DE3713502A1 - Vorrichtung zum gesteuerten ablenken eines lichtstrahles - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum gesteuerten Ablenken eines von einer ortsfesten Lichtquelle ausgehenden Licht­ strahles, z.B. eines Laserstrahles, in zwei Dimensionen. Derartige Vorrichtungen werden zum Markieren von definierten Punkten auf Ebenen bzw. von in einer Ebene vorhandenen Teilen oder Gegenständen benötigt. Im besonderen ist bei der Vorrichtung nach der Erfindung zur Anwendung in Verbindung mit Markierungssystemen zur Beschrif­ tung von elektrischen Kleinbauteilen (Chips) in Form von Charakters in einem Code nach Art eines Nadeldruckes gedacht.

Es ist bekannt einen von einer ortsfesten Lichtquelle kommenden Lichtstrahl in zwei Dimensionen mit Hilfe eines oder auch zwei Spiegel abzulenken, wobei der Spiegel selbst in zwei zueinander senkrecht stehenden Achsen verschwenkbar gelagert ist und über eine Steuereinrichtung so verstellt wird, daß die zu markierende Stelle auf der Wiedergabeebene angesteuert wird. Dabei kann der Lichtstrahl selbst kontinuierlich leuchtend abgelenkt oder aber, während des Ablenkvorganges dunkel getastet werden. Nach Erreichen der markierten Stelle wird dann ein Helltastimpuls auf den Licht­ strahl gegeben und die Stelle entsprechend markiert. Dies ist insbesondere für Laserdrucke, die die einzelnen Zeichen nach Art eines Nadeldruckes in einem 5 × 7 Code oder dergleichen wieder­ geben, von besonderer Bedeutung. Für ein aufeinanderfolgendes Markieren einer Vielzahl von Punkten muß dabei der Spiegel in den zwei Dimensionen äußerst rasch verstellt werden, was erhebliche Beschleunigungs- und Bremskräfte voraussetzt und an die Präzision der Anlage hohe Anforderungen stellt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Ablenken eines zum Markieren vorgesehenen Lichtstrahles, also vorzugsweise eines Laserstrahles anzugeben, bei der eine Vielzahl von Markierungs­ punkten mit hoher Geschwindigkeit angesteuert werden können, wobei ein einfaches kleinbauendes Antriebssystem zum Verstellen des Spiegel in zwei Dimensionen vorzusehen ist.

Die vorgenannte Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merk­ malen des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird also der Ablenkspiegel in einem Haltekopf untergebracht, der seinerseits in sich drehbar angeordnet ist. In dem Haltekopf ist der Spiegel um eine Achse, die senkrecht zur Drehachse des Haltekopfes steht, verschwenkbar gelagert.

Das Verschwenken des Spiegels im Haltekopf selbst erfolgt dabei gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kontinuierlich abhängig von einem Antriebsmotor, der den Spiegel über einen Ex­ zenterantrieb von einer in die andere Endlage und zurück bewegt (kippt). Nach jeder vollständigen Kippbewegung des Spiegels in dem Haltekopf wird der Haltekopf um seine Längsachse um einen Schritt weiter gestellt und die Schwenkbewegung des Spiegels im Haltekopf fortgesetzt. Dadurch entsteht auf der Markierungsfläche auf der beispielsweise eine Vielzahl von Bauelementen oder der­ gleichen untergebracht sind, eine Bewegung des Leichtpunktes in Mäanderform, wobei der von dem Strahl bei Helltastung erzeugte Leuchtpunkt zunächst in einer Geraden abhängig von der Schwenkbe­ wegung des Spiegels im Haltekopf geführt, dann durch das Drehen des Haltekopfes senkrecht hierzu um einen vorgegebenen Betrag versetzt und dann in einer zur ersten Linie parallelen Linien zurückgeführt wird usw.

