DE10033696A1 - Optischer Detektor - Google Patents

Abstract

Ein Linsenelement (2) ist vor einem Zylinder (4) zum Abblocken von Fremdlicht montiert. Eine optische Erfassungsvorrichtung (5) ist hinter dem Zylinder (4) motiert. Das Linsenelement (2) weist zwei Linsenabschnitte (2a) und einen Peripherieabschnitt (2b) auf, der die Linsenabschnitte umgibt. Die Linsenabschnitte (2a) und der Peripherieabschnitt (2b) sind einstückig aus einem transparenten Kunststoff gegossen. Die Vorderseite des Linsenelements (2) wurde mit Ausnahme der Oberflächen der Linsenabschnitte (2a) einer Oberflächenbehandlung (2e) unterzogen, um Licht zu streuen oder abzublocken. Ein Nutabschnitt (2f) ist zwischen den zwei Linsenabschnitten (2a) und (2a) gebildet, um den Eintritt von Streulicht von den benachbarten Linsenabschnitten (2a) zu verhindern. Statt des Nutabschnitts (2f) kann auch ein Loch vorgesehen sein. Der Nutabschnitt oder das Loch sind ebenfalls oberflächenbehandelt. Damit wird, selbst wenn ein aus einem transparenten Kunststoff hergestelltes Linsenelement verwendet wird, der Eintritt von Fremdlicht verhindert; andernfalls würde die Entfernungsmessung oder die Lichtmessung beeinträchtigt werden. Daher können exakte Meßergebnisse erzielt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Detektor, der insbesondere zur Entfernungs­ messung oder Lichtmessung in einer Kamera verwendet wird.

Ein bekannter optischer Detektor zur Verwendung in einer Kamera oder dergleichen weist gemäß Fig. 8 einen IC b für die Entfernungsmessung auf. Dieser IC b ist hinter einem Zylinder a zum Abblocken von Fremdlicht angeordnet. Ein Linsenelement c mit beispielsweise zwei Linsenab­ schnitten ist vor dem Zylinder a angeordnet. Wie in Fig. 9 gezeigt, besteht das Linsenelement c aus einem transparenten Kunststoffelement, das einstückig gegossen ist. Für die Positionierung relativ zum Zylinder a ragt ein Paar Montagevorsprungsabschnitte d von beiden longitudinalen Endflächen des Linsenelements c hervor. Montageausnehmungsabschnitte e sind in dem Zylinder a gebildet. Die Montagevorsprungsabschnitte d werden in Eingriff mit den Montageausneh­ mungsabschnitten e gebracht und in Position gebracht. Da das Linsenelement c aus Kunststoff hergestellt ist, ragt ein Rest f eines Speisers vor, der für die Zufuhr des Kunststoffmaterials während des Gießens verwendet wurde. Ein Ausnehmungsabschnitt g ist im Zylinder a gebildet, um diesen Rest f des Speisers aufzunehmen.

Bei diesem Aufbau kann Licht, das beispielsweise von oben schräg nach links einfällt, wie durch die Pfeile in Fig. 8 angegeben, zwischen den Linsenabschnitten passieren, in den linken Linsenab­ schnitt eintreten und in den Zylinder a eindringen. Das auf diese Weise eintretende Licht wird von den lichtempfindlichen Elementen h im Entfernungsmeß-IC b empfangen und beeinträchtigt die Entfernungsmessung. Daher können keine exakten Meßergebnisse erzielt werden.

Als ein Versuch zur Lösung dieses Problems wurde, wie im Beispiel gemäß dem Stand der Technik von Fig. 9 gezeigt, eine Maske i vor dem Linsenelement c angeordnet. Montagevor­ sprungsabschnitte j zum Positionieren sind an der Maske i gebildet und den Montagevorsprungs­ abschnitten d des Linsenelements c gegenüber angeordnet. Die Vorsprungsabschnitte j werden mit den Montageausnehmungsabschnitten e in Eingriff gebracht.

Bei dem Aufbau gemäß dem Stand der Technik, bei dem die Maske i in oben beschriebener Weise vor dem Linsenelement c angeordnet wird, kann durch die Maske i verhindert werden, daß Fremdlicht, das nicht zur Entfernungs- oder Lichtmessung beiträgt, oder sogenanntes Sekundär­ licht eintritt. Die Anzahl an Komponenten wird jedoch erhöht. Außerdem ist die Montage kompliziert. Des weiteren werden die Herstellungskosten erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird mit einem optischen Detektor gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Bei dem optischen Detektor mit der Oberfläche gemäß Anspruch 1 kann das Eintreten von Fremdlicht, welches nicht zur Entfernungsmessung oder Lichtmessung beiträgt, verhindert werden, ohne daß eine Maske erforderlich wäre, die eine gesonderte Komponente ist.

