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Die Erfindung betrifft einen Lichtkontrasttaster gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Lichtkontrasttaster dienen zur Detektion von Objekten, die insbesondere in Form von Marken ausgebildet sind. Die Marken sind oftmals auf einem kontrastarmen Untergrund aufgebracht. Um diese Marken dennoch sicher detektieren zu können, weist der Lichtkontrasttaster einen Sender auf, der Lichtstrahlen mit verschiedenen Wellenlängen emittiert. Typischerweise umfasst ein Sender eines Lichtkontrasttasters drei Sendeelemente, die sichtbares Licht in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen emittieren, wobei bevorzugt ein Sendeelement rotes Licht, ein Sendeelement blaues Licht und ein Sendeelement grünes Licht emittiert. Die von den Sendeelementen emittierten Lichtstrahlen unterschiedlicher Farben werden in einem Optikelement zur Ausbildung der Sendelichtstrahlen gemischt.
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Ein derartiger Lichtkontrasttaster ist aus der
EP 1 715 313 B1 bekannt. Der Lichtkontrasttaster umfasst einen Lichtsender mit räumlich benachbarten Sendeelementen, insbesondere Lichtemissionsdioden zum Aussenden von Sendelicht mehrerer verschiedener Wellenlängenbereiche, insbesondere im roten, grünen und blauen Wellenlängenbereich des Lichtes durch eine Sendeoptik. Weiterhin umfasst der Lichtkontrasttaster einen Lichtempfänger zum Empfang von reflektiertem oder remittiertem Sendelicht, sowie eine Steuer- und Auswerteschaltung. Zudem sind Mittel zum Durchmischen verschiedener Farbanteile des Sendelichts vorgesehen, wobei diese von einem Lichtleiter gebildet sind. Schließlich sind der Lichtsender und der Lichtleiter in einem gemeinsamen Tubus angeordnet.
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Die
DE 198 52 412 A1 betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Lichttasters mit mehreren Sendern, welche Sendelichtimpulse mit unterschiedlichen, im sichtbaren Bereich liegenden Wellenlängen emittieren, wenigstens einem Empfänger, auf welchen die von einem Objekt reflektierten Sendelichtimpulse auftreffen, und einer Auswerteeinheit, an welche die Sender und der Empfänger angeschlossen sind. Über die Auswerteeinheit ist die Betriebsart des Lichttasters umschaltbar. In der ersten Betriebsart wird der Lichttaster als Kontrasttaster betrieben, wobei nur ein Sender oder mehrere Sender, welche Sendelichtimpulse mit gleicher Wellenlänge emittieren, aktiviert sind. Die am Ausgang des Empfängers anstehenden Empfangssignale werden zur Detektion von Objekten mit wenigstens einem Schwellwert S1, S2 bewertet. In der zweiten Betriebsart wird der Lichttaster als Farbtaster betrieben, wobei die zu detektierenden Objekte periodisch nacheinander jeweils mit Sendelichtimpulsen nur einer Wellenlänge beaufschlagt werden. Zur Farberkennung der Objekte werden die Amplituden der Empfangssignale, die durch die Sendelichtimpulse gleicher Wellenlänge generiert werden, jeweils mit wenigstens einem eingelernten Sollwert SW1, SW2, SW3, verglichen, wobei bei Übereinstimmung sämtlicher Amplituden dieser Empfangssignale mit dem jeweiligen Sollwert SW1, SW2, SW3 eine Objektmeldung ausgegeben wird.
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Die
DE 10 2004 038 940 A1 betrifft einen optischen Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich, mit wenigstens einem Sendelicht emittierenden Sender, wenigstens zwei Empfangslicht empfangenden Empfängern, einem Reflektor, auf welchen das Sendelicht bei freiem Strahlengang geführt ist, und einer Auswerteeinheit, in welcher aus den Empfangssignalen an den Ausgängen der Empfänger ein binäres Schaltsignal generiert wird. Ein erster Empfänger empfängt vorwiegend Empfangslicht aus einem ersten Empfangskanal aus einer sendernahen Zone, der zweite Empfänger empfängt Empfangslicht aus einem zweiten Empfangskanal aus einer senderfernen Zone. Bei freiem Strahlengang gelangt das vom Refletor zurück reflektierte Empfangslicht vorwiegend zum ersten Empfänger. Bei einem Objekteingriff im Überwachungsbereich gelangt das von diesem zurückreflektierte Empfangslicht vorwiegend auf den zweiten Empfänger. Zur Generierung des Schaltsignals wird in der Auswerteeinheit das Verhältnis der Empfangssignale der Empfänger bewertet.