Tastet man während eines derartigen Bewegungsvorganges des Strahles den Strahl hell und dunkel, so können im Laufe der Bewegung genau definierte Punkte ausgeleuchtet und bei Verwendung eines Laser­ strahles auch dauerhaft markiert werden. Mit der Führung des Strah­ les in die fünf bzw. sieben Mäanderschleifen können dabei durch Helltasten eine Vielzahl von Zeichen in einem 5 × 7 Punkte-Code definiert nebeneinander wiedergegeben werden. Dabei ist lediglich eine Koordinierung zwischen dem Hell- und Dunkeltasten des abzu­ lenkenden Strahles und der Bewegung des Ablenkspiegels bzw. dessen Aufnahmekopf notwendig.

Einzelheiten derVorrichtung nach der Erfindung werden im folgenden anhand eines konstruktiven Aufbaus in Verbindung mit der anliegen­ den Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht teilweise geschnitten einer Vorrich­ tung nach der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 2 eine Teilfrontansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 im Teilschnitt und

Fig. 3 in Seitenansicht eine abgeänderte Ausführungsform.

In Fig. 1 ist in einer Seitenansicht mit teilweise geschnittenen Aufnahmekopf eine Vorrichtung nach der Erfindung und in Fig. 2 die Vorrichtung in einer Draufsicht gezeigt.

In den Figuren ist mit 7 pauschal ein Stativ mit zwei Führungsstan­ gen 11 bezeichnet, das verschiebbar einen Ablenkkopf mit einem Ablenkspiegel 2 in Kombination mit einer Linse 5 trägt.

Der Ablenkkopf mit seinem Spiegel 2 ist dazu bestimmt, einen von einer - nicht dargestellten - Lichtquelle, z.B. einem Laser erzeugten Lichtstrahl 4 steuerbar nach unten abzulenken, wobei dieser Lichtstrahl kontinuierlich leuchten oder aber vorzugsweise je nach Ablenkung getaktet werden kann.

Der Spiegel 2 ist innerhalb einer zweiteiligen Hülse 1 in sich d.h. um eine Achse senkrecht zum Lichtstrahl schwenkbar gehalten, wobei, wie aus der Fig. 1 zu ersehen ist, der Spiegel 2 über einen Antrieb 3 und einen Exzenter 8 kontinuierlich entsprechend dem angegebenen Pfeil verschwenkt wird. Dadurch wird der Licht­ strahl 4 nach der Ablenkung in der Zeichenebene von links nach rechts und zurück bewegt und dabei auf dem unten ggf. aufge­ brachten Objekt, z.B. einer Reihe von zu markierenden IC's oder auch einer Schriftzeile usw. hin und her bewegt.

Die gesamte Hülse 1, in der der Spiegel 2 zusammen mit dem Antriebs­ motor 3 montiert ist, ist innerhalb eines Gehäuses 9 schrittweise verdrehbar. Bei einem Verdrehen um einen Schritt wird der Strahl entsprechend seitlich, d.h. in Fig. 1 aus der Zeichenebene heraus oder in die Zeichenebene hinein und nach der Darstellung in Fig. 2 seitlich in der Zeichenebene um einen vorgegebenen Betrag ver­ setzt, worauf er um den versetzten Betrag wiederum zurückwandert, wodurch die nächsten Punkte einer Reihe der einzeln zu markierenden Punkte, z.B. zum Wiedergeben von Zeichen einen 5 × 7 Code hell und dunkel getastet werden können.

Dabei ist für den Fachmann ersichtlich, daß auf diese Weise aufein­ anderfolgend Punkte in einer Reihe von Linien, z.B. 5 oder 7 ohne weiteres markiert werden können.

Dabei pendelt abhängig vom Antriebsmotor 3 über einen Exzenter­ antrieb 8, beispielsweise entgegen der Kraft einer Feder der Spie­ gel 2 jeweils zwischen zwei Endlagen und jeweils beim Erreichen einer Endstellung über den Antriebsmotor 6 die räumliche Lage des Spiegels 2 um einen Schritt versetzt, so daß der Strahl 4 auf den zu kennzeichnenden Objekten seitlich versetzt parallel zum vorausgegangenen Weg zurückwandert.

Der Spiegel 10 selbst ist um eine Achse 12 schwenkbar gelagert.

