DE2117500A1

DE2117500A1 - Abtastlichtschranke

Info

Publication number: DE2117500A1
Application number: DE19712117500
Authority: DE
Inventors: Hartmut 7808 Waldkirch Knappe
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1971-04-10
Filing date: 1971-04-10
Publication date: 1972-10-19
Also published as: JPS56751B1; FR2132887A1; US3806222A; FR2132887B1; IT951213B; GB1338367A

Description

Patentanmeldung

!irma Erwin Sick, 7808 Waldkirch, An der Allee 7-9 λ

Abtastlichtschranke

Die Erfindung betrifft eine Abtastlichtschranke mit Mitteln zur Erzeugung eines Lichtbündels, bündelablenkenden optischen Mitteln im Strahlengang dieses Iientbündeis, durch welche das Lichtbündel periodisch über eine zu beobachtende Fläche ablenkbar ist, einem Umkehrreflektorstreifen jenseits der zu beobachtenden Fläche, durch den das Lichtbündel in sich umkehrbar ist, und einem Strahlenteiler, durch den das rücklaufende Lichtbündel auf einen photoelektrischen Empfänger geleitet wird.

Eine Abtastlichtschranke (Lichtvorhang) dieser Art ist beispielsweise bekannt durch die deutsche Patentschrift 960 785. Bei den bekannten Abtastlichtschranken ist der Strahlenteiler zwischen Lichtquelle und bündelablenkenden optischen Mitteln (Spiegelrad oder Schwingspiegel) angeordnet. Mit solchen Abtastlichtschranken ergeben sich Probleme, wenn selbstleuchtende Objekte erfaßt werden sollen, selbst

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wenn das Abtastliehtbündel durch das Objekt unterbrochen wird, gelangt doch, statt dessen Strahlung auf den Empfänger, die von dem abgetasteten Objekt selbst ausgesandt wird. Bs ergibt sich somit kein oder nur ein schlechtes Signal beim Erfassen des Objektes. Dieses Problem tritt beispielsweise bei messenden. lichtvorhängen auf, die eingesetzt werden zur Bandmittenregelung nach Glühofen, da hier das selbstleuch— tende Meßobjekt je' nach Yorschubgeschwindigkeit und Materialstärke sehr stark in seiner Strahlung schwanken kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abtastlieht— schranke der erwähnten Art so auszubilden, daß sie auch auf selbstleuchtende Objekte einwandfrei anspricht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Strahlenteiler im Strahlengang des rücklaufenden Lichtbündels vor den bündelablenkenden optischen Mitteln z.B. Motor oder Schwingspiegel sitzt und der photοelektrische Empfänger an einer Stelle angeordnet ist, an welcher das von dem TTmke.hrreflektor und dem Strahlenteiler reflektierte rücklaufende Iiichtbündel in Ruhe ist. ^

Bei einer solatien Anordnung sitzt der Strahlenteiler und der Empfänger vom Objekt her gesehen vor den bündelablenkenden optischen Mitteln; die Strahlung, die von dem Objekt auf den Empfänger fällt,, wird also durch die bündelablenkenden optischen Mittel nicht moduliert. Durch die Eigenstrahlung des Objektes erhält der Empfänger somit eine von den bündelablenkenden optischen Mitteln unabhängige zeitlich konstante G-leichlichtkomponente. Dieser G-leichlichtkomponente

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überlagert ist das Licht, welches von der Lichtquelle der Abtastlichtschranke über die bündelablenkenden optischen Mittel zu dem Umkehrrefl'ektorstreifen ausgesandt wird und von diesem über den Strahlenteiler auf den photoelektrischen Empfänger zurückgeworfen wird. Dieser mit der Abtastfrequenz modulierte Lichtanteil wird durch das Objekt, ob dies glüht oder nicht, periodisch unterbrochen. Wenn sich also in dem Gesichtsfeld der Abtastlichtschranke ein Objekt zeigt, so erscheint an dem Empfänger ein Dunkelimpuls, der in seiner Höhe unabhängig davon ist, ob das Objekt selbstleuchtend ist oder nicht. Wesentlich für die Erfindung ist, daß auch im rücklaufenden Strahlengang vor den bündelablenkenden optischen Mitteln eine Stelle gefunden werden kann, in welcher das von dem Strahlenteiler reflektierte rücklaufende Lichtbündel in Ruhe ist und so von dem Empfänger erfaßt werden kann.

Vorzugsweise ist der photoelektrische Empfänger in Bezug auf den als Teilerspiegel ausgebildeten Strahlenteiler spiegelbildlich zu dem Lichtfleck angeordnet, der von den bündelerzeugenden Mitteln auf den bündelablenkenden Mitteln erzeugt wird.

Da dieser Punkt unabhängig von einer Bewegung der bündelablenkenden Mittel, also beispielsweise eines Spiegelrotors, in Ruhe ist, weil nämlich die bunde!erzeugenden Mittel in Ruhe sind, sind auch die rücklaufenden Strahlen auf diesen ruhenden Lichtfleck gerichtet. Infolgedessen bleibt aber auch das Spiegelbild dieses ruhenden Lichtflecks, welches durch den Teilerspiegel erzeugt wird, in Ruhe, und die

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von dem Teilerspiegel reflektierten rücklaufenden Strahlen bilden dieses ruhende Spiegelbild, wo dann der photoelektrische Empfänger sitzt.

