DE3800428A1 - Optischer abtastkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Abtastkopf für Com­ pact Disks gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Abtastköpfe finden in Abspielgeräten für Compact Disks Verwendung und dienen dazu, die auf dem transparenten scheibenförmigen Substrat derartiger Disks in Form kleiner lichtundurchlässiger Flecke aufgezeichnete Information auszulesen. Diese Abtastköpfe haben ein Objektiv kleiner Brennweite, welches federnd am Gehäuse aufgehängt ist und unter Verwendung einer Tauchspule so verstellt werden kann, daß die abzutastende Fläche mit der Brennebene des Objekti­ ves zusammenfällt. Für die Nachregelung der Objektivlage ist eine entsprechende Regelschaltung vorgesehen, welche das Ausgangssignal der Detektionseinrichtung verwendet. Die Detektionseinrichtung enthält üblicherweise eine Mehrzahl lichtempfindlicher Wandlerelemente und spricht bei den auf dem Markt befindlichen optischen Abtastköpfen auf das seit­ liche Auswandern des vom Meßfleck erzeugten Bildes in der Detektionsebene an. Es sind jedoch auch andere Detektions­ einrichtungen denkbar, welche z.B. eine in den detektions­ seitigen Brennpunkt des Objektives gestellte Lochblende oder eine detektionsseitig außerhalb des dortigen Brenn­ punktes aufgestellte Maske aufweisen kann, wobei hinter diesen Hindernissen dann jeweils wieder mindestens ein lichtempfindlicher Wandler angeordnet ist. Derartige Ein­ richtungen sind an sich auf dem Gebiete der Optik zur Kon­ trolle und Einjustierung von Brennpunktlagen bekannt.

Es wurde nun erkannt, daß sich derartige optische Abtast­ köpfe für Compact Disks auch als hochauflösende Abstands­ schalter einsetzen lassen, die bezogen auf ihr gutes Auflö­ sungsvermögen verhältnismäßig billig sind, kompakt bauen und robusten Aufbau aufweisen. Derartige hochauflösende optische Abstandsschalter sind für manche Anwendungen bei der automatisierten Lageüberwachung von Werkstücken und bei der hochgenauen Führung von Robotern von Vorteil.

Um dies zu ermöglichen, wird gemäß Anspruch 1 durch die Erfindung vorgeschlagen, das Objektiv eines derartigen Ab­ tastkopfes starr mit dem Gehäuse des Abtastkopfes zu ver­ binden und an den Ausgang der Detektionseinrichtung einen Komparator anzuschließen. Diese Modifikationen lassen sich an handelsüblichen optischen Abtastköpfen für Compact Disks mit geringem Aufwand realisieren.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteran­ sprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird erreicht, daß die Ansprechempfindlichkeit für abzutastende Flächen unterschiedlichen Reflexionsvermögens im wesentli­ chen gleich gut ist. Die Geschwindigkeit, mit der ein opti­ scher Abtastkopf die Tatsache feststellen kann, daß der Abstand zwischen der abzutastenden Fläche und dem objekt­ seitigen Brennpunkt des Objektives einen vorgegebenen Wert (in der Regel null) erreicht hat, hängt mit von der Steil­ heit der Kennlinie der Detektionseinrichtung ab. Offen­ sichtlich erzeugt die Detektionseinrichtung bei gegebenem Abstand des Meßfleckes von der objektseitigen Brennebene des Objektives ein Ausgangssignal, welches zur Intensität des momentan auf sie auffallenden Lichtes proportional ist. Letztere hängt u.a. davon ab, wie groß das Reflexionsvermö­ gen der abzutastenden Fläche des Objektes im Meßfleck ist und welche Neigung die abzutastende Fläche im Meßfleck hat. Sowohl das Reflexionsvermögen als auch die Neigung der Prüffläche können sich über die Oberfläche des zu erfassen­ den Objektes hinweg ändern, z.B. infolge der Mikro-Oberflä­ chenkontur und/oder unterschiedlicher Materialien, aus de­ nen das Objekt besteht und die schon von Hause aus einen unterschiedlichen Reflexionsgrad haben. Mit der Weiterbil­ dung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird erreicht, daß der Abtastkopf unabhängig von derartigen Änderungen im Refle­ xionsvermögen und/oder der Neigung der abzutastenden Fläche im Meßfleck (nachstehend zusammen kurz unter "Reflexions­ verhalten" angesprochen) im Meßfleck mit gleicher Steilheit der Kennlinie der Detektionseinrichtung und damit gleicher Ansprechgeschwindigkeit arbeitet. Damit erhält man eine konstante Empfindlichkeit über die betrachtete Oberfläche des zu erfassenden Objektes hinweg.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 erhält man unter sehr geringem Schaltungsaufwand ein dem lokalen Reflexionsverhalten zugeordnetes Signal.

Auch mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist es möglich, die Ansprechgeschwindigkeit des als Ab­ standsschalter eingesetzten optischen Abtastkopfes von Schwankungen des lokalen Reflexionsverhaltens der zu erfas­ senden Objektoberfläche unabhängig zu machen.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 wird erreicht, daß Unsymmetrien der Wandlerelemente und sonsti­ ger Teile des Abtastkopfes, welche durch Alterung, Tempera­ tureinwirkung oder dergleichen bedingt sein können, automa­ tisch ausgeräumt werden.

Bei einem Abtastkopf gemäß Anspruch 6 kann man den Meßfleck zusätzlich visuell beobachten, was insbesondere bei Justier­ arbeiten vorteilhaft ist.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist im Hinblick auf ein besonders helles Ausleuchten des Meß­ fleckes und im Hinblick auf ein gefahrloses Arbeiten mit der visuellen Beobachtungseinrichtung bei abgeschalteter Meßlichtquelle von Vorteil.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist im Hinblick auf nur geringe Bauhöhe auch des modifizierten Abtastkopfes von Vorteil.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 wird erreicht, daß man die visuelle Beobachtung des Meßfleckes bei normal arbeitendem Abtastkopf vornehmen kann, ohne daß das Ausgangssignal der Detektionseinrichtung verfälscht wird, und zwar auch dann, wenn die photoelektrische Wandler­ anordnung der Detektionseinrichtung an sich für sichtbares Licht empfindlich ist, wie meistens der Fall.

