DE2552332C3

DE2552332C3 - Scanning device

Info

Publication number: DE2552332C3
Application number: DE19752552332
Authority: DE
Inventors: Erwin 8021 Icking Sick; Angelika 8000 Muenchen Staimer
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1975-11-21
Filing date: 1975-11-21
Publication date: 1980-01-17
Also published as: DE2552332B2; DE2552332A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Abtastvorrichtung mit über Spiegelrad, Schwenkspiegel od. dgl. abgelenktem, über einen bogenförmigen Spiegel und ein in der anderen Koordinatenrichtung sammelndes Element zu einem Lichtfleck auf dem f.btastoijekt konzentrierten Sendelichtstrahl und mit nach dem Autokollimationsprinzip zurücklaufendem, geomet. sch abgeteiltem, einen Punkt des Abtastobjektes erfassenden Empfangslichtstrahl. The invention relates to a scanning device with a mirror wheel, swivel mirror or the like. via an arc-shaped mirror and an element that collects in the other coordinate direction a light spot concentrated on the f.btastoijekt Transmitted light beam and with according to the autocollimation principle running back, geomet. sch divided, a point of the scanning object capturing received light beam.

Bei einer bekannten Abtastvorrichtung dieser Art wird das Sendelicht über einen bogenförmigen Spiegel und eine Zylinderlinse auf dem Abtastobjekt fokussiert, während das Empfangslicht durch physikalische Strahlteilung einem Photoempfänger zugeführt wird. Es ist aber auch schon eine geometrische Abteilung des Empfangslichtstrahls bei einer derartigen Abtastvorrichtung bekannt.In a known scanning device of this type, the transmitted light is via an arcuate mirror and a cylinder lens is focused on the scanning object while the received light is focused by physical beam splitting is fed to a photoreceiver. But it is already a geometric division of the Received light beam known in such a scanning device.

Des weiteren ist es schon bekannt, die auf die Oberfläche eines Spiegelrades fokussieren Sende- bzw. Empfangslichtstrahlen dadurch zu entkoppeln, daß eine vor dem Spiegelrad angeordnete Linse in zwei Teillinsen unterteilt wird, denen ein Abstand quer zum Strahlengang gegeben wird. Hierdurch kommen die Fokussierungspunkte der beiden Strahlen räumlich getrennt nebeneinander zu liegen, wodurch eine geometrische Trennung zwischen Sende- und Empfangslichtstrahl herbeigeführt wird. Das Spiegelrad muß jedoch eine solche Ausdehnung haben, daß Sende- und Empfangslichtstrahl räumlich getrennt nebeneinander Platz haben.Furthermore, it is already known to focus on the surface of a mirror wheel transmission or To decouple received light beams that a lens arranged in front of the mirror wheel in two Partial lenses is subdivided, which are given a distance transversely to the beam path. This is where the Focusing points of the two beams to be spatially separated next to each other, whereby a geometric separation between the transmitted and received light beam is brought about. The mirror wheel must however, have such an expansion that the transmitted and received light beams are spatially separated from one another Have space.

Bei einer Abtastvorrichtung mit durch Pupillenteilung geometrisch abgeteiltem Empfangslichtstrahl liegen die Sende- Und Empfangslichtstrahlen auf dem Spiegelrad ebenfalls nebeneinander, so daß der Platzbedarf für das Spiegelrad ebenfalls relativ groß ist.In a scanning device with a received light beam geometrically divided by pupil division, the Transmit and receive light beams on the mirror wheel also side by side, so that the space required for the Mirror wheel is also relatively large.

