CH359783A - Photoelectric scanning device for reflection light controls - Google Patents

Photoelectric scanning device for reflection light controls

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CH359783A
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    • B23Q35/00—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
    • B23Q35/24—Feelers; Feeler units
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Description

  

  
 



  Photoelektrische Abtasteinrichtung für Reflexions-Lichtsteuerungen
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine photoelektrische Abtasteinrichtung für Reflexions Lichtsteuerungen, insbesondere für   tÇberwachungs-    einrichtungen im Dienste der Automation.



   Es sind bereits photoelektrische Abtasteinrichtungen bekanntgeworden, bei denen das von einem Lichtsender ausgesendete Licht mit Hilfe eines zugehörigen optischen Mittels, z. B. einer Linse, gebündelt und auf einen entfernten Reflektor geworfen wird, von welchem das reflektierte Licht wiederum mit Hilfe eines optischen Mittels gebündelt und zu einem Lichtempfänger mit einem photoelektrischen Wandler geworfen wird, der einen Steuervorgang bewirkt, wenn das empfangene, reflektierte Licht eine Intensitätsänderung erfährt.



   Zum gleichen Zweck sind auch solche photoelektrische Abtasteinrichtungen bekanntgeworden, bei denen die optischen Strahlenbündelungsmittel sowohl des Lichtsenders als auch des Lichtempfängers aus einem einzigen gemeinsamen Objektiv bestehen, durch welches das ausgesendete Lichtbündel und das reflektierte, zu empfangende Lichtbündel in entgegengesetzter Richtung hindurchgehen.



   Um die beiden Lichtbündel voneinander zu trennen, hat man bisher hinter dem Objektiv einen teildurchlässigen oder perforierten Spiegel angebracht, der das eine Lichtbündel, allerdings mit verminderter Intensität, durchliess und das andere Lichtbündel, ebenfalls bei einer Intensitätsverminderung, umlenkte. Ein Nachteil dieser Lösung war der verhältnismässig grosse Lichtverlust.



   Die Erfindung bezweckt die Beseitigung des geschilderten Nachteiles und betrifft ebenfalls eine photoelektrische Abtasteinrichtung für Reflexions Lichtsteuerungen mit einem Lichtsender, einem Lichtempfänger und einem diesen gemeinsamen, einzigen Objektiv, durch welches das ausgesendete und das reflektierte Lichtbündel in entgegengesetzter Richtung hindurchgehen. Erfindungsgemäss ist nun die eine Hälfte der Durchlassfläche des Objektives dem ausgesendeten Lichtbündel und die andere Hälfte der Durchlassfläche des Objektives dem zu empfangenden Lichtbündel zugeordnet.



   In der nachfolgenden Beschreibung werden an Hand der beigefügten Zeichnung einige beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes eingehender beschrieben.



   Fig. 1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel eine Reflexions-Lichtsteuerung im Schnitt parallel zur optischen Achse des dem Lichtsender und dem Lichtempfänger gemeinsamen Objektives.



   Fig. 2 stellt eine Ansicht des Objektives von der Seite des Reflektors gesehen dar.



   Fig. 3 ist eine Ansicht des Objektives von der entgegengesetzten Seite her gesehen.



   Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel in zu Fig. 2 analoger Darstellung.



   Fig. 5 veranschaulicht in gleicher Weise ein drittes Ausführungsbeispiel.



   Gemäss Fig. 1 ist in einer Öffnung eines sonst geschlossenen Gehäuses 11 ein Objektiv 12 eingesetzt, dessen optische Achse mit 13 bezeichnet ist. Im Innenraum des Gehäuses 11 befindet sich eine elektrische Lampe 14, deren Glühfaden 15 derart angeordnet ist, dass er die optische Achse 13 berührt. Mittels des Objektives 12 wird der Glühfaden 15 auf einem Reflektor 16 abgebildet. Zwischen der Lampe 14 und dem Objektiv 12 ist ein Spiegel 17 unter einem Winkel von 450 zur optischen Achse 13 derart angeordnet, dass eine geradlinige Begrenzungskante des Spiegels 17 die optische Achse 13 schneidet. Der Spiegel 17, dessen dem Objektiv 13 zugekehrte Fläche reflektierend ist, bewirkt einerseits, dass das vom Glühfaden 15 zum  bündels fehlt und dafür ein anderer Spiegel 27 zum Umlenken des von der Lampe 14 ausgesendeten Lichtes gegen das Objektiv 12 vorhanden ist.



