DE2161091C3

DE2161091C3 - Device for displaying the deflection of a part carrying a mirror

Info

Publication number: DE2161091C3
Application number: DE19712161091
Authority: DE
Inventors: Kurt 7121 Kleiningersheim Bauer; Hans-Christian 7140 Ludwigsburg Deutscher
Original assignee: SWF Spezialfabrik fuer Autozubehoer Gustav Rau GmbH
Current assignee: SWF Auto Electric GmbH
Priority date: 1971-12-09
Filing date: 1971-12-09
Publication date: 1974-05-22
Also published as: DE2161091A1; DE2161091B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige der Auslenkung eines einen Spiegel tragenden Teils, auf den ein gebündelter Strahl gerichtet ist, bei der der vom Spiegel reflektierte Strahl angezeigt wird, über den Verstellbereich des reflektierten Strahles eine Vielzahl von Lichtleitfasern mit ihren Lichteintrittsflächen gleichmäßig verteilt angeordnet sind und die Lichtaustrittsflächen der Lichtleitfasern in einer Anzeigeeinrichtung in vorgegebenem vergrößertem Abstand angeordnet sind.The invention relates to a device for displaying the deflection of a part carrying a mirror, towards which a bundled beam is directed, showing the beam reflected by the mirror, A large number of optical fibers with their light entry surfaces over the adjustment range of the reflected beam are arranged evenly distributed and the light exit surfaces of the optical fibers in a display device are arranged at a predetermined enlarged distance.

Derartige Vorrichtungen werden insbesondere dann eingesetzt, wenn es sich um sehr kleine Auslenkungen handelt. Der reflektierte Strahl ändert auf Grund einer Verstellung des Spiegels zum feststehenden darauf gerichteten Lichtstrahl seinen Winkel zum erregenden Lichtstrahl. Diese Winkt;r.r.d;runa kann zur Anzeige der kleinen Auslenkung eines Teils verwendet werdein. Das Auflösungsvermögen und damit die Meßgenauigkeit hängt dabei vom Abstand der Anzeigetafel vom Spiegel ab, auf der der reflektierte Strahl auftrifft und einen Teil der Anzeigetafel ausleuchtet.Such devices are used in particular when the deflections are very small acts. The reflected beam changes due to an adjustment of the mirror to the fixed beam directed towards it Beam of light its angle to the exciting beam of light. This beckons; r.r.d; runa can be used to display the small deflection of a part. The resolution and thus the measurement accuracy depends on the distance from the display panel Mirror on which the reflected beam hits and illuminates part of the display panel.

Es ist leicht einzusehen, daß bei einem großen Abstand der Anzeigetafel vom Spiegel wohl eine große Anzeigegenauigkeit erreicht werden kann. Der Lichtverlust auf dem großen Weg; ist aber oft so stark, daß kein eindeutiges Anzeigesignal mehr erhalten wird, wenn nicht auf derStrahlerzeugungsseite ein erheblicher Aufwand an Lichtquellen und Bündelungsmitteln vor-It is easy to see that if the distance between the display panel and the mirror is large, there is probably a large one Display accuracy can be achieved. The loss of light on the big way; but is often so strong that a clear indication signal is no longer obtained if not a significant one on the beam generation side Expenditure on light sources and bundling means

gesehen wird. Störend ist vielfach auch der große Platzbedarf der Meßvorrichtung. Dieser Platzbedarf läßt sich durch den Einsatz von optischen Umlenkmitteln stark reduzieren. Das Anzeigesignal wird dadurch jedoch nicht deutlicher sichtbar.is seen. In many cases, the large space requirement of the measuring device is also a nuisance. This space requirement can be greatly reduced by using optical deflection means. The display signal is thereby but not more clearly visible.

