DE19752511A1 - Abtasteinheit für eine optische Positionsmeßeinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abtasteinheit für eine optische Posi­ tionsmeßeinrichtung.

In bekannten optischen Positionsmeßeinrichtungen werden zur Erzeugung positionsabhängiger Signale Teilungsstrukturen mit Hilfe einer Abtasteinheit abgetastet. Die Maßstabteilung besteht im Fall einer Durchlicht-Meßeinrich­ tung etwa aus alternierend angeordneten lichtdurchlässigen bzw. lichtun­ durchlässigen Bereichen. Ferner ist eine Strahlungsquelle erforderlich, die die Maßstab-Teilungsstruktur entweder im Auflicht oder im Durchlicht be­ leuchtet. Mit Hilfe von strahlungsempfindlichen Detektorelementen werden bei einer Relativbewegung von Abtasteinheit und Maßstab-Teilungsstruktur verschiebungsabhängig modulierte optische Signale erfaßt. Darüberhinaus ist seitens der Abtasteinheit einer optischen Positionsmeßeinrichtung übli­ cherweise eine Abtastteilung vorgesehen, die bei einer Durchlicht-Meßein­ richtung ebenfalls aus einer Abfolge periodisch lichtdurchlässiger bzw. licht­ undurchlässiger Bereiche gebildet wird.

Herkömmliche Abtasteinheiten sind nunmehr relativ aufwendig gebaut bzw. relativ aufwendig zu fertigen, das heißt es gibt seit geraumer Zeit immer wie­ der Bestrebungen, diese Komponente einer optischen Positionsmeßeinrich­ tung einfacher, kompakter und trotzdem mechanisch stabil aufzubauen.

Ein Ansatz zur Lösung dieser Problematik zielt dabei auf die Integration ver­ schiedener Bestandteile der Abtasteinheit und ggf. der erforderlichen Aus­ werte-Elektronik in ein gemeinsames Trägersubstrat. In diesem Zusammen­ hang sei beispielsweise die DE 195 24 725 C1 erwähnt. Nachteilig an der vorgeschlagenen Lösung in dieser Druckschrift erweist sich jedoch, daß zum Verbinden der verschiedenen Bauelemente auf dem Glas-Trägersubstrat aufwendige Mehrschicht-Systeme hergestellt werden müssen, wenn etwa Leiterbahnüberkreuzungen nötig sind.

Derartige Kontaktierungprobleme lassen sich umgehen, wenn zur Verbin­ dung verschiedener Bauelemente innerhalb der Abtasteinheit sogenannte flexible gedruckte Schaltungen eingesetzt werden, die darüberhinaus auch bereits in mehr oder weniger integrierter Form verschiedene Komponenten der Abtasteinheit und ggf. der Auswerteelektronik enthalten können. Abtast­ einheiten mit derartigen flexiblen gedruckten Schaltungen sind etwa aus den Druckschriften EP 0 328 661 A1, US 5,486,923, EP 0 146 312 sowie aus der JP-57-207819 bekannt. Im Fall der drei erstgenannten Druckschriften ist jeweils auf einem Träger­ bauteil einer Abtasteinheit eine flexible gedruckte Schaltung aufgebracht und auf dieser wiederum mehrere Bauelemente wie Lichtquellen, Auswertekom­ ponenten oder Detektorelemente. Die verschiedenen Bauelemente werden durch die Leiterbahnen der flexiblen gedruckten Schaltung elektrisch mitein­ ander verbunden. Die strahlungsempfindliche Fläche der Detektorelemente ist in den Varianten, welche aus diesen drei Druckschriften bekannt sind, jeweils entgegengesetzt zur flexiblen gedruckten Schaltung orientiert. Dies hat zur Folge, daß im Fall der Kontaktierung der Detektorelemente von der strahlungsempfindlichen Seite her, sogenannte Bonddrähte zur Verbindung mit der flexiblen gedruckten Schaltung erforderlich sind. Es resultiert insbe­ sondere bei der Herstellung in großen Stückzahlen ein großer Fertigungs­ aufwand aufgrund dieser Art der Kontaktierung.

In der aus der JP-57-207819 bekannten Abtasteinheit sind die strahlungs­ empfindlichen Flächen der Detektorelemente ebenfalls abgewandt von der flexiblen gedruckten Schaltung orientiert; Details hinsichtlich der Kontaktie­ rung der Detektorelemente ergeben sich aus dieser Druckschrift nicht.

In der US 5,534,693 ist desweiteren offenbart, auf dem Maßstab-Teilungs­ träger ein optoelektronisches Detektorelement über eine flexible gedruckte Schaltung zur Referenzmarken-Detektion anzuordnen. Hinweise auf die zweckmäßige Ausgestaltung einer Abtasteinheit sind diesem Dokument je­ doch nicht zu entnehmen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Abtasteinheit für opti­ sche Positionsmeßeinrichtungen vorteilhaft auszubilden, mit der eine Tei­ lungsstruktur zur Erzeugung positionsabhängiger Ausgangssignale abgeta­ stet werden kann. Bei sichergestellter Signalqualität soll insbesondere ein reduzierter Fertigungsaufwand resultieren, wobei insbesondere möglichst wenige elektrische Kontaktstellen vorgesehen sind. Ferner ist wünschens­ wert, daß die Abtasteinheit einen kompakten und möglichst stabilen mecha­ nischen Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Abtasteinheit mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Abtasteinheit ergeben sich aus den Maßnahmen in den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Relativanordnung der flexiblen gedruckten Schaltung und mindestens eines der Detektorelemente innerhalb der Abtasteinheit ei­ ner optischen Positionsmeßeinrichtung hat nunmehr im Vergleich zu den bis­ lang bekannten Lösungen eine deutlich einfachere Fertigung zur Folge. So ist es nicht mehr erforderlich, die Detektorelemente über separat anzubrin­ gende Bonddrähte miteinander und/oder mit anderen Bauelementen elek­ trisch zu verbinden. Vielmehr ergeben sich rationelle Möglichkeiten zur Be­ stückung der Abtasteinheiten mit den erforderlichen Detektorelementen, wenn die flexible gedruckten Schaltung bereits bei der Herstellung mit den Detektorelementen kontaktiert wird, wozu in besonderem Maße die soge­ nannte Flip-Chip-Technik geeignet ist. Darüberhinaus resultieren im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch weniger elektrische Kontaktstellen.

Weiterhin erweist sich als vorteilhaft, wenn nunmehr die Funktion der ver­ schiedenen Bauelemente auf der flexiblen gedruckten Schaltung bereits vor der Endmontage der kompletten Abtasteinheit geprüft und derart ggf. defekte Einheiten ausgesondert werden können.