Alternativ hierzu ist, falls mehrere Linsenabschnitte vorgesehen sind, ein Nutabschnitt oder ein Loch zwischen diesen gebildet, um den Eintritt von Streulicht zwischen den Linsenabschnitten zu verhindern. Dieser Nutabschnitt oder dieses Loch kann den Eintritt von Fremdlicht, das nichts zur Entfernungsmessung oder zur Lichtmessung beiträgt, ohne Oberflächenbehandlung verhindern.

Wenn das Linsenelement gemäß Anspruch 1 mehrere Linsenabschnitte aufweist, ist vorzugs­ weise ein Nutabschnitt oder ein Loch zwischen den Linsenabschnitten vorgesehen, um den Eintritt von Streulicht zwischen den Linsenabschnitten zu verhindern. In diesem Fall ist der Nutabschnitt oder das Loch auf gleiche Weise wie oben oberflächenbehandelt.

Die beschriebene Oberfläche kann seidenmattglänzend sein oder ein schwarzer oder dunkler Überzugsfilm sein. Der schwarze oder dunkle Überzugsfilm ist vorzugsweise mattglänzend.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, nicht beschränkenden Beschreibung von vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel eines Linsenelements gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Vorderansicht eines anderen Beispiels eines Linsenelements gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ist eine Vorderansicht, die ein weiteres Beispiel eines Linsenelements gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht der vorliegenden Erfindung in Explosionsdarstellung unter Verwendung des Linsenelements von Fig. 1;

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht der vorliegenden Erfindung in Explosionsdarstellung unter Verwendung des Linsenelements von Fig. 2;

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht der vorliegenden Erfindung in Explosionsdarstellung unter Verwendung des Linsenelements von Fig. 3;

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, die eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Aufbaus; und

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines anderen herkömmlichen Aufbaus in Explosions­ darstellung.

Ein Beispiel eines Linsenelements 1 ist in Fig. 1 gezeigt. Zwei Linsenabschnitte 1a, 1a weisen zwischen sich einen Abstand in der horizontalen Richtung auf. Ein sich horizontal erstreckendes Linsenelement 1 ist einstückig mit einem Peripherieabschnitt 1b gebildet, der die zwei Linsenab­ schnitte 1a, 1a umgibt. Das Linsenelement 1 ist einstückig aus einem transparenten Kunststoff wie beispielsweise Acrylharz gegossen. Positionierungsvorsprünge 1c, 1c zum Positionieren während der Montage springen von den longitudinal entgegengesetzten Endflächen des Linsen­ elements vor. Ein Speiser (nicht gezeigt) zum Liefern des Kunststoffmaterials in einen Hohlraum während des Gießens ist gegenüber der oberen Endfläche des Linsenelements 1 und in Kontakt mit dieser oberen Endfläche angeordnet. Daher verbleibt nach dem Gießen ein vorspringender Speiserrest 1d. Ein Abschnitt einer Gußform, welche die Vorderseite des Peripherieabschnitts 1b des Linsenelements 1 bilden wird, wurde zuvor durch Sandstrahlen, Ätzen oder ein anderes Verfahren seidenmattglänzend bearbeitet. Dadurch wird beim Gießen des Linsenelements 1 die Vorderseite des Peripherieabschnitts 1b so behandelt bzw. ausgebildet, daß sie Licht streut.

Es ist erwünscht, die Vorderseite des Linsenelements 1 während des Gießens dieser Oberflä­ chenbehandlung zu unterziehen, da die Anzahl an Prozeßschritten reduziert wird. Anstatt die Oberflächenbehandlung beim Gießen des Linsenelements 1 auszuführen, kann die gesamte Vorderseite des Peripherieabschnitts 1b mit Ausnahme der Vorderseite der Linsenabschnitte 1a, 1a in einem späteren Prozeßschritt oberflächenbehandelt werden (mit 1e bezeichnet), damit sie Licht streut oder abblockt. Diese Oberflächenbehandlung kann vorzugsweise ein Seidenmatt­ schliff unter Verwendung von Sandstrahlen oder Ätzen sein oder aus zu einem schwarzen oder dunklen Überzugsfilm führen. Der Überzugsfilm ist vorzugsweise mattglänzend, um Licht abzublocken.

Ein anderes Beispiel des Linsenelements ist als 2 in Fig. 2 dargestellt. Zwei Linsenabschnitte 2a, ein Peripherieabschnitt 2b, Positionierungsvorsprünge 2c und ein Speiserrest 2d sind gleich wie die ihnen entsprechenden Stücke, die oben beschrieben wurden. Bei diesem Beispiel ist jedoch ein Nutabschnitt 2f gegebener Breite zwischen den zwei Linsenabschnitten 2a, 2a gebildet. Dieser Nutabschnitt 2f wird dazu verwendet, den Eintritt von Streulicht zwischen die Linsenab­ schnitte zu verhindern. Wie in Fig. 5 deutlich gezeigt, wird eine Oberflächenbehandlung 2e ähnlich wie die vorhergehende zusätzlich zur Vorderseite des Peripherieabschnitts 2b an der Bodenfläche des Nutabschnitts 2f und an den gesamten Oberflächen der beiden Seitenflächen ausgeführt.