Eine'Vorrichtung zur Anzeige der Auslenkung eines einen Spiegel tragenden Teils der eingangs erwähnten Art ist aus der schweizerischen Patentschrift 431 117 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind runde Lichtleitfasern verwendet, die in dem Verstellbereich des reflektierten Strahles auf einer Geraden unmittelbar nebeneinander angeordnet sind. Durch die Querschnitte der verwendeten Lichtleitfasern ist bei dieser bekannten Vorrichtung das Auflösungsvermögen, d. h. die Genauigkeit der Anzeige, beschränkt. ErschwerendA device for displaying the deflection of a part carrying a mirror of the type mentioned at the beginning Art is known from Swiss patent specification 431 117. In this known device are round Optical fibers used, which are in the adjustment range of the reflected beam on a straight line directly are arranged side by side. Due to the cross-sections of the optical fibers used, this is known Device the resolving power, d. H. the accuracy of the display is limited. Aggravating

kommt dabei hinzu, daß eine kontinuierlich weiterschreitende Anzeige nicht gegeben ist, da der reflektierte Strahl im Angrenzungsfeld zweier benachbarter Lichtleitfasern praktisch nicht mehr zur Anzeige gelangt. Dieser Mangel tritt insbesondere dann inthere is also the fact that a continuously advancing display is not given because the reflected Beam in the field of contact between two neighboring optical fibers is practically no longer for display got. This deficiency occurs especially in

Erscheinung, wenn die Lichtaustrittsflächen der einzelnen Lichtleitfasern mit photoelektrischen Anzeigeeinrichtungen gekoppelt sind. Da die Ausgangssignale dieser Anzeigeeinrichtungen stark von der aus den Lichtleitfasern austretenden Lichtintensität bestimmt sind, ist auch keine eindeutige Aussage zu machen. Werden die Ausgangssignale nur optisch angezeigt, dann kommt die Schwierigkeit hinzu,'daß Zwischenstellungen des reflektierten Strahles zwischen zwei benachbarten Lichtleitfasern gar nicht mehr wahr-Appearance when the light exit surfaces of the individual optical fibers with photoelectric display devices are coupled. Since the output signals of these display devices depend largely on the If the light intensity emitted by optical fibers is determined, no clear statement can be made. If the output signals are only displayed optically, then there is the additional difficulty that intermediate positions of the reflected beam between two neighboring optical fibers is no longer perceptible.

'S genommen werden, insbesondere wenn keine zusätzlichen Abschirmungen fremder Lichtquellen, z. B. auch des Tageslichtes, vorgesehen sind 'S should be taken, especially if there is no additional shielding from external light sources, e.g. B. also of daylight are provided

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß das Auflösungsvermögen der Anzeigeeinrichtung und damit die Anzeigegenauigkeit der Vorrichtung vergrößert wird, wobei insbesondere darauf Wert gelegt wird, daß über den gesamten Stellbereich des reflektierten Strahles eine Art kontinuierlich fortschreitende Anzeige erreicht wird und dennoch einzelne Lichtleitfasern eingesetzt werden können, welche ausgangsseitig eine beliebige Dehnung des Anzeigefeldes zulassen.It is the object of the present invention to improve a device of the type mentioned at the outset in such a way that that the resolution of the display device and thus the display accuracy of the Device is enlarged, with particular emphasis on the fact that over the entire Adjustment range of the reflected beam a kind of continuously progressing display is achieved and Nevertheless, individual optical fibers can be used which have any expansion on the output side of the display panel.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der von der Lichtquelle abgestrahlte Lichtstrahl als Spaltstrahl ausgebildet ist, daß die diesem Lichtstrahl zugeordneten Lichtleitfasern in der Querrichtung des Spaltstrahles versetzt angeordnet sind und daß sich die Lichteintrittsflächen der so versetzten Lichtleitfasern in der Schwenkrichtung des Spaltstrahles überlappen. Durch die besondere Strahlausbildung und Anordnung der Lichtleitfasern wird erreicht, daß der reflektierte Strahl stets in seiner vollen Breite angezeigt wird und durch die teübelichteten benachbarten Lichtleitfasern auch die Zwischenstellungen des Lichtstrahles mit genügender Genauigkeit erfaßt werden können.
Der'Abgriff des Anzeigesignals im Bereich des Spie-This is achieved according to the invention in that the light beam emitted by the light source is designed as a slit beam, that the optical fibers assigned to this light beam are offset in the transverse direction of the slit beam and that the light entry surfaces of the optical fibers offset in this way overlap in the pivoting direction of the slit beam. The special beam design and arrangement of the optical fibers ensures that the reflected beam is always displayed in its full width and the intermediate positions of the light beam can also be detected with sufficient accuracy through the partially exposed neighboring optical fibers.
The tapping of the display signal in the area of the game

