DE2824311C2

DE2824311C2 - Justieranordnung zur Ausrichtung einer Gruppe zyklisch geschalteter Lichtsender oder Lichtempfänger

Info

Publication number: DE2824311C2
Application number: DE2824311A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Erdmann; Walter Von 7808 Waldkirch Stein
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1978-06-02
Filing date: 1978-06-02
Publication date: 1983-03-03
Also published as: FI791766A; DE2824311A1; US4291977A; FI67139B; EP0005854A1; FI67139C; EP0005854B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Justieranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Problematisch bei bekannten Lichtgittern (DE-AS 41 905), bei denen als Sender z. B. mehrere einzelne, nebeneinander angeordnete Gallium-Arsenid-Dioden verwendet werden, ist, daß die Lichtgitterstrahlung im Infraroten liegt und somit nicht mit bloßem Auge auf den Empfänger justiert werden kann. Der Empfänger kann wie bei dem Gitter nach der DE-AS 19 41 905 aus einem Lichtleitstab oder aus einem Hohlspiegel und einem in seinem Brennpunkt angeordneten photoelektrischen Wandler bestehen. Wichtig ist bei derartigen Lichtgittern, daß die beispielsweise lOGaAs-Dioden einwandfrei über den Hohlspiegel auf den photoelektri schen Wandler mit einer relativ kleinen Toleranz ausgerichtet werden, damit alle Strahlen genau an der Stelle des photoelektrischen Wandlers vereinigt werden,

s Durch zyklische Schaltung der GaAs-Dioden entsteht dann am Ausgang des einzigen photoelektrischen Wandlers ein Impulszug konstanter Frequenz,

Es ist bereits eine Zielvorrichtung für Reflexionsliehtschranken mit einer Lumineszenzdiode als Lichtsender to und einem photoelektrischen Wandler als Lichtempfänger bekannt (DE-OS 2 51 687), bei der am Lichtschrankengehäuse etwa parallel zur optischen Achse eine Visiereinrichtung vorliegt und eine beim Auftreffen des Lichtstrahls auf den Reflektor aufleuchtende Kontrolllampe vorgesehen ist Die Kontrollampe wird dabei von jem elektrischen Signal ausgelöst, das am Lichtempfänger entsteht, wenn der Lichtsender richtig zum Reflektor ausgerichtet ist Wird bei einem Lichtgitter mit zyklisch geschalteten Lichtsendern oder Lichtempfängern eine derartige Zielvorrichtung jedoch angewandt so spricht sie auch dann an, wenn nur ein einziger Lichtsender bzw. Lichtempfänger der Gruppe mit dem einzigen Lichtempfänger bzw. Lichtsender ausgerichtet sein würde.

Es ist auch schon ein Lichtschutzgitter mit mehreren Lichtquellen bekannt (DE-AS 22 15 136), welche im unsichtbaren Spektralbereich arbeiten. An den beiden Enden des Lichtschutzgitters sind zur Justierung zwei Strahlungsquellen angeordnet die im sichtbaren Spek tralbereich arbeiten und ein Lichtbündel zu dem gegenüber aufgestellten Retroreflektor aussenden. Durch Verschiebung der Lichtquellen relativ zum Retroreflektor so lange, bis auf dem Retroreflektor durch die im sichtbaren Spektralbereich arbeitenden Strahlungsquellen Lichtflecke erzeugt werden, kann eine Justierung des Lichtschutzgitters erfolgen. Abgesehen davon, daß bei diesem Lichtschutzgitter zur Justierung eine Empfangsfläche in Form eines Retroreflektors vorhanden sein muß, läßt sich eine Justierung in sehr hellen Räumen praktisch nich; durchführen, weil dann die von den im sichtbaren Spektralbereich arbeitenden Strahlungsquellen erzeugten Lichtflecke schlecht zu erkennen sind.

Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, eine

Justieranordnung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit der eine einwandfreie Ausrichtung aller Sender bzw. Empfänger der Gruppe mit dem einzigen Lichtempfänger bzw. -sender auf einfache Weise und ohne zu langes Suchen möglich ist Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Patentanspruchs 1 vorgesehen. Aufgrund dieser Anordnung wird auch schon bei nicht vollständiger Ausrichtung zwischen der Gruppe und dem einzigen Lichtempfänger bzw. Lichtsender ein sehr auffälliges Blinksignal abgegeben, welches die Annäherung an die richtige Position signalisiert Indem nun die Gruppe in der Weise weiter verschoben wird, daß das Blinksignal in ein stetiges Leuchtsignal übergeht, erfoigt die endgültige vollständige Justierung, Gerade bei einer Anordnung, bei der eine Verschiebung einer Gruppe von Lichtsendern bzw. -empfängern zweidimensional erfolgen muß, ist die Erzeugung eines Annäherungssignals vor dem eigentlichen Justiersignal von besonderer Bedeutung, um innerhalb einer akzeptablen Zeit die Justierung auszuführen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet. Die Anordnung nach Anspruch 4 hat den Vorteil, daß durch das

Aufleuchten der Justierlampen unmittelbar neben dem zugeordneten Lichtempfänger bzw, -sender eine Beleuchtung des betreffenden Elementes nachgebildet wird, was den Justiervorgang weiter vereinfacht.

Die erRndungsgemäße Justieranordnung ist hauptsächlich für solche Lichtgitter bestimmt, die mit unsichtbarem Licht arbeiten. Die Anwendung der Justieranordnung ist nicht an einen mit einem photoelektrischen Wandler zusammenarbeitenden Hohlspiegel gebunden. Als Lichtempfänger können auch übereinander angeordnete einzelne Kollimatoren, die entweder jeweils mit einem photoelektrischen Wandler versehen sind oder mit Lichtleitfasern gemeinsam auf einen photoelektrischen Wandler gekuppelt sind, benutzt werden. Die Optik von Sender und Empfänger läßt sich auch vertauschen. Licht kann z. B. von einer im Brennpunkt des Hohlspiegels angeordneten Lichtquelle ausgesandt werden, während die einzelnen in einer Linie angeordneten Empfangskollimatoren im gebündelten Strahlengang aus dem vom Hohlspiegel abgegebenen Bündel empfangen und auf jeweils einen photoelektrischen Wandler konzentrieren. Indem die photoelektrischen Wandler nacheinander eingeschaltet werden, kann ebenfalls ein kontinuierlicher Impulszug konstanter Frequenz erzielt werden.

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

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines aus lOGaAs-Dioden bestehenden Senders und eines aus einem Hohlspiegel und einem fotoelektrischen Wandler bestehenden Empfängers, wobei die elektronische Auswerteschaltung in einem Blockschaltbild wiedergegeben ist,

F i g. 2 die optische Anordnung nach F i g. 1 in einer durch Höhenversatz dejustierten Form,

F i g. 3 die optische Anordnung nach F i g. 1 in einer durch eine Schieflage dejustierten Form,

F i g. 4 eine Draufsicht der optischen Anordnung nach F i g. 1 zur Veranschaulichung einer Veränderung des Gesichtsfeld*»,

Fig.5 ein zeitliches Empfangsdiagramm mit den beiden vorgesehenen Verstärker-Schaltschwellen und

Fig.6 eine Vorderansicht einer Gruppe von Lichtsendern mit den beiden Justierlampen.

Nach F i g. 1 sind auf einer Linie nebeneinander 10 Lichtsefider in Form von GaAs-Dioden 0 bis 9 angeordnet, welche ihr Licht durch den zu überwachenden Raum 23 hindurch zu einem Hohlspiegel 24 richten, in dessen Brennpunkt hinter einer Spaltblende 25 ein einziger Lichternpfängei bzw. photoelektrischer Wand- so ler 18 angeordnet ist.

Durch einen Ringzähler mit Taktgenerator 11 werden die GaAs-Dioden Ö bis 9 zyklisch zur Abgabe von Lichtblitzen erregt Am Ausgang des fotoelektrischen Wandlers 18 entsteht somit ein elektrisches Impulsrech- ss tecksignal vorbestimmter Frequenz.

Beim Eingriff in den Überwachungsraum 23 fallen ein oder mehrere Impulse am Ausgang des fotoelektrischen Wandlers 18 aus. Der Impulszug wird über einen Verstärker 16 mit einer ersten niedrigen Schaltschwelle an einen Ausgang 26 gegeben, an den eine bekannte Überwachungselektronik angeschlossen werden kann, die beim Ausfall eines oder mehrerer Impulse ein Warnsignal abgibt.

