DE69312866T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung eines Objektes mittels eines reflektierbaren Strahlungsbündels - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Untersuchen eines Objekts mit Hilfe eines reflektierbaren Strahlungsbündels, das einen Fleck am Objekt bildet, der gegen das Objekt verschiebbar ist, während ein Teil des vom Objekt reflektierten Strahlungsbündels in einem optischen Positionsdetektor detektiert wird, und anschließend das Strahlungsbündel in bezug auf das Objekt verschoben wird, bis der optische Posifionsdetektor eine vorgegebene gewünschte Reflexion des Strahlungsbündels detektiert.
• Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine geeignete Vorrichtung zum Durchführen der erfindungsgemäßen Verfahren, und diese Vorrichtung ist mit einer Strrhlungsquelle, einem optischen Positionsdetektor und einer Verschiebungsvorrichtung zum Verschieben eines von einem Strahlungsbündel aus der Strahlungsquelle auf ein Objekt geworfenen Fleck versehen.
• Unter dem Begriff "reflektierbarem Strahlungsbündel" sei ein Strahlungsbündel aus einer optischen Strahlungsquelle verstanden, wie z.B. ein Laserbündel aus einem Laser, ein Bündel aus einer Halogenlampe oder ein Infrarotlichtbündel. Nach der Untersuchung des Objekts beispielsweise mit Hilfe des Laserbündels kann eine Laserbehandlung mit Hilfe desselben oder eines anderen Laserbündels durchgeführt werden, wie z.B. Laserverlöten, Lasergraphieren, Laserverschweißen, Laserschneiden und weitere Oberflächenbehandlungen, die beispielsweise für die Speicherung von Daten in digitaler Form in einem Datenträger erforderlich sind, wobei ein Objekt mit Hilfe eines Laserbündels aus dem Laser bearbeitet wird, und schnelle und genaue Bewegungen vom Laserbündel ausgeführt werden. Dieselben oder ähnliche Behandlungen sind mit Hilfe der anderen erwähnten Strahlungsbündel möglich.
• Ein Verfahren eingangs erwähnten Art ist aus US-A4 473 750 bekannt. Nach diesem bekannten Verfahren wird ein Objekt mit einem Laserbündel angestrahlt, und das reflektierte Bündel tritt in einen optischen Detektor zum Bestimmen der Stärke des reflektierten Lichts. Ein Höchstwert des detektierten Signals zeigt eine höchste Stärke an. Durch Verschieben des ganzen optischen Systems und durch sequentielles Detektieren der maximalen Signale kann die gesamte dreidimensionale Form des Objekts gemessen werden. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, daß die Genauigkeit der Messung von der Detektion des Höchstwertes der Stärke des reflektierten Lichtbündels abhängig ist.
• In einem anderen Verfahren nach der Beschreibung in der deutschen Patentschrift DE-C2 3829350 wird ein elektronischer Bauteil auf einer Leiterplatte auf der Leiterplatte mit Hilfe eines von einem Laser ausgestrahlten Laserbündels verschweißt Die Leiterplate ist mit Verbindungsflächen versehen, auf denen Lötmittel angebracht wird, und auf denen Verbindungsschenkel des Bauteils angebracht werden. Das Lötmittel wird mit dem Laserbündel geschmolzen und nach Aushärtung des Lötmittels sind die Verbindungsschenkel des Bauteils mechanisch und elektrisch mit den Verbindungsflächen der Leiterplatte verbunden. Vor dem Anfang des Lötvorgangs wird die zu verschweißende Verbindungsfläche näher beim Laserbündel gebracht. Eine genaue Positionierung der zu verschweißenden Verbindungsfläche in bezug auf den Laserbündel wird dadurch erhalten, daß die Stärke des von der Leiterplatte und vom Bauteil reflektierten Laserlichts in einem optischen Positionsdetektor detektiert wird. Die Leiterplatte mit der Verbindungsfläche wird anschließend in bezug auf das Laserbündel verschoben, bis das Laserbündel das Lötmittel trifft, wobei eine verhältnismäßig hohe Stärke des reflektierten Laserlichts gemessen wird. Die Leiterplatte wird in bezug auf das Laserbündel ortsfest gehalten und das Lötmittel wird vom Laserbündel geschmolzen. Wenn die gemessene Reflexion zu niedrig ist, muß die Leiterplatte hin und her geschoben werden, bis das Laserbündel das Lötmittel trifft. Mit Hilfe des optischen Positionsdetektors kann nicht bestimmt werden, an welcher Stelle sich das Lötmittel befindet. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens und der Anordnung ist, daß der Stärkewert des reflektierten Laserlichts am Lötmittel, die verschiedenen Bauteile und die Leiterplatte genau bekannt sein müssen und ausreichend unterschiedlich, wiel sonst eine Laserverschweißbehandlung auch an Stellen durchgeführt wird, an denen kein Lötmittel vorhanden ist und die Leiterplatte könnte verbrennen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, durch das ein Strahlungsbündel in bezug auf ein Objekt verhältnismäßig schnell und genau positionierbar ist.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist dazu dadurch gekennzeichnet, daß die momentane Position des Flecks am Objekt vom reflektierten Anteil des Strahlungsbündels bestimmt wird, der mit Hilfe des optischen Positionsdetektors detektiert wird, während die gewünschte Position des Flecks in bezug auf das Objekt mit Hilfe eines mehrdimensionalen Bildsensors bestimmt wird, wonach das Strahlungsbündel in bezug auf das Objekt verschoben wird, bis die momentane Position des mit dem optischen Positionsdetektor bestimmten Flecks der gewünschten Position des mit Hilfe des Bildsensors bestimmten Flecks entspricht.
