DD207762A1

DD207762A1 - Beleuchtungseinrichtung fuer messsysteme

Info

Publication number: DD207762A1
Application number: DD24033282A
Authority: DD
Inventors: Hermann Merkel
Original assignee: Hermann Merkel
Priority date: 1982-06-01
Filing date: 1982-06-01
Publication date: 1984-03-14

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EINE BELEUCHTUNGSEINRICHTUNG FUER FOTOELEKTRISCHE MESSSYSTEME MIT DEM ZIEL BEI LUMINESZENZDIODEN DIE LICHTAUSBEUTE ZU ERHOEHEN. DIE AUFGABE BESTEHT DARIN,UNTER BEIBEHALTUNG GUTER OPTISCHER ABBILDUNGSEIGENSCHAFTEN EINE HOHE ENERGIEAUSNUTZUNG UND LICHTAUSBEUTE ZU ERZIELEN. DIE EINRICHTUNG UMFASST MINDESTENS EINE AUF EINER LEITERPLATTE ANGEORDNETE LUMINESZENZDIODE UND EINEN KONDENSOR.IN LICHTRICHTUNG GESEHEN,SIND AUF DER LEITERPLATTE EIN DIE LEUCHTDIODE UMGEBENDER ERSTER REFLEKTORRING UND DARAUF EIN ZWEITER REFLEKTORRING ANGEORDNET.DER ERSTE REFLEKTORRING HAT EINE KEGELSTUMPFFOERMIGE REFLEKTIERENDE UND DER ZWEITE REFLEKTORRING EINE KUGELSCHICHTFOERMIGE REFLEKTIERENDE INNENFLAECHE.IM ZWEITEN REFLEKTORRING IST EINE ALS BLENDE WIRKENDE LICHTDURCHTRITTSOEFFNUNG VORGESEHEN. DIE LEUCHTDIODE IST IN DER BRENNEBENE DES KONDENSORS ANGEORDNET.

Description

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Titel ·' . . . ' -

Beleuchtungseinrichtung für Meßsysteme

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flnwendungagebiet - der Erfindung .

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für .. . Meßsysteme, insbesondere Lumineszenzdioden umfassende fotoelektrische Weg- und Winkelmeßsysteme.

Charakteriatik der bekannten technischen Lösungen Ss ist bekannt, fotoelektrische Meßsysteme zur· Beleuchtung" der Teilungen und'Abtastgitter Kleinleistungslampen und Lumineszenzdiodeη vorzusehen,.wobei die Lumineszenzdioden einzeln oder in Gruppen als Chips ausgebildet sind.

Lumineszenzdioden werden vielfach mit einer die Strahlung sammelnden Vorsatzlinse ausgestattet· Die Linse ist Bestandteil des Diodengehäuses. Die Radien dieser Linse sind /jedoch nicht eindeutig definiert. Sine eindeutige Zuordnung der iTorsatzlinse zum Chip ist vielfach nicht vorhanden. Hierdurch bedingte' Schieleffekte und auftretende Streulichtanteile erlauben ihren Einsatz nicht in-hochauflösenden Meßsystemen mit hohen Genauigkeitsanforderungen.- .

Die Anwendung von Kleinleistungslampen ermöglicht zwar bei ι entsprechender.Leistungsaufnahme hohe Beleuchtungsstärken, hat aber den, Nachteil, daß eine schwierige ,Justierung, eine ungünstige Baugröße und ein höherer Diffuslichtanteil vor-

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handen sind. Das von den lumineszenzdiode η an den Kanten /' abgestrahlte Licht geht bei den bekannten Anordnungen verloren bzw. wird nicht in optimaler Weise zur Beleuchtung der Doppelraster ausgenutzt.

In der GB-PS 456.520 ist ein, eine Lichtquelle umschließender, reflektierende und brechende Flächen umfassender Ring einer Beleuchtungsanordnung beschrieben und dargestellt, welcher die gesamte,- von der Lichtquelle, ausgehende Strahlung in eine Richtung lenkt, wobei die ursprünglich leuchtende Fläche unvorteilhaft vergrößert wird. Auf Grund seiner komplizierten Gestalt, deren Herstellung einen großen Fertigungsaufwand erfordert, sowie wegen der hohen Beleuchtungsapertur, ist die Anordnung für die Anwendung in fotoelektrischen Meßsystemen mit Doppelrasterprinzipien ungeeignet.

Ziel der Erfindung

Bs ist deshalb der^ Zweck der Erfindung, die Nachteile des. Standes der Technik zu beseitigen und die Lichtausbeute bei Lumineszenzdioden zu verbessern.

Wesen der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungseinrichtung für fotoelektrische Meßsysteme mit Doppelrasterprinzipien zu schaffen, die unter Beibehaltung guter optischer Abbildungseigenschaf ten eine hohe Energieausnutzung und nutzbare Liehtausbeüte bei Lumineszenzdioden, welche als Chip ausgebildet sind, ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Beleuchtungseinrichtung, umfassend eine Lumineszenzdiode, die als ein Chip ausgebildet ist und einen Kondensor, dadurch gelöst, daß in Lichtrichtung gesehen auf der Leiterplatte ein die ' Lumineszenzdiode umgebender erster Reflektorring mit einer

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kegelstumpfförmigen^ reflektierenden Innenfläche und darauf ein zweiter Reflektorring mit einer kugelschichtformigen, reflektierenden Innenfläche und einer als Blende dienenden Liclitdurchtrittaöffnung angeordnet sind, wobei der Winkel β , den die Kegelstumpfmantellinien mit der Ebene des Chips bilden, vorzugsweise 45°, die Dicke h des ersten Reflektorringes angenähert gleich dem Produkt des größeren Kegelstumpfradius¹ 1 und des Tangens des Öffnungswinkels θ der Strahlungscharakteristik der Leuchtdiode, nämlich h # 1 . tan Θ, und der Radius R 'der Innenfläche des zweiten Reflektorringes -gleich dem doppelten Abstand a dieser Innenfläche von der Lumineszenzdiode, nämlich R s 2a, sind, und daß die Lumineszenz diode in der Brennebene des Kondensors angeordnet ist....