Zum Zwecke der justierung ist das Ausgangssignal des Verstärkers 16 außerdem an die einen Eingänge von zwei UND-Gattern K- bzw. 15 angelegt, die eine Koinzidenzschaltung bilden, und deren anderen Eingängen vom Ringzähler 11 her von den Empfängern 0 und B abgeleitete Eingangssignale zugeführt werden. Statt von den Sendern 0 und 9 könnten auch von anderen der zehn Sender Signale den betreffenden Eingängen der Gatter 14,15 zugeführt werden.

Im Beispiel werden jedoch die Signale der beiden äußersten Empfänger 0 und 9 angelegt

Die Ausgänge der UND-Gatter 14, 15 sind über normalerweise geschlossene, gesteuerte Schalter 21,22 an Justierlampen 19,20 angelegt

Zusammen mit dem Aufleuchten der Lichtsender 0 und 9 werden an den jeweiligen Eingängen der UND-Gatter 14 bzw. 15 Eingangssignale vorliegen. Sind die Lichtsender 0 und 9 nicht richtig zum Fotowandler 18 ausgerichtet so erhalten die beiden anderen Eingänge der Gatter 14, 15 kein Signal und die Justierlampen 19,20 leuchten nicht auf. Entsteht jedoch am Fotowandler 18 beim Aufleuchten eines oder beider Sender 0 und 9 ein Signal, so erscheinen an beiden Eingängen der Gatter 14, 15 Eingangssignale, und das dadurch gebildete Ausgangssignal &x Gatters bringt die betreffende Justierlampe 19 oder 20 zum Aufleuchten.

In F i g. 2 ist gezeigt wie durch einen Höhenversatz zwischen Sender I und dem Empfänger II das Licht des Senden. 0 nicht zum Empfangswandler 18 gelangt Durch Verschiebung des Empfängers II um den Betrag Ah nach oben kann die Fehljustierung beseitigt werden. Beim Beginn dieser Verschiebung leuchtet die Justierlampe 19 noch nicht auf. Sobald sie Licht abgibt ist dies ein Zeichen für die richtige Justierung.

F i g. 3 zeigt wie durch eine Kippung des Empfängers II relativ zum Sender I um den Winkel <x das Licht des Senders 0 am Empfänger II vorbeigehen kann. In diesem Fall leuchtet die Justierlampe 19 ebenfalls nicht auf, und nur die Justierlampe 20 wird mit einem Ausgangssignal vom Gatter 15 beaufschlagt Durch Kippen um den Winkel« kann auch die Justierlampe 19 zum Leuchten gebracht werden, was wieder ein Zeichen für die richtige Justierung ist.

In Fig.4 ist gezeigt, wie der der Apertur γ2 des Empfängers entsprechende Streukegel das Auffinden der exakten Ausrichtung bzw. Justierung erleichtert, da über einen Verstärker mit relativ niedriger Ansprechschwelle bereits durch das Streulicht eine ungefähre Ausrichtung angezeigt werden kann, so daß das Einjustieren entsprechend dem der Apertur γ 1 entsprechenden helleren Kernkegei gezielt und schnell erfolgen kann.

Schließlich ist in F i g. 1 noch ein zweiter Verstärker 17 mit einer durch ein Potentiometer 27 regelbaren Ansprechschwelle V2 gezeigt. Der Verstärker gibt eb Ausgangssignal erst bei einem viel stärkeren Empfangssignat ain Empfangswandler 18 ab als der Verstärker 16, welcher eine niedrigere Ansprechschwelle Vl befitzt. In Fig.5 sind diese beiden Ansprechschwellen Vl und V2 wiedergegeben.

Der Verstärker 17 ist über eine Schaltstufe 13 und einen Oszillator Ώ mit einer Frequenz von 3 bis 5 Hz an zwei Blinkschalter 21 bzw. 22 angeschlossen, die in den Weg von den Gattern 14,15 zu den Justierlampen 19,20 eingeschaltet sind.

