DE2127013C3 - Reflexionslichtschranke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reflexionslichtschranke, bei der ein Sender und ein Empfänger auf der Innenseite einer vom Sende- und Empfangslichtbündel durchsetzten Linse unter Zwischenschaltung eines Strahlenteilers angeordnet sind, bei der ferner von der Lichtquelle ausgehende und an der Innenseite der Linse reflektierte Lichtbündel nicht auf den Empfänger einwirken.

Eine derartige Reflexionslichtschranke ist bekannt (US-PS 32 14 596). Die Lichtquelle ist bei dieser Vorrichtung außerhalb der optischen Achse der Linse y> angeordnet Die Hauptebene der Linse schließt dadurch mit der Wandung des Tubus, in dem sich ein teildurchlässiger Spiegel befindet, einen von 90° verschiedenen Winkel ein. Mit Hilfe dieser Maßnahme soll das an der Oberfläche der Linse reflektrierte Licht in eine Richtung abgelenkt werden, die sich von der Richtung derjenigen Lichtstrahlen unterscheidet, die über die Linse verlaufen. Von der Oberfläche der schräggestellten Linse wird das Licht gegen die Tubuswandung geworfen, die einen lichtabsorbierenden Überzug aufweist.

Der Abstand der Lichtquelle von der optischen Achse der Linse muß um so größer sein, je stärker die Oberfläche der Linse gewölbt ist. Durch die außerhalb der optischen Achse der Linse angeordnete Lichtqelle können Abbildungsfehler entstehen.

Es ist weiterhin schon eine lichtelektrische Abtastvorrichtung vorgeschlagen worden (DE-PS 19 57 494), bei der die Strahlen der Lichtquelle auf das abzutastende Objekt mittels einer Optik gelenkt werden, die eine plankonvexe Linse umfaßt. Diese plankonvexe Linse enthält im Znetrum eine kegelförmige Aussparung, und zwar auf der von der Lichtquelle abgewandten und dem Objekt zugekehrten Seite. Die Lichtaus- und eintrittsseite der Abtastvorrichtung nach diesen älteren SS Vorschlag wird durch eine Optik gebildet, in deren Zentrum sich ein fotoelektrischer Wandler befindet Im Zusammenwirken mit weiteren optischen Bauteilen verhindert die genannte kegelförmige Aussparung der Plankonvexlinse eine Objektabschattung durch den fotoelektrischen Wandler.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reflexionslichtschranke der eingangs erwähnten Gattung derart weiterzuentwickeln, daß bei einer in der optischen Achse der Linse angeordneten Lichtquelle die von der Linsenoberfläche reflektierte und über den Strahlenteiler dem Photoempfänger zugeführte Strahlung weitgehend unterdrückt wird.

65 Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Linse auf der Innenseite einen die optische Achse einschließenden Hohlkegel aufweist

An der Mantelfläche des Kegels werden von der Lichtquelle ausgesandte Strahlen reflektiert Aufgrund des Reflexionswinkels können die Lichtstrahlen, selbst wenn sie noch auf den Strahlenteiler auftreffen, nicht mehr zum Photoempfänger gelangen. Dadurch wird das von Reflexionen an der Linsenoberfläche hervorgerufene Dunkel-Signal des Photoempfängers weitgehend vermieden. Es hat sich gezeigt, daß mit der vorstehend beschriebenen Anordnung auch gegenüber einer Lichtschranke mit einer Linse, deren Oberfläche vergütet ist, eine erhebliche Verkleinerung des Dunkel-Signals erreicht wird. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung ist darin zu sehen, daß Abbildungsfehler weitgehend vermieden werden.

Der Durchmesser des Hohlkegels kann sich nach dem geometrischen Strahlengang der Reflexionslichtschranke in bezug auf den zu überwachenden Gegenstand richten. Bei Reflexionslichtschranken mit parallelem Strahlengang und Tripelspiegel wird der Durchmesser so gewählt daß die neben den Rändern des Hohlkegels an der Linsenoberfläche reflektierten Strahlen nicht unter Winkeln auf die Fläche des Spiegels auftreffen, die der von der Linse kommenden reflektierten Strahlung zugeordnet sind. Bei Reflexionslichtschranken, in denen der zu überwachende Gegenstand abgebildet wird, müssen die von der Linsenoberfläche reflektierten Strahlen außerhalb der reflektierten Strahlung des Abbildes auf dem Spiegel liegen.

Der Hohlkegel läßt sich gleichzeitig mit dem Pressen der Linse herstellen. Es sind keine zusätzlichen Arbeitsgänge erforderlich. Ein entsprechender Kegel ist zweckmäßigerweise im Herstellungswerkzcug für die Linse enthalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der öffnungswinkel des Hohlkegels etwa 135° beträgt Durch den großen öffnungswinkel wird der Querschnitt auch von sehr dünnen Linsen nur sehr wenig geschwächt. Die Festigkeit der Linse wird durch den Hohlkegel deshalb nicht beeinträchtigt.

