DE102005010969A1

DE102005010969A1 - Method for measuring position of light beam in layer based on photoluminescent, light scattering and photo electric conversion involves conversion of incoming light into photoluminescent radiation e.g. fluorescence radiation

Info

Publication number: DE102005010969A1
Application number: DE200510010969
Authority: DE
Inventors: Bernhard Prof. Dr. Lau
Original assignee: FACHHOCHSCHULE ULM
Current assignee: FACHHOCHSCHULE ULM
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2006-09-14

Abstract

The method involves fitting of an optical element, which is in the form of a plane-parallel or nearly plane-parallel plate (2) made of a material, in the layer. The incoming light is totally or partially absorbs and converted into the photoluminescent radiation (3) e.g. fluorescence radiation. An independent claim is also included for the arrangement of measuring position of light beam in a layer.

Description

Vorgestellt werden ein Verfahren und ein Gerät zur Messung der Position eines Lichtbündels (1) (im folgenden als Primärlichtbündel bezeichnet) in einer Ebene. Unter „Licht" wird im Sinne dieser Erfindung monochromatische oder polychromatische elektromagnetische Strahlung verstanden, deren Wellenlänge im infraroten, sichtbaren, ultravioletten oder Röntgenbereich liegt. Das Primärlichtbündel kann also beispielsweise der kollimierte Strahl eines Lasers sein. In der Messebene wird ein optisches Element in Form einer planparallelen oder nahezu planparallelen Platte (2) angebracht (im folgenden als Platte bezeichnet). Die Form der Platte ist bevorzugt quadratisch oder rechteckig; sie kann aber auch kreisrund oder elliptisch sein oder eine beliebig geformte Berandung haben.A method and a device for measuring the position of a light bundle (US Pat. 1 ) (hereinafter referred to as primary light bundle) in a plane. For the purposes of the present invention, "light" is understood to mean monochromatic or polychromatic electromagnetic radiation whose wavelength lies in the infrared, visible, ultraviolet or X-ray range, ie the collimated beam of a laser may be the primary light beam plane-parallel or nearly plane-parallel plate ( 2 ) (hereinafter referred to as plate). The shape of the plate is preferably square or rectangular; but it can also be circular or elliptical or have an arbitrarily shaped boundary.

Die Platte besteht aus einem Material, das entsprechend einer ersten Ausführung der Erfindung das Primärlichtbündel ganz oder teilweise absorbiert und in Photolumineszenzstrahlung insbesondere Fluoreszenzstrahlung (3) umsetzt. Diese ist in der Regel langwelliger als das Primärlichtbündel. Für den Wellenlängenbereich der emittierten Photolumineszenzstrahlung ist das Material der Platte im wesentlichen durchlässig. Der größte Anteil dieser Photolumineszenzstrahlung wird durch Totalreflexion an den beiden Plattenoberflächen in der Platte weitergeleitet und tritt an den Kanten der Platte (4) aus. Derartige Platten sind als Fluoreszenzkonzentrator (Fluko) bekannt und bestehen beispielsweise aus Glas oder Plexiglas, dem ein Fluoreszenzfarbstoff beigemischt ist. Die Lichtleitung in der Platte kann durch eine geeignete (z. B. dielektrische) Beschichtung (5) der Plattenoberfläche noch gefördert werden, die auf das Primärlichtbündel keinen nennenswerten Einfluss hat, aber die Photolumineszenzstrahlung reflektiert. In diesem Fall kann auch Licht ganz oder teilweise weitergeleitet werden dessen Einfallswinkel auf die Plattenoberfläche unter dem Grenzwinkel der Totalreflexion liegt.The plate consists of a material which, according to a first embodiment of the invention, completely or partially absorbs the primary light beam and in particular fluorescence radiation in photoluminescence radiation (US Pat. 3 ). This is usually longer wavelength than the primary light beam. For the wavelength range of the emitted photoluminescent radiation, the material of the plate is substantially transparent. The majority of this photoluminescent radiation is transmitted by total reflection at the two plate surfaces in the plate and occurs at the edges of the plate ( 4 ) out. Such plates are known as fluorescence concentrator (Fluko) and consist for example of glass or Plexiglas, which is admixed with a fluorescent dye. The light pipe in the board may be replaced by a suitable (eg dielectric) coating ( 5 ) of the plate surface are still promoted, which has no significant influence on the primary light beam, but reflects the photoluminescence radiation. In this case, light can be wholly or partially forwarded whose angle of incidence on the plate surface is below the critical angle of total reflection.

In einer zweiten Ausführung der Erfindung wird das Primärlichtbündel (1) teilweise gestreut. Dieses Streulicht (3) wird teilweise durch Totalreflexion in der Platte (2) weitergeleitet und tritt an den Kanten der Platte (4) aus. Das Wellenlängenspektrum des Primärlichtbündels sollte also in dieser Ausführung der Erfindung möglichst wenig absorbiert werden. Derartige Platten aus Plexiglas, die Licht teilweise streuen, sind beispielsweise in verschiedenen Varianten von der Firma Röhm erhältlich. Ein Material, das sich ähnlich verhält, ist Aerogel. Dieses hat allerdings einen Brechungsindex sehr nahe bei 1, sodass eine Lichtleitung durch Totalreflexion nicht möglich ist. Die Lichtleitung muss in diesem Fall durch eine geeignete Beschichtung (5) der Plattenoberfläche sichergestellt werden, wie im vorigen Absatz beschrieben.In a second embodiment of the invention, the primary light beam ( 1 ) partially scattered. This scattered light ( 3 ) is partially due to total reflection in the plate ( 2 ) and occurs at the edges of the plate ( 4 ) out. The wavelength spectrum of the primary light beam should therefore be absorbed as little as possible in this embodiment of the invention. Such sheets of plexiglass, which partially scatter light, are available, for example, in various variants from Röhm. One material that behaves similarly is airgel. However, this has a refractive index very close to 1, so that a light pipe by total reflection is not possible. In this case, the light pipe must be protected by a suitable coating ( 5 ) of the disk surface, as described in the previous paragraph.

