DE19756883B4

DE19756883B4 - Optischer Stellungssensor

Info

Publication number: DE19756883B4
Application number: DE19756883.1A
Authority: DE
Inventors: Toshiki Maruyama; Akira Akahane; Hideo Asawa
Original assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Current assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 2015-08-06
Anticipated expiration: 2017-12-20
Also published as: US5973320A; DE19756883A1; JPH10185624A

Abstract

Optischer Stellungsfühler, umfassend eine Lichtempfangseinrichtung (54), eine Lichtemissionseinrichtung (53), eine zwischen Lichtemissionseinrichtung und Lichtempfangseinrichtung befindliche Drehscheibe (51), in der ein spiralartiger Schlitz (52) ausgebildet ist, der einen vorbestimmten Winkelbereich überspannt, wobei von der Lichtemissionseinrichtung (53) emittiertes und durch den spiralartigen Schlitz hindurchgelangtes Licht von einer Lichtempfangsfläche (54a) der Lichtempfangseinrichtung (54) empfangen wird, und eine Stelle, an der das Licht auf der Lichtempfangsfläche empfangen wird, in radialer Richtung der Drehscheibe (51) gemäß einem Drehwinkel der Drehscheibe (51) wandert, um dadurch ein Sensorausgangssignal (B) entsprechend dem Drehwinkel der Drehscheibe zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Linearitätskorrekturschaltung (20) vorhanden ist, um ein Ausgangssignal von der Lichtempfangseinrichtung in der Weise zu kompensieren, dass eine lineare Beziehung zwischen dem Sensorausgangssignal (B) und dem Drehwinkel der Drehscheibe (51) entsteht, wobei die Linearitätskorrekturschaltung (20) eine Speichereinrichtung (22) enthält, in der eine Entsprechungstabelle abgespeichert ist, in welcher einzelnen Drehwinkelstellungen der Drehscheibe (51) Kompensationswerte zugeordnet sind, um für jeweils ein Ausgangssignal der Lichtempfangseinrichtung einen der Kompensationswerte bereitzustellen, und wobei die Kompensationswerte in der Weise erhalten werden, dass eine aktuelle Beziehung zwischen dem Drehwinkel der Drehscheibe und dem Ausgangssignal der Lichtempfangseinrichtung (54) gemessen wird, die Abweichung des Ausgangssignals der Lichtempfangseinrichtung von einer vorbestimmten linearen Beziehung zwischen dem Drehwinkel der Drehscheibe und dem Ausgangssignal der Lichtempfangseinrichtung berechnet wird, und Kompensationswerte zum Eliminieren der Abweichung des Ausgangssignals der Lichtempfangseinrichtung an einzelnen Drehwinkelstellungen der Drehscheibe bestimmt werden, wobei die Linearitätskorrekturschaltung von der Speichereinrichtung (22) einen Kompensationswert in Abhängigkeit des Ausgangssignals (B) der Lichtempfangseinrichtung holt und das Ausgangssignal (B) der Lichtempfangseinrichtung so kompensiert, dass das Sensorausgangssignal mit einer linearen Beziehung zu dem Drehwinkel der Drehscheibe (51) gebildet wird, ...

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Stellungssensor zum Nachweisen einer Drehstellung bei einem Rotations-Motor und dergleichen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen optischen Stellungssensor, der eine Lichtemissionseinrichtung, eine Lichtempfangseinrichtung und eine zwischen Lichtemissionseinrichtung und Lichtempfangseinrichtung angeordnete Drehscheibe mit einem spiralartigen Schlitz aufweist, wobei ein Drehwinkel der Drehscheibe nachgewiesen wird entsprechend einer Stelle auf der Lichtempfangseinrichtung, an der durch den Schlitz hindurchgelaufenes Licht empfangen wird.
In diesem Zusammenhang offenbart US 4 692 613 A eine Lichtabschirmungsplatte, die mit einem Schlitz versehen ist, wobei die Lichtabschirmungsplatte von der Welle eines zu messenden Objekts gedreht wird. Der Abstand zwischen dem Schlitz und der Achse der Welle ändert sich kontinuierlich. Eine Lichtquelle und ein lineares Lichtempfangselement sind auf entgegengesetzten Seiten der Lichtabschirmungsplatte angeordnet.
