Leuchttisch geeignet für Anwendungen in der Metrologie sowie Koordinatenmessgerät mit einem solchen Leuchttisch

Die Erfindung betrifft einen Leuchttisch für Anwendungen in der Metrologie sowie ein Koordinatenmessgerät umfassend einen solchen Leuchttisch.

Leuchttische für unterachiedliche Anwendungen sind zum Beispiel aus US 5,327,195, US 5,347,342, US 2006/0030026, US 2006/0237658, US 2007/0069643, US 2008/0308752 und US 8,562,802 B1 bekannt In der Offenlegungsschrift US 2006/0030026 ist dabei offenbart, dass LED-Lichtquellen zur Kollimation des von den Lichtquellen ausgehenden Lichts mit Linsen ausgestattet sein können. Hingegen wird ohne jegliche Kollimation in den

Offenlegungsschriften US 2007/069643 und US 2006/0237658 lediglich das von einem Raster aus LED-Lichtquellen homogen ausgeleuchtete Fernfeld als Feld für die Leuchttische genutzt, wodurch ein hoher Bauraum für die Leuchttische resultiert

Darüber hinaus ist aus der Patentschrift DE 10250383 B4 bekannt, einzelne LED- Lichtquellen mit einem Parabolspiegel zur Kollimation des LED-Lichts auszustatten. Dabei befindet sich die Mitte der Oberfläche des Leuchtdiodenchips in dem Brennpunkt bzw. der Brennlinie des Parabolspiegels. Ferner ist aus der Offenlegungsschrift DE 103 08917 AI bekannt, einen LED-Chip mit einem konischen, kugelförmigen oder parabolischen Reflektor zur Kollimation des LED-Lichts auszustatten. Alle genannten Reflektoren für LED- Lichtquellen zeichnen sich jedoch dadurch aus, dass diese einen Brennpunkt bzw. eine Kaustik aufweisen für senkrechten Lichteinfall aus dem Unendlichen und dass sich die optisch aktive Fläche des LED-Chips in genau diesem Brennpunkt bzw. innerhalb dieser Kaustik befindet

Im allgemeinen werden bei den oben genannten Leuchttischen des Standes der Technik, ob mit LED-Lichtquellen oder nicht, ob mit Verwendung der Reflektortechnik zur Kollimation oder nicht, optisch streuende Elemente wie zum Beispiel Streuscheiben oder Streufolien benutzt, um die Intensitätsverteilung über das auszuleuchtende Leuchttischfeld zu homogenisieren. Dabei ist es in der Regel das Ziel, die Homogenität des Leuchttischfeldes, d.h. die Variation der Beleuchtungsintensität über das Feld bezogen auf die mittlere

Beleuchtungsintensität des Feldes auf kleiner 5 % zu begrenzen. Diese gute Homogenität von Leuchttischen des Standes der Technik wird allerdings in der Regel durch statistisch streuende optische Elemente erreicht, wodurch das Leuchttischfeld diffus in nahezu jede beliebige Richtung des darüber liegenden Halbraums leuchtet Diese breite

Beleuchtungswinkelverteilung von Leuchttischen des Standes der Technik ist jedoch für viele Messarten von Koordinaten eines Werkstücks mittels optischer Sensoren durch ein

Koordinatenmessgerät, insbesondere für die Messungen von Kanten oder Bohrungen ungeeignet Daher werden die kostengünstigen Leuchttische des Standes der Technik in der Regel nicht oder nur sehr eingeschränkt für Anwendungen in der Metrologie eingesetzt

Im Gegensatz dazu sind Krordinatenmessgeräte zur Messung von Koordinaten eines zu vermessenden Werkstücks mittels eines optischen Sensors unter Anwendung der sogenannten Durchlichtbeleuchtung mittels einer aufwändigen Beleuchtungsoptik zum Beispiel aus der DE 198 19492 bekannt.

In der Regel wird zur Auf lösungssteigerung bei solchen Koordinatenmessgeräten versucht, den sogenannten Öffnungswinkel des verwendeten Objektivs für die Betrachtung des Werkstücks möglichst groß zu wählen. Dementsprechend muss eine dazugehörige

Kondensoroptik für die Beleuchtung des Werkstücks einen abgestimmten maximalen

Beleuchtungswinkel am Leuchttischfeld bereitstellen. Vielfach wird darüber hinaus bei diesen Koordinatenmessgeräten mittels einer variablen Kondensoroptik versucht, für die jeweils zu vermessenden Strukturen und Objektiveinstellungen, die optimale Beleuchtung des

Werkstücks bereitzuhalten. Diese Variabilität der Kondensoroptik bedingt jedoch gleichzeitig eine gewisse Komplexität des Auf baus der Kondensoroptik und damit verbunden sind dann auch entsprechend hohe Kosten für die Herstellung einer solchen Kondensoroptik.

Allerdings stößt auch diese aufwändige Technik der Beleuchtungswinkeleinstellung in der Koordinatenmesstechnik an ihre Grenzen, wenn es gilt, Strukturen mit großer Ausdehnung entlang der optischen Achse zu vermessen, da die Tiefenschärfe mit dem steigendem

Öffhungswinkel abnimmt und somit Strukturen mit großem Abstand zum Leuchttischfeld „unscharf" abgebildet werden. Für die Messung von Strukturen mit einer großen Ausdehnung entlang der optischen Achse senkrecht zum leuchttischfeld wie z.B. die Ebenen von Kanten ist es daher sinnvoll, wenn das Beleuchtungslicht am Leuchttischfeld parallel und damit kollimiert zur optischen Achse ausgerichtet ist. In diesem Fall können Strukturen mit großen Abstand zum Leuchttischfeld mit der gleichen Genauigkeit vermessen werden wie Strukturen mit geringem Abstand zum Leuchttischfeld. Ferner können diese Strukturen auch relativ zueinander gemessen werden, sofern ein telezentrisches Objektiv für die Abbildung auf den optischen Sensor verwendet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen einfachen und kostengünstigen Leuchttisch für metrologische Anwendungen und ein entsprechendes Koordinatenmessgerät mit einem solchen Leuchttisch bereitzustellen, der insbesondere kollimiertes, d.h. nahezu parallel ausgerichtetes Beleuchtungslicht für die Vermessung von Kanten und Bohrlöchern eines Werkstücks ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Leuchttisch geeignet für Anwendungen in der Metrologie umfassend mehrere Lichtquellen und ein auszuleuchtendes Feld, wobei die Leuchtzentren der Lichtquellen die Ausgangspunkte von Lichtquellenachsen darstellen, welche das auszuleuchtende Feld senkrecht schneiden und wobei die Leuchtzentren der Lichtquellen einerseits und das auszuleuchtende Feld andererseits einen Zwischenraum im Inneren des Leuchttischs begrenzen, wobei zwischen den Lichtquellenachsen gekrümmte und verspiegelte Flächen innerhalb des Zwischenraums vorhanden sind, deren Brennpunkte bzw. Kaustiken sich innerhalb des Zwischenraums zwischen den gekrümmten und verspiegelten Flächen und dem auszuleuchtenden Feld befinden.

Durch den Einsatz dieser gekrümmten und verspiegelten Flächen zwischen den

Lichtquellenachsen, die aufgrund der genannten Lage der Brennpunkte bzw. Kaustiken zum auszuleuchtenden Feld hin ausgerichtet sind, ist es möglich, den ansonsten ungenutzten Schartenbereich zwischen den Lichtquellen mit Beleuchtungslicht zu füllen und dabei gleichzeitig die Kollimation des Beleuchtungslichts beizubehalten. Somit ist es durch diese gekrümmten und verspiegelten Flächen möglich, sowohl die Homogenität des Leuchttischs zu verbessern als auch die Kollimation des Beleuchtungslichts zu gewährleisten. Dazu weisen die gekrümmten und verspiegelten Flächen Oberflächenformen auf, deren lokale

Krümmungen so ausgelegt sind, dass parallel zu den Lichtquellenachsen auf das Feld des Leuchttisch entgegen der Beleuchtungsrichtung des Leuchttischs einfallendes sichtbares Licht sich durch die gekrümmten und verspiegelten Flächen in Brennpunkten bzw. in Kaustiken oberhalb der Lichtquellen und oberhalb der gekrümmten und verspiegelten Flachen in dem Zwischenraum zwischen den Lichtquellen und dem Feld des Leuchttischs sammelt D.h. mit anderen Worten, weder die Lichtquellen noch die Leuchtzentren der Lichtquellen befinden sich in den Brennpunkten bzw. innerhalb der Kaustiken der gekrümmten und verspiegelten

Flächen des erfindungsgemäßen Leuchttischs betrachtet bei senkrechtem Iichteinfell auf das Leuchttischfeld aus dem Unendlichen. Die Oberflächenform der gekrämmten und

verspiegelten Flächen kann dabei je nach Gesamtauslegung aller optisch wirksamen Flächen des Leuchttischs stark variieren, von sphärisch über asphärisch, rotationssymmetrisch und nicht-rotationssymmetrisch bis hin zu der Oberflächenform von sogenannten Freifbrmoptiken.

