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Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Positionsdetektor zur Ermittlung der Winkelstellung eines Drehelements, wie es beispielsweise in Galvanometer-Antrieben zum Einsatz kommt. Neben der Bewegung von Leseköpfen in Festplattenspeichern und CD-Spielern kommen Galvanometer-Antriebe insbesondere zur Drehung von Spiegeln in (Laser-)Scanvorrichtungen zum Einsatz. Solche Scanvorrichtungen werden beispielsweise auf dem Gebiet der generativen Fertigungsverfahren eingesetzt, wo ein Laserstrahl auf ausgewählte Stellen einer Schicht eines Baumaterials gelenkt wird, um selektiv das Baumaterial zu verfestigen. Hierzu ist ein Ablenkspiegel an einer drehbar angeordneten Welle befestigt, wodurch die Auftreffstelle des abgelenkten Laserstrahls mittels Drehen des Spiegels beeinflusst werden kann. Es ist offensichtlich, dass für eine hohe Fertigungsgenauigkeit die Drehposition des Spiegels möglichst exakt eingestellt werden muss und ständig überprüft werden muss.
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Eine Überprüfung der Winkelstellung erfolgt normalerweise mit einem Positionsdetektor, der die Winkelstellung ermittelt. Für eine hohe Messgenauigkeit solch eines Detektors ist eine gute Temperaturstabilität, ein hohes Signal-/Rausch-Verhältnis und eine gute Reproduzierbarkeit der ausgegebenen Werte erforderlich. Im Hinblick auf die Betriebsgeschwindigkeit ist es erforderlich, dass durch das Hinzufügen des Sensors die bewegte Masse bei der Drehung nicht wesentlich erhöht wird. Im Hinblick auf die Handhabbarkeit ist ebenfalls eine geringe Baugröße solch eines Detektors von Vorteil.
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Nachdem in der Vergangenheit hauptsächlich kapazitive Positionsdetektoren eingesetzt wurden, geht in letzter Zeit der Trend zu optischen Positionsdetektoren, da diese tendenziell kostengünstiger und kleiner hergestellt werden können.
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Das generelle Wirkprinzip solch eines optischen Detektors besteht darin, dass man Licht auf einen Sensor fallen lässt, wobei in Abhängigkeit von einer Winkelstellung einer Welle unterschiedliche Bereiche der Sensorfläche abgedeckt sind. Dadurch erhält man eine Korrelation zwischen dem vom Lichtsensorbereich ausgegebenen Signal und der Winkelstellung der Drehwelle.
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Ein Beispiel solch eines Sensors ist in dem europäischen Patent
EP 1 071 929 B1 beschrieben. Bei dem Positionsdetektor gemäß
EP 1 071 929 B1 , der mit Bezug auf
4 und
5 beschrieben wird, ist eine Drehwelle
114 in einem Gehäuse
116 untergebracht und dort mittels der Lager
118 und
120 drehbar gelagert. Ein Drehspiegel ist an dem einen Ende
125 der Welle
114 angebracht. An dem anderen Ende
132 der Welle befindet sich der Positionsdetektor
112. Letzterer besteht aus einem Detektorgehäuse
121, in dem Fotosensoren
134,
136,
138 und
140, ein Lichtblockierelement
130 sowie eine LED-Lichtquelle
146 untergebracht sind. Während die LED-Lichtquelle
146 und die Fotosensoren
134,
136,
138,
140 ortsfest sind, ist das Lichtblockierelement
130 mit der Drehwelle
114 verbunden.
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Wie insbesondere der 5 zu entnehmen ist, sind die kreisringsegmentförmigen Fotosensoren 134, 136, 138, 140 symmetrisch um die Drehwelle herum angeordnet. Das Lichtblockierelement 130 hat die Gestalt einer Krawattenschleife (üblicherweise als ”Butterfly” bezeichnet) und überdeckt in Abhängigkeit von seiner Winkelstellung unterschiedliche Teilbereiche der Fotosensoren.