US 5 272 335 A offenbart eine Positionsdetektionsvorrichtung mit einem transparenten Schlitz, der in solch einer Weise darin geformt ist, dass sich der Abstand zwischen dem Schlitz und dem Rotationszentrum der rotierenden Platte mit dem Rotationswinkel der rotierenden Platte ändert. Außerdem gibt es einen transparenten Referenzschlitz mit einem vorbestimmten Radius. LEDs sind auf einer Seite der rotierenden Platte angeordnet, und optische Positionssensoren sind auf der anderen Seite der rotierenden Platte angeordnet.
DE 32 26 511 A1 offenbart einen elektronischen Messwertaufnehmer, der ein analoges Wechselsignal abgibt, das die Bewegung seine Fühlers darstellt, und eine abgeglichene Einheit mit einem Versorgungs- und Ausgangs-Verbindungsteil bildet, in das Schaltungsanordnungen integriert sind, die geeignet sind, die Linearitätsfehler der Signal/Bewegung-Ansprechkurve zu kompensieren.
Die Erfinder haben bereits einen ”endlichen” Rotationsmotor vorgeschlagen, der für die hochgenaue Lichtabtastung eingesetzt wird ( US 5 537 874 A ). 1A zeigt den grundlegenden Aufbau eines solchen Rotationsmotors. Der Rotationsmotor 1 besitzt ein ringförmiges Statorjoch 3 und einen säulenförmigen Rotor 2 in Form eines Permanentmagneten, der koaxial im Inneren des Statorjochs 3 angeordnet ist. Das Statorjoch 3 besitzt auf seiner Innenumfangsfläche ein Paar ausgeprägte Pole 3a und 3b. Der Drehmomenterzeugungsmechanismus dieses Rotationsmotors 1 ist grundsätzlich der gleiche wie bei einem einphasigen Abschnitt eines typischen bürstenlosen Gleichstrommotors. Der Rotationsmotor 1 besitzt außerdem Nuten 3c und 3d an den Stirnflächen der ausgeprägten Pole 3a und 3b, so daß der Rotor 2 in einer Anfangsstellung gehalten werden kann, in welcher die Richtung der Magnetpole des Rotors 2 senkrecht zu jener des Stators 3 verläuft. Der Betriebswinkelbereich dieses ”endlichen”, d. h. eine begrenzte Winkeldrehung ausführenden Rotationsmotor 1 liegt etwa zwischen –15 und +15 Grad, bezogen auf die Anfangsstellung des Rotors 2. Eine Ausgangswelle 4 schließt koaxial an den Rotor 2 an und steht mit einem angetriebenen Element in Verbindung, beispielsweise einem Schwenkspiegel für eine Lichtabtastung oder dergleichen. Die Ausgangswelle 4 des Motors 1 besitzt an ihrem anderen Ende einen Stellungssenor 5 zum Nachweisen einer endlichen oder begrenzten Drehwinkelstellung der Welle.
Der Stellungssensor 5 ist ein optisches Potentiometer, welches ein Analogsignal im Verhältnis zu einem Drehwinkel der Motorausgangswelle 4 erzeugt. Er besitzt eine Drehscheibe 51, die fest an der Motorausgangswelle 4 angebracht ist. In der Drehscheibe 51 ist ein spiralförmiger (einer Teil-Spirale entsprechender) Schlitz 52 ausgebildet, der sich über einen Winkelbereich erstreckt, der den endlichen Drehwinkelbereich der Motorausgangswelle 4 überspannt. In der Nähe des Bereichs der Scheibe 51, in welchem der Schlitz 52 ausgebildet ist, ist auf der einen Seite ein lichtemittierendes Element 53 angeordnet, und auf der anderen Seite der Scheibe ist diesem gegenüberliegend ein Lichtempfangselement 54 angeordnet, so daß sich die beiden Elemente 53 und 54 gegenüberstehen. Das Lichtempfangselement 54 ist ein eindimensional empfindliches Halbleiter-Stellungsfühl-Bauelement (PSD), dessen Lichtempfangsfläche in radialer Richtung der Scheibe 51 orientiert ist, um eine radiale Stellung des durch den Schlitz gelangten Lichts oder dessen optisches Zentrum nachzuweisen.