In einer Ausführungsform des Leuchttischs sind die Lichtquellen parallel in einem

regelmäßigen ersten Muster mit Abständen von 0,2 cm bis 4 cm und die gekrümmten und verspiegelten Flächen in einem mit dem ersten Muster korrespondierendem zweiten Muster seitlich versetzt zu den Lichtquellen bzw. zu den Lichtquellelachsen angeordnet, so dass neben den gekrümmten und verspiegelten Flächen für Beleuchtungslicht passierbare freie Bereiche um die Lichtquellenachsen vorhanden sind. Diese Art des Auf baus des leuchttischs ermöglicht es, dass das Beleuchtungslicht der Lichtquellen ohne große Verluste entlang von ersten sogenannten primären Iichtkanälen auf das Feld des Leuchttischs trifft und dort für eine Ausleuchtung des Feldes sorgt

In einer weiteren Ausführungsform des Leuchttischs sind ausgehend von den Lichtquellen entlang der Lichtquellenachsen primäre Lichtkanäle des Leuchttischs vorhanden, deren Ausdehnung in einer Ebene senkrecht zu den optischen Lichtquellenachsen durch die passierbaren freien Bereiche gegeben ist und wobei in diesen primären Lichtkanälen des leuchttischs Licht-ablenkende und / oder Licht-brechende und / oder Licht-beugende Mittel vorhanden sind, welche das Beleuchtungslicht innerhalb des primären Lichtkanals parallel zur Lichtquellenachse mit einer Parallelität von besser als 2° ausrichten und wobei die Mittel gebildet sind aus der Gruppe: Kugelspiegel, Parabolspiegel, Hyperboloidspiegel,

Ellipsoidspiegel, Linsen, FresneU-Linsen, Zylinderlinsen, Mikrolinsen, Wabenkondensatoren, diffiaktive optische Elemente. Durch die genannten Kollimationsmittel wird es ermöglicht, dass das Beleuchtungslicht der Lichtquellen in den primären Lichkanälen parallel ausgerichtet wird. Hierdurch trifft das Beleuchtungslicht das Feld des Leuchttischs aus nahezu senkrechter Richtung. Somit wird eine größere Variation an Beleuchtungswinkeln an den Fddpunkten des Leuchttisch innerhalb der primären Lichtkanäle vermieden, zumal ganzlich auf die Nutzung von streuenden optischen Elementen zur Homogenisierung in den primären Lichtkanälen verzichtet wird.

In einer Ausführungsform des Leuchttischs, sind in den durch die freien Bereiche um die Lichtquellenachsen definierten primären Lichtkanälen des Leuchttischs zwischen den gekrümmten und verspiegelten Flächen und dem Feld des Leuchtichs weitere gekrümmte und teilverspiegelte Flächen vorhanden, welche anteilig Beleuchtungslicht aus den primären Lichtkanälen hin zu den gekrümmten und verspiegelten Flächen mit Winkeln von bis zu 50° gegenüber den Lichtquellenachsen ausspiegeln. Durch diese weiteren gekrümmten und teilverspiegelten Flächen innerhalb der primären Lichtkanäle wird anteilig Beleuchtungslicht aus den primären Lichtkanälen ausgekoppelt und zur Versorgung der durch die gekrümmten und verspiegelten Flächen neben den Lichtquellenachsen definierten bzw. gebildeten sekundären Lichtkanäle genutzt

In einer weiteren Ausfuhrungsform des Leuchttischs sind die Lichtquellen durch sogenannte LEDs oder OLEDs gegeben und die lokalen Krümmungen der gekrümmten und verspiegelten Flächen sowie die lokalen Krümmungen der weiteren gekrümmten und teilverspiegelten Flächen derart zueinander ausgelegt, dass Beleuchtungslicht, welches in den primären

Lichtkanälen nahe an der Lichtquellenachse verläuft und durch die genannten Flächen reflektiert wird, anschließend in den durch die gekrümmten und verspiegelten Flächen definierten sekundären Lichtkanälen fern von der Lichtquellenachse verläuft und umgekehrt Durch diese Art der Umverteilung von Beleuchtungslicht in den sekundären Iichtkanälen wird erreicht, dass zuvor innerhalb des primären Lichtkanals nahe an der Lichtquellenachse verlaufendes Licht nach der Auskopplung in dem jeweiligen sekundären Lichtkanal fern der Lichtquellenachse verläuft Diese Art der Umverteilung ist insbesondere zur

Homogenisierung des Feldes von Leuchttischen mit LED oder OLED Lichtquellen sinnvoll, da diese Lichtquellen eine Abstrahlcharakteristik aufweisen, durch die das meiste Licht nahe um die Lichtquellenachse herum abgestrahlt wird. Ferner wird hierdurch auch dem

geometrischen Effekt entgegen gewirkt, dass die mit Licht zu versorgenden Flächenbereiche der sekundären Lichtkanäle in Ihrer Flächenausdehnung quadratisch vom Abstand zur jeweiligen Lichtquellenachse abhängen. In einer Ausführungsform des Leuchttischs sind zusätzlich die Reflektivitätseigenschaften entlang der teilverspiegelten Flachen so ausgelegt, dass um die Lichtquellenachsen herum höhere Reflektivitätswerte der teilverspiegelten Flächen vorliegen als an den Rändern der teilverspiegelten Flächen, so dass anteilig mehr Beleuchtungslicht aus den primären

Lichtkanälen ausgespiegelt wird, wenn dieses Beleuchtungslicht in den primären

Lichtkanälen vor der Ausspiegelung nahe an der Lichtquellenachse verläuft. Diese genannte Maßnahme dient nicht nur dazu, das Beleuchtungslicht von LED oder OLED Lichtquellen innerhalh der primären Lichtkanäle des Leuchttischs zu homogenisieren, indem dort in den primären Lichtkanälen das Beleuchtungslicht durch eine erhöhte Ausspiegelung reduziert wird, wo ohnehin schon zu viel Licht für eine Homogenisierung vorhanden ist, sondern auch dazu, die Ränder der sekundären Lichtkanäle mit dem meisten ausgekoppelten Licht zu versorgen. In einer weiteren Ausführungsform des Leuchttischs, sind die lokalen Krümmungen der gekrümmten und verspiegelten Flächen sowie die lokalen Krümmungen der weiteren gekrümmten und teilverspiegelten Flächen derart zueinander ausgelegt, dass die ursprünglich durch die Licht-ablenkenden und / oder Licht-brechenden und / oder Licht-beugenden Mitteln in den primären Lichtkanälen erreichte Parallelität des Beleuchtungslichts zur

Lichtquellenachse von besser als 2° nach der anteiligen Ausspiegelung durch die weiteren gekrümmten und teilverspiegelten Flächen und der Umlenkung durch die gekrümmten und verspiegelten Flächen im weiteren Verlauf in den sekundären Lichtkanälen erhalten bleibt Hierdurch wird erreicht, dass eine durch die Kollimationsmittel erreichte Parallelität des Beleuchtungslichts in den primären Lichtkanälen nicht wieder durch eine Ausspiegelung und Umlenkung in die sekundären Lichtkanälen zerstört wird.