• Der optische Postionsdetektor detektiert nur die Fleckposition, die Stärke des reflektierten Strahlungsbündels ist immateriell. Hierdurch kann die momentane Fleckposition verhältnismäßig schnell und genau mit dem optischen Positionsdetektor detektiert werden. Die momentane Fleckposition kann ununterbrochen mit dem optischen Positionsdetektor bestimmt werden, auch wenn das Strahlungsbündel verhältnismäßig schnell in bezug auf das Objekt verschoben wird. Der mehrdimensionale Bildsensor bildet wenigstens ein zweidimensionales Bild wenigstens eines Anteil des Objekts, und die gewünschten Fleckpositionen werden besonders genau von diesem Bild aus bestimmt. Die Analyse eines derartigen Bildes erfordert verhältnismäßig viel Zeit (100 ms.), aber sie braucht nur eine geringe Anzahl Male durchgeführt werden. Oft wird ein Bild bereits ausreichend zum Bestimmen der gewünschten Fleckpositionen am Objekt mit genügender Genauigkeit. Die gewünschten Positionen können beispielsweise die x-, y-Koordinaten in einer Gruppe von Koordinaten x, y, z sein, die eine feste Position in bezug auf den Bildsensor hat, und in der der Bildsensor ein Bild der Ebene x, y darstellt.
• Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Fleck in bezug auf das Objekt mit Hilfe eines scharnierbaren Ablenkspiegels verschoben werden kann, der abhängig vom Unterschied zwischen der momentanen und der gewünschten Position des Flecks scharniert wird, der vom optischen Positionsdetektor bzw. vom Bildsensor detektiert wird.
• Ein scharnierbarer Ablenkspiegel hat ein verhältnismäßig nur geringes Gewicht, so daß der Spiegel verhältnismäßig schnell scharnierbar ist. Eine hohe Genauigkeit wird dadurch erhalten, daß eine Verschiebung des Strahlungsbündels durch eine Scharhierbewegung des Ablenkspiegels sofort im optischen Positionsdetektor festgestellt wird.
• Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, durch das Unterschiede im Abstand zwischen dem zu bearbeitenden oder bereits bearbeiteten Objekt und einer Bezugsebene gemessen werden kann.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß der optische Positionsdetektor und ein mehrdimensionaler Bildsensor eine gemeinsame optische Achse aufweisen, die senkrecht zu einer Bezugsebene durch das Objekt verläuft, während die Positionen des auf die Bezugsebene projizierten Flecks am Objekt vom reflektierten Anteil des Strahlungsbündels bestimmt werden, der mit Hilfe des optischen Positionsdetektors beim Verschieben des Strahlungsbündels über eine vorgegebene Spur detektiert wird, wobei die gewünschten auf die Bezugsebene projizierten Fleckpositionen in bezug auf das Objekt mit Hilfe des Bildsensors bestimmt werden, wonach Unterschiede zwischen den momentanen und den gewünschten Fleckpositionen als Maß der Abstandsunterschiede zwischen den Objekten und der Bezugsebene auf der vorgegebenen Spur bestimmt werden.
• Wenn das Strahlungsbündel auf einer vorgegebenen Spur über ein flaches Objekt verschoben wird, wird die Bezugsebene durch das mit der Oberfläche des Objekts, mit den momentanen Positionen und den gewünschten Positionen zusammenfallende Objekt gleich sein. Wenn das Objekt uneben ist, wird sich die momentane Fleckposition von der Position des erwarteten Flecks aus der vorgegebenen Spur des Strahlungsbündels unterscheiden. Der Unterschied zwischen der momentanen Fleckposition und der erwarteten oder gewünschten Fleckposition ist ein Maß für den Unterschied im Abstand zur Bezugsebene im Vergleich zu anderen Positionen auf der vorgegebenen Spur.
• Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem das Objekt ein Bauteil mit Verbindungsschenkeln ist, die mit Kontaktflächen mittels einer Laserbehandlung als Wärmestrahlungsquelle verlötet werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Detektion eines verhältnismäßig großen Unterschiedes im Abstand zwischen einem Verbindungsschenkel und der Bezugsebene im Vergleich zu anderen Verbindungsschenkeln zur Schlußfolgerung führt, daß es einen Kontaktfehler zwischen dem Verbindungsschenkel und der Verbindungsfläche gibt, wobei der Laser abgeschaltet wird, um Verbrennen des freien Verbindungsschenkels zu vermeiden.
• Der Bauteil kann nach dem Abschalten des Lesers ausgebessert oder ersetzt werden. Die erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich insbesondere für Laserverschweißen elektronischer Bauteile auf einer Leiterplatte. Die Elektronikbauteile sind oft mit einer Anzahl von Verbindungsschenkeln in einer Reihenanordnung versehen, die auf Kontaktflächen der Leiterplatte verschweißt werden müssen. Das zunächst beschriebene erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die gewünschten Lötstellen an den Verbindungsschenkeln oder Verbindungsflächen zu bestimmen, und das Laserbündel derart auszurichten, daß der Laserfleck auf eine erste zu verlötende Fläche gerichtet wird. Eine Spur kann von den gewünschten Positionen abgeleitet werden, und auf dieser Spur muß das Laserbündel verschoben werden, um alle Verbindungschenkel mit Kontaktflächen zu verbinden. Das eben beschriebene Verfahren ermöglicht es, Unterschiede im Abstand zwischen Verbindungsschenkeln und einer Bezugsebene zu bestimmen. Die Bezugsebene ist eine virtuelle Ebene, die beispielsweise an den oberen Seiten der im Mittel richtigen Verbindungsschenkel verlegt werden kann. Der Nennabstand von einem richtigen Verbindungsschenkel zur Bezugsebene beträgt in diesem Fall gleich Null. Wenn ein Verbindungsschenkel sich in einem verhältnismäßig großen Abstand von der Bezugsebene befindet, und dementsprechend ein mechanischer Druckkontakt zwischen dem Verbindungsschenkel und der zugeordneten Kontaktfläche nicht vorhanden ist, wird der Laser eingestellt und der Bauteil wird ausgebessert oder ersetzt.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Fleck des Strahlungsbündels positioniert wird, bis die momentane Position einer gewünschten Position entspricht, und daß der Fleck des Strahlungsbündels ebenfalls zum Bestimmen von Unterschieden im Abstand zwischen einem Objekt und einer Bezugsebene benutzt wird. Es ist also möglich auf verhältnismäßig einfache Weise beim Anlegen eines Strahlungsbündels an ein Objekt einerseits den Fleck des Strahlungsbündels zu positionieren und andererseits Unterschiede im Abstand zwischen dem Objekt und einer Bezugsebene zu bestimmen.
