DE2552333C3

DE2552333C3 - Vorrichtung zur Vereinigung von von einem linearen Abtastfeld ausgehendem Licht auf einem Empfanger

Info

Publication number: DE2552333C3
Application number: DE19752552333
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: 1980-06-12
Also published as: DE2552333B2; DE2552333A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vereinigung von von einem linearen Abtastfeld ausgehendem Licht auf einem relativ kleinen Empfänger über eine den Abtastlichtfleck erzeugende optische Anordnung mit einer von einem Lichtbündel beaufschlagten Lichtablenkvorrichtung, einem sich in Abtastrichtung erstrekkenden Hohlspiegel und einer sich parallel zum Abtastfeld in dessen Nähe erstreckenden Zylinderlinse, wobei Sende- und Empfangsstrahlenbündel durch Pupillenteilung getrennt sind.

Bekannte derartige Vorrichtungen arbeiten im allgemeinen mit einem Laser als Lichtquelle, weil dieser ein für die Erzeugung eines feinen Abtastlichtfleckes besonders vorteilhaftes schmales Parallelbündel aussendet. Üblicherweise wird der Laserstrahl über zwei gekreuzte Zylinderlinsen und ein Objektiv auf ein die Lichtablenkvorrichtung bildendes Spiegelrad geschickt. Die Zylinderlinsen haben dabei den Zweck, den Laserstrahl so aufzufächern, daß er die einzelnen Flachen des Spiegelrades voll ausleuchtet. Das Spiegelrad arbeitet vorteilhafterweise mit 12 bis 20, vorzugsweise 16 Spiegelflächen, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Grundsätzlich ist auch die Verwendung eines Schwingspiegels als Lichtablcnkvorrichtung möglich.

Von dem Spiegelrad wird das Lichtbündel über einen streifenförmigen Planspiegel auf einen ebenfalls streifenförmigen Hohlspiegel umgelenkt, dessen Brennpunkt bzw. Brennlinie sich in etwa auf der reflektierenden Oberfläche des Spiegelrades befindet Der Hohlspiegel richtet das auf ihn fallende Sendestrahlenbündel auf eine parallel dazu angeordnete Zylinderlinse, die sich im wesentlichen im Abstand ihrer Brennweite von einer Fläche befindet, auf der ein linear abtastender Lichtfleck erzeugt werden soll. Bei der Fläche handelt es sich im allgemeinen um eine auf Fehlstellen zu überwachende Bahn, wie eine Metall- oder Papierbahnoberfläche. Die Bahn bewegt sich dabei zweckmäßig senkrecht zur geradlinigen Abtastrichtung, so daß bei geeigneter Wahl des Verhältnisses von Bahn- zu Abtastgeschwindigkeit eine kontinuierliche Zeilenabtastung der Bahn gewährleistet ist

Obwohl das von dem auf der Bahn erzeugten Lichtfleck ausgehende Empfangs-Lichtbündel von einer gesonderten Empfangsvorrichtung empfangen und ausgewertet werden kann, ist es bevorzugt, das Empfangslichtbündel zumindest teilweise auf dem gleichen Weg wie das Sendestrahl-Bündel zu einer vorzugsweise, fotoelektrisch arbeitenden Empfangsanordnung zurückzuleiten. Das von dem fotoelektrischen Empfänger abgegebene elektrische Signal ist dann ein

Maß für den Zustand der abgetasteten Oberfläche. Beispielsweise zeigt eine Änderung des elektrischen Signals Kratzer oder sonstige Fehlstellen in einer Metalloberfläche an oder Fehlstellen, wie dunkle Flecke oder Löcher bei einer Papierbahn.

^ Sofern die optischen Elemente des Sendestrahlenganges gleichzeitig für die Weiterleitung des Empfangsstrahlenbündels ausgenutzt werden, spricht man von einem Autokoliimationsstrahlengang. Dabei ist es für eine gute Trennung von Empfangs- und Sendestrahlen-

bündel zweckmäßig, von der sogenannten Pupillenteilung Gebrauch zu machen, was bedeutet, daß ein Teil, z. B. ein Drittel zumindest einiger optischer Elemente für die Weilerleitung des Sendestrahlenbündels, der Rest, z. B. zwei Drittel, für die Weiterleitung des

Empfangsstrahlenbündels genutzt wird.