In einer Ausfuhrungsform des Leuchttischs beträgt die Variation der Beleuchtungsintensität über das Feld des Leuchttischs weniger als 3 % der mittleren Beleuchtungsintensität des Feldes und die Variation der Beleuchtungswinkel an einem Punkt des Feldes weniger als 2° und der Leuchttisch weist eine maximale Bauhöhe von 10 cm auf. Hierdurch ist es möglich, einen Leuchttisch für Anwendungen in der Metrologie bereitzustellen, mit Hilfe dessen die Vermessung von Kanten und Bohrungen eines Werkstücks möglich ist und der sich aufgrund seiner geringen Bauhöhe auch für die Nachrüstung von Koordinatenmessgeräten eignet. In einer weiteren Ausführungsform des Leuchttischs sind die passierbaren freien Bereiche um die Lichtquellenachsen kreis- oder ellipsenförmig ausgebildet und die gekrümmten und verspiegelten Flächen stellen zusammenhängende stetig differenzierbare Flächenbereiche dar, wobei die genannten Flächenbereiche bienenwaben-artig oder kreis- bzw. dhpsenförmig berandet sind und an den Rändern zumindest teilweise aneinander stoßen. Hierdurch wird eine optimale Uberdeckung des Leuchttisches mit sekundären Lichtkanälen gewährleistet.

In einer Ausfuhrungsform des Leuchttischs sind die aneinander stoßenden gekrümmten und verspiegelten Flächen durch ein Druck- / Tiefziehdruckverfahren und / oder durch eine Kalt- / Warmverformung und / oder durch Kunststoffipritzguss an einem einstückigen

Trägermaterial ausgebildet und die Oberflächenbeschichtung zur Verspiegelung der gekrümmten und verspiegelten Flächen ist durch ein Verfahren erfolgt, welches mindestens einen Prozessschritt und / oder einen Verfahrensschritt umfasst aus der Gruppe: Lackieren, Bedampfen, Sputtern, Abscheiden aus chemischer Lösung, Grauton-Lithographie sowie subtraktive Verfahren zur örtlich variierend Entfernung einer zuvor aufgebrachten

Oberflächenbeschichtung. Durch die genannten Verfahren und Prozessschritte ist eine kostengünstige Herstellung des Leuchttisches möglich. In einer weiteren Ausführungsfbrm des Leuchttischs umfasst das einstückige Trägermaterial ebenfalls die das Licht-ablenkende und / oder das Licht-brechende und / oder das Lichtbeugende Mittel des leuchttischs, wobei diese Mittel durch Kunststoffspritzguss und / oder durch ein Druck-/ Tiefziehdruckverfahren und / oder durch eine Kalt- / Warmverformung und / oder durch eine Oberflächenbeschichtung ausgebildet sind, wobei die Oberflächen- beschichtung mindestens einen Prozessschritt und / oder rnindestens einen Verfahrensschritt umfasst aus der Gruppe: Lackieren, Bedampfen, Sputtern, Abscheiden aus chemischer Lösung, Grauton-Lithographie sowie subtraktive Verfahren zur örtlich variierend Entfernung einer zuvor aufgebrachten Oberflächenbeschichtung. Hierdurch ist es möglich, die

Kollimationsmittel kostengünstig an dem einstückigen Trägermaterial auszubilden anstatt jede Lichtquelle einzeln und separat mit einem eigenen Kollimationsmittel auszustatten.

In einer Ausführungsfbrm des Leuchttischs sind die weiteren gekrümmten und

teilverspiegelten Flächen ebenfalls durch Kunststoffspritzguss und / oder durch ein Druck- / Tiefziehdruckverfahren und / oder durch eine Kalt- / Warmverformung an dein einstückigen Trägermaterial geformt, wobei die Oberflächenbeschichtung zur Verspiegelung der weiteren gekrümmten und teilverspiegelten Flächen durch ein Verfahren erfolgt ist, welches mindestens einen Prozessschritt und / oder einen Verfahrensschritt umfasst aus der Gruppe: Lackieren, Bedampfen, Sputtem, Abscheiden aus chemischer Lösung, Grauton-Lithographie sowie subtraktive Verfahren zur örtlich variierend Entfernung einer zuvor aufgebrachten Oberflächenbeschichtung. Dadurch können alle für die Bildung der primären und sekundären Lichtkanäle notwendigen Flächen in dem einstückigen Trägermaterial ausgebildet werden, wodurch eine Endlosfertigung des Trägermaterials in Form einer Folien ermöglicht wird.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Leuchttisch einen ND-Filter zur Reduktion der Variation der Beleuchtungsintensität über das auszuleuchtende Feld auf. Durch einen solchen Neutraldichtefilter (ND-Filter) ist es möglich, etwaige verbliebene Restinhomogenität in der Beleuchtungsintensitätsverteilung über das Feld des I _^ euchttisches zu eliminieren.

In einer Ausführungsform weist der Leuchttisch einen ND-Filter auf, wobei der ND-Filter an dem einstückigen Trägermaterial ausgebildet ist und durch eine Oberflächenbeschichtung erzeugt ist, wobei die Oberflächenbeschichtung mindestens einen Prozessschritt und / oder einen Verfahrensschritt umfasst aus der Gruppe: Lackieren, Bedampfen, Sputtem,

Abscheiden aus chemischer Lösung, Grauton-Lithographie sowie subtraktive Verfahren zur örtlich variierend Entfernung einer zuvor aufgebrachten Oberflächenbeschichtung. Hierdurch lässt sich eine kostengünstige Erzeugung des ND-Filters realisieren.

In einer weiteren Ausführungsform des Leuchttischs ist das einstückige Trägermaterial aus mindestens zwei Lagen aus unterschiedlichem Material mit unterschiedlichen optischen Dichten zusammengefügt und die Lagen weisen entlang der lateralen Ausdehnung des Trägermaterials senkrecht zu den Lichtquellenachsen lokal variierende unterschiedliche geometrische Dicken auf. Durch die Verwendung von mindestens zwei Lagen aus unterschiedlichem Material mit unterschiedlichen optischen Dichten mit lokal variierenden unterschiedlichen geometrischen Dicken können kostengünstig Licht-brechende optische Elemente in das einstückige Trägermaterial eingebracht werden. Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch ein Koordinatenmessgerät zur Erfassung der Koordinaten eines Werkstücks umfassend wenigstens einen optischen Sensor und einen erfindungsgemäβen Leuchttisch zur Beleuchtung des Werkstücks während einer Messung der Koordinaten des Werkstücks mittels des wenigstens einen optischen Sensors.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden

Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren, die

erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen

Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.

Alisführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. In diesen zeigt Figur 1 ein Koordinatenmessgerät in Portalbauweise;

Figur 2 eine schematische Darstellung der Durchtrittsbeleuchtung für die optische

Bilderfassung; Figur 3 eine schematische Darstellung der Lichtverteilung bei einem Raster

Lichtquellen mit Kollimationslinsen des Standes der Technik;

Figur 4 eine schematische Darstellung einer ersten Ausfuhrungsform eines

erfindungsgemäßen Leuchttischs;

Figur 5 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausfuhrungsförm des

erfindungsgemäßen Leuchttischs;

Figur 6 eine schematische Darstellung einer dritten Ausfuhrungsförm;

Figur 7 eine schematische Darstellung einer vierten Ausfuhrungsförm; Figur 8 eine schematische Darstellung einer möglichen Anordnung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform in Draufsicht;

Figur 9 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Anordnung einer erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform in Draufsicht und

Figur 10 eine perspektivische schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Variante der weiteren möglichen Ausführungsform gemäß Figur 9. Figur 1 zeigt rein beispielhaft ein Koordinatenmessgerät 24 in sogenannter Portalbauweise. Ebenso gebräuchlich sind in der Koordinatemnesstechnik Koordinatenmessgeräte in Brückenoder Ständerbauweise, sowie Mehrstellenmessgeräte oder Gelenkarm-

Koordinatenmessgeräte. Das Koordinatenmessgerät 24 weist einen Taststift 6 auf, der auswechselbar an einem

Tastkopf 5 befestigt ist und der gegenüber dem Tastkopf 5 in den drei Koordinatenrichtungen x, y und z ausgelenkt werden kann. Die Auslenkung des Taststiftes 6 in den drei

Koordinatenrichtungen x, yund z wird über drei im Tastkopf 5 befindliche Messgeber erfasst Der Tastkopf 5 seinerseits kann in den drei Koordinatenrichtungen x, y und z bewegt werden. Dazu weist die Portalmechanik eine Messeinheit 2 auf, die in der mit dem Pfeil y

bezeichneten Koordinatenrichtung gegenüber dem Messtisch 1 verfahren werden kann.

