empfänger festlegt und der Drehwinkel des Reflektors in der Signalverarbeitungseinheit bestimmt werden kann.