In beiden Varianten der Erfindung befinden sich den Kanten (4) der Platte Sensorelemente (6), welche die aus der Kante austretende Lichtstrahlung in elektrische Signale (7) umsetzen. Diese Sensorelemente sind so beschaffen, dass die Höhe des jeweiligen Sensorsignals mit zunehmender Bestrahlungsstärke des Sensorelements zunimmt. Beispielsweise kann eine direkte Proportionalität zwischen dem elektrischen Signal (Spannung oder Strom) und der Bestrahlungsstärke auf dem Sensorelement bestehen. Die Höhe der Signale der einzelnen Sensorelemente ist abhängig von der Position des Primärlichtbündels auf der Platte und vom Strahlungsfluss des Primärlichtbündels. Durch Auswerten der Sensorsignale kann die Position des Leistungs schwerpunkts des Primärlichtbündels in der Ebene der Platte bestimmt werden (x- und y-Koordinate in 2).In both variants of the invention are the edges ( 4 ) of the plate sensor elements ( 6 ), which converts the light radiation emerging from the edge into electrical signals ( 7 ) implement. These sensor elements are such that the height of the respective sensor signal increases with increasing irradiance of the sensor element. For example, there may be a direct proportionality between the electrical signal (voltage or current) and the irradiance on the sensor element. The height of the signals of the individual sensor elements is dependent on the position of the primary light beam on the plate and on the radiation flux of the primary light beam. By evaluating the sensor signals, the position of the center of gravity of the primary light beam in the plane of the plate can be determined (x and y coordinates in 2 ).

Die auf die Plattenkanten (4) auftretende Photolumineszenz- oder Streustrahlung soll mit möglichst geringen Reflexionsverlusten aus der Kante austreten und von den Sensorelementen (6) absorbiert werden. Zu diesem Zweck können die Plattenkante und/oder die lichtempfindliche Fläche der Sensorelemente mit einer geeigneten Beschichtung (Entspiegelung) (8) versehen werden. Anstelle eines Luftspalts kann der Zwischenraum zwischen Plattenkante und Sensorelement mit einer transparenten Substanz (9) aufgefüllt werden, deren Brechungsindex zwischen demjenigen der Platte und demjenigen des Sensorelements liegt. Beispiele für solche Substanzen sind Immersionsöl, „index matching liquids" sowie spezielle in der Optik verwendete Kleber und Harze.The on the plate edges ( 4 ) occurring photoluminescence or scattered radiation should escape with the least possible reflection losses from the edge and from the sensor elements ( 6 ) are absorbed. For this purpose, the plate edge and / or the photosensitive surface of the sensor elements with a suitable coating (anti-reflection) ( 8th ). Instead of an air gap, the gap between the plate edge and sensor element with a transparent substance ( 9 ) whose refractive index lies between that of the plate and that of the sensor element. Examples of such substances are immersion oil, index matching liquids and special adhesives and resins used in optics.

Als Sensorelemente (6) können beispielsweise Fotodioden oder Solarzellen verwendet werden. bei denen der Kurzschlussstrom gemessen wird. Dieser Kurzschlussstrom ist bei diesen Elementen direkt proportional zur Bestrahlungsstärke. Zur Messung dieses Kurzschlussstroms gibt es geeignete elektronische Schaltungen, z. B. einen Strom-Spannungswandler basierend auf einem Operationsverstärker, der den Kurzschlussstrom in eine dazu proportionale Spannung umsetzt.As sensor elements ( 6 For example, photodiodes or solar cells can be used. where the short-circuit current is measured. This short-circuit current is directly proportional to the irradiance of these elements. To measure this short-circuit current, there are suitable electronic circuits, eg. B. a current-voltage converter based on an operational amplifier, which converts the short-circuit current into a voltage proportional thereto.

Zur Positionsbestimmung des Primärlichtbündels kann es ausreichend sein, mehrere Sensorelemente elektrisch zusammenzuschalten und gemeinsam auszuwerten. Beispielsweise können Solarzellen, die sich an einer Kante befinden, alle parallelgeschaltet und gemeinsam ausgewertet werden. Dies ergibt pro Kante ein elektrisches Signal.to Position determination of the primary light beam can it may be sufficient to interconnect several sensor elements electrically and evaluate together. For example, solar cells that can become located on one edge, all connected in parallel and evaluated together become. This gives an electrical signal per edge.

Eine andere Möglichkeit der Auswertung besteht darin, durch Auswertung der elektrischen Signale mehrerer an einer Kante (z. B. an der linken zur y-Richtung parallelen Kante in 2) befindlichen Sensorelemente mittels einer Ausgleichskurve die Position des Maximalwerts oder des Schwerpunkts der Verteilung der Bestrahlungsstärke auf dieser Kante (im Beispiel die y-Koordinate des Maximums oder des Schwerpunkts) zu berechnen. In analoger Weise wird im Beispiel aus den elektrischen Signalen mehrerer an der zur x-Richtung parallelen Kante befindlicher Sensorelemente die x-Koordinate des Maximalwerts oder des Schwerpunkts der Verteilung der Bestrahlungsstärke ermittelt, wodurch die Lage des Primärlichtbündels bekannt ist.Another possibility of the evaluation consists of evaluating the electrical signals of a plurality of edges parallel to one another at an edge (eg at the left-hand side to the y-direction) 2 ) located Sensor elements by means of a compensation curve to calculate the position of the maximum value or the center of gravity of the distribution of the irradiance on this edge (in the example, the y-coordinate of the maximum or center of gravity). In an analogous manner, the x-coordinate of the maximum value or the center of gravity of the irradiance distribution is determined in the example from the electrical signals of a plurality of sensor elements parallel to the x-direction edge, whereby the position of the primary light beam is known.

Auch zeitaufgelöste Messungen sind möglich. Die Grenzfrequenz des Systems ist in erster Linie durch die Grenzfrequenz der verwendeten Sensoren gegeben. Bei Fotodioden oder Solarzellen als Sensorelemente ist die Sperrschichtkapazität die limitierende Größe.Also time-resolved Measurements are possible. The cutoff frequency of the system is primarily due to the cutoff frequency given the sensors used. For photodiodes or solar cells the barrier layer capacitance is the limiting factor as sensor elements.