Entlang der den Messtisch 1 überspannenden Traverse des Messeinheit 2 wiederum ist der sogenannte Messschlitten 3 in der mit dem Pfeil x bezeichneten Richtung beweglich geführt Am Messschlitten 3 wiederum ist die Pinole 4 in der vertikalen mit dem Pfeil z bezeichneten Richtung beweglich geführt, so dass der Tastkopf 5 über die Portalmechanik in den drei Koordinatenrichtungen x, y und z verfahren werden kann. Die Vermessung eines

Werkstückes erfolgt nunmehr derart, dass der Taststift 6 das zu vermessende Werkstück 7 an vorgesehenen Messpunkten antastet, wobei im Tastkopf 5 die Auslenkung des Taststiftes 6 gegenüber dem Tastkopf 5 in den drei Koordinatenrichtungen x, yundz gemessen wird. Zusätzlich werden an den drei Irikrementalmaßstäben 8a-8c, die von optischen Ableseköpfen abgetastet werden, die aktuelle Position des Tastkopfes 5 in den drei Koordinatenrichtungen x, yund z gemessen. Zur Ermittlung eines Messpunktes werden nunmehr die Maßstabsmesswerte 8a-8c mit den durch die Messgeber im Tastkopf 5 ermittelten

Taststiftauslenkungen komponentenrichtig verrechnet und hieraus ein Messpunkt generiert.

Um nunmehr komplexe Werkstücke mit einer komplexen Geometrie vermessen zu können, werden üblicherweise unterschiedliche Taststifte benötigt, die in einem nicht dargestellten Magazin vorgehalten werden und automatisiert über eine Wechsdeinrichtung am Tastkopf 5 eingewechselt werden können. Die unterschiedlichen Taststifte weisen üblicherweise einen oder mehrere Tasterschäfte auf, an deren Enden Antastkörper, wie beispielsweise eine Tastkugel oder ein Zyhnder befestigt sein können. Eine horizontale Bohrung beispielsweise wird man nur mit einem horizontal ausgerichteten Tasterschaft, d.h. mit einem sogenannten seitlich angeordneten Taststift 6, vermessen können, während eine vertikale Bohrung nur mit einem vertikal ausgerichteten Tasterschaft vermessen werden kann.

Die Steuerung des Messablaufes und der Antriebsmittel des Koordinatenmessgerätes, sowie die Aufnahme und Auswertung der hierbei ermittelten Messwerte erfolgt durch eine Steuer und Ausweiteeinheit 9, die hier in diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft durch einen einzigen Rechner realisiert ist Die Steuer- und Auswerteeinheit 9 kann zusätzlich mit einem nicht dargestellten Bedienpult verbunden werden, mit dem über Bedienhebel das

Koordinatenmessgerät auch manuell in den Koordinatenrichtungen x, y und z verfahren werden kann, sowie auch andere Funktionen, wie

eine Bedienung des Messprogramms vorgenommen werden können.

Alternativ zu einem Tastkopf S kann das Koordinatenmessgerät 24 der Figur 1 auch mit einem optischen Messsystem gemäß der Figur 2 ausgerüstet sein. Dieses optische Messsystem umfasst einen CCD- oder CMOS-Sensor oder ein sonstiges lichtempfindliches Array zur ortsaufgelösten Wandlung von Licht in auf Computern Speicher- und nutzbare Signale, ein Objektiv und ein Beleuchtungssystem. Das optische Messsystem kann zum Beispiel mit Hilfe des Koordinatenmessgeräts an die zu vermessende Stelle des Werkstücks gezielt verfahren werden. Dort werden anschließend mit Hilfe des CCD- oder CMOS-Sensors, des Objektivs und des Beleuchtungssystems Aufnahmen des Werkstücks getätigt Durch die Anwendung von Bildverarbeitungssoftware auf die getätigten Aufnahmen und unter Berücksichtigung der Maßstabsmesswerte 8a-8c des Koordinatenmessgeräts werden dann die Koordinaten der betrachteten relevanten Strukturen ausgegeben. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung auch an anderen Typen von Koordinatenmessgeräten als dem in Figur 1 gezeigten Koordinatenmessgerät 24 in

Portalbauweise eingesetzt weiden kann, insbesondere bei Koordinatenmessgeräten in Brücken- oder Ständerbauweise.

Die Figur 2 zeigt exemplarisch ein optisches Messsystem für Koordinaterimessgeräte für die Aufnahme von Bildern eines Werkstücks 20 mittels einer CCD- oder CMOS-Kamera des Standes der Technik, wobei das Werkstück 20 mittels einer Durchlichtbeleuchtung mit Hilfe einer Lichtquelle 10 beleuchtet wird.

Die Durchlichtbeleuchtung gemäß Figur 2 wird vielfach für die Vermessung von

Außenkanten, Bohrungen oder Durchbrüchen von Werkstücken eingesetzt Auch flache Werkstücke wie Blechteile oder die zum Einmessen und Kalibrieren eingesetzten

Chromstrukturen auf Glas können mit der Durchlichtbeleuchtung gemäß Figur 2 durch eine Beleuchtung von der Rückseite des Werkstücks durch das Werkstück„hindurch" vermessen werden. Insbesondere bei der Vermessung von Außenkanten muss die Durchlichtbeleuchtung auf den Abbildungsstrahl engang abgestimmt werden. Je nach Bauart der

Durchhchtbeleuchtungseinheit (z.B. kritische oder Köhler' sche Beleuchtung) im Stand der Technik entsteht ein unterschiedlicher Öffnungswinkel (Apertur) des Beleuchtungslichts, welcher auf den Öffnungswinkel des verwendeten Objektivs abzustimmen ist Insbesondere bei der Verwendung von Zoomobjektiven sollte die Durchlichtbeleuchtungseinheit eine entsprechende Anpassung des Beleuchtungsöffnungswinkels an den veränderbaren

Öffnungswinkel des Zoomobjektivs gewährleisten. Von daher umfassen die

Durchlichtbeleuchtungseinheiten des Standes der Technik in der Regel aufwändige und variable Kondersoroptiken. Hingegen erlauben einfache und kostengünstige Leuchttische des Standes der Technik es nicht, dass der Beleuchtungswinkel am Leuchttischfeld an die Bedingungen des Objektivs angepasst wird. Insbesondere die Bereitstellung von kollimiertem Beleuchtungslicht ist bei solchen einfachen Leuchttischen des Standes der Technik nicht bekannt

Da in der Regel nur eine kleiner Teil der Merkmale eines Werkstücks mittels der

Durchlichtbeleuchtung messbar ist, sind zusätzlich Auflichtbeleuchtungen wie die Hellfeld- Auflichtbeleuchtung und die Dunkelfeld-Auflichtbeleuchtung bei Koordinatenmessgeräten des Standes der Technik im Einsatz.