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Die
EP 2 278 361 A1 betrifft einen optoelektronischen Sensor nach Art eines Lichttasters, mit wenigstens einem Lichtsender, dessen Sendelichtweg einen Sendekanal definiert, wenigstens einem ersten Lichtempfänger, dessen Empfangslichtweg einen ersten Empfangskanal definiert, wobei Sendekanal und erster Empfangskanal kollinear sind, so dass diesbezüglich Autokollimation vorliegt und mit einer Auswerteeinheit zum Auswerten des Empfangslichts. Um einen funktionell erweiterten Sensor bereitzustellen, wird vorgeschlagen, dass ein zweiter Empfangskanal mit einem zweiten Lichtempfänger vorgesehen ist, der getrennt von dem Sendekanal ist, so dass das Sendelicht und das mit dem zweiten Empfangskanal erfassbare Empfangslicht eine Triangulationsanordnung bilden.
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Die
US 4 760 250 A betrifft ein optisches Messsystem mit mehreren Sendern, die Licht im roten, grünen beziehungsweise blauen Wellenlängenbereich emittieren. Zur Führung der Lichtstrahlen sind Lichtleiter vorgesehen.
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Die
DE 38 03 529 A1 betrifft einen optischen Sensor mit einem Sensorschaltkreis, in dem die jeweils anderen dazu geordneten Teile optisch miteinander gekoppelt sind mittels einer eingefügten optischen Leiterplatte.
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In
US 2015/0102110 A1 ist ein optischer Sensor beschrieben, bei dem mehrere Sender einer Sendeoptik zugeordnet sind.
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Die
EP 0 994 334 A2 betrifft ein Farbdiskriminierungssystem mit einer Lichtquelle, die zur Vermessung eines Zielobjekts dient. Die Lichtquelle emittiert Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen, die in einem Empfänger empfangen werden. Zur Objektvermessung erfolgt eine wellenlängenselektive Auswertung des empfangenen Lichts.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Lichtkontrasttaster bereitzustellen, welcher bei geringem konstruktivem Aufwand eine hohe Funktionalität aufweist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die Erfindung betrifft einen Lichtkontrasttaster zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, umfassend mehrere Sendeelemente, welche Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen emittieren, mit einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger, und mit einer Auswerteeinheit, in welcher in Abhängigkeit von Empfangssignalen am Ausgang des Empfängers ein Objektfeststellungssignal generiert wird. Die Sendelichtstrahlen und Empfangslichtstrahlen verlaufen koaxial im Überwachungsbereich und sind über eine Sende-/ und Empfangsoptik geführt. Der Sender und der Empfänger sind in einer gemeinsamen Montageebene angeordnet und orientiert. Ein Lichtleiter ist vorgesehen, welcher ein Umlenkmittel für die vom Sender emittierten Sendelichtstrahlen bildet und welcher derart ausgebildet ist, dass in diesem eine Durchmischung der von den einzelnen Sendeelementen emittierten Lichtstrahlen erfolgt, wobei mehrere Sendeelemente Lichtstrahlen abstrahlen. Die so durchmischten Lichtstrahlen bilden die Sendelichtstrahlen.
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Ein erster wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Lichtkontrasttasters besteht darin, dass dessen Lichtstrahlen und Empfangslichtstrahlen koaxial im Überwachungsbereich verlaufen. Damit wird eine lückenlose Objekterfassung in einem großen Überwachungsbereich möglich. Insbesondere ist vorteilhaft, dass auch Objekte im unmittelbaren Nahbereich vor dem Lichtkontrasttaster erfasst werden können, im Gegensatz zu sogenannten zweiäugigen Lichtkontrasttastem. Bei derartigen zweiäugigen Lichtkontrasttastern sind der Sender und eine Sendoptik einerseits und andererseits der Empfänger und eine Empfangsoptik jeweils in Abstand nebeneinander angeordnet, so dass in Nahbereich unmittelbar vor dem Lichtkontrasttaster ein Totbereich entsteht, in welchem keine Objektdetektion möglich ist. Weiterhin wird durch die koaxiale Strahlführung bei einem Betrieb des Lichtkontrasttasters in einem festen Arbeitsabstand eine erhöhte Robustheit bei kleinen Änderungen des Arbeitsabstands, beispielsweise bei einem Flattern einer zu detektierenden Bahnware erhalten.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Lichtkontrasttasters besteht darin, dass der Sender und der Empfänger in einer gemeinsamen Montageebene orientiert sind. Dadurch können diese optischen Komponenten einfach und schnell an elektronischen Komponenten kontaktiert werden, welche bevorzugt die Auswerteeinheit bilden. Der so ausgebildete Lichtkontrasttaster weist eine kompakte Bauform auf und kann zudem aus einer geringen Anzahl von Einzelkomponenten bestehen.