Normalerweise wird der Strahl des als Lichtquelle verwendeten Lasers durch eine gekreuzte Zylinderlinsenanordnung und ein Objektiv so aufgefächert, daß er die Lichtablenkvorrichtung insbesondere das Spiegelrad voll ausleuchtet. Die Zylinderlinse zieht dann das Lichtbündel zu einem schmalen scharfen Lichtfleck zusammen, welcher in Abtastrichtung eine geringfügig längliche Form hat. Insbesondere senkrecht zur Abtastrichtung erfolgt jedoch eine Verkleinerung des Lichtfleckes beispielsweise im Verhältnis 1 :10, was in vielen Fällen unerwünscht istUsually, the beam of the laser used as the light source is passed through a crossed cylinder lens arrangement and a lens fanned out so that it has the light deflection device in particular the mirror wheel fully illuminated. The cylinder lens then draws the light beam to a narrow, sharp light spot together, which has a slightly elongated shape in the scanning direction. In particular perpendicular to the In the scanning direction, however, the light spot is reduced, for example in a ratio of 1:10, which is shown in FIG is undesirable in many cases

Die Erfindung hat somit das Ziel, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die erwähnte Verkleinerung des Lichtfleckes senkrecht zur Abtastrichtung nicht vorliegt und somit ein LichtfleckThe invention thus has the aim of creating a device of the type mentioned, in which the mentioned reduction of the light spot perpendicular to the scanning direction is not present and thus a light spot

in erzielt wird, der senkrecht zur Abtastrichtung, d.h. in Bewegungsrichtung der zu überwachenden Materialbahn, eine längliche, nicht zu kleine Form aufweist.in which is perpendicular to the scanning direction, i.e. in Direction of movement of the material web to be monitored, has an elongated, not too small shape.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß das sammelnde Element eine vor dem AbtastobjektTo achieve this object, the invention provides that the collecting element is in front of the object to be scanned

ii angeordnete Zylinderlinse ist, die bezüglich des vom Sendestrahl durchlaufenen Bereiches prismatisch abgeflacht ist.ii arranged cylinder lens, which with respect to the from Transmit beam traversed area is prismatically flattened.

Erfindungsgemäß wird also im Sendeteil auf die Wirkung der Zylinderlinse als verkleinerndes optisches Element verzichtet Beibehalten wird jedoch bewußt die ablenkende Wirkung, so daß zwar an der gewünschten Stelle im Abtastfeld ein in Bewegungsrichtung der Bahn wesentlich größerer länglicher Lichtfleck erzielt wird, welcher sich jedoch im Bereich der Brennlinie des zylinderlinsenförmigen Bereiches des sammelnden Elementes befindetAccording to the invention is therefore in the transmitting part on the Effect of the cylinder lens as a reducing optical element is waived, however, is consciously retained distracting effect, so that although at the desired point in the scanning field in the direction of movement of the web Much larger elongated light spot is achieved, which, however, is in the area of the focal line of the cylindrical lens-shaped area of the collecting element is located

Aus diesem Grunde tritt aus dem Empfangsteil der Zylinderlinse ein paralleles Lichtbündei aus, weiches zum Sendestrahlenbündel parallel verläuft.For this reason, a parallel light bundle emerges from the receiving part of the cylinder lens, which is soft runs parallel to the transmission beam.

jo Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Bildung eines sich in Bewegungsrichtung der Materialbahn erstreckenden Lichtstriches dadurch unterstützt werden, daß zwischen der durch einen Laser gebildeten Lichtquelle und dem Spiegelrad ein den Sendestrahl um einen solchen Betrag auffächerndes Streuelement angeordnet ist, daß der Abtastlichtfleck eine sich senkrecht zur Abtastrichtung erstreckende, längliche Form annimmt.jo According to a further preferred embodiment, the formation of a in the direction of movement of the Material web extending light line are supported in that between the by a laser formed light source and the mirror wheel fan out the transmission beam by such an amount Scattering element is arranged that the scanning light spot is a perpendicular to the scanning direction extending, takes on elongated shape.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; es zeigtThe invention is described below, for example, with reference to the drawing; it shows

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Abtastvorrichtung undF i g. 1 shows a schematic side view of a preferred embodiment of the scanning device and

F i g. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht nach Linie H-Il in Fig. 1, wobei die beiden an der Spiegelanord-F i g. 2 is a partially sectioned view along line II-II in Fig. 1, the two on the Spiegelanord-

4·) nung 14 abgeknickten Strahlengänge der einfachen Darstellung halber gestreckt wiedergegeben sind und die Spiegelanordnung 14 nur durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist.4 ·) opening 14 kinked ray paths of the simple For the sake of illustration are shown stretched and the mirror arrangement 14 only by a dashed line Line is indicated.