Die Figur 3 zeigt exemplarisch die räumlichen Verhältnisse der Lichtverteilung bei

Leuchttischen des Standes der Technik anhand zweier nebeneinander liegender LED- Lichtquellen 13. Es ist deutlich zu erkennen, dass die eigentliche Leuchtfläche 17 der LED 13 sehr viel kleiner ist, als die Gesamtfläche der LED-Lichtquelle 13 und das die beiden LED- Lichtquellen 13 darüber hinaus beabstandet angeordnet sind. Der Abstand zwischen den LED-Lichtquellen 13 ergibt sich zum einen aus dem Platzbedarf elektrischer Zuleitungen und zum anderen bei Hochleistungs- LED-Iichtquellen aus dem für die Wärmeabiuhr benötigten Bauraum. Aus den genannten Gründen ist es daher nicht möglich durch den Einsatz von LED- Lichtquellen, eine homogen leuchtende Fläche ohne nicht-leuchtende Zwischenräume zu erzeugen. Bei der Anordnung von LED-Lichtquellen 13 gemäß Figur 3 wird das Beleuchtungshcht dadurch kollimiert, dass oberhalb der Lichtquellen 13 Linsen 29 angeordnet sind. Durch die Linsen 29 oder durch entsprechend diffiaktiv arbeitenden optische Elemente oder alternativ durch entsprechende Reflektoren, bei denen sich die Leuchtfläche 17 der LED-Lichtquellen 13 im Brennpunkt bzw. innerhalb der Kaustiken befindet, lässt sich das Beleuchtungslicht aus dem Emissionswinkelintervall der Lichtquellen 13 parallel ausrichten und damit kollimieren. Die sich hieraus ergebenden primären Lichtkanäle 27 des Leuchttischs sind in der Figur 3 gestrichelt hinterlegt Die Lichtkanäle 27 werden dabei durch die freien passierbaren Bereiche 25 definiert, welche entweder durch die optisch freien Bereiche der Linsen 29 oder durch die maximale Ausdehnung der Lichtkegel der Lichtquellen 13 gegeben sind, je nachdem welche davon begrenzend wirken. Grundsätzlich lässt sich mit diesem Ansatz bei der zusätzlichen Verwendung von Immersionsoptik bei der Anbindung der Linsen 29 an die Lichtquellen 13 die Ausbeute kollimiertem Lichts auf nahezu 100 % des von den Lichtquellen 13 emitierten Beleuchtungslichts steigern. Allerdings weist das durch die Linsen 29 kollirnierte

Beleuchtungslicht in einer Ebene oberhalb der Linsen 29 starke Inhomogenitäten über die betrachtete Ebene auf, wie sie in Figur 3 schematisch dargestellt sind. Es ist zu erkennen, dass zwischen den Lichtkanälen 27 kein Beleuchtungslicht vorhanden ist und dass selbst innerhalb der Lichtkanäle 27 das Licht sehr inhomogen verteilt ist Nahe der Zentren der Lichtkanäle und somit nahe der Lichtquellenachsen, die in den Zentren der Leuchtflächen 17 ihren Ausgang nehmen, ist das Beleuchtungslicht stark konzentriert Hingegen ist nur wenig Beleuchtungslicht an den Rändern der Lichtkanäle 27 vorhanden. Dies liegt vor allem daran, das LED Lichtquellen nicht in alle Raumrichtungen gleich viel Licht abgeben, solidem gezielt in den Bereich um die Lichtquellenachse herum ihr Licht abstrahlen. Durch

Kollimationsmittel wie eine Linse 29, ein difi&aktives optisches Element oder einen entsprechenden Reflektor lässt sich zwar das Licht einer LED Lichtquelle parallel ausrichten jedoch selbst innerhalb des hierdurch entstehenden Lichtkanals nicht gleichzeitig

homogenisieren. Ein andere Ansatz bei Leuchttischen mit LED-Lichtquellen besteht darin, Streuscheiben oder Streufolien statt Linsen oberhalb der LED-Lichtquellen zu verwenden, um im Fernfeld der Lichtquellen ein homogen beleuchtetes Leuchtfeld zu erzeugen. Bei diesem Ansatz wird zwar das Leuchttischfeld homogen ausgeleuchtet, jedoch leuchtet dieses Feld aufgrund der

Streuung diffus und somit nahezu in alle Richtungen oberhalb des Leuchttisches. Ein kolhmierter Strahlengang lässt sich hiermit für das Beleuchtungslicht nicht erreichen.

Somit kann bei Leuchttischen des Standes der Technik kostengünstig mit einfachen Mitteln entweder nur ein homogenes Leuchttischfeld oder nur ein kollimiertes

Beleuchtungsstrahlbündel ausgehend vom Leuchttischfeld eingestellt werden. Beide

Einstellungen zugleich mit kostengünstigen Maßnahmen vorzunehmen, ist im Stand der Technik nicht bekannt.

Die Figur 4 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäβen

Leuchttischs 11, welcher in der dargestellten Ausführungsfbrm ein einstückig ausgeführtes optisch transparentes Trägermaterial 43 umfasst Dabei kann das einstückige Trägermaterial 43 des Leuchttischs 11 kostengünstig mittels Kunststoffspritzguss, Druck- /

Tiefziehdruckverfahren oder durch Kalt- bzw. Warmverformung von Kunststoffbahnen hergestellt werden. Zunächst zeigt die Figur 4 wiederum die beiden LED-Lichtquellen 13 und den durch Linsen 29 kollimierten Strahlengang oberhalb der Lichtquellen 13 in Form von primären

Lichtkanälen 27 entsprechend der freien passierbaren Bereiche 25 analog zu Figur 3. Diese primären Lichtkanäle 27 sind in der Figur 4 ebenso wie in der Figur 3 durch kurze Striche graphisch hinterlegt. Die dargestellten Linsen 29 können zum Beispiel nach einer Prägung des Kunststoffes des einstückigen Trägermaterials 43 beim Kunststoffspritzguss oder bei der Kalt- bzw. Warmverformung kostengünstig mittels Tröpfchenabscheidung des

Linsenmaterials in die geplagten Vertiefungen des Kunststoffes erzeugt werden.

Die in Figur 4 dargestellte erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leuchttischs 11 unterscheidet sich nun dadurch von einem Leuchttisch des Standes der Technik nach Figur 3, dass die Leuchtzentren 17 der Lichtquellen 13 die Ausgangspunkte von Lichtquellenachsen 19 darstellen, welche das auszuleuchtende Feld 15 senkrecht schneiden und wobei die Leuchtzentren 17 der Lichtquellen 13 einerseits und das auszuleuchtende Feld 15 andererseits einen Zwischenraum 21 im Inneren des Leuchttischs 11 begrenzen, wobei zwischen den Lichtquellenachsen 19 gekrümmte und verspiegelte Flächen 23 innerhalb des Zwischenraums vorhanden sind, deren Brennpunkte bzw. Kaustiken K sich innerhalb des Zwischenraums 21 zwischen den gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 und dem auszuleuchtenden Feld 15 befinden.

Durch die gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 zwischen den Lichtquellenachsen 19, die aufgrund der genannten Lage der Brennpunkte bzw. Kaustiken K zum auszuleuchtenden Feld 15 hin ausgerichtet sind, ist es möglich, den ansonsten ungenutzten Schattenbereich 33 zwischen den Lichtquellen 13 mit Beleuchtungslicht zu füllen und dabei gleichzeitig die Kollimation des Beleuchtungslichts beizubehalten. Somit ist es durch die gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 möglich, sowohl die Homogenität des Leuchttischs 11 zu verbessern als auch die Kollimation des Beleuchtungslichts zu gewährleisten. Die durch die verspiegelten Flächen 23 mit Beleuchtungslicht versorgten Bereiche 33 werden im Rahmen dieser

Anmeldung als sogenannte sekundäre Lichtkanäle 33 bezeichnet In der Figur 4 ist der zentrale sekundäre Lichtkanal 33 zur Verdeutlichung der Iichtführung gepunktet hinterlegt

Zur Versorgung der sekundären Lichtkanäle 33 weisen die gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 Oberflächenformen auf, deren lokale Krümmungen so ausgelegt sind, dass parallel zu den Lichtquellenachsen auf das Feld des Leuchttisch entgegen der Beleuchtungsrichtung des Leuchttischs einfallendes sichtbares Licht sich durch die gekrümmten und verspiegelten Flächen in Brennpunkten bzw. in Kaustiken K oberhalb der Lichtquellen und oberhalb der gekrümmten und verspiegelten Flächen in dem Zwischenraum zwischen den Lichtquellen und dem Feld des Leuchttischs sammelt. D.h. mit anderen Worten, weder die Lichtquellen 13 noch die Leuchtzentren 17 der Lichtquellen 13 befinden sich in den Brennpunkten bzw. innerhalb der Kaustiken K der gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 des

erfindungsgemäßen Leuchttischs 11 betrachtet bei senkrechtem Lichteinfall auf das

Leuchttischfeld aus dem Unendlichen. Die Lage der Kaustiken K ist in der Figur 4 durch eine für einen Spiegel 23 eingezeichnete Kaustik K, in der sich die gestrichelt dargestellten Lichtstrahlen für senkrechten Lichteinfall aus dem Unendlichen sammeln, ersichtlich.

