DE1911310C2

DE1911310C2 - Optical measuring device

Info

Publication number: DE1911310C2
Application number: DE19691911310
Authority: DE
Inventors: Ludwig 8000 München; Sick Erwin 8021 Icking Greißl
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Filing date: 1969-03-06
Publication date: 1977-05-12

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Meßgerät mit einer Lichtquelle, welche über eine Frontlinse und eine Meßstrecke einen Umkehrreflektor beleuchtet, der das auftreffende Licht in sich selbst zu einem fotoelektrischen Empfänger reflektiert, wobei ein geringere Abmessungen als der Lichtbündelquerschnitt aufweisender Umkehrreflektor in Kombination mit einem die Lichtquelle in die Frontlinse und die Apertur auf den Reflektor abbildenden optischen Strahlengang verwendet wird.The invention relates to an optical measuring device with a light source, which has a front lens and a Measurement section illuminates a reversing reflector, which turns the incident light into a photoelectric itself Receiver reflects, with a smaller dimension than the light beam cross-section Reversing reflector in combination with a light source in the front lens and the aperture on the Reflector imaging optical beam path is used.

In dem Patent 17 72 064 wird ein optisches Meßgerät dieser Gattung vorgeschlagen, bei dem durch die Kombination eines geringere Abmessungen als der Lichtbündelquerschnitt aufweisenden Umkehrreflektors und eines die Lichtquelle in die Frontlinse und die Apertur auf den Reflektor abbildenden optischen Strahlenganges eine relative Verlagerung von Lichtbündel und Reflektor kebe Änderung des auf den fotoelektrischem Empfänger fallenden Lichtstromes mit sich bringen soll. Diese Maßnahmen reichen jedoch noch nicht vollständig aus, um eine gleichmäßige Ausleuchtung in der Reflektorebene zu erhalten, da die Latnpenwendel ungleichmäßig abstrahlt. Es hat sich gezeigt, daß die Beleuchtungsstärke in der Ebene des Bildes der Aperturblende von der Mitte zum Rand hin etwa rotationssymmetrisch abnimmt. Bewegt man in der Ebene des Bildes ein reflektierendes Element oder verändert sich das Beleuchtungssystem gegenüber dem in der Bildebene fest aufgestellten reflektierenden Element, so macht sich in der Empfangsebene, in der sich ein fotoelektrischer Empfänger befindet, nach der Antnkollimation ein Intensitätsunterschied bemerkbar.In the patent 17 72 064 an optical measuring device of this type is proposed in which by the Combination of a smaller size than the light beam cross-section having reversing reflector and an optical that images the light source into the front lens and the aperture onto the reflector A relative shift of the light beam and reflector kebe change of the beam path on the photoelectric receiver falling luminous flux with it. However, these measures are sufficient not yet completely off in order to obtain uniform illumination in the reflector plane, since the Latnpenwendel emits unevenly. It has been shown that the illuminance in the plane of the Image of the aperture diaphragm decreases approximately rotationally symmetrically from the center to the edge. If you move in the plane of the image a reflective element or the lighting system changes compared to that Fixed reflective element in the image plane, so it makes itself in the receiving plane, in the If there is a photoelectric receiver, a difference in intensity is noticeable after the antenna collimation.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, diesen Intensitätsunierschied zu verringern.The object of the present invention is to reduce this difference in intensity.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß als weiteres Kombinationselement an einer zur Bildebene etwa konjugierten Stelle des Strahlenganges lichtabsorbierende Mittel angeordnet sind, deren Absorptionsgrad sich über den Bündelquerschnitt ändert und dadurch die ungleichmäßige Abstrahlung der Lichtquelle kompensiertThis is achieved according to the invention in that as Another combination element at a point of the beam path which is approximately conjugate to the image plane Means are arranged, the degree of absorption changes over the bundle cross-section and this compensates for the uneven emission of the light source