  Der   photoeiektrische    Wandler 18 ist daher so angeordnet, dass seine lichtempfindliche Fläche von der optischen Achse 13 des Objektives 12 geschnitten wird. Der Spiegel 27, dessen dem Objektiv 12 zugekehrte Fläche reflektierend ist und unter einem Winkel von   45o    geneigt ist in bezug auf die optische Achse 13, hat eine geradlinige Begrenzungskante, welche die optische Achse 13 schneidet. Die Lampe 14 befindet sich vollständig ausserhalb der optischen Achse 13.



   Die Wirkungsweise ist analog derjenigen des ersten Ausführungsbeispieles. Es ist der Spiegel 27, welcher bewirkt, dass das vom Glühfaden 15 der Lampe 14 zum Objektiv 12 geworfene Licht sich nur auf der einen Seite der optischen Achse 13 befindet und dass nur das auf der andern Seite der optischen Achse durch das Objektiv 12 hindurchtretende, reflektierende Licht auf die lichtempfindliche Fläche des Wandlers 18 fällt. Die Fig. 2 und 3 und das in bezug darauf Gesagte gelten auch für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4.



   Das in Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel stellt im Prinzip eine Kombination der Ausführungen nach Fig. 1 und 4 dar. Sowohl die Lampe als auch der photoelektrische Wandler befinden sich vollständig ausserhalb der optischen Achse 13 des Objektives 12, aber im gleichen Gehäuse 11. Auf entgegengesetzten Seiten der optischen Achse 13 des Objektives 12 sind zwei Spiegel 17 und 27 vorhanden, die unter einem Winkel von   900    zueinander und unter einem Winkel von je   45o    zur optischen Achse 13 angeordnet sind. Jeder der Spiegel 17 und 27 weist eine geradlinige Begrenzungskante auf, welche die optische Achse schneidet. Die genannten Begrenzungskanten verlaufen auf jeden Fall parallel zueinander, fallen beim Beispiel nach Fig. 4 sogar zusammen.

   Der eine Spiegel 27 lenkt das von der Lampe 14 ausgesendete Lichtbündel zum Objektiv 12 um, während der andere Spiegel 17 das vom Reflektor 16 zurückgeworfene Lichtbündel zum Wandler 18 umlenkt. Die Fig. 2 und 3 sowie das bezüglich derselben Gesagte gelten auch für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5.   



  
 



  Photoelectric scanning device for reflection light controls
The subject of the present invention is a photoelectric scanning device for reflection light controls, in particular for monitoring devices in the service of automation.



   Photoelectric scanning devices have already become known in which the light emitted by a light transmitter with the aid of an associated optical means, e.g. B. a lens, is bundled and thrown onto a distant reflector, from which the reflected light is again bundled with the help of an optical means and thrown to a light receiver with a photoelectric converter, which causes a control process when the received, reflected light changes in intensity learns.



   For the same purpose, photoelectric scanning devices have also become known in which the optical beam bundling means of both the light transmitter and the light receiver consist of a single common lens through which the emitted light beam and the reflected light beam to be received pass in opposite directions.



   In order to separate the two light bundles from each other, a partially transparent or perforated mirror has been attached behind the lens, which let through one light bundle, albeit with reduced intensity, and deflected the other light bundle, also with a reduction in intensity. A disadvantage of this solution was the relatively large loss of light.



   The invention aims to eliminate the described disadvantage and also relates to a photoelectric scanning device for reflection light controls with a light transmitter, a light receiver and a single lens common to these, through which the emitted and reflected light bundles pass in opposite directions. According to the invention, one half of the transmission surface of the objective is assigned to the emitted light bundle and the other half of the transmission surface of the objective is assigned to the light bundle to be received.



   In the following description, some exemplary embodiments of the subject matter of the invention are described in more detail with reference to the accompanying drawings.



   Fig. 1 shows as a first embodiment a reflection light control in section parallel to the optical axis of the lens common to the light transmitter and the light receiver.