Nach der Zeichnung gelangt der von einem Laser MAccording to the drawing, it comes from a laser M

V) ausgesandte schmale und nur eine geringe Divergenz aufweisende Lichtstrahl über eine Zerstreuungs-Zylinderlinse 29 zu einem Spiegelrad 13. Die Zerstreuungslinse 29, die übrigens auch durch eine Sammel-Zylinderlinse ersetzt werden könnte, erteilt dem Laserstrahl eine V) emitted narrow and only slightly divergent light beam via a diverging cylindrical lens 29 to a mirror wheel 13. The diverging lens 29, which could also be replaced by a collecting cylindrical lens, gives the laser beam a

^r>^r> relativ geringfügige Divergenz, wie sie aus F i g. 1 ersichtlich ist. ^r > ^r > relatively minor divergence, as shown in FIG. 1 can be seen.

Der Sendestrahl 17 fällt z. B. auf die eine Hälfte eines in der dargestellten Weise leicht gekippten Spiegelrades 13, wobei der Durchstoßpunkt der optischen Achse desThe transmission beam 17 falls z. B. on one half of a mirror wheel slightly tilted in the manner shown 13, the point of penetration of the optical axis of the

M) Sendestrahles 17 bei 28 angedeutet ist.M) transmission beam 17 is indicated at 28.

Von dem leicht gekippten Spiegelrad 13 wird der Sendestrahl zu einem Planspiegel 14a reflektiert, welcher als Streifen ausgebildet ist, dessen Längsachse sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckt. GemäßThe transmitted beam is reflected from the slightly tilted mirror wheel 13 to a plane mirror 14a, which is designed as a strip, the longitudinal axis of which extends perpendicular to the plane of the drawing. According to

b^r> F i g. 2 muß die Länge des Spiegels 14,-/ so groß sein, daß er alle innerhalb des Abtastbereiches vom Spiegelrad 13 reflektierten Lichtstrahlen voll erfassen kann.b ^r > F i g. 2, the length of the mirror 14, - / must be so great that it can fully capture all the light rays reflected by the mirror wheel 13 within the scanning area.

Von dem wiederum etwas gekippten Planspiegel 14aFrom the plane mirror 14a, which is again somewhat tilted

wird der Sendestrahl 17 zu einem ersten bogenförmigen Spiegel 23a reflektiert, dessen Brennpunkt bzw. Brennlinie sich im wesentlichen auf der reflektierenden Oberfläche des Spiegelrades 13 befindet. Bevorzugt liegt die reflektierende Oberfläche des Spiegelrades 13 jedoch etwas innerhalb der Brennweite des Spiegels 23a, derart, daß die vom Spiegel 23a reflektierten Strahlen eine gninge Divergenz aufweisen, wie das in F i g. 2 in der linken Hälfte angedeutet ist.the transmission beam 17 is reflected to a first arcuate mirror 23a whose focal point or The focal line is located essentially on the reflective surface of the mirror wheel 13. Preferred however, if the reflective surface of the mirror wheel 13 is somewhat within the focal length of the mirror 23a, in such a way that the rays reflected by the mirror 23a have a slight divergence, as that in FIG F i g. 2 is indicated in the left half.

Unmittelbar vor der durch die Abtastvorrichtung auf Fehlsteilen zu überwachenden Bahn M, welche sich in Richtung des Pfeiles P kontinuierlich bewegt, befindet sich nur in einer Richtung sammelndes, ein optisches Element 15, dessen Achse parallel zu der mit A bezeichneten Abtastrichtung verläuft und welches ein paralleles Strahlenbündel auf der Materialbahn konzentriert. Immediately in front of the web M to be monitored for missing parts by the scanning device, which moves continuously in the direction of the arrow P , there is an optical element 15 which collects only in one direction, the axis of which runs parallel to the scanning direction indicated by A and which is a parallel one The bundle of rays is concentrated on the web of material.