Die Schaltstufe 13 ist so eingerichtet, daß, sofern aus dem durch die Lichtsender 0 bis 9 hervorgerufenen Impulszug ein eirsiger Impuls am Ausgang des Verstärkers 17 fehlt, der Oszillator 12 eingeschaltet wird und über die Schalter 21, 22 das Signal zu den Justierlampen 19,20 periodisch unterbricht. Es entsteht

also ein Blinksignal, sofern die Justierung der Sender 0 bzw. 9 schon so weit fortgeschritten ist, daß beide Sender am Ausgang des Verstärkers 16 ein Signal hervorrufen. Dies ist im Diagramm der F i g. 5 durch das in ausgezogenen Linien wiedergegebene Empfangssignal 16' angedeutet, welches zwar bei jedem Impuls die niedrigere Schwelle Vl des Verstärkers 16 überschreitet, während jedoch die Impulse 0; 5 die höhere Schaltschwelle V2 nicht überschreiten können.

Erst durch noch bessere Ausrichtung zwischen dem Sender I und dem Empfänger II wird das Signal am Wandler 18 so stark, daß es die in gestrichelten Linien in F i g. 5 angedeutete Form 17' annimmt. Jetzt überschrei-

ten sämtliche Impulse auch die Schaltschwelle V2, so daß das Blinken der Lampen 19, 20 aufhört und ihr stetiges Leuchten die optimale Justierung anzeigt. Die doppelstufige Justierung mit den Verstärkern 16,17 ist für ein sichereres Arbeiten des Gerätes von Nutzen, denn aufgrund der besseren Justierung kann ein höherer Verschmutzungsgrad der Optik hingenommen werden.

F i g. 6 zeigt eine besonders zweckmäßige Anordnung der Justierlampen 19, 20 unmittelbar neben den zugeordneten Lichtsendern 0 bzw. 9.

Falls erwünscht, könnten auch noch weiteren Lichtsendern bzw. Einzelempfängern Justierlampen zugeordnet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche!

1, Justieranordnung zur Ausrichtung einer Gruppe zyklisch geschalteter Lichtsender oder Lichtempfänger mit einem einzigen Lichtempfänger bzw, Lichtsender, mit dem die Gruppe ein Lichtgjtter bildet, wobei die Signale des einzigen Lichtempfängers bzw, -senders und die Sende- bzw. Empfangssignale aller Elemente der Gruppe einer Koinzidenzschaltung zugeführt sind, weiche den einzigen Lichtempfänger bzw. Lichtsender in jedem Zeitpunkt dem gerade eingeschalteten Lichtsender oder Lichtempfänger der Gruppe zuordnet, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Elementen in der Gruppe (0 bis 9) je eine der Koinzidenzschaltung (14, 15) nachgeschaltete Justierlampe (19,20) zugeordnet ist, daß das Signal des einzigen Lichtempfängers bzw. -senders (18) über einen Verstärker (16) mit einer ersten Schaltschwelle (Vi) an die Koinzidenzschaltung (14, 15) und außerdem an einen zweiten Verstärker (17) mit einer zweiten, höheren Schaltschwclle (V2) angelegt ist, und daß der Ausgang des zweiten Verstärkers über eine Schaltstufe (13) sowie einen Oszillator (12) mit je zwischen dem Ausgang der Koinzidenzschaltung und den Justierlampen (19, 20) liegenden Schaltern (21; 22) derart verbunden ist, daß die Justierlampen (19, 20) bei Oberschreiten lediglich der ersten Schaltschwelle (Vi) von einem Blinksignal, hingegen bei Überschreiten auch der zweiten Schaltschwelle (V2) von einem Dauersignal beaufschlagt sind.
2. Justieranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- bzw. Empfangssignale der beiden Elemente (z. B. 0; 9) der Gruppen je einem zusammen die Koinzidenzschaltung bildenden UND-Gatter (14, 15) zugeführt sind, an dessen anderem Eingang die Signale des einzigen Lichtempfängers bzw. -senders (18) anstehen.
3. Justieranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die zyklisch geschalteten Lichtsender oder Lichtempfänger auf einer Linie liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale de? ersten und letzten Elements (0; 9) an der Koinzidenzschaltung (14,15) anliegen.
4. Justieranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Justierlampen (19, 20) unmittelbar neben dem zugeordneten Lichtempfänger bzw. -sender (Oj 9) angeordnet sind.