DE19712828A1 - Lichtgitter und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Anordnung mit einer Vielzahl von Licht aussendenden Sendeelementen bzw. von zum Lichtempfang ausgebildeten Empfangselementen, einer Vielzahl von diffraktiven/refraktiven optischen Elementen und einer transparenten Frontabdeckung, insbesondere einer Front­ scheibe. Weiterhin ist die Erfindung auf ein Lichtgitter mit zumindest einer optischen Anordnung mit Sendeelementen sowie zumindest einer optischen Anordnung mit Empfangselementen dieser Art sowie auf ein Verfahren zur Herstellung der ein­ zelnen Elemente entsprechender optischer Anordnungen gerich­ tet.

Optische Anordnungen, d. h. Sende- und Empfangsvorrichtungen sowie daraus gebildete Lichtgitter dieser Art werden bei­ spielsweise bei sich selbsttätig schließenden Türen, wie bei­ spielsweise Aufzugstüren, verwendet. Während früher seitlich der Türöffnung jeweils nur ein Sende- und ein Empfangselement vorgesehen waren, werden heute zunehmend aus Sicherheitsgrün­ den eine Vielzahl von Sende- und Empfangselementen über die Bauhöhe der Türöffnung verteilt angeordnet. Auf diese Weise soll erreicht werden, daß zum einen auch schmale, in den in­ nerhalb des Türrahmens gelegenen Erfassungsbereich eintreten­ de Gegenstände, wie beispielsweise Stöcke, Finger oder Hunde­ leinen, und zum anderen möglichst über den gesamten Bereich der Türhöhe eintretende Gegenstände sicher erkannt werden.

Um für die Vielzahl von verschiedenen Bauhöhen der unter­ schiedlichen Türen jeweils ein optimal angepaßtes Lichtgitter erzeugen zu können, müssen eine Vielzahl von optischen Sende- und Empfangsvorrichtungen auf Lager gehalten werden oder es müssen diese Vorrichtungen für jede Tür individuell angefer­ tigt werden. Dies führt zum einen zu hohen Lagerkosten und zum anderen zu hohen Produktionskosten, da die Produktion von Lichtgittern mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Bauhö­ hen die für eine einzelne Bauhöhe hergestellte Stückzahl re­ duziert und somit praktisch einer individuellen Herstellung gleichkommt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lichtgitter der eingangs genannten Art sowie die für das Lichtgitter benötigten optischen Sende- und Empfangsvorrich­ tungen so auszubilden, daß eine sehr einfache und kostengün­ stige Herstellung dieser Bauelemente möglich ist und gleich­ zeitig die erzeugten Lichtgitter variabel für nahezu jede be­ liebige Bauhöhe eines Überwachungsbereichs verwendbar sind. Weiterhin soll ein Verfahren zur einfachen und kostengünsti­ gen Herstellung der für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Lichtgitter benötigten Einzelelemente angegeben werden.

Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die diffraktiven/refraktiven optischen Elemente auf einem einheitlichen, einstückig ausgebildeten Trägerelement angeordnet sind, daß das Trägerelement durch die Frontabdeckung gebildet wird und die diffraktiven/refrak­ tiven optischen Elemente unmittelbar in der Frontabdeckung ausgebildet, insbesondere in diese eingeprägt oder eingegos­ sen sind und daß die Sende- bzw. Empfangselemente auf einer einheitlichen, einstückig ausgebildeten Leiterplatte angeord­ net sind.

Ein erfindungsgemäß ausgebildetes Lichtgitter umfaßt zumin­ dest jeweils eine dieser optischen Sende- und Empfangsvor­ richtungen.

Der das Verfahren betreffende Teil der Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 20 bis 34 gelöst.

Erfindungsgemäß werden somit die wesentlichen Bestandteile des optischen Lichtgitters, nämlich die diffraktiven/refrak­ tiven optischen Elemente sowie die die Sende- bzw. die Emp­ fangselemente tragende Leiterplatte aus als "Meterware" vor­ gefertigten Elementen in der optimalen, benötigten Länge durch einfaches Abmessen und Abtrennen gebildet. Dabei wird durch die Ausbildung der diffraktiven/refraktiven optischen Elemente unmittelbar in der Frontabdeckung eine weitere Redu­ zierung der benötigten Elemente und damit eine weitere Ko­ stenreduzierung erreicht. Darüber hinaus wird auf diese Weise ermöglicht, daß auch die ursprünglich separate Einzelteile darstellenden, diffraktiven/refraktiven optischen Elemente als "Meterware" vorbereitet werden können.

