DE2321412B2 - Vorrichtung zum erfassen des vorhandenseins eines sich bewegenden objektes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins eines sich bewegenden Objektes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Vorrichtung dieser Art ist z. B. aus der US-PS 3041462 bekannt Bei dieser Vorrichtung liegt die Verbindungsgerade zwischen Lichtquelle und Lichtempfänger außerhalb des Erfaissungsbereichs des Objektes. Dieser durch gegenüberliegende Reflektoren festgelegte Erfassungsbereich wird zickzackförmig vom Licht durchlaufen. Wegen der Geometrie der bekannten Vorrichtung muß deren Justierung in drei Dimensionen erfolgen, was einerseits hinsichtlich des hierzu erforderlichen Aufwandes nachteilig ist zum anderen die erzielbare Einstellgenauigkeit beeinträchtigt und darüber hinaus eine hohe Verstellempfindlichkeit bedingt

Ähnliches gilt für die Vorrichtungen nach den Druckschriften DTPS 7 65 353, DT-AS 12 84 327, US-PS 22 02 060 und »Feingerätetechnik« 9. Jahrgang, Heft 8, 1960, S. 340 bis 346. Etwa nach Bild 8 der letztgenannten Literaturstelle verliiuft die Verbindungsgerade zwischen Sender und Empfänger zwar durch den Erfassungsbereich des Objektes, doch verlangt deren schräger Verlauf zu den reflektierenden Flächen ebenfalls eine mehrdimensionale Justierung.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfach aufgebaute und zuverlässig arbeitende Vorrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins eines sich bewegenden Objektes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei der die Voraussetzung für eine einfachere optische Justierung gegeben ist

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst

Erfindungsgemäß läßt sich somit eine genaue Justierung der Vorrichtung bereits durch einfache Verschiebung der Lichtempfängereinrichtung entlang der den Erfassungsbereich geradlinig durchlaufenden Achse erzielen, was auch die Herstellung wesentlich vereinfacht und außerdem kann die Verstellempfindlichkeit der gesamten Anordnung minimal gehalten werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins eines sich bewegenden Objektes in Verbindung mit einer sog. Umlaufkamera.

F i g. 2 eine perspektivische Teilansicht der bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 verwendeten Reflektoren,

Fig.3 eine teilgeschnittene Draufsicht der ersten Ausführungsform bei Verwendung der Reflektoren gemäß F ig. 2,

Fig.4 eine vergrößerte Teildraufsicht der Anordnung gemäß F i g. 3,

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung, bei der ebene Reflektoren Verwendung finden,

F i g. 6 eine Draufsicht auf die Ausführungsform der Vorrichtung gemäß F i g. 5,

F i g. 7 eine teilgeschnittene Draufsicht einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung, bei der ein Abschirmelement in Form eines konischen Spiegels Verwendung findet,

F i g. 8 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Abschirmelementes gemäß F i g. 7,

F i g. 9 eine perspektivische Darstellung ?iner weiteren Ausführungsform des Abschirmelementes gemäß Fig.7,

Fig. 10 eine Draufsicht einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung, bei der weitere Reflektorelemen- te Verwendung finden,

Fig. 11 eine Teildraufsicht einer fünften Ausführungsform der Vorrichtung, bei der das Abschirmelement in einem der Reflektoren befestigt ist, und

Fig. 12 eine Teildraufsicht einer sechsten Ausführungsform der Vorrichtung, bei der ein verschwenkbares Abschirmelement vorgesehen ist