Als Sensorelemente sind auch CCD- oder CMOS-Zeilensensoren (10) einsetzbar (3). Ihr Vorteil ist eine sehr hohe Grenzfrequenz des Systems. Durch Speicherung und nachträgliche Auswertung der Signale können sehr schnelle transiente Ereignisse untersucht werden. Die Auswertung kann dadurch erfolgen, dass nach der Position des Maximums oder des Schwerpunkts der Verteilung der Bestrahlungsstärke auf der Sensorzeile gesucht wird.As sensor elements are also CCD or CMOS line sensors ( 10 ) can be used ( 3 ). Their advantage is a very high cutoff frequency of the system. By storing and subsequently evaluating the signals, very fast transient events can be investigated. The evaluation can be carried out by searching for the position of the maximum or the center of gravity of the distribution of the irradiance on the sensor line.

In einer vereinfachten Ausführung der Erfindung kann die Platte auch als langer, schmaler Streifen oder Balken gestaltet sein, bei dem die Sensorelemente (6) nur an den Stirnseiten angebracht sind (4). Die Reflexion der Photolumineszenz- bzw. Streustrahlung findet in dieser Ausführung an allen Längsflächen des Streifens statt. In dieser Ausführung fallen nur zwei elektrische Signale an; es ist eine eindimensionale Positionsbestimmung des Primärlichtbündels möglich (x-Koordinate in 4). Anstelle der beiden Sensorelemente an den Stirnseiten kann auch eine Reihe von Sensorelementen oder eine CCD- oder CMOS-Zeile an einer Längsseite des Streifens angebracht sein (5). Mit diesen Sensoren bestimmt man wie oben beschrieben die Position des Maximums oder des Schwerpunkts der Verteilung er Bestrahlungsstärke entlang des Streifens. Hier wird im Gegensatz zu allen anderen Ausführungen der Erfindung nicht der durch Reflexionen im Balken weitergeleitete Anteil der Photolumineszenz- bzw. Streustrahlung zur Messung ausgenutzt, sondern ein Teil der direkt erzeugten Photolumineszenz- bzw. Streustrahlung. Im Falle der Verwendung von Sensorelementen mit einer Ausdehnung in x-Richtung, die größer ist als der Querschnitt des Primärlichtbündels (z. B. Solarzellen) besteht der Vorteil der Verwendung eines Streifens aus photolumineszierendem oder lichtstreuendem Material gegenüber einer direkten Bestrahlung der Sensorelemente durch das Primärlichtbündel darin, dass immer mehrere Sensorelemente ein Signal liefern und somit die Position des Primärlichtbündels durch Berechnung einer Ausgleichsfunktion ermittelt werden kann, sodass die Ortsauflösungsgrenze deutlich kleiner ist als die Ausdehnung der Sensorelemente. Im Falle der Verwendung einer CCD- oder CMOS-Zeile als Sensor besteht der Vorteil der Verwendung eines Streifens aus photolumineszierendem oder lichtstreuendem Material gegenüber einer direkten Bestrahlung der Zeile durch das Primärlichtbündel darin, dass das Primärlichtbündel nicht genau auf die nur wenige Mikrometer breite Zeile auftreffen muss, was einen hochgenau justierten optischen Aufbau erfordern würde. Die den Sensorelementen gegenüberliegende Längsfläche kann zur Optimierung der Vorrichtung ver- oder entspiegelt sein.In a simplified embodiment of the invention, the plate can also be designed as a long, narrow strip or bar, in which the sensor elements ( 6 ) are only attached to the end faces ( 4 ). The reflection of the photoluminescence or scattered radiation takes place in this embodiment on all longitudinal surfaces of the strip. In this embodiment, only two electrical signals are generated; a one-dimensional position determination of the primary light bundle is possible (x-coordinate in 4 ). Instead of the two sensor elements on the front sides, a row of sensor elements or a CCD or CMOS line can also be attached to a longitudinal side of the strip ( 5 ). As described above, these sensors are used to determine the position of the maximum or center of gravity of the distribution of irradiance along the strip. Here, in contrast to all other embodiments of the invention, not the portion of the photoluminescent or scattered radiation forwarded by reflections in the beam is utilized for the measurement, but rather a portion of the directly generated photoluminescent or scattered radiation. In the case of using sensor elements with an extension in the x-direction, which is larger than the cross section of the primary light beam (eg solar cells), the advantage of using a strip of photoluminescent or light-scattering material is the direct irradiation of the sensor elements by the primary light beam The fact that always several sensor elements provide a signal and thus the position of the primary light beam can be determined by calculating a compensation function, so that the local resolution limit is significantly smaller than the extent of the sensor elements. In the case of using a CCD or CMOS line as a sensor, the advantage of using a strip of photoluminescent or light-diffusing material over direct irradiation of the line by the primary light beam is that the primary light beam does not have to impinge exactly on the line only a few microns wide , which would require a highly accurately adjusted optical design. The longitudinal surface opposite the sensor elements may be anti-glare or anti-reflection to optimize the device.

BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGENDESCRIPTION OF THE FIGURES