ίο Durch die Erfindung wird der Intensitätsunterschied des Lichtes, der durch die ungleichmäßige Abstrahlung der Lampenwendel entsteht, durch teilweise Absorption beseitigt Die Beleuchtungsstärke in der Bildebene nimmt ohne die erfindungsgemäße Anordnung etwa rotationssymmetrisch von der Mitte zum Rand hin ab. Diese Abnahme der Beleuchtungsstärke wird z. B. durch eine lichtabsorbierende Sammellinse im Kondensorsystem in einfacher Weise beseitigt. Die Linse weist nämlich infolge der größeren Schichtdicke in der Mitteίο The invention makes the difference in intensity of the light that is created by the uneven emission of the lamp filament, through partial absorption eliminated The illuminance in the image plane decreases approximately without the arrangement according to the invention rotationally symmetrical from the center to the edge. This decrease in illuminance is z. B. by a light-absorbing converging lens in the condenser system eliminated in a simple manner. The lens points namely due to the greater layer thickness in the middle

ίο eine größere Absorption als am Rand auf.ίο a greater absorption than at the edge.

Durch diese Beseitigung des durch die ungleichmäßige Abstrahlung der Lampenwendel hervorgerufene Intensitätsunterschiedes ergeben sich die Vorteile der Erfindung. Diese bestehen insbesondere darin, daß sichBy eliminating the problem caused by the uneven radiation of the lamp filament The advantages of the invention result from the difference in intensity. These are in particular that

das vom Reflektor auf einen fotoelektrischen Empfänger geworfene Licht nicht ändert, wenn der Reflektor bewegt wird oder wenn sich das Beleuchtungssystem bewegt, da ja die Ebene, in der der Reflektor angebracht ist, im Bereich des Reflektors und in einem Bereich um diesen (durch die Aperturblende begrenzt) jetzt vollkommen gleichmäßig ausgeleuchtet ist. Auf diese Weise ist eine sehr genaue Messung auch dann gewährleistet, wenn bei der Meßanordnung durch äußere Einflüsse, z. B. Erschütterungen, eine relative Verlagerung von Meßstrahlenbündel und Reflektor auftritt.the light thrown from the reflector onto a photoelectric receiver does not change when the reflector is moved or when the lighting system moves, because of the plane in which the reflector is attached is now in the area of the reflector and in an area around it (limited by the aperture diaphragm) is completely evenly illuminated. This way it is a very accurate measurement even then guaranteed if in the measuring arrangement by external influences such. B. Shocks, a relative Displacement of the measuring beam and reflector occurs.

Die Absorption muß an verschiedenen Stellen des Bündelquersc.hnittes je nach Lantpenwendelabstrahlung verschieden sein. Dies kann auf einfache Weise durch lichtabsorbierende Linsen erreicht werden, wie schon erwähnt wurde. Je nach Form der Lampenwendel und der damit verbundenen Verteilung des abgestrahlten Lichtes können diese verschiedene Formen aufweisen (z. B. sphärisch, asphärisch usw.). Die Auswahl derThe absorption must be at different points of the cross-section of the bundle, depending on the Lantpen filament radiation to be different. This can easily be achieved by using light absorbing lenses, as before was mentioned. Depending on the shape of the lamp filament and the associated distribution of the emitted Light can have different shapes (e.g. spherical, aspherical, etc.). The choice of

geeigneten Linsen trifft man in einfacher Weise durch Versuche.suitable lenses can be found in a simple manner through experiments.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.
F i g. 1 zeigt das Prinzip der Erfindung;An exemplary embodiment of the invention is shown in the figures.
F i g. 1 shows the principle of the invention;

F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform einer lichtabsorbierenden Linse.F i g. 2 shows an embodiment of a light absorbing lens.