gels wird dadurch erleichtert, daß die Enden der Licht- zeigt, nebeneinander an dem Träger 13 und 14 be'gels is facilitated by the fact that the ends of the light shows, next to each other on the carrier 13 and 14 be '

leitfasern in einer Halterung so festgelegt sind, daß die festigt sind. Der Pfeil QR in F i g. 2 zeigt die Quer-guide fibers are set in a holder so that they are fixed. The arrow QR in FIG. 2 shows the transverse

Lichteintrittsflächen in einer Ebene ausgerichtet sind. richtung des nunmehr etwa senkrecht zur ZeichenebeneLight entry surfaces are aligned in one plane. direction of the now approximately perpendicular to the plane of the drawing

Diese Halterung kann dann leicht im Bereich des re- auf die Spiegel 12-1 bis 12-m ausgerichteten Spaltstrah-This holder can then easily be in the area of the slit beam that is re-aligned with the mirrors 12-1 to 12-m.

flektierten Strahles festgelegt werden. 5 les 10 an. Wie der F i g. 1 zu entnehmen ist, trifft derflexed ray can be set. 5 les 10 on. As the fig. 1 can be seen, the

Eine kontinuierliche Erfassung des Verschwenk- Spaltstrahl 10 in einem Winke! zur SpiegeloberflächeA continuous detection of the pivoting slit beam 10 at an angle! to the mirror surface

winkeis des Spiegels und des damit verbundenen Teils 12-1 auf, so daß im Ausgangszustand der reflektiertewinkeis of the mirror and the part 12-1 connected to it, so that in the initial state the reflected

läßt sich nach einer weiteren Ausgestaltung dadurch Strahl entlang der Linie 10"-l verläuft,according to a further embodiment, the beam can thus run along the line 10 "-l,

erreichen, daß der von der Lichtquelle abgestrahlte Wird die Zunge 11-1 ausgelenkt, und zwar in dieachieve that the emitted by the light source is deflected the tongue 11-1, namely into the

Lichtstrahl als Spaltstrahl ausgebildet ist, daß die io Endstellung ll-n, dann verläuft der reflektierte StrahlLight beam is designed as a slit beam that the io end position II-n, then the reflected beam runs

einem Lichtstrahl zugeordneten Lichtleitfasern in der auf der Linie 10"-l. Der Pfeil SB gibt die Schwenkrich-Optical fibers assigned to a light beam in the on the line 10 "-l. The arrow SB indicates the swivel direction

Querrichtung des Spaltstrahles versetzt sind und daß tung des reflektierten Strahles an. Im Bereich des re-Transverse direction of the slit beam are offset and that device of the reflected beam on. In the area of re-

sich die Lichteintrittsflächen der Lichtleitfasern in der flektierten Strahles ist vorzugsweise in Spiegelnähethe light entry surfaces of the optical fibers in the deflected beam is preferably near the mirror

Schwenkrichtung des Spaltstrahles überlappen. eine Halterung 15 angebracht, in der eine Anzahl von η Overlap the swivel direction of the slit jet. a bracket 15 attached, in which a number of η