Die in der Figur 4 dargestellten Lichtquellen 13 sind parallel in einem regelmäßigen ersten Muster mit Abständen von 0,2 cm bis 4 cm und die gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 in einem mit dem ersten Muster korrespondierendem zweiten Muster seitlich versetzt zu den Lichtquellen 13 bzw. zu den Lichtquellelachsen 19 in einer Ebene senkrecht zu der Zeichenebene angeordnet, so dass neben den gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 für Beleuchtungslicht passierbare freie Bereiche 25 um die Lichtquellenachsen 19 vorhanden sind. Diese Art des Aufbaus des Leuchttischs 11 ermöglicht es, dass das Beleuchtungslicht der Lichtquellen 13 ohne große Verluste entlang von ersten sogenannten primären

Lichtkanälen 27 auf das Feld 15 des Leuchttischs 11 trifft und dort für eine Ausleuchtung des Feldes 15 sorgt Bei dem in der Figur 4 dargestellten Leuchttisch 11 sind in diesen primären Lichtkanälen 27 des Leuchttischs 11 Licht-ablenkende und / oder Licht-brechende und / oder Licht-beugende Mittel 29 vorhanden, welche das Beleuchtungslicht innerhalb des primären Lichtkanals 27 parallel zur Lichtquellenachse 19 mit einer Parallelität von besser als 2° ausrichten, wobei die eingezeichneten Mittel 29 in der Figur 4 aus Linsen 29 gebildet sind. Ebenso könnten diese Mittel 29 gebildet sein aus der Gruppe: Kugelspiegel, Parabolspiegel, Hyperboloidspiegel, Ellipsoidspiegel, Linsen, Fresnell-Linsen, Zylinderlinsen, Mikrolinsen, Wabenkondensatoren, diffraktive optische Elemente.

Durch die genannten Kollimationsmittel 29 wird es ermöglicht, dass das Beleuchtungslicht der Lichtquellen 13 in den primären Lichtkanälen 27 parallel ausgerichtet wird. Hierdurch trifft das Beleuchtungslicht das Feld 15 des Leuchttischs 11 aus nahezu senkrechter Richtung. Somit wird eine größere Variation an Beleuchtungswinkeln an den Feldpunkten des

Leuchttisch innerhalb der primären Lichtkanäle 27 vermieden, zumal gänzlich auf die Nutzung von streuenden optischen Elementen zur Homogenisierung in den primären

Lichtkanälen 27 beim erfindungsgemäBen Leuchttisch 11 verzichtet wird.

Bei dem in Figur 4 dargestellten Leuchttisch 11 sind in den durch die freien Bereiche 25 um die Lichtquellenachsen 19 definierten primSren Lichtkanälen 27 des Leuchttischs 11 zwischen den gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 und dem Feld 15 des Leuchtichs 11 weitere gekrümmte und teilverspiegelte Flächen 31 vorhanden, welche anteilig Beleuchtungslicht aus den primären Lichtkanälen 27 hin zu den gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 mit Winkeln von bis zu 50º gegenüber den Lichtquellenachsen 19 ausspiegeln. Durch diese weiteren gekrümmten und teüverspiegelten Flächen 31 innerhalb der primären Lichtkanäle 27 wird anteilig Beleuchtungslicht aus den primären Lichtkanälen 27 ausgekoppelt und zur Versorgung der durch die gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 neben den

Lichtquellenachsen 19 definierten bzw. gebildeten sekundären Lichtkanälen 33 genutzt Dabei sind die Lichtquellen 13 des I.euchttischs 11 der Figur 4 beispielhaft durch sogenannte LEDs oder OLEDs gegeben und die lokalen Krümmungen der gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 sowie die lokalen Krümmungen der weiteren gekrümmten und teilverspiegelten Flächen 31 sind derart zueinander ausgelegt, dass das Beleuchtungslicht, welches in den primären Lichtkanälen 27 nahe an der Lichtquellenachse 19 verläuft und durch die genannten Flachen 31 bzw.23 reflektiert wird, anschließend in den durch die gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 definierten sekundären Lichtkanälen 33 fern von der

Iichtquellenachse verläuft und umgekehrt

Durch diese Art der Umverteilung von Beleuchtungslicht in den sekundären Lichtkanälen 33 wird erreicht, dass zuvor innerhalb des primären Lichtkanals 27 nahe an der

Lichtquellenachse 19 verlaufendes Licht nach der Auskopplung in dem jeweiligen sekundären Lichtkanal 33 fern der Lichtquellenachse verläuft. Diese Art der Umverteilung ist

insbesondere zur Homogenisierung des Feldes von Leuchttischen 11 mit LED oder OLED Lichtquellen 13 sinnvoll, da diese Lichtquellen 13 eine Abstrahlcharakteristik aufweisen, durch die das meiste Licht nahe um die Lichtquellenachse 19 herum abgestrahlt wird. Ferner wird hierdurch auch dem geometrischen Effekt entgegen gewirkt, dass die mit Licht zu versorgenden Flächenbereiche der sekundären Lichtkanäle 33 in Ihrer Flächenausdehnung quadratisch vom Abstand zur jeweiligen Lichtquellenachse 19 abhängen. Dabei sind zusätzlich die Reflektivitätseigenschaften entlang der teilverspiegelten Flächen 31 des Leuchttischs 11 der Figur 4 so ausgelegt, dass um die Lichtquellenachsen 19 herum höhere Reflektivitätswerte der teilverspiegelten Flächen 31 vorliegen als an den Rändern der teilverspiegelten Flächen 31, so dass anteilig mehr Beleuchtungslicht aus den primären Lichfkanälen 27 ausgespiegelt wird, wenn dieses Beleuchtungslicht in den primären

Lichtkanälen 27 vor der Ausspiegelung nahe an der Lichtquellenachse 19 verläuft. Diese genannte Maßnahme dient nicht nur dazu, das Beleuchtungshcht von LED oder OLED Lichtquellen 13 innerhalb der primären Lichtkanäle 27 des Leuchttischs 11 im Gegensatz zu Leuchttischen des Standes der Technik gemäß der Figur 3 zu homogenisieren, indem dort in den primären Lichtkanälen das Beleuchtungshcht durch eine erhöhte Ausspiegelung reduziert wird, wo ohnehin schon zu viel Licht für eine Homogenisierung vorhanden ist, sondern auch dazu, die Ränder der sekundären Lichtkanäle mit dem meisten ausgekoppelten Licht zu versorgen. Der Transmissionsverlauf der Beschichtung der Oberseite des einstückigen Trägermaterials 43 ist im oberen Teil der Figur 4 dargestellt Wird eine zu vernachlässigende Absorption in der Beschichtung vorausgesetzt, so stellt die Inverse der dargestellten

Transmissionskurve die Reflektionskurve der Beschichtung der Oberseite dar. Es ist anhand der dargestellten Kurve deutlich zu erkennen, dass im Zentrum um die Lichtquellenachse 19 eines primären Lichtkanals 27 herum die niedrigste Transmission und damit die höchste Reflektivität gegeben ist. Dabei ist der Verlauf innerhalb eines primären Lichtkanals 27 der Transmissionskurve so gewählt, dass der natürliche in Figur 3 dargestellte

Beleuchtungsintensitätsverlauf einer kollimierten LED-Lichtquelle homogenisiert, d.h. auf einen konstanten Wert innerhalb des primären Lichtkanals eingestellt wird. Ferner wird durch die höchste Reflektivität im Zentrum eines primären Lichtkanals 27 um die Lichtquellenachse 19 herum zusätzlich dafür gesorgt, dass die sekundären Lichtkanäle 33 mit ausreichend viel Licht versorgt werden. Im Gegensatz zu dem Transmissions- bzw. Reflektionsverlauf der gekrümmten und teilverspiegelten Flächen 31 ist die Reflektivität über die gekrümmten und verspiegelten Flachen 23 nahezu konstant bei fast 100 % Reflektivität. Der entsprechende Verlauf der Reflektivität für die Unterseite des Trägermaterials 43 ist im unteren Teil der Figur 4 ersichtlich.

