DE29813109U1

DE29813109U1 - Optical lighting device for producing a narrow and long light band

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Publication number: DE29813109U1
Application number: DE29813109U
Authority: DE
Original assignee: LIEBERWIRTH PETER CLAUS DIPL I
Current assignee: LIEBERWIRTH PETER CLAUS DIPL I
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2008-07-24

Description

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Description

Optische Beleuchtungsvorrichtung zur Erzeugung eines schmalen, und: langen"LiehtbandesOptical illumination device for generating a narrow, and: long"light band

Die Erfindung detrifft eine Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung eines schmalen und langen Liehtbandes. Dieses Lichtband soll in einer vorgegebenen Entfernung einen Gegenstand beleuchten,der sich in einem etwas abgedunkelten Raum befindet, zum Beispiel in einer Vermessungskammer oder einer Lackieroder Waschanlage .Dabei erfolgt durch weitere optische Mittel, zum Beispiel eine CCD-Kamera,eine Bildauswertung .Das Lichtband kann man als Lichtzaun auffassen ,in den der Gegenstand hineinfährt .Es kann in drei Dimensionen eingesetzt werden und einen Gegenstand abtasten ,womit andere Aggregate gesteuert werden können .In das Lichtband soll dabei möglichst ein großer Anteil des von einem Leuchtkörper ausgesendeten Lichtstromes fließen .The invention relates to a lighting device for generating a narrow and long light band. This light band is intended to illuminate an object at a given distance that is located in a slightly darkened room, for example in a measuring chamber or a painting or washing system. In this case, an image evaluation is carried out using additional optical means, for example a CCD camera. The light band can be viewed as a light fence into which the object moves. It can be used in three dimensions and can scan an object, which can be used to control other units. As large a proportion as possible of the luminous flux emitted by a light source should flow into the light band.

Bei einer üblichen Einrichtung wird ein schmales Lichtband durch einen Laserkollimator erzeugt.Der Laserstrahl trifft dabei auf einen Schwingspiegel .Eine solche dynamische Einrichtung als Lichtzaun ist nicht nur sehr aufwendig,sondern es gehen auch Gefahren für das Bedienpersonal aus,besonders bei Selbstbedienungsanlagen für den unerfahrenen Bediener.In a typical device, a narrow band of light is generated by a laser collimator. The laser beam hits an oscillating mirror. Such a dynamic device as a light fence is not only very complex, but also poses a risk to the operating personnel, especially in the case of self-service systems for inexperienced operators.

Es sind ferner Fahrzeugscheinwerfer bekannt ,die naturgemäß ein relativ schmales Lichtband erzeugen .Dabei bilden die optischen Elemente zumeist eine Abschatterblende auf der Fahrbahn ab .Eine Bildauswertung ist jedoch mit diesen Mitteln nicht zu erzielen ,da eine völlig andere Charakteristik bei der Ausleuchtung von Verkehrsflächen vorliegt.There are also known vehicle headlights that naturally produce a relatively narrow band of light. The optical elements usually form a shading screen on the road. However, an image analysis cannot be achieved with these means, since a completely different characteristic is present when illuminating traffic areas.

Letztlich werden zur Erzielung eines Liehtbandes Spaltprojektoren eingesetzt.Ein enger Spalt wird als Gegenstand über ein Kondensorsystem ausgeleuchtet und durch eine Objektivlinse in einer bestimmten Entfernung abgebildet . Die Lichtausbeute ist hierbei allerdings äußerst gering.Ultimately, slit projectors are used to create a light band. A narrow slit is illuminated as an object via a condenser system and imaged by an objective lens at a certain distance. However, the light output is extremely low.

Aufgabe der Erfindung ist es,eine Beleuchtungsvorrichtung mit herkömmlichen Leuchtkörpern zu bestücken,von der keine Gefahren für das Bedienpersonal ausgeht und die mit einfacheren Mitteln ein gute Lichtausbeute erreichtThe object of the invention is to equip a lighting device with conventional light sources, which poses no danger to the operating personnel and which achieves a good light output with simpler means

Damit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch kostengünstig hergestellt werden.This means that the device according to the invention can also be manufactured cost-effectively.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,daß ein schmales und langes Lichtband durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erzeugt wird .In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Beleuchtungsstärke gesteigert werden , wenn mehrere Linsen nebeneinander in Form einer Linsenkette angeordnet werden und hinter jeder Linse ein gesonderter Leuchtkörper vorhanden ist .Dias Bild der einzelnen Leuchtkörper wird durch jede der vorgesetzten Linsen und äbeP eine-.faeifcere Linse des Systems übereinander als ein Lichtband abgebildet.This object is achieved according to the invention in that a narrow and long light band is produced by the characterizing features of claim 1. In a further embodiment of the invention, the illuminance can be increased if several lenses are arranged next to one another in the form of a lens chain and a separate luminous element is present behind each lens. The image of the individual luminous elements is projected one above the other as a light band by each of the lenses placed in front and by a single lens of the system.