Ein wesentliches Problem bei Autokollimationsstrahlengängen besteht nun darin, daß einerseits ein ausreichend großer und die erforderlichen Abmessungen aufweisender Lichtfleck auf der Bahn erzeugt wird,

die Empfangsstrahlen sicher auf die Lichtablenkvorrichtung zurückgeworfen werden und andererseits eine sichere räumliche Trennung zwischen Sende- und Empfangs-Strahlenbündel im Bereich des Fotoempfängers vorliegt. Dabei ist auf einen einfachen und vor allen

Dingen kompakten Aufbau der Vorrichtung ebenso zu achten wie auf weitgehende Vermeidung einer Anfälligkeit für Erschütterungen oder Verstellungen nach längeren Zeiträumen. Insbesondere muß dafür gesorgt werden, daß im Empfangsstrahlengang nicht zuviel

Empfangslicht verloren geht, damit am fotoelektrischen Empfänger noch eine deutlich über dem Grundrauschen liegende Lichtmenge für die Auswertung zur Verfügung steht.

Ein gewisses Problem bei Zeilentastern besteht darin,

el '^ das Empfangssignal im Bereich der Randstrahlen häufig außerordentlich schwach ist, so daß die Randstrahlen nicht mehr für die Fehlerüberwachung ausgenutzt werden können. Dies ist besonders dann

nachteilig, wenn mehrere Zeilentastvorrichtungen zur Erfassung breiterer Materialbahnen unmittelbar nebeneinandergesetzt werden sollen. In diesem Falle können Totzonen zwischen den einzelnen Zeilentastvorrichtungen nicht in Kauf genommen werden. Man hat sich bisher dadurch beholfen, daß man die einzelnen aneinanderzusetzenden Zeilentaster versetzt und mit einer gewissen Überlappung angeordnet hat, was jedoch einmal sehr raumaufwendig ist und zum anderen dazu führt, daö zu einer Zeit unterschiedliche Zeilen der Bahn abgetastet werden. Dies erschwert die spätere Auswertung festgestellter Fehler.

Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der auch die unmittelbar am Ende des Abtastbereiches auftretenden Rand-Sendestrahlen noch zu einem Empfangssignal am fotoelektrischen Empfänger führen, welches eine einwandfreie Fehlerauswertung gestattet

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Hohlspiegel in einen Sende- und Empfangshohlspiegel unterteilt ist und der Empfangshohlspiegel gegenüber dem Sendehohlspiegel in Richtung auf die Lichtablenkvorrichtung um ein solches Stück versetzt ist, daß von den Lichtflecken, die von den Randstrahlen des Sendestrahlenbündels erzeugt werden, noch ein wesentlicher Teil des zurückgeworfenen Lichtes auf die gleiche Fläche der Lichtablenkvorrichtung fällt, von der das Sendestrahlenbündel reflektiert wird. Hierbei ist vorausgesetzt, daß die Oberfläche der Materialbahn nicht exakt spiegelnd reflektiert, sondern um den spiegelnden Reflexionsbereich herum auch noch einen gewissen Lichtstreubereich aufweist. Diese Bedingung ist jedoch praktisch bei allen Oberflächen und selbst bei glatten Metalloberflächen erfüllt, sofern diese nicht zur Erzielung einer absolut spiegelnden Reflexion speziell bearbeitet insbesondere geschliffen sind. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung wird von dem auf diese Weise in das Innere der Vorrichtung gestreuten Licht ein wesentlich größerer Teil als ohne die besagte Versetzung von der zugeordneten Fläche des Spiegelrades erfaßt, so daß auch im Bereich der Rand-Abtaststrahlen noch ein für die Fehlerauswertung ausreichendes elektrisches Signal am Fotoempfänger zur Verfugung steht. Die Abtast-Sendestrahlen können somit bis hin zum Rand des Gehäuses voll ausgenutzt werden.