Die Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der die Halterung für den Spiegel in einer mit dem Lichtstrahl 4 fluchten­ den Achse schrittweise verdreht werden kann. Dadurch werden glei­ chen Schritten der Antrieb in etwa gleiche Auslenkungen zugeordnet. Im übrigen ist die Wirkungsweise identisch zu der nach den Fig. 1 und 2, d.h. mit Hilfe des Motors 3 wird über einen Exzenterantrieb 8 beispielsweise entgegen der Kraft einer Feder der Spiegel 2 um die Achse 10 geschwenkt, wobei der Lichtstrahl 4 in der Zeichen­ ebene auf dem bzw. den zu kennzeichnenden Objekten bewegt wird. Mit Hilfe des Antriebsmotors 6 wird dann beim Erreichen einer Endstellung des Spiegels 2 der Lichtstrahl 4 nach vorne oder hinten versetzt und durch die kontinuierliche Bewegung des Spiegels para­ llel zur ersten Bestreichungslinie zurückgeführt.

Die Erfindung wurde anhand eines vereinfachten konkreten Ausfüh­ rungsbeispiels erläutert. Wesentlich für die Realisierung des Erfindungsgedankens ist, daß ein kontinuierlich verschwenkbarer Spiegel innerhalb eines Ablenkkopfes vorgesehen ist, der von einem Antrieb kontinuierlich von einer Endlage in die andere bewegt wird und zusammen mit seinem Antrieb schrittweise in sich gedreht wird, wobei die Kippbewegung des Spiegels in der umgekehrten Rich­ tung fortgesetzt wird.

Dabei sind eine Reihe von konstruktiven Abwandlungen möglich, die alle im Rahmen der Erfindung liegen. Insbesondere Halterung, Abdeckung und Antrieb des Spiegels 2 kann auf verschiedene Weise gelöst werden. Von Bedeutung ist, daß eine strenge Koordinierung zwischen den Antrieben 3 und 6 und ggf. einer Hell- und Dunkel­ tastvorrichtung für den Lichtstrahl 4 über einen Prozessor oder dergleichen, dem das auf den zu kennzeichnenden Flächen, beispiels­ weise das auf zu beschriftenden Bauelementen aufzubringende Muster eingegeben wird und der dann entsprechend der Bewegung über die Antriebe 3 und 6 den Strahl so tastet, daß die gewünschten Zeichen (Charakters) entsprechend in dem gewünschten Code, z.B. einen 5 × 7Code wiedergegeben werden.

Dabei kann die Konstruktion zur Halterung des Ablenkkopfes und /oder der Lichtquelle im Rahmen bekannter Maßnahmen je nach den konstruktiven Gegebenheiten, sowie dem für notwendig erachteten Ablenkbereich angepaßt werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum gesteuerten Ablenken eines von einer orts­ festen Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahles, z.B. eines Laserstrahles, in zwei Dimensionen mit Hilfe eines in einem Haltekopf schwenkbar gelagerten, verstellbaren Ablenkspiegels insbesondere zum Führen eines getakteten Lichtstrahles in Mäanderform zum Markieren definierter Stellen auf Kleinbau­ teilen (Chips) oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekopf (1) für den Ablenkspiegel (2) in sich drehbar gelagert ist und daß in dem Haltekopf (1) ein Antrieb (3) für ein Verschwenken des Spiegels (2) senkrecht zur Drehachse des Haltekopfes (1) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschwenken des Ablenkspiegels (2) senkrecht zur Dreh­ achse des Haltekopfes kontinuierlich zwischen zwei End­ stellungen erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel über einen Exzenterantrieb abhängig von einem kontinuierlich laufenden Antriebsmotor zwischen zwei End­ stellungen verschwenkbar antreibbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gesteuerter Antrieb für den Haltekopf in Form eines Schrittmotors vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verknüpfungseinheit vorgesehen ist, zur Steuerung von Helltastzeiten des Lichtstrahles in Koordination der Bewegung des Antriebes für den Haltekopf und des Antriebes zur Verstellung des Spiegels in einer Achse senkrecht zur Drehachse des Haltekopfes.