• Der Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die sich zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet und mit der ein Strahlungsbündel positionierbar ist und mit der der Nachteil der bekannten Vorrichtung vermieden ist.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem mehrdimensionalen Bildsensor in Zusammenarbeit mit dem optischen Positionsdetektor und mit einer Positionierschaltung zum Steuern des Strahlungsbündels abhängig vom Unterschied zwischen einer momentanen vom optischen Positionsdetektor detektierbaren Fleckposition und von einer vom Bildsensor detektierbaren gewünschten Position versehen.
• Die Verwendung eines optischen Positionsdetektors zum Bestimmen der momentanen Fleckposition und eines mehrdimensionalen Bildsensors zum Bestimmen der gewünschten Fleckposition bietet den Vorteil, daß die best geeignete Abbildungsvorrichtung zum Bestimmen der jeweiligen momentanen und gewünschten Fleckpositionen verwendbar ist. Der optische Positionsdetektor eignet sich besonders zum schnellen und genauen Detektieren der momentanen, sich ständig ändernden Fleckposition, wänrend der Bildsensor sich zum genauen Bestimmen der gewünschten Position des Flecks aus einem Bild des Objekts eignet. Eine verhältnismäßig hohe Positionsgenauigkeit des Flecks wird mit Hilfe der Verschiebung des Flecks des Strahlungsbündels mit Hilfe der Steuerschaltung abhängig vom Unterschied zwischen den momentanen und gewünschten Positionen erreichbar.
• Der Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die sich zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet, wobei Unterschiede im Abstand zwischen dem Objekt und einer Bezugsebene gemessen werden können.
• Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemaße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der optische Positionsdetektor und der Bildsensor eine gemeinsame optische Achse aufweisen, die senkrecht zur Bezugsebene durch das Objekt verläuft, und mit einer Meßschaltung zum Bestimmen von Unterschieden im Abstand zwischen dem Objekt und der Bezugsebene aus Unterschieden zwischen den momentanen Positionen des Flecks auf der Bezugsebene, die im optischen Positionsdetektor detektierbar sind, und gewünschten Positionen des Flecks auf der Bezugsebene versehen ist, die im Bildsensor während der Verschiebung des Strahlungsbündels auf einer vorgegebenen Spur detektierbar sind.
• Bei der Bestimmung von Abstandsunterschieden zwischen verschiedenen Positionen am Objekt in bezug auf die Bezugsebene ist es möglich, die Strahlungsquelle abzuschalten und das Strahlungsbündel mit Hilfe der Meßschaltung zu unterbrechen, wenn ein zuvor defmierter, verhältnismäßig großer Abstandsunterschied in bezug auf die Bezugsebene detektiert wird.
• Ein Ausführungsbeispiel der geeigneten Vorrichtung zum Durchführen der erfindungsgemäßen Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Steuerschaltung mit der Positionierschaltung und der Meßschaltung vorgesehen wird.
• Es wird eine Vorrichtung erhalten, die sich zum Positionieren des Strahlungsbündels und zum Bestimmen von Abstandsunterschieden des Objekts in bezug auf die Bezugsebene eignet.
• Ein anderes Ausführungsbeispiel einer geeigneten Vorrichtung zum Durchführen der erfindungsgemäßen Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die von der Steuerschaltung steuerbare Verschiebungsvorrichtung mit einem scharnierbaren Ablenkspiegel versehen ist. Das Strahlungsbündel wird vom scharnierbaren Ablenkspiegel abgelenkt und in bezug auf das Objekt verschoben. Hierdurch müssen die Strahlungsquelle, das Objekt, der Bildsensor und der optische Positionsdetektor nicht durch Positionierung des Strahlungsbündels verschoben werden, und die zu verschiebende Masse (die Masse des Ablenkspiegels) ist gering. Dies fördert die Positioniergenauigkeit und die Positionierungsgeschwindigkeit des Strrhlungsbündels. Da eine Verschiebung des Strahlungsbündels durch Scharnieren des Ablenkspiegels sofort detektiert und korrigierbar ist, kann ein verhältnismäßig einfacher Spiegel verwendet werden. Auch ist es möglich, einen Spiegel zu verwenden, der um zwei Drehungsachsen scharnierbar ist.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer geeigneten Vorrichtung zum Durchführen der erfindungsgemäßen Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der optische Positionsdetektor mit einem Positionsdetektorelement versehen ist.
• Die Fleckposition kann schnell und genau mit Hilfe eines derartigen Elements bestimmt werden, das im Handel erhältlich ist.
• Ein noch anderes Ausführungsbeispiel einer geeigneten Vorrichtung zum Durchführen der erfindungsgemäßen Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsensor mit einer Festkörper-Matrixfeldkamera versehen ist.
• Ein genaues Bild des Objekts kann verhältnismäßig schnell mit Hilfe einer Festkörper-Matrixfeldkamera erhalten werden, wie z.B. mit einem Ladungsverschiebeelement (CCD) oder mit einer sog. Ladungsinjektionsvorrichtung (CID), die im Handel erhältlich sind.
• Ein wieder anderes Ausführungsbeispiel einer geeigneten Vorrichtung zum Durchführen der erfindungsgemäßen Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der optische Positionsdetektor und der Bildsensor steif miteinander in einer Bildvorrichtung verbunden sind und dasselbe Bildfeld haben, das durch einen gemeinsamen halbtransparenten Spiegel gewonnen wird.