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Besonders vorteilhaft ist in der Montageebene eine Leiterplatte angeordnet, auf welcher der Sender und Empfänger angeordnet sind.
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Dadurch wird ein besonders kompakter Aufbau mit wenigen Einzelteilen ermöglicht. Alternativ können der Sender und der Empfänger auch auf zwei Leiterplatten angeordnet sein, die parallel zueinander in der Montageebene ausgerichtet sind.
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Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass der Lichtleiter des Lichtkontrasttasters eine Doppelfunktion derart erfüllt, dass mit diesem einerseits eine Umlenkung der Sendelichtstrahlen erfolgt, so dass der Sender und der Empfänger in einer gemeinsamen Montageebene angeordnet sind. Andererseits bildet der Lichtleiter ein Mittel zur Durchmischung der von den einzelnen Sendeelementen emittierten Lichtstrahlen. Die so bewirkte Homogenisierung der Lichtstrahlen zur Bildung der Sendelichtstrahlen bildet ein wesentliches Mittel zur Erzielung einer hohen Nachweisempfindlichkeit bei der Detektion von Objekten, die insbesondere von Marken gebildet sind.
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Die Durchmischung der Lichtstrahlen im Lichtleiter funktioniert gleichermaßen gut, wenn entweder alle Sendeelemente Lichtstrahlen emittieren oder auch wenn nicht alle aber mehrere Sendeelemente Lichtstrahlen abstrahlen.
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Besonders vorteilhaft weist der Sender ein Sendeelement, das Lichtstrahlen im roten, sichtbaren Wellenlängenbereich emittiert, ein Sendeelement, das Lichtstrahlen im grünen, sichtbaren Wellenlängenbereich emittiert, und ein Sendeelement, das Lichtstrahlen im blauen, sichtbaren Wellenlängenbereich emittiert, auf.
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Der Lichtkontrasttaster kann dabei vorteilhaft so betrieben werden, dass entweder alle Sendeelemente aktiviert sind oder nur Teilmengen der Sendeelemente aktiviert sind.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Lichtleiter eine Einkoppelfläche auf, deren Außenkontur einen Polygonzug bildet, oder zackenförmig oder wellenförmig ausgebildet ist.
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Dadurch wird eine besonders gute Durchmischung der Lichtstrahlen im Lichtleiter erzielt, insbesondere auch dann, wenn der Lichtleiter nur eine begrenzte Länge aufweist.
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Weiter vorteilhaft ist die Auskoppelfläche des Lichtleiters von dessen Einkoppelfläche verschieden.
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Damit erfolgt im Lichtleiter eine Querschnittswandlung von der Einkoppelfläche zur Auskoppelfläche. Mit dem so ausgebildeten Lichtleiter können damit mehrere Funktionalitäten abgedeckt werden. Einerseits kann durch eine geeignete Wahl der Kontur der vorzugsweise ebenen Einkoppelfläche eine besonders effiziente Durchmischung und damit Homogenisierung der Lichtstrahlen im Lichtleiter erzielt werden. Andererseits kann durch eine geeignete Wahl der Kontur der vorzugsweise ebenen Auskoppelfläche die Strahlführung der aus dem Lichtleiter austretenden Sendelichtstrahlen optimiert werden, insbesondere um eine hohe Nachweisempfindlichkeit bei der Objektdetektion zu erzielen.
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Eine besonders günstige Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass der Lichtleiter eine kreuzförmige Auskoppelfläche aufweist.
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Hierbei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass ein rechteckiger Strahlquerschnitt besonders gut zur Detektion von Objekten, insbesondere Marken, geeignet ist.
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Bei zahlreichen Applikationen kann der Lichtkontrasttaster in unterschiedlichen Einbaulagen eingebaut werden. Daher ist es wünschenswert, den Lichtkontrasttaster in zwei Varianten auszubilden, wobei die Varianten sich in der Orientierung der rechteckigen Strahlquerschnitte unterscheiden, wobei diese Orientierungen bevorzugt senkrecht zueinander stehen.