1 zeigt einen Querschnitt durch die Platte (2) in der Nähe einer Kante (4). Das Primärlichtbündel (1) tritt in die Platte ein und erzeugt in ihr in der ersten Ausführung der Erfindung Photolumineszenzstrahlung (3), in der zweiten Ausführung der Erfindung Streustrahlung (3). Diese Photolumineszenz- bzw. Streustrahlung (3) wird durch Reflexion an der Plattenoberfläche in der Platte weitergeleitet und tritt an der Kante (4) aus. Entlang dieser Kante sind photoelektrische Sensorelemente (6) angeordnet, die diese austretende Strahlung in elektrische Signale (7) umwandeln. Die Reflexion der Photolumineszenz- bzw. Streustrahlung an der Plattenoberfläche kann durch eine ein- oder mehrlagige Beschichtung (5) begünstigt werden. Lichtverluste durch Reflexionen beim Austritt der Photolumineszenz- bzw. Streustrahlung (3) aus der Plattenkante (4) und / oder beim Eintritt in das Sensorelement (6) können durch eine ein- oder mehrlagige Beschichtung der Plattenkante bzw. der Eintrittsfläche des Sensorelements (8) reduziert werden. Anstelle eines Luftspalts kann der Zwischenraum zwischen Plattenkante und Sensorelement mit einer transparenten Substanz (9) aufgefüllt werden, deren Brechungsindex zwischen demjenigen der Platte und demjenigen des Sensorelements liegt. Auch mir dieser Maßnahme lassen sich Reflexionen beim Austritt der Photolumineszenz- bzw. Streustrahlung (3) aus der Plattenkante (4) und beim Eintritt in das Sensorelement (6) reduzieren. 1 shows a cross section through the plate ( 2 ) near an edge ( 4 ). The primary light bundle ( 1 ) enters the plate and generates in it in the first embodiment of the invention photoluminescence radiation ( 3 ), in the second embodiment of the invention scattered radiation ( 3 ). This photoluminescence or scattered radiation ( 3 ) is forwarded by reflection on the plate surface in the plate and occurs at the edge ( 4 ) out. Along this edge are photoelectric sensor elements ( 6 ), which separates these emerging radiation into electrical signals ( 7 ) convert. The reflection of the photoluminescence or scattered radiation at the plate surface can be achieved by a single- or multi-layer coating ( 5 ) are favored. Loss of light due to reflections at the exit of the photoluminescence or scattered radiation ( 3 ) from the plate edge ( 4 ) and / or on entering the sensor element ( 6 ) can by a single or multi-layer coating of the plate edge or the entrance surface of the sensor element ( 8th ) are reduced. Instead of an air gap, the gap between the plate edge and sensor element with a transparent substance ( 9 ) whose refractive index lies between that of the plate and that of the sensor element. With this measure, too, reflections can be made at the exit of the photoluminescence or scattered radiation ( 3 ) from the plate edge ( 4 ) and when entering the sensor element ( 6 ) to reduce.

In 2 ist die Platte (2) in der Draufsicht dargestellt. Das einfallende Primärlichtbündel (1), dessen Position in der Ebene der Platte bestimmt werden soll, ist in seinem Querschnitt als Kreis angedeutet. Die durch Reflexion an der Plattenoberfläche in der Platte weitergeleitete Photolumineszenz- bzw. Streustrahlung (3) erzeuget auf den an den Plattenkanten (4) angebrachten Sensorelementen (6) unterschiedliche mittlere Bestrahlungsstärken, die zu unterschiedlichen elektrischen Signalen (7) der Sensorelemente führen. Durch Auswertung dieser Signale wird die Position (x, y) des primärlichtbündels bestimmt. In 2 ist die Platte rechteckig dargestellt. Sie kann aber auch eine anders geformte Berandung haben. In 2 sind an allen Kanten Sensorelemente dargestellt. Es kann aber auch ausreichend sein, nur einen Teil der Kantenfläche mit Sensorelementen zu versehen. In 2 sind an den Kanten jeweils mehrere Sensorelemente mit ihren elektrischen Signalen dargestellt. Die Kante kann aber auch mir nur einem Sensorelement versehen sein, oder es können die elektrischen Signale mehrerer Sensorelemente zu einem Signal elektrisch zusammengefasst und gemeinsam ausgewertet werden.In 2 is the plate ( 2 ) shown in plan view. The incident primary light bundle ( 1 ), whose position in the plane of the plate is to be determined, is indicated in its cross section as a circle. The photoluminescence scattered by reflection on the plate surface in the plate ( 3 ) produced on the at the plate edges ( 4 ) attached sensor elements ( 6 ) different average irradiance, which leads to different electrical signals ( 7 ) the Senso lead. By evaluating these signals, the position (x, y) of the primary light beam is determined. In 2 the plate is shown rectangular. But it can also have a different shaped boundary. In 2 are shown on all edges sensor elements. But it may also be sufficient to provide only a portion of the edge surface with sensor elements. In 2 each sensor elements are shown with their electrical signals at the edges. However, the edge can also be provided to me only one sensor element, or the electrical signals of a plurality of sensor elements can be electrically combined into a signal and evaluated together.

3 zeigt eine erfindungsgemäße Platte, an der eine spezielle Ausführung von Sensorelementen angebracht ist, nämlich zwei oder mehrere CCD- oder CMOS-Zeilen (10). Diese erlauben eine sehr schnelle Messung der lokalen Bestrahlungsstärke auf der Kante, die außerdem durch eine hohe Ortsauflösung gekennzeichnet ist. Auf diese Weise lässt sich die Position des Maximums oder des Schwerpunkts der Verteilung der Bestrahlungsstärke auf der Kante sehr schnell und sehr genau bestimmen. 3 shows a plate according to the invention, to which a special embodiment of sensor elements is attached, namely two or more CCD or CMOS lines ( 10 ). These allow a very rapid measurement of the local irradiance on the edge, which is also characterized by a high spatial resolution. In this way, the position of the maximum or center of gravity of the irradiance distribution on the edge can be determined very quickly and very accurately.

In 4 ist eine vereinfachte Ausführung des erfindungsgemäßen Positionssensors dargestellt, der eine eindimensionale Positionsbestimmung erlaubt. Die Platte (2) ist als langer, schmaler rechteckiger Streifen oder Balken gestaltet, bei dem die Sensorelemente nur an den Stirnseiten angebracht sind. Die Reflexion der Photolumineszenz- bzw. Streustrahlung (3) findet in dieser Ausführung an allen Längsflächen des Streifens statt. In dieser Ausführung fallen nur zwei elektrische Signale an; es ist eine eindimensionale Positionsbestimmung des Primärlichtbündels (1) möglich (x-Koordinate).In 4 a simplified embodiment of the position sensor according to the invention is shown, which allows a one-dimensional position determination. The plate ( 2 ) is designed as a long, narrow rectangular strip or bar, in which the sensor elements are mounted only on the front sides. The reflection of the photoluminescence or scattered radiation ( 3 ) takes place in this embodiment on all longitudinal surfaces of the strip. In this embodiment, only two electrical signals are generated; it is a one-dimensional position determination of the primary light bundle ( 1 ) possible (x-coordinate).