• Infolge der steifen Verbindung zwischen der Festkörper-Matrixfeldkamera und dem optischen Positionsdetektor ist die Vorrichtung verhältnismäßig unempfindlich für Drift, Nichtlinearitäten und Hysterese der Verschiebungsvorrichtung für die Position des Bildsensors mit dem optischen Positionsdetektor in bezug auf das Objekt und für die Position des Ablenkspiegels in bezug auf das Objekt.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
• Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
• Fig. 2 schematisch eine Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
• Fig. 3 schematisch das Verlöten einer Anzahl von Verbindungsschenkeln mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
• Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung für eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
• Fig. 5 eine graphische Darstellung mit dem Signal aus einem optischen Positionsdetektor beim Verschieben eines Laserbündels über die Verbindungsschenkel eines in Fig. 3 dargestellten Bauteils, und
• Fig. 6 einen PID-Regler für die Steuerschaltung nach Fig. 4.
• Entsprechende Bauteile in den verschiedenen Figuren werden mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
• In Fig. 1 ist schematisch eine Laserschweißvorrichtung 1 mit einem Laser 3, mit zwei scharnierbaren Ablenkspiegeln 5 und 7, mit einer Bildanordnung 9 und mit einer Steuerschaltung 11 dargestellt. Die Laserschweißvorrichtung 1 in der Anordnung nach Fig. 1 wird zum Laserverschweißen eines elektronischen Bauteils 13 auf einer Leiterplatte 15 verwendet. Der elektronische Bauteil 13 ist mit den Verbindungsschenkeln 17 versehen, die auf Verbindungsflächen 19 der Leiterplatte 15 angebracht werden. Die Verbindungsschenkel 17 werden mit den Verbindungsflächen 19 verschweißt, die mit Lötmittel mit Hilfe der Vorrichtung 1 versehen werden. Die Bildanordnung 9 ist mit einem Verschiebeelement (CCD) 21 (Festkörper- Matrixfeldkamera) und mit einem optischen Positionsdetektor 23 ausgerüstet, der ein Positionsdetektorelement (siehe Fig. 2) enthält. Ein Koordinatensystem x, y, z mit einer festen Orientierung ist im Zusammenhang mit der Bildanordnung 9 definiert. Die z- Achse ist paallel zur optischen Achse der Bildanordnung 9 gerichtet. Der Betrieb der Laserschweißvorrichtung geht wie folgt. Der zu verschweißende Bauteil 13 wird in das Bildfeld des Bildsensors mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Tafel gebracht, die in der x, y-Ebene verschiebbar ist. Ein zweidimensionales Bild des Bauteils, der Verbindungsschenkel und der Verbindungsflächen auf der Leiterplatte wird mit dem CCD 21 erzeugt. Die x, y-Koordinaten der zu verschweißenden Positionen werden von diesem Feld aus bestimmt. Inzwischen ist der Laser eingeschaltet und ist die Position des Laserflecks 24 auf der Leiterplatte 15 des Laserbündels 25 aus dem Laser 3 mit dem optischen Positionsdetektor aus dem Laserbündel 26 detektiert, das teilweise von der Leiterplatte 15 oder vom Bauteil 13 reflektiert wird. Das Laserbündel 25 bildet einen Winkel mit der x, y-Ebene. Die Laserfleckposition wird so schnell bestimmt, daß das Laserbündel 25 die Leiterplatte 15 nicht beschädigen kann. Ebenfalls ist es möglich, die Energie des Laserbündels durch Orten der gewünschten Position zu reduzieren und die ganze Laserenergie nur beim Löten zu verwenden. Die gewünschte Position und die momentane Position des Laserflecks 24 werden in der Steuerschaltung 11 miteinander verglichen. Abhängig vom Unterschied zwischen den zwei Positionen werden elektrische Steuerspannungen 27 und 29 in die Antriebseinheiten der Ablenkspiegel 5 und 7 eingespeist, um die Spiegel in den Richtungen der Pfeile 31 und 33 zu scharnieren. Die Ablenkspiegel 5 und 7 sind galvanoskopische Spiegel, die über einen bestimmten Winkel abhängig vom Wert einer elektrischen Steuerspannung gedreht werden. Das Laserbündel 25 wird in der x-Richtung vom Spiegel 5 abgelenkt und das Laserbündel 25 wird in der y-Richtung vom Spiegel 7 abgelenkt. Die momentane Position des Laserflecks 24 wird an die gewünschte Position verhältnismäßig schnell angepaßt, d.h. innerhalb von 0,1 bis 1 ms. Nachdem das Laserbündel 25 an der gewünschten Position auf das Lötmittel der Verbindungsfläche 19 auf der Leiterplatte 15 gerichtet ist, wird das Laserbündel 25 eine bestimmte Zeit, 5 bis 10 ms., in derselben Position gehalten. Die Zeit ist u.a. von der Laserenergie und von der durchzuführenden Laserbehandlung abhängig. Das Lötmittel schmilzt und das Laserbündel wird nach einer folgenden Position verschoben. Nach dem Erhärten des geschmolzenen Lötmittels gibt es da eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen der Verbindungsfläche 19 auf der Leiterplatte 15 und dem Verbindungsschenkel 17 des elektronischen Bauteils 13. Die Detektion des Zeitpunkts, zu dem das Lötmittel ausreichend geschmolzen ist und das Laserbündel in eine folgende Position verschoben ist, kann auf verschiedene an sich bekannte Weisen erfolgen. In der oben erwälmten deutschen Patentanmeldung DE-C2 3829350 wird ein Infrarotdetektor zum Detektieren des Schmelzvorgangs des Lötmittels verwendet. Auch ist es möglich, die erforderliche Schmelzzeit zuvor zu bestimmen. Das Laserbündel kann auf andere Weise auf einen Verbindungsschenkel gerichtet werden, wobei das Lötmittel mittels Wärmeleitung über den Verbindungsschenkel erwärmt wird. Der optische Positionsdetektor 25 kann beispielsweise eine Lateraleffektphotodiode nach der Beschreibung u.a. in woptical Position Sensing Using Silicon Photodetectors", Lasers & Applications, April 1986, S. 75...79 sein. Eine Lateraleffektphotodiode wird ebenfalls mit Positionsmeßanordnung bezeichnet (PSD).