Ferner ist die erfindungsgemäße Ausbildung der Abtasteinheit nicht auf eine bestimmte Abtastgeometrie beschränkt, sondern kann sowohl in linearen, rotatorischen, Auflicht-, oder Durchlicht-Meßanordnungen eingesetzt wer­ den, wobei vielfältige Möglichkeiten hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung resultieren. Hierunter fallen neben inkrementalen Positionsmeßeinrichtungen auch absolute -Meßeinrichtungen.

Darüberhinaus ist in einer derartigen Ausbildung der Abtasteinheit aufgrund des geringen Abstandes zwischen den Abtast-Teilungsstrukturen und den nachgeordneten optoelektronischen Bauelementen gewährleistet, daß eine gute optische Trennung mit minimalem Übersprechen und niedrigem Streu­ licht resultiert.

Die Verwendung der flexiblen gedruckten Schaltung stellt aufgrund der re­ lativ einfach handhabbaren, bekannten Mehrlagentechnik zudem sicher, daß ggf. erforderliche Leiterbahnüberkreuzungen einfach realisierbar sind, insbesondere ohne aufwendige Vakuum-Prozeßtechniken.

Ferner ergibt sich als weiterer Vorteil, daß eventuelle mechanische Span­ nungen zwischen dem jeweiligen Trägerkörper und den darauf angeordne­ ten Bauelementen aufgrund der dazwischen angeordneten flexiblen ge­ druckten Schaltung minimiert werden können. Eine eventuelle thermische Ausdehnung des Trägerkörpers wird in diesem Fall auf die flexible gedruckte Schaltung übertragen, die derartige thermische Effekte kompensiert.

Weitere Vorteile sowie Einzelheiten der erfindungsgemäßen Abtasteinheit ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungs­ beispiele anhand der beiliegenden Figuren.

Dabei zeigt

Fig. 1a eine schematisierte Darstellung einer Auflicht-Positi­ onsmeßeinrichtung mit einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit;

Fig. 1b eine Draufsicht auf die Ausführungsform der Abtast­ einheit aus Fig. 1a;

Fig. 2 eine schematisierte Darstellung einer zweiten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit;

Fig. 3 eine schematisierte Darstellung einer dritten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit;

Fig. 4 eine schematisierte Darstellung einer vierten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit;

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt des Kontaktierungbe­ reiches aus dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1a;

Fig. 6 eine schematisierte Darstellung einer fünften Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit;

Fig. 7a und 7b jeweils eine Ansicht einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit.

Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit 1, ange­ ordnet in einer optischen Positionsmeßeinrichtung, ist in den Fig. 1a und 1b schematisiert dargestellt. Mit Hilfe der nachfolgend detailliert beschriebe­ nen Abtasteinheit 10 wird eine Teilungsstruktur in Form einer periodischen Maßstabteilung 3 abgetastet, die auf einem Teilungsträger 2 angeordnet ist. Der Teilungsträger 2 sowie die erfindungsgemäße Abtasteinheit 10 sind da­ bei in der Meßrichtung x gegeneinander verschiebbar angeordnet und bei­ spielsweise mit einem Werkstück sowie mit einem Werkzeug einer Werk­ zeugmaschine verbunden. Die Relativposition von Werkstück und Werkzeug soll zueinander bestimmt werden. Vorzugsweise ist die Abtasteinheit zum Schutz gegen mechanische Einflüsse desweiteren in einem - nicht darge­ stellten Gehäuse - untergebracht. Die mit Hilfe der Abtasteinheit 10 erzeug­ ten, verschiebungsabhängig modulierten Abtastsignale können bereits in­ nerhalb der Abtasteinheit 10 weiterverarbeitet werden und anschließend an eine nachgeordnete Auswerteeinheit 4 übergeben werden. Bei der darge­ stellten Auswerteeinheit 4 kann es sich beispielsweise um die Steuerung der erwähnten Werkzeugmaschine handeln.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist eine inkrementale Auflicht-Positions­ meßeinrichtung dargestellt, innerhalb der die erfindungsgemäße Abtastein­ heit 10 zum Einsatz kommt. Als Maßstabteilung 3 ist demzufolge eine peri­ odische Abfolge von reflektierenden und nicht-reflektierenden Bereichen in bekannter Art und Weise auf dem Teilungsträger 2 angeordnet. Die von ei­ ner Lichtquelle 6.1, die der Abtasteinheit 10 zugeordnet ist, emittierten Strahlenbündel gelangen nach der Reflexion und ggf. Beugung an der Maß­ stabteilung 3 auf die optoelektronischen Detektorelemente 6.2, 6.3, welche ebenfalls auf Seiten der Abtasteinheit 10 angeordnet sind. Den Detektorele­ menten 6.2, 6.3 bzw. deren strahlungsempfindlichen Flächen ist dabei je­ weils eine Teilungsstruktur in Form einer Abtastteilung 13.2, 13.2 vorgeord­ net, so daß in bekannter Art und Weise positionsabhängige Ausgangs­ signale im Fall der Relativverschiebung von Abtasteinheit 10 und Maßstab­ teilung 3 erzeugbar sind. So bewirkt die Abtastteilung 13.2, 13.2 in Verbin­ dung mit einer abgetasteten Teilungsstruktur die Erzeugung eines Streifen­ musters, das mit Hilfe der Detektorelemente 6.2, 6.3 in periodische, ortsab­ hängige Signale im Fall der Relativbewegung umgewandelt werden kann. Neben der Verwendung der erfindungsgemäßen Abtasteinheit 10 in einem der aufgebauten Meßsystem ist es - wie bereits oben erwähnt - selbstver­ ständlich möglich, die Abtasteinheit 10 auch für Durchlicht-Meßeinrichtungen sowie zum Einsatz innerhalb von absoluten Meßsystemen geeignet auszu­ legen, d. h. die Abtasteinheit 10 kann im Rahmen der erfindungsgemäßen Maßnahmen an verschiedenste Meßanforderungen angepaßt werden. Da­ rüberhinaus sind selbstverständlich neben der gezeigten linearen Meß­ anordnung auch rotatorische Meßanordnungen mit einer entsprechend kon­ struktiv abgewandelten Abtasteinheit 10 ebenso realisierbar wie Meßanord­ nungen in zylindrischer Konfiguration usw.