Die in 4 eingezeichneten beiden Sensorelemente an den Stirnseiten des Streifens oder Balkens sind in 5 durch eine CCD- oder CMOS-Zeile an einer Längsseite des Streifens ersetzt, mit der Lage des Maximums oder des Schwerpunkts der Verteilung der Bestrahlungsstärke entlang des Streifens (x-Richtung) ermittelt werden kann. Anstelle CCD- oder CMOS-Zeile kann auch eine Reihe von anderen photoelektrischen Sensorelementen verwendet werden. In dieser Ausführung der Erfindung wird im Gegensatz zu allen anderen Ausführungen der Erfindung nicht der durch Reflexionen im Balken weitergeleitete Anteil der Photolumineszenz- bzw. Streustrahlung zur Messung ausgenutzt, sondern ein Teil der direkt erzeugten Photolumineszenz- bzw. Streustrahlung. Die den Sensorelementen gegenüberliegende Längsfläche kann zur Optimierung der Vorrichtung ver- oder entspiegelt sein.In the 4 drawn two sensor elements on the front sides of the strip or bar are in 5 is replaced by a CCD or CMOS line on a longitudinal side of the strip, with the position of the maximum or the centroid of the distribution of the irradiance along the strip (x-direction) can be determined. Instead of the CCD or CMOS line, a number of other photoelectric sensor elements can also be used. In this embodiment of the invention, in contrast to all other embodiments of the invention, the portion of the photoluminescence or scattered radiation passed on by the reflections in the beam is not utilized for the measurement, but rather a part of the directly generated photoluminescence or scattered radiation. The longitudinal surface opposite the sensor elements may be anti-glare or anti-reflection to optimize the device.

Ein bekanntes Verfahren zur Messung der Position eines Lichtbündels in einer Ebene besteht darin, dass in diese Ebene eine Platte in Form einer quadratischen großflächigen Fotodiode angebracht wird. Die Kontaktierung der dem Primärlichtbündel zugewandten Halbleiterschicht (in der Regel die p-dotierte Schicht) erfolgt über vier streifenförmige Elekroden. die entlang den Plattenkanten verlaufen. Die Halbleiterschicht hat einen bestimmten, konstanten Flächenwiderstand, und der vom primärlichtbündel erzeugte Strom verteilt sich nach der Stromteilerregel auf die vier Kontaktelektroden. Die dem primärlichtbündel am nächsten liegende Elektrode erhält den größten Stromanteil. Derartige Bauelemente sind als Lateraleffekt-Fotodioden oder Positionsdioden (PSD, position sensitive diode) bekannt.One Known method for measuring the position of a light beam in One level is that in this level a plate in shape a square large-area photodiode is attached. The contacting of the semiconductor light beam facing the semiconductor layer (usually the p-doped layer) via four strip-shaped electrodes. which run along the edges of the plate. The semiconductor layer has a certain, constant sheet resistance, and the one generated by the primary light beam Electricity is distributed according to the current divider rule on the four contact electrodes. The primary beam at the next lying electrode receives the largest proportion of electricity. Such devices are as lateral effect photodiodes or position diodes (PSD, position sensitive diode) known.

Bei konstantem Flächenwiderstand erhält man einen linearen Zusammenhang zwischen den an den einzelnen Elektroden messbaren Kurzschlussströmen und der Position des primärlichtbündels. Bedingung für Linearität ist außerdem, dass der Strom erhalten bleibt, d. h. dass keine Ladungsträger durch Rekombination verloren gehen. Dies wird dadurch erreicht, dass diese Dioden als pin-Dioden aufgebaut sind, was die Rekombinationsverluste minimiert. Da alle Stromsignale proportional zum Strahlungsfluss des primärlichtbündels sind, können die Ströme so miteinander verrechnet werden, dass das errechnete Positionssignal unabhängig vom Strahlungsfluss des primärlichtbündels ist, d. h. Leistungsschwankungen der Lichtquelle spielen keine Rolle.at constant sheet resistance you get a linear relationship between the at the individual electrodes measurable short-circuit currents and the position of the primary light beam. condition for linearity is also that the electricity is maintained, d. H. that no charge carriers through Lost recombination. This is achieved by having these Diodes are constructed as pin diodes, what the recombination losses minimized. Since all current signals are proportional to the radiation flux of the primary light beam, can the streams be calculated so that the calculated position signal independently from the radiation flux of the primary light beam, d. H. Power fluctuations of the light source are irrelevant.

Derartige Sensoren sind in quadratischer Form als zweidimensionale Positionssensoren mir passender Auswerteelektronik von mehreren Herstellern erhältlich (z. B. SiTek Electro Optics). Es gibt sie auch in Form langer, schmaler Streifen zur eindimensionalen Positionsbestim mung. Seit kurzem sind Positionssensoren auch in Form von großflächigen Fototransistoren erhältlich (SiTek Electro Optics). Diese sind deutlich lichtempfindlicher als Fotodioden.such Sensors are in square form as two-dimensional position sensors suitable evaluation electronics available from several manufacturers (eg. SiTek Electro Optics). They are also in the form of long, narrower ones Strip for one-dimensional position determination. Recently, position sensors also in the form of large-area phototransistors available (SiTek Electro Optics). These are much more sensitive to light than Photodiodes.

Die Vorteile dieser Lateraleffekt-Fotodioden bestehen darin, dass sie bei konstantem Flächenwiderstand sehr linear arbeiten und damit sehr genaue Positionsmessungen ermöglichen. Die Position des Leistungsschwerpunkts des primärlichtbündels kann mit einer Genauigkeit von wenigen Mikrometern bestimmt werden, wobei die örtliche Verteilung der Bestrahlungsstärke im dem durch das Primärlichtbündel erzeugten Lichtfleck praktisch keine Rolle spielt. Die Auswertung der zwei oder vier Stromsignale ist relativ einfach und kann analog-elektronisch oder digital erfolgen.The Advantages of these lateral effect photodiodes are that they at constant sheet resistance work very linearly and thus allow very accurate position measurements. The position of the power center of the primary beam can be accurate be determined by a few micrometers, with the local Distribution of irradiance in the generated by the primary light beam Light spot plays virtually no role. The evaluation of the two or four current signals is relatively simple and can be analog-electronic or digitally.