Die Erfindung- ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutertι

Die Zeichnung zeigt dabei schematisch den Strahlengang einer erfindungsgemäßen Abtastlichtschranke.

Von einer Lichtquelle 1 wird mittels einer Sammeloptik 2 ein Lichtbündel erzeugt, welches auf einen Spiegelrotor 3 fällt. Der Spiegelrotor 3 wird von einem Motor 4 angetrieben. Durch den Spiegelrotor 3 wird das Lichtbündel periodisch abgelenkt. Das Lichtbündel fällt auf einen Planspiegel 6 und wird von diesem.auf einen weiteren Planspiegel 7 gelenkt. Von dem Planspiegel 7 fällt das Licht auf einen Kugelspiegel 8 und tritt durch ein Lichtaustrittsfenster 9· Das Bündel streicht dann bei Umlauf des Spiegelrotors 3 senkrecht zur papierebene über eine zu überwachende Fläche F,- in welcher ein selbstleuchtendes Objekt 0 angeordnet sein kann.

Jenseite der Fläche F ist ein Umkehrreflektor 10 angeordnet, welcher das Lichtbündel in sich zurückwirft. Das rücklaufende Lichtbündel fällt wie angedeutet über den Kugel-· spiegel 8 und die Planspiegel 7 und 6 auf einen Strahlenteiler 5 in Form eines teildurchlässigen Spiegels. Der teildurchlässige Spiegel ist zur Bündelachse geneigt und reflektiert das rücklaufende Licht bündel auf einen photoelektri-

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sehen Empfänger 12. Der photoelektrisehe Empfänger 12 ist in Bezug auf den teildurchlässigen Spiegel 5 spiegelbildlich zu dem Lichtfleck L angeordnet, der von der Lichtquelle 1 und Sammeloptik 2 auf dem Spiegelrotor 3 erzeugt wird. Da dieser Lichtfleck unabhängig von der Drehung des Spiegelrotors in Ruhe ist, laufen auch die durch den Umkehrreflektor 10 umgelenkten rücklaufenden Lichtstrahlen alle d auf diesen ruhenden Lichtfleck L hin und werden von dem "

teildurchlässigen Spiegel 5 teilweise, nämlich nach Maßgabe des Teilerverhältnisses, auf den Empfänger 12 geworfen, der spiegelbildlich zu dem Lichtfelck L angeordnet ist.

Der Empfänger 12 enthält von dem Meßobjekt 0 einen Gleichlichtanteil. Außerdem enthält er moduliertes Licht von der Lichtquelle 1, welches über den Umkehrreflektor 10 geleitet ist, und beim Erfassen des Meßobjekts 0 einen Dunkelimpuls ergibt. Im Gegensatz zu vorbekannten Abtastlichtschranken liefert also die erfindungsgemäße Abtastlichtschranke auch bei selbstleuchtenden Objekten einen einwandfreien Dunkelimpuls von gleicher Höhe wie er bei nichtleuchtenden Objekten erzeugt wird.

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Claims

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pat entansprüche

Π/ Abtastlichtschr-anke mit Mitteln zur Erzeugung eines Lichtbündels, bündelablenkenden optischen Mitteln im Strahlengang dieses Licht bündeis, durch welche das Lichtbündel periodisch über eine zu beobachtende Fläche ablenkbar ist, einem Umkehrreflektorstreifen jenseits der zu beobachtenden Fläche, durch den das Lichtbündel in sich umkehrbar ist, und einem Strahlenteiler, durch den das rücklaufende Lichtbündel auf einen photoelektrisc.hen Empfänger geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenteiler (5) im Strahlengang des rücklaufenden Lichtbündeis vor den bündelabienkenden optischen Mitteln (3) sitzt und der photoelektrische Empfänger (12) an einer Stelle angeordnet ist,.die für das vom Strahlenteiler reflektierte Lichtbündel während der Ablenkung über die zu beobachtende Fläche jederzeit gleich ist, an welcher das von dem Strahlenteiler (5) reflektierte rücklaufende Lichtbündel in Ruhe ist.
2. Abtastlichtschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der photoelektrische Empfänger (12) in Bezug auf den als Teilerspiegel (5) ausgebildeten Strahlenteiler spiegelbildlich zu dem Lichtfleck (L) angeordnet ist, der von den bündelerzeugenden Mitteln (1, 2) auf den bündelablenkenden Mitteln (5) erzeugt wird.
3. Abtastlichtschranke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bündelablenkenden Mittel von einem Spiegelrotor (3) gebildet werden.

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4. Abtastlichtsehranke nach. Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Photowandler ein trichterförmiger Lichtleiter zur Verkleinerung der stets gleichen Stelle des reflektierten Licht bündeis vorgesetzt ist.

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