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Die Messgenauigkeit bei solch einem Positionsdetektor wird durch Radial- und Axialbewegungen der Welle beeinträchtigt.
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Um ein möglichst hohes Signal-/Rauschverhältnis zu erzielen, wird in
EP 1 071 929 B1 eine Weitwinkel-LED verwendet, welche möglichst nahe an den Fotosensoren angeordnet ist, so dass möglichst viel Licht von der Lichtquelle ohne weitere dazwischenliegende optische Elemente auf die Fotosensoren einfallen kann. Solch ein Aufbau hat auch den weiteren Vorteil, dass er sehr kompakt ist. Für eine erhöhte Unempfindlichkeit gegenüber radialen Bewegungen der Welle
114 werden bei der Fotosensorauslese die Signale zweier einander gegenüberliegender Fotosensoren aufsummiert und die dadurch erhaltenen beiden Summensignale den unterschiedlichen Eingängen eines Differenzverstärkers zugeführt.
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Grundvoraussetzung für den oben beschriebenen Positionsdetektor des Standes der Technik ist das Vorhandensein einer Weitwinkel-LED, welche möglichst homogen in alle Winkelrichtungen abstrahlt. Da solch eine Homogenität bei Weitwinkel-LEDs nur in eingeschränktem Maße erzielbar ist, besteht die Gefahr, dass die unterschiedlichen Fotosensoren unterschiedliche Ausgangssignale liefern, da sie unterschiedlich viel Licht erhalten, was letztendlich zu einer verringerten Genauigkeit der Winkelmessung, insbesondere zu einer ungenügenden Linearität, führt.
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Die europäische Patentanmeldung
EP 1 295 090 31 beschreibt einen Positionsdetektor, bei dem die Homogenität des auf die Fotosensoren auffallenden Lichts verbessert werden soll.
6 zeigt den Aufbau eines entsprechenden Positionsdetektors. Bei diesem ist wiederum ein Lichtblockierelement
205 mit einer Drehwelle
206 verbunden, während Lichtsensoren
220 und zwei Lichtquellen
203 und
204 ortsfest sind. Die beiden Lichtquellen sind dabei unmittelbar benachbart zu den Fotosensoren
220 angeordnet und strahlen ihr Licht am Lichtblockierelement
205 vorbei auf eine diffus reflektierende Oberfläche des Detektorgehäuses
224, von wo es diffus zu den Fotosensoren
220 hin reflektiert wird.
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Obwohl bei dem Positionsdetektor gemäß
EP 1 295 090 31 für eine homogenere Ausleuchtung gesorgt ist, gibt es dennoch die folgenden Probleme:
- – Zum Einen gelangt durch die diffus reflektierende Oberfläche des Detektorgehäuses in unterschiedlichem Maße Streulicht auf unterschiedliche Teilflächen der Fotosensoren 220, was zu einer gewissen Inhomogenität führt.
- – Zum Anderen führt die Anordnung der Lichtquellen unmittelbar benachbart zu den Fotosensoren dazu, dass eine Temperaturerhöhung im Bereich der Fotosensoren stattfindet. Obwohl in EP 1 295 090 B1 die beiden Lichtquellen symmetrisch zu der Drehachse angeordnet sind, kann es nichtsdestotrotz zu Temperaturinhomogenitäten im Bereich der Fotosensoren kommen. Es sei hier angemerkt, dass das letztgenannte Problem der Temperaturinhomogenitäten auch bei dem Positionsdetektor gemäß EP 1 071 929 B1 auftreten kann, weshalb die einzige Lichtquelle 146 aus Symmetriegründen bewusst auf der Drehachse der Welle 114 angeordnet ist. Schließlich kommt es bei Verwendung von mehr als einer Lichtquelle vor, dass die unterschiedlichen Lichtquellen unterschiedlich altern und dadurch nach einer gewissen Zeit unterschiedliche Lichtmengen abstrahlen, was ebenfalls zu einer Inhomogenität führt.