Wie in 1B gezeigt ist, wird die Kurve des Schlitzes 52 der Drehscheibe 51 durch folgenden Ausdruck definiert, wobei Polarkoordinaten zugrundegelegt sind: r = ro + kϕ wobei k eine Konstante ist.
Ein Teil des von dem Lichtemissionselement 53 kommenden Lichts gelangt durch den Schlitz 52 der Scheibe 51 und erreicht das Halbleiter-Positionsfühler-Bauelement 54, wodurch der Drehwinkel Θ der Drehscheibe 51 umgesetzt wird in eine radiale Position r des Lichts auf der Lichtempfangsfläche (der PSD-Sensorfläche) 54a des Halbleiter-Positionsfühlbauelements 54. Der Winkel Θ ist proportional zu der Position r.
Die Ausgangsströme an beiden Enden des Positionsfühlbauelements 54 ändern sich umgekehrt proportional zueinander in Abhängigkeit der Position r des Lichts auf der Lichtempfangsfläche 54a des Bauelements 54. Genauer gesagt: vorausgesetzt, die Ausgangsströme auf beiden Enden des Bauelements 54 betragen ia bzw. ib, und die Länge der Lichtempfangsfläche des Bauelements 54 betrage L, so ist die Position r des Lichts auf der Lichtempfangsfläche des Bauelements 54 durch folgenden Ausdruck definiert: r = (L/2)(ia – ib)/(ia + ib)
Damit läßt sich ein Ausgangssignal (ia – ib) im Verhältnis zu der Positionsinformation r des Lichts dadurch einstellen, daß man die Menge der Lichtemission des lichtemittierenden Elements 53 derart steuert, daß die Stromstärke (ia + ib), die der von dem Bauelement 54 empfangenen Lichtenergie entspricht, konstant gehalten wird.
Der so aufgebaute optische Stellungssensor 5 muß eine sehr gute Linearität besitzen, so daß das Ausgangssignal genau proportional zu dem Drehwinkel der Drehscheibe 51 ist. Diese Linearität des Sensors 5 wird abträglich beeinflußt durch die Kennlinie des Bauelements selbst, die Genauigkeit des Schlitzmusters in der Drehscheibe 51, Montagefehler der einzelnen Komponenten, die Lichtverteilungscharakteristik des lichtemittierenden Elements 53 und dergleichen. Wenn also Fehlerkomponenten im Ausgangssignal des Sensors 5 enthalten sind, weil die erwähnten Störparameter nicht aus dem Ausgangssignal beseitigt sind, kann eine genaue Erfassung des Drehwinkels durch den Sensor 5 nicht gewährleistet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optischen Stellungssensor anzugeben, der in der Lage ist, ein Stellungssignal mit hoher Linearität und Genauigkeit zu liefern.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung einen optischen Stellungssensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Der optische Stellungssensor besitzt eine Lichtemissionseinrichtung, eine Lichtempfangseinrichtung und eine zwischen Lichtemissionseinrichtung und Empfangseinrichtung angeordnete Drehscheibe mit einem spiralähnlichen Schlitz, wobei eine Stelle auf der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements, an der durch den Schlitz hindurchgegangenes Licht empfangen wird, in radialer Richtung der Drehscheibe verschoben wird im Verhältnis zu dem Drehwinkel der Drehscheibe, um dadurch ein Sensorausgangssignal zu erzeugen, welches dem Drehwinkel der Drehscheibe entspricht.
Erfindungsgemäß gibt es eine Linearitätskorrekturschaltung zum Kompensieren eines Ausgangssignals der Lichtempfangseinrichtung in der Weise, daß eine lineare Beziehung zwischen dem Sensor-Ausgangssignal und dem Drehwinkel der Drehscheibe entsteht.
Die Linearitäts-Korrekturschaltung besitzt eine Speichereinrichtung zum Abspeichern einer Entsprechungstabelle, in der Kompensationswerte den jeweiligen Drehwinkelstellungen der Drehscheibe zugeordnet sind, um ansprechend auf das Ausgangssignal von der Lichtempfangseinrichtung einen dieser Kompensationswerte zur Verfügung zu stellen.
