DE2559881C3

DE2559881C3 - Optical device with light beam moved back and forth like a curtain

Info

Publication number: DE2559881C3
Application number: DE19752559881
Authority: DE
Inventors: Erwin 8021 Icking Sick
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1975-11-12
Filing date: 1975-11-12
Publication date: 1981-05-14
Also published as: DE2559881B1

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung mit vorhangartig hin- und herbewegtem Lichtstrahl, der vom Abtastobjekt durchgelassen oder reflektiert wird und in einen in Abtastrichtung verlaufenden Lichtleitstab gelangt, der auf der der Einfallsmantellinie gegenüberliegenden Seite zick-zack-förmig aneinandergereihte, unter mindestens dem Totalreflexionswinkel ablenkende Spiegelflächen aufweist, nach Patent 25 08 366.The invention relates to an optical device with a light beam moved back and forth like a curtain, the is transmitted or reflected by the scanning object and into a light guide rod extending in the scanning direction arrives, which is lined up in a zigzag shape on the side opposite the incidence surface line, has at least the total reflection angle deflecting mirror surfaces, according to patent 25 08 366.

Eine optische Vorrichtung mit einem Lichtleitstab, der auf seiner der Lichteinfalbseite diametral gegenüberliegenden Mantelfläche eine im Vergleich zum Stabquerschnitt schmale Spiegelanordnung von auf einer achsparallelen Geraden liegenden, gleichen Einzelspiegeln trägt, welche unter einem solchen Winkel zur Stabachse angeordnet sind, daß senkrecht zur Stabachse auftreffendc Lichtstrahlen unter einem unterhalb des Totalreflexionsgrenzwinkels liegenden Winkel zur Stabachse reflektiert werden, ist erstmals in den Ansprüchen 23 bis 25 des Patentes 25 08 366 unter Schutz gestellt worden. Der Vorteil dieser insbesondere bei einem runden Lichtleitstab zweckmäßigen Maßnahmen ist der, daß das in den Lichtleitstab eintretende Licht fast vollständig zu dem an einer Stirnseite vorgesehenen Photoempfänger geleitet wird.An optical device with a light guide rod, which is diametrically opposed to the light one side Outer surface a narrow mirror arrangement in comparison to the rod cross-section from on an axially parallel straight line, carries the same individual mirrors, which under such Angle to the rod axis are arranged that perpendicular to the rod axis impinging light rays under a angle below the total reflection critical angle to the rod axis is reflected for the first time in the claims 23 to 25 of the patent 25 08 366 have been placed under protection. The advantage of this in particular In the case of a round light guide rod, the most appropriate measures are that that which enters the light guide rod Light is guided almost completely to the photoreceiver provided on one end face.

Aufgrund der exakt spiegelnden Reflexion an den einzelnen Spiegelflächen kommen am Photoempfänger jedoch relativ scharf gebündelte Lichtstrahlen an, welche aufgrund der Abtastbewegung des Abtastlichtstrahles am Photoempfänger ständig ihre Lage verändern, so daß ein stark bewegtes Lichtmuster entsteht. Ein von diesen Lichtmusterschwankungen unabhängiges elektrisches Ausgangssignal kann daher nur erhalten werden, wenn ein Photoempfänger verwendet wird, dessen Empfindlichkeit über die gesamte Fläche konstant ist. Derartige Photoempfänger sind jedoch sehr aufwendig in der Herstellung. Hinzu kommt, daß zur Kleinhaltung der durch die Stufenspiegelanordnung bedingten Störung in dem Lichtleitvermögen des Lichtleitstabes im Zusammenhang mit dieser Stufenspiegelanordnung bevorzugt runde Lichtleitstäbe relativ großen Durchmessers verwendet werden. Der Photoempfänger an der Stirnseite muß dementsprechend großflächig sein. Großflächige Photomultiplier sind aber ebenfalls sehr teuer.Due to the exactly specular reflection on the individual mirror surfaces, the photo receiver however, relatively sharply bundled light rays, which due to the scanning movement of the scanning light beam constantly change their position on the photoreceiver, so that a strongly moving light pattern is created. An electrical output signal that is independent of these light pattern fluctuations can therefore only if a photoreceiver is used, its sensitivity over the entire area can be obtained is constant. Such photoreceivers are very expensive to manufacture. In addition, that to keep the disturbance caused by the stepped mirror arrangement in the light conductivity of the small Light guide rod in connection with this stepped mirror arrangement preferably round light guide rods relative large diameter can be used. The photo receiver on the front side must accordingly be large. Large-area photomultipliers are also very expensive.

Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, eine optische Vorrichtung der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, daß für den Empfang des aus der Stirnseite des Lichtleitstabes austretenden Meßlichtes auch ein kleinflächiger Photoempfänger mit ungleicherThe aim of the invention is therefore to provide an optical device of the type mentioned at the beginning to be improved so that for the reception of the measuring light emerging from the end face of the light guide rod also a small area photo receiver with unequal

ίο Empfindlichkeitsverteilung über seine Fläche verwendet werden kann.ίο Sensitivity distribution used over its area can be.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß an wenigstens ein Ende des Lichtleitstabes eine Ulbricht'sche Kugel angeschlossen ist und diese an einer anderen Stelle mit dem zum Photoempfänger führenden Ausgang versehen ist. Durch die Ulbricht'sche Kugel wird das von dem stark bewegten Lichtmuster an der Stirnseite des Lichtleitstabes kommende Licht so vergleichmäßigt, daß der Photoempfänger von einem weitgehend gleichmäßigen Lichtstrom beaufschlagt wird. Da das gestreute Licht alle Flächenbereiche der Ulbricht'schen Kugel gleichmäßig ausleuchtet, kann der Photoempfänger ohne Beeinträchtigung der Meßgenauigkeit so kleinflächig ausgebildet werden, wie das zur Erzeugung eines ausgeprägten elektrischen Signals noch hinnehmbar ist. Es ist auf jeden Fall nicht erforderlich, die Größe des Photoempfängers der Flächengröße der Stirnfläche des Lichtleitstabes anzupassen. To solve this problem, the invention provides that at least one end of the light guide rod Integrating sphere is connected and this at a different point with the one leading to the photoreceiver Output is provided. Through the integrating sphere, this is reflected in the strongly moving light pattern on the Front side of the light guide rod so evened out incoming light that the photoreceiver of a largely uniform luminous flux is applied. Since the scattered light covers all areas of the The photoreceiver can evenly illuminate the integrating sphere without impairing the measurement accuracy be made as small as that used to generate a pronounced electrical signal is still acceptable. In any case, it is not necessary to change the size of the photoreceiver Adjust the area size of the end face of the light guide rod.

Eine besonders gute Lichtvergleichmäßigung wird erzielt, wenn der direkte Lichtweg vom Lichteingang zum Lichtausgang durch eine Blende unterbrochen ist. Weiter sollen die Lichteintritts- und -austrittsöffnung der Ulbricht'schen Kugel vorzugsweise im rechten Winkel zueinander stehen.A particularly good light uniformity is achieved if the direct light path from the light entrance to the light exit is interrupted by a screen. The light entry and exit openings should also be used of the integrating sphere are preferably at right angles to one another.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigenThe invention is described below, for example, with reference to the drawing; in this show

Fig. la, Ib und Ic eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zeilentastvorrichtung, wobei die drei Figuren an den Stellen A und ßaneinandergesetzt zu denken sind,Fig. La, Ib and Ic a schematic view of a preferred embodiment of the line scanning device according to the invention, the three figures at the points A and ß to think of one another,

Fig. Id eine Ansicht in Richtung des Pfeiles D in ■ F i g. 1 a undFig. Id a view in the direction of the arrow D in ■ F i g. 1 a and

F i g. 2 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht nach Linie H-II in Fig. Ic.F i g. FIG. 2 shows a schematic, partially sectioned view along line H-II in FIG. Ic.