Die Abtasteinheit 10 des dargestellten Ausführungsbeispieles umfaßt einen Trägerkörper 5, der transparent für die verwendete Strahlung ist und vor­ zugsweise aus einem flachen, ebenen Glassubstrat besteht. Der Trägerkör­ per 5 übernimmt in der Abtasteinheit 10 u. a. die Funktion der mechanischen Stabilisierung zumindest eines Teilbereiches einer flexiblen gedruckten Schaltung 7, welche ebenfalls Bestandteil der Abtasteinheit 10 ist. Hauptfunktion der flexiblen gedruckten Schaltung 7 ist dabei die Herstellung von elektrisch leitenden Verbindungen zwischen verschiedenen Bauele­ menten 6.1, 6.2, 6.3, 8.1, 8.2 der Abtasteinheit 10 und der nachgeordneten Auswerteeinheit 4 über ein Verbindungselement 9a. Hinsichtlich der Verbin­ dung verschiedener Bauelemente über die flexible gedruckte Schaltung können dabei verschiedenste Verschaltungsvarianten vorgesehen werden, beispielsweise auch die bloße Verbindung eines optoelektronischen Detektor­ elementes mit einem Anschlußstecker usw. Die elektrisch leitenden Verbin­ dungen zwischen den verschiedenen Bauelementen 6.1, 6.2, 6.3, 8.1, 8.2 werden mittels Leiterbahnen 1a-1e hergestellt, welche in die flexible ge­ druckte Schaltung 7 integriert sind.

Die hierzu eingesetzte flexible gedruckte Schaltung 7 ist in bekannter Art und Weise ausgebildet, d. h. auf einem elektrisch isolierenden, flexiblen Träger­ material sind elektrische Leiterbahnen 1a-1e in bestimmten Leitungs-Mu­ stern angeordnet, die wiederum mit einer Schutzschicht abgedeckt werden. Dabei können verschiedenste Ausführungen derartiger flexibler gedruckter Schaltungen 7 eingesetzt werden, beispielsweise mehrlagige Anordnungen, ein- oder mehrseitig kontaktierte Varianten, durchkontaktierte Anordnungen usw. Als flexible gedruckte Schaltung sei im übrigen auch eine entspre­ chend dünn ausgebildete Leiterplatte verstanden, die aufgrund ihrer gerin­ gen Dicke noch eine gewisse Flexibilität aufweist. Ferner kann die flexible gedruckte Schaltung 7 in integrierter Form deswei­ teren bereits komplette Schaltkreise 8.2 beinhalten, die als Auswerte-Bau­ elemente für die Weiterverarbeitung der positionsabhängig modulierten, analogen Abtastsignale eingesetzt werden. In der dargestellten Ausfüh­ rungsform sind einige der Bauelemente 6.1, 6.2, 6.3 in demjenigen Teil der flexiblen gedruckten Schaltung 7 angeordnet, der vom Trägerkörper stabili­ siert wird, während andere Bauelemente 8.1, 8.2 entweder direkt in die fle­ xible gedruckte Schaltung 7 integriert sind oder aber auf dem nicht mecha­ nisch stabilisierten Teil der flexiblen gedruckten Schaltung 7 angeordnet sind. Die elektrisch leitende Verbindung der Bauelemente 6.1, 6.2, 6.3, 8.1, 8.2 untereinander und/oder mit der Auswerteeinheit 4 erfolgt über die in Fig. 1b schematisiert angedeuteten Leiterbahnen 1a-1e innerhalb der flexi­ blen gedruckten Schaltung 7.

Die flexible gedruckte Schaltung 7 weist am der Auswerteeinheit 4 zuge­ wandten Ende vorteilhafterweise ein lösbares elektrisches Verbindungsele­ ment 9a in Form eines Anschlußsteckers auf, über das die Abtasteinheit 1 mit einem entsprechenden Kabel 11 und einem Stecker-Gegenstück 9b mit der bereits erwähnten Auswerteeinheit 4 verbunden werden kann. Weitere - nicht dargestellte - Bauelemente zur Weiterverarbeitung der Abtastsignale können auf dem Anschlußstecker 9a angeordnet und elektrisch leitend über die flexible gedruckte Schaltung verbunden werden.

Im Bereich des Trägerkörpers 5 kann es sich desweiteren als vorteilhaft er­ weisen, die flexible gedruckte Schaltung 7 mit einer elektrischen Abschir­ mung zu versehen, die zumindest einen Teil der verschiedenen Bauele­ mente 6.1, 6.2, 6.3, 8.1, 8.2 gegenüber elektromagnetischer Störstrahlung abschirmt. Als Abschirmung, die in den Fig. 1a und 1b nicht dargestellt ist, eignet sich beispielsweise eine dünne Metall-Schicht, welche zumindest auf der Ober- und Unterseite der flexiblen gedruckten Schaltung 7 aufge­ bracht wird. Alternativ kann die flexible gedruckte Schaltung 7 auch vollstän­ dig mit einer derartigen Abschirmung ummantelt werden.

Unter den Bauelementen 6.1, 6.2, 6.3, 8, 9 der erfindungsgemäßen Abtast­ einheit 10 ist zumindest eines als optoelektronisches Detektorelement 6.2, 6.3 ausgebildet, das zur Erfassung von modulierten optischen Abtastsigna­ len im Fall der Relativverschiebung von Abtasteinheit 10 und Maßstabteilung 3 dient. Als Detektorelement 6.2, 6.3 sind etwa übliche Photoelemente ge­ eignet. Vorteilhafterweise sind mehrere derartige Detektorelemente 6.2, 6.3 innerhalb der Abtasteinheit 10 vorzusehen, um in bekannter Art und Weise mehrere definiert phasenverschobene Signale zu erzeugen, die in bekannter Art und Weise weiterverarbeitet werden können und ausgangsseitig zwei um 90° phasenversetzte Abtastsignale liefern, um neben der Bestimmung der Relativposition auch eine Richtungsdiskriminierung zu ermöglichen. Im dar­ gestellten Ausführungsbeispiel enthält die Abtasteinheit 10 zwei Detektor­ elemente 6.2, 6.3; vorzugsweise sind vier derartige Detektorelemente vorzu­ sehen, die in bekannter Art und Weise verschaltet werden. Den Detektorelementen 6.2, 6.3 ist darüberhinaus jeweils eine schematisiert angedeutete Abtastteilung 13.2, 13.3 zugeordnet, die im Ausführungsbei­ spiel der Fig. 1a und 1b an der oberen Seite des Trägerkörpers 5 ange­ ordnet ist. Im Fall des verwendeten Glas-Substrates als Trägerkörper 5 ist das Glas im Bereich der strahlungsempfindlichen Detektorflächen struktu­ riert. Dies kann in Form von periodisch angeordneten lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Bereichen realisiert sein, die in bekannter Art und Weise als Abtastteilungen 13.2, 13.3 fungieren.