• Die Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung werden mit weiteren Einzelheiten in Fig. 2 und 3 erläutert, wobei die Positionierung des Laserflecks in einer gewünschten Position anhand der Fig. 2 erläutert und das Messen von Abstandsunterschieden anhand der Fig. 3 erläutert wird.
• Die Bildanordnung 9 nach Fig. 2 ist mit einer CCD-Kamera 21 und mit einer Positionsmeßanordnung oder PSD 23 ausgerüstet, die ein gemeinsames Bildfeld durch eine Linse 37 und über einen halbtransparenten Spiegel 35 haben. Die CCD-Kamera 21 und die PSD 23 sind mit Hilfe eines Trägers 38 in einem nicht dargestellten Gehäuse der Bildanordnung 9 miteinander steif verbunden. Der Verbindungsschenkel 17 muß mit der Leiterplatte 15 mit Hilfe des Laserbündels 25 verschweißt werden. Die y-Koordinate der gewünschten Position P1 des Laserflecks 24 wird durch die Linse 37 und über den halbtransparenten Spiegel 35 im Punkt A1 in der CCD-Kamera 21 abgebildet. Die Leiterplatte 15 befindet sich in einem Abstand h von einer Drehachse des scharnierbaren Spiegels 7, der das Laserbündel 25 ablenkt und es auf die Leiterplatte 15 richtet. Die Laserfleckposition wird mit Hilfe der PSD 23 bestimmt, und anschließend wird der Spiegel 7 gedreht, bis der Laserfleck 24 durch die Linse 37 und über den halbtransparenten Spiegel 35 im Punkt A1 in der CCD-Kamera 21 und in dem von der PSD 23 detektierten Punkt W1 abgebildet wird. Das Verhältnis zwischen den mit Hilfe der PSD 23 und mit Hilfe der CCD 21 detektierbaren Positionen wurde zuvor durch Kalibrierung bestimmt.
• Wenn die Leiterplatte 15 über eine Strecke Δh örtlich einen Durchhang aufweist, trifft der Laserfleck 24 den Bauteil 13a auf der gebogenen Leiterplatte 15' in einer y-position P2, der dieselbe Position des Spiegels 7 hat. Die von der PSD detektierte Laserfleckposition ist jetzt W2. Ein Unterschied d zwischen der gewünschten Position W1 entsprechend A1 und der momentanen Position W2 wird von der Steuerschaltung 11 detektiert. Eine Winkeidrehung des Spiegels 7 wird aus diesem Unterschied d bestimmt. Nach der Winkeidrehung hat der Spiegel 7 die mit 7' bezeichnete Position eingenommen und das Laserbündel 25 wird auf den Verbindungsschenkel 17 gelenkt, der sich in einer y-Positin P1 befindet. Trotz des Durchhangs der Leiterplatte 15 wird der Laserfleck 24 auf die gewünschte y-Position P1 nach der Winkeidrehung gerichtet. Die Abmessungen der in Fig. 2 dargestellten Elemente sind nicht maßstabgerecht. In Wirklichkeit betragen die Abstände Δh und P2- P1 nur wenige Mimmeter, während der Abstand zwischen der Bildanordnung 9 und der Leiterplatte 15 wenige zehn Zentimeter beträgt, während die Leitungen P1-W1 und P2- W2 hauptsächlich senkrecht zur Leiterplatte 15 verlaufen. Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglichen dem Laserfleck 24, ungefähre Abstandsunterschiede zwischen verschiedenen Bauteilen in der z-Richtung auf der Leiterplatte 15 zu verfolgen. Wenn das Laserbündel zum Verlöten der Verbindungsschenkel eines folgenden Bauteils dient, der in einem Abstand in der z- Richtung anders als in einem Nennabstand liegt, wird mit Hilfe der CCD-Kamera, der PSD und der Steuerschaltung 11 eine Position der Spiegel aufgesucht, wobei der Laserfleck 24 die Verbindungsschenkel in der richtigen Position trifft.
• Im obigen wird die Positionierung des Laserflecks 24 nur auf einer gewünschten Position beschrieben, wobei der Laserfleck 24 in der gewünschten Position positioniert wird, trotz beispielsweise eines Durchhangs der Leiterplatte. Die Abstandsunterschiede in bezug auf die Ebene der Leiterplatte 15 sind nicht ausführlich berechnet.