Setzt man mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen nebeneinander, so besteht zwischen den Abtastbereichen deswegen noch eine gewisse Lücke, weil die optischen Elemente, insbesondere die Hohlspiegel und die Zylinderlinse sich nur bis zur Gehäusewand erstrecken können. Im günstigsten Falle besteht also zwischen den einzelnen Abtastbereichen eine Lücke in der Größenordnung des Doppelten der Wandstärke der Geh?', je. Um diese geringe Lücke zu überbrücken, sieht eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, daß die Lichtablenkvorrichtung etwas innerhalb der Brennweite des Sendehohlspiegels angeordnet ist, derart, daß aufgrund der divergenten Randstrahlen der Abtastbereic*¹ /iv.-as erweitert ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß sich die Abtastbereiche benachbarter Vorrichtungen berühren oder sogar etwas überlappen.

Vorzugsweise ist der Sendehohlspiegel wesentlich schmaler als der Empfangshohlspiegel ausgebildet, wobei der Sendehohlspiegel zweckmäßig ein Viertel bis ein Halb, vorzugsweise ein Drittel der Breite des Empfangshohlspiegels hat. Die Versetzung der beiden Hohlspiegel soll etwa 2 bis 10%, vorzugsweise 5% der Brennweite der Hohlspiegel betragen.

Die Hohlspiegel sind bis auf ihre Breite, d. h. insbesondere im Hinblick auf ihre Brennweite, vollständig gleich ausgebildet Die Anordnung ist insbesondere derart, als ob die beiden Hohlspiegel durch Aufschneiden eines einzigen Hohlspiegels in Abtastrichtung und Versetzung der beiden Teile in Richtung der Winkelhalbierenden von Eingangs- und Ausgangsstrahl erzielt

to worden wären.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

F i g. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht nach Linie H-II in Fig. 1, wobei die beiden an der Spiegelanordnung 14 abgeknickten Strahlengänge der einfachen Darstellung halber gestreckt wiedergegeben sind und die Spiegelanordnung 14 nur durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist

Nach der Zeichnung gelangt der von einem Laser U 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 relativ geringfügige Divergenz, wie sie aus F i g. 1 ersichtlich ist.

Das Sendestrahlenbündel 17 fällt z. B. auf die eine Hälfte eines in der dargestellten Weise leicht gekippten Spiegelrades 13, wobei der Durchstoßpunkt der optischen Achse des Sendestrahlenbündels 17 bei 28 angedeutet ist.

Von dem leicht gekippten Spiegelrad 13 wird das Sendestrahlenbündel zu einem Planspiegel 14a reflektiert, welcher als Streifen ausgebildet ist, dessen Längsachse sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckt. Gemäß F i g. 2 muß die Länge des Spiegels 14a so groß sein, daß er alle innerhalb des Abtastbereiches vom Spiegelrad 13 reflektierten Lichtbündel voll erfassen kann.

Von dem wiederum etwas gekippten Planspiegel 14a wird das Sendestrahlenbündel 17 zu einem ersten ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene streifenförmigen Hohlspiegel 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 Hohlspiegels 23a, derart, daß die vom Hohlspiegel 23a reflektierten Bündel eine geringe Divergenz aufweisen, wie das in F i g. 2 in der linken Hälfte angedeutet ist.
Unmittelbar vor der durch die erfindungsgemäße Vorrichtung auf Fehlstellen zu überwachenden Bahn M, welche sich in Richtung des Pfeiles P kontinuierlich bewegt, befindet sich eine Zylinderlinse 15, deren Achse parallel zu der mit A bezeichneten Abtastrichtung verläuft und weiche im wesentlichen einen ihrer Brennweite entsprechenden Abstand von der Oberfläche der Materialbahn Λ/hat.