Nach F i g. 1 a und 1 d tritt der Lichtstrahl eines Lasers 11 durch eine Zylinderlinse 22 mit einer Brennweite von z. B. 50 mm und eine dazu gekreuzt angeordnete weitere Zylinderlinse 32 mit einer Brennweite von z. B.According to FIG. 1 a and 1 d, the light beam of a laser 11 passes through a cylindrical lens 22 with a focal length of z. B. 50 mm and a crossed arranged further cylindrical lens 32 with a focal length of z. B.

so 5 mm in das erfindungsgemäß vorgesehene Zylinderlinsenraster 21 ein, welches in einem etwas geringeren Abstand vom Objektiv 12 als dessen Brennweite / angeordnet ist. Das Raster kann im Sinne des Doppelpfeils P verschiebbar sein, so daß es auch im Brennpunkt oder in definiertem Abstand von diesem liegen kann.so 5 mm into the cylinder lens grid 21 provided according to the invention, which is arranged at a somewhat smaller distance from the lens 12 than its focal length /. The grid can be displaceable in the sense of the double arrow P so that it can also lie in the focal point or at a defined distance from it.

Nach Fig. Ib befindet sich hinter dem Objektiv 12 ein die Lichtablenkvorrichtung bildendes Spiegelrad 13, welches in Fig. la, Ib ebenfalls angedeutet ist, um die erfindungswesentliche Lage seiner Achse in bezug auf die Achsen der Zylinderlinsen 22, 32 zu definieren. Die Achse des Spiegelrades 13 ist etwas gekippt, damit das reflektierte Licht auf einen länglichen Planspiegel 14 fallen kann, welcher neben der Lichtsende-Anordnung ί aufgestellt ist und sich senkrecht zur Zeichenebene über die gesamte Breite der Vorrichtung (entsprechend der Breite der Materialbahn bzw. dem Abtastbereich des Spiegelrades) erstreckt. Aus Gründen einer gedrängtenAccording to Fig. Ib is behind the lens 12 is a the light deflection device forming mirror wheel 13, which is also indicated in Fig. La, Ib to the to define the position of its axis, which is essential to the invention, in relation to the axes of the cylinder lenses 22, 32. the The axis of the mirror wheel 13 is tilted slightly so that the reflected light hits an elongated plane mirror 14 can fall, which is set up next to the light transmitter arrangement ί and perpendicular to the plane of the drawing the entire width of the device (corresponding to the width of the material web or the scanning area of the Mirror wheel) extends. For the sake of a crowded

zeichnerischen Darstellung ist die JCippung des Spiegelrades 13 in F i g. Ib stark übertrieben dargestellt.graphic representation is the tilting of the mirror wheel 13 in FIG. Ib strongly exaggerated.

Das von dem streifenförmigen Planspiegel 14 reflektierte Licht gelangt auf einen weiteren streifenförmigen Planspiegel 14' am anderen Ende der Vorrichtung und von dort durch Reflexion schräg nach unten (eine Reflexion schräg nach oben wäre ebensogut möglich) zu einem Kugel- oder Zylinderspiegel 14" mit in der Zeichenebene liegender Achse, dessen Brennpunkt bi.-w. Brennlinie sich auf der beleuchteten Oberfläche des Spiegelrades 13 befindet Das Objektiv 12 und der Zylinderspiegel 14" konzentrieren das Licht zusammen mit einer unmittelbar vor der Materialbahn M(F i g. Ic) angeordneten Zylinderlinse 15, deren Achse senkrecht auf der Zeichenebene steht und deren Brennlinie sich auf der Oberfläche der Materialbahn M befindet auf eine Stelle 16. Ein exakter Lichtfleck würde nur vorliegen, wenn das Zylinderlinsenraster 21 genau im Abstand der Brennweite / vom Objektiv 12 (gestrichelte Darstellung in Fig. Id) angeordnet wäre, was durchaus möglich ist Durch eine definierte Verschiebung vom Brennpunkt gemäß F i g. Id entsteht ein Lichtstrich in Richtung des Pfeiles P auf der Materialbahn, was durch den strichpunktiert dargestellten Strahlengang angedeutet ist. Der Lichtfleck 16 bzw. der Lichtstrich bewegt sich bei Drehung des Spiegelrades 13 in Fig. Ic senkrecht zur Zeichenebene auf der Materialbahn M hin und her. Die Materialbahn M bewegt sich ihrerseits in Richtung des Pfeiles P, d. h. senkrecht zur Abtastrichtung, welche in F i g. 2 durch einen Doppelpfeil s angedeutet ist.The light reflected by the strip-shaped plane mirror 14 arrives at a further strip-shaped plane mirror 14 'at the other end of the device and from there by reflection obliquely downwards (a reflection obliquely upwards would be just as possible) to a spherical or cylinder mirror 14 "in the The axis lying on the drawing plane whose focal point is on the illuminated surface of the mirror wheel 13. The objective 12 and the cylinder mirror 14 ″ concentrate the light together with a cylinder lens 15 arranged directly in front of the material web M ( FIG. 1c) , whose axis is perpendicular to the plane of the drawing and whose focal line is on the surface of the material web M at a point 16. An exact light spot would only be present if the cylindrical lens grid 21 is exactly at the distance of the focal length / from the objective 12 (dashed illustration in Fig. Id) would be arranged, which is entirely possible by a defined shift from the focal point point according to Fig. Id creates a line of light in the direction of arrow P on the material web, which is indicated by the beam path shown in dash-dotted lines. The light spot 16 and the line of light moves upon rotation of the mirror wheel 13 in Fig. Ic perpendicular to the plane of the material web M and fro. The material web M in turn moves in the direction of the arrow P, ie perpendicular to the scanning direction, which is shown in FIG. 2 is indicated by a double arrow s.

