DE2751757C3 - Fotoelektrische Einrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine fotoelektrische Einrichtung, insbesondere bei Waagen, mit einer parallele optische Strahlung aussendenden Strahlungsquelle, einem senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der optischen Strahlung und gegenüber einem Differential-Fotoempfänger beweglichen, eine Nullstellung festlegenden Element, mit dem der von der Strahlungsquelle zum Differential-Fotoempfänger gerichtete Strahlungsstrom beeinflußbar ist.

Es sind fotoelektrische Einrichtungen dieser Art bekannt (Siemens Technische Mitteilungen Halbleiter, Bestell-Nr. B 114/1062, »Neue fotoelektrische Bauelemente in Anwendungsschaltungen«, Seiten 11 und 12).

Bei der dort gezeigten Anordnung wird das Element zur Beeinflussung des Lichtstromes des parallelen Lichtes von einer Schlitz- oder Spaltblende gebildet. Bei einer solchen Anordnung ergeben sich für die Weg/Spannungskennlinie ganz typische und bestimmte Verhältnisse.

Des weiteren sind fotoelektrische Einrichtungen bekannt, bei denen Zylinderlinsen mit fotoelektrischen Wandlern als Baueinheit zusammengefaßt sind. Diese Baueinheit kann in bezug auf den Strahlengang einer Lichtquelle bewegt werden. Durch ein ebenfalls im Strahlengang angeordnetes Prisma verändert sich die Lage der von den Zylinderlinsen erzeugten Brennlinien, wenn sich die Baueinheit mit den Zylinderlinsen und den fotoelektrischen Wandlern dreht (US-PS 3486826). Diese Anordnung ist verhältnismäßig aufwendig.

Ferner ist eine fotoelektrische Anordnung zur Bestimmung der „relativen Lage zweier Teile aus der DE-AS 1273210 bekannt. Bei dieser Anordnung wird ein Lichtstrahl einer Lichtquelle mittels eines Spaltes bestimmt, und seine der Lage der Teile entsprechende Ausbreitung von zwei lichtempfindlichen Elementen erfaßt und deren Fotoströme in einer Fotozellbrücke auf Symmetrie untersucht.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die eingangs genannte fotoelektrische Einrichtung in bezug auf die

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bü Nullpunktindikation zu verbessern, um eine bessere, d. h. sicherere und schnellere Auswertung zu ermöglichen und den Wirkungsgrad zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Element als eine eine Brennlinie auf dem Differential-Fotoempfänger erzeugende Zylinderlinse ausgebildet ist.

Die Vorteile, die durch die Verwendung eines optisch abbildenden Elementes erzielt weiden, sind:

»Schärfere« Kanten des projizierten Lichtbandes, größere Steilheit der Weg/Spannungskennlinie im Nulldurchgang infolge der höheren Beleuchtungsstärke auf dem Differential-Fotoempfänger.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 2.

Anhand der Figuren sollen der Stand der Technik und die Erfindung noch daher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine als Nullindikator eingesetzte Lichtschranke gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine fotoelektrische Einrichtung mit Zylinderlinse mit sammelnder Wirkung,

Fig. 3 Weg/Spannungskennlinien, einmal nach dem Stand der Technik und einmal für die Einrichtung nach Fig. 2.

In der Fig. 1 trifft ein Bündel parallelen Lichtes 1, das von einer Lichtquelle - z. B. einer lichtemittierenden Diode (LHD) 2 - ausgesendet wird, auf eine quer zur Richtung des Lichtstromes bewegliche Schlitzoder Spaltblenden 3 bestimmter Spaltbreite a. Ein Teil des Lichtstromes kann durch den Spalt 3 hindurchtreten und fällt auf eine Differential-Fotodiode 4. Die Differential-Fotodiode 4 ist über Ausgänge 4' und 4" an einer Auswerteschaltung 5 angeschlossen. In dieser Auswerteschaltung 5 wird die Symmetrielage eines Teiles des Lichtbündels 1 zu der Differential-Fotodiode 4 ausgewertet. Die Einzelheiten der Auswerteschaltung 5 und der Differential-Fotodiode sind aus der eingangs genannten Druckschrift zu entnehmen. Bei genau symmetrischer Lage des Teiles des Lichtbündels 1 zu einem Trennsteg 4a in der Differential-Fotodiode 4 ist die Nullstellung erreicht

In der Fig. 2 ist eine Einrichtung dargestellt, bei der eine Zylinderlinse 6 den Lichtstrom 1 der Lichtquelle 2 beeinflußt. Durch die Zylinderlinse 6 wird eine Brennlinie erzeugt, die auf die Differential-Fotodiode 4 fällt. Durch die Konzentration des Lichtstromes 1 in einer Brennlinie wird in der Differential-Fotodiode 4 ein höherer Fotostrom hervorgerufen. Der Gewinn, der in bezug auf dieses Weg/Spannungsverhältnis erzielt wird, kann etwa mit dem Faktor 6 angegeben werden. Die höhere Steilheit im Nulldurchgang läßt eine wesentlich bessere Erkennung des Nullpunktes zu. Die Weg/Spannungskennlinie N_L , die sich bei der Verwendung einer Zylinderlinse 6 ergibt, ist in der Fig. 3 dargestellt. Die Gegenüberstellung der Weg/Spannungskennlinie N_s und N_L verdeutlicht das so erzielbare Verhältnis, das sich bei der Anordnung gemäß der Erfindung gegenüber der herkömmlichen Weise ergibt.

Es versteht sich, daß die Anordnung auch derart ausgeführt werden kann, daß sich nicht nur das optisch abbildende Element 6, sondern eine Einheit, bestehend aus Lichtquelle und optisch abbildendem Element 6, quer zur Richtung des Lichtstromes 1 bewegen läßt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Fotoelektrische Einrichtung, insbesondere bei Waagen, mit einer parallele optische Strahlung ^ aussendenden Strahlungsquelle, einem senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der optischen Strahlung und gegenüber einem Differential-Fotoempfänger beweglichen, eine Nullstellung festlegenden Element, mit dem der von der Strahlungsquelle zum iu Differential-Fotoempfänger gerichtete Strah-. lungsform beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (6) als eine eine Brennlinie auf dem Differential-Fotoempfänger (4) erzeugende Zylinderlinse ausgebildet ist. ιϊ

2. Fotoelektrische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne*, daß die Strahlungsquelle (2) und die Zylinderlinse (6) eine Baueinheit bilden, die gegenüber dem Differential-Fotoempfänger (4) beweglich ist. >o