Oft müssen Oberflächen zu erfassender Objekte auch an nicht gut zugänglichen Stellen ausgemessen werden, und hier er­ möglicht die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 die visuelle Kontrolle mit dem in den Abtastkopf integrier­ ten Mikroskop in für die Bedienungsperson nicht anstrengen­ der Weise. Sehr kompakt bauende Festkörper Bildwandler mit guter Auflösung sind als Vidikon-Ersatz für Fernsehkameras zu verhältnismäßig geringen Preisen erhältlich. Sie können über die für diese Kameras entwickelte Elektronik einfach an einen Monitor angeschlossen werden.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 ist im Hinblick auf das einfache Aufrüsten solcher Abtastköpfe von Vorteil, die von Haus aus keine Möglichkeit zur Direkt- Beobachtung des Meßfleckes bieten.

Bei vielen auszumessenden Oberflächen steht der zu einem betrachteten Zeitpunkt das Meßlicht reflektierende kleine Oberflächenabschnitt (Meßfleck) der zu erfassenden Objekt­ oberfläche oft nicht senkrecht auf der Achse des Objektives. Stark geneigte Mikro-Oberflächenabschnitte finden sich ins­ besondere an rauhen Oberflächen. Wird das Licht von der zu erfassenden Objektoberfläche unter starkem Winkel zur Einfallsrichtung zurückgeworfen, gelangt es aber nicht mehr auf das Objektiv und damit auch nicht mehr auf die Detek­ tionseinrichtung, so daß der Abstandsschalter nicht mehr richtig arbeiten würde. Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 wird erreicht, daß derart unter starkem Winkel zur Einfallsrichtung zurückgeworfenes Meßlicht von der Reflektoreinrichtung im wesentlichen in sich selbst zum gerade gemessenen Meßfleck zurückgeworfen wird, von wo es ein zweites Mal unter zum ersten Mal im wesentlichen glei­ chen Bedingungen reflektiert wird. Damit läuft das zurück­ geworfene Meßlicht insgesamt im wesentlichen auf der Gerä­ teachse zurück. Mit einem Abstandskopf gemäß Anspruch 12 lassen sich somit auch stark geneigte Oberflächenabschnitte der zu erfassenden Objektoberfläche exakt erfassen. Ein Abstandsschalter gemäß Anspruch 12 eignet sich somit insbe­ sondere auch zur Erfassung rauher Oberflächen. Ein weiterer Vorteil des Abtastkopfes gemäß Anspruch 12 liegt darin, daß abgesehen von der Reflektoreinrichtung die übrigen opti­ schen Elemente nur geringe Abmessung in zum Lichtweg senk­ rechter Richtung zu haben brauchen.

Die im Anspruch 13 angegebene spezielle Reflektoreinrich­ tung eignet sich besonders gut in Verbindung mit den kleinen Durchmesser aufweisenden Objektiven der Abtastköpfe für Compact Disks.

Bei Verwendung starker Lichtquellen wie Lasern kann man als zugleich die Randverzeichnung eines klassischen Objektives oder Spiegels korrigierendes Abbildungselement gemäß ein Transmissionshologramm bzw. ein Reflexionshologramm verwen­ den, welches unter Verwendung einer entsprechend asphärisch korrigierten Linse bzw. eines asphärischen Spiegels aufge­ nommen wurde. Während derartige Linsen und Spiegel jeweils teuer herzustellen sind, können unter Verwendung einer Ma­ sterlinse oder eines Masterspiegels einmal hergestellte Transmissions- bzw. Reflexionshologramme auf einfache Weise phototechnisch vervielfältigt werden.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 er­ hält man nicht nur einen preisgünstigen Reflektor für stark geneigt vom Meßfleck reflektiertes Meßlicht, der Reflektor erhöht auch die axiale Abmessung des Abstastkopfes nicht spürbar.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 ist im Hinblick auf die preiswerte Herstellung eines asphärisch korrigierten, großen Durchmesser aufweisenden Objektives von Vorteil, welches ebenfalls unter großem Winkel zur Ein­ fallsrichtung im Meßfleck reflektiertes Licht einfängt und der Detektionseinrichtung zuführt.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 16 wird erreicht, daß bei noch größerem Abstand der zu erfassenden Objektoberfläche von der Bezugsebene als dem, bei welchem der Abstandsschalter schaltet, schon ein Vorwarn-Signal er­ halten wird, welches bei Robotern oder Werkzeugmaschinen z. B. zum Herabsetzen der Vorschubgeschwindigkeit verwendet werden kann.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 17 wird erreicht, daß das Vorwarnen unabhängig vom Reflexionsver­ halten der Objektoberfläche im Meßfleck erfolgt.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 18 dient der Erzeugung eines Vorwarn-Signales vor dem Anspre­ chen des optischen Abstandsschalters.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 19 bringt den Vorteil, daß die Schaltschwelle des Abstandsschalters auch unter stark unterschiedlichen Temperaturbedingungen präzise eingehalten wird.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 20 wird erreicht, daß eine solche Temperaturkompensation in großen Temperaturbereichen und rasch durchgeführt wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

In dieser zeigen:

Fig. 1 Einen vertikalen Schnitt durch einen hochauflö­ senden optischen Abstandsschalter in Verbindung mit einem Teil einer zu erfassenden Objektober­ fläche und einem Prinzip-Blockschaltbild seiner Elektronik;

Fig. 2 Eine schematische Darstellung eines abgewandelten hochauflösenden optischen Abstandsschalters mit Einzelheiten seiner elektronischen Schaltung;

Fig. 3 Einen vertikalen Schnitt durch einen hochauflö­ senden optischen Abstandsschalter mit integrier­ tem Beobachtungsmikroskop;

Fig. 4 Eine Fern-Beobachtungseinrichtung zur Verwendung mit dem Abstandsschalter nach Fig. 3;

Fig. 5 Einen vertikalen Schnitt durch einen abgewandel­ ten hochauflösenden optischen Abstandsschalter mit Fern-Beobachtungseinrichtung des Meßfleckes;

Fig. 6-9 Schematische Darstellungen von Objektiv/Spie­ gelanordnungen für einen hochauflösenden opti­ schen Abstandsschalter, welche auch unter großem Winkel von der Objektivachse vom Meßfleck zurück­ geworfenes Licht wieder auf die Detektionsein­ richtung des Abtastkopfes zurückführen; und

Fig. 10 Eine schematische Darstellung einer abgwandelten Detektionseinrichtung.