Ein Ausführangsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Reflexionslichtschranke mit physikalischer Strahlenteilung schematisch im Schnitt,

F i g. 2 ein Teil einer Reflexionslichtschranke mit geometrischer Strahlenteilung schematisch in perspektivischer Ansicht.

Von einer Lichtquelle 1 ausgesandte Strahlung durchsetzt einen halbdurchlässigen Spiegel 2 und gelangt zu einer Linse 3. Die Lichtquelle 1 ist im Brennpunkt der Linse 3 angeordnet. Die Linse 3 erzeugt eine parallele Strahlung, die auf einen Tripelspiegel 4 auftrifft, der die Strahlung in Einfallsrichtung reflektiert. Die reflektierte Strahlung gelangt zur Linse 3, die sie auf den teildurchlässigen Spiegel 2 wirft der um 45° gegen die optische Achse von Lichtquelle 1 und Linse 3 geneigt ist. Vom Spiegel 2 wird ein Teil der Strahlung reflektiert, die auf einen Photoempfänger 5 auftrifft In Richtung der optischen Achse der Linse 3 ist ein Hohlkegel 6 abgebracht Die von der Lichtquelle 1 über den Spiegel 2 auf den Mantel des Hohlkegels 6 geworfenen Strahlen werden unter Winkeln reflektiert, die ein Auftreffen dieser Strahlen auf den Photoempfänger 5 ausschließen. Dies ist aus dem Verlauf eines mit 7 bzeichneten Strahls ersichtlich, der an der Mantelfläche des Kegels 6 reflektiert wird.

Außerhalb des Kegels 6 treffen weiterhin von der Lichtquelle 1 ausgesandte Strahlen auf der Linse 3 auf. Der Durchmesser des Kegels 6 ist in bezug auf den Bereich 8, der auf dem Spiegel 2 den vom Tripelspiegel 4 reflektierten Strahlen zugeordnet ist, so groß ausgebil- S det, daß die neben den Rändern des Rebels 6 an der Oberfläche der Linse 3 reflektierten Strahlen nicht unter Winkeln auf dem Spiegel 2 auftreffen, die eine Ablenkung in Richtung der lichtempfindlichen Fläche des Photoempfängers 5 bewirken. ι ο

In der F \g. 1 sind zwei Lichtstrahlen 9,10 dargestellt, die seitlich neben dem Rand des Kegels 6 auf die Oberfläche der Linse 3 fallen. Die Strahlen 9,10 werden an der Linsenoberfläche reflektiert und treffen auf dem Spiegel 2 auf, von dem sie wiederum reflektiert werden. Die Reflexionswinkel sind jedoch derart, daß die Strahlen 9, 10 nicht mehr die lichtempfindliche Fläche des Photoelementes S erreichen.

An der Oberfläche der Linse 3 reflektierte Strahlung kann in der Anordnung gemäß F i g. 1 im Fnotoempfänger S keinen Strom hervorrufen. Das Verhältnis Heil-Signal bei nicht unterbrochenem Strahlengang der in F i g. 1 gezeigten Reflexionslichtschranke zu Dunkel-Signal bei unterbrochenem Strahlengang wird demnach am Photoempfänger wesentlich verbessert Die dem Photoempfänger 5 nachgeschalteten Stromkreise zur Feststellung des Unterschiedes zwischen Hell- und Dunkel-Signalen kommen demnach ohne aufwendige Schaltkreise aus.

In der Fig.2 sind neben einer Lichtquelle 11, eine Glasplatte 12 und eine Linse 13 dargestellt Auf der Glasplatte 12, die um 45° gegen die optische Achse von Lichtquelle 11 und Linse 13 geneigt ist, sind spiegelnde Abschnitte 14 nach Art eines Musters angebracht Das von der Lichtquelle 11 ausgesandte Licht tritt durch die nicht verspiegelten Abschnitte der Platte 12 hindurch und gelangt zur Linse 13. Die Linse 13 erzeugt einen parallelen Strahlengang. Die Strahlung wird von einem nicht näher dargestellten Spiegel reflektiert Die Linse 13 leitet reflektierte Strahlen zur Platte IZ Die auf die Abschnitte 14 fallenden Strahlen werden reflektiert und gelangen zu einem nicht näher dargestellten Photoempfänger. Die Linse 13 enthält einen Hohlkcgel 15.

Mittels der Platte 12 wird demnach eine geometrische Strahlenteilung hergestellt Für die Ausbildung des Hohlkegels 15 in der Linse 13 gelten die gleichen Maßnahmen, die bereits in Verbindung mit der Anordnung gemäß F i g. 1 eingehend erläutert wurden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Reflexionslichtschranke, bei der ein Sender und ein Empfänger auf der Innenseite einer vom Sende- S und Empfangslichtbündel durchsetzten Linse unter Zwischenschaltung eines Strahlenteilers angeordnet sind, bei der ferner von der Lichtquelle ausgehende und an der Innenseite der Linse reflektierte Lichtbündel nicht auf den Empfänger einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (3) auf der Innenseite einen die optische Achse einschließenden Hohlkegel (6) aufweist

2. Reflexionslichtschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der öffnungswinkel des Hohlkegels (6) etwa 135° beträgt