Bei der in der Figur 4 dargestellten Ausführungsförm des erfindungsgemäßen leuchttischs 11, sind die lokalen Krümmungen der gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 sowie die lokalen Krümmungen der weiteren gekrümmten und teilverspiegelten Flachen 31 derart zueinander ausgelegt, dass die ursprünglich durch die Iicht-ablenkenden und / oder Lichtbrechenden und / oder Licht-beugenden Mitteln 29 in den primären Lichtkanälen 27 erreichte Parallelität des Beleuchtungslichts zur Lichtquellenachse 19 von besser als 2° nach der anteiligen Ausspiegelung durch die weiteren gekrümmten und teilverspiegelten Flächen 31 und der Umlenkung durch die gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 im weiteren Verlauf in den sekundären Lichtkanälen 33 erhalten bleibt. Hierdurch wird erreicht, dass eine durch die Kollimationsmittel 29 erreichte Parallelität des Beleuchtungslichts in den primären Lichtkanälen 27 nicht wieder durch eine Ausspiegelung und Umlenkung in die sekundären Lichtkanälen 33 zerstört wird.

Allerdings hat das zur Erläuterung der Erfindung dienende Ausführungsbeispiel der Figur 4 auch fertigungstechnische Nachteile. So muss die in der Figur 4 durch eine Lupe vergrößerte und mit einem Ausrufezeichen markierte Unstetigkeitsstelle in der oberen Fläche des

Trägermaterials 43 sehr genau auf die Lichtquellenachse 19 der jeweilig zugehörenden LED- Lichtquelle 13 positioniert werden, da ansonsten entweder zu viel Licht nach links oder zu viel Licht nach rechts verteilt wird. Dies würde eine angestrebte Homogenisierung

verhindern, zumal sich die Unstetigkeitsstelle an der Stelle höchster Intensität im

Strahlengang innerhalb des primären Lichtkanals 27 befindet und sie damit den größten Hebel für eine Rechts-Links-Asymmetrie bietet. Eine solche genaue Positionierung der

Unstetigkeitsstelle ist jedoch fertigungstechnisch sehr schwierig zu realisieren, da sowohl die Ungenauigkeiten der LED-Position als auch die Ungenauigkeiten des Fertigungsprozesses bei der Herstellung des Trägerelements 43 berücksichtigt werden müssen. Darüber hinaus wird auch das Beleuchtungslicht des primären Lichtkanals 27, welches durch die gekrümmten und teilverspiegelten Flächen 31 in der Nähe der Unstetigkeitsstelle hindurchtritt, durch die in der Umgebung der Unstetigkeitsstelle stark geneigten Flächen 31 gebrochen, so dass dort die zuvor erreichte Kollirnation wieder verloren geht.

Figur 5 zeigt nun schematisch verschiedene Möglichkeiten zur Behebung der, durch die Unstetigkeitsstelle in der Oberseite des Trägermaterials 43 aufgeworfenen Probleme. Die

Ausgangssituation der Figur 4 mit der Unstetigkeitsstelle in der Oberseite des Trägermaterials 43 ist dabei in der Figur 5 durch die durchgezogene Linie der Option a dargestellt Einerseits besteht nun die Möglichkeit die Unstetigkeitsstelle in der Oberseite (Option a) durch einen stetig differentierbaren Verlauf zu ersetzen und gleichzeitig einen Vorhalt in der

Oberflächenform der Kollimationslinse 29 vorzusehen. Dies ist in der Figur 5 als Option b gepunktet eingezeichnet Hierdurch werden zwar die Fertigungs- und

Positionierungsprobleme der Unstetigkeitsstelle der Oberseite erheblich reduziert, jedoch steigt der Fertigungsaufwand für die nun zumindest asphärische Linse 29. Alternativ zum Vorhalt in der Oberflächenform der Linse 29 und dem damit verbundenen Fertigungsaufwand kann jedoch weitere Material des Trägennaterials 43 auf der Oberseite abgeschieden oder angefügt werden, welches selbst eine in ihrem Verlauf reduzierte Unstetigkeitsstelle aufweist Dies ist in Figur 5 als strich-punktierte Option c dargestellt. Weitaus attraktiver ist es jedoch, ein weiteres Material mit geringerer optischer Dichte als das Trägermaterial 43 auf diesem abzuscheiden oder an diesem anzufügen. Bei entsprechender Wahl der optischen Dichten von Trägermaterial 43 und dem weiteren Material kann sogar die weitere reduzierte

Unstetigkeitsstelle auf der Oberseite des weiteren Materials gänzlich vermieden werden, so dass insgesamt ein Trägermaterial 43 aus mindestens zwei Lagen unterschiedlichen Materials resultiert, dessen Oberflächen eben ist Diese Situation ist in der Figur S durch die

durchgezogene und gerade Linie oberhalb der Option c dargestellt

Die Figur 6 zeigt nun exemplarisch einen Ausschnitt einer Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Leuchttischs 11 umfassend ein ei-.istückiges Trägermaterial 43 bestehend aus drei Lagen 47, 49 und 51 aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen optischen Dichten. Es ist zu erkennen, dass die im Zusammenhang mit der Figur 4 diskutierte Unstetigkeitsstelle durch zwei übereinander liegende stetig differentierbare Stellen in den Grenzflächen zwischen dem Material 47 und dem Material 49 sowie zwischen dem Material 49 und dem Material 51 ersetzt wurde. Diese dargestellte Ausführungsförm ermöglicht eine ebene Oberfläche des einstückigen Trägermaterials 43, so dass zum Beispiel ein sogenannter Neutraldichtefilter (ND-Filter) 45 zur Korrektur lokaler Inhomogenitäten auf der Oberseite abgeschieden bzw. aufgebracht werden kann. Insbesondere kurzwellige

Transmissionsgradmodulationen, wie sie in Figur 6 im oberen Teil dargestellt sind, lassen sich mit Hilfe eines solchen Filters beseitigen. Des Weiteren lassen sich solche Filter 45 auch nachträglich abscheiden bzw. aufbringen, so dass mit Hilfe des ND-Filters 45 auch eine Endkorrektur des Leuchttischs 11 nach dessen Vermessung zur Überführung in eine

Abnahmespezifikation ermöglicht wird. Ferner wäre auch eine Rezept-Fertigung des ND- Filters 45 denkbar, so dass bestimmte kundenspezifische Beleuchtungsintensitätsverläufe dem Leuchttisch 11 verliehen werden können.

Die ebene Oberfläche des in der Figur 6 dargestellten Ausfuhnmgsbeispiels ermöglicht jedoch auch die Aufbringung oder Abscheidung weitere Funktionsschichten. Als solche wären Polarisatoren, Kurzpassfilter, Langpassfilter, Bandpassfilter oder sogenannte Vicuity-Filter denkbar. Daruber hinaus können auch Flüssigkristalloptiken zum Beispiel zur gezielten Veränderung der Abstrahlwinkel oder auch Pixelarrays zur pixelaufgelösten Variation der Transmission unmittelbar oberhalb der ebenen Oberfläche angebracht werden.