In Fig. 1 ist ein Abtastkopf insgesamt mit 10 bezeichnet, der Teil eines optischen Abstandsschalters ist, der dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn eine ihm gegenüberliegende Oberfläche eines zu erfassenden Objektes 12 mit hoher Ge­ nauigkeit eine vorgegebene Lage bezüglich des Abtastkopfes 10 erreicht. Diese vorgegebene Lage ist vorzugsweise die Brennebene eines Objektives 14, welches über eine Objektiv­ hülse 16 in einer Bodenwand 18 des mit 20 bezeichneten Ge­ häuses des Abtastkopfes 10 fest angebracht ist.

In dem Gehäuse 20 ist eine Kammer 22 vorgesehen. Deren eine, schräge, über dem Objektiv 14 liegende Wand ist mit einem Umlenkspiegel 24 belegt. Über diesen wird das Licht eines gepulsten Lasers 26 zum Objektiv 14 und von dort gegen das Objekt 12 gerichtet. Zwischen dem Laser 26 und dem Umlenk­ spiegel 24 steht ein halbdurchlässiger Spiegel 28, welcher einen Teil des von der Objektoberfläche zurücklaufenden Lichtes über ein Prisma 29 auf eine insgesamt mit 30 be­ zeichnete Wandleranordnung lenkt.

Die Wandleranordnung 30 besteht beim hier betrachteten Aus­ führungsbeispiel aus zwei Wandlerelementen 32, 34, die zu beiden Seiten einer Wandlermittelebene 36 angeordnet sind. Die Wandlermittelebene 36 wird von der Strahlachse ge­ schnitten, d.h., daß der Lichtfleck, der vom Objektiv 14 aus dem von der Objektoberfläche zurückgeworfenen Licht auf der Wandleranordnung 30 dann erzeugt wird, wenn die Objektoberfläche exakt in der Brennebene des Objektives 12 liegt, auf der Wandlermittellinie 36 liegt.

In Fig. 1 ist eine Betriebsschaltung für den Abtastkopf 10 insgesamt mit 38 bezeichnet. Sie hat einen mit der Wand­ leranordnung 30 verbundenen Wandlerkreis 40 sowie einen die Energieversorgung des Lasers 26 besorgenden Laserkreis 42. Darüber hinaus enthält die Betriebsschaltung 38 noch ver­ schiedene Signalverarbeitungs- und Rechenkreise, wie sie für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 noch näher erläu­ tert werden.

An ihrem Ausgang stellt die Betriebsschaltung 38 auf einer Leitung 44 ein aus dem Ausgangssignal der Wandleranordnung 30 abgeleitetes Signal bereit, welches dem Abstand der Ob­ jektoberfläche von der Brennebene des Objektives 12 zuge­ ordnet ist. Dieses Signal ist grob gesprochen aus der Dif­ ferenz der Ausgangssignale der Wandlerelemente 32, 34 abge­ leitet, da sich der auf der Wandleranordnung 30 vom zurück­ laufenden Licht erzeugte Lichtfleck von der Wandlermittel­ linie 36 nach links bzw. rechts wegbewegt, wenn die Objekt­ oberfläche in der einen oder anderen Richtung von der Brennebene des Objektives 14 wegbewegt wird.

Die Leitung 44 ist mit dem ersten Eingang eines Komparators 46 verbunden, welcher an seinen zweiten Eingang ein der Schaltschwelle des optischen Abstandsschalters zugeordnetes Referenzsignal R erhält. Letzteres ist vorzugsweise ein Signal mit dem Pegel "0", entspricht also einer symmetri­ schen Ausleuchtung der Wandleranordnung 30, wie sie dann erhalten wird, wenn die Objektoberfläche exakt in der Brennebene des Objektives 14 liegt. Wird diese Stellung von der Objektoberfläche gerade erreicht oder liegt die Objekt­ oberfläche in Fig. 1 über der Brennebene des Objektives 14, so erzeugt der Komparator 46 auf einer Ausgangsleitung 48 ein Signal. Liegt die Objektoberfläche in Fig. 1 noch unterhalb der Brennebene des Objektives 14, so ist das Sig­ nal auf der Ausgangsleitung 48 niederpegelig.

Den in Fig. 1 gezeigten optischen Abstandsschalter kann man so abwandeln, daß man den Umlenkspiegel 24 wegläßt und das Objektiv 14 direkt auf der Achse des Lasers 26 anordnet. Man kann dann Laser, halbdurchlässigen Spiegel 28, Prisma 29, Objektiv 12 und Wandleranordnung 30 in ein kleines T- förmiges Metallgehäuse einbauen. Dessen Achse wird dann zum Betrieb insgesamt senkrecht zur zu erfassenden Objektober­ fläche, also parallel zur Bewegungsrichtung des Objektes ausgerichtet.

Bei dem abgewandelten optischen Abstandsschalter gemäß Fi­ gur 2 sind die mechanischen und optischen Teile nur schema­ tisch wiedergegeben, wobei die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet sind.