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Die kreuzförmige Ausbildung der Auskoppelfläche trägt dieser Anforderungen Rechnung, da durch diese Geometrie der Auskoppelfläche gerade die gewünschten Orientierungen der Strahlquerschnitte berücksichtigt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dem Lichtleiter eine Blende nachgeordnet, wobei die Auskoppelfläche des Lichtleiters an die Geometrie der Blende angepasst ist.
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Gemäß einer ersten Variante können verschiedene, wechselbare Blenden eingesetzt werden, wodurch unterschiedliche Fleckgeometrien oder Fleckorientierungen der Sendelichtstrahlen erhalten werden können.
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Alternativ ist die Blende von einem LCD-Element oder einem Mikrospiegel-Array gebildet.
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Durch die Umschaltbarkeit der Blende können auf einfache Weise unterschiedliche Blendengeometrien erzielt werden. Dadurch ist eine besonders exakte Anpassung der Blendengeometrie an die am Lichtleiter austretenden Sendelichtstrahlen möglich, wodurch die Überstrahlung der Blende durch die Sendelichtstrahlen gezielt minimiert werden kann.
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Besonders vorteilhaft wird eine auswechselbare, einstellbare oder vorteilhaft elektronisch umschaltbare Blende bei einem Lichtleiter mit einer kreuzförmigen Auskoppelfläche eingesetzt. Je nach Applikation, für den der Lichtkontrasttaster eingesetzt wird, sollen rechteckige Sendelichtflecke mit zwei unterschiedlichen Orientierungen generiert werden. Dabei gibt jeweils ein Balken des Kreuzes der Auskoppelfläche die Orientierung des rechteckigen Sendelichtflecks vor. Durch die einstellbare Blende kann so einfach und ohne große Lichtverluste die gewünschte Orientierung des rechteckigen Sendelichtflecks erzeugt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Sendelichtstrahlen und die Empfangslichtstrahlen über einen Strahlteiler geführt.
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Damit kann auf einfache Weise ein koaxialer Strahlengang der Sendelichtstrahlen und Empfangslichtstrahlen im Überwachungsbereich erzeugt werden.
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Besonders vorteilhaft ist zwischen dem Lichtleiter und der nachgeordneten Blende und dem Strahlteiler ein Optikelement angeordnet, mittels dessen eine Anpassung des Abstrahlwinkels der Sendelichtstrahlen an die Apertur der Sende-/ und Empfangsoptik erfolgt.
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Dadurch wird die Nachweisempfindlichkeit des erfindungsgemäßen Lichtkontrasttasters weiter erhöht.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1: Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Lichtkontrasttasters.
- 2: Perspektivische Darstellung eines Lichtleiters für den Lichtkontrasttasters gemäß 1.
- 3: Draufsicht auf die Auskoppelfläche des Lichtleiters gemäß 2 mit zwei unterschiedlichen Blendenanordnungen.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lichtkontrasttasters 1. Die Komponenten des Lichtkontrasttasters 1 sind in einem Gehäuse 2 angeordnet. Der Lichtkontrasttaster 1 umfasst als optoelektronische Komponenten einen Sendelichtstrahlen 3 emittierenden Sender 4 sowie einen Empfangslichtstrahlen 5 empfangenden Empfänger 6.
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Der Sender 4 umfasst drei einzelne Sendeelemente 7a, 7b, 7c die auf einem gemeinsamen Chip 8 angeordnet sind. Ein erstes Sendeelement 7a emittiert Lichtstrahlen 9a im sichtbaren grünen Wellenlängenbereich. Ein zweites Sendeelement 7b emittiert Lichtstrahlen 9b im sichtbaren roten Wellenlängenbereich. Ein drittes Sendeelement 7c emittiert Lichtstrahlen 9c im sichtbaren blauen Wellenlängenbereich. Der Übersichtlichkeit halber sind in 1 nur die Lichtstrahlen 9b des Sendeelements 7b eingezeichnet. Der Empfänger 6 ist von einer Photodiode oder dergleichen gebildet, der eine nicht dargestellte Empfangsoptik, beispielsweise in Form einer Linse, vorgeordnet sein kann.