Die strahlungsempfindlichen Detektorflächen der optoelektronischen Detek­ torelemente 6.2, 6.3 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1a und 1b demzufolge jeweils in Richtung der flexiblen gedruckten Schaltung 7 bzw. in Richtung des transparenten Trägerkörpers 5 orientiert. Aufgrund der vorgesehenen Relativanordnung von Trägerkörper 5, flexibler gedruckter Schaltung 7 und strahlungsempfindlicher Detektorfläche weist im darge­ stellten Ausführungsbeispiel die flexible gedruckte Schaltung 7 zumindest in einem Teilbereich der jeweiligen Detektorfläche eine Ausnehmung auf. Durch diese Ausnehmung kann die von der Maßstabteilung 3 zurückreflek­ tierte Strahlung nach dem Passieren der Abtastteilungen 13.2, 13.3 auf die strahlungsempfindlichen Detektorflächen gelangen.

Alternativ zur dargestellten Strukturierung der Trägerkörper-Oberseite exi­ stieren weitere Möglichkeiten, wie die Abtastteilungen 12.2, 12.3 innerhalb der erfindungsgemäßen Abtasteinheit 10 ausgebildet werden können. So ist es etwa auch möglich, die Unterseite des Trägerköpers 5 zu strukturieren oder aber die flexible gedruckte Schaltung im Bereich der Detektorflächen- Ausnehmungen zu strukturieren. Daneben kann auch die strahlungsemp­ findliche Detektorfläche selbst strukturiert ausgebildet werden und als Ab­ tastteilung dienen.

In Fig. 5 ist der Bereich der Abtasteinheit 10, in dem ein Detektorelement 6.2 über dem Trägerkörper 5 und der flexiblen gedruckten Schaltung 7 an­ geordnet ist, vergrößert dargestellt. Erkennbar ist dort insbesondere, wie innerhalb der erfindungsgemäßen Abtasteinheit 10 die Kontaktierung des optoelektronischen Detektorelementes 6.2 erfolgt. So ist das dargestellte Detektorelement 6.2 oberhalb der flexiblen gedruckten Schaltung 7 ange­ ordnet, die strahlungsempfindliche Detektorfläche 16.2 ist in Richtung der flexiblen gedruckten Schaltung 7 orientiert, wobei die strahlungsempfindliche Fläche 16.2 des Detektorelementes 6.2 zumindest teilweise auf der flexiblen gedruckten Schaltung 7 in einem Überlappbereich aufliegt. Die strahlungs­ empfindliche Detektorfläche 16.2 ist demzufolge etwas größer als die Aus­ nehmung 7.2 der flexiblen gedruckten Schaltung 7. Im Überlapp- bzw. Aufla­ gebereich werden die Detektorelemente 6.2 mit der flexiblen gedruckten Schaltung 7 elektrisch leitend verbunden, was in Fig. 5 schematisch über die Kontakte 4a und 4b angedeutet sei. Die Kontaktierung der Detektorele­ mente 6.2 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel demzufolge lediglich von der Frontseite her, d. h. es ist keine Kontaktierung von der Rückseite bzw. beidseitig vorgesehen. Geeignete Kontaktierungsverfahren, um sowohl das Detektorelement 6.2 oder aber auch andere der eingesetzten Bauelemente auf der flexiblen gedruckten Schaltung 7 anzuordnen, sind im übrigen als sogenannte Flip-Chip-Technologie bekannt. Hierzu sei beispielsweise auf die Veröffentlichung "Flexibel verdrahten auf kleinstem Raum" von Hans Kober in F & M (Feinwerktechnik, Mikrotechnik, Mikroelektronik), Carl Han­ ser Verlag München, 104 (1996), S. 356-359 verwiesen. Ein derartiges Kontaktieren der Detektorelemente 6 auf der flexiblen ge­ druckten Schaltung 7 kann im Vergleich zum Kontaktieren mit Bonddrähten herstellungstechnisch recht einfach erfolgen. Nach dem Bestücken der fle­ xiblen gedruckten Schaltung 7 mit den verschiedenen Bauelementen in die­ ser Art und Weise wird in einem weiteren Prozeßschritt der zu stabilisierende Teil der flexiblen gedruckten Schaltung 7 auf den Glas-Trägerkörper 5 ge­ klebt.

Auf die gleiche Art und Weise ist es auch möglich, eine integriert ausgebil­ dete Strahlungsquelle 6.1 zu kontaktieren, die in der Ausführungsform der Abtasteinheit 10 gemäß Fig. 1a und 1b ebenfalls auf dem Trägerkörper 5 angeordnet ist. Die Strahlungsquelle 6.1 ist hierbei etwa als Halbleiter-Laser ausgebildet. In diesem Fall ist dann diejenige Seite der Strahlungsquelle 6.1 der flexiblen gedruckten Schaltung 7 zugewandt, die die Strahlung emittiert, d. h. die Kontaktierung erfolgt frontseitig über bekannte Flip-Chip-Technolo­ gien. In der dargestellten Ausführungsform ist desweiteren sendeseitig vor­ gesehen, vor der strahlungs-emittierenden Fläche der Strahlungsquelle 6.1 den Trägerkörper 5 zu strukturieren, so daß dieser Bereich als Sende-Tei­ lung 13.1 zur Strahlformung fungiert. Dies stellt jedoch lediglich eine mögli­ che Ausführungsform der Strahlungsquelle dar, d. h. es handelt sich im Fall des Sendegitters 13.1 nicht um eine erfindungswesentliche Maßnahme. Al­ ternativ kann etwa auch eine geeignete Optik zwischen der Strahlungsquelle und der Maßstabteilung angeordnet werden. Desweiteren kann eine Struktu­ rierung vor der lichtemittierenden Fläche der Strahlungsquelle 6.1 wie beim Detektorelement 6.2 auch durch eine Strukturierung der flexiblen gedruckten Schaltung 7 erfolgen. Desweiteren kann selbstverständlich auch eine geeig­ nete Strukturierung der lichtemittierenden Fläche der Strahlungsquelle 6.1 vorgesehen sein. Selbstverständlich weist die flexible gedruckte Schaltung 7 auch im Bereich vor der strahlungs-emittierenden Fläche der Strahlungsquelle 6.1 eine ent­ sprechende Ausnehmung auf, durch die die emittierte Strahlung in Richtung der Maßstabteilung 3 gelangt.