Zwischen dem Umlenkspiegel 24 und dem halbdurchlässigen Spiegel 28 ist exakt senkrecht auf der optischen Achse ste­ hend ein elektrisch steuerbarer Spiegel 50 angeordnet, der in der Praxis aus einer LCD-Einheit bestehen kann. Der steuerbare Spiegel 50 ist normalerweise auf Durchlaß ein­ gestellt und wird in regelmäßigen Abständen durch einen Taktgeber 52 in die alles auf ihn auffallendes Licht re­ flektierende Sperrstellung gesteuert. Hierzu wird das Aus­ gangssignal des Taktgebers 52 über einen Verstärker 54 auf die Steuerelektrode des Spiegels 50 gegeben.

Der Taktgeber 52 steuert ferner zwei Korrekturspeicher 56, 58 zum Einlesen eines neuen Wertes an deren Eingangsklemmen I an.

Die Eingangsklemme I des Korrekturspeichers 56 ist mit dem Ausgang eines Differenzverstärkers 60 verbunden, dessen Eingänge mit den Ausgängen der Wandlerelemente 32, 34 ver­ bunden sind. Die Eingangsklemme I des Korrekturspeichers 58 ist mit dem Ausgang eines Summierverstärkers 62 verbun­ den, dessen Eingänge ebenfalls mit den Ausgängen der Wand­ lerelemente 32, 34 verbunden sind.

Bei sperrendem Spiegel 50 hat man ebenso wie in solchen Fällen, in denen der Abstand zwischen Objektiv 14 und der zu erfassenden Objektoberfläche exakt gleich der Brenn­ weite des Objektives 14 ist, genau symmetrische Ausleuch­ tung der Wandleranordnung 30. Werden unter diesen Bedingun­ gen unterschiedliche Ausgangssignale der Wandlerelemente 32 und 34 erhalten (z.B. aufgrund inhärenter Unsymmetrie der Wandlerelemente), so wird die am Ausgang des Differenz­ verstärker 60 dann bereitgestellte Signaldifferenz in den Korrekturspeicher 56 eingelesen. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 62, welches ein Maß für die Leistung des Lasers 26 und die Empfindlichkeit der Wandleranordnung 30 ist, wird gleichzeitig in den Korrekturspeicher 58 eingele­ sen.

Beendet der Taktgeber 52 sein Ausgangssignal, so steuert der Spiegel 50 wieder auf und das Licht des Lasers 26 läuft wieder zur Oberfläche des Objektes 12 und zurück. Das dem Ist-Abstand zwischen Brennpunkt des Objektives 14 und Ob­ jektoberfläche zugeordnete Ausgangssignal des Differenzver­ stärkers 60 wird nun in einem weiteren Differenzverstärker 64 mit dem zuvor in den Korrekturspeicher 56 eingelesenen Korrektursignal zusammengefaßt, und das am Ausgang des Differenzverstärkers 64 erhaltene Signal ist somit unab­ hängig von alterungsbedingter oder temperaturbedingter Un­ symmetrie in den Ausgangssignalen der Wandleranordnung, wie sie zuvor bei Abgabe eines Impulses vom Taktgeber 52 ermit­ telt wurden.

Ähnlich wird das der Gesamtintensität des zurückgeworfenen Lichtes zugeordnete Ausgangssignal des Summierverstärkers 62 in einem weiteren Differenzverstärker 66 mit demjenigen Signal zusammengefaßt, welches in der durch den Taktgeber 52 vorgegebenen Kalibrierphase erhalten wurde. Damit stellt das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 66 ein das Re­ flexionsverhalten im Meßfleck charakterisierende Signal dar, welches ebenfalls von temperaturbedingten und alte­ rungsbedingten Einflüssen der Wandleranordnung 30 befreit ist.

Aus den vorherstehenden Ausführungen ist schon erkennbar, daß das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 60, welches dem Abstand der Objektoberfläche vom Brennpunkt des Objek­ tives 14 zugeordnet ist, umso stärker mit Abstandsänderun­ gen variiert, je größer die Gesamtmenge auf die Wandleran­ ordnung 30 gelangenden Lichtes ist. Diese Menge hängt vom lokalen Reflexionsverhalten der Objektoberfläche ab, wie schon dargelegt. Bei vorgegebenem Auflösungsvermögen eines dem Differenzverstärker 60 nachgeschalteten Komparators, z.B. des in Fig. 1 gezeigten Komparators 46 oder einer abge­ wandelten Komparatoreinrichtung, die nachstehend noch ge­ nauer beschrieben wird, hätte man somit für Objekte mit schlecht reflektierender Oberfläche eine weniger genaues Überwachen der Schaltschwelle als für Objekte mit gut spiegelnder und exakt senkrecht auf der Achse des Objekti­ ves 14 stehender Oberfläche.

Um einen Ausgleich für das unterschiedliche Reflexionsver­ halten unterschiedlicher Objekte zu schaffen, wird das Aus­ gangssignal des Differenzverstärkers 66 über einen Inverter 68 auf die Steuerklemme eines steuerbaren Verstärkers 70 gegeben. Dessen Eingangsklemme ist mit dem Ausgang eines Taktgebers 72 verbunden, welcher die Arbeitsfrequenz und das Tastverhältnis des Lasers 26 vorgibt. Die Ausgangsklem­ me des Verstärkers 70 ist mit dem Laser 26 verbunden. Man erkennt, daß auf diese Weise die Leistung des Lasers 26 gemäß der Verschlechterung des Reflexionsverhaltens der Objektoberfläche erhöht wird.

Alternativ zur vorgenannten Lösung kann man den Laser 26 immer mit voller Nennleistung betreiben und in den Strahlen­ gang zwischen Laser 26 und Objektiv 14 einen elektronisch steuerbaren optischen Abschwächer stellen, der dann direkt durch das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 66 ange­ steuert wird. Bei dieser Lösung wird somit für gut reflek­ tierende Objektoberflächen die Meßlichtintensität herab­ gesetzt.