Ein weiterer Vorteil in der Zusammenfassung der Frontab­ deckung und der diffraktiven/refraktiven optischen Elemente zu einem einheitlichen Bauteil liegt darin, daß eine gesonderte Linsenherstellung entfallen kann und die optischen Elemente auf der unbehandelten transparenten Frontabdeckung in einem kontinuierlichen Prozeß beispielsweise eingeprägt und somit in einem "Endlosverfahren" mit gleichbleibender Qualität preiswert hergestellt werden können.

Auch die Leiterplatte kann praktisch in einem kontinuierli­ chen Prozeß automatisch bestückt werden, wodurch die Qualität der automatischen Bestückung erhöht werden kann. Darüber hin­ aus sind keine Verbindungen einzelner Leiterplatten unterein­ ander, beispielsweise über Steckverbindungen oder Lötungen erforderlich, wodurch die mit diesen Verbindung oftmals ein­ hergehenden Probleme ebenfalls entfallen.

Auch der Test der bestückten Leiterplatten kann unmittelbar nach der Bestückung im selben Verfahrensschritt durchgeführt werden, wodurch die Kosten weiter reduziert und die Qualität gleichzeitig erhöht werden können. Das Abtrennen der einzel­ nen Elementabschnitte kann je nach verwendetem Material durch Schneiden, Brechen, Sägen oder dergleichen erfolgen.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind zwischen der die Sende- bzw. die Empfangselemente tragenden Leiterplatte und der die diffraktiven/refraktiven optischen Elemente bildenden Frontplatte eine Vielzahl von Blendenöff­ nungen vorgesehen, die in einer einheitlichen, einstückig ausgebildeten Blendenplatte ausgebildet sind. Diese Blenden­ platte kann entsprechend der Herstellung der Leiterplatte bzw. der Frontabdeckung in einem Endlosverfahren hergestellt werden, so daß bei der Herstellung eines Lichtgitters der ge­ wünschten Länge lediglich ein entsprechender Abschnitt des vorbereiteten Blendenplattenmaterials abgetrennt werden muß. Durch die Blendenplatte wird die Streuung zwischen nebenein­ anderliegenden Sende- bzw. Empfangselementen verringert, wo­ durch die Ansprechgenauigkeit des Lichtgitters erhöht wird.

Bevorzugt sind die Mittenabstände zweier benachbarter dif­ fraktiver/refraktiver optischer Elemente, zweier benachbarter Sendeelemente, zweier benachbarter Empfangselemente und gege­ benenfalls zweier benachbarter Blendenöffnungen im wesentli­ chen gleich groß. Durch diese Anordnung sowie der jeweils einstückigen Ausbildung der Frontabdeckung sowie der Leiter­ platte und der Blendenplatte ist gewährleistet, daß durch einfache Justierung der die diffraktiven/refraktiven opti­ schen Elemente tragenden Frontabdeckung bezüglich der jewei­ ligen Leiterplatte und gegebenenfalls der Blendenplatte in einem einmaligen Vorgang sämtliche Sende- bzw. Empfangsele­ mente, mit sämtlichen diffraktiven/refraktiven optischen Ele­ menten sowie gegebenenfalls sämtlichen Blendenöffnungen fluchtend ausgerichtet sind. Eine Justierung der Position einzelner Elemente ist somit nicht erforderlich.

Vorteilhaft sind die Größen der Blendenöffnungen variabel einstellbar, wodurch eine stufenlose Anpaßbarkeit an unter­ schiedliche Kundenwünsche erzielbar sein kann.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung sind die Leiterplatte und/oder die Frontabdeckung und/oder die Blendenplatte flexibel, insbesondere jeweils als flexible Folie, ausgebildet. Auf diese Weise kann das Licht­ gitter sehr individuell verlaufend ausgebildet werden, so daß es beispielsweise entlang einer vorgegebenen Krümmung ange­ paßt werden kann. Weiterhin kann die Herstellung flexibler Frontabdeckungen mit integrierten diffraktiven/refraktiven optischen Elementen bzw. die Herstellung flexibler Leiter­ platten oder Blendenplatten im "Reel-to-Reel"-Verfahren her­ gestellt werden. Dabei werden die vorgefertigten Basismate­ rialien von einer Vorratsrolle abgewickelt, zum Einprägen der diffraktiven/refraktiven Elemente, zum Bestücken mit den Sen­ de- bzw. Empfangselementen oder zum Erzeugen der Blendenöff­ nungen jeweils geeigneten Einrichtungen zugeführt und die derart vorbereiteten Zwischenprodukte auf eine weitere Vor­ ratsrolle wieder aufgewickelt. Zur Herstellung eines Licht­ gitters gewünschter Größe kann dann von dieser Vorratsrolle die gewünschte Länge des jeweiligen Zwischenproduktes abge­ wickelt und von dem restlichen, sich auf der Rolle befindli­ chen Material abgetrennt werden.