Um das Anzeigesignal auf den Verschwenkwinkel 15 Lichtleitfasern 16°-1 bis 16ⁿ-l festgelegt sind, so daß des reflektierten Strahles bequem eichen zu können, ist sich deren Lichteintrittsflächen über den Verschwenkvorgesehen, daß die Lichtaustrittsflächen der Licht- bereich des reflektierten Strahles (10°-l bis 10"-I) gleichleitfasern in einer Geraden vorzugsweise in Schwenk- mäßig verteilen. Die Lichtaustrittsfiächen dieser Lichtrichtung des Spaltstrahles in der Anzeigeeinheit aus- leitfasern 16°-1 bis 16ⁿ-l sind in einer Anzeigeeinheit 17 gerichtet sind. 20 festgelegt, wobei durch die flexible Ausgestaltung dieserIn order to set the display signal to the pivoting angle 15 optical fibers 16 ° -1 to 16 ⁿ -l so that the reflected beam can be easily calibrated, their light entry surfaces are provided over the pivot so that the light exit surfaces of the light area of the reflected beam (10 -l ° to 10 "-I) gleichleitfasern in a straight line preferentially distribute moderately in pan. the Lichtaustrittsfiächen this direction of light off of the split beam in the display unit conductive fibers 16 ° -1 to 16 ^s -l directed in a display unit 17 are. 20 set, with the flexible design of this

In vielen Fällen ist eine ungleichförmige Auslenkung Lichtübertragungsmittel der Abstand praktisch beeines elastischen Teiles zu messen. Dazu ist die Vor- liebig vergrößert werden kann, was einem beliebigen richtung so erweitert, daß mehrere nebeneinander ange- Auflösungsvermögen bzw. einer beliebigen Meßgeordnete, auslenkbare Teile in einer Geraden ausge- nauigkeit gleichkommt. Da dabei der Lichtsveg trctzrichtete Spiegel tragen, daß auf alle Spiegel ein gemein- 25 dem noch klein gehalten werden kann, sind die an den samer Spaltstrahl gerichtet ist und daß jedem von einem Lichtaustrittsflächen der Lichtleitfasern abgegebenen Spiegel reflektierten Teilstrahl ein Bündel von Licht- Lichtsignale noch nicht so geschwächt, daß sie nicht leitfasern zugeordnet ist. Auf diese Weise kann der eindeutig wahrnehmbar wären.
Aufwand zur Strahlerzeugung für alle Meßstrecken Der Spaltstrahl 10 wird über die Spiegel 12-1 bis klein gehalten werden. In der Anzeigeeinheit läßt sich 30 12/« aufgeteilt und in Form von m balkenförmigen schon im Sichtfeld der Verlauf der Auslenkung ablesen, Strahlen 10-1 bis 10-hi reflektiert. Der Verschwenkungswenn vorgesehen wird, daß die Lichtaustrittsflächen der winkel dieser reflektierten Teilstrahlen 10-1 bis 10-/» Lichtleitfaserbündel spaltenweise und vorzugsweise hängt von der Auslenkung der zugeordneten Zungen unmittelbar nebeneinander in der Anzeigeeinheit ange- 11-1 bis 11-/» ab. Jedem reflektierten Teilstrahl 10-1 ordnet sind. Dabei braucht der Spaltenabstand nicht 35 bis 10-;« ist nun ein Bündel von Lichtleitfasern (16°-I dem Abstand der Spiegel zu entsprechen, so daß an der bis 16"-1) bis (16°-«i bis 16"-»?) zugeordnet, dessen Anzeigeeinheit auch noch eine Verringerung der Ab- Einzelfasern über den Schwenkbereich SB des reflekmessung in der Querrichtung des Spaltstrahles erreich- tierten Strahles im Bereich der Halterungen 15-1 bis bar ist. 15-/?' verteilt sind (F i g. 3).In many cases, a non-uniform deflection of the light transmission means is the distance to be measured practically in an elastic part. For this purpose, the preference can be increased, which can be extended to any direction in such a way that several side by side resolving power or any deflectable parts arranged next to one another equals accuracy in a straight line. Since the light path is trctzoriented mirrors so that one common mirror can still be kept small on all mirrors, they are directed to the single slit beam and that a bundle of light-light signals is still reflected from each mirror emitted by a light exit surface of the optical fibers not so weakened that it is not associated with conductive fibers. In this way it can be clearly perceived.
Effort for beam generation for all measuring sections The slit beam 10 is kept small by the mirrors 12-1. In the display unit 30 12 / «can be divided and the course of the deflection can be read off in the form of m bar-shaped bars in the field of view, rays 10-1 to 10-hi are reflected. The pivoting is provided so that the light exit surfaces of the angles of these reflected partial beams 10-1 to 10- / »optical fiber bundles column-wise and preferably depends on the deflection of the associated tongues directly next to one another in the display unit. 10-1 are assigned to each reflected partial beam. The column spacing does not need to be 35 to 10-; «is now a bundle of optical fibers (16 ° -I to correspond to the spacing of the mirrors, so that at the to 16" -1) to (16 ° - «i to 16" - »?), The display unit of which is also a reduction in the individual fibers over the swivel range SB of the reflective measurement in the transverse direction of the slit beam reached in the area of the brackets 15-1 to bar. 15- /? ' are distributed (Fig. 3).