   Fig. 2 shows a view of the lens seen from the side of the reflector.



   Figure 3 is a view of the lens seen from the opposite side.



   FIG. 4 shows a second exemplary embodiment in a representation analogous to FIG.



   Fig. 5 illustrates a third embodiment in the same way.



   According to FIG. 1, an objective 12, the optical axis of which is denoted by 13, is inserted in an opening of an otherwise closed housing 11. In the interior of the housing 11 there is an electric lamp 14, the filament 15 of which is arranged in such a way that it touches the optical axis 13. The filament 15 is imaged on a reflector 16 by means of the objective 12. A mirror 17 is arranged between the lamp 14 and the objective 12 at an angle of 450 to the optical axis 13 such that a straight delimiting edge of the mirror 17 intersects the optical axis 13. The mirror 17, whose surface facing the objective 13 is reflective, on the one hand has the effect that that from the filament 15 to the bundle is missing and that there is another mirror 27 for deflecting the light emitted by the lamp 14 towards the objective 12.



  The photoelectric converter 18 is therefore arranged in such a way that its light-sensitive surface is intersected by the optical axis 13 of the objective 12. The mirror 27, whose surface facing the objective 12 is reflective and is inclined at an angle of 45 ° with respect to the optical axis 13, has a straight delimiting edge which intersects the optical axis 13. The lamp 14 is located completely outside the optical axis 13.



   The mode of operation is analogous to that of the first exemplary embodiment. It is the mirror 27 which has the effect that the light thrown from the filament 15 of the lamp 14 to the objective 12 is only on one side of the optical axis 13 and that only that which passes through the objective 12 on the other side of the optical axis, reflective light falls on the photosensitive surface of the transducer 18. FIGS. 2 and 3 and what has been said in relation to them also apply to the exemplary embodiment according to FIG.



   The embodiment shown in Fig. 5 represents in principle a combination of the embodiments according to FIGS. 1 and 4. Both the lamp and the photoelectric converter are located completely outside the optical axis 13 of the objective 12, but in the same housing 11 on opposite sides On the sides of the optical axis 13 of the objective 12 there are two mirrors 17 and 27 which are arranged at an angle of 900 to one another and at an angle of 45 ° to the optical axis 13. Each of the mirrors 17 and 27 has a straight delimiting edge which intersects the optical axis. The mentioned delimiting edges run parallel to one another in any case, and even coincide in the example according to FIG. 4.