Die Leiterplatte und/oder die Frontabdeckung und/oder die Blendenplatte kann dabei jeweils so flexibel ausgebildet sein, daß sie in einer durch die optischen Achsen der Sende- bzw. Empfangselemente definierte Richtung und/oder in einer Richtung senkrecht dazu oder in einer beliebigen Richtung verbiegbar sind. Während eine Flexibilität in Richtung der optischen Achsen durch ein geeignetes dünnes flexibles Mate­ rial erreicht werden kann, kann eine seitliche Flexibilität, d. h. eine Flexibilität senkrecht bzw. schräg zu den optischen Achsen beispielsweise dadurch erreicht werden, daß in den Be­ reichen zwischen den Linsen bzw. den Blendenöffnungen bzw. den Sende- bzw. den Empfangselementen insbesondere keilförmi­ ge seitlichen Ausnehmungen ausgebildet sind, die zu den seit­ lichen Rändern der Leiterplatte und/oder der Frontabdeckung und/oder der Blendenplatte insbesondere offen ausgebildet sind.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Frontabdeckung und die Leiterplatte sowie gegebenen­ falls die Blendenplatte gegeneinander unverschiebbar angeord­ net, insbesondere miteinander verbunden. Dabei kann diese Verbindung über die Länge der einzelnen Elemente betrachtet an einzelnen Punkten oder über die gesamte Länge der Bauele­ mente geschehen. Insbesondere wenn die Leiterplatte, die Frontabdeckung und gegebenenfalls die Blendenplatte flexibel ausgebildet sind, sind sie bevorzugt in einem gemeinsamen, insbesondere starr ausgebildeten Gehäuse angeordnet. Auf die­ se Weise erfolgt die Verbindung der flexiblen Elemente durch das gemeinsame Gehäuse, das den das Lichtgitter bildenden Sender- bzw. Empfängerleisten gleichzeitig die notwendige Stabilität gibt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung ist das Gehäuse als U-förmige Profilschiene, insbesonde­ re als Stranggußprofil ausgebildet, wobei insbesondere an den Innenseite der Schenkel der U-förmigen Profilschiene Füh­ rungsabschnitte, insbesondere Führungsleisten, zum Einführen und Halten der Frontabdeckung sowie gegebenenfalls weitere Führungsabschnitte, insbesondere weitere Führungsleisten, zum Einführen und Halten der Blendenplatte ausgebildet sind. Die Leiterplatte kann vorteilhaft unmittelbar am Boden der U-förmigen Profilschiene angeordnet und insbesondere an diesem befestigt sein. Die Befestigung sowohl der Leiterplatte als auch der Frontabdeckung bzw. der Blendenplatte kann bei­ spielsweise durch Klebung, Verschraubung oder Bördelung mit dem Gehäuse erfolgen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Diffraktive bzw. refraktive optische Elemente können grund­ sätzlich beispielsweise auf folgende Weise erzeugt werden. In einer insbesondere aus Kunststoff bestehenden Basisfolie oder -platte werden zunächst parallel zueinander verlaufende, ins­ besondere unmittelbar nebeneinanderliegende, streifenförmige Zylinderlinsen, insbesondere Fresnel-Zylinderlinsen gebildet.

Die für die Linsen erforderlichen linienförmigen Ausnehmungen können beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß über die Oberfläche der Basisfolie bzw. der Basisplatte ein Laser­ strahl mit insbesondere dreieckigem oder rautenförmigem Quer­ schnitt entlang paralleler Linien geführt wird, so daß das Material der Basisfolien bzw. -platte an der Oberfläche ent­ lang der Führungslinien geschmolzen wird und verdampft. An Stellen größeren Querschnitts des Laserstrahls wirkt während des Überstreichens mehr Energie auf das Material ein, so daß an diesen Stellen mehr Material geschmolzen wird und dadurch die entstehenden Ausnehmungen eine größere Tiefe besitzen. Somit kann auf diese Weise eine Vielzahl von parallelen, ril­ lenförmigen Ausnehmungen gebildet werden, die senkrecht zur Oberfläche der Basisfolie bzw. -platte einen im wesentlichen dreieckige Querschnitt besitzen.

Von den auf diese oder andere Weise erzeugten Basisfolien bzw. -platten mit streifenförmigen optischen Elementen werden dann zum einen eine Vielzahl von ersten Abschnitten beliebi­ ger Länge, die jeweils aus einem einzelnen streifenförmigen Element bestehen, und zum anderen in einer Richtung senkrecht zu den Längsachsen der streifenförmigen optischen Elemente streifenförmige zweite Abschnitte, deren Breite im wesentli­ chen gleich der Breite der streifenförmigen optischen Elemen­ te ist, abgetrennt, beispielsweise abgeschnitten. Je ein er­ ster und ein zweiter Abschnitt werden anschließend aufeinan­ dergelegt und insbesondere miteinander fixiert, so daß die Längsachsen der rillenförmigen Ausnehmungen des ersten und zweiten Abschnittes jeweils senkrecht übereinander liegen, wodurch eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden Sammellinsen erzeugt werden.