In Fig. 3 weist ein Linsenelement 3 zwei Linsenabschnitte 3a, einen Peripherieabschnitt 3b, Positionierungsvorsprünge 3c und einen Speiserrest 3d auf, die ihren jeweiligen Gegenstücken ähnlich sind, wie oben beschrieben. In diesem Beispiel ist jedoch ein Loch 3f mit einer gegebenen Breite und einer gegebenen Länge zwischen den zwei Linsenabschnitten 3a gebildet. Dieses Loch 3f verhindert den Eintritt von Streulicht zwischen die Linsenabschnitte auf gleiche Weise wie der Nutabschnitt 2f. Wie in Fig. 6 deutlich gezeigt, ist zusätzlich zur Vorderseite des Peripherieab­ schnitts 2b die gesamte Innenfläche des Lochs 3f auf gleiche Weise wie oben oberflächenbehan­ delt.

Wie in den Fig. 4 bis 6 gezeigt, ist ein Zylinder 4 zum Abblocken von Fremdlicht hinter den Linsenelementen 1, 2 bzw. 3 angeordnet. Der Zylinder 4 weist einen vorderen Abschnitt auf, der mit Löchern 4a, 4a versehen ist, die den Linsenabschnitten 1a, 2a bzw. 3a gegenüberliegen. Der Zylinder weist des weiteren einen äußeren Peripherieabschnitt 4b, Positionierungsausnehmungen 4c, 4c und einen Ausnehmungsabschnitt 4d auf. Die Positionierungsvorsprünge 1c, 2c bzw. 3c können in Eingriff mit den Positionierungsausnehmungen 4c gebracht werden. Die Speiserreste 1d, 2d bzw. 3d können in Eingriff mit dem Ausnehmungsabschnitt 4d gebracht werden. Als optischer Detektor ist beispielsweise ein Entfernungsmeß-IC 5 hinter dem Zylinder 4 angeordnet.

Wie in Fig. 7 gezeigt, schließt sich an die Löcher 4a, 4a im Inneren des Zylinders 4 ein bzw. ein jeweiliger Hohlraum 4e an. Mehrere in Axialrichtung der Löcher aufeinanderfolgende Ringflansche 4f ragen von der Innenfläche des bzw. jedes Hohlraums 4e nach innen, und zwar aus folgendem Grund. Da das gesamte Linsenelement aus einem transparenten Kunststoff hergestellt ist, blocken die Flansche 4f, wenn die Entfernungsmessung störendes Fremdlicht eintritt, das Licht ab, um zu verhindern, daß innerhalb des Entfernungsmeß-IC 5 angeordnete Lichtempfangsvor­ richtungen 5a das Licht empfangen.

Die vorgenannte Oberflächenbehandlung 1e, 2e bzw. 3e wird durchgeführt, um das Licht abzublocken. Fremdlicht, das den Peripherieabschnitt 1b, 2b oder 3b erreicht und nicht den Linsenabschnitt 1a, 2a bzw. 3a, würde durch das Linsenelement 1, 2 bzw. 3 hindurchgehen. Die Oberflächenbehandlung 1e, 2e oder 3e streut oder blockt das Licht jedoch ab. Daher ist es unwahrscheinlich, daß das Licht die Löcher 4a im Zylinder 4 durchläuft und von Lichtempfangs­ vorrichtungen 5a des Entfernungsmeß-IC 5 empfangen wird.

Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Linsenelement 6 weist zwei Linsenabschnitte 6a und einen Peripherieabschnitt 6b auf, die auf gleiche Weise wie bei den vorhergehenden Beispielen einstückig aus einem transparenten Kunststoff gegossen sind. Dieses Linsenelement 6 ist jedoch anders als die vorherigen Beispiele nicht oberflächenbehandelt. Ein Nutabschnitt 6f ist zwischen den zwei Linsenabschnitten 6a gebildet. Der Nutabschnitt 6f wird dazu verwendet, das Eindringen von Streulicht zwischen die Linsenabschnitte zu verhindern. Ein Loch (nicht gezeigt), das dem in Fig. 3 gezeigten ähnlich ist, kann statt des Nutabschnitts vorgesehen sein.