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Der Sender 4 und der Empfänger 6 sind in einer gemeinsamen Montageebene angeordnet. In dieser Montageebene liegt eine erste Leiterplatte 10a, auf welcher der Sender 4 und der Empfänger 6 befestigt und elektrisch kontaktiert sind. Parallel zur ersten Leiterplatte 10a ist eine zweite Leiterplatte 10b angeordnet. Auf den Leiterplatten 10a, 10b sind auch die elektronischen Komponenten einer Auswerteeinheit angeordnet. Die Auswerteeinheit dient zur Ansteuerung des Senders 4. Zudem werden in der Auswerteeinheit die Empfangssignale des Empfängers 6 ausgewertet, wobei in Abhängigkeit der Empfangssignale ein Objektfeststellungssignal generiert wird, das über einen nicht dargestellten Ausgang des Lichtkontrasttasters 1 ausgegeben wird. Im vorliegenden Fall werden mit dem Lichtkontrasttaster 1 Marken erfasst. Das Objektfeststellungssignal bildet dann ein binäres Schaltsignal, dessen Schaltzustände angeben, ob eine Marke vorhanden ist oder nicht. Die Ausführungsform gemäß 1 kann dahingehend modifiziert sein, dass nur eine Leiterplatte 10a vorgesehen ist, die sich in der Montageebene befindet. Dann sind alle optoelektronischen und elektronischen Komponenten auf dieser Leiterplatte 10a angeordnet.
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Die Auswerteeinheit steuert den Sender 4 derart an, dass entweder alle Sendeelemente 7a-7c aktiviert sind und Lichtstrahlen 9a-9c emittieren oder nur eine Teilmenge hiervon.
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Die von den Sendeelementen 7a-7c emittierten Lichtstrahlen 9a-9c werden in einen Lichtleiter 11 eingekoppelt. Der Lichtleiter 11 bildet einerseits ein Umlenkelement zur Umlenkung der Lichtstrahlen 9a-9c. Andererseits werden die Lichtstrahlen 9a-9c der Sendeelemente 7a-7c bei Durchlaufen des Lichtleiters 11 durchmischt, das heißt homogenisiert. Die so durchmischten Lichtstrahlen 9a-9c, die am Lichtleiter 11 austreten, bilden die Sendelichtstrahlen 3 des Senders 4.
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Wie aus 1 ersichtlich, werden die Lichtstrahlen 9a-9c beziehungsweise die Sendelichtstrahlen 3 durch den Lichtleiter 11 um 90° umgelenkt. Am Ausgang des Lichtleiters 11 befindet sich eine Blende 12 zur Strahlformung der am Lichtleiter 11 austretenden Sendelichtstrahlen 3.
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Dann werden die Sendelichtstrahlen 3 auf einen halbdurchlässigen Strahlteiler 13 geführt, wobei dort ein Teil der Sendelichtstrahlen 3 um 90° abgelenkt wird. Die so abgelenkten Sendelichtstrahlen 3 werden durch eine von einer Linse gebildete Sende-/ und Empfangsoptik 14 in den Überwachungsbereich zur Detektion von Objekten, insbesondere Marken, geführt. Die von einem solchen Objekt zurückreflektierten Empfangslichtstrahlen 5 verlaufen im Überwachungsbereich koaxial zu den Sendelichtstrahlen 3 und werden über die Sende/- und Empfangsoptik 14 in den Lichtkontrasttaster 1 geführt. Dort verlaufen die Empfangslichtstrahlen 5 zunächst noch koaxial zu den Sendelichtstrahlen 3, bis die Empfangslichtstrahlen 5 auf den Strahlteiler 13 treffen. Der den Strahlteiler 13 durchsetzende Teil der Empfangslichtstrahlen 5 wird auf den Empfänger 6 geführt. Die dadurch am Empfänger 6 generierten Empfangssignale werden in der Auswerteeinheit zur Generierung des Objektfeststellungssignals ausgewertet.
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Zur Detektion von Marken, die insbesondere auf kontrastarmen Hintergrundflächen angeordnet sein können, hat es sich als günstig erwiesen, wenn der Lichtfleck der Sendelichtstrahlen 3 des Lichtkontrasttasters 1 einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Als applikationsspezifische Anforderung wird weiterhin gefordert, dass der Lichtkontrasttaster 1 wahlweise zwei unterschiedlich orientierte, vorzugsweise senkrecht orientierte rechteckige Sendelichtflecke erzeugt.