In manchen Fällen soll mit einem optischen Abstandsschalter auch eine Bewegung überwacht werden, deren Richtung nicht parallel zur Achse des Objektives 14 ist. So kann es z.B. erwünscht sein, auf einem senkrecht zur Objektivachse be­ wegten ebenen Substrat kleine Erhöhungen oder Vertiefun­ gen zu entdecken (z.B. Linien eines Strichgitters) und durch das dabei erhaltene Ausgangssignal des optischen Ab­ standsschalters eine Bearbeitungsmaschine mit sehr hoher Genauigkeit zu steuern. Unter derartigen Bedingungen ändert sich mit dem Eintreten der Ansprechbedingungen nicht nur der lokale Abstand zwischen Objektoberfläche und Objektiv 14, auch die Neigung der Objektoberfläche zeigt zum Zeit­ punkt des Eintretens der Ansprechbedingungen eine Unstetig­ keit (Oberflächenstufe). Für derartige Einsatzbedingungen kann man das Ansprechverhalten des optischen Abstandsfüh­ lers dadurch weiter verbessern, daß man das Abstands-Meß­ signal und das Reflexionsverhalten-Meßsignal z.B. multi­ plikativ verkettet. Das hieraus erhaltene Signal zeigt noch größere Änderungen beim Eintreten der ein Ansprechen des Abstandsschalters auslösenden Bedingungen.

In Fig. 2 ist ein entsprechender Verknüpfungskreis für das Abstands-Meßsignal und das Reflexionsverhalten-Meß­ signal mit 74 bezeichnet; seine beiden Eingänge sind an die Ausgänge der Differenzverstärker 64, 66 angeschlossen. Für andere Einsatzzwecke als die unmittelbar vorstehend beschriebenen, kann man den Verknüpfungskreis 74 weglassen.

Der untere rechte Abschnitt von Fig. 2 zeigt zunächst eine weitere Einrichtung zur Kompensation temperaturbedingter Meßfehler. Diese kann, falls gewünscht, die oben beschrie­ bene erste Korrektureinrichtung ersetzen, welche die Bau­ elemente 50-58 sowie 64 und 66 umfaßt. Sie kann aber auch zusätzlich zu dieser ersten Korrektureinrichtung vorgesehen sein und dient dann zum Ausgleich auch solcher Fehler, die von hinter dem steuerbaren Spiegel 50 liegenden Teilen bei Temperaturänderungen hervorgerufen werden.

Ein Temperaturfühler 76 ist an das in der Regel aus Metall gefertigte Gehäuse 20 thermisch angekoppelt. Sein Ausgangs­ signal wird auf einen Analog/Digitalwandler 78 gegeben, dessen Ausgangssignal den ersten Teil der Gesamtadresse zur Adressierung der Speicherzellen eines Korrekturspei­ chers 80 bildet.

Die zweite Teiladresse wird vom Ausgang eines weiteren Ana­ log/Digitalwandlers 82 bereitgestellt, der eingangsseitig mit dem gegebenenfalls im Verknüpfungskreis 74 modifizier­ ten Abstands-Meßsignal beaufschlagt ist.

Im Korrekturspeicher 80 sind für verschiedene Temperaturen die den Roh-Abstandsmeßsignalen zugeordneten richtigen Meß­ signale abgelegt. Diese Signale werden auf einem ersten Eingang eines digitalen, rechnenden Komparators 84 gegeben. Dieser arbeitet mit einem Sollwertspeicher 86 zusammen, der über eine gestrichelt angedeutete Eingabeeinheit 88 beschrieben wird und neben dem die Schaltschwelle vorgeben­ den Sollwert noch einen oder mehrere Vorwarn-Schwellenwerte enthält. Diese Schwellenwerte sind in Form von Prozent­ angaben bezogen auf die Gesamtintensität des auf die Wand­ leranordnung 30 auffallenden Lichtes abgespeichert.

An seinem zweiten Eingang erhält der Komparator 84 ein di­ gitales Signal, welches von einem an den Ausgang des Diffe­ renzverstärkers 66 angeschlossenen Analog/Digitalwandler 90 bereitgestellt wird.

Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung sei angenommen, daß der Komparator 84 nur einen Vorwarn-Sollwert überwacht. Er arbeitet dann grob gesprochen so, daß er auf einer er­ sten Ausgangsleitung 92 dann ein Signal bereitstellt, wenn die Objektoberfläche im Brennpunkt des Objektives 14 liegt oder über diesem, während auf einer zweiten Ausgangsleitung 94 ein Signal bereitgestellt wird, wenn das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 64 einen vorgegebenen Bruchteil des Ausgangssignales des Differenzverstärkers 66 von oben erreicht, z.B. 30%, oder diesen Prozentwert unterschreitet. Das auf der Ausgangsleitung 94 stehende Vorwarnsignal kann z.B. dazu verwendet werden, die Vorschubgeschwindigkeit eines das Objekt 12 bewegenden Antriebes herabzusetzen. Falls gewünscht, können die Ausgangssignale des Korrektur­ speichers 80 und des Analog/Digitalwandlers 90 auch auf Datenleitungen 96, 98 zur externen Datenverarbeitung bereit­ gestellt werden und auf einer Anzeigeeinheit 100 laufend dargestellt werden.

Abtastköpfe mit ähnlichem optisch-mechanischem Aufbau wie in Fig. 1 dargestellt, finden als Abtastköpfe in Abspiel­ geräten für Compact Discs Verwendung. Während bei einem solchen CD-Abtastkopf das Objektiv 14 aber axial verschieb­ bar an Federn aufgehängt ist und durch eine Tauchspule und eine zugehörige Regelschaltung stets so ausgerichtet wird, daß der Brennpunkt des Objektives 14 auf der Aufzeichnungs­ ebene der Compact Disc liegt, ist bei dem hier betrachteten Abtastkopf 10 für einen optischen Abstandsschalter das Ob­ jektiv 14 über die Objektivhülse 16 starr am Gehäuse 20 befestigt. Im übrigen werden aber die Standard-Optik, der Standard-Laser und die Standard-Detektionseinrichtung (Spiegel 28 und Wandleranordnung 30) eines CD-Abtastkopfes verwendet.