Gemäß einer weiteren Ausführung besteht der erste und zweite Refiektorring aus einem Stück oder beide sind zusammengekittet» . . .

Die Erfindung besitzt unter anderem den Vorteil, 'daß durch Ausnutzung der durch die Kanten der Lumineszenzdiode abgestrahlte Strahlung eine hohe Lichtausbeute zur Beleuchtung der Teilungen des Meßsystems zur Verfügung steht. Wesentlich hierbei ist der Umstand, daß zur Erhöhung des Modulationsgrades bei Doppelrasteranordnungen die Beleuchtungsapertur klein/gehalten wird· In Verbindung mit der Kondensorlinse wird eine hohe Abbildungsgüte erzielt· Schieleffekte und ^: Streulichtverluste werden weitestgehend vermieden. Bei geringer Leistungsaufnahme der Lumineszenzdiode wird'ein hoher Signalpegel im'fotoelektrischen Meßsystem erreicht.

Ausführungabeispiel

Die Erfindung soll an' einem, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert werden· .

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Die 'Beleuchtungseinrichtung'für fotoelektrische Meßsysteme umfaßt als Lichtquelle mindestens eine auf einer Leiterplatte 1 angeordnete Lumineszenzdiode 2 und einen, in einer Passung 3 angeordneten Kondensor,4, in dessen Brennebene die Ebene der Leiterplatte 1 und damit die Lumineszenzdiode liegt· Auf der Leiterplatte 1 ist, in Lichtrichtung gesehen, ein die Lumineszenzdiode 2 umgebender erster Reflektorring 5 befestigt, welcher eine reflektierende kegelstumpfförmige Innenfläche 6 besitzt. Mt diesem ersten Reflektorring 5, z« B· durch Kitten, Kleben oder Schrauben verbunden, ist ein zweiter Reflektorring 7, der mit einer reflektierenden, kugelschic htfb'rmigeη Innenfläche 8 und einer als Blende 9 dienenden Lichtdurchtrittsöffnung versehen ist. Die Kegelstumpfmantellinien bilden mit der Ebene des Chips 1 einen Winkel von 45°· Die Dicke ,h des ersten Reflektorringes 5 ist dabei angenähert gleich dem Produkt des größeren Kegelstumpfradius¹ 1 und des Tangens des Öffnungswinkels θ der Strahlungscharakteristik der Leuchtdiode, nämlich h.& 1 · tan θ· Der Radius R der Innenfläche 8 des zweiteη Reflektorringes 7 ist gleich dem doppelten Abstand a dieser Innenfläche 8 von der Lumineszenzdiode 2, nämlich R » 2a·

Gemäß einer weiteren Ausführungsform de,r Erfindung kann der erste und.zweite Reflektorring aus einem Stück hergestellt sein. ^!

Durch die Anordnung der Lumineszenzdiode 2 in der Brennebene des Kondensors 4 wird erreicht, daß ein paralleles Strahlenbündel die Beleuchtungseinrichtung verläßt.

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Claims

Srfin&ungs anspruch

1· Beleuchtungseinrichtung für Maßsysteme, umfassend als Lichtquelle'mindestens eine auf einer Leiterplatte angeordnete Leuchtdiode und pinen Kondensor, dadurch gekennzeichnet,

daß in Lichtrichtung gesehen auf der Leiterplatte (1) ein die Lumineszenzdiode (2) umgebender erster Reflektorring (5) mit einer kegelstumpffb'rmigen, reflektierenden Innenfläche (6) und darauf ein zweiter Reflektorring (7) mit

einer kugelschichtfö'rmigen, reflektierenden Innenfläche (8) und einer als Blende (9) dienenden Lichtdurchtrittsoffnung angeordnet sind, wobei der Winkel β , den die Kegelstumpf mantellinien mit der Ebene des Chips (1) bilden, vorzugsweise 45°j die Dicke h des ersten Reflektorringes (5)

. angenähert gleich dem Produkt des größeren Segelstumpf- . radius' 1 und des Tangens des Öffnungswinkels θ der Strahlungseharakteristik der Leuchtdiode (2), nämlich h»..l . tan θ ,und der Radius R der Innenfläche (8) des zweiten Reflektorringes (75 gleich dem doppelten Abstand a dieser Innenfläche (8) von der Lumineszenzdiode '(2), nämlich R - 2a, sind,

und daß die Lumineszenzdiode (2) in der 3rennebene des Kondensors (4) angeordnet ist·
2. Beleuchtungseinrichtung nach Punkt 1» dadurch gekenn- zeichnet, daß der erste und der zweite Reflektorring (5; 7) aus einem Stück bestehen oder zusammengekittet, -geklebt oder -geschraubt sind.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

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