Die Kompensationswerte werden dadurch erhalten, daß man die aktuelle Relation zwischen dem Drehwinkel der Drehscheibe und dem Ausgangssignal der Lichtempfangseinrichtung mißt, die Abweichung des Ausgangssignals der Lichtempfangseinrichtung von einer vorgegebenen Linearitätsbeziehung zwischen dem Drehwinkel der Drehscheibe und dem Ausgangssignal des Lichtempfangselements berechnet, und Kompensationswerte so bestimmt, daß die Abweichung des Ausgangssignals der Lichtempfangseinrichtung an den jeweiligen Drehwinkelstellungen der Drehscheibe kompensiert wird.
Die Linearitätskorrekturschaltung holt einen Kompensationswert aus dem Speicher, wobei bezuggenommen wird auf das Ausgangssignal der Lichtempfangseinrichtung, und sie kompensiert das Ausgangssignal der Lichtempfangseinrichtung in der Weise, daß das Erfassungs-Ausgangssignal so erzeugt wird, daß es eine lineare Beziehung zu dem Drehwinkel der Drehscheibe aufweist.
Die Lichtempfangseinrichtung ist ein Halbleiter-Positionsfühlbauelement, bei dem an beiden Enden Ausgangsströme abnehmbar sind, die eine zueinander umgekehrte proportionale Beziehung aufweisen, abhängig von der Lichtempfangsstelle der Lichtempfangsfläche des Bauelements, welches in radialer Richtung der Drehscheibe angeordnet ist.
Die Lichtempfangseinrichtung ist über einen Rückführpfad mit der Lichtemissionseinrichtung verbunden.
Bei dem optischen Stellungssensor mit dem oben erläuterten Aufbau werden die basierend auf der aktuell gemessenen Abweichung des Ausgangssignals erhaltenen Kompensationswerte vorab gespeichert, und das aktuelle Ausgangssignal wird kompensiert, indem die jeweiligen Kompensationswerte hergenommen werden. Hierdurch erhält man ein Stellungsfühl-Ausgangssignal mit hervorragender Linearität in Bezug auf den Drehwinkel der Scheibe. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen optischen Stellungssensors läßt sich also ein hochgenauer Betrieb beim Steuern des Drehwinkels eines angetriebenen Teils realisieren.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele dieser Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1A ein schematisches Diagramm eines bekannten Motors mit begrenztem Drehbereich, ausgestattet mit einem optischen Stellungssensor gemäß der Erfindung,
1B eine Darstellung einer Drehscheibe mit einem darin ausgebildeten Schlitz für den in 1A gezeigten optischen Stellungssensor; und
2A ein schematisches Blockdiagramm eines Steuersystems für den erfindungsgemäßen optischen Stellungssensor; und
2B bis 2E grafische Darstellungen zum Erläutern der Arbeitsweise der jeweiligen Teile des Steuersystems für den optischen Stellungssensor nach 2A.
2A ist ein schematisches Blockdiagramm eines optischen Stellungssensors. Da der allgemeine Aufbau des optischen Stellungssensors der gleiche ist wie der des optischen Stellungssensors 1 aus 1A und 1B, sind entsprechende Elemente bei dieser Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht noch einmal erläutert. Außerdem wird bezüglich weiterer Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen auf die bereits erwähnte US 5 537 874 A .
Wie in 2A dargestellt ist, erzeugt ein Halbleiter-Positionsfühlbauelement 54 Ausgangsströme ia und ib an seinen beiden Enden, und diese Ströme werden durch Verstärker 11 bzw. 12 verstärkt und anschließend auf einen Addierer 13 gegeben, der diese verstärkten Ströme addiert und mit einem Referenzstrom REF vergleicht, um eine Differenz zu bilden. Ein Verstärker 14 verstärkt den Differenzwert, und der verstärkte Differenzwert wird zurückgeführt als Treiberstrom für ein Lichtemissionselement 53. Die Stärke des von dem Halbleiter-Positionsfühlbauelement 54 empfangenen Lichts wird also auf einen konstanten Wert eingeregelt. Genauer gesagt, die Summe der Stromstärken (ia + ib) wird auf einen konstanten Wert eingeregelt.