Die Figur 7 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsfbrm des erfindungsgemäßen

Leuchttischs 11 umfassend ein einstückiges Trägermaterial 43 bestehend aus zwei Lagen 47, 49 aus unterschiedlichen Materialien mit den optischen Dichten nl und n2, bei dem alle relevanten und zuvor beschriebenen optischen Elemente und Flächen des erfindungsgemäßen Leuchttischs 11 integriert sind. Zur Verdeutlichung der Funktionsweise sind in der Figur 7 die Lichtstrahlen a, b, b' und c eingezeichnet. Der entlang der Lichtquellenachse 19 der LED- Lichtquelle 13 von der Leuchtfläche 17 emittierte Lichtstrahl a gelangt ohne Ablenkung und nahezu ohne Abschwächung durch das einstückige Trägermaterial 43. Der zu dem Lichtstrahl a nur wenig seitlich versetzte Lichtstrahl b wird an der gekrümmten Grenzfläche der

Materialien 47 und 49 gebrochen und erreicht daher nicht auf geradem Weg das Feld des leuchttischs. Der Lichtstrahl b ist daher in seinem weiteren Verlauf in der Figur 7 durch ein x als nicht existierend markiert Der gebrochene Lichtstrahl b trifft allerdings bei seinem weiteren Weg durch das Material 49 schließlich auf die gekrümmte Oberseite des Materials 49, worauf sich eine teilverspiegelte Beschichtung befindet, welche den Lichtstrahl b anteilig in einen transnnttierenden Lichtstrahl b' und einen reflektierten Lichtstrahl c zerlegt Der reflektierte Lichtstrahl c wiederum wird durch eine reflektierende Beschichtung auf der gekrümmten Unterseite des Materials 47 zurück in Richtung des Leuchttischfeldes reflektiert. Das in der Figur 7 dargestellte einstückige Tragermaterial 43 lässt sich nun kostengünstig und fertigungstechnisch einfach durch Kalt- / Warmverformung bzw. durch Druck- /

Tiefziehdruck von Bahnen der Materialien 47 und 49 erzeugen oder durch entsprechende Spritzgiissverfahren abscheiden, wobei auch nur eines der Materialien 47 und 49 auf dem jeweilig anderen Material 47, 49 abgeschieden werden kann. Insbesondere die aneinander stoßenden gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leuchttischs lassen sich durch ein Druck- / Tiefziehdruckverfahren bzw. durch Kalt- / Warmverformung an dem

einstückigen Trägermaterial 43 ausbilden, wobei die Oberflächenbeschichtung zur

Verspiegelung der gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 durch ein Verfahren erfolgt, welches mindestens einen Prozessschritt und / oder einen Verfahrensschritt umfasst aus der Gruppe: Lackieren, Bedampfen, Sputtern, Abscheiden aus chemischer Lösung, Grauton- Lithographie sowie subtraktive Verfahren zur örtlich variierend Entfernung einer zuvor aufgebrachten Oberflächenbeschichtung.

Besonders bevorzugt umfasst das einstückige Trägermaterial 43 der in Figur 7 dargestellten Ausführungsfbrm des erfindungsgemäßen Leuchttischs 11 ebenfalls die das Licht-ablenkende und / oder das Licht-brechende und / oder das Licht-beugende Mittel 29 des Leuchttischs 11, wobei diese Mittel 29 durch ein Druck- / Tiefziehdruckverfahren und / oder durch Kalt- / Warmverformung und / oder durch eine Oberflächenbeschichtung ausgebildet sind, wobei die Oberflächenbeschichtung mindestens einen Prozessschritt und / oder Verfahrensschritt umfasst aus der Gruppe: Lackieren, Bedampfen, Sputtern, Abscheiden aus chemischer Lösung, Grauton-Lithographie sowie subtraktive Verfahren zur örtlich variierend Entfernung einer zuvor aufgebrachten Oberflächenbeschichtung.

Darüber hinaus können die weiteren gekrümmten und teilverspiegelten Flächen 31 des erfmdungsgemäßen Leuchttischs 11 der in Figur 7 dargestellten Alisführungsform ebenfalls durch ein Druck- / Tiefziehdruckverfahren bzw. durch Kalt- / Warmverformung an dem einstückigen Trägermaterial 43 ausgebildet sein, wobei die Oberflächenbeschichtung zur Verspiegelung der weiteren gekrümmten und teUverspiegelten Flächen 31 durch ein

Verfahren erfolgt, welches mindestens einen Prozessschritt und / oder einen Verfahrensschritt umfasst aus der Gruppe: Lackieren, Bedampfen, Sputtern, Abscheiden aus chemischer Lösung, Grauton-Lithographie sowie subtraktive Verfahren zur örtlich variierend Entfernung einer zuvor aufgebrachten Oberflächenbeschichtung.

Ferner kann die in Figur 7 dargestellte Ausfuhrungsform des erfmdungsgemäßen Leuchttischs 11 entsprechend der Ausführungsform gemäß Figur 6 einen ND-Filter 45 zur Reduktion der Variation der Beleuchtungsintensität über das auszuleuchtende Feld 15 aufweisen. Dabei kann der ND-Filter 45 an dem einstückigen Trägermaterial 43 ausgebildet und durch eine

Oberflächenbeschichtung erzeugt sein, wobei die Oberflächenbeschichtung mindestens einen Prozessschritt und / oder einen Verfahrensschritt umfasst aus der Gruppe: Lackieren, Bedampfen, Splittern, Abscheiden aus chemischer Lösung, Giauton-Lithographie sowie subtraktive Verfahren zur örtlich variierend Entfernung einer zuvor aufgebrachten

Oberflächenbeschichtung.

Das in Figur 7 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leuchttischs 11 zeichnet sich insbesonder dadurch aus, dass das einstückige Trägennaterial 43 aus mindestens zwei Lagen 47, 49 aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen optischen Dichten nl , n2 zusammengefugt ist und die Lagen 47, 49 entlang der lateralen Ausdehnung des Trägermaterials 43 senkrecht zu den Lichtquellenachsen 19 lokal variierende unterschiedliche geometrische Dicken aufweisen. Die Figur 8 und die Figur 9 zeigen in einer Draufsicht mögliche Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Leuchttischs 11, wobei die passierbaren freien Bereiche 25 um die Lichtquellenachsen 19 kreis- oder ellipsenformig ausgebildet sind und die gekrümmten und verspiegelten Flachen 23 zusammenhängende stetig differenzierbare Flachenbereiche 37 darstellen, wobei die genannten Flächenbereiche 37 bienenwaben-artig 39 oder kreis- bzw. elhpsenformig 41 berandet sind und an den Rändern 39, 41 zumindest teilweise aneinander stoßen. Hierdurch wird eine optimale Überdeckung des I.euchttisches 11 mit sekundären Lichtkanälen 33 um die primären Lichtkanälen 27 herum gewährleistet

Die in Figur 8 und 9 in Draufsicht dargestellten Ausführungsformen können einer im

Zusammenhang mit den Figuren 4 bis 7 diskutierten Ausführungsfbrmen entsprechen, sie können aber ferner auch anderen Ausführungsformen entsprechen, bei denen die gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 analog dem Kunststoffboden einer Pralinenschachtel ausgeformt sind, welche in ihrem Zentrum in den passierbaren freien Bereichen 25

Kollimationslinsen 29 haltern entsprechend den Pralinen in einer Fralinenschachtel. Eine solche Ausrührungsform ist in der Figur 10 näher dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind die gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 nicht mehr rotationssymrnetrisch ausgeführt sondern orientieren sich an der bienenwaben-artigen Randstruktur. Alternativ zu einer Halterung von Kollimationslinsen 29 durch die gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 können diese gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 zum Beispiel durch ein

Tiefziehdruckverfahren erzeugte Senken in Form von Rotations-Paraboloid-/ Hyperboloidoder Ellipsoid-Flächen innerhalb der passierbaren freien Bereiche 25 aufweisen, in deren freigeschnittenen Brennpunkten die LED-Lichtquellen positioniert werden können.

Hierdurch ließe sich analog zu einem Kunststoffboden einer Pralinenschachtel die primäre Struktur des erfindungsgemäßen Leuchttischs 11 mit den gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 kostengünstig erzeugen.

Die diskutierten Ausführungsformen des erfindungsgernäβen Leuchttischs 11 gewahrleisten eine Variation der Beleuchtungsintensität über das Feld 15 des Leuchttischs 11 von weniger als 3 % der mittleren Beleuchtungsintensität des Feldes 15 und eine Variation der

Beleuchtungswinkel an einem Punkt des Feldes (15) von weniger als 2°. Dabei können die erfindungsgemäßen Leuchttische 11 durch den Einsatz der gekrümmten und verspiegelten Flächen 23 auf eine maximale Bauhöhe von 10 cm begrenzt werden. Durch die gute Homogenität und die geringe Variation im Beleuchtungswinkel eignen sich die

erfindungsgemäßen Leuchttische insbesondere für Anwendungen in der Metrologie. Gerade durch die erzielbare geringe Bauhöhe ist es möglich, Koordinatenmessgerät 24 zur Erfassung der Koordinaten eines Werkstücks 7 entsprechend Figur 1 mit einem solchen

erfindungsgemäßen Leuchttisch 11 auszustatten bzw. nachzurüsten.