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Angesichts der geschilderten Probleme bei den bekannten Detektoren ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Positionsdetektor bereitzustellen, der eine hohe Linearität in Verbindung mit einer guten Temperaturstabilität und geringen Abmessungen aufweist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Positionsdetektor nach Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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1 zeigt einen seitlichen Querschnitt durch einen Positionsdetektor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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2 zeigt eine Draufsicht auf jenen Abschnitt des in 1 gezeigten Positionsdetektors, in dem sich das Detektorelement und das Lichtblockierelement befinden.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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4 und
5 zeigen Positionsdetektoren gemäß dem Stand der Technik nach
EP 1 071 929 31 in einer seitlichen Schnittansicht und in einer Draufsicht auf die im Positionsdetektor verwendeten Fotosensoren.
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6 zeigt einen Positionsdetektor gemäß dem Stand der Technik nach
EP 1 295 090 31 .
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 zeigt dabei einen seitlichen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Positionsdetektor, während 2 eine Draufsicht auf den Detektorabschnitt mit den Fotosensoren und dem Lichtblockierelement zeigt. In 2 ist eine Schnittlinie Sl-Sl dargestellt, die die Lage der Querschnittsebene in 1 andeuten soll.
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Bezug nehmend auf 1 sind in einem Gehäusezylinder 8 eine Leiterplatine 9, Fotosensoren 19, 20, eine Blendenmaske 10 und ein Lichtblockierelement 5 übereinander angeordnet. Es sei bemerkt, dass in 1 die Fotosensoren 19, 20 lediglich zum besseren Verständnis gezeigt sind. Streng genommen wäre entlang der in 2 dargestellten Schnittlinie kein Fotosensor sichtbar. Der Gehäusezylinder 8 mit den übrigen soeben beschriebenen Teilen kann in einer Weise analog zu dem Aufbau von 6 mit einer Drehwelle, an der beispielsweise ein Galvanometer-Spiegel befestigt sein kann, verbunden sein. Die Drehwelle wäre dabei unterhalb des Aufbaus in 1 so angeordnet, dass ihre Drehachse A in vertikaler Richtung mittig durch die Befestigungsschraube 12 in 1 hindurchgeht. Mittels der Befestigungsschraube 12 ist dabei das Lichtblockierelement 5 an der Drehwelle so befestigt, dass es sich mit der Drehwelle drehen kann, während die Leiterplatine 9, die Fotosensoren 18, 19, 20 und 21 und die Blendenmaske 10 ortsfest sind.
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Wie man der 2 entnehmen kann, sind als Detektorelement vier Fotosensoren 18, 19, 20, 21 um die Längsachse der Welle herum symmetrisch angeordnet und auch das Lichtblockierelement 5, bei dem es sich in gleicher Weise wie beim Stand der Technik um ein krawattenschleifenförmiges (Butterfly)-Element handelt, ist so positioniert, dass seine Symmetrieachse mit der Längsachse der Welle zusammenfällt. Die Blendenmaske 10 deckt die Fotosensoren 18, 19, 20, 21 teilweise ab und weist über jedem der Fotosensoren eine kreisringsegmentförmige Ausnehmung auf. Die Form der kreisringsegmentförmigen Ausnehmung ist an die Form des Lichtblockierelements 5 angepasst, wobei der äußere Rand des Lichtblockierelements 5 einen größeren Abstand zur Längsachse A der Drehwelle aufweist als der äußere Rand eines Kreisringsegments.
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Es sei bemerkt, dass man auf die Blendenmaske 10 auch verzichten kann. In diesem Fall weisen dann die Fotosensoren 18, 19, 20, 21 selbst jeweils eine kreisringsegmentförmige Gestalt auf, wobei der äußere Rand des Lichtblockierelements 5 einen größeren Abstand zur Längsachse A der Drehwelle aufweist als der äußere Rand eines Kreisringsegments.