Die Nachteile der Lateraleffekt-Fotodioden bestehen darin, dass diese hohe Auswertegenauigkeit nur erreicht werden kann, wenn der Flächenwiderstand der p-Schicht sehr konstant gehalten wird. Die Herstellung ist demnach sehr aufwendig und teuer. Wegen der geforderten Gleichmäßigkeit der p-Schicht und der mit der Größe zunehmenden Probleme mir Ladungsträger-Rekombination können diese Bauelemente auch nicht beliebig Groß gemacht werden (maximal ca. 40 mm x 40 mm). Insbesondere ist es nicht möglich, einen ganzen Silizium-Wafer in einen Positionssensor umzuwandeln. Dies bedeutet, dass der Messbereich dieser Sensoren sehr begrenzt ist. Da die Sensorfläche etwa der benötigten Waferfläche entspricht. spielen auch die Materialkosten des Wafers eine große Rolle für die Herstellungskosten des Sensors. Mit zunehmender Sensorfläche steigt die Ausschussquote überproportional; damit steigen auch die Herstellungskosten überproportional.The disadvantages of the lateral effect photodiodes are that this high evaluation accuracy can only be achieved if the sheet resistance of the p-layer is kept very constant. The preparation is therefore very complicated and expensive. Because of the required uniformity of the p-layer and the increasing problems with the size of the recombiner, these components can not be made arbitrarily large (maximum about 40 mm x 40 mm). In particular, it is not possible to convert an entire silicon wafer into a position sensor. This means that the measuring range of these sensors is very limited. Since the sensor surface corresponds approximately to the required wafer area. The material costs of the wafer also play a major role in the manufacturing costs of the sensor. As the sensor area increases, the reject rate increases disproportionately; thus the production costs rise disproportionately.

Ein anderes bekanntes Verfahren zur Messung der Position eines Lichtbündels in einer Ebene besteht darin, dass in diese Ebene eine Platte in Form eines CCD- oder CMOS-Sensors angebracht wird, wie er in Videokameras verwendet wird. Die Auflösung ist durch die Pixelgröße des Sensors (wenige Mikrometer) bestimmt. Die Positionsbestimmung des Primärlichtbündels erfolgt durch Auswertung des Bildsignals, das dieser Sensor liefert. Derartige Sensoren sind hauptsächlich in eindimensionaler Ausführung, d. h. als CCD- oder CMOS-Zeilensensor, gebräuchlich, können aber in dieser Ausführung mehrere cm lang sein und mehr als 10 000 Bildelemente (Pixel) besitzen. Damit sind genaue und schnelle Positionsmessungen möglich.One Another known method for measuring the position of a light beam in One level is that in this level a plate in shape a CCD or CMOS sensor, as in video cameras is used. The resolution is due to the pixel size of the sensor (a few microns) determined. The position determination of the primary light beam takes place by evaluating the image signal that this sensor provides. such Sensors are mainly in one-dimensional design, d. H. As a CCD or CMOS line sensor, common, but can in this embodiment several cm long and have more than 10 000 picture elements (pixels). This allows accurate and fast position measurements.

Der Hauptvorteil dieser Sensoren ist, dass sie potenziell wesentlich schneller sind als Lateraleffekt-Fotodioden. Dies liegt an der großen Sperrschichtkapazität der letzteren. Außerdem lässt sich die Verteilung der Bestrahlungsstärke auf der Sensorfläche messen was bei Positionsdioden nicht möglich ist. Diese Sensoren sind also auch für andere Anwendungen Geeignet.Of the The main advantage of these sensors is that they are potentially essential faster than lateral effect photodiodes. This is due to the large junction capacitance of the latter. Furthermore can the Distribution of irradiance on the sensor surface Measure what is not possible with position diodes. These sensors are also for other applications Suitable.

Als Nachteile sind auch hier der begrenzte Messbereich und der hohe Preis anzusehen. Die Einschränkungen und Probleme bei der Herstellung dieser Sensoren sind ähnlich vie bei Lateraleffekt-Fotodioden. Dazu kommt, dass die Auswertung komplizierter und nur mit Hilfe des Computers mit spezieller Hardware (z. B. Frame grabber) möglich ist.When Disadvantages here too are the limited measuring range and the high Price to watch. The restrictions and problems in the production of these sensors are similar vie with lateral effect photodiodes. In addition, the evaluation is more complicated and only with the help of the computer with special hardware (eg frame grabber) possible is.

Beide Arten herkömmlicher Positionssensoren reagieren auch auf Fremdlicht (Tageslicht, Glühlampen, Leuchtstoffröhren), das auf die Sensorfläche trifft. Dieses führt zu Fehlmessungen. Daher muss Fremdlicht durch Abschirmungen oder Filter vom Sensor ferngehalten werden, wenn es nicht möglich ist, das primärlichtbündel so leistungsstark zu machen, dass das Fremdlicht vernachlässigbar wird (bei CCD- oder CMOS-Sensoren ist aber darauf zu achten, dass sie nicht übersteuert werden). Eine andere Möglichkeit, den Fremdlichteinfluss auszuschalten, besteht darin, das primärlichtbündel zu modulieren und mit elektronischen bzw. digitalen Filtern oder mit einem Lock-In-Verstärker nur den Signalanteil mit der richtigen Modulationsfrequenz zu detektieren.Both Types of conventional Position sensors also react to extraneous light (daylight, incandescent lamps, Fluorescent tubes) which hits the sensor surface. This leads to incorrect measurements. Therefore, extraneous light has to be shielded or shielded Filters are kept away from the sensor when it is not possible the primary light bundle like that To make powerful that the extraneous light negligible (with CCD or CMOS sensors, however, make sure that she does not oversteer become). Another possibility, To switch off the influence of extraneous light is to close the primary light beam modulate and with electronic or digital filters or with a Lock-in amplifier only to detect the signal component with the correct modulation frequency.