Die in F i g. 1 dargestellten Bauteile befinden sich sämtlich innerhalb einer Umlaufkamera. Die Bezugsziffern Ii und I2 bezeichnen zwei Zuführungswalzen zum 3s Halten und Transportieren eines zu photographierenden blattartigen Objektes 2, wie etwa eines Dokumentes, eines Zeichnungsblattes, eines Bankschecks, einer Karte od. dgl. Die Zuführungswalzen können von einem nicht dargestellten Motor angetrieben werden. Transparente, eine Belichtungsstation bildende Glasscheiben 31 und 32 erstrecken sich derart parallel zueinander, daß zwischen ihnen ein Hindurchtreten des Objektes möglich ist. Zwei Reflektoren 4, und 42 sind einander gegenüberliegend angeordnet, so daß sie zwischen sich den Erfassungsbereich des Objektes festlegen. Zwei Auslaßwalzen 5i und 52 sind für das Herausführen des Objektes 2 nach dessen Bestrahlung mit Licht in der Belichtungsstation vorgesehen. Zur Beleuchtung des Objektes während des Passierens der Belichtungsstation ist eine Lichtquelle 6 vorgesehen, hinter der eine mit einem Schlitz 7i versehene Abschirmung 7 angeordnet ist Die Bezugsziffer 8 bezeichnet ein Stück eines Mikrofilms, der mit Hilfe nicht dargestellter Walzen in einer der Bewegungsrichtung des Objektes entgegengesetzten Richtung, jedoch mit gleicher Geschwindigkeit wie das Objekt bewegt wird. Zwischen dem Objekt 2 und dem Mikrofilm 8 sind ein Verschluß 9 und eine Abbildungslinse 10 angeordnet Innerhalb des Raums zwischen den Reflektoren 4| und 42 ist an deren einem Ende eine punktförmige Lichtquelle 11 angeordnet, während an deren anderem Ende eine Lichtempfängereinrichtung 12 in dem Zwischenraum vorgesehen ist

Das Objekt 2 wird mit Hilfe der Walzen Ii und I₂ in (,5 die Belichtungsstation transportiert und zwischen den Reflektoren 4i und 42 hindurchgeführt, wobei es das zwischen den Reflektoren reflektierte Licht unterbricht so daß die von der Lichtempfängereinrichtung 12 erhaltene Lichtmenge verändert wird. Eine derartige Veränderung in der Menge des von der Lichtempfängereinrichtung 12 empfangenen Lichtes wird zur Erfassung des Vorhandenseins des Objektes ausgenutzt.

Auf ein Erfassungssignal der Lichtempfängereinrichtung 12 hin beginnt der Mikrofilm 8 sich in Pfeilrichtung zu bewegen, während der Verschluß geöffnet wird, so daß das Bild auf dem Objekt 2, das beim Hindurchtreten zwischen den parallelen Glasscheiben 3i and 32 mit dem Licht der Lichtquelle 6 bestrahlt wird, von der Abbildungslinse 10 auf den Film 8 gerichtet wird. Der photographische Steuermechanismus, der das Erfassungssignal der Lichtempfängereinrichtung ausnutzt, ist bekannt und bedarf keiner näheren Beschreibung.

Die Reflektoren 4i und 4₂ sind in F i g. 2 vergrößert dargestellt. Wie der Figur zu entnehmen ist sind die ein Paar bildenden Reflektoren einander gegenüberliegend und parallel zueinander angeordnet und bestimmen auf diese Weise zwischen sich den Durchlaß des Objektes. Ihre gegenüberliegenden Oberflächen stellen Reflexionsflächen dar, wobei jede Reflexionsfläche einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, so daß die beiden Reflektoren zusammen einen Hohlzylinder bilden. Die punktförmige Lichtquelle 11 ist zwischen den Reflektoren 4i und 42 an deren einem Ende eingefügt, während ein Abschirmelement 13, das die Form einer Scheibe besitzen kann, direkt vor der punktförmigen Lichtquelle 11 und in gleichem Abstand von den einander gegenüberliegenden Reflexionsflächen der Reflektoren 4i und 4₂ angeordnet ist. Das Abschirmelement 13 soll verhindern, daß das Licht der Lichtquelle 11 direkt auf die Lichtempfängereinrichtung am anderen Endabschnitt der Reflektoren 4i und 42 fällt. Alternativ kann das Abschirmelement 33 direkt vor der Lichtempfängereinrichtung 12 angeordnet sein und entsprechend der Anordnung der Reflektoren und der Größe der punktförmigen Lichtquelle eine geeignete Form aufweisen. Diejenigen von der Lichtquelle 11 ausgehenden Lichtstrahlen, die direkt auf die Lichtempfängereinrichtung 12 gerichtet sind, können durch das Abschirmelement 13 empfangen werden, während die zwischen dem Abschirmelement 13 und den Reflektoren 4i und 4₂ hindurchtretenden Lichtstrahlen mehrfach an den Reflexionsflächen der Reflektoren reflektiert werden, bis sie die Lichtempfängereinrichtung erreichen. Die richtige Lage der Lichtempfängereinrichtung 12 auf der optischen Achse des am stärksten konzentrierten reflektierten Lichts kann somit auf einfache Weise durch geradliniges Verschieben der Lichtempfängereinrichtung 12 nach rechts oder links bestimmt werden, wie es aus F i g. 3 ersichtlich ist.