• Die Bestimmung von Abstandsunterschieden der Verbindungsschenkel eines Bauteils in bezug auf eine Bezugsebene wird weiter unten anhand der Fig. 3 erläutert.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich gleichermaßen zum Verlöten einer Anzahl von Verbindungsschenkeln. Dies wird ebenfalls anhand der Fig. 3 näher erläutert. Zum Verlöten einer Anzahl von Verbindungsschenkeln 17 aufeinanderfolgend in einer Reihe angebracht, wird eine Reihe 61 mit Hilfe der CCD- Kamera 21 und der Steuerschaltung 11 bestimmt, auf der das Laserbündel verschoben werden muß. Die Reihe 61 liegt in einer Bezugsebene 62, die parallel zur x, y-Ebene verläuft und mit den oberen Seiten der Verbindungsschenkel 17 zusammenfällt. Anschließend wird der Lsserfleck 24 auf einen ersten Verbindungsschenkel auf die anhand der Fig. 2 beschriebene Weise gerichtet, wonach das Laserbündel auf der geraden Linie 61 (der vorgegebenen Linie) über die Verbindungsschenkel mit Hilfe der Spiegel 5 und 7 verschoben wird. Das Laserbündel bleibt 5 bis 10 ms. bei jedem Verbindungsschenkel ortsfest, und Lötmittel zwischen den Verbindungsschenkeln 17 und den Kontaktflächen 63 der Leiterplatte 15 wird über die Verbindungsschenkel erwärmt. Darauf wird das Laserbündel 25 nach dem folgenden Verbindungsschenkel verschoben. Das Laserbündel 25 nimmt einen festen Winkel γ beispielsweise von 45º in bezug auf einer Linie parallel zur x-Richtung ein. Dieser Winkel bleibt im wesentlichen während des Verschiebens des Laserbündels über die Verbindungsschenkel konstant, da das Laserbündel im wesentlichen parallel zu sichselbst verschoben wird. Durch diesen Winkel γ liegt der Laserfleck 24 nicht auf der Linie 61 zwischen den Kontaktflächen 63, sondern wird in der x-Richtung über einen Abstand Δx verschoben. Diese Verschiebung wird in der PSD 23 detektiert, und wenn dabei das Laserbündel verhältnismäßig langsam über die Verbindungsschenkel 17 verschoben wird, werden die scharnierenden Spiegel 5 und 7 derart scharniert, daß der Laserfleck 24 wiederum auf der gewünschten Linie 61 zur Ruhe kommt. In der Praxis wird das Laserbündel 25 über die Verbindungsschenkel verhältnismäßig schnell verschoben, und die PSD 23 detektiert die Verschiebungen Δx des Laserflecks 24, aber die Steuerschaltung 11 ist zu langsam zum Korrigieren der Position des Laserflecks 24 für diese Verschiebungen, während die scharnierenden Spiegel 5 und 7 zu langsam sind wegen ihrer Massenträgheit für folgende schnelle gewünschte Positionsänderungen. Die von der PSD detektierten Verschiebungen Δx können dabei zum Detektieren eines losen Verbindungsschenkels verwendet werden. Wenn ein Verbindungsschenkel 17" gebogen wird und keinen Kontakt mit der Kontaktfläche 63" herstellt, wird eine Verschiebung des Laserflecks 24 in negativer x-Richtung mit einem Wert Δp in der PSD 23 festgestellt, während zwischen den Kontaktflächen 23 eine Verschiebung Δx in positiver x-Richtung durch die Gesamthöhe eines Verbindungsschenkels und einer Kontaktfläche festgestellt wird. Aus der Verschiebung Δp läßt sich ableiten, daß der Verbindungsschenkel 17" auf einem höheren Pegel als die anderen Verbindungsschenkel 17 liegt, und daß der Verbindungsschenkel 17" lose ist. Der Laser 3 wird dabei sofort von der Steuerschaltung 11 abgeschaltet, damit Verbrennung des Verbindungsschenkels 17" vermieden wird. Der Bauteil kann sofort ersetzt oder ausgebessert werden, oder der lose Schenkel kann in einem (nicht dargestellten) Komputer aufgezeichnet werden, so daß in einer späteren Phase der Bauteil ersetzt oder ausgebessert werden kann. Eine Verschiebung in der x-Richtung des Laserflecks 24 kann auch durch dicke Unterschiede zwischen den Verbindungsschenkeln und/oder den Kontaktflächen verursacht werden. Die in diesem Fall auftretenden Verschiebungen sind jedoch viel kleiner als die Verschiebung Δx oder Δp, die zwischen zwei Kontaktflächen bzw. im Fall eines losen Verbindungsschenkels auftritt. Das Nichtvorhandensein eines Verbindungsschenkels im Bereich einer Kontaktfläche kann auch auf die oben beschriebene Weise detektiert werden. Weiter ist es möglich, das Laserbündel einmal über die Verbindungsschenkel zu verschieben, zunächst zum Definieren der Position der Bezugsebene und zur Prüfung, ob es mögliche lose Verbindungsschenkel gibt und zum nachherigen Starten des Laserverlötens.
• In Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung nach der Verwendung in einer Vorrichtung nach Fig. 1 dargestellt. Die Koordinaten (xset, yset) der gewünschten Position des Laserflecks 24 werden mit Hilfe des CCD 21 und eines Komputers 39 bestimmt. Die Koordinaten (xpsd, ypsd) der momentanen Position des Laserflecks 24 auf der Leiterplatte oder dem Bauteil werden mit Hilfe des optischen Positionsdetektors 23 bestimmt. Anschließend bestimmt ein Komparator 41, 43 den Unterschied zwischen den jeweiligen x- und y-Koordinaten der gewünschten und der momentanen Position des Laserflecks 24. Die Spannungen entsprechend dieser Unterschiede werden jeweils den PID-Reglern 45 und 47 (Proportional-Differenzier- Integrierregler) einer Positionierschaltung 40 zugeführt. Die PID-Regler 45 und 47 senden dabei Steuerspannungen 27, 29 in die betreffenden Antriebseinheiten der Ablenkspiegel 5 und 7, die über Winkel α bzw. β scharniert werden. Diese Scharnierbewegungen, die aus einer statischen Position des Laserflecks erfolgen, ergibt eine Reihe gewünschter x, y-Positionen des Laserflecks 24. Die x, y-Position des Laserflecks 24 ist u.a. von der Position der Leiterplatte oder des Bauteils in bezug auf die Spiegel 5, 7 abhängig. In der Praxis wurde gefunden, daß die Spiegel 5 und 7 das Laserbündel nicht nur in der x-Richtung bzw. in der y-Richtung ablenken, sondern auch in geringem Maße in der y-Richtung bzw. in der x-Richtung. Das mechanische Gesamtsystem der Vorrichtung einschließlich der Abmessungen der Vorrichtung und der gegenseitigen Wechselwirkung der Spiegel in der Steuerschaltung 