Neben den Bauelementen 6.1, 6.2 und 6.3 zur Erzeugung und Detektion der elektromagnetischen Strahlung ist unter den ferner in der Abtasteinheit 10 angeordneten und über die flexible gedruckte Schaltung 7 elektrisch mitein­ ander verbundenen Bauelementen 8.1, 8.2 mindestens ein Bauelement, das zur Weiterverarbeitung der detektierten, verschiebungsabhängig modulierten Signale ausgebildet ist. Hierbei können etwa Bauelemente 8.1, 8.2 wie Ver­ stärker-, Digitalisierungs- oder Interpolations-Einheiten zum Einsatz kom­ men etc. Ferner ist es möglich, an dieser Stelle Bauelemente einzusetzen, die die vorliegenden analogen Abtastsignale hinsichtlich Phasenlage, Amplitude oder Offset korrigieren usw. Der Grad der Integration verschiedener Bauelemente zur Signal-Weiterver­ arbeitung in der Abtasteinheit 10 hängt dabei von der gewünschten Form der Ausgangssignale ab, welche an die nachgeordnete Auswerteeinheit 4 über­ geben werden. Je nach gewünschtem Verarbeitungsgrad können mehr oder weniger derartige Bauelemente zur Signal-Weiterverarbeitung bereits in die Abtasteinheit 10 integriert werden.

Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit 21, ge­ eignet für eine optische Auflicht-Positionsmeßeinrichtung, ist in Fig. 2 schematisiert dargestellt. Auf einem transparenten Trägerkörper 25 ist wiederum ein Teil einer flexi­ blen gedruckten Schaltung 27a angeordnet, die in diesem Teilbereich 27a mechanisch durch den Trägerkörper 25 stabilisiert wird. Über die flexible gedruckte Schaltung 27a werden sowohl in diesem Bereich 27a als auch im nicht-stabilisierten Bereich 27b verschiedenste Bauelemente 26.1, 26.2, 26.3, 28.1, 28.2, 28.3 der Abtasteinheit 21 miteinander elektrisch leitend ver­ bunden. Unmittelbar auf dem Trägerkörper 25 ist wiederum der zu stabilisie­ rende Teilbereich 27a der flexiblen gedruckten Schaltung 27a angeordnet, vorzugsweise aufgeklebt. Über der flexiblen gedruckten Schaltung 27a sind die Strahlungsquelle 26.1 sowie zwei Detektorelemente 26.2, 26.3 angeord­ net. Zumindest in einem Teilbereich der strahlungsempfindlichen Flächen der Detektorelemente 26.2, 26.3 weist die flexible gedruckte Schaltung 27a ebenso wie vor der strahlungs-emitterenden Fläche der Strahlungsquelle 26.1 wie bereits oben erläutert Ausnehmungen auf. Die Kontaktierung dieser Bauelemente 26.1, 26.2, 26.3 erfolgt wie im vorab erläuterten Ausführungs­ beispiel. Die Abtastteilungen 23.2, 23.3 wie auch die Sendeteilung 23.1 sind nunmehr in Form einer Strukturierung der Trägerkörper-Unterseite ausgebildet, d. h. die alternierend lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Bereiche sind auf der Unterseite des als Trägerkörper 25 dienenden Glassubstrates ange­ ordnet.

Desweiteren ist in dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtast­ einheit 21 vorgesehen, daß einzelne Teilbereiche 22.1, 22.2, 22.3 des trans­ parenten Trägerkörper 25 eine lichtablenkende optische Wirkung besitzen. Inbesondere in den Teilbereichen des Trägerkörpers 25 unmittelbar vor der Strahlungsquelle 26.1 sowie vor den Detektorelementen 26.2, 26.3 sind opti­ sche Elemente 23.1, 23.2, 23.3 unmittelbar in den Trägerkörper 25 inte­ griert. Hierzu eignen sich beispielsweise sogenannte GRIN-Linsen. Die vor der Strahlungsquelle 26.1 angeordnete GRIN-Linse 23.1 weist dabei etwa eine kollimierende optische Wirkung auf, während die GRIN-Linsen 23.2, 23.3 vor den Detektorelementen 26.2, 26.3 jeweils eine sammelnde bzw. fokussierende optische Wirkung haben. Zur Herstellung dieser als GRIN- Linsen wirkenden Teilbereiche 22.1, 22.2, 22.3 können etwa Ionenaus­ tauschverfahren bei der Trägerkörper-Herstellung in vorteilhafter Weise ein­ gesetzt werden, so daß in einem Herstellungsprozeß das komplette Glas­ substrat gefertigt werden werden kann. Alternativ können die Teilbereiche mit optischer Wirkung auch als Linsenar­ rays oder aber Prismen ausgebildet werden, die in den Trägerkörper inte­ griert sind und die erforderliche optische Wirkung aufweisen.

Ferner ist in dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit 21 eine lösbare Steckverbindung zwischen dem über den Trägerkörper 25 stabilisierten Teil der flexiblen gedruckten Schaltung 27a und dem nachfol­ genden unstabilisierten Bereich 27b vorgesehen. Hierzu ist ein geeigneter Anschlußstecker 24a sowie ein passendes Stecker-Gegenstück 24b seitens der beiden Teile 27a, 27b der flexiblen gedruckten Schaltung erforderlich.

Eine weitere, dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit ist in Fig. 3 schematisiert dargestellt. Gezeigt ist dabei eine Variante, die in einer Durchlicht-Positionsmeßeinrichtung eingesetzt werden kann, d. h. im Gegensatz zu den beiden vorab erläuterten Ausführungsbeispielen ist nun­ mehr eine - nicht dargestellte - durchlässige Maßstabteilung vorgesehen, die relativ zur Abtasteinheit 31 bewegt und abgetastet wird. Die Maßstabteilung ist zu diesem Zweck zwischen einem Sende- und einem separaten Detekti­ onsteil der erfindungsgemäßen Abtasteinheit 31 angeordnet. Die dargestellte Ausführungsform der Abtasteinheit 31 umfaßt wiederum detektorseitig einen transparent ausgebildeten Trägerkörper 35.1, auf dem zwei Detektorelemente 36.2, 36.3 über einem aufgeklebten Teilbereich der flexiblen gedruckten Schaltung 37 wie vorab erläutert angeordnet sind. Mit­ tels eines ersten Anschlußsteckers 39a wird der detektorseitige Teil der Ab­ tasteinheit 31 mit einer nachgeordneten Auswerteeinheit lösbar verbunden.