Auf diese Weise sind praktisch endlose Streifen bzw. Streifen von bestimmter Länge mit einer Vielzahl von hintereinander­ liegenden optischen Elementen herstellbar. Typische Dicken der verwendeten Basisfolien bzw. -platten können zwischen 50 und 300 µm, insbesondere um ca. 175 µm liegen. Die Tiefe der erzeugten rillenförmigen Ausnehmungen können beispielsweise zwischen 3 und 50 µm, insbesondere um 10 µm betragen. Die be­ schriebenen Streifen können in einer optischen Anordnung ge­ mäß den Ansprüchen 1 bis 19 bzw. bei einem Lichtgitter gemäß Anspruch 20 sowie bei einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 21 bis 35 verwendet werden. Sie können jedoch auch unabhängig davon bei anderen Anwendungen eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrie­ ben; in diesen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein erfin­ dungsgemäß ausgebildetes Lichtgitter,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsge­ mäß ausgebildete Frontabdeckung,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Sendeleiste eines er­ findungsgemäß ausgebildeten Lichtgitters,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Herstellung einer flexiblen Frontabdeckung mit diffraktiven/refraktiven opti­ schen Elementen und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Herstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten flexiblen Leiterplatte.

In Fig. 1 ist ein Lichtgitter 1 dargestellt, das eine Sende­ leiste 2 und eine Empfangsleiste 3 umfaßt.

Die Sendeleiste 2 umfaßt ein leistenförmiges Gehäuse 4, von dem in dem in Fig. 1 dargestellten Längsschnitt lediglich die Gehäuserückwand 5 zu sehen ist. Im Inneren des Gehäuses 4 ist im Bereich der Gehäuserückwand 5 eine Leiterplatte 6 angeord­ net, an der in äquidistanten Abständen Sendeelemente 7 befe­ stigt und elektrisch angeschlossen sind.

In der Mitte des Gehäuses 4 ist eine Blendenplatte 8 vorgese­ hen, die in äquidistanten Abständen mit Blendenöffnungen 9 versehen ist, wobei die Mittenabstände zwischen benachbarten Blendenöffnungen 9 gleich der Mittenabstände zwischen benach­ barten Sendeelementen 7 sind.

An der zur Gehäuserückwand 5 entgegengesetzten Seite des Ge­ häuses 4 ist eine transparente Frontabdeckung 10 vorgesehen, in der in äquidistanten Abständen schematisch dargestellte diffraktive/refraktive optische Elemente 11 ausgebildet sind.

Die der Sendeleiste 2 gegenüberliegend angeordnete Empfangs­ leiste 3 umfaßt ein leistenförmiges Gehäuse 12, von dem in dem in Fig. 1 dargestellten Längsschnitt lediglich die Gehäu­ serückwand 13 dargestellt ist.

Im Bereich der Gehäuserückwand 13 ist eine Leiterplatte 14 angeordnet, an der Empfangselemente 15 in äquidistanten Ab­ ständen befestigt und elektrisch angeschlossen sind.

In der Mitte des Gehäuses 12 ist eine Blendenplatte 16 ange­ ordnet, in der in äquidistanten Abständen Blendenöffnungen 17 vorgesehen sind. Die Mittenabstände zwischen den Blendenöff­ nungen 17 sind im wesentlichen identisch zu den Mittenabstän­ den der Empfangselemente 15.

An der der Gehäuserückwand 13 gegenüberliegenden Seite der Empfangsleiste 3 ist eine transparente Frontabdeckung 18 vor­ gesehen, in der in äquidistanten Abständen schematisch darge­ stellte diffraktive/refraktive optische Elemente 19 ausgebil­ det sind.

Die Sendeelemente 7 erzeugen Lichtstrahlen 20, die durch die Blendenöffnungen 9 hindurch abgestrahlt und über die diffrak­ tiven/refraktiven optischen Elemente 11 der Sendeleiste 2 auf die diffraktiven/refraktiven optischen Elemente 19 der Sende­ leiste 3 gebündelt werden. Von diesen werden die empfangenen Lichtstrahlen 20' durch die Blendenöffnungen 17 auf die Emp­ fangselemente 15 projiziert.