11 werden mit Hilfe des Blocks 49 dargestellt. Der Block 49 stellt den zu steuernden Prozeß dar. Die Unterschiede zwischen den jeweiligen x- und y-Koordinaten der gewünschten und der momentanen Positionen des mit den Komparatoren 41 und 43 bestimmten Laserflecks 24 werden ebenfalls zum Detektieren loser Verbindungsschenkel benutzt. Die Spannungen entsprechend dieser Unterschiede gelangen an eine Meßschaltung 50, die zwei Spitzendetektorelemente 53', 53" enthält. Mit Hilfe der Spitzendetektorelemente 53', 53" wird bestimmt, ob der Unterschied zwischen der gewünschten und der momentanen x- und y-Koordinaten einen vorgegebenen Wert überschreitet. In Fig. 5 ist eine graphische Darstellung des Signals aus der PSD bei der Verschiebung des Laserbündels 25 auf der Linie 61 in der y-Richtung über die Verbindungsschenkel des in Fig. 3 dargestellten Bauteils dargestellt. Die y-Position wird auf die horizontale Achse und der Unterschied zwischen der gewünschten und der momentanen x-Position auf die vertikale Achse aufgetragen. Wenn der Unterschied xset- gleich Null ist, liegt der Laserfleck auf einem Verbindungsschenkel. Zwischen den Verbindungsschenkeln 17 erfolgt eine Verschiebung Δx des Laserflecks in der positiven x-Richtung. Die Verschiebung Δx wird im Spitzendetektorelement 53' detektiert und dem Komputer 39 zugeleitet. Die gewünschten y-Positionen (y&sub1;...y&sub7;) der Verbindungsschenkel 17 sind dem Komputer 39 aus dem mit Hilfe des CCD 21 bestimmten Bildes bekannt, und die Verschiebung Δx wird als eine vorhergesehene Verschiebung des Laserflecks zwischen zwei Verbindungsschenkeln gedeutet. Wenn der Verbindungsschenkel 17", dessen y-Position y ist, gibt es eine Verschiebung Δp des Laserflecks in der negativen x-Richtung. Die Verschiebung Δp wird im Spitzendetektorelement 53' detektiert und dem Komputer 39 zugeleitet, in dem diese Verschiebung als losen Verbindungsschenkel gedeutet wird. Die Position des losen Verbindungsschenkels 17" wird im Komputer 39 gespeichert, und der Laser 3 wird vom Komputer 39 abgeschaltet, um Verbrennen des Verbindungsschenkels zu vermeiden. In Fig. 6 ist ein PID-Regler 45 dargestellt, der sich zur Verwendung in der Steuerschaltung nach Fig. 4 eignet. Vin ist eine Spannung entsprechend der gewünschten xset-Koordinate des Laserflecks 24, während Vpsd eine Spannung entsprechend der momentanen xpsd-Koordinate ist. Die Spannungen Vin und Vpsd werden miteinander in einem Operationsverstärker 1 verglichen, wonach die resfliche Differenzspannung verstärkt wird. Ein Regler besteht aus den Widerständen (R1...R7), den Kondensatoren (C1 und C2) und einem weiteren Operationsverstärker II auf übliche Weise, und dieser Regler hat einen proportionalen, differenzierenden und integrierenden Betrieb. Die Ausgangsspannung des Reglers 45 wird weiter in einer Endstufe 51 verstärkt, wonach die endgültige Spannung Vout an die Antriebseinheit des scharnierenden Spiegels 5 gelegt wird.
• Die Meßschaltung 50 kann getrennt verwendet werden, wobei die Position des Lasers nicht rückgekoppelt wird, sondern nur mit Hilfe einer Vorwärtssteuerung geregelt wird. Auf ähnliche Weise kann die Positionierschaltung 40 getrennt verwendet werden, wobei keine Abstandmessung in bezug auf eine Bezugsebene durchgeführt wird. Statt einer CCD-Kamera können andere Festkörper-Matrixfeldkameras wie beispielsweise eine CID-Kamera (Charged Injection Device) oder röhrenbestückte Kameras wie VIDICON, PLUMBICON usw. verwendet werden.
• Der optische Positionsdetektor ist nicht notwendigerweise eine Lateraleffektphotodiode, kann aber jedes optische Element sein, mit dem die Position eines Laserflecks schnell detektierbar ist. Anregungen hier sind zum Beispiel eine Diffusionsplatte (beispielsweise Mattglasplatte), die das Laserbündel durchläßt, und hinter der vier Dioden angeordnet sind, die je eine bestimmte Laserlichtmenge abhängig von der Position des Laserbündels auf der Diffusionsplatte empfangen. Die Position des Laserbündels kann aus der Verteilung der Lichtmenge über die Dioden bestimmt werden.
• Wenn das Material, aus dem der optische Positionsdetektor oder der Bildsensor hergestellt ist, teilweise für das Laserlicht transparent ist, können der optische Positionsdetektor und der Bildsensor aufeinander befestigt werden.
• Es ist möglich, einen scharnierenden Spiegel zu verwenden, der um zwei aufeinander senkrechtstehende Achsen scharnierbar ist, statt zwei scharnierende Spiegel zur Verschiebung des Laserbündels.
• Zum Fokussieren des Laserbündels ist eine Linse erforderlich. Das Laserbündel kann verschoben werden, indem diese Linse in einer Richtung quer zur Achse des Laserbündels verschoben wird.
• Es ist möglich statt mit einem Laserbündel mit zwei oder mehreren pulsierten Laserbündeln zu arbeiten, die gleichzeitig auf das Objekt gerichtet werden, aber auf verschiedenen Frequenzen gesteuert werden. Die verschiedenen Laserbündel können voneinander mit Hilfe von an sich bekannter Elektronik und mit nur einem optischen Positionsdetektor infolge der verschiedenen Frequenzen unterschieden werden, und auf diese Weise können die Positionen der Laserflecke bestimmt werden.
• Nach dem Bestimmen der gewünschten Positionen des Laserflecks mit Hilfe des Bildsensors, Kann dieser Bildsensor beim Laserverlöten zur Prüfung des Lötverfahrens verwendet werden.
• Statt eines Laserbündels, mit dem sowohl die Positionierung als auch die Verlötung durchgeführt werden, ist es möglich, mit zwei Laserbündeln zu arbeiten, die eine zum Teil gemeinsame optische Achse haben, wobei ein Laserbündel mit einer verhältnismäßig niedriger Energie zum Verlöten benutzt wird. Der Laser mit der höheren Energie wird nur beim Verlöten eingeschaltet.
• Die optische Achse der Kamera kann auch unter einem Winkel mit der Ebene der Leiterplatte stehen, wobei die gewünschten und momentanen x, y- Koordinaten des Laserflecks mit Hilfe einer Anzahl goniometrischer Gleichungen ableitbar sind.
