DE2205996A1

DE2205996A1 - Faseroptische lichtleiteranordnung, insbesondere reflexionsschranke

Info

Publication number: DE2205996A1
Application number: DE2205996A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Henning
Original assignee: RANK PRECISION IND GmbH
Current assignee: RANK PRECISION IND GmbH
Priority date: 1972-02-09
Filing date: 1972-02-09
Publication date: 1973-08-16
Also published as: DE2205996B2; IT977750B; GB1386734A; FR2171341B3; FR2171341A1; JPS4912830A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine faseroptische Lichtleiteranordnung, insbesondere Reflexionsschranke, mit wenigstens zwei zur Erzielung eines gemeinsamen Gesichtsfeldes einende zusammengeführten faseroptischen Ljchtleitern.

Bei der optischen Abtastung von Flächen mit Hilfe faseroptischer Lichtleiter hat man meistens einen ersten Lichtleiter, der die Abtaststelle mit einer ßeleuchtungsquelle verbindet und einem zweiten Licht-

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leiter, der das vom ersten Lichtleiter beleuchtete Blickfeld auf der abzutastenden Fläche mit einer Empfangseinrichtung optisch verbindet.

Damit der über den ersten Lichtleiter beleuchtete Bereich der abzutastenden Fläche auch wirklich genau dem Sichtbereich des Aufnahmeliehtieiters entspricht, verwendet man meistens Anordnungen, bei denen zwei Lichtleiter einends so miteinander verbunden sind, daß die Lichtidtfasern der Lichtleiter statistisch ineinander verflochten sind. Die Herstellung derartiger Anordnungen ist jedoch außerordentlich kompliziert und teuer.

Hinzu kommt noch, daß sowohl bei einfachen T-Anordnungen, bei denen die beiden Lichtleiter am eins η Ende parallel dicht nebeneinander liegen, als auch bei den statistisch durchmischten Anordnungen die damit realisierte Reflexionsschranke nicht mit einem Arbeitsabstand "Kuli" betrieben werden kann, da bei einer flachen Auflage des Abtastendes auf der abzutastenden Fläche in beiden Fällen kein Licht vom einen Lichtleiter in den anderen Lichtleiter gelangen kann.

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Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgehe gestellt, eine faseroptische Lichtleiteranordnung insbesondere für Reflexionsschranken zu schaffen, hei der eine Durchmischung der Strahlengänge der einzelnen Lichtleiter auch hei einem Arheitsahstand "Null", d.h. hei direkt auf der Ahtastflache aufliegendem Tastkopf, stattfindet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Anordnung der eingangs genannten Art gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß sich an die in der gleichen Ebene liegenden Endflächen der faseroptischen Lichtleiter ein der Durchmischung der Strahlengänge der einzelnen Lichtleiter dienender Einzelfaserlichtleiter (Integrationskammer) anschließt.

Ab einer, vom jeweiligen Durchmesser der Einzelfasern der Lichtleiter, bzw. dem Austrittsöffnungswinkel der Strahlung abhängenden, Mindestlänge der als Einzelfaserlichtleiter ausgebildeten Integrationskammer, durchmischen sich die Strahlengänge der Einzellichtleiter "bis zum vorderen Austrittsende der Integrationskammer vollständig, so daß auch bei einem direkten Aufsetzen dieses vorderen Endes der Integrationskammer auf eine reflektierende Fläche, die über den einen Lichtleiter zugeführte reflektierte Strahlung in den anderen Licht-

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leiter gelangt, von dem sie zu einer Beobachtungs- oder Detektoreinrichtung geleitet wird. Selbstverständlich braucht die Integrationskammer mit ihrer freien Endfläche nicht direkt auf die abzutastende reflektierende Fläche aufgesetzt zu werden. Auch wenn man die Integrationskammer in Abstand von der abzutastenden Fläche hält, ergeben sich gegenüber den bislang bekannten Einrichtungen infolge der totalen Durchmischung der Strahlengänge der Einzellichtleiter in der Integrationskammer, beträchtliche Vorteile.

Der Querschnitt der Integrationskammer entspricht im Optimalfall dem gemeinsamen Querschnitt der zusammengefaßten faseroptischen Einzellichtleiter, wobei mit Vorteil die Fasern der einzelnen faseroptischen Lichtleiter einends zu einem Rundlichtleiter zusammengefaßt sind. Die Enden der einzelnen Lichtleiter sind dabei, bei Verwendung zwei-er Lichtleiter, im Querschnitt halbkreisförmig und ergänzen sich zu einem dem Querschnitt der Integrationskammer entsprechenden Kreis. Entsprechend würde bei der Verwendung mehrerer Einzellichtleiter der Querschnitt dieses Lichtleiters einem Kreissektor entsprechen.

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Die Integrationskammer soll vorteilhafterweise auswechselbar am gemeinsamen Ende der faseroptischen Lichtleiter angeordnet sein, um den Einsatz einer so gebildeten Reflexionsschranke für unterschiedliche Anwendungsfälle ,sowie den Austausch der Tastspitze bei einer Beschädigung ,zu ermöglichen.