Mit Hilfe eines Vergleichers 15 wird die Differenz zwischen den Strömen ia und ib gebildet. Im Idealfall entspricht die Differenz einer linearen Beziehung zwischen der Differenz und dem Drehwinkel der Drehscheibe 51, wie in 2B durch eine Gerade A dargestellt ist. In der Praxis jedoch wird diese lineare Kennlinie beeinträchtigt aufgrund der fehlenden Linearität des Bauelements 54 selbst, der Mustergenauigkeit des Schlitzes 52 in der Drehscheibe 51, Montagefehler und Bauelementstreuungen der Bauteile 51, 52 und 53, die Lichtverteilungscharakteristik des lichtemittierenden Elements 53 und dergleichen. Dies hat zur Folge, daß die Beziehung der Differenz zwischen den Strömen ia und ib zu dem Drehwinkel der Drehscheibe z. B. einer nicht-linearen Kurve B in 2B entspricht. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt es eine Linearitäts-Korrekturschaltung 20 zum Beseitigen derartiger Fehler, die eine Abweichung der Kurve von der Geraden A bei den einzelnen Drehwinkeln darstellen.
Wie in 2A gezeigt ist, enthält die Linearitäts-Korrekturschaltung 20 einen A/D-Wandler 21 zum Umsetzen des Analog-Ausgangssignals B des Vergleichers 15 in ein digitales Signal, einen Festspeicher oder ROM 22 zum Generieren eines Kompensationswerts in Abhängigkeit eines digitalen Signals C, und einen D/A-Wandler 23 zum Umsetzen des digitalen Kompensationswerts in ein Analogsignal D. Der A/D-Wandler 21 setzt das analoge Ausgangssignal B um in einen Digitalwert, wie in 2C gezeigt ist. In dem ROM 22 sind Kompensationswerte für die einzelnen Drehwinkelstellungen der Drehscheibe 51 in Form einer Entsprechungstabelle abgespeichert.
Die Kompensationswerte für die Entsprechungstabelle werden folgendermaßen gewonnen: Als erstes wird ein aktuelles Analog-Ausgangssignal B für die sich drehende Drehscheibe 51 gemessen. Anschließend erfolgt eine Berechnung der Abweichung des Signals B von einer Geraden B. Die Soll-Linearitätslinie A repräsentiert eine gewünschte oder vorbestimmte lineare Relation zwischen dem Analog-Ausgangssignal B und dem Drehwinkel der Drehscheibe 51. Als nächstes wird ein Kompensationswert erhalten, um die Abweichung von der Geraden A an jeder Drehwinkelstellung zu ermitteln, so daß die Entsprechungstabelle dann in der Weise gebildet wird, daß die einzelnen Kompensationswerte den entsprechenden Drehwinkelstellungen zugeordnet sind. Die so erhaltene Entsprechungstabelle wird vorab in dem ROM abgespeichert.
Wenn bei diesem Beispiel das digitale Signal C entsprechend dem Analogsignal B an den ROM 22 gegeben wird, wird ein Kompensationswert von dem ROM 22 geliefert, der der Drehwinkelstellung entspricht, welcher seinerseits dem digitalen Signal C entspricht. Dieser digitale Kompensationswert wird von dem D/A-Wandler 23 in ein Analogsignal D umgesetzt. Das heißt: der in Form eines Stabdiagramms in 2D dargestellte Digitalwert wird in ein Analogsignal D umgesetzt, welches in der gleichen Zeichnung durch eine Kurve dargestellt ist. Der Kompensationswert in Form eines Analogsignals wird auf das Analog-Ausgangssignal des Vergleichers 15 addiert. Als Ergebnis entsteht ein Sensorausgangssignal E, welches sich durch eine hervorragende Linearität in Bezug zu dem Drehwinkel der Drehscheibe 51 auszeichnet. In 2E ist das Signal E durch eine Gerade dargestellt, wo hingegen das ursprüngliche Sensorsignal B durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Das so erhaltene Sensorausgangssignal E wird mit einem Verstärker 17 verstärkt und ausgegeben.