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Durch die soeben beschriebene Formgebung von Lichtblockierelement
5 und kreisringsegmentförmigen Ausnehmungen in der Blendenmaske
10 wird die Empfindlichkeit des Positionsdetektors gegenüber Radialbewegungen der Welle (also senkrecht zur Längsachse der Drehwelle) herabgesetzt. Für eine Verminderung der Empfindlichkeit gegenüber diesen Radialbewegungen sind wie beim Stand der Technik, beispielsweise wie in
EP 1 071 929 B1 beschrieben, einander gegenüberliegende Fotosensoren (beispielsweise in
2 die Sensoren
19 und
20) so miteinander verbunden, dass ihre Ausgangssignale aufsummiert werden. Die Summensignale des Paares der Fotosensoren
19 und
20 und des Paares der Fotosensoren
18 und
21 werden dann den unterschiedlichen Eingängen eines Differenzverstärkers zugeführt wie beim Stand der Technik. Die Fotosensoren sind dabei in bekannter Weise über eine elektrische Verdrahtung auf der Leiterplatine
9 mit der Ausleseelektronik, die nicht gezeigt ist, verbunden. Die elektronische Weiterarbeitung der Detektorsignale kann wie beim Stand der Technik, wie er beispielsweise in
EP 1 071 929 B1 beschrieben ist, erfolgen.
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Wie weiterhin in 1 gezeigt ist, ist eine einzelne Beleuchtungsquelle 13 seitlich oberhalb des Zylindergehäuses 8 in einem Lichtquellengehäuse 11 angeordnet. Ein Reflektor 7 ist so angebracht, dass er oberhalb des Zylindergehäuses 8 und des Lichtblockierelements 5 angeordnet ist. Der Reflektor 7 ist bevorzugt ein ebener Reflektor, der in der Lage ist, von der Beleuchtungsquelle 13 emittiertes Licht spiegelnd auf die Fotosensoren 18, 19, 20 und 21 zu reflektieren. Obwohl dies nicht zwangsläufig so sein muss, so erstreckt sich bevorzugt der Reflektor 7 vom Zylindergehäuse 8 so zum Lichtquellengehäuse 11, dass durch das Zylindergehäuse 8, das Lichtquellengehäuse 11 und den Reflektor 7 der Positionsdetektor nach außen abgeschlossen ist.
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Als Beleuchtungsquelle 13 kann im vorliegenden Fall eine LED-Lichtquelle 3 verwendet werden. Falls diese einen kleinen Abstrahlwinkel aufweist, sind keine weiteren optischen Elemente für eine Begrenzung der Divergenz der von dieser Lichtquelle emittierten Lichtstrahlung notwendig. Der Abstrahlwinkel ist hierbei als der Winkelbereich definiert, innerhalb dessen die Lichtstärke größer oder gleich der Hälfte der Maximal-Lichtstärke ist, wobei die Richtung, in der mit der Maximal-Lichtstärke emittiert wird, normalerweise als 0°-Richtung angenommen wird und der in dieser Richtung emittierte Lichtstrahl in dieser Anmeldung als ”Mittenstrahl” bezeichnet wird. Als LED-Lichtquelle 3 kann hierbei eine kommerziell erhältliche LED oder aber auch eine Laserdiode verwendet werden.
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LEDs oder aber auch Laserdioden, die für die vorliegende Erfindung verwendet werden können, können bereits Linsen- oder Blendenelemente enthalten. Unabhängig davon, kann zusätzlich als Teil der Beleuchtungsquelle 13 zwischen Reflektor 7 und Lichtquelle eine Blende 4 vorhanden sein, die für eine Begrenzung des Winkelbereichs des von der Lichtquelle emittierten Lichts, also eine Begrenzung der Divergenz des auf den Reflektor 7 auftreffenden Lichts, sorgt. Bevorzugt sollte dennoch der Abstrahlwinkel der Lichtquelle 3 nicht allzu groß sein, damit nicht zuviel Licht durch die Blende 4 abgeblockt wird und dadurch verloren geht.