VORTEILE DER ERFINDUNGADVANTAGES OF INVENTION

Die Erfindung zielt daraufhin ab, einen Positionssensor mit deutlich größerem Messbereich zu schaffen. Sensorplatten mit Kantenlängen von einigen 10 Zentimetern sind möglich, wenn eine hinreichend intensive Lichtquelle zur Verfügung steht. Die benötigten Materialien und Bauteile sind sehr billig und leicht zu bearbeiten. Es stehen auch kostengünstige Sensorelemente zur Verfügung (insbesondere Solarzellen). Die Herstellung eines kompletten großflächigen Sensors ist nach dem Stand der Technik mit niedrigen Kosten möglich.The Invention aims to provide a position sensor with clear larger measuring range to accomplish. Sensor plates with edge lengths of some 10 centimeters are possible, when a sufficiently intense light source is available. The necessities Materials and components are very cheap and easy to work with. There are also cost-effective Sensor elements available (especially solar cells). The production of a complete large-area sensor is possible according to the state of the art with low costs.

Wird ein Plattenmaterial verwendet, das einen wesentlichen Anteil des primärlichtbündels unbeeinflusst durchlässt, dann kann die Position des primärlichtbündels mit einem zweiten Sensor in einer zweiten Ebene bestimmt werden. Aus diesen beiden Messungen können der Ort und der Winkel des primärlichtbündels im Raum dreidimensional bestimmt werden.Becomes used a plate material which is a substantial proportion of the primary beam unaffected to pass through, then the position of the primary light beam with a second sensor in a second plane. Out These two measurements can the location and angle of the primary beam in the Space to be determined three-dimensionally.

Als Nachteil des erfindungsgemäßen Positionssensors ist anzuführen, dass der Strahlungsfluss des Photolumineszenz- oder Streulichts auf dem Weg vom Auftreffort des primärlichtbündels zur Kante nicht vollständig erhalten bleibt. Durch Absorption und Streuung geht ein Teil verloren. Der Zusammenhang zwischen der Bestrahlungsstärke auf einem Sensorelement und dem Abstand desselben zum Auftreffort des primärlichtbündels ist nicht linear. Dies hat Einfluss auf die Messgenauigkeit des Sensors. Außerdem muss der Sensor kalibriert werden. Die Auswertung der Sensorsignale erfolgt also zweckmäßigerweise mit Hilfe eines Mikroprozessors oder eines PC.When Disadvantage of the position sensor according to the invention should be mentioned that the radiation flux of the photoluminescent or scattered light not completely preserved on the way from the point of incidence of the primary beam to the edge remains. Through absorption and scattering a part is lost. Of the Relationship between the irradiance on a sensor element and the distance thereof to the point of incidence of the primary light beam not linear. This has an influence on the measuring accuracy of the sensor. In addition, must the sensor can be calibrated. The evaluation of the sensor signals takes place So appropriately with the help of a microprocessor or a PC.

Auf Fremdlicht reagiert der erfindungsgemäße Sensor unempfindlicher als die dem Stand der Technik entsprechenden Sensoren. Dieses Fremdlicht ist meist breitbandig, und im Falle eines auf Photolumineszenz beruhenden Positionssensors trägt nur ein Teil des Spektrums zur Photolumineszenzanregung bei, wohingegen ein auf einer Fotodiode basierender Sensor einen breiten Wellenlängenempfindlichkeitsbereich hat. Im Falle eines auf Streuung beruhenden Positionssensors ist der Anteil der gestreuten Strahlung ebenfalls stark wellenlängenabhängig. Der Anteil am Fremdlichtspektrum, der langwelliger ist als das Primärlichtbündel, wird weniger stark gestreut als der letztere. Die Abhilfemaßnahmen gegenüber Fremdlicht sind im übrigen dieselben wie bei Lateraleffekt-Dioden.For extraneous light sensor of the invention reacts less sensitive than the prior art sensors. This extraneous light is usually broadband, and in the case of a photoluminescence-based position sensor, only a part of the spectrum contributes to photoluminescence excitation, whereas a photodiode-based sensor has a broad wavelength sensitivity range. In the case of a scattering-based position sensor, the proportion of the scattered radiation is also strongly wavelength-dependent. The proportion of the external light spectrum, the long Wavy than the primary beam is less scattered than the latter. The remedies for extraneous light are otherwise the same as for lateral effect diodes.

Es ergeben sich folgende Vorteile dieses neuartigen erfindungsgemäßen Positionssensors:

– Der ein- oder zweidimensionale Messbereich ist deutlich größer als bei dem Stand der Technik entsprechenden Positionssensoren.
– Die Materialien und Herstellungsverfahren sind billig.
– Der Sensor kann mechanisch robust gestaltet werden.
– Mit zwei geeignet ausgeführten Sensoren in unterschiedlichen Ebenen kann die räumliche Lage des primärlichtbündels (Ort und der Winkel) simultan bestimmt werden.

This results in the following advantages of this novel position sensor according to the invention:

- The one- or two-dimensional measuring range is significantly larger than in the prior art corresponding position sensors.
- The materials and manufacturing processes are cheap.
- The sensor can be made mechanically robust.
- With two suitably designed sensors in different planes, the spatial position of the primary light beam (location and angle) can be determined simultaneously.

Anwendungsmöglichkeiten für einen derartigen Sensor sind z. B.

– berührungslose Messung und Regelung von Verschiebungen und Drehungen
– Justieraufgaben mit festen oder variablen Zielwerten
– Messungen und Regelung von Bahnen im Raum
– Positionsbestimmung von Teilen oder Bohrungen Dieser Sensor ist für den Betrieb in rauer industrieller Umgebung geeignet.

Applications for such a sensor are z. B.

- Non-contact measurement and control of displacements and rotations
- Adjustment tasks with fixed or variable target values
- Measurements and regulation of trains in the room
- Positioning Parts or Holes This sensor is suitable for use in harsh industrial environments.

Claims

Method for measuring the position of a light beam in a plane, characterized in that in this plane an optical element in the form of a plane-parallel or nearly plane-parallel plate made of a material is applied, which absorbs the incident light wholly or partially and converts it into photoluminescence radiation, in particular fluorescence radiation ,

Method for measuring the position of a light beam in one level. characterized in that in this plane an optical Element in the form of a plane-parallel or nearly plane-parallel Plate is made of a material that the irradiated Light partially scatters.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to claim 1 or 2, characterized in that created in the plane-parallel or nearly plane-parallel plate Photoluminescence or scattered radiation in the plate by reflection. in particular total reflection at the plate surfaces led to the plate edges becomes.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that attached to the plate edges photoelectric sensor elements are the incident photoluminescence or scattered radiation convert into electrical signals.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the position of the light beam in the plate plane by evaluation of the electrical signals of the sensor elements is calculated.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the transmission of photoluminescence or scattered radiation in the Plate by a suitable coating of the plate surface is done or favors becomes.