Der Empfangsctrahl 17 fällt nur auf einen Teilbereich 15' des Elementes 15, innerhalb dessen die in F i g. 1 gestrichelt angedeutete zunächst vorhandene Krümmung einer Zylinderlinse abgeschliffen ist, derart, daß eine in ausgezogenen Linien dargestellte plane Oberfläche in diesem Bereich entsteht. Der Sendestrahl 17 fällt also auf einen optischen Keil 15', dessen Keilwinkel mit α bezeichnet ist Der Keilwinkel entspricht der mittleren Steigung des weggeschliffenen gekrümmten Teils der zunächst vorhandenen Zylinderlinse.The receiving beam 17 falls only on a partial area 15 'of the element 15, within which the in FIG. 1 Dashed lines indicated initially existing curvature of a cylindrical lens is ground off, such that a flat surface, shown in solid lines, is created in this area. The transmission beam 17 falls that is to say on an optical wedge 15 ', the wedge angle of which is denoted by α. The wedge angle corresponds to the mean one Slope of the ground away curved part of the cylinder lens that was initially present.

Aufgrund des Keiles 15' wird der Sendestrahl 17 lediglich in der dargestellten Weise zum Abtastfeld F hin abgeknickt, ohne daß eine Zusammenziehung des Strahles 17 erfolgt. Es wird also ein länglicher Lichtfleck 16 im Abtastfeld F erzielt, was zur Erkennung von in Längsrichtung des Fleckes 16 verlaufenden Kratzern auf der Oberfläche zweckmäßig ist.Because of the wedge 15 ', the transmission beam 17 is only bent in the manner shown towards the scanning field F , without the beam 17 contracting. An elongated light spot 16 is thus achieved in the scanning field F , which is useful for detecting scratches running in the longitudinal direction of the spot 16 on the surface.

Aufgrund des Keilwinkels α erscheint jedoch der Lichtfleck 16 im Bereich der Brennlinie des sich an den Keil 15' stetig anschließenden Zylinderlinsenbereiches des Elementes 15, so daß das vom Lichtfleck 16 in den Zylinderlinsewbereich zurückgestreute Licht zu einem in der Ansicht nach Fig. 1 im wesentlichen parallelen Empfangsstrahl vereinigt wird. Der Empfangssirahl fällt auf einen weiteren bogenförmigen Spiegel 236, welcher gegenüber dem Sendespiegel 23a um ein Stück d in Richtung der Zylinderlinse 15 versetzt ist. Der Empfangsspiegel 236 ist außerdem in der dargestellten Weise breiter als der Sendespiegel 23a ausgebildet, um soviel Licht wie möglich zu erfassen. Im übrigen sind die beiden Spiegel 23a, 236, was ihre Erstreckung senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 1 und ihre Brennweite anbetrifft, gleich ausgebildet. Bei der Versetzung d ist darauf zu achten, daß in der dargestellten Weise parallel auf die beiden Spiegel 23a, 236 auffallende Lichtbündel auch wieder parallel zueinander reflektiert werden.Due to the wedge angle α, however, the light spot 16 appears in the area of the focal line of the cylindrical lens area of the element 15 continuously adjoining the wedge 15 ', so that the light scattered back by the light spot 16 into the cylindrical lens area is essentially parallel to one in the view of FIG Receiving beam is combined. The receiving sirahl falls on a further arcuate mirror 236, which is offset from the transmitting mirror 23a by a piece d in the direction of the cylindrical lens 15. The receiving mirror 236 is also made wider than the transmitting mirror 23a in the manner shown in order to capture as much light as possible. Otherwise, the two mirrors 23a, 236 are designed to be identical in terms of their extension perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1 and their focal length. In the case of the offset d , care must be taken that, in the manner shown, light bundles incident parallel on the two mirrors 23a, 236 are also reflected again parallel to one another.