Vorzugsweise unter dem Reflexionswinkel zum Eintrittslichtstrahl ist eine Licht-Empfangsanordnung 17 in der Nähe der Materialbahn M vorgesehen, welche aus einer sich parallel zur Zylinderlinse 15 erstreckenden weiteren geteilten Zylinderlinse 28 und einem Lichtleitstab 18 besteht, dessen Achse ebenfalls parallel zu den Achsen der Zylinderlinsen 15, 23 verläuft. Die Brennweite der Zylinderlinse 28 ist unter Berücksichtigung der Brechkraft des Lichtleitstabs 18 so gewählt, daß das Lichtbündel gemäß Fig. Ib auf einer der Lichteintrittsseite diametral gegenüberliegenden Mantelseite angeordneten Stufenspiegelanordhung 20 konzentriert wird, deren Aufbau im einzelnen aus F i g. 2 ersichtlich ist A light receiving arrangement 17 is provided in the vicinity of the material web M , preferably at the angle of reflection to the incident light beam, which consists of a further divided cylinder lens 28 extending parallel to the cylinder lens 15 and a light guide rod 18, the axis of which is also parallel to the axes of the cylinder lenses 15, 23 runs. The focal length of the cylinder lens 28 is selected taking into account the refractive power of the light guide rod 18 so that the light beam according to FIG. 2 can be seen

Die Stufenspiegelanordnung besteht aus einzelnen Planspiegeln 29, welche entweder gemäß der linken Hälfte der Fig.2 zu einer Sägezahnanordnung oder gemäß der rechten Hälfte der F i g. 2 zu einer Dachanordnung zusammengesetzt sind. In jedem Fall sind die Winkel der Planspiegel 29 relativ zur Achse des Lichtleitstabes 18 so zu wählen, daß an ihnen reflektiertes Licht unter dem Winkel der Totalrefiexion auf die gegenüberliegende Wand des Lichtleitstabs 18 auftreffen, so daß die in F i g. 2 gestrichelt wiedergegebenen Strahlenverläufe erzielt werden.The stepped mirror arrangement consists of individual plane mirrors 29, which either according to the left Half of FIG. 2 to a sawtooth arrangement or according to the right half of FIG. 2 to one Roof arrangement are assembled. In any case, the angles of the plane mirror 29 are relative to the axis of the To choose light guide rod 18 so that light reflected on them at the angle of total reflection impinge on the opposite wall of the light guide rod 18, so that the in F i g. 2 shown in dashed lines Ray courses can be achieved.