   One mirror 27 deflects the light beam emitted by the lamp 14 to the lens 12, while the other mirror 17 deflects the light beam reflected by the reflector 16 to the converter 18. FIGS. 2 and 3 and what has been said with regard to the same also apply to the exemplary embodiment according to FIG. 5.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Photoelektrische Abtasteinrichtung für Refle xionsrlichtsteuerungen, mit einem Lichtsender, einem Lichtempfänger und einem diesen gemeinsamen, einzigen Objektiv, durch welches das ausgesendete Lichtbündel und das reflektierte Lichtbündel in entgegengesetzten Richtungen hindurchgehen, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Hälfte (12a) der Durchlassfläche des Objektives (12) dem ausgesendeten Lichtbündel und die andere Hälfte (12b) der Durchlassfläche des Objektives dem zu empfangenden Lichtbündel zugeordnet ist. PATENT CLAIM Photoelectric scanning device for reflection light controls, with a light transmitter, a light receiver and a single lens common to these, through which the emitted light beam and the reflected light beam pass in opposite directions, characterized in that one half (12a) of the transmission surface of the lens (12 ) the emitted light beam and the other half (12b) of the passage area of the lens is assigned to the light beam to be received. Objektiv 12 geworfene Licht sich lediglich auf der einen (in Fig. 1 unteren) Seite der optischen Achse befindet. Anderseits lenkt der Spiegel 17 das vom Reflektor 16 zurückgeworfene Licht, das sich ausschliesslich auf der andern (in Fig. 1 oberen) Seite der optischen Achse 13 befindet, zu einem photoelektrischen Wandler 18, der sich ebenfalls im Innern des Gehäuses 11 befindet, aber vollständig ausserhalb der optischen Achse 13 angeordnet ist. Durch die in Fig. 1 obere Hälfte des Objektives 12 wird das reflektierte Lichtbündel auf der lichtempfindlichen Fl'äche des Wandlers 18 fokussiert. Light thrown from the objective 12 is only located on one side of the optical axis (lower in FIG. 1). On the other hand, the mirror 17 directs the light reflected by the reflector 16, which is located exclusively on the other (in FIG. 1 upper) side of the optical axis 13, to a photoelectric converter 18, which is also located inside the housing 11, but completely is arranged outside the optical axis 13. The reflected light beam is focused on the light-sensitive surface of the transducer 18 through the upper half of the objective 12 in FIG. 1. Betrachtet man das Objektiv 12 von der Seite des Reflektors 16 her, sieht man nur die unterhalb der optischen Achse 13 liegende Hälfte 12a der Durchlassfläche des Objektivs beleuchtet, während die obere Hälfte 1 2b dieser Fläche dunkel erscheint, wie Fig. 2 veranschaulicht. Beim Betrachten des Objektives 12 von der entgegengesetzten Seite in Richtung der optischen Achse 13 erscheint jedoch nur die oberhalb der optischen Achse liegende Hälfte 12b der Durchlassfläche des Objektives durch das reflektierte Licht beleuchtet, während die untere Hälfte 12a der genannten Fläche dunkel erscheint, wie Fig. 3 zeigt. If the objective 12 is viewed from the side of the reflector 16, only the half 12a of the transmission surface of the objective located below the optical axis 13 can be seen illuminated, while the upper half 1 2b of this surface appears dark, as FIG. 2 illustrates. When viewing the objective 12 from the opposite side in the direction of the optical axis 13, however, only the half 12b of the transmission surface of the objective located above the optical axis appears illuminated by the reflected light, while the lower half 12a of the surface mentioned appears dark, as shown in FIG. 3 shows. Zur Erzielung einer bestmöglichen Lichtausbeute ist die der optischen Achse 13 zugekehrte Stirnfläche des eine gewisse Dicke aufweisenden Spiegels 17 in bezug auf die reflektierende Spiegelfläche unter einem Winkel von 45" geneigt. In order to achieve the best possible light yield, the end face of the mirror 17, which faces the optical axis 13, is inclined at an angle of 45 "with respect to the reflecting mirror surface. Da sowohl für das ausgesendete Lichtbündel als auch das zu empfangende Lichtbündel ein einziges, gemeinsames Objektiv 12 vorhanden ist, durch welches die Lichtstrahlen in einander entgegengesetzten Richtungen hindurchtreten, erübrigt sich eine Veränderung der Richtungen des ausgesendeten und des zu empfangenden Lichtbündels in Abhängigkeit von der Entfernung des Reflektors 16. Der Reflektor braucht sich nicht unbedingt an dem in Fig. 1 dargestellten Ort zu befinden, an welchem ein reelles Bild des Glühfadens 15 entsteht, sondern er kann auch weiter zurückverlagert, d. h. in grösserer Entfernung vom Objektiv 12 angeordnet sein, ohne dass die photoelektrische Abtasteinrichtung anders justiert zu werden braucht. Since there is a single, common lens 12 for both the emitted light bundle and the light bundle to be received, through which the light rays pass in opposite directions, there is no need to change the directions of the emitted and the light bundle to be received depending on the distance of the Reflector 16. The reflector does not necessarily have to be located at the location shown in FIG. 1, at which a real image of the filament 15 is created, but it can also be displaced further back, i. H. be arranged at a greater distance from the objective 