Nach der Reflexion des Empfangsstrahles 25 am Spiegel 236 fällt dieses auf einen weiteren Planspiegel 146, welcher wesentlich breiter als der Planspiegel 14a ausgebildet und gegenüber dem Planspiegel 14a um eine senkrecht auf der Zeichenebene der F i g. 1 stehende Achse 30 um ein bestimmtes Stück relativ zu diesem gekippt ist. Es wird somit ein aus den beiden Planspiegeln 14a, 146 bestehender geknickter Spiegel 14 geschaffen. Der Knickwinkel ist dabei so groß, daß der am Planspiegel 146 reflektierte Empfangsstrahl 25 möglichst vollständig auf die jeweils reflektierende Fläche des Spiegelrades 13 gerichtet wird. Der Empfangsstrahl 25 erfäh.M somit eine Versetzung in Richtung auf die Durchstoßstelle 28 der optischen Achse des Sendestrahles 17 und überlagert diesen somit.After the reception beam 25 is reflected on the mirror 236, it falls on a further plane mirror 146, which is much wider than the plane mirror 14a and compared to the plane mirror 14a by one perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1 standing axis 30 by a certain distance relative to this tipped. It thus becomes a kinked mirror consisting of the two plane mirrors 14a, 146 14 created. The kink angle is so large that the receiving beam 25 reflected on the plane mirror 146 is directed as completely as possible onto the reflecting surface of the mirror wheel 13. Of the Receiving beam 25 erglich.M thus a displacement in the direction of the penetration point 28 of the optical Axis of the transmission beam 17 and thus superimposed on it.

Aufgrund des Knickwinkels zwischen den Planspiegeln 14a, 146 wird der Empfangsstrahl 25 in der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise am Spiegelrad 13 unter einem vom Einfallswinkel des Sendestrahles 17 verschiedenen Winkel reflektiert, so daß nach einer gewissen Strecke eine vollständige Trennung zwischen Sendestrahl 17 und Empfangsstrahl 25 festzustellen ist. Nach der Trennungsstelle wird im Empfangsstrahl 25 eine Sammellinse 31 angeordnet, in deren Brennpunkt sichBecause of the kink angle between the plane mirrors 14a, 146, the receiving beam 25 is in the form shown in FIG. 1 evident way on the mirror wheel 13 at a different angle from the angle of incidence of the transmission beam 17 Angle reflected, so that after a certain distance a complete separation between the transmission beam 17 and receiving beam 25 is to be determined. After the separation point, a Converging lens 31 arranged, in the focal point

in ein z. B. als Photovervielfacher ausgebildeter photoelektrischer Empfänger 19 befindet, an dessen Ausgang ein elektrisches Signal erscheint, welches für den Zustand des gerade abgetasteten Punktes im Abtastfeld Frepräsentativ ist.in a z. B. trained as a photomultiplier photoelectric Receiver 19 is located at the output of an electrical signal appears, which for the State of the point just scanned in the scanning field is Frepresentative.

Ii Der in Fig. 1 wiedergegebene Sendestrahlengang hat den Vorteil, daß die schmale Ausbildung des Laserstrahles unmittelbar zur Erzeugung des Lichtflekkes 16 ausgenutzt wird. Die von der Zylinderlinse 29 hervorgerufene Divergenz ist dabei dv art gewählt, daß der Lichtfleck 16 in Bewegungsrichtung /Vine längliche Form hat Insbesondere ist der Lichtfleck 16 ein sich in Bewegungsrichtung Perstreckender Strich, was z. B. zur Festellung von Längskratzern in Blechoberflächen vorteilhaft ist.Ii The transmission beam path reproduced in FIG. 1 has the advantage that the narrow design of the laser beam is used directly to generate the light spot 16 is used. The divergence caused by the cylindrical lens 29 is selected dv art that the light spot 16 is elongated in the direction of movement / Vine In particular, the light spot 16 is a line extending in the direction of movement P, which z. B. to Detection of longitudinal scratches in sheet metal surfaces is advantageous.

Anstelle der Zylinderlinse 29 können auch gekreuzte Zylinderlinsen 21, 22 und ein Objektiv 12 vorgesehen werden. Diese Elemente sind in F i g. 1 gestrichelt und rein schematisch angedeutet.Instead of the cylindrical lens 29, crossed cylindrical lenses 21, 22 and an objective 12 can also be provided will. These elements are shown in FIG. 1 indicated by dashed lines and purely schematically.