Wenn das Objekt 2 bei der vorstehend beschriebenen Anordnung zwischen die Reflektoren 4| und A2 bewegt wird, unterbricht es das an den Reflektoren 4| und 42 reflektierte Licht und verändert dadurch die die Lichtempfängereinrichtung 12 erreichende Lichtmenge, was die Erfassung des Objekts ermöglicht. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel dienen die Reflektoren von konkavspiegelförmiger Gestalt mit halbkreisförmigem Querschnitt dazu, das reflektierte Licht in ihrem Brennpunkt zu sammeln und das derart zusammengefaßte Licht mit Hilfe der Lichtempfängereinrichtung zu erfassen.

F i fe. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ähnliche Reflektoren Verwendung finden. Diese Ausführungsform enthält einen hinter der punktförmigen Lichtquelle 11 angeordneten Spiegel 14, eine vor der

Lichtquelle 11 angeordnete Linse 15 zur Erzeugung paralleler Lichtstrahlen und ein Abschirmelement 16 zwischen den Reflektoren 4| und 42 an deren einem Ende, das eine reflektierende konische Oberfläche aufweist, die die parallelen Lichtstrahlen unter gleichem Winkel auf die Reflexionsflächen der Reflektoren 4i und 42 reflektiert. Ein zweites Abschirmelement 17 mit einer konischen reflektierenden Oberfläche ähnlich derjenigen des Abschirmelements 16 ist zwischen den Reflektoren 4| und 42 an deren anderem Endabschnitt angeordnet, so daß das mehrfach an den Reflektoren 4| und 42 reflektierte Licht in parallele Strahlen umgelenkt werden kann, die sich in Richtung der Lichtempfängereinrichtung 12 ausbreiten. Auf diese Weise kann der die Lichtempfängereinrichtung erreichende Lichtstrahl stärker konzentriert werden als bei der vorhergehenden Ausführungsform, so daß eine größere Veränderung der Lichtmenge bei der Erfassung des Objektes und demgemäß eine höhere Erfassungsgenauigkeit erzielt wird.

Das zweite Abschirmelement 17 vor der Lichtempfängereinrichtung 12 kann, falls erwünscht, entfallen, Ebenso kann die Lichtempfängereinrichtung 12 vollständig innerhalb des Zwischenraumes zwischen den Reflektoren 4| und 42 angeordnet sein.

Anstelle des konischen Abschirmelementes 16 kann auch ein Glaszylinder 16' Verwendung finden, der eine an einem Endabschnitt ausgebildete konische Ausnehmung 16i, aufweist, wie es in Fig.8 dargestellt ist. Ein derartiger Glaszylinder 16' kann von solcher Größe sein, daß er bündig zwischen die Reflektoren 4| und 42 einfügbar ist, und von einer derartigen Konfiguration, daß die parallelen Lichtstrahlen an der Ausnehmung total reflektiert werden. Diese Ausführungsform vereinfacht die Halterung des Abschirmelementes und erleichtert die Herstellung der gesamten Vorrichtung.

Es ist ersichtlich, daß darüber hinaus ein reflektierendes Metall auf die Oberfläche der Ausnehmung in dem Glaszylinder aufgebracht werden kann, um eine reflektierende Oberfläche zu erhalten.