12 without the photoelectric scanning device needing to be adjusted differently. Eine Rückwärtsveriagerung des Reflektors 16 beeinflusst wohl die Intensität des auf den Wand ler 18 zurückfallenden Lichtes, nicht aber die Richtung der optischen Achse 13. Der Aufbau einer Einrichtung zur Reflex-Lichtsteuerung unter Verwendung der beschriebenen photoelektrischen Abtasteinrichtung ist daher viel einfacher, als es bisher der Fall war und verlangt keine umfangreichen Justierarbeiten ausser dem Richten der optischen Achse 13 auf den Reflektor 16. A backward displacement of the reflector 16 influences the intensity of the light falling back on the wand ler 18, but not the direction of the optical axis 13. The construction of a device for reflex light control using the photoelectric scanning device described is therefore much simpler than previously The case was and does not require any extensive adjustment work other than aligning the optical axis 13 with the reflector 16. Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 unterscheidet sich von der der Abtasteinrichtung nach Fig. 1 nur dadurch, dass der Spiegel 17 zum Umlenken des reflektierenden, zu empfangenden Licht UNTERANSPRÜCHE 1. Abtasteinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Spiegel (17 bzw. 27) zum Umlenken des einen Lichtbündels derart angeordnet ist, dass eine geradlinige Begrenzungskante des Spiegels die optische Achse (13) des Objektives (12) schneidet. The embodiment according to FIG. 4 differs from that of the scanning device according to FIG. 1 only in that the mirror 17 for deflecting the reflecting light to be received is SUBCERTAINED 1. Scanning device according to claim, characterized in that at least one mirror (17 or 27) for deflecting the one light beam is arranged such that a straight delimiting edge of the mirror intersects the optical axis (13) of the lens (12). 2. Abtasteinrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (15) des Lichtsenders die optische Achse (13) des Objektives (12) berührt und der Spiegel (17) zwischen der Lichtquelle (15) und dem Objektiv (12) so angeordnet ist, dass er das zu empfangende Lichtbündel auf die vollständig ausserhalb der optischen Achse (13) liegende lichtempfindliche Fläche eines photoelektrischen Wandlers (18) des Lichtempfängers wirft. 2. Scanning device according to dependent claim 1, characterized in that the light source (15) of the light transmitter touches the optical axis (13) of the objective (12) and the mirror (17) is arranged between the light source (15) and the objective (12) is that it throws the light bundle to be received onto the light-sensitive surface of a photoelectric converter (18) of the light receiver, which surface is completely outside the optical axis (13). 3. Abtasteinrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (13) des Objektives (12) die lichtempfindliche Fläche eines photoelektrischen Wandlers (18) desLichtemp- fängers schneidet und der Spiegel (27) zwischen dem photoelektrischen Wandler (18) und dem Objektiv (12) derart angeordnet ist, dass er das von einer vollständig ausserhalb der optischen Achse (13) liegenden Lichtquelle (15) des Lichtsenders ausgehende Lichtbündel zum Objektiv (12) in Richtung der optischen Achse (13) umlenkt. 3. Scanning device according to dependent claim 1, characterized in that the optical axis (13) of the lens (12) intersects the light-sensitive surface of a photoelectric converter (18) of the light receiver and the mirror (27) between the photoelectric converter (18) and the Objective (12) is arranged such that it deflects the light beam emanating from a light source (15) of the light transmitter lying completely outside the optical axis (13) to the objective (12) in the direction of the optical axis (13). 4. Abtasteinrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Spiegel (17 und 27) auf entgegengesetzten Seiten der optischen Achse (13) des Objektives (12) derart angeordnet sind, dass zwei geradlinige, zueinander parallel verlaufende Begrenzungskanten der Spiegel (17 und 27) die optische Achse (13) schneiden und dass der eine Spiegel (27) das von einer vollständig ausserhalb der optischen Achse (13) angeordneten Lichtquelle (15) des Lichtsenders ausgehende Lichtbündel zum Objektiv (12) in Richtung der optischen Achse (13) umlenkt und der andere Spiegel (17) das zu empfangende, durch das Objektiv (12) hindurchgetretene Lichtbündel zur vollständig ausserhalb der optischen Achse (13) liegenden lichtempfindlichen Fläche eines photoelektrischen Wandlers (18) des Lichtempfängers umlenkt. 4. Scanning device according to dependent claim 1, characterized in that two mirrors (17 and 27) are arranged on opposite sides of the optical axis (13) of the objective (12) in such a way that two straight, mutually parallel delimiting edges of the mirrors (17 and 27 ) intersect the optical axis (13) and that one mirror (27) deflects the light beam emanating from a light source (15) of the light transmitter arranged completely outside the optical axis (13) to the objective (12) in the direction of the optical axis (13) and the other mirror (17) deflects the light bundle to be received and passed through the objective (12) to the light-sensitive surface of a photoelectric converter (18) of the light receiver lying completely outside the optical axis (13).
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