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Diesen Anforderungen trägt die Ausführungsform des Lichtleiters 11 gemäß den 2 und 3 Rechnung. Dieser Lichtleiter 11 weist eine ebene, quadratische Einkoppelfläche 11a auf, über welche die Lichtstrahlen 9a-9c der Sendeelemente 7a-7c in den Lichtleiter 11 eingekoppelt werden. Die rechteckige Form der Einkoppelfläche 11a des Lichtleiters 11 führt gegenüber einer kreisförmigen Einkoppelfläche zu einer erheblich verbesserten Homogenisierung der Lichtstrahlen 9a-9c im Lichtleiter 11. Alternativ kann auch eine andere polygone Kontur der Einkoppelfläche 11a gewählt werden, wobei eine hexagonale Kontur der Einkoppelfläche 11a besonders günstig ist. Weiterhin kann die Kontur der Einkoppelfläche 11a auch zackenförmig oder wellenförmig sein.
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Die ebene Auskoppelfläche 11b des Lichtleiters 11, über welche die durchmischten Lichtstrahlen 9a-9c als Sendelichtstrahlen 3 aus dem Lichtleiter 11 ausgeleitet werden, ist kreuzförmig ausgebildet. Durch diese Geometrie der Auskoppelfläche 11b wird den wahlweise zu erzeugenden rechteckigen Sendelichtflecken mit unterschiedlichen Orientierungen Rechnung getragen.
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Da die Geometrien der Einkoppelfläche 11a und der Auskoppelfläche 11b des Lichteiters 11 unterschiedlich sind, erfolgt von der Auskoppelfläche 11b zur Einkoppelfläche 11a eine kontinuierliche Querschnittswandlung.
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Durch die kreuzförmige Ausbildung der Auskoppelfläche 11b wird das austretende Sendelicht bereits auf die zu erzeugenden Vorzugsrichtungen (in 3 mit x und y bezeichnet) konzentriert. Zudem sind die die Kreuzform der Auskoppelfläche 11b bildenden in x- beziehungsweise y- Richtung verlaufenden Balken an die Form des zu erzeugenden rechteckigen Sendelichtflecks angepasst. Damit weist die kreuzförmige Auskoppelfläche 11b gegenüber beispielsweise einer quadratischen Auskoppelfläche 11b einen höheren Wirkungsgrad auf.
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Um wahlweise einen rechteckigen Sendelichtfleck mit in x- oder y Richtung verlaufender Längsachse zu erhalten, wird die an den Lichtleiter 11 anschließende Blende 12 in geeigneter Weise gewählt. Die entsprechenden Formen der Blendenöffnungen sind in 3 mit 12a, 12b gewählt. Je nachdem welche Blendenöffnung 12a, 12b gewählt wird, wird ein entsprechend orientierter Sendelichtfleck erzeugt. Da durch die kreuzförmige Ausbildung der Auskoppelfläche 11b des Lichtleiters 11 eine Anpassung an die zu erzeugenden Querschnitte der Sendelichtflecke erfolgt, werden die Lichtverluste durch die Blende 12 sehr gering erhalten.
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Gemäß einer einfachen Ausgestaltung können zur Ausbildung der beiden applikationsspezifischen Varianten wahlweise zwei Blenden 12 mit den Blendenöffnungen vorgesehen sein oder wahlweise eine Blende 12 in zwei Einbaupositionen am Lichtleiter 11 eingebaut werden, um so wahlweise eine der in 3 dargestellten Blendenöffnungen zu realisieren.
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Besonders vorteilhaft wird eine einstellbare, insbesondere elektronisch umschaltbare Blende 12 verwendet. Dann können die unterschiedlichen Blendenöffnungen ohne jegliche Umbauarbeiten oder konstruktive Eingriffe realisiert werden. Die elektronisch einstellbare Blende 12 kann beispielsweise von einem LCD-Element oder einem Mikrospiegel-Array gebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- (1)
- Lichtkontrasttaster
- (2)
- Gehäuse
- (3)
- Sendelichtstrahlen
- (4)
- Sender
- (5)
- Empfangslichtstrahlen
- (6)
- Empfänger
- (7a-c)
- Sendeelement
- (8)
- Chip
- (9a-c)
- Lichtstrahlen
- (10a-b)
- Leiterplatte
- (11)
- Lichtleiter
- (11a)
- Einkoppelfläche
- (11b)
- Auskoppelfläche
- (12)
- Blende
- (12a)
- erste Blendenöffnung
- (12b)
- zweite Blendenöffnung
- (13)
- Strahlteiler
- (14)
- Sende-/ und Empfangsoptik