Es fällt das Sendestrahlenbündel 17 nur auf einen Teilbereich 15' der Zylinderlinse 15, innerhalb dessen die in F i g. 1 gestrichelt angedeutete Krümmung der Zylinderlinse 15 abgeschliffen ist, derart, daß eine in ausgezogenen Linien dargestellte plane Oberfläche in diesem Bereich entsteht. Das Sendestrahlenbündel 17 fällt also auf einen optischen Keil 15', dessen Keilwinkel

mit « bezeichnet ist. Der Keilwinkel entspricht der mittleren Steigung des weggeschliffenen gekrümmten Teils der Zylinderlinse 15.

Aufgrund dieser Maßnahme wird das Sendestrahlenbündel 17 lediglich in der dargestellten Weise zum Abtastfeld F hin abgeknickt, ohne daß eine Zusammenziehung des Strahlenbündels 17 erfolgt, wie es der Fall wäre, wenn die Zylinderlinse 15 im Bereich des Keiles 15' nicht abgeschliffen sein würde. Es wird also in der erwünschten Weise ein nicht zu kleiner Lichtfleck 16 im Abtastfeld F erzielt. Bei Verwendung einer vollständigen Zylinderlinse auch im Bereich 15' würde eine Verkleinerung des Lichtfleckes bis zu einem Faktor 10 zu verzeichnen sein, welche erfindungsgemäß vermieden wird.

Aufgrund der erwähnten Wahl des Keilwinkels λ erscheint jedoch der Lichtfleck 16 im Bereich der Brennlinie der Zylinderlinse 15, so daß das vom Lichtfleck 16 in die Zylinderlinse 15 zurückgestreute Licht zu einem in der Ansicht nach F i g. 1 im wesentlichen parallelen Empfangsstrahlenbündel vereinigt wird. Das Empfangsstrahlenbündel fällt auf einen weiteren Hohlspiegel 236, welcher gegenüber dem Sendehohlspiegel 23a um ein Stück d in Richtung der Zylinderlinse 15 versetzt ist Der Empfangshohlspiegel 236 ist außerdem in der dargestellten Weise breiter als der Sendehohlspiegel 23a ausgebildet, um soviel Licht wie möglich zu erfassen. Im übrigen sind die beiden Hohlspiegel 23a, 23b, was ihre Erstreckung senkrecht zur Zeichenebene in F i g. 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, 23i> auffallende Lichtbündel auch wieder parallel zueinander reflektiert werden.

Nach der Reflexion des Empfangsstrahlenbündels 25 am Hohlspiegel 236 fällt dieses auf einen weiteren Planspiegel 14b, welcher in der dargestellten Weise 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 eine aus den beiden Planspiegeln 14a, \4b bestehende Knickspiegelanordnung 14 geschaffen. Der Knickwinkel ist dabei so groß, daß das am Planspiegel 146 reflektierte Empfangsstrahlenbündel 25 möglichst vollständig auf die jeweils reflektierende Fläche des Spiegelrades 13 gerichtet wird. Das Empfangsstrahlenbündel 25 erfährt somit eine Versetzung in Richtung auf die Durchstoßstelle 28 der optischen Achse des Sendestrahlenbündels 17. Aufgrund des Knickwinkels zwischen den Planspiegeln 14a, 146 wird das Empfangsstrahienbündei 25 in der aus F i g. i ersichtlichen Weise am Spiegelrad 13 unter einem vom Einfallswinkel des Sendestrahlenbündels 17 verschiedenen Winkel reflektiert, so daß nach einer gewissen Strecke eine vollständige Trennung zwischen Sendestrahlenbündel 17 und Empfangsstrahlenbündel 25 festzustellen ist Nach der Trennungsstelle wird im Empfangsstrahlenbündel 25 eine Sammellinse 31 angeordnet, in deren Brennpunkt sich ein z. B. als Fotovervielfacher ausgebildeter fotoelektrischer Empfänger 19 befindet, an dessen Ausgang ein elektrisches Signal erscheint, welches für den Zustand des gerade abgetasteten Punktes im Abtastfeld F repräsentativ ist

Der in Fi g. 1 wiedergegebene Sendestrahlengang 17 hat den Vorteil, daß die von Haus aus schmale Ausbildung des Laserstrahles unmittelbar zur Erzeugung des Lichtfleckes 16 ausgenutzt wird. Die von der Zylinderlinse 29 hervorgerufene Divergenz ist dabei derart gewählt, daß der Lichtfleck 16 in Bewegungsrichtung P eine längliche Form hat. Insbesondere ist der Lichtfleck 16 ein sich in Bewegungsrichtung F erstreckender Strich, was z. B. zur Feststellung von Längskratzern in Blechoberflächen vorteilhaft ist.

