DE1242757B

DE1242757B - Lichtelektrische Abtastvorrichtung

Info

Publication number: DE1242757B
Application number: DE1963L0044261
Authority: DE
Inventors: Guenther Stiefelmeyer
Original assignee: R & M Leuze Fa
Current assignee: R & M Leuze Fa
Priority date: 1963-02-25
Filing date: 1963-02-25
Publication date: 1967-06-22

Description

Lichtelektrische Abtastvorrichtung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine lichtelektrisch arbeitende Vorrichtung zum Abtasten von ruhenden oder bewegten Objekten und dient dazu, abhängig von der Beschaffenheit des jeweiligen Objekts, Schaltvorgänge auszulösen. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird die Lichtquelle mit Hilfe einer Trennplatte virtuell am Ort der lichtelektrischen Zelle abgebildet, wobei die Trennplatte auf der Verbindungsgeraden von abzutastendem Objekt und lichtelektrischer Zelle liegt.
Vereinigt man eine derartige Vorrichtung in einem abgeschlossenen System, einem sogenannten Tastkopf, dann zeigt sich, daß der Tastkopf, auch wenn man alle gebotenen Möglichkeiten berücksichtigt, immer noch eine solche räumliche Ausdehnung aufweist, daß er für manche Zwecke aus Einbaugründen entweder ungeeignet ist oder nur mittels zusätzlicher Einrichtungen verwendbar ist, die wiederum eine Verteuerung der gesamten Vorrichtung zur Folge haben.
Es war daher mit in erster Linie Aufgabe der Erfindung, Mittel und Wege zu suchen, welche den Bau eines räumlich gesehen optimal kleinen Tastkopfes zulassen und darüber hinaus die Ansprechempfindlichkeit in Verbindung mit der Betriebssicherheit des Kopfes noch weiter verbessern sollten.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mittelachse der Lichtquelle senkrecht und die Mittelachse des lichtempfindlichen Elements unter einem spitzen Winkel zur Mittelachse des Reflektors verlaufen.
Dabei hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Reflektor so zwischen der Lichtquelle und dem lichtempfindlichen Element anzuordnen, daß das letztere nicht im direkten Strahlengang liegt.
Der Reflektor kann zylindrisch oder sonst zweckmäßig ausgebildet sein, und seiner der Lichtquelle zugekehrten Stirnseite ist eine dem Strahlengang angepaßte Neigung gegen die Horizontale zu verleihen. Diese Schrägfläche kann dabei als Spiegelfläche ausgebildet sein, gegebenenfalls kann aber auch der Effekt der Totalreflexion ausgenutzt werden. Das heißt, es ist dafür zu sorgen, daß die Lichtstrahlen aus einem optisch dichten auf ein optisch dünneres Mittel treffen. Ordnet man dem Reflektor und dem lichtempfindlichen Element noch eine gemeinsame Linse zu, dann läßt sich der Aufwand noch weiter verringern.
Es sind lichtelektrische Abtastvorrichtungen bekannt, die aus einem Tastkopf mit einer Lichtquelle, einem lichtempfindlichen Element und einem Reflektor bestehen, deren Mittelachsen eine Dreiecksfläche beliebiger räumlicher Lage begrenzen. Bei diesen Abastvorrichtungen fallen die Mittelachsen des lichtempfindlichen Elements und des Objektivs zu einer gemeinsamen Achse zusammen, und die Mittelachse der Lichtquelle verläuft senkrecht dazu. Ferner wird hier das lichtempfindliche Element vom Reflektor nur zur Hälfte abgedeckt, und die verlängerte Mittelachse der Lichtquelle trifft genau auf die äußerste obere Kante des Reflektors, die dem Objektiv zugewandt ist, so daß bei links vom lichtempfindlichen Element liegendem Objektiv nur die Lichtstrahlen im Bereich rechts von der Mittelachse der Lichtquelle auf den Reflektor auftreffen.
Eine in dieser Weise aufgebaute Abtastvorrichtung beansprucht im Vergleich zu einer Abtastvorrichtung gemäß der Erfindung erheblich mehr Einbauraum, so daß die gesamte Einheit eine verhältnismäßig große räumliche Ausdehnung besitzt und daher schon aus diesem Grunde in der Anwendungsmöglichkeit stark begrenzt ist.
Die Erfindung wird im nachstehenden an Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, noch näher erläutert.
In der Figur ist mit 1 ein Aufnehmer bezeichnet, in dem eine Linsenlampe 2, ein Reflektor 3 und ein lichtempfindliches Element 4, z. B. eine Fotodiode oder eine Duodiode, untergebracht sind. Die Mittelachse 5 der Lampe verläuft senkrecht zur Mittelachse 6 des Reflektors, und die Achse 7 des lichtelektrischen Elements schneidet die beiden Achsen 6 und 7 jeweils unter einem spitzen Winkel, derart, daß sämtliche Achsen eine Dreiecksfläche 8 begrenzen.
Die der Lampe zugeordnete Stirnseite 9 des zylindrischen Reflektors verläuft unter einem Winkel (p gegen die Lampenachse 5, während das lichtelektrische Element um den Winkel (p" gegen die Reflektorachse 6 geneigt ist. Im praktisch wohl am meisten interessierenden Fall c, =,p' stehen die Stirnfläche 9 des Reflektors und die Achse des lichtempfindlichen Elements senkrecht aufeinander. Im Beispiel ist die Stirnfläche 9 als Spiegelfläche ausgebildet. Dem Reflektor und dem lichtempfindlichen Element ist eine gemeinsame Linse 10 vorgeordnet.
Die vorbeschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die von der Linsenlampe 2 ausgehenden Strahlen 11 werden an der Stirnfläche 9 des Reflektors reflektiert und durch die Linse 10 hindurch auf das abzutastende Objekt 12 geworfen, das in Brennpunktweite von der Linse entfernt ist. Vom Objekt fällt je nach dessen Beschaffenheit eine mehr oder minder größere Lichtmenge zur Linse zurück und von da aus auf das lichtempfindliche Element 4. Je nach der Intensität des auftretenden Lichts löst das Element 4 Schalt-oder Regelvorgänge aus.

Claims

Patentansprüche: 1. Lichtelektrische Abtastvorrichtung, bestehend aus einem Tastkopf mit einer Lichtquelle, einem lichtempfindlichen Element und einem Reflektor, dessen Mittelachsen bzw. verlängerte Mittelachsen eine Dreiecksfläche beliebiger räumlicher Lage begrenzen, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Mittelachse (5) der Lichtquelle (2) senkrecht und die Mittelachse (7) des lichtempfindlichen Elements (4) unter einem spitzen Winkel zur Mittelachse (6) des Reflektors (3) verlaufen.
2. Lichtelektrische Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung des Reflektors (3) zwischen Lichtquelle (2) und lichtempfindlichem Element (4), daß in an sich bekannter Weise ein direkter Strahlengang zum letzteren verhindert ist.
3. Lichtelektrische Abtastvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (3) zylindrisch ausgebildet ist und die der Lichtquelle (2) zugeordnete Stirnfläche (9) unter einem Winkel zur Horizontalen verläuft.
4. Lichtelektrische Abtastvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Lichtquelle zugeordnete Stirnfläche des Reflektors als Spiegelfläche ausgebildet ist.
5. Lichtelektrische Abtastvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle eine Linsenlampe gewählt ist.
6. Lichtelektrische Abtastvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reflektor und dem lichtempfindlichen Element in an sich bekannter Weise eine gemeinsame Linse (10) vorgeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1838 297, 1797968.