Die Zylinderlinse 29 ist so zu dimensionieren, daß der Sendestrahl 17 unter Berücksichtigung der Konvergenzeigenschaften des Spiegels 23a eine zur Bildung des länglichen Lichtflecks 16 ausreichende Divergenz erhält.
Aus Fig.2 ist die Wirkung der Versetzung d derThe cylindrical lens 29 is to be dimensioned in such a way that the transmission beam 17, taking into account the convergence properties of the mirror 23a, has a sufficient divergence to form the elongated light spot 16.
From Figure 2, the effect of the offset d is the

v> beiden bogenförmigen Spiegel 23a, 236 zu ersehen. Diese Versetzung ist wichtig, um auch von den Randstrahlen 17' noch ein ausreichendes Rürksigral zu erhalten. In Fig.2 ist im Bereich der einen Gehäusewand 18 ein unmittelbar an der Wand gelegener Ran-istrahl 17' dargestellt, welcher durch Reflexion des Sendestrahles 17 am Sendespiegel 23a in der dargestellten Weise erzeugt wird. Der Randstrahl 17' gelangt durch das sammelnde Element 15 hindurch auf die Oberfläche der Materialbahn M, wo ein Lichtfleck 16' v> two arc-shaped mirrors 23a, 236 can be seen. This offset is important in order to still obtain a sufficient Rürksigral from the marginal rays 17 '. In FIG. 2, in the area of one housing wall 18, a Ran-ist beam 17 'is shown which is located directly on the wall and which is generated in the manner shown by reflection of the transmission beam 17 on the transmission mirror 23a. The marginal ray 17 'passes through the collecting element 15 onto the surface of the material web M, where a light spot 16'

•4") erzeugt wird.• 4 ") is generated.

Es sei nun angenommen, daß die Oberfläche der Materialbahn M Reflexionseigenschaften hat, wie sie durch die Keule 24 schematisch angedeutet sind. Die Reflexionsintensität ergibt sich durch vom Lichtfleck 16'It is now assumed that the surface of the material web M has reflection properties as indicated schematically by the lobe 24. The reflection intensity results from the light spot 16 '

Vi aus zu der Keule 24 in den einzelnen Richtungen gezogene Geraden. Die Länge der Geraden vom Fußpunkf bei 16' bis zum Rand der Keule ist ein Maß für die Reflexionsintensität. Ersichtlich gehen beispielsweise vom Fleck 16' in der Richtung 25" zurückgeworfeneVi out to the lobe 24 in the individual directions drawn straight lines. The length of the straight line from the foot point at 16 'to the edge of the club is a measure of the reflection intensity. It can be seen, for example, that reflections go back from the spot 16 'in the direction 25 "

■■< ι Lichtstrahlen für die Auswertung verloren, da sie auf die Gehäusewand 18 treffen oder sogar außerhalb der Gehäusewand 18 vorbeilaufen. Hingegen gelangt beispielsweise ein \.eiter nach innen zurückgeworfener Empfangslichtstrahl 25' zurück zum Sendespiegel 23a.■■ <ι light rays for the evaluation are lost because they are on the Meet the housing wall 18 or even pass outside the housing wall 18. On the other hand got For example, a further inwardly reflected received light beam 25 'back to the transmitting mirror 23a.

Wi Aufgrund der gegenüber dem Randstrahl 17' anderen Neigung relativ zur Oberfläche der Bah.i M würde dieser zurückgeworfene Strahl jedoch nicht mehr auf diejenige Fläche 13a des Spiegelrades 13 auftreffen, von der das Sendestrahienbünciel 17 reflektiert wurde.Due to the Wi relative to the edge beam 17 'different inclination relative to the surface of the Bah.i M, however, would not impinge this reflected beam to that of surface 13a of the mirror wheel 13, from which the Sendestrahienbünciel reflected 17th

μ Vielmehr würde der bei 23a reflektierte Empfangslichtstrahl 25' in der gestrichelt dargestellten Weise sogar vollständig am Spiegelrad 13 vorbeigehen.μ Rather, the received light beam reflected at 23a would be 25 'even completely bypass the mirror wheel 13 in the manner shown in dashed lines.