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Die vorliegende Erfindung macht es sich zunutze, dass das innerhalb eines kleinen Winkelbereichs emittierte Licht einer Lichtquelle eine homogenere Intensitätsverteilung aufweist als das Licht einer Weitwinkelquelle. Dies führt dazu, dass unterschiedliche Bereiche der Fotosensoren die gleiche Lichtintensität pro Flächeneinheit erhalten. Da das Licht, das die Fotosensoren erreicht, eine geringere Divergenz als beim Stand der Technik aufweist, ist der Positionsdetektor auch unempfindlicher gegenüber axialen Verschiebungen der Drehwelle. In der 1 würde eine axiale Verschiebung zu einer Vertikalbewegung der Schraube 12 und des Lichtblockierelements 5 führen.
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Es sei erwähnt, dass eine Begrenzung des Winkelbereichs des Lichts, das zu dem Detektorelement gelenkt wird, auch dadurch bewerkstelligt werden kann, dass der Reflektor selbst aufgrund seiner begrenzten Größe nur Licht, das von der Beleuchtungsquelle in einen bestimmten Raumwinkelbereich abgestrahlt wird, reflektiert. Solch ein Vorgehen hat aber den Nachteil, dass Licht, welches von der Beleuchtungsquelle in andere Raumwinkelbereiche emittiert wird, ungenutzt bleibt und schlimmstenfalls durch unerwünschte Reflexion z. B. am Gehäuse zu Streulicht auf dem Detektorelement und damit zu einer Verschlechterung des Signal/Rausch-Verhältnisses führt.
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Ferner sei noch betont, dass es für die vorliegende Erfindung wichtig ist, dass nur eine einzige Beleuchtungsquelle verwendet wird und nicht eine Mehrzahl von Beleuchtungsquellen. Der Grund hierfür ist, dass wenn das Detektorelement 18, 19, 20, 21 von einer Mehrzahl von Beleuchtungsquellen beleuchtet wird, ein unterschiedliches Alterungsverhalten der unterschiedlichen Beleuchtungsquellen im Laufe der Zeit dazu führt, dass unterschiedliche Bereiche des Detektorelements unterschiedliche viel Licht erhalten, was zu einer Verschlechterung der Linearität des Positionsdetektors führt. Bevorzugt enthält aus demselben Grund die einzelne Beleuchtungsquelle 13 nur eine einzelne Lichtquelle 3.
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Durch die Verwendung des Reflektors 7 wird der optische Weg des Lichts verlängert, so dass es trotz enger Winkelverteilung des von der Beleuchtungsquelle 13 emittierten Lichts möglich ist, die Fotosensoren vollständig auszuleuchten. Gleichzeitig ist durch die Verwendung des Reflektors 7 der Aufbau kompakt, insbesondere deshalb, weil der Reflektor 7 und die Beleuchtungsquelle so zueinander ausgerichtet sind, dass der Einfallswinkel des Mittenstrahls des von der Beleuchtungsquelle emittierten Lichtkegels auf den Reflektor kleiner oder gleich 60°, bevorzugt kleiner oder gleich 45° und in einer speziellen Abwandlung kleiner oder gleich 25° ist.
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Durch den gewählten Aufbau wird die Ausdehnung des Positionsdetektors in einer Verlängerungsrichtung der Drehachse der Welle begrenzt. Durch die Anordnung der Lichtquelle 3 seitlich oberhalb der Fotosensoren, bevorzugt außerhalb des äußeren Randes des Lichtblockierelements 5 ausgehend von der Drehachse A, und die Schrägstellung des Reflektors 7 gegenüber der Ebene der Fotosensoren und der Ebene des Lichtblockierelements 5 kann somit ein Kompromiss zwischen langem optischem Weg und kompaktem Aufbau gefunden werden.