Aus Fig. 2 ist der bandförmige Aufbau der transparenten Frontabdeckung 10 zu erkennen. In der transparenten Frontab­ deckung 10 sind entlang deren Längsachse hintereinanderlie­ gend eine Vielzahl von diffraktiven/refraktiven optischen Elementen 11 ausgebildet. Dabei geben die Mittenabstände X zweier benachbart angeordneter diffraktiver/refraktiver opti­ scher Elemente 11 die Auflösung des Lichtgitters 1 (siehe Fig. 1) an.

Aus Fig. 3 ist der Aufbau des Gehäuses 4 als U-förmige Pro­ filschiene 21 zu erkennen. Die U-förmige Profilschiene 21 be­ sitzt zwei Schenkel 22, die jeweils im rechten Winkel auf der die Basis der U-förmigen Profilschiene 21 bildenden Gehäuse­ rückwand 5 stehen.

An den Innenseiten der Schenkel 22 sind im Bereich deren freien Enden als Ansätze ausgebildete Führungsleisten 23 vor­ gesehen, zwischen denen jeweils eine Führungsnut 24 ausgebil­ det ist, deren Weite in etwa der Dicke der Frontabdeckung 10 entspricht.

Die Frontabdeckung 10 ist mit ihren seitlichen Enden in den Führungsnuten 24 angeordnet und in diese beispielsweise in einer Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene eingeschoben.

In ähnlicher Weise sind im Mittenbereich der U-förmigen Pro­ filschiene 21 an den Innenseiten der Schenkel 22 jeweils zwei Führungsleisten 25 ausgebildet, die zwischen sich jeweils ei­ ne Führungsnut 26 ausbilden. In diese Führungsnuten 26 ist die Blendenplatte 8 so eingeschoben, daß ihre seitlichen En­ den die Führungsnuten 26 im wesentlichen vollständig ausfül­ len.

An der den Boden 27 der U-förmigen Profilschiene 21 bildenden Innenseite der Gehäuserückwand 5 ist die Leiterplatte 6 vor­ gesehen und mit dieser beispielsweise verklebt. Die Leiter­ platte 6, die Blendenplatte 8 und die Frontabdeckung 10 sind dabei so in der U-förmigen Profilschiene 21 ausgerichtet, daß die Symmetrieachsen 28 der diffraktiven/refraktiven optischen Elemente 11, der Blendenöffnungen 9 und der auf der Leiter­ platte 6 angeordneten Sendeelemente 7 miteinander fluchten.

Die Frontabdeckung 10 und die Blendenplatte 8 können gegen Verschieben innerhalb der Führungsnuten 24 bzw. 26 beispiels­ weise durch Verklebung gesichert sein. Weiterhin können an den Enden der Sendeleiste 2 Begrenzungselemente, beispiels­ weise in Form von Abdeckkappen vorgesehen sein, durch die ei­ ne Längsverschiebung der Frontabdeckung 10 und der Blenden­ platte 8 verhindert wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die einmal zueinander justierten diffraktiven/refraktiven optischen Elemente, Blendenöffnungen und Sendeelemente im Be­ trieb nicht gegeneinander verschoben werden können.

Die Empfangsleiste 3 ist analog der in Fig. 3 dargestellten Sendeleiste 2 ausgebildet, wobei lediglich die Sendeelemente 7 durch entsprechende Empfangselemente 15 ersetzt sind.

Bei der in Fig. 4 schematisch dargestellten Vorrichtung zur Erzeugung flexibler Frontabdeckungen mit integrierten dif­ fraktiven/refraktiven optischen Elementen ist ein bandförmi­ ges transparentes Material 29, das zur Bildung der transpa­ renten Frontabdeckung verwendet werden soll und eine Länge besitzt, die üblicherweise ein Mehrfaches der Länge der zu erzeugenden Frontabdeckung beträgt, auf einer ersten Rolle 30 aufgewickelt. Zur Bildung der diffraktiven/refraktiven opti­ schen Elemente wird das transparente Material 29 von der Rol­ le 30 abgewickelt und einer Heißprägeeinrichtung 31 zuge­ führt.

In dieser werden kontinuierlich diffraktive/refraktive opti­ sche Elemente in das transparente Material 29 eingeprägt und anschließend wird das zu behandelnde transparente Material 29 einer zweiten Rolle 32 zugeführt und auf dieser aufgewickelt.

Nachdem das transparente Material vollständig von der ersten Rolle 30 abgewickelt, durch die Heißprägeeinrichtung 31 mit diffraktiven/refraktiven optischen Elementen versehen und an­ schließend vollständig auf die zweite Rolle 32 aufgewickelt wurde, kann zur Erzeugung von Frontabdeckungen bestimmter Länge eine entsprechende Länge an transparentem Material 29 von der zweiten Rolle 32 abgewickelt und abgetrennt, bei­ spielsweise abgeschnitten oder abgesägt werden.