Grundsätzlich kann der Sendestrahlengang 17 aber auch anders erzeugt werden. So können anstelle der Zylinderlinse 29 gekreuzte Zylinderlinsen 21,22 und ein

ίο Objektiv 12 vorgesehen sein. Diese Elemente sind in F i g. 1 gestrichelt angedeutet, ohne daß die tatsächlichen Abstände und Brennweiten dieser optischen Elemente berücksichtigt worden sind. Bei Verwendung der Laserstrahl-Auffächerungszylinderlinsen 21, 22 und des von diesen Zylinderlinsen voll ausgeleuchteten Objektivs 12 müßte allerdings auf die Ausbildung der Zylinderlinse 15 als Keil 15' auf einer Seite verzichtet werden, um bei 16 einen schmalen Lichtfleck zu erzielen, Die Trennung von Sende- und Empfangsstrahlenbündel 17,25 könnte aber auch bei dieser Ausführung in dieser Weise durchgeführt werden, wobei sich die Sammellinse 31 zweckmäßigerweise auf der Höhe des Objektivs 12 befinden sollte und die einzelnen Parameter so zu wählen sind, daß die vollständige Trennung von Sendestrahlenbündel 17 und Empfangsstrahlenbünde! 25 auf der Höhe des Objektivs 12 erfolgt ist

Die Zylinderlinse 29 ist so zu dimensionieren, daß der Sendestrahl 17 unter Berücksichtung der Konvergenzeigenschaften des Hohlspiegels 23a eine zur Bildung des länglichen Lichtflecks 16 ausreichende Divergenz erhält.

Aus F i g. 2 ist die Wirkung der Versetzung d der beiden Hohlspiegel 23a, 23b zu ersehen. Diese Versetzung ist wichtig, um auch von den Randstrahlen 17' noch ein ausreichendes Rücksignal zu erhalten. In Fig.2 ist im Bereich der einen Gehäusewand 18 ein unmittelbar an der Wand gelegener Randstrahl 17' dargestellt, welcher durch Reflexion des Sendestrahlenbündels 17 am Sendehohlspiegel 23a in der dargestellter Weise erzeugt wird. Der Randstrahl 17' gelangt durch die Zylinderlinse 15 hindurch auf die Oberfläche der Materialbahn M, wo ein Lichtfleck 16' erzeugt wird.

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' aus zu der Keule 24 in den einzelnen Richtunger gezogene Geraden. Die Länge der Geraden vom Fußpunkt bei 16' bis zum Rand der Keule ist ein Maß für die Reflexionsintensität Ersichtlich gehen beispielsweise vom Fleck 16' in der Richtung 25" zurückgeworfene Lichtstrahlen für die Auswertung verloren, da Sie auf die Gehäusewand 18 treffen oder sogar außerhalb der Gehäusewand 18 vorbeilaufen. Hingegen gelangt beispielsweise ein weiter nach innen zurückgeworfener Empfangslichtstrahl 25' zurück zum Sendehohlspiegel 23a. Aufgrund der gegenüber dem Randstrahl 17 anderen Neigung relativ zur Oberfläche der Bahn Ai würde dieser zurückgeworfene Strahl jedoch nicht mehl auf diejenige Fläche 13a des Spiegelrades 13 auftreffen von der das Sendestrahlenbündel 17 reflektiert wurde Vielmehr würde der bei 23a reflektierte Empfangslichtstrahl 25' in der gestrichelt dargestellten Weise sogai vollständig am Spiegelrad 13 vorbeigehen.