In den F i g. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Bei diesem sind zwei flache Reflektoren 104, und 104₂ vorgesehen, die einander gegenüberliegend und parallel zueinander einen Durchlaß für das Objekt bestimmen. Ihre einander gegenüberliegenden Oberflächen sind ebene Reflexionsflächen. Im Bereich des einen Endes der Reflektoren 104i und 1042 ist eine lineare Lichtquelle 111 angeordnet, während ein flaches rechteckiges Abschirmelement 113 zwischen den beiden Reflektoren 104i und 1042 angebracht ist und zu den Reflexionsflächen der Reflektoren gleiche Abstände aufweist. In dem Raum zwischen den Reflektoren 104| und 104 2 ist an deren anderem Ende eine Lichtempfängereinrichtung 112 derart angeordnet, daß der mehrfach an den Reflektoren reflektierte Lichtstrahl genau auf sie fällt und erfaßt werden kann.

Diese Reflektoren von der Form ebener Spiegel sind leicht herzustellen.

Um das reflektierte Licht zu konzentrieren, können vor und hinter der Lichtquelle 111, ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7, eine Linse und ein Spiegel angeordnet werden, um parallele Lichtstrahlen zu erzeugen, und es kann weiterhin ein Abschirmelemcnt 213 mit einer V-förmigen reflektierenden Oberfläche 213' (siehe Fig.9) vorgesehen sein, die die parallelen Strahlen unter gleichem Winkel auf die Reflexionsflächen der Reflektoren 104t und 104₂ reflektiert.

In F i g. 10 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Reflektoren 104| und 1042 einander gegenüberliegen, aber einen geringeren gegenseitigen Abstand aufweisen, wobei die Lichtquelle 111 und die Lichtempfängereinrichtung 122 außerhalb der gegenüberliegenden Enden der beiden Reflektoren 104t und 1042 angeordnet sind. Wie der Figur zu entnehmen ist, sind in der Nähe der gegenüberliegenden Enden der Reflektoren 104i und 1042 Abschirmelemente 118| und II82 angeordnet und zwei weitere Paare einander gegenüberliegender Reflektorelemente 119|, 119₂ und 120], I2O2 vorgesehen, die einen größeren gegenseitigen Abstand zueinander aufweisen als die Reflektoren 104, und 1042. Diejenigen von der Lichtquelle 111 ausgehenden Lichtstrahlen, die an dem Reflektorelementepaar 119i und 119₂ reflektiert werden, gelangen in den Spalt zwischen den Reflektoren 104i und 1042, die die Lichtstrahlen mehrfach reflektieren, bis sie über das andere Reflektorelementepaar 12Oi und I2O2 die Lichtempfängereinrichtung 112 erreichen.

Das zweite Reflektorelementepaar 12Oi und 12O₂ und das Abschirmelement 1182, die vor der Lichtempfängereinrichtung 112 angeordnet sind, können entfallen, so daß das mehrfach von den Reflektoren 104i und 1042 reflektierte Licht sodann direkt auf die Lichtempfängereinrichtung 112 fallen kann.

Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere zur Erfassung eines dünnen blattähnlichen Objektes und ermöglicht darüber hinaus einen kompakten Aufbau.
Die Reflektoren können auch einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, um die vorstehend beschriebene Wirkung zu erzielen.

F i g. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der unterschiedlich zu den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen, bei denen Abschirmelemente Verwendung finden, die von den Reflexionsflächen der Reflektoren jeweils den gleichen Abstand aufweisen, ein an einem Reflektor 1042 befestigtes Abschirmelement 121 vorgesehen ist, das zu dem anderen Reflektor 104i jedoch einen Abstand aufweist. Diese Ausführungsform erlaubt eine einfachere Herstellung der Vorrichtung als jene Ausführungsformen, bei denen die Abschirmelemente zwischen den beiden Reflektoren und im Abstand zu diesen angeordnet sind.
Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der das Abschirmelement schwenkbar zwischen den beiden Reflektoren angeordnet ist. Das mit der Bezugszahl 122 bezeichnete Abschirmelement wird auf einem Zapfen 123 schwenkbar getragen und besitzt eine Oberfläche, die als reflektierende Oberfläche zur Reflexion des von der Lichtquelle 111 ausgehenden Lichtes auf die Refiexionsfläche des Reflektors 104i ausgebildet ist