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Bevorzugt schließt der Reflektor 7 mit der Ebene der Fotosensoren bzw. der Ebene des Lichtblockierelements 5 einen Winkel zwischen 35° und 45° ein.
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Die Verwendung der Blende 4 bzw. die Verwendung einer Lichtquelle mit kleinem Abstrahlwinkel bewirkt, dass möglichst wenig Licht an anderen Flächen als der Fläche des Reflektors 7 zu den Fotosensoren 18, 19, 20 und 21 hin reflektiert wird. Falls die Anordnung und/oder der große Abstrahlwinkel der Lichtquelle dies erfordern, kann mit der Blende 4 ebenfalls bewirkt werden, dass kein Licht von der Lichtquelle die Fotosensoren 18, 19, 20, 21 auf direktem Wege (also ohne Reflexion) erreicht.
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Im Ergebnis fällt in kontrollierter Weise Licht auf die Fotosensoren und das Signal-/Rauschverhältnis und die Linearität werden verbessert. Insbesondere fällt das Licht vom Reflektor unter kontrollierten Winkeln auf die Fotosensoren, was auch unerwünschte Reflexionen an der Blendenmaske 10 und dem Lichtblockierelement 5 vermindert.
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Unterschiedlich zum Stand der Technik ist die Lichtquelle entfernt von den Fotosensoren angeordnet, wodurch der Wärmeeintrag von der Lichtquelle zu den Fotosensoren vermindert ist und als Folge davon eine Temperaturdrift der Ausgangssignale der Fotosensoren vermindert ist. Des Weiteren werden dadurch auch elektromagnetische Störungen durch die Lichtquelle, die die Auswertung der Signale von den Fotosensoren beeinträchtigen, reduziert. Bevorzugt ist die Lichtquelle 3 an einer Position angeordnet, die in Richtung der Drehachse A näher zu dem reflektierenden Element 7 hin liegt als das Detektorelement, besonders bevorzugt an einer Position in Richtung der Drehachse A näher zu dem reflektierenden Element 7 hin liegt als das Lichtblockierelement 5.
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Obwohl dies in den Figuren nicht gezeigt ist, kann die Beleuchtungsquelle 13 weiterhin an Stelle oder zusätzlich zu der Blende 4 zwischen der Lichtquelle 3 und dem Reflektor 7 eine Linse als Divergenzbegrenzungselement aufweisen, das für eine Begrenzung der Divergenz bzw. eine Kollimation des Lichtes von der Lichtquelle sorgt.
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Bevorzugt liegt der Abstrahlwinkel der die Lichtquelle 3 und optional die Blende 4 und/oder Linse enthaltenden Beleuchtungsquelle zwischen 15° und 60°. Der Abstrahlwinkel kann beispielsweise einen Wert von ca. 25°, ca. 30°, ca. 45° oder ca. 60° aufweisen. Besonders bevorzugt sind kleine Werte.
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Gemäß der beschriebenen Ausführungsform wird lediglich eine einzelne Beleuchtungsquelle für die Beleuchtung verwendet. Dadurch kann nicht das Problem einer unterschiedlichen Alterung unterschiedlicher Beleuchtungsquellen bzw. eines unterschiedlichen Verhaltens unterschiedlicher Beleuchtungsquellen auftreten und Schwankungen der Gesamtlichtintensität führen nicht zu einer inhomogenen Ausleuchtung der Fotosensoren. Die Verwendung lediglich einer einzelnen Beleuchtungsquelle ist insbesondere auch auf Grund der Verwendung von spiegelnder Reflexion möglich, da Verluste durch Absorption vernachlässigt werden können.
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Weiterhin ist die Erfindung nicht auf die ”Butterfly”-Gestalt des Lichtblockierelements 5 eingeschränkt, sondern funktioniert auch mit Lichtblockierelementen anderer Gestalt.