Für ein Mehrmeßstellengerät ist die Ausbildung im 40 Die Einzelfasern (16"-1 bis 16"-1) bis (16°-'» bis einzelnen so vorgenommen, daß alle Teile als Zungen 16"-/h) sind dabei nicht nur in der Schwenkrichtung ausgebildet sind, welche an einem Träger einseitig SB, sondern auch in der Querrichtung QR des Spaltfedernd festgelegt sind und bei denen die Spiegel im Strahles 10-1 bis 10-m versetzt, so daß die Lichtein-Bereich des Festlegungspunktes angeordnet und die an trittsflächen in der Schwenkrichtung SB überlappend den freien Enden durch eine einwirkende Kraft aus- 45 angeordnet werden können.For a multi-measuring device, the training is made in 40 The individual fibers (16 "-1 to 16" -1) to (16 ° - '»to individual so that all parts as tongues 16" - / h) are not only in the Swivel direction are formed, which are set on a carrier on one side SB, but also in the transverse direction QR of the split spring and in which the mirror in the beam 10-1 to 10-m offset, so that the light-in area of the fixing point is arranged and the contact surfaces in the pivoting direction SB overlapping the free ends can be arranged by an acting force.

lenkbar sind. Mit dieser Vorrichtung läßt sich z. B. Die Lichtaustnttsflächen der Lichtleitfasern könnenare steerable. With this device z. B. The Lichtaustnttsflächen the optical fibers can

der Verlauf des Anpreßdruckes eines Scheibenwisch- in der Anzeigeeinheit spalten- und zeilenweise ange-the progression of the contact pressure of a windshield wiper in the display unit in columns and lines

blattes entlang der Wischleiste ermitteln, wenn am ordnet werden. In einer Spalte sind jeweils die einemDetermine the sheet along the wiper strip when arranging the. In each column are the one

Gelenkpunkt der Wischblatthalterung eine bestimmte reflektierten Strahl zugeordneten Lichtleitfasern (16°-1The hinge point of the wiper blade holder is assigned to a specific reflected beam optical fibers (16 ° -1

Anpreßkraft einwirkt. 50 bis 16^ra-l) bis (16°-/h bis 16"-/») angeordnet, während inPressing force acts. 50 to 16 ^ra -l) to (16 ° - / h to 16 "- /»), while in

Die Frfindung wird an Hand eines in den Zeichnun- einer Zeile jeweils die Lichtleitfasern (16°-1 bis 16°-/»)The discovery is made on the basis of one line in the drawing, the optical fibers (16 ° -1 to 16 ° - / »)

gen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels mit bis (16^re-l bis 16"-/») aller reflektierten Strahlen 10-1gen schematically illustrated embodiment with up to (16 ^re -l to 16 "- /») of all reflected rays 10-1

mehreren Meßstrecken näher erläutert. Es zeigt bis 10-/» angeordnet sind, die demselben Schwenk-several measuring sections explained in more detail. It shows to 10- / »are arranged, the same swivel

F i g. 1 in Seitenansicht eine Meßstrecke, winkel zugeordnet sind.F i g. 1 in a side view of a measuring section, angles are assigned.