Da das Standard-Objektiv 14 somit wie bei einem CD-Abtast­ kopf sehr kleine Brennweite aufweist (in der Praxis 4,5 mm) und auch geringen Durchmesser (in der Praxis 6-8 mm) hat, entspricht es in sehr guter Näherung einem Mikroskop- Objektiv. Zusammen mit einem handelsüblichen Mikroskop-Oku­ lar kann man somit in den Abtastkopf 10 leicht ein Mikros­ kop zur direkten Betrachtung des Meßfleckes integrieren, wie nunmehr unter Bezugnahme auf das abgewandelte Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 3 dargelegt wird. Dort sind Teile des Abtastkopfes und der zugeordneten Elektronik, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 schon erläutert wurden, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen.

Der Umlenkspiegel 24 ist durch eine dünne Metallschicht auf einem Glas-Grundkörper 102 gebildet, der in ein hinter dem Objektiv liegendes Fenster 104 des Gehäuses 20 eingesetzt ist und auch auf seiner Rückseite auf optische Güte poliert ist. Grundkörper 102 und Metallschicht 24 bilden zusammen ein Interferenzfilter, welches für das Laserlicht undurch­ lässig, für mindestens eine im Sichtbaren liegende Wellen­ länge dagegen durchlässig ist.

Eine insgesamt mit 106 bezeichnete Beobachtungseinrichtung hat ein Gehäuse 108, welches einen Tubus 110 sowie eine Lampenkammer 112 vorgibt. In der Lampenkammer 112 ist eine Halogen-Lampe 114 angeordnet, deren Wendel über eine Linse 116 auf das eine Ende eines abgewinkelten Lichtleiters 118 abgebildet wird. Dieser durchsetzt den Tubus 110 und liegt mit seinem vertikal nach unten verlaufenden Abschnitt auf der Achse des Objektives, damit auch auf der Achse des Tu­ bus.

In den Tubus 110 ist eine Tubuslinse 120 eingesetzt. Deren Mitte ist durchbohrt und nimmt das untere Ende des Licht­ leiters 118 auf.

Das von der Halogen-Lampe 114 abgegebene Licht gelangt über den Lichtleiter 118 und das Objektiv 14 auf den Meßfleck der zu erfassenden Objektoberfläche, und das von dort re­ flektierte Beobachtungslicht durchquert zum Teil wieder den für es durchlässigen Umlenkspiegel 24 und gelangt über die Tubuslinse 120 und die Okularlinse 122 ins Auge eines Beob­ achters. Für diesen bilden das Objektiv 14, die Tubuslinse 120 und die Okularlinse 122 ein Mikroskop, durch welches Einzelheiten der Objektoberfläche vergrößert betrachtet werden können. Die so beobachtete Stelle der Objektoberflä­ che ist exakt diejenige, auf welche der optische Abstands­ schalter unter Verwendung des vom Laser 26 erzeugten Lich­ tes anspricht.

Ein kleinerer Teil des von der Werkstückoberfläche reflek­ tierten Beobachtungslichtes gelangt über den Umlenkspiegel 24 und den halbdurchlässigen Spiegel 28 auch auf die Wand­ leranordnung 30. Dieses Licht könnte das Arbeiten des Ab­ standsschalters stören, wenn visuelle Beobachtung und nor­ males Arbeiten des Abstandsschalters gleichzeitig erfolgen. Da aber der Laser 26 sowieso mit Impulsen erregt wird, wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 dargelegt, kann man auch den Eingangsverstärker des Wandlerkreises 40 als phasenempfind­ lichen Gleichrichter ausbilden, so daß nicht modulierte Lichtanteile, die auf die Wandleranordnung 30 fallen, das Arbeiten des optischen Abstandsschalters nicht beeinträch­ tigen.

Fig. 4 zeigt ein Okularstück 124, welches anstelle der Okularlinse 122 in das obere Ende des Tubus 110 eingesetzt werden kann. Das Okularstück 124 enthält in solcher axia­ ler Lage einen Festkörper-Bildwandler 126, wie er in Fern­ sehkameras Verwendung findet, daß das von der Tubuslinse 120 erzeugte reelle Bild der Objektoberfläche auf der lichtempfindlichen Fläche des Bildwandlers 126 liegt. Der Bildwandler 126 ist über eine Kameraelektronik 128, die der handelsüblichen Elektronik tragbarer Fernsehkameras voll­ ständig entsprechen kann, mit einem Monitor 130 verbunden. Auf diesem kann somit ein Mikroskopbild des gerade erfaßten Bereiches der Objektoberfläche bei normal arbeitendem opti­ schen Abstandsschalter beobachtet werden. Diese Beobachtung ist bequem möglich, ohne daß die Gefahr besteht, daß der Beobachter beim Hineinblicken in das Okular den Abtastkopf 10 unbeabsichtigt berührt und so die präzise Abstandsüber­ wachung mechanisch beeinflußt.

Auch Fig. 5 zeigt einen Abtastkopf mit eingebauter Beob­ achtungseinrichtung, wobei unter Bezugnahme auf Fig. 3 schon erläuterte Teile wieder mit denselben Bezugszeichen versehen sind.

Das Gehäuse 108 ist vom Gehäuse 10 getrennt, und an seiner Stelle ist eine Adapterplatte 132 angeschraubt, welche einen Tubus 134 vorgibt. In letzterem ist mittels einer elastischen Klemmhülse 136 das eine Ende eines flexiblen koherenten Faserkabels 138 festgelegt. Dieses umfaßt eine Vielzahl geordnet gebündelter Glas- oder Kunststoffasern und kann so ein Bild übertragen. Das andere Ende des Faser­ kabels 138 ist durch eine elastische Klemmhülse 140 im un­ teren Ende des Tubus 110 des Gehäuses 108 festgelegt.

In den Tubus 110 ist ferner ein für das Beobachtungslicht halbdurchlässiger Spiegel 142 eingesetzt, der das von der Halogen-Lampe 114 erzeugte und von der Linse 116 bei diesem Ausführungsbeispiel in ein Parallel-Strahlenbündel umge­ setzte Beobachtungslicht in das Faserkabel 138 umlenkt und das von der Objektoberfläche zurückgeworfene Licht zur Oku­ larlinse 122 weiterlaufen läßt.