Versetzt man nun jedoch den EmpfaiKSspiegel 236However, if you now move the receiver mirror 236

um das Stück d in Richtung der Winkelhalbierenden zwischen Eingangs- und Ausgangsstrahl, so wird der von der Oberfläche M zurückgestreute Empfangslichtstrahl 25' in der in ausgezogenen Linien angedeuteten Weise zur Fläche 13a des Spiegelrades 13 gelangen. Es steht somit Licht zur Verfugung, welches in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise zum photoelektrischen Empfänger 19 gelangt.around the piece d in the direction of the bisector between the input and output beam, the received light beam 25 'scattered back from the surface M will reach the surface 13a of the mirror wheel 13 in the manner indicated in solid lines. There is thus light available, which reaches the photoelectric receiver 19 in the manner shown in FIG. 1.

Die Versetzung d von Sende- und Empfangsspiegel 23;/. 23b ist auch wichtig, wenn man mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen nahtlos aneindersetzen und eine Abtastlücke zwischen zwei aneinandergesetzten Vorrichtungen vermeiden will. Zu diesem Zweck wird nach der Darstellung in der linken Hälfte der Fig. 2 das Spiegelrad 13 etwas innerhalb der Brennweite des Sendespiegels 23a angeordnet, derart, daß insbesondere in den Randbereichen die Randstrahlen 17" eine gewisse Divergenz aufweisen, die zumindest so groß ist, daß der Abtastbereich geringfügig breiter als das Gehäuse ist. Im Falle einer vollständig spiegelnden Oberfläche der Materialbahn M würde das Licht beispielsweise entlang der gestrichelten Linie 25'" außerhalb der Gehäusewand 20 reflektiert werden. Im Falle einer Oberfläche Af mit einer Streukeule, wie sie rechts bei 24 dargestellt ist, würde jedoch auch Licht beispielsweise in Richtung der Linie 25"" in das Innere des Gehäuses 18, 20 zurückgeworfen werden, wo es auf den Empfangsspiegel 236 trifft und von dort a-f die Fläche 13b des Spiegelrades 13 gelenkt wird, auf die auch das Sendestrahlenbündel 17 aufgetroffen ist. Man erkennt also, daß selbst bei Verwendung eines divergierenden Abtaststrahlenganges stets noch genügend Licht zu der vom Sendelichtstrahl 17 beaufschlagten Spiegelradfläche 136 zurückgelangt. Voraussetzung ist allerdings, daß die Oberfläche der Materialbahn M nicht absolut spiegelnd ist, sondern einen gewissen Streubereich aufweist, wie er beispielsweise durch die Streukeule 24 angedeutet ist. Derartige Streuungen sind jedoch bei Papierbahnen in jeden Fall und auch bei üblichen Metalloberflächen in Walzwerken allgemeinThe offset d of the transmitting and receiving mirror 23; /. 23b is also important if you want to seamlessly place several devices according to the invention together and avoid a scanning gap between two devices placed next to one another. For this purpose, as shown in the left half of FIG. 2, the mirror wheel 13 is arranged somewhat within the focal length of the transmitting mirror 23a, in such a way that, in particular in the edge regions, the edge rays 17 ″ have a certain divergence which is at least so great that the scanning area is slightly wider than the housing. In the case of a completely reflective surface of the material web M , the light would be reflected outside the housing wall 20, for example along the dashed line 25 ′ ″. In the case of a surface Af with a scattering lobe, as shown at 24 on the right, light would also be reflected back into the interior of the housing 18, 20, for example in the direction of the line 25 "", where it hits the receiving mirror 236 and from there af the surface 13b of the mirror wheel 13 is steered, on which the transmission beam 17 has also impinged. It can thus be seen that even when a diverging scanning beam path is used, sufficient light still reaches the mirror wheel surface 136 acted upon by the transmitted light beam 17. A prerequisite, however, is that the surface of the material web M is not absolutely reflective, but rather has a certain scattering area, as indicated, for example, by the scattering lobe 24. Such spreads are, however, general in paper webs in any case and also in the case of customary metal surfaces in rolling mills

vorhanden.available.