Am in Fig.2 rechten Ende des Lichtleitstabes befindet sich eine Verspiegelung 27, während an der linken Stirnseite eine Ulbricht'sche Kugel 26 vorgesehen ist, an deren Innenwand das eintretende Licht in der to gestrichelt angedeuteten Weise gestreut wird. Unter einem rechten Winkel zur Lichteintrittsseite 30 ist in einer z. B. quadratischen Öffnung 31 die lichtempfindliche Oberfläche eines Photoempfängers 19 angeordnet. Zwischen Lichteingang 30 und Lichtausgang 31 befindet b5 sich eine Blende 25, die den direkten Lichtübergang vom Eingang zum Ausgang verhindert.On the right in Figure 2 the end of the light guide rod is a mirror coating 27, while an Ulbricht sphere 26 is provided at the left end side, the entering light is scattered in the dashed line to indicated manner on the inner wall. At a right angle to the light entry side 30 is in a z. B. square opening 31, the photosensitive surface of a photoreceiver 19 is arranged. Between light input 30 and light output 31 there is a diaphragm 25, which prevents the direct passage of light from the input to the output.

Nach den F i g. 1 c und 2 ist zwischen der Materialbahn bund der Zylinderlinse 28 ein weiteres Zylinderlinsenraster 23 angeordnet dessen einzelne negative Zylinderlinsen 24 mit ihren Achsen senkrecht zur Achse des Lichtleitstabs 18 stehen.According to the F i g. 1 c and 2, a further cylinder lens grid 23 is arranged between the material web collar of the cylinder lens 28, the individual negative cylinder lenses 24 of which are perpendicular to the axis of the light guide rod 18 with their axes.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Zeilenabtastvorrichtung ist wie folgt:The mode of operation of the line scanning device according to the invention is as follows:

Ohne das Zylinderlinsenraster 21 nach Fig. la, Id würde der Strahlengang des Lasers 11 das Objektiv 12 und die gerade reflektierende Fläche des Spiegelrades 13 in Richtung der Spiegelradachse nicht gleichmäßig ausleuchten. Das Strahlenbündel würde beispielsweise so verlaufen, wie das in den Fig. la und Ib in gestrichelten Linien dargestellt ist Insbesondere bei weitgehend spiegelnder Reflexion an der Materialbahn M wird ein recht schmales Lichtbündel auf die Stufenspiegelanordnung 20 auffallen, so daß das innerhalb des Stabes totalreflektierte Licht zwei- oder mehrfach auf die Spiegelanordnung 20 fällt was unerwünscht ist.Without the cylindrical lens grid 21 according to FIGS. 1 a, 1d, the beam path of the laser 11 would not illuminate the objective 12 and the straight reflecting surface of the mirror wheel 13 in the direction of the mirror wheel axis. The beam would, for example, extend as shown in Figs. Ia and Ib is shown in broken lines Especially in the case largely specular reflection on the material web M is a quite narrow light beam is incident on the stepped mirror arrangement 20 so that the totally reflected within the rod light two - Or falls repeatedly on the mirror arrangement 20, which is undesirable.

Aufgrund der Anordnung des Zylinderlinsenrasters 21 wird jedoch der aufgefächerte Strahlengang erzielt, der in ausgezogenen Linien in F i g. 1 wiedergegeben ist Wie sich insbesondere aus Fi g. Ic ergibt, fällt aufgrund dieser Ausbildung das Licht auf die Stufenspiegelanordnung 20 unter sehr verschiedenen Winkeln relativ zur Tangente an den Stab 18 am Orte der Stufenspiegelanordnung 20, so daß reflektiertes und totalreflektiertes Licht weitgehend nicht mehr auf die Stufenspiegelanordnung 20 zurückgelangt und so durch mehrfache Totalreflexion zum Stabende gelangt, wo die Messung (oder Reflexion) erfolgt.Due to the arrangement of the cylindrical lens grid 21, however, the fanned out beam path is achieved, that in solid lines in FIG. 1 is reproduced As can be seen in particular from Fi g. Ic results, falls due this training the light on the stepped mirror assembly 20 at very different angles relative to Tangent to the rod 18 at the location of the stepped mirror arrangement 20, so that reflected and totally reflected Light largely no longer returned to the stepped mirror arrangement 20 and so through multiple Total reflection reaches the end of the rod, where the measurement (or reflection) takes place.