Wie oben ausgeführt wurde, wird bei dem erfindungsgemäßen optischen Stellungssensor das aktuell gemessene Ausgangssignal für den Drehwinkel hergenommen, um Kompensationswerte zu erhalten, die vorab abgespeichert wurden, um auf diese Weise die Linearität (die Proportionalität) zwischen dem Drehwinkel und dem Sensorausgangssignal herzustellen. Im Betrieb erfolgt eine Kompensation des jeweils aktuell erfaßten Sensorausgangssignals mit Hilfe des Kompensationswerts, welcher der Drehwinkelstellung entsprechend dem aktuellen Sensorausgangssignal zugeordnet ist. Erfindungsgemäß erhält man also ein Sensorausgangssignal mit präziser Linearität in Bezug auf den Drehwinkel, und dementsprechend kann man ein exaktes Stellungssignal erhalten.

Claims

Optischer Stellungsfühler, umfassend eine Lichtempfangseinrichtung (54), eine Lichtemissionseinrichtung (53), eine zwischen Lichtemissionseinrichtung und Lichtempfangseinrichtung befindliche Drehscheibe (51), in der ein spiralartiger Schlitz (52) ausgebildet ist, der einen vorbestimmten Winkelbereich überspannt, wobei von der Lichtemissionseinrichtung (53) emittiertes und durch den spiralartigen Schlitz hindurchgelangtes Licht von einer Lichtempfangsfläche (54a) der Lichtempfangseinrichtung (54) empfangen wird, und eine Stelle, an der das Licht auf der Lichtempfangsfläche empfangen wird, in radialer Richtung der Drehscheibe (51) gemäß einem Drehwinkel der Drehscheibe (51) wandert, um dadurch ein Sensorausgangssignal (B) entsprechend dem Drehwinkel der Drehscheibe zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Linearitätskorrekturschaltung (20) vorhanden ist, um ein Ausgangssignal von der Lichtempfangseinrichtung in der Weise zu kompensieren, dass eine lineare Beziehung zwischen dem Sensorausgangssignal (B) und dem Drehwinkel der Drehscheibe (51) entsteht, wobei die Linearitätskorrekturschaltung (20) eine Speichereinrichtung (22) enthält, in der eine Entsprechungstabelle abgespeichert ist, in welcher einzelnen Drehwinkelstellungen der Drehscheibe (51) Kompensationswerte zugeordnet sind, um für jeweils ein Ausgangssignal der Lichtempfangseinrichtung einen der Kompensationswerte bereitzustellen, und wobei die Kompensationswerte in der Weise erhalten werden, dass eine aktuelle Beziehung zwischen dem Drehwinkel der Drehscheibe und dem Ausgangssignal der Lichtempfangseinrichtung (54) gemessen wird, die Abweichung des Ausgangssignals der Lichtempfangseinrichtung von einer vorbestimmten linearen Beziehung zwischen dem Drehwinkel der Drehscheibe und dem Ausgangssignal der Lichtempfangseinrichtung berechnet wird, und Kompensationswerte zum Eliminieren der Abweichung des Ausgangssignals der Lichtempfangseinrichtung an einzelnen Drehwinkelstellungen der Drehscheibe bestimmt werden, wobei die Linearitätskorrekturschaltung von der Speichereinrichtung (22) einen Kompensationswert in Abhängigkeit des Ausgangssignals (B) der Lichtempfangseinrichtung holt und das Ausgangssignal (B) der Lichtempfangseinrichtung so kompensiert, dass das Sensorausgangssignal mit einer linearen Beziehung zu dem Drehwinkel der Drehscheibe (51) gebildet wird, wobei die Lichtempfangseinrichtung ein Halbleiter-Positionsfühlbauelement (54) aufweist, welches mit einer Lichtempfangsfläche in radialer Richtung der Drehscheibe (51) angeordnet ist, und Ausgangsstromsignale an den beiden Enden des Halbleiter-Positionsfühlbauelements umgekehrt proportional in Abhängigkeit einer Lichtempfangsstelle auf der Lichtempfangsfläche variieren, und wobei die Lichtempfangseinrichtung (54) über einen Rückführpfad mit der Lichtemissionseinrichtung (53) verbunden ist.