Neben der bereits erwähnten Verwendung erfindungsgemäßer Lichtleiteranordnungen als faseroptische Reflexionslichtschranken bei der optischen Abtastung reflektierender Flächen,die über einen der Lichtleiter beleuchtet werden, während die reflektierte Strahlung über den anderen Lichtleiter zu einer Detektoreinrichtung geleitet wird·, kann man eine erfindungsgemäße Anordnung auch vorteilhaft zur gleichmäßigen Durchmischung der Strahlung verschiedener Lichtquellen heranziehen, indem man die Enden der einzelnen Lichtleiter mit den Strahlungen der jeweiligen Lichtquellen beaufschlagt, um am Ausgangsende der Reflexionskammer die einzelnen Strahlungsanteile homogen durchmischt abnehmen zu können.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der folgenden Beschreibung sowie der Figuren der Zeichnung. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung für eine zwei Lichtleiter enthaltende Reflexionsschranke;

Figur 2 in einer vergrößerten Darstellung den die Einzellichtleiter verkoppelnden Strahlengang;

Figur 3 einen Schnitt III-III durch die Anordnung nach Figur 1 und

Figur 4 eine teilweise geschnittene Ansieht einer erfindungsgemäßen Anordnung mit abnehmbarer Integrationskammer .

Die beiden faseroptischen Lichtleiter 1 und 2 laufen in einer in Figur 1 nicht dargestellten gemeinsamen Endhülse zusammen und treten an einer gemeinsamen faseroptischen Endfläche 5, 6 aus. An diese gemeinsame Endfläche schließt sich ein Einzelfaserlichtleiter 7 an, dessen benaohbarte Endfläche 8 möglichst unmittelbar an den Endfläohen 5 und 6 der Einzellichtleiter anliegt 309833/0664

und die Fläche der zusammengefaßten Lichtleiter 1 und überdeckt. Dieser Einzellichtleiter 7 dient als Integrationskammer für die Strahlengänge der beiden Einzellichtleiter 1 und 2.

Wie man aus Figur 2, hei der die freie Endfläche 9 der

Integrationskammer 7 direkt auf die abzutastende reflektierende Fläche 10 aufgesetzt ist, erkennt, erfolgt ah einer bestimmten Mindestlänge der Integrationskammer (die vom Öffnungswinkel der Strahlung der Einzelfasern abhang!) eine totale Durchmischung der Strahlengänge des faseroptischen Lichtleiters 1 mit den des faseroptischen Lichtleiters 2. Auf diese Weise tritt dann etwa die Hälfte des an der Fläche 10 reflektierten Anteils derjenigen Strahlung, die durch die Lichtquelle 11 in die freie Endfläche 3 des Lichtleiters 1 eingestrahlt wird in die an der Integrationskammer 7 anliegende Endfläche 6 des Lichtleiters 2 ein (die andere Hälfte läuft wieder durch den Lichtleiter 1 zurück) und tritt am Ende 4 aus, wo sie auf den Photodetektor 12 gegeben wird.

In Figur 4 ist ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße faseroptische Reflexionslichtschranke dargestellt. Die Fasern der Einzellichtleiter 1 und 2 werden in V-förmig.

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aufeinander zulaufenden Bohrungen eines trapezförmigen Metallteils 14 zusammengeführt und verlaufen dann,jeweils im Querschnitt einen Halbkreis ausfüllend, im Rohransatz 15 zur Austrittsendfläche 5, 6. Der die Integrationskammer darstellende Einzelfaserlichtleiter 7 ist in einer Metallhülse 17 untergebracht, die eine erweiterte Bohrung zum Aufschieben auf das Rohrstück 15 aufweist, so daß nach dem Aufschieben die Austrittsendflächen der Lichtleiter 1 und 2 und die Eintrittsendfläche 8 der Integrationskammer aneinanderstoßen.

Die Vorteile einer erfindungsgemäßen Anordnung gegenüber herkömmlichen faseroptischen Reflexionsschranken sind nochmals zusammengefaßt:

1. Die lichtleiter 1 und 2 müssen in ihrem gemeinsamen Teil nicht statistisch vermischt sein, um eine gleichmäßige Ausleuchtung des reflektierenden Materials und damit eine gleichmäßige Reflektion von der gesamten ausgeleuchteten Flächen zu erzielen, wobei eine derartige statistische Durchmischung bei mehr als zwei Lichtleitern ganz besonders schwierig würde.

2. Die Reflexionsschranke kann mit dem Arbeitsabstand O betrieben werden, da auch bei flacher Auflage der freien Bndfläche 9 der Integrationskammer auf der

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reflektierenden Fläche 10 ein Lichtweg durch die Integrationskammer vom Lichtleiter 1 in den Lichtleiter 2 ermöglicht ist.

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Claims

Patentansprüche:

1,/Faseroptische Lichtleiteranordnung, inabesondere Reflexionsschranke, zur Erzielung eines gemeinsamen Gesichtsfeldes mit wenigstens zwei einends zusammengeführten faseroptischen Lichtleitern, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die in der gleichen Ebene liegenden Endflächen (5, 6) der faseroptische Lichtleiter (1, 2) ein, der Durchmischung der Strshlengänge der einzelLan Lichtleiter dienender, Einzelfaserlichtleiter (Integrationskammer) (7) anschließt.
2. faseroptische Lichtleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Integrationskammer (7) dem gemeinsamen Querschnitt der faseroptischen Lichtleiter (1, 2) entspricht.
3. faseroptische Lichtleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationskammer (7, 17) auswechselbar am gemeinsamen Ende (15) der faseroptischen Lichtleiter (1, 2) angeordnet ist.

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4. laseroptische Lichtleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 j gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur gleichmäßigen Durchmischung der Strahlung verschiedener Lichtquellen.

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