Wie weiter oben schon dargelegt, hat das Objektiv 14 kleine Brennweite und kleinen Durchmesser, so daß bei zur Objek­ tivachse geneigter Objektoberfläche oder rauher Objektober­ fläche im Bereich des Meßfleckes ein großer Teil des Meß­ lichtes das Objektiv 14 nicht mehr erreicht. Um auch diese Lichtanteile zur Wandleranordnung 30 zurückführen zu können, kann man das Objektiv 14 mit einem optischen Spiegel umge­ ben.

Ein erster derartiger optischer Spiegel kann gemäß Fig. 6 ein Hohlspiegel 144 sein, der eine mittige Öffnung 146 aufweist, welche das Objektiv 14 aufnimmt. Der Hohlspiegel 144 hat einen Krümmungsradius, der der Brennweite des Ob­ jektives 14 entspricht, so daß der Mittelpunkt M des Hohl­ spiegels und der Brennpunkt F des Objektives zusammenfallen.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß vom Meßfleck unter starker Verkippung zur Achse des Objektives 14 reflektierte Strahlen durch den Hohlspiegel 144 in sich zurückgeworfen werden, an der Objektoberfläche ein zweites Mal unter sym­ metrischen Bedingungen reflektiert werden und im wesentli­ chen auf der Achse des Objektives 14 wieder in den Abtast­ kopf 10 eintreten.

In Abwandlung des in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispie­ les kann man gemäß Fig. 7 den Hohlspiegel 144 so weit nach rechts verschieben, bis sein Rand in der Ebene des Objekti­ ves 14 liegt. Der Krümmungsradius des Hohlspiegels 144 wird entsprechend angepaßt, das Objektiv 14 über mehrere in Um­ fangsrichtung verteilte axiale Träger 148 am Hohlspiegel 144 befestigt. Damit kann der Abtastkopf auch sehr nahe an die Objektoberfläche heranbewegt werden.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist der Hohlspiegel 144 durch ein Reflexionshologramm 144′ ersetzt, welches unter Verwendung eines Hohlspiegels aufgenommen wurde, der dem Hohlspiegel 144 entspricht, vorzugsweise jedoch zusätz­ lich noch asphärisch korrigiert ist. Man erkennt, daß die Anordnung aus Objektiv und Spiegel so in Richtung der opti­ schen Achse besonders kurz baut.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 findet anstelle einer Linsen/Spiegel-Kombination ein großen Durchmesser aufwei­ sendes Transmissionshologramm 14′ Verwendung, welches von einem unter Verwendung eines großen Durchmesser aufweisen­ den, asphärisch korrigierten Objektives gewonnenenen Master- Hologrammes hergestellt wurde. Auch diese "Linse" kann unter starkem Winkel reflektiertes Licht einfangen und zur Wand­ leranordnung 30 weiterleiten.

Fig. 10 zeigt eine Alternative für die Erzeugung eines vor Erreichen der Schaltschwelle des optischen Abstands­ schalters bereitgestelltes Vorwarnsignal, welche eine Ab­ wandlung der Wandleranordnung 30 bedingt.

Um die Wandlerelemente 32, 34 herum ist eine Hilfswandler­ anordnung vorgesehen, welche U-förmige Wandlerelemente 150, 152 umfaßt. Diese äußeren Wandlerelemente werden somit nur dann mit Meßlicht beaufschlagt, wenn die Objektoberfläche in der einen oder der anderen Richtung noch weit von der Brennebene des Objektives 14 entfernt ist.

Die Ausgänge der Wandlerelemente 150, 152 sind einmal di­ rekt mit Verstärkern 156, 158 verbunden, welche Leuchtdio­ den 160, 162 ansteuern. Diese zeigen somit durch ihre Akti­ vierung an, daß das zu erfassende Objekt in der einen oder der anderen Richtung weit von der Brennebene des Objektives 14 entfernt ist.

Die Ausgänge der Wandlerelemente 150, 152 sind ferner durch ein NOR-Glied 164 zusammengeschaltet, welches über einen Verstärker 166 eine Leuchtdiode 168 ansteuert. Diese zeigt durch Aufleuchten somit an, daß der Abstand zwischen der Brennebene des Objektives 14 und dem gerade beobachteten Meßfleck der Objektoberfläche eine vorgegebene Strecke be­ tragsmäßig unterschreitet. Das Ausgangssignal des Verstär­ kers 130 stellt somit ein Vorwarnsignal dar, welches vor dem Erreichen der Schaltschwelle des optischen Abstands­ schalters abgegeben wird.

Die Auswertung der Ausgangssignale der Wandlerelemente 32, 34 erfolgt wie weiter oben schon besprochen.

Claims (20)

1. Optischer Abtastkopf für Compact Disks mit einem Ge­ häuse, mit einer Lichtquelle, vorzugsweise einem Laser, mit einem Objektiv kurzer Brennweite zum Abbilden der Lichtquelle auf eine abzutastende Fläche eines Objektes, und mit einer Detektionseinrichtung, auf welche von der abzutastenden Objektfläche zurückgeworfenes Licht durch das Objektiv abgebildet wird und die ein der Größe der Außerbrennpunktlage des gerade erfaßten Meßfleckes der Objektfläche zugeordnetes Meßsignal bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, daß er als optischer Abstandsschalter verwendet wird, wozu das Objektiv (14) starr mit dem Gehäuse (20) verbunden ist und an den Ausgang der Detektionseinrich­ tung (30, 38) ein Komparator (46) angeschlossen ist, dessen zweiter Eingang ein den Schaltpunkt vorgebendes Referenz­ signal (R) erhält.

2. Abtastkopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Reflexionsmeßeinrichtung (30, 62) für das lokale Re­ flexionsverhalten der Objektfläche und durch einen Meßsig­ nal-Modifikationskreis (74), welcher das Meßsignal in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Reflexionsmeßeinrichtung (30, 62) modifiziert.