Die Abbildungsqualität des Lichtbandes kann durch Linsenflächen von asphärischer Form noch gesteigert werden .Im Prinzip kann für einige Anwendungsfälle die Aufgabe der zweiten Linse des Systems ,der Zylinderlinse ,auch ein Prismenstab erfüllen , dessen Keilwinkel so bemessen ist ,daß eine Lichbündelung in bestimmter Entfernung erreicht wird. Diese Lösung kann insbesonders beim Einsatz monochromatischer Lichtquellen ,zum Beispiel im langwelligen Bereich , von Vorteil sein .The image quality of the light band can be further increased by lens surfaces of aspherical shape. In principle, for some applications, the task of the second lens of the system, the cylindrical lens, can also be fulfilled by a prism rod, the wedge angle of which is dimensioned such that light is concentrated at a certain distance. This solution can be particularly advantageous when using monochromatic light sources, for example in the long-wave range.

Ausführungsbeispiele sind in den Figuren 1 bis 3 dargestellt.Embodiments are shown in Figures 1 to 3.

Dabei zeigenShow

Fig. 1 eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem LeuchtkörperFig. 1 a lighting device with a luminous body

und einer Einzelanordnung einer Linsenkombination , Fig. 2 eine Beleuchtungsvorrichtung mit mehreren Leuchtkörpernand a single arrangement of a lens combination, Fig. 2 a lighting device with several luminous elements

und mehreren torischen Linsen und einer Zylinderlinse Fig. 3 eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem Prismenstaband several toric lenses and a cylindrical lens Fig. 3 a lighting device with a prism rod

In den Figuren wird dargestellt,wie jeweils vor einer torischen Linse 2 ein Leuchtkörper 1 angeordnet ist .Durch die torische Linse 2 eine erste Lichtverteilung die brechende Wirkung der beiden Krümmungen dergestalt,daß der größere Radius eine breite Ausdehnung der Lichtstrahlen über einen großen Winkelbereich ergibt und der kleine Linsenradius eine Bündelung des Lichtes in ein annähernd paralleles Lichband bewirkt . Dieses breitgezogene Lichtbündel fällt auf die Zylinderlins 3 und wird dadurch ein zweites Mal in Richtung der Höhe des schmalen Lichtbandes gebrochen und erzeugt eine linienförmige Bündelung in einer vorgegebenen Entfernung von der BeleuchtungsvorrichtungThe figures show how a light body 1 is arranged in front of a toric lens 2. The toric lens 2 produces a first light distribution, the refractive effect of the two curves in such a way that the larger radius results in a broad expansion of the light rays over a large angular range and the small lens radius causes the light to be bundled into an approximately parallel light band. This broad light beam falls on the cylindrical lens 3 and is thereby refracted a second time in the direction of the height of the narrow light band, creating a linear bundle at a predetermined distance from the lighting device.

In Fig. 3 ist dargestellt,wie auch ein Prismenstab 5 angeordnet sein kann ,der die ähnliche brechende Wirkung auf das Strahlenbündel wie die Zylinderlinse 3 haben kannFig. 3 shows how a prism rod 5 can be arranged, which can have a similar refractive effect on the beam as the cylindrical lens 3

Claims

Protection claims

1. Optical lighting device for generating a narrow and long light band, consisting of a housing and at least one lighting unit of high luminance and an optical imaging system consisting of at least two components, characterized in that

that a luminous element (1) is located in or near the shorter focal line of a preferably toric lens (2) and after this at least one further lens, preferably a cylindrical lens (3) is arranged.

2. Device according to claim 1.
characterized,

that two or more toric lenses (2) are combined to form a lens chain (4) parallel to the light band to be imaged and that a luminous element (1) is located behind each toric lens (2) and at least one cylindrical lens (3) is arranged in front of the toric lenses.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that

that the toric lens (2) and/or the cylindrical lens (3) has a surface of aspherical shape.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that

that the cylindrical lens (3) is simplified as a wedge prism (5).