F i g. 2 einen Auslenkungsaufnehmer mit mehreren 55 Dabei kann aus Platzgründen der SpaltenabstandF i g. 2 a deflection transducer with several 55. For reasons of space, the column spacing

Zungen, die Spiegel tragen, und klein gehalten werden und braucht nicht unbedingt mitTongues that carry mirrors and are kept small and do not necessarily need to be included

F i g. 3 schematisch das Führungsschema der dabei dem Abstand der Spiegel 12-1 bis 12-m bzw. der Zun-F i g. 3 is a schematic diagram of the guiding scheme of the distance between the mirrors 12-1 to 12-m or the

verwendeten Lichtleitfaserbündel. gen 11-1 bis ll-»i übereinzustimmen.used optical fiber bundle. gen 11-1 to ll- »i match.

Die Lichtquelle ist in F i g. 1 mit 20 dargestellt, die Wird z. B. ein Scheibenwischblatt mit seiner Wisch-The light source is shown in FIG. 1 shown at 20, the z. B. a wiper blade with its wiper

nur mit einer Ausgangslinse gezeigt ist. Die Glühlam- 60 leiste auf die Zungen 11-1 bis 11-zm aufgelegt und imshown with only one exit lens. The light bulb bar is placed on the tongues 11-1 to 11-cm and in the

pen und die weiteren Bündelungsmittel sind in bekann- Bereich des Pfeiles P angedrückt, dann werden die Zun-pen and the other bundling means are pressed in the known area of the arrow P , then the

ter Weise angeordnet, so daß nach der Linse ein Spalt- gen 11-1 bis 11-/» entsprechend dem Verlauf des An-so that after the lens there is a gap 11-1 to 11- / »corresponding to the course of the

strahl entsteht, der mit seiner kleinen Abmessung in die preßdruckes der anliegenden Wischleiste ausgelenkt.The jet arises, which, with its small dimensions, is deflected into the pressing pressure of the adjacent wiper strip.

Zeichenebene und mit seiner großen Abmessung senk- Der Verlauf dieser Auslenkung wird im AnzeigefeldThe course of this deflection is shown in the display field

recht zur Zeichenebene ausgerichtet ist. Dieser Spalt- 65 durch die ausgeleuchteten Lichtaustrittsflächen deris aligned right to the plane of the drawing. This gap 65 through the illuminated light exit surfaces of the

strahl 10 trifft auf die Spiegel 12-1 bis 12-w von einer Lichtleitfasern angezeigt, und zwar in einem entspre-beam 10 hits the mirrors 12-1 to 12-w displayed by an optical fiber, in a corresponding

Anzahl von m Zungen 11-1 bis 11-/», die wie F i g. 2 chend vorgegebenen vergrößerten Maßstab.Number of m tongues 11-1 to 11- / », which as F i g. 2 correspondingly given enlarged scale.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for displaying the deflection of a part carrying a mirror, onto which a bundled beam is directed, ie the beam reflected by the mirror is displayed, a plurality of optical fibers with their light entry surfaces are evenly distributed over the adjustment range of the reflected beam and which Light exit surfaces of the optical fibers are arranged in a display device at a predetermined enlarged distance, characterized in that the light beam (10-1) emitted by the light source is designed as a slit beam that the optical fibers (16 ° -1 to 16 "-Y) are arranged offset in the transverse direction (QR) of the slit beam and that the light entry surfaces of the optical fibers offset in this way overlap in the pivoting direction (SB) of the slit beam.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that for displaying a different one Several forces run along a straight line deflectable parts (11-1 to 11- / ?;) are arranged side by side and aligned in a straight line Mirrors (12-1 to 12- / ;;) bear that a common slit beam (10) is directed onto all mirrors is and that each of a mirror (12-1 to 12-m) reflected partial slit beam (10-1 to 10-Hi) a bundle of optical fibers (16 "-1 to 16" -1 ... 16 "-;?; To 16" -W) is assigned.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the light exit surfaces of the assigned to different partial slit beams (10-1 to 10-m) Optical fibers i (16 ° -l to 16 "-1 ... 16 ° - / M up to 16 "-W) arranged in columns and directly next to one another in the display device are.

4. Contempt according to claim 2 or 3, characterized in that the deflectable parts (If-i to 11- /)!) Are designed as tongues clamped on one side, which mirror in the area of their clamping point (12-1 to 12- »;) and which can be deflected by forces (P) acting on the free ends.