Bei der Anordnung nach F i g. 1 wird die Lampenwendel Y durch die Kondensoroptik (Linsen 14 + 24) als Y' kurz vor der Lochscheibe 50 abgebildet, die imIn the arrangement according to FIG. 1, the lamp filament Y is imaged by the condenser optics (lenses 14 + 24) as Y ' just in front of the perforated disk 50, which is shown in FIG

f.5 Brennpunkt des Mikroobjektivs 28 sitzt. Das Mikroobjektiv 2S bildet Y' als y'auf die Frontlinse 32 (Objektiv) ab, während eine Aperturblende A von der Linse 24 und dem Mikroobjektiv 28 bei A 'und Λ'von der Frontlinse 32 bei A" im Unendlichen, d.h. in der E.bene desf.5 focal point of the micro objective 28 is seated. The micro objective 2S images Y ' as y' onto the front lens 32 (objective), while an aperture stop A from the lens 24 and the micro objective 28 at A 'and Λ' from the front lens 32 at A " at infinity, ie in the E. .level des

'ίο Reflektors 34, abgebildet wird. Über den teildurchlässigen Spiegel 42 wird das vom Reflektor 34 reflektierte Licht in die Ebene A'"geleitet (Autokollimationsstrahlengang). In der Ebene A" sitzt ein fotoelektrischer Empfänger. Zur Kompensation des Intensitätsunter-'ίο reflector 34, is mapped. The light reflected by the reflector 34 is guided via the partially transparent mirror 42 into plane A '"(autocollimation beam path). A photoelectric receiver is located in plane A". To compensate for the intensity

<\s schiedes, der durch die ungleichmäßige Abstrahlung der Lampenwendel V hervorgerufen wird, ist die Linse 24 lichtabsorbierend ausgebildet. Der rechte Teil der Linse 24 ist z. B. aus Farb^filterglas. Beide Linsenteile sindAs a result of the uneven emission of the lamp filament V, the lens 24 is designed to be light-absorbing. The right part of the lens 24 is e.g. B. from color ilterglas ^f. Both lens parts are

19 11 I/O19 11 I / O

if'if '

zusammengekittet Die größte Lichtintensität wird in Richtung der optischen Achse erzeugt. Das Licht wird durch die größere Schichtdicke in det Linsenmitte in der Mitte mehr geschwächt als am Rand. Dadurch wird eine Beseitigung des Intensitätsunterschiedes über dem Lichtbündelquerschnitt erreicht.cemented together The greatest light intensity is generated in the direction of the optical axis. The light will Due to the greater layer thickness in the middle of the lens, it is more weakened in the middle than at the edge. This creates a Elimination of the difference in intensity across the light beam cross-section achieved.

In Fi g. 2 ist eine andere Form einer lichtabsorbierenden Linse dargestellt. Bei ihr besteht der rechte dünnere Teil aus Farbfilierglas. Die Linsen können zur Beseitigung des Intensitätsunterschiedes verschieden. 7 B. sphärisch oder asphärisch usw., ausgebildet sein.In Fi g. Figure 2 shows another form of light absorbing lens. With her there is the thinner one on the right Part made of colored filter glass. The lenses can be different to eliminate the difference in intensity. 7 B. spherical or aspherical, etc., be formed.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Optical measuring device with a light source, which illuminates a reversing reflector via a front lens and a measuring section, which reflects the incident light in itself to a photoelectric receiver, with a smaller size than the light beam cross-section having reversing reflector in combination with a light source in the front lens and the optical beam path imaging the aperture is used, characterized in that light-absorbing means (24) are arranged as a further combination element at a point of the beam path which is approximately conjugate to the image plane (A ") , the degree of absorption of which changes over the bundle cross-section and thereby the compensates for uneven radiation from the light source

2. Optical device according to claim 1, wherein the light source is imaged by means of a condenser optics is, characterized in that the light-absorbing Means (24) are arranged in the condenser optics (14, 24).

3. Optical device according to claims 1 and 2, characterized in that the lenses (24) Condenser optics further lenses made of light-absorbing material (see FIG. F i g. 2) are applied.

4. Optical device according to claims 1 to 3, characterized in that the optical means Lenses of the condenser optics (14, 24) made of light-absorbing material are.