Wenn bei diesem Beispiel Licht, das von oben schräg nach links eintritt, wie durch den Pfeil angegeben, den rechts von der Mitte befindlichen Peripherieabschnitt 6b durchläuft, tritt das Licht aufgrund des Vorhandenseins des Nutabschnitts 6f einmal aus. Wenn das Licht von der Bodenfläche des Nutabschnitts 6f aus wieder in das Linsenelement 6 eintritt, wird das Licht gebrochen und kann daher nicht in den linken Linsenabschnitt 6a eintreten. Demzufolge wird dieses Streulicht nicht von den Lichtempfangsvorrichtungen 5a des Entfernungsmeß-IC 5 empfangen; andernfalls würde die Entfernungsmessung oder die Lichtmessung beeinträchtigt. Es wird eine im wesentlichen gleiche Wirkung erzielt, wenn ein Loch anstatt des Nutabschnitts vorgesehen ist.

Bei den verschiedenen oben beschriebenen Beispielen wird ein Linsenelement mit zwei Linsenab­ schnitten als Beispiel verwendet. Es ist klar, daß die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt ist, sondern daß auch ein Linsenelement mit einem Linsenabschnitt oder mehr als zwei Linsenabschnitten verwendet werden kann.

Bei der vorliegenden Erfindung ist die Vorderseite eines aus einem transparenten Kunststoff hergestellten Linsenelements mit Ausnahme der Vorderseite von Linsenabschnitten oberflächen­ behandelt, um Licht zu streuen oder abzublocken. Dadurch wird das Eindringen von Streulicht verhindert, das nichts mit der Entfernungsmessung oder der Lichtmessung zu tun hat. Als Folge können exakte Meßergebnisse erzielt werden. Das Eindringen von Streulicht kann noch zuverläs­ siger verhindert werden, indem ein Nutabschnitt oder ein Loch zwischen mehreren Linsenab­ schnitten gebildet wird und oberflächenbehandelt wird.

Wenn ein Nutabschnitt oder ein Loch zwischen mehreren Linsenabschnitten gebildet, jedoch nicht oberflächenbehandelt wird, kann der Eintritt von Streulicht, das nichts mit der Entfernungsmes­ sung oder der Lichtmessung zu tun hat, ebenfalls verhindert werden.

Claims (6)

1. Optischer Detektor, umfassend:
einen Zylinder (4) zum Abblocken von Fremdlicht,
ein Linsenelement (1; 2; 3), das vor dem Zylinder (4) montiert ist, und
eine optische Erfassungsvorrichtung (5), die hinter dem Zylinder (4) montiert ist,
wobei das Linsenelement (1; 2; 3) wenigstens einen Linsenabschnitt (1a; 2a; 3a) und einen Peripherieabschnitt (1b; 2b; 3b) um den Linsenabschnitt (1a; 2a; 3a) herum aufweist und der Linsenabschnitt (1a; 2a; 3a) sowie der Peripherieabschnitt (1b; 2b; 3b) einstückig aus einem transparenten Kunststoff gegossen sind; und
eine Vorderseite des Linsenelements (1; 2; 3) mit Ausnahme eines dem Linsenabschnitt (1a; 2a; 3a) entsprechenden Teils lichtstreuend oder lichtblockierend ist.

2. Detektor nach Anspruch 1, bei dem
das Linsenelement (2; 3) wenigstens zwei Linsenabschnitte (2a; 3a) aufweist,
ein Nutabschnitt (2f) oder ein Loch (3f) zwischen den Linsenabschnitten (2a; 3a) gebil­ det ist, um den Eintritt von Streulicht an Stellen außerhalb der Linsenabschnitte (2a; 3a) zu verhindern, und
die Oberfläche des Nutabschnitts (2f) oder des Lochs (3f) ebenfalls lichtstreuend oder lichtblockierend ist.

3. Optischer Detektor, umfassend:
einen Zylinder (4) zum Abblocken von Fremdlicht,
ein Linsenelement (6), das vor dem Zylinder (4) montiert ist, und
eine optische Erfassungsvorrichtung (5), die hinter dem Zylinder (4) montiert ist,
wobei das Linsenelement (6) aus mehreren Linsenabschnitten (6a) und einem Periphe­ rieabschnitt (6b) um die Linsenabschnitte (6a) herum besteht und die Linsenabschnitte (6a) sowie der Peripherieabschnitt (6b) einstückig aus einem transparenten Kunststoff gegossen sind; und
ein Nutabschnitt (6f) oder ein Loch zwischen benachbarten Linsenabschnitten (6a) ge­ bildet ist, um den Eintritt von Streulicht an Stellen außerhalb der Linsenabschnitte (6a) zu verhindern.

4. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die lichtstreuende oder lichtblockierende Oberfläche (1e; 2e; 3e) seidenmattglanzartig ist.

5. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die lichtstreuende oder lichtblockierende Oberfläche (1e; 2e; 3e) ein schwarzer oder dunkler Überzugsfilm ist.

6. Detektor nach Anspruch 5, bei dem der Überzugsfilm mattglänzend ist.