Method for measuring the position of a light beam in a plane according to claim 6, characterized in that this Coating the plate surface is multilayered.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that as photoelectric sensor elements photoresistors, photodiodes, photoelements, Solar cells, phototransistors or CCD or CMOS line sensors be used.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the electrical signals of the sensor elements with a suitable be prepared electronic circuit.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the electrical signals of the sensor elements directly or after preparation by a suitable electronic scarf device analog-electronic, be evaluated with a microprocessor or with a computer, for the information about the position of the primary light beam too receive.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that Loss of light due to reflection at the edges of the plate by a suitable coating of the plate edges can be reduced.

Method for measuring the position of a light beam in a plane according to claim 11, characterized in that this coating is the Plate edge is multi-layered.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that Loss of light due to reflection at the photosensitive surface of the Sensor elements reduced by a suitable coating of this area become.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to claim 13, characterized in that this Coating of the photosensitive surface of the sensor elements in multiple layers is.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that Loss of light due to reflection at the edges of the plate and / or on the photosensitive surface the sensor elements are reduced by the fact that the gap between plate edge and sensor element with a transparent Substance is replenished, their refractive index between that of the plate and that the sensor element is located.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 15, characterized in that the plate is designed as a long, narrow strip or bar, mounted on the end faces photoelectric sensor elements are whose signals used for one-dimensional position determination of the primary light beam become.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 15, characterized in that the plate is designed as a long, narrow strip or bar, in which on at least one longitudinal side photoelectric sensor elements are attached, their signals for one-dimensional position determination of the primary light beam used become.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to claim 16 or 17, characterized in that at least one of the not provided with sensor elements surfaces of Strip or beam mirrored with a suitable coating or is anti-reflective.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 18, characterized in that at least two plates, strips or bars with sensor elements are mounted in different planes, both of which are irradiated by the primary light beam wherein at least one of the elements unscattered a portion of the primary light beam lets happen.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to claim 19, characterized in that the electrical Signals of the sensor elements of all plates, strips or bars with be prepared a suitable electronic circuit.

Method for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 19 or 20, characterized in that the electrical signals of the sensor elements of all plates directly or after preparation by a suitable electronic circuit analog-electronic, with a microprocessor or with a computer be evaluated to the information about multiple positions of the primary light beam in different Get levels.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 21, characterized in that in this plane an optical element in the form of a plane-parallel or nearly plane-parallel plate made of a material attached which completely or partially absorbs the incident light and in photoluminescent radiation, in particular fluorescence radiation implements.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 21, characterized in that in this plane an optical element in the form of a plane-parallel or nearly plane-parallel plate made of a material attached is that partially scatters the incident light.

Arrangement for measuring the position of a light beam in a plane of at least one of claims 1 to 23, characterized that in the plane-parallel or nearly plane-parallel plate produced photoluminescence or scattered radiation in the plate Reflection, in particular total reflection at the plate surfaces too the plate edges is passed.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 24, characterized in that attached to the plate edges photoelectric sensor elements are the incident photoluminescence or scattered radiation convert into electrical signals.

Arrangement for measuring the position of a light beam in a plane according to at least one of claims 1 to 25, characterized in that the position of the light beam in the Plattenebe ne is calculated by evaluating the electrical signals of the sensor elements.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 26, characterized in that the transmission of photoluminescence or scattered radiation in the Plate by a suitable coating of the plate surface is done or favors becomes.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to claim 27, characterized in that Coating the plate surface is multilayered.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 28, characterized in that as photoelectric sensor elements photoresistors, photodiodes, photoelements, Solar cells, phototransistors or CCD or CMOS line sensors be used.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 29, characterized in that the electrical signals of the sensor elements with a suitable be prepared electronic circuit.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 30, characterized in that the electrical signals of the sensor elements directly or after preparation by a suitable electronic circuit analog-electronic, be evaluated with a microprocessor or with a computer, for the information about the position of the primary light beam too receive.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 31, characterized in that Loss of light due to reflection at the edges of the plate by a suitable coating of the plate edges can be reduced.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to claim 32, characterized in that this Coating the plate edge is multi-layered.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 33, characterized in that Loss of light due to reflection at the photosensitive surface of the Sensor elements reduced by a suitable coating of this area become.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to claim 34, characterized in that this Coating of the photosensitive surface of the sensor elements in multiple layers is.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 35, characterized in that Loss of light due to reflection at the edges of the plate and / or on the photosensitive surface the sensor elements are reduced by the fact that the gap between plate edge and sensor element with a transparent Substance is replenished, their refractive index between that of the plate and that the sensor element is located.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 36, characterized in that the plate is designed as a long narrow strip or bar, mounted on the end faces photoelectric sensor elements are whose signals used for one-dimensional position determination of the primary light beam become.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 36, characterized in that the plate is designed as a long narrow strip or bar, in which on at least one longitudinal side photoelectric sensor elements are attached, their signals for one-dimensional position determination of the primary light beam used become.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 38, characterized in that at least one of the surfaces not provided with sensor elements Strip or beam with a suitable coating or mirrored is anti-reflective.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 1 to 39, characterized in that at least two plates strip or bar with sensor elements are mounted in different levels. Both are irradiated by the primary light beam wherein at least one of the elements unscattered a portion of the primary light beam lets happen.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to claim 40, characterized in that the electrical Signals of the sensor elements of all plates, strips or bars with be prepared a suitable electronic circuit.

Arrangement for measuring the position of a light beam in A plane according to at least one of claims 40 or 41, characterized in that the electrical signals of the sensor elements of all plates directly or after preparation by a suitable electronic circuit analog-electronic, with a microprocessor or with a Com computer be evaluated to the information about multiple positions of the Primary light bundle in different Get levels.