• Im Laserbetrieb kann der Laserfleck auf den gewünschten Positionen statisch gehalten werden oder können sie über die gewünschten Positionen in einer ununterbrochenen Bewegung verschoben werden. Die Energie des Laserbündels kann an den verschiedenen Positionen erhöht werden.

Claims (12)

1. Verfahren zum Untersuchen eines Objekts (13, 15, 17) mit Hilfe eines reflektierbaren Strahlungsbündels (25), das einen Fleck (24) auf dem Objekt bildet, der in bezug auf das Objekt verschiebbar ist, während ein Anteil des vom Objekt reflektierten Strahlungsbündels in einem optischen Positionsdetektor (23) reflektiert und anschließend das Strahlungsbündel (25) in bezug auf das Objekt verschoben wird, bis der optische Positionsdetektor eine vorgegebene gewünschte Reflexion des Strahlungsbündels detektiert, dadurch gekennzeichnet, daß die momentane Position (P2, W2) des Flecks (24) auf dem Objekt (13, 15, 17) aus dem reflektierten Anteil des mit Hilfe des optischen Positionsdetektors (23) detektierten Strahlungsbündels bestimmt wird, während die gewünschte Position (P1, W1) des Flecks (24) in bezug auf das Objekt mit Hilfe eines mehrdimensionalen Bildsensors (21) bestimmt wird, wonach das Strahlungsbündel (25) in bezug auf das Objekt verschoben wird, bis die momentane Position des mit Hilfe des optischen Positionsdetektors bestimmten Flecks der gewünschten Position des mit Hilfe des Bildsensors bestimmten Flecks entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fleck (24) in bezug auf das Objekt (13, 15, 17) mit Hilfe eines scharnierbaren Ablenkspiegels (7) verschoben wird, der in Abhängigkeit von dem vom optischen Positionsdetektor (23) bzw. des Bildsensors (21) detektierten Unterschied zwischen der momentanen und der gewünschten Position des Flecks (24) scharniert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Positionsdetektor (23) und ein mehrdimensionaler Bildsensor (21) eine gemeinsame optische Achse haben, die senkrecht zu einer Bezugsebene (62) durch das Objekt (17) verläuft, während die Positionen des Flecks an dem auf die Bezugsebene projizierten Objekt aus dem reflektierten Anteil des mit Hilfe des optischen Positionsdetektors (23) beim Verschieben des Strahlungsbündels über eine vorgegebene Spur (61) detektierten Strahlungsbündels (25) bestimmt werden, wobei die gewünschten Positionen des Flecks in bezug auf das auf die Bezugsebene (62) projizierte Objekt mit Hilfe des Bildsensors (21) bestimmt werden, wonach Unterschiede (Δx) zwischen den momentanen und den gewünschten Positionen des Flecks (24) als Maß der Abstandsunterschiede von den Objekten (15, 17) zur Bezugsebene auf der vorgegebenen Spur (61) bestimmt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, mit dem das Objekt ein Bauteil (13) mit Verbindungsschenkeln (17) ist, die mit Kontaktflächen (63) mit Hilfe eines Lasers als einer Wärmestrahlungsquelle verlötet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektion eines verhältnismäßig großen Abstandsunterschieds (Δp) zwischen einem Verbindungsschenkel (17) und der Bezugsebene (62) im Vergleich zu anderen Verbindungsschenkeln zur Schlußfolgerung führt, daß es einen Kontaktfehler zwischen dem Verbindungsschenkel (17) und der Kontaktfläche (63) gibt, wobei der Laser abgeschaltet wird, um Verbrennen des gelösten Verbindungsschenkels zu vermeiden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fleck (24) des Strahlungsbündels (25) positioniert wird, bis die momentane Position einer gewünschten Position entspricht, und daß der Fleck des Strahlungsbündels ebenfalls zum Bestimmen von Unterschieden im Abstand (Δx, Δp) zwischen einem Objekt (17) und einer Bezugsebene (62) verwendet wird.

6. Geeignete Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, wobei die Vorrichtung mit einer Strahlungsquelle (3), mit einem optischen Positionsdetektor (23) und mit einer Verschiebungsanordnung (7) zum Verschieben eines Flecks (24) versehen ist, der von einem aus der Strahlungsquelle stammenden Strahlungsbündel (25) auf ein Objekt (13, 15, 17) geworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung außerdem mit einem mehrdimensionalen Bildsensor (21) versehen ist, der mit dem optischen Positionsdetektor (23) und mit einer Positionierschaltung (40) zur Steuerung des Strahlungsbündels (25) in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen einer momentanen Position (P2, W2) des vom optischen Positionsdetektor (23) detektierbaren Flecks und einer gewünschten Position (P1, W1) des vom Bildsensor (21) detektierbaren Flecks zusammenarbeitet.

7. Geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Positionsdetektor (23) und der Bildsensor (21) eine gemeinsame optische Achse haben, die senkrecht zur Bezugsebene (62) durch das Objekt (17) verläuft und mit einer Meßschaltung (50) zur Bestimmung von Unterschieden im Abstand (Δx, Δp) zwischen dem Objekt (17) und der Bezugsebene (62) aus Unterschieden zwischen momentanen Positionen des Flecks (24) auf der vom optischen Positionsdetektor detektierbaren Bezugsebene und gewünschten Positionen des Flecks auf der vom Bildsensor beim Verschieben des Strahlungsbündels (25) auf einer vorgegebenen Spur (61) detektierbaren Bezugsebene versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Steuerschaltung (11) mit der Positionierschaltung (40) und der Meßschaltung (50) ausgerüstet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Steuerschaltung (11) steuerbare Verschiebungsanordnung mit einem scharnierbaren Ablenkspiegel (7) versehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Positionsdetektor (23) mit einem Positionsdetektorelement versehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsensor (21) mit einer Festkörper-Matrixfeldkamera versehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Positionsdetektor (23) und der Bildsensor (21) steif aufeinander befestigt sind und dasselbe Bildfeld durch einen gemeinsamen halbtransparenten Spiegel (35) empfangen.