Die Abtastteilungen 33.2, 33.3 vor den strahlungsempfindlichen Detektor­ flächen sind wie im ersten Ausführungsbeispiel in Form von Strukturierungen auf der Trägerkörper-Oberseite ausgebildet. Der auf der Trägerkörper-Ober­ seite aufgeklebte Teil der flexiblen gedruckten Schaltung 37 weist ebenfalls die entsprechenden Ausnehmungen vor den strahlungsempfindlichen De­ tektorflächen auf, durch die die Strahlenbündel auf die Detektorelemente 36.2, 36.3 gelangen können. Hinsichtlich der Kontaktierung der Detektor­ elemente 36.2, 36.3 als auch des im nicht-stabilisierten Teilbereich vorgese­ henen Auswerte-Bauelementes 38 sei ebenfalls auf die vorab erläuterten Ausführungsbeispiele verwiesen. Die flexible gedruckte Schaltung 37 ist in dieser Ausführungsform der Ab­ tasteinheit 31 im detektorseitigen Teil teilweise um den Trägerkörper 35 ge­ wickelt angeordnet, d. h. auch mit der Trägerkörper-Unterseite verklebt. Auf­ grund dieser gewählten Geometrie sind desweiteren zusätzliche Ausneh­ mungen der flexiblen gedruckten Schaltung 37 auf der Unterseite des Trä­ gerkörpers 35 erforderlich, so daß die Strahlenbündel auf die Detektorele­ mente gelangen können. Alternativ zur Strukturierung der Trägerkörper-Oberseite wäre es in einer derartigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit 31 mög­ lich, die flexible gedruckte Schaltung 37 im Bereich der Ausnehmungen auf der Trägerkörper-Unterseite zu strukturieren.

Aufgrund der gewählten Durchlicht-Meßanordnung umfaßt die Abtasteinheit 31 ferner einen sendeseitigen Teil, der räumlich getrennt vom vorab erläu­ terten detektorseitigen Teil angeordnet ist, und zusammen mit dem detek­ torseitigen Teil relativ zur nicht dargestellten Maßstabteilung verschiebbar ist. Auch der sendeseitige Teil der Abtasteinheit 31 ist über einen Teil der flexiblen gedruckten Schaltung 37 und einen zweiten Anschlußstecker 39b mit dem detektorseitigen Teil der Abtasteinheit 31 und der nachgeordneten Auswerteeinheit verbunden. Die flexible gedruckte Schaltung 37 umfaßt in der dargestellten Ausführungsform insgesamt zwei lösbare Steckverbindun­ gen 39a, 39b, über die die Verbindung zur Auswerteeinheit und/oder ande­ ren System-Einheiten wie beispielsweise zu einer Stromversorgungseinheit hergestellt wird.

Der sendeseitige Teil der Abtasteinheit 31 weist einen ähnlichen Aufbau auf wie der detektorseitige Teil, d. h. es ist auch dort ein transparenter Träger­ körper 35.2 vorgesehen, welcher den Teil der darauf angeordneten flexiblen gedruckten Schaltung 37 mechanisch stabilisiert. Oberhalb einer Ausneh­ mung der flexiblen gedruckten Schaltung 37 ist die Strahlungsquelle 36.1 angeordnet, die wie vorab erläutert kontaktierbar ist. Auf der der flexiblen gedruckten Schaltung 37 abgewandten Seite des Trägerkörpers 35.2 ist wiederum die Sendeteilung 33.1 in Form einer Strukturierung des Träger­ körpers 35.2 vorgesehen.

Eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit 41 ist in Fig. 4 dargestellt. Im Gegensatz zu den vorab erläuterten Ausführungsbeispielen ist dabei vor­ gesehen, auf dem transparenten Trägerkörper 45 unmittelbar einzelne Bau­ elemente 46.1, 46.2 der Abtasteinheit 41 anzuordnen, während andere Aus­ werte-Bauelemente 48.1, 48.2 wie vorab erläutert auf dem nicht-stabilisierten Teil der flexiblen gedruckten Schaltung 47 angeordnet sind. Über einen An­ schlußstecker 49 ist wiederum die lösbare Verbindung zu einer nachgeordneten Auswerteeinheit herzustellen. In der Ausführungsform der Fig. 4 ist eines der beiden, unmittelbar auf dem Trägerkörper angeordneten Bauelemente 46.1 als Strahlungsquelle ausge­ bildet, während das andere der beiden dargestellten Bauelemente 46.2 als Detektorelement dient, das die verschiebungsabhängig modulierten Signale einer - nicht dargestellten - reflektiv ausgebildeten Maßstabteilung erfaßt. Die Abtastteilung 42.2 ist im Fall dieser gewählten Geometrie der Abtastein­ heit 41 auf der Trägerkörper-Unterseite angeordnet, wiederum ausgebildet als Strukturierung des als Trägerkörper 45 verwendeten Glas-Substrates. Die in Fig. 4 beschriebene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ab­ tasteinheit 41 eignet sich insbesondere im Zusammenhang mit Bauelemen­ ten, die von derjenigen Seite her kontaktierbar sind, die abgewandt zur flexi­ blen gedruckten Schaltung orientiert ist. Beispielsweise können in diesem Fall auch als Photoelemente ausgebildete Detektorelemente eingesetzt wer­ den, die von derjenigen Seite her kontaktierbar sind, die abgewandt zur strahlungsempfindlichen Fläche orientiert ist, d. h. eine rückseitige Kontaktie­ rung ermöglichen. Eine weitere, vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit 61 ist in Fig. 6 inclusive der damit abgetasteten Teilungsstruktur dargestellt. Wie im Fall des Ausführungsbeispiels in Fig. 3 handelt es sich um eine Durchlicht-Positionsmeßeinrichtung, bei der mit der Abtasteinheit 61 eine durchlässige Maßstabteilung 63 abgetastet wird, die auf einem transparen­ ten Teilungsträger 62 angeordnet ist. Die Teilungsstruktur ist in der einge­ zeichneten Richtung x gegenüber der Abtasteinheit 61 verschiebbar ange­ ordnet. Während der detektorseitige, in der Darstellung der Fig. 6 obere Teil, der Abtasteinheit 61 identisch zum Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ausgebildet ist, ist ein etwas modifizierter Aufbau des sendeseitigen, unteren Teiles der Abtasteinheit 61 vorgesehen. So ist dabei auf einem Trägerkörper 65.2 über eine dazwischen liegende flexible gedruckte Schaltung 67 eine Strahlungs­ quelle 66.1 angeordnet. Die Kontaktierung der Strahlungsquelle 66.1, bei­ spielsweise ausgebildet als Halbleiterlaser oder LED, erfolgt wie vorab er­ läutert über die flexible gedruckte Schaltung 67. Im Gegensatz zum Ausfüh­ rungsbeispiel in Fig. 3 ist nunmehr keine Sendeteilung vorgesehen, son­ dern im sendeseitigen Teil der Abtasteinheit 61 der Strahlungsquelle 66.1 eine Kollimatoroptik 66.4 vorgeordnet, die dafür dient, die emittierte Strah­ lung kollimiert auf die abgetastete Teilungsstruktur zu lenken. Die Kollima­ toroptik 66.4 ist demzufolge fest mit der Abtasteinheit 61 verbunden und wird mit dieser gegenüber der Teilungsstruktur verschoben.

Eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit ist in den beiden Fig. 7a und 7b in einer schematischen Teil-Draufsicht bzw. in einer seitlichen Teil-Ansicht gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist eine so­ genannte divergente Beleuchtung innerhalb der Positionsmeßeinrichtung vorgesehen, d. h. es ist keine Kollimatoroptik zwischen der Strahlungsquelle 76.1 und der abgetasteten Teilungsstruktur erforderlich. Bei einer derartigen Ausbildung der Positionsmeßeinrichtung muß nunmehr sichergestellt sein, daß sowohl die Sendeteilung 73.1 vor der lichtemittierenden Fläche der Strahlungsquelle 76.1 wie auch die - nicht gezeigte - Abtastteilung vor den lichtempfindlichen Flächen 76.2 der Detektorelemente 76.3 in einer gemein­ samen Ebene liegen. Insbesondere im Fall einer Ausbildung der Abtasttei­ lung als Strukturierung der lichtempfindlichen Fläche 76.2 eines Detektor­ elementes 76.3 müssen bestimmte Voraussetzungen getroffen werden, um diese Bedingungen zu erfüllen. So ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 7a und 7b vorgese­ hen, die Strahlungsquelle wie vorab bereits erläutert auf Seiten der Abtast­ einheit anzuordnen. Dies bedeutet, daß diese auf einem vorzugsweise transparenten Trägerkörper 75 und einer darauf angeordneten flexiblen ge­ druckten Schaltung 77 bzw. oberhalb einer entsprechenden Ausnehmung derselben angeordnet wird. Die Sendeteilung 73.1 wird durch die Strukturie­ rung des Trägerkörpers 75 ausgebildet. Die Strahlungsquelle kann wie be­ reits erläutert über die bekannte Flip-Chip-Technologie auf der flexiblen gedruckten Schaltung 77 angeordnet werden. Um nunmehr sicherzustellen, daß die Abtastteilung in Form einer - nicht er­ kennbaren - geeignet strukturierten, lichtempfindlichen Fläche 76.2 des Detektorelementes 76.3 in der gleichen Ebene wie die Sendeteilung 73.1 liegt, wird das Detektorelement 76.3 mit seiner lichtempfindlichen Fläche direkt auf dem Trägerkörper 75 angeordnet. Seitlich ragt das geeignet di­ mensionierte Detektorelement 76.3 über die Querabmessungen des Träger­ körpers 75 hinaus, was wiederum wegen der Kontaktierung des Detektor­ elementes 76.3 mit der flexiblen gedruckten Schaltung 77 an seiner Unter­ seite erforderlich ist. Die flexible gedruckte Schaltung 77 ist in diesem Aus­ führungsbeispiel so breit, daß sie zumindest im Bereich des Detektorele­ mentes 76.3 eine Kontaktierung an dessen Unterseite ermöglicht; hierzu wird die flexible gedruckte Schaltung 77 im Kontaktierungsbereich geeignet umgebogen und das Detektorelement 76.3 kann ebenfalls wiederum an derjenigen Seite kontaktiert werden, die dem Trägerkörper 75 zugewandt ist. Im Bereich der lichtempfindlichen Fläche 76.2 des Detektorelementes 76.3 weist die flexible gedruckte Schaltung 77 auch in diesem Ausführungsbei­ spiel wiederum eine geeignete Ausnehmung auf.

Neben den dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ab­ tasteinheit existieren selbstverständlich eine Reihe weiterer Möglichkeiten, wie die verschiedenen erläuterten Maßnahmen kombiniert werden können. So ist es etwa auch möglich, auf beiden Seiten des verwendeten Trägerkör­ pers Auswerte-Bauelemente anzuordnen, um dergestalt eine große Anzahl von Auswerte-Komponenten bereits in die Abtasteinheit zu integrieren usw. Je nach gewünschter Ausbildung der Abtasteinheit kann demzufolge die ein oder andere erläuterte Maßnahme herangezogen werden.

Claims (23)

1. Abtasteinheit für eine optische Positionsmeßeinrichtung mit einer flexiblen gedruckten Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67), die mehrere elektronische Bauelemente (6.1, 6.2, 6.3, 8.1, 8.2, 9a; 26.1, 26.2, 26.3, 28.1, 28.2, 28.3, 29; 36.1, 36.2, 36.3, 38; 46.1, 46.2, 48a, 48b, 49, 66.1, 66.2, 66.3, 67, 68, 69a, 69b) elektrisch leitend verbindet, worunter mindestens ein optoelek­ tronisches Detektorelement (6.2, 6.3, 26.2; 26.3; 36.2, 36.3; 46.2; 66.2, 66.3) und/oder mindestens eine Strahlungsquelle (6.1; 26.1; 36.1; 46.1; 66.1) ist, wobei die strahlungsempfindliche Detektorfläche (16.2) bzw. die lichtemittierende Fläche der Strahlungsquelle (6.1; 26.1; 36.1; 46.1; 66.1) in Richtung der flexiblen gedruckten Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67) orientiert ist, diese mindestens in einem Teilbereich der strahlungsemp­ findlichen Detektorfläche (16.2) bzw. der lichtemittierenden Fläche der Strahlungsquelle (6.1; 26.1; 36.1; 46.1; 66.1) zumindest teiltransparente Ausnehmungen (7.2) aufweist und vor der strahlungsempfindlichen De­ tektorfläche (16.2) eine Abtastteilung (13.3, 13.2, 23.2, 23.3; 33.2, 33.3; 42.2; 2.2; 63.2, 63.3) bzw. eine Sendeteilung (13.1; 23.1; 33.1) angeord­ net ist, die im Zusammenwirken mit der abgetasteten Teilungsstruktur die Erzeugung positionsabhängig modulierter Abtastsignale ermöglicht.

2. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei die Abtasteinheit (10; 21; 31; 41; 61) ferner einen transparenten Trägerkörper (5; 25; 35.1, 35.2; 45; 65.1, 65.2) umfaßt, welcher auf derjenigen Seite mit der flexiblen gedruckten Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67) zumindest teilweise verbunden ist, die gegenüber dem Detektorelement (6.2, 6.3, 26.2; 26.3 36.2, 36.3; 46.2; 66.2, 66.3) liegt und diese zumindest in einem Teilbereich mechanisch stabilisiert.

3. 3. Abtasteinheit nach Anspruch 2, wobei der transparente Trägerkörper (5; 25; 35.1, 35.2; 45; 65.1, 65.2) im Bereich der Ausnehmungen der flexiblen gedruckten Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67) eine Strukturierung auf­ weist.

4. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei die elektrische Kontaktierung zwi­ schen der der flexiblen gedruckten Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67) zugewandten Fläche des Detektorelementes (6.2, 6.3, 26.2; 26.3; 36.2, 36.3; 46.2; 66.2, 66.3) und der flexiblen gedruckten Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67) vorgesehen ist.

5. Abtasteinheit nach Anspruch 4, wobei die der flexiblen gedruckten Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67) zugewandte Fläche des Detektorele­ mentes (6.2, 6.3, 26.2; 26.3; 36.2, 36.3; 46.2; 66.2, 66.3) größer ist als die Ausnehmung (7.2) der flexiblen gedruckten Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67) und im Überlappbereich die Kontaktierung zwischen der flexiblen gedruckten Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67) und der strahlungsemp­ findlichen Detektorfläche (16.2) vorgesehen ist.

6. Abtasteinheit nach Anspruch 3, wobei die Strukturierung des transparen­ ten Trägerkörpers (5; 25; 35.1, 35.2; 45; 65.1, 65.2) in Form von licht­ durchlässigen und lichtundurchlässigen Bereichen ausgebildet ist.

7. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei mindestens eines der Bauele­ mente (8.1, 8.2; 28.1, 28.2, 28.3; 38; 46.1, 46.2; 67, 68) zur Weiterverar­ beitung der von den Detektorelementen (6.2, 6.3, 26.2; 26.3 36.2, 36.3; 46.2; 66.2, 66.3) erfaßten Abtastsignale ausgebildet ist.

8. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei die flexible gedruckte Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67) an dem der Abtasteinheit (10; 21; 31; 41; 61) abge­ wandten Ende mindestens ein elektrisches Verbindungselement (9a, 9b; 29; 39a, 39b; 49; 69a, 69b) zur lösbaren Verbindung mit einer nachge­ ordneten Auswerteeinheit (4) aufweist.

9. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei die flexible gedruckte Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67) ein oder mehrere weitere Bauelemente (8.1, 8.2; 28.1, 28.2, 28.3; 38; 48a, 48b; 67; 68) in demjenigen Bereich aufweist, der nicht vom Trägerkörper (5; 25; 35.1, 35.2; 45; 65.1, 65.2) mechanisch stabilisiert ist.

10. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei die flexible gedruckte Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67) zumindest teilweise mit einer elektrischen Ab­ schirmung versehen ist.

11. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei der Trägerkörper (5; 25; 35.1, 35.2; 45; 65.1, 65.2) eben, flach und quaderförmig ausgebildet ist.

12. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei der Trägerkörper (5; 25; 35.1, 35.2; 45; 65.1, 65.2) auf mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten mit der flexiblen gedruckten Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67) verbunden ist.

13. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei die flexible gedruckte Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67) eine lösbare elektrische Verbindung zwischen dem durch den Trägerkörper (5; 25; 35.1, 35.2; 45; 65.1, 65.2) mecha­ nisch stabilisierten Bereich und einem nachfolgenden unstabilisierten Be­ reich aufweist.

14. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei auf mehreren Seiten des Träger­ körpers (5; 25; 35.1, 35.2; 45; 65.1, 65.2) Bauelemente angeordnet sind, die über die flexible gedruckte Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67) elek­ trisch leitend miteinander verbunden sind.

15. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei die Abtasteinheit eine Strahlungs­ quelle (76.1) umfaßt, welche über einer Ausnehmung der flexiblen ge­ druckten Schaltung (77) auf einem Trägerkörper (75) angeordnet ist und der Trägerkörper (75) im Bereich der Ausnehmung eine Sendeteilung (73.1) aufweist, während mindestens ein Detektorelement (76.3) mit sei­ ner lichtempfindlichen Fläche (76.2), die eine als Abtastteilung wirkende Strukturierung aufweist, unmittelbar auf dem Trägerkörper (75) angeord­ net ist und die Kontaktierung des Detektorelementes (76.3) über die fle­ xible gedruckte Schaltung (77) an den seitlich über den Trägerkörper (75) hinausragenden Bereichen des Detektorelementes (76.3) erfolgt.

16. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei der Trägerkörper (5; 25; 35.1, 35.2; 45; 65.1, 65.2) aus Glas besteht.

17. Abtasteinheit nach Anspruch 1, mit einem sendeseitigen und einem räumlich davon entfernt angeordneten, detektorseitigen Teil, die jeweils eine flexible gedruckte Schaltung (37; 67) sowie ein oder mehrere Bau­ elemente umfassen und beide Teile über die flexible gedruckte Schaltung (37; 67) miteinander verbunden sind.

18. Abtasteinheit nach Anspruch 17, wobei der sendeseitige und/oder der detektorseitige Teil der Abtasteinheit (31; 61) einen transparenten Trä­ gerkörper (35.1, 35.2; 65.1, 65.2) umfassen.

19. Abtasteinheit nach Anspruch 18, wobei zumindest einer der transpa­ renten Trägerkörper (35.1, 35.2; 65.1, 65.2) eine Strukturierung auf­ weist.

20. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei der Trägerkörper (25) zumindest in Teilbereichen eine lichtablenkende optische Wirkung aufweist.

21. Abtasteinheit nach Anspruch 20, wobei in den Trägerkörper (25) minde­ stens ein optisches Element (22.2, 22.3, 22.1) mit sammelnder oder zer­ streuender optischer Wirkung integriert ist.

22. Abtasteinheit nach Anspruch 20, wobei das optische Element (22.2, 22.3, 22.1) als GRIN-Linse ausgebildet ist.

23. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei die flexible gedruckte Schaltung (7; 27a, 27b; 37; 47; 67) im Bereich der Ausnehmungen strukturiert aus­ gebildet ist.