Die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Herstellung bestückter Leiterplatten funktioniert analog zu der nach Fig. 4 beschriebenen Vorrichtung. Auf eine erste Rolle 33 ist bandförmiges Leiterplattenmaterial 34 aufge­ rollt, das eine Länge besitzt, die üblicherweise ein Mehrfa­ ches der Länge der zu erzeugenden Leiterplatten beträgt. Das Leiterplattenmaterial 34 wird kontinuierlich von der ersten Rolle 33 abgewickelt und einem Bestückungsautomat 35 zuge­ führt, mit dem das Leiterplattenmaterial 34 mit den Sende- bzw. Empfangselementen 7, 15 bestückt wird. Unmittelbar nach der Bestückung kann durch einen nicht dargestellten, nachge­ schalteten Testautomat ein Funktionstest durchgeführt werden.

Das mit den Sende- bzw. Empfangselementen 7, 15 bestückte Leiterplattenmaterial 34 wird einer zweiten Rolle 36 zuge­ führt und auf dieser aufgewickelt, bis die gesamte Länge des Leiterplattenmaterials 34 mit Sende- bzw. Empfangselementen 7, 15 bestückt worden ist.

Zur Herstellung einer Leiterplatte mit einer bestimmten Länge wird ein entsprechendes Stück des bestückten Leiterplattenma­ terials 34 von der zweiten Rolle 36 abgewickelt und abge­ trennt.

Die gemäß der Beschreibung nach den Fig. 4 und 5 erzeugten Frontabdeckungen bzw. Leiterplatten können dann beispielswei­ se in eine U-förmige Profilschiene 21 gemäß Fig. 3 eingeführt werden, so daß erfindungsgemäß ausgebildete Sende- und Emp­ fangsleisten 2, 3 gebildet werden.

Die Blendenplatte 8 kann analog zu der gemäß den Fig. 4 und 5 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Anstelle der Heißprägeeinrichtung bzw. des Bestückungsautomats ist in die­ sem Fall lediglich eine Vorrichtung zur Ausbildung von Blen­ denöffnungen, beispielsweise eine Stanzvorrichtung vorzuse­ hen.

Grundsätzlich müssen nicht alle auf den Leiterplatten 6, 14 vorgesehenen Bestückungsstellen mit Sende- bzw. Empfangsele­ menten 7, 14 bestückt werden. Es kann auch beispielsweise nur jede zweite Bestückungsstelle bestückt werden, so daß durch entsprechende Einstellung des Bestückungsautomats Lichtgitter unterschiedlicher Auflösungen produziert werden können. Der Abstand der in der Frontabdeckung integrierten diffrakti­ ven/refraktiven optischen Elemente kann dabei unverändert sein, so daß auf diese Weise nur eine Art von Frontabdeckun­ gen zur Erzeugung von unterschiedlichen Lichtgittern bereit­ gehalten werden muß.

Claims (35)

1. Optische Anordnung mit einer Vielzahl von Licht aussen­ denden Sende- bzw. Empfangselementen (7, 15), einer Vielzahl von diffraktiven/refraktiven optischen Elemen­ ten (11) und einer transparenten Frontabdeckung (10), insbesondere einer Frontscheibe, dadurch gekennzeichnet,
daß die diffraktiven/refraktiven optischen Elemente (11) auf einem einheitlichen, einstückig ausgebildeten Trä­ gerelement angeordnet sind,
daß das Trägerelement durch die Frontabdeckung (10) ge­ bildet wird und die diffraktiven/refraktiven optischen Elemente (11) unmittelbar in der Frontabdeckung (10) ausgebildet, insbesondere in diese eingeprägt oder ein­ gegossen sind und
daß die Sende- bzw. Empfangselemente (7, 15) auf einer einheitlichen, einstückig ausgebildeten Leiterplatte (6) angeordnet sind.

2. Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der die Sende- bzw. die Empfangselemente (7, 15) tragenden Leiterplatte (6, 14) und der die dif­ fraktiven/refraktiven optischen Elemente (11, 19) bil­ denden Frontplatte (10, 18) eine Vielzahl von Blenden­ öffnungen (9, 17) vorgesehen sind, die in einer einheit­ lichen, einstückig ausgebildeten Blendenplatte (8, 16) ausgebildet sind.

3. Optische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (6, 14) und/oder die Frontabdeckung (10, 18) und/oder die Blendenplatte (8, 16) flexibel, insbesondere jeweils als flexible Folie, ausgebildet sind.

4. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontabdeckung (10, 18) aus Kunststoff, bei­ spielsweise aus Plexiglas ausgebildet ist.

5. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (6, 14) und/oder die Frontabdeckung (10, 18) und/oder die Blendenplatte (8, 16) bandförmig ausgebildet sind.

6. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die diffraktiven/refraktiven optischen Elemente (11, 19) als Fresnel-Linsen ausgebildet sind.

7. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenabstände zweier benachbarter diffrakti­ ver/refraktiver optischer Elemente (11, 19) im wesentli­ chen gleich der Mittenabstände (X) zweier benachbarter Sendeelemente (7) ist.

8. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenabstände zweier benachbarter diffrakti­ ver/refraktiver optischer Elemente (11, 19) im wesentli­ chen gleich der Mittenabstände zweier benachbarter Emp­ fangselemente (15) ist.

9. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenabstände zweier benachbarter diffrakti­ ver/refraktiver optischer Elemente (11, 19) im wesentli­ chen gleich der Mittenabstände zweier benachbarter Blen­ denöffnungen (9, 17) ist.

10. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Größen der Blendenöffnungen (9, 17) variabel einstellbar sind.

11. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontabdeckung (10, 18) und die Leiterplatte (6, 14) sowie gegebenenfalls die Blendenplatte (8, 16) ge­ geneinander unverschiebbar angeordnet, insbesondere mit­ einander verbunden sind.

12. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontabdeckung (10, 18) und die Leiterplatte (6, 14) sowie gegebenenfalls die Blendenplatte (8, 16) in einem gemeinsamen, insbesondere starr ausgebildeten Ge­ häuse (4, 12) angeordnet sind.

13. Optische Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4, 12) als U-förmige Profilschiene (21), insbesondere als Stranggußprofil ausgebildet ist.

14. Optische Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der U-förmigen Profilschiene (21), insbesondere an den Innenseiten der Schenkel (22) der U-förmigen Pro­ filschiene (21), Führungsabschnitte, insbesondere Füh­ rungsleisten (23), zum Einführen und Halten der Frontab­ deckung (10, 18) sowie gegebenenfalls weitere Führungs­ abschnitte, insbesondere weitere Führungsleisten (25), zum Einführen und Halten der Blendenplatte (8, 16) aus­ gebildet sind.

15. Optische Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (6, 14) am Boden (27) der U-förmi­ gen Profilschiene (21) angeordnet und insbesondere an diesem befestigt ist.

16. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Sendeelemente (7) kleiner oder gleich der Anzahl der diffraktiven/refraktiven optischen Ele­ mente (11) ist.

17. Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Empfangselemente (15) kleiner oder gleich der Anzahl der diffraktiven/refraktiven optischen Elemente (19) ist.

18. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Blendenöffnungen (9, 17) kleiner oder gleich der Anzahl der diffraktiven/refraktiven optischen Elemente (11, 19) ist.

19. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (6, 14) und/oder die Frontabdeckung (10, 18) und/oder die Blendenplatte (8, 16) im wesentli­ chen in Richtung der optischen Achsen der Sende- bzw. der Empfangselemente (7,15) und/oder in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu den optischen Achsen der Sende- bzw. der Empfangselemente (7,15) und/oder in be­ liebiger Richtung flexibel ausgebildet sind.

20. Lichtgitter mit zumindest einer optischen Anordnung mit Sendeelementen (7) sowie zumindest einer optischen An­ ordnung mit Empfangselementen (15) nach einem der An­ sprüche 1 bis 19.

21. Verfahren zur Herstellung eines aus transparentem Mate­ rial (29) bestehenden Trägerelements mit einer vorgege­ benen Zahl diffraktiver/refraktiver optischer Elemente (11, 19), insbesondere zur Verwendung in einer optischen Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt eine Anzahl diffrakti­ ver/refraktiver optischer Elemente (11, 19), die größer ist als die vorgegebene Zahl, direkt in das transparente Material (29) integriert, insbesondere eingeprägt oder eingegossen wird und in einem weiteren Verfahrensschritt das Trägerelement mit der vorgegebenen Zahl diffrakti­ ver/refraktiver optischer Elemente (11, 19) durch Ab­ trennen eines Abschnitts des transparenten Materials (29), in dem die vorgegebene Zahl diffraktiver/refrak­ tiver optischer Elemente (11, 19) ausgebildet ist, ge­ bildet wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß als transparentes Material (29) flexibler Kunst­ stoff, insbesondere eine flexible Folie, verwendet wird.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein bandförmig ausgebildetes, transparentes Material (29) verwendet wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmig ausgebildete, transparente Material (29) vor Bildung der diffraktiven/refraktiven optischen Elemente (11, 19) auf einer ersten Rolle aufgewickelt ist und zur Bildung der diffraktiven/refraktiven opti­ schen Elemente ein Ende des transparenten Materials von der ersten Rolle (30) abgewickelt und einer Einrichtung zur Bildung diffraktiver/refraktiver optischer Elemente (11, 19) zugeführt wird, in der die diffraktiven/refrak­ tiven optischen Elemente (11, 19) in das transparente Material (29) integriert werden.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche des transparenten Materials (29), in die die diffraktiven/refraktiven optischen Elemente (11, 19) integriert wurden, auf eine zweite Rolle (32) aufge­ wickelt werden und nach vollständigem Aufwickeln des transparenten Materials (29) auf die zweite Rolle (32) der Abschnitt mit der vorgegebenen Zahl diffraktiver/re­ fraktiver optischer Elemente (11, 19) wiederum von der zweiten Rolle (32) abgewickelt und anschließend abge­ trennt wird.

26. Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte (6, 14) mit einer vorgegebenen Zahl Sendeelemente/Empfangselemente (7, 15), insbesondere zur Verwendung in einer optischen Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt Leiterplattenmaterial mit einer Anzahl von Sendeelementen/Empfangselementen (7, 15), die größer ist als die vorgegebene Zahl, bestückt wird und in einem weiteren Verfahrensschritt die Leiter­ platte (6, 14) mit der vorgegebenen Zahl von Sendeele­ menten/Empfangselementen (7, 15) durch Abtrennen eines Abschnitts des Leiterplattenmaterials (34), das die vor­ gegebene Zahl von Sendeelementen/Empfangselementen (7, 15) enthält, gebildet wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß als Leiterplattenmaterial (34) flexibler Kunststoff, insbesondere eine flexible Folie, verwendet wird.

28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß ein bandförmig ausgebildetes, Leiterplattenmaterial (34) verwendet wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmig ausgebildete Leiterplattenmaterial (34) vor Bestückung mit den Sendeelementen/Empfangs­ elementen (7, 15) auf einer ersten Rolle (33) aufge­ wickelt ist und zur Bestückung mit den Sendeelemen­ ten/Empfangselementen (7, 15) ein Ende des Leiterplat­ tenmaterials (34) von der ersten Rolle (33) abgewickelt und einer Bestückungseinrichtung (35) zugeführt wird, in der das Leiterplattenmaterial (34) mit den Sendeelemen­ ten/Empfangselementen (7, 15) bestückt werden.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche des Leiterplattenmaterials (34), die mit den Sendeelementen/Empfangselementen (7, 15) be­ stückt wurden, auf eine zweite Rolle (36) aufgewickelt werden und nach vollständigem Aufwickeln des Leiterplat­ tenmaterials (34) auf die zweite Rolle (36) der Ab­ schnitt mit der vorgegebenen Zahl von Sendeelemen­ ten/Empfangselementen (7, 15) wiederum von der zweiten Rolle (36) abgewickelt und anschließend abgetrennt wird.

31. Verfahren zur Herstellung einer Blendenplatte (8, 16) mit einer vorgegebenen Zahl von Blendenöffnungen (9, 17), insbesondere zur Verwendung in einer optischen An­ ordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt in Blendenplattenmaterial eine Anzahl von Blendenöffnungen (9, 17), die größer ist als die vorgegebene Zahl, ausgebildet wird und in einem weiteren Verfahrensschritt die Blendenplatte (8, 16) mit der vorgegebenen Zahl von Blendenöffnungen (9, 17) durch Abtrennen eines Abschnitts des Blendenplattenmaterials, das die vorgegebene Zahl von Blendenöffnungen (9, 17) enthält, gebildet wird.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß als Blendenplattenmaterial flexibler Kunststoff, insbesondere eine flexible Folie, verwendet wird.

33. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß ein bandförmig ausgebildetes, Blendenplattenmaterial verwendet wird.

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmig ausgebildete Blendenplattenmaterial vor Ausbildung der Blendenöffnungen (9, 17) auf einer ersten Rolle aufgewickelt ist und zur Ausbildung der Blendenöffnungen (9, 17) ein Ende des Blendenplattenma­ terials von der ersten Rolle abgewickelt und einer Ein­ richtung zur Ausbildung von Blendenöffnungen, insbeson­ dere einer Stanzeinrichtung zugeführt wird, in der die Blendenöffnungen (9, 17) in dem Blendenplattenmaterial ausgebildet werden.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche des Blendenplattenmaterials, in denen die Blendenöffnungen (9, 17) ausgebildet wurden, auf ei­ ne zweite Rolle aufgewickelt werden und nach vollständi­ gem Aufwickeln des Blendenplattenmaterials auf die zwei­ te Rolle der Abschnitt mit der vorgegebenen Zahl von Blendenöffnungen (9, 17) wiederum von der zweiten Rolle abgewickelt und anschließend abgetrennt wird.