Versetzt man nun jedoch den Empfangshohlspiegel 236 um das Stück din Richtung der Winkelhalbierender zwischen Eingangs- und Ausgangsstrahl, so wird dei von der Oberfläche M zurückgestreute Empfangslicht-

strahl 25' in der in ausgezogenen Linien angedeuteten Weise zur Fläche 13a des Spiegelrades 13 gelangen. Es steht somit Licht zur Verfügung, welches in der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise zum fotoelektrischen Empfänger 19 gelangt.

Die Versetzung rf von Sende- und Empfangshohlspiegel 23a, 236 ist auch wichtig, wenn man mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen nahtlos aneinandersetzen 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 Sendehohlspiegels 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 M 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 Empfangshohlspiegel 236 trifft und von dort auf die Fläche 136 des Spiegelrades 13 gelenkt wird, auf die auch das Sendestrahlenbündel 17 aufgetroffen ist. Man erkennt also, daß selbst bei Verwendung eines divergierenden Abtaststrahlenganges aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung 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 jedem Fall und auch bei üblichen Metalloberflächen in Walzwerken allgemein vorhanden.

Besonders eignet sich die erfindungsgemäße Zeilentastvorrichtung 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 Fig. 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 Fotoempfänger !9 zurückgelenkt, wenn sich das Loch 27, wie das in Fig.2 angedeutet ist, ganz am Rande der Vorrichtung im Bereich einer der Wände 18,20 befindet. Ein Loch 27 in der Papierbahn M führt somit zu einem Heil-Signal an der Fotozelle 19. Eine dunkle Stelle auf der Papierbahn M würde demgegenüber zu einem Dunkelsignal führen. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es also. Löcher und Dunkelstellen auf Papierbahnen auf einfache Weise zu unterscheiden. Dabei ist es sogar noch möglich, zur Erfassung größerer Papierbahnbreiten mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen 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.

Die Größe der Verschiebung d ist zweckmäßig im wesentlichen so groß, daß die in sich zurückreflektierten Randstrahlen 17', 17" als Empfangsstrahlen 25a gerade auf einem Endbereich (in Umfangsrichtung 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Vereinigung von von einem linearen Abtastfeld ausgehendem Licht auf einem relativ kleinen Empfänger über eine den Abtastlichtfleck erzeugende optische Anordnung mit einer von einem Lichtbündel beaufschlagten Lichtablenkvorrichtung, einem sich in Abtastrichtung erstreckenden Hohlspiegel und einer sich parallel zum Abtastfeld in dessen Nähe erstreckenden Zylinderlinse, wobei Sende- und Empfangsstrahlenbündel durch Pupillenteilung getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlspiegel in einen Sende- und Empfangshohlspiegel (23a bzw. 23b) unterteilt ist und der Empfangshohlspiegel (23b) gegenüber dem Sendehohlspiegel (23a) in Richtung auf die Lichtablenkvorrichtung (13) um ein solches Stück versetzt ist, daß von den Lichtflecken (16'), die von den Randstrahlen (17') des Sendestrahlenbündels (17) erzeugt werden, noch ein wesentlicher Teil des zurückgeworfenen Lichtes auf die gleiche Fläche (13a, i3b)der Lichtablenkvorrichtung (13) fällt, von der das Sendestrahlenbündel (17) reflektiert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtablenkvorrichtung (13) etwas innerhalb der Brennweite des Sendehohlspiegels (23a) angeordnet ist, derart, daß aufgrund der divergenten Randstrahlen (17') der Abtastbereich etwas erweitert ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendehohlspiegel (23a,} wesentlich schmaler als der Empfangshohlspiegel (23b) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendehohlspiegel (23a) V₄ bis V₂, vorzugsweise V₃, der Breite des Empfangshohlspiegels (23b) hat.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Versetzung der beiden Hohlspiegel (23a, 23b) etwa 2 bis 10% vorzugsweise 5%, der Brennweite der Hohlspiegel beträgt.