Besonders eignet sich die Abtastvorrichtung für die Ermittlung von Löchern in Papierbahnen. In diesem Falle kommt es darauf an. daß man die Papierbahn M über eine beispielsweise aus Metall bestehende Walze 26 führt, deren Oberfläche sehr gut. jedoch nicht absolut spiegelnd reflektiert. Vorzugsweise sollte die Streucharakteristik einer derartigen Oberfläche etwa so wie die Streukeule 24 ausgebildet sein. In F i g. 2 ist nur ein geringer Ausschnitt einer derartigen Walze 26 schematisch angedeutet. Befindet sich nun in der Papierbahn ein Loch 27, so wird durch dieses Loch auf die Oberfläche der Walze 26 gelangendes Licht zumindest zu einem wesentlichen Teil auch dann noch zum Photoempfänger 19 zurückgelenkt, wenn sich das Loch 27. wie das in F i g. 2 angedeutet ist, ganz am Rande der Vorrichtung im Bereich einer der Wände 18,20 befindet. Ein Loch 27 in der Papierbahn /V/ führt somit zu einem Heil-Signal an der Photozelle 19. Line dunkle Stelle auf der Papierbahn M würde demgegenüber zu einem Dunkelsignal führen. Die beschriebene Anordnung ermöglicht es also. Löcher und Dunkelsteilen auf Papierbahnen auf einfache Weise zu unterscheiden. Dabei ist es sogar noch möglich, zur Erfassung größerer Papierbahnbreiten mehrere Abtastvorrichtungen unmittelbar aneinanderzureihen, indem die Wand 18 einer ersten Vorrichtung unmittelbar in Anlage an die Wand 20 einer identisch ausgebildeten weiteren Vorrichtung usw. zur Anlage gebracht wird.The scanning device is particularly suitable for determining holes in paper webs. In this case, it depends. that the paper web M is guided over a roller 26 made, for example, of metal, the surface of which is very good. but not reflected in an absolutely specular way. The scattering characteristic of such a surface should preferably be designed in the same way as the scattering lobe 24. In Fig. 2, only a small section of such a roller 26 is indicated schematically. If there is now a hole 27 in the paper web, light reaching the surface of the roller 26 through this hole is at least to a significant extent still deflected back to the photoreceiver 19 when the hole 27 is located like the one in FIG. 2 is indicated, is located at the very edge of the device in the area of one of the walls 18, 20. A hole 27 in the paper web / V / thus leads to a healing signal at the photocell 19. In contrast, a line dark spot on the paper web M would lead to a dark signal. The arrangement described makes it possible. Easily distinguish holes and dark parts on paper webs. It is even possible to string several scanning devices directly next to one another in order to detect larger paper web widths by bringing the wall 18 of a first device directly into contact with the wall 20 of an identically designed further device etc. to rest.

Die Größe der Verschiebung dist im wesentlichen so groß, daß die in sich zurückreflektierten Randstrahlen 17', 17" als Empfangsstrahlen 25a gerade auf einem Endbereich (in Umlangsrichtung gesehen) der zugeordneten Spiegelradfläche 13a, 136 auftreffen, wenn der Sendestrahl 17 auf dem anderen Endbereich der gleichen Fläche 13a bzw. 136 auftrifft, wie dies in F i g. 2 wiedergegeben ist. Dies ergibt eine optimale Ausleuchtung des Spiegelrades und damit eine optimale Lichtausbeute.The magnitude of the shift d is essentially so great that the edge rays 17 ', 17 "reflected back in themselves hit one end area (seen in the circumferential direction) of the associated mirror wheel surface 13a, 136 as receiving beams 25a when the transmitting beam 17 hits the other end area the same surface 13a or 136, as shown in Fig. 2. This results in an optimal illumination of the mirror wheel and thus an optimal light yield.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Scanning device with a mirror wheel, swivel mirror or the like arc-shaped mirror and a collecting element in the other coordinate direction into one Light spot concentrated on the scanning object and using the autocollimation principle returning, geometrically divided, capturing a point of the object being scanned Receiving light beam, characterized in that that the collecting element is a cylindrical lens (15) arranged in front of the object being scanned, which is prismatically flattened with respect to the area (15 ') traversed by the transmission beam.

2. Scanning device according to claim 1, characterized in that between the by a laser formed light source (H) and the mirror wheel (13) a Secdsstrahl (17) by such an amount fanning-out scattering element (29) is arranged that the scanning light spot (16) is perpendicular to the Sampling device takes extending, elongated shape