Über die Verschwenkung des Abschirmelementes 122 läßt sich die Anzahl der Mehrfachreflexionen einstellen, so daß die Lichtempfängereinrichtung (in Fig. 12 nicht μ dargestellt) nicht geradlinig bewegt werden muß, sondern stationär bleiben kann, wenn die optische Achse des mehrfach reflektierten Lichts auf die Lichtempfängereinrichtung eingestellt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins eines sich bewegenden Objektes, bei der das Licht einer Lichtquelle über den Erfassungsbereich des s Objektes festlegende, einander gegenüberliegende Reflektoren führbar und über eine den direkten Strahlengang zwischen der Lichtquelle und einer Lichtempfängereinrichtung abschirmende und Mehrfachreflexionen zwischen den Reflektoren to ermöglichende Abschirmeinrichtung auf die Lichtempfängereinrichtung lenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (S1; 111) und die Lichtempfängereinrichtung (12; 112) jeweils an einem Endpunkt einer den von den Reflexionsflä- is chen der Reflektoren (4|, 42; 104i, MM₂) gebildeten Erfassungsbereich geradlinig durchlaufenden Achse angeordnet sind, daß zwischen dieser Achse und jedem Reflektor jeweils ein konstanter Abstand besteht und daß die Abschirmeinrichtung zumindest ein auf dieser Achse zwischen Lichtquelle und Lichtempfängereinrichtung angeordnetes Abschirmelement (13; 113; 16; 16'; 118,; 121; 122; 213) enthält

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 2s zeichnet, daß die Reflexionsflächen der Reflektoren (104), IO42) eben und parallel zueinander angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsflächen der Reflektoren (4|,42) zueinander konkav ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmelement (121; 122) zwischen den Reflektoren (104i, IO42) angeordnet ist und zumindest zur Reflexionsfläche eines der 3s Reflektoren einen Abstand aufweist

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmelement (122) verschwenkbar angeordnet ist und eine Reflexionsfläche zur Reflexion des Lichtes der Lichtquelle (111) auf die Reflexionsfläche eines der Reflektoren aufweist

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle (111) und dem durch die Reflektoren (104,, HM₂) festgelegten Erfassungsbereich des Objektes weitere Reflektorelemente (119,, He₂) angeordnet sind, daß der Abstand dieser Reflektorelemente (119|, 119₂) von der geradlinigen Achse konstant und größer als der Abstand der Reflektoren (104i, 1042) von derselben Achse ist und daß das Abschirmelement (118]) zwischen den Reflexionsflächen der weiteren Reflektorelemente angeordnet ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander konkaven Reflexions- 5s flächen der Reflektoren (4i, 42) Teile von Kreiszylinder-Mantelflächen sind, und daß das Abschirmelement (13) Scheibenform aufweist und zwischen den Reflektoren angeordnet ist

8. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß der Lichtquelle (11) ein optisches System (14, 15) zur Umwandlung des Lichtes in parallele Lichtstrahlen zugeordnet ist, und daß das Abschirmelement (16; 16'; 213) eine Reflexionsfläche zur Reflexion der parallelen Licht- es strahlen auf die Reflexionsflächen der Reflektoren (4t, 42) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß die Reflexionsfläche des Abschirmelementes (16) konisch ist

10. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Reflexionsfläche (213') des Abschirmelementes (213) V-förmig ausgebildet ist

11. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Abschirmelement in Form eines Glaszylinders (16') vorgesehen ist an dessen einem Ende eine konische Ausnehmung (16Ί) ausgebildet ist

12. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Reflexionsflächen der Reflektorelemente eben sind.

13. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Reflexionsflächen der Reflektorelemente konkav sind.