3. Abtastkopf nach Anspruch 2, wobei die das Meßsignal bereitstellende Detektionseinrichtung (30, 38) zwei zu beiden Seiten der Strahlachse des Objektives (14) an­ geordnete Wandlerelemente (32, 34) und einen mit deren Ausgangssignalen beaufschlagten Differenzverstärker (60) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsmeß­ einrichtung neben den beiden Wandlerelementen (32, 34) einen mit deren Ausgangssignalen beaufschlagten Summier­ verstärker (62) aufweist.

4. Abtastkopf nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen durch das Ausgangssignal der Reflexions­ meßeinrichtung (30, 62) gesteuerten optischen Abschwächer, der an beliebiger Stelle in den Strahlengang zwischen Lichtquelle (26) und Detektionseinrichtung (30, 38) einge­ fügt ist, oder durch einen Leistungs-Steuerkreis (70) für die Lichtquelle (26), dessen Steuerklemme in Abhängig­ keit vom Ausgangssignal der Reflexionsmeßeinrichtung (30, 62) mit Signal beaufschlagt ist, oder durch eine durch das Ausgangssignal der Reflexionsmeßeinrichtung (30, 62) gesteuerte Betriebsschaltung für die Wandleranordnung (30) der Detektionseinrichtung, welche die Empfindlich­ keit der letzteren vorgibt.

5. Abtastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn­ zeichnet durch einen senkrecht in denjenigen Teil des Strahlenganges, in welchem das Meßlicht ein Parallelbündel darstellt, stellbaren Spiegel oder dort bleibend angeord­ neten steuerbaren Spiegel (50), durch einen Signalspeicher (56, 58), in welchem das bei aktivem Spiegel (50) erhaltene Ausgangssignal der Wandleranordnung (30) als Korrektursignal gespeichert wird, und durch einen Differenzkreis (64, 66), welcher von dem bei nicht aktivem Spiegel erhaltenen Meß­ signal das bei aktivem Spiegel erhaltene Grundsignal abzieht.

6. Abtastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekenn­ zeichnet durch einen im Strahlengang angeordneten Umlenkspiegel (24), der für mindestens eine nicht im Meß­ lichtspektrum enthaltene Lichtwellenlänge durchlässig, für das Meßlicht aber undurchlässig ist und auch auf seiner Rückseite optische Qualität aufweist, und durch eine hinter diesem Umlenkspiegel (24) angeordnete Beobachtungsoptik (120, 122; 124 bis 130; 122, 138).

7. Abtastkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beleuchtungseinrichtung (114 bis 118) Beob­ achtungslicht mit mindestens einer nicht im Meßlichtspek­ trum enthaltenen Wellenlänge auf der Achse des Objektives (14) bereitstellt.

8. Abtastkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung eine seitlich neben der Objektivachse angeordnete Beobachtungslichtquelle (114) sowie Mittel (118) zum Umlenken des Beobachtungs­ lichtes auf die Objektivachse, insbesondere einen geboge­ nen Lichtleiter, aufweist.

9. Abtastkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßlichtquelle (26) modulier­ tes Meßlicht erzeugt und das Ausgangssignal der Wandler­ anordnung (30) der Detektionseinrichtung durch einen pha­ senempfindlichen Gleichrichter verarbeitet wird.

10. Abtastkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beobachtungsoptik eine Tubus­ linse (120) sowie einen Festkörper-Bildwandler (126) auf­ weist.

11. Abtastkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beobachtungsoptik (120, 122) und ggf. die Beleuchtungseinrichtung (114 bis 118) in einem an das Gehäuse (10) des Abtastkopfes angebauten Zusatzgehäuse (108) untergebracht sind.

12. Abtastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (14) von einer rota­ tionssymmetrischen Reflektoreinrichtung (144) umgeben ist, welche von der Objektfläche (12) unter starker Nei­ gung zur Achse des Objektives (14) zurückgeworfene Licht­ strahlen jeweils im wesentlichen in sich zur Objektfläche (12) zurückschickt.

13. Abtastkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoreinrichtung einen Hohlspiegel (144) aufweist, der auf seiner Achse eine Öffnung (146) hat, deren Durchmesser demjenigen des Objektives (14) entspricht, und daß der Krümmungsmittelpunkt (M) des Hohlspiegels (144) mit dem objektseitigen Brennpunkt (F) des Objektives (14) zusammenfällt.

14. Abtastkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoreinrichtung ein Reflexionshologramm auf­ weist, dessen Brennpunkt (M) mit dem objektseitigen Brenn­ punkt (F) des Objektives (14) zusammenfällt.

15. Abtastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (14) durch ein Trans­ missionshologramm gebildet ist.

16. Abtastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (84) zusätzlich mit mindestens einem Vorwarn-Schwellensignal beaufschlagt ist, welches betragsmäßig größer ist als das Referenzsignal (R).

17. Abtastkopf nach Anspruch 16 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorwarn-Schwellensig­ nal ein vorgegebenes Vielfaches des Ausgangssignales der Reflexionsmeßeinrichtung (30, 62) ist.

18. Abtastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Wandlerelemente (32, 34) der Detek­ tionseinrichtung von einer Hilfswandleranordnung (150, 152) umgeben sind und die Ausgangssignale der letzteren für die Erzeugung von Grob-Stellungsanzeigesignalen und/ oder Vorwarnsignalen verwendet werden.

19. Abtastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekenn­ zeichnet durch einen thermisch an das Gehäuse (20) an­ gekoppelten Temperaturfühler (76) und einen Schaltkreis (80) zur Korrektur des Meßsignales in Abhängigkeit vom Ausgangs­ signal des Temperaturfühlers (76).

20. Abtastkopf nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrektur-Schaltkreis einen Korrekturspeicher (80) umfaßt, dessen Adreßklemmen mit dem digitalisierten (78) Ausgangssignal des Temperaturfühlers (76) und dem digitalisierten (82) Meßsignal beaufschlagt sind.