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Als Fotosensoren
18,
19,
20,
21 können Spaltdioden verwendet werden. Für die Erfindung ist jedoch nicht zwingend notwendig, dass Spaltdioden verwendet werden. Es ist auch möglich, andere Arten von Fotosensoren zu verwenden. Ebenso müssen nicht zwangsweise vier Fotosensoren verwendet werden und die Auswertung der Signale der Fotosensoren kann alternativ zu dem oben beschriebenen Vorgehen, das analog zu
EP 1 071 929 B1 oder
EP 1 295 090 B1 ist, auch in anderer Weise erfolgen.
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3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der die Beleuchtungsquelle auf der Leiterplatine 9 lateral neben den Fotosensoren angeordnet ist. Damit auch in diesem Fall für einen kompakten Aufbau gesorgt ist, werden zwei Reflektoren 7 verwendet, deren Spiegelebenen bevorzugt einen Winkel von ca. 90° einschließen. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass für die elektrische Ansteuerung der Fotosensoren und der Lichtquelle ein und dieselbe Leiterplatine verwendet werden kann. Da die Lichtquelle lateral von den Fotosensoren beabstandet ist, ist dennoch für eine hinreichende Reduzierung des Wärmeeintrags von der Lichtquelle gesorgt. Besonders bevorzugt schließen bei dieser Ausführungsform die beiden Reflektoren 7 jeweils einen Winkel von ca. 45° mit der Ebene der Fotosensoren bzw. der Ebene des Lichtblockierelements 5 ein. Abgesehen von dem Vorhandensein von zwei Reflektoren 7 können die für die Ausführungsform von 1 beschriebenen Merkmale und Abwandlungen ebenfalls auf die Ausführungsform von 3 angewendet werden, sofern dies nicht durch das Vorhandensein von mehr als einem Reflektor 7 unmöglich gemacht wird.
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Obwohl dies bei der obigen Beschreibung nicht explizit erwähnt wurde und auch nicht zwingend notwendig ist, sollte doch bevorzugt der Mittenstrahl des von der Beleuchtungsquelle 13 emittierten Lichtkegels nach der Reflexion am Reflektor 7 bevorzugt senkrecht auf das Detektorelement auftreffen. Der Grund hierfür ist, dass bei schrägem Einfall das Lichtblockierelement nicht homogen das Detektorelement abschattet. Auch wenn dies ebenfalls nicht zwingend notwendig ist, sollte weiterhin bevorzugt der Mittenstrahl nach der Reflexion am Reflektor 7 zentral auf das Detektorelement gerichtet sein, idealerweise auf die Mitte der Befestigungsschraube 12. Durch diese Vorgehensweise wird sichergestellt, dass das Detektorelement möglichst homogen beleuchtet wird.
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Wie bereits erwähnt, kann der erfindungsgemäße (Winkel)-Positionsdetektor in einer in der Beschreibungseinleitung erwähnten Scanvorrichtung zum Einsatz kommen, mittels derer ein Lichtstrahl, insbesondere ein Laserstrahl, auf unterschiedliche Punkte einer Oberfläche gelenkt wird, um Eigenschaften an diesen Punkten zu erfassen oder dort einen Bearbeitungsvorgang unter Verwendung des Laserstrahls durchzuführen. Die Winkelposition eines für die Ablenkung des Lichtstrahls verwendeten Drehspiegels kann dann ermittelt werden und für die Regelung eines Scanvorgangs verwendet werden. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Positionsdetektor in einer Scanvorrichtung zum Einsatz kommen, wie sie in
EP 1 295 090 B1 beschrieben ist. Details der Umsetzung sind in
EP 1 295 090 B1 beschrieben und werden daher nicht hier wiederholt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1071929 B1 [0005, 0005, 0008, 0011, 0023, 0023, 0040]
- EP 129509031 [0010, 0011, 0018]
- EP 1295090 B1 [0011, 0040, 0043, 0043]
- EP 107192931 [0017]