Die Wirkung des weiteren Zylinderlinsenrasters 23 ergibt sich besonders anschaulich aus F i g. 2. Während ohne dieses zusätzliche Zylinderlinsenraster 23 im wesentlichen der vom Lichtfleck 16 nach oben ausgehende gestrichelt dargestellte Lichtstrahl mit der Breite a vorliegen würde, fächert das Zylinderlinsenraster 23 das Lichtbündel derart auf, daß es z. B. mit der Breite b auf die Stufenspiegelanordnung 20 auffällt. Die Breite b ist so gewählt, daß auf jeden Fall zwei oder vorzugsweise noch mehr Planspiegel 29 gleichzeitig von dem Bündel beaufschlagt werden. Auf diese Weise wird der Einfluß der Grundfrequenz des Spiegelrasters bei der Abtastung weitgehend ausgeschaltet.The effect of the further cylindrical lens grid 23 results particularly clearly from FIG. 2. While without this additional cylindrical lens grid 23 essentially the light beam with the width a going out from the light spot 16 upwards would be present, the cylindrical lens grid 23 fans out the light beam in such a way that it z. B. with the width b on the stepped mirror arrangement 20 is noticeable. The width b is chosen so that in any case two or preferably even more plane mirrors 29 are acted upon by the bundle at the same time. In this way, the influence of the fundamental frequency of the mirror raster is largely eliminated during the scanning.

Die durch die unregelmäßigen Reflexionen innerhalb des Lichtleitstabes 18 bedingten Unregelmäßigkeiten an den Stirnseiten des Lichtleitstabes 18 werden durch die Anordnung der Ulbricht'schen Kugel 26 ausgeschaltet, welche das aus der Stirnseite des Lichtleitstabs 18 austretende Licht an jedem Auftreffpunkt in alle Richtungen streut, so daß bis zum Erreichen des Photoempfängers 19 eine weitgehende Homogenisierung erzielt ist.The irregularities caused by the irregular reflections within the light guide rod 18 the end faces of the light guide rod 18 are switched off by the arrangement of the integrating sphere 26, which the emerging from the end face of the light guide rod 18 light at each point of impact in all Directions scatters, so that until reaching the photoreceiver 19 there is extensive homogenization is achieved.

Die Erfindung führt demnach nicht nur zu einer sehr erheblichen Lichtausbeute, sondern vermeidet auch gleichzeitig die nachteiligen Einflüsse von Inhomogenitäten. Als besonders vorteilhaft ist herauszustellen, daß durch eine geringe Verschiebung des Zylinderlinsenrasters 21 in Richtung des Objektivs 12 aus dem Brennpunkt heraus auf der Materialbahn M ein Lichtstrich in Bewegungsrichtung P erhalten wird, welcher sich zu einer empfindlichen Wiedergabe von Längskratzern im am Ausgang des Photoempfängers 19 erhaltenen elektrischen Signal eignet.Accordingly, the invention not only leads to a very considerable light yield, but at the same time also avoids the disadvantageous effects of inhomogeneities. It is particularly advantageous that a slight shift of the cylindrical lens grid 21 in the direction of the objective 12 out of the focal point on the material web M results in a line of light in the direction of movement P , which results in a sensitive reproduction of longitudinal scratches in the output of the photoreceiver 19 electrical signal.

Eine vereinfachte Ausführungsform kann bei noch ausreichender Empfindlichkeit auch ohne das Linsenraster arbeiten, wobei dann jedoch die gekreuzten Zylinderlinsen 22,32 von besonderer Bedeutung sind.If the sensitivity is still sufficient, a simplified embodiment can also be carried out without the lenticular lens work, but then the crossed cylinder lenses 22,32 are of particular importance.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Optical device with light beam moved back and forth like a curtain, emitted by the object being scanned is transmitted or reflected and reaches a light guide rod running in the scanning direction, the one lined up in a zigzag shape on the side opposite the incidence surface line, has at least the total reflection angle deflecting mirror surfaces, according to patent 25 08 366, characterized in that at least one end of the light guide rod (18) has a Integrating sphere (26) is connected and this at a different point with the photo receiver (19) leading output is provided

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the direct light path from the light input to the light exit is interrupted by a screen (25).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the light inlet and outlet opening of the integrating sphere are at right angles to each other.